包括陶瓷涂层的装置及其生产方法
阅读：216发布：2020-05-08
专利汇可以提供包括陶瓷涂层的装置及其生产方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及包括陶瓷涂层的装置及其生产方法。根据一个实施方案，装置(1)包括金属表面(2)和施加在所述金属表面(2)上的陶瓷涂层(3)。所述陶瓷涂层(3)包含陶瓷颗粒(31)、作为 粘合剂 的基于 硅 烷的化合物(32)和无机颜料(33)。所述陶瓷涂层(3)不含氟化 聚合物 。，下面是包括陶瓷涂层的装置及其生产方法专利的具体信息内容。
1.一种装置(1)，包括金属表面(2)和施加在所述金属表面(2)上的陶瓷涂层(3)，其中-所述陶瓷涂层(3)包含陶瓷颗粒(31)、作为粘合剂的基于硅烷的化合物(32)和无机颜料(33)，以及
-所述陶瓷涂层(3)不含氟化聚合物。
2.根据前述权利要求所述的装置(1)，
其中所述陶瓷颗粒(31)由二氧化硅形成。
3.根据权利要求2所述的装置(1)，
还包含屏蔽剂(34)，所述屏蔽剂(34)被配置成用以吸收紫外辐射以保护所述颜料(33)免于褪色。
4.根据权利要求3所述的装置(1)，
其中所述屏蔽剂(34)为选自以下的至少一种有机化合物：二苯甲酮、苯并三唑、苯基三嗪、丙二酸亚苄酯、氰基丙烯酸酯。
5.根据权利要求3所述的装置(1)，
其中所述屏蔽剂(34)为选自以下的至少一种无机化合物：TiO2、ZrO2、ZnO。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置(1)，
其中所述金属表面(2)是平均粗糙度为1μm至50μm的铝表面，包括端点值。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的装置(1)，
还包括至少一个光源(4)，
其中所述光源(4)包括一个或多个发光二极管芯片(41)，以及
其中具有经涂覆的金属表面(2)的金属板(20)是所述光源(4)的壳体的一部分。
8.一种制造根据权利要求1所述的装置(1)的方法，包括以下步骤：
-提供金属表面(2)和浆料(30)，所述浆料(30)包含陶瓷颗粒(31)、作为粘合剂的基于硅烷的化合物(32)和无机颜料(33)，以及
-将所述浆料(30)施加到所述金属表面(2)上以产生陶瓷涂层(3)。
9.根据权利要求8所述的方法，
其中，在被施加至所述金属表面(2)之后，所述涂层(3)通过干燥和热处理中的至少一者进行固化，
其中最高温度为400℃。
10.根据权利要求8所述的方法，
其中所述浆料(30)中的所述基于硅烷的化合物(32)包含以下官能团中的一者或更多者：乙烯基、氨基、丙烯酰基、缩水甘油基、烷基。
11.根据权利要求10所述的方法，
其中在所述浆料(30)中存在以重量计的以下比例：
-陶瓷颗粒(31)，20重量％至70重量％，包括端点值，
-无机颜料(33)，5重量％至40重量％，包括端点值，以及
-作为粘合剂的所述基于硅烷的化合物(32)，1重量％至40重量％，包括端点值。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，
其中所述浆料(30)中的所述陶瓷颗粒(31)的平均颗粒直径为1nm至100nm，包括端点值，
其中所述浆料(30)中的所述无机颜料(33)的平均颗粒直径为0.3μm至60μm，包括端点值。
13.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，
其中通过喷涂将所述浆料(30)施加至所述金属表面(2)。
14.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，
其中将所述浆料(30)在没有任何另外的底漆的情况下直接施加至所述金属表面(2)。
15.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，
其中将所述陶瓷涂层(3)加热至最高达至少1000℃的温度不产生毒性气体，其中所述浆料(30)和所述陶瓷涂层(3)在其制造期间的温度不超过200℃。
包括陶瓷涂层的装置及其生产方法
技术领域
[0001] 提供了包括陶瓷涂层的装置。还提供了生产这种装置的方法。
背景技术
[0002] 粉末涂层被用作LED外壳的保护层。如果不通风，作为涂层原料的细粉末通常已知为爆炸性的。涂层的改性通常包括在高温下产生毒性气体的氟碳聚合物。生产这种涂层的改性的过程涉及样品预处理，例如预加热和通过毒性化学品进行的表面处理，导致生产时间、成本和环境问题的增加。
[0003] 此外，由于用于粉末涂层的这种改性的原料包含有机材料，因此在暴露于环境影响例如包含紫外辐射的阳光之后，这种涂层的颜色会逐渐褪去。因此，在3年保修期或5年保修期内，粉末涂层的这种改性的性能在一段时间内不够稳定。
[0004] 喷涂粉末涂层的燃烧问题仅可以通过将正在进行粉末涂覆的部件接地来最小化。这促进带静电的粉末颗粒更好地转移至接地的金属部件上，并且还可以防止在涂覆过程中的任何火花。不幸的是，粉末的毒性危害无法消除而只可能降低。粉末中包含的一些毒性物质包括铅和其他致癌物。当吸入灰尘或与皮肤接触时，可能分别引起呼吸障碍或刺激。需要用以防止粉末接触皮肤的防护服(如手套和防静电工作服)和适当的呼吸机。
[0005] 褪色是粉末涂层无法避免的另一个问题。室外性能由粉末涂层的化学组成决定。工业级粉末涂层由聚酯和聚氨酯组成，它们具有各种各样的颜色、光泽和特殊效果，但其额定使用寿命为12至18个月。
[0006] 通用和高性能粉末的基础材料通常是超耐久性聚酯、超耐久性聚氨酯或丙烯酸类。存在各种各样的颜色来选择，但工业级粉末的选择较少，因为可用的高性能颜料较少。具有标准级有机颜料的涂层通常持续18至24个月。
[0007] 当使用无机混合型金属氧化物颜料或高性能汽车级有机颜料时，持续时间可以延长至约2至5年。为了提高粉末涂层的性能，添加氟聚合物以使其寿命延长至10至20年。然而，由于颜料和光泽水平的选择受限，可能的颜色受到限制。发明内容
[0008] 待实现的一个目的是提供具有高颜色稳定性的装置。待实现的另一个目的是提供生产这种装置的方法。
[0011] 根据至少一个实施方案，装置包括一个或更多个金属表面。例如，金属表面为铝表面、铜表面、钢表面或镍表面。该至少一个金属表面部分或完全地设置有陶瓷涂层。金属表面可以以结构化方式设置有陶瓷涂层。优选地，金属表面是金属板的一部分。金属板可以在相反的主侧上具有两个金属表面。作为一个选择方案，金属板在两个主侧上完全或部分地涂覆有陶瓷涂层。这意味着金属板可以被陶瓷涂层完全包围和包裹。
[0012] 根据至少一个实施方案，装置包括一个或更多个陶瓷涂层。术语“陶瓷涂层”意指在陶瓷涂层中存在一种或多种陶瓷成分。陶瓷涂层优选由均质材料制成，使得不存在具有不同材料组成的目的性调节区域。作为一个替代方案，陶瓷涂层可以具有非均质的设计，使得陶瓷涂层包括具有不同特性(特别是具有不同颜色)的多个区域。
[0013] 根据至少一个实施方案，该至少一个陶瓷涂层具有恒定厚度。作为一个替代方案，陶瓷涂层可以具有变化的厚度。陶瓷涂层可以是使金属表面的表面粗糙度平整的平坦化层。此外，陶瓷涂层可以具有相对大的表面粗糙度以产生粗糙的涂层，例如以调节装置的表面感。
[0014] 根据至少一个实施方案，该至少一个陶瓷涂层包含陶瓷颗粒。陶瓷颗粒可以以陶瓷粉末的形式存在或者由陶瓷粉末制成。合适的陶瓷颗粒可以包括所有典型的、氧化的、非氧化的、酸性的或碱性的陶瓷原料及其混合物。特别优选基于SiO2和/或Al2O3的陶瓷产品。还可以存在这些材料的混合物。
[0015] 特别可用于陶瓷颗粒的材料以及因此可用于陶瓷粉末的材料(特别是这些材料的混合物及其原料)包括：氧化物，例如BeO、MgO、Al2O3、SiO2、CaO、TiO2、Cr2O3、MnO、Fe2O3、ZnO、SrO、Y2O3、BaO、CeO2、UO2；和/或碳化物，例如Be2C、Be4C、Al4C3、SiC、TiC、Cr3C2、Mn3C、Fe3C、SrC2、YC2、ZrC、NbC、Mo2C、BaC2、CeC2、HfC、TaC、WC、UC；和/或氮化物，例如Be3N2、BN、Mg3N2、AlN、Si3N4、Ca3N2、TiN、VN、CrN、Mn3N2、Sr3N2、ZrN、NbN、Mo3N2、HfN、TaN、WN2、UN；和/或硼化物，例如AlB4、CaB6、TiB2、VB2、CrB2、MnB、FeB、CoB、NiB、SrB6、YB6、ZrB2、NbB2、MoB2、BaB6、LaB6、CoB6、HfB2、TaB2、WB；和/或硅化物，例如CaSi、Ti5Si3、V5Si3、CrSi2、FeSi、CoSi、ZrSi2、NbSi2、MoSi2、TaSi2、WSi2。可以使用的另一些陶瓷颗粒包括：氧化和非氧化化合物、混合相，例如莫来石(Al6Si2O13)、来自体系Al2O3-Cr2O3、MgSiO4、CaSiO4、ZrSiO4、MgAl2O4、CaZrO3、SiAlON、AlON和/或B4C-TiB2的混合晶体。还可以使用具有非化学计量组成的陶瓷颗粒，例如具有金属相的陶瓷材料、玻璃和TiOx硅酸盐。
[0016] 根据至少一个实施方案，基于硅烷的化合物被用作陶瓷颗粒与无机颜料之间的粘合剂。在此和在下文中，使用术语“基于硅烷的化合物”，但是术语“基于硅烷的化合物”实际上包括两种或更多种不同的硅烷(如不同的三甲氧基甲基硅烷)的混合物，因此可以存在多种不同的基于硅烷的化合物。
[0017] 术语“基于硅烷的”意指所述化合物最初是至少一种硅烷，特别是至少一种硅烷单体或至少一种硅烷低聚物或至少一种硅烷聚合物。这意味着所述化合物可以是陶瓷涂层的反应物。因此，在成品陶瓷涂层中，所述化合物不再一定必须是至少一种硅烷。因此，在陶瓷涂层的制造期间，至少一种硅烷反应物可能已经与另一种含硅化合物反应和/或可能已经与颗粒反应，即与陶瓷颗粒或与无机颜料反应，以实现相邻颗粒之间的化学键合。
[0018] 例如，硅烷或硅烷之一具有下式：
[0019]
[0020] 优选地，基团R1彼此独立地为相同或不同的可以被醚官能团中断的烷基、烷芳基或芳基基团，优选为甲基或苯基，特别是甲基；基团R2彼此独立地为选自H和/或具有1至6个3
碳原子的烷基基团的相同或不同的基团，优选为甲基或乙基；基团R彼此独立地为相同或不同的二价、饱和或不饱和的具有1至30个碳原子并且可被醚官能团中断的烃基，优选为-(CH2)n-，其中n＝1至11，特别是-CH2-CH2-；a大于或等于0且小于或等于2.5；b大于0且小于或等于3，条件是a+b大于或等于1且小于或等于3。
碳原子的烷基基团的相同或不同的基团，优选为甲基或乙基；基团R彼此独立地为相同或不同的二价、饱和或不饱和的具有1至30个碳原子并且可被醚官能团中断的烃基，优选为-(CH2)n-，其中n＝1至11，特别是-CH2-CH2-；a大于或等于0且小于或等于2.5；b大于0且小于或等于3，条件是a+b大于或等于1且小于或等于3。
[0021] 关于这样的硅烷的更多细节可见于例如文献US2013/0267403A1，特别参见第31至46段。该文献中有关硅烷的公开内容通过引用并入本文。
[0022] 根据至少一个实施方案，陶瓷涂层不含在使用或生产该装置期间可能有害的物质。特别地，陶瓷涂层以及用于陶瓷涂层的反应物不含氟化聚合物。此外，陶瓷涂层和反应物因此也可以不含氯。陶瓷涂层和反应物因此可以不含任何卤素。
[0023] 作为一个选择方案，基于硅烷的化合物和反应物因此可以不含重金属，例如Cr、Pb、Cd、Hg。对整个陶瓷涂层而言可以同样如此。
[0024] 根据至少一个实施方案，无机颜料为陶瓷涂层提供至少一种颜色。特别地，陶瓷涂层因颜料而呈现多色。作为一个替代方案或附加方案，陶瓷涂层的反射率可以通过颜料调节。因此，陶瓷涂层可以呈现白色、灰色或黑色。由于在陶瓷涂层的不同位置使用不同颜料，陶瓷涂层的不同区域可以具有不同的颜色。
[0025] 例如，将以下材料中的一者或更多者单独或组合地用于无机颜料：
[0026] -紫色颜料，例如BaCuSi2O6、正磷酸钴、NH4MnP2O7，
[0027] -蓝色颜料，例如含硫硅酸钠Na8-10Al6Si6O24S2-4、(Na,Ca)8(AlSiO4)6(S,SO4,Cl)1–2、锡酸钴(II)、CaCuSi4O10、BaCuSi4O10、Cu3(CO3)2(OH)2、Fe7(CN)18、YIn1-xMnxO3，[0028] -绿色颜料，例如CdS组合有Cr2O3、(Cr2O3·H2O)、CoZnO2、Cu2CO3(OH)2、CuHAsO3、K[(Al,FeIII),(FeII,Mg)](AlSi3,Si4)O10(OH)2，
[0029] -黄色颜料，例如As2S3、BiVO4、PbCrO4、K3Co(NO2)6、Fe2O3·H2O、PbSnO4、Pb(Sn,Si)O3、SnS2、硫硒化镉、PbCrO4+PbO，
[0030] -红色颜料，例如As4S4、Cd2SSe、Pb3O4、HgS，
[0031] -黑色颜料，例如Fe3O4、MnO2、Ti2O3。
[0032] 在至少一个实施方案中，装置包括铝表面和施加在铝表面上的陶瓷涂层。陶瓷涂层包含二氧化硅、作为粘合剂的基于硅烷的化合物和无机颜料。陶瓷涂层不含含卤素的聚合物，特别是不含氟化聚合物。
[0033] 根据一个优选实施方案，陶瓷颗粒包含二氧化硅或由二氧化硅组成。二氧化硅(silica)是指硅二氧化物(silicon dioxide)颗粒。
[0034] 根据至少一个实施方案，装置还包括一种或多种屏蔽剂。该至少一种屏蔽剂被配置成用以吸收紫外辐射。因此，可以保护无机颜料免于因紫外辐射而褪色。紫外辐射特别是指波长为200nm至420nm的辐射。优选地，该至少一种屏蔽剂是陶瓷涂层的一部分。
[0035] 根据至少一个实施方案，屏蔽剂包含至少一种有机化合物或由至少一种有机化合物组成。所述有机化合物优选地选自：二苯甲酮、苯并三唑、苯基三嗪、丙二酸亚苄酯、氰基丙烯酸酯。例如，邻羟基二苯甲酮、邻羟基苯基苯并三唑或邻羟基苯基三嗪用于屏蔽剂。
[0036] 根据至少一个实施方案，屏蔽剂包含至少一种无机化合物或由至少一种无机化合物组成。所述无机化合物优选地选自：TiO2、ZrO2、ZnO。
[0037] 根据至少一个实施方案，金属表面是经粗糙化的表面。优选地，金属表面的平均粗糙度为至少0.5μm或至少1μm或至少5μm。替代地或此外，平均粗糙度为至多50μm或至多30μm或至多20μm。平均粗糙度也被称为Ra。
[0038] 根据至少一个实施方案，装置还包括一个或多个光源。例如，该至少一个光源包括一个或多个发光二极管芯片或由其组成。例如，在光源中产生白光或蓝光。该装置可以被设计成光源的工作温度为至少60℃或90℃或120℃。这意味着该装置特别是陶瓷涂层被配置成经得住相对高的温度和高辐射暴露，特别是在短波长范围内，即特别是近紫外辐射和蓝光。
[0039] 根据至少一个实施方案，具有经陶瓷涂层涂覆的金属表面的金属板是光源的壳体的一部分。因此，在装置的预期使用期间，陶瓷涂层从装置外部可能是可见的。
[0040] 还提供了生产方法。利用该方法生产如结合至少一个上述实施方案所示的一个或更多个装置。因此还针对该装置公开了该方法的特征，反之亦然。
[0041] 在至少一个实施方案中，该方法被设计成制造上述装置并且包括以下步骤，特别是以所述顺序：
[0042] -提供金属表面和浆料，所述浆料包含陶瓷颗粒、作为粘合剂的基于硅烷的化合物和无机颜料，以及
[0043] -将所述浆料施加到所述金属表面上以产生陶瓷涂层。
[0044] 根据至少一个实施方案，该浆料的主要成分是陶瓷颗粒、基于硅烷的化合物和无机颜料。特别优选地，浆料还包含溶剂作为第四主要成分，溶剂例如醇如异丙醇、或者无机溶剂如水。通过溶剂，可以调节浆料的粘度。特别地，这三种或优选这四种成分占总浆料的至少90重量％或至少95重量％或至少98重量％。
[0045] 根据至少一个实施方案，浆料在被施加至金属表面后固化。固化包括例如干燥和/或热处理。优选地，在干燥和/或热处理期间，最高温度为至多400℃或至多250℃或至多150℃。这意味着不需要在显著升高的温度下进行烧结。通常，烧结在远高于800℃的温度下进行。由于可以避免这样的高温，因此降低了损坏装置的任何预先安装的元件的风险。例如，固化持续至少1分钟或至少5分钟或至少15分钟和/或至多5小时或至多1小时。
[0046] 根据至少一个实施方案，浆料和/或成品装置中的基于硅烷的化合物包含以下官能团中的一种或更多种：乙烯基、氨基、丙烯酰基、缩水甘油基、烷基。例如，用于浆料的硅烷如文献US 2013/0267403A1(特别参见段第172至185段)中所公开的那样进行生产。该文献有关生产硅烷的公开内容通过引用并入本文。
[0047] 根据至少一个实施方案，在浆料中存在以重量计的以下比例：
[0048] -陶瓷颗粒，至少20％或至少30％或至少40％和/或至多80％或至多70％或至多60％，特别是20％至70％，包括端点值，
[0049] -无机颜料，至少2％或至少5％或至少10％和/或至多60％或至多40％或至多20％，特别是5％至40％，包括端点值，
[0050] -作为粘合剂的基于硅烷的化合物，至少0.2％或至少1％或至少5％和/或至多40％或至多20％或至多10％，特别是1％至20％，包括端点值，
[0051] -任选的屏蔽剂，至少0％或至少0.2％或至少0.5％和/或至多20％或至多10％或至多5％，特别是0.2％至10％，包括端点值，以及
[0052] -优选存在的溶剂，至少5％或至少10％和/或至多40％或至多20％或至多15％，特别是5％至40％，包括端点值；特别优选地，溶剂以重量计的比例为15％至35％，包括端点值，或者为22％至25％，包括端点值。
[0053] 根据至少一个实施方案，浆料和/或成品陶瓷涂层中的陶瓷颗粒的平均颗粒直径为至少1nm或至少5nm或至少1μm和/或至多30μm或至多1μm或至多100nm或至多20nm。例如，平均直径为1nm至20nm，包括端点值，特别优选为7nm至12nm，包括端点值。术语“平均直径”优选是指D50值，即中值。
[0054] 根据至少一个实施方案，浆料和/或成品陶瓷涂层中的无机颜料的平均颗粒直径为至少0.1μm或至少0.3μm或至少2μm和/或至多0.1mm或至多60μm或至多20μm或至多10μm。优选地，颜料的平均直径为2μm至60μm，包括端点值。
[0055] 因此，在浆料中，陶瓷颗粒的平均直径可以比无机颜料的平均直径小例如至少10倍或至少100倍或至少1000倍和/或至多100000倍或至多10000倍。
[0056] 如果存在无机屏蔽剂，则浆料和/或成品陶瓷涂层中的无机屏蔽剂的平均颗粒直径优选为至少10nm或至少20nm或至少0.1μm和/或至多10μm或至多5μm或至多1μm。
[0057] 屏蔽剂也可以不是颗粒，而是分布在陶瓷涂层中的有机分子。优选地，这样的有机分子不团聚。
[0059] 浆料的施加优选地恰好进行一次，使得恰好有一层陶瓷涂层。
[0060] 然而，浆料和由此的陶瓷涂层也可以施加多次，使得陶瓷涂层可以由多个层构成。这些多个层可以全部具有相同的材料组成，或者具有不同材料组成的层可以彼此组合。
[0061] 根据至少一个实施方案，将浆料直接施加到金属表面上。因此，不需要附加的底漆。作为一个替代方案，可以施加底漆，并且作为一个选择方案，可以在施加浆料之前使底漆固化。
[0062] 根据至少一个实施方案，加热成品陶瓷涂层不产生毒性气体。这特别适用于温度最高至至少1000℃或1300℃。例如，该装置和/或陶瓷涂层在至少15秒或30秒的时间内经得住这样的温度而没有永久性损坏。因此，该装置和/或陶瓷涂层可以是阻燃的。
[0063] 然而，在装置的预期使用和/或生产期间，浆料和/或固化的陶瓷涂层优选地绝不有意被加热至高温。这意指，例如，在预期的制造和/或使用中，浆料和/或固化陶瓷的温度不超过200℃或300℃。
[0064] 下面参照附图通过示例性实施方案更详细地说明本文描述的装置和本文描述的方法。各个图中相同的元件用相同的附图标记表示。然而，元件之间的关系未按比例示出，而是可以放大地示出单个元件以帮助理解。
附图说明
[0065] 在附图中：
[0066] 图1示出了用于本文所述的生产根据一个示例性实施方案的装置的方法的浆料的示意性截面图，
[0067] 图2示出了用于本文所述的生产根据一个示例性实施方案的装置的方法的方法步骤的示意性截面图，
[0068] 图3示出了用于本文所述的生产根据一个示例性实施方案的装置的方法的方法步骤的示意性截面图，
[0069] 图4示出了根据一个示例性实施方案的装置的示意性截面图，
[0070] 图5示出了根据一个示例性实施方案的装置的示意性截面图，
[0071] 图6示出了根据一个示例性实施方案的装置的示意性截面图，
[0072] 图7示出了根据一个示例性实施方案的装置的示意性截面图，
[0073] 图8示出了根据一个示例性实施方案的装置的示意性俯视图，
[0074] 图9示出了根据一个示例性实施方案的装置的可燃性测试的示意性透视图，
[0075] 图10示出了根据一个示例性实施方案的装置的示意性截面图，
[0076] 图11示出了本文描述的一个示例性实施方案的装置的屏蔽剂的结构式，以及
[0077] 图12示出了本文描述的一个示例性实施方案的装置取决于时间的色差。
[0078] 附图标记列表
[0079] 1 装置
[0080] 2 金属表面
[0081] 20 金属板
[0082] 21 凹部
[0083] 3 陶瓷涂层
[0084] 30 浆料
[0085] 31 陶瓷颗粒
[0086] 32 基于硅烷的化合物
[0087] 33 无机颜料
[0088] 34 屏蔽剂
[0089] 4 光源
[0091] 42 光学元件
[0092] 43 底座
[0093] 5 工具
[0094] 6 喷灯
[0095] 61 火焰
[0096] ΔE以CIE L*a*b图中的单位计的色差
[0097] t以周计的时间
具体实施方式
[0098] 在图1中，示出了用于陶瓷涂层3的浆料30。浆料30由作为粘合剂的基于硅烷的化合物32、陶瓷颗粒31和无机颜料33构成。陶瓷颗粒31优选为二氧化硅，即二氧化硅。
[0099] 优选地，浆料30还包含溶剂(未示出)。通过这样的溶剂，可以调节用于后续方法步骤的浆料的粘度。作为另一种选择方案，可以存在其他成分如助熔剂或沉淀剂。
[0100] 例如，浆料30的成分如下：
[0101] -作为无机颜料33，使用颗粒尺寸为2μm至60μm的珠光颜料。在浆料30中的重量比例为11％至13％，包括端点值。
[0102] -作为溶剂，使用异丙醇或水，重量比例为22％至25％，包括端点值。
[0103] -作为粘合剂32，使用硅烷混合物，所述硅烷混合物包含三甲氧基甲基硅烷(MTMS)，其在浆料30中的重量比例为26％至28％，包括端点值。该硅烷用于提高陶瓷涂层3的硬度并用于提高陶瓷涂层3的抗刮擦特性；此外，该硅烷可以用作填料改性剂和交联剂以及憎水剂。硅烷混合物还包含(3-缩水甘油基氧基丙基)三甲氧基硅烷(GLYMO)，其在浆料30中的重量比例为3％至5％，包括端点值；该硅烷用作粘合促进剂、交联剂和表面改性剂。
[0104] -剩余重量比例为二氧化硅，其平均颗粒直径为7nm至12nm，包括端点值，
[0105] -作为一个选择方案，可以存在具有较小重量比例的屏蔽剂。
[0107] 如图3所示，然后使浆料30固化成陶瓷涂层3。固化例如在适度升高的温度下进行，例如在约150℃下进行15分钟至30分钟，包括端点值。固化可以进行数小时。因此，固化可以是干燥过程，并且可以避免通常在烧结步骤中使用的高温。
[0108] 可以在遍及金属表面2的相关部分上以恒定或几乎恒定的厚度施加浆料。因此，所得陶瓷涂层3也可以具有恒定厚度。例如，陶瓷涂层3的厚度为至少5μm或至少20μm或至少50μm和/或至多0.2mm或0.1mm。这些特征也可以应用于所有其他示例性实施方案。
[0109] 特别地，为了解决粉末涂层的上述问题，本发明待实现的目的是开发陶瓷涂层3。本发明的陶瓷涂层3被开发成施加至金属表面2，例如铝表面。陶瓷涂层3优选通过喷涂而沉积并且包含无机颜料33以在无毒性预处理的情况下提供保护性和装饰性表面加工。成品陶瓷涂层3显示出高耐久性，不易燃，并且高温下不产生毒性气体。
[0110] 在将用于陶瓷涂层3的浆料30喷涂在金属表面2上之前，优选地应用喷砂来增加表面粗糙度，从而可以实现更好的粘附。该表面准备可以在不使用任何毒性预处理的情况下去除锈、污垢、油脂和其他污染物。
[0111] 因此，陶瓷涂层3优选地包含三个主要成分，即陶瓷颗粒31(特别是二氧化硅)、基于硅烷的化合物32和无机颜料33。
[0112] 因此，在一个优选的示例性实施方案中，样品制备过程包括以下步骤：
[0113] -预处理，包括基底表面清洁和基底表面处理，特别是喷砂，以及
[0114] -涂覆过程，包括浆料制备、喷涂和固化。
[0115] 这也优选地适用于所有其他示例性实施方案。
[0116] 根据图4，金属表面2可以具有不规则的形状并且可以具有不同的曲率。如在所有其他示例性实施方案中也是可能的那样，陶瓷涂层3可以遍布金属板20施加。此外或作为一个替代方案，可以存在两个不同的陶瓷涂层3a、3b。这些涂层3a、3b优选地不重叠或不显著重叠。例如，涂层3a、3b具有不同的颜色。
[0117] 在图5的示例性实施方案中，陶瓷涂层3基本上仅限于金属板20的一个主侧和侧面。这意味着金属板20的背侧可以没有陶瓷涂层3。
[0118] 作为一个选择方案，陶瓷涂层3可以是多层样式，由陶瓷涂层3内的虚线表示。这在所有其他示例性实施方案中也是可能的。
[0119] 此外，金属板20可以具有例如用以通过旋拧将金属板20固定至另一个部件上的至少一个凹部21。凹部21的侧壁可以完全涂覆有陶瓷涂层3。
[0120] 根据图6，金属表面2具有相对高的粗糙度。例如，可以通过喷砂有意地产生这样的粗糙度。陶瓷涂层3可以用作平坦化层，使得陶瓷涂层3的背离金属板20的表面比金属表面2显著地更平整且更不粗糙。
[0121] 与结合图6所说明的那些相反，根据图7，陶瓷涂层3基本上再现了金属表面2的表面粗糙度。因此，表面粗糙度可以由陶瓷涂层3再现或基本再现。图6和7的配置之间的中间情况也是可能的；即，陶瓷涂层3可以仅部分地使金属表面2的表面粗糙度变平坦。
[0122] 根据图8的俯视图，装置1的金属板20包括多个凹部21，其中凹部21可以具有不同的形状。陶瓷涂层3完全覆盖金属板20的顶面。因此，陶瓷涂层3也可以很容易地施加至相对复杂的金属表面2。
[0123] 在图9中，示出了陶瓷涂层3的防火测试。通过来自喷灯6的火焰61将经涂覆的金属板20加热至约1300℃，持续约30秒。在陶瓷涂层3上未发现开裂，并且其未燃烧。因此，陶瓷涂层3是不可燃的并且可以保护下面的金属板20。
[0124] 通常，可燃材料是这样的材料：其不完全氧化并且可以转化为更高氧化态，并且一旦在空气中点燃就会以自持方式燃烧。陶瓷涂层3的结构主要由二氧化硅(其为二氧化硅)形成。陶瓷涂层3中的元素Si已达到其最高的稳定氧化态，因此其无法再被氧化并且不会发生燃烧。另外，陶瓷涂层3中使用的颜料33是无机化合物。颜料33通常不具有用于燃烧反应的烃或氧。因此，由于用于陶瓷涂层3的材料是不可燃的，因此在防火测试后没有明显的物理或化学变化或损坏。
[0125] 图10中示出了另一个示例性实施方案。具有陶瓷涂层3的金属板20形成光源4的壳体。光源4包括可以安装在底座43上的多个发光二极管芯片41。光源4之后可以是任选的光学元件42，其优选为透镜。与图10中所示的相反，陶瓷涂层3不需要限于壳体的外表面，而是还可以覆盖面向光源4的内表面。
[0126] 在图11中，示出了UV屏蔽剂34的一个实例。在这种情况下，屏蔽剂34是辛苯酮，因此是有机的。如图1所示，屏蔽剂34优选均匀地混合到浆料30中。由于屏蔽剂34，可以避免或至少显著减少陶瓷涂层3的褪色。
[0127] 通常，褪色效应被减慢而不是被完全避免。紫外辐射可以破坏化学键，从而使物体的颜色褪去。这被称为漂白效应。在陶瓷涂层3中施加的无机颜料颗粒33倾向于在浆料30内键合至彼此的边缘，这使得它们之间的结合更强并且对由紫外辐射引起的破坏不太敏感。因此，陶瓷涂层3可以持续更久并且可以更好地抵抗随时间的褪色。实际上，由于不同颜料的特性可能不同，一些颜料的褪色可能比另一些颜料的褪色更快。
[0128] 如图12所示，在UV屏蔽剂34的存在下，具有蓝色颜料33的陶瓷涂层3的褪色效应得到改善。在图12中，显示了以周计的时间t相对于色差ΔE。测试褪色以显示陶瓷涂层3的耐久性。参照测试标准ASTM D4587进行UV测试。对于UV测试，使用具有0.76W/m2的UVA-340nm灯。测试如下进行：8小时的UV暴露，其中未绝缘的黑板温度控制在60℃；然后进行4小时的凝结，其中未绝缘的黑板温度控制在50℃。测试持续时间为8周。
[0129] 根据ISO 7724/1,2,3-1984通过色度计来测量色差ΔE，其中ΔE*ab是两种颜色之间的总差异，并且由这些颜色在CIE 1976(L*a*b*)色空间中的位置之间的几何距离表示。
[0130] 在没有屏蔽剂34的情况下，8周之后色差ΔE为约7。测试8周之后，包含屏蔽剂34的陶瓷涂层3的平均ΔE为2.2，标准偏差为0.7。这显著低于装置1的预期寿命内允许的ΔE＝5的限制。该加速耐候测试显示陶瓷涂层3的褪色速率低。此外，陶瓷涂层3中不包含毒性或可燃成分。
[0131] 在此描述的本发明不受参照示例性实施方案给出的描述的限制。相反，本发明包括任何新的特征和特征的任何组合，特别包括权利要求中的特征的任何组合，即使该特征或该组合本身未在权利要求或示例性实施方案中明确指出。
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