Использование блок-сополимеров с амифифильными свойствами для повышения гидрофильности низкоэнергетических поверхностей и способ нанесения красочных составов на указанные поверхности - RU2003128871A

Реферат

1. Использование блок-сополимера с амфифильными свойствами, содержащего по меньшей мере один блок с гидрофобными свойствами и по меньшей мере один блок с гидрофильными свойствами, при этом блок с гидрофобными свойствами содержит гидрофильные звенья в количестве от 0 до 95 мас.% по отношению к общей массе звеньев гидрофобного блока, причем этом указанный сополимер может растворяться в растворителе, таком как органический растворитель, вода или смесь вода-спирт, для нанесения на низкоэнергетической поверхности покрытия, повышающего гидрофильность указанной поверхности по отношению к воде.

2. Использование блок-сополимера с амфифильными свойствами, содержащего по меньшей мере один блок с гидрофобными свойствами (Н) и по меньшей мере один блок с гидрофильными свойствами (h), при этом блок с гидрофобными свойствами содержит гидрофильные звенья в количестве от 0 до 95 мас.% по отношению к общей массе звеньев гидрофобного блока, причем указанный сополимер может растворяться в растворителе, таком как органический растворитель, вода или смесь вода-спирт, для нанесения на низкоэнергетической поверхности покрытия, придающего этой поверхности совместимости с гидрофильной окружающей средой.

3. Использование по п.2, отличающееся тем, что поверхность с гидрофобными свойствами является волокном.

4. Использование блок-сополимера с амфифильными свойствами, содержащего по меньшей мере один блок с гидрофобными свойствами (Н) и по меньшей мере один блок с гидрофильными свойствами (h), при этом блок с гидрофобными свойствами содержит гидрофильные звенья в количестве от 0 до 95 мас.% по отношению к общей массе звеньев гидрофобного блока, причем этом указанный сополимер может растворяться в растворителе, таком как органический растворитель, вода или смесь вода-спирт, для нанесения на низкоэнергетической поверхности покрытия, обеспечивающего дальнейшее нанесение эффективного и долгосрочного покрытия в виде состава (F) на указанную низкоэнергетическую поверхность.

5. Использование по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что покрытие на основе указанного блок-сополимера наносят на указанную низкоэнергетическую поверхность в виде раствора, содержащего данный блок-сополимер, или путем погружения указанной низкоэнергетической поверхности в раствор на основе блок-сополимера с последующим, по меньшей мере частичным, удалением растворителя, первоначально содержавшегося в данном растворе.

6. Использование по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что низкоэнергетическая поверхность является поверхностью с краевым углом смачивания каплей воды, наносимой на поверхность, соответствующим углу между поверхностью и касательной к капле на границе раздела поверхность/вода/воздух и превышающим 45°.

7. Использование по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что низкоэнергетическая поверхность является поверхностью на основе полиамида, поликарбоната, полиэтилентерефталата, полиметилметакрилата, полипропилена, полиэтилена, полистирола, полиэфира, акрилонитрилбутадиенстирола (АБС) или поливинилхлорида.

8. Использование по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что покрытие из блок-сополимера наносят в виде сплошной пленки.

9. Использование по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что применяемый блок-сополимер предпочтительно выбирают таким образом, чтобы его гидрофильный блок (h) состоял, по меньшей мере частично, из мономерных единиц, выбираемых из следующих соединений:

ненасыщенные этиленовые моно- и дикарбоновые кислоты, такие как акриловая кислота, метакриловая кислота, итаконовая кислота, малеиновая кислота или фумаровая кислота;

моноалкилэфиры вышеуказанных ненасыщенных этиленовых дикарбоновых кислот, предпочтительно со спиртами с C₁-C₄, а также их N-замещенные производные, такие, например, как акрилат или 2-гидроксиэтилметакрилат;

амиды ненасыщенных карбоновых кислот, такие как акриламид, метакриламид; или

этиленовые мономеры, содержащие группу уреидо, такие как этиленкарбамидэтилметакриламид или этиленкарбамидэтилметакрилат, или

этиленовые мономеры, содержащие по меньшей мере одну кислотную фосфатную или фосфонатную группу, такие как винилфосфоновая кислота или винилиденфосфоновая кислота, или

фосфатированные полиэтиленгликольакрилаты или полиэтиленгликольметакрилаты, или фосфатированные полипропиленгликольакрилаты или полипропиленгликольметакрилаты, или

этиленовые мономеры, содержащие кислотную сульфоновую группу или одну из ее щелочных или аммониевых солей, например, винилсульфоновая кислота, винилбензолсульфоновая кислота, альфа-акриламидометилпропансульфоновая кислота, или 2-сульфоэтиленметакрилат, или

катионные мономеры, выбираемые из аминоалкил(мет)акрилатов, аминоалкил(мет)акриламидов; мономеры, содержащие по меньшей мере одну вторичную, третичную или четвертичную аминовую функциональную группу, или гетероциклическую группу, содержащую один атом азота, виниламин, этиленимин; соли диаллилдиалкиламмония; при этом данные мономеры берутся отдельно или в смеси, а также в виде солей, при этом соли предпочтительно выбирают таким образом, чтобы противоион был галогенидом, например, таким как хлорид или сульфат, гидросульфат, алкилсульфат (например, содержащий от 1 до 6 атомов углерода), фосфат, цитрат, формиат, ацетат, такие как диметиламиноэтил(мет)акрилат, диметиламинопропил(мет)акрилат, дитерциобутиламиноэтил(мет)акрилат, диметиламинометил(мет)акриламид, диметиламинопропил(мет)акриламид; этиленимин, виниламин, 2-винилпиридин, 4-винипиридин; триметиламмонийэтил(мет)акрилатхлорид, триэтиламмоний-этилакрилатметилсульфат, бензил-диметиламмоний-этил(мет)акрилатхлорид, 4-бензоилбензил-диметиламмоний-этилакрилатхлорид, триметиламмоний-этил(мет)акриламидохлорид, винилбензил-триметиламмонийхлорид: диаллил-метиламмонийхлорид, взятые отдельно или в смеси или их соответствующие соли; или

поливиниловый спирт, полученный, например, в результате гидролиза поливинилацетата;

циклические амиды виниламина, такие как n-винилпирролидон; или

гидрофильный мономер, полученный в результате химической модификации гидрофобного блока, например, при гидролизе полиалкилакрилата в полиакриловой кислоте.

10. Использование по п.9, отличающееся тем, что мономерные единицы, присутствующие внутри гидрофильного блока (h) применяемого блок-сополимера, являются такими единицами, как акриловая кислота (АК), 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновая кислота (АМПС), сульфонат стирола (СС), мономеры, содержащие группы уреидо, мономеры, содержащие фосфатные или фосфонатные группы или их смеси.

11. Использование по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что применяемый блок-сополимер выбирают таким образом, что гидрофобный блок (H) по меньшей мере частично состоит из мономерных единиц, таких как:

производные стирольные мономеры, такие как стирол, альфаметилстирол, параметилстирол или паратерциобутилстирол; или

сложные эфиры акриловой кислоты или метакриловой кислоты со спиртами с С1-С12, предпочтительно с С1-С8, возможно, фторсодержащими, такими, например, как метилакрилат, этилакрилат, пропилакрилат, n-бутилакрилат, изобутилакрилат, 2-этилгексилакрилат, t-бутилакрилат, метилметакрилат, этилметакрилат, n-бутилметакрилат, изобутилметакрилат;

винилонитрилы, содержащие от 3 до 12 атомов углерода, в частности, акрилонитрил или метакрилонитрил;

виниловые сложные эфиры карбоновых кислот, такие как винилацетат, винилверсатат или винилпропионат;

винилгалогениды, например, винилхлорид; и

диеновые мономеры, например, бутадиен или изопрен.

12. Использование по п.11, отличающееся тем, что мономерные единицы, присутствующие внутри гидрофобного блока (Н) применяемого блок-сополимера, являются сложными эфирами акриловой кислоты с линейными спиртами или спиртами, разветвленными с С1-С8, в частности, с С1-С4, такими, например, как метилакрилат, этилакрилат, бутилакрилат или 2-этилгексилакрилат, или стирольными производными, такими как стирол.

13. Использование по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что применяемый блок-сополимер является диблок-сополимером полтакриловой кислоты-поли(бутилакрилата).

14. Использование по п.13, отличающееся тем, что массовое соотношение (акриловая кислота/бутилакрилат) находится в пределах от 10:90 до 90:10.

15. Использование по любому из пп.1-12, отличающееся тем, что применяемый блок-сополимер является диблок-сополимером, в котором гидрофильный блок (h) является полиакриловой кислотой, а гидрофобный блок (Н) является статистическим сополимером на основе стирола и акриловой кислоты, содержащим по меньшей мере 25%, предпочтительно 50% и еще предпочтительнее 75 мас.% акриловой кислоты по отношению к общей массе.

16. Использование по п.15, отличающееся тем, что массовое соотношение (блок акриловой кислоты)/(стирольный блок) находится в пределах от 95:5 до 60:40.

17. Использование по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что применяемый блок-сополимер получают в результате способа управляемой радикальной полимеризации, в которой в качестве управляющего реактива предпочтительно используют одно или несколько соединений, таких как дитиоэфиры, тиоэфиры-тионы, дитиокарбаматы и ксантогенаты, при этом указанную полимеризацию осуществляют, в частности, в виде блочной полимеризации в растворителе или в водной эмульсии с возможностью непосредственного получения сополимера в виде раствора в растворителе, таком как органический растворитель, вода или смесь вода-спирт.

18. Использование по п.17, отличающееся тем, что раствор блок-сополимера имеет концентрацию, находящуюся в пределах от 0,01 до 10 мас.%, при этом данная концентрация выражается по отношению к общей массе раствора.

19. Использование по п.18, отличающееся тем, что раствор блок-сополимера имеет концентрацию, находящуюся в пределах от 0,05 до 7 мас.%, при этом данная концентрация выражается по отношению к общей массе раствора.

20. Использование по одному из п.18 или 19, отличающееся тем, что раствор блок-сополимера имеет концентрацию, находящуюся в пределах от 0,1 до 3 мас.%, при этом данная концентрация выражается по отношению к общей массе раствора.

21. Использование по любому из пп.17-20, отличающееся тем, что блок-сополимер наносят в виде пленки толщиной от 10 нм до 1 мкм.

22. Способ нанесения водного пленкообразующего состава (F) на низкоэнергетическую поверхность, содержащий следующие этапы:

(А) на указанную поверхность наносят состав, содержащий, возможно, растворитель, такой как органический растворитель, вода или смесь вода-спирт, и содержащий блок-сополимер с амфифильными свойствами, содержащий по меньшей мере один блок с гидрофобными свойствами и по меньшей мере один блок с гидрофильными свойствами, при этом блок с гидрофобными свойствами содержит гидрофильные звенья в количестве, находящемся в пределах от 0 до 95 мас.% по отношению к общей массе звеньев гидрофобного блока, с возможностью получения на указанной поверхности покрытия в виде сплошного слоя;

(B) из покрытия, полученного на этапе (А), удаляют, по меньшей мере частично, растворитель;

(C) на обработанную таким образом поверхность, полученную на этапе (В), наносят указанный водный пленкообразующий состав (F).

23. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что низкоэнергетическая поверхность является поверхностью с краевым углом смачивания каплей воды, нанесенной на поверхность, соответствующим углу между поверхностью и касательной к капле на границе раздела поверхность/вода/воздух и превышающим 45°.

24. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что низкоэнергетическая поверхность является поверхностью на основе полиамида, полиэтилентерефталата, полиметилметакрилата, полипропилена, полистирола, полиэфира, акрилонитрилбутадиенстирола (АБС) или поливинилхлорида.

25. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что покрытие на основе указанного блок-сополимера наносят на указанную низкоэнергетическую поверхность в виде раствора, содержащего данный блок-сополимер, или путем погружения указанной низкоэнергетической поверхности в раствор на основе блок-сополимера с последующим по меньшей мере частичным удалением растворителя, первоначально содержавшегося в данном растворе.

26. Способ по любому из пп.22-25, отличающийся тем, что водный состав, наносимый на поверхность на этапе (А), является раствором, в основном содержащим указанный блок-сополимер, в воде или в смеси вода/этиловый спирт.

27. Способ по одному из пп.22-26, отличающийся тем, что водный состав, наносимый на поверхность на этапе (А), содержит указанный блок-сополимер с концентрацией, находящейся в пределах от 0,01 до 10 мас.% по отношению к общей массе состава.

28. Способ по п.27, отличающийся тем, что водный состав, наносимый на поверхность на этапе (А), содержит указанный блок-сополимер с концентрацией, находящейся в пределах от 0,05 до 7 мас.% по отношению к общей массе состава.

29. Способ по одному из п.27 или 28, отличающийся тем, что водный состав, наносимый на поверхность на этапе (А), содержит указанный блок-сополимер с концентрацией, находящейся в пределах от 0,1 до 3% по массе, при этом данная концентрация выражается по отношению к общей массе состава.

30. Способ по любому из пп.22-29, отличающийся тем, что блок-сополимерное покрытие в виде сплошной пленки, полученное на этапе В, имеет толщину, находящуюся в пределах от 10 нм до 1 мкм.

31. Способ по п.30, отличающийся тем, что блок-сополимерное покрытие в виде сплошной пленки, полученное на этапе В, имеет толщину, находящуюся в пределах от 40 нм до 600 нм.

32. Способ по одному из п.30 или 31, отличающийся тем, что блок-сополимерное покрытие в виде сплошной пленки, полученное на этапе В, имеет толщину, находящуюся в пределах от 50 до 500 нм.

33. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что применяемый блок-сополимер является блок-сополимером по одному из пп.9-16.

34. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что применяемый блок-сополимер получен в результате управляемой радикальной полимеризации, в котором в качестве управляющего реактива предпочтительно используют одно или несколько соединений, таких как дитиоэфиры, тиоэфиры-тионы, дитиокарбаматы и ксантогенаты, при этом указанную полимеризацию осуществляют в водной эмульсии с возможностью непосредственного получения полимера в виде водного или водно-спиртового раствора.

35. Способ по одному из пп.22-34, отличающийся тем, что состав (F) является водной дисперсией по меньшей мере одного полимера.

36. Способ по п.35, отличающийся тем, что на этапе (В) водный состав (F) наносят в виде сплошной пленки на покрытие на основе блок-сополимера.

37. Способ по одному из пп.22-36, отличающийся тем, что в результате нанесения указанного состава (F) этапа (С), поверхность, покрытую указанным составом (F), подвергают этапу (D) удаления растворяющей фазы, присутствующей внутри нанесенного состава.

38. Способ по одному из пп.22-37, отличающийся тем, что состав (F) является адгезивным составом, красочным составом или составом силиконовой или не силиконовой мастики.

39. Материал, содержащий низкоэнергетическую поверхность, получаемый при помощи способа по любому из пп.22-38.