有機著色劑和具有良好加工性質(zhì)的著色聚合物組合物的制作方法
【專利說明】有機著色劑和具有良好加工性質(zhì)的著色聚合物組合物
[0001] 本發(fā)明設(shè)及基于聚碳酸醋的著色模塑料。本發(fā)明特別設(shè)及使用基于磯酸醋的特定 穩(wěn)定劑的含有具有對風(fēng)化具有高顏色穩(wěn)定性的特定有機著色劑的聚碳酸醋組合物。
[0002] 本發(fā)明還設(shè)及含有至少一種熱塑性聚合物、至少一種有機著色劑(優(yōu)選至少兩種 具有特定結(jié)構(gòu)的有機著色劑的組合）W及至少一種基于磯酸醋的穩(wěn)定劑的聚合物組合物。
[0003] 本發(fā)明還設(shè)及根據(jù)本發(fā)明的著色劑/穩(wěn)定劑組合用于將聚合物組合物著色的用 途，特別是用于如制造建筑物、機動車和軌道車輛或飛機中使用的窗玻璃所需的透明配制 品。
[0004] 在一可選實施方案中，本發(fā)明設(shè)及涂蓋著色的成型件。
[0005] 在本發(fā)明范圍內(nèi)，透明是指透過例如適當(dāng)?shù)某尚图问降耐该鞑牧贤敢晻r，背景 清晰可辨。簡單的透光(例如在毛玻璃的情況下，透過其背景看起來不清晰）不足W使所設(shè) 材料被稱作透明。在本發(fā)明范圍內(nèi)，透明熱塑性聚合物和熱塑性聚合物組合物還具有小于 5. 0%，優(yōu)選4. 0%，更優(yōu)選小于3. 0%，特別優(yōu)選小于2. 0%的初始濁度。在本發(fā)明范圍內(nèi)，除非 另有說明，根據(jù)ASTMD1003使用BYK Gar化er化ze Card測定濁度。
[0006] 在本發(fā)明范圍內(nèi)，涂蓋著色是指不符合上述透明條件的材料。特別地，該術(shù)語是指 具有小于1%的透光率或大于15的L*的模塑料。
[0007] 此外，本發(fā)明設(shè)及制造含有本發(fā)明的著色劑-穩(wěn)定劑組合的熱塑性聚合物組合物 的方法。
[0008] 本發(fā)明另外設(shè)及由本發(fā)明的著色熱塑性聚合物組合物制成的制品、成型體或成型 件。
[0009] 塑料的著色本身是已知的。但是，迄今還沒有既有用于高光學(xué)要求的用途的優(yōu)異 耐候穩(wěn)定性同時又有良好的加工穩(wěn)定性的著色劑組合，特別是用于透明配制品。對所用著 色劑組合具有相應(yīng)高要求的用途尤其包括可根據(jù)用途W(wǎng)不同方式著色的汽車玻璃的透明 成品部件。由于機動車的長壽命，特別是在高價值汽車領(lǐng)域中，重要的是在使用壽命的持續(xù) 期間內(nèi)保持該材料的所需高品質(zhì)顏色印象而沒有明顯劣化。
[0010] 由于所提到的要求，合適的耐候著色劑的數(shù)量有限。
[0011] 由于所需的長壽命，通常使用玻璃作為窗玻璃材料。玻璃對UV福射不敏感，具有 低刮擦敏感性并且其機械性質(zhì)長期不變。由于使用無機氧化物，例如氧化鐵作為顏料，顏色 性質(zhì)幾乎不變。但是，不可能在熱塑性材料中使用該些顏料，因為它們造成相應(yīng)基質(zhì)的渾濁 和/或降解。
[0012] 但是，對于汽車行業(yè)和建筑物中的應(yīng)用而言，由含有透明熱塑性聚合物如聚碳酸 醋的組合物制成的玻璃與常用的由玻璃制成的窗玻璃相比提供許多優(yōu)點。該些包括例如提 高的破裂安全性和/或降低的重量；在汽車玻璃的情況中該些可在交通事故中提供更高的 乘客安全性和可實現(xiàn)更低的燃料消耗。最后，包含透明熱塑性聚合物的透明材料由于它們 更易于成型因而允許明顯更大的設(shè)計自由度。
[0013] 由于塑料的上述優(yōu)點，因此需要既具有熱塑性塑料的良好物理性質(zhì)又具有與著色 玻璃對應(yīng)的高顏色穩(wěn)定性的材料。
[0014] 在透明熱塑性聚合物中，例如，基于聚碳酸醋和聚甲基丙締酸甲醋（PMMA)的聚合 物特別適合用作玻璃材料。由于高初性，聚碳酸醋特別具有用于此類最終用途的極好性質(zhì) 狀況并在本發(fā)明范圍內(nèi)是優(yōu)選的。
[0015] 為了改進熱塑性材料的壽命，已知可W為它們提供UV防護和/或耐刮擦涂層。
[0016] 如上所述，具有極高耐候穩(wěn)定性的著色劑的數(shù)量有限。已經(jīng)令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，特定 的著色劑盡管對風(fēng)化極其穩(wěn)定但在加工過程中，即在配混-、擠出-或注塑過程中表現(xiàn)出色 移。該種色移不合意并明顯損害各成型體的光學(xué)性質(zhì)。令人驚訝的是，尤其在具有高摩爾 質(zhì)量或高粘度的聚碳酸醋的加工過程中（有時與高加工溫度結(jié)合)，變色變得清楚明顯。在 低粘度或低溫下，該一效應(yīng)較不明顯或不可察覺。但是，由于該材料在熱塑性組合物的加工 過程中常在擠出機或注塑機中，在此尤其在熱通道中曝露在高溫負(fù)荷下，熱穩(wěn)定組合物不 僅有利，還是必需的。較高粘的材料和具有較高熱形狀穩(wěn)定性或較高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的材 料需要較高的加工溫度，在此溫度下如上所述存在或提高色移的危險。
[0017] 因此希望聚碳酸醋組合物能在慣常用于熱塑性塑料的溫度下加工而在加工過程 中顏色或其它性質(zhì)，例如機械性質(zhì)不顯著改變。
[0018] 因此本發(fā)明的一個目的是提供含有與合適的穩(wěn)定劑組合的著色劑或著色劑組合 的聚碳酸醋組合物，其在例如具有高分子量和高粘度或具有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚合物的 情況下存在的高加工溫度下具有高耐候穩(wěn)定性和高顏色穩(wěn)定性。該組合物還應(yīng)具有優(yōu)異的 烙體穩(wěn)定性的特點。
[0019] 本發(fā)明的另一目的是提供制造含有根據(jù)本發(fā)明的有機著色劑-穩(wěn)定劑組合的熱 塑性聚合物組合物的方法。
[0020] 此外，本發(fā)明的一個目的是提供用于制造多層制品、成型件和成品部件的含有至 少一種有機著色劑和至少一種穩(wěn)定劑的有色熱塑性聚合物組合物。
[0021] 令人驚訝地能夠通過含有特定穩(wěn)定劑的本發(fā)明的有機著色劑組合和使用根據(jù)本 發(fā)明的有機著色劑-穩(wěn)定劑組合制成的本發(fā)明的熱塑性聚合物組合物實現(xiàn)該目的。
[0022] 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，慣常用于穩(wěn)定聚碳酸醋的磯基添加劑，如亞磯酸醋或酪類抗氧化劑對 著色劑的加工穩(wěn)定化或長期穩(wěn)定化低效或無效。
[0023] 已知的現(xiàn)有技術(shù)沒有關(guān)于如何使聚碳酸醋基質(zhì)中的著色劑在加工W及使用期間 穩(wěn)定的信息。
[0024] 盡管具有與根據(jù)本發(fā)明合適的著色劑類似的結(jié)構(gòu)和類似的顏色特征的非根據(jù)本 發(fā)明的著色劑是加工穩(wěn)定的并且不需要進一步穩(wěn)定化，但已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，該些著色劑令人驚訝 地不符合耐候穩(wěn)定性方面的高要求。
[00巧]例如在W0 2012/080398中描述了具有高耐光性和高耐候穩(wěn)定性的著色劑。但是， 由此公開文獻不能獲悉相應(yīng)的有色混合物在高加工溫度下表現(xiàn)如何W及如何能穩(wěn)定該組 合物W防止熱致變化。
[0026]EP2 305 748和W0 2009/100828描述了含有麟類和/或磯酸醋作為穩(wěn)定劑的聚 碳酸醋組合物W改進該組合物的物理性質(zhì)，例如水解穩(wěn)定性。既沒有描述具體的著色劑組 合物，也沒有描述其穩(wěn)定化。
[0027]US6, 476, 158描述了具有特別高的氣候穩(wěn)定性和表面光澤保持性的涂蓋的，即不 透明的聚碳酸醋-聚醋組合物。但是，既沒有描述透明配制品，也沒有描述著色劑對熱影響 的穩(wěn)定化。
[0028]US6, 355, 723中描述了在聚碳酸醋組合物中的哲基官能化慈釀，但沒有提供關(guān)于 該些特定著色劑體系的穩(wěn)定化的信息。
[0029]EP1 275 694描述了用于聚碳酸醋的大量著色劑，包括哲基官能化的慈釀體系， 但沒有提供關(guān)于著色劑的熱穩(wěn)定性或耐候穩(wěn)定性的信息。
[0030] 此外，描述了大量穩(wěn)定劑和特定的磯酸醋作為催化劑，但沒有公開顏色穩(wěn)定性、染 料和穩(wěn)定劑之間的關(guān)系。
[0031]US20100255295和JP2000191899中公開了大量染料，包括慈釀體系，但沒有指 出特定著色劑的高耐候穩(wěn)定性。此外，提到大量穩(wěn)定劑，包括磯酸醋，但沒有論述它們適用 于穩(wěn)定著色劑。
[0032]JP07033969公開了用于穩(wěn)定著色劑混合物的麟酸醋和亞磯酸醋，其可充當(dāng)本發(fā) 明范圍內(nèi)的對比例。
[0033] 從現(xiàn)有技術(shù)中不可能看出哪種著色劑體系可哪種方式在聚碳酸醋基質(zhì)中穩(wěn) 定化。現(xiàn)有技術(shù)沒有提供如何解決本文指出的問題的教導(dǎo)。
[0034] 本發(fā)明的有機著色劑是下列b)下所示的結(jié)構(gòu)，在本發(fā)明的有色熱塑性聚合物組 合物中包含至少一種具有b)下公開的結(jié)構(gòu)的有機著色劑。該混合物優(yōu)選含有其它著色劑； 在此特別優(yōu)選的是b)下提到的著色劑。
[00巧]本發(fā)明的基于熱塑性聚合物組分a)的組合物含有： b)至少一種基于慈釀并帶有至少一個0H官能的著色劑。特別優(yōu)選的具有至少一個0H官能的慈釀基著色劑選自下列結(jié)構(gòu)1和2 :
(1)。
[0036] 在此，Rx和Ry是支鏈或直鏈烷基，特別是直鏈或支鏈C1-C12基團，特別優(yōu)選是 甲基、己基、丙基、正了基、異丙基、異了基、叔了基、戊基、己基、庚基、辛基，非常特別優(yōu)選 是正了基、叔了基和甲基。此類著色劑可例如W商品名Macrolex?GrilnG(例如CASNo. 28198-05-2，4851-50-7)獲自LanxessAG。
[0037] 在本發(fā)明范圍內(nèi)，符號C(數(shù)字）（例如C1、C12)是指具有與隨后的（數(shù)字）對應(yīng) 的鏈長的碳鏈，也包括結(jié)構(gòu)異構(gòu)體。
R選自H和對甲基苯基胺基團；優(yōu)選R=H。
[0038] 此類著色劑可例如W商品名Macrolex⑥Violet B (CAS 81-48-1)獲自Lanxess AG。
[0039]bl)任選一種或多種其它著色劑，優(yōu)選基于慈釀、基于巧酬（Perinon)或基于獻菁 的著色劑，其選自結(jié)構(gòu)（3)至巧）的著色劑
其中 -R1和R2彼此獨立地為直鏈或支鏈烷基或面素，優(yōu)選甲基、己基、丙基、異丙基、了基、 異了基、叔了基、戊基、新戊基、己基、叔己基或C1，更優(yōu)選甲基或C1，特別優(yōu)選C1。 -n是0至4的自然數(shù)。
[0040] 在一個特別優(yōu)選的實施方案中，在所有環(huán)中n= 0,W使所有基團R1和R2 =H。 [00川具有該種結(jié)構(gòu)（3)的著色劑在BASFAG的化liogenBlue系列下商購可得。
[0042] 當(dāng)使用具有結(jié)構(gòu)（3)的著色劑時，特別優(yōu)選的是具有2 1/kg- 10 1/kg，優(yōu)選3 1/ kg- 8 1/kg的堆積體積(根據(jù)DINISO787-11測定)、5平方米/克-60平方米/克，優(yōu)選 10平方米/克-55平方米/克的比表面積(根據(jù)DIN66132測定）和4至9的抑值(根據(jù) DINISO787-9測定）的顏料