包含硅烷的组合物和制造经处理的制品的方法技术

本发明专利技术公开了一种组合物，所述组合物包含具有至少一个硅烷基团的氨基官能化合物、由式Rf{‑X‑[Si(Y)3‑x(R)x]y}z表示的氟化化合物和具有至少40℃的闪点的非氟化有机溶剂。本发明专利技术也公开了一种制造具有金属表面的经处理制品的方法，所述方法包括使用组合物，所述组合物包含具有至少一个硅烷基团的氨基官能化合物、由式Rf{‑X‑[Si(Y)3‑x(R)x]y}z表示的氟化化合物和具有至少40℃的闪点的有机溶剂。另一方法包括用包含具有至少一个硅烷基团的氨基官能化合物的底漆组合物处理金属表面，以提供涂有底漆的金属表面，并随后用包含由式Rf{‑X‑[Si(Y)3‑x(R1)x]y}z表示的氟化化合物的处理组合物处理涂有底漆的金属表面。所述组合物各包含至多1重量％的具有至多40℃的闪点的有机溶剂。

Composition containing silane and method for manufacturing processed products

The invention discloses a composition comprising an amino functional compound with at least one silane group, a fluorinated compound expressed by the Rf{Y 3 x (R) x]y}z (R) x]y}z and a non fluorinated organic solvent with a flash point at least 40 centigrade. The invention also discloses a method of manufacturing a processed product with a metal surface, including the use of a composition consisting of an amino functional compound with at least one silane group, a fluorinated compound expressed by the Rf{Y 3 x (R) x]y}z (R) x]y}z and an organic solvent with a flash point at least 40 degrees centigrade. . Another method includes treating a metal surface with a primer composition containing at least one silane group with at least one silane group to provide a metal surface coated with a primer, and then processing a metal surface coated with a primer containing a fluorinated compound containing the fluorinated compound expressed by the type Rf{Y 3 x (R1) x]y}z (R1) x]y}z (R1) x]y}z. Each of the compositions comprises an organic solvent of up to 1 wt.% of flash point with a temperature of up to 40 degrees.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含硅烷的组合物和制造经处理的制品的方法相关申请的交叉引用本申请要求2015年9月23日提交的美国临时申请号62/222,313的优先权，其公开内容以引用方式全文并入本文中。
技术介绍
各种技术已经用于向基材赋予拒斥特性。例如，具有一个或多个氟化基团的硅烷化合物或组合物已经成功用于使得诸如玻璃和陶瓷等基材具有拒油性和拒水性。此类硅烷化合物或组合物通常已包含了一个或多个可水解基团和至少一个氟化烷基基团或氟化聚醚基团。参见例如，美国专利3,646,085(Bartlett)；5,274,159(Pellerite等人)；6,613,860(Dams等人)；6,716,534(Moore等人)；7,470,741(Dams)；和7,652,115(Dams等人)和国际专利申请公布WO2010/060006(Hao等人)。对于拒油性和拒水性已进行处理的基材包括玻璃、陶瓷(诸如浴室瓷砖)、搪瓷、金属、天然和人造石材、聚合物和木材。一些表面改性技术已经成功用于金属表面(参见例如，美国专利8,158,264(David等人))，但是这些技术中的一些是昂贵且耗时的，并且可能难以在较大的金属或金属化制品上进行。
技术实现思路
虽然某些氟化硅烷很好地粘附于玻璃和陶瓷并且向这些基材提供高度耐久的易于清洁的涂层，但是通常这些氟化硅烷还没有成功用于处理金属表面。持续需要用于向金属表面赋予拒斥特性的方法以及带有具有耐久的拒油性和拒水性的金属表面的制品。金属表面可见于家庭、车辆和户外中多种常用的制品上。例如，金属表面在厨房和浴室中比较受欢迎，并且用于水龙头、淋浴头、扶手、抽油烟机和其它器具。又如，在汽车中，金属表面用于外部部件，诸如轮缘以及用于内部柄部或装饰性面板。此类金属表面可与多种油性和水性沉积物接触，诸如烹饪或汽车油或油脂、食品、肥皂、污垢、砂以及矿物质(例如，石灰)。可为指纹、污渍或污迹形式的这些沉积物往往会易于出现在表面上并且难以去除。去除这些沉积物经常需要频繁地用清洁剂或洗涤剂强力洗擦，这对表面的美学外观来说是一种挑战。允许去除油性和水性沉积物而无需要强力洗擦并在重复清洁之后保持这一特性的易于清洁的金属表面因此将是有利的。现已发现可实现此种情况的方法和由其制造的制品。本领域描述了可用于溶解多氟聚醚硅烷的低分子量有机溶剂(参见例如美国专利No.3,646,085(Barlett)、6,613,860(Dams等人)、6,716,534(Moore等人)和7,470,741(Dams))。这些溶剂包括脂族醇，如甲醇、乙醇、2-丙醇(异丙醇)；酮，如丙酮或甲乙酮(MEK)；酯，如乙酸乙酯、甲酸甲酯；和醚，如二异丙基醚。有时已使用氟化溶剂来提高溶解度。遗憾的是，这些低分子量有机溶剂是高度易燃的(例如具有低于23℃的闪点)。较高分子量的溶剂具有较高的闪点，但由于其低增溶性，通常不推荐用于多氟聚醚硅烷。现在我们意外地发现，多氟聚醚硅烷的制剂可以用几种较高分子量高闪点的溶剂制备，当与氨基官能硅烷结合时，在金属基材上具有优异的易清洁性能。在一个方面，本公开提供了一种组合物，其包含具有至少一个硅烷基团的氨基官能化合物、由式Rf{-X-[Si(Y)3-x(R)x]y}z表示的氟化化合物、和具有至少40℃的闪点的非氟化有机溶剂。在该式中，Rf为多氟聚醚基团；X为二价或三价有机连接基团；每个Y独立地为卤素、烷氧基、羟基、酰氧基、聚亚烷氧基或芳氧基；R为具有至多8个碳原子的烷基基团或苯基基团；x为0或1或2；y为1至8的值。并且z为1或2。所述组合物仅包含至多1重量％的具有至多40℃的闪点的有机溶剂。在另一方面，本公开提供了一种制造具有金属表面的经处理制品的方法。该方法包括用组合物来处理金属表面，所述组合物包含具有至少一个硅烷基团的氨基官能化合物、由式Rf{-X-[Si(Y)3-x(R)x]y}z表示的氟化化合物和具有大于40℃的闪点的有机溶剂。在该式中，Rf为多氟聚醚基团；X为二价或三价有机连接基团；每个Y独立地为卤素、烷氧基、羟基、酰氧基、聚亚烷氧基或芳氧基；R为具有至多8个碳原子的烷基基团或苯基基团；x为0或1或2；y为1至8的值。并且z为1或2。所述组合物仅包含至多1重量％的具有至多40℃的闪点的氟化或非氟化有机溶剂。在另一方面，本公开提供了一种制造具有金属表面的经处理制品的方法。所述方法包括用包含具有至少一个硅烷基团的氨基官能化合物的底漆组合物处理金属表面，以提供涂有底漆的金属表面，并随后用包含由式Rf{-X-[Si(Y)3-x(R1)x]y}z表示的氟化化合物的处理组合物处理涂有底漆的金属表面。在该式中，Rf为多氟聚醚基团；X为二价或三价有机连接基团；每个Y独立地为卤素、烷氧基、羟基、酰氧基、聚亚烷氧基或芳氧基；R1为具有至多8个碳原子的烷基或苯基基团；x为0或1或2；y为1或2；并且z为1或2。所述底漆组合物和所述处理组合物中的每一者独立地包含氟化或非氟化的具有大于40℃的闪点的有机溶剂，且仅包含至多1重量％的具有至多40℃的闪点的有机溶剂。在任何上述方面中，组合物中氟化化合物的浓度通常足够低，使得组合物中不存在不溶部分。在上述组合物或方法的一些实施方案中，氟化化合物由式Rf{Q-X'-[Si(Y)3-x(R)x]y}z表示，其中Q是键、-C(O)-N(R')-、-C(O)-O-或-SO2N(R')-，其中R'为氢或具有至多4个碳原子的烷基；X'为包含亚烷基或亚芳基烷基中的至少一者的二价或三价有机连接基团，该亚烷基或亚芳基烷基中的每一者任选地插入有至少一个官能团，所述官能团独立地为醚、硫醚、砜、胺、酯、酰胺、氨基甲酸酯或脲，且Rf、Y、Y'、R、x、y和z如上所定义。在一些实施方案中，氟化化合物由式Rf{C(O)NR'-X"-[Si(Y)3-x(R)x]y}z表示。在该式中，X"为包含亚烷基或亚芳基烷基中的至少一者的二价或三价有机连接基团，该亚烷基或亚芳基烷基中的每一者任选地插入有至少一个氨基甲酸酯或脲，且Rf、Y、Y'、R、x、y和z如上所定义。在上述组合物或方法的一些实施方案中，氨基官能化合物由式(R3)2N-R1-[Si(Y2)p(R2)3-p]q表示，其中R1是任选地插入有一个或多个-O-基团或至多三个-NR3-基团的多价亚烷基；R2为烷基或芳基亚烷基；每个R3独立地为氢、烷基、芳基亚烷基或-R1-[Si(Y2)p(R2)3-p]；Y2为烷氧基、酰氧基、芳氧基、羟基、聚亚烷氧基或卤素；p为1、2或3；并且q为1、2或3。在一些实施方案中，存在至少两个独立地选择的-Si(Y2)p(R2)3-p基团。在一些实施方案中，两个R3基团均不为氢，并且氨基官能化合物具有仲或叔氨基。在一些实施方案中，q为1。如本文所用，术语“烷基”和前缀“烷”包括直链和支链基团两者，并包括环状基团，例如环烷基。除非另外指明，否则这些基团含有1至20个碳原子。在一些实施方案中，这些基团具有总共至多10个碳原子，至多8个碳原子，至多6个碳原子，或至多4个碳原子。环状基团可以是单环的或多环的，并且优选具有3至10个环碳原子。术语“亚烷基”为如上定义的“烷基”基团的二价或三价形式。除非另外指明，否则术语“卤素”是指一个卤素原子或一个或多个卤素原子，包括氯原本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，所述组合物包含：具有至少一个硅烷基团的氨基官能化合物；由下式表示的氟化化合物：Rf{‑X‑[Si(Y)3‑x(R)x]y}z其中：Rf为多氟聚醚基团；X为二价或三价有机连接基团；每个Y独立地为卤素、烷氧基、羟基、酰氧基、聚亚烷氧基或芳氧基；R为具有至多8个碳原子的烷基基团或苯基基团；x为0或1或2；y为1至8的值；并且z为1或2；具有至少40℃的闪点的非氟化有机溶剂，其中所述组合物包含至多1重量％的具有至多40℃的闪点的有机溶剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.23 US 62/222,3131.一种组合物，所述组合物包含：具有至少一个硅烷基团的氨基官能化合物；由下式表示的氟化化合物：Rf{-X-[Si(Y)3-x(R)x]y}z其中：Rf为多氟聚醚基团；X为二价或三价有机连接基团；每个Y独立地为卤素、烷氧基、羟基、酰氧基、聚亚烷氧基或芳氧基；R为具有至多8个碳原子的烷基基团或苯基基团；x为0或1或2；y为1至8的值；并且z为1或2；具有至少40℃的闪点的非氟化有机溶剂，其中所述组合物包含至多1重量％的具有至多40℃的闪点的有机溶剂。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述氟化化合物以基于所述组合物的总重量计至多0.4重量％的量存在于所述组合物中。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中所述氟化化合物由下式表示：Rf{Q-X'-[Si(Y)3-x(R)x]y}z，其中Q为键、-C(O)-N(R')-、-C(O)-O-或-SO2N(R')-，其中R'为氢或具有至多4个碳原子的烷基；并且X'为包含亚烷基或亚芳基烷基中的至少一者的二价或三价有机连接基团，所述亚烷基或亚芳基烷基中的每一者任选地插入有至少一个官能团，所述官能团独立地为醚、硫醚、砜、胺、酯、酰胺、氨基甲酸酯或脲。4.根据权利要求3所述的组合物，其中Q为-C(O)-N(R')-，其中X'为任选地插入有至少一个官能团的二价或三价亚烷基，所述官能团独立地为醚、酯、氨基甲酸酯或脲。5.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中所述氨基官能化合物为具有至少两个独立地选择的硅烷基团的仲或叔氨基官能化合物。6.根据权利要求5所述的组合物，其中所述仲或叔氨基官能化合物由下式表示：(R3)2N-R1-[Si(Y)p(R2)3-p]q其中R1为任选地插入有一个或多个-O-基团或至多三个-NR3-基团的多价亚烷基基团；R2为烷基或芳基亚烷基；每个R3独立地为氢、烷基、芳基亚烷基或-R1-[Si(Y)p(R2)3-p]；Y为烷氧基、酰氧基、芳氧基、聚亚烷氧基、卤素或羟基；p为1、2或3；并且q为1、2或3，前提条件是，存在至少两个独立地选择的-Si(Y)p(R2)3-p基团，并且两个R3基团均可不为氢。7.根据权利要求6所述的组合物，其中一个R3为烷基或氢，并且另一个R3为-R1-[Si(Y)p(R2)3-p]。8.根据权利要求1至7中任一项所述的组合物，其中Rf包含全氟化重复单元，所述全氟化重复单元包含-(CnF2nO)-、-(CF(Z)O)-、-(CF(Z)CnF2nO)-或-(CnF2nCF(Z)O)-中的至少一者；并且其中Z为全氟烷基基团或全氟烷氧基基团，所述全氟烷基基团或全氟烷氧基...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·A·奥德纳尔特，C·T·R·舒尔，I·纽茨，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US