[发明专利]有机树脂层压板、制造和使用该有机树脂层压板的方法以及包含该有机树脂层压板的物品

说明书

技术领域

本文公开了一种具有耐候性和耐损性的有机树脂层压板（laminate）、包含该有机树脂层压板的物品，以及制造和使用该有机树脂层压板的方法。

背景技术

由于有机树脂材料具有很多的优势，包括耐冲击性、质量轻以及可加工性，它被广泛地应用在不同的领域。目前，人们做出努力以更充分地利用这些特性。一种这样的途径是将具有增强表面硬度和耐磨性的模制有机树脂应用到不同交通工具的窗户。在玻璃装配（glazing）的应用中，要求具有与玻璃相当的高水平耐磨性和户外耐候性。对于汽车，例如，要求具有高水平耐磨性是为了防止雨刮运作引起挡风玻璃的损伤（mar），并且防止上下活动操作引起侧窗的损伤。还必须考虑到可能在非常高温和/或潮湿的环境中使用。

现有技术中，有机树脂或塑料的基板（substrate）表面涂布多种涂层组合物，以形成表面保护膜，赋予高硬度和耐损性。例如，包含可水解有机硅烷的水解产物或部分水解产物和可选的硅胶的组合物是已知的。

例如，JP-A S51-2736、JP-A S53-130732和JP-A S63-168470公开了包含有机烷氧基硅烷、有机烷氧基硅烷的水解产物和/或部分水解产物和硅胶的涂层组合物，其中在过量水存在时，烷氧基转化为硅烷醇。然而，与待取代的玻璃或物体相比，这些湿式涂层体系形成的涂层有低硬度和耐损性差的问题。

在涂膜能长时间耐受日照和露天环境前，必须解决几个问题。具有耐损性的湿式或干式涂层缺少阻隔UV的能力，并且由于暴露在UV下，树脂基板、为基板提供粘附的底层（primer layer）或在它们之间的界面能发展成降解或褪色的现象。人们提出了几种技术来防止这种现象，包括在底层添加UV吸收剂，以及将UV吸收性有机取代基通过化学键纳入到形成底层的有机树脂中。UV吸收性有机取代基和UV吸收剂指的是二苯甲酮、苯并三唑、三嗪和类似的取代基，以及包含这些基团的有机化合物。参见JP-A H04-106161、JP3102696、JP-A2001-47574和JP3841141。

上述阻隔UV的技术是通过将有机UV吸收剂纳入到底层中。由于底层本身的主要目的是提高在下面的基板和硅树脂层之间的粘附，加入额外量的紫外线吸收剂会产生一些问题，例如失去粘附力和透明度。在长期的室外暴露试验和加速老化试验中表明，单独由底层阻隔UV不足以防止有机树脂基板的降解或褪色。

一种补偿这个缺陷的方法是在硅树脂层也加入有机UV吸收剂。但是，简单地在涂层组合物中加入这种化合物会导致涂层缺乏耐久性。也就是说，由于长期的自然暴露，UV吸收剂从表面渗出和排出，使得涂层失去保持所需UV吸收的性能。然后，开发出甲硅烷基修饰的有机UV吸收剂，使得其可与涂层的主要成分硅氧烷化合物化学键合。参见JP-B S61-54800、JP-B H03-14862、JP-B H03-62177和JP-A H07-278525。这种措施提高了保持力，因为UV吸收剂牢固地结合到硅氧烷基质。另一方面，这些涂层的耐损性实际上变差了，耐损性是本来想要的，或由于柔韧性降低，形成明显的微裂纹。如上所论述的，有机UV吸收剂具有的本质缺陷是，随着UV吸收剂的量增加（以提高耐候性），硅树脂膜的硬度变低。

如上文所述，湿式和干式涂层体系成功赋予高水平的耐候性和耐损性，但是其需要多层涂层工艺，急需简化多层沉积工艺以减少处理时间、增加产量以及最终降低成本。实际涂层体系由至少四层组成，即有机树脂基板、底层、耐候层和干耐磨层（dry abrasion resistant layer）。此处，底层主要是由丙烯酸涂层形成，而耐候层主要由硅树脂硬质涂层形成。所述体系是通过在一有机树脂基板上涂覆一湿底漆涂层并使其固化、涂覆一硅树脂硬质涂层并使其固化，以及进一步的通过干燥工艺形成一氧化物涂层产生的。

如上讨论，人们已做出许多的尝试来改进湿式和干式涂膜的耐候性、耐损性和其它特性。但是，不存在具有这样涂层体系的层压板，其显示出可见光透过性和UV屏蔽的特性，并且具有足够的耐候性和耐久性以承受长期的户外暴露，同时保持非常高水平的耐损性（即与玻璃相当），该层压板以一种简单的方式制造。

发明内容

本文公开的是有机树脂层压板以及制造和使用该有机树脂层压板的方法和由该有机树脂层压板制造的物品。