CN110066991A - 用于溶胶-凝胶转化涂层的氨基醇处理、包含该涂层的基材和制造基材的方法 - Google Patents

用于溶胶-凝胶转化涂层的氨基醇处理、包含该涂层的基材和制造基材的方法 Download PDF

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Abstract

一种制品包括基材、在所述基材的至少一部分上的溶胶‑凝胶转化涂层和在所述溶胶‑凝胶转化涂层的至少一部分上的处理层。所述处理层包含氨基醇。生产所述制品的方法包括把部分固化的溶胶‑凝胶组合物施加到至少一部分基材上、至少部分地干燥所述部分固化的溶胶‑凝胶组合物以形成所述溶胶‑凝胶转化涂层、把包含氨基醇的溶液施加到所述溶胶‑凝胶转化涂层的至少一部分上和至少部分地干燥包含所述氨基醇的所述溶液。

Description

用于溶胶-凝胶转化涂层的氨基醇处理、包含该涂层的基材和 制造基材的方法
技术领域
本申请是中国专利申请201580013268.1的分案申请。本公开内容的实施方案涉及一种制品，该制品包含基材、在所述基材上的溶胶-凝胶转化涂层和在所述溶胶-凝胶转化涂层上的处理层，所述处理层包含氨基醇。
背景技术
可以使用涂层(例如转化涂层)来保护基材，例如金属和/或金属合金基材。转化涂层可以保护所述基材免受腐蚀并且可以被用作其它涂层(例如外涂层和油漆)的底漆。例如，所述转化涂层可以将另一涂层附着(例如粘附)到所述基材上。因此，转化涂层应该展示良好的与所述基材和其它涂层(如果存在的话)的粘附性。通过溶胶-凝胶法形成的转化涂层在本文中被称为"溶胶-凝胶转化涂层"。
发明概述
制品的一种实施方案包括:基材；在所述基材的至少一部分上的溶胶-凝胶转化涂层；和在所述溶胶-凝胶转化涂层的至少一部分上的处理层，所述处理层包含氨基醇。
制品的另一种实施方案包括:基材；在所述基材的至少一部分上的溶胶-凝胶转化涂层；在所述溶胶-凝胶转化涂层的至少一部分上的处理层，所述处理层包含氨基醇；和在所述处理层的至少一部分上的涂层，所述涂层包含基于聚氨酯的涂料组合物。
本发明还涉及如下实施方案：
1.一种制品，其包括：
基材；
在所述基材的至少一部分上的溶胶-凝胶转化涂层；和
在所述溶胶-凝胶转化涂层的至少一部分上的处理层，所述处理层包含氨基醇。
2.实施方案1所述的制品，进一步包括在所述处理层的至少一部分上的涂层。
3.实施方案2所述的制品，其中所述涂层包含基于聚氨酯的涂料组合物。
4.实施方案1所述的制品，其中所述氨基醇包括由[N(R1)(R2)]z-R-(R′-OH)xR"y表示的化合物，其中:
x是1至3；
y是0至2；
z是1至3；
x+y+z＝4；
R1和R2各自独立地包括氢原子或C1至C6烷基，并且当z大于1时，每个R1和每个R2可以是相同或不同的；
R和R′各自独立地包括C1至C30亚烷基，并且当x大于1时，每个R′可以是相同或不同的；并且
R"包括氢原子或C1至C30烷基，并且当y大于1时，每个R"可以是相同或不同的。
5.实施方案4所述的制品，其中x等于1。
6.实施方案1所述的制品，其中所述氨基醇包括三(羟甲基)氨基甲烷、氨基甲基丙二醇、氨基乙基丙二醇、氨基甲基丙醇、二甲基氨基乙醇、氨基羟乙基戊二醇、氨基戊二醇和/或氨基甲基丁醇。
7.实施方案1所述的制品，其中所述氨基醇包括三(羟甲基)氨基甲烷。
8.一种制品，其包括:
基材；
在所述基材的至少一部分上的溶胶-凝胶转化涂层；
在所述溶胶-凝胶转化涂层的至少一部分上的处理层，所述处理层包含氨基醇；和
在所述处理层的至少一部分上的涂层，所述涂层包含基于聚氨酯的涂料组合物。
9.实施方案8所述的制品，其中所述氨基醇包括由[N(R1)(R2)]z-R-(R′-OH)xR"y表示的化合物，其中:
x是1至3；
y是0至2；
z是1至3；
x+y+z＝4；
R1和R2各自独立地包含氢原子或C1至C6烷基，并且当z大于1时，每个R1和每个R2可以是相同或不同的；
R和R′各自独立地包括C1至C30亚烷基，并且当x大于1时，每个R′可以是相同或不同的；并且
R"包括氢原子或C1至C30烷基，并且当y大于1时，每个R"可以是相同或不同的。
10.实施方案8所述的制品，其中所述氨基醇包括三(羟甲基)氨基甲烷。
11.实施方案1所述的制品，其中所述制品包括宇航飞行器部件。
12.实施方案8所述的制品，其中所述制品包括宇航飞行器部件。
13.生产实施方案1所述的制品的方法，所述方法包括:
把部分固化的溶胶-凝胶组合物施加到所述基材的至少一部分上；
至少部分地干燥所述部分固化的溶胶-凝胶组合物以形成所述溶胶-凝胶转化涂层；
把包含氨基醇的溶液施加到所述溶胶-凝胶转化涂层的至少一部分上；和
至少部分地干燥包含氨基醇的溶液。
14.实施方案13所述的方法，其中所述氨基醇以占所述溶液总重量的大于0.5wt％至所述氨基醇在所述溶液中的溶解度极限的数量存在于所述溶液中，并且所述方法在所述至少部分地干燥包含所述氨基醇的所述溶液之后，进一步包括采用冲洗溶液冲洗所述制品。
15.实施方案13所述的方法，其中所述氨基醇以占所述溶液总重量的大于0至0.5wt％的数量存在于所述溶液中。
16.实施方案13所述的方法，其中包含所述氨基醇的所述溶液进一步包含水和/或有机溶剂。
17.生产实施方案2所述的制品的方法，所述方法包括:
把部分固化的溶胶-凝胶组合物施加到所述基材的至少一部分上；
至少部分地干燥所述部分固化的溶胶-凝胶组合物以形成所述溶胶-凝胶转化涂层；
把包含所述氨基醇的溶液施加到所述溶胶-凝胶转化涂层的至少一部分上；
至少部分地干燥包含所述氨基醇的所述溶液以形成所述处理层；
把涂料组合物施加到所述处理层的至少一部分上；和
固化所述涂料组合物以形成所述涂层。
18.实施方案17所述的方法，其中所述氨基醇以占所述溶液总重量的大于0.5wt％至所述氨基醇在所述溶液中的溶解度极限的数量存在于所述溶液中，并且所述方法在所述至少部分地干燥包含所述氨基醇的所述溶液之后，进一步包括采用冲洗溶液冲洗所述制品。
19.实施方案17所述的方法，其中所述氨基醇以占所述溶液总重量的大于0至0.5wt％的数量存在于所述溶液中。
20.实施方案17所述的方法，其中包含所述氨基醇的所述溶液进一步包含水和/或有机溶剂。
附图的简要描述
所述附图与本说明书、举例说明的本公开内容的实施方案一起，以及与所述描述一起，用于解释本公开内容的原理。
图1是根据本公开内容的一种实施方案的制品的示意性剖视图。
图2是根据本公开内容的另一种实施方案的制品的示意性剖视图。
图3是举例说明生产根据本公开内容的一种实施方案的制品的方法的流程图。
图4是举例说明生产根据本公开内容的另一种实施方案的制品的方法的流程图。
详细说明
在下列详细说明中，仅仅通过举例说明显示和描述了某些实施方案。正如本领域技术人员将会认识到的那样，可以以很多不同的形式实施本发明，并且不应把本发明解释成局限于本文中陈述的实施方案。还有，在本申请的上下文中，当把第一元件称为在第二元件上时，它可以直接地在所述第二元件上或间接地在所述第二元件上，其间插入了一个或多个插入元件。在整个说明书中，同样的参考数字标示同样的元件。
本公开内容的多种实施方案涉及包括处理层的制品，该处理层包含氨基醇。在某些实施方案中，所述制品包括涂覆的基材。例如，在所述图1中举例说明的实施方案中，制品10包括基材12、在所述基材12上(例如在所述基材12的至少一部分上)的溶胶-凝胶转化涂层14和在所述溶胶-凝胶转化涂层14上(例如在所述溶胶-凝胶转化涂层14的至少一部分上)的处理层16。
包含氨基醇的所述处理层可以改善涂层与所述溶胶-凝胶转化涂层的粘附，从而改善所述涂层与所述基材的粘附。在某些实施方案中，所述氨基醇与所述溶胶-凝胶转化涂层的官能团反应，可以把所述溶胶-凝胶转化涂层部分或完全固化，并且单独地(或同时)与所述涂层的官能团反应，来使所述涂层附着(或粘附)到所述基材上。例如，溶胶-凝胶转化涂层可以具有包含环氧基的表面，该环氧基能够与本文中公开的氨基醇的氨基反应。在某些实施方案中，本文所描述的氨基醇的氨基与所述溶胶-凝胶转化涂层的环氧基反应而形成酰胺键。所述氨基醇和所述溶胶-凝胶转化涂层的酰胺键可以使所述处理层附着(例如粘附)到所述溶胶-凝胶转化涂层上。
所述处理层的所述氨基醇进一步包含能够与其它层、组合物或化合物的某些官能团反应的羟基。例如，所述氨基醇的羟基能够与涂料组合物的异氰酸酯基反应而形成尿烷键。所述氨基醇和所述异氰酸酯的尿烷键能够使由所述涂料组合物形成的涂层附着(例如粘附)到所述处理层上，从而使所述涂层附着到所述基材上。因而，在某些实施方案中，所述处理层起连接涂层(例如连接层)的作用。例如，在所述图2中举例说明的实施方案中，制品100包括涂覆的基材，该涂覆的基材包含基材112、在所述基材112上(例如在所述基材112的至少一部分上)的溶胶-凝胶转化涂层、在所述溶胶-凝胶转化涂层114上(例如在所述溶胶-凝胶转化涂层114的至少一部分上)的处理层116和在所述处理层116上(例如在所述处理层116的至少一部分上)的涂层118。
在某些实施方案中，所述涂层包含基于聚氨酯的涂料组合物或由基于聚氨酯的涂料组合物形成。例如，所述涂层可以由包含羟基官能多元醇和多异氰酸酯的涂料组合物形成，并且所述涂层可以包含聚氨酯。可以经由采用所述氨基醇形成的所述尿烷键，使所述聚氨酯附着到(例如粘附到)所述处理层上。包含羟基官能多元醇和多异氰酸酯的涂料组合物以及由其形成的涂层(例如包含聚氨酯的涂层)一般地不包含容易与所述溶胶-凝胶转化涂层的环氧基反应的官能团。因而，包含聚氨酯的涂层或由包含羟基官能多元醇和异氰酸酯的涂料组合物形成的涂层不与所述溶胶-凝胶转化涂层很好地粘附。通过在所述处理层中包含所述氨基醇，本公开内容的多种实施方案改善所述溶胶-凝胶转化涂层与涂料组合物和/或由所述涂料组合物形成的涂层的粘附。
正如本文中所用的那样，所述术语"氨基醇"是指包含胺基(例如一个或多个胺基)和羟基(例如一个或多个羟基)的化合物。在本公开内容的上下文中，所述氨基醇的氨基和/或羟基可以是反应或未反应的。例如，当所述处理层被称为包含氨基醇时，所述氨基醇可以包含未反应的胺基和/或已经与另一种化合物的官能团(例如环氧基)反应的胺基，但是本公开不限定于此。所述氨基醇还可以包含未反应的羟基和/或已经与另外一种化合物的官能团(例如异氰酸酯基)反应的羟基，但是本公开不限定于此。
所述氨基醇可以包括任何包含胺基(例如一个或多个胺基)和羟基(例如一个或多个羟基)的合适化合物。例如，所述氨基醇可以包括任何包含氨基和羟基的合适低聚物和/或聚合物，或这样低聚物和/或聚合物的任何合适的混合物。所述氨基醇可以包括在室温时是固体或液体的化合物。在某些实施方案中，与在处理层上包含在室温时是固体的氨基醇的涂层相比较，当所述氨基醇在室温时是液体时，在所述处理层上的涂层展示很好的与所述处理层(或基材)的湿粘附。虽然本公开不受任何特定的机制或理论限制，但是相信与由作为室温固体的氨基醇提供的粘附相比较，作为室温液体的氨基醇可以提供更好的粘附，这是因为所述液体氨基醇在所述溶胶-凝胶转化涂层表面上的改善的流动性，从而增大所述液体氨基醇与所述溶胶-凝胶转化涂层的官能团(例如环氧基)的反应数量。尽管如此，所述氨基醇可以包含室温固体。
所述氨基醇可以包含任何合适数目的羟基。然而，包含较高数目羟基的氨基醇将会产生这样的涂层:与在包括包含相对较低数目羟基的氨基醇的处理层上涂层相比较，其具有更大的水敏感性。因此，在某些实施方案中，所述氨基醇包含1至3个羟基，以及在某些实施方案中，所述氨基醇包含仅仅一个羟基，但是所述氨基醇不限于此。
所述氨基醇可以包括任何合适数目的胺基。在某些实施方案中，所述氨基醇包含1至3个胺基，以及在某些实施方案中，所述氨基醇包含仅仅一个胺基，但是所述氨基醇不限于此。
所述氨基醇可以包括由[N(R1)(R2)]z-R-(R′-OH)xR"y表示的化合物，但是所述氨基醇不限于此。正如上面所述，所述氨基醇可以包含任何合适数目的胺基和任何合适数目的羟基。例如，z可以是1至3，并且x可以是1至3。在所述胺基中，R1和R2可以各自独立地是任何合适的官能团。例如，R1和R2可以各自独立地是氢原子C1至C6烷基。当z大于1时，每个R1和R2可以是相同或不同的。然而，当R1和/或R2的空间尺寸增加时，所述氨基醇的所述胺基的反应性减小了。例如，包括其中R1和R2各自是氢原子的上述化合物在内的氨基醇的氨基具有比其中R1和R2各自是叔丁基的化合物的氨基更高的反应性。因此，通过控制R1和R2的空间大小，可以控制所述氨基醇的所述胺基的反应性。在某些实施方案中，R1和R2各自是氢原子。
在所述由[N(R1)(R2)]z-R-(R′-OH)xR"y表示的化合物中，R、R′和R"可以是任何合适的基于烃的连接基团。正如本文中所用的那样，所述术语"基于烃的连接基团"是指包含氢和碳作为化合物的主要原子的连接基团，并且包括环状的、芳香族的和脂肪族的连接基团，正如本领域普通技术人员将会理解的那样。例如，在一些实施方案中，R和R′可以各自独立地包括C1至C30亚烷基，而R"可以包括氢原子或C1至C30烷基。当x大于1时，每一个R′可以是相同或不同的，而当y大于1时，每一个所述R"可以是相同或不同的。在某些实施方案中，y可以是0至2，并且x+y+z＝4。
所述氨基醇的实例包括三(羟甲基)氨基甲烷、氨基甲基丙二醇、氨基乙基丙二醇、氨基甲基丙醇、二甲基氨基乙醇、氨基羟乙基戊二醇、氨基戊二醇和氨基甲基丁醇，但是所述氨基醇不限于此。例如，合适的氨基醇的一些另外的非限定性的实例包括2-氨基乙醇(即单乙醇胺)、2,2′-亚氨基二乙醇(即二乙醇胺)、三(2-羟乙基)胺(即三乙醇胺)、N-羟乙基乙二胺、N-羟乙基戊二胺、N-羟丙基四亚甲基二胺、N-羟乙基二亚乙基三胺、N,N-二羟乙基二亚乙基三胺、N,N"-二羟乙基二亚乙基三胺、N-羟丙基二亚乙基三胺、N,N-二羟丙基二亚乙基三胺、N,N"-二羟丙基二亚乙基三胺、N-羟乙基丙二胺、N-羟丙基丙二胺、N-羟乙基二亚丙基三胺、N-二羟乙基二亚丙基三胺、N,N′-二羟乙基二亚丙基三胺和三-羟乙基三亚乙基四胺。在某些实施方案中，所述氨基醇包括三(羟甲基)氨基甲烷。在某些实施方案中，所述氨基醇包括二甲基氨基乙醇和/或氨基羟乙基戊二醇。
所述溶胶-凝胶转化涂层可以包括在本领域中使用的任何合适的溶胶-凝胶转化涂层。例如，所述溶胶-凝胶转化涂层可以包括溶胶-凝胶薄膜，正如美国专利号5,789,085；5,814,137；5,849,110；5,869,140；5,869,141；和5,939,197中描述的那样，但是溶胶-凝胶转化涂层并不限于此。所述溶胶-凝胶转化涂层的实例包括由溶胶-凝胶组合物形成的那些溶胶-凝胶转化涂层，该溶胶-凝胶组合物包含有效量(例如至多为所述溶胶-凝胶组合物的1体积％的量)的有机金属，该有机金属包括烷氧基锆、乙酸钇三水合物、2-乙基己酸钇、异丙氧基钇、甲氧基乙氧基钇、硝酸钇、乙酸铈水合物、乙酰丙酮铈水合物、2-乙基己醇铈、异丙氧基铈、硬脂酸铈、硝酸铈、硝酸镧六水合物、乙酸镧水合物、乙酰丙酮镧或其混合物；和有效量的用于与所述有机金属配合的反应性有机硅烷，但是所述溶胶-凝胶组合物不限于此。例如，所述溶胶-凝胶转化涂层可以由包含锆和有机硅烷的溶胶-凝胶组合物形成(例如所述溶胶-凝胶转化涂层可以包含环氧硅烷锆酸酯或氨基硅烷锆酸酯)。市场上可买到的溶胶-凝胶组合物的实例包括Desogel EAP-9(可以从PPG Aerospace获得)。所述溶胶-凝胶组合物可以进一步包含有机酸催化剂和锆稳定剂。本领域普通技术人员将会容易地理解如何制备这样的溶胶-凝胶转化涂层。例如，本领域普通技术人员将会容易地理解通过控制所述Si/Zr比率、在所述溶胶-凝胶组合物中组分的比率、所述溶胶-凝胶组合物的浓度、所述载体溶剂、溶液老化、催化剂、表面预处理、施用方法和固化过程，可以控制所述溶胶-凝胶组合物的性能。因此，在这里将不进一步描述所述溶胶-凝胶转化涂层的制备和组成。
所述涂层可以包含任何合适的聚氨酯，但是所述涂层不限于此。例如，所述涂层可以由羟基官能多元醇和有机多异氰酸酯的反应形成。合适的聚氨酯涂层包括双部分涂料组合物，但是所述涂层不限于此。所述双部分组合物可以包含基础组分和活化剂组分。所述活化剂组分可以包括具有异氰酸酯官能团的化合物，而所述基础组分可以包括具有羟基官能团的化合物。可以刚好在施用所述涂料组合物以形成所述涂层之前，把所述基础组分和活化剂组分混合。在被混合并且涂覆到基材上时，由于在所述活化剂组分中所述异氰酸酯基与在所述基础组分中所述羟基反应，所述涂料组合物固化，产生所述聚氨酯涂层。在所述活化剂组分中的一些异氰酸酯基与所述氨基醇的所述羟基反应，来使所述涂层附着到所述溶胶-凝胶转化层上。市场上可买到的涂料组合物的实例包括ELT(是PRC-DeSoto International，Inc.，Sylmar，California的注册商标)，但是所述涂料组合物不限于此。所述涂料组合物还可以包含缓蚀剂。
所述涂料组合物可以进一步包含用于涂料组合物的常规添加剂，例如催化剂、着色剂、填料、紫外线吸收剂、流动助剂和流变控制剂。催化剂促进所述固化反应并且可以包括叔胺、金属化合物催化剂或其组合。合适的叔胺催化剂的实例包括三乙胺、N-甲基吗啉、三亚乙基二胺、吡啶、甲基吡啶等等，但是所述催化剂不限于此。合适的金属化合物催化剂的实例包括铅、锌、钴、钛酸盐、铁、铜和锡的化合物，但是所述金属化合物催化剂不限于此。例如，所述金属化合物催化剂可以是2-乙基己酸铅、2-乙基己酸锌、环烷酸钴、钛酸四异丙酯、环烷酸铁、环烷酸铜、双乙酸(二丁基)锡、二辛酸(二丁基)锡、二月桂酸(二丁基)锡等等。
当被使用时，所述催化剂可以以占所述涂料组合物中所述树脂固体总重量的0.001至0.05重量％的总量存在。例如，所述催化剂可以以占所述涂料组合物中所述树脂固体总重量的0.005至0.02重量％的量存在。
流变改性剂是指可以改进所述涂料制剂的流动性和流平性的化合物。所述涂料制剂应该具有合适的流动和流平特征，使得可以把它均匀地覆盖在所述处理层的表面上。可以以任何方式调节所述涂料组合物以适合所述用户的需要，例如通过调节流变性、粘性、表面张力、官能团的水平等等。可以例如通过调节所述树脂的分子量、溶剂组合物、涂料制剂固体、施用方法、涂层厚度、涂层反应性、颜料组合物和浓度以及流变流动添加剂组合物和浓度，来进行这些调节。
正如本文中所用的那样，所述术语"着色剂"意指赋予所述涂料组合物(或涂层)以颜色和/或其它不透明性和/或其它视觉效应的任何物质。可以以任何合适的形式(例如离散微粒、分散体、溶液和/或薄片)，把所述着色剂添加到所述涂料组合物(或涂层)中。可以把单一的着色剂或两种或更多种着色剂的混合物用于本发明所述涂层中。另一方面，"填料"没有必要赋予所述涂料组合物(或涂层)以任何颜色和/或不透明性和/或其它视觉效应。
着色剂的实例包括颜料、染料和染色剂，例如在所述油漆工业中和/或在所述颜料粉制造商联合会(DCMA)中所列的那些以及特殊效果组合物。着色剂可以包括例如在使用的条件下不能溶解的但是可湿的细分散的固体粉末。着色剂可以是有机的或无机的以及可以是成块的或非成块的。可以通过研磨或简单混合，把着色剂掺入所述涂料组合物(或涂层)中。可以通过利用研磨载剂，例如丙烯酸研磨载剂(它的使用将会是本领域技术人员熟悉的)，通过研磨把着色剂掺入到所述涂料组合物(或涂层)中。
颜料和/或颜料组合物的实例包括但是不限于：咔唑二噁嗪粗颜料、偶氮、单偶氮、双偶氮、萘酚AS、盐类型(色淀)、苯并咪唑酮、缩合、金属配合物、异二氢吲哚铜、异二氢吲哚和多环酞菁、喹吖啶酮、二萘嵌苯、苝酮、二酮吡咯并吡咯、硫靛、蒽醌、阴丹酮、蒽嘧啶、黄烷士酮、皮蒽酮、蒽嵌蒽醌、二噁嗪、三芳基碳鎓、喹酞酮颜料、二酮吡咯并吡咯红("DPPBO红")、二氧化钛、炭黑、碳纤维、石墨、其它传导性颜料和/或填料以及其混合物。所述术语"颜料"和"色料填充剂"可以在本文中可互换地使用。
染料的实例包括但是不限于那些溶剂基染料和/或水基染料，例如酸性染料、偶氮染料、碱性染料、直接染料、分散染料、活性染料、溶剂染料、硫化染料、媒染染料，例如钒酸铋、蒽醌、二萘嵌苯铝、喹吖啶酮、噻唑、噻嗪、偶氮、靛蓝类染料、硝基、亚硝基、噁嗪、酞菁、喹啉、1-2-二苯乙烯和三芳基甲烷。
染色剂的实例包括但是不限于分散在水基的或可与水混合的载体(例如市场上可从Degussa，Inc.买到的AQUA-CHEM 896、市场上可从Accurate Dispersions division ofEastman Chemicals，Inc买到的CHARISMA COLORANTS和MAXITONER INDUSTRIALCOLORANTS)中的颜料。
如上所述，所述着色剂可以呈分散体的形式，包括但不限于纳米微粒分散体。纳米微粒分散体可以包括一种或更多种高度色散的纳米微粒着色剂和/或产生所要的可见颜色和/或不透明性和/或视觉效应的着色剂微粒。纳米微粒分散体可以包括着色剂，例如具有小于150nm(例如小于70nm或小于30nm)的微粒尺寸的颜料或染料。通过采用具有小于0.5mm的微粒尺寸的研磨介质研磨原料有机或无机颜料，可以产生纳米微粒。在美国专利号6,875,800B2中鉴定了纳米微粒分散体的实例和用于制造它们的方法，通过引用将其插入本文中。还可以通过结晶、沉淀、气相冷凝和化学磨蚀(即部分溶解)来产生纳米微粒分散体。
为了使在所述涂料组合物(或涂层)之内纳米微粒的重新结块减到最少，可以使用树脂包衣的纳米微粒的分散体。正如本文中所用的那样，"树脂包衣的纳米微粒的分散体"是指其中分散了不连续的包含纳米微粒和在所述纳米微粒上的树脂涂层的"复合微粒"的连续相。树脂包衣的纳米微粒的分散体的实例和用于制造它们的方法例如被描述在美国专利号7,605,194的第3栏第56行至第16栏第25行中，通过引用将所提到的文献部分插入本文中。还可以使用包衣微粒，例如以二氧化钛包衣的氧化铝。
可以被使用的特殊效果组合物的实例包括产生一种或更多种外观效果(例如反射、珠光、金属光泽、磷光、荧光、光致变色、光敏、热致变色、角变色和/或颜色变化)的颜料和/或组合物。另外的特殊效果组合物可以提供其它可察觉的性质，例如不透明性或纹理。在非限定性的实施方案中，特殊效果组合物可以产生色移，使得当以不同的角度看所述涂层时，所述涂层的颜色发生变化。在美国专利号6,894,086中鉴定了彩色效应组合物的实例，通过引用将其插入本文中。另外的彩色效应组合物可以包括有透明涂层的云母和/或合成云母、包衣二氧化硅、包衣氧化铝、透明液体结晶颜料、液晶涂层和/或其中干涉起因于在所述物质之内的折射率差别而非由于在所述物质的表面和空气之间折射率差别的任何组合物。
在某些非限定性的实施方案中，可以把当暴露于一种或更多种光源时可逆地改变它的颜色的光敏和/或光致变色组合物用于本发明所述涂料组合物(或涂层)中。可以通过暴露于指定波长的放射线来活化光致变色和/或光敏组合物。当所述组合物变成激发态时，所述分子结构被改变了并且所述改变的结构展示不同于所述组合物的原始颜色的新颜色。当除去所述暴露于放射线时，所述光致变色和/或光敏组合物可以恢复静止状态，其中所述组合物的所述原始颜色回来了。在一种非限定的实施方案中，所述光致变色和/或光敏组合物可以在非受激态中是无色的，并且在受激态中展示颜色。全色改变可以在几毫秒至几分钟(例如20秒至60秒)之内出现。光致变色和/或光敏组合物的实例包括光致变色染料。
在非限定性的实施方案中，可以使所述光敏组合物和/或光致变色组合物与可聚合组分的聚合物和/或聚合材料缔合和/或至少部分地结合，例如通过共价键。与其中所述光敏组合物可以从所述涂料组合物(或涂层)中迁移出去并且结晶到所述基材中的一些包衣对比，根据本发明的非限定性的实施方案的与聚合物和/或可聚合组分缔合和/或至少部分地结合的所述光敏组合物和/或光致变色组合物，具有最小的向所述涂料组合物(涂层)外面的迁移。在美国专利号8,153,344B2中鉴定了光敏组合物和/或光致变色组合物的实例和用于制造它们的方法，通过引用将其插入本文中。
一般而言，所述着色剂可以以足以赋予所想要的视觉的和/或彩色效应的任何数量存在。以占所述涂料组合物总重量的重量％计，所述着色剂可以构成本涂料组合物的1至65重量％，例如3至40重量％或5至35重量％。
"耐磨微粒"是当被用在涂料组合物(或涂层)中时，与缺乏所述微粒的相同涂层比较，将会赋予所述涂层以一些水平的抗磨性的微粒。合适的耐磨微粒包括有机和/或无机微粒。合适的有机颗粒的实例包括但是不限于金钢石微粒(例如金刚石粉末微粒)和由碳化物材料形成的微粒；碳化物微粒的实例包括但是不限于碳化钛、碳化硅和碳化硼。合适的无机微粒的实例包括但是不局限于二氧化硅；氧化铝；硅酸铝；氧化硅氧化铝；铝硅酸碱金属盐；硼硅玻璃；氮化物，包括氮化硼和氮化硅；氧化物，包括二氧化钛和氧化锌；石英；霞石正长岩；锆石，例如呈氧化锆的形式；布德石(buddeluyite)；和异性石(eudialyte)。可以使用任何尺寸的微粒，例如可以使用不同的微粒和/或不同尺寸的微粒的混合物。例如，所述微粒可以是具有0.1至50、0.1至20、1至12、1至10或3至6微米或在任何这些范围之内的任何组合的平均粒度的微粒子。所述微粒可以是具有小于0.1微米(例如0.8至500、10至100或100至500纳米或在这些范围之内的任何组合)的平均粒度的纳米微粒。
可以使用任何合适的涂敷法，例如喷涂、凹版涂布、模压涂布、浸渍涂布或印刷，把所述涂料组合物施用到所述处理层的至少一部分上，但是所述方法不限于此。所述涂层可以具有任何合适的干膜厚度，例如0.5至5密耳(例如12μm至130μm)，但是所述涂层不限于此。可以使用任何适用技术，例如热、紫外线或NIR(近红外线辐射)，来固化所述涂料组合物，但是所述固化不限于此。本领域技术人员将会容易地理解用于固化所述涂料组合物的所述条件，因此，在这里将不进一步描述那些条件。
尽管已经针对包含聚氨酯的涂层或由包含羟基官能化多元醇和多异氰酸酯的组合物形成的涂层与溶胶-凝胶转化涂层的粘附描述了本公开内容，然而本公开内容不限于此，并且可以使用所述处理层和/或包含氨基醇的溶液，来把具有与所述氨基醇的所述官能团合适地反应的官能团的任何两个层粘附在一起。
在某些实施方案中，所述基材包括金属和/或金属合金。例如，所述基材可以包括铝、铝合金(例如锌-铝合金)、钛、钛合金、复合材料(例如碳纤维增强聚合物)、钢(例如薄钢板、冷轧钢、锌电镀钢、热浸电镀钢、铝版钢、铝合金厚钢板和/或不锈钢)、铸铁、非铁金属(例如黄铜、青铜、和/或镁、铜、银、黄金和/或其合金)、环氧树脂、尿烷、石墨、丙烯酸和/或聚碳酸酯和/或，但是所述基材不限于此。正如本文中所用的那样，所述术语"碳纤维增强聚合物"是指任何合适的碳纤维增强塑料、碳纤维增强热塑性材料或碳纤维，并且可以包括任何合适的聚合物(例如热固性或热塑性聚合物或树脂)，例如环氧树脂、聚酯乙烯基酯和/或尼龙以及增强纤维，例如碳纤维、聚芳基酰胺纤维、铝纤维和/或玻璃纤维。
通过图3所述流程图举例说明了根据本公开内容的实施方案的生产制品的方法。根据该实施方案，方法(200)包括把部分固化的溶胶-凝胶组合物施加到至少一部分基材(202)上。例如，在被施加到所述基材上之前，可以使溶胶-凝胶组合物混合并且催化(例如持续30分钟的时间段)而形成所述部分固化的溶胶-凝胶组合物。然而，所述方法(200)不局限于把部分固化的溶胶-凝胶组合物施加到至少一部分基材(202)上，但是可以改为包括把未固化的溶胶-凝胶组合物施加到至少一部分所述基材上。所述溶胶-凝胶组合物和基材可以是任何合适的溶胶-凝胶组合物和基材，例如上面描述的那些。所述方法进一步包括至少部分地干燥所述溶胶-凝胶组合物以形成溶胶-凝胶转化涂层(204)(例如部分地或完全固化的溶胶-凝胶转化涂层)。所述方法也可以包括进一步固化(例如进一步部分地固化)所述部分固化的溶胶-凝胶组合物以形成所述溶胶-凝胶转化涂层(例如所述部分地或完全固化的溶胶-凝胶转化涂层)。当所述方法包括把未固化的溶胶-凝胶组合物施加到至少一部分所述基材上时，所述方法可以包括至少部分地固化所述未固化的溶胶-凝胶组合物。
根据本公开内容的多种实施方案，所述制品可以包括但是不限于交通工具或所述交通工具的部件或元件。在本文中以它的最广泛的意义使用"交通工具"，并且它包括所有类型的交通工具，例如但不限于小汽车、卡车、公共汽车、厢式货车、重型设备、飞机、高尔夫球大车、摩托车、自行车、火车等等。例如，所述交通工具可以包括宇航飞行器(例如飞机)，包括但不限于大商业和货运飞机、直升机、火箭和其它宇宙飞船。因而，所述制品可以包括许多交通工具部件或组件，包括例如宇航飞行器部件和组件。
可以进行所述部分固化的溶胶-凝胶组合物的所述至少部分地干燥和/或进一步固化以形成所述溶胶-凝胶转化涂层持续10分钟至20小时的时间段，或例如10分钟至16小时，但是本公开内容不限于此。在某些实施方案中，可以进行所述至少部分地干燥和/或进一步固化所述部分固化的溶胶-凝胶组合物以形成所述溶胶-凝胶转化涂层持续小于24小时的时间段。例如，当所述溶胶-凝胶转化涂层包含环氧硅烷锆酸酯或氨基硅烷锆酸酯(例如所述溶胶-凝胶转化涂层是由包含锆和有机硅烷的溶胶-凝胶组合物形成的)并且进行所述至少部分地干燥和/或进一步固化所述部分固化的溶胶-凝胶组合物持续超过24小时的时间段(或所述溶胶-凝胶转化涂层是完全固化的)时，所述氨基醇湿润所述溶胶-凝胶转化涂层的能力可以被减小并且所述氨基醇形成所述处理层的能力可以被削弱。上述时间段基于在标准温度和压力下进行的所述至少部分地干燥和/或进一步固化。因而，改变所述温度和/或压力可以影响所述干燥和/或固化时间，它也可以受其它条件(例如相对湿度)变化的影响。例如，当把所述温度增至高于室温时，可以减小至少部分地干燥和/或进一步固化所述溶胶-凝胶转化涂层持续的时间段。
所述方法(200)进一步包括把包含氨基醇的溶液施加到所述溶胶-凝胶转化涂层(206)上(例如在所述部分地或完全固化的溶胶-凝胶转化涂层的至少一部分上)。所述氨基醇可以以任何浓度存在于所述溶液中。例如，在某些实施方案中，所述处理层是由溶液形成的，该溶液基本上由所述氨基醇组成或由所述氨基醇组成。关于这点，"基本上由...组成"意指在所述溶液中任何另外的组分实质上将不会影响由所述溶液形成的所述处理层与另一层(例如所述溶胶-凝胶转化层和/或涂层)的粘附。
在其它实施方案中，所述溶液进一步包含水(例如所述溶液是水溶液)或有机溶剂。所述有机溶剂可以是能够溶解所述氨基醇的任何合适的溶剂。例如，所述有机溶剂可以包括能够以占所述溶液总重量的0.5wt％或更多的数量溶解所述氨基醇的有机化合物，但是所述有机溶剂不限于此。
所述氨基醇可以以大于0(例如大于0.05w/w％)至所述氨基醇在水或有机溶剂中的溶解度极限的数量存在于所述溶液中。所述氨基醇在水或所述有机溶剂中的溶解度极限可以容易地由本领域普通技术人员确定。例如，为了确定在室温下是固体的氨基醇的溶解度，通过把过量的所述固体氨基醇溶解在所要的溶剂中，过滤所得物以从所述溶液中除去所述不溶解的氨基醇，和然后使用重量分析方法确定所述溶解度，可以测定所述溶解度极限。长度小于4个碳原子以及在室温下是液体的氨基醇一般地可按各种比例混合。
在一些实施方案中，例如，所述氨基醇可以以占所述溶液总重量的大于0至0.5wt％的数量或0.5wt％或更多的数量(例如0.5wt％至所述氨基醇在水或有机溶剂中的溶解度极限的数量)存在。在一些实施方案中，所述氨基醇以占所述溶液总体积0.4至40vol％的数量存在于所述溶液中。例如，所述氨基醇可以以占所述溶液总体积0.4vol％的数量存在于所述溶液中。在更高的所述氨基醇浓度(例如高于占所述溶液总重量的1.5wt％的浓度)时，由在室温下是固体的氨基醇形成的处理层可以展示弱的粘附性能，而由在室温下是液体的氨基醇形成的处理层可以展示改善的粘附，但是如果存在过量的未反应的羟基，也可以展示水敏感性。
根据某些实施方案，当所述氨基醇以占所述溶液总重量0.5wt％或更多的数量存在于所述溶液中时，所述方法可以进一步包括在把所述溶液施加在所述溶胶-凝胶转化涂层的至少一部分上以后，冲洗所述溶液(或由所述溶液形成的所述处理层)。例如，可以把所述溶液施加在所述溶胶-凝胶转化涂层的至少一部分上，并且所述溶液可以保持在所述溶胶-凝胶转化涂层上持续10分钟至小于16小时的时间段，例如30分钟的时间段。然后，可以用水或所述有机溶剂冲洗在所述溶胶-凝胶转化涂层(例如所述制品或处理层)上的所述溶液。备选地，当所述氨基醇以占所述溶液总重量0.5wt％或更少的数量存在于所述溶液中时，所述冲洗可以被省略。
在图3中所示的实施方案中，所述方法(200)进一步包括至少部分地干燥所述包含所述氨基醇的溶液以形成所述处理层(208)。在某些实施方案中，可以进行所述至少部分地干燥持续10分钟至小于16小时的时间段。可以在14℃至31℃温度下进行所述至少部分地干燥。备选地，可以在升高的温度下进行所述至少部分地干燥持续较短的时间段，例如在50℃持续10分钟到至多4小时。当所述氨基醇以占所述溶液总重量0.5wt％或更少的数量存在于所述溶液中时，可以省略上述的对所述溶液(或所述处理层)的冲洗并且可以直接地干燥所述溶液以在所述溶胶-凝胶转化涂层上形成所述处理层。
通过图4所述流程图举例说明了根据本公开内容的另一种实施方案的生产制品的方法。根据该实施方案，正如上述针对图3所描述的那样，方法(300)包括把部分固化的溶胶-凝胶组合物施加到至少一部分基材(302)上、至少部分地干燥所述部分固化的溶胶-凝胶组合物以形成溶胶-凝胶转化涂层(304)(例如部分地或完全固化的溶胶-凝胶转化涂层)、把包含氨基醇的溶液施加到所述溶胶-凝胶转化涂层(306)的至少一部分上、至少部分地干燥包含所述氨基醇的所述溶液以形成处理层(308)，并且可以进一步包括固化所述部分固化的溶胶-凝胶组合物(或至少部分地将未固化的溶胶-凝胶组合物固化)。所述方法(300)不局限于施加部分固化的溶胶-凝胶组合物，但是可以改为包括把未固化的溶胶-凝胶组合物施加到至少一部分所述基材上。所述方法(300)进一步包括把涂料组合物施加到至少一部分所述处理层(310)上。所述涂料组合物可以是任何合适的涂料组合物，例如上面描述的那些涂料组合物或本领域中使用的任何合适的涂料组合物。所述方法(300)进一步包括固化所述涂料组合物以形成所述涂层(312)。本领域技术人员将会容易地理解用于固化所述涂料组合物的所述条件，因此在这里将不进一步描述那些条件。
下面参考下列实施例进一步描述本公开内容的多种实施方案。然而，所述实施例不意欲限定本公开内容的保护范围。例如，虽然所述实施例包含包括三(羟甲基)氨基甲烷在内的氨基醇，但是将会被理解的是：其它氨基醇或氨基醇的混合物，例如氨基甲基丙二醇、氨基乙基丙二醇、氨基甲基丙醇、二甲基氨基乙醇、氨基羟乙基戊二醇、氨基戊二醇和/或氨基甲基丁醇，可以代替所述三(羟甲基)氨基甲烷或者与所述三(羟甲基)氨基甲烷混合。
实施例1
通过使用去离子水和Scotch-brite#7447研磨垫(可以从所述3M Company获得)对所述基材研磨擦洗，直到获得无水膜破裂残迹的表面，来准备包含被铝包覆的2024T3铝合金的基材，用于溶胶-凝胶预处理。正如本文中所用的那样，所述术语"无水膜破裂残迹的表面"是指在不挂珠或沥水的表面(当该表面被保持在垂直状态时)上能够具有未破裂水膜的表面。用去离子水冲洗所述基材并且采用纸巾擦拭以除去污迹(例如残留物)。再次冲洗所述基材以除去由所述纸巾留下的棉绒和/或微粒并且在空气中在环境温度下干燥。
使用高容量的低压(HVLP)喷涂枪，把溶胶-凝胶组合物(Desogel EAP-9，可以从PPG Aerospace获得)施用到所述基材上。在空气中在环境温度下，干燥所述溶胶-凝胶组合物持续10分钟的时间段。在10分钟的空气干燥以后，通过采用吸水纸巾、不脱绒毛的棉布或尼龙垫沾吸或擦拭所述过剩材料，来从所述基材处出去过剩材料。在空气中在环境温度下，部分地固化所述溶胶-凝胶组合物过夜持续20小时的时间段，以形成部分地固化的溶胶-凝胶转化涂层。
通过使用HVLP喷涂枪，把以40wt％(占所述水溶液的总重量)的数量包含三(羟甲基)氨基甲烷的水溶液施加到所述溶胶-凝胶转化涂层上超过5分钟的时间段，在所述基材上形成包含氨基醇的处理层。在空气中在环境温度下干燥在所述基材上的所述三(羟甲基)氨基甲烷持续30分钟的时间段。使用去离子水喷淋清洗来冲洗掉所述基材上过量的三(羟甲基)氨基甲烷持续1分钟。然后在空气中在环境温度下干燥所述基材持续15至30分钟。
然后，使用包含80-90wt％(在这里84wt％)ELT(是PRC-DeSoto International，Inc.，Sylmar，California的注册商标)和10-20wt％(在这里16wt％)wt％的硅灰石(占基于所述聚氨酯的涂料组合物的总重量)的基于聚氨酯的涂料组合物，在所述处理层上形成涂层。使用HVLP喷涂枪，把所述基于聚氨酯的涂料组合物施用到所述处理层上。形成所述涂层达到2.5-3.5密耳的干膜厚度，然后在空气中在环境温度下完全固化持续14天而形成涂覆的基材。
实施例2
除了使用12wt％的Hybricor 294(可以从Wayne Pigment Corp.，Milwaukee，Wisconsin获得)代替所述硅灰石之外，像在实施例1中那样形成涂覆的基材。
实施例3
除了在所述水溶液中三(羟甲基)氨基甲烷的数量是2wt％而不是40wt％，并且不把所述基材上过量的三(羟甲基)氨基甲烷冲洗掉之外，像在实施例1中那样形成涂覆的基材。
实施例4
除了在所述水溶液中三(羟甲基)氨基甲烷的数量是1.5wt％而不是2wt％之外，像在实施例3中那样形成涂覆的基材。
实施例5
除了在所述水溶液中三(羟甲基)氨基甲烷的数量是1wt％而不是2wt％之外，像在实施例3中那样形成涂覆的基材。
实施例6
除了在所述水溶液中三(羟甲基)氨基甲烷的数量是0.5wt％而不是2wt％之外，像在实施例3中那样形成涂覆的基材。
实施例7
除了使用AC-131(可以从3M Corporation获得)而不是Desogel EAP-9、在所述水溶液中三(羟甲基)氨基甲烷的数量是占所述水溶液总体积的0.5体积％而不是40wt％并且不从所述基材上冲洗掉过量的三(羟甲基)氨基甲烷之外，像在实施例1中那样形成涂覆的基材。
实施例8
除了在所述水溶液中三(羟甲基)氨基甲烷的数量是1.5体积％而不是0.5体积％之外，像在实施例7中那样形成涂覆的基材。
实施例9
除了使用AC-131(可以从3M Corporation获得)而不是Desogel EAP-9、所述水溶液包含占所述水溶液总体积的0.5体积％氨基乙基丙二醇而不是40wt％的三(羟甲基)氨基甲烷并且不从所述基材上冲洗掉过量的氨基乙基丙二醇之外，像在实施例1中那样形成涂覆的基材。
实施例10
除了所述水溶液包含1.5体积％的氨基乙基丙二醇而不是0.5体积％之外，像在实施例9中那样形成涂覆的基材。
实施例11
除了使用AC-131(可以从3M Corporation获得)而不是Desogel EAP-9、所述水溶液包含占所述水溶液总体积的0.5体积％氨基甲基丙二醇而不是40wt％的三(羟甲基)氨基甲烷并且不从所述基材上冲洗掉过量的氨基甲基丙二醇之外，像在实施例1中那样形成涂覆的基材。
实施例12
除了所述水溶液包含1.5体积％的氨基甲基丙二醇而不是0.5体积％之外，像在实施例11中那样形成涂覆的基材。
实施例13
除了使用AC-131(可以从3M Corporation获得)而不是Desogel EAP-9、所述水溶液包含占所述水溶液总体积的0.5体积％氨基甲基丙醇而不是40wt％的三(羟甲基)氨基甲烷并且不从所述基材上冲洗掉过量的氨基甲基丙醇之外，像在实施例1中那样形成涂覆的基材。
实施例14
除了所述水溶液包含1.5体积％的氨基甲基丙醇而不是0.5体积％之外，像在实施例13中那样形成涂覆的基材。
实施例15
除了使用AC-131(可以从3M Corporation获得)而不是Desogel EAP-9、所述水溶液包含占所述水溶液总体积的0.5体积％二甲基氨基乙醇而不是40wt％的三(羟甲基)氨基甲烷并且不从所述基材上冲洗掉过量的二甲基氨基乙醇之外，像在实施例1中那样形成涂覆的基材。
实施例16
除了所述水溶液包含1.5体积％的二甲基氨基乙醇而不是0.5体积％之外，像在实施例15中那样形成涂覆的基材。
实施例17
除了使用AC-131(可以从3M Corporation获得)而不是Desogel EAP-9、所述水溶液包含占所述水溶液总体积的0.5体积％氨基甲基丁醇而不是40wt％的三(羟甲基)氨基甲烷并且不从所述基材上冲洗掉过量的氨基甲基丁醇之外，像在实施例1中那样形成涂覆的基材。
实施例18
除了所述水溶液包含1.5体积％的二甲基氨基乙醇而不是0.5体积％之外，像在实施例17中那样形成涂覆的基材。
实施例19
除了使用AC-131(可以从3M Corporation获得)而不是Desogel EAP-9、所述水溶液包含占所述水溶液总体积的0.5体积％氨基戊二醇而不是40wt％的三(羟甲基)氨基甲烷并且不从所述基材上冲洗掉过量的氨基戊二醇之外，像在实施例1中那样形成涂覆的基材。
实施例20
除了所述水溶液包含1.5体积％的氨基戊二醇而不是0.5体积％之外，像在实施例19中那样形成涂覆的基材。
实施例21
除了使用AC-131(可以从3M Corporation获得)而不是Desogel EAP-9、所述水溶液包含占所述水溶液总体积的0.5体积％氨基羟乙基戊二醇而不是40wt％的三(羟甲基)氨基甲烷并且不从所述基材上冲洗掉过量的氨基羟乙基戊二醇之外，像在实施例1中那样形成涂覆的基材。
实施例22
除了所述水溶液包含1.5体积％的氨基羟乙基戊二醇而不是0.5体积％之外，像在实施例21中那样形成涂覆的基材。
实施例23
除了使用AC-131(可以从3M Corporation获得)而不是Desogel EAP-9、使用占所述基于聚氨酯的涂料组合物总重量的100wt％的DEFTHANE(可以从PRC-DeSotoInternational，Inc.，Sylmar，California获得)(是PRC-DeSotoInternational，Inc.，Sylmar，California的注册商标)而不是ELT(是PRC-DeSoto International，Inc.，Sylmar，California的注册商标)和硅灰石并且不从所述基材上冲洗掉过量的三(羟甲基)氨基甲烷之外，像在实施例1中那样形成涂覆的基材。
比较实施例1
除了所述涂覆的基材不包含所述处理层之外，像在实施例2中那样形成涂覆的基材。
比较实施例2
除了所述涂覆的基材不包含所述处理层之外，像在实施例1中那样形成涂覆的基材。
比较实施例3
除了没有形成所述处理层之外，像在实施例23中那样形成涂覆的基材。
平均干燥粘附
通过45度交叉影线划线模式切穿所述固化涂层到所述基底金属、施加250号带子(可以从3M Company获得)、以一种连续运动方式移去所述带子和检查所述用于去除涂层的测试区域，测试了根据实施例1和2以及比较实施例1和2所述涂覆的基材以及根据实施例3-26和比较实施例3-6的涂覆的基材与所述基材的粘附性。目视检查所述涂覆的基材并且按照0至10的尺度评定涂覆的基材，其中0对应于弱的干燥粘附而10对应于良好的干燥粘附。在下面的表1中显示了所述关于根据实施例1和2以及比较实施例1和2的每一组的三个涂覆的基材的测试结果。在下面的表2中显示了关于根据实施例3-10和比较实施例3和4所述涂覆的基材的结果。在下面的表3中显示了关于根据实施例11-26所述涂覆的基材的结果。在下面的表4中显示了关于根据实施例27和28以及比较实施例5和6所述涂覆的基材的结果。
平均湿粘附
通过首先固化并且把所述基材浸入去离子水中持续7天、然后以45度交叉影线划线模式切割所述涂层进入到所述基底金属、施加250号带子(可以从3M Company获得)、以一种连续运动方式移去所述带子以及检查所述用于去除涂层的测试区域，测试了根据实施例1和2以及比较实施例1和2的三组涂覆的基材以及根据实施例3-26和比较实施例3-6的涂覆的基材的与所述基材的粘附性。目视检查所述涂覆的基材并且按照0至10的尺度评定涂覆的基材，其中0对应于弱的湿粘附而10对应于良好的湿粘附。在下面的表1中显示了关于根据实施例1和2以及比较实施例1和2所述每一组三个涂覆的基材的测试结果。在下面的表2中显示了关于根据实施例3-10以及比较实施例3和4所述涂覆的基材的结果。在下面的表3中显示了关于根据实施例11-26所述涂覆的基材的结果。在下面的表4中显示了关于根据实施例27和28以及比较实施例5和6所述涂覆的基材的结果。
盐雾试验
按照ASTM B-117测试规范，使用中性盐雾持续3,000小时，测试了根据实施例1和2以及比较实施例1和2的三组涂覆的基材。在下面的表1中显示了关于根据实施例1和2以及比较实施例1和2所述每一组三个涂覆的基材的测试结果。
丝状腐蚀测试
制备了根据实施例1和2以及比较实施例1和2的三组涂覆的基材以及根据实施例3-23和比较实施例3的涂覆的基材，并且通过划两条跨越所述面板的1mm宽的对角线，使所述划线的面板暴露于发烟浓盐酸持续一个小时，然后把所述暴露的面板放置到能够将相对湿度保持在80％和将温度保持在35℃的环境室中持续720小时。
也针对根据实施例3-23和比较实施例3所述涂覆的基材，获得了均匀蚀刻腐蚀(UEC)测量值(作为丝状腐蚀的量度)。UEC由对金属表面的直接化学侵蚀(即HCl暴露)产生并且仅仅涉及所述金属表面。在抛光面上，首先把这种类型的腐蚀看作对所述表面的一般性钝化，并且如果允许所述侵蚀持续，则所述表面变得粗糙并且可能看上去像被霜覆盖。根据所述ASTM D1654-05分级系统对所述UEC测量值进行分级。
在下面的表1中显示了关于根据实施例1和2以及比较实施例1和2所述每一组三个涂覆的基材的粘附和腐蚀试验结果。在下面的表2中显示了关于根据实施例3-6所述涂覆的基材的结果。在下面的表3中显示了关于根据实施例7-22所述涂覆的基材的结果。在下面的表4中显示了关于根据实施例23和比较实施例3所述涂覆的基材的结果。
表1
正如可以从所述表1中显示的结果看到的那样，在浸入去离子水中持续7天以后，像在实施例1和2中那样制备的所述涂覆的基材展示了改善的湿粘附，并且展示了改善的中性盐雾腐蚀试验结果，特别是实施例1。
表2
表3
干燥粘附 湿粘附 湿粘附鼓泡 丝状腐蚀 UEC
实施例7 9.75 9.75 0 8.5 6
实施例8 9.75 0 40 7.5 4.5
实施例9 9.25 9.75 0 10 6
实施例10 9.75 9.5 0 7.5 5.5
实施例11 9.75 9.25 0 7 5
实施例12 9.75 9 5-10％ 6 4.5
实施例13 9.75 9.75 0 8.5 6.5
实施例14 9.75 9.75 0 7.5 6
实施例15 9.75 9.0 0 7.5 5.5
实施例16 9.75 5 10 7.5 5.5
实施例17 9.75 9.75 0 9 6.5
实施例18 9.75 9.75 0 8.5 6
实施例19 9.75 8.5 5 7 5
实施例20 9.75 2 5 6 4
实施例21 9.75 9 0 9.5 7
实施例22 9.75 9.75 0 8 7
表4
尽管前面为了举例说明的目的，已经描述了本公开内容的多种特定的实施方案，但是本领域技术人员将会理解在不偏离在所附加的权利要求书中所定义的本发明以及其等同物的情况下，可以对本公开所述细节做许多变化。例如，尽管已经结合"一个"处理层、"一个"涂层等等描述了本文中的多种实施方案，但是根据本公开可以使用这些组件中的一种或更多种或列举的任何其它组件。
尽管就"包括"或"包含"而言，已经描述了本公开内容的各种实施方案，然而基本上由...组成或由...组成的实施方案也在本公开内容的范围内。例如，虽然本公开描述了包含氨基醇的处理层以及包含氨基醇的溶液，但是基本上由氨基醇组成或由氨基醇组成的处理层和/或溶液也在本公开内容的范围内。因此，如上所述，所述处理层可以由基本上由所述氨基醇组成的溶液形成。关于这点，"基本上由...组成"意指在所述溶液或处理层中任何另外的组分实质上将不会影响所述处理层与另一层(例如所述溶胶-凝胶转化层和/或涂层)的粘附。
另外，尽管已经结合包含聚氨酯和/或由包含羟基官能化多元醇和多异氰酸酯形成的涂层描述了本文中的多种实施方案，但是可以使用包含能够与所述氨基醇的羟基反应的官能团的其它涂层。
正如本文中所用的那样，除非以其它方式明确地指定，所有的数字(例如表示数值、范围、数量或百分数的那些数字)可以被当作好像前面带有所述词"大约"，即使所述术语没有明确地出现。此外，所述词"大约"的使用反映了与测量、有效数字和互换性有联系的所述变化的边缘，所有这些都正如与本公开有关的本领域普通技术人员所理解的那样。在本文中列举的任何数值范围意图包括其中包含的所有子区间。复数包括单数，反之亦然。例如，当本公开描述"一种"氨基醇时，可以使用这样的氨基醇的混合物。并且，正如本文中所用的那样，所述术语"聚合物"意味着是指预聚合物、低聚物以及均聚物和共聚物这两者；所述前缀"聚"是指两个或更多个。在本公开内容的范围内，当给定范围时，可以把那些范围的任何边界点和/或在那些范围之内的数字组合。所述术语"包括"以及同类术语意指"包括但不限于"。类似地，正如本文中所用的那样，所述术语"在...上"、"在...上施加"和"在...上形成"意指在...上、在...上施加或在...上形成，但是不必要地与所述表面接触。例如，"在基材上形成的"涂层不排除在所述形成的涂层和所述基材之间存在一个或多个具有相同或不同组成的其它涂层。
尽管在本文中所陈述的数字范围和参数集可以是近似值，但是仍然像在实际中那样精确地报告在所述具体的实施例中陈述的数值。然而，任何数值内在地包含必然地由在它们各自的测试测量值中发现的标准变化产生的某些误差。正如在本说明书中和在所述权利要求书中使用的那样，所述词"包括"以及其变化不把本公开限定到排除任何变体或添加。

Claims (4)

1.一种制品，其包括:
基材；
在所述基材的至少一部分上的溶胶-凝胶转化涂层；
在所述溶胶-凝胶转化涂层的至少一部分上的处理层，所述处理层包含氨基醇；和
在所述处理层的至少一部分上的涂层，所述涂层包含基于聚氨酯的涂料组合物。
2.权利要求1所述的制品，其中所述氨基醇包括由[N(R1)(R2)]z-R-(R′-OH)xR"y表示的化合物，其中:
x是1至3；
y是0至2；
z是1至3；
x+y+z＝4；
R1和R2各自独立地包含氢原子或C1至C6烷基，并且当z大于1时，每个R1和每个R2可以是相同或不同的；
R和R′各自独立地包括C1至C30亚烷基，并且当x大于1时，每个R′可以是相同或不同的；并且
R"包括氢原子或C1至C30烷基，并且当y大于1时，每个R"可以是相同或不同的。
3.权利要求1所述的制品，其中所述氨基醇包括三(羟甲基)氨基甲烷。
4.权利要求1所述的制品，其中所述制品包括宇航飞行器部件。
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