TW201930499A - 表面處理劑組成物 - Google Patents

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Abstract

藉由使用含有下述(A)~(C)成分的表面處理劑組成物,可形成潑水性、滑水性、耐久性為優異的皮膜,且可抑制對於汽車車體的腐蝕。
(A)選自式(1)的有機矽化合物、式(4)的有機矽化合物及其水解縮合物中的至少1種,

R1 表示碳原子數1~12的烷基或式(2)之基,R2 表示碳原子數1~12的烷基,R3 表示碳原子數1~4的烷基,X表示羥基或水解性基,L1 表示2價連結基,a表示1~100、b表示0~2的數,

R4 表示碳原子數1~12的烷基或式(3)之基,

R5 表示碳原子數1~12的烷基;
(B)選自萘磺酸及烷基萘磺酸中的至少1種的水解觸媒;
(C)有機溶劑。

Description

表面處理劑組成物
本發明為關於表面處理劑組成物,更詳細地說為關於一種不用進行加熱而以室溫即可硬化、並可賦予潑水性、滑水性(水滴的滑落性)及耐久性為優異的潑水膜的表面處理劑組成物,以及以藉由該組成物的表面處理所形成的附潑水膜的基材,及使用該組成物的附潑水膜的基材的製造方法。
以往以來,作為玻璃的潑水處理劑,已提案調配有氟烷基矽烷或胺基變性聚矽氧烷而成的潑水劑組成物(參考專利文獻1~6)。
由該等各專利文獻中揭示的潑水劑組成物所製作的潑水膜,雖然潑水性為優異,但膜表面的水滴的滑水性為不足。
因此,將該潑水膜適用於汽車的窗玻璃時,為了確保降雨時的良好的視野,而要求滑水性的進一步的改善。
有關此點,作為賦予兼具良好的潑水性與滑水性的潑水塗膜的組成物,在專利文獻7中提案了一種包含直鏈單末端官能性聚二甲基矽氧烷化合物與矽烷偶合劑而成的組成物。
但由專利文獻7的組成物所形成的潑水膜,具有所謂的耐久性不足的問題,無法充分地展現出耐水性或耐磨損性,又,難以長期間地維持潑水性。
另外,專利文獻8中提案了一種塗佈組成物,其係由分子鏈兩末端具有矽烷醇基的二甲基聚矽氧烷與水解觸媒及揮發性溶媒而形成。
該組成物由於為使用如硫酸般的強酸來作為水解觸媒,故會產生汽車車體(金屬及樹脂材料)的腐蝕、或作業上欠缺安全性等,而具有多個問題。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2012-224668號公報
[專利文獻2]日本特開2009-137775號公報
[專利文獻3]日本特開2009-173491號公報
[專利文獻4]日本特開平10-102046號公報
[專利文獻5]日本特開2003-160361號公報
[專利文獻6]日本特開平09-176622號公報
[專利文獻7]日本特開平11-315276號公報
[專利文獻8]日本特開2016-169307號公報
[發明所欲解決之課題]
本發明為有鑑於上述情事所完成之發明,本發明之目的為提供一種表面處理劑組成物,其可形成潑水性、滑水性及耐久性為優異的皮膜,且可抑制對於汽車車體的腐蝕,以及提供以藉由該組成物的表面處理所形成的附潑水膜的基材及使用該組成物的潑水膜的形成方法。

[解決課題之手段]
本發明人為了解決上述課題經深入研究之結果發現,包含特定構造的有機矽化合物、指定的水解觸媒及有機溶劑而成的組成物,不用進行加熱而以室溫即可硬化、並可賦予潑水性、滑水性及耐久性為優異的皮膜,因而完成本發明。
即,本發明為提供:
1.一種表面處理劑組成物,其特徵為含有下述(A)~(C)成分,
(A)選自下述以式(1)表示的有機矽化合物、以式(4)表示的有機矽化合物及其水解縮合物中的至少1種,

{式中,R1 相互獨立表示碳原子數1~12的烷基或以式(2)表示的基,R2 相互獨立表示碳原子數1~12的烷基,R3 相互獨立表示碳原子數1~4的烷基,X相互獨立表示羥基或水解性基,L1 相互獨立表示2價連結基,a表示1~100的數,b表示0~2的數,

[式中,R4 相互獨立表示碳原子數1~12的烷基或以式(3)表示的基,

(式中,R5 相互獨立表示碳原子數1~12的烷基)]};
(B)選自萘磺酸及烷基萘磺酸中的至少1種的水解觸媒;
(C)有機溶劑。
2.如請求項1記載之表面處理劑組成物,其中,前述以式(1)表示的有機矽化合物係以下述式(11)或(12)表示,前述以式(4)表示的有機矽化合物係以下述式(13)表示,

(式中,R3 、X、L1 、a、b表示與上述相同的含義)。
3.如前述1或2記載之表面處理劑組成物,其中,前述L1 係以下述式(5)表示的2價連結基,

[式中,Y表示選自下述式(6)~(10)中的1個的2價基,R6 及R7 相互獨立表示單鍵或碳原子數1~10的伸烷基,

(式(7)及(10)中,c相互獨立表示1~10的數,式(9)及(10)中,R8 相互獨立表示碳原子數1~12的烷基)]。
4.如前述1~3中任一項記載之表面處理劑組成物,其中,前述X為羥基、烷氧基、乙醯氧基、鹵素原子或異氰酸酯基。
5.如前述1~4中任一項記載之表面處理劑組成物,其中,前述(B)成分為選自二壬基萘磺酸及二壬基萘二磺酸中的至少1種。
6.如前述1~5中任一項記載之表面處理劑組成物,其中,進而含有選自具有水解性基的有機矽化合物(但不包括前述以式(1)及(4)表示的有機矽化合物)及其水解縮合物中的至少1種。
7.如前述1~6中任一項記載之表面處理劑組成物,其係用於運輸機用玻璃的潑水處理。
8.如前述1~6中任一項之表面處理劑組成物,其係用於運輸機用機體的潑水處理。
9.一種附潑水膜的基材,其係具有基材及設置於該基材上的使用如前述1~6中任一項記載之表面處理劑組成物而形成的潑水膜。
10.如前述9記載之附潑水膜的基材,其中,具備介於前述基材與潑水膜之間的基底層,前述基底層係由具有水解性基的有機矽化合物(但不包括前述以式(1)及(4)表示的有機矽化合物)的水解生成物而形成。
11.如前述9或10記載之附潑水膜的基材,其中,前述基材為玻璃、金屬、陶瓷或樹脂。
12.一種附潑水膜的基材的製造方法,其係在基材上塗佈如前述1~6中任一項記載之表面處理劑組成物來形成塗膜,將該塗膜表面擦拭處理後,以5~35℃來形成硬化皮膜。

[發明的效果]
藉由本發明可提供一種表面處理劑組成物,其能以室溫硬化、並能夠形成潑水性、滑水性及耐久性為優異的皮膜。
另外,本發明的表面處理劑組成物,可抑制對於汽車車體(金屬及樹脂材料)的腐蝕,作業上的安全性亦為高。
進而,藉由使用本發明的表面處理劑組成物,能以簡便的方法來製作潑水性、滑水性及耐久性為優異的附潑水膜的基材。
特別是,將本發明的潑水膜適用於作為車輛用、船舶用及飛機用的窗玻璃或鏡面等所使用的透明基材時,因而可得到賦予優異的潑水性及滑水性,其結果使得在降雨時亦能夠確保良好的視野。
[實施發明之最佳形態]
以下對於本發明進行具體的說明。
本發明相關的表面處理劑組成物,其特徵為含有(A)選自式(1)表示的有機矽化合物、式(4)表示的有機矽化合物及其水解縮合物中的至少1種、(B)選自萘磺酸及烷基萘磺酸中的至少1種的水解觸媒及(C)有機溶劑。
[1](A)成分
本發明的(A)成分中,式(1)表示的有機矽化合物為單末端反應性有機聚矽氧烷,另一方面,式(4)表示的有機矽化合物為兩末端反應性有機聚矽氧烷。
上述各式中,R1 相互獨立表示碳原子數1~12的烷基或以式(2)表示的基,R2 相互獨立表示碳原子數1~12的烷基,R3 相互獨立表示碳原子數1~4的烷基,X相互獨立表示羥基或水解性基,L1 相互獨立表示2價連結基,a表示1~100的數,b表示0~2的數。

(式中,R4 相互獨立表示碳原子數1~12的烷基或以式(3)表示的基)。

(式中,R5 相互獨立表示碳原子數1~12的烷基)。
作為上述R1 、R2 、R4 及R5 中的碳原子數1~12的烷基,可任意為直鏈狀、環狀、分支狀,作為該具體例,可舉出甲基、乙基、n-丙基、i-丙基、n-丁基、s-丁基、t-丁基、n-戊基、n-己基、n-庚基、n-辛基、n-壬基、n-癸基、n-十一烷基、n-十二烷基、環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基等。
作為上述R3 中的碳原子數1~4的烷基,可任意為直鏈狀、環狀、分支狀,作為該具體例,可舉出甲基、乙基、n-丙基、i-丙基、n-丁基、s-丁基、t-丁基、環丙基、環丁基等。
本發明中,作為上述R1 、R2 、R4 及R5 ,就潑水性、滑水性及原料取得的容易性之觀點而言,較佳為碳原子數為8以下的烷基,特佳為甲基。尚,若該等的碳原子數超過12時,潑水性及滑水性會有降低之情形。
另外,作為R3, 較佳為甲基、乙基,又較佳為甲基。
X相互獨立表示羥基或水解性基,若X為水解性基時,在本發明使用的有機矽化合物會利用透過與分子末端的Si原子結合的水解性基的水解而形成的矽烷醇基(≡Si-OH),來形成具有耐久性的皮膜。
作為如此般的水解性基的具體例,可舉出甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、n-丁氧基等的烷氧基、氯原子等的鹵素原子、異氰酸酯基等,該等之中,特佳為甲氧基、氯原子。
L1 表示2價連結基,具體而言可舉出氧原子或伸乙基、三亞甲基(trimethylene)、伸丙基、四亞甲基(tetramethylene)等的碳原子數1~10的伸烷基等。
另外,作為用來提升所得到的塗膜中的分子配向性、促進硬化皮膜的緻密化、均勻化之基,亦可適合使用含有具有以π-π堆疊或氫鍵等所產生的相互作用性的官能基、或呈剛硬構造的原子團的2價連結基。藉由將該等的2價連結基導入至分子內的特定位置,可良好地維持硬化皮膜的潑水性及滑水性之同時,並且可使耐久性得到提升。
作為如此般的2價連結基,可舉出含有伸烯基(alkenylene)、伸芳基或氟化伸烷基的2價連結基。
作為伸烯基,較佳為碳數2~20的伸烯基,又,可任意為直鏈狀、環狀、分支狀。作為伸烯基的具體例,可舉出伸乙烯基、伸丙烯基、1-伸丁烯基、2-伸丁烯基、1-伸戊烯基、2-伸戊烯基、3-伸戊烯基等。
作為伸芳基的具體例,可舉出伸苯基、伸聯苯基、伸萘基等。
作為氟化伸烷基的具體例,可舉出-(CHF)c -、-(CF2 )c -(c表示1~10的數,較佳為1~8,更佳為1~6)等。
本發明中,若考量更進一步提高皮膜中的分子配向性、更進一步促進硬化皮膜的緻密化、均勻化時,作為上述L1 ,特別是以式(5)表示的2價連結基為合適。
上述Y表示選自下述式(6)~(10)中的任1個的2價基,R6 及R7 相互獨立表示單鍵或碳原子數1~10的伸烷基。

(式(7)及(10)中,c相互獨立表示與上述相同的含義,式(9)及(10)中,R8 相互獨立表示碳原子數1~12的烷基)。
作為R6 及R7 中的碳原子數1~10的伸烷基、R8 的碳原子數1~12的烷基的具體例,可舉出與上述為相同者。
特別是,作為R6 及R7 ,以相互獨立為單鍵、伸乙基為較佳,以同為單鍵、同為伸乙基、R6 為伸乙基而R7 為單鍵之組合為又較佳。
另外,a為1~100的數,但就硬化皮膜的滑水性提升之觀點而言,較佳為5~50的數。尚,若a超過100時,所得到的硬化皮膜的耐久性會降低。
另一方面,b為0~2的數,但較佳為0或1,又較佳為0。尚,若b超過2時,所得到的硬化皮膜的耐久性會變得不足。
本發明中,作為上述以式(1)表示的有機矽化合物,較佳為以下述式(11)或(12)表示者。
另外,作為上述以式(4)表示的有機矽化合物,較佳為以下述式(13)表示者。

(式中,R3 、X、L1 、a、b表示與上述相同的含義)。
作為以式(1)表示的有機矽化合物的適合例,可舉出如下述般的化合物,但不限定於該等。
另一方面,作為以式(4)表示的有機矽化合物的適合例,可舉出如下述般的化合物,但不限定於該等。
在本發明使用的有機矽化合物,可使用周知的方法來進行合成。例如,上述以式(1)表示的有機矽化合物,可藉由如下述各流程所示的(1)藉由脫醇的矽烷化反應、或(2)氫化矽烷化反應所示般的周知的矽烷化反應來進行合成。

(式中,R1 、R2 、a表示與上述相同的含義,R9 表示碳原子數1~4的烷基)。

(式中,R1 、R2 、R3 、R7 、X、Y、a、b表示與上述相同的含義)。
(1)藉由脫醇的矽烷化反應中,使作為烷氧基矽烷化劑的烷氧矽烷,對於末端具有矽烷醇基(≡Si-OH)的矽氧烷化合物進行反應。
作為烷氧矽烷的具體例,可舉出四甲氧基矽烷(tetramethoxysilane)、四乙氧基矽烷(tetraethoxysilane)等。
作為具體的手法,使末端具有矽烷醇基的有機聚矽氧烷與烷氧矽烷,在胺觸媒的存在下,以相對於矽烷醇基1莫耳而言為超過等莫耳量的烷氧矽烷來進行反應,而得到包含末端烷氧基變性有機聚矽氧烷的生成物。
作為胺觸媒,以一級胺為適合使用,作為該具體例,可舉出丙基胺、異丙基胺、丁基胺、異丁基胺、sec-丁基胺、tert-丁基胺、烯丙基胺等,但較佳為具有分支型烷基鏈的異丙基胺、異丁基胺、sec-丁基胺、tert-丁基胺,又較佳為tert-丁基胺。尚,觸媒可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
胺觸媒的使用量並未特別限定,但就反應性或生產性、進而是抑制生成物的著色或可使純化變得容易等之觀點而言,相對於末端具有矽烷醇基(≡Si-OH)的矽氧烷化合物,以0.01~5質量%左右為較佳。
尚,上述反應即使是無溶媒亦可進行,但亦可使用戊烷、己烷、環己烷、庚烷、異辛烷、苯、甲苯、二甲苯等的溶媒。
反應溫度會依所使用的胺觸媒的沸點而有所差異,但通常以0~100℃來進行,較佳為0~50℃。
另外,反應時間亦未特別限定,通常為1~10小時左右,但較佳為1~5小時。
另一方面,(2)氫化矽烷化反應中,使末端具有不飽和鍵的矽烷化合物,對於末端具有≡Si-H基的矽氧烷化合物進行反應。
作為末端具有不飽和鍵的矽烷化合物的具體例,可舉出乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、辛烯基三甲氧基矽烷、辛烯基三乙氧基矽烷、苯乙烯基矽烷等。
上述氫化矽烷化反應中適合使用含有鉑化合物的觸媒。
作為含有鉑化合物的觸媒並未特別限定,作為該具體例,可舉出氯化鉑酸、氯化鉑酸的醇溶液、鉑-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物的甲苯或二甲苯溶液、肆三苯基膦鉑、二氯雙(三苯基膦)鉑、二氯雙乙腈鉑、二氯雙苯甲腈鉑、二氯環辛二烯鉑等、或鉑-碳、鉑-氧化鋁、鉑-二氧化矽等的載持觸媒等。
就氫化矽烷化時的選擇性的方面而言,較佳為0價的鉑錯合物,又較佳為鉑-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物的甲苯或二甲苯溶液。
含有鉑化合物的觸媒的使用量並未特別限定,就反應性或生產性等之觀點而言,相對於具有Si-H基的有機矽化合物1莫耳,所含有的鉑原子以成為1×10-7 ~1×10-2 莫耳的量為較佳,又較佳為成為1×10-7 ~1×10-3 莫耳的量。
尚,上述反應即使是無溶媒亦可進行,但亦可使用溶媒。
作為可使用的溶媒的具體例,可舉出:戊烷、己烷、環己烷、庚烷、異辛烷、苯、甲苯、二甲苯等的烴系溶媒;二乙基醚、四氫呋喃、二噁烷等的醚系溶媒等,該等的溶媒可使用單獨1種,亦可混合2種以上來使用。
上述氫化矽烷化反應中的反應溫度並未特別限定,可從0℃至加熱下來進行,但較佳為0~200℃。
為了得到適度的反應速度,較佳為在加熱下來使其反應,就如此般的觀點而言,反應溫度又為較佳40~110℃,更佳為60~100℃。
另外,反應時間亦未特別限定,通常為1~10小時左右,但較佳為1~5小時。
[2](B)成分
本發明的表面處理劑組成物中包含水解觸媒,其係促進有機矽化合物所具有的水解性基與水之反應,又促進所生成的矽烷醇(≡Si-OH)基與存在於基板表面的OH基之縮合反應。
本發明中,就塗膜的耐久性提升或抑制對於汽車車體(金屬及樹脂材料)的腐蝕之觀點而言,作為該水解觸媒係使用選自萘磺酸及烷基萘磺酸中的至少1種。
特別是,就上述抑制腐蝕之觀點而言,較佳為烷基萘磺酸,又較佳為選自二壬基萘磺酸及二壬基萘二磺酸中的至少1種,更佳為二壬基萘二磺酸。
水解觸媒的濃度,相對於組成物整體,較佳為0.01~5.0質量%,又較佳為0.05~1.0質量%。
[3](C)成分
本發明的表面處理劑組成物中包含有機溶劑。
作為可使用的有機溶劑的具體例,可舉出:乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸異丙酯、乙酸丁酯、乙酸異丁酯等的酯類;己烷、環己烷、庚烷、辛烷、癸烷、十二烷、甲苯、二甲苯等的烴類;二氯甲烷、1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷等的鹵化烴類;甲基乙基酮、2-戊酮、甲基異丁基酮等的酮類;二乙二醇單甲基醚、二丙二醇單甲基醚等的醚類;乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、異丁醇等的醇類等,該等可使用單獨1種,亦可組合2種以上來使用。
本發明中,表面處理劑組成物中所包含的(A)成分的有機矽化合物的濃度並未特別限定,相對於組成物整體,較佳為0.1~20質量%,又較佳為0.5~10質量%,更佳為0.5~5.0質量%,藉由設定為此範圍,能夠對於塗膜本身賦予均勻且優異的潑水性、滑水性。
進而,本發明的表面處理劑組成物亦可包含硬化觸媒。
作為硬化觸媒的具體例,可舉出:四異丙氧基鈦、四正丁氧基鈦、四-2-乙基己氧基鈦、四乙醯丙酮鈦等的鈦觸媒;二月桂酸二丁基錫、二乙酸二丁基錫、二乙酸二辛基錫等的錫觸媒;仲丁醇鋁、參乙醯丙酮鋁、雙乙醯乙酸乙酯鋁、單乙醯丙酮酸鋁、參乙醯乙酸乙酯鋁等的鋁觸媒;鋯酸正丙酯、鋯酸正丁酯、四乙醯丙酮鋯、四乙醯丙酮鋯、單乙醯丙酮鋯、四乙醯丙酮鋯等的鋯觸媒等。
硬化觸媒的濃度,相對於(A)成分的有機矽化合物,較佳為0.1~15.0質量%,又較佳為1.0~10.0質量%。
本發明的表面處理劑組成物,亦可進一步包含上述的(A)成分的有機矽化合物以外的具有結合於Si原子的羥基或水解性基的其他的有機矽化合物、其水解縮合物、或該等的混合物。
作為水解性基,可舉出烷氧基、乙醯氧基、鹵素原子、醯氧基、異氰酸酯基等。
作為其他的有機矽化合物的具體例,作為具有烷氧基甲矽烷基的矽烷化合物,可舉出四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、n-丙基三甲氧基矽烷、n-丙基三乙氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、己基三甲氧基矽烷、己基三乙氧基矽烷、癸基三甲氧基矽烷、三氟丙基三甲氧基矽烷、六甲基二矽氮烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-脲基丙基三乙氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、雙(三乙氧基甲矽烷丙基)四硫醚、3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷等;作為具有鹵化甲矽烷基的矽烷化合物,可舉出甲基三氯矽烷、乙基三氯矽烷、二甲基二氯矽烷、三甲基氯矽烷、苯基三氯矽烷、二苯基二氯矽烷、三氟乙基三氯矽烷等。
其他的有機矽化合物的添加量,只要是對於所得到的硬化皮膜的潑水性及滑水性不會產生影響的量,則未有特別的限制,但相對於(A)成分的有機矽化合物,較佳為20質量%以下。
尚,本發明的表面處理劑組成物,除了上述說明的各成分以外,亦可包含各種的添加劑。
作為添加劑,可舉出金屬氧化物、樹脂、染料、顏料、紫外線吸收劑、抗氧化劑等,具體而言可舉出二氧化矽溶膠、二氧化鈦溶膠、氧化鋁溶膠等。
添加劑的添加量,只要是對於所得到的硬化皮膜的潑水性及滑水性不會產生影響的量,則未有特別的限制,但相對於(A)成分的有機矽化合物,較佳為30質量%以下。
將上述說明的本發明的表面處理劑組成物塗佈於基材並使其乾燥,藉此可在基材上形成潑水膜。
作為基材,可適合使用玻璃、金屬、陶瓷、樹脂等。作為金屬,可舉出鐵、不銹鋼等;作為陶瓷,可舉出二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯等;作為樹脂,可舉出聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、氯乙烯、聚苯乙烯、ABS樹脂、苯酚樹脂、環氧樹脂、丙烯酸樹脂等。
作為塗佈方法,可適當地採用擦拭塗佈、旋塗、桿塗、浸漬塗佈、刮板塗佈、噴霧塗佈等的以往周知的方法。
塗佈後的乾燥,自然乾燥、加熱乾燥皆可,但較佳為以5~150℃的範圍來進行。未滿5℃時,(A)成分的有機矽化合物的對於基材之反應速度會變小,反應需要時間,有無法得到充分的耐久性之情形。超過150℃時,會容易引起所塗佈的表面處理劑組成物的變性或熱分解,有無法得到充分的潑水性、滑水性之情形。
特別是,較佳為將表面處理劑組成物塗佈於基材上後,將塗膜表面進行擦拭處理,形成硬化皮膜的溫度係較佳為室溫附近(5~35℃)。
潑水膜的膜厚並未特別限定,若考量透明性及膜的機械強度等時,較佳為100nm以下。
另外,上述潑水膜較佳為以2μl水滴時具有100°以上的水接觸角、以30μl水滴時具有30°以下的下落角(falling angle);較佳為具有下述般的透明性:霧度值(霧度)較佳為5以下,又較佳為1以下,更佳為0.5以下。
本發明的表面處理劑組成物亦可在基材表面直接塗佈而來形成潑水膜(硬化皮膜),但較佳為使基底層介於基材表面與潑水膜之間,該基底層係由在(A)成分使用的有機矽化合物以外的具有水解性基的矽化合物的水解生成物所形成。藉由設置如此般的基底層,可使潑水膜與基材的結合變得更堅固,而提升本發明的潑水膜的耐久性。
作為基底層形成時所使用的有機矽化合物,若考量水解性高、在室溫附近(5~35℃)的在基材上形成薄膜這點時,下述以式(14)表示的異氰酸酯矽烷化合物為合適。

(式中,k表示0或1)。
由上述說明的本發明的表面處理劑組成物而形成的膜,潑水性、滑水性及透明性為優異,故適合使用於運輸機用的玻璃或車體的潑水處理。特別是,適用於窗玻璃或鏡面時,可有效地防止因雨天時的水滴附著所造成的能見度的降低。

[實施例]
以下為列舉合成例、實施例及比較例來更具體地說明本發明,但本發明並不被限定於該等的實施例。
[1]有機矽化合物的合成
[合成例1]有機矽化合物(16)的合成
在具備攪拌機、溫度計、酯承接器(ester adapter)及戴氏冷凝器的1升的3頸燒瓶中裝入乙腈45.0g、化合物(15)173.4g(0.0665mol)及四甲氧基矽烷60.7g(0.399mol)後,一邊加以攪拌一邊添加tert-丁基胺2.4g,以50℃來進行5小時的熟成。
接下來,將戴氏冷凝器連接於排氣管,在氮氣起泡下、系內壓力10mmHg、以120℃加熱3小時後,冷卻至25℃並將壓力回復至常壓後,將所得到的液體進行過濾純化,而得到有機矽化合物(16)167.0g。
[合成例2]有機矽化合物(19)的合成
在具備攪拌機、溫度計、酯承接器及戴氏冷凝器的1升的3頸燒瓶中添加甲苯29.6g、化合物(18)10.0g(0.0266mol)及乙烯基矽氧烷配位Pt的甲苯溶液(Pt濃度:0.5質量%)0.3g,昇溫至80℃,一邊維持於80~90℃一邊滴下化合物(17)59.1g(0.0266mol),進一步以90℃進行反應5小時。藉由添加鹼水來進行氫氣產生量測定及IR測定,以確認≡Si-H基的反應結束。
接下來,將戴氏冷凝器連接於排氣管,在氮氣起泡下、系內壓力10mmHg、以150℃加熱3小時後,冷卻至25℃並將壓力回復至常壓後,將所得到的液體進行過濾純化,而得到有機矽化合物(19)62.2g。
[合成例3]有機矽化合物(21)的合成
除了將化合物(18)10.0g(0.0266mol)變更成為化合物(20)6.12g(0.0266mol)以外,與合成例2進行相同的反應操作。減壓加熱、過濾純化後,而得到有機矽化合物(21)59.2g。
[合成例4]有機矽化合物(23)的合成
除了將化合物(18)10.0g(0.0266mol)變更成為化合物(20)6.12g(0.0266mol)、將化合物(17)59.1g(0.0266mol)變更成為化合物(22)68.9g(0.0266mol)以外,與合成例2進行相同的反應操作。減壓加熱、過濾純化後,而得到有機矽化合物(23)68.2g。
[合成例5]有機矽化合物(25)的合成
除了將化合物(18)10.0g(0.0266mol)變更成為化合物(20)6.12g(0.0266mol)、將化合物(17)59.1g(0.0266mol)變更成為化合物(24)30.3g(0.0133mol)以外,與合成例2進行相同的反應操作。減壓加熱、過濾純化後,而得到有機矽化合物(25)33.2g。
[2]表面處理劑組成物的調製

[實施例1]
在具備攪拌機、溫度計、酯承接器及戴氏冷凝器的1升的3頸燒瓶中裝入IPA99.0g、水0.198g(相對於有機矽化合物(16)中的甲氧基為10倍mol)及二壬基萘二磺酸的55質量%異丁醇溶液0.5g,一邊加以攪拌一邊添加以合成例1所得到的有機矽化合物(16)1.0g,以50℃來進行3小時的熟成後,冷卻至室溫而得到表面處理劑組成物。
[實施例2]
除了將水的添加量從0.198g變更成為0.208g(相對於有機矽化合物(19)中的甲氧基為10倍mol)、將有機矽化合物(16)變更成為有機矽化合物(19)以外,與實施例1相同地操作來製作表面處理劑組成物。
[實施例3]
除了將水的添加量從0.198g變更成為0.220g(相對於有機矽化合物(21)中的甲氧基為10倍mol)、將有機矽化合物(16)變更成為有機矽化合物(21)以外,與實施例1相同地操作來製作表面處理劑組成物。
[實施例4]
除了將水的添加量從0.198g變更成為0.192g(相對於有機矽化合物(23)中的甲氧基為10倍mol)、將有機矽化合物(16)變更成為有機矽化合物(23)以外,與實施例1相同地操作來製作表面處理劑組成物。
[實施例5]
除了將水的添加量從0.198g變更成為0.394g(相對於有機矽化合物(25)中的甲氧基為10倍mol)、將有機矽化合物(16)變更成為有機矽化合物(25)以外,與實施例1相同地操作來製作表面處理劑組成物。
[比較例1]
除了將二壬基萘二磺酸的55質量%異丁醇溶液0.5g變更成為98質量%硫酸0.213g以外,與實施例1相同地操作來製作表面處理劑組成物。
[比較例2]
除了以添加1N-鹽酸水0.230g來取代添加二壬基萘二磺酸的50質量%異丁醇溶液0.5g及水0.198g以外,與實施例1相同地操作來製作表面處理劑組成物。
將上述實施例1~5及比較例1、2的組成(單位g)表示於表1。
將以上述實施例1~5及比較例1、2所調製的各表面處理劑組成物含浸於面紙中,對於玻璃基板進行擦拭塗佈。1分鐘、自然乾燥後,以面紙將玻璃基板的塗佈面進行擦拭(乾擦)處理。以25℃進行2小時的自然乾燥,而得到附潑水膜的玻璃基板。
接下來,使用所得到的附潑水膜的玻璃基板來進行下述(1)~(5)的評估試驗。將評估結果表示於表2。
尚,水接觸角及水滴下落角(滾落角)為藉由具備滑落單元的接觸角計(協和界面科學(股)製Drop Master DM-701)來進行測定。
(1)潑水性
在附潑水膜的玻璃基板的被處理面上滴下2μl的水,測定水接觸角。
(2)滑水性
在附潑水膜的玻璃基板的被處理面上滴下2μl的水,測定下落角。
(3)耐水性試驗
將附潑水膜的玻璃基板浸漬於1質量%界面活性劑(Lipon F、LION hygiene(股)製)水溶液中,照射超音波(100W、42kHz)60分鐘。關於試驗前後的附潑水膜的玻璃基板,評估了潑水性、滑水性。
(4)耐磨損性試驗
對於附潑水膜的玻璃基板的被處理面上,以2cm×2cm法蘭絨布、1.2kg荷重、1,200次往復的條件下實施磨損試驗。關於試驗前後的附潑水膜的玻璃基板,評估了潑水性、滑水性。
(5)腐蝕試驗
有關對於汽車擋風板玻璃周邊的車體(金屬及樹脂材料)的腐蝕性,以目視來進行以下的二階段評估。
○:未看到腐蝕。
×:可看到腐蝕。
如表2所示般,以實施例1~5及比較例1所得到的附潑水膜的玻璃基板,在初期、耐水性試驗後及耐磨損性試驗後的潑水性、滑水性為良好。另一方面,以比較例2所得到的附潑水膜的玻璃基板,在耐水性試驗後或耐磨損性試驗後,潑水性及滑水性為降低。
另外,實施例1~5及比較例2的表面處理組成物,未看到對於汽車車體的腐蝕。另一方面,比較例1的表面處理組成物,則具有對於汽車車體的腐蝕。
以上述內容可得知,如實施例1~5所示的表面處理組成物,對於玻璃賦予潑水性、滑水性的效果為高、且亦未有對於汽車車體的腐蝕。

Claims (12)

  1. 一種表面處理劑組成物,其特徵為含有下述(A)~(C)成分, (A)選自下述以式(1)表示的有機矽化合物、以式(4)表示的有機矽化合物及其水解縮合物中的至少1種, {式中,R1 相互獨立表示碳原子數1~12的烷基或以式(2)表示的基,R2 相互獨立表示碳原子數1~12的烷基,R3 相互獨立表示碳原子數1~4的烷基,X相互獨立表示羥基或水解性基,L1 相互獨立表示2價連結基,a表示1~100的數,b表示0~2的數, [式中,R4 相互獨立表示碳原子數1~12的烷基或以式(3)表示的基, (式中,R5 相互獨立表示碳原子數1~12的烷基)]}; (B)選自萘磺酸及烷基萘磺酸中的至少1種的水解觸媒; (C)有機溶劑。
  2. 如請求項1之表面處理劑組成物,其中,前述以式(1)表示的有機矽化合物係以下述式(11)或(12)表示,前述以式(4)表示的有機矽化合物係以下述式(13)表示, (式中,R3 、X、L1 、a、b表示與上述相同的含義)。
  3. 如請求項1或2之表面處理劑組成物,其中,前述L1 係以下述式(5)表示的2價連結基, [式中,Y表示選自下述式(6)~(10)中的1個的2價基,R6 及R7 相互獨立表示單鍵或碳原子數1~10的伸烷基, (式(7)及(10)中,c相互獨立表示1~10的數,式(9)及(10)中,R8 相互獨立表示碳原子數1~12的烷基)]。
  4. 如請求項1~3中任一項之表面處理劑組成物,其中,前述X為羥基、烷氧基、乙醯氧基、鹵素原子或異氰酸酯基。
  5. 如請求項1~4中任一項之表面處理劑組成物,其中,前述(B)成分為選自二壬基萘磺酸及二壬基萘二磺酸中的至少1種。
  6. 如請求項1~5中任一項之表面處理劑組成物,其中,進而含有選自具有水解性基的有機矽化合物(但不包括前述以式(1)及(4)表示的有機矽化合物)及其水解縮合物中的至少1種。
  7. 如請求項1~6中任一項之表面處理劑組成物,其係用於運輸機用玻璃的潑水處理。
  8. 如請求項1~6中任一項之表面處理劑組成物,其係用於運輸機用機體的潑水處理。
  9. 一種附潑水膜的基材,其係具有基材及設置於該基材上的使用如請求項1~6中任一項之表面處理劑組成物而形成的潑水膜。
  10. 如請求項9之附潑水膜的基材,其中,具備介於前述基材與潑水膜之間的基底層,前述基底層係由具有水解性基的有機矽化合物(但不包括前述以式(1)及(4)表示的有機矽化合物)的水解生成物而形成。
  11. 如請求項9或10之附潑水膜的基材,其中,前述基材為玻璃、金屬、陶瓷或樹脂。
  12. 一種附潑水膜的基材的製造方法,其係在基材上塗佈如請求項1~6中任一項之表面處理劑組成物來形成塗膜,將該塗膜表面擦拭處理後,以5~35℃來形成硬化皮膜。
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