抗腐蚀防结冰涂层制造技术

液体和／或固体防结冰填料和／或油一起与抗腐蚀硅树脂和／或碳氟化合物弹性材料结合制备抗腐蚀防结冰涂层。这些涂层可以用于防止在各种燃气涡轮发动机部件、飞行器部件、船只（即大小船只）、电线、电信线等部件上结冰。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及涂层，更具体涉及用于各种部件的抗腐蚀防结冰涂层。
技术介绍
在航空领域，飞行器和燃气涡轮发动机结构上结冰已经是一个长久的问题。冰的物理存在能够对螺旋桨，如机翼、风扇叶片、进口导叶、鼓风出口导片等的空气动力学性能产生不利影响。另外，凝结的冰增加的重量可能给部件造成预料不到的负担，而且在极端情况下，甚至可能超出部件的负载能力。而且凝结的冰可能脱落，对飞行器发动机造成严重的破坏。已经开发出防结冰系统来阻止在各种飞行器部件上的结冰，例如靠近发动机进口的那些部件。一些传统的系统利用发动机中心内的高温气体，其中高温空气被抽送到需要阻止结冰的区域。这种系统具有很多缺点系统结构复杂、明显增加了发动机的重量、需要复杂的热量管理系统、损失的核心气流导致了发动机效率降低、以及由于高的解冻温度，这些系统通常需要用于构件的昂贵的材料或限定的材料。像这样，对结冰问题的部分解决能够具有很大的经济利益(即如果解冻系统能够更简单、重量减小、和/或为了加热使用更下的中心气流等。)。防结冰涂层(涂料)(icephobic coating)，即冰不会很好的粘附上面的涂层，可以降低或消除度传统防结冰的需要。然而，一些现有的防结冰涂层基于可能含有固体或液体填料的热塑性或热固性树脂。无保护的热固或热塑性材料典型的具有弱的抗腐蚀性，并且添加的固体或液体填料进一步降低了抗腐蚀性。这是不期望的，因为最需要结冰保护的发动机或飞行器部件位于严重的腐蚀性环境中。因而，需要比现有防结冰涂层具有更好抗腐蚀性能的防结冰涂层。专利技术简介现有的防结冰涂层的上述缺点可以被本专利技术涉及到改进的防结冰涂层的实施方式克服。液体和/或固体防结冰填料和/或油与抗腐蚀硅树脂和/或碳氟化合物(fluorocarbon)弹性材料相结合，用于生产本专利技术的抗腐蚀防结冰涂层(涂料)。这些涂层可以具有小于约200kPa的冰附着强度，并且可以用于阻止在各种部件上结冰，例如但不限于气体涡轮发动机部件、飞行器部件、船只(即大小船只)、电力线、电信线等。这种抗腐蚀防结冰涂层可以包括(a)含有至少一种硅树脂(silicone)相容油的硅树脂弹性体(silicone elastomer)；(b)含有至少一种硅树脂相容油和至少一种硅树脂相容填料的硅树脂弹性体；(c)包含至少一种分子量为约500-10000的碳氟化合物相容油的碳氟化合物弹性体；(d)包含至少一种碳氟化合物相容填料的碳氟化合物弹性体；(e)包含至少一种分子量为约500-10000的碳氟化合物相容油和至少一种碳氟化合物相容填料的碳氟化合物弹性体；在以下描述的过程中本专利技术的进一步详述对本领域技术人员将会变得更加明显。以下参考附图描述本专利技术的实施方式，其中附图是显示了用于测试本专利技术各种实施方式的针形剪切测试装置的示意图。专利技术详述为了更好的理解本专利技术，现将参考本专利技术的一些实施方式。为了描述在这里使用的术语是非限制性的。这里详细公开的结构和功能性描述并不是限制性说明，而仅仅作为教导本领域技术人员的根据。作为本领域技术人员通常实施的，在这些描述的结构和方法中所做的一些改进或变化以及这里描述的本专利技术原理的进一步应用，被认为在如描述和要求的本专利技术的精神和范围之内。当参考一些值的数字范围时，这些范围包括在其中的每一个数字和/或片断以及最小和最大之间的声明范围。例如，至多10.0重量％的范围包括约0.0％、约1.0％、约2.0％、约3.0重量％等的所有中间值，一直向上并且包括约9.98％，约9.99％，约9.995％和约10重量％等。这适用于在此讨论的所有数字范围。本专利技术涉及具有改进的抗腐蚀性的防结冰涂层。如这里以及全文使用的，“防结冰涂层”既指不粘附冰的涂层，也指相对于底层冰的粘附力得到很大降低的涂层。与现有基于可能含有固体或液体填料的热塑性或热固性树脂的防结冰涂层不同，本专利技术的防结冰涂层基于含有固体/或液体防结冰油和/或填料的抗腐蚀性弹性材料。本专利技术的防结冰涂层可以包含各种充满适当抗结冰添加剂的弹性材料。高强度的硅树脂是一种可以在约-90(-68℃)至约400(240℃)环境下使用的弹性材料。碳氟化合物弹性材料是另一种可以用在约-25(-32℃)至约400(240℃)环境下使用的弹性材料。也可以使用聚氨酯弹性材料，因为它们具有优越的抗腐蚀能力，然而，它们差的高温热稳定性限制了它们只能在约-65(-54℃)至约250(121℃)环境下使用。在实施方式中，理想的可以使用碳氟化合物弹性材料，因为低温碳氟化合物弹性材料，例如VitonGLT，比硅树脂硅树脂弹性体具有更好的高温抗腐蚀性。在另外的实施方式中，硅树脂弹性材料可以令人满意的使用，因为它们比碳氟化合物弹性材料具有更低的冰粘附力。冰是少数能粘附在多数已知聚合物上的物质中的一种，其中聚合物包括高强度硅树脂弹性材料、碳氟化合物弹性材料、聚氨酯弹性材料、聚四氟乙烯(已知如Telon聚合物的PTFE)等。阻止冰粘附在这些材料上的一种方法包括在材料表面上提供一种流体界面或薄边界层，使得冰不能够粘附在那里。在实施方式中，材料表面上的流体界面或薄边界层提供了小于约200kPa的冰粘附力。在实施方式中，可以通过用涂层涂覆基底得到部件表面上的薄边界层，其中涂层具有惰性高分子硅树脂聚合物油(即聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、和/或聚三氟丙基甲基硅氧烷等)，与一种硅树脂弹性材料(即铂固化的乙烯基封端(terminated)的聚二甲基硅氧烷、过氧化物固化的乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、聚苯基甲基硅氧烷、聚三氟丙基甲基硅氧烷等)。在实施方式中，可以使用至多约10重量％的这种油。这种油在硅树脂弹性材料中具有部分至全部相容性，并且不会很快向弹性材料外扩散。即这种油将保留在硅树脂弹性材料的体相中，并且在涂层的整个寿命(即厚度)中提供有用的防结冰性能。在另一实施方式中，通过在基底上涂覆一层涂层得到部件表面上的一层薄边界层，其中涂层具有氟代烃或全氟代烃油(即已知如Krytox氟化润滑剂的全氟烃基醚)，加入到低温碳氟化合物弹性材料中(即偏二氟乙烯、四氟乙烯、全氟甲基乙烯基醚、全氟乙醚(perfluoroether)、六氟丙稀等)，在实施方式中，可以使用具有至多10重量％的分子量为约500-10000原子质量单位的这种油。在另一实施方式中，可以通过在基底上涂覆低温碳氟化合物涂层得到部件表面上的薄边界层，其中涂层具有碳氟化合物相容的填料，能够降低从弹性材料上脱落冰所需的能量。这种填料可以包括非常低附着的填料，例如细PTFE粉末(即Teflon聚合物粉末)，和/或具有很弱断裂面的填料，例如石墨、硫化钼和/或类似的无机氧化物。在另一实施方式中，可以通过在基底上涂覆弹性硅树脂涂层得到部件表面上的薄边界层，其中涂层具有硅树脂相容油和加入的硅树脂相容填料。这种填料可以包括非常低粘附填料，例如细PTFE粉末(即Teflon聚合物粉末)，和/或具有很弱断裂面的填料，例如石墨、硫化钼和/或类似的无机氧化物。另外，这种填料可以包括一种或多种化学处理过的填料，例如羟基或乙烯基处理的热解法二氧化硅、石英和/或沉积玻璃，这有助于油均匀分散在弹性材料中并且在整个弹性材料中持久保存，使得油不会向外扩散，因而在涂层的整个寿命(即厚度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗腐蚀防结冰涂层，包括至少一种以下物质：含有至多约１０重量％聚二甲基硅氧烷流体的硅树脂弹性体；含有至多约１０重量％聚甲基苯基硅氧烷流体的硅树脂弹性体；含有至多约１０重量％聚三氟丙基甲基硅氧烷流体的硅树脂弹性体；　 　含有至多约１０重量％的分子量为约５００－１００００的氟代烃油的碳氟化合物弹性体；含有至多约１０重量％的分子量为约５００－１００００的全氟代烃油的碳氟化合物弹性体。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：JW普特纳姆，
申请(专利权)人：联合工艺公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]