[发明专利]含聚(乙烯醇)和二氧化硅纳米粒子的多层涂层和方法

说明书

技术领域

本公开提供了具有含聚(乙烯醇)和二氧化硅纳米粒子的多层涂层的制品和其制备方法。

背景技术

已经通过将纳米级粒子的水性胶态悬浮液酸化到pH小于5、例如2-3来制备酸烧结的纳米二氧化硅涂层。此类二氧化硅纳米粒子涂层包括例如被描述于共同拥有的美国专利申请公布2011/0033694(Jing等人)和2010/0035039(Jing等人)中和共同拥有的国际申请公布WO2012/064646(Riddle等人)、WO2011/139573(Pett等人)和WO2012/047422(Hebrink等人)中的那些。在pH为2-3时，这些粒子不具有或几乎不具有净电荷，并且因此可聚集和熔合。干燥时，粒子在比没有酸化所需要的温度低很多的温度下烧结。结果形成可施加至各种基底的硬的、多孔的且亲水性的涂层。加上经纳米二氧化硅涂布的表面具有防雾和抗污染特性，相对于普通的玻璃或聚合物基底，干燥的灰尘和粉尘对经纳米二氧化硅涂布的表面表现出减小的粘附力。虽然已显示酸烧结的纳米二氧化硅涂层对湿气和紫外光的可接受的稳定性，但是对于一些应用，它们不具有足够的耐冲击性和/或耐磨性。

发明内容

提供了具有基底和附接到该基底的多层涂层的制品。更具体地，多层涂层包括第一二氧化硅层和第一含PVA的层。第一二氧化硅层为多层涂层的底漆层，并且该二氧化硅层包含被布置为形成连续三维多孔网络的多个酸烧结的互连的二氧化硅纳米粒子。多层涂层可用在各种各样的基底上并且趋于耐受湿磨耗和干磨耗、刮痕和冲击。

在第一方面中，提供了制品，该制品包括(a)基底和(b)附接到该基底的多层涂层。多层涂层包括(i)直接附接到基底的多层涂层的底漆层的第一二氧化硅层，和(ii)直接邻近第一二氧化硅层设置的第一含PVA的层。第一含PVA的层包括10重量％和100重量％之间的聚(乙烯醇)(PVA)。第一二氧化硅层包含被布置为形成连续三维多孔网络的多个酸烧结的互连的二氧化硅纳米粒子。

在第二方面中，提供了一种制备制品的方法。该方法包括(a)提供基底和(b)将多层涂层附接到基底。附接包括(i)形成直接附接到基底的多层涂层的底漆层的第一二氧化硅层，和(ii)形成直接邻近第一二氧化硅层的第一含PVA的层，该第一含PVA的层包含10重量％和100重量％之间的PVA。任选地，该方法包括坡流涂布。

附图说明

图1A是未进行二氧化硅纳米粒子酸烧结而形成的比较例二氧化硅层的透射电子显微图。图1B是使用酸烧结的二氧化硅纳米粒子形成的示例性二氧化硅层的透射电子显微图。

图2为基底上的两层多层涂层的示例性示意图。

图3为基底上的三层多层涂层的示例性示意图。

图4为基底上的四层多层涂层的示例性示意图。

图5是滑动式涂布机的侧面剖视图。

虽然可不按比例绘制的以上附图示出了本公开的各个实施例，但还可以想到其它的实施例，如在具体实施方式中所指出的。

具体实施方式

提供了具有附接到基底的多层涂层的制品。更具体地，多层涂层包括第一二氧化硅层和第一含PVA的层。第一二氧化硅层为多层涂层的底漆层，并且该二氧化硅层包含被布置为形成连续三维多孔网络的多个酸烧结的互连的二氧化硅纳米粒子。多层涂层可用在各种各样的基底上并且趋于耐受湿磨耗和干磨耗、刮痕和冲击。

通过端点表述的任何数值范围意在包括该范围的端点、该范围内的所有数以及该范围内的任何较窄的范围(例如1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.8、4和5)。除非另外指明，否则说明书和实施例中所使用的所有表达数量或成分、特性量度等的数值在一切情况下均应理解成由术语“约”所修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书和附加实施例的列表中示出的数值参数可根据本领域的技术人员使用本公开的教导内容寻求获得的所需特性而变化。在最低程度上，并且不试图将等同原则的应用限制到受权利要求书保护的实施例的范围内的条件下，至少应该根据所记录的数值的有效数位和通过运用通常的舍入法来理解每个数值参数。

对于以下给出定义的术语的术语表，除非在权利要求书或说明书中的别处提供不同的定义，否则整个申请应以这些定义为准。

术语表

在整个说明书和权利要求书中使用的某些术语虽然大部分为人们所熟知，但可能仍然需要作一些解释。应当理解，如本文所用：

术语“一个”、“一种”和“该”可互换地使用，“至少一个(种)”意指一个(种)或多个(种)所描述的要素。