[发明专利]视觉上澄清的组合物

说明书

本发明整体涉及一种视觉上澄清的组合物。更具体地，所述组合物包含具有至少一个烷氧基硅烷基团、至少一个T单元和至少一个Q单元的缩合固化性的有机硅-有机共聚物，其中T单元和Q单元中的至少一者的硅原子键合至脲基团和/或氨基甲酸酯基团。

由经固化的组合物形成的视觉上澄清的（例如透明的）组合物和膜的一般使用是本领域已知的。通常，视觉上澄清的含有硅的组合物包含硅烷醇的部分缩合物，并用于在基材或制品上形成膜以提供机械保护和耐磨性/耐刮擦性。然而，这些膜往往易碎，并倾向于破碎和热裂化。更具体地，这些膜往往是刚性的（即非柔性），使得它们不易于通过加热和冷却而膨胀和收缩。因此，这些膜往往在变化的热条件下断裂成碎片。因此，有机会开发改进的组合物和相应的膜。

本发明提供了一种视觉上澄清的组合物。所述组合物包含具有至少一个烷氧基硅烷基团、至少一个T单元和至少一个Q单元的缩合固化性的有机硅-有机共聚物。T单元和Q单元中的至少一者的硅原子键合至脲基团和/或氨基甲酸酯基团。本发明也提供了一种包含缩合固化的有机硅-有机共聚物的膜。本发明还提供了一种涂布体系，所述涂布体系包括清漆涂层和至少一个次清漆涂层(sub-clear coat layer)，所述清漆涂层包含缩合固化的有机硅-有机共聚物，所述次清漆涂层设置为与所述清漆涂层接触。脲基团和/或氨基甲酸酯基团增加膜/清漆涂层的柔性，降低膜/清漆涂层破碎和热裂化的易损性，并同时允许膜/清漆涂层保持耐磨性和耐刮擦性。

本发明提供了一种视觉上澄清的组合物（下文称为“组合物”）以及一种膜和一种包括清漆涂层的涂布体系，这些在以下更详细地描述。通常，膜和清漆涂层也是视觉上澄清的，并且往往允许光通过，使得其中每一个可被描述为透明的、半透明的或透视的。通常，组合物、膜和/或清漆涂层反射很少的光，例如少于30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%或1%，使得光直接通过，这促成了光学清晰度。在各个实施例中，组合物、膜和/或清漆涂层具有至少50%、60%、70%、80%、90%、95%或99%的透光率，如使用分光光度计（例如使用ASTM D1003）所测定。在其他实施例中，组合物、膜和/或清漆涂层具有接近100%的透光率。组合物、膜和清漆涂层中的每一个通常不含颜料，并且不通过使用颜料而着色或染色。在各个实施例中，组合物、膜和清漆涂层中的每一个包含少于10重量%、5重量%、4重量%、3重量%、2重量%或1重量%的颜料。然而，预期组合物、膜和/或清漆涂层可为有色的并保持透明或透视的。

组合物

组合物包含缩合固化性有机硅-有机共聚物（下文称为“共聚物”）。组合物可包含单独的共聚物或者与一种或多种添加剂、溶剂等组合的共聚物。在一个实施例中，组合物基本上由所述共聚物组成，并且不含其他聚合物和共聚物。在另一实施例中，组合物包含共聚物和一种或多种有机聚合物和/或一种或多种硅烷、硅氧烷、硅氮烷、亚甲硅基(silylene)、甲硅烷基基团或离子、单质硅、硅宾、硅烷醇、它们的聚合物，和它们的组合。组合物或者可由共聚物组成。

如本领域所公知，水解和缩合反应是相关的，它们的平衡反应式通常如下描述：

水解

缩合

其中R通常为烷基。因此，在本发明中，当引发缩合反应时，共聚物通常固化（或交联），如上所示。换言之，当Si-O-Si键经由缩合反应在共聚物的独立分子之间形成，从而导致产生醇（如ROH，例如甲醇和乙醇）和水时，共聚物通常固化。

共聚物包含至少一个烷氧基硅烷基团(Si-OR)，使得共聚物可缩合固化，并可经由形成Si-O-Si键而固化。最通常地，共聚物包含两个或许多(multiple)烷氧基硅烷基团。如果一个或多个烷氧基硅烷基团为端基，则共聚物通常为链延长的。如果一个或多个烷氧基硅烷基团为侧基，则共聚物通常变为支化的或交联的。一个或多个烷氧基硅烷基团可同时作为端基和侧基存在。一个或多个烷氧基硅烷基团不特别限定，并可为其中R为包含一个或多个碳原子的烷基的本领域已知的任意者。然而，典型的烷氧基硅烷基团为甲氧基、乙氧基和丙氧基基团，即包含3个或更少碳原子的基团。在各个实施例中，共聚物中的所有烷氧基硅烷基团为甲氧基、乙氧基和/或丙氧基。最通常地，共聚物中的所有烷氧基硅烷基团为甲氧基。烷氧基硅烷基团不是硅烷醇(Si-OH)基团。