專利名稱：包含氟化的混合組合物的制品的制作方法
包含氟化的混合組合物的制品
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及被配制用于光學(xué)應(yīng)用的含氟聚合物涂層，以及包含所述含氟聚合物涂層的制品。含氟聚合物已被用作許多應(yīng)用中的涂層組分。然而，它們性能受限，例如機械強度、抗劃傷性和粘附性。持續(xù)需要涂層制劑，所述涂層制劑在施用后提供改善的性能特征， 尤其是當(dāng)用作表涂層時，尤其是在光學(xué)應(yīng)用中，所述涂層制劑在粘附性、機械特性、抗劃傷性、低表面能、排斥性和透明性上具有良好的平衡性。發(fā)明概述本文所述的是包含基材的制品，所述基材涂覆有組合物的反應(yīng)產(chǎn)物，所述組合物包含a)約0至約95重量％的組分(I)，其包含具有約600至約100，000的重均分子量的含氟聚合物，所述聚合物任選地具有反應(yīng)性官能團；b)約0至約95重量％的組分(II)，其包含具有約600至約100，000的重均分子量的含氟和含硅的聚合物，所述聚合物任選地具有反應(yīng)性官能團；c)約5至約99. 9重量％的組分(III)，其包含反應(yīng)性稀釋劑，所述反應(yīng)性稀釋劑具有小于約600的重均分子量，并且具有至少一個官能團；d)約0至約20重量％的組分(IV)，其包含含氟的無官能低聚物或聚合物，所述低聚物或聚合物具有小于約10，000的數(shù)均分子量；和e)約0至約80重量％的組分(V)，其包含無機顆粒；其中約0. 1至約95重量％的所述組合物為組分(I)和組分(II)中的一者或兩者， 約5至約99. 9重量％的所述組合物為組分(III)，并且所述組合物的剩余部分為組分(IV) 至組分(V)中的一者或兩者，其中所有重量百分比均基于組分(I)至組分(V)的總重量，并且前提條件是當(dāng)組分(I)和組分(IV)同時存在時，組分(I)與組分(IV)不同。發(fā)明詳述組合物本文所公開的是組合物，具有包含所述組合物的涂層的制品，以及涂覆方法，所述組合物包含含氟聚合物或含氟和含硅的聚合物、以及反應(yīng)性稀釋劑和任選的非反應(yīng)性低聚含氟添加劑、交聯(lián)劑或無機顆粒，所述組合物在固化時提供涂層，所述涂層用作表涂層時， 尤其是在光學(xué)應(yīng)用中，在粘附性、機械特性、抗劃傷性、低表面能、排斥性和透明性上具有良好的平衡性。本文所述的是組合物，所述組合物包含a)約0至約95重量％的組分(I)，其包含具有約600至約100，000的重均分子量的含氟聚合物，所述聚合物任選地具有反應(yīng)性官能團；b)約0至約95重量％的組分(II)，其包含具有約600至約100，000的重均分子量的含氟和含硅的聚合物，所述聚合物任選地具有反應(yīng)性官能團；
c)約5至約99. 9重量％的組分(III)，其包含反應(yīng)性稀釋劑，所述反應(yīng)性稀釋劑具有小于約600的重均分子量，并且具有至少一個官能團；d)約0至約20重量％的組分(IV)，其包含含氟的無官能低聚物或聚合物，所述低聚物或聚合物具有小于約10，000的數(shù)均分子量；和e)約0至約80重量％的組分(V)，其包含無機顆粒；其中約0. 1至約95重量％的所述組合物為組分(I)和組分(II)中的一者或兩者， 約5至約99. 9重量％的所述組合物為組分(III)，并且所述組合物的剩余部分為組分IV和 V中的一者或兩者，其中所有重量百分比均基于組分⑴至組分(V)的總重量，并且前提條件是當(dāng)組分(I)和組分(IV)同時存在時，組分(I)與組分(IV)不同。重量百分比基于未固化的組合物中組分(I)至組分(V)的總重量。每種組分可包含一種以上的單獨組合物，前提條件是每種單獨組合物如該組分所定義。因此，該組分的重量百分比將是該組分中單獨組合物之和?！肮倌軋F”是指可聚合的多官能團反應(yīng)基團，而且不是可聚合的單官能反應(yīng)基團。 “可聚合的基團”是指多官能反應(yīng)基團，其具有形成兩個或更多個附加共價鍵、致使大分子單體互連的能力。具體地講，可聚合的基團包括能夠經(jīng)由自由基聚合而聚合的基團，和能夠經(jīng)由陽離子、陰離子、配位、開環(huán)、加成或異裂聚合反應(yīng)而聚合的基團。適宜的官能團包括但不限于烯鍵式或炔鍵式不飽和基團，例如烴基、異氰酸酯、環(huán)醚(例如但不限于環(huán)氧化物、 環(huán)氧乙烷、環(huán)狀縮醛)、巰基、琥珀酰亞胺、馬來酰亞胺、胺、亞胺、酰胺、酰亞胺、酸酐、氰基、 羧酸、羥基、磺酸、硅烷和磷酸酯基團。烯鍵式不飽和基團包括乙烯基(例如乙烯基醚、N-乙烯基酰胺)、烯丙基、不飽和一元羧酸、不飽和二元羧酸、和不飽和三元羧酸，以及相應(yīng)的不飽和酸酯。不飽和一元羧酸包括丙烯酸、甲基丙烯酸和巴豆酸。不飽和二元羧酸包括馬來酸、富馬酸、衣康酸、中康酸或檸康酸。不飽和三元羧酸包括烏頭酸?？删酆系幕鶊F還可為此類材料的衍生物，例如丙烯酰胺、N-異丙基丙烯酰胺、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、 以及類似的乙烯基和烯丙基化合物。官能化硅烷基團包括但不限于不飽和的乙烯基、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯硅烷基團，烷氧基、酰氧基、苯氧基、鹵素、胺、酰胺、脲、咪唑、氨基甲酸酯、酮肟和ρ惡唑烷酮硅烷基團。形成反應(yīng)基團的化合物將優(yōu)選地以穩(wěn)定的活化形式獲得，以允許簡單摻入到大分子單體中。此類材料的實例是(甲基)丙烯酰氯、丙烯酸酐、 和烯丙基縮水甘油醚?？删酆匣鶊F優(yōu)選位于所述大分子單體的一個或更多個端基處。在另一個實施方案中，所述可聚合基團可位于大分子單體內(nèi)。上述組合物可被用作涂層。在一些實施方案中，所述涂層可具有低表面能，因此具有高排斥性、抗污性、減反射特性、抗劃傷性、和/或良好透明性，從而使所述涂層能夠用于許多應(yīng)用中，例如光學(xué)應(yīng)用中。本文所述涂層可具有0. 5nm至100微米，Inm至15微米，或Inm至1微米的厚度。本文還描述了基材上的涂層。所述基材可為光學(xué)顯示基材，例如但不限于陰極管射線顯示器(CRT)、等離子體顯示面板(PDP)、電致發(fā)光顯示器(ELD)、和液晶顯示器(IXD)、 顯示面或顯示板、光學(xué)鏡頭、窗、光學(xué)偏光器、濾光片、光面印刷物和相片、透明聚合物膜等。基材可為透明的或防眩光的，并且包括但不限于乙?；w維素(例如三乙酰纖維素 (TAC))、聚酯(例如對苯二甲酸乙二醇酯(PET))、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、玻璃、乙烯基、尼龍等。優(yōu)選的基材是TAC、PET和PMMA。所述基材任選地具有一個或多個附加涂層，例如施加在基材與本發(fā)明涂層之間的硬涂層，例如但不限于丙烯酸酯硬涂層。組分m組分(I)包含具有約600至約100，000的重均分子量的含氟聚合物，所述聚合物任選地具有反應(yīng)性官能團?！昂木酆衔铩边€被稱為含氟聚合物，它是指鹵素原子和氫原子總數(shù)的至少10%為氟原子的聚合物。就本專利申請目的而言，含氟聚合物得自含氟乙烯基單體，包括氟烯烴(例如氟乙烯、偏二氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯)、(甲基)丙烯酸的部分或完全氟化的烷基酯衍生物、以及部分或完全氟化的乙烯基醚。從該角度上而言，一般使用含氟乙烯基單體，以在任選可交聯(lián)的所得聚合物中提供約10重量％至約70重量％，或約30重量％至約50重量％的氟含量。在一個實施方案中，組分(I)為含氟彈性體。含氟彈性體包含來自于兩類或更多類單體的重復(fù)單元，并且任選具有允許交聯(lián)以形成三維網(wǎng)絡(luò)的固化位點。第一類單體型提供趨于結(jié)晶的含氟彈性體直鏈鏈段。具有大體積基團的第二類單體型間插到含氟彈性體鏈中，以破壞該結(jié)晶趨勢，并且生產(chǎn)基本上非晶態(tài)的彈性體。用于直鏈鏈段的單體是無大體積取代基的那些，并且包括但不限于偏二氟乙烯(VDF)CH2 = CF2 ；四氟乙烯(TFE)CF2 = CF2 ； 三氟氯乙烯(CTFE)CF2 = CFCl ；和乙烯(E)CH2 = CH2?？捎糜谥袛嘟Y(jié)晶具有大體積基團的單體包括六氟丙烯(HFP)，CF2 = CFCF3 ； 1_氫五氟丙烯，CHF = CFCF3 ；2-氫五氟丙烯，CF2 = CHCF3 ；全氟(烷基乙烯基醚)(如全氟(甲基乙烯基醚)(PMVE)，CF2 = CFOCF3)；和丙烯(P)， CH2 = CHCH3。含氟彈性體一般由 A. Moore ^t Fluoroelastomers Handbook :The Definitive User' s Guide and Databook, William Andrew Publishing, ISBN 0-8155-1517-0(2006 年)中描述。例如Moore在美國專利4，694，045中所公開的那些包含乙烯、四氟乙烯、全氟(烷基乙烯基)醚和含溴固化部位單體的含氟彈性體用于本發(fā)明組合物中。還可用于本發(fā)明中的是 Viton GF 系列含氟彈性體，例如得自 DuPont Performance Elastomers (DE, USA)的 Viton GF-200So在另一個實施方案中，組分(I)為包含醚鍵、任選具有反應(yīng)性官能團例如丙烯酸酯的全氟化聚合物，例如得自Sartomer Company, Inc. (Exton, PA, USA)的E10-DA全氟聚醚二丙烯酸酯低聚物。在另一個實施方案中，組分(I)包含至少一個反應(yīng)性官能團。在一個實施方案中，組分(I)按本發(fā)明組合物中組分(I)至組分(V)的總重量計以約0%至約95%的重量％存在。在另一個實施方案中，組分(I)以約0. 或約0.5%， 至約或約2%的重量％存在。在另一個實施方案中，組分(I)具有約10，000至約70，000的重均分子量。組分(II)如上所定義，組分(II)包含具有約600至約100，000的重均分子量的含氟和含硅的聚合物，所述聚合物任選地具有反應(yīng)性官能團?！昂秃璧木酆衔铩笔侵溉缟纤x的含氟聚合物還包含一個或多個硅官能團或非反應(yīng)性硅基團，或是指在聚合物主鏈中包含硅、具有低分子量含氟取代基/片段的聚合物。
在一個實施方案中，組分(II)由式(II)來描述
權(quán)利要求
1.包含基材的制品，所述基材涂覆有組合物的反應(yīng)產(chǎn)物，所述組合物包含a)約0至約95重量％的組分(I)，其包含具有約600至約100，000的重均分子量的含氟聚合物，所述聚合物任選地具有反應(yīng)性官能團；b)約0至約95重量％的組分(II)，其包含具有約600至約100，000的重均分子量的含氟和含硅的聚合物，所述聚合物任選地具有反應(yīng)性官能團；c)約5至約99.9重量％的組分(III)，其包含反應(yīng)性稀釋劑，所述反應(yīng)性稀釋劑具有小于約600的重均分子量，并且具有至少一個官能團；d)約0至約20重量％的組分(IV)，其包含含氟的無官能低聚物或聚合物，所述低聚物或聚合物具有小于約10，000的數(shù)均分子量；和e)約0至約80重量％的組分(V)，其包含無機顆粒；其中約0.1至約95重量％的所述組合物為組分(I)和組分(II)中的一者或兩者，約 5至約99. 9重量％的所述組合物為組分(III)，并且所述組合物的剩余部分為組分(IV)至組分(V)中的一者或兩者，其中所有重量百分比均基于組分(I)至組分(V)的總重量，并且前提條件是當(dāng)組分(I)和組分(IV)同時存在時，組分(I)與組分(IV)不同。
2.權(quán)利要求1的制品，其中組分(I)以約0.1%至約2%的重量％存在，并且具有約 10，000至約70，000的重均分子量。
3.權(quán)利要求1的制品，其中組分(I)由式(II)描述
4.權(quán)利要求1的制品，其中組分(II)以約25%至約70%的重量％存在，并且具有約 600至約3，000的重均分子量。
5.權(quán)利要求1的制品，其中組分(III)為含氟、含硅或含氟且含硅的反應(yīng)性稀釋劑，具有小于約600的重均分子量，并且具有至少一個官能團。
6.權(quán)利要求1的制品，其中組分(III)具有約200至約600的重均分子量，并且以約 15%至約80%的重量％存在。
7.權(quán)利要求1的制品，其中組分(IV)以約5%至約13%的重量％存在，并且具有約 3，000至約8，000的重均分子量。
8.權(quán)利要求1的制品，其中組分(IV)為全氟聚烷基醚低聚物或聚合物。
9.權(quán)利要求1的制品，其中組分(V)以約10%至約40%的重量％存在。
10.權(quán)利要求1的方法，其中組分(V)包含導(dǎo)電性或半導(dǎo)電性無機顆粒。
11.權(quán)利要求1的制品，其中所述基材為乙?；睦w維素、聚酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、玻璃、乙烯基或尼龍。
12.權(quán)利要求1的制品，其中所述反應(yīng)產(chǎn)物為干燥且固化的涂層。
13.權(quán)利要求1的制品，其中所述基材包括一種或多種附加的涂層。
14.權(quán)利要求1的制品，其中所述制品為顯示器表面、光學(xué)顯示器基材、陰極射線管顯示器、等離子體顯示面板、電致發(fā)光顯示器、液晶顯示器、顯示面板、光學(xué)透鏡、窗、光學(xué)偏振器、濾光器、光面印刷物或照片。
全文摘要
本發(fā)明描述了包含涂層的制品，所述涂層包含含氟和含硅的聚合物、以及反應(yīng)性稀釋劑和任選的非反應(yīng)性低聚物添加劑、交聯(lián)劑或無機顆粒，所述組合物提供在粘附性、機械特性、抗劃傷性、低表面能、排斥性和透明性上的良好的平衡性。所述制品可用作表涂層，尤其是光學(xué)應(yīng)用中的表涂層。
文檔編號C08L83/08GK102471583SQ201080032675
公開日2012年5月23日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
發(fā)明者L·維爾策克 申請人:納幕爾杜邦公司