[發明專利]一種耐刮擦防護層及由其制成的耐刮擦材料

在審

• 申請號: 201910558019.0
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110293724A
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 沈佳斌;徐楊;郭少云
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B32B27/08
• 分類號: B32B27/08;B32B27/30;B32B33/00
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 董柏雷

本發明公開了一種耐刮擦防護層及由其制成的耐刮擦材料，所述耐刮擦防護層包括聚甲基丙烯酸甲酯層和疊合在聚甲基丙烯酸甲酯層上的聚偏氟乙烯層。耐刮擦防護層為單層或多層結構，單層結構的耐刮擦防護層由一層聚甲基丙烯酸甲酯層和一層聚偏氟乙烯層疊合制成；多層結構的耐刮擦防護層由聚甲基丙烯酸甲酯層和聚偏氟乙烯層交替疊合制成。所述耐刮擦材料包括基材，基材外表面覆蓋有單層或多層結構的耐刮擦防護層；所述基材為與聚甲基丙烯酸甲酯具有相容性的可熱塑加工的高分子材料。

技術領域

本發明涉及材料學領域，尤其涉及一種耐刮擦防護層及由其制成的耐刮擦材料。

背景技術

聚偏氟乙烯(PVDF)樹脂是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯與其他少量含氟乙烯基單體的共聚物，為半結晶高分子。PVDF樹脂兼具氟樹脂和通用樹脂的特性，除具有良好的耐化學腐蝕性、耐高溫性、耐氧化性、耐候性、耐磨性和耐射線輻射性能外，還具有壓電性、介電性、熱電性等特殊性能，是目前含氟塑料中產量名列第二位的大產品。PVDF的應用十分廣泛。在化工行業中，PVDF經常作為防護內襯，用于輸送腐蝕性流體泵體，以抵抗腐蝕性化學物質；在化工和生活用水管道中，化學廢棄物管道是PVDF的另一項重要應用；PVDF也被廣泛用于各類建筑(住宅、商業、工業，以及公共建筑)中金屬構件所需的長效建筑涂料系統的配制。但PVDF玻璃化溫度較低(-35℃)，模量和屈服強度不高，屬于一種軟而韌的材料。當PVDF受到刮擦作用時容易發生表面的刮擦移除破壞，對材料的美觀性、完整性和持久性帶來負面影響，甚至造成產品的功能失效。在一些特定的應用領域，對PVDF表面有更高的耐刮擦以及物理性能的要求，普通PVDF材料則無法滿足要求。

通過與高強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)是一種具有高強度和高模量的通用高分子材料，力學性能和加工性能優異，且與較多的高分子材料具有良好的相容性，被最為廣泛地用作其他高分子材料的高硬度耐刮擦改性劑。例如，CN105802118A(一種高光高硬度耐刮擦ABS材料)和CN106854338A(一種高硬度耐刮擦ABS材料及其制備方法)通過將ABS與PMMA共混制備了耐刮擦ABS材料；CN108690286A(一種高硬度耐刮擦改性PVC材料及其制備方法)通過將PVC與PMMA共混制備了耐刮擦PVC材料；CN109486148A(一種透明的高硬度耐刮擦PC/PMMA合金)通過將PC與PMMA共混制備了耐刮擦PC材料。上述專利均是將需要進行耐刮擦改性的高分子材料基材，與具有優異耐刮擦性能的高分子材料(以PMMA為代表)共混，來實現提升基材高分子的耐刮擦性。但該方法對PVDF并不適用，原因如下：

(1)、PVDF是一種具有低玻璃化溫度的半結晶高分子。將PVDF和與其他更耐刮擦的高分子(如PMMA)共混后，由于PVDF和PMMA完全相容，兩者混合后形成均相非晶共混物，得到的反而是比純PVDF材料更軟、更不耐刮擦的類橡膠的均相共混物；

(2)、PVDF是一種具有優異耐腐蝕性和表面具有低摩擦系數的氟塑料，在PVDF基材中引入其他的高分子后，會對PVDF表面的耐腐蝕和耐磨、潤滑性能產生不利影響。

因此通過常規的共混改性手段，不僅無法實現PVDF耐刮擦性能的提升，反而還會造成PVDF其他理、化性能的下降。