CN102171304B - 材料-塑料复合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及材料科学领域并涉及例如可用作功能件中的复合物的材料-塑料复合物。本发明的任务是提供材料-塑料复合物，其通过粘合和尤其是共价键实现材料锁合式的直接复合物。通过由至少一种材料成分和至少一种弹性塑料成分组成的材料-塑料复合物解决所述任务，其中所述材料成分涂有至少一种(部分)交联的漆，所述漆的(反应性)活性基团和/或可活化的基团与弹性塑料成分的官能团或者所述漆的官能团与弹性塑料成分的(反应性)活性基团和/或可活化的基团形成共价键。此外，通过所述材料-塑料复合物的制备方法解决所述任务，其中在至少一种材料成分上施加可(部分)交联的漆层，然后通过热涂覆法将至少一种弹性塑料成分至少部分施加至漆层上。

Description

材料-塑料复合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料科学领域和化学领域，并涉及如下的材料-塑料复合物，其例如可用作功能件中由经上漆的基本材料构成的复合物的材料-塑料复合物以及涉该材料-塑料复合物的制备方法，所述经上漆的基本材料为例如板材、金属成型件、汽车部件、容器、木质部件、塑料部件(由热塑性物质和热固性物质构成，例如由酚醛树脂、环氧树脂、玻璃纤维增强塑料片材(GMT)或片状模塑料(SMC)构成)。
背景技术
公知了用于制备材料-塑料复合物以及在这里特别是金属-塑料复合物的不同的解决方案。然而，由于不存在共同的工艺窗口，类似于金属结合的热焊或钎焊工艺并不适用于制备金属-塑料复合物。因此，使用连接元件来制备金属-材料复合物。
另外，经常通过粘合技术(通过使用特定的增附剂/粘合剂)利用粘着力(粘合)达到板材或金属成型件和塑料部件的结合。作为粘合材料使用含溶剂的粘合材料系统、分散体、热熔体和反应性粘合剂，优选为可热活化的粘合剂(DE 4109397A1)。
在一些情况下，通过等离子体处理和通过烧灼对塑料部件进行表面改性或表面活化塑料部件而改善结合粘附被证明是有利的。
也已不使用粘合剂的情况下通过用大气等离子体来净化和预处理结合面而增高粘附性(G.Krüger等人，-Kleben&Dichten(粘着-粘合与密封)，42(1998))。在此可通过增大结合面来补偿低的结合强度。
由Giese(V.M.Giese，Dissertation 1995，Erlangen-Nürnberg，Lehrstuhl für Polymerwerkstoffe)介绍了一种特定形式的复合注塑，方法是，用增容剂/增附剂改性塑料。
为了实现结合，也可在钢材与聚丙烯或聚乙烯之间通过粘有针刺无纺布作为增附剂(M.Weiβ-Quasdorf等人，Taschenbuch für dieTextilindustrie(纺织工业手册)2000)。
另一已知的方案是通过机械夹紧制备混合构件的复合注塑。为此，除了粘着力之外，还优先利用机械啮合部/底切部来以形成复合。所述方法以大量方案和变体使用，以制备相应稳定的金属-塑料连接(EP 0721090A1；EP 0721831A1；DE 10029411A1；DE 10149522A1；DE 10317218A1；DE 10329710A1)。在此，嵌入部件能由塑料材料锁合式地包铸(23.IKV-Kolloquium Aachen 2006，S.11ff.)。
通过EP 01699612A1已知如下的塑料-金属-复合管，据此，通过将塑料与型锁合式连接结合(底切部在金属体中)而实现复合；复杂的金属加工法是必需的。在内腔和/或内孔处使用类似于铆接或由金属复合技术公知的其他连接方法的机械夹紧方案。
通过EP 01086166A1已知一种在塑料材料与金属表面之间制造连接的方法，其中，将粘着性聚合物组合物的粉末施加到所述金属表面上，通过注塑用塑料材料对所述金属表面加以包铸，并给所述金属表面输送热量。
通过WO 00/59990已知一种用于制造金属-塑料复合物的类似方法，其中，在第一步骤中，将聚合物粘合材料粉末施加到金属表面上，并在第二步骤中通过对金属表面的外包模制(Overmoulding)来制备复合物，并且最后在金属表面之上进行温度处理。
通过US 6,403,673C1已知一种DISPECOLL系列(BayerMaterialScience AG(拜耳材料科学股份公司))的光反应性涂层(粘合剂)，该光反应性涂层通过烯键式不饱和双键作为可热活化的粘合剂用于将铝质部件与塑料相粘合。粘合层被呈水性溶液的形式施加至铝质部件上，成膜并干燥，所述层是放置稳定的。在随后的注塑或挤出过程中，用粘合层在混合组分(Hybridpartner)的热塑料熔体中激活自由基交联反应，这导致结合粘附得到改善。
然而，在平面式粘合的情况下产生了塑料成分在冷却时收缩的问题。使用热连接方法时不同的热膨胀系数总是导致材料应力问题，这样的问题显著降低了连接的初始结合强度，或者可导致结合完全毁损。
吕登沙伊德(Lüdenscheid)塑料研究所(K-Zeitung 5-9.2006年3月，Fügetechnik(结合技术))研发了一种后注塑(Hinterspritzen)金属部件的特别方案，其目标是使塑料部件达到呈真金属表面的形式的表面效果。在此，不同增附剂的作用占据首要位置。用与塑料成分相适合的特定增附剂/底漆(Primer)预先涂覆成型件之后，将塑料进行喷涂，即使在气候变化测试之后仍然也表现出良好至非常好的粘附性。在各个金属表面表面上达到装饰效果。然而问题是，在平面式部件的情况下，由于不同的热膨胀系数，通过塑料成分的高度收缩导致变形。当金属部件具有相应的硬度使得不能通过方案补偿应力平衡时，可能导致部分或全部分层。
WO2005/061203中描述了一种金属-塑料复合物，其中，在塑料层与金属区域之间存在金属区域和塑料层的力锁合式热连接。增附剂层被实施有如下程度的弹性，使得金属区域和塑料层的不同的热膨胀系数通过增附剂层被很大程度上加以补偿。
在DE 102005032421A1中同样描述了塑料-金属复合体以及通过金属后注塑制备这样的塑料-金属复合体的方法，其中，用增附剂对金属部件进行改性。金属板材部件由铝和/或铝合金构成。该金属板材部件的内侧与塑料载体部件连接。所述塑料部件由耐热性塑料组成，并且在金属板材部件与塑料之间存在抗老化的材料锁合式连接。通过对后注塑之前施加至金属部件上的耐热性和耐化学药品的增附剂加以活化而使得形成复合。
由于复合材料以及复合元件日益增加的重要性，在技术中使用不同的制备方法。
当制备复合材料或复合元件时，目标是经济地组合构件中不同的材料特性。由此，可优化地利用各个(功能性)材料的特殊特性。在此，所述利用方案基本依赖于复合物的性质。当组合材料时，鉴于热膨胀系数，不同的材料特性经常获得不足的结合强度。因此，使用复杂的结合工艺和粘合工艺。
发明内容
本发明的任务是，提供材料-塑料复合物及其简单经济的制备方法，所述材料-塑料复合物通过材料成分与塑料成分之间的粘合和尤其是共价键实现材料锁合式的直接复合，迄今为止，材料-塑料复合物仅能通过机械固着、随后粘合或通过注塑工艺之前施加至材料部件上的增附剂而可行，并且本发明的任务还有用于制备这样的材料-塑料复合物的简单而成本低廉的方法。
该任务通过权利要求书中提供的发明得以解决。从属权利要求的主题是有利的构造方案。
根据本发明的材料-塑料复合物由至少一种材料成分和至少一种弹性塑料成分组成，其中，在所述材料成分与所述弹性塑料成分之间至少部分布置有(部分)交联的漆，
-其中，所述(部分)交联的漆的(反应性)活性自由异氰酸酯基和/或环氧基和/或经热裂解解封的异氰酸酯基和/或可(热和/或催化)活化的脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基与弹性塑料成分的官能团发生反应，并通过尿烷基和/或脲基甲酸酯基和/或脲基和/或缩二脲基和/或酯基和/或醚基和/或酰胺基和/或胺基在所述(部分)交联的漆与所述弹性塑料成分之间形成共价键，
或者
-其中，所述(部分)交联的漆的反应性官能性羟基和/或羧酸基和/或环氧基与弹性塑料成分的自由异氰酸酯基和/或经热裂解解封的异氰酸酯基和/或(热和/或催化)活化的脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基发生反应，并通过尿烷基和/或脲基甲酸酯基和/或酯基和/或醚基和/或酰胺基在所述(部分)交联的漆与所述弹性塑料成分之间形成共价键，
其中，所述共价键通过所述自由异氰酸酯基和/或经热裂解解封的异氰酸酯基的加成反应和/或在对脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基进行热和/或催化活化以及所述脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基与官能团反应的情况下并且在排除非特异性自由基反应的情况下而产生，
以及其中，所述漆在施加之后在对材料-塑料复合物的所有其他加工期间不再熔化，
并且通过热涂覆法将所述弹性塑料成分至少部分施加至所述漆层上，在复合物形成之后，不进行热学后处理。
另外根据本发明的材料-塑料复合物由至少一种材料成分，至少一种弹性塑料成分和至少一种热塑性硬质塑料成分组成，其中，所述材料成分被涂有至少一种(部分)交联的漆，
-其中，所述(部分)交联的漆的(反应性)活性自由异氰酸酯基和/或环氧基和/或经热裂解解封的异氰酸酯基和/或可(热和/或催化)活化的脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基与所述弹性塑料成分的官能团发生反应，并通过尿烷基和/或脲基甲酸酯基和/或脲基和/或缩二脲基和/或酯基和/或醚基和/或酰胺基和/或胺基在所述(部分)交联的漆与所述弹性塑料成分之间形成共价键，
或者
-其中，所述(部分)交联的漆的反应性官能性羟基和/或羧酸基和/或环氧基与所述弹性塑料成分的自由异氰酸酯基和/或经热裂解解封的异氰酸酯基和/或(热和/或催化)活化的脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基发生反应，并通过尿烷基和/或脲基甲酸酯基和/或酯基和/或醚基和/或酰胺基在所述(部分)交联的漆与所述弹性塑料成分之间形成共价键，
以及其中，所述弹性塑料成分在所述漆层与所述热塑性硬质塑料成分之间形成连接，
以及其中，所述共价键通过所述自由异氰酸酯基和/或经热裂解解封的异氰酸酯基的加成反应和/或在对脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基进行热和/或催化活化以及所述脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基与官能团反应的情况下并且在排除非特异性自由基反应的情况下而产生，
以及其中，所述漆在施加之后在对材料-塑料复合物的所有其他加工期间不再熔化，并通过热涂覆法将所述弹性塑料成分至少部分施加至所述漆层上，并通过热涂覆法将所述热塑性硬质塑料成分至少部分施加在所述弹性塑料成分上，或者在夹层(注塑)法中将所述弹性塑料成分和所述热塑性硬质塑料成分至少部分施加至所述漆层上，其中，所述弹性成分在夹层法中构成主要成分，在复合物形成之后，不进行热学后处理。
同样根据本发明的材料-塑料复合物由至少一种材料成分，至少一种弹性塑料成分和至少一种热固性塑料成分组成，其中，所述材料成分被涂有至少一种(部分)交联的漆，
-其中，所述(部分)交联的漆的(反应性)活性自由异氰酸酯基和/或环氧基和/或经热裂解解封的异氰酸酯基和/或可(热和/或催化)活化的脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基与所述弹性塑料成分的官能团发生反应，并通过尿烷基和/或脲基甲酸酯基和/或脲基和/或缩二脲基和/或酯基和/或醚基和/或酰胺基和/或胺基在所述(部分)交联的漆与所述弹性塑料成分之间形成共价键，
或者
-其中，所述(部分)交联的漆的反应性官能性羟基和/或羧酸基和/或环氧基与所述弹性塑料成分的自由异氰酸酯基和/或经热裂解解封的异氰酸酯基和/或(热和/或催化)活化的脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基发生反应，并通过尿烷基和/或脲基甲酸酯基和/或酯基和/或醚基和/或酰胺基在所述(部分)交联的漆与所述弹性塑料成分之间形成共价键，
以及其中，所述弹性塑料成分在所述漆层与所述热固性塑料成分之间形成连接，
以及其中，所述共价键通过所述自由异氰酸酯基和/或经热裂解解封的异氰酸酯基的加成反应和/或在对脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基进行热和/或催化活化以及所述脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基与官能团反应的情况下并且在排除非特异性自由基反应的情况下而产生，
以及其中，所述漆在施加之后在对材料-塑料复合物的所有其他加工期间不再熔化，并通过热涂覆法将所述弹性塑料成分至少部分施加至所述漆层上，并通过热固性加工的热涂覆法将所述热固性塑料成分至少部分施加至所述弹性塑料成分上，在复合物形成之后，不进行热学后处理。
所述材料成分有利地由金属及其改性物、木材及其改性物、塑料及其改性物、陶瓷及其改性物或它们的材料组合物组成。
同样地，所述弹性塑料成分有利地由可热塑性加工的弹性体/热塑性弹性体(TPE)，特别是聚氨酯组成，聚氨酯具有用于与所述漆层的(反应性)活性和/或可(热和/或催化)活化的基团形成共价键的官能团，或者聚氨酯具有用于与所述漆层的官能团形成共价键的(反应性)活性和/或可(热和/或催化)活化的基团。
此外，所述弹性塑料成分有利地通过挤出、(多成分)注塑、压铸或夹层(注塑)法或发泡(Dolphin法)施加。
所述弹性塑料成分也有利地通过多成分注塑或夹层(注塑)法来施加。
在根据本发明的材料-塑料复合物的制备方法中，在至少一种材料成分上施加、成膜和(部分)交联有漆层，
-其中，所述(部分)交联的漆具有(反应性)活性自由异氰酸酯基和/或环氧基和/或经热裂解可解封的异氰酸酯基和/或可(热和/或催化)活化的脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基，并且接着，通过热涂覆法将至少一种弹性塑料成分以熔化状态至少部分施加至所述(部分)交联的漆层上，其中，所述塑料成分具有如下的官能团，所述官能团能够以熔化状态与所述(部分)交联的漆的(反应性)活性和/或可(热和/或催化)活化的基团呈尿烷基和/或脲基甲酸酯基和/或脲基和/或缩二脲基和/或酯基和/或醚基和/或酰胺基和/或胺基的形式地形成共价键，
或者
-其中，所述(部分)交联的漆具有呈环氧基和/或羟基和/或羧酸基形式的官能团，并且接着，通过热涂覆法将所述至少一种弹性塑料成分以熔化状态至少部分施加至所述漆层上，其中，所述塑料成分具有能够以熔化状态与所述(部分)交联的漆的宫能团形成共价键的、自由和/或可热解封的异氰酸酯基和/或脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基，
以及其中，所述漆在施加所述弹性塑料成分之后在对材料-塑料复合物的所有其他加工期间不熔化，并且未对所述复合物进行热学后处理。
此外，在根据本发明的材料-塑料复合物的制备方法中，在至少一种材料成分上施加、成膜和(部分)交联有漆层，
-其中，所述(部分)交联的漆具有(反应性)活性自由异氰酸酯基和/或环氧基和/或经热裂解可解封的异氰酸酯基和/或可(热和/或催化)活化的脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基，并且接着，通过热涂覆法将至少一种弹性塑料成分以熔化状态至少部分施加至所述(部分)交联的漆层上，其中，所述塑料成分具有如下的官能团，所述官能团能够以熔化状态与所述(部分)交联的漆的(反应性)活性和/或可(热和/或催化)活化的基团以尿烷基和/或脲基甲酸酯基和/或脲基和/或缩二脲基和/或酯基和/或醚基和/或酰胺基和/或胺基的形式形成共价键，
或者
-其中，所述(部分)交联的漆具有呈环氧基和/或羟基和/或羧酸基形式的官能团，并且接着，通过热涂覆法将至少一种弹性塑料成分以熔化状态至少部分施加至所述漆层上，其中，所述塑料成分具有能够以熔化状态与所述(部分)交联的漆的官能团形成共价键的、自由和/或可热解封的异氰酸酯基和/或脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基，
以及，在多成分法中，通过热涂覆法将至少一种热塑性硬质塑料成分至少部分施加至所述弹性体塑料成分上，以及其中，所述漆在施加所述弹性塑料成分之后在对材料-塑料复合物的所有其他加工期间不熔化，并且未对所述复合物进行热学后处理。
同样地，在根据本发明的材料-塑料复合物的制备方法中，在至少一种材料成分上施加、成膜和(部分)交联有漆层，
-其中，所述(部分)交联的漆具有(反应性)活性自由异氰酸酯基和/或环氧基和/或经热裂解可解封的异氰酸酯基和/或可(热和/或催化)活化的脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基，并且接着，通过热涂覆法将至少一种弹性塑料成分以熔化状态至少部分施加至所述(部分)交联的漆层上，其中，所述塑料成分具有如下的官能团，所述官能团能够以熔化状态与所述(部分)交联的漆的(反应性)活性和/或可(热和/或催化)活化的基团呈尿烷基和/或脲基甲酸酯基和/或脲基和/或缩二脲基和/或酯基和/或醚基和/或酰胺基和/或胺基的形式地形成共价键，
或者
-其中，所述(部分)交联的漆具有呈环氧基和/或羟基和/或羧酸基形式的官能团，并且接着，通过热涂覆法将至少一种弹性塑料成分以熔化状态至少部分施加至所述漆层上，其中，所述塑料成分具有能够以熔化状态与所述(部分)交联的漆的官能团形成共价键的、自由和/或可热解封的异氰酸酯基和/或脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基，
以及，通过热涂覆法将至少一种热固性塑料成分至少部分施加至所述弹性体塑料成分上，
以及其中，所述漆在施加之后在对材料-塑料复合物的所有其他加工期间不熔化，并且未对所述复合物进行热学后处理。
有利地使用金属及其改性物、木材及其改性物、塑料及其改性物、陶瓷及其改性物或它们的材料组合物作为材料成分。
同样有利地，使用可热塑性加工的弹性体/热塑性弹性体(TPE)，特别是聚氨酯作为所述弹性塑料成分，聚氨酯具有用于与所述漆层的官能团形成共价键的(反应性)活性和/或可(热和/或催化)活化的基团，或者聚氨酯具有用于与所述漆层的(反应性)活性和/或可(热和/或催化)活化的基团形成共价键的官能团。
另外，所述弹性塑料成分有利地通过挤出、(多成分)注塑、压铸或夹层(注塑)法或发泡(Dolphin法)来施加。
所述弹性塑料成分也有利地被作为厚度为0.1至10mm，优选0.5至2mm的中间层或作为功能层施加。
同样有利的是，所述弹性塑料成分被作为中间层或作为功能层以经改性和/或填充和/或强化的方式施加。
同样有利的是，所述热塑性硬质塑料成分被以经改性和/或填充和/或强化的方式施加。
另外有利的是，所述热固性塑料成分被以经改性和/或填充和/或强化的方式施加。
同样有利的是，所述漆层被从溶液或分散体或作为粉末或作为熔体或作为100％液态体系来施加。
通过本发明的解决方案首次使得如下所述成为可能：在材料成分与弹性塑料成分之间除了在每种情况下存在的粘着性结合力之外还实现了共价键，共价键显著改善了结合强度。
根据本发明用漆对材料进行的表面涂布可用(部分)可交联的漆在时间和位置上在先的工序中进行。在此，漆层可被从溶液或分散体或作为粉末或作为熔体或作为室温下的液态(100％)体系(不含溶剂的反应性漆)施加。在每种情况下，或者所述漆必须具有反应性和/或可(热和/或催化)活化的基团，该基团在以熔化状态施加弹性塑料成分期间才是反应性和/或能被(热和/或催化)活化的，并且该基团与弹性塑料成分的官能团形成共价键；或者所述漆必须具有如下官能团，该官能团与弹性塑料成分的反应性和/或可(热和/或催化)活化的基团形成共价键，所述基团在以熔化状态施加弹性塑料成分期间才是反应性和/或能被(热和/或催化)活化的。除了热活化(有利地通过升温进行)之外，也可通过特定的已知催化剂进行活化。催化剂在成分中作为不配有可活化基团的添加剂。催化活化可与热活化分开地进行或相组合地进行。
例如有利的是，所述漆具有封闭的异氰酸酯基和/或脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基作为可热活化的基团和/或具有环氧基作为反应性基团，并与可热塑性加工的聚氨酯的官能团形成共价键。
同样有利的是，所述漆具有环氧基作为反应性基团，并与可热塑性加工的聚氨酯的宫能团形成共价键。
另一方面，同样有利的是，所述塑料成分和特别是聚氨酯成分具有封闭的异氰酸酯基和/或脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基作为可热活化的基团和/或具有自由异氰酸酯基和/或环氧基作为反应性基团，并与未熔化漆层的表面上的官能团形成共价键。
同样可行的是：漆层和塑料成分(此处特别是聚氨酯成分)具有封闭的异氰酸酯基和/或脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基作为可热活化的基团和/或具有自由异氰酸酯基和/或环氧基作为反应性基团，并与各个相对面(漆/塑料成分)的附加存在的官能团形成共价键。
在此，专业人士关于用于形成共价键的反应性和/或可(热和/或催化)活化的基团以及相应的官能团掌握与其知识相应的方案范围，并且知晓或能够通过少数实验选定各个基团的最佳浓度以及反应条件。由于有大量方案，未对异氰酸酯和/或环氧树脂反应的已知方案进行详细列举。
在根据本发明的复合物中使得形成共价键的反应不是非特异性自由基反应，而是在对封闭的异氰酸酯基进行热裂解和/或对各脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基进行热和/或催化活化(裂解)以及所述各脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基与热的弹性塑料成分的官能团的反应的情况下限定的已知的加成反应。在此特别有利的是，所述漆层在其制备之后不再熔化，否则会由于反应而部分或完全失去内部强度以及有可能失去反应性和/或可(热和/或催化)活化的基团或官能团。
同样特别有利的是，首要地是在使用具有脲二酮基和脲基甲酸酯基的漆的情况下，在复合物的制备过程中，漆层不熔化，这是因为在这种情况下也会降低内部强度并因此削弱复合物。
然后，根据本发明将涂有漆的材料成分放入如下装置中，该装置能够在漆层的至少部分区域上热涂覆弹性塑料成分。作为热涂覆法可考虑的有：挤出、(多成分)注塑、压铸或夹层(注塑)法或发泡(Dolphin法)。
在注塑的情况下，将经涂布的材料成分放入固定于注塑机上的注塑模具中并加以固定。在闭合模具之后，通过注塑机在模具型腔内用弹性塑料成分或多种塑料成分以多成分注塑(用先后喷涂的成分的两成分注塑和/或夹层注塑)的方式进行喷涂或外包发泡在此，模具型腔构成待施加的塑料成分的型廓。
在此，除了粘着性相互作用之外，漆与接触的弹性塑料成分之间的结合强度还基于所述成分之间通过形成共价键而发生的化学反应。此外，在多成分注塑的情况下，根据DE 19810312，化学反应也可以已知方式有助于提升结合强度。在塑料成分由多种塑料组成的情况下，必须向漆层施加作为接触层的、具有反应性和/或可反应性和/或可(热和/或催化)活化的连接基团或官能团的弹性塑料成分。
有利的是，可使用未经改性的或粘附力改性的和/或用填充材料和/或增强材料改性的热塑性弹性体，优选可热塑性加工的聚氨酯(TPU)来作为弹性塑料成分。在使用所述塑料成分的情况下，可同时用经涂布的材料成分达到型锁合性。同样达到经涂布的材料成分与塑料成分之间的可用于密封系统的(介质-)密封性。
根据本发明的解决方案的另一优点在于，只要成分具有不同的膨胀系数，用相应选定的材料成分与弹性塑料成分的材料组合物可在所述成分之间达到应力平衡，和/或在使用条件下实现压力、拉力和振动力平衡，和/或实现改善的粘附性。
复合物的制备以如下方式进行，方式为：实现经上漆的材料成分的平面式或局部的直接的外包模制。因此，通过粘着结合和共价键在漆层与期望的弹性塑料成分之间的界面上直接产生结合。
如果应当相对照地在经上漆的材料成分与硬质的、热塑性或热固性塑料成分之间实现结合，通过弹性塑料成分的中间层也是可行的。
在所述方法中，在第一步骤中通过例如注塑将弹性塑料成分的中间层施加至漆表面上，所述中间层除了粘着性结合力之外主要通过共价键与漆层不可逆地联接。然后，在第二工作步骤中，例如同样通过注塑将硬质的、热塑性或热固性塑料成分喷涂至弹性塑料成分的中间层上，所述硬质的、热塑性或热固性塑料成分除了粘合结合力之外还有利地形成共价键以提升结合粘附性，并因此使得弹性塑料成分和硬质塑料成分不可逆地相互联接。经上漆的材料成分与硬质塑料成分(例如聚碳酸酯或聚酰胺)之间通过作为中间层的弹性塑料成分结合的这种有利的材料组合物可以利用TPU材料(例如Elastollan 85 Shore A)实现。
当使用弹性体主要成分使用夹层注塑时，在一个方法步骤中喷涂各个成分。
在此，弹性塑料成分的中间层通过共价键与漆表面形成良好的粘附。除了粘着性结合力之外，弹性塑料成分也有利地与硬质的、热塑性或热固性塑料成分形成共价键，从而在“材料/漆/弹性塑料成分/硬质塑料成分”之间实现稳定的结合。
塑料成分(优选为TPU)的弹性特性同时补偿了由于加工收缩而产生的拉应力，如使用条件下出现的收缩状态和应力状态那样。
可使用所述方法用来制备如下复合物，其作为构件或作为对于表面修饰领域用于对构件表面进行装饰或功能性构形的成分。
应用领域可为：
汽车领域和家用领域，例如：
+喷涂导电性塑料成型件
+喷涂装饰性表面成分
+喷涂操纵元件
+喷涂密封元件
+喷涂光导元件
+喷涂保持元件和/或功能元件(螺纹孔、凸轮、孔眼、卡扣连接元件、铰链等)
+喷涂密封元件和弹簧元件
+喷涂加强元件(肋状物、肋状结构)
+喷涂例如由化学联结的聚酰胺-聚四氟乙烯(PTFE)-材料制成的摩擦材料-滑动元件。
根据本发明使用的材料成分可以有利地为金属、木材、热固性木质材料、塑料、WPC(木塑复合物)、SMC、陶瓷或所述材料的材料组合物。
作为用作经上漆的基本材料的材料成分，可使用板材、金属成型件、金属和/或塑料的汽车部件、容器、实木的木质(成型)部件、切屑复合物(Spanverbund)或WPC(木塑复合物)、由热塑性和热固性材料(例如酚醛树脂、环氧树脂)制成的塑料(成型)件、GMT或SMC。
材料成分的至少一个表面全部或仅部分/局部用(部分)可交联的漆涂布，所述漆至少具有反应性和/或可活化的基团，所述基团在以熔化状态施加弹性塑料成分期间才是反应性和/或能被活化的，并且所述基团与弹性塑料成分的官能团形成共价键；或者所述漆必须具有如下官能团，所述官能团与弹性塑料成分的反应性和/或可活化的基团形成共价键，所述基团在以熔体施加弹性塑料成分期间才是反应性和/或能被活化的。
漆层可被作为溶液或分散体或作为熔体或作为粉末或作为室温下的100％液态体系(不含溶剂的反应性漆)通过已知的方法施加至材料成分上，然后成膜并硬化。在本发明中，漆层的硬化应被理解为：存在具有(反应性)活性和/或(热和/或催化)(可反应)可活化的基团(例如异氰酸酯基、封闭的异氰酸酯基、脲二酮基、脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基)或官能团(例如羟基、羧酸基和/或环氧基)的稳定的、(部分)交联的、能使用的、改型稳定(umformstabil)的漆膜，并且在不熔化漆层的情况下，该漆膜的(反应性)活性和/或(可反应)可活化的基团或官能团在制备复合物的过程中在界面中与通过热学方法以熔化状态施加的弹性塑料成分形成共价键。通过使用热施加弹性塑料成分中的熔化热除了形成粘着性结合力之外，还引发使得共价键形成的化学反应。
粘合力和附加共价键的同时存在导致提升的、技术可用的结合强度。
通过根据本发明的解决方案达到了形成复合的新性质。在形成复合时，漆层通过粘合和尤其是共价键，一方面与材料表面、另一方面与弹性塑料成分构成型锁合式和力锁合式长期稳定的结合。
只要漆层与材料成分的复合物不具有用于改型过程的足够的弹性，也可在改型过程之后进行上漆，或者也可通过选定相应的弹性塑料成分和/或其层厚度达到稳定化。
因此，在相应的材料选定下，根据本发明的复合物在复合物制备之前或之后均可改型。
因此，也可制备根据本发明的具有弹性体致密的或发泡的中间层或具有弹性体/热塑性/弹性体中间层的材料锁合式夹层-板状系统或多层系统。
可例如为：
(a)将作为经涂布的材料成分(例如金属或塑料)的涂有漆的构件或成型件放入注塑机的模具中，并且在闭合模具之后，部分/局部和/或平面式地喷涂或包铸弹性塑料成分，或
(b)将作为经涂布的材料成分(例如呈经上漆的板材的形式)的经涂布的半成品放入注塑机的模具中，在注塑机的模具中改型，并将弹性塑料成分直接喷涂至经改型的部件上，或在转盘式模具中在另一模具位置上用注塑装置(Spritzgieβaggregat)将弹性塑料成分部分/局部和/或平面喷涂至经改型的部件上。
当喷涂多种塑料成分时，喷涂作为第一成分的薄的弹性塑料成分来作为中间层，并且接着喷涂实现构件特性的硬或弹性第二塑料成分。塑料成分可在多成分注塑中先后得到加工，或以夹层注塑的特殊形式在一个方法步骤中得到加工。
根据方法，手动或通过用于形成复合的机器人将经涂布的材料成分放入固定于注塑机上的打开的注塑模具中并加以固定。在闭合注塑模具之后，用至少一种弹性塑料成分和/或用多种成分在模具型腔中进行喷涂或外包发泡。在此，模具型腔构成待施加的塑料元件的型廓。
在此同样有利的是，用漆和/或弹性塑料成分全部或局部/部分覆盖经涂布的材料成分。
同样有利的是，用于热施加弹性塑料成分的方法也得到组合，例如通过注塑的组合和发泡(Dolphin法)来进行。
在此，除了粘着性结合力之外，根据本发明的材料-塑料复合物中长期稳定的形成复合还基于通过复合物制备过程中和使用施加弹性塑料成分时的熔化热的化学反应而引起/引发的共价键。
下面的根据本发明的材料-塑料复合物的示例性组合是可行而有利的：
-材料/漆/TPU(→作为功能元件)
-材料/漆/TPU(→作为中间层)/TPU*(TPU*...第二TPU-成分)
-材料/漆/TPU(→作为中间层)/聚酰胺
-材料/漆/TPU(→作为中间层)/聚碳酸酯
-材料/漆/TPU(→作为中间层)/聚酯
在此，可使用未经改性的以及用反应性官能团化学改性的和/或用已知填充材料和/或增强材料改性的TPU、聚氨酯、聚碳酸酯和聚酯来用以形成复合。
只要弹性塑料成分作为中间层，中间层可具有0.1至10mm、优选0.5至2mm的厚度。弹性体中间层成分(例如TPU)的改性已知可以利用过量自由或封闭的异氰酸酯基和/或脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基进行，或在例如聚醚嵌段酰胺(PEBA)-弹性体的情况下，用过量的羟基和/或羧酸基和/或环氧基或用过量的羟基和/或氨基进行，以便用专业人士已知的相应反应性基团通过与漆层(必要时与其他塑料成分)形成共价键而达到最佳地形成复合/联接。
因此，必要时甚至无需附加的复杂的改型过程和/或切削过程(用于底切部或机械固定元件)和特别是无需粘合工艺，通过上漆处理的和必要时经改型的构件(作为涂漆的材料成分)即可与功能元件和装饰元件形成复合物，所述复合物是牢固粘附的，并且对于该复合物可避免事后的上漆。不再需要进行事后的平面式上漆，其中，必须非常复杂地覆盖经喷涂的塑料元件。
具体实施方式
下面，通过多个实施例详细阐释本发明。
对照例1(现有技术)
作为材料成分，使用规格为120×50×2(以mm计)的未经涂布的钢板。将所述板放入并以500kN的闭合力夹紧在注塑机上的注塑模具中并加以固定。
在闭合注塑模具之后，通过注塑机在215℃的熔体温度下喷涂可热塑性加工的聚氨酯(TPU，Elastollan 1185 A10)。
喷涂面的规格为120×25(以mm计)，厚度为2mm。
用辊剥离试验根据DIN EN 2243T3测试TPU与未涂布钢制构件之间的结合强度。剥离力为35N。
对于技术应用来说，该结合强度不够。
在不预处理钢表面的情况下，无法达到结合粘附。脱模时，经喷涂的TPU-层从钢表面脱离。
对照例2(现有技术)
作为材料成分，使用规格为120×50×2(以mm计)的未经涂布的铝板。将所述板放入以500kN的闭合力夹紧在注塑机上的注塑模具中并加以固定。
在闭合注塑模具之后，通过注塑机在215℃的熔体温度下喷涂可热塑性加工的聚氨酯(Elastollan 1185A10)。
喷涂面的规格为120×25(以mm计)，厚度为2mm。
用辊剥离试验根据DIN EN 2243T3测试TPU与未涂布铝质构件之间的结合强度。剥离力为85N。
对于大多技术应用来说，该结合强度不够。
在不预处理铝表面的情况下，无法达到结合粘附。脱模时，经喷涂的TPU-层从铝表面脱离。
对照例3(现有技术)
作为材料成分，使用如下的钢板，其规格为120×50×2(以mm计)的涂有粉末漆(PUR-粉末漆1，其组成为：32％的无定形OH-官能化的聚酯树脂，8％的部分结晶的聚酯树脂，25％的脲二酮硬化剂，2％的环氧化物和0.5％的催化剂以及30％的白色颜料(TiO2)和添加剂(匀涂剂、脱气剂))并在200℃下硬化15分钟，从而涂层仅具有尿烷基并且不具有脲基甲酸酯基。层厚度为60至75μm。
将所述板放入以500kN的闭合力夹紧在注塑机上的注塑模具中并且加以固定。
在闭合注塑模具之后，通过注塑机在215℃的熔体温度下喷涂可热塑性加工的聚氨酯(Elastollan 1185 A10)。
喷涂面的规格为120×25(以mm计)，厚度为1.5mm。脱模时，TPU-成分从经上漆的钢制构件分离。无法测试TPU与经上漆的钢制构件之间的结合强度。
示例1
作为材料成分，使用如下的钢板，其规格为120×50×2(以mm计)的涂有粉末漆(PUR-粉末漆1，其组成为：32％的无定形OH-官能化的聚酯树脂，8％的部分结晶的聚酯树脂，25％的脲二酮硬化剂，2％的环氧化物和0.5％的催化剂以及30％的白色颜料(TiO2)和添加剂(匀涂剂、脱气剂)，作为脲基甲酸酯漆(部分)硬化)。层厚度为60至70μm。
将所述板放入以500kN的闭合力夹紧在注塑机上的注塑模具中并加以固定。
在闭合注塑模具之后，通过注塑机在215℃的熔体温度下喷涂可热塑性加工的聚氨酯(Elastollan 1185 A10)。
喷涂面的规格为120×25(以mm计)，厚度为1.5mm。
用辊剥离试验根据DIN EN 2243T3测试TPU与经上漆的钢制构件之间的结合强度。剥离力为245N。
对于技术应用来说，与对照例1中的复合形成方案相比，该复合具有良好的强度。
示例2
作为材料成分，使用规格为120×50×2(以mm计)的涂有粉末漆(PUR-粉末漆1，参见示例1)的铝板。层厚度为约80μm。
将所述板放入以500kN的闭合力夹紧在注塑机上的注塑模具中并加以固定。
在闭合注塑模具之后，通过注塑机在215℃的熔体温度下喷涂可热塑性加工的聚氨酯(Elastollan C 85 A10)。
喷涂面的规格为120×25(以mm计)，厚度为2mm。
用辊剥离试验根据DIN EN 2243T3测试TPU与经上漆的铝质构件之间的结合强度。剥离力为186N。
对于技术应用来说，与对照例2中复合形成方案相比，该结合强度被认为良好。
示例3
作为材料成分，使用如下的钢板，其规格为120×50×2(以mm计)的涂有粉末漆(PUR-粉末漆2，其组成为：39％的无定形OH-官能化的聚酯树脂，10％的部分结晶的聚酯树脂，15％的脲二酮硬化剂，2％的环氧化物和0.5％的催化剂以及30％的白色颜料(TiO2)和添加剂(匀涂剂，脱气剂)，作为脲基甲酸酯漆(部分)硬化)。层厚度为70至80μm。
将所述板放入以500kN的闭合力夹紧在注塑机上的注塑模具中并加以固定。
在闭合注塑模具之后，通过注塑机在215℃的熔体温度下以0.8mm的薄层喷涂可热塑性加工的聚氨酯(Elastollan C85 A10，用5质量％的MDI(二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯)对粘附加以改性)。喷涂面的规格为120×25(以mm计)。在第二步骤中，在第二模具中用PA6UltramidB3EG 6在外包模制过程中喷涂所述局部用TPU-层表面改性的钢板。
用剪切试验法测试PA与具有TPU-中间层的经上漆的钢制构件之间的结合强度。剪切力为320N。
对于技术应用来说，结合强度非常好。
示例4
作为材料成分，使用规格为120×50×2(以mm计)的涂有粉末漆(PUR-粉末漆2，参见示例3)的铝板。层厚度为60至70μm。
将所述板放入以500kN的闭合力夹紧在注塑机上的注塑模具中并加以固定。
在闭合注塑模具之后，通过注塑机在215℃的熔体温度下以0.5mm的薄层喷涂可热塑性加工的聚氨酯(Elastollan 1185A10，用3质量％的MDI(二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯)进行粘附改性)。喷涂面的规格为120×25(以mm计)。在第二步骤中，在第二模具中用PC(聚碳酸酯)Lexan 121在外包模制过程中喷涂所述局部用TPU-层表面改性的铝板。
用剪切试验法测试PC与具有TPU-中间层的经上漆的铝质构件之间的结合强度。剪切力为460N。
对于技术应用来说，结合强度非常好。
示例5
作为材料成分，使用规格为100×100×1(以mm计)的涂有粉末漆(PUR-粉末漆1，参见示例1)的铝板/半成品。层厚度为约80μm。
将所述板放入其中整合有用于改型过程的深冲模型(模制构件(Demonstratorbauteil)：小盆状模型)的注塑模具中。在注塑机中，以500kN的闭合力夹紧和固定所述模具。
闭合注塑模具，通过注塑机进行涂布的铝质半成品的方案过程直至形成模制构件(小盆状模型)。然后立即在第二步骤中，在215℃的熔体温度下喷涂可热塑性加工的聚氨酯(Elastollan C60D，用3质量％的MDI(二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯)对粘附进行改性)，从而以样品型体规格(铝质成型件上的TPU-结合面为4×10(以mm计))在经改型的模制件/小盆表面上局部/垂直构成有TPU-成型体。
根据拉力试验DIN ISO 53455确定TPU与夹紧的经上漆的铝质构件之间的结合强度。抗拉强度为23.6N/mm2，这对于技术应用来说是良好的结合强度。
示例6(发泡：Dolphin技术/Skinform法)
作为基本材料，使用规格为120×50×2(以mm计)的涂有粉末漆(PUR-粉末漆2，参见示例3)的铝板。层厚度为70至80μm。
将所述板放入以500kN的闭合力夹紧在注塑机上的注塑模具中并加以固定。
在闭合注塑模具之后，通过注塑机在第二步骤中在注塑机中填充聚氨酯至漫溢(Dolphin技术，ENGEL公司，或Skinform法，Krauss-Maffei公司)。通过漆层与聚氨酯之间的化学相容性以及通过形成附加的共价键实现了这两种材料相互间良好的粘附。
再次用剥离试验法测试TPU与经上漆的铝质构件之间的结合强度。剥离力为160N。对于许多技术应用来说，结合强度良好。
示例7
作为基本材料，使用规格为120×50×4(以mm计)的涂有粉末漆(PUR-粉末漆1，参见示例1)的MDF-板(中等密度纤维板)。层厚度为60至70μm。
将所述板放入以500kN的闭合力夹紧在注塑机上的注塑模具中并加以固定。
在闭合注塑模具之后，通过注塑机在200℃的熔体温度下喷涂可热塑性加工的聚氨酯(Elastollan 1185A10，用5质量％的MDI(二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯)对粘附加以改性)。
喷涂面的规格为120×25(以mm计)，厚度为2mm。
用剥离试验法测试TPU与经上漆的MDF-板之间的结合强度。剥离力为165N。
对于所述材料组合物来说，结合强度良好。
示例8
作为基本材料，使用规格为120×50×4(以mm计)的涂有粉末漆(PUR-粉末漆2，参见示例3)的SMC-板(片状模塑料，SMC-A类，Polytec Group)。层厚度为70至80μm。
将所述SMC-板放入以500kN的闭合力夹紧在注塑机上的注塑模具中并加以固定。
在闭合注塑模具之后，通过注塑机在200℃的熔体温度下喷涂可热塑性加工的聚氨酯(Elastollan 1185 A10，用3质量％的MDI(二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯)对粘附加以改性)。
喷涂面的规格为120×25(以mm计)，厚度为1.5mm。
用剥离试验法测试TPU与经上漆的SMC-板之间的结合强度。剥离力为170N。
对于技术应用来说，结合强度良好。
示例9
作为材料成分，使用如下的钢板，规格为120×50×2(以mm计)的涂有粉末漆(PUR-粉末漆，其组成为：25％的无定形OH-官能化的聚酯树脂，10％的部分结晶的聚酯树脂，30％的脲二酮硬化剂，2％的环氧化物和0.5％的催化剂以及30％的白色颜料(TiO2)和添加剂(匀涂剂，脱气剂)，作为具有脲基甲酸酯和剩余含量的脲二酮的漆硬化)。层厚度为80至85μm。
将所述板放入以500kN的闭合力夹紧在注塑机上的注塑模具中并加以固定。
在闭合注塑模具之后，通过注塑机在225℃的熔体温度下喷涂用OH-端基改性反应性的可热塑性加工的共聚酯弹性体(TPC)(Hytrel，OH-改性)。
喷涂面的规格为120×25(以mm计)，厚度为1.0mm。
用辊剥离试验根据DIN EN 2243T3测试共聚酯弹性体与经上漆的钢制构件之间的结合强度。剥离力为145N。
对于用于形成复合的技术应用来说，相应构件具有足够良好的结合强度。
示例10
作为材料成分，使用如下的钢板，规格为120×50×2(以mm计)的涂有PUR-漆的熔体(PUR-漆，其组成为：55％的无定形OH-官能化的聚酯树脂，35％的脲二酮硬化剂，2％的环氧化物和0.5％的催化剂以及5％的白色颜料(TiO2)和添加剂(匀涂剂，脱气剂)，作为具有脲基甲酸酯的漆硬化)。层厚度为90至100μm。
将所述板放入以500kN的闭合力夹紧在注塑机上的注塑模具中并加以固定。
在闭合注塑模具之后，通过注塑机在240℃的熔体温度下喷涂具有OH-端基的可热塑性加工的聚酰胺酯弹性体(OH-改性的PEBA-材料)。
喷涂面的规格为120×25(以mm计)，厚度为1.5mm。
用辊剥离试验根据DIN EN 2243T3测试热塑性聚酰胺酯弹性体与经上漆的钢制构件之间的结合强度。剥离力为180N。
对于用于形成复合的技术应用来说，相应构件具有足够良好的结合强度。
示例11
作为材料成分，使用如下的钢板，规格为120×50×2(以mm计)的涂有PUR-漆的熔体(PUR-漆，其组成为：50％的无定形OH-官能化的聚酯树脂，40％的脲二酮硬化剂，2％的环氧化物和0.5％的催化剂以及5％的白色颜料(TiO2)和添加剂(匀涂剂，脱气剂)，作为具有脲基甲酸酯的漆硬化)。层厚度为80至95μm。
将所述板放入以500kN的闭合力夹紧在注塑机上的注塑模具中并加以固定。
在闭合注塑模具之后，通过注塑机在220℃的熔体温度下喷涂具有OH-端基的可热塑性加工的聚酰胺酯弹性体(与PEBA-材料具有相似的嵌段共聚物结构，OH-改性)。
喷涂面的规格为120×25(以mm计)，厚度为1.2mm。
用辊剥离试验根据DIN EN 2243T3测试热塑性聚酰胺酯弹性体与经上漆的钢制构件之间的结合强度。剥离力为155N。
对于用于形成复合的技术应用来说，相应构件具有足够良好的结合强度。
示例12
作为材料成分，使用如下的钢板，规格为120×50×2(以mm计)的涂有粉末漆(PUR-粉末漆1，其组成为：40％的无定形OH-官能化的聚酯树脂，25％的脲二酮硬化剂，2％的环氧化物和0.5％的催化剂以及30％的白色颜料(TiO2)和添加剂(匀涂剂，脱气剂)，作为具有脲基甲酸酯的漆硬化)。层厚度为65至80μm。
将所述板放入以500kN的闭合力夹紧在注塑机上的注塑模具中并加以固定。
在闭合注塑模具之后，通过注塑机在215℃的熔体温度下喷涂可热塑性加工的聚氨酯与改性EVA的共混物(70％的Elastollan 1185 A10和30％的顺丁烯二酸酐接枝的EVA，反应性掺和＝EVA*)。
喷涂面的规格为120×25(以mm计)，厚度为：0.8mm。
用辊剥离试验根据DIN EN 2243T3测试共混物(70TPU/30EVA*)与经上漆的钢制构件之间的结合强度。剥离力为215N。
对于用于形成复合的技术应用来说，所述值对于相应构件来说是良好的结合强度。
示例13
作为基本材料，使用如下的铝板，规格为120×50×2(以mm计)的涂有环氧化物粉末漆(环氧化物粉末漆，由如下所述组成：羧基封端的聚酯树脂和具有过量的15％的环氧基的Araldit PT910，0.5％的催化剂以及10％的白色颜料(TiO2)和添加剂(匀涂剂，脱气剂))。层厚度为60至70μm。
将所述板放入以500kN的闭合力夹紧在注塑机上的注塑模具中并加以固定。
在闭合注塑模具之后，通过注塑机在215℃的熔体温度下喷涂可热塑性加工的羧基封端的共聚酯弹性体(TPC)。
喷涂面的规格为120×25(以mm计)，厚度为1.2mm。
用辊剥离试验根据DIN EN 2243T3测试特定改性的共聚酯弹性体与经上漆的钢制构件之间的结合强度。剥离力为135N。
对于用于形成复合的技术应用来说，所述值对于相应构件来说是足够良好的结合强度。
示例14(夹层物：TPU-主要成分PA6/GF-芯成分)
作为基本材料，使用规格为120×50×2(以mm计)的涂有粉末漆(PUR-粉末漆2，参见示例3)的铝板。层厚度为70至85μm。
将所述板放入夹紧在两成分注塑机ENGEL ES 200H/80V/50HL-2F型(配备有用于夹层注塑的特定的压力控制的两成分板系统)上夹紧的注塑模具中并加以固定。
在闭合注塑模具之后，通过注塑机以如下形式进行夹层注塑：在220℃下预喷涂作为主要成分的TPU-成分Elastollan 1185 A10，然后在285℃下再喷涂作为芯成分的PA6/GF(Ultramid B3EG6，BASF)。通过漆层与TPU以及TPU与PA6/GF之间的化学相容性以及通过在漆与TPU以及TPU与PA6/GF之间形成附加的共价键达到所述材料相互间的非常好的粘附力。
根据拉力试验DIN ISO 53455确定TPU-PA6/GF-夹层堆叠物(垂直于经上漆的铝板而置)与具有直径为10mm的圆形接触面的经上漆的铝板之间的结合强度。抗拉强度为29.1N/mm2，这对于技术应用来说是非常好的结合强度。
示例15(夹层物：TPU-主要成分；PC-芯成分)
作为基本材料，使用规格为120×50×2(以mm计)的涂有粉末漆(PUR-粉末漆1，参见示例1)的铝板。层厚度为65至85μm。
将所述板放入夹紧在两成分注塑机ENGEL ES 200H/80V/50HL-2F型(配备有用于夹层注塑的特定的压力控制的两成分板系统)上的注塑模具中并加以固定。
在闭合注塑模具之后，通过注塑机以如下形式进行夹层注塑：在220℃下预喷涂作为主要成分的TPU-成分Elastollan 1185 A10，然后在285℃下喷涂作为芯成分的PC(聚碳酸酯Lexan 121，GE-Plastics)。通过漆层与TPU以及TPU与PC之间的化学相容性以及通过在漆与TPU以及TPU与PC之间形成附加的共价键达到所述材料相互间的非常好的粘附。
根据拉力试验DIN ISO 53455确定TPU-PC-夹层堆叠物(垂直于经上漆的铝板而置)与具有直径为10mm的圆形接触面的经上漆的铝板之间的结合强度。抗拉强度为26.5N/mm2，这对于技术应用来说是非常好的结合强度。
示例16
作为材料成分，使用规格为120×50×2(以mm计)的涂有粉末漆(PUR-粉末漆2，参见示例3)的铝板。层厚度为60至75μm。
将所述板放入以500kN的闭合力夹紧在注塑机上的注塑模具中并加以固定。
在闭合注塑模具之后，通过注塑机在215℃的熔体温度下以1.0mm的薄层喷涂可热塑性加工的聚氨酯-聚乙烯-共混物(Elastollan 1185A10，与30％的LLDPE-gMAn(顺丁烯二酸酐改性的LLDPE，SconaTSPE 1112 GALL，Kometra GmbH)反应性掺和)。喷涂面的规格为120×25(以mm计)。在第二步骤中，在第二模具中用聚乙烯(PE)在外包模制过程中喷涂所述局部用TPU/PE-共混物层进行表面改性的铝板。
用剪切试验法测试PE与经上漆的铝质构件之间的结合强度。剪切力为270N，这对于技术应用来说是非常好的结合强度。
示例17
作为材料成分，使用规格为120×50×2(以mm计)的涂有粉末漆(PUR-粉末漆2，参见示例3)的铝板。层厚度为60至75μm。
将所述板放入以500kN的闭合力夹紧在注塑机上的注塑模具中并加以固定。
在闭合注塑模具之后，通过注塑机在215℃的熔体温度下以1.0mm的薄层喷涂可热塑性加工的聚氨酯-聚乙烯-共混物(Elastollan 1185A10，与30％的PP-gMAn(顺丁烯二酸酐改性的聚丙烯(PP)，Scona TPPP2112FA，Kometra GmbH)反应性掺和)。喷涂面的规格为120×25(以mm计)。在第二步骤中，在第二模具中用玻璃纤维强化的PP在外包模制过程中喷涂所述局部用TPU/PP-共混物层进行表面改性的铝板。
用剪切试验法测试结合强度。剪切力为345N。这对于技术应用来说是非常好的结合强度。

Claims (22)

1.材料-塑料复合物，由至少一种材料成分和至少一种弹性塑料成分组成，其中，在所述至少一种材料成分与所述至少一种弹性塑料成分之间至少部分地布置有部分交联的漆，
-其中，所述部分交联的漆的反应性活性自由异氰酸酯基和/或环氧基和/或经热裂解解封的异氰酸酯基和/或能热和/或催化活化的脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基与弹性塑料成分的官能团发生反应，并通过尿烷基和/或脲基甲酸酯基和/或脲基和/或缩二脲基和/或酯基和/或醚基和/或酰胺基和/或胺基在所述部分交联的漆与所述弹性塑料成分之间形成共价键，
或者
-其中，所述部分交联的漆的反应性官能性羟基和/或羧酸基和/或环氧基与弹性塑料成分的自由异氰酸酯基和/或经热裂解解封的异氰酸酯基和/或热和/或催化活化的脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基发生反应，并通过尿烷基和/或脲基甲酸酯基和/或酯基和/或醚基和/或酰胺基在所述部分交联的漆与所述弹性塑料成分之间形成共价键，
其中，所述共价键通过所述自由异氰酸酯基和/或经热裂解解封的异氰酸酯基的加成反应和/或在对脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基进行热和/或催化活化以及所述脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基与官能团反应的情况下并且在排除非特异性自由基反应的情况下而产生，
以及
其中，所述漆在施加之后在对材料-塑料复合物的所有其他加工期间不再熔化，并通过热涂覆法将所述弹性塑料成分至少部分施加至所述漆层上，在复合物形成之后，不进行热学后处理。
2.材料-塑料复合物，由至少一种材料成分，至少一种弹性塑料成分和至少一种热塑性硬质塑料成分组成，其中，所述材料成分涂有至少一种部分交联的漆，
-其中，所述部分交联的漆的反应性活性自由异氰酸酯基和/或环氧基和/或经热裂解解封的异氰酸酯基和/或能热和/或催化活化的脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基与所述弹性塑料成分的官能团发生反应，并通过尿烷基和/或脲基甲酸酯基和/或脲基和/或缩二脲基和/或酯基和/或醚基和/或酰胺基和/或胺基在所述部分交联的漆与所述弹性塑料成分之间形成共价键，
或者
-其中，所述部分交联的漆的反应性官能性羟基和/或羧酸基和/或环氧基与所述弹性塑料成分的自由异氰酸酯基和/或经热裂解解封的异氰酸酯基和/或热和/或催化活化的脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基发生反应，并通过尿烷基和/或脲基甲酸酯基和/或酯基和/或醚基和/或酰胺基在所述部分交联的漆与所述弹性塑料成分之间形成共价键，
以及
其中，所述弹性塑料成分在所述漆层与所述热塑性硬质塑料成分之间形成连接，
以及
其中，所述共价键通过所述自由异氰酸酯基和/或经热裂解解封的异氰酸酯基的加成反应和/或在对脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基进行热和/或催化活化以及所述脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基与官能团反应的情况下并且在排除非特异性自由基反应的情况下而产生，
以及
其中，所述漆在施加之后在对材料-塑料复合物的所有其他加工期间不再熔化，并通过热涂覆法将所述弹性塑料成分至少部分施加至所述漆层上，并通过热涂覆法将所述热塑性硬质塑料成分至少部分施加至所述弹性塑料成分上，或者在夹层注塑法中，将所述弹性塑料成分和所述热塑性硬质塑料成分至少部分施加至所述漆层上，其中，所述弹性塑料成分在夹层注塑法中形成主要成分，在复合物形成之后，不进行热学后处理。
3.材料-塑料复合物，由至少一种材料成分，至少一种弹性塑料成分和至少一种热固性塑料成分组成，其中，所述材料成分涂有至少一种部分交联的漆，
-其中，所述部分交联的漆的反应性活性自由异氰酸酯基和/或环氧基和/或经热裂解解封的异氰酸酯基和/或能热和/或催化活化的脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基与所述弹性塑料成分的官能团发生反应，并通过尿烷基和/或脲基甲酸酯基和/或脲基和/或缩二脲基和/或酯基和/或醚基和/或酰胺基和/或胺基在所述部分交联的漆与所述弹性塑料成分之间形成共价键，
或者
-其中，所述部分交联的漆的反应性官能性羟基和/或羧酸基和/或环氧基与所述弹性塑料成分的自由异氰酸酯基和/或经热裂解解封的异氰酸酯基和/或热和/或催化活化的脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基发生反应，并通过尿烷基和/或脲基甲酸酯基和/或酯基和/或醚基和/或酰胺基在所述部分交联的漆与所述弹性塑料成分之间形成共价键，
以及
其中，所述弹性塑料成分在所述漆层与所述热固性塑料成分之间形成连接，
以及
其中，所述共价键通过所述自由异氰酸酯基和/或经热裂解解封的异氰酸酯基的加成反应和/或在对脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基进行热和/或催化活化以及所述脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基与官能团反应的情况下并且在排除非特异性自由基反应的情况下而产生，
以及
其中，所述漆在施加之后在对材料-塑料复合物的所有其他加工期间不再熔化，并通过热涂覆法将所述弹性塑料成分至少部分施加至所述漆层上，并通过热固性加工的热涂覆法，将所述热固性塑料成分至少部分施加至所述弹性塑料成分上，在复合物形成之后，不进行热学后处理。
4.根据权利要求1或2或3所述的材料-塑料复合物，其中，所述材料成分由金属和金属改性物、木材和木材改性物、塑料和塑料改性物、陶瓷和陶瓷改性物或它们的材料组合物组成。
5.根据权利要求1或2或3所述的材料-塑料复合物，其中，所述弹性塑料成分由能热塑性加工的弹性体/热塑性弹性体TPE组成，所述弹性塑料成分具有用于与所述漆层的反应性活性和/或能热和/或催化活化的基团形成共价键的官能团，或者所述弹性塑料成分具有用于与所述漆层的官能团形成共价键的反应性活性和/或能热和/或催化活化的基团。
6.根据权利要求5所述的材料-塑料复合物，其中，所述弹性塑料成分由聚氨酯组成。
7.根据权利要求1或2或3所述的材料-塑料复合物，其中，所述弹性塑料成分通过挤出、多成分注塑、压铸或夹层注塑法或发泡Dolphin法施加。
8.根据权利要求7所述的材料-塑料复合物，其中，所述弹性塑料成分通过多成分注塑或夹层注塑法来施加。
9.用于制备材料-塑料复合物的方法，其中，在至少一种材料成分上施加、成膜和部分交联有漆层，
-其中，所述部分交联的漆具有反应性活性自由异氰酸酯基和/或环氧基和/或经热裂解能解封的异氰酸酯基和/或能热和/或催化活化的脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基，并且接着，通过热涂覆法将至少一种弹性塑料成分以熔化状态至少部分施加至所述部分交联的漆层上，其中，所述弹性塑料成分具有如下的官能团，所述官能团能够以熔化状态与所述部分交联的漆的反应性活性和/或能热和/或催化活化的基团呈尿烷基和/或脲基甲酸酯基和/或脲基和/或缩二脲基和/或酯基和/或醚基和/或酰胺基和/或胺基的形式地形成共价键，
或者
-其中，所述部分交联的漆具有呈环氧基和/或羟基和/或羧酸基形式的官能团，并且接着，通过热涂覆法将至少一种弹性塑料成分以熔化状态至少部分施加至所述漆层上，其中，所述弹性塑料成分具有自由和/或能热解封的异氰酸酯基和/或脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基，所述自由和/或能热解封的异氰酸酯基和/或脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基能够以熔化状态与所述部分交联的漆的官能团形成共价键，
以及其中，所述漆在施加所述弹性塑料成分之后在对材料-塑料复合物的所有其他加工期间不熔化，并且未对所述复合物进行热学后处理。
10.用于制备材料-塑料复合物的方法，其中，在至少一种材料成分上施加、成膜和部分交联有漆层，
-其中，所述部分交联的漆具有反应性活性自由异氰酸酯基和/或环氧基和/或经热裂解能解封的异氰酸酯基和/或能热和/或催化活化的脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基，并且接着，通过热涂覆法将至少一种弹性塑料成分以熔化状态至少部分施加至所述部分交联的漆层上，其中，所述弹性塑料成分具有如下官能团，所述官能团能够以熔化状态与所述部分交联的漆的反应性活性和/或能热和/或催化活化的基团呈尿烷基和/或脲基甲酸酯基和/或脲基和/或缩二脲基和/或酯基和/或醚基和/或酰胺基和/或胺基的形式地形成共价键，
或者
-其中，所述部分交联的漆具有呈环氧基和/或羟基和/或羧酸基形式的官能团，并且接着通过热涂覆法将至少一种弹性塑料成分以熔化状态至少部分施加至所述漆层上，其中，所述弹性塑料成分具有自由和/或能热解封的异氰酸酯基和/或脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基，所述自由和/或能热解封的异氰酸酯基和/或脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基能够以熔化状态与所述部分交联的漆的官能团形成共价键，
并且，在多成分法中，通过热涂覆法将至少一种热塑性硬质塑料成分至少部分施加至所述弹性塑料成分上，
以及其中，所述漆在施加所述弹性塑料成分之后在对材料-塑料复合物的所有其他加工期间不熔化，并且未对所述复合物进行热学后处理。
11.用于制备材料-塑料复合物的方法，其中，在至少一种材料成分上施加、成膜和部分交联有漆层，
-其中，所述部分交联的漆具有反应性活性自由异氰酸酯基和/或环氧基和/或经热裂解能解封的异氰酸酯基和/或能热和/或催化活化的脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基，并且接着，通过热涂覆法将至少一种弹性塑料成分以熔化状态至少部分施加至所述部分交联的漆层上，其中，所述弹性塑料成分具有如下的官能团，所述官能团能够以熔化状态与所述部分交联的漆的反应性活性和/或能热和/或催化活化的基团以尿烷基和/或脲基甲酸酯基和/或脲基和/或缩二脲基和/或酯基和/或醚基和/或酰胺基和/或胺基的形式形成共价键，
或者
-其中，所述部分交联的漆具有呈环氧基和/或羟基和/或羧酸基形式的官能团，并且接着，通过热涂覆法将至少一种弹性塑料成分以熔化状态至少部分施加至所述漆层上，其中，所述弹性塑料成分具有自由和/或能热解封的异氰酸酯基和/或脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基，所述自由和/或能热解封的异氰酸酯基和/或脲二酮基和/或脲基甲酸酯基和/或缩二脲基和/或环氧基能够以熔化状态与所述部分交联的漆的官能团形成共价键，
以及通过热涂覆法，将至少一种热固性塑料成分至少部分施加至所述弹性塑料成分上，
以及其中，所述漆在施加之后在对材料-塑料复合物的所有其他加工期间不熔化，并且未对所述复合物进行热学后处理。
12.根据权利要求9或10或11所述的方法，其中，使用金属及金属改性物、木材及木材改性物、塑料及塑料改性物、陶瓷及陶瓷改性物或它们的材料组合物作为材料成分。
13.根据权利要求9或10或11所述的方法，其中，使用能热塑性加工的弹性体/热塑性弹性体TPE作为所述弹性塑料成分，所述弹性塑料成分具有用于与所述漆层的官能团形成共价键的反应性活性和/或能热和/或催化活化的基团，或者所述弹性塑料成分具有用于与所述漆层的反应性活性和/或能热和/或催化活化的基团形成共价键的官能团。
14.据权利要求13所述的方法，其中，使用聚氨酯作为所述弹性塑料成分。
15.根据权利要求9或10或11所述的方法，其中，所述弹性塑料成分通过挤出、多成分注塑、压铸或夹层注塑法或发泡Dolphin法来施加。
16.根据权利要求9或10或11所述的方法，其中，所述弹性塑料成分被作为厚度为0.1至10mm的中间层或作为功能层施加。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述厚度为0.5至2mm。
18.根据权利要求9或10或11所述的方法，其中，所述弹性塑料成分被作为中间层或作为功能层以经改性和/或填充和/或强化的方式施加。
19.根据权利要求10所述的方法，其中，所述热塑性硬质塑料成分被以经改性和/或填充和/或强化的方式施加。
20.根据权利要求11所述的方法，其中，所述热固性塑料成分被以经改性和/或填充和/或强化的方式施加。
21.根据权利要求9或10或11所述的方法，其中，所述漆层被从分散体或作为粉末或作为熔体或作为100％液态体系施加。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述100％液态体系是溶液。
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