具有纤维结构表面的涂料构件及其制备方法
具有纤维结构表面的涂料构件及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及具有纤维结构表面（纤维组织表面，纤维纹理表面，fiber-textured surface)的涂料构件（涂漆构件，涂抹构件，painted member)。纤维结构表面可以通过使 用涂抹方法形成各种类型压花（凸饰，压纹，浮雕，embossing)以简化和更经济工艺来制 备，而没有在注射表面上形成压花。具体地，压花可以通过在模塑性基底（模制塑性基底， 模塑基底，molded plastic substrate)上形成包括膨胀珠（膨珠 ，expansion bead)的表 面涂料层来形成。还提供用于制备具有纤维结构表面的涂料构件的方法。
【背景技术】
[0002] 一般来说，注塑制品已作为内饰材料（内部材料）用于各种内部结构诸如车辆等 中，以降低设备单元成本并且更方便地采用各种结构。为了在这种内饰材料中特别提供更 复杂或柔软的纤维结构，在现有技术中，已经通常使用在注塑制品表面上形成压花和涂料 的方法以提供柔软结构。
[0003] 然而，在现有技术的这些方法中，当在制备注塑制品时，可以在确定表面压花的形 状和尺寸之后进行注射。进一步地，可能难以任意调整在注射制品表面上形成的压花的尺 寸和形状以表达各种感受和在各种注塑制品应用中的结构。因此，获得形状和尺寸的多样 性以表达表面的各种结构会受限制。
[0004] 通常，车辆的内饰材料等可能需要各种结构。然而，制备在注塑制品上形成的压花 形状的方法还不能用于制备具有复杂和各种纤维结构的产品中。
[0005] 在现有技术中，已经开发了用于制备阻燃低密度聚乙烯泡沫树脂的方法。通过在 低密度聚乙烯起泡混合物中形成膨胀或起泡珠制备阻燃低密度聚乙烯泡沫树脂。随后，所 述膨胀珠部分收缩并且通过将温度降低到约120到150°C使其中所述珠膨胀的低密度聚乙 烯起泡剂固化。
[0006] 在现有技术的另一个实例中，已经开发了矿物不可燃、轻质、绝缘、吸音和起泡珠、 以及这些珠在其中起泡的模制品、以及其制备方法。在上述方法中，提供的模制品包括多孔 矿物珠，其中使用溶剂对多孔矿物细颗粒进行涂覆，在使用或不使用起泡剂的情况下在溶 剂中溶解或悬浮有烯烃聚合物。可替换地，包括多孔矿物珠的模制品涂覆有包含起泡剂的 烯烃聚合物，所述包含起泡剂的烯烃聚合物通过向包含烯烃单体的溶液或悬浮液中添加多 孔矿物细颗粒和起泡剂并且使其聚合而形成。
[0007] 在现有技术的又一个实例中，提供了包括吸能起泡聚合物的减震构件。作为用于 汽车内饰中的具有动态震动应用的减震构件，减震构件通过在挤出方向上挤出起泡树脂混 合物的单一连续块而形成，通过使可膨胀聚合物珠膨胀而形成，或在反应起泡工艺中形成。 此外，已经开发了用于制备膨胀珠的工艺。该工艺包括对聚对苯二甲酸亚烷基酯进行挤出 起泡的步骤、以及熔化细丝变成粒料的步骤，并且该工艺可以用于制备用在汽车产业中的 气体填充珠，诸如保险杠减震剂、座芯和地垫水平材料。而且，已经开发了使用甲基丙烯酸 酯和/或丙烯酸酯作为基体生产常规聚合物珠的方法。利用无机精细颗粒填料和聚合的甲 基丙烯酸酯或丙烯酸酯形成该聚合物珠。
[0008] 然而，上述方法是通过使用起泡珠制备起泡模制品用于减震等而不是提供表面结 构的典型技术。因此，那些技术可能不适合于具有各种表面结构的内饰材料。具体地，由于 现有技术中生产的模制品的耐久性劣化，所以用于减震材料的上述方法可能不被应用于耐 用内饰材料。此外，虽然上述技术可以提供表面结构的软度，但是当那些方法用于制备车辆 的内饰材料时，可能不会获得其耐久性或更复杂的纤维结构，并且当获得的表面结构用于 集成的模塑性制品中时，可能不会对表面结构进行各种改变。
[0009] 在该【背景技术】部分中公开的以上信息仅为了增强对本发明的背景的理解，并且因 此，其可以包含并不构成已在这个国家中被本领域普通技术人员所已知的现有技术的信 息。
【发明内容】
[0010] 现本发明提供了可以提供各种表面结构的内饰材料（内部材料，interior materials)。具体地，优良的纤维结构表面可以通过当包括膨胀珠的表面涂料层形成在模 塑性基底上然后进行干燥时形成压花，以简化和更经济的工艺获得。可以基于干燥工艺通 过在表面涂料层中的珠膨胀来形成所述压花。
[0011] 因此，本发明提供了具有利用含有膨胀珠的表面涂料层形成的纤维结构表面的涂 料构件。此外，提供一种用于制备涂料构件方法，该方法使用简单和经济的方式诸如使包含 膨胀珠的涂料层干燥能够产生以各种形状和尺寸的纤维结构表面。
[0012] 在示例性实施方式中，涂料构件可以包括：模塑性基底，以及包括涂覆在其上的膨 胀珠的表面涂料层。具体地，在所述表面涂料层中包括的膨胀珠可以暴露于表面，并且纤维 结构表面可以通过所述膨胀珠获得。
[0013] 在示例性实施方式中，用于制备具有纤维结构表面的涂料构件的方法可以包括： 制备模塑性制品；通过在模塑性制品的表面上涂覆包含膨胀珠的涂料组合物形成表面涂料 层；以及干燥表面涂料层。
[0014] 根据本发明的各个示例性实施方式，可以通过调节涂抹工艺中的干燥条件适当引 发珠的膨胀，代替如现有技术中在注射工艺中形成压花来获得改进的自然压花。因此，可以 没有限制地改变压花的形状、尺寸等。此外，可以根据模塑性制品上的表面涂料层的干燥条 件改变表面结构，因此，可以制备具有更加精美和多样化表面结构的涂料构件，同时保持模 塑性制品的耐久性。进一步地，可以通过简单改变表面压花以简化和更经济的方式来制备 具有纤维结构的内饰材料。
【附图说明】
[0015] 现在将参照附图示出的其一些示例性实施方式详细地描述本发明的以上和其他 特征，在下文中，附图仅以说明的方式给出并且因此并非限制本发明，并且其中：
[0016] 图1示出了根据本发明示例性实施方式的具有纤维结构表面的示例性涂料构件 的示例性横截面结构；以及
[0017] 图2示出了根据本发明示例性实施方式的具有纤维结构表面的示例性涂料构件 的示例性横截面结构。
[0018] 在附图中列出的参考数字包括参考如下面进一步讨论的下列要素：
[0019] 10 :模塑性基底
[0020] 20 :表面涂料层
[0021] 21 :膨胀珠
[0022] 22 :无机填料
[0023] 30 :底涂层（Primer Coating Layer)
[0024] 100 :涂料构件
[0025] 应当理解的是，附图无需按比例绘制，提供了说明本发明的基本原理的各种示例 性特征的稍微简化的表示。将通过特定的预期应用和使用环境来部分确定在本文中公开的 本发明的具体设计特征，包括例如具体尺寸、方位、位置和形状。
【具体实施方式】
[0026] 应当理解本文中使用的术语"车辆"或"车辆的"或类似术语包括一般的机动车辆， 如包括运动型多功能车（SUV)的乘用车（passenger automobile)、公共汽车、卡车、各种商 用车辆、包括各种艇和船的水运工具、航空器等，并且包括混合动力汽车、电动汽车、插电式 混合动力汽车、氢动力车辆以及其他替代燃料（例如，从除了石油以外的资源获得的燃料） 车辆。如本文中所提及的，混合动力汽车是具有两种或多种动力源的车辆，例如汽油动力和 电动力车辆。
[0027] 本文中所用的术语仅是为了描述【具体实施方式】的目的，而不旨在限制本发明。如 本文中使用的，单数形式"一个"、"一种"和"该"旨在也包括复数形式，除非上下文另外明确 地指明。应进一步理解，当用于本说明书中时，术语"包括"和/或"包含"说明所述特征、整 数、步骤、操作、要素和/或组件的存在，但不排除一个或多个 其他特征、整数、步骤、操作、 要素、组件和/或其组的存在或添加。如本文中使用的，术语"和/或"包括所关联的列出 项目中的一个或多个的任何和所有组合。
[0028] 除非具体陈述或从上下文明显可见，否则，如本文中所用的，术语"约"应被理解为 在本领域中正常公差的范围内，例如，在平均值的2个标准偏差内。"约"可以被理解为在所 述值的 10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0· 5%、0· 1%、0· 05%或 0· 01% 内。 除非从上下文另外明确，否则本文所提供的所有数值由术语"约"修饰。
[0029] 现在，将在下文中详细地参照本发明的各种示例性实施方式，其实例以附图示出 并且在以下进行描述。尽管将结合示例性实施方式描述本发明，然而将理解的是，本说明 书并不旨在将本发明限于那些示例性实施方式。相反，本发明旨在不仅涵盖示例性实施方 式，而且涵盖可以包括在如由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围内的各种改变、 修改、等价物和其他实施方式。
[0030] 在一个方面，本发明提供了具有纤维结构表面的涂料构件。在示例性实施方式中， 涂料构件可以包括在模塑性基底上的表面涂料层，所述表面涂料层包括底涂层和膨胀珠。 如本文所使用的，注塑基底指的是可以具有用于车辆等中的各种内饰部件的典型模塑性结 构的基底。在一些示例性实施方式中，可以使用具有在表面上形成的压花的通过注射制备 的常规基底，并没有进行限制。因此，无论压花是否形成在模塑性制品表面上，可以使用任 何类型的基底。
[0031] 具体地，模塑性基底可以利用但不限于聚丙烯树脂等形成。进一步地，可以使用制 备适用于车辆的各种内饰材料的模塑性基底。此外，在模塑性基底上形成的表面涂料层可 以包括膨胀珠。
[0032] 在一些示例性实施方式中，表面涂料层可以具有约20到50 μ m或具体地约20到 30 μ m的涂层厚度。当厚度低于预定厚度例如低于20 μ m时，膨胀珠的尺寸相对于涂层厚 度可能基本上是过大的，因此，可能不会获得优良的表面结构，并且耐化学性、抗刮性、耐久 性等可能劣化。当厚度高于预定厚度例如高于约50 μ m时，膨胀珠可能不会暴露于表面，因 此，可能不会改变表面结构。
[0033] 在一些示例性实施方式中，包括膨胀珠的表面涂层可以包括但不限于聚酯多元 醇、聚氨酯分散体和聚碳酸酯多元醇作为树脂组分。此外，表面涂料层除了包括膨胀珠以外 还可以进一步包括固化剂。表面涂料层可以进一步包括无机填料和添加剂。基于涂覆为表 面涂料层的涂料组合物，本文中所使用的树脂组合物可以包括以按重量计约5到25%的量 的聚酯多元醇、以按重量计约10到35%的量的聚氨酯分散体以及以按重量计约5到15% 的量的聚碳酸酯多元醇。
[0034] 如本文所使用的聚酯多元醇可以与聚氨酯分散体树脂一起形成涂覆膜，并且可以 与膨胀珠、无机填料等一起将表面涂料层固定（凝固，fix)至涂覆膜，从而提供表面的触摸 感受性（触摸敏感性，touch sensitivity)。
[0035] 聚酯多元醇可以具有约5, 000到20, OOOMw，或具体约5, 000到10, OOOMw的分子 量。当分子量小于约5, OOOMw时，触摸感受性可能不是充分的，并且可能降低耐化学性和耐 磨性。当分子量大于约20, OOOMw时，可能降低耐热性、耐光性等。此外，基于涂覆为表面涂 料层的涂料组合物，聚酯多元醇的含量可以是按重量计约5到25%的量。当含量低于按重 量计约5%时，可能不会获得表面结构。当含量高于按重量计约25%时，表面特性如耐磨性 可能降级。应当理解，除非另外指出，否则如本文中公开的含量的重量百分比基于涂料组合 物的总重量。
[0036] 如本文中所使用的聚氨酯分散体树脂可以形成涂覆膜并且与膨胀珠和无机填料 一起将表面涂料层固定至涂覆膜，如同聚酯多元醇。在一些示例性实施方式中，水分分散性 树脂可以用于聚氨酯分散体树脂。水分分散性聚氨酯分散体树脂可以提供改进的弹性、耐 磨性、耐化学性等并适合粘附至各种材料，并且可以很容易改变树脂硬度。进一步地，可以 使用分子中具有氢氧化物（氢氧根，hydroxide)的羟基（OH)的聚酯分散体。聚氨酯分散 体可以具有约3, 000到20, OOOMw的分子量。当分子量低于约3, OOOMw时，可能降低抗刮性 和耐化学性。当分子量高于约20, OOOMw时，表面结构可能较差。
[0037] 如本文所使用的聚碳酸酯多元醇树脂可以改善耐化学性和涂覆膜硬度。当聚碳酸 酯多元醇树脂的含量低于按重量计约5%时，可能降低耐化学性和抗刮性。当聚碳酸酯多元 醇树脂的含量高于按重量计约15%时，表面结构可能劣化。因此，基于涂覆为表面涂料层的 涂料组合物，聚酯多元醇树脂的含量可以是按重量计约5到15%的量。
[0038] 在一些示例性实施方式中，表面涂料层可以包含膨胀珠，并且基于用于表面涂料 层中的总涂料组合物，膨胀珠可以以按重量计约2到10%或具体地以按重量计约3到6% 的量使用。当使用量低于按重量计约2%时，可能不会获得足够的表面触摸感受性或缓冲感 受性（垫感受性，cushion sensitivity)。当使用量高于按重量计约10%时，可能降低表 面耐久性或表面结构可能较差。而且，由于可能不能控制在恒定水平下的珠膨胀率，所以可 能不会获得均匀的涂覆膜结构。
[0039] 如本文中所使用的膨胀珠可以包括在涂料组合物中并在涂覆的表面涂料层干燥 时通过膨胀提供表面触摸感受性。在一些示例性实施方式中，基于基底的耐热特性，膨胀珠 可以在约80到120°C的范围内的温度下膨胀。此外，可以用于作为车辆等的内饰材料的防 震垫（crash pad)、门饰板（door trim)等的聚丙稀（PP)材料可以用作膨胀珠的基体材料 并可以对约ll〇°C的外部热具有耐热性。因此，聚丙烯膨胀珠可以在约80到IKTC的温度 下膨胀。
[0040] 特别地，膨胀珠可以具有约50到500 μ m，或具体地约60到200 μ m的粒径尺寸，作 为所述珠干燥后膨胀的尺寸。这些膨胀珠的一部分可能会漂浮，并且由于其尺寸，这些中的 一部分会相对于表面突出，因此，可以在表面上获得织物结构。因此，当在表面涂料层中包 括的膨胀珠的尺寸高于或低于预定尺寸例如高于约500 μ m或低于约50 μ m时，可能不会获 得足够的表面结构。
[0041] 进一步地，基于涂料组合物的总重量，涂覆为表面涂料层的涂料组合物可以包含 以按重量计约1到10%的量的固化剂、以按重量计约1到10%的量的无机填料和以按重量 计约1到10%的量的添加剂。如本文所使用的固化剂可以通过与树脂的羟基（OH)反应并 形成交联结构来产生涂料的涂覆膜。具体地，可以使用用于一般聚氨酯（氨基甲酸乙酯） 反应的市售固化剂，并没有进行限制。可以使用的固化剂可以是选自由可以用于油溶性涂 料的三官能异佛尔酮二异氰酸酯类固化剂、三官能六亚甲基二异氰酸酯类固化剂和二苯基 甲烷二异氰酸酯类固化剂组成的组中的一种或两种或更多种的混合物。
[0042] 基于涂料组合物的总重量，可以以按重量计约1到10%的量、或具体地以按重量 计约5到8%的量包括固化剂。当固化剂的含量低于预定量例如低于按重量计约1%时，可 能不会充分发生固化反应，从而产生劣化的外观和涂覆膜性能劣化。当含量高于预定量例 如高于按重量计约10%时，由于在制造过程中有效时间（适用期，pot life)降低，所以可 能降低可加工性，并且在交联后可能产生剩余的未反应的固化剂。因此，可以包括在上述范 围内的固化剂。
[0043] 如本文中所使用的无机填料可以是矿物纤维。无机填料可以是，但不限于 SiO2-Al2O3-CaO类矿物纤维。当使用上述矿物纤维时，其长度可以是约5到10 μπι。可以以 漂浮于表面涂料层的表面的固化状态提供这种矿物纤维，因此，可以利用膨胀 珠获得表面 的精美的（luxurious)纤维结构。基于涂料组合物的总重量，可以以按重量计约1到10% 的量、以按重量计约3到5%的量包括该无机填料。当该无机填料的含量低于预定量例如低 于按重量计约1%时，由于效果可能不充分并且无机填料可能对纤维结构没有帮助，所以可 能不能获得精美的结构。当无机填料的含量高于预定量例如高于按重量计约10%时，矿物 纤维可能没有键合（连接）至保留在涂料中的树脂，从而劣化表面涂料层或涂覆膜的外观 和性能。
[0044] 在一些示例性实施方式中，表面涂料层可以进一步包含聚氨酯珠（氨基甲酸乙酯 珠 ，urethane beads)。聚氨醋珠可以另外用于表面结构，并且聚氨醋珠可以是，但不限于， 可以聚合的聚己内酯-二醇（P⑶）和1，6-六亚甲基二异氰酸酯作为固化剂。具体地，P⑶ 的分子量可以在约500到2000Mw的范围内。当分子量低于约500Mw时，可能不会发生与固 化剂的聚合。当分子量高于约2000Mw时，可能增加粘度，因此，基本上不能制备珠形式。基 于涂料组合物的总重量，聚氨酯珠的含量可以是按重量计约1到5%，或具体地按重量计约 1.0 到2. O%的量。因此，通过将聚氨酯珠放置在涂覆膜的表面上可以获得柔软的触摸感受 性。聚氨酯珠可以具有在约50到200 μπι的范围内的粒径尺寸。当尺寸小于约预定尺寸例 如小于约50 μ m时，效果可能不是显著的。当尺寸大于预定尺寸例如大于约200 μ m时，可 能不能获得期望的表面结构。
[0045] 在一些示例性实施方式中，可以在表面涂料层中包括添加剂。添加剂可以是，但不 限于，光稳定剂、粘度剂、消光剂等中的一种或多种。具体地，如本文中所使用的光稳定剂 可以是受阻胺类光稳定剂。光稳定剂可以是，但不限于，选自由癸二酸双-(2, 2, 6, 6-四甲 基-4-哌啶基）酯（Tinuvin 770)、癸二酸双-[N-甲基-2, 2, 6, 6-五甲基-4-哌啶基）酯 和四（2, 2, 6, 6-四甲基-4-哌啶基-1,2, 3, 4-丁烷）四羧酸酯组成的组中的一种或多种。 此外，粘度剂可以是，但不限于，选自由聚氨酯类（氨基甲酸乙酯类）和丙烯酸类粘度剂组 成的组中的一种或两种或更两种的混合物。如本文中所使用的消光剂可以在形成涂覆膜之 后用于改变表面的光泽。消光剂可以是，但不限于，硅氧烷类消光剂等。
[0046] 在其他一些示例性实施方式中，在用于表面涂料层的涂料组合物中可以以按重量 计约0. 1到1%的量包括每种其他添加剂诸如光稳定剂、粘度剂和消光剂。具体地，基于涂 料组合物的总重量，可以以按重量计约0. 2到0. 8%的量包括光稳定剂、以按重量计约0. 2 到0. 5%的量包括粘度剂以及以按重量计约0. 2到0. 8%的量包括消光剂。
[0047] 而且，在表面涂料层中包括的膨胀珠可以在干燥后随着膨胀珠膨胀暴露于表面， 并且可以通过膨胀珠获得纤维结构表面。具有纤维结构表面的涂料构件可以具有如图1所 示的示例性横截面结构。
[0048] 在图1中，形成涂料构件（100)的基本形状的塑料基底（10)的表面上形成的表面 涂料层（20)可以包含膨胀珠（21)，并且随着膨胀珠暴露于涂料构件（100)的表面，膨胀珠 可以改善表面上的缓冲感受性和滑动感受性。因此，可以获得本发明的纤维结构。具体地， 当在表面涂料层（20)中包括无机填料（22)时，可以进一步改善表面滑动感受性。
[0049] 根据一些示例性实施方式，涂料构件可以在模塑性基底与表面涂料层之间进一步 包括底涂层。因此，可以在形成上述底涂层时制备具有改善物理性能的涂料构件。如本文中 所使用的，底涂层可以是用于模塑性基底的内涂层（底涂层，undercoating layer)。底涂层 可以包括含有以按重量计约15到35%的量的氯化聚烯烃和以按重量计约20到40%的量 的聚丙稀酸类聚氨醋（聚丙稀酸聚氨醋，聚丙稀酸氨基甲酸乙醋，polyacrylic urethane) 的涂料组合物。在另一个示例性实施方式中，底涂层的涂料组合物可以与表面涂料层的涂 料组合物大致相同，但是没有膨胀珠和聚氨酯珠。
[0050] 底涂层可以具有约1到20 μπι或具体地约12到15 μπι的涂层厚度。此外，当表面 涂料层直接应用于塑料成型层时，底涂层可以用于长期保持更高质量的表面结构，而没有 产生诸如表面分离的问题。当底涂层具有大于预定厚度例如高于约15 μπι的厚度时，可能 劣化印刷喷涂可加工性。当底涂层具有低于预定厚度例如低于约12 μ m的厚度时，可能不 能获得应用的效果，使得可能降低表面涂料层的耐久性。
[0051] 图2示出了根据本发明示例性实施方式的具有纤维结构表面的涂料构件的示例 性横截面结构，其中形成有示例性底涂层。如图2所示，可以在塑料基底（10)上形成底涂 层（30)，以及可以在底涂层上形成表面涂料层（20)。
[0052] 在其他方面，提供了用于制备具有纤维结构表面的涂料构件的方法。在示例性实 施方式中，制备方法可以包括以下步骤：制备模塑性基底；涂覆表面涂料层；以及干燥涂料 表面层。具体地，在制备模塑性基底的工艺中，塑性基底可以是注射或挤出模制产品，其可 以适合于采用涂料构件的内饰材料的成形。可替换地，塑性基底可以以薄板形式。
[0053] 在模塑性基底的表面上形成压花可以不是必要的，或可替换地，可以如上所制备 的在塑性基底上形成压花。在一些示例性实施方式中，该方法可以包括通过在模塑性基底 的表面上涂覆包含膨胀珠的涂料形成表面涂料层的工艺。具体地，可以通过形成具有树脂 组合物的涂料组合物使用喷涂方法来涂覆表面涂料层，所述树脂组合物可以包含珠和其中 上述其它物质。
[0054] 在一些示例性实施方式中，该方法可以进一步包括在形成表面涂料层之前涂覆底 涂层。可以使用喷涂方法来涂覆底涂层，并没有进行限制。此外，可以在模塑性基底上形成 表面涂料层之后进行干燥工艺。干燥工艺可以包括干燥表面涂料层，并且当形成底涂层时， 可以在相同的条件下同时进行干燥。
[0055] 可以在约80到120°C或具体地约80到100°C的温度下进行干燥条件。干燥时间 可以是约0. 5到2小时，或具体地，约0. 5到1小时。具体地，根据干燥条件诸如干燥温度， 可以在表面涂料层中包括的膨胀珠膨胀时通过在表面上形成压花来获得更精美的纤维结 构。因此，可以通过调节干燥条件来改变表面上的压花的形状和尺寸，因此可以多样化形成 表面结构。
[0056] 因此，可以以简化和更经济的方式来制备根据本发明的具有纤维结构表面的示例 性涂料构件，这是因为可以使用印刷方法在模塑性基底上形成包括膨胀珠的表面涂料层并 且在表面涂料层中包括的膨胀珠可以膨胀并且暴露在表面上以显示纤维结构，这不同于现 有技术中形成注射构件以形成表面压花或制备具有覆盖注射制品表面的结构的常规方法。
[0057] 进一步根据各种示例性实施方式，具有纤维结构表面的涂料构件可以用作各种结 构的内饰材料，并且具体地适合用于车辆的内饰材料。在一些示例性实施方式中，可以利用 本发明的车辆内饰材料制备汽车柱装饰单元（automotive pillar trim unit)。因此，在本 发明中提供了利用具有纤维结构表面的涂料构件形成的汽车内饰材料。
[0058] 实施例
[0059] 在下文中，将参照实施例详细描述本发明；然而，本发明并不限于这些实施例。在 下列表1中的每种组分的数值是按重量计的％。
[0060] 实施例1
[0061] 通过以柱装饰单元形状的形式注射聚碳酸酯树脂制备其中没有形成压花的塑性 树脂，从而将产品用作车辆柱装饰单元的内饰材料。使用由聚烯烃和聚丙烯酸类聚氨酯形 成的涂料组合物在塑性基底的表面上制备具有约13 μ m厚度的底涂层。
[0062] 在底涂层上，使用如表1中制备的涂料组合物来 涂覆表面，然后通过在约100°C的 温度下干燥约40分钟形成具有约24 μ m厚度的表面涂料层。制备涂料构件使得在涂料构 件的表面涂料层中包括的膨胀珠在干燥后具有约110 μ m的平均粒径。使用具有约8, OOOMw 的分子量的聚酯多元醇用于表面涂覆涂料以形成表面涂料层，并且使用具有约10, OOOMw 的分子量的聚氨酯分散体。
[0063] 作为膨胀珠，使用具有约80到120 μm的粒径尺寸的聚丙烯（PP)材料，并且作为 固化剂，使用4，f -二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI，TCI)、1，6-六亚甲基二异氰酸酯（HDI， Acros)以及异佛尔酮二异氰酸酯（ΙΗΠ ，TCI)的混合物。作为无机填料，使用具有约7到 8 μπι的平均长度的SiO2-Al2O3-CaO类矿物纤维。
[0064] 此外，作为聚氨酯珠，使用具有约100 μπι的平均粒径的珠，所述珠利用具有约 1200分子量的聚己内酯-二醇（PCD)和1，6_六亚甲基二异氰酸酯进行聚合。使用以 Tinuvin 770市售的癸二酸双-(2, 2, 6, 6-四甲基-4-哌啶基）酯作为光稳定剂，使用聚氨 酯类（氨基甲酸乙酯类）粘度剂作为粘度剂，以及使用硅氧烷类消光剂作为消光剂。
[0065] 使用乙二醇和蒸馏水作为溶剂以便形成上述用于涂覆表面涂料层的涂料组合物。
[0066] 实施例2到5
[0067] 如在实施例1中制备实施例2到5,不同之处在于，用于形成表面涂料层的涂料组 合物如表1中所示。
[0068] 实施例6
[0069] 如在实施例1中制备实施例6,不同之处在于，没有形成底涂层并且在塑性基底上 直接形成表面涂料层。用于形成表面涂料层的涂料组合物如表1中所示。
[0070] 比较例1
[0071] 如表1中所示，没有使用膨胀珠和无机填料，并且进行注射成型以便通过在注射 成型材料中包括添加剂而具有表面压花。因为在注射成型产品的表面上形成压花，所以没 有使用单独的涂料。
[0072] 比较例2到4
[0073] 如在实施例1中制备比较例2到4,不同之处在于，用于形成表面涂料层的涂料组 合物如表1中所示。
[0074] 表 1
[0075]
[0076] 在表1中，PEP指的是聚酯多元醇，PUD指的是聚氨酯分散体，PCP指的是聚碳酸酯 多元醇。
[0077] 已经参考其示例性实施方式详细描述了本发明。然而，本领域技术人员应当理解， 在不背离本发明的原理和精神的情况下，可以在这些示例性实施方式中进行改变，本发明 的范围限定在所附权利要求和它们的等价物中。
[0078] 测试例
[0079] 测试例
[0080] 对于在实施例和比较例中各自制备的构件样本，由12个专家小组在相同条件下 测量、比较和评价物理性能。
[0081] 在每个测量标准中，每个小组通过给出从最低为1到最高为10的等级来进行评 价，并且对于每项，对排除最高等级和最低等级的10个评价等级进行平均，并且列出标准 的平均值示出在表2中。
[0082] 表 2
[0083]
[0084] 根据测试评价结果，可以证明，当以上述量使用膨胀珠时，可以在所有方面获得性 能的大幅改善。此外，可以证实，在干燥涂料时，膨胀珠可以膨胀，从而为涂覆膜提供缓冲感 受性，并且无机填料可以有助于涂覆膜的滑动感受性。因此，当在涂料中都包括膨胀珠颜料 和无机填料时，可以获得改进的表面滑动感受性和缓冲感受性。
[0085] 如上所述，根据本发明，当同时获得表面滑动感受性和缓冲结构时，可以获得类似 于天然纤维的结构。而且，膨胀珠可以适当用于提供涂覆膜的物理性能，并且具体地，当将 无机填料另外添加到其中时，可以获得大幅改善的物理性能。
[0086] 因此，根据本发明的各个示例性实施方式的具有纤维结构的涂料构件可以用作可 用于各种塑性内饰结构的内饰材料或车辆内饰材料。具体地，具有纤维结构的涂料构件可 以用于作为车辆内饰材料的汽车柱装饰单元的内饰材料。
【主权项】
1. 一种具有纤维结构表面的涂料构件，包括： 模塑性基底；以及 表面涂料层，所述表面涂料层包括涂覆在其上的膨胀珠， 其中，在所述表面涂料层中包括的所述膨胀珠暴露于表面，并且所述纤维结构表面通 过所述膨胀珠获得。2. 根据权利要求1所述的涂料构件，进一步包括： 设置在所述模塑性基底与包括涂覆在其上的膨胀珠的所述表面涂料层之间的底涂层。3. 根据权利要求1所述的涂料构件，其中，所述表面涂料层以20到50ym的厚度形成。4. 根据权利要求1所述的涂料构件，其中，所述表面涂料层进一步包含无机填料。5. 根据权利要求1所述的涂料构件，其中，在所述表面涂料层中包括的所述膨胀珠在 干燥后具有50到500ym的粒径尺寸。6. 根据权利要求4所述的涂料构件，其中，所述无机填料是SiO2-Al203-Ca0类矿物纤 维。7. 根据权利要求4所述的涂料构件，其中，所述无机填料是具有5到10ym的长度的矿 物纤维。8. 根据权利要求1所述的涂料构件，其中，所述表面涂料层进一步包含选自由聚氨酯 珠、光稳定剂、粘度剂和消光剂组成的组中的一种或多种作为添加剂。9. 根据权利要求2所述的涂料构件，其中，所述底涂层包括聚烯烃、聚丙烯酸类聚氨酯 或它们的组合。10. 根据权利要求2所述的涂料构件，其中，所述底涂层具有1到20ym的厚度。11. 一种具有纤维结构表面的涂料构件的制备方法，包括以下步骤： 制备模塑性基底； 通过在所述模塑性基底的表面上涂覆包含膨胀珠的涂料组合物形成表面涂料层；以及 干燥所述表面涂料层。12. 根据权利要求11所述的涂料构件的制备方法，进一步包括以下步骤： 在制备所述模塑性基底之后并且在形成所述表面涂料层之前，涂覆底涂层。13. 根据权利要求11所述的涂料构件的制备方法，其中，所述涂料组合物包括聚酯多 元醇、聚氨酯分散体、聚碳酸酯多元醇或它们的组合。14. 根据权利要求11所述的涂料构件的制备方法，其中，所述涂料组合物进一步包括 固化剂。15. 根据权利要求11所述的涂料构件的制备方法，其中，将所述表面涂料层的所述膨 胀珠以按重量计1到10 %的量包括在涂覆至所述表面涂料层的所述涂料组合物中。16. 根据权利要求11所述的涂料构件的制备方法，其中，将所述无机填料进一步以按 重量计1到10%的量包括在涂覆用于形成所述表面涂料层的所述涂料组合物中。17. 根据权利要求11所述的涂料构件的制备方法，其中，在80到120°C的温度下进行 所述干燥。18. 根据权利要求11所述的涂料构件的制备方法，其中，通过调节在所述表面涂料层 中包括的所述膨胀珠的尺寸同时调节干燥工艺中的干燥温度来改变所述表面涂料层的纤 维结构。19. 一种汽车内饰材料，利用根据权利要求1所述的具有纤维结构表面的涂料构件形 成。20. 根据权利要求19所述的汽车内饰材料，其中，所述内饰材料是汽车柱装饰单元。
【专利摘要】本发明公开了具有纤维结构表面的涂料构件及其制备方法。公开了具有纤维结构表面的涂料构件。该涂料构件具有优良的纤维结构表面，并且通过使用简化的涂抹方法形成各种压花，而不是在注射表面上形成压花，来制备该表面。具体地，通过在模塑性基底上形成包括膨胀珠的表面涂料层来形成各种压花。还提供用于制备该涂料构件的方法。
【IPC分类】C09D7/12, C09D7/00
【公开号】CN104893397
【申请号】CN201410850986
【发明人】卢银珠, 郑雨哲
【申请人】现代自动车株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年12月30日
【公告号】DE102014226848A1, US20150247058
【技术领域】
[0001] 本发明涉及具有纤维结构表面（纤维组织表面，纤维纹理表面，fiber-textured surface)的涂料构件（涂漆构件，涂抹构件，painted member)。纤维结构表面可以通过使 用涂抹方法形成各种类型压花（凸饰，压纹，浮雕，embossing)以简化和更经济工艺来制 备，而没有在注射表面上形成压花。具体地，压花可以通过在模塑性基底（模制塑性基底， 模塑基底，molded plastic substrate)上形成包括膨胀珠（膨珠 ，expansion bead)的表 面涂料层来形成。还提供用于制备具有纤维结构表面的涂料构件的方法。
【背景技术】
[0002] 一般来说，注塑制品已作为内饰材料（内部材料）用于各种内部结构诸如车辆等 中，以降低设备单元成本并且更方便地采用各种结构。为了在这种内饰材料中特别提供更 复杂或柔软的纤维结构，在现有技术中，已经通常使用在注塑制品表面上形成压花和涂料 的方法以提供柔软结构。
[0003] 然而，在现有技术的这些方法中，当在制备注塑制品时，可以在确定表面压花的形 状和尺寸之后进行注射。进一步地，可能难以任意调整在注射制品表面上形成的压花的尺 寸和形状以表达各种感受和在各种注塑制品应用中的结构。因此，获得形状和尺寸的多样 性以表达表面的各种结构会受限制。
[0004] 通常，车辆的内饰材料等可能需要各种结构。然而，制备在注塑制品上形成的压花 形状的方法还不能用于制备具有复杂和各种纤维结构的产品中。
[0005] 在现有技术中，已经开发了用于制备阻燃低密度聚乙烯泡沫树脂的方法。通过在 低密度聚乙烯起泡混合物中形成膨胀或起泡珠制备阻燃低密度聚乙烯泡沫树脂。随后，所 述膨胀珠部分收缩并且通过将温度降低到约120到150°C使其中所述珠膨胀的低密度聚乙 烯起泡剂固化。
[0006] 在现有技术的另一个实例中，已经开发了矿物不可燃、轻质、绝缘、吸音和起泡珠、 以及这些珠在其中起泡的模制品、以及其制备方法。在上述方法中，提供的模制品包括多孔 矿物珠，其中使用溶剂对多孔矿物细颗粒进行涂覆，在使用或不使用起泡剂的情况下在溶 剂中溶解或悬浮有烯烃聚合物。可替换地，包括多孔矿物珠的模制品涂覆有包含起泡剂的 烯烃聚合物，所述包含起泡剂的烯烃聚合物通过向包含烯烃单体的溶液或悬浮液中添加多 孔矿物细颗粒和起泡剂并且使其聚合而形成。
[0007] 在现有技术的又一个实例中，提供了包括吸能起泡聚合物的减震构件。作为用于 汽车内饰中的具有动态震动应用的减震构件，减震构件通过在挤出方向上挤出起泡树脂混 合物的单一连续块而形成，通过使可膨胀聚合物珠膨胀而形成，或在反应起泡工艺中形成。 此外，已经开发了用于制备膨胀珠的工艺。该工艺包括对聚对苯二甲酸亚烷基酯进行挤出 起泡的步骤、以及熔化细丝变成粒料的步骤，并且该工艺可以用于制备用在汽车产业中的 气体填充珠，诸如保险杠减震剂、座芯和地垫水平材料。而且，已经开发了使用甲基丙烯酸 酯和/或丙烯酸酯作为基体生产常规聚合物珠的方法。利用无机精细颗粒填料和聚合的甲 基丙烯酸酯或丙烯酸酯形成该聚合物珠。
[0008] 然而，上述方法是通过使用起泡珠制备起泡模制品用于减震等而不是提供表面结 构的典型技术。因此，那些技术可能不适合于具有各种表面结构的内饰材料。具体地，由于 现有技术中生产的模制品的耐久性劣化，所以用于减震材料的上述方法可能不被应用于耐 用内饰材料。此外，虽然上述技术可以提供表面结构的软度，但是当那些方法用于制备车辆 的内饰材料时，可能不会获得其耐久性或更复杂的纤维结构，并且当获得的表面结构用于 集成的模塑性制品中时，可能不会对表面结构进行各种改变。
[0009] 在该【背景技术】部分中公开的以上信息仅为了增强对本发明的背景的理解，并且因 此，其可以包含并不构成已在这个国家中被本领域普通技术人员所已知的现有技术的信 息。
【发明内容】
[0010] 现本发明提供了可以提供各种表面结构的内饰材料（内部材料，interior materials)。具体地，优良的纤维结构表面可以通过当包括膨胀珠的表面涂料层形成在模 塑性基底上然后进行干燥时形成压花，以简化和更经济的工艺获得。可以基于干燥工艺通 过在表面涂料层中的珠膨胀来形成所述压花。
[0011] 因此，本发明提供了具有利用含有膨胀珠的表面涂料层形成的纤维结构表面的涂 料构件。此外，提供一种用于制备涂料构件方法，该方法使用简单和经济的方式诸如使包含 膨胀珠的涂料层干燥能够产生以各种形状和尺寸的纤维结构表面。
[0012] 在示例性实施方式中，涂料构件可以包括：模塑性基底，以及包括涂覆在其上的膨 胀珠的表面涂料层。具体地，在所述表面涂料层中包括的膨胀珠可以暴露于表面，并且纤维 结构表面可以通过所述膨胀珠获得。
[0013] 在示例性实施方式中，用于制备具有纤维结构表面的涂料构件的方法可以包括： 制备模塑性制品；通过在模塑性制品的表面上涂覆包含膨胀珠的涂料组合物形成表面涂料 层；以及干燥表面涂料层。
[0014] 根据本发明的各个示例性实施方式，可以通过调节涂抹工艺中的干燥条件适当引 发珠的膨胀，代替如现有技术中在注射工艺中形成压花来获得改进的自然压花。因此，可以 没有限制地改变压花的形状、尺寸等。此外，可以根据模塑性制品上的表面涂料层的干燥条 件改变表面结构，因此，可以制备具有更加精美和多样化表面结构的涂料构件，同时保持模 塑性制品的耐久性。进一步地，可以通过简单改变表面压花以简化和更经济的方式来制备 具有纤维结构的内饰材料。
【附图说明】
[0015] 现在将参照附图示出的其一些示例性实施方式详细地描述本发明的以上和其他 特征，在下文中，附图仅以说明的方式给出并且因此并非限制本发明，并且其中：
[0016] 图1示出了根据本发明示例性实施方式的具有纤维结构表面的示例性涂料构件 的示例性横截面结构；以及
[0017] 图2示出了根据本发明示例性实施方式的具有纤维结构表面的示例性涂料构件 的示例性横截面结构。
[0018] 在附图中列出的参考数字包括参考如下面进一步讨论的下列要素：
[0019] 10 :模塑性基底
[0020] 20 :表面涂料层
[0021] 21 :膨胀珠
[0022] 22 :无机填料
[0023] 30 :底涂层（Primer Coating Layer)
[0024] 100 :涂料构件
[0025] 应当理解的是，附图无需按比例绘制，提供了说明本发明的基本原理的各种示例 性特征的稍微简化的表示。将通过特定的预期应用和使用环境来部分确定在本文中公开的 本发明的具体设计特征，包括例如具体尺寸、方位、位置和形状。
【具体实施方式】
[0026] 应当理解本文中使用的术语"车辆"或"车辆的"或类似术语包括一般的机动车辆， 如包括运动型多功能车（SUV)的乘用车（passenger automobile)、公共汽车、卡车、各种商 用车辆、包括各种艇和船的水运工具、航空器等，并且包括混合动力汽车、电动汽车、插电式 混合动力汽车、氢动力车辆以及其他替代燃料（例如，从除了石油以外的资源获得的燃料） 车辆。如本文中所提及的，混合动力汽车是具有两种或多种动力源的车辆，例如汽油动力和 电动力车辆。
[0027] 本文中所用的术语仅是为了描述【具体实施方式】的目的，而不旨在限制本发明。如 本文中使用的，单数形式"一个"、"一种"和"该"旨在也包括复数形式，除非上下文另外明确 地指明。应进一步理解，当用于本说明书中时，术语"包括"和/或"包含"说明所述特征、整 数、步骤、操作、要素和/或组件的存在，但不排除一个或多个 其他特征、整数、步骤、操作、 要素、组件和/或其组的存在或添加。如本文中使用的，术语"和/或"包括所关联的列出 项目中的一个或多个的任何和所有组合。
[0028] 除非具体陈述或从上下文明显可见，否则，如本文中所用的，术语"约"应被理解为 在本领域中正常公差的范围内，例如，在平均值的2个标准偏差内。"约"可以被理解为在所 述值的 10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0· 5%、0· 1%、0· 05%或 0· 01% 内。 除非从上下文另外明确，否则本文所提供的所有数值由术语"约"修饰。
[0029] 现在，将在下文中详细地参照本发明的各种示例性实施方式，其实例以附图示出 并且在以下进行描述。尽管将结合示例性实施方式描述本发明，然而将理解的是，本说明 书并不旨在将本发明限于那些示例性实施方式。相反，本发明旨在不仅涵盖示例性实施方 式，而且涵盖可以包括在如由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围内的各种改变、 修改、等价物和其他实施方式。
[0030] 在一个方面，本发明提供了具有纤维结构表面的涂料构件。在示例性实施方式中， 涂料构件可以包括在模塑性基底上的表面涂料层，所述表面涂料层包括底涂层和膨胀珠。 如本文所使用的，注塑基底指的是可以具有用于车辆等中的各种内饰部件的典型模塑性结 构的基底。在一些示例性实施方式中，可以使用具有在表面上形成的压花的通过注射制备 的常规基底，并没有进行限制。因此，无论压花是否形成在模塑性制品表面上，可以使用任 何类型的基底。
[0031] 具体地，模塑性基底可以利用但不限于聚丙烯树脂等形成。进一步地，可以使用制 备适用于车辆的各种内饰材料的模塑性基底。此外，在模塑性基底上形成的表面涂料层可 以包括膨胀珠。
[0032] 在一些示例性实施方式中，表面涂料层可以具有约20到50 μ m或具体地约20到 30 μ m的涂层厚度。当厚度低于预定厚度例如低于20 μ m时，膨胀珠的尺寸相对于涂层厚 度可能基本上是过大的，因此，可能不会获得优良的表面结构，并且耐化学性、抗刮性、耐久 性等可能劣化。当厚度高于预定厚度例如高于约50 μ m时，膨胀珠可能不会暴露于表面，因 此，可能不会改变表面结构。
[0033] 在一些示例性实施方式中，包括膨胀珠的表面涂层可以包括但不限于聚酯多元 醇、聚氨酯分散体和聚碳酸酯多元醇作为树脂组分。此外，表面涂料层除了包括膨胀珠以外 还可以进一步包括固化剂。表面涂料层可以进一步包括无机填料和添加剂。基于涂覆为表 面涂料层的涂料组合物，本文中所使用的树脂组合物可以包括以按重量计约5到25%的量 的聚酯多元醇、以按重量计约10到35%的量的聚氨酯分散体以及以按重量计约5到15% 的量的聚碳酸酯多元醇。
[0034] 如本文所使用的聚酯多元醇可以与聚氨酯分散体树脂一起形成涂覆膜，并且可以 与膨胀珠、无机填料等一起将表面涂料层固定（凝固，fix)至涂覆膜，从而提供表面的触摸 感受性（触摸敏感性，touch sensitivity)。
[0035] 聚酯多元醇可以具有约5, 000到20, OOOMw，或具体约5, 000到10, OOOMw的分子 量。当分子量小于约5, OOOMw时，触摸感受性可能不是充分的，并且可能降低耐化学性和耐 磨性。当分子量大于约20, OOOMw时，可能降低耐热性、耐光性等。此外，基于涂覆为表面涂 料层的涂料组合物，聚酯多元醇的含量可以是按重量计约5到25%的量。当含量低于按重 量计约5%时，可能不会获得表面结构。当含量高于按重量计约25%时，表面特性如耐磨性 可能降级。应当理解，除非另外指出，否则如本文中公开的含量的重量百分比基于涂料组合 物的总重量。
[0036] 如本文中所使用的聚氨酯分散体树脂可以形成涂覆膜并且与膨胀珠和无机填料 一起将表面涂料层固定至涂覆膜，如同聚酯多元醇。在一些示例性实施方式中，水分分散性 树脂可以用于聚氨酯分散体树脂。水分分散性聚氨酯分散体树脂可以提供改进的弹性、耐 磨性、耐化学性等并适合粘附至各种材料，并且可以很容易改变树脂硬度。进一步地，可以 使用分子中具有氢氧化物（氢氧根，hydroxide)的羟基（OH)的聚酯分散体。聚氨酯分散 体可以具有约3, 000到20, OOOMw的分子量。当分子量低于约3, OOOMw时，可能降低抗刮性 和耐化学性。当分子量高于约20, OOOMw时，表面结构可能较差。
[0037] 如本文所使用的聚碳酸酯多元醇树脂可以改善耐化学性和涂覆膜硬度。当聚碳酸 酯多元醇树脂的含量低于按重量计约5%时，可能降低耐化学性和抗刮性。当聚碳酸酯多元 醇树脂的含量高于按重量计约15%时，表面结构可能劣化。因此，基于涂覆为表面涂料层的 涂料组合物，聚酯多元醇树脂的含量可以是按重量计约5到15%的量。
[0038] 在一些示例性实施方式中，表面涂料层可以包含膨胀珠，并且基于用于表面涂料 层中的总涂料组合物，膨胀珠可以以按重量计约2到10%或具体地以按重量计约3到6% 的量使用。当使用量低于按重量计约2%时，可能不会获得足够的表面触摸感受性或缓冲感 受性（垫感受性，cushion sensitivity)。当使用量高于按重量计约10%时，可能降低表 面耐久性或表面结构可能较差。而且，由于可能不能控制在恒定水平下的珠膨胀率，所以可 能不会获得均匀的涂覆膜结构。
[0039] 如本文中所使用的膨胀珠可以包括在涂料组合物中并在涂覆的表面涂料层干燥 时通过膨胀提供表面触摸感受性。在一些示例性实施方式中，基于基底的耐热特性，膨胀珠 可以在约80到120°C的范围内的温度下膨胀。此外，可以用于作为车辆等的内饰材料的防 震垫（crash pad)、门饰板（door trim)等的聚丙稀（PP)材料可以用作膨胀珠的基体材料 并可以对约ll〇°C的外部热具有耐热性。因此，聚丙烯膨胀珠可以在约80到IKTC的温度 下膨胀。
[0040] 特别地，膨胀珠可以具有约50到500 μ m，或具体地约60到200 μ m的粒径尺寸，作 为所述珠干燥后膨胀的尺寸。这些膨胀珠的一部分可能会漂浮，并且由于其尺寸，这些中的 一部分会相对于表面突出，因此，可以在表面上获得织物结构。因此，当在表面涂料层中包 括的膨胀珠的尺寸高于或低于预定尺寸例如高于约500 μ m或低于约50 μ m时，可能不会获 得足够的表面结构。
[0041] 进一步地，基于涂料组合物的总重量，涂覆为表面涂料层的涂料组合物可以包含 以按重量计约1到10%的量的固化剂、以按重量计约1到10%的量的无机填料和以按重量 计约1到10%的量的添加剂。如本文所使用的固化剂可以通过与树脂的羟基（OH)反应并 形成交联结构来产生涂料的涂覆膜。具体地，可以使用用于一般聚氨酯（氨基甲酸乙酯） 反应的市售固化剂，并没有进行限制。可以使用的固化剂可以是选自由可以用于油溶性涂 料的三官能异佛尔酮二异氰酸酯类固化剂、三官能六亚甲基二异氰酸酯类固化剂和二苯基 甲烷二异氰酸酯类固化剂组成的组中的一种或两种或更多种的混合物。
[0042] 基于涂料组合物的总重量，可以以按重量计约1到10%的量、或具体地以按重量 计约5到8%的量包括固化剂。当固化剂的含量低于预定量例如低于按重量计约1%时，可 能不会充分发生固化反应，从而产生劣化的外观和涂覆膜性能劣化。当含量高于预定量例 如高于按重量计约10%时，由于在制造过程中有效时间（适用期，pot life)降低，所以可 能降低可加工性，并且在交联后可能产生剩余的未反应的固化剂。因此，可以包括在上述范 围内的固化剂。
[0043] 如本文中所使用的无机填料可以是矿物纤维。无机填料可以是，但不限于 SiO2-Al2O3-CaO类矿物纤维。当使用上述矿物纤维时，其长度可以是约5到10 μπι。可以以 漂浮于表面涂料层的表面的固化状态提供这种矿物纤维，因此，可以利用膨胀 珠获得表面 的精美的（luxurious)纤维结构。基于涂料组合物的总重量，可以以按重量计约1到10% 的量、以按重量计约3到5%的量包括该无机填料。当该无机填料的含量低于预定量例如低 于按重量计约1%时，由于效果可能不充分并且无机填料可能对纤维结构没有帮助，所以可 能不能获得精美的结构。当无机填料的含量高于预定量例如高于按重量计约10%时，矿物 纤维可能没有键合（连接）至保留在涂料中的树脂，从而劣化表面涂料层或涂覆膜的外观 和性能。
[0044] 在一些示例性实施方式中，表面涂料层可以进一步包含聚氨酯珠（氨基甲酸乙酯 珠 ，urethane beads)。聚氨醋珠可以另外用于表面结构，并且聚氨醋珠可以是，但不限于， 可以聚合的聚己内酯-二醇（P⑶）和1，6-六亚甲基二异氰酸酯作为固化剂。具体地，P⑶ 的分子量可以在约500到2000Mw的范围内。当分子量低于约500Mw时，可能不会发生与固 化剂的聚合。当分子量高于约2000Mw时，可能增加粘度，因此，基本上不能制备珠形式。基 于涂料组合物的总重量，聚氨酯珠的含量可以是按重量计约1到5%，或具体地按重量计约 1.0 到2. O%的量。因此，通过将聚氨酯珠放置在涂覆膜的表面上可以获得柔软的触摸感受 性。聚氨酯珠可以具有在约50到200 μπι的范围内的粒径尺寸。当尺寸小于约预定尺寸例 如小于约50 μ m时，效果可能不是显著的。当尺寸大于预定尺寸例如大于约200 μ m时，可 能不能获得期望的表面结构。
[0045] 在一些示例性实施方式中，可以在表面涂料层中包括添加剂。添加剂可以是，但不 限于，光稳定剂、粘度剂、消光剂等中的一种或多种。具体地，如本文中所使用的光稳定剂 可以是受阻胺类光稳定剂。光稳定剂可以是，但不限于，选自由癸二酸双-(2, 2, 6, 6-四甲 基-4-哌啶基）酯（Tinuvin 770)、癸二酸双-[N-甲基-2, 2, 6, 6-五甲基-4-哌啶基）酯 和四（2, 2, 6, 6-四甲基-4-哌啶基-1,2, 3, 4-丁烷）四羧酸酯组成的组中的一种或多种。 此外，粘度剂可以是，但不限于，选自由聚氨酯类（氨基甲酸乙酯类）和丙烯酸类粘度剂组 成的组中的一种或两种或更两种的混合物。如本文中所使用的消光剂可以在形成涂覆膜之 后用于改变表面的光泽。消光剂可以是，但不限于，硅氧烷类消光剂等。
[0046] 在其他一些示例性实施方式中，在用于表面涂料层的涂料组合物中可以以按重量 计约0. 1到1%的量包括每种其他添加剂诸如光稳定剂、粘度剂和消光剂。具体地，基于涂 料组合物的总重量，可以以按重量计约0. 2到0. 8%的量包括光稳定剂、以按重量计约0. 2 到0. 5%的量包括粘度剂以及以按重量计约0. 2到0. 8%的量包括消光剂。
[0047] 而且，在表面涂料层中包括的膨胀珠可以在干燥后随着膨胀珠膨胀暴露于表面， 并且可以通过膨胀珠获得纤维结构表面。具有纤维结构表面的涂料构件可以具有如图1所 示的示例性横截面结构。
[0048] 在图1中，形成涂料构件（100)的基本形状的塑料基底（10)的表面上形成的表面 涂料层（20)可以包含膨胀珠（21)，并且随着膨胀珠暴露于涂料构件（100)的表面，膨胀珠 可以改善表面上的缓冲感受性和滑动感受性。因此，可以获得本发明的纤维结构。具体地， 当在表面涂料层（20)中包括无机填料（22)时，可以进一步改善表面滑动感受性。
[0049] 根据一些示例性实施方式，涂料构件可以在模塑性基底与表面涂料层之间进一步 包括底涂层。因此，可以在形成上述底涂层时制备具有改善物理性能的涂料构件。如本文中 所使用的，底涂层可以是用于模塑性基底的内涂层（底涂层，undercoating layer)。底涂层 可以包括含有以按重量计约15到35%的量的氯化聚烯烃和以按重量计约20到40%的量 的聚丙稀酸类聚氨醋（聚丙稀酸聚氨醋，聚丙稀酸氨基甲酸乙醋，polyacrylic urethane) 的涂料组合物。在另一个示例性实施方式中，底涂层的涂料组合物可以与表面涂料层的涂 料组合物大致相同，但是没有膨胀珠和聚氨酯珠。
[0050] 底涂层可以具有约1到20 μπι或具体地约12到15 μπι的涂层厚度。此外，当表面 涂料层直接应用于塑料成型层时，底涂层可以用于长期保持更高质量的表面结构，而没有 产生诸如表面分离的问题。当底涂层具有大于预定厚度例如高于约15 μπι的厚度时，可能 劣化印刷喷涂可加工性。当底涂层具有低于预定厚度例如低于约12 μ m的厚度时，可能不 能获得应用的效果，使得可能降低表面涂料层的耐久性。
[0051] 图2示出了根据本发明示例性实施方式的具有纤维结构表面的涂料构件的示例 性横截面结构，其中形成有示例性底涂层。如图2所示，可以在塑料基底（10)上形成底涂 层（30)，以及可以在底涂层上形成表面涂料层（20)。
[0052] 在其他方面，提供了用于制备具有纤维结构表面的涂料构件的方法。在示例性实 施方式中，制备方法可以包括以下步骤：制备模塑性基底；涂覆表面涂料层；以及干燥涂料 表面层。具体地，在制备模塑性基底的工艺中，塑性基底可以是注射或挤出模制产品，其可 以适合于采用涂料构件的内饰材料的成形。可替换地，塑性基底可以以薄板形式。
[0053] 在模塑性基底的表面上形成压花可以不是必要的，或可替换地，可以如上所制备 的在塑性基底上形成压花。在一些示例性实施方式中，该方法可以包括通过在模塑性基底 的表面上涂覆包含膨胀珠的涂料形成表面涂料层的工艺。具体地，可以通过形成具有树脂 组合物的涂料组合物使用喷涂方法来涂覆表面涂料层，所述树脂组合物可以包含珠和其中 上述其它物质。
[0054] 在一些示例性实施方式中，该方法可以进一步包括在形成表面涂料层之前涂覆底 涂层。可以使用喷涂方法来涂覆底涂层，并没有进行限制。此外，可以在模塑性基底上形成 表面涂料层之后进行干燥工艺。干燥工艺可以包括干燥表面涂料层，并且当形成底涂层时， 可以在相同的条件下同时进行干燥。
[0055] 可以在约80到120°C或具体地约80到100°C的温度下进行干燥条件。干燥时间 可以是约0. 5到2小时，或具体地，约0. 5到1小时。具体地，根据干燥条件诸如干燥温度， 可以在表面涂料层中包括的膨胀珠膨胀时通过在表面上形成压花来获得更精美的纤维结 构。因此，可以通过调节干燥条件来改变表面上的压花的形状和尺寸，因此可以多样化形成 表面结构。
[0056] 因此，可以以简化和更经济的方式来制备根据本发明的具有纤维结构表面的示例 性涂料构件，这是因为可以使用印刷方法在模塑性基底上形成包括膨胀珠的表面涂料层并 且在表面涂料层中包括的膨胀珠可以膨胀并且暴露在表面上以显示纤维结构，这不同于现 有技术中形成注射构件以形成表面压花或制备具有覆盖注射制品表面的结构的常规方法。
[0057] 进一步根据各种示例性实施方式，具有纤维结构表面的涂料构件可以用作各种结 构的内饰材料，并且具体地适合用于车辆的内饰材料。在一些示例性实施方式中，可以利用 本发明的车辆内饰材料制备汽车柱装饰单元（automotive pillar trim unit)。因此，在本 发明中提供了利用具有纤维结构表面的涂料构件形成的汽车内饰材料。
[0058] 实施例
[0059] 在下文中，将参照实施例详细描述本发明；然而，本发明并不限于这些实施例。在 下列表1中的每种组分的数值是按重量计的％。
[0060] 实施例1
[0061] 通过以柱装饰单元形状的形式注射聚碳酸酯树脂制备其中没有形成压花的塑性 树脂，从而将产品用作车辆柱装饰单元的内饰材料。使用由聚烯烃和聚丙烯酸类聚氨酯形 成的涂料组合物在塑性基底的表面上制备具有约13 μ m厚度的底涂层。
[0062] 在底涂层上，使用如表1中制备的涂料组合物来 涂覆表面，然后通过在约100°C的 温度下干燥约40分钟形成具有约24 μ m厚度的表面涂料层。制备涂料构件使得在涂料构 件的表面涂料层中包括的膨胀珠在干燥后具有约110 μ m的平均粒径。使用具有约8, OOOMw 的分子量的聚酯多元醇用于表面涂覆涂料以形成表面涂料层，并且使用具有约10, OOOMw 的分子量的聚氨酯分散体。
[0063] 作为膨胀珠，使用具有约80到120 μm的粒径尺寸的聚丙烯（PP)材料，并且作为 固化剂，使用4，f -二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI，TCI)、1，6-六亚甲基二异氰酸酯（HDI， Acros)以及异佛尔酮二异氰酸酯（ΙΗΠ ，TCI)的混合物。作为无机填料，使用具有约7到 8 μπι的平均长度的SiO2-Al2O3-CaO类矿物纤维。
[0064] 此外，作为聚氨酯珠，使用具有约100 μπι的平均粒径的珠，所述珠利用具有约 1200分子量的聚己内酯-二醇（PCD)和1，6_六亚甲基二异氰酸酯进行聚合。使用以 Tinuvin 770市售的癸二酸双-(2, 2, 6, 6-四甲基-4-哌啶基）酯作为光稳定剂，使用聚氨 酯类（氨基甲酸乙酯类）粘度剂作为粘度剂，以及使用硅氧烷类消光剂作为消光剂。
[0065] 使用乙二醇和蒸馏水作为溶剂以便形成上述用于涂覆表面涂料层的涂料组合物。
[0066] 实施例2到5
[0067] 如在实施例1中制备实施例2到5,不同之处在于，用于形成表面涂料层的涂料组 合物如表1中所示。
[0068] 实施例6
[0069] 如在实施例1中制备实施例6,不同之处在于，没有形成底涂层并且在塑性基底上 直接形成表面涂料层。用于形成表面涂料层的涂料组合物如表1中所示。
[0070] 比较例1
[0071] 如表1中所示，没有使用膨胀珠和无机填料，并且进行注射成型以便通过在注射 成型材料中包括添加剂而具有表面压花。因为在注射成型产品的表面上形成压花，所以没 有使用单独的涂料。
[0072] 比较例2到4
[0073] 如在实施例1中制备比较例2到4,不同之处在于，用于形成表面涂料层的涂料组 合物如表1中所示。
[0074] 表 1
[0075]
[0076] 在表1中，PEP指的是聚酯多元醇，PUD指的是聚氨酯分散体，PCP指的是聚碳酸酯 多元醇。
[0077] 已经参考其示例性实施方式详细描述了本发明。然而，本领域技术人员应当理解， 在不背离本发明的原理和精神的情况下，可以在这些示例性实施方式中进行改变，本发明 的范围限定在所附权利要求和它们的等价物中。
[0078] 测试例
[0079] 测试例
[0080] 对于在实施例和比较例中各自制备的构件样本，由12个专家小组在相同条件下 测量、比较和评价物理性能。
[0081] 在每个测量标准中，每个小组通过给出从最低为1到最高为10的等级来进行评 价，并且对于每项，对排除最高等级和最低等级的10个评价等级进行平均，并且列出标准 的平均值示出在表2中。
[0082] 表 2
[0083]
[0084] 根据测试评价结果，可以证明，当以上述量使用膨胀珠时，可以在所有方面获得性 能的大幅改善。此外，可以证实，在干燥涂料时，膨胀珠可以膨胀，从而为涂覆膜提供缓冲感 受性，并且无机填料可以有助于涂覆膜的滑动感受性。因此，当在涂料中都包括膨胀珠颜料 和无机填料时，可以获得改进的表面滑动感受性和缓冲感受性。
[0085] 如上所述，根据本发明，当同时获得表面滑动感受性和缓冲结构时，可以获得类似 于天然纤维的结构。而且，膨胀珠可以适当用于提供涂覆膜的物理性能，并且具体地，当将 无机填料另外添加到其中时，可以获得大幅改善的物理性能。
[0086] 因此，根据本发明的各个示例性实施方式的具有纤维结构的涂料构件可以用作可 用于各种塑性内饰结构的内饰材料或车辆内饰材料。具体地，具有纤维结构的涂料构件可 以用于作为车辆内饰材料的汽车柱装饰单元的内饰材料。
【主权项】
1. 一种具有纤维结构表面的涂料构件，包括： 模塑性基底；以及 表面涂料层，所述表面涂料层包括涂覆在其上的膨胀珠， 其中，在所述表面涂料层中包括的所述膨胀珠暴露于表面，并且所述纤维结构表面通 过所述膨胀珠获得。2. 根据权利要求1所述的涂料构件，进一步包括： 设置在所述模塑性基底与包括涂覆在其上的膨胀珠的所述表面涂料层之间的底涂层。3. 根据权利要求1所述的涂料构件，其中，所述表面涂料层以20到50ym的厚度形成。4. 根据权利要求1所述的涂料构件，其中，所述表面涂料层进一步包含无机填料。5. 根据权利要求1所述的涂料构件，其中，在所述表面涂料层中包括的所述膨胀珠在 干燥后具有50到500ym的粒径尺寸。6. 根据权利要求4所述的涂料构件，其中，所述无机填料是SiO2-Al203-Ca0类矿物纤 维。7. 根据权利要求4所述的涂料构件，其中，所述无机填料是具有5到10ym的长度的矿 物纤维。8. 根据权利要求1所述的涂料构件，其中，所述表面涂料层进一步包含选自由聚氨酯 珠、光稳定剂、粘度剂和消光剂组成的组中的一种或多种作为添加剂。9. 根据权利要求2所述的涂料构件，其中，所述底涂层包括聚烯烃、聚丙烯酸类聚氨酯 或它们的组合。10. 根据权利要求2所述的涂料构件，其中，所述底涂层具有1到20ym的厚度。11. 一种具有纤维结构表面的涂料构件的制备方法，包括以下步骤： 制备模塑性基底； 通过在所述模塑性基底的表面上涂覆包含膨胀珠的涂料组合物形成表面涂料层；以及 干燥所述表面涂料层。12. 根据权利要求11所述的涂料构件的制备方法，进一步包括以下步骤： 在制备所述模塑性基底之后并且在形成所述表面涂料层之前，涂覆底涂层。13. 根据权利要求11所述的涂料构件的制备方法，其中，所述涂料组合物包括聚酯多 元醇、聚氨酯分散体、聚碳酸酯多元醇或它们的组合。14. 根据权利要求11所述的涂料构件的制备方法，其中，所述涂料组合物进一步包括 固化剂。15. 根据权利要求11所述的涂料构件的制备方法，其中，将所述表面涂料层的所述膨 胀珠以按重量计1到10 %的量包括在涂覆至所述表面涂料层的所述涂料组合物中。16. 根据权利要求11所述的涂料构件的制备方法，其中，将所述无机填料进一步以按 重量计1到10%的量包括在涂覆用于形成所述表面涂料层的所述涂料组合物中。17. 根据权利要求11所述的涂料构件的制备方法，其中，在80到120°C的温度下进行 所述干燥。18. 根据权利要求11所述的涂料构件的制备方法，其中，通过调节在所述表面涂料层 中包括的所述膨胀珠的尺寸同时调节干燥工艺中的干燥温度来改变所述表面涂料层的纤 维结构。19. 一种汽车内饰材料，利用根据权利要求1所述的具有纤维结构表面的涂料构件形 成。20. 根据权利要求19所述的汽车内饰材料，其中，所述内饰材料是汽车柱装饰单元。
【专利摘要】本发明公开了具有纤维结构表面的涂料构件及其制备方法。公开了具有纤维结构表面的涂料构件。该涂料构件具有优良的纤维结构表面，并且通过使用简化的涂抹方法形成各种压花，而不是在注射表面上形成压花，来制备该表面。具体地，通过在模塑性基底上形成包括膨胀珠的表面涂料层来形成各种压花。还提供用于制备该涂料构件的方法。
【IPC分类】C09D7/12, C09D7/00
【公开号】CN104893397
【申请号】CN201410850986
【发明人】卢银珠, 郑雨哲
【申请人】现代自动车株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年12月30日
【公告号】DE102014226848A1, US20150247058
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