由聚碳酸酯制成的帶有深色光澤效果的多層制品的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及由聚碳酸酯制成的暗色多層制品，所述制品的突出特點(diǎn)在于表面上的玻璃樣深色光澤效果。本發(fā)明還涉及用于制備這些多層制品的方法。所述多層制品優(yōu)選由聚碳酸酯或聚碳酸酯共混物構(gòu)成。所述聚碳酸酯共混物可以包含另外的聚合物，例如彈性體或接枝聚合物，或其它熱塑性材料，例如聚酯。本發(fā)明進(jìn)一步涉及根據(jù)本發(fā)明的多層制品作為用于車輛部件的面板或者作為用于多媒體外殼的框架部件的用途。
【專利說明】由聚碳酸酯制成的帶有深色光澤效果的多層制品
[0001]本發(fā)明涉及由聚碳酸酯制成的暗色多層制品，所述制品的突出特點(diǎn)在于表面上的玻璃樣深色光澤效果。本發(fā)明還涉及用于制備這些多層制品的方法。
[0002]所述多層制品優(yōu)選由聚碳酸酯或聚碳酸酯共混物構(gòu)成。所述聚碳酸酯共混物可以包含另外的聚合物，例如彈性體或接枝聚合物或其它熱塑性材料，例如聚酯。
[0003]本發(fā)明進(jìn)一步涉及根據(jù)本發(fā)明的多層制品作為用于車輛部件的面板(Blenden)或者作為用于多媒體外殼的框架部件的用途。
[0004]迄今為止依然缺乏由聚碳酸酯制成的具有玻璃樣外觀特征的多層系統(tǒng)，特別是多層塑料模塑品。這些多層制品特別適合于車輛外飾部件。它們必須具有優(yōu)異的表面質(zhì)量、深色光澤效果和優(yōu)異的耐候性。應(yīng)用尤其包括用于由玻璃制成的玻璃窗產(chǎn)品例如天窗的框架部件。由于機(jī)動車的使用壽命長，特別在高級汽車領(lǐng)域重要的是保持材料理想的高質(zhì)量顏色觀感(在此情況下是指特別深黑色的光澤效果)在車輛使用壽命期間沒有可感覺到的損壞。
[0005]這種多層 制品提供了對于汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用來說與常規(guī)材料例如玻璃相比的許多優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)包括例如提高的斷裂安全性和/或重量減輕，這就汽車的情況來說在交通事故時(shí)能實(shí)現(xiàn)更高的乘客安全性和更低的燃料消耗。最后，含有熱塑性聚合物的材料由于更易于模塑而允許顯著更大的設(shè)計(jì)自由度。
[0006]在機(jī)動車、軌道車輛和飛行器領(lǐng)域或在基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域中使用的汽車外飾部件另外必須具有長的使用壽命并且在此期間必須不會變脆。另外，在使用壽命期間顏色和光澤效果應(yīng)當(dāng)不變或者僅僅輕微變化。另外，所述熱塑性部件必須具有足夠的耐刮擦性。
[0007]由于要求的長使用壽命并且由于高的表面質(zhì)量和深色光澤效果，所以常常使用玻璃作為材料。玻璃對UV輻射不敏感，對刮擦敏感性低并且就其機(jī)械性能而言長時(shí)間不會改變。因?yàn)槭褂脽o機(jī)氧化物例如氧化鐵作為顏料，所以顏色性能在長時(shí)間內(nèi)也保持幾乎不變。然而，這種顏料也不可能在熱塑性材料中使用，因?yàn)樗鼤?dǎo)致相應(yīng)的基質(zhì)降解。
[0008]由于塑料具有上述優(yōu)點(diǎn)，因此需要既展現(xiàn)出熱塑性材料的良好物理性質(zhì)又具有相應(yīng)地黑色著色玻璃的高的表面質(zhì)量和理想的深色光澤效果的材料。
[0009]在透明熱塑性塑料中，例如基于聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的聚合物特別適合用作汽車應(yīng)用的外飾部件。由于高韌度，所以聚碳酸酯對于這樣的用途特別具有非常好的性能特征。
[0010]為了提高熱塑性材料的使用壽命，已知為它們提供UV保護(hù)性和/或耐刮擦性涂層。另外已知大量具有高的光真實(shí)性的著色劑。
[0011]然而，已經(jīng)表明:現(xiàn)有技術(shù)中提到的熱塑性組合物在要求格外高的耐候穩(wěn)定性以及高的表面質(zhì)量和高的深色光澤效果以及鋼琴漆外觀的時(shí)候并不十分適合。現(xiàn)有技術(shù)沒有提供特別是對用于外飾應(yīng)用的具有鋼琴漆樣表面的深黑色組分的任何可能的解決方案。
[0012]在現(xiàn)有技術(shù)中，黑色或暗色外飾部件常常用炭黑著色以便得到需要的黑色觀感。然而，使用炭黑是有問題的，因?yàn)檫@會導(dǎo)致表面缺陷。納米級炭黑由于其粒度小實(shí)際上應(yīng)當(dāng)不影響表面，但是非常容易形成附聚物然后再導(dǎo)致表面瑕疵。這些表面瑕疵是用肉眼可以注意到的。另外，這些表面瑕疵構(gòu)成隨后的涂層的缺陷位點(diǎn)，使得當(dāng)漆料經(jīng)受風(fēng)化作用時(shí)在該位點(diǎn)具有分層、形成裂紋等傾向。因此具有盡可能少的缺陷位點(diǎn)的高的表面質(zhì)量出于光學(xué)原因和技術(shù)原因來說都是非常有利的。也常常嘗試將炭黑以分散體形式引入到熱塑性基質(zhì)中。然而，常常要將分散劑官能化以便保持無機(jī)顆粒分散，但其中所述官能團(tuán)損害熱塑性基質(zhì)，特別是聚碳酸酯基質(zhì)，因此是不希望的。
[0013]如果使用炭黑作為著色劑，所述注射模塑制品常常不是具有深色光澤效果而是顯得暗淡無光，并且在有些情況下由于碳的吸收光譜而顯示輕微黃色。另一方面，使用非常低的炭黑濃度，則深黑色觀感受損失。
[0014]也可以通過納米級或細(xì)分的碳改性劑，例如，如WO 2009030357中所描述的碳納米管，或如JP 2003073557中所公開的石墨來達(dá)到高光澤度的表面。然而，棒狀或板狀形式的顆粒使得所述注射模塑制品具有一定的表面粗糙度，這是不希望的。
[0015] 為了避免伴隨炭黑或其它碳改性劑的上述缺點(diǎn)，常常使用可溶的染料以便實(shí)現(xiàn)高的表面光澤度一有幾分鋼琴漆外觀。然而，這種解決方案具有的缺點(diǎn)是所述染料必須以相對較高的濃度使用。這在上漆工藝中會產(chǎn)生問題，因?yàn)橐愿邼舛却嬖诘娜玖嫌捎谟推崛軇┒菀讖哪Ｋ芷返谋砻嫒艹?。這會逐漸使上漆溶液著色。在工業(yè)上漆工藝中漆溶液常常循環(huán)使用以便節(jié)約漆溶液。然而，模塑品由此逐漸用著色的漆溶液上漆，這是不希望的。漆料應(yīng)當(dāng)保持無色以便不會不利地影響深色光澤外觀。另外，在大規(guī)模工業(yè)上漆生產(chǎn)線上不同的組件用相同的漆溶液上漆。特別是在透明組件或特定顏色的組件的情況下這不可避免地造成問題。在這一點(diǎn)上應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是依然具有透明度的低著色但依然為暗色，例如私密的顏色，使用顯著更低的染料濃度。在所述情況下塑料表面的滲色不會造成上漆溶液變得著色。使用有機(jī)染料的其它缺點(diǎn)是由于UV輻射造成褪色，導(dǎo)致顏色觀感隨著時(shí)間變化。例如JP 11106518中描述了對于也使用了染料的汽車外飾部件的某種顏色設(shè)定。
[0016]因此本發(fā)明的目的是由熱塑性材料，優(yōu)選聚碳酸酯開發(fā)黑色成品部件，所述部件具有的透光率小于1.0%，優(yōu)選小于0.5%，更優(yōu)選小于0.2%，還更優(yōu)選小于0.1%并特別優(yōu)選
0.0%，所述部件結(jié)合具有優(yōu)異的表面質(zhì)量和高的深色光澤、鋼琴漆樣黑色觀感以及高的耐候性并且適合用于汽車領(lǐng)域中的框架部件或用于多媒體外殼，例如電視機(jī)框架或類似物，它們均暴露于UV輻射。
[0017]另外，根據(jù)本發(fā)明的組合物應(yīng)當(dāng)沒有炭黑填充型的黃色觀感。根據(jù)本發(fā)明的材料在用適合于聚碳酸酯的漆料對由所述材料制成的注射模塑品的上漆過程中顯示幾乎沒有滲色或沒有滲色，使得再循環(huán)的過量漆溶液幾乎沒有或沒有發(fā)生著色，使其能夠更長時(shí)間使用而不產(chǎn)生顏色誤差。
[0018]使用酮和醇以及它們彼此的混合物和與水組合作為用于聚碳酸酯底漆溶液或漆溶液的油漆溶劑。優(yōu)選使用雙丙酮醇(4-羥基-4-甲基戊-2-酮)、1_甲氧基-2-丙醇、丁醇、異丙醇或這些溶劑的混合物并最特別優(yōu)選雙丙酮醇(4-羥基-4-甲基戊-2-酮)、1_甲氧基-2-丙醇或這些溶劑的混合物。
[0019]另外本發(fā)明的目的是提供僅具有少量表面缺陷的多層制品。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的多層制品適合用于例如意在用于汽車領(lǐng)域的外飾應(yīng)用的黑色面板。這些面板可以包住或框住玻璃元件例如窗戶或天窗。所述黑色的深色光澤外觀具有增加玻璃窗面積的作用，因?yàn)檐図?，例如全景車頂，看起來完全由玻璃制成。裝飾性的面板也可以由這種材料制成。此外，還包括視覺上連接玻璃單元的連接件。同樣適用于汽車領(lǐng)域中A與B柱之間的連接件。增強(qiáng)肋、安裝輔助裝置和接收粘合劑珠粒的區(qū)域任選地注射模塑到所述框架上以便能夠相應(yīng)容易地裝配。另外，可以存在特殊的形狀，如特殊的3維形狀。由于框架相對較大并且具有復(fù)雜的幾何形狀，所述熱塑性材料必須具有足夠的流動性以便能夠通過注射模塑法，例如特別是注射壓縮模塑法加工成相應(yīng)的模塑制品。
[0021]所述材料還適合用于如電氣領(lǐng)域或多媒體領(lǐng)域中使用的框架或罩殼。實(shí)例包括電視框架、筆記本電腦罩殼、燈罩等。
[0022]本發(fā)明的另一目的是提供用于制備具有上述性能的熱塑性多層模塑品的方法。 [0023]令人驚訝地，所述目的通過特殊的多層塑料模塑品能夠達(dá)到，所述模塑品含有包含特殊著色劑的基體材料并具有UV涂層和耐刮擦涂層。發(fā)現(xiàn)只有非常特定的著色劑的混合物結(jié)合透明漆層才適合實(shí)現(xiàn)需要的深色光澤效果和具有低滲色傾向的需要的顏色穩(wěn)定性。
[0024]下面的目的通過根據(jù)本發(fā)明的熱塑性聚合物組合物和多層體系得以實(shí)現(xiàn)，所述多層體系具有通過根據(jù)本發(fā)明的方法制備的UV涂層和耐刮擦涂層。
[0025]本發(fā)明的多層制品包含:
O基礎(chǔ)層，其具有的透光率小于1.0%，優(yōu)選小于0.5%，更優(yōu)選小于0.2%，更優(yōu)選小于
0.1%并特別優(yōu)選0.0%，所述基礎(chǔ)層含有
1.1)至少一種熱塑性材料，優(yōu)選聚碳酸酯，更優(yōu)選其具有的熔體體積流動速率為
1.6 cm3/ (10 min)-25 cm3/ (10 min),
i1.優(yōu)選9-21 cm3/(10 min)，根據(jù) ISO 1133 (在 300。C 在 1.2 kg 載荷下)，
1.2)至少一種選自如下結(jié)構(gòu)的著色劑
【權(quán)利要求】
1.多層制品，包括: 1)基礎(chǔ)層，具有小于1%的透光率，所述基礎(chǔ)層含有 ?至少一種熱塑性材料， ?至少一種著色劑，其選自下組:
2.根據(jù)權(quán)利要求1的多層制品，其特征在于:結(jié)構(gòu)(la)、(lb)、(2a)和(2b)的著色劑各自以0.05重量％-0.5重量％的濃度單獨(dú)使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的多層制品，其特征在于:使用結(jié)構(gòu)(la)、(lb)、(2a)和(2b)的著色劑的組合。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的多層制品，其特征在于:所述基礎(chǔ)層含有著色劑(Ia)/(Ib)和/或(2a)/(2b)的組合和至少一種選自下組的另外的著色劑:
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的多層制品，其特征在于:所述基礎(chǔ)層含有濃度小于0.03重量％的炭黑。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的多層制品，其特征在于:在所述基礎(chǔ)層與所述耐刮擦層之間的在基礎(chǔ)層上另外設(shè)置粘合促進(jìn)層，所述粘合促進(jìn)層具有0.3-8Mffl的厚度和含有至少一種UV吸收劑。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的多層制品，其特征在于:所述熱塑性材料選自聚碳酸酯和聚碳酸酯共混物，所述聚碳酸酯和聚碳酸酯共混物具有6 cm3/ (10 min)至25 cm3/ (10 min)的熔體體積流動速率。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的多層制品，其特征在于:所述基礎(chǔ)層包含熱穩(wěn)定劑。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的多層制品，其特征在于:耐刮擦層和任選的粘合促進(jìn)層施涂在所述基礎(chǔ)層的兩側(cè)上。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的多層制品，其特征在于:所述耐刮擦層是聚硅氧烷漆。
11.制備具有深色光澤外觀的多層制品的方法，包括如下步驟: -制備著色劑la、lb、2a、2b, -制備含有根據(jù)權(quán)利要求1的基礎(chǔ)層的組分的配混物， -由所述配混物制備模塑品， -以一步涂敷法用耐刮擦層涂敷所述模塑品。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于:在所述模塑品用耐刮擦層涂敷之前施涂底漆層。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12的方法，其特征在于:所述步驟以給出的順序進(jìn)行。
14.所述多層制品的用途，作為車輛外飾部件、作為車輛內(nèi)飾部件和用于玻璃或聚碳酸酯窗玻璃的框架部件。
【文檔編號】C08J7/04GK103946310SQ201280058368
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月30日
【發(fā)明者】A.邁爾, J.賴歇瑙爾, P.卡佩倫 申請人:拜耳知識產(chǎn)權(quán)有限責(zé)任公司