CN103702828B - 具有可去除涂层的涂布的热塑性制品 - Google Patents

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Abstract

本公开主要描述适合用于如热塑性材料等复合材料的构造或再利用的技术。经涂布的热塑性制品可以包括偶联于超分子聚合物界面层的热塑性部分，所述超分子聚合物界面层的表面涂覆有涂层。对涂布的热塑性制品施加热量可以引起超分子聚合物界面层发生相变，使得涂层能从热塑性部分上被去除。对涂布的热塑性制品施加力可以增强涂层的去除。所公开并要求保护的可能有方法、组成、制品和/或系统的实施方式。

Description

具有可去除涂层的涂布的热塑性制品
背景技术
除非本文中另外指出，否则本节中所描述的材料不是相对于本申请中权利要求的现有技术，并且不因包含于本节中而承认其是现有技术。
工程化热塑性制品通常涂布有另一种聚合物以改进质地、颜色和寿命。对涂布热塑性制品的再循环提出了挑战，因为为获得合格的再循环产品，涂层通常需要被去除。当涂层未被去除时，再循环的产品通常商业价值降低和/或用于如合成木材产品等低价值应用中。
涂覆的涂层可以赋予紫外保护、耐刮擦性和支持体透明性。硬质涂层已可通过使用例如涂层官能化用聚硅氧烷化合物的热固化工序而涂覆。最近，利用紫外固化工序的有机-无机混合涂层已被越来越多地采用。
附图说明
在说明书的结束部分特别指出了主题并明确要求保护其权利。参照附图，由以下描述和所附权利要求，本发明的以上和其他特征将得到更充分显现。了解了这些附图描绘的仅是公开内容的几个实施方式因而不认为其限制所述公开内容的范围之后，所述公开内容将通过利用附图而被描述得更加具体而详细，其中：
图1是用于形成具有可去除涂层和界面层的涂布的热塑性制品的涂布工序的框图；
图2是用于图1的涂布的热塑性制品的涂层去除工序的框图；
图3是官能化的单体的图；
图4是超分子聚合物主链中官能化的单体之间的非共价相互作用的图；
图5说明了制作具有可去除涂层的涂布的热塑性制品的方法；和
图6是从涂布的热塑性制品上去除涂层的方法的流程图；它们全部根据本公开内容的实施方式设置。
具体实施方式
以下描述阐述了各种实例和具体细节，以提供给对所要求保护的主题的全面理解。本领域技术人员将理解，所要求保护的主题可以在不具有一些或多个本文所公开的具体细节的情况下实施。此外，在一些情况中，未详细描述公知的方法、程序、系统、组件和/或电路，以避免不必要地使所要求保护的主题模糊。在以下具体实施方式中，对构成其一部分的附图进行参照。附图中，除非另有上下文指出，否则相似的附图标记通常指示的是相似的组成部分。具体实施方式、附图和权利要求中所描述的说明性实施方式并不意在起限制作用。可以采用其他实施方式，并可进行其他改变，而不偏离此处所提出的主题的主旨或范围。容易理解的是，可以以各种各样的不同配置，对如本文所一般性描述的及如附图所说明的本公开内容的方面进行安排、取代、组合和设计，所有这些都得到明确预期并构成本公开内容的一部分。
与具有可去除涂层的涂布热塑性制品相关的方法、设备、物品和系统得到了描述。如本文中所述，汽车和其他行业中使用的热塑性物体可以涂布有通过界面偶联于热塑性物体的可去除涂层，从而获得具有可去除涂层的涂布热塑性制品。可以通过施加热量和/或机械力将热塑性物体与可去除涂层分离。加热后，所施加的热量会引起界面由固相至低熔融粘度相的转变。在下文中，对适当的界面、界面和涂层对热塑性物体的涂覆以及界面和涂层从涂布热塑性制品的去除进行了说明和进一步描述。
本公开内容描述的是具有通过界面偶联于热塑性物体的可去除涂层的涂布热塑性制品。这种涂布热塑性制品的一个实例可以包括热塑性物体、设置在该热塑性物体外表面上的超分子聚合物界面层，和涂布在该超分子聚合物界面层上的涂层。超分子聚合物界面层可以具有第一熔化温度，而热塑性物体可以具有第二熔化温度，第二熔化温度高于第一熔化温度。超分子聚合物可以包含许多官能化单体，所述官能化单体具有至少一个柔性连接子和/或烷氧基(例如，硅烷氧基)。烷氧基可以偶联于涂层。在一些实例中，涂层可以包括有机-无机涂层。
本公开内容还描述制作具有可去除涂层和界面层的涂布热塑性制品的方法。一些示例性方法可以包括将超分子聚合物涂覆至热塑性物体的外表面，冷却所涂覆的超分子聚合物以形成热塑性物体的界面层，和将涂层涂覆至界面层。超分子聚合物可以在第一涂覆温度被涂覆至热塑性物体。第一涂覆温度可以等于或高于超分子聚合物的熔化温度。第一涂覆温度也可以低于热塑性物体的熔化温度。然后可以将涂覆的超分子聚合物冷却至低于超分子聚合物熔化温度的第二涂覆温度，以形成界面层。热塑性物体的熔化温度可以高于超分子聚合物熔化温度。
涂层可以包括有机-无机混合涂层。涂层可以通过将胶态悬浮体涂覆至界面层来涂覆。胶态悬浮体可以包含二氧化硅。一些方法可包括将固体界面上的胶态悬浮体暴露于紫外光。在一些方法中，涂覆超分子聚合物的步骤可以包括在第一涂覆温度将超分子聚合物喷涂在热塑性物体外表面上。类似地，将胶态悬浮液涂覆至界面层的步骤可以包括使用胶态悬浮体喷涂界面层。超分子聚合物可以包含许多官能化单体，所述官能化单体具有至少一个柔性连接子和/或烷氧基。烷氧基可以响应于固体界面上胶态悬浮体在紫外光下的暴露而键合于涂层。
本公开内容还描述从涂布的热塑性制品上除去涂层的方法。涂布的热塑性制品可以包括热塑性部分(即，热塑性物体)、涂层和将涂层偶联于热塑性物体外表面的超分子聚合物界面。热塑性部分可以具有第一熔化温度，并且超分子聚合物可以具有低于第一熔化温度的第二熔化温度。一些示例性方法可以包括对涂布热塑性制品施加热量和对涂布热塑性制品的涂层施加力。对涂布热塑性制品施加热量的步骤可以包括将超分子聚合物界面加热至第三温度，所述第三温度等于或高于第二熔化温度且低于第一熔化温度。在一些实例中，对涂布热塑性制品施加热量的步骤可以包括对超分子聚合物界面施加电磁辐射，例如通过将涂布热塑性制品暴露于一束或多束激光束来施加。作为另外一种选择，对涂布热塑性制品施加热量的步骤可以包括对涂布热塑性制品施加热流体。对涂层施加力的步骤可以包括施加机械力以将涂层与超分子聚合物界面和/或热塑性部分分开。在一些实例中，力可以沿超分子聚合物界面的平面施加。在其他实例中，对涂布热塑性制品施加热量和机械力的步骤可以包括使涂布热塑性制品在受热的室中翻转。
本文所用的“热塑性(thermoplastic)”可以是在最初成型/成形之后可软化并再成型/再成形的任何聚合物。热塑性体可以包括可以通过加热软化和通过冷却硬化的任何聚合物。热塑性体可以是在高于聚合物玻璃化转变温度的温度表现出粘性流动或者在高于聚合物熔化温度(例如，晶体熔化温度)的温度表现出粘性流动的聚合物。热塑性体的实例包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚缩醛、聚苯醚、聚醚砜、不饱和聚酯树脂和聚氨酯。
本文所用的“热塑性物体”可以用于指代包含一个或多个热塑性表面区域的层、材料、组分或其他物品，例如实心或中空的热塑性制件、制件的热塑性部分、物品/物体上的热塑性涂层，或热塑性片/膜。相比之下，术语“涂布的热塑性制品”可以用于指代包含“热塑性物体”、界面层和“涂层”或“涂层”的制品。作为“涂布的热塑性制品”一部分的“热塑性物体”也可以称作涂布热塑性制品的“热塑性部分”。
本文所用的“聚合物”可以是具有许多分子的任何材料，所述分子具有通过化学键偶联的一种或多种结构相似/相同的官能化单体。化学键可以是共价键、离子键、氢键、范德华相互作用和/或本领域已知的任何其他化学键。本文所用的聚合物的“单体”可以是能够与至少两个另外的相似/相同的分子形成化学键从而形成重复单元序列的任何分子。“单体”可以涵盖但不限于单体物种，如链烯烃、丙烯、醚、苯乙烯、乙烯、氟乙烯、四氟乙烯、乙烯丙烯、酯、碳酸酯、氨基甲酸酯、氯乙烯、氯乙烯乙酸酯、酰胺、酰亚胺、乙缩醛、甲基戊烯、甲基丙烯酸甲酯、砜、氨基甲酸酯、丙烯酸系、苯乙烯丙烯酸系、丙烯腈以及本领域已知的任何其他单体物种。“单体”也可以包括具有下述结构的单体物种，所述结构基于任何上文指定或未指定的单体物种的一种或多种，或者为其改性物。
本文所用的“聚合物”也可以包括任何和所有“共聚物”物种，其可以是具有可以任何方式排列(例如，交替的A和B分子、交替的A和B聚合物、重复序列、无规设置、嵌段排列等)的至少两种不同单体物种A和B(例如醚和丙烯)的任何聚合物。本文所用的“聚合物”可以涵盖“三元共聚物”，所述“三元共聚物”可以是具有至少三种不同的单体物种的任何聚合物，和具有处于任何排列的四种以上的不同的单体物种的任何分子。本文所用的“聚合物”可以包括具有任何和全部二级、三级和/或四级结构或者侧基的聚合物。
本文所用的“官能化单体”可以是下述单体，所述单体包含偶联于一个或多个端基的柔性有机链(即，连接子)，所述柔性有机链能够与另一官能化单体的端基形成非共价键，从而形成超分子聚合物的主链。端基的实例包括但不限于脲基-s-三嗪、脲基-s-嘧啶酮、脲基-嘧啶-4-醇、其他脲基嘧啶酮、脲基吡啶并嘧啶酮或尿唑单元，和/或鸟嘌呤或鸟苷衍生物。官能化单体可以具有两个端基，其各自可以与主链的另一官能化单体的端基形成一个以上非共价键。其他官能化单体可以是相同的物种或者不同的物种。类似地，具有两个不同端基的官能化单体可以与具有相应端基的两个不同官能化单体形成非共价键。
本文所用的术语“超分子聚合物”可以指下述聚合物，其中直链主链由可通过非共价相互作用(“链内键合”)自组装的重复单元(即，官能化单体)形成，这与其中主链的单体系通过一个以上共价键偶联的常规聚合物相反。链内键合的强度可以超过主链之间的非共价相互作用的强度(“链间键合”)。非共价相互作用可以包括但不限于静电力、供体-受体相互作用、库伦相互作用、配位作用、π-π相互作用、氢键、离子键和/或范德华相互作用。“超分子聚合物”可以在等于或高于超分子聚合物熔化温度的温度具有第一相和在较低温度具有第二相。第一相可以是低粘度液相或半固相，而第二相可以是固相。
超分子聚合物可以是主链、侧链、支化的和/或交联的。主链超分子聚合物可以是由具有两个相同端基的官能化单体形成的均聚物。作为另外一种选择，主链超分子单体可以由具有不同端基的官能化单体或共聚物形成。在侧链超分子聚合物中，一些分子可以具有附接于常规共价聚合物主链上的互补性基团的单一端基。支化(二维)和交联超分子聚合物可以由直链分子(例如，连接子)和许多提供三个以上等价端基的不同亚基(subunit)(例如，官能化单体/共聚物)的各种组合形成。在一些实例中，主链的长度可以通过添加与官能化单体的一个或多个端基相互作用从而阻止进一步链生长的单官能单体(即，“链终止剂”)控制或调整。平均聚合度可以通过利用以变化的强度非共价相互作用的端基(例如，利用具有较高缔合常数以获得较高分子量的超分子聚合物的端基)和/或通过调整胶态悬浮体/溶液的浓度来调整。
端基的实例包括脲基嘧啶酮、2,6-双(1’-甲基苯并咪唑基)吡啶(Mebip)及其衍生物。
本文所用的“结合界面”可以是两个层、物体或物质物理性/化学性结合处的表面或位置。例如，结合界面可以是在共有边界直接偶联(例如，通过化学键)的两个层、物体或物质之间的所述共有边界。“界面层”可以是形成两个层之间的边界的层、物体或物质，并且可以通过结合界面直接偶联于一个或两个层。例如，热塑性物体可以沿第一结合界面直接偶联于界面层，并且界面层可以沿第二结合界面直接偶联于涂层，使得在热塑性物体与涂层之间存在中间层。
本文所用的“涂层”或“涂层”可以指紫外固化性聚硅氧烷涂层。“涂层”可以包括涂覆在日用塑料上的大量可用硬质二氧化硅涂层中的任一种。在一些实例中，涂层可以通过溶胶凝胶工序至少部分地形成。涂层可以是有机-无机涂层，也称作“混合涂层(hybridcoating)”或“有机-无机混合涂层”，可以使用一种以上无机组分和一种以上有机组分产生，所述无机组分例如为胶体二氧化硅、正硅酸四乙酯(TEOS)或正硅酸四甲酯(TMOS)，所述有机组分例如为3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)、乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)或甲基三乙氧基硅烷(MTES)。在一些实例中，可以使用一种以上“混合材料(hybridmaterial)”(即，化学键合于无机材料的有机材料)来制得涂层。这种混合材料的实例包括但不限于ORMOSIL(有机改性二氧化硅)、ORMOCER(有机改性陶瓷)和/或CERAMER(陶瓷聚合物)。
有机-无机涂层可以由化学键合的有机和无机材料的胶态悬浮体形成，所述有机和无机材料经历溶胶凝胶工序从而形成硅类聚合结构作为有机粘合剂系统中相互贯穿的网络。溶胶(即，液体中无机颗粒的胶态悬浮体)可以包含一种以上硅类前体，如烷氧基硅烷。烷氧基硅烷的水解(例如，利用酸或碱催化剂)可以引起缩聚反应，所述缩聚反应致使在有机粘合剂中形成硅类溶胶。溶胶颗粒的尺寸、颗粒内的交联和溶胶的稳定性会随如pH和水与烷氧基硅烷的比例等变量而变化。
溶胶可以是低粘度液体，其由于交联而成为三维网络(即，凝胶)。缩聚反应可以发生于有机-无机涂层的制备过程中、将有机-无机涂层涂覆在基板(例如，热塑性物体)上之后，和/或固化工序过程中。在一些实例中，可以在溶胶中添加一种以上光引发剂。用于紫外固化系统的光引发剂在本领域是已知的。光引发剂的实例可以包括但不限于α-羟基酮家族(例如，Irgacure184、Irgacure2959和Darocur1173)的光引发剂，和双酰基氧膦(BAPO)型(例如，Irgacure819)或单酰基氧膦(MAPO)型的光引发剂。光引发剂可以响应在紫外光下的曝光而引起溶胶内的组分交联。
例如，有机-无机涂层可以是以下参考文献中所描述的涂层中的任一种：Lee,S.H.等，“Organic-InorganicHardCoatingLayerFormationonPlasticSubstratebyUVCuringProcess,”MacromolecularResearch,第18卷，第1期，第40-46页(2010)；Karatas等，“Preparationandcharacterizationofsol–gelderivedUV-curableorgano-silica–titaniahybridcoatings,”ProgressinOrganicCoatings60,第140–147页(2007)；Wouters,M.E.L.等，“TransparentUVcurableantistatichybridcoatingsonpolycarbonatepreparedbythesol–gelmethod,”ProgressinOrganicCoatings51,第312–320页(2004)；Han,Y.等，“Scratchresistanceandadherenceofnovelorganic–inorganichybridcoatingsonmetallicandnon-metallicsubstrates,”Surface&CoatingsTechnology203,第2871–2877页(2009)；Han,Y.等，Surface&CoatingsTechnology202,第1859–1868页(2008);Schottner,G.,“HybridSol-Gel-DerivedPolymers:ApplicationsofMultifunctionalMaterials,”Chem.Mater.13,第3422-3435页(2001)；和Chen,D.“Anti-reflection(AR)coatingsmadebysol-gelprocesses:Areview,”SolarEnergyMaterials&SolarCells68313-336(2001)。
如下文进一步所述，可以在添加涂层之前将超分子聚合物界面层涂覆至热塑性物体。涂层可以随后通过对超分子聚合物界面施加热量而去除，这使得超分子聚合物恢复为低粘度液体、凝胶或半固体状态。因此，从热塑性物体上去除涂层(例如，以使热塑性物体再循环)可以以较低成本完成，并可能无需使用可能具有毒性的化学溶液。
图1说明的是根据本公开内容的各种实施方式的用于形成具有可去除涂层和界面层的涂布的热塑性制品的涂布工序。如图所示，涂布的热塑性制品100可以包括热塑性物体101、界面层103和涂层105。
热塑性物体101可以是热塑性材料片、由热塑性材料构成的物体的内/外壁，或者由热塑性材料构成的任何物体。如上所述，热塑性物体101可以包含一种以上聚合物，所述聚合物在高于玻璃化转变温度的温度表现出皮革性、橡胶性或粘性流动，或者在高于熔化温度和/或晶体熔化温度的温度表现出粘性流动。热塑性物体101可以由一种以上聚合物构造，所述聚合物可以在最初成型/成形之后再熔融和/或再成形。热塑性物体101的一种或多种聚合物可以处于半结晶和/或无定形固体状态。在一些实例中，热塑性物体101可以包含聚丙烯和/或聚醚。热塑性物体101可以具有任何形状和/或尺寸，并且可以被构造作为汽车/电子设备的组件。
超分子聚合物界面层103可以包括任何超分子聚合物(例如UPy改性共聚(乙烯-丁烯))。超分子聚合物界面层103可以作为低粘度溶液涂覆至热塑性物体101的外表面(由箭头107表示的涂覆工序)。可选的是，在涂覆之前，热塑性物体101可以用如醇等适当溶剂清洁。超分子聚合物界面层103可以作为低粘度溶液在第一涂覆温度涂覆。低粘度溶液包含官能化单体(参见例如图3)。通过将预制的固体或半固体超分子聚合物加热至第一涂覆温度，可以由所述超分子聚合物制备低粘度溶液。作为另外一种选择，低粘度溶液可以通过将官能化单体(即，可以在低于超分子聚合物的熔化温度自组装为超分子聚合物的单体)添加至溶剂而制备。
第一涂覆温度可以等于或高于超分子聚合物的熔化温度(“第一熔化温度”)且低于热塑性物体101的熔化温度(“第二熔化温度”)。第一熔化温度可以在50℃～120℃、60℃～110℃、70℃～100℃、50℃～60℃、60℃～70℃、70℃～80℃、80℃～90℃、90℃～100℃、100℃～110℃、110℃～120℃、120℃～130℃或130℃～180℃范围内。第一熔化温度的具体实例包括约50℃、约60℃、约70℃、约80℃、约90℃、约100℃、约110℃、约120℃、约130℃、约140℃、约150℃、约160℃、约170℃、约180℃，以及这些值中任意二者之间的范围。第一涂覆温度可以在60℃～110℃、70℃～100℃、50℃～60℃、60℃～70℃、70℃～80℃、80℃～90℃、90℃～100℃、100℃～110℃、110℃～120℃、120℃～130℃、130℃～140℃、140℃～150℃、150℃～160℃、160℃～170℃、170℃～180℃、180℃～190℃、190℃～200℃、200℃～220℃、200℃～250℃、250℃～300℃或300℃～400℃范围内。第一涂覆温度的具体实例包括约60℃、约70℃、约80℃、约90℃、约100℃、约110℃、约120℃、约130℃、约140℃、约150℃、约160℃、约170℃、约180℃、约190℃、约200℃、约250℃、约300℃、约350℃、约400℃，以及这些值中任意二者之间的范围。在第一涂覆温度，超分子聚合物的粘度可以在1Pas～2Pas、2Pas～3Pas、3Pas～4Pas、4Pas～5Pas、5Pas～6Pas、6Pas～7Pas、7Pas～8Pas、8Pas～9Pas、9Pas～10Pas、10Pas～12Pas、12Pas～15Pas、1Pas～8Pas、8Pas～15Pas或15Pas～25Pas范围内。粘度的具体实例包括约1Pas、约2Pas、约3Pas、约4Pas、约5Pas、约6Pas、约7Pas、约8Pas、约9Pas、约10Pas、约12Pas、约15Pas、约20Pas、约25Pas，以及这些值中任意二者之间的范围。
溶液可以通过喷涂、浸渍或旋涂、通过弯液面涂布工序和/或侧流(lateralflow)涂布工序或者通过任何其他适当的涂覆技术涂覆。然后可以将所涂覆的溶液冷却至低于超分子聚合物熔化温度的第二涂覆温度。
超分子聚合物的官能化单体可以包含至少一个具有一个或多个烷氧基(如烷氧基硅基)的柔性有机链(“连接子”)。柔性连接子可以偶联于(例如，通过一个或多个共价键)一个或多个端基，所述端基能够通过非共价键与其他官能化单体的端基端对端配位，引起聚合(参见例如图3和4)。官能化单体的聚合、凝固和沿第一结合界面104键合于热塑性物体101可以随溶液冷却至第二涂覆温度而进行，引起超分子聚合物界面层103的形成。在一些实例中，随着在制造工序中热塑性物体的传送，超分子聚合物界面层103可以依次涂覆至一系列热塑性物体101。
涂层105可以被涂覆在超分子聚合物界面层103的上方(由箭头109表示的涂覆工序)。涂层105可以是有机-无机混合涂层，如二氧化硅硬涂层，并且可以通过喷涂、浸渍、旋涂或辊涂、通过弯液面涂布工序和/或侧流涂布工序或者通过任何其他适当的涂覆技术作为胶态悬浮体涂覆。所涂覆的胶态悬浮体可以进行溶胶凝胶工序以在热塑性物体101上形成凝胶。涂层105的涂覆可以包括紫外固化工序，其中溶胶凝胶可以暴露于紫外光，引起二氧化硅硬涂层的形成。涂层105可以在溶胶凝胶工序中和/或在紫外固化工序中沿第二结合界面106结合至聚合物界面层103的连接子的烷氧基。同样地，随着制造工序中热塑性物体的传送，涂层105可以在界面层103形成后涂覆至一系列热塑性物体101。
如上文所指出，可以将一种或多种光引发剂包含在用于形成涂层105的胶态悬浮体中。光引发剂及其组合可以基于如树脂体系化学(例如，UPES、环氧丙烯酸酯、氨基甲酸酯丙烯酸酯)、所使用的官能化单体(例如，单官能或多官能丙烯酸酯单体)或其他单体的种类、紫外灯种类和定向、所期望的固化速度和所期望的涂层性质等因素而选择，这些因素取决于用途应用。可以将光引发剂的组合用于例如相对较厚的涂层和/或更快的固化。
用于形成涂层的胶态悬浮体可以包含可响应于较长波长的紫外光(例如，高于430nm)的第一光引发剂和可响应于较短波长的光(例如，200nm～430nm)的第二光引发剂，并且紫外固化工序可以包括将涂层暴露于较长波长和较短波长的紫外光。这可使较厚的涂层较迅速地固化。例如，用于形成涂层105的胶态悬浮体可以包括BAPO型光引发剂和一种或多种α-羟基酮型光引发剂，并且紫外固化工序可以包括将涂层暴露于350nm～450nm的紫外/近可见光(BAPO型光引发剂)以实现更深的固化和210nm～350nm的紫外光(α-羟基酮型光引发剂)以实现表面固化。在一些实例中，可以将一种或多种紫外吸收剂包含在涂层105中以提高涂层的耐候性。
可用于涂层的固化的紫外光源包括但不限于无电极紫外灯、H型灯泡、D型灯泡、V型灯泡、F型灯泡和发光二极管(LED)。例如，在350nm～430nm区域发光的LED阵列可用于包含BAPO型光引发剂的涂层的固化。作为另外一种选择，可以将一种或多种LED源与另一种紫外光源(如无电极紫外灯)组合使用，以固化涂层。
图2显示的是根据本公开内容的各种实施方式的从图1的涂布热塑性制品上去除涂层的去除工序。从涂布热塑性制品100上去除涂层105和部分或全部超分子聚合物界面层103可使热塑性物体101被再循环利用。
在所示实例中，热塑性物体101的熔化温度可以高于超分子聚合物界面层103的熔化温度。可以对涂布热塑性制品100或者对涂层105、超分子聚合物界面层103和热塑性物体101中的任一种或多种施加热量(由箭头113表示的加热工序)。加热工序可以将超分子聚合物界面层103的温度升高至高于超分子聚合物界面层103熔化温度且低于热塑性物体101熔化温度的温度。可选的是，可以对超分子聚合物界面层103应用传热剂以促进去除工序期间的加热。传热剂可以是例如激光。在一个实例中，超分子聚合物界面层103可以包含金纳米颗粒或其他固体，它们在暴露于激光或其他形式的电磁辐射时变热。
当超分子聚合物界面层103接近其熔化温度时，会因链内非共价键的破坏而发生由第一相(固相)至第二相(低粘度油相、凝胶相或更软的固相)的改变。非共价键的破坏可以使超分子聚合物的主链降解并有助于沿结合界面104破坏超分子聚合物界面层105(即，熔融的超分子聚合物界面层111)与热塑性物体101之间的键合。
作为相变的结果，熔融的超分子聚合物界面层111可以沿结合界面104与热塑性物体101部分或完全地分离。这会引起涂层105与热塑性物体101部分或完全分离。在一些实例中，由于超分子聚合物的烷氧基与涂层105的键合，熔融的超分子聚合物界面层111可以保持沿结合界面106部分或完全地偶联于涂层105。在另一些实例中，熔融的超分子聚合物界面层111可以是与涂层105完全或部分地分离的低粘度油。
也可以施加力以增强或帮助从涂布热塑性制品100上除去涂层105(如箭头115所示施加力)。力可以以各种形式施加，如机械搅拌(例如，振动、超声或翻转)或者剥离。施加的热量和力的组合可以引起涂层105从涂布热塑性制品100上的释放。所施加的热和力也会从热塑性物体101上除去熔融的超分子聚合物界面层111的部分或全部。在一些实例中，熔融的超分子聚合物界面层111可以是保持至少部分地偶联于涂层105的软固体或半固体，并且热和力的组合可以引起超分子聚合物界面层111和涂层105作为一个单元与热塑性物体101分离。
在一个实例中，涂布热塑性制品可以在旋转、摇动或振动的容器中翻转。在翻转前/过程中可以将如空气或水等热流体添加至容器，并且热量和机械力的组合可以诱使涂层105和熔融超分子聚合物界面层111的部分或全部从热塑性物体101上除去。在另一些实例中，可以依次施加热量和力，如暴露于激光能量并随后搅拌或剥离。
图3说明了根据本公开内容的实施方式的可用于形成超分子聚合物界面层的官能化单体的一个实例。如图所示，官能化单体可以具有柔性连接子223，柔性连接子223又可以包含一个或多个烷氧基225。在该图中，一个烷氧基225由括号指示。烷氧基225可以是硅烷氧基，而柔性连接子223可以是有机链，如烃或其衍生物。“R”可以独立地选自氢、羟基、甲基、乙基、丙基、辛基、苯基或其他烷氧基部分。官能化单体中烷氧基225的数量(“n”)可以为3～10、5～15、10～20或10～50。“n”的具体实例包括3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、20、25、30、35、40、45、50，以及这些值中任意二者之间的范围。
端基227可以键合于柔性连接子223的一端或两端。在一些实例中，端基227可以包含偶联于第二亚基220的第一亚基221。端基227的实例包括但不限于2-脲基-4[1H]-嘧啶酮(UPy)和2,6-双(1’-甲基苯并咪唑基)吡啶(Mebip)。本实例中，端基为2,6-双(1’-甲基苯并咪唑基)吡啶(Mebip)配体。单体的超分子组装发生在添加Zn(NTf2)2后，Zn(NTf2)2连接于末端并连接官能化单体，引起聚合(NTf2为双(三氟甲磺酰亚胺))。
如图4所示，官能化单体的端基227可以共价地彼此键合，从而形成超分子聚合物的主链。在此实例中，端基227(例如，UPy端基)之间可以形成四个氢键241，从而直接连接主链的两个自身互补的官能化单体。作为另外一种选择，官能化单体的端基227可以通过偶联分子而连接，所述偶联分子例如为含有双(三氟甲磺酰亚胺)(NTf2)的单元，其结合于第一单体的端基和第二单体的端基。例如，端基227可以为2,6-双(1’-甲基苯并咪唑基)吡啶(Mebip)配体，并且偶联分子可以为Zn(NTf2)2。
烷氧基225可以结合于二氧化硅涂层，如涂层105。但是，柔性连接子223不与所述涂层或其下方的热塑性物体101结合。当超分子聚合物受热(例如，加热至超分子聚合物熔化温度与热塑性物体101熔化温度之间的温度)时，柔性连接子223会使非共价键合的端基227解离，引起结合界面104的降解。在另一些实例中，在两个官能化单体的端基之间可以以各种组合形成五个、六个、七个、八个或多于八个氢键和/或其他种类的非共价键。
图5说明的是根据本公开内容的各种实施方式的制造具有可去除涂层的涂布热塑性制品的方法。方法500说明了一个或多个操作、功能或动作，如方框501、503、505和/或507中的一个或多个所示。应当理解，在一些实例中，许多方框可以去掉、分为另外的多个方框，和/或与其他方框组合。
方法500可以始于方框501。在方框501，超分子聚合物可以在第一涂覆温度涂覆至热塑性物体的外表面。第一涂覆温度可以等于或高于超分子聚合物的熔化温度。超分子聚合物可以包含许多单体，所述单体具有至少一个柔性连接子和烷氧基。如上所述，超分子聚合物可以作为液体、凝胶或半固体通过如喷涂、浸渍、旋涂、辊涂、弯液面涂布和/或流动涂布等任何适当方法而涂覆。超分子聚合物的涂覆步骤可以包括使用醇、水或其他清洁剂预处理热塑性物体。作为另外一种选择，在涂覆超分子聚合物之前，可以将热塑性物体沿一个或多个表面砂磨或磨损，以增强粘附。在一些实例中，热塑性物体的熔化温度可以高于超分子聚合物熔化温度。
方法500可以从方框501进行至方框503。在方框503，涂覆的超分子聚合物可以被冷却至低于超分子聚合物熔化温度的第二涂覆温度，以形成热塑性物体的界面层。通过使被涂布的热塑性物体在界面层形成之前保持静止(例如，在涂覆的超分子聚合物凝固之前)，可以将涂覆的超分子聚合物被动冷却。作为另外一种选择，涂覆的超分子聚合物的冷却可以通过冷藏、空气流(例如，导入的空气流和/或沿传送器移动被涂布的热塑性物体)和/或对涂覆的超分子聚合物应用冷流体来加速。
方法500可以从方框503进行至方框505。在方框505，可以将涂层涂覆至界面层。涂层可以是或包括有机-无机混合涂层。涂层可以作为可包含二氧化硅的胶态悬浮体涂覆至界面层。在一些实例中，涂层可以作为液体、凝胶或半固体通过如喷涂、浸渍、旋涂、辊涂、弯液面涂布和/或流动涂布等任何适当方法而涂覆。
方法500可以从方框505进行至方框507。在方框507，界面层上的胶态悬浮体可以暴露于紫外光。界面层中超分子聚合物的烷氧基可以响应紫外光而键合于涂层。另外，紫外光暴露可以引起涂层的交联、凝固和/或硬化。暴露于紫外光后可以进行一种或多种额外处理(例如，使用溶剂清洁)或涂布工序(例如，添加第二涂层)。可以重复方框505和507，以在热塑性物体上产生多层涂层。
图6说明了根据本公开内容的一些实施方式的从涂布热塑性制品上去除涂层的方法。如上所述，涂布热塑性制品可以包括涂层(如二氧化硅硬涂层)和热塑性部分(即，热塑性物体)。此外，超分子聚合物界面可以位于涂层与涂布热塑性部分的外表面之间。超分子聚合物界面可以将涂层偶联于热塑性部分的外表面。热塑性物体可以具有第一熔化温度，并且超分子聚合物可以具有低于第一熔化温度的第二熔化温度。
方法600可以始于方框601。在方框601，可以对涂布热塑性制品施加热量。施加热量的步骤可以包括将超分子聚合物界面加热至第三温度，所述第三温度等于或高于第二熔化温度且低于第一熔化温度。在一些实例中，超分子聚合物界面以通过对涂布热塑性制品的任何部分应用热流体(如液体或气体)来加热。热流体可以被引导至涂层上(例如，通过喷涂热液体)。作为另外一种选择，可以将涂布热塑性制品浸入、保温或者以其整体暴露于热源。在另一些实例中，可以以如电磁辐射等辐射的形式对涂布热塑性制品(或对涂层)施加热量。这可以是以一束或多束激光束的形式。作为另外一种选择，电磁辐射可以是另一种类型的，如微波辐射。作为替代方式，可以使用一种多种其他加热方法来加热涂布热塑性制品，如对流加热、传导加热、汽蒸或燃烧。如上所述，超分子聚合物界面可以响应所施加的热量而发生相变。结果，“熔融的”超分子聚合物界面可处于较软的固体、凝胶和/或油的形式。
方法600可以从方框601进行至方框603。在方框603，可以对涂布热塑性制品的涂层施加力。可以施加机械力以将涂层和超分子聚合物界面与热塑性部分的外表面分开。例如，可以沿超分子聚合物界面的平面对涂层施加力。作为另外一种选择，可以施加向下、侧向、向上、斜向和/或剪切力，如抵靠涂层和/或涂布热塑性制品反复应用可移动部件。可采用的其他种类的力包括但不限于声波、加压流体和滑动/旋转压缩。在方框601中施加热量之后，超分子聚合物界面可能是油、凝胶或半固体，对涂层施加力可以充分地将涂层和至少部分熔融的超分子聚合物界面与下方的热塑性物体分开。
在一些实施方式中，方框601和603可以同时进行。例如，可以在也对涂布热塑性制品施加热量的滚筒、振荡器、超声器、振动诱导装置、振荡器或其他搅拌装置中，对涂布热塑性制品施加力和热量。热量可以作为装置内的热的液体来提供，或者装置可以包括一个或多个如燃烧器或加热线圈等加热元件。力可以以涂布热塑性制品与装置内部之间的碰撞、与装置内其他制品或物体的碰撞的方式来提供，或者通过流体压力或机械搅拌来提供。一旦涂层和至少部分熔融的超分子聚合物界面层的部分或全部已与热塑性部分分开，则热塑性部分可以被再循环利用。
在不同实施方式中，方法600可以进行至方框605。在框605，可以将涂层从热塑性部分去除。可以将超分子聚合物界面的部分或全部与涂层一起从热塑性部分上去除。在一些实例中，在框601和603之后，涂层和部分超分子聚合物界面层会保持至少部分地偶联于热塑性部分。因此，去除涂层和超分子聚合物界面层可以包括通过另一装置或者通过重复方框601和/或603来二次施加热量和/或力。作为另外一种选择，可以通过对涂层直接喷涂热流体和/或加压流体来去除涂层。
在不同实施方式中，方法600可以由方框603或605进行至方框607。在方框607，可以从涂层上去除至少部分熔融的界面层的超分子聚合物。这可以在从热塑性部分上去除涂层(与超分子聚合物界面一起)之后通过再加热涂层并刮擦、旋转或者搅动涂层而完成，以去除残留的超分子聚合物的部分或全部。作为另外一种选择，可以通过使用溶剂洗涤涂层而去除残留的超分子聚合物。在一些实例中，使用溶剂洗涤涂层并收集溶剂可以提供将至少部分官能化单体和/或超分子聚合物界面的其他组分回收和再利用的机会。类似地，从涂层去除超分子聚合物可以使涂层再循环。涂层、超分子聚合物和/或热塑性部分可根据如重量、形状、尺寸或溶剂中的溶解度等不同性质分类。
实施例
本文所述的方法、系统和物品可用于制备具有可去除涂层的热塑性制品和用于随后去除这些涂层。以下描述汽车内饰件的具体应用的实例仅以说明的方式提供，而不意在限制。可去除涂层也可以涂覆于许多种物品和从其上除去，所述物品例如为汽车外部物品(例如，塑料窗和保险杠)、电气和电子组件(例如，移动无线装置、计算机、电视和家用电器的外壳)、建筑材料和许多其他物品。
典型的汽车包括包括约44磅(lb)的涂布塑料内饰件。常用于这些饰件的塑料的种类包括聚丙烯(PP)、丙烯腈或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二酯、聚缩醛和聚氯乙烯(PVC)。内饰件被涂布以提高紫外稳定性和抗冲击性。涂层也可以用于提高或降低表面光泽和提供颜色。但是，通过常规方法涂覆的涂层的去除是困难、昂贵的，并且可能需要使用有毒化学品。
实施例1：具有可去除涂层的汽车内饰件的制备
可去除涂层可涂覆于热塑性物体，如汽车用杯架。在本实施例中，杯架通过注塑成型由聚丙烯制造，并具有约160℃的熔化温度。
可选的是，可以在涂布可去除涂层之前先清洁杯架。例如，可以将杯架浸入超声清洁设备内的溶剂(例如，甲醇)中。施加超声能量5分钟，然后将杯架完全干燥。作为另外一种选择，可以将杯架降至溶剂蒸气中5分钟～40分钟，然后移动至干燥区，于该处使溶剂从杯架上蒸发。可以使用如异丙醇、环己烷、乙醇或丙酮等其他有机溶剂代替甲醇。作为另一种选择，可以将杯架浸入水性清洁液中并搅拌，所述清洁液包含清洁剂和/或湿润剂。可以将杯架可选地在水性或有机溶液中漂洗，并干燥。
可以将含有硅烷氧基键的超分子聚合物(例如，如图4中所示)加热至高于超分子聚合物熔点的第一涂覆温度，引起低粘度溶液的形成。作为另外一种选择，可以通过将官能化单体(例如，如图3中所述)添加至溶剂，制备低粘度溶液。在本实施例中，超分子聚合物的熔点在80℃～90℃范围内，并且第一涂覆温度为120℃。在第一涂覆温度，溶液的粘度可以在1Pas～3Pas范围内。
可以将溶液以5μm～30μm的厚度涂覆至杯架的外表面。可以通过将溶液喷涂在杯架上或者通过将杯架浸入溶液中来涂覆溶液。然后可以将涂覆的超分子聚合物冷却至低于超分子聚合物熔化温度的第二涂覆温度(例如，室温)。随着溶液冷却，官能化单体的端基之间的氢键合引起溶液聚合和凝固。这引起杯架外表面上超分子聚合物界面层的形成。
可以将有机-无机杂化涂布材料涂布在超分子聚合物界面层上。涂布材料可以由成份的TEOS(四乙氧基硅烷)、MPTMA(甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯)和氨基甲酸酯丙烯酸酯(重量百分比分别为75.3、22.6和2.1)以及如去离子水、盐酸、工业甲基化酒精和光引发剂等次要组分制成。该混合涂层的合成步骤描述于WO/2001/025343中。简言之，通过以下方式制备组分A：将32.4g甲醇、2.9g蒸馏水和0.2g36%盐酸的均匀混合物添加至烧杯中的33.4g四乙氧基硅烷(TEOS)中，混合1小时，添加4.5g异丙醇钛，混合至少12小时，添加2.9g蒸馏水，搅拌1小时，并添加0.57g蒸馏水。通过以下方式制备组分B：将5.9g甲醇和0.87g蒸馏水和0.2g36%盐酸的均匀混合物添加至烧杯中的8.0g甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯(MPTMA)中。然后将组分A和B分开地在密封烧杯中搅拌约30分钟，之后将它们合并，并在密封烧杯中搅拌约30分钟。然后将所获得的溶胶在室温于密封容器中老化至少24小时，以使无机网络得到发展。然后将7.2g蒸馏水缓缓添加至溶液中。然后将90.0g该溶液与0.8g紫外固化性脂肪族氨基甲酸酯丙烯酸酯单体(以产品代码260GP25由AkcrosChemicals销售)和0.1g作为光引发剂的50%1-羟基环己基苯基酮:50%二苯甲酮混合物混合。所获得的溶液在使用前可以在黑暗区域存储在密封容器(例如，黑暗的存储柜)中。
使用成角度的流涂法将该溶液沉积在界面上，在所述成角度的流涂法中最后的涂层厚度是基板倾角的函数。在沉积之后，可以将涂层在50℃干燥5分钟并使用不具有二向色性红外滤光片的H型灯泡以46.3mWcm2的紫外强度紫外固化10分钟～20分钟。在本实施例中，光源为微波激发中压汞等离子体光源。这种光源是连续光谱的紫外光源，最重要的发射在约366nm处。这些光源的一个特征是低于240nm的连续谱，其部分地促成臭氧(O3)发生。作为另外一种选择，光源可以包括一个或多个发光二极管(LED)。
实施例2：具有可去除涂层的汽车仪表盘罩的制备
可以将可去除涂层涂覆至由聚碳酸酯构成的汽车组件，如仪表盘罩上。聚碳酸酯组件可以在取出任何保护箔或保护膜之后用丙酮清洁。如实施例1所述，含有硅烷氧基键的超分子聚合物可以被加热至其熔点，作为低粘度溶液涂覆至聚碳酸酯组件的外表面，达到5μm～30μm的厚度，并冷却至室温。随着溶液冷却，其凝固以形成超分子聚合物界面层。
溶胶凝胶无机-有机混合涂层通过涂覆硅前体溶液、钛前体溶液和控制制剂(controlformulation)的混合物而制备，如例如Karatas等，ProgressinOrganicCoatings60:140-147(2007)所述。简言之，硅溶液通过以下方式制备：混合25.0g正硅酸四乙酯(TEOS)、3.85g甲醇、蒸馏水和对甲苯磺酸，使其在室温部分水解约10小时。钛前体通过以下方式制备：将四异丙氧基钛(Ti(O-i-Pr)4；14.7mL，0.05mol)和乙酰丙酮(acac；5.2mL，0.1mol)溶解在12mL甲醇中并在室温搅拌10小时以获得澄清的黄色Ti:acac溶液。然后将1.8mL蒸馏水(0.1mol)和0.04g对甲苯磺酸添加至24.0gTi:acac中，随后在室温部分水解10小时。
控制制剂(“CF”)通过以下方式制备：将乙烯基三甲氧基硅烷(2%)、Photomer4006F(2%)、甲基丙烯酸甲酯(2%)、Irgacure184–819混合物(3%)和BYK331湿润剂(0.02g)添加至低聚物环氧丙烯酸酯(91%)中。然后根据所期望的溶胶凝胶含量由CF(5.0g)和不同量的二氧化硅/二氧化钛前体制备有机-无机混合涂层材料的制剂。使用计量线棒涂覆机(wiregaugedbarapplicator)涂覆硅/钛前体和控制制剂的混合物，以在超分子聚合物界面层表面上获得30μm的湿厚度。通过使用位于基板上方15cm处的中压汞灯[120W/cm，λmax：365nm(320nm～390nm)，灯总功率=3.24kW]施加紫外光180秒而使涂层硬化(照射剂量为720mJ/cm2)。
作为另外一种选择，可以从丙烯酸酯的混合物(组分A)和有机硅烷的混合物(组分B)起制备涂层，如Wouters等，ProgressinOrganicCoatings51:312-320,(2004)所述。简言之，组分A由HDDA(EBC284，UCBChemicals)中不同重量比的1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA，UCBChemicals)和脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯构成。组分B由正硅酸四乙酯(TEOS，Aldrich,98%)和3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS，Aldrich，98%)的水解混合物构成。使TEOS和MPTMS在酸性水(pH3)中水解16小时。水的pH通过添加乙酸(HAc，Aldrich，98%)或通过添加本征导电聚合物的悬浮体(ICP，AgfaGevaert，1.04重量%的水悬浮体，稳定在pH2)而调整。将组合物A和B与光引发剂(2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮(Darocur1173，CibaSpecialityChemicals))混合，并将所获得的混合物涂覆至超分子聚合物界面层。使用可输出1375mJ/cm2的照射剂量的F型灯来固化涂层。
作为另一选择，涂层可以如Lee等，MacromolecularResearch18(1):40-46(2010)中所述来制备。简言之，使用表面改性用硅烷偶联剂处理硅胶，并将其与有机材料和引发剂化合，以制得有机-无机涂布溶液。在室温将具有尺寸为15nm的胶体二氧化硅的胶体二氧化硅溶液(3.81gSiO2在8.89g甲醇中)添加至77.6g异丙醇中并利用机械搅拌器混合。通过1小时滴加7.48g硅烷偶联剂甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷(MAPTMS)。将反应温度升至70℃，并在受到搅拌的反应器中进行偶联反应3小时。为防止凝固、凝胶化和颗粒聚结，添加双官能1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)和三官能三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA，MIRAMERM300)作为反应稀释剂，以控制涂布溶液的粘度。通过在70℃真空蒸馏，除去偶联反应后残留的溶剂和未反应的MAPTMS。
在室温将有机材料(双官能氨基甲酸酯丙烯酸酯(MIRAMERPU-280，50重量%)/HDDA(25重量%)/TMPTA(25重量%))与胶体二氧化硅和光引发剂(1-羟基环己基苯基酮(HCPK，Irgacure184)、苯基乙醛酸甲酯(PGAME，DarocurMBF)和2-甲基-1[4-(甲基硫基)苯基]-2-吗啉基丙-1-酮(MMMP，Irgacure907))反应5小时，以形成涂布溶液。可选的是，该涂布溶液可以进行超声处理30分钟，以增强混合效率。
基板可以通过在甲醇中超声清洁处理5分钟而清洁，并在使用前完全干燥。将涂布溶液滴在基板上，随后以1500rpm旋涂30秒。通过使用在365nm的光强度为40mW/cm2的高压汞灯，将溶液涂布的基板在800W紫外固化2分钟。
在涂层的此实施例中，使用了具有不同吸收带的三种光引发剂，为的是利用较宽范围的紫外波长来固化。其他涂层可以包含一种光引发剂、两种光引发剂或超过三种光引发剂。
实施例3：利用热量和机械力从涂布的汽车杯架上去除涂层
如上所述，如汽车杯架等涂布热塑性制品可以具有处于下方的热塑性物体的表面与涂层之间的超分子聚合物界面层。可以通过加热超分子聚合物界面层和施加机械力，从汽车杯架上去除涂层。超分子聚合物界面层可以通过对流、传导或辐射被加热至涂层去除温度(“第三温度”)，该温度等于或高于超分子聚合物界面层熔化温度(第一熔化温度)但低于热塑性物体熔化温度(第二熔化温度)。可以例如通过将涂布制品置于烘箱、炉或热液体/气体的容器中而对整个涂布制品施加热量。作为另外一种选择，可以通过利用热辊、板或模具挤压而对涂层施加热量。
涂层去除温度可以低于第一涂覆温度(即，将超分子聚合物界面层涂覆于热塑性物体时的温度)。例如，第一熔化温度可以为80℃，第一涂覆温度可以为120℃，并且涂层去除温度可以为90℃～115℃。在第一涂覆温度超分子聚合物界面层可以形成半固体或较粘稠的液体。作为另外一种选择，涂层去除温度可以等于或高于第一涂覆温度。在该温度超分子聚合物界面层可以形成低粘度液体。涂层去除温度可以在50℃～60℃、60℃～70℃、70℃～80℃、80℃～90℃、90℃～100℃、100℃～110℃、110℃～120℃、120℃～130℃、130℃～140℃、140℃～150℃、150℃～160℃、160℃～170℃、170℃～180℃、180℃～190℃、190℃～200℃、200℃～220℃、200℃～250℃、250℃～300℃或300℃～400℃范围内，并且可以至少部分地基于热塑性物体的熔化温度而选择。
也采用如切割、摘取、砂磨、刮擦、热水喷溅或翻转等机械去除方法来对涂布制品施加机械力。超分子聚合物界面层的软化或熔融减少了去除涂层所需的机械力，并且也可以减少对于下方的热塑性物体的损坏。可以例如通过使涂布制品在利用如水或空气等热流体的室中翻转而同时施加热量和机械力。作为另外一种选择，可以例如通过将涂布制品传递经过烘箱然后经过加压流体的蒸汽而在施加机械力之前施加热量。机械力的施加可以引起涂层与热塑性物体分离。可选的是，可以利用一次或多次额外施加的如上所述的热量和/或力来处理涂层或热塑性物体，以去除超分子聚合物界面层的任何残留部分。
实施例4：利用辐射从涂布汽车仪表控制盘罩上去除涂层
在本实施例中，如汽车仪表控制盘罩等涂布制品的超分子聚合物界面层包含具有通过Zn(NTf2)2连接的2,6-双(1’-甲基苯并咪唑基)吡啶(Mebip)端基的官能化单体。官能化单体也包含通过如烃链等柔性连接子连接于端基的硅烷氧基的链。涂层可以是上述含二氧化硅的透明涂层中的任一种。
涂层的透明度使得可以通过施加紫外光去除涂层。对涂层或涂布制品施加波长为320nm～390nm并且强度为950mWcm2的紫外光，直至超分子聚合物界面层软化。
可选的是，在施加紫外光期间或之后，可以对涂布制品施加机械力，以增强涂层去除。紫外光和机械力可以同时施加，如可以通过在紫外光照射的室中使涂布制品翻转来同时施加。作为另一种选择，可以在机械力之前施加紫外光，如可以通过将涂布制品传送经过紫外光阵列然后经过高压水射流阵列来进行。紫外光和机械力的组合可以引起涂层与热塑性物体分离。可选的是，可以随后如上所述利用热量和/或额外的机械力依次处理涂层或热塑性物体，以去除超分子聚合物界面层的任何残留部分。
关于本文中基本上任何复数和/或单数术语的使用，在适合上下文和/或应用的情形下，本领域技术人员可以将复数转化为单数和/或将单数转化为复数。为清楚起见，本文中可能明确地阐述了各种单数/复数转换。
本领域技术人员将会理解，一般而言，本文中、特别是所附权利要求(例如，所附权利要求的主体)中所使用的术语通常意在作为“开放式”术语(例如，术语包括“including”应解释为“包括但不限于”，术语“具有”应解释为“至少具有”，术语“包括(includes)”应解释为“包括但不限于”，等等)。本领域技术人员将进一步理解，如果意图是特定数量的引入的权利要求叙述，则这样的意图将在权利要求中进行明确地陈述，在没有这样的叙述的情况下，则没有这样的意图。例如，为帮助理解，以下所附的权利要求可能包含对介绍性短语“至少一个”和“一个或多个”的使用，以介绍权利要求叙述。然而，这种短语的使用不应解释为暗指：由不定冠词“一(a或an)”介绍的权利要求叙述会使包含这种所介绍的权利要求叙述的任何特定权利要求限于包含仅一个这种叙述的发明，即使当同一权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”和如“一(a或an)”等不定冠词时亦如此(例如“一(a和/或an)”通常应解释为“至少一个”或“一个或多个”的意思)；这同样适用于对介绍权利要求叙述的不定冠词的使用。另外，即使在所介绍的权利要求叙述中明确地陈述了确定的数量，本领域技术人员也将认识到这种叙述通常应解释为至少为所陈述的数量的意思(例如，没有其他修饰语的“两个叙述”这种单纯的叙述通常是至少两个叙述或者两个以上叙述的意思)。此外，在其中采用类似于“A、B和C等中的至少一种”的惯用说法的那些情形中，通常这类修辞意指本领域技术人员所理解的该惯用说法(例如，具有“A、B和C中至少一种的系统”包括但不限于只具有A的系统、只具有B的系统、只具有C的系统、同时具有A和B的系统、同时具有A和C的系统、同时具有B和C的系统和/或同时具有A、B和C的系统)。在其中采用类似于“A、B或C等中的至少一种”的惯用说法的那些情形中，通常这类修辞意指本领域技术人员所理解的该惯用说法(例如，“具有A、B或C中至少一种的系统”包括但不限于只具有A的系统、只具有B的系统、只具有C的系统、同时具有A和B的系统、同时具有A和C的系统、同时具有B和C的系统和/或同时具有A、B和C的系统)。本领域技术人员还应理解，实际上，带出两个以上可选择的术语的任何转折连词和/或短语，无论是在说明书、权利要求书还是附图中，都应被理解为设想了包括这些术语之一、这些术语中的任一个或者全部这些术语的可能。例如，短语“A或B”将被理解为包括“A”或“B”或者“A和B”的可能。
虽然出于描述优选实施方式的目的本文已经说明和描述了某些实施方式，但是本领域技术人员将理解，许多预计将实现相同目的的替代和/或等价实施方式或实施手段可以替代所示和所述的实施方式，而不脱离本公开内容的范围。本领域技术人员将容易理解，本公开内容的实施方式可以以非常多种方式实施。本公开内容意在包括对本文所讨论的实施方式的任何修改或改变。因此，明确的是，本公开内容的实施方式仅受限于权利要求及其等价物。

Claims (21)

1.一种具有可去除涂层的热塑性制品，所述热塑性制品包括：
热塑性物体；
设置于所述热塑性物体外表面上的超分子聚合物界面层，其中所述超分子聚合物界面层具有第一熔化温度，并且所述热塑性物体具有第二熔化温度，所述第二熔化温度高于所述第一熔化温度；和
涂布在所述超分子聚合物界面层上的涂层；
其中，所述超分子聚合物包括具有至少一个柔性连接子和烷氧基的多个单体，所述烷氧基偶联于所述涂层。
2.如权利要求1所述的热塑性制品，其中所述涂层包括有机-无机混合涂层。
3.如权利要求1所述的热塑性制品，其中所述烷氧基包括硅烷氧基。
4.如权利要求1所述的热塑性制品，其中所述热塑性物体包括从汽车仪表盘罩、汽车仪表控件或汽车内饰件中的选定的一种。
5.一种具有可去除涂层的热塑性制品的制造方法，所述方法包括：
在第一涂覆温度将超分子聚合物涂覆至热塑性物体的外表面，其中所述超分子聚合物具有低于所述第一涂覆温度的熔化温度；
将所涂覆的超分子聚合物冷却至低于所述熔化温度的第二涂覆温度，以形成所述热塑性物体的界面层；和
将涂层涂覆至界面层；
其中，所述涂层包括有机-无机混合涂层，或者所述超分子聚合物包括具有至少一个柔性连接子和烷氧基的多个单体，所述烷氧基响应于固体界面上的胶态悬浮体在紫外光下的暴露而键合于所述涂层。
6.如权利要求5所述的方法，其中涂覆所述涂层的步骤包括将胶态悬浮体涂覆至所述界面层。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述胶态悬浮体包含二氧化硅。
8.如权利要求6所述的方法，所述方法还包括将所述界面层上的所述胶态悬浮体暴露于紫外光。
9.如权利要求5所述的方法，其中涂覆所述超分子聚合物的步骤包括在所述第一涂覆温度将所述超分子聚合物喷涂在所述热塑性物体的外表面上。
10.如权利要求6所述的方法，其中将所述胶态悬浮体涂覆至所述界面层的步骤包括用所述胶态悬浮体喷涂所述界面层。
11.如权利要求5所述的方法，其中所述热塑性物体的熔化温度高于所述超分子聚合物的熔化温度。
12.如权利要求5所述的方法，其中所述热塑性制品包括从汽车仪表盘罩、汽车仪表控件或汽车内饰件中的选定的一种。
13.一种从涂布的热塑性制品上去除涂层的方法，所述方法包括：
对所述涂布的热塑性制品施加热量；和
对所述涂布的热塑性制品的涂层施加力，
其中所述涂布的热塑性制品的热塑性部分偶联于超分子聚合物界面，该超分子聚合物界面位于所述涂层与所述热塑性部分的外表面之间，
其中所述超分子聚合物具有第一熔化温度，并且所述热塑性部分具有高于所述第一熔化温度的第二熔化温度，并且
其中施加热量的步骤包括将所述超分子聚合物界面加热至第三温度，所述第三温度等于或高于所述第一熔化温度且低于所述第二熔化温度；并且
其中对所述涂布的热塑性制品施加热量的步骤包括对所述超分子聚合物界面施加电磁辐射。
14.如权利要求13所述的方法，其中对所述超分子聚合物界面施加电磁辐射包括将所述涂布的热塑性制品暴露于一个或多个激光束。
15.如权利要求13所述的方法，其中对所述涂布的热塑性制品施加热量的步骤包括对所述涂布的热塑性制品施加热流体。
16.如权利要求13所述的方法，其中所述热塑性制品包括从汽车仪表盘罩、汽车仪表控件或汽车内饰件中的选定的一种。
17.一种从涂布的热塑性制品上去除涂层的方法，所述方法包括：
对所述涂布的热塑性制品施加热量；和
对所述涂布的热塑性制品的涂层施加力，
其中所述涂布的热塑性制品的热塑性部分偶联于超分子聚合物界面，该超分子聚合物界面位于所述涂层与所述热塑性部分的外表面之间，
其中所述超分子聚合物具有第一熔化温度，并且所述热塑性部分具有高于所述第一熔化温度的第二熔化温度，并且
其中施加热量的步骤包括将所述超分子聚合物界面加热至第三温度，所述第三温度等于或高于所述第一熔化温度且低于所述第二熔化温度；并且
其中对所述涂层施加力的步骤包括施加机械力以将所述涂层与所述热塑性部分的外表面分开。
18.如权利要求17所述的方法，其中对所述涂布的热塑性制品施加热量和对所述涂布的热塑性制品的涂层施加力的步骤包括使所述涂布的热塑性制品在受热的室中翻转。
19.如权利要求17所述的方法，其中施加力的步骤包括沿所述超分子聚合物界面的平面对所述涂层施加机械力。
20.如权利要求17所述的方法，所述方法还包括从所述热塑性部分去除所述涂层和所述超分子聚合物界面。
21.如权利要求20所述的方法，所述方法还包括从所述涂层去除所述超分子聚合物。
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