Золь для нанесения золь-гелевого покрытия на поверхность, способ нанесения золь-гелевого покрытия, способ его получения и применение

Золь для нанесения золь-гелевого покрытия на поверхность, способ нанесения золь-гелевого покрытия, способ его получения и применение

Реферат

Область техники

Изобретение относится к золю для нанесения золь-гелевого покрытия на поверхность, говоря более конкретно, на поверхность, содержащую металл или металлический сплав, предпочтительно на поверхность, образованную из металла или металлического сплава.

Подобным же образом, изобретение относится к способу нанесения золь-гелевого покрытия на поверхность, говоря более конкретно, на поверхность, содержащую металл или металлический сплав, который использует упомянутый золь.

Уровень техники

Область техники изобретения в широком смысле можно определить как область техники, относящуюся к обработке поверхностей, полученных из металла или металлического сплава, например, в частности, к нанесению покрытия на поверхности, полученные, например, из металла или металлического сплава, таких как титан, алюминий и их сплавы, которые используют, в частности, в авиационной промышленности.

Говоря более конкретно, изобретение относится к области получения поверхностных покрытий, известных под наименованием золь-гелевых поверхностных покрытий, на поверхностях подложек, изготовленных, например, из металлов или металлических сплавов, в целях придания данной поверхности характеристик химической и/или механической стойкости, таких как коррозионная стойкость и абразивная стойкость, и/или в целях промотирования адгезии к подложке, изготовленной, например, из металла или сплава, слоя органического покрытия, такого как слой грунтовки, краски, мастики, клея или смолы; в данном случае функция золь-гелевого покрытия подобна функции обычно используемых конверсионных обработок или промоторов адгезии.

Конверсионные обработки приводят к (поверхностному) структурному модифицированию металлической подложки (сплавы алюминия, титана и других металлов) по способу анодирования (операция электролиза, например анодное окисление с использованием хромовой, серной или фосфорной кислот) или по способу простого химического превращения (например, хроматирование или фосфатирование).

Анодирование делает возможным выращивание очень прочно сцепленного слоя оксида (или гидроксида) за счет металла основы, при этом упомянутый слой размещают в положении анода. В частности, в случае алюминиевых сплавов ванны хромовой кислоты приводят к образованию тонкого (несколько микронов) слоя, который является пористым и демонстрирует хорошую способность к клеевому соединению с органическими покрытиями.

В числе способов химического превращения хроматирование делает возможным образование очень прочно сцепленного тонкого осажденного слоя хроматов металлов в результате введения поверхности подвергаемого обработке компонента (обычно сплавов алюминия, цинка или сталей) в контакт с кислотным раствором на основе дихроматов и фторсодержащими активаторами. Данная обработка улучшает коррозионную стойкость подложки, и ее также используют в качестве основы при связывании красок.

Данным способам обработки поверхности свойственно множество недостатков, в частности, касающихся их вредного воздействия на окружающую среду, вследствие использования в них сильных кислот или оснований и токсичных материалов, таких как хроматы, в погружных резервуарах.

Это обусловливается тем, что данные способы требуют использования существенных количеств воды для смывания с подвергаемых обработке компонентов избыточных количеств рабочих растворов для обработки; промывную воду и отработанные технологические растворы необходимо подвергнуть переработке для того, чтобы удалить растворенные металлы, перед тем как растворы будут направлены на утилизацию или повторное использование; удаление металлов приводит к получению дополнительных токсичных отходов, которые трудно подвергать очистке и утилизации.

Весь массив данных обработок, следующих за реализацией способов, увеличивает стоимость использования обычных жидкостных химических способов.

Подобным же образом, компоненты, подвергнутые обработке по окончании их срока службы или на фазах восстановления, становятся источником возникновения токсичных отходов, которые причиняют вред пользователям.

Соответственно, были предложены способы, которые используют методику нанесения золь-гелевого покрытия в целях устранения недостатков вышеупомянутых жидкостных химических способов. Такие способы описываются, в частности, в документах US-A-5814137, US-A-5849110, US-A-5789085, US-A-5869141, US-A-5958578, US-A-5869140, US-5939197 и US-A-6037060.

В документе US-Bl-6605365, в частности, описывают использование золей, содержащих производное алкоксициркония, такое как тетра-н-пропоксицирконий (ТПОЦ), и органосилан, такой как 3-глицидилоксипропилтриметоксисилан (ГТМС), вместе с катализатором на основе органической кислоты, такой как уксусная кислота.

Золи представляют собой высокоразбавленные золи, характеризующиеся, например, уровнем содержания твердой фазы порядка величины в диапазоне от 3% до 5%; для случая более высоких концентраций упоминаются проблемы с адгезией пленки.

Данные разбавленные золи делают возможным осаждение только тонких слоев или пленок, имеющих толщину в сухом состоянии, например, в диапазоне от 200 вплоть до 500 мм, в результате продолжительного нахождения в контакте с поверхностью. Полученная пленка на самом деле хорошо сцепляется с подложкой и делает возможной последующую адгезию грунтовки или красок, но не обнаруживает собственных характеристик стойкости к коррозии.

Другими словами, данный документ в принципе относится к пленкам промоторов адгезии и не упоминает о наличии конкретных антикоррозионных свойств, внутренне присущих золь-гелевой пленке и неотъемлемо связанных с ней, в сочетании с нанесением концентрированных продуктов по способу распыления.

И наконец, в случае нанесения краски, грунтовки, клея или мастики их нанесение необходимо проводить в течение очень короткого периода времени после высушивания пленки.

В документе US-A-5814137 описывают обработку поверхности для металлических поверхностей, образованных, в частности, из сплавов титана или алюминия, в которой используют золь-гелевую пленку для получения поверхностного покрытия, используемого в качестве межфазной поверхности, для того чтобы улучшить адгезию между металлом и органической смолой или клеем.

Золь-гелевая пленка, наносимая сама по себе, обеспечивает наличие незначительной коррозионной стойкости или не обеспечивает ее вовсе и промотирует адгезию при помощи металлоорганического аппрета на поверхности металла.

Золь используют для получения золь-гелевой пленки на поверхности металлической подложки; данный золь представляет собой разбавленный раствор стабилизированной металлоорганической соли алкоксициркония, такого как тетраизопропоксицирконий или тетра-н-пропоксицирконий (ТПОЦ), органосиланового аппрета, такого как 3-глицидилоксипропилтриметоксисилан (ГТМС), для эпоксидных или полиуретановых систем или соответствующего первичного амина для полиимидных композиций и катализатора, такого как уксусная кислота, для водных составов. Также описываются и составы на спиртовой основе.

Золь наносят на металлическую поверхность по способу погружения, распыления или окунания, а после этого высушивают до получения золь-гелевой пленки.

Золь представляет собой разбавленный раствор в том смысле, что концентрации реагентов в золе составляют 2% (об.) ГТМС и 1% (об.) ТПОЦ; однако указывается, что лучшие результаты может дать несколько более высокая концентрация реагентов, а именно совокупная концентрация ТПОЦ и ГТМС, равная 4,4%.

Количество уксусной кислоты, которая в основном функционирует в качестве катализатора гидролиза, составляет 0,13 моль ледяной уксусной кислоты на 0,091 моль органосилана - удваивание концентрации уксусной кислоты до 0,26 моль приводит к улучшению адгезии, но переход к 0,39 моль приводит к ее ухудшению.

В заключение, указывается на то, что количество уксусной кислоты предпочтительно свести к минимуму.

В колонке 13 из данного документа упоминают о золе, который представляет собой раствор в изопропаноле 2% ГТМС, 1% ТПОЦ и 1% уксусной кислоты с концентрацией 80%.

Для получения золь-гелевого покрытия, способного достичь толщины вплоть до нескольких десятков микронов, в случае способов и растворов, описанных в вышеупомянутых документах, становятся необходимыми последовательное осаждение двух или более наслаивающихся друг на друга слоев и/или разбрызгивание или продолжительное орошение, поскольку толщина, приходящаяся на один слой при осаждении, невелика.

Вследствие использования существенного количества стадий, необходимых для осаждения покрытия, имеющего надлежащую толщину, золь-гелевые обработки, описанные в данных документах, затруднительно использовать в промышленных масштабах и их можно вставлять в последовательности химических стадий обработки металлической поверхности только при вложении значительных средств и при существенной утрате производительности.

Кроме того, золь-гелевые пленки, полученные в вышеупомянутых документах и используемые сами по себе, то есть без грунтовок, все еще обнаруживают неудовлетворительные эксплуатационные характеристики в том, что касается антикоррозионной защиты, которую определяют в испытаниях на стойкость к воздействию солевого тумана или стойкость к нитевидной коррозии.

Другие композиции золей, предназначенные для получения золь-гелевых покрытий, описываются в документах US-A-4814017 и US-A-4754012. Данным золям свойственен недостаток, заключающийся в высоких уровнях содержания органических растворителей.

Еще одними другими документами, относящимися к композициям, предназначенным для получения золь-гелевых покрытий, являются документы US-A-6008285, US-B1-6228921 и US-B1-6482525 и US-B1-6361868. В данных документах и, в частности, в первых трех из упомянутых опять-таки описывают композиции, характеризующиеся высокими уровнями содержания органических растворителей. Кроме того, существенная цель полученных покрытий заключается в придании подложкам из поликарбоната стойкости к царапанию, что необходимым образом подразумевает предварительную обработку поликарбоната при помощи силана.

Обобщая вышеизложенное, можно сказать, что сухой остаток из приведенного ранее текста заключается в том, что недостатки золей и золь-гелевых способов предшествующего уровня техники в существенной мере своим источником имеют присутствие высоких уровней содержания растворителей и/или сложность реализации и/или неудовлетворительные антикоррозионные эксплуатационные характеристики одной только золь-гелевой пленки.

Поэтому в свете вышеизложенного существует потребность в золе или растворе и в способе обработки поверхности, например металлической поверхности, которые сделали бы возможным получение золь-гелевого покрытия, характеризующегося относительно существенной толщиной в сухом состоянии и соответствующего требованиям и рассматриваемому случаю, при использовании ограниченного количества стадий.

Также существует потребность в золе или растворе и в способе обработки поверхности, полученной, например, из металла, которые сделали бы возможным получение золь-гелевого покрытия, которое обладало бы улучшенной коррозионной стойкостью, определяемой, в частности, с использованием испытания при обработке с воздействием солевого тумана.

Данного улучшения защиты необходимо добиваться без ухудшения других свойств золь-гелевого покрытия, описанных, в частности, в вышеупомянутых документах и включающих, например, адгезию к носителю, например, металлическому носителю, гибкость, стойкость к нитевидной коррозии, адгезию грунтовок и красок к золь-гелевому покрытию и стойкость к царапанию, химическую стойкость и износостойкость.

Также существует и потребность в золе, который характеризуется низким или нулевым уровнем содержания растворителя, в частности, в том, что касается вредных или токсичных растворителей, и в том, что касается других соединений, которые могли бы оказать неблагоприятное воздействие на окружающую среду.

В заключение, существует потребность в способе получения золь-гелевого покрытия на поверхности, например металлической поверхности, который был бы простым, надежным, легким в реализации, который включал бы ограниченное количество стадий и который можно было бы легко встраивать в существующие способы обработки поверхности, например металлических поверхностей, не вызывая существенных модификаций данных способов и обеспечивая низкие уровни капиталовложений.

Раскрытие сущности изобретения

Цель изобретения заключается в предложении золя, который предназначен для нанесения золь-гелевого покрытия на поверхность, например поверхность, содержащую металл, и способа получения золь-гелевого покрытия на поверхности, например поверхности, содержащей металл или металлический сплав, который использует упомянутый золь, которые, помимо прочего, соответствуют представленным ранее потребностям и которые удовлетворяют критериям и требованиям, упомянутым ранее в настоящем документе.

Дополнительная цель изобретения заключается в предложении золя и способа, предназначенных для получения золь-гелевого покрытия на поверхности, например поверхности, содержащей металл или металлический сплав, которым не свойственны недостатки, дефекты, ограничения и изъяны золей и способов предшествующего уровня техники и которые решают проблемы золей и способов предшествующего уровня техники.

Данная цель и другие дополнительные цели в соответствии с изобретением достигаются при использовании золя для нанесения золь-гелевого покрытия на поверхность, при этом упомянутый золь содержит, мас.%:

a) от 3% до 30%, предпочтительно от 5% до 20%, более предпочтительно от 7% до 15%, в особенности от 8% до 14%, в большей степени в особенности от 10% до 13%, например 10,8% или 12%, по меньшей мере, одного металлоорганического соединения циркония, алюминия или титана;

b) от 5% до 50%, предпочтительно от 5% до 40%, более предпочтительно от 10% до 40%, в особенности от 15% или 20% до 30%, например 22% или 23%, по меньшей мере, одного органосиланового соединения;

c) от 1% до 15%, предпочтительно от 2% до 10%, более предпочтительно от 3% до 8%, например 5%, по меньшей мере, одного соединения, выбираемого из кислот, оснований, гликолей и этоксиэтанола;

d) остаток до 100% в виде деминерализованной или дистиллированной воды,

при этом совокупное количество а) и b) составляет величину, большую чем 30%, предпочтительно большую чем 31,2%; 31,5%; 32% или 33%, более предпочтительно большую чем 35%, в особенности большую чем 40%, в большей степени в особенности большую чем 50%.

Приведенные ранее массовые процентные содержания в общем случае эквивалентны объемным процентным содержаниям.

Предпочтительно упомянутый золь содержит менее чем 5%, предпочтительно, менее чем 3%, более предпочтительно менее чем 1 мас.%, нетоксичных или безвредных органических растворителей, предпочтительно выбираемых из спиртов, таких как нетоксичные или безвредные С₁-С₁₀ алифатические спирты, такие как изопропанол.

Золь, соответствующий изобретению, в принципе отличается от золей предшествующего уровня техники, таких как те, что описываются в документах, упомянутых ранее в настоящем документе, в том смысле, что концентрации компонентов а), b) и с), а именно металлоорганического соединения, органосилана и катализатора, например кислоты, значительно превышают концентрации, используемые в данных документах. Кроме того, совокупное количество - концентрированных - а) и b) составляет величину, большую чем 30%, что значительно превышает совокупную концентрацию а) и b) предшествующего уровня техники.

Данное увеличение концентрации осуществляют за счет дистиллированной или деминерализованной воды. В соответствии с этим концентрация металлоорганического соединения, такого как ТПОЦ, находится в диапазоне от 3% до 30 мас.%, в то время как на предшествующем уровне техники она не превышает 1,25 мас.%; подобным же образом, концентрация органосиланового соединения, такого как ГЛИМО, находится в диапазоне от 5% до 50 мас.%, в то время как на предшествующем уровне техники она не превышает 2,50 мас.%; в заключение, концентрация катализатора с), например кислотного катализатора, такого как уксусная кислота, находится в диапазоне от 1% до 15 мас.%, в то время как она не превышает 0,60 мас.% на предшествующем уровне техники.

Подобным же образом значительное увеличение количества каждого из компонентов в случае золей изобретения продемонстрировано повышением величины уровня массового содержания твердой фазы, которая переходит от величины в диапазоне от 2% до 4% для золей предшествующего уровня техники к величинам, большим чем 4%, а возможно, например, доходящим вплоть до 37%, предпочтительно величинам в диапазоне от 4% до 37%, более предпочтительно величинам в диапазоне от 18% до 37%, в особенности от 20% до 30%.

Увеличения концентрации соединений, которые можно определить в качестве соединений-предшественников для золь-гелевого покрытия, а именно металлоорганического соединения и органосиланового соединения, говоря конкретно, добиваются благодаря увеличению процентного содержания компонента с), например кислоты, такой как уксусная кислота, что для таких концентрированных смесей делает возможным достижение совместимости и растворимости при одновременном по существу невыходе из диапазонов тех же самых соотношений между количествами металлоорганического соединения а) и органосиланового соединения b), что и в документах, упомянутых ранее в настоящем документе.

Соотношение между количествами органосиланового соединения и металлоорганического соединения в общем случае находится в диапазоне от 1,5 или 1,6 до 6, предпочтительно от 1,8 до 2,5.

В свете документов предшествующего уровня техники абсолютно неочевидно то, что могли бы быть получены концентрированные золи данного типа; действительно, весь спектр данных документов в большей степени имеет тенденцию к разубеждению практика в необходимости использования высоких концентраций компонентов а) и b) и компонента с), такого как уксусная кислота. В частности, в документе US-B 1-6605365 указывают на проблемы с адгезией в случае использования концентрированных золей, например золей, характеризующихся уровнем содержания твердой фазы, большим чем 4% или 5%.

Поэтому в случае увеличения концентраций данных компонентов а), b) и с) при обеспечении превышения совокупных количества или концентрации а) и b) 30%, предпочтительны превышения 31,2%; 31,5%; 32% или 33%, без использования дополнительных органических растворителей или совместных растворителей или же с использованием очень незначительной их доли изобретатели идут против широко распространенной точки зрения в данной области техники и демонстрируют то, что, как это ни удивительно, но золи, которые стабильны и просты в применении, могут быть получены даже при высоких концентрациях в результате увеличения одновременно с концентрацией компонентов а) и b) концентрации компонента с), например кислоты с), за счет дистиллированной или деминерализованной воды.

Золи, соответствующие изобретению, как это ни удивительно, и, говоря конкретно, благодаря своей высокой концентрации делают возможным получение сухих золь-гелевых пленок, имеющих относительно высокую толщину в общем случае в диапазоне от 500 мм до 20 мкм или даже более, в зависимости от состава, предпочтительно от 1 или 2 до 10 мкм, более предпочтительно от 4 до 5 мкм. Данную толщину получают в одном слое в одной операции нанесения (или прохода) в соответствии с методиками, такими как окунание, разбрызгивание или распыление. Пленки данного типа можно получать при использовании золей предшествующего уровня техники только в результате проведения последовательных осаждений двух или более слоев и в ходе нескольких операций нанесения.

Кроме того, пленки, полученные из концентрированных золей, соответствующих изобретению, имеют превосходное качество и, в частности, имеют равномерную толщину без наплывов.

Увеличения концентрации золей, соответствующих изобретению, добиваются без повышения уровня содержания органического растворителя; это обуславливается тем, что золи, соответствующие изобретению, в противоположность множеству золей предшествующего уровня техники, содержат менее чем 5 мас.%, предпочтительно мене чем 3 мас.%, более предпочтительно менее чем 1 мас.%, органических растворителей.

Кроме того, в случае включения органических растворителей данного типа в композиции изобретения при данных очень низких концентрациях рассматриваемыми растворителями являются нетоксичные или безвредные растворители, такие как спирты, предпочтительно С₁-С₁₀, а в особенности С₁-С₄, алифатические спирты, такие как изопропанол.

В частности, благодаря увеличению толщины в сухом состоянии, приходящейся на один слой при осаждении, которая находится в диапазоне, например, от 0,5 до 2, 3, 4, 5 или даже 20 мкм или более в общем случае вместо нескольких сотен нанометров на предшествующем уровне техники, у золь-гелевых пленок, полученных из золей, соответствующих изобретению, значительно улучшаются собственные эксплуатационные характеристики по защите от коррозии в сопоставлении с тем, что имеет место у золь-гелевых пленок, полученных из золей предшествующего уровня техники.

Таким образом, в порядке примера можно сказать, что в зависимости от марки алюминия или металла рассматриваемой подложки и в соответствии с температурой высушивания золь-гелевой пленки, которая может находиться в диапазоне от 0 до 500°С, предпочтительно от 80 до 150°С, более предпочтительно от 110 до 130°С, и которая, в случае обработки с плавлением керамики, может доходить даже вплоть до 2500°С, в случае золь-гелевых пленок, полученных с использованием золя, соответствующего изобретению, можно добиться достижения уровней защиты при воздействии солевого тумана в диапазоне от нескольких десятков до нескольких сотен или даже тысяч часов (испытание в соответствии с документом ASTM В117). В порядке сопоставления с золь-гелевыми покрытиями предшествующего уровня техники можно сказать, что стойкость к воздействию солевого тумана у одной только золь-гелевой пленки составляет величину, меньшую чем 24 часа, на носителе из алюминия 2024Т3, который предварительно был подвергнут раскислению.

Превосходные результаты также получали и в отношении нитевидной коррозии.

Другими словами, продемонстрировано то, что пленка, соответствующая изобретению, позволяет добиться получения защиты от коррозии, которую обеспечивает действие защитного слоя, обусловленное наличием пленки самой по себе, и позволяет этого добиться несмотря на то, что в пленку, соответствующую изобретению, никаких антикоррозионных средств не включают.

Данный превосходный уровень защиты, достигаемый при наличии одной только золь-гелевой пленки, обеспечивается в случае пленки, толщина которой в сухом состоянии в общем случае находится в диапазоне от 500 нм до 20 мкм, составляя, например, 1, 2, 3 или 4 мкм, без ухудшения свойств, традиционно демонстрируемых золь-гелевыми пленками и описанных, в частности, в вышеупомянутых документах предшествующего уровня техники, а именно: адгезия к широкому ассортименту носителей, таких как алюминий, титан, нержавеющая сталь, композитные материалы, пластики, стекла и тому подобное, которые могут быть подвергнуты предварительной обработке; гибкость; адгезия праймеров и красок к золь-гелевой пленке, но также и стойкость к царапанию; химическая стойкость; износостойкость и тому подобное.

Одно из дополнительных преимуществ «концентрированного» золя, соответствующего изобретению, заключается именно в том, что он характеризуется намного более широкой сферой применения в сопоставлении с разбавленными золями предшествующего уровня техники, описанными, в частности, в документах, упомянутых ранее в настоящем документе.

Это обуславливается тем, что золи, соответствующие изобретению, могут быть использованы не только для получения золь-гелевых покрытий, которые замещают продукты хроматной конверсии или промоторы адгезии для красок, мастик и клеев, на что уже указывалось в вышеупомянутых документах, но также и для получения золь-гелевых грунтовок, золь-гелевых красок и золь-гелевых покрытий для специальных сфер применения.

Подобным же образом изобретение предлагает способ получения золь-гелевого слоя на поверхности подложки, где

- золь, описанный ранее, осаждают на поверхности до получения на поверхности подложки слоя золя;

- упомянутый слой золя высушивают до получения на поверхности подложки золь-гелевого слоя.

Золь можно осаждать при использовании любого известного способа осаждения, например в результате распыления, разбрызгивания или окунания.

Предпочтительно золь наносят в результате распыления по очень простому способу, подобному тому, что используют при нанесении краски или лака.

Способ, соответствующий изобретению, обнаруживает все преимущества, получающиеся в результате использования золя, соответствующего изобретению и описанного ранее в настоящем документе; в частности, способ, соответствующий изобретению, делает возможным получение слоев, имеющих большую толщину в сухом состоянии, а именно в общем случае в диапазоне от 500 нм до 20 мкм, в одну стадию, за один ход (один проход), вместо двух или более стадий в способах предшествующего уровня техники, в которых используют разбавленные золи. Результатом является существенный выигрыш во времени. В порядке примера можно сказать, что пленку, имеющую толщину в диапазоне от 2 до 10 мкм, можно нанести за несколько секунд по способу, подобному тому, что используют при нанесении лака или краски.

Подобным же образом, для того, чтобы в случае способа изобретения добиться осаждения слоя, имеющего одинаковую толщину, нет никакой необходимости в проведении орошения или продолжительного разбрызгивания так, как это описывается в определенных документах предшествующего уровня техники.

Получения желательной толщины осажденного слоя в сухом состоянии легко можно добиться в результате модифицирования, например, установок для распылителя или распылителей, типа распылителя, количества данных распылителей и расстояния при нанесении. Толстый слой быстро получают без продолжительного нахождения в контакте или орошения. Полученный толстый слой характеризуется превосходными качеством, однородностью и отсутствием наплывов.

Поэтому способ, соответствующий изобретению, является простым, надежным, быстрым и менее дорогостоящим в сопоставлении с тем, что имеет место в способах предшествующего уровня техники. Данный способ получения золь-гелевого слоя, соответствующего изобретению, легко можно встроить в обычную существующую технологическую линию, которая включает другие варианты обработки подложки до или после получения золь-гелевого слоя, при малых затратах, без каких-либо существенных модификаций или потери производительности.

В заключение, способ, соответствующий изобретению, является безвредным с точки зрения экологии и соответствует самым последним инструкциям, относящимся к защите окружающей среды, благодаря тому, что золь характеризуется очень низким уровнем содержания органического растворителя, в общем случае меньшим чем 5 мас.%, предпочтительно меньшим чем 3 мас.%, более предпочтительно меньшим чем 1 мас.%, и что данными растворителями являются растворители, которые не являются ни токсичными, ни вредными, такие как спирты.

В этом заключаются разница и дополнительное преимущество, выявляемые при сопоставлении золя и способа изобретения и способов предшествующего уровня техники, в которых используют повышенные уровни содержания растворителей, которые в некоторых случаях являются токсичными, вредными и воспламеняющимися.

В выгодном случае золь предварительно и/или во время осаждения можно нагреть; было обнаружено, что такое нагревание делает возможными, в частности, катализирование реакции, которая протекает в золе, и улучшение - ускорение - прохождения гидролиза, высушивания и нанесения, а также улучшение качества и однородности-равномерности для получающейся в результате пленки.

Такое нагревание может оказаться в особенности выгодным в случае проведения починки или ремонта для уже существующей золь-гелевой пленки, поскольку это значительно уменьшает время вызревания. Кроме того, предпочтительным и намного более легким является проведение нагревания наносимого золя, чем подложки, на которую золь необходимо наносить, поскольку размер и геометрия подложки могут быть таковы, что они затруднят проведение нагревания.

Такое нагревание является в особенности выгодным в случае выбора органосиланового соединения, как будет видно далее в настоящем документе, из числа соединений, для которых реакция гидролиза не приводит к образованию метанола. Причина этого заключается в том, что гидролиз данных соединений протекает медленнее, и нагревание делает возможным его ускорение; кроме того, контролируемое нагревание также может улучшить и качество пленки, полученной из золя.

Следовательно, золь можно будет наносить при температуре в диапазоне от 0 до 80°С, предпочтительно от 20 до 60°С.

В выгодном случае золь можно отфильтровывать до его нанесения. Данное фильтрование можно проводить, например, в результате размещения фильтра перед разбрызгивающим или распыляющим соплом или любой другой системой нанесения.

Данное фильтрование может представлять собой обычно используемое фильтрование или же более тонкое фильтрование, такое как ультрафильтрование или нанофильтрование, и его можно проводить при использовании любого устройства, известного специалисту в соответствующей области техники.

Цель данного фильтрования заключается в задерживании любых примесей, в общем случае имеющих размер в диапазоне от нескольких нанометров до 20 мкм.

Причина этого заключается в том, что было обнаружено, что данная операция фильтрования приводит к значительному улучшению качества полученной пленки. Качество полученной сетки на самом деле улучшается в результате удаления любых примесей, присутствующих в золе, благодаря проведению операции фильтрования.

Поскольку качество полученной сетки имеет первостепенное значение в том, что касается характеристик коррозионной стойкости, соответственно в результате данного фильтрования будут улучшены и данные свойства.

В одном предпочтительном, в особенности выгодном варианте реализации способа, соответствующего изобретению, золь, осаждаемый (наносимый на) поверхность подложки, получают (готовят) в результате простого перемешивания, необязательно при нагревании в условиях, определенных ранее в настоящем документе, только двух, концентрированных, жидких продуктов - составных частей, называемых частью А и частью В, в то время как на предшествующем уровне техники, определенном, например, в большинстве из вышеупомянутых документов, золь получают в результате перемешивания четырех или даже более продуктов или составных частей.

Часть А, которая присутствует в форме жидкости, содержит компоненты а), с) и d) золя, которые уже были описаны, в то время как часть В, которая также присутствует в форме жидкости, содержит компонент b) золя, который уже был описан.

Данные две жидкие составные части (часть А и часть В) очень легко перемешивать при использовании обычных систем перемешивающих устройств и даже вручную в случае небольших количеств.

Продолжительность перемешивания в общем случае находится в диапазоне от 5 минут до 1 часа. В общем случае перемешивание можно проводить при температуре в диапазоне от 20 до 80°С, в зависимости от желательной скорости гидролиза.

Две части А и В стабильны при хранении, и в общем случае каждую из них помещают в подходящие для использования упаковку или контейнер на периоды времени в общем случае продолжительностью от нескольких месяцев до двух лет, что делает необходимым возможную простую гомогенизацию перед использованием. Смесь двух частей А и В также является стабильной.

После перемешивания вышеупомянутых частей А и В полученный золь можно наносить в течение промежутка времени в общем случае продолжительностью от 0 минут до 24 месяцев, предпочтительно от 0 минут до 12 месяцев, более предпочтительно от 30 минут до 8 часов, например в течение промежутка времени, меньшего или равного 1 часу, отсчитывая от начала перемешивания.

В дополнение к этому изобретение предлагает набор, включающий

- первый контейнер или упаковку, содержащий первую часть А, в форме жидкости, содержащую компоненты а), с) и d),

- второй контейнер, содержащий вторую часть В, в форме жидкости, содержащую компонент b).

Например, часть В может состоять из чистого жидкого силана.

Часть А в общем случае составляет от 50% до 90%, предпочтительно от 60% до 90 мас.%, от полученного конечного продукта в виде золя, а часть В в общем случае составляет от 10% до 50%, предпочтительно от 10% до 40 мас.%, от полученного конечного продукта в виде золя. Комплект данного типа удобен в хранении и в применении.

Изобретение также предлагает золь-гелевый слой, получаемый по вышеупомянутому способу, и подложку или изделие, по меньшей мере, на одну поверхность которых наносят покрытие в виде, по меньшей мере, одного такого золь-гелевого слоя. Примерами данных подложек или изделий, например, являются летательные аппараты.

Кроме того, изобретение относится к использованию упомянутого золь-гелевого слоя, полученного по способу, соответствующему изобретению, для придания коррозионной стойкости поверхности подложки, в частности поверхности, полученной из материала, выбираемого из металлов, металлических сплавов и композитных материалов, содержащих металл или металлический сплав.

В выгодном случае на упомянутую поверхность наносят только покрытие в виде упомянутого золь-гелевого слоя; другими словами, на поверхности используют один только упомянутый золь-гелевый слой.

Причина этого заключается в том, что, как было обнаружено, золь-гелевый слой, соответствующий изобретению или полученный по способу, соответствующему изобретению, как это ни удивительно, но сам по себе, без какого-либо другого покрытия из краски, грунтовки или другого используемого покрытия, делает возможным придание упомянутой поверхности коррозионной стойкости. Это позволяет отказаться от осаждения других слоев и в результате приводит к экономии денежных средств, времени и снижению массы, что представляет особенный интерес, например, в сфере авиации.

Кроме того, изобретение предлагает способ получения покрытия, включающего два или более слоев на поверхности подложки, при этом, по меньшей мере, один из данных слоев представляет собой золь-гелевый слой, полученный по способу, описанному ранее.

В частности, изобретение дополнительно предлагает способ получения покрытия, включающего два или более слоев, на поверхности подложки, где

- на упомянутой поверхности получают золь-гелевый слой; после этого

- на упомянутый золь-гелевый слой наносят один или несколько других слоев, при этом упомянутые другие слои выбирают, например, из слоев краски, грунтовки, мастики, клея или смолы.

Упомянутые слой или слои, отличные от золь-гелевого слоя, можно наносить на золь-гелевый слой непосредственно после его получения, а именно после высушивания, или же упомянутые слой или слои можно наносить на золь-гелевый слой в течение определенного промежутка времени после его получения, например в течение промежутка времени продолжительностью от одного месяца до десяти лет.

Причина этого заключается в том, что, поскольку золь-гелевый слой сам по себе обладает антикоррозионными свойствами, нет никакой необходимости в незамедлительном снабжении его другими слоями; такие слои можно будет получать впоследствии, во время ремонта или осмотра там, где это будет уместно, после легкой очистки.

Покрытие может включать два или более идентичных или различных золь-гелевых слоев, выбираемых, например, из золь-гелевых слоев, обладающих конкретными свойствами, описанными далее в настоящем документе, и необязательно один или несколько других слоев, выб