Composición epoxi-funcional termocurable y revestimientos duros cáustico-resistentes termocurados transparentes, preparados a partir de la misma.

Composición termocurable, que comprende,

- de 25 a 65% en peso,

preferiblemente de 35% a 60% en peso, con respecto al peso total de la composición, de una mezcla de monómeros epoxi-funcionales, consistiendo dicha mezcla en

(a) al menos un monómero epoxi polifuncional seleccionado de monómeros que comprenden de 4 a 8, preferiblemente de 5 a 7 grupos glicidilo y/o grupos epoxi cicloalifáticos,

(b) al menos un monómero epoxi bi- o tri-funcional seleccionado de monómeros que comprenden dos o tres grupos glicidilo y/o grupos epoxi cicloalifáticos,

- de 25 a 70% en peso, preferiblemente de 55 a 60% en peso, con respecto al peso total de la composición de al menos un disolvente orgánico seleccionado de monoéteres de glicol,

- de 2,5 a 5% en peso, preferiblemente de 3,0 - 4,0% en peso, con respecto al peso total de los monómeros epoxifuncionales (a) y (b), de al menos un catalizador ácido fuerte, que es inactivo a la temperatura ambiente (20 ºC) y cataliza la apertura del anillo epoxi sólo cuando se calienta a una temperatura de al menos 80 ºC, no conteniendo dicha composición termocurable cualesquiera monómeros no epoxi-funcionales, en particular no conteniendo cualesquiera monómeros acrílicos, metacrílicos o de silano.

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DESCRIPCIÓN

Composición epoxi-funcional termocurable y revestimientos duros cáustico-resistentes termocurados transparentes, preparados a partir de la misma La presente invención se refiere a composiciones epoxi-funcionales termocurables, a revestimientos duros cáusticoresistentes termocurados transparentes, obtenidos a partir de las mismas, y a artículos fotocrómicos, en particular lentes oftálmicas, que contienen un revestimiento duro de este tipo tal como un revestimiento protector de la capa fotocrómica subyacente.

Artículos de plástico fotocrómicos se pueden preparar mediante la incorporación del material fotocrómico en el sustrato de plástico mediante técnicas de imbibición, o mediante la aplicación de revestimientos fotocrómicos orgánicos a la superficie de un sustrato de plástico de este tipo (véase, por ejemplo, el documento US 6.187.444 que describe la aplicación de un revestimiento de poliuretano fotocrómico a un sustrato de plástico) . Además, se ha propuesto aplicar un revestimiento duro sobre la superficie expuesta del revestimiento fotocrómico para protegerlo contra arañazos o defectos cosméticos similares que resultan de la manipulación física del artículo (véase, por ejemplo, el documento US 6.268.055) .

En determinadas circunstancias que implican lentes oftálmicas que tienen un revestimiento polimérico fotocrómico y un revestimiento duro por encima se observó durante ensayos con los usuarios que, con el tiempo, algunos usuarios desarrollan defectos en sus lentes que se asemejaban a pequeños gusanos o ampollas en el revestimiento duro. Lo que estaba ocurriendo era que cuando una lente se rayaba o mellaba y subsiguientemente se dejó que la humedad o disoluciones de limpieza basadas en alcohol accedieran a la capa de polímero fotocrómica por debajo del revestimiento duro, la lente se hinchaba en la zona del arañazo o mella y resultaba en defectos cosméticos que se asemejan respectivamente a gusanos o ampollas. Se espera que supere este problema un revestimiento protector adicional sobre el revestimiento duro, o un revestimiento duro que, por sí mismo, sea lo suficientemente grueso y lo suficientemente resistente para evitar que arañazos o muescas alcancen la capa fotocrómica polimérica.

Además, no es raro encontrar que un revestimiento resistente a la abrasión o antirreflectante que se aplica a un artículo fotocrómico tal como una lente, no logre superar los requisitos del producto o no cumpla las normas cosméticas comercialmente aceptables para lentes oftálmicas. Cuando esto ocurre, es económicamente deseable eliminar el recubrimiento defectuoso, por ejemplo mediante un tratamiento químico utilizando disoluciones cáusticas calentadas (disoluciones acuosas o alcohólicas de NaOH al 5 -10% a 50 â?" 70 º C) , y después aplicar un nuevo revestimiento. En el proceso de eliminar químicamente el revestimiento defectuoso, los revestimientos subyacentes deberían, por supuesto, no ser dañados.

El documento WO 03/058300 proporciona composiciones curables por UV a base de acrilato que forman revestimientos duros transparentes cáustico-resistentes que atenúan o incluso resuelven los problemas antes mencionados. Sin embargo, tales sistemas no son compatibles con un gran equipo de revestimiento por inmersión y condiciones en las que grandes cantidades de composiciones de revestimiento curables se almacenan durante varias semanas. Como cuestión de hecho, se establece en el documento WO 03/058300 que las composiciones basadas en acrilato alternativamente podrían ser curadas térmicamente. Esto, sin embargo, requeriría el uso de iniciadores de tipo azo o iniciadores de peróxido que son mucho más reactivos y menos estables y seguros de utilizar en la producción de equipo de revestimiento por inmersión a gran escala. Además de ello, la resistencia al rayado de las composiciones curadas basadas en acrilato, descritas en el documento WO 03/058300 no es totalmente satisfactoria y es significativamente peor que la de las composiciones curadas de base epoxídica de la presente invención.

La solicitante ha desarrollado composiciones curables alternativas para la protección de capas de polímeros fotocrómicas de artículos ópticos, no estando dichas composiciones termocurables basadas en (met) acrilato y en silano que se pueden almacenar durante varias semanas y se pueden aplicar convenientemente mediante revestimiento por inmersión o revestimiento por centrifugación. Dichas composiciones, tras el curado, conducen a revestimientos duroscáustico-resistentes y transparentes claros que proporcionan una excelente protección para la capa fotocromática subyacente y una buena compatibilidad y adherencia para capas adicionales de polisiloxano resistentes a la abrasión y resistentes a arañazos o capas de imprimación de látex revestidas sobre las mismas.

Las composiciones termocurables de la presente invención se basan exclusivamente en monómeros epoxi bi-, tri-y polifuncionales, y están esencialmente exentas de cualquier otro tipo de monómeros. La solicitante ha descubierto que, con el fin de obtener revestimientos duros que exhiben tanto una excelente resistencia cáustica como previenen eficazmente la formación de defectos similares a "gusanos" y similares a "ampollas" en el revestimiento protector, es importante seleccionar cuidadosamente las cantidades de monómeros bi-y tri-funcionales, por un lado, y monómeros polifuncionales, por otro lado. También ha resultado ser importante utilizar un tipo particular de disolvente seleccionado de monoéteres de glicol y para mantener lo más baja posible la cantidad de alcoholes inferiores en la composición curable. Además de ello, con el fin de obtener composiciones de un solo componente, termocurables y estables al

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almacenamiento, es necesario seleccionar el catalizador de polimerización a partir de catalizadores de ácidos fuertes latentes o bloqueados. Esos catalizadores son inactivos a temperatura ambiente y se activan sólo cuando se calienta a al menos 80 º C.

Por lo tanto, la presente invención se dirige a una composición termocurable líquida, que comprende: -de 25 a 65% en peso, preferiblemente de 35% a 60% en peso, con respecto al peso total de la composición, de una mezcla de monómeros epoxi-funcionales, consistiendo dicha mezcla en

(a) al menos un monómero epoxi polifuncional seleccionado de monómeros que comprenden de 4 a 8, preferiblemente de 5 a 7 grupos glicidilo y/o grupos epoxi cicloalifáticos,

(b) al menos un monómero epoxi bi-o tri-funcional seleccionado de monómeros que comprenden dos o

tres grupos glicidilo y/o grupos epoxi cicloalifáticos, -de 25 a 70% en peso, preferiblemente de 55 a 60% en peso, con respecto al peso total de la composición de al menos un disolvente orgánico seleccionado de monoéteres de glicol, -de 2, 5 a 5% en peso, preferiblemente de 3, 0 -4, 0% en peso, con respecto al peso total de los monómeros epoxifuncionales (a) y (b) , de al menos un catalizador ácido fuerte, latente o bloqueado, que es inactivo a la temperatura ambiente (20 º C) y cataliza la apertura del anillo epoxi sólo cuando se calienta a una temperatura de al menos 80 º C, no conteniendo dicha composición termocurable cualesquiera monómeros no epoxi-funcionales, en particular no conteniendo cualesquiera monómeros acrílicos, metacrílicos o de silano.

La mezcla de monómeros epoxi-funcionales utilizados en la presente invención debería comprender al menos un monómero epoxi polifuncional. Este monómero epoxi polifuncional es importante para un revestimiento denso y resistente a la abrasión, que tiene una buena resistencia cáustica. Los Ejemplos 4, 5 y 6, en comparación con los Ejemplos Comparativos D, E y F, demuestran que composiciones epoxi termocurables que contienen sólo monómeros epoxi bi-y tri-funcionales, pero ningún monómero epoxi hexafuncional (sorbitol poliglicidiléter) , conducen a revestimientos que tienen una resistencia cáustica pobre o sólo justa, una abrasión Bayer bastante baja (0, 44 a 0, 61) y que exhiben calificaciones insatisfactorias de gusanos/ampollas.

La cantidad del al menos un monómero epoxi polifuncional en la mezcla de monómeros epoxi está comprendida, generalmente, entre 5% y 85% en peso.

Dichos monómeros epoxi polifuncionales, además, se seleccionan preferiblemente de monómeros polifuncionales de glicidilo.

En una realización, la composición termocurable contiene cantidades de monómeros polifuncionales más bien altas, en particular de 76 a 85% en peso, preferiblemente de 79 a 83% en peso, de monómeros epoxi polifuncionales (a) . El resto... [Seguir leyendo]

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1. Composición termocurable, que comprende, -de 25 a 65% en peso, preferiblemente de 35% a 60% en peso, con respecto al peso total de la composición, de una 5 mezcla de monómeros epoxi-funcionales, consistiendo dicha mezcla en

(a) al menos un monómero epoxi polifuncional seleccionado de monómeros que comprenden de 4 a 8, preferiblemente de 5 a 7 grupos glicidilo y/o grupos epoxi cicloalifáticos,

(b) al menos un monómero epoxi bi-o tri-funcional seleccionado de monómeros que comprenden dos o tres grupos glicidilo y/o grupos epoxi cicloalifáticos,

-de 25 a 70% en peso, preferiblemente de 55 a 60% en peso, con respecto al peso total de la composición de al menos un disolvente orgánico seleccionado de monoéteres de glicol, -de 2, 5 a 5% en peso, preferiblemente de 3, 0 -4, 0% en peso, con respecto al peso total de los monómeros epoxifuncionales (a) y (b) , de al menos un catalizador ácido fuerte, que es inactivo a la temperatura ambiente (20 º C) y cataliza la apertura del anillo epoxi sólo cuando se calienta a una temperatura de al menos 80 º C, no conteniendo dicha composición termocurable cualesquiera monómeros no epoxi-funcionales, en particular no conteniendo cualesquiera monómeros acrílicos, metacrílicos o de silano.

2. Composición termocurable de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además, de 0, 05 a 0, 20% en peso de al menos un agente tensioactivo, seleccionándose dicho agente tensioactivo preferiblemente de polisiloxanos 20 modificados con fluorocarbonos.

3. Composición termocurable de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en donde la mezcla de monómeros epoxifuncionales comprende de 5% a 85% en peso de monómeros epoxi polifuncionales, seleccionándose dichos monómeros epoxi polifuncionales preferiblemente de monómeros de glicidilo polifuncionales.

4. Composición termocurable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 -3, en donde la mezcla de monómeros epoxi-funcionales comprende de 76 a 85% en peso, preferiblemente de 79 a 83% en peso de monómeros epoxi polifuncionales (a) , siendo el resto al menos un monómero epoxi tri-funcional (b) seleccionado de monómeros que comprenden tres grupos glicidilo.

5. Composición termocurable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 -3, en donde la mezcla de monómeros epoxi-funcionales comprende de 5 a 20% en peso, preferiblemente de 8 a 15% en peso de monómeros epoxi polifuncionales (a) , siendo el resto al menos un monómero epoxi bi-o tri-funcional (b) seleccionado de monómeros que comprenden tres grupos glicidilo o epoxi cicloalifáticos.

6. Composición termocurable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el disolvente monoéter de glicol se selecciona de alquil C1-4-monoéteres de alquilenglicol, preferiblemente de alquil C1-4-monoéteres de etilenglicol, alquil C1-4-monoéteres de propilenglicol, alquil C1-4-monoéteres de dietilenglicol, alquil C1-4-monoéteres de trietilenglicol, alquil C1-4-monoéteres de dipropilenglicol, y alquil C1-4-monoéteres de tripropilenglicol.

7. Composición termocurable de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el monoéter de glicol es metil-éter de propilenglicol (1-metoxi-2-propanol) .

8. Composición termocurable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que contiene menos de 15% en

peso, preferiblemente menos de 13% en peso y lo más preferiblemente menos de 10% en peso de disolventes adicionales, en particular alcoholes inferiores tales como metanol, etanol, propanol o butanol.

9. Composición termocurable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde el monómero epoxi polifuncional (a) se selecciona del grupo que consiste en diglicerol-tetraglicidil-éter, dipentaeritritol-tetraglicidil-éter, 50 sorbitol-poliglicidil-éter, poliglicerol-poliglicidil-éter, pentaeritritol-poliglicidil-éter tal como pentaeritritol-tetraglicidil-éter.

10. Composición termocurable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 -9, en donde el monómero epoxi polifuncional es un monómero de glicidilo hexafuncional.

11. Composición termocurable de acuerdo con la reivindicación 10, en donde el monómero epoxi polifuncional (a) es sorbitol-poliglicidil-éter.

12. Composición termocurable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde el monómero epoxi bi-o tri-funcional se selecciona del grupo que consiste en triglicidil-éter de trimetiloletano, triglicidil-éter de 60 trimetilolmetano, triglicidil-éter de trimetilolpropano, triglicidil-éter de trifenilolmetano, triglicidil-éter de trisfenol, triglicidiléter de tetrafenilol-etano, tetraglicidil-éter de tetrafenilol-etano, triglicidil-éter de p-aminofenol, triglicidil-éter de 1, 2, 6hexanotriol, triglicidil-éter de glicerol, triglicidil-éter de diglicerol, triglicidil-éter de etoxilato de glicerol, triglicidil-éter de aceite de ricino, triglicidil-éter de glicerina propoxilado, diglicidil-éter de etilenglicol, diglicidil-éter de 1, 4-butanodiol, 11

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diglicidil-éter de neopentilglicol, diglicidil-éter de ciclohexanodimetanol, diglicidil-éter de dipropilenglicol, diglicidil-éter de polipropilenglicol, diglicidil-éter de dibromoneopentilglicol, diglicidil-éter de bisfenol A hidrogenado, 3, 4epoxiciclohexilcarboxilato de (3, 4-epoxiciclohexano) metilo y mezclas de los mismos.

13. Un método para formar un revestimiento duro protector en una lente oftálmica, en particular en una capa fotocrómica de una lente oftálmica, comprendiendo dicho método las etapas sucesivas de

(i) revestir una composición termocurable como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 sobre una lente oftálmica, comprendiendo dicha lente preferiblemente una capa fotocrómica,

(ii) calentar la lente oftálmica revestida con la composición termocurable a una.temperatura de al menos

80 º C, preferiblemente de 90 º C a 100 º C, durante al menos 5 minutos, a fin de formar un revestimiento libre de pegajosidad, (iii) calentar la lente oftálmica con el revestimiento libre de pegajosidad a una temperatura de al menos 95º C, preferiblemente de 98 a 105 º C, durante al menos dos horas, preferiblemente durante 2, 5 a 3, 5 horas, a fin de obtener un revestimiento duro insoluble completamente curado.

14. El método de acuerdo con la reivindicación 13, que comprende, además, una etapa que consiste en formar una capa resistente a la abrasión basada en polisiloxano sobre el revestimiento duro claro insoluble curado obtenido en la etapa (ii) .

15. Una lente oftálmica que comprende un revestimiento duro claro insoluble que resulta del curado térmico de una composición termocurable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

16. La lente oftálmica de acuerdo con la reivindicación 15, que comprende, además, una capa fotocrómica subyacente a la capa de revestimiento duro.