涂料組合物，用有機(jī)磺酸根官能團(tuán)將二氧化硅納米顆粒 的表面官能化。
[0054] 有機(jī)磺酸鹽硅烷
[0055] 在本領(lǐng)域中通常已知的包含任何有機(jī)磺酸根官能團(tuán)的表面改性劑可在本發(fā)明的 上下文中使用。如按照本【具體實(shí)施方式】由在官能化二氧化硅納米顆粒領(lǐng)域中的技術(shù)人員 將認(rèn)識(shí)到的，用于本文的包含合適有機(jī)磺酸根官能團(tuán)的表面改性劑包括但不限于例如在WO 2011/084661 A1 或在 TO 2011/002838 A1 中描述的那些。
[0056] 用于本文的包含合適有機(jī)磺酸根官能團(tuán)的表面改性劑優(yōu)選的是有機(jī)磺酸鹽硅烷， 更優(yōu)選的是有機(jī)磺酸鹽烷氧基硅烷。
[0057] 根據(jù)特定方面，本發(fā)明涉及用于預(yù)防和/或去除基底表面水垢和/或肥皂殘?jiān)?方法，其中該方法包括以下步驟：
[0058] a)提供涂料組合物，其包含：
[0059] i.含水連續(xù)液相；
[0060]ii在含水連續(xù)液相中分散的酸化二氧化硅納米顆粒；
[0061]iii.優(yōu)選地為有機(jī)磺酸鹽烷氧基硅烷的有機(jī)磺酸鹽硅烷；
[0062] iv.任選地，親水性聚合物；以及
[0063] b)任選地，允許酸化二氧化硅納米顆粒與有機(jī)磺酸鹽硅烷（化學(xué)）反應(yīng)；
[0064] c)將基底與涂料組合物接觸；
[0065] d)允許干燥涂料組合物，以便提供（燒結(jié)的）二氧化硅納米顆粒涂層到基底上。
[0066] 優(yōu)選地，用于預(yù)防和/或去除基底表面水垢和/或肥皂殘?jiān)姆椒ǖ脑搱?zhí)行中使 用的涂料組合物包含：
[0067] a)含水連續(xù)液相；
[0068] b)在含水連續(xù)液相中分散的酸化二氧化硅納米顆粒；
[0069] c)有機(jī)磺酸鹽硅烷，優(yōu)選地有機(jī)磺酸鹽烷氧基硅烷；
[0070] d)具有優(yōu)選地小于5,更優(yōu)選地小于3,甚至更優(yōu)選地小于2,還更優(yōu)選地小于0的 pKa的酸，其量足以保持優(yōu)選地低于5,優(yōu)選地低于4,更優(yōu)選地低于3的所述涂料組合物的 pH;以及
[0071] e)任選地，親水性聚合物。
[0072] 在更優(yōu)選的方面中，用于預(yù)防和/或去除基底表面水垢和/或肥皂殘?jiān)姆椒ǖ?該執(zhí)行中使用的涂料組合物包含：
[0073] a) 0? 5重量％至99重量％的水；
[0074] b) 0. 1重量％至20重量％，優(yōu)選地1重量％至15重量％，更優(yōu)選地2重量％至10 重量％，甚至更優(yōu)選地3重量％至8重量％，還更優(yōu)選地4重量％至6重量％的二氧化硅納 米顆粒；
[0075] c)0. 1重量％至20重量％，優(yōu)選地0. 1重量％至15重量％，更優(yōu)選地0. 15重量％ 至10重量％，甚至更優(yōu)選地0.20重量％至5重量％，還更優(yōu)選地0.25重量％至1重量％ 的有機(jī)磺酸鹽硅烷；
[0076] d)具有優(yōu)選地小于5,更優(yōu)選地小于3,甚至更優(yōu)選地小于2,還更優(yōu)選地小于0的 pKa的酸，其量足以保持優(yōu)選地低于5,優(yōu)選地低于4,更優(yōu)選地低于3的所述涂料組合物的 pH;以及
[0077] e)任選地，0. 1重量％至20重量％，優(yōu)選地0. 1重量％至15重量％，更優(yōu)選地0. 15 重量％至10重量％，甚至更優(yōu)選地〇.2重量％至5重量％，還更優(yōu)選地0. 25重量％至1重 量％的親水性聚合物。
[0078] 在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語"有機(jī)磺酸鹽硅烷"和"有機(jī)磺酸鹽烷氧基硅烷"分別 意指包含有機(jī)磺酸根官能團(tuán)的硅烷和烷氧基硅烷。
[0079] 用于本發(fā)明的有機(jī)磺酸鹽的例子包括在美國專利4, 152, 165和4, 338, 377中公開 的那些，這兩個(gè)專利的內(nèi)容以引用方式并入本文。
[0080] 在一些方面中，用于本發(fā)明的有機(jī)磺酸鹽硅烷具有以下分子式（I):
[0081 ] [(MO)(Qn)Si (XCH2S03_)3_n]Y2/nr+r (I)
[0082]其中：
[0083] 每個(gè)Q獨(dú)立地選自羥基、包含優(yōu)選地從1個(gè)至4個(gè)碳原子的烷基，和包含優(yōu)選地從 1個(gè)至4個(gè)碳原子的烷氧基；
[0084] M選自氫、堿金屬和具有小于150的平均分子量和大于11的pKa的強(qiáng)有機(jī)堿的有 機(jī)陽離子；
[0085] X為有機(jī)連接基團(tuán)；
[0086] Y選自氫、堿土金屬（例如鎂、媽等）、具有小于200的平均分子量和小于11的pKa 的質(zhì)子化弱堿（例如，4-氨基吡啶、2-甲氧基乙胺、芐胺、2,4_二甲基咪唑、3-[2_乙氧基 (2-乙氧基乙氧基）]丙胺）的有機(jī)陽離子、堿金屬，以及具有小于150平均分子量和大于 11的pKa的強(qiáng)有機(jī)堿的有機(jī)陽離子（例如，+N(CH3)4,+N(CH2CH3)4)，前提條件是當(dāng)Y選自氫、 堿土金屬和所述質(zhì)子化弱堿的有機(jī)陽離子時(shí)，M為氫；
[0087] r等于Y的化合價(jià)；并且
[0088]n為1或2。
[0089] 優(yōu)選地，根據(jù)分子式（I)的有機(jī)磺酸鹽硅烷是烷氧基硅烷化合物，其中Q是包含優(yōu) 選地1至4個(gè)碳原子的烷氧基。更優(yōu)選地，Q選自甲氧基和乙氧基。
[0090] 式（I)的這些化合物中的氧的重量百分比為至少30%，并且優(yōu)選地為至少40%。 最優(yōu)選地其在45%至55%范圍內(nèi)。這些化合物中硅的重量百分比為不大于15%。這些百 分比中的每一個(gè)均基于無水酸形式的化合物的重量。
[0091] 式（I)的有機(jī)連接基團(tuán)X優(yōu)選地選自亞烷基、亞環(huán)烷基、烷基取代的亞環(huán)烷基、羥 基取代的亞烷基、羥基取代的一氧雜亞烷基、具有一氧雜主鏈取代的二價(jià)烴基、具有一硫雜 主鏈取代的二價(jià)烴基、具有一氧-硫雜主鏈取代的二價(jià)烴基、具有二氧-硫雜主鏈取代的二 價(jià)烴基、亞芳基、芳基亞烷基、烷基亞芳基以及取代的烷基亞芳基。最優(yōu)選地，X選自亞烷基、 羥基取代的亞烷基和羥基取代的一氧雜亞烷基。
[0092] 用于本文并且具有分子式（I)的優(yōu)選有機(jī)磺酸鹽硅烷的合適例子包括例如以下：
[0093] (HO) 3Si-CH2CH2CH2-〇-CH2-CH (OH) -CH2S03H+;
[0094] (HO) (Me0) 2Si-CH2CH2CH2-0-CH2-CH(0H)-CH 2S03H+;
[0095] (HO) (Et0) 2Si-CH2CH2CH2-0-CH2-CH(0H)-CH 2S03H+;
[0096] (NaO) (H0)2Si-CH2CH2CH2-0_CH 2-CH(0H)-CH2S(VNa+;
[0097] (NaO) (Me0)2Si-CH2CH2CH2-0_CH 2-CH(0H)-CH2S(VNa+;
[0098] (NaO) (Et0)2Si-CH2CH2CH2-0_CH 2-CH(0H)-CH2S(VNa+;
[0099] (HO) 3Si-CH2CH (OH) -CH2S03H+;
[0100] (HO) 3Si-CH2CH2CH2S03H +;
[0101] (HO) 3Si-C6H4-CH2CH2S0 3H+;
[0102] (H0)2Si-[CH2CH2S0 3H+]2;
[0103] (HO) -Si (CH3) 2-CH2CH2S03H+;
[0104]和
[0105] (HO) 3Si-CH2CH2S03K+〇
[0106] 用于本文并且具有分子式（I)的優(yōu)選有機(jī)磺酸鹽硅烷的更優(yōu)選的例子包括：
[0107] (HO) 3Si-CH2CH2CH2-〇-CH2-CH (OH) -CH2S03H+;
[0108] (HO) (MeO) 2Si-CH2CH2CH2-〇-CH2-CH (OH) -CH2S03H+;
[0109] (HO) (EtO) 2Si-CH2CH2CH2-〇-CH2-CH (OH) -CH2S03H+;
[0110] (NaO) (HO) 2Si-CH2CH2CH2-〇-CH2-CH (OH) -CH2S(VNa+;
[0111] (NaO) (MeO) 2Si-CH2CH2CH2-〇-CH2-CH (OH) -CH2S(VNa+;
[0112] (NaO) (EtO) 2Si-CH2CH2CH2-〇-CH2-CH (OH) -CH2S(VNa+;
[0113] 在一些其它方面中，用于本發(fā)明的有機(jī)磺酸鹽硅烷具有以下分子式（II):
[0114] (R1。)p-Si (R2) q-W-N+ (R3) (R4) -(CH2)m-S03_ (II)
[0115]其中：
[0116] 各個(gè)R1獨(dú)立地為氫、甲基或乙基；
[0117] 各個(gè)R2獨(dú)立地為甲基或乙基；
[0118] 各個(gè)R3和R4獨(dú)立地為飽和或不飽和的、直鏈、支鏈、或環(huán)狀的有機(jī)基團(tuán)，其可任選 地與基團(tuán)W的原子連接在一起形成環(huán)；
[0119] W為有機(jī)連接基團(tuán)；
[0120] p為1至3的整數(shù)；
[0121] m為1至4的整數(shù)；
[0122] q為0或1;并且
[0123] p+q = 3。
[0124] 式（II)的有機(jī)連接基團(tuán)W優(yōu)選地選自飽和或不飽和的、直鏈、支鏈、或環(huán)狀的有機(jī) 基團(tuán)。連接基團(tuán)W優(yōu)選地為亞烷基，其可包括羰基、氨基甲酸酯基團(tuán)、脲基、諸如氧、氮和硫 之類的雜原子以及它們的組合。合適的連接基團(tuán)W的例子包括亞烷基、亞環(huán)烷基、烷基取代 的亞環(huán)烷基、羥基取代的亞烷基、羥基取代的一氧雜亞烷基、具有一氧雜主鏈取代的二價(jià)烴 基、具有一硫雜主鏈取代的二價(jià)烴基、具有一氧-硫雜主鏈取代的二價(jià)烴基