[发明专利]用于结构防腐的组合物和方法

说明书

本申请是分案申请，原申请的申请日为2009年4月14日、申请号为200980109825.4、发明名称为“用于结构防腐的组合物和方法”。

技术领域

本公开涉及增强基材表面防腐的聚合物涂料。本公开还涉及组合物和制造聚酰脲(polyureide)化合物的方法，当被施用于基材表面时其提供耐用、持久、抗腐蚀的涂层。

背景技术

广泛用于航空飞行器、航天器、旋翼飞行器、卡车、汽车、小型船、大型船、桥梁、电力线和多种其它结构中的金属与金属的结构结合和/或复合型组件一般要求对使用时所处的极端环境条件具有合理抵抗性的成品结构。优选地，结合的金属与金属和复合型组件必须能够承受所遇到的环境条件。这些结构的抗腐蚀性尤为重要。航空飞行器、航天器、旋翼飞行器、卡车、汽车、小型船、大型船、桥梁、电力线和多种其它具有金属表面或复合材料表面的结构上金属和/或复合基材表面的腐蚀，可能导致该结构的维护增加以及用于修理和/或替换已腐蚀结构的费用增加。另外，即使机翼表面上的少量腐蚀也可能显著地增加阻力和急剧地减小升力。因此，基材结构的抗腐蚀性极为重要。对于金属，腐蚀是金属的自发性、破坏性氧化。正是自然过程试图减小金属中的结合能，其最终结果是被腐蚀的金属发生氧化，即，电子离开体相金属而且改变其化学性质。在某些情况下，金属的氧化形式本质上是抗腐蚀的，但这仅就进一步氧化而言。就腐蚀条件而言，例如就酸性种类或电化腐蚀而言，它不是抗腐蚀的。存在多种能够侵蚀金属的腐蚀，而且期望具有一种能够囊括并最小化多种金属上的腐蚀的通用处理方法，而不是对于每种不同金属具有多种方法。就航空飞行器、航天器、旋翼飞行器、卡车、汽车、小型船、大型船、桥梁、电力线和多种其它具有金属表面的结构而言，期望具有一种不透水且可最小化溶解的离子种类向基材移动的抗腐蚀涂层。

存在已知的增强基材表面防腐的方法和组合物。这些已知的方法和组合物包括使用保护涂层和/或使用牺牲种类。就牺牲保护而言，通常应用的是使用六价和/或三价铬离子。例如，当金属例如铝被处理以用于各种应用时，它可以进行阳极化处理(处理以生成保护性氧化物)，同时用六价铬溶液例如铬酸锶处理，该六价铬溶液沉淀在铝上，并在暴露于引起腐蚀的盐类或酸类期间被牺牲性地除去。另一种保护方法是在铝上涂覆。在这些已知的方法和组合物中使用六价和/或三价铬可能涉及额外的时间和费用。

用于减轻基材表面的腐蚀形成的另外的已知方法和组合物包括使用与基材表面粘合的粘合剂。然而，如果粘合剂在聚合物粘合剂与基材表面之间的界面松开，则此类粘合剂的使用可能需要增加维护。另外，锌盐和合金以及钛盐和合金已被使用，但是它们均不具有长寿命或要求使用特殊的结构材料，因而不适用于许多基材，例如，铝、铜、复合材料和其它材料。

另外，存在在涂覆于基材表面的涂料中使用聚酰脲化合物的已知方法和组合物。例如，美国专利号4,154,724公开了用于制造塑料、密封剂、铸模、泡沫和涂料的聚醚聚酰脲。然而，未公开基材表面的防腐。另外，美国专利号6,797,795公开了聚硅氧烷(酰胺-酰脲)组合物的用途和抑制基材表面上形成冰的方法。然而，未公开基材表面的防腐。

因此，需要一种用于基材表面防腐的组合物和方法，其提供优于用于基材表面防腐的已知组合物和方法的优点。

发明内容

对具有优于已知组合物和方法的优点的用于基材表面防腐的组合物和方法，以及独特的、非显而易见的且有益的组合物和方法的需要得到满足。已知组合物和方法中没有一种提供本文所讨论的所有诸多优点。与已知组合物和方法不同，用于基材表面诸如金属表面防腐的组合物和方法的一种实施方式可以提供一种或多种下述优点：所公开的实施方式增强基材表面诸如金属表面的防腐，而不需要六价和三价铬离子；所公开的实施方式使用具有高聚酰脲组成的疏水性聚合物，其最小化水的吸附并减弱水的氢键以阻止腐蚀要素攻击金属表面；所公开的实施方式使用一种易于涂覆的有机涂料，该有机涂料产生良好的防腐，并在诸如商用或军用航空飞行器、航天器、旋翼飞行器、船舶或汽车通常遇到的多种环境条件下仍保持其功能；所公开的实施方式可广泛用于商业以及空间应用，包括航空飞行器、航天器、旋翼飞行器、卡车、汽车、小型船、大型船、桥梁、电力线和多种其它具有基材表面的结构；所公开的实施方式提供聚酰脲涂料，其在暴露于各种环境条件时在长时间内具有提高的耐用性；以及所公开的实施方式提供环保安全的、有效的和节省成本的组合物和方法。