本发明专利技术涉及对塑料基材，尤其是聚甲基丙烯酸甲酯（下文中简称PMMA）通过用含纳米颗粒的透明涂料（下文中称为纳米复合涂料）涂覆并用172nm波长的来自Xe*受激准分子灯的真空UV光对其进行辐照而进行表面整饰的方法。这种方法导致所述涂料对基材的优异的粘附。另外，使得可以实现产生涂层表面的表面形貌。这样涂覆的基材大大胜过未涂覆的基材的机械、化学和应用技术性能。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对塑料基材，尤其是聚甲基丙烯酸甲酯(下文中简称PMMA)通过用含纳米颗粒的涂料，优选透明涂料，(下文中称为纳米复合涂料)涂覆并用172nm波长的来自Xe*受激准分子灯的真空UV光对其进行辐照而进行表面整饰的方法。这种方法导致所述涂料对基材的优异的粘附。另外，使得可以实现产生具有涂层表面的消光外观和令人愉快的触感的表面形貌。这样涂覆的基材大大胜过未涂覆的基材的机械、化学和应用技术性能。
技术介绍
如其它热塑性塑料一样，PMMA也以其固有性能不能满足所有要求。它对应力开裂敏感，尤其是在与溶剂例如丙酮或脂族醇预先接触后。出现网状细裂纹，因此Plexiglas表面也不可以用醇或溶剂清洁。虽然PMMA与其它大宗塑料相比较是比较耐刮擦的，但是对于许多应用而言耐刮擦性仍不足够。通过表面改性，例如以涂覆PMMA的表面的形式，可以很大程度上消除缺陷并达到性能改进。这些涂层在维持光学性能的情况下主要针对提高耐刮擦性连同自清洁性能、耐候性、抗反射功能和抗乱画作用。在此，改进的耐刮擦性直接地通过施涂由含双键的多官能自由基聚合性的和可交联的单体和低聚物例如(甲基)丙烯酸(氟代)烷基酯或硅的氧化物SiOx、蜜胺树脂形成的硬涂层产生，或通过使用丙烯酸化聚硅氧烷或蜡作为涂料中的添加剂在表面上达到由于更好的滑动导致的假效果。涂覆方式包括涂漆-还用UV固化以及用过氧化物方式引发的热固化，等离子涂覆、压延(EP 313979)和高压辊压方法(W0 9929766)。根据EP 180129，实现了利用在有机硅聚合物中在(甲基)丙烯酸酯或蜜胺树脂中的多孔氧化硅颗粒以1-40 μ m涂层厚度的抗反射涂覆，由此尤其形成粗糙的，较消光的表面。为了利用粗糙涂层产生消光表面，根据WO 2008/059157还提出了使用具有不同尺寸和浓度的基于甲基丙烯酸酯的微粒。采用所有已知的涂覆和施加方法至今不能达到在好的透明度下深消光的PMMA表面，与非常高的耐磨损性和耐刮擦性，优异的耐化学品性、耐候性和耐UV性，好的可湿润性和令人愉快的触感的性能组合。在大规模下，这种表面改性可以通过用透明涂料涂覆达到。根据DE10207401，尤其适合于这一目的的是可经由紫外辐射或电子束聚合和交联的用SiOx纳米颗粒增强的丙烯酸酯涂料(纳米复合涂料)，其在没有显著地改变PMMA基础材料的光学性能的情况下赋予其表面高耐磨损性和耐刮擦性，使得其耐溶剂，并至少维持其耐UV和耐候性。此外，这种无溶剂的纳米复合涂料具有的优点是，可以通过用短波UV光或电子束辐射使由所述涂料形成的涂层表面进行微结构化，由此产生这种表面的消光外观，其具有显著提高的机械和化学耐性，并在此维持高透明度，因为SiOx纳米颗粒以其I. 45的折射率大致对应于涂料基体，并且将该亲有机化的颗粒以共价键方式结合到涂料基体中。为了经由所谓的“光化学微起皱”产生这种表面形貌，涂有液体纳米复合涂层的平面PMMA产品在氮气气氛下穿过172nm受激准分子VUV灯的射束路径。穿入涂层仅几百nm的深度的VUV光子经由光化学聚合或交联(其中无需光引发剂，因为丙烯酸酯在这种短波UV区中吸收非常好并且光子能量(7. 2eV)非常高)产生薄的皮层，其由于聚合引起的收缩应力而导致起皱纹(DE 19842510)。在微起皱程序完成后，这种皮层仍然浮在继续是液体的涂层上，其随后通过更长波长的UV光在光引发剂存在下或利用电子束固化，从而使所述起皱皮层固定和使所述整个涂层与基材粘附。由所述微起皱导致的光泽度取决于所产生的表面形貌。后者主要由涂料的配方决定，并且可以经由技术参数在一定的限度内改变(DE102006042063)。除了这种消光光泽的产生之外，双键转化方面的高效率和通过172nm光子的附加的自由基产生(从而与常规多色UV固化相比较产生更高的交联度)也具有显著的优点。结果是，涂层的近表面区域中显微硬度的显著提高，其具有对耐磨损和耐刮擦性以及对改进的阻隔性能的积极作用。圆形起皱凸峰产生令人愉快的触感，并且通过真空UV (VUV)光产生改进亲水性的极性基团。根据EP 245728和DE 2928512，在温热的基材上获得可无溶剂施涂且可完全固化的(甲基)丙烯酸酯涂层在PMMA上的良好基材粘附。
技术实现思路
问题本专利技术要解决的问题是提供一种方法，采用这种方法基于PMMA或其它塑料基材可以产生均匀消光的半成品。另外，要解决的问题是使用这种方法使得可提供这样的半成品，该半成品具有改进的机械性能，例如尤其是改进的耐刮擦和耐磨损性，和提高的化学耐性以及同时好的耐UV和耐候性。另外，仍需要解决上述问题并另外显示非常好的基材粘附的涂层。另外，存在这样的要解决的问题，其利用可以低能量、快速和容易进行的方法提供。其它没有明确提及的要解决的问题从随后的说明书、权利要求书和实施例的总体关联得出。解决方案所述问题由涂覆塑料基材，更尤其是聚(甲基)丙烯酸甲酯表面的新方法解决。这种方法可以更尤其用于涂覆透明的聚(甲基)丙烯酸甲酯表面。本专利技术方法是用特定纳米复合涂料的涂覆方法。所述纳米复合涂料在此包含硅的氧化物(SiOx-)纳米颗粒、至少一种可交联的基于丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的粘结剂、至少一种反应性稀释剂和任选的至少一种增稠剂。已经令人惊奇地发现，使用本专利技术方法使得可以实现在使用同样根据本专利技术的含SiOx纳米颗粒的纳米复合UV涂料的情况下制备透明的半成品,其具有高的耐磨损和耐刮擦性，具有与现有技术相比改进的化学耐性、耐UV和耐候性，同时涂层的非常好的基材粘附和好的机械性能。本专利技术方法中纳米复合涂料在施涂期间具有500mPas-20Pas，优选6Pas_20Pas，更优选10Pas-18Pas的粘度。同时，待涂覆的聚合物表面具有至少40°C，更优选至少60°C的温度，但是不高于待涂覆的聚合物的熔融温度或玻璃化转变温度。在PMMA作为基材的情况下，待采用的温度在35°C -120°C，优选40°C _90°C之间。所述涂料既可以在室温下施涂，又可以呈已经被预热的形式(例如已经预热到相应的基材温度)施涂。在涂覆后的方法的第二步骤中，通过在液体涂层的表面上用短波UV光的辐射产生薄皮层，该薄皮层在随后的第三方法步骤中的微起皱后通过利用发射长波长光的第二 UV灯使整个纳米复合涂层固化而固定在基材上。特别地，所述第一 UV辐射是单色172nm受激准分子VUV辐射。在此优选的辐射剂量低于20mJ. cm—2。在这种仅以非常低的深度穿入涂料基体中的短波UV辐射的情况下，所述涂层由于表面的微起皱而获得消光光学性能，这是指与现有技术类似的光泽度值和触感。第二辐射源，优选UV辐射源，可以是例如，中压汞灯，其例如具有160W. cm—1的功率和800mJ.cm-2的辐射剂量，或电子加速器。在这种最终固化后，涂层显示与基材或，更具体地说，与半成品的优异的粘附。 所述纳米复合涂料的可交联的基于(甲基)丙烯酸酯的粘结剂优选是三或多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物或包含至少一种三或多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物的不同氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物的混合物。优选其是多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物。在这方面多官能是指每个单体单元中碳双键端基的数目大于或等于4，优选大于或等于6。这些氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·梅因哈德，R·舒伯特，E·比尔兹，S·里默斯，
申请(专利权)人：赢创罗姆有限公司，
类型：
国别省市：
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