CN105324443B - 贫油光的涂覆的聚碳酸酯薄膜 - Google Patents
贫油光的涂覆的聚碳酸酯薄膜 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105324443B CN105324443B CN201480033128.6A CN201480033128A CN105324443B CN 105324443 B CN105324443 B CN 105324443B CN 201480033128 A CN201480033128 A CN 201480033128A CN 105324443 B CN105324443 B CN 105324443B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coating
- film
- weight
- coating agent
- polymethyl methacrylate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/04—Coating
- C08J7/046—Forming abrasion-resistant coatings; Forming surface-hardening coatings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/06—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
- B05D3/061—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation using U.V.
- B05D3/065—After-treatment
- B05D3/067—Curing or cross-linking the coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/04—Coating
- C08J7/0427—Coating with only one layer of a composition containing a polymer binder
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C09D133/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
- C09D133/10—Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
- C09D133/12—Homopolymers or copolymers of methyl methacrylate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D4/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16
- C09D4/06—Organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond in combination with a macromolecular compound other than an unsaturated polymer of groups C09D159/00 - C09D187/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2369/00—Characterised by the use of polycarbonates; Derivatives of polycarbonates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2433/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
- C08J2433/04—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters
- C08J2433/06—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters of esters containing only carbon, hydrogen, and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
- C08J2433/10—Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
- C08J2433/12—Homopolymers or copolymers of methyl methacrylate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
Abstract
本发明涉及用至少一个含聚甲基丙烯酸甲酯的层涂覆的聚碳酸酯薄膜,其包含聚碳酸酯薄膜和在其上的至少一个具有至少40重量%的聚甲基丙烯酸甲酯含量的含聚甲基丙烯酸甲酯的层,其特征在于所述至少一个含聚甲基丙烯酸甲酯的层的总层厚度为至少10微米,所述至少一个含聚甲基丙烯酸甲酯的层的最上层可通过用涂层剂涂覆获得,所述涂层剂包含该涂层剂固含量的至少40重量%的含量的至少一种具有至少100000 g/mol的平均摩尔质量(Mw)的聚甲基丙烯酸甲酯聚合物或聚甲基丙烯酸甲酯共聚物;该涂层剂固含量的至少30重量%的含量的至少一种可UV固化的反应性稀释剂;该涂层剂固含量的0.1至10重量份的含量的至少一种光引发剂;和至少一种有机溶剂,其中烯类不饱和基团的含量为至少3摩尔/千克涂层剂固含量。
Description
本发明涉及用至少一个含聚甲基丙烯酸甲酯的层涂覆的聚碳酸酯薄膜,其表面在抗刮性、耐溶剂性和抗油光(Oiling)特性方面具有改进的性质,还涉及此类薄膜的制造方法。本发明还涉及包含本发明薄膜的3D塑料部件以及本发明的薄膜用于在薄膜嵌入成型(film insert moulding)法中制造塑料部件的用途。
薄膜嵌入成型技术已公认用于在注塑法中制造塑料部件。其设定首先由涂覆的薄膜二维或三维地预制部件的正表面,然后从反面用塑料熔体填充或后注塑。
在此通常希望的是正面受到充分保护以抵御化学和机械作用。这在现有技术中通常通过该表面上适当的涂层或漆层来实现。为避免成品三维部件的湿式涂覆,有利的是,应该将这样的漆层或涂层施加到薄膜上,其然后与该薄膜一起经受所有进一步的成型步骤和此后例如通过UV曝光最终固化。
由此对于适合这种技术的涂覆的薄膜形成非常特定的性质状况。在现有技术中,术语“可成型硬涂层”已公认用于这种产品类别,即首先足够防粘连(blockfest)、但随后可以与基底一起任意热成型并最终通过UV固化获得保护层性质的薄膜涂层。
难以与大的潜在UV交联潜力一起实现初级涂层的防粘连性(Blockfestigkeit)和热塑性特征方面的这种性质组合。
现有技术中对这一目标的大多数解决方案包括使用主要通过双固化法制备的大分子单体,尤其如Beck, Erich (BASF), Scratch resistant UV coatings forautomotive applications, Pitture e Vernici, European Coatings (2006), 82(9),10-19;Beck, Erich, Into the third dimension: three ways to apply UV coatingtechnology to 3D-automotive objects, European Coatings Journal (2006), (4),32, 34, 36, 38-39;Petzoldt, Joachim;Coloma, Fermín (BMS), New three-dimensionally formable hardcoat films, JOT, Journal fuer Oberflaechentechnik(2010), 50(9), 40-42;EP 2113527 A1, Petzoldt等人,Development of newgeneration hardcoated films for complex 3D-shaped FIM applications, RadTechAsia 2011, Conference Proceedings中所述。
这些薄膜产品用例如聚碳酸酯熔体后注塑(薄膜嵌入成型)之后,产生所需塑料部件。
对广泛用于汽车、各种其它交通工具、电气和电子设备和建筑工业中的此类塑料部件的视觉外观提出高要求。通常被称作“油光”的不规则彩虹现象妨碍所需的视觉印象。当要制造光亮钢琴黑色的塑料部件时,这种不合意的效应显得特别醒目。
“油光”效应通过以一个方向反射的两个光束的干涉产生,其中一个光束在空气/涂层界面处反射,而另一光束在位于其下的涂层/基底薄膜界面处反射。这两个表面反射的光越多,该效应越可见。光亮基底上的光亮漆层是严重油光的先决条件。当例如光滑聚碳酸酯薄膜用光亮清漆覆盖时,正好是这种情况。
在这样的用途中,通常使用具有大约1.58的折光率的光滑聚碳酸酯薄膜,其通常用基于脂族化合物的漆料以5至20微米的应用相关的层厚度来涂覆。由于热成型,该涂层在部件上的层厚度也依赖于位置而变化,这可促使在整个部件上发生彩虹效应。
总体而言,因此更加需要具有贫油光的表面的聚碳酸酯薄膜,其另外在成型工艺之前和之后具有足够的防粘连性并在例如借助UV光固化后具有一定的抗刮性和耐溶剂性。满足具有所提到的性质组合的这种性质状况构成对本领域技术人员的一个特别的挑战。
已经令人惊讶地发现,当用至少一个含聚甲基丙烯酸甲酯的层覆盖聚碳酸酯基底时,可以以特别有效的方式甚至以贫“油光”形式获得具有特别的抗刮性和耐溶剂性的可热成型和随后可UV固化的涂覆的聚碳酸酯薄膜,其中所述一个或多个层的总厚度为至少10微米,且该层或这些层的每一层包含至少40重量%的聚甲基丙烯酸甲酯,且用于所述含PMMA的涂层的整个层或最上层的涂层剂包含至少一种具有至少100000 g/mol的重均摩尔质量的聚甲基丙烯酸甲酯聚合物或聚甲基丙烯酸甲酯共聚物、至少一种可UV固化的反应性稀释剂、至少一种光引发剂和至少一种溶剂。
本发明因此提供下列:涂覆的聚碳酸酯薄膜,其包含聚碳酸酯薄膜和在其上的至少一个具有至少40重量%的聚甲基丙烯酸甲酯含量的含聚甲基丙烯酸甲酯的层,其特征在于
所述至少一个含聚甲基丙烯酸甲酯的层的总层厚度为至少10微米,
所述至少一个含聚甲基丙烯酸甲酯的层的最上层可通过用涂层剂涂覆获得,所述涂层剂包含
(a) 所述涂层剂固含量的至少40重量%的含量的至少一种具有至少100000 g/mol的平均摩尔质量Mw的聚甲基丙烯酸甲酯聚合物或聚甲基丙烯酸甲酯共聚物;
(b) 所述涂层剂固含量的至少30重量%的含量的至少一种可UV固化的反应性稀释剂;
(c) 所述涂层剂固含量的≥ 0.1至≤ 10重量份的含量的至少一种光引发剂;和
(d) 至少一种有机溶剂,
其中烯类不饱和基团的含量为至少3摩尔/千克所述涂层剂固含量。
该含PMMA的涂层因此可以是均匀的并可以以单层施加。其也可以由相继施加的多个含PMMA的层构成。如上所述,所述至少一个含PMMA的层中的含PMMA的层可具有不同的组成。其必要条件包括各层的最低PMMA含量为40重量%、用于最上层的涂层剂的特定组成以及所述至少一个含PMMA的层中的含PMMA的层的总层厚度为至少10微米。如果只设计一个含PMMA的层,该具有至少10微米的层厚度的PMMA层由可通过用本发明的涂层剂涂覆所获得的涂层构成。
因此在最简单的实施方案中,本发明的涂覆的聚碳酸酯薄膜由聚碳酸酯薄膜和已通过用本发明的涂层剂涂覆该薄膜所获得的涂层构成。由此,可以高效地获得具有贫油光、防刮并耐溶剂的表面的本发明的聚碳酸酯薄膜。
同样有利的是该聚碳酸酯基底的具有至少10微米的总厚度的双层覆盖层,其中直接毗邻聚碳酸酯的下层由纯聚甲基丙烯酸甲酯构成且上层可由本发明的涂层剂获得。因此,本发明的涂覆的聚碳酸酯薄膜在这一优选实施方案中包含两个含聚甲基丙烯酸甲酯的层。在其中一个优选实施方案中,本发明的薄膜包含可通过共挤获得的聚碳酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯薄膜和可通过用本发明的涂层剂涂覆获得的在该薄膜的聚甲基丙烯酸甲酯层上的涂层。
具有厚度不同的聚甲基丙烯酸甲酯层的聚碳酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯共挤薄膜是现有技术中已知的并且许多可购得,例如以Makrofol® SR 253、Makrofol® SR 906、Makrofol® SR 280商品名购自Bayer Materialscience AG。这种类型的薄膜可用于制造本发明的薄膜,其中将其在聚甲基丙烯酸甲酯面上用本发明的涂层剂涂覆以使含PMMA的总层厚度为至少10微米。
可购得和现有技术中的许多提到的共挤PC/PMMA薄膜已具有厚度大于10微米的PMMA层。在这种基底上,由于PMMA和主要由PMMA构成的本发明涂层的折光率彼此非常接近,甚至很薄的本发明涂层(例如5微米厚度)也不会造成显著油光。这种新形成的界面不会增强不想要的彩虹现象。
含PMMA的层的总数因此为至少1,并可以为总共1、2、3或4。在此,所述含PMMA的层的根据本发明的层厚度为至少10微米。根据所述含PMMA的层的数量和厚度,可通过用本发明的涂层剂涂覆来获得的含PMMA的最上层可具有至少2微米,优选至少5微米,更优选至少10微米的厚度。共挤PC/PMMA薄膜中的上述共挤PMMA层的厚度可以为至少10微米,优选至少15微米,更优选至少20微米。因此,共挤PC/PMMA薄膜中的PMMA层的厚度可以为至少10微米,且在其上可由本发明的涂层剂获得的层的厚度可以为至少5微米。
本发明的涂层剂可以以简单和有效的方式获得。此外,可由此获得的涂层在许多表面,特别例如考虑用于薄膜嵌入成型法的薄膜上具有足够的防粘连性,但随后可以与涂覆的基底一起任意地热成型,并在例如借助UV辐射固化后获得在抗刮性、耐溶剂性和至少降低的油光效应方面具有有利性质的表面。
可以例如借助如可根据ASTM D 3363测得的铅笔硬度确定抗刮性。可以根据ENISO 2812-3:2007评估耐溶剂性。值得注意的是,通过用该涂层剂按本发明涂覆薄膜并通过UV辐射最终固化而获得的模制件表面甚至对原本对聚碳酸酯表面非常有害的溶剂,如丙酮也具有极好的耐受性。
用于界定油光的彩虹效应的量度是由反射光谱测得的牛顿环数。其由400纳米至650纳米之间的反射光谱中的最大振幅计算。从该光谱中获取以百分比计的反射(R)和最大振幅(MA)。为了消去单位,在相同波长下将MA除以R。为了避免小数位,将测得的值乘以1000。由此测定的值对本发明的涂层而言低于20,而具有明显油光的对比薄膜表现出30和以上以及甚至更高的值。
本发明的涂层剂包含
(a) 所述涂层剂固含量的至少40重量%的含量的至少一种具有至少100000 g/mol的平均摩尔质量Mw的聚甲基丙烯酸甲酯聚合物或聚甲基丙烯酸甲酯共聚物;
(b) 所述涂层剂固含量的至少30重量%的含量的至少一种可UV固化的反应性稀释剂;
(c) 所述涂层剂固含量的≥ 0.1至≤ 10重量份的含量的至少一种光引发剂;和
(d) 至少一种有机溶剂,
其中烯类不饱和基团的含量为至少3摩尔/千克所述涂层剂固含量。
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)被理解为是指聚甲基丙烯酸甲酯均聚物和基于甲基丙烯酸甲酯的共聚物,其优选具有大于70重量%的甲基丙烯酸甲酯含量。这种PMMA聚合物和PMMA共聚物是已知的并可以以商品名Degalan®、Degacryl®、Plexyglas®、Acrylite®(制造商:Evonik)、Altuglas、Oroglas(制造商:Arkema)、Elvacite®、Colacryl®、Lucite ®(制造商:Lucite)购得。
优选的是PMMA均聚物以及由70重量%至99.5重量%的甲基丙烯酸甲酯和0.5重量%至30重量%的丙烯酸甲酯构成,更优选由90重量%至99.5重量%的甲基丙烯酸甲酯和0.5重量%至10重量%的丙烯酸甲酯构成的共聚物。根据ISO 306的维卡软化温度VET优选为至少95℃,更优选为100℃至115℃。
根据本发明在涂层剂中所用的PMMA均聚物和共聚物的平均分子量Mw为至少100000 g/mol,更优选至少150000 g/mol,更优选至少200000 g/mol。
可以例如通过凝胶渗透色谱法或通过散射光法测定分子量Mw(参见例如H. F.Mark等人, Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, 第2版, 第10卷, 第1页及其后各页, J. Wiley, 1989)。
该PMMA均聚物或共聚物是本发明的涂层剂和本发明的涂层的基本部分。该PMMA均聚物或共聚物在涂层剂固含量中的含量为至少40重量%,优选至少45重量%,最优选至少50重量%。
优选可用作本发明涂层剂的组分(b)的反应性稀释剂是双官能、三官能、四官能、五官能或六官能丙烯酸类和/或甲基丙烯酸类单体。优选的是酯官能,尤其是丙烯酸酯官能。合适的多官能丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯衍生自具有至少2,优选至少3,更优选至少4个羟基和优选2至12个碳原子的脂族多羟基化合物。
这样的脂族多羟基化合物的实例是乙二醇、丙二醇、丁-1,4-二醇、己-1,6-二醇、二乙二醇、三乙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、四羟甲基乙烷和脱水山梨糖醇。所述多羟基化合物的根据本发明优选适合作为用于反应性稀释剂的双-至六官能丙烯酸类和/或甲基丙烯酸类单体的酯的实例是乙二醇二丙烯酸酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯、丁二醇二丙烯酸酯或丁二醇二甲基丙烯酸酯、二羟甲基丙烷二丙烯酸酯或二羟甲基丙烷二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯或二乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯或甘油三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯或季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇五/六丙烯酸酯(DPHA)、丁-1,2,3,4-四醇四丙烯酸酯或丁-1,2,3,4-四醇四甲基丙烯酸酯、四羟甲基乙烷四丙烯酸酯或四羟甲基乙烷四甲基丙烯酸酯、2,2-二羟基丙-1,3-二醇四丙烯酸酯或2,2-二羟基丙-1,3-二醇四甲基丙烯酸酯、二氨基甲酸酯二甲基丙烯酸酯(UDMA)、脱水山梨糖醇四-、五-或六丙烯酸酯或相应的甲基丙烯酸酯。也可以一起使用具有2至4或更多个烯类不饱和的可自由基聚合的基团的交联单体的混合物。
另外根据本发明,可以使用烷氧基化二-、三-、四-、五-和六丙烯酸酯或-甲基丙烯酸酯作为本发明涂层剂的反应性稀释剂或组分b)。烷氧基化二丙烯酸酯或二甲基丙烯酸酯的实例是烷氧基化,优选乙氧基化的甲二醇二丙烯酸酯、甲二醇二甲基丙烯酸酯、甘油二丙烯酸酯、甘油二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二丙烯酸酯或三羟甲基丙烷二甲基丙烯酸酯。
烷氧基化三丙烯酸酯或三甲基丙烯酸酯的实例是烷氧基化,优选乙氧基化的季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、甘油三甲基丙烯酸酯、丁-1,2,4-三醇三丙烯酸酯、丁-1,2,4-三醇三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯或双三羟甲基丙烷四甲基丙烯酸酯。
烷氧基化四-、五-或六丙烯酸酯的实例是烷氧基化,优选乙氧基化的季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇五甲基丙烯酸酯或二季戊四醇六甲基丙烯酸酯。
在组分b)的烷氧基化二丙烯酸酯或二甲基丙烯酸酯、三丙烯酸酯或三甲基丙烯酸酯、四丙烯酸酯或四甲基丙烯酸酯、五丙烯酸酯或五甲基丙烯酸酯和/或烷氧基化六丙烯酸酯或六甲基丙烯酸酯中,各单体中的所有丙烯酸酯基团或甲基丙烯酸酯基团或仅一部分丙烯酸酯基团或甲基丙烯酸酯基团可经由环氧烷基团键合到相应的基团上。也可以使用这样的完全或部分烷氧基化的二-、三-、四-、五-或六丙烯酸酯或-甲基丙烯酸酯的任意混合物。在这种情况下,所述一个或多个丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团也可以经由多个相继的环氧烷基团,优选环氧乙烷基团键合到该单体的脂族、环脂族或芳族基团上。该单体中的环氧烷或环氧乙烷基团的平均数目由烷氧基化程度或乙氧基化程度表示。烷氧基化程度或乙氧基化程度可优选为2至25,特别优选为2至15,最优选3至9的烷氧基化程度或乙氧基化程度。
同样根据本发明,本发明涂层剂的反应性稀释剂或组分b)可以是属于脂族的氨基甲酸酯丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯或聚丙烯酰基丙烯酸酯(Polyacrylacrylate)种类的低聚物。其作为漆料粘合剂的用途是已知的,并描述在Chemistry & Technology of UV & EBFormulation for Coatings, Inks & Paints, 第2卷, 1991, SITA Technology, London(P.K.T. Oldring (编辑),第73-123页(Urethane Acrylates)和第123-135页(PolyesterAcrylates))中。适用于本发明的市售实例在此例如是脂族的氨基甲酸酯丙烯酸酯,如Ebecryl® 4858、Ebecryl® 284、Ebecryl® 265、Ebecryl® 264、Ebecryl® 8465、Ebecryl® 8402(制造商分别为Cytec Surface Specialities)、来自Cray Valley的Craynor® 925、来自Vianova Resin的Viaktin® 6160、来自Bayer MaterialScience AG的Desmolux VP LS 2265、来自Cognis的Photomer 6891,或溶解在反应性稀释剂中的脂族的氨基甲酸酯丙烯酸酯,如来自BASF AG的Laromer® 8987(在己二醇二丙烯酸酯中70%)、来自的Bayer MaterialScience AG的Desmolux U 680 H(在己二醇二丙烯酸酯中80%)、Craynor® 945B85(在己二醇二丙烯酸酯中85%)、Ebecryl® 294/25HD(在己二醇二丙烯酸酯中75%)、Ebecryl® 8405(在己二醇二丙烯酸酯中80%)、Ebecryl® 4820(在己二醇二丙烯酸酯中65%)(制造商分别为Cytec Surface Specialities)和分别来自Cray Valley的Craynor® 963B80(在己二醇二丙烯酸酯中80%),或来自Cytec Surface Specialities的聚酯丙烯酸酯如Ebecryl® 810、830或聚丙烯酰基丙烯酸酯如Ebecryl® 740、745、767或1200。
在另一个优选实施方案中,反应性稀释剂(b)包含烷氧基化二丙烯酸酯和/或二甲基丙烯酸酯、烷氧基化三丙烯酸酯和/或三甲基丙烯酸酯、烷氧基化四丙烯酸酯和/或四甲基丙烯酸酯、烷氧基化五丙烯酸酯和/或五甲基丙烯酸酯、烷氧基化六丙烯酸酯和/或六甲基丙烯酸酯、脂族的氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚丙烯酰基丙烯酸酯及其混合物。
在另一个优选实施方案中,本发明涂层剂的反应性稀释剂(b)包含二季戊四醇五/六丙烯酸酯。
本发明还包括上述交联多官能单体与单官能单体,更特别例如甲基丙烯酸甲酯的混合物。多官能单体在此类混合物中的含量优选为至少20重量%。
该反应性稀释剂是本发明涂层剂和本发明涂层的基本部分。所述至少一种反应性稀释剂在涂层剂固含量中的含量总共为至少30重量%,优选至少40重量%,更优选至少45重量%。
烯类不饱和基团的含量对用辐射固化的涂层的可实现的耐受性性质具有显著影响。因此,本发明的涂层剂含有至少3.0摩尔/千克所述涂层剂固含量,优选至少3.5摩尔/千克,更优选至少4.0摩尔/千克所述涂层剂固含量的烯类不饱和基团含量。这种烯类不饱和基团含量也以术语双键密度为本领域技术人员公知。
本发明涂层剂的术语至少一种光引发剂包括本领域技术人员已知的常见市售化合物,例如α-羟基酮、二苯甲酮、α,α-二乙氧基苯乙酮、4,4-二乙基氨基二苯甲酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、4-异丙基苯基-2-羟基-2-丙基酮、1-羟基环己基苯基酮、对二甲基氨基苯甲酸异戊酯、4-二甲基氨基苯甲酸甲酯、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、苯偶姻、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚、苯偶姻异丁醚、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、2-异丙基噻吨酮、二苯并环庚酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、双酰基氧化膦等,其中所述光引发剂可以单独或以两种或更多种的组合或与上述聚合引发剂之一组合的形式使用。
所用UV光引发剂可以例如是来自BASF的IRGACURE®类型,例如类型IRGACURE®184、IRGACURE® 500、IRGACURE® 1173、IRGACURE®2959、IRGACURE® 745、IRGACURE®651、IRGACURE® 369、IRGACURE® 907、IRGACURE® 1000、IRGACURE® 1300、IRGACURE®819、IRGACURE® 819DW、IRGACURE® 2022、IRGACURE® 2100、IRGACURE® 784、IRGACURE® 250;此外,可使用来自BASF的DAROCUR®类型,例如类型DAROCUR® MBF、DAROCUR®1173、DAROCUR® TPO、DAROCUR® 4265。可用于本发明涂层剂的UV光引发剂的另一个实例可以以Esacure One商品名购自制造商Lamberti。
光引发剂以该涂层剂固含量的≥ 0.1至≤ 10重量份包含于该涂层剂中。
该涂层剂除100重量份的组分(a)、(b)和(c)外应该另外含有一种或多种有机溶剂。
在此合适的溶剂特别是不腐蚀聚碳酸酯聚合物的那些。这样的溶剂优选是醇。在本发明的一个优选实施方案中,溶剂(d)选自1-甲氧基-2-丙醇、双丙酮醇、2,2,3,3-四氟丙醇及其混合物。非常特别优选的是1-甲氧基-2-丙醇。
该漆料组合物因此优选除100重量份的组分(a)、(b)和(c)外还含有0至900重量份,更优选100至850重量份,最优选200至800重量份的所述至少一种有机溶剂。
该涂层剂除100重量份的组分(a)、(b)和(c)外可另外任选含有一种或多种其它的漆料添加剂。这样的漆料添加剂可选自例如稳定剂、流平剂、表面添加剂、颜料、染料、无机纳米颗粒、增粘剂、UV吸收剂、IR吸收剂,优选选自稳定剂、流平剂、表面添加剂和无机纳米颗粒。该漆料组合物除100重量份的组分(a)、(b)和(c)外优选还含有0至40重量份,更优选0至30重量份,最优选0.1至20重量份的至少一种其它的漆料添加剂。优选地,该漆料组合物中包含的所有漆料添加剂的总含量为0至40重量份,更优选0至30重量份,最优选0.1至20重量份。
该漆料组合物可包含无机纳米颗粒以提高机械耐受性,例如抗刮性和/或铅笔硬度。
可考虑的纳米颗粒包括周期表主族II至IV的元素和/或副族I至VIII的元素包括镧系元素的无机氧化物、混合氧化物、氢氧化物、硫酸盐、碳酸盐、碳化物、硼化物和氮化物。优选的纳米颗粒是氧化硅、氧化铝、氧化铈、氧化锆、氧化铌、氧化锌或氧化钛纳米颗粒,特别优选的是氧化硅纳米颗粒。
所用颗粒优选具有小于200纳米,优选5至100纳米,更优选5至50纳米的平均粒度(借助分散体中的动态光散射测量,作为Z-平均值测定)。优选地,使用的所有纳米颗粒的至少75%,更优选至少90%,再更优选至少95%具有上文定义的粒度。
该涂层剂可以以简单方式如下制备:首先在室温下或在升高的温度下将该聚合物完全溶解在溶剂中,然后将其它必需的和任选的组分在不存在一种或多种溶剂的情况下一起添加到已冷却至室温的溶液中并通过搅拌相互混合,或在存在一种或多种溶剂的情况下例如添加到该一种或多种溶剂中并通过搅拌相互混合。优选地,首先将光引发剂溶解在该一种或多种溶剂中,然后加入其它组分。此后任选借助过滤,优选借助精滤进行提纯。
由于优异的冲击韧度和同时的透明性,聚碳酸酯在本发明中也可在用于制造3D模制件或塑料部件的薄膜嵌入成型法中用作用于后注塑或填充3D成型和用保护层涂覆的薄膜的热塑性聚合物。在本发明的一个同样特别优选的实施方案中,该热塑性聚合物因此包含聚碳酸酯。适用于本发明的聚碳酸酯和聚碳酸酯配制品以及聚碳酸酯薄膜可以例如以Makrolon®、Bayblend®和Makroblend®商品名(Bayer MaterialScience)获得。
适用于制备本发明的聚碳酸酯组合物的聚碳酸酯是所有已知的聚碳酸酯。这些是均聚碳酸酯、共聚碳酸酯和热塑性聚酯碳酸酯。合适的聚碳酸酯优选具有18000至40000,优选26000至36000,尤其是28000至35000的平均分子量 w,其通过光散射校准通过在二氯甲烷或等重量的苯酚/邻二氯苯的混合物中测量相对溶液粘度测得。
该聚碳酸酯优选通过在文献中已多次描述的相界面法或熔融酯交换法来制备。关于相界面法,例如参考H. Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates,Polymer Reviews, 第9卷, Interscience Publishers, New York 1964, 第33页及其后,参考Polymer Reviews, 第10卷, “Condensation Polymers by Interfacial andSolution Methods”, Paul W. Morgan, Interscience Publishers, New York 1965, 第VIII章, 第325页,参考Drs. U. Grigo, K. Kircher和P. R. Müller "Polycarbonate"in Becker/Braun, Kunststoff-Handbuch, 第3/1卷, Polycarbonate, Polyacetale,Polyester, Celluloseester, Carl Hanser Verlag, München, Wien, 1992, 第118-145页,以及参考EP-A 0 517 044。熔融酯交换法例如描述在Encyclopedia of PolymerScience, 第10卷(1969), Chemistry and Physics of Polycarbonates, PolymerReviews, H. Schnell, 第9卷, John Wiley and Sons, Inc. (1964)以及专利文件DE-B10 31 512和US-B 6 228 973中。
可以通过双酚化合物与碳酸化合物尤其是光气,或在熔融酯交换法中与碳酸二苯基酯或碳酸二甲酯的反应来获得所述聚碳酸酯。在此特别优选的是基于双酚A的均聚碳酸酯和基于单体双酚A和1,1-双-(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷的共聚碳酸酯。可用于聚碳酸酯合成的其它双酚化合物尤其公开在WO-A 2008037364、EP-A 1 582 549、WO-A2002026862、WO-A 2005113639中。
该聚碳酸酯可以是直链或支化的。也可以使用支化和非支化聚碳酸酯的混合物。
适用于聚碳酸酯的支化剂是文献中已知的并例如描述在专利文件US-B 4 185009、DE-A 25 00 092、DE-A 42 40 313、DE-A 19 943 642、US-B 5 367 044和其中引用的文献中。此外,所用聚碳酸酯也可以是固有支化的,其中在这种情况下在聚碳酸酯制备过程中不添加支化剂。固有分支的一个实例是如EP-A 1 506 249中对熔融聚碳酸酯公开的所谓Fries结构。
此外,在聚碳酸酯制备中可以使用链终止剂。所用链终止剂优选是酚类,如苯酚、烷基酚如甲酚和4-叔丁基酚、氯酚、溴酚、枯基酚或它们的混合物。
该薄膜或3D模制件的热塑性聚合物的塑料组合物可另外包含添加剂,例如UV吸收剂、IR吸收剂和其它常规加工助剂,尤其是脱模剂和助流剂,以及常规稳定剂,尤其是热稳定剂,以及抗静电剂、颜料、着色剂和视觉增亮剂。在此,在每一层中可存在不同的添加剂或添加剂浓度。
本发明还提供制造涂覆的聚碳酸酯薄膜的方法,其包含以下步骤
(i) 用涂层剂涂覆聚碳酸酯薄膜或共挤聚碳酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯薄膜,所述涂层剂包含
(a) 所述涂层剂固含量的至少40重量%的含量的至少一种具有至少100000 g/mol的平均摩尔质量Mw的聚甲基丙烯酸甲酯聚合物或聚甲基丙烯酸甲酯共聚物;
(b) 所述涂层剂固含量的至少30重量%的含量的至少一种可UV固化的反应性稀释剂;
(c) 所述涂层剂固含量的0.1至10重量份的含量的至少一种光引发剂;和
(d) 至少一种有机溶剂,
其中烯类不饱和基团的含量为至少3摩尔/千克所述涂层剂固含量,
(ii) 干燥所述涂层;
(iii) 将所述薄膜任选按尺寸剪切、分层(dekaschieren)、印刷和/或热或机械成型;
(iv) 用UV辐射照射所述涂层,在此固化所述涂层,
其中在干燥步骤后所述至少一个含PMMA的层的厚度为至少10微米。
在本文中,该涂层剂及其成分和术语薄膜是在本发明上下文中也已互相结合着阐明的相同的那些。
在此可以通过用液体涂层剂涂覆薄膜的常见方法,例如通过刮涂、喷射、浇注、流涂、浸涂、喷涂、辊涂或旋涂用该涂层剂涂覆薄膜。流涂法可以用软管或合适的涂覆头手动进行,或在连续运行中借助流涂机器人和任选的隙缝式喷嘴自动进行。优选通过辊到辊的转移来施涂该涂层剂。在这种情况中,可以通过清洁或活化来预处理待涂覆薄膜的表面。
在将该涂层剂施涂到薄膜上之后进行干燥。为此,更特别地用炉中的高温和流动并任选也除湿的空气,例如在对流炉中或借助喷气干燥器以及热辐射如IR和/或NIR进行操作。此外,可以使用微波。可以组合多个这些干燥法并且是有利的。步骤(II)中的涂层干燥优选包括在室温和/或升高的温度下,例如优选在20-200℃下,更优选在40-120℃下通风。在涂层干燥后,其防粘连,从而可以层压、印刷和/或热成型该涂覆的基底,尤其是涂覆的薄膜。在此特别优选成型,因为在此通过涂覆的薄膜的成型可以预先确定用于制造三维塑料部件的薄膜嵌入成型法的模具。
有利地,选择干燥条件以使升高的温度和/或热辐射不引发丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团的聚合(交联),因为这会损害可成型性。此外,应该将达到的最大温度适当选择为低的,以使该薄膜不会不受控地变形。
在干燥/固化步骤后,该涂覆的薄膜——任选在与该涂层上的保护薄膜层压后——可以卷起。可以进行卷起,而该涂层不会与基底薄膜或层压薄膜的背面粘合。但是,也可以按尺寸剪切该涂覆的薄膜并将剪切片段单独或以堆叠体形式送往进一步加工。在这方面特别优选的是将该涂覆的薄膜热成型成三维模具——如对薄膜嵌入成型法中用热塑性聚合物如聚碳酸酯后注塑所准备那样进行。在一个优选实施方案中,步骤(iii)包括该涂覆的薄膜的剪切和热成型。
用光化辐射固化被理解为是指借助例如由上述光引发剂通过用光化辐射的照射而释放的引发剂自由基进行的烯类不饱和碳-碳双键的自由基聚合。
优选通过高能辐射,即UV辐射或日光,例如波长≥ 200 nm至≤ 750 nm的光的作用,或通过用高能电子(电子束,例如≥ 90 keV至≤ 300 keV)辐照来实现辐射固化。用作光或UV光的辐射源是例如中压或高压汞蒸气灯,其中汞蒸气可以通过用其它元素如镓或铁掺杂来改性。激光器、脉冲灯(以UV闪光辐射器的名称已知)、卤素灯或准分子辐射器同样可用。可以将辐射器安装在固定位置,以借助机械装置将待照射的物体移动经过辐射源,或该辐射器可活动而待照射的物体在固化过程中不改变其位置。在UV固化的情况下通常对交联足够的辐射剂量为≥ 80 mJ/cm2至≤ 5000 mJ/cm2。
在一个优选实施方案中,光化辐射因此是UV光范围内的光。
该辐射可任选在排除氧的情况下进行,例如在惰性气体气氛或氧气减少的气氛下进行。合适的惰性气体优选是氮气、二氧化碳、稀有气体或燃烧气体。此外,可以通过用辐射可透的介质覆盖该涂层来实施辐射。其实例是塑料薄膜、玻璃或液体如水。
根据辐射剂量和固化条件,可以以本领域技术人员已知的方式或通过针对性的预先试验改变或优化任选使用的引发剂的类型和浓度。为了固化成型的薄膜,特别有利的是用几个辐射器进行固化,应该这样选择它们的布置以使涂层上的每个点尽可能获得对固化而言最佳的辐射剂量和辐射强度。特别地,应该避免未照射区域(阴影区)。
此外根据所用薄膜,可以有利地选择辐射条件以使薄膜上的热应力不过大。特别地,由具有低玻璃化转变温度的材料制成的薄膜和膜具有在由于照射而超过特定温度时不受控变形的倾向。在这些情况中,有利地借助合适的过滤器或辐射器的建造方式使尽可能少的红外辐射可作用于基底。此外,相应辐射剂量的降低可抵抗不受控变形。但是在此应该注意,尽可能完全的聚合需要特定的辐射剂量和辐射强度。在这些情况下特别有利的是在惰性或氧气减少的条件下进行固化,因为当涂层上方的气氛中的氧含量降低时,固化所需的剂量降低。
特别优选使用在固定装置中的汞辐射器进行固化。这时,光引发剂以涂层固含量的≥ 0.1重量%至≤ 10重量%,更优选≥ 0.2重量%至≤ 3.0重量%的浓度使用。优选使用≥80 mJ/cm2至≤ 5000 mJ/cm2的剂量以固化这些涂层。
在薄膜涂层的固化和该涂覆的薄膜的任选、通常合意的成型完成后,将该涂覆的薄膜用热塑性聚合物,如聚碳酸酯后注塑,这通过例如WO 2004/082926 A1和WO 02/07947A1中所述的薄膜嵌入成型法是本领域技术人员公知的。在本发明方法的一个优选实施方案中,借助挤出或注塑,优选用聚碳酸酯熔体进行步骤(V)中的薄膜的背面涂覆。对此的挤出和注塑法是本领域技术人员公知的并例如描述在"Handbuch Spritzgießen", FriedrichJohannnaber/Walter Michaeli, München;Wien: Hanser, 2001, ISBN 3-446-15632-1或"Anleitung zum Bau von Spritzgießwerkzeugen", Menges/Michaeli/Mohren, München;Wien: Hanser, 1999, ISBN 3-446-21258-2中。
在通过用UV光照射而固化后,由此制成的涂覆的聚碳酸酯薄膜的涂覆表面随后具有在抗刮性、耐溶剂性和降低的油光效应方面的根据本发明的性质组合。
由于本发明的聚碳酸酯薄膜的表面的抗刮性、耐溶剂性和降低的油光效应的有利的性质组合,这些薄膜特别适用于制造3D塑料部件,尤其是通过薄膜嵌入成型法获得的那些。该塑料部件的表面因此具有本发明薄膜的特定性质。本发明因此还提供包含本发明的涂覆的聚碳酸酯薄膜的3D塑料部件。在一个特别优选的实施方案中,本发明的3D塑料部件可通过薄膜嵌入成型法获得。这种方法包括用热塑性聚合物,尤其是用聚碳酸酯例如通过注射来后注塑本发明的涂覆的聚碳酸酯薄膜。
因此,本发明还提供本发明的涂覆的聚碳酸酯薄膜用于在薄膜嵌入成型法中制造塑料部件的用途。在一个特别优选的实施方案中,本发明的用途包括用于汽车、运输、电气、电子和建筑工业的塑料部件的制造。
实施例
评估方法
层厚度
通过在制造商Zeiss的类型Axioplan光学显微镜中观察切边,测量涂层的层厚度。方法 – 反射光(Auflicht),明视野,放大500x。
防粘连性的评估
如例如DIN 51350中描述的传统试验方法不足以模拟卷绕的预干燥的涂覆的薄膜的防粘连性,因此使用下列试验:用商业常见的刮刀将涂覆材料施加到Makrofol DE 1-1(375微米)上(目标湿层厚度100微米)。在20℃至25℃下10分钟的通气阶段后,该涂覆的薄膜在空气循环炉中在110℃下干燥10分钟。在1分钟的冷却阶段后,用塑料辊在100 mm x100 mm的面积上将商业常见的粘附层压薄膜GH-X173 natur(公司Bischof u. Klein,Lengerich,德国)无皱褶地施加到干燥的涂覆的薄膜上。随后,整面地(flächig)对该层压的薄膜件施以10千克重量1小时。此后,除去层压薄膜并目视评估涂覆的表面。
铅笔硬度的评估
除非另有说明,类似于ASTM D 3363使用Elcometer 3086 Scratch boy(Elcometer Instruments GmbH, Aalen,德国)在500克负重下测量铅笔硬度。
钢丝绒刮擦的评估
通过将钢丝绒No. 00(Oskar Weil GmbH Rakso, Lahr,德国)粘贴到500克钳工锤(Schloss-Hammer)的平面端上,测定钢丝绒刮擦,其中该锤的面积是2.5 cm × 2.5 cm,即大约6.25平方厘米。将该锤置于受试表面上,不施加额外压力,以达到大约560克的指定负重。然后将该锤以双行程来回移动10次。随后,用软布清洁该受负重的表面以除去织物残留物和漆料颗粒。通过用Micro HAZE plus(20°光泽度和雾度;Byk-Gardner GmbH,Geretsried,德国)相对于刮擦方向横向测得的雾度和光泽度值来表征该刮擦。在刮擦前和后进行测量。负重前和后的光泽度和雾度的差值报道为Δ光泽度和Δ雾度。
耐溶剂性的评估
通常用工业品级的异丙醇、二甲苯、乙酸1-甲氧基-2-丙酯、乙酸乙酯、丙酮测试涂层的耐溶剂性。用湿透的棉球将溶剂施加到涂层上并通过覆盖防止蒸发。除非另有说明,在大约23℃下遵循60分钟的作用时间。在该作用时间结束后,移除棉球并用软布将受试面擦干净。立即目视检查和在用指甲轻刮后检查。
区分下列等级:
• 0 = 不变;没有可见的改变;不会由于刮擦受损;
• 1 = 可见轻微溶胀,但不会由于刮擦受损;
• 2 = 变化清晰可见,几乎不会由于刮擦受损;
• 3 = 明显改变,在指甲用力施压后表面破坏;
• 4 = 剧烈改变,在指甲用力施压后刮穿直至基底;
• 5 = 破坏;在擦除化学品后漆层已破坏;无法除去测试物质(侵蚀)。
在这一评估内,具有0和1的特征值的测试通常为通过。特征值> 1代表“不通过”。
油光效应的评估
“油光效应”也被称作“牛顿环效应”。牛顿环以在白光下反射观察时经涂覆的部件的表面上的不规则干涉图样的形式出现。在反射性的光亮表面上,在涂覆的部件的外表面和在位于其下的经涂覆的基底的表面上都反射光束。如果在一个波长的两个反射光束之间出现λ/2范围内的光程差(Gangunterschied),通过干涉使这一波长衰减或甚至熄灭,且原始射入的白光在反射中发生局部变色。这些图样也可作为涂覆的表面(在此为涂覆的薄膜)的反射光谱中的振荡检出。这些振荡的强度和频率是出现牛顿环效应的量度。
用于测定油光效应所用的测量值取自用公司STEAG ETA-Optik, CD-MeasurementSystem ETA-RT的光谱仪记录的透射和反射光谱。在0°视角下测量直接反射。
由反射光谱如下测定牛顿环的测量值:
mPV: 在400-650 nm的范围内以%计的最大峰谷比
mPV/2: 以%计的振幅
R:以%计的在相应波长下的反射
牛顿环 = mPV/2/R · 1000
不考虑低于400纳米和高于650纳米的波长范围,因为在这些范围内的颜色对比度如此小,以致没有肉眼可察觉的干涉效应。
实施例1:涂层剂的制备
在100℃下在大约5小时内将25克聚(甲基丙烯酸甲酯)(制造商:Aldrich, 目录号182265, Mw 996000 (GPS, 来自Aldrich的数值))溶解在142克1-甲氧基-2-丙醇中。将该溶液冷却到大约30℃。在室温下将下列组分分别溶解在83克1-甲氧基-2-丙醇中:25克二季戊四醇五/六丙烯酸酯(DPHA,制造商:Cytec)、2.0克Irgacure 1000(制造商:BASF)、1.0克Darocur 4265(制造商:BASF)、0.0625克BYK 333(制造商:BYK)。在搅拌下将第二溶液添加到该聚合物溶液中。将该漆料在室温下和在避免直接光影响下搅拌另外3小时、灌装并使其静置1天。产量为270克,粘度(23℃)为9060 mPas,固含量为19重量%且该漆料固含量中的计算的双键密度为大约5.1 mol/kg。
实施例2:涂层剂的制备
类似于实施例1,使用Degalan M345(PMMA;制造商:Evonik;Mw 180000 – 来自Evonik的数值)制备涂层剂。产量为275克,固含量为19重量%且该漆料固含量中的计算的双键密度为大约5.1 mol/kg。
实施例3(不根据本发明):涂层剂的制备
类似于实施例1,使用Degalan M825(PMMA;制造商:Evonik;Mw 80000 – 来自Evonik的数值)制备涂层剂。产量为280克,固含量为19重量%且该漆料固含量中的计算的双键密度为大约5.1 mol/kg。
实施例4:薄膜的涂覆
借助来自制造商TSE Troller AG的隙缝式浇注器将根据实施例1至3的涂层剂施加到载体薄膜,例如Makrofol DE 1-1(Bayer MaterialScience AG, Leverkusen,德国)上。该载体薄膜的层厚度为250微米。
另一载体薄膜是类型Makrofol® SR 253的PC/PMMA共挤薄膜(BayerMaterialScience AG, Leverkusen,德国)。该载体薄膜的总层厚度为250微米,且PMMA层的厚度为15微米。借助隙缝式浇注器将来自实施例1的涂层剂施加到该载体薄膜的PMMA面上。
作为第三种载体薄膜,使用来自制造商MSK(Meihan Shinku Kogyo Co. Ltd.,日本)的PC/PMMA共挤薄膜。该载体薄膜的总层厚度为250微米,且PMMA层的厚度为56微米。借助隙缝式浇注器将来自实施例1的涂层剂施加到该载体薄膜的PMMA面上。
典型施涂条件在此如下:
• 幅面速度1.3至2.0 m/min
• 湿漆料施加量20-150 µm
• 空气循环干燥器90-110℃,优选在待干燥的聚合物的TG附近
• 在干燥器中的停留时间3.5-5 min。
辊到辊进行涂覆,这意味着在该涂覆设备中展开该聚碳酸酯薄膜。将该薄膜导过上述施涂装置之一并供给涂料溶液。此后,使带有湿涂层的薄膜经过干燥器。在离开干燥器后,通常为此时干燥的涂层配备层压薄膜,以保护其免受沾污和刮擦。此后再卷起该薄膜。
实施例5:防粘连性的测试
将实施例4中产生的未UV固化薄膜的涂覆面用类型GH-X 173 A层压薄膜(Bischof+ Klein, Lengerich,德国)覆盖并在大约23℃下供给尺寸4.5 x 4.5 cm²的铝片和施加2千克重量1小时。此后,移除重量和层压薄膜并目视检查涂层表面的变化。
实验表明在100000或更大的聚甲基丙烯酸甲酯分子量的情况下,该涂层获得防粘连性(在薄膜中没有痕迹)。
实施例6:涂覆的薄膜的成型和涂层的固化
在SAMK 360设备上进行HPF成型试验。将模具电加热到100℃。借助IR辐射器在240、260和280℃下进行薄膜加热。加热时间为16秒。达到大约170℃的薄膜温度。在100巴的成型压力下进行成型。成型模具是HL板。
将适当的薄膜片位置精确地固定在托盘上。该托盘经过成型站进入加热区并在此停留所设时间(16秒)。在此过程中,加热该薄膜以使该薄膜短暂经受高于软化点的温度;薄膜芯较冷大约10-20℃。因此,该薄膜在进入成型站时相对稳定。
在成型站中,通过模具关闭(Zufahren)将薄膜固定在实际模具上;同时,借助气体压力使该薄膜在模具上成型。7秒的压力保持时间确保将该薄膜准确匹配地依照模具成型。在该保持时间后,再释放气体压力。打开模具并使成型的薄膜离开成型站。
随后从托盘上移除薄膜,此时可以用UV光固化。
借助所用模具,形成低至1毫米的半径。
用类型evo 7 dr汞蒸气高压灯(ssr engineering GmbH, Lippstadt,德国)进行本发明涂层的UV固化。该设备配有二向色性反射器和石英盘并具有160 W/cm的比功率。施加2.0 J/cm²的UV剂量和1.4 W/cm²的强度。表面温度应达到> 60℃。
用Lightbug ILT 490(International Light Technologies Inc., Peabody MA,USA)测定UV剂量数值。用RS牌温度测试条(目录号285-936;RS Components GmbH, BadHersfeld,德国)测定表面温度数值。
使用所述条件交联的涂层的耐受性结果可见于表1。
表1:涂层的耐化学品性和抗刮性
*制造商:MSK (JP)。
表1表明,使用本发明涂层剂的本发明的最上涂层带来铅笔硬度和抗刮性的明显改进。本发明的涂层带来该薄膜的极好的耐溶剂性。特别值得注意的是研发的最终涂层对丙酮的耐溶剂性。丙酮——对聚碳酸酯薄膜最具侵蚀性的溶剂,甚至经1小时的接触时间也对本发明的最终涂层几乎没有影响(等级≤ 1;分数0至5)。这意味着这一涂层的耐溶剂性达到最佳(但不可成型)硬涂层的水平。没有本发明的上涂层,PC/PMMA共挤薄膜尽管相对硬,但没有足够的耐溶剂性。
实施例7:涂层的折光率的测定
由透射和反射光谱获得样品的依赖于波长的折光率n。为此,在石英玻璃载体上旋涂来自实施例1的涂层剂的厚度大约300纳米的薄膜。用来自制造商AudioDev的“CD-Measurement System ETA-RT”测量该层组件的透射和反射光谱,然后将层厚度和n的光谱曲线匹配到380-850纳米范围内测得的透射和反射光谱中。这用光谱仪的内部软件进行并另外需要在空白测量中预先测定的石英玻璃基底的折光率数据。固化的漆层的折光率基于589纳米的波长并因此相当于nD 20。
表2:折光率
漆层 | 固化的涂层的nD 20 |
实施例1 | 1.511 |
实施例8:彩虹效应强度的测定
用于彩虹效应的量度是由反射光谱测得的牛顿环数。其由400纳米至650纳米之间的反射光谱中的最大振幅计算。从该光谱中获取以百分比计的反射(R)和最大振幅(MA)。为了消去单位,在相同波长下将MA除以R。为了避免小数位,将测得的值乘以1000。
表3:彩虹效应/牛顿环
*制造商:MSK (JP)。
由此测得的值对于表3中编号3至8的本发明涂层而言为大约20或更低,而表3中编号1和2的非本发明的薄膜(其中含PMMA的层的总厚度低于10微米)表现出30以上或甚至远更高的值和因此明显的油光。
如实施例清楚表明,本发明的涂覆的聚碳酸酯薄膜具有抗刮和耐溶剂的表面和具有至少降低的油光。因此,本发明的薄膜出色地适用于制造所有种类的模制件,尤其是通过薄膜嵌入成型法。
Claims (15)
1.涂覆的聚碳酸酯薄膜,其包含聚碳酸酯薄膜和在其上的至少一个具有至少40重量%的聚甲基丙烯酸甲酯含量的含聚甲基丙烯酸甲酯的层,其特征在于
所述至少一个含聚甲基丙烯酸甲酯的层的总层厚度为至少10微米,
所述至少一个含聚甲基丙烯酸甲酯的层的最上层可通过用涂层剂涂覆获得,所述涂层剂包含
(a)所述涂层剂固含量的至少40重量%的含量的至少一种具有至少100000g/mol的平均摩尔质量Mw的聚甲基丙烯酸甲酯均聚物或聚甲基丙烯酸甲酯共聚物;
(b)所述涂层剂固含量的至少30重量%的含量的至少一种可UV固化的反应性稀释剂;
(c)所述涂层剂固含量的0.1至10重量%的含量的至少一种光引发剂;和
(d)至少一种有机溶剂,
其中烯类不饱和基团的含量为至少3摩尔/千克所述涂层剂固含量。
2.如权利要求1中所述的涂覆的聚碳酸酯薄膜,其包含一个含聚甲基丙烯酸甲酯的层。
3.如权利要求1中所述的涂覆的聚碳酸酯薄膜,其包含两个含聚甲基丙烯酸甲酯的层。
4.如权利要求3中所述的涂覆的聚碳酸酯薄膜,其包含可借助共挤获得的聚碳酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯薄膜,所述聚碳酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯薄膜具有在所述薄膜的聚甲基丙烯酸甲酯层上的可通过用涂层剂涂覆获得的涂层。
5.如权利要求4中所述的涂覆的聚碳酸酯薄膜,其中所述共挤聚甲基丙烯酸甲酯层具有至少15微米的厚度。
6.如权利要求1至5任一项中所述的涂覆的聚碳酸酯薄膜,其中所述聚甲基丙烯酸甲酯均聚物或聚甲基丙烯酸甲酯共聚物(a)具有至少95℃的根据ISO 306的维卡软化温度VET。
7.如权利要求1至5任一项中所述的涂覆的聚碳酸酯薄膜,其中所述聚甲基丙烯酸甲酯共聚物(a)由70重量%至99.5重量%的甲基丙烯酸甲酯和0.5重量%至30重量%的丙烯酸甲酯构成。
8.如权利要求1至5任一项中所述的涂覆的聚碳酸酯薄膜,其中所述至少一种可UV固化的反应性稀释剂(b)包含双官能、三官能、四官能、五官能和/或六官能的丙烯酸类和/或甲基丙烯酸类单体。
9.如权利要求1至5任一项中所述的涂覆的聚碳酸酯薄膜,其中所述溶剂(d)选自1-甲氧基-2-丙醇、双丙酮醇、2,2,3,3-四氟丙醇及其混合物。
10.如权利要求1至5任一项中所述的涂覆的聚碳酸酯薄膜,其中所述溶剂(d)包含1-甲氧基-2-丙醇。
11.制造涂覆的聚碳酸酯薄膜的方法,其包含以下步骤:
(i)用涂层剂涂覆聚碳酸酯薄膜或共挤聚碳酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯薄膜,所述涂层剂包含
(a)所述涂层剂固含量的至少40重量%的含量的至少一种具有至少100000g/mol的平均摩尔质量Mw的聚甲基丙烯酸甲酯均聚物或聚甲基丙烯酸甲酯共聚物;
(b)所述涂层剂固含量的至少30重量%的含量的至少一种可UV固化的反应性稀释剂;
(c)所述涂层剂固含量的0.1至10重量%的含量的至少一种光引发剂;和
(d)至少一种有机溶剂,
其中烯类不饱和基团的含量为至少3摩尔/千克所述涂层剂固含量,
(ii)干燥所述涂层;
(iii)将所述薄膜任选按尺寸剪切、分层、印刷和/或热或机械成型;
(iv)用UV辐射照射所述涂层,在此固化所述涂层,
其中在所述干燥步骤后,所述至少一个含PMMA的层的厚度为至少10微米。
12.3D塑料部件,其包含如权利要求1至10任一项中所述的涂覆的聚碳酸酯薄膜。
13.如权利要求12中所述的3D塑料部件,其可通过薄膜嵌入成型法获得。
14.如权利要求1至10任一项中所述的涂覆的聚碳酸酯薄膜用于在薄膜嵌入成型法中制造塑料部件的用途。
15.如权利要求14中所述的用途,其中所述用途包括用于汽车、运输、电气、电子和建筑工业的塑料部件的制造。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP13172192 | 2013-06-14 | ||
EP13172192.0 | 2013-06-14 | ||
PCT/EP2014/062085 WO2014198750A1 (de) | 2013-06-14 | 2014-06-11 | Oiling-arme beschichtete polycarbonat-folien |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105324443A CN105324443A (zh) | 2016-02-10 |
CN105324443B true CN105324443B (zh) | 2018-09-21 |
Family
ID=48613518
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201480033128.6A Expired - Fee Related CN105324443B (zh) | 2013-06-14 | 2014-06-11 | 贫油光的涂覆的聚碳酸酯薄膜 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20160311991A1 (zh) |
EP (1) | EP3008136B1 (zh) |
KR (1) | KR20160020428A (zh) |
CN (1) | CN105324443B (zh) |
TW (1) | TWI616495B (zh) |
WO (1) | WO2014198750A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015144680A2 (de) * | 2014-03-27 | 2015-10-01 | Bayer Materialscience Ag | Beschichtungsmittel und folien mit erhöhter mechanischer und chemischer beständigkeit sowie ausreichender verformbarkeit in 2d-film-insert-molding-verfahren |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4929506A (en) * | 1987-12-31 | 1990-05-29 | General Electric Company | Coated polycarbonate articles |
US5061558A (en) * | 1988-05-11 | 1991-10-29 | Rohm Gmbh Chemische Fabrik | Methacrylate protective coating containing a uv-absorber for polycarbonate |
CN1922246A (zh) * | 2004-02-24 | 2007-02-28 | 巴斯福股份公司 | 辐射固化的复合层片材或膜 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI357922B (en) * | 2007-12-24 | 2012-02-11 | Eternal Chemical Co Ltd | Coating compositions and curing method thereof |
US10072173B2 (en) * | 2012-03-22 | 2018-09-11 | 3M Innovative Properties Company | Polymethylmethacrylate based hardcoat composition and coated article |
-
2014
- 2014-06-11 US US14/897,707 patent/US20160311991A1/en not_active Abandoned
- 2014-06-11 WO PCT/EP2014/062085 patent/WO2014198750A1/de active Application Filing
- 2014-06-11 KR KR1020157035014A patent/KR20160020428A/ko active IP Right Grant
- 2014-06-11 EP EP14729336.9A patent/EP3008136B1/de active Active
- 2014-06-11 CN CN201480033128.6A patent/CN105324443B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2014-06-12 TW TW103120284A patent/TWI616495B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4929506A (en) * | 1987-12-31 | 1990-05-29 | General Electric Company | Coated polycarbonate articles |
US5061558A (en) * | 1988-05-11 | 1991-10-29 | Rohm Gmbh Chemische Fabrik | Methacrylate protective coating containing a uv-absorber for polycarbonate |
CN1922246A (zh) * | 2004-02-24 | 2007-02-28 | 巴斯福股份公司 | 辐射固化的复合层片材或膜 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201510115A (zh) | 2015-03-16 |
US20160311991A1 (en) | 2016-10-27 |
TWI616495B (zh) | 2018-03-01 |
CN105324443A (zh) | 2016-02-10 |
EP3008136A1 (de) | 2016-04-20 |
KR20160020428A (ko) | 2016-02-23 |
WO2014198750A1 (de) | 2014-12-18 |
EP3008136B1 (de) | 2019-07-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105431498B (zh) | 无方向依赖性冲击韧性的3d模制件 | |
CN105324444B (zh) | 可辐射固化的涂层剂 | |
US10526504B2 (en) | Metallizable, scratch-resistant and solvent-resistant film | |
CN105408430B (zh) | 无眩光的微结构化的特定涂覆的薄膜 | |
Zhong et al. | Preparation of robust anti-smudge coatings via electrophoretic deposition | |
CN105324443B (zh) | 贫油光的涂覆的聚碳酸酯薄膜 | |
CN105283515B (zh) | 贫油光、抗刮和耐溶剂的聚碳酸酯薄膜 | |
US20160115322A1 (en) | Radiation-curable coating composition | |
CN106459616B (zh) | 涂布剂和具有增强的机械和化学耐受性和在2d-薄膜嵌入成型法中的充分可成形性的薄膜 | |
JP7274129B1 (ja) | 転写フィルム、並びに撥水・撥油性外装材及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180921 |