电磁能吸收光学产品及其制造方法技术

公开了可用作用于将不透明制品着色的复合材料的电磁能吸收光学产品，例如涂料复合材料或汽车包装。所述电磁能吸收光学产品包括聚合物基底和复合涂层，所述复合涂层包括第一和第二层，其各自包含结合基团组分，所述结合基团组分一起形成互补结合基团对。

Electromagnetic Energy Absorption Optical Products and Their Manufacturing Method

Electromagnetic energy absorption optical products, such as paint composites or automotive packaging, which can be applied to composites that stain opaque products are disclosed. The electromagnetic energy absorption optical product comprises a polymer substrate and a composite coating, the composite coating comprises a first and a second layer, each containing a binding group component, which together forms a complementary binding group pair.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电磁能吸收光学产品及其制造方法相关申请的交叉引用本申请是2014年12月15日提交的美国非临时申请14/569,955（其全部公开内容并入本文作为参考）的部分连续案。专利
本专利技术大体上涉及用于汽车应用的光学产品及其制造方法。更具体地，本专利技术涉及电磁能吸收窗膜或电磁能吸收复合材料，用于通过施加至不透明制品而为其着色，所述复合材料例如包括复合涂层在内的汽车包装（carwrap），所述复合涂层包括包含多离子粘合剂的第一层和包含电磁能吸收不溶性颗粒的第二层，其中所述第一层和第二层各自包含结合基团组分，其一起形成互补（complimentary）结合基团对。专利技术背景通常已通过使用有机染料对光学产品例如汽车和建筑窗膜赋予颜色。更特别地，用于由聚酯生产染色膜的现有商业实践涉及在染色法过程中，基底的分子结构在热有机溶剂，例如乙二醇浴中溶胀，因为溶胀的聚酯（特别是PET）膜能够吸收有机染料。这些膜和它们的制造方法有许多缺点。首先，需要将基底暴露于有机溶剂和升高的温度，其表现出机械和化学挑战，例如与储存原料溶剂和处理所得废弃物相关的环境危害和成本。此外，溶胀的基底需要特殊处理以避免下游延伸，由此降低产品收率。然后，聚酯升高工艺温度和干燥后基底膜中的残余溶剂限制基底的下游用途和加工，这反过来限制这样的干燥的膜的潜在最终应用。在工艺方面，现有方法使用大体积染料浴，这使得商业制造中的快速着色变化变得困难。最后，仅有有限的有机染料在热溶剂溶胀介质中可溶和稳定并且这些中的许多经常经受由于基底用于窗膜应用时遭受的高能辐射（低于400nm波长）所造成的降解，由此缩短产品的使用寿命。为了克服这些缺点，一些膜制造商已转变为在基础聚合物膜的表面上使用加颜料的膜以将聚合物膜着色。例如，美国公开申请No.2005/0019550A1描述了颜色稳定的加颜料光学物体，其包括具有至少一层定向热塑性聚合物材料的单层或多层芯，其中所述定向热塑性聚合物材料中分散有微粒颜料。如该公开申请中提到的，这些产品可存在许多加工和性能缺点。例如，这种类型的层通常作为薄膜施加并且可以使用相对高的颜料浓度以实现所需着色水平，特别在具有相对高的所需暗化水平的汽车窗膜中，例如在可见光区域中具有小于50%的电磁能透射率（或Tvis）的那些。这些高颜料浓度难以均匀分散在薄层内。更通常，加颜料的层可能具有更大的雾度和降低的清晰度，即使在具有相对中等、低和甚至最小水平的所需暗化的应用中（例如建筑窗膜）也如此。如美国专利5,030,513中所述，先前也已对光学产品着色，该光学产品例如用于通过施加至不透明制品（例如汽车面板）而为其着色的复合材料。这样的复合材料在本领域中有时被称为涂料复合材料或在用于汽车面板时，称为汽车包装。然而，为了实现所需颜色饱和度，含有颜色的层的典型厚度报道为在最高80%的颜料浓度下大约0.1至3密耳（大约2500nm至76000nm）。除了如上所述的难以实现均匀分散，这些通常更厚和高固含量的加颜料涂层可能具有表面均匀性问题，在本领域中称为桔皮或表面斑驳。尽管表面活性剂、流动控制剂和其它类似添加剂可用于将这些问题最小化，但它们通常不能实现现代日常光学产品所需的均匀度水平。厚溶剂型以及水型涂层也需要对基底施加显著量的能量以干燥或固化，同时还从环境角度更不具吸引力。因此在本领域持续需要满足目前商业窗膜以及汽车窗和车辆着色和/或保护膜的所有雾度、清晰度、表面均匀性、UV稳定性和产品长使用寿命要求，以及能够通过优选在环境温度和压力下进行的环境友好、基于水的着色法制造的光学产品。专利技术概述本专利技术通过提供包括复合涂层的光学产品解决该持续需要并实现其它良好和有用的益处。该光学产品的复合涂层包括包含多离子粘合剂的第一层和包含电磁能吸收不溶性颗粒的第二层。第一层和第二层各自包含结合基团组分，其一起形成互补结合基团对。本专利技术的其它方面如本文所公开和要求保护。附图简述下文参考附图进一步详细描述本专利技术，其中在全部附图中相同的附图标记表示相同要素并且其中图1是本专利技术的电磁能吸收光学产品的一个实施方案的示意性横截面；图2是包括多个复合涂层的本专利技术的电磁能吸收光学产品的一个实施方案的示意性横截面；图3是描述由实施例2中生产的电磁能吸收光学产品的分析生成的电磁透射率数据的图；图4是描述由实施例4中生产的电磁能吸收光学产品的分析生成的电磁吸收数据的图；图5是描述由实施例4和5中生产的电磁能吸收光学产品的分析生成的电磁吸收数据的图；图6是描述由实施例4和6中生产的电磁能吸收光学产品的分析生成的电磁吸收数据的图；图7是描述由实施例4和7中生产的电磁能吸收光学产品的分析生成的电磁吸收数据的图；和图8是描述由实施例2、4和8中生产的电磁能吸收光学产品的分析生成的电磁吸收数据的图；图9是描述由实施例9和10中生产的电磁能吸收光学产品的分析生成的电磁吸收数据的图.详细描述如图1和2所示，本专利技术大体上涉及电磁能吸收光学产品10，其包括聚合物基底15和复合涂层20。所述复合涂层包括第一层25和第二层30。优选地，第一层25在其第一面28紧邻所述聚合物基底20并且第二层30在其相对面32紧邻第一层25。第一层25包含多离子粘合剂而第二层30包含电磁能吸收不溶性颗粒。层25和30各自包含结合基团组分，其中第一层的结合基团组分和第二层的结合基团组分构成互补结合基团对。本文所用的短语“互补结合基团对”是指结合相互作用，例如静电结合、氢键、范德华相互作用、疏水相互作用和/或化学诱导共价键存在于复合涂层的第一层的结合基团组分和第二层的结合基团组分之间。“结合基团组分”是化学官能团，其与互补的结合基团组分一起建立一种或多种上述结合相互作用。组分在通过它们各自的电荷建立结合相互作用的意义上是互补的。复合涂层的第一层25包含多离子粘合剂，其定义为沿聚合物主链含有多个正电荷或负电荷部分的大分子。具有正电荷的多离子粘合剂称为多阳离子粘合剂而具有负电荷的多离子粘合剂称为多阴离子粘合剂。另外，本领域技术人员将理解，取决于如pH的因素，一些多离子粘合剂可以充当多阳离子粘合剂或多阴离子粘合剂并且称为两性的。多离子粘合剂的带电荷部分构成第一层的“结合基团组分”。合适的多阳离子粘合剂实例包括聚（烯丙胺盐酸盐）、直链或支链聚（乙烯亚胺）、聚（二烯丙基二甲基氯化铵）、称为聚季铵盐或Polyquats的大分子及其各种共聚物。本专利技术也考虑多阳离子粘合剂的共混物。合适的多阴离子粘合剂实例包括含羧酸化合物，例如聚（丙烯酸）和聚（甲基丙烯酸）以及含磺酸盐化合物，例如聚（苯乙烯磺酸盐）及其各种共聚物。本专利技术也考虑多阴离子粘合剂的共混物。多阳离子和多阴离子类型的多离子粘合剂通常是本领域技术人员公知的并且描述在例如美国公开专利申请No.US20140079884（授予Krogman等）中。合适的多阴离子粘合剂的实例包括聚丙烯酸（PAA）、聚（苯乙烯磺酸盐）（PSS）、聚（乙烯醇）或聚（乙酸乙烯酯）（PVA、PVAc）、聚（乙烯基磺酸）、羧甲基纤维素（CMC）、聚硅酸、聚（3,4-亚乙基二氧噻吩）（PEDOT）及其与其它聚合物的组合（例如PEDOT:PSS）、多糖及上述的共聚物。合适的多阴离子粘合剂的其它实例包括三甲氧基硅烷官能化的PAA或PAH或生物分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电磁能吸收光学产品，其包括：a）聚合物基底和b）复合涂层，所述复合涂层包括包含多离子粘合剂的第一层和包含电磁能吸收不溶性颗粒的第二层，其中所述第一层和所述第二层各自包含结合基团组分，其一起形成互补结合基团对；其中所述光学产品是通过施加至不透明制品而为其着色的复合材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.23 US 15/2743481.电磁能吸收光学产品，其包括：a）聚合物基底和b）复合涂层，所述复合涂层包括包含多离子粘合剂的第一层和包含电磁能吸收不溶性颗粒的第二层，其中所述第一层和所述第二层各自包含结合基团组分，其一起形成互补结合基团对；其中所述光学产品是通过施加至不透明制品而为其着色的复合材料。2.权利要求1的光学产品，其中所述复合涂层具有5nm至300nm的总厚度。3.权利要求1的光学产品，其中所述第一层在其第一面紧邻所述聚合物基底且所述第二层在其相对面紧邻所述第一层。4.权利要求1的光学产品，其中所述电磁能吸收颗粒包含微粒颜料，其表面包含所述第二层的所述结合基团组分。5.权利要求1的光学产品，其进一步包括第二复合涂层，所述第二复合涂层包括包含多离子粘合剂的第一层和包含电磁能吸收颗粒的第二层，其中所述第二复合涂层的所述第一层和所述第二复合涂层的所述第二层包含互补结合基团对。6.权利要求7的光学产品，其中所述第一复合涂层的所述第二层和所述第二复合涂层的所述第二层组合提供电磁能吸收特征的附加效果和电磁能吸收光学产品的效果。7.权利要求1的光学产品，其中所述不透明制品选自交通工具；交通工具面板、交通工具部件及其一部分。8.权利要求9的光学产品，其中所述交通工具是汽车、飞机或轮船。9.权...

【专利技术属性】
技术研发人员：B南德，LC波曼，KC克罗曼，M豪金斯，AB波特，T格拉西莫夫，RP舒尔茨，
申请(专利权)人：伊士曼化工公司，
类型：发明
国别省市：美国,US