JP7457039B2 - Method of applying multifunctional coatings to metal surfaces and applicators for applying multifunctional coatings to metal surfaces - Google Patents

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Description

本出願は、一般に、スケールの蓄積やＨ２Ｓ及びＣＯ２により誘発される腐食の防止、並びに、スイートガス及びサワーガスへの耐性や撥水性／撥油性の提供のための表面処理及びコーティングに関する。 This application relates generally to surface treatments and coatings for preventing scale build-up and corrosion induced by H2S and CO2 , as well as providing sweet and sour gas resistance and water/oil repellency.

スイート及びサワーガスの存在下での多相流を伴う高圧及び高温下での耐食に有効な市販のコーティングは多く存在しない。サワーガスは、Ｈ２Ｓを多く含むガスであり、天然ガスその他のガスである。この状況は、石油・ガスの掘削・探鉱作業でよく見られる。深海及び陸上の石油及びガスの掘削は、典型的に、２００～２５０℃のパイプライン温度及び１００ｐｓｉを超え２００００ｐｓｉまでの圧力を伴う。 There are not many commercially available coatings that are effective at resisting corrosion at high pressures and temperatures involving multiphase flow in the presence of sweet and sour gases. Sour gas is gas containing a large amount of H 2 S, such as natural gas or other gas. This situation is common in oil and gas drilling and exploration operations. Deepwater and onshore oil and gas drilling typically involves pipeline temperatures of 200-250° C. and pressures in excess of 100 psi and up to 20,000 psi.

耐食性合金コーティングは、パイプラインの内部及びアクセス不能な領域に適用（塗布）することが困難であり、この工程は拡張性に欠ける。存在する耐食性コーティング技術は、Ｈ２Ｓ及びＣＯ２に対する耐食性に欠ける。商業的解決策の殆どは、腐食やＨ２Ｓ／ＣＯ２による侵食を防止するためのポリマーコーティング又は複合コーティングに基づいているが、それらは、コーティングがひとたび破損すると最小限の保護しか提供しない。ポリマーベースのコーティングの使用は、これらのガスに対して一時的な耐性を付与するだけであり、それは、高圧及び高温下では維持されない。 Corrosion resistant alloy coatings are difficult to apply to interior and inaccessible areas of pipelines, and the process is not scalable. Existing corrosion resistant coating technologies lack corrosion resistance to H2S and CO2 . Most commercial solutions are based on polymer or composite coatings to prevent corrosion and erosion by H2S / CO2 , but they offer minimal protection once the coating is damaged. The use of polymer-based coatings only provides temporary resistance to these gases, which is not maintained under high pressures and temperatures.

スイートガス及びサワーガスの存在下、かつ高温及び高圧下で使用するための、改善された耐食性の表面処理及びコーティングが必要である。 There is a need for improved corrosion resistant surface treatments and coatings for use in the presence of sweet and sour gases and at high temperatures and pressures.

国際公開第２０１９／０６７９５０号International Publication No. 2019/067950

以下の概要及び詳細な説明の両方は、例示的かつ説明的なものであり、請求項に記載される発明の更なる説明を提供することを意図していることを理解されたい。本発明の以下の概要及び説明も、本発明の要旨を、概要又は説明において記載された特定の特徴に定義又は限定することを意図するものではない。 It is to be understood that both the following summary and detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. Neither the following summary nor the description of the invention is intended to define or limit the scope of the invention to the specific features set forth in the summary or description.

特定の実施形態では、開示された実施形態は、本明細書で説明された特徴のうちの１つ又は複数を含むことができる。 In certain embodiments, disclosed embodiments can include one or more of the features described herein.

新規の耐食性コーティングは、高温、高圧、腐食性、スイートガス又はサワーガス環境において耐食性を維持することができる。また、高撥水性も、耐スケール性及び他の有益な結果を改善するのに役立つ。このコーティングは、ニッケル、クロム、コバルト及び／又は任意の他の耐食性合金を含む金属耐食のベース層、及び、多相流領域における抗力を低減する低表面エネルギーを提供可能なポリマー複合コーティングのトップ層を含んでもよい。コーティングは、石油及びガスの掘削及び探査、並びに海洋、航空、自動車、電子機器、家庭、建設及び輸送用途等に有用である。新規のコーティングの利点は、金属表面の永続的耐食性、複雑な部品や到達困難な領域、特にパイプライン、ポンプ、弁内側への容易な適用（塗布）、Ｈ２Ｓ及びＣＯ２への耐性の向上、高圧及び高温下での耐久性の向上を含む。 The new corrosion resistant coatings can maintain corrosion resistance in high temperature, high pressure, corrosive, sweet gas or sour gas environments. High water repellency also helps improve scale resistance and other beneficial results. The coating consists of a metal corrosion-resistant base layer comprising nickel, chromium, cobalt and/or any other corrosion-resistant alloy, and a top layer of polymeric composite coating capable of providing low surface energy to reduce drag in multiphase flow regimes. May include. The coatings are useful in oil and gas drilling and exploration, as well as marine, aviation, automotive, electronics, home, construction and transportation applications, and the like. The advantages of the new coating are: permanent corrosion resistance of metal surfaces, easy application (dispensing) on complex parts and difficult to reach areas, especially inside pipelines, pumps and valves, resistance to H 2 S and CO 2 improvement, including improved durability under high pressure and temperature.

金属表面の保護を改善するために、新規の多機能コーティングが使用される。コーティングは、例えば、無電解めっき法、ブラシめっき（筆めっき）法又は電気めっき法等を用いて表面に適用される耐食性合金コーティングの薄層を含み、続いて、耐水性／耐油性を有し、かつ、スイートガス及びサワーガスに対して不透過性／不活性を有するナノ粒子埋め込みパーフルオロポリマーの複合コーティングが適用される。耐食性合金コーティングを適用する良好な方法については、後に詳述する。 New multifunctional coatings are used to improve the protection of metal surfaces. The coating comprises a thin layer of a corrosion-resistant alloy coating applied to the surface using, for example, an electroless plating method, a brush plating method or an electroplating method, followed by a water/oil resistant coating. , and a composite coating of nanoparticle-embedded perfluoropolymer that is impermeable/inert to sweet and sour gases is applied. A preferred method of applying a corrosion resistant alloy coating is detailed below.

新規の多機能コーティングのトップコーティングは疎油性であり、既知の市販のポリマー中のフッ化物ナノ粒子（例えば、フッ化物シリカナノ粒子等。）から構成されてもよい。官能基（例えば、ヒドロキシル、エポキシ、アクリル、アミン等。）は、耐久性を改善するために、トップコーティングの適用前に耐食性合金に適用されてもよい。 The top coating of the novel multifunctional coating is oleophobic and may be composed of fluoride nanoparticles (e.g., fluoride silica nanoparticles, etc.) in known commercially available polymers. Functional groups (e.g., hydroxyl, epoxy, acrylic, amine, etc.) may be applied to the corrosion resistant alloy prior to application of the top coating to improve durability.

各層は各々の機能を有し、内部の第１の合金コーティングはサワーガスによる侵食を防ぎ、一方、複合層のトップ層は撥油及び撥水剤として機能する。トップ層は、高温及び高圧で分解可能であり、その下の表面を、油、水、及び／又はガスを含む環境に曝すことができる。石油及びガスパイプラインやその他の用途に一般的に使用される鋼は、サワーガスによる腐食を極めて生じやすく、直接露出した場合にはすぐに腐食を生じる。しかし、複合層の下の耐食性合金コーティングは、この発生を防止する。多機能コーティングは、Ｈ２Ｓへの耐性及び撥水撥油性を持つ簡易で拡張可能な２層の表面保護を提供する。 Each layer has its own function, with the internal first alloy coating preventing erosion by sour gases, while the top layer of the composite layer functions as an oil and water repellent. The top layer can be decomposed at high temperature and pressure, exposing the underlying surface to an environment containing oil, water, and/or gas. Steel commonly used in oil and gas pipelines and other applications is extremely susceptible to sour gas corrosion and corrodes quickly if exposed directly. However, a corrosion-resistant alloy coating beneath the composite layer prevents this from occurring. The multifunctional coating provides a simple and scalable two-layer surface protection with resistance to H2S and water and oil repellency.

いくつかの代替の実施形態及び特定の用途では、耐食合金層は、実質的な腐食保護を提供するのに充分な強度を有すれば単独で使用されてもよい。 In some alternative embodiments and certain applications, a corrosion-resistant alloy layer may be used alone if it has sufficient strength to provide substantial corrosion protection.

いくつかの実施形態における新規の多機能コーティング方法は、表面を洗浄する工程と、表面に耐食合金コーティングの層を適用する工程と、耐食合金コーティングの上にオレオ疎水性複合コーティングを適用する工程とを含む。いくつかの実施形態において、この方法はまた、オレオ疎水性複合コーティングの適用前に、化学的及び／又は電気化学的エッチング及び官能基の付着によって、耐食性合金コーティングの層を改質及び官能化する工程を含む。 A novel multifunctional coating method in some embodiments includes the steps of: cleaning a surface; applying a layer of a corrosion-resistant alloy coating to the surface; and applying an oleo-hydrophobic composite coating over the corrosion-resistant alloy coating. including. In some embodiments, the method also modifies and functionalizes the layer of the corrosion-resistant alloy coating by chemical and/or electrochemical etching and attachment of functional groups prior to application of the oleo-hydrophobic composite coating. Including process.

様々な実施形態において、官能基は、ヒドロキシル、エポキシ、アクリル、又はアミンの官能基である。 In various embodiments, the functional group is a hydroxyl, epoxy, acrylic, or amine functional group.

様々な実施形態において、表面洗浄は、ショットブラスト及び／又は酸／塩基洗浄を含む。 In various embodiments, surface cleaning includes shot blasting and/or acid/base cleaning.

様々な実施形態において、耐食合金には、無電解めっき、ブラシめっき（筆めっき）、及び電気めっきのうちの少なくとも１つが適用される。 In various embodiments, at least one of electroless plating, brush plating, and electroplating is applied to the corrosion-resistant alloy.

いくつかの実施形態において、オレオ疎水性複合コーティングは、パーフルオロポリマー及び／又はフルオロポリマーに埋め込まれた耐食性ナノ粒子を含む。 In some embodiments, the oleohydrophobic composite coating comprises a perfluoropolymer and/or corrosion resistant nanoparticles embedded in a fluoropolymer.

表面は、いくつかの実施形態では金属表面であり、いくつかの実施形態では熱交換器の一部である。いくつかの実施態様において、熱交換器は、発電所に配置される。 The surface is a metal surface in some embodiments and is part of a heat exchanger in some embodiments. In some embodiments, the heat exchanger is located at a power plant.

いくつかの実施形態において、耐食性合金は、ニッケル、ニッケル－リン、ニッケル－コバルト、ニッケル－ホウ素、ニッケル－ＰＴＦＥ、及びクロムのうちの少なくとも１つを含む。 In some embodiments, the corrosion resistant alloy includes at least one of nickel, nickel-phosphorus, nickel-cobalt, nickel-boron, nickel-PTFE, and chromium.

いくつかの実施形態において、オレオ疎水性複合コーティングは、コーティングマトリクス中に埋め込まれたセラミックナノ粒子を含む。いくつかの実施形態において、セラミックナノ粒子は、シリカ、アルミナ、チタニア、及びセリアのナノ粒子のうちの少なくとも１つを含む。いくつかの実施形態において、埋め込まれたナノ粒子は、パーフルオロオクチルトリクロロシラン、パーフルオロオクチルホスホン酸、パーフルオロ多面体オリゴマーシルセスキオキサン（ＰＯＳＳ）、トリクロロオクタデシル、トリクロロオクチルシラン、パーフルオロシロキサン、フッ化炭化水素、フルオロシラン、フッ酸、アミン、リン酸、アルコール、アクリレート、エポキシ、エステル、エーテル、スルホネート、及び／又は、フルオロ又は非フルオロモノマーのうちの少なくとも１つを付着させることによって官能化される。 In some embodiments, the oleohydrophobic composite coating includes ceramic nanoparticles embedded within a coating matrix. In some embodiments, the ceramic nanoparticles include at least one of silica, alumina, titania, and ceria nanoparticles. In some embodiments, the embedded nanoparticles include perfluorooctyltrichlorosilane, perfluorooctylphosphonic acid, perfluoropolyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS), trichlorooctadecyl, trichlorooctylsilane, perfluorosiloxane, functionalized by attachment of at least one of hydrogenated hydrocarbons, fluorosilanes, hydrofluoric acids, amines, phosphoric acids, alcohols, acrylates, epoxies, esters, ethers, sulfonates, and/or fluoro or non-fluoro monomers. Ru.

いくつかの実施形態において、オレオ疎水性複合コーティングは、コーティングマトリクスに埋め込まれた金属ナノ粒子を含む。いくつかの実施形態において、金属ナノ粒子は、ニッケル、銅、及び鉄のナノ粒子のうちの少なくとも１つを含む。いくつかの実施形態において、オレオ疎水性複合コーティングは、パーフルオロポリマーを含む。 In some embodiments, the oleohydrophobic composite coating includes metal nanoparticles embedded in the coating matrix. In some embodiments, the metal nanoparticles include at least one of nickel, copper, and iron nanoparticles. In some embodiments, the oleohydrophobic composite coating comprises a perfluoropolymer.

金属表面に多機能コーティングを適用する新規のアプリケータは、表面の洗浄、表面への耐食性合金コーティング層の適用、及び、耐食性合金コーティング上へのオレオ疎水性複合コーティングの適用を含む方法に基づいて、金属表面に多機能コーティングを適用する。アプリケータは、オレオ疎水性複合コーティングを含む。いくつかの実施形態において、オレオ疎水性複合コーティングは、コーティングマトリクスに埋め込まれた金属ナノ粒子を含む。いくつかの実施形態では、この方法はまた、オレオ疎水性複合コーティングの適用前に、化学的及び／又は電気化学的エッチング及び官能基の付着によって、耐食性合金コーティングの層を改質及び官能化する工程も含む。様々な実施形態において、官能基は、ヒドロキシル、エポキシ、アクリル、又はアミンの官能基である。様々な実施形態において、表面洗浄は、ショットブラスト及び／又は酸／塩基洗浄を含む。様々な実施形態において、耐食合金は、無電解めっき、ブラシめっき、及び電気めっきの少なくとも１つによって適用される。いくつかの実施形態において、オレオ疎水性複合コーティングは、パーフルオロポリマー及び／又はフルオロポリマーに埋め込まれた耐食性ナノ粒子を含む。表面は、いくつかの実施形態では金属表面であり、いくつかの実施形態では熱交換器の一部である。いくつかの実施態様において、熱交換器は、発電所に配置される。いくつかの実施形態において、耐食性合金は、ニッケル、ニッケル－リン、ニッケル－コバルト、ニッケル－ホウ素、ニッケル－ＰＴＦＥ、及びクロムのうちの少なくとも１つを含む。 A novel applicator for applying multifunctional coatings to metal surfaces is based on a method that includes cleaning the surface, applying a corrosion-resistant alloy coating layer to the surface, and applying an oleo-hydrophobic composite coating over the corrosion-resistant alloy coating. , applying multifunctional coatings to metal surfaces. The applicator includes an oleohydrophobic composite coating. In some embodiments, the oleohydrophobic composite coating includes metal nanoparticles embedded in a coating matrix. In some embodiments, the method also modifies and functionalizes the layer of the corrosion-resistant alloy coating by chemical and/or electrochemical etching and attachment of functional groups prior to application of the oleo-hydrophobic composite coating. It also includes the process. In various embodiments, the functional group is a hydroxyl, epoxy, acrylic, or amine functional group. In various embodiments, surface cleaning includes shot blasting and/or acid/base cleaning. In various embodiments, the corrosion resistant alloy is applied by at least one of electroless plating, brush plating, and electroplating. In some embodiments, the oleohydrophobic composite coating comprises a perfluoropolymer and/or corrosion resistant nanoparticles embedded in a fluoropolymer. The surface is a metal surface in some embodiments and is part of a heat exchanger in some embodiments. In some embodiments, the heat exchanger is located at a power plant. In some embodiments, the corrosion resistant alloy includes at least one of nickel, nickel-phosphorous, nickel-cobalt, nickel-boron, nickel-PTFE, and chromium.

いくつかの実施形態において、オレオ疎水性複合コーティングは、コーティングマトリクス中に埋め込まれたセラミックナノ粒子を含む。いくつかの実施形態では、セラミックナノ粒子は、シリカ、アルミナ、チタニア、及びセリアのナノ粒子のうちの少なくとも１つを含む。いくつかの実施形態において、埋め込まれたナノ粒子は、パーフルオロオクチルトリクロロシラン、パーフルオロオクチルホスホン酸、パーフルオロ多面体オリゴマーシルセスキオキサン（ＰＯＳＳ）、トリクロロオクタデシル、トリクロロオクチルシラン、パーフルオロシロキサン、フッ化炭化水素、フルオロシラン、フッ酸、アミン、リン酸、アルコール、アクリレート、エポキシ、エステル、エーテル、スルホネート、及び／又はフルオロ又は非フルオロモノマーのうちの少なくとも１つを付着させることによって官能化される。 In some embodiments, the oleohydrophobic composite coating includes ceramic nanoparticles embedded within a coating matrix. In some embodiments, the ceramic nanoparticles include at least one of silica, alumina, titania, and ceria nanoparticles. In some embodiments, the embedded nanoparticles include perfluorooctyltrichlorosilane, perfluorooctylphosphonic acid, perfluoropolyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS), trichlorooctadecyl, trichlorooctylsilane, perfluorosiloxane, functionalized by attachment of at least one of hydrogenated hydrocarbons, fluorosilanes, hydrofluoric acids, amines, phosphoric acids, alcohols, acrylates, epoxies, esters, ethers, sulfonates, and/or fluoro or non-fluoro monomers. .

いくつかの実施形態において、オレオ疎水性複合コーティングは、コーティングマトリクスに埋め込まれた金属ナノ粒子を含む。いくつかの実施形態において、金属ナノ粒子は、ニッケル、銅、及び鉄のナノ粒子のうちの少なくとも１つを含む。いくつかの実施形態において、オレオ疎水性複合コーティングは、パーフルオロポリマーを含む。 In some embodiments, the oleohydrophobic composite coating includes metal nanoparticles embedded in a coating matrix. In some embodiments, the metal nanoparticles include at least one of nickel, copper, and iron nanoparticles. In some embodiments, the oleohydrophobic composite coating comprises a perfluoropolymer.

いくつかの実施態様において、アプリケータは、耐腐食性合金コーティングを含む。 In some embodiments, the applicator includes a corrosion resistant alloy coating.

新規又は既存の石油及びガスパイプは、内側表面に多機能コーティングが適用された内面を有し、これは、内側のオレオ疎水性複合コーティングを含み、内側のオレオ疎水性複合コーティングの下に耐食性合金コーティングを有し、そして耐食性合金コーティングの下に素材のパイプ材料を有する。 New or existing oil and gas pipes have an interior surface with a multi-functional coating applied to the interior surface, which includes an inner oleo-hydrophobic composite coating, a corrosion resistant alloy coating underneath the inner oleo-hydrophobic composite coating, and a stock pipe material underneath the corrosion resistant alloy coating.

多機能耐食性コーティングはまた、鋼又はステンレス鋼合金以外の金属表面（例えば、アルミニウム、銅、及び／又はクロムベースの合金）に適用され得る。 Multifunctional corrosion resistant coatings can also be applied to metal surfaces other than steel or stainless steel alloys, such as aluminum, copper, and/or chromium-based alloys.

本明細書と共に提出され、本明細書の一部を構成する添付の図面は、例示的な実施形態を示し、詳細な説明を伴うことにより、これらの実施形態や当業者にとって明らかな他の実施形態を、当業者に作製及び使用可能とすることを更に提供する。
図１は、一実施形態における、耐食性多機能コーティング処理のフローチャートである。 図２Ａ～図２Ｅは、一実施形態における、耐食性多機能コーティング処理中に金属表面に生じる変化を示す概略図である。図２Ｆは、図２Ｅの領域Ａの詳細図である。 図３Ａ～図３Ｆは、他の実施形態における、耐食性多機能コーティング処理中に金属表面に生じる変化を示す概略図である。図３Ｇは、図３Ｆの領域Ｂの詳細図である。 図４Ａ～図４Ｃは、一実施形態における、耐食性多機能コーティング処理を経る鋼製サンプルを示す一連の画像である。 図５Ａ～図５Ｂは、耐食性合金コーティングを適用する方法を示す図である。 The accompanying drawings, which are submitted with and constitute a part of this specification, illustrate exemplary embodiments and, together with the detailed description, illustrate these embodiments and other implementations that will be apparent to those skilled in the art. The embodiments are further provided to enable those skilled in the art to make and use them.
FIG. 1 is a flowchart of a corrosion resistant multifunctional coating process in one embodiment. 2A-2E are schematic diagrams illustrating the changes that occur on a metal surface during a corrosion-resistant multifunctional coating process, in one embodiment. FIG. 2F is a detailed view of area A in FIG. 2E. 3A-3F are schematic diagrams illustrating the changes that occur on a metal surface during a corrosion resistant multifunctional coating process in other embodiments. FIG. 3G is a detailed view of region B in FIG. 3F. 4A-4C are a series of images showing a steel sample undergoing a corrosion resistant multifunctional coating process, in one embodiment. 5A-5B illustrate a method of applying a corrosion resistant alloy coating.

高圧／高温下での用途のための耐食性多機能コーティングを鉄及び非鉄合金上に作成するための構成及び方法が、様々な例示的実施形態に関して開示されるであろう。本明細書は、本発明の特徴を備えた１つ以上の実施形態を開示する。
記載された実施形態、及び本明細書において、「１つの実施形態（ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「一実施形態（ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「例示的実施形態（ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」等への言及は、記載された実施形態が特定の特徴、構造、又は特性を含み得ることを示す。このような語句は、必ずしも同じ実施形態に言及するものではない。特定の特徴、構造、又は特性が実施形態に関連して記載される場合、当業者は、明示的に記載されるか否かにかかわらず、他の実施形態に関連して、そのような特徴、構造、又は特性をもたらし得る。 Compositions and methods for creating corrosion-resistant multifunctional coatings on ferrous and non-ferrous alloys for high pressure/high temperature applications will be disclosed with respect to various exemplary embodiments. This specification discloses one or more embodiments that incorporate features of the invention.
In the described embodiments, and herein, references to "one embodiment,""anembodiment,""an example embodiment," etc. refer to "one embodiment,""anembodiment,""an example embodiment," etc. Indicates that the described embodiments may include a particular feature, structure, or characteristic. Such phrases are not necessarily referring to the same embodiment. When a particular feature, structure, or characteristic is described in connection with an embodiment, one of ordinary skill in the art will understand how such feature, structure, or characteristic is described in connection with other embodiments, whether or not explicitly described. , structure, or property.

いくつかの図では、異なる図面においても同様の機能を有する同様の要素には同様の参照符号が使用され得る。図面は一定の縮尺ではない。記載される実施形態、及びそれらの詳細な構造及び要素は、単に、本発明の包括的な理解を補助するために提供される。したがって、本発明は、様々な方法で実施することができ、本明細書に記載される特定の特徴のいずれも必要としないことは明らかである。また、周知の機能又は構成は、不要に詳細な説明をすると本発明を不明瞭にするので、詳細には説明しない。図面中の任意の信号矢印は、特に断りのない限り、単に例示的なものであり、限定的なものではないと考えられるべきである。 In the several figures, like reference numbers may be used for similar elements having similar functions in different figures. Drawings are not to scale. The described embodiments and their detailed structures and elements are provided merely to aid in a comprehensive understanding of the invention. It is therefore clear that the invention may be practiced in various ways and without requiring any of the specific features described herein. In other instances, well-known functions or structures will not be described in detail as doing so may obscure the present invention. Any signal arrows in the drawings are to be considered illustrative only and not limiting, unless otherwise noted.

「第１（ｆｉｒｓｔ）」、「第２（ｓｅｃｏｎｄ）」等の用語は、様々な要素を説明するために本明細書で使用され得るが、これらの要素は、これらの用語によって限定されるべきではないことが理解されるであろう。これらの用語は、単に１つの要素を他の要素から区別するために使用される。例えば、例示的な実施形態の要旨から逸脱することなく、第１の要素を第２の要素と呼ぶことができ、同様に、第２の要素を第１の要素と呼ぶことができる。本明細書で使用されるように、用語「及び／又は」は、関連する列挙された項目のうちの１つ又は複数の任意の組合せ及び全ての組合せを含む。本明細書で使用される場合、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つ」は、Ａ若しくはＢ若しくはＣ、又はそれらの任意の組合せを示す。本明細書で使用されるように、単数形の単語は、文脈が明らかにそうでないことを指示しない限り、複数形を含み、その逆も同様である。したがって、冠詞「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、一般に、それぞれの用語の複数を含む。 Terms such as "first", "second", etc. may be used herein to describe various elements, but these elements should not be limited by these terms. It will be understood that this is not the case. These terms are only used to distinguish one element from another. For example, a first element can be referred to as a second element, and similarly, a second element can be referred to as a first element without departing from the spirit of example embodiments. As used herein, the term "and/or" includes any and all combinations of one or more of the associated listed items. As used herein, "at least one of A, B, and C" refers to A or B or C, or any combination thereof. As used herein, words in the singular include the plural and vice versa unless the context clearly dictates otherwise. Thus, the articles "a," "an," and "the" generally include the plurality of each term.

また、いくつかの代替の実施形態では、注記された機能／動作は、図に記載された順序とは異なる順序で行われてもよいことに留意されたい。例えば、連続して示される２つの図は、実際には、実質的に同時に実行されてもよく、又は、関連する機能／動作に応じて、時には逆の順序で実行されてもよい。 It is also noted that in some alternative embodiments, the noted functions/acts may occur out of the order depicted in the figures. For example, two figures shown in succession may actually be executed substantially concurrently, or sometimes in reverse order, depending on the functionality/acts involved.

用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」及び「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、排他的ではなく包括的に解釈されるべきである。同様に、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「又は（ｏｒ）」という用語は、そのような解釈が文脈上明確に禁止されていない限り、すべて包括的であると解釈されるべきである。用語「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」又は「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は、用語「本質的に～により構成される（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」及び「～により構成される（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」によって包含される実施形態を含むことを意図する。同様に、「本質的に～により構成される（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」という用語は、「～により構成される（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」という用語によって包含される実施形態を含むことを意図する。別個の意味を有するが、用語「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「有している（ｈａｖｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、及び「～により構成される（ｃｏｎｓｉｔｉｎｇ ｏｆ）」は、本発明の説明全体を通して、互いに置換されてもよい。 The terms "comprise", "comprises" and "comprising" are to be interpreted inclusively and not exclusively. Similarly, the terms "include", "including" and "or" are to be interpreted inclusively unless such interpretation is clearly prohibited by the context. The terms "comprising" or "including" are intended to include embodiments encompassed by the terms "consisting essentially of" and "consisting of". Similarly, the term "consisting essentially of" is intended to include embodiments encompassed by the term "consisting of". Although having distinct meanings, the terms "comprising," "having," "containing," and "consisting of" may be substituted for one another throughout the description of this invention.

「例えば（ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ）」、「～のような（ｓｕｃｈ ａｓ）」、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」等の語句が本明細書で使用されるときは、別段の明示的な記載がない限り、常に、語句「限定されない（ａｎｄ ｗｉｔｈｏｕｔ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ）」が以降に続くものと理解される。 When words such as "for example," "such as," "including," etc. are used herein, unless expressly stated otherwise, , is always understood to be followed by the phrase "and without limitation".

「典型的に（Ｔｙｐｉｃａｌｌｙ）」又は「任意に（ｏｐｔｉｏｎａｌｌｙ）」は、後に記載される事象又は状況が発生しても発生しなくてもよく、その記載は、前述の事象又は状況が発生する場合と発生しない場合とを含むことを意味する。 "Typically" or "optionally" means that the event or situation described below may or may not occur; This means that it includes cases where it occurs and cases where it does not occur.

図１は、一実施形態における、耐食性多機能コーティング処理のフローチャートである。まず、コーティングされるべき表面が、例えばショットブラスト、酸／塩基洗浄、及び／又は他の公知の技術によって洗浄される（１００）。次に、耐食性合金コーティングが、例えば無電解めっき、ブラシめっき、電気めっき等の技術を用いて適用される（１０２）。次に、耐食性合金コーティングの表面が、化学的及び／又は電気化学的エッチング及び官能基付着を用いて改質され、官能化される（１０４）。最後に、例えば、パーフルオロポリマーに埋め込まれた耐食性ナノ粒子等の多機能の撥油／撥水性ポリマー複合コーティング、が適用される（１０６）。 FIG. 1 is a flowchart of a corrosion resistant multifunctional coating process in one embodiment. First, the surface to be coated is cleaned (100), for example by shot blasting, acid/base cleaning, and/or other known techniques. Next, a corrosion-resistant alloy coating is applied (102) using techniques such as electroless plating, brush plating, electroplating, etc. Next, the surface of the corrosion-resistant alloy coating is modified and functionalized using chemical and/or electrochemical etching and functional group deposition (104). Finally, a multifunctional oil/water repellent polymer composite coating, such as, for example, corrosion-resistant nanoparticles embedded in a perfluoropolymer, is applied (106).

図２Ａ～Ｆは、一実施形態における、耐食性多機能コーティング処理中に金属表面（２００）上に生じる変化を示す概略図である。図２Ａに示すような金属表面（２００）から開始され、まず、その表面が清浄化され（２０１）、図２Ｂに示すように、コーティングを適用するための金属の清浄な上面（２０２）が残される。次に、耐食性合金が清浄な上面の上に付着し（２０３）、その結果、図２Ｃに示すように、耐食性合金（２０４）のトップ層を有する金属表面が得られる。多機能複合オレオ疎水性コーティング（２０６）が、耐食性合金層に適用され（２０７）、図２Ｄに示すように、表面に最終トップ層が形成される。最終的な表面は、図２Ｅ及び詳細図２Ｆに示されるように、変化しない金属の底部層（２００）、耐食性合金コーティングの中間層（２０４）、及び多機能複合オレオ疎水性コーティングの上部層（２０６）を含む。 2A-F are schematic diagrams illustrating the changes that occur on a metal surface (200) during a corrosion-resistant multifunctional coating process in one embodiment. Starting with a metal surface (200) as shown in FIG. 2A, the surface is first cleaned (201), leaving a clean top surface of metal (202) for application of the coating, as shown in FIG. 2B. A corrosion-resistant alloy is then deposited (203) on top of the clean top surface, resulting in a metal surface with a top layer of corrosion-resistant alloy (204), as shown in FIG. 2C. A multifunctional composite oleo-hydrophobic coating (206) is applied (207) to the corrosion-resistant alloy layer, forming a final top layer on the surface, as shown in FIG. 2D. The final surface includes a bottom layer of unchanged metal (200), a middle layer of corrosion-resistant alloy coating (204), and a top layer of multifunctional composite oleo-hydrophobic coating (206), as shown in FIG. 2E and detailed view 2F.

図３Ａ～図３Ｇは、一実施形態における、耐食性多機能コーティング処理中に金属表面（２００）に生じる変化を示す概略図である。この概略図は、図２Ａ～Ｆと同様であるが、図３Ｄに示される官能基付着工程の追加を伴い、官能基（２０５）は、ナノ粒子コーティングとして耐食性合金に付着され、その後、付着性及び耐久性を高めるために、図３Ｅに示されるように、多機能複合オレオ疎水性コーティング（２０６）が適用される。 3A-3G are schematic diagrams illustrating the changes that occur on a metal surface (200) during a corrosion-resistant multifunctional coating process, in one embodiment. This schematic is similar to FIGS. 2A-F, but with the addition of a functional group deposition step shown in FIG. and to increase durability, a multi-functional composite oleo-hydrophobic coating (206) is applied, as shown in FIG. 3E.

図４Ａ～図４Ｃは、一実施形態における、耐食性多機能コーティング処理を経る鋼製サンプルを示す一連の画像である。まず、図４Ａは、幅が２インチの素材の鋼製サンプル（４００）を示す。次に、図４Ｂは、その上に無電解ニッケルの付着が行われた後の鋼を示し、それにより耐食性ニッケル合金（４０２）のトップ層が与えられる。最後に、図４Ｃは、多機能複合オレオ疎水性コーティングが適用された後の耐食性複合コーティング（４０４）のトップ層を有する鋼サンプルを示す。 4A-4C are a series of images showing a steel sample undergoing a corrosion resistant multifunctional coating process, in one embodiment. First, Figure 4A shows a blank steel sample (400) with a width of 2 inches. Figure 4B then shows the steel after electroless nickel deposition has been performed thereon, thereby providing a top layer of corrosion resistant nickel alloy (402). Finally, Figure 4C shows a steel sample with a top layer of corrosion resistant composite coating (404) after the multifunctional composite oleo-hydrophobic coating has been applied.

本明細書に記載されるコーティングは、アクセス不可能な領域又は到達困難な領域に位置する幾何学的に複雑な種々の表面を含み、但しこれらに限定されない工業的環境における様々な金属表面に適用され得ることを理解されたい。このような表面は、純粋に非限定の例として、発電所内部の熱交換器の内部及び外部表面を含む。更に、本発明を具体化するコーティングを所与の表面に適用するために、例えば、スプレー塗布、ブラシ塗布等の１つ又は複数の方法を使用可能であることを理解されたい。 The coatings described herein are applicable to a variety of metal surfaces in industrial settings, including, but not limited to, a variety of geometrically complex surfaces located in inaccessible or difficult-to-reach areas. Please understand that this can happen. Such surfaces include, purely by non-limiting example, the internal and external surfaces of heat exchangers inside power plants. Furthermore, it is to be understood that one or more methods can be used to apply a coating embodying the invention to a given surface, such as, for example, spraying, brushing, etc.

［適用方法の例示］
耐食性合金コーティングを適用する良好な方法の１つは、電解質再循環又は電解質溶液中へのブラシめっきワンドの浸漬の必要性を排除するために、銅電気めっき溶液等のイオン性及び／又は非イオン性電解質を成形可能な固体形態でパッケージングすることを含むブラシめっき処理である。電解質を固体の形態でパッケージングすることによって、ブラシめっき処理で液体電解質を使用する必要がない。導電性を維持するために電極に水が噴霧される。 [Example of application method]
One good method of applying corrosion-resistant alloy coatings is to use ionic and/or non-ionic solutions such as copper electroplating solutions to eliminate the need for electrolyte recirculation or dipping the brush plating wand into the electrolyte solution. A brush plating process that involves packaging the electrolyte in a moldable solid form. By packaging the electrolyte in solid form, there is no need to use liquid electrolyte in the brush plating process. Water is sprayed onto the electrodes to maintain conductivity.

前駆体、バインダー、及び溶媒を有する固体又は半固体形態の形態の固体電解質と、基板の電気化学的処理のために電極／電解質アセンブリとして組み合わされた作製物を有するツールとを使用することができる（※「固体又は半固体形態」がどこにかかるか？「基板の電気化学的処理のため」がどこにかかるか？）。固体電解質は、金属塩、ナノ粒子、有機金属前駆体、及びポリマー又はイオン性有機化合物を含むことができる。バインダーは、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、シリコン、無機バインダー、ケイ酸塩、及び界面活性剤又は臭化セチルトリメチルアンモニウムのポリマーを含むことができる。溶媒は、水性又は非水性溶媒、イオン性液体又は非プロトン性溶媒を含むことができる。固体電解質は、成形可能（ｍｏｌｄａｂｌｅ）、又は、整合固体（ｃｏｎｆｏｒｍａｂｌｅ ｓｏｌｉｄ）、又は、成形における半固体（ｓｅｍｉｓｏｌｉｄ ｉｎ ｍｏｌｄａｂｌｅ）の形態である。電極は、導電性の金属又は非金属のワイヤ、ロッド、チューブフォイル、プレート、シート、発泡体又はメッシュ状であってもよく、電極へのＤＣ電源接続部を更に有する。ハンドルが電極に接続される。ＤＣ電源接続部も基板に接続される。 Solid electrolytes in the form of solid or semi-solid forms with precursors, binders, and solvents and tools having the combined fabrication as electrode/electrolyte assemblies for electrochemical processing of substrates can be used. (*Where does “solid or semi-solid form” fit in? Where does “for electrochemical processing of substrates” fit in?). Solid electrolytes can include metal salts, nanoparticles, organometallic precursors, and polymers or ionic organic compounds. Binders can include polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, silicone, inorganic binders, silicates, and surfactants or polymers of cetyltrimethylammonium bromide. Solvents can include aqueous or non-aqueous solvents, ionic liquids or aprotic solvents. The solid electrolyte is in the form of a moldable or conformable solid or semisolid in moldable. The electrodes may be in the form of electrically conductive metallic or non-metallic wires, rods, tube foils, plates, sheets, foam or mesh, and further include a DC power connection to the electrodes. A handle is connected to the electrode. A DC power connection is also connected to the board.

固体電解質材料は、電気めっき、電解研磨、電解採取、電解エッチング又は陽極酸化処理された電気化学材料であり、電気化学的処理は、電気めっき、電解研磨、電解採取、電気化学的エッチング又は陽極酸化処理を含む。本発明は、成形可能な固体又は半固体形態のイオン性又は非イオン性電解質を提供する。イオン性又は非イオン性電解質は、前駆体、バインダー及び媒体の混合物である。固体電極は、電気化学材料とバインダーとの混合物で形成される。固体電解質は、電極、電極に適用されるＤＣコネクタ、及び電極に設けられたハンドルに取り付けられてもよい。ＤＣコネクタは基板に適用され、基板は溶媒で湿潤される。電極及び固体電解質をハンドルで保持し、固体電解質を基板の濡れた表面と接触させた状態で移動させることにより、工程が完了する。湿潤は、基材上への霧状の溶媒の噴霧を含んでもよい。 The solid electrolyte material is an electrochemical material that is electroplated, electropolished, electrowinning, electroetched or anodized, and the electrochemical treatment is electroplated, electropolished, electrowinning, electrochemical etched or anodized. Including processing. The present invention provides ionic or non-ionic electrolytes in formable solid or semi-solid form. An ionic or non-ionic electrolyte is a mixture of precursor, binder and medium. Solid electrodes are formed from a mixture of electrochemical materials and binders. The solid electrolyte may be attached to the electrode, a DC connector applied to the electrode, and a handle provided to the electrode. The DC connector is applied to the board and the board is wetted with a solvent. The process is completed by holding the electrode and solid electrolyte in the handle and moving the solid electrolyte into contact with the wetted surface of the substrate. Wetting may include spraying a mist of solvent onto the substrate.

ＤＣコネクタを基板に適用し、電極及び固体電解質をハンドルで保持し、湿潤された固体電解質を移動することにより、又は固体電解質を基板の湿った表面と接触させた状態で移動させることにより、電気材料処理が実行され、前駆体が固体電解質から基板の表面に移動する。 By applying the DC connector to the substrate, holding the electrodes and solid electrolyte by the handle, and moving the wetted solid electrolyte, or by moving the solid electrolyte in contact with the moistened surface of the substrate, the electrical Material processing is performed and precursors are transferred from the solid electrolyte to the surface of the substrate.

前駆体は、例として、金属塩、塩化銅、塩化クロム、硫酸ニッケル、有機化合物、ピリジン、ピロール、アニリン、有機金属化合物、トリメチルガリウム、トリメチルインジウム又はトリメチルアルミニウムであり得る。固体電解質前駆体及び前駆体は、表面又は電解質が溶媒で僅かに湿潤されたときに、固体電解質を基板の表面上に移動させるハンドルを使用することによって、固体電解質から基板の表面に移動される。 The precursor can be, by way of example, a metal salt, copper chloride, chromium chloride, nickel sulfate, an organic compound, pyridine, pyrrole, aniline, an organometallic compound, trimethylgallium, trimethylindium or trimethylaluminum. The solid electrolyte precursor and the precursor are transferred from the solid electrolyte to the surface of the substrate by using a handle that moves the solid electrolyte onto the surface of the substrate when the surface or electrolyte is slightly wetted with a solvent. .

電気化学的材料を、溶媒を含むか又は含まないブレンダー中で脂肪酸界面活性剤及びポリマーバインダーと混合し、混合された混合物を型中に注ぎ、混合物を乾燥させると、電極に取り付けるための固体又は半固体の電解質の形態が形成される。 The electrochemical material is mixed with a fatty acid surfactant and a polymeric binder in a blender with or without solvent, the blended mixture is poured into a mold, and the mixture is dried to form a solid or A semi-solid electrolyte form is formed.

電気化学的材料を、溶媒を含むか又は含まないブレンダー中で脂肪酸界面活性剤及びポリマーバインダーと混合し、混合物を化学的又は物理的に架橋結合させるために混合された混合物を型中に注ぎ、それによって、固体又は半固体の電解質パッドを形成する。電気化学材料を脂肪酸界面活性剤及びポリマーバインダーと、溶媒を含むか又は含まないブレンダー中で混合し、混合された混合物を電極を有する型中に注ぎ、混合物を乾燥させるか又は化学的又は物理的架橋結合をさせ、それによって固体又は半固体の電解質／電極アセンブリを形成する。 mixing the electrochemical material with a fatty acid surfactant and a polymeric binder in a blender with or without solvent, pouring the mixed mixture into a mold to chemically or physically crosslink the mixture; A solid or semi-solid electrolyte pad is thereby formed. The electrochemical material is mixed with the fatty acid surfactant and the polymeric binder in a blender with or without solvent, the mixed mixture is poured into a mold with electrodes, and the mixture is dried or subjected to chemical or physical Cross-linking occurs thereby forming a solid or semi-solid electrolyte/electrode assembly.

電解質が充分に水和されている場合にのみ摩擦及び電極と基板との間の電圧の印加によって金属イオンを放出することが可能な高濃度の金属（銅、クロム、ニッケル等）を含有する固体電解質を使用してもよい。充分な量の金属イオンを電解質の形態で貯蔵し、それらをめっき処理中に所望の位置に運ぶことが可能である。固体電解質は、既存のワンドに取り付けることができ、既存の方法と同様に布及びブラシめっきで覆うことができる。 Solids containing high concentrations of metals (copper, chromium, nickel, etc.) that are capable of releasing metal ions by friction and application of a voltage between the electrode and the substrate only if the electrolyte is sufficiently hydrated Electrolytes may also be used. It is possible to store sufficient amounts of metal ions in the form of an electrolyte and transport them to the desired location during the plating process. The solid electrolyte can be attached to existing wands and covered with cloth and brush plating similar to existing methods.

１つの特定の例では、図５Ａ及び５Ｂに例示されるように、約１０重量％のオクタン酸銅を含有する市販の銅界面活性剤溶液が、精製することなく使用される。既知量のポリマーバインダー（ポリエチレンオキシド）が、ホモジナイザーを使用して、水中でオクタン酸銅溶液と３０分間混合される。ポリマー－銅－界面活性剤溶液が均一になったら、均一化した溶液はプラスチック製の２インチ×２インチ×２インチの立方体型に注がれ、真空オーブン中で８０℃で２日間乾燥される。 In one particular example, a commercially available copper surfactant solution containing about 10% by weight copper octoate is used without purification, as illustrated in FIGS. 5A and 5B. A known amount of polymer binder (polyethylene oxide) is mixed with the copper octoate solution in water using a homogenizer for 30 minutes. Once the polymer-copper-surfactant solution is homogenized, the homogenized solution is poured into a plastic 2" x 2" x 2" cube and dried in a vacuum oven at 80°C for 2 days. .

作製された固体銅電解質ポリマー１は、鋼片３上への銅のブラシめっきに使用される。鋼片３と銅ワンド、すなわち、図５Ａ及び図５Ｂに示される固体銅電解質１で覆われたブラシ電極４との間にＤＣ電圧が印加される。銅電解質１は、導電性を維持するために、数滴（１～２ｍＬ）の水で時々水和される。または、代替的に、霧状の水が基材上に噴霧される。銅電解質１が鋼片３上にブラシ塗布され、鋼片３上に銅が付着する。 The produced solid copper electrolyte polymer 1 is used for copper brush plating onto a steel piece 3. A DC voltage is applied between the steel piece 3 and a copper wand, ie a brush electrode 4 covered with a solid copper electrolyte 1 as shown in Figures 5A and 5B. Copper electrolyte 1 is occasionally hydrated with a few drops (1-2 mL) of water to maintain conductivity. Or, alternatively, a mist of water is sprayed onto the substrate. Copper electrolyte 1 is brushed onto the steel piece 3, depositing copper on the steel piece 3.

本発明のこれら及び他の目的及び特徴は、上述及び記載中の明細書を含むこの開示において明確である。 These and other objects and features of the invention are apparent in this disclosure, including the specification above and in the description.

本発明は、詳細に上述した特定の実施形態に限定されるものではない。当業者は、他の配置が考案され得ることを認識するであろう。本発明は、開示された各実施形態の様々な特徴のあらゆる可能な組合せを含む。様々な実施形態に関して本明細書で説明された要素のうちの１つ又は複数は、明示的に記載された方法よりも分離、又は統合された方法で実施することが可能であり、又、特定の用途に準じて有用であるように、ある場合には除去するか、又は操作不能にすることさえ可能である。本発明は、特定の例示的な実施形態を参照して説明されてきたが、本発明の修正及び変形は、以下の特許請求の範囲に記載される本発明の要旨から逸脱することがなければ、構成されてもよい。 The present invention is not limited to the specific embodiments described in detail above. Those skilled in the art will recognize that other arrangements may be devised. The present invention includes all possible combinations of the various features of each of the disclosed embodiments. One or more of the elements described herein with respect to the various embodiments may be implemented in a more separate or integrated manner than explicitly described, or may even be removed or rendered inoperable in some cases, as may be useful according to a particular application. Although the present invention has been described with reference to certain exemplary embodiments, modifications and variations of the present invention may be made without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the following claims.

Claims (23)

金属表面に多機能コーティングを適用する方法であって、前記方法は、以下を含む：
前記金属表面を洗浄すること；
無電解めっき、ブラシめっき、及び電気めっきのうちの少なくとも１つにより前記金属表面へ耐食性合金コーティングの層を適用すること；
オレオ疎水性複合コーティングの適用前に、化学的及び／又は電気化学的エッチング及びエポキシ、アクリル、又はアミンの官能基の付着により前記耐食性合金コーティングの層を改質及び官能化すること；
前記耐食性合金コーティングの上から前記オレオ疎水性複合コーティングを適用すること；
ここで、
前記オレオ疎水性複合コーティングが、パーフルオロポリマー及び／又はフルオロポリマーに埋め込まれた耐食性ナノ粒子とコーティングマトリクス中に埋め込まれたセラミックナノ粒子とを含み、
前記金属表面の洗浄は、ショットブラスト及び／又は酸／塩基洗浄を含む。 A method of applying a multifunctional coating to a metal surface, the method comprising:
cleaning the metal surface;
applying a layer of corrosion-resistant alloy coating to the metal surface by at least one of electroless plating, brush plating, and electroplating;
prior to application of the oleohydrophobic composite coating, modifying and functionalizing the layer of the corrosion-resistant alloy coating by chemical and/or electrochemical etching and deposition of epoxy , acrylic, or amine functional groups;
applying the oleo-hydrophobic composite coating over the corrosion-resistant alloy coating;
here,
the oleohydrophobic composite coating comprises corrosion resistant nanoparticles embedded in a perfluoropolymer and/or fluoropolymer and ceramic nanoparticles embedded in a coating matrix ;
Cleaning the metal surface includes shot blasting and/or acid/base cleaning. 前記金属表面が熱交換器の一部である、請求項１に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein the metal surface is part of a heat exchanger. 前記熱交換器が発電設備内に配置される、請求項２に記載の方法。 3. The method of claim 2, wherein the heat exchanger is located within a power generation facility. 前記耐食性合金が、ニッケル、ニッケル－リン、ニッケル－コバルト、ニッケル－ホウ素、ニッケル－ＰＴＦＥ、及びクロムのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the corrosion resistant alloy includes at least one of nickel, nickel-phosphorus, nickel-cobalt, nickel-boron, nickel-PTFE, and chromium. 前記セラミックナノ粒子が、シリカ、アルミナ、チタニア、及びセリアのナノ粒子のうちの少なくとも１つを含む、請求項４に記載の方法。 5. The method of claim 4 , wherein the ceramic nanoparticles include at least one of silica, alumina, titania, and ceria nanoparticles. パーフルオロオクチルトリクロロシラン、パーフルオロオクチルホスホン酸、パーフルオロポリヘドラルオリゴマーシルセスキオキサン（ＰＯＳＳ）、トリクロロオクタデシル、トリクロロオクチルシラン、パーフルオロシロキサン、フッ化炭化水素、フルオロシラン、フッ酸、アミン、リン酸、アルコール、アクリレート、エポキシ、エステル、エーテル、スルホネート、及び／又はフルオロ又は非フルオロモノマーのうちの少なくとも１つを含む官能基を付着させることによって、埋め込まれたナノ粒子を官能化することを更に含む、請求項４に記載の方法。 Perfluorooctyltrichlorosilane, perfluorooctylphosphonic acid, perfluoropolyhedral oligomer silsesquioxane (POSS), trichlorooctadecyl, trichlorooctylsilane, perfluorosiloxane, fluorinated hydrocarbon, fluorosilane, hydrofluoric acid, amine, functionalizing the embedded nanoparticles by attaching a functional group comprising at least one of phosphoric acid, alcohol, acrylate, epoxy, ester, ether, sulfonate, and/or fluoro or non-fluoro monomer; 5. The method of claim 4 , further comprising: 前記オレオ疎水性複合コーティングが、コーティングマトリクス中に埋め込まれた金属ナノ粒子をさらに含む、請求項１に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein the oleohydrophobic composite coating further comprises metal nanoparticles embedded in a coating matrix. 前記金属ナノ粒子が、ニッケル、銅、及び鉄ナノ粒子のうちの少なくとも１つを含む、請求項７に記載の方法。 The method of claim 7 , wherein the metal nanoparticles comprise at least one of nickel, copper, and iron nanoparticles. 前記オレオ疎水性複合コーティングが、パーフルオロポリマーを含む、請求項１に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein the oleohydrophobic composite coating comprises a perfluoropolymer. 多機能コーティングを金属表面に適用するためのアプリケータであって、アプリケータは、以下を含む方法に基づいて多機能コーティングを適用する、アプリケータ：
前記金属表面を洗浄すること；
無電解めっき、ブラシめっき、及び電気めっきのうちの少なくとも１つによって前記金属表面に耐食性合金コーティングの層を適用すること；
オレオ疎水性複合コーティングの適用前に、化学的及び／又は電気化学的エッチング及びエポキシ、アクリル、又はアミンの官能基の付着により前記耐食性合金コーティングの層を改質及び官能化すること；
前記耐食性合金コーティングの上から前記オレオ疎水性複合コーティングを適用すること；
ここで、
前記オレオ疎水性複合コーティングが、パーフルオロポリマー及び／又はフルオロポリマーに埋め込まれた耐食性ナノ粒子とコーティングマトリクス中に埋め込まれたセラミックナノ粒子とを含み、
前記金属表面の洗浄は、ショットブラスト及び／又は酸／塩基洗浄を含み、
前記アプリケータは、オレオ疎水性複合コーティングを含む。 An applicator for applying a multifunctional coating to a metal surface, the applicator applying the multifunctional coating based on a method comprising:
cleaning the metal surface;
applying a layer of corrosion-resistant alloy coating to the metal surface by at least one of electroless plating, brush plating, and electroplating;
prior to application of the oleohydrophobic composite coating, modifying and functionalizing the layer of the corrosion-resistant alloy coating by chemical and/or electrochemical etching and deposition of epoxy , acrylic, or amine functional groups;
applying the oleo-hydrophobic composite coating over the corrosion-resistant alloy coating;
here,
the oleohydrophobic composite coating comprises corrosion resistant nanoparticles embedded in a perfluoropolymer and/or fluoropolymer and ceramic nanoparticles embedded in a coating matrix ;
The cleaning of the metal surface includes shot blasting and/or acid/base cleaning;
The applicator includes an oleohydrophobic composite coating. 前記金属表面が熱交換器の一部である、請求項１０に記載のアプリケータ。 11. The applicator of claim 10 , wherein the metal surface is part of a heat exchanger. 前記熱交換器が発電設備内に配置される、請求項１１に記載のアプリケータ。 The applicator of claim 11 , wherein the heat exchanger is disposed within a power generation facility. 前記耐食性合金が、ニッケル、ニッケル－リン、ニッケル－コバルト、ニッケル－ホウ素、ニッケル－ＰＴＦＥ、及びクロムのうちの少なくとも１つを含む、請求項１０に記載のアプリケータ。 11. The applicator of claim 10 , wherein the corrosion resistant alloy includes at least one of nickel, nickel-phosphorus, nickel-cobalt, nickel-boron, nickel-PTFE, and chromium. 前記セラミックナノ粒子が、シリカ、アルミナ、チタニア、及びセリアのナノ粒子のうちの少なくとも１つを含む、請求項１３に記載のアプリケータ。 14. The applicator of claim 13 , wherein the ceramic nanoparticles include at least one of silica, alumina, titania, and ceria nanoparticles. 前記方法が、パーフルオロオクチルトリクロロシラン、パーフルオロオクチルホスホン酸、パーフルオロポリヘドラルオリゴマーシルセスキオキサン（ＰＯＳＳ）、トリクロロオクタデシル、トリクロロオクチルシラン、パーフルオロシロキサン、フッ化炭化水素、フルオロシラン、フッ酸、アミン、リン酸、アルコール、アクリレート、エポキシ、エステル、エーテル、スルホネート、及び／又はフルオロ又は非フルオロモノマーのうちの少なくとも１つを含む官能基を付着させることによって、埋め込まれたナノ粒子を官能化することを更に含む、請求項１３に記載のアプリケータ。 The method includes perfluorooctyltrichlorosilane, perfluorooctylphosphonic acid, perfluoropolyhedral oligomer silsesquioxane (POSS), trichlorooctadecyl, trichlorooctylsilane, perfluorosiloxane, fluorinated hydrocarbon, fluorosilane, The embedded nanoparticles are functionalized by attaching functional groups including at least one of acids, amines, phosphoric acids, alcohols, acrylates, epoxies, esters, ethers, sulfonates, and/or fluoro or non-fluoro monomers. 14. The applicator of claim 13 , further comprising: 前記オレオ疎水性複合コーティングが、コーティングマトリクス中に埋め込まれた金属ナノ粒子をさらに含む、請求項１０に記載のアプリケータ。 11. The applicator of claim 10 , wherein the oleohydrophobic composite coating further comprises metal nanoparticles embedded in a coating matrix. 前記金属ナノ粒子が、ニッケル、銅、及び鉄ナノ粒子のうちの少なくとも１つを含む、請求項１６に記載のアプリケータ。 17. The applicator of claim 16 , wherein the metal nanoparticles include at least one of nickel, copper, and iron nanoparticles. 前記オレオ疎水性複合コーティングが、パーフルオロポリマーを含む、請求項１０に記載のアプリケータ。 11. The applicator of claim 10 , wherein the oleohydrophobic composite coating comprises a perfluoropolymer. 前記アプリケータが、前記耐食性合金コーティングを含む、請求項１０に記載のアプリケータ。 11. The applicator of claim 10 , wherein the applicator includes the corrosion resistant alloy coating. 金属表面に多機能コーティングを適用する方法であって、前記方法は、以下を含む：
前記金属表面を洗浄すること；
成形可能な固体形態の金属合金の電解質溶媒を用いることにより前記金属表面へ耐食性合金コーティングの層を適用すること；
オレオ疎水性複合コーティングの適用前に、化学的及び／又は電気化学的エッチング及びエポキシ、アクリル、又はアミンの官能基の付着により前記耐食性合金コーティングの層を改質及び官能化すること；
前記耐食性合金コーティングの上から前記オレオ疎水性複合コーティングを適用すること；
ここで、
前記オレオ疎水性複合コーティングが、パーフルオロポリマー及び／又はフルオロポリマーに埋め込まれた耐食性ナノ粒子とコーティングマトリクス中に埋め込まれたセラミックナノ粒子とを含み、
前記金属表面の洗浄は、ショットブラスト及び／又は酸／塩基洗浄を含む。 A method of applying a multifunctional coating to a metal surface, the method comprising:
cleaning the metal surface;
applying a layer of a corrosion-resistant alloy coating to the metal surface by using an electrolyte solvent of the metal alloy in formable solid form;
prior to application of the oleohydrophobic composite coating, modifying and functionalizing the layer of the corrosion-resistant alloy coating by chemical and/or electrochemical etching and deposition of epoxy , acrylic, or amine functional groups;
applying the oleo-hydrophobic composite coating over the corrosion-resistant alloy coating;
here,
the oleohydrophobic composite coating comprises corrosion resistant nanoparticles embedded in a perfluoropolymer and/or fluoropolymer and ceramic nanoparticles embedded in a coating matrix ;
Cleaning the metal surface includes shot blasting and/or acid/base cleaning. 前記方法が、パーフルオロオクチルトリクロロシラン、パーフルオロオクチルホスホン酸、パーフルオロポリヘドラルオリゴマーシルセスキオキサン（ＰＯＳＳ）、トリクロロオクタデシル、トリクロロオクチルシラン、パーフルオロシロキサン、フッ化炭化水素、フルオロシラン、フッ酸、アミン、リン酸、アルコール、アクリレート、エポキシ、エステル、エーテル、スルホネート、及び／又はフルオロ又は非フルオロモノマーのうちの少なくとも１つを含む官能基を付着させることによって、埋め込まれたナノ粒子を官能化することを更に含む、請求項２０に記載の方法。 The method includes perfluorooctyltrichlorosilane, perfluorooctylphosphonic acid, perfluoropolyhedral oligomer silsesquioxane (POSS), trichlorooctadecyl, trichlorooctylsilane, perfluorosiloxane, fluorinated hydrocarbon, fluorosilane, The embedded nanoparticles are functionalized by attaching functional groups including at least one of acids, amines, phosphoric acids, alcohols, acrylates, epoxies, esters, ethers, sulfonates, and/or fluoro or non-fluoro monomers. 21. The method of claim 20, further comprising converting. 前記オレオ疎水性複合コーティングが、コーティングマトリクス中に埋め込まれた金属ナノ粒子をさらに含む、請求項２０に記載の方法。 21. The method of claim 20, wherein the oleohydrophobic composite coating further comprises metal nanoparticles embedded in a coating matrix. 前記オレオ疎水性複合コーティングが、パーフルオロポリマーを含む、請求項２０に記載の方法。 21. The method of claim 20, wherein the oleohydrophobic composite coating comprises a perfluoropolymer.
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