CN102355983A - 用于修复塑料罩和透镜的组合物和方法 - Google Patents

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Abstract

塑料恢复套件和方法使机动车塑料灯罩或其它塑料表面例如太阳镜镜片或矫正光学镜片有效地恢复透光性和光学透明性。该套件和方法使由于刮擦和/或UV诱导氧化而受损的塑料表面得以恢复。该套件和方法使用具有选择用于抛光和增亮塑料表面的颗粒的抛光和增亮组合物以及形成硬UV保护涂层的UV保护组合物。该抛光和/或增亮组合物可包含分散在液体或凝胶载体中的团聚研磨机颗粒，其在抛光或增亮过程中当暴露于氧气和机械压力时尺寸逐渐减小。

Description

用于修复塑料罩和透镜的组合物和方法
相关申请的交叉引用
无
发明背景
1.技术领域
本发明涉及用于从塑料壳和透镜移除擦痕和氧化损伤的组合物和方法。具体地，本发明涉及使塑料前灯罩、光学透镜、其它塑料表面恢复透明和光亮以及防止由于刮擦和氧化导致的进一步损伤。
2.相关技术
塑料材料已经大部分替代玻璃作为机动车前灯的光学透明罩。典型的塑料前灯罩由成型为匹配机动车前部轮廓的空气动力学形状的模塑聚碳酸酯塑料构成。
塑料在多个方面优于玻璃。在具有相似的透明度时，塑料比玻璃更轻，塑料更加柔性并能够吸收小冲击，并且塑料更不容易因大冲击而碎裂。此外，塑料可容易地模塑成各种与现代机动车设计更相容的空气动力学形状。
但是，塑料也存在大量缺点。例如，塑料易于被擦伤或受到UV诱导氧化损伤。同时，塑料前灯罩通常具有保护免受擦伤和UV损伤的涂层，这种涂层不提供100％的超时保护。例如，公路颗粒和其它坚硬的磨损性物质可穿透保护涂层并导致擦伤使得塑料的光学性质劣化。除了使罩的光学性质物理劣化之外，刮擦还导致可损伤塑料多种其它过程。例如，穿透保护涂层的刮擦(来自于表面的清洗和清洁)可使得废气排放和酸雨中的化学物质可进入塑料物质内。穿透UV涂层的刮擦还使得UV辐射和/或氧气进入塑料物质内从而导致塑料的氧化损伤。此外，高亮度前灯产生的灯罩加热可导致擦痕膨胀和收缩，使得UV辐射和/或氧气可更加进入塑料物质中。经过一定的时间，如果这些过程仍然未受抑制，则塑料前灯罩会变得几乎不透明，降低流明或光输出量。这自然会由于前灯亮度和效率的降低而导致产生安全问题。
更换是前灯罩已被刮擦和/或氧化所严重损伤的车主的一个选择。但是，更换塑料罩对许多消费者而言成本过高。例如，更换前灯罩的一般价格可能为$200～$500/前灯，不包括安装费用。
存在用于修复塑料前灯罩的可得到的产品。但是，大部分的这些产品使用用于其它应用的刺鼻的清洁剂或过程、廉价的蜡和金属抛光。这些产品可能对易碎的透镜塑料非常有害。而且，从这些产品中获得的任何益处经常是短期的，无涂层透镜在再次暴露于环境力时将快速出现裂纹。
已经用于从塑料移除擦痕的产品的一个实例是称为Micro-MeshTM的系统。另一个实例是使用砂纸的Permatex。Micro-MeshTM系统利用一系列具有不同的砂粒尺寸的橡胶底砂布来移除塑料上的擦痕。第一步使用具有2400标准规格粒径的砂布。在后续步骤中，使用具有最多12000标准规格粒径的更精细级别的砂布。除了使用橡胶砂块外，在完成抛光后施加小量的抗静电乳剂。
但是，Micro-MeshTM系统具有许多不利的方面。使用Micro-MeshTM系统的一个不利方面是必须用砂布打磨掉大量的塑料以移除甚至是最微小的擦痕。亦即，有必要移除足够的塑料表面直至至少等于擦痕的深度。此外，必须移除相当大面积的塑料以避免在移除擦痕的区域周围的塑料产生光学畸变。为了避免光学畸变，使用者必须具有高水平的技巧和耐心，而这需要大量的训练。此外，利用该系统进行重复的擦痕移除会大大减少塑料的厚度并损坏其所需的保护性能。Micro-MeshTM系统的另一个不利方面是进行每类砂粒的砂磨系列中的每一步都需要大量的时间。Micro-MeshTM砂磨系统的再一不利方面是大面积的砂磨使得塑料上的保护性UV涂层随同擦痕一起被移除。
其它产品使用清漆例如丙烯酸慢干清漆以基本填入并覆盖前灯罩中的擦痕。这些产品使用方便且快速，但是它们最终不能修复塑料。清漆涂层仅仅覆盖擦痕和氧化痕，而不能修复下方的塑料损伤。清漆和涂料通常对塑料的附着性不是很好并且清漆很可能在短时间内剥落。此外，如果清漆涂层的折射率与下方的塑料不近似，则擦痕中的每个填充物将充当散射来自前灯的光的微透镜。虽然前灯在施用了清漆涂层之后会看上去好点，但是清漆实际上没有恢复灯罩的光学性能。
发明简述
本发明涉及用于使由于刮擦和紫外诱导氧化而受损的塑料表面恢复透明性和透光性的新的组合物和方法。已经发现塑料表面上的这种缺陷或裂纹可通过对塑料表面施用本文所述的更新组合物而得以移除。该组合物可包括例如一种或更多种用于从塑料表面移除擦痕和氧化痕的抛光组合物、一种或更多种用于进一步使抛光的塑料表面光滑并恢复光亮的增亮组合物以及一种或更多种用于恢复塑料表面的UV保护的组合物。根据本发明的塑料表面恢复提供长期的透明性、透光性和UV保护表面涂层。
抛光组合物包括研磨材料，该研磨材料的初始磨料尺寸为约50微米～约400微米，优选约60微米～约300微米，更优选约70微米～约200微米，最优选约75微米～约150微米。中间磨料抛光组合物优选具有的初始磨料尺寸为约50～100微米，优选约60～90微米，并且重磨料抛光组合物优选具有的初始磨料尺寸为约80～200微米，优选约100～150微米。研磨材料分散在适用于制造抛光组合物的合适载体中。根据一个实施方案，抛光组合物中的研磨材料包含在抛光过程中暴露于机械压力和氧气时分解成更小粒径(例如约10～50微米，优选15～45微米，更优选约20～40微米，最优选约25～35微米)的研磨材料。在使用前，抛光组合物有利地在基本无氧(例如在惰性氮气下)的环境中制造和贮存。
增亮组合物包括研磨材料，该研磨材料的初始磨料尺寸为约10微米～约60微米，优选约15微米～约50微米，更优选约20微米～约45微米，最优选约25微米～约40微米。轻研磨增亮组合物的初始磨料尺寸为约20～60微米，优选约25～55微米。后处理增亮组合物的初始磨料尺寸为约10～50微米，优选约15～40微米。研磨材料分散在适用于制造精细抛光组合物的合适载体中。根据一个实施方案，研磨材料包含在光亮恢复过程中暴露于机械压力和氧气时分解成更小粒径(例如约1～20微米，优选2～15微米，更优选约2.5～10微米，最优选约3～8微米)的研磨颗粒。在使用前，增亮组合物有利地在基本无氧(例如在惰性氮气下)的环境中制造和贮存。
抛光和增亮组合物的研磨剂有利地分散在现有技术已知的用于制造抛光材料的合适液体或凝胶载体中。示例性载体可包括溶剂例如水和/或有机溶剂、增稠剂、乳化剂、着色剂等。
根据一个实施方案，抛光和/或增亮组合物中的研磨颗粒为在贮存于基本无氧环境中时具有初始粒径而在抛光和/或增亮处理过程中当暴露于氧气和机械压力下时逐渐分解成具有更小最终粒径的更小颗粒的团聚体形式。该团聚体有利地分解为具有小于初始粒径的约75％的最终粒径的更小颗粒。优选地，该团聚体分解为具有小于初始粒径的约50％、更优选小于初始粒径的约33％、最优选小于初始粒径的约20％的最终粒径的颗粒。
UV保护组合物包括分散在具有溶剂的载体中的UV保护材料，当该组合物通过缓冲进入塑料表面中时，该UV保护材料有利地导致UV保护组合物有效地退火或熔入塑料表面中。结果在光学透明且光滑的塑料表面上得到硬化的UV保护涂层。UV保护涂层可任选地包括有利于将涂层结合至所制备的塑料表面的可聚合材料。假定抛光和增亮组合物可有助于制备塑料表面以接收和形成与UV保护涂层的更强结合。
本发明的抛光和增亮组合物可利用与常规抛光组合物相同的方式施用，尽管结果是远优于常规组合物。施用本发明的抛光和增亮组合物的示例性设备包括手持磨光或抛光机例如旋转轨道无绳钻机或振动抛光机或者浸渍有玻璃纤维的开孔聚氨酯抛光垫。对于较轻的擦痕，可有利的是利用开孔聚氨酯抛光垫或软棉布手工施加所述组合物。本发明的组合物与目前使用的现有抛光系统相容，但是收益更佳并且效果更耐久。
几乎所有类型的抛光垫均可与本发明的组合物一起工作，包括前述的开孔聚氨酯材料和棉垫。套毛、亚麻、刚性聚氨酯、玻璃棉和大多数其它的天然和合成材料均适用。唯一的限制是抛光垫或布足够耐久以承受抛光过程的机械力，其劲度与所关注的工作难度相当，并且其组分材料的硬度不会擦伤塑料表面或使其升温导致其燃烧或熔融。
根据一个实施方案，本发明包括一种用于使擦伤和/或氧化的塑料表面恢复透光性和透明性的套件。所述套件包括至少一种用于从塑料表面移除擦痕、氧化损伤和受损UV保护涂层的组合物、至少一种在使用所述抛光组合物之后用于使塑料表面恢复光亮和光学透明性的增亮组合物以及至少一种在使用所述增亮组合物之后用于施加至塑料表面的UV保护组合物。所述套件可任选地包括其它组分，例如一种或更多种在施加UV保护组合物之前用于移除来自抛光和增亮组合物的残余物的清洁布和/或组合物以及一种或更多种抛光或抛光垫或布(例如，由浸渍有玻璃纤维的网格状开孔聚氨酯构成的两个抛光垫)。
在一个实施方案中，本发明包括一种用于使擦伤和/或氧化的塑料表面恢复透光性和透明性的方法。所述方法设计为允许专业人员基本恢复任意的塑料表面，包括但不限于：塑料前灯罩、其它机动车塑料灯罩、塑料太阳镜镜片和塑料矫正眼镜镜片。
根据本发明的示例性方法包括(1)将抛光组合物施加至抛光垫或布，以利用所述抛光组合物和所述抛光垫或布从塑料表面抛光和移除擦痕和氧化损伤；(2)将增亮组合物施加至相同或不同的抛光垫或布并且利用所述增亮组合物和所述抛光垫或布恢复前灯的光亮和光学透明性；(3)清洁塑料表面以移除来自所述抛光和增亮组合物的残余物；和(4)将UV保护组合物施加至塑料表面。在一个实施方案中，用玻璃纤维浸渍开孔聚氨酯抛光垫。
本发明的这些和其它优点和特征将由于以下说明和所附权利要求书而变得更加全面清楚或者可通过下述本发明的实践而被认识。
附图简述
为了进一步明确本发明的上述和其它优点和特征，将通过参考附图所示的具体实施方案来更具体地描述本发明。应该理解的是，这些附图只是示出本发明的典型实施方案并且因此不应被认为是对其范围的限制，将利用以下附图更加具体和详细地描述和说明本发明：
图1示出具有未损伤区和擦伤区以及根据本发明一个实施方案的恢复区的示例性塑料前灯罩的轮廓测量扫描图；和
图2为根据本发明的一个实施方案的方法的流程图。
优选实施方案详述
I.引言和定义
本发明延及用于使塑料前灯罩恢复透明性和透光性的组合物和方法。具体而言，本发明涉及用于恢复已经由于刮擦和紫外诱导氧化而受损的表面的透明性和透光性的新的组合物和方法。已经发现塑料表面上的这种缺陷或裂纹可通过对塑料表面施用本文所述的更新组合物而得以移除。该组合物可包括例如用于从塑料表面移除擦痕和氧化痕的组合物以及用于对塑料表面进行抛光、增亮和再施加紫外保护涂层的组合物。本文所述的组合物和方法利用研磨剂和抛光剂提供受损塑料表面的恢复。本文所述的组合物和方法还包括用于再施加UV保护涂层的组合物。根据本发明恢复的塑料表面提供持久的透明性、光透射和表面涂层。
如本文所用，术语“塑料前灯罩”是指覆盖新型机动车的大灯的模塑塑料前灯罩。这些塑料前灯罩通常由聚碳酸酯制成，在现代汽车上无处不在，这是因为其通常比玻璃更耐久并且塑料可易于模塑成无缝匹配机动车前端的多种空气动力学形状。
但是，应该理解的是，存在可根据本文所述的组合物和方法恢复的许多塑料表面。本文公开的方法和套件用于允许使用者有效地恢复已被刮擦和/或紫外诱导氧化所损伤的任意塑料表面。
图1示出具有未损伤区和擦伤区以及根据本发明一个实施方案的恢复区的示例性塑料前灯罩的轮廓测量扫描图。轮廓测量是作为跨越表面的探针扫描来检测表面上不规则部分的技术。如图1所示，通常的轮廓测量扫描的x轴显示探针跨越表面行进的线性距离。在这种情况下，图1的x轴显示跨越约10000微米或约1cm的线性距离的探针收集数据。轮廓测量扫描的y轴通常记录当探针跨越表面线性行进时探测到的任意不规则部分的幅度。在这种情况下，表面中的不规则部分为塑料中的擦痕。
为了制备图1所示的塑料前灯罩的表面，用胶带遮蔽一些部分以保存未受损表面，同时其它区域被擦伤并随后恢复。未掩蔽区域利用粗砂纸(80粒度)彻底刮擦以模拟对于典型的塑料前灯罩的随时间发生的擦伤和UV损伤。然后，将擦伤表面的一些部分进行掩蔽以保存受损表面的例子。然后利用本文公开的系统和方法对未掩蔽的受损区域进行恢复。
图1所示的扫描图示出这些未受损区域10、受损区域12和恢复区域14。在x轴上的范围为约0微米～约1000微米的未受损区域10表示在Y＝0微米处的虚线所示的基本平坦表面。不同的是，在x轴上的范围为约1000微米～约7500微米的受损区域12表示指示许多深擦痕的起伏轮廓。不同的是，在x轴上的范围为约7500微米～约10000微米的恢复区域14根据本发明的方法得以恢复。恢复区域14具有相对于受损区域12基本上更规则的轮廓。而且，虽然恢复区域14的表面并非完美，但是其相对于在擦伤区域12中观察到的擦伤程度而言具有极大的改善。
通过比较图1中的未受损区域10和恢复区域14，可以认识到恢复过程趋于从塑料表面上仅移除约30微米或3％毫米的材料厚度。这是非常小量的材料，特别是当人们认为典型的前灯罩具有几个毫米厚时。通过移除这样小量的材料来根据本发明恢复塑料表面是因为本发明的组合物从塑料表面移除擦痕和/或氧化痕但不产生必须通过逐渐更精细的研磨进行移除的额外擦痕。还据信本发明的组合物能够穿透较大的擦痕并使其重整，使得深v形切口可重整成窄v形凹陷。
本发明的抛光和增亮组合物可利用与任意抛光组合物相同的方式进行施用，尽管效果远优于目前可得的任何现有技术的混合物。用于从塑料前灯罩和其他塑料表面移除擦痕的目前优选的应用方法为通过常规的手持磨光或抛光机例如旋转轨道无绳钻或振动抛光机，利用浸渍有玻璃纤维的开孔聚氨酯抛光垫来施用抛光混合物。对于较轻的擦痕，可优选利用开孔聚氨酯抛光垫或软棉布手工施加该混合物。最后，本发明的组合物与目前使用的现有抛光系统相容，但是效果更佳。
应该理解的是，几乎所有类型的抛光垫均可与本发明的组合物一起工作，包括前述的开孔聚氨酯材料和棉垫。套毛、亚麻、刚性聚氨酯、玻璃棉和大多数其它的突然和合成材料均适用。唯一的限制是抛光垫或布足够耐久以承受抛光过程的机械力，其劲度与所关注的工作难度相当，并且其组分材料的硬度不会刮擦塑料表面或使其升温导致其燃烧或熔融。
II.用于恢复塑料表面的示例性套件
在一个实施方案中，本发明包括一种用于使由于刮擦和/或紫外诱导氧化而受损的塑料表面恢复光学透明性和透光性的套件。所述套件包括至少一种配制成易于从塑料表面移除擦痕和氧化痕的抛光组合物、任选的至少一种用于表面处理塑料表面的增亮组合物和至少一种UV保护组合物。
所述抛光组合物包含研磨材料，该研磨材料的初始磨料尺寸为约50微米～约400微米，优选约60微米～约300微米，更优选约70微米～约200微米，最优选约75微米～约150微米。抛光研磨剂可以为“重磨料”或“中间磨料”。重磨料抛光研磨剂的初始磨料尺寸为约80～200微米，优选约100～150微米。中间磨料抛光研磨剂的初始磨料尺寸为约50～100微米，优选约60～90微米。
研磨材料有利地分散在适用于制造抛光组合物的合适的液体或凝胶载体中。示例性载体可包括溶剂例如水和/或有机溶剂、增稠剂、乳化剂、着色剂等。
在一个实施方案中，研磨材料包含在抛光过程中暴露于机械压力和氧气时分解成更小尺寸颗粒的研磨材料。根据一个实施方案，研磨材料在抛光过程中暴露于机械压力和氧气时分解成约10～50微米，优选15～45微米，更优选约20～40微米，最优选约25～35微米的粒径。使用前，抛光组合物有利地在基本无氧(例如在惰性氮气下)的环境中制造和贮存。
当然将会理解的是，该现象产生在使用过程中逐渐微细化的抛光组合物。这在认为典型的抛光技术涉及使用一系列逐渐微细化的研磨剂移除之前的研磨剂留下的擦痕时是有利的。本发明的抛光组合物有利地配制为避免必须使用几种抛光组合物来实现最终的抛光表面，其中利用研磨颗粒在抛光过程持续进行时逐渐微细化的事实，所述抛光组合物在单一步骤中包括多个抛光步骤。
所述套件包括至少一种配制为在使用所述抛光组合物之后用于使塑料表面恢复光亮和光学透明性的增亮组合物。所述增亮组合物包括研磨材料，该研磨材料的初始磨料尺寸为约10微米～约60微米，优选约15微米～约50微米，更优选约20微米～约45微米，最优选约25微米～约40微米。增亮研磨剂可以为“重磨料”或“细磨料”。轻磨料抛光研磨剂的初始磨料尺寸为约20～60微米，优选约25～55微米。细磨料抛光研磨剂的初始磨料尺寸为约10～50微米，优选约15～40微米。
增亮研磨剂有利地分散在适用于制造抛光和/或后处理组合物的合适的液体或凝胶载体中。示例性载体可包括溶剂例如水和/或有机溶剂、增稠剂、乳化剂、着色剂等。
在一个实施方案中，增亮组合物包含在增亮过程中暴露于氧气和机械压力时逐渐分解成更小粒径的研磨颗粒。根据一个实施方案，增亮研磨剂在增亮过程中暴露于氧气和机械压力时分解成约1～20微米，优选2～15微米，更优选约2.5～10微米，最优选约3～8微米的粒径。在使用前，增亮组合物有利地在基本无氧(例如在惰性氮气下)的环境中制造和贮存。
当然将会理解的是，该现象产生在使用过程中逐渐微细化的增亮组合物。这在认为典型的后处理技术涉及使用一系列逐渐微细化的研磨剂移除之前的研磨剂留下的擦痕时是高度有利的。本发明的增亮组合物有利地配制为避免必须使用几种增亮组合物来实现最终的增亮表面，其中利用研磨颗粒在增亮过程持续进行时逐渐微细化的事实，所述增亮组合物在单一步骤中包括多个增亮步骤。
根据一个实施方案，抛光和/或增亮组合物中的研磨颗粒为在贮存于基本无氧环境中时具有初始粒径而在抛光和/或增亮处理过程中当暴露于氧气和机械压力下时逐渐分解成具有更小最终粒径的更小颗粒的团聚体形式。该团聚体有利地分解为具有小于初始粒径的约75％的最终粒径的更小颗粒。优选地，该团聚体分解为具有小于初始粒径的约50％、更优选小于初始粒径的约33％、最优选小于初始粒径的约20％的最终粒径的颗粒。
所述套件包括至少一种用于在施用所述抛光和增亮组合物之后对塑料表面施加UV保护涂层的组合物。不幸的是，利用上述套件恢复塑料表面的过程通常从塑料表面移除制造厂施加的UV保护涂层。如果没有保护涂层，则表面会由于刮擦和UV诱导氧化而快速劣化。UV保护组合物包括分散在具有溶剂的载体中的UV保护材料，在磨光过程中其有利地导致UV保护组合物有效地退火或熔入塑料表面中。结果在光学透明且光滑的塑料表面上得到硬化的UV保护涂层。UV保护涂层可任选地包括有利于将涂层结合至所制备的塑料表面的可聚合材料。假定抛光和增亮组合物可有助于制备塑料表面以通过活化表面和产生其中保护组合物可形成与塑料表面的物理和化学结合的结合位点来接收和形成与UV保护涂层的更强结合。
过去，已经在塑料基底上通过旋涂和浸涂以及随后烘烤得到用于UV保护的高光学品质的透明保护涂层。本发明的UV保护组合物允许低温(T＜130℉)施加，这通过将UV保护涂层化学分散在溶剂载体中来实现，这使得涂层以类似于在原制造工艺中进行的方式自身退火至前灯透镜。据信涂层中的固体由通过可聚合材料结合成更大颗粒的结晶UV保护纳米颗粒制成。这导致UV保护颗粒沉积为厚单层(＞400nm)。在可见光范围内的透明度高，T≈87％，耐磨性符合DIN 58-196-G10，并且根据ASTM D3363-92a的硬度为1H。施用工艺允许防闪光涂层的可调节光泽度为60～80GU并且光学分辨率＞8线/mm。
所述套件包括至少一种用于将抛光和增亮组合物施加至塑料表面的抛光垫或抛光布。所述抛光垫或抛光布可手工施用或可附着至钻机或机械抛光机。在一个实施方案中，所述抛光垫或抛光布浸渍有玻璃纤维以增强抛光和增亮组合物的作用。据信玻璃纤维通过渗透或“到达”深擦痕使得深擦痕从深v形沟槽重整成窄u形凹陷而增强抛光和增亮组合物的作用。通过表面重整，玻璃纤维允许部分擦痕恢复，而不必须从塑料表面移除塑料层并且不必须移除等于最深擦痕的深度的塑料层。
III.用于恢复塑料表面的示例性方法
在一个实施方案中，本发明包括一种用于使擦伤和/或氧化的塑料表面恢复透光性和透明性的方法。所述方法设置为允许专业人员基本恢复任意的塑料表面。可根据本发明恢复的塑料表面的例子包括塑料前灯罩、其、它塑料机动车灯罩和塑料眼镜镜片，包括太阳镜镜片和塑料矫正镜片。
根据本发明的一个示例性方法包括(1)将抛光组合物施加至抛光垫或布，以利用所述抛光组合物和所述抛光垫或布从塑料表面抛光和移除擦痕和氧化损伤；(2)将增亮组合物施加至相同或不同的抛光垫或布并且利用所述增亮组合物和所述抛光垫或布恢复前灯的光亮和光学透明性；(3)清洁塑料表面以移除来自所述抛光和增亮组合物的残余物；和(4)将UV保护组合物施加至塑料表面。在一个实施方案中，开孔聚氨酯抛光垫浸渍有玻璃纤维。
图2示出基本恢复已由于刮擦和/或UV诱导氧化而受损的任意类型塑料表面的方法的一个实施方案的流程图20。流程图20在22处开始并且在40处结束。在一个实施方案中，所述方法包括施加抛光组合物至开孔聚氨酯抛光垫24。抛光组合物和抛光垫用于从塑料表面抛光和移除擦痕和氧化损伤26。在一个实施方案中，开孔聚氨酯抛光垫可浸渍有玻璃纤维。据信抛光组合物和玻璃纤维能够渗透或进入塑料表面中的较大擦痕中并且将所述擦痕从深v形沟槽重整为u形凹陷。该抛光系统的特性在于使得较大的擦痕可在不必须移除等于最深擦痕的深度的塑料层的情况下得以移除。
抛光垫和抛光组合物可用于通过将抛光垫与常规手持抛光或磨光机结合来从塑料表面抛光和移除擦痕和氧化损伤。作为替代方案，抛光垫可与第一研磨组合物一起手工用于从塑料表面抛光和移除擦痕和氧化损伤。塑料表面可根据需要进行清洗28以洗去污物和/或塑料残余物，并且在塑料表面和抛光垫之间提供润滑以及抛光组合物。
当然将会理解的是，该现象产生在使用过程中逐渐微细化的抛光组合物。这在认为典型的抛光技术涉及使用一系列逐渐微细化的研磨剂移除之前的研磨剂留下的擦痕时是高度有利的。本发明的抛光组合物有利地配制为避免必须使用几种抛光组合物来实现最终的抛光表面，其中利用研磨颗粒在抛光过程持续进行时逐渐微细化的事实，所述抛光组合物在单一步骤中包括多个抛光步骤。
在一个实施方案中，所述方法包括将增亮组合物施加至开孔聚氨酯抛光垫30。增亮组合物和抛光垫用于使塑料表面恢复光输出和光亮32。抛光垫和增亮组合物可用于通过将抛光垫与常规无绳钻机或气动或电动手持抛光或磨光机结合来使塑料表面恢复光亮。作为替代方案，抛光垫可与增亮组合物一起手工用于使塑料表面恢复光亮。可根据需要清洗塑料表面以洗去污物和/或塑料残余物34，并且在塑料表面和抛光垫之间提供润滑以及增亮组合物。
当然将会理解的是，该现象产生在使用过程中逐渐微细化的增亮组合物。这在认为典型的增亮技术涉及使用一系列逐渐微细化的研磨剂移除之前的研磨剂留下的擦痕时是高度有利的。本发明的增亮组合物有利地配制为避免必须使用几种增亮组合物来实现最终的增亮表面，其中利用研磨颗粒在增亮过程持续进行时逐渐微细化的事实，所述增亮组合物在单一步骤中包括多个增亮步骤。
在一个实施方案中，所述方法包括清洁塑料表面以移除来自抛光和光亮恢复步骤的残余物36。清洁可以利用水喷射或湿布来实现。通常，清洁步骤应该仔细进行以避免再次擦伤塑料表面。此外，清洁步骤应该最仔细地进行以在施加UV保护涂层之前移除来自抛光和光亮恢复步骤的全部残余物。
在一个实施方案中，所述方法包括将UV保护组合物施加至塑料表面的步骤38。通常，制造厂施加的UV保护涂层在对塑料表面进行抛光和恢复光亮的过程中被移除。如果不施加新的UV保护涂层，则暴露于元素中会使塑料表面快速劣化并且会失去恢复的益处。
在一个实施方案中，紫外保护组合物包括至少一种允许涂层退火至塑料表面的溶剂、至少一种在塑料表面上形成透明硬涂层的聚合物或可聚合化合物以及至少一种保护塑料表面免受未来的UV引起的损伤的紫外保护化合物。
在一个实施方案中，UV保护组合物中的溶剂包括至少一种醚化合物。在一个替代实施方案中，所述溶剂为醇。当醚为主溶剂时，醚化合物优选占UV保护组合物的约1％～约20％，基于重量/重量计算。更优选地，醚化合物占约5％～约15％，最优选约8～12％。当醇为主溶剂时，醇优选占UV保护组合物的约70％～约98％，基于重量/重量计算。更优选地，醇占UV保护组合物的约80％～约95％。最优选地，醇占约87％～约93％。示例性的醚化合物包括二亚丙基二醇正丁基醚和乙二醇一丁基醚。示例性的醇包括异丙醇。溶剂还可由醇和醚化合物的混合物组成，而不偏离本发明的实质。
在一个实施方案中，在塑料表面上形成透明硬涂层的聚合物或可聚合化合物包括至少一种丙烯酸-氨酯杂化聚合物分散体。示例性的丙烯酸-氨酯杂化聚合物分散体包括Hybridur 570TM和Hybridur 580TM，其可得自AirProducts and Chemical，Inc.。Hybridur 570TM和Hybridur 580TM可单独或组合使用。优选地，Hybridur 570TM占紫外保护组合物的约40％～约65％，基于重量/重量计算。更优选地，Hybridur 570TM占紫外保护组合物的约45％～约60％，基于重量/重量计算。最优选地，Hybridur 570TM占紫外保护组合物的约50％～约55％，基于重量/重量计算。优选地，Hybridur 580TM占紫外保护组合物的约10％～约35％，基于重量/重量计算。更优选地，Hybridur 580TM占紫外保护组合物的约15％～约30％，基于重量/重量计算。最优选地，Hybridur 580TM占紫外保护组合物的约20％～约25％，基于重量/重量计算。
在另一实施方案中，在塑料表面上形成透明硬涂层的聚合物或可聚合化合物包括至少一种丙烯酸聚合物。示例性的丙烯酸聚合物为Elvacite2776TM，其可得自Lucite International。优选地，Elvacite 2776TM占紫外保护组合物的约0.5％～约10％，基于重量/重量计算。更优选地，Elvacite2776TM占紫外保护组合物的约1％～约8％，基于重量/重量计算。最优选地，Elvacite 2776TM占紫外保护组合物的约2％～约5％，基于重量/重量计算。
紫外保护涂层包括至少一种保护塑料表面免受UV引起的损伤的紫外保护化合物。示例性的紫外保护化合物为受阻胺化合物，例如可得自Ciba的Tinuvin 384TM和Tinuvin292TM、苯甲酮、苯并三唑、羟苯基三嗪和羟苯基苯并三唑。优选地，紫外保护化合物占紫外保护涂层的约0.01％～约1％，基于重量/重量计算。更优选地，紫外保护化合物占紫外保护涂层的约0.05％～约0.5％，基于重量/重量计算。最优选地，紫外保护化合物占紫外保护涂层的约0.1％～约0.3％，基于重量/重量计算。
紫外保护组合物中可包含的附加组分包括改善涂层均匀性的润湿剂、提高涂层耐久性的增塑剂和在紫外保护涂层施加至塑料表面时阻碍在紫外保护涂层中形成气泡的消泡剂。示例性的润湿剂包括聚醚改性硅氧烷，例如可得自BYK Chemie，Inc.的BYK-345TM、BYK-346TM、BYK-347TM、BYK-348TM、BYK-349TM以及可得自Cytec的琥珀酸二辛酯磺酸钠。示例性的增塑剂包括柠檬酸衍生物例如柠檬酸三乙酯、柠檬酸乙酰三乙酯、柠檬酸三丁酯、柠檬酸乙酰三丁酯和三(2-乙基己基)-柠檬酸酯。示例性的消泡剂包括可得自Air Products and Chemicals，Inc.的SurfynolTM化学产品线。
具体配方实施例
以下为根据本发明产生的组合物和方法的具体实施例。
实施例1
利用以下配方制备根据本发明的中间研磨剂抛光组合物：
Figure BPA00001425197700131
添加足量的去离子水以使总体积为100％(w/w)。
在基本无氧的环境中制备、包装和贮存所述组合物。例如，在混合设备中加入干材料。接着，将干材料和混合器暴露于真空使得从干成分中抽空基本上所有的氧气。向混合设备中回加惰性气体例如氮气。随后在基本无氧的环境中包装该组合物。
据信在无氧环境中制备和包装组合物允许研磨剂颗粒团聚成较大颗粒。假定因为缺少氧气使研磨剂颗粒的表面电荷性质改变，所以在基本无氧环境中发生该团聚。本领域普通技术人员将会理解的是，当在抛光过程中研磨剂颗粒暴露于氧气和机械压力时该团聚逐渐反转。
该配方表现出乳状粘性洗剂稠度并且为乳白色。在该实施例及其它实施例中，仅出于美学目的添加椰子香料，并且应该理解该香料可省略或替换而不会改变抛光组合物的效率。该配方具有从塑料移除擦痕的广泛用途。其为目前优选的用于从塑料前灯罩抛光和移除擦痕和氧化损伤的初始处理用组合物。
根据该实施例的重～中间研磨机配方也可用于初始处理，以恢复或修复塑料材料例如塑料窗、塑料或丙烯酸家具、面罩上的塑料防护板、警车上的排灯、滑雪轨道车或缆车、广告标志面板和许多其它应用。
虽然上述配方为目前优选的配方，但是应该理解可以进行各种改变而不偏离本发明更广义的教导。在该实施例中，固体抛光材料可包括高岭土石英、二氧化硅和煅烧氧化铝的混合物。抛光材料的粒径为约50微米～约400微米。虽然优选总研磨剂含量为约23％，但是研磨剂含量的更宽范围为约15％～约35％，更优选的范围为约20％～约30％。在配制本实施例中给出类型的重～中间研磨剂配方中，应该理解可根据保持其功能的需要，改变剩余成分的量的比例。
实施例2
利用以下配方制备根据本发明的轻研磨剂增亮组合物：
添加足量的去离子水以使总体积为100％(w/w)，得到具有洗剂状稠度的粘性乳状流体。在该和其它实施例中，仅出于美学目的添加椰子香料，并且应该理解该香料可省略或替换而不会改变抛光组合物的效率。
在基本无氧的环境中制备、包装和贮存所述组合物。例如，在混合设备中加入干材料。接着，将干材料和混合器暴露于真空使得从干成分中抽空基本上所有的氧气。向混合设备中回加惰性气体例如氮气。随后在基本无氧的环境中包装该组合物。
据信在无氧环境中制备和包装组合物允许研磨剂颗粒团聚成较大颗粒。假定因为缺少氧气使研磨剂颗粒的表面电荷性质改变，所以在基本无氧环境中发生该团聚。本领域普通技术人员将会理解的是，当在抛光过程中研磨剂颗粒暴露于氧气和机械压力时该团聚逐渐反转。
轻研磨剂配方具有多种用途，但是特别优选作为对首先利用实施例1的抛光组合物处理的塑料进行增亮处理。该配方优选用于塑料前灯罩、塑料窗、塑料或丙烯酸家具、面罩上的塑料防护板、警车上的排灯、滑雪轨道车或缆车、广告标志面板和许多其它应用。其还可用于从其它塑料磨光或移除微小擦痕、雾区和污点，特别是用于从眼镜镜片(例如太阳镜镜片和/或矫正镜片)移除擦痕。
虽然上述配方为目前优选的配方，但是应该理解可以进行各种改变而不偏离本发明更广义的教导。在该实施例中，固体抛光材料可包括高岭土石英、二氧化硅和煅烧氧化铝的混合物。抛光材料的粒径为约1微米～约50微米。虽然优选总研磨剂含量为约23％，但是研磨剂含量的更宽范围为约15％～约35％，更优选的范围为约20％～约30％。在配制本实施例中给出类型的轻研磨剂配方中，应该理解可根据保持其功能的需要，改变剩余成分的量的比例。
实施例3
利用以下配方制备根据本发明的重研磨剂抛光组合物：
Figure BPA00001425197700151
该重配方可用于从实施例中所列举的大部分塑料材料快速移除擦痕，尽管不太可能与压缩盘等一起使用。诸如实施例1所给出的中间配方和/或实施例2中所给出的轻配方可用于在利用该重配方进行初始处理之后完成修复。
实施例4
利用以下配方制备根据本发明的中间研磨剂抛光组合物：
Figure BPA00001425197700161
该配方适合许多用途，例如实施例1中所述的那些。勃姆石铝的优点在于相对软。其在使用过程中会分解为更小的碎片，有助于修复在修复过程中存在的逐渐细小的擦痕。
实施例5
利用以下配方制备根据本发明的细研磨剂增亮组合物：
Figure BPA00001425197700162
该细研磨剂配方类似于实施例2，但是具有更细的研磨剂。如实施例2，还增亮组合物具有多种用途，但是特别优选作为首先利用实施例1和/或实施例3的组合物处理的塑料表面进行最终处理。
实施例6
轻研磨剂抛光组合物具有以下配方：
Figure BPA00001425197700171
该实施例包括氧化锆作为研磨剂。其为应该小心使用的硬材料。
实施例7
利用以下配方根据本发明制备紫外保护涂层：
Figure BPA00001425197700172
该涂层组合物表现为均匀可流动液体。该轻紫外保护涂层具有多种用途，但是特别优选作为使利用实施例1-6中的一种或更多种组合物处理的塑料表面恢复UV保护层的涂层。优选用于塑料前灯罩、塑料窗、塑料或丙烯酸家具、面罩上的塑料防护板、警车上的排灯、滑雪轨道车或缆车、广告标志面板和许多其它应用。其还可用于对其它塑料，特别是眼镜镜片(例如太阳镜镜片和/或矫正镜片)施加UV保护涂层。
虽然上述配方为目前优选的配方，但是应该理解可以进行各种改变而不偏离本发明更广义的教导。在配制该实施例中给出类型的紫外保护涂层配方中，应该理解可根据保持其功能的需要，改变剩余成分的量的比例。
实施例8
利用以下配方根据本发明制备紫外保护涂层：
该涂层组合物表现为均匀可流动液体并且在约30分钟内干燥成透明硬表面。
实施例9
利用以下配方根据本发明制备紫外保护涂层：
Figure BPA00001425197700191
该涂层组合物表现为均匀可流动液体并且在约30分钟内干燥成透明硬表面。
本发明可采取其它具体形式具体体现而不偏离其实质或基本特征。所述的实施方案在全部方面仅被认为是示例性的和非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求书而非前述说明书限定。在权利要求书的等同物的含义和范围内进行的所有变化均包括在其范围内。

Claims (20)

1.一种用于使由于刮擦和/或UV诱导氧化而受损的塑料表面恢复光学透明性和透光性的套件，包括：
至少一种抛光组合物，其具有分散在液体或凝胶载体中的抛光研磨剂，所述抛光研磨剂的磨料尺寸为约50微米～约400微米；
至少一种增亮组合物，其具有分散在液体或凝胶载体中的增亮研磨剂，所述增亮研磨剂的磨料尺寸为约10微米～约60微米；和
至少一种UV保护组合物，其用于对利用所述抛光组合物和所述增亮组合物处理的塑料表面施加UV保护涂层。
2.如权利要求1所述的套件，其中所述抛光研磨剂的磨料尺寸为约60微米～约300微米，并且所述增亮研磨剂的磨料尺寸为约15微米～约50微米。
3.如权利要求1所述的套件，其中所述抛光研磨剂的磨料尺寸为约70微米～约200微米，并且所述增亮研磨剂的磨料尺寸为约20微米～约45微米。
4.如权利要求1所述的套件，其中所述抛光研磨剂的磨料尺寸为约75微米～约150微米，并且所述增亮研磨剂的磨料尺寸为约25微米～约40微米。
5.如权利要求1所述的套件，其中所述抛光研磨剂具有当在抛光过程中暴露于氧气和机械压力时分解成磨料尺寸为约10微米～约50微米的更小颗粒的团聚体，所述增亮研磨剂具有当在增亮过程中暴露于氧气和机械压力时分解成磨料尺寸为约1微米～约20微米的更小颗粒的团聚体。
6.如权利要求1所述的套件，其中所述所述抛光研磨剂具有当在抛光过程中暴露于氧气和机械压力时分解成磨料尺寸为约15微米～约45微米的更小颗粒的团聚体，所述增亮研磨剂具有当在增亮过程中暴露于氧气和机械压力时分解成磨料尺寸为约2微米～约15微米的更小颗粒的团聚体。
7.如权利要求1所述的套件，其中所述所述抛光研磨剂具有当在抛光过程中暴露于氧气和机械压力时分解成磨料尺寸为约20微米～约40微米的更小颗粒的团聚体，所述增亮研磨剂具有当在增亮过程中暴露于氧气和机械压力时分解成磨料尺寸为约2.5微米～约10微米的更小颗粒的团聚体。
8.如权利要求1所述的套件，还包含至少一个用于将所述抛光组合物和/或所述增亮组合物施加至塑料表面的抛光垫或抛光布，其中所述至少一个抛光垫或抛光布浸渍有玻璃纤维以提高所述抛光组合物的抛光效率和/或所述增亮组合物的增亮效率。
9.如权利要求1所述的套件，其中所述UV保护组合物包含UV保护材料、可聚合材料和至少一种溶剂，在所述UV保护组合物被抛光在塑料表面上时，所述至少一种溶剂使得所述UV保护涂层退火至所述塑料表面中。
10.如权利要求9所述的套件，其中所述可聚合材料包含丙烯酸-氨酯分散体，其在施用后聚合并在所述塑料表面上形成硬保护涂层。
11.一种用于使由于刮擦和/或UV诱导氧化而受损的塑料表面恢复光学透明性和透光性的方法，包括：
利用至少一个抛光垫或抛光布将抛光组合物施加至塑料表面来抛光所述塑料表面，其中所述抛光组合物包含磨料尺寸为约50微米～约400微米的抛光研磨剂；
利用至少一个抛光垫或抛光布将增亮组合物施加至塑料表面来增亮所述塑料表面，其中所述增亮组合物包含磨料尺寸为约10微米～约60微米的增亮研磨剂；和
在抛光和增亮所述塑料表面之后，对所述塑料表面施加紫外保护涂层，其中所述紫外保护涂层包含至少一种使得所述UV保护涂层退火至所述塑料表面的溶剂、至少一种保护所述塑料表面免受UV引发损伤的UV保护材料以及至少一种在施用后聚合并在所述塑料表面上形成硬保护涂层的可聚合材料。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述抛光垫或抛光布浸渍有玻璃纤维以增强抛光和增亮。
13.如权利要求11所述的方法，其中所述塑料表面包括机动车塑料灯罩、塑料太阳镜镜片或塑料矫正眼镜镜片。
14.一种用于使由于刮擦和/或UV诱导氧化而受损的塑料表面恢复光学透明性和透光性的套件，包括：
至少一种包含分散在液体或凝胶载体中的研磨剂颗粒的研磨剂组合物，所述研磨剂颗粒初始包含在基本无氧环境中贮存时具有初始粒径的团聚体，其在抛光过程中暴露于氧气和机械压力时逐渐分解成具有显著小于所述初始粒径的最终粒径的更小颗粒，其中所述初始粒径和所述最终粒径选择为使得所述抛光组合物易于从塑料表面移除擦痕和氧化痕；和
至少一种UV保护组合物，其用于对利用所述抛光组合物和所述增亮组合物处理的塑料表面施加UV保护涂层。
15.如权利要求14所述的套件，其中所述团聚体配制为分解成具有小于所述初始粒径的约75％的最终粒径的更小颗粒。
16.如权利要求14所述的套件，其中所述团聚体配制为分解成具有小于所述初始粒径的约50％的最终粒径的更小颗粒。
17.如权利要求14所述的套件，其中所述团聚体配制为分解成具有小于所述初始粒径的约33％的最终粒径的更小颗粒。
18.如权利要求14所述的套件，其中所述团聚体配制为分解成具有小于所述初始粒径的约20％的最终粒径的更小颗粒。
19.一种用于使由于刮擦和/或UV诱导氧化而受损的塑料表面恢复光学透明性和透光性的方法，包括：
利用至少一种研磨剂组合物研磨塑料表面，所述至少一种研磨剂组合物包含分散在液体或凝胶载体中的研磨剂颗粒，所述研磨剂颗粒初始包含在基本无氧环境中贮存时具有初始粒径的团聚体，其在研磨过程中暴露于氧气和机械压力时逐渐分解成具有显著小于所述初始粒径的最终粒径的更小颗粒，其中所述初始粒径和所述最终粒径选择为使得所述抛光组合物易于从塑料表面移除擦痕和氧化痕；和
对经研磨的塑料表面施加UV保护组合物，使得形成退火至所述塑料表面的硬UV保护涂层。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述塑料表面包括机动车塑料灯罩、塑料太阳镜镜片或塑料矫正眼镜镜片。
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