一种耐刮擦防护层及由其制成的耐刮擦材料制造技术

本发明专利技术公开了一种耐刮擦防护层及由其制成的耐刮擦材料，所述耐刮擦防护层包括聚甲基丙烯酸甲酯层和叠合在聚甲基丙烯酸甲酯层上的聚偏氟乙烯层。耐刮擦防护层为单层或多层结构，单层结构的耐刮擦防护层由一层聚甲基丙烯酸甲酯层和一层聚偏氟乙烯层叠合制成；多层结构的耐刮擦防护层由聚甲基丙烯酸甲酯层和聚偏氟乙烯层交替叠合制成。所述耐刮擦材料包括基材，基材外表面覆盖有单层或多层结构的耐刮擦防护层；所述基材为与聚甲基丙烯酸甲酯具有相容性的可热塑加工的高分子材料。

A scratch-resistant protective layer and scratch-resistant material made from it

【技术实现步骤摘要】
一种耐刮擦防护层及由其制成的耐刮擦材料
本专利技术涉及材料学领域，尤其涉及一种耐刮擦防护层及由其制成的耐刮擦材料。
技术介绍
聚偏氟乙烯(PVDF)树脂是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，为半结晶高分子。PVDF树脂兼具氟树脂和通用树脂的特性，除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐磨性和耐射线辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能，是目前含氟塑料中产量名列第二位的大产品。PVDF的应用十分广泛。在化工行业中，PVDF经常作为防护内衬，用于输送腐蚀性流体泵体，以抵抗腐蚀性化学物质；在化工和生活用水管道中，化学废弃物管道是PVDF的另一项重要应用；PVDF也被广泛用于各类建筑(住宅、商业、工业，以及公共建筑)中金属构件所需的长效建筑涂料系统的配制。但PVDF玻璃化温度较低(-35℃)，模量和屈服强度不高，属于一种软而韧的材料。当PVDF受到刮擦作用时容易发生表面的刮擦移除破坏，对材料的美观性、完整性和持久性带来负面影响，甚至造成产品的功能失效。在一些特定的应用领域，对PVDF表面有更高的耐刮擦以及物理性能的要求，普通PVDF材料则无法满足要求。通过与高强度高模量的材料共混，是提升材料耐刮擦性的重要方法。聚甲基丙烯甲酯(PMMA)是一种具有高强度和高模量的通用高分子材料，力学性能和加工性能优异，且与较多的高分子材料具有良好的相容性，被最为广泛地用作其他高分子材料的高硬度耐刮擦改性剂。例如，CN105802118A(一种高光高硬度耐刮擦ABS材料)和CN106854338A(一种高硬度耐刮擦ABS材料及其制备方法)通过将ABS与PMMA共混制备了耐刮擦ABS材料；CN108690286A(一种高硬度耐刮擦改性PVC材料及其制备方法)通过将PVC与PMMA共混制备了耐刮擦PVC材料；CN109486148A(一种透明的高硬度耐刮擦PC/PMMA合金)通过将PC与PMMA共混制备了耐刮擦PC材料。上述专利均是将需要进行耐刮擦改性的高分子材料基材，与具有优异耐刮擦性能的高分子材料(以PMMA为代表)共混，来实现提升基材高分子的耐刮擦性。但该方法对PVDF并不适用，原因如下：(1)、PVDF是一种具有低玻璃化温度的半结晶高分子。将PVDF和与其他更耐刮擦的高分子(如PMMA)共混后，由于PVDF和PMMA完全相容，两者混合后形成均相非晶共混物，得到的反而是比纯PVDF材料更软、更不耐刮擦的类橡胶的均相共混物；(2)、PVDF是一种具有优异耐腐蚀性和表面具有低摩擦系数的氟塑料，在PVDF基材中引入其他的高分子后，会对PVDF表面的耐腐蚀和耐磨、润滑性能产生不利影响。因此通过常规的共混改性手段，不仅无法实现PVDF耐刮擦性能的提升，反而还会造成PVDF其他理、化性能的下降。通过在材料外表面涂覆一层耐刮擦防护涂层，是提升材料耐刮擦性的另一种重要方法。例如，CN109608952A(聚醚酮酮增强氟树脂耐真空耐刮擦涂层)通过在金属基材上涂覆含聚醚酮酮的氟树脂底漆，在含聚醚酮酮的氟树脂底漆上涂覆聚醚酮酮改性氟树脂面漆，得到的聚醚酮酮增强氟树脂耐真空耐刮擦涂层；CN207863380U(一种耐刮擦涂层地板)制备了一种耐刮擦涂层地板，从下到上依次包括减震缓冲层、PVC层、耐压层及耐磨层，所述的耐磨层表面上辊涂有UV固化层，该UV固化层能加强耐磨层表面的硬度，进一步加强了耐刮擦涂层地板的耐磨性，从而延长了地板的使用寿命；CN103467651A(一种太阳能电池背板用耐刮擦涂层材料的制备方法)制备了一种用于太阳能电池背板表面防护的，具有耐刮擦、疏水性好、附着力强、成本低廉的含氟丙烯酸酯树脂涂层材料；CN101792564A(一种抗刮擦涂层及其制备方法)专利技术了一种简单廉价的在聚合物涂层中均匀分散无机纳米粒子的新方法，将聚电解质-无机物原位复合物作为构筑基元，利用层状组装技术将其在固态基底上进行组装，制备得到了仅含有少量无机填料的透明高硬度抗刮擦涂层。上述专利均是通过在需要进行耐刮擦改性的材料基材表面，涂覆一层具有优异耐刮擦性能的防护涂层，来实现提升基材材料的耐刮擦性。但该方法对PVDF也不适用，原因如下：(1)PVDF中的C—F键键能大、表面能低，与其他材料的附着力或层间结合力差，容易造成涂层局部脱落甚至全部剥落的现象；(2)PVDF表面引入涂层以后，难以保留PVDF材料本身优异的表面耐腐蚀、耐候和耐磨、润滑性能。因此，常规的共混改性或者表面防护涂层手段不仅难以实现PVDF表面耐刮擦性能的提升，反而还会造成PVDF表面其他理、化性能的下降。针对PVDF而言，需要一种新的方式，以实现在保留PVDF本身优异的表面耐腐蚀性、耐候性和耐磨性的基础上，提升PVDF的耐刮擦性能，以满足某些特定应用领域对PVDF表面更高的耐刮擦以及物理性能要求，从而拓宽其应用领域。
技术实现思路
本专利技术目的是针对上述问题，提供一种可以有效防止刮擦的耐刮擦防护层及由其制成的耐刮擦材料。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种耐刮擦防护层，所述耐刮擦防护层包括聚甲基丙烯酸甲酯层和叠合在聚甲基丙烯酸甲酯层上的聚偏氟乙烯层。进一步的，所述耐刮擦防护层为单层或多层结构，单层结构的耐刮擦防护层由一层聚甲基丙烯酸甲酯层和一层聚偏氟乙烯层叠合制成；多层结构的耐刮擦防护层由聚甲基丙烯酸甲酯层和聚偏氟乙烯层交替叠合制成。进一步的，所述聚偏氟乙烯层的厚度不大于0.07mm；所述聚甲基丙烯酸甲酯层的厚度不小于0.03mm。一种耐刮擦材料，所述耐刮擦材料包括基材，基材外表面覆盖有单层或多层结构的耐刮擦防护层；单层结构的耐刮擦防护层由一层聚甲基丙烯酸甲酯层和一层聚偏氟乙烯层叠合制成，多层结构的耐刮擦防护层由聚甲基丙烯酸甲酯层和聚偏氟乙烯层交替叠合制成；所述基材为与聚甲基丙烯酸甲酯具有相容性的可热塑加工的高分子材料。进一步的，所述基材为聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、ABS塑料、聚氯乙烯中的一种，或两种以上的组合。进一步的，所述耐刮擦材料通过共挤出、层压叠合或溶液涂覆方式制备而成。与现有技术相比，本专利技术具有的优点和积极效果是：1、本专利技术中的PMMA层与PVDF层完全相容，两者粘接良好，因此不会发生PVDF层和PMMA层之间的界面脱粘，有效延长了其使用寿命；2、次表面PMMA层的引入改变了外表面PVDF层在刮擦过程中的应力场，使表面PVDF的耐刮擦性能显著提升；3、本专利技术的表面成分与纯PVDF完全相同，因此在大幅提升PVDF材料表面的耐刮擦性能的同时，保留了PVDF材料本身优异的表面耐腐蚀性、耐候性和耐磨性；4、其既可以提升PVDF本体材料的耐刮擦改性，又可作为保护膜覆于有耐刮擦要求的材料的表面，具有极好的市场前景。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为单层结构耐刮擦防护层的结构示意图；图2为多层结构耐刮擦防护层的结构示意图；图3为耐刮擦材料的结构示意图；图4为多层结构耐刮擦防护层的制备流程图。具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐刮擦防护层，其特征在于：所述耐刮擦防护层包括聚甲基丙烯酸甲酯层和叠合在聚甲基丙烯酸甲酯层上的聚偏氟乙烯层。

【技术特征摘要】
1.一种耐刮擦防护层，其特征在于：所述耐刮擦防护层包括聚甲基丙烯酸甲酯层和叠合在聚甲基丙烯酸甲酯层上的聚偏氟乙烯层。2.如权利要求1所述的耐刮擦防护层，其特征在于：所述耐刮擦防护层为单层或多层结构；单层结构的耐刮擦防护层由一层聚甲基丙烯酸甲酯层和一层聚偏氟乙烯层叠合制成，多层结构的耐刮擦防护层由聚甲基丙烯酸甲酯层和聚偏氟乙烯层交替叠合制成。3.如权利要求2所述的耐刮擦防护层，其特征在于：所述聚偏氟乙烯层的厚度不大于0.07mm；所述聚甲基丙烯酸甲酯层的厚度不小于0.03mm。4.一种如权利要求3所述的耐刮擦防护层制成的耐刮擦材料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈佳斌，徐杨，郭少云，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51