[发明专利]具有结构化表面的颗粒

说明书

背景技术

已知要获得表面的良好的自清洁效果，该表面需具有微粗糙表面 结构和良好的疏水性。在自然界，例如荷叶，实现了这两个特征。由 疏水材料形成的表面具有相对较大的球形突起，所述球形突起可描述 为乳突，这些乳突相互排列紧密，使得水滴不适于乳突之间而只位于 乳突的顶端。除了这些相对较大的突起，荷叶其余部分的表面以及这 些相对较大的突起本身的表面还由相对较小的单元构造而成，就荷叶 而言，这些较小的单元为蜡状颗粒。总之，这些特点形成了由凸凹组 成的结构，这些凸凹为往往小于100纳米至30微米。

US 3 354 022描述了具有包含凸凹的微粗糙结构的疏水表面以及 由疏水材料(特别是含氟聚合物)制备所述疏水表面的方法。根据一 个具体实施方案，可以通过在基材上涂布悬浮液(该悬浮液含有直径 介于3至12微米的玻璃珠和基于氟烷基乙氧基-甲基丙烯酸聚合物的碳 氟蜡)将具有自清洁效果的表面涂布于瓷砖或玻璃。这种涂料的缺点 是它们的低的抗磨损性和一般的自清洁效果。

EP 0 909 747 A1的公开说明书提供了一种制备表面(特别是屋瓦) 的自清洁性能的方法。所述表面具有高度为5至200微米的疏水突起。 此类表面通过涂布粉末颗粒的分散体(该分散体得自硅氧烷溶液中的 惰性材料)和随后的固化制得。与以前公认的方法类似，结构形成颗 粒不是以耐磨稳定的方式固定在基材表面。

欧洲专利0 772 514提供了具有凸凹的人工表面结构的物体的自清 洁表面，所述人工表面结构中突起的间距为5微米至200微米，突起 的高度为5微米至100微米，且该人工表面结构由疏水聚合物或永久 疏水化的物质组成。刻蚀和压印法，以及例如在疏水聚合物上粘附的 涂膜法是合成所述人工表面结构的适宜方法。如需要，结构形成后进 行如硅烷化的疏水化反应。如汽车涂层的自清洁表面(即由易移动的 水清洁的表面)不能经受强的机械应力，因为这样会导致自清洁能力 的丧失。

德国申请DE 100 63 739提供了具有自清洁表面的如玻璃、陶瓷、 塑料和金属的基材，也提供了具有自清洁表面的釉面和搪瓷基材。所 述自清洁表面包含结构形成颗粒和层形成材料，该结构形成颗粒的平 均直径小于100纳米，特别是小于50纳米但至少为5纳米，该层形成 材料为无机或有机材料。结构形成颗粒通过层形成材料固定在基板上。 一些涂有层形成材料的初级颗粒和/或这些初级颗粒自身的团聚体至少 部分地伸出表面，从而形成纳米尺度的凸凹。至少部分的结构化表面 具有疏水涂层。利用如漆涂的已知涂膜方法将含有结构形成颗粒和有 机或无机层形成材料的组合物涂布在基材上来制备此类自清洁表面。 通过热处理生成粘附的牢固附着的层之后接着进行如使用含氟硅烷和/ 或含氟硅氧烷的疏水化反应。在所述方法中表面结构的形成以及疏水 化反应在不同的步骤发生。

WO 02/064266描述了包含底漆膜和具有人工表面结构的面漆的自 清洁漆涂料，所述的由颗粒形成的凸凹的人工表面结构的特征在于颗 粒具有小于100纳米的平均颗粒直径，且至少部分地通过粘合剂系统 键连在面漆中，突起的平均高度和突起之间的平均距离小于50纳米， 所述表面或面漆至少部分疏水。公开的自清洁漆涂料包含具有疏水特 性的纳米表面结构。由于结构形成初级颗粒(该初级颗粒具有小于100 纳米，特别是小于50纳米至约5纳米的直径)也可以形成团聚体，除 了特定的凸凹之外，所述表面结构也可以显示具有更大的间距和高度 的超结构。通常，超结构的突起的平均高度和间距仍然显著低于1微 米。结构形成颗粒可为有机或无机材料。

DE 102 33 829 A1描述了应用干燥形式的颗粒通过粉末喷枪的静 电喷雾制备荷叶结构的方法。