撓性層壓膜的制作方法

撓性層壓膜的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種撓性的可壓延膜，其表現出在外部天候老化條件下提高的耐久性。該膜主要包含氯乙烯在聚丙烯酸酯上的接枝共聚物的基底層，該基底層層壓有丙烯酸系保護層。重要的是，該基底層不含或含有最少增塑劑組分，以消除或減少UV吸收劑從丙烯酸系保護層遷移。
【專利說明】撓性層壓膜
[0001]本發明涉及適用于被覆基材的撓性層壓膜，并涉及具有基底層和UV保護層的撓性層壓膜的制備方法。
[0002]基于UPVC的窗、門、溫室等已成為基于木材的產品的更廉價且更耐久的備選物。盡管可以添加顏料以提供顏色變化，但uPVC型材典型地是白色的。
[0003]近來，裝飾效果PVC型材已經作為被設計為在木材紋理的情況下仿天然木制品同時具有PVC的有益物理和機械特性的第二代產品顯現。此外，也已經引入了單色、紋理和特殊效果，以擴大消費者選擇。典型地，這些“效果” UPVC型材是通過在型材制備過程的最終階段，在制成窗、門和其它建筑元件之前，將薄的、裝飾的、撓性的、外用級的膜層壓至UPVC而形成的。
[0004]相應地，這種外用裝飾膜持續暴露在環境中，并需要在配方中的特殊組分，以抵抗隨時間的天候老化和降解。典型的膜包含在其上層壓了丙烯酸類保護膜的撓性的、印刷或非印刷的P-PVC基底。該P-PVC底層包含添加劑如穩定劑、加工助劑和增塑劑，它們協助壓延過程并防止在制備中的熱降解，并且可以包括當暴露在現場期間提供另外保護的添加齊U。這樣的添加劑是本領域技術人員公知的。可從許多來源商購的丙烯酸類保護層典型地含有一種或多種UV吸收劑，并且在某些情況下，含有其他添加劑，其在使用中保護基底P-PVC層免受日光輻射的UV組分的影響。在產品的整個壽命內，這些UV吸收劑被穩定地消耗，降低了向基底層提供的保護。一旦完全耗盡，P-PVC基底層完全暴露在UV輻射下并相對迅速地降解。因此，裝飾效果的耐久性，以及相應的層壓產品的壽命，由外保護層中的UV吸收劑和添加劑的耐久性加上不受保護的基底膜的耐久性所決定。
[0005]增塑劑遷移可以被定義為在材料內和來自材料的增塑劑向與它保持緊密接觸基材中或向基材上的移動。此遷移的速率和程度取決于環境條件加上所用的增塑劑的類型。
[0006]對于所述結構的裝飾層壓膜，來自PVC層的增塑劑可以穿過P-PVC /丙烯酸類截面遷移進入丙烯酸類中。這具有降低丙烯酸類的Tg，并因此增加了所述一種或多種UV吸收劑的遷移率的效果。其遷移進入P-PVC直至達到中性平衡，使所述界面，且在最壞的情況下使整個丙烯酸類膜缺乏UV吸收劑，因此降低了膜的壽命。通過將單體增塑劑改變為聚合物增塑劑，已經將此效果降低至有限的程度。聚合物物種的增加的分子量以及結構降低了增塑劑的擴散性能并且最終降低了所述一種或多種UV吸收劑從外層的遷移。這一方法已經結合在相繼各代外用級裝飾膜中。
[0007]然而，所需要的是一種外用級膜，其可以便利地被制備，同時包含提高的天候老化特性尤其是提高的對由UV輻射導致的降解的抗性。
[0008]因此，發明人提供了一種撓性的可壓延膜，其在外部天候老化條件下顯示提高的耐久性。本發明的膜主要包含氯乙烯在聚丙烯酸酯上的接枝共聚物的基底層，其層壓有丙烯酸系保護層。相對于傳統膜，本發明的基底層不含任何增塑劑組分或者包含明顯減少的量的增塑劑。
[0009]已經發現，當用作基底層的主要組分時，聚丙烯酸酯/ PVC接枝共聚物提供了與撓性膜關聯的必要的物理和力學特性，使得基底層能夠在本領域技術人員公知的標準條件下被壓延，而不需要添加增塑劑組分。
[0010]因此，該復合膜不經歷增塑劑遷移和導致的UV吸收劑遷移，并已經被發現在人工加速天候老化條件下顯示提高的耐久性。此外，通過可以完全省略(或包括非常低濃度的)增塑劑，基底層的共聚物組分將基底層的Tg從對傳統增塑膜的約50°C提高至72°C。在現場，層壓窗或門的典型型材溫度為50°C至70°C，因此本發明的基底膜在其使用壽命中將保持在其Tg之下，進而阻礙了任何潛在的UV吸收劑遷移。包括約50°C的Tg的傳統增塑基底膜對層間遷移敏感得多。
[0011]根據本發明的第一方面提供了:用于被覆基材的撓性層壓膜，所述膜包含:包含聚丙烯酸酯和PVC的接枝共聚物的基底層；和層壓至所述基底層的包含UV吸收劑的丙烯酸系UV保護層。
[0012]優選地，該膜相對于丙烯酸系保護層主要包含基底層。在本說明書中使用的術語“主要”涉及基底層相對于丙烯酸類UV保護層的體積尤其是厚度。優選地，基底層包含大于丙烯酸類保護層厚度的厚度。任選地，基材處的基底層的厚度可能是丙烯酸類保護層厚度的兩倍。
[0013]優選地，基底層還包含另外的PVC以改變和優化用于最終用途的最終膜的物理性質。可以使用多種變化的單分子量PVC或多種變化分子量PVC的組合以達到此目的。
[0014]優選地，基底層還包含光穩定劑化合物。優選地，基底層包含至少一種受阻胺光穩定劑(HALS)。優選地，穩定劑化合物是NOR HALS型的。優選地，基底層還包含酚系抗氧化劑化合物。優選地，基底層還包含胺清除劑化合物。優選地，基底層不含單體增塑劑和/或聚合物增塑劑。優選地，共聚物為50:50聚丙烯酸酯:PVC。
[0015]優選地，未著色的基底層包含:按重量計20%至100%、40%至90%或更優選50%至80%的共聚物；按重量計0.1%至4%、0.3%至3%或更優選0.5%至2%的NOR HALS光穩定劑化合物；按重量計0%至2%、0.1%至1.0%或更優選0.2%至0.6%的酚系抗氧化劑化合物；按重量計0%至2%、0.2%至1.5%或更優選0.3 %至1.0 %的胺清除劑化合物；其中，任何其余的重量百分比是由本文確定的尤其包括共聚物和PVC的其他材料所構成。
[0016]任選地，未著色的基底層還可以包含按重量計O %至70 %、10 %至50 %或更優選20%至30%的除共聚物之外的PVC。任選地，代替結合在基底層中的另外的PVC，可以加入可合金化的丙烯酸系組分，以進一步增加膜的抗天候老化性。
[0017]優選地，基底層還包含熱穩定劑化合物。優選地，基底層還包含丙烯酸類加工助劑化合物。優選地，基底層還包含環氧穩定劑化合物。優選地，基底層還包含酯系潤滑劑化合物。優選地，基底層還包含酯系光穩定劑化合物。
[0018]熱穩定劑可以以按重量計2%至10 %、3%至8%或更優選4 %至7 %的量結合在未著色的基底層中。丙烯酸類加工助劑可以以按重量計1%至10%、2%至7%或更優選2%至5%的量結合在未著色的基底層中。優選地，環氧穩定劑化合物以按重量計1%至8%、I %至5 %或更優選2 %至4 %的量結合在未著色的基底層中。酯系潤滑劑可以以按重量計0%至1%、0%至0.5%或更優選0%至0.2%的量結合在未著色的基底層中。優選地，在未著色的基底層中酯系光穩定劑化合物以按重量計0%至10%、0%至5%或更優選O %至I %的量結合。
[0019]在基底層包含環氧系熱共穩定劑的情況下，穩定劑包含環氧化的硬脂酸辛酯。發明人已經發現，結合這樣小濃度的熱穩定劑不會顯著增加UV吸收劑從外部丙烯酸類層的遷移。也就是說，環氧穩定劑以約3重量％結合在未著色的基底層中。根據具體實施方案，未著色的基底層由上述組分組成或基本上由這些組分組成，此處所述組分的總和等于100%。
[0020]優選地，基底層的接枝共聚物包含ViIinoHt級別K707E,其可得自VinnolitGmbH and Co KG,德國。
[0021]此外，膜將包含向預混合料配方中加入的顏料，以得到想要的顏色并賦予另外的本領域技術人員公知的天候老化特性。這種顏料可以作為原顏料、顏料母色料、粉末分散體等被結合。添加的程度和對整體配方百分數的影響將取決于添加的形式、色彩值和不透明性的需要。
[0022]任選地，在丙烯酸系UV保護層層壓之前，基底層被印刷有裝飾圖樣/圖案，其中所述裝飾圖樣/圖案是透過丙烯酸系UV保護層可見的。
[0023]優選地，UV保護層包含至少一種UV吸收劑化合物，并任選地包含多種不同類型的化合物，每種化合物能夠吸收在保護層入射的不同波長的日光輻射。任選地，丙烯酸系UV保護層包含光穩定劑化合物。優選地，UV保護層包含至少一種類型的HALS。
[0024]根據本發明的第二方面，提供了包含如本文所述的膜的窗和/或框架。
[0025]根據本發明的第三方面，提供了包含如本文所述的膜的門和/或門框。
[0026]根據本發明的第四方面，提供了包含如本文所述的膜的溫室結構元件(structural element)。
[0027]根據本發明的第五方面，提供了包含如本文所述的膜的建筑物結構元件。
[0028]根據本發明的第六方面，提供了包含如本文所述的膜的建筑附件。
[0029]根據本發明的第七方面，提供了用于被覆基材的撓性層壓膜的制備方法，所述方法包括:形成包含聚丙烯酸酯和PVC的接枝共聚物的基底層以及將所述基底層與包含UV吸收劑的丙烯酸系UV保護層層壓以形成撓性層壓膜。
[0030]優選地，基底層相對于丙烯酸系保護層是膜的主要部件。
[0031]在本說明書中，提到“結構元件”包括在建筑物或溫室等的構造中使用的PVC型材，并且不限于通過增強或支撐其它建筑物或建筑結構的其它部件來提供結構效果的元件，例如，屋頂輪廓線產品、覆層、托板等。
[0032]現在將僅借助實施例和參考附圖描述本發明的具體實施方案，在附圖中:
[0033]圖1A顯示了，暴露在根據IS04892-2的人工天候老化測試中的被具有標準增塑配方的現有技術外用級層壓膜被覆的uPVC基材的天候老化階段；
[0034]圖1B顯示了，暴露在相同的圖1A的根據IS04892-2的人工天候老化測試中的且被根據本發明的層壓膜被覆的uPVC基材的天候老化階段；
[0035]圖2顯示了，暴露在根據IS04892-2的人工天候老化測試中6，000小時后的被覆有i)沒有丙烯酸系UV保護層的現有技術增塑基底膜和隨后的ii)沒有丙烯酸系UV保護層的無增塑劑基底膜的相應uPVC基材樣品；
[0036]圖3A是在70°C、100%濕度的加速遷移測試之前的uPVC基材的切片截面，該基材 被覆有用鄰苯二甲酸二異癸基酯(DIDP)增塑的現有技術基底層，并層壓有丙烯酸系UV保護層；[0037]圖3B是暴露在70°C、100%濕度的加速遷移測試三周的圖3A的被覆的uPVC基材的切片截面；
[0038]圖3C是暴露在70°C、100%濕度的加速遷移測試六周的圖3A的被覆的uPVC基材的切片截面；
[0039]圖4A是在70°C、100%濕度的加速遷移測試之前的uPVC基材的切片截面，該基材被覆有用聚合物增塑劑增塑的現有技術基底層，并層壓有丙烯酸系UV保護層；
[0040]圖4B是暴露在70°C、100%濕度的加速遷移測試三周的圖4A的被覆的uPVC基材的切片截面；
[0041]圖4C是暴露在70°C、100%濕度的加速遷移測試六周的圖4A的被覆的uPVC基材的切片截面；
[0042]圖5A是在70°C、100%濕度的加速遷移測試之前的根據本發明的被覆的uPVC基材的切片截面，該基材被覆有層壓的無增塑劑基底層和丙烯酸系UV保護層；
[0043]圖5B是暴露在70°C、100%濕度的加速遷移測試三周的圖5A的被覆的uPVC基材的切片截面；
[0044]圖5C是暴露在70°C、100%濕度的加速遷移測試六周的圖5A的被覆的uPVC基材的切片截面.[0045]為了證明本發明的膜的適合性及益處，測試它們的物理和機械性能，并再次與傳統增塑現有技術膜比較。制備了具有以下配方的用于外用級膜的120微米厚的基底層:
[0046]表1:本發明的基底層配方
【權利要求】
1.一種用于被覆基材的撓性層壓膜，所述膜包含: 基底層，所述基底層包含聚丙烯酸酯和PVC的接枝共聚物；和 丙烯酸系UV保護層，所述丙烯酸系UV保護層包含UV吸收劑并與所述基底層層壓。
2.根據權利要求1所述的膜，其中，所述基底層還包含另外的PVC。
3.根據權利要求1或2所述的膜，其中，所述基底層還包含UV光穩定劑化合物。
4.根據權利要求3所述的膜，其中，所述基底層還包含酚系抗氧化劑化合物。
5.根據權利要求4所述的膜，其中，所述基底層還包含胺清除劑化合物。
6.根據權利要求5所述的膜，其中，所述基底層不含單體增塑劑和/或聚合物增塑劑。
7.根據在前權利要求中任一項所述的膜，其中，所述接枝共聚物是50:50聚丙烯酸酯:PVC。
8.根據權利要求5所述的膜，其中，未著色的所述基底層包含: ?50重量％至80重量％的所述共聚物； ?0.5重量％至2重量％的所述UV光穩定劑化合物； ?0.2重量％至0.6重量％的所述酚系抗氧化劑化合物； ?0.3重量％至1.0重量％的所述胺清除劑化合物。`
9.根據權利要求8所述的膜，其中，除所述共聚物之外，所述基底層還包含20重量％至30重量％的PVC。
10.根據在前權利要求中任一項所述的膜，其中，所述基底層還包含熱穩定劑化合物。
11.根據在前權利要求中任一項所述的膜，其中，所述基底層還包含丙烯酸類加工助劑化合物。
12.根據在前權利要求中任一項所述的膜，其中，所述基底層還包含環氧穩定劑化合物。
13.根據在前權利要求中任一項所述的膜，其中，所述基底層還包含酯系潤滑劑化合物。
14.根據在前權利要求中任一項所述的膜，其中，所述基底層還包含酯系光穩定劑化合物。
15.根據在前權利要求中任一項所述的膜，其中，所述丙烯酸系UV保護層還包含多種不同的UV吸收劑化合物。
16.根據在前權利要求中任一項所述的膜，其中，所述丙烯酸系UV保護層還包含至少一種受阻胺光穩定劑(HALS)化合物。
17.根據在前權利要求中任一項所述的膜，其中，所述基底層還包含透過所述丙烯酸系UV保護層可見的印刷圖樣或圖案。
18.根據在前權利要求中任一項所述的膜，所述膜相對于所述丙烯酸系保護層主要包含所述基底層。
19.根據在前權利要求中任一項所述的膜，其中，所述基底層的厚度大于所述丙烯酸系保護層的厚度。
20.根據權利要求19所述的膜，其中，所述基底層的厚度基本上是所述丙烯酸系保護層的厚度的兩倍。
21.—種窗和/或框架，所述窗和/或框架包含根據權利要求1至20中任一項所述的膜。
22.—種門和/或門框，所述門和/或門框包含根據權利要求1至20中任一項所述的膜。
23.一種溫室結構元件，所述溫室結構元件包含根據權利要求1至20中任一項所述的膜。
24.一種建筑物結構元件，所述建筑物結構元件包含根據權利要求1至20中任一項所述的膜。
25.一種建筑附件，所述建筑附件包含根據權利要求1至20中任一項所述的膜。
26.一種用于被覆基材的撓性層壓膜的制備方法，所述方法包括: 形成撓性基底層，所述撓性基底層包含聚丙烯酸酯和PVC的接枝共聚物；和 將所述基底層與包含 UV吸收劑的丙烯酸系UV保護層層壓以形成撓性層壓膜。
【文檔編號】B29D7/01GK103442881SQ201280015183
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年3月20日 優先權日:2011年3月25日
【發明者】弗朗科斯·諾蒙斯, 馬丁·羅特, 莉迪婭·海格萊, 伊恩·默里 申請人:雷諾里特克萊姆靈頓有限公司