TW585891B - Scratch-resistant coating - Google Patents
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Description
五、發明說明(1 ) 本I月係關於抗到痕塗覆物,豆包含為附54 材之底塗劑塗声⑼^ “3黏附至欲被塗覆基 声⑸,而j:*: 及·^附至该底塗劑塗層(ρ)之抗到痕塗 ‘自硬化塗劑塗層(ρ)含有經熟化之環氧樹脂,其可 y舁夕環氧基宫能性化合物,且豆 ⑸可得自含右产与# ,、τ抗舌J痕塗層 ,對於被水之之可水解料。根據本發明之塗覆物 此等塗覆物塗覆之產物。 …進步關於以 10 15 物為=Γ以抵抗有害環境之影嚮,經常使其具有塗覆 Ή #料特料刮痕抵抗性與化學抵抗性表面之石夕 氧、元:、'、基料之塗覆物,亦稱為矽氧烷塗層,已証實是特別 適合的。因此,矽氧烷塗層亦被稱為抗刮痕塗層⑻。 一為確保特別堅硬抗刮痕塗層⑻對通常較軟基材之良好黏 著丨生、絰系在基材與抗刮痕塗層(S)之間,使用中間塗層, 亦稱為底塗劑塗層(Ρ)。此底塗劑之目的’係為補償基^與 抗刮痕塗層⑸之不同膨脹係數,及使產生塗層對基材之良 好黏者性。 底塗劑塗層(Ρ)係意欲防止保護性抗到痕塗層⑻脫離基材 ,及在環境影嚮下龜裂,譬如熱、冷、乾燥、水份、化學 品等。 20 被熱水長期侵襲,對於抗刮痕塗層(S)是·特別重要的。 底塗劑塗層(Ρ)及其與矽氧烷為基料之抗刮痕塗層⑸合併 使用,以及以其塗覆之產物,特別是製自聚碳酸酯者,係 描述於下列文件中·· DE-A 2 917 837, DE-A 2 947 823, DE-A 2 950 295, DE-A 3 014 581,DE-A 3 014 772, US-A 4 243 720, DE-A 3 044 804。 五、發明說明(2 ) 由熱及/或輻射所引致之丙稀酸系單體之聚合 反應所I成之底塗劑塗層(Ρ),較佳係關於聚碳酸醋。 广婦酸系單體,其中尤其是,譬如甲基丙稀酸甲酯、丙 =夂紅醋、甲基丙稀酸乙醋、甲基丙稀酸縮水甘油醋、 甲基丙烯酿氧基丙基三甲氧基我,其通常係以混合物使 用,以有機溶劑稀釋或分散在水中,藉由流動塗覆、浸淹 、贺霧或其他習用塗刷技術塗敷至基材,然後藉由熱或輻 射引致之反應而熟化。依此方式形成底塗劑塗層⑻。 10 15 使用類似塗敷方法’接著將矽氧烷為基料之抗到痕塗層 (S)塗敷至底塗劑塗層(ρ)。 曰 DE-A 3⑵38S,ΕΡ-Α 〇 MO 565及㈣獅阳描述底塗劑塗層 (P),其中係使用已溶於有機溶劑中或作成水性分散液之^ 後聚丙烯酸聚合體’代替仍然必須被聚合之丙稀酸醋單體 三此等系統之優點,在於只需要乾燥,而無反應步驟之事 貫。主要係描述此等底塗劑塗層(P),並與特殊矽氧烷系統 合併使用。 歸屬於先前技藝之矽氧烷系統,係為實質上以熱方式熟 化之系統,其較佳係藉由縮合反應,並形成Si_〇_Si鏈結而 父聯。其他交聯機制亦可平行進行。 此種系統係描述於例如US-A 3 79〇 527, 3 865 755, 3 887 514, 4 243 720, 4 278 804, 4 680 232, 4 006 271,4 476 281,DE-A 4 001 045, 4 122 743, 4 020 316, 3 917 535, 3 706 714, 3 407 087, 3 836 815, 2 914 427, 3 135 241,3 134 777,3 100 532,3 151 350,3 005 541,3 014 411,2 834 606, 2 947 879, 3 016 021,2 914 427 及 4 338 361 中。 585891 A7 B7 五、發明說明( 10 15 20 特別高之似玻璃刮痕抵抗性,係以可 可水解石夕院之塗覆物達成,如在收 3:,基之 及 w〇9_98 中所述者。 19i,de-A4 020 316 先前技藝中已知之底塗劑塗層(p),當在 有環氧基之可水解料之抗刮切⑽塗層 別是聚石炭酸酉旨)之間,作為中間塗層使 適土才^寺 止在被熱水長期«(超過4天)下之抗刮痕塗覆==防 因此,本發明之目的係為提供抗刮痕塗覆物,並 广才之底塗劑塗層(p) ’及黏附至該底 ⑽之抗赌塗層⑸,其並未顯示先前技藝之缺點。= 2 ’此塗覆物應具有良好黏著性,且為抗龜裂、抗化興 樂品’及特別是極端地防水性。 子 物本兔明之另一項目的’係為提供已塗覆此等塗覆物之產 若使用由已熟化環氧樹脂組成之塗層作為基材句 士層?間之底塗劑塗層(P) ’則令人驚訝地達成對於 、 ^ %乳基之可水解石夕烧之抗刮痕塗層⑻基材之特別良好 ^者性。此種抗到痕塗覆物亦對於被熱水侵襲特別具抵抗 因此,本發明係提供含有硬化劑與多環氧基官能性化人 勿之組合物在塗覆物巾產生底塗雜層(p)之㈣,該^ 物包含此等底塗劑塗層(P)及黏附至該底塗劑塗層(p)之^到 痕塗層(S),而其中抗刮痕塗層⑻可得自含有 解矽烷。 土心J水 頁 訂 本紙張尺/X侧t賴家辟(CNS)A4規格⑵〇 -5 χ 297公查y 585891 A7 4 五、發明說明( 本發明進—步提供—種塗覆物’其包含黏附至欲被塗覆 土材之底塗劑塗層⑺’及黏附至該底塗劑塗層(p)之抗刮疗 塗層⑸’其特徵在於底塗劑塗層(P)含有經熟化之環氧樹月: ’可得自硬化劑與多環氧基官能性化合物,及在於 9 塗層(S)可得自含有環氧基之可水解矽烷。 又 10 本發明之較佳具體實施例為根據本發明之塗覆物,而盆 中硬化劑係選自包括胺類、酐類及此兩者之混合物,及其 中多,氧基官能性化合物係'選自包括芳族縮水甘油基化ς 物:環脂族縮水甘油基化合物、雜環族縮水甘油基化合: 、%脂族與脂族環氧基化合物,及此等化合物之混合物, 其可充作環氧樹脂之離析物’及其中含有環氧基之; 矽烷係選自包括具有通式(I)或(II)之化合物·· (I) H2C~-CH(R5)—Si(〇R6)3 15 Η -CH—CHrSi(〇R6) (Π) 其中在兩種情況中 20 R5 ^有最高9個碳原子之二價烴基,或具有最高9個碳 原子之二價基團,由C、Η及〇原子所組成,而盆中〇 子係以醚鍵基團存在,及 ’、 眾 R6為具有t高4個碳原子之脂族烴基,具有最 子之醯基,或具有式(CH2cH2〇)nZ之基團,其中〇為= -6 — X 297公釐7" 本紙張尺度適用中國國家標準 A7 B7 五 10 15 、發明說明( 1 ’且Z表示具有最高4個碳原子之脂族烴基 m等於0或1, 及 具有通式(III)之化合物 R3 驰’ (III) 其中 R為相同或不同,且表示可水解基團 與 r,表示縮水甘油基或縮水甘油基氧基_(Ci 2〇)次燒基 及此等化合物之混合物。 合中ί環氧基“生?合物為環脂族環氧基化 5物,/、可充作環脂族環氧樹脂之離析物。 訂 明之較佳具體實施例,係進一步藉由根據本發明之 k復物所賦予,而其中硬化劑係選自包括胺類、酐類及此 兩者之混合物,及其中多環氧基官能性化合物係選:包括 具有下式之雙酚-A二縮水甘油基醚類 ch2chch2o-
-och2chch?o- 〇H ?H3 -OCHXHCH^ \/ 〇 % 20其中 .. n = 0 至 30, 具有下式之3,4_環氧基環己烷羧酸_3,4,_環氧基環己基甲酯 COOCH, Η 0: 本紙張尺度賴中國國家標準(CNS)A4規格⑵Q χ撕公爱 585891 五 、發明說明(6) /、有下式之己二酸雙(3,4_環氧基環己基甲基)酯 ,CH2〇C〇(CH ) c〇〇ch2 Η :〇 具有下式之3-(3,4’-環氧基環己基_2,4' 一烷 -CH, Η 、〇——CH: Η :0 及其混合物, 、、且f中含有環氧基之可水解矽烷,係選自包括3'缩水甘 油基乳基丙基三曱氧基發烧,與2_(3,4_環氧基環己基)乙基 二甲氧基矽烷,及其中抗刮痕塗層⑻另外含有微粒子材料 1自包括別^^扣之氧化物或水合 ,化物,具有粒子大小在2至5〇毫微米之範圍内,及其 選自包括Si(OCH3)4、卿灿、吗罐2叫 (ch3 )2 Si(0CH3 )2 及(CH3 )2 Si(〇C2 h5 )2 之其他化合物削用以 生抗刮痕塗層⑸,及其中選自包括三甲氧基乙軸、三 2〇 醇1呂、三乙氧基乙軸及參(正丁氧基乙醇)鋁 其他化合物(D)係用以產生抗刮痕塗層⑻。 物本另—較佳具體實施例,係為根據本發明之塗; :勿女=中抗刮痕塗層⑻係另外含有微粒子材料〕 子大小為1至100毫微米。 15 -8 本紙張尺度適财關家標準(CNS)A4規格(210 X撕公爱丁 氧螺[5,5]-8,9-環氧基十 中 產 異 之
-丨裝--------訂: -I I n - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 585891 A7 137 五、發明說明(7 ) 本發明進一步提供經塗覆之產物,其含有根據本發明之 塗覆物及基材。 含有根據本發明之塗覆物,且基材包含木材、織物、紙 、粗陶器、金屬、玻璃、陶瓷材料或塑膠之經塗覆產物, 5 係為較佳的。聚碳酸酯係為特佳的。 含有根據本發明經塗覆產物之薄片、眼鏡、光學鏡片、 汽車窗或塑膠頭燈擴散器,係為本發明之較佳具體實施例。 根據本發明之塗覆物具有許多優點。其對於水解作用極 抵抗性,且極具刮痕抵抗性。 10 根據本發明之底塗劑塗層(p)含有經熟化之環氧樹脂,且 具有塗層厚度較佳係低於50微米,特佳係低於15微米,最 特佳係低於1微米。 底塗劑塗層(P)可經由以所謂硬化劑,亦稱為熟化劑或交 聯劑,使多環氧基官能性化合物(於後文稱為環氧基化合 15 物)交聯而獲得。 此等多環氧基官能性化合物與硬化劑,以及其製造與用 途,係描述於例如·· Kunststoff Handbuch,第 10 卷,Duroplaste,由 WilbrandWoebcken 博 士教授編輯,CarlHanserVerlag,1988,及 Kunststoff-Handbuch 第 XI 卷,Polyacetale, Epoxidharze, fluorhaltige 20 Polymerisate,Silicone usw•,由 Vieweg 教授,Reiher 博士,Scheurldn 博士 編輯,Carl Hanser Verlag,Munich,1971,以及環氧基樹脂之化學 與技術,由 Marcel Dekker 公司之 Clayton A. May,Yoshio Tanaka 編輯 ,New York 1973。 環氧基化合物可藉已知方法製成,譬如於下文所描述者 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ,·裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 585891 A7 B7
五、發明說明(8 ) 。其通常係經由具有活性氫之物質與環氧氯丙烷之反應 及接著為脫鹵化氫作用而製成,根據下列圖式: R—H + CHr—CH——CHXI —R——CHXHCHXI
OH
R——CHXHCHXI
-HCI R—CH:
OH -CH—CH9 \ / 2 〇 或經由烯烴被過酸之直接環氧化作用而製成:
〇 10 R—CH = CHR* + R"C〇〇〇H —RCH—CHR' + RMCOOH 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 參考原始文獻之詳細製程,可參閱聚合體科學與工程百 科全書,第2版,第6卷,第322至382頁,John Wiley & Sons,或化 學技術百科全書,第四版,第9卷,第73〇至755頁,或Ullmamis Enzyklopadie der technischen Chemie,第三版,第 8 卷,第 431 至 437 頁 ,Urban & Schwarzenberg,Munich/Berlin,或 Ullmnnn 之工業化學百 科全書,第五版,第 A9 卷,第 531 至 563 頁,VCH Verlagsgesellschaft mbH,D-6940 Weinheim。 例如,芳族縮水甘油基化合物可作為環氧基化合物使用 。實例包括: 具有下式之雙酚-A-二縮水甘油基醚 ch2chch2o
c—^ ^>~och2chch9q OH
OCHXHCH, \/ 〇 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
585891 A7 B7 五 、發明說明( 其中 n = 0 ’對純產物而言 n = 〇至丨5,對工業級產物而言,及 約2或約4或約12,對所謂技術升級產物而言; 具有下式之四溴基雙酚-A-二縮水甘油基醚(在工業級產物 中之演含量約47至50重量% )
具有大約下式之酚-酚醛清漆縮水甘油基醚
其中η係在〇.2與1.4之間,對工業級產物而言, 具有大約下式之曱酚-酚醛清漆縮水甘油基醚 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
L «二 二- 11 _ (CNS)Ari^ (210 x 297¾ ) 585891
五、發明說明(10) 其中η係在1·〇與4·〇之間,對工業級產物而言, 雙酚-F-二縮水甘油基醚(以異構物之混合物銷售),具有下 列成份5 Λ Λ 5 OCHXHCH, OCH.CHCH, 八 OCHXHCH. -CH: ch-〇- 八 OCHXHCH, 10 (10至15重量。( 〇 /\ CH?CHCH0〇- (50至55重量〇。 八 OCHXHCH, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
A 裝 15 (30至35重量〇/。) 其中全部相加係為1〇〇重量% ; 具有下列理想化學式之乙二醛四酚四縮水甘油基醚(含有 副產物) ----訂---------. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 0
具有下式之N,N-二縮水甘油基苯胺 dN/CH2d2 nch2chch2 \/ 〇 -12 本紙诋尺&過用中國國豕標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公釐) 11585891 A7 五、發明說明( 具有下式之對-胺基酚三縮水甘油 ch2chchr \_/A. ch2chch2^n /0\ -〇-CH0CHCH0 具有下式之4,4,-二胺基二苯甲烷四縮水甘油 ch2chch. \ 八 10 CHXHCH-\/ 2 Ο -CH; N: ^CH2CHCH2 、ch?chch92\/ 2 〇 例如’環脂族縮水甘油基化合物亦可作為環氧基化合物 使用。實例包括:具有下式之四氫鄰苯二甲酸二縮水甘油基酯 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 15 〇
--------訂·--------· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 具有下式之六氫鄰苯二甲酸二縮水甘油基酯 Η .COOCHXHCH.\/ Ο XOOCHXHCH, 2\/ 2 〇 具有下式之氫化雙酚-Α-二縮水甘油基醚 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 585891 A7 Β7 五、發明說明( 12
-〇CH2CHCH2 〇 例如,雜環族縮水甘油基化合物亦可作為環氧基化合物 使用。實例包括: 具有下式之異三聚氰酸三縮水甘油基酉旨
具有下式之三縮水甘油基-雙-乙 15 CH, I 3 CH—C—C0
内醯脲 _〒H3 〇? 一9'—CH 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 CII 〇 20 N~CH?CHCH: 2丨2 〇 I CH2(^H尸 〇 "N\ /n^ch cII Η. 〇 例如,可充作環脂族環氧樹脂離析物之戸匕 合物,亦可作為環氧基化合物使用。實例^脂族環氧基化 具有下式之3,4-環氧基環己烷羧酸-3,4,·環G括·
C〇〇CH, 乳基環 已基甲酯 -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 。紙張[度適國家標準(α^4規^^心士1為) 585891 A7 B7 五、發明說明(13 ) 酯 具有下式之己二酸雙(3,‘環氧基環己基甲基) ,ch2〇c〇(ch2)4 c〇〇ch2 Η 具有下式之3-(3,4’-環氧基環己基)_2,4_二氧螺[5,5]_8,9_環氧基十 一烷 Η Η :〇 15 10 例如,可充作脂族環氧樹脂離析物之脂族環氧基化合物 亦可作為環氧基化合物使用。實例包括: 具有下式之丁烷-I,4-二醇-二縮水甘油基醚 CH2CHCH~〇~CH2CH2CH2CHr〇^CH/HCH2 具有下式之聚丙二醇425_二縮水甘油基醚 〇 CH, CHCH—0-
~CH2CH-〇· CK 〇 -CH2CHCH, 况 I f I 20其中η具有一數值, 數目平均)。 可根據本發明使用 個環氧基。 以致產生平均分子量為425克/、莫耳( 之所有環氧基化合物,係具有至少兩 特佳環氧基化合物料未顯㈣族結構者。最特佳為可 15- ^紙張尺辟(CNS)A伐格 585891 A7 B7 五 、發明說明( 15 20 ^核脂族環氧樹脂離析物之環脂族環氧基 傳輸對uv輕射特別具抵抗性之 ^= 如聚合體科學與工程百科全書第= 柄於例 &-’及US-A2则3中。弟卷,弟336頁, 酐類’譬如鄰苯二甲酸酐,四氫、六氫、甲基四氖、内 基:氫、甲基内向亞甲基四氫鄰苯二甲酸酐,苯四 夂酐,本二甲酸酐,二苯曱酮四羧酸酐,順丁烯二酐/ =細共聚物或十二烯基琥料,可為作為硬化劑使用之 月女類’譬如芳族胺類、環脂族胺類、脂族胺類,嬖如 4’二胺基二苯甲烷,其鄰,鄰,-烷基取代之衍生物' 44^二 胺^二苯基醚、Μ,_二胺基二苯基砜、2头二胺基A5·二乙^ 甲苯、氫化4,4·-二胺基二苯基甲烷、異樹根皮酮二胺、二 乙,胺、三乙四胺,以二乙三胺或類似胺類及脂肪酸類為 基料之I胺基醯胺’亦可作為硬化劑使用。 鏈增長成份(較佳為酚類)、聚合引發劑、聚加成觸媒、 增拿刃劑及衝擊改質劑,如得知自所引述文獻者,可另外使 用於底塗劑塗層(Ρ)中。 底塗劑塗層(Ρ)亦可含有習用添加劑,譬如染料、流動控 制劑、反應性稀釋劑、無機或有機填料,及安定劑,特別 是UV安定劑系統與紅外線吸收劑。 硬化劑與環氧基化合物可例如以水性分散液或在有機溶 劑中使用。較佳有機溶劑為醇類,特別是異丙醇、乙醇/、 異丙基二醇、丁基二醇、4_羥基冰甲基1戊_或其混合物 訂 % [ _____· 16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐 Α7 Β7 五 、發明說明( 15 。‘羥基斗甲基-2-戊_係為最特佳的。 是二=的6 = ΐ使用預交聯產物’對於使用之簡易性 反鹿,、坆思明壞氧基化合物已經與一部份硬化劑 細:,〜化劑已經與一部份環氧基化合物反應。然後, 1在局溫下混合此兩種成份,達成最後熟化。 化』與預乂聯環氧基化合物,可以名稱Ar臟⑧,得自 -Ciba Speziahtatenchemie GmbH, D-79664 Wehr9 Germany ^ ^ 成^糸統用於塗覆大部份各式各樣基材之硬化劑。 10 材層’特定基材’f用上係、首先將該基 理。在塑膠成份之情況中,以乙醇或異丙醇沖 註實其價^界面活性劑之溫水中,於超音波浴中清洗,已 15 在以離子化空氣(以防止灰塵之靜電吸引;參閱 Brock, Thomas . Lehrbuch der Lacktechnologie, Vincentz Verlag, Hanover =8)吹拂後i含有環氧基化合物與硬化劑之經稀化單成 二二::::由浸塗、流動塗覆、喷霧、旋轉塗覆或其他 土、、付,t敷至基材。依此方式,形成底塗劑塗層(p)。 ☆塗層厚度係藉由稀釋(較佳為2至35重量%固含量)及塗刷 麥數調整。較佳係使底塗劑塗層(P)在室溫(20至2rc)下乾 ⑼燥,直到其完全乾燥為止。_,在較高溫度,較佳為在 9〇至130C下,進行最後交聯。 接著,將抗到痕塗層⑻塗敷至此底塗劑塗層⑺。 抗刮痕塗層⑻可得自含有環氧基之可水解石夕院,較佳係 併用具有粒子大小為】至觸毫微米,較佳為2至5〇毫微米 一 _ _17- 本紙張尺度_中關家標準(CNS)A4規格⑵Gx 297公髮- 585891 A7 B7
之微粒子材料。 根據本發明,含有環氧 氧基我,其係、指—方面 ^解礼心亦稱為与 eg - . , , ^ 一有至少一個環氧基環,且同日d 顯Γ會在水解條件下形切院醇結構之基團之化合物 %乳基料,譬如較佳根據本發明❹者,· 翁八29467。1中。其係為具有通式仍或即之化合物:、' H0C- -CH(R5);广 Si(〇R6) (I) 10 Η ~CH—CHrSi(OR6) (II) 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中’在兩種情況中 R為具有最咼9個碳原子之二價烴基,或具有最高9個碳 原子之二價基團,由c、H&0原子所組成,其中0原子 係以醚鍵基團存在,較佳為_CH2 〇CH2 CH2 CH2 _,及 R6為具有最高4個碳原子之脂族烴基,具有最高4個碳原 子之醯基’或具有式(CH2CH2〇)nZ之基團,其中η為至少 1 ’且Ζ表示具有最高4個碳原子之脂族烴基,及 m為0或1。 此等環氧基矽烷之製造,係同樣地描述於US-A 2 946 701中 。特佳環氧基矽烷係為其中R6為曱基或乙基之化合物。其 係為市購可得,尤其是得自Uni〇n Carbide公司(39 Old Ridgebury Rd·,Danbury,CT 06817-0001,USA)及 Sivento Chemie GmbH (Parsevalstr. -18-
衷 • n tr--------· I-請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2】〇 x 297公釐) 五、發明說明(17) 9A, D-40468 Dusseldorf,Germany)等公司,譬如: A-187或Dynasilan Glymo,換言之,為3-縮水甘油基氧基丙美 二甲氧基碎烧,或 A-186,換言之,為2_(3,4_環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷。 5 根據本發明較佳之其他抗刮痕塗層(S),係描述於下文。 US-A 5 134 191揭示一種抗刮痕塗層(s),其可得自含有環 氧基之有機矽化合物,與無機亞微米粒子,意即具有粒子 大小低於1微米,譬如矽溶膠,且可以最少量銻化合物作 為熟化觸媒而經熟化。其可作為用於例如光學裝置中之塑 1〇膠物件之塗膜使用。此組合物亦可視情況含有鋁化合物。 種在吳先別技藝之其他組合物比較下,具有又進一步 經改良之抗刮痕、黏著性、塗料黏度與彈性,且顯示低混 濁度與膠凝傾向之組合物,係描述於w〇98/〇5197中。 根據本發明較佳之另一種抗刮痕塗層⑻,可得自至少一 I5種矽化合物(A),其顯示至少一個含環氧基之基團,其不會 被水解勺離,且直接結合至矽,一種微粒子材料(B),選自 石夕:銘及硼以及過渡金屬之氧化物、水合氧化物、氮化物 及石反化物,並顯示粒子大小在丨至1〇〇毫微米之範圍内,一 種矽、鈦、鍅、硼、錫或釩之化合物(c),及至少一種鈦、 2〇锆或鋁之可水解化合物(D),其特徵在於其係以下列比例存 在: 1莫耳矽化合物(A), 0·42至0.68莫耳微粒子材料⑼, 0.28至1.0莫耳化合物(c), 五、發明說明(18) 〇·23至〇·68莫耳化合物(D)。 古以所使用成份之特定比例為特徵之此等組合物,會產生 焉度抗刮痕塗層⑸。 其展現顯著延長之適用期。 5為獲得抗刮痕塗層⑶之快速交聯,可另外使用路易士驗 (E)作為觸媒。 可另外使用一種可水解之矽化合物(F),其具有至少一個 =可水解基團,其較佳係顯示5至3〇個氟原子直接結合至 石厌原子,其中此等碳原子係被至少2個矽原子分隔。此類 1〇型氣化石夕烧之使用,另外對此相應抗刮痕塗層⑻賦予疏水 性與污物拒斥性質。 可另外使用界面活性劑⑺,較佳為非離子性,以獲得長 期親水性質,及/或芳族多元醇(H),以獲得抑制腐蝕性質 (增加對於縮合之抵抗性)。 、 成饬A’ B,C,D,E,F,T及Η係更詳細地描述於下文。亦指出 以本發明為觀點之優先性。 矽化合物(Α)為具有2或3個,較佳為3個可水解基團,及 1或2個,較佳為一個不可水解基團之矽化合物。此單一不 可水解基團,或兩個中之至少一個,係具有環氧基。 2〇可水解基團之實例,包括鹵素(F、Cl、-Br及I),特別是C1 與Βι*,烷氧基(特別是。&烷氧基,譬如甲氧基、乙氧基、 正:丙氧基、異-丙氧基,及正_ 丁氧基、異-丁氧基、第二_ 丁!^基及第三-丁氧基),芳氧基(特別是C6_10芳氧基,例 如苯氧基),氧基(特別是^ 4醯氧基,譬如乙醯氧基與
本紙張尺度剌中國國家標準(CNS)A4規格(2巧 X 297公釐) 585891 A7 發明說明(19) 10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 丙&&氧基)’及:):完魏基(例如乙酿基)。 特佳可水解基團為烷氧基,特別是曱氧基與乙氧基。 曰未具有環氧基之不可水解基團之實例為氫、,烷基'特 #2-4細基,言如乙烯基、丨-丙烯基、2_丙烯基及丁烯基 方基(特別是C2-4芳基,譬如苯基與萘基),其中上文所 及之基團可視情況顯示一或多個取代基,譬如鹵素與烷 基。曱基丙稀酸基團與甲基丙稀酸氧基丙基,亦為不 解基團之實例。 水 具有環氧基之不可水解基團之實例,係、為特別是具 水甘油基或縮水甘油基氧基者。 可根據本發明使用之此等石夕化合物(Α)之實例,可參閱队 A 0 195 493之第8與9頁。 根據本發明之特佳石夕化合物(A)係為具有以下通式者 R3 SiRf (ΙΠ) 其中 R為相同或不同,較佳為㈣,且表示可水解基團,較佳 ,為c1M烷氧基,且特別是甲氧基或乙氧基,及 Rf,不縮水甘油基或縮水甘油基氧基次烷基,特別 疋尽縮水甘油基氧基乙基、厂縮水甘油基氧基丙基、& 縮水甘油基氧基丁基、縮水甘油基氧基戊基、ω、縮 水甘油基氧基己基、从縮水甘油基氧基辛基、从縮水 甘油基氧基壬基、从縮水甘油基氧基癸基、分縮水甘 油基氧基十二基及2_(3,4-環氧基環己基)乙基。
(請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁:> 裝--------訂--------- 10 15 585891 五、發明說明(20) 由於7-縮水甘油基氧基丙基三 GPTS)之立即可取用性,故根據本發明特佳制^細寫為 ::本發明之微粒子材料⑻係為幻、A! 較佳為Ti、Zr及Ce之ft儿此 r A 人、歧孟屬 物,具有粒子大小, e氧化物、氮化物或碳化 八y '、在至10〇毫微米之範圍内,較佳為2 $ 5〇*微米,且特佳為5至20毫㈣。 &為2至 安ΪΓΓ:末形式使用’但較佳係以溶膠(特別是經酸 co 7Π_)之形式制。較佳微粒子材料為水銘礦、
Ce〇2、&02及1102,以及氮化鈦。 ” ,=尺度水1呂鑛粒子’具有粒子大小在1至⑽之範圍内 的。乂土為2至50毫微米’且特佳為5至20毫微米,係為特佳 此等微粒子材料可以粉末形式市靖而得,且其用 經酸安定化)溶膠’係同樣地得知自先前技藝。亦可;考 下文提供之製造實例。 =佳係使用水!S礦溶膠,具有pH值在25至35之範圍内, B為2·8至3·2 ’其可藉由例如使水銘礦粉末懸浮 中而獲得。 =又此等*微尺度粒子,通常伴隨著相應材料折射率上 ' 口此,例如,以Zr〇2或Ti〇2粒子.取代水紹礦粒子 ’會產生具有較高折射率之材料,其中折射率係由高度折 射成伤與基貝之體積,使用Lorentz-Lorenz方程式,加成地計 算而得。 根據本發明之可水解化合物係描述於下文。 本紙張尺度適时—⑽ 訂 % -22- JO A7 B7 21 、發明說明( 除了矽化合物(A)以外,得自Si、 V元素之其他可水解化合物 、r、A1、B、Sn& 化合物_為,、丁二::化合_ 5具有通式(IV)或(v) %或乂之化合物,其
RxM+4R»4.x (IV)
Rxm+3r'3.x (V) 其中 Μ 表示a)Si+4,T广4,Zr+4,Sn+4或 10 b) A1+3,B+3 或(v〇)+3, R表示可水解基團, R’表示不可水解基團,及 15 X在原子M之情況(情況句中,可為1至4,而在 二仏金屬原子Μ之情況(情況b)中為丨至3 搴 若數個基®R及/ ·存在於化合物(g)中。,則於 中,其可為相同或不同。較佳车 、 月 rn,§ - „ , y 权仏x係大於1。這意謂化合物 (Q顯不至少一個,較佳為數個可水解基團。 可水解基團之實例為鹵素(F、c 20 ,院氧基,特別是L及)’特別是C1_r …e 譬如甲氧基、乙氧基、正_ 丙乳基、異-丙乳基,及正_ 丁氧基、異·丁 ϊίί第ΐ::氧基,芳,基,是C6-1。:氧基,::: 醯:ΐ,二:美,广4酿氧基’譬如乙醯氧基與丙 L :;t基r 本紙張尺度賴中關家辟(C_NSM4規格⑵〇 x 2972|j· 585891 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(22) 不可水解基團之實例為氫,烷基,特別是Ci_4烷基,譬 如甲基、乙基、丙基,及正-丁基、異-丁基、第二-丁基及 第三-丁基,烯基,特別是c2_4烯基,譬如乙烯基、1-丙烯 基、2-丙烯基及丁烯基,炔基,特別是c2_4炔基,譬如乙 5炔基與炔丙基,及芳基,特別是C6_1()芳基,譬如苯基與萘 基,其中上文所提及之基團可視情況顯示一或多個取代基 ,譬如鹵素與烷氧基。甲基丙烯酸基團與甲基丙烯醯氧基 丙基,亦為不可水解基團。 可根據本發明使用之化合物(C)之實例,係示於下文。 10 Si(OCH3 )4,Si(OC2 H5 )4,Si(0-正-或異-C3 H7 )4,
Si(OC4 H9 )4,SiCl4,HSiCl3,Si(〇OCCH3 )4, CH3 -SiCl3,CH3 -Si(OC2 H5 )3,C2 H5 -SiCl3,C2 H5 -Si(OC2 H5 )3, C3 H7 -Si(OCH3 )3 5 C6 H5 -Si(OCH3 )3,C6 H5 -Si(OC2 H5 )3, (CH3 0)3 -Si-C3 H6 -Cl, 15 (CH3 )2 SiCl2,(CH3 )2 Si(OCH3 )2,(CH3 )2 Si(OC2 H5 )2, (CH3 )2 Si(OH)2,(C6 H5 )2 SiCl2,(C6 H5 )2 Si(OCH3 )2, (C6 H5 )2 Si(OC2 H5 )2,(異-C3 H7 )3 SiOH, CH2=CH-Si(OOCCH3)3, CH2 =CH-SiCl3,CH2 =CH-Si(OCH3 )3,CH2 CH-Si(OC2 H5 )3, 20 CH2 =CH-Si(OC2 H4 OCH3 )3,CH2 =CH-CH2 -Si(OCH3 )3, 、 CH2 =CH-CH2-Si(OC2 H5 )3 5 CH2 =CH-CH2 -Si(OOCCH3 )3, CH2 =C(CH3 )-COO-C3 H7 Si(OCH3 )3, CH2 =C(CH3 )-COO-C3 H7 Si(OC2 H5 )3, -—24---- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) (請先閱讀背面之注蕙事項再填寫本頁)
585891 A7 B7 五、發明說明(23 10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20
Al(OCH3 )3,Al(OC2 H5 )3,A1(0-正-C3 H7 )3, A1(0-異-C3 H7 )3,Al(OC4 H9 )3,A1(0-異-C4 H9 )3, A1(0-第二-C4 H9 )3,A1C13,A1C1(0H)2,Al(OC2 H4 oc4 h9 )3, TiCl4 5 Ti(OC2 H5 )4 9 Ti(OC3 H7 )4 5 Ti(0-異-C3 H7 )4,Ti(OC4 H9 )4,Ti(2-乙基己氧基)4, ZrCl4,Zr(OC2 H5 )4,Zr(OC3 H7 )4,Zr(0_ 異-C3 H7 )4,Zr(OC4 H9 )4, ZrOCl2,Zr(2-乙基己氧基)4, 以及顯示錯合基團之Zr化合物,該基團譬如尽二g同與甲基 丙烯酸基團, bci3,b(〇ch3)3,b(〇c2h5)3, SnCl4,Sn(OCH3 )4, Sn(OC2H5)4? VOCl3,VO(OCH3)3。 特佳係使用SiR4化合物,其中基團尺可為相同或不同,且 表示可水解基團,較佳為具有丨至4個碳原子之烷氧基, 別是甲氧基、乙氧基、正_丙氧基、異.丙氧基、正-丁氧基 、異_ 丁氧基、弟一•丁氧基或第三-丁氧基。 正如可明瞭的’此等化合物(c)(特別是秒化合物)亦可呈 有顯不《雙或參鍵之不可水解基團。 _ 著石夕化合物⑷使用,則較佳含有環氧基或丙稀酸 體吝譬如甲基(丙稀酸醋),亦可另外使用於組合物土 以產生抗刮痕塗層(S)。此等單體自然 中,用 相同類型之官能基’譬如有機多元醇=具有_或多個 。同樣可使用有機聚環氧類。若 夕甲基)丙烯酸酯 右相應組合物之熟化係以熱 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 裝--------訂--------- 卜纸張尺度翻中關家辟(CNS)A4規格⑵ x 297公釐) ^«5891 A7 B7 五、發明說明(24) 光化學方式引致,則除了以有機方式改質之無機基 二之構造以外,亦發生有機物種之聚合反應,而造成交聯 密度,且因此亦造成相應塗覆物及經塗覆產物硬度之增=外 ,(V=合物(D)較佳為Ti、&或八丨之化合物,其具^下^通7式 M(R”,)m (VI) 其中 M表示Ti、Zr或A1,及 R可為相同或不同,且表示可水解基團,及 111 等於 4 (M = Ti5 Zr)或 3 (Μ = A1)。 15 訂 % 可水解严團R,”之實例為齒抑、c丨、㈣,特別是C丨與 r ,虼氧基(特別是Cl _6院氧基,譬如甲氧基、乙氧美、 二:丙氧基、異-丙氧基,及正_ 丁氧基、異_ 丁氧基、第二· I乳基或第三· 丁氧基,正·戊氧基、正·己氧基),芳氧 氧。芳氧基’例如苯氧基),醯氧基(特別是CM酿 乳二’言如乙酿氧基與丙酿氧基),及院幾基(例如乙酿基) 或燒氧基-C2-3院基,意即衍生自CM烧基乙二醇或 同醇之基團,其中烧氧基具有如上文所予之相 匕物異丙氧基乙醇化物、乙氧基乙醇化物或二 鹼(==化t物。此種氮化合物可選自例如 土-分類、夕環胺類及氨(較佳係作成水溶 本紙張尺度適 A7 A7 10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明( 液) 貝例包括甲基咪σ坐、2-(N N--田W w (Ν,Ν-二曱胺基甲基)酚及 氧 女土曱基)酚、2,4,6-參 特佳化合綠曱基=雙料⑽]十稀。其中 少明使用之另—種含氮路易士驗,係為具有至 、-級Ί解Ϊ團之可水解錢,纟包含至少-個-級 二:級胺上此崎可與梅物⑷-起水解, 路ί =表不被併入以有機方式改質之無機網狀組織中之 較佳含氮矽化合物係為具有通式(νιι)者 r3 SiR" (VII) 其中 J團R為相同或不同’較佳為㈣,且表示可水解基團, 較佳為Ch絲基’且㈣是甲氧基與乙氧基,及 R”表示不可水解基團,經結合至Si,#包含至少—個一級 、二級或三級胺基。 此種石夕;J:兀之貝例為3·胺基丙基三甲氧基石夕烧、3_胺基丙 基二乙氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)_3_胺基丙基三甲氧基矽烷 、N-[N=-胺基-乙基>2-胺基乙基]_3_胺基丙基三甲氧基矽烷 及n-[3-(三乙氧基矽烷基)_丙基]_4,5•二氫咪唑。 路易士驗(E)通常係以矽化合物(A)之每莫耳環氧基,〇〇1 至0.5莫耳之量,使用於其相應之組合物中。每莫耳環氧基 ’含量在0.02至〇·3莫耳,且特別是〇 〇5至〇丨莫耳範圍内之 路易士驗(E),係為較佳的。 卜紙張尺度適用中國國家標準(Cns)A4規格(210x297公釐 -----------^--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 585891 A7 B7 五、 發明說明( 26 可另外使用之可水解氟化矽烷(F),係為具有至少一個不 可水解基團者,其顯示5至30個氟原子經結合至碳原子, 此等碳原子係被至少兩個Si原子分隔。此種矽烷係詳細描 述於de-aw is m中。實例包括下列·· C2F5 CH2 -CH2^SiY39 正-C6 F! 3 CH2 -CH2 -SiY3, 正-C8F17CH2-CH2-SiY3, i_Ci0F21CH2-CH2-SiY3, (Y = 〇CH3,OC2H5 或 Cl) 異-C3 F7 〇-(CH2 )3 -SiCl2 (CH3 ), 正-C6 F! 3 CH2 -CH2 -SiCl2 (CH3 ), 正 F13 CH2 -CH2 -SiCl2 (CH3 )2。 15 20 訂 相對於用以產生抗刮痕塗層⑸之組合物,此等氟化石夕烧 ,較佳係以0·1至15重量%,優先為0.2至10重量%,且特佳 為〇·5至5重量%之量使用。 可用以獲得長期防霧作用及增加塗覆物親水性之界面活 M (G),較佳為非離子性界面活性劑。在室溫下為液體之 非離子性界面活性劑,係為特佳的。此等界面活性劑不僅 可在組合物製造期間使用,其亦可隨後在約%至6〇。〇下, 以熱方式擴散至組合物中。這較佳係由水溶液達成ό較佳 界f活性劑為不同鏈長之聚氧化乙烯醯基醚類(例如 BnJ 92, 96或98 ’得自ICI界面活性劑,Deutsche Ia GmbH位置 ,GoldschmidtstraBe 100, D-45m Essen,Germany),不同鏈長之聚氧 化乙烯乙基醚類(例如MaHpal®24^至24/100 ,得自 *-----~---------28 - 本紙張尺㈣㈣國國家標準(CNSM4規格⑵G X 297公爱 585891 A7 _ B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(27)
Sivento Chemie GmbH, ParsevalstraBe 9A, D-40468 Dusseldorf, Germany , 及Disponil® 05,得自Henkel),月桂基硫酸納(例如Sulfopon® 101 Spezial ,得自 Henkel KGaA,HenkelstraBe 67, D-40191 Dusseldorf, Germany),氣化月桂基σ比錠(例如Dehydquad C Christ®,得自 5 Riedel de Haen AG, Wunstorfer StraBe 40, D-30926 Seelze,Germany) 〇 相對於塗覆組合物,此界面活性劑較佳係以0.1至35重量 %之量使用。 視情況使用之芳族多元醇(H),較佳係顯示平均分子量為 最高1000。此種多元醇之實例為例如在至少2個苯環上帶有 10 羥基之聚苯醚類,及寡聚物,其中芳族環係利用單鍵、-〇-、-CO-、-S02-或類似基團結合在一起,且其較佳係顯示至 少2個羥基,經結合至芳族基團。 特佳芳族多元醇為芳族二醇。其中特佳為具有下列通式 (VIII)與(IX)之化合物 15 20
(Χ)π-
OH
OH (VIII) -----------裝--------訂---------^9— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
(IX) 其中,在兩種情況中 X表示((^至<:8)次烷基或((^至心)亞烷基、(c6sc14)次芳基 、-0-、-S-、-CO-或-S〇2 -,及 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2】〇 X 297公爱) l A7 五、發明說明(28 ) B7 經濟部智慧財—員ί費合作社印 n等於0或1。 族I 團之外,亦可帶有至高 ^取代基,譬如_基、烷基及烷氧基。 ^使用之芳族多元醇(H)之實例為雙盼A、4,4,-二_灵二 本基似U-二經基萘,其中以雙紛a較佳。 土 (αΓ之7係以—些量使用,以致使每莫切化合物 衣羊土,,有〇.2至h5莫耳,特佳為0·3至I·2,且最特 土”、0.6至ΐ·〇莫耳芳族多元醇(H)之羥基存在。人有至少兩個環氧基之石夕化合物(a),會造成對於縮 口八有!改良抵抗性之塗覆物與塗覆產物。 用以產生抗刮痕塗層⑸之組合物,較佳係藉由更詳細地 :述方;下文之方法獲得,其中係使具有pH值在2.5至3·5之 靶圍内’較佳為2.8至3.2之材料(Β)之溶膠,與其他成份之 混合物反應。 ^對此組合物而言,所使用成份之量,必須在於所指定之 粑圍内。已証實在此條件下,可獲得組合物,其顯示經顯者改良之抗到痕、黏著性、塗料黏度、膠凝時間、20 及彈性。 ..可水解石夕化合物⑷可視情況與化合物(Q,使用酸觸媒( 較佳係,室溫下,意即2〇至23。〇,在水溶液甲一起預水解 ,其中每莫耳可水解基團,較佳係使用約半莫耳水。較佳 係使用鹽酸作為預水解用之觸媒。 15 1_____ _^30 _ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)M規格(210 X 297公爱) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^--------^--------- A7 B7 五、 發明說明(29 ) 10 15 20 2交佳係使微粒子材_懸浮於水中,並 至,較佳為2.8至3.2。較佳係使用鹽酸, 用 形廣作為微粒子材料(B),則其在此等條件下係 將化合_與化合物(A)混合。然後添加按上述懸浮 一部份。其量較佳係經選擇,以致被包含 以產生化合物(A)與(c)之半化學計量水 解〃係構成總置之1〇至70重量%,較佳為2〇至5〇重量% 反田應過程稍微放熱。在第一次放熱反應已平靜之後,調 幻皿度至約28至35。。,較佳為約3〇至坑,直到反應開始 丄且内部溫度達到高於25〇c,較佳為高於坑,及特佳係 高於35t為止。-旦第一部份材料⑻之添加已完成,即將 溫度再保持0.5至3小時’較佳為】.5至25小日夺,然後冷卻至 約〇°c。慢慢添加其餘材料(B),較佳係在〇t之溫度下。然 後在約〇t下,慢慢添加化合物(D)及選用之路易士鹼⑹, 同樣較佳係在第一部份材料(B)添加之後。然後,在添加第 二部份材料(B)之前,使溫度在約0艺下保持〇5至3小時, 較佳為I.5至2.5小時。接著,在約〇°c之溫度下,慢慢添加 其餘材料(B)。被逐滴添加之溶液,較佳係在添加至反應器 中之前’立即被冷卻至約10°c。 一旦已在約〇°C下慢慢添加第二部份化合物⑻時,較佳 係將冷卻源移除,因此反應混合物慢慢升溫至超過15ι(達 到至溫)而無需另外加熱。 訂 ' -31 - 本紙張尺度過用_國國家標準(CNS)A4規格(2】〇χ 297公釐) Α7 Β7 五 發明說明( 30 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 所有敘述之溫度,均包含 2。至坑之溫度。匕3-2C之偏差。應明瞭室溫係為 惰=溶劑可視情況在製程之任何階段添 物之流變性質。此等溶劑較佳為醇類,其=組合 =帶地亦在較佳使用之统氧化物水解期間 %類為c"醇類,特別是甲醇'乙醇、正-丙醇、里寸佳 、正-丁醇、異-丁醇、第三·丁醇、正_ "醇丙醇 下丁 , - 丁乳基乙醇。Cl-6二醇醚類,特別 丁虱基乙醇,係同樣地較佳。 疋 二層⑻之組合物,可進-步較佳地含有 白用添加劑’譬如染料、流動控制劑、uv安定劑 : ,、先敏化劑(若組合物意欲以光化學方式熟化時)及熱二 δ觸媒。抗刮痕塗層⑻係使用標準塗覆方法塗敷至已^ ?樹脂底塗之基材’譬如浸塗、塗抹、塗刷、刮刀塗覆 幸比壓、喷務、落膜塗敷、旋轉塗覆及離心塗覆。 、在抗刮痕塗層⑸已視情況預先在室溫下乾燥後,使該經 塗覆、底塗及抗刮痕塗覆之成份熟化。熟化較佳係以熱7 式,在5〇至300 C範圍之溫度下,特別是7〇至2〇〇π,且特佳 為90至18〇°C,視情況在減壓下進行。 在此等條件下,熟化時間較佳應低於2〇〇分鐘。 經熟化抗刮痕塗層⑸之塗層厚度,較佳應為〇·5至⑽微 米,較佳為1至20微米,且特別是2至1〇微米。 几 若有不飽和化合物及/或光引發劑存在,則熟化亦可藉 由照射進行,視情況接著進行熱後熟化。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) C--------訂— Μ·». 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2】〇 χ 297公釐 585891 A7 Β7 五、發明說明(31 ) 15 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 Μ 對於塗覆用基材之選擇沒有限制。根據本發明之組合物 幸父佳係適合塗覆含有木材、織物、紙、粗陶器、金屬、玻 璃、陶究材料及塑膠之基材,而特別是用於塗覆含有敎塑 性塑膠之基材,譬如在Becker/Braun, Hanser Verlag,Munich,Vienna,1992 中所描述者。 較佳基材係實質上含有木材、織物、紙、粗陶器、金屬 、玻璃、陶兗材料或塑膠,其中塑膠較佳為熱塑性塑膠。 基材特佳係、由木材、織物、紙、粗陶器、金屬、玻璃、 陶瓷材料或塑膠所組成’其中塑膠較佳為熱塑性塑膠。 此等組合物最特別適合塗覆透明熱塑性塑膠,且較佳為 聚碳酸S旨,最特㈣雙IA均聚碳酸自旨,及以雙盼八心- 雙(4-經苯基)-3,3,5_三甲基環己烧)為基料之共聚碳酸醋、。其 更特別適合塗覆金屬或敷金屬表面。薄片二鏡、光學鏡片、汽車窗及塑膠頭燈透鏡,可特 別以所獲得之組合物塗覆。 龄t本=之意義上’聚碳酸S旨係柄聚碳酸S旨與共聚石炭 4聚碳酸醋可為線性或以已知方式形成分枝。佳t聚。Ϊ:Γ之碳酸,基之一部份,至高8°莫耳%,較 種來石山μ 〇ΐ50莫耳% ’可被芳族二叛酸醋基取代。此 曰φ碳酸之酸基及芳族壤之酸基,被 之-:術語中。,係為聚醋碳酸酯。其應被包含在聚礙酸酯 聚碳酸酯可藉P 4η 士、+在,丨1 , r,A,9l. 法1成。用於製造聚碳酸酯之適當 方係4例如使用界相方法製自雙齡與光氣,或使用稱 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裳--------訂--------- 本紙張尺度賴
33 — x 29~gJ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 585891 A7 B7 五、發明說明(32 ) 為吡啶方法之均相方法製自雙酚與光氣,或使用熔融酯交 換方法製自雙酚與碳酸酯類。此等製造方法係描述於例如 H. Schnell,,’聚碳酸酯之化學與物理π,聚合體回顧,第9卷,第 31 至 76 頁,Interscience 出版社(New York,London, Sidney),1964。此 5 等已知之製造方法亦描述於D. Freitag,U· Grigo, P.R· Muller*,Η. Nouvertne,在聚合體科學與工程百科全書中之”聚碳酸酯",第 11 卷,第二版,1988,第 648 至 718 頁,及 U· Grigo, K· Kircher 及 P.R. Muller,在 Becker,Braun,Kunststoff-Handbuch 中之’’聚碳酸 π,第 3/1卷,聚碳酸酯,聚縮醛,聚酯,纖維素酯,Carl Hanser 10 Verlag,Munich,Vienna 1992,第 117 至 299 頁。 熔融酯交換方法係特別描述於H. Schnell,”聚碳酸酯之化學 與物理",聚合體回顧,第9卷,第44至51頁,Interscience出版社 (New York,London, Sidney),1964,及 DE-A 1031512、US-A 3 022 272 、US-A 5 340 905 及 US-A 5 399 659 中。 15 此等聚碳酸酯具有平均分子量Mw (於25°C下,在CH2C12中 ,及在每100毫升CH2C12,0.5克之濃度下,藉由度量相對黏 度而測得)較佳為12,000至400,000克/莫耳,特佳為18,000至 80,000克/莫耳,且最特佳為22,000至60,000克/莫耳。 因此,本發明亦提供經塗覆之產物,包括基材,較佳係 20 製自聚碳酸酯,及根據本發明之塗覆物。 下述實例係說明本發明。 實例 用於製造抗刮痕塗層(S)之抗刮痕塗料 抗刮痕塗料S1 ----34-_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A‘l規格(210 x 297公釐) -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) M5891
五、發明說明(33 ) 根據DE-A4 338 361製造 為產生水鋁礦溶膠,將丨Ο"2克〇1nhq添加至η』2克水 鋁礦粉末(AIO(OH); Disperal 溶膠Ρ3,得自 c〇ndeaChemieGmbH, 加微㈣4〇, Μ229? Hamburg,Germany)。接著超音波處理(2〇分 5釦),產生透明無色溶液,於其中Μ』克添加包含la p克 GPTS (3_縮水甘油基氧基丙基三甲氧基矽烷)與幻%克⑽( 原矽S欠四乙g曰)之混合物。將反應混合物在室溫下攪拌2小 日守,然後於冰冷卻下添加18.93克三丁氧基乙醇鋁。將所形 成之透明溶膠在約〇t下攪拌2小時,然後於冰冷卻下添加 10 93.M克上述水鋁礦溶膠及79·3〇克丁氧基乙醇。 抗刮痕塗料S2 根據W〇98/〇5198製造 產生水鋁礦溶膠 將129.〇4克水紹礦粉末(Al〇(〇H))(Disperal溶膠P3⑧得自 IS Condea)添加至克〇丨Ν聰中,並攪拌,及使用濃Ηα 將pH值調整至3。然後,在室溫下持續攪拌M小時,然後 再一次檢查pH值。 個別地將mi·7克(5莫耳)GPTS與幻50克顶〇8(四乙氧基矽 烷)(3莫耳)混合,並攪拌10分鐘。使用計量泵,在2〇克/ 20分鐘之流率下,於此混合物中添加267.3克水鋁礦溶膠。於 添加後數分鐘,將此溶膠加熱至約28至3(rc,並於約2〇分 麵後,其係為透明。然後,將混合物在室溫下攪拌約2小 時,接著冷卻至約〇°C。然後,在約3毫升/分鐘之流率下 ’於〇°C ± 2°C下,添加378·54克(1莫耳)Ai(0Et0Bu)3。在其已 _____-35-_ 本紙張尺度綱中國國家標準(CNS)A4規格⑵0 X 297公爱) -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ▼—裝--------訂---------· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 585891 A7 B7 五、發明說明(34) 10 15 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 20 添加後,於約0。(:下再持續攪拌2小時,然後在約u毫升 分鐘之流率及同樣在約下,添加其餘水_溶膠。接著 使所獲得之反應混合物升溫至室溫,而無需施加熱。然後 ’將所獲得之塗覆配料儲存於下。 抗刮痕塗料S3 根據DE-A4 338 361製造 a) 將I9.8克冰醋酸、210克蒸餾水及227克異丙醇,添加至 克具有30重量%Si〇2含量之膠態石夕酸中。於充分混合 後。’添加900克甲基三乙氧基矽烷,並將混合物加熱至 6〇 C及攪拌。將混合物在此溫度下留置4小日寺,然後將 另外1200克異丙醇添加至混合物中。在產物已冷卻至室 溫後,將稍微不透明溶液過濾。 b) 將34〇克異丙醇、丨卯克四乙氧基矽烷及36〇克甲基三乙 氧基矽烷,置於裝有攪拌器與回流冷凝管之容器中。將 180克0.0SN鹽酸添加至此混合物中,並將其回流5小時 ,以達成共水解作用。於反應後,使混合物冷卻至室溫 。獲得含有四乙氧基矽烷之部份水解產物(51%,以si〇2 十而付)與曱基二乙氧基石夕烧之部份水解產物(I%%, CHS SiO丨」計算而得)之溶液。 在作為塗覆材料使用之前,將兩種成份❸與的以工:i之 比7混合在一起,並溶於包含60重量份數正-丁醇、4〇 重置份數醋酸及2〇重量份數甲苯之混合物中。 抗刮痕塗料S4 根據US-A 5 041 313製造 ;ί I,裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------· -36- 585891 A7 五、發明說明(35) 將203克甲基二甲氧基石夕燒與125克冰醋酸混合。將咖 克經氨安定化之膠態二氧化矽溶膠(Lud〇xAs⑧,得自 Dupom,Ε·Ι· Dupont deN_rS 公司,Wilmingt〇n DE 1989M^ W·5克蒸餾水,添加至此混合物中,並攪拌。然後,將所 5升y成之’合液於至概下攪拌π至丨8小時,並以3川克異丙醇/ 正-丁醇之1 : 1(重量份數)混合物稀釋,及添加19克2,4-二 經基二苯甲_,作為UV安定劑。然後,將混合物授和週 (熟成處理)。 1_幹產生;H劑塗層(p)之底涂^^ 10 底塗料P1 32重量份數
(乙氧基化四乙五胺) 3重量份數五亞甲基亞胺 -〇ch2chch2 〇 丨 5 7 重量份數抓CH2CH2—-(CHrCH2W)3_c (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) 裝· -------訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1258重量份數4-羥基_4·甲基-2-戊酮 底塗料P2 27重量份數寡聚合雙紛各二縮水甘油基輕,具有下式: 20
och9chch9 \/ 〇 5重量份數雙g分-F-, 縮水甘油基醚(為異構物之混合物) 585891 A7 五、 發明說明(36 ’包含:
CH Λ Λ 9〇h2chch2 0CH9CHCHo
2W,'2
八 OCHXHCH
〇CH2CHCH, (50至55重量0。 (10至15重量。。
〇 /\ CHXHCH.O
八 0CH9CHCHo (30至35重量% ) 10 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 7重量份數乙氧基化四乙五胺 4重量份數五亞甲基亞胺 1257重量份數4-羥基-4-甲基-2-戊酮 15 底塗料P3 29重里伤數雙盼-A-二縮水甘油基醚,作成底塗劑塗層組 合物F 3重量份數丙二醇二縮水甘油基醚(Mn= 555) 8重量份數乙氧基化四乙五胺 2〇 4重量份數 五亞甲基亞胺 I256重量份數4·羥基斗甲基_2·戊酮 底塗料P4 30重量份數己二酸雙_3,4_環氧基環己基甲酯 7重量份數乙氧基化四乙五胺 -38 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x297公釐 --------訂---------^-^1 . 585891 A7 五、發明說明(37) 10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3重量份數五亞甲基亞胺 1260重量份數4-羥基-4-甲基-2-戊酮 底塗料P5 30重量份數異三聚氰酸三縮水甘油基酯 7重量份數乙氧基化四乙五胺 3重量份數五亞甲基亞胺 1260重量份數4-羥基+甲基冬戊酮 底塗料G6 2重里份數聚曱基丙烯酸曱酯(Elvacite® 2041, Dupont de Nemours 公司) 98重量份數曱基異丙基二醇 底塗料P7 2重I份數聚甲基丙烯酸甲酯(Eivacite®2〇42, Dupont如 Nemours 公司) 98重量份數甲基異丙基二醇 為製造底塗料^至^,其相應之溶劑,譬如釦羥基斗甲 基-2-戊酮、甲基異丙基二醇或正-丁醇,係在室溫下製備, 亚以任何順序添加其他添加劑,及攪拌。持續攪拌,直到 獲侍透明、均勻溶液為止。將此等溶液儲存於室溫下。 身為測试已以各種方式底塗,然後以抗刮痕塗覆物塗刷之 來石厌酸酯成份之抗水解性,製成及測試下述試片: 首先將尺寸為丨05 xl50x4毫米之雙酚‘均聚碳酸酯 (Tg=147°C,Mw = 275〇〇克/莫耳)薄片清理,其方式是以異 丙醇沖洗,並以離子化空氣吹乾 '然後,將薄片在7〇公: -39- 表紙張尺度適用中關家標準(CNS)A4規格 121G x 297公^· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------· 585891
五、發明說明(犯) 10 15 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 20 /刀麵之次塗速率下,於室溫下,及使用相對空氣濕度為 奶% ’以有關聯之底塗料塗覆。在蒸發至完全乾燥3〇分鐘 後’於循壞風乾烘箱中,於酿下,使薄片進行3〇分鐘熱 處理。於冷卻至室溫後,將已依此方式底塗之薄片,在7〇、 公分/分鐘浸塗速率,4〇%相對空氣濕度及以它下,各以上述=刮痕塗料81至如之一塗覆。2〇分鐘蒸發後,使已塗 ,之薄片在13〇t下乾燥;t小時。在已完成熟化後,將已塗 覆之薄片在室溫及5〇%相對空氣濕度下儲存2天,然後 接受下述試驗: 、 抗水解性 為測試抗水解性,在已塗覆之薄片上,根據標準 ENISO—2409 . 1994,於机水中浸沒後,及於沸水中浸沒後 ’進行十字線條黏著試驗。 於65°C水中浸沒 將裝滿去離子水之可封閉玻璃容器,置於乾燥烘箱中, :,、2C。在加熱處理後’將已預先接受十字線條 ,者脫離試驗之經塗覆聚碳酸s旨試片,置於玻璃容 :中二:用膠帶試驗’在最初十字劃線上,每曰檢查試片 之黏者力。記錄在此膠帶試驗巾發生第—絲著損失從〇 至1_S〇24〇9·· _時之儲存時間,並記入 結果表中。 卜又/又广 煮沸試驗 試驗中使用裝滿去離子水之開口燒杯。 以製自膨脹聚苯乙稀(Styropor⑧)之失套絕緣。將水以磁性加
(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 ----訂--------- 鲁·
、發明說明(39) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 _器攪拌,並升溫至 至試片’並將其置於沸水中丄;…字線條圖樣 半小時後檢查試片。再—次 相畜於上述’惟在 -^ ^ ^ (EN IS0 24;9 # ^ 此等時間,以在煮沸試驗下之小時數 、…果表中。 -41 - _本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公髮) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
585891 A7 B7 五、發明說明(4〇) 結果 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 試驗編號 塗覆 配料 底塗層 組合物 水浸沒(天) 煮 >弗試驗 (小時) 1 S1 P1 >16 >4 2 S1 P2 >16 >4 3 S1 P3 >16 >4 4 S1 P4 >16 >4 5 S1 P5 >16 >4 6 (比較) S1 P6 1 0.5 7 (比較) S1 P7 1 0.5 8 S2 P1 >16 >4 9 S2 P2 >16 >4 10 S2 P3 >16 >4 11 S2 P4 >16 >4 12 S2 P5 >16 >4 13 (比較) S2 P6 1 0.5 14 (比較) S2 P7 1 0.5 15 (比較) S3 P1 3 1 16 (比較) S3 P2 3 1 17 U匕較) S3 P3 3 0.5 18 (比較) S3 P4 2 1 19 (比較) S3 P5 3 1 20 (比較) S4 P1 6 1 21 (比較) S4 P2 5 1 22 (比較) S4 P3 3 1 23 (比較) S4 P4 3 1 24 (比較) S4 P5 3 1 -42- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝---- 訂---------- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) M5891 A7 10 、發明說明( ,如試驗結果顯示’以抗到痕環氧切 塗覆 物(1 與f)塗覆之聚碳酸,若有P1,P2,P3,P4AP5— 之%氧μ m劑塗層(p)存在於聚碟酸自旨與抗刮痕塗廣⑸ 之?,則具有優越防水性。參閱試驗i至5,及7至u。 — 較以非環氧基石夕烧為基料之抗刮痕塗料(S3與 =與壞氧樹脂底塗劑塗層(ρι,ρ2,ρ3,ρ4&ρ5)之組合-比較試 二15至24 _或以環氧基㈣為基料之抗顺塗料⑻或與 描述於文獻中及在商業用途中之聚丙_g旨塗㈣ 或P7)之組合所塗覆之薄片,具有實質上較低防水性( 此等蒼考試片之試驗數字,在水浸沒試驗阶) ^天’而在煮沸試·驗中最大為1小日夺。根據本發明之塗〜 係個別達成大於16天及4小時之數值。 土復 裝--- C請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 適 度 尺 張 氏 一10 2 /V 格 規 4 )A S) N (C 準 標 家 一國 I國 43 釐 公 97
Claims (1)
- 585891 六、申請專利範圍 10 15 20 A8 B8 C8 D8 修磬·赛¥3^921 8. 12 年 I] EJ 專利 號 ROC Patent Appln· No.90108714 修正後無劃線之申請專利範圍中文修正本-附件f一、 Amended Claims in Chinese. - Fnrl (T> v ) (民國92萃8 A曰送呈) (Submitted on August , 2003) 一種塗覆物,其包含黏附至欲被塗覆基材之底塗劑塗 層(P),及黏附至該底塗劑塗層(p)之抗刮痕塗層(s),其 特徵在於該底塗劑塗層(P)含有可得自硬化劑與多環氧 基官能性化合物之經熟化環氧樹脂,及該抗刮痕塗層 (S)可得自含有環氧基之可水解矽烷, 其中硬化劑係選自包括胺類、酐類及此兩者之混合 物,及含有環氧基之可水解矽烷係選自包括具有通式⑴ 或(II)之化合物: -CH(R5)—Si(OR6)3 Ο) 裝 計 線 H2C-CH—CH—Si(OR6) (II) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 25 其中在兩種情況中 R5為具有最高9個碳原子之二價烴基,或具有最高9 個碳原子二價基團,由C、Η及〇原子所組成,而 其中0原子係以醚鍵基團存在,與 r6為具有最高4個碳原子之脂族烴基,具有最高4個 碳原子之醯基,或具有式(CH2CH2〇)nZ之基團, -44 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)M規格(21〇χ297公幻 90106Β-接 585891 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 其中η為至少1,且z矣六且女 且乙衣不具有最高4個碳子厶 脂族烴基,及 咏 m為0或1, 具有通式(ΙΠ)之化合物 R3SiR’ (III) 其中 R為相同或不同,且表示可水解基團 與 R,表示縮水甘油基或縮水甘油基氧基_(c卜8)次烧基 及此等化合物之混合物。 2·根據中請專利範· !項之塗覆物,其中硬化劑係選 自包括胺類、軒類及此兩者之混合物,且其中多環氧 基官能性化合物係選自包括芳族縮水甘油基化合物、 環脂族縮水甘油基化合物、雜環族縮水甘油基化合 物、環脂族與脂族環氧基化合物及此等化合物之混合 物,其可充作環氧樹脂之離析物,及其中含有環氧基 之可水解矽烷係選自包括具有通式⑴或.(II)之化合物: -CH(R5)—Si(OR6)3 (Ο Η00CH厂CH「Si(〇R )3 (II) 45 - 本紙張尺度適用中®國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) 585891 六'申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 'Λ 10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 其中在兩種情況中 R5為具有最高9㈣原子之二價烴基,或具有最高9 個碳原子二價基團,由c、原子所組成,而 其中〇原子係以_鍵基團存在,與 R6為具有最高4個後原子之脂族烴基,具有最高4個 碳原子之醯基,或具有式(CH2CH2〇)nZ之基團, 其中η為至少l,iz表示具有最高4個碳原子之 脂族烴基,及 ' m為0或1, 具有通式(ΙΠ)之化合物 R3SlR’ (III) 其中 R為相同或不同,且表示可水解基團 與 R·表示縮水甘油基或縮水料基氧 及此等化合物之混合物。 4 3·根據中請專利範圍第2項之塗覆物,其中多 能性化合物為環脂族環氧基化合物,其可充^=官 環氧樹脂之離析物。 ’、 4.根射請專利範圍第〖項之塗覆物,其中硬 自包括胺類、酐類及此兩者之混合物,且其中夕糸選 基官能性化合物係選自包括具有下式之雙酚'_a氧 甘油基醚類 Λ 输水 -46 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x297公餐) 裝 計 線 9 8 5 8 5 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍n=l 至 10, 具有下式之3,4-環氧基環己烷羧酸-3,4f-環氧基環己基 曱酯 ,COOCH, Ο: Η Η 10 具有下式之己二絰雙(3,4-環氧基環己基曱基)S旨; ,CH2〇CO(CH2)4COOCH2 15 具有下式之3-(3,扎環氧基環己基-2,4-二氧螺[5,5]-8,9-環氧基十一烷 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20及其混合物, 且其中含有環氧基之可水解矽烷,係選自包括3-縮水 甘油基氧基丙基三曱氧基矽烷,與2-(3,4-環氧基環己 基)乙基三曱氧基矽烷,及其中抗刮痕塗層(S)另外含有 -47 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 585891 A8 B8 C8 D8______ 夂、申請專利範圍 ' 微粒子材料,選自包括Si、A卜Ti、Zr、Zn、Sn或Ce 之氧化物或水合氧化物,具有粒子大小在2至50毫微 米之範圍内,及其中另外使用選自包括Si(〇CH3)4、 Si(OC2H5)4、CH3-Si(OC2H5)3、(CH3)2Si(OCH3)2 及 5 (CH3)2Si(〇C2H5)2之化合物(C),以產生抗刮痕塗層 (S),及其中另外使用選自包括三甲氧基乙醇鋁、三異 丙氧基乙醇紹、二乙氧基乙醇叙及參(正-丁氧基乙醇) 在呂之化合物(D) ’以產生抗刮痕塗層(j§)。 5·根據申請專利範圍第1至3項中任一項之塗覆物,其 10 中抗刮痕塗層(S)另外含有微粒子材料,具有粒子大小 為1至100毫微米。 6·根據申請專利範圍第丨項之塗覆物,其用於製造經塗 覆產物,其含有該塗覆物及基材。 7·根據申請專利範圍第丨項之塗覆物,其用於製造經塗 15 覆產物,其含有該塗覆物及含有木材、織物、紙、粗 陶器、金屬、玻璃、陶瓷材料或塑膠之基材。 8·根據申請專利範圍第7項之塗覆物,其中基材含有聚 碳酸S旨。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 9·根據申請專利範圍第1項之塗覆物,其用於製造薄 20 片、眼鏡、光學鏡片、汽車窗或塑膠頭燈透鏡,其含 有根據申請專利範圍第6至8項中任一項之經塗覆產 物0 -48 - 本紙張尺度適用中國國家標準^格⑽x297;^7
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