申请日2015.07.16
公开(公告)日2017.02.22
IPC分类号C09D4/00; B05D5/00; B05D7/00; C09K3/00
摘要
(1)一种亲水处理涂料组合物，包含：含有自由基反应性官能团和磺酸碱金属盐基的化合物;自由基聚合引发剂;及极性相溶化剂。(2)一种亲水处理涂料组合物，包含：含有自由基反应性官能团的硅烷偶联剂;含有自由基反应性官能团和磺酸碱金属盐基的化合物;自由基聚合引发剂;及极性相溶化剂。(3)一种亲水处理涂料组合物，包含：含有与表面层的硅烷偶联剂的反应性官能团反应的官能团和磺酸(碱金属盐)基的化合物;及极性相溶化剂。(4)一种亲水处理涂料组合物，包含：含有反应性官能团的硅烷偶联剂;含有与该反应性官能团反应的官能团和磺酸(碱金属盐)基的化合物;及极性相溶化剂。
权利要求书
1.一种亲水处理涂料组合物，其为将含有无机化合物的表面层通过含有自由基反应性官能团的硅烷偶联剂处理之后，对所述硅烷偶联剂的自由基反应性官能团进行反应的组合物，其中，
所述亲水处理涂料组合物含有：
亲水性化合物，含有自由基反应性官能团和磺酸基的碱金属盐，不含有除了分子链的端部以外的亲水部分，并且不含有支链;
自由基聚合引发剂;及
具有极性的相溶化剂。
2.一种亲水处理涂料组合物，其为对于含有无机化合物的表面层进行反应的组合物，其中，
所述亲水处理涂料组合物含有：
含有自由基反应性官能团的硅烷偶联剂;
亲水性化合物，含有自由基反应性官能团和磺酸基的碱金属盐，不含有除了分子链的端部以外的亲水部分，并且不含有支链;
自由基聚合引发剂;及
具有极性的相溶化剂。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的亲水处理涂料组合物，其特征在于，所述亲水性化合物的自由基反应性官能团为选自丙烯酰胺基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、烯丙基、乙烯基、苯乙烯基及巯基中的至少一种。
4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的亲水处理涂料组合物，其特征在于，所述亲水性化合物的数均分子量为70～500。
5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的亲水处理涂料组合物，其特征在于，所述相溶化剂为选自酰胺化合物、非质子性极性溶剂、多元醇、糖类、具有极性的树脂及无机盐类中的至少一种。
6.一种亲水化处理方法，其特征在于，将含有无机化合物的表面层通过含有自由基反应性官能团的硅烷偶联剂处理，
对与所述硅烷偶联剂键合的所述表面层涂敷亲水处理涂料组合物，其中，所述亲水处理涂料组合物含有：亲水性化合物，含有自由基反应性官能团和磺酸基的碱金属盐，不含有除了分子链的端部以外的亲水部分，并且不含有支链;自由基聚合引发剂;及具有极性的相溶化剂，
通过光或热而由自由基聚合引发剂产生的自由基，使所述硅烷偶联剂的自由基反应性官能团与所述亲水性化合物的自由基反应性官能团反应。
7.一种亲水化处理方法，其特征在于，将含有无机化合物的表面层通过含有自由基反应性官能团的硅烷偶联剂处理，
对与所述硅烷偶联剂键合的所述表面层涂敷亲水处理涂料组合物，其中，所述亲水处理涂料组合物含有：含有自由基反应性官能团和磺酸基、不含有除了分子链的端部以外的亲水部分、并且不含有支链的化合物;自由基聚合引发剂;及具有极性的相溶化剂，
通过光或热而由自由基聚合引发剂产生的自由基，使所述硅烷偶联剂的自由基反应性官能团与所述化合物的自由基反应性官能团反应，
使所述化合物的磺酸基与碱金属的氢氧化物反应，从而形成磺酸盐。
8.一种亲水处理涂料组合物，其为将含有无机化合物的表面层通过含有选自异氰酸基、环氧基、氨基及巯基中的至少一个反应性官能团的硅烷偶联剂处理之后，对所述硅烷偶联剂的反应性官能团进行反应的组合物，其中，
所述亲水处理涂料组合物含有：
亲水性化合物，含有与所述硅烷偶联剂的反应性官能团反应的官能团，并含有磺酸基或磺酸基的碱金属盐，不含有除了分子链的端部以外的亲水部分，所述亲水性化合物所含有的官能团为选自氨基、羟基、巯基及环氧基中的至少一个;及
具有极性的相溶化剂。
9.一种亲水处理涂料组合物，其为对于含有无机化合物的表面层进行反应的组合物，其中，
所述亲水处理涂料组合物含有：
硅烷偶联剂，含有选自异氰酸基、环氧基、氨基及巯基中的至少一个反应性官能团;
亲水性化合物，含有与所述硅烷偶联剂的反应性官能团反应的官能团，并含有磺酸基或磺酸基的碱金属盐，不含有除了分子链的端部以外的亲水部分，所述亲水性化合物所含有的官能团为选自氨基、羟基、巯基及环氧基中的至少一个;及
具有极性的相溶化剂。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的亲水处理涂料组合物，其特征在于，含有反应催化剂，所述反应催化剂用于促进所述硅烷偶联剂的反应性官能团与所述亲水性化合物的官能团的反应。
11.根据权利要求8至权利要求10中任一项所述的亲水处理涂料组合物，其特征在于，所述亲水性化合物的数均分子量为70～500。
12.根据权利要求8至权利要求11中任一项所述的亲水处理涂料组合物，其特征在于，所述相溶化剂为选自酰胺化合物、非质子性极性溶剂、多元醇、糖类、具有极性的树脂及无机盐类中的至少一种。
13.一种亲水化处理方法，其特征在于，将含有无机化合物的表面层通过含有选自异氰酸基、环氧基、氨基及巯基中的至少一个反应性官能团的硅烷偶联剂处理，
对与所述硅烷偶联剂键合的所述表面层涂敷亲水处理涂料组合物，其中，所述亲水处理涂料组合物含有：亲水性化合物，含有与所述硅烷偶联剂的反应性官能团反应的官能团，并含有磺酸或磺酸基的碱金属盐，不含有除了分子链的端部以外的亲水部分，所述亲水性化合物所含有的官能团为选自氨基、羟基及巯基中的至少一个;及具有极性的相溶化剂，
通过热使所述硅烷偶联剂的反应性官能团与所述亲水性化合物的官能团反应。
14.一种亲水化处理方法，其特征在于，将含有无机化合物的表面层通过含有选自异氰酸基、环氧基、氨基及巯基中的至少一个反应性官能团的硅烷偶联剂处理，
对与所述硅烷偶联剂键合的所述表面层涂敷亲水处理涂料组合物，其中，亲水处理涂料组合物含有：亲水性化合物，含有与所述硅烷偶联剂的反应性官能团反应的官能团和磺酸基，不含有除了分子链的端部以外的亲水部分，所述亲水性化合物所含有的官能团为选自氨基、羟基及巯基中的至少一个;及具有极性的相溶化剂，
通过热使所述硅烷偶联剂的反应性官能团与所述亲水性化合物的官能团反应，
使所述亲水性化合物的磺酸基与碱金属的氢氧化物反应，从而形成磺酸盐。
说明书
亲水处理涂料组合物及亲水化处理方法
技术领域
本发明涉及为了提高陶瓷、玻璃、金属等的含有无机化合物的表面层的清洗性而对其表面层进行亲水化处理的组合物及其方法。本申请基于2014年7月16日于日本申请的特愿2014-145541号及特愿2014-145542号主张优先权，在此援用其内容。
背景技术
以往，对于坐便器、盥洗台等设置在用水场所(水回り)中的陶瓷类等，为了易于清洗表面的污垢而进行各种各样的表面处理。近年来因人类饮食生活的欧美化的影响，污垢中油成分增加，因此充分清洗这些陶瓷类表面的污垢越来越难。
在专利文献1中公开了虽然并不以清洗表面为目的，但是为了对玻璃产品赋予防雾性、防污性等，对主要包含氧化硅的物质的表面利用硅烷偶联剂进行处理之后，使在侧链或疏水基的中间具有丙烯酰基或乙烯基等反应性基团的反应性表面活性剂在表面进行反应的方法及具体的化合物。
在专利文献2中为了在玻璃板等基材表面形成防污性、耐磨性等优异的亲水性膜，公开了一种组合物，所述组合物包含：含有环氧基或异氰酸基的硅烷偶联剂;具有与这些环氧基或异氰酸基反应的官能团和磺酸钾等亲水基的亲水性聚合物;及四烷氧基硅烷等醇盐化合物等。
专利文献1：日本特开平8-259270号公报
专利文献2：日本特开2007-138104号公报
但是，在使用专利文献1中记载的化合物的方法中，由于该化合物具有碳数为9至12的支链结构，因而亲水部分难以被汇集在表面，即使用于坐便器、盥洗台等频繁用水清洗的陶瓷类，也担心其不具有充分的清洗性。
另外，另一方面如果使用不具有支链结构的化合物，则因亲水基的亲水性高，从而易于结晶而难以对陶瓷类等的表面均匀进行亲水化处理。
此外，专利文献2中记载的组合物在玻璃基板等的表面上制膜时，亲水性聚合物的重均分子量为3000～9900且主链长，因此亲水基难以被汇集在表面，担心涂膜的亲水性并不充分。
发明内容
为此，本发明的课题在于，提供一种亲水化处理剂及其亲水化处理方法，其对于坐便器、盥洗台等的被设置在用水场所中且含有氧化硅等无机化合物的陶瓷类等，防止钙等的沉积，并且也易于清洗成为细菌繁殖和臭气的原因的油性污垢，由此能够减少清扫次数。
本发明的第一方式为以下[1]～[5]的亲水处理涂料组合物。
[1]一种亲水处理涂料组合物，其为将含有无机化合物的表面层通过含有自由基反应性官能团的硅烷偶联剂处理之后，对所述硅烷偶联剂的自由基反应性官能团进行反应的组合物，其中，所述亲水处理涂料组合物含有：亲水性化合物，含有自由基反应性官能团和磺酸基的碱金属盐，不含有除了分子链的端部以外的亲水部分，并且不含有支链;自由基聚合引发剂;及具有极性的相溶化剂。
本发明的亲水处理涂料组合物为用于对通过含有自由基反应性官能团的硅烷偶联剂处理后的含有无机化合物的表面层进行亲水化的组合物。
在此，亲水部分具体是指，环氧乙烷、羟基、氨基等非离子性亲水基等。
所述亲水性化合物为将其分子链的一个端部作为第一端部、将另一个端部作为第二端部时，在分子链的第一端部具有自由基反应性官能团，在所述分子链的第二端部具有磺酸基的碱金属盐，不含有除了所述第一端部和第二端部以外的亲水部分，并且不具有支链的亲水性化合物。即，所述亲水性化合物为将其分子链的一个端部作为第一端部、将另一个端部作为第二端部时，在分子链的第一端部具有自由基反应性官能团，在所述分子链的第二端部具有磺酸基的碱金属盐，不含有除了所述自由基反应性官能团和所述磺酸基以外的亲水部分，并且不具有支链的亲水性化合物。
优选地，所述亲水性化合物为将其分子链的一个端部作为第一端部、将另一个端部作为第二端部时，在分子链的第一端部具有自由基反应性官能团，在所述分子链的第二端部具有磺酸基的碱金属盐，不含有除了所述第一端部和第二端部以外的亲水部分，即不含有除了所述自由基反应性官能团和所述磺酸基以外的亲水部分，并且不具有碳数为5以上的支链的亲水性化合物。
[2]一种亲水处理涂料组合物，其为对于含有无机化合物的表面层进行反应的组合物，其中，所述亲水处理涂料组合物含有：含有自由基反应性官能团的硅烷偶联剂;亲水性化合物，含有自由基反应性官能团和磺酸基的碱金属盐，不含有除了分子链的端部以外的亲水部分，并且不含有支链;自由基聚合引发剂;及具有极性的相溶化剂。
该组合物为用于对未经上述硅烷偶联剂处理的含有无机化合物的表面层进行亲水化的组合物。
所述亲水部分具体是指，环氧乙烷、羟基、氨基等非离子性亲水基等。
在此，所述硅烷偶联剂具有自由基反应性官能团。所述亲水性化合物为将其分子链的一个端部作为第一端部、将另一个端部作为第二端部时，在分子链的第一端部具有自由基反应性官能团，在所述分子链的第二端部具有磺酸基的碱金属盐，不含有除了所述第一端部和所述第二端部以外的亲水部分，并且不具有支链的亲水性化合物。
即，所述亲水性化合物为将其分子链的一个端部作为第一端部、将另一个端部作为第二端部时，在分子链的第一端部具有自由基反应性官能团，在所述分子链的第二端部具有磺酸基的碱金属盐，不含有除了所述自由基反应性官能团和所述磺酸基以外的亲水部分，并且不具有支链的亲水性化合物。
优选地，所述亲水性化合物为将其分子链的一个端部作为第一端部、将另一个端部作为第二端部时，在分子链的第一端部具有自由基反应性官能团，在所述分子链的第二端部具有磺酸基的碱金属盐，不含有除了所述第一端部和第二端部以外的亲水部分，即不含有除了所述自由基反应性官能团和所述磺酸基以外的亲水部分，并且不具有碳数为5以上的支链的亲水性化合物。
[3]根据所述[1]或所述[2]所述的亲水处理涂料组合物，其特征在于，所述亲水性化合物的自由基反应性官能团为选自丙烯酰胺基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、烯丙基、乙烯基、苯乙烯基及巯基中的至少一种。
[4]根据所述[1]至所述[3]中任一项所述的亲水处理涂料组合物，其特征在于，所述亲水性化合物的数均分子量为70～500。
[5]根据所述[1]至所述[4]中任一项所述的亲水处理涂料组合物，其特征在于，所述相溶化剂为选自酰胺化合物、非质子性极性溶剂、多元醇、糖类、具有极性的树脂及无机盐类中的至少一种。
本发明的第二方式为以下[6]～[7]的亲水化处理方法。
[6]一种亲水化处理方法，其特征在于，将含有无机化合物的表面层通过含有自由基反应性官能团的硅烷偶联剂处理，对与所述硅烷偶联剂键合的所述表面层涂敷亲水处理涂料组合物，其中，所述亲水处理涂料组合物含有：亲水性化合物，含有自由基反应性官能团和磺酸基的碱金属盐，不含有除了分子链的端部以外的亲水部分，并且不含有支链;自由基聚合引发剂;及具有极性的相溶化剂，通过光或热而由自由基聚合引发剂产生的自由基，使所述硅烷偶联剂的自由基反应性官能团与所述亲水性化合物的自由基反应性官能团反应。
在此，亲水部分具体是指，环氧乙烷、羟基、氨基等非离子性亲水基等。
所述亲水性化合物与所述[1]中说明的亲水性化合物相同，优选为所述[1]中说明的优选的亲水性化合物。
[7]一种亲水化处理方法，其特征在于，将含有无机化合物的表面层通过含有自由基反应性官能团的硅烷偶联剂处理，对与所述硅烷偶联剂键合的所述表面层涂敷亲水处理涂料组合物，其中，所述亲水处理涂料组合物含有：含有自由基反应性官能团和磺酸基、不含有除了分子链的端部以外的亲水部分、并且不含有支链的化合物;自由基聚合引发剂;及具有极性的相溶化剂，通过光或热而由自由基聚合引发剂产生的自由基，使所述硅烷偶联剂的自由基反应性官能团与所述化合物的自由基反应性官能团反应，使所述化合物的磺酸基与碱金属的氢氧化物反应，从而形成磺酸盐。
所述亲水部分具体是指，环氧乙烷、羟基、氨基等非离子性亲水基等。
在此，所述硅烷偶联剂具有自由基反应性官能团。与所述硅烷偶联剂反应的所述化合物为将其分子链的一个端部作为第一端部、将另一个端部作为第二端部时，在分子链的第一端部具有自由基反应性官能团，在所述分子链的第二端部具有磺酸基，不含有除了所述第一端部和所述第二端部以外的亲水部分，并且不具有支链的化合物。即，所述化合物为将其分子链的一个端部作为第一端部、将另一个端部作为第二端部时，在分子链的第一端部具有自由基反应性官能团，在所述分子链的第二端部具有磺酸基，不含有除了所述自由基反应性官能团和所述磺酸基以外的亲水部分，并且不具有支链的化合物。
优选地，所述化合物为将其分子链的一个端部作为第一端部、将另一个端部作为第二端部时，在分子链的第一端部具有自由基反应性官能团，在所述分子链的第二端部具有磺酸基，不含有除了所述第一端部和第二端部以外的亲水部分，即不含有除了所述自由基反应性官能团和所述磺酸基以外的亲水部分，并且不具有碳数为5以上的支链的化合物。
本发明的第三方式为以下[8]～[12]的亲水处理涂料组合物。
[8]一种亲水处理涂料组合物，其为将含有无机化合物的表面层通过含有选自异氰酸基、环氧基、氨基及巯基中的至少一个反应性官能团的硅烷偶联剂处理之后，对所述硅烷偶联剂的反应性官能团进行反应的组合物，其中，所述亲水处理涂料组合物含有：亲水性化合物，含有与所述硅烷偶联剂的反应性官能团反应的官能团，并含有磺酸或磺酸基的碱金属盐，不含有除了分子链的端部以外的亲水部分，所述亲水性化合物所含有的官能团为选自氨基、羟基、巯基及环氧基中的至少一个;及具有极性的相溶化剂。
该组合物为用于对由具有上述反应性官能团的硅烷偶联剂处理后的含有无机化合物的表面层进行亲水化的组合物。
在此，“亲水部分”的意思与所述[1]的说明相同。
所述亲水性化合物为将其分子链的一个端部作为第一端部、将另一个端部作为第二端部时，在分子链的第一端部具有与所述硅烷偶联剂的反应性官能团反应的官能团，在所述分子链的第二端部具有磺酸基或磺酸基的碱金属盐，不具有除了所述第一端部和所述第二端部以外的亲水部分的亲水性化合物，所述亲水性化合物所含有的官能团为选自氨基、羟基、巯基及环氧基中的至少一个。
即，所述亲水性化合物为将其分子链的一个端部作为第一端部、将另一个端部作为第二端部时，在分子链的第一端部具有与所述硅烷偶联剂的反应性官能团反应的官能团，在所述分子链的第二端部具有磺酸基或磺酸基的碱金属盐，不具有除了与所述硅烷偶联剂的反应性官能团反应的官能团和所述磺酸基以外的亲水部分的亲水性化合物。
[9]一种亲水处理涂料组合物，其为对于含有无机化合物的表面层进行反应的组合物，其中，所述亲水处理涂料组合物含有：(a)硅烷偶联剂，含有选自异氰酸基、环氧基、氨基及巯基中的至少一个反应性官能团;(b)亲水性化合物，含有与所述硅烷偶联剂的反应性官能团反应的官能团，并含有磺酸基或磺酸基的碱金属盐，不含有除了分子链的端部以外的亲水部分，所述亲水性化合物所含有的官能团为选自氨基、羟基、巯基及环氧基中的至少一个;以及(c)具有极性的相溶化剂。
该组合物为用于对未经上述硅烷偶联剂处理的含有无机化合物的表面层进行亲水化的组合物。
在此，“亲水部分”的意思与所述[1]的说明相同。
所述亲水性化合物为将其分子链的一个端部作为第一端部、将另一个端部作为第二端部时，在分子链的第一端部具有与所述硅烷偶联剂的反应性官能团反应的官能团，在所述分子链的第二端部具有磺酸基或磺酸基的碱金属盐，不具有除了所述第一端部和所述第二端部以外的亲水部分的亲水性化合物，所述亲水性化合物所含有的官能团为选自氨基、羟基、巯基及环氧基中的至少一个。
即，所述亲水性化合物为将其分子链的一个端部作为第一端部、将另一个端部作为第二端部时，在分子链的第一端部具有与所述硅烷偶联剂的反应性官能团反应的官能团，在所述分子链的第二端部具有磺酸基或磺酸基的碱金属盐，不具有除了与所述硅烷偶联剂的反应性官能团反应的官能团和所述磺酸基以外的亲水部分的亲水性化合物。
[10]根据所述[8]或所述[9]所述的亲水处理涂料组合物，其特征在于，含有反应催化剂，所述反应催化剂用于促进所述硅烷偶联剂的反应性官能团与所述亲水性化合物的官能团的反应。
[11]根据所述[8]至所述[10]中任一项所述的亲水处理涂料组合物，其特征在于，所述亲水性化合物的数均分子量为70～500。
[12]根据所述[8]至所述[11]中任一项所述的亲水处理涂料组合物，其特征在于，所述相溶化剂为选自酰胺化合物、非质子性极性溶剂、多元醇、糖类、具有极性的树脂及无机盐类中的至少一种。
本发明的第四方式为以下[13]～[14]的亲水化处理方法。
[13]一种亲水化处理方法，其特征在于，将含有无机化合物的表面层通过含有选自异氰酸基、环氧基、氨基及巯基中的至少一个反应性官能团的硅烷偶联剂处理，对与所述硅烷偶联剂键合的所述表面层涂敷亲水处理涂料组合物，其中，亲水处理涂料组合物含有：亲水性化合物，含有与所述硅烷偶联剂的反应性官能团反应的官能团，并含有磺酸或磺酸基的碱金属盐，不含有除了分子链的端部以外的亲水部分，所述亲水性化合物所含有的官能团为选自氨基、羟基及巯基中的至少一个;及具有极性的相溶化剂，通过热使所述硅烷偶联剂的反应性官能团与所述亲水性化合物的官能团反应。
在此，“亲水部分”的意思与所述[8]的说明相同。
所述亲水性化合物与所述[8]中说明的亲水性化合物相同，优选为所述[8]中说明的优选的亲水性化合物。
[14]一种亲水化处理方法，其特征在于，将含有无机化合物的表面层通过含有选自异氰酸基、环氧基、氨基及巯基中的至少一个反应性官能团的硅烷偶联剂处理，对与所述硅烷偶联剂键合的所述表面层涂敷亲水处理涂料组合物，其中，所述亲水处理涂料组合物含有：亲水性化合物，含有与所述硅烷偶联剂的反应性官能团反应的官能团和磺酸基，不含有除了分子链的端部以外的亲水部分，所述亲水性化合物所含有的官能团为选自氨基、羟基及巯基中的至少一个;及具有极性的相溶化剂，通过热使所述硅烷偶联剂的反应性官能团与所述亲水性化合物的官能团反应，使所述亲水性化合物的磺酸基与碱金属的氢氧化物反应，从而形成磺酸盐。
在此，“亲水部分”的意思与所述[8]的说明相同。
所述亲水性化合物为将其分子链的一个端部作为第一端部、将另一个端部作为第二端部时，在分子链的第一端部具有与所述硅烷偶联剂的反应性官能团反应的官能团，在所述分子链的第二端部具有磺酸基，不具有除了所述第一端部和所述第二端部以外的亲水部分的亲水性化合物，所述亲水性化合物所含有的官能团为选自氨基、羟基及巯基中的至少一个。
即，所述亲水性化合物为将其分子链的一个端部作为第一端部、将另一个端部作为第二端部时，在分子链的第一端部具有与所述硅烷偶联剂的反应性官能团反应的官能团，在所述分子链的第二端部具有磺酸基，不具有除了与所述硅烷偶联剂的反应性官能团反应的官能团和所述磺酸基以外的亲水部分的亲水性化合物。
根据本发明，对于坐便器、盥洗台等设置在用水场所中且含有氧化硅等无机化合物的陶瓷类等，防止钙等无机物的沉积的同时，也易于清洗成为细菌繁殖和臭气的原因的油性污垢，由此能够减少清扫次数。