用于非平面基材的等离子体涂覆体系制造技术

一种非平面制品包括等离子体－沉积耐磨性涂覆，该涂层具有基本上均匀的厚度和δ浊度（％）在平均值约＋／－０．２５范围内的基本上均匀的耐磨性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请该申请要求U.S.临时申请No.60/551,931(2004年3月9日递交，整个内容在此作为参考并入本专利技术)的权益。背景本专利技术一般涉及一种制品和用于涂覆基材的方法。更具体地，本专利技术涉及一种具有等离子体沉积的耐磨性涂层的非平面制品和用于等离子体涂覆非平面塑料基材的方法。各种技术用于功能涂料对基材的涂覆。传统上已经使用化学蒸气沉积(CVD)，和物理蒸气沉积技术如溅射和蒸发。但这些技术需要高沉积温度，这限制了可被涂覆的基材，和进一步导致非常慢的沉积速率。最近，已经开发出等离子体增加的化学蒸气沉积(PECVD)工艺以克服这些限制中的某些。PECVD可用于在低于塑料的玻璃化转变温度的温度下在塑料基材如聚碳酸酯上沉积材料，这对于CVD一般不可行。在PECVD中，所施加的电场增加电离物质的形成，提供明显较高百分数的电离物质，使得能够使用低沉积温度，如低至室温。但PECVD一般仍不会提高足够高的沉积速率使得涂有UV吸收和耐磨性涂层的聚碳酸酯能够商业上应用于许多场合。另外，PECVD尚未应用于大的复杂形状，而是被局限于具有缓和曲率的平面基材或非平面基材如眼镜。为了尝试在塑料非平面基材上形成具有均匀性能的涂层，一些体系在基材从等离子体源经过时相对基材而移动等离子体源和/或改变工艺参数。尽管这些工艺能够生产出具有均匀厚度的涂层，当它们不提供具有均匀耐磨性和粘附性的涂层。这些工艺还存在麻烦且昂贵的问题，且对于每个部件设计需要不同的工艺参数。另外对于许多场合，如其中涂覆基材暴露于户外气候的汽车窗户重要的是，涂层在长期暴露于UV辐射过程中保持均匀耐磨性。但许多等离子体沉积的有机硅涂料似乎在暴露于UV时降解，导致不好的耐磨性。综述一般来说，本专利技术涉及一种具有等离子体沉积的耐磨性涂层的非平面制品，该涂层具有基本上均匀的厚度和基本上均匀的耐磨性，δ浊度(％)在平均值约+/-0.25范围之间。本专利技术进一步涉及一种用于涂覆非平面基材的方法。该方法包括从一个或多个固定的膨胀热等离子体(ETP)源产生等离子体，将第一组汽化试剂注入等离子体中以在基材上形成第一层，和将第二组汽化试剂注入等离子体中以在第一层上形成两层或多层涂层。等离子体的离子流进行调节以在等离子体源至基材的工作距离(WD)范围内得到基本上均匀的性能。工作距离被定义为阳极和基材之间的距离。本专利技术实施方案可提供一个或多个以下优点。在一些实施方案中，在涂覆工艺过程中或对于每一部件(如果这些部件具有不同的形状)无需改变工艺参数。在涂覆工艺过程中还无需使等离子体源活动连接，尤其是，当基材以连续方式经过等离子体源时，这使得该工艺的布置不太昂贵。本专利技术的各种实施方案还使得基材表面的涂层不直接面对ETP源。本专利技术其它的特点和优点根据以下描述，和权利要求而更容易看出。附图的简要描述附图说明图1是具有膨胀热等离子体源的涂覆台的顶视图。图2是基材设置的正视图。图3是两种基材在相同的投射角入射角下的侧视图。图4A是在两个不同的入射角下安装的四个基材的顶视图。图4B是图4A的四个基材的正视图。图5是在相对膨胀热等离子体源不同的角下安装的六个基材的侧视图。详细描述现参照图1，它显示了一涂覆台10，其中基材12沿着一个通过涂覆台的固定线性路径行进，如箭头13所示。基材12可以是车辆的零部件。例如，基材可以是由塑料制成的后窗玻璃或顶板。基材12可包括聚碳酸酯。适用于形成基材12的聚碳酸酯一般包括用于聚合物生成反应的下式重复单元 其中R是二元苯酚的二价芳族基团(如，2，2-二(4-羟基苯基)-丙烷，还称作双酚A的基团)；或有机多羧酸(如对苯二甲酸，间苯二甲酸，六氢邻苯二甲酸，己二酸，癸二酸，十二烷二酸，和类似物)。这些聚碳酸酯树脂是可通过将一种或多种二元酚类与碳酸酯前体如光气，卤代甲酸酯或碳酸酯反应而制成的芳族碳酸酯聚合物。可以使用的聚碳酸酯的一个例子是LEXAN)，由General Electric Company(GE)(Fairfield，Connecticut)制造。芳族碳酸酯聚合物可通过例如描述于U.S.Pat.Nos.3,161,615；3,220,973；3,312,659；3,312,660；3,313,777；3,666,614；3,989,672；4,200,681；4,842,941；和4,210,699(都在此作为参考完全并入本专利技术)的方法而制成。基材12也可包括通过将碳酸盐前体，二元苯酚，和二羧酸或其成酯衍生物反应得到的聚碳酸酯。聚酯碳酸酯例如描述于U.S.Pat.Nos.4,454,275；5,510,448；4,194,038；和5,463,013，在此作为参考完全并入本专利技术。基材也可包括热塑性或热固性材料。合适的热塑性材料的例子包括聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，聚乙酸乙烯酯，聚乙烯醇，聚乙烯基缩醛，聚甲基丙烯酸酯，聚丙烯酸，聚醚，聚酯，聚碳酸酯，纤维素树脂，聚丙烯腈，聚酰胺，聚酰亚胺，聚氯乙烯，含氟树脂和聚砜。合适的热固性材料的例子包括环氧和脲蜜胺。丙烯酸系聚合物是另一可用于形成基材12的材料。丙烯酸系聚合物可由单体如丙烯酸甲酯，丙烯酸，甲基丙烯酸，甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸环己酯，和类似物制备。也可使用取代的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，如丙烯酸羟乙基酯，丙烯酸羟基丁酯，丙烯酸2-乙基己基酯，和丙烯酸正丁基酯。聚酯也可用于形成基材12。聚酯可通过有机多羧酸(如，邻苯二甲酸，六氢邻苯二甲酸，己二酸，马来酸，对苯二甲酸，间苯二甲酸，癸二酸，十二烷二酸，和类似物)或其酸酐与包含伯或仲羟基基团的有机多元醇(如，乙二醇，丁二醇，新戊二醇，和环己烷二甲醇)的聚酯化反应而制备。聚氨酯是另一类可用于形成基材的材料。聚氨酯是本领域熟知的，和通过聚异氰酸酯和多元醇的反应而制备。有用的聚异氰酸酯的例子包括六亚甲基二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯，MDI，异佛尔酮二异氰酸酯，和这些二异氰酸酯的缩二脲和三异氰尿酸酯。有用的多元醇的例子包括低分子量脂族多元醇，聚酯多元醇，聚醚多元醇，脂肪醇，和类似物。可用于形成基材12的其它材料的例子包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，玻璃，VALOX(聚邻苯二甲酸亚丁基酯，得自General ElectricCo.)，XENOY(LEXAN和VALOX的共混物，得自General ElectricCo.)，和类似物。基材12可按照常规方式，例如通过注塑，挤塑，冷成型，真空成型，吹塑，压塑，转移成型，热成型，和类似方式而形成。制品可以是任何形状和无需是商业成品，即，它可以是被切割或调整尺寸或机械成型为成品的片材或膜。基材可以是透明或不透明的。基材可以是刚性或柔性的。基材也可包含其它功能涂层。例如，基材可包含硅氧烷硬涂层和其功能是提供粘附性，UV滤光，和一些耐磨性的底漆。可用作硬涂层的有机硅组合物的例子是由以下通式表示的化合物R1nSiZ(4-n)其中R1表示单价烃基或卤化单价烃基，Z表示可水解基团，和n可在0和2之间变化。更具体地，Z通常是如卤素，烷氧基，酰基氧基，或芳基氧基。这些化合物例如描述于U.S.Pat.No.4,224,378(Schroeter等人，整个内容在此作为参考并入本专利技术)。可以使用的有机硅的其它例子包括下式甲硅烷醇R2Si(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有等离子体沉积的耐磨性涂层的非平面制品，该涂层具有基本上均匀的厚度和δ浊度（％）在平均值约＋／－０．２５范围内的基本上均匀的耐磨性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：BA科列瓦尔，CD亚科万格洛，T米巴赫，MW梅塞德斯，
申请(专利权)人：埃克阿泰克有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]