JP2022541285A - 自己修復又は繰返し使用可能な製品、その製造方法及び適用 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は機能材料分野に属し、具体的に自己修復又は繰返し使用可能な製品、その製造方法及び適用に関わる。
自己修復機能により、材料そのものの使用寿命が延伸され、材料破損による補修費が削減される。穏やかな条件では自己修復可能な透明材料は様々な分野に広く適用される。現在、水素結合、配位結合、動的共有結合などにより、分子レベルで弾性重合体系の繰返し修復が実現される。しかし、フレキシブル自己修復材料のほとんどが使用中に摩耗されやすいため、優れた機械的性能、特に無機剛性系に匹敵する硬度と弾性率を有する自己修復材料の製造が必要である。剛性系における動的化学結合の活性が劣るため、穏やかな条件では剛性系の自己修復を実現することが大きな課題である。
本発明は、
(A)低表面エネルギー重合体ミセル分散液と、
(B)シランカップリング剤加水分解溶液と、
(C)アルカリ溶液と、
を含む、自己修復塗料製造用組成物系を提供する。
1)低表面エネルギー重合体を溶剤aに溶解させて、重合体溶液を得る工程と、
2)工程1)で得られた重合体溶液を溶剤bに入れ、相分離を行って、低表面エネルギー重合体ミセル分散液(A)を得る工程と、
3)シランカップリング剤を溶剤bに溶解させ、塩酸、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムの触媒条件で攪拌しながら加熱し、シランカップリング剤加水分解溶液(B)を調製する工程と、
4)アルカリを溶剤bに溶解させて、アルカリ溶液(C)を調製する工程と、
5)上記低表面エネルギー重合体ミセル分散液(A)と、シランカップリング剤加水分解溶液(B)と、アルカリ溶液(C)とを混合させて、前記自己修復塗料を得る工程と、を含む。
(a)上記自己修復塗料の製造方法により自己修復塗料を製造する工程と、
(b)前記自己修復塗料を基質に塗布し、熱処理を行ってから、前記自己修復コーティングを得る工程と、
を含む、上記自己修復コーティング又は自己修復製品の製造方法をさらに提供する。
(i)シランカップリング剤加水分解溶液とアルカリ溶液との混合分散液と、
(ii)低表面エネルギー重合体溶液と、
(iii)シランカップリング剤分散液と、
を含む、繰返し使用可能なガラスライク又はガラスライク製品用組成物系を提供する。
(i)シランカップリング剤加水分解溶液とアルカリ溶液との混合分散液と、(ii)低表面エネルギー重合体溶液と、(iii)シランカップリング剤分散液とを混合させて、混合系を調製する工程と、前記混合系を熱処理、焼結して、前記ガラスライク又はガラスライク製品を得る工程と、を含む上記ガラスライク又はガラスライク製品の製造方法をさらに提供する。
A1)シランカップリング剤加水分解溶液と有機アルカリ溶液とを混合させて、前記(i)混合分散液を調製し、
好ましくは、前記シランカップリング剤加水分解溶液が触媒加熱条件でシロキサン単体により調製される工程と、
A2)低表面エネルギー重合体を溶剤xに溶解させて、(ii)低表面エネルギー重合体溶液を得る工程と、
A3)シランカップリング剤を溶剤yに溶解させ、常温で攪拌して、(iii)シランカップリング剤分散液を得る工程と、
A4)前記(i)シランカップリング剤加水分解溶液とアルカリ溶液との混合分散液と、(ii)低表面エネルギー重合体溶液と、(iii)シランカップリング剤分散液を混合させて、混合系を調製する工程と、
A5)前記混合系を熱処理して、シリコンガラスライクゲルを得る工程と、
A6)前記シリコンガラスライクゲルを焼結して、前記ガラスライク又はガラスライク製品を得る工程と、含む。
本発明の自己修復塗料、自己修復コーティング又は自己修復製品は、下記5つのメリットを有する。
〔図1〕図1は、実施例A1において製造された透明、高硬度、多機能集積可能な自己修復コーティングのSEMによる50000倍拡大図である。
<用語及び説明>
本願では、前記「透明」とは、一定の波長範囲内においてコーティングが塗布された基質の透過率はある程度増加した、又は変わらないことを指す。具体的には、一定の波長範囲内において、LAMBDA 950UV紫外線‐可視光線分光光度計により当該基質に対して透過率テストを行った結果、基質の透過率値が元よりある程度増加した、又は変わらないことである。
<組成物系>
前記に示されるように、本発明は、(A)低表面エネルギー重合体ミセル分散液と、(B)シランカップリング剤加水分解溶液と、(C)アルカリ溶液と、を含む自己修復塗料製造用組成物系を提供する。
<組成物系における成分(A)>
低表面エネルギー重合体ミセル分散液において、前記低表面エネルギー重合体は、フッ素樹脂、有機シリコン樹脂、フッ素系シリコン樹脂の少なくとも1種から選ばれてもよい。例えば、前記フッ素樹脂は、フッ素原子が重合体の鎖に導入されることにより形成された低表面エネルギー重合体を含み、例えば、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン樹脂(PVDF)、フルオロエチレンビニルエーテル樹脂(FEVE)、ポリフッ化ビニル樹脂(PVF)などの少なくとも1種から選ばれてもよい。例えば、前記有機シリコン樹脂は、主鎖にSi-O骨格を有するポリシロキサンを含み、例えば、メチルシリコーン樹脂、フェニルシリコーン樹脂、フェニルビニルシリコーン樹脂、フェニルエポキシシリコーン樹脂、ボロシロキサン樹脂、ポリノルマルヘキシルトリフェニルアセチレンシラン樹脂などの少なくとも1種から選ばれてもよい。例えば、前記フッ素系シリコン樹脂は、フッ素樹脂及び有機シリコン樹脂それぞれの利点を有し、より優れた性能を持つ低表面エネルギー材料であり、例えば、ポリトリフルオロプロピルメチルシロキサン、ポリメチルノナフルオロヘキシルシロキサン、ポリトリデカフルオロオクチルメチルシロキサン、ポリメチルヘプタデカフルオロデシルシロキサンの少なくとも1種から選ばれてもよい。例示的に、前記低表面エネルギー重合体は、四フッ化エチレン樹脂、ポリトリフルオロプロピルメチルシロキサン、ポリフッ化ビニリデン樹脂、メチルシリコーン樹脂の少なくとも1種から選ばれる。
<組成物系における成分(B)>
前記シランカップリング剤加水分解溶液におけるシランカップリング剤はR1Si(R2)(OR)2である。なお、R1及びR2は相同又は相異であり、それぞれ独立的に-RaNH2、-RaSH、-N(Ra)3、-RaNRbNH2、、-ORaの少なくとも1種から選ばれる。なお、Ra及びRbは相同又は相異であり、それぞれ独立的にC1-8アルキル基から選ばれ、好ましくはC1-4アルキル基であり、例示的に、Ra及びRbは相同又は相異であり、それぞれ独立的にメチル基、エチル基又はプロピル基である。なお、Rは相同又は相異であり、それぞれ独立的にC1-8アルキル基から選ばれ、好ましくはC1-4アルキル基であり、例示的に、Rは相同又は相異であり、それぞれ独立的にメチル基又はエチル基である。
<組成物系における成分(C)>
成分(C)のアルカリ溶液はpH値が7.5~8.5である。
<組成物系における成分(D)>
前記に示されるように、成分(D)は、機能化小分子、機能性重合体及び/又はナノ粒子である。
<自己修復塗料、自己修復コーティング又は自己修復製品>
本発明は、上記組成物系により製造された自己修復塗料、自己修復コーティング又は自己修復製品をさらに提供する。好ましくは、前記自己修復製品は前記自己修復コーティングを含む。
<自己修復塗料の製造>
本発明は、低表面エネルギー重合体ミセル分散液(A)と、シランカップリング剤加水分解溶液(B)と、アルカリ溶液(C)とを混合させて、前記自己修復塗料を得る工程を含む、前記自己修復塗料の製造方法をさらに提供する。
1)低表面エネルギー重合体を溶剤aに溶解させて、重合体溶液を得る工程と、
2)工程1)で得られた重合体溶液を溶剤bに入れ、相分離を行って、低表面エネルギー重合体ミセル分散液(A)を得る工程と、
3)シランカップリング剤を溶剤cに溶解させ、塩酸、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムの触媒条件で攪拌しながら加熱し、シランカップリング剤加水分解溶液(B)を調製する工程と、
4)アルカリを溶剤bに溶解させて、アルカリ溶液(C)を調製する工程と、
5)上記低表面エネルギー重合体ミセル分散液(A)と、シランカップリング剤加水分解溶液(B)と、アルカリ溶液(C)とを混合させて、前記自己修復塗料を得る工程と、
を含む。
<自己修復コーティング又は自己修復製品の製造>
本発明は、
(a)上記自己修復塗料の製造方法により自己修復塗料を製造する工程と、
(b)前記自己修復塗料を基質に塗布し、熱処理を行ってから、前記自己修復コーティングを得る工程と、
を含む、上記自己修復コーティングの製造方法をさらに提供する。
<自己修復方法>
本発明は、表面に傷が付いているコーティング又は製品を穏やかな水蒸気環境に置いて修復を行う工程を含む、上記自己修復コーティング又は自己修復製品の自己修復方法をさらに提供する。
<自己修復塗料の適用>
本発明は、上記自己修復塗料の、自己修復コーティング又は自己修復製品の製造における適用を提供する。
<ガラスライク又はガラスライク製品用組成物系>
前記に示されるように、本発明は、
(i)シランカップリング剤加水分解溶液とアルカリ溶液との混合分散液と、
(ii)低表面エネルギー重合体溶液と、
(iii)シランカップリング剤分散液と、
を含む、ガラスライク又はガラスライク製品用組成物系を提供する。
<組成物系における成分(i)>
前記(i)シランカップリング剤加水分解溶液とアルカリ溶液との混合分散液は、シランカップリング剤加水分解溶液、アルカリ溶液を含む。
<組成物系における成分(ii)>
前記低表面エネルギー重合体溶液は、低表面エネルギー重合体、溶剤xを含む。
<組成物系における成分(iii)>
前記シランカップリング剤分散液は、シランカップリング剤、溶剤yを含む。
<繰返し使用可能なガラスライク又はガラスライク製品>
本発明は、上記組成物系に製造された繰返し使用可能なガラスライク又はガラスライク製品を提供する。
<繰返し使用可能なガラスライク又はガラスライク製品の製造方法>
本発明は、
(i)シランカップリング剤加水分解溶液とアルカリ溶液との混合分散液と、(ii)低表面エネルギー重合体溶液と、(iii)シランカップリング剤分散液とを混合させて、混合系を調製する工程と、前記混合系を熱処理、焼結して、前記ガラスライク又はガラスライク製品を得る工程と、を含む上記ガラスライク又はガラスライク製品の製造方法をさらに提供する。
A1)シランカップリング剤加水分解溶液と有機アルカリ溶液とを混合させて、前記(i)混合分散液を調製し、
好ましくは、前記シランカップリング剤加水分解溶液が触媒加熱条件でシロキサン単体により調製される工程と、
A2)低表面エネルギー重合体を溶剤xに溶解させて、(ii)低表面エネルギー重合体溶液を得る工程と、
A3)シランカップリング剤を溶剤yに溶解させ、常温で攪拌して、(iii)シランカップリング剤分散液を得る工程と、
A4)前記(i)シランカップリング剤加水分解溶液とアルカリ溶液との混合分散液と、(ii)低表面エネルギー重合体溶液と、(iii)シランカップリング剤分散液を混合させて、混合系を調製する工程と、
A5)前記混合系を熱処理して、シリコンガラスライクゲルを得る工程と、
A6)前記シリコンガラスライクゲルを焼結して、前記ガラスライク又はガラスライク製品を得る工程と、
含む。
<繰返し使用可能なガラスライク又はガラスライク製品の回収方法>
本発明は、前記ガラスライク又はガラスライク製品を水又は水含有溶剤に溶解させて、コロソール分散液を回収する工程を含む、上記ガラスライク又はガラスライク製品の回収方法をさらに提供する。
<繰返し使用可能なガラスライク又はガラスライク製品の再利用方法>
本発明は、上記回収されたコロソール分散液を加熱し、成形した後に、焼結して、前記ガラスライク又はガラスライク製品を得る工程を含む、上記ガラスライク又はガラスライク製品の再利用方法をさらに提供する。
なお、前記焼結の処理は製造方法と同様である。
<繰返し使用可能なガラスライク又はガラスライク製品のモールディング方法>
本発明は、前記ガラスライク又はガラスライク製品をテンプレートに置き、90~150℃(例えば100~120℃、例示的に100℃)水蒸気雰囲気の条件で前記ガラスライク又はガラスライク製品をモールディングする工程を含む、上記ガラスライク又はガラスライク製品のモールディング方法をさらに提供する。
<組成物系の適用>
本発明は、上記組成物系の、繰返し使用可能なガラスライク又はガラスライク製品の製造における適用をさらに提供する。
実施例A1
1)重量平均分子量が1万である低表面エネルギー重合体の四フッ化エチレン樹脂2.5gを酢酸エチル100mLに溶解させ、常温において回転数1000rpmで3日間磁気攪拌して、濃度が25mg/mLであるポリテトラフルオロエチレン溶液、即ち、溶液aを得た。
コーティング硬度0.74GPa以上、ヤング率6.9GPaという性能を有する。
実施例A2
1)重量平均分子量が1万である低表面エネルギー重合体のポリトリフルオロプロピルメチルシロキサン5gを酢酸エチル100mLに溶解させ、常温において回転数1000rpmで3日間磁気攪拌して、濃度が50mg/mLであるポリトリフルオロプロピルメチルシロキサン溶液、即ち、溶液aを得た。
実施例A3
1)重量平均分子量が1万である低表面エネルギー重合体のポリトリフルオロプロピルメチルシロキサン3.5gを酢酸エチル100mLに溶解させ、常温において回転数1000rpmで3日間磁気攪拌して、濃度が35mg/mLであるポリトリフルオロプロピルメチルシロキサン溶液、即ち、溶液aを得た。
実施例A4
1)重量平均分子量が1万である低表面エネルギー重合体のポリフッ化ビニリデン樹脂6.5gを酢酸エチル100mLに溶解させ、常温において回転数1000rpmで3日間磁気攪拌して、濃度が65mg/mLであるポリフッ化ビニリデン樹脂溶液、即ち、溶液aを得た。
実施例A5
1)重量平均分子量が1万である低表面エネルギー重合体のメチルシリコーン樹脂5.5gを酢酸エチル200mLに溶解させ、常温において回転数1000rpmで3日間磁気攪拌して、濃度が55mg/mLであるメチルシリコーン樹脂溶液、即ち、溶液aを得た。
実施例B1
1)塩酸の触媒作用により、プロピルトリメトキシシランをエタノールに溶解させ、80℃で混合物を加熱し、2000rpm回転数で10h攪拌して、プロピルトリメトキシシランの加水分解分散液、即ち、加水分解溶液aを調製した。なお、塩酸と、プロピルトリメトキシシランと、エタノールとの質量比は1:300:500である。
実施例B2
1)塩酸の触媒作用により、ドデシルトリエトキシシランをエタノールに溶解させ、70℃で混合物を加熱し、1000rpm回転数で8h攪拌して、ドデシルトリエトキシシランの加水分解分散液、即ち、加水分解溶液aを調製した。なお、塩酸と、ドデシルトリエトキシシランと、エタノールとの質量比は1:150:500である。
実施例B3
1)塩酸の触媒作用により、プロピルトリエトキシシランをエタノールに溶解させ、60℃で混合物を加熱し、800rpm回転数で7h攪拌して、プロピルトリエトキシシランの加水分解溶液、即ち、加水分解溶液aを調製した。なお、塩酸と、プロピルトリエトキシシランと、エタノールとの質量比は3:400:700である。
実施例B4
1)塩酸の触媒作用により、フェニルトリエトキシシランをエタノールに溶解させ、80℃で混合物を加熱し、1000rpm回転数で7h攪拌して、フェニルトリエトキシシランの加水分解溶液、即ち、加水分解溶液aを調製した。なお、塩酸と、フェニルトリエトキシシランと、エタノールとの質量比は1:400:900である。
実施例B5
1)塩酸の触媒作用により、エチルトリエトキシシランをエタノールに溶解させ、90℃で混合物を加熱し、1000rpm回転数で8h攪拌して、エチルトリエトキシシランの加水分解溶液、即ち、加水分解溶液aを調製した。なお、塩酸と、エチルトリエトキシシランと、エタノールとの質量比は1:150:600である。
実施例B6
1)塩酸の触媒作用により、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシランをエタノールに溶解させ、90℃で混合物を加熱し、2000rpm回転数で8h攪拌して、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシランの加水分解溶液、即ち、加水分解溶液aを調製した。なお、塩酸と、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシランと、エタノールとの質量比は6:2500:3000である。
Claims (17)
- (A)低表面エネルギー重合体ミセル分散液と、(B)シランカップリング剤加水分解溶液と、(C)アルカリ溶液とを含むことを特徴とする、自己修復塗料製造用組成物系。
- 前記組成物系は、(D)機能性成分をさらに含み、好ましくは前記機能性成分が機能化小分子、機能性重合体及び/又はナノ粒子であり、
好ましくは、前記(D)機能性成分は、単独で前記系に導入されてもよく、又は上記成分(A)、成分(B)又は成分(C)の少なくとも1つに導入されてから、前記系に導入されてもよく、
好ましくは、前記組成物系において、低表面エネルギー重合体と、シランカップリング剤と、アルカリとの質量比が40:10:(1~7)であり、
好ましくは、前記組成物系において、前記成分(D)と、成分(A)、(B)及び(C)の合計との質量比が1:50~1:10000であることを特徴とする、請求項1に記載の組成物系。 - 前記低表面エネルギー重合体ミセル分散液において、前記低表面エネルギー重合体は、フッ素樹脂、有機シリコン樹脂、フッ素系シリコン樹脂の少なくとも1種から選ばれ、
好ましくは、前記フッ素樹脂は、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン樹脂(PVDF)、フルオロエチレンビニルエーテル樹脂(FEVE)、ポリフッ化ビニル樹脂(PVF)の少なくとも1種から選ばれ、
好ましくは、前記有機シリコン樹脂は、メチルシリコーン樹脂、フェニルシリコーン樹脂、フェニルビニルシリコーン樹脂、フェニルエポキシシリコーン樹脂、ボロシロキサン樹脂、ポリノルマルヘキシルトリフェニルアセチレンシラン樹脂の少なくとも1種から選ばれ、
好ましくは、前記フッ素系シリコン樹脂は、ポリトリフルオロプロピルメチルシロキサン、ポリメチルノナフルオロヘキシルシロキサン、ポリトリデカフルオロオクチルメチルシロキサン、ポリメチルヘプタデカフルオロデシルシロキサンの少なくとも1種から選ばれ、
好ましくは、前記低表面エネルギー重合体ミセル分散液における溶剤は、アルコール類、ケトン類及び/又はエステル類溶剤から選ばれ、
好ましくは、前記低表面エネルギー重合体ミセル分散液は2種の溶剤を含み、それぞれ溶剤a及び溶剤bであり、溶剤aは、低表面エネルギー重合体を溶解させることができる溶剤であり、溶剤bは、低表面エネルギー重合体溶液を低表面エネルギー重合体ミセル分散液に調製するために、相分離を行う溶剤であり、
好ましくは、前記低表面エネルギー重合体ミセル分散液におけるミセルは負電荷又は正電荷を帯びてもよく、前記ミセルが電荷を帯びた場合、異なる電荷を帯びたシランカップリング剤を入れることで、静電バランス状態を保たせ、
好ましくは、前記シランカップリング剤加水分解溶液におけるシランカップリング剤はR1Si(R2)(OR)2であり、R1及びR2は相同又は相異であり、それぞれ独立的に-RaNH2、-RaSH、-N(Ra)3、-RaNRbNH2、
-ORaの少なくとも1種から選ばれ、Ra及びRbは相同又は相異であり、それぞれ独立的にC1-8アルキル基から選ばれ、Rは相同又は相異であり、それぞれ独立的にC1-8アルキル基から選ばれ、
或いは、前記シランカップリング剤は、R1及びR2の1つがORである又は何れもORではないシランカップリング剤(a-1)と、R1及びR2が共にORであるシランカップリング剤(a-2)との混合物であり、a-2の含有量は0であるが、100%よりも小さく、a-1の含有量は0よりも大きいが、100%以下であり、
好ましくは、前記シランカップリング剤加水分解溶液は溶剤cを含み、前記溶剤cは、アセトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、メタノール、エタノール、イソプロパノール、トルエン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルの少なくとも1種から選ばれ、
好ましくは、前記シランカップリング剤加水分解溶液は塩酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムの少なくとも1種をさらに含み、
好ましくは、成分(C)はpH値が7.5~8.5であり、
好ましくは、成分(C)におけるアルカリは弱アルカリであり、好ましくは有機アルカリである、ことを特徴とする、請求項1又は2に記載の組成物系。 - 請求項1~3の何れか1項に記載の組成物系により製造された自己修復塗料、自己修復コーティング又は自己修復製品であって、
好ましくは、前記自己修復製品は前記自己修復コーティングを含み、
好ましくは、前記コーティングは透明コーティングであり、その平均透過率が85%以上であり、
好ましくは、前記コーティングは高硬度を有し、その鉛筆硬度が9H以上であり、
好ましくは、前記コーティングは自己修復性能を有する、自己修復塗料、自己修復コーティング又は自己修復製品。 - 請求項4に記載の自己修復塗料の製造方法は、
低表面エネルギー重合体ミセル分散液(A)と、シランカップリング剤加水分解溶液(B)と、アルカリ溶液(C)とを混合させて、前記自己修復塗料を得る工程を含み、
好ましくは、前記方法は、
1)低表面エネルギー重合体を溶剤aに溶解させて、重合体溶液を得る工程と、
2)工程1)で得られた重合体溶液を溶剤bに入れ、相分離を行って、低表面エネルギー重合体ミセル分散液(A)を得る工程と、
3)シランカップリング剤を溶剤cに溶解させ、塩酸、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムの触媒条件で攪拌しながら加熱し、シランカップリング剤加水分解溶液(B)を調製する工程と、
4)アルカリを溶剤bに溶解させて、アルカリ溶液(C)を調製する工程と、
5)上記低表面エネルギー重合体ミセル分散液(A)と、シランカップリング剤加水分解溶液(B)と、アルカリ溶液(C)とを混合させて、前記自己修復塗料を得る工程と、を含み、
好ましくは、前記方法は、
工程5)の前記自己修復塗料に機能性成分(D)を入れる工程6)をさらに含む、ことを特徴とする、請求項4に記載の自己修復塗料の製造方法。 - 請求項4に記載の自己修復コーティングの製造方法は、
(a)請求項5に記載の自己修復塗料の製造方法により自己修復塗料を製造する工程と、
(b)前記自己修復塗料を基質に塗布し、熱処理を行ってから、前記自己修復コーティングを得る工程と、を含み、
好ましくは、前記基質は透明の無機基質又は有機基質から選ばれ、
好ましくは、前記塗布方法は、浸漬、ディップコーティング、スプレー、ローラ塗り又はブラシ塗りから選ばれて、任意の透明基質に塗布し、
好ましくは、前記熱処理の温度が80~450℃であり、処理時間が0.5~3hであり、
好ましくは、前記コーティングの厚さが0.5~5μmである、請求項4に記載の自己修復コーティングの製造方法。 - 請求項4に記載の自己修復コーティング又は自己修復製品の自己修復方法は、
表面に傷が付いている請求項4に記載の自己修復コーティング又は自己修復製品を穏やかな水蒸気環境に置いて修復を行う工程を含むことを特徴とする、請求項4に記載の自己修復コーティング又は自己修復製品の自己修復方法。 - 請求項4に記載の自己修復塗料の、自己修復コーティング又は自己修復製品の製造における適用。
- 繰返し使用可能なガラスライク又はガラスライク製品用組成物系は、
(i)シランカップリング剤加水分解溶液とアルカリ溶液との混合分散液と、
(ii)低表面エネルギー重合体溶液と、
(iii)シランカップリング剤分散液とを含むことを特徴とする、繰返し使用可能なガラスライク又はガラスライク製品用組成物系。 - 前記組成物系において、(i)シランカップリング剤加水分解溶液とアルカリ溶液との混合分散液と、(ii)低表面エネルギー重合体溶液と、(iii)シランカップリング剤分散液との質量比は(100~1500):1:(50~200)であり、
好ましくは、前記組成物系はpH値が8.5~14であり、
好ましくは、前記(i)シランカップリング剤加水分解溶液とアルカリ溶液との混合分散液は、シランカップリング剤加水分解溶液、有機アルカリ、溶剤zを含み、前記シランカップリング剤加水分解溶液が触媒と加熱条件でシランカップリング剤単体により調製され、
好ましくは、前記シロキサン単体は、疎水末端基を有するシロキサンから選ばれ、例えば、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ドデシルトリエトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、γ-(メタクリロイルオキシ)プロピルトリメトキシシラン、γ-(メタクリロイルオキシ)プロピルトリエトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシランなどの少なくとも1種から選ばれ、
好ましくは、前記触媒は、塩酸から選ばれ、又は水酸化ナトリウムと水酸化カリウムの少なくとも1種から選ばれ、
好ましくは、前記有機アルカリは、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、トリエチルアミン、ベンジルアミン、フェニルアミン、p-トルイジン、p-クロロアニリン、p-ニトロアニリン、ジフェニルアミン、ピリジン、トリエタノールアミン、尿素の少なくとも1種から選ばれ、
好ましくは、前記混合分散液は溶剤zを含み、前記溶剤zは、エタノール、アセトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、メタノール、イソプロパノール、トルエン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルの少なくとも1種から選ばれ、
好ましくは、前記低表面エネルギー重合体溶液は、低表面エネルギー重合体、溶剤xを含み、
なお、前記低表面エネルギー重合体は、フッ素樹脂、有機シリコン樹脂、フッ素系シリコン樹脂の少なくとも1種から選ばれ、好ましくは、前記溶剤xはケトン類溶剤及び/又はエステル類溶剤から選ばれ、
好ましくは、前記シランカップリング剤分散液は、シランカップリング剤、溶剤yを含み、
なお、前記シランカップリング剤はR1Si(R2)(OR)2であり、R1及びR2は相同又は相異であり、それぞれ独立的に-RaNH2、-RaSH、-N(Ra)3、-RaNRbNH2、
-ORaの少なくとも1種から選ばれ、Ra及びRbは相同又は相異であり、それぞれ独立的にC1-8アルキル基から選ばれ、
或いは、前記シランカップリング剤は、R1及びR2の1つがORである又は何れもORではないシランカップリング剤(a-1)と、R1及びR2が共にORであるシランカップリング剤(a-2)との混合物であり、a-2の含有量は0であってもよいが、100%よりも小さく、a-1の含有量は0よりも大きいが、100%以下であり、
好ましくは、前記シランカップリング剤はγ-アミノプロピルトリエトキシシラン、ジエチルアミノメチルトリエトキシシラン、3-(2-アミノエチルアミノ)プロピルトリエトキシシラン、3-(2-アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、γ-(メタクリロイルオキシ)プロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシランの少なくとも1種から選ばれ、
好ましくは、前記溶剤yは、アセトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、メタノール、エタノール、イソプロパノール、トルエン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルの少なくとも1種から選ばれることを特徴とする、請求項9に記載の組成物系。 - 請求項9又は10に記載の組成物系により製造された、直接繰返し使用可能なガラスライク又はガラスライク製品。
- 請求項11に記載の直接繰返し使用可能なガラスライク又はガラスライク製品の製造方法は、
(i)シランカップリング剤加水分解溶液とアルカリ溶液との混合分散液と、(ii)低表面エネルギー重合体溶液と、(iii)シランカップリング剤分散液とを混合させて、混合系を調製する工程と、前記混合系を熱処理、焼結して、前記ガラスライク又はガラスライク製品を得る工程とを含むことを特徴とする、請求項11に記載の直接繰返し使用可能なガラスライク又はガラスライク製品の製造方法。 - 請求項12に記載の製造方法は、
A1)シランカップリング剤加水分解溶液と有機アルカリ溶液とを混合させて、前記(i)混合分散液を調製し、
好ましくは、前記シランカップリング剤加水分解溶液が触媒加熱条件でシロキサン単体により調製される工程と、
A2)低表面エネルギー重合体を溶剤xに溶解させて、(ii)低表面エネルギー重合体溶液を得る工程と、
A3)シランカップリング剤を溶剤yに溶解させ、常温で攪拌して、(iii)シランカップリング剤分散液を得る工程と、
A4)前記(i)シランカップリング剤加水分解溶液とアルカリ溶液との混合分散液と、(ii)低表面エネルギー重合体溶液と、(iii)シランカップリング剤分散液を混合させて、混合系を調製する工程と、
A5)前記混合系を熱処理して、シリコンガラスライクゲルを得る工程と、
A6)前記シリコンガラスライクゲルを焼結して、前記ガラスライク又はガラスライク製品を得る工程と含むことを特徴とする、請求項12に記載の製造方法。 - 請求項11に記載のガラスライク又はガラスライク製品の回収方法は、前記ガラスライク又はガラスライク製品を水又は水含有溶剤に溶解させて、コロソール分散液を回収する工程を含み、
好ましくは、前記水含有溶剤は、水と有機溶剤との混合溶剤から選ばれることを特徴とする、請求項11に記載のガラスライク又はガラスライク製品の回収方法。 - 請求項11に記載のガラスライク又はガラスライク製品の再利用方法は、請求項14で回収されたコロソール分散液を熱処理、焼結して、前記ガラスライク又はガラスライク製品を得る工程を含み、
なお、前記熱処理と焼結の処理は請求項12又は13の製造方法における熱処理と焼結の処理と相同であることを特徴とする、請求項11に記載のガラスライク又はガラスライク製品の再利用方法。 - 請求項9又は10に記載の組成物系の、繰返し使用可能なガラスライク又はガラスライク製品の製造における適用。
- 請求項11に記載のガラスライク又はガラスライク製品のモールディング方法は、前記ガラスライク又はガラスライク製品をテンプレートに置き、90~150℃水蒸気雰囲気の条件で前記ガラスライク又はガラスライク製品をモールディングする工程を含むことを特徴とする、請求項11に記載のガラスライク又はガラスライク製品のモールディング方法。
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