超疏水性防静电组合物的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请是要求了 2013年1月30日提交的印度临时申请序列413/CHE/2013的优 先权权益的非临时申请，兹以引用方式引入该临时申请的内容。
技术领域
[0003] 本发明涉及一种在表面上产生涂层膜的基于纳米技术的超疏水性防静电组合物， 所述涂层膜在一些实例中具有99%或更高的透明度，排斥泥土、制动粉尘、污垢、泥水等。更 具体地讲，本发明涉及适合用于所有类型的汽车轮毂的未被涂覆或被涂覆的塑料和铝合金 表面的超疏水性防静电组合物。本发明还涉及一种制备所述超疏水性防静电组合物的工 艺，以及将涂层组合物涂覆在表面上的方法。
【背景技术】
[0004] 从车辆的轮胎到引擎罩以及其他零件，任何车辆的美观是任何汽车用户的主要需 求和关注点之一。例如，轮毂光亮且光滑的立面增强了汽车的整体光彩。然而，多种因素会 使轮毂光亮的光泽变暗，包括制动粉尘、道路污垢和泥水等。除此之外，制动粉尘不仅使光 泽度变坏，而且长期接触粉尘增强了轮毂的腐蚀趋势。
[0005] 一般来讲，制动粉尘是车辆的制动块与转子之间的摩擦所引起的磨损的产物。制 动块通过摩擦将汽车的动能转化成热能。制动钳中包括两个制动块，制动块的摩擦表面面 向转子。当通过液压方式施加制动时，卡钳将两个制动块一起夹紧或挤压在旋转转子中以 使车辆减速/停止。当制动块通过与转子接触而受热时，制动块将少量摩擦材料转移到制 动盘，从而使其变成暗灰色。然后制动块和制动盘（现在均具有摩擦材料）彼此"粘住"，从 而提供使车辆停止的摩擦力。为了维持汽车的原始外观，在消费应用中使用各种各样的汽 车外观产品。具体地讲，许多轮毂和轮胎清洁剂是可商购的以维持污染的轮胎、金属或塑料 轮毂、轮罩或轮毂罩的外观。这些轮毂清洁剂通常是酸性配方，PH在2至4之间。需要轮 毂清洁剂的强酸性来有效去除制动粉尘、道路泥土和污垢。这些配方通常还使用阴离子表 面活性剂、两性表面活性剂或非离子表面活性剂来增强轮毂清洁配方的去垢能力。这些配 方的极低PH使它们与许多金属轮毂的兼容性差，并且大部分这些产品设计成在透明清漆 涂层轮毂上使用，所以不会（极少）发生酸性腐蚀。必须在15秒至1分钟内从轮胎和轮毂 洗掉或擦掉组合物以防止对轮毂造成永久损伤，并且同样便于清洁。
[0006] 自清洁的原理在防制动粉尘涂层中发挥重要作用。为了获得良好的自清洁防灰尘 表面，表面不仅必须非常疏水，而且必须具有一定程度的粗糙度。结构和疏水性质的适当结 合不允许任何类型的粉尘或污染物（包括水），粘附在表面上。
[0007] 现有技术中已经证实进行了许多尝试来获得超疏水性防静电组合物。Mul I er等人 的美国专利公开号7, 083, 828描述了一种用于可除尘的防水涂层的配方，该涂层必须仅在 室温下涂覆。Brand等人的美国专利公开号US 2007/0190308公开了用于汽车轮圈的防刮 蹭自清洁保护层的配方，但是缺点是这种配方需要两层来达到效果，并且必须在高温（高 达200°C )固化。Kanagasabapathy等人的美国专利公开号2009/0018249公开了一种用于 疏水性自清洁效果的涂层组合物，但是缺点是这种配方必须仅涂覆在蜡面上。Muller等人 的美国专利公开号2004/0213904公开了一种用于生产防水的可除尘表面涂层的工艺，该 涂层由疏水性颗粒结合高挥发性硅氧烷醇酸改性硅蜡组成。悬浮液涂覆在制品的表面上， 并且挥发性硅氧烷蒸发形成浅灰色涂层。这种涂层的缺点是留在处理表面上的朦胧层，并 且不适合用于美容应用。
[0008] 此外，有几篇涉及消除水痕的公开文献。Russo等人的美国专利5, 759, 980公开了 一种由硅酮基表面活性剂和聚合物组成的涂层，其中聚合物用作粘结剂。然而，这种涂层本 质上是亲水性的，并且可倾向于通过简单擦除从表面去除。
[0009] 专利公开号WO 2008/153687公开了一种由纳米二氧化硅和丙酮溶剂组合组成的 超疏水性涂层组合物，用于在金属、玻璃、陶瓷、玻璃纤维、木质和蜡质基材的喷漆表面上形 成透明涂层膜。处理过的二氧化硅颗粒层形成165度接触角和2度滚动角。尽管这种组合 物有各种优点，但这种组合物的缺点是它抗振动的耐久性以及与基材表面的粘结强度不适 合用于汽车应用。
[0010] 因此，需要一种高性价比的超疏水性防静电组合物，这种组合物可以成功用于所 有类型的汽车轮毂，以克服当前可用的超疏水性涂层组合物的上述提及的问题，从而在不 使用刺激性化学物质的情况下减少粉尘、泥土和污垢在汽车轮毂上的累积。
【发明内容】
[0011] 本发明的实施例提供了一种超疏水性防静电防制动灰尘组合物，这种组合物使用 溶剂、增粘剂和疏水性无机纳米颗粒作为主要成分。本发明工艺和产品配方的实施例基于 荷叶效应原理。
[0012] 本发明的实施例提供一种组合物/涂层，以及一种用于保护各种表面以免出现泥 土、制动粉尘、污垢、泥水痕迹和腐蚀的工艺。本发明的实施例在接受面上形成一种基本透 明的可去除的防涂鸦保护涂层。涂层膜的实施例是清晰透明的，并且保持下面的喷漆膜的 美学作用，这样克服了与现有技术有关的问题。
[0013] 本发明的实施例具有几个优点，包括以下各项：组合物/涂层不仅用作防制动粉 尘涂层，而且用作自清洁涂层，所以它减少了灰尘、其他污染物、泥水等的吸附。组合物是透 明涂层，使得在涂覆于喷漆合金轮毂或轮毂罩上之后，可见表面保持下面的喷漆膜的美学 作用。可以在室温下涂覆涂层，并且可以在120分钟内获得超疏水性。当水滴或泥水与涂 覆的组合物接触时，在处理表面上不会留下水痕或斑点，而在无涂层表面上由于矿物质沉 积可以看到水痕或斑点，因此减少了清理表面所需的精力。该组合物的实施例通过喷涂方 式容易涂覆在轮毂包括塑料和金属合金轮毂、喷漆零件、陶瓷基材、低碳钢基材等的任何类 型的表面上。
【附图说明】
[0014] 结合附图可以更好地理解前面的概述以及本发明的以下详细描述。为了帮助解释 本发明的目的，示出了当前优选并且被认为是说明性的附图的实施例。然而，应当理解的 是，本发明并不局限于其中所示的精确布置和工具。图中：
[0015] 图1是涂覆在塑料轮毂罩上的本发明的配方的现场试验测试的照片；
[0016] 图2是涂覆在轮毂罩上的市售样品产品的现场试验测试的照片；
[0017] 图3是涂覆在经过1600英里轮毂使用之后的合金轮毂上的本配方的现场试验测 试的照片；
[0018] 图4是涂覆在经过1600英里轮毂使用之后的合金轮毂上的市售样品的现场试验 测试的照片；
[0019] 图5是在部分涂有本发明的涂层的实施例和市售样品的轮毂表面上使用合成制 动粉尘进行测试的照片；并且
[0020] 图6是本发明的配方以及市售样品在被涂覆的铝合金面板上的蜂蜜效应的照片。
【具体实施方式】
[0021] 在描述并主张保护本发明时，将根据以下阐述的定义使用以下术语。除非另有说 明，本文中使用的所有技术术语和科技术语具有与本发明所属的技术领域的普通技术人员 通常理解的意思相同的意思。尽管在实施或测试本发明中可以使用与本文所述的方法和材 料类似或相当的任何方法和材料，本文描述了优选的方法和材料。如本文所用，每个以下术 语具有与本节相关的含义。以下针对单独的工艺参数、替代物和范围列出的具体的及优选 的值仅用于说明，它们不排除其他的限定值或者落入优选限定范围内的其他值。
[0022] 如本文所用的，单数形式"一种（a) "、"一种（an) "和"所述（the) "包括复数参考， 除非上下文另外明确指明。当在描述数值或范围的端值中使用术语"约"时，本公开应当理 解成包括所提及的具体值和端值两者。
[0023] 为了以下详细描述的目的，应当理解的是本发明可以采用多种可替代的变型和步 骤顺序，除专门指明相反的意思之外。此外，除在任何操作实例中之外，或者另外指明，本说 明书中使用的表示例如成分数量的所有数字应当理解成在所有情况下由术语"约"来修饰。 应当指出的是，除非另外说明，本说明书及所附权利要求书中给出的所有百分比指的是占 总组合物的重量百分比。
[0024] 因此，在详细描述本发明之前，应当理解的是，本发明不限于特别示例的系统或工 艺参数，这些系统或工艺参数当然可以变化。还应当理解的是，本文中使用的术语仅仅是为 了描述本发明的特定实施例，并且并非旨在以任何方式限制本发明的范围。
[0025] 定义
[0026] 如本文所用的，术语"接触角"或"静态接触角"指的是去离子水的静态液滴与液 滴所处的平坦水平面之间的角度。正如本领域所熟知的，接触角用作表面的润湿行为的度 量。如果液体完全散布在表面上并且形成膜，则接触角为零度（0° )。随着接触角增大，润 湿抗性增大，接触角增大至理论