專利名稱：高度耐磨的可染色涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于固體基材的可染色耐磨涂料。所述基材通常至少對(duì)某些波長(zhǎng)的可見光是透明的，而且或者對(duì)紫外輻射至少部分透明，或者紫外輻射對(duì)其有不利影響。本發(fā)明的固化涂層同時(shí)具備耐磨性和優(yōu)異的著色性。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述固化涂層還可以基本上阻止所有入射的紫外線到達(dá)或通過基材，從而保護(hù)基材和基材后面的物品免受紫外輻射。
許多固體基質(zhì)，尤其是澄清透明的塑料材料，已在眾多應(yīng)用領(lǐng)域中用作玻璃的替代物。之所以用作玻璃的代用品，是因?yàn)樗芰喜牧暇哂歇?dú)特的性能，如重量輕，易于運(yùn)輸，易于成型。
然而，塑料材料并非有缺點(diǎn)。大多數(shù)塑料材料都比較軟，相當(dāng)容易被劃損，且可能被紫外線降解。為了使塑料材料可以在某些領(lǐng)域應(yīng)用，通常的作法是用有機(jī)涂料或硅氧烷涂料涂覆該塑料材料。這些涂料一般是透明而未著色的，熱固化聚氨酯樹脂是這類有機(jī)涂料的一個(gè)例子。因?yàn)榫郯滨ネ苛喜惶嘿F，因而用它們涂覆塑料材料一般認(rèn)為是可以接受的，它們可以提高塑料材料的耐磨性，盡管聚氨酯涂層的耐磨性不如某些硅氧烷基涂層的好。
為了向塑料產(chǎn)品制造廠商提供高度耐磨的涂料，已經(jīng)開發(fā)了新的基于硅氧烷的可固化樹脂體系。這種樹脂體系的一個(gè)具體實(shí)例可參見US 3986997。這些硅氧烷樹脂作為塑料透鏡、塑料板和其它塑料制品的涂層，取得了極大的成功。然而這種涂料有兩個(gè)主要的缺點(diǎn)。即它們?cè)诠袒蟛荒苋旧?，并且?duì)紫外輻射是透明的。
就塑料材料的最終用途而言，經(jīng)常希望其上所涂的耐磨涂層是可著色的。例如，這種用途包括太陽(yáng)鏡鏡片。因而，非常需要找到一種對(duì)已知樹脂進(jìn)行染色的方法，或開發(fā)一種新的樹脂體系，這種樹脂的固化涂層是可著色的同時(shí)具有類似于硅氧烷涂層的優(yōu)異的耐磨性。
已經(jīng)有些人嘗試制備可著色的耐磨涂料，但都不太成功。例如，US 4355135是有關(guān)用于透鏡的可著色耐磨涂料組合物。將經(jīng)該涂料組合物涂覆的透鏡在染料浴中浸泡5、15和30分鐘后，測(cè)定通過其透射的光。盡管這些組合物是可著色的，但它們并不能提供在許多應(yīng)用領(lǐng)域中所需要的染色程度和染色速度。此外，雖然該專利提到了這樣的可能性，即原則上可以向耐磨涂料添加紫外線吸收劑，但該專利并沒有提到或暗示本發(fā)明這類涂料組合物可以獲得如此出人預(yù)料的改進(jìn)的著色性，也沒有提到或暗示本發(fā)明這類涂料組合物可以獲得優(yōu)異的紫外線吸收性。
長(zhǎng)期以來(lái)已經(jīng)知道紫外線(UV)對(duì)某些透明塑料材料有不利的影響，會(huì)使家俱、窗簾、室內(nèi)裝飾品、織錦、圖畫、其它藝術(shù)品以及汽車內(nèi)部褪色老化。例如，通過窗口射進(jìn)的陽(yáng)光中的紫外輻射通常會(huì)損害窗簾、室內(nèi)裝飾品和其它室內(nèi)或汽車內(nèi)的物品。因?yàn)殚T窗的功用之一就是透光，阻止或削弱所有入射光(包括可見光)的作法通常是不可取的。
為了保護(hù)一些精細(xì)的藝術(shù)品免受紫外線的不利影響，經(jīng)常將其存放在黑暗或光線較暗的環(huán)境中，并且用玻璃或塑料蓋片加以保護(hù)。這些蓋片可以涂有能吸收紫外線的化合物，或?qū)⒖晌兆贤饩€的化合物結(jié)合在這種蓋片中。不幸的是，這些加蓋片保護(hù)的藝術(shù)品的美學(xué)價(jià)值卻受到蓋片表面劃痕和黑暗環(huán)境的影響。
在眼鏡工業(yè)中，還擔(dān)心“UV-A”太陽(yáng)輻射(即從340至400nm)效應(yīng)，這種效應(yīng)可引起白內(nèi)障。已經(jīng)采取了各種措施使眼鏡(包括玻璃和塑料鏡片)可以濾除UV-A范圍的光線。墨鏡使得瞳孔擴(kuò)張以適應(yīng)較暗的光線。這使眼睛對(duì)所有波長(zhǎng)的輻射更加敏感。在眼鏡涂層中非常需要存在對(duì)UV-A波段的有效UV屏蔽同時(shí)具有高度的耐磨性的著色性，因?yàn)檫@可以對(duì)眼睛提供保護(hù)，以及提供其它需要的性質(zhì)。
對(duì)于如何同時(shí)獲得高度紫外線吸收性和耐磨性這一問題的一個(gè)可能的解決方法，是將大量紫外線吸收劑摻到耐磨涂料組合物中。不幸的是，由于紫外線吸收化合物與耐磨涂料組合物的相容性不好，會(huì)導(dǎo)致喪失粘合性，透明性或耐磨性，這就使得難以在合理的成本下開發(fā)出一種即具有高耐磨性又具有優(yōu)異的紫外吸收性的組合物。
因此，目前仍需要這樣一種涂料組合物，當(dāng)固化以后，它具有高度的可染性，同時(shí)具有優(yōu)異的耐磨性，而且還任選具有吸收紫外線輻射的能力。
本發(fā)明的目的是提供一種涂料組合物，它在固化之后具有耐磨性和改進(jìn)的著色性，在優(yōu)選的實(shí)施例中，它還具有吸收紫外線的能力。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制備上述涂料組合物的方法，用本發(fā)明的涂料組合物涂覆固體表面的方法，以及提供涂有本發(fā)明涂料組合物的基材。本發(fā)明的目的也包括提供一種通過將涂有本發(fā)明涂料組合物的基材放置在紫外輻射源和某一物體之間而對(duì)該物體進(jìn)行保護(hù)的方法，以及通過在基材的至少一面涂上本發(fā)明的涂料組合物并將該組合物固化從而保護(hù)該基材的方法。
本發(fā)明的上述以及其它目的是通過采用一種涂料組合物達(dá)到的。該組合物中的樹脂基質(zhì)包括水分散、水-醇分散或醇分散的膠體二氧化硅，或膠體二氧化硅與一種或多種膠體金屬氧化物的混合物，以及帶有環(huán)氧官能團(tuán)的硅烷醇的部分縮合物(它最好與另一種硅烷醇的部分縮合物相混合)，還包含占涂料固體含量3-20%(重量)的可增進(jìn)著色性的化合物。向其中添加固化催化劑和交聯(lián)劑，形成本發(fā)明高度耐磨的可著色涂料組合物。
所述可增進(jìn)著色性的化合物選自多羥基化合物和丁基化的脲甲醛化合物。多羥基化合物包括四羥基二苯酮、二羥基二苯酮、聚乙二醇、聚丙二醇、聚醚多醇和聚酯多醇。一種優(yōu)選的丁基化脲甲醛化合物是BEETLE 80(American Cyanamide Company in Wayne，New Jersey，出售)。同時(shí)也可作為紫外線吸收劑的可增進(jìn)著色劑的化合物，如四羥基二苯酮，在本發(fā)明的涂料組合物中優(yōu)先采用。令人意外的是，本發(fā)明的涂料組合物中可以摻混多達(dá)20%(以涂料固體含量為基準(zhǔn))的可增進(jìn)著色性的化合物，而不至顯著地?fù)p害固化涂層的物理性能。該可增進(jìn)著色性的化合物的優(yōu)選用量為5-15%(以涂料固體含量為基準(zhǔn))。當(dāng)使用如四羥二苯酮之類的紫外線吸收劑時(shí)，可單獨(dú)獲得優(yōu)異的耐磨性和極高的紫外吸收性，或同時(shí)獲得高度的著色性。
制備本發(fā)明涂料組合物的方法包括，將膠體二氧化硅或其與一種或多種膠體金屬氧化物的混合物的水、水-醇或醇分散液，與帶有環(huán)氧官能基的硅烷醇的部分縮合物(它最好與另一種硅烷醇的部分縮合物相混合)相混合，向其中添加交聯(lián)劑和固化催化劑，以及3-20%(重量)可增進(jìn)著色性的化合物，如四羥基二苯酮。將上述配好的涂料組合物涂到基材(如玻璃或塑料)的至少一個(gè)表面上，通過暴露于熱、光或電子束將其固化，或用其它固化劑對(duì)其進(jìn)行固化。然后可將涂層的基材暴露于常規(guī)染色環(huán)境對(duì)固化涂層進(jìn)行染色。
本發(fā)明包括一種可著色、可固化的耐磨涂料組合物，該組合物也可以提供紫外線保護(hù)作用。該組合物包括(A)樹脂基體，由下列組分的水-醇分散液組成(1)5-75%(重量)(以(A)的固體總含量為基準(zhǔn))膠體二氧化硅或膠體二氧化硅與膠體金屬氧化物的混合物;
(2)0-50%(重量)(以(A)的固體總含量為基準(zhǔn))一種或多種硅烷醇的部分縮合物，所述硅烷醇選自(a)R1Si(OH)3，其中R1是甲基，和(b)R2Si(OH)3，其中R1選自乙烯基、烯丙基、苯基、乙基、丙基、3，3，3-三氟丙基、γ-甲基丙烯酰氧基丙基、γ-巰基丙基和γ-氯丙基，當(dāng)選用(b)時(shí)，以(A)的固體總重量計(jì)，(b)在(A)中的量不得超過10%(重量);
(3)10-55%(重量)(以(A)的固體總含量為基準(zhǔn))式R3Si(OH)3所示硅烷醇的部分縮合物，其中R3是選自帶有環(huán)氧基的化合物和其混合物，最好為(a)
其中R4是含1-4個(gè)碳原子的亞烷基，R5是氫原子，或1-2個(gè)碳原子的烷基，或(b)
其中R4如前文所述。
(B)、(A)組分的交聯(lián)劑;
(C)固化催化劑;
(D)3-20%(重量)(以(A)、(B)、(C)和(D)的固體總含量為基準(zhǔn))可增進(jìn)著色性的化合物，選自多羥基化合物和丁基化的脲甲醛化合物。
上述涂料組合物可以單獨(dú)使用，也可和其它耐磨涂料組合物混用。然而，本發(fā)明涂料組合物在其它耐磨涂料組合物中的稀釋程度要加以控制，以便使涂層的著色性不致下降到不希望的水平。
本發(fā)明還包括一種用上述組合物涂覆固體基材的方法。該方法包括用本發(fā)明的涂料組合物涂覆固體基材，然后通過蒸發(fā)溶劑并于50℃或更高溫度加熱，將該組合物固化。所述涂料組合物也可通過光或電子束輻射進(jìn)行固化。
本發(fā)明的第三方面是關(guān)于一種涂有本發(fā)明組合物的固體基材。本發(fā)明的第四方面是通過用本發(fā)明涂料組合物涂覆某一基材而保護(hù)某一物品免受紫外線輻射。
本發(fā)明的樹脂基質(zhì)(A)包含三種組分(A)(1)是單獨(dú)的一種膠體二氧化硅，或其與金屬氧化物膠體的混合物;(A)(2)是式R1Si(OH)3或R2Si(OH)3所示硅烷醇的部分縮合物，或兩者的混合物;(A)(3)是式R3Si(OH)3所示硅烷醇的部分縮合物。在本文中，術(shù)語(yǔ)“膠體二氧化硅”是指無(wú)定形二氧化硅顆粒的穩(wěn)定分散液或溶液。這一術(shù)語(yǔ)的定義不包括這樣的聚硅酸溶液，即其中聚合物分子或顆粒非常小，以至于它們是不穩(wěn)定的。這種溶液(它們可通過在一般溫度下酸化硅酸鈉溶液或水解硅酯或其囟化物而得到)在本發(fā)明中也可以使用，但條件是必須增加其尺寸，也就是說通過聚合或凝集使顆粒的平均粒徑達(dá)到1-150毫微米。本發(fā)明優(yōu)選采用顆粒粒度為5-100毫微米的商售膠體二氧化硅水分散液。這些二氧化硅分散液是已知的商售分散液，例如以“Ludox”和“Nalcoag”為注冊(cè)商標(biāo)出售的那些分散液。另外，也可以使用膠體二氧化硅的醇或其它有機(jī)分散液。為了獲得最佳的穩(wěn)定性，優(yōu)選采用顆粒粒度為10-30毫微米的膠體二氧化硅。此組分的含量一般為樹脂基質(zhì)(A)固體總含量的5-75%(重量)。
可分散于水/醇溶液與該膠體二氧化硅相混合的金屬氧化物膠體包括銻、鈰和鈦的氧化物。一種適用的膠體銻氧化物是商品名為“Nyacol A1510LP”的商售產(chǎn)品(可從Nyacol，Inc.in Ashland，Massachusetts購(gòu)買)。膠體金屬氧化物分散液的作用是改善涂層的硬度，還可以幫助吸收紫外線。其它金屬鹽的類似膠體分散液預(yù)期也適用于本發(fā)明，這對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。這些膠體分散液的共同特征是其中的分散劑是水可溶性的。
樹脂基質(zhì)最好還包括作為第二組分的式R1Si(OH)3或R2Si(OH)3硅烷醇的部分縮合物，或它們的混合物。當(dāng)硅烷醇為R1Si(OH)3時(shí)，R1是甲基，當(dāng)為R2Si(OH)3時(shí)，R2是選自3，3，3-三氟丙基、乙烯基、烯丙基、苯基、乙基、丙基、γ-甲基丙烯酰氧基丙基、γ-巰丙基和γ-氯丙基，但是當(dāng)所用硅烷醇包括R2Si(OH)3時(shí)，其含量以(A)的固體總含量計(jì)不得超過10%(重量)。以(A)的固體總含量計(jì)，此第二組分的含量一般為0-50%(重量)。
樹脂基質(zhì)(A)的第三組分是式R3Si(OH)3硅烷醇的部分縮合物，其中R3選自帶環(huán)氧官能團(tuán)的化合物及其混合物。優(yōu)選的環(huán)氧官能團(tuán)化合物
其中R4是1-4個(gè)碳原子的亞烷基，R5是氫或1-2個(gè)碳原子的烷基。應(yīng)該注意到上述兩種基團(tuán)的共同特征是其中帶有環(huán)氧官能團(tuán)。以(A)的固體總含量計(jì)，此組分的用量一般為10-55%(重量)。
本發(fā)明中最優(yōu)選的樹脂基質(zhì)含有30-70%(重量)的(A)(1)，5-25%(重量)的(A)(2)和20-40%(重量)的(A)(3)，以上百分含量均以(A)的固體總含量為準(zhǔn)。
本發(fā)明所用的膠體二氧化硅和金屬氧化物膠體最好是水懸浮液的形式，本發(fā)明的組合物最好是水-醇分散液。因此，制備樹脂基質(zhì)(A)的過程是在水介質(zhì)中進(jìn)行的。因?yàn)樵鲜怯甚ブ苽涞?，所以一般講醇是溶劑體系的一部分。上述(A)(2)和(A)(3)的部分縮合物是通過R1Si(OH)3或R2Si(OH)3以及R3Si(OH)3的縮合反應(yīng)而得到的，而這些硅烷醇則通常由三烷氧基硅烷前體制備，如R1Si(OCH3)3和R2Si(OCH3)3。正如在US 4355135中所詳細(xì)介紹的，最好通過向膠體二氧化硅的水分散液添加相應(yīng)的三烷氧基硅烷而就地產(chǎn)生R1Si(OH)3、R2Si(OH)3和R3Si(OH)3。適用的三烷氧基硅烷包括那些含有甲氧基、乙氧基、丙氧基和丁氧基的烷氧基硅烷，它們?cè)谒橘|(zhì)中水解后可釋放出相應(yīng)的醇，從而產(chǎn)生至少一部分存在于樹脂基質(zhì)的醇。在添加烷氧基硅烷之前，可以先向水解介質(zhì)中添加醇，也可以采用多種醇的混合物。
一旦在水介質(zhì)中形成硅烷醇，羥基就發(fā)生縮合形成硅氧烷鍵。有些情況下，添加少量酸可以促進(jìn)水解和縮合反應(yīng)。上述縮合反應(yīng)并不能進(jìn)行完全，仍有大量羥基留在該硅氧烷中。任選地，有時(shí)在本發(fā)明中可能需要利用其它水可溶或水相容性的溶劑，例如酮，溶纖劑和Dowanols。Dowanols包括二元醇單醚，由The Dow Chemical CO.，Midland，Michigan，U.S.A生產(chǎn)。
最終的樹脂基質(zhì)溶液最好含有10-50%(重量)固體，即可以是酸性的也可以是堿性的二氧化硅分散液。更優(yōu)選的是，樹脂基質(zhì)含有10-30%(重量)固體，這取決于所需的最終組合物的稠度。
樹脂基質(zhì)中各組分的水解和添加次序并不重要，但是將(A)(2)和(A)(3)組分的烷氧基硅烷相混合并于室溫添加到二氧化硅的水或水-醇溶液中，可以使得樹脂基質(zhì)溶液具有較有利的性能，從而使得由該樹脂制備的固化涂層具有較好的性能。樹脂基質(zhì)(A)可以在配成后立即使用，也可將其貯存起來(lái)。有些情況下，將樹脂基質(zhì)陳化一段時(shí)間，可以使固化涂層的性能更優(yōu)。陳化可于室溫進(jìn)行數(shù)天，加熱條件下則可縮短陳化時(shí)間。
組分(A)(2)(a)和(b)的三烷氧基硅烷前體的例子包括下列硅烷CH3Si(OCH3)3，C6H5Si(OCH3)3，CH3(CH2)2Si(OCH3)3，CH2＝CHSi(OCH3)3，CH3Si(OCH2CH3)3，C6H5Si(OCH2CH3)3;HS(CH2)3Si(OCH3)3，Cl(CH2)3Si(OCH3)3and
，組分(A)(3)的三烷氧硅烷前體的例子包括
配好樹脂基質(zhì)后，將其與組分(B)、(C)和(D)相混合。組分(B)、(C)和(D)加入組分(A)的次序并不重要。重要的是組分(B)、(C)和(D)應(yīng)與樹脂基質(zhì)相容，并均勻地分布在組分(A)中。所得混合物不均勻，或(B)、(C)和(D)與(A)不相容，會(huì)導(dǎo)致涂層固化不均勻，使涂層中含有斑痕或不透明的斑點(diǎn)。
組分(B)(即交聯(lián)劑)選自(1)多官能度羧酸;(2)多官能度酸酐;(3)多官能度酰亞胺。本發(fā)明中組分(B)的用量取決于組分(A)(3)的用量，也就是說取決于(A)中所含的等量的環(huán)氧基團(tuán)。例如，在使用多元酸(B)(1)的情況下，向樹脂基質(zhì)中添加的酸要足以與組分(A)中所含環(huán)氧基團(tuán)的25-300%反應(yīng)。本發(fā)明中，(B)的優(yōu)選含量是含有足以與組分(A)中25-200%的環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng)的酸、酸酐或酰亞胺。這些量還進(jìn)一步受組分(B)在(A)中溶解度的限制。在組分(B)完全不溶于(A)的情況下，固化涂層的外觀不夠理想，著色性亦不規(guī)則。在本發(fā)明中，某些組分(B)在(A)中溶解性很高，某些在(A)中微溶。所有這些組分(B)的可溶和微溶物質(zhì)均認(rèn)為屬于本發(fā)明范圍，因?yàn)榧词共捎梦⑷艿?B)組分仍可以給所述樹脂帶來(lái)有價(jià)值的性能。只要這些物質(zhì)在樹脂基質(zhì)(A)中是可溶的，只要可以導(dǎo)致產(chǎn)生固化的可著色的硬膜，這些物質(zhì)就被認(rèn)為屬于本發(fā)明范圍。一般講，以(A)、(B)和(C)的重量計(jì)，組分(B)的用量為0.1-15%(重量)。
組分(B)(1)的例子包括衣康酸、琥珀酸、丙二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸和癸二酸，以及不飽和二元酸，如富馬酸和馬來(lái)酸。組分(B)(2)的例子包括上述二元酸的環(huán)酐，如琥珀酸酐、戊二酸酐，1，2，4-苯三酸酐1，2，4，5-苯四酸酐、鄰苯二甲酸酐和馬來(lái)酸酐。組分(B)(3)的例子包括玻珀酰亞胺、苯鄰二甲酰亞胺、戊二酰亞胺和馬來(lái)酰亞胺。
本發(fā)明的第三組分(C)是固化催化劑。在本發(fā)明中，該催化劑可選自(1)金屬乙酰丙酮化物，(2)二元酰氨，(3)咪唑，(4)胺類，(5)有磺酸及其胺鹽，(6)羧酸的堿金屬鹽。這些催化劑的例子包括對(duì)第(1)組而言，鋁、鋅、鐵和鈷的乙酰丙酮化物;對(duì)第(2)組而言，雙氰胺;對(duì)第(3)組而言，2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑;對(duì)第(4)組而言，胺、肼、芐基二甲胺、1，2-二氨基環(huán)己烷;對(duì)第(5)組而言，三氟甲磺酸;對(duì)第(6)組而言，乙酸鈉。在本發(fā)明中，以涂料組合物總固體含量計(jì)，0.05-5%(重量)所述催化劑即可使該組合物固化。更高用量的催化劑似乎不會(huì)進(jìn)一步提高涂層的性能，因此采用不必要的過量催化劑只會(huì)造成浪廢。
促進(jìn)著色性的化合物(即組分(D))選自多羥基化合物和丁基化的脲甲醛化合物。所述多羥基化合物包括四羥基二苯酮、二羥基二苯酮、聚乙二醇、聚丙二醇、聚醚多醇和聚酯多醇。優(yōu)選的多羥基化合物包括商售的“UVINUL D-50”和“UVINUL 400”(它們分別是一種四羥基二苯酮和一種二羥基二苯酮，均可由BASF，Inc.in Parsippany，New Jersey購(gòu)買)、“Tone 301”(一種聚酯三元醇，可由Union Carbide Corp.in Danbury，Connecticut購(gòu)買)，以及聚乙二醇(最好分子量約為400，可由J.T.Baker，Inc.in Phillipshurg，New Jersey購(gòu)買)。優(yōu)選的丁基化脲甲醛化合物是商售的“BEETLE 80”(American Cyanamid in Wayne，New Jersey出產(chǎn))。
優(yōu)選的增進(jìn)著色性化合物在本發(fā)明的涂料組合物中可以有兩種獨(dú)立的功能。向涂料組合物添加增進(jìn)著色性化合物(如四羥基二苯酮或聚乙二醇)的基本目的是提高固化涂層在染色操作中吸收或向基材傳輸染料的能力，同時(shí)不犧牲涂層的優(yōu)異耐磨性。優(yōu)選的增進(jìn)著色性化合物(如四羥基二苯酮)同時(shí)也是紫外線吸收劑。這使得本發(fā)明的固化涂層同時(shí)具備迅速著色的性能和優(yōu)異的紫外線吸收性能，而且還保持良好的耐磨性能，當(dāng)然體系中要有足夠的紫外線吸收劑。
以涂料的總固體含量計(jì)，添加3-20%(重量)的增進(jìn)著色性化合物即達(dá)到迅速染色的效果。對(duì)于增進(jìn)著色性能的機(jī)理目前尚不十分清楚，但可以取得很好的效果。以涂料總固體含量計(jì)，增進(jìn)著色性化合物的用量最好為5-15%(重量)。如果增進(jìn)著色性化合物同時(shí)也用于吸收紫外線，那么不論是否進(jìn)行染色，其用量為10-15%(重量)時(shí)效果最好。
沒有任何紫外線吸收劑可以做到在涂料組合物中吸收100%的紫外輻射而不犧牲其它需要的性能，如成本或透明性等。因此，在本發(fā)明的實(shí)施例中，例如其中采用四羥基二苯酮作為增進(jìn)著色性物質(zhì)同時(shí)作為紫外吸收劑，四羥基二苯酮足以阻擋所需量的入射紫外線。必須由涂層阻擋的入射紫外線的量當(dāng)然隨所用涂層而變，因此無(wú)法確定某一固定紫外線吸收度或透射百分?jǐn)?shù)為上述“所需量”。然而，就本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例而言，在至少高達(dá)385nm的波段內(nèi)吸收度約為1.0(透射率為10%)是較理想的，更高的吸收度(更低的透射率)更可取。在最優(yōu)選的實(shí)施例中，涂料組合物可以阻擋98%的入射紫外線。
本文所用術(shù)語(yǔ)“紫外線”是波長(zhǎng)不大于400nm的光線。在大多數(shù)條件下對(duì)大多數(shù)基材而言，也可以認(rèn)為紫外線的波長(zhǎng)至少為240nm。例如，大多數(shù)玻璃吸收波長(zhǎng)小于260nm的紫外線。因此如果基材是玻璃，就大多數(shù)應(yīng)用而言，只要求紫外吸收劑在250nm以上的波段有效。某些基材，如丙烯酸，可透射波長(zhǎng)小于約260nm的紫外線，但自然日光僅含有波長(zhǎng)大于約290nm的紫外線。因此，就大多數(shù)目的而言，紫外線可定義為波長(zhǎng)介于約290至400nm間的光。然而，這個(gè)定義并不排除波長(zhǎng)小于約290nm的光。
吸收度也受涂層厚度的影響。本發(fā)明的涂層厚度一般小于約10μ。當(dāng)然本發(fā)明也不排除較厚的涂層。
配制樹脂基質(zhì)并向其中添加組分(B)、(C)和(D)之后，該組合物是儲(chǔ)存穩(wěn)定的，可于室溫存放數(shù)周。
涂覆基材時(shí)，首先按本領(lǐng)域已知的技術(shù)凈化基材，如果需要的話，用底層涂料預(yù)涂，然后將本發(fā)明的涂料組合物涂覆到基材上。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是無(wú)論是否采用含有紫外線吸收劑的底涂層都可以獲得較高的紫外線吸收度。然而，本發(fā)明并不排除采用含有或不含紫外線吸收劑的底涂層?？刹捎猛ǔ５耐扛卜椒ㄟM(jìn)行涂布，如蘸涂、噴涂、刷涂、旋轉(zhuǎn)涂、輥涂、淋涂和傾涂(cascading)。蘸涂和其它可同時(shí)涂覆基材兩個(gè)表面的涂覆技術(shù)也可使用，如果需要，可將單面涂覆技術(shù)在基材的另一面重復(fù)使用。這些不同涂覆方法可將涂料以不同的厚度涂覆到基材的至少一面上，從而可在較寬的范圍使用這些涂層。一般講，固化涂層厚度為1-10μ時(shí)，本發(fā)明涂料組合物效果最好。上述范圍的涂層厚度可獲得最佳的著色性和紫外線吸收性，而不至損害涂層基材的光學(xué)透明性，如由龜裂造成的損害。
通常要對(duì)涂料組合物和基材進(jìn)行加熱，以促進(jìn)固化。對(duì)大多數(shù)基材而言，可采用50-150℃范圍的溫度，但應(yīng)掌握固化時(shí)間和溫度，保證不會(huì)軟化所選的塑料基材，也不會(huì)使其變形。優(yōu)選的溫度是80-130℃。
本發(fā)明涂料組合物即可施用于塑料基材也可以施用于玻璃基材。如果是玻璃基材，則可采用較高的固化溫度。適用的塑料基材包括聚丙烯酸、聚碳酸酯、CR-39，即聚(二乙二醇雙碳酸烯丙酯)、纖維素乙酸酯丁酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。其它基材也可使用，例如上面所列物質(zhì)的共聚物，以及木、紡織品、皮革、紙或金屬等基材。
當(dāng)需要染色涂層時(shí)，可將涂有本發(fā)明固化涂層的基材表面浸在含有適當(dāng)染料的加熱染料浴中。例如，所述染料可以是BPI Sun Gray或BPI Black，可由Brain Power Incorporated of Miami，F(xiàn)lorida購(gòu)買。染料溶液是這樣配制的，用10份水稀釋1份BPI染料濃縮物，然后加熱到88-100℃，同時(shí)不斷攪拌該溶液。在浸入該染料浴之前，最好用相容性溶劑清洗基材的涂覆表面，然后浸泡足夠的時(shí)間，以便吸收或傳所需量的染料，接著用蒸餾水洗滌，以除去過量的染料，并將其擦干。染色強(qiáng)度可以通過改變涂層厚度或在染料浴浸泡的時(shí)間加以調(diào)節(jié)?？梢杂帽壬?jì)(如Gardner XL-835，它可以測(cè)量透射光百分?jǐn)?shù))測(cè)定所得到的染色程度。
本發(fā)明涂料組合物的一個(gè)突出性質(zhì)是可以在合理的時(shí)間內(nèi)吸收或向基材傳輸較大量的染料。例如，在眼鏡工業(yè)中，在向眼鏡鏡片提供著色性時(shí)，一般使用兩種水平的光透射量(“LT”)。50%的光透射量意味所吸收或傳輸?shù)娜玖狭孔阋允箖H僅50%的光可以通過染色的鏡片。這種水平的光透射量一般適用于眼鏡的裝飾性染色。更深程度的染色(如用于墨鏡)一般具有約20%的光透射量，這意味著所吸收或傳輸?shù)娜玖狭績(jī)H允許20%的光透過該鏡片。一種在眼鏡工業(yè)中經(jīng)常用來(lái)制備鏡片的塑料材料是CR-39，這種材料在大約15分鐘內(nèi)即可染色至LT為20%的程度。因此，涂層透鏡在標(biāo)準(zhǔn)條件下于15-30分鐘內(nèi)可染成LT為20%的程度就是比較理想的了。
本發(fā)明的涂料組合物可用來(lái)保護(hù)基材后面的物品(如家俱或藝術(shù)品)免受紫外線照射，沒有本發(fā)明的涂層紫外線會(huì)透過基材。本發(fā)明的涂料組合物也可用來(lái)保護(hù)基材本身。某些基材對(duì)于氣候和/或由可見光或紫外線引起的降解是敏感的。本發(fā)明的涂料組合物可以大大減少到達(dá)基材的入射紫外線的量。上述敏感的基材包括聚碳酸酯和某些其它塑料材料。
某些基材，尤其是塑料，對(duì)于某些波長(zhǎng)的可見光特別是紫外線非常敏感，而其它波長(zhǎng)的光則對(duì)其影響很小或沒有影響。在這種情況下，可以選擇染料，以便在關(guān)鍵的波長(zhǎng)附近達(dá)到最高的吸收程度。也就是說本發(fā)明的組合物可以加以調(diào)整，以滿足特殊的需要。
本發(fā)明的涂料可在許多不同的領(lǐng)域中用來(lái)保護(hù)基材或保護(hù)那些由基材保護(hù)的物品。通過直接涂覆基材，或先涂覆一種薄膜然后再將該膜施放到基材上，來(lái)保護(hù)眼鏡鏡片、門窗、汽車或建筑物內(nèi)部，都屬于使用本發(fā)明的應(yīng)用方法。為了提高本發(fā)明涂料的可用性，可向其中添加其它添加劑。例如，表面活性劑、抗氧劑等。
如前所述，本發(fā)明的涂料組合物是基于二氧化硅的，因?yàn)槠渲泻懈鞣N可水解的硅烷和膠體二氧化硅縮合物。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以意識(shí)到膠體二氧化硅的相對(duì)重量百分比可與其余的組分按比變化。二氧化硅含量可通過改變各組分的相對(duì)量而加以調(diào)整。這種二氧化硅含量的調(diào)節(jié)反過來(lái)將影響固化涂層的物理性質(zhì)。例如，耐磨性與二氧化硅百分含量有正比的關(guān)系，但與△%H則有相反的關(guān)系。△%H是涂層制品耐磨性的定量度量(按照Taber耐磨試驗(yàn)，ASTM NO.D 1044)。這就是說，隨著二氧化硅含量增加，該涂層的△%H值將下降。不難看出低△%H表明涂層具有改善的耐磨性。一般講，具有可接受耐磨性的涂層△%H(即500個(gè)循環(huán)之后)應(yīng)小于約15%。
為了更充分和清楚地介紹本發(fā)明，使本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解如何實(shí)施本發(fā)明，特給出下列實(shí)例。這些實(shí)例是用來(lái)說明本發(fā)明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。其中所有份數(shù)或百分比除非另有說明均以重量計(jì)。
染色方法染色試驗(yàn)采用商售染料BPI Sun Gray和BPI Black(可由Brain Power，Inc.，Miami，F(xiàn)la.，USA購(gòu)買)對(duì)透鏡進(jìn)行染色。具體做法是于88℃或96℃將透鏡浸泡在染料浴中，最長(zhǎng)可達(dá)30分鐘。在實(shí)例的數(shù)據(jù)表中，標(biāo)明了浸泡透鏡的時(shí)間及經(jīng)所述時(shí)間的浸泡后測(cè)得的各項(xiàng)性能。光透射百分?jǐn)?shù)越低，則在所選時(shí)間內(nèi)涂層吸收或向透鏡傳輸?shù)娜玖狭吭蕉?。根?jù)透過透鏡的透射光百分?jǐn)?shù)表示的染色程度是利用Gardner XL-835分光計(jì)(Gardner Laboratory，Inc.，Bethesda，MD.，USA，出產(chǎn))測(cè)定的，以透射百分?jǐn)?shù)表示。分光計(jì)還用來(lái)測(cè)定涂層的黃度和霧度，結(jié)果亦列于表中。一般講，霧度小于1%時(shí)，裸眼是看不到的，霧度大于1.5%通常是不允許的，因?yàn)榇藭r(shí)涂層透鏡的光學(xué)清晰度會(huì)受到影響。
Taber耐磨性試驗(yàn)按照Taber Abrasion Resistance Test，ASTM No.D 1044測(cè)定耐磨性。經(jīng)過100和500個(gè)CF-10磨擦輪循環(huán)后，泰伯磨耗機(jī)使霧度增加。記錄霧度的百分變化量(△%H)。
涂層粘合性試驗(yàn)按照Crosshatch Adhesion Test，ASTM No.D 3359測(cè)定固化涂層對(duì)于基材的粘合性。這包括在涂覆表面上刻劃十字交叉圖案(網(wǎng)格)，貼上3M 600膠帶，然后迅速將該膠帶撕開。如果撕開膠帶三次均未帶走任何粘合物，則認(rèn)為合格，粘合性記為100%。
例1為了展示本發(fā)明涂料組合物所具有的意想不到的改進(jìn)的染色性，制備了兩種對(duì)比物以供比較。第一種是由CR-39(一種透明的聚碳酸酯)制備的未涂覆的透鏡坯料，第二種是經(jīng)SILVUE 339涂覆的CR-39透鏡坯料。SILVUE 339是一種商售涂料組合物(SDC Coatings，Inc.in Garden Grove，California出產(chǎn))，它是按照US 4355135的技術(shù)制備的;它是一種填有二氧化硅的硅氧烷涂料，以甲基二甲氧基硅烷和δ-縮水甘油氧丙基三甲氧基硅烷。涂有SILVUE 339的CR-39透鏡于77℃在烘箱中固化16小時(shí)，然后冷卻至室溫，測(cè)量此時(shí)的固化涂層厚度。在將其在88℃BPI Sun Grey染料浴(1∶10稀釋)中浸泡15分鐘，并在浸泡前和浸泡后分別測(cè)定上述兩種透鏡的光透射百分率、黃度指數(shù)和霧度百分?jǐn)?shù)。通過測(cè)量經(jīng)15分鐘染料浴浸泡后光透射率(L.T.)的變化來(lái)確定涂層的染色能力。表1給出的數(shù)據(jù)表明未涂覆的CR-39(試樣1(a))比涂有SILVUE 339的CR-39透鏡(試樣1(b))具有更強(qiáng)的減少光透射的能力。
例2為了證明本發(fā)明涂料組合物改進(jìn)的著色性，分別用下列涂料組合物涂覆CR-39透鏡坯料，所述組合物是將SILVUE 339分別與5%(試樣2(a))、10%(試樣2(b))和15%(試樣2(c))的UVINUL D-50混合而成。其它試樣是通過將SILVUE 339與10% UVINUL 400(試樣2(d))、10% TONE 301(試樣2(e))和10% BEETLE 80(試樣2(f))混合而制成的。上述所有百分?jǐn)?shù)均以總固體重量為基準(zhǔn)。按照例1的方法于染料浴中浸泡15分鐘，在此之前和之后分別測(cè)定涂層厚度(μ)、光透射百分率、黃度指數(shù)和霧度百分?jǐn)?shù)。表Ⅰ中的數(shù)據(jù)表明，含有增進(jìn)著色性化合物的涂料組合物的著色性遠(yuǎn)優(yōu)于涂覆的對(duì)比樣品(試樣1(b))。
例3為了展示本發(fā)明涂料組合物吸收紫外線的效果，將SILVUE 339分別與(a)10%、(b)15%和(c)20%(以涂料的固體含量為基準(zhǔn))的UVINUL D-50相混合制成本發(fā)明涂料組合物。將這些樣品涂覆到玻璃基材上，然后于204℃固化三分鐘，結(jié)果示于表Ⅱ。
測(cè)定385nm紫外線吸收性能。吸收值與該涂層的紫外線透射率呈指數(shù)關(guān)系，所以吸收值為1.0時(shí)意味著僅有10%波長(zhǎng)為385nm的紫外線透過該涂層，而吸收值為2時(shí)，意味著僅透射1%的紫外線。上述三種試樣均獲得優(yōu)異的紫外線吸收性能。
在表Ⅱ的備注欄中給出固化涂層外觀的觀測(cè)結(jié)果。固化后試樣3(a)和3(b)是透明的，例3中所有3個(gè)試樣都帶有非常淡的黃色，這是由于紫外線吸收劑在可見的紫色光波段有少許吸收。試樣3(c)有班痕，這表明添加20%(重量)D-50時(shí)出現(xiàn)了不可接受的相分離。試樣3(a)和3(b)的涂層厚度(μ)表明，即使涂層較厚，本發(fā)明涂料組合物在染色之前仍然是透明的。
表Ⅱ試樣 385nm處的吸收 涂層厚度(μ) 備注3(a) 1.47 6.3 微黃，透明3(b) 2.56 7.5 微黃，透明3(c) 2.9 8.3 微黃，有班痕例4按照本發(fā)明采用Lexan LS2-111聚碳酸酯基材(可由General Electric Company in Schenectady New York購(gòu)買)制備了其它試樣。涂覆前將基材浸入SP-6862(可由SDC Coatings Inc.購(gòu)買)底涂料中進(jìn)行蘸涂，風(fēng)干5分鐘，然后于121℃加熱25分鐘。其后用本發(fā)明涂料組合物對(duì)上述底涂過的基材的兩面進(jìn)行淋涂。所述組合物中含SILVUE399與下列增進(jìn)著色性化合物的混合物4(a) 5% UVINUL D-50，4(b) 5% UVINUL D-50，4(c) 10% UVINUL D-50，4(d) 5% TONE 301，4(e) 5% TONE 301，4(f) 5%聚乙二醇(分子量400，購(gòu)自J.T.Baker)，4(g) 5%聚乙二醇(分子量400，購(gòu)自J.B.Baker)，4(h) 5% BEETLE 80，4(i) 無(wú)4(j) 無(wú)試樣4(i)和4(j)用未改性的SILVUE 339涂覆上述底涂過的基材未添加任何增進(jìn)著色性化合物，此兩試樣用來(lái)做對(duì)比。涂覆之后，上述試樣均于127℃固化4小時(shí)。
測(cè)定固化后基材上的涂層厚度，并測(cè)定耐磨性和涂層粘合性。將基材在加熱到約96℃的BPI Black染料浴(1∶10稀釋)中浸泡5、15和30分鐘后測(cè)定其光透射百分率的變化，以此確定涂層的著色性。得到下列結(jié)果
表Ⅲ4(a) 4(b) 4(c) 4(d) 4(e)涂層厚度μ染色試樣 - 3.04 2.99 - 2.58Taber試樣 5.6 3.80 3.96 5.10 3.66Taber耐磨試驗(yàn)△%H100循環(huán) 0.7 1.1 1.4 1.6 1.2500循環(huán) 5.2 6.8 7.8 6.6 7.0初始交叉粘合性% 100 100 100 100 100初始光透射率% 86.5 90.4 90.1 86.6 90.9黃度指數(shù) 4.4 3.2 3.9 0.7 0.5霧度% 0.5 0.4 0.4 1.4 0.4染色(96℃BPI Black)初始光透射率% 86.8 90.8 90.4 86.6 91.1浸泡5分鐘時(shí)光透射率% 77.8 77.2 61.4 63.2 68.4浸泡15分鐘時(shí)光透射率% 69.0 61.3 42.0 60.5 56.2浸泡30分鐘時(shí)光透射率% 57.2 52.4 37.3 56.5 51.7經(jīng)30分鐘染色的交叉粘合性% 100 100 100 100 100
表Ⅲ(續(xù))4(f) 4(g) 4(h) 4(i) 4(j)涂層厚度μ染色試樣 - 2.91 - - 2.91Taber試樣 5.11 3.72 4.68 4.88 3.41Taber耐磨試驗(yàn)△%H100循環(huán) 0.7 1.4 0.7 1.4 1.3500循環(huán) 4.2 7.4 3.6 6.2 7.6初始交叉粘合性% 100 100 100 100 100初始光透射率% 86.9 90.9 87.0 86.5 90.9黃度指數(shù) 0.8 0.5 1.0 0.8 0.3霧度% 0.5 0.3 0.4 1.2 0.3染色(96℃BPI Black)初始光透射率% 87.1 91.1 87.2 86.6 91.1浸泡5分鐘時(shí)光透射率% 65.1 62.0 74.6 73.9 83.1浸泡15分鐘時(shí)光透射率% 51.8 50.6 63.2 67.5 73.3浸泡30分鐘時(shí)光透射率% 45.8 47.4 53.6 65.3 65.9經(jīng)30分鐘染色的交叉粘合性% 100 100 100 100 100
數(shù)據(jù)表明所有試樣都具有優(yōu)異的耐磨性。試樣4(b)、4(c)、4(e)、4(g)和4(j)是采用相同的技術(shù)在第二批測(cè)試的，雖然這些數(shù)據(jù)與第一批測(cè)試的相應(yīng)試樣的數(shù)據(jù)略有不同，但這種差別是在試驗(yàn)誤差范圍內(nèi)的。與對(duì)比試樣4(i)和4(j)相比，經(jīng)30分鐘染色后所有試樣的光透射均大大減少。尤其含有10%UVINUL D-50的試樣4(c)經(jīng)5分鐘和15分鐘染色表現(xiàn)出意想不到改進(jìn)效果。試樣4(c)經(jīng)30分鐘染色后將光透射減至37.3%，而試樣4(f)和4(g)(它們各自含5%聚乙二醇)經(jīng)30分鐘染色后分別將光透射減至45.8%和47.4%。相比之下試樣4(i)和4(j)分別為65.3%和65.9%。這兩種試樣均不含增進(jìn)著色性的化合物。
根據(jù)以上公開的技術(shù)，本發(fā)明還可以做出其它的變更和改進(jìn)。例如，可以在本發(fā)明的組合物中添加其它改性劑和添加劑。然而，應(yīng)該理解上述改進(jìn)和變更均可在本發(fā)明的具體實(shí)施例中進(jìn)行，都屬于由權(quán)利要求書限定的本發(fā)明范圍。
權(quán)利要求
1.一種涂料組合物，固化后它可以形成透明的可染色耐磨涂層，所述涂料組合物包括(i)一種耐磨有效量的膠體二氧化硅分散液；(ii)硅烷醇或硅烷醇混合物的部分縮合物，當(dāng)只采用一種硅烷醇時(shí)，不能采用甲基硅烷醇；(iii)3-20%(重量)(以總固體含量為基準(zhǔn))可增進(jìn)著色性的化合物，選自多羥基化合物，丁基化脲甲醛化合物，以及它們的混合物。
2.按權(quán)利要求1的涂料組合物，其中所述部分縮合物包括環(huán)氧硅烷醇和甲基硅烷醇。
3.按權(quán)利要求1的涂料組合物，其中所述多羥基化合物選自四羥基二苯酮、二羥基二苯酮、聚乙二醇、聚丙二醇、聚醚多醇和聚酯多醇。
4.按權(quán)利要求3的涂料組合物，其中所述多羥基化合物是四羥基二苯酮。
5.按權(quán)利要求3的涂料組合物，其中所述多羥基化合物是聚乙二醇。
6.按權(quán)利要求1的涂料組合物，其中所述的增進(jìn)著色性化合物占總固體含量的5-15%(重量)。
7.按權(quán)利要求6的涂料組合物，其中所述的增進(jìn)著色性化合物至少占總固體含量的10%(重量)。
8.按權(quán)利要求4的涂料組合物，其中四羥基二苯酮的含量應(yīng)足以吸收至少90%波長(zhǎng)為385nm的紫外入射光。
9.按權(quán)利要求4的涂料組合物，其中所述四羥基二苯酮的含量應(yīng)足以在厚度小于10μ的涂覆在基材上的涂層中提供至少2.0的吸收值(于385nm)。
10.按權(quán)利要求1的涂料組合物，其中將膠體金屬氧化物與膠體二氧化硅相混合。
11.按權(quán)利要求10的涂料組合物，其中所述的膠體金屬氧化物是氧化銻。
12.一種涂料組合物，它在固化后可以形成透明的可染色耐磨涂層，所述涂料組合物包括(A)一種樹脂基質(zhì)，包含(1)5-75%(重量)(以(A)的總固體含量為基準(zhǔn))膠體二氧化硅分散液;(2)0-50%(重量)(以(A)的總固體含量為基準(zhǔn))硅烷醇或其混合物的部分縮合物，硅烷醇選自(a)R1Si(OH)3其中R1是甲基(b)R2Si(OH)3其中R2選自乙烯基、烯丙基、苯基、乙基、丙基、3，3，3-三氟丙基、δ-甲基丙烯酰氧基丙基、γ-巰丙基、γ-氯丙基以及它們的混合物，其中當(dāng)選用(b)時(shí)，(b)在(A)中的含量以(A)的總固體含量計(jì)不得超過10%(重量);(3)10-55%(重量)(以(A)的總固體含量為基準(zhǔn))式R1Si(OH)3硅烷醇的部分縮合物，其中R3選自帶有環(huán)氧官能團(tuán)的化合物或其混合物;(B)組分(A)的交聯(lián)劑;(C)固化催化劑;(D)3-20%(以總固體含量為基準(zhǔn))增進(jìn)著色性的化合物，選自多羥基化合物和丁基化脲甲醛化合物。
13.按權(quán)利要求12的涂料組合物，其中所述帶有環(huán)氧官能團(tuán)的化合物選自
其中R4是1-4個(gè)碳原子亞烷基，R5是氫或1-2個(gè)碳原子烷基，
其中R4定義同上。
14.按權(quán)利要求13的涂料組合物，其中(A)(1)含量為30-70%(重量);(A)(2)含量為5-25%(重量);(A)(3)含量為20-40%(重量)，上述比率均以(A)的總重為基準(zhǔn)。
15.按權(quán)利要求13的涂料組合物，其中含有足夠量的(B)可與組分(A)(3)中25-200%的環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng)。
16.按權(quán)利要求13的涂料組合物，其中組分(C)的含量為0.05-5%(重量)(以(A)、(B)、(C)和(D)的總固體含量為基準(zhǔn))。
17.按權(quán)利要求14的涂料組合物，其中組分(A)(2)含有甲基硅烷醇和δ-甲基丙烯酰氧基丙基硅烷醇混合物的部分縮合物。
18.按權(quán)利要求14的涂料組合物，其中組分(A)(2)含有甲基硅烷醇的縮合物，組分(A)(3)含有2-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基硅烷醇的部分縮合物。
19.按權(quán)利要求14的涂料組合物，其中組分(A)(2)含有甲基硅烷醇的部分縮合物，(A)(3)含有γ-縮水甘油氧基丙基硅烷醇。
20.按權(quán)利要求15的涂料組合物，其中組分(B)是多元羧酸。
21.按權(quán)利要求16的涂料組合物，其中催化劑是胺。
22.按權(quán)利要求16的涂料組合物，其中催化劑是肼。
23.按權(quán)利要求16的涂料組合物，其中催化劑是羧酸的堿金屬鹽。
24.按權(quán)利要求13的涂料組合物，其中所述多羥基化合物選自四羥基二苯酮、二羥基二苯酮、聚乙二醇、聚丙二醇、聚醚多醇和聚酯多醇。
25.按權(quán)利要求13的涂料組合物，其中所述多羥基化合物是四羥基二苯酮。
26.按權(quán)利要求13的涂料組合物，其中所述增進(jìn)著色性的化合物是聚乙二醇。
27.按權(quán)利要求13的涂料組合物，其中所述增進(jìn)著色性的化合物至少為所述組合物的10%(重量)。
28.按權(quán)利要求25的涂料組合物，其中四羥基二苯酮的含量足以吸收至少90%波長(zhǎng)為385nm的紫外入射光。
29.按權(quán)利要求25的涂料組合物，其中所述四羥基二苯酮的含量足以在涂覆在基材上的厚度小于10μ的涂層中提供至少2.0的吸收值(于385nm)。
30.按權(quán)利要求13的涂料組合物，其中將膠體金屬氧化物與膠體二氧化硅相混合。
31.按權(quán)利要求30的涂料組合物，其中所述膠體金屬氧化物是氧化銻。
32.按權(quán)利要求24的涂料組合物，其中所述增進(jìn)著色性的化合物含有5-15%(重量)(以(A)、(B)、(C)和(D)總固體含量為基準(zhǔn))四羥基二苯酮。
33.按權(quán)利要求32的涂料組合物，其中將膠體金屬氧化物與膠體二氧化硅相混合。
34.按權(quán)利要求33的涂料組合物，其中所述膠體金屬氧化物是氧化銻。
35.一種涂覆固體基材的方法，其中將固體基材的至少一個(gè)表面與權(quán)利要求1-34所述的透明可染色耐磨涂料組合物相接觸，固化該組合物形成一種透明可染色的耐磨涂層。
36.按權(quán)利要求35的方法，其中還包括在固化所述涂料組合物后將所述基材的涂覆表面浸泡在染料浴中對(duì)該涂層進(jìn)行染色的步驟，染色時(shí)間要足以使所述涂層吸收所需量的染料。
37.按權(quán)利要求35所述的方法制備的涂覆固體基材。
38.按權(quán)利要求36所述的方法制備的涂覆固體基材。
39.按權(quán)利要求35的方法制備的涂覆固體基材，其中所述固體基材是透明的。
40.按權(quán)利要求36的方法制備的涂覆固體基材，其中所述固體基材是透明的。
41.按權(quán)利要求37的涂覆固體基材，其中固體基材是玻璃。
42.按權(quán)利要求38的涂覆固體基材，其中固體基材是玻璃。
43.按權(quán)利要求37的涂覆固體基材，其中固體基材包括塑料。
44.按權(quán)利要求38的涂覆固體基材，其中固體基材包括塑料。
45.一種減少物體暴露于紫外線的程度的方法，包括在所說物體和紫外線源之間放置一個(gè)固體基材，其中所述基材至少在一面按照權(quán)利要求35的方法涂有透明可染色的耐磨涂料組合物。
46.一種減少物體暴露于紫外線的程度的方法，包括在所述物體和紫外線源之間放置一個(gè)基材，其中所述基材至少在一面按照權(quán)利要求36的方法涂有透明可染色的耐磨涂料組合物。
47.一種減少基材暴露于紫外線的程度的方法，包括按照權(quán)利要求35的方法用一種透明可染色的耐磨涂料組合物涂覆所述固體基材的至少一面，并令所述涂覆的一面朝向紫外線源。
48.一種減少基材暴露于紫外線的程度的方法，包括按照權(quán)利要求36的方法用一種透明可染色的耐磨涂料組合物涂覆所述固體基材的至少一面，并令所述涂覆的一面朝向紫外線源。
全文摘要
一種基于硅氧烷/二氧化硅雜化物涂料樹脂的可染色耐磨涂料組合物，其中還含有3-20％可增進(jìn)著色性的化合物，所述化合物選自多羥基化合物和丁基化脲甲醛化合物。這種涂料組合物可同時(shí)提供耐磨性和高度可染色性，還可任選地提供紫外線吸收性能。其中所含的四羥基二苯酮是優(yōu)選的增進(jìn)著色性的化合物，同時(shí)也是紫外線吸收劑。
文檔編號(hào)C08J7/04GK1049171SQ90103410
公開日1991年2月13日 申請(qǐng)日期1990年7月2日 優(yōu)先權(quán)日1989年7月7日
發(fā)明者艾倫·M·格斯特, 馬丁·W·普羅伊斯, 威廉·路易斯 申請(qǐng)人:斯韋德羅有限公司