耐候、抗真菌、防着色污染涂层以及施加在木材、砖石材料或其它多孔材料上的方法技术

用于制造组合物涂层的方法可以包括：选择木材基材或砖石材料基材、以及采用含有硅烷或硅烷衍生物以及金属氧化物前体的溶胶‑凝胶涂敷所述基材。所述方法可以采用全溶液过程或用于制造防止基材润湿或着色的组合物涂层的受控环境。用于处理木材或砖石材料的组合物涂层改进了材料的耐候性、抗微生物性、防着色污染性和抗真菌性。所获得的砖石材料的渗透性下降还可以延迟或抑制由离子例如氯离子以及硫酸根的渗透引起的降解。此外，包含复合溶液和颜料的染色剂可以赋予木材或砖石材料额外性能，同时保持或改进原始外观、特别是对于施加涂层后所看到的木纹的可视性和对比度。

Weatherproof, antifungal, stain resistant coatings and methods applied to wood, masonry, or other porous materials

A method for manufacturing a coating of a composition can include: wood substrate or substrate, and the use of masonry materials containing silanes or silane derivatives and sol gel coating metal oxide precursor of said substrate. The method may employ a full solution process or a controlled environment for producing a composition that prevents wetting or coloring of a substrate. A coating used to treat wood or brick material; improved weather resistance, antimicrobial, stain resistance, and antifungal properties of the material. The reduced permeability of the obtained masonry can also delay or inhibit the degradation caused by ions such as chloride ions and sulfate penetration. In addition, dye and pigment containing compound solution can confer additional properties of wood or masonry materials, while maintaining or improving the original appearance, especially the visibility and contrast seen after the coating is applied to wood.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】耐候、抗真菌、防着色污染涂层以及施加在木材、砖石材料或其它多孔材料上的方法相关申请本申请要求2014年11月12日提交的的美国临时申请62/078,655号和2014年11月12日提交的的美国临时申请62/078,582号的权益，其通过引用纳入本文。专利
本专利技术涉及组合物涂层、以及处理木材、砖石材料、或其它多孔材料，用于改进耐候性、抗微生物性、防着色污染性和抗真菌性。本专利技术还涉及用该涂层处理木材、砖石材料、或其它多孔材料以赋予防水性，由此还降低了水溶性离子的渗透。本专利技术还涉及由该组合物制成的木材或砖石材料涂层，例如，涂料、染色剂、密封剂、清漆和面漆。专利技术背景在标题为“具有纳米/微米特征的防水涂层以及制造该涂层的方法(WaterproofCoatingwithNanoscopic/MicroscopicFeaturesandMethodsofMakingSame)”的在先研究中，采用了防止基材润湿或着色的用于制造自洁防水涂层的溶液法。所获得的表面能够防止水“润湿”基材(由此，变成“防水的”)并保护基材免受润湿引起的后果(例如，来自染料/颜料或水渍损害的染色)。在疏水本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于改进防污性、防着色污染性、耐候性或抗真菌性的处理基材的方法，所述方法包括：选择待涂敷的基材，其中基材选自多孔材料；制备复合溶液，其中，复合溶液通过至少混合水、酸、第一溶剂、基础化学试剂、增塑剂和粘合剂进行制备；在50～100℃的升高的温度下搅拌复合溶液；使用该复合溶液涂敷基材；以及干燥或固化基材使得在基材上形成复合涂层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.12 US 62/078,582;2014.11.12 US 62/078,6551.用于改进防污性、防着色污染性、耐候性或抗真菌性的处理基材的方法，所述方法包括：选择待涂敷的基材，其中基材选自多孔材料；制备复合溶液，其中，复合溶液通过至少混合水、酸、第一溶剂、基础化学试剂、增塑剂和粘合剂进行制备；在50～100℃的升高的温度下搅拌复合溶液；使用该复合溶液涂敷基材；以及干燥或固化基材使得在基材上形成复合涂层。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，多孔材料选自木材或砖石材料。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，复合溶液包含：3～8体积％的水、20～30体积％的第一溶剂、40～60体积％的基础化学试剂、10～15体积％的增塑剂、以及1～5体积％的粘合剂。4.如权利要求3所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤：复合溶液用第二溶剂进一步稀释至60～100体积％的最终浓度。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，复合溶液在pH等于或小于5的酸性条件下进行制备。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在升高的温度下的搅拌进行1/2小时～12小时。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成于基材上的组合物涂层不会改变基材涂敷前的颜色和反射性。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，复合溶液的聚合度等于或低于100。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一溶剂溶剂选自：水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、乙二醇、甘油丙酮、乙腈、二噁烷、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲亚砜、或它们的混合物。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基础化学试剂选自：具有通式M(OR)4的烷氧基硅烷、金属氧化物前体、或它们的组合，其中M＝Si、Al、Ti、In、Sn或Zr，并且R包括氢、取代或未取代的烷基。11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，复合溶液进一步包含螯合剂，其中螯合剂选自：具有通式M(OR)xR′yR″z(M＝Si、Al、In、Sn或Ti；x是整数1、2、或3；y是整数0、1、或2；z是整数1、2、或3；前提是x、y和z的总和等于4)的烷氧基硅烷、金属氧化物前体、或它们的组合，其中R包括氢、取代或未取代的烷基或它们的衍生物；R’包括氢、取代或未取代的烷基或它们的衍生物；并且R”包括含有3～20个碳原子的取代或未取代烷基或烯基，或者螯合剂选自：具有通式M(OR)xR′yR″z(M＝Si、Al、In、Sn或Ti；x是整数1、2、或3；y是整数0、1、或2；z是整数1、2、或3，前提是x、y和z的总和等于4)的烷氧基硅烷、金属氧化物前体、或它们的组合，其中R包括氢、取代或未取代的烷基或它们的衍生物；R’包括氢、取代或未取代的烷基或它们的衍生物；并且R”包括取代或未取代的胺(包括伯胺、仲胺和叔胺)或巯基。12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，粘合剂选自：具有通式M(OR)xR′yR″z(M＝Si、Al、In、Sn或Ti；x是整数1、2、或3；y是整数0、1、或2；z是整数1、2、或3；前提是x、y和z的总和等于4)的烷氧基硅烷、金属氧化物前体、或它们的组合，其中R包括氢、取代或未取代的烷基或它们的衍生物；R’包括氢、取代或未取代的烷基或它们的衍生物；并且R”包括取代或未取代环氧基或缩水甘油氧基。13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，增塑剂选自：具有通式M(OR)4-xR′x(M＝Si、Al、In、Sn或Ti；x是整数1、2、或3)的烷氧基硅烷、金属氧化物前体、或它们的组合，其中R包括氢、取代或未取代的烷基或它们衍生物，并且R’包括取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的芳基、或它们的衍生物。14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，复合溶液进一步包含选自如下的粘度改性剂：具有以下通式的低聚物/共低聚物形式、聚合物/共聚物形式的烷基硅氧烷、或它们的组合：其中，R和R’可以相同或不同，并包括氢、取代或未取代烷基、或它们的衍生物。15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，复合溶液进一步包含功能性添加剂，所述功能性添加剂提供UV吸收或阻隔性能、防反射性能、防磨性能、防火性能、导电性能、抗微生物性能、抗细菌性能、抗真菌性能或染色性能。16.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤：用疏水性溶液涂敷基材，其中疏水性溶液包含疏水性化学试剂和第三溶剂。17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，疏水性化学试剂选自：氟烷基硅烷[CF3(CF2)a(CH2)b]cSiRdXe(其中，X＝Cl、Br、I或其它合适的有机离去基团，R包括取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的芳基、或它们的衍生物，a是整数0、1、2、3……至20，b是整数0、1、2、3……至10，c是整数1、2、3，d是整数0、1、2、3，并且e是整数1、2、3，前提是c、d、e的总和等于4)，疏水性化学试剂选自：烷基硅烷[CH3(CH2)a]bSiRcXd；其中，X包括Cl、Br、I或其它合适的有机离去基团，R包括取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的芳基、或它们的衍生物，并且a是整数0、1、2、3……至20，b是整数1、2、或3，并且c是整数0、1、2、3，并且d是整数1、2、或3，前提是b、c、d的总和等于4，疏水性化学试剂选自：烷氧基氟烷基硅烷[CF3(CF2)a(CH2)b]cSiRd[烷氧基]e(其中，[烷氧基]包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、或它们的组合；R包括取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的芳基、或它们的衍生物，a是整数0、1、2、3……至20，b是整数0、1、2、3……至10，c是整数1、2、3，d是整数0、1、2、3，并且e是整数1、2、3，前提是c、d、e的总和等于4)，或者疏水性化学试剂选自：烷氧基烷基硅烷[CH3(CH2)a]bSiRc[烷氧基]d；其中，[烷氧基]包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、或它们的组合；R包括取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的芳基、或它们的衍生物，并且a是整数0、1、2、3……至20，b是整数1、2、或3，c是整数0、1、2、3，并且d是整数1、2、或3，前提是b、c、和d的总和等于4。18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，第三溶剂选自：甲苯、苯、二甲苯、三氯乙烯、1,2-二氯乙烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、四氯乙烯、正丙基溴、二乙基醚、丙酮、二异丙醚、甲基叔丁基醚、石油醚、石油烃、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、丙酮、乙腈、二噁烷、四氢呋喃、四氯乙烯、二甲基甲酰胺、二甲亚砜、或水。19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，氟烷基硅烷选自：(3,3,3-三氟丙基)三氯硅烷、甲基(3,3,3-三氟丙基)二氯硅烷、二甲基(3,3,3-三氟丙基)氯硅烷、(1H,1H,2H,2H-全氟丁基)三氯硅烷、甲基(1H,1H,2H,2H-全氟丁基)二氯硅烷、二甲基(1H,1H,2H,2H-全氟丁基)氯硅烷、(1H,1H,2H,2H-全氟己基)三氯硅烷、甲基(1H,1H,2H,2H-全...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·柯伦，KS·廖，N·埃利，A·哈达尔，A·王，
申请(专利权)人：休斯敦大学系统，
类型：发明
国别省市：美国,US