BR102017013296B1 - Método de formação de uma composição dissipativa eletrostática disposta em um substrato - Google Patents

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Abstract

Composições da presente descrição compreendem composições dissipativas eletrostáticas compreendendo um primeiro polímero, um segundo polímero, e um ácido naftil sulfônico. Métodos da presente descrição compreendem aquecer um componente de veículo aplicando uma voltagem para uma superfície de uma composição disposta em um componente de veículo. A composição compreende um primeiro polímero e um segundo polímero.

Description

CAMPO
[001] Aspectos da presente descrição compreendem composições dissipativas eletrostáticas e métodos de fabricação e uso das mesmas.
FUNDAMENTOS
[002] Uma superfície de um veículo, tal como uma aeronave, em movimento acumula carga estática. Por exemplo, uma aeronave possui um ou mais radares localizados atrás do nariz da aeronave. O nariz pode construir uma forma de eletricidade estática conhecida como estática de precipitação (estática P).
[003] Revestimentos de superfície podem ser aplicados aos componentes de aeronave para proteger superfícies dos componentes da aeronave. No entanto, revestimentos de superfície convencionais de componentes de veículo de uma aeronave tipicamente não são altamente condutores, tendo resistividade de centenas de kOhms até dezenas de MegaOhms. De maneira apropriada, revestimentos de superfície convencionais de uma aeronave podem permitir o acúmulo de carga nas superfícies (e outros componentes) da aeronave. Em adição a uma incapacidade de dissipar acúmulo de carga, revestimentos convencionais podem não ter propriedades ideais. Por exemplo, desempenho como para parâmetros de durabilidade tais como erosão das chuvas, resistência à luz UV, resistência à alta temperatura, resistência à baixa temperatura, e aos danos por granizo e areia podem não ser ideais para revestimentos de superfície convencionais em uma superfície de um veículo exposta às condições extremas. Adicionalmente, para revestimentos de uma capota de um jato e/ou para-brisa/janela de uma aeronave comercial ou jato, os revestimentos devem ser substancialmente transparentes para promover visibilidade através das superfícies. Revestimentos de superfície convencionais geralmente possuem baixa transmitância de luz visível.
[004] Em adição, se um revestimento de superfície convencional é misturado com produtos químicos adicionais para aprimorar uma ou mais propriedades físicas desejadas do revestimento, o revestimento geralmente é incompatível com os produtos químicos adicionais, negando propriedades físicas desejadas providas pelos produtos químicos adicionais adicionados para o revestimento. Revestimentos de superfície convencionais também são incompatíveis com revestimentos/superfícies subjacentes que levam à degradação por adesão na interface revestimento - revestimento.
[005] Em adição, condições de clima frio promovem o acúmulo de gelo em superfícies de veículo. Para remover gelo, produtos químicos geralmente são pulverizados no gelo para promover fusão. Os produtos químicos são um fardo de custo em um usuário do veículo.
[006] O que é necessário são composições que são tanto condutoras quanto de outra forma aeronavegáveis e métodos de fabricação e uso das composições.
SUMÁRIO
[007] Em pelo menos um aspecto, uma composição dissipativa eletrostática compreende um primeiro polímero, um segundo polímero, e um ácido naftil sulfônico.
[008] Em pelo menos um aspecto, uma composição dissipativa eletrostática compreende um ou mais produtos de reação de um primeiro polímero em um solvente em uma porcentagem de sólidos entre cerca de 0,1% em peso e cerca de 30% em peso, um poliol, um isocianato, e um ácido sulfônico.
[009] Em pelo menos um aspecto, um método de formação de uma composição dissipativa eletrostática compreende misturar um primeiro polímero e um segundo polímero para formar uma primeira composição. O método compreende depositar a primeira composição para um substrato e curar a primeira composição.
[0010] Em pelo menos um aspecto, um método de aquecer um componente de veículo compreende aplicar uma voltagem para uma superfície de uma composição disposta em um componente de veículo. A composição é feita de um primeiro polímero e um segundo polímero.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0011] De forma que a maneira em que as funcionalidades citadas acima da presente descrição podem ser entendidas em detalhe, uma descrição mais particular da descrição, brevemente sumarizada acima, pode ser tida por referência aos aspectos, algumas das quais são ilustradas nos desenhos anexos. Deve ser notado, no entanto, que os desenhos anexos ilustram apenas aspectos típicos desta presente descrição e, portanto, não devem ser considerados limitantes do seu escopo, para a presente descrição poder admitir para outros aspectos igualmente eficazes.
[0012] A Figura 1 ilustra possíveis arranjos de eletrodo para medições de resistência, de acordo com alguns aspectos da presente descrição.
[0013] A Figura 2 ilustra um exemplo de chip de medição de van der Pauw, de acordo com alguns aspectos da presente descrição.
[0014] A Figura 3 ilustra absorbância de composições de PANI nas regiões de visível e infravermelho próximo, de acordo com alguns aspectos da presente descrição.
[0015] A Figura 4 ilustra resistência contra espessura de uma composição de PEDOT:PSS, de acordo com alguns aspectos da presente descrição.
[0016] A Figura 5A ilustra resistência contra espessura de composição para PANI:DNNSA 40% em poliuretano, de acordo com alguns aspectos da presente descrição.
[0017] A Figura 5B ilustra resistência contra espessura de composição para PANI:DNNSA 40% em peso em poliuretano rinsado com IPA, de acordo com alguns aspectos da presente descrição.
[0018] A Figura 6 ilustra um gráfico de Bode de espectros de impedância traçados como impedância contra frequência para uma composição de PANI:DNNSA pura, de acordo com alguns aspectos da presente descrição.
[0019] A Figura 7 é um gráfico de barra ilustrando condutividade relativa de composições de PANI:DNNSA moldadas nos eletrodos interdigitados e tratados com um agente de rinsagem, de acordo com alguns aspectos da presente descrição.
[0020] A Figura 8 ilustra resistência (em kOhms) contra temperatura de recozimento para uma composição de PANIPOL moldada a partir de tolueno, de acordo com alguns aspectos da presente descrição.
[0021] A Figura 9 ilustra a resistividade de PANI:DNNSA no revestimento de epóxi contra %PANI em epóxi e tratada com vários agentes de rinsagem, de acordo com alguns aspectos da presente descrição.
[0022] A Figura 10 ilustra a resistividade de composições de PEDOT:PSS em diferentes quantidades de PEDOT:PSS em uma composição, de acordo com alguns aspectos da presente descrição.
[0023] A Figura 11 ilustra taxa de giro versus espessura de composição, de acordo com alguns aspectos da presente descrição.
[0024] A Figura 12 ilustra condutividade contra espessura de películas de PANI:DNNSA como depositados para um substrato, de acordo com alguns aspectos da presente descrição.
[0025] Para facilitar o entendimento, numerais de referência idênticos foram usados, onde for possível, para designar elementos idênticos que são comuns para as figuras. É contemplado que elementos e funcionalidades de um aspecto podem ser incorporados de maneira benéfica em outros aspectos sem citação adicional.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0026] A presente descrição se refere às composições dissipativas eletrostáticas uteis para componentes submetidos ao acúmulo estático em uso. As composições dissipativas eletrostáticas em geral incluem alta condutividade em adição as outras propriedades de aeronavegabilidade ideais. Como um exemplo, uma composição dissipativa eletrostática é feita de um primeiro polímero, um segundo polímero, e um ácido naftil sulfônico (DNNSA). O primeiro polímero é uma polianilina (PANI), uma poli(etilenodioxitiofeno) (PEDOT), uma poli(estirenosulfonato) (PSS) ou misturas dos mesmos. O primeiro polímero pode ser uma polianilina. A polianilina compreende entre cerca de 0,1 por cento em peso (% em peso) e cerca de 25% em peso da composição. Em pelo menos um aspecto, uma composição compreende entre cerca de 20% em peso e cerca de 80% em peso de um primeiro polímero, tal como cerca de 40% em peso e cerca de 60% em peso, por exemplo, cerca de 40% em peso, cerca de 45% em peso, cerca de 50% em peso, cerca de 55% em peso, cerca de 60% em peso. O primeiro polímero pode ser uma mistura de uma poli(etilenodioxitiofeno) e uma poli(estirenosulfonato), e a mistura pode ser entre cerca de 1% em peso e cerca de 50% em peso da composição, tal como entre cerca de 10% em peso e cerca de 25% em peso, por exemplo, 10% em peso, 15% em peso, 20% em peso, 25% em peso.
[0027] O segundo polímero é um poliuretano, um polivinil butiral, um poliacrilato, um epóxi, um solgel que contém glicidil-Si-Zr, um poliéster, uma resina fenoxi, um polissulfeto, misturas dos mesmos, ou sais dos mesmos. Um segundo polímero compreende não substituído, monossubstituído, ou multiplamente substituído (por exemplo, dissubstituído, trissubstituído ou tetrassubstituído) onde cada caso de substituição é selecionado a partir de alquil (por exemplo, C1-C20 alquil), aril, amino, nitro e halo (-F, -Cl, -Br, -I). Como aqui usado, “não substituído” inclui uma molécula tendo um átomo de hidrogênio em cada posição na molécula que de outra forma pode ser adequado para ter um substituinte. Como aqui usado, “substituído” inclui uma molécula tendo um substituinte diferente do que hidrogênio que é ligado com, por exemplo, um átomo de carbono ou nitrogênio. Em pelo menos um aspecto, uma composição é feita entre cerca de 20% em peso e cerca de 80% em peso de um segundo polímero, tal como entre cerca de 40% em peso e cerca de 60% em peso, por exemplo, cerca de 40% em peso, cerca de 45% em peso, cerca de 50% em peso, cerca de 55% em peso, cerca de 60% em peso. O segundo polímero compreende um poliuretano ou um polivinil butiral. O polivinil butiral pode compreender entre cerca de 10% em peso e cerca de 40% em peso da composição, tal como entre cerca de 10% em peso e cerca de 25% em peso, por exemplo, 10% em peso, 15% em peso, 20% em peso, 25% em peso.
[0028] O ácido naftil sulfônico diminui a resistividade de uma composição dissipativa eletrostática da presente descrição. O ácido naftil sulfônico pode ser da Fórmula (I)
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[0029] Cada anel de benzeno da Fórmula (I) não é substituído, monossubstituído, dissubstituído, trissubstituído, ou tetrassubstituído com R1 ou R2, como for apropriado. Cada caso de R1 é independentemente selecionado a partir de alquil (por exemplo, C1-C20 alquil), aril, amino, nitro e halo (-F, -Cl, -Br, -I), e cada caso de R2 é independentemente selecionado a partir de alquil (por exemplo, C1-C20 alquil), aril, amino, nitro e halo (-F, - Cl, -Br, -I). Ácido naftil sulfônico substituído por C1-C20 alquil pode ser ácido dinonil naftil sulfônico, ácido metil naftil sulfônico, ácido etil naftil sulfônico, ácido propil naftil sulfônico, ácido butil naftil sulfônico, ácido pentil naftil sulfônico, ácido hexil naftil sulfônico, ácido heptil naftil sulfônico, ácido octil naftil sulfônico, ácido nonil naftil sulfônico, ácido decil naftil sulfônico, ácido dimetil naftil sulfônico, ácido dietil naftil sulfônico, ácido dipropil naftil sulfônico, ácido dibutil naftil sulfônico, ácido dipentil naftil sulfônico, ácido di-hexil naftil sulfônico, ácido di-heptil naftil sulfônico, ácido dioctil naftil sulfônico, ácido didecil naftil sulfônico, ou isômeros dos mesmos.
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[0030] Uma composição dissipativa eletrostática compreende um ácido naftil sulfônico entre cerca de 1% em peso e cerca de 50% em peso, tal como entre cerca de 3% em peso e cerca de 25% em peso, tal como entre cerca de 10% em peso e cerca de 15% em peso, por exemplo, 5% em peso, 10% em peso, 15% em peso. Outros ácidos sulfônicos compreendem ácidos fenil sulfônicos, ácidos antracenil sulfônicos, ácidos pirenil sulfônicos, cada um dos quais não é substituído, é monossubstituído ou é multiplamente substituído, onde cada caso de substituição é independentemente alquil (por exemplo, C1-C20 alquil), aril, amino, nitro,ou halo (-F, -Cl, -Br, -I).
[0031] Em pelo menos um aspecto, um substrato compreende um componente, tal como um componente de veículo, e uma ou mais composições da presente descrição dispostas no componente. Composições dispostas em um substrato (por exemplo, como uma camada) são aplicadas entre cerca de 0,1 μm e cerca de 100 μm de espessura, tal como entre cerca de 1μm e cerca de 8 μm, tal como entre cerca de 2 μm e cerca de 6 μm, por exemplo, cerca de 0,1 μm, cerca de 1 μm, cerca de 2 μm, cerca de 3 μm, cerca de 4 μm, cerca de 5 μm, cerca de 6 μm, cerca de 7 μm, cerca de 8 μm, cerca de 9 μm, cerca de 10 μm. Em pelo menos um aspecto, as composições possuem uma resistência entre cerca de 1e+4 Q/* e cerca de 1e+8 Q/*, por exemplo, cerca de 1e+4 Q/*, cerca de 1e+5 Q/*, cerca de 1e+6 Q/*, cerca de 1e+7 Q/*, cerca de 1e+8 Q/*. Condutividade provê a dissipação eletrostática. As composições podem ter uma transmitância de luz visível de mais do que cerca de 50%, por exemplo, cerca de 55%, cerca de 60%, cerca de 65%, cerca de 70%, cerca de 75%, cerca de 80%, cerca de 85%, cerca de 90%, cerca de 95%. Transmitância de luz visível aumentada provê uma composição transparente para o uso como um revestimento em uma capota, para-brisa e/ou janela. A transmitância de luz visível das composições da presente descrição pode ser determinada usando qualquer espectrômetro de transmitância de luz visível adequado, tal como um espectrofotômetro de UV- VIS-NIR Carey 5000.
[0032] Em adição aos aspectos descritos acima, as composições compreendem um material de fibra que é grafita, fibra de vidro, nylon, polímeros de aramida, polietilenos ou misturas dos mesmos.
[0033] Um veículo compreende qualquer dispositivo de transporte adequado. Os veículos incluem, mas não estão limitados a, aeronave, automóveis, barcos, motocicletas, satélites, foguetes, mísseis, etc., e portanto incluem adicionalmente aeronave tripulada e não tripulada, espaçonave tripulada e não tripulada, veículos terrestres tripulados e não tripulados, veículos não terrestres tripulados e não tripulados, e até estruturas, objetos e veículos marinhos aquáticos de superfície e submarinos tripulados e não tripulados.
[0034] Um componente de veículo pode compreender uma ou mais composições da presente descrição dispostas em uma ou mais superfícies do componente de veículo. As composições compreendem um primeiro polímero, um segundo polímero, e um ácido sulfônico. O primeiro polímero e/ou o segundo polímero é eletricamente condutor. Um componente de veículo inclui, mas não está limitado a, qualquer componente de um veículo, tal como um componente estrutural, tal como um painel ou junção, de uma aeronave, automóvel, etc. Um componente de veículo compreende um nariz de uma aeronave, um tanque de combustível, um cone de cauda, um painel, uma junta sobreposta revestida entre dois ou mais painéis, um conjunto de asa para fuselagem, um compósito de aeronave estrutural, uma junta de corpo de fuselagem, uma junta de pele para coluna da asa, e/ou outro componente interno.
[0035] Uma composição dissipativa eletrostática compreende um ou mais produtos de reação de um primeiro polímero em um solvente em uma porcentagem de sólidos entre cerca de 0,1% em peso e cerca de 30% em peso, um poliol, um isocianato, e um ácido sulfônico. Em pelo menos um aspecto, um polímero está presente em um solvente até uma% de sólidos entre cerca de 0,1% em peso e cerca de 30% em peso, tal como entre cerca de 1% em peso e cerca de 15% em peso, por exemplo, cerca de 1% em peso, cerca de 2% em peso, cerca de 3% em peso, cerca de 4% em peso, cerca de 5% em peso, cerca de 6% em peso, cerca de 7% em peso, cerca de 8% em peso, cerca de 9% em peso, cerca de 10% em peso, cerca de 11% em peso, cerca de 12% em peso, cerca de 13% em peso, cerca de 14% em peso, cerca de 15% em peso. O primeiro polímero compreende uma polianilina, uma poli(etilenodioxitiofeno), uma poli(estirenosulfonato) ou misturas dos mesmos. O solvente compreende a xileno, um benzeno, um tolueno, dimetilsulfóxido, água ou misturas dos mesmos. O ácido sulfônico pode ser um ácido naftil sulfônico.
[0036] Em pelo menos um aspecto, um método para formar uma composição dissipativa eletrostática compreende misturar um primeiro polímero e um segundo polímero para formar uma primeira composição. O método compreende depositar a primeira composição para um substrato. O substrato pode ser um componente de veículo, e a primeira composição pode ter uma espessura entre cerca de 0,1 μm e cerca de 10 μm após a deposição, tal como entre cerca de 1 μm e cerca de 8 μm, tal como entre cerca de 2 μm e cerca de 6 μm, por exemplo, cerca de 0,1 μm, cerca de 1 μm, cerca de 2 μm, cerca de 3 μm, cerca de 4 μm, cerca de 5 μm, cerca de 6 μm, cerca de 7 μm, cerca de 8 μm, cerca de 9 μm, cerca de 10 μm. O método compreende curar a primeira composição. O método pode compreender dissolver o primeiro polímero em um solvente antes de misturar o primeiro polímero com o segundo polímero. O solvente compreende a xileno, um benzeno, um tolueno, dimetilsulfóxido, água ou misturas dos mesmos.
[0037] O método pode compreender rinsar a primeira composição com um agente de rinsagem. O agente de rinsagem compreende álcool isopropílico, ácido p-toluenossulfônico, acetona, metanol, hidratos dos mesmos, solvatos dos mesmos ou misturas dos mesmos. A rinsagem pode compreender pulverizar o agente de rinsagem em uma superfície da primeira composição entre cerca de 1 segundo e cerca de 10 minutos, tal como entre cerca de 1 minuto e 5 minutos. A rinsagem pode compreender pulverizar o agente de rinsagem em uma superfície de uma composição de uma quantidade entre cerca de 1 mL e cerca de 25 kL, tal como entre cerca de 1 L e cerca de 100 L, tal como entre cerca de 1 L e cerca de 5 L, por exemplo, 1 L, 2 L, 3 L, 4 L, 5 L. A rinsagem pode compreender rinsar a primeira composição com a segundo agente de rinsagem que é álcool isopropílico, ácido p- toluenossulfônico, acetona, metanol, hidratos dos mesmos, solvatos dos mesmos ou misturas dos mesmos. Em pelo menos um aspecto, o agente de rinsagem é ácido p-Toluenossulfônico e é uma mistura de 1% em peso de ácido p-toluenossulfônico em butoxietanol. O agente de rinsagem pode ser uma mistura de ácido dinonil naftil sulfônico e álcool isopropílico. Em pelo menos um aspecto, rinsar compreende imergir a primeira composição no agente de rinsagem entre cerca de 1 segundo e cerca de 1 minuto.
[0038] A cura da primeira composição pode compreender elevar a temperatura da composição até uma temperatura de cura de pico e manter a temperatura de cura de pico entre cerca de 1 segundo e cerca de 48 horas, tal como entre cerca de 1 hora e cerca de 10 horas. A temperatura de cura de pico está entre cerca de temperatura ambiente e cerca de 200°C, tal como entre cerca de 50°C e cerca de 90°C, por exemplo, 50°C, 60°C, 70°C, 80°C, 90°C.
[0039] A deposição da primeira composição no substrato pode ser alcançada através do revestimento rotativo da primeira composição em uma superfície de um substrato, tal como um componente de veículo, em uma taxa entre cerca de 100 rpm e cerca de 4.000 rpm, tal como entre cerca de 500 rpm e cerca de 2.000 rpm, por exemplo, cerca de 500 rpm, cerca de 1.000 rpm, cerca de 1,500 rpm, cerca de 2.000 rpm.
[0040] Alternativamente, depositar a primeira composição no substrato é alcançado pulverizando a primeira composição em uma superfície de um substrato, tal como um componente de veículo usando qualquer aparelho de pulverização de composição adequado.
[0041] Em pelo menos um aspecto, um método de aquecer um componente de veículo compreende aplicar uma voltagem para uma superfície de uma composição disposta em um componente de veículo. A composição é feita de um primeiro polímero, um segundo polímero, e um ácido sulfônico. A aplicação da voltagem para a superfície da composição pelo menos parcialmente derrete água sólida (gelo) disposta em uma superfície do componente de veículo. A voltagem pode ser uma voltagem de corrente alternada (AC) entre cerca de 10 Hertz e cerca de 2000 Hertz, tal como entre cerca de 500 Hertz e cerca de 1.000 Hertz, por exemplo, 500 Hertz, 600 Hertz, 700 Hertz, 800 Hertz, 900 Hertz. A voltagem pode ser uma voltagem de corrente alternada (AC) entre cerca de 10 volts e cerca de 2000 volts, tal como entre cerca de 100 volts e cerca de 500 volts, por exemplo, 100 volts, 200 volts, 300 volts, 400 volts, 500 volts.
[0042] O componente de veículo compreende um nariz, um tanque de combustível, um cone de cauda, um painel, uma junta sobreposta revestida entre dois ou mais painéis, um conjunto de asa para fuselagem, um compósito de aeronave estrutural, uma junta de corpo de fuselagem, uma junta de pele para coluna da asa, e/ou outro componente interno. O primeiro polímero compreende uma polianilina, uma poli(etilenodioxitiofeno), uma poli(estirenosulfonato) ou misturas dos mesmos, e o segundo polímero compreende um poliuretano, um polivinil butiral, um poliacrilato, um epóxi, um solgel que contém glicidil-Si-Zr, um poliéster, uma resina fenoxi, um polissulfeto, e misturas dos mesmos.
[0043] Composições da presente descrição podem ser depositadas para um substrato, tal como uma superfície de um componente de veículo, através de qualquer método de deposição adequado, tal como por imersão, pulverização, revestimento por escova, revestimento por giro, revestimento por rolo, revestimento por lâmina ou misturas dos mesmos. As composições da presente descrição podem ser depositadas em uma ou mais superfícies de um componente de veículo, tal como uma superfície interna (por exemplo, cavidade interna), uma superfície externa, ou ambas, de um componente de aeronave.
[0044] Composições da presente descrição compreendem uma composição dissipativa eletrostática compreendendo um primeiro polímero, um segundo polímero, e um ácido sulfônico. Primeiro polímeros compreendem polianilinas (PANIs), poli(etilenodioxitiofeno)s (PEDOTs), poli(estirenosulfonato)s (PSSs), e misturas dos mesmos. Segundo polímeros compreendem poliuretanos, polivinil butirais, acrilatos, epóxis, solgel que contém glicidil-Si-Zr, termoplásticos tais como poliésteres, resinas tais como resinas fenoxi, vedantes tais como polissulfetos, e misturas dos mesmos. Epoxis compreendem epóxis parcialmente curados, uma adição particular de epóxis, resina epóxi de dois componentes que inclui um catalisador (tal como resina epóxi HYSOL® EA 956 disponível a partir de Henkel Corporation de Bay Point, Califórnia), um sistema de dois líquidos que inclui tanto uma resina quanto um enrijecedor (tal como resina EPOFIX disponível a partir de Struers A/S de Ballerup, Dinamarca), triglicidil éteres de aminofenol (tal como Araldite MY 0500 ou MY 0510 a partir de Huntsman Advanced Materials (Monthey, Suíça)), epóxis tetrafuncionais tais como N,N,N‘,N‘- tetraglicidil-m-xilenodiaminas (tal como Araldite MY0720 ou MY0721 a partir de Huntsman Advanced Materials (Monthey, Suíça)), e misturas dos mesmos. Epóxis também compreendem um epóxi difuncional, tais epóxis com base em Bisfenol-A (Bis-A) ou Bisfenol-F (Bis-F). Resina epóxi Bis-A está disponível comercialmente como Araldite GY6010 (Huntsman Advanced Materials) ou DER 331, que está disponível a partir de Dow Chemical Company (Midland, Mich.). Uma resina epóxi Bis-F está disponível comercialmente como Araldite GY281 e GY285 (Huntsman Advanced Materials). Epóxis, por exemplo, são adequados para termopares no exterior de aeronave já que eles são duráveis.
[0045] Polianilinas compreendem, por exemplo, uma polianilina da Fórmula (II):
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(onde x é um inteiro positivo, tal como entre cerca de 10 e cerca de 10.000), leucoemeraldina, emeraldina, e (per)nigranilina, misturas dos mesmos, sais dos mesmos, e/ou bases dos mesmos. Polianilinas compreendem não substituído, mono substituído, ou multiplamente substituído (por exemplo, dissubstituído, trissubstituído ou tetrassubstituído) onde cada caso de substituição é selecionado a partir de alquil (por exemplo, C1-C20 alquil), aril, amino, nitro e halo (-F, -Cl, -Br, -I).
[0046] Poli(etilenodioxitiofeno)s compreendem, por exemplo, uma poli(etilenodioxitiofeno) da Fórmula (III):
Figure img0008
(onde x é um inteiro positivo, tal como entre cerca de 10 e cerca de 10.000) e/ou sais dos mesmos. Poli(etilenodioxitiofeno)s compreendem não substituído, mono substituído, ou multiplamente substituído (por exemplo, dissubstituído, trissubstituído, ou tetrassubstituído) onde cada caso de substituição é selecionado a partir de alquil (por exemplo, C1-C20 alquil), aril, amino, nitro e halo (-F, -Cl, -Br, -I).
[0047] Poli(estirenosulfonato)s compreendem, por exemplo, uma poli(estirenosulfonato) da Fórmula (IV):
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(onde x é um inteiro positivo, tal como entre cerca de 10 e cerca de 10.000) e/ou sais dos mesmos. Poli(estirenosulfonato)s compreendem não substituído, mono substituído, ou multiplamente substituído (por exemplo, dissubstituído, trissubstituído, ou tetrassubstituído) onde cada caso de substituição é selecionado a partir de alquil (por exemplo, C1-C20 alquil), aril, amino, nitro e halo (-F, -Cl, -Br, -I).
[0048] Acrilatos compreendem, por exemplo, um poliacrilato da Fórmula (V):
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(onde x é um inteiro positivo, tal como entre cerca de 10 e cerca de 10.000) e/ou sais dos mesmos. R1 e R2 é independentemente C1-C20 alquil ou C1-C20 hidroxialquil. Em pelo menos um aspecto, R2 é metil. Acrilatos compreendem hidroxialquil poliacrilatos, hidroxialquil polimetacrilatos, alquil poliacrilatos, e alquil polimetacrilatos. Exemplos de hidroxialquil poliacrilatos adequados, ou hidroxialquil polimetacrilatos compreendem poli(2-hidroxietil acrilato), poli(2-hidroxi-1-metiletil acrilato), poli(2-hidroxipropil acrilato), poli(3-hidroxipropil acrilato), poli(2- hidroxibutil acrilato), poli(4-hidroxibutil acrilato), poli(2-hidroxietil metacrilato), poli(2-hidroxi-1-metiletil metacrilato), poli(2-hidroxipropil metacrilato), poli(3-hidroxipropil acrilato), poli(2-hidroxibutil metacrilato), poli(4-hidroxibutil metacrilato) e semelhantes, e ácido acrílico ou ésteres de ácido metacrílico de etileno glicol e propileno glicol tal como poli(dietileno glicol acrilato) e semelhantes. Também são uteis ésteres que contêm hidroxi e/ou amidas de ácidos insaturados tais como ácido maleico, ácido fumárico, ácido itacônico e semelhantes. Em pelo menos um aspecto, um polímero hidroxi acrílico compreende de 5 por cento a 35 por cento em peso de monômeros que contêm hidroxi insaturados por monoetileno com base no peso de monômero total, e em certas modalidades de 10 por cento a 25 por cento em peso. Exemplos de alquil poliacrilatos e polimetacrilatos adequados compreendem poli(metil acrilato), poli(etil acrilato), poli(propil acrilato), poli(isopropil acrilato), poli(butil acrilato), poli(isobutil acrilato), poli(hexil acrilato), poli(2-etil-hexil acrilato), poli(nonil acrilato), poli(lauril acrilato), poli(estearil acrilato), poli(ciclo-hexil acrilato), poli(isodecil acrilato), poli(fenil acrilato), poli(isobornil acrilato), poli(metil metacrilato), poli(etil metacrilato), poli(propil metacrilato), poli(isopropil metacrilato), poli(butil metacrilato), poli(isobutil metacrilato), poli(hexil metacrilato), poli(2-etil- hexil metacrilato), poli(nonil metacrilato), poli(lauril metacrilato), poli(estearil metacrilato), poli(ciclo-hexil metacrilato), poli(isodecil metacrilato), poli(fenil metacrilato), poli(isobornil metacrilato) e semelhantes.
[0049] Poliuretanos compreendem, por exemplo, um poliuretano da Fórmula (VI):
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(onde x é um inteiro entre cerca de 10 e cerca de 10.000). Cada caso de R1, R2, R3, R4, e R5 é independentemente hidrogênio ou C1-C20 alquil. Poliuretanos compreendem, por exemplo, Aptek 2100 A/B e Aerodur 3002 (disponível a partir de Argosy International, Inc.). Poliuretanos compreendem não substituído, mono substituído, ou multiplamente substituído (por exemplo, dissubstituído, trissubstituído ou tetrassubstituído) onde cada caso de substituição é selecionado a partir de alquil (por exemplo, C1-C20 alquil), aril, amino, nitro e halo (-F, -Cl, -Br, -I).
Síntese de Polímero, Caracterização, e Medições de Propriedades
[0050] Polímeros das composições da presente descrição podem estar comercialmente disponíveis ou podem ser sintetizados. Polímeros comercialmente disponíveis compreendem PANI, PEDOT:PSS, poliuretanos, ou epóxis, e podem ser obtidos a partir de, por exemplo, Heraeus ou SigmaAldrich. Polímeros da presente descrição podem ser sintetizados através da mistura de uma pluralidade de monômeros para formar uma mistura, seguida aplicando calor para polimerizar os monômeros. Um ou mais catalisadores de polimerização podem ser adicionados para uma mistura para promover peso molecular aumentado (Mn e/ou Mw) de um polímero formado. “Mn” é um peso molecular médio numérico, e “Mw” é um peso molecular médio mássico. Em pelo menos um aspecto, polímeros são sintetizados em qualquer solvente adequado ou mistura de solvente, por exemplo, n-butanol, n-hexanol, dietil éter ou misturas dos mesmos.
[0051] Quando composições da presente descrição compreendem DNNSA, uma polianilina, por exemplo, produzida possui um alto peso molecular (por exemplo, >22.000) e uma condutividade moderada (10-5 S/cm) e exibe alta solubilidade em uma variedade de solventes. Em pelo menos um aspecto, a condutividade das composições dos polímeros sintetizados pode ser aprimorada por cerca de 5 ordens de magnitude através de tratamento/rinsagem com sais de amônio quaternário ou solventes tais como metanol, acetona, álcool isopropílico, ácido p-toluenossulfônico, sais dos mesmos, e misturas dos mesmos. Sem estar ligado por teoria, condutividade aumenta com a rinsagem devido à remoção de DNNSA de excesso, densificação do polímero, e um aumento resultante na cristalinidade.
[0052] Exemplo de Preparo de Polianilina Sal de ácido Dinonil naftaleno sulfônico. Uma dezena de um mol de DNNSA (como uma solução 50% p/p em 2-butoxietanol) foi misturado com 0,06 mol de anilina e 200 mL de água para formar uma emulsão leitosa branca com 2-butoxietanol. A emulsão foi resfriada até 5 °C, agitada mecanicamente, e coberta com nitrogênio. Peroxi dissulfato de amônio (0,074 mol em 40 mL de água) foi adicionado em gotas para a mistura por um período de cerca de 1 hora. A reação foi deixada prosseguir por cerca de 17 horas, tempo durante o qual a emulsão separada para uma fase de 2-butoxietanol verde e uma fase aquosa sem cor. O progresso da síntese foi monitorado por pH, OCP (potencial de circuito aberto, mV), e temperatura.
[0053] A fase orgânica foi lavada três vezes com porções de 100 mL de água, deixando uma fase de polianilina altamente concentrada, verde escura em 2-butoxietanol. Este concentrado foi solúvel em xileno, a partir da qual composições finas podem ser moldadas. A adição de acetona para uma porção do concentrado acima resulta na precipitação de um sal de polianilina como um pó verde. Após a lavagem completa do pó com acetona e secagem, análise elementar indica uma razão estequiométrica de ácido sulfônico para anilina de 1:2.
[0054] As razões molares de PANI:DNNSA nos polímeros sintetizados podem ser diferidas ajustando a razão molar de anilina para DNNSA na mistura de partida. Por exemplo, sais de PANI:DNNSA podem ser preparados usando razões molares de DNNSA/anilina de 1:1, 1:2, e 1:5 enquanto a razão molar de peroxidissulfato/anilina pode ser mantida constante em 1,23:1. A razão molar de DNNSA para Anilina de 1,7 provê um valor de Mw (SEC/viscosidade) de 31.250. A Razão molar de DNNSA para Anilina de 0,5 provê um valor de Mw (SEC/viscosidade) de 25.300. Razão molar de DNNSA para Anilina tão baixa quanto 0,2 provê um valor de Mw (SEC/viscosidade) de 5.690.
[0055] Determinações de Peso Molecular. Médias de distribuição de peso molecular podem ser determinadas por cromatografia por exclusão de tamanho (SEC). Cromatogramas podem ser obtidos com sistemas de SEC, tais como um modelo de sistema 150-CV SEC/viscometria (SEC/VISC) (Waters Chromatography Inc.) e um sistema SEC de múltiplos componentes (Waters Chromatography Inc.) montado a partir de uma bomba modelo 590, um autoinjetor modelo 712, um detector de índice de refração diferencial modelo 410, e um aquecedor de coluna modelo TCH. Ambos os sistemas de SEC podem ser operados em 45°C e empregar um banco de duas colunas de SEC styragel (Waters Chromatography Inc.) com permeabilidades médias de 105 e 103 Â. N-metil pirrolidona de grau UV (NMP) (Burdick & Jackson Co.) modificado com NH4HCO2 0,02 M (Fluka Chemical Co.) pode ser usado como a fase móvel e solvente de polímero. Um ajuste de taxa de escoamento de 0,5 mL/min pode ser empregado.
[0056] Calibração de SEC pode ser realizada com padrões de poliestireno monodisperso (Toya Soda Inc.) que variam em peso molecular de 1,1 x 106 a 2698. Viscosidades intrínsecas dos calibradores de poliestireno podem ser medidas usando o detector viscosimétrico/SEC. Estes valores proveem a expressão de Mark-Houwink por poliestireno em NMP/0,02 M NH4HCO2 em 45 °C para calibrar o cromatógrafo por exclusão de tamanho de acordo com calibração universal:
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[0057] Um ajuste de mínimos quadrados linear pode ser usado para gerar a curva de calibração universal ou uma curva de calibração de peso molecular com base em poliestireno.
[0058] Constantes de Mark-Houwink para polianilina podem ser determinadas a partir das médias de distribuição de peso molecular definidas e viscosidades intrínsecas calculadas para pontos de dados individuais de cromatogramas de VISC/SEC. Redução e aquisição de dados podem ser providas por software TRISEC (Viscotek Corp.). As médias de distribuição de peso molecular reportadas podem ser meios de duas determinações.
[0059] Os cromatogramas de VISC/SEC para sais de polianilina desprotonados tipicamente são unimodais, e resolução quase de linha basal de PANI e o seu componente de ácido sulfônico é observado. Os componentes de ácido sulfônico separam a partir de um pico de polianilina e não estão incluídos nos cálculos de peso molecular. Em pelo menos um aspecto, os sais de polianilina produzem cromatogramas de exclusão de tamanho largos, com Mw/Mn (polidispersão) > 1,5. Um gráfico de Mark-Houwink (M-H) para PANI-DNNSA (1:2) é linear com R = 0,671 e log K = -3,146.
[0060] Absorção. Medições de absorção podem ser feitas em um espectrômetro Cary 5000 com a Anexação de Medição Universal (UMA) em ar. Amostras de solução podem ser medidas em uma solução diluída de tolueno em uma cubeta de quartzo de 1 cm. Taxa de amostragem pode estar entre 1 nm e 2 nm dependendo na largura de comprimentos de onda sendo estudados. Solvente deve ser obtido antes da medição de amostra e posteriormente removido. Medições de película seca podem ser medidas como amostras revestidas por giro em lâminas de vidro, taxa de giro de 1000 rpm por 30s a partir de soluções de xileno ou tolueno. Uma transmissão de fundo tomada em um substrato de vidro deve ser medida. Amostras devem ser orientadas com o lado de substrato de vidro para a entrada de luz, para minimizar efeitos de espalhamento de luz a partir de superfícies de amostra desiguais.
[0061] Resistência. Medições de resistência podem ser feitas usando qualquer conjunto adequado de eletrodos e aparelho de medição, tal como um Keithley 4200 SCS. Preferivelmente, medições de resistência são feitas usando o método de van der Pauw. O método de quatro pontos usa medições de detecção e fonte paralelas de corrente e voltagem, respectivamente, através de uma superfície de amostra. Polaridades de voltagem e corrente são comutadas por cada junção para testar para ambipolaridade. Geometria de amostra deve ser mantida constante e permite a comparação direta das amostras. De maneira a contar diferenças na capacidade de direcionamento de carga, as medições de voltagem e corrente são giradas através de cada arranjo possível, como mostrado na Tabela 1 e na Figura 1. A Figura 1 ilustra possíveis arranjos de eletrodo para medições de resistência. Tabela 1. Possíveis arranjos de eletrodo para medições de resistência
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[0062] Medições de resistência de Van der Pauw são realizadas forçando uma corrente através de dois adjacentes eletrodos e detectar a queda de voltagem através da amostra em um arranjo paralelo de eletrodos.
[0063] A resistência de lâmina pode ser calculada a partir da razão de V a I a partir da composição medida. No caso de uma amostra mostrando resistência verdadeiramente isotrópica, RA = RB = RC = RD. No caso de resistências isotrópicas, por exemplo, onde RA = RB, a resistência de lâmina é determinada pela média de duas resistências medidas, como mostrado na Equação 1 abaixo. Para amostras com resistências anisotrópicas (a direção x e a direção y demonstram diferentes resistências), o cálculo da resistência de lâmina se torna mais complicado, o que será endereçado no seguinte parágrafo. Para todas as amostras onde RA / RC e RB / RD, a medição é vazia. Equação 2 mostra como a resistividade em massa, p, é determinada se a espessura de composição, d, é conhecida (tipicamente a resistividade é reportada em □•cm, assim compreende o uso de d em cm), que é derivada do teorema de Van der Pauw original. A resistividade em massa, p, então pode ser usada para calcular a condutividade, o (S^cni 1), que é inversamente proporcional (Equação 2).
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[0064] Para os casos onde RA / RB, extrair valores de condutividade a partir da equação de Van der Pauw se torna mais difícil. No caso onde a condutividade não é isotrópica, a condutividade se torna um valor de tensor com dimensões x, y, e z. No caso de composições muito finas, um valor de condutividade preciso pode ser obtido tomando o quadrado do produto de valores de medição de condutividade perpendiculares, como mostrado na Equação 3 abaixo. Este cálculo é verdadeiro apenas se as direções sendo medidas se alinham com os eixos do tensor da condutividade. É assumido que a maior das duas resistências medidas pela técnica está exatamente ao longo do menor tensor condutividade, e menor são as medições de resistência exatamente ao longo do maior tensor condutividade, como mostrado na Figura 2. A Figura 2 ilustra um exemplo de chip de medição de van der Pauw. Se houver um desalinhamento de um tensor condutividade com a orientação de eletrodo/amostra, como mostrado no lado direito da Figura 2, um valor de condutividade impreciso pode ser medido.
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[0065] Para o chip de medição de van der Pauw da Figura 2, os membros correspondem com o eixo da medição enquanto as notações sigmaX (oA, oB e oC) representam as direções de um tensor condutividade. Uma incompatibilidade do eixo de amostra e do eixo de tensor, como na amostra na direita, leva às condutividades medidas de maneira imprecisa. Os eletrodos impressos de van der Pauw com Keithley 4200 SCS proveem um leito de teste de dispositivo adequado para a medição das amostras.
[0066] Em um esforço para controlar os efeitos de umidade de medição, uma pequena estação de sonda de amostra pode ser usada para conectar exclusivamente com Keithley 4200 SCS para medições de van der Pauw precisas nos eletrodos pré-fabricados de Dropsens.
[0067] Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIS). EIS usa uma fonte de corrente alternada de frequência variável para sondar as alterações para uma impedância de amostra em diferentes frequências. Impedância, similar a um resistor, é o atraso entre uma corrente alternada aplicada e a alteração de voltagem medida. Componentes de circuito elétrico respondem em modos dependentes da frequência, que podem ser usados para identificar propriedades específicas de um revestimento sendo medido. Resistores ôhmicos verdadeiros respondem de maneira idêntica às fontes de corrente direta (DC) e de corrente alternada (AC), e assim não mostram resposta resistiva dependente da frequência. Capacitores (bem como componentes elétricos mais complexos) possuem uma resposta dependente da frequência; em baixas frequências a impedância é muito alta, mas em altas frequências a impedância elétrica é inferior. Na análise de dados de EIS, um modelo previsto, conhecido como o modelo de circuito de equivalência, é feito composto de componentes elétricos reais e aproximados para aproximar bem um sistema de amostra. Os espectros de impedância calculados do modelo então são comparados com os espectros medidos.
[0068] A resposta de impedância da composição e a sua resposta combinada como um capacitor e resistor pode ser determinada. Para a qualidade do ajuste, os ajustes podem ser obtidos usando a construção de Gamry no software de ajuste espectral. O programa Gamry usa uma equação de ajuste de y2, Eq. 4.
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[0069] Um espectro de impedância medido e previsto que corresponde perfeitamente vai resultar em /2 = 0, Em pelo menos um aspecto, um valor de /2 < 10-4 é um “bom ajuste” aceitável. Em pelo menos um aspecto, quando se compara dois modelos de circuito equivalentes diferentes, uma diferença de menos do que um terço do valor é considerada não distinguível.
Composições de Polímero
[0070] Composições da presente descrição podem ser formadas através da mistura de um primeiro polímero e um segundo polímero. Um ácido sulfônico também pode ser misturado com o primeiro polímero e/ou segundo polímero. As composições da presente descrição compreendem composições que foram curadas e/ou lavadas com um agente de rinsagem tal como álcool isopropílico e/ou ácido p-toluenossulfônico.
[0071] Composições da presente descrição podem ser depositadas em uma superfície, tal como uma superfície de um componente de veículo, através de qualquer método adequado, tal como imersão, pulverização, revestimento por escova, revestimento por giro, revestimento por rolo, revestimento por lâmina ou misturas dos mesmos. A composição pode ser curada antes ou após a aplicação para uma superfície de componente de veículo. Por exemplo, uma composição pode ser depositada para um componente de veículo. Uma vez depositada, a composição pode ser aquecida em cerca de 70°C por cerca de 3 até cerca de 4 horas para curar a composição. Uma maior temperatura pode ser usada para acelerar o processo de cura. A cura promove a evaporação de um ou mais solventes na composição, tal como xilenos, tolueno e/ou água.
[0072] Microestrutura e Espessura de Composição. A espessura de composição pode ser medida com interferometria de luz branca, a partir de uma altura de degrau de corte. A microestrutura de superfície de composição pode ser observada com qualquer microscópio confocal de varredura de laser 3D adequado, tal como um Keyence VK-X.
[0073] Exemplo 1: PANI:DNNSA + poliuretanos: A composição do Exemplo 1 é mostrada na Tabela 2. Parte A é um poliol com dois ou mais grupos hidroxila. Parte B é um isocianato contendo dois ou mais grupos isocianato. Parte C é PANI/DNNSA diluído com xileno e/ou tolueno até um percentual de sólidos de cerca de 8%.
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[0074] Procedimento de mistura, por exemplo, 1: PANI:DNNSA concentrado é diluído em xileno ou tolueno até uma% de sólidos de cerca de 8% para formar a Parte C. Parte C é misturada com a Parte A completamente para formar uma solução uniforme substancialmente sem agregados ou partículas para formar uma mistura Parte A/Parte C. Parte B então é adicionada para a mistura Parte A/Parte C e misturada completamente. Apesar de PANI:DNNSA concentrado do Exemplo 1 ser diluído em xileno ou tolueno até uma% de sólidos de cerca de 8%, em pelo menos um aspecto, um polímero está presente em um solvente até uma% de sólidos entre cerca de 0,1% em peso e cerca de 30% em peso, tal como entre cerca de 1% em peso e cerca de 15% em peso. Isocianatos compreendem aril isocianatos, isocianatos alifáticos, e isocianatos cicloalifáticos. Em pelo menos um aspecto, isocianatos compreendem tolueno di-isocianato (TDI), metileno difenil di- isocianato (MDI), 1,6-hexametileno di-isocianato (HDI), e misturas dos mesmos. Polióis compreendem aril polióis, polióis alifáticos, e polióis cicloalifáticos. Em pelo menos um aspecto, polióis compreendem C1-C15 poliol. Em pelo menos um aspecto, a Parte A e a Parte B são sintetizadas ou obtidas comercialmente a partir de Aptek (por exemplo, Aptek 2100), Huntsman Corporation (por exemplo, Huntsman 5750), BASF, Bayer AG, etc.
[0075] Aplicação do Exemplo 1: A composição do Exemplo 1 é depositada para uma superfície de substrato, tal como uma superfície de um componente de veículo, através de imersão, pulverização, revestimento por escova, revestimento por giro, revestimento por rolo, revestimento por lâmina ou misturas dos mesmos. Uma vez aplicada, a composição é aquecida em cerca de 70°C entre cerca de 3 até cerca de 4 horas para curar a composição. Em pelo menos um aspecto, uma maior temperatura pode ser usada para acelerar o processo de cura.
[0076] A cura da composição promove a evaporação do solvente (tolueno, xileno, etc.) e a reticulação controlada dos polímeros com espaço vazio adequado deixado por um solvente.
[0077] A Figura 3 ilustra absorbância de composições de PANI nas regiões de visível e infravermelho próximo. A linha 302 mostra a absorbância de uma composição compreendendo PANI:DNNSA:PTSA, enquanto a linha 304 mostra a absorbância de uma composição compreendendo PANI:DNNSA. Como mostrado na Figura 3, o pico agudo em cerca de 500 nm (da linha 302 e da linha 304) corresponde com a absorção de bipolarona enquanto a absorção larga a partir de cerca de 1000 a 2500 nm resulta da absorção de infravermelho por orifícios móveis. O pico agudo de PANI em cerca de 500 nm é atribuído para um polaron tendo um contra íon de DNNSA. A parte de portador livre do espectro, isto é a parte sigmoidal que se move para a região de infravermelho, é chamada de a cauda de portador livre que é associada com a condutividade do polímero. Uma menor cauda de portador livre (ou ausência de uma cauda de portador livre) indica que um polímero possui baixa (se possui) condutividade. Como mostrado na Figura 3, a cauda de portador livre de uma composição compreendendo PANI:DNNSA:PTSA (linha 302) é menor do que a cauda de portador livre de uma composição compreendendo PANI:DNNSA (linha 304) na ausência de PTSA.
[0078] Composições de PANI dopado (por exemplo, linha 304) diferem daquelas da solução (na ausência de PANI dopado) pela inclusão de uma funcionalidade espectral muito vasta na janela de infravermelho, por exemplo, a cauda de portador. A funcionalidade de absorção bipolaronica na região visível se origina das mesmas entidades estruturais daquelas na absorção de solução apesar de deslocadas de azul por cerca de 0,45 eV. Sem estar ligado por teoria, este deslocamento pode ser devido às interações entre cadeias, incluindo alinhamento paralelo do dipolo de cromóforo em cadeias poliméricas adjacentes que leva à agregação como a do H (que pode ser determinada por espectroscopia de emissão).
[0079] Exemplo 2: PEDOT:PSS em polímero de acrilato: PEDOT:PSS é um sistema de polímero que é solúvel em solventes polares, tal como água e DMSO. Esta solubilidade provê dispersões solúveis em água com segundos polímeros tais como epóxis e/ou poliuretanos.
[0080] A resistência do Exemplo 2 começa próximo de 500 Q/* e cai para quase 100 Q/* pela terceira camada enquanto permanece muito fina. Esta formulação provê aplicações dissipativas eletrostáticas com um novo carregamento de PEDOT:PSS. A concentração de PEDOT:PSS pode ser aumentada para diminuir ainda mais a resistência da composição. Em pelo menos um aspecto, uma composição compreende entre cerca de 0,1% em peso (p) e cerca de 50% em peso de PEDOT:PSS, tal como entre cerca de 1% em peso e cerca de 25% em peso, tal como entre cerca de 1% em peso e cerca de 10% em peso, por exemplo, cerca de 5% em peso.
[0081] A Figura 4 ilustra resistência contra espessura de uma composição de PEDOT:PSS. Como mostrado na Figura 4, a resistência de PEDOT:PSS (linha 402) começa baixa em cerca de 70 a 80 Q/* com uma composição azul escura e diminui com o aumento da espessura até cerca de 20 Q/* com uma composição azul escura em uma espessura de cerca de 6 μm. Rinsar para Reduzir a Resistência
[0082] Composições da presente descrição podem ser rinsadas, por exemplo, após a deposição em uma superfície e antes ou após a cura, com um ou mais agentes de rinsagem. Agentes de rinsagem compreendem álcool isopropílico (IPA), ácido p-toluenossulfônico, acetona, metanol, sais dos mesmos, e misturas dos mesmos. Em pelo menos um aspecto, uma composição é revestida para um substrato e imersa em uma solução contendo um ou mais agentes de rinsagem. Em pelo menos um aspecto, uma rinsagem compreende pulverizar um agente de rinsagem em uma superfície de uma composição depositada em um substrato. Em pelo menos um aspecto, um agente de rinsagem é pulverizado em uma superfície de uma composição entre cerca de 1 segundo e cerca de 10 minutos, tal como entre cerca de 30 segundos e cerca de 2 minutos. Em pelo menos um aspecto, um agente de rinsagem é pulverizado em uma superfície de uma composição em uma quantidade entre cerca de 1 mL e cerca de 25 kL, tal como entre cerca de 100 L e cerca de 1 kL. Em pelo menos um aspecto, uma composição tendo uma maior resistência pode ser adequada para uma aplicação e, portanto, a rinsagem com um agente de rinsagem pode ser excluída. Por exemplo, a resistência de um revestimento de PANI:DNNSA não rinsado pode ser suficiente para um uso particular, e o revestimento de PANI:DNNSA não rinsado ainda pode ser curado.
[0083] Uma rinsagem de IPA, por exemplo, remove parte do ácido em excesso, tal como DNNSA. A remoção de ácido promove contato aumentado entre as cadeias de polímero da composição e resistência reduzida da composição. A rinsagem com um agente de rinsagem promove adicionalmente a solubilidade da composição em uma variedade de solventes. A solubilidade aumentada facilita a deposição da composição para um substrato já que menos solvente pode ser usado para a deposição se comparado com composições não rinsadas. Uma quantidade reduzida de solvente para a deposição provê tempos de cura mais rápidos e custos de produção reduzidos.
[0084] EIS foi usado para ajudar a quantificar os efeitos de rinsagem com um agente de rinsagem em impedância de composição de PANI. A natureza capacitiva da composição diminuída com rinsagem adicional (por exemplo, imersão) e foi menor para composições imersas em IPA e então soluções de PTSA/PTSAM. As composições compreendendo PANI:DNNSA incorporadas em composições de epóxi com rinsagem mostrada prometem como composições condutoras. Em adição, PEDOT:PSS pode ser incorporada em menores cargas (do que PANI:DNNSA típica) para formar composições condutoras.
[0085] Exemplo 3: PANI:DNNSA 40% em peso em poliuretano rinsado com IPA: A Figura 5A ilustra resistência contra espessura de composição para PANI:DNNSA 40% em poliuretano, enquanto Figura 5B ilustra resistência contra espessura de composição para PANI:DNNSA 40% em peso em poliuretano rinsado com IPA. Como mostrado na Figura 5A, a resistência das composições para PANI:DNNSA 40% em poliuretano que não foram rinsadas com IPA (linhas 502, 504, e 506) estavam em M Q/* na espessura entre cerca de 3 μm e cerca de 5 μm. No entanto, como mostrado na Figura 5B, a resistência das composições após a rinsagem com IPA (linhas 508, 510, e 512) reduz substancialmente com a lavagem com IPA para k Q/* entre espessuras de cerca de 2 μm e cerca de 5 μm. Como mostrado nas Figuras 5A e 5B, a resistência das composições (linhas 502, 504, 506, 508, 510, e 512) também reduz com o aumento da espessura de composição.
[0086] Exemplo 4: PANI:DNNSA rinsado com vários agentes de rinsagem: A Figura 6 ilustra um gráfico de Bode de espectros de impedância traçados como impedância contra frequência para uma composição de PANI:DNNSA pura. Os dados para a Figura 6 foram determinados por EIS. Tratamentos de imersão consistem de submersão no agente de rinsagem notado ou tratamento com dopante secundário por 10 s cada. Como mostrado na Figura 6, a impedância é mais alta para PANI:DNNSA não rinsado (linha 602) e PANI:DNNSA rinsado com ácido p-toluenossulfônico (PTSA) (linha 604). PANI:DNNSA rinsado com IPA (linha 606) provê uma composição com impedância reduzida se comparada com as composições das linhas 602 e 604. Adicionalmente, PANI:DNNSA sequencialmente rinsado com IPA, seco em ar e então rinsado com uma solução de PTSA/PTSAM 1% em butoxietanol (linha 608) provê menor impedância do que PANI:DNNSA sequencialmente rinsado com uma solução de PTSA/PTSAM 1% em butoxietanol, seco em ar e então rinsado com IPA (linha 610), bem como as composições das linhas 602, 604, e 606.
[0087] Como mostrado na Figura 6, a alta impedância (eixo y em Ohms) medida para as composições de PANI:DNNSA é análoga com a alta resistividade de DC. Para a amostra não rinsada (linha 602), a qual cada uma das composições começa como, a impedância cai substancialmente com frequência aumentada, que é característica do modelo de capacitor vazado (gotejar através de corrente limitada pelas regiões de R alta entre regiões altamente cristalinas).
[0088] A alteração da impedância da composição de atuar como um resistor e capacitor com vazamento para um sistema puramente resistivo é consistente com a observação de que a imersão está criando um sistema de polímero mais interconectado (em vez de ilhas de cristal de PANI isoladas) e, de maneira apropriada, uma menor resistência para a transferência de elétron entre as áreas de PANI, como mostrado na Figura 6. A distância de encolhimento entre regiões altamente condutoras de PANI assim reduz o ajuste de valor de Rp para os dados de EIS. Isto é adicionalmente suportado considerando o encolhimento da composição (espessura) que ocorre com a imersão secundária, por exemplo, IPA seguida por PTSA.
[0089] Uma amostra não incluída na Figura 6 é aquela de uma composição imersa em uma solução de DNNSA em IPA que mede uma impedância muito baixa (~1 Ohm) e plana. Isto pode tornar a composição muito condutora e respondendo puramente como um condutor sem caráter de CPE. Enquanto a composição foi mais condutora do que o seu precursor não imerso, não foi substancialmente melhor como EIS pode sugerir.
[0090] A Figura 7 é um gráfico de barra ilustrando condutividade relativa de composições de PANI:DNNSA moldadas nos eletrodos interdigitados e tratados com um agente de rinsagem. Como mostrado na Figura 7, PANI:DNNSA não rinsado (barra 602) possui uma baixa condutividade se comparada com PANI:DNNSA rinsado com IPA (barra 606), PANI:DNNSA rinsado com PTSA (barra 604), PANI:DNNSA rinsado com IPA seguido por PTSA (barra 608), PANI:DNNSA rinsado com PTSA seguido por IPA (barra 610), PANI rinsado com uma mistura de DNNSA e IPA (barra 702), e uma rinsagem com Timol (barra 704). Assim, a impedância e a condutividade das composições da presente descrição podem ser ajustada até uma impedância e condutividade desejadas aplicando um agente de rinsagem para uma superfície de uma composição.
[0091] Exemplo Comparativo: PANIPOL e PANIPLAST. PANIPOL é um polímero altamente condutor dopado com ácido dodecilbenzeno sulfônico (DBSA) (antes da rinsagem da composição, diferentemente de PANI:DNNSA) que é levemente solúvel em tolueno e pode ser usado em revestimentos de poliuretano. As composições compreendendo PANIPOL pode ser formadas a partir de dispersões do polímero em tolueno e xileno. A resistência de lâminas destas dispersões são de 12,8 e 16,2 Q, respectivamente. O polímero é apenas levemente solúvel em um número de solventes, tal como xilenos e tolueno, e assim molda uma composição bruta para um substrato. A rugosidade das composições oculta a “aeronavegabilidade” de composições de PANIPOL já que as composições são mais susceptíveis às rachaduras, tornando subjacentes camadas/substrato susceptíveis aos danos químicos e por UV. A Figura 8 ilustra a resistência (em kOhms) contra temperatura de recozimento para uma composição de PANIPOL moldada a partir de tolueno. Como mostrado na Figura 8, um aumento na temperatura de recozimento aumenta a resistência de uma composição de PANIPOL (pontos de dados mostrados como diamantes sólidos).
[0092] A síntese de PANIPOL pode incluir isolar um pó de isolamento e insolúvel de PANI:DBSA. Alternativamente, a síntese de PANIPOL pode incluir na retirar o polímero da solução e das composições de moldagem do polímero dissolvido a partir de p-xileno. Tipicamente estas composições medem uma resistência de lâmina de alguns até centenas de kQ.
[0093] Em uma corrida de síntese em 2-butoxietanol, similar com a síntese de PANI:DNNSA descrita acima, o polímero foi completamente seco a partir da solução (em vez de sair da solução de xileno). No entanto, estes sólidos foram descobertos de ser insolúveis em uma variedade de solventes. Não obstante, após serem ressuspensos em uma grande quantidade de xileno e isolados por filtração, a composição parece similar com o PANIPOL comercialmente disponível e dispensado como uma composição que mede 14Q.
[0094] O PANIPOL sintetizado pode ser menos condutor do que o PANIPOL comercialmente disponível já que a saída do polímero da solução em água remove uma quantidade crítica do contra íon, DBSA. Uma síntese alternativa foi projetada em torno de criar uma base de polianilina e então dopar novamente com DBSA. Esta síntese leva a uma pasta de polímero suficientemente condutora. Valores de condutividade para estas composições são mostrados na Tabela 3. Tabela 3. Valores de condutividade para amostras de PANI-b a PANI:DBSA
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[0095] PANIPOL comercialmente disponível é levemente solúvel em tolueno e pode ser isolado através de suspensão em tolueno e decantação do polímero dissolvido. Esta solução foi diluída e comparada com a absorção de uma solução filtrada e muito diluída de PANI:DBSA recém sintetizado, como descrito acima. PANIPOL absorve em uma energia mais alta do que o recém sintetizado PANI:DBSA. O pico de absorção também é mais largo do que para o recém sintetizado PANI:DBSA, indicativo de uma perda de dopante. O estado de polaron unicamente dopado introduz uma absorção em baixa energia em Qí eV, bem como uma transição opticamente habilitada para um estado em CB- Qí, enquanto o bipolaron duplamente dopado, possui uma absorção de energia levemente maior em Qí’. Assim, quando considera a absorção, é plausível que o alargamento para uma transição de energia inferior em enchimento de PANI:DBSA é a conversão (desdopagem) de algumas das transições de bipolaron para polarons únicos. Isto pode significar que a composição está perdendo DBSA e esta pode ser a causa da diferença de condutividade.
[0096] Esforços para rinsar as composições de PANI:DBSA foram realizados mas apenas aumentos modestos de condutividade foram observados, como mostrado na Tabela 4. Note que a amostra imersa em água estava de outra forma em uma composição de resistência alta. O tratamento da composição em água mostrou uma alteração significativa, o que novamente pode ser devido à remoção de DBSA que é solúvel em água. Tabela 4. Tratamentos de composição e alterações de resistência em composições de PANI:DBSUA.
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[0097] Similar a PANIPOL, PANIPLAST é uma composição de polianilina e um dopante de poliamina/amida. PANIPLAST também possui solubilidade aumentada em etileno glicol, xileno, água e metanol. PANIPLAST é uma dispersão que é difícil de filtrar através de um filtro de 0,25 mícron. Revestimentos como PANIPLAST são condutores, mas precisam ser aplicados por pincel para uma superfície. Um revestimento a partir de uma dispersão de 7,7 gramas em 6,4 gramas de água foi aplicado a um painel de 4” x 6” e seco em 70°C. O PANIPLAST produziu uma resistência entre cerca de í kOhms e cerca de 2,2 kOhms.
[0098] No geral, a rugosidade de composições de PANIPOL e PANIPLAST depositadas oculta a “aeronavegabilidade” destas composições já que as composições são mais susceptíveis às rachaduras, tornando subjacentes camadas/substrato susceptíveis aos danos químicos e de UV. Adicionalmente, composições de PANIPOL de rinsagem diminuem apenas moderadamente a resistência das composições e não aumentam a densidade das composições.
[0099] Exemplo 5: Polianilina para epóxi. Revestimentos de superfície convencionais tem pouca compatibilidade com subjacentes superfícies e/ou um polímero misturado com outros componentes do revestimento de superfície. Por exemplo, resinas epóxi possuem muitas propriedades físicas desejáveis, mas independentemente disso são reativas a um grande número de compostos nucleofílicos, tais como anilinas, tal como PANI. Reatividade indesejada resulta em precipitação e/ou aglomeração de subprodutos. Foi descoberto que a dissolução de uma espécie reativa, tal como polianilina em um solvente compatível promove a capacidade de dispersão que reduz a reatividade indesejada com superfícies reativas e/ou um polímero, tal como poliuretano, misturado com as espécies reativas. A dissolução das espécies reativas promove a formação de uma composição aeronavegável compatível que pode ser disposta em uma superfície de um componente de veículo. Este aspecto sublinha a compatibilidade de revestimento de superfície com material circundante em adição a ter as propriedades físicas desejadas para a aeronavegabilidade. Solventes adequados para polianilinas compreendem xilenos, tolueno, benzeno, e misturas dos mesmos. Solventes adequados para PEDOT:PSS compreendem solventes próticos polares tais como água e DMSO.
[00100] Por exemplo, PANI:DNNSA foi incorporado em uma epóxi de cura em alta temperatura. Soluções foram misturadas manualmente então colocadas em um misturador Thinky em 1000 rpm por 10 min. PANI:DNNSA visivelmente estava saindo da solução de epóxi (uma solução de viscosidade muito baixa). Soluções foram depositadas para 4-pt eletrodos, com espaçamento de eletrodo de 2 mm e comprimento de 6 mm, e secos em 120°C em ar por uma hora. Medições de resistência de dois pontos simples foram feitas e a espessura de composição medida para calcular a composição resistividade. A Figura 9 ilustra a resistividade de PANI:DNNSA no revestimento de epóxi contra %PANI em epóxi e tratada com vários agentes de rinsagem. Como mostrado na Figura 9, resistividade de Composições de PANI:DNNSA:epóxi diminui a partir da composição como moldada (círculos sólidos) para composição imersa em IPA (círculos ocos), composição imersa em IPA seguido por imersão em PTSA (quadrados sólidos), e rinsagem com IPA seguido por uma segunda rinsagem com IPA (quadrados ocos).
[00101] Antes dos tratamentos secundários, Composições de PANI:DNNSA:epóxi não mostram tendência óbvia para relacionar carregamento de polímero com condutividade. Mesmo em carregamentos de PANI:DNNSA de ~20% sem tratamento secundário, a condutividade pode cair para um limite de condutividade suficiente para alguns revestimentos dissipativos eletrostáticos. Após a imersão das composições em IPA, as composições proveem uma tendência de aumentar a condutividade com o aumento do carregamento de PANI:DNNSA.
[00102] Adicionalmente, uma condutividade mensurável foi obtida para o revestimento epóxi que não contém PANI após a imersão de PTSA, que é possivelmente devido à condutividade iônica, como oposta à condutividade elétrica.
[00103] PANI:DNNSA pode ser móvel no revestimento epóxi curado. Tratamento de composição, por exemplo, por imersão, provê condutividade de composição aumentada. Sem estar ligado por teoria, a condutividade aumentada dos revestimentos de PANI:DNNSA:epóxi pode ser devido à remoção do excesso de anilina, DNNSA e/ou alterações induzidas por agente de rinsagem para a microestrutura da composição depositada.
[00104] Um método alternativo para adulterar a reatividade de polianilina com epóxi compreende adicionar polianilina lentamente a uma superfície de epóxi, seguido por um aumento lento da temperatura de cura antes de alcançar uma temperatura de cura final. A reatividade global entre PANI:DNNSA com epóxi pode ser controlada adicionalmente pelas temperaturas de cura de pico e/ou os tempos de cura.
[00105] Exemplo 6: Termoplásticos: PANI:DNNSA em Butvar B90 e PEDOT:PSS em Butvar B90: Butvar B90 é um polímero de três blocos contendo polivinil butiral (PVB), álcool polivinílico e acetato de polivinilo como mostrado abaixo, onde cada um de x, y, e z é um inteiro positivo.
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[00106] Butvar B90 pode ser usado como uma resina de base em revestimentos termoplásticos, bem como combinado com materiais termorrígidos para formar resinas termorrígidas. No Exemplo 6, PVB foi combinado com PEDOT:PSS e PANI:DNNSA como resistência de superfície (□/□) e dureza de lápis foram medidas. Várias amostras também incluíram a adição de um componente epóxi reativo (por exemplo, EPON 1007-CT-55: um diglicidil éter Bisfenol A) que reage com o grupo álcool de Butvar B90, que adiciona resistência para o revestimento.
[00107] Soluções de PVB foram feitas dissolvendo 10% em peso de PVB em uma solução pré-feita de 40/60 metanol/tolueno. Uma barra de agitação magnética revestida com Teflon foi adicionada para o jarro de fundo reto e colocada para agitar em temperatura ambiente por 1 a 3 horas até ser dissolvida.
[00108] Amostras foram preparadas adicionando solução de PVB para um frasco e então adicionando qualquer mistura de EPON ou H3PO4 em um misturador Thinky ou por vortexer e permitindo que cure por 30 minutos. Um carregamento específico de PANI:DNNSA foi adicionado, e as amostras foram misturadas por vórtice. Amostras então foram feitas pintando o revestimento em lâminas de vidro com um pequeno pincel.
[00109] Formulações iniciais foram começadas com PEDOT:PSS, que foram todos revestimentos de resistência muito alta, mas PANI:DNNSA foi adicionado para a mistura de B90/EPON/surfactante em 20% em peso e medida em uma resistência de 3,3 MQ. Em estudos seguintes, composições adicionais foram testadas. As composições testadas são mostradas na Tabela 5 abaixo. Tabela 5. PVB, PANI:DNNSA: Variações de Concentração para o exemplo 6
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a = dureza de lápis: a escala de designação de letra foi alterada para uma escala numérica (014). Resultados de dureza de lápis caíram tanto em muito macio para medir na escala, um ‘0’, ou um ‘3’.
[00110] Assim, a dureza das composições da presente descrição pode ser ajustada compreendendo polivinil butiral em uma ou mais composições, aprimorando adicionalmente a “aeronavegabilidade” das composições tais como revestimentos de superfície devido, pelo menos em parte, para dureza aumentada das composições. Em pelo menos um aspecto, as composições da presente descrição compreende cerca de 25% em peso PANI:DNNSA e cerca de 75% em peso polivinil butiral, tal como Butvar B90. Em pelo menos um aspecto, as composições da presente descrição compreendem cerca de 6% PANI:DNNSA em polivinil butiral, com no EPON ou ácido fosfórico.
[00111] Exemplo 7: Polietilenodioxitiofeno:Poliestireno sulfonato (PEDOT:PSS) em um sol-gel: PEDOT é um polímero condutor com uma alta condutividade intrínseca. Pode ser usado como um material de transporte seletivo de elétron em fotovoltaica orgânica e pode ser usado em revestimentos para dissipação estática. Por exemplo, 7, PEDOT:PSS comercialmente disponível foi incorporado em Boegel, um solgel que contém pré-tratamento de promoção de adesão de glicidil-Si-Zr, por exemplo, para superfícies de Alclad.
[00112] PEDOT:PSS foi adicionado e misturado em um misturador de vórtice para soluções preparadas recém combinadas do solgel. Em algum maior carregamento de PEDOT:PSS o solgel rapidamente gelificado, indicando uma reação entre as porções de epóxi do solgel e o polímero condutor.
[00113] A Figura 10 ilustra a resistividade de composições de PEDOT:PSS em diferentes quantidades de PEDOT:PSS em uma composição. Como mostrado na Figura 10, resistividade de uma composição com base em epóxi (círculos sólidos) reduz de maneira aguda quando a quantidade de PEDOT:PSS é aumentada. Resistividade de uma composição com base em solgel (Boegel) também diminui com conteúdo aumentado de PEDOT:PSS (círculos ocos), mas a diminuição não é tão agudo quanto comparado com as composições com base em epóxi.
[00114] Existem várias tendências observáveis nos dados: (1) epóxi carregado com PEDOT:PSS mostra condutividade mensurável em limites de carregamento muito menores (demonstrando um IPN sub 16%.). (2) PEDOT puro possui uma condutividade que se aproxima de 100 S/cm. (3) As formulações de PEDOT:PSS não necessitam de tratamentos secundários (tal como rinsagem com IPA) e também mostram um limite de carregamento muito menor para criar revestimentos condutores.
[00115] Surfactantes e PEDOT:PSS em epóxi: Uma resina epóxi de cura em alta temperatura foi usada para testar a eficácia de vários dispersantes comerciais para dispersar PEDOT:PSS. Uma comparação entre as amostras de PEDOT:PSS com níveis de carregamento que variam de 0,1% a 2,0% em epóxi contendo um dispersante Lubrizol Solplus R700 para amostras sem dispersante. PEDOT:PSS em todas as amostras foi observado de separar fase, ainda o Solplus contendo amostras mostra uma redução dramática em agregação de partícula. As amostras contendo Solplus R700 foram menos resistivas, particularmente em baixos níveis de carregamento.
[00116] Uma comparação entre dispersantes em um único nível de carregamento de PEDOT:PSS (1,0%): Os dispersantes sendo comparados são todos a partir de Lubrizol Solplus, R700, R710 e DP700. Amostras foram preparadas como descrito acima (Exemplo 7). Amostras com R700 e R710 mostram a melhor dispersão PEDOT:PSS (visualmente) enquanto R710 teve a menor resistência (6,73 MQ/*). Para soluções aquosas de PEDOT:PSS, R710 é suficiente para dispersar o polímero em resinas de revestimento de fase orgânica.
[00117] Uma mistura de polímero que fornece maior condutividade como composições moldadas também foi investigada: PANI:DNNSA-PTSA com epóxi. Estas amostras foram preparadas com níveis de carregamento de 0,02 a 0,2% e nenhuma teve resistências mensuráveis.
Pilhas de múltiplas camadas
[00118] Aspectos da presente descrição compreendem composições depositadas para um substrato como múltiplas camadas para formar uma pilha de múltiplas camadas. Em pelo menos um aspecto, uma pilha de múltiplas camadas provê uma menor resistência elétrica global se comparada com uma única camada da mesma composição e espessura. Uma pilha de múltiplas camadas também pode prover resistência aumentada da superfície/revestimento global, por exemplo, de um componente de veículo.
[00119] Uma pilha de múltiplas camadas compreende uma ou mais camadas de polímero, cada camada selecionada independentemente a partir de PANI:DNNSA, PEDOT:PSS, poliuretanos, acrilatos, polivinil butirais, e misturas dos mesmos. As uma ou mais camadas compreendem um ácido sulfônico, tal como DNNSA.
[00120] Uma pilha de múltiplas camadas também pode prover uma ou mais camadas condutoras para o uso como uma camada de aquecimento, por exemplo, aplicações de degelo, como explicado em maior detalhe abaixo. Em pelo menos um aspecto, uma pilha de múltiplas camadas compreende uma camada protetora externa disposta sobre uma camada eletricamente condutora. Como aqui usado, o termo camada “externa” inclui uma camada que não possui camada adicional para a camada externa, a camada externa sendo a camada diretamente exposta para o ambiente.
[00121] Exemplo 8: Pilha de múltiplas camadas: Exemplo 8 é uma pilha de múltiplas camadas de 4 camadas onde cada camada é PANI:DNNSA que é rinsado com IPA após a deposição de cada camada. Espessuras e valores de resistência de superfície para a pilha de múltiplas camadas após cada deposição e rinsagem são mostrados abaixo na Tabela 6. Resistências abaixo de 100 Q/* foram alcançadas com as amostras tratadas com IPA. Tabela 6: Resistência Média e medições de espessura para PANI/DNNSA tratado com IPA e puro.
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Aplicações de Composição
[00122] Exemplos não limitantes para os usos das composições da presente descrição compreendem usos como um termoplástico e/ou como um componente de material de prepreg. Para material de prepreg, as composições da presente descrição podem ser aplicadas para e/ou impregnados para materiais de fibra compostos de grafita, fibra de vidro, nylon, Kevlar® e materiais relacionados (por exemplo, outros polímeros de aramida), polietilenos, dentre outros.
[00123] Composições da presente descrição podem ser depositadas em uma superfície de um substrato, tal como um componente de veículo. Componentes de veículo incluem um componente estrutural tal como um painel ou junção de uma aeronave, automóvel, etc. Um componente de veículo compreende um nariz, um tanque de combustível, um cone de cauda, um painel, uma junta sobreposta revestida entre dois ou mais painéis, um conjunto de asa para fuselagem, compósito de aeronave estrutural, junta de corpo de fuselagem, junta de coluna de asa com pele, e/ou outro componente interno.
[00124] Composições podem ser depositadas em uma superfície de um substrato através de qualquer método de deposição adequado. Métodos de deposição incluem, mas não estão limitados a, imersão, pulverização, revestimento por escova, revestimento por giro, revestimento por rolo, revestimento por lâmina, e misturas dos mesmos. As composições da presente descrição podem ser depositadas para um substrato, tal como uma superfície de um componente de veículo, em uma faixa de espessuras, tal como entre cerca de 0,1 μm e cerca de 20 mm, tal como entre cerca de 1 μm e cerca de 10 μm, tal como entre cerca de 1μm e cerca de 8 μm, tal como entre cerca de 2 μm e cerca de 6 μm. A espessura de composição é usada para ajustar a condutividade e a resistência de uma composição depositada. A espessura de composição também pode ser usada para ajustar adicionalmente propriedades de “aeronavegabilidade” (tal como erosão das chuvas e aos danos por granizo e areia) da composição e resultante substrato revestido.
[00125] Após uma composição ser depositada para um substrato, a composição pode ser curada em qualquer temperatura adequada, por exemplo, para evaporar solvente. A cura pode ser realizada usando qualquer aparelho de cura adequado. Para a cura, uma temperatura da composição pode ser elevada gradualmente até uma temperatura de cura de pico em que a temperatura de cura de pico permanece constante por um período de tempo. Uma temperatura de cura de pico pode ser entre cerca de temperatura ambiente e cerca de 200°C, tal como entre cerca de 70°C e cerca de 150°C. As composições podem ser curadas por um período de tempo entre cerca de 1 segundo e cerca de 48 horas, tal como entre cerca de 1 minuto e cerca de 10 horas.
[00126] Pulverização para depositar uma composição para um substrato: Um ou mais polímeros é misturada com um solvente adequado (por exemplo, xilenos, tolueno, água, etc.) e pulverizado no topo de um substrato até uma espessura de película suficiente ser alcançada para obter uma resistência de superfície desejada. O solvente então pode evaporar em temperatura ambiente formando uma camada de composição curada no substrato.
[00127] Revestimento por giro para depositar uma composição para um substrato: Espessura de composição é usada para ajustar finamente a condutividade e a resistência de uma composição depositada por, por exemplo, revestimento por giro de PANI:DNNSA nos substratos em diferentes rotações de mandril. A Figura 11 ilustra a taxa de giro contra a espessura de composição. Como mostrado na Figura 11, composições não tratadas (círculos sólidos) são bastante dependentes da taxa de giro de moldagem. De maneira interessante, a diferença na espessura de composição final diminui após as composições serem tratadas (imersas em agente de rinsagem) (círculos abertos). Em pelo menos um aspecto, as composições da presente descrição são depositadas por revestimento por giro na taxa de giro entre cerca de 100 rotações por minuto (rpm) e cerca de 4.000 rpm, tal como entre cerca de 1.000 rpm e cerca de 3.000 rpm.
[00128] A Figura 12 ilustra condutividade contra espessura de películas de PANI:DNNSA como depositados para um substrato. Condutividade foi medida novamente como uma resistência quadrada ajustada para as dimensões de medição. Como mostrado na Figura 12, condutividade possui uma tendência linear quando aumenta com espessura crescente da composição depositada (pontos de dados mostrados como diamantes sólidos). Adicionalmente, uma falta de correlação entre condutividade e espessura para as amostras tratadas com agente de rinsagem (por exemplo, rinsagem com IPA) também foi observada (não mostrado na Figura 12).
[00129] Degelo: Após depositar uma ou mais composições da presente descrição para um componente, tal como um componente de veículo, (e cura opcional), o componente pode ser “descongelado” se, por exemplo, condições climáticas rígidas resultam em acúmulo de gelo em um ou mais componentes. Como as composições da presente descrição são condutoras, a aplicação de uma voltagem para uma superfície contendo a composição vai resultar em temperatura aumentada da superfície e fusão de uma porção do gelo acumulado na superfície. Em pelo menos um aspecto, uma voltagem é aplicada para uma superfície contendo uma ou mais composições da presente descrição que provê fusão completa de acúmulo de gelo na superfície. Em pelo menos um aspecto, uma voltagem é aplicada para uma superfície contendo uma ou mais composições da presente descrição que provê a fusão parcial de acúmulo de gelo na superfície tal que o acúmulo de gelo parcialmente derretido desliza do componente de veículo.
[00130] Em pelo menos um aspecto, o de gelo compreende contatar qualquer gerador de voltagem de AC/DC adequado com uma superfície contendo uma ou mais composições da presente descrição, e prover uma voltagem de AC para as uma ou mais composições. Contatar um gerador de voltagem de AC com uma superfície contendo uma ou mais composições (como um resistor) da presente descrição provê aquecimento resistivo de pelo menos a superfície e pode prover aquecimento resistivo de uma ou mais camadas de um componente de veículo. Em pelo menos um aspecto, degelo compreende prover voltagem para uma superfície contendo uma ou mais composições da presente descrição através da geração elétrica de componentes de uma aeronave. Por exemplo, um motor de aeronave é comutado para o modo ativo e a potência de AC provida por um motor de aeronave transmite para uma superfície da aeronave que faz o degelo de uma ou mais superfícies de componentes da aeronave. Estes aspectos proveem degelo intrínseco de uma aeronave sem uma necessidade de aplicar um gerador de voltagem externa para uma superfície de componente de aeronave.
[00131] Em pelo menos um aspecto, métodos compreendem prover uma voltagem de AC para uma superfície entre cerca de 10 Hertz e cerca de 2000 Hertz, tal como entre cerca de 200 Hertz e cerca de 600 Hertz, por exemplo, cerca de 400 Hertz. Em pelo menos um aspecto, métodos compreendem prover uma voltagem de AC para uma superfície entre 10 volts e cerca de 2000 volts, tal como entre cerca de 100 volts e cerca de 400 volts, por exemplo, cerca de 200 volts. Métodos compreendem ajustar a voltagem de AC com um ou mais transformadores. Métodos compreendem ajustar a voltagem de AC para voltagem de DC com um ou mais retificadores. Métodos compreendem ajustar a voltagem de DC para voltagem de AC com um ou mais osciladores.
[00132] Radome e outra dissipação eletrostática: Em uma aeronave, um radar está presente atrás do nariz da aeronave. O nariz geralmente acumula uma forma de eletricidade estática conhecida como estática de precipitação (estática P), que causa a interferência eletrostática com o radar em adição aos eventos de descarga de escova causando danos para um revestimento na superfície externa da aeronave. Interferência eletrostática com os resultados de radar em interferência de comunicação entre a aeronave e a torre de controle no solo bem como interferência com a detecção de outra aeronave no céu. Estática P adicionalmente causa a interferência eletrostática com outros componentes de uma aeronave, por exemplo, componentes que contêm antenas. Adicionalmente, a carga estática geralmente se acumula dentro de um tanque de combustível de uma aeronave que pode afetar a função de tanque de combustível.
[00133] Se a aeronave é um jato, por exemplo, a capota do jato geralmente acumula carga estática, que causa a interferência estática de radares e antenas.
[00134] Após depositar uma ou mais composições da presente descrição para um componente de veículo (e cura opcional), as uma ou mais composições dissipam de maneira eletrostática a eletricidade estática tal como estática P acumulada em uma localização na aeronave, tal como um nariz da aeronave. A dissipação eletrostática de eletricidade estática provê interferência eletrostática reduzida ou eliminada com um radar da aeronave e eventos de descarga de escova reduzidos ou eliminados nos danos reduzidos ou eliminados para um revestimento em uma superfície externa de uma aeronave. As composições da presente descrição proveem adicionalmente interferência eletrostática reduzida ou eliminada com outros componentes de uma aeronave, tais como componentes que contêm antenas. Se as composições da presente descrição são revestidas dentro de um tanque de combustível, as uma ou mais composições proveem acúmulo de carga estática reduzido ou eliminado dentro do tanque de combustível.
[00135] Aeronavegabilidade: Em adição a uma incapacidade de dissipar o acúmulo de carga, revestimentos convencionais de outra forma não são “aeronavegáveis”. Por exemplo, desempenho como para parâmetros de durabilidade tal como erosão das chuvas, resistência à luz UV, resistência à alta temperatura, resistência à baixa temperatura, e aos danos por granizo e areia são insuficientes para revestimentos de superfície convencionais em uma superfície de um veículo tal como uma aeronave. Adicionalmente, para revestimentos de uma capota de um jato e/ou para-brisa/janela de uma aeronave comercial ou jato, revestimentos nestas superfícies devem ser substancialmente transparentes para promover visibilidade através das superfícies. As composições da presente descrição são “aeronavegáveis” e aprimorar com um ou mais parâmetros de aeronavegabilidade (se comparados com revestimentos convencionais) tal como erosão das chuvas, resistência à luz UV, resistência à alta temperatura, resistência à baixa temperatura, aos danos por granizo e areia, e visibilidade.
[00136] Com relação à visibilidade, revestimentos convencionais geralmente possuem baixa transmitância de luz visível. Transmitância de luz visível é a quantidade de luz na porção visível do espectro eletromagnético que passa através de um material. Uma maior transmitância de luz visível quer dizer que existe mais luz passando através de um material para um espaço adjacente. Transmitância de luz visível global de uma janela ou capota é influenciada pelo tipo de vidraça, o número de painéis, e quaisquer revestimentos. Transmitância de luz visível varia a partir de mais de 90% para vidro transparente branco água não revestido até menos do que 10% para revestimentos altamente refletivos em vidro pintado. As composições da presente descrição proveem transmitância de luz visível acima de cerca de 50%, tal como acima de cerca de 60%, tal como acima de cerca de 70%, tal como acima de cerca de 80%, tal como acima de cerca de 90%.
[00137] Em adição, se um revestimento convencional é misturado com produtos químicos adicionais para aprimorar uma ou mais propriedades físicas desejadas do revestimento, tal como condutividade, o revestimento geralmente é incompatível com os produtos químicos adicionais, negando propriedades físicas desejadas dos produtos químicos adicionais adicionados para o revestimento. Revestimentos convencionais geralmente também são incompatíveis com revestimentos/superfícies subjacentes que levam à degradação da adesão na interface revestimento - revestimento. Em adição aos benefícios e aplicações mencionados anteriormente, as composições e métodos da presente descrição proveem a formação controlada de composições aeronavegáveis eletricamente dissipativas.
[00138] Composições e métodos da presente descrição proveem composições de baixa resistência (rinsadas em uma variedade de agentes de rinsagem), devido pelo menos em parte à remoção de ácido em excesso e a densificação da composição aumentando a percolação elétrica. Contrário aos resultados usando DNNSA, a remoção de DBSA de excesso antes de a moldagem da composição levar às composições de alta resistência.
[00139] PANI e PEDOT:PSS mostram-se promissores como polímeros condutores que podem ser formulados para composições depositadas para um componente de veículo. As composições da presente descrição, tais como composições contendo PVBs (polivinil butirais), são robustas, fáceis de trabalhar, satisfazem resistências dissipativas eletrostáticas, e são versáteis de aplicar.
[00140] Adicionalmente, se comparado com revestimentos com base iônica convencionais, as composições e métodos da presente descrição proveem lixívia de surfactante reduzida com o tempo em parte já que as quantidades de surfactante são reduzidas para as composições da presente descrição se comparadas com revestimentos com base iônica convencionais. Em adição, ácidos sulfônicos da presente descrição lixiviam a partir de formulações em um grau muito menor do que surfactantes convencionais de revestimentos com base iônica convencionais.
[00141] Adicionalmente, se comparado com os revestimentos preenchidos com negro de carbono convencionais, as composições e os métodos da presente descrição proveem deriva resistiva reduzida com o tempo. Revestimentos convencionais geralmente contêm quantidades substanciais de aditivos de carbono (tal como negro de carbono, nanotubos de carbono, esferas de bucky C60, grafeno, etc.) para um revestimento de maneira a aumentar a condutividade do revestimento. As composições da presente descrição proveem composições com quantidades reduzidas ou eliminadas de aditivos de carbono presentes nos revestimentos, o que reduz o peso global de um revestimento enquanto mantém propriedades elétricas suficientes.
[00142] As descrições de vários aspectos da presente descrição foram apresentadas para os propósitos de ilustração, mas não estão intencionadas a ser exaustivas ou limitadas para os aspectos descritos. Muitas modificações e variações serão aparentes para os peritos na técnica na técnica sem fugir do escopo dos aspectos descritos. A terminologia usada aqui foi escolhida, por exemplo, para explicar melhor os princípios dos aspectos, a aplicação prática ou aprimoramento técnico sobre tecnologias encontradas no mercado, ou para permitir que outros peritos na técnica entendam os aspectos descritos aqui.
[00143] Como aqui usado, a “componente de veículo” compreende qualquer componente de um veículo, tal como um componente estrutural, tal como um painel ou junção, de uma aeronave, automóvel, etc. O componente de veículo compreende um nariz, um tanque de combustível, um cone de cauda, um painel, uma junta sobreposta revestida entre dois ou mais painéis, um conjunto de asa para fuselagem, compósito de aeronave estrutural, junta de corpo de fuselagem, junta de coluna da asa para pele, e/ou outro componente interno. Componentes de veículo também compreendem qualquer componente adequado de um automóvel, veículo marinho, turbina de vento, estrutura de alojamento/solo, aparelho de perfuração e semelhantes.
[00144] Como aqui usado, o termo “composição” inclui, mas não está limitado a, misturas, produtos de reação, e películas/camadas, tais como películas finas, que podem ser dispostos em uma superfície, tal como uma superfície de um componente de veículo.
[00145] Aspectos adicionais são descritos de acordo com as seguintes cláusulas:
[00146] Cláusula 1. Uma composição dissipativa eletrostática compreendendo: um primeiro polímero; um segundo polímero; e um ácido naftil sulfônico, um ácido antracenil sulfônico, e/ou um ácido pirenil sulfônico.
[00147] Cláusula 2. A composição da Cláusula 1, em que o primeiro polímero compreende uma polianilina, uma poli(etilenodioxitiofeno), uma poli(estirenosulfonato) ou misturas dos mesmos.
[00148] Cláusula 3. A composição das Cláusulas 2 ou 3, em que o primeiro polímero é uma polianilina.
[00149] Cláusula 4. A composição de qualquer uma das Cláusulas 1 a 3, em que o segundo polímero compreende um poliuretano, um polivinil butiral, um poliacrilato, um epóxi, um solgel que contém glicidil-Si-Zr, um poliéster, uma resina fenoxi, um polissulfeto ou misturas dos mesmos.
[00150] Cláusula 5. A composição de qualquer uma das Cláusulas 1 a 4, em que o segundo polímero é um poliuretano ou um polivinil butiral.
[00151] Cláusula 6. A composição das Cláusulas 4 ou 5, em que o polivinil butiral está entre cerca de 10% em peso e cerca de 40% em peso da composição.
[00152] Cláusula 7. A composição de qualquer uma das Cláusulas 1 a 6, em que a polianilina está entre cerca de 0,1% em peso e cerca de 25% em peso da composição.
[00153] Cláusula 8. A composição de qualquer uma das Cláusulas 1 a 7, em que o ácido naftil sulfônico é ácido dinonil naftil sulfônico.
[00154] Cláusula 9. A composição de qualquer uma das Cláusulas 1 a 8, em que o primeiro polímero é uma mistura de uma poli(etilenodioxitiofeno) e uma poli(estirenosulfonato), em que a mistura está entre cerca de 1% em peso e cerca de 50% em peso da composição.
[00155] Cláusula 10. Composição de acordo com a reivindicação 9, em que o segundo polímero é um epóxi.
[00156] Cláusula 11. A composição de qualquer uma das Cláusulas 1 a 10, em que a composição possui uma transmitância de luz visível de mais do que cerca de 50%.
[00157] Cláusula 12. A composição de qualquer uma das Cláusulas 1 a 11, compreendendo adicionalmente um material de fibra compreendendo grafita, fibra de vidro, nylon, polímeros de aramida, polietileno ou misturas dos mesmos.
[00158] Cláusula 13. Um componente de veículo compreendendo a composição de qualquer uma das Cláusulas 1 a 12.
[00159] Cláusula 14. O componente de veículo da Cláusula 13, em que o componente de veículo é selecionado a partir do grupo que consiste de um nariz, um tanque de combustível, um cone de cauda, um painel, uma junta sobreposta revestida entre dois ou mais painéis, um conjunto de asa para fuselagem, um compósito de aeronave estrutural, uma junta de corpo de fuselagem, uma junta de pele para coluna da asa, e/ou outro componente interno.
[00160] Cláusula 15. Um componente compreendendo um substrato e a composição de qualquer uma das Cláusulas 1 a 3, em que a composição é uma camada tendo entre cerca de 0,1 μm e cerca de 10 μm de espessura e uma resistividade entre cerca de 1e+4 Q/* e cerca de 1e+8 Q/*.
[00161] Cláusula 16. Uma composição dissipativa eletrostática, compreendendo um ou mais produtos de reação de: um primeiro polímero em um solvente em uma porcentagem de sólidos entre cerca de 0,1% em peso e cerca de 30% em peso; um poliol; um isocianato; e um ácido sulfônico.
[00162] Cláusula 17. A composição da Cláusula 16, em que o primeiro polímero é uma polianilina, uma poli(etilenodioxitiofeno), uma poli(estirenosulfonato), e misturas dos mesmos.
[00163] Cláusula 18. A composição das Cláusulas 16 ou 17, em que o solvente compreende xileno, um benzeno, um tolueno, dimetilsulfóxido, água ou misturas dos mesmos.
[00164] Cláusula 19. A composição de qualquer uma das Cláusulas 16 a 18, em que o ácido sulfônico é um ácido naftil sulfônico.
[00165] Cláusula 20. Um método de formação de uma composição dissipativa eletrostática disposta em um substrato, compreendendo: misturar um primeiro polímero e um segundo polímero para formar uma primeira composição; depositar a primeira composição no substrato; e curar a primeira composição.
[00166] Cláusula 21. O método da Cláusula 20, compreendendo adicionalmente rinsar a primeira composição com um agente de rinsagem.
[00167] Cláusula 22. O método da Cláusula 21, em que o agente de rinsagem compreende álcool isopropílico, ácido p-toluenossulfônico, acetona, metanol, hidratos dos mesmos, solvatos dos mesmos ou misturas dos mesmos.
[00168] Cláusula 23. O método das Cláusulas 21 ou 22, em que a rinsagem compreende pulverizar o agente de rinsagem em uma superfície da primeira composição entre cerca de 1 segundo e cerca de 10 minutos.
[00169] Cláusula 24. O método de qualquer uma das Cláusulas 21 a 23, em que rinsar compreende pulverizar o agente de rinsagem em uma superfície de uma composição de uma quantidade entre cerca de 1 mL e cerca de 25 kL.
[00170] Cláusula 25. O método de qualquer uma das Cláusulas 21 a 24, compreendendo adicionalmente rinsar a primeira composição com uma segunda rinsagem compreendendo álcool isopropílico, ácido p- toluenossulfônico, acetona, metanol, hidratos dos mesmos, solvatos dos mesmos ou misturas dos mesmos.
[00171] Cláusula 26. O método de qualquer uma das Cláusulas 21 a 25, em que o agente de rinsagem é ácido p-toluenossulfônico e é uma mistura de 1% em peso de ácido p-toluenossulfônico em butoxietanol.
[00172] Cláusula 27. O método de qualquer uma das Cláusulas 21 a 26, em que rinsar compreende imergir a primeira composição no agente de rinsagem entre cerca de 1 segundo e cerca de 1 minuto.
[00173] Cláusula 28. O método de qualquer uma das Cláusulas 21 a 27, em que o agente de rinsagem compreende uma mistura de ácido dinonil naftil sulfônico e álcool isopropílico.
[00174] Cláusula 29. O método de qualquer uma das Cláusulas 20 a 28, compreendendo adicionalmente dissolver o primeiro polímero em um solvente antes de misturar o primeiro polímero com o segundo polímero, em que o solvente compreende xileno, um benzeno, um tolueno, dimetilsulfóxido, água ou misturas dos mesmos.
[00175] Cláusula 30. O método de qualquer uma das Cláusulas 20 a 29, em que o substrato é um componente de veículo e a primeira composição é depositada para uma espessura entre cerca de 0,1 μm e cerca de 10 μm.
[00176] Cláusula 31. O método de qualquer uma das Cláusulas 20 a 30, em que curar compreende elevar a temperatura da composição até uma temperatura de cura de pico e manter a temperatura de cura de pico entre cerca de 1 segundo e cerca de 48 horas.
[00177] Cláusula 32. O método da Cláusula 31, em que a temperatura de cura de pico está entre cerca de temperatura ambiente e cerca de 200°C.
[00178] Cláusula 33. O método de qualquer uma das Cláusulas 20 a 33, em que o substrato é um componente de veículo e depositar a primeira composição no substrato compreende revestir por giro a primeira composição em uma superfície do componente de veículo em uma taxa entre cerca de 100 rpm e cerca de 4.000 rpm.
[00179] Cláusula 34. Um método de aquecer um componente de veículo, compreendendo: depositar a composição de qualquer uma das Cláusulas 1 a 19 para um componente de veículo; e aplicar uma voltagem para uma superfície da composição disposta no componente de veículo.
[00180] Cláusula 35. O método da Cláusula 34, em que a aplicação da voltagem para a superfície da composição pelo menos parcialmente derrete água sólida disposta em uma superfície do componente de veículo.
[00181] Cláusula 36. O método das Cláusulas 34 ou 35, em que a voltagem é uma voltagem de corrente alternada entre cerca de 10 Hertz e cerca de 2000 Hertz e/ou entre cerca de 10 volts e cerca de 2000 volts.
[00182] Cláusula 37. O método de qualquer uma das Cláusulas 34 a 36, em que o componente de veículo é selecionado a partir do grupo que consiste de um nariz, um tanque de combustível, um cone de cauda, um painel, uma junta sobreposta revestida entre dois ou mais painéis, um conjunto de asa para fuselagem, um compósito de aeronave estrutural, uma junta de corpo de fuselagem, uma junta de pele para coluna da asa, e/ou outro componente interno.
[00183] Cláusula 38. O método da Cláusula 37, em que o primeiro polímero é selecionado a partir do grupo que consiste de uma polianilina, uma poli(etilenodioxitiofeno), uma poli(estirenosulfonato), e misturas dos mesmos, e o segundo polímero é selecionado a partir do grupo que consiste de um poliuretano, um polivinil butiral, um poliacrilato, um epóxi, um solgel que contém glicidil-Si-Zr, um poliéster, uma resina fenoxi, um polissulfeto, e misturas dos mesmos.
[00184] Enquanto os anteriores estão direcionados aos aspectos da presente descrição, outros e adicionais aspectos da presente descrição podem ser derivados sem fugir do escopo básico da mesma. Adicionalmente, enquanto os anteriores estão direcionados para polímeros, composições, e métodos como aplicados para a indústria aeroespacial, aspectos da presente descrição podem ser direcionados para outras aplicações não associadas com uma aeronave, tal como aplicações na indústria automotiva, indústria marinha, indústria de energia, turbinas de vento e semelhantes.

Claims (11)

1. Método de formação de uma composição dissipativa eletrostática disposta em um substrato, compreendendo: misturar um primeiro polímero e um segundo polímero para formar uma primeira composição; depositar a primeira composição no substrato; e curar a primeira composição; o método caracterizado por compreender adicionalmente: (i) rinsar a primeira composição com um agente de rinsagem; em que o agente de rinsagem compreende álcool isopropílico; e rinsar a primeira composição com um segundo agente de rinsagem compreendendo ácido p-Toluenossulfônico; ou (ii) rinsar a primeira composição com um agente de rinsagem; em que o agente de rinsagem compreende ácido p-Toluenossulfônico; e rinsar a primeira composição com um segundo agente de rinsagem compreendendo álcool isopropílico.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que rinsar compreende pulverizar o agente de rinsagem em uma superfície da primeira composição entre 1 segundo e 10 minutos; preferivelmente, entre 30 segundos e 2 minutos.
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que rinsar compreende pulverizar o agente de rinsagem em uma superfície de uma composição de uma quantidade entre 1 mL e 25 kL.
4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que rinsar compreende imergir a primeira composição no agente de rinsagem entre 1 segundo e 1 minuto.
5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o agente de rinsagem compreende uma mistura de ácido dinonil naftil sulfônico e álcool isopropílico.
6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente dissolver o primeiro polímero em um solvente antes de misturar o primeiro polímero com o segundo polímero, em que o solvente compreende xileno, um benzeno, um tolueno, dimetilsulfóxido, água ou misturas dos mesmos.
7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o substrato é um componente de veículo e a primeira composição é depositada para uma espessura entre 0,1 μm e 0 μm.
8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a cura compreende elevar a temperatura da composição até uma temperatura de cura de pico e manter a temperatura de cura de pico entre 1 segundo e 48 horas, preferivelmente, entre 1 hora e 10 horas.
9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de a temperatura de cura de pico está entre temperatura ambiente e 200°C, preferivelmente, entre 50°C e 90°C.
10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o substrato é um componente de veículo e depositar a primeira composição no substrato compreende revestir por giro a primeira composição em uma superfície do componente de veículo em uma taxa entre 100 rpm e 4.000 rpm, preferivelmente, entre 500 rpm e 2.000 rpm.
11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o agente de rinsagem ou o segundo agente de rinsagem é uma mistura de 1% em peso de ácido p-toluenossulfônico em butoxietanol.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10685761B2 (en) * 2016-08-30 2020-06-16 The Boeing Company Electrically conductive materials
KR20210007962A (ko) 2018-05-08 2021-01-20 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 조성물, 도전성 막의 제조 방법, 도전성 막 및 콘덴서
CN109143195B (zh) * 2018-09-19 2020-08-14 中国人民解放军国防科技大学 一种基于全kl散度的雷达目标检测方法
US11352509B2 (en) * 2019-12-04 2022-06-07 The Boeing Company Organically soluble conductive polymers
US11987669B2 (en) * 2020-10-08 2024-05-21 The Boeing Company Polyaniline compositions, articles thereof, and methods thereof
US20220135811A1 (en) * 2020-10-29 2022-05-05 The Boeing Company Static dissipating coatings, electronic circuits comprising such coatings, and methods of forming such coatings and circuits

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5160457A (en) * 1987-08-07 1992-11-03 Allied-Signal Inc. Thermally stable forms of electrically conductive polyaniline
JPH08120228A (ja) * 1994-10-20 1996-05-14 Hitachi Ltd 導体接続構造体、その製造方法および接続部材
US5716550A (en) 1995-08-10 1998-02-10 Eastman Kodak Company Electrically conductive composition and elements containing solubilized polyaniline complex and solvent mixture
US5780572A (en) * 1996-07-26 1998-07-14 Monsanto Company Method of increasing polyaniline conductivity
JPH1074601A (ja) * 1996-07-30 1998-03-17 Americhem Inc 固有導電性ポリマーから得られる調整された導電性コーティング物および混合物ならびにその製造方法
JPH10119444A (ja) * 1996-08-26 1998-05-12 Dainippon Printing Co Ltd 帯電防止性塗膜
US6310133B1 (en) 1997-08-25 2001-10-30 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Antistatic coat, thermal transfer sheet having antistatic property and antistatic agent
US6577358B1 (en) 1997-06-25 2003-06-10 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Lens film with conductive lens layer or conductive layer
DE69822867D1 (de) * 1997-10-29 2004-05-06 Rhode Island Education Leitfähige polymere für bschichtungen und antielektrostatische anwendungen
US6482521B1 (en) * 2000-07-31 2002-11-19 Hughes Electronics Corp. Structure with blended polymer conformal coating of controlled electrical resistivity
JP4806174B2 (ja) * 2003-10-20 2011-11-02 富士通株式会社 有機導電性組成物、透明導電膜、透明導電体、入力装置及びその製造方法
US7455793B2 (en) * 2004-03-31 2008-11-25 E.I. Du Pont De Nemours And Company Non-aqueous dispersions comprising electrically doped conductive polymers and colloid-forming polymeric acids
JP2006117906A (ja) * 2004-09-24 2006-05-11 Shin Etsu Polymer Co Ltd 帯電防止塗料、帯電防止膜及び帯電防止フィルム、光学フィルタ、光情報記録媒体
US7468332B2 (en) * 2005-09-02 2008-12-23 Jamshid Avloni Electroconductive woven and non-woven fabric
JP5085117B2 (ja) * 2006-05-23 2012-11-28 東海ゴム工業株式会社 導電性組成物およびそれを用いた導電性部材
JP5191171B2 (ja) * 2007-06-20 2013-04-24 テイカ株式会社 導電性高分子合成用分散剤兼ドーパント、それを用いて合成した導電性高分子、上記導電性高分子を含有する導電性組成物、上記導電性高分子または導電性組成物の分散液および上記導電性高分子または導電性組成物の応用物
US20090110811A1 (en) * 2007-10-24 2009-04-30 Lumimove, Inc. Dba Crosslink Method of improving the thermal stability of electrically conductive polymer films
JP2009270047A (ja) * 2008-05-09 2009-11-19 Yokohama Rubber Co Ltd:The 導電性組成物、帯電防止塗料およびそれを使用した保護フィルム
FR2984418B1 (fr) 2011-12-19 2014-01-24 Valeol Procede de degivrage de structures en materiaux composites, notamment de pales d'une eolienne, composition adaptee et dispositif adapte
US9302452B2 (en) * 2012-03-02 2016-04-05 Ppg Industries Ohio, Inc. Transparent laminates comprising inkjet printed conductive lines and methods of forming the same
WO2015019596A1 (ja) * 2013-08-06 2015-02-12 出光興産株式会社 無電解めっき下地膜形成用組成物
US9884685B2 (en) * 2014-05-28 2018-02-06 The Boeing Company External case heater for an angle of attack sensor
KR102401107B1 (ko) * 2015-02-24 2022-05-23 테크-타이요 코교 가부시키가이샤 방청 도료 조성물

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