在不锈钢表面形成易清洁层的制品及其制备方法技术

本发明专利技术提供在不锈钢表面形成易清洁层的制品及其制备方法。一种具有用氟化成分和第一化合物的混合物处理的不锈钢表面的易清洁制品。所述氟化成分包含多氟聚醚基和可水解硅烷基。第一化合物包含氨基、环氧基或巯基，以及可水解硅烷基。还公开了用所述混合物处理不锈钢表面的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
已经将各种技术用于对基底赋予排斥性质。例如，已经成功地将具有一个或多个 氟化基团的硅烷化合物或成分用于赋予基底例如玻璃和陶瓷防油性和防水性。这种硅烷化 合物或成分典型包括一个或多个可水解基团，以及至少一个氟化烷基或氟化聚醚基。为了 防油性和防水性而处理的基底包括玻璃、陶瓷例如浴室瓷砖、搪瓷、金属、天然和人造石、 聚合物以及木材。然而，还没有证明典型地用于处理这些基底的方法用于处理不锈钢是成 功的。连续存在的需求是，对不锈钢表面赋予排斥性质的方法以及具有耐久的防油性和防 水性的不锈钢基底。
技术实现思路
在室内以及室外的多种普通使用的制品上发现不锈钢表面。例如，不锈钢是厨房 和浴室中的普遍材料，并且被用于龙头、淋浴头、扶手、抽油烟机、以及其它的用具。在另一 个实例中，在汽车中，不锈钢被用于外部部件例如轮缘。这种不锈钢表面接触多种油性和水 性沉积物，例如烹饪或车用油或油脂、食物、肥皂、污垢、砂以及矿物质(例如，石灰)。形式 可以是指纹、污点或污迹的这些沉积物趋于容易地在表面上显现并且可能难以移除。移除 这些沉积物经常需要侵蚀性的擦洗，频繁使用清洁剂或洗涤剂，这会影响表面的美观。因 此，允许在不需要侵蚀性的擦洗的情况下移除油性和水性沉积物并且在重复清洁以后保持 此性质的易清洁的不锈钢表面将是有利的。现在已经发现了可以获得这种表面的方法以及 由其制备的制品。该方法可以典型地在不需要对不锈钢表面进行昂贵表面处理的情况下进 行，并且典型且有利地，包括以一个步骤应用化学处理。 在一个方面中，本专利技术提供了一种制备在不锈钢表面形成易清洁层的制品的方 法，所述方法包括用处理组合物处理所述不锈钢表面，所述处理组合物包含 水； 酸； 有机溶剂； 由下式表示的氟化成分 Rf {X1- [Si (Y) 3—x (R1) J y} z ;和 由下式表示的第一化合物 L-[R2Si(Y)3]k 其中 Rf是多氟聚醚基团； 每一个X1独立地是二价或三价有机连接基团； 每一个Y独立地是卤素、烷氧基、酰氧基、多亚烷氧基或芳氧基； R1是具有至多8个碳原子的烷基或苯基； L是氨基、巯基或环氧基； R2是任选由至少一个醚键中断的亚烷基； x是0或l或2; y是1或2 ; z是l或2;禾口 k是1，条件是当L是氨基时，k为1或2。 在该方法的一些实施方案中，所述处理组合物进一步包含下列化合物的至少一种(即， 一种或另一种或两种) 由下式表示的第二化合物 (R3)bSi(Y1)4—b ;或 由下式表示的第三化合物 M(Y4; 其中 每一个R3独立地是具有至多8个碳原子的烷基或苯基，所述烷基或苯基的每一个 可以由卤素取代； 每一个Y1独立地是卤素、烷氧基、酰氧基、多亚烷氧基或芳氧基； M是Si、Ti或Zr，并且 b是l或2。 在另一个方面中，本专利技术提供了一种在不锈钢表面形成易清洁层的制品，其中所 述表面是根据本文公开的方法的以上实施方案中的任一种处理的。 在另一个方面中，本专利技术提供了一种在不锈钢表面形成易清洁层的制品，其中所 述不锈钢表面的至少一部分是用硅氧烷处理的，所述硅氧烷包含至少第一化合物和氟化成 分的縮合产物， 所述第一化合物由下式表示 L-[R2Si(Y)3]k ;并且 所述氟化成分由下式表示 Rftf-[Si(Y)3—x(RJ丄； 其中 Rf是多氟聚醚基团； 每一个X1独立地是二价或三价有机连接基团； 每一个Y独立地是卤素、烷氧基、酰氧基、多亚烷氧基或芳氧基； R1是具有至多8个碳原子的烷基或苯基； L是氨基、巯基或环氧基； R2是任选由至少一个醚键中断的亚烷基； x是0或1或2 ; y是1或2 ; z是1或2 ;禾口 k是1，条件是当L是氨基时，k为1或2。 在所述制品的一些实施方案中，所述硅氧烷包括所述氟化成分、所述第一化合物以及下列化合物中的至少一种的縮合产物 由下式表示的第二化合物 (R3)bSi(Y1)4—b ;或 由下式表示的第三化合物 M(Y4; 其中 每一个RS独立地是具有至多8个碳原子的烷基或苯基，所述烷基或苯基的每一个可以由卤素取代； 每一个Y1独立地是卤素、烷氧基、酰氧基、多亚烷氧基或芳氧基； M是Si、Ti或Zr，并且 b是l或2。 如本文所使用的，烷基(alkyl)以及前缀烷(alk)包括直链和支链基团，以及环状基团例如环烷基。除非另外规定，这些基团包含1至20个碳原子。在一些实施方案中，这些基团具有总计至多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或多环，并且优选具有3至10个环碳原子。 术语亚烷基是以上限定的烷基基团的二价或三价形式。 除非另外规定，术语卤素是指卤素原子或一个或多个卤素原子，包括氯、溴、碘和氟原子。 如本文所使用的术语芳基包括任选包含至少一个杂原子(即，0、 N或S)的碳环型芳族环或环状系统。芳基的实例包括苯基、萘基、联苯基以及吡啶基。 术语亚芳基是以上限定的芳基基团的二价形式。芳基亚烷基是指附有芳基的亚烷基部分。 术语氨基甲酸酯是指基团-O-C(O)-N(R')-，其中R'限定如下。 术语脲是指基团-N(R' )-C(O)-N(R')-，其中每一个R'独立地限定如下。 如本文所使用的，一个、一种、所述、至少一个(种)和一个或多个可交替使用。 还在本文中，由端点对数字范围的叙述包括包含在该范围内包含的全部数字，包括端点(例如，1至5包括1、1. 5、2、2. 75、3、3. 80、4、5等)。当数字为整数时，则仅包括整数(例如，1、2、3、4、5等)。 以上
技术实现思路
不意欲描述本专利技术的每一个公开的实施方案或每个执行方案。随后的描述更具体地示例示意性实施方案。在贯穿本申请的几个地方，通过实施例列表提供了指导，所述实施例可以单独或以各种组合使用。在每一种情况下，陈述的列表仅起代表性组的作用，而不应将其解释为是完整的列表。具体实施例方式本专利技术可以克服现有技术中涂布不锈钢表面时存在的的几个问题，并且提供易清洁的不锈钢制品以及一种使用化学涂布处理制备它们的方法。由于其惰性属性，一般地说，涂层不能很好地粘附到不锈钢上，这会导致涂层的耐久性差。不锈钢可以抵抗一些类型的用于改善粘合的表面处理。尽管通过金属的表面磨蚀改善了 (例如，涂层)对于一些金属的粘合，但是不锈钢在研磨处理下趋于加工硬化。化学转化涂布(例如，铬酸盐或磷酸盐涂布)可以用于改善一些金属(例如，镀锌钢、锌和铝)的耐腐蚀性和粘合能力，但是一般不用于不锈钢。铬酸盐处理溶液，是酸性的并且通过溶解要被铬酸盐处理的基底的表面金属的一些而起作用，被具体设计用于要处理的金属。与取决于铬酸盐处理溶液的类型而可能含有各种水平的六价铬的铬酸盐处理的钢表面相比，不锈钢通常在它的表面上形成氧化铬(III)的钝化层。因此，不锈钢的表面与处理过的金属例如铬酸盐处理过的钢的表面相当不同。 一些表面改性技术已经被成功地用于不锈钢(参见，例如W008/051789 (David等))，但是这些技术的一些昂贵且耗时，并且可能难以在较大的不锈钢制品上实施。而且，与一些涂层和表面处理不同，本文公开的制品和方法不改变不锈钢的有光泽的金属外观。 可以用于实践本专利技术的不锈钢包括多种等级。例如，制品可以具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在制品的不锈钢表面上形成易清洁层的方法，所述方法包括用处理组合物处理不锈钢表面，所述处理组合物包含：　　水；　　酸；　　有机溶剂；　　由下式表示的氟化成分：　　Ｒｆ｛Ｘ↑［１］－［Ｓｉ（Ｙ）↓［３－ｘ］（Ｒ↑［１］）↓［ｘ］］↓［ｙ］｝↓［ｚ］；和　　由下式表示的第一化合物：　　Ｌ－［Ｒ↑［２］Ｓｉ（Ｙ）↓［３］］↓［ｋ］　　其中：　　Ｒｆ是多氟聚醚基团；　　每一个Ｘ↑［１］独立地是二价或三价有机连接基团；　　每一个Ｙ独立地是卤素、烷氧基、酰氧基、多亚烷氧基或芳氧基；Ｒ↑［１］是具有至多８个碳原子的烷基或苯基；　　Ｌ是氨基、巯基或环氧基；　　Ｒ↑［２］是任选由至少一个醚键中断的亚烷基；　　ｘ是０或１或２；　　ｙ是１或２；　　ｚ是１或２；并且　　ｋ是１，条件是当Ｌ是氨基时，ｋ为１或２。

【技术特征摘要】
一种在制品的不锈钢表面上形成易清洁层的方法，所述方法包括用处理组合物处理不锈钢表面，所述处理组合物包含水；酸；有机溶剂；由下式表示的氟化成分Rf{X1-[Si(Y)3-x(R1)x]y}z；和由下式表示的第一化合物L-[R2Si(Y)3]k其中Rf是多氟聚醚基团；每一个X1独立地是二价或三价有机连接基团；每一个Y独立地是卤素、烷氧基、酰氧基、多亚烷氧基或芳氧基；R1是具有至多8个碳原子的烷基或苯基；L是氨基、巯基或环氧基；R2是任选由至少一个醚键中断的亚烷基；x是0或1或2；y是1或2；z是1或2；并且k是1，条件是当L是氨基时，k为1或2。2. 根据权利要求1所述的方法，其中Rf包含包括-(CnF』)-、-(CF(Z)O)-、 -(CF(Z) CnF2n0)_或_(CnF2nCF(Z)0)_中的至少一种的全氟化重复单元，并且其中Z是全氟烷基或全 氟烷氧基，所述全氟烷基或全氟烷氧基的每一个任选由至少一个醚键中断，并且n是从l至 12的整数。3. 根据权利要求2所述的方法，其中z是2，并且Rf为-CF20(CF20)m(C2F40) pCF2-、 -CF20(C2F40)pCF2-、 - (CF2) 30 (C4F8。) p (CF2) 3-或-CF (CF3) - (0CF2CF (CF3)) p0-Rf'-0(CF(CF3)CF沖pCF(CF3)-，其中Rf'为任选由至少一个醚或胺键中断的全氟亚烷基， m为1至50，并且p为3至40。4. 根据权利要求1所述的方法，其中Rf为C3F70(CF(CF3)CF20)qCF(CF3)_、 C3F70(CF2CF2CF20)qCF2CF2_或CF30 (C2F40) qCF2-，其中q的平均值为3至50，并且其中z为1。5. 根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中X1是Q-X-R， Q是有机二价连接键；X 是亚烷基或芳基亚烷基，所述亚烷基或芳基亚烷基的每一个任选是由至少一个官能团中断 或终止的至少一个，所述的官能团独立地是醚、硫醚、砜、胺、酯、酰胺、氨基甲酸酯或脲；并 且R是键或具有至多4个碳原子的亚烷基。6. 根据权利要求5所述的方法，其中Q是-C (0) -N(R') -、-C (0) -0_、-S02N(R')-或_0_C ( O)-N(R')-，其中R'是氢或具有至多4个碳原子的烷基。7. 根据权利要求5所述的方法，其中Q是-C (0) -N(R' ) _，其中X是具有至多8个碳原 子的亚烷基，并且其中X任选是由至少一个官能团中断或终止的至少一个，所述的官能团 独立地是醚、酯、氨基甲酸酯或氨基。8. 根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中所述处理组合物中的所述第一化 合物与所述氟化成分的重量比为至少2比1。9. 根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中所述处理组合物进一步包含下列 化合物中的至少一种由下式表示的第二化合物 (R3)bSi(Y1)4—b ;或 由下式表示的第三化合物 M(Y04 ;射每一个Rs独立地是具有至多8个碳原子的烷基或苯基，所述烷基或苯基的每一个可以 由卤素取代；每一个Y1独立地是卤素、烷氧基、酰氧基、多亚烷氧基或芳氧基；M是Si、Ti或Zr，并且b是l或2。10. 根据权利要求9所述的方法，其中相对于组合的所述第一和第二化合物，所述第三 化合物以不大于l:l的重量比存在。11. 根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中所述酸是盐酸，并且其中基于所 述处理组合物的总重，所述酸以0. 004至0. 05重量％的范围存在于所述处理组合物中。12. —种在不锈钢表面形成易清洁层的制品，其中所述制品的易清洁层是通过根据权 利要求1至4中的任一项所述的方法处理的。13. —种在不锈钢表面形成易清洁层的制品，其中所述不锈钢表...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝立飞，刘文斌，翟晓东，王岩，范伟强，鲁道夫约瑟夫戴姆斯，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]