Раствор для нанесения полисилазансодержащего покрытия и его применение
Изобретение относится к раствору для нанесения покрытия для улучшения коррозионной стойкости субстрата, способности предотвращать загрязнение и легко очищаться. Техническая задача - разработка раствора для нанесения покрытия на различные субстраты, удобного в применении и обеспечивающего требуемые характеристики покрытого субстрата. Предложен раствор для нанесения покрытия, содержащий полисилазан, имеющий связь Si-H, разбавляющий растворитель и катализатор, и его применение для нанесения покрытия на поверхности материала субстрата для улучшения коррозионной стойкости субстрата, способности предотвращать загрязнение и способности легко очищаться материалов субстратов, продуктов либо изделий. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 табл.
Область техники
Настоящее изобретение относится к раствору для нанесения покрытия, способного сформировать покрытие, превосходное по характеристикам, таким как коррозионная стойкость, стойкость к появлению царапин, сопротивление истиранию, способность смачиваться водой, способность легко очищаться, герметизирующая способность, химическая стойкость, окислительная стойкость, способность формировать физический барьер, теплостойкость, огнестойкость, свойства антистатика и способность предотвращать загрязнение, в результате нанесения его на поверхность материалов субстратов, таких как металлы, пластики, древесина, керамика, цемент, строительный раствор, кирпичи, глина и тому подобное, у корпусов и колес автомобилей, поездов, самолетов и тому подобного, зубных протезов, надгробных памятников, внутренней и внешней отделки здания, продуктов, используемых с водой в туалетах, кухнях, умывальнях, ваннах и тому подобном, дорожных знаков, указателей, продуктов из пластика и продуктов из стекла.
Уровень техники
Обычно для предотвращения загрязнения поверхностей изделий принимаются различные меры. Например, корпуса автомобилей легко загрязняются пылью, продуктами сгорания, такими как выхлопные газы, и тому подобным. Поэтому корпуса покрывают воском для получения воскового покрытия, таким образом, предотвращая загрязнение корпусов. Если сделать поверхность корпуса водоотталкивающей, то тогда вода при контакте с поверхностью корпуса будет образовывать капли воды, скатывающиеся вниз по поверхности корпуса, в результате чего можно будет предотвратить прилипание и сохранение на поверхности корпуса присутствующих в воде загрязняющих компонентов, в то время как восковое покрытие будет затруднять адгезию загрязняющих компонентов к поверхности корпуса, и даже если загрязняющие компоненты и будут прилипать к поверхности, их легко можно будет удалить, смывая водой.
Кроме того, продукты, используемые с водой, такие как ванны, кухонные мойки, умывальники и тому подобное, в ходе их использования в дополнение к воде находятся в контакте с различными материалами, такими как жидкое мыло, содержащее масла и маслянистые компоненты, крем для очистки кожи лица, шампуни для волос и тому подобное. В это время маслянистые вещества и кальциевые соли мыла (то есть мыльная гуща), как считается, прилипают к поверхностям продуктов вместе с пылью и тому подобным, образуя загрязнение. Для предотвращения появления на продукте загрязнения глазурованную поверхность, составляющую стеклообразную поверхность, образованную на продукте, иногда подвергают обработке, придающей водоотталкивающие свойства, используя воск, фторсодержащий материал и тому подобное, что предотвращает сохранение загрязнения на глазурованной поверхности. При проведении данной обработки, придающей водоотталкивающие свойства, также пытаются предотвратить возникновение адгезии загрязнения к внутренней и внешней отделке здания, унитазам, продуктам, используемым с водой, дорожным знакам, указателям, надгробным памятникам и тому подобному.
С другой стороны, в течение долгого времени известна модификация поверхности материала субстрата в результате нанесения на поверхность покрытия из поверхностно-активного вещества для придания ей гидрофильности, а в работе JP-A 52-101680 и тому подобном описывается дополнительное улучшение долговечности данной гидрофильности в результате добавления и включения в поверхностно-активное вещество водорастворимого органического полимера, такого как полиакриловая кислота либо поливиниловый спирт. Кроме того, как это описывается в работе JP-B 5-67330 и тому подобном, известен способ нанесения и фиксации гидрофильного материала, такого как целлюлоза, гликоли и глицерин, в результате получения покрытия из сополимера поливинилового спирта - винилацетата на поверхности и во внутреннем пространстве пористой пленки, полученной из гидрофобного полимера.
Однако водоотталкивающее действие в случае придающей водоотталкивающие свойства обработки с использованием обычного водоотталкивающего воска не может считаться удовлетворительным, либо, если даже вначале обработка, придающая водоотталкивающие свойства, будет проведена в достаточной степени, данное действие не может рассматриваться как длительное, таким образом, невозможно добиться длительного и достаточного действия, предотвращающего появление загрязнений. Кроме того, обычное гидрофильное покрытие придает гидрофильность только временно либо кратковременно, и поэтому достаточную долговечность гидрофильного действия гидрофильности вряд ли можно ожидать, и водяную пленку на гидрофильном покрытии вряд ли можно сделать однородной, что, таким образом, приводит к искажению изображения в проходящем свете либо изображения в отраженном свете и делает его практическое нанесение на продукты проблематичным.
Кроме того, рассматривали обработку с использованием фтора и тому подобное в том, что касается предотвращения загрязнения зубных протезов и появления от них запаха, но для однократно проведенной обработки зубных протезов нельзя сказать, что был достигнут значительный эффект на длительное время.
В дополнение к этому существует также и потребность в растворе для нанесения покрытия, способном сформировать покрытие, превосходное по характеристикам, таким как коррозионная стойкость, стойкость к появлению царапин, сопротивление истиранию, способность легко очищаться, способность смачиваться водой, герметизирующая способность, химическая стойкость, окислительная стойкость, способность формировать физический барьер, малая склонность к усадке, способность не пропускать ультрафиолетовое излучение, сглаживающее действие, свойство долговечности, теплостойкость, огнестойкость и свойства антистатика, и существует настоятельная потребность в улучшении, в частности, коррозионной стойкости и стойкости к появлению царапин.
Настоящее изобретение было сделано для решения проблем, описанных выше. Поэтому целью настоящего изобретения является создание раствора для нанесения покрытия, который после нанесения может позволить получить жесткое и плотное покрытие, превосходное с точки зрения адгезии к материалу субстрата, и который может позволить получить покрытие, превосходное с точки зрения коррозионной стойкости и стойкости к появлению царапин, а одновременно превосходное по характеристикам, таким как долговременное гидрофильное и предотвращающее появление загрязнений действие, сопротивление истиранию, способность легко очищаться, стойкость к появлению царапин, коррозионная стойкость, герметизирующая способность, химическая стойкость, окислительная стойкость, способность формировать физический барьер, малая склонность к усадке, способность не пропускать ультрафиолетовое излучение, сглаживающее действие, свойство долговечности, теплостойкость, огнестойкость и свойства антистатика, на поверхностях различных материалов субстратов. Таким образом, поверхностям различных продуктов либо изделий, таких как корпуса автомобилей, автомобильные колеса, зубные протезы, надгробные памятники, внутренняя и внешняя отделка здания, продукты, используемые с водой в туалетах, кухнях, умывальнях, ваннах и тому подобном, унитазы, дорожные знаки, указатели, продукты из пластика, продукты из стекла, продукты из керамики, продукты из древесины и тому подобное, могут быть приданы упомянутые выше различные характеристики, в том числе коррозионная стойкость и стойкость к появлению царапин.
Требуемые характеристики раствора для нанесения покрытий, например, внешний вид, такой как однородная прозрачность после нанесения покрытия, характеристики высушивания, запах, безопасность, меньшая степень повреждения материалов субстратов и тому подобное, варьируются в зависимости от материалов субстратов, условий отверждения и режимов нанесения раствора для нанесения покрытия на продукты либо изделия, подлежащие нанесению покрытия, и необходимости учета условий окружающей среды при нанесении раствора для нанесения покрытия. Поэтому еще одной целью настоящего изобретения является получение раствора для нанесения покрытия, который легко можно получить в виде подходящего раствора для нанесения покрытия, адаптированного для различных приложений.
Раскрытие сущности изобретения
Настоящее изобретение относится к раствору для нанесения покрытия, отличающемуся нижеследующими характеристиками:
(1) Раствор для нанесения покрытия, содержащий полисилазан, имеющий связь Si-Н, разбавляющий растворитель и катализатор.
(2) Раствор для нанесения покрытия по упомянутому выше пункту 1, где в качестве разбавляющего растворителя используют нефтяной растворитель, ароматический либо алициклический растворитель, простой эфир, галогенированный углеводород либо смесь терпенов или же смесь данных растворителей.
(3) Раствор для нанесения покрытия по пункту 1, где в качестве разбавляющего растворителя используют растворитель парафинового типа, уайт-спирит, растворитель парафинового типа, смеси терпенов либо простой эфир или же их смесь.
(4) Раствор для нанесения покрытия по пункту 3, где в качестве разбавляющего растворителя используют дибутиловый эфир, диметиловый эфир, диэтиловый эфир, полигликолевый эфир либо тетрагидрофуран или же их смесь.
(5) Раствор для нанесения покрытия по любому одному из пунктов от 2 до 4, где разбавляющий растворитель дополнительно содержит один либо несколько растворителей, выбираемых из ксилола, метилциклогексана и этилциклогексана.
(6) Раствор для нанесения покрытия по любому одному из пунктов от 1 до 5, где концентрация полисилазана, имеющего связь Si-H, находится в диапазоне от 0,1 до 35 мас.%.
(7) Раствор для нанесения покрытия по любому одному из пунктов от 1 до 5, где концентрация полисилазана, имеющего связь Si-H, находится в диапазоне от 0,5 до 10 мас.%.
(8) Раствор для нанесения покрытия по любому одному из пунктов от 1 до 7, где катализатор присутствует в количестве в диапазоне от 0,01 до 30 мас.% в расчете на содержание чистого полисилазана, имеющего связь Si-H.
(9) Раствор для нанесения покрытия по любому одному из пунктов от 1 до 8, где катализатором является N-гетероциклическое соединение, органическая либо неорганическая кислота, карбоксилат металла, комплекс ацетилацетона, тонкодиспергированные частицы металла, пероксид, хлорид металла либо металлорганическое соединение.
(10) Раствор для нанесения покрытия по любому одному из пунктов от 1 до 9, где полисилазаном, имеющим связь Si-H, является неорганический полисилазан, синтезированный в результате проведения реакции между SiH2Cl2 и основанием с получением аддукта SiH2Cl2 и после этого проведения реакции между аддуктом SiH2Cl2 и аммиаком.
(11) Раствор для нанесения покрытия по любому одному из пунктов от 1 до 9, где полисилазаном, имеющим связь Si-H, является полисилазан, синтезированный в результате проведения реакции между SiH2Cl2 и CH3SiHCl2 с одной стороны и основанием с другой с получением аддуктов SiH2Cl2 и CH3SiHCl2 и после этого проведения реакции между аддуктами SiH2Cl2 и CH3SiHCl2 с одной стороны и аммиаком с другой.
(12) Применение раствора для нанесения покрытия по любому одному из пунктов от 1 до 11 для нанесения покрытия на поверхности материала субстрата для улучшения коррозионной стойкости, сопротивления истиранию, способности предотвращать загрязнение, способности легко очищаться, способности смачиваться водой, герметизирующей способности, химической стойкости, окислительной стойкости, способности формировать физический барьер, теплостойкости, огнестойкости, малой склонности к усадке, способности не пропускать ультрафиолетовое излучение, сглаживающего действия, свойства долговечности, свойств антистатика и стойкости к появлению царапин у поверхностей материалов субстратов продуктов либо изделий.
(13) Применение по пункту 12, где раствор для нанесения покрытия наносят на поверхность материала субстрата в комбинации с грунтовкой.
(14) Применение по пункту 12 и/или пункту 13, где на поверхность наносят покрытие в виде лаков, олиф либо красок до нанесения раствора для нанесения покрытия.
Предпочтительный вариант реализации изобретения
Раствор для нанесения покрытия настоящего изобретения в качестве существенных компонентов содержит полисилазан, имеющий связь Si-H, разбавляющий растворитель и катализатор. Полисилазан, имеющий связь Si-H, используемый в растворе для нанесения покрытия настоящего изобретения, включает неорганический полисилазан, растворимый в растворителе и включающий повторяющиеся звенья, описываемые общей формулой
Неорганическим полисилазаном, включающим повторяющиеся звенья, описываемые приведенной выше общей формулой, и растворимым в растворителе, используемом в настоящем изобретении, могут быть любые неорганические полисилазаны, получаемые по способу, известному на современном уровне техники.
В качестве способа получения неорганического полисилазана, включающего повторяющиеся звенья, описываемые приведенной выше общей формулой, и растворимого в растворителе, в соответствии с тем, что описывается выше, может быть использован любой один из произвольно выбранных способов, включающих способы, известные на современном уровне техники. Один из способов, например, представляет собой способ синтеза неорганического полисилазана в результате проведения реакции между дигалогенсиланом, описываемым общей формулой SiH2X2 (X представляет собой атом галогена), и основанием с получением аддукта дигалогенсилана и после этого проведения реакции между аддуктом дигалогенсилана и аммиаком. Галогенсилан в общем случае является кислым, и он может вступать в реакцию с основанием с получением аддукта. Поскольку скорость образования и устойчивость аддукта зависят от кислотности галогенсилана и основности либо стерического фактора вещества основания, тип галогенсилана и тип основания можно выбрать подходящими для получения устойчивого аддукта, способного участвовать в реакции с аммиаком, легко приводящей к получению неорганического полисилазана. Устойчивость аддукта в данном случае необязательно обозначает такую устойчивость, которая позволит выделить его в форме аддукта, но она обозначает все возможные случаи, в которых, например, аддукт стабильно существует в растворителе, а также функционирует по существу в качестве промежуточного соединения в реакции.
В качестве галогенсилана с точки зрения возможности работы с ним и его реакционной способности предпочтительно выбирать дигалогенсилан, описываемый общей формулой SiH2X2 (X=F, Cl Br либо I), и с точки зрения реакционной способности, стоимости исходного сырья для него и тому подобного предпочтителен выбор в особенности дихлорсилана.
Основанием, используемым для получения аддукта, может быть основание, не вызывающее протекания реакций, отличных от реакции с галогенсиланом с получением аддукта, и его предпочтительные примеры включают основания Льюиса, третичные амины (триалкиламины), пиридин, пиколин и их производные, вторичные амины, имеющие пространственно затрудненную группу, фосфин, арсин и их производные (например, триметилфосфин, диметилэтилфосфин, метилдиэтилфосфин, триметиларсин, триметилстильбен, триметиламин, триэтиламин, тиофен, фуран, диоксан, селенофен и тому подобное), среди них с точки зрения возможности работы с ними и с экономической точки зрения в особенности предпочтительны пиридин и пиколин. Не требуется, чтобы количество используемого основания было бы в особенности строгим, и основание может присутствовать в избытке по отношению к стехиометрическому соотношению между количествами основания (в том числе амина в аддукте) и силана, то есть в избытке по отношению к соотношению количеств амин:силан = 2:1. Реакцию получения аддукта проводят в растворителе.
В синтезе неорганического полисилазана через аддукт аддукт вводят в реакцию с аммиаком в инертном растворе с получением неорганического полисилазана, где количество аммиака может быть избыточным по отношению к количеству силана, и условия реакции таковы, что температура реакции обычно находится в диапазоне от -78°С до 100°С, предпочтительно от - 40°С до 80°С, а на время реакции и на давление реакции особенных ограничений не накладывается. Реакцию полимеризации с получением неорганического полисилазана предпочтительно проводят в атмосфере инертного газа, а инертным газом предпочтительно являются газообразные азот либо аргон.
В настоящем изобретении неорганическим полисилазаном может быть соединение, растворимое в растворителе и включающее повторяющиеся звенья, описываемые приведенной выше общей формулой, но обычно предпочтительно использование соединения, характеризующегося среднечисленной молекулярной массой в диапазоне от 600 до 3000. Кроме того, неорганический полисилазан используют предпочтительно в количестве в диапазоне от 0,1 до 35 мас.% в расчете на полную массу раствора для нанесения покрытия, предпочтительно в количестве в диапазоне от 0,5 до 10 мас.%.
Кроме того, органический полисилазан, имеющий связь Si-H, подходящий в качестве полисилазана, используемого в настоящем изобретении, включает полисилазаны, синтезируемые в результате проведения реакции между дигалогенсиланом (предпочтительно дихлорсиланом) и RlR2SiX2 (R1 и R2 представляют собой атом водорода либо алкильную группу (предпочтительно метальную группу) при том условии, что R1 и R2 не представляют собой атом водорода одновременно; а Х представляет собой F, Cl, Br либо I, предпочтительно Cl) с одной стороны и основанием с другой с получением их соответствующих аддуктов и после этого проведения реакции между аддуктами и аммиаком. Основание и условия реакции для получения аддуктов и условия для реакции аддуктов с аммиаком могут быть идентичны соответствующим параметрам при получении неорганического полисилазана, описанного выше.
С другой стороны, катализатор, используемый в настоящем изобретении, может быть любым соединением, которое обладает способностью превращать полисилазан в диоксид кремния при обычных температурах. Предпочтительные примеры катализатора в изобретении включают N-гетероциклические соединения, такие как 1-метилпиперазин, 1-метилпиперидин, 4,4′-триметилендипиперидин, 4,4′-триметиленбис(1-метилпиперидин), диазабицикло[2,2,2]октан, цис-2,6-диметилпиперазин, 4-(4-метилпиперидин)пиридин, пиридин, диперидин, α-пиколин, β-пиколин, γ-пиколин, пиперидин, лутидин, пиримидин, пиридазин, 4,4′-триметилендипиридин, 2-(метиламино)пиридин, пиразин, хинолин, хиноксалин, триазин, пиррол, 3-пирролин, имидазол, триазол, тетразол и 1-метилпирролидин; амины, такие как метиламин, диметиламин, триметиламин, этиламин, диэтиламин, триэтиламин, пропиламин, дипропиламин, трипропиламин, бутиламин, дибутиламин, трибутиламин, пентиламин, дипентиламин, трипентиламин, гексиламин, дигексиламин, тригексиламин, гептиламин, дигептиламин, октиламин, диоктиламин, триоктиламин, фениламин, дифениламин и трифениламин; DBU (1,8-диазабицикло[5,4,0]-7-ундецен), DBN (1,5-диазабицикло[4,3,0]-5-нонен), 1,5,9-триазациклододекан, 1,4,7-триазациклононан и тому подобное.
Кроме того, в качестве примера предпочтительного катализатора также можно привести органическую кислоту, неорганическую кислоту, карбоксилат металла, комплекс ацетилацетона и тонкодиспергированные частицы металла. Органическая кислота включает уксусную кислоту, пропионовую кислоту, масляную кислоту, валериановую кислоту, малеиновую кислоту и стеариновую кислоту, а неорганическая кислота включает хлористоводородную кислоту, азотную кислоту, серную кислоту, фосфорную кислоту, пероксид водорода, хлорную кислоту и хлорноватистую кислоту. Карбоксилат металла представляет собой соединение, описываемое формулой: (RCOO)nM, где R представляет собой C1-22 алифатическую либо алициклическую группу; М представляет собой, по меньшей мере, один металл, выбираемый из группы, состоящей из Ni, Ti, Pt, Rh, Со, Fe, Ru, Os, Pd, Ir и Al; a n представляет собой валентность М. Карбоксилат металла может быть ангидридом либо гидратом. Комплекс ацетилацетона представляет собой комплекс, включающий атом металла, координационно связанный с анионом асас-, образованным из ацетилацетона (2,4-пентадиона) в результате диссоциации кислоты, и в общем случае он описывается формулой (СН3СОСНСОСН3)nM, где М представляет собой n-валентный металл. Предпочтительные примеры металла М включают никель, платину, палладий, алюминий и родий. Тонко диспергированными частицами металла предпочтительно являются частицы Au, Ag, Pd либо Ni, в особенности предпочтительно Ag. Диаметр частицы у тонкодиспергированных частиц металла предпочтительно меньше 0,5 мкм, более предпочтительно равен 0,1 мкм или менее, еще более предпочтительно меньше 0,05 мкм. В дополнение к данным материалам также могут быть использованы пероксиды, хлорид металла и металлорганические соединения, такие как ферроцен и цирконоцен. Данные катализаторы включают в количестве в диапазоне от 0,01 до 30%, предпочтительно от 0,1 до 10%, в особенности предпочтительно от 0,5 до 7% в расчете на содержание чистого полисилазана.
Разбавляющим растворителем, используемым в растворе для нанесения покрытия данного изобретения, может быть любой из разбавляющих растворителей, способных растворять полисилазан, имеющий связь Si-H, и катализатор. Принимая во внимание стабильность свойств при хранении, разбавляющим растворителем предпочтительно является растворитель, обладающий устойчивой способностью растворять полисилазан и катализатор, и растворитель, используемый даже в течение длительного периода времени, предпочтительно является стабильным веществом, не выделяющим газы, такие как силан, водород, аммиак и тому подобное. Разбавляющий растворитель, используемый в растворе для нанесения покрытия настоящего изобретения, включает нефтяные растворители, такие как уайт-спирит, растворители парафинового типа, ароматические растворители, алициклические растворители, простые эфиры и галогенированные углеводороды. Примеры данных растворителей либо компонентов растворителей включают растворители либо компоненты растворителей парафинового типа, такие как октан и 2,2,3-триметилпентан, имеющие 8 атомов углерода, нонан и 2,2,5-триметилгексан, имеющие 9 атомов углерода, декан, имеющий 10 атомов углерода, н-ундекан, имеющий 11 атомов углерода, и тому подобное, ароматические растворители либо компоненты растворителей, такие как ксилол, имеющий 8 атомов углерода, кумол и мезитилен, имеющие 9 атомов углерода, нафталин, тетрагидронафталин, бутилбензол, п-цимол, диэтилбензол и тетраметилбензол, имеющий 10 атомов углерода, пентилбензол, имеющий 11 атомов углерода, и тому подобное, алициклические растворители либо компоненты растворителей, такие как метилциклогексан, имеющий 7 атомов углерода, этилциклогексан, имеющий 8 атомов углерода, п-ментан, α-пинен, дипентен и декалин, имеющие 10 атомов углерода, и тому подобное, простые эфиры, такие как диметиловый эфир, диэтиловый эфир, дибутиловый эфир, полигликолевый эфир, тетрагидрофуран и тому подобное, и галогенированные углеводороды, такие как хлорированные углеводороды, например, дихлорметан, дихлорэтан, хлороформ и тому подобное, или же соответствующие фторированные, бромированые либо иодированные углеводороды и хлорированные ароматические соединения, например хлорбензол, и тому подобное.
Кроме того, подходящим оказалось использование в качестве растворителей и смесей терпенов, таких как, например, Depanol®. Однако примеры данных растворителей приводятся исключительно в целях иллюстрации, и растворители либо компоненты растворителей не ограничиваются данными соединениями, приведенными в качестве конкретных примеров. Кроме того, данные растворители либо компоненты растворителей используют индивидуально либо в виде их смеси. В данных растворителях в особенности предпочтительны уайт-спирит, растворитель парафинового типа и дибутиловый эфир.
Растворитель для нанесения покрытия данного изобретения можно наносить на поверхности корпусов автомобилей, автомобильных колес, зубных протезов, надгробных памятников, внутренней и внешней отделки здания, продуктов, используемых с водой в туалетах, кухнях, умывальнях, ваннах и тому подобном, унитазов, дорожных знаков, указателей, продуктов из пластика, продуктов из стекла, продуктов из керамики, продуктов из древесины и тому подобного либо на поверхности различных изделий с получением плотных и гидрофильных покрытий на поверхностях данных продуктов либо изделий. Материалы субстратов, на которые наносят раствор для нанесения покрытия данного изобретения, включают широкий ассортимент материалов, например, металлы, такие как железо, сталь, цинк, алюминий, никель, титан, ванадий, хром, кобальт, медь, цирконий, ниобий, молибден, рутений, родий, бор, олово, свинец либо марганец или же их сплавы, снабженные в случае необходимости пленкой оксидного либо гальванического покрытия, различные типы пластиков, такие как полиметилметакрилат (ПММА), полиуретан, сложные полиэфиры, такие как ПЭТФ, полиаллилдигликолькарбонат (PADC), поликарбонат, полиимид, полиамид, эпоксидная смола, АБС-пластики, поливинилхлорид, полиэтилен, полипропилен, политиоцианат, ПОМ и политетрафторэтилен, при необходимости в комбинации с грунтовкой для улучшения адгезии к упомянутым материалам. Такими грунтовками являются, например, силаны, силоксаны, силазаны, если называть только некоторых из них. Дополнительные материалы субстратов, на которые можно нанести раствор для нанесения покрытия данного изобретения, включают стекло, древесину, керамику, бетон, строительный раствор, кирпич, глину либо волокна и тому подобное. На данные материалы субстратов при необходимости можно нанести покрытие в виде лаков, олиф либо красок, таких как полиуретановые лаки, акриловые лаки и дисперсионные краски.
Данными способами нанесения раствора для нанесения покрытия данного изобретения могут быть любые из известных способов нанесения жидкостей. Говоря конкретно, способ нанесения раствора для нанесения покрытия данного изобретения включает, например, способ растирания тканью, способ растирания губкой, несение покрытия в результате распыления, нанесение покрытия в результате обливания, нанесение покрытия с использованием валика, нанесение покрытия в результате погружения и тому подобное, но способ нанесения покрытия не ограничивается данными способами, приведенными в качестве примеров. Предпочтительный способ нанесения раствора для нанесения покрытия данного изобретения меняется в зависимости от различных условий, таких как форма, размер и количество продукта, на который наносят раствор для нанесения покрытия; например, в случае корпусов автомобилей и надгробных памятников в процессе эксплуатации предпочтительны способ растирания тканью, способ растирания губкой и распыление, а в случае внутренней и внешней отделки здания предпочтительны нанесение покрытия с использованием валика и нанесение покрытия в результате распыления. В случае зубных протезов предпочтительны нанесение покрытия в результате распыления и нанесение покрытия в результате погружения. Раствор для нанесения покрытия предпочтительно наносят в таком количестве, чтобы сформировать покрытие с толщиной после высушивания в диапазоне приблизительно от 0,1 до 2 микронов.
В результате нанесения раствора для нанесения покрытия данного изобретения на поверхности продукта можно сформировать плотное покрытие и, таким образом, придать поверхностям материалов субстратов продуктов либо изделий коррозионную стойкость, сопротивление истиранию, способность предотвращать загрязнение, способность легко очищаться, способность смачиваться водой, герметизирующую способность, химическую стойкость, окислительную стойкость, способность формировать физический барьер, теплостойкость, огнестойкость, малую склонность к усадке, способность не пропускать ультрафиолетовое излучение, сглаживающее действие, свойство долговечности, свойства антистатика и стойкость к появлению царапин. Причина того, почему продуктам и изделиям можно придать описанные выше характеристики, заключается в том, что полисилазан, содержащийся в растворе для нанесения покрытия, под действием катализатора превращается в плотное покрытие, образованное диоксидом кремния. Кроме того, в результате формирования покрытия, образованного диоксидом кремния, поверхность продуктов либо изделий начинает демонстрировать ярко выраженные гидрофильные свойства, обусловленные наличием пленки из диоксида кремния. В результате высушивания при обычных температурах раствор для нанесения покрытия данного изобретения позволяет легко сформировать жесткое и плотное покрытие, образованное диоксидом кремния. Формирование данного покрытия, образованного диоксидом кремния, варьируется в зависимости от типа полисилазана, типа катализатора и тому подобного, но покрытие будет сформировано в течение периода времени продолжительностью в диапазоне приблизительно от 1 до 2 недель. Раствор для нанесения покрытия данного изобретения имеет форму раствора на момент нанесения, и, таким образом, его очень легко можно нанести с получением покрытия. Покрытие после нанесения можно превратить в плотное и жесткое гидрофильное покрытие, тем самым, придавая различным поверхностям продуктов и изделий описанные выше свойства. Поверхность сформированного покрытия является настолько жесткой и плотной, что она становится превосходной в качестве коррозионно-стойкого покрытия и покрытия, стойкого к появлению царапин, и одновременно в случае загрязнения покрытие превосходно с точки зрения сопротивления истиранию, способности предотвращать загрязнение и способности легко очищаться. Кроме того, раствор для нанесения покрытия данного изобретения можно использовать не только в качестве коррозионно-стойкого покрытия, покрытия, стойкого к появлению царапин, покрытия, характеризующегося сопротивлением к истиранию, покрытия, обладающего способностью предотвращать загрязнение, либо покрытия, превосходного с точки зрения способности легко очищаться, но также и в качестве пленкообразующего раствора для нанесения покрытия, предназначенного для формирования гидрофильного покрытия, герметизирующего материала, химически стойкого покрытия, покрытия, характеризующегося окислительной стойкостью, покрытия, обладающего способностью формировать физический барьер, покрытия, придающего теплостойкость, огнестойкого покрытия, антистатического покрытия, покрытия, отличающегося малой склонностью к усадке, покрытия, обладающего способностью не пропускать ультрафиолетовое излучение, покрытия, обладающего сглаживающим действием, покрытия, отличающегося долговечностью, и тому подобного.
Если раствор для нанесения покрытия данного изобретения применяют для формирования гидрофильного и плотного покрытия, образованного диоксидом кремния, при использовании неорганического полисилазана на поверхности, например, автомобиля, надгробного памятника, наружной стены здания и тому подобного, то получающаяся в результате гидрофильная поверхность при попадании в контакт с дождевой водой переходит в состояние водного покрытия без образования на ней капель воды. В дополнение к этому, гидрофильная поверхность характеризуется более высоким сродством к воде, а не к гидрофобным веществам, таким как продукты сгорания, в том числе пыль и тому подобное, что, таким образом, делает возможным легкое смывание данных загрязняющих веществ дождевой водой. Кроме того, количество дыма и пыли, приставших к ней, может быть уменьшено вследствие формирования плотной поверхности. Соответственно этому, визуально заметное загрязнение едва ли сформируется, и количество приставших загрязнений уменьшится. И вследствие формирования плотного покрытия его будет трудно поцарапать, и для него будет обеспечено достижение коррозионной стойкости.
В случае зубных протезов акриловая смола, выступающая в роли материала зубных протезов, поглощает воду, вместе с которой загрязняющие вещества попадают в смолу, или же загрязняющие вещества адсорбируются на смоле либо пристают к ней, и данные загрязняющие вещества представляют собой источник появления запаха от зубных протезов. Когда из раствора для нанесения покрытия данного изобретения сформируется образованное диоксидом кремния гидрофильное и плотное покрытие, хорошо пристающее к зубным протезам при температуре, при которой акриловая смола, выступающая в роли материала зубного протеза, не претерпевает деформации либо ухудшения свойств, можно будет предотвратить поглощение воды в смоле, тем самым, исключая проникновение загрязняющих веществ в материал зубного протеза, и даже если загрязняющие вещества и пристанут к покрытию, образованному диоксидом кремния, их легко можно будет смыть водой, и, таким образом, появления запаха можно будет избежать. Кроме того, при использовании раствора для нанесения покрытия данного изобретения покрытие на зубные протезы наносят таким образом, что, даже если при чистовом шлифовании на зубных протезах и появится неровность, покрытие, образованное диоксидом кремния, приведет к сглаживанию данной неровности, что затруднит адгезию загрязняющих веществ. Кроме того, сформированное покрытие, образованное диоксидом кремния, отличается высокой твердостью поверхности и высокой долговечностью, и, таким образом, оно не будет подвергаться истиранию под действием продуктов питания либо при откусывании, оно будет стабильным в живом организме и не будет подвергаться вымыванию. Даже если диоксид кремния и будет высвобождаться, он токсичным не является.
Требуемые свойства раствора для нанесения покрытия данного изобретения, например, внешний вид, характеристики высушивания, запах, безопасность, способность повреждать материал субстрата и стабильность свойств при хранении раствора для нанесения покрытия, немного варьируются в зависимости от варианта использования продукта, на который наносят раствор для нанесения покрытия. В поиске оптимального решения раствор для нанесения покрытия, наиболее подходящий для предполагаемого варианта использования, легко можно получить при изменении не только типа и количества полисилазана и используемого катализатора, но также и типа растворителя и соотношения компонентов при перемешивании.
Например, тяжелый растворитель, такой как уайт-спирит, пригоден в качестве растворителя в случае материалов субстратов с легко заметными загрязнениями, внешний вид которых считается важным, таких как автомобиль с покрытием с темной окраской, зубные протезы, полированный гранит, металл, отполированный до зеркального блеска поверхности, либо субстрат с гальваническим покрытием, прозрачные смола и стекло. Подходящими растворителями также предпочтительно являются минеральные терпены Pegasol AN45 и Pegasol 3040 от компании Mobil Sekiyu Corp. В случае использования в качестве растворителя уайт-спирита превосходное покрытие, получаемое из раствора для нанесения покрытия, можно получить на материалах субстратов, на которых легко заметны пятна, интерференционные цвета, белесоватость и зернистость. Уайт-спирит характеризуется описанным выше преимуществом, но он отличается относительно невысокой солюбилизирующей способностью, так что для компенсации солюбилизирующей способности в дополнение к уайт-спириту могут быть примешаны смешанные ароматические растворители, такие как Solvesso 100 и Solvesso 150 от компании Esso Sekiyu Со. и Pegasol R-100 и Pegasol R-150 от компании Mobil Sekiyu Corp. Кроме того, в качестве растворителя также возможно использование и растворителей парафинового типа, не содержащих ароматических компонентов. Говоря конкретно, можно упомянуть малопахнущие растворители Exxol DSP 100/140, Exxol D30, Exxol D40 и тому подобное от компании Tonen Chemical Co.
Кроме того, также важно, чтобы запаха не имели бы и продукты, используемые с водой, такие как продукты в туалетах, кухнях, умывальнях, ваннах и тому подобном, и зубные протезы. В результате добавления малопахнущего растворителя, такого как метилциклогексан либо этилциклогексан, при необходимости в виде части растворителя, для таких продуктов, которые должны не иметь запаха, можно получить раствор для нанесения покрытия с менее интенсивньм запахом.
Раствор для нанесения покрытия данного изобретения можно нанести на только что произведенные продукт и товары либо на продукт в ходе его эксплуатации.
Далее в последующем изложении будут продемонстрированы примеры составов неорганического полисилазана, катализатора и разбавляющего растворителя в растворе для нанесения покрытия, предназначенного для соответствующих вариантов использования. Они продемонстрированы исключительно в иллюстративных целях, и состав и соотношение компонентов при перемешивании у раствора для нанесения покрытия можно адаптировать к варианту использования продукта с покрытием, нанесенным с использованием данного раствора, и состав и соотношение компонентов при перемешивании у раствора для нанесения покрытия данного изобретения не ограничиваются данными продемонстрированными ниже вариантами.
А. Корпуса, колеса автомобилей
Раствор не должен повреждать подстилающий слой под покрытием и должен быть стабильным, так, чтобы, в особенности если раствор наносят с использованием чашечного распылителя, он не становился бы белесоватым в чашечном распылителе.
(Пример соотношения компонентов при перемешивании)
| Неорганический полисилазан: | От 0,3 до 2 мас.% |
| DMPP: | От 0,01 до 0,1 мас.% |
| Ксилол: | От 0,5 до 10 мас.% |
| Pegasol AN45: | Балансовое количество |
DMPP представляет собой 4,4′-триметиленбис(1-метилпиперидин).
(Предпочтительный пример соотношения компонентов при перемешивании)
| Неорганический полисилазан: | От 0,4 до 1 мас.% |
| DMPP: | От 0,01 до 0,05 мас.% |
| Ксилол: | От 1 до 4 мас.% |
| Pegasol AN45: | Балансовое количество |
В. Зубные протезы
Раствор должен быть стабильным без появления белесоватости в течение длительного периода времени и безопасным для организма человека при наличии незначительного запаха, не вызывая появления деформации либо ухудшения свойств акриловой смолы, выступающей в роли материала зубного протеза.
(Пример соотношения компонентов при перемешивании)
| Неорганический полисилазан: | От 0,5 до 5 мас.% |
| DMPP: | От 0,02 до 0,2 мас.% |
| Pegasol AN45: | Балансовое количество |
(Предпочтительный пример соотношения компонентов при перемешивании)
| Неорганический полисилазан: | От 1 до 2 мас.% |
| DMPP: | От 0,04 до 0,08 мас.% |
| Pegasol AN45: | Балансовое количество |
С. Надгробные памятники
Раствор должен характеризоваться наличием незначительного интерференционного цвета при нанесении на гранит и тому подобное и быть стабильным в течение длительного периода времени, таким, чтобы не появлялась бы белесоватость.
(Пример соотношения компонентов при перемешивании)
| Неорганический полисилазан: | От 0,5 до 4 мас.% |
| DMPP: | От 0,01 до 0,2 мас.% |
| Ксилол: | От 5 до 50 мас.% |
| Pegasol 3040: | Балансовое количество |
(Предпочтительный пример соотношения компонентов при перемешивании)
| Неорганический полисилазан: | От 1 до 3 мас.% |
| DMPP: | От 0,01 до 0,1 мас.% |
| Ксилол: | От 5 до 15 мас.% |
| Pegasol 3040: | Балансовое количество |
D. Внутренняя и внешняя отделка здания, ванны, кухни и тому подобное.
Раствор почти не должен иметь запаха, должен быть безопасным для организма человека и отличаться высокими характеристиками высушивания:
(Пример соотношения компонентов при перемешивании)
| Неорганический полисилазан: | От 0,3 до 2 мас.% |
| DMPP: | От 0,01 до 0,2 мас.% |
| Ксилол: | От 1 до 10 мас.% |
| Pegasol AN45: | От 5 до 88 мас.% |
| Этилциклогексан: | От 5 до 88 мас.% |
| Метилциклогексан: | От 5 до 88 мас.% |
(Предпочтительный пример соотношения компонентов при перемешивании)
| Неорганический полисилазан: | От 0,5 до 2 мас.% |
| DMPP: | От 0,01 до 0,1 мас.% |
| Ксилол: | От 1 до 5 мас.% |
| Pegasol AN45: | От 20 до 50 мас.% |
| Этилциклогексан: | От 20 до 50 мас.% |
| Метилциклогексан: | От 20 до 50 мас.% |
Е. Пластина из поликарбоната
Раствор не должен приводить к эрозии пластины из поликарбоната, выступающей в роли субстрата.
(Пример соотношения компонентов при перемешивании)
| Неорганический полисилазан: | От 0,5 до 5 мас.% |
| DMPP: | От 0,01 до 0,4 мас.% |
| Ксилол: | От 1 до 10 мас.% |
| Pegasol 3040: | Балансовое количество |
(Предпочтительный пример соотношения компонентов при перемешивании)
| Неорганический полисилазан: | От 0,5 до 4 мас.% |
| DMPP: | От 0,03 до 0,2 мас.% |
| Ксилол: | От 3 до 10 мас.% |
| Pegasol 3040: | Балансовое количество |
Растворителями Pegasol AN45 и Pegasol 3040 (от компании Mobil Sekiyu Corp.), которые представляют собой фракции, полученные в результате гидрирования и очистки перегнанной нефти, полученной в результате перегонки сырой нефти при нормальных давлениях, в основном являются C8-С11 углеводороды нефтяного типа, и их анилиновые точки представляют собой 43°С и 54°С соответственно, a Pegasol AN45 характеризуется более высоким уровнем содержания ароматических компонентов по сравнению с Pegasol 3040.
Наилучший способ реализации изобретения
Здесь и далее в настоящем документе настоящее изобретение описывается более подробно со ссылкой на примеры получения и примеры, но настоящее изобретение не ограничивается описанными ниже примерами.
Пример получения 1 (получение неорганического полисилазана)
Четырехгорлую колбу с внутренним объемом 300 мл оснащали трубкой для ввода газа, механической мешалкой и холодильником Дьюара. Газ во внутреннем пространстве реактора замещали на сухой обескислороженный азот, а после этого в четырехгорлую колбу вводили 150 мл сухого дегазированного пиридина и проводили охлаждение на льду. Затем в течение 50 минут сюда добавляли 16,1 г дихлорсилана и получали белый твердый аддукт (SiH2Cl2•2Py). Реакционную смесь охлаждали на льду при интенсивном перемешивании и пробулькивании в течение 1 часа смеси газообразного азота и 10,9 г аммиака, предварительно очищенного в результате пропускания через трубку с натронной известью и трубку с активированным углем. После завершения реакции твердый продукт извлекали в результате центрифугирования и последующего фильтрования. При удалении из фильтрата растворителя при пониженном давлении (50°С, 5 мм ртутного столба, 2 часа) получали 5,52 г стеклообразного твердого полисилазана. Молекулярная масса полисилазана, полученная по способу определения по понижению давления паров, составляла 2000. Выход был равен 77%.
Пример получения 2 (получение органического полисилазана)
Четырехгорлую колбу с внутренним объемом 300 мл оснащали трубкой для ввода газа, механической мешалкой и холодильником Дьюара. Газ во внутреннем пространстве данного реактора замещали на сухой обескислороженный азот, а после этого в четырехгорлую колбу вводили 150 мл сухого дегазированного пиридина и проводили охлаждение на льду. Затем сюда добавляли 9,2 г метилдихлорсилана и 8,1 г дихлорсилана и получали белый твердый аддукт. Реакционную смесь охлаждали на льду при интенсивном перемешивании и пробулькивании смеси газообразного азота и 12,0 г аммиака, предварительно очищенного в результате пропускания через трубку с натронной известью и трубку с активированным углем. После завершения реакции твердый продукт извлекали в результате центрифугирования и последующего фильтрования. При удалении из фильтрата растворителя при пониженном давлении (50°С, 5 мм ртутного столба, 2 часа) получали 5,2 г вязкого жидкого полисилазана. Молекулярная масса полисилазана, полученная по способу определения по понижению давления паров, составляла 1600. Выход был равен 72%.
Пример 1
0,5 массовой части неорганического полисилазана, полученного в примере получения 1, и 0,02 массовой части DMPP (катализатора) растворяли в растворителе, состоящем из 1,98 массовой части ксилола и 97,5 массовой части Pegasol AN45 (от компании Mobil Sekiyu Corp.), и получали раствор для нанесения покрытия, предотвращающего загрязнение, для корпусов и колес автомобилей.
Покрытие, образуемое раствором для нанесения покрытия, наносили в результате распыления при помощи пистолета-распылителя на стальную пластину с нанесенным покрытием в таком количестве, чтобы после превращения в диоксид кремния получить покрытие с толщиной 0,2 мкм. После высушивания покрытие исследовали в испытании на стойкость против атмосферной коррозии и наблюдали за изменением контактного угла, получая результаты, приведенные в таблице 1.
| Таблица 1 | ||||||||
| Количество дней нахождения в условиях атмосферной коррозии (дни) | 0 | 7 | 14 | 21 | 28 | 3 месяца | 6 месяцев | 1 год |
| Контактный угол (градусы) | 65 | 41 | 23 | 16 | 11 | 10 | 9 | 10 |
Как можно видеть из таблицы 1, постепенно протекало формирование покрытия, образованного диоксидом кремния, а по истечении 2 недель гидрофильное покрытие почти что было сформировано, и при наличии данного гидрофильного покрытия, образованного диоксидом кремния, стальная пластина с нанесенным покрытием оставалась в состоянии со стабильным нанесенным покрытием в течение длительного периода времени. Стальная пластина с нанесенным покрытием, осмотр которой провели по истечении 6 месяцев и 1 года соответственно, загрязненной признана не была.
Раствор для нанесения покрытия помещали в герметичный объем в атмосфере азота, хранили при обычных температурах и исследовали на предмет образования моносилана по истечении 1 месяца, 3 месяцев и 6 месяцев соответственно, и как результат количество образовавшегося моносилана составляло 43 ч./млн. по истечении 1 месяца, 61 ч./млн. по истечении 3 месяцев и 75 ч./млн. по истечении 6 месяцев, свидетельствуя о хорошей стабильности свойств при хранении.
Когда раствор для нанесения покрытия из примера 1 помещали в емкость пистолета-распылителя и оставляли на 30 минут при обычных температурах на воздухе, раствор сохранял свое прозрачное состояние. Отдельно получили раствор для нанесения покрытия из той же самой композиции, что и описанная выше, за исключением того, что Pegasol AN45 заменили на Pegasol 3040 (от компании Mobil Sekiyu Corp.), отличающийся меньшим уровнем содержания ароматики в сравнении с Pegasol AN45, и данный раствор для нанесения покрытия становился мутным по истечении 20 минут. По данному результату установили, что, когда характеризующийся описанным выше составом раствор для нанесения покрытия, предотвращающего загрязнение автомобилей, наносят с использованием пистолета-распылителя, с точки зрения стабильности раствора для нанесения покрытия в растворе для нанесения покрытия предпочтительно использование растворителя, содержащего ароматические компоненты в большем количестве в пределах диапазона, не оказывающего влияния на подстилающий слой под покрытием.
Пример 2
Одну массовую часть неорганического полисилазана, полученного в примере получения 1, и 0,04 массовой части DMPP (катализатора) растворяли в растворителе, состоящем из 98,96 массовой части Pegasol AN45 (от компании Mobil Sekiyu Corp.), и получали раствор для нанесения покрытия, предотвращающего загрязнение, для зубных протезов.
Данный раствор для нанесения покрытия наносили с использованием пистолета-распылителя на весь зубной протез и получали на нем покрытие, образованное диоксидом кремния, с толщиной 0,3 мкм. Покрытие полностью превращалось в диоксид кремния в результате высушивания при 45°С в течение 60 минут в печи и последующей обработки в течение 12 часов в условиях 40°С и 90% относительной влажности в аппарате для создания высоких температур и высокой влажности. На поверхности зубных протезов формировалось гидрофильное и плотное покрытие, образованное диоксидом кремния, и когда зубные протезы использовали, свойства покрытия не ухудшались, а загрязнение легко можно было смыть водой, и никакого запаха не появлялось.
Пример 3
Одну массовую часть неорганического полисилазана, полученного в примере получения 1, и 0,04 массовой части DMPP (катализатора) растворяли в растворителе, состоящем из 11,46 массовой части ксилола и 87,5 массовой части Pegasol 3040 (от компании Mobil Sekiyu Corp.), и получали раствор для нанесения покрытия, предотвращающего загрязнение, для надгробных памятников.
Раствор для нанесения покрытия наносили на полированный гранит в результате аэрозольного распыления. Таким образом, формировали однородное покрытие с толщиной 0,4 мкм. По истечении 2 недель на поверхности формировалось гидрофильное и плотное покрытие, образованное диоксидом кремния, и после нахождения в условиях атмосферной коррозии в течение 1 года свойства покрытия не ухудшались, и никакого загрязнения не наблюдалось.
Пример 4
0,5 массовой части неорганического полисилазана, полученного в примере получения 1, и 0,02 массовой части DMPP (катализатора) растворяли в растворителе, состоящем из 1,98 массовой части ксилола, 32,5 массовой части Pegasol AN45 (от компании Mobil Sekiyu Corp.), 32,5 массовой части этилциклогексана и 32,5 массовой части метилциклогексана, и получали раствор для нанесения покрытия, предотвращающего загрязнение, для нанесения покрытия на продукты, используемые с водой, такие как ванны, умывальники и тому подобное. Данный раствор для нанесения покрытия наносили на поверхности умывальника, изготовленного в виде изделия из керамики, и эмалированной ванны. Соответственно, получали однородное покрытие с толщиной 0,2 мкм. Загрязнения приставали с трудом, и, если приставали, то загрязнения легко можно было удалить.
Пример 5
Одну массовую часть неорганического полисилазана, полученного в примере получения 1, и 0,04 массовой части DMPP (катализатора) растворяли в растворителе, состоящем из 3,96 массовой части ксилола, 31,7 массовой части Pegasol AN45 (от компании Mobil Sekiyu Corp.), 31,7 массовой части этилциклогексана и 31,7 массовой части метилциклогексана, и получали раствор для нанесения покрытия, предотвращающего загрязнение, для внутренней и внешней отделки здания. Данный раствор для нанесения покрытия наносили в результате раскатывания валиками на поверхности наружной стены здания. Наружная стена не загрязнялась в течение длительного периода времени. Загрязнение, такое как пыль, легко можно было удалить в результате распыления воды.
Пример 6
Две массовые части неорганического полисилазана, полученного в примере получения 1, и 0,08 массовой части DMPP (катализатора) растворяли в растворителе, состоящем из 7,92 массовой части ксилола и 90 массовых частей Pegasol 3040 (от компании Mobil Sekiyu Corp.), и получали раствор для нанесения покрытия, предотвращающего загрязнение, для пластин из поликарбоната. При использовании ткани, пропитанной данным раствором для нанесения покрытия, раствор для нанесения покрытия вручную наносили на пластину из поликарбоната. На поверхности можно было сформировать гидрофильное и плотное покрытие, образованное диоксидом кремния, без возникновения эрозии субстрата под действием раствора для нанесения покрытия.
Пример 7
5 массовых частей неорганического полисилазана, полученного в примере получения 1, и 0,035 массовой части пропионата Pd (катализатора) растворяли в растворителе, состоящем из 25 массовых частей ксилола и 69,97 массовой части Solvesso 150 (от компании Esso Sekiyu Co.), и получали раствор для нанесения покрытия. На алюминиевую пластину покрытие наносили по способу нанесения покрытия в результате обливания данным раствором для нанесения покрытия в количестве, позволяющем получить покрытие с толщиной 0,3 мкм после превращения в диоксид кремния. После высушивания алюминиевую пластину прокаливали при 120°С в течение 1 часа на воздухе и получали образец для испытания для определения коррозионной стойкости. Отдельно по способу нанесения покрытия в результате обливания покрытие наносили на пленку ПЭТФ, используя раствор для нанесения покрытия в количестве, позволяющем получить покрытие с толщиной 0,3 мкм после превращения в диоксид кремния.
После высушивания алюминиевую пластину и пленку ПЭТФ подвергали обработке при 90°С, 90% относительной влажности в течение 3 часов и получали образец для испытания для определения стойкости к появлению царапин. Характеристики покрытия оценивали следующим далее образом с приведением результатов по коррозионной стойкости в таблице 2 и по стойкости к появлению царапин в таблице 3.
Оценка характеристик покрытия
(1) Коррозионная стойкость
На алюминиевой пластине формировали покрытие, а после этого проводили исследование степени коррозии материала субстрата в течение 96 часов в испытании CASS, где на образце для испытания распыляли раствор, полученный в результате добавления уксусной кислоты и хлорида меди (II) в водный раствор хлорида натрия.
©: В высшей степени превосходная коррозионная стойкость.
Ο: Превосходная коррозионная стойкость.
ρ: Несколько недостаточная коррозионная стойкость.
X: Недостаточная коррозионная стойкость.
Способ испытания CASS
На образец для испытаний распыляли смесь 4%-ного солевого раствора и 0,027%-ного хлорида меди (II) (дигидрата) в бане для испытания, установленной на 50°С, и получали оценку их коррозионной активности и коррозионной стойкости.
Термин CASS представляет собой аббревиатуру "ускоренное испытание в тумане раствора ацетата меди и соли".
(2) Стойкость к появлению царапин
На пленке полиэтилентерефталата (пленке ПЭТФ) формировали покрытие, а после этого проводили испытание с использованием стальной шерсти №#000 при нагрузке величиной 500 г (площадь: 2 см2), прилагаемой в виде 300-кратных возвратно-поступательных движений, и его мутность измеряли при использовании мутномера.
Пример 8
0,2 массовой части неорганического полисилазана, полученного в примере получения 1, и 0,002 массовой части пропионата Pd (катализатора) растворяли в растворителе, состоящем из 1 массовой части ксилола и 98,80 массовой части Solvesso 150 (от компании Esso Sekiyu Co.), и получали раствор для нанесения покрытия. На алюминиевую пластину наносили покрытие по способу нанесения покрытия в результате обливания, используя данный раствор для нанесения покрытия в количестве, позволяющем получить покрытие с толщиной 0,03 мкм после превращения в диоксид кремния. После высушивания алюминиевую пластину прокаливали при 120°С в течение 1 часа на воздухе и получали образец для испытания для определения коррозионной стойкости. Отдельно по способу нанесения покрытия в результате обливания покрытие наносили на пленку ПЭТФ, используя раствор для нанесения покрытия в количестве, позволяющем получить покрытие с толщиной 0,03 мкм после превращения в диоксид кремния. После высушивания пленку ПЭТФ подвергали обработке при 90°С, 90% относительной влажности в течение 3 часов и получали образец для испытания для определения стойкости к появлению царапин. Покрытия оценивали точно так же, как и в примере 7, с приведением результатов по коррозионной стойкости в таблице 2 и по стойкости к появлению царапин в таблице 3.
Пример 9
20 массовых частей неорганического полисилазана, полученного в примере получения 1, и 0,14 массовой части пропионата Pd (катализатора) растворяли в растворителе, состоящем из 25 массовых частей ксилола и 54,86 массовой части Solvesso 150 (от компании Esso Sekiyu Co.), и получали раствор для нанесения покрытия. На алюминиевую пластину наносили покрытие по способу нанесения покрытия в результате обливания, используя данный раствор для нанесения покрытия в количестве, позволяющем получить покрытие с толщиной 1,2 мкм после превращения в диоксид кремния. После высушивания алюминиевую пластину прокаливали при 120°С в течение 1 часа на воздухе и получали образец для испытания для определения коррозионной стойкости. Отдельно по способу нанесения покрытия в результате обливания покрытие наносили на пленку ПЭТФ, используя раствор для нанесения покрытия в количестве, позволяющем получить покрытие с толщиной 1,2 мкм после превращения в диоксид кремния. После высушивания пленку ПЭТФ подвергали обработке при 90°С, 90% относительной влажности в течение 3 часов и получали образец для испытания для определения стойкости к появлению царапин. Покрытия оценивали точно так же, как и в примере 7, с приведением результатов по коррозионной стойкости в таблице 2 и по стойкости к появлению царапин в таблице 3.
Пример 10
5 массовых частей органического полисилазана, полученного в примере получения 2, и 0,035 массовой части пропионата Pd (катализатора) растворяли в растворителе, состоящем из 94,97 массовой части дибутилового эфира, и получали раствор для нанесения покрытия. На алюминиевую пластину наносили покрытие по способу нанесения покрытия в результате обливания, используя данный раствор для нанесения покрытия в количестве, позволяющем получить покрытие с толщиной 0,3 мкм после превращения в диоксид кремния. После высушивания алюминиевую пластину прокаливали при 120°С в течение 1 часа на воздухе и получали образец для испытания для определения коррозионной стойкости. Отдельно по способу нанесения покрытия в результате обливания покрытие наносили на пленку ПЭТФ, используя раствор для нанесения покрытия в количестве, позволяющем получить покрытие с толщиной 0,3 мкм после превращения в диоксид кремния. После высушивания пленку ПЭТФ подвергали обработке при 90°С, 90% относительной влажности в течение 3 часов и получали образец для испытания для определения стойкости к появлению царапин. Покрытия оценивали точно так же, как и в примере 7, с приведением результатов по коррозионной стойкости в таблице 2 и по стойкости к появлению царапин в таблице 3.
Пример 11
20 массовых частей органического полисилазана, полученного в примере получения 2, и 0,14 массовой части пропионата Pd (катализатора) растворяли в растворителе, состоящем из 79,86 массовой части дибутилового эфира, и получали раствор для нанесения покрытия. На алюминиевую пластину наносили покрытие по способу нанесения покрытия в результате обливания, используя данный раствор для нанесения покрытия в количестве, позволяющем получить покрытие с толщиной 1,2 мкм после превращения в диоксид кремния. После высушивания алюминиевую пластину прокаливали при 120°С в течение 1 часа на воздухе и получали образец для испытания для определения коррозионной стойкости. Отдельно по способу нанесения покрытия в результате обливания покрытие наносили на пленку ПЭТФ, используя раствор для нанесения покрытия в количестве, позволяющем получить покрытие с толщиной 1,2 мкм после превращения в диоксид кремния. После высушивания пленку ПЭТФ подвергали обработке при 90°С, 90% относительной влажности в течение 3 часов и получали образец для испытания для определения стойкости к появлению царапин. Покрытия оценивали точно так же, как и в примере 7, с приведением результатов по коррозионной стойкости в таблице 2 и по стойкости к появлению царапин в таблице 3.
Пример 12
5 массовых частей неорганического полисилазана, полученного в примере получения 1, и 0,2 массовой части DMPP (катализатора) растворяли в растворителе, состоящем из 25 массовых частей ксилола и 69,8 массовой части Pegasol AN45 (от компании Mobil Sekiyu Corp.), и получали раствор для нанесения покрытия. На алюминиевую пластину наносили покрытие по способу нанесения покрытия в результате обливания, используя данный раствор для нанесения покрытия в количестве, позволяющем получить покрытие с толщиной 0,3 мкм после превращения в диоксид кремния. После высушивания алюминиевую пластину прокаливали при 120°С в течение 1 часа на воздухе и получали образец для испытания для определения коррозионной стойкости. Отдельно по способу нанесения покрытия в результате обливания покрытие наносили на пленку ПЭТФ, используя раствор для нанесения покрытия в количестве, позволяющем получить покрытие с толщиной 0,3 мкм после превращения в диоксид кремния. После высушивания пленку ПЭТФ подвергали обработке при 90°С, 90% относительной влажности в течение 3 часов и получали образец для испытания для определения стойкости к появлению царапин. Покрытия оценивали точно так же, как и в примере 7, с приведением результатов по коррозионной стойкости в таблице 2 и по стойкости к появлению царапин в таблице 3.
Пример 13
15 массовых частей неорганического полисилазана, полученного в примере получения 1, и 0,6 массовой части DMPP (катализатора) растворяли в растворителе, состоящем из 25 массовых частей ксилола и 59,4 массовой части Pegasol AN45 (от компании Mobil Sekiyu Corp.), и получали раствор для нанесения покрытия. На алюминиевую пластину наносили покрытие по способу нанесения покрытия в результате обливания, используя данный раствор для нанесения покрытия в количестве, позволяющем получить покрытие с толщиной 1,0 мкм после превращения в диоксид кремния. После высушивания алюминиевую пластину прокаливали при 120°С в течение 1 часа на воздухе и получали образец для испытания для определения коррозионной стойкости. Отдельно по способу нанесения покрытия в результате обливания покрытие наносили на пленку ПЭТФ, используя раствор для нанесения покрытия в количестве, позволяющем получить покрытие с толщиной 1,0 мкм после превращения в диоксид кремния. После высушивания пленку ПЭТФ подвергали обработке при 90°С, 90% относительной влажности в течение 3 часов и получали образец для испытания для определения стойкости к появлению царапин. Характеристики покрытий оценивали точно так же, как и в примере 7, с приведением результатов по коррозионной стойкости в таблице 2 и по стойкости к появлению царапин в таблице 3.
Эффект от изобретения
Как описывается выше, раствор для нанесения покрытия настоящего изобретения имеет форму жидкости во время нанесения, и, таким образом, раствор для нанесения покрытия можно легко нанести на материал субстрата при нанесении покрытия в результате распыления, при использовании способа растирания тканью либо губкой и тому подобного. После нанесения полисилазан в жидкой форме можно превратить в жесткое и плотное покрытие, таким образом, легко формируя пленку покрытия, превосходную по коррозионной стойкости и стойкости к появлению царапин. В дополнение к этому гидрофильность таким образом сформированной пленки покрытия является долговечной, и ее эффективную гидрофильность можно сохранять обычно в течение 1-2 лет. Помимо гидрофильности покрытие может придать продуктам либо изделиям такие характеристики, как сопротивление истиранию, способность предотвращать загрязнение, способность смачиваться водой, стойкость к появлению царапин, коррозионная стойкость, герметизирующая способность, химическая стойкость, окислительная стойкость, способность формировать физический барьер, теплостойкость, огнестойкость и свойства антистатика. Кроме этого, раствор для нанесения покрытия можно наносить для очень широкого ассортимента вариантов использования, просто регулируя тип растворителя, количества смешиваемых материалов и тому подобное.
1. Раствор для нанесения покрытия для улучшения коррозионной стойкости субстрата, способности предотвращать загрязнение и способности легко очищаться, содержащий полисилазан, имеющий связь Si-H, разбавляющий растворитель и катализатор.
2. Раствор для нанесения покрытия по п.1, в котором в качестве разбавляющего растворителя используют нефтяной растворитель, ароматический либо алициклический растворитель, простой эфир, галогенированный углеводород либо смесь терпенов или же смесь данных растворителей.
3. Раствор для нанесения покрытия по п.2, в котором в качестве разбавляющего растворителя используют растворитель парафинового типа, уайт-спирит, смеси терпенов либо простой эфир или же их смесь.
4. Раствор для нанесения покрытия по п.3, в котором в качестве разбавляющего растворителя используют дибутиловый эфир, диметиловый эфир, диэтиловый эфир, полигликолевый эфир либо тетрагидрофуран или же их смесь.
5. Раствор для нанесения покрытия по любому одному из пп.2-4, в котором разбавляющий растворитель дополнительно содержит один либо несколько растворителей, выбираемых из ксилола, метилциклогексана и этилциклогексана.
6. Раствор для нанесения покрытия по п.1, в котором концентрация полисилазана, имеющего связь Si-H, находится в диапазоне от 0,1 до 35 мас.%.
7. Раствор для нанесения покрытия по п.1, в котором концентрация полисилазана, имеющего связь Si-H, находится в диапазоне от 0,5 до 10 мас.%.
8. Раствор для нанесения покрытия по п.1, в котором катализатор присутствует в количестве в диапазоне от 0,01 до 30 мас.% в расчете на содержание чистого полисилазана, имеющего связь Si-H.
9. Раствор для нанесения покрытия по п.1, в котором катализатором является N-гетероциклическое соединение, органическая либо неорганическая кислота, карбоксилат металла, комплекс ацетилацетона, тонкодиспергированные частицы металла, пероксид, хлорид металла либо металлорганическое соединение.
10. Раствор для нанесения покрытия по п.1, в котором полисилазаном, имеющим связь Si-H, является неорганический полисилазан, синтезированный в результате проведения реакции между SiH2Cl2 и основанием с получением аддукта SiH2Cl2 и после этого проведения реакции между аддуктом SiH2Cl2 и аммиаком.
11. Раствор для нанесения покрытия по п.1, в котором полисилазаном, имеющим связь Si-H, является полисилазан, синтезированный в результате проведения реакции между SiH2Cl2 и CH3SiCl2 с одной стороны и основанием с другой с получением аддуктов SiH2Cl2 и CH3SiHCl2 и после этого проведения реакции между аддуктами SiH2Cl2 и CH3SiHCl2 с одной стороны и аммиаком с другой.
12. Применение раствора для нанесения покрытия по пп.1-11 для нанесения покрытия на поверхности материала субстрата для улучшения коррозионной стойкости субстрата, способности предотвращать загрязнение и способности легко очищаться материалов субстратов, продуктов либо изделий.
13. Применение по п.12, в котором раствор для нанесения покрытия наносят на поверхность материала субстрата в комбинации с грунтовкой.
14. Применение по п.12 и/или 13, в котором на поверхность наносят покрытие в виде лаков, олиф либо красок до нанесения раствора для нанесения покрытия.
