[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2579066C1 - Состав для получения гидрофобного покрытия - Google Patents

Состав для получения гидрофобного покрытия Download PDF

Info

Publication number
RU2579066C1
RU2579066C1 RU2014146441/03A RU2014146441A RU2579066C1 RU 2579066 C1 RU2579066 C1 RU 2579066C1 RU 2014146441/03 A RU2014146441/03 A RU 2014146441/03A RU 2014146441 A RU2014146441 A RU 2014146441A RU 2579066 C1 RU2579066 C1 RU 2579066C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
composition
coating
group
tetrahydrodecyl
heptadecafluoro
Prior art date
Application number
RU2014146441/03A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Леонидович Плеханов
Петр Петрович Паринов
Тарас Иосифович Вильховый
Алексей Владимирович Шатханов
Александр Вячеславович Козлович
Виктор Викторович Бойко
Original Assignee
Владимир Леонидович Плеханов
Петр Петрович Паринов
Тарас Иосифович Вильховый
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Леонидович Плеханов, Петр Петрович Паринов, Тарас Иосифович Вильховый filed Critical Владимир Леонидович Плеханов
Priority to RU2014146441/03A priority Critical patent/RU2579066C1/ru
Priority to PCT/RU2015/000802 priority patent/WO2016080867A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2579066C1 publication Critical patent/RU2579066C1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04Polysiloxanes
    • C09D183/08Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen, and oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/22Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
    • C08G77/24Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen halogen-containing groups

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к составам для получения гидрофобного покрытия. Технический результат - высокие значения углов смачивания, высокая скорость формирования гидрофобного покрытия, отсутствие термической стабилизации покрытия после обработки субстрата составом, долговременная водостойкость. Состав для получения гидрофобного покрытия, содержащий первую композицию и вторую композицию, в котором первая композиция содержит фторуглеродный силан в количестве от 0,1 до 10% от массы первой композиции; растворитель, выбранный из группы, включающей алифатические простые эфиры, алифатические кетоны и алифатические спирты - остальное, а вторая композиция содержит минеральную кислоту в количестве от 1 до 10% от массы второй композиции; деионизованную воду в количестве от 5 до 25% от массы второй композиции; растворитель, выбранный из группы, включающей алифатические простые эфиры, алифатические кетоны, алифатические спирты - остальное. Покрытие получают путем смешения указанных выше композиций и нанесения смеси на поверхность изделия или последовательного нанесения указанных выше композиций на поверхности изделия. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к составам для получения покрытий на поверхностях различных конструкционных и бытовых материалов для придания защитных и декоративных свойств в течение длительного периода времени. Покрытия, полученные с помощью описанного в настоящем изобретении состава, характеризуются высокой степенью гидрофобности, а также длительным сроком истирания в условиях высокой влажности, механического воздействия, эрозии, загрязнений и т.п. В частности, в рамках настоящего изобретения предложен двухкомпонентный состав с увеличенным сроком хранения, на основе изолированных друг от друга композиций K1 и K2, которые при смешивании перед непосредственным нанесением на поверхность субстрата образуют на его поверхности гидрофобное покрытие, обладающее, по меньшей мере, аналогичными, а возможно, и более предпочтительными характеристиками, чем покрытия, известные к настоящему времени.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к двухкомпонентным составам на основе кремнийорганических соединений, в частности фторуглеродных силанов, также известных как фторсиланы. В настоящий момент создание защитных гидрофобных покрытий, т.е. покрытий, характеризующихся величинами контактных углов капли воды выше 90°, является весьма перспективным направлением в области получения водоотталкивающих покрытий различного назначения. Состав и получаемое покрытие предназначено главным образом для стекол транспортных средств, кирпичных и бетонных сооружений, металлических и полимерных изделий. Отличительной чертой настоящего покрытия является высокая скорость формирования на поверхности субстрата, длительный срок сохранения эффекта гидрофобности в условиях постоянной влажности, загрязнения, эрозии и механическом воздействии на поверхность.
Известно, что покрытия на основе перфторсодержащих полиэфиров (например, ЕР 0337313; ЕР 0215492) обладают высокой гидрофобностью, химической устойчивостью, устойчивостью к загрязнениям. Однако при этом известно, что такие покрытия не обладают достаточно высокой прочностью и стойкостью к механическому воздействию, требуют присутствия в составе композиции перфторированных поверхностно-активных веществ и чувствительны к времени экспозиции состава на поверхности субстрата.
Известно, что для улучшения водоотталкивающих свойств покрытий, т.е. для получения эффекта гидрофобности, предлагается создание наноструктурированных поверхностей, которые затем покрываются фторсодержащим гидрофобизирующим составом (см., например, US 5,324,556; US 5,599,489). Наноструктурирование поверхности осуществляется различными способами, например обработкой плазмой (US 5,679,460) или химическим протравливанием поверхности (US 7,150,904, US 7,258,731). Такой метод пригоден для обработки стекла, керамики, металлов, полимеров и смол. Известно покрытие, полученное нанесением суспензии фторированных углеводородов и неорганических компонентов с различными добавками (US 2006081394). Обработанная поверхность обладает супергидрофобным эффектом с контактным углом капли воды более 160°. При этом для создания наноразмерных шероховатостей, определяющих появление эффекта супергидрофобности, необходима предварительная обработка поверхности плазмой. Это является существенным недостатком процесса.
Наиболее близким по составу является состав, обеспечивающий получение химически связанных с поверхностью и обладающих соответственно улучшенными свойствами, функциональные органосиланы с фторсодержащими углеводородными заместителями (ЕР 0947554, US 6,506,496, US 6,673,521, US 6,737,105 RU 2149151; US 7,425,279). С использованием таких соединений при создании покрытий достигается контактный угол капли воды в интервале 90-104° уже при малой, порядка 100 ангстрем, толщине защитного слоя. Однако после обработки поверхности гидрофобизирующим составом в некоторых случаях требуется длительная выдержка при температурах в диапазоне 90-100°C, что является существенным недостатком процесса. В более поздних патентах описаны многоцелевые фторированные покрытия на основе перфторполиэфир-модифицированных силанов с гидролизуемыми группами, в основном алкоксильными (US 6,200,684, US 6,528,672, US 7,196,212; US 7,413,807). При этом при толщине пленки от 0,1 до 10 нм контактный угол покрытия составляет 114-117°.
До настоящего времени использование вышеуказанных изобретений на основе фторуглеродных силанов, имеющих заместители у атома кремния, выбранные из группы -ОСН3, -ОС2Н5, -ОС3Н7 и -ОС4Н9, -Cl, затруднено по причине относительно невысоких прочности и стойкости к механическому воздействию, а также необходимости длительной экспозиции состава на поверхности субстрата.
Необходимость длительного времени экспозиции вытекает из необходимости проведения предварительного гидролиза эфирных групп -OR для образования групп -OH с их последующей конденсацией с аналогичными группами на поверхности субстрата или с группами фторуглеродного силана для образования связей -Si-O-C- или -Si-O-Si-.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является разработка нового двухкомпонентного, недорогого защитного состава, характеризующегося продолжительным сроком хранения и образованием фторсодержащего кремнийорганического гидрофобного покрытия на поверхности изделия при малом времени экспозиции состава на поверхности субстрата, обладающего длительным сроком действия эффекта гидрофобности в условиях постоянной влажности, загрязнений, механических воздействий и резкой смены температуры воздуха.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложен сбалансированный двухкомпонентный состав для получения гидрофобного покрытия, содержащий первую композицию K1 и вторую композицию K2, в котором композиция K1 содержит
(а) фторуглеродный силан общей формулы (I) в количестве от 0,1 до 10% от массы первой композиции:
Figure 00000001
где
каждый из R1, R2, R3 независимо представляет собой один из заместителей, выбранных из группы C1-4алкил, C1-4алкокси и Cl;
m представляет собой целое число от 1 до 5;
n представляет собой целое число от 3 до 10; и
(б) растворитель, выбранный из группы, включающей алифатические простые эфиры, алифатические кетоны и алифатические спирты - остальное, и
композиция K2 содержит
(в) минеральную кислоту в количестве от 1 до 10% от массы второй композиции;
(д) деионизованную воду в количестве от 5 до 25% от массы второй композиции;
(г) растворитель, выбранный из группы, включающей алифатические простые эфиры, алифатические кетоны, алифатические спирты - остальное.
Авторами настоящего изобретения было обнаружено, что при использовании фторуглеродного силана общей формулы (I) в количестве от 0,1 до 10% по массе от массы композиции K1 растворенного в подходящем растворителе в результате взаимодействия с раствором минеральной кислоты в указанном органическом растворителе, содержащемся в композиции K2, происходит быстрая реакция полимеризации с образованием на поверхности устойчивого и механически прочного гидрофобного покрытия. В частности, в результате данного взаимодействия на поверхности субстрата образуются некоторые характерные химические группы, продемонстрированные на Фиг. 1, включающие свободные, отдельно стоящие OH-группы (силанольная (связанная) вода), силанольные группы, связанные с водой за счет водородных связей (физически связанная вода), силоксановые группы (дегидрированные оксиды); близнецовые (геминальные) группы-OH, связанные с одним атомом кремния; реакционно-способные вицинальные группы-OH, преобладающие в тонкопористых кремнеземах, соседние, близко расположенные OH-группы, связанные между собой водородной связью. Указанные группы характерны для гидрофобного покрытия согласно настоящему изобретению.
Согласно одному варианту реализации минеральную кислоту выбирают из группы, включающей соляную кислоту, серную кислоту, дисерную кислоту, сернистую кислоту, олеум, фосфорную кислоту, азотную кислоту. Согласно наиболее предпочтительным вариантам реализации минеральная кислота представляет собой соляную, серную или фосфорную кислоту.
Соединения формулы (I) предпочтительно представляют собой коммерчески доступные фторуглеродные силаны, в частности такие как гептадекафтор-1,1,2,2-тетрагидродецил)диметилхлорсилан, (гептадекафтор-1,1,2,2-тетрагидродецил)метилдихлорсилан, (гептадекафтор-1,1,2,2-тетрагидродецил)трихлорсилан, (гептадекафтор-1,1,2,2-тетрагидродецил)триэтоксисилан и гептадекафтор-1,1,2,2-тетрагидродецил)триметоксисилан, (тридекафтор-1,1,2,2-тетрагидрооктил)триметоксисилан, (тридекафтор-1,1,2,2-тетрагидрооктил)триэтоксисилан, (тридекафтор-1,1,2,2-тетрагидрооктил)диметилхлорсилан, (тридекафтор-1,1,2,2-тетрагидрооктил)трихлорсилан, (нонафлуоро-1,1,2,2-тетрагидрогексил)дихлорсилан, (нонафлуоро-1,1,2,2-тетрагидрогексил)диметоксилан, (пентадекафлуро-1,1,2,2,3,3-гексагидродецил)трихлорсилан.
Наиболее предпочтительными органосиланами формулы (I) являются вышеуказанные (гептадекафтор-1,1,2,2-тетрагидродецил)триалкоксисиланы. В случае с предпочтительными метокси- и этоксисисиланами на поверхности образуется гидрофобная группа, предающая гидрофобные свойства поверхности, а в качестве побочного продукта - одноосновный спирт, не обладающий нежелательными коррозийными свойствами и удаляемый в естественных условиях, благодаря высокой летучести. Длина линкера, связывающего гидрофобную группу с атомом кремния в структуре фторорганосиланов формулы I, определяемая значением m, предпочтительно соответствует длине связи от 1 до 5 алкенильных заместителей и придает относительно невысокую подвижность гидрофобной группе относительно поверхности субстрата. Длина цепи гидрофобной группы определяется значением n. Удовлетворительные гидрофобные свойства, как правило, достигаются при значении n от 3 до 10. В вышеуказанной формуле (I) термин «C1-4алкил» означает линейный или разветвленный алкильный заместитель, содержащий от 1 до 4 атомов углерода и соответствующее число атомов водорода до полного насыщения, в частности -CH3, -C2H5, -C3H7 и -C4H9. Термин «C1-4алкокси» аналогично включает заместитель, выбранный из группы, включающей -ОСН3, -ОС2Н5, -ОС3Н7 и -ОС4Н9.
Согласно одному варианту реализации содержание фторуглеродного силана составляет от 0,1 до 10%, более предпочтительно от 0,1 до 5% и наиболее предпочтительно от 0,1 до 1% по массе от массы композиции K1. Обнаружено, что при концентрации в рамках указанного диапазона количество фторуглеродного силана общей формулы (I) является достаточным для образования сбалансированного состава, обеспечивающего получение наноразмерной пленки полимерного соединения на поверхности изделия, на которое наносят покрытие.
Согласно одному варианту реализации массовое соотношение композиций K1 к K2 в двухкомпонентном составе составляет от 1:1 до 1:10, более предпочтительно от 1:1 до 1:5 и наиболее предпочтительно примерно от 1:1. Было обнаружено, что данные соотношения являются достаточными для полного прохождения реакции на поверхности изделия с образованием покрытия, обладающего удовлетворительными оптическими свойствами (прозрачностью), наряду с указанными гидрофобными и механическими свойствами. При этом срок хранения указанного двухкомпонентного состава существенно превышает срок хранения однокомпонентных составов, содержащих вышеуказанные фторсиланы, благодаря наличию двух взаимоизолированных композиций, реагирующих друг с другом только при смешении перед непосредственным нанесением на субстрат.
Согласно еще одному варианту реализации растворители в композициях K1 и K2 выбраны из группы, включающей алифатические простые эфиры, алифатические кетоны и алифатические спирты. В частности, в качестве простых эфиров могут быть использованы простые симметричные и несимметричные эфиры общей формулы (C1-C4)2O, такие как диметиловый эфир, диэтиловый эфир, диизопропиловый эфир, метилэтиловый эфир, метилизопропиловый эфир, этилпропиловый эфир и т.д. В качестве алифатических кетонов могут быть использованы симметричные или несимметричные кетоны общей формулы (C1-C4)2C=O, например такие как ацентон, метилэтил кетон, метилэтилкетон, метилипропил кетон, этилпропилкетон и т.д. В качестве алифатических спиртов предпочтительно использовать одноосновные спирты общей формулы (C1-4)OH, такие как метанол, этанол, пропанол, изопропанол, бутанол, изобутанолы и т.д. С точки зрения полярных свойств и полноты растворения вышеуказанных фторсиланов, наиболее предпочтительным растворителем является изопропиловый спирт.
Согласно второму аспекту предложено покрытие, полученное путем нанесения вышеописанного состава на поверхность изделия или последовательного нанесения композиций K1 и K2 на поверхности изделия. В частности, предложено покрытие, полученное путем смешения композиции K1 с композицией K2 и нанесения смеси на поверхность изделия, причем композиция K1 содержит
(а) фторуглеродный силан общей формулы (I) в количестве от 0,1 до 10% от массы первой композиции:
Figure 00000002
где
каждый из R1, R2, R3 независимо представляет собой один из заместителей, выбранных из группы C1-4алкил, C1-4алкокси и Cl;
m представляет собой целое число от 1 до 5;
n представляет собой целое число от 3 до 10; и
(б) растворитель, выбранный из группы, включающей алифатические простые эфиры, алифатические кетоны и алифатические спирты - остальное, и
композиция K2 содержит
(в) минеральную кислоту в количестве от 1 до 10% от массы второй композиции;
(д) деионизованную воду в количестве от 5 до 25% от массы второй композиции;
(г) растворитель, выбранный из группы, включающей алифатические простые эфиры, алифатические кетоны, алифатические спирты - остальное.
Согласно одному варианту реализации изделие представляет собой кирпичные и бетонные сооружения, стекло, металлическое изделие, изделие из пластмассы, изделие мебельной, текстильной или упаковочной промышленности. В наиболее предпочтительном варианте изделие представляет собой стекло, в частности стекло транспортного средства.
Согласно еще одному варианту реализации угол смачивания воды на указанном гидрофобном покрытии составляет по меньшей мере 95°, в частности от 95 до 150°. Под краевым углом смачивания понимают угол, образуемый между касательной, проведенной к поверхности смачивающей жидкости, и смачиваемой поверхностью субстрата, при этом указанный угол всегда отсчитывается от касательной в сторону водной фазы. Термин «краевой угол смачивания воды» в рамках настоящего изобретения также используют наряду с взаимозаменяемыми терминами «угол контакта», «контактный угол капли воды» и т.п. При этом покрытие считается «гидрофобным» или «водоотталкивающим» в том случае, когда вышеуказанный угол имеет значение выше 90°.
Согласно еще одному варианту реализации указанное покрытие имеет высокую степень сопротивления механическому износу, которая характеризуется истиранием покрытия в диапазоне от 1000 до 1500 циклов при наложении определенного заданного усилия. При этом покрытие считается протертым тогда, когда угол контакта субстрата с покрытием равен углу контакта на не обработанной покрытием поверхности субстрата.
Согласно еще одному варианту реализации покрытие имеет толщину от 1 нм до 100 мкм, более предпочтительно от 1 нм до 10 мкм, наиболее предпочтительно от 100 нм до 1 мкм. Указанная толщина покрытия является достаточной для обеспечения удовлетворительных гидрофобных и механических свойств в течение длительного времени (1-2 года) при воздействии окружающей среды (эрозия, дождь, загрязненения, механическое воздействие и т.д.)
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 Схематическое изображение химических групп, образующихся на поверхности при нанесении состава согласно настоящему изобретению.
Фиг. 2 График зависимости углов контакта (краевых углов смачивания) покрытия, полученного с помощью состава согласно настоящему изобретению от количества циклов истираемости покрытия.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже приведены результаты серии экспериментов, демонстрирующих эффективность состава для получения покрытия в соответствии с настоящим изобретением, а также результаты исследования гидрофобных свойств покрытия согласно настоящему изобретению.
Получение составов для покрытий
Состав для гидрофобного покрытия может быть получен в два этапа. На первом этапе к походящему растворителю добавляют фторуглеродный силан формулы (I). Смесь оставляют на 1 час при непрерывном перемешивании. В результате получают композицию K1. На втором этапе к подходящему растворителю добавляют водный раствор минеральной кислоты. После чего смесь тщательно перемешивают. Таким образом получают композицию K2. Композиции K1 и K2 хранят отдельно и смешивают перед непосредственным применением. Полученное покрытие может быть нанесено любым известным специалисту в данной области техники способом, включая осаждение из раствора или распыление раствора по поверхности. При этом указанный фторуглеродный силан является коммерчески доступным либо может быть синтезирован по аналогии со способом, раскрытым в патенте РФ 2344139, полностью включенным в настоящее описание.
В рамках вышеописанной методики было получено несколько составов, содержащих различные соотношения компонентов. В качестве иллюстрации далее приведены результаты серии исследований свойств покрытия, полученные с помощью состава А согласно настоящему изобретению. Состав А был получен по вышеописанной методике и композиции K1 и K2 в соотношение 1:1, имеющие следующий состав:
Figure 00000003
Figure 00000004
Вышеуказанный состав испытывали на образцах стекла для получения данных, характеризующих водоотталкивающую способность (т.е. гидрофобность) и ее изменение при механическом воздействии на поверхность субстрата. Полученные результаты для состава А сравнивали с данными, полученными для четырех других коммерчески доступных составов (Сравнительные примеры 1-4). В качестве субстрата для нанесения покрытий использовали одинаковые стеклянные пластины размером около 100×100 мм.
Для каждой пластины был измерен угол контакта до и после нанесения покрытия. Была рассчитана разница данных результатов и процентное изменение угла контакта. Таким образом, определяли водоотталкивающую способность стекла для разных покрытий. При измерении угла контакта для каждой пластины было получено пять результатов измерений, и на их основании рассчитано среднее значение. Таким образом, все представленные в данном документе величины углов контакта являются средними значениями пяти измерений. Измерение углов контакта проводили с помощью тензиометра по стандартным методикам. В Таблице 1 представлена гидрофобность покрытий, выраженная в краевых углах смачивания воды, по сравнению с необработанной покрытием стеклянной пластиной.
Figure 00000005
На не обработанных покрытием стеклянных пластинах угол контакта составлял от 25,34° до 31,38°. Наибольший угол контакта 114,02° был достигнут с помощью покрытия согласно настоящему изобретению, при этом угол контакта увеличился больше всего также и в процентном отношении на 350%.
После вышеописанного измерения угла контакта проводили исследование влияния механического износа на гидрофобность покрытия. В данном испытании использовали ранее полученные вышеописанные стеклянные пластины. Эффект механического износа определяли с помощью щеточного моющего оборудования. Тестовые пластины фиксировали под рамой машины и на покрытие устанавливали щетку, совершающую стандартные возвратно-поступательные движения по поверхности покрытия. Масса щетки составляла 459,82 г. Одно возвратно-поступательное движение соответствовало одному циклу. Угол контакта для каждой пластины измеряли по завершении 100 циклов, при этом, если угол контакта был выше краевого угла смачивания без покрытия, истирание продолжали. Щетку смачивали после каждых 100 циклов для исследования стойкости покрытия к воде. Вышеописанную процедуру повторяли до тех пор, пока покрытие не протиралось, при этом покрытие считали протертым тогда, когда угол контакта пластины с покрытием был равен углу контакта на не обработанной покрытием стеклянной пластине, т.е. около 25-31°. Считается, что граница гидрофобности и гидрофильности составляет 90°, поэтому особое внимание уделяли количеству циклов, при котором угол контакта составлял менее 90°.
Результаты теста на истирание представлены в Таблице 2.
Figure 00000006
На Фиг. 2 представлен график, отражающий динамику изменения угла контакта в зависимости от количества циклов на истирание. Указанные зависимости основаны на данных из Табл. 2. Из анализа представленных данных можно заключить, что состав А согласно настоящему изобретению обеспечивал покрытие с наибольшим первоначальным краевым углом смачивания, а также сохранял наивысшие значения в течение первых 400-500 циклов среди всех испытанных покрытий, при этом покрытие полностью истиралось при прохождении около 1500 циклов. Кроме того, краевой угол смачивания настоящего покрытия превышал значение 90° в течение первых 150-180 циклов, в то время как покрытия согласно Сравнительным примерам 1-4 при данном количестве циклов уже теряли гидрофобные свойства.
Вышеуказанные данные демонстрируют, что состав согласно настоящему изобретению обеспечивает покрытие, гидрофобные свойства которого являются улучшенными по сравнению с рядом известных и коммерчески доступных покрытий из уровня техники, при этом гидрофобный эффект покрытия является более продолжительным.
Специалисту в данной области техники будет очевидно, что некоторые варианты реализации настоящего изобретения могут быть незначительно изменены без изменения сущности настоящего изобретения. Некоторые из таких вариантов реализации изобретения включены в нижеследующую формулу изобретения.

Claims (14)

1. Состав для получения гидрофобного покрытия, содержащий первую композицию K1 и вторую композицию K2, в котором
композиция K1 содержит
(а) фторуглеродный силан общей формулы (I) в количестве от 0,1 до 10% от массы первой композиции:
Figure 00000007

где
каждый из R1, R2, R3 независимо представляет собой один из заместителей, выбранных из группы C1-4алкил, C1-4алкокси и Cl;
m представляет собой целое число от 1 до 5;
n представляет собой целое число от 3 до 10; и
(б) растворитель, выбранный из группы, включающей алифатические простые эфиры, алифатические кетоны и алифатические спирты - остальное, и
композиция K2 содержит
(в) минеральную кислоту в количестве от 1 до 10% от массы второй композиции;
(г) деионизованную воду в количестве от 5 до 25% от массы второй композиции;
(д) растворитель, выбранный из группы, включающей алифатические простые эфиры, алифатические кетоны, алифатические спирты - остальное.
2. Состав по п. 1, отличающееся тем, что каждый из R1, R2, R3 представляют собой этил.
3. Состав по п. 1, отличающийся тем, что соединение формулы (I) представляет собой соединение, выбранное из группы, включающей
(гептадекафтор-1,1,2,2-тетрагидродецил)диметилхлорсилан,
(гептадекафтор-1,1,2,2-тетрагидродецил)метилдихлорсилан,
(гептадекафтор-1,1,2,2-тетрагидродецил)трихлорсилан,
(гептадекафтор-1,1,2,2-тетрагидродецил)триэтоксисилан,
гептадекафтор-1,1,2,2-тетрагидродецил)триметоксисилан,
(тридекафтор-1,1,2,2-тетрагидрооктил)триметоксисилан,
(тридекафтор-1,1,2,2-тетрагидрооктил)триэтоксисилан,
(тридекафтор-1,1,2,2-тетрагидрооктил)диметилхлорсилан,
(тридекафтор-1,1,2,2-тетрагидрооктил)трихлорсилан,
(нонафлуоро-1,1,2,2-тетрагидрогексил)дихлорсилан,
(нонафлуоро-1,1,2,2-тетрагидрогексил)диметоксилан, и
(пентадекафлуро-1,1,2,2,3,3-гексагидродецил)трихлорсилан.
4. Состав по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что соединение формулы (I) представляет собой (гептадекафтор-1,1,2,2-тетрагидродецил)триэтоксисилан.
5. Состав по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что массовое соотношение композиций K1 к K2 составляет от 1:1 до 1:10.
6. Состав по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что указанный фторуглеродный силан присутствует в количестве от 0,1 до 1% от массы композиции K1.
7. Состав по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что растворитель в указанных композициях K1 и K2 представляет собой изопропиловый спирт.
8. Состав по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что минеральная кислота выбрана из группы, включающей соляную кислоту, серную кислоту, дисерную кислоту, сернистую кислоту, олеум, фосфорную кислоту, азотную кислоту.
9. Покрытие, полученное путем смешения композиции K1 с композицией K2 и нанесения смеси на поверхность изделия или последовательного нанесения композиций K1 и K2 на поверхности изделия, причем композиция K1 содержит
(а) фторуглеродный силан общей формулы (I) в количестве от 0,1 до 10% от массы первой композиции:
Figure 00000008

где
каждый из R1, R2, R3 независимо представляет собой один из заместителей, выбранных из группы C1-4алкил, C1-4алкокси и Cl;
m представляет собой целое число от 1 до 5;
n представляет собой целое число от 3 до 10; и
(б) растворитель, выбранный из группы, включающей алифатические простые эфиры, алифатические кетоны и алифатические спирты - остальное, и
композиция K2 содержит
(в) минеральную кислоту в количестве от 1 до 10% от массы второй композиции;
(г) деионизованную воду в количестве от 5 до 25% от массы второй композиции;
(д) растворитель, выбранный из группы, включающей алифатические простые эфиры, алифатические кетоны, алифатические спирты - остальное
10. Покрытие по п. 9, отличающееся тем, что изделием является сооружение из кирпича или бетона, стекло, металлическое изделие, изделие из пластмассы, изделие мебельной, текстильной или упаковочной промышленности.
11. Покрытие по п. 9, характеризующееся тем, что контактный угол капли воды на указанном покрытии составляет от 105 до 150°.
12. Покрытие по п. 9, отличающееся тем, что указанное покрытие имеет толщину от 1 нм до 1 мкм.
13. Покрытие по любому из пп. 9-12, отличающееся тем, что минеральная кислота выбрана из группы, включающей соляную кислоту, серную кислоту, дисерную кислоту, сернистую кислоту, олеум, фосфорную кислоту, азотную кислоту.
14. Покрытие по любому из пп. 9-12, отличающееся тем, что соединение формулы (I) представляет собой соединение, выбранное из группы, включающей
(гептадекафтор-1,1,2,2-тетрагидродецил)диметилхлорсилан,
(гептадекафтор-1,1,2,2-тетрагидродецил)метилдихлорсилан,
(гептадекафтор-1,1,2,2-тетрагидродецил)трихлорсилан,
(гептадекафтор-1,1,2,2-тетрагидродецил)триэтоксисилан,
гептадекафтор-1,1,2,2-тетрагидродецил)триметоксисилан,
(тридекафтор-1,1,2,2-тетрагидрооктил)триметоксисилан,
(тридекафтор-1,1,2,2-тетрагидрооктил)триэтоксисилан,
(тридекафтор-1,1,2,2-тетрагидрооктил)диметилхлорсилан,
(тридекафтор-1,1,2,2-тетрагидрооктил)трихлорсилан,
(нонафлуоро-1,1,2,2-тетрагидрогексил)дихлорсилан,
(нонафлуоро-1,1,2,2-тетрагидрогексил)диметоксилан, и
(пентадекафлуро-1,1,2,2,3,3-гексагидродецил)трихлорсилан.
RU2014146441/03A 2014-11-19 2014-11-19 Состав для получения гидрофобного покрытия RU2579066C1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014146441/03A RU2579066C1 (ru) 2014-11-19 2014-11-19 Состав для получения гидрофобного покрытия
PCT/RU2015/000802 WO2016080867A1 (en) 2014-11-19 2015-11-19 Coating system for preparing a hydrophobic coating

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014146441/03A RU2579066C1 (ru) 2014-11-19 2014-11-19 Состав для получения гидрофобного покрытия

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2579066C1 true RU2579066C1 (ru) 2016-03-27

Family

ID=55310878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014146441/03A RU2579066C1 (ru) 2014-11-19 2014-11-19 Состав для получения гидрофобного покрытия

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2579066C1 (ru)
WO (1) WO2016080867A1 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114456625B (zh) * 2021-12-31 2022-09-13 广东省科学院化工研究所 一种疏水型耐候抗菌防霉的硅基涂料及其制备方法与应用
CN116283362B (zh) * 2023-02-09 2024-02-23 萍乡市锦宏瓷业有限公司 疏水性瓷质绝缘子及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0497189A3 (en) * 1991-01-23 1992-11-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Water- and oil-repelling absorbed film and method of manufacturing the same
RU2149151C1 (ru) * 1998-12-04 2000-05-20 Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН Гидро- и олеофобное средство для защиты строительных материалов от вредного воздействия окружающей среды
US7413807B2 (en) * 2006-04-14 2008-08-19 3M Innovative Properties Company Fluoroalkyl silicone composition
RU2357003C2 (ru) * 2003-02-25 2009-05-27 Шеметалл Гмбх Способ нанесения покрытий на металлические поверхности смесью, содержащей по крайней мере два силана
RU2400510C1 (ru) * 2009-04-21 2010-09-27 Учреждение Российской академии наук Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ РАН) Состав для получения супергидрофобного покрытия

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1201470B (it) 1985-09-24 1989-02-02 Montefluos Spa Impiego di derivati dei perfluoropolieteri per la protezione dei materiali lapidei dagli agenti atmosferici
IT1216565B (it) 1988-04-08 1990-03-08 Ausimont Spa Impiego di perfluoropolieteri in forma di microemulsione acquosa per la protezione di materiali lapidei dagli agenti atmosferici.
JPH06506713A (ja) 1991-04-15 1994-07-28 レイクスユニベルシテイト・グロニンゲン フッ素含有プラスチックの改変方法、そのプラスチックを含有する改変したプラスチックおよびバイオマテリアル
US5324556A (en) 1992-05-08 1994-06-28 Showa Highpolymer Co., Ltd. Polyester blow-molded articles
KR940018419A (ko) 1993-01-18 1994-08-18 이마무라 가즈수케 발수성을 향상시킨 불소 함유 고분자 성형체 및 이로 부터 제조된 세정용 지그
FR2718143B1 (fr) 1994-03-29 1996-11-29 Saint Gobain Vitrage Composition pour un revêtement non mouillable.
EP0947554B1 (en) 1996-11-28 2004-05-06 Daikin Industries, Ltd. Aqueous dispersion and waterproofing material
JP3601580B2 (ja) 1999-05-20 2004-12-15 信越化学工業株式会社 パーフルオロポリエーテル変性アミノシラン及び表面処理剤並びに該アミノシランの被膜が形成された物品
JP4062392B2 (ja) * 2000-08-04 2008-03-19 信越化学工業株式会社 コーティング組成物用シリコーン樹脂、その製造方法、コーティング組成物及びこの硬化被膜を有する物品
JP3702944B2 (ja) 2000-10-16 2005-10-05 信越化学工業株式会社 パーフルオロポリエーテル変性アミノシラン及び表面処理剤並びに該アミノシランの硬化皮膜が形成された物品
US6673521B2 (en) 2000-12-12 2004-01-06 Lnternational Business Machines Corporation Supercritical fluid(SCF) silylation process
US6737105B2 (en) 2001-07-27 2004-05-18 Vtec Technologies, Inc. Multilayered hydrophobic coating and method of manufacturing the same
JP2003160361A (ja) * 2001-09-14 2003-06-03 Wilson:Kk ガラス面の二液型撥水剤
EP1300433B1 (en) 2001-10-05 2008-10-15 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Perfluoropolyether-modified silane, surface treating agent, and antireflection filter
JP2003049160A (ja) * 2002-04-01 2003-02-21 Nissan Motor Co Ltd 撥水処理剤による塗膜の形成方法
US7425279B2 (en) 2002-05-24 2008-09-16 3M Innovative Properties Company Fluorochemical composition for treatment of a fibrous substrate
US7258731B2 (en) 2004-07-27 2007-08-21 Ut Battelle, Llc Composite, nanostructured, super-hydrophobic material
US7150904B2 (en) 2004-07-27 2006-12-19 Ut-Battelle, Llc Composite, ordered material having sharp surface features
US7722951B2 (en) 2004-10-15 2010-05-25 Georgia Tech Research Corporation Insulator coating and method for forming same
US20090197047A1 (en) * 2005-08-08 2009-08-06 Toyoyuki Teranishi Water-repellent coating clad articles and process for producing the same
RU2344139C1 (ru) 2007-12-03 2009-01-20 Институт синтетических полимерных материалов (ИСПМ) им. Н.С. Ениколопова РАН Кремнийорганические фторсодержащие функциональные соединения и способ их получения

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0497189A3 (en) * 1991-01-23 1992-11-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Water- and oil-repelling absorbed film and method of manufacturing the same
RU2149151C1 (ru) * 1998-12-04 2000-05-20 Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН Гидро- и олеофобное средство для защиты строительных материалов от вредного воздействия окружающей среды
RU2357003C2 (ru) * 2003-02-25 2009-05-27 Шеметалл Гмбх Способ нанесения покрытий на металлические поверхности смесью, содержащей по крайней мере два силана
US7413807B2 (en) * 2006-04-14 2008-08-19 3M Innovative Properties Company Fluoroalkyl silicone composition
RU2400510C1 (ru) * 2009-04-21 2010-09-27 Учреждение Российской академии наук Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ РАН) Состав для получения супергидрофобного покрытия

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016080867A1 (en) 2016-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5114355B2 (ja) 撥水・撥油性コーティング物品およびその製造
JP6004607B2 (ja) ビス(トリアルコキシシリルアルキル)アミンをベースとする水性シラン系
US9938306B2 (en) Fluoroalkylsilanes and coatings therefrom
US20090087646A1 (en) Coated substrate, composition for treating a substrate and process of treatment
CN104245865B (zh) 疏油性涂料
EP3312242B1 (en) Protective coating composition with mixed functionalities
JP2013506750A (ja) 硬質表面用ペルフルオロポリエーテルコーティング組成物
AU2009267062A1 (en) A superhydrophobic aerogel that does not require per-fluoro compounds or contain any fluorine
JP6073353B2 (ja) 潤滑性添加剤を含むフッ素化コーティング
JPH06296850A (ja) 分解性弗素化アルコキシシラン界面活性剤及びそれからの防水性塗布剤
JP5680900B2 (ja) 撥油性コーティング物品およびその製造方法
WO2014025762A1 (en) Coating composition for the prevention and/or removal of limescale and/or soap scum
JP6975375B2 (ja) コーティング剤組成物
RU2400510C1 (ru) Состав для получения супергидрофобного покрытия
JP2013523923A (ja) 改善された濡れ特性を有する落書き防止コーティングとしての使用に適した配合物
JP5299627B2 (ja) フッ素含有ナノコンポジット粒子およびその製造方法
CN108300299B (zh) 一种具有防滑功能的保护性涂层组合物、涂布制品及其制备方法
RU2579066C1 (ru) Состав для получения гидрофобного покрытия
US9587142B2 (en) Process for preparing an optically clear superhydrophobic coating solution
Feng et al. Structure-property relationship of polyhedral oligomeric silsesquioxanes/polydimethylsiloxane superhydrophobic coatings for cotton fabrics
TW572967B (en) Fluorine-containing organic silicon compound, water repellent composition containing it, and surface-treated substrate and process for its production
JP6060884B2 (ja) 表面改質剤及び表面改質方法
JP2011026402A (ja) 撥水剤組成物
JP5812368B2 (ja) 含フッ素ナノコンポジット粒子の製造法
JP5812369B2 (ja) 含フッ素ナノコンポジット粒子の製造法