專(zhuān)利名稱(chēng)：防止風(fēng)擋成霜和便于除去風(fēng)擋的冬季沉積物的方法以及該方法中所用的組合物的制作方法
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背景通常的風(fēng)擋洗滌劑/除冰劑組合物能熔融在風(fēng)擋上形成的冰。風(fēng)擋洗滌劑/除冰劑流體通常包含水、用來(lái)降低冰點(diǎn)的與水混溶的醇、用于潤(rùn)滑的表面活性劑和著色劑。許多除冰劑或防凍組合物依靠醇，特別是甲醇對(duì)組合物賦予使冰熔融的性能。
但是，這種組合物的主要目的為幫助風(fēng)擋雨刷除去風(fēng)擋上的讓視覺(jué)模糊的物質(zhì)。視覺(jué)模糊的物質(zhì)包括灰塵、污垢、缺陷、樹(shù)液、霜、冰、雪及其組合。雖然這些組合物可用于幫助除去聚積的霜、冰和/或雪，但通常不能防止或阻止成霜。此外，已知這些組合物中沒(méi)有一種能具有雙重作用，既防止成霜，同時(shí)仍能更易除去已聚積的任何霜、雪和/或冰。
本文使用的“霜”是指在低于冰點(diǎn)的溫度下由于水蒸汽冷凝形成的微小的冰晶淀積物。應(yīng)理解的是，通常霜可見(jiàn)于暴露于等于或低于冰點(diǎn)的溫度下汽車(chē)的風(fēng)擋和窗戶(hù)。雖然霜可在幾小時(shí)或更短的時(shí)間內(nèi)形成，但司機(jī)通常在早晨碰見(jiàn)霜。
霜是不希望的，這是由于霜可增加司機(jī)反應(yīng)延遲和/或浪費(fèi)熱能。霜通常如此牢固地粘附于窗戶(hù)表面，其量使得要除去霜需要有力的機(jī)械作用和/或外加施加熱能。因此，司機(jī)希望窗戶(hù)無(wú)霜、窗戶(hù)上的霜量顯著降低和/或使霜更易除去(即與風(fēng)擋粘附較差)。
本文使用的術(shù)語(yǔ)“冬季沉積物(winter precipitation)”是指霜、雪、冰及其混合物。應(yīng)理解的是，在某些情況下，成霜伴隨著雪、冰及其混合物的聚積。在所有的情況下，司機(jī)希望較易從汽車(chē)風(fēng)擋或窗戶(hù)除去任何聚積的冬季沉積物。本文使用的“風(fēng)擋”是指對(duì)于車(chē)司機(jī)或乘客的視覺(jué)來(lái)說(shuō)透明或者不透明的任何玻璃板或光通過(guò)的任何玻璃板，例如外部車(chē)燈和鏡子。
因此，司機(jī)特別需要一種方法可完全防止或顯著降低在風(fēng)擋上聚積霜，同時(shí)較易除去任何聚積的冬季沉積物。本文使用的術(shù)語(yǔ)“防止”或“阻止”是指降低任何聚積的冬季沉積物粘附的面積、厚度、硬度和/或程度。應(yīng)理解的是，降低任何聚積的冬季沉積物與風(fēng)擋的粘附程度便于從所述風(fēng)擋除去這些冬季沉積物。也就是說(shuō)，更易從風(fēng)擋刮、沖洗、擦和/或刷冬季沉積物。
有描述稱(chēng)，包含烷基取代的二硅烷和烷氧基取代的二-和三-硅烷的組合物可用作用于風(fēng)擋的防水組合物。有描述稱(chēng)，單-烷氧基硅烷用作粘合組合物與包含烴蠟和聚酰胺的防水組合物一起使用。硅烷本身不具有防水性。最后，有描述稱(chēng)，特定的硅烷共聚物用于提供防水性，以及便于從風(fēng)擋除去冰。
因此，仍需要防止成霜，同時(shí)較易從風(fēng)擋除去任何聚積的冬季沉積物的組合物和方法，特別是防止在數(shù)小時(shí)內(nèi)(例如過(guò)夜)成霜。
概述在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明公開(kāi)了一種包含活性硅烷和溶劑的冬季沉積物隔離組合物，其中所述活性硅烷為以下化合物中的至少一種具有下式結(jié)構(gòu)的鹵代硅烷XnSiR4-n1(I)其中n為1-3的數(shù)，R1為直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基，X為F、Cl、Br或I；具有下式結(jié)構(gòu)的烷氧基硅烷或氨基硅烷 其中所述烷氧基硅烷或氨基硅烷不包含Si-Si鍵；各R2-R5可相同或不同；至少兩個(gè)R2-R5為式OR6或NR7R8；剩余的R2-R5獨(dú)立為可任選包含非硅的雜原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；R6可為可任選包含非硅的雜原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；R7和R8可相同或不同，可為氫或可任選包含非硅的雜原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；具有下式結(jié)構(gòu)的化合物(R6)3Si-R7-Si(R8)3(III)其中R6和R8獨(dú)立為鹵素或直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷氧基，R7為可任選包含非硅的雜原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；或包含一種或多種上述活性硅烷的組合。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，所公開(kāi)的冬季沉積物隔離組合物包含由聚環(huán)氧烷聚硅氧烷組成的含硅化合物、溶劑和任選的輔助劑化合物、濕潤(rùn)劑或包含一種或多種上述化合物的組合。
本發(fā)明還公開(kāi)了防止風(fēng)擋成霜和除去風(fēng)擋的冬季沉積物的方法，所述方法包括在風(fēng)擋上涂覆所公開(kāi)的冬季沉積物隔離組合物。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，所公開(kāi)的防止風(fēng)擋成霜和除去風(fēng)擋的冬季沉積物的方法包括向風(fēng)擋涂覆包含溶劑和含硅化合物的冬季沉積物隔離組合物，所述含硅化合物包括活性硅烷、聚環(huán)氧烷聚硅氧烷中的至少一種或至少一種上述化合物的組合，其中所述活性硅烷為以下化合物中的至少一種具有下式結(jié)構(gòu)的鹵代硅烷XnSiR4-n1(I)其中n為1-3的數(shù)，R1為直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基，X為F、Cl、Br或I；具有下式結(jié)構(gòu)的烷氧基硅烷或氨基硅烷 其中所述烷氧基硅烷或氨基硅烷不包含Si-Si鍵；各R2-R5可相同或不同；至少兩個(gè)R2-R5為式OR6或NR7R8；剩余的R2-R5獨(dú)立為可任選包含非硅的雜原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；R6可為可任選包含非硅的雜原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；R7和R8可相同或不同，可為氫或可任選包含非硅的雜原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；具有下式結(jié)構(gòu)的化合物(R6)3Si-R7-Si(R8)3(III)其中R6和R8獨(dú)立為鹵素或直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷氧基，R7為可任選包含非硅的雜原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；或包含一種或多種上述活性硅烷的組合。
根據(jù)以下詳細(xì)說(shuō)明和附加的權(quán)利要求書(shū)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可領(lǐng)會(huì)和理解上述和其他特征。
詳細(xì)說(shuō)明本文描述了冬季沉積物隔離組合物。應(yīng)理解的是，在某些情況下，冬季沉積物隔離組合物完全防止在風(fēng)擋上成霜，而在其他情況下，相對(duì)于未經(jīng)處理的風(fēng)擋，冬季沉積物隔離組合物在面積、厚度或硬度的至少一方面降低在風(fēng)擋上的霜量。
此外，還發(fā)現(xiàn)冬季沉積物隔離組合物便于除去任何聚積的冬季沉積物。也就是說(shuō)，意外地發(fā)現(xiàn)使用冬季沉積物隔離組合物可更容易地除去已形成的任何霜以及已聚積的任何雪和/或冰。本領(lǐng)域技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)，成霜和冬季沉積物聚積取決于各種外部變量，例如濕度、溫度、風(fēng)和/或暴露時(shí)間。
在一個(gè)實(shí)施方案中，所公開(kāi)的冬季沉積物隔離組合物包含含硅化合物和溶劑。在另一個(gè)實(shí)施方案中，所公開(kāi)的冬季沉積物隔離組合物包含硅化合物、溶劑和至少一種輔助劑化合物、濕潤(rùn)劑、染料、著色劑及其組合。在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，所公開(kāi)的冬季沉積物隔離組合物包含硅化合物、溶劑、輔助劑化合物和濕潤(rùn)劑。
本發(fā)明還公開(kāi)了一種處理風(fēng)擋的方法，所述方法包括在風(fēng)擋上涂覆所公開(kāi)的冬季沉積物隔離組合物，同時(shí)防止成霜和便于除去冬季沉積物。
在一個(gè)實(shí)施方案中，含硅化合物或硅化合物包括活性硅烷、聚環(huán)氧烷聚硅氧烷中的至少一種或至少一種上述化合物的組合。在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，所公開(kāi)的冬季沉積物隔離組合物包含由一種或多種下述活性硅烷組成的硅化合物。
本文使用的術(shù)語(yǔ)“活性硅烷”是指包含與可水解的離去基團(tuán)相連的硅原子的硅烷分子，即當(dāng)化合物與玻璃接觸時(shí)，其中一個(gè)O-Si或X-Si(X＝鹵素)鍵可斷裂的分子。在一個(gè)實(shí)施方案中，本文使用的合適的活性硅烷為鹵代硅烷、烷氧基硅烷、橋連的雙-硅烷中的至少一種或包含一種或多種上述活性硅烷的組合。在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，硅化合物由以下定義的烷氧基硅烷組成。
在一個(gè)實(shí)施方案中，用于所公開(kāi)的冬季沉積物隔離組合物的硅化合物為鹵代硅烷。合適的鹵代硅烷包括式I的化合物XnSiR4-n1(I)其中n為1-3的數(shù)，R1為直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基，X為F、Cl、Br或I。在一個(gè)實(shí)施方案中，X為Cl，n為1，而在另一個(gè)實(shí)施方案中，X為Cl，n為3。
如果n為3，則所述鹵代硅烷為三鹵代硅烷。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述三鹵代硅烷為三氯硅烷。示例性的三氯硅烷包括甲基三氯硅烷、乙基三氯硅烷、丙基三氯硅烷、正丁基三氯硅烷、環(huán)己基三氯硅烷、正十八烷基三氯硅烷、苯基三氯硅烷和包含一種或多種上述三氯硅烷的組合。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，適用于所公開(kāi)的冬季沉積物隔離組合物的硅化合物為烷氧基硅烷或氨基硅烷。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述烷氧基硅烷或氨基硅烷為具有通式II結(jié)構(gòu)的化合物 其中至少兩個(gè)R2-R5為式OR6或NR7R8；剩余的R2-R5獨(dú)立為可任選包含非硅的雜原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；其中所述活性硅烷不包含Si-Si鍵。各R2-R5可相同或不同。在該式中，R6可為可任選包含非硅的雜原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基。R7和R8可相同或不同，可為氫或可任選包含非硅的雜原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基。在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，至少三個(gè)R2-R5為式OR6或NR7R8。在另一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，至少三個(gè)R2-R5為式OR6。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，R6為不包含任何雜原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基。在另一個(gè)實(shí)施方案中，R6為不包含任何雜原子的直鏈未取代的C1-C10烷基。在一個(gè)具體的示例性的實(shí)施方案中，R6為甲基。
在一個(gè)實(shí)施方案中，R7和R8可相同或不同，可為氫或可包含或可不包含非硅的雜原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，不為式OR6或NR7R8的剩余的R2-R5獨(dú)立為不包含非硅的雜原子直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基。在另一個(gè)實(shí)施方案中，剩余的R2-R5為不包含任何雜原子的直鏈未取代的C1-C10烷基。在一個(gè)具體的示例性的實(shí)施方案中，剩余的R2-R5為甲基。
本文使用的“烷基”包括具有特定數(shù)目碳原子的支鏈和直鏈的飽和脂族烴基，因此，本文使用的術(shù)語(yǔ)“C1-C6烷基”包括具有1-6個(gè)碳原子的烷基。本文中當(dāng)C0-Cn烷基與另一個(gè)基團(tuán)一起使用時(shí)，例如(苯基)C0-C4烷基，所述基團(tuán)(在這種情況下為苯基)或者通過(guò)簡(jiǎn)單共價(jià)鍵(C0)直接相連或通過(guò)具有特定數(shù)目碳原子(在這種情況下為1-約4個(gè)碳原子)的烷基鏈相連。烷基的實(shí)例包括但不局限于甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正戊基和仲戊基。
本文使用的“烯基”是指具有一個(gè)或多個(gè)碳-碳雙鍵的直鏈或支鏈構(gòu)型的烴鏈，雙鍵可出現(xiàn)在沿著鏈的任何穩(wěn)定的點(diǎn)。烯基的實(shí)例有乙烯基和丙烯基。
“烷氧基”表示通過(guò)氧橋相連的具有所述數(shù)目碳原子的如上定義的烷基。烷氧基的實(shí)例包括但不局限于甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、2-丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、2-戊氧基、3-戊氧基、異戊氧基、新戊氧基、正己氧基、2-己氧基、3-己氧基和3-甲基戊氧基。
本文使用的術(shù)語(yǔ)“芳基”是指在一個(gè)或多個(gè)芳環(huán)中僅包含碳的芳族基團(tuán)。典型的芳基包含1-3個(gè)獨(dú)立、稠合或側(cè)位的環(huán)，且具有6-約18個(gè)環(huán)原子，不含雜原子作為環(huán)原子。當(dāng)指芳基時(shí)，所述芳基還可再次被碳或非碳原子或基團(tuán)取代。所述取代可包括與任選包含1或2個(gè)獨(dú)立選自N、O和S的雜原子的5-7元飽和的環(huán)狀基團(tuán)稠合，例如形成3，4-亞甲基二氧基-苯基。芳基的實(shí)例有苯基、萘基(包括1-萘基和2-萘基)和聯(lián)苯基。
在術(shù)語(yǔ)“芳烷基”中，芳基和烷基如上定義，連接點(diǎn)在烷基上。該術(shù)語(yǔ)包括但不局限于芐基、苯基乙基和胡椒基。
用于冬季沉積物隔離組合物的合適的烷氧基硅烷的示例性的實(shí)例有正十八烷基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、異丙基三甲氧基硅烷、異丙基三乙氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷和包含一種或多種上述烷氧基硅烷的組合。在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，適用于所公開(kāi)的冬季沉積物隔離組合物的硅化合物為甲基三甲氧基硅烷。在另一個(gè)實(shí)施方案中，適用于所公開(kāi)的冬季沉積物隔離組合物的硅化合物為具有式III結(jié)構(gòu)的橋連的雙-硅烷(R6)3Si-R7-Si(R8)3(III)其中R6和R8獨(dú)立為鹵素或直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷氧基，R7為直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基。各R6和R8可相同或不同。
式III的合適的化合物為亞乙基橋連的雙-(三乙氧基)硅烷，商品名為Silquest Y-9805，得自GE Silicones。
在所公開(kāi)的方法的另一個(gè)實(shí)施方案中，所述硅化合物可包括聚環(huán)氧烷聚硅氧烷。本文使用的術(shù)語(yǔ)“聚環(huán)氧烷聚硅氧烷”是指包含二烷基聚硅氧烷疏水部分和一條或多條親水聚亞烷基鏈的聚環(huán)氧烷聚硅氧烷。親水聚亞烷基鏈可作為含有聚硅氧烷疏水部分的側(cè)鏈(側(cè)位部分)或作為嵌段共聚物部分摻入。
合適的聚環(huán)氧烷聚硅氧烷可用以下通式IV和V表示R9(CH3)2SiO-[(CH3)2SiO]a-[(CH3)(R9)SiO]bSi(CH3)2-R9(IV)其中a+b為約1-約50或約1-約30或約1-約25，各R9相同或不同且為甲基；或?yàn)榫哂幸韵峦ㄊ降木?環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷)共聚物基團(tuán)-(CH2)nO(C2H4O)c(C3H6O)dR10(V)其中至少一個(gè)R9為聚(氧乙烯/氧丙烯)共聚物基團(tuán)，其中n為3或4；c(對(duì)于所有的聚亞烷基氧基側(cè)基)為約1-約100或約6-約100；c+d為約5-約150或約7-約100；各R10相同或不同，為氫、C1-C4烷基或乙?；?。各聚環(huán)氧烷聚硅氧烷含有至少一個(gè)為聚(環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷)共聚物基團(tuán)的R9基團(tuán)。
這些類(lèi)型的聚硅氧烷化合物的實(shí)例有Silwet表面活性劑，得自Crompton。僅包含亞乙基氧基(C2H4O)的有代表性的Silwet表面活性劑有L-7608、L-7607、L-77、L-7605、L-7604、L-7600、L-7657、L-7602、L-7622、L-8600、L-8610和L-8620。
同時(shí)包含亞乙基氧基(C2H4O)和亞丙基氧基(C3H6O)的Silwet表面活性劑的實(shí)例有L-720、L-7001、L-7002、L-7210、L-7200和L-7220。
僅包含亞丙基氧基(C3H6O)的Silwet表面活性劑的實(shí)例有L7500、L7510、L7550和L8500。
任選的聚亞烷基氧基(R9)的分子量可小于或等于約10,000。聚環(huán)氧烷聚硅氧烷的合適的分子量取決于在給定的組成中的確切的官能團(tuán)。如果亞丙基氧基存在于聚亞烷基氧基鏈中，可無(wú)規(guī)分布于鏈中或作為嵌段存在。
聚環(huán)氧烷聚硅氧烷的其他非限制性的實(shí)例有得自Dow Corning的以下化合物193、190、FF-400 Fluid、Q2-5220、Q4-3667、Q2-5211；以及得自Toray Dow Corning Silicone Co.、Ltd.的化合物SH3771C、SH3772C、SH3773C、SH3746、SH3748、SH3749、SH8400、SF8410和SH8700；Shin-Etsu Chemical Co.、Ltd.的KF351(A)、KF352(A)、KF354(A)和KF615(A)；Toshiba Silicone Co.的TSF4440、TSF4445、TSF4446、TSF4452。
在一個(gè)實(shí)施方案中，硅化合物占所述冬季沉積物隔離組合物總重量的約0.01％-約10％。在另一個(gè)實(shí)施方案中，硅化合物占所述冬季沉積物隔離組合物總重量的約0.5％-約4％。在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，硅化合物占所述冬季沉積物隔離組合物總重量的約0.5％-約2％。
在一個(gè)實(shí)施方案中，活性硅烷占所述硅化合物總重量的0-100％。在另一個(gè)實(shí)施方案中，聚環(huán)氧烷聚硅氧烷占所述硅化合物總重量的0-100％。在另一個(gè)實(shí)施方案中，活性硅烷占所述硅化合物總重量的1-99％，聚環(huán)氧烷聚硅氧烷占所述硅化合物總重量的99-1％。在所公開(kāi)的冬季阻擋沉積物組合物的一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，本文所公開(kāi)的活性硅烷占所述硅化合物總重量的100％。
冬季沉積物隔離組合物還包含溶劑。
溶劑通常占所述冬季沉積物隔離組合物總重量的0-99.9％。在另一個(gè)實(shí)施方案中，溶劑通常占所述冬季沉積物隔離組合物總重量的10-90％。在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，溶劑通常占所述冬季沉積物隔離組合物總重量的60-80％。
合適的溶劑包括那些對(duì)硅化合物和任選的輔助劑化合物均為溶劑的物質(zhì)，如下所述。合適的溶劑的示例性的實(shí)例有水和一元醇(例如甲醇、乙醇、異丙醇)及其組合。在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，溶劑為水和一元醇的組合。在一個(gè)實(shí)施方案中，一元醇為甲醇。
如果使用水和一元醇的組合，可用的水量占所述冬季沉積物隔離組合物總重量的0-65％，而一元醇的用量占所述冬季沉積物隔離組合物總重量的100-35％。在一個(gè)實(shí)施方案中，水的用量通常占所述冬季沉積物隔離組合物總重量的0-20％，而一元醇的用量占所述冬季沉積物隔離組合物總重量的50-70％。在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，水的用量通常占所述冬季沉積物隔離組合物總重量的5-15％，而一元醇的用量占所述冬季沉積物隔離組合物總重量的55-65％。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述冬季沉積物隔離組合物還任選包含輔助劑組分。本文使用的術(shù)語(yǔ)“輔助劑組分”是指有助于硅化合物(特別是上述活性硅烷)防止成霜效果的化合物或材料。輔助劑化合物的協(xié)助作用可為與活性硅烷的協(xié)同效果或附加效果，例如降低整個(gè)冬季沉積物隔離組合物的冰點(diǎn)的材料。
合適的任選的輔助劑組分的示例性的實(shí)例有硅油、多元醇例如二元醇、氟化的聚醚二醇或包含一種或多種上述輔助劑化合物的組合。
在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，輔助劑組分可為粘度小于或等于約5000厘沲的低粘度組分。這種低粘度組分的示例性的實(shí)例有硅油和二元醇。
本文使用的術(shù)語(yǔ)“硅油”是指含有-(SiO-)n骨架，僅用甲基滿(mǎn)足化合價(jià)的分子。
合適的二元醇的實(shí)例有乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，2-戊二醇、1，3-戊二醇、1，4-戊二醇、1，5-戊二醇、1，6-戊二醇、新戊二醇、己二醇等和包含一種或多種上述二元醇的組合。
可使用氧雜環(huán)丁烷化學(xué)制備合適的氟化的聚醚二醇，得自O(shè)mnova Solutions Inc.，商品名為PolyFox，包括PolyFox6320、6520、636、656和包含一種或多種上述氟化的聚醚二醇的組合。
在一個(gè)實(shí)施方案中，所述任選的輔助劑化合物占所述冬季沉積物隔離組合物總重量的約0％-約50％。在另一個(gè)實(shí)施方案中，輔助劑化合物占所述冬季沉積物隔離組合物總重量的約1％-約40％。在另一個(gè)實(shí)施方案中，輔助劑化合物占所述冬季沉積物隔離組合物總重量的約25％-約35％。
當(dāng)輔助劑化合物為硅油時(shí)，硅油可例如占所述風(fēng)擋處理組合物總重量的約1％-約5％。當(dāng)輔助劑化合物為二元醇時(shí)，二元醇可例如占所述風(fēng)擋處理組合物總重量的約1％-約40％。
所述冬季沉積物隔離組合物還可任選包含濕潤(rùn)劑。本文使用的術(shù)語(yǔ)“濕潤(rùn)劑”是指吸濕和水溶的材料或化合物，且比活性硅烷、溶劑和/或任何任選的輔助劑的揮發(fā)性差。在一個(gè)實(shí)施方案中，濕潤(rùn)劑比任何任選的輔助劑的揮發(fā)性差。應(yīng)理解的是，在某些情況下，化合物可同時(shí)用作濕潤(rùn)劑和任選的輔助劑。但是，在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，所公開(kāi)的隔離組合物包含用作濕潤(rùn)劑的第一化合物和用作輔助劑的第二化合物，其中所述第一和第二化合物不同。
合適的濕潤(rùn)劑的示例性的實(shí)例有多元醇(polyol)，例如多元醇(polyalcohol)。合適的實(shí)例包括甘油、山梨糖醇等及其組合。在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，濕潤(rùn)劑為山梨糖醇。
任選的濕潤(rùn)劑的用量可占所述冬季沉積物隔離組合物總重量的約0-1％。在另一個(gè)實(shí)施方案中，濕潤(rùn)劑的用量可占所述冬季沉積物隔離組合物總重量的0.1-0.9％。在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，濕潤(rùn)劑的用量占所述冬季沉積物隔離組合物總重量的0.2-0.4％。
所述冬季沉積物隔離組合物還可包含其他組分，例如緩沖劑以及惰性組分，例如著色劑，如染料和顏料等。
如果需要，可調(diào)節(jié)風(fēng)擋處理組合物的pH。不希望束縛于理論，但認(rèn)為活性硅烷的水解例如與pH有關(guān)，最佳pH為約3-約8。風(fēng)擋處理組合物的pH可為約4-約6，或約5。
因此、風(fēng)擋處理組合物還可任選包含緩沖劑。合適的緩沖劑的實(shí)例有有機(jī)和無(wú)機(jī)酸和堿(包括其鹽)，例如碳酸、磷酸、硫酸、氫硫酸、C1-C6有機(jī)-、單-或多-羧酸或C2-C30亞烷基亞氨基多羧酸、氨、C1-C30有機(jī)堿的單-或多-堿金屬、堿土金屬或胺鹽或包含一種或多種上述緩沖劑的組合。示例性的緩沖劑包括碳酸氫鈉、碳酸鈉、氫氧化銨、碳酸銨、硼酸鈉、磷酸單鈉、磷酸二鈉、磷酸三鈉、磷酸單鉀、磷酸二鉀、磷酸三鉀、磷酸鈉銨、硫酸單鈉、硫酸二鈉、乙酸、乙酸鈉、乙酸鉀、乙酸銨、乙酸鈣、甲酸鈉、硫化單鈉、硫化二鈉、氨、單乙胺、二乙胺、三乙胺、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺四乙酸鈉鹽(E.D.T.A.鈉)、吡啶、苯胺、硅酸鈉和包含一種或多種上述緩沖劑的組合。
可根據(jù)已知的風(fēng)擋組合物制備技術(shù)，通過(guò)混合上述各組分制備所公開(kāi)的冬季沉積物隔離組合物。在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，含硅化合物與一種或多種一元醇混合，隨后與水混合。
所公開(kāi)同時(shí)防止風(fēng)擋成霜和便于除去風(fēng)擋的冬季沉積物的方法包括向風(fēng)擋涂覆所公開(kāi)的冬季沉積物隔離組合物。涂覆所公開(kāi)的冬季沉積物隔離組合物的步驟可以任何能在風(fēng)擋上提供冬季沉積物阻擋物的連續(xù)薄膜的任何方式進(jìn)行。
合適的涂覆方法的示例性的實(shí)例有噴涂、輥涂、擦涂、傾涂及其組合。噴涂的示例性的實(shí)例有例如通過(guò)觸發(fā)噴霧器、加壓或氣溶膠噴霧器或汽車(chē)的風(fēng)擋洗滌劑儲(chǔ)罐涂覆?？墒謩?dòng)或自動(dòng)使用飽和輥完成輥涂，例如用于涂覆涂料?？墒謩?dòng)或自動(dòng)使用簡(jiǎn)單的布或紙完成擦涂。組合涂覆的實(shí)例為汽車(chē)風(fēng)擋洗滌劑儲(chǔ)罐與風(fēng)擋雨刷結(jié)合使用。
在一個(gè)實(shí)施方案中，涂覆后，已涂覆的冬季沉積物阻擋物不做額外的運(yùn)動(dòng)或行為。也就是說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施方案中，在汽車(chē)停止和靜止?fàn)顟B(tài)下涂覆冬季沉積物阻擋物。在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，可在已知可聚積霜的時(shí)間之前馬上涂覆冬季沉積物阻擋物。例如，在一個(gè)特別的示例性的實(shí)施方案中，當(dāng)汽車(chē)停放過(guò)夜或當(dāng)汽車(chē)數(shù)小時(shí)不用且暴露于形成霜的條件下時(shí)涂覆冬季沉積物阻擋物。
此外，所公開(kāi)的方法的特征為不必進(jìn)行現(xiàn)有技術(shù)所需的某些步驟。在一個(gè)實(shí)施方案中，所公開(kāi)的方法不需要任何預(yù)清潔或預(yù)處理風(fēng)擋。在另一個(gè)實(shí)施方案中，所公開(kāi)的方法不需要涂覆固化刺激物(curing stimulus)，包括但不局限于高溫和/或電磁能量。在另一個(gè)實(shí)施方案中，所公開(kāi)的方法的特征為無(wú)需任何后涂覆步驟，例如擦、沖洗、拋光、清潔、除去等。應(yīng)理解的是，前面句子中使用的術(shù)語(yǔ)“清潔或除去”不包括由于除去冬季沉積物引起的任何偶然地除去已涂覆的冬季沉積物隔離組合物。在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，所公開(kāi)的方法的特征為無(wú)需任何后涂覆處理，例如涂覆用來(lái)與已涂覆的冬季沉積物隔離組合物粘合的其他涂料、蠟等。
實(shí)施例實(shí)施例1-6風(fēng)擋處理組合物在以下的實(shí)施例中，將表1所示量的各組分混合。在實(shí)施例5和6中，通過(guò)加入乙酸將pH調(diào)節(jié)至約5。在英國(guó)的冬季環(huán)境條件下(開(kāi)始為約20，過(guò)夜降至約0)，使用觸發(fā)噴霧器將組合物涂覆于汽車(chē)風(fēng)擋上并放置過(guò)夜。在對(duì)照風(fēng)擋上不使用風(fēng)擋處理組合物，過(guò)夜形成硬的霜。使用風(fēng)擋處理組合物在風(fēng)擋上的霜與未經(jīng)處理的對(duì)照風(fēng)擋進(jìn)行比較。
表1
如該表所示，用所公開(kāi)的風(fēng)擋處理組合物處理的所有的風(fēng)擋比未經(jīng)處理的風(fēng)擋更易除去霜。此外，組合物5和6在風(fēng)擋上的霜還比對(duì)照物少。這些組合物可特別有利地減少風(fēng)擋上的冰和霜，與未經(jīng)處理的風(fēng)擋相比，更易除去冰和霜。
實(shí)施例7-8其他風(fēng)擋處理組合物制備包含丙二醇作為輔助劑化合物的其他風(fēng)擋處理組合物。
如該表所示，用所公開(kāi)的風(fēng)擋處理組合物處理的所有的風(fēng)擋比未經(jīng)處理的風(fēng)擋易除去霜和霜較少。這些組合物可特別有利地減少風(fēng)擋上的雪、冰和/或霜，與未經(jīng)處理的風(fēng)擋相比，更易除去冰和霜。所述組合物可減少使用洗滌劑流體，還可節(jié)省消費(fèi)者必須在寒冷的早晨從風(fēng)擋上刮冰的時(shí)間。上述實(shí)施例說(shuō)明，使用所公開(kāi)的組合物和/或方法可降低任何聚積的冬季沉積物與風(fēng)擋的粘附程度。因此，使用所公開(kāi)的方法和/或組合物便于從經(jīng)過(guò)處理的風(fēng)擋除去聚積的冬季沉積物。也就是說(shuō)，變得更容易從經(jīng)過(guò)處理的風(fēng)擋上刮、沖洗、擦和/或刷冬季沉積物。
本文所公開(kāi)的所有的范圍包括端點(diǎn)并可組合。本文中術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等不表示任何順序、數(shù)量或重要性，而是用于區(qū)別一個(gè)要素與另一個(gè)要素，本文中術(shù)語(yǔ)“一個(gè)”不表示限制數(shù)量，而是說(shuō)明存在至少一種引用的項(xiàng)目。
雖然參考優(yōu)選的實(shí)施方案描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可進(jìn)行各種變化，并且各等價(jià)物可替代各元素。此外，在不脫離本發(fā)明的基本范圍的情況下可進(jìn)行許多變化，使具體的情況或材料適應(yīng)本發(fā)明的教導(dǎo)。因此，本發(fā)明不局限于作為實(shí)施本發(fā)明的最佳方式所公開(kāi)的具體的實(shí)施方案，而是本發(fā)明包括在附加的權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)的所有的實(shí)施方案。
權(quán)利要求
1.一種冬季沉積物隔離組合物，所述組合物包含活性硅烷和溶劑，其中所述活性硅烷為下述化合物中的至少一種具有下式結(jié)構(gòu)的鹵代硅烷XnSiR4-n1(I)其中n為1-3的數(shù)，R1為直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基，X為F、Cl、Br或I；具有下式結(jié)構(gòu)的烷氧基硅烷或氨基硅烷 其中所述烷氧基硅烷或氨基硅烷不包含Si-Si鍵；各R2-R5可相同或不同；至少兩個(gè)R2-R5為式OR6或NR7R8；剩余的R2-R5獨(dú)立為可任選包含非硅的雜原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；R6可為可任選包含非硅的雜原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；R7和R8可相同或不同，可為氫或可任選包含非硅的雜原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；具有下式結(jié)構(gòu)的化合物(R6)3Si-R7-Si(R8)3(III)其中R6和R8獨(dú)立為鹵素或直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷氧基，R7為可任選包含非硅的雜原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；或包含一種或多種上述活性硅烷的組合。
2.權(quán)利要求1的冬季沉積物隔離組合物，其中所述活性硅烷包括至少一種選自以下的烷氧基硅烷正十八烷基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷或包含一種或多種上述烷氧基硅烷的組合。
3.權(quán)利要求1的冬季沉積物隔離組合物，所述組合物包含占所述冬季沉積物隔離組合物總重量的約0.01％-約10％的活性硅烷和為硅油、二元醇、氟化的聚醚二醇中的至少一種或包含一種或多種上述輔助劑化合物的組合的輔助劑。
4.權(quán)利要求1的冬季沉積物隔離組合物，所述組合物包含占所述冬季沉積物隔離組合物總重量的約0.01％-約10％的活性硅烷和約1％-約5％的硅油。
5.權(quán)利要求1的冬季沉積物隔離組合物，所述組合物包含占所述冬季沉積物隔離組合物總重量的約0.01％-約10％的活性硅烷和約1％-約40％重量的二元醇或氟化的聚醚二醇。
6.權(quán)利要求1的冬季沉積物隔離組合物，其中所述冬季沉積物隔離組合物還包含pH緩沖劑。
7.權(quán)利要求6的冬季沉積物隔離組合物，其中所述冬季沉積物隔離組合物的pH為約3-約8。
8.權(quán)利要求1的冬季沉積物隔離組合物，其中所述溶劑包括水、甲醇、乙醇、異丙醇或包含一種或多種上述溶劑的組合。
9.權(quán)利要求5的冬季沉積物隔離組合物，其中所述二元醇包括丙二醇。
10.權(quán)利要求1的冬季沉積物隔離組合物，所述組合物還包含聚環(huán)氧烷聚硅氧烷。
11.一種冬季沉積物隔離組合物，所述組合物包含占所述冬季沉積物隔離組合物總重量的約5-15％的水、約55-65％的一元醇、約25-35％的輔助劑化合物、約0.5-2.0％的活性硅烷和約0.2-0.4％的濕潤(rùn)劑。
12.一種冬季沉積物隔離組合物，所述組合物包含基本由聚環(huán)氧烷聚硅氧烷組成的含硅化合物；溶劑；和任選的輔助劑化合物、濕潤(rùn)劑或包含一種或多種上述化合物的組合。
13.權(quán)利要求12的冬季沉積物隔離組合物，所述組合物還包含輔助劑化合物，其中所述輔助劑化合物為硅油、二元醇、氟化的聚醚二醇中的至少一種或包含一種或多種上述輔助劑化合物的組合。
14.權(quán)利要求13的冬季沉積物隔離組合物，所述組合物包含占所述風(fēng)擋處理組合物總重量的約0.1％-約10％的聚環(huán)氧烷聚硅氧烷和約1％-約40％的輔助劑。
15.權(quán)利要求13的冬季沉積物隔離組合物，其中所述輔助劑化合物包括二元醇，所述溶劑不包括醇。
16.一種防止風(fēng)擋成霜和便于除去風(fēng)擋的冬季沉積物的方法，所述方法包括向風(fēng)擋涂覆權(quán)利要求1的冬季沉積物隔離組合物。
17.一種防止風(fēng)擋成霜和便于除去風(fēng)擋的冬季沉積物的方法，所述方法包括向風(fēng)擋涂覆權(quán)利要求12的冬季沉積物隔離組合物。
18.一種防止風(fēng)擋成霜和便于除去風(fēng)擋的冬季沉積物的方法，所述方法包括向風(fēng)擋涂覆冬季沉積物隔離組合物，所述組合物包含溶劑和含硅化合物，所述含硅化合物包括活性硅烷、聚環(huán)氧烷聚硅氧烷中的至少一種或至少一種上述化合物的組合，其中所述活性硅烷為下面化合物中的至少一種具有下式結(jié)構(gòu)的鹵代硅烷XnSiR4-n1(I)其中n為1-3的數(shù)，R1為直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基，X為F、Cl、Br或I；具有下式結(jié)構(gòu)的烷氧基硅烷或氨基硅烷 其中所述烷氧基硅烷或氨基硅烷不包含Si-Si鍵；各R2-R5可相同或不同；至少兩個(gè)R2-R5為式OR6或NR7R8；剩余的R2-R5獨(dú)立為可任選包含非硅的雜原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；R6可為可任選包含非硅的雜原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；R7和R8可相同或不同，可為氫或可任選包含非硅的雜原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；具有下式結(jié)構(gòu)的化合物(R6)3Si-R7-Si(R8)3(III)其中R6和R8獨(dú)立為鹵素或直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷氧基，R7為可任選包含非硅的雜原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C6-C36芳基、烷芳基或芳烷基；或包含一種或多種上述活性硅烷的組合。
19.權(quán)利要求18的方法，其中所述冬季沉積物隔離組合物還包含為硅油、二元醇、氟化的聚醚二醇中的至少一種或包含一種或多種上述化合物的組合的輔助劑化合物；以及溶劑。
20.權(quán)利要求18的方法，其中所述冬季沉積物隔離組合物由占所述冬季沉積物隔離組合物總重量的約5-15％的水、約55-65％的一元醇、約25-35％的輔助劑化合物、約0.5-2.0％的活性硅烷和約0.2-0.4％的濕潤(rùn)劑組成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種防止風(fēng)擋成霜和便于除去風(fēng)擋的冬季沉積物的方法，所述方法包括向風(fēng)擋涂覆冬季沉積物隔離組合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述隔離組合物包含溶劑和含硅化合物，所述含硅化合物包括至少一種活性硅烷、聚環(huán)氧烷聚硅氧烷或至少一種上述化合物的組合，其中所述活性硅烷為至少一種具有式(I)結(jié)構(gòu)的鹵代硅烷；具有式(II)結(jié)構(gòu)的烷氧基硅烷或氨基硅烷；具有式(III)結(jié)構(gòu)的化合物；或包含一種或多種上述活性硅烷的組合。在另一個(gè)實(shí)施方案中，所公開(kāi)的冬季沉積物隔離組合物包含活性硅烷和溶劑，其中所述活性硅烷如上所述。
文檔編號(hào)C03C17/30GK101040026SQ200580034779
公開(kāi)日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2005年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月16日
發(fā)明者L·A·加拉赫爾, R·A·馬沙爾, M·V·亞歷山大 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司