CN1514773A - 吸热层体系 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种包含至少一个第一层(A)、第二层(B)和第三层(C)的吸热层体系,其中层(A)包含紫外吸收剂,层(B)包含有机红外吸收剂和紫外吸收剂,而层(C)是在红外区有反射的干涉层。
Description
技术领域
本发明涉及一种包含至少第一层(A)、第二层(B)和第三层(C)的吸热层体系、其制备方法及其应用,以及由此而制造的产品。
在汽车制造中,出于安全的原因,例如在发生交通事故时具有高安全性,同时也出于较大设计自由度的考虑,要求热塑性玻璃材料替代玻璃。在汽车制造中采用透明热塑性塑料作为玻璃元件的一个问题是在近红外(NIR)的过度透射,这在夏季可能造成乘客车厢被不希望地强烈加热。
对于汽车玻璃领域的应用,大多数情况规定可见(光)范围的透射率(LTA值)至少是70%。该数值在SAE J 1796(1995年5月版)中做了规定。
按照SAE J 1796(1995年5月版),采用TDS值(阳光直接透射率)表示吸热效率。该数值描述透过样品因而对加热车内部起作用的太阳能的百分率。TDS值越高,体系的热-反射性能越差。
各种在NIR具有低透射率的热-反射体系在文献中做了描述。一方面,已知有表面涂层或喷漆体系,另一方面还有透明热塑性聚合物用的红外-吸收添加剂。
用作热塑性塑料添加剂并限制加热效应的红外吸收剂描述在例如J.Fabian,H.Nakazumi,H.Matsuoka,《化学评论》92,1197(1992),US 5 712 332和JP 06240146 A中。此种添加剂的不利之处在于其热屏蔽作用有限和/或热和/或光化学稳定性低。
与玻璃元件的透明热塑性材料粘合的镀金属薄膜也已知被用于NIR保护(例如参见DE-A 195 37 263)。此种薄膜有市售供应,例如,3M公司的商品名Scotchtint。然而,此种体系的缺点在于可见范围的透射率过低。用此种体系,无法既达到大于70%的LTA值,同时又有良好热保护作用(TDS值小于50%)。
最后,具有基于干涉效应的NIR-反射性能的薄膜在文献中是已知的。此种薄膜及其作为透明热塑性玻璃元件用吸热层体系的应用描述在例如WO 97/01778和WO 97/01440中。此种类型干涉膜有市售供应,例如由3M公司按照商品名“阳光反射膜,N-NPE 1458LP”销售。然而,照样,此种体系的缺点在于,太阳热辐射中被遮挡的比例太低,并且配有此种膜的玻璃元件的TDS值太高。
为适应户外应用,除了要求光谱特性之外,吸热体系还必须具有良好的长期耐候性,即,良好的长期耐日晒变色和褪色的能力。
同时包含(A)酞菁红外吸收剂和(B)紫外吸收剂的薄的膜状吸热层体系,,描述在JP 10-077360A中。该隔热层的耐候性据称因而得到改善。按照一种实施方案,建议采用一种厚度0.13mm的膜状涂层,它既包含酞菁红外吸收剂也包含紫外吸收剂。此种涂层在48h加速老化试验中表现出可接受的耐候性,但缺点是在超过500h的老化试验中的长期耐候性不良。另外,该出版物中描述的薄的膜状涂层表现出光学性能不够,因此不适合用作汽车玻璃。
同样也众所周知的是,某些热塑性塑料可利用紫外吸收喷漆和/或具有高紫外吸收剂含量的共挤出层加以保护。例如从EP 0 110 221 A已知,在聚碳酸酯塑料板上涂布含3wt%~15wt%紫外吸收剂的层以改善其耐候性。该文献中所描述的多层体系不含红外吸收剂。
最后,EP 0 774 551 A描述含紫外吸收保护层的、基于无机颜料的滤热膜。无机颜料存在不溶解于热塑性塑料的缺点,因此不能获得在可见范围透明并且浑浊度很小的模塑制品。
本发明的目的是提供一种吸热层体系,它具有优异的长期耐候性和卓越的光学性能如透明度和光泽,并且能以可能的最经济模式生产,可用于透明塑料玻璃元件的隔热。按照SAE J 1796测定,吸热涂层体系应具有均衡的LTA与TDS之间的比值。更具体而言,吸热涂层体生活费应具有小于50%的TDS值,和同时大于70%的LTA。
本发明的目的由一种透明吸热层体系实现,它包含第一层(A)、第二层(B)和第三层(C),其中层(A)包含紫外吸收剂,层(B)包含有机红外吸收剂和紫外吸收剂,而层(C)是在红外范围反射的干涉层。
本发明吸热层体系的特征在于一种三层结构,其中吸热既依靠干涉层(C)也借助含有机红外吸收剂和紫外吸收剂的层(B)。另外,本发明层体系包含另一个含有另外紫外吸收剂的层(A),它保护层(B)中含有的红外吸收剂免遭因太阳辐射而分解。
现已惊奇地发现,本发明层体系除了具有特别均衡的LTA与TDS值之比外,还具有优异的耐候性。本发明层体系具有LTA值大于70%的良好透明度,同时具有TDS值小于50%的良好吸热性。另外,本发明层体系具有卓越的长期耐天候老化特征,从而使它们特别适合作为露天用玻璃元件。
本发明层体系的层(B)的特征在于,它既包含有机红外吸收剂又包含紫外吸收剂。由于两种添加剂在同一层中的共同存在,高比例敏感有机红外吸收剂得到了防紫外线辐射保护。另外,有机红外吸收剂还受到含有紫外吸收剂的另一层(层A,“紫外层”)的防紫外线辐射分解保护的作用。紫外层(层A)设计用来保护层(B)中的NIR染料免遭紫外线破坏,故将层(A)布置在沿入射光辐射方向的层(B)上方是有利的。
本发明层体系的干涉层(C)是反射近红外范围的干涉层。适合本发明的干涉层(C)包括,例如,含有至少两个具有不同折射指数的透明层(C1)和(C2)的选择性反射交替层体系。
可作为层C使用的交替层体系是由若干具有不同折射指数的层(“四分之一波长层”)组成的层体系。按照众所周知的光学法则,选择性反射安排可在近红外区域获得。尤其合适的是,一方面,用例如共挤出生产的热塑***替层体系,另一方面是由金属、金属氧化物、金属氮化物和/或金属氮氧化物层组成的交替层体系。
由于加工性和可变形性较好,热塑***替层体系最适合使用,例如,3M公司供应的“阳光反射膜,N-NPE 1458LP”。
从面对入射光辐射的这一侧开始,本发明层体系的下列层结构是有利的:
层(A)-层(B)-层(C)或
层(A)-层(C)-层(B)。
在此种情况下,特别有利的是将层(A)设计成喷漆或者聚合物层,而层(B)设计成聚合物层。
按照本发明优选的实施方案,本发明层体系还包含基于玻璃或透明热塑性聚合物的基材(S)。基于聚碳酸酯或聚酯碳酸酯的基材(S)尤其优选。在此种情况下,按照本发明的层体系,从面对入射光辐射的这一侧开始,优选具有以下层结构:
层(A)-层(B)-基材(S)-层(C)或
层(A)-基材(S)-层(B)-层(C)或
层(A)-基材(S)-层(C)-层(B)或
层(A)-层(C)-基材(S)-层(B)或
层(A)-层(B)-层(C)-基材(S)或
层(A)-层(C)-层(B)-基材(S)。
最优选的是,本发明层体系,从面对入射光辐射的这一侧开始,具有下列层结构:
层(A)-层(B)-基材(S)-层(C)或
层(A)-基材(S)-层(B)-层(C)。
如果层(B)设计成基材(S),则层(B)优选具有1mm~30mm,尤其是2mm~8mm,最优选3mm~5mm的厚度。
层(A)或层(B)设计成基材(S)也是有利的。最优选的是层(B)设计成基材(S)。
另外,还发现,本发明层体系的各个层设计成一定厚度是有利的。
层(A)和(B)优选各自具有1μm~100μm的厚度。它们各自可设计成喷漆或作为共挤出层。在前一种情况下,该层优选具有3μm~5μm的厚度,在后一种情况下,厚度为30μm~80μm。如果层(A)或(B)设计成基材(S),则它优选具有1mm~30mm,尤其是3mm~5mm的厚度。
层(C)优选具有0.1μm~200μm的厚度。它优选被设计成薄膜。
基材(S)优选具有1mm~30mm,尤其是3mm~5mm的厚度。
本发明层体系具有优异透明度和浑浊行为,同时具有卓越的长期耐候性。更具体而言,其特征在于,它除了具有小于50%的TDS值,还具有大于70%的LTA值。无论从生产的角度还是就用于汽车玻璃的特定性能而言,现已证明特别有利的是将NIR/UV层(层B)和紫外层(层A)设计成适当厚度的共挤出聚合物层。
按照本发明层(B)的优选实施方案,作为层体系中唯一如此的层,含有有机红外吸收剂。
按照本发明另一种优选的实施方案,本发明层体系除了层(A)、(B)和(C)之外还含有至少一个另外的透明层(D),它优选既不含红外也不含紫外吸收剂。层(D)也称作“透明层”,其功能是改善抗划痕或增加机械刚度。一或多个透明层可存在于本发明层体系中。优选使用1~3个透明层,尤其优选使用1个透明层。透明层可布置在层体系中的任何地方,即,在层(A)、(B)和(C)上方、下方或其间。然而特别有利的是,在层体系中,透明层(D)安排在相对于太阳辐射的最上层。对透明层(D)的材料不存在任何特定限制;然而,通常有利的是,透明层设计成聚合物或玻璃层。合适的聚合物层包括,特别是透明热塑性塑料层。特别合适的透明热塑性塑料是聚碳酸酯或共聚碳酸酯。对于层体系的光学性能有利的是,用于层(D)和其他层的是同一种聚合物。在本发明层体系中,层(A)和/或(B)是例如基于聚碳酸酯的层时,层(D)也是基于聚碳酸酯的层是有利的。
层(D)可设计成喷漆或作为共挤出层。在前一种情况下,层(D)优选具有0.1μm~30μm,尤其是0.3μm~10μm的厚度。在后一种情况下,层(D)优选具有0.01mm~30mm,尤其是3mm~5mm的厚度。
适合用于本发明层体系的有机红外吸收剂是其吸收最大值位于700nm~1500nm的近红外区内的化合物。从文献中得知的红外吸收剂,合适的种类按物质类别描述在,例如,M.Matsuoka,《红外吸收染料》Plenum出版社,纽约,1990中。特别合适的红外吸收剂是选自含有酞菁、萘菁(naphthalocyanines)、金属配合物、偶氮染料、蒽醌染料、方形酸衍生物、immonium染料、苝、聚甲炔。其中酞菁和萘菁是最合适的。从改善在热塑性塑料中溶解性的角度考虑,具有位垒侧基的酞菁和萘菁是优选的。
对于层(B)中包含的有机红外吸收剂含量不存在任何特定限制,只要要求的热辐射吸收和足够的层体系透明度得到保证。现已证明,特别有利的是,层(B)含有0.001~10g/m2,尤其是0.1~1g/m2的有机红外吸收剂。视NIR/UV层(层(B))的消光系数和层厚而定,红外吸收剂的使用浓度优选介于1ppm~10,000ppm,更优选10ppm~1,000ppm,最优选20ppm~400ppm。红外吸收剂的混合物也特别适合。本领域技术人员可采用具有不同最大吸收波长的染料达到在近红外区域的最佳吸收。
适合用于本发明层体系的紫外吸收剂是吸收最大值介于280nm~370nm,优选320~350nm的化合物。此类化合物及其制备从文献中可知,描述在例如EP 0 839 623 A、WO 96/15102和EP 0 500 496 A中。特别适合用于本发明层体系的紫外吸收剂是苯并***、三嗪、二苯酮和/或芳基化的氰基丙烯酸酯。
特别合适的紫外吸收剂是羟基苯并***如2-(3’,5’-双(1,1-二甲基苄基)-2’-羟苯基)-苯并***(Tinuvin234,汽巴特殊化学品公司,Basel)、2-(2’-羟基-5’-(叔辛基)-苯基)-苯并***(Tinuvin329,汽巴特殊化学品公司,Basel)、2-(2’-羟基-3’-(2-丁基)-5’-(叔丁基)-苯基)-苯并***(Tinuvin350,汽巴特殊化学品公司,Basel)、双-(3-(2H-苯并***基)-2-羟基-5-叔辛基)甲烷(Tinuvin360,汽巴特殊化学品公司,Basel)、2-(羟基-2-羟苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(Tinuvin1577,汽巴特殊化学品公司,Basel)和二苯酮2,4-二羟基二苯酮(Chimasorb22,汽巴特殊化学品公司,Basel)、2-丙烯酸、2-氰基-3,3-二苯基-、2,2-双[[(2-氰基-1-氧代-3,3-二苯基-2-丙烯基)氧基]甲基]-1,3-丙烷二基酯(9CI)(Uvinul3030,BASF公司,Ludwigshafen)。这些紫外吸收剂的混合物也可使用。
也可使用纳米级无机紫外吸收剂,含有或不含有机紫外吸收剂皆可。优选TiO2、ZnO和CeO2。其粒度小于100nm:制备方法是已知的。
对于层体系中包含的紫外吸收剂的数量不存在特殊限制。按照本发明优选的实施方案,层(A)含有0.1wt%~40wt%,尤其是1wt%~10wt%紫外吸收剂。另外,现已证明有利的是,层(B)包含0.1wt%~10wt%,尤其是0.2wt%~1wt%紫外吸收剂。
对于层(A)、(B)和(C)、(D)和(S)的基础材料不存在特定限制,只要该材料具有良好透明度和耐天候老化性并因此适合用于汽车玻璃。然而,现已证明,层体系的各个层是基于聚合物或喷漆的层是特别有利的。这就是说,如果在各个层中包含有机红外吸收剂和/或紫外吸收剂的话,则它们被引入到聚合物或喷漆层中。
优选使用透明热塑性聚合物。
就本发明内容而言的透明热塑性聚合物包括例如烯属不饱和单体的聚合物和/或双官能反应性化合物的缩聚物。透明热塑性聚合物的例子包括聚碳酸酯或共聚碳酸酯,主要成分是二酚、聚-或共聚丙烯酸酯和聚-或共聚甲基丙烯酸酯,例如聚-或共聚甲基丙烯酸甲酯以及与苯乙烯的共聚物,例如透明聚苯乙烯丙烯腈(PSAN)或基于乙烯和/或丙烯的聚合物,以及芳族聚酯如PET、PEN或PETG和透明热塑性聚氨酯。另外,基于环状烯烃的聚合物(例如,TOPAS,一种Ticona销售的市售产品)、对苯二甲酸的聚-或共缩聚物,例如聚-或共聚对苯二甲酸乙二酯(PET或共聚PET)或PETG,也可结合进去。
几种透明热塑性聚合物的混合物也可使用。
优选聚碳酸酯或共聚碳酸酯。
尤其优选的聚碳酸酯是基于双酚A的均聚碳酸酯、基于1,3-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷的均聚碳酸酯和基于单体双酚A和1,1-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷二者的共聚碳酸酯。
属于本发明范围内的聚碳酸酯既包括均聚碳酸酯也包括共聚碳酸酯;聚碳酸酯可以是线型或按已知方式支化的。
聚碳酸酯按已知方式由双酚、碳酸衍生物,任选的链终止剂和支化剂制备。
关于聚碳酸酯制备的细节在过去近40年来已有大量记载。仅作为例子,例如可参考Schnell的“聚碳酸酯化学与物理”,《聚合物评论》,卷9,国际科学出版社,纽约,伦敦、悉尼1964;D.Freitag,U.Grigo,P.R.Muller,H.Nouvertne’,拜尔公司,“聚碳酸酯”,《聚合物科学与工程大全》卷11,第二版,1988,pp.648~718;以及最后,Dres.U.Grigo,K.Kirchner和P.R.Muller的“聚碳酸酯”,在Becker/Braun主编的《塑料手册》卷3/1,“聚碳酸酯、聚缩醛、聚酯、纤维素酯”中,Carl Hanser出版社,慕尼黑,维也纳1992,pp.117~299。
适合制备聚碳酸酯的二酚包括例如氢醌、间苯二酚、二羟基联苯、双(羟苯基)-链烷、双(羟苯基)-环烷、双(羟苯基)-硫醚、双(羟苯基)-醚、双(羟苯基)-酮、双(羟苯基)-砜、双(羟苯基)-亚砜、α,α’-双(羟苯基)-二异丙基苯,及其环上烷基化和卤代的化合物。
优选的二酚是4,4’-二羟基联苯、2,2-双(4-羟苯基)-丙烷、2,4-双(4-羟苯基)-2-甲基丁烷、1,1-双(4-羟苯基)-对二异丙基苯、2,2-双(3-甲基-4-羟苯基)-丙烷、2,2-双(3-氯-4-羟苯基)-丙烷、双(3,5-二甲基-4-羟苯基)-甲烷、2,2-双(3,5-二甲基-4-羟苯基)-丙烷、双(3,5-二甲基-4-羟苯基)-砜、2,4-双(3,5-二甲基-4-羟苯基)-2-甲基丁烷、1,1-双(3,5-二甲基-4-羟苯基)-对二异丙基苯、2,2-双(3,5-二氯-4-羟苯基)-丙烷、2,2-双(3,5-二溴-4-羟苯基)-丙烷和1,1-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷。
特别优选的二酚是2,2-双(4-羟苯基)-丙烷、2,2-双(3,5-二甲基-4-羟苯基)-丙烷、2,2-双(3,5-二氯-4-羟苯基)-丙烷、2,2-双(3,5-二溴-4-羟苯基)-丙烷、1,1-双(4-羟苯基)-环己烷和1,1-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷。
上述以及其他二酚公开在例如US-A 3 028 635、US-A 2 999 825、US-A 3 148 172、US-A 2 991 273、US-A 3 271 367、US-A 4 982 014和US-A 2 999 846中,在DE-A 1 570 703、DE-A 2 063 050、DE-A 2 036 052、DE-A 2 211 956和DE-A 3 832 396中,在FR-A 1 561518中,在专著H.Schnell的“聚碳酸酯化学与物理”,国际科学出版社,纽约,1964,以及JP-A 62039/1986、JP-A 62040/1986和JP-A105550/1986中。
在均聚碳酸酯的情况下,仅使用一种二酚,而在共聚碳酸酯的情况下,要使用几种二酚。
合适的碳酸衍生物的例子包括光气或碳酸二苯酯。
适用于制备聚碳酸酯的链终止剂既包括一元酚也包括一元羧酸。合适的一元酚是苯酚本身,烷基酚如甲酚、对叔丁基酚、对正辛基酚、对异辛基酚、对正壬基酚和对异壬基酚,卤代酚如对氯苯酚、2,4-二氯苯酚、对溴苯酚和2,4,6-三溴苯酚、2,4,6-三碘苯酚、对碘苯酚及其混合物。
优选的链终止剂是对叔丁基酚和苯酚。
合适的一元羧酸还有苯甲酸、烷基苯甲酸和卤代苯甲酸。
优选的链终止剂还包括对应于通式(I)的酚
其中
R是氢或C1~C30烷基基团,是线型或支链的,优选是叔丁基或支化或未支化C8和/或C9烷基基团。
链终止剂的用量优选介于0.1mol%~5mol%,以每种情况使用的二酚摩尔数为基准计。链终止剂的加入可发生在光气化之前、期间或以后。
合适的支化剂是三-或三官能以上的聚碳酸酯化学中已知的化合物,尤其是具有三或三个以上酚羟基基团的那些。
合适的支化剂包括例如间苯三酚、4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羟苯基)-2庚烯、4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羟苯基)-庚烷、1,3,5-三(4-羟苯基)-苯、1,1,1-三(4-羟苯基)-乙烷、三(4-羟苯基)-苯甲烷、2,2-双[4,4-双(4-羟苯基)-环己基]-丙烷、2,4-双(4-羟苯基异丙基)-苯酚、2,6-双(2-羟基-5’-甲基苄基)-4-甲基苯酚、2-(4-羟苯基)-2-(2,4-二羟苯基)-丙烷、六-(4-(4-羟苯基异丙基)-苯基)-邻对苯二甲酸酯、四(4-羟苯基)-甲烷、四(4-(4-羟苯基异丙基)-苯氧基)-甲烷和1,4-双((4’,4”-二羟基三苯基)-甲基)-苯和2,4-二羟基苯甲酸、1,3,5-苯三酸、氰脲酰氯和3,3-双(3-甲基-4-羟苯基)-2-氧代-2,3-二氢吲哚。
任选使用的支化剂的用量优选介于0.05mol%~2mol%,还是以每种情况使用的二酚摩尔数为基准计。
支化剂可与二酚和链终止剂一起随碱性水相加入,或者溶解在有机溶剂中并在光气化前加入。在酯交换方法的情况下,支化剂与二酚一起使用。
本发明组合物还可包含常规聚合物添加剂,例如描述在EP-A 0 839623、WO 96/15102和EP-A 0 500 496中的抗氧化剂和脱模剂,也可包含阻燃剂、玻璃纤维、填料、发泡剂、颜料、荧光增白剂或染料,每种情况都是文献中已知的并且按热塑性塑料领域的常规用量使用。每种情况用量优选最高5wt%,更优选0.01wt%~5wt%,以组合物的数量为基准,尤其优选0.01wt%~1wt%,以组合物的数量为基准。几种添加剂的混合物也可使用。
作为杂质存在的离子在热塑性聚碳酸酯中的存在量优选小于10ppm,尤其优选小于5ppm。
本领域技术人员熟悉热塑性聚碳酸酯的制备方法。
在几个热塑性层的情况下,它们的热塑性塑料可以是相同类型或不同类型的。
合适的模塑制品/保护层组合例如在EP 0 320 632 A中给出。优选使用相同类型的塑料。
适用于本发明层体系的喷漆体系是其交联组分包含丙烯酸酯、烯丙基、环氧、硅氧烷、异氰酸酯、酸酐和/或三聚氰胺-甲醛官能团的那些。此类喷漆体系的综述可见诸于:《Lehrbuch der Lacke undBeschichtungen》,主编:Dr.Hans Kittel,出版社Hirzel,斯图加特,1998;《Lackkunstharze》,Hans Wagner,Hans Friedrich Sarx,Carl Hanser出版社,慕尼黑,1971;具体有关环氧树脂的,在《环氧树脂、化学与工艺》中,Clayton A.May和Yoshio Tanaka编,MarcelDekker公司,纽约,1973,第7章,451页起。
特别优选硅氧烷喷漆,例如DE 4020316 A中描述的那种。
喷漆层的厚度是1μm~200μm,优选2μm~50μm,最优选2μm~10μm。喷漆的粘度优选介于5MPa.s~10,000MPa.s。
任选地,层(A)、(B)、(C)、(D)和/或(S)中使用的聚合物或喷漆可进一步包含添加剂,例如在EP 0 839 623 A1和EP 0 500 496 A1中描述的抗氧化剂、阻燃剂、填料、发泡剂、常规染料和颜料,荧光增白剂和成核剂等,每种情况的优选用量最高5wt%,优选0.01wt%~5wt%,以总混合物为基准计,尤其优选0.01wt%~1wt%,以塑料的数量为基准。所述添加剂的混合物也适合。
另外,热塑性塑料还可包含常规热稳定剂。特别适合本发明的热稳定剂包括位阻酚,例如3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟苯基)-丙酸十八烷基酯(Irganox1076,汽巴特殊化学品公司,Basel,瑞士)。再有,特别适合本发明的热稳定剂包括亚磷酸酯,特别是三(2,4-二叔丁基苯基)-亚磷酸酯(Irgafos168,汽巴特殊化学品公司,Basel,瑞士)或膦,如三苯基膦。
本发明层体系的热塑性塑料还可包含常规脱模剂。特别合适的脱模剂是季戊四醇的四硬脂酸酯(PETS)或甘油单硬脂酸酯(GMS)。
有机红外吸收剂、紫外吸收剂和其他添加剂采用例如混炼、结合到溶液中、共挤出、捏合、注塑期间加入或者以母粒形式加入等已知方法引入到本发明层体系的各个层中。
本发明层体系可采用已知方法制备,例如采用涂布、共挤出、热压、浸渍、粘合、压塑、紫外或热固化、层合、多组分注塑、以溶液形式施涂、背挤塑(back injection)等,在一或多个并且任选不同的步骤中进行。
如此获得的模塑制品可在涂布前或后按照同样也已知的方法制成要求的形状,例如热成形。
本领域技术人员熟悉制备透明热塑性塑料的方法。
各个层可彼此同时地在基本制品成形期间或以后立即通过例如共挤出或多组分注塑施加在一起。然而,也可施加到已制成的成形基本制品上,例如通过层合上薄膜或涂布以溶液。
层(A)优选通过涂布制备,层(B)通过注塑,而层(C)通过热层合或以层(B)进行背注塑(back injection)。按照本发明另一种优选实施方案,层(A)和(B)通过共挤出制备。
替代地,层(C)也可粘合上去。用于层(C)的粘合剂可以是任何本领域技术人员已知的粘合塑料用的粘合剂,例如基于聚氨酯和/或丙烯酸酯的那些。优选使用无溶剂且全透明粘合剂。
本发明层体系在凡是不希望热透射的地方都可发挥作用。用于汽车零部件特别合适,例如作为玻璃元件、汽车遮阳顶棚、塑料顶灯漫射器,以及建筑领域,例如建筑玻璃、温室零部件、暖房、公共汽车站棚或类似用途。也可用于双层壁片材或多层壁片材。另外,也可用作注塑件,如食品容器、电器零部件和眼镜,例如防护眼镜,如焊接保护眼镜。
本发明层体系适合用于制造模塑制品,特别是制造透明塑料玻璃元件,例如基于聚碳酸酯和/或共聚碳酸酯的塑料玻璃元件。因此,本发明还提供用本发明层体系制造的模塑制品。
实例
下面本发明将基于实施方案做更详细的说明。
试样制备
为制备试样,平均分子量分别为约28,000和30,000(由GPC测定的Mw)的无添加剂、未稳定化的聚碳酸酯(Makrolon2808和Makrolon3108,拜尔公司(Leverkusen)供应)在双螺杆挤塑机中、300℃下与表1所载数量添加剂进行混炼,然后造粒。随后,由这些粒料(76mm×50mm×2.5mm(层B))注塑成着色的试验片材。
下面的化合物被用作红外吸收剂:
红外吸收剂(A):氧钒根-5,14,23,32-四苯基-2,3-萘菁
(Aldrich,Steinheim,德国),和
红外吸收剂(B):铜(II)-1,4,8,11,15,18,22,25-八丁氧基-
29H,31H-酞菁(Aldrich,Steinheim,德国)
所用紫外吸收剂是2-(2’-羟基-3’-(2-丁基)-5’-(叔丁基)-苯基)-苯并***(Tinuvin350)和双(3-(2H-苯并***基)-2-羟基-5-叔辛基)甲烷(Tinuvin360),由汽巴特殊化学品公司,Basel,瑞士,提供。
表1
样品组成
样品 | |
1 | 层(A):7%UV吸收剂in Makrolon3108层(B):70ppm IR吸收剂(A)+0.3%UV吸收剂inMakrolon2808层(C):3M阳光反射膜Film N-NPE 1458LP |
2 | 层(A):7%UV吸收剂in Makrolon3108层(B):70ppm IR吸收剂(B)+0.3%UV吸收剂in Makrolon2808层(C):3M阳光反射膜Film N-NPE 1458LP |
该着色试验片材随后粘合上50μm~70μm厚聚碳酸酯薄膜,该薄膜由7%双(3-(2H-苯并***基)-2-羟基-5-叔辛基)甲烷(Tinuvin360,汽巴特殊化学品公司,Basel)组成,商品名Makrolon3108(热塑性)。
随后用“阳光反射膜,N-NPE 1458LP”型反射膜(3M,圣保罗,USA)将如此涂布的着色试验片材粘合到层(B)的一侧,于是获得具有以下层结构的层体系:
层(A)-层(B)-层(C)
所用粘合剂是一种Helmitin 35050型粘合剂(Forbo Helmitin,Pirmasens,德国)。
透射性能
样品1和2的透射谱用“λ9”紫外-可见-近红外分光光度计(PerkinElmer制造)在300nm~2,500nm范围做了测定。
由此,按照SAE J 1796(1995-05版)测定LTA和TDS值。
表2
样品 | LTA[%] | TDS[%] |
1 | 75.8 | 44.1 |
2 | 70.7 | 40.0 |
试验结果表明,本发明层体系,以一种简单结构,具有良好透明度(LTA值>70),同时具有高效隔热性能(TDS值<50)。LTA与TDS值之间特别均衡的比值是通过红外吸收剂氧钒根-5,14,23,32-四苯基-2,3-萘菁在本发明层结构中的应用(样品1)获得的。另外,本发明层体系具有优异的长期耐候稳定性。即便在以Xe-WOM进行3,000h耐候老化试验之后,本发明层体系仍具有卓越的透明度和出色光泽值的特征。
Claims (23)
1.一种包含至少第一层(A)、第二层(B)和第三层(C)的吸热层体系,其中
●层(A)包含紫外吸收剂
●层(B)包含有机红外吸收剂和紫外吸收剂以及
●层(C)是在红外区域有反射的干涉层。
2.权利要求1的层体系,其特征在于,干涉层(C)是一种选择性反射交替层体系,它包含至少两个具有不同折射指数的透明层(C1)和(C2)。
3.权利要求2的层体系,其特征在于,层(C)包含由彼此交替、重叠排列的层(C1)和(C2)组成的多个层,特别是20~2,000层。
4.权利要求2或3的层体系,其特征在于,层(C1)和(C2)包含不同的热塑性材料。
5.权利要求1的层体系,其特征在于,层(C)是由金属、氧化物、氮化物和/或氮氧化物层组成的选择性反射交替层体系。
6.以上权利要求之一的层体系,其特征在于,层(A)和(B)各自的厚度介于1μm~100μm。
7.权利要求1的层体系,其特征在于,层(C)的厚度介于0.1μm~200μm。
8.权利要求1的层体系,其特征在于,基材(S)的厚度介于1mm~30mm,尤其是3mm~5mm。
9.以上权利要求之一的层体系,其特征在于红外吸收剂选自酞菁、萘菁和苝。
10.以上权利要求之一的层体系,其特征在于紫外吸收剂选自羟基苯并***、羟基三嗪、羟基二苯酮和芳基化氰基丙烯酸酯。
11.以上权利要求之一的层体系,其特征在于层(A)和(B)是基于聚合物和/或喷漆的层。
12.权利要求11的层体系,其特征在于所用聚合物是透明热塑性塑料,特别是聚碳酸酯或共聚碳酸酯。
13.以上权利要求之一的层体系,其特征在于各个层从面对入射光辐射的这一侧开始,按如下顺序排列:
层(A)-层(B)-层(C)或
层(A)-层(C)-层(B)。
14.权利要求13的层体系,其特征在于,层(A)设计成喷漆或聚合物层,而层(B)设计成聚合物层。
15.以上权利要求之一的层体系,其特征在于,该层体系包含基于玻璃或透明热塑性聚合物,特别是聚碳酸酯或聚酯碳酸酯的基材(S)。
16.权利要求15的层体系,其特征在于下列层结构,从面对入射光辐射的这一侧开始:
层(A)-层(B)-基材(S)-层(C)或
层(A)-基材(S)-层(B)-层(C)或
层(A)-基材(S)-层(C)-层(B)。
17.权利要求15或16的层体系,其特征在于层(B)设计成基材(S)。
18.制备权利要求1~17之一的层体系的方法,其特征在于,层体系采用以下方法制备:各个层(A)、(B)和(C)以及任选的另一些层如基材(S)的共挤出、多组分注塑、注塑、背注塑(back injection)、喷涂、粘合和/或层合。
19.权利要求18的方法,其特征在于,层(A)采用涂布制备,层(B)采用注塑制备,而层(C)采用热层合或以层(B)进行背注塑(backinjection)制备。
20.权利要求18~19的方法,其特征在于,层(A)和(B)采用共挤出制备。
21.含有权利要求1~17之一的层体系的模塑制品。
22.权利要求21的模塑制品,其特征在于,模塑制品是透明塑料玻璃元件,特别是基于聚碳酸酯和/或共聚碳酸酯的透明塑料玻璃元件。
23.权利要求1~17之一的层体系用于遮挡热辐射的塑料玻璃元件的应用。
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