减轻基材上冰积聚的方法技术

本发明专利技术涉及减轻基材例如风力发电机叶片上冰积聚的方法，包括向该基材施涂可固化的成膜组合物，该组合物包含异氰酸酯官能固化剂，具有与该异氰酸酯有反应性的成膜组合物，和聚硅氧烷。该成膜组合物可以直接施涂到基材的表面，或施涂到基材上底漆和/或面漆上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2011年12月2日提交的美国临时申请序列号61/566,077的权益。专利
本专利技术涉及减轻基材上冰积聚的方法，特别适用于风力发电机或涡轮叶片和飞机零件，例如机翼和螺旋桨叶片。专利技术背景风力是将风能利用风力涡轮机转化成可用形式，例如电力。截至2007年底，风力发电机世界装机容量为94.1兆瓦。虽然风力发电机目前仅生产刚过1％的世界范围使用的电力，但它占丹麦电力生产的大约19％的电力，西班牙和葡萄牙的9％，以及德国和爱尔兰的6％(2007数据)。从全球来看，2000年至2007年间风力发电增长了超过五倍。风力产生于与电网连接的大规模风力发电机厂，以及用于向偏远地区提供电力的单独涡轮。风力涡轮机典型地具有2到4个大型叶片并设计为持续大约20到25年。风力发电机涡轮的叶片的最佳数量取决于涡轮所要做的工作。用于产生电力的涡轮需要在高速运行，但不需要许多的扭矩或旋转力。这些机器通常具有两个或三个叶片。相反，风力发电机泵以更大的扭矩但不那么快的速度运行，引起具有许多叶片。风力发电机涡轮叶片持续暴露于许多因素，必须设计成耐受极端温度、风剪切、沉淀、和其他环境危害但不会失效。冰在叶片基材上的积聚导致降低效率，因为叶片变得较重和较难以旋转。期望提供一种减轻冰积聚的方法，以包括风力发电机和涡轮叶片并最大化叶片在极端天气下的效率。理想地，可将涂料组合物施涂到叶片基材上。
技术实现思路
本专利技术涉及减轻基材上冰积聚的方法，包括向该基材施涂可固化的成膜组合物。所述可固化的成膜组合物包括：(a)包含异氰酸酯官能团的固化剂；(b)至少一种包含与(a)中的异氰酸酯基团有反应性的官能团的成膜聚合物；和(c)聚硅氧烷，其存在于所述可固化的成膜组合物中的量足以在承受易于形成冰的条件时减轻基材上的冰积聚。专利技术详述除了在任何操作实例或另有说明的情况，在本说明书和权利要求书中使用的表达成分、反应条件等的量的数字都理解为在所有情形下用术语“约”修饰。因此，除非有相反指示，以下说明书和所附权利要求中给出的数量参数都是近似值，它们可根据期望由本专利技术获得的性质而变化。最起码，并且不试图限制等同原则适用于权利要求的范围，各数值参数应至少被根据所报告的有效数字并通过常规舍入法来解释。虽然在本专利技术的宽范围给出的数量范围和参数都是近似值，在具体实例中给出的数值都尽可能精确地报道。然而，任何数值内在地含有某些会从它们各自测试方式中的标准偏差必然产生的误差。而且，应理解的是，本文中引述的任何数值范围都意图包括其中涵盖的所有子范围。例如，“1到10”的范围意图包括所有所引述的最小值1和所引述的最大值10之间的所有子范围(并包括端点值)，也就是说，最小值等于或大于1且最大值等于或小于10。如本说明书和所附权利要求书中所使用的，冠词“一个”、“一种”和“该”包括多个指代对象，除非明确无误地限制为一个指代对象。本文给出的本专利技术的各种实施方式和实例均理解为对本专利技术的范围是非限制性的。在以下说明书和权利要求书中，所使用的以下术语具有如下所示的含义：术语“可固化的”，如例如与可固化的组合物结合使用，是指所说明的组合物是通过官能团可聚合的或可交联的，例如通过是指包括，但不限于，热(包括环境固化)和/或催化性暴露。术语“固化”，“固化的”或类似术语，如例如与固化的或可固化的组合物结合使用，例如一些具体说明的“固化的组合物”，是指至少一部分形成可固化的组合物的该可聚合的和/或可交联的组分被聚合和/或交联。另外，可聚合的组合物的固化是指使所述组合物经受固化条件，例如但不限于热固化，引起该组合物的反应性官能团的反应，产生聚合并形成聚合物。当可聚合的组合物经受固化条件时，在聚合后以及大多数反应性端基的反应发生后，剩余反应性端基的反应速率逐渐变慢。可聚合的组合物可以经受固化条件直到其被至少部分地固化。术语“至少部分地固化的”是指使可聚合的组合物经受固化条件，其中组合物的反应性基团的至少一部分发生反应，以形成聚合物。可聚合的组合物还可以经受固化条件，使得获得基本上完全固化，并且其中进一步固化不会在聚合物性质例如硬度上产生显著的进一步改进。术语“反应性”是指能够与其本身和/或其它官能团自发地或在施加热或在存在催化剂时或通过本领域技术人员已知的其它方式进行化学反应的官能团。“聚合物”是指包括均聚物和共聚物，以及低聚物的聚合物。“复合材料”是指两种或更多种不同材料的结合。在本专利技术的方法中，基材上的冰积聚通过将可固化的成膜组合物施涂至基材的表面来减轻。在本专利技术的方法中合适的基材包括刚性金属基材，例如黑色金属、铝、铝合金、铜以及其它金属和合金基材。用于本专利技术的实践中的黑色金属基材可包括铁，钢，及它们的合金。可用的钢材料的非限制性实例包括冷轧钢，镀锌(锌涂覆的)钢，电镀锌钢，不锈钢，酸洗钢，锌-铁合金例如GALVANNEAL，以及它们的组合。还可以使用黑色和有色金属的组合或复合材料。在本专利技术的某些实施方式中，基材包括复合材料材料，例如塑料或玻璃纤维复合材料。在特别的实施方式中，基材是风力发电机叶片形式的玻璃纤维和/或碳纤维复合材料。该方法还适于减轻用于涡轮和飞机零件例如螺旋桨叶片和机翼的基材上的冰积聚。在沉积任何涂料组合物在基材的表面上之前，常用的办法是，但不是必须的，通过完全清洁和脱脂表面从表面除去外来物质。这样的清洁典型地在将基材形成(压制，焊接等)为最终使用形状后进行。基材的表面可以通过物理或化学方式进行，例如机械地研磨表面或用碱性或酸性清洁试剂来清洁/脱脂，所述碱性或酸性清洁试剂是本领域技术人员熟知的，例如偏硅酸钠和氢氧化钠。清洁试剂的非限制性实例是CHEMKLEEN163，一种基于碱性的清洁剂，可购自PPG Industries,Inc。在清洁步骤后，基材可用去离子水或漂洗试剂的水溶液来漂洗，从而出去任何残余物。基材可以风干，例如，通过使用气刀，通过将基材短暂暴露于高温而将水蒸除或通过使基材通过油皮辊之间。基材可为裸露的、经清洁的表面；它可为油性的，用一种或多种预处理组合物预处理的，和/或用一种或多种涂料组合物、底漆等预涂覆的，通过任意方法施涂，包括，但不限于，电沉积、喷涂、浸涂、辊涂、幕涂等。在本专利技术的方法中，将可固化的本文档来自技高网...

【技术保护点】
减轻基材上冰积聚的方法，包括向该基材施涂可固化的成膜组合物；所述组合物包含：(a)包含异氰酸酯官能团的固化剂；(b)至少一种包含与(a)中的异氰酸酯基团有反应性的官能团的成膜聚合物；和(c)至少一种聚硅氧烷，其存在于所述可固化的成膜组合物中的量足以在承受易于形成冰的条件时减轻基材上的冰积聚。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.02 US 61/566,077;2012.11.29 US 13/688,5711.减轻基材上冰积聚的方法，包括向该基材施涂可固化的成膜
组合物；所述组合物包含：
(a)包含异氰酸酯官能团的固化剂；
(b)至少一种包含与(a)中的异氰酸酯基团有反应性的官能团的
成膜聚合物；和
(c)至少一种聚硅氧烷，其存在于所述可固化的成膜组合物中的
量足以在承受易于形成冰的条件时减轻基材上的冰积聚。
2.权利要求1所述的方法，其中所述固化剂(a)包括六亚甲基二
异氰酸酯的三聚体。
3.权利要求1所述的方法，其中(b)聚合物包括丙烯酸类聚合物
和/或聚酯聚合物。
4.权利要求1所述的方法，其中所述聚合物包含羟基和/或胺官
能团。
5.权利要求1所述的方法，其中所述聚硅氧烷(c)包含至少一个
与所述可固化的成膜组合物中的至少一种其它组分上的官能团有反应
性的官能团。
6.权利要求5所述的方法，其中所述聚硅氧烷包含至少一个官
能团。
7.权利要求6所述的方法，其中所述聚硅氧烷包括聚二甲基硅
氧烷并包含至少两个羟基和/或胺官能团。
8.权利要求1所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·J·莫拉维克，B·A·康奈利，E·F·拉克维兹，D·J·施沃茨米勒，M·A·扎里奇，
申请(专利权)人：PPG工业俄亥俄公司，
类型：发明
国别省市：美国;US