[发明专利]疏水性烃涂层

说明书

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2011年6月15日提交的美国临时专利申请No.61/497362的权益，该专利的公开内容以引用方式全文并入本文。

技术领域

本发明提供具有疏水性烃涂层的制品及其制备方法。

背景技术

疏水性材料的各种组合物已应用于表面以赋予低表面能特性，例如斥油性和/或斥水性（疏油性和/或疏水性）。例如，硅烷化合物已用于将疏水性涂料组合物提供至诸如玻璃和陶瓷材料的基材。此类硅烷化合物包括例如在美国专利No.3,950,588(McDougal)、美国专利No.7,335,786（Iyer等人）、美国专利No.7,745,653（Iyer等人）和美国专利申请公开No.2010/0167978（Iyer等人）中所述的那些。

发明内容

提供了具有疏水性烃涂层的制品。更具体地讲，所述制品包括基材、与基材表面相邻的酸烧结的二氧化硅纳米粒子的底漆层，以及附接至底漆层的疏水性烃层。疏水性烃层通过底漆层与具有反应性甲硅烷基和疏水性烃基的硅烷化合物的反应而形成。由于底漆层的存在，硅烷化合物可间接地附接至多种基材。所述制品通常具有易清洁、耐污和耐指纹的表面。

在第一方面，提供了一种制品，所述制品包括(a)基材，(b)附接至基材表面的底漆层，以及(c)附接至底漆层的疏水性烃层。底漆层含有多个酸烧结的二氧化硅纳米粒子，所述多个酸烧结纳米粒子被布置为形成连续的三维多孔网络。疏水性烃层含有硅烷化合物与底漆层中的酸烧结的二氧化硅纳米粒子表面的反应产物。硅烷化合物含有至少一个反应性甲硅烷基以及疏水性烃基。

在许多实施例中，用于形成疏水性烃层的硅烷化合物具有式(I)。

R¹-[Si(R²)_3-x(R³)_x]_y

(I)

在式(I)中，基团R¹为烷基、亚烷基、芳基、亚芳基、或它们的组合。每个R²独立地为羟基或可水解的基团。每个R³独立地为不可水解的基团。每个变量x为等于0、1、或2的整数。变量y为等于1或2的整数。

在第二方面，本发明提供一种制备制品的方法。该方法包括提供基材以及在该基材的表面上形成底漆层。底漆层包含多个酸烧结的二氧化硅纳米粒子，这些纳米粒子被布置为形成连续的三维多孔网。所述方法还包括，通过使底漆层中的酸烧结的二氧化硅纳米粒子的表面与硅烷化合物反应而将疏水性烃层附接至底漆层。硅烷化合物含有反应性甲硅烷基和疏水性烃基两者。在许多实施例中，用于形成疏水性烃层的硅烷化合物具有式(I)。

附图说明

图1A是未进行二氧化硅纳米粒子酸烧结而形成的比较例底漆层的透射电子显微图。图1B是使用酸烧结的二氧化硅纳米粒子形成的示例性底漆层的透射电子显微图。

具体实施方式

本发明提供具有疏水性涂层的制品。更具体地讲，所述制品包括基材、与基材相邻的酸烧结的二氧化硅纳米粒子的底漆层，以及附接至底漆层的疏水性烃层。底漆层设置在基材与疏水性烃层之间。疏水性烃层由含有反应性甲硅烷基和疏水性烃基两者的硅烷化合物形成。硅烷化合物通过如下方式共价键合至底漆层：反应性甲硅烷基与底漆层中的酸烧结的二氧化硅纳米粒子的表面反应，从而导致在底漆层与疏水性烃层之间形成–Si-O-Si-键。可使用多种基材，包括由于不含能够与硅烷化合物的甲硅烷基反应的基团而传统上未与硅烷化合物一起使用的那些基材。通过用底漆层处理以及硅烷化合物与底漆层的反应，基材的表面可变成疏水性的或更疏水性的。

由端点表述的任何数值范围意在包括所述范围的端点、所述范围内的所有数以及所述范围内的任何更窄的范围。

术语“一个”和“该”可互换地使用，“至少一个”指一个或多个所述要素。

术语“和/或”意指两者之一或两者。例如，表达“A和/或B”指A、B或A和B的组合。

术语“烷基”指为烷烃的基团的一价基团，包括直链基团、支链基团、环状基团、双环基团或它们的组合。烷基基团通常具有1-30个碳原子。在一些实施例中，烷基基团含1-20个碳原子、1-10个碳原子、1-6个碳原子、1-4个碳原子或1-3个碳原子。