混合式涂料及相关的施加方法技术

包括有机硅烷组分、金属醇盐组分和表面活性剂组分的混合物的混合式涂料。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 本申请是分案申请，原申请的申请日为2009年11月5日、申请号为 200980155795. 0(PCT/US2009/063401)、专利技术名称为""。
本专利申请涉及混合式耐磨涂料（hybrid abrasion resistant coatings)、用于 制造混合式耐磨涂料的方法以及用于处理和弥补遭受磨损的表面的相关方法。
技术介绍
磨损对机械构件和暴露表面的影响普遍存在于各种应用中。对于透明构件和需要 透明性的表面而言，磨损的影响尤其普遍。例如，飞行器的窗户在飞行中和在地面上都容易 遭受磨损。 因而，科学家和工程师继续寻找抵抗磨损影响的涂料，从而通过延长在连续的更 换/修复操作之间的时间间隔，减少与维护相关的时间和花费。此外，科学家和工程师继续 寻找可用来修复刮擦的和磨损的基底（substrate)的涂料，从而通过促进基底的修复-- 否则其将需要更换，来减少维护费用。环境友好的涂料将是特别吸引人的。
技术实现思路
-方面，公开的混合式涂料可包括有机硅烷组分、金属醇盐组分和表面活性剂组 分的混合物。更具体的方面，混合物可基本上不含大于大约11 μm的微粒。 另一方面，公开的混合式涂料可包括（3-环氧丙氧丙基）三甲氧基硅烷、仲丁醇铝 和表面活性剂组分的混合物，其中混合物基本上不含大于大约11 μm的微粒。 另一方面，公开的用于制造混合式涂料的方法可包括下述步骤：使有机硅烷、金属 醇盐和表面活性剂组合以形成混合物；加热混合物；并在加热步骤后过滤混合物。 另一方面，公开的用于涂覆基底的方法可包括下述步骤：清洁基底表面；用氧等 离子体处理表面；将粘合增进剂施加到表面；将混合式涂料施加到表面，所述混合式涂料 包括有机硅烷组分、金属醇盐组分和表面活性剂组分；和固化混合式涂料。 根据下面的说明书、附图和所附的权利要求书，公开的混合式涂料和相关的施加 方法的其它方面将变得明显。 附图简述 图1是图解了施加公开的混合式涂料的一个示例性方法的流程图； 图2是在未处理的基底（"裸露的亚克力（裸露的丙烯酸树脂，Bare Acrylic) ")、 用现有技术涂料（"聚硅氧烷"）处理的基底和用一方面公开的混合式涂料（"混合式涂 料"）处理的基底上经过100个周期的Taber磨损后获得的雾度百分比的图形说明； 图3是裸露的亚克力基底和用公开的混合式涂料涂覆的亚克力基底的雾度百分 比对Taber磨损周期数的图形说明； 图4是用公开的混合式涂料弥补的磨损亚克力基底的雾度百分比对Taber磨损周 期数的图形说明； 图5是用公开的混合式涂料涂覆、遭受磨损、用公开的混合式涂料弥补、接着再遭 受磨损的亚克力基底的雾度百分比对Taber磨损周期数的图解说明； 图6是用现有技术涂料涂覆、遭受磨损、用公开的混合式涂料弥补、接着再遭受磨 损的亚克力基底的雾度百分比对Taber磨损周期数的图形说明； 图7是开始用双层涂料（即，现有技术涂料的第一层和公开的混合式涂料的面漆） 涂覆、遭受磨损、用公开的混合式涂料弥补，接着再遭受磨损的亚克力基底的雾度百分比对 Taber磨损周期数的图形说明；和 图8是图解了用于制造公开的混合式涂料的一种示例性方法的流程图。 专利技术详述 一方面，公开的混合式涂料可包括有机硅烷组分、金属醇盐组分和表面活性剂组 分。例如，可以加入水以调节混合物的固体含量和/或粘度。例如，具有各种功能的附加组 分，诸如染料、光清除剂、流变改性剂和抗微生物剂，可加入到公开的混合式涂料中，而没有 偏尚本公开的范围。 有机硅烷组分可以是公开的混合式涂料的有机部分。在一个示例性方面，有机硅 烷组分可以是（3-环氧丙氧丙基）三甲氧基硅烷。但是，可用作有机硅烷组分的化合物的 可选例子包括3-环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷、对-氨基苯基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、 n_ (2_氛乙基）_3_氛丙基二甲氧基硅烷、3_氛丙基二乙氧基硅烷、3_氛丙基二甲氧基硅烷、 3_环氧丙氧丙基二异丙基乙氧基硅烷、（3-环氧丙氧丙基）甲基二乙氧基硅烷、3-巯基丙基 三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲 基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、η-苯基氨基丙基 三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和原 硅酸四乙酯，及其组合。本领域技术人员将明白其他化合物可用作公开的混合式涂料的有 机硅烷组分，而没有偏离本公开的范围。 金属醇盐组分可以是公开的混合式涂料的无机部分。在一个示例性方面，金属醇 盐组分可以是烷醇铝，例如仲丁醇铝、正丁醇铝和叔丁醇铝。在第二示例性方面，金属醇盐 组分可以是烷醇铈，例如异丙醇铈IV，甲氧基乙醇铈IV和2, 4-乙酰丙酮铈III。本领域技 术人员将明白其他金属醇盐可用作公开的混合式涂料的金属醇盐组分，而没有偏离本公开 的范围。 因此，公开的混合式涂料可以是包括有机组分和无机组分二者的混合式材料。 不限制于任何具体的理论，公开的混合式涂料的表面活性剂组分可通过减小 涂料的表面张力改进涂料的湿粘合（wet adhesion)。在一个示例性方面，表面活性剂 组分可以是液体、非离子表面活性剂，例如直链伯脂肪烷氧基化醇（primary aliphatic alkoxylated alcohol)。此类表面活性剂的具体例子是可以从法国的Rhodia Operations of Aubervilliers 获得的ANTAROX'； BL-240(CAS#68603-25-8)。但是，本领域的技术 人员将明白其它表面活性剂可用作公开的混合式涂料的表面活性剂组分，而没有偏离本公 开的范围。 可选择有机硅烷、金属醇盐和表面活性剂组分的相对量，以优化公开的混合式涂 料的耐磨性、透明度、表面润湿、可固化性或其他物理性质。在一个示例性方面，在公开的涂 料中，金属醇盐和有机硅烷组分可以以大约2:1 (2摩尔的金属醇盐组分对1摩尔的有机硅 烷组分）的摩尔比存在，且表面活性剂组分可以以相对于金属醇盐组分75:1的摩尔比（75 摩尔的金属醇盐组分对1摩尔的表面活性剂组分）存在。但是，本领域技术人员将明白所 述的量（或摩尔比）可根据成分、被优化的物理性质或使用者的具体需求而改变。 一方面，通过在混合容器中组合适量的有机硅烷、金属醇盐和表面活性剂组分以 及任选的足够量的水制备公开的混合式涂料。加热组合物，同时连续地搅拌，直到溶液变得 透明（澄清）。将透明的溶液冷却至室温（例如，大约25°C)，然后过滤。在一个具体的方 面，可进行过滤步骤以去除大于大约10 μπι的颗粒。例如，可使用具有制造商规定的11 μπι 颗粒保留级别的Whatman#l定性滤纸。 对此，本领域的技术人员将明白所得到的透明、冷却的过滤液体可以是溶胶凝胶。 实施例1 (混合式涂料） 通过在耐热容器中组合11. 7毫升的仲丁醇中的75 %的仲丁醇铝、15. 1毫升的 (3-环氧丙氧丙基）三甲氧基硅烷、0· 5毫升10wt%的ANTAROX'K BL-240和22. 7毫升 去离子水，制备混合式涂料。加热混合物至90°C的温度同时搅拌。继续搅拌额外的120分 钟或直到混合物透明。然后，将混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
混合式涂料，其包括有机硅烷组分、金属醇盐组分和表面活性剂组分的混合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：K·L·拉森史密斯，K·Y·布罗豪维克，J·E·西波尔，V·S·桑达拉姆，M·R·赛克斯，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US