[发明专利]提高了耐候性的室温湿固化耐磨损涂料组合物

说明书

概括地说，本发明涉及形成耐磨损涂层的组合物领域；更具体地说，本发明涉及这样一种组合物，就固化机理而论，该组合物是利用大气湿气在室温下固化的。本发明涂料的特征是提高了它的耐候性。

用于在各种底材上形成耐磨损涂层的许多组合物在这一技术领域中是众所周知的。这样的涂料常常被涂在聚碳酸酯底材上。这种涂布过的底材被用作玻璃的代用品，例如汽车前灯用的灯玻璃的代用品。其它的用途包括玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯容器或木材表面用的涂料以及油墨或色漆用的添加剂。

US4455205中公开了这类硅氧烷组合物。这些涂料含有用多官能丙烯酸酯单体、丙烯酰氧官能的硅烷和极性溶剂中的含水胶体二氧化硅制备的紫外(UV)线固化的组合物。使这些成分混合后，在温和地加热的同时抽真空除去溶剂和剩余的水，这个步骤被称为“汽提”。然后加入光引发剂并通过曝露于UV辐射下使该组合物固化。

US5403535公开了一种辐射固化的耐磨损涂料，这种涂料使用多官能丙烯酸酯单体、烷氧基官能的氨基硅烷、胶体二氧化硅和丙烯酸酯末端的聚烯化氧。其中，烷氧基官能的氨基硅烷与多官能丙烯酸酯产生了迈克尔加成反应。使用过量的多官能丙烯酸酯。以便通过UV光引发的自由基聚合实现组合物的固化。

US3986997公开了一种热固化的耐磨损涂料组合物，该组合物含有在醇-水介质中的胶体二氧化硅和羟基化的倍半硅氧烷(Silses-quioxane)的分散体。该组合物用于在玻璃上形成抗划伤性涂层。

EP-A10486469公开了一种热固化的耐磨损涂料组合物，该组合物是通过使烷氧基官能的有机金属化合物水解/缩合为溶胶-凝胶，然后加入烷氧基官能的硅烷而制备的。这种材料还可用作涂料添加剂。

虽然已有技术的组合物提供了用于各种底材的有用的耐磨损涂料，但是它们都采用包括使用热或曝露于辐射下的固化机理。

为了提高其耐候性，向涂料配方中加入UV光吸收剂和自由基清除剂(在这里共同称为“UV防护剂”)，在该技术中这也是众所周知的。在用UV辐射固化的涂料组合物中，在不干扰固化机理的情况下只能加入有限量的这样的防护剂。  

热固化的涂料组合物也有缺点。首先，许多底材受到固化这样的组合物所需的热照射的有害作用。对于UV光防护剂也一样，如果曝露于高温下，这些防护剂可能分解或失去其效力。    

因此，最理想的是提供一种在环境条件下固化的耐磨损涂料，它非常象室温固化(RTC)的密封材料，例如浴室用的嵌缝材料。同样，最理想的是提供这样一种涂料，该涂料通过加入显著量的UV防护剂而提高了耐候性。

在本发明中，提供一种室温湿固化的组合物，该组合物在固化时表现出耐磨性。该组合物含有以下组分：

(A)至少一种多官能的丙烯酸酯，该丙烯酸酯具有包括许多丙烯酸酯官能团的通式；

(B)至少一种烷氧基官能的有机金属化合物，该化合物选自1)具有成分式M(OR)₄的有机金属化合物，其中M选自Si或Ti原子，每个OR是相同的或不同的烷氧基，或者选自2)有机金属化合物1)的水解产物；

(C)至少一种通式为(OR)₃Si(QNH)_dQNH₂的三烷氧基氨基硅烷，其中每个OR与上面定义的相同，Q是二价烃基，其中Q基团可以相同或不同，d是0或1；

上述至少一种多官能的丙烯酸酯(A)和至少一种三烷氧基氨基硅烷(C)是以NH₂基与丙烯酸酯官能基的摩尔比为至少10∶1的量存在的；

在不加入另外的组分的情况下湿固化时，该组合物表现出10或小于10的泰伯尔法耐磨试验T-100值以及15或小于15的泰伯尔法耐磨试验T-500值。

本发明意想不到地提供一种在室温下可湿固化的组合物。该技术中技术熟练人员将知道，这种固化体系可以依靠这样的组合物与大气湿气的反应。在相对湿度为50％-60％的条件下，可以将我们的组合物配制成这样，以致在15至30分钟内达到表干状态。

我们的第一种组分(A)多官能丙烯酸酯是包含选自丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的两个或更多个官能基的有机单体或低聚物。此处所用的术语“多官能的丙烯酸酯或丙烯酸酯官能基包括丙烯酰氧基和甲基丙烯酰氧基这两者。这些多官能的丙烯酸酯可以单独使用或以混合物的形式使用。