包括拒斥性表面的经历冰形成的制品制造技术

本发明专利技术描述了在正常使用期间经历冰形成的制品。所述制品包括拒斥性表面，使得所述表面与水的后退接触角在90度至135度的范围内。所述拒斥性表面包含通常与非氟化有机聚合物粘结剂组合的含氟化合物材料。所述含氟化合物材料优选地为具有下式的化合物：(Rf‑L‑P)nA，Rf为氟化基团；L独立地为有机二价连接基团；P为悬链二价含杂原子的羰基部分，诸如‑C(O)O‑；A为烃部分；并且n通常在1至3的范围内。还描述了制造制品的方法，所述方法包括提供在正常使用期间经历冰形成的制品以及在所述制品的至少一部分上提供如本文所述的液体拒斥性表面。

An ice forming product that includes a repellent surface

The invention describes products that experience ice formation during normal use. The articles include a repellent surface so that the contact angle between the surface and the water is in the range of 90 degrees to 135 degrees. The repellent surface contains fluorinated compound materials which are usually combined with non fluorinated organic polymer binder. The fluorinated compound material is preferably a compound with the next type: (Rf L P) nA, Rf as a fluoridated group; L is an organic two valence connecting group; P is a carbonyl part of the suspended chain two valence heteroatom, such as C (O) O; A is a hydrocarbon part; and n is usually within the range of 1 to 3. A method for producing a product is also described, the method including providing products that undergo ice formation during normal use and providing a liquid repellent surface as described in this article on at least part of the product.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括拒斥性表面的经历冰形成的制品
技术实现思路
在一个实施方案中，描述了在正常使用期间经历冰形成的制品。该制品包括拒斥性表面，使得所述表面与水的后退接触角在90度至135度的范围内。拒斥性表面包含通常与非氟化有机聚合物粘结剂组合的含氟化合物材料。含氟化合物材料优选地为具有下式的化合物：(Rf-L-P)nARf为氟化基团；L独立地为有机二价连接基团；P为悬链二价含杂原子的羰基部分，诸如-C(O)O-；A为烃部分；并且n通常在1至3的范围内。还描述了制造制品的方法，该方法包括提供在正常使用期间经历冰形成的制品以及在所述制品的至少一部分上提供如本文所述的液体拒斥性表面。附图说明图1是包括拒斥性表面层的具体基材的横截面图；图2是包括拒斥性表面的制品的另一实施方案的横截面图。具体实施方式本专利技术描述的是在其正常使用期间经历冰形成的制品或其组件。术语“冰”包括任何形式的冷冻水，包括霜冻、冻雨、雨雪和雪。代表性的制品包括标志牌、信号传输线(例如，电话和电缆)、圆盘式卫星电视天线、天线、太阳能电池板、风力涡轮机叶片、汽车、火车车厢、飞机、船只、导航设备、热泵和交换器或它的部件、制冰设施和制品，包括冰块托盘和其它“制冰机”部件；商业和住宅冰箱和冰柜；低温和超级计算机存储设施；建筑物、交通标志、屋顶、大坝(特别是靠近水闸)、石油钻井平台、户外运动设备；游艺车如雪地摩托车，和除雪设备。热交换器是用于在一种或多种流体之间传递热量的制品。流体可以被固体壁分隔以防止混合，或者它们可以直接接触。它们广泛用于空间供热、制冷、空调、发电站、化工厂、石油化工厂、炼油厂、天然气加工和污水处理。热交换器的典型示例见于在内燃机中，在所述内燃机中被称为发动机冷却剂的循环流体流过散热器盘管并且空气流过所述盘管，其冷却冷却剂并加热进入的空气。热交换器的类型包括：管壳式热交换器、板式热交换器、板壳式热交换器、绝热轮式热交换器、板翅式热交换器、枕板式热交换器、流体热交换器、余热回收单元、动态刮面热交换器、相变热交换器、直接接触式热交换器、微通道热交换器。热交换器的最广泛用途之一是建筑物和车辆的空调。这类热交换器通常被称为空气盘管，或者由于其通常蛇形的内部管道而只是称为盘管。液体对空气或空气对液体HVAC(即，暖通空调)盘管通常具有改进的错流布置。在车辆中，加热盘管通常被称为加热器芯。在这些热交换器的液体侧，普通流体是水、水-乙二醇溶液、蒸汽或制冷剂。对于加热盘管，热水和蒸汽是最常见的，并且例如，这种加热的流体由锅炉供应。对于冷却盘管，冷冻水和制冷剂是最常见的。冷冻水由可能位于很远处的冷却器供应，但制冷剂必须来自附近的冷凝单元。当使用制冷剂时，冷却盘管是蒸汽压缩制冷循环中的蒸发器。使用这种制冷剂直接膨胀的HVAC盘管通常称为DX盘管。一些DX盘管是“微通道”型。在HVAC盘管的空气侧，在用于加热的那些和用于冷却的那些之间存在显著差异。除非极度干燥的空气流动，否则被冷却的空气经常使湿气凝结出来。加热一些空气会增加气流容纳水的容量。因此，加热盘管不需要考虑其空气侧的湿气凝结。然而，设计并选择冷却盘管以处理潜在的(湿气)以及足够的(冷却)负荷。被去除的水被称为冷凝水。参考图1，制品200包括基材210，基材210包含设置在基材上的(例如，液体和冰)拒斥性表面层(例如，层)251。拒斥性表面层可以包含(例如，非氟化)有机聚合物粘结剂和含氟化合物材料。在外部暴露表面253处含氟化合物材料的浓度通常高于靠近基材210的(例如，非氟化)有机聚合物粘结剂层251内的含氟化合物材料的浓度。(例如，液体)拒斥性表面层可以通过用包含有机溶剂、(例如，非氟化)有机聚合物粘结剂和含氟化合物材料的涂料组合物涂覆基材210来提供；如随后将描述的。参考图2，制品300包括基材310，基材310包括包含含氟化合物材料的(例如，液体)拒斥性表面(例如，层)353。在外部暴露表面(例如，层)353处含氟化合物材料的浓度通常高于靠近基材310的中心的含氟化合物材料的浓度。在一个实施方案中，(例如，液体)拒斥性表面353可以通过将含氟化合物材料如含氟化合物作为熔体添加剂包含在待热加工的聚合物材料中以将基材310形成为部件或它的表面层来提供。拒斥性表面拒斥冰，并且通常还拒斥液体如水、水溶液和包括油漆的混合物。拒斥性表面通常还拒斥疏水液体如十六烷。在一些实施方案中，包括拒斥性表面可以有助于从拒斥性表面上去除冰积聚。例如，包括拒斥性表面可以减小从拒斥性表面去除冰所需的力。另外，制品可以能够从拒斥性表面重复地释放冰。在其它实施方案中，包括拒斥性涂层可以减少或防止拒斥性表面上冰堆积。当基材被融解/解冻时，拒斥性涂层或表面还可以减少去除形成在基材上的冰所需的时间。根据实施例中所述的测试方法，可以通过各种已知方法如离心测试(如由AMIL进行)来测量冰拒斥性。在一些实施方案中，拒斥性表面具有至少2或2.5的冰减少因子(ARF)。冰减少因子可以高达约5或更大。在一些实施方案中，裸铝上的冰附着力小于325kPa、300kPa、275kPa、250kPa或200kPa。冰附着力可以是至少50kPa或100kPa。外部暴露表面253优选地为(例如，冰、液体)拒斥性的，使得表面与水的前进和/或后退接触角为至少90、95、100、105、110或115度。所述前进和/或后退接触角通常不大于135、134、133、132、131或130度，并且在一些实施方案中，不大于129、128、127、126、125、124、123、122、121或120度。在(例如，冰、液体)拒斥性表面层的与水的前进和/或后退接触角之间的差值可以是至少5、10、15、20、25、30、35、40、45或50度。在一些实施方案中，在表面层的与水的前进和后退接触角之间的差值可以是不大于15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2或1度。随着与水的前进和后退接触角之间的差异增加，从平坦表面滑动或滚落(例如水)液滴所需的倾斜角增加。普通技术人员认识到在确定与水的接触角时利用去离子水。在一些实施方案中，外部暴露表面253在室温(25℃)下在水中浸泡24小时后表现出在刚刚描述的范围内的接触角。(例如，冰、液体)拒斥性表面的接触角也可以用其它液体代替水如十六烷或10重量％的2-正丁氧基乙醇和90重量％的去离子水的溶液来评估。在一些实施方案中，与这种2-正丁氧基乙醇溶液的前进接触角为至少60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70度，并且在一些实施方案中为至少75或80度。在一些实施方案中，与这种2-正丁氧基乙醇溶液的后退接触角为至少40、45、50、55、60、65或70度。在一些实施方案中，(例如，冰、液体)拒斥性表面与这种2-正丁氧基乙醇溶液的前进和/或后退接触角不大于100、95、90、85、80或75度。在另一实施方案中，外部暴露表面253优选地为(例如，冰、液体)拒斥性的，使得所述表面与十六烷的后退接触角为至少45、46、47、48、49、50、55、60、65、70或75度。与十六烷的前进接触角通常为至少45、50、55、60、65、70、75、80或84度。在典型的实施方案中，与十六烷的后退或前进接触角本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在正常使用期间经历冰形成的制品，所述制品包括拒斥性表面，使得所述表面与水的后退接触角在90度至135度的范围内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.28 US 62/247,238;2016.04.26 US 62/327,8051.一种在正常使用期间经历冰形成的制品，所述制品包括拒斥性表面，使得所述表面与水的后退接触角在90度至135度的范围内。2.根据权利要求1所述的制品，其中所述拒斥性表面包含含氟化合物材料。3.根据权利要求2所述的制品，其中所述拒斥性表面还包含非氟化有机聚合物粘结剂。4.根据权利要求2所述的制品，其中所述含氟化合物材料为具有下式的化合物：(Rf-L-P)nARf为氟化基团；L独立地为有机二价连接基团；P为悬链二价含杂原子的羰基部分，诸如-C(O)O-；A为烃部分；并且n通常在1至3的范围内。5.根据权利要求4所述的制品，其中A包括包含4至40个碳原子的烃部分。6.根据权利要求4至5所述的制品，其中L为基团-SO2N(CH3)(CH2)n-，其中n在1至4的范围内。7.根据权利要求4至6所述的制品，其中Rf包含小于2％的具有大于6个碳原子的氟化基团。8.根据权利要求4至7所述的制品，其中Rf包含小于25％的具有大于4个碳原子的氟化基团。9.根据权利要求4至8所述的制品，其中对于至少50重量％的所述含氟化合物材料，Rf为CF3[CF2]3-。10.根据权利要求4至9所述的制品，其中所述烃部分为饱和的亚烷基部分。11.根据权利要求2至10所述的制品，其中所述含氟化合物材料具有至少25重量％的氟含量。12.根据权利要求2至11所述的制品，其中权利要求4的式中的n平均为至少2。13.根据权利要求3至10所述的制品，其中所述非氟化聚合物粘结剂选自聚苯乙烯、丙烯酸类、聚酯、聚氨酯、聚烯烃和聚氯乙烯。14.根据权利要求2至13所述的制品，其中所述含氟化合物材料不与所述非氟化聚合物粘结剂形成共价键。15.根据权利要求1至14所述的制品，其中所述拒斥性表面表...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·L·S·埃尔斯贝恩德，A·J·穆勒，G·M·伊兹，Z·J·玛莱贝格，T·E·S·米勒，李建，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US