[發(fā)明專利]包含二氧化硅納米粒子和官能硅烷化合物的防污組合物及其涂覆制品

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580081981.X
• 申請日: 2015-07-29
• 公開（公告）號: CN108026394B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 銀龍;喻志剛;景乃勇
• 申請（專利權(quán)）人: 3M創(chuàng)新有限公司
• 主分類號: C09D5/16
• 分類號: C09D5/16;C03C17/00;C03C17/22
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 李勇

本發(fā)明提供了一種涂覆制品，所述涂覆制品包括基底和干燥涂層，所述干燥涂層包含：平均直徑小于20nm的第一組球形二氧化硅納米粒子和平均直徑為20nm至120nm的第二組球形二氧化硅納米粒子。所述烷氧基硅烷化合物包含環(huán)氧官能團(tuán)或羧酸官能團(tuán)。本發(fā)明還提供了一種包含酸性含水分散體的涂料組合物，所述酸性含水分散體包含所述第一組球形二氧化硅納米粒子和所述第二組球形二氧化硅納米粒子，以及硅烷化合物。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)實(shí)施方案中，描述了涂覆制品，該涂覆制品包括(例如，玻璃)基底和干燥涂層，該干燥涂層包含：平均直徑小于20nm的第一組球形二氧化硅納米粒子和平均直徑為20nm至120nm的第二組球形二氧化硅納米粒子。烷氧基硅烷化合物包含環(huán)氧官能團(tuán)或羧酸官能團(tuán)，前提條件是該化合物不是羧乙基硅烷三醇鈉鹽或N-(三甲氧基甲硅烷基丙基)乙二胺三乙酸三鈉鹽的共軛酸。

烷氧基硅烷化合物通常包含單末端烷氧基硅烷基團(tuán)和選自羧酸或環(huán)氧基的單末端官能團(tuán)。

在一些實(shí)施方案中，烷氧基硅烷化合物是通過使二羧酸或其酸酐與酸反應(yīng)性烷氧基硅烷化合物反應(yīng)而制備的羧酸化合物。酸反應(yīng)性烷氧基硅烷通常是胺官能或羥基官能烷氧基硅烷化合物。

還描述了包含酸性含水分散體的涂料組合物，該酸性含水分散體包含平均直徑小于20nm的第一組球形二氧化硅納米粒子；平均直徑為20nm至120nm的第二組球形二氧化硅納米粒子；以及硅烷化合物，如前所述。

具體實(shí)施方式

在一些實(shí)施方案中，描述了涂料組合物，該涂料組合物包含(例如，二氧化硅)納米粒子和烷氧基硅烷化合物的含水分散體，該含水分散體包含單末端烷氧基硅烷基團(tuán)和單末端官能團(tuán)。在典型實(shí)施方案中，官能團(tuán)為羧酸基團(tuán)或環(huán)氧基團(tuán)。在一些實(shí)施方案中，烷氧基硅烷化合物的分子量小于500克/摩爾或450克/摩爾。在一些實(shí)施方案中，分子量為至少175克/摩爾或200克/摩。

在一些實(shí)施方案中，烷氧基硅烷化合物包含環(huán)氧官能團(tuán)，諸如環(huán)氧環(huán)己基、環(huán)氧丙基和環(huán)氧丙氧基。

合適的環(huán)氧官能烷氧基硅烷化合物包括例如具有以下通式的那些：

其中n在0至10的范圍內(nèi)，X為CH₂、O、S或NHCOR，并且R為C₁-C₄烷基基團(tuán)。

在一些實(shí)施方案中，R為甲基和/或乙基，n為1，并且X為CH₂。

可商購獲得的環(huán)氧官能烷氧基硅烷化合物包括但不限于(3-環(huán)氧丙氧丙基)三甲氧基硅烷(“GPTMS”)；(3-環(huán)氧丙氧丙基)三乙氧基硅烷；以及它們的混合物。

在其它實(shí)施方案中，硅烷包含羧酸官能團(tuán)。羧酸官能硅烷化合物通常通過使羧酸或其酸酐與酸反應(yīng)性硅烷化合物反應(yīng)來制備。然而，羧酸官能硅烷化合物不是羧乙基硅烷三醇鈉鹽或N-(三甲氧基甲硅烷基丙基)乙二胺三乙酸三鈉鹽，或它們的共軛酸。在一些實(shí)施方案中，諸如就三乙氧基甲硅烷基丙基馬來酰胺酸而言，烷氧基硅烷化合物不含烯鍵式不飽和基團(tuán)(或者換句話講，–HC＝CH-鍵)。

在典型實(shí)施方案中，羧酸官能硅烷化合物通過使二羧酸或其酸酐與酸反應(yīng)性烷氧基硅烷化合物反應(yīng)來制備。

合適的二羧酸通常具有下式：

HOOC-(CH₂)m-COOH

其中m在1至12的范圍內(nèi)。

在一些實(shí)施方案中，就琥珀酸而言，m為至少2。在典型實(shí)施方案中，諸如就癸二酸而言，m不大于8。在一些實(shí)施方案中，諸如就己二酸而言，m不大于4。

合適的二羧酸酸酐通常具有下式：

R^1-OC-O-CO-R²