專利名稱：對(duì)紫外線穩(wěn)定的聚合結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)紫外線(UV)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)是基于那些在紫外線輻射下會(huì)發(fā)生降解的聚合物基體，如聚酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯及其共聚物。更具體地說，本發(fā)明涉及那些具有UV保護(hù)層的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)具體包括脂族二元醇基的聚碳酸酯和UV吸收化合物。
背景技術(shù)：
許多聚合物在紫外線(UV)輻射作用下并非十分穩(wěn)定。曝露在紫外線輻射下過長(zhǎng)的時(shí)間，會(huì)引起這些聚合物會(huì)發(fā)生霧化，特性損壞和變黃。缺乏曝露在紫外線輻射下的性能穩(wěn)定性將影響這些材料在戶外環(huán)境中的使用期限。
加入U(xiǎn)V吸收化合物，有時(shí)也稱為UV穩(wěn)定劑，以用于延遲這種性能的喪失，特別是對(duì)那些曝露在紫外線輻射下變黃的對(duì)UV不穩(wěn)定的聚合物。這些UV吸收化合物必須具有比那些被穩(wěn)定的聚合物更高的吸光系數(shù)，這樣幾乎所有入射的UV輻射都被所述化合物吸收，而非被聚合物吸收。被UV吸收化合物吸收的能量能夠以熱的形式無害地傳給聚合物，而不是以電子的形式轉(zhuǎn)移到聚合物鏈上。由此鏈分裂受到抑制，聚合物的性能能夠在曝露下保持更長(zhǎng)的時(shí)間。這樣，受到UV吸收化合物保護(hù)的對(duì)UV不穩(wěn)定的聚合物就可用于有紫外光輻射的環(huán)境中。
這種受UV吸收化合物保護(hù)的對(duì)UV不穩(wěn)定的聚合物一般以片材或擠塑型材的形式使用。由透明、彩色或著色的聚合物制成的片材或型材，如果它們具有足夠的顏色穩(wěn)定性，機(jī)械性能保持力和熱成型性，則可有利地應(yīng)用在大量的戶外應(yīng)用中。這些片材或型材的背面也可被涂飾或貼合一層裝飾膜。代表性的應(yīng)用包括標(biāo)識(shí)牌、大帳篷、車輛的行李箱、遮陽(yáng)板、天窗、高速路上的擋音板、溫室板、水族館壁、摩托和娛樂車輛的部件(如窗、車篷、車身板、昆蟲擋板及空氣偏導(dǎo)器)、透明或半透明的雨篷、建筑物上的銘牌、機(jī)場(chǎng)跑道的標(biāo)識(shí)、標(biāo)識(shí)用的多層片材和軟飲料、果汁販賣機(jī)上的招牌以及家庭用的板壁。
從經(jīng)濟(jì)上考慮，對(duì)UV穩(wěn)定的聚合物一般都制成多層結(jié)構(gòu)，具有一層曝露在紫外線輻射下的UV保護(hù)層和一層聚合物基體層，所述聚合物基體層僅僅是通過UV保護(hù)層屏蔽去有害的紫外線而免受紫外線輻射的作用。在當(dāng)前工業(yè)實(shí)踐中，UV保護(hù)層包含一種UV吸收化合物和一種根據(jù)最終的用途而選擇的聚合物基材料。典型的聚合物基材料包括聚酯、聚碳酸酯和丙烯酸類。基體層一般為聚酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯聚合物或共聚物、氯化聚氯乙烯、聚酰胺、聚醚酰亞胺或聚醚砜。所述UV保護(hù)層一般通過層壓或共擠塑到基體層上。與基體層相比，UV保護(hù)層實(shí)施其保護(hù)作用的是相當(dāng)薄的一層膜，由此通過減少所需的UV吸收化合物的用量來降低成本。
根據(jù)對(duì)UV穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)的最終用途，所述對(duì)UV穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)可以是片材、薄膜、型材或中空的型材。中空的型材一般由兩片或更多的片材通過肋條連接其長(zhǎng)度而成。所述肋條相隔一段距離以對(duì)最終的結(jié)構(gòu)提供結(jié)構(gòu)剛性，否則將無法存在。這些肋條在所述結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度范圍內(nèi)形成連續(xù)的管道。
在過去，曾經(jīng)出現(xiàn)了許多涉及解決與UV保護(hù)有關(guān)問題的方案。這些方案分成兩類1)用含有UV吸收化合物的丙烯酸類聚合物的UV保護(hù)層保護(hù)底層聚合物材料；2)直接將UV吸收化合物加入到聚合物材料中，通常填充量較高，然后以一層薄層施加在底層聚合物材料的表面上。
第一類使用丙烯酸類保護(hù)層的方案通常，但非總是，通過為底層聚合物材料屏蔽去有害的紫外線輻射，克服了底層聚合物材料對(duì)氣候不穩(wěn)定的不足，因而可以減輕任何由于吸收紫外光而造成的最終變黃和性能下降。這類方法的主要問題在于缺少一種制備具有這種UV保護(hù)層的結(jié)構(gòu)的技術(shù)，使得所制得的結(jié)構(gòu)在經(jīng)濟(jì)上和持久性上都合適。因?yàn)樵谶@種情況下采用的底層聚合物材料的流變性與丙烯酸材料存在相當(dāng)大的差異，故共擠塑不是一個(gè)好的選擇。因此，在片材的情況下，這種結(jié)構(gòu)通常通過如擠塑層壓的方法制成。這種方法要求在聚合物材料擠出的同時(shí)層壓一層丙烯酸類材料在其上面，這就比共擠塑方法具有增加成本的傾向，共擠塑方法可以用在上面提及的第二類方案中，其中采用具有高填充量的UV吸收層作為共擠塑層。然而，所述方法的經(jīng)濟(jì)問題經(jīng)常只是一部分問題。通常用這種層壓膜方法的主要問題之一在于結(jié)構(gòu)的最終脫層，在高濕熱條件下更是如此。當(dāng)發(fā)生這種脫層時(shí)，將使結(jié)構(gòu)完全不再適合使用。
另外一個(gè)經(jīng)常比上面提及的所有問題更嚴(yán)重的問題是丙烯酸類材料自身容易變脆，由此容易降低所得的層壓層的抗沖擊性。這意味著與沒有丙烯酸類UV保護(hù)層的片材比較，如此生產(chǎn)的片材，即使是剛生產(chǎn)出的也會(huì)趨向于顯著地降低抗沖擊性。
第二種方案直接將UV吸收化合物摻入聚合物材料中，這種方案在例如美國(guó)專利號(hào)5,480,926，5,558,912和5,709,929中已有公開。在美國(guó)專利號(hào)5,709,929中所制備的多層聚酯片材，其中所有各層都具有相同的組成，其中一層外表層還含有UV吸收化合物。美國(guó)專利號(hào)5,480,926和5,558,912公開了在共擠塑或溶劑涂布的聚酯或共聚聚酯結(jié)構(gòu)中使用了高含量的UV吸收化合物。但是，這些參考文獻(xiàn)特別指出只有氧氮雜萘酮適合做UV吸收化合物，其作用不只是在耐候過程中防止聚酯或共聚聚酯發(fā)生褪色，同時(shí)也可以防止沖擊強(qiáng)度的損失。該專利特別指出一種苯并三唑基UV吸收化合物，2-(-2’-羥基-5’-叔辛基(t-octyl)苯基)苯并三唑?qū)Ρ３譀_擊強(qiáng)度是無效的。美國(guó)專利號(hào)5,783,307公開了一種多層聚酯片材，其中含有UV吸收化合物的層中同時(shí)包含一種光亮劑來幫助鑒別出該層。
第二類將UV吸收化合物直接摻入被保護(hù)的聚合物基體的方法的不足在于由于UV吸收化合物不能100％吸收入射的光，故即使是在所述UV吸收化合物存在下，UV線仍然能夠破壞所述聚合物基體。那部分沒有被UV吸收化合物吸收的紫外光，即使是很少的比例，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的曝露還是會(huì)破壞聚合物基體材料，導(dǎo)致其褪色，通常是變黃，也會(huì)造成性能損失，如最終失去受沖擊時(shí)的延性。
因此，需要有一種可以克服以上缺點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，其中UV保護(hù)層本身對(duì)氣候具有穩(wěn)定性，而不像那些大填充量的聚酯或聚碳酸酯做為UV保護(hù)層那樣，同時(shí)它又能被制成長(zhǎng)期保持整體性的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)還需要有抗沖擊性能，不像丙烯酸類層作為UV保護(hù)層的結(jié)構(gòu)那樣由于UV保護(hù)層的存在而使得抗沖擊性能降低。
發(fā)明概述一種對(duì)紫外線穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包含一層紫外線(UV)保護(hù)層和一層在紫外線輻射下降解的聚合物基體層。所述UV保護(hù)層包含2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇基聚碳酸酯和選自苯并三唑、二聚苯并三唑、三嗪、氧氮雜萘酮或二苯酚氰基丙烯酸酯(diphenolcyanoacrylate)的UV吸收化合物。優(yōu)選所述基體層為聚酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯聚合物或共聚物、氯化聚氯乙烯、聚酰胺、聚醚酰亞胺或聚醚砜。
本發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明的耐候性、對(duì)紫外線穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)采用一層UV保護(hù)層覆蓋在一層基體層或結(jié)構(gòu)上形成。所述UV保護(hù)層為2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇基聚碳酸酯，包含有效量的UV吸收化合物。所述基體層是含有在UV輻射下降解的聚合物。選擇UV吸收化合物及其用量以提供對(duì)在UV保護(hù)層下的基體層足夠的保護(hù)。
所述UV保護(hù)層包含2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇基聚碳酸酯作為支撐UV吸收化合物的聚合物基體。使用2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇改性聚碳酸酯，可以制得高分子量的聚碳酸酯。另外，2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇基聚碳酸酯本身對(duì)UV輻射是穩(wěn)定的，因而克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。如上討論的現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)，在UV保護(hù)層中的聚合物基體如果是由某種在UV輻射下會(huì)降解的聚合物制成，結(jié)果將導(dǎo)致最終UV保護(hù)層變黃。
優(yōu)選2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇基聚碳酸酯包含100％摩爾的碳酸殘基和至少大約70％摩爾的二醇組分，更優(yōu)選至少大約80％摩爾的2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇，基于100％摩爾的酸組分和100％摩爾的二醇組分計(jì)。所述二醇組分可包括存在量最高可達(dá)大約30％摩爾，更優(yōu)選最高可達(dá)20％摩爾的改性二元醇。優(yōu)選所述改性二元醇至少包含4個(gè)碳原子。更優(yōu)選所述改性二元醇為環(huán)脂族二元醇。最優(yōu)所述改性二元醇為1，4-環(huán)己烷二甲醇和2，2-二甲基-1，3-丙二醇。
2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇和1，4-環(huán)己烷二甲醇都存在順和反式異構(gòu)體。在制備2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁烷醇基聚碳酸酯時(shí)，一般可使用順或反式異構(gòu)體，以及兩者的混合物。大約40％到大約80％順式異構(gòu)體的混合物特別有利于聚合物獲得更低的熔融溫度。
聚碳酸酯的制備方法在本領(lǐng)域內(nèi)廣為人知。優(yōu)選根據(jù)美國(guó)專利號(hào)5,856,553和1997年12月23日提交的美國(guó)序列號(hào)08/996,597和1997年12月23日提交的美國(guó)序列號(hào)08/997,432制備2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇基聚碳酸酯。這些參考資料描述的方法為用大量的碳酸二甲酯與2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇反應(yīng)制成雙(碳酸甲酯)和甲醇副產(chǎn)物；隨后所述反應(yīng)產(chǎn)物在堿性催化劑的作用下進(jìn)一步反應(yīng)生成2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇基聚碳酸酯。此外，改性的二元醇可在合成過程中加入，并成為聚碳酸酯鏈的一部分。
在UV保護(hù)層中與2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇基聚碳酸酯相容的UV吸收化合物分為以下幾類1)苯并三唑類，其中所述苯并三唑的酚基殘基包含至少一個(gè)甲基，更優(yōu)選包含比甲基更高級(jí)的烷基，使得脂族二元醇基聚碳酸酯在熔點(diǎn)下具有更低的蒸氣壓；2)二聚苯并三唑類，其中在二個(gè)苯并三唑分子的酚環(huán)之間連有一個(gè)-CH2-鍵；3)三嗪類，三嗪環(huán)上所有三個(gè)碳原子最多可被三個(gè)酚基取代，正如對(duì)苯并三唑類的描述那樣，余下的碳被芳基取代，這些芳基有或沒有被烷基取代，但不含有酚羥基；和4)氧氮雜萘酮類，其中兩個(gè)氧氮雜萘酮環(huán)之間具有一個(gè)芳環(huán)，所述氧氮雜萘酮環(huán)有或沒有被烷基或鹵素取代，這些取代基可以在連接兩個(gè)氧氮雜萘酮環(huán)之間的芳環(huán)上，更優(yōu)選在氧氮雜萘酮環(huán)本身上；5)二苯酚氰基丙烯酸酯類。
適合作為UV吸收化合物的苯并三唑化合物的特征為具有以下的結(jié)構(gòu) 式中X為烷基或芳基或鹵素原子(如氯)，R1和R2為具有1到20個(gè)碳原子的烷基或芳基，或者其中一個(gè)可以是氫。這些基團(tuán)可以位于所述環(huán)上任何需要的取代部位，但通常位于羥基的鄰位和/或?qū)ξ簧稀?br> 已知苯并三唑類還可制備成基本如結(jié)構(gòu)I的化合物的二聚體以降低在片材制備過程中的揮發(fā)。這些化合物由如下結(jié)構(gòu)代表 式中X和R分別與結(jié)構(gòu)I中定義的X和R1/R2相同，但R可以不是氫。所述R基團(tuán)可位于環(huán)上的任意位置，但通常在羥基的對(duì)位取代最便于合成。
適合用作本發(fā)明的UV吸收化合物的三嗪化合物的代表性結(jié)構(gòu)如下 式中R1，R2和R3是烷基或芳基，它們?cè)谒霏h(huán)上的取代位置可以按需要取代，但通常在三嗪環(huán)的鄰位和對(duì)位最便于合成。R1或R2中的一個(gè)或兩者可以是氫。在那些芳環(huán)上的R2的一個(gè)或兩者可以是OH基團(tuán)，位于與三嗪環(huán)連接的碳原子的鄰位。在這種情況下，優(yōu)選R1為與OR3的描述相同的基團(tuán)。
一個(gè)適用于本發(fā)明并已商品化的材料是Newark，New Jersey的Fairmont Chemical Company出售的商品名為Mixxim BB-100。根據(jù)以前專利的論述(前面已有討論)，苯并三唑類和三嗪類可令人驚訝地用作本發(fā)明實(shí)施中的UV吸收化合物。特別指出苯并三唑類對(duì)聚酯及共聚聚酯的沖擊損失的穩(wěn)定無效果。
適合的氧氮雜萘酮類包括公開于美國(guó)專利號(hào)4,446,262和美國(guó)專利號(hào)5,264,539中的那些。這些氧氮雜萘酮吸收化合物的特征在于具有如下結(jié)構(gòu) 式中X1和X2可選自(但不限于)如下官能團(tuán)烷基、芳基、雜芳基、鹵基、烷氧基、羥基、羧基、酯基和硝基。X1和X2也可以是氫。這樣在氧氮雜萘酮類環(huán)上可存在多于一個(gè)官能團(tuán)基。上述存在的多個(gè)官能團(tuán)可以相同或不同。另外，還包括在美國(guó)專利號(hào)4,446,262和5,264,539中公開的認(rèn)為適用于穩(wěn)定聚酯和聚碳酸酯抵抗戶外氣候的有害作用的氧氮雜萘酮結(jié)構(gòu)。
一個(gè)適用于本發(fā)明并已商品化的材料是Cytec Industries以商品名Cyasorb 3638出售的商品。
適合的二苯酚氰基丙烯酸酯類包括具有如下代表性結(jié)構(gòu)式的那些 式中R為具有1至20個(gè)碳原子的烷基或芳基。R也可包括如下的官能團(tuán)甲酯基、羥基、酸基或酯基(其中醇在酯中的部分可以是1到20個(gè)碳原子數(shù))。R’是具有1到20個(gè)碳原子的烷基。R和R’所指的烷基可以是直鏈或支鏈的。
UV保護(hù)層中的UV吸收化合物的用量可因不同的應(yīng)用和不同的UV吸收化合物而在很寬范圍內(nèi)變化。但是，一般優(yōu)選所述UV吸收化合物的用量應(yīng)不少于大約0.25％重量(wt.％)，更優(yōu)選為大約0.5％重量或更高。超過大約5％重量的UV吸收化合物將使加入U(xiǎn)V吸收化合物的好處顯著降低。由于這個(gè)原因以及從經(jīng)濟(jì)上考慮，應(yīng)避免這樣的用量。所述重量百分比是基于所述UV吸收化合物和2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇基聚碳酸酯的總重量來計(jì)算的。足夠的UV吸收化合物必須存在于在進(jìn)入所述基體層前的全部光路中，即是至少99％的在UV損害區(qū)的光將被吸收。更優(yōu)選至少99.5％，最優(yōu)選99.9％或更多的損害性的UV光被所述UV保護(hù)層吸收。
本發(fā)明的基體層包括一個(gè)在紫外射線輻射下降解的聚合物。即當(dāng)聚合物受紫外射線輻射時(shí)，所述聚合物將出現(xiàn)不可接受的顏色和物理性能的改變，如變黃或沖擊強(qiáng)度下降。這種類型的適合聚合物包括聚酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯聚合物或共聚物、氯化聚氯乙烯、聚酰胺、聚醚酰亞胺、聚醚砜、尼龍、乙丙橡膠、三元乙丙橡膠、纖維素類等。優(yōu)選基體層為聚酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯聚合物或共聚物、氯化聚氯乙烯、聚酰胺、聚醚酰亞胺或聚醚砜。由于制備和與2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇基聚碳酸酯物理性能相容性的原因，更優(yōu)選的基體層為聚酯或聚碳酸酯。
可用作對(duì)于UV穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)的基體層的聚酯不受任何限定。它們包括聚酯和共聚聚酯，可以通過各種二元酸與二元醇反應(yīng)制備。假若需要，它們也可含有羥基酸。適合的二元酸包括，如對(duì)苯二甲酸、鄰苯二甲酸、己二酸、1，4-環(huán)己二烷二甲酸，萘二甲酸等。適合的二元醇包括，如乙二醇、二甘醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，4-環(huán)己烷-二甲醇、2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇、雙酚A、對(duì)苯二酚等。對(duì)用作基體的聚酯和共聚聚酯唯一真正的限制是它們應(yīng)適用于它們的目的用途，例如具有如適合于應(yīng)用的透明度或耐熱性。
主要出于商業(yè)上可得的原因，具體適合用作本發(fā)明的基體層的聚酯是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)或其任何共聚物。適合使用的共聚物可由PET與任何上述二元酸和二元醇改性制得。本發(fā)明使用的聚酯樹脂是廣為人知和商業(yè)可得的。它們的制備方法在如美國(guó)專利號(hào)2,465,319和美國(guó)專利號(hào)3,047,539中描述。
可用作基體層的聚碳酸酯可由任意的二酚或二酚的混合物制備得到。優(yōu)選聚碳酸酯選自雙酚A聚碳酸酯或其衍生衍生物和/或共聚物。所述衍生物的例子包括3，3’，5，5’-四甲基雙酚A聚碳酸酯和3，3’，5，5’-四溴雙酚A聚碳酸酯。所述雙酚A可被任意的芳基或烷基取代，這些取代基不干擾最終聚碳酸酯的制備，并且這些取代基一般在酚羥基的鄰位上發(fā)生四取代。優(yōu)選的聚碳酸酯類為母體雙酚A聚碳酸酯和其與上述其它雙酚A的共聚物。制備聚碳酸酯類的方法在本領(lǐng)域中廣為人知。
可用作基體層的聚氯乙烯是由氯乙烯通過使用適合的聚合引發(fā)劑制得。所述聚氯乙烯可含有殘留的共聚單體并還可混有增塑劑，如鄰苯二甲酸二烷基酯和其它添加劑。
在本發(fā)明的對(duì)UV穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)中，2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇基聚碳酸酯和UV吸收化合物的UV保護(hù)層可以為任何厚度。從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，UV保護(hù)層的厚度不應(yīng)少于大約0.5密耳(12微米)并不超過大約20密耳(500微米)。當(dāng)UV保護(hù)層厚度少于大約0.5密耳(12微米)時(shí)，在生產(chǎn)設(shè)置時(shí)將難于控制，而當(dāng)所述層的厚度超過大約20密耳(500微米)時(shí)，在多數(shù)結(jié)構(gòu)中將變得不經(jīng)濟(jì)。優(yōu)選所述層厚度在大約0.5密耳(12微米)到大約5密耳(125微米)范圍內(nèi)，最優(yōu)選在大約1密耳(25微米)到大約3密耳(75微米)范圍內(nèi)。重要的是要沉積有足夠厚度的含有有效量的UV吸收化合物的層以賦予結(jié)構(gòu)耐候性。
在基體層上沉積UV保護(hù)層的對(duì)UV穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)的制備方法有許多，在本領(lǐng)域內(nèi)廣為人知。例如，所述的UV穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)可以通過共擠塑，擠塑層壓或熱壓層壓制備。若需要，它們還可通過在基體層上實(shí)施UV保護(hù)層的溶劑涂敷或UV保護(hù)層的溶劑粘合的方法制備。另外，如果需要，還可采用適合的粘合劑，如聚氨酯基粘合劑，這類粘合劑具有更長(zhǎng)久的粘接性。
具體地說，當(dāng)采用聚酯或聚碳酸酯作為基體層時(shí)，UV保護(hù)層與基體層的相容性好將會(huì)使得兩層之間粘接緊固，有助于結(jié)構(gòu)持久耐用。此外，所述UV保護(hù)層由于主要包含2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇基聚碳酸酯，所以能夠被溶劑粘接或熱融粘接。這些粘接技術(shù)使UV保護(hù)層與聚酯和聚碳酸酯之間獲得相當(dāng)好的粘接效果，從而形成持久的結(jié)構(gòu)。即使是在熱和潮濕的條件下也一樣能穩(wěn)定。
在這里使用的術(shù)語“聚酯”統(tǒng)指聚酯類和共聚聚酯，術(shù)語“聚碳酸酯”統(tǒng)指聚碳酸酯及共聚聚碳酸酯。術(shù)語2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇基聚碳酸酯是指2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇的聚碳酸酯并且還指通過采用上述改性的二元醇制備的共聚聚碳酸酯。上面所提及的參考文獻(xiàn)在此通過引用結(jié)合到本文中來。
通過以下優(yōu)選的實(shí)施方案可對(duì)本發(fā)明做更進(jìn)一步的舉例說明，但應(yīng)理解這些實(shí)施例只限于舉例說明的目的，而并非有意限定本發(fā)明的范圍，在本發(fā)明的宗旨和范圍內(nèi)，可作出各種變化和修改。
由此，本發(fā)明是一種較優(yōu)異的多層結(jié)構(gòu)，具有對(duì)抗UV降解的長(zhǎng)時(shí)間的耐候性和提高了的抗沖擊性能。2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇基聚碳酸酯提供了(i)不僅是在基體層，還在UV保護(hù)層中的UV穩(wěn)定性；(ii)與丙烯酸類材料對(duì)比，提高了UV保護(hù)層的抗沖擊性能。此外，當(dāng)與聚碳酸酯或聚酯基體層結(jié)合使用時(shí)，UV保護(hù)層中的2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇基聚碳酸酯促進(jìn)了優(yōu)異的粘合，結(jié)果減少了脫層。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)紫外線穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包含(a)紫外線保護(hù)層，所述保護(hù)層包括2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇基聚碳酸酯和紫外線吸收化合物，所述紫外線吸收化合物選自苯并三唑、二聚苯并三唑、三嗪、氧氮雜萘酮和二苯酚氰基丙烯酸酯；和(b)基體層，所述基體層包含在紫外線輻射下會(huì)降解的聚合物。
2.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其中所述2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇基聚碳酸酯包含具有100％摩爾的碳酸殘基的酸組分和至少大約70％摩爾的2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇的二醇組分。
3.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其中所述2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇基聚碳酸酯包含具有100％摩爾的碳酸殘基的酸組分和至少大約80％摩爾的2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇的二醇組分。
4.權(quán)利要求2的結(jié)構(gòu)，其中所述二醇化合物還包含最高可達(dá)大約30％摩爾的具有至少4個(gè)碳原子的改性二元醇。
5.權(quán)利要求4的結(jié)構(gòu)，其中所述改性的二元醇是環(huán)脂族二元醇。
6.權(quán)利要求4的結(jié)構(gòu)，其中所述改性的二元醇選自1，4-環(huán)己烷二甲醇和2，2-二甲基-1，3-丙二醇。
7.權(quán)利要求4的結(jié)構(gòu)，其中所述改性的二元醇為1，4-環(huán)己烷二甲醇，所述2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇和1，4-環(huán)丁二醇以它們大約40至大約80％的量的順式異構(gòu)體的形式用于制備2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇基聚碳酸酯。
8.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其中所述苯并三唑包含一個(gè)具有至少一個(gè)甲基的酚基殘基。
9.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其中所述苯并三唑包含一個(gè)具有比甲基更高級(jí)的烷基的酚基殘基。
10.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其中所述苯并三唑化合物具有以下的通用化學(xué)結(jié)構(gòu)式 式中X為烷基、芳基或鹵素，并且其中R1和R2為氫或具有1到20個(gè)碳原子的烷基或芳基。
11.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其中所述苯并三唑化合物具有以下的通用化學(xué)結(jié)構(gòu)式 式中X為烷基、芳基或鹵素，并且其中R1和R2為具有1到20個(gè)碳原子的烷基或芳基。
12.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其中所述二聚苯并三唑在兩個(gè)苯并三唑分子的酚環(huán)之間具有-CH2-鍵。
13.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其中所述三嗪在三嗪環(huán)上的所有三個(gè)碳原子最高可被三個(gè)酚基取代，余下的碳原子被不含酚羥基的芳基取代。
14.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其中所述三嗪化合物具有以下的通用化學(xué)結(jié)構(gòu)式 式中R1和R2為氫、烷基或芳基，R3為烷基或芳基。
15.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其中所述氧氮雜萘酮在二個(gè)氧氮雜萘酮環(huán)之間具有一個(gè)芳環(huán)。
16.權(quán)利要求15的結(jié)構(gòu)，其中所述氧氮雜萘酮環(huán)被烷基或鹵素取代基取代。
17.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其中所述氧氮雜萘酮化合物具有以下通用化學(xué)結(jié)構(gòu)式 式中X1和X2的選自氫、烷基、芳基、雜芳基、鹵基、烷氧基、芳氧基、羥基、羧基、酯基和硝基。
18.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其中所述二苯酚氰基丙烯酸酯化合物具有以下的通用化學(xué)結(jié)構(gòu)式 式中R為具有1到20個(gè)碳原子的烷基或芳基，R’為具有1到20個(gè)碳原子的烷基。
19.權(quán)利要求18的結(jié)構(gòu)，其中R包含一個(gè)選自甲酯基、羥基、酸基或酯基的官能基團(tuán)。
20.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其中所述基體層的聚合物選自聚酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯聚合物或共聚物、氯化聚氯乙烯、聚酰胺、聚醚酰亞胺、聚醚砜、尼龍、乙丙橡膠、三元乙丙橡膠和纖維素類。
21.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其中所述基體層的聚合物選自聚酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯聚合物或共聚物、氯化聚氯乙烯、聚酰胺、聚醚酰亞胺和聚醚砜。
22.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其中所述基體層的聚合物選自聚酯或聚碳酸酯。
23.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其中所述紫外線吸收化合物以大約0.25到大約5％重量的量存在于所述紫外線保護(hù)層中，所述存在量基于所述紫外線吸收化合物和2，2，4，4-四甲基-1，3-環(huán)丁二醇基聚碳酸酯的總重量計(jì)。
24.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其中所述紫外線吸收化合物以足以吸收至少99％的紫外損害區(qū)的光線的量存在于所述UV保護(hù)層中。
25.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其中所述紫外線保護(hù)層具有大約0.5密耳(12微米)至大約20密耳(500微米)的厚度。
26.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其中所述紫外線保護(hù)層具有大約0.5密耳(12微米)至大約5密耳(125微米)的厚度。
27.權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其中所述紫外線保護(hù)層具有大約1.0密耳(25微米)至大約3密耳(75微米)的厚度。
全文摘要
公開了對(duì)紫外線穩(wěn)定的耐候多層結(jié)構(gòu),所述結(jié)構(gòu)包含一層在紫外線輻射下降解的聚合物基體層,至少一層基于2,2,4,4－四甲基－1,3－環(huán)丁二醇基聚碳酸酯和有效量的紫外線吸收化合物的紫外防護(hù)劑層。所述UV吸收化合物為苯并三唑、二聚苯并三唑、三嗪、氧氮雜萘酮或二苯酚氰基丙烯酸酯。
文檔編號(hào)C08L69/00GK1358133SQ00809413
公開日2002年7月10日 申請(qǐng)日期2000年4月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月27日
發(fā)明者D·R·發(fā)格布爾格 申請(qǐng)人:伊斯曼化學(xué)公司