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提供了一种用于在目标表面上赋予疏水膜的涂层组合物，其包括硅油或含氟聚合物油或其组合的油、树脂和干式润滑剂。存在溶剂以形成油和树脂的溶液。涂层被赋予到涂敷器，涂敷器转而可以转移作为疏水膜的涂层。该涂层组合物是稳定的并且即使在高温下储存几周后也能够将赋予疏水膜。该涂层组合物通过不含合成蜡而具有这些特性，其中合成蜡尤其包括硅蜡。还提供一种套件，其包括施用有上述涂层组合物的雨刮器以及操作指南，操作指南用于固定到车辆的雨刮器将疏水膜赋予到通过雨刮器接触的车辆风挡。

1.  一种用于将拒水性从汽车雨刮器的橡胶元件赋予到风挡的涂层组合物，该涂层包括：
油，其选自硅油、含氟聚合物油或其组合组成的组；
树脂，其可溶于上述油中；以及
微粒润滑剂；组合物基本上不含硅蜡。

2.  根据权利要求1所述的组合物，其中所述油仅是所述硅油。

3.  根据权利要求1所述的组合物，其中所述油以从1到95总重量百分比存在。

4.  根据权利要求1所述的组合物，其中所述树脂是硅树脂。

5.  根据权利要求1所述的组合物，其中所述树脂以从0.1到80总重量百分比存在。

6.  根据权利要求1所述的组合物，其中所述微粒润滑剂选自石墨，乱层结构碳，氮化硼，硼酸，聚四氟乙烯(PTFE)，二硫化钼(MoS₂)和其组合组成的组。

7.  根据权利要求1所述的组合物，其中所述微粒润滑剂以从0.1到50总溶剂化重量百分比存在。

8.  根据权利要求1所述的组合物还包括溶剂，所述油和所述树脂被溶解在溶剂中。

9.  根据权利要求1所述的组合物，在-50到120℃之间的平均储存温度下作为非挥发性层具有超过一个月的储存稳定性。

10.  一种改进的用于赋予疏水膜的涂层组合物，该涂层组合物包括硅油、树脂、溶剂，树脂可溶于溶剂中，以及微粒润滑剂，其中改进之处在于：组合物不含用于硅油、溶剂或其组合的硅蜡或固化剂。

11.  一种用于在表面生成疏水膜的套件，该套件包括：
涂敷器，其具有涂敷器表面和由根据权利要求1的组合物形成的非挥发性层，非挥发性层附着到涂敷器表面或从容器施加到涂敷器表面；以及操 作指南，操作指南用于将涂敷器表面与所述表面接触以生成具有大于或等于60°的水接触角的疏水膜。

12.  根据权利要求11所述的套件，其中非挥发性层具有0.5到500微米之间的厚度。

13.  根据权利要求11所述的套件，其中非挥发性层被施用到所述涂敷器的橡胶元件的刮刷口两侧，所述涂敷器是雨刮器，非挥发性层以范围从0.001到0.1克每英寸长度每侧的量通过喷涂、浸渍涂覆或刷涂施加到橡胶元件上。

14.  根据权利要求11所述的套件，其中非挥发性层是非干性的并且通过擦扫从涂敷器表面可转移到被接触表面。

15.  根据权利要求13所述的套件，其中雨刮器的橡胶元件的被涂覆的刮刷口能够使得风挡在干或湿或干和湿结合的任一条件下在若干擦拭周期后变得疏水。

16.  根据权利要求11所述的套件，其中非挥发性层在-50到120℃之间的平均温度下具有超过一个月的储存稳定性。

17.  根据权利要求11所述的套件，其中所述涂敷器是雨刮器，并且所述表面是风挡。

18.  根据权利要求11所述的套件，还包括覆盖非挥发性层的保护罩；这样的保护罩使得从涂层被生产到雨刮器被安装在车辆上期间涂层不与罩的内表面接触。

19.  根据权利要求11所述的套件，其中所述涂敷器至少由氯丁二烯橡胶、天然橡胶或硅胶或它们任意组合的材料形成。

20.  根据权利要求19所述的套件，其中所述涂敷器在非挥发性层被施用到涂敷器之前用摩擦涂层涂覆。

21.  一种活化风挡的工艺，包括：
将风挡与涂覆有根据权利要求1的组合物的雨刮器接触；
在湿、干或湿和干结合的条件下擦拭2000个以内的擦拭周期以获得水接触角大于60度的拒水性，从而激活风挡。

22.  根据权利要求21所述的工艺，其中所述雨刮器具有从风挡擦除水的水擦除能力，其是在其他方面与所述雨刮器相同的未涂覆的雨刮器的未涂覆水擦除能力的至少90％。

具有可转移到接触表面的疏水涂层的涂敷器
技术领域
本发明总体涉及一种疏水涂层组合物，并且尤其涉及一种通过雨刷的使用将疏水膜赋予到接触窗的雨刮器。
背景技术
对于车辆的驾驶员来说，雨，雨夹雪和雪常常带来视觉问题。虽然横扫风挡的雨刮器的机械运动如机械橡胶擦刷器一样部分有效的将水和雪从风挡移去。常规雨刮器，不管是由碳基还是硅橡胶制成的，其操作都仅仅是部分有效的将水和雪从风挡清除。雨刮器横扫风挡移动留下薄的水膜，其在一定程度上削弱视力并促进附加的液体水或雪附着到风挡。此外，随着雨刮器通过暴露到环境而退化，雨刮器与风挡接触的均匀性变差。此外，通常附着到风挡的碎片形成区域，在这些区域中雨刮器与风挡表面有间隙，导致使视力模糊的条痕和水滴。
为了解决通过机械橡胶擦刷器活动来清洗风挡的局限性，疏水玻璃处理方案已经被应用于汽车风挡以改善在雨，雨夹雪或雪的高湿度条件下驾驶员的视觉。这种玻璃处理代表性的是在美国专利3,579,540，5,688,864，6,432,181中详细说明的那些。尽管这种玻璃处理有效的使风挡疏水以便使水形成珠状并且不形成风挡水膜，但是这些产品由于高劳动强度的涂覆和某种程度上有些毒性的化学物质需要被处理以形成疏水风挡表面而可接受性有限。此外，当风挡正在遭受雨或其他降水，这种疏水玻璃处理的应用是不切实际的。
认识到常规疏水玻璃处理的局限性，涂层组合物已经被开发用于雨刮器，其包括固体润滑剂中的硅蜡，硅油，以使得硅蜡溶解在硅油中，这样在雨刮器的操作过程中，涂层的组分通过雨刮器对风挡的摩擦被转移到接触的 风挡上。这种组合物被详述于U.S.2010/0234489。虽然通过安装雨刮器，这种被涂覆的雨刮器有效的将疏水涂层传递到风挡，但是在雨刷生产到雨刮器实际安装在车辆上期间，要转移到风挡的涂层的能力快速退化到一点，在这点，将涂层组分转移到风挡的能力显著降低。此外，赋予到风挡的涂层倾向于是不规则的并且造成斑驳的疏水性。
因此，需要一种雨刮器涂层，其在涂覆到雨刮器以允许在雨刮器操作期间被涂覆的雨刮器将疏水膜快速赋予到风挡的接触区域后以及甚至在雨刮器涂层组合物长期储存(并且甚至在高温下)后具有持久保存期。还需要一种将创造性涂层组合物涂覆到雨刮器并且随后将涂层组合物组分转移到接触的风挡的工艺。
发明概要
提供了一种适合应用到涂敷器例如雨刮器的涂层组合物，，其包括在25℃下整体粘度范围从2平方毫米每秒(mm²/s)到一百万mm²/s的硅油或硅油的混合物，硅树脂，以及粒度小于100微米的干式润滑剂。在一些具体实施例中，存在与硅油不同的溶剂以帮助溶解硅油和硅树脂，从而形成溶液。干式润滑剂或干式固体润滑剂的混合物被加入到溶液中以形成雨刮器涂层组合物，一种形成于风挡的疏水膜。涂层组合物是稳定的并且用这种组合物涂覆的雨刮器橡胶擦刷器即使在高温下储存若干星期或若干月后都能够将疏水膜赋予到风挡。涂层组合物还被设置为不包括用于硅油的交联的硅蜡和助剂。
提供了一种用于将疏水膜涂覆到接触目标表面的改进的涂层组合物，该涂层组合物适合施加至雨刮器，改进的涂层组合物包括硅油，硅树脂和干式润滑剂，其中改进之处在于：对于硅油和硅树脂而言是溶解的，并且对于干式润滑剂而言是悬浮在溶剂中的。可以理解的是对环境更友好的选择是限制使用甚至是排除使用溶剂，而使硅油也兼作载体。还提供了套件，包括涂敷器，上述涂层组合物以及用于将疏水膜赋予到雨刮器涂敷器所接触的目标基底例如车辆的风挡的操作指南。
还提供了一种活化风挡的工艺，其包括将风挡与涂覆有涂层组合物的雨刮器接触。通过在湿，干或湿和干结合的条件下擦拭风挡；在2000个擦拭周期内获得水接触角超过60度的拒水性。
附图简要说明
本发明就以下附图进一步详述。该图并不意在限制本发明的范围，而是说明其中某些属性特征。
图1是对于在各种储存和应用条件下的本发明组合物来说，单位为度的水接触角作为雨刮器在汽车风挡上的擦拭周期的函数的曲线图；以及
图2是对于各种市售的拒水性雨刮器来说，单位为度的水接触角作为擦拭周期的函数的曲线图，其中接触角相对于图1的本发明组合物一致显著减小。
发明内容
本发明可以用作车辆风挡的雨刷，其具有将疏水膜赋予到接触玻璃表面的涂层。虽然本发明就风挡主要地详述，但可以理解的是，对于本发明而言其他合适的目标使用表面示例性地包括手动橡胶擦刷器，车辆后窗，飞机外表面以及其他需要拒水性的外表面。本发明具有长期储存稳定性，外加即使储存后仍能将疏水膜赋予到接触表面的能力。虽然本发明主要详细说明本发明的涂层组合物通过雨刮器被施用到表面，但应当理解的是，可以借助其他示例性地包括抛光垫或布的涂敷器，将本发明的涂层组合物方便地施用于需要疏水膜的表面。
本发明的涂层组合物包括在20℃下为液体的硅油。可以理解的是，本文可使用的硅油容易包括分子量不同的油的混合物，单体亚基，或它们的组合。本发明中可使用的硅油是聚二烷基硅氧烷，其具有分子式：
----(---Si(R¹)(R²)---O---)_m----
其中R1和R2每个独立地出现为H，C₁-C₁₀烷基，包含C₁-C₁₀烷基的取代基，C₆-C₁₂芳基或包含C₆-C₁₂芳基的取代基；以及M是从2到2230的整数 值。取代基是烷基或芳基，其中在其上的质子被示例性地包括羟基，氨基，氟或乙烯基的一部分取代。全氟硅油也明确地可被用于本发明的涂层组合物中。虽然存在于本发明的涂层组合物中的硅油的量在某种程度上基于操作使用条件而变化，但是硅油组分被选择为具有在25℃下从2到1,000,000mm²/s的粘度和低于30达因每厘米(dynes/cm)的表面张力。硅油通常存在于某些从1到95总重量百分比的涂层组合物的实施例中以及更存在于其他从10到60总重量百分比的本发明的涂层组合物的实施例中。本发明的涂层组合物的示例性油组分包括硅油。本文可使用的具体硅油示例性地包括聚二甲基硅氧烷，十甲基环戊硅氧烷，甲基苯基聚硅氧烷，甲基氢聚硅氧烷，氨基官能的聚二甲基硅氧烷，八甲基三硅氧烷，十甲基四硅氧烷，羧基官能的聚二甲基硅氧烷，甲醇官能的聚二甲基硅氧烷，苯酚-官能聚二甲基硅氧烷，氟代官能聚二甲基硅氧烷，环氧官能聚二甲基硅氧烷，烷基-官能聚二甲基硅氧烷，聚醚-官能聚二甲基硅氧烷，以及它们的组合。
本发明的涂层组合物还包括可溶于连同油组分的溶剂中或可溶于单独的硅油组分中的硅树脂。硅树脂被选择为使得被施用到基底促进其上疏水膜的形成。本文可使用的树脂示例性地包括本发明的涂层组合物树脂组分，其示例性地包括有机硅改性聚氨酯树脂，有机硅改性环氧树脂，硅树脂，全氟硅树脂，部分氟化的硅树脂，C₁-C₆烷基改性硅树脂，苯基改性硅树脂，有机硅改性丙烯酸树脂，以及它们的组合。可以理解的是，高润滑性和疏水性是本发明的涂层组合物中的树脂或树脂组合的理想特性。同样重要的是，所选择的数值在硅油中高度可溶。
在本发明的其他实施例中，树脂是硅树脂。应当理解是，在分子量、化学结构或者其组合方面变化的树脂的组合在本文中也是可使用的。树脂通常以0到80总重量百分比的量存在于本发明的涂层组合物中，而在本发明的其他实施例中，树脂以2到40总重量百分比存在。
本发明的涂层组合物包括能够与本发明的涂层组合物的硅油和树脂组分形成溶液的溶剂或溶剂的组合。本文可使用的溶剂示例性地包括适合于硅油和树脂的溶解的溶剂，其示例性地包括甲乙酮，C₁-C₈烷基乳酸盐，甲苯，二 甲苯，C₁-C₈烷基苯，C₁-C₈烷基醋酸盐，C₂-C₈醇，以及它们的组合。可以理解的是，本文中所用的术语“烷基”意在包括直链，支链以及它们的环状形式。本文可使用的溶剂的性质很大程度上仅限于溶解硅油和树脂组分的能力。如将要从下面描述中说明的，在受控环境中，本发明的组合物施用到涂敷器，溶剂蒸发以形成作为附着到涂敷器的层的非挥发性形态，在这样的实施例中溶剂能够捕获并且在具体实施例中溶剂能够回收。
本发明的涂层组合物的另一实施例不包含溶剂；并且硅油单独能够与硅树脂组分形成溶液。
本发明的涂层组合物还包括微粒润滑剂。根据本发明的微粒润滑剂要么单独施用到涂敷器要么作为胶体连同树脂和硅油组分分散在溶剂中或分散在没有溶剂的硅油-硅树脂混合物中。本发明的某些实施例中的微粒润滑剂具有大于90粒子数量百分比的微粒，其中微粒具有由平均主导粒径(SGN)测定的小于100微米的粒度。在本发明的其他实施例中，100粒子数量百分比小于100微米。在本发明的其他实施例中，微粒具有小于50微米的平均粒度。在本发明的某些实施例中，在组合物在涂敷器上被干燥成非挥发性形态后或不使用溶剂，溶剂化形态的涂层组合物是0.5到30总重量百分比的微粒润滑剂并且是从1到60重量百分比。本发明中可使用的微粒润滑剂示例性地包括石墨，乱层结构碳，氮化硼，硼酸，聚四氟乙烯(PTFE)，二硫化钼(MoS₂)，合成聚合物材料，以及它们的组合。
本发明的涂层组合物作为例如雨刮器的涂敷器上的非挥发性层通过排除有效交联油组分的硅蜡以及固化剂和/或固化催化剂而具有优异的储存稳定性。本发明的涂层组合物被施用到例如雨刮器、布或抛光垫的涂敷器并在涂敷器上被干燥成非挥发性层。由于本发明的涂层组合物独立于能够交联油或树脂组分的硅蜡和固化活性物质之外，根据本发明的涂覆涂敷器的层能够储存数周或数月，即使在-50到120℃范围内的极端温度下也能将疏水膜赋予到接触表面。通过简单地使涂敷器摩擦目标表面，而涂敷器所得膜赋予表面大于80°的水接触角。
不是要受特定理论约束，常规配方包括的涂覆在涂敷器表面的交联剂和硅蜡在将疏水性赋予到接触/擦拭玻璃表面上是无效的，如图2所示。非挥发性涂层组合物层通过例如喷涂应用、浸渍涂覆或刷涂的常规技术容易地被施用到涂敷器，例如雨刮器、抛光垫、海绵或布。涂敷器上的本发明的涂层组合物的非挥发性层的典型厚度在2到500微米之间，尽管应当理解的是，缺少挥发性溶剂和其他组分的涂层组合物层的厚度通过涂敷器的重复定量给料被容易地形成以得到更大厚度的层或实现非挥发性组分在溶剂中更大的稀释，以便获得厚度减小的层。
本发明还提供了用于在表面生成疏水膜的套件。该套件包括涂敷器，涂敷器具有附着到涂敷器的涂层组合物的非挥发性层或涂敷器在单独的瓶中的涂层组合物的非挥发性层以供使用者施用到涂敷器；以及操作指南，操作指南用于将涂覆的涂敷器与目标表面接触以在表面上生成疏水膜，其具有大于或等于80°的水滴接触角，接触角由ASTM C813测量。套件为了在平均温度在-50°和120℃之间的条件下具有超过一个月并且在某些实施例中超过三个月的储存稳定性，不含妨碍本发明储存稳定性的有效交联油组分的硅蜡以及固化剂和/或固化催化剂。在具体的实施例中，套件包括保护罩以限制其上存在涂层组合物的非挥发性层的涂敷器表面之间的物理接触，涂敷器在接触目标表面之前的处理、组装、安装、运输、储存期间，防止不希望的非挥发性层转移。
一种利用根据本发明某些实施例的雨刮器涂敷器活化风挡的工艺，通过在湿、干或湿和干组合的条件下擦拭风挡在2000擦拭周期内获得水接触角超过60度的拒水性而实现。在其他实施例中，获得了这个程度的拒水性，同时在保持擦拭的风挡表面上的拒水性时，还维持了在其他方面与所述雨刮器相同的未涂覆的雨刮器90％内或更好的擦拭质量。擦拭质量通常从1到10的范围分级，例如由阿克隆橡胶开发实验室(ARDL)公司所定义。
本发明的组合物的配方和由此形成的非挥发性层总结在表1中。
表1.本发明的涂层组合物的配方和由此形成的层