高硬度透明涂覆材料的制作方法

本发明涉及高硬度透明涂覆材料(high-hardness clear coating material)，并且具体地涉及能够改善铝的硬度和光泽度(gloss)的高硬度透明涂覆材料。

背景技术：

目前使用用于形成阳极化层(anodizing layer)2和耐腐蚀涂覆层3的技术以改善铝材料1的硬度和光泽度，参见图1。这是用于通过阳极化处理形成具有高硬度的阳极化层2并且形成透明耐腐蚀涂覆层3以改善光泽度和耐腐蚀性的技术。

形成耐腐蚀涂覆层3的材料包含以按重量％计30％至40％的聚酯树脂、20％至30％的异氰酸酯固化剂、15％至20％的芳香族溶剂、15％至20％的环己酮溶剂、以及4％至8％的粉碎的二氧化硅消光剂(pulverized silica matting agent)。

图1中示出了根据以上描述的技术的透明涂覆层的形状。

然而，这种透明涂覆层具有的问题在于：在模制过程中当阳极化层2脆性断裂时易于损坏耐腐蚀涂覆层3。如以上所描述的，当阳极化层2和耐腐蚀涂覆层3损坏时，易于出现诸如外部开裂和剥离的问题，并且腐蚀在损坏区域周围发展。

当不包括阳极化层2时，可以防止由于阳极化层2的脆性断裂引起的对耐腐蚀涂覆层3的损坏；然而，耐腐蚀涂覆层3本身不能满足需要的硬度，并且容易出现表面擦伤。此外，即使当制备了具有强硬度的耐腐蚀涂覆层3时，也不利地降低了可成形性，这导致最终的断裂和开裂发生。由于耐腐蚀涂覆层3的主要材料聚酯树脂的硬度较低，所以出现了这些问题。

因此，已经需要具有改善的硬度和耐腐蚀性从而能够解决这类问题的涂覆材料。

作为本发明的相关技术在上面提供的描述仅是为了帮助理解本发明的背景，而不应将其解释为包括在本领域技术人员已知的相关技术内。

技术实现要素：

鉴于以上，本发明提供了不存在阳极化层并具有改善的可成形性的高硬度透明涂覆材料。

在一个方面，描述的本发明的示例性实施方式提供能够改善铝材料表面的硬度和耐腐蚀性的高硬度透明涂覆材料，透明涂覆材料包含以按重量％计10％至20％的三聚氰胺固化剂(melamine curing agent)、10％至15％的二氧化硅(硅石)、1％至5％的酚树脂(酚醛树脂，phenol resin)、和余量的丙烯酸树脂(丙烯酸类树脂)及其他不可避免的杂质。

高硬度透明涂覆材料进一步包含以按重量％计10％至15％的环己酮溶剂、5％至10％的芳香族溶剂、和1％至5％的粉碎的二氧化硅消光剂，其中，丙烯酸树脂的含量是40％至50％。

附图说明

现在将参照说明以下仅通过例证方式在本文中给出的附图的本发明示例性实施方式来详细地描述本发明的以上和其他特征，因而不限制本发明，并且其中：

图1是目前已知的包括阳极化层的涂覆层的简图；

图2是根据本发明一个实施方式的不具有阳极化层的涂覆层的简图；以及

图3是根据包括的阳极化处理和涂覆层组分比较开裂出现、可成形性、以及耐擦伤性(scratch resistance)的图示。

应当理解的是，附图不必按比例，呈现了本文公开的本发明的各种优选特征的某种程度的简化表示，包括例如，具体尺寸、方位、位置、以及形状将由特定的预期应用和使用环境部分地确定。

在图中，参考数字是指贯穿附图的几幅图的本发明的相同或等效部件(部分)。

具体实施方式

在下文中，现在将详细地提及本发明的各种实施方式，在附图中示出了并且在下面描述了本发明的实施例。尽管将结合示例性实施方式描述本发明，然而将理解的是，本说明书并不旨在将本发明限于那些示例性实施方式。相反，本发明旨在涵盖示例性实施方式以及可以包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种替换、修改、等价物和其他实施方式。

本文中所用的术语仅是为了描述具体实施方式的目的，而不旨在限制本发明。如本文中使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另外明确地指明。将进一步理解的是，当在本说 明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”说明所述特征、整体、步骤、操作、元件(要素)和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件(要素)、部件和/或它们的组的存在或添加。如本文中使用的，术语“和/或”包括所关联的列出项目中的一个或多个的任何和所有组合。

除非另外指出，否则本文所使用的所有术语，包括技术术语和科学术语，可以具有与本发明相关领域的技术人员通常可理解的相同含义。此外，除非另外特别明确地定义，否则将常用字典中定义的术语另外解释为具有对应于相关技术文献和目前公开的内容的含义，而不能对其进行理想或正式的解释。

在下文中，将参照附图描述根据本发明实施例的高硬度透明涂覆材料。

如在图1和图2中示出的，本文描述的本发明的实施方式不包括阳极化层2，而代替地直接在铝材料1上形成透明涂覆层100。根据以下调整本文描述的本发明的透明涂覆层100的组分，以补充现有耐腐蚀涂覆层3中不足的硬度和可成形性。

本发明描述的实施方式的透明涂覆层100包含以按重量％计10％至20％的三聚氰胺固化剂、10％至15％的二氧化硅、1％至5％的酚树脂、和余量的丙烯酸树脂及其他不可避免的杂质。

丙烯酸树脂是具有高可成形性和高硬度的材料，并且当与聚酯树脂相比时，具有某种程度上不足的可成形性但具有优越的硬度。然而，丙烯酸树脂具有对于铝材料1的粘附性不足的缺点，因此，可以通过三聚氰胺固化剂和酚树脂改善对铝材料的粘附性，并且可以通过二氧化硅改善硬度。三聚氰胺固化剂是具有优异的可成形性和粘附性的材料，并且与异氰酸酯固化剂相比，由于它优越的可成形性而能够用于本发明。需要10％或更高 的三聚氰胺固化剂含量，以通过三聚氰胺固化剂获得改善粘附性的效果。当以大于20％的量添加三聚氰胺固化剂时，可成形性降低，因此，将含量限制为20％或更低。在二氧化硅的情况中，需要10％或更高的含量，以期望硬度改善。随着含量增加，代替改善的硬度，粘附性降低，因此，将最大含量限制为15％。在酚树脂的情况中，需要1％或更高的含量，以期望粘附性改善。然而，当含量大于5％时，可成形性降低，然而发展出黄色，因此，将最大含量限制为5％。

本发明实施方式的透明涂覆层优选进一步包含以按重量％计10％至15％的环己酮溶剂、5％至10％的芳香族溶剂、以及1％至5％的粉碎的二氧化硅消光剂，并且丙烯酸树脂的含量优选是40％至50％。

需要至少40％的丙烯酸树脂含量，以保持可成形性。然而，当过量添加丙烯酸树脂时，粘附性降低，因此，将最大含量限制为50％。提供环己酮溶剂，用于溶解三聚氰胺固化剂，并且芳香族溶剂是用于溶解丙烯酸树脂的溶剂。需要以上描述的含量范围，以溶解固化剂和树脂。优选以用于抑制半光泽度的合适量添加粉碎的二氧化硅消光剂。

没有特别限制根据本发明实施方式的将涂覆材料涂覆在铝材料1上的方法；然而，使用能够得到更平整的涂覆表面并且适用于大规模生产的辊涂方法是优选的。

图3示出可成形性和硬度，即，耐擦伤性，如何根据涂覆材料的组分和包括阳极化处理而改变。

如在图3中示出的，当使用聚酯作为透明层材料时，当进行阳极化处理时，可成形性不足，并且当不包括阳极化时，耐擦伤性低于标准。

使用V形家用弯曲试验机(V-shaped home bending tester)在90度弯曲试验后，通过开裂或断裂的出现评价可成形性，并且使用具有1mm直 径的硬度测量球刮擦表面来评价耐擦伤性。将诸如标记的厚度和深度的外观划分为良好、一般(fair)、以及较差等级。根据本发明实施方式的丙烯酸涂覆层使用丙烯酸树脂作为基底，而聚酯涂覆层是使用聚酯作为基底的现有透明涂覆材料。

根据本发明实施方式的高硬度透明涂覆材料具有以下效果。

第一，与目前的现有时间相比，通过省略阳极化层可以降低加工时间。

第二，由于提高可成形性，因此在挤压过程中可以防止最终断裂。

第三，可以得到较薄的涂覆层。

已经参照附图详细描述了本发明的示例性实施方式；然而，本领域技术人员应当了解的是，在不偏离本发明的技术思想或基本特征的情况下，可以利用其他实施方式实施本发明。

因此，应当理解的是，以上描述的示例性实施方式仅是为了说明的目的，而不是限制本发明。应当解释的是，本发明的范围由所附权利要求而不是详细说明限定，并且所有由权利要求的意义和范围推导出的修改和修改形式、以及它们的等价概念包括在本发明的范围内。