透明不粘涂层组成、方法及设备的制作方法

透明不粘涂层组成、方法及设备的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种涂层及制造、使用和应用该涂层来避免结构承受刮擦和/或与金属作业处理相关联的渣和/或飞溅物的不期望的聚集的方法。该涂层包括底部层和顶部层，该底部层和顶部层在被施加的情况下减轻焊渣对于底层结构的粘附。该涂层还是透明的，使得该涂层不妨碍与底层结构或装置相关联的任何标记的功能性，并且还使得涂层适于用于光反应性或光敏感传感器和/或其它非不透明结构（例如护目镜、面罩和/或防护罩）。
【专利说明】透明不粘涂层组成、方法及设备
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及不粘涂层。更具体地，本发明涉及可以应用于在诸如焊接应用的高温环境下使用的传感器或其它结构的透明不粘涂层，在此环境下，传感器或结构可能暴露于其累积物可能导致传感器过早失效的焊渣。本发明的优选实施方式涉及用于防止焊渣堆积并且光学透明的不粘涂层，从而增加底层装置的寿命和功能以及增加涂层的适用性。
【背景技术】
[0002]不粘涂层的使用在本领域中是公知的。现有技术公开了各种各样的不粘涂层和对于这种涂层的应用。不粘涂层的组成在变化并且每个变化均带来不同的考虑，其中有许多考虑在焊接应用领域中不是特别有用的。如下所讨论的，通过涉及研发出如下涂层的考虑(包括环境考虑)来推动对于改进的不粘涂层的创新:该涂层可以方便地应用而不妨碍底层装置或结构的操作性或功能性，和/或通过对于因暴露于恶劣的操作环境(诸如焊接或金属工作环境)而导致的涂层退化的增加的阻力来更有效地延长底层装置的使用寿命。
[0003]通常暴露于焊接环境中的一个示例性装置为与确认想要被焊接在一起的部件的位置相关联的接近传感器或位置传感器。这种传感器经常是电磁性质，并且多个这种传感器通常用于各种行业(诸如汽车组装线)以在通常由机器人焊接工执行的焊接操作中检测零件的位置。这种传感器通常位于很接近焊接操作的位置，从而传感器可以直接地暴露于与这种金属加工工艺相关联的热材料和/或焊渣的溅出物。除非焊渣从传感器脱落，否则焊渣会在传感器上累积，如果不解决的话，可能致使传感器无效。大多数组装线包括多个这种接近传感器并且由于更换任意传感器所需的延迟所导致的停机时间增加了每单位的生产成本，所述成本来自于生产 操作的延迟以及与无效的传感器的物理维修和/或更换相关联的时间和人员投入两者。
[0004]在评估用于承受这种相互作用的表面的能力时，对表面的各种参数进行评估。由







5
于目标材料表面上的撞击颗粒而导致的侵蚀磨损可以被建模为:「= 4^;其中V为所侵





H': Kic
蚀的目标表面的体积，d为材料的密度，E为弹性模数，H为材料硬度，以及Krc为目标或磨损表面的断裂韧性。在接近传感器操作的情况下，传感器面的较大侵蚀磨损导致在传感器面中形成的凹坑和凹陷处的密度或浓度的增加。这种凹坑或凹陷提供了使得焊渣或溅出物在传感器上的累积加快的表面不连续性。如果特定传感器上累积的焊渣超过阈值，则暴露的传感器可能会失效，并且这种传感器通常失效于部分出现信号。也就是说，传感器可以说是锁定的，这是因为传感器上的金属焊渣的堆积被传感器不恰当地解释为总是出现在所期望位置处的部分。
[0005]在解决上述的表面劣化时，与对磨损材料的断裂韧性的影响相比，表面硬度已被示出对减小侵蚀磨损具有更大的影响。增加与表面或涂层相关联的硬度值已成为减轻焊渣累积的常用方法。不幸地，这种方法对减轻所不期望的渣堆积仅提供了有限的益处。[0006]除了减轻表面劣化之外，还已知可以通过不同的表面材料或处理方法来控制静摩擦力或摩擦力，必须克服该静摩擦力或摩擦力以允许已不期望地粘附至传感器或结构的静止接触对象(诸如渣)之间的移动。静摩擦与材料的弹性模数和表面能有关，并可以被建模
为其中，Y为表面能并且E为弹性模数。因此，减小表面能的值将减小与表面相
关联的静摩擦力的值，从而降低渣聚集在特定表面上的能力。
[0007]可以使用基于含氟聚合物的涂层(诸如聚四氟乙烯(PTFE)涂层，如Te_flonKI (杜邦
公司的注册商标))来降低暴露的传感器的焊渣粘附性能，这是因为它们具有低表面能。但是，低表面能聚合物(例如PTFE)不具有高硬度，并且随着时间的推移，焊渣颗粒磨损PTFE涂层，使得在涂层的暴露表面中出现不连续性或凹坑。凹坑的形成或表面多孔性提供了促进焊渣粘附的初始表面不连续性。随着时间的推移，焊渣累积在传感器上从而降低了传感器的可操作性，并且如果不解决的话，将最终使传感器失效，从而需要更换传感器以维持处理操作。
[0008]已采用各种方法来降低渣聚集在这种传感器上的不利影响。Turck等人的题为“Proximity switch for use in welding facilities” 的美国专利第 4，996，408 号公开了一种可以应用于接近开关的基于具有全氟烷氧基侧链的聚四氟乙烯(PTFE)的不粘涂层。该参考文献公开了将色素与PTFE材料混合，然而色素并不会控制涂层的防粘附性能。许多这样的目前可用的涂层也趋向于基于非水的，使得这种涂层材料的制造和使用趋向于昂贵，这是因为这样的制造商必须还满足各种挥发性有机碳(VOC)排放制造标准。
[0009]其他人还试图通过使用填料增加硬度并降低含氟聚合物的表面能来控制含氟聚合物涂层的渣粘附。Ganguli等人的美国专利第7，968，640号、第8，202，930号和第8，207，257号描述了具有酸化的石墨和含氟聚合物的各种复合涂层，其提供了超过其它声明的不粘涂层的改进的不粘性能。酸化的石墨增加了硬度，同时保持相对低的表面能。此夕卜，石墨增加了涂层的热传导率，从而减降低由于涂层的聚合物的热分解而引起的局部热量产生和表面凹坑形成。
[0010]针对不期望的焊渣粘附和积聚问题的其它解决方案还包括替代的建筑材料和/或专门的保护配件。Shafiyan-Rad等人的题为“Proximity sensor resistant toenvironmental effects, ”的美国专利第6，617, 845号公开了一种被配置为包围传感器的壳体。该壳体被公开为由具有高的热传导率的材料(例如铜或其合金)制成。这种装置利用传感器外部的壳体的材料的固有属性来驱散与渣粘附相关联的热量，但未提供可以经济地应用于要保护的其它结构或装置的涂层。
[0011]上述的方法中的每个均是为了提供意在保护底层结构的涂层或防护结构，但上述方法中的每个还仅提供不透明的结构或涂层。当使用这种涂层方法时，不透明涂层的应用在改善渣粘附性能的同时，取消了可以由底层结构(例如接近传感器)支承的任意标记和/或指示器(例如LED)的使用。这种涂层的不透明性也限制了可以被涂覆的传感器的类型，并防止了涂层在其它透明焊接配件(例如检查防护罩、护目镜和/或面具)上的使用。
[0012]因此，需要用于提供改进的防粘焊渣性能并且保护与底层装置相关联的寿命的涂层。还需要不妨碍与底层装置相关联的标记的检查和/或适用于或可用于可能暴露于焊接环境中的其它非不透明装置或结构中的涂层。
【发明内容】

[0013]本发明公开了一种克服以上讨论的一个或更多个缺点的涂层。本发明的一个方面公开了一种涂层及制造、使用和应用该涂层的方法，以避免结构刮擦和/或与金属作业处理相关联的渣和/或溅出物的不期望的聚集。该涂层包括底部层和顶部层，在应用时，该底部层和顶部层减轻熔渣粘附于底层结构。该涂层还是透明的，使得该涂层不妨碍与底层结构或装置相关联的任何标记的功能性，并且还使得涂层适于用于与光化反应或响应传感器和/或其它非不透明结构(例如护目镜、面罩、和/或防护罩)。
[0014]可与以上方面中的一个或更多个方面一起使用的本发明的另一方面公开了一种用于防止高温材料飞溅物的粘附的涂层。所述涂层包括:由第一弹性模数聚合物材料和第二弹性模数聚合物材料的混合物构成的底部覆层。由含氟聚合物材料构成的顶部覆层被施加至所述底部覆层，所述顶部覆层的表面能低于底部覆层的表面能。这样的涂层是透明的并且减轻被涂覆的结构上的焊渣聚集。
[0015]可与以上特征或方面中的一个或更多个特征或方面一起使用的本发明的另一方面公开了一种具有被成形为包围感测部件的壳体的传感器装置。用于减轻对壳体的材料粘附的涂层被施加至壳体的外表面的至少一部分。所述涂层包括第一层和覆盖第一层的第二层。所述第一层和所述第二层还被限定成:其中，所述第一层相比所述第二层具有更高的硬度，并且所述第二层相比所述第一层具有更低的表面能。
[0016]本发明的另一方面公开了一种可与以上特征和方面中的一个或更多个特征和方面一起使用和/或可组合的、使得表面避免热焊渣的方法。所述方法包括:向表面施加具有中间弹性模数的底部涂层；然后，在所述底部涂层上施加与所述底部涂层相比具有较低表面能的顶部涂层。该两层涂层与已知涂层相比更好地防止渣粘附，并且还是透明的，从而提高了涂层的适用性和使用性。
[0017]在优选的方面中，涂层包括具有中间弹性模数的底部覆层和具有低表面能的顶部覆层。该涂层优选为不透明的，并且更优选地，该涂层是透明的以使得能够在通常不是和/或不可能是不透明的结构上使用该涂层。另外，对于特定的应用优选且重要的是，所述顶部覆层的厚度小于在金属作业环境中使用所述涂层情况下所述涂层预期承受的焊粒的大小。
[0018]本发明的以上和其它方面、目的和/或特征意在说明本发明而不是意指限制本发明。基于对下面的详细描述和附图的研究，可以做出本发明的许多可能的实施方式，并且这些可能的实施方式将是很明显的。可以使用本发明的各种特征和子组合而无需参照其它特征和子组合。根据下面的描述，本发明的其它目的、方面、特征、和/或优点将变得明显。
【专利附图】

【附图说明】
[0019]在下述说明中阐述了并在附图中示出了其中 申请人:已考虑了应用原理的本发明的优选实施方式、最佳模式的说明，在附图中:
[0020]图1为示出根据本发明的传感器的一段自动化焊接线的侧视图，该传感器与焊接装置位置相邻以记录工件在焊接线上的位置；
[0021]图2为根据本发明的另一实施方式配置的工业控制器(例如感应式接近传感器)的立体图；以及[0022]图3为根据本发明的应用于结构的两层涂层的横截面图。
[0023]下面的详细描述涉及本发明的优选实施方式。应当理解，所公开的实施方式仅是本发明的示例，可以以各种形式实施本发明。因此，本文公开的具体结构和功能细节并不意在或被解释为限制本发明的范围，而是提供了本文所提供的权利要求的必要支持并且是对于教导本领域技术人员在实际中的任意适当的详细结构、领域或应用中以各种方式采用本发明的代表性基础。
【具体实施方式】
[0024]图1示出了装备有通常接近焊接环境来定位且具有根据本发明的涂层的至少一个传感器或其它结构的示例性操作环境。本领域内的技术人员应当理解，图1所示出的仅为与汽车的至少部分自动化生产相关联的组件或焊接线10的一部分。应当理解，本发明具有除图1中示出的环境之外的适用性。
[0025]如图1所示，将要焊接在一起以构成汽车或其它结构的多个工件12、14、16沿着焊接线10移动。当工件12、14、16沿着焊接线10前进时，工件被一个或更多个位置、方位或接近传感器26、28检测为工件12、14、16进入了与相应传感器26、28相关联的操作范围。传感器26、28通常被提供为基于工件的金属性材料来检测工件12、14、16的存在的电磁型传感器。如以上顺便提及的，本发明的涂层(特别是非不透明且更优选地透明性质的涂层)使得能够在很接近焊接操作时并且以一种方式使用其它类型的传感器(例如光电、光伏打、或其它光电或光线响应传感器)，并且具有由于先前可得到的涂层的不透明性质和/或焊渣聚集消除方法而迄今不可得到的传感器寿命。
[0026]无论传感器26、28的类型或操作方法相同或不同，传感器26、28都检测一个或更多个工件12、14、16的期望的位置和/或方位以用于工件12、14、16的后续处理。本领域内的技术人员应当了解，在沿着焊接线10设置有用于检测工件12、14、16的位置的位置或接近传感器26、28的情况下焊接线10通常如何操作，以及通常通过优选由一个或更多个焊接控制器20、24操作的机器人焊接器18、22来对件12、14、16进行焊接。保持传感器26、28与工件12、14、16和机器人焊接器18、22在操作上接近，使得传感器26、28通常经受与焊接操作相关联的热金属渣和/或热金属飞溅物。
[0027]当工件12、14、16靠近传感器26、28时，电磁接近传感器检测到工件12、14、16的存在并且向焊接控制器20、24发送数据。焊接控制器20、24调节焊接线10的前进以允许焊接装置18、22被移动到位置中以在工件12、14、16上的预定位置处生成焊缝。应当理解，传感器26、28常常足够靠近焊接装置18、22的操作，使得传感器26、28和/或与传感器26、28相关联的壳体30、32中任一个和/或二者可以暴露于在焊接装置18、22的操作期间沿传感器26、28方向从焊接部位飞溅的热焊渣或焊接二次产物。
[0028]如以下进一步关于图3示出的，根据本发明的涂层被施加至传感器26、28、和/或壳体30、32中的一个或更多个，并且避免传感器/壳体受到与焊渣的过度堆积相关联的有害影响。如以下进一步关于图3还示出的，根据本发明的涂层使得被涂覆的结构能够更好地减轻焊渣堆积和/或聚集的有害影响，并且使得被涂覆的结构能够更好地抵制和与焊渣和/或飞溅物的任何偶然接触相关联的表面劣化。
[0029]图2示出了工业控制的另一示例，例如用于感测也可以涂覆有以下公开的各种表面涂层组成中的任何组成的一个或更多个对象48的接近传感器40。接近传感器40具有延长的圆柱形壳体42，然而应当理解壳体42实际上可以具有任何形状。例如，壳体42可以具有长方体形状、立方体形状、或其它形状。壳体42被纵轴46部分地限定。感测面44位于壳体42的一端处以使得位于壳体42内的相关联的电路或感测部件能够通过感测面44执行接近感测功能。如现有技术所知，感测面44可以形成为壳体42的整体部分或可以形成为之后被附接至壳体42的独立件。感测面44可以由金属、热固性塑料或树脂材料、或者现有技术中已知的其它材料来制成。
[0030]与感测面44相对地定位连接部件50，例如线缆、插头、插座或现有技术中已知的其它连接部件。根据本发明的优选实施方式，壳体42和感测面44中的一个或更多个的外表面涂覆有透明的不粘材料或涂层，该透明的不粘材料或涂层阻止表面劣化，并且使得焊渣能够在粘附于传感器40、壳体42的涂层或结构和/或感测面44之前从传感器40脱落。由于涂层是透明的，因此通过涂层可看见任何LED、标志或与传感器40相关联的其它可视标记。这样的功能性使得能够在完成了传感器的组装之后施加涂层。涂层也不会妨碍可能已应用的和/或传感器可操作的任何标记，例如，指示LED、产品标识、操作等级标志等。因此，涂层不减损由传感器40提供的功能性。
[0031]图3是根据本发明的两层涂层60的横截面图。如上面顺便提及的，应该理解的是，覆层30可以应用于构成传感器26，28，40、壳体30，32，42和/或感测面44中的一个或更多个的结构或表面62。还应该理解的是，表面62可以被设置为非不透明的材料或结构或者甚至被设置为透明的结构，例如，在希望避免因暴露于焊渣和/或飞溅物所导致的耐刮性和/或劣化的镜头盖、面罩、镜头、护目镜和/或其它结构处。应该理解的是，不论与表面62相关联的底层装置的预期功能如何，表面62可以由金属、热塑性塑料、热固性塑料、其它材料和/或它们的组合来制成。不论表面62的性质如何，涂层60优选为透明的，以使得能够目视检查表面62或通过表面62进行目视检查。
[0032]如图3所示，涂层60包括位于第二层或顶部覆层68之下的第一层或底部覆层66。换句话说，顶部覆层68暴露于空气70，空气70可能包括因环境需要的焊渣或热金属飞溅物，而底部覆层66被设置在顶部覆层68和表面62之间。如以下所公开的，应该理解的是，底部覆层66和顶部覆层68可以被设置为许多材料和/或材料的混合物。涂层60能够使得表面62驱散与焊渣相关联的热量，并且提供光滑且坚硬的表面使得表面62和涂层60能够以改进的方式去除焊渣。如以上描述的，涂层60还优选为非不透明的，并且优选为透明的，从而使得能够目视检查表面62。
[0033]在优选的实施方式中，底部覆层66包括混合有柔软且耐高温的聚酰亚胺混合的紫外光可固化环氧硅氧烷材料的混合物，使得该混合物提供具有相对于弹性模数的等级的中等弹性模数的材料。在其它实施方式中，底部覆层66可以由环氧硅氧烷-聚酰亚胺化合物的合成物构成，并且在另外的其它实施方式中，底部覆层66可以形成为环氧-巯基脂化合物。该底部覆层可替代地为混合有较柔软的丙烯酸盐的紫外光可固化环氧的混合物以减少弹性模数。不论底部覆层66的组成如何，在一个实施方式中，顶部覆层68可以是微粉化的聚四氟乙烯。将改进的硬覆层或底部覆层66施加至感测面基底或表面62，然后将含氟聚合物顶部覆层68施加至改进的底部覆层上。应该理解的是，涂层60可以应用于包括暴露于焊接过程副产物(例如焊渣和飞溅物)的任何结构。[0034]当在金属工作环境中使用时，顶部覆层68的厚度优选小于涂层预期要承受的预期焊接颗粒的大小。其它实施方式可以包括:将纳米尺寸的硬化剂(例如耐高温氧化物、铝，锆，硼，硅，钨，钥等的碳化物和氮化物)添加到底部覆层66。硬化剂的尺寸大小优选近似小于50nm以保持涂层60的理想透明度，而如果透明度不理想或不是所产生涂层所需要的，则可以接受其它硬化剂尺寸。或者，即使颗粒大小可能是实质上大于50nm，硬化剂可以是与底部覆层匹配的指数以保持透明度。
[0035]底部覆层66优选地应用于整个壳体或传感器结构或与表面62相关联的其它结构。如以下进一步讨论的，可以以包括涂、喷和浸的各种方式来施加底部覆层66。应该理解的是，底部覆层66可以是紫外光固化或热固化的。在底部覆层66固化之后，将顶部覆层68应用于其上并且进行热固化。覆层66，68的热固化温度范围是从环境温度到大约60°C。
[0036]如以下进一步说明的，测试数据示出了如上所公开的底部覆层66和顶部覆层68的组成，当其应用于接近传感器时，在防止焊渣方面提供了比利用其它焊渣防粘涂层所处理的其它当前可用的接近传感器多达两倍的改进。因此，涂层60针对相似环境提供了高于现有技术的当前状态的传感器使用寿命。另外，涂层60的透明性能够使单个传感器构造和制作方法不需要用于使能或重新使能传感器所固有的功能(例如传感器标签和/或操作指示器，例如LED)的后期涂层改变。
[0037]当研究用于改进焊渣防粘方法和涂层的装置时，对各种两部分涂层进行检查。在这些努力期间，应该注意的是，使用由特定制造商提供的特定化学物质，但是应该理解的是，来自其它制造商的一般等价物或简单取代被认为是合适的替代。
[0038]一种涂层溶液的制备包括使用:
[0039]N0A68 (N68) =Norland 光学胶 68 ；
[0040]聚酰亚胺(PI):杜邦Parylin PI4700 ；
[0041]Zipcone UE(Z):环氧环己基改进的娃树脂；
[0042]乙烷基L-乳酸(EL);
[0043]Ce02:分散在水中的20%重量的Nano_Ce02颗粒；以及
[0044]AquaFlon DF:分散在水中的37.5%重量的亚微米PTFE。
[0045]通过将N0A68 (6g)、聚酰亚胺(4g)和乙烷基L-乳酸(190g)混合来制备底层涂料溶液(primer solution)。通过将Zipcone UE (90g)、聚酰亚胺(IOg)和乙烧基L-乳酸(153.1g)混合来制备底部覆层溶液。通过将Ce02的纳米颗粒(2g)和甲醇(98g)混合来制备润湿溶液。通过将AquaFlon DF (IOg)和水(90g)混合来制备顶部覆层溶液。不论与表面62相关联的基底如何，涂层60的制作设置为两个步骤:(a)涂层溶液制备和(b)涂层沉积。
[0046]在涂层沉积期间，使用喷涂或浸涂来沉积底层涂料并且在惰性气体(氮)中使用紫外光固化来对底层涂料进行固化。使用喷涂或浸涂来沉积底部覆层并且在惰性气体(氮)中使用紫外光固化来对底部覆层进行固化。在底部覆层固化之后，使用喷涂或浸涂来在底部覆层上沉积润湿层并且将润湿层在80摄氏度下干燥10分钟。通过喷涂或浸涂来沉积最终的顶部覆层并且使其在80摄氏度下干燥10分钟。
[0047]对以上所描述的具有两层涂层的接近传感器与具有焊渣涂层的相同的市售的接近传感器同时进行测试。在独立测试实验室中的焊瘤发生设备中对两种传感器进行测试。具有由本发明所描述的涂层的传感器平均持续达利用另外的市场可接受的焊渣涂层处理的市售的接近传感器的两倍长的时间。以上所描述的涂层也示出为透明的，从而证明涂层用在其它非不透明结构上的适用性，并且取消了用于保持与同一传感器相关联的识别信息的传感器的任何后期涂层处理。
[0048]另一种涂层溶液的制备包括使用:
[0049]N0A68 (N68) =Norland 光学胶 68 ；
[0050]聚酰亚胺(PI):杜邦Parylin PI4700 ；
[0051]环氧类粉合剂UVl 1-3 (M):UV可固化环氧树脂；
[0052]N0A63 (N63) =Norland 光学胶 63 ；
[0053]乙烷基L-乳酸(EL);
[0054]Ce02:分散在水中的20%重量的Nano_Ce02颗粒；以及
[0055]AquaFlon DF:分散在水中的37.5%重量的亚微米PTFE。
[0056]通过将N0A68 (6g)，聚酰亚胺(4g)和乙烷基L-乳酸(190g)混合来制备底层涂料溶液。通过将环氧类粉合剂UVl 1-3 (M) (90g)和N0A63 (IOg)混合来制备底部覆层溶液。通过将Ce02的纳米颗粒(2g)和甲醇(98g)混合来制备润湿溶液。通过将AquaFlon (IOg)和水(90g)混合来制备顶部覆层溶液。
[0057]使用喷涂或浸涂来沉积底层涂料并且在惰性气体(氮)中使用紫外光固化来固化底层涂料。使用喷涂或浸涂来沉积底部覆层并且在空气中使用紫外光固化来对底部覆层进行固化。在底部覆层固化之后，使用喷涂或浸涂来沉积润湿层并且将润湿层在80摄氏度下干燥10分钟。通过喷涂或浸涂来沉积最终的顶部覆层并且使其在80摄氏度下干燥10分钟。
[0058]对以上所描述的具有两层涂层的接近传感器与具有焊渣涂层的相同的市场可购的接近传感器同时进行测试。在独立测试实验室中的焊瘤发生设备中对两种传感器进行测试。具有以上所描述的涂层的传感器平均持续比具有焊渣涂层的市场可购的接近传感器长10%的时间。另外，以上所描述的涂层也是透明的。
[0059]在独立的筛选实验中，利用含氟聚合物的厚层(>20微米的厚度)来对具有任一种底部覆层的表面(环氧硅氧烷/聚酰亚胺或环氧-巯基酯)进行涂覆。当暴露于由钢切割锯产生的飞溅物时，注意到显著的焊接累积。相反地，当含氟聚合物的厚度小于I微米时，注意到非常少的焊接累积。这证明了顶部覆层的厚度影响各涂层的焊渣排斥性能。
[0060]从以上描述能够理解的是，底部覆层66可以具有广泛变化的组成。包括混合有较少量的较柔软弹性模数的聚合物的高弹性模数的聚合物的组成通过增加断裂强度而不损害涂层硬度来减少损害可能。当较柔软、低表面能量顶部覆层的厚度小于预期将撞击涂层的焊接颗粒的大小时，含氟聚合物和/或其它低表面能量顶部覆层68针对特定应用良好地工作。
[0061]与其它已知的焊渣防粘涂层相比，该涂层既不将硬度最大化也不将表面能量最小化。基于这些现有理论，本文所公开的涂层显示了出乎意料的有益的防渣性。即，由具有在深度上的更强硬度的涂层以及小的表面能量的表面所提供的变化被证明在在防焊渣方面令人惊讶地有效。
[0062]涂层60也示出为透明的。这样的特征使得涂层60能够应用于整个传感器封装并且也使得能够检查任何传感器标记例如激光标记或印刷以及LED指示器等。涂覆整个传感器的能力包括减轻现有技术涂层的另外的关注点的任何LED，在现有技术涂层中这样的LED不能够被涂覆并且从而产生传感器防粘渣涂层中的弱点。涂层60的透明使得整个传感器能够被涂覆从而通过不改变或隐藏底层基底的颜色来保持传感器封装的美观，由于能够涂覆传感器表面和壳体而减少覆层的复杂度，同时，从而减少了处理的复杂度和成本。涂层60的透明性质使得能够将涂层使用到其它类型的传感器例如光电或其他光敏或光感应性传感器中，上述类型传感器由于仅具有很少积渣时光将很快变得不能操作而一般不用在焊接应用中。涂层60的透明也使得涂层能够应用到面罩、护目镜、镜头、焊接头盔或期望透视并且可以暴露于与焊接环境相关联的副产物的结构。应该理解的是，涂层60具有超过本文所提供的有限列表的适用性。
[0063]在以上描述中，为了简洁、清楚并且易懂而使用了某些术语；但是据此并不意味着对超过现有技术的需求的不必要的限制，因为这样的术语是用于描述目的并且意在大致地构造。另外，本发明是通过示例来描述和说明的，并且本发明的范围不限于所示出或所描述的确切细节。
[0064]在实施以上发明并且对其进行构造时，可以在不背离本发明的精神和范围和前提下做出某些改变。目的在于，包含在以上描述中以及在附图中所示出的全部内容应该视为说明性的，并且不意味着具有限制意义。目前已经描述了本发明的特征、发现以及原理，创新性组成和方法构造和使用的方式，构造的特征以及优点，所获得的新的并且有用的结果；在所附权利要求中阐述了新的且有用的结构、设备、元件、布置、部件以及组合。同时应该理解的是，所附权利要求意在涵盖本文所描述的本发明的全部的一般和具体特征，并且可以认为作为语言内容的本发明范围的所有陈述在所附权利要求范围内。
【权利要求】
1.一种用于防止高温材料飞溅物的粘附的涂层，所述涂层包括: 由第一弹性模数的聚合物材料和第二弹性模数的聚合物材料的混合物构成的底部覆层；以及 由含氟聚合物材料构成的顶部覆层，所述顶部覆层的表面能低于所述底部覆层的表面倉泛。
2.根据权利要求1所述的涂层，其中，所述第一弹性模数的聚合物被限定为高弹性模数的聚合物，以及所述第二弹性模数的聚合物被限定为低弹性模数的聚合物，并且所述混合物包括的所述高弹性模数的聚合物的量比所述低弹性模数的聚合物的量大。
3.根据权利要求1所述的涂层，其中，所述底部覆层比所述顶部覆层厚。
4.根据权利要求3所述的涂层，其中，所述顶部覆层的厚度被选择成小于所述涂层要承受的焊接颗粒的大小。
5.根据权利要求1所述的涂层，其中，所述混合物还被限定为环氧硅氧烷和聚酰亚胺或环氧树脂和巯基酯之一的组合。
6.根据权利要求1所述的涂层，其中，所述涂层是非不透明的。
7.根据权利要求6所述的涂层，其中，所述涂层是透明的。
8.根据权利要求1所述的涂层，所述涂层被应用于传感器、光电传感器、面罩、护目镜和透明结构中的至少一个。
9.一种传感器装置，包括: 壳体，所述壳体被形成为包围感测部件；以及 用于减轻材料对所述壳体的粘附的涂层，所述涂层被施加至所述壳体的外表面的至少一部分，所述涂层包括: 第一层; 覆盖所述第一层的第二层；以及 其中，所述第一层相比所述第二层具有更高的硬度，并且所述第二层相比所述第一层具有更低的表面能。
10.根据权利要求9所述的传感器装置，其中，所述涂层被施加至所述壳体的整个外表面。
11.根据权利要求9所述的传感器装置，其中，所述感测部件是光敏感的。
12.根据权利要求9所述的传感器装置，其中，所述涂层是透明的。
13.根据权利要求9所述的传感器装置，其中，所述涂层减轻热焊渣对于所述壳体的粘附。
14.根据权利要求9所述的传感器装置，其中，所述第二层的厚度小于与所述涂层所暴露于的热焊渣相关联的最大直径。
15.根据权利要求9所述的传感器装置，其中，所述第一覆层具有中等弹性模数。
16.一种用于防止表面承受热焊渣的方法，所述方法包括: 向所述表面施加具有中等弹性模数的底部覆层；以及 在所述底部覆层上施加顶部覆层，其中，所述顶部覆层与所述底部覆层相比具有较低的表面能。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括:形成所述底部覆层和所述顶部覆层，使得所得到的覆层是透明的。
18.根据权利要求16所述的方法，还包括:向以下表面施加所述底部覆层:通过所述覆层可看见的结构、传感器、光敏感传感器、面罩、护目镜中的至少一个的外表面，以及非不透明的表面。
19.根据权利要求16所述的方法，还包括:在与装置相关联的整个表面上施加所述底部復层。
20.根 据权利要求16所述的方法，还包括:将所述底部覆层施加成厚于所述顶部覆层。
【文档编号】C09D127/18GK103802422SQ201310537983
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月4日 优先权日:2012年11月2日
【发明者】罗伯托·S·桑托斯, 拉胡尔·甘古利, 郑永 申请人:洛克威尔自动控制技术股份有限公司