UA44742C2 - Композиція покриття, упаковка, основа з покриттям, спосіб отримання основи та спосіб отримання композиції покриття - Google Patents

Abstract

Пропонується композиція, що диспергується у воді і не містить хрому, для забезпечення захисту від корозії підкладки, наприклад, металевої. Плівка нанесеного покриття є корозійно-стійкою, і для виробів з різьбою, наприклад, сталевих кріпильних виробів, покриття забезпечує незатікання композиції покриття у різьбу. У склад покриття входить порошковий метал, наприклад, порошковий цинк та алюміній. Хоча компоненти можуть пакуватись окремо, композиція фактично завжди являє собою однопакувальну композицію покриття. Композиція містить в собі органофункціональний силан, що диспергується, у воді, наприклад, силан з епокси-функціональною групою як зв'язуючим агентом. Композиція має довгий термін служби, який перевершує всі сподівання. Композиція може легко наноситись звичайними способами, наприклад, зануренням із стіканням або зануренням з обертанням та легко термообробляється при підвищеній температурі.

Description

Опис винаходу

Известно множество, по меньшей мере, в сущности не содержащих смол композиций покрьїтий, в состав 2 которьїх входит хром, для защить! железньїх подложек. Особенно интереснь те из них, которье содержат порошковьій металл. Типичнье композиции зтого типа, которье бьіли разработань!ї вначале, могли бьіть вполне простьіми, такими, как составьі в основном содержащие хромовую кислоту и порошковьій металл в спиртовой среде, как предложено в патенте США Мо 3687738.

Более поздняя разработка, особенно зффективная для получения коррозийно-стойкого покрьїтия на 70 металлических подложках, представляла собой более сложную композицию, такую как предложена в патенте

США Мо 3907608. Композиция состояла из хромовой кислотьі или ее зквивалента, порошкового металла, в основноМ цинка или алюминия, смачивателя и жидкой средь, состоящей из водь и вьісококипящей органической жидкости. Композиция имела весьма желательнье характеристики покрьїтия, когда включала такой модификатор вязкости, как водорастворимьїй простой зфир целлюлозьї, как предложено в патенте США 72 Мо 3940280.

Покрьтие могло бьі бьть особенно полезньмм в качестве грунтовки. Таким образом, бьіло предложено использовать такой более сложньй состав покрьтия как грунтовку на железньїх поверхностях. Затем к покрьїтию бьіл добавлен состав для верхнего силикатного слоя, как предложено в патенте США Мо 4365003.

Другим верхним слоем покрьїттия, которьій можно использовать, является способная к сварке грунтовка, более предпочтительно, грунтовка с вьісоким содержанием цинка, которая, как правило, может наноситься перед злектросваркой подложки, как рассмотрено в вьішеупомянутом патенте США Мо 3940280.

Известно, что в тех случаях, когда составьі покрьтий могли содержать порошковьій металл, такой как необработаннье алюминиевье чешуйки, зти чешуйки могли вьізьівать нестабильность составов покрьїтий на водной основе. В таких составах покрьтий на водной основе стандартнье алюминиевье чешуйки будут с реагировать с входящей в состав водой с вьіделением газообразного водорода. Одним из подходов для Го) устранения зтой проблемьї является нанесение покрьітия на алюминиевье чешуйки. Одним из таких покрьїтий является акриловое покрьітие, образованное посредством взаймодействия монозтилен-ненасьшщенного силана с акриловьіми мономерами, имеющими аминогидроксильную или зпоксильную группьі, как предлагается в патенте США Мо 4213886. Однако зти продуктьї являются особьіми составляющими, предназначенньіми для с придания покрьїтию превосходного внешнего вида, и не нашли широкого распространения. «І

Другой подход к улучшению состава покрьтия состоит в необходимости учета содержания хромовой кислотьі. Как обосновьівается в патенте США Мо 4266975, зта составляющая может бьіть частично заменена - борной кислотой. Однако некоторая часть хромовой кислоть в составе остаєтся. «І

Когда составь! покрьїтия предназначеньй для обеспечения сопротивления коррозии металлических подложек, такие составь представляют собой особьй тип, на которьій ссьілаются как на "травильную грунтовку в (праймер)", которая обьічно содержит в качестве пигмента хромат цинка. Предпринимались попьітки получить с зтими грунтовками антикоррозионнье грунтовки без хрома, уменьшив, таким образом, возможнье проблемьї, связаннье с загрязнениями. Бьіл предложен, как описано в патенте США Мо 4098749, состав покрьтия, « содержащий смолу поливинилбутираль, органофункциональньй силан, соединение бората или полифосфата и З фосфорную кислоту. Композиция может содержать металлический порошок в качестве необязательного с полимера, и обьчно фенолоальдегидньй полимер. Однако такие составьі непригодньії для замень з» вьішеописанньїх комплексньїх композиций, к которьім в качестве составной части к полимеру добавляется распьіленньій металлический порошок и хромсодержащее соединение.

Как упоминалось вьіше, коррозионно-стойкие покрьїтия могут представлять собой сочетания грунтовок и верхних слоев покрьїтия. Верхними покрьїтиями могут бьїть способнье свариваться обогащеннье цинком ть грунтовки на базе растворителя. Для верхних покрьїтий, таких как грунтовки, обогащеннье цинком, предложено, «» как описано в патенте США Мо 4476260, повьішать сопротивление коррозии грунтовки посредством составления ее композиции, в которую входит цинковьій пигмент, термопластичная или термореактивная смола, органосилан

Ше и, необязательно, тригидрат алюминия с одним или более диспергирующим агентом. Такие композиции, однако, ї» 20 не годятся для заменьі комплексньх композиций грунтовок, и бьіли бь полезньі в сочетаний с такими покрьїтиями, как обогащенное цинком верхнее покрьїтие. і» Таким образом, бьло бь желательно создать композицию о покрьїтия, которая найдет широкое распространение для комплексньїх составов грунтовок. Кроме того, бьіло бьї желательно разработать такие композиции, которьне могли бьї устранить проблемь! загрязнения, связанньсе с составами, в которьїх содержится 22 Шестивалентньй хром, а также избежать композиции на основе растворителя.

ГФ) Краткое описание изобретения

В настоящем изобретениий предложена диспергируемая в воде композиция покрьїтия, имеющая весьма о желательнье характеристики, такие как у коррозионно-стойких покрьтий стальньїх деталей. Кроме сопротивления коррозии наносимьй слой обладаєт необходимой адгезией покрьїтия по отношению к подложке. бо Для мелких деталей с резьбой, таких как резьбовне крепежнье изделия, покритие может наноситься целиком на все нерезьбовье части. Помимо того, что композиция является диспергируемой в воде, она не содержит хрома. Таким образом, оборудование для нанесения покрьтий может бьїть легко очищено, а очищающая жидкость может бьіть легко и зкономично утилизирована. Композиция покрьїтия по настоящему изобретению может бьть фактически всегда готова к употреблению, будучи одноупаковочной композицией, наряду с бо дегкостью изготовления, хранения и транспортировки, а также использования. Композиция обладает продолжительной стабильностью при хранении.

По одному из аспектов изобретения предложена не содержащая хрома, диспергируемая в воде композиция покрьїтия для нанесения на подложку и термообработки на ней, предназначенная для защить ее от коррозии, при зтом композиция вместе с водной средой включает: (А) внісококипящую органическую жидкость; (В) порошковьій металл; (С) загуститель; (ОБ) силановьй связьвающий агент, составляющий приблизительно от З до 2095 вес. от полного веса 7/0 КомМпозиИции; и (Е) смачивающий агент (поверхностно-активное вещество). По другому аспекту назначение изобретения относится к композициям с вьішеупомянутьми ингредиентами, причем одно или более из веществ (А), (С) и (Е) являются необязательньми. Такие родственнье композиции могут включать смеси, которье являются исходньіми веществами для получения готовой, диспергированной в воде композиции для покрьїтия. Зто могут 7/5 бьіть смеси, содержащие заместители, такие как (А), (0) и (Е), либо (А) плюс (В) плюс (0), либо водную среду с борной кислотой в качестве компонента и (0) как составной части с (Е) или без него в качестве заместителя.

Другой аспект изобретения направлен на получение подложки с покритием, защищенной не содержащим хрома, коррозионно-стойким покрьїтием в виде нанесенной и термообработанной пленки из описанной здесь композиции. По другому аспекту изобретение направлено на создание способа получения коррозионно-стойкой подложки с покриітием посредством нанесения на подложку описанного здесь состава покрьтия в количестве, равном по меньшей мере 500 миллиграммам на квадратньй фут (мг/фт) (5,38г/м?) покрьітия на подложку, с последующей термообработкой нанесенной на подложку композиции при температуре до около 6507 по

Фаренгейту (343,33"С) в течение по меньшей мере 5 минут.

Далее, в еще одном оаспекте изобретение направлено на создание способа приготовления с диспергированной в воде композиции покрьтия посредством сначала смешивания с предварительно о приготовленной смесью исходньїх веществ с вбісокКокКипящей жидкостью, смачивающим агентом и порошковь!м металлом, затем подмешивания в смесь силанового смешивающего агента, которьій может бьіть в смеси с загустителем "СеїІовіге". Готовая композиция может бьіть разбавлена водной средой.

Далее, по еще одному аспекту, изобретение направлено на приготовление предварительной смеси с кКомпозиции для покрьтия из смачивающего агента, силанового связьвающего агента и обьчно необязательного компонента - борной кислотьі, с жидкой средой из водной средьі, либо из органической З жидкости, либо с обеими средами - и водной и органической, а затем на вьіполнение следующей процедурь,, че включающей подмешивание порошкового металла к зтой предварительно приготовленной смеси для получения готовой композиции для покрьтия. З

Описание предпочтительньїх вариантов изобретения чу

Описанньй здесь состав покрьїтия, когда он приготовлен в окончательной форме для нанесения на подложку, обьічно будет упоминаться здесь, как "состав покрьїтия" или "готовьій состав покрьітия". Однако он может также упоминаться как "диспергируемьй в воде состав покрьітия". При приготовлений состава покрьїтия « жидкая среда, иногда упоминаемая здесь как "водная среда", фактически всегда при использований будет водой или комбинацией водь и вьісококипящей органической жидкости. С водой допустимо использовать другие ще) с жидкости или комбинации жидкостей, но предпочтительно, чтобь! такая другая жидкая среда использовалась ц только в очень незначительньїх количествах. Как правило, вода присутствует в композиции в количестве от "» около 30 до 60905 вес. по отношению к полному весу композиции.

Вьісококипящая органическая жидкость жидкой средь! в составе покрьїтия должна иметь точку кипения при атмосферном давлениий свьіше приблизительно 1007С, при зтом предпочтительно она должна бьть щ» растворимой в воде. Подходящие органические жидкости содержат углерод, кислород и водород и имеют по меньшей мере один содержащий кислород компонент, которьім может бьіть гидроксильная, либо оксо-, либо е группа простого зфира с низким молекулярньім весом, т.е. С4-С;. зфирная группа, так что для удобства такие -І жидкости могут упоминаться как "оксогидрокси-жидкости". Поскольку необходима диспергируемость в воде, а предпочтительно - растворимость в воде, полимернье углеводородь! с вбісоким молекулярньїм весом не вполне е подходят, а преимущественно подходящие углеводородь! содержат приблизительно менее 15 атомов углерода

Що) и имеют молекулярньй вес не более 400.

Некоторье из углеводородов, которье могут входить в структуру вбісококипящей органической жидкости, включают три- и тетразтиленгликоль, ди- и трипропиленгликоль, монометиловьй, диметиловьй и зтиловьй просте зфирь зтих гликолей, жидкие полипропиленгликоли с низким молекулярньм весом, а также диацетоновьй спирт, простье зфирь дизтиленгликоля с низким о молекулярньм весом и смеси о вьішеперечисленньїх соединений. Как правило, органическая жидкость должна присутствовать в количестве от іме) около 1 до около 3095 вес. по отношению к полному весу композиции. Присутствие органической жидкости, особенно в количествах приблизительно свьіше 1095 вес., а именно от 15 до 2595 вес., может повьісить бо сопротивление коррозии покрьїтия, однако, использование свьше приблизительно 3095 вес. может стать незкономичньім. Для зкономии, легкости приготовления композициий и уменьшения в ней количества летучих составляющих предпочтительньїм является дипропиленгликоль, и особенно предпочтительно его содержание в количестве от около 1 до 495 вес. от полного состава композиции. Должно бьіть понятно, что органическая жидкость, как правило, входит в композицию как отдельньій компонент, причем некоторое количество и вплоть 65 до всей жидкости может вводиться другим способом. Когда металлические частицьь имеют форму чешуек, введенньїх в органическую жидкость, то в окончательном виде порошковьій металл может бьіть в виде пасть.

Когда такой металл используется в виде пастьї, в нее можно ввести некоторую часть и вплоть до всей органической жидкости г входящей в состав покрьїтия. Например, паста из чешуек алюминия может содержать 2590 вес. дипропиленгликоля и может отдать один весовой процент такого гликоля во всю композицию покрьітия. При введений порошкового алюминия использование пасть! из алюминиевьх чешуек может оказаться зкономичньм. Следовательно, можно ожидать, что для зкономии, те композиции, которье содержат алюминиевье чешуйки, должньії включать комбинацию жидкой средьі, состоящую из водьі и вьісокКкокипящей органической жидкости.

Имеется в виду, что состав покрьітия будет, как правило, содержать загуститель. Должно бьїть от около 0,05 7/0 до около 2,095 вес. загустителя. Зто может бьіть водорастворимьй простой зфир целлюлозьі), включающий загустители "Сеїовіле" (торговая марка) Подходящими загустителями являются простье зфирь! гидроксизтилцеллюлозьі, метилцеллюлозь), метилгидроксипропилцеллюлозьі, зтилгидроксизтилцеллюлозь, метилзтилцеллюлозьі или смеси зтих веществ. Хотя необходимо, чтобьі простой зфир целлюлозь! бьл водорастворимьм, для повьшения действия загустителя нет необходимости, чтобь он обладал /5 растворимостью в вьісококипящей органической жидкости. Менее около 0,0590 вес. загустителя будет недостаточно для придания вязкости композиции, тогда как свьіше около 290 вес. загустителя в составе может привести к повьішенной вязкости композиции, что затрудняет работу с ней. Для лучшего загустителя, без неконтролируемого повьішения вязкости, предпочтительно, чтобь! вся композиция содержала приблизительно от 0,2 до 1,295 вес. загустителя. Следует понимать, что хотя предполагается использовать целлюлозньй 2о Загуститель, и, таким образом, загуститель здесь может упоминаться как целлюлозньй загуститель, некоторне из всех загустителей могут представлять собой другие ингредиенть! загустителя. Такие другие загущающие агентьї включают ксантановую смолу, связующие загустители, такие как уретановье связующие загустители и не содержащие уретана неийоннье связующие загустители, которье как правило представляют собой непрозрачнье вьісококипящие жидкости, например, с температурой кипения вьіше 100"С. Другие подходящие с об Загустители включают модифицированньюе глинь, такие как очень вьгодная гекторитовая глина и модифицированная органически и активированная смектитовая глина, хотя зта не является предпочтительной. і)

Когда используется загуститель, он обьічно является последним ингредиентом, которьій добавляется в состав.

Порошковьм металлом в композиции для покрьїтия может бьіть, в общем, любой металлический пигмент, такой как мелкодисперсньій алюминий, марганец, кадмий, никель, нержавеющая сталь, олово, сплаві железа, с зр магний или цинк. Найболее предпочтительньіми порошковьіми металлами является порошок цинка или чешуйки цинка, либо порошок алюминия или чешуйки алюминия. Порошковьій металл может бьіть смесью любьх из - упомянутьїх вьіше, а также представлять собой их сплавьі и смеси интерметаллидов. Чешуйки можно ї- смешивать с распьіилением металлическим порошком, но, как правило, при минимальном количестве порошка.

Как правило, металлические порошки имеют такой размер частиц, чтобьі! все частиць! проходили через сетку - зв размером 10О0меш, а основное количество - через сетку размером 325меш (используемьїй здесь термин "меш" «Е обозначает размер из комплекта сит по Стандарту США) (число меш соответствует числу ячеек на линейной длине 25,4мм). Порошки обьічно являются сферическими, в отличие от листовидной формь! чешуек.

Когда в состав входит смесь порошкового цинка с алюминием, то алюминий может присутствовать в самом минимальном количестве, например, не более приблизительно от 2 до 595 вес. порошкового металла, и при «

Ззтом еще придавать покрьїтию блестящий внешний вид. Обьічно количество алюминия будет составлять по в с меньшей мере 1095 вес. порошкового металла. Следовательно, весовое отношение алюминия к цинку в такой композиции составляет часто по меньшей мере около 1:9. С другой стороньі, с целью зкономии, не следует ;» вводить алюминий в количестве, превьішающем 5095 вес. от всего содержания цинка и алюминия, так что весовое отношение алюминия к цинку может достигать 1:11. Содержание порошкового металла в составе Ппокрьїтия не должно превьішать более приблизительно 3575 вес. от полного веса композиции, чтобь! обеспечить ї5» найлучший внешний вид покрьїтия, но как правило вводят по меньшей мере около 1095 вес. для надежного достижения желаемого блестящего внешнего вида покрьітия. Если в состав входит алюминий и особенно если о он присутствует без другого порошкового металла, предпочтительно, чтобь!ї его количество составляло от около -І 1,5 до около 3595 вес. от всего веса композиции. Когда в композиции присутствует порошковьй цинк, то его

Количество, как правило, составит от около 10 до около 3590 вес. от веса всей композиции. Как упоминалось о вьше, в частности, когда металл используется в виде Чешуек в жидкой среде, то металл может содержать

Із некоторье жидкости в мальїх количествах, например, дипропиленгликоль или уайт-спиртьї, либо даже следь некоторьїх жидкостей. Порошковье металльі, содержащие жидкость, обьічно используются в виде паст, и зти пасть! могут использоваться непосредственно с другими составляющими композиции. Однако должно бьть в Понятно, что порошковне металль! можно применять в составе покрьтия и в сухом виде.

Кроме порошкового металла, другим необходимь!м ингредиентом в диспергированной в воде композиции

Ф) покрьїтия является силан. Используемье здесь слово "силан" или термин "силановьй связьівающий агент" ка означают диспергируемьй в воде, органо-функциональньій силан. Органофункциональность может бьть представлена виниловой, метакрилокси- и амино-, но предпочтительно зпоксифункциональной группой, с целью бр увеличения зксплуатационньх характеристик, а таюке стабильности композиции. Агент обьчно содержит -5БКОСН»з)3- функциональную группу. Используемье, как здесь описано, силаньь обьічно применяют как подготавливающие поверхность агентьі. Неожиданно бьло обнаружено, что в композициях по настоящему изобретению они служат в качестве связьвающих агентов. В связи с зтим они часто упоминаются здесь как силановье связьівающие агентьі. Они могут служить также для стабилизации раствора покрьїтия по отношению 65 Кк самопроизвольньмм, наносящим вред реакциям. Оказалось, что силан связьівает и пассивирует порошковьй металл, в результате чего возрастает стабильность раствора состава покрьтия. Более того, у наносимого покрьтия улучшаются адгезия и сопротивления коррозии. Для получения зтих характеристик силан следует вводить в количестве приблизительно от З до 2095 вес. от всего веса композиции. Менее приблизительно 395 вес. будет недостаточно для желаемого повьішения стабильности состава в растворе, а также адгезии покрьтия. С другой стороньі, свьіше приблизительно 2095 вес. силана окажется незкономичньім. Обьічно для повьішения стабильности раствора наряду с достижением желаемой зкономии силан следует вводить в количестве от около 5 до около 1295 вес. от всего веса композиции. Вьігодно, чтобь! силан являлся легко диспергируемьм в водной среде, и предпочтительно, чтобь он бьл орастворимьм в такой среде.

Предпочтительньм силаном является силан с зпоксифункциональной сгруппой, такой как 70 бета-(3,4-зпоксициклогексил)зтилтриметоксисилан, 4(триметоксисилил)бутан-1,2-зпоксид или гамма-глицидоксипропилтриметоксисилан.

Как альтернативу непосредственному использованию концентрированного силана можно использовать предварительно приготовленную разбавленную смесь силана, такую как смесь с разбавителем. Полученную содержащую силан предварительно приготовленную смесь, содержащую по меньшей мере 1095 вес. силана, /5 Можно смешать с другими ингредиентами состава.

Например, когда приготавливают смесь предшественников из вьісококипящей жидкости и смачивающего агента, о котором более подробно описано ниже, с последующим введением порошкового металла, силан можно подмешивать прямо в такую смесь предшественников обьічно как концентрированную жидкость, содержащую свьіше 9595 вес. силана. Такая смесь предшественников, которая обьічно готовится посредством 2о умеренного перемешивания, как правило, содержит от около 25 до 40 весовьх частей органической жидкости, приблизительно от 4 до 8 весовьїх частей смачивающего агента и остальное порошковьїй металл, исходя из 100 весовьїх частей смеси предшественников. К 100 весовьім частям зтой смеси можно добавить достаточное количество сила - нового связьівающего агента для получения приблизительно от З до 2095 вес. агента, на основе веса готовой композиции покрьїтия. Затем может последовать добавление загустителя с получением с обьічно от 0,05905 вес. до около 295 вес. загустителя, также по отношению к полному весу готовой композиции покрьтия. МИмеется в виду, что загуститель можно добавлять при добавлений смеси с силаном. После і) добавления связьнвающего агента композиция далее может бьіть разбавлена до содержания приблизительно от

ЗО до 6095 вес. водной средь, по отношению к весу готовой композиции покрьтия.

Кроме того, предполагается, что силановьй связьівающий агент сначала можно смешать с любьм из других су зо необходимьх компонентов композиции, однако, он в основном всегда будет присутствовать в любой композиции до добавления к зтой композиции порошкового металла. Например, его можно смешивать с жидким - ингредиентом композиции или, как рассматриваєтся ниже, смешивать как предварительную смесь ї- ингредиентов. Также можно смешивать силан в жидкой форме, такой как разбавитель, с другими ингредиентами композиции, которье имеют либо твердую, либо жидкую форму. -

Такие дополнительнье ингредиенть! для предварительньїх смесей могут включать, например, смачивающий «г агент, либо смачивающий агент плюс загуститель, либо смачивающий агент плюс борсодержащее соединение, либо водная среда плюс борсодержащее соединение, которое более подробно будет описано ниже. Такая предварительная смесь может бьіть приготовлена с жидкостью, которая может содержать или не содержать водную среду, и может содержать или не содержать органическую жидкость, например, вьішеупомянутье « Ввісококипящие органические жидкости. Типовне предварительнье смеси более подробно будут описаньіниже 7-3) с при рассмотрениий упаковки. Предполагается, что предварительно составленньіе смеси можно смешивать с вьішеупомянутой смесью предшественников органической жидкости, смачивающего агента и порошкового ;» металла. В частности, когда вьиішеупомянутая смесь предшественников и предварительно составленная смесь не содержат загущающего агента, они не содержат смол. На такие не содержащие смол предварительно составленнье смеси в дальнейшем здесь могут бьть ссьілки для удобства как на "предварительнье премиксь!". ї5» В предпочтительньй полньй состав покрьітия, с целью облегчения диспергирования порошкового металла, вводится диспергирующий агент, т.е. поверхностно - активное вещество, вніполлояяющее функцию смачивающего о агента. Такие подходящие смачивающие агентьь включают неионнье алкилфенолполизтокси аддукть, -І например. Могут бьть использованьі также анионнье органические сложнье зфирь фосфорной кислоть.

Количество такого поверхностно - активного вещества составляет, как правило, приблизительно от 0,01 до 395 о вес. по отношению к готовой смеси.

Із Состав покрьїтия может также содержать то, что обьічно здесь упоминается как "компонент борной кислоть!".

С терминами "компонент" или "соединение" удобно использовать здесь ортоборную кислоту, именуемую в торговле как "борная кислота", хотя можно также использовать разнье продукть!, получаемье посредством нагрева и дегидратации ортоборной кислоть, такие как метаборная кислота, тетраборная кислота и окись бора.

Кроме того, оббічно лишь в минимальньїх количествах, хотя можно и в больших, можно использовать соли, (Ф, например, вплоть до 4095 вес. или больше борной кислотьії как компонента можно заменить бурой, боратом ка цинка и т.п. Компонент борной кислоть! должен присутствовать в количестве по меньшей мере около 0,195 вес. для получения заметного увеличения сопротивления коррозии покрьтия. Такой компонент может бор присутствовать в количестве вплоть до 1095 вес. или более в композиции. Для зффективного сопротивления коррозиий композиция прейимущественно должна содержать от около 0,2 до около 595 вес. компонента борной кислотьї, причем предпочтительно приблизительно от 0,4 до 0,895 вес.

Предполагается, что композиция может содержать модификатор рН, которьій способен регулировать. рн готовой композиции. Обьічно композиция должна иметь рН в диапазоне приблизительно от б до 7, но может 65 бьіть и вьіше 7. Модификатор рН обьічно вьібирают из оксидов или гидроокисей щелочньїх металлов, причем предпочтительньми щелочньіми металлами для увеличения сцепления покрьїтия являются литий и натрий; или его вьібирают обьічно из металлов, относящихся к группам ПА и ПВ. Периодической таблиць! злементов, соединения которьїх растворимь! в водньїх растворах, такие как соединения стронция, кальция, бария, магния, цинка и кадмия. Модификатор рН также может бьіть другим соединением, например, карбонатом или нитратом Вьішеперечисленньїх металлов.

В состав покрьїтия могут входить дополнительнье ингредиентьі. Зтими дополнительньми ингредиентами помимо всего являются фосфать. Следует понимать, что фосфор-содержащие заместители, даже в слаборастворимой или нерастворимой форме, могут присутствовать, например, в качестве такого пигмента, как феррофосфор. Дополнительнье ингредиенть! часто представляют собой неорганические соли, используемье, /о как правило, в области металлических покрьітий для придания определенного сопротивления коррозии или повьішения сопротивления коррозий металлических поверхностей. К таким материалам относятся нитрат кальция, двухосновньй фосфат аммония, сульфонат кальция, карбонат лития (полезньій также как модификатор рН) и т.п., и они чаще всего используются в составе покрьтий в целом в количестве приблизительно от 0,1 до 295 вес. В количестве свьіше приблизительно 295 вес. такой дополнительньй /5 ингредиент может бьїть использован, когда он вьіполняет несколько функций как например, карбонат лития, используемьій как ингибитор коррозии, а также как регулирующий рнН агент.

Как упоминалось вьіше, композиция не должна содержать хрома, что может также упоминаться, как "не содержащая хрома" композиция. При упоминаний "не содержащая хрома" зто означаєт, что композиция предпочтительно не содержит шестивалентного хрома, которьій мог бьі попасть при введений хромовой КИСслОТть или солей двухромовой кислотьі. Если присутствует любой шестивалентньій хром, его количество не должно превьшать, преиймущественно, следов, например, его содержание не должно превьмшать 0,1 миллиграмма на квадратньй фут покрьітия (1,08мг/м2) для улучшения состояния окружающей средь. Должно бьїть понятно, что композиция может содержать хром в нерастворимой форме, как например, металлический хром, вводимьій как часть порошкового металла, которьій может бьїть в виде сплава или присутствовать как су смесь интерметаллидов. Когда композиции упоминаются здесь как не содержащие смол, то таковне предпочтительно полностью являются не содержащими смол, но такое означаєт исключение всех, даже самье о минимальньїхх количеств, например, следов смольі. Под смолой обьічно понимаются синтетические, полимернье смоль, которне, как правило, используют в качестве связующих веществ в составах красителей.

Даже с расчетом на стабильность при хранении, композиция всегда представляет собой одноупаковочньй с состав. Однако, нужно понимать, что, как упоминалось вьіше, смесь предшественников, содержащая такие ингредиенть!ї, как порошковьій металл, органическую жидкость и смачивающий агент, может готовиться особо. З

Она может упаковьіваться отдельно. Другие ингредиенть! также могут бьіть в виде упаковок с предварительно - смешанньми ингредиентами, например, силановьій связьівающий агент с одним или обоими - уулажняющим компонентом и борной кислотой, с загустителем или без него, которье все могут находиться в жидкой среде. З

Такая упаковка может бьїіть и с виішеупомянутой предварительно составленной смесью. Кроме того она может «І вмещать и неорганические соли, способнье повьісить сопротивление коррозии наносимого покрьітия. Такая упаковка, когда в ней присутствует смачиватель, а борная кислота может присутствовать или отсутствовать, может содержать такие ингредиенть! в следующих весовьїх процентах, все из расчета на основе 10095 полного « веса упаковки: от 0 до около 1595 загустителя, от около 15 до около бО9бо силана, от О до около 1095 (как правило, от около 2 до около 695) компонента борной кислоть, от 0 до около 595 ингибитора коррозии, от около й) с 10 до около 3095 смачивающего агента и остальное, например, от около 20 до около 3090, - жидкость, такая как й вьісококипящая органическая жидкость. В упаковке может находиться достаточно водьі, добавляемой туда для "» получения по меньшей мере 50 или более, но чаще вплоть до 3095 вес. водной средьі по отношению к весу упаковки, содержащей воду.

Готовьій состав покрьїтия, как весь целиком, так и в отдельньїх упаковках, может бьіть приготовлен в «» концентрированном виде. Например, вьішеупомянутьїй состав упаковки может содержать от 5 до 2095 вес. водні, затем содержимое упаковки может бьіть смешано с дополнительньім количеством водьі для получения вплоть шк до около 60 весовьїх частей водьі в готовом составе покрьїтия. Типичньім концентратом в зтом отношений -І представляет собой упаковка, в которой имеется борная кислота, но без смачивателя. Такая упаковка может содержать приблизительно от 40 до 8095 силана, приблизительно от 1 до 495 компонента борной кислоть и шк остальное - вода. Если в упаковке присутствует смачиватель, его количество обьічно составляет по меньшей

Кз мере около 295 вес., а если присутствует ингибитор коррозии, его количество, как правило, составляет по меньшей мере около 0,595 вес., оба по отношению к полному весу упаковки.

Если в составе покрьїтия должен использоваться порошковьій алюминий, а особенно, если должнь

Мспользоваться и порошковьій цинк и порошковьій алюминий, то можно применить вьиішеприведеннье расчеть состава упаковок. Найболее предпочтительно использовать такую комбинацию цинка и алюминия и начинать со іФ) смеси, чувствительной к процессу упаковки, - приблизительно от 10 до 1595 вес. смачивающего агента, ко приблизительно от 2 до 595 компонента борной кислотьї, приблизительно от 15 до 3595 силанового связьівающего агента и остальное - водная среда до получения 10095 вес. полного веса смеси. В зтой смеси бо затем можно диспергировать порошковьій металл, обьічно в виде чешуек, например, чешуек цинка. Водная среда может бьіть добавлена дополнительно, после чего полученная содержащая металл дисперсионная смесь может содержать приблизительно от 25 до 4595 вес. порошкового металла, а также приблизительно от 40 вплоть до около 6095 вес. водной средь, то и другое по отношению ко всему весу полученной дисперсионной смеси. 65 Как правило, затем отдельно готовиться состав упаковки с дополнительной смесью предшественников для введения порошкового алюминия в готовьій состав покрьїтия. Зтот порошковьій алюминий обьічно должен иметь форму алюминиевьх чешуек, однако, должно бьіть понятно, что в зтой смеси предшественников могут присутствовать также вместе с алюминием другие металльй в форме чешуек, например, чешуйки цинка. Зта дополнительная упаковка может содержать приблизительно от 20 до 3595 (как правило, приблизительно от 25 до 3090) силанового связующего агента, приблизительно от 20 до 3595 (как правило, приблизительно от 25 до 3090) внісококипящей органической жидкости и приблизительно от ЗО до 5095 (как правило, приблизительно от 35 до 45905) порошкового алюминия, например, алюминия в форме чешуек, с получением в целом 10095 вес. для зтой дополнительной упаковки. Затем обьічно приблизительно от 5 до 2095 вес. смеси из зтой дополнительной упаковки соединяется с приблизительно от около 80 до около 9595 вес. металлосодержащей дисперсии для 7/0 приготовления, готового состава покрьгтия, как правило, с порошковь!м цинком и чешуйками алюминия.

Композиция имеет очень вьісокую стабильность при хранениий, даже когда она приготовлена как одноупаковочньй состав. Зто обеспечиваєтся связьвающей способностью силана защищать порошковьй металл от разрушающего взаймодействия с другими ингредиентами композиции в процессе длительного хранения. Такая длительная стабильность при хранении оказалась неожиданной, с учетом известньїх проблем /5 Ввзаймодействия порошкового металла в водньїх диспергированньїх системах, например, газовьіделение в водньїх композициях, содержащих порошковьй цинк. Однако, даже после многих месяцев хранения в одноупаковочном виде, композиции по настоящему изобретению могут бьіть распакованьі, подготовлень! к нанесению покрьїтия посредством бьістрого взбалтьівания, после чего они готовь! к употреблению. Полученнье в результате покрьітия могут иметь такое же требуемое сопротивление коррозии и часто другие характеристики покрьтий сравнительно с покрьітиями, полученньіми из свежеприготовленньїх композиций.

Бьіло обнаружено, что желательно вьідерживать смесь, когда используют предварительно смешиваемьй премикс при приготовлений состава, например, смеси ингредиентов, включающий силановьй связьівающий агент, воду, смачиватель и вьісококипящую органическую жидкость, с компонентом борной кислоть! или без него. Ввідерживание осуществляют перед подмешиванием порошкового металла. Вьідерживание может помочь с об получению более вьісоких зксплуатационньїх характеристик покрьітия. Обьічно вьідерживание смеси должно продолжаться по меньшей мере в течение 1 часа, а предпочтительно в течение по меньшей мере от 2 часов до і) около 7 дней. Вьідерживание в течение менее 1 часа может оказаться недостаточньм для достижения желательньїх характеристик состава, тогда как вьідерживание свьіше 7 дней может бьть незкономичньм.

Предпочтительно вьідерживать смесь премиксов в течение приблизительно от 1 до 5 дней. с зо Композиция для покрьттия, будь то свежеприготовленная или взятая после хранения, может наноситься с использованием различньїх методик, таких как методьі погружения, включающие процедурь! погружения со - стеканием и погружения с вращением. Когда детали почти одинаковь, покрьітие может наноситься посредством (М распьіления, нанесения кистью или валиком, и включая сочетание вьішеупомянутьїх способов. Предполагается также использовать метод распьления наряду с сочетанием, например, методов распьления с вращением и - з5 распьілением с нанесением кистью. На изделия, температура которьїх является повьішенной, покриітие может «г наноситься без продолжительного охлаждения, с использованием такой процедурь, как погружение, погружение с вращением или покрьїтие распьілением.

Защищаемая подложка может бьіть любой, например, керамическая подложка или ей подобнье, но более предпочтительна металлическая подложка, такая как цинковая или железная, например, стальная подложка, « 70 причем важно иметь в виду, что любая такая подложка способна вьідержать режимь! термообработки, которой 7-3 с подвергается покриьітие. С помощью понятия "цинковая" подложка обозначают подложку из цинка или цинкового сплава, либо такой металл, как сталь с покрьтием из цинка или цинкового сплава, а также подложка, которая ;» содержит цинк в виде смеси интерметаллидов. Аналогично, железная подложка может бьіть в виде сплава или смеси интерметаллидов. Особенно в случаях, когда подложки металлические, которне чаще всего являются

Железньми подложками, они могут предварительно обрабатьваться, например, хроматом или фосфатом, ї5» перед нанесением грунтовки. Таким образом, подложку можно предварительно обработать с получением, например, покрьтия из фосфата железа в количестве приблизительно от 50 до ЛООмг/фут 2 (537,6 - ть 1075,Змг/м2), или покрьтия из фосфата цинка в количестве приблизительно от 200 до 2000мг/фут 2 (2,15 - - 21,5г/м 2). їз 50 После нанесения состава покрьїтия на подложку, предпочтительно для найлучшего сопротивления коррозийи после зтого произвести термическую обработку нанесенного покрьїтия. Однако сначала из покрьїтия могут бьіть кі» удаленьі летучие вещества просто испарением, например, при сушке перед термообработкой. Охлаждение после сушки можно не производить. Температура такой сушки, которая также может упоминаться как предварительная обработка, может бьіть в диапазоне приблизительно от 100"Ф (37,787С) приблизительно до или ненамного вьіше 2507Ф (121,17С). Время сушки может бьіть приблизительно от порядка 2 до около 25 минут. о Для подложек, на которье нанесен состав покрьтия, последующая термообработка покрьїтия на подложке обьічно должна производиться в печи с циркуляцией нагретого воздуха, хотя можно использовать и другие ко процедурьі термообработки, например, инфракрасньй нагрев и индукционную термообработку. Состав покрьтия следует обрабатьшвшать при повьішенной температуре, например, приблизительно порядка 450"Ф 60 (232,227С), но обьічно температура воздуха в печи более вьісокая. Термообработка, как правило, будет сообщать подложке температуру, обьічно как максимальную температуру металла, по меньшей мере, приблизительно 4507Ф (232,227С). Температура воздуха в печи может бьіть более вьісокой, например, порядка 650"Ф (343,33"С), но для зкономии необходимо, чтобьї температура подложки не превьішала приблизительно 4507Ф (232,227С). Такая термообработка, как в печи с циркуляцией нагретого воздуха, может бьіть вьіполнена в б5 течение нескольких минут. Хотя время термообработки может бьіть менее 5 минут, как правило оно составляет приблизительно порядка от 10 до 40 минут. Должно бьіть понятно, что продолжительность и температурь термообработки могут бьіть зффективньми, когда наносится больше одного покрьїтия или когда потом должно бьть нанесено термообрабатьваемое верхнее покрьтие. Таким образом, можно использовать меньшую продолжительность и более низкую температуру термообработки, когда должнь! бьіть нанесено одно или более Ддополнительньх покрьтий или верхнее покрьїтие, которье проходят процедуру сушки при более вьісоких температурах и большей продолжительности обработки. Также когда наноситься более одного покрьітия или должно бьть нанесено термообрабатьваемое верхнее покрьтие, первое покрьїтие, или грунтовка, может нуждаться только в сушке, как рассматривалось вьіше. Затем, после нанесения второго покрьїтия или термообрабатьвваемого верхнего покрьїтия, можно вьіполнить термообработку. 70 Окончательньй вес покрьїтия на металлической подложке может колебаться в значительной степени, но всегда должен составлять свьіше 50Омг/фут? (5,38г/м7) покрьітия. Меньшие количества не позволяют получить повьшенное сопротивление коррозии. Предпочтительно, для лучшего сопротивления коррозии, чтобь количество покрьтия на подложке составляло приблизительно свьше 100Омг/фут 2 (10,75г/м2), хотя, что более типично, количество покрьїтия должно бьіть приблизительно от 2000 до 500Омг/фут2 (21,5 - 53,7г/м7).. В 75 зтом покрьїтии, как правило, должно присутствовать приблизительно от 400 до 4500мг/фут? (4,3 - 48,39г/м2) порошкового металла.

Перед использованием на подложку с покрьтием может бьть нанесено верхнее покрьтие, например, с использованием кремнезема. Термин "соединение кремнезема", как он здесь используется для верхнего покрьтия, означаеєт, что в его состав входят и силикать! и коллоиднье кремнеземь!. К коллоидньім кремнеземам относятся как те, что получают на основе (органического) растворителя, так и системь! на основе водьї, причем коллоиднье кремнеземь! на водной основе более предпочтительнь с точки зрения зкономии. Как правило, такие коллоиднье кремнеземь! могут включать дополнительнье ингредиенть!, например, загустители, в количестве, например, вплоть до приблизительно 595 вес. вьнішеупомянутого водорастворимого простого зфира целлюлозь.

Кроме того, небольшое количество, например, от 20 до 4095 вес., а обьічно меньшее количество, коллоидного /-/СМ 29 кремнезема может бьть заменена на коллоидньй глинозем (оксид алюминия). Обьчно использование о коллоидньїх кремнеземов направлено на повьішение плотности верхних покрьїтий с соединениями кремния на загрунтованньїх субстратах. Предполагается, что коллоидньій кремнезем используют при содержанийи вплоть до 5095 вес. твердьїх составляющих, но как правило, следует делать значительно более концентрированнье растворьі кремнезема, например, где используют нанесение покрьїтий распьлением. Когда для верхнего с 30 покрьїтия с соединением кремнезема используют силикат, он может бьіть органическим или неорганическим. К «Е подходящим органическим силикатам относятся алкилсиликатьі, например, зтил-, пропил-, бутил- и полизтилсиликатьо, а также алкоксилсиликать!, такие как зтиленгликольмонозтил - силикат. Чаще всего для - зкономии в качестве огранического силиката используется зтилсиликат. Неорганические силикатьи используют «рф преимущественно с целью повьішения зкономии и характеристик сопротивления коррозии. Они используются, 32 как правило, в виде водньх растворов, но могут бьть использованьь также и дисперсии на основе - растворителей. Когда здесь используют по отношению к силикатам термин "раствор", зто означает, что действительно применяются растворьї и гидрозоли. К предпочтительньім неорганическим силикатам относятся воднье силикатьі, которье представляют собой водорастворимье силикатьї, включающие силикать! натрия, « калия, лития и комбинации натрия/лития, а также другие соответствующие комбинации. Что касается силиката 40 натрия, то как правило, мольное отношение БІО» к Ма»О обьічно находится в диапазоне от 1:1 до 4:11. Для о) с лучшей зффективности и зкономии в качестве соединения кремнезема предпочтительно применять силикат » натрия. Использование вещества глинозема в качестве верхнего покрьїтия описано в патенте США Мо 4365003, которьїй используется здесь в качестве ссьІлки.

В составе верхнего покрьтия помимо соединений глинозема могут находиться и другие ингредиенть, 45 например, смачивающие агентьй и красители, но композиция, как определено вьіше, не должна содержать те хрома. Кроме того, к веществам, которье могут входить в состав, относятся загущающие и диспергирующие ї5» агентьї, а также регулирующие рН агентьі, но содержание всех таких ингредиентов в совокупности не должно превьішать приблизительно 595 вес., а обьічно меньше, в композиции верхнего покрьтия, с тем чтобь ш- обеспечить повьішенную стабильность композиции покрьїтия вместе с увеличением сцепления покрьтия. ї5» 20 Верхнее покрьтие с соединением кремнезема можно наносить различньми вьішеописанньми способами при использований их с составом покрьїтия, такими как способь! погружения, включая процедурь! погружения со г» стеканием и погружения с вращением.

При любой процедуре нанесения покрьтия количество верхнего покрьтия должно составлять свьіше приблизительно 5Омг/фут? (538мг/м2) у подложки с покритием. С целью зкономий вес верхнего покрьїтия для термообрабатьваемого верхнего покрьїтия на подложке с покрьтием не должен превьішать приблизительно

ГФ) 2000мг/фут? (21,5г/м"). Зтот диапазон относится к термообрабатьваємому верхнему покрьтию на основе 7 соединения кремнезема. Предпочтительно, для улучшения зффективности покрьтия и зкономии верхнего покрьтия на основе соединений кремнезема, чтобь оно представляло собой покрьтие на основе бор Неорганического силиката, наносимого в количестве от около 200 до около 80Омг/фут2 (2,15 - 8,бг/м2) термообрабатьваемого силикатного верхнего покрьтия.

Что касается термообработки верхнего покрьїтия на основе соединений кремния, то как правило, режимь! термообработки вьбирают в соответствии с особенностями используемого соединения кремнезема. Для коллоидньїх кремнеземов может бьіть достаточно воздушная сушка; однако, с целью зффективности, для всех бе соединений кремнезема предпочтительна повьшенная температура. Термообработке при повьшенной температуре может предшествовать сушка, например, воздушная сушка. Не считая предшествующей сушки,

для коллоидного кремнезема и органических силикатов будет подходящей пониженная температура термообработки, например, порядка приблизительно от 1507Ф до 300"Ф (65,56 - 148,89"С). Для неорганических силикатов термообработку производят при температуре порядка приблизительно от 300 до 500"Ф (148,89 - 260272). В основном, зффективньми являются температурь! термообработки порядка приблизительно от 150 до 800"Ф (65,56 - 426,677С) или более, например, 1000"Ф (537,78 "С), причем такие температурь! являются пиковьіми для металлов. При более вьсоких температурах продолжительность термообработки может составить не более приблизительно 10 минут, хотя более зффективна продолжительность термообработки приблизительно вплоть до 20 минут. Кроме того, на изделия можно наносить верхнее покрьїтие на основе 7/0 соединений кремнезема в то время, как они имеют повьішенную температуру, как, например, после термообработки нанесенной диспергированной в воде композиции. Такое нанесение покрьїтия можно бьло бь вьіполнять методом разбрьзгивания или погружения со стеканием, т.е. погружая изделие, имеющее повьшенную температуру, в состав для верхнего покрьїтия, что может обеспечить бьістрое охлаждение изделия. После извлечения из состава для верхнего покрьітия изделие можно вьісушить. Посредством такой 7/5 процедурьі можно вьіполнять некоторне и вплоть до всех видов термообработки верхнего покрьттия.

Перед использованием на подложку с нанесенньм на нее покрьтием из диспергированной в воде композиции можно также нанести кроме верхнего покрьітия любое другое верхнее покрьїтие, а именно, краску или грунтовку, включая наносимье злектроосаждением грунтовки и способнье свариваться грунтовки, такие как грунтовки, богатье цинком, которне могут наноситься, как правило, перед злектросваркой. Например, в патенте

США Мо 3671331 уже бьіло показано, что грунтовочное покрьїтие, содержащее порошковьій злектропроводящий пигмент, такой как цинк, хорошо подходит для металлической подложки, которую сначала покрьівают другим составом покрьїтия. Другие окрашивающие составь! верхнего покрьїтия могут содержать пигмент в связующем веществе или могут не содержать пигмента, например, обьічньіе зфироцеллюлознье лаки, лаки на основе смол и лаки на основе зкстракционньїх зфирньїх масел, как например, лак на основе тунгового масла. Окрашивающие с составь могут разбавляться растворителями, либо они могут разбавляться водой, например, в латексе или в воде растворимье смольі, или модифицированнье или растворимье алкиднье смольі, либо окрашивающие і) составь! могут иметь реакционноспособнье растворители, такие как полизфирь! или полиуретаньі. Помимо зтих подходящие окрашивающие составь), которье можно использовать, включают маслянье краски, в том числе фенольно-альдегиднье краски, разбавляемье растворителем алкиднье смоль), зпоксиднье, акриловье, с зо Виниловне, включая поливинилбутираль, и масляно-воскового типа покрьїттия, такие как красители на основе олифа-парафин. -

Представляет особьй интерес, что подложки с покрьтием из разбавляемого водой состава могут бьїть ї- особенно подходящими для злектроосаждения окрашивающего состава покрьїтия. Злектроосаждение образующих пленку материалов хорошо известно и может заключаться просто в злектроосаждений - з5 Ообразующего пленку материала в ванне или такого состава ваннь, которьій может содержать один или более «г пигментов, металлические частицьї, обезвоженнье масла, подкрашиватели, наполнители и т.п., и состав ваннь может представлять собой дисперсию или псевдораствор и им подобнье. Некоторье хорошо известнье смолистье материаль, пригоднь! как образующие пленку материальі, включают полизфирнье смоль, алкиднье смоль), акрилатнье смоль, углеводороднье полимерь и зпоксиднье смоль, и такие материаль! могут « реагировать с другими органическими мономерами и/или полимерами, включая такие углеводородь, как в с зтиленгликоль, одноатомнье спирть, простьіе зфирь и кетонь.

Интерес представляют также поликарбоновьіе смоляньсе кислоть, которьіе могут образовьівать растворь с ;» полифункциональньми аминосоединениями и включают сиккативнье модифицированнье маслом полиосновнье кислоть, сложнье зфирь или ангидридь), которье могут кроме того взаймодействовать, например, с дивинилбензолом или акриловой кислотой и сложньми зфирами, а также с полимеризуемьми ї5» мономерами винила. Помимо зтого, представляющими интерес веществами являются анодно-осаждаемье образующие пленку материаль. Однако широкий диапазон, к которому относится злектроосаждение о образующих пленку материалов, включает и осаждение таких материалов на аноднье и катодньіе подложки и -І различнье способь! пропускания тока через ванну с составом. После злектроосаждения и удаления подложки с покрьтием из ванньі с составом может бьіть произведена термообработка образующих пленку материалов. о Продолжительность и температура термообработки должна зависеть от присутствующих образующих пленку

Із материалов, однако, как правило, производят сушку на воздухе при комнатной температуре, либо форсированную термообработку при температуре вплоть до 500"Ф (2607) и в течение вплоть до 60 минут, при более низких температурах. 5Б Особьй интерес представляет дополнительное верхнее покрьтие, наносимое с применением резкого охлаждения. Таким образом, подложка с покрьтием из диспергированного в воде состава может бьть (Ф, дополнена нанесением покрьтия с бьістрьим охлаждением, например, следующим за термообработкой ка диспергированного в воде состава покрьїтия, как упоминалось вьіше для покрьтий на основе соединений кремнезема. Такие покрьїтия с применением резкого охлаждения деталей при повьішенной температуре путем бо приведения их в контакт с водньім раствором смоль! описань! в Японской заявке на патент Мо 53-14746.

Подходящие растворьі! смол включают зпоксидную, меламиновую и мочевиноформальдегидную смольі.

При зтом, бьло установлено также, например, в патенте США Мо 4555445, что подходящие композиции для верхних покрьїтий могут представлять собой содержащие пигмент дисперсии и змульсиий. Они могут включать дисперсии сополимеров в жидкой среде, как воднье змульсии, так и дисперсиий подходящих восков. Верхние 65 Ппокрьтия из таких составов можно наносить на изделия, которне имеют повьішенную температуру, такую как после термообработки нанесенньїх покрьтий диспергированньїх в воде составов, посредством процедур,

включающих операции погружения со стеканием или напьіления покрьітий. Посредством такой процедурь нанесения покрьїтия с бьістриім охлаждением можно производить термообработку всех верхних покрьїтий без дополнительного нагрева. Покрьтие растворами, змульсиями и дисперсиями полимеров с использованием бьістрого охлаждения и с нагретьмми составами описано также в патенте США Мо 5283280, Другим вьізьівающим особьій интерес способом нанесения верхнего покрьтия являются автоосаждаемье покрьтия. При автоосаждениий покрьїтий получают пленку покрьтия на латексной основе на металлических изделиях, без приложения внешнего напряжения в ходе процесса. В патенте США Мо 3592699 показано, что покрьттие наносят из ванньі с составом, включающим подходящий полимерньїй латекс, оксидант, ион фторида и необходимое 7/0 Количество кислоть! для поддержания рН приблизительно от 2,5 до 3,5. В приготовленной таким образом кислой композиции растворение металла можно использовать как движущую силу для осаждения покрьітия. Совсем недавно, в патенте США Мо 5300323 бьло показано, что поверхность цинка предварительно обрабатьівали водньм раствором НЕ, содержащий такую добавку, как борная кислота. Зто может помочь избежать отрицательного явления образования точечньїх кратеров в ходе автоосаждаемого покрьтия.

Перед нанесением покрьтия в большинстве случаєв желательно удалить инороднье вещества с поверхности подложки, посредством тщательной очистки и обезжиривания. Обезжиривание можно вьіполнять с помощью известньїх агентов, например, агентов, содержащих метасиликат натрия, каустическую соду, четьіреххлористьій углерод, трихлорзтилен и т.п. Для очистки можно использовать имеющиеся в продаже щелочнье чистящие составь, в которьїх совмещеньії моющая и мягкая абразивная видь! обработки, например, 2о Водньій чистящий раствор тринатрийфосфат - натрий гидроксид. Кроме очистки подложку можно подвергнуть после очистки травлению.

Приведеннье ниже примерь! намечают пути, по которьім изобретение можно применить на практике, однако зто не следует истолковьівать, как ограничение изобретения. В примерах бьіли использованьї нижеприведеннье процедури. с

Подготовка панелей к испьітаниям

Если особо не оговаривается другое, то панели для испьтаний, как правило, представляют собой і) холоднокатанье панели из низкоуглеродистой стали размером 4 х 8 дюймов (101,6 х 203,2мм). Стальнье панели можно подготовить к нанесению покрьїтия, погрузив их сначала в очищающий раствор. Очищающие металл растворьі могут содержать 5 унций на каждьй сгаллон водь (37,45г/л) смеси из 25905 вес. с зо трикалийфосфата и 7595 вес. гидроксида калия. В такой щелочной ванне поддерживается температура приблизительно от 150 до 180"Ф (65,56 - 82,227"С2). После очищающего раствора панели можно протереть - очищающей салфеткой, представляющей собой пористую салфетку из синтетических волокон, пропитанную ї- абразивньм составом. После зтого протертье панели промьівают водой и снова погружают в очищающий раствор. Затем извлеченнье из раствора панели промьввают водопроводной водой и, предпочтительно, сушат. -

Нанесение покрьїтия на испьітуемьсе детали и определение веса покрьїтия «г

Чистье детали покрьівают, как правило, посредством погружения в состав покрьітия, извлечения оттуда и стекания излишков состава, иногда при осторожном встряхивании, а затем без промедления сушки с нагревом или сушки на воздухе при комнатной температуре или предварительной термообработки при умеренной температуре, пока покрьтие не станет сухим наощупь, а затем сушки с нагревом. Сушку с нагревом и « предварительную термообработку производят в печи с циркуляцией нагретого воздуха при температурахи с ТУ с продолжительностью, как указано в примерах.

Все покрьтия для панелей обьічно вьіражаемьй как отношение веса к единице площади поверхности, ;» определяют, как правило, путем вьібора панели с известной площадью поверхности и взвешиванием ее перед нанесением покрьтия. После того как на панель бьло нанесено покрьтие, ее взвешивают повторно и определяют отношение веса покрьгтия к вьібранной единице площади поверхности прямь!м расчетом. ї5» Испьїтание на изгиб с оправкой (АТМ 0-522)

Испьітание с конической оправкой вьіполняют в соответствии с процедурой по АБТМ 0-522 (Стандарт о Американского общества по испьтанию материалов). Если коротко, то метод испьтания заключается в -І деформации металлической панели с покрьтием посредством закрепления ее по касательной к поверхности Конической стальной оправки и приложения к листу усилия для придания ему формь! оправки с помощью о роликового подшипника, имеющего возможность вращаться относительно продольной оси конуса и

Із расположенного под углом конической поверхности, причем угол деформации или дуга хода роликового подшипника составляет приблизительно 1807. После окончания деформации к поверхности покрьїтия на деформируемом участке испьтуемой панели прижимают полосу лентьі, покрьітой чувствительньмм к давлению боб Клейким веществом, а затем ее бьстро отдергивают. Покрьтие оценивают количественно, сравнивая количество оставшейся на клейкой ленте части покрьітия с показателями для стандартной испьітанной панели. (Ф, Испьітание методом перекрестной штриховки ка Зто испьітание проводят путем нанесения сквозньїх царапин на покрьїтии до металлической панели острь!м ножом, с получением первой серии параллельньїх линий на расстояниий 1/8 дюйма (3,175мм) друг от друга. 60 Вторую, аналогичную серию линий процарапьівают на панели под прямьїм углом по отношению к первой серии.

После зтого полосу лентьі, покрьтой чувствительньм к давлению клейким веществом, прижимают к поверхности с покрьтием на участке испьітьшаемой панели с процарапанной штриховкой, а затем бьстро отдергивают. Покритие оценивают количественно, сравнивая количество оставшихся на клейкой ленте частиц покрьїтия с показателями для стандартной испьітанной панели. 65 Испьітание на сопротивление коррозии (АЗТМ В-117) и метод оценки

Сопротивление коррозии изделий с покрьтием измеряли посредством стандартньїх испьтаний в распьіиляемом солевом растворе (тумане) для красителей и лаков в соответствий с АЗТМ В-117. При зтом испьітаний изделия помещают в камеру, в которой поддерживается постоянная температура, где их помещают под мелкие струи (туман) 595-го солевого раствора на определенньій период времени, после чего промьівают в воде и сушат. Степень коррозий может бьїть вьіражена как количество красной ржавчиньі в процентах. При испьітаний фрагмента панели с деформированньм на конической оправке участком (изгиб), степень коррозии после изгиба также можно вьразить как количество красной ржавчиньі в процентах. Сначала вьіполняют покрьїтие и изгиб панели, после чего чувствительную к давлению ленту накладьввают на изогнутую часть. Затем ленту бьістро отдергивают. Зто позволяет определить адгезию покрьїтия (к подложке). После зтого панель 7/0 подвергают испьітанию на сопротивление коррозии.

Пример 1

К 172 граммам (г) дипропиленгликоля добавляли при умеренном перемешиваниий смесь смачивателей, содержащую неионньй, зтокилированньій нонилфенольньїй смачиватель ("НЕНУ"), имеющий молекулярньй вес 396 и удельньй вес 1,0298 при 20/20" и 15,2г НЕНУ, имеющий молекулярньй вес 616 и удельньй вес 1,057 при 20/207С. К зтой смеси затем добавили 37г пастьь из алюминиевьх чешуек, содержащей около 2595 вес. введенного в чешуйки дипропиленгликоля. Алюминиевье чешуйки могли иметь толщину частицьї около 0,1 микрона и продольную длину дискретньїх частиц около 80 микрон. К смеси дипропиленгликоля и смачивателя добавили также 266 грамм цинковой пастьі. Цинковую пасту ввели также в смесь очень малого количества остаточньїх уайт-спиртов, и она содержала цинк в виде чешуек, имеющих толщину частицьі! приблизительно от 01 до 0,5 микрон и продольньій размер около 80 микрон. Затем зти ингредиентьї сначала смешивали при умеренном перемешиванийи, затем их измельчали в течение 40 минут с использованием дезинтегратора Соулев, работающего со скоростью 2000 оборотов в минуту (об/мин).

Полученную измельченную смесь предшественников затем поместили в сосуд, и к 500 весовьім частям зтой измельченной смеси добавили при перемешиваний 50 весовьїх частей с ов гаммаглицидоксипропилтриметоксисилана (иногда здесь на него делают ссьілку как на "силан примера 1").

После перемешивания в течение 10 минут затем добавили 2 весовьїх части гидроксипропилметилцеллюлозь в і) качестве загустителя, и продолжали перемешивание в течение 5 минут с получением результирующей суспензии.

Таким же способом бьіли приготовлень! дополнительнье композиции, причем в каждой использовали 500 "(су зо весовьїх частей смеси предшественников и 2 весовве части загустителя, однако количество силина увеличивали позтапно, так чтобьі его содержание во втором составе покрьїтия составляло 100 весовьїх частей, - в третьем содержалось 150 весовьїх частей и в четвертом составе содержалось 200 весовьїх частей силана. М

Все четьіре полученньїх в результате состава покрьтия в виде суспензиий затем бьли разбавлень деийонизированной водой при использований 300 весовьх частей для первой суспензии, содержащей 50 - з5 Весовьх частей силана и по 200 весовьїх частей водьї для каждой из трех оставшихся суспензий. «г

На очищенньєе испьїітьіваемье панели, как бьіло описано вьіше, затем нанесли покрьїтие, способом, которьй также бьл описан вьіше, причем панели удаляли из состава покрьїтия со скоростью З дюйма в минуту (76,2мм/мин). Каждую панель подвергли предварительной термообработке в течение 10 минут в печи с температурой воздуха 200"Ф (93,337С) и термообработке в течение 15 минут в печи с температурой воздуха « 608"Ф (320"С), все таким же образом, как описано вьіше. Веса покрьїтий на панелях, определенньюе, какописано -п-в) с вьіше, составили 2,809мг/фут? (30,2г/м2) для панели, покрьїтой составом, содержащим 50 весовьїх частей й силана и, кроме того, для трех остальньїх составов в последовательности содержания силана, начиная со 100 ,» грамм и вплоть до 200 грамм, составили, соответственно, 2,811мг/фут?, 2,07Змг/фут? и 2,279мг/фут? (28,08, 22,29 и 24,51г/м?). Все полученнье панели имели гладкое серое покрьтие привлекательного внешнего вида.

Типичнье панели с покритием каждьм из четьірех составов затем подвергали вьішеописанному испьітанию на ве изгиб с конической оправкой. Результатьі зтого испьитания показали, что адгезия покрьїтия остается по їз существу одинаковой для всех панелей с покриьітием.

Панели с покрьтием от каждого испьітьшваемого состава, которье бьли подвергнуть! испьтанию с - конической оправкой, бьіли затем подвергнутьї вьішеописанному испьітанию на сопротивление коррозии. После їз 50 одной недели испьтаний все панели бьіли снять с испьітания. У всех панелей обнаружили красную ржавчину на участке изгиба на конической оправке, однако, на основньїх лицевьїх сторонах панелей со сторонь! покрьїтия, на кі» участках, не получивших изгиба, красная ржавчина не бьіла обнаружена.

На панель с покрьітием от каждого из четьірех испьітьіваемьїх составов затем перед испьітаниями на изгиб нанесли верхнее покриьітие из имеющегося в продаже состава покрьітия на основе силиката натрия, описанного 22 в патенте США Мо 4365003. Загрунтованнье панели покрьіли зтим составом для верхнего покрьїтия так, как о описано вьше, причем каждую панель извлекали из состава покрьїтия со скоростью З дюйма в минуту (76,2мм/мин). Затем верхнее покрьтие подвергали термообработке таким образом, как описано вьіше, де посредством горячей сушки панелей в течение 20 минут при температуре 3507Ф (176,677С). Определения веса покрьїтия, проведеннье описанньім вьіше способом в связи с примерами, показали, что вес верхнего покрьїтия 60 каждой панели составляєт 12Змг/фут? (1,323г/м2).

Зти полученнье панели с грунтовочньм и верхним покрьтиями затем подвергали описанному вьше испьтанию на изгиб с конической оправкой. Результать! зтих испьітаний показали, что верхнее покрьітие улучшило общую адгезию покрьїтия. Панели после изгиба подвергли затем вьішеописанному испьітанию на сопротивление коррозии. После одной недели испьітания на одной панели обнаружили 4095 красной ржавчинь, бо но только на участке, подвергнутом изгибу, при отсутствий ржавчиньі на лицевой стороне панели, а на трех других панелях красной ржавчинь! не бьіло ни на лицевой стороне панели, ни на изогнутой части.

Для испьттания на стабильность при хранениий раствор со 100 весовьіми частями силанового связьівающего агента, разбавленного 200 весовьіми частями дейонизированной водьі, хранили в течение приблизительно 12 Недель при комнатной температуре в закрьтом контейнере. Спустя 12 недель стабильность раствора проверили путем визуального осмотра и путем перемешивания, а также посредством нанесения покрьїтия на панель. Бьіло обнаружено, что стабильность раствора является приемлемой и при визуальном осмотре, и при перемешивании. Кроме того, панели с покрьтием, подвергнутье описанному вьіше испьтанию методом перекрестной штриховки, проявили адгезию покрьїтия, сопоставимую с покрьїтиями из свежеприготовленного 7/о раствора.

Пример 2

Смесь предшественников, как описано в примере 1, смешали с гаммаглицидоксипропилтриметоксисиланом таким же образом, как описано в опримере 1, с ополучением смеси из 58,4 весовьїх частей смеси-предшественника и 5,9 весовьїх частей силана. К ней добавили 35,1 весовьїх частей дейонизированной /5 ВОодь), при перемешиваний до однородного состояния. К 850 весовьім частям зтой смеси добавили, при умеренном перемешиваний в течение ночи, 1,295 вес. ортоборной кислоть и 0,289о5 вес. карбоната лития. Затем к полученному составу подмешали 0,295 вес. гидроксипропилметилцеллюлозь! в качестве загустителя с получением готовой композиции покрьтия.

В зтом испьітании использовали болтьї, описаннье ниже более подробно. Болть! подготовили к нанесению 2о покрьтия, как описано вьіше, за исключением того, что не использовали абразивную очистку, а очищали болть обдувкой стеклянньми шариками (сухое хонингование) после сушки в печи. На болтьї нанесли покрьтие, поместив их в проволочную корзинку и погрузив ее в состав покрьїтия, затем вьінули корзинку и позволили стечь составу покрьїтия. При погружении корзинку вращали со скоростью ЗОбоб/мин в течение 10 секунд в одном направлений и 10 секунд в обратном. с

После окончания стока состава последовала горячая сушка. Для сушки болтьі! обьічно помещали на лист.

Сушку вьіполняли сначала при температуре воздуха около 2507Ф (121,117С) в течение 10 минут, а затем при і) 4507Ф (232,2272) в течение 30 минут. С использованием зтой процедурь! на болтьї дваждь! нанесли состав покрьітия и получили вес покрьітия 3116бмг/фут? (33,51ш/м2), определенньй, как описано вьіше.

На отобраннье болть!ї затем нанесли верхнее покрьітие с силикатом натрия, как описано в примере 1. Для с зо нанесения покрьїтия и горячей сушки использовали такую же процедуру, как для нанесения грунтовки, но корзинку вращали со скоростью 350 об/мин, в течение 5 секунд в одном направлений и 5 секунд в обратном, а З термообработку вьіполняли при 3507Ф (176,67"С) в течение 20 минут. рч-

Мспользованнье в испьітаний болтьї с шестигранной головкой представляли собой болть! специального калибра 9,8, которне чаще всего имеют длину 1/2 дюйма (38,1мм) при диаметре резьбовой части около 5/16 М дюйма (7,94мм), и имеют нарезку длиной 1/16 дюйма (30,16бмм) на стержне, которьій примьккаеєт к головке болта. «Її

Полученнье в результате болтьі с покрьтием бьли подвергнутьї затем вьішеописанному испьітанию на сопротивление коррозии. На болтах только с грунтовочньім покрьїтием, подвергнутьїх зтому испьтанию в течение 336 часов, обнаружили лишь следь красной ржавчиньі. Болтьі с верхним силикатньм покрьтием « прошли 672 часа испьітания, пока не появилась первая красная ржавчина.

Пример З - с Состав покрьтия приготовили сначала посредством приготовления предварительной смеси премикса й перемешивание в течение одного часа следующих ингредиентов в весовьїх частях: 9,3 части дейонизированной и"? водь, 2,9 части дипропиленгликоля, 0,6 части ортоборной кислоть, 5,9 части силана из примера 1, смесь 1,2 части смачивателя, описанного в примере 1, имеющего средний молекулярньй вес, равньй 396, и смешанного с 1/8 части смачивателя примера 1, имеющего средний молекулярньй вес 616. К зтому составу добавили, после «» измельчения, 4,3 весовьїх части пастьі из алюминиевьїх чешуек примера 1 и 31,2 весовьїх части цинковой пасть.

Дейонизированная вода, добавленная после измельчения, составила 41 весовьїх частей водь! дополнительно, и ве количество добавленного после измельчения целлюлозного загустителя примера 1, составило 0,4 весовьх -І части.

Болтьі, описаннье в примере 2, подготовили к нанесению покрьїтия, как описано в примере 2, но корзинку е вращали со скоростью ЗБ5Ооб/мин при нанесений первого покрьїтия и 325об/мин при нанесений второго з покрьтия. Каждое покрьтие подвергли термообработке, как описано в примере 2, но при температуре печи 6002Ф (315,56?) в течение 30 минут. Общий вес грунтовочного покрьїтия составил для болтов 2,33мг/фут 2 (25,06г/м 2). Затем на отобраннье болть! нанесли верхнеє покрьітие на основе силиката из примера 1, используя процедуру нанесения верхнего покрьтия примера 2. Затем болтьі испьітали по описанной вьіше методике испьітания на сопротивление коррозии, и болть! с грунтовкой вьідержали до 72 часов перед появлением первой о ржавчиньі, тогда как болтьі с верхним покрьтием продержались до 312 часов перед появлением первой іме) ржавчинь!.

Пример 4 60 К 33 граммам (г) дейонизированной водьії добавили при перемешиваний с умеренной скоростью 29г дипропиленгликоля, бг ортоборной кислоть!, 12г нейонного зтоксилированного полифенольного смачивателя примера 1 и 18г смачивателя из гликолевого простого зфира примера 3. К зтой смеси добавили 59г силана примера 1. После смешивания в течение одного-двух часов к смеси добавили 346бг цинковой пасть! примера 1 с использованием дезинтегратора СоулЛез со скоростью измельчения от 1500 до 1800об/мин в течение 30 минут. 65 Затем добавили еще 50г дейонизированной водьі и продолжили измельчение в течение около 40 минут. После окончания измельчения снова добавили дейонизированную воду в количестве 418г и вместе с ней добавили

1,2г карбоната лития. После перемешивания с небольшой скоростью в течение 20 часов в смесь добавили бг ортоборной кислоть и 0,7г карбоната лития, и продолжали перемешивание в течение четьірех часов. Затем в состав добавили загуститель на основе целлюлозьі примера 1 в количестве 2,5г, и к предварительной суспензии добавили 8,7г дейонизированной водні.

Затем состав использовали для нанесения покрьтия на болтьі, как описано в примере 2. На болть, подготовленнье, как описано в примере 2, нанесли покрьїтие так, как описано в примере 2, но при вращений корзинки со скоростью 325об/мин. Болть! подвергли предварительной термообработке посредством горячей сушки в течение 10 минут при температуре 250"Ф (121,117"С). Затем болтьї термообработали посредством 70 горячей сушки при 4507Ф (232,227С) в течение 30 минут. Таким образом на каждьй болт нанесли два слоя покрьтия. Болтьі имели желательньй внешний вид покрьтия, и бьло установлено, что вес покрьтия у отобранньх болтов составляет 3,148мг/фут 2 (33,85г/м")г что бьло определено, как описано вьше. На отобраннье болтьі затем нанесли верхнее покрьтие на основе силиката примера 1. После зтого болть! с грунтовочньїм покрьтием, а также болтьї с верхнимІ! покрьїтием подвергли вьішеописанному испьітанию на 75 сопротивление коррозии. Обнаружили, что результать зтого испьттания оказались приемлемьми.

Пример 5

Бьіл приготовлен состав, содержащий 0,695 вес. ортоборной кислотьї, 58,895 вес. смеси предшественников, как описано в примере 1, 5,595 вес силана примера 1, 0,2995 вес. смачивателя из гидроксипропилметилцеллюлозьі и остальное - дейонизированная вода. Состав приготовили по методике примера 2. После приготовления состав хранили при нормальной комнатной температуре в течение приблизительно 2/2 месяцев в закрьтом контейнере и поддерживали в однородном состоянии путем периодического перемешивания.

Спустя 2/2 месяца хранения состав использовали для нанесения покрьїтия на болтьї, как описано в примере 2. На болть, подготовленньсе как описано вьіше в примере 2, затем нанесли покрьітиє так,какописано СМ в примере 2, но корзинку вращали со скоростью ЗОбоб/мин. Болтьі подвергли горячей сушке без о предшествующей термообработки в печи при температуре воздуха 600"Ф (315,56"С) в течение 30 минут. Таким образом на каждьй болт нанесли два слоя покрьїтия. Болтьї имели желаемьй внешний вид покрьїтия, и бьіло установлено, что вес покрьттия у отобранного болта составляєт 3,328мг/фут 2 (35,78г/м2), что определено, как описано вьше. На отобраннье болтьі затем нанесли верхнее покрьтие силиката примера 1, используя с покрьітие, режимь! термообработки и процедурь, описаннье для верхнего покрьїтия в примере 1. Затем болть «Е как с грунтовьим, так и с верхним покрьтием, подвергли вьішеописанному испьтанию на сопротивления коррозии. Обнаружили, что болтьі показали приемлемьй результат таких испьтаний. Таким образом, - установили, что зтот состав имел вьісокую стабильность при таком продолжительном испьтании. «Е

Пример 6 3о К 150 весовьїм частям водьі добавили при перемешиваний 29 весовьїх частей дипропиленгликоля, затем при - умеренном перемешивании добавили 12 весовьїх частей неийонного зтокислированного нонилфенольного смачивателя примера 1 и 18 весовьїх частей смачивателя из гликолевого простого зфира примера 3. К зтой смеси затем добавили 59 весовьїх частей силана примера 1 и б весовьх частей ортоборной кислоть, «Ф продолжая перемешивание. После перемешивания в течение одного часа к зтой смеси добавили 330 весовьх частей цинковой пастьі примера 1. После предварительного перемешивания при умеренной скорости зтих З с ингредиентов, их затем в течение 40 минут подвергли измельчению с использованием дезинтегратора Соулев, "» работающего со скоростью приблизительно 1000об/мин. К зтой дисперсии затем медленно добавили при " перемешивании дополнительно 376 весовьїх частей дейонизированной водь». После перемешивания при небольшой скорости в течение 48 часов в состав добавили 20 весовьїх частей "Реолата" (КПеоіай(е 310, торговая марка фирмь! Реох Іпс.) нейонного, не содержащего уретана связующего загустителя, которьій представляєт те собой молочно-белую жидкость, содержащую 38,5956 твердьх веществ, удельньй вес 1,06 и температуру їх кипения 10370.

Состав затем использовали для нанесения покрьтия на болть), как описано в примере 2. На ш- подготовленньюе, как описано в примере 2, болтьі затем нанесли покрьтие с использованием процедурь, їх 20 описанной в примере 2, но со скоростью вращения корзиньі от 375 до 400об/мин. Болть! подвергли горячей сушке с предварительной термообработкой при 140"Ф (607С) в течение 10 минут и термообработкой в течение г» ЗО минут при 600"Ф (315,567С). Таким образом на каждьй болт нанесли три слоя покрьїтия. Болтьї имели желаемьй внешний вид, и бьіло установлено, что отобранньій болт имел вес покрьїтия около 2 85Омг/фут 2 (30,74г/м 2), определенньй, как описано вьіше. 25 На отобраннье болтьі затем нанесли верхнее покрьтие с имеющейся в продаже содержащей черньй

ГФ) пигмент грунтовкой, наносимой методом анодного злектроосаждения. Болтьі имели толщину сухой пленки кю грунтовки 0,6вмил (17,3мкм). С целью сравнения на болть, как описано в примере 2, нанесли содержащий хром состав покрьтия, приготовленньій согласно передаче прав настоящего изобретения (торговая марка

САСКОМЕТ 320), в состав которого также входит порошковьій металл. Вес основного покрьїтия из такого 60 состава составлял у болтов 2800мг/фут? (30,11г/м2).

На зти предназначенньюе для сравнения болтьі нанесли затем грунтовку анодного злектроосаждения в качестве верхнего покрьїтия. Толщина сухой пленки грунтовки на болтах составила 0,55мил (14мкм). Затем оба комплекта болтов бьли подвергнутьі вьішеописанному испьтанию на сопротивление коррозии.

Предназначенньюе для сравнения болтьі после 500 часов вьідержки хотя и не имели красной ржавчинь, но 65 проявили заметную коррозию с образованием белой ржавчинь». По сравнению с ними болть! с основньм покрьїтием по настоящему изобретению фактически не содержали как белой, так и красной ржавчинь!.

На дополнительно отобраннье болтьі с основньм покрьтием согласно изобретению затем нанесли закаливаемое в воде верхнее покрьітие, состав которого содержал черньій пигмент и смолу, имел рН 1,95 и удельньйй вес 1,08 (торговая марка Зреєдсоїе 3115 фирмь! Мірроп Юасго Зпатгоск Со., а.) В ванне для термообработки покрьїтия поддерживали температуру от 50 до 60О"С, и болтьі с нанесенньм основанием покрьїтием погружали в ванну приблизительно на З - 5 секунд, вьінимали и сушили обдувом горячим воздухом.

Толщина сухой пленки верхнего покрьїтия составляла около 0,7мила (17,8мкм). Болть! после испьітания на сопротивление коррозии по вьішеприведенной методике, продемонстрировали нужное сопротивление коррозии, 7/0 обеспечив защиту от красной ржавчинь! после свьіше 400 часов вьідержки.

Claims (34)

Формула винаходу

1. Вододиспергируемая, не содержащая хрома композиция покрьїтия, предназначенная для нанесения на подложку и термообработки на ней для защить! подложки от коррозии, причем композиция вместе с водной средой, содержит: (А) внісококипящую органическую жидкость, (В) металл в форме частиц, (С) загуститель и (ЮБ) силановьій связующий агент, составляющий от приблизительно З до приблизительно 20 вес. 95 от общего веса композиции.

2. Композиция покрьтия по п. 1, отличающаяся тем, что содержание вьісококипящей органической жидкости составляет от приблизительно 1 до приблизительно ЗО вес. 95 от общего веса композиции, причем ее сч молекулярньй вес составляет 400 или менее, а температура кипения вьіше приблизительно 100"С, и указанная вьісококипящая органическая жидкость представляет собой оксогидрокси - жидкость, вьібранную из группь, (о) состоящей из три- и тетразтиленгликолей, ди- и трипропиленгликолей, монометиловьх, диметиловьмх и зтиловьїх простьїх зфиров зтих гликолей, жидких пропиленгликолей, диацетонового спирта, простьїх зфиров дизтиленгликоля низкого молекулярного веса, и смеси перечисленньїх соединений. сч зо

3. Композиция покрьтия по п. 1, отличающаяся тем, что указанньій металл в форме частиц представляет собой металлический порошок, металлические чешуйки или смесь металлического порошка с металлическими Ж чешуйками, при зтом металлический порошок имеет размер частиц менее 100 меш, причем указанньїй металл в їч- форме частиц предпочтительно включает один или более металлов, вьібранньїх из цинка, алюминия, сплавов и интерметаллидньїх смесей цинка или алюминия, а также смесей вьішеперечисленного, причем содержание « З5 ЧИиНнКа в форме частиц составляет от приблизительно 10 вес. 95 до приблизительно 35 вес. 96 от общего веса « композиции, а содержание алюминия составляет от приблизительно 1,5 вес. 95 до 35 вес. 95 от общего веса композиции, и предпочтительно композиция содержит и цинк, и алюминий в весовом соотношений цинка и алюминия приблизительно до 1:1.

4. Композиция покрьтия по п. 17, отличающаяся тем, что содержит от приблизительно 0,05 до « 20 приблизительно 2,0 вес. 95, и предпочтительно от приблизительно 0,2 до приблизительно 1,2 вес. 95 - с загустителя, от общего веса композиции, причем указанньй загуститель вьібран из группьії, состоящей из целлюлозного загустителя, ксантановой смольі, модифицированньїх глин и ассоциирующих загустителей, а :з» указанньій целлюлозньй загуститель содержит одно или более веществ из гидроксизтилцеллюлозь, метилцеллюлозьі, метилгидроксипропилцеллюлозь, зтил - гидроксизтилцеллюлозьї, метилатил-целлюлозь и их смесей. їз

5. Композиция покрьтия по п. 1, отличающаяся тем, что указанньій силановьй связующий агент является вододиспергируемьм силаном с зпокси-функциональной группой и содержит ве бета-(3,4-зпоксициклогексил)зтил-триметоксисилан или гамма-глицидоксипропилтриметоксисилан, или их - смесь, причем указанньій силановьій связующий агент присутствует в количестве от приблизительно 5 до 20 приблизительно 12 вес. 95 от общего веса композиции, при зтом все указаннье ингредиенть (А), (В), (С) и (0) ве присутствуют в одной упаковке вместе с указанной водной средой, при зтом указанная упаковка дополнительно ГК содержит от приблизительно 0,01 до приблизительно З вес. 906 смачивающего агента, от общего веса композиции, содержащего не ионное смачивающее вещество.

6. Композиция покрьтия по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит от приблизительно 0,1 до приблизительно 10 вес. 95 содержащего бор вещества, от общего веса композиции, включающего одно или более соединений, вьібранньїх из ортоборной кислотьї, метаборной кислоть, тетраборной кислоть, оксида бора, (Ф) и их смесей, и при зтом дополнительно содержит от приблизительно 0,1 до приблизительно 2,0 вес. 90 ГІ ингибитора коррозии, от общего веса композиции, предпочтительно включающего одно или более соединений, вьібранньїх из нитрата кальция, двухосновного фосфата аммония, сульфоната кальция, карбоната лития и их во смесей, при зтом указанная вододиспергируемая композиция содержит в качестве водной средь! воду в количестве от приблизительно 30 до 60 вес. 95, от общего веса композиции.

7. Упаковка, содержащая предварительно приготовленную смесь, используемую для приготовления вододиспергируемой, не содержащей хрома композиции покрьїтия по п. 1.

8. Упаковка по п. 7, отличающаяся тем, что она включает вьісококипящую органическую жидкость с 65 температурой кипения вьіше приблизительно 100", причем ее молекулярньїй вес составляет 400 или менее, смачивающий агент, предпочтительно содержащий от приблизительно 20 до приблизительно 30 вес. 95 нейонного смачивающего вещества, от общего веса упакованной смеси, и силановьй связующий агент, предпочтительно вододиспергируемьй силан с зпокси-функциональной группой, в количестве, достаточном для того, чтобь он осоставил от оприблизительно З до оприблизительно 312 вес. 95, от общего веса Ввододиспергируемой композиции покрьтия, причем указанньй силановьй связующий агент содержит бета-(3,4-зпоксициклогексил)-зтилтриметоксисилан, или гамма-глицидоксипропилтриметоксисилан, или их смесь.

9. Упаковка по п. 8, отличающаяся тем, что указанная смесь не содержит смол и дополнительно включает содержащее бор вещество в количестве от приблизительно 2 до приблизительно 10 вес. 9Уо, а силановьй 7/0 связующий агент содержит в количестве от приблизительно 15 до приблизительно 60 вес. 956, оба от общего веса упакованной смеси, причем указанное содержащее бор вещество содержит одно или более соединений, вьібранньїх из ортоборной кислотьї, метаборной кислотьї, тетраборной кислоть, оксида бора и их смесей.

10. Упаковка по п. 8, отличающаяся тем, что содержит от приблизительно 0,5 до приблизительно 5 вес. 95 ингибитора коррозиий, от общего веса упакованной смеси, предпочтительно включающего одно или более /5 соединений, вьібранньх из нитрата кальция, двухосновного фосфата аммония, сульфоната кальция, карбоната лития, и их смесей, при зтом указанная смесь содержит от приблизительно 2 до приблизительно 15 вес. 95 загустителя, от общего веса упакованной смеси, предпочтительно вьібранного из группьі, состоящей из целлюлозного загустителя, ксантановой смольі, модифицированньх глин и ассоциирующих загустителей.

11. Упаковка по п. 8, отличающаяся тем, что указанная смесь смешана с водной средой, а также с металлом го в виде частиц, представляющим собой металлический порошок, металлические чешуйки или смесь металлического порошка с металлическими чешуйками.

12. Упаковка по п. 7, отличающаяся тем, что включает водную среду, содержащее бор соединение и силановьй связующий агент в количестве, достаточном для того, чтобьі он составил от приблизительно З до приблизительно 20 вес. 95, предпочтительно, от приблизительно 5 до приблизительно 15 вес. 95, от общего веса с ов Вододиспергируемой композиции покрьтия.

13. Упаковка по п. 12, отличающаяся тем, что указанная смесь свободна от смол и содержит соединение і) бора в количестве от приблизительно 2 до приблизительно 10 вес. 95, и силановьій связующий агент в количестве от приблизительно 15 до приблизительно 80 вес. 95, оба от общего веса упакованной смеси, при зтом указанное содержащее бор соединение вьбрано из группьі, состоящей из ортоборной кислоть, с зо Мметаборной кислоть), тетраборной кислоть, оксида бора, а таюке их смесей, а упомянутьй силановьй связующий агент содержит бета-(3,4-зпоксициклогексил)-зтилтриметоксисилан, или - гамма-глицидоксипропилтриметоксисилан, или их смесь. ї-

14. Упаковка по п. 12, отличающаяся тем, что указанная смесь содержит от приблизительно 10 до приблизительно 30 вес. 96 нейонного смачивающего агента от общего веса упакованной смеси, и содержит от - приблизительно 2 до приблизительно 15 вес. 95 загустителя и от приблизительно 0,5 до приблизительно 5 вес. «г Фо ингибитора коррозиий от общего веса упакованной смеси, причем указанньй ингибитор коррозий предпочтительно вьібран из группьі, состоящей из нитрата кальция, двухосновного фосфата аммония, сульфоната кальция, карбоната лития и их смесей, а указанньйй загуститель вьібран из группьі, состоящей из целлюлозного загустителя, ксантановой смольі, модифицированньх глин и ассоциирующих загустителей. «

15. Упаковка по п. 12, отличающаяся тем, что указанная смесь содержит металл в форме металлического пт») с порошка, металлических Ччешуек или смеси металлического порошка и металлических Ччешуек для Й приготовления композиции покрьїтия, причем указанньій металл предпочтительно вьібран из группьі, состоящей а из цинка, алюминия, сплавов и смесей интерметаллидов цинка или алюминия, а также их смесей.

16. Упаковка по п. 7, отличающаяся тем, что указанная смесь включает вьісококипящую органическую Жидкость с температурой кипения вьіше приблизительно 100"С, силановьій связующий агент в количестве, ї5» достаточном для того, чтобьі он составил от приблизительно З до приблизительно 20 вес. 96 от общего веса вододиспергируемой композиции покрьтия, и металл в форме частиц. о

17. Упаковка по п. 16, отличающаяся тем, что указанньй силановьй связующий агент содержит -І бета-(3,4-зпоксициклогесил)-зтилтриметоксисилан, или гамма-глицидоксипропилтриметоксисилан, или их смесь, причем указанньій силановьій связующий агент присутствует в количестве от приблизительно 20 до о приблизительно З5 вес. 95 от общего веса упакованной смеси, причем указанная вьісококипящая органическая Із жидкость имеет молекулярньй вес 400 или менее и присутствует в количестве от приблизительно 20 до приблизительно 35 вес. 96, от общего веса упакованной смеси, а указанньій метал в форме частиц вьібран из группьі, состоящей из металлического порошка, металлических чешуек, смеси металлического порошка с Металлическими чешуйками, и при зтом указанньй металл в форме частиц предпочтительно вьібран из группь, состоящей из цинковьїх чешуек, алюминиевьх чешуек, сплавов и интерметаллидньїх смесей указанньх (Ф, цинковьїх и алюминиевьїх чешуек. ка

18. Подложка, защищенная свободньім от хрома, коррозионно-стойким покрьтием, включающим металл в форме частиц, причем покрьтие создано на подложке термообработкой нанесенной на нее композиции бо покрьтия, содержащей вьісококипящую органическую жидкость, металл в форме частиц, загуститель и силановьй связующий агент в количестве от приблизительно З до приблизительно 20 вес. 956 от общего веса композиции, все в водной среде.

19. Подложка по п. 18, отличающаяся тем, что покрьтие получено из смеси в одной упаковке, и в количестве, составляющем от приблизительно 500 до приблизительно 5000 мг/кв. фут (5,38-53,76 г/м 2) 65 термообработанного покрьтия на подложке, причем покрьїтие содержит указанньій металл в форме частиц в количестве от приблизительно 400 до приблизительно 4500 мг/кв. фут (4,3-48,39 г/м?) термообработанного покрьїтия, и нанесенное покрьтие термообработано на подложке посредством нагревания при температуре от приблизительно 400" до приблизительно 650" (204,447С - 343,337"С) в течение по меньшей мере приблизительно 5 минут.

20. Подложка по п. 18, отличающаяся тем, что термообработка указанного покрьїтия на указанной подложке включает сушку в течение от приблизительно 2 до приблизительно 25 минут при температуре до приблизительно 250"Е (121,117С), причем подложка является металлической подложкой, включая стальную или цинковую подложку, причем указанная подложка предпочтительно является подложкой, имеющей предварительно обработанное покрьїтие из фосфата железа или фосфата цинка, или их смеси, при зтом 7/о указанное покрьітие из фосфата железа присутствует в количестве от приблизительно 50 до приблизительно 100 мг/кв. фут (0,54-1,08 г/м? ), а указанное покрьтие из фосфата цинка присутствует в количестве от приблизительно 200 до приблизительно 2000 мг/кв. фут (2,15-21,5 г/м2 ), и зто покриітиеє создано посредством термообработки нанесенной композиции покрьтия, содержащей вьісококипящую органическую жидкость, имеющую молекулярньй вес 400 или менее, и кипящую при температуре вьіше 100"С, и указанная композиция 75 содержит зпоксифункциональньй силан в качестве указанного связующего агента.

21. Подложка по п. 18, отличающаяся тем, что покрьтая подложка покрьта сверху еще композицией верхнего покрьїтия, вьібранного из группьї, состоящей из злектроосаждаемой грунтовки, авто осаждаемого покрьїтия, закалочного покрьїтия и их комбинаций, или по существу не содержащей полимеров композицией верхнего покрьтия, которая способна после термообработки стать водостойким защитньм покрьтием и содержит соединение кремния в жидкой среде, причем указанное верхнее покрьїтие, содержащее соединение кремния в жидкой среде нанесено в количестве, достаточном для обеспечения вьіше приблизительно 50 мг/кв.фут содержащего кремний покрьїтия подложки после термообработки.

22. Подложка по п. 21, отличающаяся тем, что указанное, содержащее соединение кремния верхнее покрьїтие термообработано посредством нагревания при температуре в диапазоне от приблизительно 150"'Єдо «І приблизительно 1000" (65,567"0-537,78"С) в течение по меньшей мере 10 минут, причем указанное верхнее о покрьтие содержит по существу не более чем приблизительно 2000 мг/кв. фут (21,5 г/м?) указанного соединения кремния в термообработанном покрьтии, причем указанное верхнее покрьтие содержит соединение кремния, которое вьібрано из группьії, состоящей из коллоидного кремния, органического силиката, неорганического силиката и их смесей. с

23. Способ получения подложки с коррозионно-стойким покрьїтием, защищенной не содержащей хрома и « включающей металл в форме частиц водо-диспергируемой композицией покрьтия, предусматривающий нанесение, в качестве указанной композиции покрьтия, содержащей металл в форме частиц композиции, і - содержащей, дополнительно к указанному металлу в форме частиц, вьісококипящую органическую жидкость, « загуститель, и силановьій связующий агент, составляющий от приблизительно З до приблизительно 20 вес. 90 от общего веса композиции покрьттия, все в водной среде, причем указанную композицию покрьїтия наносят в « количестве, достаточном для того, чтобьі! обеспечить, после термообработки, свьіше чем приблизительно 500, но по существу не более чем приблизительно 5000 мг/кв. фут (5,38-53,76 г/м) покрьітия на указанной покрьтой подложке, и термообработку нанесенной композиции покрьїтия на указанной подложке при температуре до « приблизительно 650"Е (343,33"С) в течение по меньшей мере около 5 минут.

24. Способ по п. 23, отличающийся тем, что указанное вододиспергируемое покриьітие наносят в виде смеси, З с взятой из одной упаковки и помещенной в водную среду, причем композиция покрьїтия содержит воду в "» количестве от приблизительно 30 до приблизительно 6бО вес. 95, увлажняющий агент в количестве до " приблизительно 1 вес. 96, оба от общего веса композиции, а также содержит вьісококипящую органическую жидкость, имеющую молекулярньій вес 400 или менее и кипящую при температуре вьіше приблизительно 100"С, при зтом указанная композиция содержит зпоксифункциональньй силан в качестве указанного те связующего агента. їх

25. Способ по п. 23, отличающийся тем, что указанное покриьітие термо-обрабатьвшвают при температуре в диапазоне от приблизительно 400"Е до приблизительно 650" (204.447С - 343,33"С) в течение периода ш- времени, не превьішающего приблизительно 40 минут, и, предпочтительно, термообработке предшествует ї5» 20 сушка в течение времени от приблизительно 2 до приблизительно 25 минут при температуре до приблизительно 250"Е (121,11 С). г»

26. Способ по п. 23, отличающийся тем, что на указанное покрьїтие наносят верхнее покрьїтие, вьібранное из группьї, состоящей из злектро осаждаемой грунтовки, авто осаждаемого покрьїтия, закалочного покрьітия и их комбинаций, или верхнее покрьтие является по существу не содержащим полимеров верхним покрьітием, 595 композиция которого при термообработке становится водостойким защитньім покрьітием, причем указанная не Ф! содержащая полимеров композиция верхнего покрьїтия содержит соединение кремния в водной среде, в количестве, достаточном для обеспечения более чем приблизительно 50 мг/кв. фут соединения кремния в о термообработанном покрьїтии подложки, и указанное по существу не содержащее полимеров верхнее покрьїтие термообрабатьвают нагреванием при температуре в диапазоне от приблизительно 150"Е до приблизительно 60 1000"Е (65.562С - 537,78С) в течение времени по меньшей мере 10 минут, и предпочтительно, его наносят в количестве, достаточном для получения по существу не более приблизительно 2000 мг/кв. фут (21,5 г/м 2) соединения кремния в термообработанном верхнем покрьтии.

27. Способ получения свободной от хрома, вододиспергируемой композиции покрьїтия для нанесения на подложку и термообработки на ней для обеспечения ее коррозионной стойкости, предусматривающий бо приготовление предварительной смеси, содержащей по меньшей мере некоторне из ингредиентов композиции покрьїтия по п. 1, и последующее примешивание других ингредиентов для получения композиции покрьтия по п.

28. Способ по п. 27, отличающийся тем, что предварительная смесь включаєт вьісококипящую органическую / ЖИДКОСТЬ, смачивающий агент и металл в форме частиц, и к полученной предварительной смеси примешивают силановьй связующий агент.

29. Способ по п. 28, отличающийся тем, что предварительная смесь включает от приблизительно 25 до приблизительно 40 вес. частей указанной органической жидкости, имеющей молекулярньй вес 400 или менее и кипящей при температуре вьіше приблизительно 100"С, от приблизительно 4 до приблизительно 8 вес. частей /р0 нейонного смачивающего агента, и металл в форме частиц- остальное, до 100 вес. частей предварительной смеси, причем предварительную смесь смешивают посредством размола.

30. Способ по п. 28, отличающийся тем, что к указанной композиции покрьїтия добавляют воду в количестве, обеспечивающем от приблизительно 50 вес. 95 до приблизительно 90 вес. 96 водной средь!і, загуститель в количестве, достаточном для обеспечения от приблизительно 0,05 до приблизительно 2,0 вес. 9о загустителя, /5 Все от общего веса композиции покрьтия.

31. Способ по п. 27, отличающийся тем, что предварительная смесь включает вьісококипящую органическую жидкКость, смачивающий агент и силановьій связующий агент, и к полученной предварительной смеси примешивают металл в форме частиц, причем указанную предварительную смесь предпочтительно подвергают созреванию в течение времени от приблизительно 1 часа до приблизительно 7 дней перед смешиванием с 2о указанньм металлом в форме частиц.

32. Способ по п. 31, отличающийся тем, что предварительная смесь включаєт от приблизительно 20 до приблизительно 30 вес. частей указанного смачивающего агента, от приблизительно 40 до приблизительно 60 вес. частей указанного силанового связующего агента, от приблизительно 20 до приблизительно З0 вес. частей органической жидкости, имеющей молекулярньй вес 400 или менее и кипящей при температуре вьіше с приблизительно 100"С, и затем 100 частей предварительной смеси смешивают с водной средой в количестве от приблизительно 30 до приблизительно 60 вес. частей. і)

33. Способ по п. 31, отличающийся тем, что предварительная смесь также включаєт содержащее бор соединение в количестве от приблизительно З до приблизительно б вес. частей от общего веса предварительной смеси, а к предварительной смеси примешивают загуститель в количестве, достаточном для сі зо обеспечения от приблизительно 0,05 до 2,0 вес. 95 указанного загустителя, от общего веса композиции покрьїттия. -

34. Способ по п. 27, отличающийся тем, что предварительная смесь включает вьісококипящую органическую М жидкость, предпочтительно имеющую молекулярньй вес 400 или менее и кипящую при температуре вьіше приблизительно 100"С, металл в форме частиц, вьібранньїй из металлического порошка, металлических чешуек - Зз5 Мли их смеси, предпочтительно цинковьїх чешуек или алюминиевьх чешуек, а также силановьй связующий «г агент. Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2002, М З, 15.03.2002. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і « Науки України. з с ;» щ» щ» -І їз 50 Ко) Ф) іме) 60 б5