具有可转移到接触表面的疏水涂层的涂敷器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明总体涉及一种疏水涂层组合物，并且尤其涉及一种通过雨刷的使用将疏水 膜赋予到接触窗的雨刮器。
【背景技术】
[0002] 对于车辆的驾驶员来说，雨，雨夹雪和雪常常带来视觉问题。虽然横扫风挡的雨 刮器的机械运动如机械橡胶擦刷器一样部分有效的将水和雪从风挡移去。常规雨刮器，不 管是由碳基还是硅橡胶制成的，其操作都仅仅是部分有效的将水和雪从风挡清除。雨刮器 横扫风挡移动留下薄的水膜，其在一定程度上削弱视力并促进附加的液体水或雪附着到风 挡。此外，随着雨刮器通过暴露到环境而退化，雨刮器与风挡接触的均匀性变差。此外，通 常附着到风挡的碎片形成区域，在这些区域中雨刮器与风挡表面有间隙，导致使视力模糊 的条痕和水滴。
[0003] 为了解决通过机械橡胶擦刷器活动来清洗风挡的局限性，疏水玻璃处理方案已经 被应用于汽车风挡以改善在雨，雨夹雪或雪的高湿度条件下驾驶员的视觉。这种玻璃处理 代表性的是在美国专利3, 579, 540, 5, 688, 864,6, 432, 181中详细说明的那些。尽管这种玻 璃处理有效的使风挡疏水以便使水形成珠状并且不形成风挡水膜，但是这些产品由于高劳 动强度的涂覆和某种程度上有些毒性的化学物质需要被处理以形成疏水风挡表面而可接 受性有限。此外，当风挡正在遭受雨或其他降水，这种疏水玻璃处理的应用是不切实际的。
[0004] 认识到常规疏水玻璃处理的局限性，涂层组合物已经被开发用于雨刮器，其包 括固体润滑剂中的硅蜡，硅油，以使得硅蜡溶解在硅油中，这样在雨刮器的操作过程中， 涂层的组分通过雨刮器对风挡的摩擦被转移到接触的风挡上。这种组合物被详述于 U. S. 2010/0234489。虽然通过安装雨刮器，这种被涂覆的雨刮器有效的将疏水涂层传递到 风挡，但是在雨刷生产到雨刮器实际安装在车辆上期间，要转移到风挡的涂层的能力快速 退化到一点，在这点，将涂层组分转移到风挡的能力显著降低。此外，赋予到风挡的涂层倾 向于是不规则的并且造成斑驳的疏水性。
[0005] 因此，需要一种雨刮器涂层，其在涂覆到雨刮器以允许在雨刮器操作期间被涂覆 的雨刮器将疏水膜快速赋予到风挡的接触区域后以及甚至在雨刮器涂层组合物长期储存 (并且甚至在高温下）后具有持久保存期。还需要一种将创造性涂层组合物涂覆到雨刮器 并且随后将涂层组合物组分转移到接触的风挡的工艺。 发明概要
[0006] 提供了一种适合应用到涂敷器例如雨刮器的涂层组合物，，其包括在25°C下整体 粘度范围从2平方毫米每秒（mm 2/s)到一百万mm2/s的硅油或硅油的混合物，硅树脂，以及 粒度小于100微米的干式润滑剂。在一些具体实施例中，存在与硅油不同的溶剂以帮助溶 解硅油和硅树脂，从而形成溶液。干式润滑剂或干式固体润滑剂的混合物被加入到溶液中 以形成雨刮器涂层组合物，一种形成于风挡的疏水膜。涂层组合物是稳定的并且用这种组 合物涂覆的雨刮器橡胶擦刷器即使在高温下储存若干星期或若干月后都能够将疏水膜赋 予到风挡。涂层组合物还被设置为不包括用于硅油的交联的硅蜡和助剂。
[0007] 提供了一种用于将疏水膜涂覆到接触目标表面的改进的涂层组合物，该涂层组合 物适合施加至雨刮器，改进的涂层组合物包括硅油，硅树脂和干式润滑剂，其中改进之处在 于：对于硅油和硅树脂而言是溶解的，并且对于干式润滑剂而言是悬浮在溶剂中的。可以理 解的是对环境更友好的选择是限制使用甚至是排除使用溶剂，而使硅油也兼作载体。还提 供了套件，包括涂敷器，上述涂层组合物以及用于将疏水膜赋予到雨刮器涂敷器所接触的 目标基底例如车辆的风挡的操作指南。
[0008] 还提供了一种活化风挡的工艺，其包括将风挡与涂覆有涂层组合物的雨刮器接 触。通过在湿，干或湿和干结合的条件下擦拭风挡；在2000个擦拭周期内获得水接触角超 过60度的拒水性。
[0009] 附图简要说明
[0010] 本发明就以下附图进一步详述。该图并不意在限制本发明的范围，而是说明其中 某些属性特征。
[0011] 图1是对于在各种储存和应用条件下的本发明组合物来说，单位为度的水接触角 作为雨刮器在汽车风挡上的擦拭周期的函数的曲线图；以及
[0012] 图2是对于各种市售的拒水性雨刮器来说，单位为度的水接触角作为擦拭周期的 函数的曲线图，其中接触角相对于图1的本发明组合物一致显著减小。
【发明内容】
[0013]
[0014] 本发明可以用作车辆风挡的雨刷，其具有将疏水膜赋予到接触玻璃表面的涂层。 虽然本发明就风挡主要地详述，但可以理解的是，对于本发明而言其他合适的目标使用表 面示例性地包括手动橡胶擦刷器，车辆后窗，飞机外表面以及其他需要拒水性的外表面。本 发明具有长期储存稳定性，外加即使储存后仍能将疏水膜赋予到接触表面的能力。虽然本 发明主要详细说明本发明的涂层组合物通过雨刮器被施用到表面，但应当理解的是，可以 借助其他示例性地包括抛光垫或布的涂敷器，将本发明的涂层组合物方便地施用于需要疏 水膜的表面。
[0015] 本发明的涂层组合物包括在20°C下为液体的硅油。可以理解的是，本文可使用的 硅油容易包括分子量不同的油的混合物，单体亚基，或它们的组合。本发明中可使用的硅油 是聚二烷基硅氧烷，其具有分子式：
[0016] --(Si (R1) (R2)0)m--
[0017] 其中R1和R2每个独立地出现为H，Q-Ci。烷基，包含C烷基的取代基，C6-C 12# 基或包含(：6-(：12芳基的取代基；以及M是从2到2230的整数值。取代基是烷基或芳基，其中 在其上的质子被示例性地包括羟基，氨基，氟或乙烯基的一部分取代。全氟硅油也明确地可 被用于本发明的涂层组合物中。虽然存在于本发明的涂层组合物中的硅油的量在某种程度 上基于操作使用条件而变化，但是硅油组分被选择为具有在25°C下从2到1，000, 000mm2/s 的粘度和低于30达因每厘米（dynes/cm)的表面张力。硅油通常存在于某些从1到95总 重量百分比的涂层组合物的实施例中以及更存在于其他从10到60总重量百分比的本发明 的涂层组合物的实施例中。本发明的涂层组合物的示例性油组分包括硅油。本文可使用的 具体硅油示例性地包括聚二甲基硅氧烷，十甲基环戊硅氧烷，甲基苯基聚硅氧烷，甲基氢聚 硅氧烷，氨基官能的聚二甲基硅氧烷，八甲基三硅氧烷，十甲基四硅氧烷，羧基官能的聚二 甲基硅氧烷，甲醇官能的聚二甲基硅氧烷，苯酚-官能聚二甲基硅氧烷，氟代官能聚二甲基 硅氧烷，环氧官能聚二甲基硅氧烷，烷基-官能聚二甲基硅氧烷，聚醚-官能聚二甲基硅氧 烷，以及它们的组合。
[0018] 本发明的涂层组合物还包括可溶于连同油组分的溶剂中或可溶于单独的硅油组 分中的硅树脂。硅树脂被选择为使得被施用到基底促进其上疏水膜的形成。本文可使用 的树脂示例性地包括本发明的涂层组合物树脂组分，其示例性地包括有机硅改性聚氨酯树 月旨，有机硅改性环氧树脂，硅树脂，全氟硅树脂，部分氟化的硅树脂，Ci-Ce烷基改性硅树脂， 苯基改性硅树脂，有机硅改性丙烯酸树脂，以及它们的组合。可以理解的是，高润滑性和疏 水性是本发明的涂层组合物中的树脂或树脂组合的理想特性。同样重要的是，所选择的数 值在硅油中高度可溶。
[0019] 在本发明的其他实施例中，树脂是硅树脂。应当理解是，在分子量、化学结构或者 其组合方面变化的树脂的组合在本文中也是可使用的。树脂通常以0到80总重量百分比 的量存在于本发明的涂层组合物中，而在本发明的其他实施例中，树脂以2到40总重量百 分比存在。
[0020] 本发明的涂层组合物包括能够与本发明的涂层组合物的硅油和树脂组分形成溶 液的溶剂或溶剂的组合。本文可使用的溶剂示例性地包括适合于硅油和树脂的溶解的溶 剂，其示例性地包括甲乙酮，烷基乳酸盐，甲苯，二甲苯，CrQ烷基苯，（^-(：8烷基醋酸 盐，(：2_(： 8醇，以及它们的组合。可以理解的是，本文中所用的术语"烷基"意在包括直链，支 链以及它们的环状形式。本文可使用的溶剂的性质很大程度上仅限于溶解硅油和树脂组分 的能力。如将要从下面描述中说明的，在受控环境中，本发明的组合物施用到涂敷器，溶剂 蒸发以形成作为附着到涂敷器的层的非挥发性形态，在这样的实施例中溶剂能够捕获并且 在具体实施例中溶剂能够回收。
[0021] 本发明的涂层组合物的另一实施例不包含溶剂；并且硅油单独能够与硅树脂组分 形成溶液。
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