CN102439102A - 防腐蚀和低摩擦涂料 - Google Patents

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Abstract

防腐蚀涂料包含悬浮于聚合树脂的缓蚀无机组分或无机和有机缓蚀组分的组合。耐腐蚀组合物包含悬浮于聚合树脂剩余部分的无机组分盐和作为缓蚀剂的碱性聚(3-铵基丙基烷氧基硅氧烷)羧酸盐(PCAS)。所述涂料可施用于金属零件但不限于飞机紧固件，例如飞机紧固零件，包括螺母和螺栓、螺钉、铆钉以及套筒系统。

Description

防腐蚀和低摩擦涂料
相关专利申请的交叉引用
本申请基于并要求于2009年3月13日申请的美国临时专利申请号61/160,176的优先权，该专利申请通过引用以其整体结合到本文中。
背景领域
本发明涉及保护涂料及其涂覆的紧固件和其它表面，例如能够保护组装到一起的两种不同金属的一种或两种免受腐蚀或磨损(例如结构腐蚀或磨损)的此类涂料和紧固件，包括例如含有颜料例如金属颜料的此类涂料及其涂覆的紧固件以及其它构件。
涂料适用于许多不同金属和金属组合。它们特别适用于钛涂料。具体应用涉及通常用于飞机等铝结构的钛紧固件。它们可用于保护飞机钛紧固件和铝结构的一种或两种。
相关技术
通常做法是用高强度的钛或钛合金紧固件来组装铝结构或铝合金结构，例如飞机的铝结构或铝合金结构。已熟知由于存在于此类组件中的电化学偶联效应，电化作用往往导致铝元件或钛元件或两者的不合乎需要的腐蚀。已知在潮湿条件下铝与钛接触后易于受到电化诱导的腐蚀侵蚀。此外，这些结构的腐蚀敏感性随经常遇到的盐性或酸性恶劣环境而增加。当紧固件为例如通常用于航空业的过盈配合型时，该问题由于以下事实而进一步复杂化：紧固件上的涂层必须足够坚韧且粘附以经受压配运行(force fitting operation)。此类涂层还必须保持紧公差。
迄今已提出了大量减少或消除此类电化腐蚀的权宜之计，其中包括：用镉或铝镀敷紧固件；用钢紧固件代替钛紧固件；用有机涂料或无机涂料涂覆紧固件；在安装期间使用湿底漆(wet primer)或弹性体密封剂，用涂料例如铬酸锌型涂料涂覆紧固件或结构外部。发现一些化学试剂可作为有效的缓蚀剂，包括一些金属的磷酸盐、钼酸盐和硅酸盐例如硅酸钠以及锌盐包括钼酸锌、磷酸锌以及氧化锌。据认为此类材料通过多种机制防止腐蚀，例如在金属基材上形成非导电分子层，降低涂层的渗透性，在金属基材上形成耐化学化合物，或使涂料疏水以例如防止含水腐蚀材料接触到基材。
迄今所用的若干类型的涂料和缓蚀剂存在例如不能给予完全保护、韧度或粘性不足以及过于昂贵的问题。甚至那些最广泛用于航空业的涂料和缓蚀剂即镉镀层、有机涂料和无机涂料以及密封剂也不完全令人满意。有机型涂料和无机型涂料通常作为针对盐、湿气等钝化的物理屏障起作用而不提供实质的腐蚀保护。尽管镉镀敷紧固件和湿式安装方式在抑制铝结构腐蚀方面相当成功，但其具有其它不合乎需要的局限性，例如对与镉直接接触的钛和高强度钢的脆化作用。湿式安装强加不合需要的昂贵组件成本且导致生产适应性问题等。
铬酸盐已广泛用作缓蚀涂料例如涂料、密封剂和填缝胶中的缓蚀剂。航空航天工业常用的缓蚀剂包括六价铬的碱土金属盐和锌盐，其还可增强缓蚀组合物的粘合性能。含有铬酸锶的涂料中的化学缓蚀作用的一般理论是：在水存在下，在伽伐尼电位不同的两种材料之间，铬酸盐发生氧化反应。该反应通常将导致与紧固件(例如由耐腐蚀合金例如钛制成)接触的铝表面的氧化物层的积累。该氧化物层被动地抵御相互作用的材料之间的电化腐蚀的扩散。然而，此类铬酸盐可认为是有毒的，且在缓蚀涂料中持续使用铬酸盐可对健康和环境造成危害。
用于航空航天工业的机械锁紧内螺纹紧固件的以表面破坏形式的磨损(galling)也是常见的问题。此种磨损通常出现在滑动实心零件，其肉眼可见，通常为局部、糙化并在原表面上方产生凸出，且通常包括塑流或材料转移或两者。
概述
简而言之且大体上讲，本发明提供施用于飞机紧固件和其它构件及表面的不含铬酸盐的耐腐蚀涂料，但认为其与可比的含铬酸盐涂料同样有效防止腐蚀。
因此，本发明的一方面提供用含有耐腐蚀组合物的涂料涂覆的零件，所述组合物包含大约4至8％重量的由选自锌和钙的阳离子以及选自硅酸根、磷酸根、碳酸根和氧化物(oxide)的阴离子组成的无机组分盐、大约2至15％重量的缓蚀剂聚(3-铵基丙基烷氧基硅氧烷)羧酸盐(PCAS)以及大约10至40％重量的剩余部分，其中所述盐和PCAS悬浮于剩余部分。在一个实例中，剩余部分包含树脂例如酚醛热固性树脂，然而例如其它类似的聚合树脂例如基于水的聚合树脂可适用。剩余部分可另外包含颜料例如二硫化钼、铝、聚丙烯或其组合。剩余部分还可包含聚四氟乙烯。通过如下方法产生用于施用的一个实例中的耐腐蚀组合物：将其溶于挥发性溶剂载体，给予混合物液体稠性但在施用后提供快速干燥，以产生所需涂料。例如，载体溶剂可为大约40至90％重量。随后组合物可用于涂覆构件和其它表面。一旦溶剂载体蒸发或以其它方式不再存在，涂料的成分以其各自相对浓度存在。因此，用组合物涂覆的构件或其它表面具有不含挥发性溶剂的涂料组合物，其组分以其各自相对浓度存在。
在另一实例中，零件可用含有耐腐蚀组合物的涂料涂覆，所述组合物基本上包含：大约4至8％重量的由选自锌和钙的阳离子以及选自硅酸根、磷酸根、碳酸根和氧化物的阴离子组成的无机组分盐、大约2至15％重量的缓蚀剂PCAS以及大约10至40％重量的剩余部分，其中所述盐和PCAS悬浮于剩余部分，且全部均溶于或分散于大约40至90％重量的溶剂。在一个实例中，剩余部分包含树脂例如酚醛热固性树脂，然而可用其它聚合树脂或此类和其它树脂的混合物。此外，例如其它树脂例如基于水的聚合树脂可适用。剩余部分可另外包含颜料例如二硫化钼、铝、聚丙烯或其组合。剩余部分还可包含四氟乙烯。在一个实例中，通过以下方法产生用于施用的耐腐蚀组合物：将其溶于挥发性溶剂载体，给予混合物液体稠性但在施用后提供快速干燥，以产生所需涂料。在又一实例中，PCAS存在量可为大约2-10％重量，在另一实例中大约3-5％重量且可大约4％重量。随后组合物可用于涂覆构件和其它表面。
在本文任何一个实例中，PCAS中的烷氧基可为甲氧基或乙氧基。此外，羧酸可为庚酸、十八酸、十二酸或苯甲酸。在一个实例中，PCAS为聚(3-铵基丙基烷氧基硅氧烷)十二酸盐。可选择烷氧基和羧酸使得联合所述盐和剩余部分以及适宜溶剂，用涂覆飞机紧固件和其它构件领域的技术人员公知方法，通过喷涂、浸渍、刷涂可将组合物施用到构件或表面，以产生缓蚀涂层。
将碱性PCAS用作涂料组合物中的缓蚀剂产生钝化耐腐蚀性能，据认为其满足所有先前涂料组合物的要求。此外，依据在用本发明组合物涂覆的紧固件上进行的试验，PCAS的加入增强涂料组合物的摩擦特性，且本发明涂料组合物的使用总体上显著减少磨损。此外，将碱性PCAS与无机盐组分例如磷酸锌一起用作涂料组合物中的缓蚀剂例如将产生作为紧固件和铝部件接合处活性屏障的金属氢氧化物层例如氢氧化锌。已发现碱性PCAS的有机分子通过分子中活性胺导致的表面结合使自身与紧固件定位。这样，已发现分子的疏水碳骨架使自身定位于偏离紧固件的金属表面，使得当紧固件置于铝构架时，该定位联合氢氧化锌单元的形成起作用并形成抵御水分子渗透的疏水层，从而减弱电化腐蚀作用。
用本发明的涂料组合物涂覆的飞机零件具有良好的润滑性和相对低的摩擦，使得涂料组合物特别适用于过盈配合紧固件、螺纹系统及其它类型的紧固件系统。涂料此外还特别适合施用于金属例如紧固零件，例如螺母和螺栓、螺钉、铆钉以及套筒系统(sleevedsystem)。涂料还预期用于涂覆其它类型的零件，例如青铜或不锈钢衬套、不锈钢销、垫圈或易受磨损、卡紧或磨耗问题影响的零件。
根据以下作为实例说明本发明特征的详述和附图，本发明的这些和其它方面以及优点将显而易见。
附图简述
图1是用本发明的保护涂料涂覆的紧固件的等轴视图。
图2是沿着图1线2-2得到的剖视图。
图3是用本发明的保护涂料涂覆的自锁螺母组装的螺栓的侧视图。
图4是沿着图3线4-4得到的剖视图。
图5是用于转矩/拉伸试验的用自锁螺母组装的螺栓和工件组件的透视截面图。
详述
用耐腐蚀材料例如镉或铝镀敷紧固件，用包含作为缓蚀剂的磷酸盐、钼酸盐、硅酸盐和铬酸盐的有机或无机涂料涂覆紧固件可减弱电化作用导致的飞机中紧固件组件的腐蚀，但这通常未能提供完全保护、足够的韧度和粘性。尽管铬酸盐已用作缓蚀涂料中缓蚀剂的行业标准，但此类铬酸盐可为毒性的，且最好是停止使用基于铬酸盐的缓蚀涂料。
如附图所说明的，紧固件上可包含防腐蚀涂层。例如，防腐蚀涂层可用通常用于飞机机架的紧固件类型例如典型的例如具有耐腐蚀材料的外部涂料的铆钉类型来实现。参考图1和图2，紧固件包含体部10和头部11，均为实心金属，其可为上文提到的类型，且铆钉的整个表面由本发明提供的保护耐腐蚀涂层12涂覆。铆钉通常为过盈型，使得在体部在涂层12外表面的直径稍大于将铆钉加压例如通过按压或捶打进入到的薄板或其它结构材料的孔的直径。将铆钉加压进入孔对涂层产生大的摩擦应力。耐腐蚀涂料还可提供润滑效果，以消除磨蚀应力。
在另一实例中，防腐蚀涂料可用通常用于飞机机架的紧固件类型来实现，例如典型的例如具有耐腐蚀材料的外部涂层24的联合使用的螺纹螺母20和螺纹螺栓22，然而耐腐蚀材料的涂层可提供用于其它类似飞机紧固零件，例如螺钉、套筒系统或铆钉。参考图3和图4，螺栓包含体部26和头部28，均为实心金属，其可为上述提到的类型，且螺栓和螺母的整个表面用本文所述的保护耐腐蚀涂料涂覆。耐腐蚀涂料还可提供润滑效果，以降低螺母和螺栓各自螺纹之间的磨损作用。
涂料混合物，例如本文所述的那些可用于涂覆此类紧固件的涂料混合物包括耐腐蚀组合物，所述组合物基本上包含大约4至8％重量的无机组分盐、大约2至15％重量作为缓蚀剂的碱性聚(3-铵基丙基烷氧基硅氧烷)羧酸盐。在其它实例中，PCAS存在的量可为大约2-10％重量，在另一实例中，大约3-5％重量且可为4％重量。在PCAS的实例中，烷氧基可为甲氧基或乙氧基，羧酸可为庚酸、十八酸、十二酸或苯甲酸。在一个实例中，PCAS为以本文所述浓度存在的聚(3-铵基丙基烷氧基硅氧烷)十二酸盐。无机盐组分由选自锌和钙的阳离子以及选自硅酸根、磷酸根、碳酸根和氧化物的阴离子组成。这些组分悬浮于构成耐腐蚀组合物剩余部分(其还可包含其它成分)的酚醛热固性树脂。例如剩余部分可另外包含颜料例如二硫化钼、铝、聚丙烯或其组合。剩余部分存在量大约为10至40％重量。通常将耐腐蚀组合物溶于或分散于大约40至90％重量的挥发性溶剂载体，给予混合物液体稠性但在施用后提供快速干燥。
如同许多紧固件的情况，无机组分应具有10微米或更小的粒度，其中必须将涂料厚度控制在小于0.0001英寸。应当依据标准研磨技术将颜料研磨入涂料。
在每一上述实施方案中，将缓蚀组分悬浮于酚醛热固性树脂，其溶于挥发性溶剂载体，给予混合物液体稠性但在施用后提供快速干燥。应当依据标准的涂料混合技术，将混合物混合充分且均一。溶剂可为低分子量烷醇例如甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇或类似溶剂例如甲基乙基酮或在挥发性溶剂范围内的石油馏出物例如二甲苯或甲苯，或两种或两种以上这些溶剂的混合物。对于许多应用，涂料中还可包含聚四氟乙烯。
缓蚀组分与树脂和溶剂混合物的比率可大约为6至23％重量。当使用聚四氟乙烯时，其可为树脂和溶剂混合物的大约1至10％重量。所用溶剂载体的量应当足以提供所需流动程度，这在某种程度上取决于其是否通过喷涂、浸渍或刷涂等施用。
施用涂料的优选方式为通过喷涂，然而可使用浸渍或刷涂代替。由于载体溶剂的挥发性，其快速干燥并固化。在施用到紧固件后，烘焙涂料。已发现涂料施用到紧固件时，紧固件上固化涂层的厚度可保持在介于0.0002和0.0005英寸之间。厚度控制是重要且所需的，特别对于用来确保合适螺纹配合的螺纹紧固件和对于飞机质量的过盈或非过盈型紧固件。过盈配合紧固件通常如下制造：使其直径稍大于通过结构部件(其待固定到该结构部件)的孔的直径。加压使该紧固零件通过用于紧固零件的孔通常导致紧固零件的涂覆表面的磨损，且可损伤加压紧固零件所通过的孔表面和周围工件结构。已发现依据这些发明施用的耐腐蚀涂料有时能够润滑紧固零件以避免涂层降解并协助保持涂层粘附到紧固零件。
在表面上干燥的涂层可在诸如紧固件元件例如螺母和/或螺栓、铆钉等的金属表面上，或在其它金属构件或结构的金属表面上。经干燥的涂料或经干燥的薄膜在干膜中的PCAS比率可为5至30％重量。在另一实例中，其存在量介于10和20％之间且在另一实例中为16％重量。涂料可具有大约15至30％重量的无机组分盐，其余为剩余部分。例如剩余部分可占涂料的约55至80％重量。剩余部分可由本文所述组分的任何组合组成。
实施例
腐蚀试验结果
具有各种缓蚀剂(1-铬酸锶、2-BTTSA+BTTSA胺+盐混合物、聚(3-铵基丙基烷氧基硅氧烷)羧酸盐(PCAS)+盐混合物)的三种防腐蚀涂料用来涂覆钛紧固件，其插在铝合金块以形成组件。将每一组件暴露于中性盐雾试验(5％氯化钠溶液)500小时。依据ASTMB117标准在95°华氏温度下于盐喷雾室中将5％氯化钠溶液喷在各组件上。在暴露500小时后，分开各组件，检查与紧固件接触的铝表面的腐蚀侵蚀(凹坑)。结果示于下表1。
表1
新防腐蚀碱性聚(3-铵基丙基烷氧基硅氧烷)羧酸盐缓蚀剂的加入允许保持与先前不含铬酸盐涂料等效的耐腐蚀性能的能力。
转矩/拉伸试验结果
在紧固件工业中，转矩/拉伸试验通常用于评估螺纹紧固件组件的摩擦性能。可用于此试验的装置如图5所述。
在用自锁螺母组装的螺栓上测量锁紧转矩(Locking Torque)和摩擦系数。该试验包括在测力传感器(load cell)(32)(其能测量组件的张力)中安装螺栓，且将一装置用于在螺母上施加旋转，其能测量转矩。使用该装置，测量反转矩，随后在测力传感器(load cell)上接触螺母，反转矩的最大值称作锁紧转矩。
当螺母与组件接触时，施加定向安装转矩并记录螺栓的张力。由此，这两项测量结果得以确定螺母和螺栓之间的摩擦系数。
已测试含有各种缓蚀剂的涂料，结果如下表2所示：
表2
Figure BPA00001463370100101
当施用到螺母和螺栓上时，已发现由包含缓蚀剂PCAS的本发明涂料组合物组成的新防腐蚀涂料比先前涂料制剂在锁紧转矩方面显示更好的耐磨性。可看出，当用于构件时以及当用于相互接触的相邻表面例如螺母和螺栓上时，施用PCAS降低摩擦系数。对于相互相对运动的零件例如螺母和螺栓，动摩擦系数降低。羧酸链有助于降低表面间的摩擦系数。摩擦系数的降低有助于减少磨损。
应当理解的是，由于已发现用于本发明防腐蚀涂料组合物的碱性PCAS有机分子通过分子中活性胺导致的表面结合将自身相对紧固件定位，使得分子的疏水碳骨架将自身定位于远离紧固件的金属表面，所以包含缓蚀剂PCAS的本发明防腐蚀涂料组合物不仅提供对腐蚀的传统钝化屏障以抵抗相互作用材料之间电化腐蚀的扩散，还提供在紧固件和铝部件接合处的活性屏障。当紧固件置于铝构架中时，该定位联合氢氧化锌单元的形成起作用并形成抵御水分子渗透的疏水层，从而减少电化腐蚀作用。此外，碱性PCAS使得几乎没有或没有与树脂(例如酚醛树脂)的反应，且碱性PCAS的使用促进该产品的稳定性和贮存期。
尽管本文所述的涂料特别提到用作紧固件的涂料，但涂料不限于紧固件而通常可施用于需要腐蚀保护和润滑的其它表面，例如由合金钢制成的高温工具钢或其它零件。同样，施用与通常用于紧固件的涂层一样薄的涂层是不一定必要的，且更厚的涂层可用于其它应用。
根据上文所述显而易见的是：尽管已说明和描述了本发明的特定形式，但在不违背本发明精神和范围的条件下可作出各种改变。因此，本发明意欲不受除所附权利要求之外的限制。

Claims (39)

1.具有包含耐腐蚀组合物的外部防腐蚀涂层的零件中的改进，其中施用的所述耐腐蚀组合物包含：
大约4至8％重量的由选自锌和钙的阳离子以及选自硅酸根、磷酸根、碳酸根和氧化物的阴离子组成的无机组分盐；
大约2至15％重量作为缓蚀剂的碱性聚(3-铵基丙基烷氧基硅氧烷)羧酸盐；并且
所述无机组分盐和所述碱性聚(3-铵基丙基烷氧基硅氧烷)羧酸盐悬浮于包含聚合树脂的剩余部分，所得涂层经过干燥和烘焙。
2.权利要求1的改进，其中所述剩余部分还包含聚四氟乙烯。
3.权利要求1的改进，其中所述剩余部分还包含选自二硫化钼、铝、聚丙烯及其组合的颜料。
4.权利要求1的改进，其中所述耐腐蚀组合物溶于挥发性溶剂载体中。
5.权利要求1的改进，其中所述无机组分盐的粒度为10微米或更小。
6.权利要求1的改进，其中所述耐腐蚀组合物溶于挥发性溶剂载体，且零件的外部涂层经过干燥和烘焙。
7.权利要求1的改进，其中所述零件包括紧固件。
8.权利要求1的改进，其中所述聚合树脂包括酚醛热固性树脂。
9.权利要求1的改进，其中所述聚合树脂包括基于水的聚合树脂。
10.为紧固系统的零件提供防腐蚀涂层的方法，所述方法包括以下步骤：
提供耐腐蚀涂料，其包含大约4至8％重量的由选自锌和钙的阳离子以及选自硅酸根、磷酸根、碳酸根和氧化物的阴离子组成的无机组分盐；和大约2至15％重量作为缓蚀剂的碱性聚(3-铵基丙基烷氧基硅氧烷)羧酸盐；
将所述无机组分盐和所述聚(3-铵基丙基烷氧基硅氧烷)羧酸盐悬浮于包含聚合树脂的剩余部分，以形成防腐蚀涂料；
施用所述防腐蚀涂料到零件；和
干燥并烘焙零件上的所述防腐蚀涂料。
11.权利要求10的方法，其中悬浮于所述剩余部分还包括悬浮于包含聚四氟乙烯的剩余部分。
12.权利要求10的方法，其中悬浮于所述剩余部分还包括悬浮于包含颜料的剩余部分，所述颜料选自二硫化钼、铝、聚丙烯及其组合。
13.权利要求10的方法，所述方法还包括提供溶于挥发性溶剂载体的耐腐蚀组合物，随后施用。
14.权利要求10的方法，其中提供无机组分盐包括提供粒度为10微米或更小的所述无机组分盐。
15.权利要求10的方法，其中将剩余部分的悬浮液溶于挥发性溶剂载体，将溶液施用到所述零件，和干燥并烘焙所述零件的涂料。
16.权利要求10的方法，其中将所述防腐蚀涂料施用到零件包括将所述涂料施用到紧固件。
17.权利要求10的方法，其中将所述无机组分盐和所述聚(3-铵基丙基烷氧基硅氧烷)羧酸盐悬浮于包含所述聚合树脂的剩余部分包括将所述无机组分盐和所述碱性聚(3-铵基丙基烷氧基硅氧烷)羧酸盐悬浮于包含酚醛热固性树脂的剩余部分。
18.权利要求10的方法，其中将所述无机组分盐和所述碱性聚(3-铵基丙基烷氧基硅氧烷)羧酸盐悬浮于包含聚合树脂的剩余部分包括将所述无机组分盐和所述碱性聚(3-铵基丙基烷氧基硅氧烷)羧酸盐悬浮于包含基于水的聚合树脂的剩余部分。
19.权利要求10的方法，其中提供耐腐蚀涂料包括提供大约3至5％重量的碱性聚(3-铵基丙基烷氧基硅氧烷)羧酸盐。
20.权利要求19的方法，其中提供耐腐蚀涂料包括提供碱性聚(3-铵基丙基烷氧基硅氧烷)羧酸盐，其中所述烷氧基选自甲氧基和乙氧基。
21.权利要求19或20的方法，其中提供耐腐蚀涂料包括提供碱性聚(3-铵基丙基烷氧基硅氧烷)羧酸盐，其中所述羧酸选自庚酸、十八酸、十二酸或苯甲酸。
22.权利要求10的方法，其中提供耐腐蚀涂料包括提供大约2至15％重量的聚(3-铵基丙基乙氧基硅氧烷)十二酸盐。
23.权利要求22的方法，其中提供耐腐蚀涂料包括提供大约3至5％重量的聚(3-铵基丙基乙氧基硅氧烷)十二酸盐。
24.耐腐蚀组合物，所述组合物基本上包含：
4至8％重量的由选自锌和钙的阳离子以及选自硅酸根、磷酸根、碳酸根和氧化物的阴离子组成的无机组分盐；
2至15％重量作为缓蚀剂的碱性聚(3-铵基丙基烷氧基硅氧烷)羧酸盐；
所述无机组分盐和所述碱性聚(3-铵基丙基烷氧基硅氧烷)羧酸盐悬浮于10至40％重量的聚合树脂剩余部分，其具有聚四氟乙烯以及选自二硫化钼、铝、聚丙烯及其组合的颜料；和
40至90％载体溶剂。
25.权利要求24的组合物，其中所述载体溶剂为挥发性溶剂载体。
26.权利要求24的组合物，其中所述载体溶剂为低分子量醇或甲基乙基酮。
27.权利要求24的组合物，其中所述无机组分盐的粒度为10微米或更小。
28.权利要求24的组合物，其中所述聚合树脂包括酚醛热固性树脂。
29.权利要求24的组合物，其中所述聚合树脂包括基于水的聚合树脂。
30.经涂覆的金属紧固件元件，其包含：
具有表面的金属紧固件元件；
所述金属元件的表面上的涂层，其中所述涂层包含大约15至30％重量的由选自锌和钙的阳离子以及选自硅酸根、磷酸根、碳酸根和氧化物的阴离子组成的无机组分盐，5至30％重量的作为缓蚀剂的碱性聚(3-铵基丙基烷氧基硅氧烷)羧酸盐，和所述无机组分盐和所述碱性聚(3-铵基丙基烷氧基硅氧烷)羧酸盐在55至80％重量的包含聚合树脂的剩余部分中。
31.权利要求30的元件，其中所述紧固件元件为螺母和螺栓中的任何一种。
32.权利要求30的元件，其中所述碱性聚(3-铵基丙基烷氧基硅氧烷)羧酸盐以10至20％重量存在。
33.权利要求30的元件，其中所述碱性聚(3-铵基丙基烷氧基硅氧烷)羧酸盐为5至30％重量的聚(3-铵基丙基乙氧基硅氧烷)十二酸盐。
34.权利要求30的元件，其还包含聚四氟乙烯。
35.权利要求30的元件，其还包含选自二硫化钼、铝、聚丙烯及其组合的颜料。
36.啮合到具有涂层的互补紧固件元件的权利要求30的元件，所述涂层具有大约15至30％重量的由选自锌和钙的阳离子以及选自硅酸根、磷酸根、碳酸根和氧化物的阴离子组成的无机组分盐，5至30％重量的作为缓蚀剂的碱性聚(3-铵基丙基烷氧基硅氧烷)羧酸盐，和所述无机组分盐和所述碱性聚(3-铵基丙基烷氧基硅氧烷)羧酸盐在55至80％重量的包含聚合树脂的剩余部分中。
37.用本文所述的涂料涂覆的金属表面。
38.用本文所述的涂料涂覆的螺母和螺栓。
39.保护金属表面的方法，所述方法通过施用具有本文所述组合物的涂料。
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