CN107106902A - 滑雪板疏水处理和方法 - Google Patents

Abstract

一种滑雪板(10)，包括由可渗透材料制成的基层(12)，其中基层(12)用包括至少一种化学组分和用于该化学组分的载液的组合物进行处理，该至少一种化学组分使基层(2)具有水接触角大于120°的疏水性，该组合物渗入基层(12)的材料并且使材料改性为在其整个体积中是疏水的。

Description

滑雪板疏水处理和方法

技术领域

本发明涉及一种用于滑雪板的疏水处理组合物及将其施用于滑雪板的方法。

出于本说明书的目的，“滑雪板”应被解释为包括一对滑雪板的各个单独的滑雪板、滑雪单板以及雪橇、平底雪橇、长橇等的滑行部件。

背景技术

通常使用由高密度聚乙烯(HDPE)衍生的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)通过挤出或烧结材料生产滑雪板基底。通常，任何分子量超过310万的乙烯塑料适用于滑雪板或滑雪单板的基底。其他用于滑雪板基底的材料包括聚四氟乙烯(PTFE，通常称为Teflon^TM)和木材。

其中，基于乙烯的滑雪板具有较低的表面能，这降低了水分子与基底的表面结合的倾向，使得它们相对疏水。根据水滴和材料表面之间的接触角(θ)来定义疏水性。对于材料表面上的水滴，接触角是该材料表面与在水滴与材料表面相遇的点处水滴表面的切线之间的角度。超疏水表面可以被定义为具有等于或高于150°的接触角。已知的人造超疏水材料由于为此目的设计的薄表面涂层而具有超疏水性，但是涂层的损坏或磨损导致明显损失所期望的超疏水性能。

对滑雪板的表面上蜡增加其疏水性(将水滴的接触角从大约90°增加到大约110°至120°)，通过减少疏水基底和雪之间的摩擦力稍微改善滑雪板或滑雪单板在雪上的“滑行”。这通常涉及优化在雪和疏水基底之间产生的水薄膜的厚度，以及平衡“湿”摩擦和“干”摩擦。与类似的但无蜡的基底的性能相比，当将蜡施用于基底上时，基底的孔隙率越大，“滑行”的改善(在一定程度上)就越大。一些基底还具有添加剂(例如碳氟化合物粉末或石墨)，其进一步提高了它们的“滑行”。

挤出的基底通过熔化聚乙烯、将其挤出成板材、然后切出所需的基底形状而制成。这样的基底如果未被上蜡，则具有赋予与雪适度滑行交互的性能。这是由于其光滑、少孔的表面，其制造便宜并且需要最少的维护。相比之下，制备烧结基底相对昂贵，由于聚乙烯必须被磨削成粉末、经受热和压力、然后切片成形，相对于挤出基底，在基底内产生不同的颗粒(grain)结构。烧结基底比挤出基底更耐用，并且还已知当上蜡后在雪上更快。这是因为它们固有的更高的孔隙率，这比挤出基底更容易接受蜡。然而，相对于挤出基底，它们还需要施用蜡来使其潜在性能最大化。

用于滑雪板的蜡在使用过程中被磨掉(特别是由于与冰的摩擦)，并被沉积在雪上。这意味着蜡必须定期重新施用。这样的蜡通常含有各种各样的化学物质，每个蜡的精确配方被各个制造商作为商业秘密而隐藏。然而，已知存在于这种蜡中的某些化合物包括可对环境具有破坏作用的碳氟化合物。这尤其适用于以下情况：受污染的雪熔化(特别是在春季，对于非永久性度假胜地)，并将化学物质带入地下水层和其他水源。在正常蒸发过程中，如果化学物质与水结合，则化学物质也可能变成空气传播。鉴于在这种蜡中化学物质的已知毒性，当地野生动植物会受到不利影响，损害当地的生态。居住在该地区的人也会类似地受到影响。

本发明的目的是减少或基本消除上述问题。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种滑雪板，其包括由可渗透材料制成的基层，其中所述基层用组合物处理，所述组合物包括：至少一种化学组分，所述至少一种化学组分用以赋予所述基层疏水性，使得所述基层具有大于120°的水接触角；用于所述化学组分的载液，所述组合物渗入所述基层的材料并且使所述材料改性以使所述材料在其整个体积中是疏水的。

经处理的滑雪板是非常有利的，因为它具有疏水性基层，该疏水性基层最小化与滑雪板滑行或滑过的表面的摩擦力，从而增加滑雪板的性能。尤其，对滑雪板表面上蜡仅实现大约120°的最大水接触角，因此大于该接触角的接触角将导致与水的相互作用降低，因此具有更好的“滑行”性能。如果在使用期间发生对基层的任何损坏(包括基层的逐渐侵蚀)或准备使用滑雪板时(例如通过磨削)，基层的新暴露部分也具有水接触角大于120°的疏水性能，这意味着滑雪性能未受到不利影响。

载液确保当施用化学组分时化学组分(其赋予疏水性能)完全渗入基层。组合物渗入滑雪板的基层，并且结合到基层内的单个颗粒的表面，从而涂覆每个颗粒的外表面(即使在该颗粒位于远离滑雪板外表面的位置处)。因此，基层在其整个体积内被改性为疏水性；也就是说，暴露基层的先前未暴露部分只是改变基层的物理形状，而不是实质上改变接触雪的部分的疏水性。

至少一种化学组分可以赋予基层疏水性，使得对于该基层具有125°或更大的水接触角。优选地，至少一种化学组分可以对赋予基层超疏水性，使得该基层具有150°或更大的水接触角。

至少125°的接触角减小了滑雪板与水结合的程度。与疏水性滑雪板相比，具有超疏水性滑雪板更有利，因为水接触角大得多，从而降低水与表面相互作用的程度。由于阻力和其他摩擦力损失被最小化，这增加了滑雪板的性能，使得滑雪板在雪上的速度最大化。尤其，对滑雪板表面上蜡仅实现大约120°的最大水接触角，因此150°或更大的接触角将导致显著降低的与水的相互作用。与简单的超疏水性涂层(如果任何部分损坏，其将失去超疏水性)不同，基层在其整个体积中被改性为超疏水性，使得通过制造或使用而改变滑雪板的表面并不会去除超疏水性能。

如前所述，因为组合物渗入滑雪板并且结合到基层内各个颗粒的表面，从而涂覆每个颗粒的外表面(甚至在颗粒位于远离滑雪板外表面的位置处)实现这一点。这样即使损坏时也防止水与滑雪板表面的任何部分的结合，而水薄膜优先与非超疏水性部分结合，并通过增加的阻力和摩擦力而导致显著的性能损失。

化学组分可以包括至少一种具有官能团的聚合物。优选地，每种聚合物可以具有至少一个重复单元。更优选地，官能团可以包括功能化硅。

使用具有官能团的聚合物是有利的，因为这些官能团可以被调整以通过赋予滑雪板疏水性来改善滑雪板的“滑行”，同时主聚合物对这些官能团的簇提供支撑结构。在官能团中具有功能化硅可以赋予疏水性，并且提供形成硅基结合网络的可能性，该硅基结合网络对所处理材料的主体赋予疏水性。

至少一种聚合物可以是交替共聚物，其可以至少由氢化双酚A和表氯醇生成。

一对合适的可共聚化合物的一个示例是氢化双酚A和表氯醇，从而当交替共聚物链生长时在该交替共聚物链上提供反应性末端环氧化物。用其他化学物质与这些末端环氧化物反应可以阻止链增长，并使聚合物链被能够赋予疏水性的基团官能化。通过将化学物质施用于滑雪板的表面，它们渗入该层并一起反应，从而在整个层中形成三维网络。这加强整个层并赋予整个结构疏水性。

至少一种聚合物的官能团可以由固化剂产生。优选地，固化剂包括胺基。更优选地，固化剂可以包括功能化硅。更优选地，固化剂可以是3-氨基丙基三乙氧基硅烷。

因为固化剂固化并硬化所得到的聚合物，同时将硅酸盐基团并入聚合物中，故它是有利的。由于它很难磨损，这可以确保它不会快速或容易地侵蚀。使用3-氨基丙基三乙氧基硅烷作为固化剂是有利的，因为其伯胺基可以与附近聚合物链上的数个末端环氧化物基团反应，从而使所形成的共价网络的范围最大化，同时硅酸盐基团能够灵活地重新定位、位于丙基链末端处。

至少一种聚合物的官能团可以通过交联剂交联。优选地，交联剂可以是基于硅酸盐的交联剂。更优选地，交联剂可以是四乙基硅酸盐。

使硅酸盐官能团交联确保了硅酸盐网络在整个层中延伸、而不是具有单个的硅酸盐基团(其会在较小程度上改善“滑行”)。四乙基硅酸盐是用于此目的的有效交联剂，确保了该层不仅被涂覆、而且被硅酸盐网络完全渗透，从而赋予主体材料疏水性能。

载液可以包括至少一种溶剂。该溶剂可以包括以下物质中的一者或多者：乙醇、丁酮、1-甲氧基-2-丙醇。

使用溶剂可以暂时溶解化学组分并使其完全渗入基层，确保了一旦溶剂已干燥，则在基层的整个体积中赋予疏水性能。此外，溶剂还可以加速聚合物的固化过程，特别是在使用乙醇和/或1-甲氧基-2-丙醇的情况下。

可替选地，化学组分可以包括至少一种类型的聚硅氧烷。优选地，化学组分可以包括两种类型的聚硅氧烷。更优选地，所述类型的聚硅氧烷或每种类型的聚硅氧烷可以具有胺化的官能团。还更优选地，每个胺化官能团可以包括两个胺基。甚至更优选地，每个胺化官能团可以包括伯胺。

一种合适的化学物质类是聚硅氧烷，其可以容易地赋予疏水性。将聚硅氧烷加入到滑雪板中是有利的，因为它具有低的表面能(或表面张力)，这是使其通过赋予疏水性来改善滑雪板的“滑行”的关键性能。它们关于其Si-O-Si键也是内在柔性的，这确保了单个的聚硅氧烷在滑雪板弯曲期间不会变得容易损坏。聚硅氧烷的组合可以用来调整所赋予的“滑行”程度。具有胺化的官能团、特别是包括伯胺的双胺化基团使聚合物结合到滑雪板。在施用组合物之前，它们还改善了聚硅氧烷的水溶性，但不是聚硅氧烷已经施用于滑雪板时。

所述类型的聚硅氧烷或每种类型的聚硅氧烷可以是聚[3-((2-氨基乙基)氨基)丙基]甲基(二甲基)硅氧烷。优选地，所述类型的聚硅氧烷或每种类型的聚硅氧烷可以是以下物质中的一者：甲氧基封端的聚硅氧烷、羟基封端的聚硅氧烷。

聚[3-((2-氨基乙基)氨基)丙基]甲基(二甲基)硅氧烷是合适的一类聚硅氧烷的一个示例。这些聚硅氧烷相对于典型的聚硅氧烷具有较高的渗透性，从而提高了其渗入滑雪板的速率。使用甲氧基-封端或羟基-封端的聚硅氧烷(或两者)确保了聚硅氧烷网络特别柔性，并且在滑雪板弯曲期间不会被损坏。它还对由入射的紫外(UV)光所造成的损害赋予一些抗性，确保了聚硅氧烷网络不会轻易由于在海拔高度上的增加的UV暴露而降解。

在该替选方案中，载液可以包括至少一种溶剂。溶剂可以包括以下物质中的一者或两者：二乙二醇单丁醚、乙二醇单己醚。

使用溶剂可以暂时溶解化学组分并使其完全渗入基层，确保一旦溶剂已经干燥，在基层的整个体积中赋予疏水性能。二乙二醇单丁醚和乙二醇单己醚都是水溶性的，并且可以在施用组合物之前改善相关聚硅氧烷的水溶性。

可渗透材料可以至少部分地是乙烯塑料。优选地，可渗透材料可以至少部分地是超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。可替选地，可渗透材料可以至少部分地是木制的。

滑雪板通常由乙烯塑料制成，乙烯塑料通常是UHMWPE。组合物能够渗入UHMWPE并对基本上整个材料赋予疏水性能。

滑雪板可以包括用组合物处理的顶层。

对滑雪板的顶层也进行处理是有利的，因为这可以减少在诸如滑雪道外滑雪的情况下的阻力，在该情况下厚雪会覆盖滑雪板。它也可以减少在滑雪板顶层上的积雪。

根据本发明的第二方面，提供了一种用组合物处理滑雪板表面材料的方法，包括以下步骤：(a)清洁待处理的表面，(b)将组合物施用于表面，和(c)使组合物渗入表面；所述组合物包括：至少一种化学组分以及用于该化学组分的载液，该至少一种化学组分用以赋予材料疏水性，使得材料具有大于120°或更大的水接触角，其中所述组合物使材料改性以使其在整个体积中是疏水性的。

为了确保组合物的施用在整个滑雪板中产生较均匀的疏水性，在施用组合物之前清洁表面。这意味着几乎没有污染物保留以与组合物反应或使所得到的滑雪板材料的疏水结构不稳定。组合物被施用于滑雪板的表面并使其渗入通过滑雪板的表面，确保将疏水性(具有大于120°的水接触角)赋予到滑雪板的整个可渗透部分。如果此后在使用中发生对外部表面的任何损坏，则新暴露的滑雪表面也具有水接触角大于120°的疏水性，并且性能不会明显变差。

至少一种化学组分可以赋予材料疏水性，使得材料具有125°或更大的水接触角。优选地，该方法中的至少一种化学组分可以赋予材料超疏水性，使得材料具有150°或更大的水接触角。

至少125°的接触角降低水分与滑雪板结合的程度大于降低蜡与滑雪板结合的程度。与疏水性滑雪板相比，具有超疏水性的滑雪板更有利，因为水接触角大得多，从而降低水与表面相互作用的程度。由于阻力和其他摩擦力损失被最小化，这增加了滑雪板的性能，使得滑雪板在雪上的速度最大化。尤其，对滑雪板上蜡仅实现大约120°的最大水接触角，因此150°或更大的接触角将导致显著降低的与水的相互作用。与简单的超疏水性涂层不同(如果任何部分损坏，其将失去超疏水性)，则基层在其整个体积中被改性为超疏水性，使得通过制造或使用而改变滑雪板的表面并不会去除超疏水性能。

该方法可以还包括以下步骤：(d)使组合物固化，和(e)从经处理的表面去除过量的组合物。

在使用滑雪板之前使组合物固化，使得在任何反应完成之前该层不被引入到水(其可以是雪的形式)中，否则水会影响对基层的疏水性改性的完整性。从滑雪板上去除多余的组合物略微降低滑雪板的重量并改善其美学外观。

在步骤(a)中清洁待处理的表面可以包括以下步骤中的至少一者：从表面去除任何蜡、蒸汽处理表面、用酒精擦拭表面。

这些步骤分别确保滑雪板表面不被蜡或灰尘污染，因此不会阻碍组合物渗入材料(或另外经受不利或无意的反应)。

在步骤(b)中将组合物施用于表面包括以下步骤中的至少一者：将组合物喷涂到表面上，将该组合物物理施用于表面上并将其铺展在整个表面上。

喷涂施用是快速的、给予较均匀的覆盖率，并且在组合物较快干燥的情况下是最适用的。将组合物物理施用于滑雪板并将其铺展，确保完全覆盖并且在组合物较慢干燥的情况下是最适用的。

在步骤(d)中，可将过量的组合物从经处理的表面磨削掉。

磨削对处理后的滑雪板表面是有利的，因为它产生平滑的光洁面，从而进一步最小化在使用过程中任何潜在的阻力和摩擦力。这是可能的，因为组合物透过其施用的表面的整个材料，因而从表面破坏性去除材料不会不利地影响滑雪板的疏水性能。

待处理的表面可以是以下中的一者或多者：基层、顶层。

由于在使用过程中该表面几乎始终与雪和/或冰接触，故处理滑雪板的基层本质上是有利的。对滑雪板的顶层也进行处理是有利的，因为这可以减少在诸如滑雪道外滑雪的情况下的阻力，在该情况下厚雪会覆盖滑雪板。它也可以减少滑雪板的顶层上的积雪。

附图说明

将仅通过举例参考附图来更好地理解本发明、并且更清楚地示出如何实施本发明，其中：

图1示出滑雪板的第一实施方式的横截面示意图；

图2示出表面和该表面上的水滴的示图，该表面已经用第一种类型组合物处理以使其是疏水性的；和

图3示出表面和该表面上的水滴的示图，该表面已经用第二种类型的组合物处理以使其是超疏水性的。

具体实施方式

首先参考图1，滑雪板的第一实施方式通常以10表示。图1示出典型滑雪板的构造，其中基层12用于在雪上滑行，且其周边由两个硬质边缘14、16限定。基层12通过第一中间粘合层18牢固地结合到滑雪板的芯层20。芯层20通过第二中间粘合层22进一步结合到滑雪板的顶层24。侧壁26、28在硬质边缘14、16上方包围滑雪板的侧面，以保护芯层20和粘合层18、22免受退化。在这个实施方式中，侧壁26、28朝向滑雪板的基层12向外略微锥形化。

例如，上述每个层可以由多层材料构成，以形成更强的层压材料。这对于芯层20是特别恰当的，其中可以使用木材的组合，如可以是各种塑料或纤维。硬质边缘14、16通常由诸如钢的金属制成，以当沿斜坡向下滑行时帮助用户转向。当将组合物施用于基层12以将其改性为疏水的时，组合物完全透过基层12，而不会对边缘14、16、粘合层18、22或芯层20产生不利影响。这确保了当在包含水的表面上滑行时，基层12的性能增强，但不影响滑雪板的结构完整性。因此，相对于预处理的滑雪板，滑雪板的柔性和强度没有降低，且滑雪板的与性能相关的其它性质也不会受到不利影响。

现在参考图2和图3，示出水滴在被改性为疏水性的表面(以30指出)和超疏水性的表面(以40指出)上的行为，其分别表示经处理的滑雪板的基层。类似于木制滑雪板的颗粒，由UHMWPE制成的滑雪基底在材料的整体结构中具有微观缺陷。这些是在加工后当材料冷却时形成的，其产生在颗粒边界处固化并且不完全符合的UHMWPE的等效颗粒。颗粒可以是微米级或纳米级的。

在用组合物处理滑雪板以将这些颗粒改性为疏水性或超疏水性的情况下，组合物粘附到每个颗粒的表面，提供疏水性的纳米结构。纳米结构的确切形式取决于所用的化学物质和组成。在基层中附接至每个颗粒表面的纳米结构有助于降低水滴与每个表面结合的趋势。组合物可以根据颗粒尺寸而提供微米结构以及纳米结构。

在图2中，在暴露的表面34(即，当观察滑雪板时可见的表面)上以及遍及该表面的未暴露的材料36(即，隐藏在可见表面之下的材料)中，这些纳米结构32之间的距离都是小的。因此，水滴38将形成基本上半球形的形状，总而言之，因为对于水滴最大化水-水分子间相互作用比最大化水-表面相互作用在能量上更有利。

在图3中，在暴露的表面44(即，当观察滑雪板时可见的表面)上以及遍及该表面的未暴露的材料46(即，隐藏在可见表面之下的材料)中，同等的纳米结构42更靠近在一起。这导致形成接近球形形状的水滴48，因为对于水滴最大化水-水分子间相互作用比最大化水-表面相互作用在能量上有利得多。由于与图2相比，水滴更接近球形，故在水滴与疏水性表面相交处水滴的表面切线的角度较大，即，其水接触角较大。在图3中，角度大于150°，表面被归类为超疏水性的表面，同时在图2中，较不明显的角度为大于90°，表面仅被归类为疏水性的表面。

因此，关于水滴中的水分子之间的内聚力，与图2和图3中存在的疏水性滑雪板表面相比，对于水更大量地粘附到上蜡的滑雪板表面上在能量上更有利。这是因为完全上蜡的滑雪板表面仅达到120°的最大水接触角。由于其更广泛的相互作用，上蜡的滑雪板将经历相对较大的阻力和摩擦力损失。相比之下，当滑雪板越过支撑表面(无论是雪、冰或水，或其中之一的模拟物)移动时，由于存在相对较少的待克服的表面相互作用，因此疏水性滑雪板由于这些因素将具有相对较低的损失。

仅作为示例性实施方式，将滑雪板改性为疏水性的第一种类型的组合物可以包括多种化合物，其与溶剂混合物一起渗入滑雪板基底的微观结构中以赋予疏水性，这里列出化合物(I-IV)。一个可能的这种实施方式可以包括化合物(I)(氢化双酚A)和化合物(II)(表氯醇)。这些可以一起购买，以CAS：30583-72-3列出。还可以包括化合物(III)(3-氨基丙基三乙氧基硅烷，以CAS：919-30-2列出)和化合物(IV)(四乙基硅酸盐，以CAS：78-10-4列出)。该组合物中所用的溶剂是乙醇、丁酮和1-甲氧基-2-丙醇。这些物质一起作为载液，并使得化合物(I-IV)能够渗入并充满滑雪板材料。醇可以在所涉及的反应中作为促进剂。随着反应进行，各种溶剂的大部分蒸发。然而，可以使用任何合适的溶剂。

在将组合物施用于滑雪板基底时，随着溶剂蒸发一起，化学物质进行反应。化合物(I)的分子上的每个羟基可被化合物(II)的分子上的氯原子取代，或引起化合物(II)分子中的环氧化物开环。当存在化合物(III)时，氨基反而可以在聚合物链末端处引起化合物(II)中的环氧化物开环。经过空间考量，氨基可以对另外的环氧化物进行另外的开环，使较短的单独链穿过滑雪板的被渗透的材料而形成三维网络。这些步骤通常被称为“固化”。此外，在化合物(IV)的存在下，化合物(III)的硅酸盐基团可以通过来自化合物(IV)的乙醇与由环氧化物开环产生的醇基团的缩合而交联，从而形成穿过其所渗入的滑雪板材料的三维硅酸盐网络。这种硅酸盐网络特别地赋予材料疏水性，其中当溶剂蒸发时也发生交联。

当施用于滑雪板时，上述组合物赋予暴露的表面以及主体材料疏水性，使得暴露滑雪板的经处理部分的新表面(例如通过意外损坏(例如划痕))仅影响滑雪板的物理形状，而不影响其疏水性能。这是可能的，因为组合物渗入滑雪板中并且结合到基层内的单个颗粒的表面，从而涂覆每个颗粒的外表面(甚至在颗粒位于远离滑雪板外表面的位置处)。这导致每个涂覆的颗粒具有主要是硅酸盐的表面，从而赋予疏水性。因此，由于损坏或磨损而从滑雪板基底损失的任何颗粒仅暴露另外的具有相同疏水性能的颗粒，从而使滑雪板保持其疏水性能。组合物可以被认为是成为材料微观结构的一部分。

当聚合物形成大的交联网络时，该组合物特别难以磨损，当滑雪板被用来穿过相关的支撑表面(无论是雪、冰或水)时，其对侵蚀或通过摩擦带来的损坏具有非常大的抗性。因此，可以认为，相对于滑雪板的使用寿命，处理是永久性的。虽然对滑雪板磨损特别具有抗性，但是需要花费时间来利用组合物改性滑雪板，因为水的存在(例如雪)会改变发生在滑雪板的表面处的化学反应，所以组合物必须在使用之前渗入和设置在滑雪板内。具体地，它将快速消耗化合物(II)，并与聚合物链中的任何环氧化物反应，防止大的交联网络恰当地形成。

该组合物的化学组分(化合物(I-IV))按成比例的量提供。该特定示例的典型组合物可包括5重量％至20重量％的化合物(I-IV)，其余为溶剂；然而，该组合物不仅限于这些比例的化学物质。该组合物通常在通过去除任何蜡而清洁滑雪板的表面之后被手动地施用于滑雪板的基层。为了确保深层的蜡也被去除，滑雪板用热熨铁蒸汽处理，并且其表面用酒精擦拭以去除另外的污染物。然后将化学物质混合在一起，并且一旦均化则施用于滑雪板的表面，使得渗入接收表面。该步骤优选在干燥环境中完成，以防止水污染该组合物。

组合物通常渗入基层的整个深度(其通常为大约1.2mm)中，固化以形成具有交联硅酸盐的三维聚合物网络。一旦完全固化(在某些情况下可耗费约36小时)，任何过量物质被去除，以使暴露的表面光滑，从而将其优化使用。然而，根据温度和其他变量，组合物可以更快地固化，在某些情况下只需要几分钟。在这些情况下，组合物已经固化，但残留量的所用溶剂可仍然存在，另外的固化时间使这些溶剂能够蒸发。

因为例如刮削或磨削表面将不会破坏滑雪板的疏水性能(假设滑雪板没有被涂覆但是被组合物完全渗透)，故可以使用标准的滑雪板制备技术来完成过量物质的去除。在去除期间对滑雪表面的轮廓的任何改变将仅暴露也是疏水性的先前未暴露的表面。该方法仅涉及可用于将滑雪板基底整体改性为疏水性的组合物的一个示例，并且不限于仅以上描述的组合物。

在另一示例性实施方式中，将滑雪板改性为疏水性的第二种类型的组合物包括不同的化合物和溶剂。在该第二种类型的组合物中，例如可以使用两类功能化的聚硅氧烷来获得疏水性，这两类功能化的聚硅氧烷以下被称为化合物(V)。出于本实施方式的目的，在两类这样的聚硅氧烷中，一类是羟基封端的聚硅氧烷(CAS：75718-16-0)，一类是甲氧基封端的聚硅氧烷(CAS：102782-92-3)。用于该组合物的溶剂是二乙二醇单丁醚和乙二醇单己醚。然而，可以使用任何合适的溶剂。

聚硅氧烷能够透过其所施用的滑雪板的材料微观结构，并且再次赋予滑雪板的主体材料、特别是基层疏水性。虽然它不像第一种类型的组合物那样形成大的互连的三维网络，但它可以更快地施用，因为它不需要时间来固化。反而聚硅氧烷通过其胺化基团的相互作用粘结到滑雪板基底中的每个单个颗粒的表面。

在第二种类型的组合物中，所使用的特定溶剂是水溶性的，因此它们也可用于在水中溶剂化聚硅氧烷。这意味着其可以配制用于水基喷雾剂，使得相对于第一组合物而更快地施用。相对于滑雪板的使用寿命，这种组合物也被认为是永久性的。

该第二种类型的组合物仍然需要时间渗入滑雪板材料中，但是在使用之前不需要另外的时间来固化。为了施用该组合物，将其喷涂到洁净的滑雪板表面上，并使其渗入材料中，并在此过程中进行干燥。如果需要，它仍然可以在表面上手动施用和铺展，然而在任何一种情况下，在施用之前表面洁净更好。请注意，组合物不被构思为限于上述溶剂-这仅仅是将该组合物中这些化合物溶剂化的一种可能方式。

两种组合物具有以下优点：无论滑雪板是全新的还是先前用过的，如果是洁净的，则它们可以用于处理滑雪板。当将任一种组合物施用于滑雪板的与雪接触的区域、尤其是基层时(但也可以处理顶层)，滑雪板的相关部分将被永久地改性并且此后具有疏水性能，无论其是由木材还是由乙烯塑料(如UHMWPE)制成。与未经处理但上蜡的滑雪板相比，所得到的滑雪板具有至少等同的、但主要是优异的疏水性，从而使用户在使用中体验相似或优异的“滑行”。这使得与雪接触的基部的制造商设计的结构能够更有效地进行操作。每种组合物还对通常认为对在UHMWPE上的使用是安全的而不损坏UHMWPE的化学物质具有抗性。因此，传统上用于改善“滑行”的附加产品(例如蜡)的需求被完全消除。

虽然在上述具体实施方式中没有描述，但是可以设想到本文所述的组合物的变型将适用于处理滑雪板并使滑雪板改性以具有大于120°的水接触角，使滑雪板在其整个体积中具有疏水性能；或具有125°或更大、甚至150°或更大的水接触角，使滑雪板在其整个体积中具有超疏水性能。具有不同官能团和构成单体的其它聚合物被设想成与合适的溶剂组合来赋予疏水性，而不论使用具有单一重复单体的聚合物、具有两种取代单体的共聚物或任何其它种类的聚合物。聚合物链长可以是一种单体、数种单体或许多种单体，因为如上所述，为了使滑雪板改性，设想了许多不同的组合物变型。对上述取代单体的化学结构或元素组成不认为具有限制。类似地，对这种聚合物上的官能团的化学结构或元素组成不认为具有限制。显然，在一般的聚合物群组中的任何数量的化合物可以用于以所述方式实现疏水性，且上述实施方式不以任何方式限制本发明。

上述实施方式仅作为示例提供，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，各种改变和修改对于本领域技术人员将是显而易见的。

Claims (38)

1.一种滑雪板，包括由可渗透材料制成的基层，其中，所述基层用包括以下物质的组合物处理：

至少一种化学组分，所述至少一种化学组分用以赋予所述基层疏水性，使得所述基层具有大于120°的水接触角，和

用于所述化学组分的载液，

所述组合物渗入所述基层的材料并且使所述材料改性以使所述材料在其整个体积中是疏水的。

2.根据权利要求1所述的滑雪板，其中，所述至少一种化学组分赋予所述基层疏水性，使得所述基层具有125°或更大的水接触角。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的滑雪板，其中，所述至少一种化学组分赋予所述基层超疏水性，使得所述基层具有150°或更大的水接触角。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的滑雪板，其中，所述化学组分包括至少一种具有官能团的聚合物。

5.根据权利要求4所述的滑雪板，其中，每种聚合物具有至少一个重复单元。

6.根据权利要求4或权利要求5所述的滑雪板，其中，所述官能团包括功能化硅。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的滑雪板，其中，所述至少一种聚合物是至少由氢化双酚A和表氯醇生成的交替共聚物。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的滑雪板，其中，所述至少一种聚合物的官能团由固化剂产生。

9.根据权利要求8所述的滑雪板，其中，所述固化剂包括胺基。

10.根据权利要求8或权利要求9所述的滑雪板，其中，所述固化剂包括功能化硅。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的滑雪板，其中，所述固化剂是3-氨基丙基三乙氧基硅烷。

12.根据权利要求4至11中任一项所述的滑雪板，其中，所述至少一种聚合物的官能团通过交联剂交联。

13.根据权利要求12所述的滑雪板，其中，所述交联剂是基于硅酸盐的交联剂。

14.根据权利要求12或权利要求13所述的滑雪板，其中，所述交联剂是四乙基硅酸盐。

15.根据前述权利要求中任一项所述的滑雪板，其中，所述载液包括至少一种溶剂。

16.根据权利要求15所述的滑雪板，其中，所述溶剂包括以下物质中的一者或多者：乙醇、丁酮、1-甲氧基-2-丙醇。

17.根据权利要求1至5中任一项所述的滑雪板，其中，所述化学组分包括至少一种类型的聚硅氧烷。

18.根据权利要求17所述的滑雪板，其中，所述化学组分包括两种类型的聚硅氧烷。

19.根据权利要求17或权利要求18所述的滑雪板，其中，所述类型的聚硅氧烷或每种类型的聚硅氧烷具有胺化的官能团。

20.根据权利要求19所述的滑雪板，其中，每个胺化的官能团包括两个胺基。

21.根据权利要求19或权利要求20所述的滑雪板，其中，每个胺化的官能团包括伯胺。

22.根据权利要求17至21中任一项所述的滑雪板，其中，所述类型的聚硅氧烷或每种类型的聚硅氧烷是聚[3-((2-氨基乙基)氨基)丙基]甲基(二甲基)硅氧烷。

23.根据权利要求17至22中任一项所述的滑雪板，其中，所述类型的聚硅氧烷或每种类型的聚硅氧烷是以下物质中的一者：甲氧基封端的聚硅氧烷、羟基封端的聚硅氧烷。

24.根据权利要求17至23中任一项所述的滑雪板，其中，所述载液包括至少一种溶剂。

25.根据权利要求24所述的滑雪板，其中，所述溶剂包括以下物质中的一者或两者：二乙二醇单丁醚、乙二醇单己醚。

26.根据前述权利要求中任一项所述的滑雪板，其中，所述可渗透材料至少部分地是任何乙烯塑料。

27.根据前述权利要求中任一项所述的滑雪板，其中，所述可渗透材料至少部分是超高分子量聚乙烯。

28.根据权利要求1至25中任一项所述的滑雪板，其中，所述可渗透材料至少部分是木制的。

29.根据前述权利要求中任一项所述的滑雪板，其中，所述滑雪板包括用所述组合物处理的顶层。

30.一种用组合物处理滑雪板表面的材料的方法，包括以下步骤：

(a)清洁待处理的表面；

(b)将所述组合物施用于所述表面；和

(c)使所述组合物渗入所述表面，

所述组合物包括：至少一种化学组分以及用于所述化学组分的载液，所述至少一种化学组分用以赋予所述材料疏水性，使得所述材料具有大于120°的水接触角，其中，所述组合物使所述材料改性以使所述材料在其整个体积中是疏水的。

31.根据权利要求30所述的方法，其中，所述至少一种化学组分赋予所述材料疏水性，使得所述材料具有125°或更大的水接触角。

32.根据权利要求30或权利要求31所述的方法，其中，所述至少一种化学组分赋予所述材料超疏水性，使得所述材料具有150°或更大的水接触角。

33.根据权利要求30至32中任一项所述的方法，包括以下其他的步骤：

(d)使所述组合物固化；和

(e)从经处理的表面去除过量的组合物。

34.根据权利要求30至33中任一项所述的方法，其中，在步骤(a)中清洁所述待处理的表面包括以下步骤中的至少一者：从所述表面去除任何蜡、蒸汽处理所述表面、用酒精擦拭所述表面。

35.根据权利要求30至34中任一项所述的方法，其中，在步骤(b)中将所述组合物施用于所述表面包括以下步骤中的至少一者：将所述组合物喷涂到所述表面上、将所述组合物物理施用于所述表面上并将其铺展在整个表面上。

36.根据权利要求33所述的方法，其中，在步骤(e)中将过量的组合物从经处理的表面磨削掉。

37.根据权利要求30至36中任一项所述的方法，其中，所述待处理的表面是以下中的一者或多者：所述基层、所述顶层。

38.一种滑雪板，所述滑雪板参考附图的图1至图3以及如附图的图1至图3所示基本上如本文所描述。