选择性施加的梯度涂料组合物制造技术

提供了表面改性剂和涂层材料，其可施加于基材以减少或消除当掺入到诸如热交换器的装置中时会产生环境影响或操作应力的损害。结构化陶瓷表面改性材料可掺入到表面改性剂中，并且可任选地包括一种或多种物理或化学性质的梯度。梯度。梯度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】选择性施加的梯度涂料组合物
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年12月12日提交的PCT申请号PCT/US2019/065978的优先权，并要求2020年3月13日提交的美国临时申请号62/989,092、2020年3月13日提交的美国临时申请号62/989,150、2020年6月12日提交的美国临时申请号63/038,642、2020年6月12日提交的美国临时申请号63/038,693以及2020年6月16日提交的美国临时申请号63/039,965的权益，所有专利文献全文以引用方式并入本文中。


[0003]本专利技术涉及涂层材料，特别是提供一种或多种物理或化学性质的梯度的涂层材料，该涂层材料减轻了对其上施加涂层材料的基材的环境或操作损害，诸如腐蚀。

技术介绍

[0004]当热交换器和其他目标系统暴露在局部环境中时，会经历可以影响其性能并最终影响其实用性的条件。可以观察到的影响是局部腐蚀、增加腐蚀的水和霜积聚、碎片积聚或空气中碎片的磨损，这些可降低腐蚀保护的有效性或导致微生物生长和随后的腐蚀。作为进一步的实例，在热交换器的前缘表面上比在后缘表面上出现明显更多的碎片积聚。冷凝过程中的水积聚可聚集在热交换器表面的后缘上，从而增加腐蚀损坏。道路磨损发生在轮胎接触的区域，并且油积聚发生在车道的中心，这两者都改变了道路的磨损和腐蚀模式。为了提高这些装置和系统的性能，希望在目标区域以有针对性的方式直接解决这些状况。

技术实现思路

[0005]本文提供了涂料组合物及其使用方法。
[0006]在一个方面，提供一种在基材的表面上的涂料或改性剂形式的组合物，其中涂料或改性剂包括在基材表面的至少一部分上的至少一种物理或化学性质的梯度。例如，梯度的至少一种物理或化学性质可以包括但不限于厚度、密度、孔径、孔径分布、孔隙填充率、化学或物理组成、氧化态、金属浓度、交联密度、等电点、电导率、热导率和电容中的一种或多种。在一些实施方案中，梯度，例如任何上述性质的梯度可以相对于涂料或改性剂的给定性质的最大值或基材上给定性质的最大值变化约1％至约99％、约5％至约95％、约10％至约90％、约20％至约80％，或约1％、约5％、约10％、约20％、约30％、约40％、约50％、约60％、约70％、约80％、约90％、约95％或约99％中的任一者，或至少约1％、约5％、约10％、约20％、约30％、约40％、约50％、约60％、约70％、约80％、约90％、约95％或约99％中的任一者。
[0007]在一些实施方案中，包括至少一种物理或化学性质的梯度的涂料或改性剂处于基材表面上的单层中。例如，涂料或改性剂可以包含陶瓷、聚合物材料或自组装单层。
[0008]在一些实施方案中，涂料或改性剂包括多个层，其中所述层中的至少一个包括至少一种物理或化学性质的梯度。例如，包括梯度的至少一层可以包含陶瓷、聚合物材料或自
组装单层。在一个实施方案中，多个层包括与基材接触的包括至少一种物理或化学性质的梯度的第一层和在第一层上不包括梯度的第二功能材料层。
[0009]在另一个实施方案中，多个层包括与基材接触的不包括梯度的第一层和在第一层上包括梯度的第二功能材料层。
[0010]在一些实施方案中，涂料或改性剂被施加在基材表面的空间离散区域中，并且基材表面的一个或多个区域不包括涂料或改性剂。例如，涂料或改性剂可以施加于基材的表面的多个空间离散区域中。在一些实施方案中，约1％至约99％、约5％至约95％、约10％至约90％、约20％至约80％，或约1％、约5％、约10％、约20％、约30％、约40％、约50％、约60％、约70％、约80％、约90％、约95％或约99％中的任一者，或至少约1％、约5％、约10％、约20％、约30％、约40％、约50％、约60％、约70％、约80％、约90％、约95％或约99％中的任一者的基材表面被涂料、层或改性剂涂覆。
[0011]在一些实施方案中，涂料或改性剂在基材表面的整个区域或基本整个区域上是空间连续的。
[0012]在一些实施方案中，所述基材在整个基材表面或基本上整个基材表面上用转化涂层或底漆改性，并且在转化涂层或底漆的顶部上涂覆包括至少一种物理或化学性质的梯度的层。在一个实施方案中，包括在至少一种物理或化学性质的梯度的层被施加在转化涂层或底漆的空间离散区域中，并且转化涂层或底漆的一个或多个区域不包含包括梯度的层。在一个实施方案中，包括至少一种物理或化学性质的梯度的层被施加在转化涂层或底漆的多个空间离散区域中。在一个实施方案中，包括至少一种物理或化学性质的梯度的层在转化涂层或底漆的整个区域或基本上整个区域上是空间连续的。在一些实施方案中，转化涂层或底漆包含铬酸盐、氟锆酸盐、氟钛酸盐、溶胶凝胶、磷酸盐、锆、稀土金属和蓝色或黑色氧化物中的一种或多种。在一些实施方案中，包括至少一种物理或化学性质的梯度的层包含陶瓷、聚合物材料或自组装单层。
[0013]在一些实施方案中，包括至少一种物理或化学性质的梯度的层被涂覆在基材表面的至少一部分上，并且均匀或基本均匀的功能材料层被涂覆在包括梯度的层的顶部上，并涂覆在基材表面的整个区域或基本上整个区域上。在一些实施方案中，包括至少一种物理或化学性质的梯度的层包含陶瓷、聚合物材料或自组装单层。
[0014]在一些实施方案中，包括至少一种物理或化学性质的梯度的涂料或改性剂或层包含陶瓷材料或由陶瓷材料组成。例如，陶瓷材料可以是结晶度大于约20％的无粘结剂陶瓷材料。陶瓷材料可以包括金属氧化物、金属氧化物的水合物、金属氢氧化物和/或金属氢氧化物的水合物。在一些实施方案中，陶瓷材料包括金属氢氧化物，其中金属氢氧化物的至少一部分是层状双氢氧化物的形式。在一些实施方案中，陶瓷材料包括选自以下的一种或多种性质：每平方米投影基材面积约10m2至1500m2的表面积；每克陶瓷材料约15m2至1500m2的表面积；约2nm至约20nm的平均孔径；约0.2微米至约25微米的厚度；大于约10％的孔隙率；以及通过压汞孔隙率测定法测定的约100mm3/g至约7500mm3/g的空隙体积。
[0015]在一些实施方案中，包括至少一种物理或化学性质的梯度的涂料或改性剂或层包含胶乳、石蜡(烷烃)、烯烃、醇、丙烯酸、醇酸树脂、瓷漆、环氧树脂、硅氧烷、含氟聚合物或氨基甲酸酯，或由其组成。
[0016]在一些实施方案中，包括至少一种物理或化学性质的梯度的涂料或改性剂或层包
含具有头基和尾基的分子，例如，其中头基包括硅烷基、磺酸根基、磺酸基、硼酸根基、硼酸基、膦酸根基、膦酸基、羧酸根基、羧酸基、乙烯基、氢氧根基、醇基、硫醇根基、硫醇基和/或季铵基，并且其中尾基包括烃基、碳氟基团、乙烯基、苯基、环氧基团、丙烯酸基、丙烯酸根基、氢氧根基、羧酸基、硫醇基和/或季铵基。
[0017]在一些实施方案中，基材表面是热交换器、车辆、飞机、船只或桥梁的表面，或者在其所处或操作的环境条件下易受环境磨损或降解影响的任何其他表面。例如，基材表面可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种组合物，其包含基材的表面上的涂料或改性剂，其中所述涂料或改性剂包括在所述基材表面的至少一部分上的至少一种物理或化学性质的梯度。2.根据权利要求1所述的组合物，其中包括所述梯度的所述涂料或改性剂处于所述基材表面上的单层中。3.根据权利要求2所述的组合物，其中所述涂料或改性剂包括陶瓷、聚合物材料或自组装单层。4.根据权利要求1所述的组合物，其中所述涂料或改性剂包括多个层，其中所述层中的至少一个包括至少一种物理或化学性质的所述梯度。5.根据权利要求4所述的组合物，其中包括至少一种物理或化学性质的所述梯度的所述至少一个层包含陶瓷、聚合物材料或自组装单层。6.根据权利要求4所述的组合物，其中所述多个层包括与所述基材接触的包括至少一种物理或化学性质的所述梯度的第一层和在所述第一层上不包括所述梯度的第二功能材料层。7.根据权利要求4所述的组合物，其中所述多个层包括与所述基材接触的不包括至少一种物理或化学性质的所述梯度的第一层和在所述第一层上包括所述梯度的第二功能材料层。8.根据权利要求1至7中任一项所述的组合物，其中所述涂料或改性剂被施加在所述基材表面的空间离散区域中，并且其中所述基材表面的一个或多个区域不包含所述涂料或改性剂。9.根据权利要求8所述的组合物，其中所述涂料或改性剂被施加在所述基材的表面的多个空间离散区域中。10.根据权利要求1至7中任一项所述的组合物，其中所述涂料或改性剂在所述基材表面的基本上整个区域上是空间连续的。11.根据权利要求1所述的组合物，其中所述基材在基本上整个基材表面上用转化涂层或底漆改性，并且其中在所述转化涂层或底漆的顶部上涂覆包括至少一种物理或化学性质的所述梯度的层。12.根据权利要求11所述的组合物，其中包括至少一种物理或化学性质的所述梯度的所述层被施加在所述转化涂层或底漆的空间离散区域中，并且其中所述转化涂层或底漆的一个或多个区域不包含包括所述梯度的所述层。13.根据权利要求12所述的组合物，其中在所述转化涂层或底漆的多个空间离散区域中施加包括至少一种物理或化学性质的所述梯度的所述层。14.根据权利要求11所述的组合物，其中包括至少一种物理或化学性质的所述梯度的所述层在所述转化涂层或底漆的基本整个区域上是空间连续的。15.根据权利要求11至14中任一项所述的组合物，其中所述转化涂层或底漆包含铬酸盐、氟锆酸盐、氟钛酸盐、溶胶凝胶、磷酸盐、锆、稀土金属或蓝色或黑色氧化物。16.根据权利要求11至15中任一项所述的组合物，其中包括至少一种物理或化学性质的所述梯度的所述层包含陶瓷、聚合物材料或自组装单层。17.根据权利要求1所述的组合物，其中包括至少一种物理或化学性质的所述梯度的层被涂覆在所述基材表面的至少一部分上，并且基本上均匀的功能材料层被涂覆在包括所述
梯度的所述层的顶部上并涂覆在所述基材表面的基本上整个区域上。18.根据权利要求17所述的组合物，其中包括至少一种物理或化学性质的所述梯度的所述层包含陶瓷、聚合物材料或自组装单层。19.根据权利要求1至18中任一项所述的组合物，其中包括至少一种物理或化学性质的所述梯度的所述涂料或改性剂或层包含陶瓷材料，并且其中所述陶瓷材料是包含大于约20％的结晶度的无粘结剂陶瓷材料。20.根据权利要求1至19中任一项所述的组合物，其中所述陶瓷材料包括金属氧化物、金属氧化物的水合...

【专利技术属性】
技术研发人员：MA翁，JM马，DC沃尔特，LR布罗克韦，
申请(专利权)人：尼蓝宝股份有限公司，
类型：发明
国别省市：