[发明专利]具有杂化共聚物的聚硅氧烷涂料

说明书

发明背景

1.发明领域

本发明一般涉及防护涂料，并且，在一个特定实施方案中，涉及引入杂化共聚物的柔性硅氧烷基聚合物涂料。

2.技术考虑

在航空工业上，航空器窗户通常引入塑料基材，例如聚碳酸酯或拉伸丙烯酸类基材。这些塑料基材提供优异的安全性能，并且比常规玻璃基材轻，而这减小了航空器的总重量。已知施加防护性的、耐磨性的涂层到塑料基材上来保护该基材在航空器运行期间免受机械和/或化学损坏。例如，一些市售可得的防护涂料含有胶态氧化硅。但是，这些商业涂料会表现出差的耐溶剂性，所述溶剂例如丙酮和硫酸。其它市售可得的防护涂料基于相对柔软的有机聚合物体系，例如氨基甲酸酯类或三聚氰胺类。

在致力于改善对下方基材的防护中，开发出了更硬的、更耐久的聚硅氧烷基涂料。与前面更柔软的涂料相比，这些更硬的涂料提供较大改善的防护。但是，这些硬涂料在本质上比前面更柔软的涂料具有较低的柔性。

因此，将有利的是提供如下的防护涂料，其不仅提供聚硅氧烷涂料的优异的耐刮性、耐磨性和耐化学品性，还提供改善的柔性以更好地经受在航空器运行期间可能发生的塑料基材的伸长或变形。

发明概述

一种制造涂料的方法，其包括形成包含(i)包括羟基官能有机丙烯酸酯的第一单体和(ii)包括有机烷氧基硅烷的第二单体的杂化共聚物。该杂化共聚物可由自由基聚合形成。该方法进一步包括提供能够与所述杂化共聚物反应和与其自身聚合的第二物质(例如单体)。使得第二物质在所述杂化共聚物的存在下反应，例如通过缩聚，以形成本发明的聚硅氧烷。这允许所述第二物质与所述杂化共聚物反应以及与其自身聚合，例如通过缩聚，从而提供用于在所述两种聚合型组分之间的直接化学键合的机理。第一单体可包括羟基官能丙烯酸酯和/或羟基烷基丙烯酸酯。第二单体可包括有机官能烷氧基硅烷，例如具有可聚合基团的硅烷氧基化合物。第二物质可包括烷氧基硅烷，例如有机烷氧基硅烷，比如烷基烷氧基硅烷，例如单、二、三和/或四烷氧基硅烷、或者它们的任意组合，例如烷基三烷氧基硅烷。

涂料，其包含(a)杂化共聚物和(b)包括有机烷氧基硅烷的第二单体的反应产物，所述(a)杂化共聚物包含(i)包括羟基官能有机丙烯酸酯的第一单体和(ii)有机烷氧基硅烷。第一单体可包括羟基官能丙烯酸酯和/或羟基烷基丙烯酸酯。第二单体可包括有机官能烷氧基硅烷，例如具有可聚合基团的硅烷氧基化合物。第二物质可以是烷氧基硅烷，例如有机烷氧基硅烷，比如烷基烷氧基硅烷，例如单、二、三和/或四烷氧基硅烷、或者它们的任意组合，例如烷基三烷氧基硅烷。

优选实施方案的描述

如本文使用的，在说明书和权利要求书中所用的表示尺寸、物理性质、工艺参数、成分用量、反应条件等的所有数值应当理解为在所有情况下都由术语“约”修饰。因此，除非有相反指示，否则在以下的说明书和权利要求书中描述的数值可以根据待通过本发明获得的所需性能而变化。最起码，以及并非作为限制等同原则对权利要求书范围的应用的企图，各数值应当至少按照所报道的有效数字的数目并采用一般舍入技术来解释。另外，本文中披露的所有范围应被理解为包括起始范围值和结束范围值以及其中包含的任意和全部子范围。例如，所述范围“1-10”应被看作包括在最小值1与最大值10之间(并且包括端值)的任意和全部子范围；即以最小值1或更大起始并且以最大值10或更小结束的所有子范围，例如1-3.3、4.7-7.5、5.5-10等。另外，本文中使用的术语“形成在...之上”、“沉积在...之上”或“提供在...之上”是指形成在、沉积在或提供在下方表面上但不一定与该表面直接接触。例如，“形成在”基材“之上”的涂层不排除存在位于所形成的涂层与基材之间的一个或多个具有相同或不同组成的其他涂层或涂膜。本文使用的术语“膜”是指具有所期望的或所选择的涂料组合物的涂层区域。“层(layer)”可包括一个或多个“膜”。“涂层”或“涂层叠层”可包括一个或多个“层”。本文中使用的术语“聚合物”或“聚合型”包括低聚物、均聚物、或由两种或更多种单体形成的聚合物、例如共聚物、三元共聚物等。术语“共聚物”是指具有两种或更多种不同单体的聚合物。术语“可见区域”或“可见光”是指具有在380nm-780nm范围内的波长的电磁辐射。术语“红外区域”或“红外辐射”是指具有在大于780nm至100,000nm范围内的波长的电磁辐射。术语“紫外区域”或“紫外辐射”是指具有在100nm至小于380nm范围内的波长的电磁能。另外，本文中提及的所有文献，例如但不限于出版的专利和专利申请，应被看作以它们的整体“通过引用并入本文”。