吸熱性涂層體系的制作方法

專利名稱：吸熱性涂層體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含有至少第一層(A)和第二層(B)的吸熱性涂層體系，以及它的生產(chǎn)方法，用途和從它制造的產(chǎn)品。
在汽車部件領(lǐng)域和在建筑中，從含有透明熱塑性聚合物如聚碳酸酯的組合物制得的玻璃窗系統(tǒng)提供與從玻璃制造的普通玻璃窗系統(tǒng)相比的許多優(yōu)點，例如更大的耐破裂性和重量減輕。對于汽車玻璃窗系統(tǒng)，它們據(jù)此可以在交通事故中提供更大的乘客安全性，而重量減輕減少了燃料消耗。最終，透明熱塑性聚合物和含有透明熱塑性聚合物的組合物提供了大得多的設(shè)計自由度，這歸因于它們的更容易的模塑加工性。
然而，透明熱塑性聚合物的高透熱性(即IR輻射的透過性)會導(dǎo)致在太陽光的作用下在車內(nèi)的所不希望的升溫。正如Parry Moon，Journal of the Franklin Institute 230，583-618頁(1940)中所述，大部分的太陽光能量處于靠近在400-750nm之間的可見光范圍的在650-1100nm之間的近紅外(NIR)范圍內(nèi)。穿透的太陽光輻射例如被吸收在車內(nèi)，并作為在5-15μm的長波熱輻射而散發(fā)。因為普通的窗玻璃材料和特別是透明的熱塑性聚合物在這一范圍內(nèi)不是透明的，熱輻射不能散發(fā)到外部。產(chǎn)生了溫室效應(yīng)。為了最大程度地減少這一效應(yīng)，窗玻璃在NIR中的透過率應(yīng)該保持盡可能的低。然而，普通的透明熱塑性聚合物如聚碳酸酯在可見光范圍和在NIR中都是透明的。所以，需要例如添加劑，它們在光譜的NIR中具有盡可能低的透明度和在光譜的可見光范圍內(nèi)具有盡可能高的透明度。
為此目的，限制這一溫度升高的紅外吸收劑已描述在文獻中(例如J.Fabian，H.Nakazumi，H.Matsuoka，Chem.Rev.92，1197(1992)，US5712 332，JP06240146A)。
在近紅外(NIR)中有吸收最大值的染料對于此類應(yīng)用是已知的。然而，對于外部應(yīng)用，除了所需要的光譜性能，抵抗變色和褪色的高的長期耐光性也是需要的。
在有機和無機NIR吸收劑之間有區(qū)別。無機NIR吸收劑通常顯示出高的光穩(wěn)定性，但有著不溶于熱塑性塑料中的缺點和因此形成了霧狀至不透明的模塑組合物。相比而言，溶于熱塑性塑料中的有機NIR吸收劑是已知的，但它顯示出低的光穩(wěn)定性。
薄膜狀吸熱性涂層體系已描述在JP10-077360A中，它同時含有(A)酞菁紅外吸收劑和(B)紫外吸收劑。防熱層的耐候性據(jù)說可通過這一方法改進。根據(jù)一個實例，建議了具有0.13mm厚度的膜狀涂層，它同時含有酞菁紅外吸收劑和紫外吸收劑。事實上，這一類型的涂層具有在48-小時加速風(fēng)化試驗中的可接受的耐候性。然而，對于實際應(yīng)用中，高于500小時的耐候性試驗是需要的。此外，在這一出版物中描述的薄膜狀涂層具有不足夠的光學(xué)性能和因此不適合用于汽車窗玻璃。
為了改進吸熱性涂層體系的耐候性，還在JP10-077360中建議了得自酞菁紅外吸收劑逐漸減少的3層的薄膜狀吸熱性涂料。它含有在面層中的紫外吸收劑(面向入射光輻射)，在中間層中的紫外吸收劑和酞菁紅外吸收劑的混合物和在底層中的附加的酞菁紅外吸收劑(背向入射光輻射)。這一類型的涂層體系的缺點是由層壓方法生產(chǎn)的涂層體系的高成本的三層構(gòu)造和差的光學(xué)性能。
一般也已知的是，某些熱塑性塑料能夠通過使用UV吸收性漆和/或具有高UV吸收劑含量的共擠出層來保護。因此可從例如EP0110221A中獲知，聚碳酸酯塑料片的耐候性能夠通過為它們涂敷含有3-15wt％UV吸收劑的層來改進。在這一印刷出版物中描述的多層體系不含紅外吸收劑。
最后，EP0 774 551A描述了以無機顏料為基礎(chǔ)的熱濾器，它具有UV吸收劑保護層。無機顏料有著不溶于熱塑性塑料中的缺點，這意味著無法獲得在可見光范圍內(nèi)透明的和顯示低霧度的模制品。
本發(fā)明的目的是提供吸熱性涂層體系，在使用盡可能簡單和廉價的生產(chǎn)方法下，它具有突出的長期耐候性和優(yōu)異的光學(xué)性能，如透明度和光澤，并可用于透明塑料窗玻璃構(gòu)件的絕熱。
這一目的根據(jù)本發(fā)明通過包括第一層(A)和第二層(B)的透明吸熱性涂層體系來實現(xiàn)，其中第一層(A)含有至少一種有機紅外吸收劑和至少一種紫外吸收劑和第二層(B)含有至少一種紫外吸收劑，和第一層(A)是在涂層體系中含有有機紅外吸收劑的唯一的層。
根據(jù)本發(fā)明的吸熱性涂層體系特征于有機紅外吸收劑和紫外吸收劑一起被引入到一層(層A，“NIR/UV層”)中。兩種添加劑在同一層中的共同存在意味著大部分的敏感有機紅外吸收劑受保護免受UV輻射。有機紅外吸收劑也通過另一含有紫外吸收劑的層(層B，“UV層”)來保護以防止被UV輻射分解。另一特殊的特征是層(A)是在根據(jù)本發(fā)明的涂層體系中的含有有機IR吸收劑的唯一的層。任選包含在涂層體系中的任何其它層，如透明涂層同樣不含有機紅外吸收劑。因為UV層(層B)的諸多功能中的一個是保護該層(A)中的NIR染料免受UV輻射，有利的是在入射光輻射的方向上將層(B)設(shè)置在層(A)上。因此，從面向入射光輻射的面開始，下面的涂層結(jié)構(gòu)是有利的層(B)-層(A)，尤其前提條件是層(A)也用作基材(例如塑料汽車窗玻璃)。還有可能將一個或多個附加層(B)設(shè)置在層(A)之下，例如導(dǎo)致以下涂層結(jié)構(gòu)層(B)-層(A)-層(B)。同樣在這一實施方式中，有利的是層(A)也用作基材(例如塑料汽車窗玻璃)?？闪信e的例子是在兩面上共擠出的并由含有有機紅外吸收劑和UV吸收劑[層(A)]的熱塑性塑料形成的片材，在兩面上有兩個薄的UV吸收劑層[層(B)]。也可以是在兩面上涂漆的并由含有有機紅外吸收劑和UV吸收劑[層(A)]的熱塑性塑料形成的片材或注塑件，在兩漆層[層(B)]中有UV吸收劑。
令人驚奇地，已經(jīng)確認(rèn)的是，在吸熱性涂層體系中的長期耐候性和優(yōu)異光澤和透明度的充分改進可通過將單一的UV保護層布置在NIR/UV層的上面來獲得。根據(jù)本發(fā)明的涂層體系特征于與在JP10-077360A中描述的單層防熱層相比顯著改進的長期耐候性。與在JP10-077360A中描述的3層防熱涂層相比，根據(jù)本發(fā)明的涂層體系特征于顯著改進的透明度和光澤度和特征于更簡單和較少花費的制造方法。與JP10-077360的教導(dǎo)相反，根據(jù)本發(fā)明已驚奇地發(fā)現(xiàn)，為了實現(xiàn)在涂層體系中NIR吸收劑的逐漸減少的目的，NIR吸收劑在幾個層中的引入對于長期耐候性的改進不是必要的。對于根據(jù)本發(fā)明的涂層體系所實現(xiàn)的附加NIR層的省去也會導(dǎo)致吸熱性涂層體系的透明度和光澤性能的顯著改進。
還發(fā)現(xiàn)，有利的是根據(jù)本發(fā)明的涂層體系的各層是以特定的厚度來構(gòu)造。因此根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，第一層(A)具有2-8mm，尤其3-5mm的厚度。根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施方案，第二層(B)具有1-100μm的厚度。如果第二層是作為具有30-80μm，尤其40-60μm的聚合物膜而形成，則是特別有利的。同樣有可能的是第二層是作為1-30μm，尤其4-10μm的厚度的漆而形成。
令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，對于根據(jù)本發(fā)明的吸熱性涂層體系的光學(xué)性能和長期耐候性，有利的是NIR/UV層(層A)不是作為如在JP10-077360A中所述的薄膜狀涂層來形成，而是以0.8-15mm的厚度來形成。因此，這是令人驚奇的，因為薄層一般具有比厚層更佳的霧度性質(zhì)。其中0.8-15mm的較厚NI R/UV層(層A)涂有1-100μm的較薄UV保護層(層B)的涂層體系已證明是特別理想的。這一涂料層能夠例如作為漆或作為薄聚合物膜來進行。這一涂層體系具有優(yōu)異的透明度和霧度性質(zhì)，同時有突出的長期耐候性。如果在涂層體系中的NIR/UV層(層A)和UV層(層B)和任選的其它層是作為合適厚度的共擠出聚合物層來形成，則從生產(chǎn)觀點和根據(jù)用于汽車窗玻璃中的特定性能考慮已證明是特別理想的。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選的實施方案，除了層(A)和(B)之外，根據(jù)本發(fā)明的涂層體系還含有至少一個附加透明層(C)，它既不含有有機紅外吸收劑也不含有紫外吸收劑。層(C)也稱作“透明涂層(Klarschicht)”和用于改進耐劃性或提高機械硬度。根據(jù)本發(fā)明的涂層體系能夠含有一個或多個透明涂層。1-3個透明涂層是優(yōu)選使用的，特別優(yōu)選1個透明涂層。該透明涂層能夠位于涂層體系中的任何地方，即在層(A)和(B)之上，之下和/或之間。然而，具有以下涂層結(jié)構(gòu)的涂層體系(從面向入射光輻射的一面開始)是特別理想的層(B)-層(A)-層(C)或?qū)?C)-層(B)-層(A)。對于透明涂層(C)的材料沒有特殊限制；然而，該透明涂層一般理想的是作為聚合物層或玻璃層來形成。透明的熱塑性塑料形成的層尤其適合作為聚合物層。聚碳酸酯或共聚碳酸酯或PMMA或PETG是特別合適的透明熱塑性塑料。如果與其它層中相同的聚合物用于層(C)中，則對于涂層體系的光學(xué)性能是理想的。在根據(jù)本發(fā)明的涂層體系中，其中層(A)和/或(B)是例如以聚碳酸酯為基礎(chǔ)的層，如果層(C)也是以聚碳酸酯或PMMA或PETG為基礎(chǔ)的層，則是理想的。
適合用于本發(fā)明的涂層體系中的有機紅外吸收劑是在700-1500nm(近紅外＝NIR)有盡可能高的吸收的化合物。從文獻中已知的紅外吸收劑，如在M.Matsuoka，Infrared Absorbing Dyes，PlenumPress，New York，1990中由材料組(stoffklassenmβig)描述的那些是合適的。選自酞菁類，萘菁(Naphthalocyanine)，金屬配合物，偶氮染料，蒽醌類，Quadratsure衍生物，亞胺鎓(Immonium)染料，二萘嵌苯類，Quaterylene和聚甲川類的紅外吸收劑是特別合適的。這些當(dāng)中，酞菁類和萘菁類是最特別優(yōu)選的。具有大的側(cè)基團的酞菁類和萘菁類是優(yōu)選的，因為它們在熱塑性塑料中改進的溶解度。
對于在層(A)中含有的有機紅外吸收劑的量沒有特別限制，只要熱輻射的所希望的吸收和涂層體系的足夠透明度得以確保就行。如果層(A)含有0.001-10g/m2，尤其0.1-1g/m2的有機紅外吸收劑，則已證明是特別理想的。取決于NIR/UV層(層A)的吸收系數(shù)和層厚度，紅外吸收劑優(yōu)選以1-10,000ppm，優(yōu)選10-1,000ppm和最優(yōu)選20-400ppm的濃度使用。紅外吸收劑的混合物也是特別合適的。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員能夠用在各種波長下有吸收最大值的染料來實現(xiàn)在近紅外范圍中吸收的優(yōu)化。
用于根據(jù)本發(fā)明的涂層體系中的合適紫外吸收劑是在低于400nm下有盡可能低的透射率和在高于400nm下有盡可能高的透射率的化合物。此類化合物和它們的制造可以從文獻中獲知并例如描述在EP0 839 623A，WO96/15102和EP0 500 496中。用于根據(jù)本發(fā)明的涂層體系中的特別合適的紫外吸收劑是苯并三唑類，三嗪類，二苯甲酮類和/芳基化(arylierte)氰基丙烯酸酯類。
特別合適的紫外吸收劑是羥基苯并三唑類，如2-(3’，5’-雙(1，1-二甲基芐基)-2’-羥基苯基)苯并三唑(Tinuvin234，CibaSpezialittenchemie，Basel)，2-(2’-羥基-5’-(叔辛基)苯基)苯并三唑(Tinuvin329，Ciba Spezialittenchemie，Basel)，2-(2’-羥基-3’-(2-丁基)-5’-(叔丁基)苯基)苯并三唑(Tinuvin350，CibaSpezialittenchemie，Basel)，雙(3-(2H-苯并三唑基)-2-羥基-5-叔辛基)甲烷(Tinuvin360，Ciba Spezialittenchemie，Basel)，2-(羥基-2-羥基苯基)-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(Tinuvin1577，Ciba Spezialittenchemie，Basel)，和二苯甲酮2，4-二羥基二苯甲酮(Chimasorb 22，Ciba Spezialittenchemie，Basel)，2-丙烯酸，2-氰基-3，3-二苯基-，2，2-雙[[(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)(Uvinul3030，BASFAG，Ludwigshafen)。這些紫外吸收劑的混合物也可使用。
此外，納米級無機UV吸收劑也能夠在有有機UV吸收劑或沒有有機UV吸收劑的情況下使用。TiO2，ZnO，CeO2是優(yōu)選的。這些顆粒物的尺寸低于100nm。它們的制造是已知的。
對于在涂層體系中含有的紫外吸收劑的量沒有特別限制，只要確保UV輻射的所希望的吸收和涂層體系的足夠的透明度。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，層(A)含有0.1-10％，尤其0.2-1％的紫外吸收劑。如果層(B)含有0.1-40％，尤其1-10％的紫外吸收劑，則進一步證明是理想的。
對于層(A)和(B)的基材沒有特別限制，只要該材料具有高透明度和耐候性和因此適合用于汽車窗玻璃。然而，如果涂層體系的各層是以聚合物為基礎(chǔ)的層或漆，則已證明是特別理想的。這意味著有機紅外吸收劑和/或紫外吸收劑(如果包含在各層中)被引入到聚合物層或漆層中。
透明熱塑性聚合物是優(yōu)選使用的。
在本發(fā)明的意義上的透明熱塑性聚合物是，例如，烯屬不飽和單體的聚合物和/或雙官能反應(yīng)性化合物的縮聚物。透明熱塑性聚合物的例子是，例如，以二酚類為基礎(chǔ)的聚碳酸酯或共聚碳酸酯，聚丙烯酸酯或共聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯或共聚甲基丙烯酸酯，例如聚甲基丙烯酸甲基酯或共聚甲基丙烯酸甲酯和有苯乙烯的共聚物類，例如透明聚苯乙烯丙烯腈(PSAN)或以乙烯和/或丙烯為基礎(chǔ)的聚合物和芳族聚酯類，如PET、PEN或PETG和透明熱塑性聚氨酯。以環(huán)烯烴為基礎(chǔ)的聚合物(例如，TOPAS，從Ticona公司獲得的商購產(chǎn)品)，對苯二甲酸的縮聚物或共縮聚物，如聚對苯二甲酸乙二醇酯或共聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET或CoPET)或PETG也能夠引入。
幾種透明熱塑性聚合物的混合物也是可能的。
聚碳酸酯或共聚碳酸酯是優(yōu)選的。
特別優(yōu)選的聚碳酸酯是以雙酚A為基礎(chǔ)的均聚碳酸酯，以1，3-雙(4-羥基苯基)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷為基礎(chǔ)的均聚碳酸酯和以兩種單體雙酚A和1，1-雙(4-羥基苯基)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷為基礎(chǔ)的共聚碳酸酯。
在本發(fā)明的意義上的聚碳酸酯既是均聚碳酸酯又可以是共聚碳酸酯；該聚碳酸酯可以是以已知方式線性的或支化的。
聚碳酸酯是以已知方式從二酚類，碳酸衍生物，任選的鏈終止劑和支化劑來生產(chǎn)。
聚碳酸酯的生產(chǎn)的細節(jié)在過去約40年中已經(jīng)在許多專利說明書中有描述。例如可以參考Schnell，“Chemistry and Physics ofPolycarbonates”，Polymer Reviews，Volume 9，IntersciencePublishers，New York，London，Sydney 1964，參考D.Freitag，U.Grigo，P.R.Müller，H.Nouvertne’，BAYER AG，“Polycarbonates”，Encyclopedia of Polymer Science andEngineering，11卷，第二版，1988，648-718頁，和最后參考Dres.U.Grigo，K.Kirchner and P.R.Müller“Polycarbonate”，Becker/Braun，Kunststoff-Handbuch，3/1卷，Polycarbonate，Polyacetale，Polyester，Celluloseester，Carl Hanser VerlagMünchen，Wien 1992年，117-299頁。
適合于聚碳酸酯的生產(chǎn)的二酚的例子包括氫醌，間苯二酚，二羥基聯(lián)苯，雙(羥苯基)鏈烷烴類，雙(羥苯基)環(huán)烷烴類，雙(羥苯基)硫醚，雙(羥苯基)醚，雙(羥苯基)酮類，雙(羥苯基)砜類，雙(羥苯基)亞砜類，α，α’-雙(羥苯基)二異丙基苯類，和它們的環(huán)上烷基化和環(huán)上鹵代的化合物。
優(yōu)選的二酚類是4，4’-二羥基聯(lián)苯，2，3-雙(4-羥苯基)丙烷，2，4-雙(4-羥苯基)-2-甲基丁烷，1，1-雙(4-羥苯基)-p-二異丙基苯，2，2-雙(3-甲基-4-羥苯基)丙烷，2，2-雙(3-氯-4-羥苯基)丙烷，雙(3，5-二甲基-4-羥苯基)甲烷，2，2-雙(3，5-二甲基-4-羥苯基)丙烷，雙(3，5-二甲基-4-羥苯基)砜，2，4-雙(3，5-二甲基-4-羥苯基)-2-甲基丁烷，1，1-雙(3，5-二甲基-4-羥苯基)-p-二異丙基苯，2，2-雙(3，5-二氯-4-羥苯基)丙烷，2，2-雙(3，5-二溴-4-羥苯基)丙烷和1，1-雙(4-羥苯基)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷。
特別優(yōu)選的二酚類是2，2-雙(4-羥苯基)丙烷，2，2-雙(3，5-二甲基-4-羥苯基)丙烷，2，2-雙(3，5-二氯-4-羥苯基)丙烷，2，2-雙(3，5-二溴-4-羥苯基)丙烷，1，1-雙(4-羥苯基)環(huán)己烷和1，1-雙(4-羥苯基)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷。
這些和其它合適的二酚類描述在例如US-A3 028 635，US-A2 999825，US-A3 148 172，US-A2 991 273，US-A3 271 367，US-A4982 014和US-A2 999 846中，在DE-A1 570 703，DE-A2 063 050，DE-A2 036 052，DE-A2 211 956和DE-A3 832 396中，在FR-A1561 518中，在專題論文“H.Schnell，Chemistry and Physics ofPolycarbonates，Interscience Publishers，New York 1964”中和在JP-A62039/1986，JP-A62040/1986和JP-A105550/1986中。
對于均聚碳酸酯的情況，僅僅使用一種二酚，對于共聚碳酸酯的情況，使用多種二酚。
合適的碳酸衍生物包括例如光氣或碳酸二苯基酯。
能夠用于聚碳酸酯的生產(chǎn)中的合適鏈終止劑既可以是單酚類又可以是單羧酸類。合適的單酚是苯酚本身，烷基酚類，如甲苯酚，對-叔丁基苯酚，對-正辛基苯酚，對-異辛基苯酚，對-正壬基苯酚和對-異壬基苯酚，鹵代酚類，如對-氯苯酚，2，4-二氯苯酚，對-溴苯酚和2，4，6-三溴苯酚，2，4，6-三碘苯酚，對-碘苯酚，和它們的混合物。
特別優(yōu)選的鏈終止劑是對-叔丁基苯酚和苯酚。
此外，合適的單羧酸是苯甲酸，烷基苯甲酸和鹵代苯甲酸。
此外，優(yōu)選的鏈終止劑是具有通式(I)的酚類 其中R是氫或C1-C30烷基，線性或支化的，優(yōu)選是叔丁基或是支化或未支化的C8和/或C9烷基。
鏈終止劑的用量優(yōu)選是0.1-5mol％，相對于在每種情況下所使用的二酚類的摩爾數(shù)。鏈終止劑可以在光氣化之前、過程中或之后添加。
合適的支化劑是在聚碳酸酯化學(xué)中已知的三官能或三官能以上的化合物，尤其具有三個或三個以上酚羥基的那些化合物。
合適支化劑的例子包括間苯三酚，4，6-二甲基-2，4，6-三(4-羥苯基)庚烯-2，4，6-二甲基-2，4，6-三(4-羥苯基)庚烷，1，3，5-三(4-羥苯基)苯，1，1，1-三(4-羥苯基)乙烷，三(4-羥苯基)苯基甲烷，2，2-雙[4，4-雙(4-羥苯基)環(huán)己基]丙烷，2，4-雙(4-羥苯基異丙基)苯酚，2，6-雙(2-羥基-5’-甲基芐基)-4-甲基苯酚，2-(4-羥苯基)-2-(2，4-二羥基苯基)丙烷，六(4(4-羥苯基異丙基)苯基)原對苯二甲酸酯類，四(4-羥苯基)甲烷，四(4-(4-羥苯基異丙基)苯氧基)甲烷和1，4-雙(4’，4”-二羥基三苯基)甲基)苯以及2，4-二羥基苯甲酸，1，3，5-苯三酸，氰尿酰氯，和3，3-雙(3-甲基-4-羥苯基)-2-氧代-2，3-二氫吲哚。
任選添加的支化劑的量優(yōu)選是0.05-2mol％，再次相對于在每種情況下使用的二酚的摩爾數(shù)。
支化劑或者與二酚類和鏈終止劑一起預(yù)先存在于堿-水相中或者在光氣化之前，溶于有機溶劑中來添加。如果使用酯交換方法，支化劑與二酚類一起添加。
根據(jù)本發(fā)明的組合物也能夠含有其它普通聚合物添加劑，如抗氧化劑和脫模劑(描述在例如EP-A0 839 623，WO96/15102和EP-A0500 496中)以及從文獻中已知的阻燃劑，玻璃纖維，填料，發(fā)泡劑，顏料，熒光增白劑或染料，以各種熱塑性塑料的普通用量使用。各種情況下至多5wt％的量是優(yōu)選的，優(yōu)選0.01-5wt％，相對于組合物的量，特別優(yōu)選0.01-1wt％，相對于組合物的量。幾種添加劑的混合物也是合適的。
作為雜質(zhì)存在于熱塑性聚碳酸酯中的離子的含量優(yōu)選是低于10ppm，特別優(yōu)選低于5ppm。
在熱塑性聚碳酸酯的生產(chǎn)中涉及到的措施對于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員是熟悉的。
如果使用多種的熱塑性層，則熱塑性塑料可以是不同的或相同的。
模制品/保護層的合適結(jié)合例如已列舉在EP0 320 632A中。類似的塑料是優(yōu)選使用的。
用于本發(fā)明的涂層體系中的合適漆體系是其交聯(lián)組分具有丙烯酸酯-，烯丙基-，環(huán)氧基-，硅氧烷-，異氰酸酯-，酐-和/或蜜胺甲醛官能團的那些。此類漆體系的綜合性描述能夠見于“Lehrbuch derLacke und Beschichtungen”，編輯者Dr.Hans Kittel，VerlagHirzel，Stuttgart，1998；見于“Lackkunstharze”，由Hans Wagner著，Hans Friedrich Sarx，Carl Hanser Verlag München，1971；具體地對于環(huán)氧樹脂來說見于“Epoxy Resins，Chemistry andTechnology”，由Clayton A.May and Yoshio Tanaka編輯，MarcelDekker，Inc.New York，1973，第7章，451頁及以下。
描述在例如DE4 020 316A中的硅氧烷漆是特別優(yōu)選的。
漆層的厚度是1到200μm；優(yōu)選2到50μm和最特別優(yōu)選2到10μm。漆的粘度優(yōu)選是5到10,000mPas。
用于層(A)，(B)和/或(C)中的聚合物或漆能夠任選含有其它添加劑，例如描述在EP0 839 623A1和EP0 500 496A1中的抗氧化劑，阻燃劑，填料，發(fā)泡劑，普通的染料和顏料；熒光增白劑和成核劑等，優(yōu)選在各情況下以相對于總混合物的至多5wt％，優(yōu)選0.01到5wt％的量，特別優(yōu)選以相對于塑料量的0.01到1wt％的量。這些添加劑的混合物也是合適的。
此外，該熱塑性塑料還含有普通的熱穩(wěn)定劑。根據(jù)本發(fā)明特別適合作為熱穩(wěn)定劑的是位阻酚，例如3-(3′，5′-二-叔丁基-4′-羥苯基)丙酸十八烷基酯(Irganox1076，Ciba Specialty Chemicals，巴塞爾，瑞士)。根據(jù)本發(fā)明的其它特別合適的熱穩(wěn)定劑是亞磷酸酯，尤其三(2，4-二-叔丁基苯基)亞磷酸酯(Irgafos168，CibaSpecialty Chemicals，巴塞爾，瑞士)，或膦如三苯基膦。
在根據(jù)本發(fā)明的涂層體系中的熱塑性塑料還含有普通的脫模劑。特別合適的脫模劑是季戊四醇四硬脂酸酯(PET)或單硬脂酸甘油酯(GMS)。
該有機紅外吸收劑，紫外線吸收劑和其它添加劑能夠通過已知的方法被引入到根據(jù)本發(fā)明的涂層體系的單個層中，這些方法例如有配混，在溶液中引入，共擠出，捏合，由注塑引入或作為母料引入。
根據(jù)本發(fā)明的涂層體系能夠通過已知方法，如漆涂，共擠出，浸漬涂敷，壓花，襯里，層壓，夾心注塑，從溶液施涂，背面噴涂或類似的方法，在一個或多個任選的不同步驟中來制備。
各層能夠在與基本部件的模塑加工(例如由共擠出或夾心注塑法)同時地或緊接著在該加工之后被施涂于彼此的表面上。然而，它們還可以被施涂于最終的模塑加工的基本部件上，例如通過與膜層壓在一起或通過涂敷溶液。
根據(jù)本發(fā)明的涂層結(jié)構(gòu)也任選隨后在熱塑性狀態(tài)下形成，例如通過熱成型(Tiefziehen)。
根據(jù)本發(fā)明的涂層體系例如能夠通過下列工序來生產(chǎn)(a)通過將有機紅外吸收劑和紫外線吸收劑與透明聚合物基礎(chǔ)材料或漆體系混合來生產(chǎn)層(A)的組合，(b)通過將紫外線吸收劑與透明聚合物基礎(chǔ)材料或漆體系混合來生產(chǎn)層(B)的組合，和(c)通過層(A)和(B)和任選的其它層的共擠出、注塑或噴涂來生產(chǎn)涂層體系。
該紫外線和/或紅外吸收劑優(yōu)選通過配混方法與聚合物基礎(chǔ)材料混合。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，層(A)通過注模法生產(chǎn)，層(B)通過涂漆來生產(chǎn)和任選的其它層通過注塑法或涂漆法生產(chǎn)。
該單層優(yōu)選通過共擠出來生產(chǎn)。
除實心板(Massivplatten)之外，多層片(Stegplatten)(雙層片，三層片等)或波紋片能夠從根據(jù)本發(fā)明的涂層體系生產(chǎn)。它們還可以用于注塑部件，如食物容器，電器的零件和用于柔性焦距透鏡(Brillenglsern)，例如也用于護目鏡，如焊工護目鏡。
在不希望有透熱性的任何地方，根據(jù)本發(fā)明的涂層體系能夠普遍地使用。它們在汽車組件，例如窗玻璃件，汽車遮陽板，塑料照明燈散射器，和建筑應(yīng)用，如建筑物的窗玻璃，溫室組件，天棚燈，公共汽車站或類似的應(yīng)用中的使用是特別合適的。
根據(jù)本發(fā)明的涂層體系適合于模塑品的生產(chǎn)，尤其適合于透明塑料窗玻璃元件，例如以聚碳酸酯和/或共聚碳酸酯為基礎(chǔ)的塑料窗玻璃元件的生產(chǎn)。
本發(fā)明因此還提供了用根據(jù)本發(fā)明的涂層體系生產(chǎn)的模制品。
實施例本發(fā)明用下面實施例來更詳細地描述。
實施例1為了制造這些測試片，具有大約28,000和20,000平均分子量(由GPC測得的Mw)的聚碳酸酯(從Bayer AG，Leverkusen商購的Makrolon2808或MakrolonDP1265)與表1中指定的用量的添加劑在雙螺桿擠出機中于300℃下配混，然后造粒。然后從這些粒料擠出著色樣品板(60mm×40mm×2mm)。組合物V5和6直接在250℃下擠出。
下面的化合物用作紅外線吸收劑IR吸收劑(A)氧釩基-5，14，23，32-四苯基-2，3-萘菁(naphthalocyanin)(Aldrich，Steinheim，Germany)，IR吸收劑(B)銅(II)-1，4，8，11，15，18，22，25-八丁氧基-29H，31H-酞菁(Aldrich，Steinheim，Germany)和IR吸收劑(C)KU3-2052(商購雙組分NIR染料，從Bayer AG，Leverkusen，Germany獲得，具有組分A和B)。
下面的化合物用作UV吸收劑UV吸收劑(A)2-(2′-羥基-3′-(2-丁基)-5′-(叔丁基)苯基)苯并三唑(Tinuvin350，從Ciba Spezialittenchemie，Basel，瑞士獲得)和UV吸收劑(B)雙(3-(2H-苯并三唑基)-2-羥基-5-叔辛基(oxtyl))甲烷(Tinuvin360，從Ciba Spezialittenchemie，Basel，瑞士獲得)。
表1樣品的組成
該著色樣品板然后通過在155℃和100kN下壓花60秒而涂有100μm厚度聚碳酸酯薄膜，由在Makrolon3108中的5％UV吸收劑(B)組成。
實施例2得自組成2，4和6和對比組成1，3和5的著色樣品板的透射譜是用Perkin Elmer公司的“l(fā)amda 9”UV VIS-NIR分光光度計測量的。樣品然后使用Xe-WOM在0.35W/m2(102∶18)下進行風(fēng)化試驗(bewittert)和再次測量透射光譜。
測量在NIR中的最大吸收值下的透射率。對于組成2和4和對比組成1和3，也測量在副最大值(Nebenmaximum)處的透射率值，以便獲得根據(jù)本發(fā)明的涂層體系的穩(wěn)定化作用的更好對比。
表2組成2，4和6和對比組成1，3和5在5000h Xe-WOM之后的透射性質(zhì)(Δ指T(5000)-T(0h))。
從表2中能夠看出，對于根據(jù)本發(fā)明的組成2、4和6在吸收最大值或副最大值下的透射率不如對比組成1，3和5那樣急劇地提高。這意味著，借助于根據(jù)本發(fā)明的涂層體系(組成2、4和6)，NIR染料在風(fēng)化條件下不象僅僅由普通UV保護層保護的那些(參考組成1、3和5)那樣嚴(yán)重地褪色。
實施例3在風(fēng)化和非風(fēng)化樣品上的霧度是根據(jù)規(guī)范ASTM D1003，通過使用Haze-Gard加上BYK-Gardner GmbH，D-82538 Geretsried的儀器來測定的。
表3在3000h Xe-WOM下的風(fēng)化之前和之后的霧度試驗和霧度差異Δ
Δ＝非風(fēng)化樣品的差異在表3中的測量值顯示，根據(jù)本發(fā)明的UV保護層(有保護膜的組成6)在霧度上僅僅經(jīng)受了3.7％增加，與在對比組成的情況下為4.9％或甚至21.3％和27.4％。對于根據(jù)本發(fā)明的保護層，在風(fēng)化之后絕對霧度同樣地降低。
實施例4在風(fēng)化和非風(fēng)化樣品上的光澤是根據(jù)DIN標(biāo)準(zhǔn)67530測定的。
表4光澤試驗
在表4中的測量值表明，在119％和138％下，根據(jù)本發(fā)明的涂層體系(具有保護膜的組成2)在5000h Xe-WOM之后顯示出比對比樣品更高的光澤，對比樣品在一些情況下已經(jīng)風(fēng)化了較短的時間。
試驗結(jié)果表明，根據(jù)本發(fā)明的涂層體系以它們的簡單構(gòu)造而具有在Xe-WOM風(fēng)化試驗下的突出的長期耐天候老化性能，甚至在5000h之后，優(yōu)異的透明度性能和顯著的光澤值。
權(quán)利要求
1.透明吸熱涂層體系，它包括第一層(A)和第二層(B)，其中第一層(A)含有至少一種有機紅外吸收劑和至少一種紫外線吸收劑和第二層(B)含有至少一種紫外線吸收劑，和第一層(A)是該涂層體系中含有有機紅外吸收劑的唯一的層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的涂層體系，其特征在于第一層(A)具有0.8到15mm，尤其3到6mm的厚度。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的涂層體系，其特征在于第二層(B)具有1到100μm的厚度。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的涂層體系，其特征在于第二層(B)是作為30-80μm，尤其40-60μm的厚度的聚合物膜而形成。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的涂層體系，其特征在于第二層(B)是作為1-10μm，尤其4-6μm的厚度的漆形成。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的涂層體系，其特征在于除了層(A)和(B)之外，在涂層體系中還存在至少一個附加透明涂層(C)，該層既不含有紅外吸收劑也不含有紫外線吸收劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的涂層體系，其特征在于該透明層(C)含有聚合物和/或玻璃。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的涂層體系，其特征在于第一層(A)含有0.001-10g/m2、尤其0.1-1g/m2的有機紅外吸收劑。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的涂層體系，其特征在于第一層(A)含有0.1-10％、尤其0.2-1％的紫外線吸收劑。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的涂層體系，其特征在于第二層(B)含有0.1-40％、尤其1-10％的紫外線吸收劑。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的涂層體系，其特征在于該紅外吸收劑選自酞菁和萘菁。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的涂層體系，其特征在于紫外線吸收劑選自苯并三唑，三嗪，二苯甲酮和芳基化氰基丙烯酸酯。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的涂層體系，其特征在于該層(A)和(B)是以聚合物和/或漆為基礎(chǔ)的層。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的涂層體系，其特征在于透明熱塑性塑料，尤其聚碳酸酯或共聚碳酸酯用作聚合物。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的涂層體系，其特征在于該漆是選自丙烯酸酯-，烯丙基-，環(huán)氧基-，硅氧烷-，異氰酸酯-，酐-和密胺甲醛交聯(lián)的漆類。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的涂層體系，其特征在于漆是硅氧烷漆。
17.生產(chǎn)根據(jù)權(quán)利要求1到16的涂層體系的方法，其特征在于以下步驟(a)通過將有機紅外吸收劑和紫外線吸收劑與透明聚合物基礎(chǔ)材料或漆體系混合來生產(chǎn)層(A)的組合，(b)通過將紫外線吸收劑與透明聚合物基礎(chǔ)材料或漆體系混合來生產(chǎn)層(B)的組合，(c)通過層(A)和層(B)和任選的一個或多個透明涂層(C)的共擠出、注塑或噴涂來生產(chǎn)涂層體系。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其特征在于混合通過配混來進行。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18的方法，其特征在于層(A)通過注塑法生產(chǎn)，層(B)通過涂漆來生產(chǎn)和層(C)通過注模法或涂漆來生產(chǎn)。
20.根據(jù)權(quán)利要求17到19中任一項的方法，其特征在于層(A)和(B)和任選的層(C)通過共擠出來生產(chǎn)。
21.含有根據(jù)權(quán)利要求1到16中任一項的涂層體系的模制品。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的模制品，其特征在于該模制品是透明汽車窗玻璃元件，尤其以聚碳酸酯和/或共聚碳酸酯為基礎(chǔ)的塑料窗玻璃元件。
23.根據(jù)權(quán)利要求1到16中任一項的涂層體系用于防護塑料窗玻璃元件以抵抗熱輻射的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及透明吸熱涂層體系，包括第一層(A)和第二層(B)，其中第一層(A)含有至少一種有機紅外吸收劑和至少一種紫外線吸收劑和第二層(B)含有至少一種紫外線吸收劑，而第一層(A)是在該涂層體系中含有有機紅外吸收劑的唯一的層。本發(fā)明涉及它的生產(chǎn)方法，用途和從涂層體系生產(chǎn)的產(chǎn)品。
文檔編號G02B5/20GK1501861SQ02807980
公開日2004年6月2日 申請日期2002年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月10日
發(fā)明者M·德布勒, M 德布勒, P·比爾, 倮, R·戈尼, M·施蒂勒 申請人:拜爾公司