具有高度老化穩定性的有機著色劑和著色的聚合物組合物的制作方法
【專利摘要】本發明涉及用于熱塑性塑料的具有高的抗老化顏色穩定性的有機著色劑。本發明進一步涉及含有至少一種熱塑性塑料和至少一種特定結構的有機著色劑、優選至少兩種有機著色劑的組合的聚合物組合物。本發明進一步涉及根據本發明的著色劑用于使聚合物組合物著色的用途，特別是用于透明設置，諸如用于制備在建筑物、機動車和軌道車輛或飛行器中使用的窗玻璃所要求的。
【專利說明】具有高度老化穩定性的有機著色劑和著色的聚合物組合物
[0001]本發明涉及用于熱塑性塑料的具有高的抗老化顏色穩定性的有機著色劑(Farbmittel)。
[0002]本發明進一步涉及含有至少一種熱塑性塑料和至少一種特定結構的有機著色劑、優選至少兩種有機著色劑的組合的聚合物組合物。
[0003]本發明進一步涉及根據本發明的著色劑用于使聚合物組合物著色的用途，特別是用于諸如用于制備在建筑物、機動車和軌道車輛或飛行器中使用的窗玻璃(Scheibe)所要求的透明設置(Einstel lung)。
[0004]本發明另外涉及一種用于制備含有根據本發明的著色劑或根據本發明的著色劑組合的熱塑性聚合物組合物的方法。
[0005]本發明進一步提供由根據本發明著色的熱塑性聚合物組合物制備的產品、成形制品或成形物體。
[0006]塑料的著色本身是已知的。
[0007]盡管如此，迄今為止依然缺乏特別是用于透明設置的著色劑組合，所述著色劑組合提供可能的中性顏色設置-例如灰色-并且具有在高的光學要求下使用的優異的老化穩定性。對使用的著色劑組合有相應高要求的用途尤其包括用于汽車玻璃窗(Verscheibung)的透明的成品零件，所述零件根據用途可以被著色到不同的程度。由于機動車壽命長，在此情況下特別是在昂貴的汽車領域中重要的是在使用壽命時間內保持材料的所希望的高質量顏色印象(Farbeindruck)而沒有顯著的損失`。
[0008]由含有透明熱塑性聚合物例如聚碳酸酯的組合物制備的玻璃窗為車輛領域和建筑物提供了相比于傳統玻璃窗戶的許多優點。這些包括例如提高的防破裂性能和/或節省重量，在汽車窗戶情況下這使得在交通事故情況下乘客的安全性可以更高和燃料消耗更低。最后，包含透明熱塑性聚合物的透明材料由于成型性較簡單而有相當大的設計自由度。
[0009]在機動車、軌道車輛和飛行器或在基礎建設領域中使用的窗玻璃另外具有長壽命并且在此壽命期間應當不會變脆。另外顏色和透明性在所述壽命期間應當沒有變化或只有輕微變化，正如在窗玻璃的適當IR保護處理中的IR保護性能，即熱輻射保護的那樣。玻璃窗必須另外具有足夠的耐刮擦性。
[0010]由于要求長壽命，常常使用玻璃作為窗用玻璃材料。玻璃對UV輻射不敏感，對刮擦敏感性低和在長時期內不會改變機械性能。因為無機氧化物例如氧化鐵用作顏料和IR吸收劑，IR和顏色性質在長時間內也保持幾乎不變。然而，這種顏料不可能在熱塑性材料中使用，因為它會導致相應基質變霧濁和/或分解。
[0011]由于塑料具有上述優勢，因此需要材料展現出熱塑性材料的良好物理性質又具有相應著色玻璃的高顏色穩定性。
[0012]在透明熱塑性塑料中，例如基于聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的聚合物特別適合用作窗用玻璃材料。由于高韌度，聚碳酸酯特別具有對于這樣的使用目的極好的性能特征。
[0013]為了提高熱塑性材料的長壽命，已知的是為這些熱塑性塑料提供UV保護和/或耐刮擦性涂層。另外已知大量具有高耐光性的著色劑。
[0014]然而表明，如果要求格外高的顏色穩定性，現有技術中提到的熱塑性組合物不太適合。例如如果玻璃窗戶和熱塑性材料的透明著色的窗玻璃建造在一起使用就是如此。這里發現玻璃的顏色穩定性比熱塑性材料優越。如果這些材料建造在一起，則顏色偏差特別顯著。
[0015]著色劑褪色不僅導致顏色性能變化，而且導致發生較高的能量透過，因為大約50%通過窗玻璃透過的能量來自于太陽光譜的可見光范圍。尤其是在汽車和建筑玻璃窗領域中后者是所不希望的，因為具體的內部溫度由此受到影響。
[0016]另外可能需要在中性顏色中配置成形制品的著色，因為內部或內部陳設的氛圍受強烈著色窗玻璃的影響。通常，中性的灰色是優選的。在某些實施方案中，著色可以向藍-灰、綠-灰、紅-灰或黃-灰變化。
[0017]該組合物必須是在用于熱塑性塑料的常規溫度下可加工的，而在加工過程中沒有顏色或其它光學性能顯著變化。
[0018]現有技術中許多染料已經被描述成特別耐光性的并因此是穩定的。所謂的Macrolex著色劑(Lanxess datasheets; Technical Information, Lanxess DeutschlandGmbH, Functional Chemicals, High Performance Additives, Colorants, 51369Leverkusen,德國)例如 Macrolex Blue RR (Solvent Blue 97)，Macrolex Violet 3R(Solvent Violet 36)的耐光性(根據 DIN EN ISO 4892-2 在 1/3 標準深度用 1%Τ?02 (對于苯乙烯用2%Ti02)測定；用0.05 %著色劑透明著色；用8-級藍色等級進行評價)被分類為7-8 (8=最大值)，其中所述著色劑意欲用于聚碳酸酯中。但是發現在本實驗的情況下，在聚碳酸酯組合物中，形式上被分類為耐光性的著色劑并不顯示根據本發明的老化穩定性。
[0019]反之，已經發現只有非常少數的特定結構的著色劑是適合的。特別地，特定組合適合于實現本發明。
[0020]因此，目的是提供用于熱塑性聚合物的具有高度顏色老化穩定性的著色劑或著色劑組合。在此情況下，著色的熱塑性聚合物組合物的目視顏色印象在使用壽命期間應當僅僅稍微變化。
[0021]在此另外本發明的目的是滿足在透明著色的熱塑性聚合物組合物情況下的下列必要條件。
[0022]通過暴露于0.75W的氙光在3，000小時的人工老化試驗后色度值Λ E的變化小于5.0，優選小于4.0，特別優選小于3.0。另外，目視顏色印象應當也沒有變化，這特別是指條紋和高顏色濃度的點。
[0023]在特定的實施方案中，具有的色度值為a* = O 土 5和b* = O 土 5，特別是a* =O 土 4和b* = O 土 4的中性灰色是優選的。
[0024]在本發明的情況下，透明性要理解為是指當通過例如相應的成形制品形式的透明材料觀察時，背景可以清楚地看到。僅僅對光透明，例如在通過起霜的玻璃背景僅僅模糊地顯示的情況下，就不能描述該相應的材料為透明的。在本發明情況下的透明熱塑性聚合物或熱塑性聚合物組合物另外在老化之前具有的初始霧濁度小于5.0%，優選4.0%，更優選小于3.0%，特別優選小于2.0%。
[0025]本發明的另一目的是提供一種用于制備含有根據本發明的有機著色劑或有機著色劑組合的熱塑性聚合物組合物的方法。
[0026]另外本發明的目的是提供用于制備多層制品、成形制品和成品零件的含有至少一種有機著色劑或一種有機著色劑組合的著色的熱塑性聚合物組合物。
[0027]令人驚訝的是，通過根據本發明的有機著色劑或根據本發明的有機著色劑組合和使用根據本發明的有機著色劑或根據本發明的有機著色劑組合制備的根據本發明的熱塑性聚合物組合物已經可以實現該目的。
[0028]根據本發明的著色劑或著色劑組合是下面的著色劑或組合(逗號要讀作“和”):
1.(Ia)和 / 或(Ib)，(4)，(2a)和 / 或(2b)
I1.(Ia)和 / 或(Ib)，(5)，(2a)和 / 或(2b)
II1.(Ia)和 / 或(Ib)，(7)
IV.(Ia)和 / 或(Ib)，(4)，(7)
V.(Ia)和 / 或(Ib)，(5)，(7)
V1.(4)，(2a)和 / 或(2b)
VI1.(5)，(2a)和 / 或(2b)
VII1.(2a)和 / 或(2b), (4)，(6)
IX.(2a)和 / 或(2b)，(5)，(6)
X.(3)， (4)
X1.⑶，(5)
XI1.⑶，(4)，(6)
XII1.⑶，(5)，(6)
XIV.(3)， (4) ， (7)
XV.(3)， (5) ， (7)
XV1.(3)，(4)，(2a)和 / 或(2b)
XVI1.(3)，(5)，(2a)和 / 或(2b)
XVII1.(6)，(Ia)和 / 或(Ib)
XIX.(6)，(Ia)和 / 或(Ib)，(7)
XX.(Ia)和 / 或(Ib), (8)
XX1.(7)， (4)
XXI1.(J)，(5)
XXII1.(Ia)和 / 或(Ib),
XXIV.(2a)和 / 或(2b)，
XXV.(7)
XXV1.(2a)和 / 或(2b)，(7)，
其中上述結構如下定義:
a)
【權利要求】
1.用于對透明熱塑性組合物抗老化穩定著色的著色劑組合物，含有選自如下結構的著色劑或著色劑組合: 1.(Ia)和 / 或(Ib)，(4)，(2a)和 / 或(2b) I1.(Ia)和 / 或(Ib)，(5)，(2a)和 / 或(2b) II1.(Ia)和 / 或(Ib)，(7) IV.(Ia)和 / 或(Ib)，(4)，(7) V.(Ia)和 / 或(Ib)，(5)，(7) V1.(4)，(2a)和 / 或(2b) VI1.(5)，(2a)和 / 或(2b) VII1.(2a)和 / 或(2b)，(4)，(6) IX.(2a)和 / 或(2b)，(5)，(6) X.(3)， (4) X1.⑶，(5) XI1.⑶，(4)，(6) XII1.⑶，(5)，( 6) XIV.(3)， (4) ， (7) XV.(3)， (5) ， (7) XV1.(3)，(4)，(2a)和 / 或(2b) XVI1.(3)，(5)，(2a)和 / 或(2b) XVII1.(6)，(Ia)和 / 或(Ib) XIX.(6)，(Ia)和 / 或(Ib)，(7) XX.(Ia)和 / 或(Ib), (8) XX1.(7)， (4) XXI1.(J)，(5) XXII1.(Ia)和 / 或(Ib), XXIV.(2a)和 / 或(2b)， XXV.(J) XXV1.(2a)和 / 或(2b)，(7)， 其中所述結構如下:
la, Ib:
卿"卿?ΙΙΛ?iih} 其中 -Ra和Rb相互獨立地表示直鏈或支化的烷基，或鹵素；-η與各個R獨立地表示0-3的自然數，η=0時的基團為氫；2a, 2b:
2.根據權利要求1的組合物，其特征在于所述組合物含有至少一種結構(la)、(lb)、(2a)、(2b)或(7)的著色劑。
3.根據權利要求1或2的組合物，其特征在于所述結構(7)的著色劑具有2l/kg-101/kg的堆體積,5 m2/g-60 m2/g的比表面積和4_9的pH值。
4.根據權利要求1或2的組合物，其特征在于所述組合物含有以1:1的異構體混合物形式的結構(Ia)和(Ib)和/或(2a)和(2b)的著色劑。
5.根據權利要求1或2的組合物，其特征在于所述組合物含有分別僅為純異構體形式的結構(Ia)和(Ib)和/或(2a)和(2b)的著色劑。
6.根據權利要求1的組合物，其特征在于所述組合物含有至少一種選自結構1-3的著色劑和至少一種選自結構4-8的著色劑。
7.根據權利要求6的組合物，其特征在于所述結構1-3的著色劑與結構4-8的著色劑以1:3-3:1的比例存在。
8.根據權利要求1-7之一的著色劑組合物的用途，用于制備抗老化穩定的、透明的、熱塑性聚合物組合物。
9.含有根據權利要求1-7之一的著色劑組合物的透明熱塑性聚合物組合物。
10.根據權利要求9的聚合物組合物，其特征在于組分a)和b)在熱塑性聚合物組合物中的用量根據特定的各組分基于總的聚合物組合物計為0.000001重量％-1.000000重量％。
11.根據權利要求9的聚合物組合物，其特征在于熱塑性塑料是聚碳酸酯。
12.根據權利要求11的聚合物組合物，其特征在于其另外含有至少一種另外的組分，所述組分選自包括無機或有機IR吸收劑、UV吸收劑和炭黑的組。
13.含有根據權利要求1-7之一的著色劑組合的車窗玻璃。
14.根據權利要求13的車窗玻璃，其特征在于其具有含UV吸收劑的耐刮擦涂層。
15.根據權利要求13或14的車窗玻璃，其特征在于所述窗玻璃是聚碳酸酯窗玻璃且通過暴露于0.75W的氙光在3，OOO`小時的人工老化試驗后色度值E的變化小于5.0。
【文檔編號】C09B57/00GK103443182SQ201180067769
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2011年12月15日 優先權日:2010年12月17日
【發明者】A.邁耶, M.瓦格納, J.賴歇瑙爾 申請人:拜耳知識產權有限責任公司