多層復合材料制品制造技術

本文所述的是復合材料制品，其包括基材；以及在基材的至少一個面上設置于其上的多層涂層。多層涂層包括(i)相鄰于基材的耐磨層，其中耐磨層包含無機氧化物納米粒子和聚合物粘結劑；以及(ii)與基材相對的相鄰于耐磨層的抗反射層，其中抗反射層包含氟硅烷聚合物，其中氟硅烷聚合物包含：至少一個由下式(I)表示的單體單元A其中R1表示H或甲基，L1表示共價鍵或具有1個碳原子至10個碳原子的二價脂族基團，每個Y1獨立地表示具有1個碳原子至6個碳原子的烴基基團，每個Y2獨立地表示可水解基團；g為0、1或2；以及至少一個由下式(I)表示的二價單體單元B其中R2、R3和R4表示H、甲基、三氟甲基或F，其中R2、R3和R4中的至少一個為F，Rf1表示共價鍵或選自由以下項組成的組的二價基團：?(CF2O)a?、?(CF2CF2O)b?、?(CF2CF2CF2O)c?、?(CF2CF2CF2CF2O)d?、?(CF2CF(CF3)O)e?以及它們的組合，其中a、b、c、d和e表示0至130范圍內的整數，并且其中1≤a+b+c+d+e≤130，并且Rf2為全氟烷基基團。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術描述了具有良好耐磨性和良好抗反射特性的多層復合材料制品。
技術實現思路
存在開發涂料組合物的需要，該涂料組合物可施加至寬形狀范圍的基材(包括復合彎曲的基材)。還存在識別涂料組合物的愿望，該涂料組合物更節省成本和/或在相對較低的溫度下可固化。理想的是，這些涂料組合物可通過例如浸涂、流涂、旋涂或輥到輥涂應用而施加至寬范圍的基材。還期望識別制品，其具有抗反射、耐磨、防靜電和/或易清潔的特征。在一個方面，描述了復合材料制品，其包括：基材；以及在基材的至少一個面上所設置的多層涂層，其中多層涂層包括：(i)相鄰于基材的耐磨層，其中耐磨層具有大于1.55的折射率，其中耐磨層包含無機氧化物納米粒子和聚合物粘結劑；以及(ii)與基材相對的相鄰于耐磨層的抗反射層，其中抗反射層具有小于1.48的折射率，并且其中抗反射層包含氟硅烷聚合物，其中氟硅烷聚合物包含：至少一個由下式表示的單體單元A其中R1表示H或甲基，L1表示共價鍵或具有1個碳原子至10個碳原子的二價脂族基團，每個Y1獨立地表示具有1個碳原子至6個碳原子的烴基基團，每個Y2獨立地表示可水解基團；g為0、1或2；以及至少一個由下式表示的二價單體單元B其中R2、R3和R4表示H、甲基、三氟甲基或F，其中R2、R3和R4中的至少一個為F，Rf1表示共價鍵或選自由以下項組成的組的二價基團：-(CF2O)a-、-(CF2CF2O)b-、-(CF2CF2CF2O)c-、-(CF2CF2CF2CF2O)d-、-(CF2CF(CF3)O)e-以及它們的組合，其中a、b、c、d和e表示0至130范圍內的整數，并且其中1≤a+b+c+d+e≤130，并且Rf2為全氟烷基基團。在另一個方面，描述了制備復合材料制品的方法，所述方法包括：提供基材；在所述基材的至少一部分上設置耐磨層，其中所述耐磨層具有大于1.55的折射率，其中所述耐磨層包含無機氧化物納米粒子和聚合物粘結劑；以及在所述耐磨層的至少一部分上設置抗反射層與基材相對，其中所述抗反射層具有小于1.48的折射率，并且其中所述抗反射層包含氟硅烷聚合物，其中所述氟硅烷聚合物包含：至少一個由下式表示的單體單元A其中R1表示H或甲基，L1表示共價鍵或具有1個碳原子至10個碳原子的二價脂族基團，每個Y1獨立地表示具有1個碳原子至6個碳原子的烴基基團，每個Y2獨立地表示可水解基團；g為0、1或2；以及至少一個由下式表示的二價單體單元B其中R2、R3和R4表示H、甲基、三氟甲基或F，其中R2、R3和R4中的至少一個為F，Rf1表示共價鍵或選自由以下項組成的組的二價基團：-(CF2O)a-、-(CF2CF2O)b-、-(CF2CF2CF2O)c-、-(CF2CF2CF2CF2O)d-、-(CF2CF(CF3)O)e-以及它們的組合，其中a、b、c、d和e表示0至130范圍內的整數，并且其中1≤a+b+c+d+e≤130，并且Rf2為全氟烷基基團。在另一個方面，描述了組合物，其包含：a)氟硅烷聚合物，其包含：至少一個由下式表示的單體單元A其中R1表示H或甲基，L1表示共價鍵或具有1個碳原子至10個碳原子的二價脂族基團，每個Y1獨立地表示具有1個碳原子至6個碳原子的烴基基團，每個Y2獨立地表示可水解基團；g為0、1或2；以及至少一個由下式表示的二價單體單元B其中R2、R3和R4表示H、甲基、三氟甲基或F，其中R2、R3和R4中的至少一個為F，Rf1表示共價鍵或選自由以下項組成的組的二價基團：-(CF2O)a-、-(CF2CF2O)b-、-(CF2CF2CF2O)c-、-(CF2CF2CF2CF2O)d-、-(CF2CF(CF3)O)e-以及它們的組合，其中a、b、c、d和e表示0至130范圍內的整數，并且其中1≤a+b+c+d+e≤130，并且Rf2為全氟烷基基團；以及b)無機納米粒子。上述
技術實現思路
并非旨在描述每個實施方案。本專利技術的一個或多個實施方案的細節還在下面的說明書中給出。根據本說明書和權利要求書，其它特征、目標和優點將顯而易見。附圖說明圖1為根據本公開的示例性復合材料制品10的示意性側視圖。圖2為三種不同樣品基材A、涂覆有ARC-6的基材A和涂覆有ARC-11的基材A的％透射率(％T)與波長的曲線圖。應當理解，本領域的技術人員可設計出落入本公開原理的范圍和實質內的許多其它修改和實施方案。附圖可不按比例繪制。具體實施方式如本文所用，術語“一個”、“一種”和“所述”可互換使用并指一個或多個；術語“脂族”是指不含芳族部分的任何有機基團或分子；術語“烯烴”是指由碳原子和氫原子組成的烯鍵式不飽和化合物；并且術語“氟化烯烴”是指其中一個或多個氫原子已被氟原子取代的烯烴。前綴“(甲基)丙烯?；币庵浮氨；焙?或“甲基丙烯酰基”。以及“和/或”用于指示所說明的情況的一者或兩者均可發生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)。另外，本文中由端點表述的范圍包括該范圍內所包括的所有數值(例如，1至10包括1.4、1.9、2.33、5.75、9.98等)。另外，本文中“至少一個”的表述包括一個及以上的所有數目(例如，至少2個、至少4個、至少6個、至少8個、至少10個、至少25個、至少50個、至少100個等)。將抗反射涂料施加至制品，諸如光學裝置(例如，鏡片、顯示器)，以降低反射和/或改善透光率。傳統上，節省成本的一層抗反射性能是通過在基材與空氣之間的接觸面處施加低折射率組合物的薄層來實現的。通常，抗反射涂料需要UV固化(例如，如公開于美國專利公布號2006/0147723中)，其對于非平坦的基材，諸如復合彎曲的基材或紫外線不穩定的樣品，是不理想的。另選地，高溫燒結方法可用于固化抗反射涂料，然而，該方法對于可在燒結溫度下熔化的塑料基材是不理想的。在另一個方法中，諸如公開于美國專利號6816310中，化學氣相沉積用于將抗反射層施加至基材上，然而，該方法可能是昂貴的。對于需要浸涂方法的應用，諸如當涂覆復雜形狀的對象，尤其是由有機聚合物制成的那些時，需要相對較低溫度的可通過加熱來固化的組合物。本公開涉及包括施加到基材上的至少兩個可通過加熱來固化的涂層的多層復合材料制品。相鄰于基材的第一涂層為具有相對較高折射率的耐磨組合物，而第二涂層為具有相對較低折射率的抗反射組合物。第一層向基材提供良好的粘附性和/或增加耐久性，而第二層包含氟硅烷聚合物并且提供抗反射特性以及防污的低表面能涂層。本公開的示例性復合材料制品示于圖1。復合材料制品10包括基材12和在一個面上的包括耐磨層14和抗反射層16的多層涂層?？狗瓷鋵?6被定位以暴露于大氣環境，而耐磨層14被定位在基材12和抗反射層16之間。雖然圖1僅舉例說明了包括多層涂層的基材的一個面，但是基材的其它面也可包括多層涂層。雖然未示出，但除了抗反射層和耐磨層之外其它層可并入復合材料制品中，所述其它層包括但不限于，其它硬涂層、粘合劑層、底漆層、光漫射涂層、衍射光柵以及其它微結構等等。優選地，抗反射層聯接到耐磨層。基材本公開的基材可為有機基材(意味著基材包括碳原子)，或無機基材。示例性基材包括聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚氯乙烯(PVC)、乙酸丁酸纖維素(C本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種復合材料制品，所述復合材料制品包括：基材；以及在所述基材的至少一個面上所設置的多層涂層，其中所述多層涂層包括：(i)相鄰于所述基材的耐磨層，其中所述耐磨層具有大于1.55的折射率，其中所述耐磨層包含無機氧化物納米粒子和聚合物粘結劑；以及(ii)與所述基材相對的相鄰于所述耐磨層的抗反射層，其中所述抗反射層具有小于1.48的折射率，并且其中所述抗反射層包含氟硅烷聚合物，其中所述氟硅烷聚合物包含：至少一個由下式表示的單體單元A其中R1表示H或甲基，L1表示共價鍵或具有1個碳原子至10個碳原子的二價脂族基團，每個Y1獨立地表示具有1個碳原子至6個碳原子的烴基基團，每個Y2獨立地表示可水解基團，g為0、1或2；以及至少一個由下式表示的二價單體單元B其中R2、R3和R4表示H、甲基、三氟甲基或F，其中R2、R3和R4中的至少一個為F，Rf1表示共價鍵或選自由以下項組成的組的二價基團：?(CF2O)a?、?(CF2CF2O)b?、?(CF2CF2CF2O)c?、?(CF2CF2CF2CF2O)d?、?(CF2CF(CF3)O)e?以及它們的組合，其中a、b、c、d和e表示0至130范圍內的整數，并且其中1≤a+b+c+d+e≤130，并且Rf2為全氟烷基基團。...

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.12.19 US 61/918,0931.一種復合材料制品，所述復合材料制品包括：基材；以及在所述基材的至少一個面上所設置的多層涂層，其中所述多層涂層包括：(i)相鄰于所述基材的耐磨層，其中所述耐磨層具有大于1.55的折射率，其中所述耐磨層包含無機氧化物納米粒子和聚合物粘結劑；以及(ii)與所述基材相對的相鄰于所述耐磨層的抗反射層，其中所述抗反射層具有小于1.48的折射率，并且其中所述抗反射層包含氟硅烷聚合物，其中所述氟硅烷聚合物包含：至少一個由下式表示的單體單元A其中R1表示H或甲基，L1表示共價鍵或具有1個碳原子至10個碳原子的二價脂族基團，每個Y1獨立地表示具有1個碳原子至6個碳原子的烴基基團，每個Y2獨立地表示可水解基團，g為0、1或2；以及至少一個由下式表示的二價單體單元B其中R2、R3和R4表示H、甲基、三氟甲基或F，其中R2、R3和R4中的至少一個為F，Rf1表示共價鍵或選自由以下項組成的組的二價基團：-(CF2O)a-、-(CF2CF2O)b-、-(CF2CF2CF2O)c-、-(CF2CF2CF2CF2O)d-、-(CF2CF(CF3)O)e-以及它們的組合，其中a、b、c、d和e表示0至130范圍內的整數，并且其中1≤a+b+c+d+e≤130，并且Rf2為全氟烷基基團。2.根據權利要求1所述的復合材料制品，其中所述氟硅烷聚合物含有小于或等于0.49重量％的氟化烯烴。3.根據權利要求1所述的復合材料制品，所述至少一個二價單體單元B具有2≤a+b+c+d+e≤130。4.根據權利要求1所述的復合材料制品，其中所述至少一個單體單元B與所述至少一個單體單元A的重量比為至少0.8。5.根據權利要求1所述的復合材料制品，其中所述至少一個單體單元A與所述至少一個單體單元B的平均摩爾比為至少1。6.根據權利要求1所述的復合材料制品，其中所述基材為彎曲的膜或復合曲線。7.根據權利要求1所述的復合材料制品，其中所述基材包括塑料膜、眼鏡鏡片、眼鏡保護和安全防護件中的至少一種。8.根據權利要求1所述的復合材料制品，其中所述抗反射層還包含各向異性的二氧化硅納米粒子。9.根據權利要求1所述的復合材料制品，其中所述無機氧化物納米粒子包含氧化鋯納米粒子。...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳葵，C·M·伊利塔羅，楊宇，盧永上，A·L·萊文，H·L·萊徹格，S·H·空，S·S·伊耶，I·N·豪根，M·B·阿里，
申請(專利權)人：三M創新有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US