除基底硬涂层之外的装饰性涂层制造技术

本公开内容涉及用于制备涂覆的塑料制品的方法，该方法包括：a.提供具有至少第一和第二表面的塑料基材；b.使用物理气相沉积将包含金属或金属合金层的装饰性涂层沉积在该塑料基材上；和c.将保护性涂层施加至该塑料制品的至少第一表面，其中在该装饰性涂层的沉积前不存在该塑料基材的等离子体预处理。此外，本公开内容涉及涂覆的塑料制品，其包含：具有第一和第二表面的塑料基材，直接沉积在该塑料基材上的包含金属或金属合金层的装饰性涂层和施加至该塑料制品的第一表面的保护性涂层，其中该装饰性涂层的残余应力是拉伸的，并且该涂覆的塑料制品通过SAEJ2527加速UV测试。的塑料制品通过SAEJ2527加速UV测试。的塑料制品通过SAEJ2527加速UV测试。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】除基底硬涂层之外的装饰性涂层
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2021年1月14日提交的澳大利亚临时专利申请号2021900071的优先权权益，其通过引用全部并入本文用于所有目的。


[0003]本专利技术涉及装饰性涂覆的塑料基材，其提供塑料制品。本专利技术的塑料制品具有待使用在汽车应用中、例如用于在提供内部装饰和部件中使用的充足弹性和磨损性质。特别地，本专利技术涉及制备塑料制品的改进方法和由这样的方法制备的塑料制品。
[0004]专利技术背景
[0005]随着更多的技术集成在汽车中，对所使用材料的需求提高。随着传感器和显示元件的阵列越来越多集成在车辆中，不断增长地需要在美学上令人愉悦或模仿传统材料的外观但具有改进的多功能性并与在下面的部件相容的材料。
[0006]结果是，提高了外部和内部塑料部件的使用。塑料部件具有许多有吸引力的性质，包括耐断裂性、低成本、质轻、成形和成型能力和在一些应用中它们的透明性。然而，这样的塑料部件不必然满足汽车应用需要的视觉要求和磨损要求。通过涂覆塑料基材，可提供满足期望的视觉美感同时也改进在下面的塑料基材的耐磨性的部件。
[0007]已开发了一系列将薄膜涂层施加至塑料基材的技术。这些技术例如物理气相沉积旨在将薄膜涂层提供至塑料基材的第一或第二表面。然而，沉积膜(特别是金属和金属合金膜)的热膨胀系数经常与塑料基材差一个数量级，并因此塑料基材上的膜在使用期间易于破坏和龟裂。这在例如内部和外部部件暴露于恶劣要素、高UV光和相对高温度的车辆的应用中特别成问题。因此，为了防止膜的破坏，重要的是调节所沉积装饰膜涂层和基材之间界面处的应力和促进塑料基材和所沉积膜涂层之间的强粘附性。
[0008]为了实现强粘附性，经常预处理塑料基材(例如聚碳酸酯)以改进表面特性例如粗糙度(参见例如S Pelagade等人2010J.Phys.；Conf.Ser.208；012107)。一种重要的预处理是等离子体预处理(参见Pelagade等人2010
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出处同前；Seidel C等人1999Appl.Surface Sci.150，第19
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33页；Hofrichter A等人2002,J.Vacuum Sci.&Tech.A 20，第245
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250页；Hegemann D等人2003,Nucl.Instrum.&Meth.B.,208，第281
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286页；Boldyryeva H等人2004,Nucl.Instrum.&Meth.B.,219
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220，第953
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958页；和Kitova S等人2005,J.Optoelectronics and Advanced Materials,7，第2607
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2612页)。等离子体预处理对塑料基材具有一系列影响，包括改性表面的粗糙度，改性表面聚合物基团和提高表面能(和可润湿性)。如此，等离子体预处理提供许多优点，这改进塑料基材和随后沉积的薄膜之间的粘附性，是将膜沉积在该塑料基材上的基本且常规步骤。
[0009]等离子体的产生也产生紫外(UV)辐射。塑料基材暴露于UV辐射使塑料基材的最外暴露的表面降解。这种降解可之后在基材
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涂层界面处引起内聚破坏，特别是当涂覆的塑料制品在使用期间暴露于另外的UV光时。这种破坏的原因是因为沉积的涂层不可避免地薄并因此允许光透过。这意味着在使用期间的UV暴露可穿过装饰性涂层并与下面的基材相互作
用。基材的这种UV辐射暴露可导致损坏
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或在先前UV暴露的情况下导致进一步损坏
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特别是在与装饰性涂层相互作用的基材的上表面处，由此引起内聚破坏。
[0010]为了防止塑料基材的UV辐射损坏，必不可少的在等离子体预处理之前向基材提供保护性基底涂层。这种保护性基底涂层减小等离子体预处理期间UV光的透过并且还充当调节基材和所施加的膜涂层之间应力的中间层。然而，保护性基底涂层的使用向制造方法增加大量时间和成本。此外，基底涂层填充和平滑基材中的变化和纹理。虽然在一些情况下这是需要的，但是在其它情况下其为成问题的，因为这防止塑料制品的视觉纹理形成。因此，需要提供较低成本和较有效的方法用于制备具有装饰性涂层的塑料制品，其可通过用于例如汽车用途的应用的耐久性测试。
[0011]专利技术概述
[0012]本专利技术提供制备装饰性涂覆的塑料制品的方法，由此塑料基材在装饰性涂层的沉积之前不需要涂覆有保护性涂层，同时仍维持用于汽车用途的足够耐久性。因此，本专利技术提供用于制备塑料制品的改进方法。本专利技术还可在一些实施方案中允许在基材中包括细微视觉纹理。
[0013]特别地，本专利技术提供用于制备涂覆的塑料制品的方法，该方法包括：(a)提供具有至少第一和第二表面的塑料基材；(b)使用物理气相沉积将包含金属或金属合金层的装饰性涂层沉积在该塑料基材上；和(c)将保护性涂层施加至该塑料制品的第一表面，其中在该装饰性涂层的沉积前不存在该塑料基材的等离子体预处理。在一些优选实施方案中，将该装饰性涂层沉积在该塑料基材的至少第一表面上，并且将该保护性涂层直接施加至该装饰性涂层。
[0014]等离子体预处理的使用在行业中是标准的从而促进所沉积的涂层与塑料基材的足够粘附性。然而，如本文讨论，这个过程期间产生的UV辐射损坏塑料基材并因此需要较早施加保护性基底涂层，其还可调节基材和所沉积的涂层之间界面处的应力。
[0015]然而，在本专利技术的一些实施方案中，将该装饰性涂层直接沉积在该塑料基材上，而不需要首先施加至塑料基材的保护性涂层(例如Momentive PHC587B或AS4700F)。在这些实施方案中，金属或金属合金层直接与塑料基材面接，并因此充当基材的视觉层(提供金属外观)和保护层。此外，沉积的金属或金属合金层促进装饰性涂层中随后的层的粘附。金属或金属合金层吸收和反射大部分的光，包括UV光，并如此保护在下面的基材免于在使用期间或当沉积装饰性涂层的额外层时可发生的随后暴露于UV光。此外，在一些优选实施方案中，金属或金属合金层充当装饰性涂层的主要应力控制层并与基材面接。在一些实施方案中，可在与基材的界面处，并在金属和金属合金层之间沉积额外的层。这些层可提供额外的光学性质(例如遮盖光透过或调节装饰性层的颜色)或可控制装饰性涂层的总残余应力。
[0016]由于(在一些实施方案中)装饰性涂层与塑料基材直接面接，并因为没有进行等离子体预处理来增强粘附性，所以关键的是最大化装饰性涂层与塑料基材的粘附性。这可通过控制装饰性涂层的残余应力来实现。因此，在一些实施方案中，在导致该装饰性涂层的拉伸残余膜应力的条件下沉积该装饰性涂层。
[0017]可测量膜内的残余应力，并通常报告为压力(例如MPa)。它也可报告为位移，其代表在施加涂层之后在下面的基材的变形量。位移由涂层内的应力、涂层的厚度和在下面的基材的性质决本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于制备涂覆的塑料制品的方法，该方法包括：a.提供具有至少第一和第二表面的塑料基材；b.使用物理气相沉积将包含金属或金属合金层的装饰性涂层沉积在该塑料基材上；和c.将保护性涂层施加至该塑料制品的至少第一表面，其中在该装饰性涂层的沉积前不存在该塑料基材的等离子体预处理。2.根据权利要求1所述的方法，其中将该装饰性涂层直接沉积在该塑料基材上。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中在导致该装饰性涂层的拉伸残余膜应力的条件下沉积该装饰性涂层。4.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中在导致该装饰性涂层的残余膜应力位移小于或等于
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50μm的条件下沉积该装饰性涂层。5.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中在导致该装饰性涂层的残余膜应力位移小于或等于
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240μm的条件下沉积该装饰性涂层。6.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中在导致该装饰性涂层的残余膜应力位移小于或等于
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765μm的条件下沉积该装饰性涂层。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中该保护性涂层是硬涂层。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中该保护性涂层是紫外阻隔涂层。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中该保护性涂层是Moment ive PHC587B或AS4700F。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中将该保护性涂层施加至该装饰性涂层。11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中将该保护性涂层施加至该装饰性涂层和该塑料基材的相对表面。12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中该装饰性涂层包含粘附促进层。13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中该装饰性涂层包含光学改性层。14.根据权利要求12或权利要求13所述的方法，其中该光学改性层和/或该粘附促进层是透明的。15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中该光学改性层和/或该粘附促进层包含硅。16.根据权利要求15所述的方法，其中在存在氧的情况下沉积该光学改性层和/或粘附促进层。17.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中沉积的光学改性层和/或粘附促进层是二氧化硅。18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中该金属或金属合金层包含铬(Cr)。19.根据权利要求1至18中任一项所述的方法，其中该金属或金属合金层包含锆(Zr)、铝(Al)、钛(Ti)、锗(Ge)、铟(In)、铜(Cu)、钴(Co)或钼(Mo)。20.根据权利要求1至19中任一项所述的方法，其中该金属合金是铬和锆。21.根据权利要求1至20中任一项所述的方法，其中该方法还包括向塑料基材提供掩模从而提供一部分受控的光透过。22.根据权利要求1至21中任一项所述的方法，其中在该装饰性涂层的沉积前提供的塑
料基材包含可见的纹理。23.根据权利要求1至22中任一项所述的方法，还包括向该塑料基材提供可见的纹理。24.根据权利要求1至23中任一项所述的方法，还包括向该塑料基材提供两种视觉上不同的纹理。25.根据权利要求1至24中任一项所述的方法，其中该塑料基材已被注射成型或由能够被注射成型的塑料形成。26.根据权利要求1至25中任一项所述的方法，其中该塑料基材是聚碳酸酯。27.涂覆的塑料制品，其通过权利要求1至26中任一项所述的方法制备。28.涂覆的塑料制品，其通过权利要求1至26中任一项所述的方法制备，其中该涂...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：玛泽森创新有限公司，
类型：发明
国别省市：