[发明专利]环氧/氧杂环丁烷化合物、环氧官能化倍半硅氧烷和纳米颗粒基玻璃可UV固化涂料组合物

说明书

提供可UV固化的涂料组合物，其包含(以重量％计)5‑50％具有下述通式的环脂族交联剂式中R是其中X是C_1‑4直链,20‑55％总量的氧杂环丁烷交联剂和环氧稀释剂,35‑45％的环氧官能化硅纳米颗粒,1‑5％的环氧硅烷粘附促进剂和0.5‑2％的光引发剂。

相关申请的交叉参考

本申请根据35U.S.C.§119，要求2014年06月27日提交的美国临时申请系列第62/018159号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。

背景

本公开涉及可紫外(UV)-固化的涂料。此外，本公开涉及包含这种涂料的制品,和用于使用这种涂料改性基材的方法。

概述

在纯净的、新鲜拉制状态的玻璃是极强的。但是如果玻璃表面变得有瑕疵，例如通过刮擦、磨损、冲击等，则玻璃强度通常下降。防止出现瑕疵的一种方式是向玻璃边缘和/或表面施加一种或多种涂料。相对于其它涂料，可UV固化的涂料提供某些优势，包括快速固化、无溶剂和较低的能量要求等。

但是，已知的可UV固化的涂料缺少某些所需的性质，特别是与例如电视、计算机和手机显示屏的显示器玻璃应用相关的性质。用于这种产品的玻璃必须通过手机工业所用的使用和环境耐久性测试。目前可用的用于玻璃的可UV固化的涂料缺乏使涂料适用于显示器玻璃应用的足够的静态压痕断裂耐受性、通过磨损4点弯曲测试测量的耐破碎性以及耐刮擦和磨损性。此外，用于显示器应用的涂料应是光学透明的，或至少对感兴趣的光波长(即，红外、可见光，UV)是基本上透射的，并具有良好的防水性。还希望用于显示器应用中玻璃的涂料基本上是隐形的/不明显的，从而涂覆的玻璃看起来犹如其完全不包括涂料。还希望这种涂料在室温下具有稳定的粘度并具有长的保质期，从而相对于不稳定的材料，增加可用于低成本高性能触摸面板装置的切割的强化玻璃产品的制造速率、增加在涂覆过程中的材料利用率并减少储存和运输成本。目前，没有可用的满足所有上述标准的可UV固化的涂料。

根据一种实施方式,提供包含硅烷偶联剂作为粘附促进剂的可UV固化的环氧官能化纳米硅酸盐涂料，其满足上述全部标准。选定的硅烷偶联剂可用作本文所述的新颖环氧制剂的添加剂，或者作为在施涂新颖环氧制剂之前使用的玻璃底漆涂料，从而增加环氧树脂和玻璃之间的粘附，以增强玻璃表面和边缘保护。获得可用的使用纳米硅酸盐的环氧制剂的显著挑战是获得室温下的粘度稳定性。令人惊讶地是，使用氧杂环丁烷(oxetane)交联剂和环氧稀释剂的混合物获得了具有室温稳定粘度的组合物。

根据一种或多种实施方式,提供可UV固化的涂料组合物，其包含(以重量％计)5-50％的具有下述通式的环脂族交联剂：

式中R是

其中X是C_1-4直链,20-55％总量的氧杂环丁烷交联剂和环氧稀释剂,35-45％的环氧官能化硅纳米颗粒,1-5％的环氧硅烷粘附促进剂和0.5-2％的光引发剂。

在一种实施方式中,可UV固化的涂料组合物可包含5.5-27.5％的环脂族交联剂,27.5-49.5％总量的氧杂环丁烷交联剂和环氧稀释剂,39.9％的环氧官能化硅纳米颗粒,3.1％的环氧硅烷粘附促进剂和2％的光引发剂。在另一种实施方式中可UV固化的涂料组合物由下述组成：5.5-27.5％的环脂族交联剂,27.5-49.5％总量的氧杂环丁烷交联剂和环氧稀释剂,39.9％的环氧官能化硅纳米颗粒,3.1％的环氧硅烷粘附促进剂和2％的光引发剂。

又在其它实施方式中，可UV固化的涂料组合物可包含5.5％的环脂族交联剂,24.75％的氧杂环丁烷交联剂,24.75％的环氧稀释剂,39.9％的环氧官能化硅纳米颗粒,3.1％的环氧硅烷粘附促进剂和2％的光引发剂。