[发明专利]用于具有提高的耐化学性的金属表面的易于清洗、机械稳定的涂料组合物以及使用所述组合物涂布基材的方法

说明书

背景技术

一般而言，本发明涉及用于金属表面，更优选用于镀铬的表面或铬表面的机械稳定的、具有耐化学性的新型涂料，其包含基于含有三嗪的硅烷树脂的组合物。该涂料尤其适用于卫生设施，例如卫生设备或配件。在施加于金属基材上之后，获得具有非常坚硬的结构并且具有包括以下特性的独特组合的涂层：疏水性/易清洗性、[a]对亮铬具有特别好的附着力、耐磨性和高的耐化学性。 

技术领域

卫生设备和室内配件，例如水龙头、淋浴头、浴缸的龙头、毛巾架、电灯开关面板等，通常是由金属制成的，该金属的表面是用电镀方法装饰性地加以优化的。通常进行镀铬，这导致高度机械稳定的、化学惰性的及优选耐腐蚀性的高度发光或发亮、高等级美感的表面。卫生领域内的该水配件通常频繁地或每天使用，然后总是面对使用者。然而，此类表面易于严重弄脏并损坏，例如由于肥皂、牙膏或矿物沉淀物的沉积，例如作为流动水残余物的碳酸钙。此外，使用者的手每天触摸该设备，产生的指印在其上是容易被看到的，这是因为在该区域上的反射特性的改变而保持可见的来自手的汗迹。为此需要频繁和定期地清洗这些配件。矿物沉淀物的顽固的沉积通常只有用机械擦洗的手段才能除去，并容易达到一点，超过该点则导致该表面的机械稳定性不足以承受机械冲击。这导致表面的划伤和其他损坏。随后，该表面甚至更容易被污染和弄脏，最后表面失去其光泽并且看上去变旧。在水质相对较硬的地区则加速该过程，这导致最终用户的抱怨，并最终导致经济损失。 

因此通常对易于清洗的表面涂层进行材料和表面技术开发。因此，在该领域存在许多涉及该项研究的专利和专利申请，例如第US 5,644,014和6,245,833号美国专利、第US 2002/0193504A1和US 2004/081818号美国专利申请或第WO 02/50603号PCT申请。然而，至今尚未开发出可用湿化学法施加的可接受的涂料，因为分别对金属或铬表面的附着力不足，和/或在商业上可预计的时间内无法保持所需的机械稳定性。此外，无法获得对于水龙头、水池覆盖层等而言特别需要的高的耐化学性。 

溶胶凝胶技术提供了制备混合式无机-有机涂料系统的可能性，例如在Schottner，G.，Chem.Mater.2001，13，3422-2435中所述，其对玻璃或塑料的表面显示出非常好的附着力。该系统还粘附于碱性金属上，因为就该金属而言，通常在其表面上包含OH基。当与仅为有机涂层或薄的无机涂层相比时，该涂层也具有突出的耐划伤和耐磨性。然而，无法获得对钝化金属或贵金属，例如对铬表面或镀铬表面的持久的附着力。为了克服该缺点，有时仅施加非常薄的涂层(＜1μm)。这些薄涂层几乎不可见，并且与金属表面几乎没有相互作用。因此，这些薄涂层很快被磨损，在短期使用之后就导致所有有利的机械特性的损失。在第US 6,887,367号美国专利(“367专利”)中建议，在涂布之前通过用含有表面活性剂的溶液对所述表面进行化学活化和/或用还原剂或直流电对该表面进行还原和/或用溅射法对该表面进行物理活化而对该金属表面实施预处理。如此获得的金属表面的改性导致的确定的表面条件的特征在于，该表面具有更高的表面能，并因此允许溶胶-凝胶系统更好地粘附于表面上。在用如上所述的溶胶-凝胶涂料进行涂布之后，基本上保持铬表面的金属底色和机械稳定性。然而，在“367专利”中所述涂层的化学组成和性质是受限的，从而使该涂层具有小于1μm的厚度。若要使该涂层更厚，则因为其非常脆而会破裂。由于涂层非常薄，抗着色特性随时间逐渐降低，最终完全丧失，这表明该涂层随时间的粘着性不足。此外，在反射光中，取决于照射的等级和角度，出现衍射和干涉现象。这也是由于涂层薄而 产生干涉条纹图样的功效，而成为问题。在金属基材上的光学上澄清的薄涂层上观察到的干涉条纹图样或干涉图样是照射到该表面和涂层上的光线相互作用的结果。该光学现象是典型的布拉格反射。布拉格反射类似于由在高速公路铺砌层上的水上油浮油所观察到的干涉条纹图样。