JP7467409B2 - 耐クラック性コーティング組成物およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、様々な基材をコーティングするためのコーティング組成物に関する。特に、本発明は、ハードコート配合物などの耐摩耗性コーティングを提供するコーティング組成物に関する。
高分子材料、特にポリカーボネートなどの熱可塑性プラスチックは、設計の自由度の向上、軽量化、安全機能の向上などが高く求められている、自動車、運輸、建築用ガラスの用途など、さまざまな用途で構造材料として使用するためのガラスの有望な代替品である。ただし、プレーンのポリカーボネート基材は、耐摩耗性、耐薬品性、耐紫外線（ＵＶ）性、および耐候性がないために制限されるため、前述の用途における制限を緩和する光学的に透明なコーティングで保護する必要がある。
シリコーンハードコートは、ポリカーボネートおよびアクリルを含む様々なポリマーの耐摩耗性および耐ＵＶ性を改善するために伝統的に使用されてきている。これにより、建築用ガラスやヘッドライトなどの自動車部品など、幅広い用途でポリカーボネートを使用できる。
熱硬化性シリコーンハードコートの添加は、一般に、ポリマー基材に耐摩耗性を付与する。シリコーンハードコート層に有機または無機のＵＶ吸収材料を添加すると、ポリマー基材の耐候性を改善させることができる。ただし、屋外に長時間さらされると、微小なひび（クラック）が形成され始め、コーティング破損が発生する。ひびの形成は望ましくない現象であり、下にある基材を保護するコーティングの耐久性を制限する。プラスチック基材に改善した耐摩耗性と耐候性を、改善した耐クラック性とともにもたらすハードコートを開発する必要がある。コーティングの耐クラック性を改善させるためにさまざまな方法が求められてきた。米国特許第７，８５７，９０５号は、耐クラック性が改善されて得られたとされる柔軟な熱硬化シリコーンハードコートを記載している。他には、コーティングの厚さ、樹脂の分子量、架橋密度、および熱膨張係数を制御すること（米国公開番号２０１２／００５８３４７）；金属酸化物粒子の濃度を制御すること（米国公開番号２０１３／０１６４５３９）；コーティング中のＵＶ吸収剤、触媒の濃度、および加水分解性シリル基の比率を制御すること（米国公開番号２００７／０２１９２９８）によって耐クラック性を改善させることを説明している。米国特許第８，６０３，５８７号は、異なるシランを使用したコーティング厚が４０μｍを超える場合でも、非常に優れた耐候性と耐クラック性に加えて、高硬度を特徴とする耐傷性の高いコーティングを伴うコーティング組成物を記載している。
本明細書で提供されるのは、シリコーンハードコートを形成するのに適したコーティング組成物である。この組成物は、シロキサノール樹脂を形成するためのベースとしてシランの混合物を含む。本明細書に記載の成分Ａと成分Ｂの組み合わせは、水浸後の接着、臨界ひずみ、摩耗、マイクロインデンテーション試験などを含むがこれらに限定されない様々な受け入れられた試験方法に関して評価および理解されるように、良好な光学特性、接着性、耐摩耗性、耐候性、および／または耐クラック性を有するコーティングを提供する。
一態様では、組成物が提供され、該組成物は、
式（Ｒ１）ｄＳｉ（ＯＲ２）４－ｄの成分Ａ、ここでＲ１はＣ１－Ｃ３一価炭化水素であり、Ｒ２はＣ１－Ｃ３一価炭化水素または水素ラジカルであり、ｄは０、１、または２であり、および
式１、式２、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される成分Ｂ、
（Ｒ３）ａＳｉ（ＯＲ４）４－ａ 式１
（Ｒ５Ｏ）ｍ（Ｒ６）ｎＳｉ（Ｒ９）ｘ（Ｒ１０）ｙ（Ｒ１１）ｚＳｉ（Ｒ８）ｓ（ＯＲ７）ｐ 式２
ここでＲ３は、Ｃ５－Ｃ２０直鎖または分岐アルキルラジカル、Ｃ５－Ｃ２０フルオロアルキル、炭化水素とフルオロ炭素鎖の混合物、チオエステル基を含むＣ５－Ｃ２０直鎖または分岐炭化水素鎖、アミノ基または尿素基を含むＣ６－Ｃ２４飽和または不飽和直鎖または環状炭化水素鎖から選択され、Ｒ４はＣ１－Ｃ２０一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルであり、ａは０、１から３であり、
Ｒ５およびＲ７は、Ｃ１－Ｃ２０一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルから独立して選択され、
Ｒ６およびＲ８は、Ｃ１からＣ３の一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルから独立して選択され、ｍおよびｐは１から３であり、ｎおよびｓは１から３であって、ｍ＋ｎが３となり、そしてｓ＋ｐが３となり、
Ｒ９はＣ１－Ｃ２４二価炭化水素ラジカルから選択され、
Ｒ１０およびＲ１１は、Ｃ１からＣ２４の一価炭化水素ラジカルから独立して選択され、
ｘは１から２０であり、ｙは０から２０であり、そしてｚは０から２０であり、
金属酸化物粒子、
ＵＶ吸収剤、
触媒、および
溶媒を含む。
式（Ｒ１）ｄＳｉ（ＯＲ２）４－ｄの成分Ａ、ここでＲ１はＣ１－Ｃ３一価炭化水素であり、Ｒ２はＣ１－Ｃ３一価炭化水素または水素ラジカルであり、ｄは０、１、または２であり、および
式１、式２、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される成分Ｂ、
（Ｒ３）ａＳｉ（ＯＲ４）４－ａ 式１
（Ｒ５Ｏ）ｍ（Ｒ６）ｎＳｉ（Ｒ９）ｘ（Ｒ１０）ｙ（Ｒ１１）ｚＳｉ（Ｒ８）ｓ（ＯＲ７）ｐ 式２
ここでＲ３は、Ｃ５－Ｃ２０直鎖または分岐アルキルラジカル、Ｃ５－Ｃ２０フルオロアルキル、炭化水素とフルオロ炭素鎖の混合物、チオエステル基を含むＣ５－Ｃ２０直鎖または分岐炭化水素鎖、アミノ基または尿素基を含むＣ６－Ｃ２４飽和または不飽和直鎖または環状炭化水素鎖から選択され、Ｒ４はＣ１－Ｃ２０一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルであり、ａは０、１から３であり、
Ｒ５およびＲ７は、Ｃ１－Ｃ２０一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルから独立して選択され、
Ｒ６およびＲ８は、Ｃ１からＣ３の一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルから独立して選択され、ｍおよびｐは１から３であり、ｎおよびｓは１から３であって、ｍ＋ｎが３となり、そしてｓ＋ｐが３となり、
Ｒ９はＣ１－Ｃ２４二価炭化水素ラジカルから選択され、
Ｒ１０およびＲ１１は、Ｃ１からＣ２４の一価炭化水素ラジカルから独立して選択され、
ｘは１から２０であり、ｙは０から２０であり、そしてｚは０から２０であり、
金属酸化物粒子、
ＵＶ吸収剤、
触媒、および
溶媒を含む。
一実施形態では、成分Ｂは、成分Ａおよび成分Ｂの総重量に基づいて、約１重量パーセントから約６０重量パーセントの量で存在する。
成分ＢのＲ３は、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、３，３，３－トリフルオロペンチル、３，３，３－トリフルオロヘキシル、３，３，３－トリフルオロヘプチル、３，３，３－トリフルオロオクチル、パーフルオロペンチル、パーフルオロヘキシル、パーフルオロヘプチル、またはパーフルオロヘキシルから選択される、任意の前述の実施形態の組成物。
Ｒ４がメチルおよびエチルから選択される、任意の前述の実施形態の組成物。
成分Ｂは、式２ａを有する式２のシランから選択され：（Ｒ５Ｏ）ｍ（Ｒ６）ｎＳｉ－Ｚ－Ｓｉ（Ｒ８）ｓ（ＯＲ７）ｐ 式２ａ、ここでＺはＣ１－Ｃ２４二価炭化水素ラジカルである、任意の前述の実施形態の組成物。
一実施形態では、二価の炭化水素ラジカルＺは式－Ｒ２１－Ｒ２３－Ｒ２２－であり、ここでＲ２１およびＲ２２は独立してＣ１－Ｃ６二価炭化水素基であり、そしてＲ２３は飽和、不飽和、または芳香族のいずれかであり得る、Ｃ５－Ｃ１０二価環状基である。
成分Ａがメチルトリメトキシシランである、任意の前述の実施形態の組成物。
金属酸化物粒子は、約０．１重量パーセントから約５０重量パーセントの量で存在する、任意の前述の実施形態の組成物。一実施形態では、金属酸化物粒子は、約０．５重量パーセントから約３０重量パーセントの量で存在する。一実施形態では、金属酸化物粒子は、組成物の総重量に基づいて、約１重量パーセントから約２０重量パーセントの量で存在する。
金属酸化物粒子は、シリカ、ジルコニア、チタニア、アルミナ、セリア、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化アンチモン、またはそれらの２つ以上の組み合わせから選択される、任意の前述の実施形態の組成物。
金属酸化物粒子は、約１ｎｍから約２５０ｎｍの平均粒子サイズを有する、任意の前述の実施形態の組成物。
酸化防止剤、熱安定剤、接着促進剤、充填剤、ＵＶ吸収剤、界面活性剤、またはそれらの２つ以上の組み合わせから選択される添加剤をさらに含む、任意の前述の実施形態の組成物。
溶媒は、脂肪族アルコール、グリコールエーテル、脂環式アルコール、脂肪族エステル、脂環式エステル、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化脂肪族化合物、ハロゲン化脂環式化合物、ハロゲン化芳香族化合物、脂肪族エーテル、脂環式エーテル、アミド溶媒、スルホキシド溶媒、またはそれらの２つ以上の組み合わせから選択される、任意の前述の実施形態の組成物。
触媒は、テトラ－ｎ－ブチルアンモニウムアセテート、テトラ－ｎ－ブチルアンモニウムホルメート、テトラ－ｎ－ブチルアンモニウムベンゾエート、テトラ－ｎ－ブチルアンモニウム－２－エチルヘキサノエート、テトラ－ｎ－ブチルアンモニウム－ｐ－エチルベンゾエート、テトラ－ｎ－ブチルアンモニウムプロピオネート、およびＴＢＤ－アセテート（１，５，７－トリアザビシクロ［４．４．０］デカ－５－エン（ＴＢＤ）のアセテート）からなる群から選択される少なくとも１つのメンバーである、任意の前述の実施形態の組成物。
コーティング形成組成物は、アクリルポリマー、ポリアミド、ポリイミド、アクリロニトリル含有ポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、ポリカーボネート、またはコポリカーボネート、金属、ガラス、またはそれらの２つ以上の組み合わせから選択される基材に適用される、任意の前述の実施形態の組成物。
別の態様では、基材と、基材の表面の少なくとも一部に配置されたコーティングとを含む物品が提供され、ここでコーティングは、任意の前述の実施形態による組成物から形成される。
別の態様では、基材と、前記基材の少なくとも一部を覆うコーティング組成物とを含む物品が提供され、ここでコーティング組成物は、
式（Ｒ１）ｄＳｉ（ＯＲ２）４－ｄの成分Ａ，ここでＲ１はＣ１－Ｃ３一価炭化水素であり、Ｒ２はＣ１－Ｃ３一価炭化水素または水素ラジカルであり、ｄは０、１、または２であり、および
式１、式２、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される成分Ｂ、
（Ｒ３）ａＳｉ（ＯＲ４）４－ａ 式１、
（Ｒ５Ｏ）ｍ（Ｒ６）ｎＳｉ（Ｒ９）ｘ（Ｒ１０）ｙ（Ｒ１１）ｚＳｉ（Ｒ８）ｓ（ＯＲ７）ｐ 式２、
ここでＲ３は、Ｃ５－Ｃ２０直鎖または分岐アルキルラジカル、Ｃ５－Ｃ２０フルオロアルキル、炭化水素とフルオロカーボン鎖の混合物、チオエステル基を含むＣ５－Ｃ２０直鎖または分岐炭化水素鎖、アミノ基または尿素基を含むＣ６－Ｃ２４飽和または不飽和直鎖または環状炭化水素鎖から選択され、Ｒ４はＣ１－Ｃ２０一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルであり、ａは０、１から３であり、
Ｒ５およびＲ７は、Ｃ１－Ｃ２０一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルから独立して選択され、
Ｒ６およびＲ８は、Ｃ１からＣ３の一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルから独立して選択され、ｍおよびｐは１から３であり、ｎおよびｓは１から３であって、ｍ＋ｎは３であり、ｓ＋ｐは３であり、
Ｒ９はＣ１－Ｃ２４二価炭化水素ラジカルから選択され、
Ｒ１０およびＲ１１は、Ｃ１からＣ２４の一価炭化水素ラジカルから独立して選択され、
ｘは１から２０であり、ｙは０から２０であり、そしてｚは０から２０であり、
金属酸化物粒子、
ＵＶ吸収剤、
触媒、および
溶媒を含み、
硬化したときの前記コーティング組成物は、３から１０ミクロンのコーティング厚さで測定した場合、１から１０の臨界ひずみを有することを特徴とする。
式（Ｒ１）ｄＳｉ（ＯＲ２）４－ｄの成分Ａ，ここでＲ１はＣ１－Ｃ３一価炭化水素であり、Ｒ２はＣ１－Ｃ３一価炭化水素または水素ラジカルであり、ｄは０、１、または２であり、および
式１、式２、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される成分Ｂ、
（Ｒ３）ａＳｉ（ＯＲ４）４－ａ 式１、
（Ｒ５Ｏ）ｍ（Ｒ６）ｎＳｉ（Ｒ９）ｘ（Ｒ１０）ｙ（Ｒ１１）ｚＳｉ（Ｒ８）ｓ（ＯＲ７）ｐ 式２、
ここでＲ３は、Ｃ５－Ｃ２０直鎖または分岐アルキルラジカル、Ｃ５－Ｃ２０フルオロアルキル、炭化水素とフルオロカーボン鎖の混合物、チオエステル基を含むＣ５－Ｃ２０直鎖または分岐炭化水素鎖、アミノ基または尿素基を含むＣ６－Ｃ２４飽和または不飽和直鎖または環状炭化水素鎖から選択され、Ｒ４はＣ１－Ｃ２０一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルであり、ａは０、１から３であり、
Ｒ５およびＲ７は、Ｃ１－Ｃ２０一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルから独立して選択され、
Ｒ６およびＲ８は、Ｃ１からＣ３の一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルから独立して選択され、ｍおよびｐは１から３であり、ｎおよびｓは１から３であって、ｍ＋ｎは３であり、ｓ＋ｐは３であり、
Ｒ９はＣ１－Ｃ２４二価炭化水素ラジカルから選択され、
Ｒ１０およびＲ１１は、Ｃ１からＣ２４の一価炭化水素ラジカルから独立して選択され、
ｘは１から２０であり、ｙは０から２０であり、そしてｚは０から２０であり、
金属酸化物粒子、
ＵＶ吸収剤、
触媒、および
溶媒を含み、
硬化したときの前記コーティング組成物は、３から１０ミクロンのコーティング厚さで測定した場合、１から１０の臨界ひずみを有することを特徴とする。
物品の一実施形態において、成分Ｂが、成分Ａおよび成分Ｂの総重量に基づいて、約１重量パーセントから約６０重量までの量で存在する。
Ｒ３は、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、３，３，３－トリフルオロペンチル、３，３，３－トリフルオロヘキシル、３，３，３－トリフルオロヘプチル、３，３，３－トリフルオロオクチル、パーフルオロペンチル、パーフルオロヘキシル、パーフルオロヘプチル、またはパーフルオロヘキシルから選択される、任意の前述の実施形態の物品。
Ｒ４はメチル、エチルから選択される、任意の前述の実施形態の物品。
成分Ａはメチルトリメトキシシランである、任意の前述の実施形態の物品。
金属酸化物粒子が約０．１重量パーセントから約５０重量パーセントの量で存在する、任意の前述の実施形態の物品。一実施形態では、金属酸化物粒子は、約０．５重量パーセントから約３０重量パーセントの量で存在する。一実施形態では、金属酸化物粒子は、組成物の総重量に基づいて、約１重量パーセントから約２０重量パーセントの量で存在する。
金属酸化物粒子は、シリカ、ジルコニア、チタニア、アルミナ、セリア、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化アンチモン、またはそれらの２つ以上の組み合わせから選択される、任意の前述の実施形態の物品。
金属酸化物粒子は、約１ｎｍから約２５０ｎｍの平均粒子サイズを有する、任意の前述の実施形態の物品。
基材は、アクリルポリマー、ポリアミド、ポリイミド、アクリロニトリル－スチレンコポリマー、スチレン－アクリロニトリル－ブタジエンターポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリカーボネート、コポリカーボネート、金属、ガラス、またはそれらの２つ以上の組み合わせから選択される、任意の前述の実施形態の物品。
コーティング組成物は、スプレー、ディップ、フロー、スピンから選択される少なくとも１つのコーティング堆積方法を適用することによって、固体基材上に堆積される、任意の前述の実施形態の物品。
コーティング組成物は硬化されている、任意の前述の実施形態の物品。一実施形態では、任意にて、プライマーコーティングは、コーティング組成物と基材との間に配置されている。
さらに別の態様では、コーティングを有する物品を形成するための方法が提供される。この方法は、任意の前述の態様または実施形態によるコーティング組成物を基材の表面に適用することを含む。
さらに別の態様では、任意の前述の態様または実施形態の組成物に使用される材料を混合することを含むコーティング組成物を形成する方法が提供される。
これらおよび他の態様および実施形態は、図面および詳細な説明に関してさらに理解される。
添付の図面は、様々なシステム、装置、デバイス、および関連する方法を示しており、同様の参照文字は、全体を通して同様の部品を示す。
次に、例示的な実施形態を参照し、その例を添付の図面に示す。他の実施形態を利用することができ、構造的および機能的変更を行うことができることを理解されたい。さらに、様々な実施形態の特徴を組み合わせたり、変更したりすることができる。したがって、以下の説明は、例示としてのみ提示されており、例示された実施形態に対して行われ得る様々な代替および修正を決して限定するものではない。本開示において、多くの特定の詳細は、主題の開示の完全な理解を提供する。本開示の態様は、本明細書に記載されているすべての態様などを必ずしも含まない他の実施形態で実施できることを理解されたい。
本明細書で使用される場合、「例」および「例示」という用語は、実例または例示を意味する。「例」または「例示」という言葉は、重要なまたは好ましい態様または実施形態を示すものではない。「または」という言葉は、文脈上別段の示唆がない限り、排他的ではなく包括的であることを意図している。一例として、「ＡはＢまたはＣを使用する」という句は、任意の包括的置換を含む（例えば、ＡはＢを使用する；ＡはＣを使用する；またはＡはＢおよびＣの両方を使用する）。別の事項として、冠詞「ａ」および「ａｎ」は、文脈が別段の示唆をしない限り、一般に「１つまたは複数」を意味することを意図している。
光学特性、接着性、耐摩耗性、耐候性、および／または耐クラック性を含むがこれらに限定されない１つまたは複数の望ましい特性を有するコーティングを形成し得るコーティング組成物が提供される。組成物は、成分Ａ、成分Ｂ、金属酸化物粒子、触媒、溶媒、および任意選択でＵＶ吸収剤を含むシロキサノール系樹脂である。特に、成分Ａと成分Ｂの組み合わせは、成分Ａのみを使用する組成物と比較して、改善された耐クラック性を備えた組成物から形成されたコーティングを提供することが見出された。
成分Ａは、式（Ｒ１）ｄＳｉ（ＯＲ２）４－ｄの有機アルコキシシランから選択することができ、ここでＲ１は、Ｃ１－Ｃ３一価炭化水素ラジカル、好ましくはＣ１－Ｃ３アルキルラジカル、より好ましくはメチルまたはエチル基であり、Ｒ２はＲ１または水素ラジカルであり、ｄは０、１から２である。特に適切な有機アルコキシシランには、有機アルコキシシラン、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、またはそれらの混合物が含まれ、これらは部分凝縮物を形成することができる。さらなる有機アルコキシシランには、テトラエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、テトラメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシランなどが含まれるが、これらに限定されない。成分Ａは、１つの種類のシラン、または２つ以上の異なるシランにて提供され得ることが理解されるであろう。
成分Ａは、総シラン組成物の総重量に基づいて、約５重量パーセントから約９９．９重量パーセント、約１０重量パーセントから約９０重量パーセント、さらには約２０重量パーセントから約８０重量パーセントの量で存在し得る。ここでは、明細書および特許請求の範囲の他の箇所と同様に、数値を組み合わせて、新しい非特定の範囲を形成することができる。
成分Ｂは、総シラン組成物の総重量に基づいて、約５重量パーセントから約９０重量パーセント、約１０重量パーセントから約６０重量パーセント、さらには約１０重量パーセントから約３０重量パーセントの量で存在し得る。ここでは、明細書および特許請求の範囲の他の箇所と同様に、数値を組み合わせて、新しい非特定の範囲を形成することができる。
成分Ｂは、式１または式２の少なくとも１つからなる群から選択され、
（Ｒ３）ａＳｉ（ＯＲ４）４－ａ 式１
（Ｒ５Ｏ）ｍ（Ｒ６）ｎＳｉ（Ｒ９）ｘ（Ｒ１０）ｙ（Ｒ１１）ｚＳｉ（Ｒ８）ｓ（ＯＲ７）ｐ 式２
ここでＲ３は、Ｃ５－Ｃ２０直鎖または分岐アルキルラジカル、Ｃ５－Ｃ２０フルオロアルキル、炭化水素およびフルオロカーボン鎖の混合物、チオエステル基を含むＣ５－Ｃ２０直鎖または分岐炭化水素鎖、アミノ基または尿素基を含むＣ６－Ｃ２４飽和または不飽和直鎖または環状炭化水素鎖から選択され、Ｒ４はＣ１－Ｃ２０一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルであり、ａは０、１から３であり、
Ｒ５およびＲ７は、Ｃ１－Ｃ２０一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルから独立して選択され、
Ｒ６およびＲ８は、Ｃ１からＣ３の一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルから独立して選択され、ｍおよびｐは１から３であり、ｎおよびｓは１から３であって、ｍ＋ｎは３、ｓ＋ｐは３であり、
Ｒ９はＣ１－Ｃ２４二価炭化水素ラジカルから選択され、
Ｒ１０およびＲ１１は、Ｃ１からＣ２４の一価炭化水素ラジカルから独立して選択され、
ｘは１から２０であり、ｙは０から２０であり、ｚは０から２０である。
（Ｒ３）ａＳｉ（ＯＲ４）４－ａ 式１
（Ｒ５Ｏ）ｍ（Ｒ６）ｎＳｉ（Ｒ９）ｘ（Ｒ１０）ｙ（Ｒ１１）ｚＳｉ（Ｒ８）ｓ（ＯＲ７）ｐ 式２
ここでＲ３は、Ｃ５－Ｃ２０直鎖または分岐アルキルラジカル、Ｃ５－Ｃ２０フルオロアルキル、炭化水素およびフルオロカーボン鎖の混合物、チオエステル基を含むＣ５－Ｃ２０直鎖または分岐炭化水素鎖、アミノ基または尿素基を含むＣ６－Ｃ２４飽和または不飽和直鎖または環状炭化水素鎖から選択され、Ｒ４はＣ１－Ｃ２０一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルであり、ａは０、１から３であり、
Ｒ５およびＲ７は、Ｃ１－Ｃ２０一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルから独立して選択され、
Ｒ６およびＲ８は、Ｃ１からＣ３の一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルから独立して選択され、ｍおよびｐは１から３であり、ｎおよびｓは１から３であって、ｍ＋ｎは３、ｓ＋ｐは３であり、
Ｒ９はＣ１－Ｃ２４二価炭化水素ラジカルから選択され、
Ｒ１０およびＲ１１は、Ｃ１からＣ２４の一価炭化水素ラジカルから独立して選択され、
ｘは１から２０であり、ｙは０から２０であり、ｚは０から２０である。
一実施形態では、成分Ｂは、式１から選択される。チオエステル含有基は、式－Ｒ１２－Ｓ－Ｃ（Ｏ）－Ｒ１３のものから選択することができ、ここでＲ１２はＣ１－Ｃ１２の直鎖または分岐二価炭化水素基であり、そしてＲ１３はＣ１－Ｃ１２一価炭化水素基である。アミノ含有炭化水素は、式－Ｒ１４－Ｎ（Ｒ１５）－Ｒ１６のものから選択することができ、ここでＲ１４は、Ｃ１－Ｃ１２二価炭化水素基から選択され、Ｒ１５は、水素またはＣ１－Ｃ１２一価炭化水素基から選択され、Ｒ１６は、水素またはＣ１－Ｃ１２一価炭化水素基から選択され、またはＲ１４およびＲ１６は、５－１２員の環を形成するために使用される。尿素を含む炭化水素は、式－Ｒ１７－Ｎ（Ｒ１８）－Ｃ（Ｏ）－Ｎ（Ｒ１９）Ｒ２０のものから選択することができ、ここでＲ１７は、Ｃ１－Ｃ１２二価炭化水素基から選択され、Ｒ１８、Ｒ１９、およびＲ２０は、水素およびＣ１－Ｃ１２二価炭化水素基から独立して選択され、またはＲ１７およびＲ２０は、５－１２員の環を形成するために使用される。
Ｒ３がフルオロアルキルである場合、フルオロアルキル基は、１つまたは複数のフッ素化アルキル基を有し得、実施形態では、パーフルオロアルキル基であり得る。適切なＲ３基の例には、これらに限定されないが、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、３，３，３－トリフルオロペンチル、３，３，３－トリフルオロヘキシル、３，３，３－トリフルオロヘプチル、３，３，３－トリフルオロオクチル、パーフルオロペンチル、パーフルオロヘキシル、パーフルオロヘプチル、パーフルオロヘキシルなどが含まれる。
実施形態では、Ｒ４はＣ１－Ｃ４炭化水素ラジカルである。特に適切な炭化水素ラジカル基には、アルキル基が含まれる。適切なアルキル基の非限定的な例には、例えば、メチルまたはエチルが含まれる。一実施形態では、成分Ｂは式１から選択され、ａは１であり、そしてＲ４はメチルまたはエチルである。
実施形態では、成分Ｂは式１のものであり得、そしてペンチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘプチルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、ノニルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、ペンチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ヘプチルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、ノニルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ドデシルトリエトキシシラン、ペンチルトリプロポキシシラン、ヘキシルトリプロポキシシラン、ヘプチルトリプロポキシシラン、オクチルトリプロポキシシラン、ノニルトリプロポキシシラン、デシルトリプロポキシシラン、ドデシルトリプロポキシシラン等から選択され得る。成分Ｂは、単一の種類のシランまたは２つ以上のシランの混合物によって提供され得ることが理解されるであろう。
実施形態では、成分Ｂは、式２のシランから選択される。式２のシランはまた、式２ａによって記載されることができ、
（Ｒ５Ｏ）ｍ（Ｒ６）ｎＳｉ－Ｚ－Ｓｉ（Ｒ８）ｓ（ＯＲ７）ｐ ２ａ
ここでＺはＣ１－Ｃ２４二価炭化水素ラジカルである。二価の炭化水素ラジカルＺおよびＲ９－Ｒ１１のものは、直鎖または分枝状炭化水素であり得、そして任意選択で炭化水素鎖内に環状基を含み得る。一実施形態では、Ｚは－Ｒ２１－Ｒ２３－Ｒ２２－で表すことができ、ここでＲ２１およびＲ２２は独立してＣ１－Ｃ６二価炭化水素基であり、そしてＲ２３は、飽和、不飽和、または芳香族のＣ５－Ｃ１０二価環状基である。一実施形態では、Ｒ２３は、二価のシクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロペンタジエン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン、またはベンゼンから選択される。
（Ｒ５Ｏ）ｍ（Ｒ６）ｎＳｉ－Ｚ－Ｓｉ（Ｒ８）ｓ（ＯＲ７）ｐ ２ａ
ここでＺはＣ１－Ｃ２４二価炭化水素ラジカルである。二価の炭化水素ラジカルＺおよびＲ９－Ｒ１１のものは、直鎖または分枝状炭化水素であり得、そして任意選択で炭化水素鎖内に環状基を含み得る。一実施形態では、Ｚは－Ｒ２１－Ｒ２３－Ｒ２２－で表すことができ、ここでＲ２１およびＲ２２は独立してＣ１－Ｃ６二価炭化水素基であり、そしてＲ２３は、飽和、不飽和、または芳香族のＣ５－Ｃ１０二価環状基である。一実施形態では、Ｒ２３は、二価のシクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロペンタジエン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン、またはベンゼンから選択される。
実施形態では、Ｒ５およびＲ７は、Ｃ１－Ｃ４炭化水素ラジカルから独立して選択される。特に適切な炭化水素ラジカル基には、アルキル基が含まれる。適切なアルキル基の非限定的な例には、例えば、メチルまたはエチルが含まれる。
成分Ｂを選択することができる化合物の非限定的な例には、以下が含まれる：
成分Ｂは、成分Ａおよび成分Ｂの総重量に基づいて、約１重量パーセントから約６０重量パーセントの量で存在し得る。ここでは、明細書および特許請求の範囲の他の箇所と同様に、数値を組み合わせて、新しい非特定の範囲を形成することができる。
成分Ｂは、２つ以上の異なる適切な有機官能性シランから選択され得ることが理解されるであろう。一実施形態では、組成物は、式１のタイプの２つ以上の有機官能性シランを含む。一実施形態では、組成物は、式２のタイプの２つ以上の有機官能性シランを含む。一実施形態では、組成物は、式１のタイプの１つまたは複数のシランと、式２のタイプの１つまたは複数のシランとを含む。
この組成物は、金属酸化物粒子をさらに含む。本発明の組成物に使用される金属粒子は、特に限定されない。一般的に、金属粒子は金属酸化物粒子となる。適切な例には、シリカ、ジルコニア、チタニア、アルミナ、セリア、またはそれらの２つ以上の組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。一実施形態では、金属酸化物ナノ粒子はシリカナノ粒子である。
金属酸化物粒子のサイズは、特定の目的または意図された用途のために必要に応じて選択することができる。実施形態では、金属酸化物粒子はナノサイズの粒子である。ナノ粒子は、１から約５００ナノメートルの範囲の寸法を有し得る。クリアコート用途の場合、粒子は、コーティングを通過する光を散乱させないように、特定の限度未満のサイズを有しなければならない。寸法がλ／２未満の粒子は、λの光を散乱させず、ここで、λは光の波長であり、粒子が組み込まれているマトリックスの透明性を損なうことはないものである。実施形態では、金属粒子は、１９０ナノメートル以下の直径を有する。他の実施形態では、金属粒子は、約１ｎｍから約１９０ｎｍ、約５ｎｍから約１７５ｎｍ、１５ｎｍ以上から約１５０ｎｍ、または約２０ｎｍから約１００ｎｍの直径を有する。ここでは、明細書および特許請求の範囲の他の箇所と同様に、数値を組み合わせて、新しい非特定の範囲を形成することができる。
一実施形態では、金属酸化物は、シリカ（ＳｉＯ２）粒子を含む。一般に、任意のコロイダルシリカを使用できる。適切なコロイダルシリカの例には、ヒュームドコロイダルシリカおよび沈降コロイダルシリカが含まれるが、これらに限定されない。特に適切なコロイダルシリカは、水性媒体で利用可能なものである。水性媒体中のコロイダルシリカは通常、ナトリウムイオン、アンモニア、またはアルミニウムイオンで安定化されたものなどの安定化された形態で入手可能である。コロイダルシリカは、５から２５０ナノメートル、より具体的には１０から１５０ナノメートル、１５から１００ナノメートル、さらには２０から８５ナノメートルの粒子直径を有し得る。ここでは、明細書および特許請求の範囲の他の箇所と同様に、数値を組み合わせて、新しい非特定の範囲を形成することができる。比較的大きなコロイダルシリカ粒子を使用することは、優れた貯蔵寿命安定性を備えた組成物をもたらすことが見出されている。
一実施形態では、金属酸化物粒子（例えば、コロイダルシリカを含む）の粒子径は、ＡＳＴＭ Ｅ２４９０－０９（２０１５）、動的光散乱（ＤＬＳ）による懸濁液中のナノ材料の粒子サイズ分布の測定に関する標準ガイドに従って測定される。
コロイダルシリカは当技術分野で知られており、市販されている。分散液には、例えば、LUDOX（登録商標）AS-40（Sigma Aldrich）、SNOWTEX（登録商標）（Nissan Chemical）、BINDZIL（登録商標）（Akzo Nobel）、およびNALCO（登録商標）1034A（Nalco Chemical Company）の商標の分散液が含まれる。
組成物はまた、溶媒を含む。溶媒は特に限定されない。一実施形態では、溶媒は、脂肪族アルコール、グリコールエーテル、脂環式アルコール、脂肪族エステル、脂環式エステル、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化脂肪族化合物、ハロゲン化脂環式化合物、ハロゲン化芳香族化合物、脂肪族エーテル、脂環式エーテル、アミド溶媒、スルホキシド溶媒、またはそれらの２つ以上の組み合わせから選択することができる。適切な溶媒の例には、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ｎ－ブタノール、ｔｅｒｔ－ブタノール、メトキシプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコールブチルエーテル、またはそれらの組み合わせなどのアルコールが含まれるが、これらに限定されない。アセトン、メチルエチルケトン、エチレングリコールモノプロピルエーテル、２－ブトキシエタノールなどの他の極性有機溶媒も利用できる。一実施形態では、使用される溶媒は、１－メトキシ－２－プロパノール、ジアセトンアルコール（ＤＡＡ）、アセチルアセトン、シクロヘキサノン、メトキシプロピルアセテート、ケトン、グリコールエーテル、またはそれらの２つ以上の混合物から選択される１つまたは複数である。組成物中の溶媒の量は、すべて組成物の総重量に基づいて、好ましくは約２５重量％から約８５重量％、より好ましくは約４０重量％から約８０重量％、最も好ましくは約５０重量％から約７５重量％の範囲である。組成物はまた、触媒を含み得る。触媒は特に限定されず、コーティング組成物を硬化するための任意の適切な触媒を使用することができる。
触媒は、テトラ－ｎ－ブチルアンモニウムアセテート、テトラ－ｎ－ブチルアンモニウムホルメート、テトラ－ｎ－ブチルアンモニウムベンゾエート、テトラ－ｎ－ブチルアンモニウム－２－エチルヘキサノエート、テトラ－ｎ－ブチルアンモニウム－ｐ－エチルベンゾエート、テトラ－ｎ－ブチルアンモニウムプロピオネート、およびＴＢＤ－アセテート（１，５，７－トリアザビシクロ［４．４．０］デカ－５－エン（ＴＢＤ）のアセテート塩）からなる群から選択される少なくとも１つのメンバーである。
触媒は、特定の目的または意図された用途のために必要に応じてコーティング配合物に添加することができる。一般に、触媒は、コーティングの物理的特性に影響を与えたり損なったりしない量であるが、硬化反応を触媒するのに有効な十分な量で添加されるべきである。一実施形態では、触媒は、１ｐｐｍから約７５ｐｐｍ、約１０ｐｐｍから約７０ｐｐｍ、さらに約２０ｐｐｍから約６０ｐｐｍの範囲の量で提供される。ここで、明細書および特許請求の範囲の他の箇所と同様に、数値を組み合わせて、新しい非特定の範囲を形成することができる。触媒の「ｐｐｍ」値は、１００万分の１として定義され得る。
ヒンダードアミン光安定剤、酸化防止剤、染料、流動調整剤、レベリング剤などの他の添加剤、または表面潤滑剤は、トップコートにて使用され得る。他のコロイダル金属酸化物は、水性／有機溶媒系シロキサノール樹脂／コロイダルシリカ分散液の最大約１０重量％で存在することができ、酸化アンチモン、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、およびチタン二酸化物などの金属酸化物を含むことができる。さらなる有機ＵＶ吸収剤を使用することができる。
ＵＶ吸収剤は、無機ＵＶ吸収剤と有機ＵＶ吸収剤の組み合わせから選択することもできる。適切な有機ＵＶ吸収剤の例には、シランと共縮合することができるものが含まれるが、これらに限定されない。そのようなＵＶ吸収剤は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第４，８６３，５２０号、第４，３７４，６７４号、第４，６８０，２３２号、および第５，３９１，７９５号に開示されている。具体的な例としては、４－［ガンマ－（トリメトキシシリル）プロポキシル］－２－ヒドロキシベンゾフェノンおよび４－［ガンマ－（トリエトキシシリル）プロポキシル］－２－ヒドロキシベンゾフェノンおよび４，６－ジベンゾイル－２－（３－トリエトキシシリルプロピル）レゾルシノールが挙げられる。シランと共縮合できるＵＶ吸収剤を使用する場合、ＵＶ吸収剤は、コーティング組成物を基材に適用する前に完全に混合することにより、他の反応種と共縮合すべきである。ＵＶ吸収剤を共凝縮させることにより、風化中に遊離ＵＶ吸収剤が環境に浸出することによって引き起こされるコーティング性能の低下を防ぐ。
触媒は、コーティング組成物に直接添加することができ、または溶媒または他の適切な担体に溶解することができる。溶媒は、メタノール、エタノール、ｎ－ブタノール、ｔ－ブタノール、ｎ－オクタノール、ｎ－デカノール、１－メトキシ－２－プロパノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ビス（２－メトキシエチル）エーテル、１，２－ジメトキシエタン、アセトニトリル、ベンゾニトリル、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ－メチルピロリジノン（ＮＭＰ）、およびプロピレンカーボネートなどの極性溶媒であり得る。
コーティング組成物は、特定の目的または意図された用途のためコーティングに所望の特性を提供するよう、他の材料または添加剤を含み得る。例えば、プライマー組成物はまた、ヒンダードアミン光安定剤、酸化防止剤、染料、流動調整剤、およびレベリング剤などの他の添加剤を含み得る。本発明の組成物はまた、レベリング剤として界面活性剤を含むことができる。適切な界面活性剤の例には、Albany, N.Y.のMomentive Performance Materials, Inc.から入手可能なSilwet（登録商標）およびCoatOSil（登録商標）およびSt. Paul, Minn.の3MCompany製のFLUORAD（商標）の名称のシリコーンポリエーテル、およびBYK（登録商標）-Chemie.製造のBYK（登録商標）-331などポリエーテル－ポリシロキサンコポリマーのなどの界面活性剤が含まれるが、これらに限定されない。適切な抗酸化剤には、ヒンダードフェノール（例えば、Ciba Specialty Chemicals製のIRGANOX（登録商標）1010）が含まれるが、これらに限定されない。
本明細書に記載の組成物は、目的の基材のコーティングとして使用することができる。コーティングを硬化させて、ハードコートトップコートを形成することができる。コーティングは、基材の表面の一部またはコーティングされる基材の表面全体に適用することができる。適切な基材の例には、アクリルポリマーなどの有機ポリマー材料、例えば、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリアミド、ポリイミド、アクリロニトリル－スチレンコポリマー、スチレン－アクリロニトリル－ブタジエンターポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリカーボネート、コポリカーボネート、高熱ポリカーボネート、金属、ガラス、それらの２つ以上の組み合わせ、およびその他の適切な材料が含まれるが、これらに限定されない。
コーティング組成物は、プライマー材料の助けを得て、または得ずに、基材に適用することができる。プライマー材料は、トップコート材料の基材への接着を容易にするのに適した任意の材料から選択することができる。プライマー材料は特に限定されるものではなく、任意の適切なプライマー材料から選択することができる。一実施形態では、プライマーは、アルキルアクリレート、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリビニルピロリドン、ポリビニルブチラール、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（ブチレンテレフタレート）、またはそれらの２つ以上の組み合わせのホモおよびコポリマーから選択される。一実施形態では、プライマーはポリメチルメタクリレートであり得る。
一実施形態では、コーティング組成物を適用する前に、プライマー層を基材に適用する。プライマーは、フローコート、ディップコート、スピンコート、スプレーコート、またはこの分野の当業者に知られている他の任意の方法によって基材上にコーティングすることができ、任意の溶媒を除去することによって、例えば蒸発によって乾燥させることができ、それにより、乾燥したコーティングが残る。その後、プライマーを硬化させることができる。さらに、トップコート（例えば、ハードコート層）は、フローコート、ディップコート、スピンコート、またはこの分野の当業者に知られている他の任意の方法によって、乾燥したプライマー層の上に適用することができる。任意選択で、トップコート層は、プライマー層なしで基材に直接適用され得る。
１つの実施形態では、コーティングされた基材は、３－１０ミクロンのコーティング厚さで測定した場合、約１パーセントから約１０パーセント、約１．５パーセントから約７パーセント、さらには約２パーセントから約５パーセントの範囲の臨界ひずみを有する。ここでは、明細書および特許請求の範囲の他の箇所と同様に、数値を組み合わせて、新しい非特定の範囲を形成することができる。
以下の実施例は、開示された技術による材料の実施形態を示している。実施例は、開示された技術の実施形態を説明することを意図しており、特許請求の範囲または開示をそのような特定の実施形態に限定することを意図していない。
比較例（ＣＥ－１）
小さなガラス瓶に酢酸（２．７１ｇ）とメチルトリメトキシシラン（ＭＴＭＳ、３５．２１ｇ）を入れ、次に、混合物を氷浴で冷却した。次に、シリカ（LUDOX（登録商標）AS-40，１４．１６ｇ）と水の混合物を、シランと酢酸の混合物の冷却された混合物に約２０分にわたって加えた。シラン加水分解の発熱反応により混合物をわずかに加熱し、室温に冷却しながら数時間かけて撹拌した。次に、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）とｎ－ＢｕＯＨ（ｎ－ブタノール）の混合物を加え、約３０分間混合した。次に、４，６－ジベンゾイル－２－（３－トリエトキシシリルプロピル）レゾルシノール（ＳＤＢＲ）を加水分解混合物（２．８２ｇ、１－メトキシ－２－プロアノール溶液中の３２％ＳＤＢＲ）に添加し、ＳＤＢＲが分散するまで撹拌を続けた。反応混合物をもう１日攪拌して混合させた。水中のテトラブチルアンモニウムアセテート（ＴＢＡＡ）の４０％溶液（０．１ｇ）およびBYK（登録商標）３０２（０．０５ｇ）を加えた。次に、トップコートとして適用する前に、配合物を十分にエージングさせた。
比較例２（ＣＥ－２）
小さなガラス瓶に酢酸（２．７１ｇ）およびＭＴＭＳ（３３．４５ｇ）およびｎ－ブチルトリメトキシシラン（１．７６ｇ）を入れ、次に、混合物を氷浴で冷却した。次に、シリカ（LUDOX（登録商標）AS-40、１４．１６ｇ）と水の混合物を、シランと酢酸の混合物の冷却された混合物に約２０分にわたって加えた。シラン加水分解の発熱反応により混合物をわずかに加熱し、室温に冷却しながら数時間かけて撹拌させた。次に、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）とｎ－ＢｕＯＨ（ｎ－ブタノール）の混合物を加え、約３０分間混合した。次に、ＳＤＢＲを加水分解混合物（２．８２ｇ、１－メトキシ－２－プロアノール溶液中の３２％ＳＤＢＲ）に加え、ＳＤＢＲが分散するまで撹拌を続けた。反応混合物をもう１日攪拌して混合した。水中のＴＢＡＡの４０％溶液（０．１ｇ）およびBYK（登録商標）302（０．０５ｇ）を加えた。次に、トップコートとして適用する前に、配合物を十分にエージングさせた。
比較例（ＣＥ－３）
小さなガラス瓶に酢酸（２．７１ｇ）およびＭＴＭＳ（３１．６９ｇ）および３，３，３－トリフルオロプロピルトリメトキシシラン（３．５２ｇ）を入れ、次に、混合物を氷浴で冷却した。次に、シリカ（LUDOX（登録商標）AS-40、１４．１６ｇ）および水の混合物を、シランと酢酸の混合物の冷却された混合物に約２０分にわたって加えた。シラン加水分解の発熱反応により混合物をわずかに加熱し、室温に冷却しながら数時間かけて撹拌させた。次に、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）およびｎ－ＢｕＯＨ（ｎ－ブタノール）の混合物を加え、約３０分間混合した。次に、ＳＤＢＲを加水分解混合物（２．８２ｇ、１－メトキシ－２－プロアノール溶液中の３２％ＳＤＢＲ）に加え、ＳＤＢＲが分散するまで撹拌を続けた。反応混合物をもう１日攪拌して混合した。水中のＴＢＡＡの４０％溶液（０．１ｇ）およびBYK（登録商標）302（０．０５ｇ）を加えた。次に、トップコートとして適用する前に、配合物を十分にエージングさせた。
比較例（ＣＥ－４）
酸化セリウム－シロキサノール加水分解物は、２２．４１ｇの酸化セリウムゾル（Sigma Aldrich、２０重量％固形分、２．５重量％酢酸安定化、水性）を三角フラスコに入れることによって調製され、そして次に、２０．９６ｇのＭＴＭＳを冷却した酸化セリウムゾルに２０分かけて加えた。シラン加水分解の発熱反応により混合物をわずかに加熱し、室温に冷却しながら数時間かけて撹拌させた。次に、１９ｇのｎ－ブタノールを加えることにより、加水分解物を希釈した。加水分解物を室温で３日間放置することによりエージングさせた。
コロイダルシリカ－シロキサノール加水分解物は、２７．６４ｇのコロイダルシリカゾル（Nalco 1034A、３４．７重量％固形分、水性）を三角フラスコに入れることによって調製され、そして次に、混合物を攪拌しながら、１３．５８ｇのＭＴＭＳを冷却したＳｉＯ２ゾルに２０分かけて加えた。シラン加水分解の発熱反応により混合物をわずかに加熱し、室温に冷却しながら数時間かけて撹拌させた。シラン加水分解の発熱反応により混合物をわずかに加熱し、室温に冷却しながら数時間かけて撹拌させた。次に、加水分解物を３０ｇのイソプロパノールを加えることによって希釈した。加水分解物を室温で３日間放置することによりエージングさせた。
次に、酸化セリウム含有加水分解物とコロイダルシリカ含有加水分解物を合わせ、撹拌してそれらを完全に混合した。３９ｇのｎ－ブタノールを１３０ｇのセリア－シリカ加水分解物混合物に加えた。混合物から、５０ｍｂａｒおよび７０℃での真空蒸留により約４１ｇの溶媒を除去した。次に、ＮＨ３溶液を添加することにより、配合物のｐＨを５．１に調整した。次に、ＣｅＯ２／ＳｉＯ２シロキサノール加水分解物混合物に、０．３ｇのフロー制御剤BYK（登録商標）302ポリエーテル修飾ポリジメチルシロキサンの１０％溶液を添加した。配合物の固形分は２４．７１％と測定された。最後に、０．０６２ｇの１，５，７－トリアザビシクロ［４．４．０］デカ－５－エンを硬化触媒として配合物に添加した。トップコートとして使用する前に、配合物を十分にエージングさせた。
比較例（ＣＥ－５）
小さなガラス瓶に酢酸（２．７１ｇ）とメチルトリメトキシシラン（３０．１８ｇ、ＭＴＭＳ）を入れた。シリカ（１８．６７ｇ、LUDOX（登録商標）AS-4040）と水の混合物を、シランと酢酸の冷却混合物に約２０分かけて加えた。混合物を、室温に冷却しながら数時間にわたって撹拌させた。次に、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）とｎ－ＢｕＯＨ（ｎ－ブタノール）の混合物を加え、約３０分間混合した。その後、シラン化ヒドロキシベンゾフェノン（２．７６ｇ、ＳＨＢＰ）を加え、混合を続けた。反応混合物をもう１日攪拌し、混合した。水中のＴＢＡＡの４０％溶液（０．０９ｇ）およびBYK（登録商標）302（０．１２ｇ）およびアクリルポリオール（０．８８ｇ）を加えた。この配合物は、トップコートとして適用される前に十分にエージングされた。
例１
小さなガラス瓶に、酢酸（２．７１ｇ）およびＭＴＭＳ（３１．６９ｇ）およびオクチルトリエトキシシラン（３．５２ｇ、Momentive Performance Materials Inc.製のSilquest（商標）A-137）を入れ、次に、混合物を氷浴で冷却した。次に、シリカ（LUDOX（登録商標）AS-40、１４．１６ｇ）と水の混合物を、シラン／酢酸混合物の冷却混合物に約２０分かけて加えた。シラン加水分解の発熱反応により混合物をわずかに加熱し、冷却して戻し、室温まで冷却しながら数時間かけて撹拌させた。次に、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）とｎ－ＢｕＯＨ（ｎ－ブタノール）の混合物を加え、約３０分間混合した。次に、ＳＤＢＲを加水分解混合物（２．８２ｇ、１－メトキシ－２－プロアノール溶液中の３２％ＳＤＢＲ）に加え、ＳＤＢＲが分散するまで撹拌を続けた。反応混合物をもう１日攪拌して混合させた。水中のＴＢＡＡの４０％溶液（０．１ｇ）およびBYK（登録商標）302（０．０５ｇ）を加えた。次に、トップコートとして適用する前に配合物を十分にエージングさせた。
例２－３は、ＭＴＭＳおよびオクチルトリエトキシシランの比率を変えることにより、例１に関して記載されたのと同様の手順を使用して調製された。
例４－５は、オクチルトリエトキシシランの代わりにドデシルトリエトキシシランを使用したことを除いて、例１に関して記載したのと同様の手順を使用して調製した。
例６
例６は、ＭＴＭＳの一部がテトラエトキシシランで置き換えられ、オクチルトリエトキシシランの代わりにドデシルトリエトキシシランが使用されたことを除いて、例１に関して記載されたのと同様の手順を使用して調製された。
例７
例７は、オクチルトリエトキシシランの代わりに１，８－ビス（トリエトキシシリル）オクタンを使用したことを除いて、例１に関して記載したのと同様の手順を使用して調製した。
例８
例８は、オクチルトリエトキシシランの代わりにノナフルオロヘキシルトリメトキシシランを使用したことを除いて、例１に関して記載したのと同様の手順を使用して調製した。
例９
酸化セリウム－シロキサノール加水分解物は、２２．４１ｇの酸化セリウムゾル（Sigma Aldrich、２０重量％固形分、２．５重量％酢酸安定化、水性）を三角フラスコに入れることにより調製し、そして次に、１８．８９ｇのＭＴＭＳを冷却した酸化セリウムゾルに２０分かけて加えた。ＭＴＭＳの添加後、１．７３ｇのオクチルトリエトキシシラン（Silquest（商標）A137、Momentive Performance Materials Pvt. Ltd）を滴下した。混合物は、シラン加水分解の発熱反応のためにわずかに加熱され、室温に冷却しながら、数時間にわたって攪拌させた。次に、１９ｇのｎ－ブタノールを加えることにより、加水分解物を希釈した。加水分解物を室温で３日間放置することによりエージングさせた。
コロイダルシリカ－シロキサノール加水分解物は、２７．６４ｇのコロイダルシリカゾル（Nalco（登録商標）1034A、３４．７重量％固形分、水性）を三角フラスコに入れることによって調製し、そして次に、１３．５８ｇのＭＴＭＳを冷却したＳｉＯ２ゾルに２０分かけて加えた。ＭＴＭＳの添加後、１．２４ｇのオクチルトリエトキシシラン（A137、MomentivePerformance Materials Pvt. Ltd）を滴下した。混合物は、シラン加水分解の発熱反応のためにわずかに加熱され、室温に冷却しながら、数時間にわたって攪拌された。次に、加水分解物を３０ｇのイソプロパノールを加えることによって希釈した。加水分解物を室温で３日間放置することによりエージングさせた。
次に、酸化セリウム含有加水分解物とコロイダルシリカ含有加水分解物を合わせ、撹拌してそれらを完全に混合した。３７ｇのｎ－ブタノールを１３０ｇのセリア－シリカ加水分解物混合物に加えた。混合物を５０ｍｂａｒおよび７０℃での真空蒸留により３６．４５ｇの溶媒から除去して、１２７．８９ｇの配合物を得た。次に、ＮＨ３溶液を加えることにより、配合物のｐＨを５．１に調整した。次に、ＣｅＯ２／ＳｉＯ２シロキサノール加水分解物混合物に、フロー制御剤BYK（登録商標）302ポリエーテル修飾ポリジメチルシロキサンの１％溶液０．４ｇを加えた。配合物の固形分は２１．９９％と測定された。最後に、０．０５９ｇの１，５，７－トリアザビシクロ［４．４．０］デカ－５－エンを硬化触媒として配合物に加えた。次に、トップコートとして適用する前に、配合物を十分にエージングさせた。
例１０
小さなガラス瓶に酢酸（２．７１ｇ）およびメチルトリメトキシシラン（２４．１４ｇ、ＭＴＭＳ）およびオクチルトリエトキシシラン（６．０４ｇ、Momentive Performance Materials Inc.製のSilquest（商標）A-137）を入れた。シリカ（１８．６７ｇ、LUDOX（登録商標）AS-40）および水の混合物を、酢酸を有するシランの冷却混合物に約２０分かけて加えた。混合物を、室温に冷却しながら数時間にわたって撹拌させた。次に、アルコール溶媒の混合物を加え、約３０分間混合した。その後、シリル化ヒドロキシベンゾフェノン（２．７６ｇ、ＳＨＢＰ）を加え、混合を続けた。ＴＢＡＡ（０．０９ｇ）およびBYK（登録商標）302（０．１２ｇ）およびアクリルポリオール（０．８８ｇ）を加えた。この配合物は、トップコートとして適用される前に十分にエージングされた。
比較例５および例１０で調製されたコーティング配合物は、ポリマー基材上に直接適用された。
表１は、コーティング組成物のための配合物を提供する。
プライマー配合物の調製
プライマー配合物は、ポリメチルメタクリレートＰＭＭＡ、溶媒、およびフロー制御剤を混合することによって調製された。ＰＭＭＡ溶液は、ＰＭＭＡ樹脂（７ｇｍ）を１－メトキシ－２－プロパノール（８５重量％）およびジアセトンアルコール（１５重量％）の混合物９３ｇに５０℃で１７時間を超えてガラス瓶内で溶解して調製した。BYK（登録商標）331（０．０３％）フロー添加剤を上記の混合物に加えた。このプライマー溶液は、ポリカーボネートへのコーティングに使用された。
コーティングされたポリカーボネートパネルの調製
表１のシリコーンコーティング配合物は、以下の手順に従ってポリカーボネートプレート上にコーティングされた。ポリカーボネート（ＰＣ）プラーク（６ｘ６ｘ０．３ｃｍ）をＮ２ガス流で洗浄して、表面に付着したほこりの粒子を取り除き、続いて表面をイソプロパノールでリンスした。次に、プレートをドラフト内で２０分間乾燥させた。次に、プライマー溶液をフローコーティングによってＰＣプレートに適用した。プライマーコーティング溶液中の溶媒をドラフト内で約２０分間（２２℃、３７％ＲＨ）フラッシュオフさせた後、１２５℃のオーブンに４５分間入れた。室温まで冷却した後、下塗りしたＰＣプレートをシリコーンコーティング溶液でフローコーティングした。約２０分間（２２℃、３７％ＲＨ）乾燥した後、コーティングされたプレートを１３０℃で４５分間予熱された循環空気オーブンに入れた。
コーティング特性の測定
光学特性（透過率およびヘイズ）は、ＢＹＫガードナーヘイズガード装置を使用して測定した。測定は、ＡＳＴＭＤ１００３に従って行われた。
コーティングは８５％を超える透過率を有する必要があり、そしてヘイズは１未満である必要がある。接着性は、ＡＳＴＭ Ｄ３２００／Ｄ３３５９によるクロスハッチ接着試験を使用して測定された。
接着力は５Ｂ－０Ｂのスケールで評価され、５Ｂは最高の接着力を示す。水浸後の接着は、コーティングされたＰＣプレートを６５℃の水に浸し、続いて異なる時間間隔でクロスハッチ接着試験を行うことによって行われた。
スチールウールの摩耗試験は、コーティングされた基材の表面に１Ｋｇの重量でグレード００００のスチールウールをこすることによって実行された。コーティングされたサンプルの初期ヘイズ（Ｈｉ）は、スチールウール摩耗の前に測定し、５回前後にこすった後（Ｈｆ）に再度測定した。Δヘイズ（ΔＨ）は、ΔＨ＝Ｈｆ－Ｈｉとして計算された。
テーバー摩耗試験はＡＳＴＭＤ１００３およびＤ１０４４に従って行われ、ヘイズ測定はＢＹＫヘイズガードを使用して行われ、５００サイクルでのΔＨ値が記録された。各実験サンプルの最低４つの標本がテストされ、平均ΔＨ（５００）が記録された。
臨界ひずみ測定：
テストは、引張モードで行われる、クロスヘッド速度が５ｍｍ／分のInstronモデル＃５５６５で実行された。臨界ひずみ測定値は、ビデオのキャプチャと再生を備えた非接触デジタル伸び計を使用して取得された。伸び計は、負荷がかかった状態でサンプルが受けるひずみの正確な測定値を記録し、ビデオフレームをサンプルの瞬間的なひずみに関連付けることができる。臨界ひずみ値は、クラックが公称距離１ｍｍを超えて進展し始めたひずみを特定するために、完了したテストのビデオ再生を確認することによって取得された。臨界ひずみは、３－１０ミクロンのコーティング厚さで測定されたものとして記録された。臨界ひずみ値は、５％の標準偏差で記録されている。
ナノインデンテーション試験：
ここで記録されているすべてのナノメカニカル測定には、Berkovichチップを備えたHysitron TI950 Triboindenterを使用した。コーティングのヤング率（Ｅ）を測定するために、準静的テストが実行された。すべてのサンプルの減じられた弾性率値を得るため、準静的ナノインデンテーションテストが行われた。ナノ－ＤＭＡ実験は、１０－２００Ｈｚの周波数範囲の標準周波数掃引プログラムから構築された。インデントは１０ミクロン間隔で配置された。接触深さは、コーティング全体の厚さの５．０±０．１％を目標とした。コーティングの貯蔵弾性率（Ｅ’）、損失弾性率（Ｅ’’）、およびタンジェントデルタ値（Ｅ’’／Ｅ’）を測定するために、ナノ－ＤＭＡによる動的試験が実施された。高い損失弾性率とタンジェントデルタ値は、エネルギーを散逸させるコーティングの能力が向上していることを示している。
コーティングの特性は、すべての新しい配合物について測定され、表２に示されている。コーティングは、成分Ｂの添加にて、非常に優れた光学的透明度および接着性を維持する。より長い鎖を持つ成分Ｂ（SILQUEST（商標）A-137シランなど）を導入することにより、図１に示すように、破損までのパーセントひずみが５０％を超えて向上する。図２は、長鎖含有シランの濃度を上げた場合の耐摩耗性の比較を示している。耐摩耗性は、５００サイクルのテーバーテスト後のデルタヘイズで表される。フレキシブルな成分Ｂの増加に伴い、耐摩耗性が影響を受ける。デルタヘイズが低いほど、耐摩耗性が高くなる。本成分Ｂの２０重量％までで、摩耗はそれほど影響を受けず、デルタヘイズは＜１０％である。また、成分Ｂの増加に伴い、図３に示すように減衰率が増加し、コーティングの耐クラック性が向上していることを示している。
これらの新しく開発されたコーティングに対する微細構造の影響を解明するために、例１および例２の配合物を、硬化した材料の架橋の程度を反映する異なる条件下でエージングした。これらのエージングした配合物のコーティング特性を評価した。これらの配合物はすべて安定していた。コーティングのさまざまな特性を表５および６に示す。
これらすべてのコーティングの機械的特性を評価し、態様を図１－６に示す。これらのコーティングは、本開示の態様に従って第２の成分を加えることにより、破損までのパーセントひずみが改善され、また減衰率も改善されることを再現性でさらに確認した。縮合（エージング）の程度は、Ｔ３／Ｔ２比によって特徴付けられ、ここでＴ３は、他の３つのアルコキシシランまたはシラノール種と縮合した３つのシロキサン結合を有するシロキサンポリマーのケイ素原子の数を表す。Ｔ２は、他の２つのアルコキシシランまたはシラノール種と縮合したシロキサン結合と残っている１つのアルコキシまたはヒドロキシ基を有するシロキサノールポリマーのケイ素原子の数を表す。Ｔ３／Ｔ２比は、０（縮合なし）から無限大（完全縮合）の範囲である。シロキサノール樹脂系コーティング溶液のＴ３／Ｔ２は、好ましくは０．２から３．０であり、より好ましくは約０．６から約２．５である。異なるエージング時間のすべてについて、本開示の態様に従って第２の成分の濃度を増加させることにより、破損までのパーセントひずみも改善されたことは明らかである。図５は、異なるエージング時間でのさまざまなシラン含有量の破損までのパーセントひずみを示している（表６）。第２の成分を加えることにより、コーティングの柔軟性が向上され得ることが確認されている。図３は、コーティングの減衰率（靭性に相関し得る）も、第２の成分の含有量の増加とともに増加することを示している。
上記の説明は多くの詳細を含むが、これらの詳細は、本発明の範囲に対する限定として解釈されるべきではなく、単にその好ましい実施形態の例示として解釈されるべきである。当業者は、本明細書に添付された特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲および精神の範囲内にある他の多くの可能な変形を想定することができる。
Claims (24)
- 式（Ｒ１）ｄＳｉ（ＯＲ２）４－ｄの成分Ａ、ここでＲ１はＣ１－Ｃ３一価炭化水素であり、Ｒ２はＣ１－Ｃ３一価炭化水素または水素ラジカルであり、そしてｄは１、または２であり、および
式１、式２、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される成分Ｂ、
（Ｒ３）ａＳｉ（ＯＲ４）４－ａ 式１
（Ｒ５Ｏ）ｍ（Ｒ６）ｎＳｉ－Ｚ－Ｓｉ（Ｒ８）ｓ（ＯＲ７）ｐ 式２
ここでＲ３は、Ｃ５－Ｃ２０の直鎖または分岐アルキルラジカル、チオエステル基を含むＣ５－Ｃ２０直鎖または分岐炭化水素鎖、アミノ基または尿素基を含むＣ６－Ｃ２４飽和または不飽和直鎖または環状炭化水素鎖から選択され、Ｒ４はＣ１－Ｃ２０一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルであり、ａは１、２、または３であり、
Ｒ５およびＲ７は、Ｃ１－Ｃ２０一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルから独立して選択され、
Ｒ６およびＲ８は、Ｃ１からＣ３の一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルから独立して選択され、ｍおよびｐは１から３であり、ｎおよびｓは０から２であって、ｍ＋ｎは３であり、ｓ＋ｐは３であり、
ＺはＣ２からＣ３のアルキレン基を除くＣ１－Ｃ２４二価炭化水素ラジカルであり、
ｘは１から２０であり、ｙは０から２０であり、そしてｚは０から２０であり、
水性コロイダルシリカから選択される金属酸化物粒子、
ＵＶ吸収剤、
触媒、および
溶剤を含み、
ここで、成分Ｂが、成分Ａおよび成分Ｂの総重量に基づいて、約１重量パーセントから約３０重量パーセントの量で存在する、組成物。 - 成分ＢのＲ３が、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、またはドデシルから選択される、請求項１に記載の組成物。
- Ｒ４がメチルまたはエチルから選択される、請求項１または２に記載の組成物。
- 成分Ａがメチルトリメトキシシランである、請求項１から３のいずれか一項に記載の組成物。
- 金属酸化物粒子が、組成物の重量に基づいて約０．１重量パーセントから約５０重量パーセントの量で存在する、請求項１から４のいずれか一項に記載の組成物。
- 金属酸化物粒子が、さらに、ジルコニア、チタニア、アルミナ、セリア、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化アンチモン、またはそれらの２つ以上の組み合わせから選択される粒子を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の組成物。
- 金属酸化物粒子が約１ｎｍから約２５０ｎｍの平均粒子サイズを有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の組成物。
- 抗酸化剤、熱安定剤、接着促進剤、充填剤、ＵＶ吸収剤、界面活性剤、またはそれらの２つ以上の組み合わせから選択される添加剤をさらに含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の組成物。
- 溶媒が、脂肪族アルコール、グリコールエーテル、脂環式アルコール、脂肪族エステル、脂環式エステル、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化脂肪族化合物、ハロゲン化脂環式化合物、ハロゲン化芳香族化合物、脂肪族エーテル、脂環式エーテル、アミド溶媒、スルホキシド溶媒、またはそれらの２つ以上の組み合わせから選択される、請求項１から８のいずれか一項に記載の組成物。
- 触媒が、テトラ－ｎ－ブチルアンモニウムアセテート、テトラ－ｎ－ブチルアンモニウムホルメート、テトラ－ｎ－ブチルアンモニウムベンゾエート、テトラ－ｎ－ブチルアンモニウム－２－エチルヘキサノエート、テトラ－ｎ－ブチルアンモニウム－ｐ－エチルベンゾエート、テトラ－ｎ－ブチルアンモニウムプロピオネートおよびＴＢＤ－アセテート（１，５，７－トリアザビシクロ［４．４．０］デカ－５－エン（ＴＢＤ）のアセテート）からなる群から選択される少なくとも１つのメンバーである、請求項１から９のいずれか一項に記載の組成物。
- 請求項１から１０のいずれか一項に記載の組成物を含むコーティング形成組成物であって、アクリルポリマー、ポリアミド、ポリイミド、アクリロニトリル含有ポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、ポリカーボネート、またはコポリカーボネート、金属、ガラス、またはそれらの２つ以上の組み合わせから選択される基材に適用される、コーティング形成組成物。
- 基材と、前記基材の少なくとも一部を覆うコーティング組成物とを含む物品であって、
コーティング組成物は、
式（Ｒ１）ｄＳｉ（ＯＲ２）４－ｄの成分Ａ、ここでＲ１はＣ１－Ｃ３一価炭化水素であり、Ｒ２はＣ１－Ｃ３一価炭化水素または水素ラジカルであり、そしてｄは１、または２であり、および
式１または式２の少なくとも１つからなる群から選択される成分Ｂ、
（Ｒ３）ａＳｉ（ＯＲ４）４－ａ 式１
（Ｒ５Ｏ）ｍ（Ｒ６）ｎＳｉ－Ｚ－Ｓｉ（Ｒ８）ｓ（ＯＲ７）ｐ 式２
ここでＲ３は、Ｃ５－Ｃ２０直鎖または分岐アルキルラジカル、チオエステル基を含むＣ５－Ｃ２０直鎖または分岐炭化水素鎖、アミノ基または尿素基を含むＣ６－Ｃ２４飽和または不飽和直鎖または環状炭化水素鎖から選択され、Ｒ４はＣ１－Ｃ２０一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルであり、ａは１から３であり、
Ｒ５およびＲ７は、Ｃ１－Ｃ２０一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルから独立して選択され、
Ｒ６およびＲ８は、Ｃ１からＣ３の一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルから独立して選択され、ｍおよびｐは１から３であり、ｎおよびｓは０から２であって、ｍ＋ｎは３であり、ｓ＋ｐは３であり、
ＺはＣ２からＣ３のアルキレン基を除くＣ１－Ｃ２４二価炭化水素ラジカルであり、
ｘは１から２０であり、ｙは０から２０であり、そしてｚは０から２０であり、
水性コロイダルシリカから選択される金属酸化物粒子、
ＵＶ吸収剤、
触媒、および
溶媒を含み、
ここで、成分Ｂが、成分Ａおよび成分Ｂの総重量に基づいて、約１重量パーセントから約３０重量パーセントの量で存在し、硬化したときのコーティング組成物は、３から１０ミクロンのコーティング厚さで測定した場合、約１から１０の臨界ひずみを有する、物品。 - Ｒ３が、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、またはドデシルから選択される、請求項１２に記載の物品。
- Ｒ４がメチルまたはエチルから選択される、請求項１２または１３に記載の物品。
- 成分Ａがメチルトリメトキシシランである、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の物品。
- 金属酸化物粒子が、組成物の重量に基づいて約０．１重量パーセントから約５０重量パーセントの量で存在する、請求項１２から１５のいずれか一項に記載の物品。
- 金属酸化物粒子が、さらに、ジルコニア、チタニア、アルミナ、セリア、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化アンチモン、またはそれらの２つ以上の組み合わせから選択される粒子を含む、請求項１２から１６のいずれか一項に記載の物品。
- 金属酸化物粒子が約１ｎｍから約２５０ｎｍの平均粒子サイズを有する、請求項１２から１７のいずれか一項に記載の物品。
- 基材が、アクリルポリマー、ポリアミド、ポリイミド、アクリロニトリル－スチレンコポリマー、スチレン－アクリロニトリル－ブタジエンターポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリカーボネート、コポリカーボネート、金属、ガラス、またはそれらの２つ以上の組み合わせから選択される、請求項１２から１８のいずれか一項に記載の物品。
- コーティング組成物が硬化している、請求項１２から１９のいずれか一項に記載の物品。
- コーティング組成物と基材との間に配置されたプライマーコーティングを含む、請求項１２から２０のいずれか一項に記載の物品。
- （ｉ）式（Ｒ１）ｄＳｉ（ＯＲ２）４－ｄの成分Ａ、ここでＲ１はＣ１－Ｃ３一価炭化
水素であり、Ｒ２はＣ１－Ｃ３一価炭化水素または水素ラジカルであり、そしてｄは１、または２であり、および
（ｉｉ） 式１、式２、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される成分Ｂ、
（Ｒ３）ａＳｉ（ＯＲ４）４－ａ 式１
（Ｒ５Ｏ）ｍ（Ｒ６）ｎＳｉ－Ｚ－Ｓｉ（Ｒ８）ｓ（ＯＲ７）ｐ 式２
ここでＲ３は、Ｃ５－Ｃ２０直鎖または分岐アルキルラジカル、チオエステル基を含むＣ５－Ｃ２０直鎖または分岐炭化水素鎖、アミノ基または尿素基を含むＣ６－Ｃ２４飽和または不飽和直鎖または環状炭化水素鎖から選択され、Ｒ４はＣ１－Ｃ２０一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルであり、ａは１、２、または３であり、
Ｒ５およびＲ７は、Ｃ１－Ｃ２０一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルから独立して選択され、
Ｒ６およびＲ８は、Ｃ１からＣ３の一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルから独立して選択され、ｍおよびｐは１から３であり、ｎおよびｓは０から２であって、ｍ＋ｎは３であり、ｓ＋ｐは３であり、
ＺはＣ２からＣ３のアルキレン基を除くＣ１－Ｃ２４二価炭化水素ラジカルであり、
ｘは１から２０であり、ｙは０から２０であり、そしてｚは０から２０であり、
（ｉｉｉ）水性コロイダルシリカから選択される金属酸化物粒子、
（ｉｖ）ＵＶ吸収剤、
（ｖ）触媒、および
（ｖｉ）溶媒を提供すること、および（ｉ）－（ｖｉ）を混合して組成物を形成することを含み、ここで、成分Ｂが、成分Ａおよび成分Ｂの総重量に基づいて、約１重量パーセントから約３０重量パーセントの量で存在する、コーティング組成物を形成するための方法。
- コーティング組成物を物品の基材の表面に適用することを含む、コーティングされた物品を形成するための方法であって、ここでコーティング組成物は、
式（Ｒ１）ｄＳｉ（ＯＲ２）４－ｄの成分Ａ、ここでＲ１はＣ１－Ｃ３一価炭化水素であり、Ｒ２はＣ１－Ｃ３一価炭化水素または水素ラジカルであり、そしてｄは１、または２であり、および
式１、式２、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される成分Ｂ、
（Ｒ３）ａＳｉ（ＯＲ４）４－ａ 式１
（Ｒ５Ｏ）ｍ（Ｒ６）ｎＳｉ－Ｚ－Ｓｉ（Ｒ８）ｓ（ＯＲ７）ｐ 式２
ここでＲ３は、Ｃ５－Ｃ２０直鎖または分岐アルキルラジカル、チオエステル基を含むＣ５－Ｃ２０直鎖または分岐炭化水素鎖、アミノ基または尿素基を含むＣ６－Ｃ２４飽和または不飽和直鎖または環状炭化水素鎖から選択され、Ｒ４はＣ１－Ｃ２０一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルであり、ａは１、２、または３であり、
Ｒ５およびＲ７は、Ｃ１－Ｃ２０一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルから独立して選択され、
Ｒ６およびＲ８は、Ｃ１からＣ３の一価炭化水素ラジカルまたは水素ラジカルから独立して選択され、ｍおよびｐは１から３であり、ｎおよびｓは０から２であって、ｍ＋ｎは３であり、そしてｓ＋ｐは３であり、
ＺはＣ２からＣ３のアルキレン基を除くＣ１－Ｃ２４二価炭化水素ラジカルであり、
ｘは１から２０であり、ｙは０から２０であり、そしてｚは０から２０であり、
水性コロイダルシリカから選択される金属酸化物粒子、
ＵＶ吸収剤、
触媒、および
溶媒を含み、
ここで、成分Ｂが、成分Ａおよび成分Ｂの総重量に基づいて、約１重量パーセントから約３０重量パーセントの量で存在する、方法。 - コーティング組成物が、スプレー、ディップ、フロー、スピンから選択されるコーティング堆積方法によって適用される、請求項２３に記載の方法。
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