無鉻的硅酸鹽基陶瓷組合物的制作方法
【專利摘要】描述了基于某些無鉻硅酸鹽基粘合劑的組合物。一份漿料組合物是與鋁或鋁合金粉末組合的摻鋰的硅酸鉀的水性溶液。所述一份漿料組合物產(chǎn)生相應的涂料，其以減小的涂料厚度表現(xiàn)出改進的性能。
【專利說明】無絡的枯酸鹽基陶瓷組合物 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及新型娃酸鹽基漿料配方，其是無鉛的并適用于保護性涂層的生產(chǎn)，所 述保護性涂層表現(xiàn)出出眾的耐腐蝕性和耐熱性并能夠替代傳統(tǒng)的含鉛涂層。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003] 鉛基鉛陶瓷涂層組合物已是熟知的并且數(shù)十年來被認為是形成高度耐腐蝕和耐 熱的涂層的工業(yè)標準。四十多年前授予Alien的美國專利第3248251號認識到并描述了鉛 陶瓷鉛基涂層的能力：保持粘附和靈活性的同時表現(xiàn)出對腐蝕、熱和摩蝕的耐性。此類屬性 繼續(xù)使得鉛陶瓷涂層廣泛用于各種應用中。今天，飛行器工業(yè)的原始設備制造商（OEM)依 賴于該些涂層W保護遭受高溫和腐蝕環(huán)境的各種飛行器引擎組件。國防部（DoD)軍械庫設 備也使用鉛陶瓷涂層作為它們生產(chǎn)特別需要的項目的一部分。另外，汽車工業(yè)和多種其它 工業(yè)常規(guī)地使用鉛陶瓷涂層作為高性能保護性涂層。
[0004] 常規(guī)鉛陶瓷涂層典型地由充填有金屬鉛粉末的鉛酸鹽一磯酸鹽粘合劑組成。固 化后，粘合劑形成包埋有鉛粉末顆粒的基體。所述基體為涂層提供了機械完整性，同時鉛 酸鹽純化的鉛色料網(wǎng)絡賦予有效的腐蝕保護。通過干砂或玻璃珠噴砂拋光Al填充的涂 層將該涂層壓縮致使其對所有鋼是導電的、電鍛活性（galvanic activity)的和犧牲的 (sacrificial)(即陰極保護的）。在工業(yè)上SermeTel W?被認作為該些類型的涂層的性能 標準。取決于具體的應用和服務條件，可單獨使用涂層W提供足夠的腐蝕保護。可選地，可 使用涂層作為覆蓋系統(tǒng)的一部分，其用作被頂層涂層和/或密封層密封的底涂層。通過密 封底涂層中的孔和空隙，頂層提供了另外的屏障保護，因此延伸了整個覆蓋系統(tǒng)的腐蝕保 護作用，W及增強了它的其它功能性質(zhì)(例如光滑性、耐溫性等）和它的視覺外觀。
[0005] 盡管鉛陶瓷涂層有廣泛的涂敷實用性，六價鉛化（VI)已被認定為受關(guān)注的環(huán)境 有害的材料。因此，根據(jù)DoD、空軍和各種OEM政策的近期變化，它已成為予W清除的目標。 效果是產(chǎn)生了對無化的高性能涂層的需求，所述無化的高性能涂層可表現(xiàn)出至少與具有 化-基粘合劑的鉛-陶瓷涂層的性質(zhì)相同的性質(zhì)。
[0006] 應答將六價鉛化（VI)確定為環(huán)境有害的材料，已研究了各種無化涂層作為潛在 的替代涂層。例如，考慮的一種可選的無Cr涂層是具有磯酸鹽基粘合劑的鉛陶瓷底涂層。 當該涂層與無化（VI)頂層結(jié)合使用時，提供與用SermeTel W?底涂層的基準涂層系統(tǒng)可 比的應用性質(zhì)(例如厚度、粗趟度、電鍛活性）和性能(例如耐鹽霧腐蝕性、耐高溫熱氧化性、 耐侵蝕性、機械性質(zhì))。此外，當單獨使用時，該些具有磯酸鹽基粘合劑的底涂層在按照ASTM B117的鹽霧試驗中暴露多達500小時表現(xiàn)出耐腐蝕性。但是，作為底涂層，當進行多達1000 小時的延長的測試時，該涂層在劃線和區(qū)域中產(chǎn)生紅色的鎊。該個途徑的另一個缺點源自 鉛顆粒與磯酸鹽粘合劑在水基漿料中在不存在化（VI)物質(zhì)下的顯著相互作用，所述化 (VI)物質(zhì)對鉛金屬有純化作用。作為該種鉛顆粒與磯酸鹽粘合劑不利的相互作用的結(jié)果， 底涂層漿料不能維持為"一份（one part)"組合物的形式，在所述一份組合物中所有成分可 混合在一起變成單一配方，成分中的一種或更多種不會不利地影響組合物中的其它成分。 相反，漿料必須W兩份（two - part)漿料的形式保持在膽藏庫中，其中鉛粉末與水性粘合 劑分開保持，直到當粘合劑和Al可W混合使用的時刻。但是，混合的漿料的儲存期僅約8 小時，超過其則觀察到該混合物快速變壞，該證明了它自身在導致粒度的顯著增大的Al顆 粒附聚中。雖然使用磯酸鹽基粘合劑的鉛陶瓷涂層的一些具體改進能提高儲存期到超過24 小時，但是該漿料必須不期望地保持為兩份漿料W避免鉛顆粒與磯酸鹽粘合劑的不利的相 互作用。
[0007] 作為另一可選的，考慮具有娃酸鹽基粘合劑的鉛陶瓷涂層。一種無鉛娃酸鹽基粘 合劑通常描述在美國專利公布第2006/0166014號中。但是，底涂層性能似乎依賴于層厚 度，足夠的耐腐蝕性質(zhì)需要增加涂層厚度到至少2密耳。
[0008] 對改善的一份無鉛涂層有持續(xù)的需求，所述改善的一份無鉛涂層能在減小的涂層 厚度提供改進的機械和功能性質(zhì)，包括耐腐蝕性和耐熱性。
[000引發(fā)明概述 本發(fā)明一部分涉及用W生產(chǎn)具有特殊性質(zhì)的涂層的漿料配方。已發(fā)現(xiàn)選擇起始粘合劑 材料和該粘合劑材料與金屬陶瓷粉末的具體組合影響涂層的形態(tài)和微結(jié)構(gòu)，得到具有對于 航空航天應用特別有利的優(yōu)良性質(zhì)的涂覆的產(chǎn)品。
[0010] 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使用慘裡的娃酸鐘與鉛粉末組合的無鉛娃酸鹽基粘合劑產(chǎn)生保持粘性 和挽性的同時表現(xiàn)出提高的功能性質(zhì)(特別是對腐蝕和熱暴露的耐性)的陶瓷涂層。該涂層 是連續(xù)的、稠密的和無缺陷的。該漿料可包含粉末和粘合劑二者使得起始材料是一份組合 物，其中所有成分是W單一配方的形式預混合的。該一份組合物保持足夠穩(wěn)定W表現(xiàn)出長 的膽存期限。
[0011] 在第一方面，提供用于在基材上產(chǎn)生涂層的水性漿料組合物。該組合物包含水性 粘合劑，其包含慘裡的娃酸鐘在水中的溶液。該粘合劑特征在于不存在鉛。該漿料進一步 含有鉛或鉛合金粉末。所述鉛或鉛合金粉末和粘合劑作為一份組合物被包含，其各W預定 的重量比被包含。
[0012] 在第二方面，提供基材用的涂層組合物。該涂層組合物包含不含鉛的陶瓷基體。該 基體由慘裡的娃酸鐘粘合劑和包埋在基體中的多種鉛顆粒形成。所述娃酸鹽和所述鉛W預 定的比例被包含。
[0013] 在第H方面，提供了將涂層施用到基材上的方法。該方法包括提供包含慘裡的娃 酸鐘水性粘合劑的水性一份漿料，所述粘合劑特征是不存在鉛。鉛粉末W預定比例并入粘 合劑中。將水性一份漿料施用到基材表面上W形成底涂層。然后固化該底涂層。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 本說明書包含至少一幅制成彩色的圖。帶有彩色圖的本專利或?qū)＠嫉目截悓?在提出請求并支付必要費用后由官方（0巧Ce)提供。
[0015] 從W下結(jié)合所附附圖的其優(yōu)選實施方式的詳細描述，將更好地理解本發(fā)明的目的 和優(yōu)勢，在所附附圖中通篇相同的數(shù)字表示相同特征和其中： 圖1 (a)和1 (b)顯示對于本發(fā)明的漿料（58A組合物）制備的涂層(慘裡的娃酸鐘基 涂層）分別在X500 (Ia)和X2000 (化）的放大率下的沈M圖像的頂視圖； 圖2 (a)和2 (b)顯示對于本發(fā)明的另一種漿料（87A組合物）制備的另一種涂層(慘 裡的娃酸鐘基涂層）分別在X500 (2a)和X2000 (2b)的放大率下的沈M圖像的頂視圖； 圖3 (a)和3 (b)顯示圖1 (a)和1 (b)的涂層樣品在將其用玻璃珠拋光之后，分別 在X500 (3a)和X2000 (3b)的放大率下的沈M圖像的頂視圖； 圖4 (a)和4 (b)顯示圖1 (a)和1 (b)的涂層(慘裡的娃酸鐘基涂層）樣品分別在將 其用玻璃珠拋光之前固化時（4a)和之后（4b)，在XlOOO的放大率下的SEM橫截面圖像； 圖5 (a)至（d)顯示具有不同厚度的涂層，所述涂層由可商購的對比實施例1的無& 娃酸鹽粘合劑基漿料生產(chǎn)(在1010鋼板條上的對比實施例1的涂層)并暴露于鹽霧1000小 時，（a)厚度=2. 7密耳；（b)厚度=2. 5密耳；（C)厚度=1. 6密耳；（d)厚度=1. 1密耳； 圖6 (a)至（d)顯示暴露于熱（700F/23小時+1075F/4小時）和鹽霧400小時的具有 不同厚度的在1010鋼板條上的對比實施例1的涂層，（a)厚度=1. 3密耳；（b)厚度=1. 7密 耳；（C)厚度=1. 9密耳；（d)厚度=2. 2密耳； 圖7 (a)和7 (b)顯示在1010鋼板條上的從基于混合的娃酸化-娃酸Li粘合劑的兩 種漿料生產(chǎn)并暴露于熱（700F/23小時+1075F/4小時）和鹽霧168小時的涂層； 圖8 (a)和8 (b)顯示在1010鋼板條上的從娃酸Li粘合劑基漿料生產(chǎn)的涂層的光學 顯微鏡圖像；8 (a)顯示X6的放大率下光學顯微鏡下劃格法附著力試驗的結(jié)果，和8 (b)顯 示在X40的放大率下固化時的涂層表面形態(tài)； 圖9 (a)和9 (b)顯示在1000小時鹽霧試驗之后（9a)和在熱（700F/23小時+1075F/4 小時）加48小時鹽霧試驗之后（9b)在1010鋼板條上使用娃酸Li基粘合劑-40重量％A1 的涂層； 圖10顯不在1010鋼板條上使用娃酸化基粘合劑的涂層在380小時的鹽霧暴露之后 的試驗結(jié)果； 圖11顯示在1010鋼板條上使用娃酸化基粘合劑的涂層在熱（700F/23小時+1075F/4 小時）加168小時鹽霧暴露之后的試驗結(jié)果； 圖12顯示在1010鋼板條上對于使用娃酸K基粘合劑的涂層在X6的放大率下劃格法 附著力試驗的結(jié)果(光學顯微鏡圖）； 圖13(a)和13(b)顯示在1000小時鹽霧試驗之后（13a)和在熱（700F/23小時+1075F/4 小時）加48小時鹽霧暴露試驗之后（13b)的1010鋼板條上使用娃酸K基粘合劑的涂層； 圖14 (a)和14 (b)顯示本發(fā)明的涂層配方(慘裡的娃酸鐘粘合劑基涂層32D)的光學 顯微鏡圖像；14 (a)顯示在X40的放大率下固化時的涂層表面形態(tài)，和14 (b)顯示在X6的 放大率下劃格法附著力試驗的結(jié)果； 圖15 (a)和15 (b)顯示本發(fā)明的慘裡的娃酸鐘粘合劑基涂層32D在1200小時的鹽 霧暴露（15a)試驗和熱（700F/23小時+1075F/4小時）加400小時鹽霧暴露（巧b)的試驗 結(jié)果； 圖16a-16c顯示本發(fā)明的各種慘裡的娃酸鐘粘合劑基涂層配方47A (a)、58A (b)、87A (C)的涂層固化時在X40的放大率下的表面形態(tài)的光學顯微鏡圖； 圖17 (a)至17 (e)顯示本發(fā)明的慘裡的娃酸鐘粘合劑基涂層在1000小時的鹽霧暴 露之后（47A (a)、58A (b)、87A (C))和1700小時的鹽霧暴露之后（58A (d)、87A (e))的試 驗結(jié)果； 圖18 (a)和18 (b)顯示本發(fā)明的慘裡的娃酸鐘粘合劑基涂層的熱（700F/23小時 +1075F/4小時）加400小時鹽霧暴露之后的試驗結(jié)果（58A (a)、87A (b)); 圖19 (a)和19 (b)顯示1010鋼板條上的對比實施例1的涂層的沸水浸潰試驗的結(jié) 果，沸水浸潰之前（a)和之后（b)的劃格區(qū)域的光學顯微鏡圖； 圖20 (a)和20 (b)顯示1010鋼板條上本發(fā)明的慘裡的娃酸鐘粘合劑基涂層58A的 沸水浸潰試驗的結(jié)果，沸水浸潰之前（a)和之后（b)的劃格區(qū)域的光學顯微鏡圖； 圖21顯示1010鋼上對比實施例1的固化時的涂層涂敷的表面在X40的放大率下的光 學顯微鏡圖像；和 圖22 (a)、22 (b)和22 (C)顯示本發(fā)明的涂層中的一種與其它測試的涂層對比的循 環(huán)熱和鹽暴露試驗的結(jié)果，循環(huán)熱+鹽霧試驗10個循環(huán)之后；對比實施例1 (a)、58A (b) 和 SermeTel?W (C)涂層，厚度=1. 7 密耳（a) /1. 2 密耳（b) /1. 9 密耳（C)D

【具體實施方式】
[0016] 通過下列詳細描述更好地理解本發(fā)明的各種元素的關(guān)系和機能。但是如下文描述 的本發(fā)明的實施方式只是舉例。
[0017] 本發(fā)明的水性漿料組合物可用于施用保護性涂層到各種固體基材上，包括例如鐵 合金、媒合金、媒一鉆合金、和其它金屬（例如鉛合金、鉆合金等）和非金屬熱穩(wěn)定表面(例如 陶瓷)。雖然鐵合金基材是優(yōu)選的，任何固體基材可適用于本發(fā)明的涂層的應用，條件是固 體基材優(yōu)選能夠耐受約65〇0 F的涂層加工溫度。
[0018] 生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的一方面的涂層的水性漿料組合物包含娃酸鹽粘合劑和W預訂 的重量比并入到粘合劑中的鉛或鉛合金粉末。娃酸鹽粘合劑不含有&并且因此是環(huán)境安 全的材料。娃酸鹽無化粘合劑是慘裡的娃酸鐘的水性溶液。如本文所用的"慘裡的娃酸 鐘"意指預定量的裡離子置換娃酸鹽結(jié)構(gòu)中W及固化的娃酸鹽基體中的鐘離子。娃酸鹽可 W馬0: LisO的比例在20:1至3:1之間的范圍，更優(yōu)選地K20 : LisO的比例在15:1至4:1之 間的范圍和最優(yōu)選地馬0:叫0的比例在11:1至7:1之間的范圍含有鐘和裡，本文中表示的 所有比例是重量比。娃酸鹽對鐘的比例Si〇2:馬0可在2:1至6:1，更優(yōu)選地2:1至3:1，和 最優(yōu)選地2. 4:1至2. 8:1的范圍。最優(yōu)選的娃酸鹽組合物可W Si化:Me2〇重量比在2. 1:1 至2. 6:1范圍表示，其中Me2〇=K2〇+Li2〇。
[0019] 本發(fā)明中已發(fā)現(xiàn)，如將在實施例中顯示的，與基于其它娃酸鹽的粘合劑相比，使用 具有并入其中的鉛粉末的慘裡的娃酸鐘基粘合劑提供了在功能性質(zhì)(例如耐腐蝕性、耐腐 蝕一耐熱性）W及涂層的結(jié)構(gòu)和粘附性質(zhì)方面令人驚奇的增效的改善。當與基于單獨的娃 酸裡和娃酸鐘的粘合劑相比時，該種增效是最顯著的。
[0020] 在優(yōu)選的實施方式中，鉛粉末W如下范圍包含在漿料中；基于漿料的總重量，約 20-60重量％，更優(yōu)選地30-50重量％和最優(yōu)選地35-45重量％之間。
[0021] 本發(fā)明的漿料中，慘裡的娃酸鐘對鉛粉末的比例(慘裡的娃酸鐘：Al)在約0. 12:1 至0. 50:1，更優(yōu)選地0. 18:1至0. 46:1，和最優(yōu)選地0. 22:1至0. 37:1的范圍內(nèi)。
[0022] 本發(fā)明的漿料組合物的余量是水，其溶解慘裡的娃酸鐘W形成水性粘合劑。任選 地，本領(lǐng)域已知的其它功能性添加劑可被并入到粘合劑中。舉例來說，腐蝕抑制劑可用于進 一步抑制或純化金屬基材的腐蝕。也可使用表面活性劑W改進性質(zhì)，例如漿料噴涂性、基材 濕潤和成膜性質(zhì)。所述粘合劑和鉛顆粒互相分散成一份漿料組合物。在本發(fā)明的漿料中發(fā) 現(xiàn)，與粘合劑接觸時Al顆粒當表現(xiàn)出足夠的穩(wěn)定性。沒有可觀察的化學反應的指示(例如 產(chǎn)生氣體、體積膨脹、溫度升高、粘度增加)。因此，本發(fā)明并不需要將粘合劑和鉛粉末互相 分開儲存并延遲到使用該漿料至基材上之前混合粘合劑和粉末，而對于本領(lǐng)域已知的一些 無Cr磯酸鹽粘合劑基漿料事實是那樣。本發(fā)明的一份漿料組合物具有在環(huán)境條件下幾個 月的相對長的膽存期限。
[0023] 在優(yōu)選的實施方式中，當與鉛微粒組合時，雖然本發(fā)明的漿料組合物對于形成底 涂層組合物特別有用，但是應當認識到本發(fā)明考慮使用任何適合的金屬微粒。例如，可與本 發(fā)明的慘裡的娃酸鐘基粘合劑一起使用各種鉛合金(例如鉛-娃、鉛-銅或鉛-鎮(zhèn))的細粒。 可用于漿料和涂層組合物中的其它說明性的金屬粉末是鋒、媒和娃。具體類型的金屬粉末 的選擇可W依賴于許多因素，包括本領(lǐng)域已知的在終端應用中所需的功能性性質(zhì)和由使用 該些金屬粉末中任一種所產(chǎn)生的性質(zhì)。
[0024] 在其它實施方式中，舉例但不意在是窮盡性列舉，陶瓷粉末可包括可并入到本發(fā) 明的粘合劑中的氧化鉛、氧化鉛、氧化娃、氧化鉛、碳化娃或一氮化測。具體陶瓷材料的選擇 可W依賴于多個因素，包括被涂覆部分的預期的服務條件。
[0025] 當在本發(fā)明的漿料中使用Al顆粒時，此類顆?？蒞是球形惰性氣體霧化的、空氣 霧化的、薄片的或其混合物。鉛顆粒優(yōu)選地具有適于在娃酸鹽基粘合劑中互相分散的尺寸。 本領(lǐng)域已熟知對于微粒系統(tǒng)(例如顏料粉末和含顏料的漿料）的粒度和粒度分布的測量的 絕對數(shù)值依賴于測試和/或測量技術(shù)和儀器。因此，如本文中公開的本發(fā)明的粒度D50和 D90數(shù)是通過使用MicroTrac SRA顆粒分析儀作為顆粒測量設備的激光衍射技術(shù)獲得的。 本文中使用的"D50"指中間粒度，其中百分之50的顆粒小于該中間粒度并且百分之50的 大于該中間粒度，和"D90"指第90百分點的粒度，其中百分之90的顆粒小于所述第90百 分點的粒度。
[0026] 在一個實施方式中，空氣霧化的鉛粉末包括特征如下的粒度分布；粒度分布的第 50百分點具有在約4至7微米之間的直徑和粒度分布的第90百分點具有小于或等于約 11. 5-15. 5微米的直徑；該種粉末將進一步稱為"AA型"Al粉末。在另一實施方式中，球形 惰性氣體霧化的鉛粉末包括特征如下的粒度分布：粒度分布的第50百分點具有在約3. 9至 4. 5微米之間的直徑和粒度分布的第90百分點具有小于或等于約9. 0微米的直徑；該種粉 末將進一步稱為"SA型"Al粉末。SA型鉛粉末比AA型粉末更細。
[0027] 本發(fā)明的漿料組合物可通過任意數(shù)的本領(lǐng)域已知的常規(guī)應用技術(shù)(例如通過噴 涂、刷涂、浸涂、旋轉(zhuǎn)浸涂等)施用至基材。將施用的層干燥并且然后固化。在干燥和固化循 環(huán)內(nèi)，粘合劑溶液聚合并固化W形成具有可接受的機械強度、靈活性和耐化學性的連續(xù)的 基體。將Al顆粒包埋在基體中。如對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯然的，可適用的固化條件可包 括較高溫度持續(xù)較短時間或較低溫度持續(xù)較長時間。
[0028] 通常施用涂層至0. 5至3. 0密耳之間的厚度，優(yōu)選0. 8至1. 6密耳之間的厚度。此 類涂層厚度可根據(jù)需要，W-層（即一次施用一干燥一固化循環(huán)）或具有兩個或更多個固化 循環(huán)多層建立。最小厚度由對提供覆蓋基材的連續(xù)層的需要確定。底涂層的最大厚度通常 由整個多層覆蓋系統(tǒng)的目標或具體厚度確定。習慣并期望不超出特定應用的功能性要求來 施用涂層。例如潤輪壓縮機應用的典型的涂層厚度小于3密耳（75化)，但在一些元件上(例 如壓縮機葉片和葉輪）涂層厚度應典型地小于2密耳。
[0029] 如將在實施例中進一步闡明的，本發(fā)明的無化涂層與測試的其它無化涂層相比 W較小厚度提供需要的功能性保護性性能。本發(fā)明的慘裡的娃酸鐘粘合劑基漿料能夠形成 僅底涂層的層，其在低于2密耳的厚度時滿足各種OEM規(guī)范。例如該涂層表現(xiàn)出耐腐蝕性 超過1000小時(按照ASTM B117)、在熱一腐蝕循環(huán)中的高耐性、低侵蝕率和對沸水和其它 引擎液體的耐性。此種僅底涂層的層包含基體，其為涂層提供必需的機械強度W及對基材 的粘附。慘裡的娃酸鐘基層固化后，玻璃一陶瓷基體的形成發(fā)生，其具有相對其它常規(guī)娃酸 鹽基層顯著提高的結(jié)構(gòu)完整性。
[0030] 現(xiàn)將描述本發(fā)明的涂層的表面形態(tài)和微結(jié)構(gòu)。進行光學顯微鏡和掃描電子顯微鏡 (SEM)分析W研究本文討論的所有涂層的表面形態(tài)和微結(jié)構(gòu)。圖1 (a)-l (b)和圖2 (a)-2 (b)顯示在固化時（as-cured)的狀態(tài)的慘Li的娃酸鐘基無化涂層的表面形態(tài)和微結(jié)構(gòu)的 SEM顯微照片。具體地，圖1 (a)和1 (b)顯示由本發(fā)明的漿料制備的涂層分別在X500X和 X2000的放大率下的SEM頂視圖，其中該漿料和由該種漿料獲得的涂層標示為"58A"。所述 58A漿料使用AA型鉛粉末?；跐{料的總重量，58A漿料中的鉛粉末濃度為36重量％。娃 酸鹽基粘合劑與Al微粒的重量比是0.34:1 (表1)。 由58A水性漿料生產(chǎn)的涂層通過將該58A漿料噴涂到1010低碳鋼基材上來制備。在 涂層噴涂之前，將基材除油污并用氧化鉛介質(zhì)（220目尺寸)粗砂磨光。讓水性漿料在175"F 干燥15分鐘且然后繼而在65(f F固化30分鐘。
[0031] 圖2 (a)和2 (b)顯示從具有標示為"87A"的配方(表1)的本發(fā)明的漿料制備的 涂層分別在X500和X2000的放大率下的沈M頂視圖。87A使用球形SA型鉛粉末。Al濃度 和娃酸鹽基粘合劑對鉛顆粒的重量比與58A配方的相同。涂層87A與58A組合物相同地施 用。從圖2 (a)和2 (b)可W看到，與使用較大的AA型鉛顆粒的58A漿料相比，使用較小 的球形SA型Al顆粒的漿料87A產(chǎn)生較稠密的充滿的涂層。較小的Al粒度也轉(zhuǎn)化為較平 滑的表面拋光和較薄的固化時的涂層，如表1中所示。本文中進行的所有測試的表面粗趟 度的測量（"Ra")通過 Mi1:ut〇5d Surftest 301 (在 5. Imm 橫向和 0.030''（0.76mm)截斷） 進行。本文中進行的所有涂層的厚度測量通過FisherScope MMS?儀器測量。
[0032] 表 1

【權(quán)利要求】
1. 用于生產(chǎn)基材上的涂層的水性漿料組合物，其包括： 包含摻鋰的硅酸鉀水性溶液的粘合劑，所述粘合劑的特征在于不存在鉻；和 并入所述粘合劑的鋁或鋁合金粉末，其中所述鋁或鋁合金粉末和所述粘合劑以一份組 合物的形式被包含，所述鋁或鋁合金粉末和所述粘合劑以預定的重量比被包含。
2. 如權(quán)利要求1所述的漿料，其中所述漿料中的鋁或鋁合金粉末含量基于所述漿料的 總重量在約30-50重量百分比（wt % )之間。
3. 如權(quán)利要求1所述的漿料，其中所述鋁或鋁合金粉末包含特征如下的粒度分布：粒 度分布的第50百分點具有在約4至7微米之間的直徑和粒度分布的第90百分點具有小于 或等于約11. 5-15. 5微米的直徑。
4. 如權(quán)利要求1所述的漿料，其中所述鋁或鋁合金粉末包括特征如下的粒度分布：粒 度分布的第50百分點具有在約3. 9至4. 5微米之間的直徑和粒度分布的第90百分點具有 小于或等于約9. 0微米的直徑。
5. 如權(quán)利要求1所述的漿料，其中所述摻鋰的硅酸鉀和鋁或鋁合金粉末以硅酸鹽比鋁 或鋁合金粉末為約〇. 18:1至0. 46:1的重量比被包含。
6. 如權(quán)利要求1所述的漿料，其中所述漿料中的所述鋁或鋁合金粉末基于所述漿料的 總重量在約35-45重量百分比（wt%)之間，和所述硅酸鹽比鋁以約0. 22:1至0. 37:1的重 量比被包含。
7. 如權(quán)利要求1所述的漿料，其中所述摻鋰的硅酸鉀包含重量比為約3:1至20:1的 K20: Li20形式的鉀和鋰，并且進一步其中硅酸鹽對鉀的比例是Si02: K20形式的約2:1至3:1 的重量比。
8. 如權(quán)利要求7所述的漿料，其中所述摻鋰的硅酸鉀包含K20:Li20形式的重量比為約 7:1至11:1的鉀和鋰，并且進一步其中硅酸鹽對鉀的重量比為Si02:K20形式的約2. 4:1至 2. 8:1。
9. 如權(quán)利要求1所述的漿料，其進一步包含無鉻腐蝕抑制劑。
10. 用于基材的涂層組合物，其包含： 不含有鉻的陶瓷基體，所述基體由硅酸鹽粘合劑和包埋于所述基體中的多個鋁粉末顆 粒形成，所述硅酸鹽和所述鋁以預定的重量比被包含； 其中所述硅酸鹽粘合劑是摻鋰的硅酸鉀。
11. 如權(quán)利要求10所述的涂層，其中所述硅酸鹽和鋁以硅酸鹽比鋁約〇. 18:1至 0. 46:1的重量比被包含。
12. 如權(quán)利要求10所述的涂層，其中能夠用犧牲腐蝕保護將所述涂層改變?yōu)閷щ姷耐?層。
13. 如權(quán)利要求10所述的涂層，其由水性漿料生產(chǎn)，其中所述鋁粉末基于所述漿料的 總重量以約30-50重量百分比（wt%)之間的量被包含在所述漿料中。
14. 如權(quán)利要求10所述的涂層，其由水性漿料生產(chǎn)，其中所述漿料中的鋁粉末基于所 述漿料的總重量為約35-45重量（wt%)之間的百分比，和所述摻鋰的硅酸鉀比鋁的重量比 是約 0. 22:1 至 0. 37:1。
15. 如權(quán)利要求10所述的涂層，其由水性漿料生產(chǎn)，其中所述鋁粉末包含特征如下的 粒度分布：粒度分布的第50百分點具有在約4至7微米之間的直徑和粒度分布的第90百 分點具有小于或等于約11. 5-15. 5微米的直徑。
16. 如權(quán)利要求10所述的涂層，其由水性漿料生產(chǎn)，其中所述鋁粉末包括特征如下的 粒度分布：粒度分布的第50百分點具有在約3. 9至4. 5微米之間的直徑和粒度分布的第90 百分點具有小于或等于約9. 0微米的直徑。
17. 將涂層施用到基材上的方法，其包括： 提供水性的一份漿料，其包含摻鋰的硅酸鉀粘合劑，所述粘合劑特征為不存在鉻，并且 鋁粉末以預定比例并入所述粘合劑； 將水性的一份漿料施用到基材表面上以形成底涂層；并且 固化所述底涂層。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其進一步包括拋光所述底涂層。
19. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中將所述底涂層施用到所述基材的表面以形成具有 約0. 5-2密耳之間厚度的固化的涂層。
20. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述一份漿料以硅酸鹽比鋁為0. 18:1至0. 46:1 的重量比包含所述硅酸鹽和鋁。
21. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述鋁粉末基于所述漿料的總重量，在所述漿料 中以約30-50重量百分比（wt % )之間的量被包含。
22. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述漿料中的鋁粉末基于所述漿料的總重量在約 35-45之間的重量百分比（wt%)，和摻鋰的硅酸鉀比鋁的重量比為約0. 22:1至0. 37:1。
23. -種產(chǎn)品制品，其包含具有涂層的基材，所述涂層由具有根據(jù)權(quán)利要求1所述的組 合物的漿料形成。
24. -種產(chǎn)品制品，其通過權(quán)利要求17所述的方法制備。
25. 如權(quán)利要求1所述的漿料，其進一步包含選自鋁-硅、鋁-銅和鋁-鎂的鋁合金粉 末。
【文檔編號】C04B28/26GK104341137SQ201310528426
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月9日
【發(fā)明者】I.貝洛夫, D.G.科普蘭 申請人:普萊克斯 S.T. 技術(shù)有限公司