專利名稱：防止有機污染的基材的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種防止其表面受到有機污染的基材，這些污染來自周圍的膠粘劑，特別是含有硅酮(silicones)類材料的膠粘劑。
該基材是由金屬、金屬合金、陶瓷、玻璃、氧化物或基本無機材料組成，特別地，在這后兩種情況下，呈在基材(尤其是玻璃基材)上的薄膜涂層形式。該基材是透明的并要求高的光學質量時，本發明具有特別的意義，所述的基材涉及用玻璃或用有一層或多層功能涂層的玻璃制成的基材，這些功能層使所述的基材具有親水特性時尤其如此。
在許多技術領域中人們都會遇到各種材料、各種組件的裝配和并置，它們是傳統的(混凝土、磚、鋼或混凝土梁、玻璃等)，是現代的、預制或合成的(門、窗、鑲板、塑料等)，在這些不同材料與組件之間需要預備空隙或接縫，因為它們會隨著溫度或濕度的變化，也會隨著在風、粘合物、結構重量和某些組件流動作用下發生的不同運動而有不同尺寸的改變。詞″接縫″因此表示在兩個無論其性質相同或不同的元素之間的分離線和填料或填縫，或者所希望的連續性解決辦法，即在結構中產生直線斷裂，以便吸收運動或性能差。
這些接縫然后應該裝其填縫產品，該接縫這時也表示間隙與堵塞該間隙所使用填縫產品的整體，在本發明的意義上，將應用于接縫并通過粘附到這個接縫內表面上而構成填縫的膏狀、有展性、塑性或彈性的材料定義為膠粘劑。
大量填縫和密封的膠粘劑含有硅酮類組分(也稱之聚硅氧烷)。這些硅酮膠粘劑的特征在于它們在許多基材上的彈性、耐久性和附著性的性質，于是它們常常用于確保玻璃板在任何載體上的密封性，以及在公共衛生元件與墻體之間的密封性。這些硅酮作為增塑劑也加到許多其它膠粘劑組合物中(以便使該材料具有塑性，甚至彈性)。另外，在膠粘劑表面上添加硅油(低分子量硅酮)有利于它們的使用。因此，含有硅酮類組分的膠粘劑很多，也很不相同。
看來這些硅酮類化合物總是含有或多或少很高比例的低分子量聚硅氧烷(有時稱之″硅油″)，它們具有往膠粘劑表面遷移，然后遷移到材料表面上的性質，因此被這些硅酮污染的所述表面變得非常難以清潔。這種性質源于這個事實，即這些硅酮的表面能是在這些已知最低表面能中的，因此可以非常容易地潤濕任何類型表面，特別是高能量表面。
這種表面具有親水特性時，這個問題特別顯得至關重要，因為這些硅酮化表面是極端疏水的。與水接觸時，污染區與非污染區因反差而變得極易可見，因為水非常容易潤濕這些親水表面，產生水膜，而這些疏水表面不被水潤濕，這種水以液滴形式停滯不動。
這些親水表面可能與基材表面狀態相關。例如，固有的玻璃或金屬表面具有高表面能，因此具有親水特性，這表現在與水的接觸角小于15°。表面的親水性還可能因賦予這種性能而專門涂布涂層所致。在例如陶瓷或玻璃的基材上，含有至少部分結晶的二氧化鈦的涂層，特別地呈銳鈦礦晶型二氧化鈦的涂層，使所述的基材具有″超-親水性″性能，其特征在于與水的接觸角小于5°，甚至小于1°。例如申請EP-A-0850 204描述了還具有光催化性質的這樣一些涂層。其它類型的具有親水特性的涂層也是已知的。例如應列舉SiO2和/或SiOC基涂層，它們含有尺寸約10-200nm圖案織構化，特別地呈波形式的圖案織構化。
因此，本發明的目的是防止基材表面受到來自含有硅酮類組分的膠粘劑的污染。
為此，本發明的目的是在至少一部分周邊上有膠粘劑的基材，所述的膠粘劑含有硅酮類組分，其特征在于在所述基材的表面上放置硅酮遷移阻擋物。
該基材可以用金屬、金屬合金、陶瓷、玻璃、氧化物或基本無機材料制成的，特別地在其后兩種情況下，在基材上(特別在玻璃基材上)呈多薄層涂層形式。本發明的基材優選地是玻璃或陶瓷基的基材，在其中一個表面的至少一部分表面上有至少一層薄層(在這種情況下讓該基材表面與外薄層的表面相似，只是一層能被硅酮遷移污染)，特別地賦予顯著親水特性的涂層，例如含有至少部分結晶的二氧化鈦涂層，特別地呈銳鈦礦晶型的二氧化鈦涂層，根據上述申請EP-A-0 850204說明書。這樣一種涂布基材具有光催化與超親水的性能，因此使其變得易于在流淌水(特別地雨水)與可見光和/或紫外輻射(例如太陽輻射)聯合作用下因除去有機和無機污垢而自清潔。在這后一種紫外輻射情況下，硅酮-基污染事實上對該涂層自清潔活性同樣構成中毒(poison)。
在本發明的范圍內，″阻擋物″應該理解是任何能夠限制，甚至除去硅酮遷移的手段。
根據本發明第一個實施方式，硅酮遷移阻擋物是聚合物基的，優選地，彈性膠粘劑不含有硅酮-基增塑劑。
用作阻擋物的聚合物優選地以線形式沉積在待保護基材表面上，或者與含有硅酮類化合物的膠粘劑直接接觸，或者與所述的膠粘劑相距幾毫米相對著。這第二種選擇是具有這些最大優點的選擇。
用作硅酮遷移阻擋物的彈性膠粘劑優選地是聚合物MS-基的。這些MS聚合物是以甲硅烷(sylile)基團為端基的聚醚。這樣一種聚合物MS的非限制性實例是由以二甲氧基甲硅烷基團為端基的聚環氧丙烷鏈組成的聚合物。由于在其主鏈中沒有粘合片段，這些聚合物具有很大的柔軟性，經常不需要添加增塑劑(因此不需要硅酮-基增塑劑)，甚至不需要溶劑。
令人驚奇而目前還無法解釋地出現了有效保護基材表面的這樣一些阻擋物。由于這些硅油具有使任何類材料潤濕的能力，所以無須想象這樣一種阻擋物，無論其性質如何，都可能具有有效的功效。不希望受到任何科學理論的約束，在該聚合物MS組中，該聚合物的非常強功效之源可能來自于在這些硅油與聚合物MS的甲硅烷端基之間的強相互作用。
該阻擋物還可以由厚度優選地為100納米-2微米的厚層構成，它含有至少部分以銳鈦礦晶型結晶的，甚至優選地幾乎完全以銳鈦礦晶型結晶的二氧化鈦。這個層優選地具有很大的比表面例如涉及采用溶膠-凝膠類法在待保護表面周邊沉積的二氧化硅層，所述的二氧化硅層含有二氧化鈦微粒，例如像在申請WO-A-03/087002中所描述的。這樣一種阻擋物的功效或許在于其非常強的光催化活性，因此這樣一些層在可見或紫外輻射下能使這些硅酮分子降解，其降解動力學起作用比所述分子遷移動力學快。
根據第二個實施方式，該硅酮遷移阻擋物可以由位于該基材表面上的刻槽(entaille)或線條(rayure)構成，并且與硅酮源的膠粘劑相對著。有利地，該線條或刻槽的深度是10-200微米，寬度100微米至2毫米。
看來這種線條起著這些硅油的捕集器的作用。該線條的尺寸要隨著可以遷移的硅酮量而改變，并且該基材是用易脆材料(例如玻璃或陶瓷)制成時還要考慮可能的脆化作用。
在基材是由涂布至少一層薄層的玻璃-或陶瓷-基基材構成的情況下，本發明的第三個實施方式在于讓所述的薄層留出邊緣，即在于采用機械和/或化學方法除去所述基材周邊的薄層。因此該硅酮遷移阻擋物是由該薄層周邊留出邊緣構成的。事實上已證實，特別地該薄層是二氧化鈦-基時，這些硅酮在玻璃表面上遷移比在該薄層表面上遷移困難。在硅酮的硅原子與玻璃表面的硅原子之間的更強相互作用可能是這樣一種現象之源。為了構成有效的阻擋，重要的是如此留出邊緣，以致有一個沒有被該膠粘劑覆蓋的留出邊緣區，所述未被覆蓋區的寬度有利地是大于或等于0.5cm，甚至1或2cm。人們知道只是留出被該膠粘劑覆蓋的邊緣區，以避免該薄層具有光催化活性時該膠粘劑被其薄層降解，但不會阻止這些膠粘劑硅酮在該薄層表面上遷移。這樣一種周邊留出邊緣可能伴隨造成斜切邊緣，也稱之斜面。
通過閱讀下面詳細說明的非限制性實施例和附圖將會更好地理解本發明-
圖1說明平面基材的透視圖，在其一部分周邊包括含有硅酮類組分的膠粘劑；-圖2說明在有沉積聚合物-基硅酮遷移阻擋物的表面上基材剖面圖，該層與含有硅酮類組分的膠粘劑接觸；-圖3說明基材剖面圖，該基材在其中一個面上有薄層，在該薄層表面上有沉積的聚合物-基硅酮遷移阻擋物，它距含有硅酮類組分的膠粘劑幾毫米；-圖4說明基材剖面圖，該基材在其中一個面上有在周邊被除去的薄層；-圖5說明基材剖面圖，其中硅酮遷移阻擋物是由刻槽構成的；-圖6說明在圖5示意性表示的基材表面照片。
圖1說明用鈉鈣玻璃制成的平面基材1透視圖，在其一部分周邊上包括含有硅酮類組分的膠粘劑3。這些硅油在所述基材1的表面2上遷移，因此產生極親水又難以清潔的污染表面4。
這里以剖面表示的圖2基材1相反地借助利用MS-聚合物-基，更特別地由用二甲氧基甲硅烷基團為端基的聚環氧丙烷鏈構成的MS-聚合物-基硅酮遷移阻擋物5保護固有表面2。這里沉積直接與膠粘劑3接觸的MS-聚合物線5。
圖3說明一種不同的實施方式，因為在距膠粘劑3約5毫米處沉積用作硅酮遷移阻擋物的聚合物線5，其構型還具有更強的功效。在該圖表示的情況下，基材1在其中一個面上有薄層6，所述基材1的表面2這時與所述薄層6的表面相似，因為僅僅這個表面2會被這些硅酮污染。薄層6在這里是約15-20納米的大部分以銳鈦礦晶型結晶二氧化鈦-基的涂層，而該涂層是使用氣態前體采用熱解技術(CVD)沉積的。這個薄層6使表面2具有光催化性能和顯著的親水特性。由于在這個明確的情況下該基材1是用鈉鈣玻璃制成的，這個薄層有利地不直接地放置在基材1上，而是放置在該圖未繪出的堿金屬遷移阻擋物的下層上。
圖4示出了同樣類型的基材，但是在本發明的這個實施方式中，該硅酮遷移阻擋物是由該薄層6的周邊留出邊緣7構成的。這個周邊留出邊緣7的作用在于保護在基材周邊的薄層6，于是產生沒有薄層6且沒有被膠粘劑3覆蓋的留出邊緣區7。
圖5表示本發明的另一個實施方式，根據這種方式該硅酮遷移阻擋物是刻槽8。薄層6與圖3表示的薄層類型相同。
這后一種實施方式的功效示于圖6照片上膠粘劑3是圖左邊的黑色部分，線條8大致在圖的中心垂直放置。在灑水后，位于線條8左邊的表面2部分具有非常強的疏水特性，其表現在于與水的接觸角大，并且證明被這些硅油污染。相反地，位于該線條右邊的表面2部分是非常親水的，因此沒有被這些硅油污染。
在前面作為實施例描述了本發明。應該理解本技術領域的技術人員直接實施本發明的不同具體實施方案而不超出如權利要求所限定的專利范圍。
權利要求
1.基材(1)，它在其至少一部分周邊上包括含有硅酮類組分的膠粘劑(3)，其特征在于在所述基材(1)的表面(2)上放置硅酮遷移阻擋物(5，7，8)。
2.根據權利要求1所述的基材(1)，其特征在于它是基于玻璃或陶瓷的，并且在其中一個表面的至少一部分有至少一層薄層(6)。
3.根據上述權利要求中任一項權利要求所述的基材(1)，其特征在于所述的薄層(6)是賦予親水特性的涂層，例如含有至少部分結晶的，特別地以銳鈦礦晶型結晶的二氧化鈦的涂層。
4.根據上述權利要求中任一項權利要求所述的基材(1)，其特征在于該硅酮遷移阻擋物(5)是基于聚合物的，優選地不含有硅酮基增塑劑的彈性膠粘劑。
5.根據上述權利要求中任一項權利要求所述的基材(1)，其特征在于用作阻擋物(5)的聚合物以線形式沉積在直接與含有硅酮類化合物的膠粘劑(3)接觸的所述基材(1)表面(2)上。
6.根據權利要求4所述的基材(1)，其特征在于用作阻擋物(5)的聚合物以線形式沉積在所述基材(1)的表面(2)上，與所述膠粘劑(3)相距幾毫米相對著。
7.根據上述權利要求中任一項權利要求所述的基材(1)，其特征在于用作硅酮遷移阻擋物的彈性膠粘劑(5)是基于MS聚合物(以甲硅烷基團為端基的聚醚)的。
8.根據權利要求1-3中任一項權利要求所述的基材(1)，其特征在于該硅酮遷移阻擋物(8)是用位于所述基材(1)的表面(2)上的刻槽或線條構成，并且對著硅酮源膠粘劑(3)。
9.根據權利要求2所述的基材(1)，其特征在于硅酮遷移阻擋物(8)是用該薄層(6)周邊留有邊緣(7)構成的，所述的留有邊緣使得存在沒有被膠粘劑(3)覆蓋的留有邊緣區(7)。
全文摘要
本發明的主題是基材(1)，它在其至少一部分周邊上包括含有硅酮類組分的膠粘劑(3)，其特征在于在所述基材(1)的表面(2)上放置硅酮遷移阻擋物(5，7，8)。
文檔編號C09K3/10GK101068754SQ200580041580
公開日2007年11月7日 申請日期2005年11月30日 優先權日2004年12月2日
發明者R·加雷克, R·默塞爾 申請人:法國圣戈班玻璃廠