用于形成疏水涂层的含水组合物的制作方法_3

文档序号:9932279阅读:来源:国知局
,赖氨酸,精氨酸,氨氧 化钢,氨氧化钟或它们的混合物。添加的碱的量也是不受限制的,但该量应当足W为反应混 合物提供碱性的抑。优选在步骤(i i )过程中反应混合物的抑为至少8,更优选至少8.5,还更 优选至少9,且最优选9.5-12。
[0053] 在碱性水解步骤(ii)结束时硅烷的水解(并因此缩合)程度不应是彻底的,否则在 后续的酸水解步骤(iii)中将没有硅烷剩下W进行水解。然而,通常在碱性水解步骤(ii)过 程中大部分的可水解的配体(Ri)被消耗。优选在步骤(ii)结束时从硅烷中释放出反应混合 物中Ri配体的总量的至少50 mol%,更优选至少70 mol%,且最优选80-99 mol%。另外地或可 选地,在步骤(ii)过程中水解的持续时间优选至少30分钟,更优选至少1小时,且最优选 1.5-3小时。
[0054] 所述方法的步骤(iii)包括在酸性条件下反应混合物的继续水解。在该步骤过程 中从步骤(ii)中剩余的第一和第二季硅烷的未反应的部分经历缩聚反应W形成低聚物和 聚硅氧烷。由于酸性条件,该第二缩聚反应导致硅烷单体之间的低度的交联,可主要得到线 状低聚物。不希望被理论束缚,本发明人相信运些线状低聚物增强了由在步骤(ii)中制备 的交联的球状聚硅氧烷颗粒形成的最终涂层,而不会显著增加涂层的不透明性。
[005引用来催化该水解步骤的酸是不受限制的,但优选的酸是HCl,册,HN03,化S04, C曲0)2H,巧樣酸,蚁酸或它们的混合物。添加的酸的量也是不受限制的,但该量应足W为反 应混合物提供酸性的抑。优选在步骤(iii)过程中反应混合物的pH小于5,更优选小于4,更 优选小于3,且最优选0.2-2。
[0056] 在步骤(iii)过程中水解的持续时间优选为至少30分钟,更优选至少1小时,且最 优选1.5-3小时。
[0057] 在一种优选的实施方式中,将至少部分的第二季硅烷仅在步骤(iii)过程中添加 到反应混合物。不希望被理论束缚,本发明人相信在步骤(ii)之后添加第二季硅烷保证了 使至少一些来自第二季硅烷的疏水基团结合到线状低聚体W及交联的聚硅氧烷颗粒中。 [0化引在水解步骤(ii)和(iii)过程中反应混合物的溫度优选为10-60°C,更优选15-50 °C,且最优选20-45°C。
[0059] 本发明人已经发现本发明的组合物可生成疏水涂层,即使其包含大量的水。因此 在步骤(iv)中用含水液体稀释反应混合物W生成包含占涂料组合物的至少50wt%的水的涂 料组合物。更优选所述组合物包含占组合物的至少60wt%的水,还更优选至少70wt%,且最优 选75-90wt〇/〇。
[0060] 例如,可将组合物稀释,使得其包含的硅烷的总量不大于组合物的lOwt%,更优选 不大于7wt%,还更优选不大于5wt%,甚至更优选不大于4wt%,甚至还更优选不大于3wt%且最 优选不大于2wt%。总的硅烷(第一经水解的季硅烷的量加上第二经水解的季硅烷的量)的最 小量优选为组合物的至少0.0 lwt%,更优选至少0.05wt%,还更优选至少0.1 wt%,且最优选至 少 0.2wt〇/〇。
[0061] 有利地,可使用极性有机溶剂W改进聚硅氧烷颗粒与水的相容性。因此在一种实 施方式中,组合物包含极性有机溶剂(尤其是Cl-C4醇)和水。更优选组合物W溶剂:水为I: 1.5-1: 20,甚至更优选1: 2-1:15,还更优选1:2.5-1:10,且最优选1:3-1:5的重量比率来包 含极性有机溶剂和水。
[0062] 在某些实施方式中,且尤其是其中所述组合物用作硬表面清洁组合物的实施方式 中,优选地在制剂中包含表面活性剂。因此优选组合物包含表面活性剂。表面活性剂可为阴 离子型,非离子型,阳离子型,两性型,两性离子型或它们的混合。然而,我们已经发现可特 别地在本发明的组合物中使用阳离子型表面活性剂,而不会干扰组合物形成疏水涂层的能 力。因此优选表面活性剂包含阳离子型表面活性剂,更优选占组合物中的表面活性剂的总 重量的至少50wt%是阳离子型表面活性剂,还更优选至少75wt%,最优选80-100wt%。
[0063] 优选的阳离子型表面活性剂是季锭盐。更优选地,阳离子型表面活性剂具有式护 R3R4R 5R6,其中R3, R4, R5和R6独立地为(&-C3〇)烷基或苯甲基。优选地,R3, R4, R5和R6中的 一个、两个或=个独立地为(C4-C30)烷基且其他R3, R4, R5和R6基团中的一个或多个是(&-Cs)烷基或苯甲基。
[0064] 最优选的阳离子型表面活性剂选自十六烷基-S甲基漠化锭(CTAB),十六烷基-S 甲基氯化锭(CTAC),二十二烷基-S甲基氯化锭(BTAC),十八烷基S甲基氯化锭(STAC),苯 甲基二甲基十四烷基氯化锭(BDMTAC)和它们的混合物。
[0065] 阴离子型表面活性剂通常可破坏组合物形成疏水涂层的能力。因此优选表面活性 剂(当存在时)基本上不含阴离子型表面活性剂。更优选占组合物中的表面活性剂的总重量 的小于lOwt%是阴离子型表面活性剂,还更优选小于5wt%,最优选组合物中的表面活性剂的 0-1%是阴离子型表面活性剂。
[0066] 通常,组合物包含的表面活性剂的量为0.01-4wt%。然而,即使对于阳离子型表面 活性剂来说,在某些情况下高的水平可干扰组合物形成疏水涂层的能力。因此优选组合物 包含小于组合物的3wt%的表面活性剂,更优选小于2wt%,甚至更优选小于Iwt%,且最优选 0.05-0.5wt%〇
[0067] 在一些实施方式中,组合物可基本上不含表面活性剂。更优选此类组合物包含小 于组合物的0.0 lwt%的表面活性剂,最优选为0-0.0 Olwt%。
[0068] 本发明的组合物可具有任何合适的pH。然而,优选的pH为0.2-9。
[0069] 本发明的组合物用于制备疏水涂层。用于在表面上制备疏水涂层的方法优选包括 向表面施加组合物并使组合物干燥的步骤(更优选由或基本上由所述步骤组成)。在干燥过 程中硅烷可(进一步)聚合并经历所谓的溶胶-凝胶转变。不希望被理论所束缚,本发明人相 信在最终的涂料组合物中的硅烷的聚合可部分地为其优异的稳健性做出贡献。
[0070] 通常,在干燥后,涂层将包含小于涂层的30wt%的溶剂(其中溶剂包括总的水和有 机溶剂),更优选小于20wt%,还更优选小于1 Owt%,且最优选0.001 -5wt%。
[0071] 所述涂层是疏水的。更优选地,涂层可表现出至少100度或甚至105-160度的对水 的接触角。另外地或可选地,涂层可表现出小于40度或甚至0.1-30度的对水的滑动角。例 如,在某些情况下涂层可为过疏水的或甚至超疏水的。
[0072] 涂层通常是至少半透明的且经常是透明的。例如,涂层可表现出至少80%,更优选 至少85%,且最优选87-95%的透光率值。另外地或可选地,涂层的雾度值可为小于5%,更优选 小于4%,还更优选小于3%,甚至更优选小于2%,且最优选0.001-1%。
[0073] 本发明的组合物优选适合用于处理硬表面,尤其是辅助清洁或耐污物的硬表面。 "硬表面"就本发明而言表示包含硬材料例如玻璃,上釉陶瓷,金属,石材,塑料,漆,木材,或 它们的组合的任何表面。通常,所述硬表面存在于家庭中,例如窗户,厨房,浴室,厕所,家 具,地板等。
[0074] 当通过所述组合物处理硬表面时,用于处理硬表面的任何一般方法均是可接受 的。通常,用于通过组合物来处理硬表面的方法是将所述组合物喷涂到硬表面上,或用浸溃 有所述组合物的擦拭物来擦拭硬表面,或将所述组合物倾倒至硬表面上,或它们的组合。优 选地,用于处理硬表面的方法是将所述组合物喷涂到硬表面上,和/或用浸溃有所述组合物 的擦拭物来擦拭硬表面。当采用喷涂来处理硬表面时,对如何喷涂所述组合物不存在限制。 通常,用于硬表面清洁产品的喷涂瓶是有利的。当使用擦拭来处理硬表面时,包括织造或非 织造布,天然或合成的海绵或海绵状片材,"刮板(squeegee)"材料,纸巾等的擦拭物是合适 的。擦拭物可W干燥形式,或更优选W湿形式来浸溃。
[0075] 不希望被任何特定的理论或解释所束缚,我们相信通过将交联
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