[发明专利]挠性热固化的有机硅硬涂层

说明书

发明领域

本发明一般地涉及塑料制品的保护涂层，更特别地涉及挠性可热固化 的有机硅硬涂层组合物，它包括有机硅的水/有机溶剂分散体和甲硅烷基化 剂。本发明的其他实施方式涉及制备挠性有机硅硬涂层组合物的方法。

发明背景

拥有可应用于宽泛的各种应用的物理和化学性能的可商购硬涂层涂料 是本领域众所周知的。对于本说明书的目的来说，硬涂层(a.k.a，硬质涂层) 是指显示出良好的机械性能，例如挠性、抗划性和耐磨性的涂层。

常规的热固化有机硅硬涂层通常太刚硬和/或脆，以致于无法挠曲或弯 曲超过1.8％的“应变”而不断裂，即破裂(cracking)或从基底上脱层。这一局 限性限制了有机硅硬涂层材料应用到其中基底足够硬质以保持在表面的变 形小于1.8％应变的应用上。这一局限性的结果是，从挠性塑料膜和尤其聚 对苯二甲酸乙二酯(PET)膜中排除使用热固化有机硅硬涂层，这是因为当塑 料膜在处理过程中弯曲时，该涂层倾向于断裂。

典型地，较硬的更加高度交联的硬涂层显示出改进的抗划性，然而， 它们的挠性较低且更加容易遭受碎裂或热机械破裂，因为膜因高交联密度 而发脆。相反，较软、交联较少的硬涂层尽管不易于碎裂或热机械破裂， 但对划伤、水斑和酸蚀刻敏感，这是因为该固化膜的交联密度低。

另外，用其他材料，例如UV吸收材料处理热固化的有机硅硬涂层， 以防止下层的聚合物基底因暴露于紫外光(UV)下而降解，这种降解将影响 涂层对基底的粘合性和基底的机械与光性能。

因此，本发明的目的是提供热固化的有机硅硬涂层组合物，当暴露于 热和/或机械应力下时，它具有高程度的挠性、耐磨性，和通常改进的抗破 裂性。

发明概述

本发明提供一种可热固化的有机硅硬涂层组合物，它包括：

a)含胶态二氧化硅和至少一种有机基烷氧基硅烷的部分缩合物的有机 硅的水/有机溶剂分散体，所述分散体的T³∶T²之比为约0.4-约1.3，和

b)至少一种甲硅烷基化剂。

本发明进一步提供制备可热固化的有机硅硬涂层组合物的方法，该方 法包括：

a)制备含胶态二氧化硅和至少一种有机基烷氧基硅烷的部分缩合物的 有机硅的水/有机溶剂分散体，所述分散体的T³∶T²之比为约0.4-约1.3；

b)添加至少一种甲硅烷基化剂；和任选地

c)在添加甲硅烷基化剂之前，冷却该有机硅的水/有机溶剂分散体，提 供可热固化的有机硅硬涂层组合物。

由于涂层和基底之间热膨胀系数(CTE)的差别导致的机械应力是涂布 材料内破裂的重要来源。然而，本发明的固化的有机硅硬涂层组合物具有 短的生产时间，改进的伸长率，当暴露于机械和热机械应力下时改进的抗 破裂性。

发明详述

措辞“有机硅的水/有机溶剂分散体”此处要理解为是含有胶态二氧化硅 和以下更加详细地定义的至少一种有机基烷氧基硅烷的部分缩合物的分散 体。在添加甲硅烷基化剂到有机硅的水/有机溶剂分散体中之后，所得有机 硅硬涂层组合物可直接施加到各种基底，例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和 聚碳酸酯(PC)基底上，接着热固化，提供显示出改进的挠性、粘合性、抗破 裂性、耐磨性和耐候保护性的有机硅硬涂层复合材料。