[發明專利]具有無機金屬氧化物的耐磨涂層組合物

在審

• 申請號: 201780085010.1
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN110234718A
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 卡蒂凱楊·穆魯格山;卡蒂凱楊·希瓦蘇布拉馬尼亞姆;因杜馬蒂·羅摩克里希南;蘇米·丁卡爾;維韋卡·卡雷;羅伯特·海耶斯
• 申請（專利權）人: 莫門蒂夫性能材料股份有限公司
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 劉明海;胡彬

本技術提供了一種涂層體系，其包括可固化有機硅聚合物和催化劑，其中所述催化劑選自超強堿、超強堿的鹽或其兩種或更多種的組合。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2017年6月27日提交的美國專利申請號15/634,102的優先權和權益，后者要求于2016年11月30日提交的美國臨時申請號62/427,848的優先權和權益，其公開內容通過引用整體并入本文。

技術領域

本公開主題涉及用于涂覆各種基體的涂層組合物或體系。特別地，本主題涉及提供耐磨涂層的涂層組合物，例如硬涂層制劑。

背景技術

聚合材料，特別是熱塑性塑料如聚碳酸酯，對于用作其中增加設計自由度、減輕重量和改進的安全特征具有高需求的包括汽車、運輸和建筑玻璃窗應用在內的各種應用中的結構材料，是有希望的玻璃替代品。然而，簡單的聚碳酸酯基體由于其缺乏耐磨、耐化學、抗紫外線(UV)和耐候性而受到限制，因此需要用光學透明涂層保護，所述光學透明涂層減輕聚合物材料用于上述應用的限制。

傳統上已經使用有機硅硬涂層提高包括聚碳酸酯和丙烯酸類的各種聚合物的耐磨性和抗UV性。這使得能夠在包括建筑玻璃窗和汽車部件(如前大燈和擋風玻璃)的廣泛的應用中使用聚碳酸酯。

添加可熱固化的有機硅硬涂層通常賦予聚合物基體耐磨性。在有機硅硬涂層中加入有機或無機UV吸收材料可以改善下面的聚合物基體的耐候性。催化劑改善了這些涂層在熱條件下的固化。固化催化劑在決定硬涂層的性能中可以起到重要作用。制劑中催化劑負載不足可導致涂層的不完全固化，這將致使涂層的較低耐磨性。然而，摻入較大濃度的催化劑通常對在熱條件下涂層的長期風化是有害的。高催化劑負載可能導致固化涂層的脆化，這是由于基質中高水平的殘留材料，其不是交聯網絡的一部分。然后這會導致涂層的過早粘附失效或破裂，因為這種材料在風化過程中損失。難以找到具有高活性(并因此需要最小的負載)并表現出與常規離子催化劑相比改進的穩定性的催化劑。

發明內容

本發明技術提供了一種涂層體系，其包含可固化的硬涂層組合物和催化劑，其中所述催化劑選自超強堿、超強堿的鹽或其兩種或更多種的組合。已經發現，使用這些材料提供了具有最佳的耐磨性、粘附性和機械性能(如最終固化狀態下的硬度和模量)的涂層組合物，特別是在有機硅基硬涂層組合物中。與常規催化劑相比，所述催化劑可以以較低的負載量使用，而不在長期性能上妥協，這可以通過加速風化研究來測量。與常規催化劑相比，固化也可以在較低溫度和/或較短時間下進行。

本發明的催化劑也可與無機UV吸收材料一起使用，并且仍提供具有最佳固化性能(例如硬度(H)和降低的模量(Er))和保護涂層性能(例如耐磨性和耐候性)的涂層。耐候性可以定義為涂覆制品在保持初始涂層性能如透射率、霧度、粘附性和耐磨性同時的戶外使用壽命。它可以通過使用風化儀在加速氣候條件下的風化研究來測量，所述氣候條件涉及輻射、溫度和濕度變化。

在一個方面，提供了一種可固化的有機硅硬涂層體系，其包含：(a)可固化的有機硅基組合物，所述可固化的有機硅基組合物包含至少一種硅氧烷醇樹脂和至少一種膠態金屬氧化物的分散體；和(b)至少一種催化劑，其中所述催化劑選自超強堿、超強堿的鹽或其兩種或更多種的組合。在一種實施方案中，所述超強堿或超強堿的鹽選自具有約11或更大的pKa的化合物。在一種實施方案中，所述超強堿或超強堿的鹽的pKa為約11至約45。

在一種實施方案中，所述催化劑選自吡啶鎓、咪唑鎓、二烷基咪唑鎓、三烷基咪唑鎓、二烷基吡咯烷鎓、單或二烷基吡啶鎓、三烷基锍、噁唑鎓、噻唑鎓、噁二唑鎓、三唑鎓、哌啶鎓、吡唑鎓、嘧啶鎓、吡嗪鎓、三嗪鎓、鏻、锍、咔唑鎓、吲哚鎓及其衍生物、季胺和季鏻、雜環化合物(其包含至少一個帶正電荷的雜原子)、有機硅/硅烷化合物(其包含一個或多個帶正電荷的雜原子)，或其兩種或更多種的組合。

在一種實施方案中，所述催化劑選自下式的化合物：