【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本公開涉及具有固定到(例如粘結到)防水粘合劑的超疏水涂層的多層復合結構、包含所述多層復合結構的制品、制造所述多層復合結構的方法以及使用所述多層復合結構的方法。
技術介紹
1、用于粘合劑的常見聚合物基序(motif)是環氧樹脂、丙烯酸類聚合物和聚氨酯。與干燥環境相比，這些常規粘合劑在水性環境中的粘結效果和強度明顯較低。特別具有挑戰性的環境是浸漬在溶液中，特別是那些具有非中性ph或高離子含量的溶液(例如，鹽水和其他具有高濃度離子的液體)。通常在水性環境中，特別是在鹽水中，由于在水和所存在其他離子的情況下表面與粘合劑之間增加的相互作用，粘合劑材料與基材的表面附接或粘結更加復雜。
2、水下粘合劑技術的大多數實例都是基于所謂的貽貝仿生粘合劑開發的。這些通常基于具有鄰苯二酚和苯乙烯基序的組合的聚合物。參見例如美國專利號us11,046,873b2。在這些系統中，已經確定，為了在干燥或潮濕環境中實現最佳粘合，需要改變聚合物結構。然而，這些粘合劑的共同特征是它們是固化的且不可逆的。當發生粘結破壞或脫層時，基材不能以與最初結合時相同的粘合強度重新接合。
3、超疏水表面，或具有極低表面自由能的表面代表對于粘合劑來說是極具挑戰性的基材，并且通常已知具有較差的機械性能，這限制了它們的廣泛應用。參見例如zhu等人journal?ofmaterials?chemistry2011，21(39)，15793-15797；chen等人advancedmaterialsinterfaces2016，3(6)，1500718.-2。這些涂層
4、對能夠涂覆表面并提供增強的防污和/或改進的潤濕行為的材料存在顯著且日益增長的需求。特別是生物污垢和生物膜是影響生態和人類健康、基礎設施、碳排放和機器性能的高成本問題。例如，在海洋環境中，薄至50μm的生物膜可能使輪船的阻力增加20％以上，從而導致嚴重的經濟和環境后果。事實上，由于生物膜導致的燃料消耗增加，美國海軍估計產生了7000萬噸額外的co2。據估計，海洋工業中的污垢每年可能產生超過64億美元(us)的成本。
5、因此，需要一種改進的粘合劑，其可與ptfe和其他含氟聚合物一起用于疏水和超疏水涂層中以減少阻力，在海洋工程中用作防污表面，以及在靜態應用中用作密封劑和襯墊。還需要將這些類型的涂層粘附到大的和/或不規則的基材的新組合物和方法，并將其用于水性環境中，特別是海洋工程中。本公開解決了這些和其他未滿足的需求。
技術實現思路
1、在一個實施方案中，本文闡述了一種復合結構，其包括基材和設置在所述基材的表面上的疏水涂層，其中疏水涂層包含含有胺官能化聚合物的防水粘合劑層和含有含氟聚合物和/或聚(烯烴)的疏水層，所述胺官能化聚合物具有約1μm至約500μm的均勻厚度；優選地其中疏水涂層與水性環境/介質接觸。
2、在另一個實施方案中，本文闡述了一種復合結構，其包括基材和設置在所述基材的表面上的涂層，其中涂層包括含有胺官能化聚合物的層和含有含氟聚合物和/或聚(烯烴)的層，所述胺官能化聚合物具有約1μm至約500μm的均勻厚度；優選地其中疏水涂層與水性環境/介質接觸。在一些實施方案中，具有均勻厚度的胺官能化聚合物是防水粘合劑。在一些實施方案中，胺官能化聚合物具有大于80μm的均勻厚度。在一些實施方案中，胺官能化聚合物具有至少80μm的均勻厚度。在一些實施方案中，胺官能化聚合物具有80μm至150μm的均勻厚度。在一些實施方案中，胺官能化聚合物具有至少150μm的均勻厚度。在一些實施方案中，胺官能化聚合物具有小于500μm的均勻厚度。在一些實施方案中，胺官能化聚合物具有小于400μm的均勻厚度。在一些實施方案中，胺官能化聚合物具有小于300μm的均勻厚度。在一些實施方案中，胺官能化聚合物具有小于200μm的均勻厚度。在一些實施方案中，涂層是疏水涂層。在一些實施方案中，包含含氟聚合物、聚(烯烴)的層是疏水的。
3、在第三實施方案中，本文闡述了一種用于制造復合結構的方法，其包括：將胺官能化聚合物層施加到含氟聚合物和/或聚(烯烴)以形成涂層；以及將涂層施加到基材的表面以形成復合材料。在某些實施方案中，該方法包括將胺官能化聚合物層施加到含氟聚合物以形成涂層。在某些其他實施方案中，該方法包括將胺官能化聚合物層施加到聚(烯烴)以形成涂層。在這些實施方案中的一些實施方案中，聚(烯烴)選自由高密度聚乙烯(hdpe)、低密度聚乙烯(ldpe)和聚丙烯(pp)組成的組。在一些實例中，聚(烯烴)是hdpe。在一些其他實例中，聚(烯烴)是ldpe。在一些實例中，聚(烯烴)是pp。
4、在第四實施方案中，本文闡述了一種用于制造復合結構的方法，其包括：將胺官能化聚合物層施加到基材的表面；以及將含氟聚合物或聚(烯烴)施加到胺官能化聚合物層。在某些實施方案中，該方法包括將含氟聚合物施加到胺官能化聚合物層。在某些其他實施方案中，該方法包括將聚(烯烴)施加到胺官能化聚合物層。
5、在第五實施方案中，本文闡述了一種用于制造復合結構的方法，其包括：將胺官能化聚合物層施加到基材的表面；以及將聚氨酯或環氧樹脂基涂料施加到胺官能化聚合物層。在某些實施方案中，涂料可以包含增加疏水性的添加劑。在這些實施方案中的一些實施方案中，添加劑包括含氟聚合物添加劑。在一些實例中，含氟聚合物是ptfe顆粒。在這些實例中的一些實例中，含氟聚合物是具有粒度p的ptfe顆粒，其中：0.001mm≤p≤0.1mm。在這些實例中的一些實例中，含氟聚合物是粒度大于0.001mm的ptfe顆粒。在這些實例中的一些實例中，含氟聚合物是粒度大于0.1mm的ptfe顆粒。在這些實例中的一些實例中，含氟聚合物是粒度小于1mm的ptfe顆粒。
6、在第六實施方案中，本文闡述了一種用于制造復合結構的方法，其包括：將胺官能化聚合物層施加到基材的表面；以及將含氟聚合物基氣溶膠噴霧施加到胺官能化聚合物層。
7、在第七實施方案中，本文闡述了一種用于修復復合結構的方法，其包括提供或已經提供本文公開的復合結構，其中該復合結構具有缺陷；以及施加壓力以修復缺陷。
8、在第八實施方案中，本文闡述了一種制造復合結構的方本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種復合結構，其包括基材和設置在所述基材的表面上的涂層，
2.如權利要求1所述的復合結構，其中所述涂層是疏水涂層。
3.如權利要求1或2所述的復合結構，其中包含含氟聚合物、聚(烯烴)的所述層是疏水的。
4.如權利要求2至3中任一項所述的復合結構，其中將所述疏水涂層浸漬在所述水性環境/介質中。
5.如權利要求1至4中任一項所述的復合結構，其中將所述復合結構浸沒在所述水性環境/介質中。
6.如權利要求1至5中任一項所述的復合結構，其中所述基材包含第二粘合劑，任選地其中所述第二粘合劑包含聚氨酯涂料。
7.如權利要求1至6中任一項所述的復合結構，其中所述均勻厚度為至少約10μm、至少約20μm、至少約30μm、至少約40μm、至少約50μm、至少約60μm、至少約70μm、至少約80μm、至少約90μm或至少約100μm。
8.如權利要求1至7中任一項所述的復合結構，其中所述均勻厚度小于約500μm、小于約450μm、小于約400μm、小于約350μm、小于約300μm或小于約250μm。
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