本發(fā)明涉及一種涂層組合物，尤其涉及一種應(yīng)用于汽車(chē)硬表面的涂層組合物。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，汽車(chē)已經(jīng)成為主要的出行交通工具。汽車(chē)裝飾、汽車(chē)修理、汽車(chē)保養(yǎng)等行業(yè)也進(jìn)入了飛速發(fā)展的階段。當(dāng)汽車(chē)暴露在大氣和弱酸等介質(zhì)中，用肉眼即可觀察到玻璃表面污染、粗糙和斑點(diǎn)腐蝕跡象，因此擋風(fēng)玻璃和輪轂的污染物清洗和去除對(duì)于汽車(chē)的保養(yǎng)是非常重要的。

為了保持車(chē)輛的外觀，需要對(duì)車(chē)體暴露的表面施加涂層，目標(biāo)是保持這些表面清潔。例如，汽車(chē)上的輪輞經(jīng)歷特別惡劣的環(huán)境。通常，輪輞上的表面積聚了來(lái)自制動(dòng)片的其他類(lèi)型的“污物”碎片。當(dāng)這種碎屑通常在存在水分時(shí)粘附到輪緣的表面上時(shí)，通常具有獨(dú)特的灰色或黑色。車(chē)輪的變色不僅損害了車(chē)輛的外觀，而且可能導(dǎo)致車(chē)輪輪緣的外觀的永久劣化。因此，需要將輪輞碎屑都清潔掉，但輪輞都具有復(fù)雜的輪緣設(shè)計(jì)，同時(shí)由于碎屑對(duì)輪輞表面的頑固粘附使其表面的清潔變得困難。

為了阻止車(chē)體外表面污垢積聚并保護(hù)車(chē)體表面，目前已有各種適用于車(chē)體的疏水涂層。這些疏水涂層通過(guò)將水排斥到一定程度，使車(chē)體表面抵抗污垢積聚。然而目前市場(chǎng)上的疏水涂層存在許多缺陷，譬如它們難以施用，不能讓車(chē)體表面有足夠的疏水性。

因此一種易于施用、耐用，且其在施用時(shí)能夠使車(chē)體表面產(chǎn)生足夠疏水性的涂層組合物的開(kāi)發(fā)很有必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種應(yīng)用于汽車(chē)硬表面的涂層組合物，該涂層組合物能夠在施用時(shí)使車(chē)體表面產(chǎn)生足夠的疏水性。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種應(yīng)用于汽車(chē)硬表面的涂層組合物，由如下重量百分比的組分組成：0.3％～2％金屬氧化物納米顆粒、0.1％～2％分散劑、0.001％～0.01％消泡劑、80％～90％礦物油精、10％～20％異丙醇以及有效量的水0.08％～2.0％；其中，所述礦物油精和異丙醇的加入質(zhì)量比為90∶10～10∶90。

一種應(yīng)用于汽車(chē)硬表面的涂層組合物，由如下重量百分比的組分組成：0.3％～2％金屬氧化物納米顆粒、0.1％～2％分散劑、80％～90％礦物油精、10％～20％異丙醇以及有效量的水0.08％～2.0％；其中，所述礦物油精和異丙醇的加入質(zhì)量比為90∶10～10∶90。

其中，所述金屬氧化物納米顆粒為二氧化硅納米顆粒、氧化鋁納米顆粒、二氧化鈦納米顆粒或氧化鋅納米顆粒中的一種或任意兩種以上的組合；金屬氧化物納米顆粒的重量百分比優(yōu)選0.3％～1％。

其中，所述金屬氧化物納米顆粒的粒徑為1nm～100nm。

其中，所述分散劑為脂肪醇聚氧乙烯醚或吐溫80；分散劑的重量百分比優(yōu)選0.1％～1.0％。

其中，所述異丙醇可以用甲醇或乙醇替代。

其中，所述礦物油精和異丙醇的加入質(zhì)量比大于50∶50。

其中，所述消泡劑為有機(jī)硅消泡劑；消泡劑的重量百分比優(yōu)選0.001％～0.006％。

其中，所述金屬氧化物納米顆粒采用硅烷改性處理，得到表面接枝有氨基和/或羥基的金屬氧化物納米顆粒。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明技術(shù)方案具有的有益效果為：

本發(fā)明涂層組合物易于施用，可以在許多材料上(鍍鉻的輪緣或擋風(fēng)玻璃等)形成疏水或超疏水表面，用該涂層組合物處理的表面水接觸角為115°～160°甚至更大；當(dāng)將本發(fā)明涂層組合物施加到車(chē)體表面并干燥后，在車(chē)體表面形成自清潔的疏水層，能夠有效改善車(chē)體表面的疏水性，從而有效抑制腐蝕并防止碎屑、污垢等的附著，進(jìn)而有效保護(hù)汽車(chē)外表面的清潔和抗污染能力；最后，本發(fā)明涂層組合物的耐用性好，還便于移除。

通過(guò)硅烷改性的金屬氧化物納米顆粒與硬表面底物進(jìn)行鍵合，并且通過(guò)溶劑的蒸發(fā)速率控制硅烷基團(tuán)的鍵合(涂層)速率控制，從而控制涂層的厚度和均勻度，使得疏水基官能團(tuán)均勻的涂覆在硬表面形成一層致密的涂層。

具體實(shí)施方式

根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實(shí)施例所描述的內(nèi)容僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限制權(quán)利要求書(shū)中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。

本發(fā)明的涂層組合物，其配方為：由如下重量百分比的組分組成：0.3％～2％金屬氧化物納米顆粒、0.1％～2％分散劑、0.001％～0.01％消泡劑、80％～90％礦物油精、10％～20％異丙醇以及有效量的水0.08％～2.0％；其中，所述礦物油精和異丙醇的加入質(zhì)量比為90∶10～10∶90。

本發(fā)明的涂層組合物，其配方還可以為：由如下重量百分比的組分組成：0.3％～2％金屬氧化物納米顆粒、0.1％～2％分散劑、80％～90％礦物油精、10％～20％異丙醇以及有效量的水0.08％～2.0％；其中，所述礦物油精和異丙醇的加入質(zhì)量比為90∶10～10∶90。

本發(fā)明涂層組合物中，金屬氧化物納米顆?？梢詾橐环N或多種金屬氧化物納米顆粒的混合，金屬氧化物納米顆粒可以為二氧化硅納米顆粒、氧化鋁納米顆粒、二氧化鈦納米顆?；蜓趸\納米顆粒中的一種或任意兩種以上的組合；對(duì)于不是固有疏水的金屬氧化物納米顆粒，可以通過(guò)用合適的化合物處理使金屬氧化物納米顆粒疏水，如用有機(jī)硅烷，烷基硅烷，氟化硅烷和/或二硅氮烷，如六甲基二硅氮烷(HDMS)處理金屬氧化物納米顆粒。金屬氧化物納米顆粒的粒徑一般由施加涂層組合物的表面的粗糙度決定。

本發(fā)明涂層組合物中，醇可以是水溶性或中等水溶性的醇，如甲醇、乙醇或異丙醇中的一種或任意的組合，優(yōu)選異丙醇。

本發(fā)明涂層組合物溶劑可以選自適合與醇一起使用以及與待涂覆的表面相容的一種或多種有機(jī)溶劑，為了安全目的和為了降低成本，可以加入溶劑以將組合物的閃點(diǎn)提高至高于單獨(dú)的醇的閃點(diǎn)。另外，可以選擇溶劑以調(diào)節(jié)當(dāng)涂布表面時(shí)組合物中的液體從組合物的膜的蒸發(fā)速率。溶劑優(yōu)選礦物油精，例如Rule 6礦物油精，也可以是己烷，庚烷或其它非極性烴溶劑。

本發(fā)明涂層組合物還包含有效量的水，組合物中有效量的水的存在很好的改善了由其制成的涂層的疏水性，水的存在可以改善涂層形成過(guò)程中硅烷的水解能力以及與底物的粘結(jié)能力。水可以由上述的醇提供，和/或獨(dú)立添加。水的有效量可以為0.066％wt或更多，水的有效量取決于溶劑和醇的量的比例以及其組成。

本發(fā)明涂層組合物由約重量百分比0.3wt％-1wt％的平均粒度在1nm～10nm范圍內(nèi)的二氧化硅納米顆粒、質(zhì)量比為至少50∶50的溶劑(礦物精油)和醇(異丙醇)，以及有效量的水組成，有效量的水的重量百分比為0.066％～2％，該涂層組合物形成在基材表面上的涂層具有大于115°的水接觸角。

本發(fā)明涂層組合物液滴可以在待涂覆表面形成組合物的膜，組合物中的醇、水和溶劑從膜表面蒸發(fā)，在待涂覆表面留下疏水性顆粒，顆粒粘附在待涂覆表面并且可以形成非連續(xù)層或連續(xù)的顆粒層，從而改善待涂覆表面的疏水性，使得待涂覆表面上駐留的水滴相對(duì)于涂覆表面形成115°或更大的接觸角。

實(shí)施例1

本發(fā)明涂層組合物，由如下重量百分比的組分組成：0.65％硅烷改性的二氧化硅納米顆粒、0.1％脂肪醇聚氧乙烯醚、84.235％礦物精油、14.934％異丙醇，0.015％有機(jī)硅消泡劑以及有效量的水0.066％；其中，有效量的水是異丙醇帶來(lái)的。

將實(shí)施例1的涂層組合物涂覆到待處理表面，待處理表面上駐留的水滴相對(duì)于涂覆表面形成115°的接觸角。

實(shí)施例2

本發(fā)明涂層組合物，由如下重量百分比的組分組成：0.65％硅烷改性的二氧化硅納米顆粒、0.1％脂肪醇聚氧乙烯醚、84.22％礦物精油、14.934％異丙醇，0.015％有機(jī)硅消泡劑以及有效量的水0.081％；其中，有效量的水包括外加的0.015％加上異丙醇帶來(lái)的0.066％。

將實(shí)施例2的涂層組合物涂覆到待處理表面，待處理表面上駐留的水滴相對(duì)于涂覆表面形成135°的接觸角。

實(shí)施例3

本發(fā)明涂層組合物，由如下重量百分比的組分組成：0.65％硅烷改性的二氧化硅納米顆粒、0.1％脂肪醇聚氧乙烯醚、84.109％礦物精油、14.934％異丙醇，0.015％有機(jī)硅消泡劑以及有效量的水0.081％；其中，有效量的水包括外加的0.126％加上異丙醇帶來(lái)的0.066％。

將實(shí)施例3的涂層組合物涂覆到待處理表面，待處理表面上駐留的水滴相對(duì)于涂覆表面形成150°的接觸角。

實(shí)施例4

本發(fā)明涂層組合物，由如下重量百分比的組分組成：0.65％硅烷改性的二氧化硅納米顆粒、0.115％脂肪醇聚氧乙烯醚、83.509％礦物精油、14.934％異丙醇以及有效量的水0.792％；其中，有效量的水包括外加的0.726％加上異丙醇帶來(lái)的0.066％。

將實(shí)施例4的涂層組合物涂覆到待處理表面，待處理表面上駐留的水滴相對(duì)于涂覆表面形成160°的接觸角。

實(shí)施例5

本發(fā)明涂層組合物，由如下重量百分比的組分組成：0.65％硅烷改性的二氧化硅納米顆粒、0.115％脂肪醇聚氧乙烯醚、83.309％礦物精油、14.934％異丙醇以及有效量的水0.992％；其中，有效量的水包括外加的0.926％加上異丙醇帶來(lái)的0.066％。

將實(shí)施例5的涂層組合物涂覆到待處理表面，待處理表面上駐留的水滴相對(duì)于涂覆表面形成160°的接觸角。

實(shí)施例6

本發(fā)明涂層組合物，由如下重量百分比的組分組成：0.65％硅烷改性的二氧化硅納米顆粒、0.115％吐溫80、82.309％礦物精油、14.934％異丙醇以及有效量的水1.992％；其中，有效量的水包括外加的1.926％加上異丙醇帶來(lái)的0.066％。

將實(shí)施例6的涂層組合物涂覆到待處理表面，待處理表面上駐留的水滴相對(duì)于涂覆表面形成159°的接觸角。

本發(fā)明涂層組合物中溶劑作為涂層的鎖水防止水分過(guò)早蒸發(fā)影響涂層成分無(wú)法均勻分撒和吸附，醇的作用是加速水分蒸發(fā)，與溶劑復(fù)配后可以很好的調(diào)節(jié)組合物的蒸發(fā)速度。

本發(fā)明涂層組合物潤(rùn)濕性好，易于施用，能夠在待處理表面有序的沉淀和吸附，膜層致密有序，且改性的金屬氧化物納米顆粒在待處理表面附著力強(qiáng)，不易脫落。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不以上述實(shí)施方式為限，但凡本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所揭示內(nèi)容所作的等效修飾或變化，皆應(yīng)納入權(quán)利要求書(shū)中記載的保護(hù)范圍內(nèi)。