[发明专利]含有耐冲击薄膜层的复合材料

说明书

本发明涉及复合材料领域，更具体地，涉及在其至少一面上包括耐冲击主要层和沉积在底漆层上的耐磨损(耐划痕)涂层的复合材料。耐冲击底漆层由分散在水中的聚合物颗粒构成。耐划痕涂层例如根椐EP0,035,609或WO83/0125可由可光交联可热交联的清漆组成。本发明的复合材料可用于各种应用。非限制性地，可提到在建筑工业如窗子、汽车工业如窗子和车前灯透镜、和卫生设备工业如淋浴盘和浴缸中的应用。

已知的复合材料在硬表面层存在下改变其耐冲击性。另外，在一些应用中需要良好的耐溶剂性。

公知用于上述用途的但没有底漆层的那些复合材料具有低的耐冲击性和对耐溶剂的作用的有限，当这些复合材料在应力下“应力断裂”。

现有技术公开了各种类型的耐冲击层。因此，JP6,314,001和6,387,223介绍了基于热塑性聚氨酯树脂的耐冲击性底漆层。

US5,015,523推荐使用丙烯酸类耐冲击底漆层，然而EP0,404,111介绍了基于热塑性聚氨酯树脂的耐冲击性底漆层。

US5,316,791介绍了使用直接涂在有机玻璃基材的一面上的含水聚氨酯分散液。通过在空气中干燥和固化可含有阴离子稳定的丙烯酸类乳液的聚氨酯水分散液或胶乳，可得到耐冲击性底漆层。

虽然现有技术的这些耐冲击性底漆层确保了耐磨损硬涂层的可接受的粘合性和一定程度的耐冲性性，但耐冲击性对所需的应用领域来说不足。

现在发现：把多相结构的颗粒用作耐冲击底漆层可改善复合材料的耐冲击性，该多相结构颗粒多相中的一相由具有软性的聚合物颗粒组成，另一相由具有硬性的聚合物组成，这些相的玻璃化温度在限定的范围内。

根椐本发明，制备一种多层复合材料，其包括基材、沉积在基材的至少一个面上的至少一个耐冲击底漆层、和沉积在底漆层上的至少一个耐磨损涂层，其特征在于：所述的底漆层包括多相聚合物颗粒的聚集体，每个颗粒包括两个分开的相：

-由玻璃化温度低于20℃(Tg1)的软性聚合物形成的第一相，和

-由玻璃化温度高于50℃(Tg2)的硬性聚合物形成的第二相。

优选该颗粒是两相颗粒并具有核壳结构。

优选核含有聚合物P1，壳含有聚合物P2。

还优选聚合物P1的Tg1低于0℃，聚合物P2的Tg2高于约60℃。

还优选聚合物P1呈小颗粒状分散在由聚合物P2形成的基质中。

通常，该耐冲击底漆层包括70-90％重量的软性聚合物P1和10-30％重量硬性聚合物P2。

优选本发明底漆层中的聚合物P1和P2含有：

-90-100％重量由聚合选自组(I)的至少一种单体聚合而得到的单元，组(I)包括：(甲基)丙烯酸(C₁-C₈)烷基酯如(甲基)丙烯酸甲酯和(甲基)丙烯酸丁酯；线性或支化羧酸的乙烯基酯如乙酸乙烯基酯和硬脂酸乙烯基酯；苯乙烯；烷基苯乙烯如α-甲基苯乙烯；卤代烷基苯乙烯如氯甲基苯乙烯；共轭二烯如丁二烯和异戊二烯；(甲基)丙烯酰胺；丙烯腈；丁二烯；氯乙烯；(甲基)丙烯酸和其衍生物如酸酐；和

-0-10％重量的如下制备的单元，该单元由聚合选自组(II)中的至少一种单体而制备：组(II)包括α，β-不饱和单羧酸或二羧酸的烯丙基酯如丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯和马来酸二烯丙酯；共轭二烯如丁二烯和异戊二烯；多醇聚(甲基)丙烯酸酯如二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸1，3-丁二醇酯、二丙烯酸1，4-丁二醇酯和四丙烯酸季戊四醇酯；聚乙烯基苯如二乙烯基苯或三乙烯基苯；聚烯丙基苯衍生物如氰尿酸三烯丙基酯和1，3，5-苯三酸三烯丙酯。

组(II)中的单体在聚合物P1和P2中起交联剂的作用。

通常，软性聚合物P1大多数由来自聚合选自丙烯酸丁酯、丁二烯和异戊二烯的至少一种单体而制备的单元所组成，但硬性聚合物P2通常由来自聚合选自甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和氯乙烯的至少一种单体的单元所组成。

在核/壳结构中，优选仅核是交联的，优选的交联单体是丁二烯和二丙烯酸1，4-丁二醇酯，且交联剂的含量相对于颗粒的总重为0-10％重量。

硬聚合物P2可直接接枝到聚合物P1上或通过把聚合物P2引入到聚合物P1的单体单元的残基上来接技。这些单体单元残基是由把选自共轭的接枝单体引入到软聚合物P1中而制备，单体单元残基来自于聚合物中二烯的部分1，2-结合，或来自α，β-不饱和单羧酸或二羧酸的烯丙基酯，其具有两个不同反应活性的可共聚官能基。

本发明优选的接枝单体是丁二烯、甲基丙烯酸烯丙酯和马来酸二烯丙酯。