TW499438B - Crosslinked microparticles of between 10 and 300 nm in size, process for preparing them and coating or moulding or composite composition - Google Patents
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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 <本發明係有關特殊組成之交聯丙烯酸微顆粒,於缺 乏穩定化聚合物之非水性介質内藉由分散聚合反應之製備 方^及於塗覆或模製組成物中作為反應性或非反應性之 伤—其I藉由其存在改良以硬度、可撓性及對各種基材 之黏著H間之折衷而言之性能’而不會負面影響相關之塗 覆模製產物之其它基本性能或其實施。 此等微顆粒及含有此等顆粒之組成物可被用於各種 不同之應用領域,諸如:保護性油漆、塗料、黏著劑、墨 水、模製用之粉末、填充或未被填充之模製產物 ,及以硬 度、可撓性及對各種基材而言需明顯改良性能之組成物。 物料之一般性質之折衷,無論此係塗覆物或模製產 物或複合物,一般係難以獲得,特別是良好之硬度/可撓 性/黏著性之折衷。 一種改良硬度/可撓性之折衷之已知方法係於硬基質 内加入較軟之黏加劑,或反過來。例如,易脆之環氧/胺 型基質可藉由添加芯-殼型之熱塑性或彈性顆粒而強化, 如”韋刃化塑料”adv. Chem_ Deries,No· 252 (1996) Ed. CK. Riew及AJ Kinlock,Am· Chem. Soc·,Washington DC所述 。此解決方式之主要缺點係組成物黏者之相當量之增加, 其對模製或作為塗覆物產生問題。 於塗覆物之情況中,為增加硬度,其一般實施係使 多官能基之交聯劑加入組成物内,以便增加膜之交聯密度 。添加此等試劑引起内部限制及基材之非均質性之增加 (Macromol. Chem· Phys·,1998,1043-1049),結果,降低 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 4 裝----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---訂---- · 499438 A7 五、發明說明( 智 慧 財 員 製 塗覆物之可撓性及黏著性。於塗覆物中使用微顆粒於Pr〇g. &g_ Coat·,15, 1988, 373中係已知,其係用以改良塗覆物 之機械性質。但是,破裂應力之增加係犧牲物料之可撓性 而達成。再者,對於黏著性之作用未被描述。 特別地,黏著性對於以填料強化之塗覆物及模製組 成物亦係重要性質。黏著性現像之一般描述係於黏著性手 冊(D.E. Packham, Longman Scientific & Technical,1992) 。黏著性一方面係依基材與塗覆物内之分子間之交互作用 而定,另一方面係依塗覆物之機械性質而定。一般,於化 學組成物之同系物系列中,較硬之塗覆物會造成較差之黏 著性。可光交聯塗覆物領域内之以黏彈性性質為函數之黏 著性質變化之例子係如Proceedings 〇d 3rd Nurnberg Congress, European Coating Show,Paper No. 3,1995年 3 月 之出版物。 於此文獻所述系統之主要缺點係其不可能同時增加 諸如可撓性及硬性之二性質。再者,系統之黏著性一般係 於物料硬度增加時減少。 本發明克服習知技藝之限制及缺點,且使其能藉由 添加特定之交聯微顆粒增加諸如塗覆物或模製產物之^料 之硬度,而同時保持(或可能改良)物料之可撓性程度, 且同時改良物料對基材(更特別地係對不同基材,諸如, 聚烯烴,更特別地係$乙烯或聚丙烯及乙稀/丙稀之共聚 物)之黏著性。本發明微顆粒之另一優點係其優異之=性 ’因此能以加入至高含量,且無相容性問題及對相關組成 本紙張尺5用中國國家標準㈣测規格咖χ 297公羞- 訂 # 499438 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 -----2L__—— 五、發明說明(3 ) 物之流變學性及其應用條件(對塗覆組成物或模製組成物) 無負面作用。 更特別地,本發明能獲得具有改良之硬性及可撓性 及對極性或非極性基材具非常良好之黏著性之塗覆物,更 特別地係於具有難的黏著性之基材(一般係聚烯,更特別 地係聚乙烯及聚丙稀)上之作為少於丨〇〇um(較佳係少於 50um)之薄層,而且無需表面處理。特別地,此可藉由於 此等組成物中存在新穎之交聯丙烯酸微顆粒(基本上特定 組成及結構及10與30〇11111間之尺寸)而呈可能,其可被用 於每一應用。 本發明之第一目的係有關10及3〇〇nm間尺寸之交聯微 顆粒’其係藉由乙烯不飽和可聚合化合物之組成物之聚合 反應而獲得,其特徵在於該可聚合化合物之組成包含: -第一組份A,其代表該組成物之50至99莫耳%且其係 由異冰片基(甲基)丙烯酯及/或降冰片基(甲基)丙烯酯及/ 或裱己基(甲基)丙烯酯及選擇性地與C2_C8烷基(甲基)丙烯 酯及/或CarduraElO甲基丙烯酯混合所組成, -第二組份B,其係由至少一含有至少二乙烯不飽和 基(其可進行基媒介聚合反應)之單體或寡聚物組成, -第三組份C,其係由至少一含有,除可進行基媒介 1合反應之乙稀不飽和基外,至少一不同於該乙不飽和基 之第二官能基fl之單體或寡聚物組成 且具有於所選之官能基fl於聚合反應期間不會彼此反 應之條件下使起始之官能基fl至少部份化學改質成最終之 本紙張尺度翻中國國家標準(CNS)A4規格⑵G x 297公髮) ^--------^--------- (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) 6 499438
五、發明說明(4 ) 吕月b基f 2之可月b性’及組份a,B及C之總和係等於1 〇 〇 % 〇 甲基)丙烯酯”一辭於整份内容中需被解釋為,,丙烯酯及/ 或甲基丙烯酯”。 此等微顆粒之較佳尺寸係100至200nrn,且复佳係2〇 至100nm。其一般可藉由該可聚合化合物之組成物之水性 介質中之基媒介乳化聚合反應或非水性介質中之分散聚合 反應獲得。乳化劑係存在於水性介質,而穩定化聚合物係 存在於非水性介質,其係依熟習此項技藝者已知及文獻中 所述之一般技術為之,諸如,Advances in P〇lymei· Science (1998),第136冊,第139-234頁。此等微顆粒之特定性係與 其組成有關。 組份A可由選自異冰片基、降冰片基、環己基之(甲 基)丙烯酯之單體或單體混合物組成,其可能與C2_C8烷基 (甲基)丙烯酯及/或Cardura E10甲基丙烯酯(其可代表組份 A之0至30莫耳)混合。於異冰片烯基、降冰片基、環己基 之(甲基)丙烯酯之混合物之情況中,異冰片烯基(甲基)丙 嫦酯較佳係代表組份A之至少5 0莫耳%。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 較佳組伤A係異冰片烯基(甲基)丙稀g旨,且於可聚合 化合物之組成物中之較佳比例係6〇與9〇莫耳%之間。 烷基(甲基)丙烯酯較佳係選自乙、丙基、正丁基、第三丁 基及2-乙己基之(甲基)丙稀酯及/或cardura 之(甲基)丙 婦酉旨。 組份B具有作為微顆粒交聯劑之作用且每單體或寡聚 物組份包含至少二乙烯不飽和,此等不飽和基能進行基媒
499438 A7 一-----------B7_____ 五、發明說明(5 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 介聚合反應。較佳者,B之組份係選自2至6範圍之可聚合 乙烯不飽和官能基之多官能基(甲基)丙烯酯單體、被取代 或未被取代之二乙烯基苯及/或2至50範圍之官能基及少於 2500之Μη之丙烯基及/或甲基丙烯基之多官能基之寡聚物 或不飽和聚S旨。 更特別者,組份Β可由選自下述之單體或寡聚物或單 體或寡聚物而成之混合物或單體及寡聚物而成之混合物組 成: -乙二醇、丙二醇、丁二醇、2_甲基丙二醇、新戊基 二醇、己二醇、鋅及/或妈之二(曱基)丙烯酯、甘油、三 甲基醇丙烷及/或烷氧基化衍生物之三(甲基)丙烯酯、季 戊四醇之四(甲基)丙烯酯,及二季戊四醇、具有少於2500 之Μη之养t 一醇(較佳係聚喊、聚酯或聚胺甲酸醋)之五_ 或六-(曱基)丙稀酯 -被取代或未被取代之二乙烯基苯 -具有少於2500之Μη之丙烯基化之丙烯基或不飽和之 聚酯寡聚物,其每分子具有2至50之乙烯不飽和基,且較 佳係2至20 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中可聚合化合物之組成物内之組份Β之比例較佳範 圍係0.5至10莫耳%。 組份C係使本發明微顆粒官能化之試劑。藉由組份c 產生之官能基fl可為相同或相異,其係依組份C是否包含 相同或相異Π之一或多個單體及/或寡聚物而定,但,當 官能基Π係不同,其於聚合反應期間不會彼此反應。官能 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 499438 A7 B7 -當fl係羧基官能基時 馬酸或衣康酸 -當Π係羧酐官能基時 -當Π係羥基官能基時 五、發明說明(6 基Π較佳係選自下列官能基:環氧基、羥基、羧基、羥酐 、異氰酸酯、石夕烧、胺或°惡嗤琳。 組份C較佳係以相對於可聚合化合物A, B及c之組成 物為0至49.5%之莫耳含量存在,且由至少一選自下述者 之單體及/或募聚物組成: 係(甲基)丙烯酸、馬來酸、福 係馬來酸針或衣康酸肝 係含有(:2-<:6烷基之羥基烷基( 甲基)丙烯酯或聚鱗-或聚酯-或聚胺曱酸酯二醇或聚己内 酯之寡聚物之單(甲基)丙烯酯,其具有少於150〇iMn -當fl係環氧官能基時,係縮水甘油基(甲基)丙烯酯、 二環戊一稀之環氧化衍生物之(甲基)丙稀g旨、或環氧化乙 烯基降冰片烯(曱基)丙烯酯或烷氧化縮水甘油基峻(甲基) 丙烯酯或環己烯之環氧化衍生物之(曱基)丙烯酉旨 -當fl係異氣酸醋官能基時,係衍生自二異氰酸酯之 異氰酸酯基乙基(甲基)丙烯酯及胺基甲酸酯之單(甲基)丙 稀酯 -當fl係矽烷官能基時,係負載三烷基_或三烷氧基-之 矽烷基之(甲基)丙烯酯 -當π係胺官能基時,係二甲基胺基乙基之(甲基)丙烯 酯或第三丁基胺基乙基之(甲基)丙烯酉旨 -當fl係噁唑啉官能基時,係2-(5-(甲基)丙烯醯基苯 基)-1,3_噁唑啉 裝--------訂--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 499438 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明( 更特別地,組份C係以相對於可聚合化合物A,B及C 之組成物為5至30%之莫耳含量存在,且係選自:縮水甘 油基(甲基)丙稀酯、C^C:6經基烧基(甲基)丙烯酯、(甲基) 丙烯酸、馬來酸或酐 '衣康酸或酐、異氰酸酯基乙基(曱 基)丙烯酯、二甲基胺基乙基(甲基)丙烯酯。 組份c負載之官能基π可被至少部份化學改質自官能 基fl獲得之改質官能基f2之存在,官能基f2較佳係選自:( 甲基)丙烯酯、乙烯基化物、馬來酸酯、福馬酸酯、衣康 酸酯、烯丙基醇酯、以二環戊二烯為主之不飽和物、c^_ C22不飽和脂肪酯或醯胺、羧酸鹽或四級銨鹽。 官能基Π化學改質成官能基乜可依據文獻所知之方法 完成。例如,官能基f 2 : -自官能基fl之(甲基)丙烯酯: -環氧化物,藉由與(甲基)丙烯酸反應 -羧酸或酐,藉由與縮水甘油基(曱基)丙烯酯或含有 C2_C0羥基烷基之羥基烷基(甲基)丙烯酯反應 -馬來酸酯或衣康酸酯,自環氧基或羥基官能基且與 馬來酸酐或衣康酸酐反應 -竣酸鹽’自羥基官能基fl且以諸如氫氧化鈉、氫氧 化鉀、水性氨或胺之鹼之中和作用 -四級銨鹽,自三級胺官能基fl且藉由與無機或有機 酸反應 •烯丙基醇酯,自酐官能基η且藉由與烯丙基醇反應 -一環戊一烯(DCPD)不飽和物,自羧基官能基衍且藉 ^--------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 499438 A7 __ B7 五、發明說明(8 ) 由DCPD之加成反應 -乙稀基化物,自經基官能基fl且藉由與諸如2-乙烯 基_4,4_二甲基吖内酯之乙烯基吖内酯或諸如異丙烯基二 甲基苯甲基異氰酸酯之乙烯基異烯酸酯反應 -不飽和Cu-C22酯或醯胺,自經基或酐官能基η且藉 由與不飽和c12-c22之脂肪醇或胺之反應。 本發明微顆粒之一特殊較佳組成物包含: -50至95莫耳%之組份A,其係由異冰片基及/或降冰 片基之(甲基)丙烯酯組成 -〇·5至10莫耳%之如上定義之組份B 0至49.5莫耳%之如上定義之組份C 且另外之條件係A+B+C之總合=1〇〇莫耳〇/0。 於負載官能基Π之較佳微顆粒中,所述者可由了述製 付· -負載羧基官能基fl或被部份或全部改質成(甲基)丙烯 醋及/或馬來酸酯及/或福馬酸酯及/或馬來醯亞胺及/或羧 酸鹽官能基f2之羧基官能基π之微顆粒 -負載環氧基及/或羥基官能基fl或被部份或全部改質 成(甲基)丙稀酯及/或馬來酸酯及/或福馬酸酯及/或馬來隨 亞胺官能基f2之環氧基及/或羥基官能基饤之微顆粒。 (甲基)丙烯酸及/或馬來酸酯及/或福馬酸酯官能基係 有利於可進行基媒介交聯反應之組成物:其係經由UV輻 射或以電子束處理,或經由自媒介熱起始系統,諸如,選 擇性地係於分解加速劑存在中之包含過氧化物衍生物之系 ^ 裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
499438 五、發明說明(9 ) 統。 環氧基及㈣官能基可參予於陽離子光起始劑存在 中或經由縮合反應進行光化學交聯之組成物。羥基官能基 於縮合反應中係特別有利。 羧酸鹽或四級銨鹽因為其水可分散或水可溶之作用 而於水性組成物中係有利的,其使微顆粒於以水為主之應 用組成物中被遇為係水可分散或水可溶解。 雙官能基fl/f2(諸如,羧基/(甲基)丙烯酯或環氧基/( 甲基)丙烯酉旨及/或馬來酸酿及/或福馬酸酯能使微顆粒用於 具有每一官能基fl或f2具有雙交聯機構之雙反應系統。結 果,此等交聯丙烯基微顆粒之官能基fl/f2可作為應用及 宿主組成物。 本發明之第二目的係製備本發明微顆粒之特殊方法 ,其具有比習知技藝所知者更簡單及更實際之優點。 此製備本發明微顆粒之方法包含於對於所形成聚合 物係非溶劑之非水性介質中之基媒介分散聚合如上對本發 明微顆粒所定義之可聚合化合物A,B&c之組成物,而無 需於聚合反應之前、期間或之後對所形成之微顆粒添加穩 定化聚合物,若適當的話,可使該方法包含至少部份化學 改質如上所定義之組份c所負載之官能基〇之額外步驟。 因此,此製備方法避免穩定化聚合物存在之相關缺 點: -穩定化聚合物之獲得及於聚合反應介質中之可溶性 之問題 本紙張尺度_ +關家標準(CNS)A4規袼(210 X 297公爱) 裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 12 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 石------2Z____ 五、發明綱(1G) ^ 乂 了相谷性或反應官能基之反應性而言之對微顆粒 性能之負面影響 -本發明之特徵係與如上所定義之可聚合化合物之組 成物之特殊組成及特別是與組份A之性質有關。 於藉由此特殊方法獲得之微顆粒之特殊優點中,可 陳述者係有關可相容性,及依情況而定之反應性,其依可 獲得性或穩定化聚合物之特性而言被顯著改良而不受任 限制。 再者,其藉由所用特桀方法獲得之特殊結構給予於 溶劑介質中之自行分散性及自行穩定性獲得之微顆粒,其 係相同於^^合反應者或可與之相比擬。相似地,此方法能 製備一種交聯微顆粒,其係以尺寸而言係高度之單分散^ 其於塗覆組成物、模製組成物或複合物領之某些應用中 達成特殊流變及黏彈性能係重要的。 用於此方法之溶劑係選自C6_Ci◦烷(諸如,己烷、庚 烷,更特別是,正庚烧、環己烧、辛烧、壬烧)及/或^々 烷醇(諸如,異丙醇、丁醇或戊醇)之有機溶劑或有機溶劑 之混合物質。非極性溶劑(諸如,庚烷)與極性溶劑(諸如 ,異丙醇)之混合物係較佳者,其一方面調整相對於可聚 合化合物之介質溶解能力,另一方面相對於形成之聚合物 之變成沈殿介質之介質之不可溶能力。。烧及燒 醇之重量比例範圍可為0/100至75/25,且更特別係25/75至 50/50。此特別係於混合物一方面以正庚烷或環己烷為主 且另一方面以異丙醇或丁醇為主時保持較佳。 本紙張尺度翻+ 0目家標準(CNS)aI規格⑵ο X 297公釐) ^ 裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) 13 ^9438
經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 此一方面之組份A,B及C之總和與另一方面之溶劑或 溶劑混合物間之重量比例圍可為10/9〇至5〇/5〇,且較佳係 15/85至30/70。此比例係用以控制微顆粒尺寸之方法之參 數之一者。稀釋增加愈多,微顆粒尺寸減少之趨勢愈大。 乙烯不飽和化合物之分散聚合反應係經由基路徑且 藉由添加用於此型式聚合反應之普遍之基起始劑(其係適 於此介質)完成之。聚合反應溫度係所選基起始劑之分解 溫度及所用溶劑之沸點,且一般係以所用起始劑及溶劑介 質之函數變化之,從20°C至150°C。作為起始劑之例子, 可述及者係·偶氮衍生物(諸如,偶氮雙異丁腈(Aibn)及 衍生物)、過氧化物及氫過氧化物或其它可溶於聚合反應 介質且係熟習此項技藝者已知之起始劑系統。更特別者, 此等起始劑可以反應性官能基f 3官能化,諸如,經基或叛 基’諸如,例如,羥基化或羧基化之偶氮衍生物。於此情 況中,獲得之微顆粒係以官能基f2至少部份官能化。再者 ,其它基起始劑可被作為所謂之,,控制,,或,,活的,,基媒介聚 合反應’如 Cpmprehensive Polymer Science,第 3 冊,第 141-146頁,pergamon,London,1989所述。相似地,諸如 硫醇之鏈轉移劑可與起始劑混合以控制分子質量。聚合反 應時間依起始劑之性質及含量及聚合反應溫度而定。一般 起始劑含量範圍係相對於聚合組份A,B及C之總量係0.05 至5重量%。 依據此批次方法之第一實施例,所有可聚合組份A,B 及C於含有所有溶劑之反應器内自開始時被攪拌添加,且 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) 14 裝--------訂— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # 499438 A7 B7 五、發明說明(12 ) 保持於聚合反應溫度。單體亦可以於某聚合反應溶劑内之 溶液形式添加。聚合反應之起始係藉由逐漸添加所選之基 起始劑(其係溶於聚合反應介質内)並劇烈攪拌而發生。於 起始劑添加結束後,聚合反應進行1小時至8小時之時間, 其係依溫度、起始劑之性質及含量及可聚合化合物之性質 之整體濃度而定。於聚合反應介質内形成之自行穩定化之 微顆粒可於連續沈澱步驟後藉由添加以相對於分散液之 2/1至5/1之比例範圍之諸如醇之非溶劑且然後過濾及乾燥 或藉由單一之蒸發分散媒介溶液而移除,其較佳係於1〇至 30毫巴之減壓下為之。 訂 # 所獲得之微顆粒之最後尺寸範圍係1〇至3〇〇11111,較佳 係10與200nm之間,更佳係20至l〇〇nm,其係可聚合化合 物之稀釋及所選之組份A之性質及莫耳比例之函數。微顆 粒之尺寸可藉由增加組份A之含量及/或增加可聚合化合物 之稀釋程度及/或藉由調整聚合反應媒介溶劑之性質及/或 組成而增加聚合反應介質之沈澱粉末而降低。此方法及其 各種實施例之基本優點係其本發明之前述定義之限制内藉 由簡單改變組份A,B及C之性質及比例以製備各種不同之 微顆粒結構之簡單性及多變性。 依據本發明之第二實施例,其包含_或多個連續步 驟之連續或批次聚合反應,其特徵個別在於連續或於每一 步驟以單一部份添加可聚合化合物。當此方法含有多於一 步驟之批次及/或連續之聚合反應時’可聚合之化合物之 組成於一步驟内可與另-步驟者相同或相異。因此,其可 本紙張尺涵用v關冢標準(cns)A4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4外4別 A7 -- ~ --——2Z______ 五、發明說明(13 ) 製備非當特定之多層型式之微顆粒結構,其係每一步驟中 之可聚合化合物之組成之函數及每一連續或批次步驟之依 時間順序之函數。 當可聚合化合物之組成包含含有官能基fl之組份㈣ ,如上所述之方法可於聚合反應步驟後包含化學改質官能 基Π及/或自π獲得之官能基f2之額外部驟。此化學改質步 驟可依情況於藉由蒸發聚合反應溶劑回收微顆粒之前或於 回收此等微顆粒之後產生,其中,依情況產生之化學改質 係產生於本體内(若黏度使其於改質溫度)或於不同於聚合 反應溶劑之溶劑内而呈之溶液内(若有關其沸點或其化學 惰性時,後者不適合)。作為化學改質之較佳例子,所述 者可為諸如環氧基及羥基之反應性官能基與(甲基)丙烯酸 或馬來酸或福馬酸或衣康酸或酐或羧酸或酐與縮水甘油基 (曱基)丙烯酯或羥基乙基(甲基)丙烯酯之(甲基)丙烯酯化 反應。例如’(甲基)丙稀酯化可產生於含有約3〇_6〇%之分 散微顆粒之溶液,其係存在於諸如二異丙基水揚酸鉻(Hj) 、乙基己酸鉻(III)、溴化乙基三苯基鱗酸或三級胺之酯化 催化劑存在中。 此方法之一變體可包含於聚合反應步驟前之於非水 性介質内分散不溶於此介質内之有機或無機微顆粒之步驟 ,其後進行如上所述之聚合反應步驟。於此情況中,分散 液内之有機或無機微顆粒具有可用於欲被獲得之最終微顆 粒者之尺寸。預分散之微顆粒可選自有機或無機之色料或 有機或無機之填料或添加劑或己描述之本發明之事先製備 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 16 ^ ^--------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7
499438 五、發明說明(14 ) 之微顆粒,其等係不溶於分散介質内。此方法之變體可以 例如改良於其它分散介質(水性或有機之介質)内之分散性 或改良其於塗覆、模製或複合組成物之接受基材之相容性 為目標之至少部份(但簡單且實際)塗覆或包覆預分散之微 顆粒。 本發明之第三方面係有關塗覆或模製或複合組成物 ,其係包含如上所述之本發明微顆粒。 此等組成物係可交聯或不可交聯,但較佳係可交聯 -由於負載如上所述之反應性官能基fl及/或f2之本發 明微顆粒之存在之故 -或官能基Π及/或f2之個別存在,即,於無微顆粒之 起始組成物内固有之反應性官能基 -或藉由起始組成物内之固有之反應性官能基或該等 微顆粒。 於可交聯組成物中,其亦可能區分僅含有(即,至1 00〇/〇) 或基本上(即,60與90%之間)之負載官能基π及/或£2之交 聯丙烯基微顆粒,其係相同或相異但可彼此反應而形成至 少一構成塗覆物或模製產物之基質之交聯網絡。 例如,此等組成物可僅由或基本上由負載(曱基)丙烯 醋官能基f2之交聯之丙嫦基微顆粒組成,其可經由一般之 基起始熱起始劑系統(含有過氧化物化合物及選擇性之分 解加速劑)或經由於光起始劑存在中之諸如UV輻射或於缺 乏光起始劑之電子束之照射而進行基媒介交聯。其它例示 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) \ | Aw --------訂-----------7 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 17 499438 A7 五、發明說明(15 ) 部 智 慧 員 工 消 費 此等化合物之例子可被引述作為僅由或基本上由個別負載 共同反應ι±之%氧基及軒官能基f丨之交聯丙烯基微顆粒組 成之塗覆或模製之組成物。 此等、、且成物之另_例子,特別是對於塗覆物,係僅 由或基本上由本發明之交聯㈣基微顆粒(其係負載官能 基f 1及/或f2或包含使其為水溶性或水可分散之特殊結構 及具有使其能於0與咐間合併之Tg及最小之膜成形溫度 特性)組成之水性塗覆物組成物。此等官能基㈣或乜可 為例如幾酉夂鹽或銨鹽,且更特別是四級鹽。作為具有 此水溶性或水可分散性之微顆粒之特殊結構所述者係於 =聚^諸如’聚乙二醇’較佳係具有少於测之數平均 分子量者,且較佳係少於15〇〇)為主之丙烯酯寡聚物之存 在為之。 於塗覆或模製或複合之組成物中,其中本發明之交 聯丙烯基微雌係部份組份,其於組成物之其它反應性或 非反應&組^存在f係反應性或非反應性,此#微顆粒之 含$犯圍係相對於此組成物内之有機組份之總量之〇 5至 5、〇重量%。除本發明之微顆粒外,此等組成物包含基本組 份’其係塗覆物或模製產物之基本有機基材及為所欲應 之函數及於熟習此項技藝者之能力内所採用或調整之_ 添加劑或填料。 作為反應性或非反應性添加劑,本發明之微顆粒1 被用於可交聯或不可交聯之塗覆或模製之組成物,一般係 用以: 4 用般 可 社 印 ?ii?g7^s)A4 規格⑵〇 :297公釐) 499438 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(16 ) -降低此等組成物之黏度,使欲被塗覆之基材具有較 佳之濕化及較佳之塗覆性,再者,具有較佳固體含量及因 而具有較低揮發性有機化合物含量之組成物 -藉由特殊應用之調整微顆粒結構以較佳控制此等組 成物之流變學 -以相容性及相對於宿主基材之微顆粒之。為函數強 化或塑化該基材 作為非反應性添加劑之微顆粒可具有如上於本發明 中定義之官能基fl及f2之官能基,且其有關於宿主組成物 係化學惰性,其可藉由有利之物理化學交互作用實質上改 良有關於宿主基材之微顆粒相容性。 於作為反應性添加劑之微顆粒性清況中,其反應性 官能基被選擇及採用或改質以與宿主之可交聯組成物之反 應性官能基或彼此反應。例如,於可進行基媒介之熱或光 化學交聯之含有乙烯不飽和單體及/或單官能基或多官能 基寡聚物之組成物之情況中,於聚合反應步驟後之化學改 質後,微顆粒較佳係被聚不飽和化。聚氧化或聚羥基化之 反應性微顆粒可被作為環氧化物之塗覆組成物,其可於陽 離子光起始劑(諸如,三芳基銃陽離子或二芳基碘陽離子 之鹽)存在中被陽離子化光交聯之。聚氧化或聚羥基化之 反應性微顆粒被用為以環氧化物及聚胺或二綾酸酐或羧基 化丙烯基共聚物為主之塗覆或模製之組成物之交聯。 相似地,部份中和之聚羧基化微顆粒可作為水可分 散或水可溶解之微顆粒(其係依中和化作用之程产而—) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 19 499438 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明(17 ) 且可作為以反應性或非反應性之聚合物之水性分散液為主 之塗覆組成物。水可分散或水可溶解之特性亦可藉由具有 個別選自聚乙二醇(例如,具有少於15〇〇之聚乙二醇)之單 -及二-丙烯酯或曱基丙烯酯之組份之組份c及/或6所賦予 。特別地,於其起始官能基fl之部份改質後,負載丙烯酯 或甲基丙烯酯官能基之水可分散或水可溶解之微顆粒可被 用於以聚合物(較佳係丙烯基聚合物)之水性分散液為主之 光可父聯塗覆物。作為反應性添加劑之微顆粒對於所考量 系統具有真正反應性之活化及交聯作用(因其高官能性之 故)。 對塗覆物或模製產物之機械性能之作用係藉由增加 之強化及可撓性反映之,其係化學接枝至宿主基材之微顆 粒之官能性、可相容性及Tg、如接枝或未被接枝之微填 料及或硬或軟之微填料之微顆粒行之函數。最後物料(塗 覆或模製之產物)之黏著能量因而被增加,其可能對硬度 及可撓性二者具正面作用。 於硬度/可撓性折衷外,本發明微顆粒之存在能使考 里之組成物之對各種極性或非極性基材具較佳黏著性。此 等基材可為能以塗覆組成物塗覆或以模製或複合組成物中 之填料或強化試劑浸潰之基材。 作為極性基材(含有本發明微顆粒之組成物於其上具 有良好之黏著性)之例子’所述及者可為:玻璃、鋼、銘 、石夕、聚碳酸酯、木材、玻璃纖維、碳纖維、聚酯或聚醯 胺之纖維及纖維素纖維。 裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) 20 - 499438
五、發明說明(18 ) 作為非極性基材(其以黏著性而言被認為係不同,且 其與塗覆組成物且較佳係能進行基媒介交聯作用之塗覆組 成物產生良好之黏者性質)之例子,所述及者係:呈有咬 不具有特殊表面處處之聚烯烴(特別是聚乙烯及聚丙烯)及 具有低張力之塗覆物(諸如,光交聯油漆)。 以硬度/或撓性/對極性及非極性基材之黏著性而言具 有良好折衷之較佳塗覆組成物中,所述及者係可進行基媒 介交聯之含有0.5至50重量%(較佳係5至3〇重量%)之如上 疋義之本發明父聯丙烯基微顆粒之組成物,較佳係負載( 甲基)丙烯酯及/或馬來酸酯及/或馬來醯亞胺反應性官能基 ,且該塗覆組成物亦包含單-或多-官能基之丙烯基或乙烯 基之單體及/或單-或多·官能基之丙烯基寡聚物或未飽和 之聚酯寡聚物。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 可被使用之單-或多-官能基之丙烯基單體係每分子含 有1至6個(甲基)丙烯基不飽和官能基之丙烯基單體。更佳 者’其可選自下述單體及其混合物:異冰片基(甲基)丙稀 酯、異癸基(甲基)丙烯酯、月桂基(甲基)丙烯酯、2-(2·乙 氧基乙氧基)乙基(甲基)丙烯酯、四氫糠醛基(甲基)丙烯酯 、2·苯氧基乙基(甲基)丙烯酯、十三烷基(甲基)丙烯酯、 乙氧基化壬基酚(甲基)丙烯酯、乙氧基化或丙氧基化之新 戊基二醇二(甲基)丙烯酯、聚乙二醇或聚丙二醇之二(甲 基)丙烯酯、己二醇(甲基)丙烯酯、乙氧基化及/或丙氧基 化之三甲基醇丙烷三(甲基)丙烯酯。 當諸如不飽和聚酯之募聚物存在於組成物中,乙稀 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 499438 Α7 --- Β7 五、發明說明(19 ) 基芳族單體可被使用,諸如,苯乙烯或乙烯基甲苯或烯丙 基酿酸醋。 可存在於此等組成物中之單-或多-官能基之丙烯基募 聚物(較佳係丙烯基單體)中,可述及者係:範圍為1至5〇 之官能基之(甲基)丙烯酯之寡聚物,其係選自:(甲基)丙 烯酯聚、(甲基)丙烯酯過氧化物、(甲基)丙烯酯聚酯、( 甲基)丙烯醋聚胺甲酸酯、(甲基)丙烯酯聚己内酮或至少 一(甲基)丙烯酯與縮水甘油基(甲基)丙烯酯之共聚物,該 共聚物係於個別步驟中被至少部份(甲基)丙烯酯化。此等 券聚物或共聚物之數平均分子量係保持少於2〇,〇〇〇。於更 特別情況之組成物中,負載(甲基)丙烯酯官能基f2之交聯 之丙烯基微顆粒可完全取代作為交聯劑之多官能基之單體 或-2之官能基之募聚物,且具有以硬度/可撓性及基材黏 著性而言之顯著改良之性能。 此等組成物可進行基媒介之交聯作用: _經由熱基媒介之路徑,且係於包含過氧化物衍生物( 諸如,一般之有機過氧化物或氫過氧化物)之基媒介熱起 始劑系統存在中,及選擇性之於以分解加速劑(諸如,三 級胺)或鈷鹽(諸如,辛酸鈷)存在中,其比例係熟習此項 技藝者所慣用者,且一般係具有過氧化物衍生物含量係〇·5 =6/〇之間,及分解加速劑之含量係〇 與之間(其係相 對於單體及/或寡聚物組份之總和而言),對於交聯作用, 其亦係可能於低溫時進行,其係依過氧化物衍生物之分解 加速劑之存在或缺乏而定 " ^ ^--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
499438 五、發明說明(20 ) -或經由輻射路徑,其係藉由一般用於丙稀基之光可 交聯系統之於光起始劑系統存在中藉由UV為之,諸如, 芳族酮(如,苯并酚酮、α-羥基酮、α_二羰基衍生物、 乙醯基膦氧化物),且係於三級胺存在或缺乏中進行,且 其比例範圍係相對於組成物中之單體及/或寡聚物之總和 係0·5至10%,或藉由於缺乏光起始劑之電子束為之。 更特別地,較佳組成物係能進行基媒介交聯作用之 組成物,欲被塗覆之組成物或以塗覆物形式被塗覆於極性 或非極性之基材(如上定義者)之組成物,且其係包含·· -0.5至50重量%(且較佳係5至30重量❹/〇)之如申請專利 範圍第1至7項之任一項界定之微顆粒,其係負載(甲基)丙 婦酯及/或馬來酸酯及/或福馬酸酯及/或馬來酿亞胺及/戋 乙醯基官能基f2 -50至95%之至少一選自下述者之單體:異冰片基(甲 基)丙烯酯及/或異癸基(甲基)丙烯酯、2_(2_乙氧基乙氧基) 乙基(甲基)丙烯酯、十三烷基(甲基)丙烯酯、月桂基(甲基) 丙烯酯、四氫糠醛基(甲基)丙烯酯及苯氧基(甲基)丙烯 酯 -0至5重量%之(:2_〇6伸烷基二醇二(甲基)丙烯酯、 被選擇之百分率係使微顆粒及單體之總和係等於 100% 者。 更特別者,此組成物可藉由UV或藉由電子束進行輻 射交聯作用。可進行基媒介交聯作用之塗覆物之較佳厚度 係少於100微米,且更特別係少於50微米。 ^ ^ '1^1 裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 23 499438
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 可進行基媒介交聯作用之塗覆組成物之一特殊情況 係可交聯聚合物之水性分散液之組成物,其包含反應性之 水可分散或水可溶解之微顆粒,其係參與交聯作用。可交 聯聚合物之水性分散液可為已含有以官能基係-2之水可 分散或水可溶解之丙烯基多官能基單體及/或寡聚物為主 之水可分散或水可溶解之交聯劑之丙烯基乳化物。負載, 例如,(曱基)丙烯酯官能基f2之本發明微顆粒可部份或全 部取代此一水可分散或水可溶解之多官能基之丙烯基交聯 劑。於此一情況中,此等微顆粒之水可分散性或水可溶解 欧係藉由水可溶解官能基f2及/或f 2 (諸如,敌酸鹽或四級 銨鹽)或藉由微顆粒之組份C之組份(其係選自,例如,聚 乙二醇或其它水可溶解或水可分散之聚醚二醇之(甲基)丙 烯酯)之特殊水溶性結構而確定。水性聚合物分散液之組 成物亦可包含含有對此聚合物而言係内在之反應性官能基 之聚合物,其係可參考交聯作用。於施用此組成物之膜及 膜成形於基材上之後,藉由熱基媒介路徑或UV輻射或電 子束,使含有本發明微顆粒之聚合物之水性分散液之此等 組成物之交聯作用被達成。 本發明之另一較佳塗覆組成物係一種包含氧化衍生 物及本發明微顆粒之可交聯組成物,其係可藉由於陽離子 光起始劑存在中之UV輻射或藉由與至少一選自聚胺及/或 魏基官能化或羧酐官能化之聚合物或共聚物之第二反應性 組份之縮合反應而交聯之。 環氧化衍生物係選自環氧化單體、寡聚物或共聚物 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 24 裝—-----訂— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 499438 A7 ------^______ 五、發明說明(22 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 或樹脂,其官能基範圍係ι50。更特別地,於存在於陽 離子光起始财進行光化學交聯作用之組成物之情況中, 環氧化單體或寡聚物較佳係環脂族結構。於環狀脂族氧化 衍生物中,所述及者係:環氧化環己稀、3,4_環氧基環己 基曱基3’,4’-環氧基環己烷羧酸酯,w〇 98/282864w〇 98/45349所述之環脂族環氧化物。 當組成物可進行陽離子光化學交聯時,本發明之微 顆粒較佳係選自負載環氧基及/或羥基官能基打之微顆粒 。可藉由縮合反應交聯之組扇包含負載環氧基及/或羥基 及/或羧基及/或酐及/或異氰酸酯及/或胺官能基fl之微顆 粒0 本發明之塗覆組成物亦應用至包含至少一選自下述 之反應性樹脂之組成物:醇酸樹脂或不飽和聚酯或飽和聚 酯或聚醯胺或聚胺甲酸酯或聚脲,其係具有本發明之微顆 粒,較佳係包含能與藉由此或此等反應性樹脂負載之至少 一官能基反應之官能基fl及/或f2。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此,官能基fl及/或f2能較佳地使微顆粒固定於有 機基質内,且對有機基質具較佳之強化及/或可撓性作用 。例如,於醇酸樹脂之情況中,官能基fl及/或f2可為乾 燥作用,諸如,以二環戊二烯或烯丙基酯或不飽和脂肪酯 或醯胺為主之不飽和度。 於不飽和聚酯之情況中,官能基f2可為(甲基)丙烯酯 ,且較佳係馬來酸酯或福馬酸酯。諸如酐或異氰酸酯之官 能基Π可被想像與藉由不飽和聚酯負載之0H端官能基共 25 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(23 ) 同反應。叛基官能基^可被想像,例如,藉由熟習此項技 藝者已知之以氫氧化鎮之熟化方法以氫氧化鎮熟化不飽和 之聚醋。相似之官能_於下述情況可由熟習此項技藝者 所想像及採用:飽和聚醋、聚酿胺或聚胺甲酸醋或聚腺。 此等塗覆組成物除反應性組份外可包含其它被用於每一最 後應用之特定需求所用之一般添加劑或填料。 本發明亦係有關模製或複合之組成物,其可為包含 填料及/或強化試劑之模製組成物。此等模製或複合之組 成物可包含至少-選自下述之反應性樹脂:不飽和聚醋、 二環戊二烯樹脂、乙烯基酯、環氧化物及聚胺或聚胺甲酸 酯及聚脲或聚胺曱酸酯·脲或氰酸酯之酯類或雙馬來醯亞 胺,其係具有本發明之微顆粒,較佳係包含能與至少一以 此或此等反應性樹脂負載之官能基反應之官能基£1及/或 f2。 含有本發明微顆粒之模製組成物可包含選自下述之 無機及/或有機之填料及/或強化試劑:玻璃纖維、玻璃墊 、碳纖維、纖維素纖維、聚酯或聚醯胺纖維。 本發明之微顆粒之一特殊優點係其能降低塗覆或模 製之組成物之黏度,因而明顯降低反應性或非反應性之稀 釋劑,藉此,更有效符合環境限制。因此,因其存在,此 等祕顆粒同能:依從低含量之揮發性有機化合物(VOC)、 加入較南含量之填料或添加劑,及改良所考量之塗覆或模 製或複合之物料之機械性質。更特別地,被用於每一應用 之官能性之此等微顆粒之存在以硬度/可撓性及對各種不 本紙張尺度適用規格⑵Ο X 297公釐) 26 ^--------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 499438 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明(24 ) 同基材(更特別係對不同基材)之黏著性而言可具有良好之 折衷。 此等組成物之應用領域係寬範且包含:防護用油漆 、塗料、黏著劑、墨水、塗覆用粉末、模製用粉末、模製 物件及複合物。 下例範例係不受限制地例示本發明之標的。 範例 一般實驗條件 基材 光可交聯組成物被沈積於下列基材上
-銘 Q-嵌板(嵌板尺寸:0.6 x 76 X 152 mm3,LABOMAT ESSOR公司供應),以乙酸乙酯去油脂 -玻璃(以丙酮清理) 聚碳酸ϊ旨(LEXAN板材,得自SCERT PLASTIQUE公 司,2mm厚) -聚丙晞(參考石為號PP301460,GOODFELLOW公司供 應,厚度〇.5mm) -低密度聚乙烯(參考編號ET11452,GOOCFELLOW公 司供應,厚度0.5mm) 聚碳酸酯、聚乙烯及聚丙烯係於施用塗覆物前以乙 醇預先清洗。 為了某些特徵測量(例如,測量黏著性),聚烯烴(聚 乙烯及聚丙烯)基材於沈積組成物前係藉由電暈方法處理( 依據 Int. Pol· Sci· Technol·,編號 8,1996,第 630 頁所述之 -----------裝--------訂--------- #!τ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明說明(25 ) 條件)。 iL可交聯之沴靂#物 下示範例中,塗覆物係於中間壓力之FUSION型UV燈 (電力:120W/cm)下之4.6公尺/分之6通道後之光可起始組 成物之基媒介聚合反應獲得之。此等條件確保於所有情況 中之丙烯酯雙鍵之最大轉換。 特徵測詈 扭成物黏唐測吾 光可交聯組成物之黏度係使用光聚合膜及獲得低厚 度塗覆物之非常重要之參數。於下述内容中,組成物之黏 度係使用於剪切率掃瞄期間於2(rc時使用CARRI-MED CSL 100之受控制應力之錐形_板狀黏度計(CSL RHEOMETER)測量。 翅量光聚合膜歸唐 硬度係由23 °C之儀器試微壓陷測量(FISHERSC〇pE H100機器)。壓陷計係具有峰值角度為136。之vick^s型 之棱錐體。下述硬度值係對應於依據下述表示計算之,,普 通”硬度值:
Hu=P/kd2 其中P係所賦予之最大負載,3係壓陷深度,且k係 依壓陷計之幾何形狀而定之常數。負載4p被決定,而使 1)壓陷深度係少於膜總厚度之1/5, Π)測量之硬度係與鋸斷狀厚度實質上呈固定 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21G X 297八: 裝---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--- 28 A7
♦。反應24小時後膜被系統分析且儲存於23<^及5〇% 之相對濕度。 重屋物可撓性測吾 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 基材上系統之可撓性係藉由” τ _字形彎曲”測試評估。 測試包含於其上滾動被塗覆之基材及測量於位於摺層上之 ^覆物不再文損後之轉數。連續旋轉以〇τ,〇.5τ,丨丁等標 註(參見L〇We C· Rad· Cur·第183冊,第4337號,第464頁 之測試之描述)。於所有情況中,膜厚度係少於50um且更 普遍係約20um。 所用基材係上述Q-嵌板型之鋁。 T-字形彎曲測試係使用手動壓擠完成。受損之檢測係 藉由使用雙目放大玻璃(χ12之放大率)觀察完成之。良好 之可撓性一般係對應於少於或等於2 τ之值 膜係於父聯24小時後以系統分析且儲存於23艺及5〇0/〇 相對濕度。 遇變形之自由膜之機械性皙 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 大變形時之自由膜之機械性質係於固定速率(lrnm/分) 及於至溫之單軸牽引測量。交聯膜使用中空鑽孔器切成啞 铃形。所獲得之測試物件以分隔20mm之二反射小球標記 ’如此’使用外部延伸計於變形期間延伸之。樣品之有效 尺寸典型上係20 X 4 X 0.1mm3。 著性質之沏丨吾 系統之黏著性質係藉由上述基材上之交叉切割測試 (ISO標準2409)評估。當其以已知強度之黏著劑剝離時, 29 本紙張尺度翻i國家鮮(CNS)A4規格⑽x 297公釐) 499438
五、發明說明(27 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 範圍為0至5之分級用以使交叉切割膜之行為定量化(‘‘〇,,表 不膜全然保存於基材上,”5”表示膜被全然剝離)。於吾等 之情況中,用於交叉切割測試之黏著劑(來源:tesa)2 剝離力量係240±5cN/Cm(於18(TC之不鏽鋼板上測量)。塗 覆物厚度係約20um。 膜係於聚合反應24小時後以系統分析且儲存於23 及50%相對濕度。 耐磨強度之測詈 耐磨強度係藉由依據NFT標準30-015 (5150 ABRASER 機器,TABER INDUSTRY)之TABER測試測量之。測試包 含測量100次旋轉後之藉由二磨耗輪帶走之質量損失。 膜係於聚合反應24小時後以系統分析且儲存於23 °c 及50%相對濕度。 抗化學性之測署 塗覆物對化學攻擊之抗性係藉由,,磨擦測試,,,其包含 測量使用以溶劑浸潰之布料使連續循環移動施用至此膜表 面時之膜全部變質前之時間。於下述處理情況中,溶劑係 甲基乙基銅。膜係於玻璃板上製備。 塗覆物之厚度保持固定且於所有情況中係於4〇與 50um之間。 範例1 交聯聚合物微顆粒(CMP)之合成 131.3克之正庚烷及131.5克之2-丙醇被引入配置冷凝 器及機械擾拌器且於溫和氮氣流之5〇〇毫升反應器内。溫 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) 30 裝--------訂— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 499438 A7 -- B7 五、發明說明(28 ) 度被升至70°C。(甲基)丙烯基單體之混合物(其組成係如 下所述)被載入反應器内: 異冰片基丙烯酯:69.80克,即,76莫耳%(相對於單 體者) -己二醇二丙烯酯:5.02克,即,5莫耳%(相對於單體 者) 縮水甘油基甲基丙烯酯:11.96克,即,19莫耳%(相 對於單體者) 溫度於70°C時穩定化且0.78克之偶氮雙異丁腈(即,1〇 毫莫耳/公升,相對於單體者)被引入反應器内。反應係於 等溫條件(70°C)下產生5小時,其無任何明顯放熱被察覺 。於整個合成反應期間,分散液保持透明及均質之低黏度 。於反應5小時終結後,依據藉由位阻排斥色譜術及藉由 測量溶液内之固體含量監測單體,單體轉化率係大於95% 。形成之CMP係藉由蒸餾掉合成溶劑隔離:冷凝器係以 蒸餾管取代,87.5克之甲苯被添加且溫度逐漸上升至1〇5 °C。 然後,CMP藉由於1〇〇。〇時且於反應催化劑(〇.8質量% 之二異丙基水揚酸鉻(III)及〇·3質量%之氫輥)存在中與丙 烯酸反應而丙烯基化以避免丙烯基官能基之基媒介聚合反 應。於溫和之氮氣流下之配置冷凝器及機械攪拌器之250 毫升反應器内之於甲苯之溶液内,化學改質進行至50%固 體。丙烯酸以相對於環氧化物基係稍微過量被引入,如此 ’ S月b基之濃度比例係:[酸]/[環氧基]=1 。於化學改 本紙張尺度翻+目國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) 31 -----------•裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 499438 A7 B7 五、發明說明(29 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 質終結時,CPM於室溫之真空(20毫巴)下隔離。環氧化物 基之最後轉化率係95%,其係相對應於反應性丙烯基雙鍵 [C=C]濃度係=9.1 X HT4莫耳/克。乾燥CPM係固體形式, 其可被磨成細微粉末。 CPM之尺寸及質量於流出位阻排斥色譜術管柱時藉 由多角度雷射光散射技術(參考:WYATT TECHNOLOGY 之DAWN,於632nm操作)決定。CPM之莫耳質量及尺寸係 =5.8 X 105克/莫耳且Rz=31nm 藉由差式色度計分析測量之此等CPM之玻璃溫度開 始之溫度Tg開始係62〇C。 範例2 以100份(重量)為基準,參考光可交聯組成物係由下 述所組成: -47·5份之異冰片基丙烯酯(SR 506, CRAY VALLEY) -47.5份之丙烯酯化寡聚物,SARTOMER之參考編號 PRO 971 -3份之Darocur* 1173 (CIBA GEIGY) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2份之Irgacure 184 (CIBA GEIGY) 其係於室溫製備。丙烯酯化之寡聚物PRO 971係經由 基媒介路徑獲得之共聚物,其係對應於SARTOMER公司 之參考編號CN 818之稀釋出售之產物,且其係由下述者 組成: 丙烯酸丁酯 32 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 499438 A7 ___B7_ 五、發明說明(30 ) -甲基丙烯酸曱酯 -甲基丙烤酸縮水甘油酉旨 寡聚物之縮水甘油基官能基係於第二步驟中藉由與 丙烯酸反應改質產生丙烯S旨化之寡聚物。 為評估以最終膜之硬度/可撓性/黏著性而言之折衷之 CPM之規定,下述之光可交聯組成物(F2)被製備: 以100份為基準, -47.5份之異冰片基丙烯酯(SR 506, CRAY VALLEY) -19份之範例1之丙烯酯化CPM -28.5份之PRO 971 (SARTOMER) _3份之Darocur 1173 (CIBA GEIGY) -2份之 Trgacure 184 (CIBA GEIGY) 此二組成物具有非常相似之於20°C時之黏度。第I表 之結果顯示組成物F2具有剪切薄化性質。 相對應膜之性質係綜述於第II表内。硬度測量之塗覆 物之厚度係約80至100um。 第I表-於50及250秒-1時之組成物黏度值(於20°C時測量) -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 組成物 剪切率(秒-1) 黏度(Pa.s) 50 2 F1 250 2 50 1. 77 F2 250 2. 1.64 33 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 499438 A7 B7 五、發明說明(31 ) 第II表-使用F1及F2獲得之膜之物理性質之綜述 硬度 (N/mm2) “T-形彎曲” 可撓性 對玻璃上之交叉切 割之抗性(黏著性) 化學抗性(S) F1 42 1.5T 5 80±10 F2 76 1.5T 1 80土10 範例3 範例1之C P Μ被引入下述之丙烯基單體混合物(混合物 Α)内: -異冰片基丙烯酯(SR 506) : 60質量% 異癸基丙烯酯(SR 395,得自CRAY VALLEY) : 38質 量% -己二醇二丙烯酯(SR 238) : 2質量% 以混合物A為基準且含有不同質量濃度之CMP之光可 交聯組成物被製備。組成物被綜述於第III表内。 —^--------^--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第III表-用於範例3之各種組成物之組成(以100份為基準) 組成物 混合物A CPM Darocur 1173 Irgacure 184 F3(參考) 95 0 3 2 F4 90.25 4.75 3 2 F5 87.9 7.1 3 2 F6 85.5 9.5 3 2 F7 80.75 14.25 3 2 F8 76 19 3 2 F9 66.5 28.5 3 2 F10 57 38 3 2 34 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 499438 A7 B7 五、發明說明(32 ) 第IV表-組成物於2〇°c時之黏度 組成物 剪切率(秒-1) 黏度(Pa.s) F6 50 ^ 〇T〇4 250 0.03 F8 50 0.18 250 0.14 F9 50 0.65 250 0.50 F10 50 2.78 250 2.16 各種塗覆物之物理化學性質(硬度、可撓性、化學抗 性)係如重述要點之第IV表所示。硬度測量之膜厚度係2〇 至25um 〇 裝------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _ 一本 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第V表·塗覆物之物理化學性質 組成物 硬度 (N/mm2) “T-形彎曲” 可撓性 化學抗性(S) F3 ⑻ 0 T 20±1〇 F8 〜5 1 T 55±1〇 F9 52 1 T 65±1〇 F10 80 1.5 T 60± 1〇 U):不可測量(值太低) 第VI表顯示磨耗測試結果,其係與具有良好耐磨強 度之比較例所取之塗覆物獲得之值比較。磨粍性質係於80 至100um之膜上測量。 :氏張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 訂---------· 35 499438 A7 __ _ B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(33 ) 第VI表-塗覆物之磨耗性質 組成物 耐磨強度(mg) 硬度值(N/mm2) F3 16.3 -⑷ F9 36 52 F10 40.8 80 參考⑻ 30 14 (a) :不可測量(值太低) (b) :組成物之組成(每1〇〇份) _20份之CN976 (CRAY VALLEY) -52份之CN550 (CRAY VALLEY) -23份之CN501 (CRAY VALLEY) -3 份之 Darocur 1173 -2 份之 Irgacure 184 第VII表顯示於不同基材上之黏著性測量。 第VII表-塗覆物之黏著性質 組成物 鋁 玻 璃 聚碳酸 酯(PC) 聚乙婦 (PE) 聚丙烯 (PP) 電暈處 理之PE 電暈處 理之PP F3 0 0 0 5 5 5 5 F4 0 0 0 5 5 5 5 F5 0 0 0 5 0 0 0 F6 0 0 0 0 0 0 0 F7 0 0 0 0 0 0 0 F8 0 0 0 5 0 0 0 F9 0 0 5 5 5 0 0 F10 0 0 5 5 5 5 5 此等範例完美地例示含有本發明CPM之塗覆物之情 況中之黏著性及硬度性質之同時增加。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 36 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 499438 A7 __B7_ 五、發明說明(34 ) 範例4 製得之組成物含有: -46.55份(重量)之異冰片基丙烯酯(SR 506) -19.95份之2-(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酯(SR 256, CRAY VALLEY) -28.5份之範例1之CPM -3 份之 Darocur 1173 -2 份之 Irgacure 184 於23 °C之自由膜上測量之機械性質係: 楊氏模量=130 MPa 斷裂時之延伸率=70% 斷裂應力-12.5MPa 此等結果例示此塗覆物之以硬度/可撓性而言之良好 折衷,及此塗覆物對玻璃及鋁具有良好黏著性。 無CPM之參考膜係格外脆,且實質上於斷裂時無延 伸,因此,不能使其具有依據上述之本發明之特徵。 —*|-------^裝--------訂---------^9 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 37 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
Claims (1)
- A8 B8 C8 D8 1. 499438 公告本 申請專利範圍 第89105961號專利再審查案申請專利範圍修正本 912 15 修正日期:91年2月 一種尺寸為10與3OOnm之間之交聯微顆粒,其係藉由烯 屬不飽和之可聚合化合物之組成物之聚合反應獲得,其 中該可聚合化合物之組成物包含: -第一組份A,其代表該組成物之50至99莫耳%且其 係由異冰片基(甲基)丙烯酯及/或降冰片基(甲基)丙稀 酯及/或環己基(甲基)丙稀醋及/或Cardura E10(甲基)丙 稀酉旨及任擇地與CyC8烧基(甲基)丙稀醋混合所組成, -第二組份B,其係由至少一含有至少二稀屬不飽和 基(其可進行基媒介聚合反應)之單體或寡聚物組成, -第三組份C,其係由至少一含有,除可進行基媒介 聚合反應之烯屬不飽和基外,至少一不同於該烯屬不飽 和基之第二官能基fl之單體或寡聚物組成 且具有於所選之官能基^於聚合反應期間不會彼 此反應之條件下使起始之官能基fl至少部份化學改質 成最終之官能基f2之可能性, 及組份A,B及C之總和係等於1〇〇% ; 其中该等微顆粒帶有由該組份c所帶有之官能基fl ,該官能基fl係選自於:環氧基、羥基、羧基、羥酐、 異氰酸酉旨、石夕烧、胺、σ惡唾琳,及,若適合,官能基〇 係被至少部份改質成官能基f2,其係選自:(甲基)丙稀 S旨、乙烯基化物、馬來酸酯、馬來醯亞胺、衣康酸酯、 烯丙基_、以二環戊二烯為主之不飽和物、一 本紙張尺度顧中關祕(21_公幻 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、訂— 38 - 499438 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 不飽和爿曰肪S旨或醯胺、鲮酸鹽或四級銨鹽;以及 其中該等微顆粒帶有羧基官能基fl或羥基官能基 fl,該官能基fl係被部份或完全改質成〈甲基)丙烯酯及/ 或乙烯基及/或馬來酸酯及/或福馬酸酯及/或馬來醯亞 胺及/或羧酸鹽官能基f2。 2·如申請專利範圍第丨項之微顆粒,其中該組份c係以相 對於可聚合化合物之總和之0與49.5莫耳%之間之莫耳 含量存在,且係選自··縮水甘油基(甲基)丙烯酯、c2_C6 羥基烷基(甲基)丙烯酯、(甲基)丙烯酸、馬來酸或酐、 或福馬酸、衣康酸或酐、異氰酸酯基乙基(甲基)丙烯酯 、二甲基胺基乙基(曱基)丙烯酯、2-(5-(甲基)丙烯醯基 苯基)-1,3-°惡峻琳。 3·如申請專利範圍第1項之微顆粒,其中該組份B係選自2 至ό範圍之官能基之多官能基(甲基)丙烯酯單體、被取 代或未被取代之二乙烯基苯及/或2至5〇範圍之官能基 及少於2500之Μη之多官能基之(曱基)丙烯基酯之寡聚 物或不飽和聚酯。 4·如申請專利範圍第1項之微顆粒,其中該可聚合化合物 之組成物包含: •50至95莫耳%之組份A,其係由異冰片基(曱基)丙 烯酯及/或降冰片基(甲基)丙烯酯及/或丁基(曱基)丙烯 酯組成 -0.5至10莫耳%之組份B,其係由至少一選自下述 之單體及/或募聚物組成: 本紙張尺度適用中國目家標準(CNS) A4規格(21GX297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 39 499438 A8 B8 C8 _________ D8 ___ 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -乙二醇、丙二醇、丁二醇、2-甲基丙二醇、新戊 基二醇、己二醇、具有少於2500之Μη之二醇寡聚物( 較佳係聚醚、聚酯或聚胺曱酸酯)之二(甲基)丙烯酯 -被取代或未被取代之二乙烯基苯 -具有少於2500之Μη之不飽和之聚S旨寡聚物或丙 烯酯化之丙烯基寡聚物,其每分子具有2至50之烯屬不 飽和基, -0至49.5莫耳%之組份C,其係至少一選自下述之 單體及/或寡聚物組成: -當Π係羧基官能基時,係(甲基)丙烯酸、馬來酸、 福馬酸或衣康酸 -當Π係羧酐官能基時,係馬來酸酐或衣康酸酐 -當π係羥基官能基時,係含有c2-c6烷基之羥基烷 基(曱基)丙烯酯或聚醚-或聚酯-或聚胺甲酸酯二醇或聚 己内酯之募聚物之單(曱基)丙烯酯,其具有低於1500之 Μη -當fl係環氧官能基時,係縮水甘油基(甲基)丙烯酯 、二環戊二烯之環氧化衍生物之(甲基)丙烯酯、或環氧 化乙烯基降冰片烯(曱基)丙烯酯或烷氧化縮水甘油基 醚(甲基)丙烯酯或環己烯之環氧化衍生物之(曱基)丙烯 酯 -當fl係異氰.酸酯官能基時,係衍生自二異氰酸酯 之異氰酸酯基乙基(曱基)丙烯酯及胺基甲酸酯之單(甲 基)丙烯酯 本紙張尺度適用中國國家標準(挪)A4规格(210 X 297公釐) -40 - 499438 A8 B8 C8 ______ D8 六、申請專利範圍 -當fl係矽烷官能基時,係負載三烷基_或三烷氧基 -之矽烷基之(甲基)丙烯酯 -當Π係胺官能基時,係二甲基胺基乙基之(曱基) 丙稀S旨或第三丁基胺基乙基之(甲基)丙烯酯 -當π係噁唑啉官能基時,係2_(5_(曱基)丙烯醯基 苯基)-1,3-鳴嗅琳 且A+B+C之總合=1〇〇莫耳%。 5.如申請專利範圍第1項之微顆粒,其中該等微顆粒帶有 被部份改質成(曱基)丙烯酯官能基f2之環氧基及/或羥 基官能基fl。 6· —種製備如申請專利範圍第丨項之微顆粒之方法,其中 該方法包含於非水性介質(其對形成之聚合物係非溶劑) 内之使申請專利範圍第丨項界定之可聚合化合物之組成 物進行基媒介分散物聚合反應之步驟,其於聚合反應之 前、期間或之後,對於形成之該微顆粒無需添加穩定化 之聚合物,其對該方法可能包含(若適合)至少部份化學 改質如申請專利範圍第丨、2及4項中任一項所界定之該 組份C所帶有之官能基π的額外步驟。 7· —種塗覆或模製或複合之組成物,其中該組成物包含0.5 至38重量%之如申請專利範圍第J項所界定之微顆粒。 8·如申凊專利範圍第7項之組成物,其中該組成物係可交 聯且僅由或實質上由如申請專利範圍第丨項所界定之微 顆粒組成,其包含官能基fl&/*f2,其係相同或相異且 其可於微顆粒間交聯,形成至少一交聯網絡。 標準(CNS) A4規格⑵0X297公釐)~':--- -41 -.、可丨 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 9·如申請專利範圍第7項之組成物,其中該組成物係一種 塗覆組成物。 10·如申請專利範圍第9項之組成物,其中該塗覆組物係一 種能進行基媒介交聯作用之組成物,其包含丙烯基或乙 婦基之單-或多·官能基之單體及/或多官能基之丙烯基 寡聚物及如申請專利範圍第1項所界定之微顆粒,其負 載自起始官能基fl之至少部份改質而獲得之(甲基)丙 烯醋及/或馬來酸酯及/或福馬酸酯及/或馬來醯亞胺官 能基f2 〇 11 ·如申請專利範圍第1〇項之組成物,其中該塗覆組成物係 能藉由輻射進行交聯之組成物。 I2·如申請專利範圍第11項之組成物,其中該可交聯組成物 包含作為丙烯基單體之異冰片基(甲基)丙烯酯及/或異 癸基(f基)丙烯酯、月桂基(甲基)丙烯酯、2-(2_乙氧基 乙氧基)乙基(甲基)丙烯酯、四氫糠醛基(甲基)丙烯酯, 及/或作為丙烯基寡聚物之至少一選自下述之丙烯基寡 聚物·聚醚(甲基)丙烯酯、聚酯(甲基)丙烯酯、聚胺甲 酸酯(甲基)丙烯酯、聚己内酮之(甲基)丙烯酯、環氧基( 甲基)丙烯酯及(甲基)丙烯酯化之丙烯基共聚物。 13 ·如申明專利範圍第11項之組成物,其中該組成物係以塗 覆物形成欲被塗覆或被塗覆於極性或非極性之基材上 ,且包含·· -0·5至5〇重量%(且較佳,係5至30重量%)之如申請專 利範圍第1至5項中任一項所界定之微顆粒,其係帶有( 本紙張尺度適用中國國家標準(_ A4規格(2Κ)Χ297公酱)— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •、?τ— 42 499438 A8 B8 C8 __ D8 六、申請專利範圍 甲基)丙烯酯及/或馬來酸酯及/或福馬酸酯及/或馬來醯 亞胺及/或乙醯基官能基f2 -50至95 %之至少一選自下述者之單體:異冰片基( 曱基)丙烯酯及/或異癸基(·曱基)丙稀酯或月桂基(甲基) 丙烯酯或十三烷基(曱基)丙烯酯 -〇至5重量%之(:?-0:6伸烷基二醇二(甲基)丙烯酯 被選擇之百分率係使微顆粒及單體之總和係等於 100% 者。 14·如申請專利範圍第13項之組成物,其中: -該極性基材係:玻璃、鋼、鋁、矽、聚碳酸酯、 木材、玻璃纖維、碳纖維、聚酯或聚醯胺之纖維 -該非極性基材係:聚烯烴,特別是聚乙烯、聚丙 稀及乙稀/丙稀之并聚物’其可具有或不具有特殊表面 處理及低表面張力之塗覆物。 15 ·如申請專利範圍第13或14項之組成物,其中該組成物係 以具有少於100微米(較佳係少於50微米)之厚度之薄膜 形式被施用至該基材。 16·如申請專利範圍第7項之組成物,其中該塗覆組成物係 可交聯聚合物之水性分散液之組成物,包含反應性之水 可分散或水可溶解之微顆粒,其係參與交聯作用。 17·如申請專利範圍第7項之塗覆組成物,其中該組成物係 包含環氧化衍生物之組成物。 如申請專利範圍第17項之塗覆組成物,其中該組成物可 於陽離子性之光起始劑存在中藉由UV輻射進行交聯作 I紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) " ' ' ~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)43 ^438 A8 B8 C8 —-^__^ 、申請專利範圍 用且包含帶有環氧基及/或羥基官能基fl之微顆粒。 19.如申請專利範圍第17項之塗覆組成物,其中該組成物能 藉由與至少一選自聚胺及/或羧基官能基化或羧基酐官 能基化之聚合物或共聚物之第二反應性組份之縮合反 應進行交聯作用。 20·如申請專利範圍第17或19項之塗覆組成物,其中當該組 成物可藉由縮合反應進行交聯作用時,其包含負載環氧 基及/或羥基及/或羧基及/或酐官能基fl及/或f2之微顆 粒。 21.如申請專利範圍第7項之塗覆組成物,其中該缸成物包 含至少一選自下述之反應性樹脂:醇酸樹脂或不飽和聚 酯或飽和聚酯或聚醯胺或聚胺甲酸酯或聚脲,及如申請 專利範圍第1項所界定之微顆粒,較佳係包含官能基 及/或f2,其係可與至少一藉由此或此等反應性樹脂負 載之官能基反應。 22·如申請專利範圍第7項之模製組成物,其中該組成物包 含至少一選自下述之反應性樹脂:不飽和聚酯、二環戊 二烯樹脂、乙烯基酯、環氧化物及聚胺或聚胺甲酸酯及 聚脲或聚胺甲酸酯-脲及如申請專利範圍第1項所界定 之微顆粒,較佳係包含能與至少一以此或此等反應性樹 脂負載之官能基反應之官能基fl及/或f2。 23·如申請專利範圍第22項之模製組成物,其包含選自下述 之無機及/或有機之填料及/或強化試劑:玻璃纖維、玻 璃墊、碳纖維、纖維素纖維、聚酯或聚醯胺纖維。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公董) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)44
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