用于非平面基材的等离子体涂覆体系的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请号为200580012319. 5、申请日为2005年3月8日、发明名称为"用 于非平面基材的等离子体涂覆体系"的中国专利申请的分案申请。
[0002] 相关申请
[0003] 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 作为参考并入本发明）的权益。
技术领域
[0004] 本发明一般涉及一种制品和用于涂覆基材的方法。更具体地，本发明涉及一种具 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。
【背景技术】
[0005] 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-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 -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。
[0006] 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。
【发明内容】
[0007] 一般来说，本发明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，S浊度（％ )在平均值约+/-〇. 25范围 之间。
[0008] 本发明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。
[0009] 本发明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。本发明的各种实施方案还使得基材表面的涂层不直接面对ETP 源。
[0010] 本发明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。
【附图说明】
[0011] 图1是具有膨胀热等离子体源的涂覆台的顶视图。
[0012] 图2是基材设置的正视图。
[0013] 图3是两种基材在相同的投射角入射角下的侧视图。
[0014] 图4A是在两个不同的入射角下安装的四个基材的顶视图。
[0015] 图4B是图4A的四个基材的正视图。
[0016] 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。
【具体实施方式】
[0017] 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。
[0018] 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：
【主权项】
1. 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S浊度（％)在平均值约+/-〇. 25范围内的基本上均匀的耐磨性。
2. 权利要求1的制品，进一步包括基材和其中耐磨性涂层被沉积在基材上，所述等离 子体由与基材的工作距离约15至31cm的ETP源产生。
3. 权利要求2的制品，其中等离子体和基材之间的入射角是约O至130度。
4. 权利要求2的制品，其中基材是塑料。
5. 权利要求4的制品，其中塑料选自聚碳酸酯，聚酰亚胺，丙烯酸，聚醚酰亚胺 (PEI)，聚乙烯（PET)，PBT，和聚砜。
6. 权利要求1的制品，其中耐磨性涂层是等离子体聚合的有机硅。 7?权利要求6的制品，其中有机硅选自D4, D5, HMDSO, TMDSO, V-D4, VTMS和DMDMS。
8. 权利要求1的制品，其中耐磨性涂层沉积两层或多层。
9. 权利要求8的制品，其中第一层的氧含量低于其它层的氧含量。
10. 权利要求9的制品，其中除第一层之外的层具有相同的组成。
11. 权利要求9的制品，其中除第一层之外的层具有渐变的氧含量。
12. 权利要求9的制品，其中除第一层之外的层具有递增的氧含量。
13. 权利要求8的制品，其中耐磨性涂层在300nm下的UV吸收性低于约0. 02微米'
14. 权利要求13的制品，其中耐磨性涂层具有渐变的UV吸收性。
15. 权利要求13的制品，其中耐磨性涂层具有递减的UV吸收性。
16. 权利要求1的制品，其中耐磨性低于约10% S浊度。
17. 权利要求16的制品，其中耐磨性低于约5% S浊度。
18. 权利要求17的制品，其中耐磨性低于约2% S浊度。
19. 权利要求1的制品，进一步包括基材和沉积在基材和耐磨性涂层之间的一层或多 层功能层。
20. 权利要求19的制品，其中耐磨性涂层的硬度和厚度根据下面涂层的硬度而调节。
21. 权利要求19的制品，其中功能层是具有有机UV吸收剂的硅氧烷硬涂层。
22. 权利要求21的制品，进一步包括在硅氧烷硬涂层和塑料之间的底漆层。
23. 权利要求20的制品，其中涂层是功能涂层，包括无机UV滤光层，IR涂层，AR涂 层，TCO,隔绝层涂层，和结合的多层。
24. -种用于涂覆非平面基材的方法，包括： 由一个或多个固定的膨胀热等离子体源生成等离子体； 将第一组汽化试剂注入等离子体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以在第一涂层上形成两层或多层涂层，调节所述等 离子体的离子流以在ETP源至基材的各种工作距离下得到基本上均匀的涂覆性。
25. 权利要求24的方法，其中均匀涂覆性是涂层厚度。
26. 权利要求24的方法，其中均匀涂覆性是涂层耐磨性。
27. 权利要求24的方法，其中耐磨性涂层是等离子体聚合的有机硅。
28. 权利要求27的方法，其中有机硅选自D4, D5, HMDSO, TMDSO, V-D4, VTMS和DMDMS。
29. 权利要求24的方法，其中耐磨性涂层沉积两层或多层。
30. 权利要求29的方法，其中第一层的氧含量低于其它层的氧含量。
31. 权利要求30的方法，其中除第一层之外的层具有相同的组成。
32. 权利要求29的方法，其中耐磨性涂层在300nm下的UV吸收性低于约0. 02微米'
33. 权利要求24的方法，其中耐磨性低于约10% S浊度。
34. 权利要求33的方法，其中耐磨性低于约5% S浊度。
35. 权利要求34的方法，其中耐磨性低于约2% S浊度。
36. 权利要求24的方法，进一步包括塑料基材和沉积在基材和耐磨性涂层之间的一层 或多层功成层。
37. 权利要求36的方法，其中耐磨性涂层的硬度和厚度根据下面涂层的硬度而调节。
38. 权利要求36的方法，其中功能层是具有有机UV吸收剂的硅氧烷硬涂层。
39. 权利要求38的方法，进一步包括在硅氧烷硬涂层和塑料基材之间的底漆层。
40. 权利要求36的方法，其中功能涂层包括无机UV滤光层，IR涂层，AR涂层，TCO， 隔绝层涂层，和结合的多层。
【专利摘要】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。
【IPC分类】B32B9-04, C08J7-18, C23C16-513, C23C14-02, B05D7-24, B05D5-06
【公开号】CN104746050
【申请号】CN201510137665
【发明人】B·A·科列瓦尔, C·D·亚科万格洛, T·米巴赫, M·W·梅塞德斯
【申请人】埃克阿泰克有限责任公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2005年3月8日
【公告号】CN1946874A, EP1725699A1, US7390573, US20050202259, WO2005087978A1