用缔合聚合物增稠的飞机除冰/抗冰流体制造技术

公开了一种二元醇－和／或甘油－基，并且具有良好的耐由暴露于热和／或剪切引起的粘度降解和其它关键的性质的“通用”飞机流体（即可用作任意的Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，或Ⅳ型的流体）。该流体可以任选地作为浓缩物来制备，并且在此之后，在使用场地充分稀释用于各种用途。改进的性能是这样达到的：通过用碱，优选碱金属氢氧化物，和优选与弱碱（例如弱酸的盐）和与该增稠剂缔合的表面活性剂的组合物中和含有疏水物、聚合的增稠剂的胶乳。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】下面是相关的，普通转让的专利和专利申请美国专利系列申请号887645；美国专利申请系列号887646；美国专利申请系列号887642；美国专利系列申请号887673；美国专利申请系列号887672；美国专利申请系列号887641；美国专利系列申请号887648；美国专利系列申请号887647；美国专利系列申请号887644；和美国专利申请系列号887671；所有这些均引入本文作为参考。本专利技术涉及二元醇或甘油基的飞机除冰(ADF)/抗冰流体(AAF)，下文中有时总称为“飞机流体”(AF)，它是用特定的含有带疏水大单体的聚合物增稠的，该大单体通过疏水部分之间的缔合机理增稠AF。更具体地，本专利技术涉及已经改进了热稳定性并因此作为除冰剂更实用(在升高温度下储存和应用)的上述类型的ADF/AAF。由于按照本专利技术的AF作为除冰和抗冰流体均具有实用性，所以它们在下文中有时总称为“通用的飞机流体”(UAF)。在寒冷的冬天，或者停在地面上或者在飞行之间地面上的飞机可以在飞机表面上积累雪，冰，冻雨或霜。这样沉积的存在，特别是在机翼表面上的存在，通常是不安全的机翼条件，在该条件下，它妨碍并且可以阻碍离地，或至少是在起飞和飞行的早期是非常不希望的，因为甚至少量的积累也可以导致机翼的空气-动力学性能特性严重损害，偶尔使得在起飞/离地时坠毁，导致人员丧生。二元醇已长期用于各种浓度的含水溶液中，它作为除冰剂喷在飞机上，以便从飞机表面除去雪，冰，冻雨和霜积垢。通常加热使用这些二元醇基的飞机除冰流体以便更有效地使冰键断开或熔化雪。一般的飞机除冰流体由碱性二元醇(一般是乙二醇，丙二醇和/或二甘醇)和水(溶剂)混合物(以重量计大约等份数；PH约7.3-9.0)组成，它还含有离子腐蚀抑制剂，阻燃剂和在喷雾使用期间促进该流体在飞机上润湿的表面活性剂。代替二元醇，这些ADF可以任选地用甘油以相同的方法配制。如下文中所使用的，任何提到的二元醇基ADF或AAF或UAF将也包括用甘油代替，或者除了一种或种二元醇配制的上述流体。在靠近飞机表面处使用提供的热流体，使用加热的流体将使需要除去雪和冰的量最小。也可以以高压物流的形式使用除冰流体以便从飞机表面冲洗去雪和冰积垢。在此处理之后，希望ADF作为膜涂层保留在飞机表面上，以便起提供持续的抗冻保护和延缓进一步在飞机表面形成或增加雪，冰，冻雨或霜积垢的抗冰剂作用。各种浓度的同样AF可以理想地用于除冰和抗冰作用。然而，没有增稠剂，除冰流体会从机翼和尾翼的倾斜表面及机身和尾翼舵几乎垂直的表面流失。因此，没有增稠剂，除冰剂仅提供有限的抗冰保护。因此，用于更有效抗冰保护的AF一般含有增稠剂并且需要具有下列特性(没有任何一个都将妨碍其作为除冰剂使用)(i)在通过常规的喷雾装置使用后，甚至在起飞/离地期间对飞机空气动力学性能很关键的非水平的飞机表面(例如垂直尾翼舵)上形成基本上连续的膜涂层，但不影响机身表面的光滑；(ii)持续的抗冰保护作用；和(iii)适宜的粘度和流变学特性，它促进形成有效的粘韧保护膜涂层，由于在飞机旋转前，起飞期间风剪切力的结果，还使得流体涂层从飞机方向舵表面流下。现有技术的AAF一般是用非常大的分子(例如，黄原胶或各种有机聚合物，如特定的丙烯酸)增稠的，该大分子通过分子缠绕和分子间摩擦增稠。这样的增稠剂的缺陷在于它们对于全天候使用和对相对慢运动的涡轮螺旋桨飞机(例如联络艇飞机)不能提供最佳的非牛顿特性(即，在风剪切力下其粘度降低得不够快和/或大)。此外，由于通过使用喷嘴将AF使用于飞机施加的剧烈剪切力的结果，这样的增稠剂的粘度不适当的降低了。在AAF技术中的重要改进是由公开和要求保护于US5461100及未结案的，共同转让的美国专利申请系列号08/065237(1993年5月20日申请)中的组合物提供的，这两篇文献均引入本文作为参考。这些专利技术基于下面令人意想不到的发现即通过疏水物之间缔合增稠的特定的含大单体聚合增稠剂作为二元醇基的飞机抗冰流体增稠剂具有特殊的效力。与用现有AAF得到的那些流体相比，这些流体提供具有显著长保护时间的抗冰流体，但与现有AAF-样，作为除冰流体仅发现其有限的用途，因为提供的保护时间会由在除冰操作中所遇温度下的长时间加热而降低。本专利技术基于下面令人意想不到的发现即可以调整上述抗冰流体配方从而使得其热稳定性显著改进，使得它们作为除冰(以及抗冰)流体更有用。按照本专利技术，提供了一种抗冰流体，该流体对于抗冰保护保持其实用性并且作为除冰流体更有用，它是二元醇和/或甘油基的基本上用带有疏水物，优选含有低于约5％(以组合物总重量计)大单体聚合物增稠的溶液。当其使用于静止的飞机时，该聚合物在除冰/抗冰流体中存在的量足以增稠该流体促进其粘附于飞机表面，但其在旋转前起飞运行期间也便于风剪切导致除去。通过使用适宜类型和量的中和碱，优选通过加入稳定的盐，和控制二元醇和/或甘油含量和流体PH提供改进的热稳定性。因此，本专利技术提供具有增强热稳定性的飞机除冰/抗冰流体，它以混合物形式含有二元醇和/或甘油，水，和带疏水物(优选碱可膨胀的)聚合增稠剂，该增稠剂基本上通过在疏水基团之间的分子间缔合机理增稠，静止时所述的流体足以粘到粘附于飞机的方向舵表面，但当它们在接近起飞速度时，在风剪切力影响下足以变成流体并从方向舵表面流下。优选地，该增稠剂含有通过柔性的侧基链将疏水物连接其上的聚合骨架，特别地，其中该柔性的侧基链含有一种或多种亲水聚合物。最好是该柔性的侧基链足够长以便将疏水物放到骨架的羧基环境之外，即连接到该骨架的任何羧基部分的显著电子影响之外。尽管本专利技术增稠剂的分子量随其分子成分能够有相当大的变化(确实这是其一个优点)，但优选的是每个重复单元的分子量不大于约6000，优选不大于约3000。本专利技术的UAF的性质也可以用按照航空标准性能试验来便利地表示水喷雾耐久时间(“WSET”)，边界层位移厚度(“BLDT”)，和粘度。因此，本专利技术提供了UAF，其中水喷雾耐久时间是至少约30分钟，优选至少约80分钟，而其中边界层位移厚度小于约11mm，优选小于约10mm，和更优选小于约8mm(在-20℃时)。本专利技术还提供了用于将二元醇/水或甘油/水除冰/抗冰流体增稠的方法，该方法包括将本专利技术的增稠剂与所述流体混合。另外，本专利技术还包括提供飞机抗冰/除冰保护的方法，该方法包括将含有本专利技术增稠剂的ADF/AAF使用于飞机的方向舵表面。本专利技术的增稠剂优选是从带有疏水物的大单体已经与其共聚的可聚合羧酸衍生的。因此，在本专利技术中有用的优选含有大单体的聚合物包括(A)约1-99.9，优选约10-70％(重量)的一种或多种α，β-单烯属不饱和羧酸，一般是甲基丙烯酸；(B)约0-98.9，优选约30-85％(重量)的一种或多种单烯属不饱和单体，一般是丙烯酸乙酯；(C)约0.1-99，优选约5-60％(重量)的一种或多种单烯属不饱和大单体；和(D)约0-20，优选约0-10％(重量)或更多的一种或多种多烯属不饱和单体，一般是三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。该大单体部分优选含有至少约5％(重量)的聚合物。该流体优选是用含有不大于约5％(重量)大分子聚合物增稠的Society ofAutomotive Engineers(SAE)/Internat本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理飞机的除冰／抗冰组合物，它含有用聚合的增稠剂，和／或其中和后的盐增稠的含水二元醇和／或甘油溶液，其量足以增稠该流体以便当将其使用于静止的飞机时允许其粘附于飞机表面，但在飞机起飞期间允许其风剪切导致除去，以所述增稠剂的重量计，所述的增稠剂含有：（Ａ）约１－９９．９％（重量）的一种或多种α，β－单烯属不饱和羧酸；（Ｂ）０－约９８．９％（重量）的一种或多种单烯属不饱和单体；（Ｃ）约０．１－９９％（重量）的一种或多种含有至少１个侧基疏水部分的单烯属不饱和单体； 和（Ｄ）０－约２０％（重量）的一种或多种多烯属不饱和单体，以组合物总重量计，所述的组合物含有：（１）至少约４０％（重量）的一种或多种二元醇或甘油或其混合物，（２）至少约０．０５％（重量）的所述增稠剂，（３）包括碱金属氢氧 化物的中和试剂，其量足以提供至少约７．１的ＰＨ，（４）与增稠剂缔合的表面活性剂，其量足以增加该增稠剂的增稠效果，（５）任选地，有效量的腐蚀抑制剂，（６）任选地，一种或多种染料，和（７）其余是水。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：CH卡特，DC加斯克，RD詹肯斯，MJ麦吉尼斯，
申请(专利权)人：联合碳化化学品及塑料技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]