專(zhuān)利名稱(chēng)：乳液及其涂布產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包含碳氟硅烷(fluorocarbon silane)或其水解物或二者的基本水性乳液；涉及包含該乳液的組合物或產(chǎn)品；并且涉及包含該組合物的耐熱和/或拒水涂層產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
所有商品名或商標(biāo)一律用大寫(xiě)表示。
美國(guó)專(zhuān)利5,550,184公開(kāi)一種包含碳氟硅烷水解產(chǎn)物和用于乳化該水解產(chǎn)物的表面活性劑的乳液，該乳液不要求特殊熱處理并能給基材提供拒水性。
日本公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)平11 -181355公開(kāi)一種乳劑，它包含碳氟硅烷水解產(chǎn)物、用于乳化該水解產(chǎn)物的表面活性劑和特定硅酸酯(silicate)，其中pH值調(diào)節(jié)到等于或大于7。其特征之一是，它即便在高溫條件下仍可保持優(yōu)異拒水性，也就是說(shuō)，能給基材提供耐熱和拒水性。
日本公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)平11 -181355公開(kāi)一種乳液，它包含以特定非離子表面活性劑乳化的碳氟硅烷水解產(chǎn)物和特定硅酸酯，和一種乳液，其中pH值調(diào)節(jié)到等于或大于4。該乳液表現(xiàn)出耐熱和拒水性。
然而，包含這些乳液的涂層不如本領(lǐng)域技術(shù)人員所希望的那樣耐久。另外，雖然這些乳液表現(xiàn)出拒水特性，但它們不具有拒油性能。例如，烘箱、爐灶或烤箱的玻璃窗可涂以包含高溫下有良好拒水性的乳液形成的層，可是它抗油漬能力很差。還非常希望開(kāi)發(fā)一種適用各種各樣用途、既具有拒水又具有拒油性能的乳液。
因此，目前正日益迫切需要開(kāi)發(fā)一種包含此種乳液的組合物，用于涂布例如烘箱、爐灶或烤箱的玻璃窗乃至與汽車(chē)有關(guān)的精密產(chǎn)品。還要求改進(jìn)玻璃上涂層的耐熱、拒水和耐久性。

發(fā)明內(nèi)容
產(chǎn)品或組合物包含一種基本水性乳液，該乳液包含以下組分或由它們的混合而制成碳氟硅烷或其水解物；表面活性劑、含硅化合物以及任選地成膜劑，其中成膜劑是二氧化硅、二氧化鈦、二氧化鋯、有機(jī)烷氧基硅烷、聚硅氮烷或它們中二或更多種的組合。
產(chǎn)品包含以下組分或由它們的混合制成基材、乳液以及任選地介于基材與乳液之間的底涂層(undercoat layer)，其中乳液包含以下組分或由它們的混合制成碳氟硅烷或其水解物、表面活性劑和含硅化合物；該含硅化合物是硅酸酯、有機(jī)烷氧基硅烷、氨基硅烷、環(huán)氧硅烷、巰基硅烷或它們中二或更多種的組合；該底涂層包含至少一種成膜劑或由該成膜劑制成，成膜劑是二氧化硅、二氧化鈦、二氧化鋯、有機(jī)烷氧基硅烷、聚硅氮烷或它們中二或更多種的組合。
發(fā)明詳述術(shù)語(yǔ)“水解物”是碳氟硅烷的水解產(chǎn)物。碳氟硅烷可具有結(jié)構(gòu)Rf-(CH2)p-Si(-(O-CH2CH2)n-OR’)3，Rf是3～18個(gè)碳原子的全氟烷基基團(tuán)，或3～18個(gè)碳原子全氟烷基基團(tuán)的混合物；每個(gè)R’可相同或不同，且獨(dú)立地是1～3個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)；p＝1～4，且n＝2～10，均包括兩端值。當(dāng)p和n各自是2時(shí)，該碳氟化合物優(yōu)選是全氟烷基乙基三(2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基)硅烷，而當(dāng)p是2且n是3時(shí)，它優(yōu)選是全氟烷基乙基三(2-(2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基)乙氧基)硅烷。此種碳氟硅烷可按任何熟知的方法制造且有市售供應(yīng)。若使用二或更多種碳氟硅烷，則它們通?；旌显谝黄稹?br> 含硅化合物可以是任何硅化合物，只要可聚合并能生成具有這里所公開(kāi)的特性的乳液。該硅化合物可與該碳氟硅烷水解產(chǎn)物共聚以改善乳液或含該乳液的涂層的耐熱性和拒水性。
優(yōu)選的硅化合物包括但不限于，硅酸酯、有機(jī)烷氧基硅烷化合物、氨基硅烷化合物、環(huán)氧硅烷化合物、巰基硅烷化合物以及它們中二或更多種的組合。
優(yōu)選的硅酸酯可具有結(jié)構(gòu)Si-R4；R是至少一個(gè)選自O(shè)CH3、OCH2CH3、(OCH2CH2)mOCH3的有機(jī)基團(tuán)，且m＝1～10。更優(yōu)選的硅酸酯是Si((OCH2CH2)mOCH3)4，其中m＝1～3，因?yàn)樗扇苡谒?。最?yōu)選的硅酸酯是Si-((OCH2CH2)2OCH3)4。
優(yōu)選的有機(jī)烷氧基硅烷可具有結(jié)構(gòu)R1wSi(OR2)4-w；R1和R2彼此獨(dú)立地是一個(gè)或多個(gè)1～5個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)；w是1～3的數(shù)值，包括兩端值。最優(yōu)選的有機(jī)烷氧基硅烷是有機(jī)甲氧基硅烷。
優(yōu)選的氨基硅烷、環(huán)氧硅烷或巰基硅烷可具有通式R3R4xSiR5y(OR6)3-(x+y)；R3是包括氨基、環(huán)氧基團(tuán)、環(huán)氧丙氧基基團(tuán)、巰基基團(tuán)或它們中二或更多種的組合的官能團(tuán)；R4、R5和R6可相同或不同，且各自獨(dú)立地是1～5個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)或者烷基基團(tuán)的混合物；x＝0～1；y＝0～1；且x+y≤2。當(dāng)R3是氨基基團(tuán)時(shí)，R4也可被氨基基團(tuán)取代。
優(yōu)選氨基硅烷化合物的具體例子包括但不限于，N-(2-氨乙基)3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷以及它們中二或更多種的組合。
優(yōu)選的環(huán)氧硅烷化合物的具體例子包括但不限于，3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷以及它們的組合。
優(yōu)選的巰基硅烷化合物的具體例子包括但不限于，3-巰丙基三甲氧基硅烷。
當(dāng)要求涂層產(chǎn)品不僅耐熱和拒水而且拒油和防污漬時(shí)，在硅化合物當(dāng)中優(yōu)選用有機(jī)烷氧基硅烷。
硅化合物可以任何能生成具有要求耐熱和拒水性能的乳液的有效數(shù)量使用。一般而言，硅化合物與碳氟硅烷或其水解產(chǎn)物之間的摩爾比可介于約0.3∶1～約10∶1，優(yōu)選0.3∶1～5∶1，更優(yōu)選0.4∶1～2∶1。
任何能乳化碳氟硅烷或其水解產(chǎn)物的表面活性劑均可使用。該表面活性劑一般是HLB值高到足以抑制碳氟硅烷水解產(chǎn)物自縮合的表面活性劑。術(shù)語(yǔ)“HLB”是指ICI美國(guó)公司(Wilmington，特拉華)發(fā)表的HLB系統(tǒng)；亞當(dāng)森(Adamson，A.W.)，《表面物理化學(xué)》，第四版，John Wiley & Sons，紐約，1982)。該表面活性劑可以是陰離子、陽(yáng)離子、非離子、兩性或其組合。優(yōu)選的表面活性劑是HLB值大于12，更優(yōu)選大于16的那些。一般而言，表面活性劑的HLB值越低，穩(wěn)定該乳液所要求的表面活性劑數(shù)量就越大。二或更多種可混溶表面活性劑通常還可合并或混合使用，只要它們具有的HLB值高到足以抑制碳氟硅烷或其水解產(chǎn)物的自縮合。二或更多種相容的表面活性劑也可混合使用。
非離子表面活性劑的HLB值可通過(guò)公式算出，其中有美國(guó)的Griffin(Atlas公司(現(xiàn)在ICI美國(guó)公司))發(fā)表的公式。在陰離子或陽(yáng)離子表面活性劑的情況下，迄今尚沒(méi)有通過(guò)計(jì)算確定HLB值的方法可用。但是，由于注意到乳化特性的變化對(duì)HLB值的變化敏感這一事實(shí)，Atlas公司建立并發(fā)表了一種通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)油的乳化實(shí)驗(yàn)來(lái)確定HLB值的實(shí)驗(yàn)確定方法。Atlas以外的公司也建立了HLB值的實(shí)驗(yàn)確定方法。然而，采用任何實(shí)驗(yàn)方法皆可證實(shí)，陰離子型或陽(yáng)離子型的HLB值都大于16。
非離子表面活性劑的例子包括但不限于，Rf’-CH2CH2-O-(CH2CH2O)11-H、C9H19-C6H4-O-(CH2CH2O)50-H，其他非離子表面活性劑及其組合。陽(yáng)離子表面活性劑的例子包括但不限于，Rf’-CH2CH2SCH2CH(OH)CH2N(CH3)3+Cl-、其他陽(yáng)離子表面活性劑及其組合。陰離子表面活性劑的例子包括但不限于，C12H25(OCH2CH2)4OSO3-NH4+，C12H27-C6H4-SO3-Na+，其他陰離子表面活性劑或其組合或其二或更多種。在每-個(gè)通式中，Rf’是全氟烷基基團(tuán)，一般具有約3～18個(gè)碳原子。優(yōu)選的表面活性劑是分子鏈中具有聚乙二醇的非離子表面活性劑。
碳氟硅烷或其水解產(chǎn)物在水性乳液中的數(shù)量可以是任何能產(chǎn)生所要求的耐熱和拒水性能的有效數(shù)量。一般而言，它可介于約0.1～約30wt％，優(yōu)選2～20wt％，更優(yōu)選7～15wt％，以乳液總重量為基準(zhǔn)。
碳氟硅烷與表面活性劑之間的重量比可以是任何表現(xiàn)出所要求乳液性能的比值，可介于約1∶1～約10∶1，優(yōu)選5∶1～2∶1，更優(yōu)選10∶3～10∶4。
基本水性乳液的pH值可調(diào)節(jié)到4.5或更低，或者7或更高。一般而言，諸如磷酸、鹽酸、硫酸、硝酸、乙酸或甲酸之類(lèi)的酸可用于將pH值調(diào)節(jié)到4.5或更低。優(yōu)選磷酸，因?yàn)橛昧姿嵴{(diào)節(jié)pH值的乳液涂布后形成的涂層可具有持久的耐熱和拒水性能。
例如氨、吡啶和氫氧化鈉之類(lèi)的堿物質(zhì)可用于將pH值調(diào)節(jié)到7或更高。
水性乳液可包括普通添加劑，如顏料、消毒劑、紫外吸收劑和抗氧化劑，其用量范圍以不影響乳液穩(wěn)定性和該乳液或含乳液涂層的耐熱和拒水性能為度。
本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何方法均可用于生產(chǎn)這里所公開(kāi)的乳液。然而，優(yōu)選使表面活性劑接觸或溶解在水中，隨后加入碳氟硅烷，按要求或需要加入任何上面公開(kāi)的添加劑，按要求調(diào)節(jié)其pH值，向其中加入含硅化合物。
還有，為抑制碳氟硅烷的自縮合并將其維持在水解狀態(tài)，優(yōu)選在表面活性劑溶解之后加入碳氟硅烷。還優(yōu)選一邊通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何攪拌手段攪拌，一邊慢慢加入碳氟硅烷。
底涂層可通過(guò)將底涂層溶液施加，例如展布或噴涂到基材表面，隨后利用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何手段進(jìn)行干燥來(lái)成形。底涂層溶液可包含至少一種成膜劑，例如，二氧化硅、二氧化鈦、二氧化鋯、有機(jī)烷氧基硅烷、聚硅氮烷以及它們中二或更多種的組合。
按照本發(fā)明，還提供一種耐熱和拒水涂層產(chǎn)品。一般而言，它是一種基材或基底材料，其上具有包含該乳液的涂層。該涂層在基材的表面上。術(shù)語(yǔ)“基材”與“基底材料”通用。
基材可以是任何材料。由于耐熱、拒水涂層成形在基材的表面上，故可長(zhǎng)期保持優(yōu)異耐熱、拒水性能。合適的基材包括但不限于，諸如鋁和不銹鋼之類(lèi)的金屬板、玻璃板、陶瓷磚、磚、混凝土、木材、磚石建筑、纖維、皮革、塑料和巖石。
形成涂層的表面根據(jù)基材的形狀和用途來(lái)確定。例如，在板狀基材的情況下，涂層可成形在一面或兩面。在金屬零件的情況下，涂層可成形在全部表面上。
在本發(fā)明中，底涂層可成形在基材與乳液層之間。底涂層成形之后，上面所公開(kāi)的乳液可施加，例如展布到該底涂層上，以便延長(zhǎng)耐熱和拒水性能。底涂層可以是一層或多層。
底涂層可通過(guò)施加，例如，展布或噴涂底涂層溶液到基材表面，再通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何手段進(jìn)行干燥而形成。底涂層可包含或由含至少一種成膜劑如二氧化硅、二氧化鈦、二氧化鋯、有機(jī)烷氧基硅烷、聚硅氮烷和它們中二或更多種的組合之類(lèi)成膜劑的溶液制成。成膜劑可與上面公開(kāi)的相同。
溶劑可用于底涂層溶液的制備中。合適的溶劑包括但不限于，甲苯、二甲苯、己烷、庚烷、丁基醚、乙酸丁酯、丙酮以及它們中二或更多種的組合。成膜劑在溶液中的濃度可介于約1～約100wt％，取決于要求的底涂層厚度、所用成膜劑的類(lèi)型。成膜劑在溶液中的大致濃度介于約10～約50wt％。
該溶液可采用諸如浸涂法、噴涂法、旋涂法和輥涂法之類(lèi)的任何已知方法施加到基材上。由于常常要求底涂層能夠在玻璃基材上成形而不損害透明性，為保持透明優(yōu)選采用浸涂法。
還可加熱，以加速干燥進(jìn)程。通常，干燥在100～350℃之間的溫度進(jìn)行5分鐘～24小時(shí)。
該基本水性乳液的涂層可采用與上面公開(kāi)的同一方法成形在底涂層上。為此，將上面有關(guān)乳液的公開(kāi)內(nèi)容包括于此，不再贅述。
要求或需要的話，表面上展布有該水乳液的基材可在干燥后用水洗滌，以除掉殘余表面活性劑。
實(shí)施例給出下面實(shí)施例，以進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本發(fā)明范圍的不當(dāng)限制。所用組分如下。
作為聚硅氮烷溶液，由Nippon Oil and Fats公司(日本)制造的PERCUMYL D((C6H5-C(CH3)2-O-)2)引發(fā)劑，以相對(duì)于由LanxidePerformance Materials公司(日本)制造的CERASET SN無(wú)機(jī)高分子物質(zhì)，1重量份的用量溶解在甲苯中并進(jìn)行混合。無(wú)機(jī)高分子物質(zhì)在溶液中的濃度是10wt％。CERASET SN 具有通式 其中R”獨(dú)立地是氫或CH＝CH2并且z＝1～20。
作為二氧化硅溶液，ATOLON NSi-500按原封使用。作為二氧化鈦溶液，ATOLON NTi-500按原封使用。作為二氧化鋯溶液，ATOLONNZr-500按原封使用。所有ATOLON產(chǎn)品都是由Nippon Soda公司制造的。
采用一種碳氟化合物，這是一種用Rf-(CH2)2-Si(-(O-CH2CH2)2-OCH3)3代表的全氟烷基混合物。Rf是F(CF2)kCH2CH2(k＝6，1～2wt％；k＝8，62～64wt％；k＝10，23～30wt％；k＝12～18，2～6wt％)。
采用一種由Rf’-CH2CH2-O-(CH2CH2O)11-H代表的表面活性劑，其中Rf’是一種非離子表面活性劑，它是3～18個(gè)碳原子的全氟烷基基團(tuán)。所用硅酸酯是四(2-(2-甲氧基乙氧基)乙基)硅酸酯(Si(DEGM)4)。所用有機(jī)烷氧基硅烷是CH3Si(OCH3)3。
實(shí)例1～5在采用普通攪拌技術(shù)(磁攪拌子)進(jìn)行攪拌的情況下，相對(duì)于100重量份碳氟硅烷而言，將30重量份表面活性劑溶解在水中并慢慢加入以水乳液總重量為基準(zhǔn)10wt％碳氟硅烷。碳氟硅烷的自縮合得到抑制，其水解狀態(tài)得到維持。表I所示pH調(diào)節(jié)劑在一邊用pH計(jì)測(cè)定乳液pH值的同時(shí)，一邊加入。當(dāng)獲得表1規(guī)定的pH值時(shí)，停止加入。進(jìn)而，加入表I所示硅化合物，使得硅化合物與碳氟硅烷的摩爾比等于0.45，然后對(duì)其攪拌2～4h，結(jié)果獲得一種水乳液。
該聚硅氮烷溶液展布到鋁板(JIS1100，2.5cm×5.0cm，厚1mm)上然后進(jìn)行干燥，結(jié)果形成底涂層。該聚硅氮烷溶液是通過(guò)浸涂法展布上去的。在浸涂過(guò)程中，樣品以300mm/min的速度沉入到聚硅氮烷溶液中，然后維持其狀態(tài)5min。隨后，樣品以50mm/min的速度提起。展布后，在300℃干燥60min。
水乳液展布到底涂層上并進(jìn)行干燥從而制成樣品。水乳液也是采用浸涂法展布的。在浸涂過(guò)程中，樣品以300mm/min的速度插入到水乳液中，然后維持其狀態(tài)5min。隨后，樣品以50mm/min的速度提起。展布后，在200℃干燥60min。
一等分部分(2μL)純水滴在樣品的所獲涂層表面，然后用接觸角儀(Kyowa Kaimen Kagaku K.K.)測(cè)定其接觸角，如表I所示。
該樣品放入到370℃的烘爐中，在經(jīng)過(guò)表I所示時(shí)間之后，類(lèi)似地測(cè)定接觸角，如表I所示。
對(duì)比例1～5在對(duì)比例1～5中，類(lèi)似于實(shí)例1，只是不加底涂層而在基材上直接成形涂層，制備樣品，并類(lèi)似地進(jìn)行拒水試驗(yàn)，如表I所示。
在表I中，所用硅化合物是Si(DEGM)4(實(shí)例1、2和3；對(duì)比例1、2和3)，有機(jī)甲氧基硅烷(實(shí)例4和對(duì)比例4)以及氨烷基烷氧基硅烷(實(shí)例5和對(duì)比例5)。
表1

a 對(duì)比例b P代表磷酸c 初始拒水角(°)d 在370℃下經(jīng)過(guò)40h后的拒水角(°)e 在370℃下經(jīng)過(guò)50h后的拒水角(°)f 在370℃下經(jīng)過(guò)60h后的拒水角(°)比較實(shí)例1～5與對(duì)比例1～5可以清楚地看出，耐熱和拒水性能由于聚硅氮烷底涂層的增設(shè)而顯著改善。在以有機(jī)甲氧基硅烷作為硅烷化合物且乳液pH值用磷酸調(diào)節(jié)的實(shí)例4中，拒水角即便在370℃下經(jīng)過(guò)65h后依然保持不變，展示了耐熱和拒水涂層的耐久性。
實(shí)例6～8相對(duì)于100重量份碳氟硅烷而言，將30重量份表面活性劑在采用普通攪拌技術(shù)進(jìn)行攪拌的情況下溶解在水中，并慢慢加入以水乳液總重量為基準(zhǔn)10wt％碳氟硅烷。碳氟硅烷的自縮合得到抑制，其水解狀態(tài)得到維持。在一邊用pH計(jì)測(cè)定乳液pH值的同時(shí)，一邊加入磷酸。當(dāng)獲得表II規(guī)定的pH值時(shí)，停止加入。進(jìn)而，加入有機(jī)甲氧基硅烷，使得硅化合物與碳氟硅烷的摩爾比等于0.45，然后對(duì)其攪拌2～4h，結(jié)果獲得一種水乳液。
表II所示成膜劑溶液展布到鋁板(JIS1100，2.5cm×5.0cm，厚1mm)上然后進(jìn)行干燥，結(jié)果形成底涂層。該溶液是通過(guò)浸涂法展布上去的。在浸涂過(guò)程中，樣品以300mm/min的速度沉入到溶液中，然后維持其狀態(tài)5min。隨后，樣品以500mm/min的速度提起。展布后，在室溫干燥1h，繼而在300℃烘烤60min。
如同實(shí)例1～5中公開(kāi)的那樣，水乳液展布到底涂層上并進(jìn)行干燥，從而制成涂層。按如上所述測(cè)定接觸角并載于表II。
表2

c、d、e、f參見(jiàn)表I注釋比較實(shí)例6～8與對(duì)比例4可以看出，當(dāng)以二氧化硅、二氧化鈦或二氧化鋯作為底涂層時(shí)，獲得了優(yōu)異的高溫條件下耐久性。
實(shí)例9～11相對(duì)于100重量份碳氟硅烷而言，將30重量份表面活性劑在采用普通攪拌技術(shù)進(jìn)行攪拌的情況下溶解在水中，并慢慢加入以水乳液總重量為基準(zhǔn)10wt％碳氟硅烷。碳氟硅烷的自縮合得到抑制，其水解狀態(tài)得到維持。在一邊用pH計(jì)測(cè)定乳液pH值的同時(shí)，一邊加入氨。當(dāng)獲得表III規(guī)定的pH值時(shí)，停止加入。進(jìn)而，加入硅酸酯(Si(DEGM)4)，使得硅化合物與碳氟硅烷的摩爾比等于0.45，然后對(duì)其攪拌2～4h，結(jié)果獲得一種水乳液。
如同實(shí)例6～8中公開(kāi)的那樣展布底涂層和含該乳液的涂層，然后測(cè)定拒水角并載于表III。
表3

c、d、e、f參見(jiàn)表I注釋如表中所示，實(shí)例9～11的涂層，與不包含底涂層的對(duì)比例2相比，具有好得多的高溫條件下耐久性。
又如實(shí)例2所示和9～11所示，當(dāng)硅酸酯的PH用氨調(diào)節(jié)，和二氧化鈦?zhàn)鳛榈淄繉訒r(shí)，耐熱和拒水涂層的耐久性顯著改善。
權(quán)利要求
1.一種產(chǎn)品，包含基本水性乳液與任選的成膜劑或通過(guò)它們的混合而制成，其中所述乳液包含下列組分或通過(guò)它們的混合而制成碳氟硅烷或其水解物，表面活性劑以及含硅化合物；所述碳氟硅烷具有通式Rf-(CH2)p-Si{-(O-CH2CH2)n-OR’}3，Rf是C3～18全氟烷基基團(tuán)或其組合；每個(gè)R’獨(dú)立地是C1～3烷基基團(tuán)或其組合；p是1～4，包括兩端值；n是2～10，包括兩端值；所述含硅化合物是氨基硅烷、環(huán)氧硅烷、巰基硅烷或它們中二或更多種的組合；所述成膜劑是二氧化硅、二氧化鈦、二氧化鋯、有機(jī)烷氧基硅烷、聚硅氮烷或它們中二或更多種的組合。
2.一種產(chǎn)品，包含基材、乳液和任選的至少一種介于所述基材與所述乳液之間的底涂層或通過(guò)它們的組合而制成，其中所述乳液與權(quán)利要求1中的相同；所述底涂層包含至少一種成膜劑或由該成膜劑制成；所述成膜劑是二氧化硅、二氧化鈦、二氧化鋯、有機(jī)烷氧基硅烷、聚硅氮烷或它們中二或更多種的組合。
3.權(quán)利要求2的產(chǎn)品，其中所述基材是金屬、玻璃、陶瓷磚、磚、混凝土、木材、磚石建筑、纖維、皮革、塑料或巖石。
4.權(quán)利要求2或3的產(chǎn)品，其中所述含硅化合物是具有通式Si-R4的硅酸酯，R4是OCH3、OCH2CH3、(OCH2CH2)mOCH3或其組合，并且優(yōu)選是Si-((OCH2CH2)2OCH3)4；m是1～10，包括兩端值。
5.權(quán)利要求2或3的產(chǎn)品，其中所述含硅化合物是具有通式R2wSi(OR3)4-w的有機(jī)烷氧基硅烷，每個(gè)R2獨(dú)立地是1～10個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)，每個(gè)R3獨(dú)立地是1～3個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)，w是1～3，包括兩端值；所述含硅化合物優(yōu)選是有機(jī)甲氧基硅烷。
6.權(quán)利要求1、2或3的產(chǎn)品，其中所述含硅化合物具有結(jié)構(gòu)R3R4xSiR5y(OR6)3-(x+y)，其中R3代表選自氨基基團(tuán)、環(huán)氧基團(tuán)、環(huán)氧丙氧基基團(tuán)和巰基基團(tuán)以及它們中二或更多種的組合的官能團(tuán)；R4、R5和R6各自獨(dú)立地是1～5個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)或烷基基團(tuán)的混合物；x＝0～1；y＝0～1；并且x+y≤2。
7.權(quán)利要求6的產(chǎn)品，其中所述含硅化合物是N-(2-氨乙基)3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧丙基甲基二甲氧基硅烷、是3-巰丙基三甲氧基硅烷或它們中二或更多種的組合。
8.權(quán)利要求1～7中任何一項(xiàng)的產(chǎn)品，其中所述碳氟硅烷是全氟烷基乙基三(2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基)硅烷、全氟烷基乙基三(2-(2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基)乙氧基)硅烷或其組合，優(yōu)選是Rf-(CH2)2-Si(-(O-CH2CH2)2-OCH3)3，其中Rf是F(CF2)kCH2CH2且k＝6～18。
9.權(quán)利要求1～8中任何一項(xiàng)的產(chǎn)品，其中所述表面活性劑的HLB值大于12，優(yōu)選大于16。
10.權(quán)利要求9的產(chǎn)品，其中所述表面活性劑是Rf’-CH2CH2-O-(CH2CH2O)11-H、C9H19-C6H4-O-(CH2CH2O)50-H、Rf’-CH2CH2SCH2CH(OH)CH2N(CH3)3+Cl-、C12H25(OCH2CH2)4OSO3-NH4+、C12H27-C6H4-SO3-Na+或其組合；Rf’是3～18個(gè)碳原子的全氟烷基基團(tuán)。
11.權(quán)利要求1～11中任何一項(xiàng)的產(chǎn)品，其中所述乳液的pH值是(1)4.5或更低，或者(2)7或更高。
12.一種方法，包括使表面活性劑與水接觸生成表面活性劑-水混合物；使所述表面活性劑-水混合物與碳氟硅烷接觸生成硅烷表面活性劑混合物；任選地調(diào)節(jié)所述硅烷-表面活性劑混合物的pH值以生成pH-調(diào)節(jié)的混合物；使所述硅烷-表面活性劑混合物或所述pH-調(diào)節(jié)的混合物與含硅化合物接觸產(chǎn)生乳液；以及將所述乳液施涂到基材上，其中所述乳液如同以上權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述；所述基材上涂有底涂層；所述基材如同權(quán)利要求3中所述；且所述底涂層包含至少一種權(quán)利要求2所述成膜劑或由該成膜劑制成。
13.一種方法，包括(1)使基材表面與至少一種成膜劑接觸，產(chǎn)生一種具有底涂層的帶底涂層基材；(2)使所述帶底涂層基材與乳液接觸，其中所述成膜劑如同權(quán)利要求2所述；所述乳液如同權(quán)利要求1～11中任何一項(xiàng)所述；所述基材如同權(quán)利要求3所述。
全文摘要
公開(kāi)一種基本水性乳液和用該乳液制造的涂層產(chǎn)品。該乳液包含下列組分或由它們的混合制成至少一種碳氟硅烷、該碳氟硅烷的水解產(chǎn)物或其組合；含硅化合物；以及表面活性劑。該涂層產(chǎn)品可包含基材、底涂層和乳液層。
文檔編號(hào)C03C17/30GK1501965SQ01816959
公開(kāi)日2004年6月2日 申請(qǐng)日期2001年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月6日
發(fā)明者S·伊瓦托, M·卡庫(kù), S 伊瓦托 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司