背景技術(shù)：
不銹鋼在商用廚房、家庭廚房、辦公樓、機場及其它各種公共空間中無所不在。設(shè)計用于不銹鋼表面的大部分清潔產(chǎn)品同時為清潔劑和拋光劑(包括礦物油與水的混合物或溶劑與礦物油的混合物)。這些產(chǎn)品中的油有助于掩蓋指紋，因為所應(yīng)用的礦物油能夠與指紋共混/覆蓋指紋。油層為基底提供有光澤的外觀。
利用這種清潔和拋光方法的不銹鋼產(chǎn)品通常存在許多缺點，包括：產(chǎn)生條痕(例如，難以獲得無條痕的光澤)；難以“定點清潔”表面的一部分(例如，用戶通常必須清潔整個區(qū)域以保持油層的均勻)；產(chǎn)品干燥緩慢，并且外觀在干燥過程中發(fā)生變化；容易吸附污垢(例如，涂油的表面容易聚集棉絨和灰塵)；油積聚(例如，留在表面上的礦物油可能積聚且難以去除)；以及無法除去洗手間中常見的頑固污漬。
因此，需要能夠涂覆(更具體地講，即保護)并任選地清潔和保護不銹鋼表面及其它金屬表面的組合物。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本公開解決了該挑戰(zhàn)。本公開涉及用于涂覆(更具體地講，即保護)并任選地清潔和保護金屬表面的組合物和方法，并且還涉及包含所得涂覆金屬表面的制品。
有利地，在某些實施方案中，本公開的組合物保護金屬表面，從而使它們更易于隨后的清潔。在某些實施方案中，本公開的組合物(在一個步驟中)清潔和保護金屬表面。該組合物包含硅酸鹽、非兩性離子型陰離子硅烷以及任選的兩性離子型硅烷。
在一個實施方案中，本公開提供含水涂料組合物，該含水涂料組合物包含：兩性離子型硅烷；大于0重量％且至多50重量％的硅酸鹽；非兩性離子型陰離子硅烷；和水；其中無論組合物為即用型組合物還是濃縮型組合物，硅酸鹽的重量百分比均基于組合物中一種或多種硅酸鹽加上一種或多種硅烷固體的總重量計。
在一個實施方案中，本公開提供保護金屬表面的方法，該方法包括：提供涂料組合物，如果為濃縮型組合物則任選地將涂料組合物稀釋為即用型組合物；將即用型組合物施加于金屬表面；以及使即用型組合物在金屬表面上干燥。該涂料組合物包含：大于0重量％且至多50重量％的硅酸鹽；非兩性離子型陰離子硅烷；和水；其中無論組合物為即用型組合物還是濃縮型組合物，硅酸鹽的重量百分比均基于組合物中一種或多種硅酸鹽加上一種或多種硅烷固體的總重量計。
在一個實施方案中，本公開提供清潔和保護其上具有污染物的金屬表面的方法，該方法包括：提供涂料組合物，如果為濃縮型組合物則任選地將涂料組合物稀釋為即用型組合物；在能夠有效去除金屬表面污染物的條件下(例如，此類條件包括擦拭、擦洗等)，將即用型組合物施加于金屬表面；以及使即用型組合物在金屬表面上干燥。該涂料組合物包含：大于0重量％且至多50重量％的硅酸鹽；非兩性離子型陰離子硅烷；表面活性劑；和水；其中無論組合物為即用型組合物還是濃縮型組合物，硅酸鹽的重量百分比均基于組合物中一種或多種硅酸鹽加上一種或多種硅烷固體的總重量計。
本公開還提供包括金屬表面的制品。
在一個實施方案中，制品包括其上具有根據(jù)本公開的涂料組合物的金屬表面。
在一個實施方案中，制品包括其上具有涂料的金屬表面，其中涂料通過本公開的方法施加。
在一個實施方案中，本公開提供具有包括硬化涂層的金屬表面的制品，其中硬化涂層為親水性的并且包含硅酸鹽和非兩性離子型陰離子硅烷；其中硬化涂層以締合形式附接到表面。
定義
本公開的涂料組合物可以為“即用型”或“濃縮型”。在本文中，“即用型”組合物是在涂覆或清潔表面之前無需稀釋的組合物。相比之下，“濃縮型”組合物是在涂覆或清潔表面之前需要稀釋的組合物。稀釋比通常為1:1至1:500，其中將1份濃縮物加入1份水(或500份水)中。
就組合物而言，“固體”或“總固體”是指固體的量，不包括液體載體，除非另外指明。
就涂層而言，“硬化”涂層是指去除水和任選的有機溶劑之后干燥的涂層。涂層的組分形成一種或多種硅烷和一種或多種硅酸鹽的網(wǎng)絡(luò)，硅烷和硅酸鹽通過化學(xué)和/或物理作用鍵合到一起，包括離子鍵合、氫鍵合和/或共價鍵合。
在本文中，“金屬表面”是指包括元素金屬或金屬合金的表面。該術(shù)語還包括此類元素金屬或合金的表面氧化物。該術(shù)語不包括體相氧化物，諸如氧化鋁、二氧化硅等。
就表面而言，“親水性”表面是指被水性溶液潤濕且未表現(xiàn)出該層是否吸收水性溶液的表面。根據(jù)astmd7334-08，其上的水滴或水性溶液滴顯示具有小于45°的前進水接觸角的表面稱為“親水性的”。疏水性表面具有90°或更大的水接觸角。
術(shù)語“包括”及其變型形式在說明書和權(quán)利要求中出現(xiàn)這些術(shù)語的地方不具有限制的含義。此類術(shù)語將理解為暗示包括所陳述的步驟或要素或者步驟或要素組，但不排除任何其它步驟或要素或者步驟或要素組。所謂“由......組成”是指包括并且限于短語“由......組成”隨后的內(nèi)容。因此，短語“由……組成”指示列出的要素為需要的或強制的，并且不可存在其它要素?！盎旧嫌?.....組成”是指包括在該短語之后所列出的任何要素，并且限于不妨礙或有助于本公開中對所列要素規(guī)定的活性或作用的其它要素。因此，短語“基本上由......組成”指示所列要素是所需的或強制性的，但其它要素是任選的并且可存在或可不存在，取決于它們是否實質(zhì)上影響所列要素的活性或作用。
詞語“優(yōu)選的”和“優(yōu)選地”是指在某些情況下可提供某些益處的本公開的實施方案。然而，在相同或其它情況下，其它實施方案也可以是優(yōu)選的。此外，對一個或多個優(yōu)選實施方案的表述并不暗示其它實施方案是不可用的，且并非意圖將其它實施方案排除在本發(fā)明范圍之外。
如本文所用，“一種(個)”、“所述(該)”、“至少一種(個)”以及“一種(個)或多種(個)”可互換使用。例如，包含“一種”表面活性劑的組合物可能包含“一種或多種”表面活性劑。
如本文所用，術(shù)語“或”通常按其包括“和/或”的意義應(yīng)用，除非上下文清楚表明并非如此。術(shù)語“和/或”意指所列要素中的一個或全部，或者所列要素中的任何兩個或更多個的組合。
如本文所用，所有數(shù)值假定通過術(shù)語“約”修飾，在某些實施方案中通過術(shù)語“精確地”修飾。雖然在本發(fā)明的廣泛范圍內(nèi)所示的數(shù)字范圍和參數(shù)為近似值，但具體實施例中所示的數(shù)值盡可能準確地報告。但是，所有數(shù)值自然地含有某些不可避免地由存在于各自的試驗測量中的標準偏差所導(dǎo)致的誤差。
另外，在本文中，通過端點表述的數(shù)值范圍包括該范圍內(nèi)包含的所有數(shù)值(如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。在本文中，“至多”某個數(shù)字(例如，至多50)包括該數(shù)字(例如，50)。
術(shù)語“在范圍中”或“在范圍內(nèi)”(以及類似的表述)包括所述范圍的端值。
本文所公開的替代要素或?qū)嵤┓桨傅姆纸M不應(yīng)理解為限制性的。每個組成員可以單獨引用和受權(quán)利要求書保護或與組中的其它成員或其中發(fā)現(xiàn)的其它要素以任何組合方式引用和受權(quán)利要求書保護。預(yù)期組的一個或更多個成員可能因便利性和/或?qū)＠缘脑蚨诮M中或從組中刪除。發(fā)生任何此類添加或刪除時，說明書在本文中被視為包含修改的組，從而滿足對所附權(quán)利要求書中使用的所有馬庫什組的書面說明。
當某個基團在本文所述的式中出現(xiàn)多于一次時，無論是否明確陳述，每個基團都是“獨立”選擇的。例如，當式中存在不止一個y基團時，每個y基團均是獨立選擇的。此外，這些基團內(nèi)包含的子基團也是獨立選擇的。例如，當每個y基團包含r，則每個r也是獨立選擇的。
如本文所用，術(shù)語“有機基團”意指被歸類為脂族基團、環(huán)狀基團或脂族基團和環(huán)狀基團的組合(例如，烷芳基基團和芳烷基基團)的烴基團(具有除了碳和氫之外的任選元素，諸如氧、氮、硫和硅)。術(shù)語“脂族基團”意指飽和或不飽和的直鏈或支鏈烴基團。該術(shù)語用于涵蓋例如烷基、烯基和炔基基團。術(shù)語“烷基基團”意指飽和的直鏈或支鏈烴基團，包括例如甲基、乙基、異丙基、叔丁基、庚基、十二烷基、十八烷基、戊基、2-乙基己基等。術(shù)語“亞烷基基團”為二價烷基。術(shù)語“烯基基團”意指具有一個或多個碳-碳雙鍵的不飽和直鏈或支鏈烴基基團，諸如乙烯基基團。術(shù)語“炔基基團”意指具有一個或多個碳-碳三鍵的不飽和直鏈或支鏈烴基基團。術(shù)語“環(huán)狀基團”意指被歸類為脂環(huán)族基團、芳族基團或雜環(huán)基團的閉環(huán)烴基基團。術(shù)語“脂環(huán)族基團”意指特性類似于脂族基團特性的環(huán)狀烴基基團。術(shù)語“芳族基團”或“芳基基團”意指單環(huán)或多環(huán)芳香烴基團。術(shù)語“雜環(huán)基團”意指為環(huán)中的一個或多個原子為除碳之外的元素(例如，氮、氧、硫等)的閉環(huán)烴基?？蔀橄嗤虿煌幕鶊F有時被稱為“獨立的”基團。除非另外指明，否則所有此類基團通常具有100個或更少的碳原子，并且經(jīng)常具有50個或更少的碳原子。
貫穿本說明書的對“一個實施方案”、“實施方案”、“某些實施方案”或“一些實施方案”等的引用，意指結(jié)合實施方案描述的具體特征、構(gòu)形、組合物或特性包括在本發(fā)明的至少一個實施方案中。因此，貫穿本說明書在各處出現(xiàn)的此類短語不一定是指本發(fā)明中的相同實施方案。此外，具體特征、構(gòu)形、組合物或特性可在一個或多個實施方案中以任何合適的方式進行組合。
本公開的以上發(fā)明內(nèi)容并非旨在描述本發(fā)明的每個公開實施方案或每種實施方式。以下描述更為具體地舉例說明了示例性實施方案。在整個申請的若干處，通過示例列表提供了指導(dǎo)，這些示例可以各種組合使用。在每種情況下，引用的列表都只用作代表性的組，而不應(yīng)被理解為排他性列表。
具體實施方式
本公開涉及用于涂覆(更具體地講，即保護)并任選地清潔和保護金屬表面的組合物和方法，以及包含此類表面的制品，特別是例如廚房中的制品。
本公開的組合物包含硅酸鹽、非兩性離子型陰離子硅烷和水。根據(jù)用途不同，本公開的組合物可包含兩性離子型硅烷、表面活性劑和/或其它任選的組分，諸如有機溶劑、堿度來源、水調(diào)理劑、漂白劑以及其它任選的添加劑(例如，染料、芳香劑、緩蝕劑、酶和/或增稠劑)。
本公開的組合物可用于涂覆和保護金屬表面(例如，金屬表面和/或金屬氧化物表面)。在某些實施方案中，它們可用于在一個步驟中清潔和保護金屬表面。
本公開的組合物可提供下列一個或多個優(yōu)點：(1)所得涂覆表面相比于對照表面或未經(jīng)涂覆的表面吸附較少污垢(例如，指紋、植物油)；(2)當污垢聚集時，涂覆表面可更易于清潔(例如，使用單純的濕布、水洗或浸水，取決于污垢的嚴重程度)；(3)涂覆表面可不顯示因涂料積聚造成的不美觀白堊狀殘余物。
在本公開的一個實施方案中，涂料組合物包含硅酸鹽、非兩性離子型陰離子硅烷和水。在另一個實施方案中，涂料組合物包含硅酸鹽、非兩性離子型陰離子硅烷、兩性離子型硅烷和水。此類組合物通常用于保護金屬表面。
在另一個實施方案中，涂料組合物包含硅酸鹽、非兩性離子型陰離子硅烷、表面活性劑和水。此類組合物通常用于清潔和保護金屬表面。
本公開的涂料組合物可為即用型含水組合物或濃縮型含水組合物的形式。如本文所用，術(shù)語“含水組合物”是指包含水的組合物。此類組合物通常為溶液并且可采用水作為唯一溶劑或液體載體，或者它們可采用水和諸如醇和丙酮的有機溶劑的組合以改善例如凍融穩(wěn)定性。
本公開的涂料組合物優(yōu)選地使用即用型組合物不含水地施加于金屬表面。濃縮型涂料組合物可能需要稀釋，通常用水進行稀釋，以形成即用型涂料組合物。
在一些實施方案中，本公開的涂料組合物(即，組合物)包含基于即用型組合物的總重量計至少80重量百分比(重量％)并且通常至少90重量％的量的水。
在一些實施方案中，本公開的組合物包含基于即用型組合物的總重量計至多20重量％、或至多10重量％、或至多8重量％、或至多6重量％、或至多4重量％、或至多2重量％、或至多1重量％、或至多0.1重量％、或至多0.001重量％的量的固體(例如，一種或多種硅烷和一種或多種硅酸鹽，不包括其液體載體)。
本公開的組合物可以多種粘度提供。因此，例如，粘度可在類似水的低粘度至類似糊劑的高粘度之間變化。它們還可以凝膠、固體或粉末的形式提供。
本公開的組合物可使用各種技術(shù)施加于金屬表面，相關(guān)技術(shù)包括例如噴涂、刷涂、輥涂、浸漬、刮涂、模涂或它們的組合。對于表面清潔，可通過這些方法中的一種來去除污染物，或者可能需要另外的擦拭或擦洗。組合物可通過只是使水蒸發(fā)或者施加熱量、輻射或它們的組合來進行干燥和硬化(以及任選地固化)。
金屬表面是指包括元素金屬或金屬合金的表面和/或此類金屬表面的表面氧化物。示例包括不銹鋼、鋁、陽極鋁、銅、鈦、鋅、銀、它們的表面氧化物或它們的組合物(諸如合金，如黃銅)。
本公開還提供包括金屬表面的制品。此類制品的示例包括家庭或商用廚房中的制品(例如，冷藏機、洗碗機、爐具、烤箱、微波爐、排氣罩、炸鍋、油脂捕集器、食品準備臺、櫥柜)以及洗手間中的制品(例如，馬桶隔間隔板、小便池隔板)。此類制品的示例還包括諸如電梯或自動扶梯中/上的裝飾性或功能性壁面包層以及機場、醫(yī)院、地鐵站、火車站、商場或其它商業(yè)建筑的墻面。此類制品的示例還包括汽車中的裝飾性或功能性面板(例如，汽車內(nèi)部的裝飾性金屬部件)。此類制品的示例還包括消費型電子產(chǎn)品，諸如電子制品(例如，手機、平板電腦和計算機)的金屬外殼。此類制品的示例還包括制造設(shè)備和工具。
在一個實施方案中，提供了一種制品，該制品包括其上具有根據(jù)本公開的含水(例如，未固化的)涂料組合物的金屬表面。在另一個實施方案中，提供了一種制品，該制品包括其上具有涂料的金屬表面，其中涂料通過本公開的方法施加。在另一個實施方案中，提供了一種制品，該制品包括其上具有硬化涂層的金屬表面，其中硬化涂層包含硅酸鹽和非兩性離子型陰離子硅烷；其中硬化涂層以締合形式附接到表面并且是親水性的(即，前進水接觸角小于45度，或優(yōu)選地小于30度，或小于10度)。
典型硬化涂層的厚度小于1000nm、或小于500nm、或小于200nm、或小于100nm、或小于50nm、或小于10nm。
硅酸鹽
本公開的組合物包括一種或多種硅酸鹽，硅酸鹽可通過交聯(lián)為涂料提供增強的耐久性，從而保護金屬表面。合適的硅酸鹽可為無機硅酸鹽或有機硅酸鹽或它們的組合。
合適的無機硅酸鹽的示例包括硅酸鋰、硅酸鈉、硅酸鉀或它們的組合。硅酸鋰為優(yōu)選的硅酸鹽。
合適的有機硅酸鹽的示例包括四烷氧基硅烷(例如，原硅酸四乙酯(teos))以及它們的低聚物諸如烷基聚硅酸酯(例如，聚(二乙氧基硅氧烷))。
在一些實施方案中，本公開的組合物包含以組合物(無論組合物為濃縮型還是即用型)中一種或多種硅烷和一種或多種硅酸鹽固體的總重量計(即，不含一種或多種液體載體)大于0重量百分比(重量％)、或至少1重量％、或至少5重量％、或至少10重量％、或至少15重量％、或至少20重量％、或至少25重量％、或至少30重量％的量的硅酸鹽。在一些實施方案中，本公開的組合物包含以組合物(無論組合物為濃縮型還是即用型)中一種或多種硅烷和一種或多種硅酸鹽固體的總重量計(即，不含一種或多種液體載體)至多50重量％、或至多45重量％、或至多40重量％、或至多35重量％的量的硅酸鹽。
非兩性離子型陰離子硅烷
本公開的組合物包含一種或多種非兩性離子型陰離子硅烷。非兩性離子型陰離子硅烷(即，分子內(nèi)不含異號電荷的硅烷)包括具有附著到金屬表面的締合型官能團的那些。
締合型官能團使涂料以締合形式鍵合到金屬表面。此類締合鍵合包括螯合鍵合模式，從而使硬化涂層以締合形式附接到金屬表面。如angew.chem.int.ed.(《德國應(yīng)用化學(xué)國際版》期刊，2014年，53期，6322-6356頁)的圖12(該圖復(fù)制于下方)所示，其中示出了示例性膦酸官能團與金屬氧化物表面(m)的結(jié)合模式，包括單齒(a和b)、橋接二齒(c和d)、橋接三齒(e)、螯合二齒(f和g)，螯合三齒(h)以及附加的氫鍵相互作用(i–l)。
因此，這些化合物在本公開的組合物中用作金屬表面的增粘劑。
此類非兩性離子型陰離子硅烷的示例包括非兩性離子型磺酸鹽官能硅烷、非兩性離子型羧酸鹽官能硅烷、非兩性離子型磷酸鹽官能硅烷、非兩性離子型膦酸官能硅烷、非兩性離子型膦酸鹽官能硅烷或它們的組合。
在某些實施方案中，用于本公開組合物中的非兩性離子型陰離子化合物具有下式(i)：
[(mo)(q2)nsi(xch2vt-)3-n]y2/nr+r
(i)
其中：
每個q2獨立地選自羥基、含有1至4個碳原子的烷基基團和含有1至4個碳原子的烷氧基基團；
m選自氫、堿金屬和平均分子量小于150且pka大于11的強有機堿的有機陽離子；
x為有機連接基團；
vt-為-so3-、-co2-、-opo32-、-po32-、-op(＝o)(r)o-或它們的組合，
其中t為1或2，并且r為脂族、芳族、支鏈、線性、環(huán)狀或雜環(huán)基團(優(yōu)選地具有20個或更少碳原子，更優(yōu)選地r為具有20個或更少碳原子的脂族基團，甚至更優(yōu)選地r為甲基、乙基、丙基或丁基)；
y選自氫、堿土金屬(例如鎂、鈣等)、平均分子量小于200且pka小于11的質(zhì)子化弱堿(例如，4-氨基吡啶、2-甲氧基乙胺、芐胺、2,4-二甲基咪唑、3-[2-乙氧基(2-乙氧基乙氧基)]丙胺)的有機陽離子、堿金屬以及平均分子量小于150且pka大于11的強有機堿的有機陽離子(例如，+n(ch3)4、+n(ch2ch3)4)，前提條件是當y選自氫、堿土金屬和所述質(zhì)子化弱堿的有機陽離子時，m為氫；
r等于y的化合價；并且
n為1或2。
優(yōu)選地，式(i)的非兩性離子型陰離子化合物為烷氧基硅烷化合物(例如，其中q2為含有1至4個碳原子的烷氧基基團)。
在式(i)的這些化合物中，氧的重量百分比為至少30％或至少40％。優(yōu)選地，其在45％至55％的范圍內(nèi)。在這些化合物中，硅的重量百分比不大于15％。這些百分比中的每一個均基于無水酸形式的化合物的重量。
在某些實施方案中，式(i)的有機連接基團x可選自亞烷基基團、亞環(huán)烷基基團、烷基取代的亞環(huán)烷基基團、羥基取代的亞烷基基團、羥基取代的一氧雜亞烷基基團、具有一氧雜主鏈取代的二價烴基基團、具有一硫雜主鏈取代的二價烴基基團、具有一氧-硫雜主鏈取代的二價烴基基團、具有二氧-硫雜主鏈取代的二價烴基基團、亞芳基基團、芳基亞烷基基團、烷基亞芳基基團以及取代的烷基亞芳基基團。優(yōu)選地，x選自亞烷基基團、羥基取代的亞烷基基團和羥基取代的一氧雜亞烷基基團。
磺酸鹽官能硅烷化合物具有烷氧基硅烷官能團和/或硅烷醇官能團(可結(jié)合至基底表面)以及磺酸根基團(-so3-)(其可提供基底表面親水性)。示例包括非兩性離子型磺酸鹽官能硅烷化合物，例如公開于美國專利4,152,165(langager等人)和4,338,377(beck等人)中的那些，包括例如下列化合物：
(ho)3si-ch2ch2ch2-o-ch2-ch(oh)-ch2so3-h+；
(ho)3si-ch2ch(oh)-ch2so3-h+；
(ho)3si-ch2ch2ch2so3-h+；
(ho)3si-c6h4-ch2ch2so3-h+；
(ho)2si-[ch2ch2so3-h+]2；
(ho)-si(ch3)2-ch2ch2so3-h+；
(nao)(ho)2si-ch2ch2ch2-o-ch2-ch(oh)-ch2so3-na+；以及
(ho)3si-ch2ch2so3-k+。
膦酸鹽官能硅烷化合物具有烷氧基硅烷官能團和/或硅烷醇官能團(其可結(jié)合至基底表面)以及膦酸根基團(–op(＝o)(r)o-，其中r可為脂族、芳族、支鏈、線性、環(huán)狀或雜環(huán)基團)(其可提供基底表面親水性)。示例包括非兩性離子型膦酸鹽官能硅烷化合物，諸如可從多個供應(yīng)商(包括例如陶氏(dow)和蓋勒斯特(gelest))商購獲得的那些。在某些實施方案中，用于本公開組合物的含非兩性離子膦酸鹽的化合物包括：
羧酸鹽官能硅烷化合物具有烷氧基硅烷官能團和/或硅烷醇官能團(其可結(jié)合至基底表面)以及羧酸根基團(-co2-)(其可提供基底表面親水性)。示例包括非兩性離子型羧酸鹽官能硅烷化合物，諸如可從多個供應(yīng)商(包括例如陶氏(dow)和蓋勒斯特(gelest))商購獲得的那些。在某些實施方案中，用于本公開組合物的含非兩性離子羧酸鹽的化合物包括：
和
磷酸鹽官能硅烷化合物具有烷氧基硅烷官能團和/或硅烷醇官能團(其可結(jié)合至基底表面)以及磷酸根基團(–opo32-)(其可提供基底表面親水性)。在某些實施方案中，用于本公開組合物的含非兩性離子磷酸鹽的化合物包括：
膦酸官能硅烷化合物具有烷氧基硅烷官能團和/或硅烷醇官能團(其可結(jié)合至基底表面)以及膦酸基團(–opo32-)(其可提供基底表面親水性)。在某些實施方案中，用于本公開組合物的含非兩性離子膦酸的化合物包括：
在一些實施方案中，本公開的組合物包含基于即用型組合物的總重量計至少0.0001重量百分比(重量％)、或至少0.001重量％、或至少0.01重量％、或至少0.05重量％的量的非兩性離子型陰離子硅烷化合物。在一些實施方案中，本公開的組合物包含基于即用型組合物的總重量計至多10重量％、或至多5重量％、或至多2重量％的量的非兩性離子型陰離子硅烷化合物。
在一些實施方案中，本公開的組合物包含基于濃縮型組合物的總重量計至少0.0001重量百分比(重量％)、或至少0.001重量％、或至少0.01重量％、或至少0.1重量％、或至少0.5重量％的量的非兩性離子型陰離子硅烷化合物。在一些實施方案中，本公開的組合物包含基于濃縮型組合物的總重量計至多20重量％、或至多15重量％、或至多10重量％的量的非兩性離子型陰離子硅烷化合物。
兩性離子型硅烷
本公開的某些組合物包含一種或多種兩性離子型硅烷。兩性離子型硅烷為分子內(nèi)具有異號電荷的中性化合物，如http://goldbook.iupac.org/z06752.html所述。此類化合物為組合物提供易于清潔的性能。
合適的兩性離子型硅烷包括兩性離子型磺酸鹽官能硅烷、兩性離子型羧酸鹽官能硅烷、兩性離子型磷酸鹽官能硅烷、兩性離子型膦酸官能硅烷、兩性離子型膦酸鹽官能硅烷或它們的組合。在某些實施方案中，兩性離子型硅烷為兩性離子型磺酸鹽官能硅烷。
在某些實施方案中，用于本公開中的兩性離子型硅烷化合物具有下式(ii)，其中：
(r1o)p-si(q1)q-w-n+(r2)(r3)-(ch2)m-zt-
(ii)
其中：
每個r1獨立地為氫、甲基基團或乙基基團；
每個q1獨立地選自羥基、含有1至4個碳原子的烷基基團和含有1至4個碳原子的烷氧基基團；
每個r2和r3獨立地為飽和或不飽和的、直鏈、支鏈或環(huán)狀的有機基團(優(yōu)選地具有20個碳原子或更少)，其可任選地與基團w的原子連接在一起以形成環(huán)；
w為有機連接基團；
zt-為–so3-、–co2-、–opo32-、–po32-、–op(＝o)(r)o-或它們的組合，其中t為1或2，并且r為脂族、芳族、支鏈、線性、環(huán)狀或雜環(huán)基團(優(yōu)選地具有20個或更少碳原子，更優(yōu)選地r為具有20個或更少碳原子的脂族基團，甚至更優(yōu)選地r為甲基、乙基、丙基或丁基)；
p和m為1至10(或1至4，或1至3)的整數(shù)；
q為0或1；并且
p+q＝3。
在某些實施方案中，式(ii)的有機連接基團w可選自飽和或不飽和的直鏈、支鏈或環(huán)狀有機基團。連接基團w優(yōu)選為亞烷基基團，其可包括羰基基團、氨基甲酸酯基團、脲基基團、諸如氧、氮和硫的雜原子以及它們的組合。合適的連接基團w的示例包括亞烷基基團、亞環(huán)烷基基團、烷基取代的亞環(huán)烷基基團、羥基取代的亞烷基基團、羥基取代的一氧雜亞烷基基團、具有一氧雜主鏈取代的二價烴基基團、具有一硫雜主鏈取代的二價烴基基團、具有一氧-硫雜主鏈取代的二價烴基基團、具有二氧-硫雜主鏈取代的二價烴基基團、亞芳基基團、芳基亞烷基基團、烷基亞芳基基團以及取代的烷基亞芳基基團。
式(ii)的兩性離子化合物的合適示例描述于美國專利5,936,703(miyazaki等人)以及國際公布wo2007/146680和wo2009/119690中，包括以下兩性離子官能團(-w-n+(r3)(r4)-(ch2)m-so3-)：
在某些實施方案中，用于本公開中的兩性離子磺化官能硅烷化合物具有下式(iii)，其中：
(r1o)p-si(q1)q-ch2ch2ch2-n+(ch3)2-(ch2)m-so3-
(iii)
其中：
每個r1獨立地為氫、甲基基團或乙基基團；
每個q1獨立地選自羥基、含有1至4個碳原子的烷基基團和含有1至4個碳原子的烷氧基基團；
p和m為1至4的整數(shù)；
q為0或1；并且
p+q＝3。
式(iii)的兩性離子磺酸鹽官能化合物的合適示例描述于美國專利5,936,703(miyazaki等人)中，包括例如：
(ch3o)3si-ch2ch2ch2-n+(ch3)2-ch2ch2ch2-so3-；和
(ch3ch2o)2si(ch3)-ch2ch2ch2-n+(ch3)2-ch2ch2ch2-so3-。
可使用標準技術(shù)制得的合適兩性離子磺酸鹽官能化合物的其它示例包括下列化合物：
用于本公開的合適兩性離子型磺酸鹽官能硅烷化合物的優(yōu)選示例描述于實驗部分。特別優(yōu)選的兩性離子型磺酸鹽官能硅烷為：
兩性離子型羧酸鹽官能硅烷化合物的示例包括：
其中每個r獨立地為oh或烷氧基，并且n為1-10。
兩性離子型磷酸鹽官能硅烷化合物的示例包括：
(n,n-二甲基,n-(2-磷酸乙酯乙基)-胺丙基-三甲氧基硅烷(dmpams))。
兩性離子型膦酸鹽官能硅烷化合物的示例包括：
在一些實施方案中，本公開的組合物包含基于即用型組合物的總重量計至少0.0001重量百分比(重量％)、或至少0.001重量％、或至少0.01重量％、或至少0.05重量％的量的兩性離子型硅烷化合物。在一些實施方案中，本公開的組合物包含基于即用型組合物的總重量計至多10重量％、或至多5重量％、或至多2重量％的量的兩性離子型硅烷化合物。
在一些實施方案中，本公開的組合物包含基于濃縮型組合物的總重量計至少0.0001重量百分比(重量％)、或至少0.001重量％、或至少0.01重量％、或至少0.1重量％、或至少0.5重量％的量的兩性離子型硅烷化合物。在一些實施方案中，本公開的組合物包含基于濃縮型組合物的總重量計至多20重量％、或至多15重量％、或至多10重量％的量的兩性離子型硅烷化合物。
表面活性劑
本公開的組合物還包含一種或多種表面活性劑。在清潔組合物中尤其需要使用表面活性劑。
多種表面活性劑可用于組合物中，諸如陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和兩性離子表面活性劑?？墒褂玫暮线m的表面活性劑可從大量來源商購獲得。對于合適的表面活性劑的討論，參見kirk-othmer,encyclopediaofchemicaltechnology(柯克-奧思默化工百科全書，第三版，第8卷，第900頁至912頁)。
非離子表面活性劑包括(例如)具有亞烷基氧聚合物作為表面活性劑分子的一部分的那些。此類非離子表面活性劑包括例如：氯-、芐基-、甲基-、乙基-、丙基-、丁基-及其它類似的脂肪醇的烷基封端聚乙二醇醚；不含亞烷基氧的非離子表面活性劑，諸如烷基多苷；脫水山梨醇和蔗糖酯及其乙氧基化物；烷氧基化乙二胺；醇烷氧基化物，諸如醇乙氧基化物丙氧基化物、醇丙氧基化物、醇丙氧基化物乙氧基化物丙氧基化物、醇乙氧基化物丁氧基化物等；壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙二醇醚等；羧酸酯，諸如甘油酯、聚氧乙烯酯、脂肪酸的乙氧基化和乙二醇酯等；羧酸酰胺，諸如二乙醇胺縮合物、單烷醇胺縮合物、聚氧乙烯脂肪酸酰胺等；以及聚亞烷基氧嵌段共聚物，包括環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷嵌段共聚物，諸如以商品名pluronic(巴斯夫懷恩多特公司(basf-wyandotte))商購獲得的那些等；及其它類似的非離子型化合物。還可使用硅樹脂表面活性劑，諸如以商品名abilb8852購得的那些。
優(yōu)選的表面活性劑為各種含非離子型亞乙基氧(eo)的表面活性劑。許多非離子環(huán)氧乙烷衍生物表面活性劑為水溶性的，并且具有低于本公開組合物的預(yù)期使用溫度的濁點。此外，在組合物優(yōu)選為可生物降解的情況下，消泡劑也被選擇為可生物降解的。
可用于本公開組合物中的環(huán)氧乙烷衍生物表面活性劑的一些示例包括聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物、醇烷氧基化物、含低分子量eo的表面活性劑等，或它們的衍生物。環(huán)氧乙烯-環(huán)氧丙烯嵌段共聚物的一些示例包括具有下式的那些：
(eo)x(po)y(eo)x(po)y(eo)x(po)y(po)y(eo)x(po)y(eo)x(po)y
其中eo表示亞乙基氧基團，po表示亞丙基氧基團，x和y反映每個環(huán)氧烷單體在所有嵌段共聚物組合物中的平均分子比。在一些實施方案中，x在10至130的范圍內(nèi)，y在15至70的范圍內(nèi)，并且x加上y在25至200的范圍內(nèi)。應(yīng)當理解分子中的每個x和y可以是不同的。在一些實施方案中，嵌段共聚物的聚氧乙烯組分總量可以為嵌段共聚物的至少20摩爾百分比(摩爾％)，在一些實施方案中為嵌段共聚物的至少30摩爾％。在一些實施方案中，該材料的分子量可大于400，在一些實施方案中大于500。例如，在一些實施方案中，該材料的分子量可在500至7000或更高的范圍內(nèi)、或在950至4000或更高的范圍內(nèi)、或在1000至3100或更高的范圍內(nèi)、或在2100至6700或更高的范圍內(nèi)。
盡管上文提供的示例性聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物結(jié)構(gòu)具有3-8個嵌段，但應(yīng)當理解，非離子嵌段共聚物表面活性劑可包括多于或少于3個嵌段或8個嵌段。此外，非離子嵌段共聚物表面活性劑可包含其它重復(fù)單元，諸如環(huán)氧丁烷重復(fù)單元。此外，根據(jù)本公開可使用的非離子嵌段共聚物表面活性劑可表征為雜-聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物。合適的嵌段共聚物表面活性劑的一些示例包括商購產(chǎn)品，諸如以商品名pluronic和tetronic購自巴斯夫公司(basf)的那些表面活性劑。例如，pluronic25-r4為可從巴斯夫公司(basf)商購獲得的可用嵌段共聚物表面活性劑的一個示例，其為可生物降解的和gras(通常被認為是安全的)。
合適的陰離子表面活性劑包括例如：羧酸鹽，諸如烷基羧酸鹽(羧酸鹽)和聚烷氧基羧酸鹽、醇乙氧基化物羧酸鹽、壬基酚乙氧基化物羧酸鹽等；磺酸鹽，諸如烷基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基芳基磺酸鹽、磺化脂肪酸酯等；硫酸鹽，諸如硫酸化醇、硫酸化醇乙氧基化物、硫酸化烷基酚、烷基硫酸鹽、磺基琥珀酸鹽、烷基醚硫酸鹽等；以及磷酸酯，諸如烷基磷酸酯等。示例性陰離子表面活性劑包括烷基芳基磺酸鈉、α-烯烴磺酸納和脂肪醇硫酸鈉。
合適的陰離子表面活性劑包括例如：胺，諸如具有c18烷基或烯基鏈的伯、仲和叔單胺、乙氧基化烷基胺、乙二胺的烷氧基化物；咪唑，諸如1-(2-羥乙基)-2-咪唑啉、2-烷基-1-(2-羥乙基)-2-咪唑啉等；以及季銨鹽，例如烷基季銨氯化物表面活性劑諸如正烷基(c12–c18)二甲基芐基氯化銨、正十四烷基二甲基芐基氯化銨一水合物、萘基取代的季銨氯化物諸如二甲基-1-萘基甲基氯化銨等。陽離子表面活性劑可用于提供消毒特性。
合適的兩性離子表面活性劑包括例如甜菜堿、咪唑啉和丙酸鹽。
在一些實施方案中，本公開的組合物包含基于即用型組合物的總重量計至少0.001重量％、或至少0.01重量％、或至少0.1重量％、或至少1重量％、或至少2重量％、或至少3重量％的量的表面活性劑。在一些實施方案中，本公開的組合物包含基于即用型組合物的總重量計至多10重量％、或至多5重量％、或至多3重量％、或至多1重量％的量的表面活性劑。
在一些實施方案中，本公開的組合物包含基于濃縮型組合物的總重量計至少0.001重量％、或至少1重量％、或至少5重量％、或至少10重量％的量的表面活性劑。在一些實施方案中，本公開的組合物包含基于濃縮型組合物的總重量計至多50重量％、或至多20重量％、或至多10重量％、或至多5重量％的量的表面活性劑。
任選的有機溶劑
本公開組合物的某些實施方案可包含一種或多種有機溶劑。加入這些溶劑可能有助于溶解組分和/或增強組合物的清潔能力。
代表性溶劑和溶劑體系可包括一種或多種不同溶劑，其中包括丙酮、脂族或芳香醇、烷醇胺、醚胺、酯類以及它們的混合物。代表性溶劑可包括：丙酮、乙酰氨基苯酚、乙酰苯胺、苯乙酮、2-乙酰基-1-甲基吡咯、乙酸芐酯、苯甲醇、甲基苯甲醇、α-苯基乙醇、苯甲酸芐酯、芐氧基乙醇、乙二醇苯基醚(以商品名dowanoleph從陶氏化學(xué)公司(dowchemicalco.)商購獲得)、丙二醇苯基醚(以商品名dowanolpph從陶氏化學(xué)公司商購獲得)、乙酸戊酯、戊醇、丁醇、3-丁氧基乙基-2-丙醇、乙酸丁酯、丙酸正丁酯、環(huán)己酮、雙丙酮醇、二乙氧基乙醇、二乙二醇甲基醚、二異丁基甲醇、二異丁基酮、二甲基庚醇、二丙二醇叔丁基醚、乙醇、乙酸乙酯、2-乙基己醇、丙酸乙酯、乙二醇甲醚乙酸酯、己醇、異丁醇、乙酸異丁酯、異丁基庚基酮、異佛爾酮、異丙醇、乙酸異丙酯、甲醇、甲基戊醇、甲基正戊基酮、2-甲基-1-丁醇、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、1-戊醇、丙酸正戊酯、1-丙醇、乙酸正丙酯、丙酸正丙酯、丙二醇乙醚、三丙二醇甲醚(以商品名dowanoltpm從陶氏化學(xué)公司商購獲得)、三丙二醇正丁基醚(以商品名dowanoltpnb從陶氏化學(xué)公司商購獲得)、二乙烯乙二醇正丁基醚乙酸酯(以商品名butylcarbitolacetate從陶氏化學(xué)公司商購獲得)、二甘醇單丁基醚(以商品名butylcarbitol從陶氏化學(xué)公司商購獲得)、乙二醇正丁基醚乙酸酯(以商品名butylcellosolveacetate從陶氏化學(xué)公司商購獲得)、乙二醇單丁基醚(以商品名butylcellosolve從陶氏化學(xué)公司商購獲得)、二丙二醇單丁基醚(以商品名butyldipropasoltm從陶氏化學(xué)公司商購獲得)、丙二醇單丁基醚(以商品名butylpropasol從陶氏化學(xué)公司商購獲得)、3-乙氧基丙酸乙酯(以商品名ucarestereep從陶氏化學(xué)公司商購獲得)、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯(以商品名ucarfilmeribt從陶氏化學(xué)公司商購獲得)、二乙二醇單己醚(以商品名hexylcarbitol從陶氏化學(xué)公司商購獲得)、乙二醇單己醚(以商品名hexylcellosolve從陶氏化學(xué)公司商購獲得)、二乙二醇單甲醚(以商品名methylcarbitol從陶氏化學(xué)公司商購獲得)、二乙二醇單乙醚(以商品名carbitol從陶氏化學(xué)公司商購獲得)、乙二醇甲醚乙酸酯(以商品名methylcellosolve從陶氏化學(xué)公司商購獲得)、乙二醇單甲醚(以商品名methylcellosolve從陶氏化學(xué)公司商購獲得)、二丙二醇單甲醚(以商品名methyldipropasol從陶氏化學(xué)公司商購獲得)、丙二醇甲醚乙酸酯(以商品名methylpropasolacetate從陶氏化學(xué)公司商購獲得)、丙二醇單甲醚(以商品名methylpropasol從陶氏化學(xué)公司商購獲得)、二甘醇單丙基醚(以商品名propylcarbitol從陶氏化學(xué)公司商購獲得)、乙二醇單丙基醚(以商品名propylcellosolve從陶氏化學(xué)公司商購獲得)、二丙二醇單丙基醚(以商品名propyldipropasol從陶氏化學(xué)公司商購獲得)和丙二醇單丙醚(以商品名propylpropasol從陶氏化學(xué)公司商購獲得)。代表性二烷基碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸二異丙酯和碳酸二丁酯。代表性油類包括苯甲醛、蒎烯(α-蒎烯、β-蒎烯等)、萜品醇、萜品烯、香芹酮、肉桂醛、冰片及其酯、檸檬醛、紫羅烯、茉莉花油、檸檬烯、二戊烯、芳樟醇及其酯。代表性二元酯包括己二酸二甲酯、琥珀酸二甲酯、戊二酸二甲酯、丙二酸二甲酯、己二酸二乙酯、琥珀酸二乙酯、戊二酸二乙酯、琥珀酸二丁酯、戊二酸二丁酯以及以商品名dbe、dbe-3、dbe-4、dbe-5、dbe-6、dbe-9、dbe-ib和dbe-me購自杜邦尼龍公司(dupontnylon)的產(chǎn)品。代表性鄰苯二甲酸酯包括鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二乙基己酯和鄰苯二甲酸二乙酯。
在一些實施方案中，本公開的組合物包含基于即用型組合物的總重量計至少0.01重量百分比(重量％)并且通常至少2重量％的量的醇和/或其它有機溶劑。在一些實施方案中，本公開的組合物包含基于即用型組合物的總重量計至多50重量％并且通常至多25重量％的量的醇和/或其它有機溶劑。
在一些實施方案中，本公開的組合物包含基于濃縮型組合物的總重量計至少1重量百分比(重量％)并且通常至少10重量％的量的醇和/或其它有機溶劑。在一些實施方案中，本公開的組合物包含基于濃縮型組合物的總重量計至多90重量％并且通常至多60重量％的量的醇和/或其它有機溶劑。
任選的堿度來源
本公開組合物的某些實施方案可包含一種或多種堿度(即，堿性)來源。
用于根據(jù)本公開組合物中的合適堿性來源的示例包括胺、烷醇胺、碳酸鹽和硅酸鹽。例如，堿度來源可包括：硅酸鈉、偏硅酸鈉、原硅酸鈉、磷酸鈉、聚磷酸鈉、硼酸鈉、碳酸鈉、硅酸鉀、偏硅酸鉀、原硅酸鉀、磷酸鉀、聚磷酸鉀、硼酸鉀、碳酸鉀、硅酸鋰、偏硅酸鋰、原硅酸鋰、磷酸鋰、聚磷酸鋰、硼酸鋰、碳酸鋰、2-(2-氨基乙氧基)乙醇、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、混合異丙醇胺、嗎啉、n,n-二甲基乙醇胺以及它們的組合。
當本公開的組合物包含堿度來源時，所含的堿度來源的量為基于濃縮組合物的總重量計至少0.01重量％、或至少1重量％、或至少5重量％。當本公開的組合物包含堿度來源時，所含的堿度來源的量為基于濃縮組合物的總重量計至多40重量％、或至多30重量％、或至多10重量％。
任選的水調(diào)理劑
本公開組合物的某些實施方案可包含一種或多種水調(diào)理劑。水調(diào)理劑有助于除去金屬化合物并減小工業(yè)水中硬度組分的有害影響。
示例性水調(diào)理劑包括螯合劑、多價螯合劑和抑制劑。多價金屬陽離子或化合物諸如鈣、鎂、鐵、錳、鉬等、它們的陽離子或化合物或混合物可存在于工業(yè)水和復(fù)合土壤中。在清潔應(yīng)用中，此類化合物或陽離子可妨礙清洗或沖洗組合物的效果。水調(diào)理劑可有效絡(luò)合并除去污面上的此類化合物或陽離子，并減小或消除與包括本公開的非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑在內(nèi)的活性成分的不當相互作用。有機水調(diào)理劑和無機水調(diào)理劑均常見并且可用。無機水調(diào)理劑包括諸如三聚磷酸鈉及其它更高的線性或環(huán)狀多磷酸鹽物質(zhì)的化合物。有機水調(diào)理劑包括聚合物水調(diào)理劑和小分子水調(diào)理劑兩者。有機小分子水調(diào)理劑通常為有機羧酸鹽化合物或有機磷酸鹽水調(diào)理劑。聚合物抑制劑通常包括聚陰離子組合物諸如聚丙烯酸化合物。小分子有機水調(diào)理劑包括但不限于：葡萄糖酸鈉、葡庚糖酸鈉、n-羥基乙二胺三乙酸(hedta)、乙二胺四乙酸(edta)、次氮基三乙酸(nta)、二亞乙基三胺五乙酸(dtpa)、乙二胺四丙酸、三亞乙基四胺六乙酸(ttha)，以及相應(yīng)的堿金屬、銨及其取代的銨鹽，乙二胺四乙酸四鈉鹽(edta)、次氮基三乙酸三鈉鹽(nta)、乙醇二甘氨酸二鈉鹽(edg)、二乙醇甘氨酸鈉鹽(deg)和1,3-丙二胺四乙酸(pdta)、二羧基甲基谷氨酸四鈉鹽(glda)、甲基甘氨酸-nn-二乙酸三鈉鹽(mgda)和亞氨基二琥珀酸鈉鹽(ids)。合適的水調(diào)理劑可商購獲得。
當本公開的組合物包含水調(diào)理劑時，所含的水調(diào)理劑的量為基于濃縮組合物的總重量計至少0.01重量％、或至少0.1重量％、或至少1重量％。當本公開的組合物包含水調(diào)理劑時，所含的水調(diào)理劑的量為基于濃縮組合物的總重量計至多40重量％、或至多20重量％、或至多10重量％、或至多5重量％。
任選的漂白劑
本公開組合物的某些實施方案可包含一種或多種漂白劑。可包含漂白劑以增亮或增白基底。
合適的漂白劑的示例包括能夠在清潔過程中通常遇到的條件下釋放出活性鹵素物質(zhì)(諸如cl2、br2、ocl-和/或obr-)的漂白化合物。在本發(fā)明的組合物中使用的合適漂白劑包括例如含氯化合物，諸如氯、次氯酸鹽和氯胺。釋放鹵素的示例性化合物包括堿金屬二氯異氰脲酸鹽、氯化磷酸三鈉、堿金屬次氯酸鹽、一氯胺和二氯胺等。還可使用封裝的氯源以增強組合物中氯源的穩(wěn)定性(參見例如美國專利4,830,773(olson))。漂白劑還可為過氧或活性氧來源，諸如過氧化氫、過硼酸鹽、碳酸鈉過氧水合物、磷酸鹽過氧水合物、過一硫酸鉀，以及具有和不具有活化劑諸如四乙?；叶返倪^硼酸鈉一水合物和四水合物等。
當本公開的組合物包含漂白劑時，所含的漂白劑的量為基于濃縮組合物的總重量計至少0.1重量％、或至少1重量％、或至少3重量％。當本公開的組合物包含漂白劑時，所含的漂白劑的量為基于濃縮組合物的總重量計至多60重量％、或至多20重量％、或至多8重量％、或至多6重量％。
其它任選的添加劑
本公開組合物的某些實施方案可包含一種或多種其它添加劑。根據(jù)本公開的合適添加劑可包括例如染料(產(chǎn)品安全/標識)、芳香劑、緩蝕劑、酶和/或增稠劑。合適的增稠劑可包括例如樹膠(例如，黃原膠、角叉菜膠等)、聚合物(例如，聚丙烯酸酯及類似的改性聚合物)、無機顆粒(例如，粘土硅酸鹽，諸如laponite)。
根據(jù)本公開適用的各種另外的添加劑公開于下列專利中：美國專利6,916,773(griese等人)和8,772,215(ryther等人)，以及美國專利申請公開2010/0317559(ryther等人)、2012/0295829(peitersen等人)和
2013/0023458(hodge等人)。
例示性實施方案
實施方案1為含水涂料組合物，該含水涂料組合物包含：兩性離子型硅烷；大于0重量％且至多50重量％的硅酸鹽；非兩性離子型陰離子硅烷；和水；其中無論組合物為即用型組合物還是濃縮型組合物，硅酸鹽的重量百分比均基于組合物中固體的總重量計。
實施方案2為根據(jù)實施方案1所述的組合物，其中兩性離子型硅烷包括兩性離子型磺酸鹽官能硅烷、兩性離子型羧酸鹽官能硅烷、兩性離子型磷酸鹽官能硅烷、兩性離子型膦酸官能硅烷、兩性離子型膦酸鹽官能硅烷或它們的組合。在某些實施方案中，兩性離子型硅烷為兩性離子型磺酸鹽官能硅烷。
實施方案3為根據(jù)實施方案1或2所述的組合物，其中兩性離子型硅烷具有下式(式ii)：
(r1o)p-si(q1)q-w-n+(r2)(r3)-(ch2)m-zt-
(ii)
其中：
每個r1獨立地為氫、甲基基團或乙基基團；
每個q1獨立地選自羥基、含有1至4個碳原子的烷基基團和含有1至4個碳原子的烷氧基基團；
每個r2和r3獨立地為飽和或不飽和的、直鏈、支鏈或環(huán)狀的有機基團，其可任選地與基團w的原子連接在一起以形成環(huán)；
w為有機連接基團；
zt-為-so3-、-co2-、-opo32-、-po32-、-op(＝o)(r)o-或它們的組合，其中t為1或2，并且r為脂族、芳族、支鏈、線性、環(huán)狀或雜環(huán)基團或它們的組合；
p和m為1至10的整數(shù)；
q為0或1；并且
p+q＝3。
實施方案4為根據(jù)實施方案1至3中任一項所述的組合物，其中硅酸鹽為無機硅酸鹽。
實施方案5為根據(jù)實施方案4所述的組合物，其中硅酸鹽選自硅酸鋰、硅酸鈉、硅酸鉀或它們的組合。
實施方案6為根據(jù)實施方案1至5中任一項所述的組合物，其中非兩性離子型陰離子硅烷包含一個或多個締合型官能團。
實施方案7為根據(jù)實施方案6所述的組合物，其中非兩性離子型陰離子硅烷包括非兩性離子型磺酸鹽官能硅烷、非兩性離子型羧酸鹽官能硅烷、非兩性離子型磷酸鹽官能硅烷、非兩性離子型膦酸官能硅烷、非兩性離子型膦酸鹽官能硅烷或它們的組合。
實施方案8為根據(jù)實施方案1至7中任一項所述的組合物，其中非兩性離子型陰離子硅烷具有下式(式i)：
[(mo)(q2)nsi(xch2vt-)3-n]y2/nr+r
(i)
其中：
每個q2獨立地選自羥基、含有1至4個碳原子的烷基基團和含有1至4個碳原子的烷氧基基團；
m選自氫、堿金屬和平均分子量小于150且pka大于11的強有機堿的有機陽離子；
x為有機連接基團；
vt-為-so3-、-co2-、-opo32-、-po32-、-op(＝o)(r)o-或它們的組合，其中t為1或2，并且r為脂族、芳族、支鏈、線性、環(huán)狀或雜環(huán)基團或它們的組合；
y選自氫、堿土金屬、平均分子量小于200且pka小于11的質(zhì)子化弱堿的有機陽離子、堿金屬、以及平均分子量小于150且pka大于11的強有機堿的有機陽離子，前提條件是當y選自氫、堿土金屬和所述質(zhì)子化弱堿的有機陽離子時，m為氫；
r等于y的化合價；并且
n為1或2。
實施方案9為根據(jù)實施方案1至8中任一項所述的組合物，其中兩性離子型硅烷以基于即用型組合物中的固體總重量計0.0001重量％至10重量％的量存在。
實施方案10為根據(jù)實施方案1至9中任一項所述的組合物，其中非兩性離子型陰離子硅烷以基于即用型組合物中固體總重量計0.0001重量％至10重量％的量存在。
實施方案11為保護金屬表面的方法，該方法包括：提供涂料組合物，如果為濃縮型組合物則任選地將涂料組合物稀釋為即用型組合物；將即用型組合物施加于金屬表面；以及使即用型組合物在金屬表面上干燥。涂料組合物包含：大于0重量％且至多50重量％的硅酸鹽；非兩性離子型陰離子硅烷；和水；其中無論組合物為即用型組合物還是濃縮型組合物，硅酸鹽的重量百分比均基于組合物中固體的總重量計。
實施方案12為根據(jù)實施方案11所述的方法，其中組合物還包含兩性離子型硅烷。
實施方案13為根據(jù)實施方案12所述的方法，其中兩性離子型硅烷包括兩性離子型磺酸鹽官能硅烷、兩性離子型羧酸鹽官能硅烷、兩性離子型磷酸鹽官能硅烷、兩性離子型膦酸官能硅烷、兩性離子型膦酸鹽官能硅烷或它們的組合。
實施方案14為根據(jù)實施方案12或13所述的方法，其中兩性離子型硅烷具有下式(式ii)：
(r1o)p-si(q1)q-w-n+(r2)(r3)-(ch2)m-zt-
(ii)
其中：
每個r1獨立地為氫、甲基基團或乙基基團；
每個q1獨立地選自羥基、含有1至4個碳原子的烷基基團和含有1至4個碳原子的烷氧基基團；
每個r2和r3獨立地為飽和或不飽和的、直鏈、支鏈或環(huán)狀的有機基團，其可任選地與基團w的原子連接在一起以形成環(huán)；
w為有機連接基團；
zt-為-so3-、-co2-、-opo32-、-po32-、-op(＝o)(r)o-或它們的組合，其中t為1或2，并且r為脂族、芳族、支鏈、線性、環(huán)狀或雜環(huán)基團或它們的組合；
p和m為1至10的整數(shù)；
q為0或1；并且
p+q＝3。
實施方案15為根據(jù)實施方案11至14中任一項所述的方法，其中硅酸鹽為無機硅酸鹽。
實施方案16為根據(jù)實施方案15所述的方法，其中硅酸鹽選自硅酸鋰、硅酸鈉、硅酸鉀或它們的組合。
實施方案17為根據(jù)實施方案11至16中任一項所述的方法，其中非兩性離子型陰離子硅烷包含一個或多個締合型官能團。
實施方案18為根據(jù)實施方案17所述的方法，其中非兩性離子型陰離子硅烷包括非兩性離子型磺酸鹽官能硅烷、非兩性離子型羧酸鹽官能硅烷、非兩性離子型磷酸鹽官能硅烷、非兩性離子型膦酸官能硅烷、非兩性離子型膦酸鹽官能硅烷或它們的組合。
實施方案19為根據(jù)實施方案17或18所述的方法，其中非兩性離子型陰離子硅烷具有下式(式i)：
[(mo)(q2)nsi(xch2vt-)3-n]y2/nr+r
(i)
其中：
每個q2獨立地選自羥基、含有1至4個碳原子的烷基基團和含有1至4個碳原子的烷氧基基團；
m選自氫、堿金屬和平均分子量小于150且pka大于11的強有機堿的有機陽離子；
x為有機連接基團；
vt-為-so3-、-co2-、-opo32-、-po32-、-op(＝o)(r)o-或它們的組合，其中t為1或2，并且r為脂族、芳族、支鏈、線性、環(huán)狀或雜環(huán)基團或它們的組合；
y選自氫、堿土金屬、平均分子量小于200且pka小于11的質(zhì)子化弱堿的有機陽離子、堿金屬、以及平均分子量小于150且pka大于11的強有機堿的有機陽離子，前提條件是當y選自氫、堿土金屬和所述質(zhì)子化弱堿的有機陽離子時，m為氫；
r等于y的化合價；并且
n為1或2。
實施方案20為根據(jù)實施方案11至19中任一項所述的方法，其中非兩性離子型陰離子硅烷以基于即用型組合物中固體的總重量計0.0001重量％至10重量％的量存在于組合物中。
實施方案21為根據(jù)實施方案11至20中任一項所述的方法，其中金屬表面包括不銹鋼、鋁、陽極氧化鋁、鈦、鋅、銀、它們的表面氧化物或它們的組合。
實施方案22為清潔和保護其上具有污染物的金屬表面的方法，該方法包括：提供涂料組合物，如果為濃縮型組合物則任選地將涂料組合物稀釋為即用型組合物；在能夠有效去除金屬表面的污染物的條件下，將即用型組合物施加于金屬表面；以及使即用型組合物在金屬表面上干燥。涂料組合物包含：大于0重量％且至多50重量％的硅酸鹽；非兩性離子型陰離子硅烷；表面活性劑；和水；其中無論組合物為即用型組合物還是濃縮型組合物，硅酸鹽的重量百分比均基于組合物中一種或多種硅烷加上一種或多種硅酸鹽的總重量計。
實施方案23為根據(jù)實施方案22所述的方法，其中組合物還包含兩性離子型硅烷。
實施方案24為根據(jù)實施方案23所述的方法，其中兩性離子型硅烷包括兩性離子型磺酸鹽官能硅烷、兩性離子型羧酸鹽官能硅烷、兩性離子型磷酸鹽官能硅烷、兩性離子型膦酸官能硅烷、兩性離子型膦酸鹽官能硅烷或它們的組合。
實施方案25為根據(jù)實施方案23或24所述的方法，其中兩性離子型硅烷具有下式(式ii)：
(r1o)p-si(q1)q-w-n+(r2)(r3)-(ch2)m-zt-
(ii)
其中：
每個r1獨立地為氫、甲基基團或乙基基團；
每個q1獨立地選自羥基、含有1至4個碳原子的烷基基團和含有1至4個碳原子的烷氧基基團；
每個r2和r3獨立地為飽和或不飽和的、直鏈、支鏈或環(huán)狀的有機基團，其可任選地與基團w的原子連接在一起以形成環(huán)；
w為有機連接基團；
zt-為-so3-、-co2-、-opo32-、-po32-、-op(＝o)(r)o-或它們的組合，其中t為1或2，并且r為脂族、芳族、支鏈、線性、環(huán)狀或雜環(huán)基團或它們的組合；
p和m為1至10的整數(shù)；
q為0或1；并且
p+q＝3。
實施方案26為根據(jù)實施方案22至25中任一項所述的方法，其中硅酸鹽為無機硅酸鹽。
實施方案27為根據(jù)實施方案26所述的方法，其中硅酸鹽選自硅酸鋰、硅酸鈉、硅酸鉀或它們的組合。
實施方案28為根據(jù)實施方案22至27中任一項所述的方法，其中非兩性離子型陰離子硅烷包含一個或多個締合型官能團。
實施方案29為根據(jù)實施方案28所述的方法，其中非兩性離子型陰離子硅烷包括非兩性離子型磺酸鹽官能硅烷、非兩性離子型羧酸鹽官能硅烷、非兩性離子型磷酸鹽官能硅烷、非兩性離子型膦酸官能硅烷、非兩性離子型膦酸鹽官能硅烷或它們的組合。
實施方案30為根據(jù)實施方案28或29所述的方法，其中非兩性離子型陰離子硅烷具有下式(式i)：
[(mo)(q2)nsi(xch2vt-)3-n]y2/nr+r
(i)
其中：
每個q2獨立地選自羥基、含有1至4個碳原子的烷基基團和含有1至4個碳原子的烷氧基基團；
m選自氫、堿金屬和平均分子量小于150且pka大于11的強有機堿的有機陽離子；
x為有機連接基團；
vt-為-so3-、-co2-、-opo32-、-po32-、-op(＝o)(r)o-或它們的組合，其中t為1或2，并且r為脂族、芳族、支鏈、線性、環(huán)狀或雜環(huán)基團或它們的組合；
y選自氫、堿土金屬、平均分子量小于200且pka小于11的質(zhì)子化弱堿的有機陽離子、堿金屬、以及平均分子量小于150且pka大于11的強有機堿的有機陽離子，前提條件是當y選自氫、堿土金屬和所述質(zhì)子化弱堿的有機陽離子時，m為氫；
r等于y的化合價；并且
n為1或2。
實施方案31為根據(jù)實施方案22至30中任一項所述的方法，其中非兩性離子型陰離子硅烷以基于即用型組合物的總重量計0.0001重量％至10重量％的量存在。
實施方案32為根據(jù)實施方案22至31中任一項所述的方法，其中金屬表面包括不銹鋼、鋁、陽極氧化鋁、鈦、鋅、銀、它們的表面氧化物或它們的組合。
實施方案33為一種包括金屬表面的制品，該金屬表面具有設(shè)置于其上的根據(jù)實施方案1至10中任一項所述的涂料組合物。
實施方案34為一種包括金屬表面的制品，該金屬表面具有設(shè)置于其上的涂料，其中該涂料通過根據(jù)實施方案11至21中任一項所述的方法施加。
實施方案35為一種包括金屬表面的制品，該金屬表面具有設(shè)置于其上的涂料，其中該涂料通過根據(jù)實施方案22至32所述的方法施加。
實施方案36為一種包括金屬表面的制品，該金屬表面具有設(shè)置于其上的硬化涂層；其中該硬化涂層為親水性的并且包含硅酸鹽和非兩性離子型陰離子硅烷；其中硬化涂層以締合形式附接到表面。
實施方案37為根據(jù)實施方案36所述的制品，其中金屬表面包括不銹鋼、鋁、陽極氧化鋁、鈦、鋅、銀、它們的表面氧化物或它們的組合。
實施方案38為根據(jù)實施方案36或37所述的制品，其中硬化涂層具有小于30度的前進水接觸角。
實施方案39為根據(jù)實施方案36至38中任一項所述的制品，其中硬化涂層的厚度小于100nm。
實施方案40為根據(jù)實施方案36至39中任一項所述的制品，其中金屬表面形成冷藏機、洗碗機、爐具、烤箱、微波爐、排氣罩、炸鍋、油脂捕集器、食品準備臺、櫥柜、馬桶隔間隔板、小便池隔板、電梯或自動扶梯中或上的裝飾性或功能性壁面包層、商業(yè)建筑墻面、汽車中的裝飾性或功能性面板、電子制品的金屬外殼、制造設(shè)備部件或工具的至少一部分。
實施例
通過下面的實施例進一步說明了本發(fā)明的各種實施方案的目的和優(yōu)勢，但這些實施例中列舉的具體材料和量以及其它條件和細節(jié)不應(yīng)被解釋為是對本發(fā)明的不當限制。這些實施例僅僅是為了進行示意性的說明而并非旨在對所附權(quán)利要求書的范圍進行限制。
材料
tomadol91-6，購自美國賓夕法尼亞州艾倫鎮(zhèn)的空氣產(chǎn)品公司(airproductsandchemicalsinc,allentown,pa)。
膦酸鹽硅烷為3-(三羥基甲硅烷基)丙基甲基膦酸鹽單鈉鹽的42％水溶液，購自美國密蘇里州圣路易斯的西格瑪奧德里奇公司(sigma-aldrich,st.louis,mo)。
磺酸鹽硅烷為3-(三羥基甲硅烷基)-1-丙烷-磺酸的30-35％水溶液，購自美國賓夕法尼亞州莫里斯維爾的蓋勒斯特公司(gelestinc,morrisville,pa)。
羧酸鹽硅烷為羧乙基硅烷三醇鈉鹽的25％水溶液，購自美國賓夕法尼亞州莫里斯維爾的蓋勒斯特公司(gelestinc,morrisville,pa)。
edta型硅烷為n-(三甲氧基甲硅烷基丙基)乙二胺三乙酸三鈉鹽的45％水溶液，購自美國賓夕法尼亞州莫里斯維爾的蓋勒斯特公司(gelestinc,morrisville,pa)。
兩性硅烷是
將3-(n,n-二甲基氨丙基)三甲氧基硅烷(49.7g，239mmol)加入帶螺旋蓋的廣口瓶中，然后加入去離子(“di”)水(82.2g)和1,4-丁烷磺酸內(nèi)酯(32.6g，239mmol)。將反應(yīng)混合物加熱至75℃并混合14小時。
植物油以商品名wesson購自美國內(nèi)布拉斯加州奧馬哈的康尼格拉食品公司(conagrafoodsomaha,ne)。
具有拉絲表面(#3)的ss級多用途304鋼(0.024英寸厚)，購自美國伊利諾伊州埃爾姆赫斯特的麥克馬斯特-卡爾公司(mcmaster-carr,elmhurst,il)。
福祿克紅外熱風(fēng)槍：62max+型手持式紅外雙激光溫度計，購自美國華盛頓州埃弗里特的福祿克公司(flukecorporationeverett,wa)。
na2co3，購自美國賓夕法尼亞州森特瓦利的杰帝貝柯公司(j.t.baker,centervalley,pa)。
naoh，購自美國馬薩諸塞州比爾里卡的默克密理博公司(emdmillipore,billerica,ma)。
單乙醇胺，購自美國德克薩斯州休斯頓的英力士氧化物公司(ineosoxideofhouston,tx)。
芐醇，購自美國德克薩斯州伍德蘭市的尼克西歐公司(nexeosolution,thewoodlands,tx)。
emery658為辛酸和癸酸的共混物，購自美國俄亥俄州辛辛那提的意慕利油脂化學(xué)公司(emeryoleochemicals,cincinnati,oh)。
tergitoltmn-3，購自美國密歇根州伍德蘭的陶氏化學(xué)公司(dowchemical,woodland,mi)。
超細試驗粉塵(#12103-1a1)，購自美國明尼蘇達州伯恩斯維爾的粉末科技公司(powdertechnologyinc.,burnsville,mn)。
diverseydeepgloss(泰華施光亮劑)，購自美國威斯康辛州斯特蒂文特的希悅爾公司(sealedairofsturtevant,wi)。
ecolabecoshine，購自美國明尼蘇達州圣保羅的藝康公司(ecolab,st.paul,mn)。
sheilashine，購自美國佛羅里達州邁阿密的sheilashine公司(sheilashineinc,ofmiami,fl)。
制備例：
制備例1涂覆溶液被制成20重量％的[兩性硅烷:lss-75硅酸鋰(50:50w/w)]與0.1重量％的tomadol91-6的去離子水溶液[例如，20.0克兩性硅烷(50重量％相當于10克固體)與45.5克lss-75硅酸鋰(22重量％相當于10克固體)[(50:50w/w)]，加上0.1克(g)tomadol91-6以及總計34.4克去離子水(溶液的總水量等于79.9克)。
制備例2涂覆溶液被制成20重量％的[兩性硅烷:lss-75硅酸鋰(30:70重量比(w/w))]與0.1重量％的tomadol91-6的去離子水溶液。
制備例3涂覆溶液被制成20重量％的[兩性硅烷:lss-75硅酸鋰(70:30w/w)]與0.1重量％的tomadol91-6的去離子水溶液。
制備例4涂覆溶液被制成20重量％的[edta型硅烷：lss-75硅酸鋰(70:30w/w)]與0.1重量％的tomadol91-6的去離子水溶液。
制備例5涂覆溶液被制成20重量％的[羧酸鹽硅烷：lss-75硅酸鋰(70:30w/w)]與0.1重量％的tomadol91-6的去離子水溶液。
制備例6涂覆溶液被制成20重量％的[膦酸鹽硅烷:lss-75硅酸鋰(70:30w/w)]與0.1重量％的tomadol91-6的去離子水溶液。
制備例7涂覆溶液被制成20重量％的[磺酸鹽硅烷:lss-75硅酸鋰(70:30w/w)]與0.1重量％的tomadol91-6的去離子水溶液。
制備例8涂覆溶液被制成2重量％的[兩性硅烷:lss-75硅酸鋰:羧酸鹽硅烷(35:30:35w/w)]與0.1重量％的tomadol91-6的去離子水溶液。
制備例9涂覆溶液被制成2重量％的[兩性硅烷:lss-75硅酸鋰:膦酸鹽硅烷(35:30:35w/w)]與0.1重量％的tomadol91-6的去離子水溶液。
制備例10涂覆溶液被制成2重量％的[兩性硅烷:lss-75硅酸鋰:edta型硅烷(35:30:35w/w)]與0.1重量％的tomadol91-6的去離子水溶液。
制備例11涂覆溶液被制成2重量％的[兩性硅烷:lss-75硅酸鋰:磺酸鹽硅烷(20:10:70w/w)]與0.1重量％的tomadol91-6的去離子水溶液。
制備例12溶液包含2重量％的[兩性硅烷:lss-75硅酸鋰:膦酸鹽硅烷(35:30:35w/w)]、2重量％的na2co3/naoh(80:20w/w)與0.1重量％的tomadol91-6的去離子水溶液。
制備例13溶液包含2重量％的[兩性硅烷:lss-75硅酸鋰:膦酸鹽硅烷(35:30:35w/w)]、12.8重量％的[單乙醇胺:芐醇:emery658(36.7:37.5:25.8w/w)]與0.4重量％的tergitoltmn-3的去離子水溶液。
制備例14涂覆溶液包含2重量％的[兩性硅烷:lss-75硅酸鋰:膦酸鹽硅烷(35:30:35w/w)]、2重量％的naoh和0.1重量％的tomadol91-6的去離子水溶液。
制備例15涂覆溶液被制成0.1重量％的tomadol91-6的去離子水溶液。
制備例16溶液包含3重量％的na2co3/naoh(80:20w/w)和0.1重量％的tomadol91-6的水溶液。
制備例17溶液包含12.8重量％的[單乙醇胺:芐醇:emery658(36.7:37.5:25.8w/w)]與0.4重量％的tergitoltmn-3的去離子水溶液。
制備例18涂覆溶液包含2重量％的naoh與0.1重量％的tomadol91-6的水溶液。
實施例1-3：兩性離子型硅烷/任選的親水性硅烷/硅酸鋰涂料在原始不銹鋼上的視覺外觀
在實施例1-3中，使用折疊的kimberly-clarkkimwipe毛巾(購自美國佐治亞州羅斯韋爾的金伯利克拉克公司(kimberlyclark,roswell,ga))，用制備例1-3的溶液(使用的溶液量為約0.1毫升每平方厘米(ml/cm2))對5.1厘米(cm)×7.6cm的不銹鋼板進行清潔，共清潔15秒。將不銹鋼板于室溫下干燥5分鐘之后，重復(fù)使用制備例1-3的溶液進行清潔和干燥過程，共進行50次清潔循環(huán)。完成清潔循環(huán)之后，目視檢查樣本并記錄關(guān)于外觀的備注。
表1：組分：兩性硅烷+硅酸鹽+表面活性劑
表1所列的數(shù)據(jù)示出本發(fā)明的組合物中包含少于50％的硅酸鋰為優(yōu)選的。
實施例3-7和比較例a
在實施例3-7和比較例a中，使用折疊的kimberly-clarkkimwipe毛巾(購自美國佐治亞州羅斯韋爾的金伯利克拉克公司(kimberlyclark,roswell,ga))，用制備例3-7和制備例15的溶液(從2ml一次性吸管中吸出9滴溶液)對5.1cm×7.6cm的不銹鋼板進行清潔，共清潔15秒。將不銹鋼板于室溫下干燥5分鐘之后，重復(fù)使用制備例3-7和制備例15的溶液進行清潔和干燥過程，共進行5次清潔循環(huán)。將樣本在室溫下保持12小時(h)，然后對它們進行指紋測試和植物油去除測試。
指紋去除測試：
對得自實施例3-7和比較例a的樣本，測試其清潔性(指紋清潔性)以及涂層經(jīng)受反復(fù)染污試驗時的使用壽命。在測試中，將護臉油指紋施加至得自實施例3-7和比較例a的樣本的涂覆表面。使用護臉油，以約250克(g)的力將指紋置于每個樣本上，使樣本在室溫下靜置少于5分鐘的一段時間。隨后在30秒的時間內(nèi)通過吸管向樣本施加制備例15的溶液(1ml)，并用壓縮空氣吹干樣本。目視檢查樣本，按照1＝好至5＝差的尺度進行評分。如果油未被清除(樣本評分高于3)，則不對該樣本執(zhí)行進一步測試。如果油被成功清除，則對樣本進行重復(fù)測試直至樣本結(jié)果不合格。對于實施例7，樣本經(jīng)過3次循環(huán)測試后得到的結(jié)果不合格。
植物油去除測試：
對得自實施例3-7和比較例a的樣本，測試其清潔性(植物油清潔性)以及涂層經(jīng)受反復(fù)染污試驗時的使用壽命。在測試中，將一滴植物油施加于得自實施例3-7和比較例a的樣本的涂覆表面，并使樣本在室溫下靜置少于5分鐘的一段時間。隨后在30秒的時間內(nèi)通過吸管向樣本施加制備例15的溶液(1ml)，并用壓縮空氣吹干樣本。目視檢查樣本，按照1＝好至5＝差的尺度進行評分。如果油未被清除(樣本評分高于3)，則不對該樣本執(zhí)行進一步測試。如果油被成功清除，則對樣本進行重復(fù)測試直至樣本結(jié)果不合格。對于實施例7，樣本經(jīng)過3次循環(huán)測試后得到的結(jié)果不合格。
表2：組分：硅烷+硅酸鹽+表面活性劑
表2中的數(shù)據(jù)突出表明，具有可離子化官能團(示出每個硅烷帶有膦酸根基團、羧酸根基團、磺酸根基團和多于一個羧酸根基團)的親水性硅烷與硅酸鹽結(jié)合后，能夠在一個步驟中提供保護/便于清潔性。
實施例3和實施例8-11
在實施例3和實施例8-11中，使用折疊的kimberly-clarkkimwipe毛巾(購自美國佐治亞州羅斯韋爾的金伯利克拉克公司(kimberlyclark,roswell,ga))，用制備例3和制備例8-11的溶液(從2ml一次性吸管中吸出9滴溶液)對5.1cm×7.6cm的不銹鋼板進行清潔，共清潔15秒。將不銹鋼板于室溫下干燥5分鐘之后，重復(fù)使用制備例3和制備例8-11的溶液進行清潔和干燥過程，共進行5次清潔循環(huán)。將樣本在室溫下保持12小時，然后對它們進行指紋測試和植物油去除測試。
表3：組分：硅烷+硅酸鹽+兩性離子型+表面活性劑
表3中的數(shù)據(jù)突出表明，具有結(jié)合至不銹鋼(ss)的能力的親水性硅烷與硅酸鹽和兩性官能度結(jié)合后，能夠在一個步驟中提供保護/便于清潔性。
實施例12-14和比較例b-d(初始性能測試)
在實施例12-14和比較例b-d中，使用折疊的kimberly-clarkkimwipe毛巾(購自美國佐治亞州羅斯韋爾的金伯利克拉克公司(kimberlyclark,roswell,ga))，用制備例12-14和制備例16-18的溶液(從2ml一次性吸管中吸出9滴溶液)對5.1cm×7.6cm的不銹鋼板進行清潔，共清潔15秒。將不銹鋼板于室溫下干燥5分鐘后，重復(fù)使用制備例12-14和制備例16-18的溶液進行清潔和干燥過程，共進行10次清潔循環(huán)。將樣本在室溫下保持12小時，然后對它們進行指紋測試、植物油去除測試、室溫油膜清潔測試和高溫油膜清潔測試。
涂覆有油的板：
除去不銹鋼板上的保護襯件，制備5.1cm×7.6cm的涂覆不銹鋼板。使用5.1cm寬的鬃毛刷將植物油施加于不銹鋼板的襯件面。板上留下的油殘留物為約0.5克油。將涂油的板置于較大的玻璃片上，然后將其放入205℃的浴爐中加熱50分鐘。從爐中取出板后，使用前將其置于室溫下保持至少24小時。應(yīng)當指出的是，從爐中取出后，油發(fā)生固化。如果板的一部分上的油未固化，則將其清除。
室溫油膜清潔測試：
對得自實施例12-14和比較例b-d的樣本，測試其除去經(jīng)烘烤留下的油的能力。在測試中，使用2ml吸管將3滴制備例12-14和制備例16-18溶液施加于油表面。1分鐘后，用自來水沖洗溶液5秒，并用壓縮空氣將其吹干，然后進行評級(1＝完全去除；2＝部分去除；3＝油嚴重變色，但未去除；4＝油變色，但未去除；5＝極微弱的變色至未變色，且未去除)。
高溫油膜清潔測試：
對得自實施例12-14和比較例b-d的樣本，測試其在高溫下除去經(jīng)烘烤留下的油的能力。在測試中，將涂覆有油的板置于熱板上在115℃下加熱3-5分鐘。在施加溶液之前，利用福祿克紅外熱風(fēng)槍測得的涂覆有油的板的表面溫度為約80℃。使用2ml吸管將3滴制備例12-14和制備例16-18溶液施加于受熱的板。1分鐘后，用自來水沖洗溶液5秒，并用壓縮空氣將其吹干，然后進行評級(1＝完全去除；2＝部分去除；3＝油嚴重變色，但未去除；4＝油變色，但未去除；5＝極微弱的變色至未變色，且未去除)。
表4：組分：清潔制劑中包含兩性硅烷+硅酸鹽+表面活性劑
表4中的數(shù)據(jù)示出組合物可保護表面并除去經(jīng)烘烤留下的油。組合物包含另外的堿(有機堿和無機堿)和溶劑。高溫液滴為施加于經(jīng)烘烤留下的熱油表面的清潔溶液。對室溫液滴采用相同的測試方法，但在室溫(rt)下進行。
實施例15和比較例e-h
在實施例15中，使用折疊的kimberly-clarkkimwipe毛巾(購自美國佐治亞州羅斯韋爾的金伯利克拉克公司(kimberlyclark,roswell,ga))，用制備例9的溶液(從2ml一次性吸管中吸出9滴溶液)對5.1cm×7.6cm的不銹鋼板進行清潔，共清潔15秒。將不銹鋼板于室溫下干燥5分鐘之后，重復(fù)使用制備例9的溶液進行清潔和干燥過程，共進行5次清潔循環(huán)，然后對樣本進行干塵翻滾測試。
在比較例e中，在除去不銹鋼的襯件后，直接使用5.1cm×7.6cm的不銹鋼板，然后對樣本進行干塵翻滾測試。
在比較例f-h中，使用折疊的kimberly-clarkkimwipe毛巾(購自美國佐治亞州羅斯韋爾的金伯利克拉克公司(kimberlyclark,roswell,ga))，用商購獲得的材料(從2ml一次性吸管中吸出4滴溶液)對5.1cm×7.6cm的不銹鋼板進行拋光，然后對樣本進行干塵翻滾測試。
干塵翻滾測試：
對得自實施例15和比較例e-h的樣本，測試其抗干塵積聚的能力。在測試中，將樣本置于帶有螺紋口頂蓋的32盎司廣口瓶中。向廣口瓶中加入5克12103-1a1超細試驗粉塵。將廣口瓶搖動共15秒，然后取出樣本并測量光澤度。使用bykgardner微型三角度光澤儀測量光澤度。將光澤度儀布置成使得入射光束角度與不銹鋼上的刷出圖案正交。
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