[發明專利]用于提高親水性/透射率的二氧化硅涂層

在審

• 申請號: 201410275732.1
• 申請日: 2008-05-16
• 公開（公告）號: CN104098935A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 景乃勇;羅克珊·A·伯默爾;陳雪花;喻志剛;張瑩;解蕩;奚邦為
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;C09D7/12;C08J7/04
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 張爽;郭國清

1.一種為基體提供涂層的方法，該方法包括使基體與涂料組合物接觸，所述涂料組合物包含：

a)0.5～99wt.％的水；

b)0.1～20wt.％的平均粒徑為40nm或更小的二氧化硅納米粒子；

c)0～20wt.％的平均粒徑為50nm或更大的二氧化硅納米粒子，其中b)和c)的總和為0.1～20wt.％；

d)含量足以將pH降低到小于5的pKa<3.5的無機酸；

e)相對于二氧化硅納米粒子的量，0.1～20wt.％的四烷氧基硅烷，

并干燥以提供二氧化硅納米粒子涂層。

2.根據權利要求1所述的方法，其中所述二氧化硅納米粒子在涂料組合物中的濃度為0.1～20wt.％。

3.根據權利要求1所述的方法，其中所述基體是靜態水接觸角大于50°的疏水基體。

4.根據權利要求1所述的方法，其中所述二氧化硅納米粒子的水分散體還包含平均粒徑大于40納米的二氧化硅納米粒子。

5.根據權利要求1所述的方法，其中所述酸選自H₃PO₄、HCl、HBr、HI、HBrO₃、HNO₃、HClO₄、H₂SO₄、CH₃SO₃H、CF₃SO₃H、CF₃CO₂H和CH₃SO₂OH。

6.一種由權利要求1所述的方法制備的親水性制品。

7.根據權利要求1所述的方法，其中所述二氧化硅納米粒子具有20納米或更小的平均粒徑。

8.根據權利要求1所述的方法，其中所述二氧化硅納米粒子具有10納米或更小的平均粒徑。

9.根據權利要求1所述的方法，其中所述基體在涂覆后具有小于50°的靜態水接觸角。

10.根據權利要求1所述的方法，其中所述涂料組合物的pH小于3。

11.根據權利要求1所述的方法，包括以下步驟：添加足量的酸以將所述涂料組合物的pH調節到小于5，然后添加足量的堿以將pH調節到5～6的范圍內。

12.一種被涂覆的制品，包括基體和其上的通過權利要求1所述的方法得到的涂層，所述涂層為平均粒徑為40納米或更小的二氧化硅納米粒子的凝聚體，所述凝聚體包括二氧化硅納米粒子的三維多孔網狀結構，并且所述二氧化硅納米粒子與相鄰的二氧化硅納米粒子結合。

13.根據權利要求12所述的被涂覆的制品，具有小于50°的水接觸角。

14.根據權利要求12所述的被涂覆的制品，其中所述涂層的厚度為

15.根據權利要求12所述的被涂覆的制品，其中所述基體是透明的。

16.根據權利要求15所述的被涂覆的制品，其中與未被涂覆的基體相比，在400～700nm波長范圍內的法向入射光的透射得以提高。

17.根據權利要求16所述的被涂覆的制品，其中所述平均透射率提高了至少2％。

18.根據權利要求12所述的被涂覆的制品，其中所述涂層的折射率在1.2～1.4的折射率之間。

19.根據權利要求12所述的被涂覆的制品，其中所述涂層包括：

a.60～95wt.％的凝聚的二氧化硅納米粒子，

b.0.1～20wt.％的四烷氧基硅烷，

c.可選地0～5wt.％的表面活性劑，和

d.0～5wt.％的潤濕劑。

20.一種涂料組合物，包含：

a)0.5～99wt.％的水，

b)0.1～20wt.％的平均粒徑為40nm或更小的二氧化硅納米粒子，

c)0～20wt.％的平均粒徑大于50nm的二氧化硅納米粒子，其中b)和c)的總和為0.1～20wt.％；

d)含量足以將pH降低到小于5的pKa<3.5的無機酸；

e)相對于二氧化硅納米粒子的量，0.1～20wt.％的四烷氧基硅烷。