CN110087883B - 红外反射型光学透明组件及其制造方法 - Google Patents

红外反射型光学透明组件及其制造方法 Download PDF

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    • C08J2483/10—Block- or graft-copolymers containing polysiloxane sequences

Abstract

本发明公开了一种制造红外反射型光学透明组件的方法，所述方法包括：将可固化组合物涂覆到光学透明的热塑性聚合物膜的主表面上；至少部分地使所述可固化组合物固化以提供可热成形复合膜，所述可固化组合物可任选地为至少部分干燥的；以及将所述可热成形复合膜层压到红外反射型多层光学膜以提供所述红外反射型光学透明组件。所述可固化组合物包含氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物、(甲基)丙烯酸酯单体和硅氧烷(甲基)丙烯酸酯。还公开了所述红外反射型光学透明组件以及将其纳入红外反射型镜片组件中的方法。

Description

红外反射型光学透明组件及其制造方法
技术领域
本公开广义上涉及红外反射型光学透明组件、包括它们的制品以及其制造方法。
背景技术
多层光学膜(MOF)的用途是本领域已知的，所述MOF包括含两种或更多种聚合物的多个交替层以通过适当选择层的光学厚度来反射红外电磁辐射。
例如，美国专利号5,360,659(Arends等人)公开了在电磁光谱的红外光区中反射电磁辐射的双组分多层膜。可将膜层压到基本上透明的塑料以提供红外反射特性。例如，某些飞行器上的挡风玻璃和遮蓬由坚韧的聚合物树脂制成。将本发明的光学干涉膜层压到，或将所述膜结合到这类保护层中将提供保护以免受红外辐射的影响，同时仍然在光谱的可见区域中提供相当的透光性。膜自身以及它们层压到其上的塑料可成形或后期成形为各种可用的物品。由于膜抑制光谱的可见区域中的连续高阶反射，因此不存在晕彩效应或其它不良色彩效果。
MOF易于受到表面损坏，诸如在处理和使用期间可能发生的槽蚀和刮伤。这类损坏会减损MOF的性能和/或美学外观。
发明内容
期望具有用于保护MOF免受物理损坏，例如像槽蚀和/或刮伤的材料和方法。进一步期望这类材料和方法将能够经受用于将其结合到各种制品中的成形和后期成形工艺。
因此，在一个方面，本公开提供了一种制造红外反射型光学透明组件的方法，所述方法包括以下步骤：
i)提供可固化组合物，所述可固化组合物包含以下组分：
a)基于组分a)至d)的总重量为70重量％至95重量％的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物，其具有3至9的平均(甲基)丙烯酸酯官能度；
b)基于组分a)至d)的总重量为2重量％至20重量％的(甲基)丙烯酸酯单体，其具有1至2的(甲基)丙烯酸酯官能度；
c)基于组分a)至d)的总重量为0.5重量％至2重量％的硅氧烷(甲基)丙烯酸酯；
d)任选的有效量的光引发剂；以及
e)任选的溶剂；
ii)将可固化组合物涂覆到光学透明的热塑性聚合物膜的主表面上；
iii)任选地至少部分地对可固化组合物进行干燥以提供至少部分干燥的可固化组合物；
iv)至少部分地使可固化组合物或至少部分干燥的可固化组合物固化以提供可热成形复合膜；以及
v)将可热成形复合膜层压到红外反射型多层光学膜以提供红外反射型光学透明组件。
在另一方面，本公开提供了一种红外反射型光学透明组件，所述光学透明组件包括：
第一光学透明的热塑性聚合物膜，所述第一光学透明的热塑性聚合物膜具有第一主表面和第二相对的主表面；
第一保护性涂层，所述第一保护性涂层设置在第一光学透明的热塑性聚合物膜的第一主表面的至少一部分上，其中第一保护性涂层包含至少部分固化的第一组合物，所述至少部分固化的第一组合物包含：
a)基于组分a)至d)的总重量为70重量％至95重量％的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物，其具有3至9的平均(甲基)丙烯酸酯官能度；
b)基于组分a)至d)的总重量为2重量％至20重量％的(甲基)丙烯酸酯单体，其具有1至2的(甲基)丙烯酸酯官能度，其中(甲基)丙烯酸酯单体不是氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物；
c)基于组分a)至d)的总重量为0.5重量％至2重量％的硅氧烷(甲基)丙烯酸酯；以及
d)任选的有效量的光引发剂；以及
红外反射型多层光学膜的第一主表面，所述第一主表面牢固地粘结到第一光学透明的热塑性聚合物膜的第二主表面的至少一部分。
在一些实施方案中，红外反射型光学透明组件还包括：
第二光学透明的热塑性聚合物膜，所述第二光学透明的热塑性聚合物膜牢固地粘结到红外反射型多层光学膜的与第一光学透明的热塑性聚合物膜相对的第二主表面。
在另一方面，本公开提供了一种制造红外反射型镜片组件的方法，所述方法包括以下步骤：
将根据本公开的红外反射型光学透明组件放置到镜片形状的注塑模具腔中；
将熔融的热塑性聚合物注入到注塑模具腔中；以及
将红外反射型镜片组件从注塑模具腔移除。
在另一方面，本公开提供了一种红外反射型镜片组件，所述红外反射型镜片组件包括紧固到热塑性聚合物镜片的根据本公开的红外反射型光学透明组件。
根据本公开的红外反射型光学透明组件耐受MOF膜的槽蚀和/或刮伤，并且可适用于制备红外反射型光学透明组件，诸如例如遮护镜、护目镜和/或安全眼镜。有利的是，根据本公开的红外反射型光学透明组件适用于用于将其结合到前述各种制品中的成形和后期成形工艺。
如本文所用：
前缀“(甲基)丙烯酰基”是指甲基丙烯酰基和/或丙烯酰基；
“红外反射”意指对电磁辐射的在700nm至2500nm的范围内的至少一些波长的至少50％(例如，至少60％、至少70％、至少80％、至少90％或甚至至少95％)的反射性；
“光学透明的”意指对于在390nm至700nm的电磁辐射波长范围内的至少一些波长而言是透明的；
“透明的”意指具有让光线透过其物质，使得位于远处或后方的主体能够被明显看到的性质；以及
“氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物”意指具有至少一个(优选地至少2、3、4个或更多个)氨基甲酸酯基团(即，-NHC(＝O)O-)和至少一个(甲基)丙烯酰基基团的化合物。
按照定义，组合物中的成分的总的重量百分比不能超过100重量％。
在考虑具体实施方式以及所附权利要求书时，将进一步理解本公开的特征和优点。
附图说明
图1是示例性红外反射型光学透明组件100的放大的示意性侧视图。
图2是示例性成形的红外反射型光学透明组件200的示意性截面侧视图。
图3A是示例性红外反射型镜片组件300的示意性俯视图。
图3B是平行于线3B-3B取得的示例性红外反射型镜片组件300的示意性侧视图。
图3C是沿着线3C-3C取得的红外反射型镜片组件300的示意性截面侧视图。
在说明书和附图中重复使用的参考符号旨在表示本公开的相同或类似的特征结构或元件。应当理解，本领域技术人员可设计出落入本公开原理的范围和实质内的许多其它的修改形式和实施方案。附图可不按比例绘制。
具体实施方式
根据本公开的红外反射型光学透明组件可通过以下方式来制造：提供可固化组合物；将可固化组合物涂覆到光学透明的热塑性聚合物膜的主表面上；任选地至少部分地对可固化组合物进行干燥以提供至少部分干燥的可固化组合物；至少部分地使可固化组合物或至少部分干燥的可固化组合物(如果存在的话)固化以提供可热成形复合膜；以及将可热成形复合膜层压到红外反射型多层光学膜以提供红外反射型光学透明组件。
可用于实践本公开的可固化组合物基于组分a)至d)的总重量包含：
a)70重量％至95重量％的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物(即，一种或多种氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物)，其具有3至9，优选地3至7，并且更优选地3至6的平均(甲基)丙烯酸酯官能度；
b)2重量％至20重量％的(甲基)丙烯酸酯单体(即，一种或多种(甲基)丙烯酸酯)，其具有1至2，优选地为2的(甲基)丙烯酸酯官能度；
c)0.5重量％至2重量％的硅氧烷(甲基)丙烯酸酯(即，一种或多种硅氧烷(甲基)丙烯酸酯)，优选地每个硅氧烷(甲基)丙烯酸酯分子具有1或2个(甲基)丙烯酸酯基团；
d)任选的有效量的光引发剂(即，一种或多种光引发剂)，优选地为1至3种光引发剂；以及
e)任选的溶剂(即，一种或多种溶剂)，优选地为有机溶剂。
氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物有助于固化组合物的贴合性和柔性，并且因此有助于其对热成形的适合性。具有3至9的平均(甲基)丙烯酸酯官能度的示例性氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物可购自商业来源，和/或可根据已知方法制备。
可商购获得的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物包括EBECRYL 264脂族氨基甲酸酯三丙烯酸酯、EBECRYL 265脂族氨基甲酸酯三丙烯酸酯、EBECRYL 1258脂族氨基甲酸酯三丙烯酸酯、EBECRYL 4100脂族氨基甲酸酯三丙烯酸酯、EBECRYL 4101脂族氨基甲酸酯三丙烯酸酯、EBECRYL 8412脂族聚氨酯丙烯酸酯(三官能)、EBECRYL 4654脂族氨基甲酸酯三丙烯酸酯、EBECRYL 4666脂族氨基甲酸酯三丙烯酸酯、EBECRYL 4738脂族脲基甲酸酯氨基甲酸酯三丙烯酸酯、EBECRYL 4740脂族脲基甲酸酯氨基甲酸酯三丙烯酸酯、EBECRYL 8405脂族氨基甲酸酯四丙烯酸酯、EBECRYL 8604脂族氨基甲酸酯四丙烯酸酯、EBECRYL 4500芳族氨基甲酸酯四丙烯酸酯、EBECRYL 4501芳族氨基甲酸酯四丙烯酸酯、EBECRYL 4200脂族氨基甲酸酯四丙烯酸酯、EBECRYL 4201脂族氨基甲酸酯四丙烯酸酯、EBECRYL 8702脂族氨基甲酸酯六丙烯酸酯、EBECRYL 220芳族氨基甲酸酯六丙烯酸酯、EBECRYL 221芳族氨基甲酸酯六丙烯酸酯、EBECRYL 2221芳族氨基甲酸酯六丙烯酸酯、EBECRYL 2221芳族氨基甲酸酯六丙烯酸酯、EBECRYL 5129脂族氨基甲酸酯六丙烯酸酯、EBECRYL 1290脂族氨基甲酸酯六丙烯酸酯、EBECRYL 1291脂族氨基甲酸酯六丙烯酸酯、EBECRYL 8301-R脂族氨基甲酸酯六丙烯酸酯、EBECRYL 8602脂族聚氨酯丙烯酸酯(非官能)，全部来自比利时布鲁塞尔的湛新集团(Allnex,Brussells,Belgium)；以及来自美国宾夕法尼亚州埃克斯顿的沙多玛公司(Sartomer Co.,Exton,Pennsylvania)的CN929三官能聚氨酯丙烯酸酯和CN9006脂族聚氨酯丙烯酸酯(六官能)。
在一些实施方案中，氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物可通过使聚异氰酸酯化合物与羟基官能(甲基)丙烯酸酯化合物发生反应来合成。多种聚异氰酸酯可用于制备氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物。如本文所用，“聚异氰酸酯”意指在单个分子中具有两个或更多个反应性异氰酸酯(-NCO)基团的任何有机化合物，诸如例如二异氰酸酯、三异氰酸酯、四异氰酸酯以及它们的混合物。为了改进的耐风化性和减少的黄化，本文采用的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物优选地为脂族的，并且因此衍生自脂族聚异氰酸酯。
氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物优选地为诸如可以商品名DESMODUR H购自美国宾夕法尼亚州匹兹堡的科思创有限责任公司(Covestro LLC,Pittsburgh,Pennsylvania)的六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或其衍生物的反应产物。这些衍生物包括例如包含缩二脲基团的聚异氰酸酯，诸如可以商品名DESMODUR N-100购自科思创有限责任公司的六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的缩二脲加合物；包含一个或多个异氰脲酸酯环的聚异氰酸酯，
Figure BDA0002093733630000071
诸如可以商品名DESMODUR N-3300购自科思创有限责任公司的那些；以及包含氨基甲酸酯基团、脲二酮基团、碳二亚胺基团和/或脲基甲酸酯基团的聚异氰酸酯。另一种可用的衍生物为可以商品名DESMODUR N-3800购自科思创有限责任公司的六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体。这些衍生物是优选的，因为它们是聚合物型的、表现出非常低的蒸气压并且基本上不含异氰酸酯单体。
在一些实施方案中，氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物为具有至少10重量％、至少15重量％、或甚至至少20重量％的-NCO(即，异氰酸酯基团)含量的聚异氰酸酯，诸如六亚甲基二异氰酸酯(HDI)衍生物的反应产物。在一些情况下，可使HDI或其它聚异氰酸酯与羟基官能(甲基)丙烯酸酯化合物和多元醇发生反应。聚异氰酸酯的-NCO含量优选地不大于50重量％。在一些实施方案中，聚异氰酸酯通常具有至少80克/-NCO基团、100克/-NCO基团、120克/-NCO基团、140克/-NCO基团、160克/-NCO基团、180克/-NCO基团或甚至200克/-NCO基团的当量。当量通常不大于500克/-NCO基团、450克/-NCO基团或400克/-NCO基团，并且在一些实施方案中不大于350克/-NCO基团、300克/-NCO基团或250克/-NCO基团，但是这不是必需的。
当使用包含环状基团的脂族聚异氰酸酯，诸如异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)衍生物时，所得的固化组合物可具有较低的柔性(例如，具有较差的热成形性)和较差的耐磨性。
聚异氰酸酯与具有化学式HOQ(A)p的羟基官能丙烯酸酯化合物发生反应；其中Q为二价有机连接基团，A为(甲基)丙烯酰官能团-XC(＝O)C(R2)＝CH2，其中X为O、S或NR，其中R为H或C1-C4烷基，R2为具有1至4个碳原子或H的低级烷基；并且p为1至6。-OH基团与异氰酸酯基团发生反应，从而形成氨基甲酸酯键。
在一些实施方案中，聚异氰酸酯可与二醇丙烯酸酯发生反应，诸如由化学式HOQ(A)Q1Q(A)OH表示的化合物，其中Q1为二价连接基团，并且A为如前所述的(甲基)丙烯酰基官能团。代表性化合物包括乙内酰脲六丙烯酸酯(HHA)(例如，参见美国专利号4,262,072(Wendling等人)的实施例1)，和H2CH＝C(CH3)C(＝O)OCH2CH(OH)CH2O(CH2)4OCH2CH(OH)CH2OC(＝O)C(CH3)＝CH2。
Q和Q1独立地为直链或支链或含环的连接基团。Q可例如包含共价键、亚烷基、亚芳基、亚芳烷基、或亚烷芳基。Q可任选地包括杂原子，诸如O、N和S以及它们的组合。Q也可任选地包括含有杂原子的官能团，诸如羰基或磺酰基和它们的组合。在一个实施方案中，用于制备氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物的羟基官能丙烯酸酯化合物诸如在丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丁酯和以商品名SR-495购自沙多玛公司的单丙烯酸己内酯的情况下是单官能的。在这个实施方案中，p为1。
在另一个实施方案中，用于制备氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物的羟基官能丙烯酸酯化合物诸如在二甲基丙烯酸甘油酯、1-(丙烯酰氧基)-3-(甲基丙烯酰氧基)-2-丙醇、季戊四醇三丙烯酸酯的情况下是多官能的。在这个实施方案中，p为至少2、至少3、至少4、至少5或至少6。
在一些实施方案中，在制备氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物时，仅利用单官能的羟基官能丙烯酸酯化合物。在其它实施方案中，在制备氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物时，利用单官能和多官能的羟基官能丙烯酸酯化合物的组合。在一些实施方案中，单官能的羟基官能丙烯酸酯化合物与多官能的羟基官能丙烯酸酯化合物的重量比的范围为0.5:1至1:0.5。当氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物仅由多官能的羟基官能丙烯酸酯化合物制备时，在一些实施方案中，所得的固化组合物可具有较低的柔性。
按以下方式计算平均(甲基)丙烯酸酯官能度。首先计算每种化合物的添加的丙烯酸酯的官能度。例如，下文中PE3被指定为1.0DESN100+0.25HEA+0.75PET3A。这意味着化合物是以下各项的反应产物：1当量的异氰酸酯基团(以DESN100商品名)和0.25羟基当量的丙烯酸羟乙酯以及0.75羟基当量的PET3A。HEA的每个羟基基团具有1个丙烯酸酯基团，并且PET3A的每个羟基基团具有3个丙烯酸酯基团。这种化合物的添加的丙烯酸酯的官能度则为(0.25*1)+(0.75*3)或2.5。通过将每种化合物的添加的丙烯酸酯的官能度乘以聚异氰酸酯的平均官能度得到平均(甲基)丙烯酸酯官能度。根据科思创，DESN100的平均官能度为3.6，因此化合物的平均(甲基)丙烯酸酯官能度为2.5*3.6或9。
其它针对DESN3300、DESN3800和DESZ4470BA估计的聚异氰酸酯的平均官能度分别为3.5、3.0和3.3。
在一些实施方案中，聚异氰酸酯上的异氰酸酯基团中的一些可与多元醇，诸如例如像可以商品名Polyol 4800购自瑞典柏斯托集团(Perstorp Holding AB,Sweden)的烷氧基化多元醇发生反应。这类多元醇可具有500mg KOH/g至1000mg KOH/g的羟基值和范围为至少200g/mole或250g/mole至多500g/mole的分子量。
在一些实施方案中，聚异氰酸酯上的异氰酸酯基团中的一些可与多元醇，诸如1,6-己二醇发生反应。
对用于使聚异氰酸酯与(甲基)丙烯酸酯化的醇发生反应的反应条件的选择、以及对催化剂(如果有的话)的选择对于本领域技术人员而言将是显而易见的。其它示例可见于本文以下的实施例部分。
可用的(甲基)丙烯酸酯单体(其优选地为非氨基甲酸酯，并且优选地为非硅氧烷，但是这不是必需的)具有1至2的(甲基)丙烯酸酯官能度。例如，这些单体可用作稀释剂或溶剂，用作降粘剂，在固化时用作粘合剂，并且用作交联剂。可用的(甲基)丙烯酸酯的示例包括单(甲基)丙烯酸酯诸如(甲基)丙烯酸辛酯、壬基酚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸β-羧乙酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、羟基官能己内酯(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸羟甲酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟基异丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、(甲基)丙烯酸羟基异丁酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯和以上(甲基)丙烯酸酯单体的烷氧基化型式，诸如烷氧基化的(甲基)丙烯酸四氢糠酯以及它们的组合。在一些实施方案中，(甲基)丙烯酸四氢糠酯是优选的；二(甲基)丙烯酸酯，诸如1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚(乙二醇)二(甲基)丙烯酸酯、聚丁二烯二(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、以上二(甲基)丙烯酸酯的烷氧基化型式以及它们的组合。在这些当中，在一些实施方案中，1,6-己二醇二丙烯酸酯是优选的。具有1或2的官能度的(甲基)丙烯酸酯单体(例如，如上所列)广泛地可商购获得。
示例性可用的硅氧烷(甲基)丙烯酸酯包括单官能和多官能硅氧烷(甲基)丙烯酸酯。在这些当中，硅氧烷聚(甲基)丙烯酸酯可为优选的，因为大体上降低了固化之后未结合的硅氧烷(甲基)丙烯酸酯的可能性。示例性硅氧烷(甲基)丙烯酸酯包括来自湛新集团的EBECRYL 350硅氧烷二丙烯酸酯和EBECRYL 1360硅氧烷六丙烯酸酯；来自沙多玛公司的CN9800脂族硅氧烷丙烯酸酯和CN990硅化的聚氨酯丙烯酸酯化合物；以及来自美国新泽西州帕西波尼的赢创工业集团(Evonik Industries,Parsippany,New Jersey)的TEGO RAD2100、TEGO RAD 2250和TEGO RAD 2500硅氧烷聚醚丙烯酸酯。
可固化组合物可任选地但优选地还包含有效量的光引发剂。所谓术语“有效量”意指量至少足以引起可固化组合物在环境条件下的固化的量。将认识到，即使留有可聚合的(甲基)丙烯酸酯基团，固化也可以是完全的。
示例性光引发剂包括α-裂解光引发剂，诸如苯偶姻及其衍生物，诸如α-甲基苯偶姻；α-苯基苯偶姻；α-烯丙基苯偶姻；α-苄基苯偶姻；苯偶姻醚，诸如苯偶酰二甲基缩酮(可以商品名IRGACURE 651购自纽约塔里敦的汽巴精化公司(Ciba Specialty Chemicals,Tarrytown,New York))、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻正丁基醚；苯乙酮及其衍生物，诸如2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(可以商品名DAROCUR 1173购自汽巴精化公司)和1-羟基环己基苯基酮(可以商品名IRGACURE 184购自汽巴精化公司)；2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮(可以商品名IRGACURE 907购自汽巴精化公司)；2-苄基-2-(二甲基氨基)-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮(可以商品名IRGACURE 369购自汽巴精化公司)；钛络合物，诸如双(η5-2,4-环戊二烯-1-基)双[2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)苯基]钛(可以商品名CGI 784DC购自汽巴精化公司)；以及单和双酰基膦(可以商品名IRGACURE1700、IRGACURE 1800、IRGACURE 1850和DAROCUR 4265购自汽巴精化公司)。一种可用的光引发剂即双官能α羟基酮可以商品名ESACURE ONE购自意大利阿尔比扎泰的宁柏迪公司(Lamberti S.p.A,Albizzate,Italy)。
期望地，如果利用酰基膦或酰基膦氧化物光引发剂，则将其与在光化辐射的一个或多个波长下具有高消光系数的光引发剂(例如，2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮)组合。这种组合通常有助于表面固化，同时保持低水平的高成本光引发剂。
其它可用的光引发剂包括：蒽醌(例如，蒽醌、2-乙基蒽醌、1-氯蒽醌、1,4-二甲基蒽醌、1-甲氧基蒽醌)和二苯甲酮及其衍生物(例如，苯氧基二苯甲酮、苯基二苯甲酮)。
可固化组合物可包含任选的溶剂，通常为有机溶剂，但是也可以使用水/溶剂共混物。示例性任选的溶剂包括烃或卤代烃(例如，甲苯、环己烷、石油醚、低级醇(例如，甲醇、乙醇、丙醇和异丙醇)、脂族酸的酯(例如，乙酸乙酯)、醚(例如，四氢呋喃)和酮(例如，丙酮和甲乙酮))。溶剂可单独或混合使用。本领域技术人员可容易地确定使用哪种溶剂及其量。
可固化组合物还可包含一种或多种任选的添加剂，诸如例如填料、增稠剂、增韧剂、颜料、纤维、增粘剂、润滑剂、润湿剂、表面活性剂、消泡剂、染料、偶联剂、增塑剂和悬浮剂。
光学透明的热塑性膜包含一种或多种热塑性聚合物。光学透明的热塑性膜可为一体的或其可为包括可能不同的多个层的复合膜。光学透明的热塑性膜可呈片状，或为连续的(例如，网状物)，并且可具有适合于热成形的任何厚度。在一些实施方案中，光学透明的热塑性膜具有25微米至3mm的厚度，但是这不是必需的。
可用的热塑性聚合物包括例如聚内酯(例如，聚(新戊内酯)和聚(己内酯))；聚氨酯(例如，来源于二异氰酸酯与长直链二醇的反应的那些，所述二异氰酸酯诸如1,5-萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、间苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、3,3'-二甲基-4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、3,3'-二甲基-4,4'-二苯基二异氰酸酯、4,4'-二苯基异亚丙基二异氰酸酯、3,3'-二甲基-4,4'-二苯基二异氰酸酯、3,3'-二甲基-4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、3,3'-二甲氧基-4,4'-联苯二异氰酸酯、联茴香胺二异氰酸酯、甲苯胺二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或4,4'-二异氰酸根合二苯甲烷；所述长直链二醇诸如聚(己二酸四亚甲基二醇酯)、聚(己二酸乙二醇酯)、聚(己二酸1,4-丁二醇酯)、聚(琥珀酸乙二醇酯)、聚(2,3-琥珀酸丁二醇酯)、聚醚二醇)；聚碳酸酯(例如，聚(甲烷双(4-苯基)碳酸酯)、聚(1,1-醚双(4-苯基)碳酸酯)、聚(二苯基甲烷双(4-苯基)碳酸酯)、聚(1,1-环己烷双(4-苯基)碳酸酯)或聚(2,2-(双(4-羟基苯基)丙烷)碳酸酯)；聚砜；聚醚醚酮；聚酰胺(例如，聚(4-氨基丁酸)、聚(己二酰己二胺)、聚(6-氨基己酸)、聚(己二酰间苯二甲胺)、聚(癸二酰对苯二甲胺)、聚(间苯二甲酰间苯二胺)和聚(对苯二甲酰对苯二胺))；聚酯(例如，聚(壬二酸乙二醇酯)、聚(1,5-萘二甲酸乙二醇酯)、聚(2,6-萘二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸-1,4-环己二甲酯)、聚(氧代苯甲酸乙二酯)、聚(对羟基苯甲酯)、聚(对苯二甲酸-1,4-亚环己基-二亚甲基酯)(顺式)、聚(对苯二甲酸-1,4-亚环己基二亚甲基酯)(反式)、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯)；聚(亚芳基氧化物)(例如，聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基氧化物)和聚(2,6-二苯基-1,1-亚苯基氧化物))；聚醚酰亚胺类；乙烯基聚合物及其共聚物(例如，聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚偏二氯乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)；丙烯酸类聚合物(例如，聚(丙烯酸乙酯)、聚(丙烯酸正丁酯)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸乙酯)、聚(甲基丙烯酸正丁酯)、聚(甲基丙烯酸正丙酯)、聚丙烯酰胺、聚丙烯腈、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和乙烯-丙烯酸共聚物、聚(丙烯腈-共-丁二烯-共-苯乙烯)以及聚(苯乙烯-共-丙烯腈))；苯乙烯聚合物(例如，聚苯乙烯、聚(苯乙烯-共-马来酸酐)聚合物及其衍生物、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物和甲基丙烯酸酯化的丁二烯-苯乙烯共聚物)；聚烯烃(例如，聚乙烯、聚丁烯、聚丙烯、氯化低密度聚乙烯、聚(4-甲基-1-戊烯))；纤维素酯塑料(例如，乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素和丙酸纤维素)；聚亚芳基醚(例如，聚苯醚)；聚酰亚胺；聚偏二卤乙烯；芳香族聚酮；以及聚缩醛。也可使用这些前述聚合物的共聚物和/或组合。在这些当中，聚碳酸酯通常是优选的。
可通过包括例如以下的任何合适的技术将可固化组合物涂覆到光学透明的热塑性聚合物膜的主表面上：喷涂、辊涂、凹面涂覆、狭缝式涂覆、刮刀涂覆、棒涂和浸涂。如果存在任选的溶剂，则通常在此时至少基本上去除所述任选的溶剂(例如，使用鼓风烘箱或其它加热部件)。
接着，任选地至少部分地使至少部分干燥的可固化组合物固化，优选完全固化，以提供可热成形复合膜。可使用热(如果可固化组合物包含热引发剂(例如，过氧化物引发剂)的话)、粒子辐射(例如，电子束)或光固化(例如，使用紫外线和/或可见波长的电磁辐射)来实现固化。用于此类固化技术的技术是本领域熟知的，并且在技术人员的能力范围内。
将可热成形复合膜层压到红外反射型多层光学膜以提供红外反射型光学透明组件。
红外反射型多层光学膜是熟知的，并且可根据已知方法制备或获自商业供应商，诸如例如美国明尼苏达州圣保罗市的3M公司(3M Company,St.Paul,Minnesota)。
多层光学膜(包括红外反射型MOF)例如像在以下各项中所描述可通过共挤出具有不同折射率的交替聚合物层来制备：美国专利号5,882,774(Jonza等人)；6,045,894(Jonza等人)；6,667,095(Wheatley等人)；6,783,349(Neavin等人)；7,271,951 B2(Weber等人)；7,632,568(Padiyath等人)；以及7,652,736(Padiyath等人)；7,952,805(McGurran等人)。在一些实施方案中，红外反射型MOF对范围为700nm至1000nm，优选地700nm至1500nm并且更优选地700nm至2500nm的红外波长具有至少30％、40％、50％、60％、70％、80％或甚至至少90％的反射性，但是这不是必需的。
层压可通过加热和/或压力，更优选地使用粘合剂(例如，压敏粘合剂)来实现。示例性压敏粘合剂包括乳胶绉、松香、丙烯酸类聚合物和包括聚丙烯酸酯的共聚物(例如，聚(丙烯酸丁酯))、乙烯基醚(例如，聚(正丁基乙烯基醚))、醇酸粘合剂、橡胶粘合剂(例如，天然橡胶、合成橡胶、氯化橡胶)以及它们的混合物。
现参考图1，示例性红外反射型光学透明组件100包括具有第一和第二相对的主表面(112、114)的第一光学透明的热塑性聚合物膜110。第一保护性涂层120设置在第一主表面112上。第一保护性涂层120包含至少部分固化的第一组合物，所述至少部分固化的第一组合物基于组分a)至d)的总重量包含：a)70重量％至90重量％的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物，其具有3至9的平均(甲基)丙烯酸酯官能度；b)5重量％至20重量％的(甲基)丙烯酸酯单体，其具有1至2的(甲基)丙烯酸酯官能度；c)0.5重量％至2重量％的硅氧烷(甲基)丙烯酸酯；以及d)任选的有效量的光引发剂。红外反射型多层光学膜130的第一主表面132通过任选的第一粘合剂层140牢固地粘结到第一光学透明的热塑性聚合物膜110的第二主表面114。
在所示的实施方案中，第二光学透明的热塑性聚合物膜150具有第一和第二相对的主表面(152、154)。第二保护性涂层160设置在第二光学透明的热塑性聚合物膜150的第一主表面152上。第二保护性涂层160包含至少部分固化的第二组合物，所述至少部分固化的第二组合物基于组分a)至d)的总重量包含：a)70重量％至90重量％的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物，其具有3至9的平均(甲基)丙烯酸酯官能度；b)5重量％至20重量％的(甲基)丙烯酸酯单体，其具有1至2的(甲基)丙烯酸酯官能度；c)0.5重量％至2重量％的硅氧烷(甲基)丙烯酸酯；以及d)任选的有效量的光引发剂。第二光学透明的热塑性聚合物膜150的第二主表面154牢固地粘结到红外反射型多层光学膜130的与第一光学透明的热塑性聚合物膜110相对的第二主表面134。
红外反射型光学透明组件可被热成形为适合于所需应用，诸如例如作为镜片的保护屏障的形状。现参考图2，成形的红外反射型光学透明组件200包括成形的红外反射型光学透明组件100a，所述光学透明组件100a等同于100，但是热成形为对应于所需镜片表面(未示出)的轮廓210。
热成形是一种制造工艺，塑料膜由此加热到柔韧的成形温度，在模具中形成至特定形状，并且接受修整以产生可用产品。通常将膜在烘箱中加热到准许所述膜被拉伸到模具之中或之上的足够高的温度，并且冷却到成品形状。所述热成形的简化版本为真空成形。合适的热成形技术是本领域技术人员熟知的。可通过将热塑性膜上的硬质涂膜热成形为8基底镜片形状并确定硬质涂膜从镜片形状的边缘到镜片形状中心开裂的程度来评定所述硬质涂膜的热成形性。优选的实施方案在镜片形状的任何位置都未表现出开裂。如果镜片形状上的涂层开裂，则裂纹通常开始于边缘。例如，如果裂纹开始于边缘并延续在镜片形状的边缘与中心之间的距离的20％，则将开裂记录为从边缘开裂20％。在镜片形状被热成形之后，当将这个镜片形状用于后续模塑操作时，一般不会进一步开裂。
成形的红外反射型光学透明组件200可通过任何合适的方法，诸如例如热层压、回填注塑成型或粘合剂来附接到镜片。通常，可能需要对过度成形的红外反射型光学透明组件200进行一些修整。因此，在一种方法中，将红外反射型光学透明组件放置在注塑模具腔(例如，镜片形状的腔)，并且熔融的热塑性聚合物注入到注塑模具腔中。在冷却之后，将红外反射型镜片组件从注塑模具腔移除。
现参考图3A至图3C，成形的红外反射型光学透明组件200通过任选的粘合剂层320粘结到镜片310以形成红外反射型镜片组件300。外表面390对应于热成形模具腔而成型。红外反射型光学透明组件与镜片表面330是共延的。
红外反射型镜片组件、成形的红外反射型光学透明组件和/或红外反射型光学透明组件可结合到保护性眼镜，诸如例如安全眼镜、护目镜、遮护镜和/或面罩中。
本公开的选择实施方案
在第一实施方案中，本公开提供了一种制造红外反射型光学透明组件的方法，所述方法包括以下步骤：
i)提供可固化组合物，所述可固化组合物包含以下组分：
a)基于组分a)至d)的总重量为70重量％至95重量％的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物，其具有3至9的平均(甲基)丙烯酸酯官能度；
b)基于组分a)至d)的总重量为2重量％至20重量％的(甲基)丙烯酸酯单体，其具有1至2的(甲基)丙烯酸酯官能度，其中(甲基)丙烯酸酯单体不是氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物；
c)基于组分a)至d)的总重量为0.5重量％至2重量％的硅氧烷(甲基)丙烯酸酯；
d)任选的有效量的光引发剂；以及
e)任选的溶剂；
ii)将可固化组合物涂覆到光学透明的热塑性聚合物膜的主表面上；
iii)任选地至少部分地对可固化组合物进行干燥以提供至少部分干燥的可固化组合物；
iv)至少部分地使可固化组合物或至少部分干燥的可固化组合物固化以提供可热成形复合膜；以及
v)将可热成形复合膜层压到红外反射型多层光学膜以提供红外反射型光学透明组件。
在第二实施方案中，本公开提供了一种根据第一实施方案所述的方法，其中氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物具有4至7的平均(甲基)丙烯酸酯官能度。
在第三实施方案中，本公开提供了一种根据第一或第二实施方案所述的方法，其中热塑性聚合物膜包含聚碳酸酯。
在第四实施方案中，本公开提供了一种根据第一至第三实施方案中任一者所述的方法，其中组分d)存在于可固化组合物中。
在第五实施方案中，本公开提供了一种根据第一到第四实施方案中任一者所述的方法，其中组分e)存在于可固化组合物中。
在第六实施方案中，本公开提供了一种根据第一至第五实施方案中任一者所述的方法，其中组分b)包含1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯或烷氧基化的(甲基)丙烯酸四氢糠酯中的至少一者。
在第七实施方案中，本公开提供了一种根据第一至第六实施方案中任一者所述的方法，其中在组分a)中，氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物含异氰脲酸酯环或缩二脲基团中的至少一者。
在第八实施方案中，本公开提供了一种根据第一至第七实施方案中任一者所述的方法，所述方法还包括：
vi)使红外反射型光学透明组件成形。
在第九实施方案中，本公开提供了一种根据第八实施方案所述的方法，其中所述成形包括热成形。
在第十实施方案中，本公开提供了一种红外反射型光学透明组件，所述光学透明组件包括：
第一光学透明的热塑性聚合物膜，所述第一光学透明的热塑性聚合物膜具有第一和第二相对的主表面；
第一保护性涂层，所述第一保护性涂层设置在第一光学透明的热塑性聚合物膜的第一主表面的至少一部分上，其中第一保护性涂层包含至少部分固化的第一组合物，所述至少部分固化的第一组合物包含：
a)基于组分a)至d)的总重量为70重量％至95重量％的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物，其具有3至9的平均(甲基)丙烯酸酯官能度；
b)基于组分a)至d)的总重量为2重量％至20重量％的(甲基)丙烯酸酯单体，其具有1至2的(甲基)丙烯酸酯官能度，其中(甲基)丙烯酸酯单体不是氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物；
c)基于组分a)至d)的总重量为0.5重量％至2重量％的硅氧烷(甲基)丙烯酸酯；以及
d)任选的有效量的光引发剂；以及
红外反射型多层光学膜的第一主表面，所述第一主表面牢固地粘结到第一光学透明的热塑性聚合物膜的第二主表面的至少一部分。
在第十一实施方案中，本公开提供了一种根据第十实施方案所述的红外反射型光学透明组件方法，其中氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物具有4至7的平均(甲基)丙烯酸酯官能度。
在第十二实施方案中，本公开提供了一种根据第十或第九实施方案所述的红外反射型光学透明组件方法，其中热塑性聚合物膜包含聚碳酸酯。
在第十三实施方案中，本公开提供了一种根据第十至第十二实施方案中任一者所述的红外反射型光学透明组件方法，其中组分d)存在于可固化组合物中。
在第十四实施方案中，本公开提供了一种根据第十至第十三实施方案中任一者所述的红外发射型光学透明组件方法，其中组分b)包含1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯或烷氧基化的(甲基)丙烯酸四氢糠酯中的至少一者。
在第十五实施方案中，本公开提供了一种根据第十至第十四实施方案中任一者所述的红外反射型光学透明组件方法，其中在组分a)中，氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物包含异氰脲酸酯环或缩二脲基团中的至少一者。
在第十六实施方案中，本公开提供了一种根据第十至第十五实施方案中任一者所述的红外反射型光学透明组件方法，光学透明的热塑性聚合物膜牢固地粘结到红外反射型多层光学膜的与第一光学透明的热塑性聚合物膜相对的第二主表面。
在第十七实施方案中，本公开提供了一种根据第十至第十六实施方案中任一者所述的红外反射型光学透明组件方法，其中红外反射型光学透明组件被成形为镜片表面的轮廓。
在第十八实施方案中，本公开提供了一种根据第十七实施方案所述的红外反射型光学透明组件方法，其中红外反射型光学透明组件与镜片表面是共延的。
在第十九实施方案中，本公开提供了制造红外反射型镜片组件的方法，所述方法包括以下步骤：
将根据第十七或第十八实施方案的红外反射型光学透明组件放置到镜片形状的注塑模具腔中；
将熔融的热塑性聚合物注入到注塑模具腔中；以及
将红外反射型镜片组件从注塑模具腔移除。
在第二十实施方案中，本公开提供了一种红外反射型镜片组件，所述镜片组件包括：
固定到热塑性聚合物镜片的根据第十七或第十八实施方案的红外反射型光学透明组件。
通过以下非限制性实施例，进一步示出了本公开的目的和优点，但是在这些实施例中引用的具体材料及其量以及其它条件和细节不应视为对本公开的不当限制。
实施例
除非另有说明，否则实施例及本说明书的其余部分中的所有份数、百分比、比率等均以重量计。实施例中使用的所有材料获自或购自一般化学品供应商，诸如例如密苏里州圣路易斯的西格玛-奥德里奇公司(Sigma-Aldrich Company,Saint Louis,Missouri)，或者可通过常规方法合成。
在以下实施例中使用了这些缩写：g＝克，min＝分钟，hr＝小时，℃＝摄氏度，并且eq.＝当量。
实施例中使用的材料
Figure BDA0002093733630000201
Figure BDA0002093733630000211
Figure BDA0002093733630000221
测试方法
磨蚀测试
使用Taber型号5750线性磨耗试验机(美国纽约北托纳旺达的泰伯尔工业(TaberIndustries,North Tonawanda,New York))在涂层方向的顺维方向测试膜样品的磨蚀。夹头以40次循环/分钟振荡。用于这项测试的磨料为橡皮擦插入件(获自为美国宾夕法尼亚州哈特菲尔德的EMS采集公司(EMS Acquisition Corp.,Hatfield,Pennsylvania)的子公司萨默斯光学公司(Summers Optical))。橡皮擦插入件具有6.5mm的直径并且符合军用标准Mil-E-12397B的要求。
在测试的整个持续时间内通过夹头将橡皮擦插入件保持到位。针对每个实施例，用总重1.1kg的砝码和20次循环测试单个样品。在磨蚀之后，通过用镜片清洁纸巾(美国宾夕法尼亚州拉德诺的拉德诺产品公司(Radnor Products,Radnor,Pennsylvania))擦拭来清除掉样品的残留物。接着，使用Haze-Gard Plus雾度计(美国马里兰州哥伦比亚的毕克-加特纳公司(BYK Gardner,Columbia,Maryland))在三个不同点测量每个样品的光学雾度和透射率。每个样品的Δ雾度值通过减去样品未测试区域的雾度值来计算。每个样品的透射率的损失通过从样品的未测试区域的透射率减去测试之后的透射率来计算。
对于镜片样品的测试，按以下方式修改这个程序。
线性磨耗试验机具有往复进行线性运动的水平臂。附接到臂的端部的是轴承花键轴，所述轴承花键轴产生准许竖直运动的自由浮动系统，使得在水平往返行程期间，工具可升高或降低以跟随镜片轮廓。对于磨蚀暴露，将镜片样品安装在水平夹具中，使得磨耗试验机工具可以对应于每分钟40次磨蚀循环的速率的速度以25mm的总行程距离移动越过镜片样品。磨蚀循环对镜片样品的影响通过测量每个样品在线性磨蚀之前和之后的雾度百分比来确定。使用BYK Haze-Gard Plus雾度计测量雾度百分比。通过抵靠每个透镜表面手动地保持柔性的7mm×18mm矩形孔进行雾度测量，以在给定磨损暴露的情况下将测量限制在每个透镜的区域。
紫外线/可见光/近红外透射光谱
使用Perkin-Elmer Lambda 1050分光光度计测量紫外线/可见光/近红外百分比透射光谱。将每个镜片样品放置在150mm积分球的入口处，并且以1纳米间隔记录所述镜片样品的透射光谱。使用这些光谱与分光光度计和积分球的透射光谱在不存在镜片的情况下的比率来确定每个镜片样品的百分比透射光谱。每个样品的百分比透射光谱包含介于380nm与780nm之间的可见波长处的具有高透光率(>80％)的区域，以及介于800nm与1300nm之间的近红外波长处的具有低透光率(<1％)的区域。
每个样品表现出低透光率的光谱区域的边界可通过以下各项来表征：在光波长增加时光透射率降低到其值的一半的区域的短波长侧的波长称为左波段边缘；以及在光波长增加时光透射率增加到其最终值的一半的区域的长波长侧的波长称为右波段边缘。
表8中示出了专利实施例1、2、3和4中的每一者的这些值。所述表还示出了每个样品在可见光谱区域(透光率，TL)和近红外光谱区域(近红外平均透射率，TIR)中的综合透光率。通过取光谱透射率、相对发光效率函数和相对光谱发射率的乘积的积分与相对发光效率函数和相对光谱发射率的乘积的积分的比率来计算TL。在380nm至780nm的光谱区域内评估这个积分。相对发光效率函数和相对光谱发射率值可见于ANSI/ISEA Z87.1-2010标准的附件C的表C2。通过取黑体辐射体在2856K温度下的光谱透射率和相对光谱发射率的乘积的积分与黑体辐射体的相对光谱发射率的积分的比率来计算TIR。出于下表的目的，在800nm至1300nm的光谱区域内评估这个积分。黑体辐射体在2856K温度下的相对光谱发射率可见于ANSI/ISEA Z87.1-2010标准的附件C的表C3。如表中所示，所有样品透射至少80％的可见光，而仅透射0.02％的近红外光。
划格法粘合力测试
使用ASTM D3359-09的“Standard Test Methods for Measuring Adhesion byTape Test”的使用3M 893细胶带(美国明尼苏达州圣保罗市的3M公司)的测试方法B来测量每个样品的划格法粘合力。
制备例1(PE1)
向配备有磁力搅拌棒的250-mL广口瓶装入39.76g(0.2082eq.)的DesN100、25g的MEK、12.33g(0.1062eq.)的HEA、47.91g(0.1062eq.)的PETA(总计每当量NCO具有1.01eq.的OH)、0.025g(250ppm)的BHT、0.005g(50ppm)的4-羟基TEMPO和0.05g(500ppm)的DBTDL。将广口瓶放置在处于室温的水浴中，并且允许搅拌10分钟。在10分钟之后，将所述广口瓶在55℃的浴中放置4小时。在所述时间结束时，通过FTIR监测反应混合物，并且发现所述反应混合物在2265cm-1处不具有NCO峰值。所得的材料为80重量％的固体。
制备例PE2-PE14(PE2-PE14)
以与上文描述的PE1相同的方式通过使表1中记录的制备物反应来制备PE2-PE14。使用适当尺寸的广口瓶来进行反应。表1中描述的制备物中使用的材料量以克(g)记录，并且除非另外指明，否则相对于固体还包括250ppm的BHT、50ppm的TEMPO和500ppm的DBTDL。所得的产物为MEK中的80重量％的固体，例外的是用DESZ4470BA(即，PE9)制得的产物在乙酸丁酯和MEK中为75重量％。
制备例PE15-PE17
以与上文描述的PE1相同的方式通过使表2中记录的制备物反应来制备PE15-PE17。使用适当尺寸的广口瓶来进行反应。表1中描述的制备物中使用的材料量以克(g)记录，并且除非另外指明，否则相对于固体还包括250ppm的BHT、50ppm的TEMPO和500ppm的DBTDL。将除HDOL之外的所有材料反应约4小时，然后添加HDOL并且使其与混合物再反应4小时。
Figure BDA0002093733630000261
Figure BDA0002093733630000271
制备例18-34
通过混合如表3中所记录的组分来制备涂覆溶液。将所需量的涂覆溶液添加到所需量的包含32g的HDDA、6.4g的PI和592.4g的溶剂的预混合物。允许每种混合物在广口瓶滚动机上温和地混合。在混合物恢复到室温之后，将所需量的TEG2250添加到混合物。再次允许混合物在广口瓶滚动机上温和地混合。如果需要，则施加热量以产生透明的相容的涂覆溶液。为了制备涂覆溶液而添加的各种组分的量以重量％的固体计。
然后，为了制备每个制备例，将表3和表4中所示的涂覆溶液组合物以32重量％的固体涂覆到PC膜上。在表3中，表4中针对每个制备例记录了制备例低聚物的身份。使用6号绕线棒(可购自美国纽约韦伯斯特的尔德专业公司(RD Specialties,Webster,New York)，标称湿膜厚度0.16密耳(3.9微米))完成涂覆，并且在80℃下干燥2分钟。然后使用配备有H型灯泡的紫外线处理器(可购自美国马里兰州盖瑟斯堡的贺利氏特种光源美国公司(辐深系统)(Heraeus Noblelight America(Fusion UV Systems),Gaithersburg,Maryland))在氮气下以100％功率按30英尺/分钟(12.1m/min)使干燥的涂层固化。固化的涂层具有约1.25微米的厚度。
制备例35-55C
通过混合如表3中所记录的组分来制备涂覆溶液。将所需量的聚氨酯丙烯酸酯低聚物添加到所需量的包含以下各项的预混合物：HDDA、SR611、TEG2100、PI和MP。为了制备涂覆溶液而添加的各种组分的量以重量％的固体计。
然后，为了制备每个制备例，将表3和表4中所示的涂覆溶液组合物以32重量％的固体涂覆到PC膜上。在表3中，表4中针对每个制备例记录了制备例低聚物的身份。使用7号绕线棒(可购自美国纽约韦伯斯特的尔德专业公司，标称湿膜厚度0.43密耳(10.6微米))完成涂覆，并且在80℃下干燥1.5分钟。然后使用配备有H型灯泡的紫外线处理器(可购自美国马里兰州盖瑟斯堡的贺利氏特种光源美国公司(辐深系统))在氮气下以100％功率按30英尺/分钟(12.1m/min)使干燥的涂层固化。固化的涂层具有约3.4微米的估计厚度。
表3
Figure BDA0002093733630000291
表4
Figure BDA0002093733630000292
Figure BDA0002093733630000301
使用MAAC供片真空热成形系统(美国伊利诺伊州开罗斯奇姆的MAAC机械公司(MAAC Machinery Corp.,Carol Stream,Illinois))执行用于产生热成形的PE56-93C的制备例PE18-PE55C的热成形。热成形系统夹紧待热成形的涂覆膜片，并且使片材在顶部加热元件与底部加热元件之间穿梭以将片材加热到340℉(171℃)至380℉(193℃)的温度。然后使受热片材在具有8基底镜片几何形状的成形工具的顶部上穿梭(为红外反射型镜片组件300的外表面390产生图3A至图3C所示的外轮廓，其中模具腔的长度为8mm，并且宽度为65mm)。将工具加热到150℉(121℃)至250℉(121℃)的温度。然后，将工具升高到片材中，并且抽真空以迫使受热片材形成为8基底镜片工具几何形状。
下表5中记录了用于热成形的膜的测试结果。
表5
Figure BDA0002093733630000311
Figure BDA0002093733630000321
下表6中记录了热成形结果。
表6
Figure BDA0002093733630000322
Figure BDA0002093733630000331
实施例PE94-PE96
为了制备涂覆制剂，将14.73g的预制聚氨酯丙烯酸酯(先前的上下文描述的1.0DESN100+0.5HEA+0.5PETA，在MEK中占80重量％)、0.14g的TEG2100、0.27g的ESACUREONE和20.32g的乙醇以及2.54g的MP混合，并且在室温下用磁力搅拌棒搅拌30分钟，之后添加2.00g的SR611溶液(在乙醇中占32重量％)。通过使用#7、#9、#12 Mayer棒将涂覆制剂施加在PC膜上来分别制得膜PE94、PE95和PE96。允许涂覆的PC膜在室温下干燥，然后在80℃下在烘箱中干燥1分钟。使用配备有H型灯泡的紫外线处理器(美国马里兰州盖瑟斯堡的贺利氏特种光源美国公司(辐深系统))在氮气吹扫下以100％功率按30英尺/分钟(12.1m/min)使干燥的样品固化。
下表7中记录了实施例PE94-PE96的测试结果。
表7
Figure BDA0002093733630000341
实施例1-4
通过使用OCA转接胶带将PC膜层压到IRMOF膜来构造层压膜。类似地，使用OCA转接胶带单独地将制备例PE18、PE20、PE25和PE34的PC膜表面层压到IRMOF。使用MAAC真空热成形机和8基底镜片工具通过与先前取样中所述相同的热成形工艺来成形所得到的构造体。
使用8基底镜片坯料注塑成型工具在Krauss Maffei 65吨注塑成型机上完成光学膜插入成型。光学膜插入成型的过程涉及将所形成的层压膜修整到恰当的尺寸以适配在注塑成型工具中。将膜插入在注塑成型工具的凸面侧面中并且将聚碳酸酯成型材料(MAKROLON 2407聚碳酸酯，美国宾夕法尼亚州匹兹堡的科思创有限责任公司)插入到处于250℉(℃)的成型工具腔中。所得的镜片组件具有图3A至图3C所示的几何形状。对于实施例1-4，在任何硬涂覆膜的热成形中都未发现裂纹，并且在具有光学膜插入件的镜片中都未观察到开裂。
实施例5-7
使用8基底镜片坯料注塑成型工具在Krauss Maffei 65吨注塑成型机上完成光学膜插入成型。光学膜插入成型的过程涉及将所形成的膜修整到恰当的尺寸以适配在注塑成型工具中。将具有硬涂覆表面的膜插入在注塑成型工具的凸面侧面和凹面侧面中并且将聚碳酸酯成型材料(MAKROLON 3107聚碳酸酯，美国宾夕法尼亚州匹兹堡的科思创有限责任公司)插入到处于250℉(℃)的成型工具腔中。对于实施例5-7，在任何硬涂覆膜的热成形中都未发现裂纹，并且在具有光学膜插入件的镜片中都未观察到开裂。
在下表8中记录了实施例1-4和5-7的测试结果。
表8
Figure BDA0002093733630000351
下表8中记录了实施例1-4的光学性质。
表9
Figure BDA0002093733630000352
以上获得专利证书的申请中所有引用的参考文献、专利和专利申请以一致的方式全文以引用方式并入本文中。在并入的参考文献部分与本申请之间存在不一致或矛盾的情况下，应以前述说明中的信息为准。为了使本领域的普通技术人员能够实践受权利要求书保护的本公开而给出的前述说明不应理解为是对本公开范围的限制，本公开的范围由权利要求书及其所有等同形式限定。

Claims (20)

1.一种制造红外反射型光学透明组件的方法，所述方法包括以下步骤：
i)提供可固化组合物，所述可固化组合物包含以下组分：
a)基于组分a)至d)的总重量为70重量％至95重量％的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物，其具有3至9的平均(甲基)丙烯酸酯官能度；
b)基于所述组分a)至d)的总重量为2重量％至20重量％的(甲基)丙烯酸酯单体，其具有1至2的(甲基)丙烯酸酯官能度，其中所述(甲基)丙烯酸酯单体不是氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物；
c)基于所述组分a)至d)的总重量为0.5重量％至2重量％的硅氧烷(甲基)丙烯酸酯；
d)任选的有效量的光引发剂；以及
e)任选的溶剂；
ii)将所述可固化组合物涂覆到光学透明的热塑性聚合物膜的主表面上；
iii)任选地至少部分地对所述可固化组合物进行干燥以提供至少部分干燥的可固化组合物；
iv)至少部分地使所述可固化组合物或所述至少部分干燥的可固化组合物固化以提供可热成形复合膜；以及
v)将所述可热成形复合膜层压到红外反射型多层光学膜以提供所述红外反射型光学透明组件。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物具有4至7的平均(甲基)丙烯酸酯官能度。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述热塑性聚合物膜包含聚碳酸酯。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中组分d)存在于所述可固化组合物中。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中组分e)存在于所述可固化组合物中。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中组分b)包含1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯或烷氧基化的(甲基)丙烯酸四氢糠酯中的至少一者。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中在组分a)中，所述氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物包含异氰脲酸酯环或缩二脲基团中的至少一者。
8.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括：
vi)使所述红外反射型光学透明组件成形。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述成形包括热成形。
10.一种红外反射型光学透明组件，所述红外反射型光学透明组件包括：
第一光学透明的热塑性聚合物膜，所述第一光学透明的热塑性聚合物膜具有第一和第二相对的主表面；
第一保护性涂层，所述第一保护性涂层设置在所述第一光学透明的热塑性聚合物膜的所述第一主表面的至少一部分上，其中所述第一保护性涂层包含至少部分固化的第一组合物，所述至少部分固化的第一组合物包含：
a)基于组分a)至d)的总重量为70重量％至95重量％的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物，其具有3至9的平均(甲基)丙烯酸酯官能度；
b)基于所述组分a)至d)的总重量为2重量％至20重量％的(甲基)丙烯酸酯单体，其具有1至2的(甲基)丙烯酸酯官能度，其中所述(甲基)丙烯酸酯单体不是氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物；
c)基于所述组分a)至d)的总重量为0.5重量％至2重量％的硅氧烷(甲基)丙烯酸酯；以及
d)任选的有效量的光引发剂；以及
具有第一主表面的红外反射型多层光学膜，所述第一主表面牢固地粘结到所述第一光学透明的热塑性聚合物膜的所述第二主表面的至少一部分。
11.根据权利要求10所述的红外反射型光学透明组件，其中所述氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物具有4至7的平均(甲基)丙烯酸酯官能度。
12.根据权利要求10或11所述的红外反射型光学透明组件，其中所述热塑性聚合物膜包含聚碳酸酯。
13.根据权利要求10或11所述的红外反射型光学透明组件，其中组分d)存在于所述至少部分固化的第一组合物中。
14.根据权利要求10或11所述的红外反射型光学透明组件，其中组分b)包含1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯或烷氧基化的(甲基)丙烯酸四氢糠酯中的至少一者。
15.根据权利要求10或11所述的红外反射型光学透明组件，其中在组分a)中，所述氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物包含异氰脲酸酯环或缩二脲基团中的至少一者。
16.根据权利要求10或11所述的红外反射型光学透明组件，所述红外反射型光学透明组件还包括：
第二光学透明的热塑性聚合物膜，所述第二光学透明的热塑性聚合物膜牢固地粘结到所述红外反射型多层光学膜的与所述第一光学透明的热塑性聚合物膜相对的第二主表面。
17.根据权利要求10或11所述的红外反射型光学透明组件，其中所述红外反射型光学透明组件被成形为镜片表面的轮廓。
18.根据权利要求17所述的红外反射型光学透明组件，其中所述红外反射型光学透明组件与所述镜片表面是共延的。
19.一种制造红外反射型镜片组件的方法，所述方法包括以下步骤：
将根据权利要求17或18所述的红外反射型光学透明组件放置到镜片形状的注塑模具腔中；
将熔融的热塑性聚合物注入到所述注塑模具腔中；以及
将所述红外反射型镜片组件从所述注塑模具腔移除。
20.一种红外反射型镜片组件，所述红外反射型镜片组件包括：
固定到热塑性聚合物镜片的根据权利要求17或18所述的红外反射型光学透明组件。
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