含氟聚硅氧烷涂料的制作方法_3

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性催化剂包括盐酸、硝酸、 硫酸、乙酸和Ξ氣乙酸。聚硅氧烷前体材料的酸催化水解和缩聚反应是已知的。
[0066] 所述催化剂可W为如上所述的碱或碱性催化剂。示例性的碱或碱性催化剂包括氨 氧化钢、氨氧化钟、氨氧化锭、四甲基氨氧化锭和四下基氨氧化锭。聚硅氧烷前体材料的碱 催化水解和缩聚反应是已知的。
[0067] 所述催化剂可W为如上所述的金属有机催化剂。示例性的金属有机催化剂包括锡 有机物,如二月桂酸二下基锡、锋有机物,如二辛酸锋、侣有机物,如乙酷基丙酬酸侣、铁有 机物,如二异丙氧基双-2,4-乙酷丙酬铁(TIACA)和其组合。聚硅氧烷前体材料的金属有机 催化聚合反应是已知的。
[0068] 所述催化剂可W为如上所述的四烷基锭盐催化剂。示例性的四烷基锭盐催化剂包 括四甲基乙酸锭、四甲基硝酸锭和其混合物。聚硅氧烷前体材料的四烷基锭盐催化的聚合 反应是已知的。
[0069] 在一种实施方案中,在低至0°C, 20°C, 30°C, 50 °C、高至75°C, 80°C, 90°C, 100°C、或在任何两个上述值之间界定的任何范围内的溫度下进行混合组分的揽拌。在另一 种更具体的实施方案中,混合组分的揽拌持续短至0.5小时、1小时、长至50小时、200小时、 或在任何两个上述值之间界定的任何范围内的时间。
[0070] 混合步骤和反应步骤可W-起包括揽拌混合物的各组分。可W揽拌所述组分短至 20分钟、30分钟、1小时、2小时、长至8小时、12小时、24小时、48小时、或在任何两个上述值之 间界定的任何范围内。所述组分可W在低至室溫、25°(3、30°(3、40°(3、或高至50°(3、60°(3、75 °C、或在任何两个上述值之间界定的任何范围内的溫度下揽拌。
[0071] C.涂覆的基材和在基材上形成光学透明涂层的方法 在一种实施方案中,提供了包含基材和光学透明涂层的涂覆的元件。
[0072] 在另一种实施方案中,提供了在所述基材上形成光学透明涂层的方法。所述方法 包括采用根据上述任一实施方案的组合物涂覆基材,和固化所述组合物W在基材上形成光 学透明涂层,所述组合物包含有机溶剂和聚合物。
[0073] 示例性的基材包括玻璃、陶瓷、塑料、织物、纸张、金属和金属氧化物基材。示例性 的陶瓷基材包括瓷器、陶瓷砖、碗、浴缸、陶瓷洗盆和其组合。示例性的塑料基材包括聚(甲 基丙締酸甲醋KPMMA)、聚对苯二甲酸乙二醇醋(PET)、聚碳酸醋(PC)、丙締腊-下二締-苯乙 締(ABS)和其组合。示例性的金属氧化物包括娃氧化物、儀氧化物、侣氧化物、铁氧化物、错 氧化物、钢氧化物、铜氧化物、锋氧化物和铜锡氧化物(I TO)和其组合。
[0074] 所述基材可W为光学透明的。所述基材本身可W包含至少一个聚硅氧烷涂层施涂 于其上的底涂层和/或预先施涂的涂层。示例性的预施涂的涂层或底涂层包括抗反射涂层、 防炫射涂层和抗划痕涂层。
[0075] 形成光学透明的涂层的方法可W还包括至少一个预处理步骤。示例性的预处理步 骤包括表面处理所述基材、清洁所述基材和底涂所述基材。示例性的表面处理方法包括基 材的等离子处理、基材的机械肌理处理(mechanical texturing)和其组合。示例性的清洁 方法包括水清洁、酸性清洁、碱性清洁或其组合。示例性的酸性清洁方法包括用氨氣酸、硝 酸、乙酸或其组合清洁。示例性的碱性清洁方法包括用无机碱例如氨氧化钢、氨氧化钟或 氨、有机碱例如四甲基氨氧化锭或其中R为氨或烷基的式NR3的胺或其组合清洁。示例性的 清洁方法包括至少一个清洁步骤,其选自冲洗所述基材、浸溃所述基材、刷洗所述基材、超 声清洁所述基材或其组合。示例性的底涂方法包括溶胶凝胶涂覆、蒸发式涂覆和其组合。示 例性的溶胶凝胶涂料包含娃、侣、错、铁、锡和其组合的氧化物。示例性的蒸发式涂料包含四 乙氧基硅烷(TE0S)、六甲基二娃氮烧(HMDS)和其组合。
[0076] 涂覆所述基材可W包括至少一种湿涂或干涂方法。示例性的湿涂法包括喷涂、旋 涂、漉涂、浸涂、狭缝式涂覆、幕涂和刷涂法或其组合。示例性的干涂法包括化学气相沉积 (CVD)、物理气相沉积(PVD)或其组合。示例性的CV的去包括等离子体改进的CVD (PECVD)、光 CVD和热CVD。示例性的PVD法包括真空蒸发、反应性蒸发、离子束辅助的蒸发、喷瓣、离子电 锻,更优选真空蒸发和喷瓣。示例性地,PVD法可W包括通过升华或蒸发一个或多个有机组 分形成蒸气,然后将蒸气冷凝成薄膜到基材上。在一个实施方案中,所述PVD法包括制备胶 囊基体,其包括如下步骤:将胶囊基体浸溃到溶液中,并干燥润湿的胶囊基体W获得目标 物。示例性的胶囊基体为金属棉。然后,当在PVD室中进行PVD时可W将目标物用作蒸气源。 在一个实施方案中,在通过PVD施加涂层之前用底漆涂布所述基材。示例性的底漆包括氧化 娃。示例性的PVD室条件包括约80°C的溫度和约1〇- 3化的压力。
[OOW]在更具体的实施方案中,所述PV的去包括制备包括涂层的胶囊基体,施加底漆至基 体,将所述胶囊基体和基材放置于PVD室中,在PVD室中进行PVD W对来自所述胶囊基体的涂 层进行气化或蒸发并浓缩所述基材上的所得蒸气W形成所述涂层。
[0078] 固化所述组合物可W包括至少一个热处理或热烘干法。示例性的热处理包括热板 加热、电加热、红外(IR)加热、气体辉光加热。可W在空气条件下、活性气体条件下或其组合 下进行固化。示例性的活性气体包括氨和式NR3的胺,其中R为烷基。固化组合物可W还包括 至少一种选自加湿、催化后处理、光致福照、电子束福射和其组合的方法。
[0079] 固化组合物可W至少部分地在低至25°C, 50°C, 75°C, 100°C、高至150°C, 175 °C, 200°C, 250°C, 300°C、或在任何两个上述值之间界定的任何范围内的溫度下进行。固 化步骤的持续时间可W长至30分钟、25分钟、20分钟、短至15分钟、10分钟、5分钟、或在任何 两个上述值之间界定的任何范围内。 巧080] D.含氣聚硅氧烷涂料的示例性的性质 形成自任何上述实施方案的涂层的水接触角可W小至80度、90度、95度、100度、大至 105度、108度、110度或更大、或在任何两个上述值之间界定的任何范围内。
[0081] 形成自任何上述实施方案的涂层的油酸接触角可W小至50度、60度、65度、70度、 75度、大至80度、85度、90度、95度或更大、或在任何两个上述值之间界定的任何范围内。
[0082] 形成自任何上述实施方案的涂层可W提供增大的耐刮划性,如通过在划痕试验之 前和之后水或油酸接触角的差测量的。刮痕试验之后的水接触角损耗可W小至0度、5度、10 度、大至20度、30度、40度或更大、或在任何两个上述值之间界定的任何范围内。
[0083] 形成自上述任一实施方案的涂层可W提供光滑的涂层表面,如通过动摩擦系数反 映的(reflected)。动摩擦系数可W小至0.03,0.05,0.1、大至0.2,0.5,0.7、或在任何 两个上述值之间界定的任何范围内。
[0084] 形成自任一上述实施方案的涂层的最终涂层厚度可W小至Inm,5 nm,lOnm, 50皿,100皿、大至50化m, Ijim, 5 Jim, 10 μηι、或在任何两个上述值之间界定的任何范围 内。
[0085] 形成自任一上述实施方案的涂料可W用于涂覆形成显示器、触控面板、护目镜、反 光镜、建筑物窗、机动车、水加热器、电控制板、溫室或光伏组件的一部分的基材。 巧086] Ε.涂料溶液的另一种实施方案 在另一种实施方案中,提供了涂料溶液。所述涂料溶液包含至少一种具有1-4个碳的 醇;和至少一种含全氣酸的下式聚合物:[Ra-0]3-Si-[C出]a-0-W广0 -[C出]b- Si-[ 0-R3]3, 其中R3为具有1-4个碳的烷基;a为2-10;b为2-10;并且Wi包括至少一个-CF2-O-CF2-键。式
[Ra-0]3-Si-[C此]a-O-W广ο -[c此]b- Si-[ 0-R3]3的聚合物可W形成自烷氧基封端的全氣 聚酸。具有1-4个碳的示例性的醇包括异丙醇、乙醇和其混合物。
[0087] 所述涂料溶液可W还包含具有3-10个碳的氣化烧控。示例性的氣化烧控为1,1,1, 3,3,-五氣下烧,可作为F8261商购自Evon;Lk Degussa。
[0088] 形成自任何上述实施方案的涂层的水接触角可W小至90度、95度、96度、高至97 度、101度、105度或更大、或在任何两个上述值之间界定的任何范围内。
[0089] 形成自任何上述实施方案的涂层的油酸接触角可W小至60度、65度、70度、75度、 大至80度、85度、90度或更大、或在任何两个上述值之间界定的任何范围内。
[0090] 形成自任何上述实施方案的涂层可W提供增大的耐刮划性,如通过在划痕试验之 前和之后水或油酸接触角的差测量的。刮痕试验之后的水接触角损耗小至0度、5度、10度、 大至20度、30度、40度或更大、或在任何两个上述值之间界定的任何范围内。
[0091] 形成自上述任一实施方案的涂层可W提供光滑的涂层表面,如通过动摩擦系数反 映的。动摩擦系数可W小至0.03, 0.05, 0.1、大至0.2, 0.5, 0.7、或在任何两个上述值之 间界定的任何范围内。
[0092] 形成自任一上述实施方案的涂层的最终涂层厚度可W小至Inm,5 nm,lOnm, 50皿,100皿、大至50化m, Ijim, 5 Jim, 10 μηι、或在任何两个上述值之间界定的任何范围 内。
[0093] 形成自任一上述实施方案的涂料可W用于涂覆形成显示器、触控面板、护目镜、反 光镜、建筑物窗、机动车、水加热器、电控制板、溫室或光伏组件的一部分的基材。 实施例 巧094] Α.聚合的1Η, 1Η,2Η,2Η-全氣辛基Ξ乙氧基硅烷 1.1Η,1Η,2Η,2Η-全氣辛基Ξ乙氧基硅烷的酸催化聚合 将乙醇、去离子水和1Η, 1Η,2Η,2Η-全氣辛基Ξ乙氧基硅烷(可作为F8261商购自 Evonik Degussa) W表1中所示的量加入250 mL烧瓶中。将所述混合物磁力揽拌10分钟,并 用滴管逐滴加入乙酸,导致1H,1H,2H,2H-全氣辛基Ξ乙氧基硅烷的乙氧基硅烷部分的酸催 化水解反应。将该混合物揽拌另外的120分钟。然后将磁力揽拌器的转速设定为300 rpm并 揽拌该溶液6小时。对于实施例5,在揽拌六小时期间将该溶液加热至74°C;然后停止加热并 且继续磁力揽拌过夜。
[0095] 对于实施例3和5,然后用乙醇稀释所得溶液,如表1中所示,并如所示的揽拌所述 溶液。
[0096] 表1:实施例1、3和5的制剂
[0097]如表2中所示,用1,1,1,3,3-五氣下烧(可作为365 mfc商购自Solvay,沸点为约40 °C)分别稀释溶液1、3和5。将所述混合物磁力揽拌半小时。对于实施例21,在25°C下将所述 溶液揽拌3小时W获得透明液体。
[009引 表2:实施例2、21、4和6-8的审1]剂_
[0099] 对于实施例1-8和21的每个,测量样品的疏水性。通过浸溃将70 mmX 70 mm、厚度 为0.7 mm的平板显示器玻璃片在异丙醇中预清洁并放置在超声波清洗机中5分钟。
[0100] 使用500 rpm的旋转速度,在一个显示器玻璃片上将实施例1-8和21的每个的1.5 mL样品旋涂20秒。如表3所示通过热板固化各个样品W获得疏水膜。使用Surface Elec化0 化tics Phoenix 300接触角分析仪测定各涂层的水接触角和实施例21的油酸接触角。在表 3中提供各样品的接触角。
[0101] 表3:烘赔条件和获得的接触角_
[0102] 为了确认聚合已经发生,得到F8261和实施例7的FTIR光谱。在图1中示出光谱的比 较。如图1所示,实施例7的谱图包括在1052.4 cnfi处的峰,其未显示在F8261的谱图中。该峰 对于-Si-0-Si-结构是典型的。硅氧烷缩合所显示的峰的形成和因此1H, 1H,2H,2H-全氣 辛基Ξ乙氧基硅烷的聚合在合成期间发生。
[0103] 2. 1H,1H,2H,2H-全氣辛基Ξ乙氧基硅烷的碱性催化聚合 对
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