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      顯示出耐拋光性和低光澤度的能固化成膜組合物的制作方法

      文檔序號(hào):8435324閱讀:296來源:國知局
      顯示出耐拋光性和低光澤度的能固化成膜組合物的制作方法
      【專利說明】顯示出耐拋光性和低光澤度的能固化成膜組合物 發(fā)明領(lǐng)域
      [0001] 本發(fā)明大體涉及顯示出耐拋光性和低光澤度性質(zhì)的能固化成膜組合物。
      [0002] 發(fā)明背景
      [0003] 最近,在涂料工業(yè)中,大量的研宄工作集中在透明涂層的耐擦傷性和耐磨性。雖然 這兩種術(shù)語經(jīng)常互換地使用,但是物理和機(jī)械結(jié)果是非常不同的。刮傷是牽涉小刮擦,通常 沒有顯著移除材料的近表面現(xiàn)象。磨損牽涉更加嚴(yán)重的損害并且經(jīng)常導(dǎo)致涂層材料的顯著 損失。由此,耐刮傷性主要受表面性質(zhì)的影響,而耐磨性受體積性質(zhì)控制。影響這些機(jī)械性 質(zhì)的化學(xué)屬性經(jīng)常是不同的。例如,丙烯酸類聚氨酯清漆可具有優(yōu)良的耐磨性,但是耐刮傷 性差。在另一方面,丙烯酸類三聚氰胺涂層可具有良好的耐刮傷性以及平均至差的耐磨性。 刮傷損害的一個(gè)通常的例子是汽車面漆的光澤損失。新車的高光澤面漆隨著時(shí)間變得陰暗 和模糊,這是由細(xì)刮擦和磨損引起的。大部分這樣的損害是由在自動(dòng)洗車中使用的織物或 鬃絲的擦洗動(dòng)作造成的。磨損損害在地面涂層中更常見,并且在其最嚴(yán)重的形式下,基材可 變得暴露。高度著色涂料的拋光在文獻(xiàn)中的限定較不明確,但是含有刮擦和磨損以及界面 粘附的要素。存在至少四種不同的磨損機(jī)理在含填料或顏料的涂層中可有助于拋光。1)在 空氣/表面界面除去膜,2)通過粘附(cohesive)粘合劑失效移除填料,3)通過粘附失效移 除填料和/或4)填料磨損。哪種機(jī)理占優(yōu)勢可取決于涂層、磨損條件和戶外暴露而變化。 理想地,耐拋光性涂層具有良好的耐磨性,良好的耐刮傷性,和與粘合劑具有優(yōu)良相容性的 顏料顆粒。
      [0004] 偽裝飛行器典型地使用低光澤度著色涂料以實(shí)現(xiàn)許多它們的性能要求。這些低光 澤或無光澤面漆表現(xiàn)出物理上的粗糙表面,其,理想地,擴(kuò)散地反射可見光。這些物理上的 粗糙表面難以清潔并且經(jīng)常需要用研磨墊擦洗,其隨著時(shí)間的推移可增加涂層反射(稱作 拋光)的一致性。反射的增加被目視地察覺為導(dǎo)致形成較高對(duì)比度的區(qū)域的色移。機(jī)械地, 光澤的這種增加或拋光是由粗糙涂漆表面的磨損產(chǎn)生較光滑的表面(具有更均勻的反射) 而造成的。
      [0005] 期望開發(fā)可重復(fù)地用洗滌劑和研磨劑清潔而不增加涂層反射性的能固化成膜組 合物。
      [0006] 發(fā)明概述
      [0007] 本發(fā)明涉及能固化成膜組合物,包含:
      [0008] (a)包含至少一種聚合物型樹脂的聚合物型粘合劑,所述聚合物型樹脂具有反應(yīng) 性官能團(tuán);
      [0009] (b)含與(a)的反應(yīng)性官能團(tuán)有反應(yīng)性的官能團(tuán)的固化劑;以及
      [0010] (C)二氧化硅顆粒,用氨基硅烷在它們的表面上官能化以便將伯氨基官能團(tuán)賦予 所述表面。在作為涂料施涂于基材之后并且在固化之后,當(dāng)經(jīng)受如本文所限定的各種磨損 測試方法時(shí),所述能固化成膜組合物顯示出小于30的初始85°光澤度以及不大于10光澤 度單位的85°光澤度的增加。
      [0011] 發(fā)明的詳細(xì)說明
      [0012] 應(yīng)注意,除非明確或毫無疑問地限制為一個(gè)指示對(duì)象,本說明書和所附權(quán)利要求 中所使用的單數(shù)形式"一個(gè)"、"一種"和"該"包括復(fù)數(shù)指示對(duì)象。
      [0013] 除了在任何操作實(shí)施例中,或其中另有說明,否則指代在說明書和權(quán)利要求中的 成分用量/反應(yīng)條件等的全部數(shù)值或短語應(yīng)理解為在所有情況下被術(shù)語"約"修飾。各種 數(shù)值范圍公開在該專利申請(qǐng)中。因?yàn)檫@些范圍是連續(xù)的,它們包括在最小和最大值之間的 每一個(gè)值。除非另有明確說明,在該申請(qǐng)中說明的各種數(shù)值范圍是約數(shù)。
      [0014] 關(guān)于本發(fā)明的范圍,本文呈現(xiàn)的本發(fā)明的各種實(shí)施方式和實(shí)施例各自被理解為是 非限制性的。
      [0015] 以下說明書和權(quán)利要求中使用的以下術(shù)語具有以下指示的意義:
      [0016] 除非另有明確說明,術(shù)語"丙烯酸類"和"丙烯酸酯"是互換地使用的(除非這樣做 會(huì)改變所意指的意義)并且包括丙烯酸、丙烯酸酐、及其衍生物,例如它們的C1-C5烷基酯、 低級(jí)烷基-取代的丙烯酸,例如,C1-C5取代的丙烯酸,例如甲基丙烯酸、乙基丙烯酸等,以 及它們的C1-C5烷基酯。術(shù)語"(甲基)丙烯酸"或"(甲基)丙烯酸酯"意指覆蓋所指材 料的丙烯酸/丙烯酸酯和甲基丙烯酸/甲基丙烯酸酯形式,例如,(甲基)丙烯酸酯單體。
      [0017] 例如與能固化組合物相關(guān)聯(lián)使用的術(shù)語"能固化",是指所指的組合物通過官能團(tuán) (例如,通過包括但不限于,熱(包括常溫固化)和/或催化暴露的方式)是能聚合或能交 聯(lián)的。
      [0018] 與固化的或能固化組合物相關(guān)聯(lián)使用的術(shù)語"固化","固化的"或類似的術(shù)語,例 如,一些具體描述中的"固化的組合物",是指形成能固化組合物的至少一部分能聚合和/ 或能交聯(lián)的組分是聚合和/或交聯(lián)的。另外地,能聚合組合物的固化是指使所述組合物經(jīng) 受固化條件例如但不限于熱固化,導(dǎo)致組合物的反應(yīng)性官能團(tuán)的反應(yīng),并且導(dǎo)致聚合和聚 合產(chǎn)物的形成。當(dāng)使能聚合組合物經(jīng)受固化條件時(shí),在聚合之后以及在多數(shù)反應(yīng)性端基發(fā) 生反應(yīng)之后,剩余未反應(yīng)的反應(yīng)性端基的反應(yīng)速率逐漸變得更慢。能聚合組合物可經(jīng)受固 化條件直到其至少部分固化。術(shù)語"至少部分固化"是指使能聚合組合物經(jīng)受固化條件,其 中組合物的至少一部分反應(yīng)性基團(tuán)發(fā)生反應(yīng),以形成聚合產(chǎn)物。能聚合組合物還可經(jīng)受固 化條件,以使得實(shí)現(xiàn)基本上完全固化并且其中進(jìn)一步固化導(dǎo)致聚合物性質(zhì)(例如硬度)沒 有顯著的進(jìn)一步改進(jìn)。
      [0019] 術(shù)語"反應(yīng)性"是指官能團(tuán)能夠自發(fā)地或在施加熱之后或在催化劑存在下或通過 本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何其它方式與其本身和/或其它官能團(tuán)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。
      [0020] 術(shù)語"耐拋光性"是指涂層在用研磨材料或墊擦洗之后保持其光澤度而不顯示出 光澤度的顯著的增加(即,小于15點(diǎn))的能力。
      [0021] 本發(fā)明涉及能固化成膜組合物。所述成膜組合物包含(a)包含至少一種聚合物型 樹脂的聚合物型粘合劑,所述聚合性樹脂具有反應(yīng)性官能團(tuán)。反應(yīng)性官能團(tuán)的例子包括羥 基、氨基甲酸醋基(carbamate groups)、羧基、異氰酸醋基、羧酸醋基、伯胺基、仲胺基、酰胺 基、脲基、氨基甲酸醋基(urethane groups)、環(huán)氧基、及其組合。
      [0022] 適用作合型粘合劑(a)的特別有用的聚合物型成膜樹脂是丙烯酸類聚合物、聚 酯,包括醇酸、和聚氨酯。通常這些聚合物可以是通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何方式制備 的這些類型的任何聚合物,其中所述聚合物是水可分散性或可乳化的并且優(yōu)選有限的水溶 性。
      [0023] 合適的丙烯酸類聚合物包括丙烯酸或甲基丙烯酸的一種或多種烷基酯,任選地連 同一種或多種其它能聚合烯屬不飽和單體的共聚物。有用的丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯 包括在烷基中含1-30,并且優(yōu)選4-18個(gè)碳原子的脂族烷基酯。非限制性的例子包括甲基丙 烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、和丙烯酸2-乙基 己基酯。合適的其它能共聚合的烯屬不飽和單體包括乙烯基芳族化合物例如苯乙烯和乙烯 基甲苯;腈類例如丙烯腈和甲基丙烯腈;乙烯基和亞乙烯基鹵化物例如乙烯基氯化物和亞 乙烯基氟化物,和乙烯基酯例如乙酸乙烯酯。
      [0024] 丙烯酸類共聚物可包括羥基官能團(tuán),其經(jīng)常通過在用于生產(chǎn)共聚物的反應(yīng)物中包 括一種或多種羥基官能單體而并入聚合物中。有用的羥基官能單體包括典型地在羥烷基中 具有2-4個(gè)碳原子的丙烯酸羥烷酯和甲基丙烯酸羥烷酯,例如丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙 酯、丙烯酸4-羥丁酯、己內(nèi)酯和丙烯酸羥烷酯的羥基官能加合物,和相應(yīng)的甲基丙烯酸酯, 以及下述的羥基酯官能單體
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