ДОБАВКИ, СПОСОБСТВУЮЩИЕ АДГЕЗИИ, И СПОСОБЫ УЛУЧШЕНИЯ КОМПОЗИЦИЙ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ
ADHESION-ENHANCING ADDITIVES AND METHODS OF IMPROVING COATING COMPOSITIONS

Заявление об установлении приоритета
Настоящая заявка притязает на приоритет с даты подачи предварительной заявки № 60/870641 (зарегистрированной 19 декабря 2006 года), содержание которой включено, таким образом, в качестве ссылки в полном объеме.
Область изобретения
Данное изобретение относится к добавкам к композиции для покрытия, способствующим адгезии, и конкретно к добавкам, способствующим адгезии, для применения в композициях, которые наносят на прозрачные панельные основы, например, в применении к окнам.
Предпосылки изобретения
В области применения автомобильных окон имеются некоторые приложения, в которых требуется сильная и прочная связь с прозрачной основой. Среди них тонирование, маркировка поверхности и/или нанесение изображения, наклеивание и другие. Для данных целей испытывали различные подходы, как описано в патентной литературе, например, заявка PCT № WO 2005/003048 A1; WO 2005/040055 A1; WO 2005/052071 A1; WO 2003/062310 A1; W0 1993/012935 A1; WO 2003/106579 A1; WO 1999/0311191 A1; WO 2006/093671 A2; опубликованная заявка на выдачу патента США № 20060025496 A1; опубликованная заявка на выдачу патента США № 20060191625 A1; опубликованная заявка на выдачу патента США № 20050045103 A1; JP 61-287476 A; EP 1013726 A1; EP 377444 A3; EP 106628 B1 и патенты США № 6598426; 6500877; 6126737; 5368943 и 4963614, причем все они включены, таким образом, в качестве ссылки.
Привлекательным может быть наличие добавки, способствующей адгезии, которая может быть включена в состав коммерчески доступных композиций для покрытия (например, красок, чернил, клеев, грунтовочных красок или иного), в дополнение или в качестве замены одного или нескольких ингредиентов для улучшения одного или нескольких качеств композиции, таких как сила адгезии, износостойкость или водостойкость. Также может быть привлекательным использование добавки, способствующей адгезии, в дополнение или в качестве замены одному или нескольким ингредиентам двухкомпонентной композиции для покрытия (например, композиция для покрытия и отдельный стимулятор адгезии, что обычно во многих композициях для печати) для предоставления вместо нее однокомпонентной композиции для покрытия.
Сущность изобретения
Изобретение, в общем, относится к добавке, способствующей адгезии для улучшения характеристик композиции для покрытия.
В одном из конкретных аспектов изобретение относится к композиции для покрытия (и, в частности, к композиции печатной краски), которая включает в себя, по меньшей мере, одну смолу, выбранную из эпоксидной, акриловой, полиуретановой, полиакрилатной или любого их сочетания, краситель, добавку, способствующую адгезии, такую как включающая в себя, по меньшей мере, одну концевую ненасыщенную и одну или несколько силилированных групп; и соединение, содержащее кислотную группу, такую как карбоновая кислота, фосфокислота, сульфоновая кислота, меркаптокислота или их сочетание. Предпочтительно композиция закрепляется посредством свободно-радикальной реакции, такой как реакция, инициируемая нагреванием, излучением или комбинацией нагревания и излучения. Изобретение также относится к смешиванию указанных выше ингредиентов, к нанесению полученной в результате смеси на основу (например, стеклянную основу, пластик) и к закреплению смеси на основе.
В другом аспекте изобретение относится к добавке, которая включает в себя, по меньшей мере, одно средство для улучшения функционирования композиции для покрытия, выбранное из продукта реакции Майкла силоксана, кроме того, содержащего один или несколько функциональных радикалов, содержащих активный водород с двумя или более акрилатными группами; один высокомолекулярный аддукт, содержащий, по меньшей мере, одну концевую ненасыщенную и одну или несколько силилированных групп, имеющий множественные алкоксисилановые радикалы; металлорганическое соединение, которое включает в себя элемент, выбранный из кремния, титана, циркония, алюминия или любого их сочетания.
В одном конкретном аспекте добавка, способствующая адгезии, включает в себя модифицированный акриловой смолой аминосилановый аддукт. Описанные здесь способы и изделия предполагают, что добавка, способствующая адгезии, и возможно даже полученные в результате композиции для покрытия могут включать в себя пигмент или краску. Другие варианты указанного выше также рассматриваются, что будет понятно при обзоре последующего подробного описания. Очевидно, что настоящее изобретение потенциально предоставит различные преимущества, включая одно или несколько преимуществ из избегания стадий высокотемпературного обжига, например, по настоящему изобретению нет необходимости подвергать покрытия или основу стадии обжига с температурой выше, чем приблизительно 600°C, предпочтительно выше, чем приблизительно 400°C, и еще более предпочтительно, чем приблизительно 250°C, или с другой температурой, которая будет вызывать деградацию материалов, такую как разложение, плавление или подобное им, потенциального снижения числа стадий за счет отсутствия необходимости смешивания компонентов композиции непосредственно перед контактом с субстратом, избегания специальных манипуляций при высокой температуре для дополнительных керамических покрытия, наносимых на основу, возможность температурной деформации пластиковых основ после нанесения композиций для покрытия или любого их сочетания. Полученные в результате изделия могут характеризоваться превосходной длительной эксплуатацией, в одном или нескольких отношениях, например, проявлять одно или несколько свойств из прочности склеивания, погодоустойчивости (например, включающей в себя водостойкость), износостойкости или любого их сочетания.
Подробное описание
Применяемые в настоящем документе массовые части (мас.ч.) основаны на 100 массовых частях указанного материала или композиции. В случае композиции для покрытия это означает, что массы основаны на 100 массовых частях всей композиции для покрытия. Следует понимать, что могут использоваться концентраты или разбавления указанных здесь количеств. В основном, относительные доли указанных ингредиентов будут оставаться одинаковыми. Таким образом, в качестве примера, если в описании упоминаются 30 мас.ч. компонента A и 10 мас.ч. компонента B, специалистам в данной области понятно, что такое описание также содержит применение компонента A и компонента B в отношении 3:1.
Настоящее изобретение, в общем, относится к композиции добавки, способствующей адгезии, для включения в основную композицию для реализации композиции для покрытия. Композиции для покрытия, описанные здесь, могут быть упакованы в виде однокомпонентной композиции или многокомпонентной композиции (например, двухкомпонентной композиции, такой как композиция, включающая в себя связующую смолу, которая перекрестно связана со стимулятором адгезии) и, в одном из конкретных аспектов, композиция включает в себя отвердевающую смолу как часть основной композиции, в которую введена добавка, способствующая адгезии. Например, смола может закрепляться, например, перекрестно связываться, одной или несколькими свободно-радикальными реакциями, такими как реакция, инициируемая химически, излучением, например, воздействием фотохимического излучения, такого как ультрафиолетовый свет, или обоими способами. Необязательно, или в качестве альтернативы, смола может также закрепляться за счет воздействия пучка электронов.
Описанные здесь добавки, способствующие адгезии, могут применяться в любой из некоторого количества композиций для покрытия. В качестве примера, некоторые предпочтительные варианты применения включают в себя добавление описанных здесь добавок, способствующих адгезии, к основной композиции, такой как краска для трафаретной печати, предпочтительно, закрепляющаяся посредством ультрафиолета краска для трафаретной печати, и более предпочтительно, закрепляющаяся посредством ультрафиолета краска для трафаретной печати, например, однокомпонентная краска, подходящая для покрытия прозрачной основы, такой как стекло, пластик или их сочетание. Другие варианты применения, конечно, тоже возможны, включая в качестве неограничивающих примеров краски, мастики, грунтовочные краски, клеи или любое их сочетание для одного или нескольких типов основ, например, стекла, пластика или любой другой твердой основы. В дополнение к автомобильным вариантам применения изобретение может использоваться в других вариантах применения, таких как упаковка, например, бутылки или другие контейнеры, этикетки, архитектурные окна или другое.
Композиция для покрытия может быть в виде дисперсии смолы в одном или нескольких растворителях, где любые такие растворители могут упариваться как часть способа достижения закрепления композиции. Например, композиции могут быть на водной основе, на органической основе или на иной основе. В одном из аспектов композиции предпочтительно являются нетоксичными. Композиция для покрытия может быть в виде мастики, жидкости или даже твердого вещества, например, пленки или порошка.
Для многих вариантов применения композиции для покрытия, как правило, включают в себя описанные в данной области ингредиенты, обычно используемые в композициях для покрытия, такие как один или несколько пигментов и/или красителей, наполнитель, светостабилизатор, отвердитель, поверхностно-активное вещество, дисперсант, средство против вспенивания, смазка, выравниватель, разбавитель, загуститель или тиксотропное средство, пластификатор, стимулятор адгезии, пластификатор, фотосенсибилизатор, катализатор или любое их сочетание. Пигменты могут быть органическими, неорганическими или их сочетанием. Частицы, содержащие пигмент, могут иметь средний размер от 0,01 до 25 микронов. Различные примеры пигментов описаны в цитируемых здесь патентах и, например, включают в себя пигменты согласно патенту США № 5554217, представленному в качестве ссылки. Могут использоваться один или несколько подходящих восков.
Если используется наполнитель, его неограничивающие примеры могут включать в себя оксид алюминия, например, альфа-оксид алюминия, диоксид кремния, например, пирогенный кремнезем или плавленый кварц, слюду, каолин, тальк, сульфат бария, карбиды, сульфат калия, карбонат кальция, оксид цинка, силикониты, глину, диоксид титана, диоксид циркония, бороуглерод, карбид кремния, оксид церия, стекло, волластонит, алмаз, нитрид алюминия, нитрид кремния, оксид иттрия, диборид титана, металлические соли жирных кислот или любое их сочетание. Могут использоваться и другие наполнители, например, описанные в одновременно рассматриваемой заявке № 11/472119, зарегистрированной 20 июня 2006 года (приоритет 60/692318, зарегистрированной 20 июня 2005 года) от Baikerikar et al. (представлена в качестве ссылки). Предпочтительные наполнители могут содержать поверхностные гидроксилы, иметь размер частиц приблизительно от 10 микронов или менее и наиболее предпочтительно от 5 микронов или менее или характеризоваться обоими вариантами. Если наполнитель используется, он может присутствовать в количестве, достаточном для усиления твердости и износостойкости поверхности и в количестве, таком, что может быть получена гомогенная дисперсия. Например, наполнитель может присутствовать в таком малом количестве, как приблизительно от 5 мас.ч. до приблизительно 60 мас.ч. покрытия или как иначе описано в одновременной рассматриваемой заявке № 11/472119, зарегистрированной 20 июня 2006 года (приоритет 60/692318, зарегистрированной 20 июня 2005 года), от Baikerikar et al. (представлена в качестве ссылки).
В конкретном аспекте изобретения ингредиенты выбирают таким образом, чтобы обеспечить перекрестное связывание смолы в композиции, и возможно даже перекрестное связывание для образования взаимопроникающей сетки. Например, перекрестное связывание может включать в себя перекрестное связывание смолы в композиции для покрытия со стимулятором адгезии, уже присутствующим в композиции или системе, с описанными здесь композициями добавок, способствующих адгезии, или с комбинацией их обеих. В многокомпонентных композиционных системах данные ингредиенты могут присутствовать в каком-либо компоненте системы или во всех них. Например, смола может присутствовать в одном из компонентов, а стимулятор адгезии - в другом.
Основная композиция составов для покрытия, с которой в настоящем изобретении смешивают добавки, способствующие адгезии, как правило, включает в себя описанные в данной области смолы, такие как описанные (без ограничений) в патенте США № 5554217, представленном в качестве ссылки, и, таким образом, может включать в себя один или несколько полимерных материалов из группы, состоящей из полиакрилатов, простых эфиров целлюлозы, сложных эфиров целлюлозы, полиуретанов, сложных полиэфиров, поликарбонатов, полиолефинов, полистирола, полисульфонов, полиамидов, полициклоамидов, полиимидов, простых полиэфиров, простых полиэфиркетонов, поливинилгалогенидов, политетрафторэтилена, (мет)акриловых полимеров, каучука силиконовых полимеров, смол фенола/формальдегида, смол меламина/формальдегида, смол мочевины/формальдегида, эпоксидных смол, диеновых каучуков и их сочетаний, таких как сополимеры, смеси или иное. Предпочтительно, смола выбрана из одной или нескольких смол, выбранных из эпоксидной, (мет)акриловой, полиуретановой, полиакрилатной или любого их сочетания.
Неограничивающие примеры коммерчески доступных основных композиций, с которыми могут быть здесь смешаны добавки, способствующие адгезии, включают в себя закрепляющиеся посредством ультрафиолета композиции для трафаретной печати, предлагаемые Nazdar (например, в серии Powerprint Plus 1800), Marabu (например, под обозначением ULTRAGLASS UVGO), или Ruco (в серии красок 9XX UV, например, 935 UV). Другие примеры подходящих композиций включают в себя, композиции, описанные в заявке PCT № WO 2005/003048 A1; WO 2005/040055 A1; WO 2005/052071 A1; WO 2003/062310 A1; W0 1993/012935 A1; WO 2003/106579 A1; W0 1999/0311191 A1; WO 2006/093671 A2; в опубликованной заявке на выдачу патента США № 20060025496 A1; в опубликованной заявке на выдачу патента США № 20060191625 A1; в опубликованной заявке на выдачу патента США № 20050045103 A1; JP 61-287476 A; EP 1013726 A1; EP 377444A3; EP 106628 B1 и в патентах США № 6797746; 6598426; 6500877; 6126737; 5368943 и 4963614, причем все они представлены в качестве ссылки.
Один из вариантов изобретения подразумевает введение описанных здесь добавок, способствующих адгезии, в композиции для черного покрытия. Также рассматривается их введение в композиции для покрытия некоторых других цветов. Добавки, способствующие адгезии, согласно изобретению могут добавляться к одной из указанных выше композиций вместо ингредиента или компонента композиций или вместо обоих. Дополнительно добавку, способствующую адгезии, можно использовать для настройки функционирования одной из основных композиций, например, меняя концентрации одного или нескольких ингредиентов от ее существующего уровня до другого уровня.
В основном, описанные здесь способы раскрывают получение композиции добавки, способствующей адгезии, и смешивание композиции добавки, способствующей адгезии, с основной композицией (или одним или несколькими ее ингредиентами), необязательно при нагревании, для получения в результате композиции для покрытия. Полученная в результате композиция для покрытия необязательно может упаковываться в виде однокомпонентной композиции, или добавка, способствующая адгезии, может упаковываться отдельно для дальнейшего смешивания с основной композицией на месте использования, например, в месте нанесения на основу. Полученная в результате композиция для покрытия контактирует с субстратом и закрепляется, например, за счет воздействия химического вещества, влаги, нагревания, воздуха, излучения или любого их сочетания. Для достижения прочного закрепления полученная в результате композиция для покрытия может подвергаться одной или нескольким вторичным стадиям закрепления, например, воздействию химического вещества, влаги, нагревания, воздуха, излучения или любого их сочетания. Например, в некоторых вариантах осуществления подразумевается, что композиция закрепляется ультрафиолетовым излучением и одновременно или после этого нагреванием, например, при температуре приблизительно выше 100°C, приблизительно от 120 до 170°C и, предпочтительно, приблизительно от 140 до 160°C. Необязательно или в качестве альтернативы композиции могут также закрепляться излучением пучка электронов.
При нанесении на основу полученная в результате композиция для покрытия может иметь любое подходящее качество обработки поверхности и, таким образом, может включать в себя один или несколько ингредиентов для достижения поверхности с перламутровым эффектом, с металлическим эффектом, с матовым эффектом, с глянцевым эффектом, с полуматовым эффектом, с многоцветным эффектом, с текстурой или с любым их сочетанием.
Описанные здесь основы, в одном из конкретных аспектов, могут быть прозрачными (т.е. оптически прозрачными), по меньшей мере, в пределах части своего объема. Например, поскольку настоящее изобретение особенно пригодно для покрытия, по меньшей мере, части окна или другой панели, например, автомобильного лобового стекла, заднего окна, бокового окна, оптической линзы, зеркала, солярия на крыше дома, измерительной линзы или подобного, обычно основы представляют собой панели, которые имеют, по меньшей мере, одну прозрачную поверхность и, в частности, две противоположные поверхности, прозрачные в пределах, по меньшей мере, приблизительно 25% площади поверхности, и более конкретно, по меньшей мере, на большей ее части, например, по меньшей мере, приблизительно 60%, 75% или даже 90% площади поверхности. Описанные здесь основы, таким образом, могут быть сделаны из, по существу, аморфного материала и, в частности, из аморфной керамики, такой как стекло, пластика или их сочетания. Неограничивающие примеры подходящих материалов включают поли(мет)акрилаты, поликарбонаты, винилы, сложные полиэфиры, например, ориентированные сложные полиэфиры, полиимиды, полиолефины, полиамиды, стекло, любые их сочетания (например, ламинированное стекло) или подобное. В конкретном примере основы содержат или даже, в основном, состоят из материала, выбранного из стекла, поли(мет)акрилатов, поликарбонатов или любого их сочетания. Иллюстративные материалы также описаны на стр. 11-12 патента США № 7129444, который включен в качестве ссылки.
Описанные здесь основы обычно включают в себя, по меньшей мере, одну поверхность, на которую наносится полученная в результате композиция для покрытия. Поверхность может необязательно обрабатываться для улучшения силы связи покрытия с основой, например, грунтовочной краской, пламенным напылением, обработкой коронным разрядом, обработкой плазмой или другим видом воздействия на поверхность. Однако в одном из конкретных примеров внешняя поверхность, по существу, свободна от какой-либо обработки поверхности. Таким образом, после нанесения композиция покрытия находится в прямом тесном контакте с основой и, в частности, в отсутствие какого-либо существенного промежуточного слоя. После нанесения композиции на субстрат, конечно, также возможно нанесение поверх некоторого дальнейшего слоя на композицию и основу, одновременно или отдельно, например, силикона, акриловой краски, полиуретана или иного для формирования защитного верхнего слоя, например, как описано на страницах 12-14 патента США № 7129444, включенного в качестве ссылки. Также возможно, что описанная здесь композиция для покрытия может применяться на фритту, под нее и/или в прилегании к ней, например, фритта типа, описанного в совместно рассматриваемой заявке № 11/472119, зарегистрированной 20 июня 2006 года (приоритет 60/692318, зарегистрированной 20 июня 2005 года) от Baikerikar et al. (представлена в качестве ссылки).
При нанесении описанная здесь композиция для покрытия, в основном, имеет толщину приблизительно до 250 микронов или выше. Чаще она составляет менее чем приблизительно 150 микронов, менее чем приблизительно 100 микронов или даже менее чем приблизительно 50 микронов (например, приблизительно от 10 до приблизительно 30 микронов или менее).
Хотя в некоторых вариантах применения описанную здесь композицию для покрытия требуется наносить, по существу, на всю поверхность основы, как правило, композиции для покрытия наносятся на основы селективно, согласно предварительно определенному рисунку, например, по существу, вдоль краевой части основы, приблизительно, по периферии основы или иначе. Например, один из подходов состоит в нанесении покрытия от края основы в направлении центральной ее части на ширину приблизительно 2, 5, 8 или даже 12 см или более. Также возможно, что композиция для покрытия может наноситься для определения одной или нескольких линий, кривых, точек или других геометрических конфигураций, содержащих сегменты постоянной или изменяющейся ширины, высоты, длины или иных измерений. Например, композиция для покрытия может наноситься так, что будет иметь узор фритты.
В конкретном аспекте изобретения композиция для покрытия может наноситься на субстрат в виде жидкости, мастики, твердого вещества, например порошка или пленки, или их сочетания. Впоследствии она затвердевает и также связывается с основой, становясь при этом, как правило, устойчивой к истиранию, термостабильной и светоустойчивой композицией, так что она может предпочтительно использоваться в окружающих условиях, обычных для автомобильных вариантов применения.
Как указано, полученная в результате композиция для покрытия, описанная здесь, предпочтительно включает в себя конкретную добавку, способствующую адгезии, и, в частности, стимулятор адгезии, как описано в совместно рассматриваемой заявке № 11/472119, зарегистрированной 20 июня 2006 года (приоритет 60/692318, зарегистрированной 20 июня 2005 года), от Baikerikar et al., включенной в качестве ссылки. В конкретном варианте осуществления добавки, способствующие адгезии, усиливают связывание композиции со стеклом, покрытым пластиком и/или с основанным на изоцианате или силоксигруппе функциональным клеем, хотя это и не требуется для всех вариантов применения.
В основном, добавка, способствующая адгезии, включает в себя вещество, содержащее, по меньшей мере, одну группу, способную взаимодействовать, связываться и/или ассоциироваться с группой, по меньшей мере, на одной поверхности основ, с которыми следует связываться данной добавке. В одном неограничивающем варианте осуществления добавка, способствующая адгезии, может служить в качестве молекулярного моста в области контакта, по меньшей мере, двух поверхностей, где поверхности могут быть сходными или различными.
Добавка, способствующая адгезии, может синтезироваться любым числом взаимодействий. Таким образом, добавку, способствующую адгезии, можно получать взаимодействием первого компонента, содержащего, по меньшей мере, одну концевую ненасыщенную связь, например, акрилат, и второго соединения, включающего в себя одну или несколько силилированных групп, например, множественных алкоксисилильных групп. Например, добавка, способствующая адгезии, может быть продуктом взаимодействия первого соединения, включающего в себя оксид кремния, и радикала, выбранного, по меньшей мере, из меркаптогруппы, аминогруппы, эпоксигруппы, гидроксильной группы, сульфоэтильной группы, изоцианатной группы, (мет)акрилатной группы или любого их сочетания, со вторым соединением, включающим в себя радикал, по меньшей мере, выбранный из изоцианатной группы, гидроксильной группы, карбоксильной группы, меркаптогруппы, эпоксигруппы, ацетоацетоксигруппы, (мет)акрилатной группы и аминогруппы или любого их сочетания. В качестве более конкретных примеров для получения добавки, способствующей адгезии, может подходящим образом применяться одна или несколько следующих реакций синтеза:
a. меркаптосилан + акрилат или метакрилат с функциональным изоцианатом, например, так что происходит взаимодействие между -SH и -NCO;
2
b. аминосилан + акрилат или метакрилат с функциональным изоцианатом, например, так что происходит взаимодействие между -NH или -NH и -NCO;
c. изоцианатсилан + акрилат или метакрилат с функциональным гидроксилом, например, так что происходит взаимодействие между -NCO и -OH;
d. эпоксисилан + акрилат или метакрилат с функциональным амином, например, так что происходит взаимодействие между эпоксигруппой и амином;
e. эпоксисилан + акрилат или метакрилат с функциональным карбоксилом, например, так что происходит взаимодействие между эпоксигруппой и -COOH;
f. меркаптокислота + акрилат или метакрилат с функциональным изоцианатом, например, так что происходит взаимодействие между -NCO и -SH и/или -COOH;
g. реакция Майкла аминосилана + акрилата или метакрилата с функциональным карбоксилом, например, так что происходит взаимодействие между терминальной двойной связью и амином; таким образом, продукт содержит функциональные группы алкоксисилила и -COOH с терминальным акрилатом в той же молекуле;
h. аминосилан + (мет)акрилат или метакрилат с функциональной эпоксигруппой, такой как глицидилметакрилат, например, так что происходит взаимодействие между эпокси- и аминогруппой;
2
i. изоцианатсилан + аминоакрилат или аминометакрилат, например, так что происходит взаимодействие между -NH или -NH и -NCO;
2
j. 2-сульфоэтилакрилат или 2-сульфоэтилметакрилат + изоцианатсилан, например, так что происходит взаимодействие между -SOOH + -NCO;
k. гидроксисилан + акрилат или метакрилат с функциональным изоцианатом, например, так что происходит взаимодействие между -NCO и -OH;
l. меркаптосилан + (мет)акрилат с функциональной эпоксигруппой, такой как глицидилметакрилат, например, так что происходит взаимодействие между -SH и эпоксигруппой;
m. эпоксисилан + (мет)акрилат с функциональным гидроксилом, например, так что происходит взаимодействие между эпоксигруппой и -OH;
n. гидроксисилан + (мет)акрилат с функциональной эпоксигруппой, например, так что происходит взаимодействие между -OH и эпоксигруппой;
o.+ изоцианатсилан + (мет)акрилат с функциональной ацетоацетоксигруппой, например, так что происходит взаимодействие между -NCO и активной метиленовой группой ацетоацетокси-радикала;
p. аминосилан + (мет)акрилат с функциональной ацетоацетоксигруппой, например, так что происходит взаимодействие между амином и карбонильной группой ацетоацетокси-радикала;
q. мет(акрилат)силан + (мет)акрилат с функциональной ацетоацетоксигруппой, например, так что происходит реакция Майкла между ненасыщенной связью силана и активной метиленовой группой ацетоацетокси-радикала;
r. гидроксилсилан + (мет)акрилат с функциональным карбоксилом, например, так что происходит взаимодействие между гидроксилом и карбоксилом;
s. аминосилан + полиакрилаты, например, так что происходит реакция Майкла между амином и акрилатом; или
t. аминосилан + хлорид акрилоила или метакрилоила, например, так что происходит взаимодействие между амином и галогеном с образованием амида;
u. аминосилан + (мет)акрилат с функциональным карбоксилом, например, так что происходит взаимодействие между амином и карбоксилом с образованием амида; или
v. любая комбинация указанного выше.
Добавка, способствующая адгезии, в другом неограничивающем варианте осуществления может включать в себя один или несколько мономеров, олигомеров и/или полимеров. Такие материалы включают в качестве неограничивающих примеров металлорганические соединения, силаны, титанаты, цирконаты, алюминаты, металлсодержащие соединения, алюминаты циркония, их гидролизаты и смеси. Предпочтительно, такой стимулятор адгезии содержит титан или кремний и наиболее предпочтительно содержит силокси-связи (кремния и кислорода). Предпочтительно, содержащая кремний добавка, способствующая адгезии, включает в себя полисилоксан, такой как описанный в патенте США № 5502045 на странице 2, строках 8-20, и на странице 3, строках 3-54, что включено в настоящий документ в качестве ссылки; тетраортодиоксиды кремния, описанные в патенте США № 6306924 на странице 2, в строках 26-39, и на странице 3, в строках 24-42, относящиеся к делу части которых включены в настоящий документ в качестве ссылки; и мультифункциональные силаны, такие описанные в Mahdi et al., патент США № 6355127, на странице 21, со строки 44, до страницы 22, строки 38, относящиеся к делу части которых в настоящий документ в качестве ссылки, или продукты реакции данных силанов и других промежуточных соединений. Неограничивающие примеры связывающих силаны агентов включают в себя: винилтриацетоксисилан, винилтриметоксисилан, винилтриэтоксисилан, винилтри-(2-метоксиэтокси)силан, винилтрифеноксисилан, винилтриизопропоксисилан, винилтри-трет-бутоксисилан, дивинилдиэтоксисилан, γ- глицидоксипропилтриметоксисилан, аллилтриэтоксисилан, аллилтриметоксисилан, (3-акрилоксипропил)диметилметоксисилан, (3-акрилоксипропил)метилдиметоксисилан, (3-акрилоксипропил)триметоксисилан, (метакрилоксиметил)диметилэтоксисилан, метакрилоксиметилтриэтоксисилан, метакрилоксиметилтриметоксисилан, метакрилоксипропилдиметилэтоксисилан, метакрилоксипропилтриметоксисилан, стиролэтилтриметоксисилан, меркаптометилметилдиэтоксисилан, 3-меркаптопропилметилдиметоксисилан, 3-меркаптопропилтриэтоксисилан, 3-меркаптопропилтриметоксисилан, и аминосиланы, такие как аминопропилтриметоксисилан, бис(триметоксисилил)пропиламин или бис(триэтоксисилил)пропиламин; по меньшей мере, их частичные гидролизаты или их смеси. Вещества на основе титаната, цирконата или цирконата-алюмината, которые могут использоваться в качестве добавки, способствующей адгезии, по данному изобретению, включают описанные в Wu et al., патент США № 6649016, со страницы 7, строки 23, до страницы 8, строки 53, относящиеся к делу части которых включены в настоящий документ в качестве ссылки. Предпочтительные вещества на основе титана включают коммерчески доступные вещества под названием TYZOR от DuPont или титанат тетра-(2,2-диаллилоксиметил)бутил, ди(дитридецил)фосфита (коммерчески доступный как KR 55 от Kenrich Petrochemicals, Inc.); титанат неопентил(диаллил)окси, тринеодеканонила; титанат неопентил(диаллил)окси, три(додецил)бензол-сульфонила; титанат неопентил(диаллил)окси, три(диоктил)фосфата; титанат неопентил(диаллил)окси, три(диоктил)пирофосфата; титанат неопентил(диаллил)окси, три(N-этилендиамино)этила; титанат неопентил(диаллил)окси, три(мета-амино)фенила; титанат неопентил(диаллил)окси, тригидроксикаприла; титанат изопропилдиметилакрилизостерила; титанат тетраизопропил(диоктил)фосфита; по меньшей мере, их частичные гидролизаты или смеси. Предпочтительные вещества на основе циркония включают цирконаты-алюминаты. Неограничивающие примеры веществ на основе циркония включают в себя цирконат тетра-(2,2 диаллиоксиметил)бутил, ди(дитридецил)фосфита (коммерчески доступный как KZ 55 от Kenrich Petrochemicals, Inc.); неопентил(диаллил)окси, цирконат тринеокаприновой кислоты; цирконат неопентил(диаллил)окси, три(додецил)бензолсульфонила; цирконат неопентил(диаллил)окси, три(диоктил)фосфата; цирконат неопентил(диаллил)окси, три(диоктил)пирофосфата; цирконат неопентил(диаллил)окси, три-(N-этилендиамино)этила; цирконат неопентил(диаллил)окси, три-(мета-амино)фенила; цирконат неопентил(диаллил)окси, триметакрила; цирконат неопентил(диаллил)окси, метакрила; цирконат динеопентил(диаллил)окси, ди(пара-амино)бензоила; цирконат динеопентил(диаллил)окси, ди-(3-меркапто)пропионовой кислоты; по меньшей мере, их частичные гидролизаты и смеси. Как правило, добавки, способствующие адгезии, присутствуют в достаточном количестве для достижения прочной связи покрытия стекла, пластика или покрытого пластика, и предпочтительно для образования прочной связи с клеем с функциональным изоцианатом или силокси-радикалом. Если применяется слишком мало добавки, способствующей адгезии, то проявляется слабая адгезия покрытия стекла, пластика, покрытого пластика и/или клея. Если используется много стимулятора адгезии, композиция для покрытия может быть нестабильной. В данном контексте «нестабильный» означает, что композиция может затвердеть до воздействия требуемых условий закрепления. В качестве неограничивающего примера описанная здесь добавка, способствующая адгезии, предпочтительно, присутствует в количестве, приблизительно равном 1 мас.ч. или более от массы композиции, более предпочтительно, приблизительно 6 мас.ч. или более и, наиболее предпочтительно, приблизительно 8 мас.ч. или более и, предпочтительно, приблизительно 10 мас.ч. или более. Предпочтительно, стимулятор адгезии присутствует в количестве приблизительно 30 мас.ч. или менее от массы композиции и, более предпочтительно, приблизительно 20 мас.ч. или менее.
В предпочтительном варианте осуществления композиция содержит одну или две силановые добавки, способствующие адгезии, одна из которых выбрана из группы полисилоксанов и тетраортосиликатов, а вторая выбрана из группы мультифункциональных силанов.
Предпочтительные тетраалкилортосиликаты описаны следующей формулой:
1
6
1
6
1
6
где A представляет собой Si и где X представляет собой отдельно в каждом случае гидролизуемые группы, которые могут гидролизоваться из тетра-замещенного соединения в присутствии воды. Гидролизуемые группы включают в качестве неограничивающих примеров галоген, например, хлор, фтор и бром, формилокси, ацетокси, пропионилокси, валерилокси, стеарилокси, бензоилокси, нафтилокси, толуолокси, малеилокси, алкокси, алкилтио, винилокси, аллилокси, винилэфирокси, метакрилокси и акрилокси. Эти и другие группы, указанные здесь, определены согласно правилам номенклатуры IUPAC (1969). Предпочтительно, гилролизуемые группы X независимо представляют собой алкоксигруппу или группу, содержащую этиленовую двойную связь. Предпочтительно, алкоксигруппа представляет собой C-C-алкокси. После гидролиза C-C-алкоксигруппы образуют летучие спирты, которые могут удаляться из композиции для покрытия путем испарения. Такие C-C-алкоксигруппы включают в качестве неограничивающих примеров метокси, этокси, изопропокси, н-бутокси, втор-бутокси, изобутокси и трет-бутокси. Наиболее предпочтительно, алкоксигруппы являются метокси и этокси. Когда гидролизуемая группа содержит этиленовую двойную связь, этиленовая двойная связь может взаимодействовать с другими этиленовыми ненасыщенными соединениями в композиции для покрытия. Такие гидролизуемые группы, содержащие этиленовую двойную связь, включают в качестве неограничивающих примеров винилокси, аллилокси, винилэфирокси, метакрилокси и акрилокси. Подразумевается, что X может быть одинаковым и разным в каждом случае. Предпочтительно, тетразамещенное соединение представляет собой жидкость, так что она может легко добавляться к композиции для покрытия. Альтернативно, тетразамещенное соединение может быть твердым веществом, которое растворено в композиции для покрытия. Композиции по настоящему изобретению могут содержать одно тетразамещенное соединение, или они могут содержать смесь тетразамещенных соединений. Тетраметоксисилан и тетраэтоксисилан могут быть приобретены как тетраметилортосиликат и тетраэтилортосиликат соответственно от Aldrich Chemical Company из Милуоки, Висконсин, или от Silbond Corporation под торговой маркой SILBOND. Предпочтительные тетраалкилортосиликаты описываются следующей формулой:
Предпочтительные полисилоксаны, которые могут использоваться по изобретению, предпочтительно иллюстрируются следующей формулой:
где Y и Z независимо выбраны из группы, состоящей из галогена, амино, алкил и алкокси; n представляет собой один или несколько; и каждый X соответствует тому, как определено в настоящем документе выше. Применяемый в настоящем документе термин "алкил" означает моновалентную группу с неразветвленной или разветвленной цепью атомов углерода, причем данный термин включает в себя в качестве неограничивающих примеров метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, втор-бутил, изобутил, трет-бутил и т.п. Применяемый в настоящем документе термин "алкокси" означает алкильную группу, присоединенную к остальной части молекулы посредством атома кислорода, причем термин включает в себя в качестве неограничивающих примеров метокси, этокси, изопропокси, н-бутокси, втор-бутокси, изобутокси, трет-бутокси и т.п. Предпочтительно, алкильные части алкоксигруппы являются низшими алкильными группами. Применяемый в настоящем документе термин "низшая алкильная группа" означает алкильную группу, разветвленную или неразветвленную, циклическую или ациклическую, имеющую от 1 до 10 атомов углерода включительно. Низшие алкильные группы включают в качестве неограничивающих примеров метил, этил, пропил, изопропил, бутил, пентил и циклогексил. Наиболее предпочтительно, каждая алкильная группа представляет собой метил или этил. Применяемый в настоящем документе термин "низшая алкоксигруппа" означает алкильную группу, присоединенную к остальной части молекулы через атом кислорода, где алкильная группа представляет низшую алкильную группу.
Подразумевается, что главная цепь силоксана может быть линейной или разветвленной. Разветвленная структура приводит к тому, что некоторые X представляет собой алкоксигруппы, и некоторые X представляют силоксановые группы. Также подразумевается, что каждая алкоксигруппа может быть одинаковой или разной. Предпочтительно, поли(силоксан) представляет собой жидкость, так что он может легко добавляться к полимерной композиции для покрытия. Альтернативно, поли(силоксан) может быть твердым веществом, которое растворимо в полимерной композиции для покрытия. Композиции по настоящему изобретению могут содержать один поли(силоксан), или он может содержать смесь поли(силоксанов).
Мультифункциональные силаны включают в себя соединения, которые имеют силановую функциональность и вторую функциональную группу, включающую группы эпокси, амино, винил, изоцианат, изоцианат, меркапто, акрилат, метакрилат, гидроксил, аллил и т.п. Предпочтительные стимуляторы адгезии для приклеивания на покрытые поверхности, такие как покрытые прозрачным покрытием или пигментированным покрытием, включают в себя аминоалкоксисиланы, (мет)акрилаталкоксисиланы, гидроксилалкоксисиланы, аллилалкоксисиланы, винилалкоксисиланы, изоцианаталкоксисиланы, эпоксиалкоксисиланы, меркаптоалкоксисиланы и изоциануратные функциональные алкоксисиланы, например. Более предпочтительные мультифункциональные силаны включают в себя гамма-глицидоксипропилтриметоксисилан, гамма-аминопропилтриметоксисилан, гамма-изоцианатпропилтриметоксисилан н-бета-(аминоэтил)гамма-аминопропил-триметоксисилан, н-(2-аминоэтил)-3-аминопропилметилдиметоксисилан, 3-аминопропилметилдиметоксисилан, 3-аминопропилметилдиметоксисилан, бис-(гамма-триметоксисислипропиламин), бис-(триэтоксисилил)пропиламин, н-фенил-гамма-аминопропилтриметоксисилан, гамма-изоцианатпропилметилдиметоксисилан, гамма-изоцианатпропилтриэтоксисилан, бета-(3,4-эпоксициклогексил)этилтриэтоксисилан, гамма-глицидоксипропилметилдиметоксисилан, трис-(гамма-триметоксисилилпропил)изоцианурат, 3-акрилоксипропилтриметоксисилан, 3-метакрилоксипропилтриметоксисилан, винилтриэтоксисилан или винилтриметоксисилан.
В другом предпочтительном варианте осуществления добавка, способствующая адгезии, представляет собой продукт реакции Майкла силоксана, кроме того, содержащего один или несколько включающих активный водород радикалов, с двумя или более акрилатными группами. Продукт реакции предпочтительно имеет три или более силоксигрупп и более предпочтительно 6 или более. Продукт реакции предпочтительно не содержит активных атомов водорода. Продукт реакции также предпочтительно имеет, по меньшей мере, одну ненасыщенную группу, способную взаимодействовать в присутствии свободных радикалов. Предпочтительно, содержащий акрилат реагент представляет собой дериватизированный модифицированным алкоксигруппой многоатомным спиртом ди- или полиакрилат, такой как модифицированный пропоксигруппой неопентилгликольдиакрилат, модифицированный пропоксигруппой глицерилтриакрилат, или другие полиакрилаты, такие как гександиолдиакрилат, трипропиленгликольдиакрилат, дипропиленгликольдиакрилат, циклогександиметанолдиакрилат, модифицированные алкоксигруппой циклогександиметанолдиакрилаты, нонандиолдиакрилат, трициклодекандиметанолдиакрилат, цис/транс-1,3/1,4-циклогександиметанолдиакрилат, бутандиолдиакрилат, бутиленгликольдиакрилат, дитриметилолпропантетраакрилат                             и т.п. Продукт реакции Майкла получают взаимодействием реагентов при повышенной температуре, равной приблизительно от 30°C до приблизительно 60°C, предпочтительно приблизительно 55°C, в течение достаточного времени, так что взаимодействуют все функциональные группы, имеющие атомы активного водорода, например, все амины являются третичными. Предпочтительно, реагенты взаимодействуют при повышенной температуре в течение времени, превышающего приблизительно 72 часа. Природа алкоксигрупп продукта реакции Майкла влияет на скорость закрепления композиции для покрытия по изобретению. Метоксигруппы гидролизуются быстрее, и таким образом реакция затвердевания происходит быстрее, когда на силоксигруппах находятся метоксигруппы. При наличии более высокомолекулярных алкоксигрупп реакция замедляется. Общая скорость реакции и, таким образом, рабочее время могут регулироваться путем регуляции относительного количества алкоксигрупп на добавке, способствующей адгезии, и отношения метоксигрупп к высшим алкоксигруппам. Следует понимать, что для ускорения времени реакции синтеза стимулятора адгезии может использоваться одна или несколько добавок (например, катализатор). Например, в качестве неограничивающего примера может использоваться третичный амин (например, в количестве приблизительно от 0,1 приблизительно до 3 мас.ч.) в случае, в котором в композиции используется продукт реакции Майкла, такой как 1,8-диазобицикло[5.4.0]ундец-7-ен (доступный от Aldrich под обозначением DBU).
В другом варианте осуществления добавка, способствующая адгезии, представляет собой высокомолекулярный аддукт, имеющий многочисленные алкоксисилановые радикалы. Предпочтительно, аддукт содержит 3 или более алкоксисилановых радикалов и, более предпочтительно, 6 или более. Предпочтительно, аддукт имеет среднечисловую молекулярную массу, равную приблизительно 500 Да или более и, более предпочтительно, 1000 Да или более. Аддукт предпочтительно не включает в себя радикалов, содержащих реакционноспособный водород. В предпочтительном варианте осуществления аддукт представляет собой продукт взаимодействия эпоксисилана, такого как гамма-пропилтриметоксиэпоксисилан или гамма-пропилтриэтоксиэпоксисилан, с одним или несколькими силанами, имеющими радикалы, содержащие реакционноспособный водород, в условиях избытка эквивалентов эпоксигрупп по сравнению с радикалами, содержащими активный водород. Предпочтительно, отношение эквивалентов эпоксирадикалов и радикалов, содержащих активный водород, составляет приблизительно 1,1 или более и, более предпочтительно, приблизительно 1,12. Предпочтительно, отношение эквивалентов эпоксирадикалов и радикалов, содержащих активный водород, составляет приблизительно 1,14 или менее. Предпочтительные радикалы, содержащие активный водород, включают в себя амин и меркаптогруппу, причем амин является более предпочтительным. Продукт взаимодействия эпоксисилана и силана, содержащего активный водород, затем взаимодействует с продуктом взаимодействия алифатического ди- или полиизоцианата, такого как тетраметилендиизоцианат (TMDI), и силана, содержащего функциональный радикал с активным водородом, например, аминосилан или меркаптосилан. Два продукта реакции взаимодействуют с достаточной скоростью, так что полученный в результате аддукт не содержит активных атомов водорода или изоцианатных групп. Полученный в результате аддукт добавляют к композиции для покрытия в достаточном количестве для усиления долгосрочной адгезии композиции для покрытия к основам и системам для адгезии. Предпочтительно, высокомолекулярный алкоксисилановый аддукт присутствует в количестве приблизительно 1 мас.ч. или более и, более предпочтительно, приблизительно 5 мас.ч. или более. Высокомолекулярный алкоксисилановый аддукт предпочтительно присутствует в количестве приблизительно 15 мас.ч. или менее и, более предпочтительно, приблизительно 10 мас.ч. или менее. Высокомолекулярный алкоксисилановый аддукт предпочтительно добавляют к композиции для покрытия по изобретению в смеси с реакционноспособным разбавителем, как описано в настоящем документе выше. В предпочтительном варианте осуществления добавка, способствующая адгезии, включает в себя смесь продукта реакции Майкла, содержащего алкоксисилановые группы, и высокомолекулярных алкоксисилановых аддуктов, предпочтительно, два типа аддуктов применяют в отношении приблизительно от 1 приблизительно до 15 и, более предпочтительно, приблизительно от 1 приблизительно до 5.
Дальнейшие стимуляторы адгезии, которые содержат: (i) по меньшей мере, одну терминальную ненасыщенную группу (предпочтительно, группу акрилата) и (ii) от 3 до 6 алкоксисилильных групп, предпочтительно большее число алкоксисилильных групп.
Описанные здесь добавки, способствующие адгезии, дополнительно содержат или могут использоваться в сочетании с соединением, которое включает в себя, по меньшей мере, один кислотный радикал, описанный в совместно рассматриваемой заявке № 11/472119, зарегистрированной 20 июня 2006 года (приоритет 60/692318, зарегистрированной 20 июня 2005 года), от Baikerikar et al., включенная в качестве ссылки. Предпочтительно, кислотный радикал содержит кислотную группу, которая является группой сильной кислоты. Примеры кислот включают в себя одну или несколько групп карбоновых кислот, фосфорных кислот, меркаптокислот, серных кислот, сульфоновых кислот или других содержащих серу кислот. Предпочтительные кислотные группы представляют собой группы карбоновых кислот и группы фосфорных кислот, таких как фосфатные кислоты. Наиболее предпочтительными кислотными группами являются группы карбоновой кислоты. Кроме того, предпочтительно, чтобы кислота содержала ненасыщенную группу (например, двойная связь из акрилатной, метакрилатной, винильной или аллильной группы), так что она могла бы взаимодействовать с другими акрилатами, присутствующими в покрытии. К предпочтительным классам кислотосодержащих соединений относятся кислые функциональные акрилаты или (мет)акрилаты, включающие в себя метакриловые кислоты, акриловые кислоты, сложные эфиры акрилата и фосфорной кислоты, моно-2-(метакрилокси)этилмалеат или фосфорнокислый моноакрилат, малеиновые кислоты, итаконовые кислоты, винилфосфоновая кислота, 2-сульфоэтилметакрилат, бета-карбоксиэтилакрилат, 3-бутеновая кислота, 4-пентеновая кислота, акриламидгликолевая кислота, кротоновая кислота, тиглиновая кислота, 2-(трифторметил)акриловая кислота, диметилакриловая кислота, ундециленовая кислота, их смеси и т.п. Кислота присутствует в количестве, достаточном для усиления связывания со стеклом или покрытым пластиком и/или клеем. Реакционноспособное кислотосодержащее соединение присутствует в композиции в количестве приблизительно 1 и, более предпочтительно, приблизительно, 4 мас.ч. или более на основе композиции для покрытия. Реакционноспособное кислотное соединение, предпочтительно, присутствует в композиции в количестве приблизительно 10 и, более предпочтительно, приблизительно 8 мас.ч. или менее от массы покрытия. В основном, добавка, способствующая адгезии, используется с кислотой в качестве добавки: отношение кислоты по массе составляет приблизительно от 1:1 приблизительно до 10:1 (например, приблизительно от 2:1 приблизительно до 5:1, и более конкретно приблизительно 3:1).
Композиция может дополнительно содержать катализатор или инициатор, способный инициировать закрепление образующей пленку смолы в условиях закрепления. Предпочтительно, данных условий закрепления достаточно, чтобы вызвать образование свободных радикалов и катионов. Предпочтительные катализаторы или инициаторы включают в себя фотоинициаторы, которые инициируют свободно-радикальную полимеризацию за счет образования свободных радикалов или генерируют катионы, или термальные инициаторы, которые генерируют свободные радикалы или образуют или высвобождают катионы при воздействии тепла. Системы фотоинициаторов, имеющие соответствующую чувствительность к актиничному излучению, обычно входят в состав композиций, содержащих соединения по настоящему изобретению, и после облучения обеспечивают образование реактивных молекул, способных инициировать полимеризацию. В одном из предпочтительных вариантов осуществления инициатор представляет собой соединение, которое при воздействии излучения инициирует свободно-радикальную полимеризацию. Примеры фотоинициаторов включают в себя альфа-аминокетоны, альфа-гидроксикетоны, фосфиноксиды, фенилглиоксилаты, тиоксантоны, бензофеноны, бензоиновые простые эфиры, сложные эфиры оксимов, бензилкетали, амины-синергисты, малеимиды, их смеси и т.п. Предпочтительные фотоинициаторы включают в себя соединения следующих категорий: фосфиноксиды, кетоны и их производные, бензофеноны, карбоцианины и метины, полициклические ароматические углеводороды, такие как антрацен или подобные ему, и красители, такие как ксантены, сафранины и акридины. В более общем смысле они, по существу, являются химическими веществами, принадлежащими к одной из следующих основных категорий: соединения, содержащие карбонильные группы, такие как пентандион, бензил, пиперонал, бензоин и его галогенированные производные, простые эфиры бензоина, антрахинон и его производные, п,п'-диметиламинобензофен, бензофенон и т.п.; соединения, содержащие серу или селен, такие как ди- и полисульфиды, ксантогенаты, меркаптаны, дитиокарбаматы, тиокетоны, бета-нафтоселеназолины; пероксиды; соединения, содержащие азот, такие как азонитрилы, диазосоединения, диазиды, производные акридина, феназин, хиноксалин, хиназолин и сложные эфиры оксима, например, 1-фенил-1,2-пропандион-2-[о-(бензоил)оксим]; галогенированные соединения, такие как галогенированные кетоны или альдегиды, метиларилгалогениды, сульфонилгалогениды или сульфонилдигалогениды; фосфиноксиды и фотоинициаторные красители, такие как соли диазония, азоксибензолы и их производные, родамины, эозины, флуоресцеины, акрифлавин или тому подобное. Обычные фотоинициаторы включают в себя 2,2-диэтоксиацетофенон, диметоксифенилацетофенон, фенилбензоин, бензофенон, замещенные бензофеноны, фосфиноксиды и т.п. Специалистам в данной области понятно, что когда в качестве фотоинициаторов используют бензофенон и сходные соединения, для усиления конверсии поглощенной энергии света в образование свободных радикалов, инициирующих полимеризацию, применяют синергический агент, такой как третичный амин или полимерный амин, например, многоатомный спирт на основе поли(пропиленоксида) с терминальными вторичными или первичными аминогруппами.
Фотоинициаторы передают молекулам, содержащим ненасыщенные группы, или инициатору часть энергии, распространяемой светом. Посредством ненасыщенных систем или фотоинициатора, фотосенсибилизаторы продуцируют свободные радикалы или ионы, которые инициируют полимеризацию или перекрестное связывание композиции. Также могут использоваться смеси с известными фотоинициаторами, например, смеси с камфорохиноном; с бензофеноном; с производными бензофенона (например, 1-[4-(4-бензоилфенилсульфонил)фенил]-2-метил-2-(толуол-4-сульфонил)-пропан-1-он); с ацетофеноном, с производными ацетофенона, например, α-гидроксициклоалкилфенилкетонами или диалкоксиацетофенонами; с α-гидрокси- или a-аминоацетофенонами, например, олиго-[2-гидрокси-2-метил-1-[4-(1-метилвинил)-фенил]пропаноном], 2-гидрокси-2-метил-1-фенилпропаноном, 2-гидрокси-1-[4-(2-гидроксиэтокси)-фенил]-2-метилпропан-1-оном, 2- метил-1-[4-(метилтио)фенил]-2-(4-морфолинил)пропан-1-оном, 2-диметиламино-2-(4-метилбензил)-1-(4-морфолин-4-ил-фенил)бутан-1-оном, 2-бензил-2-диметиламино-1-(3,4-диметокси-фенил)-бутан-1-оном, 2-бензил-2-диметиламино-1-(4-морфолин-4-илфенил)-бутан-1-оном, 2-метил-1-(4- метилсульфонилфенил)-2-морфолин-4-илпропан-1-оном; с 4-арил-1,3-диоксоланами; бензоиналкиловыми простыми эфирами и бензилкеталями, например, бензилдиметилкеталем, фенилглиоксилатами и их производными, например, метилбензоилформиатом; с димерными фенилглиоксилатами, например, с 2-[2-(2-оксо-2-фенилацетокси)этокси]этиловым эфиром оксофенилуксусной кислоты; с перэфирами, например, с перэфирами бензофенонтетракарбоновой кислоты, как описано, например, в EP 126541 (патент США 4777191 и патент США 4970244, включенные в настоящий документ в качестве ссылки); с моноацилфосфиноксидами, например, (2,4,6-триметилбензоил)дифенилфосфиноксидом или этиловым эфиром фенил-(2,4,6-триметилбензоил)фосфиновой кислоты, с бис-ацилфосфиноксидами, например, бис-(2,6-диметоксибензоил)-(2,4,4-триметилпент-1-ил)фосфиноксидом, бис-(2,4,6-триметилбензоил)фенилфосфиноксидом или бис-(2,4,6-триметилбензоил)-(2,4-дипентоксифенил)фосфиноксидом, с трис-ацилфосфиноксидами; с галогенометилтриазинами, например, 2-[2-(4-метокси-фенил)-винил]-4,6-бис-трихлорметил-[1,3,5]-триазином, 2-(4-метоксифенил)-4,6-бис-трихлорметил-[1,3,5]-триазином, 2-(3,4- диметоксифенил)-4,6-бис-трихлорметил-[1,3,5]-триазином, 2-метил-4,6-бис-трихлорметил-[1,3,5]-триазином; с системами гексаарил-бис-имидазол/соинициатор, например, орто- хлоргексафенил-бис-имидазол вместе с 2-меркаптобензтиазолом; с соединениями ферроцерия или с титаноценами, например, дициклопентадиенил бис-(2,6-дифтор-3-пирролофенил)титана; с боратовыми фотоинициаторами O-ацилоксимовыми фотоинициаторами, описанными, например, в GB 2339571 (патент США 6596445, включенный в настоящий документ в качестве ссылки).
Также возможно добавление термальных инициаторов свободных радикалов, например, бензоилпероксида (другие подходящие пероксиды описаны в патенте США № 4950581, страница 19, строки 17-25, что включено в настоящий документ в качестве ссылки) или катионных инициаторов, таких как ароматические соли сульфония, фосфония или йодония, описанных, например, в патенте США № 4950581, со строки 60 страницы 18 до строки 10 страницы 19, что включено в настоящий документ в качестве ссылки. Примером соли йодония является гексафторфосфат (4-изобутилфенил)-4-метилфенилйодония. Также могут присутствовать производные малеимида, описанные, например, в патенте США № 6153662 или в патенте США № 6150431, причем оба включены в настоящий документ в качестве ссылки. Примеры, которые могут быть упомянуты, могут включают в себя N-(2-трифторметилфенил)малеимид и N-(2-трет-бутилфенил)малеимид.
Предпочтительными классами фотоинициаторов являются альфа-аминокетоны, бензофеноны, фосфиноксиды, альфа-гидроксикетоны, их смеси и т.п., причем наиболее предпочтительны фосфиноксиды. Предпочтительными фотоинициаторами является 1-гидроксициклогексилфенилкетон, доступный от Ciba Geigy под названием IRGACURE 184, олигомерные альфа-гидроксикетоны, такие как ESACURE ONE или KIP 150 от Lamberti, 2-бензил-2-N-диметиламино-1-(4-морфолинофенил)-1-бутанон, доступный от Ciba Geigy под названием IRGACURE 369 или IRGACURE 379, и фосфиноксиды, доступные от BASF под названием LUCIRIN TPO, LUCIRIN TPO-L, LUCIRIN TPO-XL, или как IRGACURE 819, IRGACURE 2100 от Ciba, их смеси, такие как SARCURE™ SR 1135 от Sartomer или ESCACURE KTO 46 или TZT от Lamberti, который представляет собой смесь производных альфа-гидроксикетонбензофенона и фосфиноксида и т.п. Предпочтительно, катализатор или инициатор присутствует в количестве приблизительно 0,1, более предпочтительно, приблизительно 1, даже более предпочтительно, приблизительно 2 и, наиболее предпочтительно, приблизительно 4 мас.ч. или больше на основе массы композиции покрытия. Предпочтительно, катализатор или инициатор может присутствовать в количестве приблизительно 20, более предпочтительно, приблизительно 12, даже более предпочтительно, приблизительно 10 и, наиболее предпочтительно, приблизительно 8 мас.ч. или менее, на основе массы композиции для покрытия.
В одном из конкретных аспектов изобретения композиции для покрытия по изобретению закрепляются по двум механизмам. Во-первых, они закрепляются в результате свободно-радикальной полимеризации ненасыщенных радикалов или катионной полимеризации. Кроме того, они закрепляются посредством силанольной конденсации. Силанольная конденсация происходит после воздействия атмосферной влажности. Силанольная конденсация катализируется кислыми, основными или органическими металлическими катализаторами, как описано в заявке на выдачу патента США № 11/472119, зарегистрированной 20 июня 2006 года (приоритет 60/692318, зарегистрированной 20 июня 2005 года) от Baikerikar et al. (представлена в качестве ссылки). Композиции по изобретению, как правило, содержат кислотосодержащие соединения и могут содержать амины, которые катализируют взаимодействие. Альтернативно, может добавляться подходящий катализатор закрепления под воздействием влажности.
Композиция для покрытия может, кроме того, включать в себя один или несколько других ингредиентов, таких как описанные в заявке на выдачу патента США № 11/472119, зарегистрированной 20 июня 2006 года (приоритет 60/692318, зарегистрированной 20 июня 2005 года) от Baikerikar et al. (представлена в качестве ссылки). Например, дополнительными необязательными ингредиентами, которые могут входить в состав композиции для покрытия, являются пигменты, красители, дисперсант или поверхностно-активное вещество, которое стабилизирует дисперсию твердых частиц в жидкой среде и облегчает образование долгосрочной беспористой пленки, поверхностно-активное вещество, присутствующее для улучшения поверхностного смачивания и функционирования покрытия, противовспениватель и/или деаэратор, который предотвращает вспенивание или образование пузырьков и который не влияет отрицательно на адгезивные свойства применяемой композиции, ингибитор полимеризации для предотвращения полимеризации перед воздействием условий закрепления, соединения или полимеры, которые улучшают водоустойчивость и/или адгезию композиции на основу, коллоидные акрилаты диоксида кремния для целей улучшения твердости и износостойкости, пластификатор или средство повышения ударной вязкости резины, которые также можно использовать для улучшения гибкости и адгезии композиций, или любое их сочетание.
2
Подразумевается, что описанные здесь композиции для покрытия могут быть, по существу, лишены каких-либо добавленных пигментов или красителей. Однако, пигменты или красители, которые могут использоваться по настоящему изобретению, если они добавляются, могут быть органическими или неорганическими. Предпочтительные неорганические пигменты включают в себя черные оксиды железа, оксид цинка, оксид церия, оксид титана (TiO) и пигменты, отражающие инфракрасный свет (ИК), например, такие как зелено-черный гематит хрома, тогда как предпочтительные органические пигменты включают в себя технический углерод, фталоцианины, антрахиноны, перилены, карбазолы, моноазо- и диазобензимидазолоны, изоиндолиноны, моноазонафтолы, диарилидпиразолоны, родамины, индигоидные пигменты, хинакридоны, диазопирантроны, динитранилины, пиразолоны, дианизидины, пирантроны, тетрахлоризоиндолиноны, диоксазины, моноазоакрилиды, антрапиримидины и их смеси. Список коммерческих пигментов, которые могут использоваться в композициях по изобретению, описан в патентной заявке США 2002/0086914, относящиеся к изобретению части которой включены в настоящий документ в качестве ссылки. Предпочтительные пигменты включают в себя технический углерод или черные оксиды железа или черные, отражающие ИК пигменты. Если пигмент или краситель используется, он может присутствовать в любом подходящем количестве приблизительно от 1 приблизительно до 15 мас.ч. покрытия (например, приблизительно 1, 2, 3, 4, 5, 8, 12 или даже 15 мас.ч.).
16
18
Используемые здесь примеры дисперсантов, которые могут использовать по изобретению, включают в себя анионные поверхностно-активные вещества, например, лигносульфонаты, диалкилсульфосукцинаты, сульфатированные или сульфонатированные жирные кислоты или сложные эфиры жирных кислот, продукты взаимодействия этиленоксида и/или пропиленоксида с насыщенными или ненасыщенными жирными кислотами, жирные спирты, жирные амины, ациклические спирты или алифатические-ароматические углеводороды, которые этерифицированы в терминальном положении неорганической кислородсодержащей кислотой или многоосновной карбоновой кислотой. Дисперсанты, которые могут использоваться, включают в себя следующие неионные поверхностно-активные средства: аддукты этиленоксида из класса продуктов присоединения этиленоксида к высшим жирным кислотам, насыщенным или ненасыщенным жирным спиртам, жирным аминам, меркаптанам, амидам жирной кислоты, амидоспиртам жирной кислоты или жирным аминам, или к алкилфенолам, или к алкилтиофенолам, при использовании от 5 до 100 моль этиленоксида на моль указанных соединений, а также блок-полимеры этиленоксида-пропиленоксида и аддукты этилендиамина-этиленоксида-пропиленоксида. Они включают в себя: продукты взаимодействия насыщенных и/или ненасыщенных жирных спиртов, имеющих от 8 до 20 атомов углерода, с 20-100 моль этиленоксида на моль спирта, предпочтительно насыщенных линейных C-C-спиртов с 25-80 моль, в частности, с 25 моль этиленоксида на моль спирта; продукты взаимодействия насыщенных и/или ненасыщенных жирных кислот, имеющих от 8 до 20 атомов углерода с 5-20 моль этиленоксида на моль кислоты; продукты взаимодействия алкилфенолов с 7-12 атомами углерода с 5-25 моль этиленоксида на моль фенольной гидроксигруппы, предпочтительно, моно- или диалкилфенолов с 10-20 моль этиленоксида на моль фенольной гидроксильной группы; продукты взаимодействия амидов насыщенных и/или ненасыщенных жирных кислот, имеющих до 20 атомов углерода, с 5-20 моль этиленоксида на моль амида кислоты, предпочтительно, амидов олеиновой кислоты с 8-15 моль этиленоксида на моль амид кислоты; продукты взаимодействия насыщенных и/или ненасыщенных жирных аминов, имеющих 8-20 атомов углерода, с 5-20 моль этиленоксида на моль амина, предпочтительно, олеиламинов с 8-15 моль этиленоксида на моль амина; блок-полимеры этиленоксида-пропиленоксида, имеющие от 10 до 80 процентов этилен оксида и характеризующиеся молекулярными массами от 1000 до 80000; аддукты этиленоксида-пропиленоксида и этилендиамина. Другим подходящим классом дисперсантов являются полимерные дисперсанты и протективные коллоиды, включающие в себя амфифильные сополимеры, блок-сополимеры или привитые или комбинированные полимеры, особенно те, которые основаны на акриловой кислоте, метакриловой кислоте или их солях, на гидроксиалкил(мет)акриловой кислоте, аминоалкил(мет)акриловой кислоте или их солях, на 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоте (AMPS) или ее солях, на малеиновом ангидриде или его солях, на (мет)акриламидах или замещенной (мет)акриламидах, на винилгетероциклах, например, винилпирролидоне, винилимидазоле, а также амфифильных полимерах, содержащих сегменты PEO (полиэтиленоксид) или сополимера EO/PO (этиленоксид/пропиленоксид). Примерами подходящих протективных коллоидов являются поливиниловый спирт, поливинилпирролидон или его сополимеры. Также подходящими являются сополимеры синтетических мономеров, особенно мономеров, содержащих карбоксильные группы, например сополимеры 2-винилпирролидона с 3-винилпропионовой кислотой или сополимеры малеиновой кислоты и ее солей.
Наиболее предпочтительные дисперсанты и поверхностно-активные вещества включают в себя полимерные амидные гипердисперсанты, доступные от Noveon под торговой маркой SOLSPERSE 32000 и 39000, и основанные на полипропиленоксиде соли аммония, такие как хлорид диэтилполипропоксиметиламмония от Degussa под торговой маркой и обозначением VARIQUAT CC-59 и фосфат диэтилполипропокси-2-гидроксиаммония, доступные от Degussa под торговой маркой и обозначением VARIQUAT CC-42NS, и сложные эфиры фосфорной кислоты, такие как RHODAFAC RS-610 и RE 610, доступные от Rhodia, или ненасыщенные сложные эфиры фосфата, такие как MAXEMUL 6106 и 6112 от Uniqema, и т.п.
Дисперсанты, если они применяются, можно использовать в любом подходящем количестве, согласующемся с указаниями заявки на выдачу патента США № 11/472119, зарегистрированной 20 июня 2006 года (приоритет 60/692318, зарегистрированной 20 июня 2005 года) от Baikerikar et al. (представлена в качестве ссылки). Например, любые дисперсанты и/или поверхностно-активные вещества могут использоваться в количестве приблизительно 0,5 мас.ч. или более от массы композиции и, наиболее предпочтительно, приблизительно 1,0 мас.ч. или более. Дисперсант и/или поверхностно-активное вещество предпочтительно используют в количестве приблизительно 10 мас.ч. или менее и, наиболее предпочтительно, приблизительно 5 мас.ч. или менее на основе массы композиции для покрытия.
Для улучшения смачивания основы и внешнего вида покрытия можно использовать любое поверхностно-активное вещество, если оно применяется. Примеры включают в себя поверхностно-активные вещества, имеющие ограниченное влияние на межповерхностную адгезию, такие как полидиметилсилоксаны с низким содержанием силикона, силиконакрилаты, несиликоновые увлажнители/поверхностно-активные вещества, их смеси и т.п. Более предпочтительные поверхностно-активные вещества включают в себя модифицированные простым полиэфиром полидиметилсилоксаны с низким содержанием силикона, силиконакрилаты и несиликоновые увлажнители, которые влияют на межповерхностную адгезию, силоксаны с различными органическими функциональными группами (такими как карбоновая кислота, амин, гидроксил, акрилат, метакрилат, винил, эпокси, изоцианат, фосфоновая кислота и т.д.), их смеси и т.п. Одно конкретное поверхностно-активное вещество включает в себя один или несколько силиконакрилатов, таких как доступные от Tego Chemie (Degussa) под торговой маркой и обозначением TEGO 2100 RAD 2200N, 2250, 2300 и 2500 или серии BYK UV 3500 (3500, 3510, 3530, 3570), доступные от BYK Chemie, или силоксаны с различными органическими функциональными группами, доступными от серии SILMER от Siltech Corporation, или один или несколько полиакрилатов, таких как Modaflow from UCB. Поверхностно-активные вещества присутствуют в композиции в количестве, достаточном для улучшения внешнего вида поверхности покрытия, смачивания основы и выравнивания. Предпочтительно, поверхностно-активные вещества присутствуют в количестве приблизительно 0,05 мас.ч. или более, даже более предпочтительно, приблизительно 0,1 мас.ч. или более и, наиболее предпочтительно, приблизительно 0,2 мас.ч. или более от массы композиции. Поверхностно-активное вещество предпочтительно присутствует в количестве приблизительно 2 мас.ч. или менее, более предпочтительно, приблизительно 1 мас.ч. или менее на основе массы композиции для покрытия.
Можно использовать любой противовспениватель или деаэратор, который препятствует вспениванию или образованию пузырьков и который не оказывает отрицательного воздействия на адгезивные свойства композиции. Предпочтительными противовспенивателями являются силиконовые противовспениватели, несиликоновые противовспениватели, полиакрилатные противовспениватели, их смеси и т.п. Наиболее предпочтительные противовспениватели включают в себя полиакрилатные противовспениватели FOAM BLAST™ 20F, FOAM BLAST™ 30 и FOAM BLAST™550, доступные от Lubrizol; полиакрилатные противовспениватели TEGO AIREX™ 920 и TEGO AIREX™ 980 от Degussa, сополимер полидиметилсилоксан-акрилат SILMER ACR Di-10 и ACR Mo-8 от Siltech Corporation или противовспениватели FOAMEX N™, основанные на силиконе, доступные от Degussa, или несиликоновый противовспениватель BYK 1790 от BYK Chemie. Противовспениватель/деаэратор присутствует в композициях по изобретению в достаточном количестве для предотвращения образования пузырьков и/или пены, например, в количестве приблизительно от 0,05 мас.ч. или более на основе массы покрывающей композиции и, более предпочтительно, приблизительно от 0,1 мас.ч. или более. Также возможно применять противовспениватель/деаэратор в количестве приблизительно 1,0 мас.ч. или менее от массы композиции.
Можно использовать любой ингибитор полимеризации, который предотвращает полимеризацию функциональных групп, содержащихся в композиции. В случае полимеризации функциональных групп под воздействием свободных радикалов можно использовать гидрохиноны, фенотиазины (наиболее предпочтительно), их смеси или тому подобное. Конкретные примеры ингибиторов полимеризации включают в себя 4-метоксифенол (MEHQ), гидрохинон (HQ), 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, т.е. бутилированный гидрокситолуол (BHT), фенотиазин, 2,2,6,6-тетраметил-4-гидроксипиперидин-1-оксил, такой как XENOXYL, доступный от Avecia, 2,2,6,6-тетраметилпиперидинил-1-оксид (TEMPO), IRGASTAB UV 10 от Ciba, ADDITIVE™ 01-468 или GENORAD™ 16, доступный от Rahn. Предпочтительно, ингибитор полимеризации присутствует в количестве приблизительно от 0,01 мас.ч. или более, более предпочтительно, приблизительно 0,05 мас.ч. или более и, наиболее предпочтительно, приблизительно 0,1 мас.ч. или более на основе массы композиции для покрытия. Предпочтительно, ингибитор полимеризации присутствует в количестве приблизительно до 2 и, более предпочтительно, приблизительно 1 частей или менее на основе массы композиции для покрытия.
Примерами соединений для улучшения водостойкости и/или адгезии композиции к субстрату являются полибутадиенакрилаты, фторированные акрилаты или фторсиланы, силилированные полимеры (такие как продукты взаимодействия изоцианатосиланов и акрилатов с функциональными гидроксилами или аминосиланов и мультифункциональных акрилатов). Для улучшения погодоустойчивости могут быть добавлены следующие компоненты: пространственно-затрудненные амины-светостабилизаторы, такие как TINUVIN™ 123, 152, 292, или 5100 от Ciba Geigy или SANDUVOR™ TB-02 или 3058 от Clariant, поглотители или стабилизаторы ультрафиолета, такие как TINUVIN™ 400, 479, R600, R796 или 1130, доступные от Ciba Geigy, SANDUVOR™ PR-31, доступные от Clariant или HOMBITEC™ RM 300, доступные от Sachtleben. Композиции могут далее включать в себя антиоксиданты, такие как IRGANOX™ 1035 или 1076 от Ciba Geigy или ETHANOX™ 376 и ETHAFOS™ 368 от Albemarle. Композиции могут также включать в себя поглотители влаги для улучшения гидролитической стабильности композиции. Можно использовать любой поглотитель влажности, известный в данной области, который не препятствует функционированию композиции. Примерами предпочтительных поглотителей влаги являются винилтриметоксисилан, олигомерный винилтриметоксисилан (такой как DYNASYLAN 6490 from Degussa), триэтилортоформиат, триэтилортоацетат и порошки - молекулярные сита, такие как SYLOSIV™ от Grace Davison.
Примеры предпочтительных коллоидных акрилатов диоксида кремния включают в себя дисперсии наночастиц диоксида кремния в акрилатах, например, изоборнилакрилат, гександиолдиакрилат, трипропиленгликольдиакрилат, пропоксилированный неопентилгликольдиакрилат, пропоксилированный глицерилтриакрилат, триметилолпропантриакрилат, этоксилированный триметилолпропантриакрилат, циклический триметилолпропанформальакрилат, акрилаты с функциональным гидроксилом (т.е. гидроксиэтил(мет)акрилат), алкоксилированный пентаэритритолтетраакрилат или олигомеры акрилата. Такие дисперсии доступны от Clariant под названием HIGHLINK NANO и от Hanse-Chemie под названием NANOCRYL. Также могут использоваться дисперсии наночастиц коллоидного оксида алюминия в мономерах акрилата, такие как NANODUR от Nanophase Technologies или NANOBYK от BYK-Chemie. Кроме того, дисперсии восков полиэтилена, политетрафторэтилена или полипропилена в мономерах акрилата, такие как EVERGLIDE, или S-390, или серия продуктов SST от Shamrock Technologies, или полиамидные частицы, такие как ORGASOL от Arkema, могут использоваться для дальнейшего улучшения стойкости к царапанию и скольжению. Альтернативно, воск можно добавлять в виде порошка. Дисперсии восков, предпочтительно, присутствуют в количестве приблизительно 0,5 мас.ч. или более и, предпочтительно, приблизительно 1 или более. Дисперсия восков присутствует в количестве приблизительно 10 мас.ч. или менее.
Примерами пластификаторов являются термопластические смолы из акриловых гранул, такие как термопластические смолы из акриловых гранул ELVACITE™ от Lucite (Ineos Resins) или жидкие бутадиеновые смолы HYCAR от Noveon.
Полученные в результате композиции для покрытия, описанные здесь (или добавка, способствующая адгезии), могут содержать одно или несколько вспомогательных смол, включающих в себя в качестве неограничивающих примеров одну или несколько пленкообразующих смол, дополнительных или альтернативных по отношению к тем, которые были уже описаны, и имеющих, по меньшей мере, одну функциональную группу, способную к полимеризации, и/или один или несколько реакционноспособных разбавителей, способных взаимодействовать с такой пленкообразующей смолой, и/или любую из пленкообразующих смол, уже описанных в приведенном выше обсуждении. Примеры вспомогательных пленкообразующих смол включают в себя пленкообразующие смолы, описанные в совместно рассматриваемой заявке № 11/472119, зарегистрированной 20 июня 2006 года (приоритет 60/692318, зарегистрированной 20 июня 2005 года), от Baikerikar et al. (представлена в качестве ссылки).
Вспомогательная пленкообразующая смола может содержать функциональные группы, которые полимеризуются под воздействием свободных радикалов, такие как винил, акрилат, стирен, диен, метакрилат, аллил, тиолен, виниловый простой эфир, ненасыщенный сложный эфир, имид, N-винил, содержащие акриламид радикалы, их смеси или подобное им. В более предпочтительном варианте осуществления функциональные группы на пленкообразующей смоле представляют собой акриловые и/или метакриловые группы. Во многих вариантах осуществления пленкообразующая смола в олигомере или предполимере имеет описанные функциональные группы. Примерами предпочтительных типов олигомеров и предполимеров представляют собой уретанакрилаты, такие как алифатические и ароматические уретанакрилаты, эпоксиакрилаты, меламинакрилаты, сложные полиэфиракрилаты, простые полиэфиракрилаты, силиконакрилаты, дендритные акрилаты, полибутадиенакрилаты, аминакрилаты, акрилакрилаты, металлосодержащие акрилаты (т.е. цинксодержащие акрилаты), амидоакрилаты, хлорированные сложные полиэфиракрилаты, аллильные олигомеры, полуэфирные олигомеры акрилата, содержащего ароматическую кислоту с ангидридом/карбоновой кислотой, сверхразветвленные акрилаты, самоинициирующиеся олигомеры акрилатов, содержащих имид/сложный эфир/амид (например, олигомеры, в которых используются малые количества фотоинициатора или, по существу, не содержат его), модифицированные акрилатом феноксиолигомеры, замещенные акриламидометилом сложные эфиры целлюлозы, бифункциональные модифицированные акрилатом олигомеры (т.е. содержащие акрилаты и группы гидроксила, изоцианата, карбоновой кислоты, ангидрида или эпоксигруппы) и спиро-орто-карбонатные сложные эфиры или их смеси. Один конкретный класс олигомеров и преполимеров включает в себя алифатические уретанакрилаты, коммерческие примеры которых включают в себя соединения от Cytec Surface Specialties под торговой маркой EBECRYL и обозначениями 244264265, 284N, 1290, 4833, 4866, 8210, 8301, 8402, 8405, 8807, 5129 и 8411; соединения, доступные от Sartomer под обозначениями CN985B88, 964, 944B85, 963B80, CN 929, CN 996, CN 968, CN 980, CN 981, CN 982B90, CN 983, CN991; CN 2920, CN 2921, CN 2922, CN 9001, CN 9006, CN 9008, CN 9009, CN 9010; GENOMER 4302 и 4316 и UA 00-022, доступные от Rahn; PHOTOMER 6892 и 6008, доступные от Cognis; NK OLIGO™ U24A и U-15HA™, доступные от Kowa. Дополнительные поставщики алифатическиех уретанакрилатов включают всебя серию BR алифатических уретанакрилатов, такие как BR 144 или 970, доступные от Bomar Specialties, или серию LAROMER алифатических уретанакрилатов, таких как LAROMER LR 8987 от BASF.
Вспомогательная пленкообразующая смола может присутствовать в любом подходящем количестве (например, приблизительно 10 мас.ч. или более и, более предпочтительно, приблизительно 15 мас.ч. или более на основе массы композиции для покрытия, или так, что общее содержание смолы составляет приблизительно 10 мас.ч. или более и, более предпочтительно, приблизительно 15 мас.ч. или более). Предпочтительно, пленкообразующая смола (или общее содержание смолы) присутствует в композиции в количестве приблизительно 70 мас.ч. или менее на основе массы композиции для покрытия и, более предпочтительно, приблизительно 60 мас.ч. или менее, более предпочтительно, приблизительно 50 мас.ч. или менее и наиболее предпочтительно, 40 мас.ч. или менее от покрытия.
Композиция необязательно может дополнительно содержать реакционноспособный разбавитель в количествах, достаточных для достижения требуемой вязкости. Реакционноспособный разбавитель может быть монофункциональным или полифункциональным, как данные термины описаны в совместно рассматриваемой заявке № 11/472119, зарегистрированной 20 июня 2006 года (приоритет 60/692318, зарегистрированной 20 июня 2005 года) от Baikerikar et al. (представлена в качестве ссылки). Предпочтительно, реакционноспособный разбавитель содержит ненасыщенные соединения, которые полимеризуются при воздействии свободных радикалов или соединений, которые взаимодействуют по механизмам катионных реакций. Примеры функциональных радикалов, которые можно использовать в реакционноспособных разбавителях, включают в себя радикалы, содержащие винил, акрилат, стирен, диен, метакрилат, аллил, акриламид, метакриламид, циклоалифатический эпоксид, альфа-эпоксид, акрилонитрил и метакрилонитрил, их сочетания или тому подобное. Предпочтительные функциональные группы представляют собой те функциональные группы, которые полимеризуются под воздействием свободных радикалов. Примерами предпочтительных функциональных групп, которые полимеризуются под воздействием свободных радикалов, являются радикалы, содержащие винил, акрилат, стирен, диен, метакрилат и аллил, их сочетания и т.п. Репрезентативные примеры монофункциональных реакционноспособных разбавителей, которые могут использоваться, включают в себя стирол, альфа-метилстирол, замещенный стирол, виниловый сложный эфир, виниловый простой эфир, N-винил-2-пирролидон, (мет)акриламид, N-замещенный (мет)акриламид, октил(мет)акрилат, нонилфенолэтоксилат(мет)акрилат, изононил(мет)акрилат, изоборнил(мет)акрилат, 2-(2-этоксиэтокси)этил(мет)акрилат, 2-этилгексил(мет)акрилат, лаурил(мет)акрилат, бета-карбоксиэтил(мет)акрилат, изобутил(мет)акрилат, 3,3,5-триметилциклогексил(мет)акрилат, циклический триметилолпропанформаль(мет)акрилат, циклогексил(мет)акрилат, дигидродициклопентадиенилакрилат, циклоалифатический эпоксид, альфа-эпоксид, 2-гидроксиэтил(мет)акрилат, (мет)акрилонитрил, малеиновый ангидрид, итаконовая кислота, изодецил(мет)акрилат, додецил(мет)акрилат, н-бутил(мет)акрилат, метил(мет)акрилат, гексил (мет)акрилат, (мет)акриловая кислота, N-винилкапролактам, N-винилформамид, стеарил(мет)акрилат, гидроксифукциональный капролактоновый сложный эфир - (мет)акрилат, изооктил(мет)акрилат, гидроксиэтил(мет)акрилат, гидроксиметил(мет)акрилат, гидроксипропил(мет)акрилат, гидроксиизопропил(мет)акрилат, гидроксибутил(мет)акрилат, гидроксиизобутил(мет)акрилат, тетрагидрофурфурил(мет)акрилат, их комбинации и т.п. В одном из предпочтительных вариантов осуществления реакционноспособный разбавитель представляет собой монофункциональный акрилат. Примерами предпочтительных монофункциональных акрилатов являются 2-(2-окси)этилакрилат, 2-феноксиэтилакрилат, гидроксилэтилакрилат, другие длинноцепочечные алкилакрилаты, изоборнилакрилат, циклический триметилолпропанформальакрилат, 3,3,5-триметилциклогексил(мет)акрилат, монофункциональные алифатические уретанакрилаты, их смеси и т.п. В более предпочтительном варианте осуществления реакционноспособный разбавитель представляет собой полиакрилат. Примеры полиакрилатных реакционноспособных разбавителей включают всебя этиленгликольди(мет)акрилат, гександиолди(мет)акрилат, триэтиленгликольди(мет)акрилат, бутиленгликольди(мет)акрилат, тетраэтиленгликольди(мет)акрилат, дипропиленгликольди(мет)акрилат, триметилолпропантри(мет)акрилат, этоксилированный триметилолпропантри(мет)акрилат, глицеринтри(мет)акрилат, пентаэритролтри(мет)акрилат, пентаэритролтетра(мет)акрилат, трис-(2-гидроксилэтил)изоцианураттрикрилат, дитриметилолпрпантетра(мет)акрилат и дериватизированные алкоксилированным многоатомным спиртом ди- или полиакрилаты, такие как пропоксилированный неопентилгликольдиакрилат или пропоксилированный глицеринтриакрилат, неопентилгликольди(мет)акрилат, их комбинации и т.п. Предпочтительные реакционноспособные разбавители представляют собой диакрилаты, такие как 1,6 гександиолдиакрилат, 1,9-нонандиолдиакрилат, 1,4-бутандиолакрилат, трициклодекандиметанолдиакрилат, циклогександиметанолдиакрилат, цис/транс-1,3/1,4-циклогександиметанолдиакрилат, алкоксилированные циклогександиметанолдиакрилаты, трипропиленгликольдиакрилат и т.п. Более предпочтительные реакционноспособные разбавители включают в себя пропоксилированный неопентилгликольдиакрилат, пропоксилированный глицерилтриакрилат и трипропиленгликоль диакрилат и цис/транс-1,3/1,4-циклогександиметанолдиакрилат. В состав наиболее предпочтительных монофункциональных акрилатных мономеров входит изоборнилакрилат.
Предпочтительно, реакционноспособный разбавитель присутствует в количестве приблизительно 2, более предпочтительно, приблизительно 5 и, еще более предпочтительно, приблизительно 10 мас.ч. или более на основе массы композиции для покрытия. Реакционноспособный разбавитель предпочтительно присутствует в количестве приблизительно 30, более предпочтительно, приблизительно 25 и, еще более предпочтительно, приблизительно 20 мас.ч. или менее на основе массы композиции для покрытия.
В предпочтительном варианте осуществления можно использовать смесь реакционноспособных разбавителей, такую как смесь монофункциональных, бифункциональных и трифункциональных разбавителей. Предпочтительно, в таком случае любой реакционноспособный разбавитель с числом функциональностей более 2 присутствует в количестве приблизительно 1 мас.ч. покрытия или более, более предпочтительно, приблизительно 3 мас.ч. или более и, наиболее предпочтительно, приблизительно 4 мас.ч. или более. Предпочтительно, реакционноспособный разбавитель, имеющий число функциональностей более 2, присутствует в количестве приблизительно 15 мас.ч. или менее и, более предпочтительно, приблизительно 12 мас.ч. или менее и, наиболее предпочтительно, приблизительно 10 мас.ч. или менее от массы покрытия.
Полученная в результате композиция для покрытия предпочтительно характеризуется вязкостью, которая позволяет ей подлежать обработке для нанесения на основу. Конкретная вязкость, которую можно использовать, обусловлена способом нанесения. Например, препараты для трафаретной печати требуют более высокой вязкости, чем препараты, используемые для струйной печати. Например, если композиция применяется для трафаретной печати, композиция для покрытия обычно имеет вязкость приблизительно 2000 сантипуаз или более и, более предпочтительно, приблизительно 5000. Предпочтительно, композиция для покрытия имеет вязкость 50000 сантипуаз или менее. Если композиция для покрытия применяется для струйного печатания, композиция имеет вязкость 5 сантипуаз или менее. Предпочтительно, композиция для покрытия имеет вязкость 50 сантипуаз или менее. Если композиция для покрытия наносится путем ее распыления на основу, данная композиция имеет вязкость 5 сантипуаз или более. Предпочтительно, композиция для покрытия имеет вязкость 100 сантипуаз или менее.
Композицию для покрытия по изобретению можно получать путем совмещения ингредиентов и перемешивания, с использованием способов, описанных в данной области. В одном из предпочтительных подходов материалы приводят в контакт в таких условиях, что получают стабильную гомогенную дисперсию. Материалы могут контактировать при температуре примерно от температуры окружающей среды (приблизительно 20-25°C) приблизительно до 60°C и, предпочтительно, при температуре окружающей среды. Компоненты можно перемешивать на воздухе и, предпочтительно, их перемешивают в сухих условиях для улучшения гидролитической стабильности композиции. Предпочтительно, материалы перемешивают приблизительно в течение 60 минут или более, более предпочтительно, приблизительно в течение 90 минут или более. Предпочтительно, материалы перемешивают в течение периода приблизительно от 240 минут или менее и, более предпочтительно, приблизительно 180 минут или менее. Композиция для покрытия необязательно может подвергаться стадии измельчения. Данное измельчение может происходить с использованием любого оборудования, известного специалистам в данной области, для выполнения такого измельчения (т.е. перемалывание шариками, горизонтальное или вертикальное перемалывание среды, перемалывание песком или галькой и т.д.). Предпочтительно, композицию хранят в сухих окружающих условиях.
Композиция для покрытия может наноситься на стекло или покрытый пластик любыми описанными в данной области средствами, такими как применение кисти, валика, распыление на поверхность, струйная печать, трафаретная печать и т.п. Она может наноситься с использованием описанных в данной области роботизированных устройств для нанесения (например, имеющего, по меньшей мере, 2 оси движения). После нанесения композиция для покрытия на поверхность субстрата ее подвергают воздействию условий полимеризации, таких как одна или несколько процедур, которые приводят к инициации катализатором или инициатором образования свободных радикалов и к свободнорадикальной полимеризации. В предпочтительном варианте осуществления катализатор или инициатор представляет собой фотоинициатор, и полимеризация инициируется воздействием на композицию излучения, такого как ультрафиолетовый свет или электронный пучок. Источник энергии, используемый для достижения перекрестного связывания облучаемых функциональных групп, может быть актиничным (например, излучение, имеющее длину волны ультрафиолетовой или видимой части спектра), представлять собой ускоренные частицы (например, излучение электронного пучка), быть тепловым (например, тепловое или инфракрасное излучение) или тому подобное. Предпочтительно, источник энергии представляет собой актиничное излучение или ускоренные частицы, поскольку такой источник энергии предоставляет превосходный контроль инициации и скорости перекрестного связывания. Дополнительно актиничное излучение и ускоренные частицы можно использовать для отвердевания при относительно низкой температуре. Подходящие источники актиничного излучения включают в себя ртутные лампы, безэлектродные лампы, ксеноновые лампы, дуговые угольные лампы, лампы накаливания с вольфрамовой нитью, лазеры, источник энергии электронного пучка, солнечный свет и т.п. Наиболее предпочтительными являются ультрафиолетовое излучение, в особенности для ксеноновых ламп, ртутные лампы с промежуточным давлением или безэлектродные лампы.
Основы, которые могут быть покрыты композициями для покрытия, включающими в себя добавки, способствующие адгезии, по настоящему изобретению, могут включать в себя любую подходящую основу для получения композиции. Основа может быть обработана на поверхности или не по всей поверхности или может быть необработанной. Материалы основы могут быть металлическими, керамическими, пластиковыми или представлять собой любое их сочетание. Основы могут быть в любом виде, например, в виде листов, пленок, фольги, пластинок, полос, стержней, проводов, тканей или иного. Основа может быть твердой или пористой. Основа может быть тканой или нетканой. Основа может иметь гладкую обработку поверхности, шероховатую обработку поверхности или их сочетание на части покрытой поверхности или всей этой поверхности. Описанные здесь основы, в одном из конкретных аспектов, могут быть прозрачными (т.е. оптически прозрачными), по меньшей мере, в части своего объема. Например, поскольку данное изобретение является наиболее подходящим для герметизации окна или другой панели (например, автомобильного ветрового стекла, заднего стекла, бокового стекла, оптической линзы, зеркала, солярия, линзы измерительного прибора или подобного), обычно основы представляют собой панели, прозрачные, по меньшей мере, с одной поверхности и, в частности, с обеих противоположных поверхностей, по меньшей мере, приблизительно на 25% площади поверхности и, более конкретно, по меньшей мере, на большей части поверхности (например, по меньшей мере, приблизительно на 60%, 75% или даже 90% площади поверхности).
В конкретном варианте осуществления описанные здесь основы, в общем, сделаны, по существу, из аморфного материала и из аморфной керамики (такой как стекло), пластика или их сочетания. Неограничивающие примеры подходящих материалов основы включают в себя поли(мет)акрилаты, поликарбонаты, винилы, сложные полиэфиры (например, ориентированные сложные полиэфиры), полиимиды, полиолефины, полиамиды, стекло, любые их сочетания (например, ламинированное стекло) или тому подобное. В конкретном примере основы включают в себя или даже, по существу, состоят из материалов, выбранных из стекла, поли(мет)акрилатов, поликарбонатов или любого их сочетания. Иллюстративные материалы также описаны на страницах 11-12 патента США № 7129444 (включено в качестве ссылки).
Описанные здесь основы обычно включают в себя, по меньшей мере, одну основу, на которую наносят композиции для покрытия. Основа может необязательно обрабатываться для усиления силы связывания покрытия с основой, например, грунтовкой, пламенным напылением, коронирующим разрядом, плазмой или другим способом. Однако в одном из конкретных примеров внешняя поверхность, по существу, свободна от любой обработки поверхности. Таким образом, после нанесения композиция для покрытия находится в прямом непосредственном контакте с основой и, в частности, при существенном отсутствии какого-либо промежуточного слоя. После нанесения композиции на основу, конечно, возможно нанести сверху на композицию и на основу или на обе одновременно дальнейший слой (например, силикон, акрил, полиуретан или в ином случае для осуществления защитного поверхностного слоя), как это описано на страницах 12-14 патента США № 7129444 (включен в качестве ссылки). Также возможно, что описанная здесь композиция для покрытия может быть использована поверх фритты, под нее, и/или она может прилегать к фритте (например, к фритте типа, описанного в совместно рассматриваемой заявке № 11/472119, зарегистрированной 20 июня 2006 года (приоритет 60/692318, зарегистрированной 20 июня 2005 года) от Baikerikar et al. (представлена в качестве ссылки).
При их использовании композиции для покрытия по настоящему изобретению, в основном, имеют толщину приблизительно до 250 микронов или выше. Чаще она составляет менее чем приблизительно 150 микронов, менее чем приблизительно 100 микронов или даже менее чем приблизительно 50 микронов (например, приблизительно от 10 приблизительно до 30 микронов или менее).
Хотя некоторые варианты применения могут требовать покрытия описанной здесь композицией для покрытия, по существу, всей поверхности основы, как правило, композиции для покрытия наносятся на основы избирательно (например, путем трафаретной печати, струйной печати или другого способа нанесения) согласно заранее определенному профилю (например, по существу, по краевой части основы, приблизительно по периферии основы, на внутренней или центральной части основы или иначе). Например, один из подходов заключается в нанесении покрытия от края основы в направлении центральной части на ширину приблизительно 2, 5, 8 или даже 12 см или более. Также возможно, чтобы композиция для покрытия наносилась с выделением одной или нескольких линий, кривых, точек или иных геометрических конфигураций, включающих в себя сегменты с постоянной или измененной шириной, высотой, длиной или иными измерениями. Например, композиция для покрытия может наноситься так, что она образует профиль фритты.
Кроме того, подразумевается, что в дополнение к композиции для покрытия настоящее изобретение может необязательно относиться к фритте (например, к керамической фритте). По существу, понимается, что композиция для покрытия может использоваться вместо фритты или в сочетании с ней. Например, композиция для покрытия, фритта или их сочетание может блокировать передачу света для предотвращения его контакта с клеем, который держит конструкцию окна. Такое покрытие, фритта или их сочетание на периферии может также иметь способность скрывать компоненты накладки панели, расположенные примерно на периферии окна.
В конкретном аспекте изобретения композиция для покрытия может наноситься на основу в виде жидкости, пасты, твердого вещества или любого их сочетания. После этого она затвердевает и также связывается с основой, становясь при этом устойчивой к истиранию, термостабильной и светоустойчивой композицией, которая может быть предпочтительно использоваться в окружающей среде, обычной для автомобильных и других вариантов применения.
В конкретном варианте осуществления изобретение используется в отношении стекла или устойчивого к истиранию пластика, содержащего закрепляющуюся композицию для покрытия по изобретению, расположенную на поверхности. Стекло или пластик может быть плоским или иметь форму, например, для создания изогнутой поверхности. В одном из аспектов настоящего изобретения рассматривается нанесение композиции для покрытия на основу, после чего основе придают форму. Необязательно или в качестве альтернативы нанесение композиции для покрытия осуществляется на основу, которой была придана форма еще до нанесения композиции для покрытия. Стекло или покрытый пластик с покрытием по изобретению можно использовать в любом варианте применения, который известен для стекла или пластика специалисту в данной области. Предпочтительно, стекло или покрытый пластик используют в качестве окна, и покрытие находится на периферии окна. В одном из аспектов описанная здесь композиция для покрытия наносится приблизительно на периферии окна, так что она способна блокировать прохождение света для предотвращения его контакта с клеем, который держит конструкцию окна. Такое покрытие на периферии также скрывает компоненты накладки панели, расположенные приблизительно на периферии окна. Также возможно, чтобы на периферии использовалась обычная керамическая фритта или органическая фритта типа, описанного в совместно рассматриваемой заявке на выдачу патента США № 11/472119, зарегистрированной 20 июня 2006 года (приоритет 60/692318, зарегистрированной 20 июня 2005 года) от Baikerikar et al. (представлена в качестве ссылки). Таким образом, для применения в качестве периферической фритты требуется, чтобы любое такое покрытие осуществляло пропускание ультрафиолетовых лучей приблизительно на 1 процент или менее от света, которому подвергается покрытие, и, более предпочтительно, приблизительно 0,5 процент или менее.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления описанная здесь основа представляет собой стекло, которое изогнуто, и, более предпочтительно, форма стеклу придается перед нанесением описанной здесь композиции для покрытия. Предпочтительно, закрепленная композиция для покрытия демонстрирует износостойкость, так что после 500 циклов теста ASTM D1044 покрытие по-прежнему пропускает менее чем 1 процент света. Предпочтительно, покрытие демонстрирует износостойкость приблизительно (дельта) Δ процент T<1 процента, более предпочтительно приблизительно (дельта) Δ процент T<0,75 процентов и наиболее предпочтительно приблизительно (дельта) Δ процент T<0,5 процент, что определено согласно тесту ASTM D1044. Также возможно, что основа является пластиковой основой. После нанесения композиции для покрытия основу нагревают и деформируют (например, горячим формованием).
Также возможно, что описанные здесь сборные блоки могут быть закреплены на месте (например, при открывании автомобиля) с использованием клея. Например, клеевой шов может располагаться приблизительно на периферии сборного блока. Клеевой шов, расположенный приблизительно на периферии окна, может представлять собой любой известный клеевой шов, который может использоваться для прикрепления окна в корпусах. В одном из вариантов осуществления клей может содержать функциональные группы изоцианата, функциональные силоксигруппы или являться комбинированным клеем с функциональными изоцианатными и силоксигруппами, который закрепляется при воздействии влажности. В системе по изобретению может использоваться любой клей на основе изоцианатной группы, который сконструирован для связывания с непористыми поверхностями, такими как металл, покрытый пластик и/или стекло. Примеры клеевых систем, которые могут использоваться, описаны в патенте США № 4374237, патенте США № 4687533, патенте США № 4780520, патенте США № 5063269, патенте США № 5623044, патенте США № 5603798, патенте США № 5852137, патенте США № 5976305, патенте США № 5852137, патенте США № 6512033, имеющие отношение к делу части которых включены в настоящий документ в качестве ссылки. Примерами коммерческих клеев, которые можно использовать по изобретению, являются клеи BETASEAL™ 15630N, 15625N, 15845N, доступные от The Dow Chemical Company, клеи для лобового стекла EFBOND™, доступные от Eftec, клеи WS 151™, WS212™, доступные от Yokohama Rubber Company, и клеи SIKAFLEX™, доступные от Sika Corporation.
Подразумевается, что клей может быть основан на одном или нескольких полимерных компонентах (например, предполимере с концевыми изоцианатами или другом полимере), и он может включать в себя пигмент, катализатор (например, катализатор, включающий в себя морфолин, 4,4'-(оксиди-2,1-этандиил)-бис (DMDEE)), или другой ингредиент (например, наполнитель, такой как глина, один или несколько силанов (например, эпоксисилан)) и использоваться в качестве клеев OEM, послепродажных клеев, иных клеев или любого их сочетания. Таким образом, может использоваться клей, основанный на полимере модифицированного силикона (MS), такой как клеи Kaneka. Один из типов клея Kaneka может включать в себя один или несколько компонентов, таких как полимеры SAX 400, Siliquest (A-1170), технический углерод, катализатор U220 на основе олова, набор из стабилизатора УФ и термостабилизатора, подобные указанным компоненты или иное.
Может использоваться другой клей, такой как Betaseal U-418 (HV), который образован из смеси одного или нескольких компонентов, включая предполимер с концевыми изоцианатами, технический углерод, катализатор DMDEE (например), подобные им или иные компоненты и их сочетания. Дополнительно может использоваться другой клей, такой как Betaseal Express, который образован из одного или нескольких компонентов, включая предполимер с концевыми изоцианатами, технический углерод и глину, DMDEE/Bismuth Octiate, 0,25% Silquest A-187 (эпоксисилан), подобные им или иные компоненты и их сочетания. Кроме того, может использоваться другой клей, такой как Betaseal One, который образован из одного или нескольких компонентов, включая предполимер с концевыми изоцианатами, предполимер, основанный на сложном полиэфире, технический углерод и глину, DMDEE/Bismuth Octiate, 0,25% Silquest A-187 (эпоксисилан), подобные им или иные компоненты и их сочетания.
Подразумевается, что композиции для покрытия могут иметь рабочее время, определенное как время, прошедшее между нанесением композиции для покрытия и нанесением на нее клея, которое может быть малым рабочим временем или комбинацией обоих вариантов. Обычно, по меньшей мере, предпочтительно, чтобы после закрепления композиции для покрытия до нанесения клея прошло 7 суток, хотя это и необязательно.
В качестве примера в таблице 1 проиллюстрированы ожидаемые результаты быстрого теста склеивания с использованием ножа (QKA) для времени работы покрытого 1 год назад стекла со связывающим клеем Aftermarket Repair Glass (ARG). Стеклянную основу приводили в контакт с композицией для покрытия и давали последней закрепиться. По прошествии рабочего времени длительностью в 1 год клей наносили на покрытую стеклянную поверхность. Более конкретно, в одном из аспектов таблицы 1 перед нанесением клея проводили сухое вытирание покрытой 1 год назад стеклянной основы. После нанесения клея и его закрепления приблизительно в течение 7 суток при комнатной температуре проводили тест QKA на прикрепленной клеем стеклянной основе с получением ожидаемых результатов. В другом аспекте таблицы 1 перед нанесением клея проводили сухое вытирание покрытой 1 год назад стеклянной основы. После нанесения клея и его закрепления приблизительно в течение 7 суток при комнатной температуре прикрепленную клеем стеклянную основу подвергали воздействию 38°C и 100% влажности в течение 14 суток. Тест QKA проводили на прикрепленной клеем стеклянной основе с получением ожидаемых результатов. В другом аспекте of таблицы 1 перед нанесением клея проводили вытирание покрытой 1 год назад стеклянной основы салфеткой с изопропанолом (IPA). После нанесения клея и его закрепления приблизительно в течение 7 суток при комнатной температуре проводили тест QKA на прикрепленной клеем стеклянной основе с получением ожидаемых результатов. Еще в одном аспекте таблицы 1 перед нанесением клея проводили вытирание IPA покрытой 1 год назад стеклянной основы. После нанесения клея и его закрепления приблизительно в течение 7 суток при комнатной температуре прикрепленную клеем стеклянную основу подвергали воздействию 38°C и 100% влажности в течение 14 суток. Тест QKA проводили на прикрепленной клеем стеклянной основе с получением ожидаемых результатов. Тесты повторяли с использованием трех различных клеев, таких как Betaseal One, Betaseal Express, и Betaseal 369N. Как обсуждается в настоящем документе, ожидаемые результаты по отказу компонентов определены в следующих таблицах как процентные доли одной или нескольких величин, включая когезионное разрушение (CF) клея на покрытии, разрушение грунтовки или покрытия (PF) на поверхности и нарушение прочности связи (AF).
Таблица 1
Сухое протирание
Betaseal One
Betaseal Express
Betaseal 369N (применялась температура)
1. Закрепление в течение 7 суток при RT
100CF
100CF
100CF
2. 14 суток при 38°C/100% влажности
100CF
70% света (нечетко) CF, 30AF
100CF
Протирание изопропанолом (IPA)
Betaseal One
Betaseal Express
Betaseal 369N (применялась температура)
1. Закрепление в течение 7 суток при RT
100CF
100CF
100CF
2. 14 суток при 38°C/100% влажности
100CF
70CF, 30AF
100CF
Описанные здесь композиции могут использоваться в любом из разнообразных вариантов применения, включая в качестве неограничивающих примеров те, что уже указаны, и описанные в заявке на выдачу патента США № 11/472119, зарегистрированной 20 июня 2006 года (приоритет 60/692318, зарегистрированной 20 июня 2005 года) от Baikehkar et al., содержание которой включено, таким образом, в качестве ссылки в полном объеме. Например, в отношении применений в автомобилях, использующих прозрачную основу (такую как окно и, конкретно, панель, сделанную из стекла, пластика или их сочетания), композиции могут использоваться как часть герметизированной конструкции панели, например, как описано в находящейся в совместном владении предварительной заявке на выдачу патента США № 60/870643 (зарегистрированной 19 декабря 2006 года), озаглавленной "Encapsulated Panel Assemblies and Methods for Making Same", и в предварительной заявке на выдачу патента США № _________ (выписка № 1062-070), поданной 18 декабря 2007 г., озаглавленной "Encapsulated Panel Assemblies and Methods for Making Same", содержание которых включено, таким образом, в качестве ссылки в полном объеме. Таким образом, в основном, основа включает в себя герметизированное соединение, которое, по существу, может примыкать к прозрачной части (и может даже, по меньшей мере, частично окружать ее). Основа может, таким образом, далее включать один или несколько дополнительных, описанных в данной области слоев (например, для устойчивости к истиранию, для устойчивости к ультрафиолетовому излучению, для удержания фрагментов в случае поломки, для нагревания, для применения в качестве антенны или для любого сочетания указанных свойств). Пример подхода к обработке основ для получения нагревательного прибора, антенны и/или другого проводящего элемента описан в находящейся в совместном владении предварительной заявке на выдачу патента США № 60/870639 (зарегистрированной 19 декабря 2006 года), озаглавленной "Improved Composites And Methods For Conductive Transparent Substrates", и заявке на выдачу патента США ______ (выписка № 1062-069), зарегистрированной 18 декабря 2007 года, озаглавленной "Improved Composites и Methods for Conductive Transparent Substrates", содержание которых включено, таким образом, в качестве ссылки в полном объеме. Кроме того, основа также может включать композицию для покрытия, описанную в предварительной заявке на выдачу патента США № 61/014547, зарегистрированной 18 декабря 2007 года Baikehkar et al., озаглавленной "Protective Coating For Window Glass Having Enhanced Adhesion To Glass Bonding Adhesives," содержание которой включено, таким образом, в качестве ссылки в полном объеме.
В другом аспекте изобретения также рассматривается стадия утилизации основы, включая нанесенную на нее композицию для покрытия. Композиция для покрытия может удаляться с основы, и композиция для покрытия (или ее составляющие) могут регенерироваться, может регенерироваться материал основы или оба компонента.
ПРИМЕР
Продукты реакции Майкла получают согласно примерам 15 и 33 совместно рассматриваемой патентной заявки на выдачу патента США № 11/472119, зарегистрированной 20 июня 2006 года (приоритет 60/692318, зарегистрированной 20 июня 2005 года), Baikehkar et al. (представлена в качестве ссылки), добавлением 0,03 моль бис-[3-(триэтоксисилил)пропил]амин, DYNASYLAN™ 1122, Degussa, к 0,03 моль мономера пропоксилированного неопентилгликольдиакрилата (SR™ 9003, Sartomer) в стеклянной бутылке и смешиванием на миксере «вортекс» в течение 1 минуты. Полученный в результате раствор нагревают при 55°C, по меньшей мере, в течение 3 суток для завершения реакции и пересадки аминосилана на акрилат. Полученный в результате продукт реакции Майкла подтверждают посредством C-13 ЯМР и GPC.
Продукт реакции Майкла смешивают в количестве приблизительно 15 мас.ч. с акриловой кислотой в количестве приблизительно 5 мас.ч., приблизительно с 80 мас.ч. NAZDAR 1852. Смесь наносят на основу и закрепляют путем воздействия ксеноновой УФ лампы с последующим закреплением при комнатной температуре в течение 7 суток при 50%-ной относительной влажности. Полученную в результате покрытую основу подвергают тестированию на твердость посредством карандаша согласно ASTM D3363; тестированию на прочность склеивания при отслаивании посредством сетки/ленты согласно ASTM D3359; быстрому тестированию склеивания посредством ножа (QKA), как описано в совместно рассматриваемой заявке на выдачу патента США № 11/472119, зарегистрированной 20 июня 2006 года (приоритет 60/692318, зарегистрированной 20 июня 2005 года) от Baikerikar et al. (представлена в качестве ссылки), и тесту с погружением в воду при 90°C (в течение 5 суток). Для теста склеивания, для которого требовался клей, используются различные коммерчески доступные клеи под обозначением BETASEAL (например, марки 15625, 15630 и 61355) от Dow Chemical. Также хорошие результаты получены при использовании смеси продуктов реакции Майкла и, в особенности, смеси (например, полученной скоростным смешиванием приблизительно при 3000 об/мин приблизительно в течение 5 минут), которая включает в себя указанный выше продукт взаимодействия в сочетании со вторым продуктом взаимодействия, конкретно, продукт взаимодействия, описанный выше (первый продукт взаимодействия), но полученный с использованием бис-[3-(триметоксисилил)пропил]амина, замещенного на бис-[3-(триэтоксисилил)пропил]амин.
В таблице 2 проиллюстрованы ожидаемые результаты быстрого теста адгезии с помощью ножа (QKA) с погружением в воду при 90°C, с различными послепродажными клеями.
Таблица 2
Betaseal 418HV
Betaseal One
Betaseal Express
MS полимер
1 сутки
40CF; 60PF
100CF
100CF
100 CF
2 суток
75CF; 25AF
100CF
90CF; 10AF
100 CF
3 суток
50CF; 50AF
50CF; 50AF
90CF; 10AF
100 CF
4 суток
50CF; 50AF
100AF
50CF; 50AF
100 CF
5 суток
10CF; 90AF
25CF; 75AF
75CF; 25AF
100 CF
В качестве примера в таблице 3 предоставлена композиция по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, которая представляет собой однокомпонентное, закрепляющееся под воздействием УФ покрытие Dow, по сравнению с композициями четырех различных коммерчески доступных двухкомпонентных систем, которые используются в относительных концентрациях.
Таблица 3
Описание
Закрепляющееся под воздействием УФ покрытие Dow
Закрепляющееся под воздействием УФ покрытие Nazdar
Закрепляющееся под воздействием нагрева покрытие Nazdar
Закрепляющееся под воздействием УФ покрытие RUCO
Закрепляющееся под воздействием УФ покрытие Marabu
70°C в течение 5 мин и последующее закрепление при комн. темп. в течение 7 суток
1852
95
NB80
5
935
96
100VR-140
4
UVG0980
98
UVHV8
2
ADE52
95
ADE677
5
Композиция для покрытия по настоящему изобретению
80
Стимулятор адгезии по настоящему изобретению
15
Акриловая кислота
5
Всего
100
100
100
100
100
В таблице 4 проиллюстрированы ожидаемые результаты по однокомпонентной системе по сравнению с четырьмя различными коммерчески доступными двухкомпонентными системами, установленными в таблице 3.
Таблица 4
Описание
Закрепляющееся под воздействием УФ покрытие Dow
Закрепляющееся под воздействием УФ покрытие Nazdar
Закрепляющееся под воздействием нагрева покрытие Nazdar
Закрепляющееся под воздействием УФ покрытие RUCO
Закрепляющееся под воздействием УФ покрытие Marabu
70°C в течение 5 мин и последующее закрепление при комн. темп. в течение 7 суток
1. Тест на твердость с использованием карандаша (ASTM D3363)
Тест 1
1400
200
600
300
200
Тест 2
1300
200
700
200
200
Тест 3
1400
100
700
300
300
2. Сетка (ASTM D3359)
Тест 1
5B
3B
4B-5B
2B-3B
3B
Тест 2
5B
3B
4B-5B
3B
3B
3. Склеивание (QKA при комнатной темп.)
Betaseal 15630N
100CF
0CF
100CF
0CF
0CF
Betaseal 15625N
10GCF
OCF
100CF
OCF
OCF
Betaseal 15845N
100CF
OCF
300CF
OCF
OCF
Погружение в воду при 90°C (только покрытие)
Образец 1
1 сутки
Хорошо
100PF
Хорошо
30% пузырение
100PF
2 суток
Хорошо
100PF
Остановка тестирования
3 суток
Хорошо
В таблице 5 предоставлена композиция системы с использованием одной из коммерчески доступных композиций для покрытия, как показано в таблицах 3 и 4 (например, Nazdar 1852), стимулятора адгезии по настоящему изобретению, например, продукта реакции Майкла, и акриловой кислоты.
Таблица 5
Описание
Nazdar 1852 +Продукт реакции Майкла Dow + акриловая кислота
1852
80
NB80 (не включено)
Продукт реакции Майкла - стимулятор адгезии
15
Акриловая кислота
5
Всего
100
1. Тест на твердость при помощи карандаша (ASTM D3363)
Тест 1
400
Тест 2
400
Тест 3
500
2. Сетка (ASTM D3359)
Тест 1
2B-3B
Тест 2
3B
3. Склеивание (QKA при комнатной темп.)
Betaseal 15630N
OCF
Betaseal 15625N
OCF
Betaseal 15845N
OCF
Погружение в воду при 90°C (только покрытие)
Образец 1
1 сутки
Хорошо
2 суток
Хорошо
3 суток
Хорошо
4 суток
Хорошо
5 суток
Хорошо
Образец 2
1 сутки
Хорошо
2 суток
Хорошо
3 суток
Хорошо
4 суток
Хорошо
5 суток
Хорошо
Кроме того, в таблице 5 показаны ожидаемые результаты по системе, включающей в себя Nazdar 1852, как показано в таблицах 3 и 4, в сочетании со стимулятором адгезии по описанию настоящего изобретения. Результаты таблицы 5 при их сравнении с закрепляющейся под воздействием УФ двухкомпонентной системы Nazdar из таблиц 3 и 4 убеждают в наличии улучшения по твердости, тестируемой при помощи карандаша, по тесту с сеткой, по тесту склеивания и погружения в воду. Полагают, что ожидаемые результаты по таблице 5 могут достигаться в различных композициях для покрытия, по существу, лишенных соединений, которые взаимодействуют с акриловой кислотой, за счет чего возможно вызывают эффект гелеобразования в полученной в результате композиции.
Представленные здесь объяснения и иллюстрации предназначены для знакомства других специалистов в данной области с изобретением, его принципами и его практическим применением. Специалисты в данной области могут адаптировать и применять изобретение в его многочисленных видах, как оно может лучше подходить к требованиям конкретного применения. Таким образом, конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, как это установлено, не предназначены для исчерпывающего описания или ограничения изобретения. Объем изобретения должен, таким образом, определяться не путем ссылки на указанное описание, но должен вместо этого определяться путем ссылки на прилагаемую формулу изобретения, вместе с полным объемом эквивалентов, которые предоставляет данная формула изобретения. Описание всех статей и ссылок, включая патентные заявки и публикации, включено в качестве ссылки во всех целях. Ссылки на акриловый или (мет)акриловый (или производные термины, такие как "акрилат") охватывают (мет)-акриловые и акриловые соединения (и соответствующие производные термины). Обсуждаемые здесь ингредиенты могут образовывать часть полученной в результате композиции. Однако они также могут образовывать часть добавки, способствующей адгезии. Например, возможно, что добавка, способствующая адгезии, представляет собой носитель для доставки ингредиента в смесь для образования полученной в результате композиции. Настоящее изобретение также относится к наборам для улучшения композиций для покрытия, причем данные наборы включают в себя добавку, способствующую адгезии, описанную в настоящем документе, и необязательно основную композицию и/или один или несколько других описанных здесь ингредиентов, или даже по существу состоят из указанных компонентов.