专利名称：防止风挡成霜和便于除去风挡的冬季沉积物的方法以及该方法中所用的组合物的制作方法
相关申请的交叉引用本申请要求保护于2004年8月16日提交的美国临时申请系列号60/601,804的权益。
背景通常的风挡洗涤剂/除冰剂组合物能熔融在风挡上形成的冰。风挡洗涤剂/除冰剂流体通常包含水、用来降低冰点的与水混溶的醇、用于润滑的表面活性剂和着色剂。许多除冰剂或防冻组合物依靠醇，特别是甲醇对组合物赋予使冰熔融的性能。
但是，这种组合物的主要目的为帮助风挡雨刷除去风挡上的让视觉模糊的物质。视觉模糊的物质包括灰尘、污垢、缺陷、树液、霜、冰、雪及其组合。虽然这些组合物可用于帮助除去聚积的霜、冰和/或雪，但通常不能防止或阻止成霜。此外，已知这些组合物中没有一种能具有双重作用，既防止成霜，同时仍能更易除去已聚积的任何霜、雪和/或冰。
本文使用的“霜”是指在低于冰点的温度下由于水蒸汽冷凝形成的微小的冰晶淀积物。应理解的是，通常霜可见于暴露于等于或低于冰点的温度下汽车的风挡和窗户。虽然霜可在几小时或更短的时间内形成，但司机通常在早晨碰见霜。
霜是不希望的，这是由于霜可增加司机反应延迟和/或浪费热能。霜通常如此牢固地粘附于窗户表面，其量使得要除去霜需要有力的机械作用和/或外加施加热能。因此，司机希望窗户无霜、窗户上的霜量显著降低和/或使霜更易除去(即与风挡粘附较差)。
本文使用的术语“冬季沉积物(winter precipitation)”是指霜、雪、冰及其混合物。应理解的是，在某些情况下，成霜伴随着雪、冰及其混合物的聚积。在所有的情况下，司机希望较易从汽车风挡或窗户除去任何聚积的冬季沉积物。本文使用的“风挡”是指对于车司机或乘客的视觉来说透明或者不透明的任何玻璃板或光通过的任何玻璃板，例如外部车灯和镜子。
因此，司机特别需要一种方法可完全防止或显著降低在风挡上聚积霜，同时较易除去任何聚积的冬季沉积物。本文使用的术语“防止”或“阻止”是指降低任何聚积的冬季沉积物粘附的面积、厚度、硬度和/或程度。应理解的是，降低任何聚积的冬季沉积物与风挡的粘附程度便于从所述风挡除去这些冬季沉积物。也就是说，更易从风挡刮、冲洗、擦和/或刷冬季沉积物。
有描述称，包含烷基取代的二硅烷和烷氧基取代的二-和三-硅烷的组合物可用作用于风挡的防水组合物。有描述称，单-烷氧基硅烷用作粘合组合物与包含烃蜡和聚酰胺的防水组合物一起使用。硅烷本身不具有防水性。最后，有描述称，特定的硅烷共聚物用于提供防水性，以及便于从风挡除去冰。
因此，仍需要防止成霜，同时较易从风挡除去任何聚积的冬季沉积物的组合物和方法，特别是防止在数小时内(例如过夜)成霜。
概述在一个实施方案中，本发明公开了一种包含活性硅烷和溶剂的冬季沉积物隔离组合物，其中所述活性硅烷为以下化合物中的至少一种具有下式结构的卤代硅烷XnSiR4-n1(I)其中n为1-3的数，R1为直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基，X为F、Cl、Br或I；具有下式结构的烷氧基硅烷或氨基硅烷 其中所述烷氧基硅烷或氨基硅烷不包含Si-Si键；各R2-R5可相同或不同；至少两个R2-R5为式OR6或NR7R8；剩余的R2-R5独立为可任选包含非硅的杂原子的直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；R6可为可任选包含非硅的杂原子的直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；R7和R8可相同或不同，可为氢或可任选包含非硅的杂原子的直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；具有下式结构的化合物(R6)3Si-R7-Si(R8)3(III)其中R6和R8独立为卤素或直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷氧基，R7为可任选包含非硅的杂原子的直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；或包含一种或多种上述活性硅烷的组合。
在另一个实施方案中，所公开的冬季沉积物隔离组合物包含由聚环氧烷聚硅氧烷组成的含硅化合物、溶剂和任选的辅助剂化合物、湿润剂或包含一种或多种上述化合物的组合。
本发明还公开了防止风挡成霜和除去风挡的冬季沉积物的方法，所述方法包括在风挡上涂覆所公开的冬季沉积物隔离组合物。
在另一个实施方案中，所公开的防止风挡成霜和除去风挡的冬季沉积物的方法包括向风挡涂覆包含溶剂和含硅化合物的冬季沉积物隔离组合物，所述含硅化合物包括活性硅烷、聚环氧烷聚硅氧烷中的至少一种或至少一种上述化合物的组合，其中所述活性硅烷为以下化合物中的至少一种具有下式结构的卤代硅烷XnSiR4-n1(I)其中n为1-3的数，R1为直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基，X为F、Cl、Br或I；具有下式结构的烷氧基硅烷或氨基硅烷 其中所述烷氧基硅烷或氨基硅烷不包含Si-Si键；各R2-R5可相同或不同；至少两个R2-R5为式OR6或NR7R8；剩余的R2-R5独立为可任选包含非硅的杂原子的直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；R6可为可任选包含非硅的杂原子的直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；R7和R8可相同或不同，可为氢或可任选包含非硅的杂原子的直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；具有下式结构的化合物(R6)3Si-R7-Si(R8)3(III)其中R6和R8独立为卤素或直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷氧基，R7为可任选包含非硅的杂原子的直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；或包含一种或多种上述活性硅烷的组合。
根据以下详细说明和附加的权利要求书，本领域技术人员可领会和理解上述和其他特征。
详细说明本文描述了冬季沉积物隔离组合物。应理解的是，在某些情况下，冬季沉积物隔离组合物完全防止在风挡上成霜，而在其他情况下，相对于未经处理的风挡，冬季沉积物隔离组合物在面积、厚度或硬度的至少一方面降低在风挡上的霜量。
此外，还发现冬季沉积物隔离组合物便于除去任何聚积的冬季沉积物。也就是说，意外地发现使用冬季沉积物隔离组合物可更容易地除去已形成的任何霜以及已聚积的任何雪和/或冰。本领域技术人员将领会，成霜和冬季沉积物聚积取决于各种外部变量，例如湿度、温度、风和/或暴露时间。
在一个实施方案中，所公开的冬季沉积物隔离组合物包含含硅化合物和溶剂。在另一个实施方案中，所公开的冬季沉积物隔离组合物包含硅化合物、溶剂和至少一种辅助剂化合物、湿润剂、染料、着色剂及其组合。在一个示例性的实施方案中，所公开的冬季沉积物隔离组合物包含硅化合物、溶剂、辅助剂化合物和湿润剂。
本发明还公开了一种处理风挡的方法，所述方法包括在风挡上涂覆所公开的冬季沉积物隔离组合物，同时防止成霜和便于除去冬季沉积物。
在一个实施方案中，含硅化合物或硅化合物包括活性硅烷、聚环氧烷聚硅氧烷中的至少一种或至少一种上述化合物的组合。在一个示例性的实施方案中，所公开的冬季沉积物隔离组合物包含由一种或多种下述活性硅烷组成的硅化合物。
本文使用的术语“活性硅烷”是指包含与可水解的离去基团相连的硅原子的硅烷分子，即当化合物与玻璃接触时，其中一个O-Si或X-Si(X＝卤素)键可断裂的分子。在一个实施方案中，本文使用的合适的活性硅烷为卤代硅烷、烷氧基硅烷、桥连的双-硅烷中的至少一种或包含一种或多种上述活性硅烷的组合。在一个示例性的实施方案中，硅化合物由以下定义的烷氧基硅烷组成。
在一个实施方案中，用于所公开的冬季沉积物隔离组合物的硅化合物为卤代硅烷。合适的卤代硅烷包括式I的化合物XnSiR4-n1(I)其中n为1-3的数，R1为直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基，X为F、Cl、Br或I。在一个实施方案中，X为Cl，n为1，而在另一个实施方案中，X为Cl，n为3。
如果n为3，则所述卤代硅烷为三卤代硅烷。在一个实施方案中，所述三卤代硅烷为三氯硅烷。示例性的三氯硅烷包括甲基三氯硅烷、乙基三氯硅烷、丙基三氯硅烷、正丁基三氯硅烷、环己基三氯硅烷、正十八烷基三氯硅烷、苯基三氯硅烷和包含一种或多种上述三氯硅烷的组合。
在另一个实施方案中，适用于所公开的冬季沉积物隔离组合物的硅化合物为烷氧基硅烷或氨基硅烷。在一个实施方案中，所述烷氧基硅烷或氨基硅烷为具有通式II结构的化合物 其中至少两个R2-R5为式OR6或NR7R8；剩余的R2-R5独立为可任选包含非硅的杂原子的直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；其中所述活性硅烷不包含Si-Si键。各R2-R5可相同或不同。在该式中，R6可为可任选包含非硅的杂原子的直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基。R7和R8可相同或不同，可为氢或可任选包含非硅的杂原子的直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基。在一个示例性的实施方案中，至少三个R2-R5为式OR6或NR7R8。在另一个示例性的实施方案中，至少三个R2-R5为式OR6。
在另一个实施方案中，R6为不包含任何杂原子的直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基。在另一个实施方案中，R6为不包含任何杂原子的直链未取代的C1-C10烷基。在一个具体的示例性的实施方案中，R6为甲基。
在一个实施方案中，R7和R8可相同或不同，可为氢或可包含或可不包含非硅的杂原子的直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基。
在另一个实施方案中，不为式OR6或NR7R8的剩余的R2-R5独立为不包含非硅的杂原子直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基。在另一个实施方案中，剩余的R2-R5为不包含任何杂原子的直链未取代的C1-C10烷基。在一个具体的示例性的实施方案中，剩余的R2-R5为甲基。
本文使用的“烷基”包括具有特定数目碳原子的支链和直链的饱和脂族烃基，因此，本文使用的术语“C1-C6烷基”包括具有1-6个碳原子的烷基。本文中当C0-Cn烷基与另一个基团一起使用时，例如(苯基)C0-C4烷基，所述基团(在这种情况下为苯基)或者通过简单共价键(C0)直接相连或通过具有特定数目碳原子(在这种情况下为1-约4个碳原子)的烷基链相连。烷基的实例包括但不局限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正戊基和仲戊基。
本文使用的“烯基”是指具有一个或多个碳-碳双键的直链或支链构型的烃链，双键可出现在沿着链的任何稳定的点。烯基的实例有乙烯基和丙烯基。
“烷氧基”表示通过氧桥相连的具有所述数目碳原子的如上定义的烷基。烷氧基的实例包括但不局限于甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、2-丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、2-戊氧基、3-戊氧基、异戊氧基、新戊氧基、正己氧基、2-己氧基、3-己氧基和3-甲基戊氧基。
本文使用的术语“芳基”是指在一个或多个芳环中仅包含碳的芳族基团。典型的芳基包含1-3个独立、稠合或侧位的环，且具有6-约18个环原子，不含杂原子作为环原子。当指芳基时，所述芳基还可再次被碳或非碳原子或基团取代。所述取代可包括与任选包含1或2个独立选自N、O和S的杂原子的5-7元饱和的环状基团稠合，例如形成3，4-亚甲基二氧基-苯基。芳基的实例有苯基、萘基(包括1-萘基和2-萘基)和联苯基。
在术语“芳烷基”中，芳基和烷基如上定义，连接点在烷基上。该术语包括但不局限于苄基、苯基乙基和胡椒基。
用于冬季沉积物隔离组合物的合适的烷氧基硅烷的示例性的实例有正十八烷基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、异丙基三甲氧基硅烷、异丙基三乙氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷和包含一种或多种上述烷氧基硅烷的组合。在一个示例性的实施方案中，适用于所公开的冬季沉积物隔离组合物的硅化合物为甲基三甲氧基硅烷。在另一个实施方案中，适用于所公开的冬季沉积物隔离组合物的硅化合物为具有式III结构的桥连的双-硅烷(R6)3Si-R7-Si(R8)3(III)其中R6和R8独立为卤素或直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷氧基，R7为直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基。各R6和R8可相同或不同。
式III的合适的化合物为亚乙基桥连的双-(三乙氧基)硅烷，商品名为Silquest Y-9805，得自GE Silicones。
在所公开的方法的另一个实施方案中，所述硅化合物可包括聚环氧烷聚硅氧烷。本文使用的术语“聚环氧烷聚硅氧烷”是指包含二烷基聚硅氧烷疏水部分和一条或多条亲水聚亚烷基链的聚环氧烷聚硅氧烷。亲水聚亚烷基链可作为含有聚硅氧烷疏水部分的侧链(侧位部分)或作为嵌段共聚物部分掺入。
合适的聚环氧烷聚硅氧烷可用以下通式IV和V表示R9(CH3)2SiO-[(CH3)2SiO]a-[(CH3)(R9)SiO]bSi(CH3)2-R9(IV)其中a+b为约1-约50或约1-约30或约1-约25，各R9相同或不同且为甲基；或为具有以下通式的聚(环氧乙烷/环氧丙烷)共聚物基团-(CH2)nO(C2H4O)c(C3H6O)dR10(V)其中至少一个R9为聚(氧乙烯/氧丙烯)共聚物基团，其中n为3或4；c(对于所有的聚亚烷基氧基侧基)为约1-约100或约6-约100；c+d为约5-约150或约7-约100；各R10相同或不同，为氢、C1-C4烷基或乙酰基。各聚环氧烷聚硅氧烷含有至少一个为聚(环氧乙烷/环氧丙烷)共聚物基团的R9基团。
这些类型的聚硅氧烷化合物的实例有Silwet表面活性剂，得自Crompton。仅包含亚乙基氧基(C2H4O)的有代表性的Silwet表面活性剂有L-7608、L-7607、L-77、L-7605、L-7604、L-7600、L-7657、L-7602、L-7622、L-8600、L-8610和L-8620。
同时包含亚乙基氧基(C2H4O)和亚丙基氧基(C3H6O)的Silwet表面活性剂的实例有L-720、L-7001、L-7002、L-7210、L-7200和L-7220。
仅包含亚丙基氧基(C3H6O)的Silwet表面活性剂的实例有L7500、L7510、L7550和L8500。
任选的聚亚烷基氧基(R9)的分子量可小于或等于约10,000。聚环氧烷聚硅氧烷的合适的分子量取决于在给定的组成中的确切的官能团。如果亚丙基氧基存在于聚亚烷基氧基链中，可无规分布于链中或作为嵌段存在。
聚环氧烷聚硅氧烷的其他非限制性的实例有得自Dow Corning的以下化合物193、190、FF-400 Fluid、Q2-5220、Q4-3667、Q2-5211；以及得自Toray Dow Corning Silicone Co.、Ltd.的化合物SH3771C、SH3772C、SH3773C、SH3746、SH3748、SH3749、SH8400、SF8410和SH8700；Shin-Etsu Chemical Co.、Ltd.的KF351(A)、KF352(A)、KF354(A)和KF615(A)；Toshiba Silicone Co.的TSF4440、TSF4445、TSF4446、TSF4452。
在一个实施方案中，硅化合物占所述冬季沉积物隔离组合物总重量的约0.01％-约10％。在另一个实施方案中，硅化合物占所述冬季沉积物隔离组合物总重量的约0.5％-约4％。在一个示例性的实施方案中，硅化合物占所述冬季沉积物隔离组合物总重量的约0.5％-约2％。
在一个实施方案中，活性硅烷占所述硅化合物总重量的0-100％。在另一个实施方案中，聚环氧烷聚硅氧烷占所述硅化合物总重量的0-100％。在另一个实施方案中，活性硅烷占所述硅化合物总重量的1-99％，聚环氧烷聚硅氧烷占所述硅化合物总重量的99-1％。在所公开的冬季阻挡沉积物组合物的一个示例性的实施方案中，本文所公开的活性硅烷占所述硅化合物总重量的100％。
冬季沉积物隔离组合物还包含溶剂。
溶剂通常占所述冬季沉积物隔离组合物总重量的0-99.9％。在另一个实施方案中，溶剂通常占所述冬季沉积物隔离组合物总重量的10-90％。在一个示例性的实施方案中，溶剂通常占所述冬季沉积物隔离组合物总重量的60-80％。
合适的溶剂包括那些对硅化合物和任选的辅助剂化合物均为溶剂的物质，如下所述。合适的溶剂的示例性的实例有水和一元醇(例如甲醇、乙醇、异丙醇)及其组合。在一个示例性的实施方案中，溶剂为水和一元醇的组合。在一个实施方案中，一元醇为甲醇。
如果使用水和一元醇的组合，可用的水量占所述冬季沉积物隔离组合物总重量的0-65％，而一元醇的用量占所述冬季沉积物隔离组合物总重量的100-35％。在一个实施方案中，水的用量通常占所述冬季沉积物隔离组合物总重量的0-20％，而一元醇的用量占所述冬季沉积物隔离组合物总重量的50-70％。在一个示例性的实施方案中，水的用量通常占所述冬季沉积物隔离组合物总重量的5-15％，而一元醇的用量占所述冬季沉积物隔离组合物总重量的55-65％。
在另一个实施方案中，所述冬季沉积物隔离组合物还任选包含辅助剂组分。本文使用的术语“辅助剂组分”是指有助于硅化合物(特别是上述活性硅烷)防止成霜效果的化合物或材料。辅助剂化合物的协助作用可为与活性硅烷的协同效果或附加效果，例如降低整个冬季沉积物隔离组合物的冰点的材料。
合适的任选的辅助剂组分的示例性的实例有硅油、多元醇例如二元醇、氟化的聚醚二醇或包含一种或多种上述辅助剂化合物的组合。
在一个示例性的实施方案中，辅助剂组分可为粘度小于或等于约5000厘沲的低粘度组分。这种低粘度组分的示例性的实例有硅油和二元醇。
本文使用的术语“硅油”是指含有-(SiO-)n骨架，仅用甲基满足化合价的分子。
合适的二元醇的实例有乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，2-戊二醇、1，3-戊二醇、1，4-戊二醇、1，5-戊二醇、1，6-戊二醇、新戊二醇、己二醇等和包含一种或多种上述二元醇的组合。
可使用氧杂环丁烷化学制备合适的氟化的聚醚二醇，得自Omnova Solutions Inc.，商品名为PolyFox，包括PolyFox6320、6520、636、656和包含一种或多种上述氟化的聚醚二醇的组合。
在一个实施方案中，所述任选的辅助剂化合物占所述冬季沉积物隔离组合物总重量的约0％-约50％。在另一个实施方案中，辅助剂化合物占所述冬季沉积物隔离组合物总重量的约1％-约40％。在另一个实施方案中，辅助剂化合物占所述冬季沉积物隔离组合物总重量的约25％-约35％。
当辅助剂化合物为硅油时，硅油可例如占所述风挡处理组合物总重量的约1％-约5％。当辅助剂化合物为二元醇时，二元醇可例如占所述风挡处理组合物总重量的约1％-约40％。
所述冬季沉积物隔离组合物还可任选包含湿润剂。本文使用的术语“湿润剂”是指吸湿和水溶的材料或化合物，且比活性硅烷、溶剂和/或任何任选的辅助剂的挥发性差。在一个实施方案中，湿润剂比任何任选的辅助剂的挥发性差。应理解的是，在某些情况下，化合物可同时用作湿润剂和任选的辅助剂。但是，在一个示例性的实施方案中，所公开的隔离组合物包含用作湿润剂的第一化合物和用作辅助剂的第二化合物，其中所述第一和第二化合物不同。
合适的湿润剂的示例性的实例有多元醇(polyol)，例如多元醇(polyalcohol)。合适的实例包括甘油、山梨糖醇等及其组合。在一个示例性的实施方案中，湿润剂为山梨糖醇。
任选的湿润剂的用量可占所述冬季沉积物隔离组合物总重量的约0-1％。在另一个实施方案中，湿润剂的用量可占所述冬季沉积物隔离组合物总重量的0.1-0.9％。在一个示例性的实施方案中，湿润剂的用量占所述冬季沉积物隔离组合物总重量的0.2-0.4％。
所述冬季沉积物隔离组合物还可包含其他组分，例如缓冲剂以及惰性组分，例如着色剂，如染料和颜料等。
如果需要，可调节风挡处理组合物的pH。不希望束缚于理论，但认为活性硅烷的水解例如与pH有关，最佳pH为约3-约8。风挡处理组合物的pH可为约4-约6，或约5。
因此、风挡处理组合物还可任选包含缓冲剂。合适的缓冲剂的实例有有机和无机酸和碱(包括其盐)，例如碳酸、磷酸、硫酸、氢硫酸、C1-C6有机-、单-或多-羧酸或C2-C30亚烷基亚氨基多羧酸、氨、C1-C30有机碱的单-或多-碱金属、碱土金属或胺盐或包含一种或多种上述缓冲剂的组合。示例性的缓冲剂包括碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化铵、碳酸铵、硼酸钠、磷酸单钠、磷酸二钠、磷酸三钠、磷酸单钾、磷酸二钾、磷酸三钾、磷酸钠铵、硫酸单钠、硫酸二钠、乙酸、乙酸钠、乙酸钾、乙酸铵、乙酸钙、甲酸钠、硫化单钠、硫化二钠、氨、单乙胺、二乙胺、三乙胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺四乙酸钠盐(E.D.T.A.钠)、吡啶、苯胺、硅酸钠和包含一种或多种上述缓冲剂的组合。
可根据已知的风挡组合物制备技术，通过混合上述各组分制备所公开的冬季沉积物隔离组合物。在一个示例性的实施方案中，含硅化合物与一种或多种一元醇混合，随后与水混合。
所公开同时防止风挡成霜和便于除去风挡的冬季沉积物的方法包括向风挡涂覆所公开的冬季沉积物隔离组合物。涂覆所公开的冬季沉积物隔离组合物的步骤可以任何能在风挡上提供冬季沉积物阻挡物的连续薄膜的任何方式进行。
合适的涂覆方法的示例性的实例有喷涂、辊涂、擦涂、倾涂及其组合。喷涂的示例性的实例有例如通过触发喷雾器、加压或气溶胶喷雾器或汽车的风挡洗涤剂储罐涂覆。可手动或自动使用饱和辊完成辊涂，例如用于涂覆涂料。可手动或自动使用简单的布或纸完成擦涂。组合涂覆的实例为汽车风挡洗涤剂储罐与风挡雨刷结合使用。
在一个实施方案中，涂覆后，已涂覆的冬季沉积物阻挡物不做额外的运动或行为。也就是说，在一个实施方案中，在汽车停止和静止状态下涂覆冬季沉积物阻挡物。在一个示例性的实施方案中，可在已知可聚积霜的时间之前马上涂覆冬季沉积物阻挡物。例如，在一个特别的示例性的实施方案中，当汽车停放过夜或当汽车数小时不用且暴露于形成霜的条件下时涂覆冬季沉积物阻挡物。
此外，所公开的方法的特征为不必进行现有技术所需的某些步骤。在一个实施方案中，所公开的方法不需要任何预清洁或预处理风挡。在另一个实施方案中，所公开的方法不需要涂覆固化刺激物(curing stimulus)，包括但不局限于高温和/或电磁能量。在另一个实施方案中，所公开的方法的特征为无需任何后涂覆步骤，例如擦、冲洗、抛光、清洁、除去等。应理解的是，前面句子中使用的术语“清洁或除去”不包括由于除去冬季沉积物引起的任何偶然地除去已涂覆的冬季沉积物隔离组合物。在一个示例性的实施方案中，所公开的方法的特征为无需任何后涂覆处理，例如涂覆用来与已涂覆的冬季沉积物隔离组合物粘合的其他涂料、蜡等。
实施例实施例1-6风挡处理组合物在以下的实施例中，将表1所示量的各组分混合。在实施例5和6中，通过加入乙酸将pH调节至约5。在英国的冬季环境条件下(开始为约20，过夜降至约0)，使用触发喷雾器将组合物涂覆于汽车风挡上并放置过夜。在对照风挡上不使用风挡处理组合物，过夜形成硬的霜。使用风挡处理组合物在风挡上的霜与未经处理的对照风挡进行比较。
表1
如该表所示，用所公开的风挡处理组合物处理的所有的风挡比未经处理的风挡更易除去霜。此外，组合物5和6在风挡上的霜还比对照物少。这些组合物可特别有利地减少风挡上的冰和霜，与未经处理的风挡相比，更易除去冰和霜。
实施例7-8其他风挡处理组合物制备包含丙二醇作为辅助剂化合物的其他风挡处理组合物。
如该表所示，用所公开的风挡处理组合物处理的所有的风挡比未经处理的风挡易除去霜和霜较少。这些组合物可特别有利地减少风挡上的雪、冰和/或霜，与未经处理的风挡相比，更易除去冰和霜。所述组合物可减少使用洗涤剂流体，还可节省消费者必须在寒冷的早晨从风挡上刮冰的时间。上述实施例说明，使用所公开的组合物和/或方法可降低任何聚积的冬季沉积物与风挡的粘附程度。因此，使用所公开的方法和/或组合物便于从经过处理的风挡除去聚积的冬季沉积物。也就是说，变得更容易从经过处理的风挡上刮、冲洗、擦和/或刷冬季沉积物。
本文所公开的所有的范围包括端点并可组合。本文中术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于区别一个要素与另一个要素，本文中术语“一个”不表示限制数量，而是说明存在至少一种引用的项目。
虽然参考优选的实施方案描述了本发明，但本领域技术人员应理解的是，在不脱离本发明范围的情况下可进行各种变化，并且各等价物可替代各元素。此外，在不脱离本发明的基本范围的情况下可进行许多变化，使具体的情况或材料适应本发明的教导。因此，本发明不局限于作为实施本发明的最佳方式所公开的具体的实施方案，而是本发明包括在附加的权利要求书范围内的所有的实施方案。
权利要求
1.一种冬季沉积物隔离组合物，所述组合物包含活性硅烷和溶剂，其中所述活性硅烷为下述化合物中的至少一种具有下式结构的卤代硅烷XnSiR4-n1(I)其中n为1-3的数，R1为直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基，X为F、Cl、Br或I；具有下式结构的烷氧基硅烷或氨基硅烷 其中所述烷氧基硅烷或氨基硅烷不包含Si-Si键；各R2-R5可相同或不同；至少两个R2-R5为式OR6或NR7R8；剩余的R2-R5独立为可任选包含非硅的杂原子的直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；R6可为可任选包含非硅的杂原子的直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；R7和R8可相同或不同，可为氢或可任选包含非硅的杂原子的直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；具有下式结构的化合物(R6)3Si-R7-Si(R8)3(III)其中R6和R8独立为卤素或直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷氧基，R7为可任选包含非硅的杂原子的直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；或包含一种或多种上述活性硅烷的组合。
2.权利要求1的冬季沉积物隔离组合物，其中所述活性硅烷包括至少一种选自以下的烷氧基硅烷正十八烷基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷或包含一种或多种上述烷氧基硅烷的组合。
3.权利要求1的冬季沉积物隔离组合物，所述组合物包含占所述冬季沉积物隔离组合物总重量的约0.01％-约10％的活性硅烷和为硅油、二元醇、氟化的聚醚二醇中的至少一种或包含一种或多种上述辅助剂化合物的组合的辅助剂。
4.权利要求1的冬季沉积物隔离组合物，所述组合物包含占所述冬季沉积物隔离组合物总重量的约0.01％-约10％的活性硅烷和约1％-约5％的硅油。
5.权利要求1的冬季沉积物隔离组合物，所述组合物包含占所述冬季沉积物隔离组合物总重量的约0.01％-约10％的活性硅烷和约1％-约40％重量的二元醇或氟化的聚醚二醇。
6.权利要求1的冬季沉积物隔离组合物，其中所述冬季沉积物隔离组合物还包含pH缓冲剂。
7.权利要求6的冬季沉积物隔离组合物，其中所述冬季沉积物隔离组合物的pH为约3-约8。
8.权利要求1的冬季沉积物隔离组合物，其中所述溶剂包括水、甲醇、乙醇、异丙醇或包含一种或多种上述溶剂的组合。
9.权利要求5的冬季沉积物隔离组合物，其中所述二元醇包括丙二醇。
10.权利要求1的冬季沉积物隔离组合物，所述组合物还包含聚环氧烷聚硅氧烷。
11.一种冬季沉积物隔离组合物，所述组合物包含占所述冬季沉积物隔离组合物总重量的约5-15％的水、约55-65％的一元醇、约25-35％的辅助剂化合物、约0.5-2.0％的活性硅烷和约0.2-0.4％的湿润剂。
12.一种冬季沉积物隔离组合物，所述组合物包含基本由聚环氧烷聚硅氧烷组成的含硅化合物；溶剂；和任选的辅助剂化合物、湿润剂或包含一种或多种上述化合物的组合。
13.权利要求12的冬季沉积物隔离组合物，所述组合物还包含辅助剂化合物，其中所述辅助剂化合物为硅油、二元醇、氟化的聚醚二醇中的至少一种或包含一种或多种上述辅助剂化合物的组合。
14.权利要求13的冬季沉积物隔离组合物，所述组合物包含占所述风挡处理组合物总重量的约0.1％-约10％的聚环氧烷聚硅氧烷和约1％-约40％的辅助剂。
15.权利要求13的冬季沉积物隔离组合物，其中所述辅助剂化合物包括二元醇，所述溶剂不包括醇。
16.一种防止风挡成霜和便于除去风挡的冬季沉积物的方法，所述方法包括向风挡涂覆权利要求1的冬季沉积物隔离组合物。
17.一种防止风挡成霜和便于除去风挡的冬季沉积物的方法，所述方法包括向风挡涂覆权利要求12的冬季沉积物隔离组合物。
18.一种防止风挡成霜和便于除去风挡的冬季沉积物的方法，所述方法包括向风挡涂覆冬季沉积物隔离组合物，所述组合物包含溶剂和含硅化合物，所述含硅化合物包括活性硅烷、聚环氧烷聚硅氧烷中的至少一种或至少一种上述化合物的组合，其中所述活性硅烷为下面化合物中的至少一种具有下式结构的卤代硅烷XnSiR4-n1(I)其中n为1-3的数，R1为直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基，X为F、Cl、Br或I；具有下式结构的烷氧基硅烷或氨基硅烷 其中所述烷氧基硅烷或氨基硅烷不包含Si-Si键；各R2-R5可相同或不同；至少两个R2-R5为式OR6或NR7R8；剩余的R2-R5独立为可任选包含非硅的杂原子的直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；R6可为可任选包含非硅的杂原子的直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；R7和R8可相同或不同，可为氢或可任选包含非硅的杂原子的直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；具有下式结构的化合物(R6)3Si-R7-Si(R8)3(III)其中R6和R8独立为卤素或直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷氧基，R7为可任选包含非硅的杂原子的直链、支链或环状的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；或包含一种或多种上述活性硅烷的组合。
19.权利要求18的方法，其中所述冬季沉积物隔离组合物还包含为硅油、二元醇、氟化的聚醚二醇中的至少一种或包含一种或多种上述化合物的组合的辅助剂化合物；以及溶剂。
20.权利要求18的方法，其中所述冬季沉积物隔离组合物由占所述冬季沉积物隔离组合物总重量的约5-15％的水、约55-65％的一元醇、约25-35％的辅助剂化合物、约0.5-2.0％的活性硅烷和约0.2-0.4％的湿润剂组成。
全文摘要
本发明公开了一种防止风挡成霜和便于除去风挡的冬季沉积物的方法，所述方法包括向风挡涂覆冬季沉积物隔离组合物。在一个实施方案中，所述隔离组合物包含溶剂和含硅化合物，所述含硅化合物包括至少一种活性硅烷、聚环氧烷聚硅氧烷或至少一种上述化合物的组合，其中所述活性硅烷为至少一种具有式(I)结构的卤代硅烷；具有式(II)结构的烷氧基硅烷或氨基硅烷；具有式(III)结构的化合物；或包含一种或多种上述活性硅烷的组合。在另一个实施方案中，所公开的冬季沉积物隔离组合物包含活性硅烷和溶剂，其中所述活性硅烷如上所述。
文档编号C03C17/30GK101040026SQ200580034779
公开日2007年9月19日 申请日期2005年8月15日 优先权日2004年8月16日
发明者L·A·加拉赫尔, R·A·马沙尔, M·V·亚历山大 申请人:霍尼韦尔国际公司