具有高度老化穩(wěn)定性的有機(jī)著色劑和著色的聚合物組合物的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及用于熱塑性塑料的具有高的抗老化顏色穩(wěn)定性的有機(jī)著色劑。本發(fā)明進(jìn)一步涉及含有至少一種熱塑性塑料和至少一種特定結(jié)構(gòu)的有機(jī)著色劑、優(yōu)選至少兩種有機(jī)著色劑的組合的聚合物組合物。本發(fā)明進(jìn)一步涉及根據(jù)本發(fā)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(shè)置，諸如用于制備在建筑物、機(jī)動(dòng)車(chē)和軌道車(chē)輛或飛行器中使用的窗玻璃所要求的。
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有高度老化穩(wěn)定性的有機(jī)著色劑和著色的聚合物組合物
[0001]本發(fā)明涉及用于熱塑性塑料的具有高的抗老化顏色穩(wěn)定性的有機(jī)著色劑(Farbmittel)。
[0002]本發(fā)明進(jìn)一步涉及含有至少一種熱塑性塑料和至少一種特定結(jié)構(gòu)的有機(jī)著色劑、優(yōu)選至少兩種有機(jī)著色劑的組合的聚合物組合物。
[0003]本發(fā)明進(jìn)一步涉及根據(jù)本發(fā)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(jī)動(dòng)車(chē)和軌道車(chē)輛或飛行器中使用的窗玻璃(Scheibe)所要求的透明設(shè)置(Einstel lung)。
[0004]本發(fā)明另外涉及一種用于制備含有根據(jù)本發(fā)明的著色劑或根據(jù)本發(fā)明的著色劑組合的熱塑性聚合物組合物的方法。
[0005]本發(fā)明進(jìn)一步提供由根據(jù)本發(fā)明著色的熱塑性聚合物組合物制備的產(chǎn)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(shè)置的著色劑組合，所述著色劑組合提供可能的中性顏色設(shè)置-例如灰色-并且具有在高的光學(xué)要求下使用的優(yōu)異的老化穩(wěn)定性。對(duì)使用的著色劑組合有相應(yīng)高要求的用途尤其包括用于汽車(chē)玻璃窗(Verscheibung)的透明的成品零件，所述零件根據(jù)用途可以被著色到不同的程度。由于機(jī)動(dòng)車(chē)壽命長(zhǎng)，在此情況下特別是在昂貴的汽車(chē)領(lǐng)域中重要的是在使用壽命時(shí)間內(nèi)保持材料的所希望的高質(zhì)量顏色印象(Farbeindruck)而沒(méi)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(chē)輛領(lǐng)域和建筑物提供了相比于傳統(tǒng)玻璃窗戶的許多優(yōu)點(diǎn)。這些包括例如提高的防破裂性能和/或節(jié)省重量，在汽車(chē)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(jiǎn)單而有相當(dāng)大的設(shè)計(jì)自由度。
[0009]在機(jī)動(dòng)車(chē)、軌道車(chē)輛和飛行器或在基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域中使用的窗玻璃另外具有長(zhǎng)壽命并且在此壽命期間應(yīng)當(dāng)不會(huì)變脆。另外顏色和透明性在所述壽命期間應(yīng)當(dāng)沒(méi)有變化或只有輕微變化，正如在窗玻璃的適當(dāng)IR保護(hù)處理中的IR保護(hù)性能，即熱輻射保護(hù)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(zhǎng)壽命，常常使用玻璃作為窗用玻璃材料。玻璃對(duì)UV輻射不敏感，對(duì)刮擦敏感性低和在長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)不會(huì)改變機(jī)械性能。因?yàn)闊o(wú)機(jī)氧化物例如氧化鐵用作顏料和IR吸收劑，IR和顏色性質(zhì)在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)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?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致相應(yīng)基質(zhì)變霧濁和/或分解。
[0011]由于塑料具有上述優(yōu)勢(shì)，因此需要材料展現(xiàn)出熱塑性材料的良好物理性質(zhì)又具有相應(yīng)著色玻璃的高顏色穩(wěn)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(duì)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(zhǎng)壽命，已知的是為這些熱塑性塑料提供UV保護(hù)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(wěn)定性，現(xiàn)有技術(shù)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(fā)現(xiàn)玻璃的顏色穩(wěn)定性比熱塑性材料優(yōu)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(dǎo)致顏色性能變化，而且導(dǎo)致發(fā)生較高的能量透過(guò)，因?yàn)榇蠹s50%通過(guò)窗玻璃透過(guò)的能量來(lái)自于太陽(yáng)光譜的可見(jiàn)光范圍。尤其是在汽車(chē)和建筑玻璃窗領(lǐng)域中后者是所不希望的，因?yàn)榫唧w的內(nèi)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?yàn)閮?nèi)部或內(nèi)部陳設(shè)的氛圍受強(qiáng)烈著色窗玻璃的影響。通常，中性的灰色是優(yōu)選的。在某些實(shí)施方案中，著色可以向藍(lán)-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(guī)溫度下可加工的，而在加工過(guò)程中沒(méi)有顏色或其它光學(xué)性能顯著變化。
[0018]現(xiàn)有技術(shù)中許多染料已經(jīng)被描述成特別耐光性的并因此是穩(wěn)定的。所謂的Macrolex著色劑(Lanxess datasheets; Technical Information, Lanxess DeutschlandGmbH, Functional Chemicals, High Performance Additives, Colorants, 51369Leverkusen,德國(guó))例如 Macrolex Blue RR (Solvent Blue 97)，Macrolex Violet 3R(Solvent Violet 36)的耐光性(根據(jù) DIN EN ISO 4892-2 在 1/3 標(biāo)準(zhǔn)深度用 1%Τ?02 (對(duì)于苯乙烯用2%Ti02)測(cè)定；用0.05 %著色劑透明著色；用8-級(jí)藍(lán)色等級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià))被分類(lèi)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(fā)現(xiàn)在本實(shí)驗(yàn)的情況下，在聚碳酸酯組合物中，形式上被分類(lèi)為耐光性的著色劑并不顯示根據(jù)本發(fā)明的老化穩(wěn)定性。
[0019]反之，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)只有非常少數(shù)的特定結(jié)構(gòu)的著色劑是適合的。特別地，特定組合適合于實(shí)現(xiàn)本發(fā)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(wěn)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(yīng)當(dāng)僅僅稍微變化。
[0021]在此另外本發(fā)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(guò)暴露于0.75W的氙光在3，000小時(shí)的人工老化試驗(yàn)后色度值Λ E的變化小于5.0，優(yōu)選小于4.0，特別優(yōu)選小于3.0。另外，目視顏色印象應(yīng)當(dāng)也沒(méi)有變化，這特別是指條紋和高顏色濃度的點(diǎn)。
[0023]在特定的實(shí)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(yōu)選的。
[0024]在本發(fā)明的情況下，透明性要理解為是指當(dāng)通過(guò)例如相應(yīng)的成形制品形式的透明材料觀察時(shí)，背景可以清楚地看到。僅僅對(duì)光透明，例如在通過(guò)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(yīng)的材料為透明的。在本發(fā)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(yōu)選4.0%，更優(yōu)選小于3.0%，特別優(yōu)選小于2.0%。
[0025]本發(fā)明的另一目的是提供一種用于制備含有根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)著色劑或有機(jī)著色劑組合的熱塑性聚合物組合物的方法。
[0026]另外本發(fā)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(jī)著色劑或一種有機(jī)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(guò)根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)著色劑或根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)著色劑組合和使用根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)著色劑或根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)著色劑組合制備的根據(jù)本發(fā)明的熱塑性聚合物組合物已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)該目的。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的著色劑或著色劑組合是下面的著色劑或組合(逗號(hào)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(jié)構(gòu)如下定義:
a)
【權(quán)利要求】
1.用于對(duì)透明熱塑性組合物抗老化穩(wěn)定著色的著色劑組合物，含有選自如下結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)如下:
la, Ib:
卿"卿?ΙΙΛ?iih} 其中 -Ra和Rb相互獨(dú)立地表示直鏈或支化的烷基，或鹵素；-η與各個(gè)R獨(dú)立地表示0-3的自然數(shù)，η=0時(shí)的基團(tuán)為氫；2a, 2b:
2.根據(jù)權(quán)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(jié)構(gòu)(la)、(lb)、(2a)、(2b)或(7)的著色劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的組合物，其特征在于所述結(jié)構(gòu)(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(jù)權(quán)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(gòu)體混合物形式的結(jié)構(gòu)(Ia)和(Ib)和/或(2a)和(2b)的著色劑。
5.根據(jù)權(quán)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(gòu)體形式的結(jié)構(gòu)(Ia)和(Ib)和/或(2a)和(2b)的著色劑。
6.根據(jù)權(quán)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(jié)構(gòu)1-3的著色劑和至少一種選自結(jié)構(gòu)4-8的著色劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的組合物，其特征在于所述結(jié)構(gòu)1-3的著色劑與結(jié)構(gòu)4-8的著色劑以1:3-3:1的比例存在。
8.根據(jù)權(quán)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(wěn)定的、透明的、熱塑性聚合物組合物。
9.含有根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)特定的各組分基于總的聚合物組合物計(jì)為0.000001重量％-1.000000重量％。
11.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(wú)機(jī)或有機(jī)IR吸收劑、UV吸收劑和炭黑的組。
13.含有根據(jù)權(quán)利要求1-7之一的著色劑組合的車(chē)窗玻璃。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的車(chē)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(jù)權(quán)利要求13或14的車(chē)窗玻璃，其特征在于所述窗玻璃是聚碳酸酯窗玻璃且通過(guò)暴露于0.75W的氙光在3，OOO`小時(shí)的人工老化試驗(yàn)后色度值E的變化小于5.0。
【文檔編號(hào)】C09B57/00GK103443182SQ201180067769
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2010年12月17日
【發(fā)明者】A.邁耶, M.瓦格納, J.賴歇瑙爾 申請(qǐng)人:拜耳知識(shí)產(chǎn)權(quán)有限責(zé)任公司