超疏水涂层制造技术

本发明专利技术涉及一种包含有机硅共聚物（Ｏ）的涂层体系，所述有机硅共聚物可由如下物质的自由基聚合获得：Ａ）烯键式不饱和单体，其选自（甲基）丙烯酸酯、乙烯酯、芳乙烯、烯烃、１，３－二烯或乙烯醚，和Ｂ）烯键式单不饱和或多不饱和聚有机硅氧烷，和Ｃ）任选的烯键式不饱和辅助单体，和亲水性粒子（Ｐ）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超疏水涂层本专利技术涉及聚合物-粒子混合物、其制备及其用途。赋予表面以自清洁或防污性能的超疏水涂层是一个广泛研究的主 题且具有高经济价值。水不可润湿的表面与降低的沾污和降低的清洁， 降低的藻类、菌类或微生物的定植，更有吸引力的视觉外观以及可见 的减少的维护成本相关。因此这种表面具有比常规的，至少部分可润 湿的表面更好的功能和更长的使用寿命。难以润湿的表面，即超疏水表面，是已知的。在自然界，超疏水 表面常见于植物叶子，最著名的是荷花，但也公知巻心菜和旱金莲在其叶子上具有这种表面。这些表面的原理描述于EP 772514，其权利要 求为一种表面结构包括突起和凹陷的自清洁表面，所述突起大小为5 至100微米并相距5至200微米。所述突起由疏水材料构成。然而EP 772514没有要求这些突起和凹陷的任何亚结构化。本领域技术人员现 在已知超疏水作用要求突起和凹陷在微米区域中的结构化，也要求单 个突起和凹陷的纳米结构化。人工制备这种表面通常有两种方法第一种方法涉及在先光滑表面的随后的结构化。使用源自塑料加 工的方法，特别是母结构的凹膜成型，例如通过挤出、注射成型或压 花。比如，DE 10210673尤其描述了通过修改的注射成型法制备这种表 面。同样地，在半导体领域已知的方法，即平板印刷法，已知用于制 备超疏水表面。必需的表面结构化经由遮蔽、用高能光辐照耐光材料， 以及通过蚀刻操作完成。 一个例子为DE 10138036。 DE 10138036描述 了利用耐光材料和紫外区域的激光制备超疏水表面。第二种方法涉及将粒子施用至光滑表面，使得这些粒子在施用后 产生正确的赋予超疏水性的表面结构。通常使用的体系总是由物理或化学成膜粘合剂和粒子组成，所述粒子与粘合剂一起施用或随后施用。WO 02/049980教导了例如一种由纳米区域内的至少部分疏水化的粒子和无机或有机粘合剂组成的体系。EP 1043380描述了一种含有纳米区域内的氟化粒子以及作为粘合 剂的氟化聚合物的体系。EP 1153987描述了一种由疏水多孔粒子和选自可含有聚氧化烯烃 基团的聚烯烃的疏水粘合剂组成的体系。DE 102004062739描述了一种由疏水粒子和粘合剂组成的体系，其 中所用的粘合剂为紫外固化的丙烯酸酯漆。所述粘合剂和粒子在分别 的操作中施用。WO 02/055446描述了一种由丙烯酸-乙烯共聚物和疏水化的热解 法二氧化硅组成的体系。DE 10118352描述了一种由作为粘合剂的丙烯酸酯共聚物和作为 粒子的疏水化二氧化硅组成的体系。WO 2004/014575描述了一种基于粉末涂料的体系，所述粉末涂料 与粒子一起通过粉末喷雾施用。所用的粒子为由疏水材料组成的粒子， 或特别疏水化的粒子。EP 1475426最后描述了一种由作为粘合剂的硅酮蜡和疏水粒子组 成的体系。所有谈及的体系均依赖于疏水粒子以及常常另外的疏水粘合剂或 后疏水化(posthydrophobicization)的使用。疏水粒子是所述体系最昂 贵的组分之一。通常，疏水粒子首先必须在额外的操作中通过表面官 能化反应由亲水粒子制得。这需要使用例如特定的有机官能硅烷的昂 贵试剂，且还通常产生加工废料。在另一方面，已经是疏水材料的聚 烯烃蜡为通常首先必须形成粒子(微粉化)形式的例子。本专利技术提供了一种涂层体系，其包含可通过如下物质的自由基聚 合获得的有机硅共聚物(O):A)烯键式不饱和单体，其选自(甲基)丙烯酸酯、乙烯酯、芳乙烯、 烯烃、1，3-二烯或乙烯醚，和5B) 单-或多烯键式不饱和聚有机硅氧烷，和C) 任选的烯键式不饱和辅助单体，和亲水性粒子(P)。专利技术人发现，令人惊讶地，当特定有机硅共聚物(O)同时用作粘 合剂时，甚至仅仅亲水性粒子(P)足以制备非常显著的超疏水表面。 所述有机硅共聚物(O)可通过聚合物化学的标准结构单元(building block)(例如丙烯酸酯和苯乙烯以及烯键式不饱和聚有机硅 氧烷B))的自由基共聚获得。所述聚有机硅氧烷B)可令人惊讶地仅构成整个有机硅共聚物(o)的极小比例。由(0)和(P)组成的涂层体系可以粉末涂层、在有机溶液中或 在水分散体中的形式存在。在以水分散体中的形式存在的由(O)和(P) 组成的涂层体系的情况中，聚合物理想地自分散，且无需使用外部分 散助剂。优选的来自丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的单体A)为具有1至15个 碳原子的非支化或支化的醇的酯。优选的甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯为 丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯 酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯 酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、 丙烯酸2-乙基己酯和丙烯酸降冰片酯。特别优选丙烯酸甲酯、甲基丙 烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯 酸叔丁酯、丙烯酸2-乙基己酯和丙烯酸降冰片酯。优选的来自乙烯酯的烯键式不饱和单体A)为带有具有1至15个 碳原子的羧酸基团的那些。特别优选乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸 乙烯酯、2-乙基己酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、乙酸1-甲基乙烯酯、三 甲基乙酸乙烯酯和具有9至11个碳原子的a-支化的单羧酸的乙烯酯， 例如VeoVa9⑧或VeoValO (来自Resolution)。特别优选乙酸乙烯酯。优选作为芳乙烯A)的是苯乙烯、a-甲基苯乙烯、异构化的甲苯 乙烯和二甲苯乙烯以及二乙烯苯。特别优选苯乙烯。甲基乙烯醚为优选的乙烯醚A)的例子。优选的烯烃A)为乙烯、丙烯、1-垸基乙烯以及多不饱和的链烯，且优选的二烯为1,3-丁二烯和异戊二烯。特别优选乙烯和1,3-丁二烯。 特别优选用作单体A)的是选自乙酸乙烯酯、具有9至11个碳原子的a-支化的单羧酸的乙烯酯、氯乙烯、乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、苯乙 烯、1,3-丁二烯的一种或多种单体。也特别优选用作单体A)的是丙烯酸正丁酯和丙烯酸2-乙基己酯和/或甲基丙烯酸甲酯的混合物；苯乙烯和一种或多种选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯或丙烯酸2-乙基己酯的单体的混合物；乙酸乙烯酯和一种或多种选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯的单体和任选的乙烯的混合物；1,3-丁二烯和苯乙烯和/或甲基丙烯酸甲酯的混合物。优选的单-或多烯键式不饱和聚有机硅氧烷B)具有通式: (Si04/2)k(R'Si03/2)m(R、Si02/2)p(R'3SiO,/2)qst 其中L表示二价的任选取代的芳族、杂芳族或脂族基团(CR )b，R1、 R3、 ！^每一个表示氢原子或一价的任选由-CN-、 -NCO-、 -NR22-、-COOH-、 -COOR2-、 -PO(OR2)2-、-卣素-、-丙烯酰基-、-环氧基-、-SH-、 -OH-或-CONR、-取代的C广C2Q烃基或C广C2Q垸氧基，其中在每种情况下一个或多个相互不相邻的亚甲基单元可由基团-O-、-CO-、-COO-、 -OCO-或-OCOO-、 -S-或-NR2-替代且在每种情况下一个或多个相互不相邻的次甲基单元可由基团-N二、 -N二N-或-P二替代本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂层体系，其包含可通过如下物质的自由基聚合获得的有机硅共聚物（Ｏ）：　Ａ）烯键式不饱和单体，其选自（甲基）丙烯酸酯、乙烯酯、芳乙烯、烯烃、１，３－二烯或乙烯醚，和　Ｂ）单－或多烯键式不饱和聚有机硅氧烷，和　Ｃ）任选的烯 键式不饱和辅助单体，和　亲水性粒子（Ｐ）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：O明格，P巴尔，S德利卡，
申请(专利权)人：瓦克化学有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]