CN1829780A - 具有高抗冲击性能的光致变色底漆组合物和涂覆该组合物的透明材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于涂覆透明材料的具有光致变色性和抗冲击性的底漆组合物；以及一种具有通过涂覆和固化底漆组合物而形成底漆层的光致变色透明材料。用于涂覆透明材料的底漆组合物基于100重量份的总底漆组合物包括：a)5～90重量份的含有布朗斯台德盐的聚氨酯；b)5～50份的聚环氧树脂；c)1～40重量份的光致变色染料。具有通过涂覆和固化上述底漆组合物而形成的底漆层的光致变色透明材料具有极佳的光致变色性和抗冲击性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于涂覆透明材料的具有光致变色性和抗冲击性的底漆组合物；本发明也涉及一种具有由涂覆和固化上述底漆组合物而形成的底漆层的光致变色透明材料。
背景技术
根据本发明的用于涂覆透明材料的底漆组合物被应用于各种需要透明性的透明材料，例如眼镜的镜片、汽车的玻璃、光学透镜、光学膜等。用于透明材料的原料包括塑料和玻璃。其中，与玻璃相比，塑料透镜具有强抗断裂性能和更轻的质量，因此被广泛地用作透明玻璃的替代品。塑料透镜尤其广泛地应用在光学透镜或眼镜镜片领域。
用于透明塑料透镜的材料包括聚烯丙基碳酸酯、丙烯酸树脂或聚硫氨酯。这些用于透明塑料透镜的材料具有柔软的表面，容易破碎和被刮伤。因此，这些材料需要如通过硅树脂基硬涂层的表面强化。但是硅树脂基硬涂层的问题在于该涂层降低塑料透镜的抗冲击性能。因此，为防止上述问题，需要在塑料透镜和硬涂层之间涂覆底漆层。
日本公开专利No.平8-54501公开了一种增强塑料透镜的抗冲击性能的方法，其中，由尿烷基树脂形成的层被用作底漆层。
同时，现有技术中已经公开了光致变色化合物作为底漆层的应用。例如，日本公开专利No.平3-269507公开了一种光致变色透镜，该光致变色透镜包括塑料基底、由硅树脂形成的硬涂覆层以及在塑料基底和硬涂覆层之间的底漆层，该底漆层含有光致变色物质。此外，在包括日本公开专利No.平5-28753、美国专利No.4,889,413、No.6,107,396、No.6,187,444、No.6,268,055、No.6,060,001和No.6,436,525的数篇专利公开文献中公开了光致变色涂料组合物的使用。
但是，与聚氨酯结合的光致变色染料作为底漆涂覆层被涂覆在塑料基底上时，会出现光密度降低、并且脱色速率也降低的问题。此外，当为获得较高的光密度而增加底漆层的厚度到10μm或更厚时，在施用至涂覆层后，硬涂覆层的硬度将会降低。
一般地，评价光致变色透镜的重要因素为高的活化/脱色速率、高的光密度(OD)和抗疲劳性。在这些因素之中，抗疲劳性可以通过选择适当的基质和加入紫外光稳定剂等得到改善。因此，需要增加透镜的光密度，同时保持需要的活化/脱色速率。特别地，在光致变色底漆涂料领域，增加光密度是很迫切的课题。决定有机光致变色染料的光密度的最重要因素是染料本身的结构以及染料所处的环境。但是，这些因素迄今在根据现有技术的光致变色底漆组合物中一直未被考虑。
发明内容
本发明的发明人发现，当光致变色染料被用于涂覆透明塑料材料上的光致变色底漆涂覆层时，如果染料所处环境为极性，则，即使以很小的涂层厚度也可以获得高光密度。因为染料所处环境的极性增加，所以活化的染料分子变得更稳定。此外，他们还发现，随底漆组合物的组成元素内的自由体积增加，促进光致变色染料的可逆活化/脱色，因而增加了活化/脱色速率。
因此，基于上述发现完成本发明。本发明的目的是提供一种用于涂覆透明材料的底漆组合物，以及一种具有通过涂覆和固化底漆组合物而形成的底漆层的透明材料，其中，底漆组合物包括含有布朗斯台德盐(Bronsted salt)的聚氨酯、聚环氧树脂和光致变色染料。
根据本发明的一个技术方案，提供了一种用于涂覆透明材料的底漆组合物，基于100重量份的总底漆组合物，包括：(a)5～90重量份的含有布朗斯台德盐的聚氨酯；(b)5～50重量份聚环氧树脂；(c)1～40重量份的光致变色染料。
根据本发明的另一个技术方案，提供了一种具有底漆层的光致变色透明材料，该底漆层是通过在透明材料表面上涂覆和固化上述底漆组合物而形成的。
本发明的上述及其它目的、特征和优点将在下文中详细阐述。
在根据本发明的底漆组合物中，第一组分、即聚氨酯的特征在于含有布朗斯台德盐，并因此具有极性。布朗斯台德盐为包含在由底漆组合物形成的底漆层中的光致变色染料提供极性环境。
上述作用做如下解释：当暴露在紫外光下时，如部花青(merocyanine)的大部分光致变色染料通过染料的最初结构中的某些化学键的断裂转化至含有双性离子的活性状态。含有布朗斯台德盐的聚氨酯给活化的光致变色染料提供极性环境。当进行紫外线照射时，这种极性环境可以稳定活化的染料，并可以使逆反应的进程最小化，从而保持染料的强活化状态。因此，即使光致变色底漆涂层的厚度很小，也可以得到高光密度。
根据本发明，聚氨酯中的布朗斯台德盐可由氨基二醇与布朗斯台德酸之间的反应产物提供。这种由布朗斯台德酸的阴离子共轭碱和阳离子胺生成的布朗斯台德盐稳定了被活化的具有两性离子的光致变色染料，因此可以得到高的光密度。
聚氨酯的其它物理性质由制备聚氨酯所使用的多元醇和异氰酸酯的特性所决定。具体地，可以通过以多元醇的种类和数量调控聚氨酯的刚性链段和柔性链段的比率，从而决定聚氨酯的物理性质。聚氨酯的柔性链段通过异氰酸酯与如聚酯多元醇或聚醚多元醇的高分子量多元醇反应而制得。柔性链段为光致变色染料提供进行可逆反应所需的自由空间，并且为根据本发明的底漆组合物所应用的透明材料提供抗冲击性能。聚氨酯的刚性链段由异氰酸酯与低分子量多元醇之间的反应制成。刚性链段提高了由根据本发明的底漆组合物形成的涂覆层的机械强度、耐热性和耐化学性。
可用于本发明的含有布朗斯台德盐的聚氨酯的例子包括从Noveon公司可得的Estane 5778、Estane 5707、Estane 5701等。其中，聚氨酯Estane 5778是一种含有芳香聚酯官能团的热固性聚氨酯树脂。Estane 5778能够稳定地分散金属氧化物和颜料等，并且对如丁酮、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、环己酮等溶剂具有很高的溶解性。Estane 5778在如录像带和录音带等记录介质的制备中广泛地应用。
由于含有布朗斯台德盐的聚氨酯是异氰酸酯和多元醇的反应产物，因此本发明的底漆组合物可以包括代替聚氨酯的含有异氰酸酯和多元醇的聚氨酯反应混合物(用于制备聚氨酯的反应混合物)。
制备含有布朗斯台德盐的聚氨酯所用的异氰酸酯组分优选为脂肪族异氰酸酯、脂环族异氰酸酯、芳香族异氰酸酯、杂环异氰酸酯、嵌段脂肪族异氰酸酯或嵌段脂环族异氰酸酯。更特别地，异氰酸酯组分的优选例子包括二异氰酸酯，例如己撑二异氰酸酯、1，3，3-三甲基己撑二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯-2，6-二异氰酸酯、4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯等。
制备含有布朗斯台德盐的聚氨酯所用的多元醇优选为：(i)含有布朗斯台德盐的二元醇，(ii)生成聚氨酯的柔性链段的多元醇，和(iii)生成聚氨酯的刚性链段的多元醇。
含有布朗斯台德盐的二元醇(i)可以是氨基二醇和布朗斯台德酸的反应产物。氨基二醇可用本领域技术人员公知的常规方法制得。氨基二醇的具体例子包括2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇、N-(正丁基)二乙醇胺、3-二乙基氨基-1，2-丙二醇、N-(叔丁基)二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-苯基二乙醇胺、二乙基-N，N-二(2-羟乙基)氨甲基磷酸酯等。
与氨基二醇反应的布朗斯台德酸可以包括磷酸、次磷酸或磺酸。布朗斯台德酸的优选例子包括甲基磷酸、乙基磷酸、丙基磷酸、丁基磷酸、叔丁基磷酸、亚甲基二磷酸、2-氯乙基磷酸、苯基磷酸、磷酰基乙酸、磷酰基丙酸、甲基磺酸、乙基磺酸、丙基磺酸、磺基乙酸、磺基琥珀酸、苯磺酸、乙基苯磺酸、4-羟基苯磺酸等，但不局限于此。
生成聚氨酯的柔性链段的多元醇(ii)的非限定例子包括聚酯二元醇、聚醚二元醇、聚丙烯酸二元醇和聚碳酸酯二元醇。当多元醇(ii)的分子量小于300g/mol时，抗冲击强度和光密度会降低。另一方面，当多元醇(ii)的分子量大于6000g/mol时，会破坏材料的涂覆性。因此，多元醇(ii)优选具有300～6000g/mol、更优选500～2000g/mol的分子量。此外，基于100重量份的聚氨酯，多元醇(ii)的量优选为10～70重量份、更优选为20～60重量份。
生成聚氨酯的刚性链段的多元醇(iii)为具有50～500g/mol的分子量的低分子量多元醇。多元醇(iii)的例子可以包括1，4-丁二醇、1，2-丁二醇、1，5-戊二醇、2，4-戊二醇、1，4-环己二醇、1，6-己二醇、2，5-己二醇、2，4-庚二醇、季戊四醇和三羟甲基丙烷，但不限于此。此外，基于100重量份的聚氨酯，多元醇(iii)的重优选为1～50重量份、更优选为5～30重量份。
根据本发明，制备含有布朗斯台德盐的聚氨酯可以使用催化剂。该催化剂包括本领域技术人员公知的路易斯碱、路易斯酸、或插入反应催化剂等。催化剂的具体例子可以包括辛酸锡、二醋酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、硫醇二丁基锡、二马来酸二丁基锡、氢氧化二甲基锡、三乙胺等，但不限于此。
聚氨酯中的布朗斯台德盐优选以每1×106g的聚氨酯中含10～100g当量的比例存在。尽管布朗斯台德盐以如此低的量存在，但是它为光致变色染料提供极性环境，从而可以提高光密度。
在含有布朗斯台德盐的聚氨酯中，异氰酸酯和多元醇优选以两个官能团NCO和OH之间的摩尔比即NCO/OH的范围优选地为0.5～0.3、更优选为0.75～2.0的量存在。如果该摩尔比小于0.5，则由底漆涂料组合物形成的涂覆层不能充分固化。另一方面，如果两官能团之间的摩尔比大于3，则可能存在未反应的异氰酸酯，并因此具有与上面的硬涂覆层反应的可能性，从而破坏硬涂覆层的性能和外观。
基于100重量份的总底漆组合物，包含异氰酸酯及多元醇的聚氨酯反应混合物或聚氨酯的量优选为5～90重量份。如果该量小于5重量份，则可能降低抗冲击性能和光密度，然而如果该量大于90重量份，则可能降低活化/脱色速率和粘附性。
根据本发明的底漆组合物，优选第二组分即聚环氧树脂为线性的，并且具有约300～2000g/mol的分子量。环氧树脂中的环氧基团可以和所述的聚氨酯反应混合物或聚氨酯中的羟基发生反应。这样导致在生成新的OH基团的同时环氧基团开环，该OH基团又与异氰酸酯中存在的NCO基团发生反应，从而形成可以成为聚氨酯的一部分的尿烷键。此外，未反应的环氧基团与上面的硬涂覆层中存在的OH基团反应，从而可使底漆层与硬涂覆层紧密接触。另外，使用聚环氧组分导致在由根据本发明的底漆组合物制成的底漆层中形成附加的自由空间。因此，可以促进光致变色染料的化学结构的变化，从而提高活化/脱色速率。
基于100重量份的总底漆组合物，优选聚环氧树脂的量为5～50重量份。如果该量少于5重量份，则粘附性变差，然而，如果该量大于50重量份，则可能损害涂覆性。
可以在本发明中使用的聚环氧树脂的例子包括LG化学公司可提供的Lucky Epoxy Resin型双酚A环氧树脂，以及Toray Thiokol公司可提供的聚硫改性的环氧树脂Flep等。例如，为Lucky Epoxy Resin的双酚A环氧树脂的典型例子的聚环氧树脂LER840是一种在两端具有两个环氧基团、并且包括作为基本结构的双酚A的环氧树脂。该环氧树脂的环氧当量为180～190，并且其在25℃的粘度为9000～11000cps。并且该聚环氧树脂还具有良好的粘附性、低收缩性、高抗化学性及其他它点。此外，由于其具有相对长的链及大分子量，因此该聚环氧树脂可在底漆层的结构内形成附加的自由空间，因此，这样使光致变色染料的化学结构容易发生改变，从而提高活化/脱色速率和光密度。
根据本发明的组合物，用于提供光致变色性质的第三组分可以是没有特别限定的任何光致变色染料。例如，可以使用苯并吡喃基-、萘并吡喃基-、菲并吡喃基-、茚并萘并吡喃基-、俘精酸酐、螺恶嗪基-和螺吡喃基化合物。一种根据本发明的底漆组合物可以包括各种光致变色染料，以显示各种颜色。
基于100重量份的总底漆组合物，优选光致变色染料的量为1～40重量份。如果该量少于1重量份，则会降低光密度，然而如果该量多于40重量份，则涂覆性较差。
根据本发明的底漆组合物能够溶于有机溶剂中，从而涂覆于透明材料上。可以在本发明中使用的有机溶剂包括醇类、酮类、酯类和醚类。更具体地，优选使用丁酮、乙酰丙酮、乙酸乙基酸溶纤剂、双丙酮醇和乙酸乙酯等。
根据本发明的底漆组合物可以涂覆在透明材料上，尤其涂覆于塑料透镜等。更特别地，根据本发明的底漆组合物可以应用于如下材料：聚碳酸酯、丙烯酸树酯、聚二甘醇二烯丙基碳酸酯(CR-39)和聚对苯二甲酸亚乙酯。根据本发明的底漆组合物具有良好的对上述材料的粘附性、和通过其底漆组合物在室外环境被活化的光致变色性，并且在室内环境中被脱色。为了当透镜暴露在紫外光中时使透镜具有较高的光密度和改善的抗疲劳性，选择合适的基质是很重要的。另外，可以向基质中加入各种添加剂(如Ciba-Geigy日本公司可提供的Tinuvin的紫外光稳定剂、表面活性剂等)。
优选地，根据本发明的底漆组合物采用适当的方法涂覆在塑料透镜上，所述方法包括浸涂法、旋涂法等，然后在50～150℃下固化0.5～4h。为了防止塑料材料在固化过程中由于过热而损坏和变形，更优选底漆组合物在90～120℃下固化0.5～4h。
根据本发明，干涂覆层厚度为0.1～40μm、优选1～10μm、更优选2～5μm。如果该厚度小于2μm，则光密度较低。相反，如果该厚度大于5μm，则，涂覆硬涂覆层后，硬度可能降低。
由于涂覆有光致变色底漆层的塑料透镜有软的表面，因此，优选在底漆层上涂覆硬涂覆层。即使形成硬涂覆层，在硬涂覆层和塑料镜片间之间形成的底漆涂覆层也能防止抗冲击性的降低。
用于形成硬涂覆层的硬涂覆剂优选硅树脂。硅树脂的优选例子包括基于以下组分的组合物：(A)由粒径为1～100nm的纳米粒子形成的无机氧化物溶胶，该溶胶包括至少一种选自包括Ti、Zr、Si、Al、Sn、Sb、Ta、Ce、La、Fe、Zn、W和In的组的元素；(B)没有官能团的硅烷化合物；和/或(C)含有环氧基团的硅酮化合物或其水解产物。
无机氧化物溶胶(A)提高硬涂覆层的硬度、耐热性和耐候性，并且使硬涂覆层的折射率增加至接近透镜的折射率，从而可以防止光干涉现象。包括不含官能团的硅烷化合物(B)的保护性涂覆剂中可以为市售可得的硬涂覆组合物，优选购自LG化学公司的ST11MS。含有环氧基团的硅烷化合物(C)的例子包括Y-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、Y-环氧丙氧丙基甲基二乙氧基硅烷、Y-环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷等。
在底漆层上涂覆硬涂覆组合物的方法包括浸涂法、流动法(flowmethod)、旋涂法和喷涂法等，但不限于此。
可以通过在塑料透镜的表面上的底漆层上涂覆硬涂覆组合物、将其在80～120℃下加热1-24小时、然后固化化形成硬涂覆层。硬涂覆层的厚度优选为0.5～5μm、更优选为1～4μm。
具体实施方式
以下，将通过本发明的优选实施例详细地描述本发明，但本发明的范围不限于这些实施例。
实施例1
制备用于涂覆透明材料的底漆组合物
将296g丁酮、351g乙酸乙基酸溶纤剂和164g乙酰丙酮加入到夹套反应器中。72g从Noveon公司可得的聚氨酯Estane5778(含有布朗斯台德盐的聚氨酯)加入到反应器中，所得混合物搅拌约1h。向搅拌的混合物中加入26.7g从LG化学公司可得的聚环氧树脂LER-840，搅拌所得混合物至其均质化。然后加入12g光致变色染料(紫外光下显蓝色的吩嗪)和1.4g从Ciba-Geigy公司可得的作为紫外光稳定剂的Tinuvin144。然后加入各1.57g的从TEGO公司可得的作为匀染剂的TEGO-410和TEGO-450。
使用底漆组合物涂覆透镜
将用于眼镜的介质-折射率透镜(从HANDOK Optec公司可得的BS；折射率为1.553)在60℃的NaOH中刻蚀4分钟，然后浸渍在上述制得的涂覆组合物中，使透镜涂覆该涂覆组合物，并在110℃下干燥60分钟。
涂覆后的透镜进一步用从LG化学公司可得的硅基硬涂覆保护层ST11MS涂覆，并在120℃固化2小时。
实施例2
将308g丁酮、366g乙酸乙基酸溶纤剂、171g乙酰丙酮和54.6g从Noveon公司可得的聚氨酯Estane5778在室温下加入到夹套反应器中，所得混合物搅拌约1小时。向搅拌的混合物中加入48.4g从LG化学公司可得的聚环氧树脂LER-840，并且所得混合物搅拌约30分钟。然后加入12g光致变色染料(紫外光下显蓝色的吩嗪)和1.4g从Ciba-Geigy公司可得的作为紫外光稳定剂的Tinuvin144。搅拌约30分钟后，加入各1.57g的从TEGO公司可得的均染剂TEGO-410和TEGO-450。
然后，采用与实施例1相同的方法，用于眼镜的介质-折射率透镜被涂覆底漆组合物，然后进一步被涂覆硬涂覆保护层。
对比实施例1
将331g丁酮、393g乙酸乙基酸溶纤剂、183g乙酰丙酮和80.5g从Noveon公司可得的聚氨酯Estane5778在室温下加入到夹套反应器中，所得混合物搅拌约1小时。向搅拌的混合物中加入9.2g光致变色染料(紫外光下显蓝色的吩嗪)和1.1g紫外光稳定剂。搅拌约30分钟后加入各1.57g的从TEGO公司可得的均染剂TEGO-410和TEGO-450。
然后，采用与实施例1相同的方法，用于眼镜的介质-折射率透镜被涂覆底漆组合物，然后进一步被涂覆硬涂覆保护层。
对比实施例2
将327g丁酮、389g乙酸乙基酸溶纤剂、181g乙酰丙酮和110g从LG化学公司可得的聚环氧树脂LER-840在室温下加入到夹套反应器中，所得混合物搅拌约1小时。然后向搅拌混合物中加入12.4g光致变色染料(紫外光下显蓝色的吩嗪)和1.4g紫外光稳定剂。搅拌约30分钟后加入各1.57g的从TEGO公司可得的均染剂TEGO-410和TEGO-450。
然后，采用与实施例1相同的方法，用于眼镜的介质-折射率透镜被涂覆底漆组合物，然后进一步被涂覆硬涂覆保护层。
对比实施例3
除用从DONGSUNG化学公司可得的聚氨酯D-ACE-606NY代替从Noveon公司可得的聚氨酯Estane5778外，重复实施例1，以制备底漆组合物及光致变色透镜。
从DONGSUNG化学公司可得的聚氨酯D-ACE-606NY是一种具有聚酯官能团的聚氨酯树脂。它是一种在其结构中不合布朗斯台德盐、且具有良好的流体稳定性和耐候性的不黄变型单组分树脂。该聚氨酯D-ACE-606NY被广泛应用于服装和直接涂覆技术中。
对比实施例4
将50.53g丁酮、50.53g甲苯、50.53g乙酸乙酯、3.27g分子量为1000的线性多聚的聚四氢呋喃、3.25g的1，4-丁二醇、3.25g的三甲氧基丙烷和3.25g从Bayer公司可得的聚酯DESMOPHEN 670A 80(一种溶于乙酸正丁酯的饱和聚酯树脂)在室温下加入到夹套反应器中，所得混合物搅拌约1h。然后向搅拌混合物中加入4g光致变色染料(紫外光下显蓝色的吩嗪)、1.4g紫外光稳定剂、85g从Degussa公司可得的VESTANAT B 1358A(嵌段脂环族聚异氰酸酯)和0.64g二月桂酸二丁基锡。搅拌约30分钟后加入各0.46g的从TEGO公司可得的均染剂TEGO-410和TEGO-450。
然后，采用与实施例1相同的方法，用于眼镜的介质-折射率透镜被涂覆底漆组合物，然后进一步被涂覆硬涂覆保护层。
实验实施例
对实施例1和2及对比实施例1～4制备的各透镜进行下述实验，实验结果如下表1所示。
(1)光密度(ΔOD)
固化后的透镜在波长为365nm(1.35mW/cm2)的紫外光下照射2分钟。随后，通过用紫外-可见光检测器测量在活化状态和脱色状态下的各透镜的输出光。基于在脱色状态下的光密度的在活化状态下的光密度(ΔOD)通过如下公式计算：
(2)耐刮擦性：用#0000钢丝绒进行刮擦实验。
钢丝绒被安装在直径为25mm的圆柱的前端，并与样品的表面接触。在100g的负荷下样品与钢丝绒旋转5次，然后用肉眼观察。(○：表面无损伤，△：轻微损伤，×：严重损伤)
(3)粘附性
对于各处于交联和固化状态的涂覆层都进行横切纤维带剥离实验。更特别地，用横切法沿纵向和横向用11×11条线以1mm的线间隔切刻各涂层，从而形成各具有1mm2面积的100个分区，纤维带粘附在切刻的涂层上，并迅速被去除。该操作在同一处重复三次。
○：重复三次后无剥离
△：重复三次后在1～50个分区处发生剥离
×：重复三次后在50～100个分区处发生剥离
(4)抗冲击性
将16.32g和24.82g重的钢球分别放在131cm和154cm的高度处，并且向下降落，以冲击至透镜的凸面上。在逐渐加大冲击能的同时，重复该破坏实验。当透镜破碎或者出现裂痕时，处于在前能级的冲击能量值被定义为以冲击能量(J)表示的抗冲击性。根据FDA标准，该冲击能应为0.2J或更大。
(5)涂覆层厚度
用FE-SEM(场发射扫描电子显微镜)观察涂覆透镜的截面，以确定涂覆层厚度。
[表1]
| 项目编号 | 实施例1 | 实施例2 | 对比实施例1 | 对比实施例2 | 对比实施例3 | 对比实施例4 |
| ΔODmax 1) | 0.91 | 0.78 | 0.38 | 0.12 | 0.24 | 0.27 |
| λmax 2)(nm) | 619 | 620 | 619 | 608 | 603 | 601 |
| t1/2 3)(秒) | 42 | 32 | 45 | 24 | 18 | 30 |
| 耐刮擦性 | ○ | ○ | ○ | × | ○ | ○ |
| 粘附性 | ○ | ○ | × | × | ○ | × |
| 抗冲击性(J) | ≥0.37 | ≥0.37 | 0.37 | ≤0.21 | 0.37 | 0.23 |
| 底漆涂覆层 | 4.0 | 3.6 | 3.8 | 2.7 | 3.5 | 2.9 |
| 厚度(μm) | ||||||
| 硬涂覆层厚度(μm) | 3.7 | 3.5 | 2.8 | 3.5 | 3.0 | 3.1 |
| 1)ΔODmax：通过使用处于活化状态和脱色状态的透射率计算的光密度。[log(T％脱色状态/T％活化状态)]2)λmax：在此点处暴露于紫外光后在可见光范围内透光率达到最低值的波长值3)t1/2：脱色速率的半期。暴露于紫外光后，将光密度值恢复到紫外线被保护时的初始值的一半所需要的时间。 | ||||||
如表1所示，与对比实施例1～4相比，实施例1和2具有极佳的光密度值。此外，各由根据实施例1和2的底漆涂覆组合物制得的底漆涂覆层的t1/2值(脱色速率的半期)为90s或更短，因此可作为底漆涂料使用。
工业应用
如上所述，通过使用光致变色染料在塑料材料上形成的常规光致变色底漆涂层的缺点在于其具有低光密度和低脱色速率。但是，如由前述可以理解，当被涂覆于塑料透镜上时，含有包含布朗斯台德盐的极性聚氨酯、聚环氧树脂和光致变色染料的根据本发明的底漆组合物具有高的光密度和活化/脱色速率。
Claims (17)
1、一种用于涂覆透明材料的底漆组合物，基于100重量份的总底漆组合物，包括：
a)5～90重量份的含有布朗斯台德盐的聚氨酯；
b)5～50重量份的聚环氧树脂；和
c)1～40重量份的光致变色染料。
2、根据权利要求1的用于涂覆透明材料的底漆组合物，其中，所述布朗斯台德盐在含有布朗斯台德盐的聚氨酯中的含量为每1×106g聚氨酯中含10～100g当量。
3、根据权利要求1的用于涂覆透明材料的底漆组合物，其中，所述含有布朗斯台德盐的聚氨酯为异氰酸酯和多元醇的反应产物，所述异氰酸酯和多元醇以两个官能团NCO和OH之间(NCO/OH)的摩尔比在0.5～3.0的范围内的量存在。
4、根据权利要求1的用于涂覆透明材料的底漆组合物，其中，所述含有布朗斯台德盐的聚氨酯为异氰酸酯和多元醇的反应产物，所述异氰酸酯选自包括脂肪族异氰酸酯、脂环族异氰酸酯、芳香族异氰酸酯、杂环异氰酸酯、嵌段脂肪族异氰酸酯和嵌段脂环族异氰酸酯的组。
5、根据权利要求1的用于涂覆透明材料的底漆组合物，其中，所述含有布朗斯台德盐的聚氨酯为异氰酸酯和多元醇的反应产物，所述多元醇包括：(i)含有布朗斯台德盐的二元醇，(ii)生成聚氨酯的柔性链段的多元醇，和(iii)生成聚氨酯的刚性链段的多元醇。
6、根据权利要求5的用于涂覆透明材料的底漆组合物，其中，含有布朗斯台德盐的二元醇为氨基二醇与布朗斯台德酸的反应产物。
7、根据权利要求6的用于涂覆透明材料的底漆组合物，其中，氨基二醇选自包括2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇、N-(正丁基)二乙醇胺、3-二乙基-氨基-1，2-丙二醇、N-(叔丁基)二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-苯基二乙醇胺和二乙基-N，N-二(2-羟乙基)氨甲基磷酸酯的组。
8、根据权利要求6的用于涂覆透明材料的底漆组合物，其中，布朗斯台德酸选自包括磷酸、次磷酸和磺酸的组。
9、根据权利要求5的用于涂覆透明材料的底漆组合物，其中，生成聚氨酯的柔性链段的多元醇选自包括聚酯二元醇、聚醚二元醇、聚丙烯酸二元醇和聚碳酸酯二元醇的组。
10、根据权利要求5的用于涂覆透明材料的底漆组合物，其中，生成聚氨酯的刚性链段的多元醇选自包括1，4-丁二醇、1，2-丁二醇、1，5-戊二醇、2，4-戊二醇、1，4-环己二醇、1，6-己二醇、2，5-己二醇、2，4-庚二醇、季戊四醇和三羟甲基丙烷的组。
11、根据权利要求1的用于涂覆透明材料的底漆组合物，其中，含有布朗斯台德盐的聚氨酯是含有异氰酸酯和多元醇的聚氨酯反应混合物。
12、根据权利要求1的用于涂覆透明材料的底漆组合物，其中，聚环氧树脂是线性的，并且其分子量在300～2000g/mol之间。
13、根据权利要求1的用于涂覆透明材料的底漆组合物，其中，光致变色染料选自包括苯并吡喃基-、萘并吡喃基-、菲并吡喃基-、茚并萘并吡喃基-、俘精酸酐、螺恶嗪基-和螺吡喃基化合物的组。
14、一种光致变色透明材料，该光致变色透明材料具有通过在透明材料的表面上涂覆并固化根据权利要求1～13中的任意一项的底漆组合物而形成的底漆层。
15、根据权利要求14的光致变色透明材料，其中，底漆层的厚度为0.1μm～40μm。
16、根据权利要求14的光致变色透明材料，其中，在底漆层上形成硬涂覆层。
17、根据权利要求16的光致变色透明材料，其中，硬涂覆层包括至少一种选自包括以下组分的组的组分：至少一种包括至少一种选自包括Ti、Zr、Si、Al、Sn、Sb、Ta、Ce、La、Fe、Zn、W和In的组的元素的无机氧化物溶胶；没有官能团的硅烷化合物；和含有环氧基团的硅酮化合物或其水解产物。
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