專利名稱：乳液和拒水組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包含碳氟硅烷或其水解產(chǎn)物的乳液組合物以及用它生產(chǎn)的涂料組合物。
背景技術(shù)：
以往曾公開過可在基材表面提供拒水特性的某種含硅烷水乳液。例如參見美國專利4,648,904、4,757,106、4,990,377、5,196,054、5,550,184和5,664,014；歐洲專利0 748 357和日本公開的專利申請?zhí)柶?1(1999)-181355。
例如，美國專利5,550,184公開，通過在水中、高HLB值乳化劑存在下乳化一種可水解烷氧基硅烷以便同時使該可水解烷氧基硅烷保持在基本完全可水解狀態(tài)，所生產(chǎn)的反應(yīng)性水解硅烷乳液。該乳液可在基材表面產(chǎn)生提供拒水特性的耐久涂層。
日本公開的專利申請?zhí)柶?1(1999)-181355公開一種包含特定類型硅烷水解產(chǎn)物、特定類型硅酸酯物質(zhì)和表面活性劑的乳液。然而，該乳液要求將pH值調(diào)節(jié)到堿性區(qū)，才能表現(xiàn)出拒水和耐熱特性。
因此，若能開發(fā)出一種新乳液或含該乳液的涂料，它們不要求此種堿性pH調(diào)節(jié)便可表現(xiàn)出所要求的耐熱和拒水性能，那將是可心的。
另外，雖然這些乳液表現(xiàn)出拒水特性，但它們不具有拒油性能。例如，烘爐、爐灶或烤箱的玻璃窗可涂以由具有高溫下優(yōu)良拒水性的乳液形成的層，但是它的抗油漬能力仍然很差。因此，若能開發(fā)一種既顯示拒水性又表現(xiàn)出拒油性的乳液，則對于各種各樣用途來說也將是非常可心的。
因此，希望開發(fā)一種新乳液或包含該乳液的涂料，它不要求堿性pH調(diào)節(jié)，或者不需要上面公開的金屬氫氧化物或化學(xué)品便可顯示所要求的耐熱和拒水性能。
另外，雖然這些乳液顯示拒水特性，但它們不具有拒油性能。例如，烘爐、爐灶或烤箱的玻璃窗可涂以由具有高溫下優(yōu)良拒水性的乳液形成的層，但是它的抗油漬能力仍然很差。因此，若能開發(fā)一種既顯示拒水性又表現(xiàn)出拒油性的乳液，則對于各種各樣用途來說也將是非?？尚牡?。
發(fā)明概述一種組合物包含碳氟硅烷或其水解產(chǎn)物、表面活性劑、可聚合含硅化合物以及催化劑。
發(fā)明詳述碳氟硅烷通常包含至少一種可水解碳氟硅烷，并可用Rf-(CH2)p-Si{-(O-CH2CH2)n-OR’}3代表，其中Rf可以是一個或多個C3-18全氟烷基基團，每個R’可相同或不同并且獨立地是C1-3烷基基團或其組合，p＝2～4，并且n＝2～10)。優(yōu)選的Rf是8～18個碳原子的混合全氟烷基基團。
碳氟硅烷的例子包括但不限于，全氟烷基乙基三(2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基)硅烷，若n是2；以及(2-(2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基)乙氧基)硅烷，若n是3；以及它們的組合。此種碳氟硅烷或者有市售供應(yīng)，或者可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何手段制備，正如《Kir-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology(化學(xué)工藝大全)》第三版，卷20所公開的。例如，該碳氟化合物可由US 5,550,184公開的方法生產(chǎn)，在此將其公開的內(nèi)容收作參考。
任何表面活性劑，只要能乳化碳氟硅烷的水解產(chǎn)物，均可使用。該表面活性劑通常是HLB值高到足以抑制碳氟硅烷水解產(chǎn)物自行縮合的(Self-condensation)表面活性劑。術(shù)語“HLB”是指由ICIAmerica′s，Inc.(Wilmington，特拉華)；Adamson，A.W.，“表面物理化學(xué)”第四版，John Wiley & Sons，紐約，1982)公布的HLB系統(tǒng)。該表面活性劑可以是陰離子、陽離子、非離子、兩性或其組合。優(yōu)選的表面活性劑是HLB值大于12，更優(yōu)選大于16的那些。一般而言，表面活性劑的HLB值越低，該表面活性劑穩(wěn)定乳液所要求的用量就越大。二或更多種彼此混溶的表面活性劑通常也可組合或混合使用，只要它們是HLB高到足以抑制碳氟硅烷水解產(chǎn)物自行縮合的表面活性劑。
非離子表面活性劑的HLB值可根據(jù)公式，特別是在美國的Atlas公司(現(xiàn)在的ICI America公司)的Griffin提出的公式計算。然而，在陰離子類型或陽離子類型的情況下，通過計算來確定HLB值的方法迄今尚沒有。不過，注意到乳化特性的改變對HLB值的改變十分敏感這一事實，Atlas公司建立并發(fā)表了一種根據(jù)對標(biāo)準(zhǔn)油的乳化實驗來實驗確定HLB值的方法。Atlas以外的公司也建立了用于實驗確定HLB值的方法。然而，采用任何實驗方法都可證實，陰離子類型或陽離子類型的HLB值都大于16。
非離子表面活性劑的例子包括但不限于，R’f-CH2CH2-O-(CH2CH2O)11-H、C9H19-C6H4-O-(CH2CH2O)50-H、其他非離子表面活性劑及其組合。陽離子表面活性劑的例子包括但不限于R’f-CH2CH2SCH2CH(OH)CH2N(CH3)3+Cl-、其他陽離子表面活性劑及其組合。陰離子表面活性劑的例子包括但不限于，C12H25(OCH2CH2)4OSO3-NH4+、C12H27-C6H4-SO3-Na+、其他陰離子表面活性劑及其組合。在每一通式中，R’f是全氟烷基基團，通常具有約3～18個碳原子。優(yōu)選的表面活性劑是在分子鏈中具有聚乙二醇的非離子表面活性劑。
碳氟硅烷在水基乳劑中的含量可為約0.1wt％或更高，優(yōu)選約2～20wt％，最優(yōu)選7～15wt％，以乳液總重量為基準(zhǔn)。碳氟硅烷與表面活性劑的重量比可介于約1∶1～約10∶1，優(yōu)選約10∶2～約10∶5，更優(yōu)選10∶3。
任何可聚合、含硅化合物均可使用，只要它可與碳氟硅烷水解產(chǎn)物共聚，從而改善耐熱拒水特性、耐熱拒油特性或二者。合適的可聚合含硅化合物包括硅酸酯、有機硅烷或其組合。
合適的硅酸酯可具有通式Si-R4，其中R是選自O(shè)CH3、OCH2CH3、(OCH2CH2)mOCH3及其組合的一種或多種基團，其中m＝1～10，優(yōu)選1～3。由于Si-((OCH2CH2)mOCH3)4(m＝1～3)代表的硅酸酯可溶于水，因此它可在較短時間內(nèi)溶解在含碳氟硅烷水解產(chǎn)物的水基乳液中，其中Si-((OCH2CH2)2OCH3)4代表的硅酸酯是目前優(yōu)選的。
硅酸酯與碳氟硅烷的摩爾比可介于約0.3∶1～約10∶1，優(yōu)選0.3∶1～5∶1，最優(yōu)選0.4∶1～2∶1。合適的有機硅烷包括通式R2qSi(OR3)4-q的有機烷氧基硅烷，其中每個R2可獨立地是1～約10個碳原子的烷基基團；每個R3可相同或不同且每個獨立地是1～約3個碳原子的烷基基團；q＝1～3。合適的有機硅烷的例子包括但不限于，甲氧基硅烷、乙氧基硅烷、丙氧基硅烷以及它們的組合。
有機烷氧基硅烷與碳氟硅烷的摩爾比可介于約0.3∶1～約10∶1，優(yōu)選0.3∶1～5∶1，最優(yōu)選0.4∶1～2∶1。
催化劑可以是酸或pH-調(diào)節(jié)劑。含水酸如磷酸、硼酸、鹽酸、硫酸、硝酸、乙酸、草酸或其組合，可作為酸用于該組合物。
目前優(yōu)選的催化劑，若使用硅酸酯作為含硅化合物的話，是磷酸、硼酸或其組合。
若有機硅烷用作含硅化合物，則上面公開的酸的水溶液或者堿性水溶液如氨、吡啶、氫氧化鈉或氫氧化鉀，可用作催化劑。磷酸水溶液尤其合適。
催化劑的用量通常是可產(chǎn)生具有所公開特性的乳液的有效數(shù)量。其量也可以為當(dāng)采用硅酸酯時，可將乳液的pH值調(diào)節(jié)到等于或小于4.5，優(yōu)選小于2.2，例如約2.0的用量，具體取決于催化劑。若使用有機硅烷，則不存在對pH的限制。然而，若要求較高的pH值的話，可使用堿水溶液將pH值調(diào)節(jié)到等于或高于7.0，尤其是7.0～12。
由該乳液組合物生產(chǎn)的涂層的耐熱拒水特性可通過將其pH值調(diào)節(jié)到堿性區(qū)，或者，若用硅酸酯作為含硅化合物，酸化到酸性區(qū)，采用例如，磷酸、硼酸或其組合，而得到有效的改善。
本發(fā)明乳液組合物可包含顏料、殺菌劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑或其他慣用添加劑，其用量以不影響乳液穩(wěn)定性和涂層的耐熱拒水特性為度。
任何本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法均可用于制備本發(fā)明乳液組合物。諸成分可按任意順序合在一起，生產(chǎn)出該組合物。
然而優(yōu)選的是，將表面活性劑溶解在水中，然后慢慢加入碳氟硅烷，以便使碳氟硅烷的自縮合受到抑制，碳氟硅烷的水解狀態(tài)得以維持，同時攪動，例如攪拌，加入所要求的任何添加劑、催化劑，最后加入可聚合含硅化合物。一般地，pH值不因含硅化合物的加入而受到顯著影響。該方法可最好地用于抑制碳氟硅烷的自縮合以及保持其水解狀態(tài)。
本發(fā)明的水性乳液可涂布到任何基材上。通過將該乳液涂布在基材表面隨后干燥，該基材可獲得拒水、拒油或既拒水又拒油的特性。適宜基材的例子包括但不限于，鋁、不銹鋼或其他金屬片材、玻璃、玻璃板、陶瓷磚、磚、混凝土、石頭、木材、磚石建筑、纖維、皮革、塑料或其他可在高溫條件下使用的基材。水性乳液在基材表面的涂布可采用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何方法實施，例如，浸涂、噴涂、旋涂法、輥涂法，或其他眾所周知的方法。浸涂法是優(yōu)選的，因為它不損害玻璃基材的透明性。
還可實施加熱以加速干燥過程。通常，干燥是在約100～350℃的溫度進行約5分鐘～24小時。
再有，本發(fā)明水性乳液涂布在基材上之前，可施涂一種硅(silicone)化合物，例如，二氧化硅，以形成底層或背層。通過將該乳液涂布在該層上面，耐熱拒水特性可長期保持。涂布該乳液組合物以后的基材，需要的話，可在它干燥后用水洗滌以除掉殘余表面活性劑。
實施例提供下面的實施例旨在說明本發(fā)明，不應(yīng)不當(dāng)?shù)叵拗票景l(fā)明的范圍。
下面的應(yīng)用實例和對比例中使用的成分如下碳氟硅烷是由Rf-(CH2)2-Si{-(O-CH2CH2)2-OCH3}3代表的全氟烷基硅烷，其中Rf是F(CH2)kCH2CH2(k＝6，1～2wt％；k＝8，62～64wt％；k＝10，23～30wt％；以及k＝12～18，2～6wt％)。表面活性劑是由Rf’-CH2CH2-O-(CH2CH2O)11-H代表的非離子表面活性劑，其中Rf’是3～18個碳原子的全氟烷基基團，由杜邦公司(Wilmington，特拉華)獲得。硅酸酯是四[2-(2-甲氧基乙氧基)乙基]硅酸酯(Si(DEGM)4)。采用下列通式(CH3)Si(OCH3)3的有機烷氧基硅烷(有機甲氧基硅烷)。這些化學(xué)品是由Kanto化學(xué)公司(日本)獲得的。
應(yīng)用實例1非離子表面活性劑按照每100重量份碳氟硅烷30重量份的用量溶解在水中形成一種混合物。碳氟硅烷按照以水性乳液總重量為基準(zhǔn)10wt％的用量慢慢加入(2.1kg在30min時間內(nèi)加入)到該混合物中，其間利用機械攪拌器攪拌。碳氟硅烷的自縮合受到抑制，并且水解狀態(tài)得以保持。在乳液pH值以pH計測定的同時，加入磷酸。當(dāng)pH值達(dá)到2.0時，停止磷酸的加入。加入Si(DEGM)4，使得Si(DEGM)4對碳氟硅烷的摩爾比保持為0.45，結(jié)果獲得一種水性乳液。
然后，水性乳液在攪拌2～4h后，涂布在鋁板(JIS 1100，2.5cm×5.0cm，厚1mm)上，便制成試樣。
該水性乳液是采用浸涂法涂布的。浸涂過程是，將試樣以300mm/min的速度下降到水性乳液中，將其在此種狀態(tài)保持5min，然后將它以50mm/min的速度抬起。涂布完成后在200℃的烘爐內(nèi)干燥60min。
將一滴純水(2μL)滴落在試樣的涂層表面上。用接觸角測試儀(Kyowa界面科學(xué)，日本)測定接觸角。結(jié)果載于表1。
試樣放在375℃的爐內(nèi)。經(jīng)過表1所示時間后，測定接觸角并示于表1。
應(yīng)用實例2在應(yīng)用實例2中，制備包含與應(yīng)用實例1中相同組成的碳氟硅烷水解產(chǎn)物的水性乳液，不同的是用硼酸代替磷酸，以及pH值是4.0。制備試樣并實施同樣的拒水試驗。接觸角測定結(jié)果載于表1。
對比例1～5在對比例1～5中，如同應(yīng)用實例1那樣制備含有的水性乳液，不同的是，分別用鹽酸、硫酸、硝酸、乙酸和甲酸代替磷酸來調(diào)節(jié)pH值到2.0。制備試樣并實施同樣的拒水試驗。結(jié)果載于表1。
對比例6～9在對比例6～9中，如同應(yīng)用實例1那樣制備水性乳液，不同的是，分別用(表1)氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀和吡啶代替磷酸來調(diào)節(jié)pH值到8～11。制備試樣并實施同樣的拒水試驗。結(jié)果載于表1。
表1a

a使用的縮寫是app，應(yīng)用實例；Com，對比例；PA，磷酸；HA，鹽酸；BA，硼酸；HA，鹽酸；AA，乙酸；FA，甲酸；AH，氫氧化銨水溶液；SH，氫氧化鈉水溶液；PH，氫氧化鉀水溶液；Py，吡啶；pH劑，表示用于調(diào)節(jié)乳液pH的酸或堿；最終pH表示乳液的最終pH；IWRP代表初始拒水角(°)；WRA-15代表375℃下15h后的拒水角(°)；WRA-20代表375℃下20h后的拒水角(°)；WRA-40代表375℃下40h后的拒水角(°)。
比較應(yīng)用實例1～2與對比例1～5，在所有樣品中均獲得了具有優(yōu)異拒水特性的涂層。然而，當(dāng)用磷酸或硼酸將乳液調(diào)節(jié)到酸性區(qū)時，在375℃下老化15h后涂層表面的拒水角數(shù)值與老化前相同或更高。這表明，涂層不僅具有拒水特性，而且具有耐熱、拒水特性。
比較應(yīng)用實例1～2與對比例6～9，那些調(diào)節(jié)到酸性區(qū)或堿性區(qū)的乳液獲得了具有優(yōu)異耐熱拒水特性的涂層。然而，倘若使用磷酸或硼酸的話，涂層表面的拒水角數(shù)值即便在375℃下經(jīng)過20或40h后仍大于100°?？墒?，采用堿溶液作為催化劑的那些則具有低于100的數(shù)值。換句話說，含磷酸或硼酸的涂層的耐熱拒水特性具有好于含堿性pH-調(diào)節(jié)劑的那些的耐久性。結(jié)果還表明，本發(fā)明水性乳液涂布所形成的涂層在高溫條件下長期保持優(yōu)異拒水特性。
應(yīng)用實例3～5表面活性劑(30重量份每100重量份碳氟硅烷)溶解在水中。慢慢加入表2所示碳氟硅烷(占整個水乳液重量的10wt％)，其間利用傳統(tǒng)攪拌方法維持?jǐn)嚢瑁砸种铺挤柰榈淖钥s合，并保持碳氟硅烷處于水解狀態(tài)。在采用pH計測定乳液pH值的同時，加入表2所示酸或pH-調(diào)節(jié)劑。當(dāng)達(dá)到表2所示最終pH值時，停止加入。加入(CH3)Si(OCH3)3，直至獲得0.45的(CH3)Si(OCH3)3與碳氟硅烷摩爾比，結(jié)果制成乳液。
水乳液攪拌2～4h后，將其涂布在玻璃板(2.5cm×5.0cm，厚3mm)表面形成涂層，從而制成試樣。
該水性乳液是采用浸涂法涂布的。浸涂過程是，將試樣以300mm/min的速度下降到水性乳液中，將其在此種狀態(tài)保持5min，然后將它以50mm/min的速度抬起。涂布完成后將其放在200℃的烘爐內(nèi)干燥60min，從而制成試樣。
純水(2μL)滴落在試樣的涂層表面上。用接觸角測試儀(KyowaKaimen Kagaku，日本)測定接觸角。結(jié)果載于表2。
將烹飪油(10mg)噴涂在試樣的涂層表面，隨后在250℃烘烤60min。用紗布盡力抹去燒焦的油漬5次，然后用肉眼觀察看看有多少燒焦油漬被除掉。結(jié)果載于表2。
對比例10～11在對比例1和2中，制備組成與應(yīng)用實例3中獲得的水乳液相同的含碳氟硅烷水解產(chǎn)物水乳液并制備試樣，不同的是，使用四(2-(2-甲氧基乙氧基)乙基)硅酸酯(Si(DEGM)4)。進行同樣的拒水試驗和抗油漬試驗。結(jié)果載于表2。
對比例12在對比例12中，進行與應(yīng)用實例3同樣的拒水試驗和同樣的抗油漬試驗。結(jié)果載于表2。
對比例13～14制備組成與應(yīng)用實例3相同的含碳氟硅烷水解產(chǎn)物的水乳液，不同的是，在對比例13中未使用催化劑，并且采用(Si(DEGM)4)代替有機甲氧基硅烷。進行拒水和抗油漬試驗。結(jié)果載于表2。
在對比例14中，制備組成與應(yīng)用實例3相似的含碳氟硅烷水解產(chǎn)物的水乳液，不同的是，未使用催化劑。進行拒水和抗油漬試驗。結(jié)果載于表2。
表2a

a縮寫參見表1的注釋。在表1中未列出的是Si，硅化合物的類型；OMS，有機甲氧基硅烷；SiD，Si(DEGM)4；Am，氨；-，不存在或未測定；PCA，一次接觸角(°)；以及IDRBS，油漬去除程度(Comp，油漬幾乎完全除掉；CompE，油漬基本完全除掉；SR，油漬仍有；none，油漬未被除掉)。
在應(yīng)用實例3中，僅有非常少量的油殘留在玻璃表面，但通過擦拭，所有的油都可輕易地和幾乎完全地除掉。在應(yīng)用實例4中，油的擦拭去除比應(yīng)用實例3困難，但幾乎所有的燒焦油漬都可除掉。在應(yīng)用實例5中，油漬可輕易地和幾乎完全地除掉。
在對比例12中，沒有燒焦油漬能夠通過擦拭涂布的玻璃表面而除掉。油展布并保留在用含硅酸酯的產(chǎn)品獲得的對比例10、11和13的中的玻璃表面上。在用不含pH-調(diào)節(jié)劑，而含有機甲氧基硅烷的產(chǎn)物獲得的對比例14中，油展布并保留。
上述結(jié)果表明，用包含有機甲氧基硅烷或硅酸酯的組合物涂布的層表面表現(xiàn)出良好拒水性?？褂蜐n性通過采用有機甲氧基硅烷配合酸或pH-調(diào)節(jié)劑獲得了相當(dāng)大的改善。采用磷酸，進一步改善了抗油漬。
應(yīng)用實例6～7制備與應(yīng)用實例3相同的水乳液并將其施涂在玻璃板(2.5cm×5.0cm，厚3mm)形成涂層，從而制成試樣。
純水(2μL)滴落在試樣的涂層表面上。用接觸角測試儀(KyowaKaimen Kagaku，日本)測定接觸角。結(jié)果載于表3。
每個試樣放在330℃的烘爐內(nèi)，經(jīng)過6h和10h老化后按類似方法測定接觸角。結(jié)果載于表3。
對比例15～17以與應(yīng)用實例3相同的方法制備水乳液，不同的是用表3所示二氧化硅化合物替代有機甲氧基硅烷。將其施涂在玻璃板(2.5cm×5.0cm，厚3mm)形成涂層，從而制成每種試樣。在每個試樣上按類似于應(yīng)用實例6那樣測定接觸角。結(jié)果載于表3。
表3a

a參見表1和2的注釋。在表2中未給出的是EpS，環(huán)氧硅烷；AS，氨基硅烷；ECS，環(huán)氧環(huán)己基硅烷；PWRA，一次拒水角(°)；WRA-6，在330℃經(jīng)過6h后的拒水角(°)；WRA-10，在330℃經(jīng)過10h后的拒水角(°)。
在應(yīng)用實例6中，在300℃經(jīng)過6h和10h后的涂層表面拒水角好于老化前的，這表明獲得了在高溫下具有良好拒水性能的涂層。
在對比例15～17中，通過采用有機甲氧基硅烷以外的硅化合物獲得類似于在應(yīng)用實例6中獲得的一次拒水角，并且獲得具有拒水性的涂層。然而，在330℃經(jīng)過10h后，每種的拒水角都降低了，即便采用磷酸，并且沒有一個涂層具有任何在高溫下的拒水性。
應(yīng)用實例7，其中采用如同應(yīng)用實例6那樣的含有機甲氧基硅烷的水乳液，顯示，涂層具有在高溫下的良好拒水性，盡管以鹽酸作為pH-調(diào)節(jié)劑。
應(yīng)用實例8制備類似于應(yīng)用實例3的水乳液并將其涂布在鋁板(JIS1100 2.5cm×5.0cm，厚1mm)，從而獲得試樣。
純水(2μL)滴落在試樣的涂層表面上。用接觸角測試儀(KyowaKaimen Kagaku，日本)測定接觸角。結(jié)果載于表4。
每種試樣放在370℃的烘爐內(nèi)，40h后，類似地測定接觸角。結(jié)果載于表4。
對比例18～21制取每種與應(yīng)用實例3相同的水乳液，不同的是采用表4所示硅化合物。將其涂布在鋁板(JIS1100 2.5cm×5.0cm，厚1mm)上，從而獲得試樣。如同應(yīng)用實例6那樣測定接觸角。結(jié)果載于表4。
表4a

a參見前面的注釋。
b溫度是370℃。
應(yīng)用實例8和對比例18～21具有大致相同的一次拒水角，表明每種涂層都具有良好拒水性。然而，對比例18～20中采用的是硅酸酯在370℃下經(jīng)過40h后其拒水角顯著變小，而應(yīng)用實例8在370℃經(jīng)過40h后具有105°的拒水角。該結(jié)果表明采用有機甲氧基硅烷可獲得具有高溫下良好拒水性和良好耐久性的涂層。
對比例21在370℃經(jīng)過40h后具有低得多的拒水角，表明即便采用有機甲氧基硅烷，若缺乏催化劑，仍然不能產(chǎn)生高溫下良好的拒水性。
以上結(jié)果說明，由含碳氟硅烷或其水解產(chǎn)物的水乳液生產(chǎn)的涂層顯示高溫下良好拒水性和良好抗油漬能力。通過施涂本發(fā)明水乳液所制備的涂布產(chǎn)品能有效地輕易去除油漬，并能在高溫下保持良好拒水性。
權(quán)利要求
1.一種包含碳氟硅烷或其水解產(chǎn)物、表面活性劑、可聚合含硅化合物以及催化劑的組合物，其中所述碳氟硅烷具有通式Rf-(CH2)p-Si{-(O-CH2CH2)n-OR’}3，Rf是C3-18全氟烷基基團或其組合，每個R’獨立地是C1-3烷基基團或其組合，p是2～4，包括2和4，并且n是2～10，包括2和10；所述含硅化合物選自硅酸酯、有機硅烷及其組合；且所述催化劑是磷酸、硼酸或其組合，若所述含硅化合物是所述硅酸酯的話。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中所述含硅化合物是具有通式Si-R4的硅酸酯，R選自O(shè)CH3、OCH2CH3、(OCH2CH2)mOCH3及其組合，且m是1～10，包括1和10。
3.權(quán)利要求1的組合物，其中所述含硅化合物是有機烷氧基硅烷，具有通式R2qSi(OR3)4-q，每個R2獨立地是1～10個碳原子的烷基基團，每個R3獨立地是1～約3個碳原子的烷基基團，且q是1～3，包括1和3。
4.權(quán)利要求1、2或3的組合物，其中所述碳氟硅烷選自全氟烷基乙基三(2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基)硅烷、(2-(2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基)乙氧基)硅烷，以及它們的組合。
5.權(quán)利要求1、2、3或4的組合物，其中表面活性劑具有大于12的HLB值。
6.權(quán)利要求5的組合物，其中表面活性劑具有大于16的HLB值。
7.權(quán)利要求5或6的組合物，其中表面活性劑選自R’f-CH2CH2-O-(CH2CH2O)11-H、C9H19-C6H4-O-(CH2CH2O)50-H、R’f-CH2CH2SCH2CH(OH)CH2N(CH3)3+Cl-、C12H25(OCH2CH2)4OSO3-NH4+、C12H27-C6H4-SO3-Na+及其組合，R’f是具有約3～18個碳原子的全氟烷基基團。
8.權(quán)利要求1、2、4、5、6或7的組合物，其中所述含硅化合物是Si-((OCH2CH2)2OCH3)4。
9.權(quán)利要求1、2、3、5、6或7的組合物，其中所述含硅化合物是有機甲氧基硅烷。
10.權(quán)利要求1、2、4、5、6、7或8的組合物，其中所述催化劑是選自磷酸、硼酸及其組合的酸。
11.權(quán)利要求1、2、3、5、6、7或9的組合物，其中所述催化劑選自磷酸、硼酸、鹽酸、硫酸、硝酸、乙酸、草酸、氨、吡啶、氫氧化鈉或氫氧化鉀及其組合。
12.一種方法，包括將表面活性劑溶解在水中生成表面活性劑-水混合物；將所述表面活性劑-水混合物與碳氟硅烷合在一起生成硅烷-表面活性劑混合物；將所述硅烷-表面活性劑混合物與催化劑合在一起生成調(diào)節(jié)過pH的混合物；以及將所述調(diào)節(jié)過pH的混合物與可聚合含硅化合物合并生成一種乳液，其中所述表面活性劑、所述碳氟硅烷、所述催化劑和所述含硅化合物是如以上任何一項權(quán)利要求中所述的。
13.一種包括令基材表面與一種組合物接觸的方法，其中所述組合物如權(quán)利要求1～11中任何一項所述，并且所述基材是金屬、玻璃、陶瓷磚、磚、混凝土、木材、磚石建筑，纖維、皮革、塑料或石頭。
全文摘要
提供一種具有高溫拒水性的組合物。本發(fā)明某些組合物還顯示高溫拒油性。該組合物包含碳氟硅烷或其水解產(chǎn)物、表面活性劑、可聚合含硅化合物以及催化劑。
文檔編號C09D4/00GK1434843SQ01809791
公開日2003年8月6日 申請日期2001年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月19日
發(fā)明者巖戶聰子, 賀來群雄 申請人:納幕爾杜邦公司