JP5279506B2 - 滑らかな無機表面に易洗浄特性を耐摩耗的及び耐候的に施与するための貯蔵安定性のコーティング組成物 - Google Patents
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Description
a)式(I)
CF3(CF2)n(CH2)2Si(CH3)yX3-y (I),
[式中、
Xは塩素、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ及びn−プロポキシの系列からの基であり、nは3、4、5、6、7、8及び9の系列からの数であり、yは0又は1である]の少なくとも1種の加水分解可能なフルオロアルキルシラン、
b)HCl、
c)水、
d)イソプロパノール、及び
e)ドデカン、有利にn−ドデカン
をベースとし、かつシラン成分(a):水のモル比が1:4.5〜1:9である貯蔵安定性の易洗浄性コーティング組成物を、有利に、単純かつ経済的に、効果的かつ永続的に、特に、滑らかで実質的に無機の − しかしながら専ら無機のみというわけではない − 基材の表面に、及び特にアウトドアにおける適用において施与することができることが見出された。
a)式(I)
CF3(CF2)n(CH2)2Si(CH3)yX3-y (I),
[式中、
Xは塩素、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ及びn−プロポキシの系列からの基であり、nは3、4、5、6、7、8及び9の系列からの数であり、yは0又は1である]の少なくとも1種の加水分解可能なフルオロアルキルシラン、
b)HCl、
c)水、
d)イソプロパノール、及び
e)ドデカン、
をベースとし、かつシラン成分(a):水のモル比が1:4.5〜1:9、有利に1:4.8〜1:7、更に有利に1:5〜1:6であるコーティング組成物を提供する。
a)式(I)のフルオロアルキルシラン成分 20質量部、
b)HCl 0.05〜0.15質量部、有利に0.07〜0.12質量部、更に有利に0.074〜0.11質量部、
c)H2O 3.2〜6.4質量部、有利に3.6〜6質量部、更に有利に3.7〜4.2質量部、特に3.8〜4.0質量部、
d)イソプロパノール500〜1000質量部、有利に600〜900質量部、及び
e)ドデカン30〜60質量部、有利に40〜50質量部
を含有する。
シラン成分(a)をイソプロパノール、水及び塩酸の混合物に添加し、このようにして得られた混合物を0〜80℃の温度で、有利に室温〜40℃の温度で1〜4時間、有利に2〜3時間撹拌し、その際、加水分解工程は、シラン成分(a):水のモル比1:4.5〜1:9に基づいており(簡略化のために、部分加水分解と縮合とを加水分解工程と呼称する)、引き続き、このようにして得られた反応混合物(簡略化のために水解物と呼称する)を成分(d)、(e)及び塩酸の混合物で希釈する
ことによる、本発明の組成物の製造法をも提供する。
a)式(I)のフルオロアルキルシラン 20質量部、
b)HCl 0.05〜0.15質量部、
c)H2O 3.2〜6.4質量部、
d)イソプロパノール 500〜1000質量部、及び
e)ドデカン 30〜60質量部
で使用される。
一般に、式(I)のシラン成分は、通常、定義された量のHCl及びイソプロパノールの存在で、制御された加水分解及び縮合が行われ、その際、シラン成分(a):水のモル比は1:4.5〜1:9に設定される。通常、反応は有利に、有効な混合を用いて、かつ0〜80℃の範囲内の温度で、特に室温で、1〜4時間の時間にわたって行われる。このようにして得られた水解物は、次いで、イソプロパノール/ドデカン含有混合物で希釈され、有利に、貯蔵安定性でかつ効果的なコーティング組成物がもたらされる。しかしながら、反応混合物又は水解物の制御された希釈のためには、イソプロパノール/ドデカン含有混合物の代わりに、相応する量のイソプロパノール、ドデカン及びHClの混合物を使用することも可能である。それとは別に、上記物質をそれぞれ個々の成分として使用することができる。
− 特にダスト及び油分を除去するために基材表面を適切に初期洗浄し、かつ所望の場合には活性化させる。これは、例えばイソプロパノール、アセトン又は市販のガラスクリーナーを用いて行うことができる。活性化は、例えば、有利に、6μm未満、有利に0.05〜5μmの平均粒径(d50)を有する酸化物粒子を含有する研摩剤、水性剤を用いて生じ得る。この種の研磨媒体は、懸濁液、分散液又はペーストの形であってよい。相応する水性及び/又はアルコール性金属スラリーは、有利に、酸化セリウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化チタン、ケイ酸アルミニウム、酸化ケイ素又は上記酸化物の混合物を含有する。そのような組成物は、有利にアルカリ性又は酸性の配合物を有してよい。
以下に実施例に示す反応を、それぞれ、撹拌機、計量供給部、冷却器、水浴及び温度計を備えた加熱可能でかつ冷却可能なガラス製装置中で行った。
計量供給部、還流冷却器及び水浴を備えた100mlのガラス製撹拌装置に、Dynasylan(登録商標)F 8261(トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチルトリエトキシシラン)20g、イソプロパノール26g、脱イオン水4g及び塩酸(37%HCl)0.2gを装入した。シラン:水のモル比は1:5.6であった。塩酸の添加直後に温度は5分以内に30℃に上昇した。次いで、バッチを26℃で3時間撹拌した。その後、該バッチを2Lガラス瓶中でイソプロパノール900g及びドデカン50gで希釈し、すぐに使用できるコーティング材料が生じた。組成は、Dynasylan(登録商標)F 8261 2質量%の活性物質含分、n−ドデカン5質量%及びイソプロパノール93質量%に相応しており、pH=3.2であった。
計量供給部、還流冷却器及び水浴を備えた100mlのガラス製撹拌装置に、Dynasylan(登録商標)F 8261(トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチルトリエトキシシラン)20g、イソプロパノール26g、脱イオン水4g及び塩酸(37%HCl)0.2gを装入した。シラン:水のモル比は1:5.6であった。塩酸の添加直後に温度は5分以内に30℃に上昇した。次いで、バッチを26℃で3時間撹拌した。その後、該バッチを1Lガラス瓶中でイソプロパノール584g及びドデカン33gで希釈し、すぐに使用できるコーティング材料が生じた。組成は、Dynasylan(登録商標)F 8261 3質量%の活性物質含分、n−ドデカン5質量%及びイソプロパノール92質量%に相応しており、pH=3.0であった。
計量供給部、還流冷却器及び水浴を備えた100mlのガラス製撹拌装置に、連続的に、イソプロパノール26.0g及びDynasylan(登録商標)F 8261(トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチルトリエトキシシラン)20gを撹拌しながら装入し、これらの成分を混合した。液相温度22℃で、脱イオン水3.8g及び塩酸(37%HCl)0.2gを撹拌しながら添加した。シラン:水のモル比は1:5.4であった。
計量供給部、還流冷却器及び水浴を備えた100mlのガラス製撹拌装置に、Dynasylan(登録商標)F 8261(トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチルトリエトキシシラン)20g、イソプロパノール26g、脱イオン水4g及び塩酸(37%HCl)0.2gを装入した。シラン:水のモル比は1:5.6であった。
コーティングすべきガラス表面の前処理(ガラス板のサイズ:0.07m×0.15m):
ガラス板を最初にイソプロパノールで清浄化し、酸化セリウムの水性スラリーで摩耗活性化させ、その後、乾燥した酸化セリウムを紙タオルで完全に除去した。
摩耗試験を研磨溶液下でGardner社製摩耗装置で行った。
それぞれの試験の結果を表に示す。
コーティングされた試料を室温で完全にそれぞれの試験溶液中に装入した。2時間後、試料を流水下ですすぎ、紙タオルで乾燥させた。その後、暴露されたコーティングの疎水特性を、DIN828に準拠した多重接触角測定を用いて測定した(識別:暴露あり)。接触角が80°未満である場合、コーティングは侵食されたものと見なした。
貯蔵安定性及び促進耐候に関する検査
貯蔵安定性を決定するために、実施例の配合物を通風乾燥棚中で60℃で貯蔵した。様々な期間(例えば1又は2ヶ月)の後に、ガラス板をコーティングし、耐摩耗性を試験した;第7表も参照のこと。更に、実施例の生成物を室温(RT)、即ち20〜26℃で貯蔵した。貯蔵時間はポットライフとしても識別される。貯蔵時間を、最初(即ち、数日)から数ヶ月までで試験した。
イソプロパノール25.8g、脱イオン水4.0g、硝酸(37%HNO3)0.2gを連続的に導入し、混合した。Dynasylan(登録商標)F 8261(トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチルトリエトキシシラン)20gを添加し、混合物を室温で3時間撹拌した。バッチを、イソプロパノール900g、ドデカン50g及び硝酸(37%HNO3)0.1gからなる混合物で希釈し、すぐに使用できるコーティング材料が生じた。シラン:水のモル比は1:5.6であった。組成は、Dynasylan(登録商標)F 8261 2質量%の活性物質含分、n−ドデカン5質量%及びイソプロパノール92質量%に相応しており、pH=3であった。
系は、アルコール性溶液中の活性化されたフルオロアルキルトリアルコキシシランをベースとする。シラン/水のモル比は1:3.6であった。Dynasylan(登録商標)F 8261 5.0g、塩酸(37%HCl)1.0g、イソプロパノール493.5g及びSnCl2×2H2O0.5gをガラス瓶中で室温で3時間撹拌した。組成は、Dynasylan(登録商標)F 8261 1.0質量%、H2O0.126質量%、HCl(無水)0.074質量%、SnCl2×2H2O0.1質量%及びイソプロパノール98.7質量%に相応していた(DE19904132を参照のこと)。
Claims (12)
- コーティング組成物であって、以下
(a) 一般式(I)
CF3(CF2)n(CH2)2Si(CH3)yX3-y (I),
[式中、
Xは、塩素、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ及びn−プロポキシから選択された基であり、かつ、
nは、3、4、5、6、7、8及び9から選択された数であり、かつ、
yは、0又は1である]
の少なくとも1種の加水分解可能なフルオロアルキルシラン、
(b) HCl、
(c) 水、
(d) イソプロパノール、及び
(e) ドデカン
の成分をベースとする組成物であって、
シラン成分(a):水のモル比が1:4.5〜1:9である、
コーティング組成物。 - 以下
(a) 式(I)のフルオロアルキルシラン成分 20質量部、
(b) HCl 0.05〜0.15質量部、
(c) H2O 3.2〜6.4質量部、
(d) イソプロパノール 500〜1000質量部、及び
(e) ドデカン 30〜60質量部
を含有する、請求項1記載の組成物。 - シラン成分(a):水のモル比が1:5.3〜1:5.8である、請求項1又は2記載の組成物。
- シラン成分(a)をイソプロパノールで希釈し、HClの存在で部分加水分解し、かつ縮合させ、その際、シラン成分(a):水のモル比は1:4.5〜1:9であり、かつ、引き続き、このようにして得られた反応混合物をイソプロパノール/ドデカン含有混合物で希釈することによって得られる、請求項1から3までのいずれか1項記載のコーティング組成物。
- 請求項1から4までのいずれか1項記載のコーティング組成物の製造法であって、
シラン成分(a)をイソプロパノールで希釈し、次いで水を添加し、次いで塩酸を添加し、かつ、このようにして得られた混合物を0〜80℃の温度で1〜4時間撹拌する工程を含む加水分解工程であって、使用されるシラン成分(a):使用される水のモル比が1:4.5〜1:9である、加水分解工程と、引き続き、反応混合物をイソプロパノール及びドデカンの混合物で希釈する工程とを含むか、又は、
シラン成分(a)をイソプロパノール、水及び塩酸の混合物に添加し、かつ、このようにして得られた混合物を0〜80℃の温度で1〜4時間撹拌する工程を含む加水分解工程であって、使用されるシラン成分(a):使用される水のモル比が1:4.5〜1:9である、加水分解工程と、引き続き、反応混合物をイソプロパノール、ドデカン及び塩酸の混合物で希釈する工程とを含む、
方法。 - 成分を以下の量
(a) 式(I)のフルオロアルキルシラン 20質量部、
(b) HCl 0.05〜0.15質量部、
(c) H2O 3.2〜6.4質量部、
(d) イソプロパノール 500〜1000質量部、及び
(e) ドデカン 30〜60質量部
で使用する、請求項5記載の方法。 - 加水分解工程において、成分(a)1質量部当たり1〜1.5質量部の成分(d)を使用する、請求項5又は6記載の方法。
- 加水分解工程において、成分(b)を総量で40〜100質量%使用する、請求項5から7までのいずれか1項記載の方法。
- n−ドデカン又は180℃を上回る沸点範囲を有するC12−炭化水素の異性体混合物を成分(e)として使用する、請求項5から8までのいずれか1項記載の方法。
- 水解物を、成分(e)及び成分(d)の残分の混合物で希釈するか、又は成分(e)、成分(d)の残分及び成分(b)の残分の混合物で希釈する、請求項5から9までのいずれか1項記載の方法。
- 基材の表面に耐摩耗性及び耐候性の易洗浄性コーティングを施与するための、請求項1から4までのいずれか1項記載の組成物、又は、請求項5から10までのいずれか1項記載の方法により得ることができるか又は得られた組成物の使用。
- 処理すべき表面を有する基材が、ガラス、うわぐすり、鉱物、金属、セラミック、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリウレタン及びポリスチレンから選択される、請求項11記載の使用。
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