涂料组合物、制品以及涂布制品的方法技术

提供了涂料组合物、制品、涂布制品的方法。涂料组合物和涂布方法提供了，当在底材上固化时，耐磨的、可成型的涂层。在将涂料组合物施加到底材并且固化后，可以形成制品。还提供了耐磨的、可涂染的涂层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用[001]本申请涉及2005年10月12日提交的PCT申请No.PCT/US2005/036458，其要求于2004年10月12日提交的美国临时申请系列号60/618,014的优先权及任何其他权益，该两篇申请通过全文引用结合到本文中来。本申请涉及题为“涂料组合物、制品和涂布制品的方法”的美国申请，其于2006年3月31日提交。专利
[002]本专利技术涉及涂料组合物、制品以及涂覆制品的方法。更具体地讲，本专利技术涉及当在底材上固化时提供耐磨性可成型涂层的稳定的涂料组合物。另外，本专利技术涉及稳定的涂料组合物，其提供耐磨的、耐环境的、可涂染的涂层，当固化在底材上时。专利技术背景[003]玻璃窗可用不破裂或比玻璃更耐破裂的透明材料(例如塑料)代替。例如由合成的有机聚合物制成的透明材料用于公共交通工具，例如火车、公共汽车、出租车和飞机。眼镜和其他光学仪器的镜片以及大建筑物的玻璃也可使用耐破裂的透明塑料。此外，与玻璃相比，这些塑料的重量轻也是另一个优点，特别是在交通行业，交通工具的重量为节省燃料的一个主要的因素。[004]虽然透明塑料的主要优点为耐破裂、比玻璃轻和具有设计的挠性，但严重的缺点为由于每日与磨料(例如灰尘或清洁设备)接触，使这些塑料易擦伤和划伤。擦伤导致可见度下降和外观差，并通常需要替换玻璃或镜片等。[005]为了改进塑料的耐磨性，开发了耐擦伤涂料。这些耐磨组合物的主要缺点为在固化后不能成型。可成型性差是指弯曲或操作涂覆制品通常会导致涂层裂纹或银纹。因此，制品在成型后必须涂覆，可引起延时，且未涂覆制品在运输中会不可避免地发生磨损。[006]另外，常常期望提供具有耐磨性的可涂染的涂层。特别地，这些涂层能够可用于涂染的窗户应用和眼科应用。许多已知的涂料组合物，在已经将涂料组合物固化在底材上后，不易于允许色料(tint)被添加到涂-->料组合物中。将色料添加到这样的被固化的涂料组合物中的能力是高度期望的。[007]因此，本领域仍需要具有良好耐磨性和可成型性的涂料。另外，在本领域中仍然需要涂层显示出耐磨性和可涂染性。专利技术概述[008]本专利技术的实施方案提供了组合物，当涂覆于底材并固化时，在底材上提供了耐磨性可成型涂层。所述组合物可包含含有环氧官能的硅烷和二醇官能的有机聚硅氧烷中的至少一种与至少一种多官能的交联剂的水解产物和部分缩合物的水-有机溶剂混合物，其中所述多官能的交联剂包括甲硅烷基化的多官能的酸酐，且其中所述环氧官能的硅烷和二醇官能的有机聚硅氧烷中的至少一种与所述多官能的交联剂的摩尔比率为约10:1-约1:10；和其量足以水解环氧官能的硅烷、二醇官能的有机聚硅氧烷和多官能的交联剂的水。[009]在一个实施例中，所述环氧官能的硅烷和二醇官能的有机聚硅氧烷中的至少一种与所述多官能的交联剂的摩尔比率为约2:1-约1:2。在另一个实施例中，可在聚碳酸酯底材上形成半径为约1英寸至小于约10英寸的涂层。在另一个实施例中，可在聚碳酸酯底材上形成半径为约3英寸-约5英寸的涂层。[010]在另一个实施例中，在50转泰伯轮后涂层的泰伯值小于约10％或在50转泰伯轮后泰伯值小于约2％。在另一个实施例中，在200转泰伯轮后涂层的泰伯值小于约45％或在200转泰伯轮后泰伯值小于约15％。[011]在进一步的实施例中，所述环氧官能的硅烷和二醇官能的有机聚硅氧烷中的至少一种为所述组合物固体重量的约5-约93％，多官能的交联剂为所述组合物固体重量的约7-约95％。在另一个实施例中，所述环氧官能的硅烷和二醇官能的硅烷中的至少一种为所述组合物固体重量的约30-约70％，多官能的交联剂为所述组合物固体重量的约30-约70％。在另一个实施例中，水-有机溶剂混合物的溶剂组分为所述组合物重量的约40-约98％。在再一个实施例中，水-有机溶剂混合物的溶剂组分为所述组合物重量的约65-约95％。[012]在一个实施例中，水-有机溶剂混合物的溶剂组分选自醚、二醇或二醇醚、酮、酯、二醇醚乙酸酯及其组合。在另一个实施例中，水-有机溶剂混合物的溶剂组分选自具有式ROH的醇，其中R为包含1-约-->10个碳原子的烷基。在另一个实施例中，水-有机溶剂混合物的溶剂组分选自具有式R1-(OR2)x-OR1的二醇、醚、二醇醚，其中x为0、1、2、3或4，R1为氢或包含1-约10个碳原子的烷基，R2为包含1-约10个碳原子的亚烷基及其组合。[013]在其它实施例中，环氧官能的硅烷用式R3xSi(OR4)4-x表示，其中：x为整数1、2或3；R3为H、包含1-约10个碳原子且具有至少一个环氧官能团的烷基、官能化的烷基、亚烷基、芳基、烷基醚及其组合；R4为H、包含1-约5个碳原子的烷基、乙酰基、-Si(OR5)3-yR6y基团及其组合，其中y为整数0、1、2或3；R5为H、包含1-约5个碳原子的烷基、乙酰基或另一个-Si(OR5)3-yR6y基团及其组合；和R6为H、包含1-约10个碳原子的烷基、官能化的烷基、亚烷基、芳基、烷基醚及其组合。[014]在进一步的实施例中，水-有机溶剂混合物还包含有效量的流平剂以将水-有机溶剂混合物铺展在底材上，使水-有机溶剂混合物与底材基本均匀接触，在另一个实施例中，所述组合物还包含至少一种催化剂、至少一种紫外稳定剂或至少一种表面活性剂及其组合。[015]本专利技术的其他实施方案提供了组合物，当涂覆于底材并固化时，在底材上提供了耐磨性可成型涂层。所述组合物可包含含有二醇官能的有机聚硅氧烷与至少一种多官能的交联剂的水解产物和部分缩合物的水-有机溶剂混合物，其中多官能的交联剂选自多官能的羧酸、多官能的酸酐和甲硅烷基化的多官能的酸酐，且其中所述二醇官能的有机聚硅氧烷与所述多官能的交联剂的摩尔比率为约10:1-约1:10；和其量足以水解二醇官能的有机聚硅氧烷和多官能的交联剂的水。在一个实施例中，水-有机溶剂混合物还包含环氧官能的硅烷与至少一种多官能的交联剂的水解产物和部分缩合物。[016]本专利技术的其他实施方案提供了组合物，当涂覆于底材并固化时，在底材上提供了耐磨性可成型涂层。所述组合物可包含含有环氧官能的硅烷与至少一种多官能的交联剂的水解产物和部分缩合物的水-有机溶剂混合物，其中多官能的交联剂选自多官能的羧酸、多官能的酸酐和甲硅烷基化的多官能的酸酐，且其中所述至少一种环氧官能的硅烷与所述多官能的交联剂的摩尔比率为约10:1-约1:10；和其量足以水解环氧官能的硅烷和多官能的交联剂的水，其中所述组合物包含其量不足以使底材上的涂层具有刚性的四官能的硅烷、乙硅烷(disilanes)和烷基硅烷中的-->至少一种。在一个实施例中，水-有机溶剂混合物还包含二醇官能的有机聚硅氧烷与多官能的交联剂的水解产物和部分缩合物。[017]根据本专利技术的进一步的实施方案，提供了组合物，当涂覆于底材并固化时，在底材上提供了耐磨性可成型涂层。所述组合物可包含含有环氧官能的硅烷与至少一种多官能的交联剂的水解产物和部分缩合物的水-有机溶剂混合物，其中多官能的交联剂选自多官能的羧酸、多官能的酸酐和甲硅烷基化的多官能的酸酐，且其中所述环氧官能的硅烷与所述多官能的交联剂的摩尔比率为约10:1-约1:10；其量足以水解环氧官能的硅烷和多官能的交联剂的水；和四官能的硅烷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，其当施加到底材并且固化时，在底材上提供了透明的、可涂染的涂层，所述组合物包含：　含有环氧官能的硅烷和二醇官能的有机聚硅氧烷中的至少一种与至少一种多官能的交联剂的水解产物和部分缩合物的水－有机溶剂混合物，其中所述多官能的交联 剂包括甲硅烷基化的多官能酸酐，且其中所述环氧官能的硅烷和所述二醇官能的有机聚硅氧烷中的所述至少一种与所述多官能的交联剂的摩尔比率为约１０∶１－约１∶１０；　其量足以水解所述环氧官能的硅烷和所述二醇官能的有机聚硅氧烷中的所述至少一种和所 述多官能的交联剂的水；和　封端异氰酸酯。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种组合物，其当施加到底材并且固化时，在底材上提供了透明的、可涂染的涂层，所述组合物包含：含有环氧官能的硅烷和二醇官能的有机聚硅氧烷中的至少一种与至少一种多官能的交联剂的水解产物和部分缩合物的水-有机溶剂混合物，其中所述多官能的交联剂包括甲硅烷基化的多官能酸酐，且其中所述环氧官能的硅烷和所述二醇官能的有机聚硅氧烷中的所述至少一种与所述多官能的交联剂的摩尔比率为约10:1-约1:10；其量足以水解所述环氧官能的硅烷和所述二醇官能的有机聚硅氧烷中的所述至少一种和所述多官能的交联剂的水；和封端异氰酸酯。2.权利要求1的组合物，其中所述环氧官能的硅烷和所述二醇官能的有机聚硅氧烷中的所述至少一种与所述多官能的交联剂的摩尔比率为约6:1-约1:6。3.权利要求1的组合物，其中所述环氧官能的硅烷和所述二醇官能的有机聚硅氧烷中的所述至少一种与所述多官能的交联剂的摩尔比率为约3:1-约1:3。4.权利要求1的组合物，其中所述封端异氰酸酯占约1％-约30％，按所述涂料组合物的固体的重量计算。5.权利要求1的组合物，其中所述封端异氰酸酯占约2％-约15％，按所述涂料组合物的固体的重量计算。6.权利要求1的组合物，其中所述封端异氰酸酯占约3％-约10％，按所述涂料组合物的固体的重量计算。7.权利要求1的组合物，其中所述封端异氰酸酯选自Desmodur Bl3175、Desmodur Bl 3272、Desmodur Bl 3370、Desmodur Bl 3475、DesmodurBl 4265、Trixene BI 7982、Trixene 7983、Trixene BI 7984、Trixene BI 7980、Trixene BI 7960和Trixene BI 7950中的至少一种。8.权利要求1的组合物，其中所述封端异氰酸酯包括Desmodur Bl3175。9.权利要求1的组合物，其中所述涂层的拜尔数大于约1.5。10.权利要求1的组合物，其中所述涂层的拜尔数大于约2。11.权利要求1的组合物，其中所述涂层在对于至少72小时的QUV方法A和QUV方法B测试条件下显示出没有粘附失效或裂纹。12.权利要求1的组合物，其中所述涂层在对于至少120小时的QUV方法A和QUV方法B测试条件下显示出没有粘附失效或裂纹。13.权利要求1的组合物，其中所述水-有机溶剂混合物的溶剂组分占组合物的约40-约98wt％。14.权利要求1的组合物，其中所述水-有机溶剂混合物的溶剂组分选自醚、二醇或二醇醚、酮、酯、二醇醚乙酸酯、具有式ROH的醇及其混合物，其中R为包含1-约10个碳原子的烷基。15.权利要求1的组合物，其中所述水-有机溶剂混合物的溶剂组分选自具有式R1-(OR2)x-OR1的二醇、醚、二醇醚及其组合，其中x为0、1、2、3或4，R1为氢或包含1-约10个碳原子的烷基，R2为包含1-约10个碳原子的亚烷基。16.权利要求1的组合物，进一步包括四官能的硅烷、乙硅烷和烷基硅烷中的至少一种。17.权利要求1的组合物，进一步包括胶态二氧化硅。18.权利要求1的组合物，其中所述环氧官能的硅烷用式R3xSi(OR4)4-x表示，其中：x为整数1、2或3；R3为H、包含1-约10个碳原子且具有至少一个环氧官能团的烷基、官能化的烷基、亚烷基、芳基、烷基醚及其组合；R4为H、包含1-约5个碳原子的烷基、乙酰基、-Si(OR5)3-yR6y基团及其组合，其中y为整数0、1、2或3；R5为H、包含1-约5个碳原子的烷基、乙酰基或另一个-Si(OR5)3-yR6y基团及其组合；和R6为H、包含1-约10个碳原子的烷基、官能化的烷基、亚烷基、芳基、烷基醚及其组合。19.一种组合物，其当施加到底材并且固化时，在所述底材上提供了透明的、可涂染的涂层，所述组合物包含：含有二醇官能的有机聚硅氧烷和至少一种多官能的交联剂的水解产物和部分缩合物的水-有机溶剂混合物，其中所述多官能的交联剂选自多官能的羧酸、多官能的酸酐和甲硅烷基化的多官能的酸酐，和其中所述二醇官能的有机聚硅氧烷与所述多官能的交联剂的摩尔比率为约10:1-1:10；其量足以水解所述二醇官能的有机聚硅氧烷和所述多官能的交联剂的水；和封端异氰酸酯。20.权利要求19的组合物，其中所述水-有机溶剂混合物进一步包括环氧官能的硅烷的水解产物和部分缩合物和所述至少一种多官能的交联剂。21.一种制品，其包括：底材和通过固化涂料组合物在所述底材的至少一个表面上形成的可涂染的涂层，所述涂料组合物包含：含有环氧官能的硅烷和二醇官能的有机聚硅氧烷中的至少一种与至少一种多官能的交联剂的水解产物和部分缩合物的水-有机溶剂混合物，其中所述多官能的交联剂包括甲硅烷基化的多官能酸酐，且其中所述环氧官能的硅烷和所述二醇官能的有机聚硅氧烷中的所述至少一种与所述多官能的交联剂的摩尔比率为约10:1-1:10；其量足以水解所述环氧官能的硅烷和所述二醇官能的有机聚硅氧烷中的所述至少一种和所述多官能的交联剂的水；和封端异氰酸酯。22.权利要求21的制品，进一步包括在所述底材和所述涂层之间在所述底材的所述至少一个表面上分布的至少一种底漆。23.权利要求22的制品，其中所述至少一种底漆包括聚氨酯分散体基底漆。24.权利要求22的制品，其中所述至少一种底漆包括具有交联剂的聚氨酯分散体基底漆。25.权利要求24的制品，其中所述交联剂选...

【专利技术属性】
技术研发人员：A施奈德，R金，M索尔伯格，
申请(专利权)人：SDC科技有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]