[发明专利]用于抗污表面涂层的超支化聚烷氧基硅氧烷添加剂

说明书

本发明涉及用于涂布剂组合物的超支化聚烷氧基硅氧烷添加剂和含有所述添加剂并具有自清洁特性的涂层。该组合物特别适用于户外使用的涂层，例如屋顶和外墙涂层，该涂层通过卷材涂料或粉末涂料进行涂布。

提供用于获得在美学和清洁外观方面可耐久的涂层的建筑部门用涂布剂仍是重要挑战。涂层应当特别具有耐候性并且防止灰尘和污物沉积。特别是高层建筑的外立面通常具有卷材涂布成分。特别是在严重空气污染较普遍的地理区域，例如在许多城市和工业区，污物和灰尘经由雨水结合，并往往在相同的位置沿建筑外立面下流，留下污渍条纹。

然而，利用所谓的自洁表面，在下雨时不会发生污物的附着。相反，甚至在一些情况下干燥附着的污物也会在下一场降雨或用水冲洗时脱落并由此除去(“自清洁”)。已知硅酸盐类涂布剂组合物具有良好的抗污能力。然而，这也并非最佳，需要进一步改善。

在也抗污的硅酸盐类涂布剂组合物中，经常使用各种合成树脂。

EP 0771835 A2公开了聚烷氧基硅氧烷和制造它们的水解方法，以及该产物用于改善材料的耐污性、耐酸性或耐候性的用途。还描述了可以由聚烷氧基硅氧烷的水解溶液制造的硬质材料涂层。然而，水解获得的聚烷氧基硅氧烷以及可由其制得的涂料的储存稳定性不够。耐污性的耐久性也是如此。

US7037966 B2例如涉及基于含有氟化聚合物树脂的组合物的抗污涂料。这些组合物含有有机硅酸盐和至少一种去水剂并具有改善的稳定性。作为去水剂，可使用分子筛、石膏、沸石、氧化铝和/或合成粘土材料。涂布上该组合物的对象将具有良好的耐候性、良好的污垢去除和良好的耐污性，而对光泽没有不良影响。这些组合物尤其适合用于屋面材料、墙壁材料和其他户外建筑材料。去水剂的存在是必要的。所述聚硅氧烷添加剂不具有高度支化并含有硅烷醇基团。尽管该涂布剂具有一定的储存稳定性，但这仍然有限。

在US 6486239 B2中，描述了聚酯类涂布剂组合物，其用于PCM(预涂布金属)的耐污性外板。具体而言，用于抗污性PCM板的聚酯类涂布剂组合物将显示出诸如表面抗渗性、防污作用、耐酸性和自洁性物理性能等物理性质的良好组合。所使用的聚烷氧基硅氧烷添加剂不是超支化的并含有硅烷醇基团。组合物的储存稳定性需要改善。

除了各种聚烷基(半)金属化物，WO 2004/058859 A1还描述了聚(烷氧基硅氧烷)，其在文中也被称为聚烷基硅酸酯，经由非水解合成方法得到。在WO 2004/058850 A1中，该聚(烷氧基硅氧烷)用在所谓纳米复合物材料中，或由用于在玻璃上制造涂层的溶液直接使用而不添加合成聚合物。文中没有描述其在涂布剂组合物中以较少量作为添加剂与作为主要粘合剂的合成聚合物一起使用。

ZEFFLE GH-701是由DAIKIN INDUSTRIES LTD生产的全氟有机硅酸盐类亲水化添加剂，其能对涂布剂赋予抗污性。然而，出于生态原因，全氟化添加剂的使用原则上是不利的，并且应尽可能避免。因此，提供赋予良好抗污性的无氟添加剂也是本发明的目的。

在期刊“Progress in Organic Coatings”(1998),33(2),126-130中，以题目“Organic-inorganic hybrid coatings for coil coating application based on polyesters and tetraethoxysilane”，Frings等描述了用于金属基材的基于聚酯和四乙氧基硅烷的有机-无机杂化涂布剂体系。如果金属基材随后成形，则由其形成的保护性涂层应一方面具有灵活性，以及改善的硬度。

Frings等对这样的体系也进行了光谱和热分析研究，并发表在“Progress in Organic Coatings”(1998),34(1-4),248中,题目是“Hybrid organic-inorganic coatings,for coil coating applications,via the sol-gel process”。具体而言，确立了在适当的模型体系中，聚酯的羟基与水解的四乙氧基硅烷的羟基反应。由此可以推断这是玻璃化转变温度升高的原因，并还具有柯尼希硬度随涂料体系的硅酸盐含量增加而增加的效果。

此外，在期刊“Journal of Coatings Technology”(2000),72(901),83-89中，Frings等提出了对基于聚酯、三聚氰胺树脂和各种量的二氧化硅的杂化涂布剂进行的形貌研究。尤其关注二氧化硅粒径的影响。