度分布的单层结构（除导电粒子外热塑性组合物材料一样），热塑性高分子组合 物中的热塑性高分子为PC，光固化组合物为以6官能团聚氨酯丙烯酸酯为主体的UV固化组 合物。将UV固化组合物、不含导电粒子的PC组合物、含导电粒子的PC组合物经三台独立的 挤出机加料，经" X "型流道进行宏观梯度汇合后再经过设有搅拌装置的微观梯度混合 区进行微观梯度混合，其中不含导电粒子的PC组合物在《 X，，型流道的中间流道部分， UV固化组合物在上面流道、含导电粒子的PC组合物在下面流道（当然，将UV固化组合物、 含导电粒子的PC组合物的流道互换也是适合的），所设的搅拌装置只进行二维方向上的混 合，之后将微观梯度化的物料厚度减薄，通过口模挤出，经UV固化后得到高分子梯度薄板， 控制总厚度为5000微米，其中功能层厚度为1000微米，UV固化组合物与不含导电粒子PC 组合物梯度层厚度800微米，不含导电粒子PC组合物结构厚度1200微米，导电粒子梯度结 构厚度1000微米，含导电粒子PC组合物结构厚度为1000微米。
[0068] 实施例16
[0069] 本实施例中，高分子梯度材料为薄膜，依次包含由光固化组合物形成的功能层，功 能层材料、基材层材料组成的梯度层和热塑性高分子组合物构成的基材层，基材层为单层 膜，其中光固化组合物为以6官能团聚氨酯丙烯酸酯为主体的UV固化组合物，热塑性高分 子组合物中的热塑性高分子为PET。将UV固化组合物、热塑性高分子组合物经两台独立的 挤出机加料，经"V"型流道进行宏观梯度汇合后再经过设有搅拌装置的微观梯度混合区进 行微观梯度混合，所设的搅拌装置只进行二维方向上的混合，之后将微观梯度化的物料厚 度减薄，通过口模挤出，经UV固化后得到高分子梯度薄膜，控制总厚度为180微米，其中功 能层厚度为〇. 4微米，功能层表面85%的面积由光固化组合物形成，梯度层厚度1微米。所 得高分子梯度材料功能层硬度达到2H，IOcmX IOcm样品无明显翘曲，功能层与基材层附着 好，表面流平较好。
[0070] 实施例17
[0071] 本实施例中，高分子梯度材料为薄板，依次包含由光固化组合物形成的功能层，功 能层材料、基材层材料组成的梯度层和热塑性高分子组合物构成的基材层，基材层为单层 膜，其中光固化组合物为以6官能团聚氨酯丙烯酸酯为主体的UV固化组合物，热塑性高分 子组合物中的热塑性高分子为PC。将UV固化组合物、热塑性高分子组合物经两台独立的挤 出机加料，经"V"型流道进行宏观梯度汇合后再经过设有搅拌装置的微观梯度混合区进行 微观梯度混合，所设的搅拌装置只进行二维方向上的混合，之后将微观梯度化的物料厚度 减薄，通过口模挤出，经UV固化后得到高分子梯度薄板，控制总厚度为2000微米，其中功能 层厚度为1微米，梯度层厚度50微米。所得高分子梯度材料功能层硬度达到5H，IOcmX IOcm 样品无明显翘曲，功能层与基材层附着好，表面流平较好。
[0072] 对比例1
[0073] 本对比例选取厚度为250微米的PC薄膜，使用传统的淋涂工艺制备加硬功能层， 经UV固化后得到材料。由于淋涂工艺制备的加硬材料存在上薄下厚的情况，所以选取总厚 度为260微米处的部分进行测试比较，即此处的功能层厚度为10微米。所得材料功能层硬 度达到F，IOcmX IOcm样品稍有翘曲，功能层与基材层附着好，表面流平较好。
[0074] 对比例2
[0075] 本对比例选取厚度为250微米的PC薄膜，使用传统的淋涂工艺制备加硬功能层， 经UV固化后得到材料。由于淋涂工艺制备的加硬材料存在上薄下厚的情况，所以选取总厚 度为280微米处的部分进行测试比较，即此处的功能层厚度为30微米。裁切样品时，涂层 会明显脱落，所得材料硬度达到H，但明显弯曲，涂层附着差，流平差。
[0076] 对比例3
[0077] 本对比例中，提供一种纯热塑性材料构成的梯度材料，依次包含PC层、梯度层、 PMMA层。将PC组合物、PMMA组合物经两台独立的挤出机加料，经"V"型流道进行宏观梯度 汇合后再经过设有搅拌装置的微观梯度混合区进行微观梯度混合，所设的搅拌装置只进行 二维方向上的混合，之后将微观梯度化的物料厚度减薄，通过口模挤出得到纯热塑性高分 子梯度材料，控制总厚度为350微米，其中PMMA层厚度为50微米，PC、PMMA梯度层厚度100 微米。所得材料无开裂现象，进行冷热循环实验，经50个循环后材料边缘出现细裂纹。
[0078] 本专利中涉及的部分测试方法如下：
[0079] 1.硬度测试方法
[0080] 测试方法参照GB/T 6739-2006 (色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度），测试距离为 2cm，在等效位置测试5次，如不超过2次全部划伤或者不超过3次短于Icm的划伤即算达 到此硬度。
[0081] 2.附着力测试方法
[0082] 测试方法参照GB/T 9286-1998 (色漆和清漆漆膜的划格试验），达到0级或者1级 即认为附着好。
[0083] 3.冷热循环测试方法
[0084] 取15cmX15cm的样品，对其进行如下操作：30°C保持15min，将样品迅速转移到 l〇〇°C保持30min，以此作为一个循环。
[0085] 4.翘曲测试方法
[0086] 目视，观察样品变形情况。
[0087] 5.流平测试方法
[0088] 目视，观察样品表面条纹、桔皮等现象，表面平整则流平好，表面呈现凹凸、条纹、 桔皮状则流平较差。
[0089] 6.摩擦系数测试方法
[0090] 参照GB 10006-88 (塑料薄膜和薄片摩擦系数测定方法）的方法测试，测试时另一 个接触面也为相同材料的功能层表面。
【主权项】
1. 一种高分子梯度材料，其特征在于至少依次包含 由光固化组合物形成的功能层， 由功能层材料、基材层材料组成的梯度层，和 由热塑性高分子组合物构成的基材层。
2. 如权利要求1所述的高分子梯度材料，其特征在于材料的形状包含薄膜、板、具有一 定形状的薄膜、具有一定形状的板、圆管、扁管、圆柱、扁柱等。
3. 如权利要求1所述的高分子梯度材料，其特征在于所述的功能层在固化前或者进行 预固化后，当温度不低于40°C时呈固态。
4. 如权利要求1所述的高分子梯度材料，其特征在于所述的功能层厚度不小于1微米。
5. 如权利要求1所述的高分子梯度材料，其特征在于所述的梯度层厚度不小于3微米。
6. 如权利要求1所述的高分子梯度材料，其特征在于所述的基材层包含均匀结构的单 层、共挤复合结构的多层、梯度结构的单层或多层。
7. 如权利要求1所述的高分子梯度材料，其特征在于所述的热塑性高分子组合物中的 热塑性高分子包含PC、PBT、PET、EVA、PE、PP、PA、PMMA、ABS的一种或多种。
8. 如权利要求1所述的高分子梯度材料，其特征在于所述的光固化组合物、热塑性高 分子组合物中至少有一个组合物包含功能颗粒。
9. 如权利要求1所述的高分子梯度材料，其特征在于所述的功能层的静摩擦系数为 0. 05-1. 5。
10. -种制备上述权利要求所述的高分子梯度材料的方法，其步骤包括：加料一宏观 梯度汇合--微观梯度混合--梯度挤出--UV固化。
【专利摘要】本发明公开了一种高分子梯度材料，其依次包含由光固化组合物形成的功能层，由功能层材料、基材层材料组成的梯度层，和由热塑性高分子组合物构成的基材层，可以实现以常规热塑性高分子组合物为基材层的多功能梯度材料，所得梯度材料与传统热塑性高分子梯度材料相比具有使用温度广，梯度层稳定，表面硬度高、耐刮性好，易于实现表面功能多样性等特点，且生产方法简单，便于连续大规模生产。
【IPC分类】B32B33-00, B29C47-06, B32B5-14, B32B27-08
【公开号】CN104647813
【申请号】CN201410400381
【发明人】廖张洁, 郭宏磊
【申请人】廖张洁
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年8月9日