CN118055810A - 用于高粘度材料的施涂器 - Google Patents

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Abstract

公开了用于将高粘度涂层施涂到大面积表面的涂层施涂器。所述涂层施涂器促进以高速在最小空气滞留下在大面积之上施涂高粘度材料，以提供具有受控厚度的涂层的能力。

Description

用于高粘度材料的施涂器
技术领域
本公开涉及用于高粘度材料的施涂器和施涂高粘度材料薄层如密封剂阻隔涂层的方法。所述施涂器促进以高速在最小空气滞留下在大面积之上施涂高粘度材料如密封剂，以提供具有受控厚度的薄涂层。
背景技术
低粘度材料在大表面面积之上的施涂可以通过喷涂或雾化并在气流中夹带所述材料来实现。这是用于涂覆大表面的高度高效工艺。然而，难以雾化和喷涂高粘度材料。空气滞留成为一个问题，这不利地影响了固化密封剂的性质。不充分的雾化可能导致对表面覆盖的厚度和均匀性的不充分控制。不良的厚度控制可能影响表面涂层的触变性质。可以添加溶剂和流变剂来降低粘度。然而，使用溶剂可能增加制剂中的挥发性有机物含量(VOC)，这可能增加环境影响和对施涂人员的健康风险。
需要用于高效地将高粘度密封剂施涂到大表面面积的设备和方法，所述设备和方法提供具有均匀厚度和覆盖范围的涂层，所述涂层具有期望的美学和功能性质。
发明内容
根据本发明，挤出施涂器包括：(a)适配器区段，所述适配器区段包括近端和远端；(b)过渡区段，所述过渡区段机械地联接到所述适配器区段，并且包括近端和远端，其中所述过渡区段限定包括宽度和高度的内部过渡通道；所述过渡通道的所述宽度从过渡入口到过渡出口增大；并且所述过渡通道的所述高度从所述过渡入口到所述过渡出口减小；以及(c)喷嘴区段，所述喷嘴区段机械地联接到所述过渡区段，并且包括近端、远端和喷嘴出口，其中所述喷嘴区段限定包括宽度和高度的内部喷嘴通道；所述喷嘴通道包括靠近所述近端的流量控制区段和靠近所述远端的压力控制区段。
根据本发明，涂覆基材表面的方法包括：将可固化涂层组合物泵送到根据本发明的挤出施涂器的适配器区段中；将所述喷嘴出口放置成靠近表面；以及使所述喷嘴出口跨所述表面移动以将所述可固化涂层施涂在所述表面上。
根据本发明，施涂涂层的方法包括：用可固化涂层组合物浸透辊的泡沫覆盖物，其中所述辊包括圆柱形芯；以及围绕所述芯的泡沫覆盖物；跨基材表面重复滚动经浸透的泡沫覆盖物，以将一层所述可固化涂层组合物施涂到所述基材表面；以及使所施涂的可固化涂层组合物固化以提供经固化涂层，其中所述可固化涂层组合物的特征在于1,000cp至10,000cp的粘度，其中粘度是使用Brookfield CAP 2000粘度计在300rpm的速度和25℃的温度下用6号主轴确定的。
附图说明
本文所描述的附图仅是为了说明的目的。这些附图不旨在限制本公开的范围。
图1示出了由本公开提供的挤出施涂器的透视图。
具体实施方式
出于以下详细描述的目的，应当理解，除非明确相反地指出，否则本公开提供的实施例可以采取各种替代性变型和步骤顺序。此外，除了在任何操作实例中或在另有指示的情况下以外，表达例如本说明书和权利要求中所使用的成分的数量的所有数字应被理解为在所有情况下均由术语“约”修饰。因此，除非相反地指示，否则在以下说明书和所附权利要求中所阐述的数值参数是可以根据要通过本发明获得的期望性质而变化的近似值。至少，并且不试图将等效原则的应用限制于权利要求的范围，每个数值参数至少应按照所报告的有效数字的数量并通过应用普通的舍入技术来解释。
尽管阐述本发明的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是具体实例中阐述的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值都固有地含有由其相应测试测量结果中发现的标准差必然造成的某些误差。
而且，应当理解，本文所描述的任何数值范围旨在包含纳入其中的所有子范围。例如，“1至10”的范围旨在包含介于(和包含)所叙述的最小值1与所叙述的最大值10之间的所有子范围，也就是说，具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值。
用于将如密封剂等高粘度材料施涂到大表面面积的施涂器包含挤出施涂器和辊式施涂器。所述施涂器能够以高速将高粘度材料施涂在大表面面积之上，并且所述材料具有带有最小空气滞留的受控厚度。
由本公开提供的施涂器包含挤出施涂器。由本公开提供的挤出施涂器的实例的透视图在图1中示出。
图1所示的挤出施涂器包含适配器区段101、过渡区段102和喷嘴区段103。
适配器区段101将施涂器连接到材料源。材料源的实例包含材料储器、材料进料管线、混合设备或前述设备中的任何设备的组合。材料源可以在压力，如例如10psi至100psi的压力下提供给施涂器。用于施加压力的材料源和泵可以是封闭系统，以最小化或防止空气滞留。适配器区段可以通过软管联接到涂层组合物源，所述软管可以使用例如螺纹或压配合联接固定到适配器区段。适配器区段101包含近端101a和远端101b。适配器区段的壁限定了内部通道101c。
近侧是指元件朝向适配器区段的入口并背离喷嘴出口的相对位置。远侧是指元件背离适配器入口并朝向施涂器的喷嘴出口的相对位置。
过渡区段102机械联地接到适配器区段101。过渡区段102包含侧向发散尺寸和纵向收敛内部尺寸。发散区段的尺寸可以基于期望的覆盖面积来选择。收敛尺寸引起材料的剪切。当使用剪切稀化材料时，由材料流引起的剪切将降低材料粘度，这可以促进施涂侧向均匀材料层的能力。收敛尺寸可以被配置成将材料拖动到接近所施涂的材料层厚度的厚度。
过渡区段102具有近端102a，所述近端联接到适配器区段101b的远端102b。过渡区段102包含远端102b，并且过渡区段的壁限定了内部通道102c。如图1所示，通道102c的宽度或侧向尺寸从近端102a到远端102b增大，并且通道102c的高度从近端102a到远端102b减小。
喷嘴区段103包含开口，所述开口与过渡区段102的远端102b处的开口的尺寸相匹配。喷嘴区段103包含近端103a，所述近端联接到过渡区段102的远端102b。喷嘴区段103包含近端103b，并且喷嘴区段103的壁限定了内部通道103c。喷嘴区段103的远端103c包含喷嘴出口103d。喷嘴出口103d的高度可以为例如0.1mm至10mm、0.2mm至8mm、0.5mm至6mm或1mm至4mm。喷嘴出口的高度可以例如小于15mm、小于10mm、小于8mm、小于6mm、小于4mm、小于约2mm或小于1mm。喷嘴出口的高度可以例如大于0.1mm、大于1mm、大于2mm、大于4mm、大于6mm、大于8mm或大于10mm。喷嘴出口103d的宽度可以为例如25mm至500mm、50mm至400mm或100mm至300mm。喷嘴出口可以具有矩形形状。喷嘴出口的宽度可以例如小于500mm、小于400mm、小于300mm、小于200mm、小于100mm、小于50mm、小于40mm、小于30mm、小于20mm或小于10mm。喷嘴出口的宽度可以例如大于10mm、大于20mm、大于30mm、大于40mm、大于50mm、大于100mm、大于200mm、大于300mm、大于400mm或大于500mm。
喷嘴出口103d可以是可调整的，以适应不同的施涂材料厚度。喷嘴出口103d的高度、宽度或高度和宽度两者可以是可调整的。喷嘴出口103d的尺寸可以自动或手动调整。
喷嘴区段103可以具有均匀宽度，使得内部通道的宽度在喷嘴区段103的近端和远端两者处均相同。喷嘴区段的内部通道的高度在喷嘴区段103的近端103a和远端103b处可以相同。喷嘴区段的内部通道的高度在喷嘴区段103的近端103a和远端103b处可以不同。
喷嘴区段103可以包含流量控制区段104和压力控制区段105。流量控制区段104可以靠近过渡区段102的远端102b。压力控制区段105可以从流量控制区段104延伸到喷嘴区段103的远端103b。
流量控制区段104可以被配置成在喷嘴区段的整个宽度上提供粘性组合物的层流。流量控制区段104可以包含多个平行通道。所述多个平行通道中的每个通道的宽度可以为例如1mm至10mm、1mm至8mm、1mm至6mm或1mm至4mm。通道可以具有任何合适的横截面轮廓。例如，通道可以具有正方形、矩形、椭圆形或菱形横截面轮廓。多个通道中的每个通道可以具有相同的尺寸，或者至少一些通道可以具有与其它通道不同的尺寸。多个平行通道可以在喷嘴区段103的宽度之上延伸。多个平行通道可以包括例如2至100个平行通道、5至90个平行通道、10至80个平行通道或20至60个平行通道。
多个平行流量控制通道中的一个通道可以具有在整个通道长度上均匀的横截面轮廓，或者横截面轮廓可以在整个通道长度上连续或不连续变化。例如，横截面轮廓可以朝向远端逐渐变细，如呈锥形。多个平行流量控制通道的长度可以为例如1mm至30mm、2mm至28mm、5mm至25mm或10mm至20mm。
通道的尺寸和形状可以被设定成促进均匀流过施涂器出口喷嘴的宽度和/或提供二次剪切稀化以促进施涂。
多个平行流量控制通道中的每个通道都联接到喷嘴区段103的压力控制区段105的内部通道。压力控制区段包含将多个平行流量控制通道联接到喷嘴出口103d的基本上开放的通道。压力控制区段的通道可以具有恒定宽度。压力控制区段的通道的高度可以是均匀的，或者可以朝向喷嘴出口逐渐变细。压力控制区段的通道可以逐渐变细，在喷嘴出口处比在与流量控制区段的界面处更宽，或者在喷嘴出口处比在与流量控制区段的界面处更窄。
施涂器压力控制区段可以包含一个或多个支撑结构107。支撑结构可以为喷嘴区段和压力控制区段提供物理完整性。支撑结构可以防止压力控制区段塌陷和/或膨胀，并且可以有助于确保所施涂的均匀厚度。
喷嘴区段的内部通道的高度在喷嘴区段103的近端103a和远端103b处可以相同，并且所施涂的层的厚度可以跨喷嘴出口的宽度维持。
喷嘴出口的侧向尺寸可以根据期望施涂到基材表面的密封剂层的厚度和/或宽度来选择。
出口狭缝的高度尺寸可以根据要施涂的涂层的厚度来选择。
喷嘴区段可以被设计成可拆卸的。可互换的释放区段可以用于施涂具有不同厚度和/或不同宽度的涂层。
喷嘴区段可以是可调整的。例如，喷嘴区段的远端可以被配置成使得喷嘴出口的尺寸可以连续或不连续地手动或自动调整。可调整尺寸可以促进改变基材表面的选定区域上施涂的材料层的厚度的能力。
挤出施涂器可以包含配合区段(未示出)。配合区段可以促进过渡区段102与喷嘴区段103之间的联接。配合区段可以包含用于可拆卸地联接过渡区段和喷嘴区段的机构。配合区段可以包含提供旋转地调整过渡区段与喷嘴区段之间的角度的能力的机构。
过渡区段和喷嘴区段可以被配置成使得过渡区段与喷嘴区段之间的相交处限定的角度是可调整的。连接可以被配置成使得角度是连续可调整的或不连续可调整的。改变角度的能力可以促进接近将在其它方面用直的配置难以到达的表面面积。
挤出施涂器可以包含保持施涂器的全部或一部分的可移除的外部封闭件。封闭件可以保护施涂器和/或可以保护表面和操作者免于泄漏。封闭件可以是可拆卸的。
挤出施涂器可以由任何合适的材料制成，以达到预期目的。例如，施涂器可以由热塑性塑料、热固性塑料、金属、合金、复合材料或前述材料中的任何材料的组合制成。可以选择施涂器的各区段的壁的材料和厚度以承受挤出压力。喷嘴区段或靠近喷嘴出口的喷嘴区段可以是柔性的。靠近喷嘴出口的柔性喷嘴区段可以促进喷嘴出口适形于具有不同曲率的下层表面的能力。喷嘴区段和喷嘴出口可以基本上是平面的，或者可以具有曲率或其它横截面形状，以促进喷嘴出口在非平面表面上提供具有均匀厚度的材料层的能力。
挤出施涂器的限定内部通道的内壁可以涂覆有剪切稀化材料层。促进粘性可固化组合物被施涂器挤出的涂层的实例包含氟碳涂层。
可以加热施涂器的一个或多个区段以促进粘性可固化组合物被施涂器挤出的能力。可以使用任何合适的加热设备加热挤出施涂器。例如，热电加热元件可以应用于施涂器的一个或多个外表面，如例如过渡区段和/或释放区段。
挤出施涂器可以仅在释放区段被加热，或者靠近出口狭缝加热，并且由此在材料即将施涂到表面之前和/或施涂到表面的同时降低材料的粘度。这种粘度的降低可以促进施涂具有均匀膜厚度的侧向均匀涂层的能力。
轻微加热挤出施涂器的外表面也可以有助于促进材料通过装置的层流。
挤出施涂器可以是手持式设备或者可以集成到机器人系统中。例如，由本公开提供的挤出施涂器可以被并入到包含门架、机械臂和处理器的自动化系统中。
挤出施涂器可以包含安置在一个或多个区段内的流量传感器。流量传感器可以用于控制可固化组合物通过挤出施涂器的流速。流速可以被监测并且可以用于控制所施涂的材料组合物的厚度。
密封剂施涂器可以包括辊式施涂器。例如，用于施涂涂层的某些辊可以适于在大表面面积之上以高速率施涂粘性密封剂材料，同时具有最小的空气泡滞留和最小的溶剂使用。
辊式施涂器可以具有单一的分开或双重配置，并且可以是任何合适的长度。可以选择长度以适应可固化涂层组合物要施涂的尺寸。例如，辊式施涂器的长度可以为2英寸至12英寸(5.1cm至30.5cm)、3英寸至10英寸(7.6cm至25.4cm)或4英寸至9英寸(10.2cm至22.9cm)。辊式施涂器可以具有实芯或者可以具有穿孔有孔和/或狭缝的芯，使得密封剂材料可以进料到芯中并通过芯中的穿孔流出。芯可以具有圆柱形形状。
泡沫护套可以覆盖芯。泡沫护套使密封剂材料均匀地流过泡沫层。
可以使用任何合适的泡沫材料。合适的泡沫材料的实例包含聚酯、聚氨酯和其组合。
泡沫护套的绒毛厚度可以为例如0.1英寸至0.5英寸(2.54mm至12.7mm)，如0.125英寸至0.4英寸(3.18mm至10.16mm)或0.15英寸至0.3英寸(3.81mm至7.62mm)。
泡沫护套的泡沫密度可以为例如1.5lb/ft3至5lb/ft3(24.0kg/m3至80.1kg/m3)，如2.0lb/ft3至4lb/ft3(32.0kg/m3至64.1kg/m3)、3.0lb/ft3至3.5lb/ft3(48.6kg/m3至56.1kg/m3)。
为了将密封剂组合物施涂到表面，泡沫护套首先被密封剂浸透，并且然后使用来回运动施涂到表面。可以用手或通过将可固化密封剂组合物通过泡沫护套中的穿孔挤出来用可固化密封剂组合物浸透护套。具有均匀厚度且基本上没有缺陷如气泡的密封剂层可以通过使辊式施涂器以例如每次1秒至5秒的速率跨表面的区段来回通过来获得。
由本公开提供的施涂器可以用于施涂粘性可固化涂层组合物，如密封剂阻隔涂层组合物。可固化涂层组合物的粘度可以为例如1,000cp至10,000cp(1Pa×s至10Pa×s)、1,500cp至8,000cp(1.5Pa×s至8Pa-s)、2,000cp至6,000cp(2Pa×s至6Pa×s)或2,500cp至4,000cp(2.5Pa×s至4Pa×s)。
由本公开提供的施涂器可以用于施涂具有长适用期的可固化涂层组合物。适用期是指从组合物的共反应组分首次混合的时间直到可固化组合物不再可加工使得可固化组合物不能施涂到基材表面的时间。
可以使用不具有长适用期的可固化涂层组合物，然而，需要另外考虑组合物的粘度在施涂过程期间可能改变，由此使通过施涂器施涂可固化密封剂组合物的能力复杂化的可能性。
具有长适用期的可固化涂层组合物的适用期可以例如大于2小时、大于4小时、大于6小时或大于8小时。具有长适用期的可固化涂层组合物的适用期可以为例如2小时至12小时、2小时至12小时、2小时至10小时或2小时至8小时。
具有长适用期的可固化涂层组合物的实例包含按需固化系统。按需固化系统是指一种密封剂组合物，其包含具有低固有反应速率的反应物和潜在催化剂，或者包含具有快速固有反应速率的反应物，其中至少一种反应物是潜在的。
按需固化系统中的反应物和催化剂可以作为单部分系统组合并储存例如数周或数月。
按需固化系统包含具有潜在催化剂的涂层组合物、可使用光化辐射固化的组合物如可紫外线固化系统、具有潜在反应物或封闭反应物的涂层组合物如可湿固化涂层组合物以及包含包封催化剂的组合物。
可固化涂层组合物可以包括例如填料、催化剂、流变控制剂、活性稀释剂或前述物质中的任何物质的组合。可固化涂层组合物可以包括例如1wt％至90wt％的填料或填料的组合，其中wt％基于涂层组合物的总重量。可固化涂层组合物可以包括例如1vol％至90vol％的填料或填料的组合，其中vol％基于涂层组合物的总重量。
施涂器可以包含一个或多个用于引发固化反应的装置。例如，对于热固化系统，可以加热喷嘴出口。可替代地，在挤出的密封剂材料被施涂到表面之后，可以对所述密封剂材料施涂加热，如例如使用辐射热源或通过吸收辐射如红外辐射。
对于自由基固化化学物质，可以在材料从施涂器狭缝中挤出期间和/或之后施涂光化辐射。光化辐射的实例包含例如α射线、γ射线、X射线、包含UVA、UVA和UVC光谱的紫外(UV)光、可见光、蓝光、红外线、近红外线或电子束。
由本公开提供的施涂器可以包括集成式固化设备或者可以与固化设备结合使用。固化设备可以是引发按需固化密封剂组合物的固化反应的设备。固化设备可以包括能量源，其中来自能量源的能量可以引发固化反应。例如，当可固化涂层组合物通过施涂器的一个或多个区段时，当可固化涂层组合物通过喷嘴出口并被施涂到基材表面时，和/或在可固化涂层组合物被施涂到基材表面之后，可以将能量施涂到可固化涂层组合物。所述能量可以包括例如光化辐射、热能、声能、机械能、微波能、红外辐射或前述能量中的任何能量的组合。
在操作中，施涂器旨在被固定在部件的表面，并且用手在表面上拖动。然而，全自动拖动方法也是可能的。
由本公开提供的施涂器可以用于施涂厚度为例如0.1mm至10mm、0.2mm至8mm、0.3mm至6mm、0.4mm至4mm、0.5mm至3mm或1mm至2mm的涂层。由本公开提供的施涂器可以用于施涂厚度例如大于0.1mm、大于0.5mm、大于1mm、大于2mm、大于4mm或大于6mm的涂层。由本公开提供的施涂器可以用于施涂厚度例如小于10mm、小于8mm、小于6mm、小于4mm、小于2mm或小于1mm的涂层。
由本公开提供的挤出施涂器可以被配置成提供包括单一组合物的挤出物。
由本公开提供的挤出施涂器也可以被配置成提供共挤出物。共挤出物可以包含具有不同组合物的密封剂层。
因此，由本公开提供的挤出施涂器可以用于施涂单层涂层或多层涂层，如具有1至4个层，如1个层、2个层、3个层或4个层的涂层。
多层涂层可以包括例如粘合剂层、保护层、颜料层、导电层和外部美观层。
用于提供多层涂层的多种材料可以被泵送到施涂器的入口、过渡区段和/或喷嘴区段中。可以使用任何合适的泵，如注射泵、蠕动泵或螺杆泵。
多种组合物可以具有不同的粘度。
多个层可以具有不同的厚度。例如，中心层可以提供机械性质和耐溶剂性质；下层或内部层可以促进多层涂层与基材的粘合，并且外层或外部层可以提供期望的美学品质。
挤出施涂器可以使用任何合适的方法，如例如增材制造、注射模制、嵌件模制、金属铸造或其它制造方法来制造。
至少一些区段或区段的各部分可以由不同的材料制成。例如，过渡区段可以由高模量材料制成，以给施涂器供结构强度。喷嘴部分或至少出口狭缝附近的喷嘴部分可以包括低模量材料，所述材料被设计成促进喷嘴适应非平面表面的能力。
由本公开提供的施涂器可以用于施涂密封剂，如航空航天密封剂。阻隔涂层是指施涂在较厚层之上并且用作次级耐溶剂层的密封剂层。航空航天阻隔涂层的实例公开于美国申请公开第2019/169465A1号中。阻隔涂层可以包括例如硫醇封端的预聚物和烯基封端的含氨基甲酸酯预聚物和/或烯基封端的含脲预聚物。阻隔涂层可以是可UV固化的阻隔密封剂涂层。
涂层组合物可以是密封剂组合物，如航空航天密封剂组合物。
航空航天密封剂组合物可以包括含硫预聚物或含硫聚合物的组合。
含硫预聚物是指在预聚物的主链中具有一个或多个硫醚–Sn–基团的预聚物，其中n可以是例如1至6。仅含有硫醇或其它含硫基团作为预聚物的末端基团或侧基的预聚物不涵盖在含硫预聚物中。预聚物主链是指预聚物的具有重复链段的部分。因此，含硫预聚物不涵盖具有HS–R–R(–CH2–SH)–[–R–(CH2)2–S(O)2–(CH2)–S(O)2]n–CH＝CH2结构的预聚物中，其中每个R是不含硫原子的部分。含硫预聚物涵盖具有结构HS–R–R(–CH2–SH)–[–R–(CH2)2–S(O)2–(CH2)–S(O)2]–CH＝CH2的预聚物，其中至少一个R是含有硫原子的部分，如硫醚基团。
含硫预聚物可以赋予对固化密封剂的耐化学性。
表现出耐化学性的预聚物主链可以具有高硫含量。例如，含硫预聚物主链的硫含量可以大于10wt％、大于12wt％、大于15wt％、大于18wt％、大于20wt％或大于25wt％，其中wt％基于预聚物主链的总重量。耐化学性预聚物主链可以具有硫含量，例如10wt％至25wt％、12wt％至23wt％、13wt％至20wt％或14wt％至18wt％，其中wt％基于预聚物主链的总重量。
密封剂组合物可以包括例如40wt％至80wt％、40wt％至75wt％、45wt％至70wt％或50wt％至70wt％的含硫预聚物或含硫预聚物的组合，其中wt％基于密封剂组合物的总重量。密封剂组合物可以包括例如大于40wt％、大于50wt％、大于60wt％、大于70wt％、大于80wt％或大于90wt％的含硫预聚物或含硫预聚物的组合，其中wt％基于密封剂组合物的总重量。密封剂组合物可以包括例如小于90wt％、小于80wt％、小于70wt％、小于60wt％、小于50wt％或小于40wt％的含硫预聚物或含硫预聚物的组合，其中wt％基于密封剂组合物的总重量。
具有含硫主链的预聚物的实例包含聚硫醚预聚物、聚硫化物预聚物、含硫聚缩甲醛预聚物、单硫化物预聚物，以及前述物质中的任何物质的组合。
预聚物可以包括聚硫醚预聚物或聚硫醚预聚物的组合。
聚硫醚预聚物可以包括包含具有式(1)的结构的至少一个部分的聚硫醚预聚物、式(1a)的硫醇封端的聚硫醚预聚物、式(1b)的末端改性聚硫醚或上述各项中的任何一项的组合：
–S–R1–[S–A–S–R1–]n–S– (1)
HS–R1–[S–A–S–R1–]n–SH (1a)
R3–S–R1–[S–A–S–R1–]n–S–R3 (1b)
其中，
n可以是1至60的整数；
每个R1可以独立地选自C2-10烷二基、C6-8环烷二基、C6-14烷环烷二基、C5-8杂环烷二基和-[(CHR)p-X-]q(CHR)r-，其中，
p可以是2至6的整数；
q可以是1至5的整数；
r可以是2至10的整数；
每个R可以独立地选自氢和甲基；并且
每个X可以独立地选自O、S和S-S；并且
每个A可以独立地是衍生自式(2)聚乙烯醚或式(3)聚烯基多官能化剂的部分：
CH2＝CH-O-(R2-O)m-CH＝CH2 (2)
B(-R4-CH＝CH2)z (3)
其中，
m可以是0至50的整数；
每个R2可以独立地选自C1-10烷二基、C6-8环烷二基、C6-14烷环烷二基和-[(CHR)p-X-]q(CHR)r-，其中p、q、r、R和X是如针对R1所定义的；
每个R3可以独立地是包括末端反应性基团的部分；
B表示z价聚烯基多官能化剂B(-R4-CH＝CH2)z的核心，其中，
z可以是3至6的整数；并且
每个R4可以独立地选自C1-10烷二基、C1-10杂烷二基、经取代的C1-10烷二基和经取代的C1-10杂烷二基。
在式(1)部分以及式(1a)-(1b)预聚物中，每个A可以独立地选自式(2a)部分和式(3a)部分：
-(CH2)2-O-(R2-O)m-(CH2)2- (2a)
B{-R4-(CH2)2-}2{-R4-(CH2)2-S-[-R1-S-A-S-R1-]n-SH}z-2 (3a)
其中m、R1、R2、R4、A、B、m、n和z是如式(1)、式(2)或式(3)所定义的。
例如在美国专利第6,172,179号中公开了合成含硫聚硫醚的方法。
可以对硫醇封端的聚硫醚预聚物的主链进行改性，以改善使用聚硫醚预聚物制备的密封剂和涂层的性质，如粘附力、拉伸强度、伸长率、耐UV性、硬度和/或柔性。例如，促粘附力基团、抗氧化剂、金属配体和/或尿烷键可以并入到聚硫醚预聚物的主链中以改善一种或多种性能属性。主链改性的聚硫醚预聚物的实例公开在例如美国专利第8,138,273号(含尿烷)、美国专利第9,540,540号(含砜)、美国专利第8,952,124号(含双(磺酰基)烷醇)、美国专利第9,382,642号(含金属配体)、美国申请公开第2017/0114208号(含抗氧化剂)、PCT国际公开第WO 2018/085650号(含硫二乙烯醚)和PCT国际公开第WO 2018/031532号(含尿烷)。聚硫醚预聚物包含美国申请公开第2017/0369737号和第2016/0090507号中描述的预聚物。
合适的硫醇封端的聚硫醚预聚物的实例公开于例如美国专利第6,172,179号中。硫醇封端的聚硫醚预聚物可以包括P3.1E、/>P3.1E-2.8、/>L56086或上述各项中的任何一项的组合，其中的每一项均可从PPG航空航天材料有限公司(PPG Aerospace)获得。式(2)、(2a)和(2b)的硫醇封端的聚硫醚预聚物涵盖这些产品。硫醇封端的聚硫醚预聚物包含美国专利第7,390,859号中描述的预聚物以及美国申请公布第2017/0369757号和第2016/0090507号中描述的含氨基甲酸酯的聚硫醇。
含硫预聚物可以包括聚硫化物预聚物或聚硫化物预聚物的组合。
聚硫化物预聚物是指在预聚物主链中含有一个或多个聚硫键(即，-Sx-键)的预聚物，其中x为2至4。聚硫化物预聚物可以具有两个或更多个硫-硫键。合适的硫醇封端的聚硫化物预聚物可从例如阿克苏诺贝尔公司(AkzoNobel)和日本东丽株式会社(TorayIndustries,Inc.)分别以商品名和/>商购获得。
例如，合适的聚硫化物预聚物的实例在以下中有所公开：美国专利第4,623,711号；第6,172,179号；第6,509,418号；第7,009,032号；以及第7,879,955号。
合适的硫醇封端的聚硫化物预聚物的实例包含G聚硫化物，如G1、/>G4、/>G10、/>G12、/>G21、G22、/>G44、/>G122和/>G131，所述实例可从阿克苏诺贝尔公司商购获得。/>G树脂是液态硫醇封端的聚硫化物预聚物，所述液态硫醇封端的聚硫化物预聚物是双官能分子和三官能分子的共混物，其中双官能的硫醇封端的聚硫化物预聚物具有式(4)的结构，并且三官能的硫醇封端的聚硫化物聚合物可以具有式(5)的结构：
HS-(-R5-S-S-)d-R5-SH (4)
HS-(-R5-S-S-)a-CH2-CH{-CH2-(-S-S-R5-)b-SH}{-(-S-S-R5-)c-SH} (5)
其中每个R5是–(CH2)2-O-CH2-O-(CH2)2-，并且d＝a+b+c，其中d的值可以为7至38，这取决于在聚硫化物预聚物的合成期间使用的三官能交联剂(1,2,3-三氯丙烷；TCP)的量。G聚硫化物的数均分子量可以为小于1,000Da至6,500Da、SH含量为1％至大于5.5％并且交联密度为0％至2.0％。
聚硫化物预聚物可以进一步包括具有式(4a)结构的末端改性的聚硫化物预聚物、具有式(5a)结构的末端改性的聚硫化物预聚物或其组合：
R3-S-(-R5-S-S-)d-R-S-R3 (4a)
R3-S-(-R5-S-S-)a-CH2-CH{-CH2-(-S-S-R5-)b-S-}{-(-S-S-R5-)c-S-R3} (5a)
其中d、a、b、c和R5是如针对式(4)和式(5)所定义的，并且R3是包括末端反应性基团的部分。
合适的硫醇封端的聚硫化物预聚物的实例还包含可从东丽株式会社获得的LP聚硫化物，如/>LP2、/>LP3、ThiokolTMLP12、/>LP23、LP33和/>LP55。/>LP聚硫化物的数均分子量为1,000Da至7,500Da、-SH含量为0.8％至7.7％并且交联密度为0％至2％。ThiokolTMLP聚硫化物预聚物具有式(6)的结构，并且末端改性的聚硫化物预聚物可以具有式(6a)的结构：
HS-[(CH2)2-O-CH2-O-(CH2)2-S-S-]e-(CH2)2-O-CH2-O-(CH2)2-SH (6)
R3-S-[(CH2)2-O-CH2-O-(CH2)2-S-S-]e-(CH2)2-O-CH2-O-(CH2)2-S-R3 (6a)
其中e可以为使得数均分子量为1,000Da至7,500Da，例如8至80的整数，并且每个R3是包括末端反应性官能团的部分。
硫醇封端的含硫预聚物可以包括聚硫化物、/>G聚硫化物或其组合。
式(6a)和(6b)的硫醇封端的聚硫化物预聚物的实例公开于例如美国申请公开第2016/0152775号、美国专利第9,079,833号和美国专利第9,663,619号中。
聚硫化物预聚物可以包括包含式(7)的一部分的聚硫化物预聚物、式(7a)的硫醇封端的聚硫化物预聚物、式(7b)的末端改性聚硫化物预聚物或上述各项中的任何一项的组合：
-(R6-O-CH2-O-R6-Sm-)n-1-R6-O-CH2-O-R6- (7)
HS-(R6-O-CH2-O-R6-Sm-)n-1-R6-O-CH2-O-R6-SH (7a)
R3-S-(R6-O-CH2-O-R6-Sm-)n-1-R6-O-CH2-O-R-S-R3 (7b)
其中R6是C2-4烷二基，m是1至8的整数，并且n是2至370的整数；并且每个R3独立地是包括末端反应性官能团的部分。
式(7)的聚硫化物预聚物和式(7a)-(7b)的聚硫化物预聚物公开在例如JP 62-53354中。
含硫预聚物可以包括含硫聚缩甲醛预聚物或含硫聚缩甲醛预聚物的组合。在密封剂应用中有用的含硫聚缩甲醛预聚物公开在例如美国专利第8,729,216号和美国专利第8,541,513号中。
含硫聚缩甲醛预聚物可以包括式(8)部分、式(8a)硫醇封端的含硫聚缩甲醛预聚物、式(8b)末端改性的含硫聚缩甲醛预聚物、式(8c)硫醇封端的含硫聚缩甲醛预聚物、式(8d)末端改性的含硫聚缩甲醛预聚物或前述物质中的任何物质的组合：
-R8-(S)v-R8-[O-C(R2)2-O-R8-(S)v-R1-]n- (8)
R10-R8-(S)v-R8-[O-C(R9)2-O-R8-(S)v-R8-]h-R10 (8a)
R3-R8-(S)v-R8-[O-C(R9)2-O-R8-(S)v-R8-]h-R3 (8b)
{R10-R8-(S)v-R8-[O-C(R9)2-O-R8-(S)v-R8-]h-O-C(R9)2-O-}mZ (8c)
{R3-R8-(S)v-R8-[O-C(R9)2-O-R8-(S)v-R8-]h-O-C(R9)2-O-}mZ (8d)
其中h可以是1至50的整数；每个v可以独立地选自1和2；每个R8可以是C2-6烷二基；并且每个R9可以独立地选自氢、C1-6烷基、C7-12苯基烷基、经取代的C7-12苯基烷基、C6-12环烷基烷基、经取代的C6-12环烷基烷基、C3-12环烷基、经取代的C3-12环烷基、C6-12芳基和经取代的C6-12芳基；每个R10是包括末端硫醇的部分；并且每个R3独立地是包括除硫醇基之外的末端反应性官能团的部分；并且Z可以从m价母体多元醇Z(OH)m的核得到。
含硫预聚物可以包括单硫化物预聚物或单硫化物预聚物的组合。
一硫化物预聚物可以包括式(9)的一部分、式(9a)的硫醇封端的一硫化物预聚物、式(9b)的硫醇封端的一硫化物预聚物、式(9c)的末端改性的一硫化物预聚物、式(9d)的末端改性的一硫化物预聚物或上述各项中的任何一项的组合：
-S-R13-[-S-(R11-X)w-(R12-X)u-R13-]x-S- (9)
HS-R13-[-S-(R11-X)w-(R12-X)u-R13-]x-SH (9a)
{HS-R13-[-S-(R11-X)w-(R12-X)u-R13-]x-S-V'-}zB (9b)
R3-S-R13-[-S-(R11-X)w-(R12-X)u-R13-]x-S-R3 (9c)
{R3-S-R13-[-S-(R11-X)u-(R12-X)q-R13-]x-S-V'-}zB (9d)
其中，
每个R11可以独立地选自：C2-10烷二基，如C2-6烷二基；C2-10支链烷二基，如C3-6支链烷二基或具有一个或多个侧基的C3-6支链烷二基，所述侧基可以是例如烷基，如甲基或乙基；C6-8环烷二基；C6-14烷基环炔二基，如C6-10烷基环烷二基；和C8-10烷基芳二基；
每个R12可以独立地选自氢、C1-10正烷二基，如C1-6正烷二基、C2-10支链烷二基，如具有可以是例如烷基如甲基或乙基的一个或多个侧基的C3-6支链烷二基；C6-8环烷二基；C6-14烷基环烷二基，如C6-10烷基环烷二基；以及C8-10烷基芳二基；
每个R13可以独立地选自氢、C1-10正烷二基，如C1-6正烷二基、C2-10支链烷二基，如具有可以是例如烷基如甲基或乙基的一个或多个侧基的C3-6支链烷二基；C6-8环烷二基；C6-14烷基环烷二基，如C6-10烷基环烷二基；以及C8-10烷基芳二基；
每个X可以独立地选自O和S；
w可以是1至5的整数；
u可以是0至5的整数；并且
x可以是1至60的整数，如2至60、3至60或25至35；
每个R3独立地选自反应性官能团；
B表示z价多官能化剂B(-V)z的核心，其中：
z可以是3至6的整数；并且
每个V可以是包括与硫醇基团具有反应性的末端基团的部分；
每个-V'-可以从-V与硫醇的反应得到。
合成包括式(10)的各部分或式(9b)-(9c)的预聚物的硫醇封端的一硫化物的方法公开在例如美国专利第7,875,666号中。
一硫化物预聚物可以包括式(10)的一部分、包含式(10a)的一部分的硫醇封端的一硫化物预聚物、包括式(10b)的硫醇封端的一硫化物预聚物、式(10c)的硫醇封端的一硫化物预聚物、式(10d)的硫醇封端的一硫化物预聚物或上述各项中的任何一项的组合：
-[-S-(R14-X)w-C(R15)2-(X-R14)u-]x-S- (10)
H-[-S-(R14-X)w-C(R15)2-(X-R14)u-]x-SH (10a)
R3-[-S-(R14-X)w-C(R15)2-(X-R14)u-]x-S-R3 (10b)
{H-[-S-(R14-X)w-C(R15)2-(X-R14)u-]x-S-V'-}zB (10c)
{R3-[-S-(R14-X)w-C(R15)2-(X-R14)u-]x-S-V'-}zB (10d)
其中，
每个R14可以独立地选自C2-10烷二基，如C2-6烷二基；C3-10支链烷二基，如C3-6支链烷二基或具有一个或多个侧基的C3-6支链烷二基，所述侧基可以是例如烷基，如甲基或乙基；C6-8环烷二基；C6-14烷基环炔二基，如C6-10烷基环烷二基；以及C8-10烷基芳二基；
每个R15可以独立地选自氢、C1-10正烷二基，如C1-6正烷二基、C3-10支链烷二基，如具有一个或多个侧基的C3-6支链烷二基，所述侧基可以是例如烷基，如甲基或乙基；C6-8环烷二基；C6-14烷基环烷二基，如C6-10烷基环烷二基；以及C8-10烷基芳二基；
每个X可以独立地选自O和S；
w可以是1至5的整数；
u可以是1至5的整数；
x可以是1至60的整数，如2至60、3至60或25至35；
每个R6是包括末端官能团的部分；
B表示z价多官能化剂B(-V)z的核，其中：
z可以是3至6的整数；并且
每个V可以是包括与硫醇基团具有反应性的末端基团的部分；
每个-V'-可以从-V与硫醇的反应得到。
合成式(10)-(10d)的一硫化物的方法公开在例如美国专利第8,466,220号中。
其它耐化学性预聚物的实例包含聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯四氟乙烯、氟化乙烯丙烯、全氟烷氧基、乙烯三氟氯乙烯、聚三氟氯乙烯、氟化乙烯丙烯聚合物聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯、氟化乙烯-丙烯、聚砜、聚芳醚砜、聚醚砜、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚芳砜、聚苯并咪唑、聚酰胺酰亚胺、液晶聚合物或前述物质中的任何物质的组合。
由本公开提供的施涂器可以用于施涂密封剂，如航空航天密封剂。密封剂组合物是指能够产生固化的材料的组合物，所述膜具有抵抗如湿度和温度等大气条件并且至少部分地阻止如水、燃料以及其它液体和气体等材料的传输的能力。
由本公开提供的航空航天密封剂可以被调配成A类、B类或C类密封剂。A类密封剂是指粘度为1泊至500泊(0.1帕-秒至50帕-秒)的可刷涂密封剂并且被设计用于刷涂。B类密封剂是指粘度为4,500泊至20,000泊(450帕-秒至2,000帕-秒)的可挤出密封剂并且被设计用于通过借助于气动枪挤出来施涂。B类密封剂可以用于形成圆角并且可以用于在需要低坍落度/低熔渣的竖直表面或边缘上进行密封。C类密封剂的粘度为500泊至4,500泊(50帕-秒至450帕-秒)并且被设计用于通过辊或梳齿涂布机来施涂。C类密封剂可以用于接合表面密封。粘度可以根据SAE国际集团(SAE International Group)发布的SAE航空航天标准AS5127/1C第5.3节进行测量。
航空航天密封剂可以表现出对于用于航空航天密封剂应用中可接受的性质。通常，期望用于航空和航空航天应用中的密封剂表现出以下性质：根据AMS 3265B测试规范，在浸泡于JRF I型中7天后以及在浸泡于3％ NaCl的溶液中后，在干燥条件下测定，在航空航天材料规范(AMS)3265B基材上的剥离强度大于20磅/线性英寸(pli)；拉伸强度介于300磅/平方英寸(psi)与400psi之间；撕裂强度大于50磅/线性英寸(pli)；伸长率介于250％与300％之间；以及硬度大于40硬度计A。适合航空和航空航天应用的这些和其它固化密封剂性质在AMS 3265B中公开。还期望，用于航空和飞行器应用的本公开所提供的组合物在固化时表现出在60℃(140℉)下在760托(101kPa)下浸没于喷射参考流体(JRF)1型中一周后体积溶胀百分比不大于25％。其它性质、范围和/或阈值可以适合其它密封剂应用。
密封剂的耐化学性可以是针对清洁溶剂、燃料、液压用流体、润滑剂、油和/或盐雾。耐化学性是指部件在暴露于如湿气和温度等大气条件以及暴露于如清洁溶剂、燃料、液压用流体、润滑剂和/或油等化学品后保持可接受的物理和机械性质的能力。通常，在70℃下浸没于化学品中7天后，耐化学性密封剂可以表现出小于25％、小于20％、小于15％或小于10％的溶胀百分比，其中溶胀百分比是根据EN ISO 10563测定的。
用于航空航天应用的密封剂可以是耐燃料性的。就航空航天密封剂应用而言，耐燃料性意指组合物在施涂到基材并固化时可以提供如密封剂等固化的产物，根据与ASTMD792(美国测试与材料协会)或AMS 3269(航空航天材料规范)中所描述的方法类似的方法，所述固化的产物表现出在140℉(60℃)下在760托(101kPa)下浸没于JRF I型中一周后体积溶胀百分比不大于40％，在一些情况下不大于25％，在一些情况下不大于20％以及在其它情况下不大于10％。如用于确定耐燃料性的JRF I型具有以下组成：甲苯：28±1体积％；环己烷(技术)：34±1体积％；异辛烷：38±1体积％；以及叔二丁基二硫化物：1±0.005体积％(参见AMS2629，发布于1989年7月1日，§3.1.1，可从SAE(汽车工程师学会(Society ofAutomotive Engineers))获得)。
在根据ISO 1817在60℃下暴露于喷气式飞机参考流体(JRF型号1)168小时后，固化密封剂可以表现出根据ISO 37测定的大于1.4MPa的拉伸强度、根据ISO 37测定的大于150％的拉伸伸长率和根据ISO 868测定的大于肖氏30A的硬度，其中测试在23℃的温度和55％ RH的湿度下进行。
在根据ISO 11075型号1在60℃下暴露于除冰流体168小时后，固化密封剂可以表现出根据ISO 37测定的大于1MPa的拉伸强度和根据ISO 37测定的大于150％的拉伸伸长率，其中测试在23℃的温度和55％ RH的湿度下进行。
在70℃下暴露于磷酸酯液压流体(LD-4)1,000小时后，固化密封剂可以表现出根据ISO 37测定的大于1MPa的拉伸强度、根据ISO 37测定的大于150％的拉伸伸长率和根据ISO 868测定的大于肖氏30A的硬度，其中测试在23℃的温度和55％RH的湿度下进行。耐化学性组合物在70℃下浸泡在化学制品中7天后可以表现出的溶胀％小于25％、小于20％、小于15％或小于10％，其中溶胀％根据EN ISO 10563测定。
经固化涂层可以表现出的硬度例如大于肖氏20A、大于肖氏30A、大于肖氏40A、大于肖氏50A或大于肖氏60A，其中硬度根据ISO 868在23℃/55％ RH下测定。
当按照AMS 3279§3.3.17.1、测试程序AS5127/1§7.7中描述的程序进行测量时，经固化涂层可以表现出至少200％的拉伸伸长率和至少200psi的拉伸强度。
当根据SAE AS5127/1第7.8段中描述的程序进行测量时，经固化涂层可以表现出大于200psi(1.38MPa)的搭接剪切强度，如至少220psi(1.52MPa)、至少250psi(1.72MPa)以及在某些情况下至少400psi(2.76MPa)。
经固化涂层可以满足或超越AMS 3277中所阐述的对航空航天密封剂的要求。
航空航天密封剂是含有两种或更多种共反应性组分的热固性组合物。可以使用各种固化化学物质，如硫醇/烯基、硫醇/环氧、硫醇/迈克尔受体、异氰酸酯/羟基和异氰酸酯/胺。
由本公开提供的施涂器可以用于施涂固化厚度为例如5密耳至40密耳(127μm至508μm)，如5密耳至35密耳、5密耳至30密耳或10密耳至30密耳的粘性组合物的涂层。
由本公开提供的施涂器可以用于施涂涂层组合物，如粘度为例如100cps至10,000cp或500cp至5,000cp的密封剂组合物，所述粘度是使用Brookfield CAP 2000粘度计在300rpm的速度和25℃的温度下用6号主轴确定的。由本公开提供的施涂器可以用于施涂涂层组合物，如粘度大于100cp、大于500cp、大于1,000cp、大于2,500cp、大于5,000cp、大于7,500cp或大于10,000cp的密封剂组合物，所述粘度是使用Brookfield CAP 2000粘度计在300rpm的速度和25℃的温度下用6号主轴确定的。
由本公开提供的施涂器可以用于施涂基本上不含溶剂的涂层组合物，如具有小于5wt％的溶剂、小于2wt％的溶剂、小于1wt％的溶剂或小于0.1wt％的溶剂的组合物，其中wt％基于组合物的总重量。
由本公开提供的施涂器还可以用于施涂两部分密封剂系统。
在两部分系统中，两种反应性组分在组合时开始反应。例如，两部分系统的第一部分可以包括多硫醇，并且第二部分可以包括与多硫醇具有反应性的化合物，如聚烯基、聚环氧化物、多异氰酸酯、多官能迈克尔受体或多硫醇。一个或两个部分可以进一步包括催化剂。
为了与由本公开提供的施涂器一起使用，第一部分和第二部分可以在被泵送到施涂器之前组合和混合，和/或可以使用恰好定位于施涂器入口之前的混合器组合和混合。合适的混合器的实例包含静态混合器和动态混合器。
航空航天密封剂被设计成在暴露于溶剂如燃料和液压流体后维持其机械性质。耐溶剂密封剂可以含有硫含量例如大于5wt％、大于10wt％或大于15wt％的预聚物，其中wt％基于所述预聚物的wt％。合适的含硫预聚物的实例包含聚硫醚、聚硫化物、单硫化物和含硫聚缩甲醛。
通过使用挤出或辊涂来施涂涂层的目的之一是避免在施涂期间将空气并入到可固化组合物中，这在喷涂期间可能发生。在使用由本公开提供的施涂器施涂涂层组合物之前，涂层组合物可以在真空下脱气以去除并入的空气。所有供应连接件和施涂器壳体可以密封，以防止空气在施涂期间并入到涂层组合物中。
由本公开提供的施涂器可以用于将涂层施涂到任何合适的基材上。例如，基材可以是未经处理或经处理的金属或金属合金基材，如铝、铝合金、钢或钢合金基材。基材可以是聚合物基材，如热塑性聚合物基材或热固性聚合物基材。涂层可以施涂到底层，如底漆涂层或密封剂层上。
由本公开提供的施涂器可以用于将涂层施涂到任何合适的部件。合适的部件的实例包含运载工具部件、建筑部件、结构部件、电子部件、家具、医疗装置、便携式装置、电信装置、运动设备、服装和玩具。
如运载工具部件等部件包含汽车运载工具部件和航空航天运载工具部件。
由本公开提供的施涂器可以用于涂覆如机动车辆部件、有轨车辆部件、航空航天运载工具部件、军用车辆部件和船只部件等内部和外部运载工具部件。
运载工具部件可以是新部件或替换部件。
术语“运载工具”以其最广泛的意义使用，并且包含所有类型的飞行器、航天器、船只和陆上运载工具。例如，运载工具可以包含飞行器，如飞机，包含私人飞行器以及小型、中型或大型商用客机、货机和军用飞行器；直升机，包含私人、商用和军用直升机；航空航天运载工具，包含火箭和其它航天器。运载工具可以包含陆上运载工具，例如拖车、汽车、卡车、公共汽车、货车、施工运载工具、高尔夫球车、摩托车、自行车、踏板车、火车、和铁路车辆。运载工具还可以包含水运工具，例如轮船、小船和气垫船。
运载工具部件可以是例如以下的部件：机动车辆，包含汽车、卡车、公共汽车、面包车、摩托车、踏板车和休闲机动车辆；有轨车辆，包含火车和电车；航空航天运载工具，包含飞机、火箭、宇宙飞船、喷气式飞机和直升机；军用运载工具，包含吉普车、运输机、战斗支援车、运兵车、步兵战车、防雷车、轻型装甲车、轻型多功能车和军用卡车；以及船只，包含轮船、小船和休闲船只。
航空运载工具的实例包含F/A-18喷气式飞行器或相关飞行器，如F/A-18E超级大黄蜂(F/A-18E Super Hornet)和F/A-18F；波音787梦幻客机(Boeing 787Dreamliner)、737、747、717喷气式客运飞行器、相关飞行器(由波音商用飞机公司(Boeing CommercialAirplane)生产)；V-22鱼鹰式倾斜旋翼机(V-22Osprey)；VH-92、S-92和相关飞行器(由美国海军航空系统司令部(NAVAIR)和塞考斯基飞机公司(Sikorsky)生产)；G650、G600、G550、G500、G450和相关飞行器(由湾流航天公司(Gulfstream)生产)；以及A350、A320、A330和相关飞行器(由空中客车公司(Airbus)生产)。本公开提供的方法可以用于任何合适的商用、军用或通用航空飞行器中，例如，那些由庞巴迪公司(Bombardier Inc.)和/或庞巴迪宇航公司(Bombardier Aerospace)生产的飞行器，如加拿大区域客机(Canadair RegionalJet，CRJ)和相关飞行器；由洛克希德马丁公司(Lockheed Martin)生产的飞行器，如F-22猛禽战斗机(F-22Raptor)、F-35闪电战斗机(F-35Lightning)和相关飞行器；由诺斯罗普格鲁曼公司(Northrop Grumman)生产的飞行器，如B-2幽灵战略轰炸机(B-2Spirit)和相关飞行器；由皮拉图斯飞机有限公司(Pilatus Aircraft Ltd.)生产的飞行器；由日蚀航空公司(Eclipse Aviation Corporation)生产的飞行器；或由日蚀航空(Eclipse Aerospace)(Kestrel飞机公司(Kestrel Aircraft))生产的飞行器。
运载工具部件可以是内部运载工具部件或外部运载工具部件。
运载工具可以包括机动车辆，并且机动车辆部件可以包括引擎盖、车门、侧板、保险杠、车顶、轮窝、仪表盘、座椅、行李箱、把手、地板、底盘、车厢、底盘、货厢、方向盘、燃料箱、发动机缸体、装饰件、保险杠、和/或电池外壳。
运载工具可以包括有轨车辆，并且有轨车辆部件可以包括发动机和/或轨道车。
运载工具可以包括航空航天器，并且航空航天器部件可以包括驾驶舱、机身、机翼、副翼、尾翼、舱门、座椅、内部面板、燃料箱、内部面板、地板、和/或框架。
运载工具可以包括军用车辆，并且军用车辆部件可以包括引擎盖、车门、侧板、保险杠、车顶、轮窝、仪表盘、座椅、行李箱、把手、地板、底盘、车厢、底盘、货厢、方向盘、燃料箱、发动机缸体、装饰件、保险杠、底座、炮塔、履带底盘、和/或电池外壳。
运载工具可以包括船只，并且船只部件可以包括船体、发动机支架、座椅、手柄、底盘、电池、电池支架、燃料箱、内部配件、地板、和/或镶板。
使用由本公开提供的底漆-表面料组合物涂覆的运载工具部件可以具有用于预期目的的性质。例如，汽车部件可以被设计成具有轻重量。军用运载工具的外部部件可以被设计成具有高抗冲击强度。
商用航空航天运载工具的部件可以被设计成具有轻重量和/或静电耗散。军用飞行器的外部部件可以被设计成具有RFI/EMI屏蔽性质。
由本公开提供的施涂器可以用于在小批量生产中快速且经济有效地涂覆定制设计的运载工具部件、替换部件、升级部件、专用部件、和/或高性能部件。
部件可以包括弹性体制品，如例如密封件、密封剂、索环、垫圈、垫片、衬套、法兰、绝缘物、服装、鞋底、靴子、鞋类、把手、保险杠、减震器、垫子、轮胎、支撑件、汽车部件、运载工具部件、航空航天部件、船舶部件、运动设备、玩具、新奇物品和外壳。
本发明的一方面包含包括使用由本公开提供的施涂器施涂的涂层的部件。
实例
本公开提供的实施例通过参考以下实例进一步说明，所述实例描述了本公开提供的方法。对本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对材料和方法进行许多修改。
实例1
密封剂阻隔涂层的施涂
如美国申请第2019/0169465A1号所描述制备可用作航空航天阻隔涂层的密封剂组合物。阻隔涂层是指施涂在较厚层之上并且用作次级耐溶剂层的密封剂层。密封剂组合物含有含氨基甲酸酯的多硫醇预聚物、含氨基甲酸酯的聚烯基预聚物和任选地羟基官能多硫醇。所述组合物含有UV光引发剂，并且是可UV固化的。所述组合物还包含无机填料。
将涂层组合物以约30psi的压力供应到挤出施涂器，并且以20密耳(508μm)的标称湿厚度施涂到铝板。制剂的粘度为约3,000cp(3kPa×s)，如使用Brookfield CAP 2000粘度计在300rpm的速度和25℃的温度下用6号主轴确定的。
还使用辊将涂层组合物施涂到铝板。将材料进料到辊的芯中。所述芯被聚酯聚氨酯泡沫护套覆盖，所述护套的绒毛厚度为0.125英寸或0.250英寸(3.175mm至6.5mm)，并且泡沫密度为3.3lb/ft3至3.5lb/ft3(48.6kg/m3至56.1kg/m3)。泡沫辊首先用密封剂材料浸透，并且然后以每次1秒通过来回运动施涂到铝基材，直到达到期望的厚度，并且视觉上不再观察到任何滞留的气泡。
还使用刮涂棒将涂层组合物施涂到铝板。将涂层组合物的一部分置于两个间隔物之间的铝板上。将刮涂棒靠着间隔物保持，并且当棒沿着间隔物拖动时，涂层组合物铺开以提供具有均匀厚度的层，而没有任何空气滞留。使用刮涂棒施涂的涂层被认为表示高质量涂层。
通过暴露于UV辐射来固化所施涂的涂层。例如，典型的固化条件是在表面上方约18cm的高度，用395nm的辐射将施涂的涂层暴露于4W UV LED灯下，持续30秒至60秒。
经固化涂层的厚度为15密耳(381μm)。
经目视检查确定，经固化涂层表面光滑且无气泡。
经固化涂层的拉伸强度和伸长率％是根据ASTM D412A关于维持在环境条件下(25℃，50％ RH)并在250℉(121℃)下暴露24小时后的样品确定的。
表2.用不同方法施涂的材料的拉伸和伸长率性质。
最后，应当注意，存在实施本文所公开的实施例的替代性方式。因此，本发明实施例应被视为说明性的而非限制性的。此外，权利要求不应限于本文所给出的细节，并且有权获得其全部范围及其等效物。

Claims (62)

1.一种挤出施涂器，其包括：
(a)适配器区段，所述适配器区段包括近端、远端和适配器通道；
(b)过渡区段，所述过渡区段机械地联接到所述适配器区段，并且包括近端和远端，其中
所述过渡区段限定包括宽度和高度的内部过渡通道；
所述过渡通道的所述宽度从过渡入口到过渡出口增大；并且
所述过渡通道的所述高度从所述过渡入口到所述过渡出口减小；以及
(c)喷嘴区段，所述喷嘴区段机械地联接到所述过渡区段，并且包括近端、远端和喷嘴出口，其中
所述喷嘴区段限定包括宽度和高度的内部喷嘴通道；
所述喷嘴通道包括靠近所述近端的流量控制区段和靠近所述远端的压力控制区段。
2.根据权利要求1所述的挤出施涂器，其中所述喷嘴区段能从所述过渡区段拆卸。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的挤出施涂器，其中所述内部喷嘴通道具有基本上均匀的宽度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的挤出施涂器，其中所述内部喷嘴通道具有基本上均匀的高度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的挤出施涂器，其进一步包括配合区段，所述配合区段被配置成可释放地联接所述过渡区段和所述喷嘴区段。
6.根据权利要求5所述的挤出施涂器，其中所述配合区段被配置成可旋转地调整所述过渡区段与所述喷嘴区段之间的角度。
7.根据权利要求5至6中任一项所述的挤出施涂器，其中所述流量控制区段的靠近所述喷嘴出口的至少一部分是柔性的。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的挤出施涂器，其中所述流量控制区段包括多个平行通道。
9.根据权利要求8所述的挤出施涂器，其中所述多个平行通道包括2至100个通道。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的挤出施涂器，其中所述喷嘴出口具有矩形形状。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的挤出施涂器，其中所述喷嘴出口的特征在于高度和宽度，其中所述高度是可调整的，所述宽度是可调整的，或者所述高度和所述宽度两者均是可调整的。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的挤出施涂器，其中所述适配器通道、所述过渡通道、所述喷嘴通道或前述通道中的任何通道的组合包括包含低剪切涂层的壁。
13.根据权利要求12所述的挤出施涂器，其中所述低剪切涂层包括航空航天阻隔涂层。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的挤出施涂器，其中所述喷嘴区段的所述远端被成形为适形于基材表面。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的挤出施涂器，其中所述喷嘴区段的远侧部分的至少一部分被配置成当被施加到所述基材表面时适形于表面。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的挤出施涂器，其中所述挤出施涂器进一步包括固化设备。
17.根据权利要求16所述的挤出施涂器，其中所述固化设备包括能量源。
18.根据权利要求17所述的挤出施涂器，其中所述能量源提供光化辐射、热能、声能、机械能、微波能、红外辐射或前述能量中的任何能量的组合。
19.根据权利要求18所述的挤出施涂器，其中所述固化设备被配置成向所述过渡通道、所述喷嘴通道或者向所述过渡通道和所述喷嘴通道两者施加能量。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的挤出施涂器，其中所述挤出施涂器进一步包括流量控制传感器，所述流量控制传感器操作性地联接到所述过渡通道、所述喷嘴通道或所述过渡通道和所述喷嘴通道两者。
21.根据权利要求20所述的挤出施涂器，其中所述流量控制传感器联接到处理器。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的挤出施涂器，其中所述挤出施涂器包括泵，其中所述泵操作性地联接到所述适配器区段。
23.根据权利要求1至22中任一项所述的挤出施涂器，其中所述挤出施涂器被配置成提供单次挤出。
24.根据权利要求1至22中任一项所述的挤出施涂器，其中所述挤出施涂器被配置成提供共挤出。
25.根据权利要求1至24中任一项所述的挤出施涂器，其中所述挤出施涂器被配置成施涂多层涂层。
26.一种系统，其包括根据权利要求1至25中任一项所述的挤出施涂器。
27.根据权利要求26所述的系统，其中所述系统包括门架、附接到所述门架的机器人臂，并且其中所述挤出施涂器附接到所述机器人臂。
28.根据权利要求26至27中任一项所述的系统，其包括处理器，所述处理器操作性地连接到所述门架、所述机器人臂和所述挤出施涂器。
29.一种涂覆基材表面的方法，所述方法包括：
将可固化涂层组合物泵送到根据权利要求1至25中任一项所述的挤出施涂器的适配器区段中；
将所述喷嘴出口放置成靠近表面；以及
使所述喷嘴出口跨所述表面移动以将所述可固化涂层施涂在所述表面上。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述可固化涂层组合物包括潜在催化剂，包括潜在反应物、自由基发生剂、水分活化催化剂、水分活化反应物。
31.根据权利要求29至30中任一项所述的方法，其中所述可固化涂层组合物包括1wt％至90wt％的填料含量，其中wt％基于可固化密封剂组合物的总重量。
32.根据权利要求29至31中任一项所述的方法，其中所述可固化涂层组合物包括1vol％至90vol％的填料含量，其中vol％基于所述可固化密封剂组合物的总体积。
33.根据权利要求29至32中任一项所述的方法，其中所述可固化涂层组合物的特征在于1,000cp至10,000cp的粘度，其中粘度是使用Brookfield CAP 2000粘度计在300rpm的速度和25℃的温度下用6号主轴确定的。
34.根据权利要求29至33中任一项所述的方法，其中所述可固化涂层组合物包括可固化密封剂组合物。
35.根据权利要求29至34中任一项所述的方法，其进一步包括向所述可固化涂层组合物施加能量。
36.根据权利要求35所述的方法，其中施加能量包括当所述可固化涂层组合物通过所述挤出施涂器时、当所述可固化涂层组合物从所述喷嘴出口挤出时、在所述可固化涂层组合物已被施涂到所述表面之后或前述各项中的任何项的组合，施加能量。
37.根据权利要求29至36中任一项所述的方法，其中泵送包括施加10psi至100psi的压力。
38.根据权利要求29至37中任一项所述的方法，其中所述可固化涂层组合物包括少于5wt％的溶剂，其中wt％基于所述可固化涂层组合物的总重量。
39.根据权利要求29至38中任一项所述的方法，其中所述可固化涂层组合物包括少于5vol％的溶剂，其中vol％基于所述可固化涂层组合物的总体积。
40.一种涂层，其使用根据权利要求29至39中任一项所述的方法施涂到基材表面。
41.根据权利要求40所述的涂层，其中所述涂层的厚度为5μm至50μm。
42.一种部件，其包括根据权利要求40至41中任一项所述的涂层。
43.一种运载工具，其包括根据权利要求40和41中任一项所述的涂层。
44.根据权利要求43所述的运载工具，其中所述运载工具是航空航天运载工具。
45.一种施涂涂层的方法，所述方法包括：
用可固化涂层组合物浸透辊的泡沫覆盖物，其中所述辊包括圆柱形芯；以及围绕所述芯的泡沫覆盖物；
跨基材表面重复滚动经浸透的泡沫覆盖物，以将一层所述可固化涂层组合物施涂到所述基材表面；以及
使所施涂的可固化涂层组合物固化以提供经固化涂层，
其中所述可固化涂层组合物的特征在于1,000cp至10,000cp的粘度，其中粘度是使用Brookfield CAP 2000粘度计在300rpm的速度和25℃的温度下用6号主轴确定的。
46.根据权利要求45所述的方法，其中所述泡沫覆盖物包括聚酯、聚氨酯或其组合。
47.根据权利要求45至46中任一项所述的方法，其中所述泡沫覆盖物的绒毛厚度为0.1英寸(2.54mm)至0.50英寸(12.7mm)。
48.根据权利要求45至47中任一项所述的方法，其中泡沫密度为1.5lb/ft3至5lb/ft3(24.1kg/m3至80.1kg/m3)。
49.根据权利要求45至48中任一项所述的方法，其中所述芯包括实芯。
50.根据权利要求45至49中任一项所述的方法，其中所述芯包括穿孔。
51.根据权利要求45至50中任一项所述的方法，其中所述穿孔包括孔、狭缝或其组合。
52.根据权利要求45至51中任一项所述的方法，其中所述可固化组合物的粘度为1,000cp至10,000cp(1Pa-s至10Pa-s)。
53.根据权利要求45至52中任一项所述的方法，其中通过来回运动跨所述基材表面重复滚动所述经浸透的泡沫覆盖物。
54.根据权利要求45至53中任一项所述的方法，其中跨所述基材表面重复滚动所述经浸透的泡沫覆盖物包括以每次0.5秒至5秒的速率滚动。
55.根据权利要求45至54中任一项所述的方法，其中固化包括向所述可固化涂层组合物施加能量。
56.根据权利要求55所述的方法，其中施加能量包括当所述可固化涂层组合物被施涂到所述基材表面时、在所述可固化涂层组合物被施涂到所述基材表面之后或其组合，施加能量。
57.根据权利要求55至56中任一项所述的方法，其中所述能量包括光化辐射、热能、声能、机械能、微波能、红外能或前述能量中的任何能量的组合。
58.根据权利要求45至57中任一项所述的方法，其中所述固化涂层基本上没有气泡。
59.一种涂层，其使用根据权利要求45至58中任一项所述的方法施涂到基材表面。
60.一种部件，其包括根据权利要求59所述的涂层。
61.一种运载工具，其包括根据权利要求59所述的涂层。
62.根据权利要求61所述的运载工具，其中所述运载工具是航空航天运载工具。
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