CN101475773B - 液体清洁和多功能涂料组合物及清洁表面并提供涂层的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了清洁和多功能涂料组合物，所述涂料组合物在含水配制品中包含有机硅烷季铵化合物、惰性研磨剂、增稠剂和任选的过氧化氢，所述涂料组合物用于增进表面上的防水和防污力及残留的抗菌活性。可以处理各种表面，包括金属、玻璃、塑料、橡胶、搪瓷、陶瓷、大理石、花岗岩、水泥、瓷砖、砂子、硅石、搪瓷器具、聚氨酯、聚酯、聚丙烯酸、三聚氰胺/酚醛树脂、聚碳酸酯、涂漆面、木头等等。

Description

液体清洁和多功能涂料组合物及清洁表面并提供涂层的方法
相关申请 
本申请是2005年7月6日提交的申请号为11/175,583的美国专利申请的部分继续申请，其于2007年1月11日公开，公开号为2007/0010419。将上述专利申请/公开的全文并入本文作为参考。 
技术领域
本发明涉及增稠的液体清洁组合物，其从日常表面，特别是硬表面上除去水和油不溶性积聚物(buildup)和微生物污染物，并同时在清洁的表面上产生多功能涂层以使其防水和防污并抗菌。将惰性的研磨固体颗粒与有机硅烷季氮化合物一起配制为包含增稠剂的无表面活性剂的组合物，以提供所述清洁和多功能涂料组合物。 
背景技术
雨水和来自湖泊和海洋的沿岸浪花(coastal spray)包含足以使其具有化学活性的溶解气体、碳酸、氯化物、硫酸盐、硝酸盐、氨和颗粒物质。同样，尽管大多数地表和市政供水对于饮用、烹饪、洗涤和洗浴来说一般是安全的，但其仍包含足以使其同样具有化学活性的盐、硬水矿物、细菌、有机和无机污染物和氯化水处理化学品。 
当任一种来源的水在大多数硅质和非硅质的表面例如玻璃、瓷器、陶瓷、大理石、花岗岩、聚氨酯、聚酯、聚丙烯酸、三聚氰氨/酚醛树脂和聚碳酸酯上蒸发时，其与普通污垢(soil)结合以促进不溶性矿物沉淀物、石灰垢、铁锈、垢(soap scum)和食品(foodstuff)的形成、附着和积聚。这种发生中的对化学活性水的暴露直接导致污垢积聚增加和由于为了除去不溶性污垢而用粗糙的清洁器和清洁剂刮擦和擦洗而导致的严重的表面损坏恶性循环。 
 因此，除非将雨水、地表水和市政供水完全去离子和去矿物质，否则 暴露于雨水或来自海洋、湖泊和地上洒水装置的水花(spray)等之下的任何外部的玻璃(例如窗户、院门和铺面)和暴露于自来水和能从表面蒸发的含水的溢出物和溅沫的任何厨房和浴室表面(例如窗户、水池、柜台、炉灶(ranges)、烤炉、烹饪和洗涤设备、浴缸和淋浴房)仍然会形成、附着和积聚不溶性污垢。 
为了除去不溶性污垢，主妇和清洁专业人员求助于越来越强的清洁助剂，包括强酸、强碱和各种擦洗剂(abrasive cleanser)。使用这样强的清洁助剂的不可避免的结果是表面破坏恶性循环。清洁作用越强，其开的微观孔隙越多，并增加了表面的亲水性。孔越开放，越易受损害，新的污垢渗透的越深、附着和积聚越强，需要越强的清洁作用来除去污垢，对表面光洁度(surface finish)的破坏越来越大。尽管所述循环起初是微观的，但最后导致表面的粗糙可见、丧失颜色和光泽，并变得越来越易于结垢和受到微生物污染。 
传统的研磨粉和膏(例如Kitchen 
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Bar Keepers 
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Soft Glass 和Miracle 
Figure G2008102154028D000210
)通过主要用表面活性剂和机械作用刮擦和擦洗污垢来清洁表面。尽管所述清洁剂在除去污垢和微生物集聚上具有一定作用，但其通常会导致表面在微观上变得更不规则，更易被水浸湿(亲水)更易于新的污垢和微生物污染的附着和积聚。 
而且，众所周知细菌(如大肠杆菌(e-coil)和沙门氏菌等)、病毒(如诺沃克类病毒(norovirus)和疱疹等)和真菌(如霉菌和霉等)可以用各种杀菌剂、消毒剂和卫生洗涤剂(sanitizer)有效地缓解(mitigate)。还已知过氧化氢、乙醇、异丙醇和季化合物(quaternary compounds)是有效的杀菌剂、消毒剂和卫生洗涤剂。 
然而，用于除去不溶性积聚物的传统擦洗剂和用于杀死致病微生物的杀菌剂、消毒剂和卫生洗涤剂通常都是不能提供长期的污垢或微生物污染防护的一次性组合物。事实上，在我们这个快节奏的社会中，日常表面的再变脏和再污染是正在进行的、连续的和几乎瞬间的过程。 
尽管擦洗剂在从表面上除去不溶性污垢的同时也除去微生物污染，但反过来对于杀菌剂、消毒剂和卫生洗涤剂来说则不成立，它们通常对于不溶性污垢的形成、附着和积聚或其除去是无效的。因此，在表面护理方面，擦洗剂的应用使得任何可能由杀菌剂、消毒剂和卫生洗涤剂造成的残留抗菌活性无效。 
已确定防水和防污的表面明显地减少不溶性污垢的形成、附着和积聚，并且表面的防水和防污能力可以通过使用聚硅氧烷组合物来提高。已有广 泛的涉及用于致使表面防水的聚硅氧烷组合物的研究和开发。例如，第2,612,458号美国专利(Stedman)公开了在挡风玻璃上施用取代的聚硅烷来获得排斥性。第2,923,653号美国专利(Matlin等)公开了在聚硅烷中使用烷氧基团的改进的组合物来提高排斥性。第2,962,390号美国专利(Fain等)公开了包含固体磨料和烷基烷氧基硅烷的糊剂(paste)，当其擦在玻璃表面上时提供排斥性。第3,244,541号美国专利(Fain等)公开了烷基烷氧基硅烷单体的酸性溶液，其在玻璃上生成防雨水膜，并且它对溶剂也有抵抗力。 
第3,579,540号美国专利(Ohlhausen)公开了烷基聚硅氧烷和酸或烷基聚硅氧烷、酸和溶剂的防水膜形成组合物，其在各种表面上形成耐久有效的防水膜。1971年’540专利的实际应用产生出许多产品，其中的一些目前仍然在被制造和销售用于家用、车用和商业用途。一些非限制性实例是
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Invisible 
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Rain 
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Shower 
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Clear 
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Hydro Rain 
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Rain 
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Crystal 
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Water 
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Poly 
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Surface 
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Glass 
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Slick 
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Micro 
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等等。 
如第6,432,181号美国专利(Ludwig和Ohlhausen)所述，已对用于处理多孔和无孔表面的不含溶剂/VOC的组合物作了进一步改进。’181专利满足了消除溶剂并且更有效和经济地使用聚硅氧烷的防水和防污组合物的需要。如第6,676,733号美国专利(Ludwig和Ohlhausen)所述，通过提供符合联邦有害物质法案(Federal Hazardous Substances Act)和消费品安全委员会的16CFR1500准则(Consumer Product Safety Commission16CFR1500Guidelines)的无腐蚀性并对使用者的眼睛和皮肤无刺激的生理上可接受的组合物而对防水防污组合物进行了进一步的改进。 
通过涂布不同的物质，已经从许多不同类型的硬和软表面上清除掉可溶性污垢，并赋予其防水防污表面和抗菌性。例如，2006年2月7日授予的第6,994,890号美国专利(Ohlhausen和Ludwig)公开了源于包含过氧化氢的含水系统的“包含有机硅烷季化合物的清洁和多功能涂料组合物及其应用方法”。尽管所述组合物在从表面上除去水和油溶性污垢方面特别有效，同时提供了防水防污涂层从而更易于清洗并减少了微生物污染，但它们不能令人满意地或完全地除去不溶性的积聚物。 
当施用于各种表面时，有机硅烷季氮化合物已被有效地用于消除和/ 或减少微生物污染。例如，当将所述有机硅烷季化合物施用至表面时，可以消除或减少细菌、病毒的和真菌污染。已用于该目的的可商购的季铵有机硅烷包括3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化铵、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二癸基甲基氯化铵和3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基十四烷基二甲基氯化铵。下列专利和专利申请公开了硅化的和/或非硅化的季化合物、溶剂和表面活性剂/洗涤剂在底材(substrate)的清洁和/或防水处理中的应用：第4,005,028号美国专利、第4,005,030号美国专利、第6,559,111号美国专利、第6,897,191号美国专利、第6,809,072号美国专利、第2005/0089695号美国公开、第2005/0020474号美国公开、第2003/0109395号美国公开、第6,881,247号美国专利、第2002/0091641号美国公开和第5,426,204号美国专利。 
尽管在对用于各种表面的清洁或涂料组合物的多年的研究和开发中已得到了改进，但仍然需要进一步改进。 
发明内容
本发明涉及用于处理日常家庭、汽车和商用(commercial)表面的增稠的不含表面活性剂的贮存稳定的液体清洁和多功能涂料组合物。 
在我们的第11/175,583号在先申请(其于2007年1月11日公开，公开号为US2007/0010419)中，我们公开了基本上由阳离子有机硅烷季铵化合物(“organosilane quat”)、惰性的研磨固体颗粒和液体稀释剂组成的组合物。所述有机硅烷季铵化合物可结合至表面上，并且所述组合物包含的组分的量可以有效地清洁所述表面并在所述表面上结合多功能涂层，从而使其防水、防污和抗菌。 
我们还在上述的在先申请中公开了可以任选地包含添加剂例如增稠剂的组合物。此申请涉及对增稠的多功能清洁和涂料组合物的进一步改进，其能够保持所述组合物的贮存稳定性并且不含表面活性剂。已发现烷基芳基磺酸盐和乙氧基化醇的增稠剂组合物提供了触变的、耐贮存并且易于施用的具有多功能清洁和涂覆活性的含水配制品。该组合物耐贮存并且不含表面活性剂。 
本发明的不含表面活性剂的组合物是环保的。更具体而言，已知表面活性剂进入我们市政供水体系，并且显著妨碍了水再生和水再循环。除非被完全从硬表面上漂洗掉，否则残余的表面活性剂实际上促进污垢积聚并导致细菌、霉菌和霉滋生。本发明的不含表面活性剂的组合物满足了亟需的能够缓解所有 形式的有机和无机污垢(包括微生物)的表面护理组合物。所述组合物无毒并且对空气和水的质量都没有负面的影响。 
本发明的增稠剂组合物基本上由乙氧基化的醇和烷基芳基磺酸盐组成。所述乙氧基化的醇必须具有约7至约11的HLB值。本文中所定义的HLB值是指非离子分子的环氧乙烷含量，并且以主观尺度(arbitrary scale)存在以表示非离子分子的极性亲水端和非极性疏水端的贡献。烷基芳基磺酸盐包括水溶性的碱金属盐或铵盐。在随后的详细说明中说明了增稠剂的这些组分的协同组合。 
本发明的液体组合物还不包含表面活性剂。与在本发明的上述背景技术中早先的教导相反，已发现有机硅烷季铵化合物可与惰性研磨固体颗粒一起使用以清洁不溶性的表面污垢，并且同时赋予防水防污防脏的屏蔽涂层。所述屏蔽涂层防止微生物的附着和生长，并减少水和不溶性水渍、矿物质、皂垢、食物、锈和石灰垢的形成、附着和积聚。 
在本发明的另一形式中，所述组合物包含过氧化氢或其复合物，已发现其能改善表面的清洁和有机硅烷季铵化合物与所清洁表面的结合，并有助于涂层的抗菌性能。参考我们于2003年10月31日提交的第10/698,313号在先申请(于2006年2月7日授权的第6,994,890号美国专利)，已证实有机硅烷季铵化合物与过氧化氢组合实现了在所述表面上的协同的结合。 
如我们在我们的第11/175,583号在先申请(于2007年1月11日公开，公开号为US2007/0010419)中所报导的，已经非常出人意料地发现，所述组合物的研磨固体颗粒在研磨表面和破坏不溶性积聚物的同时不会防止有机硅烷季铵化合物作为看不见的防水防垢抗菌屏蔽涂层在所述表面上缩合、交联和/或聚合。换句话说，出人意料的是，当将研磨固体颗粒(不含表面活性剂和洗涤剂)施用在污染的表面上并进行揉擦(massage)以除去不溶性污垢时坚固的纳米膜聚合物屏蔽涂层始终可以原位形成并结合至表面上。 
通常，所述组合物包含的有机硅烷季铵化合物的量为多至约5重量％，优选多至约1重量％，研磨颗粒的量为多至约35重量％，优选约5至约25重量％。本发明的增稠组合物的含量为约6至约25重量％，具有约3至10重量％的磺酸盐和约3至5重量％乙氧基化醇。当使用过氧化氢或其复合物时，通常其过氧化氢含量为多至8重量％，优选约1至约3重量％。液体稀释剂优选为含水的并且通常由去离子水和/或醇例如乙醇、丙醇、丁醇等组成。含水乳膏或含水 凝胶优选具有约2至约9的pH值。在这些pH值之上或之下，组分的惰性会降低，从而降低组合的贮存稳定性。组合物中可以包含的其它添加剂例如胶凝剂、润滑剂和溶剂及其混合物的量为约6至70重量％。惰性的研磨颗粒可被包覆或未被包覆，并且通常由硅石(SiO2)、硅酸盐、金属氧化物、金属碳酸盐(碳酸钙或包覆的碳酸钙)、粘土、碳化物、金属氢氧化物(氧化铝、氢氧化铝)、脲、陶瓷微球、空心玻璃微球和塑料组成，其平均体积为约5至约300微米。 
参考下面的详细描述，对本发明、其各种实施方案和操作参数的进一步理解将会变得显而易见。 
具体实施方式
根据上述概述，本发明的目的是提供用于基本上在一步中同时清洁、消毒日常表面并同时施用防水、防污和抗菌涂层的组合物和方法。本发明提供的增稠组合物：(1)使用安全并且符合环境要求(environmentally compliant)，(2)是对不溶性污垢的高效、穿透性(penetrating)清洁剂，(3)广谱消毒剂，(4)(每次使用)自我更新并且对普通皂、溶剂和洗涤剂的除去具有抵抗力的可结合的耐久的防水防污剂，(5)在日常家庭、商用、工业和车辆表面的特别广泛范围内有效，(6)贮存稳定并在性能和作用范围方面经济，和(7)可以通过常规的擦抹、漂洗和干燥技术使用或施用。 
根据本发明的最佳模式，所述增稠的多功能清洁和涂料组合物贮存稳定并且不含表面活性剂。所述组合物包含(a)可结合至表面上的单体阳离子有机硅烷季铵化合物，(b)惰性研磨固体颗粒，(c)烷基芳基磺酸盐和乙氧基化醇的增稠组合物，和(d)液体稀释剂。任选地，所述组合物包含过氧化氢来改进有机硅烷季铵化合物的清洁、消毒和结合。所述增稠剂组合物提供了本发明组合物的增强的触变、耐贮存并且易于施用的含水配制品。更具体地，下面详细描述所述多功能清洁和涂料组合物的组分、它们的应用方法和本发明的其它目的。 
有机硅烷季铵化合物
有机硅烷季铵化合物由以下通式定义：
Figure G2008102154028D00071
其中R1＝氢和/或C1-C4烷基；R2＝具有C1-C8碳原子的二价的烃基，R3＝氢或C1-C4烷基，R4＝氢或C1-C10烷基，R5＝C8-C22饱和或不饱和烃基并且X＝卤离子(halide)(优选氯离子(chloride)或溴离子(bromide))、羧酸根(醋酸根、乙醇酸根)、磺酸根、氢氧根、硫酸根或磷酸根。 
所述有机硅烷季铵化合物的含量多至约5％，通常为约1至3％，优选为约0.4-0.7％。而在去离子含水介质中过氧化氢的含量为多至约8％，优选为约3至6％。含水介质的pH为约2至约9，优选酸性约3至5。所述组合物还可包含选自醇、多元醇、二醇醚及其混合物的溶剂，如上所述，更优选甲醇、乙醇或异丙醇。 
阳离子单体有机硅烷季铵化合物选自以下化合物：3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化铵(C-18Q)、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十二烷基氯化铵(C-12Q)、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二癸基甲基氯化铵、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基十四烷基二甲基氯化铵、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基大豆(soya)氯化铵、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基油基氯化铵(C-18＝Q)、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基十八烷基氯化铵、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基油基氯化铵(C＝18Q)、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二十二烷基氯化铵(C-22Q)和3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基辛基氯化铵(C-8Q)。也可使用其它适合的有机硅烷季铵化合物，只要其具有清洁和将多功能涂层结合至表面上的功能。 
在本发明优选的组合物中，有机硅烷季铵化合物促进表面的清洁，并且还提供了用于与表面结合以获得期望的清洁和多功能涂层能力的活性基团。因此，有机硅烷优选具有有助于防水和抗菌活性的烃基，例如C8-C22饱和或不饱和的烃基。 
参考下列实施例进一步详述适合的有机硅烷季铵(quaternaryorganosilanes)。如上所述，通常，所述组合物的有机硅烷季铵化合物含量为多 至约5重量％，优选多至1重量％，研磨颗粒的含量为多至35重量％，优选为约5至约25重量％。任选地，当使用过氧化氢或其复合物时，通常，其过氧化氢含量为组合物的多至约8重量％，优选为约3至约6重量％。对于最优选的有机硅烷季铵化合物例如3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化铵的更具体的量为在单独使用或与约3％-6重量％的过氧化氢一起使用时约0.4-约0.7重量％，并且多至约3重量％。 
研磨固体颗粒
研磨固体颗粒(磨料)的非限制性实例连同其相对硬度(根据莫氏硬度表)的标号一起列于下面的表I中。 
表I 
研磨固体颗粒              硬度
滑石                        1 
硅藻土                      1-1.5 
蛭石                        1.5 
水合氧化铝                  2.5-3.5 
云母                        2.8 
方解石                      3 
硫酸钡                      3-3.5 
荧石                        4 
硅灰石                      4.5-5 
Zeolite Spneres(玻璃)       5-6 
重晶石                      6 
浮石                        6 
二氧化钛(Tinanium Dioxide)  6-6.5 
石英(硅石)                  7 
陶瓷微球                    7 
锆石                        7.5 
碳化硅(silicone carbide)    9.2 
氧化铝                      9.5
为了举例并对前述的磨料的硬度提供对比(perspective)，人手指甲的相对硬度是2.25，银是2.5，玻璃是4.5-5，黄晶是8，蓝宝石是9，钻石是10。大多数磨料具有不同的粒径，并且通常具有约5至约300微米的平均粒径，并且它们的研磨质量随它们的粒径相反地变化，即它们的尺寸越小，对污垢和在下面的表面的研磨作用越小。通常，对于厨房和浴室表面应用，优选5-300微米平均范围内的硬度为约4.5-6的磨料。为了清洁和抛光塑料和金属，优选大小为约5微米或更小的磨料。已证实，当以约25微米(过600目筛)或更小的平均大小施用至硬表面时，即使最硬的磨料也不会造成不需放大就可见的划痕。而且，由于磨料的不同结构(即球形、碟形、中空、尖利(sharp)等)，常常期望使用不同大小和硬度的磨料的组合来实现期望的从日常表面上擦掉不溶性污垢的能力。 
磨料必须不与有机硅烷季铵化合物和过氧化氢反应，或者，如果通常反应则必须以使其与各种可用涂层不反应的形式使用；由此有机硅烷季铵化合物保持贮存稳定性并可结合至清洁的表面。通常，组合物中的研磨颗粒的含量多至约35重量％，其中有机硅烷季铵化合物的含量多至约5重量％。更优选地，研磨颗粒的含量通常为约5至约25重量％，其中季铵化合物的含量为多至约1重量％，优选为约0.4-约0.7重量％。 
增稠剂组合物
本发明的增稠剂组合物基本上由烷基芳基磺酸盐和乙氧基化醇组成。所述烷基芳基磺酸盐为水溶性，例如烷基芳基磺酸钠或烷基芳基磺酸铵。出人意料地发现重要的是使用具有特定化学结构的磺酸盐。例如短链烷基磺酸盐，例如辛烷磺酸钠、烷基(C11-16)磺酸钠和月桂基(C12)磺酸钠，在标准试验配制品中未得到稳定的增稠的组合物。相反，烷基芳基磺酸钠例如十二烷基苯磺酸钠和类似的烷基苯磺酸钠却形成了稳定的增稠的组合物。此外，如下面的实施例中所示，乙氧基化的醇(也称为醇的乙氧基化物)必须具有约7至约11的HLB值。在随后的具体操作实施例中，起作用的(operative)乙氧基化的醇(具有通式R-O(CH2CH2O)xH，其中R＝C9-C15并且x＝2.5至约12)包括那些具有C11-15烷基和具有2.5-4个乙氧基化亲水基团的壬基苯酚疏水基团。还表明，即使在比提供期望的增稠的那些疏水基团更高的使用水平下，具有5-12个乙氧基化亲水基团的同样的疏水基团仍不能产生期望的增稠剂活性。如上所述，通常包含约6至约 25重量％的量的所述增稠剂组合物与约3至10重量％范围的烷基芳基磺酸钠和约3至15重量％乙氧基化的醇。 
过氧化氢
尽管不期望受理论限制，但相信假定阳离子有机硅烷季铵化合物在过氧化氢的存在下结合至所述表面的机理有助于进一步理解本发明。过氧化氢的抗微生物活性和已被用于破坏各种有毒的污染物的氧化能力已众所周知。在水溶液中它是比水强的酸，参见下面的平衡式： 
HOOH→H++HOO-
然而，在本发明之前尚不知道将过氧化氢与有机硅烷季铵化合物组合来获得本文所述的清洁、表面活化和改进的涂覆益处，特别是协同活性。 
有机阳离子还包含能够水解成硅烷醇(-Si-O-H)的硅烷官能团(-Si-OR)，还可与底材表面上的底材硅烷醇或与其他有机阳离子硅烷醇发生将导致有机季铵化合物在基质表面上聚合和交联的其他化学性质的键合。这种化学键合和交联产生不易从基质表面上除去的更耐久的涂层。 
过氧化氢的非限制性的形式包括过氧化脲、过碳酸钠、过氧化钙、过氧化镁、聚乙烯吡咯烷酮和氟化铵过氧化水合物(ammonium fluorideperoxohydrate)。 
由于过氧化氢对阴离子表面的额外的清洁和表面活化能力和其强化硅烷四价阳离子(M+)氢键结合到阴离子表面的能力，从而有助于促进硅烷通过缩合和随后的交联化学键合至所述表面上，因此由施用本发明组合物而获得了改进的表面结合或涂层耐久性。已发现阳离子有机硅烷季化合物与过氧化氢的组合提供了协同效果。换句话说，组分的这种组合所得的结合和耐久性出人意料地超过单独组分活性的总和，如下面的实施例26所示。 
液体稀释剂
本发明的液体清洁/涂料组合物需要液体稀释剂。优选的液体稀释剂是水或醇，最优选去离子水，其与有机硅烷季铵化合物、惰性研磨固体颗粒和增稠剂形成用于浆、乳膏或凝胶的介质。因此，向上述相对量的有机硅烷季铵化合物、研磨固体颗粒、增稠剂和任选的过氧化氢提供平衡量(a balance of)的去离子水，以与其它可能的添加剂例如胶凝剂、润滑剂、芳香剂和溶剂形成浆、 乳膏或凝胶。当所述组合物包含溶剂时，其通常选自于醇、多元醇、二醇醚及其混合物，更优选乙醇或异丙醇。 
方法学
更特别地，增稠的本发明组合物清洁表面的不溶性污垢，即盐、污染物、矿物质、皂垢、硬水膜、食物、锈、细菌、病毒、霉菌、霉和其生物膜，以及病菌，并使表面具有结合的多功能屏蔽涂层以减少所述污垢和微生物的附着和积聚以便于清洁。该清洁和涂料组合物包含单一种类的研磨固体颗粒或多种研磨固体颗粒的掺和物。增稠剂为施用简便和贮存稳定提供了期望的触变组合物。当所述组合物摩擦和清洁表面时，有机硅烷季化合物同时与表面结合以提供防水和防污涂层。所述组合物可以包含过氧化氢以改善屏蔽涂层与表面的结合，包含增稠剂以提供触变的、耐贮存乳膏和凝胶，及包含润滑剂以促进此时已不再附着于表面上的不溶性污垢的分解和除去。所述组分以有效的量在含水介质中作为浆、乳膏或凝胶使用，用于清洁表面并在所述表面上结合多功能屏蔽涂层从而使其防水、防污，以减少(a)硬水矿物质、皂垢、食物等的附着和积聚(b)细菌、病毒和真菌的附着和生长。 
因此，本发明性的清洁和涂料组合物具有独特的双功能性质，这使表面能够被清洁以除去不溶性污垢，并且同时使其防水、防污和抗菌。所述双功能性质能够清洁和涂覆被雨水、湖泊和海洋水沫和地面洒水喷雾和/或灰尘、排放物和烟囱排气造成的污染弄脏的外窗。此外，可以在清洁广泛范围的内表面的同时提供具有抗菌性质同时还具有相当持久的防水防污性质的结合的涂层，其中所述内表面被由于烹饪、进餐和洗涤等导致的日常家庭污垢溅洒和泼溅弄脏，并且其中的污垢变得不溶于水和油。 
如上所述，出人意料的是，当将研磨固体颗粒(不含表面活性剂或洗涤剂)在研磨作用中被擦抹和揉擦在表面上以除去不溶性污垢时，耐久的纳米膜聚合屏蔽涂层始终可以原位形成并且结合至所述表面。包含研磨固体颗粒、有机硅烷季铵化合物、增稠剂和过氧化氢组分的组合的本发明的组合物出人意料地改善在各种表面上的屏蔽涂层的结合和耐久性。换句话说，组合物中组分的组合所得到结果超过各组分单独用于所述表面上的活性的期望的代数和。这些协同作用促成了本发明的独特的组合物和方法。
通常，当配制成含水浆体、乳膏或凝胶并以有效量使用时，研磨固体颗粒依据它们的硬度、大小、结构和对于有机硅烷季化合物的惰性以及对过氧化氢的稳定性进行选择。所述清洁和涂料组合物还可以包含增稠剂和/或润滑剂例如羟丙基纤维素、肉豆蔻酸异丙酯、矿物油等等；其它水溶性聚合物如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇和聚环氧乙烷。另外，优选地，含水介质具有约2至约9的pH值。所述含水组合物还优选用去离子水配制。 
根据本发明的方法，用提供清洁的表面和多功能涂层的组合物处理家中、宾馆、办公室、商店、汽车、轮船、飞机等中的日常表面。例如，通过施用本发明的组合物，可以清洁被由于雨水、湖泊、海洋和洒水喷溅导致的不溶性水渍、硬水膜和矿物质的积聚所污染以及由于烹饪、进食、洗涤等等的溅洒和泼溅导致的不溶性皂垢、石灰垢、污点和食物所污染的(soiled)日常表面并提供多功能涂层。例如，可以通过擦抹和揉擦将优选的本发明组合物的浆、乳膏或凝胶施用至污染的表面上来破坏和松动并通过漂洗除去污垢，然后擦拭所述表面直至其变干。如此施用时，所述表面被生物力学地(biomechanically)清洁，并且多功能聚合涂层形成并结合在表面上从而提供了不可见的防水防污硅化烃屏蔽涂层，细菌、病毒、霉菌和霉不能在所述涂层上附着和生长，并且所述涂层限制硬水矿物质、皂垢、食物和污点的形成、附着和积聚，从而更易于用水或非摩擦性(non-abrasive)的含水清洁剂清洁。 
通过下面的本发明的优选的实施方案的详细公开可以更容易地理解本发明。应理解本文所用的术语的目的在于描述具体实施方案而不是限制。为了清楚地理解，本文使用的下列术语的定义如下： 
“抗磨损的”是指如在刮擦或损害表面中表面、表面涂层或罩面层(finish)可以抵抗用适度的研磨物质或研磨方法清洗、刮擦或刷洗造成的损坏或除去，而不会可见地破坏所述表面或罩面层。 
“研磨剂(abrasive)”或“磨损(abrasion)”是指用于研磨或抛光的任何材料或物质，和由于用研磨“颗粒”或“磨料(grit)”磨、擦、搅动或揉擦造成的表面上的点或区域。 
“抗微生物的”意指表面和其涂层抵抗微生物，特别是那些致病微生物的附着和生长的能力。 
本文所用的“施用”是指用液体清洁涂料组合物处理表面，所述液体清 洁涂料组合物通常是浆体、乳膏或凝胶。 
“细菌”是指普遍存在的单细胞有机体，其单独或连锁(in chains)出现，并包含涉及发酵、腐败和传染病的各种物种。 
“生物力学的TM”或“生物力学地”是指在一步中使用具有足够的非破坏性机械作用的含水体系或生物学活性化学品有效地清洁、消毒杀菌和遮蔽表面，特别是硬表面，以使表面不含残留物且被能够减少再污染的附着和积聚以及细菌、霉菌和霉的生长的不可见的屏蔽涂层保护以防止再污染的方法、过程或组合物。 
“结合”、“结合的”或“可结合的”是指组合物强有力地附着在表面上的能力，例如在原本接受水和污垢的表面上结合防水和防污罩面层、涂层或特征的能力。如本文中所用，当组合物抵抗不会污染、玷污或破坏未处理形式的表面的皂、溶剂、洗涤剂或研磨性清洗剂的除去时，其被视为“结合的”或“可结合的”。 
“清洁”、“清洁的”、“清洁剂”和“清洁”是指没有被污染、玷污，并且没有污垢积聚的表面或本发明的液体清洁/涂料组合物和使用它们的方法。 
“消毒剂”或“消毒”指主要用在无生命的表面上以破坏或抑制有害有机体(细菌)生长的任何化学试剂。 
“耐久的”或“耐久性”指长效并且不易于通过使用淡水(自来水)、皂液、洗涤液、家用溶剂、适度的研磨(非破坏性的)清洁剂或常规的清洁剂/去垢剂进行洗涤和/或擦洗而除去。 
“日常家庭污垢”指由于烹饪、进食、饮用、洗涤、洗浴和淋浴造成的表面上的溅洒、泼溅和污点，例如牛奶、咖啡、茶、果汁、调味汁、肉汁、沸腾溢出的食物、皂垢、水渍、矿物质沉淀物等等。 
“日常表面”意指在家庭、办公室、工厂、公共建筑和装置、车辆、飞机和轮船等中的全部范围的表面。 
“日常汽车污垢”意指由于雨水、雨夹雪(sleet)、雪、昆虫、泥和公路尘垢(road grime)导致的在车辆的外表面上的溅洒、泼溅和污点，和由于手指印、食物溢出、增塑剂沥滤、烟尘、发胶和脱臭喷雾剂的使用和空气循环在车辆的内表面上引起的溅洒、泼溅和污点。 
“病菌(germ)”指致病性微生物。
“HLB值”指商业中公知的供应商文献中提供的主观尺度，其表示乙氧基化醇的极性亲水端和非极性疏水端的贡献。更特别地，它是“亲水-亲脂平衡值”，根据Griffin(1949*和1954**)提出的HLB体系，其为1至40范围中的一个数值。HLB体系是预测分子结构将会提供什么种类的表面活化剂性质的半经验的方法。HLB体系基于一些分子具有亲水基团，另一些分子具有疏水基团，并且一些分子包含两者的原理。分子或混合物中各种类型基团的重量百分比预示着该分子结构将显示何种行为。油包水型乳化剂具有低HLB值，通常为4左右。增溶剂具有高HLB值。水包油型乳化剂具有中到高的HLB值。*参考文献(通过引用并入本文)：Griffin WC：“Classification of Surface-Active Agents by‘HLB”’，Journal of the Society of Cosmetic Chemists1(1949)：311。**参考文献(通过引用并入本文)：Griffin WC：“Calculation of HLB Values of Non-Ionic Surfactants”，Journal of the Society of Cosmetic Chemists5(1954)：259。 
“不溶性污垢”、“污垢”和“水和油不溶性污垢”指不能通过用水、皂、溶剂和洗涤剂洗涤而有效地溶解和除去，但可以通过用本发明的液体清洁涂料组合物经研磨或抛光除去的表面污垢和污点。 
“揉擦”是指生物力学地将所述液体清洁涂料组合物擦拭和/或擦洗到或进入积聚物中，直到所述污垢不再附着在表面上。 
“微生物”指太小以致肉眼不能看见的任何生物体，例如细菌、原生动物、病毒和某些真菌和藻类。 
“缓解”指力度或强度上减少和使严重性降低；缓和及控制；特别是对于微生物的附着和生长。 
“霉菌”和“霉”指在有生命的和无生命的表面形成，并且通常与潮湿和/或腐烂相关的微小真菌的生长。 
“单体”或“单体的”指能够与相同或不同的分子反应或形成化合物或聚合物的分子。 
“多功能”指一次施用获得两种或多种可区别的效果的过程，例如同时地或依次清洁并涂布表面，从而涂层还具有致使所述表面防水、防污和/或抗菌的功能。 
“惰性”指本发明的不与有机硅烷季化合物或过氧化氢反应而减少它们的清洁和涂布比例的研磨固体颗粒；或者(如果其常规状态具有活性)被多种形 成屏蔽层的物质包覆以使其成为惰性并对贮存稳定，以提供期望的表面清洁和结合功能。 
“颗粒”和“磨料”指用于除去不溶性污垢的具有不同硬度、结构、质地和大小的小块或小片固体。 
“聚合物”或“聚合的”指通常衍生自许多小分子的反应/缩合的高分子量的化合物。 
“排斥”或“排斥的”指有效地抵抗以避开、阻止水、污垢和细菌的吸收、附着或通过、不与之混合以及抵抗水、污垢和细菌的吸收、附着或通过。 
“抵抗除去”指不易于通过用常规皂、溶剂、洗涤剂、适度的研磨清洁剂或清洁剂/脱脂剂洗涤或清洁而除去的涂层或表面罩面层，其中相同组合物不会蚀刻或损坏相同结构的未处理的表面。 
“卫生洗涤剂”或“消毒杀菌”指用于清洁表面从而致使其无污、无垢、无病菌等的物质、配制品或方法。 
“防污”指在水分蒸发之前和之后都显示出对例如日常的家庭和汽车污垢的附着和积聚降低的表面。 
“灭菌剂”或“灭菌”指任何导致所有活的微生物毁灭的化学试剂、物质或方法。 
“贮存稳定”是指当本发明的液体组合物在处于高至49℃(相当于120°F)的周围环境温度条件下(例如在仓库、集装箱、包装中的温度下)的容器中保存时的可用保存期达若干月，通常期望为超过6个月或至少1年。 
“表面”指硬或软表面的全部范围，其为有孔或无孔、硅质或非硅质的，例如日常表面和在下文举例说明本发明的组合物和方法的实施例中使用的那些。所述表面的实例包括但不限于金属、玻璃、塑料、橡胶、瓷器、陶瓷、大理石、花岗岩、水泥、瓷砖、硅石、搪瓷器具、聚氨酯、聚酯、聚丙烯酸、三聚氰胺/酚醛树脂、聚碳酸酯、硅质的、涂漆面(painted surface)、木头等等。 
“表面活性剂”和“不含表面活性剂”是指减少两种液体之间或液体和固体之间的表面张力或界面张力的物质，如在Stepan公司，Northfield，Illinois，2004“全球产品目录”中所列出的那些。它包括洗涤剂、润湿剂和乳化剂。该术语意指不包括本发明中所用类型的有机硅烷季铵类化合物。 
对于增稠的组合物，“触变的”或“触变地”指当施用于垂直面时，其附 着直至被生物力学清洁中的擦拭或揉擦破坏。 
“病毒”指仅在主要是细菌、植物和动物的活的宿主的细胞中复制，但可以由手和身体的直接或非直接接触通过手和身体的接触表面传播的超微观的、新陈代谢不活泼的感染物质。 
本文所用的“防水”和“防水性”描述了表面的疏水性质或特性和其排斥水的能力，其通过测量表面上的蒸馏水的液滴或小液滴的接触角测量。(用雨水、市政供应自来水或地下水测量的接触角通常是更多变且不可再现的，通常比使用蒸馏水或去离子水测量的接触角小多至10°)。通常，不连续的表面的疏水性根据其与水滴的接触角的评级如下： 
优秀 致密的液滴，浑圆的，具有明亮的光彩，测定值为95°或更大
良好 不太圆的液滴，但是具有显示轻微铺展的明亮的光彩，测定值为85°-95°
一般 水滴的展平可见，测定值为70°-85°
较差 相对扁平的液滴，显示水更多的铺展，测定值为50°-70°
试验表面的制备
使用湿的人造海绵，通过用获自Unelko Corporation，Scottsdale，Arizona的非损伤研磨硬表面清洁剂“Miracle Scrub”擦洗表面来清洁所有的试验表面。清洁之后，用热水漂洗所述表面以除去多余的Miracle Scrub，接着用去离子水漂洗(当水铺展并润湿表面时可以记为清洁的表面)，并用纸巾干燥。在施用不同的不溶性污垢之前，将所述清洁过的表面风干至少24小时。 
不溶性污垢在试验表面上的形成、附着和积聚
硬水矿物质沉积物：通过水平地向试验表面喷洒Scottsdale，Arizona的(硬)自来水并使水分蒸发，而在表面上留下硬水渍来形成硬水渍。重复该步骤直到牢固的硬水渍残留物保留在该试验表面上。然后将污染的试验表面置于121℃(相当于250°F)烘箱中1小时，以从该表面上除去任何残留的水分。 
“Majic Marker”污点：将“Majic Marker”(Eberhard Faber 300永久性标记)污垢施加到试验表面上的风干的硬水残留物上，并使其在121℃(相当于250°F)烘箱中干燥一小时。 
皂垢：将“Ivory Soap”(Procter & Gamble)在Scottsdale，Arizona的硬水中的水溶液喷洒到水平位置的试验表面上并使水分蒸发，在表面上留下皂垢污垢。重复所述步骤直到牢固的皂垢污垢残留物保留在该试验表面上。然后将污染的试验表面置于121℃(相当于250°F)烘箱中一小时，以从表面除掉任何残余水分。 
油脂：将“Crisco”喷雾(菜籽油和豆油)施加到水平位置的被干燥的皂垢污染的试验表面上，直到在试验表面上留下牢固的油脂残留物层。然后将污染的试验表面置于121℃(相当于250°F)-204℃(相当于400°F)烘箱中一小时，此时油脂已经开始由轻微碳化变成棕色。 
用普通玻璃清洁剂清洗时，若试验污渍不能被容易地除去则它们被评价为不溶性的。 
试验表面
试验表面和形成的不溶性污垢是：玻璃(水渍和“Majic Marker”污点和皂垢和油脂)、不锈钢(皂垢和油脂)、瓷砖(水渍、“Majic Marker”和皂垢)、和“Formica”(水渍、“Majic Marker”和皂垢)。 
由液体(水、用2％羟丙基纤维素增稠的水和用2％羟丙基纤维素增稠的乙醇)、各种研磨剂和各种硅化季铵化合物(quaternaries)配制本发明的组合物。将所述实施例手工混合成为如下面的表II所述的均匀的浆体、凝胶和乳膏，参见上面第[0031]段中标注的C-8Q、C-12Q、C-18Q、C-18＝Q、C＝18Q和C-22Q季铵化合物。 
通过将少量的组合物施用至所述污染上，并用纸巾和圆形的重复运动把组合物揉擦到污垢中，从而在各种污染的表面上实验所述组合物。然后用水漂洗擦洗过的表面以除去过量的组合物和松散的污垢。将所述清洁的表面干燥，检验任何剩余的污垢并试验防水性能。 
在所有情况下，在清洁的表面上没有观察到残余污垢，并且发现所述表面具有“优秀”(E)或“良好”(G)的防水性。 
Figure G2008102154028D00181
Figure G2008102154028D00191
实施例18-25 
由如实施例18-25中定义的液体配制本发明的其它组合物。用3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化铵(C-18Q)和过氧化氢配制各种研磨剂。将实例用手工混合至如下面的表III所示的均匀的凝胶、乳膏和液体。 
通过在污染的表面上施用少量的组合物，并用纸巾和圆形的重复运动将所述组合物生物力学地揉擦到污垢中，从而在各种污染的表面上实验所述组合物。然后用水漂洗擦洗过的表面以除去过量的组合物和松散的污垢。将清洁的表面干燥，并检验剩余的污垢和防水性能。 
在实施例18-25中，所述组合物除去了水渍和“Majic Marker”污点，并且发现所述清洁的表面具有优秀(E)或良好到优秀(G-E)的防水性能。 
在实施例25中，组合物未从表面上除去油脂和皂垢。
Figure G2008102154028D00211
包含过氧化氢和不包含过氧化氢的结合比较试验 
在表面上施用组合物之后，接着用能够除去表面上的防水涂层而不损伤所述表面的研磨清洁剂擦洗所述表面，结合试验使用经处理的表面的防水性的保持力(retention)作为结合程度的函数。防水的程度取决于当施用到表面上的擦洗区域时水滴的接触角和外观。将通过施用包含有机阳离子物质的组合物所得的涂层与由包含同样的阳离子物质和过氧化氢的组合物所得的涂层进行比较。 
A.玻璃试验表面的制备 
通过用软清洁剂“Miracle Scrub”(获自Unelko Corporation，Scottsdale，Arizona的非损坏性研磨硬表面清洁剂)和湿的人造海绵擦洗表面来清洁新的12″×12″玻璃镜子。清洁之后，用热水漂洗所述镜面以除去过量的Miracle Scrub，然后用去离子水漂洗(当水铺展并润湿表面时可以记为清洁的表面)，随后用纸巾干燥。然后将清洁的镜面风干至少24小时。 
B.步骤 
将用同样的有机硅烷阳离子物质配制的包含过氧化氢和不包含过氧化氢的两种组合物施用到相同的12″×12″镜子上。用一种组合物(包含过氧化氢)擦拭镜子的一半并擦亮(polish)至干。然后用同样的方式用另一组合物(不包含过氧化氢)处理镜子的另一半。 
然后用自来水漂洗该镜片，接着用去离子水漂洗，以从所述表面上除去任何过量的组合物。然后用纸巾干燥所述镜片。 
将少量但等量的Miracle Scrub施用到经处理镜面的每一半部分上。用潮湿的人造海绵使用圆周运动以及施加在海绵上的适度压力来“擦洗”(scrub)每个试验半面的经处理表面。每个区域用十圈圆周运动。接着用自来水漂洗MiracleScrub以除去过量的物质，之后用去离子水漂洗。然后用纸巾干燥所述表面。评价干燥、擦净的表面的防水性以确定结合的表面涂层的改进。 
将镜子水平放置，将几滴大小相等的去离子水滴置于镜面的每个试验部分的擦净区域上并评价其防水性。观察水滴的接触角以及水滴的铺展并如下评估：
优秀：致密的、浑圆的、明亮的光彩，具有优秀的接触角(95°+) 
良好：稍微不圆，轻微铺展，明亮，具有良好的接触角(85-95°) 
一般：轻微扁平，具有一定铺展和一般的接触角(70-78°) 
较差：平铺且具有较差的接触角(70°或更小) 
实施例26 
为了确定在研磨剂的存在下，过氧化氢和有机硅烷季化合物的协同活性，重复实施例22的配制品，但不含过氧化氢。两种配制品的对比结合试验的结果是：不含过氧化氢的配制品具有良好防水性及包含过氧化氢的配制品具有优秀的防水性，从而证明了协同效应。 
本领域的普通技术人员应认识到可以对上面给出的说明、步骤、方法和组合物进行修改或变更而不脱离所述实施方案的范围，所述修改或变更不脱离本发明的范围。 
实施例27-33 
表IV中的实施例27-33表明使用各种组分用于获得期望的增稠组合物。实施例27和28表明十二烷基苯磺酸钠或氧化铝磨料不能增稠所述含水混合物。实施例29表明醇乙氧基化物(C11-烷基、3环氧乙烷)自身增稠水，但实施例30表明即使使用大量过量的醇乙氧基化物，但磨料与醇乙氧基化物的组合不能增稠所述含水混合物。实施例31也表明磨料与十二烷基苯磺酸钠的组合不能增稠所述含水混合物。实施例32表明十二烷基苯磺酸钠与醇乙氧基化物的组合增稠所述含水混合物。实施例33表明这三种组分(十二烷基苯磺酸钠、氧化铝磨料和醇乙氧基化物)的组合生成增稠的含水混合物。
表IV 
增稠组分的性能 
  
实施例 27 28 29 30 31 32 33
Gms组分              
去离子水(A) 408 450 450 450 408 408 408
十二烷基苯磺酸钠(A) 42.4 - - - 42.4 42.4 42.4
氧化铝(B) - 124 - 124 124 - 124
醇乙氧基化物C) - - 42 102 - 47 45
触变 否 否 是 否 否 是 是
(A)制成基质 
(B)Al2O3(A2-325)，Almatis 
(C)Tomadol1-3，Tomah 
乙氧基化醇组分 
乙氧基化醇的化学组成可以相当大地变化。非离子乙氧基化醇的极性亲水端(乙氧基化物)和非极性亲脂(疏水)端的分子贡献决定它们在各种配制品中的使用。乙氧基化醇的极性亲水端和非极性疏水端的贡献用供应商文献中称为HLB值的主观尺度表示。高HLB的非离子分子倾向于更溶于水而低HLB的非离子分子倾向于更溶于油。HLB值与非离子分子的环氧乙烷的含量直接相关。 
表V列举了发明改进中使用的各种乙氧基化醇，并根据供应商给定的HLB值将其列举。
表V 
乙氧基化醇R-O(CH2CH2O)xH**的HLB 
  
产品 HLB R-O- (CH2CH2O)
BiosoftAN25-3 7.5-8.0 C12-C15 3
BiosoftN24-3 8 C12-C14 3
BiosoftN23-3 8.1 C12-C14 3
BiosoftN91-2.5 8.5 C9-C11 2.5
TomadolB 8.7 C11 3
MakonA4 9 C15H24-* 4
BiosoftN1-5 11.2 C11 5
Makon8 12 C15H24-* 8
BiosoftN25-7 12.2 C12-C15 7
Tomadol91-6 12.4 C9-C11 6
Makon9 12.9 C15H24-* 9
NeodolC25-12 14.4 C12-C15 12
A.Setpan        *壬基酚乙氧基化物 
B.Tomah         **R＝C9-C15且x＝约2.5至约12 
C.Shell Chemical 
表VI的实施例34-46包括通过提高HLB值使用在表V中列举的乙氧基化醇的各种配制品。
Figure G2008102154028D00261
如下制备实施例34-46中使用的十二烷基苯磺酸钠基质：将90.07重量％的去离子水置于搅拌器烧杯中，加入1.104％氢氧化钠颗粒，搅拌混合物直到所有的氢氧化钠溶解。在充分搅拌下缓慢加入8.826％的十二烷基苯磺酸(98％纯度)直到十二烷基苯磺酸全部溶解(与氢氧化钠反应)。所得溶液的pH为3。最终的溶液包含9.42％的十二烷基苯磺酸钠。在表VI中的所有实施例中使用约450gms的基质，其包含408gms的水和42.4gms的十二烷基苯磺酸钠。在表VI中的组合物中使用124gms的氧化铝磨料(获自Altmatis的A2-325和P-6级)。 
使用具有泵压头搅拌器的Silverson L4RT-A实验室用混合机，在充分搅拌下缓慢加入烷基醇乙氧基化物。当混合物变稠时，减慢烷基醇乙氧基化物的加入直到增稠的混合物具有生奶油的稠度。如果达到期望的稠度，则记为“是”，如果没有，则记为“否”。在实施例37中，混合得到其中磨料没有分离的触变的混合物。 
从表VI的结果可以断定醇乙氧基化物的期望HLB应为约7.5至约9(实施例34-40)。这包括C11-C15的烷基基团和具有2.5至4个乙氧基化亲水基团的壬基苯基疏水基团。实施例41-46表明，即使在与那些能够增稠的疏水基团(43-58gms)相比处于较高的使用水平(74-97.5gms)，但具有5-12个乙氧基化亲水基团的同样的疏水基团仍未产生期望的增稠剂。 
磺酸盐的重量百分比由低6.70(实施例35)到高6.86(实施例36)变化；其中乙氧基化物的重量百分比由低6.96％(实施例36)到高9.20(实施例35)变化。因此，表VI(与下表VII和VIII)支持的可操作的范围对于优选的磺酸盐为约6至8，对于乙氧基化物为约6至11，对于增稠剂的总含量为约13-19％。 
磺酸钠组分 
已发现在本发明评估的组合物中，磺酸钠的化学结构和性能可相当大地变化。表VII(实施例47-51)表明得到了5种不同的作为产品的组分的磺酸盐的评估结果。在标准试验配制品中，短链烷基磺酸盐(辛烷磺酸钠-实施例49、C(11-16)烷基磺酸钠(实施例50)和月桂基(C12)磺酸钠(实施例51))未得到稳定的增稠组合物。十二烷基苯磺酸钠-实施例47和18碳芳香族磺酸盐和相似的烷基苯磺酸钠-实施例48形成了稳定的增稠擦洗组合物。对于实施例47的增稠剂而言，磺酸盐的重量百分比为7.33，乙氧基化物的重量百分比为7.87，总计为15.20。 在实施例48中，同样的各组分的重量百分比为6.51和8.80，总计为15.30。 
表VII 
磺酸钠组分研究 
  
实施例 47A 48 49 50 51
水(g) 408 408 408 408 408
磺酸盐(g) 42.4A 40.9B 45.4C0 40.9D 45.4E
Al2O3磨料(g) (A2-325) 124 124 124 124 124
醇乙氧基化物(g) N1-3 45.5 55.3 76.0 64 55.5
增稠 是是 是 否 否 否
A.表IV的十二烷基苯磺酸钠 
B.*Stepwet DF-90烷基苯磺酸钠(90％) 
C.*BioTerg PA5-85辛烷磺酸钠(38％) 
D.*BioTerg A5-90C14-C16烯烃磺酸钠(90％) 
E.*Stepanol Me干燥的月桂基硫酸钠 
*Setpan Company 
本发明的增稠清洁组合物用于从玻璃表面除去水渍、皂垢和污点和油脂的同时形成防水防污屏蔽涂层的试验： 
所述积聚不溶性污垢，评价所述表面的硬水渍、皂垢、污点和油脂的除去和屏蔽层的存在。为通过试验，必须完全除去各种污垢等并在所清洁的表面上存在屏蔽涂层。 
对于本发明的某些清洁组合物的这些试验过程的结果总结在表VIII中。
Figure G2008102154028D00291
如表VIII所述，本发明的增稠组合物作为清洁组合物非常有效，并且提供了屏蔽层。在实施例52-60中，磺酸盐的重量百分比由低6.51(实施例60)到高7.71(实施例56)变化；其中乙氧基化物的重量百分比由低8.09(实施例56)到高10.86(实施例58)变化。此外，对于优选的可操作的增稠组合物，磺酸盐的范围是约6至约8，乙氧基化物为约6至约11，总百分含量在约13至约19的范围内。 
本领域的普通技术人员应知道可以对上面提出的说明、步骤、方法和组合物进行修改或变更而不脱离所述实施方案的范围，所述修改和变更不脱离本发明的范围。

Claims (36)

1.用于处理表面的增稠的贮存稳定的液体清洁和多功能涂料组合物，其基本上由以下组分组成： 
能够结合到所述表面上的阳离子有机硅烷季铵化合物，其中所述季铵化合物由以下通式定义 
Figure FFW0000008978790000011
其中R1＝氢和/或C1-C4烷基；R2＝具有C1-C8碳原子的二价烃基，R3＝氢或C1-C4烷基，R4＝氢或C1-C10烷基，R5＝C10-C22饱和或不饱和烃基并且X＝卤离子、羧酸根、磺酸根、氢氧根、硫酸根或磷酸根， 
研磨固体颗粒，所述研磨固体颗粒不与所述季铵化合物发生反应， 
水溶性烷基芳基磺酸盐和具有7至11的HLB值的乙氧基化醇的增稠剂组合物，和 
液体稀释剂，所述组合物不含其它表面活性剂，所述组分的含量能够有效地清洁所述表面并在所述表面上结合多功能涂层，从而使其防水和防污。 
2.如权利要求1所述的组合物，其中所述季铵化合物的量至多为5重量％，所述研磨固体颗粒的量至多为35重量％，所述增稠剂组合物的量为6至25重量％。 
3.如权利要求2所述的组合物，其中所述研磨固体颗粒的量为5至25重量％。 
4.如权利要求1所述的组合物，其中所述季铵化合物的量至多为1重量％，所述研磨固体颗粒的量至多为35重量％。 
5.如权利要求2或3所述的组合物，其中所述季铵化合物的量至多为1重量％。 
6.如权利要求1-3之一所述的组合物，其为浆、乳膏或凝胶形式。 
7.如权利要求6所述的组合物，其中所述浆、乳膏或凝胶的pH值为2至9，并且包含去离子水。 
8.如权利要求1-3之一所述的组合物，其中所述稀释剂选自水和醇及其混合物。 
9.如权利要求1-3之一所述的组合物，其还包含选自胶凝剂、润滑剂和溶剂及其混合物的添加剂。 
10.如权利要求9所述的组合物，其包含的所述添加剂的量为1至70重量％。 
11.如权利要求1-3之一所述的组合物，其中所述研磨固体颗粒为被包覆或未被包覆的。 
12.如权利要求1-3之一所述的组合物，其中所述研磨固体颗粒选自硅石、硅酸盐、金属氧化物、金属碳酸盐、碳化物、金属氢氧化物、脲、陶瓷微球、空心玻璃微球和塑料。 
13.如权利要求1-3之一所述的组合物，其中所述研磨固体颗粒是粘土。 
14.如权利要求1-3之一所述的组合物，其中所述颗粒的平均大小为5微米至300微米。 
15.如权利要求1-3之一所述的组合物，其中所述烷基芳基磺酸盐选自癸基苯磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠，且所述乙氧基化醇选自由通式R-O(CH2CH2O)xH所定义的基团，其中R＝Ｃ９－C15烷基，并且x＝2.5至12。 
16.如权利要求1-3之一所述的组合物，其包含过氧化氢或其复合物。 
17.如权利要求1所述的组合物，包含过氧化氢或其复合物，其中过氧化氢的量至多为8重量％，所述季铵化合物的量至多为5重量％，所述研磨固体颗粒的量至多为35重量％，且所述增稠剂组合物的量为6-25重量％。 
18.如权利要求17所述的组合物，其中所述过氧化氢或其复合物的量为1至3重量％过氧化氢，且所述季铵化合物的量为至多为1重量％。 
19.如权利要求17或18所述的组合物，其中所述研磨固体颗粒或其混合物或掺和物的量为5至35重量％。 
20.如权利要求1-3之一所述的组合物，其中所述组分的量可以有效地清洁所述表面并在所述表面上结合多功能涂层，从而使其(a)防水和防污和(b)抗菌。 
21.如权利要求1-3之一所述的组合物，其中所述增稠剂组合物包含水溶性烷基芳基磺酸盐和具有7.5-9的HLB值的乙氧基化醇。 
22.如权利要求1-3之一所述的组合物，其中所述有机硅烷季铵化合物选自： 
3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化铵、 
3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二癸基甲基氯化铵、 
3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基十四烷基二甲基氯化铵、 
3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基大豆氯化铵、 
3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基油基氯化铵、 
3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基十八烷基氯化铵、 
3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基油基氯化铵、 
3-(三羟基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化铵、 
3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二十二烷基氯化铵、和 
3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基辛基氯化铵。 
23.用于清洁污染的表面并赋予其多功能涂层的方法，所述方法包括 向污染的表面上施用液体组合物，所述液体组合物基本上由以下组分组成： 
能够结合至所述表面上的阳离子有机硅烷季铵化合物，所述季铵化合物由以下通式定义： 
Figure FFW0000008978790000041
其中R1＝氢和/或C1-C4烷基；R2＝具有C1-C8碳原子的二价烃基，R3＝氢或C1-C4烷基，R4＝氢或C1-C10烷基，R5＝C10-C22饱和或不饱和烃基并且X＝卤离子、羧酸根、磺酸根、氢氧根、硫酸根或磷酸根， 
研磨固体颗粒，所述研磨固体颗粒不与所述季铵化合物发生反应， 
水溶性烷基芳基磺酸盐和具有7至11的HLB值的乙氧基化醇的增稠剂组合物，和 
液体稀释剂，所述组合物不含其它表面活性剂，所述组分的量能够有效地清洁所述表面并在所述表面上结合多功能涂层，从而使其防水和防污， 
在所述表面上揉擦所述组合物以除去污垢，和 
形成结合在所述表面上的干净的防水防污涂层。 
24.如权利要求23所述的方法，其中所述季铵化合物的量至多为1重量％，所述研磨固体颗粒的量至多为35重量％，所述增稠剂组合物的量为6至25重量％。 
25.如权利要求23或24所述的方法，其中所述季铵化合物的量为0.4至0.7重量％，所述研磨固体颗粒的量至多为25重量％。 
26.如权利要求23或24所述的方法，其中所述组合物以浆、乳膏或凝胶的形式施用。 
27.如权利要求23或24所述的方法，其中所述组合物包含选自胶凝剂、溶剂和润滑剂及其混合物的添加剂。 
28.如权利要求23或24所述的方法，其中所述研磨固体颗粒选自硅石、硅酸盐、金属氧化物、金属碳酸盐、碳化物、金属氢氧化物、脲、陶瓷微球、空心玻璃微球和塑料。 
29.如权利要求23或24所述的方法，其中所述研磨固体颗粒是粘土。 
30.如权利要求23或24所述的方法，其中所述组合物包含过氧化氢或其复合物。 
31.如权利要求30所述的方法，其中所述组合物包含的过氧化氢的量至多为8重量％。 
32.如权利要求31所述的方法，其中所述过氧化氢的量为1至3重量％。 
33.如权利要求23或24所述的方法，其中所述组分的含量可以有效地清洁所述表面并在所述表面上结合多功能涂层，从而使其(a)防水和防污和(b)抗菌。 
34.如权利要求23或24所述的方法，其中所述有机硅烷季铵化合物选自： 
3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化铵、 
3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二癸基甲基氯化铵、 
3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基十四烷基二甲基氯化铵、 
3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基大豆氯化铵、 
3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基油基氯化铵、 
3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基十八烷基氯化铵、 
3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基油基氯化铵、 
3-(三羟基甲硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化铵、 
3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二十二烷基氯化铵、 
和3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基二甲基辛基氯化铵。 
35.如权利要求23或24所述的方法，其中所述增稠剂组合物中的烷基芳基磺酸盐选自癸基苯磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠，所述乙氧基化醇选自由通式R-O(CH2CH2O)xH所定义的基团，其中R＝C9-C15烷基，并且x＝2.5至12。 
36.如权利要求35所述的方法，其中所述磺酸盐的量为6至8重量％，所述乙氧基化醇的量为6至11重量％。 
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