[发明专利]可辐射固化的低聚物基涂料组合物

说明书

本发明通常涉及耐磨涂料，更具体涉及将1)由多官能丙烯酸酯低聚物和氨基烷氧基硅烷形成的迈克尔(Michael)加合物同2)胶态硅石混合的涂料。

先有技术中用于在各类型基体上形成耐磨涂层的为数众多的组合物是熟知的，这种耐磨涂料经常涂在聚碳酸酯基体上用作玻璃代用品，如汽车前灯的透镜，其他的用途包括处理木、纸产品和标签(如条码标签)的制品。

此类型的聚硅氧烷组合物公开于Olson等人的美国专利US-S-4,455,205(1984年6月19日)中。这此涂料包含有在极性溶剂中由多官能丙烯酸酯单体、丙烯酰氧基官能硅烷和水基胶态硅石制备的可用紫外线(UV)固化的组合物。在将各组分进行混合后，真空除去溶剂和剩余的水，同时缓和加热(此工序称为“汽提”)。可加入光引发剂，然后将组合物进行紫外固化。

类似地，Chung在OS-A-4,486,504(1984年12月4日)中叙述了在丙烯酰氧基官能硅烷和/或缩水甘油氧官能硅烷和水基胶态硅石混合物中加入多官能丙烯酸酯单体制备的可紫外固化的组合物。汽提后，组合物加入光引发剂即可紫外固化。

Wrighr的US-A-5,260,350(1993年11月9日)的权利要求为一可辐射固化的耐磨涂料，它是由氨基烷氧硅烷和一多官能丙烯酸酯单体形成的迈克尔加合物同胶态硅石配制的，由此得到的涂料层具有极好的耐玷污性和耐磨性。耐磨性的增加是由于在组合物中放入了大量的胶态硅石(30-40wt％)。

Wrighr的配方是在异丙醇之类的的极性溶剂中配制的；胶态硅石一般是以水分散系的形式加入的。分散系中的水促进了氨基烷氧硅烷的水解。水和极性溶剂最好以汽提方法从配方中除去，然后将得到的组合物通过丙烯酸酯基的游离基聚合进行固化。

Wrighr的组合物有一缺点，它需使用分子量较低和挥发性的多官能丙烯酸酯单体。另外，使用这种单体因其毒性有相当大的健康危险，并在配制组合物时必须采用特别的预防措施。

在Maton等人的现代油漆和涂料(Modern Paint andCoatings)(1992年6月)第44-48页的“Testing UV-cureCoatings System For Wood”中报导了辐射固化的多官能丙烯酸酯低聚物用于涂覆铺室内地面的材料的用途。在此应用中，常用的丙烯酸酯低聚物包括：环氧丙烯酸酯；脂族聚氨酯丙烯酸酯；芳族聚氨酯丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯。这此低聚物是比较便宜的并已用于涂覆乙烯基片材。砖铺地材料。文后将芳族和脂族聚氨酯丙烯酸酯统称为“聚氨酯丙烯酸酯”。

用乙烯基片材铺设地面时，脂族聚氨酯丙烯酸酯型涂层可使因材料筒贮存引起的变形迅速恢复。但是这种涂层的缺点是其耐玷污性和耐磨性比要求的要低。

在铺设木地面的情况下，涂层的柔韧性不是特别重要的特征。但有一些涂料组合物，如聚酯丙烯酸酯型，其粘合性和耐磨性都很差。

与之对照，多官能丙烯酸酯低聚物型的涂层实际上在所有的情况下均不能提供所要求的防护玷污的水准。再者，这些材料中有许多是高粘度的，它们需用挥发性有机溶剂(VOS)才能使用。

Dana等人的US-A-5,091,465(1992年2月25日)使用由氨基有机硅烷和一共轭聚酯树脂的迈克尔加合物组成的甲硅烷基化聚酯树脂。据说Dana的聚酯树脂是用作聚酯复合体的玻璃纤维增强材料的胶料。

Shah等人的US-A-5,232,993(1993年8月3日)叙述了环氧化合物和丙烯酸酯封端的聚氨酯加入胺硬化剂作为粘合剂组合物的用途。

Chang等人的US-A-4,430,486(1984年2月7日)展示了用多官酯聚氨酯丙烯酸酯和一氨基烷氧基硅烷制成的成膜树脂。但此组合物在配制时有很强的胶凝倾向，并且不能提供高水准的耐磨性。

本领域技术熟练者将会知道，“低聚物”和“聚合物”常常是交换使用的，虽然“低聚物”一词一般是用来叙述链较短的聚合物，但此词并无涉及重复单体单元数的通常接受的定义。在此用于描述多官能丙烯酸酯的“低聚物”和“聚合物”的含义是可以互换的，仅应防止误解的是，这种低聚物或聚合物必须能在本发明中使用。

可紫外固化的涂料组合物，一般也可用其它方法进行固化，如将其曝露于电子束或热源下，这也是本领域中所熟知的，因此，在此所用的“可辐射固化”一词意即包括可用所有此类方法固化的涂料。

本发明的发明人提供了容易配制、固化后形成透明的耐玷污、有粘结性和耐磨性涂层的组合物、克服了先有技术的缺点。