本发明一般涉及保护性涂料及其使用该涂料的方法。更具体地说，本发明涉及一种由包含在耐腐蚀树脂中的惰性耐磨材料构成的涂料及其通过使用稀释剂和固化步骤来获得所需涂层性质的该涂料的应用方法。本发明所提供的涂料适合于广范围内的应用，如金属表面、金属管道和金属板;民用和军用交通及航空设备、车辆、船只以及飞机;还可用于工业产品及建筑设备如卡车底盘、除草机、水泵内部结构、仓库地板、体育设备、和铁路、油田、炼油及废水处理装置，还可列举一些说明性例子。 人们已经开发了一些能显示优异的耐磨和耐腐蚀性的涂料。这些涂料含有分散在树脂中的细粉碎的惰性颗粒，该树脂然后再与固化促进剂相混合并被使用。该惰性颗粒可以处于不规则形成的粒状或圆球状之形态，这均取决于制造方法，其颗粒的直径尺寸可在几埃（）至几微米之间。
树脂通常被选择为具有耐腐蚀性质，一些常用的树脂包括环氧、聚酯和乙烯基酯树脂。陶瓷通常被用作惰性物质，但也可使用任何其它的耐磨损化合物。
一种市售的涂料由Owens-Corning公司制造，它以Owens-Corning耐磨损涂料这样的名称被投放市场。该Oeens-Corning涂料含有90%（重量）细粉碎的陶瓷颗粒，它们被分散在10%（重量）的双酚A环氧树脂中。此外，还包括一种一旦被使用便可使涂料获得柔韧性的化合物。
含有惰性颗粒的树脂必须在使用前就与一种适当的固化促进剂相混合。一般说来，树脂和促进剂两者均可以从涂料制造商那里得到，并获得有关混合的指数。
从制造商得到地环氧树脂与促进剂被混合时，可获得一种高粘度液体。这种高粘度液体即使当它完全覆盖了表面时也难以被涂敷。某些制造商，如Owens-Corning公司不推荐用任何溶剂进行稀释，而让用户来决定怎样来最有意义地应用该涂料。不加以稀释，则必须要有25密耳的涂层以获得一种完全覆盖了的、即没有漏涂点的表面。
尽管通过实验可导出用于稀释的最佳溶剂，但在现有技术中根本就没有表明通过使用在最终表面上的稀释剂所产生的作用。本发明正是涉及了把稀释剂和固化剂相结合，从而获得一种理想的表面涂层及涂层的质量。
表面的处理被认为是至关紧要的，以便在该表面最有效地保护住涂层。通常，是用砂、塑料颗粒、钢粒、金刚砂或它们的等同物对白色金属施行喷砂法，并需要进行若干实验来确定必要的粗糙结构。
除了使用溶剂之外，各种添加剂可以大大提高最终产品的质量。根据最终产品的要求，二氧化硅作为一种添加剂也可以各种不同的百分比加入到树脂和惰性混合物中，正如可以改变线型酚醛树脂和聚乙二醇树脂的用量。
根据上述理由，于是本发明的目的是要提供一种平整地、最经济地以最经济的厚度涂敷惰性树脂涂料的方法。
本发明的另一个目的是要提供一种能产生最终表面涂层之选择的惰性树脂涂料的涂敷方法。
本发明的进一步目的是要提供一种稀释剂和固化剂的结合使用，以便在涂敷至表面时即可确定最终涂层，并给基本组成提供各种添加剂，从而提高它的应用性及其耐久性。
图1是使用快速固化方法被涂敷在表面的涂层的截面图。
图2是使用室温固化或室温和快速固化之结合而涂敷的涂层的截面图。
根据本发明的理想实施方案，在树脂涂料中含有细粉碎的惰性粉末即直径为1埃至几微米的颗粒的涂料组成物被涂敷到特别制备的表面。
首先对该表面施行喷砂以获得0.5-2密耳的粗糙结构。通过用2号颗粒的砂和3号颗粒的钢粒或其它合适的介质对白色金属施行表面喷砂已经获得了这种粗糙结构。然后对该表面加以清洗以除去由喷砂所留下的灰尘和其它颗粒之痕迹。用空气吹扫表面已被认为是足够了的。用甲乙酮（MEK）对表面进行清洗也被认为是有效的。
惰性树脂组成物然后按照制造商所推荐的那样与合适的促进剂相混合。同时，用合适的溶剂对惰性树脂进行稀释，并按照常规的方法通过喷涂、涂刷或滚压将它涂敷到表面，或通过对要被涂敷的物件施行浸渍来实现涂敷。
各种实施方案均使用二氧化硅或其它添加剂，正如以下将描述的，它们可以在合适促进剂的加入之前被加入到基料的Owens-Corning耐磨损涂料（或等同物）中。
实验表明，不含有二氧化硅但含有4份（体积）环氧树脂、1份（体积）促进剂、半份（体积）溶剂的混合物能够形成平整的涂敷和完全的表面的覆盖，即没有漏涂点的其厚度薄如4-5密耳的涂层。对多种应用来说，其所获的厚度优越于25密耳的涂层（这是使用制造商提供的未稀释涂料为获得无漏涂点的涂层所需的）。
由于涂料本身含有磨损性陶瓷颗粒，因此喷涂设备必须在所有磨损区域如端头和喷嘴由耐磨损材料如硬质合金所制成。用于涂敷磨损性物质的这种设备可在市场上方便地购得，并属于该领域中已知的。
用于稀释涂料的特殊溶剂可以因包含惰性颗粒的树脂而异。所用的溶剂应该是1）与树脂-促进剂是互溶的，2）易于闪蒸。此外，假如该涂料含有任何特别的化合物，如Owens-Corning涂料，则溶剂不应与这种化合物发生化学反应。
稀释和涂敷之后，该涂料被固化，从而获得所需的性质。假如用户希望在整个涂层中获得均匀分散的惰性物质，那么所涂敷的涂层应该在涂敷后尽快地在250-300°F下被快速固化达1至2小时。由于颗粒的均匀分散，它形成了暗淡的无光涂层。
如果需要在树脂层中有更密实的惰性物质，那么该涂料在涂敷时就应于室温（72°F）下在250-300°F的固化前被静置达1/2-1小时。这使得该惰性物质在最初的固化时沉降在稀释了的树脂中，形成了3/2至4密耳厚的涂层，它被1至1-1/2密耳厚的耐腐蚀树脂光泽层所覆盖。在磨损性运转中，其最上层将被很快磨损掉，但是更密实的惰性树脂层与仅仅一层的情况相比较显示了更好的耐磨损性。相同的经过作用的两层可在室温（72°F）下仅仅通过使涂敷的涂层固化7-8小时来得到。在较热温度时固化较快，而较低温度时，则固化得较慢。
以下的涂料及其应用的例子尤其是涉及了Owens-Corning公司的耐磨损涂料。
实施例中，在双酚A环氧树脂中含有细粉碎陶瓷颗粒和聚胺酯弹性体的Owens-Corning涂料组成物被涂敷于专门准备的表面，当然也可以用其它的环氧树脂来替代。从制造商那里得到的涂料含有90%（重量）的陶瓷和10%（重量）的环氧树脂。此外，实验表明，该涂料在每40粒次级涂料颗粒中具有一个分子的聚胺酯弹性体。
在对表面进行喷砂以获得0.5-2密耳粗糙结构之后，使该涂料化合物和促进剂相混合，并且以4份体积的环氧树脂、1份体积的促进剂和半份体积的溶剂这种比例的溶剂对此进行稀释。正如所注意到的，如果需要获得一种由弹性体所致的柔韧性，那么溶剂就不应与弹性体发生化学反应。
对于Owens-Corning耐磨损涂料来说，已经有两种这样的溶剂被发现是医用异丙醇（含有99%体积的醇）和甲-乙-酮（MEK）。
MEK和99%的醇提供了柔韧性足够的表面涂层。
涂敷之后，该涂层必须被固化以获得所需的硬度和表面涂层。固化步骤和稀释溶剂被同时使用以选择最终涂层。稀释和固化步骤也会影响陶瓷质在环氧树脂中的分布。
采用任何一种溶剂，通过立即在275°F下对涂层进行快速固化达一小时可获得暗淡的无光涂层。MEK溶剂和异丙醇提供了有足够柔韧性的表面涂层。快速固化使得陶瓷和弹性体均匀地分散在贯穿于涂层厚度的环氧树脂中。通过快速固化方法所得到的最终涂层显示在图1。要被涂敷的材料被表示为1，其0.5密耳的表面粗糙结构一般是被表示为2。陶瓷颗粒4和弹性体5被均匀地分散在环氧树脂3的A层。
作为一种选择或者是可以被用来获得一种暗淡无光涂层的附加步骤是加入二氧化硅（化学名称和种类-合成的无定形二氧化硅，同义词-无定形二氧化硅-硅胶硅酸，化学记号或结构SiO2·xH2O）。以4%-20%这种比例（以基础物料的重量为基数）的二氧化硅可被加入至上述组成物中。与早先描述的组成物相比较，二氧化硅的加入增加了组成物中固体的百分比，于是环氧树脂的比例就减少了。所加入的量将由涂料的最后涂敷来确定。处于高含量时，该物料在颜色上是无光泽的，而不是有光泽的。处在会产生无光泽或暗淡无光涂层的较高含量时，该涂料就会满足军用设备对不发光油漆涂料之需求。此外，二氧化硅的加入也提高了耐磨损性和耐酸性环境的能力。
本发明的其它实施方案是在固化步骤开始之前在混合物中进一步加入线性酚醛环氧树脂或聚乙二醇类树脂，或将这二者同时加入。
二氧化硅的加入也改善了对涂料的处理，并增加了物料涂敷的容易性。与首次描述的基础组成的涂料不同，含有二氧化硅的物料可被一次性地喷涂或涂敷到较厚的millage。第一次描述的涂料以3-4密耳的厚度进行涂敷。涂敷得较厚时，则增加了流挂的可能性。含有所加入的二氧化硅的涂料在垂直的表面上涂敷至14密耳时也不出现流挂。
一种光泽的涂层可以两种方式中的一种来获得。涂层可在室温（72°）下被简单地固化达8-12小时。或者是该涂层先在室温下被固化达1/2小时，然后又在250-300°F下进行快速固化达1-2小时。与上述同样地，涂层的弹性受所用的溶剂影响。而MEK或异丙醇的使用则产生了柔韧性足够的涂层。
除了产生光泽的涂层之外，室温固化和结合室温的快速固化使得陶瓷和弹性体沉降在环氧树脂层中达到大约3/2-4密耳的厚度，而使得清晰的环氧树脂层达到1-1/2-1密耳的厚度。溶剂通过在促进剂所致的硬化过程中降低环氧树脂的粘度而使该过程顺利进行。实际上，这使得较稠密的陶瓷弹性体涂层更接近于能提高涂层之耐磨性的所涂敷的表面。为了说明的目的，通过室温固化或结合室温的快速固化所得到的最后涂层被显示在图2。要被涂敷的材料一般被表示为101，它具有表示为102的0.5密耳的表面粗糙结构。陶瓷颗粒105和弹性体分子106沉降在环氧树脂103的B层中，厚度约3－ 1/2 ～4密耳。硬化的环氧树脂104的最上层C大约为1-1/2密耳厚。与图1相比较，我们可以容易地看到其陶瓷和弹性体被更稠密地分布在环氧树脂中，它在B层中产生和提高了耐磨损性，而C层可能在运行中磨蚀掉。
光泽的表面除了令人喜爱之外，在管道的内部涂敷中是特别有用的，这是因为它能降低因流动所引起的阻力，于是就减少了压降和所导致的泵的费用。
线性酚醛树脂可以被加入到Owens-Corning ARC基本组成的物料中以获得本发明的另一实施方案。这增加了基料ARC的交联密度，改善了它的耐化学性、增加了体积、并使每加仑的价格降低。它改善了材料以便使该材料的性能非常接近于酚树脂，这在此时是最有用的，但在应用上却也有某些限制。
在设计者和制造者寻求高温时的良好强度和良好耐化学性时，线性酚醛树脂是热固性塑料，它提供了以双酚A为基料的环氧树脂和酚树脂的代用物料。线性酚醛环氧树酯在每一个分子中使酚骨架的热稳定性与环氧树脂的反应性及多用途性相结合。所生成的树脂具有多种环氧树脂的功能。这些附加的反应部分与双酚A型树脂相比较产生了紧密交联的固化的物系，它改善了耐酸、碱和溶剂的性能;保持了高温下的良好机械性质;精确地再生产时只有最小的裂缝;能够接受广范围的改性剂、填料、颜料;并具有改善了的高温粘附性质。
线性酚醛树脂用该树脂重量的50%的甲乙酮（MEK）来溶解。然后，整个溶液以基料Owens-Corning ARC重量的3.5-10%的比率加到基料组合物涂料中，其中一种特别的实施方案，是以基料Owens-Corning ARC的5.2%（重量）比率加入的。
聚乙二醇类树脂也可被用作添加剂。与常规的其热变形温度和耐化学性改善了的树脂相混合时，聚乙二醇二环氧化合物给出了柔韧性、延伸率和改善了的耐冲击性能。使用这种添加剂的特殊方案是在Owens-CorningARC基本组成物中拌入1.7%（重量）的聚乙二醇二环氧化合物。其它可能的方案将使用0.7%-2.7%的聚乙二醇。
人造的无定形二氧化硅是尺寸精细的人造无定形二氧化硅，而不要与晶体二氧化硅相混淆，如石英、方晶石或鳞石英，也不要与硅藻土或其他自然（出现）形态的往往含有晶体形式的无定形二氧化硅相混淆。
这种二氧化硅材料可被加入到基本组成的溶液中以便在涂敷到材料上时增强它的降低流挂的能力。它也增强了涂层的耐磨损性。二氧化硅将以相似于图1和2中所示的惰性物质4的方式被均匀地分散在涂层中。用量较大时，二氧化硅会使该材料获得与光亮涂层相比较是“无光”的涂层，因而特别适合于用作军用设备上的涂料。
整个混合物在固化过程中仍然“成层状结构”，（如前所述的那样），但是对耐腐蚀性、耐磨损性以及应用方面来说则为更好。
二氧化硅材料是以4%-20%（基于整个混合物的不包括该材料的重量）的比率被加入的。较少的百分比并不影响最终固化的产物之“光亮度”，但是较大的加入量会使得材料固化而“消光”。
线性酚醛树脂被购得时通常是固态的片剂，并被如上所述地溶解在MEK中。该混合物和聚乙二醇被加入到ARC物料中并被混合。一旦该物料被充分混合，再加入人造的无定形二氧化硅并被彻底地混合。
如果需要还可加入MEK以调节粘度。
包括任何或所有上述添加剂的实施方案所需的固化过程、温度及时间与基本组成的涂料被描述时的那些参数相同。对所有实施方案而言的一种理想的促进剂将是MIK（甲基-异丁醇-酮）、改性多元胺、酚和聚酰胺的混合物。添加剂则在任何促进剂在加入溶液之前被混入。
以上描述并不打算是将本发明的范围限制在所描述的这些，因为使用不同的所选溶剂和不同的固化过程可获得不同的涂层，而用作实验的促进剂将能使该领域中的普通技术人员进行同样的实践。