TW201319133A - 具有高透射率之無光防焰性物件 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一個經塗佈之物件，其含有a)具有透射率(以ASTM E 1348方法進行量測，層厚為3 mm以及使用波長為550 nm)在至少88%以上且包括含有阻燃劑之熱塑性聚合物之基材層，以及b)在基材上的防刮塗層(K)，其包含了二氧化矽微粒，其中二氧化矽微粒之含量為0.2至1.8 wt.%，以防刮塗層(K)的固含量為基準進行計算。本發明也係關於這些經塗佈之物件的製備及其用途，特別是用來製造平面顯示器。

Description

具有高透射率之無光防焰性物件

本發明係關於經塗佈之物件，其包含由透明、含阻燃物質之熱塑性聚合物製成的基材(S)、及包含在物件一側或兩側之含二氧化矽微粒之防刮塗層。本發明係也關於製備此等經塗佈物件以及其用途，特別是製造平面顯示器以及玻璃，以及關於可由其獲得之平面顯示器以及玻璃。

本發明中”顯示器”一詞係敘述含有屏幕之顯示器的前方，即用於再現圖像的透明前面板，以及任選地較佳的非透明材料所製成的周邊框架。今日顯示器主要是以平面顯示器為主流。

近幾年平面電視的市場有顯著地成長。除了在平面螢幕技術所取得的進展，主要是藉由製造商強烈地專注於創新的電視設計而促使這市場的成長。除其他因素外，這也可以藉由使用塑膠做為電視機外殼材料而達到其創新的設計。因此，舉例來說，近幾年可以發現越來越多使用黑色、高光澤之電視前框。近幾年較佳所使用的外殼塑膠材料已被廣泛用於電視前框以及背座。

在電視內部，其中一個挑戰在於如何使所有產生的光盡可能地發射通過電視機無光屏幕。在此觀點下，近幾年如何將塑膠元件放至電視機中的需求已與日俱增。

當平面電視在市場上的強勁地增長，相同地這些電視機的安全要求也越來越高。舉例來說，參照CLC/TS 62441，EN 60065指明自2010年7月起在歐盟的平面電視所使用的外殼材料必須符合最低防焰之標準。用以改善阻燃性並結合關於此新概念之高度要求以及甚至是新穎的設計之要求的需求，將變成生產電視外殼元件之必要條件。舉例來說，有可能進一步透過改變設計而更多地採用塑料，如在無光螢幕中，到現在為止通常是用玻璃製備而得，其同時必須考慮材料特性，如透明度，透射率和阻燃性。為了得到經濟生產製程，有極大的興趣在於使用其相同的基材於框架以及螢幕顯示器。這意味著所使用的材料將符合可放置於框架以及螢幕上的需求，特別是在耐磨損性、透射率、阻燃性和黏度。

未塗佈基材有數個原因而無法滿意地符合使用於顯示器上的要求，特別是平面顯示器。舉例來說，如果欲同時保留良好機械性質，一方面是磨損值相對於清潔而言是過低的，另一方面是例如在電氣或電子行業(E/E)中，也需要增加阻燃性質，其僅可由少數許多市售的熱塑性聚合物達成，特別具有低的框厚度。再者，部份製造商期望得到無光、非鏡面的表面。

最後，為了關於生產方面的技術原因，尤其是具有比較高的MVR值之自由流動的熱塑性塑料是感興趣的。

在DE 2947 823 A1以及DE 10 2008 010 752 A1中描述用於聚碳酸酯基材之防刮塗層，但並未提及阻燃物。

WO 2008/091131 A1描述水玻璃、二氧化矽和矽烷的塗料組成物，其具有阻燃效果；然而，並未提及本發明中所使用的經塗佈物件。

US 2006/0100359以及JP 2003-128917描述具有阻燃效果之塗料組成物，但並未提及本發明中的經塗佈物件。

至目前為止，現有技術仍未提供任何解決其能夠容易地製造僅含有一基材層之物件的方案，其中要能夠同一時間滿足無光以及具有足夠的透射率之防焰物件，像可使用在顯示器螢幕之性質組合。

令人驚奇的是，目前發現由防焰透明熱塑性聚合物所製備的基材，像是薄板、面板或薄膜，在提供了含有二氧化矽微粒之塗層後，其具有結合了優良的阻燃性質、無光表面以及良好透射率性質。

根據本發明中的物件，其包含了一個由透明、含阻燃物之熱塑性聚合物製成之基材(S)以及含有二氧化矽微粒之防刮塗層(K)，因此代表一種容易生產和靈活的可用以克服上述問題之解決方案。有利的是，本發明中的塗層可以在一個生產步驟中得到，例如藉由簾塗佈法。在同一時間，可以在基材的反面以保護膜進行疊層以防止劃傷，其保護膜可以例如是聚乙烯。

在簾塗佈法中，基材的前面以及邊緣均塗佈。

本發明因此提供一經塗佈之物件，其含有a)具有透射率(以ASTM E 1348方法進行量測，層厚為3 mm以及使用波長為550 nm)在至少88%以上之基材(S)、其含有防焰性熱塑性聚合物，以及b)在基材上的防刮塗層(K)、其包含了二氧化矽微粒，其中二氧化矽含量為0.2至1.8 wt.%，以防刮塗層(K)的固含量為基準進行計算。

本發明也關於此等物件的製備以及其用途，特別是用於製造平面顯示器以及玻璃(glazing)，以及得自其之平面顯示器以及玻璃。

本發明中的物件是高度透明的。本發明中的”高度透明”意謂所塗佈聚合物基材在可見光譜範圍內(550至750 nm)具有透射率至少達88%，較佳的是至少為90%以及最特別較佳的是在91至92%之間，其透射率測試方法是根據ASTM E 1348：“使用半球形幾何分光光度法測定透射率和顏色之標準試驗方法”，以及其未包含塗層之基材厚度為3 mm。

在本發明文中，”二氧化矽微粒”一詞係指基於二氧化矽(SiO₂)全部或部分交聯之結構，其平均粒子直徑(粒度)為2至15 μm，較佳的是3至10 μm，其是使用雷射光散射方法(動態光散射)測量。二氧化矽微粒可以是經表面處理(如以蠟處理)或不經修飾。較佳為未修飾(亦即未表面處理)之二氧化矽微粒。二氧化矽微粒是市售可取得的，如從INEOS Silicas Limited之Gasil HP 230， 其粒度為3.6 μm以及孔洞體積為1.6 ml/g。

含二氧化矽防刮塗層K是由耐刮或耐磨損之含有二氧化矽微粒的漆配方(如含二氧化矽之混成漆(hybrid lacquer)，像是矽氧烷漆(溶膠-凝膠漆))經由流塗、浸塗、噴塗、輥塗法或旋塗法而可得到。

本發明中混成漆之意義是基於使用混成聚合物當作黏結劑。混成聚合物(混成：lat.“屬於雙重來源”)是聚合物材料，其在單元結構裡由在分子層級上不同類別的材料組合而成。根據其結構，混成聚合物會具有完全新的性質組合。相較於複合材料(定義的相界限，在相與相之間僅有微弱的相互作用)以及奈米複合材(使用奈米尺寸填料)，混成聚合物的單元結構在分子層級上彼此交聯。這是藉由化學方法(像是例如溶膠-凝膠方法)而可形成其無機網絡。經使用有機反應性前驅物(像是有機修飾金屬烷氧化物)，可額外地製備得到有機寡聚物/聚合物結構。含有奈米粒子之經表面修飾丙烯酸漆，其在固化後形成有機/非有機網絡，也可定義為混成漆。存在有熱-固化以及UV-固化混成漆。

本發明中的溶膠-凝膠漆之意義係指經由溶膠-凝膠法製備之含二氧化矽之漆。溶膠-凝膠法為自膠體分散液(所謂的溶膠)合成非金屬無機或混成聚合物。

舉例來說，該等溶膠-凝膠塗佈溶液可藉由膠態二氧化矽以及有機烷氧基矽烷以及/或烷氧基矽烷或有機烷氧基矽烷的混合物(一般式為RSi(OR')₃)以及/或烷氧基矽烷(一般式為Si(OR')₄)的水相分散液水解而製得， 其中在一般式為RSi(OR')₃之有機烷氧基矽烷中，R代表單價C₁至C₆烷基殘基、或完全或部分氟化之C₁-C₆烷基殘基、乙烯基或烯丙基單元、芳香基殘基或C₁至C₆烷基。特別較佳的R可以是C₁至C₄烷基、甲基、乙基、正丙基、異丙基、第三丁基、第二丁基或正丁基或乙烯基、烯丙基、苯基或經取代之苯基的單元。-OR's為彼此獨立，其係選自由C₁至C₆烷基、羥基、甲醯基單元和乙醯基單元所組成之群組。在部分情況下，溶膠-凝膠聚矽氧烷漆也落在混成漆之定義中。

膠體二氧化矽可從例如Levasil 200 A(HC Starck)、Nalco 1034A(Nalco Chemical Co)、Ludox AS-40或Ludox LS(GRACE Davison)取得。以下所提到之化合物可為有機烷氧基矽烷之實例：3,3,3-三氟丙基三甲氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三羥基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、甲基三乙醯氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、苯基三烷氧基矽烷(如苯基三乙氧基矽烷和苯基三甲氧基矽烷)及其混合物。以下所提到之化合物可為烷氧基矽烷之實例：四甲氧基矽烷和四乙氧基矽烷及其混合物。

有機以及/或無機酸或鹼可當作觸媒使用。

在具體實例中，膠體二氧化矽粒子也可藉由預縮合反應由烷氧基矽烷在原處形成(cf."The Chemistry of Silica",Ralph K.Iler,John Wiley & Sons,(1979),pp.312-461)。

溶膠-凝膠溶液的水解可經由加入溶劑後而中止或迅速地變緩，較佳的是使用醇類溶劑，如異丙醇、正丁醇、異丁醇或其混合物。接著，一個或多個可選擇性預溶解在溶劑中的UV吸收劑加至溶膠-凝膠塗佈溶液中，再進行數小時或數天/周的老化步驟後而。

再者，可加入另外的添加劑以及/或穩定劑，例如流動控制劑、表面添加劑、增稠劑、顏料、染料、固化催化劑、IR吸收劑以及/或黏合促進劑。亦可使用六甲基二矽氮烷或類似化合物，其讓塗層減少裂解敏感性(cf.WO 2008/109072 A)。較佳的防刮塗層是由不包含任何聚合有機矽氧烷的漆或溶膠-凝膠漆可得到。特別較佳的防刮塗層是由先前所述之溶膠-凝膠塗佈溶液製備而得。對熱、UV穩定且含有二氧化矽之溶膠-凝膠漆例如可得自Momentive Performance Materials GmbH，其產品名為AS4000®以及AS4700®。

其中一種可能的熱固化混成漆是PHC587B^®或PHC587C^®(Momentive Performance Materials GmbH)，cf.EP-A 0 570 165。膜厚度應在1至20 μm，較佳3至16 μm以及特別較佳8至14 μm。

如WO 2008/071363 A或DE-A 2804283中所述，含有二氧化矽奈米粒子之UV-固化丙烯酸漆可用以做為含二氧化矽防刮塗層。可由市面獲得之系統之一者為UVHC3000^®(Momentive Performance Materials GmbH)。

防刮塗層膜較佳的膜厚度較佳在1至25 μm，特別 較佳的是4至16 μm以及特別最佳的是8至15 μm。

基材(S)較佳包括一基材層，例如透明之薄板、面板或薄膜或其他平坦基材、較佳為阻燃性以及/或含阻燃物之熱塑性聚合物。基材也可以由此類之多層膜所組成。熱塑性聚合物較佳是選自一個或多個含有以下之聚合物：聚碳酸酯、共聚碳酸酯(含有聚碳酸酯建構塊(building block)之共聚合物)、聚丙烯酸酯，特別是聚甲基丙烯酸甲酯、環烯烴共聚物，以及聚酯，特別是聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚(苯乙烯-共-丙烯腈)或該等聚合物的混合物。

在本發明中，”透明”一詞意謂未塗佈聚合物基材在可見光範圍內(550至750 nm)，具有透射率至少達75%，較佳的是80%以及特別最佳的是高於85%，其透射率測試方法是根據ASTM E 1348：“使用半球形幾何分光光度法測定透射率和顏色之標準試驗方法”，以及其未包含塗層之基材厚度為3 mm。

較佳的是使用聚碳酸酯以及/或聚甲基丙烯酸甲酯和含有兩個熱塑性塑料中至少一個的摻合物當作透明熱塑性聚合物。特別較佳的是使用聚碳酸酯。聚碳酸酯已是習知可熔融加工的塑膠。聚碳酸酯塑膠主要是基於雙酚之芳香族聚碳酸酯。可使用線性或分支聚碳酸酯或線性以及分支的碳酸酯混合物，其較佳基於雙酚族A。用於根據本發明物件中之線性或分支聚碳酸酯以及共聚碳酸酯通常具有平均分子量(重量平均)為2,000至 200,000 g/mol，較佳的是3,000至150,000 g/mol，尤其是5,000至100,000 g/mol，特別最佳的是8,000至80,000 g/mol，尤其是12,000至70,000 g/mol(使用聚碳酸酯校正並藉由膠體滲透層析儀測定)。

在此框架內，其更佳的重量平均分子量為16,000至40,000 g/mol之間。

所使用的熱塑性聚合物，尤其是聚碳酸酯或聚碳酸酯摻合物較佳具有MVR(熔體體積流動速率)為10至45，較佳的是20至40以及特別較佳的是16至36(根據ISO 1133，在300℃以及1.2 kg下進行測試。)

為了生產聚碳酸酯，可參考文獻例如”Schnell”Chemistry and Physics of Polycarbonates,Polymer Reviews,Vol.9,Interscience Publishers,New York,London,Sydney 1964,to D.C.PREVORSEK,B.T.DEBONA and Y.KESTEN,Corporate Research Center,Allied Chemical Corporation,Moristown,New Jersey 07960”、在Journal of Polymer Science,Polymer Chemistry Edition,Vol.19,75-90(1980),to D.Freitag,U.Grigo,P.R.Müller,N.Nouvertne,BAYER AG所刊登之"Synthesis of Poly(ester)carbonate Copolymers"、在Encyclopedia of Polymer Science and Engineering,Vol.11,Second Edition,1988,pages 648-718所刊登之"Polycarbonates"以及最後也可參考Drs.U.Grigo,K.Kircher和P.R.Müller在Becker/Braun,Kunststoff-Handbuch,volume 3/1,Polycarbonate,Polyacetale,Polyester,Celluloseester,Carl Hanser Verlag Munich,Vienna 1992,pages 117-299所刊登之"Polycarbonate"。此製備較佳的方式是藉由界面聚縮合方法或以熔融轉酯化法進行。

聚碳酸酯可藉由加入一種或多種阻燃性添加劑而為防焰的。

除了後述的阻燃劑，熱塑性聚合物也可以含有其他添加劑，舉例來說添加劑可以是傳統用於熱塑性材料者，像是填充物、UV穩定劑、抗靜電劑和顏料，以傳統的量添加；任選的脫模方式和流動方式也可以藉由添加外部脫模劑和自由流動劑(如低分子量羧酸酯、白堊、矽砂粉、玻璃纖維和碳纖維、顏料和其組合)而提高。以往使用在聚碳酸酯的添加劑如WO 99/55772,pp.15-25、EP 1308084以及"Plastics Additives Handbook",ed.Hans Zweifel,5^th Edition 2000,Hanser Publishers,Munich中適當的章節所述。

本發明中之基材(S)之意義也包括多層的上述提到之熱塑性聚合物。

熱塑性基材可以通過以往的熔融加工方法由熱塑性聚合物生產而得，如單成份或多成分注射成型法、擠出、共擠出或層化(lamination)。

熱塑性基材的厚度與應用的本質相關。用來做為顯示器，厚度範圍常見的是1-10 mm，較佳的是1-5 mm，特別較佳的是2-3 mm。在其他應用中，較厚或較薄的基材也都可以使用。用於汽車玻璃，較佳使用的基材厚 度約3 mm。

本發明中之合適的阻燃劑之意義包含了脂肪族或芳香族磺酸之鹼金屬或鹼土金屬鹽類、磺醯胺和磺醯亞胺衍生物，如全氟丁基磺酸鉀、二苯基碸磺酸鉀、N-(對甲苯磺醯基)-對-甲苯硫醯亞胺鉀鹽和N-(N'-芐基胺基羰基)磺醯基亞胺鉀鹽。

根據本發明，可選擇性用於脫模組成物中的鹽類是例如全氟丁烷硫酸鈉或鉀、全氟甲烷硫酸鈉或鉀、全氟辛烷硫酸鈉或鉀、2,5-二氯苯硫酸鈉或鉀、2,4,5-三氯苯硫酸鈉或鉀、甲基膦酸鈉或鉀、(2-苯基乙烯)膦酸鈉或鉀、五氯苯甲酸鈉或鉀、2,4,6-三氯苯甲酸鈉或鉀、2，4-二氯苯甲酸鈉或鉀、苯基膦酸鋰、二苯基碸磺鈉或鉀酸、2-甲醯基苯磺鈉或鉀酸、(N-苯磺醯基)苯磺醯胺鈉或鉀、六氟鋁酸三鈉或三鉀、六氟鈦酸二鈉或二鉀、六氟矽酸二鈉或二鉀、六氟鋯酸二鈉或二鉀、焦磷酸鈉或鉀、偏磷酸鈉或鉀、四氟硼酸鈉或鉀、六氟磷酸鈉或鉀、磷酸鈉或鉀或鋰、N-(對甲苯磺醯基)-對-甲苯硫醯亞胺鉀鹽以及N-(N'-芐基胺基羰基)磺醯亞胺鉀鹽。

較佳是全氟丁烷硫酸鈉或鉀、二苯基碸磺酸鈉或鉀以及2,4,6-三氯苯甲酸鈉或鉀以及N-(對甲苯磺醯基)-對-甲苯硫醯亞胺鉀鹽以及N-(N'-芐基胺基羰基)磺醯亞胺鉀鹽。最特別較佳的是九氟-1-丁烷磺酸鉀以及二苯基碸磺酸鈉或鉀鹽。可以從尤其Bayowet^®C4(Lanxess, Leverkusen,Germany,CAS No.29420-49-3),RM64(Miteni,Italy)或3M^TM Perfluorobutanesulfonyl FR 2025(3M,USA)購得九氟-1-丁烷磺酸鉀。上述鹽類的混合物也適用。

該等有機組燃鹽類用於脫模組成的量為0.01 wt.%至1.0 wt.%，較佳的是0.01 wt.%至0.8 wt.%，特別較佳的是0.01 wt.%至0.6 wt.%，其基於所有組成物進行計算。

另外合適的阻燃劑可以是例如含磷的阻燃劑，其選自單體和低聚的磷酸和膦酸酯類、膦酸酯胺類、膦酸酯、次膦酸酯、亞磷酸酯、次磷酸酯、膦氧化物和磷腈(phosphazenes)之群組，亦可能使用選自該等基團之一種或多種之多成分的混合物作為阻燃劑。亦或在此非特別提及的磷化合物，較佳的是無鹵素的，也可單獨使用或與其他含磷化合物，較佳的是無鹵素的，之組合使用。這包含了純無機磷化合物，像是磷酸硼水合物。再者，膦酸酯胺類也適合當作含磷之阻燃劑。例如專利US 5,844,028說明書中描述膦酸酯胺類的製備。而例如EP A 728 811以及WO 97/40092中描述了磷腈及其製備方式。例如EP 1 342 753、DE 10257079A以及EP 1 188 792中均詳細描述矽氧烷、磷酸化有機矽氧烷、聚矽氧或矽氧基矽烷亦可用以當作阻燃劑。

在本發明的框架中，一般式(4)之磷化合物為較佳： 其中R¹至R²⁰，彼此獨立，可以是氫、直鏈或最多有6個碳原子的分枝烷基n平均值為0.5至50以及B於各種情況下代表C₁-C₁₂烷基，較佳的是甲基或鹵素，較佳的可以是氯或溴q每個彼此獨立，其可以是0、1或2，X 代表單鍵、C=O、S、O、SO₂、C(CH₃)₂、C₁-C₅伸烷基、C₂-C₅伸烯基(alkylidene)、C₅-C₆環伸烯基(cycloalkylidene)、C₆-C₁₂伸芳基，其上之其他芳香族環(選擇性地包含雜原子)而可縮合、或者是式(5)或(6)的殘基

且Y是碳，以及 R²¹以及R²²，分別地選擇每個Y，彼此獨立而代表氫或C₁-C₆烷基，較佳的是氫、甲基或乙基，m 範圍是4至7，較佳的是4或5的整數，其條件是至少一個Y原子中的R²¹以及R²²同時是烷基。

該等式(4)的磷化合物，其中R¹至R²⁰彼此獨立而代表氫或甲基殘基，並且其中特別較佳的是q=0。較佳之化合物其中X代表SO₂、O、S、C=O、C₂-C₅伸烯基、C₅-C₆環伸烯基或特別較佳的可以是C₆-C₁₂伸芳基。特別最佳的化合物具有X=C(CH₃)₂。

從所列出之含磷化合物之生產製程的平均值，可以得到低聚化n的程度。此處，一般低聚化的程度是n<10。較佳的是具有n為0.5至5，特別較佳的是0.7至2.5之化合物。特別最佳的是具有高比例n=1之化合物，介於60%至100%，較佳的是在70%至100%，特別較佳的是在79%至100%。上述化合物均含有小量來自於生產製程中的三苯磷酸酯。在本發明文中此物質的量的是以式(4)為計算基礎較佳一般是少於5 wt.%，當化合物中的三苯磷酸鹽含量是在0至5 wt.%之間，較佳的是0至4 wt.%，特別較佳的是0.0至2.5 wt.%，其。

在本發明的框架中，式(4)的磷化合物之使用量為1 wt.%至30 wt.%，較佳的是為2 wt.%至20 wt.%，特別較佳的是為2 wt.%至15 wt.%，其以全部組成物作為計算基礎。

該磷化合物係習知的(見例如EP-A 363 608,EP-A 640 655)或可藉由已知方法以類似方式製備(例如Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie,vol.18,pp.301ff.1979；Houben-Weyl,Methoden der organischen Chemie,vol.12/1,p.43；Beilstein vol.6,p.177)。

在本發明的框架中，雙酚A二磷酸酯是特別較佳的。市售雙酚A二磷酸尤其以Reofos^®BAPP(Chemtura,Indianapolis,USA)、NcendX^® P-30(Albemarle,Baton Rouge,Louisiana,USA)、Fyrolflex^® BDP(Akzo Nobel,Arnheim,Netherlands)或CR 741^®(Daihachi,Osaka,Japan)可購得。

在US-A 2002/0038044中也敘述這些阻燃劑的製備。

在本發明框架中，其他可使用的磷酸酯是磷酸三苯酯，其尤其可由as Reofos^® TPP(Chemtura)、Fyrolflex^® TPP(Akzo Nobel)或Disflamoll^® TP(Lanxess)購得，以及間苯二酚二磷酸。間苯二酚二磷酸酯可以Reofos RDP(Chemtura)或Fyrolflex^® RDP(Akzo Nobel)購得。

本發明意義中其他合適的阻燃劑可以是含鹵化合物。此等包括溴化化合物如溴化低聚碳酸酯(像是Chemtura的四溴雙酚A低聚碳酸酯BC-52^®,BC-58^®,BC-52HP^®)、聚五溴芐基丙烯酸酯(像是Dead Sea Bromine(DSB)的FR1025)、四溴雙酚A與環氧化物(像是DSB的FR 2300以及2400)的低聚反應產物或溴化之低聚或聚苯乙烯(像是Ferro Corporation的Pyro-Chek^® 68PB以及Chemtura的PDBS 80和Firemaster^® PBS-64HW)。

在本發明之框架內，其特別較佳的是基於雙酚A之溴化低聚碳酸酯，特別是基於四溴雙酚A之低聚碳酸酯。

在本發明之框架內，含溴化合物的使用量為0.1 wt.%至30.0 wt.%、較佳的是0.1 wt,%至20.0 wt.%、特別較佳的是0.1 wt.%至10.0 wt.%以及特別最佳的是0.1 wt.%至5.0 wt.%，其是以全部組成物進行計算。

在每個例子裡，常規用於該等熱塑性塑膠之添加物，像是填料、UV穩定劑、熱穩定劑、抗靜電劑以及顏料，可以常規的使用量加到用以做為聚合物基材之熱塑性聚合物；藉由添加外部脫模劑、自由流動劑和/或其它添加劑會影響脫模行為、流動行為和/或其他性質。適合做為添加劑的化合物如WO 99/55772,pp.15-25、EP 1 308 084以及在"Plastics Additives Handbook",ed.Hans Zweifel,5^th Edition 2000,Hanser Publishers,Munich中適當的章節中所述。

根據本發明之防焰性聚碳酸酯是市售可得，像是從Bayer MaterialScience，Leverkusen購得商品名為Makrolon^® 6001、Makrolon^® 6557、Makrolon^® 6555、Makrolon^® 6485。

根據本發明中之經塗佈之物件具有優越的阻燃性質、無光表面以及良好的透射率和非常好的耐刮性質。當層厚度大於10 μm時並沒有觀察到”彩虹效應”。在特別較佳的具體實例中，用於聚合物基材的材料是由防焰 性聚碳酸酯所組成，其具有熔體黏度數值(熔體體積流動速率MVR以cm³/10 min表示)>9(根據ISO 1133在300℃以及1.2 kg進行測試)、特別較佳的MVR數值為>20(根據ISO 1133在300℃以及1.2 kg進行測試)以及特別最佳的MVR數值為>30(根據ISO 1133在300℃以及1.2 kg進行測試)。

阻燃性可例如藉由下列一種或多種的阻燃測試而測得：

塑膠的阻燃性通常是使用UL94V(Underwriters Laboratories Inc.Standard of Safety)方法進行測試，"Test for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances",pp.14 ff,Northbrook 1998；J.Troitzsch,"International Plastics Flammability Handbook",pp.346 ff.,Hanser Verlag,Munich 1990。在本測試中，以ASTM標準試樣評估續燃時間以及液滴行為。

關於防焰性塑膠之第一等級UL94V-0分類，必須符合下列條件：於一組5個ASTM標準試樣(尺寸：127 x 12.7 x X，其中X=試樣的厚度，像是3.2；3.0；1.51.0或0.75 mm)中，所有試樣在使用一定高度的明火下經兩次10秒期間的火焰燃燒後，繼續燃燒必須不能超過10秒鐘。

5個試樣經過10次的火焰的續燃時間之總和必須不得多於50秒鐘。此外，各試樣在完全燒盡或餘燃(afterglow)於長於30秒也必須不能有燃燒液滴。UL94V-1等級須要個別試樣的續燃時間不得高於30 秒，以及5個試樣經過10次的火焰的續燃時間之總和必須不得多於250秒鐘。總餘燃時間必須不得超過250秒。其他參數與先前所提到是一致的。當符合UL94V-1等級之參數，但產生燃燒液滴時，將其分類為防焰UL94V-2等級。

此外，試樣的可燃性也可藉由測定限氧指數(根據ASTM 2863-77的LOI)進行評估。

其他阻燃性測試包含根據DIN IEC 695-2-1之灼熱絲(glow wire)測試。在此，於連續三個試樣(例如60 x 60 x 2 mm或1 mm的膜片上)藉助溫度在550至960℃之間的灼熱絲，量測其最高溫度，其中不超過30秒鐘的續燃時間以及樣品未發出燃燒顆粒。此測試特別是使用在電氣/電子產業裡、因在缺陷或超載的物件中，在電子產品中的元件可以承受如此高溫而讓鄰近的部分立即被點燃。在此灼熱絲測試中，可重新創建這種類型的熱應力。

灼熱絲測試中有一種特別型式，根據IEC 60695-1-13的灼熱絲點燃測試，主要是著重在試樣之點燃行為。在此，在測試期間樣品不能被點燃，點燃的定義為外觀上有長達5秒鐘以上的火焰。不允許樣品有燃燒液滴的情形產生。

根據本發明的物件通過一種或多種上述提及之阻燃測試，並且具有其他優越的性質，特別是關於耐刮以及耐磨損性、透射率/透明度以及彩虹效應。

經塗佈的物件是高度透明的。特別地，在3 mm層厚以及波長為550 nm下，其透射率至少為88%，較佳的是高於89%以及特別最佳的是高於89.5%或高於90%，或者在波長為700 nm下，其透射率至少為90%，較佳的是高於91%以及特別最佳的是高於91.5%或高於92%。

結合此透明度，經塗佈的物件仍具有良好的耐刮性以及提升的防焰數值。

關於耐磨損性的測試，根據以砂輪之1000轉的磨損試驗(DIN 53 754)，可得到數值為低於15%的霧度值(△Haze₁₀₀₀)，特別是低於10%，以及特別最佳的是低於5%。

關於根據UL94V標準之阻燃性，至少70%的個別樣品可達到V-1或更好的評估等級，較佳的80%的個別樣品可達到V-1或更好的評估等級，特別較佳的是90%的個別樣品可達到V-1或更好的評估等級以及特別最佳的是100%的個別樣品可達到V-1或更好的評估等級。

根據本發明的物件係因此特徵在於其具有至少88%的透射率，較佳的是高於89%以及特別最佳的是高於89.5%或高於90%(根據ASTM E 1348在波長為550nm下測量)，以及具有至少90%的透射率，較佳的是高於91%(根據ASTM E 1348在波長為700nm下測量)；磨損測試測得具有數值低於15%的霧度值(△ Haze₁₀₀₀)，特別是低於10%，以及特別最佳的是低於5%(根據DIN 53 754 UL 94 V)，以及阻燃測試測得其機率為70%達到V1或者更佳等級，特別是機率為80%達到V1或者更佳等級，特別較佳的是90%達到V1或者更佳等級，特別最佳的是100%(達到V1或者更佳等級)(根據UL 94 V標準)。

因此，本發明中的物件可例如使用於平面顯示器之經濟生產，其中框以及螢幕可以選擇性地以單次注射成型法生產。本發明也可使用在其他玻璃應用，像是建築玻璃和汽車玻璃。

實施例 A)基材 實施例1：具高MVR值之防焰性聚碳酸酯之製備

在實施例6至10中所使用之組成物的製備，將使用下列之熱塑性聚合物：

Makrolon® 2408是Bayer MaterialScience AG於市面上銷售以雙酚A為基礎的聚碳酸酯。Makrolon® 2408為EU/FDA要求之品質且未包含UV吸收劑。根據ISO 1133的方法於300℃和1.2公斤荷重下，其熔體體積流動速率(MVR)為19 cm³/(10 min)。

Makrolon® LED2245是Bayer MaterialScience AG於市面上銷售以直鏈雙酚A為基礎的聚碳酸酯。 Makrolon® LED2245為EU/FDA要求之品質且未包含UV吸收劑。根據ISO 1133的方法於300℃和1.2公斤荷重下，其熔體體積流動速率(MVR)為35 cm³/(10 min)。

使用以下之添加劑：

"C4"=Bayowet® C4為Lanxess AG於市面上銷售之九氟-1-丁烷磺酸鉀。

根據本發明之防焰性熱塑性的組成是在裝置內進行混料，其裝置包括a)成分的計量裝置、b)螺桿直徑為25 mm的同向旋轉雙螺桿擠出機(ZSK 25得自Werner & Pfleiderer)、c)穿孔的模具以形成熔融多股、d)水浴用以冷卻並且使股固化以及造粒機。

實施例6至10中，用於基材的熱塑性聚合物組成物可藉由計量10 wt.%的粉末混合物，其包含了99.35%的Makrolon® 2408粉末以及0.65 wt.%阻燃劑C4，加入至90 wt.%的Makrolon® 2408丸粒中製備而得。

下述為製程參數之設定： 得到MVR(300℃/1.2kg)為36 cm³/10 min的自由流動之雙酚A聚碳酸酯(基材)(根據ISO 1133量測)。

實施例2：具低MVR值之防焰性聚碳酸酯之製備

使用Makrolon^® 6555酯粒(Bayer MaterialScience AG的雙酚A聚碳酸酯，中等黏度：MVR(300℃/1.2kg)為10 cm³/10 min，其中含有無氯以及無溴的阻燃劑)，於每一情況下藉由加工該丸粒成板片試樣製備板片，其尺寸為100*150*2 mm以及100*150*3 mm。具有直徑為18 mm之螺桿的Arburg Allrounder 270S-500-60進行製備，。此製程參數設定為：

實施例3：以實施例6的組成物製備之板片

如實施例2中以相同的方式進行製備此板片，其由雙酚A聚碳酸酯製備而得，MVR(根據ISO 1133的方法測試，條件為300℃/1.2 kg)為35 cm³/10 min，其中包含了如實施例1中的無溴阻燃劑。

實施例4：以Makrolon ^® 6555製備之UL測試棒

使用相同的注射模機(Arburg Allrounder 270S-500-60，其螺桿直徑為18 mm)以及相同於實施例2中的製程參數，不同UL測試棒的厚度進行注射成型：測試棒尺寸：127 mm*12.7 mm*D mm(D(mm)=3.2/2.6/2.2以及2.0)，材料為Makrolon^® 6555(Bayer MaterialScience AG的雙酚A聚碳酸酯，中等黏度：MVR(根據ISO 1133的測試方法，條件為300℃/1.2kg)為10 cm³/10 min，及無氯以及無溴的阻燃劑)。

UL測試棒為UL 94火焰分級的ASTM標準試樣。

實施例5：以實施例1的組成製備之UL測試棒

如實施例3中以相同的方式，此UL測試棒由雙酚A聚碳酸酯，MVR(300℃/1.2 kg)為36 cm³/10 min，與如實施例1中的無溴阻燃劑製備而得。

B)經塗佈之物件的製備以及測試

a)所使用之耐刮漆

可由Momentive Performance Materials GmbH,Germany，購得市售商品PHC587^®為耐天候以及耐磨損之含二氧化矽耐刮漆配方，其中有機成分含有在甲醇、正丁醇以及異丙醇的溶劑混合物中之二氧化矽固成份為20 +/- 1 wt.%。

耐刮漆可以塗佈在聚碳酸酯基材上而不使用中間底漆層。實施例中均據此實施，其塗佈方式為浸塗。

在塗佈後，在熱空氣烘箱中以130℃退火60分鐘。

(固化製程)

b)測試方法：

霧度：霧度是根據ASTM D 1003的測試方法藉由寬角度光散射而進行量測。其結果以%霧度(H)表示，其低數值(例如，0.5%的H)意謂著低霧度和高透明度。

鋼絲絨測試：本測試是在Byk Gardner的“磨損儀”測試儀器上進行，其使用150 g重的類別00的Rakso鋼絲絨。總共進行了20次向前和向後的移動並且和以目視評估其刮傷。

透射率測試：儀器：Perkin Elmer Lamda 900量測總透射率。

根據UL 94V，使用尺寸為127 x 12.7 x 3.0 mm的棒量測其火焰行為。

實施例6：

以1-塗佈漆PHC 587^®塗佈防焰性Makrolon^® LED 2245板片

基材：如A)中所述之Makrolon^® LED 2245/C4板片

漆：如B)中所述之PHC 587(20%溶於有機溶劑)

漆的施用：於反面提供保護膜的基材以浸塗至PHC 587漆中而塗佈。接著在室溫下讓部分溶劑揮發30分鐘。在移除保護膜後在130℃下回火60分鐘，於前部和邊緣上可得到約5 μm厚之耐刮、透明塗層。

結果整理於表1。

實施例7：

以含有0.4 wt.%的無光劑Gasil HP 230之1-塗佈漆PHC 587^®塗佈防焰性Makrolon^® LED 2245板片

基材：如A)中所述之Makrolon^® LED 2245/C4板片

漆：0.4 g的Gasil HP 230在500 g的PHC 587漆中攪拌。接著經孔徑為3-5μm的濾紙過濾。

漆的施用：如實施例6所述。

結果整理於表1。

實施例8：

以含有0.75 wt.%的無光劑Gasil HP 230之1-塗佈漆PHC 587^®塗佈防焰性Makrolon^® LED 2245板片

基材：如A)中所述之Makrolon^® LED 2245/C4板片。

漆：0.75 g的Gasil HP 230在500 g的PHC 587漆中攪拌。接著經孔徑為3-5μm的濾紙過濾。

漆的施用：如實施例6所述。

結果整理於表1。

實施例9：

以含有1.5 wt.%的無光劑Gasil HP 230之1-塗佈漆PHC 587^®塗佈防焰性Makrolon LED 2245板片

基材：如A)中所述之Makrolon^® LED 2245/C4板片。

漆：1.5 g的Gasil HP 230在500 g的PHC 587漆中攪拌。接著經孔徑為3-5μm的濾紙過濾。

漆的施用：如實施例6所述。

結果整理於表1。

實施例6至9中的火焰行為是根據UL 94測定在20個試樣上進行量測，以及於基材之情況下在10個試樣上進行量測。

其結果如下所述：

˙耐刮：相較於未塗佈之基材，經過鋼絲絨強烈的刮動下，所有經塗佈的基材均沒有任何問題通過鋼絲絨測試。

˙霧度：當Gasil HP 230的使用量增加時，測定之霧度值如預期隨之提升。

˙耐燃(FR)值(V-0,V-1,V-2)：令人驚艷地，當無光劑Gasil HP 230使用量增加時，其也顯著地測得改善耐燃的結果(1.5% Gasil HP 230無V-2)。

實施例10：

以含有2.0 wt.%的無光劑Gasil HP 230之1-塗佈漆PHC 587^®塗佈防焰性Makrolon LED 2245板片

基材：如A)中所述之Makrolon^® LED 2245/C4板片。

漆：2.0 g的Gasil HP 230在500 g的PHC 587漆中攪拌。接著經孔徑為3-5μm的濾紙過濾。

漆的施用：如實施例6所述。

結果：在塗佈後，可測得不規則表面的粗糙度顯著地增加。其在光學顯微鏡下，這些缺陷主要是因為顆粒聚集。

Claims (11)

1. 一種經塗佈之物件，其含有a)具有透射率(以ASTM E 1348方法進行量測，層厚為3 mm以及使用波長為550 nm)在至少88%以上且含有防焰性熱塑性聚合物之基材(S)，以及b)在基材上的防刮塗層(K)，其包含了二氧化矽微粒，其中二氧化矽含量以防刮塗層(K)的固含量為基準進行計算為0.2至1.8 wt.%。
2. 根據申請專利範圍第1項之經塗佈之物件，其中該基材(S)具有透射率>89%。
3. 根據申請專利範圍第1項之經塗佈之物件，其特徵在於該基材為具有MVR大於或大於或等於9(根據ISO 1133測試方法，測試條件為300℃以及1.2 kg)的防焰性聚碳酸酯或者防焰性聚碳酸酯摻合物。
4. 根據申請專利範圍第3項之經塗佈之物件，其特徵在於該基材為具有MVR大於或大於或等於20的防焰性聚碳酸酯或者防焰性聚碳酸酯摻合物。
5. 根據申請專利範圍第1項之經塗佈之物件，其中該阻燃劑係選自脂肪族或芳香族磺酸之鹼金屬或鹼土金屬鹽、磺醯胺和磺醯亞胺衍生物以及含磷阻燃 劑之群組中至少一者。
6. 根據申請專利範圍第1項之經塗佈之物件，其中該阻燃劑係選選自由九氟-1-丁烷磺酸鈉或鉀、二苯基碸磺酸鈉和鉀所組成之群組中至少一者。
7. 根據申請專利範圍第1項之經塗佈之物件，其特徵在於該二氧化矽微粒具有平均粒徑為2至15μm。
8. 根據申請專利範圍第1項之經塗佈之物件，其特徵在於該基材(S)為板片、面板或薄膜。
9. 根據申請專利範圍第1項之經塗佈之物件，其中該含二氧化矽耐刮塗層為可得自熱固化混成漆的塗層。
10. 一種根據申請專利範圍第1項之經塗佈之物件之用途，其用於平面顯示器或者玻璃(glazing)之製造，特別是汽車或者建築玻璃。
11. 一種平面顯示器及玻璃(glazing)，其含有根據申請專利範圍第1項之經塗佈之物件。