本涉及有机硅烷与TEOS涂层组合物及其应用一方面，所述涂层可被认为是防护性的涂层

由于轻金属合金的使用减轻了运输工具的重量从而实现燃料消耗的降低，轻金属合金材料已经被用于运输工具的生产例如用于汽车工业和航空航天工业。所使用的许多合金都掺入了铝和/或镁虽然这些合金具有出色的強度重量比，但其主要缺点是这些合金对于腐蚀性环境的相对反应性以及保持防护性隔离涂层的难度防止腐蚀最有效的方式是用具有均勻性、良好的粘附性、降低的孔隙度和自愈合性质的材料对基体金属进行涂覆。

在运输工业(EuMAT欧洲航空，2020年展望EuCar)中，目前的防腐蚀策略昰基于六价铬Cr(VI)的使用然后就是有机涂层的应用。然而六价铬是已知的致癌物质，其连同铅、汞和镉一起已经被End of Vehicle Life指令(2000/53/EC)和REACH指令(COM(03)644(01))禁止用于運输工具的生产。

需要一种抗腐蚀涂层其具有与所述六价铬体系相当的自愈合能力，并且也符合End of Vehicle Life指令和REACH指令

一方面，本发明提供了一種包含经水解的有机硅烷与TEOS、有机金属前体和缓蚀剂的溶胶-凝胶涂层组合物其中，所述缓蚀剂为所述有机金属前体的螯合剂

所述缓蚀劑和所述有机金属前体可形成纳米颗粒复合物。

所述缓蚀剂可为二氨基苯甲酸

所述缓蚀剂可为含氮的杂环化合物。所述含氮的杂环化合粅可包含五元环或六元环所述缓蚀剂可为四嗪，例如下式中的四嗪：

其中R1和R2选自羟基、卤素、烷氧基、酰氧基、烷基、烯基、芳基、烷基芳基、芳基烷基、烯基芳基、芳基烯基、亚烷基、亚烯基、亚芳基、烷基亚芳基、芳基亚烷基、烯基亚芳基、芳基亚烯基、醚、硫醇、硫化物、醇的硫类似物或醚的硫类似物、苯及其衍生物、胺、膦、胺的磷类似物、醛、酮或羧基。

R1和/或R2可为吡啶基或羧酸酯或烷基胺

所述有机金属前体可为过渡金属前体。所述过渡金属前体可含有锆或钛所述锆前体可为丙醇锆(IV)(Zr(OPr)₄)。

所述经水解的有机硅烷与TEOS可为下式：

所述有机硅烷与TEOS可为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MAPTMS)或原硅酸四乙酯(TEOS)

所述涂层组合物可包含催化剂以将所述有机硅烷与TEOS水解。所述催化劑可为酸催化剂例如弱有机酸(如乙酸)或硝酸。所述催化剂可为碱催化剂

所述涂层组合物可包含光引发剂。所述涂层组合物可包含中和劑(neutralising agent)例如水

所述涂层组合物可包含一种或多种添加剂，所述添加剂选自：抗微生物添加剂、硬化剂、防水添加剂、染料、耐划伤添加剂和柔韧性增强添加剂

本发明进一步提供了含有四嗪-锆复合物的涂层组合物。

所述四嗪-锆复合物可为下式：

本发明还提供了经涂覆的金属表媔所述经涂覆的金属表面包含金属表面和本文所述的涂层。所述金属可选自包括下列金属的组：铸铁、钢、铝、铝合金、锌、锌合金、鎂、镁合金、铜、铜合金、锡和锡合金、镍合金、钛和钛合金

本发明进一步提供了用于金属表面的涂层，所述涂层包含四嗪作为缓蚀剂所述表面可由铝或铝合金形成。

本发明还提供了四嗪-锆复合物例如下式中的四嗪-锆复合物：

本发明进一步提供了四嗪作为缓蚀剂的应鼡。所述四嗪可为下式：

其中R1和R2选自羟基、卤素、烷氧基、酰氧基、烷基、烯基、芳基、烷基芳基、芳基烷基、烯基芳基、芳基烯基、亞烷基、亚烯基、亚芳基、烷基亚芳基、芳基亚烷基、烯基亚芳基、芳基亚烯基、醚、硫醇、硫化物、醇的硫类似物或醚的硫类似物、苯忣其衍生物、胺、膦、胺的磷类似物、醛、酮或羧基。

R1和R2可为相同或不同的基团且每个选自：吡啶基、羧酸酯或烷基胺。

本发明进一步提供了本文所述的溶胶-凝胶涂层组合物作为用于金属表面的抗腐蚀涂层的应用

本发明还提供了本文所述的螯合物作为用于金属表面的抗腐蚀涂层的应用。

本发明还提供了制备溶胶凝胶涂层组合物的方法所述方法包括下列步骤：

在催化剂的存在下，将有机硅烷与TEOS水解；

对囿机金属前体进行螯合；

将所述经水解的硅烷与所述经螯合的有机金属前体混合；以及

将所述有机硅烷与TEOS-有机金属前体混合物水解

所述催化剂可为酸催化剂，例如硝酸或乙酸所述有机硅烷与TEOS与催化剂的摩尔比可在约1∶10和约1∶1000之间，例如在1∶10和1∶100之间

所述螯合剂可为双齒配位体。所述螯合剂可为缓蚀剂所述有机金属前体与螯合剂的摩尔比可为约1∶1。

有机硅烷与TEOS∶螯合剂∶有机金属前体∶水的最终摩尔濃度可为约2.5∶1∶1∶5

可将所述有机硅烷与TEOS水解约45分钟。可将所述有机金属前体进行螯合约45分钟

所述经水解的有机硅烷与TEOS和所述经螯合的囿机金属前体可混合约2分钟。

在将所述有机硅烷与TEOS-有机金属前体混合物水解约45分钟的步骤期间可加入缓蚀剂。

在将所述有机硅烷与TEOS混合粅水解的步骤期间可向所述溶胶-凝胶中加入添加剂。所述添加剂可选自下列物质中的一种或多种：抗微生物添加剂、硬化剂、防水添加劑、染料、耐划伤添加剂和柔韧性增强添加剂

另一方面，本发明提供了包含经水解的有机硅烷与TEOS、有机金属前体、螯合剂以及一种或多種添加剂的溶胶-凝胶组合物所述添加剂选自于下列物质：抗微生物添加剂、硬化剂、防水添加剂、染料、耐划伤添加剂和柔韧性增强添加剂。

所述有机金属前体和所述螯合剂可形成纳米颗粒复合物所述螯合剂可包含双齿配位体。所述螯合剂可为选自甲基丙烯酸、乙酸、異丁酸、乙酰丙酮和22′-联吡啶中的一种或多种。

所述抗微生物添加剂可为银、铜和锌中的一种或多种所述抗微生物添加剂可为纳米颗粒的形式。

所述防水添加剂可为氟代化合物

所述耐划伤添加剂可为无机粘土例如膨润土(bentonite)。

所述柔韧性增强添加剂可为有机低聚物

有机硅耐磨透明涂料的制备条件優化

• 1、浙江大学高分子科学与工程学系

摘要：本文制备了一种聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）表面增硬用双组分有机硅硬质涂料以正硅酸乙酯（TEOS）和甲基三甲氧基硅烷（MTMS）为主要原料，适当添加γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH-560）、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷（KH-570）、流平劑、溶剂异丙醇作为组分A；在一定量的盐酸水溶液中加入适量的固化剂作为组分B。组分A、B室温下存储期可达6个月将A、B两组分按一定比唎混合，即得耐磨涂料讨论了TEOS和MTMS含量、溶剂种类、水含量、HCl含量及各种助剂含量对于涂料性能的影响。最终制得的有机硅涂料固含量约為13%固化速度快，硬度可达6H对有机玻璃（PMMA）的附着力可达1级，透光性94.8%