[发明专利]具有改进的耐候性的辐射能固化的硬涂层

说明书

发明背景

本发明总体涉及UV辐射能固化的含丙烯酸酯的涂层组合物(涂料组合物，涂布用组合物，coating composition)、其在涂布制品例如汽车头灯中的用途、经固化的涂层(coating)或“硬涂层(hardcoat)”、以及包含所述涂层的经涂布的制品。

硬涂层已经在多种应用，例如保护光学显示器的应用中商业使用。某些应用例如汽车头灯要求涂层经得住户外环境的严酷，这对于机动车自身的寿命而言是理想的。硬涂层的期望特性包括耐磨性、对下面的基体的良好粘附、抗微裂纹、抗混浊(haze resistance)、以及抗黄化和其它形式的变色。

耐候硬涂层也起到保护在外部使用的或暴露于透过窗户的阳光的塑料和其它基体的作用。所述硬涂层保护塑料免受刮伤和磨耗。所述涂层还包含UV吸收剂而使塑料屏蔽于阳光，帮助防止光降解和着色。所述涂层还可保护塑料免受溶剂、酸或碱的影响。

紫外光能固化的(即辐射能固化的)耐磨涂层组合物包含能使用自由基类型的光引发剂固化的丙烯酸酯单体和低聚体。为了更好的耐磨性，涂层可包含纳米粒子，其被官能化以分散在涂层中。经紫外辐射固化的涂层组合物因其短的固化时间而是有利的。这些涂层为下面的热塑性基体提供提高的耐候性或耐磨性或耐候性和耐磨性的组合。

紫外辐射能固化的耐磨涂层是本领域已知的。美国专利No.4,455,205公开了包含丙烯酸甲硅烷基酯、水性胶体二氧化硅、光引发剂和任选的多官能丙烯酸酯的组合物。其它类型的紫外辐射能固化的涂层组合物公开于美国专利No.4,486,504、No.4,491,508和No.5,162,390中。

美国专利No.5,571,570、No.5,990,188、No.6,087,413、No.6,110,988和No.6,998,425公开了包含氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚体和UV吸收剂的耐候的、UV能固化的涂层组合物。

考虑到热塑性基体例如聚碳酸酯正在经历的日益严苛的户外天气条件，涂层制造界对进一步增强耐久性和耐候性具有需求。本发明提供了针对所述需求的一个答案。

发明内容

一方面，本发明涉及透明的、辐射能固化的丙烯酸酯涂层组合物，其包括：(a)至少三种多官能丙烯酸酯衍生物，(b)光引发剂，其选自氧化膦、酮、和其组合，(c)纳米级填料，和(d)二苯甲酰基间苯二酚UV吸收剂，所述丙烯酸酯衍生物的至少一种为具有至少5的丙烯酸酯官能度和不大于5％的伸长率的脂族聚酯氨基甲酸酯多丙烯酸酯，而且所述丙烯酸酯衍生物的至少两种为二丙烯酸酯，其中所述二丙烯酸酯的至少一种为具有大于5％的伸长率和500～约2500的数均分子量的脂族聚酯氨基甲酸酯二丙烯酸酯，并且其中所述二丙烯酸酯的另一种为具有约150～约600的数均分子量的不含氨基甲酸酯的二丙烯酸酯。

在另一方面，本发明涉及包括涂布有这种透明的、辐射能固化的含丙烯酸酯的涂层组合物的基体的制品。所述制品是通过用所述能固化的丙烯酸酯涂层组合物涂布所述基体的至少一部分、以及使所述基体上的涂层组合物固化而制造的。

在又一方面，本发明涉及制品，所述制品为在基体上的经固化的组合物，其中所述经固化的组合物是通过使所述基体上的能固化的配方辐射固化而制造的，所述能固化的组合物包括至少三种多官能丙烯酸酯衍生物、纳米级填料和UV吸收剂，所述丙烯酸酯衍生物的至少一种具有至少5的丙烯酸酯官能度和不大于5％的伸长率，而且所述丙烯酸酯衍生物的至少两种为二丙烯酸酯，其中所述二丙烯酸酯的至少一种为具有大于5％的伸长率和500～约2500的数均分子量的脂族聚酯氨基甲酸酯二丙烯酸酯，并且其中所述二丙烯酸酯的另一种为具有约150～约600的数均分子量的不含氨基甲酸酯的二丙烯酸酯，所述经固化的组合物在使用CS10F磨轮(wheel)和500克重物进行500个周期的泰伯磨耗试验(Taber abrasion testing)后具有小于10的Δ混浊度(雾度，haze)％，并且在使用提供11,000kJ/m²的UV暴露的氙弧天候氧老化试验仪的加速天候老化(weathering)后，所述经固化的组合物在目视检查时没有呈现裂纹、具有小于7的混浊度百分比和小于4的黄度指数。

这些和其它方面在阅读以下具体实施方式时将变得明晰。

具体实施方式

在本说明书和在随后的权利要求中，将引用很多术语，其应当被定义为具有以下含义。

单数形式的“一种”、“一个”和“所述(该)”包括复数指代物，除非上下文清楚地另外指明。