[发明专利]含有无机紫外光滤光剂的丙烯酸类涂料

说明书

本发明涉及可经受紫外光(UV)照射的制品。更具体地讲，本发明涉及用包括了无机紫外光滤光剂(inorganic ultraviolet radiation screen)的丙烯酸类底层涂料组合物(acrylic primer composition)涂层的热塑性制品。

热塑性材料具有许多可满足各种要求的性能，这使其成为无数技术领域的首选材料。但是，这类材料亦会因阳光照射而劣化或降低质量并且易因划伤，擦伤和研磨而损坏。热塑性材料还倾向于吸收紫外光线，但长时间会使该材料降解或毁坏。

为了保护这类材料，US 4,242,381已提出应用一或多种涂料或涂上一或多种涂层。典型的是，这些涂料包括可直接涂在热塑性基体上的丙烯酸类涂料和涂在丙烯酸涂层上的聚硅氧烷(silicone)硬质涂层。

现有技术中已提出将有机UV吸收剂加入丙烯酸类涂料中或聚硅氧烷硬质涂料中。典型的UV吸收剂包括苯并三唑，羟基二苯(甲)酮，氰基丙烯酸酯，三嗪和丙二酸亚苄基酯。这类有机UV吸收剂的应用已在US 4,382,109；4,242,381；4,284,685和4,395,463中作了说明。

这类有机UV吸收剂的有效期间有限，因为这类制剂易氧化。这类材料还会因天气原因而丧失其有效性。这样有限的有机UV吸收剂寿命已促使人们去利用无机UV吸收剂。

现有技术已提出应用无机UV吸收剂作为聚硅氧烷硬质涂料或涂层的组分。已提出应用二氧化钛，氧化锑和氧化铈，可将其相互混合使用和/或与二氧化硅混合吏用，或将其单独应用，这方面可参见欧洲专利486,469；US 4,275,118；4,442,168；4,702,773和4,799,963以及M.A.Sainz，A.Duran和J.M.Fernandez Navarro在Jorunal of Non-Crystalline Solids 121.(1990)，pp.315-318中的论文：“UV HighlyAbsorbent Coatings with CeO₂和TiO₂”。

本发明提出用含有无机UV吸收剂的丙烯酸类底层涂料涂层的制品。丙烯酸类底层作为紫外光保护性涂层或防紫外线的涂层。该层亦作为聚硅氧烷硬质涂层的底层。无机UV吸收剂，优选氧化铈是基本上纯净且无色的丙烯酸类涂料的一种组分。

与现有技术在聚硅氧烷硬质涂层中包括氧化铈的情况不同的是，本发明将氧化铈加入丙烯酸类底层之中。这样向丙烯酸类底层中加入氧化铈可获得优于现有技术的出人意料的新特点。按照本发明，可得到氧化铈浓度较高的稳定溶液并且聚硅氧烷硬质涂层的耐磨性不会受到负面影响。本发明可在丙烯酸类底层中使氧化铈浓度达到10-50份氧化铈/100份树脂。一般来说，现有技术中氧化铈浓度则很底。在聚硅氧烷硬质涂层中达到10份氧化铈/100份树脂的情况下，该硬质涂层的耐磨性就会明显降低。达到高于10份氧化铈/100份树脂的浓度时，所得聚硅氧烷硬质涂料溶液不稳定，各组分有从溶液中沉淀析出的倾向。

本发明提出以下定义的制品，其中包括：

a.热塑性基体或基底，以及

b.涂在该热塑性基体上的丙烯酸类底层，

其中该丙烯酸类底层包括无机UV吸收剂。

本发明另一方面提出丙烯酸类底层涂料制备方法，其步骤包括：

a.将丙烯酸类聚合物与溶剂混合而得到丙烯酸类聚合物混合物，

b.向该丙烯酸类聚合物混合物中加入足量的胶体氧化铈混合物而达到10-50份氧化铈/100份树脂固体(phr)。

本发明另一方面提出用氧化铈水溶胶制备氧化铈有机溶胶的方法，其中包括下列步骤：

a.将氧化铈水溶胶与水可混溶的溶剂混合，以及

b.将水从所得混合物中共沸蒸馏除去，

其中氧化铈水溶胶加入水可混溶的溶剂中的量足以使共沸蒸馏后的有机溶胶中达到符合要求的氧化铈浓度。

本发明制品包括热塑性基体以及涂在热塑性基体上的含有无机UV吸收剂的丙烯酸类底涂层。将聚硅氧烷硬质涂料涂在丙烯酸类底涂层上以提高耐擦伤性。本发明方法要求制成丙烯酸类聚合物混合物后再在胶体氧化铈混合物中进行混合。

本发明所用基体可以是易进行UV降解的任何热塑性材料。热塑性基体材料包括聚醚酰亚胺，聚酰胺，聚(苯醚)，聚砜，聚碳酸酯以及聚酯，其中包括聚(对苯二甲酸乙二醇酯)和聚(对苯二甲酸丁二醇酯)。优选的是，热塑性基体为聚碳酸酯。

合适的聚碳酸酯包括下式结构单元：