硬质涂层浸渍的聚碳酸酯前照灯透镜及相关方法技术

一种前照灯透镜包括聚碳酸酯基体以及覆盖在该聚碳酸酯基体的至少一个表面上的浸渍的保护性外层。

【技术实现步骤摘要】

本申请总体涉及车辆设备领域，并且更加具体地涉及一种硬质涂层浸渍的聚碳酸酯透镜，该透镜生产成本比较便宜并且提供更好的性能，这些性能具体地包括更好的抵抗随时间推移的紫外线(UV)退化以便在车辆使用寿命期间为光的自由通过保持透明。
技术介绍
目前，前照灯透镜由光学透明的聚碳酸酯成型而成。为了防止前照灯透镜磨损及紫外线(UV)风化退化，透明二氧化硅硬质涂层及抗UV添加物被施加于前照灯的前部表面上。二氧化硅硬质涂层聚碳酸酯前照灯透镜提供极好的抗划痕性及极好的抗冲击性能。然而，二氧化硅硬质涂覆的聚碳酸酯前照灯透镜存在许多缺点。更加具体地，二氧化硅硬质涂层工艺非常昂贵并且通常需要大型设备开支以便实施。另外，暴露于来自太阳射线的UV辐射破坏涂层及基于聚碳酸酯基体的透镜。目前最先进的UV保护持续达到3000小时的加速风化。然而，应该领会的是包括例如在美国的阳光地带(SunBelt)地区的车辆的许多车辆暴露在大量的UV辐射中，随着时间推移这些UV辐射分解基体导致变黄并且变暗，这降低了前照灯的性能。另外，随着太阳的UV射线使基体退化，二氧化硅硬质涂层可能从聚碳酸酯基体上分层，加速了基体的退化。这也导致透镜的冲击性能的退化。更进一步地，硬质涂层工艺依赖于挥发性有机化合物(VOC)，而挥发性有机化合物(VOC)是一环境问题。本文涉及一种新的及改进的方法，该方法提供类似的或改进的抗划痕性及显著优于目前聚碳酸酯前照灯透镜中发现的UV性能。因此，可以为车辆使用寿命更好地保持抗冲击性能及透明度。另外，用于提供该增加的性能的方法比现有工艺更加经济并且不会像现有工艺那样向大气释放VOC。
技术实现思路
根据在此描述的目的及优点，提供一种前照灯透镜。该前照灯透镜包含聚碳酸酯基体及覆盖该聚碳酸酯基体的至少一个表面的浸渍的保护性外层。在一个可行的实施例中，浸渍的保护性外层包括抗划痕剂及UV抑制剂。在一个可行的实施例中，抗划痕剂是聚硅氧烷基。在一个可行的实施例中，该抗划痕剂选自由以下材料组成的群组：乙烯基(单、二和三-烷氧基硅烷)、苯基(一、二和三-烷氧基硅烷)、联苯基二烷氧基硅烷、乙烯基三烷氧基硅烷、及其它聚硅氧烷基分子及它们的混合物。在一个可行的实施例中，UV抑制剂选自由以下材料组成的群组：苯甲酮、苯并三唑、类似羟苯基三嗪的其他化合物及它们的混合物。更进一步地，在一个可行的实施例中，浸渍的保护性外层进一步包括UV稳定剂。在一个可行的实施例中，该稳定剂可以是受阻胺光稳定剂。更进一步地，任何实施例中的聚碳酸酯基体可以包括多个孔隙。另外，抗划痕剂可以包含聚硅氧烷基分子，该聚硅氧烷基分子具有相对大的头部及相对窄的尾部，其中头部停留在基体的表面上覆盖孔隙并且尾部穿透孔隙并且用作头部的锚。根据附加方面，提供一种制造具有提供抗划痕性及UV保护的浸渍的外层的聚碳酸酯前照灯透镜的方法。该方法可以被描述为包含以下步骤：由聚碳酸酯材料成型前照灯透镜基体，在成型之后清洗聚碳酸酯基体以及向聚碳酸酯基体的表面浸渍保护性外层以制成聚碳酸酯浸渍的前照灯透镜。这之后紧接着冲洗并且干燥透镜。在一个可行的实施例中，该方法进一步包括浸渍之后增加保护性外层的厚度。在一个可行的实施例中，这通过化学增强的物理气相沉积完成。在一个可行的实施例中，该方法包括在保护性外层中加入抗划痕剂及UV抑制剂。该抗划痕剂可以选自由以下材料组成的群组：乙烯基(单、二和三-烷氧基硅烷)、苯基(一、二和三-烷氧基硅烷)、联苯基二烷氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、其它聚硅氧烷基分子及它们的混合物。另外，该方法可以包括从由以下材料组成的群组中选择UV抑制剂：苯甲酮、苯并三唑、其他抗UV化合物及它们的混合物。另外，该方法可以包括在保护性外层中加入一种或多种UV稳定剂。在一个可行的实施例中，该方法包括在成型之后且在清洗之前将前照灯透镜基体冷却至65℃至室温之间的一温度。另外，该方法包括通过在65-90℃之间的温度下将基体浸入包括浸出溶液浴的浸渍罐中10到60秒的一段时间来浸渍，以便打开基体中的孔隙以允许保护性外层至基体的表面浸渍。在一个可行的实施例中，抗划痕剂及UV抑制剂在单个步骤中浸渍。在另一可行的实施例中，为了形成所需的硬质涂层厚度的目的，抗划痕剂及UV抑制剂在多个步骤中浸渍。另外，该方法可以包括以下步骤：对经选择的浸渍透镜执行抗划痕测试及根据需要调整浸出溶液浴中的添加物的浓度直至获得所需的结果。在下面的说明书中示出并描述了前照灯透镜的多个优选实施例。如应该意识到的，在不脱离在下面的权利要求中所描述的前照灯透镜的情况下，前照灯透镜能够实现其他的、不同的实施例并且其多个细节能够在各个、明显的方面进行修改。相应地，附图及说明书应该被认为是实质上说明性的而非限制性的。附图说明在此并入并且形成说明书一部分的所附的附图说明了浸渍的前照灯透镜的多个方面并且与说明书一起用于解释其某些原理。图1是具有浸渍的保护性涂层的聚碳酸酯透镜的示意图。现在将详细参照前照灯的本优选实施例，在所附附图中说明了该优选实施例的示例。具体实施方式现在参照说明了前照灯透镜10的图1。该前照灯透镜10包含聚碳酸酯基体12及覆盖聚碳酸酯基体的至少一个表面(即前部表面)的浸渍的保护性外层14以及可选择的PECVD(等离子体增强化学气相沉积)组成。在一个实施例中，浸渍的保护性外层14包括抗划痕剂及UV抑制剂。在一个可行的实施例中，抗划痕剂是基聚硅氧烷基。这样的抗划痕剂可以选自由以下材料组成的群组：乙烯基(单、二和三-烷氧基硅烷)、苯基(一、二和三-烷氧基硅烷)、联苯基二烷氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、及其它聚硅氧烷基分子及它们的混合物。在一个实施例中，UV抑制剂选自由以下材料组成的群组：苯甲酮、苯并三唑、或类似羟苯基三嗪的其他化合物及它们混合物。另外，在一个可行的实施例中，浸渍的保护性外层进一步包括一种或多种UV稳定剂。该UV稳定剂可以采用受阻胺光稳定剂的形式。如图1所示，在任意实施例中聚碳酸酯基体12包括多个孔隙16。在一个可行的实施例中，抗划痕剂包含聚硅氧烷基分子，该聚硅氧烷基分子具有相对大的头部18及相对窄的尾部20，其中头部停留在基体12的表面上覆盖孔隙16以便提供硬质抗冲击保护涂层，同时尾部20穿透孔隙并且起到头部的锚的作用。有利地，该结构提供浸渍的保护性外层14及聚碳酸酯基体12之间的化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种前照灯透镜，包含：聚碳酸酯基体；以及浸渍的保护性外层，所述保护性外层覆盖所述聚碳酸酯基体的至少一个表面。

【技术特征摘要】
2014.12.03 US 62/086,965;2015.08.21 US 14/832,4541.一种前照灯透镜，包含：
聚碳酸酯基体；以及
浸渍的保护性外层，所述保护性外层覆盖所述聚碳酸酯基体的至少一
个表面。
2.根据权利要求1所述的透镜，其中，所述浸渍的保护性外层包括抗
划痕剂及UV抑制剂。
3.根据权利要求2所述的透镜，其中，所述抗划痕剂是聚硅氧烷基。
4.根据权利要求3所述的透镜，其中，所述抗划痕剂选自由以下材料
组成的群组：乙烯基(单、二和三-烷氧基硅烷)、苯基(一、二和三-烷氧
基硅烷)、联苯基二烷氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、其它聚硅氧烷基
分子及它们的混合物。
5.根据权利要求4所述的透镜，其中所述UV抑制剂选自由以下材料
组成的群组：苯甲酮、苯并三唑、羟苯基三嗪及它们的混合物。
6.根据权利要求5所述的透镜，其中，所述浸渍的保护性外层进一步
包括UV稳定剂。
7.根据权利要求6所述的透镜，其中，所述UV稳定剂是受阻胺光稳
定剂。
8.根据权利要求3所述的透镜，其中，所述聚碳酸酯基体包括多个孔
隙。
9.根据权利要求8所述的透镜，其中所述抗划痕剂包含聚硅氧烷基分
子，所述聚硅氧烷基分子具有相对大的头部及相对窄的尾部，其中所述头
部停留在所述基体的表面上覆盖所述孔隙，并且所述尾部穿透所述孔隙并
起到所述头部的锚的作用。
10.一种用于制造聚碳酸酯前照灯透镜的方法，所述聚碳酸酯前照灯
透镜具有提供抗划痕性和UV保护的浸渍的外层，所述方法包含：
由聚碳酸酯材料成型所述前照灯透镜基体；
在成型之后清洗所述聚碳酸酯基体；
向所述聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·肯尼思·德洛克，塔拉·卡嫫，斯图尔特·C·萨尔特，阿尔森·特尔吉马尼安，约瑟夫·米什卡，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US