专利名称：氟化的混合组合物的制作方法
氟化的混合组合物
背景技术：
本发明涉及被配制用于光学应用的含氟聚合物涂层，以及包含所述含氟聚合物涂层的制品。含氟聚合物已被用作许多应用中的涂层组分。然而，它们性能受限，例如机械强度、抗划伤性和粘附性。持续需要涂层制剂，所述涂层制剂在施用后提供改善的性能特征， 尤其是当用作表涂层时，尤其是在光学应用中，所述涂层制剂在粘附性、机械特性、抗划伤性、低表面能、排斥性和透明性之间具有良好的平衡。发明概述本文所述的是组合物，所述组合物包含a)约0至约95重量％的组分(I)，其包含具有约600至约100，000的重均分子量的含氟聚合物，所述聚合物任选地具有反应性官能团；b)约0至约95重量％的组分(II)，其包含具有约600至约100，000的重均分子量的含氟和含硅的聚合物，所述聚合物任选地具有反应性官能团；c)约5至约99. 9重量％的组分(III)，其包含反应性稀释剂，所述稀释剂具有小于约600的重均分子量并且具有至少一个官能团；d)约0至约20重量％的组分(IV)，其包含含氟的无官能低聚物或聚合物，所述低聚物或聚合物具有小于约10，000的数均分子量；和e)约0至约80重量％的组分(V)，其包含无机颗粒；其中约0. 1至约95重量％的所述组合物为组分(I)和组分(II)的一者或两者， 约5至约99. 9重量％的所述组合物为组分(III)，并且所述组合物剩余部分为组分IV和组分V的一者或两者，其中所有重量百分比均基于组分I至组分V的总重量，并且前提条件是当组分(I)和组分(IV)同时存在时，组分(I)与组分(IV)不具有统一性。还描述了由上述组合物制得的涂层，以及涂覆有所述组合物的基材。发明详述组合物本文所公开的是组合物，具有包含所述组合物的涂层的制品，以及涂覆方法，所述组合物包含含氟聚合物或含氟和含硅的聚合物、以及反应性稀释剂和任选非反应性低聚含氟添加剂、交联剂或无机颗粒，所述组合物在固化时提供涂层，所述涂层用作表涂层时，尤其是在光学应用中的表涂层，在粘附性、机械特性、抗划伤性、低表面能、排斥性和透明性之间具有良好的平衡。本文所述的是组合物，所述组合物包含a)约0至约95重量％的组分(I)，其包含具有约600至约100，000的重均分子量的含氟聚合物，所述聚合物任选地具有反应性官能团；b)约0至约95重量％的组分(II)，其包含具有约600至约100，000的重均分子量的含氟和含硅的聚合物，所述聚合物任选地具有反应性官能团；c)约5至约99. 9重量％的组分(III)，其包含反应性稀释剂，所述稀释剂具有小于约600的重均分子量，并且具有至少一个官能团； d)约0至约20重量％的组分(IV)，其包含含氟的无官能低聚物或聚合物，所述低
聚物或聚合物具有小于约10，000的数均分子量；和 e)约0至约80重量％的组分(V)，其包含无机颗粒；其中约0. 1至约95重量％的所述组合物为组分(I)和组分(II)的一者或两者， 约5至约99. 9重量％的所述组合物为组分(III)，并且所述组合物剩余部分为组分IV和V 的一者或两者，其中所有重量百分比均基于组分(I)至(V)组分的总重量，并且前提条件是当组分(I)和组分(IV)同时存在时，组分(I)与组分(IV)不同。重量百分比基于未固化的组合物中组分(I)至组分(V)的总重量。每种组分可包含一种以上的单独组合物，前提条件是每种单独组合物如该组分所定义。因此，该组分的重量百分比将是该组分中单独组合物之和。“官能团”是指可聚合的多官能团反应基团，而且不是可聚合的单官能反应基团。 “可聚合的基团”是指多官能反应基团，其具有形成两个或更多个附加共价键、致使大分子单体互连的能力。具体地讲，可聚合的基团包括能够经由自由基聚合而聚合的基团，和能够经由阳离子、阴离子、配位、开环、加成或异裂聚合反应而聚合的基团。适宜的官能团包括但不限于烯键式或炔键式不饱和基团，例如烃基、异氰酸酯、环醚(例如但不限于环氧化物、 环氧乙烷、环状缩醛)、巯基、琥珀酰亚胺、马来酰亚胺、胺、亚胺、酰胺、酰亚胺、酸酐、氰基、 羧酸、羟基、磺酸、硅烷和磷酸酯基团。烯键式不饱和基团包括乙烯基(例如乙烯基醚、N-乙烯基酰胺)、烯丙基、不饱和一元羧酸、不饱和二元羧酸和不饱和三元羧酸、以及相应的不饱和酸酯。不饱和一元羧酸包括丙烯酸、甲基丙烯酸和巴豆酸。不饱和二元羧酸包括马来酸、 富马酸、衣康酸、中康酸或柠康酸。不饱和三元羧酸包括乌头酸。可聚合的基团还可为此类材料的衍生物，例如丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、以及类似的乙烯基和烯丙基化合物。官能化硅烷基团包括但不限于不饱和的乙烯基、烯丙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯硅烷基团，烷氧基、酰氧基、苯氧基、卤素、胺、酰胺、脲、咪唑、氨基甲酸酯、酮肟和P恶唑烷酮硅烷基团。形成反应基团的化合物优选地以稳定的活化形式获得， 以允许简单掺入到大分子单体中。此类材料的实例是(甲基)丙烯酰氯、丙烯酸酐和烯丙基缩水甘油醚。可聚合的基团优选位于所述大分子单体的一个或更多个端基处。在另一个实施方案中，所述可聚合的基团可位于大分子单体内。上述组合物可被用作涂层。在一些实施方案中，所述涂层可具有低表面能，因此具有高排斥性、抗污性、减反射特性、抗划伤性、和/或良好透明性，从而使所述涂层能够用于许多应用中，例如光学应用中。本文所述涂层可具有0. 5nm至100微米，Inm至15微米，或Inm至1微米的厚度。本文还描述了基材上的涂层。所述基材可为光学显示基材，例如但不限于阴极管射线显示器(CRT)、等离子体显示面板(PDP)、电致发光显示器(ELD)和液晶显示器(IXD)、 显示面或显示板、光学镜头、窗、光学偏光器、滤光片、光面印刷物和照片、透明聚合物膜等。基材可为透明的或防眩光的，并且包括但不限于乙酰化纤维素(例如三乙酰纤维素 (TAC))、聚酯(例如对苯二甲酸乙二醇酯(PET))、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、玻璃、乙烯基化物、尼龙等。优选的基材为TAC、PET和PMMA。 所述基材任选地具有一个或多个附加涂层，例如施加在基材与本发明涂层之间的硬涂层，例如但不限于丙烯酸酯硬涂层。组分m组分(I)包含具有约600至约100，000的重均分子量的含氟聚合物，所述聚合物任选地具有反应性官能团。“含氟的聚合物”还被称为含氟聚合物，它是指卤素原子和氢原子总数的至少10%为氟原子的聚合物。就本专利申请目的而言，含氟聚合物得自含氟乙烯基单体，包括氟烯烃(例如氟乙烯、偏二氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯)、(甲基)丙烯酸的部分或完全氟化的烷基酯衍生物、以及部分或完全氟化的乙烯基醚。从该角度上而言，一般使用含氟乙烯基单体，以在任选可交联的所得聚合物中提供约10重量％至约70重量％，或约30重量％至约50重量％的氟含量。在一个实施方案中，组分(I)为含氟弹性体。含氟弹性体包含来自于两类或更多类单体的重复单元，并且任选地具有允许交联以形成三维网络的固化位点。第一类单体提供趋于结晶的含氟弹性体直链链段。具有大体积基团的第二类单体间插到含氟弹性体链中，以破坏该结晶趋势，并且获得基本上非晶态的弹性体。用于直链链段的单体是无大体积取代基的那些，并且包括但不限于偏二氟乙烯(VDF) CH2 = CF2 ；四氟乙烯(TFE) CF2 = CF2 ；三氟氯乙烯(CTFE)CF2 = CFCl ；和乙烯(E)CH2 = CH2。用于破坏结晶性的具有大体积基团的单体包括六氟丙烯(HFP) CF2 = CFCF3 ； 1_氢五氟丙烯CHF = CFCF3 ； 2-氢五氟丙烯CF2 = CHCF3 ； 全氟(烷基乙烯基)醚(例如全氟(甲基乙烯基)醚(PMVE)CF2 = CFOCF3)；和丙烯(P)CH2 =CHCH3。 单个生A.Moore ^^$i“Fluoroel￡istomers Handbook :The Definitive User's Guide and Databook"(William Andrew Publishing,ISBN 0-8155-1517-0 (2006)) 中。例如Moore在美国专利4，694，045中所公开的那些包含乙烯、四氟乙烯、全氟(烷基乙烯基)醚和含溴固化部位单体的含氟弹性体用于本发明组合物中。还可用于本发明中的是 Viton GF 系列含氟弹性体，例如得自 DuPont Performance Elastomers (DE, USA)的 Viton GF-200So在另一个实施方案中，组分(I)为包含醚键、任选具有反应性官能团例如丙烯酸酯的全氟聚合物，例如得自Sartomer Company, Inc. (Exton, PA, USA)的E10-DA全氟聚醚二丙烯酸酯低聚物。在另一个实施方案中，组分(I)包含至少一个反应性官能团。在一个实施方案中，组分(I)以基于本发明组合物中组分⑴至组分(V)的总重量约0%至约95%的重量％存在。在另一个实施方案中，组分(I)以约0. 或约0.5%， 至约或约2%的重量％存在。在另一个实施方案中，组分(I)具有约10，000至约70，000的重均分子量。组分(II)如上所定义，组分(II)包含具有约600至约100，000的重均分子量的含氟和含硅的聚合物，所述聚合物任选地具有反应性官能团。“含氟和含硅的聚合物”是指如上所定义的含氟聚合物还包含一个或多个硅官能团或非反应性硅基团，或是指聚合物主链中包含硅、具有低分子量含氟取代基/片段的聚合物。在一个实施方案中，组分(II)由式(II)来描述
权利要求
1.组合物，所述组合物包含a)约0至约95重量％的组分(I)，所述组分(I)包含具有约600至约100，000的重均分子量的含氟聚合物，所述聚合物任选地具有反应性官能团；b)约0至约95重量％的组分(II)，所述组分(II)包含具有约600至约100，000的重均分子量的含氟和含硅的聚合物，所述聚合物任选地具有反应性官能团；c)约5至约99.9重量％的组分(III)，所述组分(III)包含反应性稀释剂，所述稀释剂具有小于约600的重均分子量并且具有至少一个官能团；d)约0至约20重量％的组分(IV)，所述组分(IV)包含含氟的无官能的低聚物或聚合物，所述低聚物或聚合物具有小于约10，000的数均分子量；和e)约0至约80重量％的组分(V)，所述组分(V)包含无机颗粒；其中约0. 1至约95重量％的所述组合物为组分(I)和组分(II)的一者或两者，约5 至约99. 9重量％的所述组合物为组分(III)，并且所述组合物的剩余部分为组分(IV)和组分(V)的一者或两者，其中所有重量百分比均基于组分(I)至组分(V)的总重量，并且前提条件是当组分(I)和组分(IV)同时存在时，组分(I)与组分(IV)不同。
2.权利要求1的组合物，其中组分(I)以约0.至约2%的重量％存在。
3.权利要求1的组合物，其中组分(I)具有约10，000至约70，000的重均分子量。
4.权利要求1的组合物，其中组分⑴由式(II)描述
5.权利要求1的组合物，其中组分(II)以约4%至约75%的重量％存在。
6.权利要求1的组合物，其中组分(II)具有约600至约3，000的重均分子量。
7.权利要求1的组合物，其中组分(III)包含组分(IIIa)，所述组分(IIIa)包含含氟反应性稀释剂，所述稀释剂具有小于约600的重均分子量并且具有至少一个官能团。
8.权利要求1的组合物，其中组分(III)包含组分(inb)，所述组分(IIIb)包含含硅反应性稀释剂，所述稀释剂具有小于约600的重均分子量并且具有至少一个官能团。
9.权利要求1的组合物，其中组分(III)包含组分(IIIc)，所述组分(IIIc)包含含氟和含硅氧烷的反应性稀释剂，所述稀释剂具有小于约600的重均分子量并且具有至少一个官能团。
10.权利要求1的组合物，其中组分(III)以约15%至约80%的重量％存在。
11.权利要求1的组合物，其中组分(III)以约200至约600的重均分子量存在。
12.权利要求1的组合物，其中组分(IV)以约5%至约13%的重量％存在。
13.权利要求1的组合物，其中组分(IV)具有约3，000至约8，000的数均分子量。
14.权利要求1的组合物，其中组分(IV)为全氟聚烷基醚低聚物或聚合物。
15.权利要求1的组合物，其中组分(V)以约10%至约40%的重量％存在。
16.权利要求1的组合物，其中组分(V)包含导电性或半导电性无机颗粒。
17.包含权利要求1的组合物的涂层。
18.用权利要求1的组合物涂覆的基材。
全文摘要
本发明描述的是一种组合物，所述组合物包含含氟或含氟和含硅的聚合物、以及反应性稀释剂和任选非反应性低聚物添加剂、交联剂或无机颗粒，所述组合物在固化时提供涂层，所述涂层在粘附性、机械特性、抗划伤性、低表面能、排斥性和透明性之间具有良好的平衡。所述组合物可用作表涂层，尤其是在光学应用中的表涂层。
文档编号C09D183/08GK102471582SQ201080032667
公开日2012年5月23日 申请日期2010年7月23日 优先权日2009年7月23日
发明者L·维尔策克 申请人:纳幕尔杜邦公司