贫油光的涂覆的聚碳酸酯薄膜的制作方法
【专利说明】贫油光的涂覆的聚碳酸酯薄膜
[0001] 本发明涉及用至少一个含聚甲基丙烯酸甲酯的层涂覆的聚碳酸酯薄膜，其表面在 抗刮性、耐溶剂性和抗油光（oiling)特性方面具有改进的性质，还涉及此类薄膜的制造方 法。本发明还涉及包含本发明薄膜的3D塑料部件以及本发明的薄膜用于在薄膜嵌入成型 (film insert moulding)法中制造塑料部件的用途。
[0002] 薄膜嵌入成型技术已公认用于在注塑法中制造塑料部件。其设定首先由涂覆的薄 膜二维或三维地预制部件的正表面，然后从反面用塑料熔体填充或后注塑。
[0003] 在此通常希望的是正面受到充分保护以抵御化学和机械作用。这在现有技术中通 常通过该表面上适当的涂层或漆层来实现。为避免成品三维部件的湿式涂覆，有利的是，应 该将这样的漆层或涂层施加到薄膜上，其然后与该薄膜一起经受所有进一步的成型步骤和 此后例如通过UV曝光最终固化。
[0004] 由此对于适合这种技术的涂覆的薄膜形成非常特定的性质状况。在现有技术中， 术语"取成歪^齋涂层"己公认用于这种产品类别，即首先足够防粘连（blockfest)、但随后可 以与基底一起任意热成型并最终通过UV固化获得保护层性质的薄膜涂层。
[0005] 难以与大的潜在UV交联潜力一起实现初级涂层的防粘连性（Blockfestigkeit) 和热塑性特征方面的这种性质组合。
[0006] 现有技术中对这一目标的大多数解决方案包括使用主要通过双固化法制备的大 分子单体，尤其如Beck, Erich (BASF), Scratch resistant UV coatings for automotive applications, Pitture e Vernici, European Coatings (2006), 82(9)，10-19 ;Beck, Erich, Into the third dimension: three ways to apply UV coating technology to 3D-automotive objects, European Coatings Journal (2006), (4), 32, 34, 36, 38-39 ；Petzoldt, Joachim ；Coloma, Fermin (BMS), New three-dimensionally formable hardcoat films, JOT, Journal fuer Oberflaechentechnik (2010), 50(9), 40-42 ；EP 2113527 Al, Petzoldt 等人，Development of new generation hardcoated films for complex 3D_shaped FIM applications， RadTech Asia 2011， Conference Proceedings 中所述。
[0007] 这些薄膜产品用例如聚碳酸酯熔体后注塑（廣遵旋A成麥)之后，产生所需塑料部 件。
[0008] 对广泛用于汽车、各种其它交通工具、电气和电子设备和建筑工业中的此类塑料 部件的视觉外观提出高要求。通常被称作"油光"的不规则彩虹现象妨碍所需的视觉印象。 当要制造光亮钢琴黑色的塑料部件时，这种不合意的效应显得特别醒目。
[0009] "油光"效应通过以一个方向反射的两个光束的干涉产生，其中一个光束在空气/ 涂层界面处反射，而另一光束在位于其下的涂层/基底薄膜界面处反射。这两个表面反射 的光越多，该效应越可见。光亮基底上的光亮漆层是严重油光的先决条件。当例如光滑聚 碳酸酯薄膜用光亮清漆覆盖时，正好是这种情况。
[0010] 在这样的用途中，通常使用具有大约1. 58的折光率的光滑聚碳酸酯薄膜，其通常 用基于脂族化合物的漆料以5至20微米的应用相关的层厚度来涂覆。由于热成型，该涂层 在部件上的层厚度也依赖于位置而变化，这可促使在整个部件上发生彩虹效应。
[0011] 总体而言，因此更加需要具有贫油光的表面的聚碳酸酯薄膜，其另外在成型工艺 之前和之后具有足够的防粘连性并在例如借助UV光固化后具有一定的抗刮性和耐溶剂 性。满足具有所提到的性质组合的这种性质状况构成对本领域技术人员的一个特别的挑 战。
[0012] 已经令人惊讶地发现，当用至少一个含聚甲基丙烯酸甲酯的层覆盖聚碳酸酯基底 时，可以以特别有效的方式甚至以贫"油光"形式获得具有特别的抗刮性和耐溶剂性的可 热成型和随后可UV固化的涂覆的聚碳酸酯薄膜，其中所述一个或多个层的总厚度为至少 10微米，且该层或这些层的每一层包含至少40重量％的聚甲基丙烯酸甲酯，且用于所述含 PMMA的涂层的整个层或最上层的涂层剂包含至少一种具有至少100000 g/mol的重均摩尔 质量的聚甲基丙烯酸甲酯聚合物或聚甲基丙烯酸甲酯共聚物、至少一种可UV固化的反应 性稀释剂、至少一种光引发剂和至少一种溶剂。
[0013] 本发明因此提供下列：涂覆的聚碳酸酯薄膜，其包含聚碳酸酯薄膜和在其上的至 少一个具有至少40重量％的聚甲基丙烯酸甲酯含量的含聚甲基丙烯酸甲酯的层，其特征在 于 所述至少一个含聚甲基丙烯酸甲酯的层的总层厚度为至少10微米， 所述至少一个含聚甲基丙烯酸甲酯的层的最上层可通过用涂层剂涂覆获得，所述涂层 剂包含 (a) 所述涂层剂固含量的至少40重量％的含量的至少一种具有至少100000 g/mol的 平均摩尔质量Mw的聚甲基丙烯酸甲酯聚合物或聚甲基丙烯酸甲酯共聚物； (b) 所述涂层剂固含量的至少30重量％的含量的至少一种可UV固化的反应性稀释 剂； (c) 所述涂层剂固含量的多0.1至< 10重量份的含量的至少一种光引发剂；和 (d) 至少一种有机溶剂， 其中烯类不饱和基团的含量为至少3摩尔/千克所述涂层剂固含量。
[0014] 该含PMMA的涂层因此可以是均匀的并可以以单层施加。其也可以由相继施加的 多个含PMMA的层构成。如上所述，所述至少一个含PMMA的层中的含PMMA的层可具有不同 的组成。其必要条件包括各层的最低PMMA含量为40重量％、用于最上层的涂层剂的特定组 成以及所述至少一个含PMMA的层中的含PMMA的层的总层厚度为至少10微米。如果只设 计一个含PMMA的层，该具有至少10微米的层厚度的PMMA层由可通过用本发明的涂层剂涂 覆所获得的涂层构成。
[0015] 因此在最简单的实施方案中，本发明的涂覆的聚碳酸酯薄膜由聚碳酸酯薄膜和已 通过用本发明的涂层剂涂覆该薄膜所获得的涂层构成。由此，可以高效地获得具有贫油光、 防刮并耐溶剂的表面的本发明的聚碳酸酯薄膜。
[0016] 同样有利的是该聚碳酸酯基底的具有至少10微米的总厚度的双层覆盖层，其中 直接毗邻聚碳酸酯的下层由纯聚甲基丙烯酸甲酯构成且上层可由本发明的涂层剂获得。因 此，本发明的涂覆的聚碳酸酯薄膜在这一优选实施方案中包含两个含聚甲基丙烯酸甲酯的 层。在其中一个优选实施方案中，本发明的薄膜包含可通过共挤获得的聚碳酸酯/聚甲基 丙烯酸甲酯薄膜和可通过用本发明的涂层剂涂覆获得的在该薄膜的聚甲基丙烯酸甲酯层 上的涂层。
[0017] 具有厚度不同的聚甲基丙烯酸甲酯层的聚碳酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯共挤薄 膜是现有技术中已知的并且许多可购得，例如以Makrofol? SR 253、Makrofol? SR 906、 Makrofol? SR 280商品名购自Bayer Materialscience AG。这种类型的薄膜可用于制造 本发明的薄膜，其中将其在聚甲基丙烯酸甲酯面上用本发明的涂层剂涂覆以使含PMMA的 总层厚度为至少10微米。
[0018] 可购得和现有技术中的许多提到的共挤PC/PMMA薄膜已具有厚度大于10微米的 PMMA层。在这种基底上，由于PMMA和主要由PMMA构成的本发明涂层的折光率彼此非常接 近，甚至很薄的本发明涂层(例如5微米厚度）也不会造成显著油光。这种新形成的界面不 会增强不想要的彩虹现象。
[0019] 含PMMA的层的总数因此为至少1，并可以为总共1、2、3或4。在此，所述含PMMA的 层的根据本发明的层厚度为至少10微米。根据所述含PMMA的层的数量和厚度，可通过用 本发明的涂层剂涂覆来获得的含PMMA的最上层可具有至少2微米，优选至少5微米，更优 选至少10微米的厚度。共挤PC/PMMA薄膜中的上述共挤PMMA层的厚度可以为至少10微 米，优选至少15微米，更优选至少20微米。因此，共挤PC/PMMA薄膜中的PMMA层的厚度可 以为至少10微米，且在其上可由本发明的涂层剂获得的层的厚度可以为至少5微米。
[0020] 本发明的涂层剂可以以简单和有效的方式获得。此外，可由此获得的涂层在许多 表面，特别例如考虑用于薄膜嵌入成型法的薄膜上具有足够的防粘连性，但随后可以与涂 覆的基底一起任意地热成型，并在例如借助UV辐射固化后获得在抗刮性、耐溶剂性和至少 降低的油光效应方面具有有利性质的表面。
[0021] 可以例如借助如可根据ASTM D 3363测得的铅笔硬度确定抗刮性。可以根据EN ISO 2812-3:2007评估耐溶剂性。值得注意的是，通过用该涂层剂按本发明涂覆薄膜并通过 UV辐射最终固化而获得的模制件表面甚至对原本对聚碳酸酯表面非常有害的溶剂，如丙酮 也具有极好的耐受性。
[0022] 用于界定油光的彩虹效应的量度是由反射光谱测得的牛顿环数。其由400纳米至 650纳米之间的反射光谱中的最大振幅计算。从该光谱中获取以百分比计的反射（R)和最 大振幅（M)。为了消去单位，在相同波长下将Μ除以R。为了避免小数位，将测得的值乘 以1000。由此测定的值对本发明的涂层而言低于20,而具有明显油光的对比薄膜表现出30 和以上以及甚至更高的值。
[0023] 本发明的涂层剂包含 (a) 所述涂层剂固含量的至少40重量％的含量的至少一种具有至少100000 g/mol的 平均摩尔质量Mw的聚甲基丙烯酸甲酯聚合物或聚甲基丙烯酸甲酯共聚物； (b) 所述涂层剂固含量的至少30重量％的含量的至少一种可UV固化的反应性稀释 剂； (c) 所述涂层剂固含量的多0.1至< 10重量份的含量的至少一种光引发剂；和 (d) 至少一种有机溶剂， 其中烯类不饱和基团的含量为至少3摩尔/千克所述涂层剂固含量。
[0024] 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)被理解为是指聚甲基丙烯酸甲酯均聚物和基于甲基丙 烯酸甲酯的共聚物，其优选具有大于70重量％的甲基丙烯酸甲酯含量。这种PMMA聚合物 和PMMA共聚物是已知的并可以以商品名 3a|?i ^Yonik^^Altuglas^O