CN113817384A

CN113817384A - 厌冰涂料和涂覆的制品

Info

Publication number: CN113817384A
Application number: CN202110645543.9A
Authority: CN
Inventors: B·克努森
Original assignee: Pall Corp
Current assignee: Pall Corp
Priority date: 2020-06-19
Filing date: 2021-06-10
Publication date: 2021-12-21
Anticipated expiration: 2041-06-10
Also published as: ES2946713T3; US11459482B2; CN113817384B; JP7176163B2; EP3926016B1; EP3926016A1; JP2022008097A; US20210395560A1

Abstract

提供一种厌冰涂料组合物，其包含：包含聚(苯基缩水甘油基醚)‑共聚‑甲醛和固化剂的环氧树脂；氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂；和溶剂混合物，其包含汉森溶解度参数为14≤δ_D≤17、6≤δ_P≤13和4≤δ_H≤8的第一溶剂；和汉森溶解度参数为16≤δ_D≤19、4≤δ_P≤9和11≤δ_H≤15的第二溶剂。另外提供一种涂覆的过滤器，其包含：具有上游表面和下游表面的多孔介质，其中至少该上游表面具有由该涂料组合物形成的涂层。还描述了涂覆的制品和形成涂覆的制品的方法和抑制冰形成的方法。

Description

厌冰涂料和涂覆的制品

技术领域

本发明涉及涂料、尤其是厌冰涂料的领域。

背景技术

航空中的结冰条件可导致在飞机上的冰聚集，这可具有有害的效果。常规地，将除冰流体(二醇和水的混合物)加热并喷涂到飞机上以除去冰和雪。可以任选地施加具有与该除冰流体类似的更浓缩的组合物的第二抗结冰流体来防止进一步结冰。然而，施加除冰流体的过程(包括速度和彻底性)影响它防止冰聚集的能力。除冰涂层是暂时的，并且表面必须每次在存在结冰条件时重新涂覆。此外，除冰流体是施加至飞机的外表面而非内部部件上，该内部部件也会易于结冰。

此外，当飞机在高海拔下飞行时，冰可以在飞机中的各种组件如燃料过滤器、歧管和阀门上形成，并且在这些组件上的冰聚集可对飞机产生不利的影响。特别是，在飞机燃料过滤器上的冰聚集可中断飞机发动机或不利地影响飞机发动机的性能。

因此，仍然存在用永久性涂层防止在表面上的冰聚集的需要。

发明内容

本发明提供一种涂料组合物，其包含：包含聚(苯基缩水甘油基醚)-共聚-甲醛和固化剂的环氧树脂；氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂；和溶剂混合物，该溶剂混合物包含(i)汉森溶解度参数为14≤δ_D≤17、6≤δ_P≤13和4≤δ_H≤8的第一溶剂；和(ii)汉森溶解度参数为16≤δ_D≤19、4≤δ_P≤9和11≤δ_H≤15的第二溶剂。

此外提供一种形成涂覆的制品如过滤器的方法，该方法包括将该涂料组合物施加到该制品的至少一部分表面上。该涂覆的制品将使冰脱落并且抑制冰形成。另外，该涂覆的制品将不吸收水或充当聚结器，因为该涂层不是疏水性或亲水性的。因此，提供一种涂覆的过滤器，其包含具有上游表面和下游表面的多孔介质，其中至少该上游表面具有由该涂料组合物形成的涂层。

本发明还提供一种抑制制品表面上的冰形成的方法，其包括将该涂料组合物施加到该制品的至少一部分表面上，和固化该涂料组合物以提供涂层，该涂层包含具有不同组成的不同层。

附图说明

图1是本发明的厌冰涂层的示意性图示。

图2是用于测量冰在本发明涂层上的粘合的测试技术的方案图示。

图3A是可以根据本发明实施方案涂覆的示例性飞机燃料过滤器的透视图；图3B是图3A中所示的飞机燃料过滤器的局部剖视图。

图4是可以根据本发明实施方案涂覆的包含飞机燃料过滤器装置外壳(显示为含有燃料过滤器)的示例性飞机燃料过滤器装置的等距侧视图。

图5A-5C显示了另一可以根据本发明实施方案涂覆的飞机燃料过滤器外壳的各种视图。图5A显示了等距侧视图；图5B显示了等距前视图；和图5C显示了顶视图。

图6A-6C显示了又另一可以根据本发明实施方案涂覆的飞机燃料过滤器外壳的各种视图。图6A显示了等距侧视图；图6B显示了等距前视图；和图6C显示了顶视图。

图7A-7C显示了在用于飞机的装置中的可以根据本发明实施方案涂覆的阀门(显示为旁通阀)和过滤器的各种视图。图7A显示了等距视图；图7B显示了剖视图；和图7C是图7B中所示细节B的放大视图。

具体实施方式

本发明提供一种涂料组合物，其当施加到制品表面上时，在该表面上形成永久性厌冰涂层。除了是厌冰的之外，该涂层可以进一步用于防止其他粘合剂粘附到涂覆的基底上。因此，提供一种涂料组合物，其包含：包含聚(苯基缩水甘油基醚)-共聚-甲醛和固化剂的环氧树脂；氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂；和溶剂混合物，该溶剂混合物包含(i)汉森溶解度参数为14≤δ_D≤17、6≤δ_P≤13和4≤δ_H≤8的第一溶剂；和(ii)汉森溶解度参数为16≤δ_D≤19、4≤δ_P≤9和11≤δ_H≤15的第二溶剂。已经发现该涂料组合物的组分使得能够在基底的表面上形成具有耐高温性和耐化学品性和低机械挠性的涂层。

如果该涂覆的制品是飞机燃料过滤器，则该厌冰涂层可以允许减小过滤器尺寸和重量，因为可不需要额外的冰保持能力。

该环氧树脂包含聚(苯基缩水甘油基醚)-共聚-甲醛和固化剂。如果需要的话，则其他组分如催化剂和/或稀释剂可以存在于该环氧树脂中，以便使得能够形成该涂层。该聚(苯基缩水甘油基醚)-共聚-甲醛可以是式(I)的环氧苯酚聚合物：

其中R是H或烷基(例如甲基、乙基、丙基、丁基)，并且苯环之间的连接是邻-邻、邻-对和/或对-对。该聚(苯基缩水甘油基醚)-共聚-甲醛的数均分子量典型地为约2000g/mol或更小(例如约1500g/mol或更小、约1200g/mol或更小、约1000g/mol或更小、约800g/mol或更小、约700g/mol或更小或约600g/mol或更小)。聚(苯基缩水甘油基醚)-共聚-甲醛的具体实例具有CAS登记号28064-14-4(数均分子量是约570g/mol)。该环氧苯酚聚合物可以是商业购买的或由线性酚醛清漆聚合物和表氯醇合成。线性酚醛清漆聚合物在本领域已知作为衍生自苯酚和甲醛的低分子量聚合物。

该固化剂是任何合适的环氧树脂固化剂，例如胺(如脂族胺、改性脂族胺、脂环族胺、芳族胺、酰氨基胺、聚酰胺及其加成物)、酸(有机酸如羧酸及其酸酐)、酚、醇、硫醇或其任意组合。固化剂的具体实例包括例如氨基乙基哌嗪、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、亚甲基二苯胺、N-(2-羟丙基)乙二胺、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、双氰胺、六氢邻苯二甲酸酐、三聚氰胺、酚、脲醛、胺与三氟化硼的络合物(如三氟化硼单乙胺)、胺与三氯化硼的络合物(如三氯化硼N,N-二甲基辛胺)、苄基二甲胺、异丁酸、己酸、新戊酸、羟基新戊酸、环己烷羧酸、1-甲基环己烷羧酸、苯甲酸、2-甲基-苯甲酸、3-甲氧基苯甲酸、3-甲氧基苯甲酸、2-乙氧基-苯甲酸、4-乙氧基-苯甲酸、酚、壬基酚、脂族醇-环氧烷加成物、二巯基甲烷、二巯基丙烷、二巯基环己烷、2-巯基乙基-2,3-二巯基琥珀酸酯、2,3-二巯基-1-丙醇(2-巯基乙酸酯)、二甘醇双(2-巯基乙酸酯)、1,2-二巯基丙基甲醚、双(2-巯基乙基)醚、三羟甲基丙烷三(巯基乙醇酸酯)、季戊四醇四(巯基丙酸酯)、季戊四醇四(巯基乙醇酸酯)、乙二醇二巯基乙醇酸酯、三羟甲基丙烷三(β-硫代丙酸酯)、二巯基苯、三巯基苯或四巯基苯、双(巯基烷基)苯、三(巯基烷基)苯或四(巯基烷基)苯、双(巯基烷基硫代)烷烃、三(巯基烷基硫代)烷烃或四(巯基烷基硫代)烷烃、二巯基联苯、二巯基甲苯、二巯基萘、氨基-4,6-二硫醇-均三嗪、烷氧基-4,6-二硫醇-均三嗪、芳氧基-4,6-二硫醇-均三嗪、1,3,5-三(3-巯基丙基)异氰尿酸酯、双(巯基烷基)二硫化物、羟烷基硫化物双(巯基丙酸酯)、羟烷基硫化物双(巯基乙酸酯)、巯基乙基醚双(巯基丙酸酯)、1,4-二噻烷-2,5-二醇双(巯基乙酸酯)、硫代二乙醇酸双(巯基烷基酯)、硫代二丙酸双(2-巯基烷基酯)、4,4-硫代丁酸双(2-巯基烷基酯)、3,4-二巯基噻吩(3,4-thiophenedithiol)、铋硫醇、2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑及其组合。在一种优选的实施方案中，该固化剂是胺如胺加成物(如三氯化硼N,N-二甲基辛胺)。

优选地，该环氧树脂是单组份体系，其中该聚(苯基缩水甘油基醚)-共聚-甲醛和固化剂在使用前处于同一容器中。在一些实施方案中，该环氧树脂具有比要涂覆的制品的运行温度低的玻璃化转变温度。例如该环氧树脂的玻璃化转变温度可以小于约153℃(例如小于约145℃、小于约140℃、小于约135℃或小于约130℃)。在该环氧树脂的任何实施方案中，该环氧树脂是透明的，在室温下稳定(例如具有在室温下6个月的稳定的贮藏期)，不包含填料，和/或在航空航天流体热浸泡(例如SKYDROL^TM，Jet-A，MIL-PRF-23699和MIL-PRF-83282)中不降解。

该氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂是任何氟硅氧烷橡胶，其与该环氧树脂形成合适的涂料，如本文所述。如本文所用，氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂包含大部分的二有机硅氧烷单元，其含有至少一个氟取代基(例如1、2或3个氟取代基，优选3个氟取代基)。术语“大部分”指的是至少50mol％(例如至少60mol％、至少70mol％、至少80mol％或至少90mol％)的该聚硅氧烷包括氟取代的二有机硅氧烷单元。

氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂可以具有式(II)：

其中R^1-5是相同或不同的，并且各自是烷基，前提是R¹和R²中至少之一是氟取代的烷基，R⁶是烯基，并且每种情况的X是相同或不同的，并且各自是H或烷基取代的甲硅烷基。下标m是整数1-1000，下标n是0或整数1-500，和o是0或整数1-500。与m、n和o相关的重复单元在每个聚合物链中可以无规排列。在一些实施方案中，(i)R¹是甲基，R²是3,3,3-三氟丙基，和n和o各自是0，(ii)R¹、R³和R⁴各自是甲基，R²是3,3,3-三氟丙基，和o是0，和(iii)R¹、R³、R⁴和R⁵是甲基，R²是3,3,3-三氟丙基，和R⁶是乙烯基。在任何的这些实施方案中，X是OH或–Si(Me)₂OH。优选地，该氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂是3,3,3-三氟丙基取代的聚(烷基硅氧烷)树脂。

优选地，该氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂具有比要涂覆的制品的运行温度低的玻璃化转变温度和/或在航空航天流体热浸泡(例如SKYDROL^TM，Jet-A，MIL-PRF-23699和MIL-PRF-83282)中不降解。

在本文的任何实施方案中，术语“烷基”表示直链或支化的烷基取代基，其含有例如约1至约45个碳原子(例如约1至约30个碳原子、约1至约20个碳原子、约1至约12个碳原子、约1至约8个碳原子、约1至约6个碳原子或约1至约4个碳原子)。烷基的实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、正己基等。烷基可以是取代的或未取代的，如本文所述。在实施方案中，烷基是用1或更多个(例如1、2、3、4、5或6个)结构部分如氟取代的。甚至在烷基是亚烷基链(例如-(CH₂)n-)的情况中，该烷基可以是取代的或未取代的，如本文所述。

在本文的任何实施方案中，如本文所用，术语“烯基”表示含有例如约2至约18个碳原子(例如约2至约12个碳原子、约2至约10个碳原子、约2至约8个碳原子、约2至约6个碳原子)的线性烯基取代基。根据一种实施方案中，该烯基是C₂-C₄烯基。烯基的实例包括乙烯基、烯丙基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、1-己烯基等。烯基可以是取代的或未取代的，如本文所述。

环氧树脂与氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂的比率是约85:15至60:40。发现如果氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂的量小于15wt％，则涂层将不能有效地使冰脱落。进一步发现如果环氧树脂小于60wt％，则环氧树脂将不形成坚固的表面。在某些实施方案中，环氧树脂与氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂的比率是约80:20至70:30，尤其是约80:20。

在一些实施方案中，该涂料组合物不含有聚硅烷。

该涂料组合物包括溶剂混合物，该溶剂混合物包含两种通过它们的汉森溶解度参数(HSP)来最佳定义的溶剂。汉森溶解度参数列于Hansen，C.，Hansen SolubilityParameters，用户手册，第2版，2007中，其以其全部通过引用并入本文。HSP基于三种参数定义溶剂：δ_D，其表征了来自分子间的分散力的能量，δ_P，其表征了来自分子间的偶极分子间力的能量，和δ_H，其表征了来自分子间的氢键的能量。虽然是理论的，但是这些值是公知的，并且可以在许多数据库中找到。优选地，该环氧树脂和氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂至少部分或完全可溶于该溶剂混合物中。

第一溶剂的汉森溶解度参数是14≤δ_D≤17、6≤δ_P≤13和4≤δ_H≤8。在一些实施方案中，第一溶剂的HSP是15≤δ_D≤17、7≤δ_P≤11和5≤δ_H≤7.5。合适的第一溶剂包括例如丙酮、甲乙酮、甲丙酮、乙酸丁二醇酯、1-硝基丙烷、乙酸甲酯和丙二醇单乙醚乙酸酯。优选地，第一溶剂是丙酮。

第二溶剂的汉森溶解度参数是16≤δ_D≤19、4≤δ_P≤9和11≤δ_H≤15。在一些实施方案中，第二溶剂的HSP是17≤δ_D≤18.5、4≤δ_P≤8.2和12≤δ_H≤14.5。合适的第二溶剂包括例如苄醇、2-苯氧基乙醇、四氢糠基醇、环己醇、丙二醇苯醚、2-氯苯酚和己二醇。优选地，第二溶剂是苄醇。

该溶剂混合物包含使得能够形成本文所述涂层的任何合适比率的第一溶剂与第二溶剂。在某些实施方案中，第一溶剂与第二溶剂的比率可以是90:10至98:2。第一溶剂以更高的量存在以帮助溶解氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂。在优选的实施方案中，第一溶剂与第二溶剂的比率是约98:2。例如，该溶剂混合物包含约98:2比率的丙酮:苄醇。

本发明提供一种形成涂覆的制品的方法，该涂覆的制品例如涂覆的过滤器元件和过滤器，(参见图3A和3B，其显示了包含过滤器元件210的过滤器200(显示为褶皱状过滤器)，还显示了内过滤器芯和外包裹物)，过滤器装置(参见图4，显示了过滤器装置2000，其包含主外壳体10和入口1和出口2以及多孔过滤器200，该多孔过滤器200包含横过从入口和出口的流体流路布置在外壳中的多孔过滤器元件210)，包含主外壳体10、入口1和出口2的过滤器外壳1000(参见图5A-5C和6A-6C)，歧管和/或阀门(参见图7A-7C，显示了具有旁通阀和过滤器的装置)。该方法包括将本文所述的涂料组合物施加到制品的至少一个表面的至少一部分上。该方法可以进一步包括在施加该涂料组合物之前制备该涂料组合物。因此，该方法可以包括提供包含第一溶剂和第二溶剂的混合溶剂，将氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂溶解在混合溶剂中，和随后将环氧树脂溶解在该混合溶剂中。

在一些实施方案中，将氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂加入至混合溶剂，以使得该溶液包含至多约1.25wt％(例如至多约1.1wt％、至多约1wt％)的溶解的氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂。特别地，氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂可以通过搅拌和/或超声溶解在该混合溶剂中。如果需要的话，则可以将该溶液加热到低温(例如约30℃)，只要仔细监测和替换任何损失的第一溶剂即可。可以使用任何可替代的混合方案，只要监测和保持期望的溶剂比即可。

该环氧树脂可以使用搅拌和/或超声溶解在含有氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂的混合溶剂中。如本文所述，搅拌可以是手动的、机械的或二者。

施加可以包括任何合适的施加技术如喷涂、浸涂、旋涂、擦涂、辊涂或其组合。在优选的实施方案中，该涂料组合物使用可调节的喷涂装置来施加，以控制涂层厚度。在该涂料组合物已经施加至至少一个表面后，该涂料组合物可以进一步经受固化。典型地，固化在大部分第一溶剂已经从该涂料组合物中蒸发后进行。

在优选的实施方案中，所形成的涂层是硬的、光滑的、连续的并且不被常见溶剂(例如醇或丙酮)毁坏或损坏。

该涂层可以具有任何厚度，只要该涂层可以使冰脱落和排斥冰就行。通常，该涂层的厚度将是至少约1μm(例如至少约5μm、至少约10μm、至少约20μm、至少约50μm、至少约80μm、至少约100μm、至少约110μm、至少约120μm、至少约130μm、至少约140μm、至少约150μm、至少约160μm、至少约170μm、至少约180μm、或至少约190μm)。典型地，该涂层的厚度将是约500μm或更小(例如约400μm或更小、约350μm或更小、约300μm或更小、约250μm或更小、约200μm或更小、约180μm或更小、约150μm或更小、约120μm或更小、约100μm或更小、约80μm或更小、约50μm或更小、约20μm或更小或约10μm或更小)。任何两个前述端点可以用于定义一个封闭端的范围，或单个端点可以用于定义一个开放端的范围。例如该涂层的厚度可以是约1-500μm或约10-100μm或约50-200μm或约100-180μm。与喷涂的层(例如约15μm)相比，旋涂的层倾向于是较厚的(例如约150μm)。

虽然氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂可溶于第一溶剂中，但是该氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂在该第二溶剂中具有非常有限的溶解度。发现由于溶剂混合物中溶剂以不同速率蒸发，因此该氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂变得不太可溶并且迁移到表面。当该溶剂混合物含有约相等份数的第一和第二溶剂时，该氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂将从溶液中出来，并且将在仍然溶解的环氧树脂的表面上形成固体漂浮物。所形成的涂层具有梯度组成，其随后固化。特别地，涂层的梯度(分层)结构包含与涂覆的表面相对的包含大部分氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂的最外层，与涂覆的表面相邻的包含大部分环氧树脂的最内层，和处于最外层和最内层之间的包含该氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂和环氧树脂的混合物的插入层。参见图1。不希望受限于任何理论，据信富含环氧的层是热固性层，其提供结合强度、耐热性和耐化学品性，而富含氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂的层是热塑性层，其提供冰脱落。

要涂覆的制品可以是实心的或渗透性的。在一些实施方案中，该制品是多孔的、渗透性的、半渗透性的或选择性渗透的，并且截留等级(removal rating)可以从微多孔或更粗到超多孔、纳米多孔或更细。合适深度的过滤器材料的孔隙率是约0.1μm至约100μm(例如约0.1-10μm)、约0.005μm至约0.1μm或约0.001μm至约0.01μm，这取决于多孔介质的最终用途。

此外，该制品可以由任何合适的材料如金属材料、陶瓷材料、玻璃、聚合物材料或其组合制成。

适合用于本发明的金属材料包括例如不锈钢，镍，钛，钽，铝，铜，金，银，铂，锌，镍钛合金(镍钛诺)，镍、铬和铁的合金(INCONELTM、Special Metals，Corporation，Elkhart，IN)、铱，钨，硅，镁，锡，镀锌钢，热浸镀锌钢，电镀锌钢，退火的热浸镀锌钢，任何前述金属的合金，含有任何前述金属的涂层及其组合。在一些实施方案中，该金属材料是烧结的。

适合用于本发明的陶瓷材料包括例如稀土元素的氧化物、铝酸盐、硅酸盐、钛酸盐、氮化硼、氮化硅、碳化硅、氧化铝、二氧化硅、二氧化钛及其组合。在一些实施方案中，该陶瓷材料是烧结的。

适合用于本发明的天然聚合物材料包括例如多糖(例如棉花、纤维素)、虫胶、琥珀、羊毛、蚕丝、天然橡胶及其组合。

适合用于本发明的合成聚合物材料包括例如聚乙烯吡咯烷酮、丙烯酸类树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚丙烯腈、缩醛、聚苯醚、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯(例如高密度聚乙烯)、聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯亚胺、聚酯、聚醚、聚酰胺、聚原酸酯、聚酐、聚砜、聚醚砜、聚己内酯、聚羟基-丁酸酯戊酸酯、聚内酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯以及其共聚物和组合。在一些实施方案中，聚合物材料是烧结的。

根据这些方法，提供一种涂覆的过滤器，其包含具有上游表面和下游表面的多孔介质，其中至少该上游表面具有由本文所述的涂料组合物形成的涂层。图3A、3B和4显示了包含可以根据本发明实施方案涂覆的多孔介质的示例性过滤器装置和示例性过滤器元件。该多孔介质在组装于过滤器中之前可以进行涂覆，或可以在过滤器部分地组装的同时进行涂覆，或可以在经组装的过滤器中进行涂覆。如果期望的话，则该多孔介质的上游和下游表面二者可以是涂覆的。形成过滤器的多孔介质可以包含褶皱状或螺旋缠绕的渗透性片，其具有一个或多个层，包括过滤器介质层，一个或多个排出和/或支撑层，和/或缓冲层。可替代地，该多孔介质可以包含渗透性中空纤维或渗透性团块(mass)如中空圆柱形渗透性团块的束。该多孔介质的样式可以是例如长丝或纤维的织造或非织造片、网或团块或渗透性膜如呈片或中空纤维的形式。要涂覆的多孔介质可以是可商购的多孔介质。

进一步提供一种抑制制品的表面上的冰形成的方法，该制品特别是过滤器元件和过滤器(参见图3A和3B，还显示了内过滤器芯和外包裹物)，过滤器装置(参见图4)，过滤器外壳(参见图5A-5C和6A-6C)，歧管和/或阀门(参见图7A-7C，显示了包括旁通阀的装置3000，其中例如可以将涂料施加到用于旁通阀的入口壁上和用于过滤器元件的入口壁上，以及施加到阀门如弹簧或垫圈(显示为贝氏(Belleville)垫圈，其中至少该垫圈面朝旁路的入口的表面是涂覆的)的至少一部分上，所示的装置3000还包括多孔过滤器200’，其包含也可以根据本发明实施方案涂覆的多孔过滤器元件210’)。该方法包括将本文所述的涂料组合物施加到该制品的至少一部分表面上，和固化该涂料组合物以提供包含具有不同组成的不同层的涂层。特别地，该涂层包含与表面(例如过滤器介质的上游表面)相对的包含大部分氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂的最外层，与上游表面(例如过滤器介质的上游表面)相邻的包含大部分环氧树脂的最内层，和处于该最外层和最内层之间的包含氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂和环氧树脂的混合物的插入层。作为抑制冰形成的方法的部分，该涂料组合物可以在如本文所述施加该涂料组合物之前制备。

在某些实施方案中，要涂覆的制品是过滤器装置，其可以包含多孔介质和外壳，该外壳具有入口和出口并且在该入口和出口之间限定流体流路，并且多孔介质横过该流体流路(参见图4，显示了过滤器装置2000，其包含在外壳10中横过入口1和出口2之间的流体流路布置的过滤器200)。该多孔介质和外壳二者可以是涂覆的，或多孔介质或外壳任一可以是涂覆的。形成过滤器的多孔介质如本文所述。该外壳包括使得能够使用多孔介质的任何部分，例如容器、壁、接头、储器等。形成过滤器的多孔介质和在多孔介质周围的外壳可以由任何合适的材料制备，该材料能够经受住过滤器装置的运行温度和压力。该多孔介质和外壳可以由彼此相同或不同的材料形成。它们可以由金属材料、陶瓷材料、玻璃、聚合物材料或其组合形成，如本文所述。该多孔介质可以呈渗透性织造或非织造纤维片、渗透性负载或未负载膜或渗透性纤维团块的形式，并且样式可以是烧结金属颗粒状物或纤维、玻璃纤维或天然或合成聚合物，包括聚合物纤维或渗透性聚合物片。

该外壳优选包含金属材料或聚合物材料。例如该外壳可以由不锈钢、聚丙烯或高密度聚乙烯形成。典型地，用于飞机过滤器装置的外壳由金属如铝、镁、不锈钢或由包括金属的复合材料形成。如果期望的话，该外壳可以例如通过流延、增材制造、挤出和光聚合来制造。

例如该外壳可以是整料，经由增材制造(有时候称作“增层制造”或“3D打印”)来制造，典型地通过用可活化粘结剂粘结在一起的金属粉末的反复沉积来形成(例如粘结剂喷射，有时候称作“滴于粉末上”)，典型地随后是聚集粉末，例如通过烧结来进行。其他合适的方法包括挤出(例如糊挤出，熔合长丝制作和熔合沉积模制)和光聚合(例如光固化成形设备(SLA)和数字光加工(DLP))。

如本文所用，术语“约”典型地指的是值的±1％、值的±5％或值的±10％。

下面的实施例进一步说明本发明，但是当然不应当解释为以任何方式限制本发明的范围。

实施例1

该实施例显示了制备根据本发明实施方案的涂料组合物的方法。

制备了98vol％的丙酮和2vol％的苄醇的储液。将8mg(约1wt％)质量的SILASTIC^TMLS-5-8725氟硅氧烷橡胶溶解在该储液中。为此，将氟硅氧烷橡胶切成小片，和然后在盖紧盖子的情形下进行超声，直到溶解。在几小时的超声后，将混合物移动到搅拌板，并且在盖紧盖子的情形下搅拌以防止溶剂逸出。一旦该氟硅氧烷橡胶完全溶解，则将32mg的环氧树脂(Epic Resins A0222)溶解在该储液中，以使得环氧树脂与氟硅氧烷橡胶的重量比是约80:20。将该涂料施加到基底表面上，将该涂层在烘箱中根据针对使用的具体环氧树脂所推荐的条件进行固化。

实施例2

该实施例显示了测试根据本发明实施方案的涂料组合物的厌冰性能的方法。

使用实施例1中制备的80:20涂料组合物。类似的涂料组合物是用重量比为90:10的环氧树脂:氟硅氧烷橡胶来制备的。将每个涂料组合物施加到铝基底上以形成涂层。将一块样品冰置于涂覆的基底顶上，并且施加一定的力。五个测试运行的结果在表1中给出并进行了平均。

表1

被认为是厌冰的涂层的剪切应力(τ冰)小于100kPa(14.5psi))。如表1中可见，实施例1中制备的80:20涂料组合物在使冰脱落方面的效率比90:10涂料组合物高4倍多。

所有文献、包括本文引用的公开文献、专利申请和专利通过引用至与如同每个文献单独地和具体地指示为通过引用并入相同的程度并入本文，并且以其全部在本文中进行阐明。

在描述本发明的上下文中(尤其是在下面的权利要求的上下文中)，使用术语“一个(a)”和“一种(an)”以及“该”和“至少一种”和类似指代物被解释为覆盖单数和复数二者，除非在本文另有指示或与上下文明显矛盾。在一种或多种项目列举之后使用术语“至少一种”(例如“A和B中的至少一种”)被解释为表示选自所列项目(A或B)的一种项目或两种或更多种所列项目(A和B)的任意组合，除非在本文中另有指示或与上下文明显矛盾。术语“包含/包括(comprising)”、“具有(having)”、“包括(including)”和“含有(containing)”被解释为是开放端术语(即表示“包括但不限于”)，除非另有指示。在本文中范围值的引述仅意图充当单独提及落入该范围内的每个分别的值的速记方法，除非本文中另有指示，并且每个分别的值如同它在本文中单独引述那样被引入说明书中。本文所述的所有方法可以以任何合适的次序进行，除非本文另有指示或与上下文明显矛盾。使用本文提供的任何和所有实施例或示例性语言(例如“例如”)意图仅是更好地阐明本发明，并且不对本发明的范围施加限制，除非另有声明。说明书中的语言不应当被解释为指示任何未要求保护的元件对于本发明的实践来说是基本的。

本文描述了本发明优选实施方案，包括发明人已知的用于进行本发明的最佳模式。通过阅读前述描述，那些优选实施方案的变体对于本领域普通技术人员来说可变得明显。本发明人预期本领域技术人员合适地采用这样的变体，并且本发明人意图本发明以不同于本文具体描述的那样来实践。因此，本发明包括被适用法律允许的附加于其上的权利要求所述主题的所有改动和等价物。此外，本发明涵盖上述元件在其所有可能的变化中的任意组合，除非本文中另有指示或与上下文明显矛盾。

Claims

1.一种涂料组合物，其包含：

包含聚(苯基缩水甘油基醚)-共聚-甲醛和固化剂的环氧树脂；

氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂；和

包含以下各项的溶剂混合物：

汉森溶解度参数为14≤δ_D≤17、6≤δ_P≤13和4≤δ_H≤8的第一溶剂；和

汉森溶解度参数为16≤δ_D≤19、4≤δ_P≤9和11≤δ_H≤15的第二溶剂。

2.根据权利要求1所述的涂料组合物，其中该环氧树脂具有小于约153℃的玻璃化转变温度。

3.根据权利要求1或2所述的涂料组合物，其中该环氧树脂和氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂可溶于该溶剂混合物中。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的涂料组合物，其中该环氧树脂与该氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂的比率是85:15至60:40。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的涂料组合物，其中该第一溶剂与该第二溶剂的比率是90:10至98:2。

6.一种形成涂覆的制品的方法，其包括将权利要求1-5中任一项所述的涂料组合物施加到该制品的至少一部分表面上。

7.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括在施加该涂料组合物之前，制备该涂料组合物，其中制备该涂料组合物包括以下：

提供包含该第一溶剂和第二溶剂的混合溶剂，

将该氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂溶解在该混合溶剂中，和随后将该环氧树脂溶解在该混合溶剂中。

8.根据权利要求7所述的方法，其中该溶液包含至多约1.25wt％的溶解的氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的方法，其中施加该涂料组合物包括喷涂、浸涂、旋涂、擦涂、辊涂或其组合。

10.根据权利要求6-9中任一项所述的方法，其中在施加该涂料组合物之后，使该涂料组合物经受固化。

11.根据权利要求10所述的方法，其中该固化在大部分该第一溶剂已经从该涂料组合物中蒸发之后发生。

12.一种涂覆的过滤器，其包含具有上游表面和下游表面的多孔介质，其中该上游表面具有由权利要求1-5中任一项所述的涂料组合物形成的涂层。

13.根据权利要求12所述的涂覆的过滤器，其中该涂层具有1-500μm的厚度。

14.根据权利要求12或13所述的涂覆的过滤器，其中该涂层包含与该上游表面相对的包含大部分该氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂的最外层，与该上游表面相邻的包含大部分该环氧树脂的最内层，以及处于该最外层和最内层之间的包含该氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂和环氧树脂的混合物的插入层。

15.一种抑制制品表面上的冰形成的方法，其包括：

将权利要求1-5中任一项所述的涂料组合物施加到该制品的至少一部分表面上，和

固化该涂料组合物以提供包含具有不同组成的不同层的涂层。

16.根据权利要求15所述的方法，其中该涂层包含与该表面相对的包含大部分该氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂的最外层，与该表面相邻的包含大部分该环氧树脂的最内层，以及处于该最外层和最内层之间的包含该氟取代的聚(烷基硅氧烷)树脂和环氧树脂的混合物的插入层。

17.根据权利要求15或16所述的方法，其进一步包括在施加该涂料组合物之前制备该涂料组合物，其中制备该涂料组合物包括以下：

提供包含该第一溶剂和第二溶剂的混合溶剂，

18.根据权利要求15-17中任一项所述的方法，其中该制品是过滤器装置。

19.根据权利要求18所述的方法，其中该过滤器装置包含多孔介质和外壳，该外壳具有入口和出口并且在该入口和该出口之间限定流体流路，并且多孔过滤器元件横过该流体流路布置在该外壳中。