[发明专利]冰释放涂层

说明书

本发明提供一种具有式(I)的化合物，其中R_S是软嵌段聚合物；其中每个T独立地为氨酯或脲键；参见式(A)和(B)；其中每个R_D独立地为‑CH₃、‑CH₂CH₃、‑CH₂CH₂CH₃或‑CH₂CH₂CH₂CH₃；其中每个R'_D独立地为‑CH₃、‑CH₂CH₃、‑CH₂CH₂CH₃、‑CH₂CH₂CH₂CH₃或–OR_D；且其中每个p独立地为1、2或3。本发明提供包含所述化合物的组合物，以及制造和使用所述化合物的方法。

技术领域

本申请涉及聚合物涂层和涂料组合物，制造方法以及其用途。

相关申请案

本申请主张2013年9月30日提交的美国临时专利申请号61/884,986的优先权。

政府许可权利

本发明是在政府支持下以国家科学基金会资助DMR-0802452、和DMR-1206259以及DOD国防大学研究仪器项目(DURIP)通过海军研究办公室奖(N00014-09-1-0780)下进行。政府拥有本发明中的某些权利。

发明背景

积冰是许多行业，包括航空航天、船舶、风能发电、电力公司、制冷和商业捕鱼的一个严重问题。当暴露的结构结冰造成损坏时，电讯塔在寒冷的环境受影响。结冰导致材料损失、降低的性能，并干扰正常操作。结冰往往导致伤害和有时致命的事故。

因为宽广范围的受影响部门，所以不存在积冰的通用的解决方案。使用术语“防冰”(表明一些表面防止结冰)是不正确的，因为无涂层或表面阻止所有结冰条件下结冰。取决于应用，所需的结果通常是通过容易由“天然”力包括(风、振动或离心力)去除在增生早期阶段来防止积冰。可以容许累积的程度变化很大上与从表面以“天然方式”所能移除冰的程度一样。用于通过离心力抛出办公室，涂层技术必须考虑到风力涡轮机叶片靠近旋翼的表面上比叶片的尖端移动要慢得多。电源线是固定的，但由于风和振动也可以进行实质上的挠曲。

可能最严苛的应用要求是那些由航空航天行业提出的要求。这些应用对最大可耐受质量和不降低可靠性都具有严格要求。众所周知，机翼结冰扰乱气流，降低升力，并危及控制。目前，航空业广泛采用主动放结冰(例如加热)，来减轻结冰有关的问题。

飞机机翼上的积冰必须在起飞前除去，典型地是用乙二醇或丙二醇基流体或泡沫体除去。EPA估计每年在商业美国机场应用超过2500万加仑的除冰剂。除冰剂通常不回收并直接排入污水系统。这种排放已造成增加地下水中的生物需氧量和总有机物含量。对于航空业，除冰剂是选择的方法，而不管环境问题如何。随着越来越多的环境友好除冰方法开发和环保法规日趋严格，将寻求替代品，如高效冰释放涂料。

输电和电信经常会遇到结冰的问题。在这种情况下，在各大冬季风暴可遭受数十亿美元的损失。2008年12月，冰暴蹂躏东部新英格兰州。风暴冲击在马萨诸塞州、新罕布什尔州和罗德岛州的国家电网电力公司的服务面积的3,250平方英里面积。国家电网不得不修理或更换超过416,000英尺分布电线。

工业冷冻机行业具有一般不知道或知晓的结冰问题。在商业冷冻设施中，加工的食品转移到“急速冷冻”室，在那里从食物的液体滴落在地板上形成冰。工业冷冻机的另一个问题是冰在入户门到冷冻机区域各地形成。对于这种应用，制冷机组制造商寻求对基板诸如高冲击聚苯乙烯粘合良好的冰释放涂层。为此冰释放涂层提供前景的其它问题包括排水沟堵塞和空调的“结冰”的改善。