用于增强亲水性的二氧化硅涂层
2019-11-22

用于增强亲水性的二氧化硅涂层

本发明提供了一种涂料组合物,其包含:a)平均粒径为40纳米或更小的二氧化硅纳米粒子的水分散体,其pH小于7.5;b)烷氧基硅烷低聚物;c)硅烷偶联剂;和d)任选的金属β-二酮络合剂。所述组合物可用于制备带涂层制品,其中所述涂层的厚度基本上均匀,可耐久地粘附至基底,并且可为所述基底提供亲水和/或抗反射表面特性。

在许多应用中期望具有亲水或水可湿表面的制品。在许多环境中,粉尘、污垢、油和污染性物质为常见的污染物,这些污染物往往以干燥状态或雨水中的悬浮物沉积在诸如车辆、交通标志、建筑等之类的物体上。亲水性保护涂层可减轻或消除此污染并且提供无需使用清洁剂或肥皂便易于清洁的基底。另外,亲水性表面还可使降雨形式的水或来自喷雾的水有效地成片滑落,这又使得此类表面更易于清洁和干燥。这可通过阻止污染并且防止水渍的形成而得到更美观和更清洁的表面,所述水斑是由单个水滴干燥期间环境污垢、污染物或硬水矿物质的聚集所导致。此外,亲水性表面可降低大气水分凝结并成雾的趋势。

本发明涉及二氧化硅纳米粒子涂料组合物,其可用于处理基底,特别是诸如热塑性塑料或热固性塑料、交联聚合物型油漆和涂料以及陶瓷或玻璃之类的基底。所述涂料组合物可用于使得基底是亲水的、水能铺展开的、自干性的、抗污的和易清洁的。

d-Si-(0R4)b(R4)4-(b+d)II

可用常规的制膜技术将基底成型为膜,例如将基底树脂挤出成膜和任选的单轴或双轴取向的挤出膜。可采用(例如)化学处理、电晕处理(例如空气或氮气电晕)、等离子体处理、火焰处理或光化辐射来对用于图形和标牌应用的基底进行处理,以改善基底和涂料组合物之间的粘附力。如果需要,也可以在基底和涂料组合物之间施加任选的粘结层以提高层间粘附力。基底的另一个面也可使用上述处理法进行处理以改善基底与粘合剂之间的粘附力。基底可设置有图形,例如本领域中已知的文字或符号。作为另外一种选择,平面基底的两个表面均可涂布。

d-Si-(0R4)b(R4)4-(b+d)II

分别制备反应性硅烷组分(其包括烷氧基硅烷低聚物、偶联剂和络合剂(如果存在))和纳米粒子组分的制剂,其中各组分制剂在溶剂或水中的含量为5重量%。

材料

在许多实施例中,涂料组合物通常包含足量的酸以提供小于5,优选小于4,最优选小于3的pH。在一些实施例中,已经发现的是,将pH降至小于5之后,涂料组合物的pH可被调整至5-7.5。这使得可在对低pH敏感的材料上进行涂布。

同样用制剂25涂布乘用车本田思域2006(2006HondaCivic),其中将车的一半用条带隔离并按照比较例C-4和C-7用蜡进行涂布,并且使另一半经受上述用于测试面板的处理。在此测试中,整个车的一半均用本发明的涂层涂布,包括玻璃、油漆和橡胶。使用普通海绵来涂抹液体涂层,从而覆盖整个车辆表面区域,允许液体涂层停留约60秒以与表面接触并且采用普通橡胶软管的水流冲洗掉过量涂层。处理过的车辆的一半以水快速成片展开的形式立即表现出亲水性。

d-Si-(0R4)b(R4)4-(b+d)II

其中