[发明专利]延迟结冰的涂装、涂装组合物和方法

说明书

相关申请数据

本申请根据35U.S.C.§119要求美国临时申请第61/838,605号(2013年6月24日提交，名称为“延迟结冰的涂装、涂装组合物和方法”)和U.S.S.N.14/058,470(2013年10月21日提交，名称为“延迟结冰的涂装、涂装组合物和方法”)的优先权权益。

技术领域

本文的组合物和方法属于涂装、涂装组合物和方法，包括如在航天航空应用中的与延迟结冰有关的那些涂装、涂装组合物和方法。

背景技术

霜、冰或雪在飞行器上的积累将改变飞行器机翼上的气流，减小升力并增大阻力。该积累还增加了总重量，增大起飞所需的升力。因此，在起飞前通常要除去霜、冰或雪。在飞行中，可以使用热引擎排气、电热覆盖层、机械防护罩或其组合来使飞行器外部表面保持无冰。由于飞行表面可能结冰，无人机(UAV)和旋翼飞机在一定高度下无法运行。所列出的措施会主动消耗能量、增加重量并降低燃油经济性。

在地面上，应用了热乙二醇喷剂形式的防冰和除冰流体。尽管有效，但是此种流体产生增加的费用，并可能由于额外的施用时间而引起登机延时。乙二醇流体可以产生增加的补救费用。结果，希望有除去飞行器上的冰的不同选择。

发明内容

在一个方面，提供了一种涂装，其包含至少一个涂层，该涂层含有在交联的连续聚合物基质的整个厚度上基本上均匀分布的第一颗粒。聚合物基质的厚度从该聚合物基质的顶部边缘向内延伸至该聚合物基质的底部边缘。涂层还含有在聚合物基质的整个厚度上基本上均匀分布的第二颗粒。涂层还含有在聚合物基质的整个厚度上基本上均匀分布的第三颗粒。第二颗粒的组成与第三颗粒和第一颗粒不同。该至少一个涂层的外表面包含从该聚合物基质的顶部边缘向外延伸的至少第一颗粒的表面。该外表面表现出大于90°的水接触角，并且与不具有第一颗粒的涂层相比表现出延迟结冰的性质。

在另一方面，提供了一种方法，其包括在一个涂覆步骤中涂覆涂装组合物。该一步法涂装组合物含有处于含有聚合物的基体中的第一颗粒、第二颗粒和第三颗粒。第二颗粒的组成与第三颗粒和第一颗粒不同，而第三颗粒的组成与第一颗粒不同。该方法包括使涂覆的一步法涂装组合物固化，形成交联的连续聚合物基质，和形成固化涂装层。第一颗粒在交联的连续聚合物基质的整个厚度上基本上均匀分布，聚合物基质的厚度从该聚合物基质的顶部边缘向内延伸至该聚合物基质的底部边缘。第二颗粒在聚合物基质的整个厚度上基本上均匀分布。第三颗粒在聚合物基质的整个厚度上基本上均匀分布。而且，该方法包括形成固化层的外表面，该外表面包含从聚合物基质的顶部边缘向外延伸的至少第一颗粒。该外表面表现出大于90°的水接触角，并且与不具有第一颗粒的固化层相比表现出延迟结冰的性质。

在另一方面，提供了一种涂装组合物，其包含分布在基质前体中的第一颗粒、第二颗粒和第三颗粒。第二颗粒含有聚四氟乙烯，并表现出约100nm～约500nm的粒径范围。第一颗粒为疏水性，含有选自由二氧化硅、碳、石墨、含氟聚合物、氧化铝、二氧化铈、氧化锆、二氧化钛、氧化锌及其组合组成的组中的材料，并表现出小于约100nm的粒径范围。第三颗粒含有选自由硅酸钙、碳酸钙、铁氧化物、Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeOOH及其组合组成的组中的材料。第三颗粒还表现出其最大维度为大于约250nm的粒径范围，并且与不具有第三颗粒的涂装组合物相比进一步使第二颗粒的分散稳定化。

已经介绍的特征、功能和优势可以在各种实施方式中独立实现，或在另一些实施方式中进行组合，其进一步细节可以参照下述说明和附图而看出。

附图说明

下面参照以下附图来描述一些方面。

图1是具有在基质中基本上均匀分布的颗粒的疏冰性涂装的图示。

图2和3是由扫描电子显微镜(SEM)拍摄的涂装显微照片。

图4～7是各种评价的涂装样品的冻结延迟的图。

图8是汇总了本文进一步详细描述的一些关系的功能框图。

具体实施方式