超疏水性防靜電組合物的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)是要求了 2013年1月30日提交的印度臨時(shí)申請(qǐng)序列413/CHE/2013的優(yōu) 先權(quán)權(quán)益的非臨時(shí)申請(qǐng)，茲以引用方式引入該臨時(shí)申請(qǐng)的內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及一種在表面上產(chǎn)生涂層膜的基于納米技術(shù)的超疏水性防靜電組合物， 所述涂層膜在一些實(shí)例中具有99%或更高的透明度，排斥泥土、制動(dòng)粉塵、污垢、泥水等。更 具體地講，本發(fā)明涉及適合用于所有類型的汽車輪轂的未被涂覆或被涂覆的塑料和鋁合金 表面的超疏水性防靜電組合物。本發(fā)明還涉及一種制備所述超疏水性防靜電組合物的工 藝，以及將涂層組合物涂覆在表面上的方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 從車輛的輪胎到引擎罩以及其他零件，任何車輛的美觀是任何汽車用戶的主要需 求和關(guān)注點(diǎn)之一。例如，輪轂光亮且光滑的立面增強(qiáng)了汽車的整體光彩。然而，多種因素會(huì) 使輪轂光亮的光澤變暗，包括制動(dòng)粉塵、道路污垢和泥水等。除此之外，制動(dòng)粉塵不僅使光 澤度變壞，而且長(zhǎng)期接觸粉塵增強(qiáng)了輪轂的腐蝕趨勢(shì)。
[0005] 一般來講，制動(dòng)粉塵是車輛的制動(dòng)塊與轉(zhuǎn)子之間的摩擦所引起的磨損的產(chǎn)物。制 動(dòng)塊通過摩擦將汽車的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成熱能。制動(dòng)鉗中包括兩個(gè)制動(dòng)塊，制動(dòng)塊的摩擦表面面 向轉(zhuǎn)子。當(dāng)通過液壓方式施加制動(dòng)時(shí)，卡鉗將兩個(gè)制動(dòng)塊一起夾緊或擠壓在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子中以 使車輛減速/停止。當(dāng)制動(dòng)塊通過與轉(zhuǎn)子接觸而受熱時(shí)，制動(dòng)塊將少量摩擦材料轉(zhuǎn)移到制 動(dòng)盤，從而使其變成暗灰色。然后制動(dòng)塊和制動(dòng)盤（現(xiàn)在均具有摩擦材料）彼此"粘住"，從 而提供使車輛停止的摩擦力。為了維持汽車的原始外觀，在消費(fèi)應(yīng)用中使用各種各樣的汽 車外觀產(chǎn)品。具體地講，許多輪轂和輪胎清潔劑是可商購(gòu)的以維持污染的輪胎、金屬或塑料 輪轂、輪罩或輪轂罩的外觀。這些輪轂清潔劑通常是酸性配方，PH在2至4之間。需要輪 轂清潔劑的強(qiáng)酸性來有效去除制動(dòng)粉塵、道路泥土和污垢。這些配方通常還使用陰離子表 面活性劑、兩性表面活性劑或非離子表面活性劑來增強(qiáng)輪轂清潔配方的去垢能力。這些配 方的極低PH使它們與許多金屬輪轂的兼容性差，并且大部分這些產(chǎn)品設(shè)計(jì)成在透明清漆 涂層輪轂上使用，所以不會(huì)（極少）發(fā)生酸性腐蝕。必須在15秒至1分鐘內(nèi)從輪胎和輪轂 洗掉或擦掉組合物以防止對(duì)輪轂造成永久損傷，并且同樣便于清潔。
[0006] 自清潔的原理在防制動(dòng)粉塵涂層中發(fā)揮重要作用。為了獲得良好的自清潔防灰塵 表面，表面不僅必須非常疏水，而且必須具有一定程度的粗糙度。結(jié)構(gòu)和疏水性質(zhì)的適當(dāng)結(jié) 合不允許任何類型的粉塵或污染物（包括水），粘附在表面上。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)證實(shí)進(jìn)行了許多嘗試來獲得超疏水性防靜電組合物。Mul I er等人 的美國(guó)專利公開號(hào)7, 083, 828描述了一種用于可除塵的防水涂層的配方，該涂層必須僅在 室溫下涂覆。Brand等人的美國(guó)專利公開號(hào)US 2007/0190308公開了用于汽車輪圈的防刮 蹭自清潔保護(hù)層的配方，但是缺點(diǎn)是這種配方需要兩層來達(dá)到效果，并且必須在高溫（高 達(dá)200°C )固化。Kanagasabapathy等人的美國(guó)專利公開號(hào)2009/0018249公開了一種用于 疏水性自清潔效果的涂層組合物，但是缺點(diǎn)是這種配方必須僅涂覆在蠟面上。Muller等人 的美國(guó)專利公開號(hào)2004/0213904公開了一種用于生產(chǎn)防水的可除塵表面涂層的工藝，該 涂層由疏水性顆粒結(jié)合高揮發(fā)性硅氧烷醇酸改性硅蠟組成。懸浮液涂覆在制品的表面上， 并且揮發(fā)性硅氧烷蒸發(fā)形成淺灰色涂層。這種涂層的缺點(diǎn)是留在處理表面上的朦朧層，并 且不適合用于美容應(yīng)用。
[0008] 此外，有幾篇涉及消除水痕的公開文獻(xiàn)。Russo等人的美國(guó)專利5, 759, 980公開了 一種由硅酮基表面活性劑和聚合物組成的涂層，其中聚合物用作粘結(jié)劑。然而，這種涂層本 質(zhì)上是親水性的，并且可傾向于通過簡(jiǎn)單擦除從表面去除。
[0009] 專利公開號(hào)WO 2008/153687公開了一種由納米二氧化硅和丙酮溶劑組合組成的 超疏水性涂層組合物，用于在金屬、玻璃、陶瓷、玻璃纖維、木質(zhì)和蠟質(zhì)基材的噴漆表面上形 成透明涂層膜。處理過的二氧化硅顆粒層形成165度接觸角和2度滾動(dòng)角。盡管這種組合 物有各種優(yōu)點(diǎn)，但這種組合物的缺點(diǎn)是它抗振動(dòng)的耐久性以及與基材表面的粘結(jié)強(qiáng)度不適 合用于汽車應(yīng)用。
[0010] 因此，需要一種高性價(jià)比的超疏水性防靜電組合物，這種組合物可以成功用于所 有類型的汽車輪轂，以克服當(dāng)前可用的超疏水性涂層組合物的上述提及的問題，從而在不 使用刺激性化學(xué)物質(zhì)的情況下減少粉塵、泥土和污垢在汽車輪轂上的累積。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種超疏水性防靜電防制動(dòng)灰塵組合物，這種組合物使用 溶劑、增粘劑和疏水性無機(jī)納米顆粒作為主要成分。本發(fā)明工藝和產(chǎn)品配方的實(shí)施例基于 荷葉效應(yīng)原理。
[0012] 本發(fā)明的實(shí)施例提供一種組合物/涂層，以及一種用于保護(hù)各種表面以免出現(xiàn)泥 土、制動(dòng)粉塵、污垢、泥水痕跡和腐蝕的工藝。本發(fā)明的實(shí)施例在接受面上形成一種基本透 明的可去除的防涂鴉保護(hù)涂層。涂層膜的實(shí)施例是清晰透明的，并且保持下面的噴漆膜的 美學(xué)作用，這樣克服了與現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的問題。
[0013] 本發(fā)明的實(shí)施例具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，包括以下各項(xiàng)：組合物/涂層不僅用作防制動(dòng)粉 塵涂層，而且用作自清潔涂層，所以它減少了灰塵、其他污染物、泥水等的吸附。組合物是透 明涂層，使得在涂覆于噴漆合金輪轂或輪轂罩上之后，可見表面保持下面的噴漆膜的美學(xué) 作用?？梢栽谑覝叵峦扛餐繉?，并且可以在120分鐘內(nèi)獲得超疏水性。當(dāng)水滴或泥水與涂 覆的組合物接觸時(shí)，在處理表面上不會(huì)留下水痕或斑點(diǎn)，而在無涂層表面上由于礦物質(zhì)沉 積可以看到水痕或斑點(diǎn)，因此減少了清理表面所需的精力。該組合物的實(shí)施例通過噴涂方 式容易涂覆在輪轂包括塑料和金屬合金輪轂、噴漆零件、陶瓷基材、低碳鋼基材等的任何類 型的表面上。
【附圖說明】
[0014] 結(jié)合附圖可以更好地理解前面的概述以及本發(fā)明的以下詳細(xì)描述。為了幫助解釋 本發(fā)明的目的，示出了當(dāng)前優(yōu)選并且被認(rèn)為是說明性的附圖的實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解的 是，本發(fā)明并不局限于其中所示的精確布置和工具。圖中：
[0015] 圖1是涂覆在塑料輪轂罩上的本發(fā)明的配方的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)試的照片；
[0016] 圖2是涂覆在輪轂罩上的市售樣品產(chǎn)品的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)試的照片；
[0017] 圖3是涂覆在經(jīng)過1600英里輪轂使用之后的合金輪轂上的本配方的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè) 試的照片；
[0018] 圖4是涂覆在經(jīng)過1600英里輪轂使用之后的合金輪轂上的市售樣品的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) 測(cè)試的照片；
[0019] 圖5是在部分涂有本發(fā)明的涂層的實(shí)施例和市售樣品的輪轂表面上使用合成制 動(dòng)粉塵進(jìn)行測(cè)試的照片；并且
[0020] 圖6是本發(fā)明的配方以及市售樣品在被涂覆的鋁合金面板上的蜂蜜效應(yīng)的照片。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 在描述并主張保護(hù)本發(fā)明時(shí)，將根據(jù)以下闡述的定義使用以下術(shù)語。除非另有說 明，本文中使用的所有技術(shù)術(shù)語和科技術(shù)語具有與本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 通常理解的意思相同的意思。盡管在實(shí)施或測(cè)試本發(fā)明中可以使用與本文所述的方法和材 料類似或相當(dāng)?shù)娜魏畏椒ê筒牧?，本文描述了?yōu)選的方法和材料。如本文所用，每個(gè)以下術(shù) 語具有與本節(jié)相關(guān)的含義。以下針對(duì)單獨(dú)的工藝參數(shù)、替代物和范圍列出的具體的及優(yōu)選 的值僅用于說明，它們不排除其他的限定值或者落入優(yōu)選限定范圍內(nèi)的其他值。
[0022] 如本文所用的，單數(shù)形式"一種（a) "、"一種（an) "和"所述（the) "包括復(fù)數(shù)參考， 除非上下文另外明確指明。當(dāng)在描述數(shù)值或范圍的端值中使用術(shù)語"約"時(shí)，本公開應(yīng)當(dāng)理 解成包括所提及的具體值和端值兩者。
[0023] 為了以下詳細(xì)描述的目的，應(yīng)當(dāng)理解的是本發(fā)明可以采用多種可替代的變型和步 驟順序，除專門指明相反的意思之外。此外，除在任何操作實(shí)例中之外，或者另外指明，本說 明書中使用的表示例如成分?jǐn)?shù)量的所有數(shù)字應(yīng)當(dāng)理解成在所有情況下由術(shù)語"約"來修飾。 應(yīng)當(dāng)指出的是，除非另外說明，本說明書及所附權(quán)利要求書中給出的所有百分比指的是占 總組合物的重量百分比。
[0024] 因此，在詳細(xì)描述本發(fā)明之前，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明不限于特別示例的系統(tǒng)或工 藝參數(shù)，這些系統(tǒng)或工藝參數(shù)當(dāng)然可以變化。還應(yīng)當(dāng)理解的是，本文中使用的術(shù)語僅僅是為 了描述本發(fā)明的特定實(shí)施例，并且并非旨在以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
[0025] 定義
[0026] 如本文所用的，術(shù)語"接觸角"或"靜態(tài)接觸角"指的是去離子水的靜態(tài)液滴與液 滴所處的平坦水平面之間的角度。正如本領(lǐng)域所熟知的，接觸角用作表面的潤(rùn)濕行為的度 量。如果液體完全散布在表面上并且形成膜，則接觸角為零度（0° )。隨著接觸角增大，潤(rùn) 濕抗性增大，接觸角增大至理論