显示出耐抛光性和低光泽度的能固化成膜组合物的制作方法
【专利说明】显示出耐抛光性和低光泽度的能固化成膜组合物 发明领域
[0001] 本发明大体涉及显示出耐抛光性和低光泽度性质的能固化成膜组合物。
[0002] 发明背景
[0003] 最近，在涂料工业中，大量的研宄工作集中在透明涂层的耐擦伤性和耐磨性。虽然 这两种术语经常互换地使用，但是物理和机械结果是非常不同的。刮伤是牵涉小刮擦，通常 没有显著移除材料的近表面现象。磨损牵涉更加严重的损害并且经常导致涂层材料的显著 损失。由此，耐刮伤性主要受表面性质的影响，而耐磨性受体积性质控制。影响这些机械性 质的化学属性经常是不同的。例如，丙烯酸类聚氨酯清漆可具有优良的耐磨性，但是耐刮伤 性差。在另一方面，丙烯酸类三聚氰胺涂层可具有良好的耐刮伤性以及平均至差的耐磨性。 刮伤损害的一个通常的例子是汽车面漆的光泽损失。新车的高光泽面漆随着时间变得阴暗 和模糊，这是由细刮擦和磨损引起的。大部分这样的损害是由在自动洗车中使用的织物或 鬃丝的擦洗动作造成的。磨损损害在地面涂层中更常见，并且在其最严重的形式下，基材可 变得暴露。高度着色涂料的抛光在文献中的限定较不明确，但是含有刮擦和磨损以及界面 粘附的要素。存在至少四种不同的磨损机理在含填料或颜料的涂层中可有助于抛光。1)在 空气/表面界面除去膜，2)通过粘附（cohesive)粘合剂失效移除填料，3)通过粘附失效移 除填料和/或4)填料磨损。哪种机理占优势可取决于涂层、磨损条件和户外暴露而变化。 理想地，耐抛光性涂层具有良好的耐磨性，良好的耐刮伤性，和与粘合剂具有优良相容性的 颜料颗粒。
[0004] 伪装飞行器典型地使用低光泽度着色涂料以实现许多它们的性能要求。这些低光 泽或无光泽面漆表现出物理上的粗糙表面，其，理想地，扩散地反射可见光。这些物理上的 粗糙表面难以清洁并且经常需要用研磨垫擦洗，其随着时间的推移可增加涂层反射（称作 抛光）的一致性。反射的增加被目视地察觉为导致形成较高对比度的区域的色移。机械地， 光泽的这种增加或抛光是由粗糙涂漆表面的磨损产生较光滑的表面（具有更均匀的反射） 而造成的。
[0005] 期望开发可重复地用洗涤剂和研磨剂清洁而不增加涂层反射性的能固化成膜组 合物。
[0006] 发明概述
[0007] 本发明涉及能固化成膜组合物，包含：
[0008] (a)包含至少一种聚合物型树脂的聚合物型粘合剂，所述聚合物型树脂具有反应 性官能团；
[0009] (b)含与（a)的反应性官能团有反应性的官能团的固化剂；以及
[0010] (C)二氧化硅颗粒，用氨基硅烷在它们的表面上官能化以便将伯氨基官能团赋予 所述表面。在作为涂料施涂于基材之后并且在固化之后，当经受如本文所限定的各种磨损 测试方法时，所述能固化成膜组合物显示出小于30的初始85°光泽度以及不大于10光泽 度单位的85°光泽度的增加。
[0011] 发明的详细说明
[0012] 应注意，除非明确或毫无疑问地限制为一个指示对象，本说明书和所附权利要求 中所使用的单数形式"一个"、"一种"和"该"包括复数指示对象。
[0013] 除了在任何操作实施例中，或其中另有说明，否则指代在说明书和权利要求中的 成分用量/反应条件等的全部数值或短语应理解为在所有情况下被术语"约"修饰。各种 数值范围公开在该专利申请中。因为这些范围是连续的，它们包括在最小和最大值之间的 每一个值。除非另有明确说明，在该申请中说明的各种数值范围是约数。
[0014] 关于本发明的范围，本文呈现的本发明的各种实施方式和实施例各自被理解为是 非限制性的。
[0015] 以下说明书和权利要求中使用的以下术语具有以下指示的意义：
[0016] 除非另有明确说明，术语"丙烯酸类"和"丙烯酸酯"是互换地使用的（除非这样做 会改变所意指的意义）并且包括丙烯酸、丙烯酸酐、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，以 及它们的C1-C5烷基酯。术语"（甲基）丙烯酸"或"（甲基）丙烯酸酯"意指覆盖所指材 料的丙烯酸/丙烯酸酯和甲基丙烯酸/甲基丙烯酸酯形式，例如，（甲基）丙烯酸酯单体。
[0017] 例如与能固化组合物相关联使用的术语"能固化"，是指所指的组合物通过官能团 (例如，通过包括但不限于，热（包括常温固化）和/或催化暴露的方式）是能聚合或能交 联的。
[0018] 与固化的或能固化组合物相关联使用的术语"固化"，"固化的"或类似的术语，例 如，一些具体描述中的"固化的组合物"，是指形成能固化组合物的至少一部分能聚合和/ 或能交联的组分是聚合和/或交联的。另外地，能聚合组合物的固化是指使所述组合物经 受固化条件例如但不限于热固化，导致组合物的反应性官能团的反应，并且导致聚合和聚 合产物的形成。当使能聚合组合物经受固化条件时，在聚合之后以及在多数反应性端基发 生反应之后，剩余未反应的反应性端基的反应速率逐渐变得更慢。能聚合组合物可经受固 化条件直到其至少部分固化。术语"至少部分固化"是指使能聚合组合物经受固化条件，其 中组合物的至少一部分反应性基团发生反应，以形成聚合产物。能聚合组合物还可经受固 化条件，以使得实现基本上完全固化并且其中进一步固化导致聚合物性质（例如硬度）没 有显著的进一步改进。
[0019] 术语"反应性"是指官能团能够自发地或在施加热之后或在催化剂存在下或通过 本领域技术人员已知的任何其它方式与其本身和/或其它官能团进行化学反应。
[0020] 术语"耐抛光性"是指涂层在用研磨材料或垫擦洗之后保持其光泽度而不显示出 光泽度的显著的增加（即，小于15点）的能力。
[0021] 本发明涉及能固化成膜组合物。所述成膜组合物包含（a)包含至少一种聚合物型 树脂的聚合物型粘合剂，所述聚合性树脂具有反应性官能团。反应性官能团的例子包括羟 基、氨基甲酸醋基（carbamate groups)、羧基、异氰酸醋基、羧酸醋基、伯胺基、仲胺基、酰胺 基、脲基、氨基甲酸醋基（urethane groups)、环氧基、及其组合。
[0022] 适用作合型粘合剂（a)的特别有用的聚合物型成膜树脂是丙烯酸类聚合物、聚 酯，包括醇酸、和聚氨酯。通常这些聚合物可以是通过本领域技术人员已知的任何方式制备 的这些类型的任何聚合物，其中所述聚合物是水可分散性或可乳化的并且优选有限的水溶 性。
[0023] 合适的丙烯酸类聚合物包括丙烯酸或甲基丙烯酸的一种或多种烷基酯，任选地连 同一种或多种其它能聚合烯属不饱和单体的共聚物。有用的丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯 包括在烷基中含1-30,并且优选4-18个碳原子的脂族烷基酯。非限制性的例子包括甲基丙 烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、和丙烯酸2-乙基 己基酯。合适的其它能共聚合的烯属不饱和单体包括乙烯基芳族化合物例如苯乙烯和乙烯 基甲苯；腈类例如丙烯腈和甲基丙烯腈；乙烯基和亚乙烯基卤化物例如乙烯基氯化物和亚 乙烯基氟化物，和乙烯基酯例如乙酸乙烯酯。
[0024] 丙烯酸类共聚物可包括羟基官能团，其经常通过在用于生产共聚物的反应物中包 括一种或多种羟基官能单体而并入聚合物中。有用的羟基官能单体包括典型地在羟烷基中 具有2-4个碳原子的丙烯酸羟烷酯和甲基丙烯酸羟烷酯，例如丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙 酯、丙烯酸4-羟丁酯、己内酯和丙烯酸羟烷酯的羟基官能加合物，和相应的甲基丙烯酸酯， 以及下述的羟基酯官能单体