[發明專利]撓性熱固化的有機硅硬涂層

有效

• 申請號: 200880014056.5
• 申請日: 2008-03-04
• 公開（公告）號: CN101687994A
• 公開（公告）日: 2010-03-31
• 發明（設計）人: 羅伯特·F·海斯
• 申請（專利權）人: 莫門蒂夫性能材料股份有限公司
• 主分類號: C08G77/02
• 分類號: C08G77/02;C08L83/04;C09D183/04
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 王國祥

發明領域

本發明一般地涉及塑料制品的保護涂層，更特別地涉及撓性可熱固化 的有機硅硬涂層組合物，它包括有機硅的水/有機溶劑分散體和甲硅烷基化 劑。本發明的其他實施方式涉及制備撓性有機硅硬涂層組合物的方法。

發明背景

擁有可應用于寬泛的各種應用的物理和化學性能的可商購硬涂層涂料 是本領域眾所周知的。對于本說明書的目的來說，硬涂層(a.k.a，硬質涂層) 是指顯示出良好的機械性能，例如撓性、抗劃性和耐磨性的涂層。

常規的熱固化有機硅硬涂層通常太剛硬和/或脆，以致于無法撓曲或彎 曲超過1.8％的“應變”而不斷裂，即破裂(cracking)或從基底上脫層。這一局 限性限制了有機硅硬涂層材料應用到其中基底足夠硬質以保持在表面的變 形小于1.8％應變的應用上。這一局限性的結果是，從撓性塑料膜和尤其聚 對苯二甲酸乙二酯(PET)膜中排除使用熱固化有機硅硬涂層，這是因為當塑 料膜在處理過程中彎曲時，該涂層傾向于斷裂。

典型地，較硬的更加高度交聯的硬涂層顯示出改進的抗劃性，然而， 它們的撓性較低且更加容易遭受碎裂或熱機械破裂，因為膜因高交聯密度 而發脆。相反，較軟、交聯較少的硬涂層盡管不易于碎裂或熱機械破裂， 但對劃傷、水斑和酸蝕刻敏感，這是因為該固化膜的交聯密度低。

另外，用其他材料，例如UV吸收材料處理熱固化的有機硅硬涂層， 以防止下層的聚合物基底因暴露于紫外光(UV)下而降解，這種降解將影響 涂層對基底的粘合性和基底的機械與光性能。

因此，本發明的目的是提供熱固化的有機硅硬涂層組合物，當暴露于 熱和/或機械應力下時，它具有高程度的撓性、耐磨性，和通常改進的抗破 裂性。

發明概述

本發明提供一種可熱固化的有機硅硬涂層組合物，它包括：

a)含膠態二氧化硅和至少一種有機基烷氧基硅烷的部分縮合物的有機 硅的水/有機溶劑分散體，所述分散體的T³∶T²之比為約0.4-約1.3，和

b)至少一種甲硅烷基化劑。

本發明進一步提供制備可熱固化的有機硅硬涂層組合物的方法，該方 法包括：

a)制備含膠態二氧化硅和至少一種有機基烷氧基硅烷的部分縮合物的 有機硅的水/有機溶劑分散體，所述分散體的T³∶T²之比為約0.4-約1.3；

b)添加至少一種甲硅烷基化劑；和任選地

c)在添加甲硅烷基化劑之前，冷卻該有機硅的水/有機溶劑分散體，提 供可熱固化的有機硅硬涂層組合物。

由于涂層和基底之間熱膨脹系數(CTE)的差別導致的機械應力是涂布 材料內破裂的重要來源。然而，本發明的固化的有機硅硬涂層組合物具有 短的生產時間，改進的伸長率，當暴露于機械和熱機械應力下時改進的抗 破裂性。

發明詳述

措辭“有機硅的水/有機溶劑分散體”此處要理解為是含有膠態二氧化硅 和以下更加詳細地定義的至少一種有機基烷氧基硅烷的部分縮合物的分散 體。在添加甲硅烷基化劑到有機硅的水/有機溶劑分散體中之后，所得有機 硅硬涂層組合物可直接施加到各種基底，例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)和 聚碳酸酯(PC)基底上，接著熱固化，提供顯示出改進的撓性、粘合性、抗破 裂性、耐磨性和耐候保護性的有機硅硬涂層復合材料。