用于形成疏水涂层的含水组合物制造技术

公开了用于制造涂料组合物的方法，其中所述方法包括以下步骤：（i）形成包含水和第一季硅烷的反应混合物，其中所述第一季硅烷具有式（I），Si(R1)4，其中每个R1独立地选自烷氧基和卤素；和（ii）在碱性条件下水解反应混合物；并然后（iii）在酸性条件下继续水解；并然后（iv）用含水液体稀释反应混合物以生成包含占涂料组合物的至少50wt%的水的涂层组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制造用于施加到表面以在其上产生疏水涂层的组合物。特别地，本专利技术涉及基于水的且包含经水解的硅烷的此种组合物。
技术介绍
干旱，贫乏的灌溉和不足的管道系统仅是导致在某些地区水短缺的部分原因。水短缺可产生严重的社会问题，例如健康问题，其为不存在足够量的水的情况下的不充分的清洁应用的直接结果。已经对用有限量的水来清洁表面付出了努力。实际上，已经研究了对试图模拟莲叶表面的表面的清洁。例如，芋叶已经作为用于聚苯乙烯结构的模板使用，其可显示莲叶效应。此类结构可用于拥有超疏水性质的涂层。因此具有难以润湿的表面的制品，即具有疏水表面的制品是所需要的，这是因为当水在低体积下存在时，它们拥有自清洁性质。此外，后续施加的此类涂层生成使得对消费者来说清洁变得更容易和更快速的表面。尽管疏水的，且尤其是超疏水的表面是所需要的，然而导致此类表面的组合物会是难以制造的且其可导致表现出较差自清洁的表面，例如，直接的结果是它们的特征接触角过低和/或它们的特征滑动角（slidingangle）过高。此外，用于生成超疏水涂层的、不改变经处理的表面的外观的可靠方法是未知的。对开发导致对水表现出高接触角和/或低滑动角的表面的疏水涂层的兴趣在增加。US6,210,750(SAMSUNGCORNINGCOLTD)公开了通过以下方法制备的斥水玻璃，其包括：（a）通过在有机溶剂中在水的存在下在碱性条件下水解和缩聚烷氧基硅烷来制备胶态二氧化硅悬浮液，并然后在酸性条件下处理胶态二氧化硅悬浮液，以获得含有交联的球状二氧化硅颗粒和线状聚硅氧烷的二氧化硅分散体，（b）使二氧化硅分散体与由醋酸和醇构成的混合溶剂结合以获得涂料组合物，（c）将所述涂料组合物施加到玻璃基材的表面上以从那里形成二氧化硅层，（d）对二氧化硅层进行热处理以在玻璃基材上提供二氧化硅膜，以及（e）在二氧化硅膜上施加斥水剂以提供斥水玻璃。在上面的出版物中，教导了在用二氧化硅膜涂覆之后应用热和表面改性处理（例如通过氟碳化合物的表面缩合）的另外的步骤以实现所需的斥水性。本专利技术人已经意识到存在对产生不改变其上施加它们的表面的外观的涂层的需求。此外本专利技术人已经意识到对于产生此种涂层且可由容易得到的和/或安全的材料配制使得所述组合物可被消费者居家使用的组合物的需求。测试和定义疏水性“疏水”就本专利技术而言用于描述被油所吸引，且趋向于被油溶解（优先于水）的分子或分子的部分，或对水的接触角大于90o和/或滑动角小于45o的表面。如在此使用的“过疏水（Ultrahydrophobic）”表示对水的接触角大于110°且滑动角小于45o。如在此使用的“超疏水（Superhydrophobic）”表示对水的接触角至少140°且滑动角小于20o。如在此使用的接触角表示在25℃的温度下水/蒸气界面与固体表面相交所处的角度。可用测角器或其他水滴形状分析系统来测量此种角度。如在此使用的滑动角表示在25℃下10μl的水的液滴滑动所处的表面的倾斜角。低聚物“低聚物”就本专利技术而言表示由若干单体单元（例如，2-100个，更优选2-60个单体单元）组成的分子。水解“水解”就本专利技术而言指与水的反应。“可水解的”在此表示化合物可与水反应。“经水解的”表示化合物是另一种化合物（前体）与水的反应产物。可水解的硅烷的水解的程度可使用光谱学例如傅里叶变换红外（FTIR）和/或核磁共振（NMR）光谱学（见例如A.Beganskiene等,“FTIR,TEMandNMRIinvestigationsofSt?berSilicaNanoparticles”,MaterialsScience(MED?IAGOTYRA),2004,10,pp.287-290；或D.L.Green等,“ChemicalreactionkineticsleadingtothefirstStobersilicananoparticles–NMRandSAXSinvestigation”,JournalofNon-CrystallineSolids,2003,315,pp.166-179；通过引用它们的全部内容来将两者的文件并入于此）来便利地测定。pH在此提到的pH值在25℃的温度下测量。透光率在此引用的透光率的值在550nm的波长下测定且如下测量：-取透光率为89.0%的未经涂覆的玻璃片作为基材。-使组合物散布到片的一面上以给出约2.86×10-4mg/mm2的均匀涂层。-使涂层固化10分钟或直到其形成内聚的膜。-将经涂覆的片放置于UV可见分光光度计（例如Perkin-ElmerLambda650S）中并在25℃测量透光率。透光率在此作为透明度的量度使用，且因此应在不存在于550nm具有可感知的吸光度的任何的发色团的情况下进行测定。雾度雾度以与透光率相似的方式进行测量，除了使用具有D65照度的以总透光率模式操作的比色计例如UltraScanTMPRO（来自HunterLab）。折射率引用在25℃的温度和589nm的波长下的折射率。杂项除了在实施例中，或另外明确说明的地方，可任选地将在该说明书中的说明材料的量或反应条件，材料的物理性质和/或用途的全部数字理解为被词语“约”所修饰。除非另外指定，全部的量都以占总的组合物的重量计算。应注意的是在指定的任何范围的值中，任何特定的较高值可与任何特定的较低值联合。为消除疑惑，词语“包含”旨在表示“包括”，但不必然是“由…组成”或“由…构成”。换句话说，列出的步骤或选项不需要是穷举的。将存在于此的本专利技术的公开视作覆盖如在多项从属于彼此的权利要求中存在的全部的实施方式，不考虑权利要求可在没有多项从属或冗余的情况下存在的事实。当相对于本专利技术的一个特定的方面（例如本专利技术的组合物）公开了特征时，该公开还被视作必要修正后应用于本专利技术的任何其他方面（例如本专利技术的方法）。专利技术概述在第一个方面，本专利技术提供了用于制造涂料组合物的方法，其中所述方法包括以下步骤：（i）形成包含水和第一季硅烷的反应混合物，其中所述第一季硅烷具有下式（I），Si(R1)4(I),其中每个R1独立地选自烷氧基和卤素；和（ii）在碱性条件下水解反应混合物；并然后（iii）在酸性条件下继续水解；并然后（iv）用含水液体稀释反应混合物以生成包含占涂料组合物的至少50wt%的水的涂料组合物。在第二个方面，本专利技术提供可通过第一个方面的任何实施方式的方法获得的涂料组合物。在第三个方面，本专利技术提供用于在表面上形成疏水涂层的方法，所述方法包括将第二个方面的任何实施方式的组合物施加到表面，并干燥所述组合物以生成疏水涂层。在第四个方面，本专利技术提供用于处理硬表面的方法，其包括：I.通过第三个方面的任何实施方式的方法来在表面上形成疏水涂层；II.使污物和/或污渍沉积在涂层上；并然后III.清洁表面以去除污物和/或污渍。在第五个方面本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制造涂料组合物的方法，其中所述方法包括以下步骤：（i）形成包含水和第一季硅烷的反应混合物，其中所述第一季硅烷具有式（I），Si(R1)4        (I)其中每个R1独立地选自烷氧基和卤素；和（ii）在碱性条件下水解反应混合物；并然后（iii）在酸性条件下继续水解；并然后（iv）用含水液体稀释反应混合物以生成包含占涂料组合物的至少50wt%的水的涂料组合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.05 EP 12195650.2;2012.10.31 CN PCT/CN2012/1.用于制造涂料组合物的方法，其中所述方法包括以下步骤：
（i）形成包含水和第一季硅烷的反应混合物，其中所述第一季硅烷具有式（I），
Si(R1)4(I)
其中每个R1独立地选自烷氧基和卤素；和
（ii）在碱性条件下水解反应混合物；并然后
（iii）在酸性条件下继续水解；并然后
（iv）用含水液体稀释反应混合物以生成包含占涂料组合物的至少50wt%的水的涂料组合物。
2.根据权利要求2所述的方法，其中反应混合物包含第二季硅烷，其具有式（II）：
(R1)4-mSi(R2)m(II)
其中每个R1独立地选自烷氧基和卤素；
R2包含至少两个碳原子且选自烷基，烯基，氟烷基，氟烯基，芳基，氟芳基和它们的组合；和
m是1-3的整数，优选1或2。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中第一季硅烷包括四乙氧基硅烷，四甲氧基硅烷，四丙氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金勇，陶庆胜，
申请(专利权)人：荷兰联合利华有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL