CN110713764B - 注塑模具的涂层的涂布材料以及注塑模具的涂层的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了注塑模具的涂层的涂布材料以及注塑模具的涂层的制备方法。具体地，注塑模具的涂层的涂布材料包含100重量份的树脂组合物和约30至40重量份的固化剂。所述树脂组合物包含：量为约40至50重量％的第一丙烯酸树脂；量为约5至15重量％的第二丙烯酸树脂，其重均分子量小于第一丙烯酸树脂的重均分子量；量为约10至15重量％的碳组分；量为约0.5至2重量％的消光剂；量为约0.1至0.3重量％的催化剂；以及量为约20至35重量％的溶剂，所有重量％均以树脂组合物的总重量计。

Description

注塑模具的涂层的涂布材料以及注塑模具的涂层的制备方法

技术领域

本发明涉及用于形成注塑模具的涂层的涂布组合物以及使用该涂布组合物制备注塑模具的涂层的方法。涂布组合物可适用于注塑车辆的内部部件或外部部件。

背景技术

减轻车辆重量与燃料效率密切相关。为了实现减轻重量，例如，已经用塑料材料代替车辆中的金属部件，因此，塑料材料已经越来越多地应用于包括车辆内部部件或外部部件的各种领域。

同时，还需要降低成本和改进质量以及减轻车辆的重量。对于内部部件，注塑产品具有许多缺陷，例如变白、重影痕迹、气痕、划痕等，而通过用涂布材料涂布可以遮蔽注塑产品的缺陷。经涂布的部件的外观可以得到改善，并且可以实现各种颜色和纹理。然而，生产注塑产品的成本会增加，这不合需要。

用于车辆的塑料部件以如下方式生产：通过压花加工在模具上形成各种图案，从而赋予各种纹理和设计，但是取决于注塑产品的形状或注塑出入口的位置而可能发生上述问题。在现有技术中，已经用涂布材料涂布模具，从而能够使树脂有效地流动。为了通过用涂布材料涂布注塑模具来增加耐久性，可以使用具有高耐热性和耐磨性以及低摩擦系数的涂料。此外，必须使用在涂布模具之后可在低温下短时间内干燥的涂布材料。通过三聚氰胺固化或紫外光涂布而具有高硬度和优良耐热性的涂布材料无法适用于涂布大尺寸注塑模具之后的固化过程。

为了解决这些问题，例如，已经使用将由硅氧烷树脂形成的涂层干燥5至10小时的方法。然而，该方法是不利的，因为硅氧烷反应的固化时间长且固化温度高。

发明内容

本发明可以提供一种即使在制备多个注塑产品时也能确保耐久性的涂布材料。本发明的涂布材料可以具有高耐磨性和耐热性以及低摩擦系数从而获得产品的离模性，并且可以保持精细的压花或图案，还可以不同程度地调节光泽度。此外，本发明的涂布材料可以在短时间内固化。

在优选的方面，本发明提供一种注塑模具的涂层的涂布组合物，其可以表现出改进的对模具的粘合性、耐热性和耐磨性以及低摩擦系数和高耐久性。

进一步地，本发明提供一种注塑模具的涂层的制备方法，所述涂层可以具有改进的对模具的粘合性、耐热性和耐磨性以及低摩擦系数和高耐久性。

在一个方面，提供了一种注塑模具的涂层的涂布组合物。所述涂布组合物可以包含：100重量份的树脂组合物和约30至40重量份的固化剂。所述树脂组合物可以包含：量为约40至50重量％的第一丙烯酸树脂；量为约5至15重量％的第二丙烯酸树脂，其重均分子量小于第一丙烯酸树脂的重均分子量；量为约10至15重量％的碳组分；量为约0.5至2重量％的消光剂；量为约0.1至0.3重量％的催化剂；以及量为约20至35重量％的溶剂。树脂组合物组分的重量％以树脂组合物的总重量计。

本文所用的术语“消光剂”是指可以改变或改进在其上施加或涂布的表面性质(例如，表面的纹理、光泽度或外观)的材料。优选的消光剂可以包含单独的或与液体组分(例如溶剂或分散体)组合的固体组分(例如颗粒或粉末)。

本文所用的术语“丙烯酸树脂”是指含有一个或多个反应性丙烯酰基的重复单元(例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、其它这种任选取代的反应性乙烯基酸或酯的单体或化合物)的树脂。本文提及的丙烯酸树脂可以为丙烯酸单元简单重复的均聚物，或者为含有以下重复单元的共聚物、三聚物、四聚物或其它更高级聚合物：不同丙烯酸基团的重复单元，和/或在包含至少一个丙烯酸酯重复单元的前提条件下的非丙烯酸酯基团的重复单元。适当地，丙烯酸树脂可以含有含丙烯酸酯基团的重复单元，所述重复单元的量以树脂的总重量计为约5、10、15、20、25、30、40、50、60、70、80、90、95或100重量％。

第一丙烯酸树脂可以具有约1至4mg/KOH的酸值和约0.5至1.0％的羟基含量。

术语“酸值”是指用于中和1克材料(例如，具有羧酸的化合物、酸性聚合物或脂肪酸)的碱即KOH的以mg计的质量。

术语“羟基含量”是指材料中游离羟基的值，其可以通过滴定或乙酰化(例如，使用乙酸酐)测得。

第一丙烯酸树脂可以具有约90000至110000的重均分子量。

第二丙烯酸树脂可以具有约3至10mg/KOH的酸值和约3至6％的羟基含量。

第二丙烯酸树脂可以具有约8000至15000的重均分子量。

优选地，碳组分可以适当地包含尺寸为约150至300nm的碳颗粒。合适的碳组分材料包含例如石墨，如石墨粉末。

消光剂可以包含尺寸为约1.0至2.0μm的颗粒。

催化剂可以包含氨基甲酸乙酯官能团。优选地，催化剂可以为氨基甲酸乙酯类催化剂，其可以具有氨基甲酸乙酯官能团从而促进丙烯酸化合物或丙烯酸单体的聚合反应。

固化剂可以包含量为约90至99重量％的1,6-己二异氰酸酯和量为约1至10重量％的硅氧烷类固化剂，所述硅氧烷类固化剂包含异佛尔酮二异氰酸酯和三乙氧基硅烷。硅氧烷类固化剂可以适当地由异佛尔酮二异氰酸酯和三乙氧基硅烷合成。

溶剂可以包含酯类溶剂或酮类溶剂中的至少一种。

本文所用的术语“酯类溶剂”可以包含一个或多个酯基(-C(O)-O-)。示例性酯类溶剂可以包含(但不限于)乙酸乙酯、乙酰乙酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯或苯甲酸苄酯。

本文所用的术语“酮类溶剂”可以包含一个或多个酮基(-C(O)-)。示例性酮类溶剂可以包含(但不限于)丙酮、乙基异丙基酮、苯乙酮、丁酮、环戊酮或甲基异丁基酮。

在另一方面，提供了一种注塑模具的涂层的制备方法。所述方法可以包括以下步骤：制备包含100重量份树脂组合物和约30至40重量份固化剂的涂布组合物，将所述涂布组合物施加在注塑模具上，以及固化所述涂布组合物。以树脂组合物的总重量计，树脂组合物可以包含：量为约40至50重量％的第一丙烯酸树脂；量为约5至15重量％的第二丙烯酸树脂，其重均分子量小于第一丙烯酸树脂的重均分子量；量为约10至15重量％的碳组分；量为约0.5至2重量％的消光剂；量为约0.1至0.3重量％的催化剂；以及量为约20至35重量％的溶剂。

可以使用红外光在约80至100℃的温度下进行固化约30至40分钟。

可以通过喷涂施加涂布组合物。所述方法可以进一步包括在将涂布组合物施加在注塑模具上之前，以100重量份的树脂组合物计，将涂布组合物与约150至200重量份的溶剂混合。

以固化剂的总重量计，固化剂可以适当地包含量为约90至99重量％的1,6-己二异氰酸酯以及量为约1至10重量％的含异佛尔酮二异氰酸酯和三乙氧基硅烷的硅氧烷类固化剂。

溶剂可以适当地包含酯类溶剂或酮类溶剂中的至少一种。

第一丙烯酸树脂可以适当地具有约1至4mg/KOH的酸值和约0.5至1.0％的羟基含量。第一丙烯酸树脂可以适当地具有约90000至110000的重均分子量。

第二丙烯酸树脂的酸值可以适当地具有约3至10mg/KOH的酸值和约3至6％的羟基含量。第二丙烯酸树脂可以适当地具有约8000至15000的重均分子量。进一步提供了一种注塑模具，其包括如在本文所述的涂布组合物。

还提供了一种包括如在本文所述的注塑模具的车辆。

根据本发明的各种示例性实施方案，注塑模具的涂层的涂布材料可以具有改进的对模具的粘合性、耐热性和耐磨性以及低摩擦系数和高耐久性。

此外，注塑模具的涂层的制备方法可以形成注塑模具的涂层，所述涂层具有改进的对模具的粘合性、耐热性和耐磨性以及低摩擦系数和高耐久性。

附图说明

图1为示意性示出根据本发明示例性实施方案制备示例性注塑模具的示例性涂层的示例性方法的流程图。

具体实施方式

通过以下结合附图的优选实施方案，将更清楚地理解本发明的上述和其它方面、特征和优点。然而，本发明并不限于本文公开的实施方案，而是可以被修改成不同的形式。提供这些实施方案是为了彻底地解释本发明并将本发明的精神充分传递给本领域技术人员。

在整个附图中，相同的附图标记表示相同或相似的元件。为了本发明的清楚起见，结构尺寸被描绘为大于其实际尺寸。应理解，尽管本文可以使用诸如“第一”、“第二”等术语来描述各种元素，但是这些元素并不受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元素与另一个元素区分开。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，下面讨论的“第一”元素可以被称为“第二”元素。类似地，“第二”元素也可以称为“第一”元素。如在本文所用，除非上下文另有明确说明，否则单数形式也旨在包括复数形式。

应进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”、“包含”、“具有”等说明存在所述的特征、数值、步骤、操作、元件、组分、或其组合，但是不排除存在或添加一个或多个其它的特征、数值、步骤、操作、元件、组分、或其组合。而且，应理解，当诸如层、膜、区域或片的元件被称为是在另一元件“上”时，其能够直接在另一元件上，或者可以存在介入它们中间的元件。相反，当诸如层、膜、区域或片的元件被称为是在另一元件“下”时，其能够直接在另一元件下，或者其间可以存在中间元件。

除非特别说明或从上下文中可明显看出，否则如在本文所用，术语“约”应理解为在本领域的正常公差范围内，例如在平均值的两个标准差内。“约”可以理解为在所述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％内。除非上下文另外明示，否则在本文提供的所有数值均由术语“约”修饰。

如在本文所用，术语“A类”可以表示对应于“A”的化合物或“A”的衍生物可包含在化合物中。术语“衍生物”是指在母体化合物的结构和性质未改变的范围内，通过引入官能团、氧化、还原、原子取代等对母体化合物进行修饰所得的化合物。

应理解，如在本文所用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用车辆，包括各种舟艇和船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非汽油的能源的燃料)。如本文中所指的那样，混合动力车辆是具有两个或更多个动力源的车辆，例如具有汽油动力和电力动力的车辆。

在下文中，将描述根据本发明实施方案用于注塑模具的涂层的涂布材料。

在本发明的实施方案中，用于注塑模具的涂层的涂布组合物可以包含树脂组合物和固化剂。借助于树脂组合物可以确保涂布材料的耐热性和耐磨性。树脂组合物包含第一丙烯酸树脂、第二丙烯酸树脂、碳组分、消光剂、催化剂和溶剂。

例如，以树脂组合物的总重量计，树脂组合物可以适当地包含：量为约40至50重量％的第一丙烯酸树脂；量为约5至15重量％的第二丙烯酸树脂，其重均分子量小于第一丙烯酸树脂的重均分子量；量为约10至15重量％的碳组分；量为约0.5至2重量％的消光剂；量为约0.1至0.3重量％的催化剂；以及量为约20至35重量％的溶剂。

第一丙烯酸树脂可以赋予涂布组合物耐久性。第一丙烯酸树脂可以具有约1至4mg/KOH的酸值和约0.5至1.0％的羟基含量。以第一丙烯酸树脂的总重量计，羟基含量可以为约0.5至1.0％。第一丙烯酸树脂的玻璃化转变温度可以为约70至80℃。当第一丙烯酸树脂的玻璃化转变温度落在上述范围内时，可以获得具有优良的粘合性和增强的硬度的车用涂层的涂布组合物。第一丙烯酸树脂的玻璃化转变温度为约70至80℃。在给定的上述温度范围下，可以使涂膜的粘滞性最小化。

第一丙烯酸树脂可以具有约90000至110000的重均分子量。当第一丙烯酸树脂的重均分子量落入上述范围内时，可以获得具有优良的粘合性和增强的硬度的车用涂层的涂布组合物。第一丙烯酸树脂可以具有约30至40％的固体含量。以第一丙烯酸树脂的总重量计，第一丙烯酸树脂的固体含量可以为约30至40％的量。当第一丙烯酸树脂的固体含量落入上述范围内时，可以获得具有优良的粘合性和增强的硬度的车用涂层的涂布组合物。

树脂组合物可以含有量为约40至50重量％的第一丙烯酸树脂。当第一丙烯酸树脂的量小于约40重量％时，对模具的粘合性会降低。在另一方面，当其量大于约50重量％时，涂布加工性会降低，由此会使涂层的外观(例如图像清晰度)变差。

例如，第一丙烯酸树脂可以以如下方式制备：可以使用热分解引发剂在溶液中使各种具有双键的单体(例如丙烯酸单体或乙烯基单体)进行自由基聚合。丙烯酸单体或乙烯基单体的例子可以适当地包含非官能单体例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯和甲基丙烯酸月桂酯，羧基-官能单体例如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、巴豆酸等，以及羟基官能单体例如甲基丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸4-羟丁酯、丙烯酸2-羟乙酯等。乙烯基单体的例子可以适当地包含丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯、乙烯基甲苯、丙烯腈、乙酸乙烯酯等。

热分解引发剂的例子可以适当地包含过氧化2-乙基己酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、2,2-偶氮二(异丁腈)、过氧化苯甲酰等。以单体的总重量计，所包含的热分解引发剂的量可以为约0.2至0.4重量份。在给定的上述范围下，即使在高半衰期温度下也可以制备具有高分子量的树脂。

而且，第一丙烯酸树脂可以在约110至120℃的温度下制备。当制备温度低于约110℃时，反应无法充分发生。在另一方面，当制备温度高于约120℃时，会产生具有低分子量的树脂。

本文所用的第二丙烯酸树脂增强了耐化学性和粘合性。第二丙烯酸树脂可以与硅氧烷类固化剂反应。第二丙烯酸树脂可以具有约3至10mg/KOH的酸值和约3至6％的羟基含量。以第二丙烯酸树脂的总重量计，羟基含量可以为约3至6％。当第二丙烯酸树脂的羟基含量落在上述范围内时，可以确保涂膜的耐久性。第二丙烯酸树脂的玻璃化转变温度为约60至70℃。当第二丙烯酸树脂的玻璃化转变温度落在上述范围内时，可以使涂膜的粘滞性最小化。

第二丙烯酸树脂可以具有约8000至15000的重均分子量。当第二丙烯酸树脂的重均分子量落入上述范围内时，可以确保涂膜的耐久性。第二丙烯酸树脂可以具有约45至55％的固体含量。以第二丙烯酸树脂的总重量计，第二丙烯酸树脂的固体含量可以为约45至55％。当第二丙烯酸树脂的固体含量落在上述范围内时，可以确保涂膜的耐久性。

以树脂组合物的总重量计，树脂组合物可以含有量为约5至15重量％的第二丙烯酸树脂。当第二丙烯酸树脂的量小于约5重量％时，与硅氧烷类固化剂的化学反应性会变差，由此耐磨性和注塑耐久性会降低。此外，离模性会降低，由此所得注塑产品会被污染。在另一方面，当其量大于约15重量％时，硬度会降低，从而不利地降低耐磨性和耐久性。

例如，第二丙烯酸树脂可以以如下方式制备：可以使用热分解引发剂在溶液中使各种具有双键的单体(例如丙烯酸单体或乙烯基单体)进行自由基聚合。丙烯酸单体或乙烯基单体的例子可以适当地包含非官能单体例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯和甲基丙烯酸月桂酯，羧基-官能单体例如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、巴豆酸等，以及羟基官能单体例如甲基丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸4-羟丁酯、丙烯酸2-羟乙酯等。乙烯基单体的例子可以适当地包含丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯、乙烯基甲苯、丙烯腈、乙酸乙烯酯等。

热分解引发剂的例子可以适当地包含过氧化2-乙基己酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、2,2-偶氮二(异丁腈)、过氧化苯甲酰等。以单体的总重量计，所包含的热分解引发剂的量可以为约2至5重量份。在给定的上述范围下，即使在高半衰期温度下也可以制备具有低分子量的树脂。

而且，第二丙烯酸树脂可以在约100至120℃的温度下制备。当制备温度低于约100℃时，树脂相容性和加工性会变差。在另一方面，当制备温度高于约120℃时，粘合性和耐热性会降低。

本文所用的碳组分可赋予涂层耐热性和耐磨性。碳组分可以以碳糊的方式提供，其可以包含尺寸为约150至300nm的碳颗粒。当碳糊的尺寸落在上述范围内时，可以确保其在涂膜中的均匀分布，并且由于在树脂中的高分散性，可以防止在涂布时发生污染。

以树脂组合物的总重量计，树脂组合物可以适当地包含量为约10重量％至15重量％的碳组分或碳糊。当碳组分的量小于约10重量％时，会发生污染并且耐热性会降低。在另一方面，当其量大于约15重量％时，涂膜的耐久性会降低。

本文所用的消光剂可用于调节涂布材料的光泽度。消光剂可以适当地包含尺寸为约1.0至2.0μm的颗粒。当消光剂的尺寸落在上述范围内时，可以获得高透射率和疏水性，从而确保在树脂和溶剂中的优良分散性。消光剂可以包含例如疏水性二氧化硅。

以树脂组合物的总重量计，树脂组合物可以含有量为约0.5至2重量％的消光剂。当消光剂的量小于约0.5重量％时，消光效果会变差。在另一方面，当消光剂的量大于约2重量％时，耐久性会降低。

催化剂(“反应催化剂”)可以起到促进树脂组合物和固化剂反应的作用。反应催化剂可以包含例如氨基甲酸乙酯类反应催化剂。树脂组合物可以包含量为约0.1至0.3重量％的反应催化剂。当反应催化剂的量小于约0.1重量％时，无法充分改进树脂组合物和固化剂的反应速率。在另一方面，当反应催化剂的量大于约0.3重量％时，工作寿命会缩短，因此加工性会变差。

溶剂可用于分散树脂组合物和固化剂的组分，从而产生涂布材料。溶剂可以包含酯类溶剂或酮类溶剂中的至少一种。以树脂组合物的总重量计，树脂组合物可以适当地包含量为约20至35重量％的溶剂。

本文所用的固化剂可用于固化涂布材料。固化剂可以适当地包含1,6-己二异氰酸酯和硅氧烷类固化剂。1,6-己二异氰酸酯可以提供耐黄变性和优良的耐候性。硅氧烷类固化剂可以与第二丙烯酸树脂反应。硅氧烷类固化剂可以由异佛尔酮二异氰酸酯和三乙氧基硅烷合成。因此，离模性和摩擦系数可降低。

以固化剂的总重量计，固化剂可以适当地包含量为约90至99重量％的1,6-己二异氰酸酯和量为约1至10重量％的硅氧烷类固化剂。优选地，1,6-己二异氰酸酯和硅氧烷类固化剂可以混合在一起。当硅氧烷类固化剂的量小于约1重量％时，摩擦系数会在使用时增加，从而不利地使离模性变差。在另一方面，当其量大于约10重量％时，与树脂组合物的相容性会降低，从而不利地使外观变差。

以100重量份的树脂组合物计，涂布组合物可以适当地包含约30至40重量份的固化剂。当固化剂的量小于约30重量份时，无法充分固化涂布组合物。

可以将根据本发明示例性实施方案的用于注塑模具的涂层的涂布组合物施加在注塑模具上从而形成涂层。使用根据本发明示例性实施方案的涂布组合物形成的涂层可以具有改进的对模具的粘合性、耐热性和耐磨性并且表现出低摩擦系数和高耐久性。可以通过不使用紫外光而是使用波长为约700nm至1050nm的红外光，使所述涂层在短时间内固化，从而减少了加工时间。此外，所述涂层可以减少注塑时的外观变差，因此在注塑时可以确保良好的外观，而无需用涂布组合物涂布注塑产品。

以下是对根据本发明示例性实施方案制备注塑模具的涂层的方法的描述。下面将详细描述与上述根据本发明示例性实施方案的注塑模具的涂层的涂布组合物的不同之处，并且对于未描述的部分，将参考对注塑模具的涂层的涂布组合物的上述描述。

图1为示意性示出根据本发明示例性实施方案制备示例性注塑模具的示例性涂层的示例性方法的流程图。

如在图1中所示，根据本发明示例性实施方案制备注塑模具的涂层的方法可以包括制备包含树脂组合物和固化剂的涂布组合物(S100)，通过将涂布组合物施加在注塑模具上而形成涂膜(S200)，以及通过固化涂膜而形成涂层(S300)。

首先，制备涂布组合物(S100)。在涂布组合物的制备(S100)中，以树脂组合物的总重量计，树脂组合物可以包含：量为约40至50重量％的第一丙烯酸树脂；量为约5至15重量％的第二丙烯酸树脂，其重均分子量小于第一丙烯酸树脂的重均分子量；量为约10至15重量％的碳组分；量为约0.5至2重量％的消光剂；量为约0.1至0.3重量％的反应催化剂；以及量为约20至35重量％的溶剂。

在涂布组合物的制备(S100)中，第一丙烯酸树脂可以增加涂布组合物的耐久性。第一丙烯酸树脂可以具有约1至4mg/KOH的酸值和约0.5至1.0％的羟基含量。以第一丙烯酸树脂的总重量计，羟基含量可以为约0.5至1.0％。第一丙烯酸树脂可以具有约70至80℃的玻璃化转变温度。当第一丙烯酸树脂的玻璃化转变温度落在上述范围内时，可以获得具有优良的粘合性和增强的硬度的车用涂层的涂布组合物。此外，当第一丙烯酸树脂的玻璃化转变温度落在上述范围内时，可以使涂膜的粘滞性最小化。

第一丙烯酸树脂可以具有约90000至110000的重均分子量。当第一丙烯酸树脂的重均分子量落在上述范围内时，可以获得具有优良的粘合性和增强的硬度的车用涂层的涂布组合物。以第一丙烯酸树脂的总重量计，第一丙烯酸树脂可以具有约30至40％的固体含量。当第一丙烯酸树脂的固体含量落入上述范围内时，可以获得具有优良的粘合性和增强的硬度的车用涂层的涂布组合物。

以树脂组合物的总重量计，树脂组合物可以适当地包含量为约40至50重量％的第一丙烯酸树脂。当第一丙烯酸树脂的量小于约40重量％时，对模具的粘合性会降低。在另一方面，当其量大于约50重量％时，涂布加工性会降低，因此涂层的外观(例如图像清晰度)会变差。

第二丙烯酸树脂可以增强耐化学性和粘合性。在涂布组合物的制备中，第二丙烯酸树脂可以具有约3至10mg/KOH的酸值和约3至6％的羟基含量。以第二丙烯酸树脂的总重量计，羟基含量可以为约3至6％。当第二丙烯酸树脂的羟基含量落在上述范围内时，可以确保涂膜的耐久性。第二丙烯酸树脂的玻璃化转变温度为约60至70℃。当第二丙烯酸树脂的玻璃化转变温度落在上述范围内时，可以使涂膜的粘滞性最小化。

第二丙烯酸树脂可以具有约8000至15000的重均分子量。当第二丙烯酸树脂的重均分子量落入上述范围内时，可以确保涂膜的耐久性。以第二丙烯酸树脂的总重量计，第二丙烯酸树脂可以具有约45至55％的固体含量。当第二丙烯酸树脂的固体含量落在上述范围内时，可以确保涂膜的耐久性。

以树脂组合物的总重量计，树脂组合物可以适当地包含5至15重量％的第二丙烯酸树脂。当第二丙烯酸树脂的量小于约5重量％时，与硅氧烷类固化剂的化学反应性会降低，因此耐磨性和注塑耐久性会变差。此外，离模性会降低，因此所得的注塑产品会被污染。在另一方面，当其量大于约15重量％时，硬度会降低，从而不利地降低耐磨性和耐久性。

碳组分可以以碳糊的方式提供。本文所用的碳组分可赋予涂层耐热性和耐磨性。碳糊可以适当地包含尺寸为约150至300nm的碳颗粒。当碳糊的尺寸落在上述范围内时，可以确保其在涂膜中的均匀分布，并且由于在树脂中的高分散性，可以防止在涂布时发生污染。以树脂组合物的总重量计，树脂组合物可以适当地包含量为约10重量％至15重量％的碳组分。当碳组分的量小于约10重量％时，会发生污染并且耐热性会降低。在另一方面，当其量大于约15重量％时，涂膜的耐久性会降低。

消光剂可用于调节涂布组合物的光泽度。消光剂可以适当地包含尺寸为约1.0至2.0μm的颗粒。当消光剂的尺寸落在上述范围内时，可以获得高透射率和疏水性，从而确保在树脂和溶剂中的优良分散性。消光剂可以包含例如疏水性二氧化硅或二氧化硅颗粒。树脂组合物可以适当地包含量为约0.5至2重量％的消光剂。当消光剂的量小于约0.5重量％时，消光效果会变差。在另一方面，当消光剂的量大于约2重量％时，耐久性会降低。

反应催化剂可以起到促进树脂组合物和固化剂反应的作用。反应催化剂可以包含例如氨基甲酸乙酯类反应催化剂。以树脂组合物的总重量计，树脂组合物可以适当地包含量为约0.1至0.3重量％的反应催化剂。当反应催化剂的量小于约0.1重量％时，无法充分改进树脂组合物和固化剂的反应速率。在另一方面，当反应催化剂的量大于约0.3重量％时，工作寿命会缩短，因此加工性会变差。

溶剂可用于分散树脂组合物和固化剂的组分，从而产生涂布组合物。溶剂可以包含酯类溶剂或酮类溶剂中的至少一种。以树脂组合物的总重量计，树脂组合物可以适当地包含约20至35重量％的溶剂。

固化剂可以固化涂布组合物。固化剂可以适当地包含1,6-己二异氰酸酯和硅氧烷类固化剂。1,6-己二异氰酸酯可以提供耐黄变性和优良的耐候性。硅氧烷类固化剂可以与第二丙烯酸树脂反应。硅氧烷类固化剂可以由异佛尔酮二异氰酸酯和三乙氧基硅烷合成。因此，离模性和摩擦系数可降低。

以固化剂的总重量计，固化剂可以适当地包含量为约90至99重量％的1,6-己二异氰酸酯和量为约1至10重量％的硅氧烷类固化剂。1,6-己二异氰酸酯和硅氧烷类固化剂可以适当地混合在一起。当硅氧烷类固化剂的量小于约1重量％时，摩擦系数会在使用时增加，从而不利地降低离模性。在另一方面，当其量大于约10重量％时，与树脂组合物的相容性会降低，从而不利地使外观变差。

以100重量份的树脂组合物计，涂布组合物可以包含约30至40重量份的固化剂。当固化剂的量小于约30重量份时，难以使涂布组合物充分固化。

可以将涂布组合物施加在注塑模具上，从而形成涂膜(S200)。可以通过喷涂涂布组合物来形成涂膜(S200)。

在此，以100重量份的树脂组合物计，可以通过进一步添加量为150至200重量份的溶剂来稀释涂布组合物，之后可以施加稀释的涂布组合物从而形成涂膜。使用稀释的涂布组合物可以改进加工性并且可以促进喷涂。

使涂膜固化，从而形成涂层(S300)。可以通过使用红外光在80至100℃下使涂膜固化30至40分钟来形成涂层(S300)。如果加工条件具有小于上述下限的值，则无法充分进行固化。在另一方面，如果加工条件具有超过上述上限的值，则注塑模具或涂层的耐久性会成为问题。

由根据本发明实施方案制备注塑模具的涂层的方法所形成的涂层改进了对模具的粘合性、耐热性和耐磨性，并且表现出低摩擦系数和高耐久性。可以通过不使用紫外光而是使用红外光，使所述涂层在短时间内固化，从而减少了加工时间。此外，所述涂层能够减少注塑时的外观变差，因此在注塑时可以确保良好的外观，而无需用涂布组合物涂布注塑产品。

实施例

通过以下具体实施例将更好地理解本发明，这些实施例仅用于说明本发明，而不应解释为限制本发明的范围。

实施例1至3和比较例1至5

使用下表1中所示量的组分制备各种包含树脂组合物和固化剂的涂布组合物。

此外，以100重量份的树脂组合物计，通过进一步添加150至200重量份的溶剂来稀释涂布组合物，之后喷涂稀释的涂布组合物，从而在注塑模具上形成厚度为5至6μm的涂膜。

将涂膜在80℃的温度下固化30分钟，从而形成涂层。

表1

在表1中，“HDI+硅氧烷类固化剂”表示包含97重量％的1,6-己二异氰酸酯以及3重量％的由异佛尔酮二异氰酸酯和三乙氧基硅烷合成的化合物的混合物。

性能测量

1.外观评价

评价涂层的表面光滑度。

2.粘合性

使用切割机将基底上的涂膜横切成100个尺寸为2mm×2mm的正方形，之后将一片透明胶带粘附在其表面上，然后在90°下迅速从其上剥离，随后计算留下的正方形的数目。

3.硬度

使用摆锤硬度测试机测量硬度。通过70次或更多次往复运动评价是否确保了硬度。

4.耐磨性

使用往复磨损测试机在2kg的负载下以60次/分钟的速率进行20000次往复磨损，之后评价基底是否暴露。

5.耐久性评价

使用测试模具(在0至20°的移出角度下移出注塑产品时的严格测试模具)，评价注塑150次后的模具涂层的磨损距离(30mm或更小)和取决于注塑加工次数的剥离时间点。

表2

测试结果

1.实施例1、2和3

在涂布组合物中，使用适量的第一丙烯酸树脂和第二丙烯酸树脂，并且其中包含硅氧烷类固化剂，从而确保涂层的高硬度和耐磨性。由于这些性能，在评价注塑耐久性时涂层剥离的时间点增加，并且涂层的磨损距离减小。

2.比较例1和2

当以不同的量使用第一丙烯酸树脂时，在第一丙烯酸树脂的量低的比较例1中，粘合性变差并且硬度、耐磨性和注塑耐久性降低。相反，当第一丙烯酸树脂的量高时，喷涂加工性变差，因此，由于涂层的厚度不均匀，所以注塑产品的外观变差。

3.比较例3和4

比较例3和4示出了取决于第二丙烯酸树脂的量的可靠性评价结果。随着第二丙烯酸树脂的量增加，第一丙烯酸树脂的量减少，因此硬度降低，从而不利地降低耐磨性和耐久性。相反，当第二丙烯酸树脂的量减少时，与硅氧烷类固化剂的化学反应性变差，因此降低了耐磨性和注塑耐久性。此外，离模性降低，因此注塑产品被污染。

4.比较例5

在使用通常的HDI异氰酸酯固化剂时，耐磨性随着摩擦系数的增加而降低。而且，在评价注塑耐久性时由于高摩擦而使耐久性变差，并且离模性降低，因此注塑产品被污染。

尽管已经参考附图描述了本发明的示例性实施方案，但是本领域技术人员将理解，本发明可以以其它特定形式实施而不改变其技术精神或基本特征。因此，应将上述实施方案理解为非限制性的并可以各种方式说明。

Claims (18)

1.一种注塑模具的涂层的涂布组合物，其包含：

100重量份的树脂组合物；以及

30至40重量份的固化剂，

其中，所述树脂组合物包含：

量为40至50重量％的第一丙烯酸树脂；

量为5至15重量％的第二丙烯酸树脂，其重均分子量小于第一丙烯酸树脂的重均分子量；

量为10至15重量％的碳组分；

量为0.5至2重量％的消光剂；

量为0.1至0.3重量％的催化剂；以及

量为20至35重量％的溶剂，其中所有重量％均以树脂组合物的总重量计，

其中，以固化剂的总重量计，固化剂包含量为90至99重量％的1,6-己二异氰酸酯以及量为1至10重量％的包含异佛尔酮二异氰酸酯和三乙氧基硅烷的硅氧烷类固化剂。

2.根据权利要求1所述的注塑模具的涂层的涂布组合物，其中，第一丙烯酸树脂具有1至4mg/KOH的酸值和0.5至1.0％的羟基含量。

3.根据权利要求1所述的注塑模具的涂层的涂布组合物，其中，第一丙烯酸树脂具有90000至110000的重均分子量。

4.根据权利要求1所述的注塑模具的涂层的涂布组合物，其中，第二丙烯酸树脂具有3至10mg/KOH的酸值和3至6％的羟基含量。

5.根据权利要求1所述的注塑模具的涂层的涂布组合物，其中，第二丙烯酸树脂具有8000至15000的重均分子量。

6.根据权利要求1所述的注塑模具的涂层的涂布组合物，其中，碳组分包含尺寸为150至300nm的碳颗粒。

7.根据权利要求1所述的注塑模具的涂层的涂布组合物，其中，消光剂包含尺寸为1.0至2.0μm的颗粒。

8.根据权利要求1所述的注塑模具的涂层的涂布组合物，其中，催化剂包含氨基甲酸乙酯官能团。

9.根据权利要求1所述的注塑模具的涂层的涂布组合物，其中，溶剂包含酯类溶剂和酮类溶剂中的至少一种。

10.一种注塑模具的涂层的制备方法，其包括：

制备包含100重量份树脂组合物和30至40重量份固化剂的涂布组合物；

将涂布组合物施加在注塑模具上；以及

固化涂布组合物，

其中，树脂组合物包含：量为40至50重量％的第一丙烯酸树脂；量为5至15重量％的第二丙烯酸树脂，其重均分子量小于第一丙烯酸树脂的重均分子量；量为10至15重量％的碳组分；量为0.5至2重量％的消光剂；量为0.1至0.3重量％的反应催化剂；以及量为20至35重量％的溶剂，其中所有重量％均以树脂组合物的总重量计，

其中，以固化剂的总重量计，固化剂包含量为90至99重量％的1,6-己二异氰酸酯以及量为1至10重量％的包含异佛尔酮二异氰酸酯和三乙氧基硅烷的硅氧烷类固化剂。

11.根据权利要求10所述的注塑模具的涂层的制备方法，其中，使用波长为700至1050nm的光在80至100℃的温度下固化涂膜30至40分钟。

12.根据权利要求10所述的注塑模具的涂层的制备方法，其中，通过喷涂将涂布组合物施加在注塑模具上。

13.根据权利要求12所述的注塑模具的涂层的制备方法，所述方法进一步包括在将涂布组合物施加在注塑模具上之前，以100重量份的树脂组合物计，将涂布组合物与150至200重量份的溶剂混合。

14.根据权利要求10所述的注塑模具的涂层的制备方法，其中，溶剂包含酯类溶剂或酮类溶剂中的至少一种。

15.根据权利要求10所述的注塑模具的涂层的制备方法，其中，第一丙烯酸树脂具有1至4mg/KOH的酸值和0.5至1.0％的羟基含量。

16.根据权利要求10所述的注塑模具的涂层的制备方法，其中，第一丙烯酸树脂具有90000至110000的重均分子量。

17.根据权利要求10所述的注塑模具的涂层的制备方法，其中，第二丙烯酸树脂具有3至10mg/KOH的酸值和3至6％的羟基含量。

18.根据权利要求10所述的注塑模具的涂层的制备方法，其中，第二丙烯酸树脂具有8000至15000的重均分子量。

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