高折射率水性聚氨酯分散體涂層組合物制造技術

本文提供高折射率的水性聚氨酯分散體底涂層組合物，其在基底上涂敷和固化時提供透明、耐沖擊和粘性的底涂層。這些聚氨酯涂層組合物包含具有芳香族官能團的聚氨酯聚合物(所述芳香族官能團的量的范圍為聚氨酯聚合物固體重量的約16%-約42%)，并提供折射率范圍為約1.53-約1.63的底涂層。本文還提供制造這類高折射率涂層組合物的方法；用這類高折射率涂層組合物涂布基底的方法；和涂有這類高折射率涂層組合物的物品。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及高折射率涂層組合物。更具體地說，本專利技術涉及水性聚氨酯分散體涂層組合物，其在基底上固化時提供透明、耐沖擊、粘性和高折射率的底涂層。本專利技術還涉及制造高折射率水性聚氨酯分散體涂層組合物的方法。此外，本專利技術涉及用高折射率聚氨酯 涂層組合物涂布基底的方法，和涂有這種涂層組合物的物品。背景 底涂層對于改進清晰、透明的塑料基底(比如用作眼科透鏡、安全玻璃、運動和軍用護目鏡、面罩、遮陽鏡、窗、擋風玻璃等的透明塑料基底)的耐沖擊性和粘合性是有用的。因為塑料材料的良好性質(比如高折射率、輕重量和成型性)，清晰、透明的塑料材料在許多應用中代替玻璃，透明的塑料材料也有缺陷。一個具體的缺陷是透明的塑料基底往往是柔軟的，且往往相當容易刮擦或磨損。為防止刮擦，透明的塑料基底可涂有由涂在基底上的有機硅氧烷涂層組成的耐磨損的“硬”涂層，即硬耐磨“頂”涂層。但是，雖然耐磨性可由硬涂層改進，但硬涂層的添加可能不期望地減小透明塑料基底的耐沖擊性(與相應的無硬涂層的透明塑料基底相比)。這可以是用于眼科應用的透明塑料基底的顯著缺陷，在眼科應用中，當折射率增加時，達到相同矯正水平所需的透鏡厚度減小，產生對沖擊破壞更敏感的更薄更輕的透鏡。為改進涂有硬涂層的塑料基底的耐沖擊性，一種彈性體聚合物樹脂比如聚氨酯涂層，可用作透明塑料基底和耐磨損硬涂層之間的底層。聚氨酯底涂層作用于吸收沖擊硬涂層的能量并防止碎片或裂痕從硬涂層蔓延到透明塑料基底。除改進透明塑料基底的耐沖擊性外，聚氨酯底涂層還可用作粘合層?？蓪⒃S多不同種類的涂層或添加劑層涂敷于基底上，它們不容易附著于基底表面。在這種情況下，涂敷聚氨酯底涂層以在基底上形成更容易被其它涂層或層附著的層。聚氨酯底涂層的進一步的益處可通過水性聚氨酯分散體實現。水性聚氨酯分散體涂層組合物更穩定，并具有比它們的反應性二組分聚氨酯體系對更長的貯藏期限。二組分體系的相對不穩定性源自混合后不久需要將二組分體系涂敷到基底上，因為體系在混合時反應并開始固化。相反，水性聚氨酯分散體在其被涂到基底上并開始固化前，可儲存延長的時間期間，即數周或數月。因此，反應性二組分聚氨酯體系的穩定性和貯藏期限可通過用合適的封端異氰酸酯作為體系的一個組分來改進。但是，使用封端異氰酸酯的二組分體系需要熱量以引發固化，從而相比于在環境溫度通過風干固化且不需要熱量引發或維持固化的水性聚氨酯分散體涂層組合物，增加了二組分體系涂布方法的額外的復雜性和成本。水性聚氨酯分散體的另一個益處是它們比反應性二組分聚氨酯體系危險小，因為水是水性分散體的主要溶劑，而不是可具有高揮發性有機組分(VOC)濃度的有機溶劑。但是，水性聚氨酯分散體涂層組合物的一個缺陷是如果聚氨酯底涂層的折射率與透明基底的折射率明顯不同，由水性分散體形成的聚氨酯底涂層可干擾穿過經涂布的基底的光線。光波的路線在從一個介質通到另一個介質時彎曲，這是因為在穿過不同介質時光速減小。光路彎曲量的度量稱為折射率。從具體的介質的情形下，折射率可表示為真空中的光速與介質中的光速的比值。因此，不同的介質各自具有相應的折射率值。透明基底具有一個折射率值，而涂到基底上的涂層可具有一個不同的折射率值。對于具有不同折射率值的基底和涂層，隨著透明基底和涂層的折射率之間的數值差異增大，穿過經涂布的基底的光學清晰度將由于這兩個具有不同折射質量的介質產生的光波干涉受損。相反，隨著基底折射率和涂層折射率之間的差異減小，光學清晰度因為光波干涉減少而改進。如用于本文，被認為具有高折射率的材料是那些相應的折射率值大于或等于約1.53的材料。隨著聚氨酯底層有用的應用中高折射率塑料的使用增加，其它涂到基底上的涂層或層的折射率也必須增加以免引起穿過經涂布或層化的高折射率基底的光的干涉。本文描述的是水性聚氨酯分散體涂層組合物，在被涂到基底上并固化時，提供透明、耐沖擊和粘性的聚氨酯底涂層，其具有約I. 53-約I. 63范圍的高折射率。概沭 根據本專利技術的實施方案，本文描述了高折射率水性聚氨酯分散體底涂層組合物，其在基底上涂敷并固化時提供透明、耐沖擊、粘性的底涂層。在一個實施方案中，涂層組合物包含具有芳香族官能團的聚氨酯聚合物，所述芳香族官能團的量的范圍為聚氨酯聚合物固體重量的約16%-約42%，其中聚氨酯聚合物包含芳香族二異氰酸酯；至少一種活性氫化合物；二羥基羧酸；和多官能胺的反應產物，所述活性氫化合物選自i)具有約2-約8個碳的脂肪族二醇，ii)芳香族二醇，iii)具有約2-約4個碳的硫化物官能化烷基化合物，iv)具有約2-約8個碳的硫醇官能化烴化合物，和V)它們的組合。由涂層組合物形成的底涂層的折射率范圍為約I. 53-約I. 63。在另一個實施方案中，涂層組合物包含具有芳香族官能團的聚氨酯聚合物，所述 芳香族官能團的量的范圍為聚氨酯聚合物固體重量的約16%_約27%，其中聚氨酯聚合物包含芳香族二異氰酸酯；至少一種活性氫化合物；二羥基羧酸；和多官能胺的反應產物，所述活性氫化合物選自具有約2-約8個碳的脂肪族二醇、芳香族二醇及其組合。由涂層組合物形成的底涂層的折射率范圍為約I. 53-約I. 57。在另一個實施方案中，涂層組合物包含具有芳香族官能團和硫的聚氨酯聚合物，所述芳香族官能團的量的范圍為聚氨酯聚合物固體重量的約16%-約42%，硫的量的范圍為聚氨酯聚合物固體重量的約O. 1%-約15%，其中聚氨酯聚合物包含芳香族二異氰酸酯；至少一種活性氫化合物；二羥基羧酸；和多官能胺的反應產物，所述活性氫化合物選自具有約2-約4個碳的硫化物官能化烷基化合物、具有約2-約8個碳的硫醇官能化烴化合物及其組合。由涂層組合物形成的底涂層的折射率范圍為約I. 53-約I. 63。在另一個實施方案中，涂層組合物包含具有芳香族官能團的聚氨酯聚合物，所述芳香族官能團的量的范圍為聚氨酯聚合物固體重量的約16%-約42%，其中聚氨酯聚合物包含芳香族二異氰酸酯；聚合物二醇；至少一種活性氫化合物；二羥基羧酸；和多官能胺的反應產物，所述活性氫化合物選自i)具有約2-約8個碳的脂肪族二醇，ii)芳香族二醇，iii)具有約2-約4個碳的硫化物官能化烷基化合物，iv)具有約2-約8個碳的硫醇官能化烴化合物，和V)它們的組合。由涂層組合物形成的底涂層的折射率范圍為約I. 53-約I. 63。本文描述的涂層組合物還包含分散劑和一定量的水，所述水在用分散劑中和聚氨酯聚合物時足以分散聚氨酯聚合物以形成水性聚氨酯分散體涂層組合物。本文描述的涂層組合物通過用分散劑中和聚氨酯預聚物或聚合物的羧酸官能團分散。此外，涂層組合物還可包含紫外線吸收劑。根據另一個實施方案，提供制造高折射率水性聚氨酯分散體涂層組合物的方法。根據其它實施方案，提供用本文描述的高折射率水性聚氨酯分散體涂層組合物涂布基底的方法和涂有這種水性聚氨酯分散體涂層組合物的物品。附圖簡沭 圖為固化的本文所述聚氨酯涂層組合物的折射率作為芳香族官能團含量的函數的圖。詳細說明 除非另外限定，本文使用的所有技術和科學術語均具有本專利技術所屬領域普通技術人員通常理解的相同含義。在本文的專利技術說明書中使用的術語只用于描述具體的實施方案，而不旨在限制本專利技術。本專利技術可按不同的形式具體化，本申請的具體實施方案的引用不應視為把本專利技術本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：巖住正典，A施耐德，
申請(專利權)人：SDC科技有限公司，
類型：
國別省市：