本发明专利技术涉及在纤维增强的复合材料上生产多层涂层的方法，该方法包括以下步骤：(i)将底漆组合物施涂到纤维增强的复合材料上以形成底漆层，并至少部分干燥底漆层，(ii)在底漆层上施涂底涂层组合物以形成底涂层，并至少部分干燥底涂层，(iii)(a)将第一透明涂料组合物1施涂到底涂层上以形成第一透明涂层1，并使在步骤i.，ii.中形成的层和第一透明涂层在至少80℃的温度下固化，然后将第二透明涂料组合物2施涂到如此固化的层上以形成透明涂层2，并且在大于25℃至小于60℃的温度下将透明涂层2固化10至40分钟，任选地，接着在至少80℃的温度下固化透明涂层2；或(iii)(b)将透明涂料组合物2直接施涂在底涂层上以形成单个透明涂层2，并在大于25℃至小于60℃的温度下将所述单个透明涂层2固化10至40分钟，然后在至少80℃的温度下固化底漆层，底涂层和透明涂层2。本发明专利技术还涉及一种可通过上述方法获得的涂覆有多层涂层的纤维增强的复合材料。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在低烘烤温度下涂覆纤维复合板的方法本专利技术涉及在纤维增强的复合材料上生产多层涂层的方法，目的是获得优异的表面外观和良好的粘合性。本专利技术还涉及涂覆有多层涂层的纤维增强的复合材料，由此涂覆的纤维增强的复合材料可通过这种方法获得。纤维复合板，特别是那些使用碳纤维的复合板，在要求轻重量和强度的地方有用。这些包括体育用品，风能，以及对减少排放和能源消耗的轻型汽车工程越来越感兴趣。对于将这种复合材料用作外部车身面板，它们必须能够在面涂后达到A级表面外观。但是，要获得A级表面是困难的，因为汽车面漆必须在80至140℃的温度下烘烤，以达到维修所需的必要的粘合力和耐用性。当烘烤后冷却面涂的复合板时，树脂与纤维(例如碳或玻璃)和树脂基质(例如环氧树脂，聚酰胺，聚丙烯等)之间的热膨胀系数差异会导致基材的表面形貌在烘烤温度下偏离其位置。这些变化继而导致面漆表面变形和外观损失。这些变化可以映射到基材内纤维的分布。这些现象在Neitzel等人的文章“Surfacequalitycharacterizationoftextile-reinforcedthermoplastics”，PolymerComposites2000年8月，第630-635页中进行了描述。在某些情况下，已使用聚合物纤维(例如聚酯或聚酰胺)代替低CTE玻璃或碳纤维(US2006/0263529A1)。但是，这些有机纤维不能提供轻量化所需的弯曲模量的必要增加。通过使用几种方法中的任一种将150至200微米厚的聚合物层施加到复合材料表面上，可以减少表面形貌的这种变化。在某些情况下，例如在WO2009/147633A1中，将复合材料放入模具中(高压釜或压模)，可以在关闭模具之前将树脂“面纱”铺设到A级面上。但是，在该表面具有复杂特征的情况下，该层在压缩过程中可能会变形和穿透。此外，这种技术不能应用于例如与热塑性聚合物一起使用或在树脂传递模塑(RTM)中使用的注塑部件。其他人在通过回填成型应用程序对零件进行成型后，又应用了该层(PlasticsToday，InternetNewsletter，2013年10月16日)。如果面板是平坦的，则可以将模具表面缩回200微米，并且可以注入相同或不同类型的第二种树脂并进行固化。但是，如果面板具有复杂的特征，则需要第二个模具，该第二个模具的所有尺寸都必须大200微米才能获得均匀的厚度。该第二模具增加了资本成本。可替代地，可以在模制完成之后施加厚的层压膜，如EP2643394A1中所述。在施加过程中可能会发生薄膜起皱，并且必须在边缘处修整薄膜，这又增加了另一个步骤，并增加了工艺浪费。另外，所有前面提到的额外过程仅准备将要进行适当颜色涂层和透明涂层面涂的基材。当前未经改进的纤维复合材料基材的涂覆工艺涉及多道涂层，其中在涂层之间进行劳动密集的打磨。然而，使用连续的涂层，可以获得足够的层厚度。在这些情况下，增加200微米的额外厚度可以表示零件厚度增加10％到20％。这与轻量化目标适得其反。因此，仍然需要提供无需厚膜或打磨方法即可提供A级表面外观的面漆组合物和方法。此外，这种面漆必须能够满足汽车涂料的所有粘合力和耐久性要求。减少或消除这种影响的一种方法是降低面漆体系的烘烤温度。需要烘烤以驱动交联反应，该交联反应增加了涂料预聚物的分子量，并最终提供了具有良好粘合力和内聚力的交联网络，即使用水或有机材料溶胀也是如此。为了获得所需的生产率，该固化必须在涂覆涂料后30至40分钟内发生。在行业中，通常使用双包装的透明涂料。在此，可以使交联化学的反应性非常快，使得可以在相对较低的温度下在不到一个小时的时间内实现交联。但是，对于彩色涂料或底涂料，由于必须精确计量和混合10至30种颜色而导致的复杂性，双包装系统并不常见。这些单包装底涂料必须能在几个月内保持稳定的反应性，以进行充足的库存和供应链管理。由于它们的反应性较低，因此此类涂料至少需要80℃的固化温度。另外，对于某些塑料，例如聚丙烯，要求基材达到底漆层中聚合物的一定的软化温度，以在不进行火焰处理的情况下获得足够的粘合力。这种软化也需要80至90℃。这些纤维增强基材从80℃冷却到室温时，其表面形貌的变化足以破坏面漆的外观。此外，在炎热的阳光环境下，深色车身维修期间，车身面板温度达到80℃并不少见。因此，本专利技术要解决的问题是提供一种有效的方法，用于在纤维增强的复合材料上生产具有优异的外观，耐久性，耐刮擦性和耐擦伤性，特别是表现出优异的流平特性，同时具有可接受的总多层厚度的A级多层涂层，以提供轻质层组合物。在该方法中，无需为了获得良好的层间粘合力而对多层涂层的层间表面进行机械粗糙化，例如打磨等。此外，获得固化的多层涂层的时间框架应足够短以允许较短的加工时间。令人惊奇地发现，本专利技术的目的是通过提供一种在纤维增强的复合材料上生产多层涂层的方法来实现的，该方法包括以下步骤：i.将底漆组合物施涂到纤维增强的复合材料上以形成底漆层，并至少部分干燥底漆层，ii.将底涂层组合物施涂到底漆层上以形成底涂层，并至少部分干燥底涂层，iii.(a)将第一透明涂料组合物1施涂到底涂层上以形成第一透明涂层1，并使在步骤i，ii中形成的层和第一透明涂层在至少80℃的温度下固化，然后将第二透明涂料组合物2施涂到如此固化的层上以形成透明涂层2，并且在大于25℃至小于60℃的温度下将透明涂层2固化10至40分钟；或(b)将透明涂料组合物2直接施涂到底涂层上以形成单个透明涂层2，并在大于25℃至小于60℃的温度下将单个透明涂层2固化10至40分钟，然后在至少80℃的温度下固化底漆层，底涂层和透明涂层2。在下文中，以上方法被称为“根据本专利技术的方法”或“本专利技术的方法”。在步骤iii.(a)中，将另外的透明涂料组合物1施涂至底涂层，以在底涂层和第二透明涂层2之间形成第一透明涂层1。在这种情况下，底漆层，底漆层和第一透明涂层1在施涂透明涂料组合物2以形成透明涂层2之前在至少80℃的温度下固化。在替代步骤iii.(b)中，不施涂透明涂料组合物1，并且不形成透明涂层1。取而代之的是，将步骤iii.(a)中使用的透明涂料组合物2直接施涂到底涂层上，以形成单个透明涂层2作为唯一的透明涂层。最后，将如此制得的多层组合物在至少80℃的温度下固化以固化尚未固化或未完全固化的层。在这两种选择中，透明涂层2在大于25℃至小于60℃的温度下固化10至40分钟，这是本专利技术的关键步骤，如本专利技术的实验部分所示。在步骤iii.(a)中，由于底漆层和底涂层已经固化，因此可选的是在随后的第二次固化步骤中在至少80℃的温度下固化透明涂层2。但是，这样的第二次固化步骤不会损害多层涂层的外观。详细说明纤维增强的复合材料如上所述，纤维增强的复合材料的聚合物基体与其中包含的纤维之间的热膨胀系数差异导致基材的表面形貌在烘烤温度下从其位置处变形，这继而导致面漆表面变形和外观损失，从而导致表面流平不足。如果聚合物基体和纤维的热膨胀系数之差高，则该效果特别显著。对于这种纤维本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种在纤维增强的复合材料上生产多层涂层的方法，包括以下步骤：/ni.将底漆组合物施涂到纤维增强的复合材料上以形成底漆层，并至少部分干燥所述底漆层，/nii.将底涂层组合物施涂在底漆层上以形成底涂层，并至少部分干燥所述底涂层，/niii.(a)将第一透明涂料组合物1施涂到底涂层上以形成第一透明涂层1，并使在步骤i，ii中形成的层和第一透明涂层在至少80℃的温度下固化，然后将第二透明涂料组合物2施涂到如此固化的层上以形成透明涂层2，并且在大于25℃至小于60℃的温度下将透明涂层2固化10至40分钟；或/n(b)将透明涂料组合物2直接施涂在底涂层上以形成单个透明涂层2，并在大于25℃至小于60℃的温度下将所述单个透明涂层2固化10至40分钟，然后在至少80℃的温度下固化底漆层，底涂层和透明涂层2。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180118 EP 18152318.41.一种在纤维增强的复合材料上生产多层涂层的方法，包括以下步骤：
i.将底漆组合物施涂到纤维增强的复合材料上以形成底漆层，并至少部分干燥所述底漆层，
ii.将底涂层组合物施涂在底漆层上以形成底涂层，并至少部分干燥所述底涂层，
iii.(a)将第一透明涂料组合物1施涂到底涂层上以形成第一透明涂层1，并使在步骤i，ii中形成的层和第一透明涂层在至少80℃的温度下固化，然后将第二透明涂料组合物2施涂到如此固化的层上以形成透明涂层2，并且在大于25℃至小于60℃的温度下将透明涂层2固化10至40分钟；或
(b)将透明涂料组合物2直接施涂在底涂层上以形成单个透明涂层2，并在大于25℃至小于60℃的温度下将所述单个透明涂层2固化10至40分钟，然后在至少80℃的温度下固化底漆层，底涂层和透明涂层2。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，纤维增强的复合材料包括聚合物基体和纤维。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，所述底漆组合物是单包装涂料组合物或双包装涂料组合物；和/或底涂层组合物是单包装涂料组合物；和/或透明涂料组合物1是单包装涂料组合物或双包装涂料组合物；和/或透明涂料组合物2是双包装涂料组合物。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，底漆组合物是溶剂型或水性涂料组合物；透明涂料组合物1和2是溶剂型涂料组合物；和/或底涂层组合物是溶剂型或水性涂料组合物。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤iii.(a)中固化透明涂层1之后，不需要机械粗糙化步骤，例如打磨步骤。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在该方法的任何步骤中或之后不需要机械粗糙化步骤，例如打磨步骤。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，步骤iii.(a)之后在至少80℃的温度下第二次固化10至40分钟的时间。
8.根据权利要求1-7中任一项所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·H·坎贝尔，C·韦德，
申请(专利权)人：巴斯夫涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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