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含導電膠體的自修復式透明聚合物組合物的制作方法_2

文檔序號:9916037閱讀:來源:國知局
始霧度水平和較差的抗刮擦性。
[0029] 本文描述的硫醇-締組合物在固化之前將導電膠體顆粒結合到該樹脂質混合物 中。所述導電膠體顆粒總體上是均質或均勻分布的并且形成在樹脂質混合物中的透明且穩 定的懸浮液并且區別于非導電顆粒(如二氧化娃),運些非導電顆粒可W改進最終組合物的 修復性能但被發現不提供任何耐磨性或抗刮擦性的改進并且被發現給予最終組合物更高 光霧度值。導電膠體顆粒的實例包括但不限于,Sb2〇3、Sn〇2、P2〇5和它們的各種組合。導電膠 體顆粒總體上是處于總干燥組合物的約3wt %與約8wt %之間或總干燥組合物的約4wt %與 約7wt%之間的量。它們的平均粒徑總體上是約5nm至約25nm并且最初分散在與該樹脂質混 合物相容的稀釋劑(例如,有機溶劑)中。合適的稀釋劑的實例包括但不限于,低級鏈燒醇 (例如甲醇)和乙二醇烷基酸。優選的溶劑是具有更高的閃點和更高的沸點的那些。
[0030] 運些硫醇-締組合物是通過增加該-締單體的摩爾量并且從而降低硫醇的摩爾量 制備的。因此,如在此所述的-締單體與硫醇單體的摩爾比從50:50的比率(在其他已知的硫 醇-締組合物中)轉變到在約60:40與約80:20之間的范圍內的比率(-締單體比硫醇單體)。- 締單體因此典型地處于形成該硫醇-締組合物的樹脂質混合物的約60wt%和約70wt%之間 的量。因此,本文所述的-締單體是具有更完全改性的主鏈的單體。優選地,該-締單體是多 官能締丙基單體,如Ξ締丙基單體,包括但不限于,Ξ締丙基Ξ嗦、氯尿酸Ξ締丙醋、異氯尿 酸Ξ締丙醋、Ξ締丙基酸、和它們的多種變體中的一種或多種。幾種代表性-締單體在圖1-2 中描繪,分別包括1,3,5-立締丙基-1,3,5-立嗦-2,4,6 (1H,3H,5H)-^酬;和2,4,6-立締丙 氧基-1,3,5-Ξ嗦或氯尿酸Ξ締丙醋。圖3是單體1,2,4-Ξ乙締環己燒(異構體的混合物)的 另一個示例性實施例。
[0031] 該硫醇是多官能硫醇或單官能硫醇。合適的多官能硫醇的實例包括,但不限于,改 性的Ξ硫醇或改性的四硫醇,如季戊四醇四-(3-琉基丙酸醋)、乙氧基化的季戊四醇四(3- 琉基丙酸醋)、Ξ甲基丙烷Ξ(3-琉基-丙酸醋)、乙二醇3-琉基丙酸醋、聚丙二醇3-琉基丙酸 醋、乙氧基化的Ξ甲基丙烷Ξ(3-琉基-丙酸醋)、乙氧基化的乙二醇二琉基乙酸醋、Ξ徑甲 基丙烷Ξ琉基乙酸醋、乙二醇二-(3-琉基丙酸醋)、1,4-雙(3-琉基下氧基)下燒、季戊四醇 四(3-琉基下酸醋)、或1,3,5-Ξ(3-琉基下氧基乙基)-1,3,5-Ξ嗦-2,4,6(1Η,3Η,5Η)-Ξ酬 和它們的多種變體。代表性硫醇在圖4中描繪為季戊四醇四(3-琉基丙酸醋)。
[0032] 在一個或多個實施例中,將該硫醇和-締單體組合在樹脂質混合物中。該硫醇和- 締單體一起占該樹脂質混合物的按重量計至少70%或該樹脂質混合物的按重量計至少 80%,或該樹脂質混合物的按重量計至少90%。運些樹脂質混合物將基本上包括該至少一 種硫醇和該至少一種多官能締丙基單體,具有或不具有反應物或催化劑。所述催化劑不是 必不可少的,因為該液體樹脂質混合物對光是反應性的。當希望時,光反應性催化劑被包括 在該樹脂質混合物中。運種光-反應性催化劑可W是在UV光下反應的催化劑。光反應性催化 劑的實例是名稱為Irgacure?的那些(美國紐約州汽己精化公司(Ciba Specialty 化emicals Coloration,化¥ York,USA)注冊的)。運些樹脂質混合物還可W包括濕潤劑 (表面活性劑)),其量優選是不大于該總涂料組合物的按重量計約0.5%或不大于該總涂料 組合物的按重量計約0.2%。潤濕劑的實例是氣碳改性的聚硅氧烷,如在EFKA?名稱下的 那些(美國紐約州汽己公司注冊的)。
[0033] 硫醇-締組合物當固化時(從該樹脂質混合物)通常將具有均勻或均一的網絡,如 圖5所示。因此,導電膠體顆粒均勻地或基本上均勻地分散在由該至少一種多官能締丙基單 體(更剛性并且總體上具有更高的交聯密度)與該至少一種硫醇之間的交聯和偶聯反應形 成的硫醇-締網絡中。該固化的硫醇-締基質將具有從約40°C至約10(TC,優選地在從約45Γ 至約95Γ范圍內的玻璃化轉變溫度。運是與早先開發的硫醇-締材料,如來自諾蘭德產品公 司的那些形成對比,運些早先開發的硫醇-締材料具有較低的玻璃化轉變溫度并且因此在 約60°C和通常不小于約70°C的修復溫度下被加熱,而此處所述的硫醇-締組合物可W在更 高的修復溫度被修復:例如約75°C、或約80°C、或約85°C、或約90°C或約95°C或約100°C。
[0034] 所描述的硫醇-締組合物可W在固化之前模制。所述模制可W包括在固化之前置 于預成型的模具中或在固化之前將所述硫醇-締組合物施加到基底上,使得當施加或置于 預成型的模具中時,該硫醇-締組合物尚未完全固化并且因此能夠被成型。當施加該硫醇- 締組合物時,可W使用任何合適的手段。實例包括但不限于,誘注、浸潰(例如,浸涂)、棒式 涂布、噴涂、和旋涂。
[0035] 該硫醇-締組合物然后可W在模制或成型之后固化W形成固化的、成型的物品。固 化可包括一個或多個干燥步驟。例如,在一些實施例中,在成型或模制之后,該硫醇-締組合 物可W通過在室溫或者在升高的溫度(一般大于120°C或在從約30°C至約120°C的范圍內) 下干燥而熱固化。該干燥對于蒸發可W作為改進該樹脂組合物的粘度的組分被包含的溶劑 是有用的。合適的溶劑包括乙二醇酸、四氨巧喃(THF)、和氯仿。優選的溶劑是指蒸發快并且 具有高水溶解度的那些。固化還可W使用光,尤其是通過UV福射。合適的但不是唯一的福射 劑量是從約0.150J/cm2至約1.20J/cm2。合適的但不是唯一的UV波長是從約lOOnm至約250nm (例如,UV-C)。
[0036] 在一個或多個實施例中,該成型的物品是薄膜,該薄膜當被施加到基底上時可W 被稱為涂層。當該硫醇-締組合物用作涂層或用作薄膜時,它將具有與薄膜一致的厚度。在 一些實施例中,該厚度將為小于lOOym,或它可W是處于或約2皿至約50μπι,或從約5μπι至約 20皿。當然,其他厚度可W是適當的和/或是所希望的。本文所述的硫醇-締組合物的厚度沒 有特別的限制。
[0037] 硫醇-締組合物可施加到其上的基底包括有機玻璃或塑料材料,諸如熱塑性樹脂 (例如,熱塑性聚碳酸醋)、或熱固性或光固化樹脂(例如,乙二醇碳酸醋;包括CR-39?,由 美國特拉華州PPG工業俄亥俄公司(PPG Industries Ohio, Inc .Delaware,USA)注冊;聚氨 醋;和聚硫胺甲酸醋)。此外,其他基底是可接受的,如金屬、木材、和復合材料。當該基底在 本質上是光學的時,它將通常是透明的或在某些波長下透明的。該基底將具有該硫醇-締組 合物施加到其上的表面。該硫醇-締組合物可施加至該基底的最外表面或在該硫醇-締組合 物與基底之間的層(表面)上。
[0038] 當將硫醇-締組合物提供在光學物品的表面上時,該光學物品可W是鏡片或眼科 鏡片,如接觸鏡片、太陽鏡鏡片或其他光學鏡片。該鏡片可W在其外表面上包括額外的功能 層,如一個或多個偏振層、減反射涂層、可見光和UV吸收層、抗沖擊層、光致變色涂層、和它 們的各種組合。因此,該硫醇-締組合物可W被直接施加到該鏡片的表面上或其外部涂層或 層表面上。
[0039] 運些樹脂質混合物和該固化的硫醇-締組合物各自基本上不含不是該硫醇-締網 絡或膠體顆粒的一部分的組分。因此,除了少量的幫助固化或基質形成的添加劑(例如,潤 濕劑、增滑劑和催化劑或引發劑)之外,該最終硫醇-締網絡將不具有非膠態礦物填充劑、有 機填充劑、纖維、和類似物。此外,因為硫醇-締被合適地固化,其方式為W便除去溶劑或大 部分的溶劑,在固化后最終硫醇-締組合物中應該存在最少的溶劑。
[0040] 任選地,此處所述的硫醇-締組合物可W包括一種或多種低聚物或聚合物組分,所 述組分是共價結合到該硫醇-締網絡或W相當有序或均勻的方式結合在其中。任何運樣的 組分將是與組成該硫醇-締組合物的單體(即,多官能締丙基單體和硫醇)相容的,從而防止 固化期間或之后的相分離。運是因為相分離將導致固化時最終硫醇-締組合物的過度霧度。 當被包括時,另外的低聚物或聚合物組分將是小于最終組合物的按重量計30%或不高于最 終組合物的按重量計20%,或不高于最終組合物的按重量計10%。
[0041] 為了評估本文所描述的硫醇-締組合物的性能,使用ISTM拜耳試驗和自動鋼絲絨 (Aut
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