复合材料与制备复合材料的方法

xiaoxiao2020-10-23  18

复合材料与制备复合材料的方法
【技术领域】
[0001] 公开了一种复合材料和一种制备复合材料(complex material)的方法。
【背景技术】
[0002] 近来,具有不同颜色的塑料外壳(外部,exterior)产品已经普及到电子部件、汽 车部件等。另外,塑料外壳产品正在日益实现高质量的触摸感觉。
[0003] 塑料外壳产品通常包括塑料树脂和金属颗粒(微粒,particle),因此,实现了 具有金属般(似金属的,metal-like)纹理的树脂外观。日本专利特许公开(Laid-Open Publication)号 2001-262003 和 2007-137963 公开了金属般纹理。
[0004] 日本专利特许公开号2001-262003公开了一种树脂组合物的薄片状金属颗粒,并 且日本专利特许公开号2007-197963公开了一种包含玻璃纤维和金属颗粒的树脂组合物。
[0005] 因此,通过添加金属颗粒等至塑料树脂形成的常规制品仅可以实现金属混合纹理 而不是金属般纹理,因此,不能代替喷涂制品。存在对能够实现接近于喷涂制品的外观而未 被喷涂的金属颗粒研宄的需要。

【发明内容】

[0006] 技术问题
[0007] 提供了一种能够实现高亮度和优异的金属般纹理的复合材料以及一种制备该复 合材料的方法。
[0008] 技术方案
[0009] 在一种实施方式中,提供了一种复合材料,其包括第一金属沉积层,在第一金属沉 积层的一侧上布置的第一热固性树脂层,以及在第一金属沉积层的另一侧上布置的第二热 固性树脂层。
[0010] 复合材料可以进一步包括在选自第一热固性树脂层的一侧和第二热固性树脂层 的一侧中的至少一侧上布置的第二金属沉积层,以及在第二金属沉积层的一侧上布置的第 三热固性树脂层。
[0011] 复合材料可以进一步包括在选自第一热固性树脂层的一侧和第二热固性树脂层 的一侧中的至少一侧上布置的热塑性树脂层。
[0012] 复合材料可以进一步包括在第一热固性树脂层和热塑性树脂层之间,或在第二热 固性树脂层和热塑性树脂层之间布置的辅助层。
[0013] 复合材料可以进一步包括在热塑性树脂层的一侧上布置的第四热固性树脂层。
[0014] 复合材料可以进一步包括在第四热固性树脂层的一侧上布置的第三金属沉积层 和在第三金属沉积层的一侧上布置的第五热固性树脂层。
[0015] 热塑性树脂层可以包括聚碳酸酯树脂、橡胶改性的乙烯基类(基于乙烯基的, vinyl-based)共聚物树脂、聚酯树脂、聚(甲基)丙烯酸烷基酯树脂、苯乙烯类聚合物、聚烯 烃树脂、或它们的组合。
[0016] 第一金属沉积层可以是铝沉积层。
[0017] 第一金属沉积层的厚度可以是0. 01至I. 0 μm。
[0018] 第一热固性树脂层和第二热固性树脂层独立地是酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚 酯树脂、聚氨酯树脂、脲树脂(尿素树脂,urea resin)、三聚氰胺树脂、醇酸树脂、硅酮树脂、 乙烯基酯树脂、或它们的组合。
[0019] 第一热固性树脂层和第二热固性树脂层的各自折射率可以是1. 45至1. 55。
[0020] 第一热固性树脂层和第二热固性树脂层可以是透明的或半透明的。
[0021] 复合材料的厚度可以是1至100 μ m。
[0022] 复合材料的颗粒直径可以是2至2, 000 μ m。
[0023] 在另一种实施方式中,提供了一种制备复合材料的方法,该方法包括在基底(衬 底,substrate)上形成第一热固性树脂层,在第一热固性树脂层上形成金属沉积层,以及在 金属沉积层上形成第二热固性树脂层。
[0024] 基底可以是热塑性树脂层。
[0025] 第一热固性树脂层的形成可以包括:在基底上施加第一热固性树脂组合物并且对 其热处理,并且第二热固性树脂层的形成可以包括:在金属沉积层上施加第二热固性树脂 组合物并且对其热处理。
[0026] 该方法可以进一步包括:在形成第一热固性树脂层之前,在基底的一侧上形成辅 助层。
[0027] 该方法可以进一步包括:在形成第二热固性树脂层之后,从第一热固性树脂层分 离基底。
[0028] 该方法可以进一步包括:在形成第二热固性树脂层之后,在第二热固性树脂层上 形成第二金属沉积层,随后在第二金属沉积层上形成第三热固性树脂层。
[0029] 该方法可以进一步包括:在形成第二热固性树脂层之后,在基底的外侧上形成第 四热固性树脂层。
[0030] 该方法可以进一步包括:在形成第四热固性树脂层之后,在第四热固性树脂层的 外侧上形成第三金属沉积层,以及在第三金属沉积层的外侧上形成第五热固性树脂层。
[0031] 有益效果
[0032] 根据一种实施方式和根据制备复合材料的方法的复合材料实现了高亮度和优异 的金属般纹理。当施加这种复合材料于树脂制品时,树脂制品可以表现出与喷涂树脂制品 近似的外观而没有被喷涂。
【附图说明】
[0033] 图1至图5是分别示出了根据不同实施方式的复合材料的横截面的示意图。
【具体实施方式】
[0034] 在下文中,详细描述实施方式。然而,这些实施方式仅是示例性的,并且本发明不 局限于此。
[0035] 在本说明书中,当不另外提供具体定义时,"(甲基)丙烯酸酯"是指"丙烯酸酯" 和"甲基丙烯酸酯"两者。在本说明书中,当不另外提供定义时,"共聚"可以指嵌段共聚、无 规共聚、接枝共聚或交替共聚,并且"共聚物"可以指嵌段共聚物、无规共聚物、接枝共聚物 或交替共聚物。
[0036] 在本说明书中,当不另外提供具体限定时,颗粒尺寸、颗粒直径、长轴(major axis)、粒度(grain size)、当量直径(equivalent diameter)等具有相同的含义。在这里, 长轴是指在闭合曲线中连接两个点的线的最长长度,并且闭合曲线是弯曲的线,其中点沿 一个方向移动并且返回至出发点。
[0037] 在本说明书中,当不另外提供具体定义时,厚度是指垂直于平面(包括长轴)的长 度。
[0038] 在本发明中,通过取样制品的部分,以及测量大于或等于50个颗粒的颗粒直径和 厚度并计算除了前10%和后10% (基于通过基于扫描电子显微镜(S4800, Hitachi Inc.) 的制品横截面分析的图像)之外的其它颗粒的颗粒直径和厚度测量结果的算术平均值,分 别获得金属-树脂复合颗粒等的平均颗粒直径和厚度。
[0039] 复合材料
[0040] 图1至图5是分别示出了根据不同实施方式的复合材料的横截面的截面图。
[0041] 在一种实施方式中,提供了一种复合材料,其包括金属沉积层(11),在金属沉积层 (11)的一侧上布置的热固性树脂层(21),以及在金属沉积层(11)的另一侧上布置的热固 性树脂层(22)。在图1中示出了该结构。
[0042] 该复合材料可以实现高亮度和优异的金属般纹理。当施加这种复合材料于树脂制 品时,树脂制品可以表现出与喷涂制品相近似的外观而没有被喷涂。具体地,复合材料包括 金属沉积层(11),因此,可以实现非常高的平整度并且表现出高亮度和优异的金属般纹理。 此外,复合材料包括热固性树脂层(21、22),因此当用于制造树脂制品时,其均匀分布于树 脂制品中而没有熔融或不引起化学反应,并且可以实现高亮度和优异的金属般纹理。
[0043] 通常,当施加金属颗粒以在树脂制品上形成金属般纹理时,参照树脂制品的横截 面在中心层中集中分布金属颗粒。在这里,树脂制品没有表现出优秀的金属般纹理和亮度, 并且远离喷涂制品的外观。另一方面,当施加根据一种实施方式的复合材料以制造树脂制 品时,参照树脂制品的横截面,复合材料没有集中地分散在树脂制品的中心层中,而是均匀 地分散在树脂制品中。因此,树脂制品表现出高亮度,非常优异的金属般纹理和与喷涂树脂 制品相近似的外观。
[0044] 热固性树脂层(21)和热固性树脂层(22)可以是相同的或不同的。
[0045] 金属沉积层(11)与热固性树脂层(21、22)可以是重复层叠的。在这里,复合材料 可以具有多层结构,其具有大于或等于三层。
[0046] 复合材料可以包括金属沉积层(11)作为一层或者大于或等于两层。然而,利用热 固性树脂层(21、22)可以涂布金属沉积层(11)的两侧。
[0047] 例如,复合材料可以进一步包括:在热固性树脂层(21、22)的一侧或两侧上布置 的金属沉积层(12)以及在金属沉积层(12)的一侧上布置的热固性树脂层(23)。在图2中 提供了这种结构。在这里,复合材料包括两个金属沉积层(11、12),因此,可以具有高平整 度,而且还实现了高亮度和优异的金属般纹理。
[0048] 另一个实例,复合材料可以进一步包括:在热固性树脂层(21、22)的一侧或两侧 上布置的热塑性树脂层(31)。在这里,当热塑性树脂层(31)用于制备复合材料时,它可以 是基底。
[0049] 此外,复合材料可以进一步包括:在热固性树脂层(21、22)与热塑性树脂层(31) 之间的辅助层(41)。在图3中示出了这种结构。
[0050] 如图3所示,当热塑性树脂层(31)存在于复合材料的最外面时,可以在除去热塑 性树脂层(31)后使用复合材料。或者,当施加复合材料于制品时,可以熔融热塑性树脂层 (31)并且通过熔融/捏合复合材料与一般的热塑性树脂组合物从复合材料中分离热塑性 树脂层(31)。这样,当从复合材料中分离热塑性树脂层(31)时,辅助层(41)与其分离,并 且因此,复合材料可以具有在图1和图2中示出的结构。
[0051] 辅助层(41)可以起从复合材料中分离热塑性树脂层(31)的作用。换句话说,辅 助层(41)可以释放涂层。辅助层(41)可以包括在本发明所属领域中通常使用的材料,例 如,聚乙烯醇等。另外,可以可选地包括滑爽剂(滑润剂,slip agent)(如芥酸酰胺等)。
[0052] 另一个实例,复合材料可以进一步包括:在热塑性树脂层(31)的一侧上布置的热 固性树脂层(24)。在图4中示出了这种结构。如图4所示,当在复合材料的最外面处布置 热固性树脂层(22、24)时,热塑性树脂层(31)可以不从复合材料中分离,而是包括在其中。
[0053] 另一方面,复合材料可以进一步包括 :在热固性树脂层(24)的一侧上布置的金属 沉积层(13)和在金属沉积层(13)的一侧上布置的热固性树脂层(25)。在图5中示出了这 种结构。在这里,热塑性树脂层(31)可以不从复合材料中分离,而是包括在其中。此外,如 图5所示,复合材料包括两个金属沉积层,因此,可以具有高平整度,而且实现高亮度和优 异的金属般纹理。
[0054] 在下文中,具体描述在复合材料中包括的每种组分。
[0055] 金属沉积层(11、12、13)
[0056] 通常,金属颗粒示出了较高的亮度和更优异的金属般纹理,因为它具有高表面平 整度。复合材料包括具有高平整度的金属沉积层(11、12、13)并且可以实现亮度和优异的 金属般纹理。
[0057] 金属沉积层(11)、金属沉积层(12)、和金属沉积层(13)可以是相同或不同的。
[0058] 金属沉积层(11、12、13)可以包含铝、铜、金、或它们的组合。特别地,铝沉积层可 以表现出优异的金属般纹理并且具体地,类似于银的金属般纹理。
[0059] 形成金属沉积层(I 1、12、13)的方法,即,沉积金属的方法可以是任何一般沉积方 法而不限制,具体地派射、电子束蒸发、热蒸发、激光分子束外延(L-MBE,Laser Molecular Beam Epitaxy)、脉冲激光沉积(PLD)、金属有机化学气相沉积(MOCVD)、氢化物气相外延 (HVPE,Hydride Vapor Phase Epitaxy)等。
[0060] 金属沉积层(11、12、13)的厚度可以是0.01至1以111,具体地,0.01至0.9以111、0.01 至 0. 8 μπι、0. 01 至 0. 7 μπι、0. 01 至 0. 6 μπι、0. 01 至 0. 5 μπι、0. 05 至 1 μπι、0. 1 至 1 μπι、0. 2 至1 μπι、0. 3至1 μπκ或0. 4至1 μπι。金属沉积层(11、12、13)可以具有比一般金属颗粒 (如通过研磨金属箔等获得的金属颗粒等)更薄的厚度。因此,金属沉积层(11、12、13)可 以具有比一般金属颗粒高得多的平整度和亮度。
[0061] 当金属沉积层(11、12、13)具有在该范围内的厚度时,包括这些的复合材料可以 表现出非常优异的平整度并且实现高亮度和优异的金属般纹理。
[0062] 热固件树脂层(21、22、23、24、25)
[0063] 热固性树脂层(21)、热固性树脂层(22)、热固性树脂层(23)、热固性树脂层(24) 和热固性树脂层(25)可以是相同或彼此不同的。
[0064] 复合材料包括热固性树脂层(21、22、23、24、25),因此,当施加该复合材料以制造 树脂制品时,该复合材料可均匀地分散于树脂制品中。特别地,当热固性树脂层(21、22、23、 24、25)存在于复合材料的最外面时,当施加该复合材料以制造树脂制品时,该复合材料可 均匀地分散于树脂制品中而不熔融或引起化学反应。
[0065] 例如,当在高加工温度下熔融/捏合复合材料与热塑性树脂时,热固性树脂层 (21、22、23、24、25)可以既不熔融也不分离,并且不引起与热塑性树脂的化学反应。因此, 该复合材料在高加工温度下不改性,而是保持形状和性能并且可以均匀地分散于树脂制品 中。
[0066] 热固性树脂层(21、22、23、24、25)包括热固性树脂,并且热固性树脂可作为本发 明所属领域中通常使用的树脂施用而没有特别限制。具体地,热固性树脂层(21、22、23、24、 25)可以包括酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、脲树脂、三聚氰胺树脂、醇 酸树脂、硅酮树脂、乙烯基酯树脂或它们的组合。更具体地,热固性树脂层(21、22、23、24、 25)可以包括环氧树脂、硅酮树脂、或它们的组合。
[0067] 环氧树脂是指在分子内具有环氧基团的热固性树脂,并且是通过双酚A和表氯醇 的缩聚合成的。环氧树脂可以具有优异的机械性能如透明度、耐热性、强度、硬度等。
[0068] 硅酮树脂是通过硅的有机衍生物的聚合获得的热固性树脂,通过使用硅氧烷键 (Si-O)作为骨架(其中硅和氧交替存在)添加甲基基团、苯基基团、苯基基团、羟基基团等 至硅的有机衍生物。硅酮树脂具有优异的透明度、耐热性、耐寒性、和绝缘性。
[0069] 热固性树脂层(21、22、23、24、25)可以进一步包括硬化剂。硬化剂可以包括由三 维网状结构化热固性树脂固化的任何硬化剂。例如,当在侧链中引入的官能团是羧基类时, 主要使用环氧类硬化剂,并且当在侧链中引入的官能团是羟基类时,主要使用异氰酸酯硬 化剂。此外,可以使用胺类硬化剂、三聚氰胺类硬化剂等,并且可以使用选自环氧类、异氰酸 酯类、胺类和三聚氰胺类硬化剂等的多于两种组分的组合。另外,固化促进剂可以另外用于 缩短固化时间。
[0070] 热固性树脂层(21、22、23、24、25)可以进一步包括添加剂。添加剂可以是聚乙烯 醇缩丁醛(PVB)。当热固性树脂(21、22、23、24、25)进一步包括添加剂时,金属沉积层(11、 12、13)对热固性树脂层(21、22、23、24、25)的粘附性改善,并且热固性树脂层(21、22、23、 24、25)的透明度改善。包括其的复合材料可以实现高亮度和优异的金属般纹理。
[0071] 热固性树脂层(21、22、23、24、25)可以具有相同或不同的折射率,并且分别在 1. 45至1. 55的范围内。在这里,复合材料显示出优异的金属般纹理和非常优异的亮度。特 别地,当包括满足折射率范围的热塑性树脂的复合材料用于制造树脂制品时,树脂制品可 以显示出与喷涂制品相类似的金属般纹理和非常优异的亮度。
[0072] 热固性树脂层(21、22、23、24、25)的厚度可以是0. 5至ΙΟμπι。具体地,它们可以 是 0.5 至 9ym、0.5 至 8ym、0.5 至7 μπκθ.5 至 6ym、0.5 至5ym、l 至 10ym、2 至 ΙΟμπι、 3至10 μ m、或4至10 μ m。在这里,复合材料表现出非常优异的平整度并且可以实现高亮度 和优异的金属般纹理。
[0073] 热固性树脂层(21、22、23、24、25)中的每个可以是透明的或半透明的。换句话说, 热固性树脂层(21、22、23、24、25)可以具有相同或不同的浊度,并且浊度可以独立地在0.5 至40%的范围内。具体地,它可以在0. 5%至40%、0. 5%至35%、0. 5%至30%、0. 5%至 25%、0. 5%至20%、和0. 5%至15%的范围内。
[0074] 透明意味着所有入射光透射,而半透明意味着部分光透射。
[0075] 池度是指混池或污池(cloudiness)。在本说明书中,池度可以通过以下计算公式 1来计算。
[0076] [计算公式1]
[0077] 浊度(% ) = {散射光八散射和透射光+平行透射光)} X 100
[0078] 随着浊度接近于零,其表示更透明。
[0079] 当热固性树脂层(21、22、23、24、25)是透明或半透明时,也就是说,当浊度满足该 范围时,复合材料可以实现高亮度和优异的金属般纹理。
[0080] 热塑件树脂层(31)
[0081] 当热塑性树脂层(31)用于制备复合材料时,它可以是基底。
[0082] 热塑性树脂层(31)可以存在于如图3所示的复合材料的最外面或者在如图4和 图5所示的复合材料的内层中。
[0083] 如图3所示,当热塑性树脂层(31)存在于复合材料的最外面时,当施加复合材料 以制造树脂制品时,其可以与复合材料分层或熔融并且因此,从复合材料中分离。
[0084] 如图4和图5所示,当在复合材料的内层中布置热塑性树脂层(31)时,热塑性树 脂层(31)可使热固性树脂层(21、22、23、24、25)的厚度更均匀并且增加金属沉积层(11、 12、13)的平整度。因此,包括热塑性树脂层(31)的复合材料可以表现出非常优异的平整 度。
[0085] 热塑性树脂层(31)可以包括热塑性树脂。热塑性树脂可以是任何透明或半透明 的树脂而没有限制。例如,热塑性树脂层(31)可以包括聚碳酸酯树脂、橡胶改性的乙烯基 类共聚物树脂、聚酯树脂、聚(甲基)丙烯酸烷基酯树脂、苯乙烯类聚合物、聚烯烃树脂、或 它们的组合。
[0086] 具体地,热塑性树脂层(31)可以选自聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚对苯二甲酸 丙二醇酯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚对苯二甲酸己二醇酯树脂、聚对苯二甲酸环 己烷二亚甲基酯树脂、非晶聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂,和它们的组合。
[0087] 聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂是通过乙二醇单体和对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲 酯单体的直接酯化反应或酯交换反应获得的缩聚聚合物。
[0088] 另外,为了提高聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的冲击强度,聚对苯二甲酸乙二醇酯 树脂可以与聚丁二醇(PTMG)、聚丙二醇(PPG)、低分子量脂肪族聚酯或脂肪族聚酰胺共聚, 或可以以通过与改进冲击强度的组分共混获得的改性聚对苯二甲酸乙二酯树脂的形式使 用。
[0089] 热塑性树脂层(31)可以具有1. 45至1. 55范围内的折射率。特别地,当热塑性树 脂层(31)具有与热固性树脂层(21、22、23、24、25)相似的折射率时,包括这种热塑性树脂 层的复合材料可以显示出与喷涂制品相类似的金属般纹理而没有被喷涂,并且实现优异的 亮度。
[0090] 热塑性树脂层(31)可以是透明的或半透明的。换句话说,热塑性树脂层(31)可以 具有0. 5至40%范围内的浊度。具体地,浊度可以在0. 5至40%、0. 5至35%、0. 5至30%、 0. 5至25%、0. 5至20%、和0. 5至15%的范围内。在这里,包括热塑性树脂层的复合材料 可以显示出与喷涂制品相类似的金属般纹理而没有被涂漆,并且实现优异的亮度。
[0091] 热塑性树脂层(31)的厚度可以是0.5至30 μ m。具体地,它可以是0.5至25 μ m、 0. 5 至 20 μ m、0. 5 至 15 μ m、0. 5 至 10 μ m、0. 5 至 5 μ m、1 至 30 μ m、2 至 30 μ m、3 至 30 μ m、 或4至30 μ m。在这里,复合材料可以表现出非常优异的平整度并且实现高亮度和优异的金 属般纹理。
[0092] 另一方面,复合材料的厚度可以是1至100 μ m。具体地,它可以是1至90 μ m、l至 80 μ m、1 至 70 μ m、1 至 60 μ m、1 至 50 μ m、2 至 100 μ m、3 至 100 μ m、4 至 100 μ m、5 至 100 μ m、 10至100 μ m、20至100 μ m、30至100 μ m,或40至100 μ m。在这里,复合材料可以实现高亮 度和优异的金属般纹理。
[0093] 复合材料的颗粒直径可以是2至2, 000 μ m。具体地,它可以是2至1,500 μ m、2至 1,000 μ m、2 至 900 μ m、2 至 800 μ m、2 至 700 μ m、2 至 600 μ m、2 至 500 μ m、10 至 1,000 μ m、 20至1,000 μm、30至1,000 μπκ40至1,000 μm、或50至1,000 μm。在这里,复合材料可以 实现高亮度和实现优异的金属般纹理。
[0094] 制各复合材料的方法
[0095] 另一种实施方式提供了一种制备复合材料的方法,该方法包括在基底上形成热固 性树脂层(21),在热固性树脂层(21)上形成金属沉积层(11),以及金属沉积层(11)上形 成热固性树脂层(22)。
[0096] 在制备方法中,反复地重复形成金属沉积层(11)与形成热固性树脂层(21、22)。 在这里,复合材料可以具有大于或等于三层的多层结构。
[0097] 根据该方法制备的复合材料可以实现高亮度和优异的金属般纹理。当这种复合 材料用于制造树脂制品时,树脂制品可以表现出与喷涂树脂制品相近似的外观而没有被喷 涂。具体地,制备方法包括:形成金属沉积层(11)并且因此,可以提供具有非常高的亮度和 优异的金属般纹理的复合材料。此外,制备方法包括形成热固性树脂层(21、22),因此可以 提供在树脂制品中均匀分散而没有熔融或不引起化学反应的复合材料。
[0098] 基底可以是能够容易地形成热固性树脂层(21)的任何材料而没有特别的限制, 并且例如包括塑料、玻璃等。优选地,基底可以是热塑性树脂层(31)。
[0099] 形成金属沉积层(11)的方法,即,沉积金属的方法可以是任何一般沉积方法而没 有限制,具体地溅射、电子束蒸发、热蒸发、激光分子束外延(L-MBE)、脉冲激光沉积(PLD)、 金属有机化学气相沉积(MOCVD)、氢化物气相外延(HVPE)等。
[0100] 形成热固性树脂层(21)可以进一步包括:在基底上施加热固性树脂组合物之后 的热处理。另外,形成热固性树脂层(22)可以包括:在金属沉积层(11)上施加热固性树脂 组合物之后的热处理。
[0101] 热固性树脂组合物可以包括酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、 脲树脂、三聚氰胺树脂、醇酸树脂、硅酮树脂、乙烯基酯树脂、或它们的组合。具体地,热固性 树脂组合物可以包括环氧树脂、硅酮树脂或它们的组合。每种树脂的详细资料与上面描述 的相同。
[0102] 可以以棒式涂布(bar coating)、凹面涂布、逗号涂布(comma coating)、逆转棍涂 布、涂抹器涂布(applicator coating)、喷涂等方法施加热固性树脂组合物,但本发明不限 于此。
[0103] 可以在80至150°C的范围内进行热处理。当在该温度范围内进行热处理时,热固 性树脂组合物是充分固化的并且可以形成具有优异平整度和粘附性的热固性树脂层(21、 22),并且包括这些热固性树脂层的复合材料可以均匀地分散在树脂制品中而不熔融或不 引起化学反应,因此,可以实现高亮度和优异的金属般纹理。
[0104] 可以在空气气氛、惰性气体气氛或真空气氛下进行热处理。
[0105] 此外,可进行热处理1分钟至3小时。当在该时间范围内进行热处理时,热固性树 脂组合物是充分固化的并且形成具有优异平整度和粘附性的热固性树脂层(21、22),并且 包括该热固性树脂组合物的复合材料可以均匀地分散在树脂制品中而不熔融或不引起化 学反应,并且实现高亮度和优异的金属般纹理。
[0106] 制备方法可以进一步包括:在形成热固性树脂层(21)之前,在基底的一侧上形成 辅助层(41)。换句话说,制备方法可以包括:在基底上形成辅助层,在辅助层上形成热固性 树脂层(21),在热固性树脂层(21)上形成金属沉积层(11),以及在金属沉积层(11)上形 成热固性树脂层(22)。图3示意地示出了根据该方法制备的复合材料的横截面。
[0107] 该制备方法进一步包括:形成辅助层(41),因此,可以容易从复合材料分离基底。 通过在基底上施加包含在本发明所属领域中通常使用的材料(例如,聚乙烯醇等)的组合 物进行形成辅助层(41)。另外,组合物可以进一步包括滑爽剂(如芥酸酰胺等)。
[0108] 基底可以从复合材料中分层。或者,当施加复合材料以制造树脂制品时,恪融基 底,因此,可以从复合材料分离基底。换句话说,制备方法可以进一步包括:在形成热固性树 脂层(22)之后,从热固性树脂层(21)分离基底。
[0109] 例如,在图3所示的复合材料的结构中,当起基底作用的热塑性树脂层(31)从复 合材料分离时,辅助层(41)也与其分离,并且复合材料可以具有图1所示的结构。
[0110] 另一方面,制备方法可以进一步包括:在形成热固性树脂层(22)之后,在热固性 树脂层(22)上形成金属沉积层(12),随后在金属沉积层(12)上形成热固性树脂层(23)。 在这里,金属沉积层(11、12)总共是两层。
[0111] 在下文中,当热塑性树脂层(31)从复合材料分离时,辅助层(41)与其分离,形成 图2所示的结构。如图2所示,复合材料包括在平面侧的两侧上的两个金属沉积层,因此, 可以实现非常优异的亮度和金属般纹理,而且还可以均匀地分散在树脂制品中而不熔融或 不引起化学反应,因为热固性树脂层(21、23)布置在平面侧的最外面,因此,实现了高亮度 和优异的金属般纹理。
[0112] 另一方面,基底可以不从复合材料分离,而是包括在复合材料的内层中。例如,该 制备方法可以进一步包括:在基底上形成热固性树脂层(21),在热固性树脂层(21)上形成 金属沉积层(11),在金属沉积层(11)上形成热固性树脂层(22),以及在基底的外侧上形成 热固性树脂层(24)。在这里,形成了在图4中所示的结构。图4示出了这样的结构,其中基 底是热塑性树脂层(31)。
[0113] 制备方法可以进一步包括:在基底的外侧上形成热固性树脂层(24)后,在热固性 树脂层(24)的外侧上形成金属沉积层(13),以及在金属沉积层(13)的外侧上形成热固性 树脂层(25)。在这里,形成了图5所示的结构。
[0114] 这样,当基底在复合材料的内层中时,基底可以使热固性树脂层(21、22、23、24、 25)的厚度更均匀,并且提高金属沉积层(11、13)的平整度。
[0115] 如图4和图5所示,当热固性树脂层(22、24、25)存在于复合材料最外面时,当复 合材料用于制造树脂制品时,它可以均匀地分散于树脂制品中而不熔融或不引起化学反 应。因此,复合材料可以实现高亮度和优异的金属般纹理。
[0116] 特别地,图5所示的结构包括在复合材料的平面侧的两侧处总共两个金属沉积 层,因此,可以实现非常优异的亮度和金属般纹理。
[0117] 金属沉积层(11、13),热固性树脂层(21、22、23、24、25)以及热塑性树脂层(31)与 上面相同,并且将不再详细描述。
[0118] 制备复合材料的方法可以进一步包括:研磨复合材料作为最后的步骤。因此,根据 该制备方法获得的复合材料可以具有取决于使用而通过研磨的各种尺寸。
[0119] 可以通过使用激光切割机、多刀片切割机,使用网筛的真空抽吸机(suction)等 进行研磨方法。
[0120] 经研磨的复合材料可以具有2至2, 000 μπι范围内的颗粒直径。具体地,它可以是2 至 1,500 μ m、2 至 1,000 μ m、2 至 900 μ m、2 至 800 μ m、2 至 700 μ m、2 至 600 μ m、2 至 500 μ m、 10 至 1,000 μ m、20 至 1,000 μ m、30 至 1,000 μ m、40 至 1,000 μ m、或 50 至 1,000 μ m。在这 里,复合材料可以实现高亮度和优异的金属般纹理。
[0121] 复合材料可以具有研磨之前或之后相同的平均厚度并且具体地,是在1至100 μ m 的范围内。具体地,它可以是1至90μπι、1至80μπι、1至70μπι、1至60μπι、1至50μπι、2 至 100 μ m、3 至 100 μ m、4 至 100 μ m、5 至 100 μ m、10 至 100 μ m、20 至 100 μ m、30 至 100 μ m, 或40至100 μ m。在这里,复合材料可以实现高亮度和优异的金属般纹理。
[0122] 发明模式
[0123] 在下文中,描述了本发明的具体实施例。然而,这些实施例不在任何意义上被解释 为限制本发明的范围。
[0124] 制各实施例1
[0125] 通过在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜基底上涂覆聚乙烯醇和作为滑爽剂的芥 酸酰胺形成辅助层,以及通过涂覆包含93wt %的双酚A型环氧树脂、Iwt %的胺类硬化剂、 lwt%的固化促进剂和5wt%的聚乙稀醇缩丁醛的组合物(涂覆在辅助层上)并在100°C下 固化5分钟形成具有1. 47的折射率的热固化树脂层。接着,通过溅射/沉积铝在其上形成 约0. 07 μ m厚的铝沉积层。随后,通过在其上再次涂覆包含93wt %的双酚A型环氧树脂、 lwt%的胺类硬化剂,lwt%的固化促进剂和5wt%的聚乙稀醇缩丁醛的组合物并在100°C 下热固化5分钟,在其上再形成一个具有1. 47的折射率的热固化树脂层,获得复合材料,随 后利用ACI Laser Klasse 1的研磨机(grounder)研磨该复合材料,获得具有约18 μπι的 厚度和约200 μ m平均颗粒直径的复合材料。图3示出了根据制备实施例1制备的复合材 料的结构。
[0126] 制各实施例2
[0127] 除了在制备实施例1研磨之前通过在对苯二甲酸酯(PET)膜基底的另一侧上涂覆 包含93wt %的双酷A型环氧树脂、Iwt %的胺类硬化剂、Iwt %的固化促进剂和5wt %的聚乙 烯醇缩丁醛的组合物并在l〇〇°C下热固化5分钟再形成一个具有1. 47 的折射率的热固化树 脂层之外,根据与制备实施例1相同的方法制备复合材料。
[0128] 制各实施例3
[0129] 除了在制备实施例2研磨之前通过在第三热固化树脂层的另一侧上沉积铝形成 约0. 07 μ m厚的铝沉积层以及通过在其上涂覆包含93wt %的双酚A型环氧树脂、Iwt %的胺 类硬化剂、lwt%的固化促进剂和5wt%的聚乙稀醇缩丁醛的组合物并在100°C下固化5分 钟形成具有1. 47的折射率的另一个热固化树脂层之外,根据与制备实施例2相同的方法制 备复合材料。
[0130] 实施例
[0131] 将制品制造成具有下表1中提供的组合物。详细描述了以下组分和制造制品的方 法。
[0132] 表 1
[0133] [表格 1]
[0134]
[0135] (参比):比较例3是喷涂铝的制品。
[0136] (A)热塑性树脂:在3. 2mm厚的样本中具有1. 52的折射率和1. 7%的浊度的透明 丙稀腈-丁二稀-苯乙稀-甲基丙稀酸甲醋(MABS)共聚物树脂,并且由Cheil Industries Inc.(韩国)制造。
[0137] (B-I)复合材料:在制备实施例1中制备的复合材料。
[0138] (B-2)复合材料:在制备实施例2中制备的复合材料。
[0139] (B-3)复合材料:在制备实施例3中制备的复合材料。
[0140] (C)金属颗粒:具有约100 μ m的平均颗粒直径的约20 μ m厚的非晶片状铝颗粒, 并且由Nihonboitz (日本)制造。
[0141] (D)金属颗粒:具有约8 μπι的平均颗粒直径的约0. Ιμπι厚的非晶片状铝颗粒,并 且由 Silberline Manufacturing Co.,Ltd.(美国)制造。
[0142] 实施例1至4与比较例1至3
[0143] 根据实施例1至4和比较例1至3将每种树脂组合物制备成分别具有在表1中提 供的组成。在180至240°C的温度范围下通过双螺杆挤出机挤出树脂组合物,随后制成粒 料。
[0144] 在80°C下干燥每种粒料4小时,随后,通过使用注射模制机(具有60z的注射能 力、设定料筒温度在220至250°C的范围内、模具温度为100°C、模制周期为30秒)和使用 具有两个浇口(gate)的模具,注射模制每种粒料以在制品样本(宽度X长度X厚度= IOOmmX 150mmX3mm)的表面上形成恪接线(weldline)。另一方面,比较例3的制品样本是 镀覆铝的。
[0145] 通过以下方法测量根据实施例1至4和比较例1至3的每种制品的动态色指数、 闪光强度和亮度,并且在下表2中提供了结果。
[0146] (1)动杰色指数(Flop index,FI)
[0147] 动态色指数是指示表面金属般纹理的指数并且可由以下公式1表示。更具体地, 通过测量反射率变化同时旋转反射角度并且通过具体地,在15°、45°和110°的每个反 射角度测量亮度(L),随后根据公式1计算测量结果,获得动态色指数。L (x° )表示在x° 测量的亮度。通过使用由BYK Inc制造的BYK-Mac分光光度计测量动态色指数。
[0148] [公式 1]
[0149] FI = 2· 69X (L(15。)-L(110。))i n/L(45。)0.86
[0150] 一个不具有金属般纹理的表面具有0的动态色指数,金属具有15至17范围内的 动态色指数,用于汽车车身涂料的金属般纹理涂层具有11的动态色指数;并且通过眼睛感 觉的金属般纹理具有大于或等于6. 5的动态色指数。
[0151] (2)闪光强度
[0152] 闪光强度(sparkle intensity)是金属颗粒纹理的指数并且可以根据公式2获 得。
[0153] [公式 2]
[0154]
[0155] 在公式2中,显示在x°测量的闪光强度,并且AG是每个AS(x° )的扩散并且 显示金属颗粒的颗粒性(颗粒状态,粒度,graininess)。在约15°、45°、和75°测量每个 闪光强度之后,根据公式2计算制品的闪光强度(AS,&)。通过使用由X-Rite Inc制造的 MA98多角度分光光度计测量闪光强度。
[0156] 根据公式2计算的闪光强度是通过组合以下因素获得的。
[0157] [四因素]
[0158] ①单个金属颗粒的反射率
[0159] ②金属颗粒的量
[0160] ③金属颗粒的尺寸
[0161] ④金属颗粒的方向
[0162] ⑶亮度
[0163] 亮度是显示光亮(如金属光泽)的指数,并且利用UGV-6P数字可变光泽计(SUGA Inc.)在约60°使用光泽度测量。
[0164] 表 2
[0165] [表格 2]
[0166]
[0167] 参照表2,实施例1至4具有17至25范围内的动态色指数、13至19范围内的闪 光强度、和80至92%范围内的亮度、金属般纹理,因此示出了与比较例1和2相比的优异金 属般纹理、金属颗粒纹理和亮度。另外,实施例1至4示出了与比较例3相类似的金属般纹 理、金属颗粒纹理和亮度,在比较例3中进行了铝镀覆。
[0168] 尽管结合目前认为是实用的示例性实施方式已经描述了本公开,但是应该理解的 是本发明不限于所公开的实施方式,而是相反,它意在涵盖在所附权利要求的精神和范围 内包括的各种修改和等效配置。因此,上述实施方式应被理解为示例性的而非以任何方式 限制本发明。
[0169] [符号描述]
[0170] 11、12、13 :金属沉积层
[0171] 21、22、23、24、25 :热固性树脂层
[0172] 31 :热塑性树脂层
[0173] 41 :辅助层
【主权项】
1. 一种复合材料,包括: 第一金属沉积层、在所述第一金属沉积层的一侧上布置的第一热固性树脂层以及在所 述第一金属沉积层的另一侧上布置的第二热固性树脂层。2. 根据权利要求1所述的复合材料,其中,所述复合材料进一步包括在选自所述第一 热固性树脂层的一侧和所述第二热固性树脂层的一侧中的至少一侧上布置的第二金属沉 积层,以及 在所述第二金属沉积层的一侧上布置的第三热固性树脂层。3. 根据权利要求1所述的复合材料,其中,所述复合材料进一步包括在选自所述第一 热固性树脂层的一侧和所述第二热固性树脂层的一侧中的至少一侧上布置的热塑性树脂 层。4. 根据权利要求3所述的复合材料,其中,所述复合材料进一步包括在所述第一热固 性树脂层和所述热塑性树脂层之间,或者在所述第二热固性树脂层和所述热塑性树脂层之 间布置的辅助层。5. 根据权利要求3所述的复合材料,其中,所述复合材料进一步包括在所述热塑性树 脂层的一侧上布置的第四热固性树脂层。6. 根据权利要求5所述的复合材料,其中,所述复合材料进一步包括在所述第四热固 性树脂层的一侧上布置的第三金属沉积层和在所述第三金属沉积层的一侧上布置的第五 热固性树脂层。7. 根据权利要求3所述的复合材料,其中,所述热塑性树脂层包括聚碳酸酯树脂、橡胶 改性的乙烯基类共聚物树脂、聚酯树脂、聚(甲基)丙烯酸烷基酯树脂、苯乙烯类聚合物、聚 烯烃树脂或它们的组合。8. 根据权利要求1所述的复合材料,其中,所述第一金属沉积层是铝沉积层。9. 根据权利要求1所述的复合材料,其中,所述第一金属沉积层的厚度为0.Ol至 1. 0 U m〇10. 根据权利要求1所述的复合材料,其中,所述第一热固性树脂层和所述第二热固 性树脂层独立地是酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、脲树脂、三聚氰胺树 月旨、醇酸树脂、硅酮树脂、乙烯基酯树脂或它们的组合。11. 根据权利要求1所述的复合材料,其中,所述第一热固性树脂层和所述第二热固性 树脂层的各自折射率为1. 45至1. 55。12. 根据权利要求1所述的复合材料,其中,所述第一热固性树脂层和所述第二热固性 树脂层是透明的或半透明的。13. 根据权利要求1所述的复合材料,其中,所述复合材料的厚度是1至100ym。14. 根据权利要求1所述的复合材料,其中,所述复合材料的颗粒直径是2至 2, 000ym〇15. -种制备复合材料的方法,包括: 在基底上形成第一热固性树脂层, 在所述第一热固性树脂层上形成金属沉积层,以及 在所述金属沉积层上形成第二热固性树脂层。16. 根据权利要求15所述的方法,其中,所述基底是热塑性树脂层。17. 根据权利要求15所述的方法,其中,形成所述第一热固性树脂层包括:在所述基底 上施加第一热固性树脂组合物并且对其热处理,以及 形成所述第二热固性树脂层包括:在所述金属沉积层上施加第二热固性树脂组合物并 且对其热处理。18. 根据权利要求15所述的方法,所述方法进一步包括:在形成所述第一热固性树脂 层之前,在所述基底的一侧上形成辅助层。19. 根据权利要求15所述的方法,所述方法进一步包括:在形成所述第二热固性树脂 层之后,分离所述基底和所述第一热固性树脂层。20. 根据权利要求15所述的方法,所述方法进一步包括:在形成所述第二热固性树脂 层之后,在所述第二热固性树脂层上形成第二金属沉积层,以及 在所述第二金属沉积层上形成第三热固性树脂层。21. 根据权利要求15所述的方法,所述方法进一步包括:在形成所述第二热固性树脂 层之后,在所述基底的外侧上形成第四热固性树脂层。22. 根据权利要求21所述的方法,所述方法进一步包括: 在形成所述第四热固性树脂层之后,在所述第四热固性树脂层的外侧上形成第三金属 沉积层,以及 在所述第三金属沉积层的外侧上形成第五热固性树脂层。
【专利摘要】本发明涉及一种复合材料和用于制备该复合材料的方法,并且该复合材料包括:第一金属沉积层;在该第一金属沉积层的一侧上布置的第一热固性树脂层;和在该第一金属沉积层的另一侧上布置的第二热固性树脂层。
【IPC分类】B32B15/08, B32B15/20, B32B37/00
【公开号】CN104903094
【申请号】CN201380069442
【发明人】金荣信, 朴康烈, 权宁喆, 李善爱, 林民永
【申请人】第一毛织株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年5月2日
【公告号】US20150353736, WO2014104490A1

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