斥水性涂料及具有斥水性表面的物品制造技术

本发明专利技术涉及具备含有平均一次粒径为１ｎｍ～２００ｎｍ的难溶于水或不溶于水的微粒材料，较好是含有表面实质上为经过氟化处理的微粒状金属氧化物微粒的表面层的物品；形成前述斥水性表面层时所用的前述含有微粒材料的斥水性涂料；以及将前述涂料涂布在物品上，或涂布被覆用树脂后散布前述微粒，再使树脂固化来赋予物品以斥水性的方法。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有斥水性、耐沾雪性、防水性、耐腐蚀性、耐候性和润滑性等良好的斥水性表面的物品，为形成该斥水性表面而使用的斥水性涂料，以及赋予各种物品以斥水性的方法。
技术介绍
以往，以防止汽车车身、道路标识用标识板、热交换用风扇、电线和电缆、天线、铁塔等上积雪，防止土木机械用工具、便携式电器及其外壳、洗菜池等厨房用物品、住宅·道路·桥头被雨水污染等为目的，开发了赋予各种物品表面以斥水性的涂料。例如，利用含氟树脂和硅树脂进行化学处理的方法(涂布法)，在金属表面形成聚四氟乙烯(以下，略称为PTFE)低聚物粒子的复合镀膜的方法(日本专利公开公报平4-285199号、EP503872号)，在布制表面形成凸状体、在其上赋予作为斥水层的氟系化合物的方法(日本专利公开公报平4-343764号)，分散有低分子量低聚物的PTFE粉末的斥水性涂料(日本专利公开公报平6-122838号)，分散有平均粒径在4μm以上的四氟乙烯低聚物(以下，略称为TFE)粉末或氟化石墨的斥水性涂料(日本专利公开公报平7-26169号)，在分散有粉末状添加物的被覆表面上形成平均大小为0.1～100μm的连续的凹凸状的被覆物品(日本专利公开公报平7-18209号)，具有包括较大周期的凹凸结构和较小周期的凹凸结构的多段凹凸结构的斥水性表面的固体(日本专利公开公报平7-197017号)，在具有微细凹凸结构的亲水性金属表面涂布斥水性物质的偶合剂的赋予斥液性的方法(日本专利公开公报平8-246163号、WO96-21523号)等。但是，利用含氟树脂和硅树脂进行涂布的方法的斥水性较低、作为衡量斥水性标准的在涂膜上与水的接触角为100～110°，不够小。此外，在众多报道中提到的PTFE不溶于溶剂，所以，作为涂料的使用范围有限。PTFE分散系的复合镀膜法虽然可制得斥水性良好的被膜，但与水的接触角受PTFE的分子量影响很大，另外，还存在需要镀膜的问题。赋予使无机微粒分散而制得的凸状布制表面以氟系化合物的方法，由于对布帛的手感有一定要求，所以，制造工艺较复杂。在涂料中分散加入TFE低聚物粉末的常用涂装方法，由于需要使用价格较贵的TFE低聚物粉末，所以成本较高，这样在实际使用时就受到限制。通过在树脂中添加氟化碳等粉末状添加剂而在表面形成平均大小为0.1～100μm的连续的凹凸状的被覆物品作为防止雨水污染的方法是很好的，但由于添加的氟化碳等的平均粒径为0.2～200μm比较大，所以，表面的斥水性不够充分。此外，在具有微细凹凸结构的亲水性金属表面涂布斥水性物质的偶合剂的斥液性赋予方法虽然显现出很好的斥水性，但因为使用了价格较高的偶合剂，且必须预先对基板的金属表面进行微细的凹凸结构的加工，所以受到一定限制。如上所述，作为以往技术的已知方法都必须使用成本较高的材料，或必须在基体表面进行凹凸加工等，不仅赋予斥水性的操作过程不简便，而且，斥水性、耐沾雪性、防水性、耐腐蚀性、耐候性和润滑性等工业生产所要求的各种性能也不能够适应实际用途。因此，本专利技术的课题是提供不使用高成本材料，以简便的方法，赋予物品以斥水性、耐沾雪性、防水性、耐腐蚀性、耐候性和润滑性等性能的实用手段。专利技术的揭示本专利技术者们经过认真研究后发现，用含有平均一次粒径为1nm～200nm的难溶于水或不溶于水的微粒材料的斥水性涂料覆盖物品，或在物品表面涂布被覆用树脂后但在树脂固化前散布前述微粒材料，可赋予物品以斥水性。而且，前述微粒材料的使用了表面实质上经过氟化处理的金属氧化物微粒，使分散性有所提高，这有利于它作为斥水性材料混合在涂料中，所以，耐光稳定性和斥水性都有所提高，完成了本专利技术。即，本专利技术提供了以下具有斥水性表面层的物品，斥水性涂料，以及赋予物品以斥水性的方法。1．具有含有平均一次粒径为1nm～200nm的难溶于水或不溶于水的微粒材料的斥水性涂料的斥水性表面层的物品。2．微粒材料在水中的溶度积在10-25以下的前述1记载的具有斥水性表面层的物品。3．微粒材料为选自金属氧化物、金属系非氧化物、玻璃类、金属粉、氟化碳、碳、石墨、含氟树脂粉体、硅树脂粉体、聚丙烯树脂粉体、聚乙烯树脂粉体、有机颜料和无机颜料的至少1种的前述1或2记载的具有斥水性表面层的物品。4．金属氧化物为表面实质上经过氟化处理的微粒的前述3记载的具有斥水性表面层的物品。5．表面实质上经过氟化处理的金属氧化物是通过对含有选自Be、B、Mg、Al、Si、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Ge、Zr、Ag、In、Sn、Pb、Sb、Ba、Ta、Ce的至少1种元素的金属氧化物进行氟化处理而获得的前述4记载的具有斥水性表面层的物品。6．具有前述1～5的任一项记载的涂布包含微粒材料的涂料而形成的斥水性表面层的物品。7．具有涂布对应于挥发组分挥发后的涂料树脂重量，包含5～95重量％的微粒材料的涂料而形成的前述6记载的斥水性表面层的物品。8．作为涂料树脂，包含至少1种选自丙烯酸聚氨酯树脂、含氟树脂、丙烯酸硅树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酯树脂、醇酸树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、胍胺树脂、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯、聚乙烯醇缩丁醛树脂、苯乙烯-丁二烯树脂、氯化橡胶、不饱和聚酯树脂、硅树脂和槚如树脂等的树脂组分的前述6或7记载的具有斥水性表面层的物品。9．具有在基体表面涂布被覆用树脂后但在树脂完全固化前，散布前述4或5记载的表面实质上经过氟化处理的微粒状金属氧化物而形成的斥水性表面层的物品。10．选自金属构造体、玻璃构造体、纤维构造体、陶瓷构造体、木质材料、塑料构造体、壁构造体的前述1～9记载的具有斥水性表面层的物品。11．以对应于挥发组分挥发后的涂料树脂重量，包含5～95重量％平均一次粒径为1nm～200nm的微粒材料为特征的斥水性材料。12．微粒材料对水的溶度积在10-25以下的前述11记载的斥水性材料。13．微粒材料为选自金属氧化物、金属系非氧化物、玻璃类、金属粉、氟化碳、碳、石墨、含氟树脂粉体、硅树脂粉体、聚丙烯树脂粉体、聚乙烯树脂粉体、有机颜料和无机颜料的至少1种的前述11或12记载的斥水性涂料。14．金属氧化物为表面实质上经过氟化处理的微粒的前述13记载的斥水性涂料。15．表面实质上经过氟化处理的金属氧化物是通过对含有选自Be、B、Mg、Al、Si、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Ge、Zr、Ag、In、Sn、Pb、Sb、Ba、Ta、Ce的至少1种元素的金属氧化物进行氟化处理而获得的前述14记载的斥水性涂料。16．作为涂料树脂，包含至少1种选自丙烯酸聚氨酯树脂、含氟树脂、丙烯酸硅树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酯树脂、醇酸树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、胍胺树脂、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯、聚乙烯醇缩丁醛树脂、苯乙烯-丁二烯树脂、氯化橡胶、不饱和聚酯树脂、硅树脂和槚如树脂等的树脂组分的前述11～15的任一项记载的斥水性涂料。17．以将前述11～16的任一项记载的斥水性涂料涂布于物品为特征的赋予物品以斥水性的方法。18．以在基体表面涂布被覆用树脂后但在树脂完全固化前，散布前述4或5记载的表面实质上经过氟化处理的微粒状金属氧化物为特征的赋予物品以斥水性的方法。19．物品选自金属构造体、玻璃构造体、纤维构造体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物品，具有含有平均一次粒径为１ｎｍ～２００ｎｍ的难溶于水或不溶于水的微粒材料的斥水性表面层。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中村佳澄，井上长三，宫坂佳彦，门田隆二，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]