CN101952118B

CN101952118B - 不对称多层复合材料

Info

Publication number: CN101952118B
Application number: CN200980106107.1A
Authority: CN
Inventors: S·霍贝卡; P·卡佩伦; R·卡梅雷尔; R·布拉姆布林克
Original assignee: Bayer MaterialScience AG
Current assignee: Covestro Deutschland AG; Bayer Intellectual Property GmbH
Priority date: 2008-02-23
Filing date: 2009-02-11
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2029-02-11
Also published as: WO2009103446A1; ES2383058T3; CN101952118A; US20090212587A1; JP2011512279A; JP5466180B2; ATE551183T1; PL2247446T3; DE102008010752A1; US8455105B2; EP2247446A1; KR20100117613A; KR101590656B1; TW201000312A; EP2247446B1

Abstract

本发明涉及具有优异耐候性和极佳低温韧性的耐候性窗玻璃和外部部件及其生产方法，特别地，涉及一种依次包括层A)、层B)和层C)的多层复合材料，层A)为耐划伤漆；层B)为热塑性塑料；层C)为耐划伤漆，其特征在于层A)不同于层C)，并且对于按照DIN EN ISO 6603-1在-30℃下的韧性/脆性转变，在层B)两侧布置有层A)的多层复合材料与在层B)两侧布置有层C)的多层复合材料相比具有更低的临界冲击速度。

Description

不对称多层复合材料

本发明涉及具有优异的耐候性(bewitterungsstabile)与极佳的低温韧性()的外部组件和耐候性窗玻璃(Verscheibung)及其生产方法，特别地涉及依次包含层A)、层B)和层C)的多层复合材料，其中

层A)为耐划伤漆(Kratzfestlack)；

层B)为热塑性塑料(Thermoplast)；

层C)为耐划伤漆；

特征在于所述层A)不同于层C)，和其中对于按照DIN EN ISO6603-1在-30℃下的韧性/脆性转变，在层B)两侧布置有层A)的多层复合材料与在层B)两侧布置有层C)的多层复合材料相比，具有更低的临界冲击速度(Auftreffschwindigkeit)。

本发明还涉及具有两个不同侧-外侧和内侧的多层结构，以下也称作不对称结构。该不对称多层结构包括以下层序列，由外侧到内侧：耐磨、耐候性涂层/热塑性基材/耐磨涂层，和特征在于外侧具有优异的耐候性和耐划伤性，同时整体结构具有高的低温韧性。

本发明还包括生产本发明多层结构的方法，和作为窗玻璃材料的用途，所述窗玻璃材料例如为汽车窗玻璃或建筑窗玻璃以及挡风玻璃，即汽车或摩托车风挡，柱或车身的覆盖物和挡板(Blende)，其中主要是不对称结构的外侧暴露于外部风蚀作用。

热塑性基材如聚碳酸酯通常以其众多有利性质为特征，所述有利性质包括透明、高延展性、高耐热变形性和尺寸稳定性。这些材料很多是透明的，和在一些情况下在商业应用中用作玻璃替代品。

尽管热塑性树脂具有上述有利性质，但其在一些应用中表现出过低的耐磨性和耐化学溶剂性。此外，与其它很多有机聚合物材料类似，其还对紫外线降解敏感。这导致基材表面泛黄和腐蚀。

基于这些原因，热塑性基材如聚碳酸酯部件具有保护性涂层。就此而言，同时形成耐磨损和划伤的机械保护以及优异的耐风蚀影响的那些保护体系恰好适用于外部应用，其中所述风蚀即为雨、温度和特别地为紫外(UV)辐照。

适用于此和用于例如建筑领域的聚碳酸酯板材、用于头灯的聚碳酸酯盖板以及用于聚碳酸酯汽车窗玻璃领域的涂层体系可粗略地分成三类：

(a)基于聚硅氧烷漆的热固性涂层，其可以是单层或多层(在基材与聚硅氧烷面漆间具有仅促进粘附的底漆层)。这些特别地描述于US4,278,804、US 4,373,061、US 4,410,594、US 5,041,313和EP-A-1 087 001中。这里作为例子提及的是可由Momentive Performance Materials Inc.Wilton，CT USA商购获得的体系，例如PHC 587；PHC 587B、PHC 587C；SHP 401(底漆)/AS 4000(面漆)，或SHP 401(底漆)/AS 4002(面漆)，以及均可由KRD Coatings，Geesthacht，德国获得的KASI或Sun或可由SDC Coatings，德国获得的MP 100，或可由GFO，Gmünd，德国获得的MRL。

“仅促进粘附的底漆层”是指包含粘附促进聚合物和任选的一种或多种UV吸收剂的那些底漆层，其由于完全不具有UV吸收剂，或仅具有低浓度的UV吸收剂连同过低的层厚，从而不能实现力争取得的耐候性。在通常的厚底漆体系中(参见(b))，这些过低的层厚度在约0.3-1.5μm范围内。

然而，在一些应用情况中，其尚不具备充分的耐候性。为获得更长寿命的组件，这里已经开发了改进的体系。一个成功的改型是通过向其中添加UV吸收剂并使之以更高层厚施加，将基于硅氧烷的面漆所必需的粘附底漆用作UV保护底漆。

(b)具有保护底漆和基于聚硅氧烷的面漆的热固化多层体系。适宜的体系例如可由US 5,391,795和US 5,679,820和″Paint & Coating Industry；2001年7月，第64-76页：The Next Generation in Weatherable Hardcoatsfor Polycarbonate″，George Medford/General Electric Silicones，LLC，Waterford，NY；James Pickett/The General Electric Co.，CorporateResearch and Development，Schenectady，NY；和Curt Reynolds/LexamarCorp.，Boyne City，MI知晓。可商购获得的体系为可由其中提及的Momentive Performance Materials获得的SHP 470(UV保护底漆)/AS4700(面漆)体系。该SHP470是基于聚甲基丙烯酸甲酯的粘附促进UV防护底漆，特别地，其使用1-甲氧基-2-丙醇和双丙酮醇作为溶剂，和使用二苯甲酰基间苯二酚作为UV吸收剂。所述AS4700面漆为具有甲硅烷基化的UV吸收剂的聚硅氧烷面漆。适宜的体系还可以是在PCT/EP2008/008835中描述的那些，包括

a)100,000重量份适用作热塑性基材与基于硅氧烷的面漆之间的粘附促进剂的底漆组合物，其包括(a1)粘合剂材料、溶剂(a2)和UV吸收剂(a3)；

b)0-900,000重量份溶剂，和

c)1-3,000重量份式(I)的化合物：

其中X＝OR⁶、OCH₂CH₂OR⁶、OCH₂CH(OH)CH₂OR⁶或OCH(R⁷)COOR⁸，其中

R⁶＝支化或非支化C₁-C₁₃烷基、C₂-C₂₀烯基、C₆-C₁₂芳基或-CO-C₁-C₁₈烷基，

R⁷＝H或支化或非支化C₁-C₈烷基，和

R⁸＝C₁-C₁₂烷基；C₂-C₁₂烯基或C₅-C₆环烷基，

其中，根据DIN EN ISO 2431，在23℃下于喷嘴直径为2mm的流杯中测量，所述组合物具有40sec-140sec的粘度。

这里，两个层，即底漆和面漆，均表现出UV防护整理的功能。

(c)任选地包含用于改进耐划伤性的填料的UV固化涂层体系，例如基于丙烯酸酯、尿烷丙烯酸酯或丙烯酰基硅烷，由于其较宽的应用层厚范围，同样可形成充分的风蚀防护。该体系是已知的，并特别地描述于US 3,707,397或DE 69 71 7959、US 5,990,188、US 5,817,715和US5,712,325中。这类适宜涂料的例子为可由Momentive PerformanceMaterials商购获得的UVHC 3000、UVHC 3000K和UVHC 3000S，或可由Redspot商购获得的UVT200和UVT 610。

耐候性划伤保护层(a)和高耐候性划伤保护层(b)和(c)还可用于其它热塑性基材如聚碳酸酯共混物上。

在一侧暴露于风蚀的众多平面应用中，不仅在外侧需要保护层，而且在较少暴露于风蚀的内侧同样必须保护其免受划伤、化学品作用以及与外侧相比更低的程度抵抗UV侵蚀。在这些情况下，组件的内侧也被直接共涂覆，即使用相同的涂层体系。

DE 3044450A1涉及一种具有多个吸收冲击或碰撞的层的抗冲击或碰撞层压体，所述吸收冲击或碰撞的层选自聚碳酸酯、玻璃和固体树脂材料，包括相对于冲击或碰撞方向的后侧聚碳酸酯层；其中该聚碳酸酯层在与冲击相反的一侧具有与位于其下的聚碳酸酯层相比更硬和更脆的耐划伤覆层，和布置于后侧聚碳酸酯层与耐划伤覆层之间的中间层，中间层的脆性比耐划伤覆层更低，所述多个层使用相容的粘合剂相互结合。

DE 10 2004014023A1涉及一种用于车辆窗玻璃的具有内侧和外侧的塑料复合板，其特征在于内侧板与外侧板通过热塑性聚氨酯层结合。

尽管热固化涂层体系(a)通常耐候性不足，但在其两侧提供高耐候性的划伤保护层(b)和(c)的情况下，观察到整体组件的显著韧性下降，特别是在低温条件下。这里的低温是指低于≤0℃，特别是≤-10℃，≈0至约-30℃。在具有高耐候性划伤保护层的聚碳酸酯及其共混物组件的穿透试验中，在两侧涂覆后，发现了动态负载下的低温韧性损失。

目的

从而，基于现有技术，目的在于提供一种具有期望的耐候性和耐划伤性，并具有必要的低温韧性的板结构。

解决问题的方案

从而，本发明涉及一种依次包含层A)、层B)和层C)的多层复合材料，其中

层A)为耐划伤漆；

层B)为热塑性塑料；

层C)为耐划伤漆；

特征在于，层A)与层C)不同，和其中对于根据DIN EN ISO 6603-1在-30℃下的韧性/脆性转变，在层B)两侧布置有层A)的多层复合材料与在层B)两侧布置有层C)的多层复合材料相比，具有更低的临界冲击速度。

换言之，本发明因此涉及一种依次包含层A)、层B)和层C)的多层复合材料，其中

层A)为耐划伤漆；

层B)为热塑性塑料；

层C)为耐划伤漆；

特征在于，层A)与层C)不同；和其中对于根据DIN EN ISO 6603-1在-30℃下的韧性/脆性转变，在具有同样层A)和C)的多层复合材料中的层A)与具有同样层A)和C)的多层复合材料中的层C)相比，具有更低的临界冲击速度。

不拘泥于理论，本发明主题的改进性质的原因在于拉应力区域的涂层主要决定了破裂行为。暴露于压力的外侧(冲击器的接触区域)仅在次要程度上影响破裂行为。从而，在一侧使用高耐候性体系涂覆的试件在根据DIN EN ISO 6603的穿透试验中，在外侧或风蚀侧表现出韧性行为。

换言之，所述目的可使用不对称多层结构实现

-其包括热塑性基材，

-在外侧使用“高耐候性、耐划伤性漆”型漆A涂覆，和

-在内侧使用“耐划伤性漆”型漆B涂覆，该漆仅轻微地对热塑性基材的低温韧性产生不利影响。

所述对低温韧性的轻微不利影响特征在于，对于根据DIN EN ISO6603在-30℃下的韧性/脆性转变，在热塑性基材两侧具有所述“耐划伤性漆”型漆B的涂层仍然得出了＞2.5m/s的临界冲击速度，特别地＞3m/s，从而还保证了本发明不对称结构的相应的相应韧性行为。

由Momentive Performance Materials获得的商业漆体系SHP401/AS4000、PHC587及其改型(PHC587B和PHC587C)，以及具有＜约1.5μm的SHP470层厚的SHP470/AS4700体系(以下称作“薄层”)表现出足够的低温韧性，特征在于，对于根据DIN EN ISO 6603在-30℃下的韧性/脆性转变，在热塑性基材如聚碳酸酯两侧具有这些漆的涂层仍然得出了＞3m/s的冲击速度。

然而，这些体系的耐候性不能满足这里所需的要求，从而其不能用于层A。

相反，具有＞约2μm的SHP470层厚(以下称为厚层)的SHP470/AS4700市售体系尽管符合耐候性要求，但基材的低温韧性降至不可接受的水平，对于根据DIN EN ISO 6603在-30℃下的韧性/脆性转变，热塑性基材如聚碳酸酯两侧上具有该漆的涂层得出＜3m/s的冲击速度。从而该漆不适于作为层C。

在热塑性基材如聚碳酸酯两侧上使用UV固化高耐候性体系如UVHC3000涂覆后，出现了在动态负载下的低温韧性损失，使得这些体系同样不适用于层C。

从而，本发明还涉及根据本发明的多层复合材料，其中SHP 470(厚层)/AS4700或UVHC 3000用作漆A，和例如但不限于SHP 470(薄层)/AS4700或SHP 401/AS4000或PHC 587或PHC 587改型用作漆B。

定义

在本发明的范围内，表述“多层复合材料”是指多个层的连续复合材料。

在本发明的范围内，表述“热塑性基材”是指聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、聚酯(如聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯)、聚苯醚、接枝共聚物(如ABS)及它们的混合物。适宜的热塑性塑料可另外包含填料如玻璃纤维或矿物纤维和冲击改性剂、脱模剂和稳定剂。

作为例子而非限制，特别地可提及AG 2677(具有UV稳定剂和脱模剂的中等粘度双酚A聚碳酸酯；根据ISO 1133在300℃和1.2kg下，MFR 13g/10min)、AL 2647(具有UV稳定剂和脱模剂的中等粘度双酚A聚碳酸酯；根据ISO 1133在300℃和1.2kg下，MFR13g/10min)、3103(具有UV稳定剂和脱模剂的中等粘度双酚A聚碳酸酯；根据ISO 1133在300℃和1.2kg下，MFR 6.5g/10min)、2405(具有UV稳定剂和脱模剂的中等粘度双酚A聚碳酸酯；根据ISO 1133在300℃和1.2kg下，MFR 20g/10min)、T 95MF(具有无机填料的PC+ABS共混物，根据ISO 1133在260℃和5kg下，MFR 18g/10min)、7665(具有无机填料的PC+PET共混物，根据ISO 1133在260℃和5kg下，MFR 4g/10min)。

在本发明范围内，表述“漆A”(“高耐候性耐划伤性漆”型)是指具有UV防护底漆(厚层)和基于聚硅氧烷漆的面漆(b)的上述热固化多层体系，或基于丙烯酸酯、尿烷丙烯酸酯或丙烯酰基硅烷(c)的上述UV固化涂层体系。

在本发明范围内，表述“漆B”(“耐划伤性漆”型)是指基于聚硅氧烷漆(a)的上述热固化涂层体系，或具有UV防护底漆(薄层)和基于聚硅氧烷漆的面漆(b)的上述热固化多层体系。

从而，在本发明范围内，表述“漆”或“耐划伤性漆”描述了由面漆和任选的底漆组成的体系。

在本发明范围内，表述“层A)与层C)不同”描述了在所选的漆体系方面或在底漆层和任选的面漆的厚度方面不同的层。

体系的描述：

PHC 587及其改型(PHC 587B；PHC 587C)或SPH 401/AS 4000：包括

a.通式R’_nSi(OR)_4-n的有机硅化合物或其部分缩合产物；

b.无机纳米颗粒，优选来自SiO₂；

c.基于醇的溶剂；

d.任选的UV吸收剂，优选甲硅烷基化的UV吸收剂，和作为含所述有机硅化合物的漆中的添加剂的丙烯酸酯基有机粘附促进剂。

这里，R’和R表示例如有机基团，如脂肪族基团(烷基)、芳香族基团(苯基或萘基)或具有脂肪族和芳香族部分的基团(如苄基)。

SPH 401/AS 4000：

面漆AS 4000包括

a.通式R’_nSi(OR)_4-n的有机硅化合物或其部分缩合产物；

b.无机纳米颗粒，优选来自SiO₂；

c.基于醇的溶剂；

d.任选的UV吸收剂，优选甲硅烷基化的UV吸收剂

使施加于基材上的包含有机粘附促进剂的独立底漆配制剂SPH 401在随后的施加具有组分a-d的漆之前晾干和干燥。

SHP 470/AS 4700和SHP 470FT 2050/AS 4700：

基于聚硅氧烷的面漆AS 4700包括：

a.通式R’_nSi(OR)_4-n的有机硅化合物或其部分缩合产物；

b.细碎的无机化合物，优选SiO₂；

c.基于醇的溶剂；

d.任选的UV吸收剂和其它的添加剂。

所述独立底漆配制剂SHP 470或SHP 470FT 2050或堪相比较的体系包括

a.在PC和基于聚硅氧烷的漆之间提供可能的粘附促进的有机粘结材料，

b.UV吸收剂，

c.溶剂；

将其施加于基材上，并使之在随后施加具有组分a-d的漆之前晾干和干燥。

UVHC 3000：

包括

a.一种或多种选自组分a₁和a₂之一的聚合物前体，其中

a₁.具有至少一个丙烯酸酯官能团的低聚物或其混合物

a₂.具有至少一个丙烯酸酯官能团的反应性稀释剂，或相应的反应性稀释剂混合物；

b.任选地细碎的无机化合物，优选SiO₂颗粒；

c.光引发剂；

d.UV吸收剂；

e.溶剂。

适宜的UV吸收剂优选为以下一般组的衍生物：苯并三唑类、N，N’-二苯基乙二酰胺类、2-氰基丙烯酸酯类、丙二酸亚苄酯类和甲脒类以及二苯甲酮类，特别是二苯甲酰基间苯二酚，和三嗪类，特别是2-(2-羟苯基)-1，3，5-三嗪类。

本发明还涉及用于外部应用的注射成型部件和板材部件(例如建筑窗玻璃、汽车窗玻璃或车身覆盖件)的根据本发明的多层复合材料。其例如为机动车辆的侧护板、侧窗玻璃、后窗玻璃或顶部应用。

这里，韧性借助于基于标准DIN EN ISO 6603-1的跌落试验评价。与该标准类似，穿透试验使用不同跌落能实施，其可通过在恒定落体质量下改变跌落高度实现。作为跌落能的度量，冲击速度通过挡光板(Lichtschrank)直接测量，并作为可变参数表述。

与所述标准的不同之处在于，使用分别为40mm和20mm的支座直径与芯轴直径的组合和50×50mm²的试样尺寸。落体质量为13kg和试验温度为-30℃。

使用聚合物材料在特定参数变化情况下表现出的韧性破裂向脆性破裂转变的行为表征所述韧性。在本发明情况下，使用在试样上表面的芯轴冲击速度作为可变参数。

关于用于表征韧性的参数，已经定义了“临界冲击速度(kritischeAuftreffgeschwindigkeit)”，其由具有韧性的最高速率与具有脆性破裂行为的最小速度的几何平均值得到：

v_临界＝0.5*[max(v_韧性)+min(v_脆性)]。

为确定该韧性参数，使临界冲击速度在适宜范围内变化，和测定归于所选速度的破裂行为(韧性/脆性)。破裂类型(韧性/脆性破裂)借助于冲击试样的破裂图案确定：不存在裂纹的塑性形变(按照标准)，和该样品被穿透(背离标准)(如果其保持在一个片中)，则评价为韧性破裂，样品破裂成2个或更多个部分的测试样品，则评价为脆性破裂。

测量的临界冲击速度在2-2.5m/s与13m/s之间。通常将表现出具有最小冲击速度的脆性破裂的样品评价为脆性，和临界冲击速度记作“＜2.5m/s”。

从而，将每一多层结构通过临界冲击速度表征，和由此可与其它体系比较和评价。

试样的厚度无疑影响机械应力下的形变行为和破裂行为。特别地，绝对测量值(最大力、破裂伸长率......)显示了对试样厚度的依赖性，对于不同厚度的测试样品，不能直接进行相互比较。从而，在本发明的范围内，使用具有5mm厚度的样品，其行为可进行相互比较，和其厚度处于多种应用如窗玻璃的典型尺寸。

然而，还可将不同体系中(在韧性/脆性转变位置的形式中，或在临界冲击速度下)韧性的相对差值应用到其它样品厚度上。还可将由例如在5mm厚测试样品中确定的各种漆体系和漆结构之间的相对韧性差异应用于更大或更小厚度的样品。

这里，表达拉应力区(Zugzone)是指位于与冲击器相对侧的试样侧面，从而其在穿透试验中承受拉伸应力。相反，压力区表示在冲击器条件下试样在冲击侧的区域，其中通常产生压力负荷。

在另一实施方案中，本发明涉及一种多层复合材料，其特征在于层A)中的耐划伤漆具有比层C)中的耐划伤漆低大于或等于2m/s的临界冲击速度。优选地，临界冲击速度低大于或等于1.5m/s，特别地2m/s和非常特别地2.5m/s。

在另一实施方案中，本发明涉及一种多层复合材料，其特征在于当在两侧涂覆热塑性基材时，如果层C位于拉应力区，则层C)中的耐划伤漆对于按照DIN EN ISO 6603-1在-30℃下的韧性/脆性转变，在5mm多层复合材料厚度条件下具有大于2.5m/s，特别地大于3m/s，尤其是大于3.3m/s的临界冲击速度。

在另一实施方案中，本发明涉及生产包括层A)、层B)和层C)的多层复合材料的方法，其包括：步骤i)，布置层B)，使得层B)的一个边低于更高的边；ii)在更高边的上侧使用液体耐划伤漆流涂该层B)，形成层A)；iii)在该更高边的底侧使用液体耐划伤漆流涂该层B)，形成层C)；和iv)干燥所述漆。该方法特别适用于生产根据本发明的多层复合材料。在另一实施方案中，本发明涉及一种方法，特征在于步骤ii)和iii)基本同时实施，特别地间隔1-30min、1-10min、2-5min或2-3min实施。

多层结构的生产(基材生产的描述；涂覆方法的描述)

由上述热塑性基材通过注塑和挤出生产成型制品。这类方法是已知的，并记载于″Handbuch Spritzgieβen″，Friedrich Johannnaber/WalterMichaeli，慕尼黑；维也纳：汉斯，2001，ISBN 3-446-15632-1或″Anleitungzum Bau von Spritzgieβwerkzeugen″，Menges/Michaeli/Mohren，慕尼黑；维也纳：汉斯，1999，ISBN 3-446-21258-2中。

注塑是一种用于塑料加工的成型方法。

通过该方法能够经济地大量生产可直接使用的成型件。为此，使用注塑机，将特定材料或成型物料在注射单元中塑炼，并注入注射模具中。模具的中空部分-空腔决定了最终组件的形状和表面结构。

这里，注塑包括所有注塑方法，包括多组件注塑和注射-压缩法。

可使用塑料加工中已知的注塑和注射-压缩法的变型方案生产单和多组件塑料成型件。不含注射-压缩技术的常规注塑法特别地用于生产小型注塑部件，其中出现短的流径和可使用适中的注射压力。在常规注塑法中，将塑料物料注入在两个固定位置的闭合模板之间形成的腔室内，并使之在其中固化。

注射-压缩法与常规注塑法不同之处在于，其在实施注射和/或固化操作的同时，移动模板。在已知的注射-压缩法中，在注射操作前，模板已经轻微打开，以弥补在后续固化期间出现的收缩，和降低需要的注射压力。从而在注射操作开始时，已经存在预增大的腔室。即使使用轻微打开的模板，模具的溢料面仍然保证了预增大的腔室适度的紧密性。将塑料物料注入该预增大的腔室中，并在此期间或之后压缩，同时沿密闭方向移动模具。特别地，为生产具有长流径的大面积和薄壁成型件，使用更加耗费的注射-模塑技术是优选的，或可能是绝对必要的。只有使用此方式，才能降低在大成型件情况下所要求的注射压力。此外，通过注射-压缩，可防止由高注射压力导致的注塑部件的应力或变形。由于对光学应用所用塑料上的无应力要求日益提高，特别地，这对于光学应用所用塑料如机动车辆的窗玻璃(窗)的生产是重要的。

多组件塑料成型件可通过在预先生产的成型件第一组件上表面注射或超注(over-injection)第二塑料组件生产。为此，将表面注射模板(旋转板模具中的第二空腔)安装在已经预先生产的塑料成型件第一组件上，在塑料成型件第一组件与表面注射模板之间产生用于形成第二组件的空闲空间。

由于熔体中的湿气会导致表面缺陷和增加分子量下降，因此必须在加工前使和干燥。将和在适用于此的干燥器中干燥。潮湿颗粒的干燥时间很大程度上取决于干燥装置的性质和类型，和根据干燥效率，可为2-12小时。

所有现代化注塑机均适用于加工和加工期间的常规物料温度通常对于为280-320℃，和对于为240-280℃，以及对于为240-280℃。

所述模具应进行高强度且均匀地温度控制。模具温度对于Makrolon应至少为80℃，对于和型为60℃-80℃，以获得具有尽可能低应力和良好表面的部件。

生产的组件应在没有添加剂的聚乙烯袋中存储，直至涂覆，以避免污染。

在挤出中，使塑料或其它可固化粘稠材料在连续法中通过喷嘴。为此，首先将塑料(挤出物)使用挤出机通过加热和内摩擦熔融和匀化。此外，还在挤出机中逐步形成流过所述喷嘴需要的压力。从喷嘴中离开后，所述塑料通常在水冷校准单元中固化。施加真空，以使得能够将轮廓施压至校准器壁上，从而完成成型。然后，通常还使用冷却水浴形式的冷却段。以此方式形成的几何体截面对应于使用的喷嘴或校准单元。可能的生产偏差限制在+/-0.05mm范围。

高粘性3103型特别适用于挤出加工。可通过已知加工方法用其生产板材。使用几乎专用的单螺杆挤出机。温度程序通过将由进料漏斗至喷嘴的筒温曲线由280℃递减至250℃获得。取决于加工方法，模具出口处的物料温度为240℃-300℃。然后将所述板材在抛光砑光机上轧平。随后将在板材两侧提供层压膜，并铣削成可输送板材。

挤出制品通过适宜的方法制备样品板。特别地，所述方法为锯、切、冲压、铣削和激光切割。

涂覆

涂覆法的描述

底漆和面漆可使用流涂或喷雾施加。由于得到的高光学品质，特别优选流涂法(流涂)。流涂法可用软管或适宜的涂覆头手工实施，或通过流动涂漆机器人和任选地狭缝喷嘴以流通方式(im Durchlauf)自动实施。

在此情况下，可将组件在悬挂或安装在适宜的产品支架上时涂覆。

对于大型和/或3D组件，将待涂覆的部件悬挂或安装在适宜的产品支架上。

对于小型部件，涂覆还可手工实施。在此情况下，将用于涂覆的液态底漆或漆溶液自小型部件上部边缘沿长度方向倾倒在板材上，而同时在板材的宽度方向上由左向右引导板材上漆的起点。将涂漆的板材垂直悬挂于夹具上，同时按照各生产商指示晾干和固化。

实施例

下文中，除非另外说明，否则所述数量基于重量％。

所有溶剂均作为工业级产品得到，并未经干燥地使用。

样品组件的预处理/清洁

涂覆前，将聚碳酸酯板材用电离空气吹扫，以除去附着的污染物。

固含量的测定(方法A)

漆的固含量借助于Sartorius MA40固体检测器测定，其中在140℃蒸发已称量漆样品直至达到恒定质量的时间。然后由蒸发后的质量与蒸发前质量之商以百分数形式得到固含量。在最简单的情况下，本文中，固化所述漆固化后的固含量为所述漆的重量减去溶剂的重量。

层厚度的测定(方法B)

固化漆的层厚借助于Eta Optik GmbH，德国的Eta SD30测量仪器通过白光干涉测定。

粘附性的测定(方法C)

涂层的粘附通过以下试验测定：a)存在或不存在划格的胶带(使用610胶带)的剥离(类似于ISO 2409或ASTM D 3359)；b)在沸水中存储4h后胶带的剥离。如果没有任何涂层剥离(按照ISO 2409，为0级，或按照ASTM D 3359，为5B)，则通过试验a)和b)。ISO 2409中0级和ASTM D 3359中5B是指没有能检测到的脱离。

韧性

在本文中，韧性使用基于标准DIN EN ISO 6603-1的跌落试验评价。

涂覆程序

在气候可控的涂覆室中，在漆生产商的具体指示在23-25℃及40-48％相对湿度下实施涂覆。将样品板使用所谓Iso-布(LymTech Scientific的使用70％异丙醇和30％去离子水饱和)清洁，用异丙醇冲洗，并在空气中干燥30min，和用电离空气吹扫。

底漆和所述漆按照生产商指示处理。底漆和所述漆在这里可以以交付状态使用，和还可在用适宜的溶剂稀释后使用，以获得预定层厚范围。

实施例1 AS 4700/AS 4000(根据本发明)

通过预先置入300.0g SHP 470(9.9重量％)，并添加各自97.5g双丙酮醇和1-甲氧基-2-丙醇并同时搅拌，制备由可商购获得的厚底漆SHP470(固含量9.90％)和由双丙酮醇与1-甲氧基-2-丙醇组成的1∶1溶剂混合物组成的底漆溶液。

将该底漆使用流涂法施加至5mm聚碳酸酯板(用AG2677(Bayer MaterialScience AG；具有UV稳定剂和脱模剂的中等粘度双酚A聚碳酸酯；按照ISO 1133在300℃和1.2kg下，MFR为13g/10min)形成的光学品质注塑PC板)的一侧，所述聚碳酸酯板的尺寸为10.5×15×0.5cm。

手工实施涂覆。在此情况下，将用于涂覆的液态SHP 470底漆自小型部件的上边缘沿长度方向倾倒至板上，同时在板的宽度上由左向右引导板上底漆的起点。将涂覆了底漆的板垂直悬挂在夹具上，同时根据具体的生产商指示晾干至干得不沾灰尘，并在循环空气烘箱中固化。冷却至室温后，使用AS 4700实施经涂底漆表面的涂覆。晾干至干得不沾灰尘后，通过相同加工方法使用SHP 401涂覆未涂覆的反面。将以此方式涂覆的板再次根据具体生产商指示晾干至干得不沾灰尘。

然后，将用SHP 401涂覆底漆的板使用AS 4000覆涂(überbeschichten)。晾干至干得不沾灰尘后，在循环空气烘箱中于130℃下实施固化60min。

通过方法B测定以此方式得到的透明双层涂层(底漆SHP 470/面漆AS 4700)的厚度，和通过方法C测定涂层的粘附。

实施例2 AS 4700/PHC 587(根据本发明)

将该漆使用流涂法施加至5mm聚碳酸酯板(用AG2677(Bayer MaterialScience AG；具有UV稳定剂和脱模剂的中等粘度双酚A聚碳酸酯；按照ISO 1133在300℃和1.2kg下，MFR为13g/10min)形成的光学品质注塑PC板)的一侧，所述聚碳酸酯板的尺寸为10.5×15×0.5cm。

手工实施涂覆。在此情况下，将用于涂覆的液态SHP 470底漆自小型部件的上边缘沿长度方向倾倒至板上，同时在板的宽度上由左向右引导板上底漆的起点。将涂覆了底漆的板垂直悬挂在夹具上，根据具体的生产商指示晾干至干得不沾灰尘，并在循环空气烘箱中固化。冷却至室温后，使用AS 4700实施经涂底漆表面的涂覆。晾干120sec后，使用无底漆硬涂层PHC 587在反面实施涂覆。晾干至干得不沾灰尘后，在循环空气烘箱中实施固化。

根据实施例1测试所述漆的性质。

实施例3 UVHC 3000/PHC 587(根据本发明)

将由可商购获得的UVHC 3000组成的涂覆溶液使用流涂法施加至5mm聚碳酸酯板(用AG 2677制得的光学品质的注塑PC板)(Bayer MaterialScience AG；具有UV稳定剂和脱模剂的中等粘度双酚A聚碳酸酯；按照ISO 1133在300℃和1.2kg下，MFR为13g/10min)的一侧，所述聚碳酸酯板的尺寸为10.5×15×0.5cm。

手工实施涂覆。在此情况下，将用于涂覆的UVHC 3000自小型部件的上边缘沿长度方向倾倒至板上，同时在板的宽度上由左向右引导板上底漆的起点。通常将其在流涂前常规稀释，以降低粘度。其中，常规溶剂尤其为甲氧基丙醇、双丙酮醇或其混合物。5min蒸发时间后，将所述板在75℃下预固化6min。然后使用掺杂汞的UV灯(80W/cm)以大约6-8J/cm²的剂量实施UV固化。冷却至室温后，使用PHC 587在未涂覆侧实施涂覆。根据具体的生产商指示，将其垂直悬挂在夹具上，同时晾干已涂覆的板至干得不沾灰尘。

室温蒸发30min后，在循环空气烘箱中于130℃下实施固化60min。

根据实施例1测试所述漆的性质。

实施例4在两侧的SHP 470(厚层)/AS 4700(非本发明)

通过预先置入300.0g SHP 470(9.9重量％)，并添加各自97.5g双丙酮醇和1-甲氧基-2-丙醇并同时搅拌，制备由可商购获得的厚底漆SHP470(Momentive Performance Materials Inc.Wilton，CT USA)(固含量9.90％&粘度4mm杯46.25s(关于测定，参见方法A&B))和由双丙酮醇与1-甲氧基-2-丙醇组成的1∶1溶剂混合物得到的底漆溶液。

将该漆使用流涂法施加至5mm聚碳酸酯板(用AG2677(Bayer MaterialScience AG；具有UV稳定剂和脱模剂的中等粘度双酚A聚碳酸酯；按照ISO 1133在300℃和1.2kg下，MFR为13g/10min)形成的光学品质注塑PC板)的两侧，所述聚碳酸酯板的尺寸为10.5×15×0.5cm。

手工实施涂覆。在此情况下，将用于涂覆的液态SHP 470底漆自小型部件的上边缘沿长度方向倾倒至板上，同时在板的宽度上由左向右引导板上漆的起点。在两侧涂覆情况下，在正面涂覆后，立即涂覆反面。

将涂覆底漆的板垂直悬挂于夹具上，同时在室温下晾干30min，并在循环空气烘箱中在125℃下固化15min。

冷却至室温后，使用AS 4700实施经涂底漆表面的涂覆。在两侧涂覆情况下，在正面涂覆后，立即涂覆反面。

将上漆的板垂直悬挂于夹具上，同时在室温下晾干30min，并在130℃下固化60min。

根据实施例1测试所述漆的性质。

实施例5在两侧的UVHC 3000(非本发明)

将由可商购获得的UVHC 3000(Momentive Performance MaterialsInc.Wilton，CT USA)得到的涂覆溶液使用流涂法施加至5mm聚碳酸酯板(用AG 2677制得的光学品质的注塑PC板)(BayerMaterialScience AG；具有UV稳定剂和脱模剂的中等粘度双酚A聚碳酸酯；按照ISO 1133在300℃和1.2kg下，MFR为13g/10min)的一侧，所述聚碳酸酯板的尺寸为10.5×15×0.5cm。手工使用UVHC 3000实施涂覆。通常将其在流涂前常规稀释，以降低粘度。

将用于涂覆的UVHC 3000自小型部件的上边缘沿长度方向倾倒至板上，同时在板的宽度上由左向右引导板上漆的起点。其中，常规溶剂尤其为甲氧基丙醇、双丙酮醇或其混合物。

5min蒸发时间后，将所述板在75℃下预固化6min。然后使用掺杂汞的UV灯(80W/cm)以大约6-8J/cm²的剂量实施UV固化。此时将以此方式得到的样品板在未涂覆的反面同样使用UVHC 3000流涂，和5min蒸发时间后，将所述板在75℃下预固化6min。然后使用掺杂汞的UV灯(80W/cm)以大约6-8J/cm²的剂量实施UV固化。

根据实施例1测试所述漆的性质。

实施例6在两侧的PHC 587(非本发明)

将由可商购获得的PHC 587(Momentive Performance Materials Inc.Wilton，CT USA)得到的涂覆溶液使用流涂法涂覆至5mm聚碳酸酯板(用AG 2677制得的光学品质的注塑PC板)(BayerMaterialScience AG；具有UV稳定剂和脱模剂的中等粘度双酚A聚碳酸酯；按照ISO 1133在300℃和1.2kg下，MFR为13g/10min)的两侧，所述聚碳酸酯板的尺寸为10.5×15×0.5cm。

手工实施涂覆。在此情况下，将用于涂覆的无底漆硬涂层PHC 587自小型部件的上边缘沿长度方向倾倒至板上，同时在板的宽度上由左向右引导板上底漆的起点。为了在两侧涂覆，在正面涂覆后，立即涂覆反面。将已涂覆的板垂直悬挂于夹具上，同时在室温下晾干30min，并在130℃下固化60min。

根据实施例1测试所述漆的性质。

实施例7在两侧的SHP 401/AS 4000(非本发明)

将由可商购获得的SHP 401(Momentive Performance Materials Inc.Wilton，CT USA)得到的底漆溶液使用流涂法施加至5mm聚碳酸酯板(用AG 2677制得的光学品质的注塑PC板(Bayer MaterialScienceAG；具有UV稳定剂和脱模剂的中等粘度双酚A聚碳酸酯；按照ISO1133在300℃和1.2kg下，MFR为13g/10min)的两侧，所述聚碳酸酯板的尺寸为10.5×15×0.5cm。手工实施涂覆。在此情况下，将用于涂覆的液态SHP 401底漆溶液自小型部件的上边缘沿长度方向倾倒至板上，同时在板的宽度上由左向右引导板上底漆的起点。为了在两侧涂覆，在正面涂覆后，立即涂覆反面。

将经涂覆底漆的板垂直悬挂于夹具上，同时在室温下晾干30min。

将这些经涂覆底漆的板使用流涂法用AS4000(包含UV吸收剂的基于聚硅氧烷的面漆，由Momentive Performance Materials获得)在两侧覆涂。为了在两侧涂覆，在正面涂覆后，立即涂覆反面。然后将所述板在室温下晾干30min，并在130℃下固化60min。

根据实施例1测试所述漆的性质。

实施例8外侧SHP 470(厚层)/AS 4700；内侧SHP 470(薄层)/AS 4700(根据本发明)

外侧底漆厚层：

通过预先置入300.0g SHP 470(9.8重量％)，并添加各自100g双丙酮醇和1-甲氧基-2-丙醇并同时搅拌，制备由可商购获得的厚底漆SHP470(固含量9.8％)和由双丙酮醇与1-甲氧基-2-丙醇组成的1∶1溶剂混合物得到的底漆溶液。

手工实施涂覆。在此情况下，将用于涂覆的液态SHP 470底漆自小型部件的上边缘沿长度方向倾倒至板上，同时在板的宽度上由左向右引导板上底漆的起点。

内侧底漆薄层：

通过预先置入100.0g SHP 470(9.8重量％)，并添加各自195.0g双丙酮醇和1-甲氧基-2-丙醇并同时搅拌，制备由可商购获得的厚底漆SHP470(固含量9.8％)和由双丙酮醇与1-甲氧基-2-丙醇组成的1∶1溶剂混合物得到的底漆溶液。如上所述，使用该底漆溶液手工涂覆所述板的内侧。

外侧和内侧面漆：

将以此方式涂覆底漆的板垂直悬挂于夹具上，同时根据具体生产商指示晾干至干得不沾灰尘，并在循环空气烘箱中固化。冷却至室温后，使用AS 4700实施经涂底漆表面的涂覆。晾干至干得不沾灰尘后，在循环空气烘箱中于130℃下实施固化60min。

使用方法B测定以此方式得到的透明双层涂层(底漆SHP 470/面漆AS 4700)的厚度，和通过方法C测定涂层的粘附。

实施例9内侧SHP 470(厚层)/AS 4700；外侧SHP 470(薄层)/AS 4700(非本发明)

内侧底漆厚层：

通过预先置入100.0g SHP 470(9.8重量％)，并添加各自195g双丙酮醇和1-甲氧基-2-丙醇并同时搅拌，制备由可商购获得的厚底漆SHP470(固含量9.8％)和由双丙酮醇与1-甲氧基-2-丙醇组成的1∶1溶剂混合物得到的底漆溶液。

手工实施涂覆。在此情况下，将用于涂覆的液态SHP 470底漆溶液自小型部件的上边缘沿长度方向倾倒至板上，同时在板的宽度上由左向右引导板上底漆的起点。

外侧底漆薄层：

通过预先置入300.0g SHP 470(9.9重量％)，并添加各自100.0g双丙酮醇和1-甲氧基-2-丙醇并同时搅拌，制备由可商购获得的厚底漆SHP470(固含量9.8％)和由双丙酮醇与1-甲氧基-2-丙醇组成的1∶1溶剂混合物得到的底漆溶液。如上所述，使用该底漆溶液手工涂覆所述板的外侧。

外侧和内侧面漆：

实施例1-9的层结构：

表1

根据实施例1-9说明的涂覆试验：

层厚

层厚按照方法B测定。

粘附

粘附按照方法C测定。

试验结果示于表2：

表2

韧性

在本文中，韧性通过基于标准DIN EN ISO 6603-1的跌落试验评价。

实施例1-9的基于DIN EN ISO 6603-1的跌落试验结果：

表3

具有UVHC 3000或SHP 470(厚层)/AS 4700(对应于底漆厚层)的样品板在拉应力区通常在所选条件下，即在低于2.5m/s的临界冲击速度下，发生脆性破裂。相反，具有SHP 401/AS 4000、具有SHP 470(薄层)/AS 4700(对应于底漆薄层)或具有PHC 587的板，即使在有时明显更高的冲击速度下，在拉应力区仍然表现出韧性破裂行为，取决于使用的漆体系，在3.3-8.2m/s间首次发生韧性-脆性破裂转变。

Claims

1.多层复合材料，依次包含层A)、层B)和层C)，其中

层A)为耐划伤漆；

层B)为热塑性塑料；

层C)为耐划伤漆；

特征在于所述层A)不同于层C)，和其中对于按照DIN EN ISO 6603-1在-30℃下的韧性/脆性转变，在层B)两侧布置有层A)的多层复合材料与在层B)两侧布置有层C)的多层复合材料相比，具有更低的临界冲击速度。

2.根据权利要求1的多层复合材料，特征在于当在两侧对层B）进行涂覆时，对于按照DIN EN ISO 6603-1在-30℃下的韧性/脆性转变，如果层C位于拉应力区，则层C)中的耐划伤漆在5mm的多层复合材料厚度条件下具有大于2.5m/s的冲击速度。

3.根据权利要求1的多层复合材料，特征在于层A)和C)的耐划伤漆仅在其底漆层和任选的其面漆的层厚上存在不同。

4.根据权利要求1的多层复合材料，特征在于层A)中的耐划伤漆包括

通式R’_nSi(OR)_4-n的有机硅化合物或其部分缩合产物；

细碎的无机化合物；

UV吸收剂；和

基于醇的溶剂。

5.根据权利要求1的多层复合材料，特征在于层A)中的耐划伤漆包括

基于丙烯酸酯、尿烷丙烯酸酯或丙烯酰基硅烷的UV固化涂层体系；

任选的一种或多种填料；

UV吸收剂；

光引发剂；和

基于醇的溶剂。

6.根据权利要求1的多层复合材料，特征在于层C)中的耐划伤漆包括

通式R’_nSi(OR)_4-n的有机硅化合物或其部分缩合产物；

无机纳米颗粒；

基于醇的溶剂；

任选的UV吸收剂；和

基于丙烯酸酯的有机粘附促进剂。

7.根据权利要求1的多层复合材料，特征在于该多层复合材料在层A)与层B)之间，或层B)与层C)之间，或这全部三层之间具有底漆层。

8.根据权利要求7的多层复合材料，特征在于层A)与层B)之间的底漆包括聚甲基丙烯酸甲酯、1-甲氧基-2-丙醇、双丙酮醇和UV吸收剂。

9.根据权利要求1的多层复合材料，特征在于层B)中的热塑性塑料选自聚酯、聚苯醚和接枝共聚物或它们的共混物。

10.根据权利要求1的多层复合材料，特征在于层B)是注塑的。

11.根据权利要求1的多层复合材料，特征在于层B)中的热塑性塑料选自聚碳酸酯、聚酯碳酸酯或它们的共混物。

12.根据权利要求4的多层复合材料，其中所述细碎的无机化合物是SiO₂。

13.根据权利要求6的多层复合材料，其中所述UV吸收剂是甲硅烷基化的UV吸收剂。

14.用于生产包含层A)、层B)和层C)的多层复合材料的方法，所述层A)不同于层C)，和其中对于按照DIN EN ISO 6603-1在-30℃下的韧性/脆性转变，在层B)两侧布置有层A)的多层复合材料与在层B)两侧布置有层C)的多层复合材料相比，具有更低的临界冲击速度，该方法包括步骤：i)布置层B)，使得层B)的一个边低于更高的边；ii)在该更高的边的上侧用液态耐划伤漆流涂该层B)，形成层A)；iii)在该更高的边的底侧用液态耐划伤漆流涂该层B)，形成层C)；和iv)干燥所述漆。

15.根据权利要求14的方法，特征在于基本同时实施步骤ii)和iii)。

16.根据权利要求15的方法，特征在于步骤ii)和iii)间隔1-30min实施。

17.根据权利要求1的多层复合材料用作窗玻璃的用途，其中所述窗玻璃必须主要在多层复合材料的层A)侧防止被穿透和风蚀。

18.根据权利要求1的多层复合材料用作建筑窗玻璃、汽车窗玻璃、车身覆盖件或挡风玻璃的用途。