[发明专利]具有耐抛光性和低光泽的能固化的成膜组合物和改进基材耐抛光性的方法

说明书

发明领域

本发明总体涉及具有耐抛光性和低光泽性质的能固化的成膜组合物，并涉及改进基材耐抛光性的方法。

发明背景

近来，涂料工业的大量研究专注于透明涂料的刮伤和耐抛光性。虽然这两个术语经常互换使用，但物理和机械情形却十分不同。刮伤是靠近表面的现象，包括小刮擦，通常不会显著去除材料。磨损包括严重得多的破坏，并且经常发生涂料材料的显著损失。因此，耐刮伤性主要受表面性质影响，而耐抛光性受主体性质控制。影响这些机械性质的化学原因经常是有分歧的。例如，丙烯酸类聚氨酯透明涂层可以具有优异的耐抛光性，但差的耐刮伤性。另一方面，丙烯酸类三聚氰胺涂料可以具有良好的耐刮伤性以及平均到差的耐抛光性。刮伤损坏的一个常见实例为汽车罩面漆上的光泽度损失。新车的高光泽度罩面漆随时间由于细小的刮擦和磨损而变暗变混。大部分这种损坏是由用于汽车清洁的布或毛刷的刮擦作用引起的。磨损损坏更常见于地板涂料，并且在其最严重的形式下，基材可能暴露。高度着色的涂料的磨损在文献中较少定义，但含有刮伤和磨损以及界面粘附的因素。存在至少四种不同的磨损机理可对含有填料或颜料的涂料中的磨损有影响。1)除去空气/表面界面的膜，2)凝聚粘合剂失效造成的填料吸收，3)接合剂失效造成的填料吸收和/或4)填料磨损。哪种机理起主要作用会取决于涂料、磨损条件和户外暴露而变化。理想地，耐抛光性涂料具有良好的耐抛光性，良好的耐刮伤性，并且颜料颗粒与粘合剂有优异的相容性。

隐形飞机典型地采用低光泽度着色的涂料以实现许多它们的性能需要。这些低光泽度或亚光罩面漆具有物理上粗糙的表面，其理想地漫反射可见光。这些物理上粗糙的表面难以清洁，并且经常需要用摩擦垫来刮擦，这随时间会提高涂料反射性的不均匀性，被称为磨损。反射的提高在视觉上被理解为颜色偏移，导致较高对比度的区域。从机械上来说，这种光泽度或磨损的提高是由粗糙的油漆表面的磨损造成的，产生了具有更均匀反射性的较光滑表面。

期望开发一种能固化的成膜组合物，其可以反复用洗涤剂和研磨剂清洁，但不会提高涂料的反射性。

发明概述

本发明涉及能固化的成膜组合物，其包含：

(a)聚合物型粘合剂，其包含：

(i)聚硅氧烷，该聚硅氧烷具有反应性官能团并且其中分散有平均粒度为2-20微米的质子化二氧化硅颗粒，其中该聚硅氧烷存在于该聚合物型粘合剂中的量为至少10重量％，基于该聚合物型粘合剂中固体的总重量计；和

(ii)任选的，至少一种不同于聚硅氧烷(i)的具有反应性官能团的另外的聚合物树脂；和

(b)固化剂，该固化剂含有与(i)、(ii)、或以上两者的反应性官能团有反应性的官能团。在作为涂料施涂到基材上后并在固化后，当进行本文限定的各种磨损测试方法时，该能固化的成膜组合物的初始85°光泽度低于30且85°光泽度的提高不超过10个光泽度单位或者50％。

还提供了改进基材耐抛光性的方法，包括：(1)向该基材施涂上述能固化的成膜组合物以形成涂覆的基材，和(2)加热该涂覆的基材如必要足以固化该能固化的成膜组合物的温度和时间。

发明的详细说明

注意，如本说明书和权利要求书中使用的，单数形式的“一个”、“一种”、“该”包括复数形式，除非明确并无疑义地限制为一个引述物。

除了在任何操作实施例中，或者在另有规定之处，否则表示例如说明书和权利要求中所用的成分的量的全部数字被理解为在全部的情况中是用术语“约”修正的。各种数值范围在本专利申请中都被披露。因为这些范围是连续的，它们包括最小值和最大值之间的数值。除非另有明确说明，本申请中给出的各种数值范围都是约数。

本文给出的本发明的各种实施方式和实例均应理解为对本发明的范围是非限制性的。

如以下说明书和权利要求书中所使用的，以下术语具有如下指出的含义：

术语“丙烯酸类”和“丙烯酸酯”可互换使用(除非这样做会改变所意图的含义)并且包括丙烯酸、其酸酐、及其衍生物，例如它们的C₁-C₅烷基酯，低级烷基取代的丙烯酸，例如C1-C5取代的丙烯酸，例如甲基丙烯酸，乙基丙烯酸等，和它们的C1-C5烷基酯，除非另有明确说明。术语“(甲基)丙烯酸类”或“(甲基)丙烯酸酯”意图涵盖丙烯酸类/丙烯酸酯和甲基丙烯酸类/甲基丙烯酸酯形式的所指出的材料，例如(甲基)丙烯酸酯单体。