Стойкие к загрязнению, стойкие к образованию пятен покрытия, не содержащие фтора, и способы их нанесения на материалы - RU2017120319A

1. Способ обработки подложки для повышения стойкости к загрязнению или стойкости к образованию пятен, включающий:

выбор подложки, подлежащей покрытию;

приготовление композитного раствора, где композитный раствор получают смешиванием, по меньшей мере, воды, кислоты, первого растворителя, базового химического реагента, пластификатора и связующего агента;

использование композитного раствора для покрытия подложки;

сушку или отверждение подложки, чтобы дать возможность композитному покрытию образоваться на подложке; и

покрытие подложки гидрофобным раствором, который не содержит фтора, причем гидрофобный раствор содержит гидрофобный химический реагент и третий растворитель.

2. Способ по п.1, в котором композитный раствор содержит 3-8 об.% воды, 20-30 об.% первого растворителя, 40-60 об.% базового химического реагента, 15-20 об.% пластификатора и 5-10 об.% связующего реагента.

3. Способ по п.1, дополнительно содержащий стадии:

разбавления композитного раствора дополнительно вторым растворителем до конечной концентрации, имеющей значение в диапазоне от 5 до 60 об.% включительно.

4. Способ по п.1, в котором композитный раствор готовят в кислой среде, где рН равен или меньше 5.

5. Способ по п.1, в котором стадия приготовления дополнительно включает перемешивание композитного раствора при повышенной температуре в диапазоне от 50 до 100°С.

6. Способ по п.4, в котором перемешивание при повышенной температуре проводят в течение от получаса до 12 часов.

7. Способ по п.1, в котором покрывающий состав, сформированный на подложке, не изменяет гриф полимера и текстуру подложки перед нанесением покрытия.

8. Способ по п.1, в котором степень полимеризации композитного раствора равна или меньше 100.

9. Способ по п.1, в котором первый растворитель выбирают из воды, метанола, этанола, н-пропанола, изопропанола, н-бутанола, изобутанола, этиленгликоля, глицерина, ацетона, ацетонитрила, диоксана, тетрагидрофурана, диметилформамида, диметилсульфоксида или их смеси.

10. Способ по п.1, в котором базовый химический реагент выбран из алкоксисилана, прекурсора оксида металла или их комбинации, имеющей общую формулу M(OR)₄, где M=Si, Al, Ti, In, Sn или Zr, а R представляет собой водород, замещенный или незамещенный алкил.

11. Способ по п.1, в котором композитный раствор дополнительно содержит хелатирующий реагент, где хелатирующий реагент выбран из алкоксисилана, прекурсора оксида металла или их комбинации, имеющей общую формулу M(OR)_xR'_yR''_z (M=Si, Al, In, Sn или Ti, x представляет собой целое число 1, 2 или 3, y представляет собой целое число 0, 1 или 2, z представляет собой целое число 1, 2 или 3, при условии, что сумма x, y и z равна 4), где R содержит водород, замещенный или незамещенный алкил или его производные; R' содержит водород, замещенный или незамещенный алкил или его производные и R'' содержит замещенную или незамещенную алкильную или алкенильную группу, содержащую от 3 до 20 атомов углерода, или

хелатирующий реагент выбирают из алкоксисилана, прекурсора оксида металла или их комбинации, имеющей общую формулу M(OR)_xR'_yR''_z (M=Si, Al, In, Sn или Ti; x представляет собой целое число 1, 2 или 3, y представляет собой целое число 0, 1 или 2, z представляет собой целое число 1, 2 или 3, при условии, что сумма x, y и z равна 4), где R содержит водород, замещенный или незамещенный алкил или их производные; R' содержит водород, замещенный или незамещенный алкил или его производные, и R'' содержит замещенный или незамещенный амин (включая первичный, вторичный и третичный) или тиол.

12. Способ по п.1, в котором связующий реагент выбирают из алкоксисилана, прекурсора оксида металла или из их комбинации, имеющей общую формулу M(OR)_xR'_yR''_z (M=Si, Al, In, Sn или Ti, x представляет собой целое число 1, 2 или 3, y представляет собой целое число 0, 1 или 2, z представляет собой целое число 1, 2 или 3, при условии, что сумма x, y и z равна 4), где R представляет собой водород, замещенный или незамещенный алкил или его производные; R' представляет собой водород, замещенный или незамещенный алкил или его производные и R'' представляет собой замещенную или незамещенную группу эпокси или глицидокси.

13. Способ по п.1, в котором пластификатор выбирают из алкоксисилана, прекурсора оксида металла или из их комбинации, имеющей общую формулу M(OR)_4-xR'_x (M=Si, Al, In, Sn или Ti, х представляет собой целое число 1, 2 или 3), где R представляет собой водород, замещенный или незамещенный алкил или его производные и R' содержит замещенный или незамещенный алкил, замещенный или незамещенный алкенил, замещенный или незамещенный алкинил, незамещенный арил или их производные.

14. Способ по п.1, в котором композитный раствор дополнительно содержит модификатор вязкости, выбранный из алкилсилоксана в форме олигомера/соолигомера, полимера/сополимера или их комбинации, имеющих общую формулу

,

где R и R' могут быть одинаковыми или различными и содержат водород, замещенный или незамещенный алкил или его производные.

15. Способ по п.1, в котором композитный раствор дополнительно содержит функциональную добавку, которая обеспечивает поглощение или блокирование УФ-излучения, антиотражающие, антиабразивные, огнезащитные, проводящие, противомикробные, антибактериальные, противогрибковые или пигментационные свойства.

16. Способ по п.1, в котором гидрофобным химическим реагентом является алкилсилан [CH₃(CH₂)_a]_bSiR_cX_d, где X содержит Cl, Br, I или другие подходящие органические уходящие группы, R содержит замещенный или незамещенный алкил, замещенный или незамещенный алкенил, замещенный или незамещенный алкинил, замещенный или незамещенный арил или их производные, a представляет собой целое число 0, 1, 2, 3, ... до 20, b представляет собой целое число 1, 2 или 3, c представляет собой целое число 0, 1, 2, 3, d представляет собой целое число 1, 2 или 3 при условии, что сумма b, c и d равна 4.

17. Способ по п.1, в котором третий растворитель выбирают из толуола, бензола, ксилола, трихлорэтилена, 1,2-дихлорэтана, дихлорметана, хлороформа, четыреххлористого углерода, тетрахлорэтилена, н-пропилбромида, диэтилового эфира, ацетона, диизопропилового эфира, метил-трет-бутилового эфира, петролейных эфиров и нефтяных углеводородов.

18. Способ по п.16, в котором алкилсилан выбран из хлорсилана, дихлорсилана, трихлорсилана, хлортриметилсилана, дихлордиметилсилана, трихлорметилсилана, хлорфенилсилана, дихлорфенилсилана, трихлорфенилсилана, хлорметилфенилсилана, хлордиметилфенилсилана, дихлорметилфенилсилана, хлордиметилфенэтилсилана, дихлорметилфенэтилсилана, трихлорфенэтилсилана, хлордиметилоктилсилана, дихлорметилоктилсилана, трихлороктилсилана, хлордиметилдодецилсилана, дихлорметилдодецилсилана, трихлрододецилсилана, хлордецилдиметилсилана, дихлордецилметилсилана, трихлордецилсилана, хлордиметилоктадецилсилана, дихлорметилоктадецилсилана, трихлороктадецилсилана, хлордиметилтексилсилана, дихлорметилтексилсилана, трихлортексилсилана, аллилдихлорметилсилана, аллилхлордиметилсилана, аллилтрихлорсилана, (циклогексилметил)хлордиметилсилана, (циклогексилметил)дихлорметилсилана или (циклогексилметил)трихлорсилана.

19. Способ по п.1, в котором гидрофобным химическим реагентом является алкоксиалкилсилан [CH₃(CH₂)_a]_bSiR_c[алкокси]_d, где [алкокси] содержит метокси, этокси, пропокси, изопропокси, бутокси, изобутокси или их комбинацию; R представляет собой замещенный или незамещенный алкил, замещенный или незамещенный алкенил, замещенный или незамещенный алкинил, замещенный или незамещенный арил или их производные, и a представляет собой целое число 0, 1, 2, 3, ... 20, b представляет собой целое число 1, 2 или 3, c представляет собой целое число 0, 1, 2, 3, а d представляет собой целое число 1, 2 или 3, при условии, что сумма b, c и d равна 4.

20. Способ по п.1, в котором третий растворитель выбирают из метанола, этанола, н-пропанола, изопропанола, н-бутанола, изобутанола, ацетона, ацетонитрила, диоксана, тетрагидрофурана, тетрахлорэтилена, диметилформамида, диметилсульфоксида или воды.

21. Способ по п.19, в котором алкоксиалкилсилан выбирают из триметоксиизобутилсилана, триэтоксиизобутилсилана, диметоксидиизобутилсилана, диэтоксидиизобутилсилана, триметоксифенилсилана, триэтоксифенилсилана, диметоксидифенилсилана, диэтоксидифенилсилана, диметоксиметилфенилсилана, диэтоксиметилфенилсилана, метоксидиметилфенилсилана, этоксидиметилфенилсилана, триметокси(гексил)силана, триэтокси(гексил)силана, трипропокси(гексил)силана, триизопропокси(гексил)силана, триметокси(октил)силана, триэтокси(октил)силана, трипропокси(октил)силана, триизопропокси(октил)силана, триметокси(децил)силана, триэтокси(децил)силана, трипропокси(децил)силана, триизопропокси(децил)силана, триметокси(додецил)силана, триэтокси(додецил)силана, трипропокси(додецил)силана или триизопропокси(додецил)силана.

22. Способ по п.19, в котором гидрофобный химический реагент получают путем смешивания и нагревания гидрофобного реагента и третьего растворителя.

23. Способ по п.22, в котором смешивание и нагревание гидрофобного реагента и третьего растворителя происходит в кислой среде с рН, равным или меньшим, чем 1.

24. Способ по п.22, в котором смешивание и нагревание гидрофобного реагента и третьего растворителя происходит при повышенной температуре в диапазоне от 50 до 100°С включительно.

25. Способ по п.22, в котором смешивание и нагревание гидрофобного реагента и третьего растворителя происходит в течение времени в диапазоне от 1 часа до 7 дней включительно.

26. Двухстадийный раствор, не содержащий фтора, для подложки для улучшения стойкости к загрязнению или стойкости к образованию пятен, причем данный двухстадийный раствор содержит:

раствор первой стадии, который содержит

воду,

кислоту,

первый растворитель,

базовый химический реагент,

пластификатор и

связующий агент, и данный композитный раствор используют для покрытия подложки; а также

не содержащий фтора гидрофобный раствор, который содержит

гидрофобный химический реагент и

второй растворитель, где гидрофобный раствор наносят на подложку после раствора первой стадии.

27. Двухстадийный раствор по п.26, где раствор первой стадии содержит 3-8 об.% воды, 20-30 об.% первого растворителя, 40-60 об.% базового химического реагента, 15-20 об.% пластификатора и 5-10 об.% связующего реагента.

28. Двухстадийный раствор по п.26, где раствор первой стадии дополнительно разбавляют третьим растворителем до конечной концентрации от 5 до 60 об.% включительно.

29. Двухстадийный раствор по п.26, где раствор первой стадии перемешивают при повышенной температуре в течение от получаса до 12 часов.

30. Двухстадийный раствор по п.26, где композитный раствор готовят в кислых условиях, где рН равен или меньше 5.

31. Двухстадийный раствор по п.26, где раствор первой стадии готовят при перемешивании при повышенной температуре в диапазоне от 50 до 100°С.

32. Двухстадийный раствор по п.26, где покрытие, образованное при помощи двухстадийного раствора, не изменяет гриф полимера и текстуру подложки перед нанесением покрытия.

33. Двухстадийный раствор по п.26, где степень полимеризации композитного раствора равна или меньше 100.

34. Двухстадийный раствор по п.26, где первый растворитель выбирают из воды, метанола, этанола, н-пропанола, изопропанола, н-бутанола, изобутанола, этиленгликоля, глицерина, ацетона, ацетонитрила, диоксана, тетрагидрофурана, диметилформамида, диметилсульфоксида или из их смеси.

35. Двухстадийный раствор по п.26, где базовый химический реагент выбран из алкоксисилана, прекурсора оксида металла или из их комбинации, имеющей общую формулу M(OR)₄, где M=Si, Al, Ti, In, Sn или Zr, и R представляет собой водород, замещенный или незамещенный алкил.

36. Двухстадийный раствор по п.26, где композитный раствор дополнительно содержит хелатирующий реагент, где хелатирующий реагент выбран из алкоксисилана, прекурсора оксида металла или их комбинации, имеющей общую формулу M(OR)_xR'_yR''_z (M=Si, Al, In, Sn или Ti, x представляет собой целое число 1, 2 или 3, y представляет собой целое число 0, 1 или 2, z представляет собой целое число 1, 2 или 3, при условии, что сумма x, y и z равна 4), где R содержит водород, замещенный или незамещенный алкил или его производные; R' содержит водород, замещенный или незамещенный алкил или его производные и R'' содержит замещенную или незамещенную алкильную или алкенильную группу, содержащую от 3 до 20 атомов углерода, или

хелатирующий реагент выбирают из алкоксисилана, прекурсора оксида металла или их комбинации, имеющей общую формулу M(OR)_xR'_yR''_z (M = Si, Al, In, Sn или Ti; x представляет собой целое число 1, 2 или 3, y представляет собой целое число 0, 1 или 2, z представляет собой целое число 1, 2 или 3 при условии, что сумма x, y и z равна 4), где R содержит водород, замещенный или незамещенный алкил или их производные; R' содержит водород, замещенный или незамещенный алкил или его производные, и R'' содержит замещенный или незамещенный амин (включая первичный, вторичный и третичный) или тиол.

37. Двухстадийный раствор по п.26, где связующий реагент выбирают из алкоксисилана, прекурсора оксида металла или из их комбинации, имеющей общую формулу M(OR)_xR'_yR''_z (M=Si, Al, In, Sn или Ti, x - целое число 1, 2 или 3, y - целое число 0, 1 или 2, z - целое число 1, 2 или 3, при условии, что сумма x, y и z равна 4), где R содержит водород, замещенный или незамещенный алкил или его производные; R' содержит водород, замещенный или незамещенный алкил или его производные и R'' содержит замещенную или незамещенную группу эпокси или глицидокси.

38. Двухстадийный раствор по п.26, где пластификатор выбирают из алкоксисилана, прекурсора оксида металла или из их комбинации, имеющей общую формулу M(OR)_4-xR'_x (M=Si, Al, In, Sn или Ti, х представляет собой целое число 1, 2 или 3), где R содержит водород, замещенный или незамещенный алкил или его производные, а R' содержит замещенный или незамещенный алкил, замещенный или незамещенный алкенил, замещенный или незамещенный алкинил, незамещенный арил или их производные.

39. Двухстадийный раствор по п.26, где гидрофобный химический реагент получают путем смешивания и нагревания гидрофобного реагента и второго растворителя.

40. Двухстадийный раствор по п.26, где смешивание и нагревание гидрофобного реагента и второго растворителя происходит в кислой среде с рН, равным или меньшим, чем 1.

41. Двухстадийный раствор по п.26, в котором смешивание и нагревание гидрофобного реагента и второго растворителя происходит при повышенной температуре в диапазоне от 50 до 100°С включительно.

42. Двухстадийный раствор по п.26, в которых смешивание и нагревание гидрофобного реагента и второго растворителя происходит в течение времени в диапазоне от 1 часа до 7 дней включительно.

43. Двухстадийный раствор по п.26, в котором гидрофобным химическим реагентом является алкилсилан [CH₃(CH₂)_a]_bSiR_cX_d, где X содержит Cl, Br, I или другие подходящие органические уходящие группы, R содержит замещенный или незамещенный алкил, замещенный или незамещенный алкенил, замещенный или незамещенный алкинил, замещенный или незамещенный арил или их производные, a представляет собой целое число 0, 1, 2, 3, ... до 20, b представляет собой целое число 1, 2 или 3, c представляет собой целое число 0, 1, 2, 3, d представляет собой целое число 1, 2 или 3 при условии, что сумма b, c и d равна 4.

44. Двухстадийный раствор по п.43, в котором алкилсилан выбран из хлорсилана, дихлорсилана, трихлорсилана, хлортриметилсилана, дихлордиметилсилана, трихлордиметилсилана трихлорметилсилана, хлорфенилсилана, дихлорфенилсилана, трихлорфенилсилана, хлорметилфенилсилана, хлордиметилфенилсилана, дихлорметилфенилсилана, хлордиметилфенэтилсилана, дихлорметилфенэтилсилана, трихлорфенэтилсилана, хлордиметилоктилсилана, дихлорметилоктилсилана, трихлороктилсилана, хлордиметилдодецилсилана, дихлорметилдодецилсилана, трихлрододецилсилана, хлордецилдиметилсилана, дихлордецилметилсилана, трихлордецилсилана, хлордиметилоктадецилсилана, дихлорметилоктадецилсилана, трихлороктадецилсилана, хлордиметилтексилсилана, дихлорметилтексилсилана, трихлортексилсилана, аллилдихлорметилсилана, аллилхлордиметилсилана, аллилтрихлорсилана, (циклогексилметил)хлордиметилсилана, (циклогексилметил)дихлорметилсилана или (циклогексилметил)трихлорсилана.

45. Двухстадийный раствор по п.26, в котором гидрофобным химическим реагентом является алкоксиалкилсилан [CH₃(CH₂)_a]_bSiR_c[алкокси]_d, где [алкокси] содержит метокси, этокси, пропокси, изопропокси, бутокси, изобутокси или их комбинацию; R содержит замещенный или незамещенный алкил, замещенный или незамещенный алкенил, замещенный или незамещенный алкинил, замещенный или незамещенный арил или их производные, a представляет собой целое число 0, 1, 2, 3, ... 20, b представляет собой целое число 1, 2 или 3, c представляет собой целое число 0, 1, 2, 3, и d представляет собой целое число 1, 2 или 3, при условии, что сумма b, c и d равна 4.

46. Двухстадийный раствор по п.45, в котором алкоксиалкилсилан выбирают из триметоксиизобутилсилана, триэтоксиизобутилсилана, диметоксидиизобутилсилана, диэтоксидиизобутилсилана, триметоксифенилсилана, триэтоксифенилсилана, диметоксидифенилсилана, диэтоксидифенилсилана, диметоксиметилфенилсилана, диэтоксиметилфенилсилана, метоксидиметилфенилсилана, этоксидиметилфенилсилана, триметокси(гексил)силана, триэтокси(гексил)силана, трипропокси(гексил)силана, триизопропокси(гексил)силана, триметокси(октил)силана, триэтокси(октил)силана, трипропокси(октил)силана, триизопропокси(октил)силана, триметокси(децил)силана, триэтокси(децил)силана, трипропокси(децил)силана, триизопропокси(децил)силана, триметокси(додецил)силана, триэтокси(додецил)силана, трипропокси(додецил)силана или триизопропокси(додецил)силана.