本發(fā)明涉及用于玻璃的涂覆組合物(coatingcomposition)、使用該涂覆組合物的耐震鋼化玻璃(shatter-prooftemperedglass)和用于制造其的方法。涂覆組合物可以包含己內(nèi)酯改性的丙烯酰基樹(shù)脂(丙烯酸類樹(shù)脂,acrylresin)、丙烯酰基多元醇(丙烯酸類多元醇,acrylpolyol)和少量添加的聚氨酯樹(shù)脂,并可以將其涂覆在鋼化玻璃上使得可以防止鋼化玻璃破裂時(shí)的震落。
背景技術(shù):
傳統(tǒng)的耐震鋼化玻璃技術(shù)已用在汽車(chē)工業(yè)和建筑工業(yè)中且制造的鋼化玻璃可以承受大的沖擊。例如,當(dāng)施加超過(guò)限制水平的沖擊時(shí),破裂成數(shù)小塊的鋼化玻璃可能隨機(jī)震落,這可以導(dǎo)致非常危險(xiǎn)的情形。在這方面,已經(jīng)進(jìn)行了解決該問(wèn)題的研究。
如圖1所示,對(duì)于用于車(chē)輛的一般的鋼化玻璃,可以將粘附物質(zhì)和pet膜附接至鋼化玻璃的下表面以防止破裂的鋼化玻璃震落。在這種情況下,由于鋼化玻璃因?yàn)樘沾蓪踊蛱沾刹考拇嬖诙菀椎乇簧踔列〉臎_擊破裂,所以當(dāng)將鋼化玻璃應(yīng)用于車(chē)輛的全景車(chē)頂玻璃(panoramaroofglass)時(shí),可以將鋼化玻璃視為可以威脅車(chē)輛中的乘客的安全的主要因素。進(jìn)一步地,由于陶瓷部件存在于車(chē)輛的全景車(chē)頂玻璃中,鋼化玻璃的強(qiáng)度可變得非常不良。
為此,急需采用能夠以除去傳統(tǒng)的鋼化玻璃中的陶瓷部件的方式增強(qiáng)強(qiáng)度的涂覆組合物和使用其的鋼化玻璃,其構(gòu)造可以替換以上陶瓷部件。
以上在背景部分中公開(kāi)的信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本發(fā)明的背景的理解,并且因此它可以包含不形成在該國(guó)家中對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明致力于解決與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的上述問(wèn)題。
本發(fā)明的發(fā)明人致力于解決可以在車(chē)輛的全景車(chē)頂破裂時(shí)發(fā)生的危險(xiǎn)情形,以及結(jié)果是發(fā)現(xiàn)了可能可以制造可用于車(chē)輛玻璃組件的新的鋼化玻璃,這是因?yàn)樵撔碌匿摶AЬ哂辛己玫膱D像清晰度和在耐熱性、耐水性、耐候性等方面的良好的耐用性。可以以這種方式制造以上新的鋼化玻璃,可以除去通常用于傳統(tǒng)的鋼化玻璃的陶瓷部件(用包含si組分的陶瓷涂覆的涂層),以及可以在鋼化玻璃上涂覆包含己內(nèi)酯改性的丙烯酰基樹(shù)脂、丙烯酰基多元醇和少量的聚氨酯樹(shù)脂的涂覆組合物。
在優(yōu)選的方面,本發(fā)明提供了用于耐震玻璃的涂覆組合物。進(jìn)一步提供了包含該涂覆組合物使得當(dāng)用涂層涂覆的玻璃破裂時(shí)可以保證耐震功能的鋼化玻璃。另外,本發(fā)明提供了用于制造以上鋼化玻璃的方法。
仍進(jìn)一步提供了包括以上鋼化玻璃的車(chē)輛全景車(chē)頂。
還提供了包含本文所描述的涂覆組合物的車(chē)輛。
在一方面,本發(fā)明提供了可以包含以下的涂覆組合物:(a)按重量計(jì)約50至60%的量的己內(nèi)酯改性的丙烯酰基樹(shù)脂;(b)按重量計(jì)約10至20%的量的丙烯酰基多元醇;(c)按重量計(jì)約10至20%的量的聚氨酯樹(shù)脂;(d)按重量計(jì)約0.1至1.5%的量的反應(yīng)催化劑;(e)按重量計(jì)約0.1至1.5%的量的潤(rùn)濕添加劑(濕添加劑,wetadditive);(f)按重量計(jì)約1.0至1.5%的量的顏料;和(g)按重量計(jì)約5至20%的量的溶劑,本文中所有按重量計(jì)的%是基于組分(a)-(g)的總重量。優(yōu)選地,涂覆組合物可以進(jìn)一步包含六亞甲基二異氰酸酯三聚物樹(shù)脂作為硬化劑。
進(jìn)一步提供了可以由以下基本組成、基本上由其組成或由其組成的涂覆組合物:(a)按重量計(jì)約50至60%的量的己內(nèi)酯改性的丙烯酰基樹(shù)脂;(b)按重量計(jì)約10至20%的量的丙烯酰基多元醇;(c)按重量計(jì)約10至20%的量的聚氨酯樹(shù)脂;(d)按重量計(jì)約0.1至1.5%的量的反應(yīng)催化劑;(e)按重量計(jì)約0.1至1.5%的量的潤(rùn)濕添加劑;(f)按重量計(jì)約1.0至1.5%的量的顏料;(g)按重量計(jì)約5至20%的量的溶劑,本文中所有按重量計(jì)的%是基于組分(a)-(g)的總重量,和作為硬化劑的六亞甲基二異氰酸酯三聚物樹(shù)脂。
優(yōu)選地,基于己內(nèi)酯改性的丙烯酰基樹(shù)脂的總重量,(a)己內(nèi)酯改性的丙烯酰基樹(shù)脂可以具有約70wt%的固體含量,且己內(nèi)酯改性的丙烯酰基樹(shù)脂的重均分子量可以是約8,000至20,000,并且羥基基團(tuán)含量可以是約1至4%。
優(yōu)選地,基于丙烯酰基多元醇的總重量,(b)丙烯酰基多元醇可以具有約55wt%的固體含量,丙烯酰基多元醇的重均分子量可以是約12,000至25,000,羥基基團(tuán)含量可以是約0.2至2%,以及丙烯酰基多元醇的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是約70至80℃。
優(yōu)選地,(c)聚氨酯樹(shù)脂可以具有約0.5至1.0%的羥基基團(tuán)含量,以及聚氨酯樹(shù)脂的重均分子量是約40,000至43,000,并且基于聚氨酯樹(shù)脂的總重量,聚氨酯樹(shù)脂具有約70至80wt%的固體含量。
優(yōu)選地,反應(yīng)催化劑(d)可以是二月桂酸二丁基錫。
(a)己內(nèi)酯改性的丙烯酰基樹(shù)脂、(b)丙烯酰基多元醇、(c)聚氨酯樹(shù)脂、(d)反應(yīng)催化劑、(e)潤(rùn)濕添加劑、(f)顏料、和(g)溶劑的總量與硬化劑的混合重量比可以是約2:1至4:1。
優(yōu)選地,涂覆組合物的福特杯(fordcup)(福特杯#4,25℃)粘度可以是約18至20秒。
涂覆組合物可以是透明的。可替換地,涂覆組合物可以是不透明的。可以通過(guò)用于涂覆組合物的顏料的類型或濃度適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)決定透明或不透明的透射率。
如本文所使用的,術(shù)語(yǔ)“透明的”材料或“透明的”樹(shù)脂可以是指具有如可見(jiàn)光的光的一部分的顯著透射率的材料。例如,可見(jiàn)光的顯著量如約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、約95%、約99%或其更大的可以透過(guò)或穿過(guò)透明材料或樹(shù)脂。
如本文所使用的,術(shù)語(yǔ)“不透明的”材料或“不透明的”樹(shù)脂可以是指阻擋或篩選如可見(jiàn)光的光的一部分的顯著透射率的材料。可替換地,不透明材料或樹(shù)脂可以反射顯著透射部分的光。例如,可見(jiàn)光的顯著量如約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、約95%、約99%或其更大的可以被不透明的材料或樹(shù)脂阻擋或反射。
因此,可以將鋼化玻璃制造為當(dāng)鋼化玻璃破裂時(shí)具有防震落功能。本發(fā)明的鋼化玻璃可以包括:可以在鋼化玻璃的表面上形成的底漆層(primerlayer);和底漆層上的包含如本文所描述的涂覆組合物的涂層。
可以通過(guò)用硅烷底漆涂覆合適地形成底漆層。
可以在鋼化玻璃和底漆層之間形成預(yù)底漆層(前底漆層,pre-primerlayer),且預(yù)底漆層是用硅烷底漆形成的透明層。
優(yōu)選地,可以在鋼化玻璃的外緣形成約5至15cm寬的底漆層。
優(yōu)選地,涂層可以具有約50至80μm的平均厚度,并且可以將涂層涂覆在可以形成底漆層的部分上或可以涂覆在包括底漆層的鋼化玻璃的前表面上。
在一個(gè)優(yōu)選的方面,本發(fā)明可以提供制造鋼化玻璃的方法。該方法可以包括:在鋼化玻璃的一個(gè)或多個(gè)表面上涂覆底漆以形成底漆層;將涂覆組合物涂覆在底漆層上以及在約70至90℃的合適溫度下硬化涂覆組合物約20至40分鐘。
在一個(gè)優(yōu)選的方面,本發(fā)明提供了包括含有如上所述的涂覆組合物的鋼化玻璃的車(chē)輛部件。優(yōu)選地,車(chē)輛部件可以是車(chē)輛全景車(chē)頂。
進(jìn)一步提供了包含如上所述的涂覆組合物的車(chē)輛。
下面將討論本發(fā)明的其他方面和優(yōu)選實(shí)施方式。
因此,根據(jù)本發(fā)明的涂覆組合物可以具有高圖像清晰度,且涂覆對(duì)象(例如鋼化玻璃)的外觀在涂覆之后可以看起來(lái)良好。另外,鋼化玻璃的外觀可以不受影響。
當(dāng)將本發(fā)明的涂覆組合物應(yīng)用于鋼化玻璃時(shí),通過(guò)除去形成在傳統(tǒng)鋼化玻璃上并具有弱強(qiáng)度的陶瓷部件和引入聚氨酯涂層可以增強(qiáng)耐震功能。因此,可以保護(hù)車(chē)輛中的乘客。
附圖說(shuō)明
現(xiàn)將參照在附圖中示出的本發(fā)明的某些示例性實(shí)施方式詳細(xì)地描述本發(fā)明的上述和其他特征,下文僅通過(guò)說(shuō)明的方式給出了附圖,并且因此附圖不限制本發(fā)明,并且其中:
圖1是示出了傳統(tǒng)的全景車(chē)頂玻璃的截面圖;
圖2示出了當(dāng)玻璃破裂時(shí)具有耐震功能的傳統(tǒng)的鋼化玻璃;
圖3a示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的包含示例性涂覆組合物以及清底漆(清晰底漆,clearprimer)和黑色底漆(blackprimer)的示例性鋼化玻璃;圖3b示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的包含示例性涂覆組合物以及透明底漆的示例性鋼化玻璃;
圖4a示出了具有陶瓷部件的傳統(tǒng)的鋼化玻璃破裂處的狀態(tài),其中,左圖示出了玻璃陶瓷部件以及右圖示出了當(dāng)鋼化玻璃破裂時(shí)的狀態(tài);以及圖4b示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式除去了陶瓷部件的示例性鋼化玻璃破裂處的狀態(tài),其中,左圖示出了pu涂層結(jié)構(gòu)以及右圖示出了當(dāng)破裂時(shí)耐震。
應(yīng)當(dāng)理解,附圖不必按比例繪制,并呈現(xiàn)了說(shuō)明本發(fā)明的基本原理的各種特征的略微簡(jiǎn)化的表示。在本文中公開(kāi)的本發(fā)明的具體設(shè)計(jì)特征包括例如,將部分地由特定的預(yù)期應(yīng)用和使用環(huán)境確定的具體的尺寸、方向、位置和形狀。
在附圖中,貫穿附圖的一些圖,參考數(shù)字指的是本發(fā)明的相同或等效部件。
具體實(shí)施方式
本文所使用的術(shù)語(yǔ)僅是出于描述具體的示例性實(shí)施方式的目的,而非旨在限制本發(fā)明。除非上下文另外明確指出,否則本文所使用的單數(shù)形式“一個(gè)”、“一種”和“該”也旨在包括復(fù)數(shù)形式。將進(jìn)一步理解,當(dāng)在說(shuō)明書(shū)中使用術(shù)語(yǔ)“包括”和/或“包含”時(shí),指定規(guī)定的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或它們的群組的存在或添加。如本文所使用的,術(shù)語(yǔ)“和/或”包括所相關(guān)的列舉項(xiàng)目中的一個(gè)或多個(gè)的任何和所有組合。
除非特定地陳述或從上下文明顯可見(jiàn),否則如本文所使用的,術(shù)語(yǔ)“約”應(yīng)被理解為在本領(lǐng)域中標(biāo)準(zhǔn)公差的范圍內(nèi),例如,在平均值的2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差內(nèi)。可以將“約”理解為在陳述值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%或0.01%內(nèi)。除非從上下文中是清楚的,否則本文所提供的所有數(shù)值可由術(shù)語(yǔ)“約”修飾。
應(yīng)當(dāng)理解,如本文所使用的術(shù)語(yǔ)“車(chē)輛”或“車(chē)輛的”或其他類似術(shù)語(yǔ)包括如包括運(yùn)動(dòng)型多用途車(chē)輛(suv)、公共汽車(chē)、卡車(chē)、多種商用車(chē)的通常的機(jī)動(dòng)車(chē)輛,包括各種艇和船、航空器等的水運(yùn)工具,并且包括混合動(dòng)力車(chē)輛、電動(dòng)車(chē)輛、插電式混合電動(dòng)車(chē)輛、氫動(dòng)力車(chē)輛和其他代用燃料車(chē)輛(例如,源自除石油之外的資源的燃料)。如本文中提及的,混合動(dòng)力車(chē)輛是具有兩個(gè)或更多個(gè)動(dòng)力源的車(chē)輛,例如汽油動(dòng)力和電動(dòng)力車(chē)輛。
現(xiàn)在,將在下文中詳細(xì)地參照本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方式,其實(shí)施例以附圖說(shuō)明并且在以下描述。盡管將結(jié)合示例性實(shí)施方式描述本發(fā)明,但是應(yīng)理解本發(fā)明的說(shuō)明不旨在將本發(fā)明限于那些示例性實(shí)施方式。相反地,本發(fā)明旨在不僅涵蓋示例性實(shí)施方式,而且還涵蓋各種替代、改變、等價(jià)物和其它實(shí)施方式,它們可以包含在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
以下將作為實(shí)施方式的一個(gè)實(shí)施例描述本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明用于耐震玻璃的涂覆組合物可以包含(a)按重量計(jì)約50至60%的量的己內(nèi)酯改性的丙烯酰基樹(shù)脂、(b)按重量計(jì)約10至20%的量的丙烯酰基多元醇、(c)按重量計(jì)約10至20%的量的聚氨酯樹(shù)脂、(d)按重量計(jì)約0.1至1.5%的量的反應(yīng)催化劑、(e)按重量計(jì)約0.1至1.5%的量的潤(rùn)濕添加劑、(f)按重量計(jì)約1.0至1.5%的量的顏料和(g)按重量計(jì)約5至20%的量的溶劑,所有按重量計(jì)的%是基于組分(a)-(g)的總重量。特別地,涂覆組合物可以包含六亞甲基二異氰酸酯三聚物樹(shù)脂作為硬化劑。
涂覆組合物的主要組分是指組分(a)-(g)的總量(重量),即(a)己內(nèi)酯改性的丙烯酰基樹(shù)脂、(b)丙烯酰基多元醇、(c)聚氨酯樹(shù)脂、(d)反應(yīng)催化劑、(e)潤(rùn)濕添加劑、(f)顏料、和(g)溶劑的總重量。
對(duì)于丙烯酰基樹(shù)脂,通過(guò)使用熱分解引發(fā)劑自由基聚合各種單體可以在溶液中合適地制備聚合物,其中,以上單體(例如丙烯酸類或乙烯基類單體)具有雙鍵。
優(yōu)選地,丙烯酸類或乙烯基類單體可以是選自由以下組成的組中的一種或多種:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙基己基酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯和甲基丙烯酸月桂基酯,其是非官能的單體。合適的羧基官能團(tuán)單體可以是選自由丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來(lái)酸、衣康酸和亞氯酸組成的組中的一種或多種。合適的羥基基團(tuán)單體可以是選自由甲基丙烯酸2-羥基酯、丙烯酸羥基丙基酯、丙烯酸4-羥基丁基酯和丙烯酸2-羥基乙基酯組成的組中的一種或多種。另外,合適的乙烯基類單體可以是選自由丙烯酰胺、n-羥甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸縮水甘油酯、苯乙烯、乙烯基甲苯、丙烯腈和乙酸乙烯酯組成的組中的一種或多種。
優(yōu)選地,可以使用己內(nèi)酯三醇合成己內(nèi)酯改性的丙烯酰基樹(shù)脂。合成的樹(shù)脂可以具有良好的彈性和耐刮擦性。與具有相同的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg)的丙烯酰基樹(shù)脂相比,合成的樹(shù)脂可以具有良好的硬度和耐化學(xué)性以及良好的彈性恢復(fù)力和良好的拉伸強(qiáng)度。
本文所使用的己內(nèi)酯改性的丙烯酰基樹(shù)脂(a)可以是低粘度類的丙烯酰基樹(shù)脂,其中,基于己內(nèi)酯改性的丙烯酰基樹(shù)脂的總重量,固體含量可以是約70wt%,其重均分子量可以是約8,000至20,000,以及羥基基團(tuán)的含量可以是1至4%,且其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可以是約-10至20℃。優(yōu)選地,基于主要組分的總重量,可以包含按重量計(jì)約50至60%的量的己內(nèi)酯改性的丙烯酰基樹(shù)脂。
如果己內(nèi)酯改性的丙烯酰基樹(shù)脂的重均分子量小于約8,000,則可以存在保證可靠性的限制。如果己內(nèi)酯改性的丙烯酰基樹(shù)脂的重均分子量大于約20,000,則其商品化可能不佳,且可加工性可能具有限制。因此優(yōu)選的是在以上范圍內(nèi)使用己內(nèi)酯改性的丙烯酰基樹(shù)脂。
此外,如果羥基基團(tuán)的含量小于約1%,則可能存在其與異氰酸酯反應(yīng)之后形成交聯(lián)密度的限制,并因此難以得到彈性。如果羥基基團(tuán)的含量大于約4%,則可能存在當(dāng)與硬化劑混合時(shí)的適用期的限制,所以應(yīng)當(dāng)在以上范圍內(nèi)使用丙烯酰基樹(shù)脂。此外,對(duì)于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,可以在以上范圍內(nèi)使用樹(shù)脂以使彈性最大化。
此外,當(dāng)包含小于按重量計(jì)約50%的量的己內(nèi)酯改性的丙烯酰基樹(shù)脂時(shí),耐沖擊性和彈性恢復(fù)力可能降低。當(dāng)包含大于按重量計(jì)約60%的量的己內(nèi)酯改性的丙烯酸類樹(shù)脂時(shí),在形成涂層期間可能出現(xiàn)粘性現(xiàn)象(tackyphenomenon)。因此,反應(yīng)性、耐候性和涂漆可加工性可能降低。所以優(yōu)選的是在以上范圍內(nèi)使用。
接下來(lái),對(duì)于作為丙烯酰基樹(shù)脂的丙烯酰基多元醇,通過(guò)使用熱分解引發(fā)劑在溶液中自由基聚合具有丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的乙烯基類雙鍵的各種單體可以合適地制備聚合物。
基于丙烯酰基多元醇的總重量,本文所使用的丙烯酰基多元醇(b)優(yōu)選地可以具有55wt%的固體含量,丙烯酰基多元醇的重均分子量可以是約12,000至25,000,丙烯酰基多元醇可以具有0.2至2%的羥基基團(tuán)含量,且其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可以是約70至80℃。
當(dāng)丙烯酰基多元醇的重均分子量低于約12,000時(shí),則可能存在達(dá)到以上玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的限制。當(dāng)丙烯酰基多元醇的重均分子量大于約25,000時(shí),則丙烯酰基多元醇可以在樹(shù)脂合成期間固化(例如凝膠)。為此,優(yōu)選的是在以上分子范圍內(nèi)合成和使用它。當(dāng)羥基基團(tuán)的含量小于約0.2%時(shí),則可能存在得到可靠性的限制且反應(yīng)性可能降低。當(dāng)羥基基團(tuán)的含量大于約2%時(shí),形成的具有高反應(yīng)性的涂層的耐沖擊性可能降低,所以使用以上范圍內(nèi)的丙烯酰基多元醇。
優(yōu)選地,相對(duì)于主要組分的總重量,可以使用按重量計(jì)約10至20%的量的丙烯酰基多元醇。當(dāng)包含按重量計(jì)小于約10%的丙烯酰基多元醇時(shí),涂層可能變粘并因此耐水性可能降低。當(dāng)包含按重量計(jì)大于約20%的丙烯酰基多元醇時(shí),在輸入時(shí)外觀可能看起來(lái)不良,且涂層可能硬化。因此,伸長(zhǎng)率和彈性恢復(fù)力可能降低,所以應(yīng)當(dāng)在以上范圍內(nèi)使用。
通過(guò)使聚碳酸酯多元醇與異氰酸酯反應(yīng)可以適當(dāng)?shù)睾铣筛鶕?jù)本發(fā)明的聚氨酯樹(shù)脂(c)。例如,基于聚氨酯樹(shù)脂的總重量,通過(guò)反應(yīng)按重量計(jì)約5至30%的量的異氰酸酯、按重量計(jì)約2至10%的量的聚碳酸酯多元醇、按重量計(jì)約30至60%的量的聚酯二醇和按重量計(jì)約5至25%的量的溶劑可以制備聚氨酯樹(shù)脂(c)。
異氰酸酯可以具有兩個(gè)或更多個(gè)平均官能團(tuán)。異氰酸酯適當(dāng)?shù)乜梢园ㄟx自由甲苯二異氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯和誘導(dǎo)自以上的多官能的異氰酸酯組成的組。優(yōu)選地,異氰酸酯適當(dāng)?shù)乜梢园梢赃x自由異佛爾酮二異氰酸酯和二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯組成的組中的一種或多種。此外,聚碳酸酯多元醇可以是具有約500至5,000的重均分子量的多元醇,從而滿足耐沖擊性和耐候性。
本文所使用的聚氨酯樹(shù)脂(c)優(yōu)選地包含約0.5至1%的量的羥基基團(tuán)值,以及聚氨酯樹(shù)脂的重均分子量適當(dāng)?shù)乜梢允羌s40,000至43,000,且基于聚氨酯樹(shù)脂的總重量,聚氨酯樹(shù)脂可以包含約70至80wt%的固體含量。
當(dāng)聚氨酯樹(shù)脂的羥基基團(tuán)小于約0.5%時(shí),可以與異氰酸酯反應(yīng)的羥基基團(tuán)的含量可能降低,并因此反應(yīng)性可能顯著降低。當(dāng)聚氨酯樹(shù)脂的羥基基團(tuán)大于約1%時(shí),可能存在得到聚氨酯樹(shù)脂的彈性性能的限制。當(dāng)聚氨酯樹(shù)脂的重均分子量小于約40,000時(shí),耐震功能的效果可能不夠充分。當(dāng)聚氨酯樹(shù)脂的重均分子量大于約43,000時(shí),可能存在當(dāng)在合成過(guò)程中合成和使用具有高粘度的聚氨酯樹(shù)脂時(shí)的限制。因此優(yōu)選地使用在以上范圍內(nèi)的聚氨酯樹(shù)脂。
基于主要組分的總重量,可以包含按重量計(jì)約10至20%的量的聚氨酯樹(shù)脂。當(dāng)包含按重量計(jì)小于約10%的聚氨酯樹(shù)脂時(shí),耐沖擊性、恢復(fù)力和耐候性可能降低。當(dāng)包含按重量計(jì)大于約20%的聚氨酯樹(shù)脂時(shí),在輸入時(shí)外觀可能看起來(lái)不良,且涂漆可加工性可能變得不良。因此優(yōu)選地在以上范圍內(nèi)使用。
反應(yīng)催化劑(d)可以是聚氨酯反應(yīng)催化劑(urethanereactioncatalyst)。可以適當(dāng)?shù)貙⒍鹿鹚岫』a用于以上催化劑以提高羥基基團(tuán)和硬化劑(異氰酸酯)之間的反應(yīng)速度。當(dāng)基于主要組分的總重量,添加大于約預(yù)定量、例如大于約1.5wt%的量的反應(yīng)催化劑時(shí),適用期可能降低,從而降低可加工性。因此,可以優(yōu)選地使用按重量計(jì)約0.1至1.5%的量。
潤(rùn)濕添加劑(e)可以是聚二甲基硅氧烷添加劑以增強(qiáng)潤(rùn)濕性和在涂漆期間使涂層平坦。基于主要組分的總重量,可以包含按重量計(jì)約0.1至1.0%的量的潤(rùn)濕添加劑。
顏料(f)可以具有良好的透明度和良好的著色力,同時(shí)最小化涂漆工作期間由于分散的納米尺寸的顆粒導(dǎo)致的污點(diǎn)的形成。以上顏料可以不限于此,且可以獲得本發(fā)明的領(lǐng)域中主要使用的任何顏料。顏料可以是例如mikuni公司的htp黑色產(chǎn)物(htpblackproduct)。
溶劑(g)可以有助于更容易的涂漆工作并能夠提供涂覆之后預(yù)定的平坦和通過(guò)調(diào)節(jié)溶劑的揮發(fā)速度提供良好的外觀。基于主要組分的總重量,可以包含按重量計(jì)約5至20%、或特別地按重量計(jì)約10~15%溶劑的量的溶劑。
涂覆組合物優(yōu)選地可以進(jìn)一步包含硬化劑,且可以適當(dāng)?shù)貙⒕哂辛己玫姆屈S化型和良好的耐候性的六亞甲基二異氰酸酯用作硬化劑。可以以約2:1至4:1的重量比混合包含(a)己內(nèi)酯改性的丙烯酰基樹(shù)脂、(b)丙烯酰基多元醇、(c)聚氨酯樹(shù)脂、(d)反應(yīng)催化劑、(e)潤(rùn)濕添加劑、(f)顏料、和(g)溶劑的涂覆組合物的主要組分和硬化劑,且合適地,可以使用稀釋溶劑。優(yōu)選地,稀釋溶劑的福特杯(福特杯#4,25℃)粘度是18~20秒。
當(dāng)以上粘度小于約18.0秒時(shí),涂料可能在涂漆工作期間流下,所以可能存在得到期望厚度的限制。當(dāng)以上粘度大于約20.0秒時(shí),由于高粘度,外觀(平坦性)可能看起來(lái)不良。所以,采用以上范圍內(nèi)的涂覆組合物。
為了得到對(duì)玻璃良好的附接性,可以首先涂覆底漆層如硅烷底漆(betasealtm43518,dowcorporation,usa),然后可以在其上涂覆本發(fā)明的涂覆組合物,從而形成能夠增強(qiáng)鋼化玻璃的強(qiáng)度的涂層。
優(yōu)選地,本發(fā)明提供了當(dāng)鋼化玻璃破裂時(shí)具有耐震功能的鋼化玻璃。制備的耐震鋼化玻璃可以包括:形成在鋼化玻璃的表面上的底漆層;和包含涂覆組合物并形成在以上底漆層上的涂層。
此外,本發(fā)明提供了用于制造當(dāng)鋼化玻璃破裂時(shí)具有耐震功能的鋼化玻璃的方法。優(yōu)選地,可以在鋼化玻璃的表面上涂覆黑色或透明的硅烷底漆,并可以在約70至90℃的溫度下涂覆和硬化涂覆組合物約20至40分鐘,從而形成聚氨酯涂層。
如上所述的,底漆層可以是提供為得到對(duì)玻璃的良好附接的硅烷底漆。可以在鋼化玻璃的一個(gè)表面上涂覆約1μm的底漆層,并可以在室溫下保持該設(shè)置約5分鐘,以及可以涂覆具有以上耐震功能的涂覆組合物,從而在除去用于相關(guān)技術(shù)的陶瓷部件的同時(shí)增強(qiáng)鋼化玻璃的強(qiáng)度。
通過(guò)涂覆具有耐震功能的涂覆組合物形成的聚氨酯涂層可以具有約50至80μm的平均厚度,且可以僅在形成底漆層的部分上涂覆或可以在包括以上底漆層的鋼化玻璃的前表面上涂覆聚氨酯涂層。
圖3a和圖3b是示出了根據(jù)本發(fā)明的鋼化玻璃的截面圖。本發(fā)明能夠提供具有圖3a和圖3b示出的兩種構(gòu)造的鋼化玻璃。
如圖3a所示,當(dāng)在鋼化層的外緣上形成約10至15cm寬的黑色底漆層時(shí),可以進(jìn)一步提供透明的預(yù)底漆層。可以在包括底漆層的鋼化玻璃的前表面上涂覆透明的(聚氨酯)涂層。
如圖3b所示,當(dāng)在鋼化玻璃的外緣上形成約10至15cm寬的透明的底漆層時(shí),可以僅在形成底漆層的部分上涂覆黑色(聚氨酯)涂層。
在以上鋼化玻璃中,由于除去了陶瓷部件并涂覆了包含聚氨酯樹(shù)脂的涂覆組合物,沖擊吸收(impactabsorption)可以改善,從而改善強(qiáng)度。在將在之后描述的測(cè)試之后確認(rèn)了這些結(jié)果。
包含涂覆組合物的涂層適當(dāng)?shù)乜梢跃哂屑s50至80μm的平均厚度。當(dāng)在基板(例如鋼化玻璃)上涂覆黑色或透明的硅烷底漆時(shí),可以在約70至90℃的溫度下涂覆和硬化耐震玻璃涂覆組合物約20至40分鐘。當(dāng)涂層的厚度小于約50μm時(shí),耐沖擊性可能退化,以及當(dāng)涂層的厚度大于約80μm時(shí),在涂層形成期間在材料的端部可以形成涂層的不必要的小塊(tinylump)。因此以上范圍可以是優(yōu)選的。
作為代表性的實(shí)例,可以將制造的鋼化玻璃用于車(chē)輛的全景車(chē)頂。與傳統(tǒng)的鋼化玻璃相比,根據(jù)本發(fā)明的鋼化玻璃能夠提供平均增強(qiáng)大于約30%的強(qiáng)度,從而有效保護(hù)乘客。
以下將與實(shí)施方式一起詳細(xì)地描述本發(fā)明。提供這些實(shí)施方式僅是出于說(shuō)明目的,且本發(fā)明的范圍不限于此。
實(shí)施例
制造實(shí)施例1~2和比較制造實(shí)施例1-5:制造耐震玻璃涂覆組合物
通過(guò)混合表1所示的組分和含量制備主要組分。硬化劑是hi-100(basf,usa)。以3:1的重量比混合主要組分和硬化劑,并通過(guò)混合乙酸酯和酮制備稀釋溶劑。福特杯(福特杯#4,25℃)的粘度是20秒。
表1
主要組分的組成(單位:按重量計(jì)%)
比較實(shí)施例1~5和實(shí)施例1~2:制造鋼化玻璃
使用比較例1-5和實(shí)施例1-2中制造的聚氨酯涂覆組合物制造當(dāng)鋼化玻璃破裂時(shí)具有耐震功能的鋼化玻璃。
更具體地,在具有2.6-5mm厚度的鋼化玻璃的一個(gè)表面上涂覆約1μm的硅烷底漆(betasealtm43518,dowcorporation,usa),并將該設(shè)置保持在室溫下約5分鐘,在80℃的溫度下涂覆和硬化包含實(shí)施例1~2和比較例1-5中制備的包含聚氨酯樹(shù)脂的涂覆組合物30分鐘以形成涂層。因此,制造具有如圖4b所示的構(gòu)造的鋼化玻璃。
測(cè)試實(shí)施例:物理性質(zhì)的測(cè)量
通過(guò)以下物理性質(zhì)評(píng)估方法使比較例1-5和實(shí)施例1-2中制備的鋼化玻璃經(jīng)受物理性質(zhì)測(cè)量,且測(cè)量結(jié)果示于表2中。
(1)圖像清晰度的測(cè)量:使用bykgardnercorporation的波形掃描-doi(wavescan-doi)測(cè)量圖像清晰度。在此,比較意指光澤度、圖像清晰度和桔皮(orangepeel)的總等級(jí)的cf值。
(2)涂層粘著狀態(tài)的測(cè)量:將pep膜放置在涂層測(cè)試片上,并用300g的重量擠壓它,在除去膜之后檢查任何存在的粘著狀態(tài)(標(biāo)記)。以1-5級(jí)進(jìn)行評(píng)估,其中,1是指標(biāo)記沒(méi)有消失,以及5是指沒(méi)有標(biāo)記。
(3)彈性恢復(fù)比的測(cè)量:根據(jù)astmd412標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。更具體地,制備dumbell型測(cè)試片,以及在astmd412d型的測(cè)試片上標(biāo)記30.0mm檢查點(diǎn)(l1),以及將90%伸長(zhǎng)的狀態(tài)保持10分鐘,以及除去夾子,并將其單獨(dú)置于平整地方10分鐘,并再次測(cè)量刻度標(biāo)記之間的距離(l0),以及檢查彈性恢復(fù)比。
(4)伸長(zhǎng)率的測(cè)量(斷裂伸長(zhǎng)率):根據(jù)iso527-1標(biāo)準(zhǔn)制備5個(gè)測(cè)試片,并測(cè)量涂層的斷裂伸長(zhǎng)率。
(5)耐熱性的測(cè)量:將測(cè)試片單獨(dú)置于90±2℃的溫度的測(cè)試溫度條件的腔室中300小時(shí)并取出,進(jìn)行外觀評(píng)估和初始附接測(cè)試。
(6)耐候性的測(cè)量:根據(jù)saej1960掃描2500kj/m2之后檢查外觀的任何變化。
表2
物理性質(zhì)測(cè)量的結(jié)果
從表2看出,比較例1是使用過(guò)量的己內(nèi)酯改性的丙烯酰基樹(shù)脂的情況。彈性恢復(fù)比和斷裂伸長(zhǎng)率是良好的。確認(rèn)即使使用少量的聚氨酯樹(shù)脂,彈性相關(guān)的項(xiàng)目大多數(shù)是良好的,但是涉及涂層的可靠性的耐熱性、耐水性和耐候性大幅度退化。比較例2是使用少量己內(nèi)酯改性的丙烯酰基樹(shù)脂和使用過(guò)量的丙烯酰基多元醇樹(shù)脂的情況。在這種情況下,確認(rèn)滿足了耐候性,但是彈性相關(guān)的項(xiàng)目大幅度退化。
比較例3是不使用聚氨酯樹(shù)脂的情況。粘著狀態(tài)是良好的,但是彈性恢復(fù)比退化,以及特別地耐候性退化。比較例4是不使用丙烯酰基多元醇并使用非常多的聚氨酯樹(shù)脂的情況。在這種情況下,確認(rèn)圖像清晰度和彈性恢復(fù)比是良好的,但是交聯(lián)密度降低。因此,耐水性不良,以及粘著狀態(tài)的水平提高。
比較例5是使用少量己內(nèi)酯改性的丙烯酰基樹(shù)脂以及增加了丙烯酰基多元醇和聚氨酯樹(shù)脂的含量的情況。耐熱性、耐水性和耐候性得到滿足,且粘著狀態(tài)良好,但是已知最影響彈性的己內(nèi)酯改性的丙烯酰基樹(shù)脂的含量降低,所以彈性恢復(fù)比和圖像清晰度退化。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1和2,該含量的己內(nèi)酯改性的丙烯酰基樹(shù)脂、丙烯酰基多元醇和聚氨酯樹(shù)脂是最佳使用的。確認(rèn)對(duì)應(yīng)于外觀項(xiàng)目的圖像清晰度良好,作為彈性項(xiàng)目的彈性恢復(fù)比和斷裂伸長(zhǎng)率升高,且粘著狀態(tài)最小化,以及涉及涂層的耐用性的耐熱性、耐水性和耐候性得到滿足。
根據(jù)本發(fā)明的涂覆組合物因此能夠增強(qiáng)鋼化玻璃的強(qiáng)度。因此,涂覆組合物可以提供車(chē)輛的玻璃組分領(lǐng)域要求的增強(qiáng)的耐沖擊性和可靠性,所以當(dāng)玻璃破裂時(shí)可以安全地保護(hù)車(chē)輛中的乘客不受玻璃震落的傷害。
參照本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方式,已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明。然而,本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是,在沒(méi)有背離本發(fā)明的原理和精神的情況下,可以在這些實(shí)施方式中做出改變,本發(fā)明的范圍限定在所附權(quán)利要求和其等價(jià)物中。