[发明专利]改性的金属氧化物颗粒的分散液、涂布组合物、以及涂膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种分散液，特别是涉及一种其颗粒为金属氧化物且该颗粒已经被改性的金属氧化物或二氧化硅颗粒的分散液。本发明也涉及一种包含有该分散液的涂布组合物，以及由该涂布组合物所形成的涂膜。

背景技术

已知在用多元醇和异氰酸酯进行交联反应后所形成的聚氨酯涂布组合物中，当进一步掺有无机物(例如金属氧化物)时，将会使后来所获得的涂膜在硬度和耐热性、及耐溶剂性等各项性质方面普遍地具有较好的表现，但就目前为止尚未有文献表示该方法能使涂膜的耐溶剂性变好。一般说来，所述涂布组合物是将无机物直接分散在其它有机成分(例如聚氨酯)中而形成；其它方法是使该无机物与多元醇和异氰酸酯相互混合后，再进行交联反应，从而获得一种含有该无机物的涂布组合物，例如专利文献US 2003/0027917 A1所揭示的技术。但是上述涂膜的耐溶剂性与耐热性仍然未达想要的水平；据推测，这可能是因为该无机物与有机成分间无法均匀融合，使得两者间的界面强度不足。

公开在论文Polymer 47(2006)，3754-3759中的技术，则是先将分散在乙酸乙酯中的胶态二氧化硅颗粒与异氰酸2-甲基丙烯酰氧基乙酯(2-(methacryloyloxy)ethyl isocyanate，MOI)进行反应，以使MOI通过其上的NCO基团与二氧化硅颗粒表面上的羟基反应而彼此连接后，形成一具有至少一被连接在该颗粒表面上的C＝C基团；接着将该经改性的颗粒与甲基丙烯酸甲酯(methylmethacrylate，MMA)掺混，并利用过氧化苯甲酰(benzoyl peroxide，BPO)为反应起始剂来进行聚合反应，获得PMMA-二氧化硅杂化共聚物(PMMA-silicahybrid copolymer)。

因所使用的MOI是价格昂贵且不被产业界普遍使用的原料，另外以掺混有较高含量(10～50重量％)的改性的二氧化硅的共聚物来片面地证实其优点硬度有所改善，显然该技术的原料成本很高。

论文Journal of Non-Crystalline Solids 350(2004)152-164公开了一种经由异氰酸酯交联的硅氧气溶胶单块体(isocyanate-crosslinked silica aerogel monolith)的无机结构，以及其制备方法。

该技术利用下述经推测的化学反应式进行交联反应，来使例如氧化硅的无机材料彼此连接，而在原来硅氧气溶胶单块体所想要的性质得以被保留的前提下，也强化了其结构：

基于该论文在其制备方法中是以单一步骤(将含有氧化硅的湿凝胶与含有异氰酸酯的溶液相互混合)完成上述经推论的化学反应式，因此该反应式中的化合物(1)并无法被分离出来。

该论文强调的是如何让例如氧化硅的无机物彼此间能顺利连接，以获得结构性强而可承受更大外力，且吸湿性低的无机结构；换句话说，该论文所揭示的技术并未能改进以有机系统为主的涂膜的性质，因此，对于前述的目前涂膜所面临的困境，该论文并未能提供任何的解决方策。

于是，相关人员所需要的仍是具有低原料成本及特定优良的性质的涂膜，以及可根据不同需求而调整操作条件以弹性地获得所需涂膜的涂布组合物。

发明内容

由于异氰酸酯可通过其所延伸出的末端NCO基团来与形成在金属氧化物表面上的羟基进行反应，因此，若具有多个NCO基团的异氰酸酯类化合物，除了以其NCO基团来和金属氧化物表面上的羟基反应以外，也能以其余的NCO基团来与含有活性氢的有机物(例如多元醇)反应，则该金属氧化物可通过该异氰酸酯类化合物而与有机物相互连接，进而提高有机与无机物间的界面强度。在这种新颖的概念下，可预期地，所获得的涂膜在性质上将具有良好的表现。

因此，需先获得的是在其表面上连接出至少一末端NCO基团的金属氧化物或二氧化硅颗粒，并且这种经改性的金属氧化物或二氧化硅颗粒必须能稳定存在，才能使得在实际上，当这种经改性的金属氧化物或二氧化硅颗粒接着与有机物连接时，能通过操作条件而有更大幅度的变化，以产生更广泛的应用范围。

因此，本发明的第一目的，即提供一种能符合上述需求的经改性的金属氧化物或二氧化硅颗粒的分散液。

本发明改性的金属氧化物或二氧化硅颗粒的分散液包含多个各自至少连接一末端NCO基团的金属氧化物或二氧化硅颗粒，以及用来分散所述金属氧化物或二氧化硅颗粒的液体介质；该液体介质不具有以下所述的基团：氨基、仲氨基、羟基、巯基、或它们的组合。