[发明专利]制备抗磨蚀、覆层的热塑性制品的双固化、模内的方法

说明书

本发明是有关覆层的、模塑的制品。就某一方面而言，本发明有关覆层的、模塑的制品，它包含一塑料叠层于一抗磨蚀的覆层，而就另一方面而言，本发明是有关一制作这些制品的双固化、模内的方法。

模塑的热塑性制品，例如那些由聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酯碳酸盐、聚酯及聚苯乙烯所制成的，通常被广泛地使用，包括汽车的头部及尾部灯、上釉表面、光学镜片、飞机部件、信号灯、仪表及储备的固定物及家具、不胜枚举。因为这些热塑性塑料的表面相当松弛而且在正常的使用情形下很容易被刮裂及打碎，所以这些表面通常涂以一抗磨蚀的覆层。

许多覆层物已经被建议用于已完成的模塑制品的后续应用上。这些材料是通过传统的涂层方法予以施加，例如喷洒、浸渍、涂刷及滚筒涂覆。一种常见类型的后续应用覆层物是含有溶剂的、可热交联的、例如聚硅氧烷、氟碳乙烯基醚共聚合物及聚胺基甲酸乙酯。这些材料在固化后具有不同程度的磨蚀抗性、光泽、耐候性、化学抗性及对热塑性基质的粘附性。但是，这些材料具有某些缺点，有些是很严重的，例如低交联性、需要高能量以转换及/或除去溶剂、排放对环境有害的溶剂及美观上不想要的特征，例如剥落、洞口、眼尾纹及存有空气中的灰尘。

另一种后续应用的覆层物是100%固体、UV照射固化的覆层物。这些材料克服了一些与含有溶剂的材料有关的缺点，例如高能量消耗及溶剂排放，但是也由于较高的粘滞性，它们也具有更多上述的表面缺陷以及对某些热塑性组合物的低粘性。这些材料在以较高的膜厚度施加时也会产生裂痕。虽然加入不具反应性的热塑性聚合物或单官能基单体可以减低或消除裂痕，但是只得到更低的磨蚀、化学及气候抗性。而且，这些覆层物通过UV照射的固化过程会被空气中的氧所抑制，这将导致在表面上形成低分子量的聚合物，因此得到比不是这种情形的覆层物更低的硬度、磨蚀抗性、化学抗性、光泽及耐候性。这一抑制现象可以通过在惰性的气氛下固化而克服，但是当该制品很大而且形状很复杂时，这将变得相当耗资而且不实际。

因此本发明的目的是为了补救上述有关含有热塑性塑料叠层于抗磨蚀覆层的模塑制品在习知技术上的缺点。

按照本发明，具有抗磨蚀覆层的塑料制品是通过一两阶段、模内的固化方法而制备，该方法包含以下步骤：

A.提供一具有对应于该制品阴式模型表面的塑模;

B.施加一100%具反应性的覆层组合物于该塑模的至少一部分的表面上，该组合物包含：

1、一多官能基丙烯酸类单体，它具有至少三个丙烯酰氧基团;

2、一单官能基丙烯酸类单体;

3、一丙烯酸类可溶解的热塑性树脂，它具有羟基官能性;

4、一胺基塑性树脂;

5、一自由基起始剂，可视情况而取舍的;

6、一阻隔酸催化剂;

C.使该覆层组合物固化;

D.施加一至少部分未固化的热塑性树脂组合物于该固化的覆层组合物上以形成一叠层;

E.使该叠层固化以形成该塑料制品;及

F.从该塑模移出该固化的塑料制品。

在本发明的一个实施例中，该自由基起始剂是一光性起始剂，该覆层组合物是由紫外线（UV）照射而固化。在本发明的另一个实施例中，该自由基起始剂是一包含一金属盐干燥剂、一多烯丙基交联起始剂及一按情况取舍的非多烯丙基过氧化物起始剂的起始剂系统，而该覆层组合物是通过热量（一般是由红外线照射引发）而固化。在这两种固化方式的实施例中，该叠层的、模塑的塑料制品所呈现的覆层具有卓越的抗磨蚀性及对该塑料基质的粘性、平滑、没有污点的表面、而且即使该覆层是相当厚时也具有足够的可挠性以抵抗热应力的裂痕。

在本发明的实例中所使用的多官能基丙烯酸类单体具有至少三个，而且较佳的是至少五个丙烯酰氧基团，亦即：

（其中R是H或CH₃），并包括多元醇的丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。较佳的多官能基丙烯酸类单体包括季戊四醇及二季戊四醇的多丙烯酸酯及多甲基丙烯酸酯，例如季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇单羟基五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯及类似物。这些材料进一步描述于US-A-4，902，578及US-A-4，800，123。

在本发明的实例中所使用的单官能基丙烯酸类单体包括任何已知的烷基及环烷基的丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。较佳的单官能基丙烯酸类单体是那些带有羟基的单官能基单体，例如羟基乙基甲基丙烯酸酯、羟基丙基甲基丙烯酸酯、环己酯丙烯酸酯及环己酯甲基丙烯酸酯。这些材料也进一步描述于US-A-4，902，578。