CN101432351A - 包含季铵化合物的涂料、涂料配方和组合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及包含季铵化合物的组合物、涂料、涂料配方等及它们的用途。

Description

包含季铵化合物的涂料、涂料配方和组合物

发明领域

本发明涉及包含季铵化合物的组合物、涂料配方和涂料等以及它们的用途。

发明背景

被称作为季化合物或简称为“季化合物(quats)”的一类分子在许多工业应用中找到运用。将季化合物泛泛地定义为通常具有化学式R₁R₂R₃R₄-N⁺X^-的一组化合物，式中基团可以相同、不同，或者部分环，并且X是反阴离子。典型地，然而并非总是，所述基团之一是长链烷基。在大多数工业应用中，这些季化合物分子与反离子(阴离子)络合以提供“活性”分子。目前，季化合物被用于从木材防腐/杀虫工业到诸如护发产品、清洁用品、织物柔软剂、药物、表面活性剂、除臭剂、嗽口水、防腐剂、乳化剂、化妆品和采矿的工业中。

在油漆和涂料工业中，通常的做法是采用提供所希望特性的添加剂。所使用的一些最常见的添加剂赋予最终的配方防霉性、较好的流动性、令人愉快的气味等。此外，在船舶漆和涂料工业中，常采用防污添加剂，其防止微生物、海藻、藤壶以及其它海洋生物在例如已经涂布涂料的钻井平台、管道、船体等上生长，例如参见美国专利号7,001,933和4,675,051，以及GB-A-2 273 934。

然而，即使有现有的添加剂，但仍然需要对环境无害、有效的油漆和涂料添加剂。

发明概述

本发明涉及一种组合物，其包括具有如下化学式的至少一种季铵化合物：

式中：

i)所述组合物不含金属连接物(metal coupler)；

ii)Y选自H₂BO₃ ^-；HBO₃ ^-2；BO₃ ^-3；B₄O₇ ^-2；HB₄O₇ ^-；B₃O₅ ^-；B₅O₈ ^-2；BO₂ ^-；PO₄ ^-3，HPO₄ ^-2，H₂PO₄ ^-，P₂O₇ ^-4，P₃O₁₀ ^-5，PO₃ ^-；CO₃ ^-2；HCO₃ ^-；[CO₂ ^-]_nR₅；以及它们的组合；

iii)R₁、R₂、R₃和R₄中的至少一个选自i)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烷基基团或者ii)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团中的一种或多种取代基团；

iv)R₁、R₂、R₃和R₄中的至少两个独立地选自具有1～4个碳原子的烷基基团；

v)R₁、R₂、R₃和R₄中的至少一个选自i)包含1～20个碳原子的被取代或未被取代的烷基基团或者ii)包含1～20个碳原子的被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团中的一种或多种取代基团；

vi)n是等于或大于1的整数，并且R₅选自包含1～25个碳原子的被取代的、未被取代的、饱和的或不饱和的烷基基团；以及

vii)根据Y的选择，m是1、2、3、4或5。

在一个实施方案中，本发明涉及一种溶液，其包括：

a)具有如下化学式的至少一种季铵化合物：

式中：

i)Y选自H₂BO₃ ^-；HBO₃ ^-2；BO₃ ^-3；B₄O₇ ^-2；HB₄O₇ ^-；B₃O₅ ^-；B₅O₈ ^-2；BO₂ ^-；PO₄ ^-3，HPO₄ ^-2，H₂PO₄ ^-，P₂O₇ ^-4，P₃O₁₀ ^-5，PO₃ ^-；CO₃ ^-2；HCO₃ ^-；[CO₂ ^-]_nR₅；以及它们的组合；

ii)R₁、R₂、R₃和R₄中的至少两个独立地选自具有1～4个碳原子的烷基基团；

iii)R₁、R₂、R₃和R₄中的至少一个选自i)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烷基基团或者ii)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团的一种或多种取代基团；

iv)n是等于或大于1的整数，并且R₅选自包含1～25个碳原子的被取代的、未被取代的、饱和的或不饱和的烷基基团；以及

v)根据Y的选择，m是1、2、3、4或5；

以及

b)作为用于a)的季铵化合物的溶剂，水和至少一种极性有机助溶剂。其中所述溶液不含金属连接物。

在另一个实施方案中，本发明涉及一种溶液，其包括：

a)具有如下化学式的季铵化合物：

式中：

i)Y选自H₂BO₃ ^-；HBO₃ ^-2；BO₃ ^-3；B₄O₇ ^-2；HB₄O₇ ^-；B₃O₅ ^-；B₅O₈ ^-2；BO₂ ^-；以及它们的混合物

ii)R₁、R₂、R₃和R₄中的至少一个选自i)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烷基基团或者ii)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团的一种或多种取代基团；

iii)根据Y的选择，m是1、2或3。

b)具有如下化学式的季铵化合物：

式中：

i)Y选自CO₃ ^-2；HCO₃ ^-；PO₄ ^-3，HPO₄ ^-2，H₂PO₄ ^-，P₂O₇ ^-4，P₃O₁₀ ^-5，PO₃ ^-；[CO₂ ^-]_nR₅ ^-；以及它们的混合物

ii)R₁、R₂、R₃和R₄选自i)被取代或未被取代的烷基基团或者ii)被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团的一种或多种取代基团；

iii)n是等于或大于1的整数，并且R₅选自包含1～25个碳原子的被取代的、未被取代的、饱和的或不饱和的烷基基团；以及

iv)m是1、2、3、4或5；

和

c)用于a)和b)的溶剂，其中所述溶液不含金属连接物。

发明详述

应注意的是，如本文所用的术语“季铵化合物”、“季化合物(quat)”和“硼酸盐-季化合物(borate-quat)”是指一种其中至少一个氮原子与四个有机基团连接并留下净正电荷的化合物。在某些方面，所述有机基团可以是直链或支链、被取代或未被取代的烷基或烯基(不饱和的烷基)基团或它们的混合物。在其它方面，术语“季铵化合物”或“季化合物(quat)”还打算包括其中多个氮与四个有机基团连接的化合物。例如，季化合物(quat)的四个有机基团之一可以是与第二个季化合物“共享的”基团。

在一个具体实施方式中，本发明涉及涂料配方。应注意的是，如本文所用的“涂料配方”被赋予其最宽的含义，其意味着不仅包括常规的油漆和底漆，而且包括通常施加于表面的底涂层、透明涂层、漆等。本发明的涂料配方可以是水基配方或者基于溶剂的配方，并且它包括至少一种粘合剂和具有本文所述化学式的季铵化合物。

本发明人已发现，在涂料配方中采用本文所述的季铵化合物可以赋予涂料配方至少一种下列性能，优选至少两种，更优选基本上全部的下列性能：i)杀菌性能(fungicidal properties)，ii)防霉性能(mildewcidal properties)，iii)杀生物性能(biocidal properties)，以及iv)防止或抑制海洋生物例如海藻、藤壶等生长的性能。此外，采用提供这些性能的季铵化合物可以为涂料配方的最终用户提供了对以下方法的显著控制，所述涂料配方通过该方法提供这些性能。

还应注意的是，本文有时用短语“不含金属连接物(metal coupler free)”来描述本发明的季铵化合物、组合物、涂料、涂料配方等。就不含金属连接物而言，其意味着季化合物自身以及包含该季化合物的组合物、涂料、涂料配方等包含铜、锌或其它通常用于防腐剂工业的重金属。如同在Findlay中的教导，通常由于这些金属的杀生物以及灭蚁性能使用它们。然而，随着对环境关心的增长，该工业正在远离使用这些和其它“重”金属。

粘合剂

根据涂料配方的最终用途和所希望的品质选择粘合剂。例如，为了涂料配方的使用期限，可以将本发明的涂料配方设计为其中季铵化合物结合到粘合剂组分中以提供其中季铵化合物保持在涂料配方中的涂料配方，或者可以将涂料配方设计为会有意地被风化并且其后随时更换的可烧蚀的外用涂料。结合季铵化合物形成具有上述任一特性的涂料配方对本领域普通技术人员而言是容易实现的。

适用于本发明的粘合剂通常选自i)亚麻籽油，ii)聚氨酯，iii)聚乙酸乙烯酯，或者iv)树脂例如醇酸树脂、丙烯酸系树脂或环氧树脂。适用于本发明涂料配方的树脂的非限制性例子包括选自丙烯酸聚合物、改性的丙烯酸聚合物、聚环氧化物、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚硅氧烷、聚氨基甲酸酯以及它们的混合物的那些树脂，并且树脂的分子量对本发明不是关键的。粘合剂还可以选自在水溶性树脂-工业指南(第二版)(Flick，E.W.(1991)，Water-Soluble Resins-An Industrial Guide(2nd Edition).William AndrewPublishing/Noyes)所列出的任意那些水溶性树脂，将其全文引入作为参考。

如果所选粘合剂是树脂，该树脂可以(在一些实施方案中可以包括)包括活性官能团，例如羧基、羟基、环氧基、氨基、烷氨基、多官能胺、酰胺基、硅烷、硅烷醇和酮基基团或它们的组合。活性官能团的取代程度不是关键的，而是可以被调节以提供具有所希望特性的涂料。此外，树脂是自交联的或者UV可固化的，这都在本发明的范围内，对本领域普通技术人员而言，可以容易地制造或者商业上从这些聚合物的许多供应商之一购买这些聚合物。

如果丙烯酸系聚合物被用作本发明中的粘合剂，则作为非限制性的例子，所述聚合物可以由单体例如丙烯酸和甲基丙烯酸、在烷基或环烷基部分具有1～18个，优选4～13个碳原子的烷基和环烷基的丙烯酸脂及甲基丙烯酸酯来制备。这些单体的非限制性例子包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁脂、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸环己酯和甲基丙烯酸2-乙基己酯。

如果丙烯酸酯系聚合物包括官能团，则作为非限制性的例子，通过起反应的官能单体，例如具有羧基、羟基、环氧基、氨基、酮基、硅烷、硅烷醇和烷氨基官能团的那些单体，可以将该官能团适宜地引入到丙烯酸系聚合物中。含羧基单体的非限制性例子包括丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、马来酸、富马酸、2-丙烯酰氧基甲氧基-邻-苯二甲酸、2-丙烯酰氧基-1-甲基乙氧基-邻-六氢苯二甲酸。羟基官能单体包括2-羟乙基丙烯酸脂、2-羟乙基甲基丙烯酸酯、羟丙基甲基丙烯酸酯、羟丁基丙烯酸酯、羟丁基甲基丙烯酸酯、烯丙醇和甲代烯丙醇。环氧官能单体的非限制性例子包括甲基丙烯酸缩水甘油酯。烷氨基的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的非限制性例子包括氨甲基、氨丙基、氨丁基和氨己基的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，丙烯酸二甲氨基乙酯以及甲基丙烯酸二甲氨基乙酯。其它适宜的单体包括N-烷氧基甲基丙烯酰胺和N-(丁氧基甲基)丙烯酰胺。还可以包括其它烯不饱和单体，例如乙烯基、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、叔丁基苯乙烯，以提供所希望的物理特性。含酮基单体的非限制性例子包括双丙酮丙烯酰胺。含硅烷单体的非限制性例子包括烷氧基硅烷官能单体，例如γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三异丙氧基硅烷等。例如通过如本文确定的那些硅烷官能单体的水解可以获得硅烷醇官能度。特别有用的聚合物是羧化丙烯酸苯乙烯酯聚合物。

改性的丙烯酸树脂也可以用作本发明中的粘合剂。如本领域众所周知的，这些改性的丙烯酸树脂的非限制性例子包括聚酯改性的丙烯酸树脂或者聚氨酯改性的丙烯酸树脂。一种聚酯改性的丙烯酸树脂的例子是如美国专利号4,546,046中所述的用δ-己内酯改性的丙烯酸聚合物。聚氨酯改性丙烯酸树脂在本领域也是众所周知的，并且在美国专利号4,584,354中阐述了其实例。

具有作为活性官能团的羟基、酸基或氨基的聚酯也可以在本发明涂料配方中用作粘合剂。这样的聚酯在本领域是众所周知的，并且例如可以通过有机多羧酸(例如邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、己二酸、马来酸)或它们的酸酐与含伯或仲羟基的有机多元醇的聚酯化反应来制备。

在本发明中可用作粘合剂的聚氨酯可以选自本领域已知可在涂料中用作粘合剂的任何聚氨酯。例如通过多异氰酸酯与多元醇以大于1:1的OH:NCO当量比进行反应以获得具有末端羟基官能度的聚氨酯，从而可以制备适用于本发明的聚氨酯。在这种情况下，异氰酸酯的封端(capping)与聚氨酯树脂的合成同时发生。或者，可以通过多异氰酸酯与多元醇以小于1:1的OH:NCO比进行反应来形成聚氨酯。在这种情况下，如果采用过量的异氰酸酯，则具有未反应的异氰酸酯官能度的聚氨酯与封端剂(capping agent)反应。适宜的封端剂包括活性醇或胺，活性醇或胺的非限制性例子包括三甲醇基丙烷、乙醇胺、二乙醇胺、甘油醇缩丙酮(Solketal)、二醇、三醇或者二醇和三醇的混合物。然而，优选在将聚氨酯用作本发明中的粘合剂之前除去任何未反应的异氰酸酯。

氨基甲酸酯官能聚合物也适于用作本发明的粘合剂。例如可以由在单体的酯部分具有氨基甲酸酯官能度的丙烯酸系单体制备这些聚合物。

用于制备在本涂料配方中可用作粘合剂的聚合物的另一可选择路线是，如美国专利号4,758,632中所描述的，将已经形成的聚合物例如丙烯酸系聚合物与另一组分反应以形成连接在该聚合物骨架上的氨基甲酸酯官能团，其公开的内容引入本文作为参考。

用于制备在本发明可用作粘合剂的聚合物的另一技术包括，在存在羟基官能化丙烯酸系聚合物下热分解尿素(释放出氨和HNCO)，以形成氨基甲酸酯官能化丙烯酸系聚合物。

用于制备适用于本发明的粘合剂的又一技术包括，使羟烷基氨基甲酸酯的羟基基团与异氰酸酯官能化丙烯酸的异氰酸酯基基团或者乙烯单体反应以形成氨基甲酸酯官能化丙烯酸。本领域已知并且例如在美国专利号4,301,257中已经描述了异氰酸酯官能化丙烯酸，并且异氰酸酯乙烯单体在本领域也是众所周知的，并且包括间-异丙烯基-α-α-二甲基甲苯基异氰酸酯(m-TMI)。

用于形成适用于本发明粘合剂的另一技术是，使环状的碳酸酯官能化丙烯酸上的环状碳酸酯基团与氨反应以形成氨基甲酸酯官能化丙烯酸。在本领域已知并且例如在美国专利号2,979,514中已经描述了环状碳酸酯官能化丙烯酸聚合物。制备适合在本发明中用作粘合剂的聚合物的更困难但可行的方法是，丙烯酸酯聚合物与羟烷基氨基甲酸酯的酯交换。还可以采用制备该聚合物的其它方法。

在优选的实施方案中，如果在本发明中用作粘合剂的聚合物包含乳液形式的活性官能团，则该聚合物以颗粒形式存在，本文所用的术语“乳液”在广义上通常表示任何不溶于水的聚合物的水分散体。

季铵化合物-反离子(Y)

本发明的组合物和涂料、涂料配方等优选不含金属连接物，并且包含至少一种(在一些实施方案中包含仅一种，在一些实施方案包含仅两种，而在其它实施方案中包含多于两种)具有本发明所述化学式的季铵化合物。这些季铵化合物的反离子Y选自硼酸根离子、磷酸根离子、碳酸根离子(CO₃ ^-2)、碳酸氢根离子(HCO₃ ^-)和羧酸根离子([CO₂ ^-]_nR₅)。在一些实施方案中，Y是硼酸根离子、或者磷酸根离子、或者碳酸氢根离子、或者碳酸根离子或者羧酸根离子。在存在两种季铵化合物的情况下，季化合物之一的反离子是碳酸氢根离子和/或碳酸根离子，或者磷酸根离子或者羧酸根离子，并且另一季铵化合物的反离子是硼酸根离子。

适用于本发明的硼酸根离子包括硼酸二氢根离子H₂BO₃ ^-；硼酸氢根离子HBO₃ ^-2；硼酸根离子BO₃ ^-3；四硼酸根离子B₄O₇ ^-2；四硼酸氢根离子HB₄O₇ ^-；B₃O₅ ^-；五硼酸根B₅O₈ ^-2；以及BO₂ ^-。因而，Y适宜地选自H₂BO₃ ^-；HBO₃ ^-2；BO₃ ^-3；B₄O₇ ^-2；HB₄O₇ ^-；B₃O₅ ^-；B₅O₈ ^-2；以及BO₂ ^-。如果Y是硼酸根离子，则优选Y是BO₃ ^-3，且m为3。

适用于本发明的磷酸根离子包括磷酸根离子PO₄ ^-3；磷酸氢根离子HPO₄ ^-2；磷酸二氢根离子H₂PO₄ ^-；二磷酸根离子P₂O₇ ^-4，以及三磷酸根离子P₃O₁₀ ^-5。因而，Y适宜地选自PO₄ ^-3、_HPO₄ ^-2、H₂PO₄ ^-、P₂O₇ ^-4、P₃O₁₀ ^-5以及PO₃ ^-。如果Y是磷酸根离子，优选Y是PO₄ ^-3，并且m为3。

适用于本发明的羰酸根离子具有通式[CO₂C]_nR₅，其中n是等于或者大于1的整数，并且R₅选自包含1～25个碳原子的被取代的、未被取代的、饱和的或者不饱和的烷基基团。在一些优选的实施方案中，R₅包含约10～约20个碳原子，在一些实施方案中，包含10～12个碳原子，在其它实施方案中，包含12～14个碳原子，在其它实施方案中，包含12～14个碳原子，在其它实施方案中，包含14～16个碳原子，以及在其它实施方案中，包含16～18个碳原子。

季铵化合物-R ₁ 、R ₂ 、R ₃ 和R ₄

本发明不含金属连接物的季化合物包含与氮原子连接的四个碳链R₁、R₂、R₃和R₄。在一些实施方案中，本发明的季化合物的四个碳链选自i)被取代或未被取代的烷基基团或者ii)被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团的一种或多种取代基团。所述烷基和烯基基团是包含1～20个碳原子的那些基团。在优选的实施方案中，R₁和R₂独立地选自具有1～3个碳原子的烷基基团，R₃和R₄独立地选自含6～20个碳原子的基团，该基团选自i)被取代或未被取代的烷基基团或者ii)被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团的一种或多种取代基团；并且m是1、2或3。在更优选的实施方案中，R₁和R₂是甲基基团，并且R₃和R₄独立地选自包含8～14个碳原子的未被取代的烷基基团。在一个实施方案中，R₃或R₄之一是包含8～10个碳原子的未被取代的烷基基团，并且R₃或R₄之一是包含12～14个碳原子的未被取代的烷基基团。

在本发明的其它实施方案中，四个碳链即R₁、R₂、R₃和R₄中的至少一个碳链，有时仅一个碳链；在其它实施方案中，所述四个碳链中的仅两个碳链选自：i)包含13～16个碳原子，优选14～16个碳原子，更优选14个碳原子的被取代或未被取代的烷基基团，或者ii)包含13～16个碳原子，优选14～16个碳原子，更优选14个碳原子的被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团的一种或多种取代基团。这些碳链可以是饱和的或不饱和的。优选四个碳链中的至少一个碳链选自饱和或不饱和的未被取代的烷基基团。在特别优选的实施方案中，所述至少一个碳链选自包含13～16个碳原子，优选14～16个碳原子，更优选14个碳原子的不饱和的被取代或未被取代的烷基基团，优选为未被取代的。

在此实施方案中，R₁、R₂、R₃和R₄中的至少两个碳链；在一些实施方案中仅两个碳链；在其它实施方案中，三个碳链选自具有1～4个碳原子，优选1～3个碳原子(在一些实施方案中，2～4个碳原子)的烷基基团。

在此实施方案中，还预计R₁、R₂、R₃和R₄之一选自：i)被取代或未被取代的烷基基团或者ii)被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团的一种或多种取代基团。所述烷基和烯基基团是包含1～20个碳原子的那些基团。在优选的实施方案中，R₁、R₂、R₃和R₄之一选自包含6～20个碳原子的基团，该基团选自i)被取代或未被取代的烷基基团或者ii)被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团的一种或多种取代基团；并且m是1、2或3。在一些实施方案中，其选自包含8～14个碳原子的未被取代的烷基基团。在其它实施方案中，其选自包含8～10个碳原子的未被取代的烷基基团，在其它实施方案中，其选自包含12～14个碳原子的未被取代的烷基基团。

添加剂

在一些实施方案中，所述涂料配方还可以包含一种通常用于涂料配方的添加剂，在一些实施方案中，包含多种添加剂。通过本领域普通技术人员以及涂料、粘合剂和涂料配方应用中所希望的特性的常识，可以容易地选择用于本发明涂料配方的添加剂及其量。可用于本发明涂料配方的添加剂的非限制性例子包括溶剂、稀释剂、颜料、体质颜料、聚结剂、消泡剂、增稠剂、防腐剂、表面活性剂、催化剂、受阻胺光稳定剂、紫外线吸收剂、流变控制添加剂和光引发剂等。在一个实施方案中，本发明的涂料配方是适用于船舶应用的涂料配方，因而，所述一种添加剂，或者在一些实施方案中多种添加剂选自通常用于船舶漆工业中的添加剂，其量是该工业中的常规量。在这个以及其它实施方案中，优选该涂料配方不含甲醛，并且不含异氰酸酯。

涂料配方的用途

如上所述，本发明人已发现季化合物可以赋予涂料配方几种所希望的性能。因而，在一个实施方案中，本发明涉及在其上已沉积本发明涂料配方的表面。如本文所用的“表面”按其最广泛的意义使用，并且意味着涉及铁或非铁金属；木材；玻璃；玻璃纤维；其它建筑和其它结构材料例如纤维板、刨花板、石膏板、混凝土等，以及聚苯乙烯衍生的表面例如塑料等。

将本发明的涂料配方沉淀在表面上的方法对本发明不是关键的，所述方法可以选自本领域中已知的将涂料配方沉积在表面上的任何有效方法。适宜的方法的非限制性例子包括喷涂、浸涂、流涂、辊涂、帘式涂布和真空涂布等。

替代的实施方案

在一个实施方案中，根据本发明的组合物、涂料和涂料配方可以包括一种具有如下化学式的季铵化合物，在一些实施方案中包含多种具有如下化学式的季铵化合物：

其中R₁、R₂、R₃、Y和m为如上所述，包括优选的实施方案，

R′是具有1～10个碳原子的烃基，优选1～5个碳原子，更优选1～3个碳原子；并且R＂和R″′独立地选自i)被取代或未被取代的烷基基团或者ii)被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团的一种或多种取代基团。优选R＂和R＂′选自具有1～20个碳原子的未被取代的烷基基团，优选1～15个碳原子，更优选6～14个碳原子。

在另一个实施方案中，本发明涉及组合物、涂料和涂料配方等，其包括第一和第二季铵化合物。第一季铵化合物由以下化学式表征：

式中，第一季铵组分不含金属连接物，m为如上所述，并且Y选自硼酸盐，如上所述包括优选的实施方案。在此实施方案中，第一季铵化合物的四个碳基团(carbon group)即R₁、R₂、R₃和R₄选自如上所述的那些基团，包括优选的实施方案。

在此实施方案中，第二季铵化合物由以下化学式表征：

式中，第二季铵组分不含金属连接物，m为如上所述，并且Y选自碳酸盐和/或碳酸氢盐、磷酸盐、羰酸盐及其混合物，如上所述包括优选的实施方案。在此实施方案中，第一季铵化合物的四个碳基团即R₁、R₂、R₃和R₄选自如上所述的那些基团，包括优选的实施方案。

以上描述涉及本发明的几个实施方案。本领域技术人员将认识到可以设计同样有效的其它实施方案来实施本发明的精神。还应注意的是，本发明的优选实施方式预计了本发明所讨论的所有范围包括从任何较低量到任何较高量的范围。

Claims (55)

1.一种组合物，其包括：

a)至少一种具有以下化学式的季铵化合物：

式中：

i)Y选自H₂BO₃ ^-；HBO₃ ^-2；BO₃ ^-3；B₄O₇ ^-2；HB₄O₇ ^-；B₃O₅ ^-；B₅O₈ ^-2；BO₂ ^-；PO₄ ^-3，HPO₄ ^-2，H₂PO₄ ^-，P₂O₇ ^-4，P₃O₁₀ ^-5，PO₃ ^-；CO₃ ^-2；HCO₃ ^-；[CO₂ ^-]_nR₅；以及它们的组合；

ii)R₁、R₂、R₃和R₄中的至少一个选自i)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烷基基团或者ii)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烯基基团，其中，如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团中的一种或多种取代基团；

iii)R₁、R₂、R₃和R₄中的至少两个独立地选自具有1～4个碳原子的烷基基团；

iv)R₁、R₂、R₃和R₄中的至少一个选自i)包含1～20个碳原子的被取代或未被取代的烷基基团或者ii)包含1～20个碳原子的被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团中的一种或多种取代基团；

v)n是等于或大于1的整数，并且R₅选自包含1～25个碳原子的被取代的、未被取代的、饱和的或不饱和的烷基基团；和

vi)根据Y的选择，m是1、2、3、4或5；

b)粘合剂；以及

c)任选地至少一种添加剂，所述添加剂选自溶剂、稀释剂、颜料、体质颜料、聚结剂、消泡剂、增稠剂、防腐剂、表面活性剂、催化剂、受阻胺光稳定剂、紫外线吸收剂、流变控制添加剂和光引发剂等，

其中，所述组合物是i)不含金属连接物，或者ii)不含甲醛，或者iii)不含异氰酸酯，或者i)～iii)的组合。

2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述粘合剂选自i)亚麻籽油，ii)聚氨酯，iii)聚乙酸乙烯酯，或者iv)醇酸树脂、丙烯酸树脂或环氧树脂。

3.根据权利要求2所述的组合物，其中，iv)选自丙烯酸系聚合物、改性的丙烯酸系聚合物、聚环氧化物、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚硅氧烷、聚氨基甲酸酯以及它们的混合物。

4.根据权利要求2所述的组合物，其中，iv)选自改性的丙烯酸树脂。

5.根据权利要求4所述的组合物，其中，所述改性的丙烯酸树脂选自聚酯改性的丙烯酸树脂或者聚氨酯改性的丙烯酸树脂。

6.根据权利要求2所述的组合物，其中，iv)选自具有羟基基团、酸基团或氨基基团作为活性官能团的聚酯。

7.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述粘合剂是包含活性官能团的聚合物，所述活性官能团是为乳液形式。

8.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述组合物是水基配方。

9.根据权利要求1所述的涂料配方，其中，所述组合物是基于溶剂的配方。

10.根据权利要求4所述的组合物，其中，所述粘合剂是水溶性粘合剂。

11.根据权利要求2或7～9中任一项所述的组合物，其中，所述组合物包含所述任选的添加剂。

12.根据权利要求2所述的组合物，其中，所述组合物包括a)两种季铵化合物或者b)多于两种季铵化合物。

13.根据权利要求2所述的组合物，其中，所述组合物包括多于两种季铵化合物，其中所述多于两种季铵化合物之一的Y选自H₂BO₃ ^-；HBO₃ ^-2；BO₃ ^-3；B₄O₇ ^-2；HB₄O₇ ^-；B₃O₅ ^-；B₅O₈ ^-2；BO₂ ^-；以及他们的组合，并且所述多于两种季铵化合物中的其余季铵化合物的Y选自PO₄ ^-3，HPO₄ ^-2，H₂PO₄ ^-，P₂O₇ ^-4，P₃O₁₀ ^-5，PO₃ ^-；CO₃ ^-2；HCO₃ ^-；[CO₂ ^-]_nR₅；以及它们的组合。

14.根据权利要求2所述的组合物，其中，所述组合物包括两种季铵化合物，并且a)的季铵化合物中之一的Y选自H₂BO₃ ^-；HBO₃ ^-2；BO₃ ^-3；B₄O₇ ^-2；HB₄O₇ ^-；B₃O₅ ^-；B₅O₈ ^-2；BO₂ ^-；以及它们的组合，并且其它季铵化合物的Y选自PO₄ ^-3，HPO₄ ^-2，H₂PO₄ ^-，P₂O₇ ^-4，P₃O₁₀ ^-5，PO₃ ^-；CO₃ ^-2；HCO₃ ^-；[CO₂ ^-]_nR₅；以及它们的组合。

15.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述组合物包括一种季铵化合物，并且Y选自H₂BO₃ ^-；HBO₃ ^-2；BO₃ ^-3；B₄O₇ ^-2；HB₄O₇ ^-；B₃O₅ ^-；B₅O₈ ^-2；以及它们的混合物。

16.根据权利要求15所述的组合物，其中：

a)R₁、R₂、R₃和R₄中之一选自i)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烷基基团或者ii)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团中的一种或多种取代基团，其中i)是饱和的或不饱和的；

b)R₁、R₂、R₃和R₄中的两个独立地选自具有1～4个碳原子的烷基基团；和

c)R₁、R₂、R₃和R₄中之一选自i)包含1～20个碳原子的被取代或未被取代的烷基基团或者ii)包含1～20个碳原子的被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团中的一种或多种取代基团。

17.根据权利要求12或14中任一项所述的组合物，其中，每个季铵化合物的特征在于：

a)R₁、R₂、R₃和R₄中之一选自i)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烷基基团或者ii)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团中的一种或多种取代基团，其中i)是饱和的或不饱和的；

b)R₁、R₂、R₃和R₄中的两个独立地选自具有1～4个碳原子的烷基基团；和

c)R₁、R₂、R₃和R₄中之一选自i)包含1～20个碳原子的被取代或未被取代的烷基基团或者ii)包含1～20个碳原子的被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团中的一种或多种取代基团。

18.根据权利要求15所述的组合物，其中：

a)R₁、R₂、R₃和R₄中的两个选自i)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烷基基团或者ii)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团中的一种或多种取代基团，其中i)是饱和的或不饱和的；以及

b)R₁、R₂、R₃和R₄中的两个独立地选自具有1～4个碳原子的烷基基团。

19.根据权利要求12或14中任一项所述的组合物，其中，每个季铵化合物的特征在于：

a)R₁、R₂、R₃和R₄中的两个选自i)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烷基基团或者ii)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团中的一种或多种取代基团，其中i)是饱和的或不饱和的；以及

b)R₁、R₂、R₃和R₄中的两个独立地选自具有1～4个碳原子的烷基基团。

20.根据权利要求19所述的组合物，其中，a)选自包含14～16个碳原子的不饱和的未被取代的烷基基团。

21.根据权利要求16或18中任一项所述的组合物，其中，a)选自包含14～16个碳原子的不饱和的未被取代的烷基基团。

22.根据权利要求7所述的组合物，其中，a)选自包含14～16个碳原子的不饱和的未被取代的烷基基团。

23.根据权利要求12所述的组合物，其中，a)或b)的季铵化合物之一由化学式(I)表示：

其中，化学式(I)不含金属连接物；化学式(I)的Y选自H₂BO₃ ^-；HBO₃ ^-2；BO₃ ^-3；B₄O₇ ^-2；HB₄O₇ ^-；B₃O₅ ^-；B₅O₈ ^-2和BO₂ ^-；R′是具有1～10个碳原子的烃基团，并且R″和R″′独立地选自i)被取代或未被取代的烷基基团或者ii)被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团中的一种或多种取代基团；并且R₁、R2和R3选自i)被取代或未被取代的烷基基团或者ii)被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团中的一种或多种取代基团；并且根据Y的选择，m是1、2或3。

24.根据权利要求1、2、12、15或16中任一项所述的组合物，其中，基于所述组合物的总重量，所述组合物包含约0.001wt％～约10wt％的所述至少一种季铵化合物。

25.根据权利要求19所述的组合物，其中，基于所述组合物的总重量，所述组合物包含约0.01wt％～约1wt％的所述季铵化合物。

26.根据权利要求18所述的组合物，其中，基于所述组合物的总重量，所述组合物包含约0.01wt％～约1wt％的所述季铵化合物。

27.根据权利要求17所述的组合物，其中，基于所述组合物的总重量，所述组合物包含约0.001wt％～约10wt％的所述至少一种季铵化合物。

28.根据权利要求24所述的组合物，其中，所述组合物能够赋予表面至少一种下列性能：i)杀菌性能、ii)防霉性能、iii)杀生物性能、和iv)防止或抑制海洋生物例如藤壶等生长的性能。

29.根据权利要求27所述的组合物，其中，所述组合物能够赋予表面至少一种下列性能：i)杀菌性能、ii)防霉性能、iii)杀生物性能、和iv)防止或抑制海洋生物例如藤壶等生长的性能。

30.一种组合物，其包括：

a)至少一种具有如下化学式的第一季铵化合物：

其中，所述至少一种第一季铵化合物的特征在于：

i)Y选自H₂BO₃ ^-；HBO₃ ^-2；BO₃ ^-3；B₄O₇ ^-2；HB₄O₇ ^-；B₃O₅ ^-；B₅O₈ ^-2；BO₂ ^-；以及它们的混合物；

ii)R₁、R₂、R₃和R₄中的至少一个选自i)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烷基基团或者ii)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团中的一种或多种取代基团；

iii)根据Y的选择，m是1、2或3；

b)至少一种具有如下化学式的第二季铵化合物：

其中所述至少一种第二季铵化合物的特征在于：

i)Y选自CO₃ ^-2；HCO₃ ^-；PO₄ ^-3，HPO₄ ^-2，H₂PO₄ ^-，P₂O₇ ^-4，P₃O₁₀ ^-5，PO₃ ^-；[CO₂ ^-]_nR₅；以及它们的混合物；

ii)R₁、R₂、R₃和R₄选自i)被取代或未被取代的烷基基团或者ii)被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团中的一种或多种取代基团；

iii)n是等于或大于1的整数，并且R₅选自包含1～25个碳原子的被取代的、未被取代的、饱和的或不饱和的烷基基团；和

iv)m是1、2、3、4或5；

c)粘合剂；以及

d)任选的至少一种添加剂，所述添加剂选自溶剂、稀释剂、颜料、体质颜料、聚结剂、消泡剂、增稠剂、防腐剂、表面活性剂、催化剂、受阻胺光稳定剂、紫外线吸收剂、流变控制添加剂和光引发剂等，

其中，所述组合物是i)不含金属连接物，或者ii)不含甲醛，或者iii)不含异氰酸酯，或者i)～iii)的组合。

31.根据权利要求30所述的组合物，其中，所述粘合剂选自i)亚麻籽油，ii)聚氨酯，iii)聚乙酸乙烯酯，或者iv)醇酸树脂、丙烯酸树脂或环氧树脂。

32.根据权利要求31所述的组合物，其中，iv)选自丙烯酸系聚合物、改性的丙烯酸系聚合物、聚环氧化物、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚硅氧烷、聚氨基甲酸酯以及它们的混合物。

33.根据权利要求31所述的组合物，其中，iv)选自改性的丙烯酸树脂。

34.根据权利要求33所述的组合物，其中，所述改性的丙烯酸树脂选自聚酯改性的丙烯酸树脂或者聚氨酯改性的丙烯酸树脂。

35.根据权利要求31所述的组合物，其中，iv)选自具有羟基基团、酸基团或氨基基团作为活性官能团的聚酯。

36.根据权利要求30所述的组合物，其中，所述粘合剂是包含活性官能团的聚合物，所述活性官能团为乳液形式。

37.根据权利要求30所述的组合物，其中，所述组合物是水基配方。

38.根据权利要求30所述的涂料配方，其中，所述组合物是基于溶剂的配方。

39.根据权利要求33所述的组合物，其中，所述粘合剂是水溶性粘合剂。

40.根据权利要求31或36～38中任一项所述的组合物，其中，所述组合物包含所述任选的添加剂。

41.根据权利要求31所述的组合物，其中，所述组合物包括一种第一季铵化合物。

42.根据权利要求31所述的组合物，其中，所述至少一种第一季铵化合物的特征在于：

a)R₁、R₂、R₃和R₄中之一选自i)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烷基基团或者ii)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团中的一种或多种取代基团，其中i)是饱和的或不饱和的；

b)R₁、R₂、R₃和R₄中的两个独立地选自具有1～4个碳原子的烷基基团；和

c)R₁、R₂、R₃和R₄中之一选自i)包含1～20个碳原子的被取代或未被取代的烷基基团或者ii)包含1～20个碳原子的被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团中的一种或多种取代基团；或者

a)R₁、R₂、R₃和R₄中的两个选自i)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烷基基团或者ii)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团中的一种或多种取代基团，其中i)是饱和的或不饱和的；以及

b)R₁、R₂、R₃和R₄中的两个独立地选自具有1～4个碳原子的烷基基团。

43.根据权利要求41所述的组合物，其中，所述一种第一季铵化合物的特征在于：

a)R₁、R₂、R₃和R₄中之一选自i)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烷基基团或者ii)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团中的一种或多种取代基团，其中i)是饱和的或不饱和的；

b)R₁、R₂、R₃和R₄中的两个独立地选自具有1～4个碳原子的烷基基团；以及

c)R₁、R₂、R₃和R₄中之一选自i)包含1～20个碳原子的被取代或未被取代的烷基基团或者ii)包含1～20个碳原子的被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团中的一种或多种取代基团；或者

a)R₁、R₂、R₃和R₄中的两个选自i)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烷基基团或者ii)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团中的一种或多种取代基团，其中i)是饱和的或不饱和的；以及

b)R₁、R₂、R₃和R₄中的两个独立地选自具有1～4个碳原子的烷基基团。

44.根据权利要求31所述的组合物，其中，所述至少一种第一季铵化合物之一或者所述至少一种第二季铵化合物之一由化学式(I)表示：

其中，化学式(I)不含金属连接物；化学式(I)的Y选自H₂BO₃ ^-；HBO₃ ^-2；BO₃ ^-3；B₄O₇ ^-2；HB₄O₇ ^-；B₃O₅ ^-；B₅O₈ ^-2；和BO₂ ^-；R′是具有1～10个碳原子的烃基团，并且R″和R″′独立地选自i)被取代或未被取代的烷基基团或者ii)被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团中的一种或多种取代基团；以及R₁、R₂和R₃选自i)被取代或未被取代的烷基基团或者ii)被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团的一种或多种取代基团；并且根据Y的选择，m是1、2或3。

45.根据权利要求41所述的组合物，其中，所述至少一种第一季铵化合物之一或者所述至少一种第二季铵化合物之一由化学式(I)表示：

其中，化学式(I)不含金属连接物；化学式(I)的Y选自H₂BO₃ ^-；HBO₃ ^-2；BO₃ ^-3；B₄O₇ ^-2；HB₄O₇ ^-；B₃O₅ ^-；B₅O₈ ^-2；和BO₂ ^-；R′是具有1～10个碳原子的烃基团，并且R″和R″′独立地选自i)被取代或未被取代的烷基基团或者ii)被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团中的一种或多种取代基团；以及R₁、R₂和R₃选自i)被取代或未被取代的烷基基团或者ii)被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团中的一种或多种取代基团；并且根据Y的选择，m是1、2或3。

46.根据权利要求31、32、36或41～45中任一项所述的组合物，其中基于所述组合物的总重量，所述组合物包含约0.001wt％～约10wt％的所述至少一种季铵化合物。

47.根据权利要求46所述的组合物，其中，所述组合物能够赋予表面至少一种下列性能：i)杀菌性能，ii)防霉性能，iii)杀生物性能，和iv)防止或抑制海洋生物例如藤壶等生长的性能。

48.一种用于赋予表面所希望的性能的方法，其包括将涂料配方沉积在表面上，所述涂料配方包括：

A)

a)至少一种具有如下化学式的季铵化合物：

其中：

i)Y选自H₂BO₃ ^-；HBO₃ ^-2；BO₃ ^-3；B₄O₇ ^-2；HB₄O₇ ^-；B₃O₅ ^-；B₅O₈ ^-2；BO₂ ^-；PO₄ ^-3，HPO₄ ^-2，H₂PO₄ ^-，P₂O₇ ^-4，P₃O₁₀ ^-5，PO₃ ^-；CO₃ ^-2；HCO₃ ^-；[CO₂ ^-]_nR₅；以及它们的组合；

ii)R₁、R₂、R₃和R₄中的至少一个选自i)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烷基基团或者ii)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团中的一种或多种取代基团；

iii)R₁、R₂、R₃和R₄中的至少两个独立地选自具有1～4个碳原子的烷基基团；

iv)R₁、R₂、R₃和R₄中的至少一个选自i)包含1～20个碳原子的被取代或未被取代的烷基基团或者ii)包含1～20个碳原子的被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团中的一种或多种取代基团；

v)n是等于或大于1的整数，并且R₅选自包含1～25个碳原子的被取代的、未被取代的、饱和的或不饱和的烷基基团；和

vi)根据Y的选择，m是1、2、3、4或5；

b)粘合剂；以及

c)任选的至少一种添加剂，所述添加剂选自溶剂、稀释剂、颜料、体质颜料、聚结剂、消泡剂、增稠剂、防腐剂、表面活性剂、催化剂、受阻胺光稳定剂、紫外线吸收剂、流变控制添加剂和光引发剂等，

或者

B)

a)至少一种具有如下化学式的第一季铵化合物：

其中，所述至少一种第一季铵化合物的特征在于：

i)Y选自H₂BO₃ ^-；HBO₃ ^-2；BO₃ ^-3；B₄O₇ ^-2；HB₄O₇ ^-；B₃O₅ ^-；B₅O₈ ^-2；BO₂ ^-；以及它们的混合物；

ii)R₁、R₂、R₃和R₄中的至少一个选自i)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烷基基团或者ii)包含13～16个碳原子的被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团中的一种或多种取代基团；

iii)根据Y的选择，m是1、2或3；

b)至少一种具有如下化学式的第二季铵化合物：

其中，所述至少一种第二季铵化合物的特征在于：

iv)Y选自CO₃ ^-2；HCO₃ ^-；PO₄ ^-3，HPO₄ ^-2，H₂PO₄ ^-，P₂O₇ ^-4，P₃O₁₀ ^-5，PO₃ ^-；[CO₂ ^-]_nR₅；以及它们的混合物；

v)R₁、R₂、R₃和R₄选自i)被取代或未被取代的烷基基团或者ii)被取代或未被取代的烯基基团，其中如果i)或ii)是被取代的，则它们具有选自芳基、杂环基、羟基、酯基、苯甲基、羧基、卤、硝基、氰基、烷氧基或桥氧基基团中的一种或多种取代基团；

vi)n是等于或大于1的整数，并且R₅选自包含1～25个碳原子的被取代的、未被取代的、饱和的或不饱和的烷基基团；和

vii)m是1、2、3、4或5；

c)粘合剂；以及

d)任选的至少一种添加剂，所述添加剂选自溶剂、稀释剂、颜料、体质颜料、聚结剂、消泡剂、增稠剂、防腐剂、表面活性剂、催化剂、受阻胺光稳定剂、紫外线吸收剂、流变控制添加剂和光引发剂等，

其中，A)或B)是i)不含金属连接物，或者ii)不含甲醛，或者iii)不含异氰酸酯，或者i)～iii)的组合。

49.根据权利要求48所述的方法，其中，所述希望的性能包括下列性能中的至少一种：i)杀菌性能，ii)防霉性能，iii)杀生物性能，和iv)防止或抑制海洋生物例如藤壶等生长的性能。

50.根据权利要求48所述的方法，其中，所述希望的性能包括下列性能中的至少两种：i)杀菌性能，ii)防霉性能，iii)杀生物性能，和iv)防止或抑制海洋生物例如藤壶等生长的性能。

51.根据权利要求48所述的方法，其中，所述希望的性能基本上包括所有下列性能：i)杀菌性能，ii)防霉性能，iii)杀生物性能，和iv)防止或抑制海洋生物例如藤壶等生长的性能。

52.根据权利要求48～51中任一项所述的方法，其中，所述表面是铁或非铁金属；木材；玻璃；玻璃纤维；其它的建筑材料和结构材料例如纤维板、刨花板、石膏板、混凝土等；以及聚苯乙烯衍生物的表面例如塑料等。

53.根据权利要求52所述的方法，其中，所述涂料配方是船舶漆。

54.根据权利要求48所述的方法，其中，通过选自喷涂、浸涂、流涂、辊涂、帘式涂布和真空涂布等的方法，将所述涂料配方沉积在所述表面上。

55.根据权利要求52所述的方法，其中，通过选自喷涂、浸涂、流涂、辊涂、帘式涂布和真空涂布等的方法，将所述涂料配方沉积在所述表面上。