[发明专利]用于形成多相防污聚合物涂层的前体

说明书

提供了一种用于形成防污多相热固性聚合物涂层的含水前体液体。前体液体包括官能度大于约2的第一含氟多元醇前体，其形成在涂层中限定第一相的含氟聚合物组分。前体液体还包括形成作为第二相存在的第二组分的第二前体。第一相可以是连续相，并且第二相可以是离散相，或者第二相可以是连续相，并且第一相可以是离散相。离散相包括多个域，每个域的平均尺寸≥约500 nm至≤约25,000 nm。还存在交联剂、水和任选的酸或碱。还提供了用这种前体制造防污多相热固性聚合物涂层的方法。

引言

本节提供了与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。

技术领域

本公开总体上涉及衍生自水性混合物（例如，悬浮液或溶液）的多相热固性聚合物涂层，并且更具体地涉及可以用于处理物品以形成多相热固性聚合物涂层的水性前体，该涂层包括具有第一含氟聚合物组分的第一相和包含第二组分的第二相。

背景技术

诸如塑料、金属、传感器、织物、皮革和玻璃的各种材料的表面会被碎屑（例如，颗粒、油、灰尘、昆虫）弄脏，尤其是在汽车应用中。碎屑不仅会影响表面的美观，还会影响其中表面发挥功能的性能。例如，如果材料是存在于汽车外部上的塑料或金属部件，则碎屑的存在会影响表面上的气流。此外，传感器表面的性能会受到碎屑或异物的存在的不利影响。因此，期望配制自清洁、防污和/或“疏屑”涂层或表面，其可以通过例如控制碎屑和表面之间的化学相互作用来去除碎屑。

举例来说，各种疏屑和自清洁表面包括例如超疏水和超疏油表面、含氟聚合物片材或处理过的表面、氟流体填充的表面和酶填充的涂层。超疏水和超疏油表面可以分别经由表面与水滴和油滴之间的纳米结构形成高接触角（例如，大于150°），从而导致水滴滚离表面而不是留在表面上。然而，这些表面不排斥固体异物或污染物蒸汽，固体异物或污染物蒸汽会吸附在表面上并使表面无效。固体会留在这些表面上，并干扰对流体的排斥。此外，随着时间的推移，这些表面的极端润湿性会由于环境暴露或损坏而逐渐消失，例如，这些表面会失去功能性（例如，如果纳米结构的顶表面被划伤，那么这些表面也会失去功能）。

低表面能聚合物，诸如那些含有低表面能全氟聚醚和全氟烷基的聚合物，已经被探索用于低粘附性和溶剂排斥性的应用。虽然这些低表面能聚合物可以有助于附着到它们的材料在水中和空气两者中的释放，但是它们不一定提供润滑的表面来促进异物的清除。虽然含氟聚合物片材或经处理的表面具有低表面能且因此异物和表面之间的粘附力低，但是从表面去除所有污垢因此是成问题的。

因此，仍然需要稳健的自清洁、防污表面涂层，其既可以防止又可以减少包括固体和流体在内的碎屑的粘附。此外，将期望具有用于制造这种防污表面涂层的前体，其具有减少的挥发性有机化合物，包括减少量的无水溶剂。

发明内容

本部分提供了对本公开的一般概述，而不是其全部范围或所有特征的全面公开。

在各个方面，本公开提供了用于形成防污多相热固性聚合物涂层的含水前体液体。该含水前体液体包括第一含氟前体、第二前体、交联剂、水和任选的酸或碱。第一含氟前体的官能度大于约2，并形成第一含氟聚合物组分，该第一含氟聚合物组分限定防污多相热固性聚合物涂层中的第一相。第二前体形成在防污多相热固性聚合物涂层中限定第二相的第二组分。交联剂包括选自包括以下各者的组的部分：胺部分、羟基部分、异氰酸酯部分及其组合，其中交联剂能够将第一相中的至少一部分第一含氟聚合物组分与第二相中的至少一部分第二组分结合。第二相是连续相，并且第一相是连续相内的离散相，其中离散相包括多个第一域，每个第一域的平均尺寸大于或等于约500 nm至小于或等于约25,000 nm。替代的，第一相是连续相，并且第二相是连续相内的离散相，其中离散相包括多个第二域，每个第二域具有大于或等于约500 nm至小于或等于约25,000 nm的平均尺寸。