TW202041623A - 組成物及膜 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種可手工塗佈且即便於烈日下塗佈,塗膜亦可維持小的滑落角的組成物。一種混合組成物,其為有機矽化合物(A)、低沸點溶媒(C1)、高沸點溶媒(C2)及弱酸(E)的混合組成物,其中所述有機矽化合物(A)於矽原子上鍵結有含烴鏈的基(AL6~20)與至少一個水解性基,所述含烴鏈的基(AL6~20)為亞甲基的一部分可被取代為氧原子的碳數6~20的烷基,所述低沸點溶媒(C1)於20℃下的蒸氣壓超過1000 Pa且沸點小於120℃,高沸點溶媒(C2)滿足於20℃下的蒸氣壓為1000 Pa以下及沸點為120℃以上中的至少任一者,所述弱酸(E)的pKa為1以上且5以下。
Description
本發明是有關於一種可於各種基材上形成具有撥水、撥油性的皮膜的組成物。
於各種車輛或室外設備等中,有時會產生由窗玻璃表面的污垢引起的視認性的惡化或外觀不良等問題。因此,要求玻璃等基材表面的撥水、撥油性良好。尤其是要求不僅防止液滴附著在基材表面,亦要求容易去除附著的液滴。
例如,專利文獻1中揭示了將以規定的比率混合有機矽烷、金屬烷氧化物且含有蒸氣壓大於水的有機溶媒、水、觸媒的溶液旋塗於玻璃基板上的例子。專利文獻2中,揭示了利用手噴霧來塗佈在含有胺基改質聚矽氧烷、酸及活性劑的撥水劑中進一步含有胺基矽烷的玻璃用撥水劑。另外,專利文獻3中揭示了利用噴霧來塗佈含有胺基改質二甲基聚矽氧烷、醇類與水的汽車用拋光組成物。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2013-213181號公報
[專利文獻2]日本專利特開2009-173491號公報
[專利文獻3]日本專利特開2009-40936號公報
[專利文獻4]日本專利特開2017-201008號公報
[發明所欲解決之課題]
但是,專利文獻1需要使用用於旋塗的塗佈裝置,專利文獻2、專利文獻3中需要使用用於旋塗的塗佈裝置,簡單性差。
專利文獻4中揭示了一種組成物,含有有機矽化合物、高沸點溶劑及低沸點溶劑,所述有機矽化合物具有碳數6~20的烷基與水解性基,記載了所述組成物可手工塗佈於基材上。但是,如手工塗佈般的簡單性高的塗佈作業不論作業場所如何均可實施,例如亦可考慮於烈日下的室外實施。但是,可知若於烈日下塗佈專利文獻4的組成物,則滴加到塗膜的水開始滑動的角度(滑落角)變大。
本發明的目的在於提供一種可手工塗佈且即便於烈日下塗佈,塗膜亦可維持小的滑落角的組成物。
[解決課題之手段]
本發明如下所述。
[1] 一種混合組成物,其為有機矽化合物(A)、低沸點溶媒(C1)、高沸點溶媒(C2)及弱酸(E)的混合組成物,其中所述有機矽化合物(A)於矽原子上鍵結有含烴鏈的基(AL6~20)與至少一個水解性基,所述含烴鏈的基(AL6~20)為亞甲基的一部分可被取代為氧原子的碳數6~20的烷基,
所述低沸點溶媒(C1)於20℃下的蒸氣壓超過1000 Pa且沸點小於120℃,
高沸點溶媒(C2)滿足於20℃下的蒸氣壓為1000 Pa以下及沸點為120℃以上中的至少任一者,
所述弱酸(E)的pKa為1以上且5以下。
[2] 如[1]所述的組成物,其中所述有機矽化合物(A)由下述式(AI)表示;
[化1]
[所述式(AI)中,Ra1
表示所述含烴鏈的基(AL6~20),多個Aa1
分別獨立地表示所述水解性基;Za1
表示含烴鏈的基(HC)或水解性基,於Za1
為含烴鏈的基(HC)的情況下,Ra1
與Za1
可相同亦可不同,於Za1
為水解性基的情況下,Za1
與Aa1
可相同亦可不同;另外,於多個式(AI)間,Ra1
與Za1
可相同亦可不同]。
[3] 如[1]或[2]所述的組成物,混合有金屬化合物(B),所述金屬化合物(B)的至少一個水解性基鍵結於金屬原子上,
含烴鏈的基(HC1~5)可鍵結於所述金屬原子上,所述含烴鏈的基(HC1~5)為亞甲基的一部分可被取代為氧原子的碳數1~5的烴基。
[4] 如[3]所述的組成物,其中所述金屬化合物(B)由下述式(BI)表示;
[化2]
[所述式(BI)中,M表示Al、Fe、In、Ge、Hf、Si、Ti、Sn、Zr或Ta;
n表示0或1,m表示1以上的整數;n與m的合計等於金屬M的價數;
Rb1
表示所述含烴鏈的基(HC1~5);Ab1
表示所述水解性基,於Ab1
為多個的情況下,多個Ab1
可分別相同亦可不同]。
[5] 如[3]或[4]所述的組成物,其中所述金屬化合物(B)相對於所述有機矽化合物(A)的莫耳比為0.1倍以上且48倍以下。
[6] 如[1]~[5]中任一項所述的組成物,其中所述低沸點溶媒(C1)為醇系溶媒。
[7] 如[1]~[6]中任一項所述的組成物,其中所述高沸點溶媒(C2)的溶解度參數為14.0(cal/cm3
)1/2
以上。
[8] 如[1]~[7]中任一項所述的組成物,混合有水(D),相對於所述水(D)100質量%,所述高沸點溶媒(C2)的比率為0.01質量%~30質量%。
[9] 如[1]~[8]中任一項所述的組成物,其中所述弱酸(E)為多元羧酸化合物或磷酸化合物。
[10] 如[1]~[9]中任一項所述的組成物,其中所述弱酸(E)的pKa為4.3以下。
[11] 如[1]~[10]中任一項所述的組成物,混合有觸媒(F)。
[12] 如[11]所述的組成物,其中所述觸媒(F)為pKa小於1的強酸。
[13] 一種膜,是將如[1]~[12]中任一項所述的組成物硬化而成。
[14]如[12]所述的膜,其中滑落角為30°以下。
[發明的效果]
根據本發明的組成物,可於烈日下利用手工塗佈形成具有撥水、撥油性的皮膜。
本發明為有機矽化合物(A)、低沸點溶媒(C1)、高沸點溶媒(C2)及弱酸(E)的混合組成物(以下,有時稱為撥水、撥油性皮膜形成用組成物),
所述有機矽化合物(A)於矽原子上鍵結有含烴鏈的基(AL6~20)與至少一個水解性基,所述含烴鏈的基(AL6~20)為亞甲基(-CH2
-的含義。以下相同)的一部分可被取代為氧原子的碳數6~20的烷基,
所述低沸點溶媒(C1)於20℃下的蒸氣壓超過1000 Pa且沸點小於120℃,
高沸點溶媒(C2)滿足於20℃下的蒸氣壓為1000 Pa以下及沸點為120℃以上中的至少任一者,
所述弱酸(E)的pKa為1以上且5以下。該些有機矽化合物(A)、低沸點溶媒(C1)、高沸點溶媒(C2)及弱酸(E)的混合組成物可於烈日下手工塗佈於基材上,且所得的皮膜的撥水、撥油性優異。
再者,所述混合組成物為混合了有機矽化合物(A)、低沸點溶媒(C1)、高沸點溶媒(C2)及弱酸(E)的組成物,可藉由將該些(A)、(C1)、(C2)及(E)混合而獲得(於混合了(A)、(C1)、(C2)及(E)以外的成分的後述的混合組成物中亦相同)。所述混合組成物及後述的混合組成物亦包含於混合後、例如於保管過程中進行反應者。
另外,本說明書中,對包含所述含烴鏈的基(AL6~20)且亞甲基可被取代為氧原子的多種含烴鏈的基進行說明。以下,使用氧未經取代型的例子對含烴鏈的基進行說明,但無論哪個說明,只要無特別說明,則可將所述亞甲基取代為氧原子。
(1)有機矽化合物(A)
有機矽化合物(A)如上所述於矽原子上鍵結有含烴鏈的基(AL6~20),所述含烴鏈的基(AL6~20)為亞甲基的一部分可被取代為氧原子的碳數6~20的烷基。烷基具有烴鏈,烷基的一部分被取代為氧原子的基亦在殘餘部分具有烴鏈,因此烷基與其一部分被取代為氧原子的基被分類為含烴鏈的基。藉由所述含烴鏈的基(AL6~20),可對所得的皮膜界面(表面)賦予撥水、撥油性。進而,液滴(水滴、油滴等)與皮膜之間的摩擦係數減小,液滴變得容易移動。再者,所述含烴鏈的基(AL6~20)中,與Si原子鄰接的亞甲基不會被取代為氧原子,另外,連續的兩個亞甲基亦不會同時被取代為氧原子。另外,有機矽化合物(A)可為一種,亦可組合兩種以上。
含烴鏈的基(AL6~20)可為支鏈亦可為直鏈。另外,含烴鏈的基(AL6~20)的碳數較佳為7以上且17以下,更佳為8以上且15以下。再者,於亞甲基被取代為氧原子而形成含烴鏈的基(AL6~20)的情況下,含烴鏈的基(AL6~20)的碳數是指亞甲基被取代為氧原子之前的伸烷基的碳數。
碳數6~20的烷基例如包含己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基等。
作為碳數6~20的烷基的亞甲基的一部分被取代為氧原子而成的基,包含具有(聚)乙二醇單元的基、具有(聚)丙二醇單元的基等。
於有機矽化合物(A)的矽原子上可鍵結一個以上的碳數任意的含烴鏈的基(HC)。所述含烴鏈的基(HC)較佳為含飽和或不飽和脂肪族烴鏈的基,更佳為含飽和脂肪族烴鏈的基,進而更佳為烷基。所述含烴鏈的基較佳為含脂肪族烴鏈的基,更佳為烷基,其亞甲基的一部分可被取代為氧原子。但是,與所述Si原子鄰接的亞甲基不會被取代為氧原子,另外,連續的兩個亞甲基亦不會同時被取代為氧原子。作為亞甲基的一部分被取代為氧原子的含烴鏈的基(HC),可列舉具有(聚)乙二醇單元的基、具有(聚)丙二醇單元的基等。
含烴鏈的基(HC)的碳數較佳為1以上且20以下。再者,於亞甲基被取代為氧原子而形成含烴鏈的基(HC)的情況下,含烴鏈的基(HC)的碳數是指亞甲基被取代為氧原子之前的伸烷基的碳數。
作為含烴鏈的基(HC),較佳為可列舉亞甲基的一部分可被取代為氧原子的碳數6~20的含烴鏈的基(HC),更佳為可列舉亞甲基的一部分可被取代為氧原子的碳數6~20的烷基(即,與所述含烴鏈的基(AL6~20)相同的基)。
另外,作為含烴鏈的基(HC),較佳為可列舉亞甲基的一部分可被取代為氧原子的烴基、即烴鏈部分的最大鏈長(亦稱為主鏈)比所述含烴鏈的基(AL6~20)短的含烴鏈的基(HCS),更佳為可列舉亞甲基的一部分可被取代為氧原子的烷基、即烴鏈部分的最大鏈長(亦稱為主鏈)比所述含烴鏈的基(AL6~20)短的含烴鏈的基(ALS)等。但是,與Si原子鄰接的亞甲基不會被取代為氧原子,另外,連續的兩個亞甲基亦不會同時被取代為氧原子。再者,於亞甲基的一部分被取代為氧原子的情況下,於亞甲基被取代為氧原子之前的狀態下比較最大鏈長。
為了使所述含烴鏈的基(HCS)或(ALS)的最大鏈長短於所述含烴鏈的基(AL6~20)的最大鏈長,只要使形成含烴鏈的基(HCS)或(ALS)的烴基或烷基的碳數小於形成含烴鏈的基(AL6~20)的烷基的碳數(6~20)即可,可將所述碳數基或烷基的碳數設為1~5。以下將含烴鏈的基(HCS)中碳數為1~5的基稱為含烴鏈的基(HC1~5),以下將含烴鏈的基(ALS)中碳數為1~5的基稱為含烴鏈的基(AL1~5)。
含烴鏈的基(HCS)較佳為亞甲基的一部分可被取代為氧原子的含飽和或不飽和脂肪族烴鏈的基,更佳為亞甲基的一部分可被取代為氧原子的含飽和脂肪族烴鏈的基,進而更佳為亞甲基的一部分可被取代為氧原子的烷基(即,含烴鏈的基(ALS))。作為所述含飽和脂肪族烴鏈的基或含烴鏈的基(ALS),更佳為氧未經取代型的飽和脂肪族烴基。於飽和脂肪族烴基中例如包含甲基、乙基、丙基、丁基、戊基等。
含烴鏈的基(HC1~5)、含烴鏈的基(AL1~5)的碳數更佳為1以上且3以下。
含烴鏈的基(HC)、含烴鏈的基(HCS)、含烴鏈的基(ALS)、含烴鏈的基(HC1~5)、含烴鏈的基(AL1~5)的烴鏈可為直鏈亦可為支鏈。
於在有機矽化合物(A)的矽原子上鍵結有作為含烴鏈的基(HC)的含烴鏈的基(AL6~20)的情況下,於所述矽原子上鍵結有多個含烴鏈的基(AL6~20)。鍵結於矽原子上的兩個含烴鏈的基(AL6~20)可相同,亦可不同。
於有機矽化合物(A)的矽原子上鍵結有作為含烴鏈的基(HC)的含烴鏈的基(HCS)的情況下,於所述矽原子上鍵結有最長鏈長不同的兩種含烴鏈的基(AL6~20)、含烴鏈的基(HCS)。
鍵結於矽原子上的含烴鏈的基(HC)的數量可為0、1、2中的任一者,較佳為0、1,更佳為0。
作為鍵結於有機矽化合物(A)的矽原子上的水解性基,只要為藉由水解而賦予羥基(矽醇基)的基即可,例如可較佳地列舉:甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等碳數1~4的烷氧基;羥基;乙醯氧基;氯原子;異氰酸酯基等。其中,較佳為碳數1~4的烷氧基,更佳為碳數1~2的烷氧基。
於有機矽化合物(A)中,鍵結於矽原子上的水解性基的個數通常為1以上,較佳為2以上,通常為3以下。鍵結於矽原子上的水解性基的個數最佳為3。
所述有機矽化合物(A)較佳為由下述式(AI)表示的化合物。
[化3]
[所述式(AI)中,Ra1
表示所述含烴鏈的基(AL6~20),多個Aa1
分別獨立地表示所述水解性基。Za1
表示所述含烴鏈的基(HC)或水解性基,於Za1
為含烴鏈的基(HC)的情況下,Ra1
與Za1
可相同亦可不同,於Za1
為水解性基的情況下,Za1
與Aa1
可相同亦可不同。另外,於多個式(AI)間,Ra1
與Za1
可相同亦可不同]
式(AI)中,Za1
較佳為所述含烴鏈的基(HCS)或水解性基,更佳為水解性基。於Za1
為含烴鏈的基(HCS)的情況下,所述Za1
更佳為含烴鏈的基(ALS),進而更佳為含烴鏈的基(AL1~5)。
作為有機矽化合物(A),可較佳地列舉具有一個含烴鏈的基(AL6~20)與三個水解性基的化合物;具有一個含碳數鏈的基(AL6~20)、一個含烴鏈的基(HCS)與兩個水解性基的化合物等。
具有一個含烴鏈的基(AL6~20)與三個水解性基的化合物具有三個水解性基與矽原子鍵結的基。作為三個水解性基與矽原子鍵結的基,可列舉三甲氧基矽烷基、三乙氧基矽烷基、三丙氧基矽烷基、三丁氧基矽烷基等三烷氧基矽烷基;三羥基矽烷基;三乙醯氧基矽烷基;三氯矽烷基;三異氰酸酯矽烷基等。
具有一個含烴鏈的基(AL6~20)、一個含烴鏈的基(HCS)與兩個水解性基的化合物具有一個含烴鏈的基(HCS)及兩個水解性基與矽原子鍵結的基。作為一個含烴鏈的基(HCS)及兩個水解性基與矽原子鍵結的基,可列舉甲基二甲氧基矽烷基、乙基二甲氧基矽烷基、甲基二乙氧基矽烷基、乙基二乙氧基矽烷基、甲基二丙氧基矽烷基等烷基二烷氧基矽烷基等。
作為具有一個含烴鏈的基(AL6~20)與三個水解性基的化合物,具體而言,可列舉:具有碳數6~20的烷基的烷基三甲氧基矽烷、具有碳數6~20的烷基的烷基三乙氧基矽烷等具有碳數6~20的烷基的烷基三烷氧基矽烷;具有碳數6~20的烷基的烷基三羥基矽烷;具有碳數6~20的烷基的烷基三乙醯氧基矽烷;具有碳數6~20的烷基的烷基三氯矽烷;具有碳數6~20的烷基的烷基三異氰酸酯矽烷等。
另外,作為具有一個含烴鏈的基(AL6~20)、一個含烴鏈的基(HCS)與兩個水解性基的化合物,具體而言,可列舉:具有碳數6~20的烷基的烷基甲基二甲氧基矽烷、具有碳數6~20的烷基的烷基甲基二乙氧基矽烷等烷基甲基二烷氧基矽烷;具有碳數6~20的烷基的烷基甲基二羥基矽烷;具有碳數6~20的烷基的烷基甲基二乙醯氧基矽烷;具有碳數6~20的烷基的烷基甲基二氯矽烷;具有碳數6~20的烷基的烷基甲基二異氰酸酯矽烷等。
其中,較佳為具有一個碳數6~20的烷基與三個水解性基的化合物,更佳為具有碳數6~20的烷基的烷基三烷氧基矽烷。
於將撥水、撥油性皮膜形成用組成物整體設為100質量%時,有機矽化合物(A)的量例如較佳為0.001質量%~2.0質量%,更佳為0.005質量%~1.6質量%,進而更佳為0.01質量%~1.2質量%。
另外,相對於低沸點溶媒(C1)及高沸點溶媒(C2)的合計100質量%,有機矽化合物(A)的量較佳為0.0015質量%~3.0質量%,更佳為0.055質量%~2.4質量%,進而更佳為0.075質量%~1.7質量%。
再者,所述有機矽化合物(A)的量可於組成物的製備時調整。所述有機矽化合物(A)的量亦可根據組成物的分析結果算出。再者,本說明書中,於記載各成分的量、質量比或莫耳比的範圍的情況下,與所述同樣地,所述範圍可於組成物的製備時調整。
(2)金屬化合物(B)
有機矽化合物(A)較佳為視需要與規定的金屬化合物(B)組合使用。所述金屬化合物(B)是至少一個水解性基與金屬原子鍵結且含烴鏈的基(HC1~5)可與所述金屬原子鍵結的化合物。若使用金屬化合物(B),則有機矽化合物(A)所具有的含烴鏈的基(AL6~20)間的空間擴大,可進一步提高皮膜的撥水、撥油特性。金屬化合物(B)可為一種,亦可組合兩種以上。
金屬化合物(B)的金屬原子只要是可與烷氧基鍵結而形成金屬烷氧化物的金屬原子即可,此時的金屬亦包含Si、Ge等半金屬。作為金屬化合物(B)的金屬原子,具體而言,可列舉Al、Fe、In等三價金屬;Ge、Hf、Si、Ti、Sn、Zr等四價金屬;Ta等五價金屬等,較佳為Al等三價金屬;Si、Ti、Zr、Sn等四價金屬;更佳為Al、Si、Ti、Zr,進而佳為Si。該些金屬原子的烷氧化物容易液態化,於皮膜中,容易提高可作為間隔物發揮作用的下述結構(b)的分佈均勻性。
作為金屬化合物(B)的水解性基,可列舉與有機矽化合物(A)的水解性基相同的基,較佳為碳數1~4的烷氧基,更佳為碳數1~2的烷氧基。另外,有機矽化合物(A)與金屬化合物(B)的水解性基可相同亦可不同。另外,有機矽化合物(A)與金屬化合物(B)的水解性基均較佳為碳數1~4的烷氧基。於金屬化合物(B)中,水解性基的個數較佳為1以上,更佳為2以上,進而佳為3以上,較佳為4以下。水解性基的個數最佳為4。
金屬化合物(B)的含烴鏈的基(HC1~5)是指亞甲基的一部分可被取代為氧原子的碳數1~5的烴基。所述碳數1~5的烴基較佳為烷基、烯基等鏈狀脂肪族烴基,更佳為烷基。所述鏈狀脂肪族烴基可為支鏈亦可為直鏈。另外,含烴鏈的基(HC1~5)的碳數較佳為1以上且3以下。再者,於亞甲基被取代為氧原子而形成含烴鏈的基(HC1~5)的情況下,含烴鏈的基(HC1~5)的碳數是指亞甲基被取代為氧原子之前的伸烷基的碳數。
作為含烴鏈的基(HC1~5)的烷基例如包含甲基、乙基、正丙基、2-丙基、正丁基、2-甲基丙基、第三丁基、正戊基、3-甲基丁基等。作為碳數1~5的烷基的亞甲基的一部分被取代為氧原子的基,包含甲氧基甲基、乙氧基甲基、乙氧基乙基等。
作為含烴鏈的基(HC1~5)的烯基例如包含乙烯基、烯丙基、丁烯基、丁二烯基等。
金屬化合物(B)的含烴鏈的基(HC1~5)的個數較佳為1以下,尤佳為0。
金屬化合物(B)較佳為由下述式(BI)表示的化合物。
[化4]
[所述式(BI)中,M表示Al、Fe、In、Ge、Hf、Si、Ti、Sn、Zr或Ta。
n表示0或1,m表示1以上的整數。n與m的合計等於金屬M的價數。
Rb1
表示所述含烴鏈的基(HC1~5)。Ab1
表示所述水解性基,於Ab1
為多個的情況下,多個Ab1
可分別相同亦可不同]
式(BI)中,n較佳為0。另外,Ab1
表示的水解性基可與有機矽化合物(A)所具有的水解性基相同亦可不同。關於金屬M的價數(即,n與m的合計),於M為Al、Fe或In的情況下為3,於M為Ge、Hf、Si、Ti、Sn或Zr的情況下為4,於M為Ta的情況下為5。
作為金屬化合物(B),可較佳地列舉僅具有水解性基的化合物;具有一個含烴鏈的基(HC1~5)與多個水解性基的化合物等。
作為僅具有水解性基的化合物,可列舉:四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四丙氧基矽烷、四丁氧基矽烷等四烷氧基矽烷;三乙氧基鋁、三丙氧基鋁、三丁氧基鋁等三烷氧基鋁;三乙氧基鐵等三烷氧基鐵;三甲氧基銦、三乙氧基銦、三丙氧基銦、三丁氧基銦等三烷氧基銦;四甲氧基鍺、四乙氧基鍺、四丙氧基鍺、四丁氧基鍺等四烷氧基鍺;四甲氧基鉿、四乙氧基鉿、四丙氧基鉿、四丁氧基鉿等四烷氧基鉿;四甲氧基鈦、四乙氧基鈦、四丙氧基鈦、四丁氧基鈦等四烷氧基鈦;四甲氧基錫、四乙氧基錫、四丙氧基錫、四丁氧基錫等四烷氧基錫;四甲氧基鋯、四乙氧基鋯、四丙氧基鋯、四丁氧基鋯等四烷氧基鋯;五甲氧基鉭、五乙氧基鉭、五丙氧基鉭、五丁氧基鉭等五烷氧基鉭等。
作為具有含烴鏈的基(HC1~5)與水解性基的化合物,可列舉:甲基三甲氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、甲基三丙氧基矽烷等烷基三烷氧基矽烷;乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷等烯基三烷氧基矽烷等。
於在撥水、撥油性皮膜用組成物中使用金屬化合物(B)的情況下,較佳為金屬化合物(B)相對於所述有機矽化合物(A)的莫耳比為0.1倍以上且48倍以下。所述莫耳比的下限更佳為0.2,進而更佳為0.5,尤佳為0.8,最佳為1.0。所述莫耳比的上限較佳為44以下,進而更佳為40以下,尤佳為36以下,最佳為20以下或10以下。
相對於低沸點溶媒(C1)及高沸點溶媒(C2)的合計100質量%,有機矽化合物(A)與金屬化合物(B)的合計量較佳為0.005質量%以上,更佳為0.025質量%以上,進而佳為0.05質量%以上,進一步佳為0.25質量%以上,尤佳為1.0質量%以上。另外,相對於低沸點溶媒(C1)及高沸點溶媒(C2)的合計100質量%,有機矽化合物(A)與金屬化合物(B)的合計量例如為30質量%以下,較佳為20質量%以下,更佳為10質量%以下。
本發明的撥水、撥油性皮膜用組成物尤佳為如下組成物:作為有機矽化合物(A),使用一個碳數為8以上且12以下的烷基及三個水解性基與矽原子鍵結而成的化合物,作為金屬化合物(B),使用四個水解性基與金屬原子(尤其是矽原子)鍵結而成的化合物,所述金屬化合物(B)與有機矽化合物(A)的質量比(金屬化合物(B)/有機矽化合物(A))例如為0.3以上,較佳為0.5以上,更佳為0.7以上,例如為36以下,較佳為10以下。藉由以所述方式調整有機矽化合物(A)、金屬化合物(B)的結構或質量比,可兼具所得的皮膜的硬度與撥水、撥油性。
(3)低沸點溶媒(C1)
藉由撥水、撥油性皮膜用組成物中的低沸點溶媒(C1)迅速揮發,可使所述組成物的成膜性良好。所謂低沸點溶媒,是指於20℃下的蒸氣壓超過1000 Pa且沸點小於120℃的溶媒。再者,低沸點溶媒的熔點例如為15℃以下,較佳為0℃以下。
作為所述低沸點溶媒(C1),可列舉醇系溶媒、酮系溶媒、醚系溶媒、脂環式烴系溶媒,尤佳為醇系溶媒、酮系溶媒、醚系溶媒,最佳為醇系溶媒。醇系溶媒例如為甲醇、乙醇、1-丙醇、異丙醇、2,2,2-三氟乙醇、2-丁醇、異丁醇等。酮系溶媒例如為丙酮、乙基甲基酮等。作為醚系溶媒,可列舉二乙醚、二異丙醚、四氫呋喃、1,4-二噁烷、乙二醇二甲醚等。作為脂環式烴系溶媒,可列舉己烷。該些低沸點溶媒(C1)可使用一種,亦可組合使用兩種以上。
低沸點溶媒(C1)的於20℃下的蒸氣壓較佳為2000 Pa以上,更佳為3000 Pa以上,上限並無特別限定,例如為13000 Pa。
相對於所述低沸點溶媒(C1)100質量%,所述有機矽化合物(A)例如較佳為0.001質量%~3.5質量%,更佳為0.005質量%~3.0質量%。相對於所述低沸點溶媒(C1)100質量%,所述金屬化合物(B)例如較佳為0.001質量%~3.5質量%,更佳為0.005質量%~3.0質量%。
(4)高沸點溶媒(C2)
藉由於撥水、撥油性皮膜用組成物中使用高沸點溶媒(C2),可於烈日下進行手工塗佈,且所得的皮膜的撥水、撥油性優異。所謂高沸點溶媒,是指滿足於20℃下的蒸氣壓為1000 Pa以下及沸點為120℃以上中的至少任一者的溶媒。再者,高沸點溶媒的熔點例如為30℃以下,較佳為0℃以下。
作為高沸點溶媒(C2),可列舉:間二甲苯、氯苯等具有取代基的芳香族系烴類;1-丁醇、2-乙基-1-己醇、環己醇等碳數4以上的一元醇類;乙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、甘油等多元醇類;二乙二醇、聚乙二醇等所述多元醇類的縮合醚(以下,有時稱為「縮合醚」);乙二醇單己醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚等所述多元醇類或縮合醚的單或聚醚化物(以下,有時稱為「多元醇醚」);乙二醇二乙酸酯、碳酸伸丙酯等所述多元醇類或縮合醚的酯化物(以下,有時稱為「多元醇酯」);乙酸正丁酯等所述一元醇類的酯化物(以下,有時稱為「單酯」);苯乙酮等芳香族酯化合物;苯胺、N-乙基嗎啉等含氮溶媒等。該些高沸點溶媒(C2)可使用一種,亦可組合使用兩種以上。較佳的高沸點溶媒(C2)為碳數4以上的一元醇類、多元醇類、縮合醚、多元醇醚等,更佳為多元醇類。再者,所述高沸點溶媒(C2)的具體例的沸點、蒸氣壓及溶解度參數如表1所示。另外,表1中亦記載了相當於低沸點溶媒(C1)的異丙醇以供參考。
[表1]
1013 hPa下的沸點(℃)或溫度20℃的蒸氣壓(Pa) | 溶解度參數(cal/cm3 )1/2 | |
間二甲苯 | 139.1℃ | 8.8 |
氯苯 | 131.7℃ | 9.5 |
1-丁醇 | 117.7℃(585 Pa) | 11.6 |
2-乙基-1-己醇 | 184.0℃ | 9.5 |
環己醇 | 161℃ | 11.4 |
乙二醇 | 197.9℃ | 14.6 |
1,3-丁二醇 | 207℃(8 Pa) | 11.6 |
1,4-丁二醇 | 229.2℃ | 12.1 |
甘油 | 290℃ | 16.5 |
乙二醇單丁醚 | 170℃ | 9.5 |
乙二醇單己醚 | 205℃ | 9.6 |
乙二醇二乙醚 | 121.4℃ | 8.3 |
二乙二醇單乙醚 | 202℃ | 10.2 |
二乙二醇單丁醚 | 230.4℃ | 10.2 |
乙二醇二乙酸酯 | 190.2℃ | 10 |
乙酸正丁酯 | 126.1℃ | 8.5 |
苯乙酮 | 202.0℃ | 10.6 |
苯胺 | 184.7℃ | 10.3 |
N-乙基嗎啉 | 138℃ | 8.9 |
碳酸伸丙酯 | 132℃ | 13.3 |
異丙醇:低沸點溶媒(C1) | 82℃(4319 Pa) | 8.8 |
作為所述高沸點溶媒(C2),較佳為溶解度參數(SP值、Solubility Parameter)為8.0(cal/cm3
)1/2
以上。若將溶解度參數設為8.0(cal/cm3
)1/2
,則與低沸點溶媒(C1)的親和性變得良好。另外,所述溶解度參數(SP值)進而佳為12.0(cal/cm3
)1/2
以上,進而更佳為14.0(cal/cm3
)1/2
以上。若將溶解度參數設為12.0(cal/cm3
)1/2
以上、尤其是14.0(cal/cm3
)1/2
以上,則於烈日下手工塗佈撥水、撥油性皮膜用組成物後的皮膜的撥水、撥油性變得更良好。溶解度參數(SP值)例如為18(cal/cm3
)1/2
以下。
再者,所述溶解度參數(SP值)是藉由「R.F.費多爾(R.F.Fedors)、聚合物工程與科學(Polym.Eng.Sci.,)14[2]、147-154(1974)」中記載的方法算出的值。
高沸點溶媒(C2)的於20℃下的蒸氣壓較佳為800 Pa以下,更佳為600 Pa以下,下限並無特別限定,例如為5 Pa。另外,高沸點溶媒(C2)的沸點較佳為150℃以上,更佳為170℃以上,上限並無特別限定,例如為300℃。
相對於所述低沸點溶媒(C1)100質量%,所述高沸點溶媒(C2)例如較佳為0.01質量%~15質量%,更佳為0.01質量%~10質量%,進而佳為0.05質量%~5質量%,亦可為3質量%以下。
另外,相對於有機矽化合物(A)100質量%,高沸點溶媒(C2)例如較佳為0.5質量%~210000質量%,更佳為2.5質量%~170000質量%,進而更佳為5.0質量%~85000質量%。下限亦可為50質量%、70質量%、100質量%等。上限亦可為20000質量%、15000質量%、10000質量%、5000質量%、3000質量%、1000質量%、500質量%等。
相對於有機矽化合物(A)及金屬化合物(B)的合計100質量%,高沸點溶媒(E)較佳為1質量%~10000質量%,更佳為5質量%~5000質量%,進而更佳為10質量%~3000質量%。
於撥水、撥油性皮膜用組成物中視需要亦可混合所述低沸點溶媒(C1)及高沸點溶媒(C2)以外的溶媒(以下,有時稱為「其他溶媒」)。相對於低沸點溶媒(C1)及高沸點溶媒(C2)的合計100質量%,其他溶媒例如為30質量%以下,較佳為20質量%以下,更佳為10質量%以下,進而更佳為5質量%以下,尤佳為1質量%以下,亦可為0質量%。
(5)水(D)
於撥水、撥油性皮膜用組成物中視需要亦可混合水(D)。若混合水(D),則於烈日下手工塗佈時的撥水、撥油特性進一步得到改善。水(D)可為將後述的弱酸(E)、觸媒(F)等用作水溶液時所述水溶液中所含的水,亦可為單獨加入的水,較佳為單獨加入的水。為了改善撥水、撥油特性,理想的是利用水(D)高倍率稀釋高沸點溶媒(C2),高倍率稀釋時單獨加水比較簡單。
所述高沸點溶媒(C2)相對於水(D)100質量%的比率例如較佳為0.01質量%~30質量%,更佳為0.05質量%~15質量%,進而佳為0.1質量%~10質量%,進一步佳為0.5質量%~7.0質量%,尤佳為0.9質量%~6.0質量%。
所述水(D)相對於有機矽化合物(A)100質量%的比率例如為30.0質量%以上。所述比率較佳為50質量%以上,更佳為100質量%以上,進而佳為1000質量%以上,進一步佳為5000質量%以上,尤佳為10000質量%以上。所述比率(D/A)的上限並無特別限定,例如較佳為80000000質量%以下,更佳為64000000質量%以下,進一步佳為32000000質量%以下。
(6)弱酸(E)
本發明中,於撥水、撥油性皮膜用組成物中使用弱酸(E),因此於烈日下手工塗佈時可賦予塗膜優異的撥水、撥油特性。弱酸(E)的pKa較佳為4.3以下,更佳為4.0以下,進而更佳為3.5以下。再者,弱酸pKa例如為1以上。再者,於弱酸(E)具有多個pKa的情況下,根據最小的pKa判斷pKa範圍的屬否。所述弱酸(E)可為無機酸、有機酸的任一種,例如可列舉羧酸化合物、磷酸化合物等。所述弱酸(E)可為一種,亦可組合兩種以上。
羧酸化合物可為一元羧酸化合物、多元羧酸化合物(具有兩個以上的羧基的羧酸化合物)中的任一種,較佳為多元羧酸化合物。作為所述多元羧酸化合物,更佳為直接鍵結有兩個羧基的乙二酸、或者於二價烴基的兩末端鍵結有羧基且所述烴基的主鏈(最長直鏈)的碳數為1~15(更佳為碳數1~5、進而佳為碳數1~4、進而更佳為碳數1~3,尤佳為碳數1或2)的多元羧酸化合物(尤其是二羧酸、三羧酸或四羧酸)。此時,所述二價烴基可為直鏈狀亦可為支鏈狀,可為脂肪族烴基亦可為芳香族烴基,另外,可為飽和烴基亦可為不飽和烴基,另外,於所述烴基的兩末端以外的碳原子上亦可鍵結有羥基或羧基。
作為所述羧酸化合物,可列舉:乙二酸(pKa=1.27)、丙二酸(pKa=2.60)、丁二酸(pKa=3.99)、順丁烯二酸(pKa=1.84)、反丁烯二酸(pKa=3.02)、戊二酸(pKa=4.13)、己二酸(pKa=4.26)、庚二酸(pKa=4.71)、酒石酸(pKa=2.98)、蘋果酸(pKa=3.23)、鄰苯二甲酸(pKa=2.89)、衣康酸(pKa=3.85)、黏康酸(pKa=3.87)、1,4-環己烷二羧酸、1,4-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸、2,7-萘二羧酸、4,4'-聯苯二羧酸等二羧酸;檸檬酸(pKa=2.90)、烏頭酸(pKa=2.8)、偏苯三甲酸(pKa=2.52)、均苯三甲酸、聯苯-3,4',5-三羧酸、1,2,3-丙三甲酸(pKa=3.49)等三羧酸;丁烷四羧酸等四羧酸等。所述羧酸化合物(E)更佳為乙二酸、或者於碳數為1~3(尤其是碳數為1或2)的飽和或不飽和的直鏈狀烴基的兩末端鍵結有鍵結有羧基的二羧酸、或三羧酸。所述羧酸化合物(E)具體而言較佳為乙二酸(pKa=1.27)、丙二酸(pKa=2.60)、丁二酸(pKa=3.99)、順丁烯二酸(pKa=1.84)、戊二酸(pKa=4.13)、1,2,3-丙三甲酸(pKa=3.49)等,更佳為乙二酸、丙二酸、丁二酸、順丁烯二酸、1,2,3-丙三甲酸。
所述羧酸化合物(E)亦可為於分子內具有至少一個羧基的聚合物。作為所述聚合物,例如可列舉包含於側鏈具有羧基的結構單元的聚合物,亦可包含於側鏈具有兩種以上的羧基的結構單元。作為於分子內具有至少一個羧基的聚合物,可列舉:具有羧基的(甲基)丙烯酸系聚合物、具有羧基的聚酯聚合物、具有羧基的聚烯烴聚合物等。
所述羧酸化合物(E)的分子量較佳為1000以下,更佳為500以下。分子量較佳為50以上,更佳為80以上。
作為所述羧酸化合物(E),較佳為由下述式(e1)表示的化合物。
[化5]
[式(e1)中,Rc1
及Rc2
分別獨立地表示單鍵、可具有羧基的碳數1~10的二價脂肪族烴基或者可具有羧基的碳數6~10的二價芳香族烴基。Rc3
及Rc4
分別獨立地表示可具有羧基的碳數1~10的烷基、或氫原子。q1為0或1]
由Rc1
及Rc2
表示的碳數1~10的二價脂肪族烴基可為直鏈,亦可為支鏈,亦可為環狀。作為Rc1
及Rc2
,具體而言,可列舉:亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基等烷二基等。
作為由Rc1
及Rc2
表示的碳數6~10的二價芳香族烴基,可列舉伸苯基等。
由Rc1
及Rc2
表示的二價脂肪族烴基或二價芳香族烴基亦可具有羧基。
Rc1
較佳為單鍵或者可具有羧基的碳數1~10的二價脂肪族烴基,Rc1
更佳為單鍵或者可具有羧基的碳數1~10的二價直鏈脂肪族烴基。Rc2
較佳為單鍵。
Rc3
及Rc4
表示的碳數1~10的烷基可為直鏈,亦可為支鏈,亦可為環狀,具體而言,可列舉甲基、乙基、丙基、丁基等。
Rc3
較佳為氫原子。Rc4
較佳為氫原子。
由所述式(e1)表示的化合物進而佳為由下述式(e2)表示的化合物。
所述羧酸化合物可為一種,亦可組合兩種以上。
作為磷酸化合物,可列舉正磷酸(pKa=1.83);焦磷酸(pKa=1.57)、三聚磷酸、四聚磷酸、三偏磷酸、十氧化四磷、偏磷酸等聚磷酸等。較佳為正磷酸。
所述磷酸化合物可為一種,亦可組合兩種以上。
相對於有機矽化合物(A)及金屬化合物(B)的合計100質量%,弱酸(E)較佳為1質量%~21質量%,更佳為1質量%~15質量%,進而更佳為1.5質量%~10.5質量%。
(7)觸媒(F)
於本發明的撥水、撥油性皮膜形成用組成物中較佳為使用溶膠凝膠法中通常使用的觸媒(F)。作為觸媒(F),可列舉鹼觸媒、有機金屬觸媒、pKa小於1的強酸等,較佳為pKa小於1的強酸。所述強酸可列舉鹽酸、硫酸、硝酸等無機酸,甲磺酸、甲苯磺酸等有機磺酸等。再者,鹽酸等強酸亦可為水溶液。本發明中,構成所述水溶液的水包含於所述水(D)中。
相對於有機矽化合物(A)與金屬化合物(B)的合計100質量%,觸媒(F)(尤佳為鹽酸)較佳為0.01質量%以上,更佳為0.03質量%以上,較佳為0.5質量%以下,更佳為0.3質量%以下,進而佳為0.2質量%以下。
(8)添加劑
撥水、撥油性皮膜形成用組成物於不阻礙本發明的效果的範圍內,亦可混合抗氧化劑、防鏽劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、防黴劑、抗菌劑、生物附著防止劑、除臭劑、顏料、阻燃劑、抗靜電劑等各種添加劑。
作為所述抗氧化劑,可列舉酚系抗氧化劑、硫系抗氧化劑、磷系抗氧化劑、受阻胺系抗氧化劑等。
作為所述酚系抗氧化劑,可列舉:正十八烷基-3-(4-羥基-3,5-二-第三丁基苯基)丙酸酯、2,6-二-第三丁基-4-甲基苯酚、2,2-硫代-二乙烯-雙-[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、三-乙二醇-雙-[3-(3-第三丁基-5-甲基-4-羥基苯基)丙酸酯]、3,9-雙[2-{3-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙醯氧基}-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧雜螺[5·5]十一烷、四{3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)-丙酸}季戊四醇酯、2-第三丁基-6-(3-第三丁基-2-羥基-5-甲基苄基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、2-[1-(2-羥基-3,5-二-第三戊基苯基)乙基]-4,6-二-第三戊基苯基丙烯酸酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-第三丁基-4-羥基苄基)苯、三(3,5-二-第三丁基-4-羥基苄基)異三聚氰酸酯、1,3,5-三(4-第三丁基-3-羥基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、2,2'-亞甲基雙(6-第三丁基-4-甲基苯酚)、4,4'-亞丁基雙(6-第三丁基-3-甲基苯酚)、4,4'-硫代雙(6-第三丁基-3-甲基苯酚)等。
作為所述硫系抗氧化劑,可列舉:3,3'-硫代二丙酸二-正十二烷基酯、3,3'-硫代二丙酸二-正十四烷基酯、3,3'-硫代二丙酸二-正十八烷基酯、四(3-十二烷基硫代丙酸)季戊四醇酯等。
作為所述磷系抗氧化劑,可列舉:三(2,4-二-第三丁基苯基)亞磷酸酯、雙(2,4-二-第三丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,6-二-第三丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,4-二-枯基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、四(2,4-二-第三丁基苯基)-4,4'-聯苯二亞膦酸酯、雙-[2,4-二-第三丁基-(6-甲基)苯基]乙基亞磷酸酯等。
作為所述受阻胺系抗氧化劑,可列舉:癸二酸雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯、甲基丙烯酸2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基酯、聚[{6-(1,1,3,3-四甲基丁基)胺基-1,3,5-三嗪-2,4-二基}{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞胺基}-1,6-六亞甲基{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞胺基}]等。
作為所述防鏽劑,可列舉:三乙醇胺等烷醇胺;四級銨鹽;烷烴硫醇;咪唑啉、咪唑、烷基咪唑啉衍生物、苯並咪唑、2-巰基苯並咪唑、苯並三唑等唑類;偏釩酸鈉;檸檬酸鉍;苯酚衍生物;烷基胺或聚烯基胺等脂肪族胺、芳香族胺、乙氧基化胺、氰基烷基胺、苯甲酸環己胺、伸烷基二胺等脂肪族二胺、芳香族二胺等胺化合物;所述胺化合物與羧酸的醯胺;烷基酯;嘧啶;環烷酸;磺酸複合物;亞硝酸鈣、亞硝酸鈉、亞硝酸二環己胺等亞硝酸鹽;多元醇(polyalcohol)、多酚等多元醇(polyol)化合物;鉬酸鈉、鎢酸鈉、膦酸鈉、鉻酸鈉、矽酸鈉等雜多酸鹽;明膠;羧酸的聚合物;硝基化合物;甲醛;乙炔醇;脂肪族硫醇、芳香族硫醇、乙炔硫醇等硫醇化合物;脂肪族硫醚、芳香族硫醚、乙炔硫醚等硫醚化合物;亞碸、二苄基亞碸等亞碸化合物;硫脲;胺或四級銨鹽與鹵素離子的組合;烷基胺與碘化鉀的組合;單寧與磷酸鈉的組合;三乙醇胺與月桂基肌胺酸的組合;三乙醇胺、月桂基肌胺酸與苯並三唑的組合;烷基胺、苯並三唑、亞硝酸鈉與磷酸鈉的組合等。
作為所述紫外線吸收劑/光穩定劑,例如可列舉與2-(5-甲基-2-羥基苯基)苯並三唑、2-[2-羥基-3,5-雙(α,α-二甲基苄基)苯基]-2H-苯並三唑、2-(3-第三丁基-5-甲基-2-羥基苯基)-5-氯苯並三唑、2-(2'-羥基-5'-第三辛基苯基)苯並三唑、甲基-3-[3-第三丁基-5-(2H-苯並三唑-2-基)-4-羥基苯基]丙酸酯-聚乙二醇(分子量約300)的縮合物、羥基苯基苯並三唑衍生物、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(己基)氧基]-苯酚、2-乙氧基-2'-乙基-乙二酸雙醯胺苯等。
作為所述防黴劑/抗菌劑,可列舉:2-(4-噻唑基)苯並咪唑、山梨酸、1,2-苯並異噻唑啉-3酮、(2-吡啶基硫代-1-氧化物)鈉、去水乙酸、2-甲基-5-氯-4-異噻唑酮錯合物、2,4,5,6-四氯鄰苯二甲腈、2-苯並咪唑胺基甲酸甲酯、1-(丁基胺甲醯基)-2-苯並咪唑胺基甲酸甲酯、單或二溴氰基乙醯胺類、1,2-二溴-2,4-二氰基丁烷、1,1-二溴-1-硝基丙醇及1,1-二溴-1-硝基-2-乙醯氧基丙烷等。
作為所述生物附著防止劑,可列舉:二硫化四甲基秋蘭姆、雙(N,N-二甲基二硫代胺基甲酸)鋅、3-(3,4-二氯苯基)-1,1-二甲基脲、二氯-N-((二甲基胺基)磺醯基)氟-N-(對甲苯基)甲次磺醯胺、吡啶-三苯基硼烷、N,N-二甲基-N'-苯基-N'-(氟代二氯甲硫代)磺醯胺、硫氰酸亞銅(1)、氧化亞銅、二硫化四丁基秋蘭姆、2,4,5,6-四氯間苯二甲腈、乙烯雙二硫代胺基甲酸鋅(Zinc ethylene-bis-dithiocarbamate)、2,3,5,6-四氯-4-(甲基磺醯基)吡啶、N-(2,4,6-三氯苯基)馬來醯亞胺、雙(2-吡啶硫醇-1-氧化物)鋅鹽、雙(2-吡啶硫醇-1-氧化物)銅鹽、2-甲硫代-4-第三丁基胺基-6-環丙基胺基-均三嗪、4,5-二氯-2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮、呋喃酮類、烷基吡啶化合物、禾草鹼(gramine)系化合物、異腈化合物等。
作為所述除臭劑,可列舉:乳酸、丁二酸、蘋果酸、檸檬酸、順丁烯二酸、丙二酸、乙二胺聚乙酸、烷烴-1,2-二羧酸、烯烴-1,2-二羧酸、環烷烴-1,2-二羧酸、環烯烴-1,2-二羧酸、萘磺酸等有機酸類;十一烯酸鋅、2-乙基己酸鋅、蓖麻油酸(ricinoleic acid)鋅等脂肪酸金屬類;氧化鐵、硫酸鐵、氧化鋅、硫酸鋅、氯化鋅、氧化銀、氧化銅、金屬(鐵、銅等)葉綠酸鈉(Sodium Chlorophyllin)、金屬(鐵、銅、鈷等)酞菁、金屬(鐵、銅、鈷等)四磺酸酞菁、二氧化鈦、可見光響應型二氧化鈦(氮摻雜型等)等金屬化合物;α-環糊精、β-環糊精或γ-環糊精、其甲基衍生物、羥基丙基衍生物、葡苷基衍生物、麥芽糖基衍生物等環糊精類;多孔甲基丙烯酸聚合物、多孔丙烯酸聚合物等丙烯酸系聚合物、多孔二乙烯基苯聚合物、多孔苯乙烯-二乙烯基苯-乙烯基吡啶聚合物、多孔二乙烯基苯-乙烯基吡啶聚合物等芳香族系聚合物、該些的共聚物及幾丁質、聚葡萄胺糖、活性碳、矽膠、活性氧化鋁、沸石、陶瓷等多孔質體等。
作為所述顏料,可列舉:碳黑、氧化鈦、酞菁系顏料、喹吖啶酮系顏料、異吲哚啉酮系顏料、苝或紫環酮系顏料、喹酞酮系顏料、二酮吡咯並吡咯系顏料、二噁嗪系顏料、雙偶氮縮合系顏料或苯並咪唑酮系顏料等。
作為所述阻燃劑,可列舉十溴聯苯、三氧化銻、磷系阻燃劑、氫氧化鋁等。
作為所述抗靜電劑,可列舉:四級銨鹽型陽離子界面活性劑、甜菜鹼型兩性界面活性劑、磷酸烷基型陰離子界面活性劑、一級胺鹽、二級胺鹽、三級胺鹽、四級胺鹽或吡啶衍生物等陽離子界面活性劑、硫酸化油、肥皂、硫酸化酯油、硫酸化醯胺油、烯烴的硫酸化酯鹽類、脂肪醇硫酸酯鹽類、烷基硫酸酯鹽、脂肪酸乙基磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、丁二酸酯磺酸鹽或磷酸酯鹽等陰離子界面活性劑、多元醇的部分脂肪酸酯、脂肪醇的環氧乙烷加成物、脂肪酸的環氧乙烷加成物、脂肪胺基或脂肪醯胺的環氧乙烷加成物、烷基苯酚的環氧乙烷加成物、多元醇的部分脂肪酸酯的環氧乙烷加成物或聚乙二醇等非離子界面活性劑、羧酸衍生物或咪唑啉衍生物等兩性界面活性劑等。
另外,作為添加劑,亦可進而使潤滑劑、填充劑、塑化劑、成核劑、抗黏連劑、發泡劑、乳化劑、光澤劑、黏合劑等共存。
於在撥水、撥油性皮膜用組成物中使用添加劑的情況下,於將所述組成物整體設為100質量%時,添加劑的量通常為0.1質量%~70質量%,較佳為0.1質量%~50質量%,更佳為0.5質量%~30質量%,進而佳為1質量%~15質量%。
撥水、撥油性皮膜用組成物可藉由適當混合各構成成分來製備。較佳為於低沸點溶媒(C1)中投入有機矽化合物(A)與金屬化合物(B)而使其溶解(例如於室溫下攪拌10分鐘~30分鐘左右),添加觸媒(F)的水溶液,進一步添加弱酸(E),例如攪拌1小時~30小時左右等而製作溶液,將其於預先混合的包含低沸點溶媒(C1)、高沸點溶媒(C2)與水(D)的混合溶媒中進行稀釋。混合溶媒中的稀釋倍率較佳為以體積比計為5倍~1000倍左右。然後,較佳為視需要添加添加劑來製備撥水、撥油性皮膜用組成物。
(9)撥水、撥油性皮膜的形成方法
本發明的撥水、撥油性皮膜用組成物可利用手工塗佈與基材無不均地接觸,有機矽化合物(A)的水解性基以及視需要使用的金屬化合物(B)的水解性基被水解、縮聚,於基材表面形成有皮膜。此處,所謂手工塗佈,是指使布等吸收體浸漬於塗佈溶液,塗佈於基材上的方法。
關於本發明的撥水、撥油性被膜用組成物中的手工塗佈性的良好性或手工塗佈後的膜評價,可實際進行手工塗佈來進行判斷,但由於手工塗佈法無法統一,因此於手工塗佈性的良好性或膜評價的判斷結果發生變動的情況下,亦可統一手工塗佈方法,並以所述統一方法中的優劣來判斷手工塗佈性的影響。例如,以下方法可再現接近實際使用的狀態,適合作為統一方法。首先,於聚胺基甲酸酯製的不織布上放置2根模擬手指(蜻蜓(TOMBOW)公司製造的莫諾萬灰塵捕捉器(MONO ONE Dust Catch)),安裝於鋼絲絨試驗機(大榮精機公司製造)上,使不織布浸漬於1 mL的塗佈溶液1。繼而,一邊施加1 kg的負荷,一邊於行程50 mm、速度60 r/min的條件下,僅在去程塗佈於加熱為溫度50℃的基材(玻璃基板)上,以不間隔時間地挪動基材(玻璃基材)而出現相互重疊的部位的方式,再次僅在去程塗佈。藉由以所述方式進行塗佈,可定量地再現手工塗佈。
另外,若於使組成物與基材接觸的狀態下於空氣中靜置(例如若靜置10分鐘~48小時左右),則會將空氣中的水分導入,促進水解性基的水解、縮聚,因此較佳。所得的皮膜亦可進而進行乾燥。作為加熱乾燥的溫度,通常為40℃~250℃,較佳為60℃~200℃,進而佳為60℃~150℃。
使本發明的撥水、撥油性皮膜用組成物接觸的基材並無特別限定,基材的形狀可為平面、曲面中的任一者,亦可為複數個面組合而成的三維結構。
所述基材的材質並無限定,亦可包含有機系材料、無機系材料中的任一者。作為所述有機系材料,例如可列舉:丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚酯樹脂、苯乙烯樹脂、丙烯酸-苯乙烯共聚樹脂、纖維素樹脂、聚烯烴樹脂等熱塑性樹脂;苯酚樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、環氧樹脂、不飽和聚酯、矽酮樹脂、胺基甲酸酯樹脂等熱硬化性樹脂等。作為所述無機系材料,例如可列舉:陶瓷;玻璃;鐵、矽、銅、鋅、鋁等金屬;包含所述金屬的合金等。
亦可對所述基材預先實施易接著處理。作為所述易接著處理,例如可列舉:電暈處理、電漿處理、紫外線處理等親水化處理。另外,可實施藉由樹脂、矽烷偶合劑、四烷氧基矽烷等進行的底漆處理,或者亦可將聚矽氮烷等玻璃皮膜預先塗佈於基材。
用於所述手工塗佈的吸收體可列舉布或海綿,例如作為所使用的布,可使用尼龍、丙烯酸、聚酯、聚胺基甲酸酯、聚乙烯、聚丙烯等。
所述布的素材只要是可浸漬所述組成物,則並無特別限定,例如可列舉織物、編織物、不織布等。作為所述織物或編織物的素材的纖維的種類並無特別限定,可使用天然纖維或化學纖維。作為所述天然纖維,例如可使用棉或麻等植物纖維、羊毛、絲綢、山羊絨等動物纖維等。作為所述化學纖維,例如可使用尼龍、丙烯酸、聚酯、聚胺基甲酸酯、聚乙烯、聚丙烯等。作為所述不織布,可列舉濕式不織布、乾式漿料不織布、乾式不織布、紡黏式不織布、融熔流動式不織布、閃光紡絲式不織布等。
(10)撥水、撥油性皮膜
由所述組成物獲得的皮膜具有有機矽化合物(A)中所含的矽原子、較佳為進而金屬化合物(B)中所含的金屬原子(較佳為矽原子)經由氧原子而鍵結的網眼狀的骨架,具有於源自有機矽化合物(A)且形成所述骨架的矽原子中的至少一部分矽原子上鍵結有含烴鏈的基(AL6~20)的結構。
作為含烴鏈的基(AL6~20)與矽原子鍵結的結構,較佳為下述式(1)表示的結構(a1)。
[化7]
[式(1)中,Ra3
表示所述含烴鏈的基(AL6~20),Za3
表示所述含烴鏈的基(HC)或-O-基,於Za3
為含烴鏈的基(HC)的情況下,Ra3
與Za3
可相同亦可不同,於多個式(1)之間Ra3
與Za3
可相同亦可不同]
作為Za3
,較佳為所述含烴鏈的基(HCS)或-O-基,尤佳為-O-基。
作為結構(a1),例如可較佳地例示下述式(1-1)~式(1-32)表示的結構。
本發明的撥水、撥油性皮膜較佳為使用所述金屬化合物(B)而獲得的皮膜,於所述皮膜中,亦可於與鍵結有所述含烴鏈的基(AL6~20)的矽原子不同的矽原子(第二矽原子)上鍵結所述含烴鏈的基(ALS)、羥基、烷氧基或羥基縮合而成的基。羥基縮合而成的基具體而言是指羥基與其他羥基、烷氧基等縮合而形成的基-O-,所述羥基縮合而成的基(以下,有時稱為縮合羥基)可與第二矽原子鍵結。另外,所述第二矽原子亦可被取代為其他金屬原子(例如Al、Fe、In、Ge、Hf、Si、Ti、Sn、Zr或Ta)。所述第二矽原子或其他金屬原子亦另外鍵結有鏈長短的含烴鏈的基(ALS)、羥基、烷氧基或縮合羥基,因此作為間隔物發揮作用,可提高含烴鏈的基(AL6~20)的烷基所帶來的撥水、撥油特性提高作用。
所述烷氧基較佳為碳數1~4,更佳為碳數1~3。例如可列舉丁氧基、丙氧基、乙氧基、甲氧基等。
作為含烴鏈的基(ALS)或羥基與第二矽原子或其他金屬原子鍵結的結構,較佳為下述式(2)表示的結構(b)。
[化11]
[式(2)中,Rb2
表示所述含烴鏈的基(ALS)或羥基,Ab2
表示羥基或-O-。M表示Al、Fe、In、Ge、Hf、Si、Ti、Sn、Zr或Ta。n表示比M的價數少2的數,具體而言表示0~3的整數]
式(2)中,Rb2
較佳為羥基。
作為結構(b),於M為Si的情況下,例如可較佳地例示下述式(2-1)~式(2-11)表示的結構。
於撥水、撥油性皮膜中,結構(a)與結構(b)的存在比(結構(a)/結構(b))以莫耳基準計例如為0.01以上,較佳為0.02以上,更佳為0.03以上,例如為3以下,較佳為2以下,更佳為1.5以下,進而佳為1以下,進一步更佳為0.25以下。
本發明的撥水、撥油性皮膜的厚度通常為1 nm~50 nm左右。
另外,即便於在烈日下形成的情況下,撥水、撥油性亦優異,接觸角、滑落角(滑動性)均優異。進而手工塗佈性亦優異,霧度小。本發明的撥水、撥油性皮膜的接觸角可利用藉由θ/2法求出的液量:3 μL的水滴的接觸角進行評價,接觸角例如為97°以上,更佳為100°以上,進而佳為105°以上,上限並無特別限定,例如為115°。另外,於本發明的撥水、撥油性皮膜中,液量6 μL的水滴的滑落角較佳為30°以下,更佳為28°以下,進而佳為25°以下,下限例如為5°。撥水、撥油性皮膜的霧度例如為0.3以下,較佳為0.15以下,更佳為0.10以下。
進而,本發明的撥水、撥油性皮膜用組成物的保存穩定性優異。例如即便於在烈日下利用手工塗佈來塗佈在溫度50℃下保管30天后的撥水、撥油性皮膜用組成物並測定所得的皮膜的接觸角、滑落角、霧度的情況下,亦可滿足所述範圍。
根據本發明的組成物,可於烈日下進行手工塗佈,因此即便於室外等嚴酷的條件下亦可簡單地形成撥水、撥油性皮膜,可較佳地用於各種車輛或建築物的窗玻璃。
[實施例]
以下,列舉實施例來更具體地說明本發明,但本發明根本不受下述實施例的限制,當然亦能夠於可能適合所述及後述的主旨的範圍內適當施加變更而實施,該些均包含於本發明的技術範圍內。
本發明的實施例中使用的測定方法如下所述。
(1)塗佈液的性狀的確認
於室內的螢光燈下,目視確認塗佈溶液的性狀。
(2)靜態接觸角的測定
使用接觸角測定裝置(協和界面科學公司製造的DM700),利用θ/2法以液量:3 μL測定皮膜表面的水的接觸角。
(3)滑落角的測定
使用協和界面科學公司製造的DM700,藉由滑落法(水滴量:6.0 μL、傾斜方法:連續傾斜、滑落檢測:滑落後、滑落判定距離:0.25 mm)測定皮膜表面的動態撥水特性(滑落角)。
(4)霧度評價
使用霧度計HZ-2(須賀試驗機),利用D65光源(平均晝光)測定表面的霧度(濁度),進行手工塗佈性的評價。
[實施例1]
(塗佈液的製作)
使作為有機矽化合物(A)的正癸基三甲氧基矽烷9.40×10-4
mol、作為金屬化合物(B)的原矽酸四乙酯(四乙氧基矽烷)3.77×10-3
mol溶解於作為低沸點溶媒(C1)的異丙醇1.24 ml,並於室溫下攪拌10分鐘。於所得的溶液中滴加作為觸媒(F)的0.01 M鹽酸水溶液1.265 ml後,攪拌1小時。於所得的溶液中滴加利用異丙醇(相當於低沸點溶媒(C1))稀釋為質量比10倍的丙二酸溶液1.321 ml(相當於弱酸(E)),攪拌2小時,獲得試樣溶液1。
將所得的試樣溶液1利用異丙醇(相當於低沸點溶媒(C1))、作為高沸點溶媒(C2)的乙二醇與水(相當於水(D))的混合液(體積比為482:7.13:264)稀釋為體積比150倍,製作塗佈溶液1。塗佈溶液中的各化合物的比例(質量%)如表2所記載般(對於其他實施例及比較例而言相同)。
(皮膜的製作)
皮膜的製作是假定烈日下,於加熱為50℃的基板上進行。具體而言,於將藉由大氣壓電漿處理而使表面活性化的玻璃基板5×5 cm2
(鈉鈣玻璃、麥斯魯(Mitsuru)光學公司)加熱至50℃後,使聚胺基甲酸酯製的不織布浸漬於0.5 ml的塗佈溶液1,利用手工塗佈來塗佈於玻璃基板整個面上。於塗佈後,於常溫常濕下放置24小時使其硬化,藉此於玻璃基板上形成皮膜,進行皮膜的評價。
另外,將所述塗佈溶液1於50℃下保管30日後,與所述同樣地於玻璃基板上形成皮膜,進行皮膜的評價。
[實施例2]
除了將試樣溶液1利用異丙醇(相當於低沸點溶媒(C1))、作為高沸點溶媒(C2)的乙二醇與水(相當於水(D))的混合液(體積比為119:1.47:31.3)稀釋為體積比30倍,製作塗佈溶液2以外,與實施例1同樣地進行塗佈液、皮膜的製作、評價。
[實施例3]
除了將試樣溶液1利用異丙醇(相當於低沸點溶媒(C1))、作為高沸點溶媒(C2)的乙二醇與水(相當於水(D))的混合液(體積比為56.8:0.74:15.6)稀釋為體積比15倍,製作塗佈溶液3以外,與實施例1同樣地進行塗佈液、皮膜的製作、評價。
[實施例4]
使作為有機矽化合物(A)的正辛基三乙氧基矽烷9.20×10-4
mol、作為金屬化合物(B)的原矽酸四乙酯(四乙氧基矽烷)3.77×10-3
mol溶解於作為低沸點溶媒(C1)的異丙醇1.24 ml,並於室溫下攪拌10分鐘。於所得的溶液中滴加作為觸媒(F)的0.01 M鹽酸水溶液1.240 ml後,攪拌1小時。於所得的溶液中滴加利用異丙醇(相當於低沸點溶媒(C1))稀釋為質量比10倍的丙二酸溶液1.313 ml(相當於弱酸(E)),攪拌2小時,獲得試樣溶液2。
除了將所得的試樣溶液2利用異丙醇(相當於低沸點溶媒(C1))、作為高沸點溶媒(C2)的乙二醇與水(相當於水(D))的混合液(體積比為119:1.47:31.2)稀釋為體積比30倍,製作塗佈溶液4以外,與實施例1同樣地進行塗佈液、皮膜的製作、評價。
[實施例5]
使作為有機矽化合物(A)的十二烷基三甲氧基矽烷9.20×10-4
mol、作為金屬化合物(B)的原矽酸四乙酯(四乙氧基矽烷)3.77×10-3
mol溶解於作為低沸點溶媒(C1)的異丙醇1.24 ml,並於室溫下攪拌10分鐘。於所得的溶液中滴加作為觸媒(F)的0.01 M鹽酸水溶液1.265 ml後,攪拌1小時。於所得的溶液中滴加利用異丙醇(相當於低沸點溶媒(C1))稀釋為質量比10倍的丙二酸溶液1.319 ml(相當於弱酸(E)),攪拌2小時,獲得試樣溶液3。
除了將所得的試樣溶液3利用異丙醇(相當於低沸點溶媒(C1))、作為高沸點溶媒(C2)的乙二醇與水(相當於水(D))的混合液(體積比為119:1.47:31.2)稀釋為體積比30倍,製作塗佈溶液5以外,與實施例1同樣地進行塗佈液、皮膜的製作、評價。
[實施例6]
除了將試樣溶液1利用異丙醇(相當於低沸點溶媒(C1))、作為高沸點溶媒(C2)的乙二醇與水(相當於水(D))的混合液(體積比為1376:25.02:1096)稀釋為體積比500倍,製作塗佈溶液6以外,與實施例1同樣地進行塗佈液、皮膜的製作、評價。
[實施例7]
除了將試樣溶液1利用異丙醇(相當於低沸點溶媒(C1))、作為高沸點溶媒(C2)的1,3-丁二醇與水(相當於水(D))的混合液(體積比為119:1.47:31.3)稀釋為體積比30倍,製作塗佈溶液7以外,與實施例1同樣地進行塗佈液、皮膜的製作、評價。
[實施例8]
使作為有機矽化合物(A)的正癸基三甲氧基矽烷9.40×10-4
mol、作為金屬化合物(B)的原矽酸四乙酯(四乙氧基矽烷)3.77×10-3
mol溶解於作為低沸點溶媒(C1)的異丙醇1.24 ml,並於室溫下攪拌10分鐘。於所得的溶液中滴加作為觸媒(F)的0.01 M鹽酸水溶液1.265 ml後,攪拌1小時。於所得的溶液中滴加利用水稀釋為質量比10倍的正磷酸溶液1.053 ml(相當於弱酸(E)),攪拌2小時,獲得試樣溶液4。
除了將所得的試樣溶液4利用異丙醇(相當於低沸點溶媒(C1))、作為高沸點溶媒(C2)的乙二醇與水(相當於水(D))的混合液(體積比為119:1.47:30.2)稀釋為體積比30倍,製作塗佈溶液8以外,與實施例1同樣地進行塗佈液、皮膜的製作、評價。
[實施例9]
除了將試樣溶液1利用異丙醇(相當於低沸點溶媒(C1))、作為高沸點溶媒(C2)的碳酸伸丙酯與水(相當於水(D))的混合液(體積比為120:0.15:31.3)稀釋為體積比30倍,製作塗佈溶液9以外,與實施例1同樣地進行塗佈液、皮膜的製作、評價。
[實施例10]
除了將試樣溶液1利用異丙醇(相當於低沸點溶媒(C1))、作為高沸點溶媒(C2)的甘油與水(相當於水(D))的混合液(體積比為120:0.15:31.3)稀釋為體積比30倍,製作塗佈溶液10以外,與實施例1同樣地進行塗佈液、皮膜的製作、評價。
[比較例1]
使作為有機矽化合物(A)的正癸基三甲氧基矽烷1.80×10-4
mol、作為金屬化合物(B)的原矽酸四乙酯(四乙氧基矽烷)3.50×10-3
mol溶解於作為低沸點溶媒(C1)的異丙醇0.940 ml與作為高沸點溶媒(C2)的1-丁醇0.960 ml的混合溶媒中,並於室溫下攪拌10分鐘。於所得的溶液中滴加作為觸媒(F)的0.01 M鹽酸水溶液1.000 ml後,攪拌24小時而獲得比較試樣溶液1。
利用異丙醇將所得的比較試樣溶液1稀釋為體積比30倍,從而製作比較塗佈溶液1。除此以外,與實施例1同樣地進行皮膜的製作、評價。
[比較例2]
使作為有機矽化合物(A)的甲基三乙氧基矽烷2.01×10-3
mol、作為金屬化合物(B)的原矽酸四乙酯(四乙氧基矽烷)5.24×10-3
mol溶解於作為高沸點溶媒(C2)的乙二醇單丁醚0.559 ml與水(D)2.589 ml的混合溶媒中,並於室溫下攪拌10分鐘。於所得的溶液中滴加作為觸媒(F)的0.5 N乙酸水溶液1.046 ml後,攪拌24小時而獲得比較塗佈溶液2。除此以外,與實施例1同樣地進行皮膜的製作、評價。
將實施例及比較例的結果示於表2及表3中。
[表2]
狀態A=無色透明液體 狀態B=半透明凝膠狀
實施例 1 | 實施例 2 | 實施例 3 | 實施例 4 | 實施例 5 | 實施例6 | |||
成分(質量%) | 有機矽化合物(A) | 正癸基三甲氧基矽烷 | 0.0378 | 0.1898 | 0.3779 | - | - | 0.0112 |
正辛基三乙氧基矽烷 | - | - | - | 0.1959 | - | - | ||
十二烷基三甲氧基矽烷 | - | - | - | - | 0.2055 | - | ||
金屬化合物(B) | 甲基三乙氧基矽烷 | - | - | - | - | - | - | |
原矽酸四乙酯 | 0.1203 | 0.6040 | 1.2030 | 0.5935 | 0.5878 | 0.0357 | ||
低沸點溶媒(C1) | 異丙醇 | 58.010 | 72.840 | 71.115 | 72.861 | 72.841 | 48.880 | |
高沸點溶媒(C2) | 乙二醇 | 1.2152 | 1.2586 | 1.2533 | 1.2587 | 1.2586 | 1.2644 | |
碳酸伸丙酯 | - | - | - | - | - | - | ||
1,3-丁二醇 | - | - | - | - | - | - | ||
甘油 | - | - | - | - | - | - | ||
1-丁醇 | - | - | - | - | - | - | ||
乙二醇單丁醚 | - | - | - | - | - | - | ||
水(D)(包含來自鹽酸的水) | 40.601 | 25.028 | 25.892 | 25.012 | 25.028 | 49.804 | ||
弱酸(E) | 丙二酸 | 0.0158 | 0.0794 | 0.1581 | 0.0789 | 0.0793 | 0.0047 | |
正磷酸 | - | - | - | - | - | - | ||
乙酸 | - | - | - | - | - | - | ||
觸媒(F) | 鹽酸(氯化氫換算) | 0.0001 | 0.0004 | 0.0007 | 0.0004 | 0.0004 | 0.00002 | |
固體成分濃度 | (A)+(B) | 0.1581 | 0.7938 | 1.5809 | 0.7894 | 0.7933 | 0.0469 | |
(A)+(B)+(E) | 0.1739 | 0.8732 | 1.7390 | 0.8683 | 0.8726 | 0.0516 | ||
(A)+(E) | 0.0536 | 0.2692 | 0.5360 | 0.2748 | 0.2848 | 0.0159 | ||
(B)/(A) | 莫耳比 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | |
質量比 | 3.2 | 3.2 | 3.2 | 3.0 | 2.9 | 3.2 | ||
質量比(質量%) | (A)/[(C1)+(C2)]×100 | 0.064 | 0.256 | 0.522 | 0.264 | 0.277 | 0.022 | |
[(A)+(B)]/[(C1)+(C2)] | 0.267 | 1.071 | 2.185 | 1.065 | 1.071 | 0.094 | ||
(A)/(C1)×100 | 0.0652 | 0.2606 | 0.5314 | 0.2689 | 0.2821 | 0.0229 | ||
(B)/(C1)×100 | 0.2074 | 0.8292 | 1.6916 | 0.8146 | 0.8070 | 0.0730 | ||
(C2)/(A)×100 | 3215 | 663 | 332 | 643 | 612 | 11289 | ||
(C2)/(C1)×100 | 2.09 | 1.73 | 1.76 | 1.73 | 1.73 | 2.59 | ||
(C2)/(D)×100 | 2.99 | 5.03 | 4.84 | 5.03 | 5.03 | 2.54 | ||
(D)/(A)×100 | 107410 | 13187 | 6852 | 12768 | 12179 | 444679 | ||
(C2)/[(A)+(B)]×100 | 769 | 159 | 79 | 159 | 159 | 2696 | ||
(E)/[(A)+(B)]×100 | 10.0 | 10.0 | 10.0 | 10.0 | 10.0 | 10.0 | ||
(F)/[(A)+(B)]×100 | 0.0633 | 0.0504 | 0.0443 | 0.0507 | 0.0504 | 0.0426 | ||
塗佈液的性狀(目視) | 剛製備後 | 狀態A | 狀態A | 狀態A | 狀態A | 狀態A | 狀態A | |
50℃保管1個月後 | 狀態A | 狀態A | 狀態A | 狀態A | 狀態A | 狀態A | ||
50℃基板 手工塗佈皮膜評價 (剛製備後) | 接觸角(°) | 107.8 | 109.4 | 109.2 | 106.3 | 109 | 109.5 | |
滑落角(°) | 20.2 | 26.2 | 24 | 23.9 | 25.5 | 23 | ||
霧度 | 0.07 | 0.06 | 0.08 | 0.08 | 0.1 | 0.05 | ||
50℃基板 手工塗佈皮膜評價 (50℃、保管30日後) | 接觸角(°) | 102.3 | 105 | 102.8 | 102.8 | 106.7 | 109.4 | |
滑落角(°) | 21.3 | 27.3 | 24.7 | 24.7 | 26 | 23 | ||
霧度 | 0.04 | 0.04 | 0.07 | 0.07 | 0.1 | 0.05 |
[表3]
狀態A=無色透明液體 狀態B=半透明凝膠狀
實施例7 | 實施例8 | 實施例9 | 實施例10 | 比較例 1 | 比較例 2 | |||
成分(質量%) | 有機矽化合物(A) | 正癸基三甲氧基矽烷 | 0.1900 | 0.1898 | 0.1919 | 0.1919 | 0.0521 | - |
正辛基三乙氧基矽烷 | - | - | - | - | - | - | ||
十二烷基三甲氧基矽烷 | - | - | - | - | - | - | ||
金屬化合物(B) | 甲基三乙氧基矽烷 | - | - | - | - | - | 7.8360 | |
原矽酸四乙酯 | 0.6047 | 0.6041 | 0.6109 | 0.6109 | 0.8045 | 23.868 | ||
低沸點溶媒(C1) | 異丙醇 | 72.925 | 72.852 | 73.667 | 73.663 | 97.182 | - | |
高沸點溶媒(C2) | 乙二醇 | - | 1.2587 | - | - | - | - | |
碳酸伸丙酯 | - | - | 0.1384 | - | - | - | ||
1,3-丁二醇 | 1.1433 | - | - | - | - | - | ||
甘油 | - | - | - | 0.1441 | - | - | ||
1-丁醇 | - | - | - | - | 0.8580 | - | ||
乙二醇單丁醚 | - | - | - | - | - | 10.998 | ||
水(D)(包含來自鹽酸的水) | 25.057 | 25.032 | 25.312 | 25.310 | 1.103 | 56.612 | ||
弱酸(E) | 丙二酸 | 0.0795 | - | 0.0803 | 0.0803 | - | - | |
正磷酸 | - | 0.0633 | - | - | ||||
乙酸 | - | - | - | - | - | 0.6861 | ||
觸媒(F) | 鹽酸(氯化氫換算) | 0.0004 | 0.0004 | 0.0004 | 0.0004 | 0.0004 | - | |
固體成分濃度 | (A)+(B) | 0.7947 | 0.7939 | 0.8028 | 0.8028 | 0.8566 | 31.7040 | |
(A)+(B)+(E) | 0.8742 | 0.8572 | 0.8831 | 0.8831 | 0.8566 | 32.3901 | ||
(A)+(E) | 0.2695 | 0.2531 | 0.2722 | 0.2722 | 0.0521 | 0.6861 | ||
(B)/(A) | 莫耳比 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 19.4 | 2.6 | |
質量比 | 3.2 | 3.2 | 3.2 | 3.2 | 15.4 | - | ||
質量比(質量%) | (A)/[(C1)+(C2)]×100 | 0.257 | 0.256 | 0.260 | 0.260 | 0.053 | 0.000 | |
[(A)+(B)]/[(C1)+(C2)] | 1.073 | 1.071 | 1.088 | 1.088 | 0.874 | 288.271 | ||
(A)/(C1)×100 | 0.2605 | 0.2605 | 0.2605 | 0.2605 | 0.0536 | - | ||
(B)/(C1)×100 | 0.8292 | 0.8292 | 0.8293 | 0.8293 | 0.8278 | - | ||
(C2)/(A)×100 | 602 | 663 | 72 | 75 | 1647 | - | ||
(C2)/(C1)×100 | 1.57 | 1.73 | 0.19 | 0.20 | 0.88 | - | ||
(C2)/(D)×100 | 4.56 | 5.03 | 0.55 | 0.57 | 77.79 | 19.43 | ||
(D)/(A)×100 | 13188 | 13189 | 13190 | 13189 | 2117 | - | ||
(C2)/[(A)+(B)]×100 | 144 | 159 | 17 | 18 | 100 | 35 | ||
(E)/[(A)+(B)]×100 | 10.0 | 8.0 | 10.0 | 10.0 | - | 2.2 | ||
(F)/[(A)+(B)]×100 | 0.0503 | 0.0504 | 0.0498 | 0.0498 | 0.0467 | - | ||
塗佈液的性狀(目視) | 剛製備後 | 狀態A | 狀態A | 狀態A | 狀態A | 狀態A | 狀態A | |
50℃保管1個月後 | 狀態A | 狀態A | 狀態A | 狀態A | 狀態A | 狀態B | ||
50℃基板 手工塗佈皮膜評價 (剛製備後) | 接觸角(°) | 108.7 | 110.2 | 108.3 | 108.3 | 107.4 | 60.9 | |
滑落角(°) | 25.5 | 20.5 | 23.5 | 20.5 | 53 | 61.3 | ||
霧度 | 0.11 | 0.05 | 0.05 | 0.06 | 0.06 | 0.05 | ||
50℃基板 手工塗佈皮膜評價 (50℃、保管30日後) | 接觸角(°) | 108.4 | 107.9 | 108 | 109.7 | 92 | - | |
滑落角(°) | 20 | 22 | 20.5 | 21.5 | 55.3 | - | ||
霧度 | 0.1 | 0.1 | 0.3 | 0.22 | 0.08 | 狀態B |
無
無
Claims (14)
- 一種混合組成物,其為有機矽化合物(A)、低沸點溶媒(C1)、高沸點溶媒(C2)及弱酸(E)的混合組成物,其中 所述有機矽化合物(A)於矽原子上鍵結有含烴鏈的基(AL6~20)與至少一個水解性基,所述含烴鏈的基(AL6~20)為亞甲基的一部分可被取代為氧原子的碳數6~20的烷基, 所述低沸點溶媒(C1)於20℃下的蒸氣壓超過1000 Pa且沸點小於120℃, 高沸點溶媒(C2)滿足於20℃下的蒸氣壓為1000 Pa以下及沸點為120℃以上中的至少任一者, 所述弱酸(E)的pKa為1以上且5以下。
- 如請求項1或請求項2所述的組成物,其中混合有金屬化合物(B),所述金屬化合物(B)的至少一個水解性基鍵結於金屬原子上, 含烴鏈的基(HC1~5)可鍵結於所述金屬原子上,所述含烴鏈的基(HC1~5)為亞甲基的一部分可被取代為氧原子的碳數1~5的烴基。
- 如請求項3或請求項4所述的組成物,其中所述金屬化合物(B)相對於所述有機矽化合物(A)的莫耳比為0.1倍以上且48倍以下。
- 如請求項1至請求項5中任一項所述的組成物,其中所述低沸點溶媒(C1)為醇系溶媒。
- 如請求項1至請求項6中任一項所述的組成物,其中所述高沸點溶媒(C2)的溶解度參數為14.0(cal/cm3 )1/2 以上。
- 如請求項1至請求項7中任一項所述的組成物,其中混合有水(D),相對於所述水(D)100質量%,所述高沸點溶媒(C2)的比率為0.01質量%~30質量%。
- 如請求項1至請求項8中任一項所述的組成物,其中所述弱酸(E)為多元羧酸化合物或磷酸化合物。
- 如請求項1至請求項9中任一項所述的組成物,其中所述弱酸(E)的pKa為4.3以下。
- 如請求項1至請求項10中任一項所述的組成物,其中混合有觸媒(F)。
- 如請求項11所述的組成物,其中所述觸媒(F)為pKa小於1的強酸。
- 一種膜,是將如請求項1至請求項12中任一項所述的組成物硬化而成。
- 如請求項12所述的膜,其中滑落角為30°以下。
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