[发明专利]使用无铬抑制剂的铝制飞行器的耐腐蚀表面处理和底漆系统

说明书

本发明的名称是使用无铬抑制剂的铝制飞行器的耐腐蚀表面处理和底漆系统。一种制品包括衬底；设置在该衬底上的第一防腐蚀层；以及设置在该第一防腐蚀层上的第二防腐蚀层。该第一防腐蚀层包括溶胶‑凝胶组合物并且该第二防腐蚀层包括聚氨酯组合物。该第一或第二防腐蚀层中的至少一个包括腐蚀抑制剂。

技术领域

本文公开了一般而言涉及腐蚀抑制组合物以及使用该腐蚀抑制组合物用于表面处理和底漆系统的方法的描述。

背景技术

腐蚀被定义为材料——通常是金属——与其产生材料及其性质劣化的环境之间的化学或电化学反应。腐蚀性侵蚀从金属表面开始。腐蚀过程涉及两个化学变化。被侵蚀或氧化的金属经历阳极变化，同时该腐蚀剂被还原并经历阴极变化。

已证明含有六价铬化合物的基于铬的防腐蚀系统是广泛应用于飞行器金属处理工艺中的非常有用和通用的化学品组。它们赋予其所施加的金属衬底许多有益的抗腐蚀特性，并且已被广泛用于在涂布、粘结和表面剖光前进行金属预处理。在化学上，在铝及其合金的情况下，基于铬的防腐蚀系统涉及六价铬(例如CrO₃、CrO₄^-2、Cr₂O₇^-2)与氢氟酸(HF)的组合。氢氟酸从金属衬底(例如铝)的表面除去氧化膜，且六价铬与暴露的金属反应，并且三价铬氧化物沉淀。以铝为例：

Cr₂O₇^-2+2Al⁰+2H⁺→Cr₂O₇.H₂O+Al₂O₃。

氧化铬，例如根据上述反应生成的氧化铬，在防腐蚀应用中是非常有用的。它在碱性环境中相当稳定，是防水的(疏水的)，并且可作为水的阻隔涂层。最后，它展现出“自愈效应”——即涂层中残留的六价铬可能与涂层的损坏区域发生反应——从而在暴露的损坏部位处产生更多的再钝化的三价铬氧化物。因此，基于铬特别是基于六价铬的系统已被广泛应用于航空航天工业，因为它们被证明：在减少腐蚀方面和作为有机涂料和粘合剂的粘合促进剂是非常有效的；因为施加/处理过程对工艺条件变化展示出低敏感性而是特别有适应能力的；对铝合金是非常有效的；并且因为技术人员仅通过涂层的检查(颜色)就可分辨出衬底表面上的铬的量，因此确保相当好的质量控制特性。

对环境中铬——特别是六价铬——的关注已经产生了替代基于铬的系统的需要。因此，铬基系统的“环境友好的”商业上可接受的替代品是受欢迎的防腐涂料的添加剂。

发明内容

制品包括衬底；设置在该衬底上的第一防腐蚀层；以及设置在该第一防腐蚀层上的第二防腐蚀层。该第一防腐蚀层包括溶胶-凝胶组合物并且该第二防腐蚀层包括聚氨酯组合物。该第一或第二防腐蚀层中的至少一个包括腐蚀抑制剂。

用于形成制品的方法包括在衬底上形成第一防腐蚀层；以及在该第一防腐蚀层上形成第二防腐蚀层。该第一防腐蚀层包括溶胶-凝胶组合物并且该第二防腐蚀层包括聚氨酯组合物。该第一或第二防腐蚀层中的至少一个包括腐蚀抑制剂。

本文公开的组合物、涂料和方法可以用于为金属制品例如交通工具诸如飞机的部件提供防腐蚀和耐久性。另外的优点将在下面的描述中部分地阐述，并且部分地将从描述中得到理解，或者可以通过其实践来了解。借助在所附权利要求书中具体指出的要素及组合，将实现和获得这些优点。

应当理解，前面的一般性描述和以下的详细描述是示例性和解释性的，并不限制所要求保护的内容。并入并构成本说明书的一部分的附图示出了实例并且连同说明书用于解释本文所述的原理。

附图说明

图1图解了飞行器的一个实例。

图2图解了包括衬底、设置在其上的第一防腐蚀层、设置在第一防腐蚀层上的第二防腐蚀层和设置在第二防腐蚀层上的顶涂层的制品。