基于可交联含氟聚合物的表面涂层制造技术

本发明专利技术涉及用基于包含可交联含氟聚合物的配制剂的高级耐磨表面涂层处理暴露在户外使用的材料的技术。本发明专利技术还涉及该表面涂层的特定实施方案。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用基于包含可交联含氟聚合物的配制剂的高级耐磨表面涂层处理暴 露在户外使用的材料的技术。本专利技术还涉及该表面涂层的特定实施方案。
技术介绍
户外使用的材料不可避免地暴露在磨损下。这样的磨损特别由清洁工艺或由风载 介质，如沙或灰尘造成。因此，未受保护的或表面涂布不足的材料失去它们的价值或长期粘 合。热塑性聚合物材料的仅具有低的耐磨性，它们因此不适用于或仅极有限地适用于暴露 在户外使用的材料的表面涂布。 户外使用的材料另外遭受由太阳辐射的UV部分导致的显著负荷。高级表面涂层 因此必须同样确保对基底的显著防UV辐射的保护，而本身不受到由UV辐射造成的可能的 内在破坏。 例如，柔性薄膜太阳能电池组件和柔性OLED或显示器材料另外在户外使用中遭 受必要功能层的明显的可能的腐蚀。因此，在这些应用行业中，高性能表面涂层必须同样提 供适当的防腐蚀保护以及对水分迀移的阻隔性质。 现有技术 户外使用的涂料用的已知材料的实例是聚硅氧烷，如SDC Techologies Inc.公司 的 CRYSTALCOAT? MP-100、都得自 Momentive Performance Materials 公司的 AS 400-SHP 401或UVHC3000K。但是，在如特别对于太阳光反射器或光伏电池所要求的那样在户外区域 中经至少20年时间的长期使用中，此类材料没有表现出足够的耐磨性。 在US 5, 118, 540中，通过粘合施加上基于氟碳聚合物，如PVDF的耐磨防潮膜片来 改进表面保护。UV吸收剂以及缓蚀剂都是用于将该膜片与气相涂布的聚酯载体膜的金属表 面接合的粘合剂层的组分。此处，粘合剂层又可类似于上述（甲基）丙烯酸酯双涂层由两 个不同的层构成，以将缓蚀剂与UV吸收剂彼此分开。但是，这种涂层没有表现出足够的长 期抗划伤性。 现有技术中的另一解决方案是无机防划涂层。EP 1 629 053公开了用于涂布可用 作耐候膜片的膜片层压材料的由直径小于1微米的二氧化硅粒子或氧化铝粒子构成的这 种涂层。但是，此类无机涂层的一个缺点在于，它们在风化条件下仅耐用相对较短时间，即 不超过数年。由吹沙或甚至沙尘暴，或在极热，尤其是干燥环境中的其它气候条件造成此类 涂层的磨损。 EP 2 524 802公开了用于太阳能装置的耐候保护的涂层，其包含采用异氰酸酯交 联的、羟基官能的含氟聚合物。这些涂层已具有极好的耐磨性和耐候稳定性。但是，问题是 可用性有限，因为这些涂层与许多基底的粘合性只是有限的。用于相同用途的类似体系可 见于 TO 2011/105515。 WO 98/44015公开了包含多异氰酸酯、羟基官能的含氟聚合物和羟基官能的未氟 化多元醇（其除了是低分子量二醇外还是聚酯多元醇、聚醚多元醇或聚碳酸酯多元醇）的 组合物。但是，尤其就耐候性而言，此类组合物还能改进。 EP 2 298 842公开了用于例如汽车制造的涂料，其由聚醚基多异氰酸酯预聚物和 不含氟的多元醇形成。此类组合物具有极好的耐候性质和对汽车制造而言足够的耐磨性。 但是，对户外领域中处于机械负荷下的其它用途而言，耐磨性不足。
技术实现思路
技术问题 技术问题在于提供用于塑料表面或金属表面的新型的表面调质。在户外用途中使 用这种表面调质应同时确保特别好的耐磨性、抗划伤性、耐候性和基底保护性质。 另外，这种表面调质应可以设计为透明和/或无色的。此外，这种表面调质应提供 良好的耐化学性，对例如水蒸汽或氧气的阻隔性质，和防污性质。 另一问题在于该表面调质还在待涂布的基底和要用的涂布技术方面都应具有广 泛可用性。 另一问题在于提供在制备和施加上容易且成本有效的用于户外用途的表面调质。 可以从本申请的说明书、权利要求书或实施例中看出没有明确提及的其它问题。 解决方案 在现有技术和其中描述的对于长期用途仅不足的技术方案的背景下，本专利技术中以 本领域技术人员不可容易预见的方式成功提供了具有经长时间改进的表面品质的涂层。这 借助用于涂布基底的新型组合物成功实现，所述组合物包含5至70重量％，优选10至55 重量％的羟基官能的含氟聚合物，5至70重量％，优选10至55重量％的（甲基）丙烯酸酯 多元醇，5至35重量％，优选10至30重量％的多异氰酸酯，0. 001至0. 2重量％，优选最多 至1重量％的交联催化剂，0. 5至20重量％的优选基于三嗪的紫外线吸收剂和0. 5至10重 量％的优选基于HALS的紫外线稳定剂和5至80重量％，优选最多至40重量％的溶剂。含 氟聚合物和（甲基）丙烯酸酯多元醇在此总共构成该组合物的20至75重量％。此外，含 氟聚合物和（甲基）丙烯酸酯多元醇一起具有50至400mg KOH/g，优选90至250mg KOH/g 的OH值。 羟基官能的含氟聚合物特别优选是一方面为四氟乙烯（TFE)和/或氯三氟乙烯 (CTFE)和另一方面为乙烯基酯、乙烯基醚和/或α -烯烃的共聚物。其特别优选是一方面为 CTFE或TFE和另一方面为其它共聚单体的交替共聚物。在这样的聚合物中，通过羟基官能 的乙烯基醚和/或α-烯烃的共聚获得羟基官能度。市售羟基官能的含氟聚合物的实例由 Asahi Glass 公司以产品名Lumif Ion?、由 Solvay Solexis 公司以品名Flu〇r〇Lin? 或由Daikin公司以产品名Zeff le?出售。 由于所用含氟聚合物以及聚（甲基）丙烯酸酯是完全无定形的，因此相应的配制 剂和涂层具有良好的光学性质和高透明度。此外，含氟聚合物和聚（甲基）丙烯酸酯都甚 至在极端条件下也具有经很长时间跨度的很好的耐候性。因此，本专利技术的涂层极其耐UV，还 具有对空气氧和例如空气水分形式的水的很好阻隔性质。 为了调节该涂层的所需耐候稳定性以及基底保护性质，还必须添加0. 5至20重 量％，优选最多至15重量％的优选基于三嗪的紫外线吸收剂和/或0. 5至10重量％，优选 最多至7. 5重量％的优选基于HALS的紫外线稳定剂。 该组合物还可额外包含5至40重量％的羟基官能的有机硅树脂。这种有机硅树 脂具有50至300mg KOH/g，优选90至200mg KOH/g的OH值。采用这样的有机硅树脂额外 提高该组合物的耐热性。此外，在相对较高比例的这些组分以及同时略微较低比例的其它 聚合物组分的情况下，可以提高整个组合物的固含量。此类羟基官能的有机硅树脂的一个 实例是 Dow Corning 公司的XIAMETER? RSN-0255〇 所用聚（甲基）丙烯酸酯由至少60重量％的甲基丙烯酸酯基单体单元构成。特别 优选涉及悬浮聚合物或溶液聚合物，其特别优选由至少70重量％的甲基丙烯酸甲酯（MM) 和/或甲基丙烯酸丁酯（BuMA)构成。在此可通过合适的单体，例如（甲基）丙烯酸羟乙酯 或（甲基）丙烯酸羟丙酯的共聚，和/或通过使用羟基官能的链转移剂，例如巯基乙醇而实 现羟基官能化。分子量为10 〇〇〇至300 000g/mol且玻璃化转变温度为10至130°C。 所考虑的溶剂原则上包括适用于根据本专利技术使用的其它组分的所有溶剂或溶剂 混合物。这些溶剂更特别可以是酮，如丙酮或甲乙酮，酯，如乙酸乙酯、乙酸丙酯或乙酸丁 酯，芳族化合物，如甲苯或二甲苯，或醚，如二乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于涂布基底的组合物，其特征在于所述组合物包含5至70重量％的羟基官能的含氟聚合物、5至70重量％的(甲基)丙烯酸酯多元醇、5至35重量％的多异氰酸酯、0.001至0.2重量％的交联催化剂、5至80重量％的溶剂、0.5至20重量％的紫外线吸收剂和0.5至10重量％的紫外线稳定剂，其中所述含氟聚合物和所述(甲基)丙烯酸酯多元醇总共构成所述组合物的20至75重量％并且一起具有50至400mg KOH/g的OH值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：U·努姆里希，A·汉尼戈，S·伯恩哈德特，M·哈拉克，R·杰里特，
申请(专利权)人：赢创罗姆有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE