BR112020015887B1

BR112020015887B1 - Composição polimérica de dispersão da luz com melhor eficiência de dispersão e melhores propriedades mecânicas

Info

Publication number: BR112020015887B1
Application number: BR112020015887-9A
Authority: BR
Inventors: René Kogler; Michael Pasierb; Christopher Spain; Ursula Golchert; Ralf Richter; Ernst Becker; Stefan Nau
Original assignee: Rohm Gmbh; Roehm America Llc
Priority date: 2018-02-05
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2022-04-05
Also published as: SG11202007279RA; CN111699215A; EP3601435A1; CA3089528A1; KR102378654B1; US11319433B2; SI3601435T1; RU2020125903A3; CA3089528C; JP7053859B2; US20210102058A1; KR20210040277A; PL3601435T3; CN111699215B; MY193901A; BR112020015887A2; WO2019149799A1; RU2020125903A; TWI774920B; EP3601435B1

Abstract

A presente invenção se refere às composições poliméricas de dispersão da luz com melhor eficiência de dispersão e melhores propriedades mecânicas. As composições compreendem um material de matriz polimérica e pelo menos dois tipos diferentes de partículas de dispersão uniformemente dispersadas no mesmo.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] A presente invenção se refere às composições poliméricas de dispersão da luz com melhor eficiência de dispersão e melhores propriedades mecânicas. As composições compreendem um material de matriz polimérica e pelo menos dois tipos diferentes de partículas de dispersão que são dispersas no mesmo.

[002] Um aspecto adicionalmente da presente invenção se refere a moldagens de dispersão de luz que são obteníveis pela moldagem termoplástica das composições poliméricas da invenção.

[003] Finalmente, um aspecto adicional da presente invenção se refere a um método de manufatura das moldagens de dispersão de luz usando a composição polimérica da presente invenção.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[004] Elementos de difusão de luz são amplamente usados em aplicações, tal como coberturas protetoras para acessórios de luz, telas para televisões de projeção, aparelhos de emissão na superfície e congêneres. Nos últimos anos, os elementos de difusão de luz também têm sido usados para intensificar a qualidade de exibição de dispositivos de exibição de cristal líquido e para melhorar suas características do ângulo de visualização.

[005] Tipicamente, os elementos de difusão de luz compreendem um material de matriz transparente e partículas de dispersão que são uniformemente dispersadas no mesmo. Os materiais tipicamente usados como partículas de dispersão frequentemente incluem opacificantes inorgânicos tradicionais, por exemplo, BaSO4 ou TiO2. Infelizmente, estes materiais têm uma baixa eficiência luminosa, já que os mesmos tendem a retrodispersar uma significativa quantidade da luz que chega.

[006] Nas décadas recentes, o uso de assim denominados leitos de dispersão se tornou comum para aplicações de dispersão. Os leitos de dispersão são, tipicamente, materiais poliméricos reticulados cujo índice refrativo difere daquele da matriz. A vantagem destes leitos de dispersão é um alto nível de dispersão direta da composição das moldagens e, portanto, uma alta eficiência luminosa. A fim de caracterizar a extensão desta dispersão direta preferida na composição polimérica de dispersão da luz, a transmitância da composição polimérica, bem como o ângulo de meio valor nas moldagens que incluem os leitos de dispersão, são tipicamente medidos. Um importante parâmetro adicional que caracteriza a eficiência da dispersão de uma composição polimérica é o impacto da dispersão que é definido como um produto da transmitância óptica T (D65) e do ângulo de meio valor β.

[007] Tipicamente, o efeito da dispersão dos leitos de dispersão fica maior com a diminuição do tamanho dos leitos de dispersão. Por este motivo, a quantidade de leitos de dispersão em uma composição polimérica de dispersão pode ser normalmente reduzida usando leitos de dispersão menores. Esta redução na quantidade de leitos de dispersão poupa custos e preserva recursos. Entretanto, o uso de pequenos leitos de dispersão aumenta marcadamente o amarelado percebido da composição polimérica, em particular, se os leitos de dispersão com um diâmetro de partícula médio menor do que 1,0 μm forem usados.

[008] Por outro lado, os leitos de dispersão com um diâmetro de partícula médio acima de 20 μm precisam ser usados em uma quantidade relativamente alta a fim de alcançar uma eficiência de dispersão suficiente. A presença de tais altas quantidades de leitos de dispersão, entretanto, torna-se algumas vezes desvantajosa por diversos motivos. Grandes quantidades de leitos de dispersão “fortes” em uma matriz de polimetil metacrilato (PMMA) são conhecidas por ter um efeito desvantajoso nas propriedades mecânicas da composição resultante, em particular, na resistência ao impacto e no módulo da elasticidade. Adicionalmente, o processamento termoplástico da composição polimérica resultante, em particular, pela moldagem por injeção, fica mais difícil em virtude de as partículas de dispersão aumentarem significativamente a viscosidade de derretimento da íntegra do material. Isto pode levar à formação de vários defeitos durante o uso da composição, em particular, durante a manufatura de complexas moldagens pela moldagem por injeção.

[009] Finalmente, deve-se manter em mente que os artigos de dispersão da luz são frequentemente desenhados para ter uma superfície texturizada que, entre outras coisas, pode levar a superfícies de baixo reflexo e ajuda adicionalmente a aumentar a eficiência de dispersão do artigo de dispersão.

[010] A estrutura de superfície de tais artigos de dispersão da luz depende fortemente do método para sua manufatura. Por exemplo, os artigos de dispersão da luz manufaturados por meio de extrusão podem ter uma superfície estruturada formada devido à presença de grandes leitos de dispersão que ficam localizados em uma proximidade imediata à superfície do artigo. Em outras palavras, os leitos de dispersão podem estar se projetando para fora da superfície do artigo.

[011] Se o artigo de dispersão da luz for manufaturado por meio de moldagem por injeção, a formação de uma superfície estruturada fica mais difícil e pode frequentemente exigir a presença de aditivos adicionais e/ou ferramentas estruturadas.

[012] Deve-se adicionalmente manter em mente que as coberturas de luz são frequentemente expostas a condições ao ar livre e, portanto, precisam ser suficientemente resistentes contra a radiação solar e a umidade. A presença de partículas de dispersão inorgânicas, tal como dióxido de titânio, pode frequentemente levar à degradação do material de matriz polimérica, em virtude de, mediante a exposição à radiação solar, as partículas de dispersão poderem agir como um fotocatalisador, desse modo, gerando radicais altamente reativos a partir do oxigênio atmosférico e da umidade. Adicionalmente, alguns materiais dos leitos de dispersão têm apenas uma estabilidade de longo prazo limitada contra a radiação UV solar e são, portanto, não adequados para uso sob condições ao ar livre.

[013] Como uma consequência, muitos materiais de dispersão da luz ficam crescentemente amarelos sob condições ao ar livre, o que é altamente desvantajoso a partir de um ponto de vista estético. A fim de mascarar este amarelecimento indesejado, assim denominado agentes de azulecimento são frequentemente usados como aditivos. Entretanto, os agentes de azulecimento também absorvem a luz visível e, portanto, reduzem a transmitância de luz (D65) do material.

[014] O Pedido de Patente EP 1 022 115 A1 descreve partículas poliméricas com uma superfície texturizada e aparência congelada. Estes artigos compreendem uma matriz polimérica e partículas poliméricas substancialmente esféricas altamente reticuladas com um tamanho de partícula entre 10 e 110 μm. As ditas partículas poliméricas tipicamente precisam ser usadas em quantidades de até 20 % em peso a fim de alcançar um razoável efeito da dispersão. Isto é desvantajoso pelo menos a partir do ponto de vista econômico.

[015] WO 2016/137919 A1 descreve coberturas de dispersão de luz para uso em aplicações de iluminação por LED. Estas coberturas compreendem partículas de dispersão orgânicas primárias dispersadas em uma matriz transparente polimérica. WO 2016/137919 A1 admite que o uso de partículas de dispersão orgânicas primárias pode não ser suficiente para prover um desejado efeito da dispersão. Em tais situações, a aplicação sugere um uso adicional de partículas de dispersão secundárias inorgânicas. Infelizmente, esta abordagem leva a uma transmitância diminuída das coberturas de dispersão resultantes em vez da retrodispersão causada pelas partículas de dispersão secundárias inorgânicas. Além disso, as correspondentes coberturas de dispersão de luz não são adequadas para um uso ao ar livre em longo prazo.

[016] US 2006/240200 descreve folhas de dispersão da luz para aplicações LCD, bem como um método para a produção e uso dos mesmos. As folhas de dispersão da luz compreendem: pelo menos uma camada de polimetil metacrilato de dispersão de luz que compreende uma matriz de polimetil metacrilato; e também de 0,5 a 59,5 % em peso, com base no peso da camada de polimetil metacrilato de dispersão de luz, de partículas de dispersão esféricas inorgânicas (A) cujo tamanho mediano fica na faixa de 0,1 a 40 μm, e cujo índice refrativo difere daquele da matriz de polimetil metacrilato em um valor na faixa de 0,02 a 0,2, e de 0,5 a 59,5 % em peso, com base no peso da camada de polimetil metacrilato de dispersão de luz, de partículas esféricas orgânicas (B) cujo tamanho mediano fica na faixa de 10 a 150 μm e cujo índice refrativo difere daquele da matriz de polimetil metacrilato em um valor na faixa de 0 a 0,2. Novamente, o uso de partículas de dispersão inorgânicas resulta em uma transmitância óptica diminuída, o que é desvantajoso.

[017] WO 2018/158145 A1 preceitua uma composição polimérica (met)acrílica que compreende 0,05 % em peso a 2 % em peso de partículas de silicone polimérico com um diâmetro de partícula médio ponderado entre 1 μm e 10 μm e 5 % em peso a 20 % em peso de partículas (met)acrílicas poliméricas com um diâmetro de partícula médio ponderado entre 30 μm e 100 μm. Embora estas composições poliméricas tenham interessantes propriedades ópticas, as mesmas são conhecidas por ter apenas uma moderada resistência ao impacto.

OBJETIVO DA INVENÇÃO

[018] À luz da citada tecnologia anterior, o problema técnico abordado pela presente invenção foi a provisão de uma composição polimérica de dispersão da luz com uma combinação dos seguintes recursos técnicos: * alto efeito de dispersão da luz em combinação com uma alta transmitância; * baixo conteúdo total de partículas de dispersão; * excelentes propriedades mecânicas, em particular, altos resistência ao impacto (por exemplo, resistência ao impacto Charpy) e módulo da elasticidade; * baixo índice de amarelado; e * alta resistência à desagregação.

[019] Os problemas técnicos adicionais abordados pela presente invenção são a provisão de artigos de dispersão da luz com os recursos expostos, bem como a provisão de um método para manufatura de tais artigos de dispersão da luz.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[020] A presente invenção é com base em uma surpreendente descoberta que o uso de partículas de dispersão com base em polibutilacrilato com um tamanho de partícula médio di de 5,0 μm a 20,0 μm em combinação com segundas partículas de dispersão quimicamente diferentes das primeiras partículas de dispersão e com um tamanho de partícula médio d2 de 1,0 μm a 50,0 μm pode, mediante um apropriado ajuste de seus índices refrativos, levar a fortes efeitos sinérgicos. Em particular, o efeito da dispersão de uma composição de moldagem que compreende a dita combinação de partículas é significativamente mais forte do que os efeitos de dispersão das composições de moldagem que compreendem qualquer um de ambos os tipos de partículas. Além disso, e de forma ainda mais importante, a composição de moldagem resultante tem uma excelente transmitância óptica que, em combinação com um dado efeito da dispersão, não é alcançável usando apenas um tipo de partículas de dispersão.

[021] A quantidade total de partículas de dispersão na composição polimérica da presente invenção é significativamente mais baixa do que nas composições poliméricas com um índice de amarelado (Y.I.) comparavelmente baixo, que compreende ambos os tipos de partículas. Isto não é apenas vantajoso a partir do ponto de vista econômico, mas também resulta em excelentes propriedades mecânicas, em particular, altos resistência ao impacto (por exemplo, resistência ao impacto Charpy) e módulo da elasticidade das composições poliméricas resultantes.

[022] Finalmente, os inventores descobriram que as composições poliméricas de dispersão da presente invenção têm uma excelente resistência à desagregação e podem ser vantajosamente empregadas em aplicações ao ar livre, tais como luzes traseiras para veículos, postes de rua, etc.

[023] A composição polimérica de dispersão da presente invenção compreende: de 90,0 % em peso a 99,9 % em peso, com base no peso da composição polimérica, de um material de matriz polimérica que é substancialmente transparente e tem um índice refrativo nDm de 1,35 a 1,65; de 0,05 % em peso a 5,0 % em peso, preferivelmente de 0,5 % em peso a 5,0 % em peso, mais preferivelmente de 1,0 % em peso a 4,0 % em peso, com base no peso da composição polimérica, de uma pluralidade de primeiras partículas de dispersão que são partículas de dispersão com base em polibutilacrilato que são uniformemente dispersadas no material de matriz polimérica, em que as primeiras partículas de dispersão são partículas poliméricas reticuladas substancialmente esféricas com um tamanho de partícula médio di de 5,0 μm a 20,0 μm e com um índice refrativo nD1, em que o índice refrativo nD1 é mais baixo do que o índice refrativo nDm e a diferença absoluta entre o índice refrativo nD1 e o índice refrativo nDm não é mais baixo do que 0,04; de 0,05 % em peso a 5,0 % em peso, com base no peso da composição polimérica, de uma pluralidade das segundas partículas de dispersão quimicamente diferentes das primeiras partículas de dispersão que são uniformemente dispersadas no material de matriz polimérica, em que as segundas partículas de dispersão são partículas poliméricas reticuladas substancialmente esféricas com um tamanho de partícula médio d2 de 1,0 μm a 50,0 μm e com um índice refrativo nD2, em que a diferença absoluta entre o índice refrativo nD2 e o índice refrativo nDm é de 0,005 a 0,1.

[024] Em seu aspecto adicional, a presente invenção se refere a um artigo de dispersão da luz que compreende a composição polimérica especificada anteriormente.

[025] Finalmente, um aspecto adicional da presente invenção se refere a um processo para a manufatura de um artigo de dispersão da luz a partir da composição polimérica, em que o processo compreende uma etapa do processo selecionada a partir de extrusão, moldagem por injeção e moldagem por fundição. DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS MATERIAL DA MATRIZ POLIMÉRICA

[026] Em uma modalidade particularmente preferida da presente invenção, o material de matriz polimérica substancialmente transparente não é reticulado e, portanto, tem propriedades termoplásticas. Nesta modalidade, a composição polimérica da presente invenção pode ser empregada em extrusão e moldagem por injeção. Portanto, nesta modalidade, a composição polimérica da presente invenção é uma composição de moldagem.

[027] O termo “substancialmente transparente” da forma usada no presente pedido se refere a um material com uma transmitância (D65) de pelo menos 50 %, preferivelmente pelo menos 60 %, mais preferivelmente pelo menos 70 %, ainda mais preferivelmente pelo menos 80 % e particularmente preferivelmente pelo menos 90 %, determinada em uma amostra com uma espessura de 2,0 mm de acordo com o padrão ISO 13468-2 (2006).

[028] O material de matriz polimérica para uso da presente invenção, em princípio, não é particularmente limitado, desde que o mesmo tenha um índice refrativo nDm que varia de 1,35 a 1,65. Por exemplo, o material de matriz polimérica pode ser selecionado a partir de polialquil(met)acrilato, poli(met)acrilmetilimida, policarbonato, poliestireno, poli(tereftalato de etileno), polietileno, polipropileno, um copolímero de estireno, um polímero de ciclo-olefina, um copolímero de ciclo-olefina ou uma mistura dos mesmos. Em modalidades particularmente preferidas, o material de matriz polimérica é selecionado a partir de polialquil(met)acrilato, poli(met)acrilalquilimida e co-polialquil(met)acrilato que compreendem estireno e/ou anidrido maleico como comonômeros, bem como misturas dos mesmos.

[029] O polialquil(met)acrilato pode ser usado individualmente ou como uma mistura de diferentes polialquil (met)acrilatos. O polialquil(met)acrilato pode, além do mais, ser também um copolímero e compreender unidades repetitivas diferentes de unidades de polialquil(met)acrilato. Os exemplos dos mesmos incluem as unidades derivadas a partir de estireno e/ou um anidrido de ácido insaturado, por exemplo, anidrido de ácido maleico ou ácidos insaturados, tal como ácido metacrílico.

[030] O termo “(met)acrilato”, da maneira aqui usada, se refere não apenas a metacrilatos, por exemplo, metil metacrilato, etil metacrilato, etc., mas, também, acrilatos, por exemplo, metil acrilato, etil acrilato, etc. e, também, a misturas compostas destas unidades repetitivas.

[031] Para os propósitos da presente invenção, a preferência em particular é dada a homo e copolímeros de alquil (met)acrilatos C1-C18, vantajosamente de alquil (met)acrilatos C1-C10, em particular, de polímeros de alquil (met)acrilato C1-C4. Se apropriado, os mesmos também podem compreender unidades repetitivas que diferem dos mesmos.

[032] O material de matriz polimérica é vantajosamente selecionado a partir de copolímeros que contêm de 80,0 % em peso a 100,0 % em peso, em particular de 90,0 % em peso a 99,9 % em peso, mais preferivelmente de 95,0 % em peso a 99,8 % em peso de alquil metacrilatos C1-C10, com base no peso do copolímero. Os alquil metacrilatos C1-C10 preferidos abrangem metil metacrilato, etil metacrilato, propil metacrilato, isopropil metacrilato, n-butil metacrilato, isobutil metacrilato, terc-butil metacrilato, pentil metacrilato, hexil metacrilato, heptil metacrilato, octil metacrilato, iso-octil metacrilato, e etil-hexil metacrilato, nonil metacrilato, decil metacrilato, e, também, cicloalquil metacrilatos, por exemplo, ciclo-hexil metacrilato, isobornil metacrilato ou etilciclo-hexil metacrilato. O uso de metil metacrilato como uma unidade repetitiva principal é particularmente preferido.

[033] Os alquilacrilatos C1-C10 preferidos abrangem metil acrilato, etil acrilato, propil acrilato, isopropil acrilato, n-butil acrilato, isobutil acrilato, terc-butil acrilato, pentil acrilato, hexil acrilato, heptil acrilato, octil acrilato, iso-octil acrilato, nonil acrilato, decil acrilato, e etil-hexil acrilato e, também, cicloalquil acrilatos, por exemplo, ciclo- hexil acrilato, isobornil acrilato ou etilciclo-hexil acrilato.

[034] Copolímeros muito particularmente preferidos abrangem de 80,0 % em peso a 100,0 % em peso, preferivelmente de 90,0 % em peso a 99,9 % em peso, mais preferivelmente de 95,0 % em peso a 99,8 % em peso, de unidades de metil metacrilato e de 0,0 % em peso a 20,0 % em peso, preferivelmente de 0,1 % em peso a 10,0 % em peso, mais preferivelmente de 0,2 % em peso a 5,0 % em peso das unidades de alquil acrilato C1-C10, com base no peso do copolímero, unidades de metil acrilato, unidades de etil acrilato e/ou unidades de butil acrilato que são particularmente preferíveis. Os copolímeros correspondentes são comercialmente disponíveis sob o nome comercial PLEXIGLAS® proveniente de Evonik Performance Materials GmbH.

[035] Em uma modalidade ainda adicional particularmente preferida, o copolímero tem a seguinte composição: de 70,0 a 95,0 % em peso, com base no peso do copolímero, de metil metacrilato; de 0,5 a 15,0 % em peso, com base no peso do copolímero, de anidrido maleico; e de 0,0 a 25,0 % em peso, com base no peso do copolímero, de monômeros copolimerizáveis em vinila sem grupos funcionais diferentes da função vinila, estireno sendo o mais preferido.

[036] Os polialquil(met)acrilatos são produzidos por processos de polimerização de radical livre, em particular, processos de polimerização em massa, de polimerização de solução, de polimerização de suspensão e de polimerização de emulsão. Os iniciadores particularmente adequados para estes propósitos abrangem, em particular, compostos azo, tais como 2,2'-azobis(isobutironitrila) ou 2,2'-azobis(2,4- dimetilvaleronitrila), sistemas redox, por exemplo, a combinação de aminas terciárias com peróxidos ou dissulfito de sódio e persulfato de potássio, sódio ou amônio, ou preferivelmente peróxidos (em que a conexão conforme, por exemplo, H. Rauch- Puntigam, Th. Volker, "Acryl- und Methacrylverbindungen" [Acrylic and methacrylic compounds], Springer, Heidelberg, 1967, ou Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 1, pages 386 ff, J. Wiley, New York, 1978). Os exemplos de iniciadores de polimerização de peróxido particularmente adequados são dilauroil peróxido, terc-butil peroctoato, terc-butil perisononanoato, diciclo-hexil peroxodicarbonato, dibenzoil peróxido e 2,2-bis(terc-butilperoxi)butano. Também é possível e preferido para realizar a reação de polimerização usando uma mistura de vários iniciadores de polimerização de meia-vida diferente, cujos exemplos são dilauroil peróxido e 2,2-bis(terc-butilperoxi)butano, a fim de manter um fluxo constante de radicais livres durante o curso da reação da polimerização e, também, em várias temperaturas de polimerização. As quantidades usadas do iniciador de polimerização são, movimento de giro, de 0,01 % em peso a 2,0 % em peso, com base na mistura de monômero. A reação de polimerização pode ser realizada continuamente ou lote a lote.

[037] Os comprimentos da cadeia dos polímeros ou dos copolímeros podem ser ajustados pela polimerização do monômero ou da mistura de monômero na presença de reguladores do peso molecular, um exemplo em particular do qual são as mercaptanas conhecidas para este propósito, por exemplo, mercaptana n-butila, mercaptana n-dodecila, 2-mercaptoetanol ou 2-etil-hexil tioglicolato, pentaeritritol tetratioglicolato; as quantidades usadas dos reguladores do peso molecular, no geral, são de 0,05 % em peso a 5,0 % em peso, preferivelmente de 0,1 % em peso a 2,0 % em peso e particularmente preferivelmente de 0,2 % em peso a 1,0 % em peso, com base no monômero ou na mistura de monômero (conforme H. Rauch-Puntigam, Th. Volker, "Acryl- und Methacrylverbindungen" [Acrylic and methacrylic compounds], Springer, Heidelberg, 1967; Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie [Methods of organic chemistry], Vol. XIV/1, page 66, Georg Thieme, Heidelberg, 1961, ou Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 1, pages 296 ff, J. Wiley, New York, 1978). A mercaptana n-Dodecila é particularmente preferivelmente usada como um regulador do peso molecular.

[038] Preferivelmente, o polialquil(met)acrilato para uso como um material de matriz polimérica não é reticulado.

[039] O material de matriz polimérica pode, além do mais, compreender outros polímeros a fim de modificar suas propriedades. Entre os mesmos, entre outros, poliacrilonitrilas, co-polialquil(met)acrilatos que compreendem estireno e/ou anidrido maleico como comonômeros, poliestirenos, poliéteres, poliésteres, policarbonatos e cloretos polivinílicos. Estes polímeros podem ser usados individualmente ou na forma de uma mistura, e também é possível usar os copolímeros que são deriváveis a partir dos supramencionado polímeros.

[040] A massa molar média ponderada Mw dos homo e/ou copolímeros a serem usados como um material de matriz polimérica pode variar em uma ampla faixa, a massa molar usualmente sendo correspondida ao uso pretendido e ao modo pretendido de processamento da composição polimérica. Entretanto, a mesma fica, no geral, na faixa de 20.000 a 1.000.000 g/mol, preferivelmente de 50.000 a 500.000 g/mol e particularmente preferivelmente de 80.000 a 300.000 g/mol.

PARTÍCULAS DE DISPERSÃO

[041] A primeira e a segunda partículas de dispersão têm preferivelmente uma distribuição uniforme no material de matriz polimérica da composição polimérica, sem significativas agregação ou aglomeração das partículas. Distribuição uniforme significa que as concentrações da primeira e da segunda partículas de dispersão na matriz do material polimérico são substancialmente constantes.

[042] A mistura da matriz do material polimérico com as partículas de dispersão para obter a composição polimérica preferivelmente ocorre por meio da mistura no derretimento, por meio de uma extrusora de parafuso único ou duplo, sem limitação resultante pretendida.

[043] As primeiras partículas de dispersão e as segundas partículas de dispersão são substancialmente esféricas. O termo “substancialmente esférico”, da maneira aqui usada, indica que a razão de aspecto, isto é, a razão da maior dimensão das partículas de dispersão pela sua menor dimensão não é maior do que 4, preferivelmente não mais do que 2, cada uma destas dimensões sendo medida através do centro de gravidade das partículas. Preferivelmente, pelo menos 70 % das partículas são substancialmente esféricas, particularmente preferivelmente pelo menos 90 %, com base no número das partículas de dispersão.

[044] Os índices refrativos nDm, nD1, e nD2 são medidos na linha D do Na em 589 nm em 23 °C, da forma especificada no padrão ISO 489 (1999). Como será prontamente percebido pelos versados na técnica, o índice refrativo do material de matriz polimérica nDm é vantajosamente determinado usando o Procedimento A do padrão ISO 489 (1999), ao passo que o índice refrativo das primeiras partículas de dispersão nD1 e das segundas partículas de dispersão nD2 é vantajosamente medido usando o Procedimento B do padrão ISO 489 (1999).

[045] Sem desejar ser limitado pela teoria, os inventores descobriram que o efeito sinérgico que surge a partir da presença de dois tipos diferentes de partículas de dispersão é particularmente forte quando a diferença absoluta entre o índice refrativo nD1 e o índice refrativo nDm não for mais baixo do que 0,04, preferivelmente de 0,05 a 0,16, preferivelmente de 0,05 a 0,10. Em particular, parece que o impacto da dispersão da composição polimérica de dispersão fica mais baixo se a diferença absoluta entre o índice refrativo nD1 e o índice refrativo nDm for mais baixa do que 0,04 ou mais alta do que 0,16.

[046] Em uma modalidade preferida, o índice refrativo das segundas partículas de dispersão nD2 é mais alto do que o índice refrativo do material de matriz polimérica nDm. Para o fim de alcançar um efeito de dispersão da composição polimérica particularmente forte, a diferença absoluta entre o índice refrativo das segundas partículas de dispersão nD2 e o índice refrativo do material de matriz polimérica nDm deve ser preferivelmente ajustado para ser de 0,005 a 0,1, preferivelmente de 0,01 a 0,09, mais preferivelmente de 0,02 a 0,06. Em particular, se a diferença absoluta entre o índice refrativo das segundas partículas de dispersão nD2 e o índice refrativo do material de matriz polimérica nDm estava abaixo de 0,005, a contribuição das segundas partículas de dispersão no comportamento de dispersão da composição polimérica será bastante baixa. Isto irá exigir que as segundas partículas de dispersão estejam presentes na composição polimérica em uma quantidade mais alta para garantir um efeito suficiente da dispersão.

[047] Em uma modalidade preferida adicional, o índice refrativo das segundas partículas de dispersão nD2 é mais baixo do que o índice refrativo do material de matriz polimérica nDM. Para o fim de alcançar um efeito de dispersão da composição de moldagem particularmente forte, a diferença absoluta entre o índice refrativo das segundas partículas de dispersão nD2 e o índice refrativo do material de matriz polimérica nDM deve ser idealmente ajustado para ser de 0,01 a 0,15, preferivelmente de 0,01 a 0,09, mais preferivelmente de 0,02 a 0,09. Em particular, se a diferença absoluta entre o índice refrativo das segundas partículas de dispersão nD2 e o índice refrativo do material de matriz polimérica nDM for abaixo de 0,01, a contribuição das segundas partículas de dispersão para o comportamento de dispersão da composição de moldagem será bastante baixa. Isto irá exigir que as segundas partículas de dispersão estejam presentes na composição de moldagem em uma quantidade mais alta para garantir um efeito suficiente da dispersão.

[048] Além disso, mostrou-se vantajoso selecionar os materiais das primeiras partículas de dispersão, das segundas partículas de dispersão e o material de matriz polimérica de uma maneira tal que a diferença absoluta entre o índice refrativo nD1 e o índice refrativo nD2 seja de 0,15 a 0,001, preferivelmente de 0,15 a 0,007. Isto leva a propriedades ópticas particularmente vantajosas da composição polimérica de dispersão resultante.

[049] O tamanho de partícula médio das primeiras partículas de dispersão (diâmetro médio - peso médio) fica na faixa de 5,0 a 20,0 μm, preferivelmente na faixa de 7,0 a 15,0 μm, e ainda mais preferivelmente na faixa de 8,0 a 12,0 μm.

[050] As primeiras partículas de dispersão, bem como as segundas partículas de dispersão, têm vantajosamente máxima estreiteza da distribuição de tamanho. Um tamanho de pelo menos 5,0 μm é preferivelmente possuído por pelo menos 60 % das primeiras partículas de dispersão na composição polimérica, e um tamanho de mais do que 20,0 μm é preferivelmente possuído por no máximo 30 % das primeiras partículas de dispersão.

[051] O tamanho de partícula médio - indicado como assim denominado valor d50 ponderado em volume (que é 50 por cento em volume das partículas com um tamanho de partícula abaixo do tamanho de partícula médio especificado) das primeiras partículas de dispersão e das segundas partículas de dispersão pode ser medido de acordo com o padrão para medições de difração de laser ISO 13320-1 (2009). Tipicamente, o tamanho das partículas de dispersão é determinado em cada caso em forma de pó seco por dispersão da luz de laser (em temperatura ambiente, 23 °C) usando o analisador do tamanho de partícula por difração de laser Beckman Coulter LS 13 320, sistema de pó seco em tornado. A medição é realizada da forma descrita no manual. Para a análise auxiliada por computador, o modelo Mie é usado.

[052] As primeiras partículas de dispersão são, tipicamente, partículas de dispersão com base em polibutilacrilato reticulado. As ditas partículas compreendem pelo menos 70 % em peso, preferivelmente pelo menos 80 % em peso de polibutilacrilato, com base no peso das ditas partículas. Tipicamente, as ditas partículas compreendem pelo menos 70 % em peso, preferivelmente pelo menos 80 % em peso, o mais preferido pelo menos 85 % em peso, de polibutilacrilato, com base no peso das ditas partículas. As correspondentes partículas de dispersão são conhecidas pelos versados na técnica e são tipicamente preparadas por um processo de polimerização em suspensão.

[053] Os monômeros de reticulação adequados para uso como nas partículas de polímero esféricas (contas) são bem conhecidos pelos versados na técnica, e são, no geral, monômeros copolimerizáveis com monômeros presentes, e com pelo menos dois ou mais grupos de vinila insaturados que têm reatividades aproximadamente iguais ou diferentes, tais como benzeno divinílico, glicol di- e tri-metacrilato e acrilatos, etileno glicol dimetilacrilato, alil metacrilatos, dialil maleato, alil acriloxipropionatos, butileno glicol diacrilatos, etc. os reticuladores preferidos são etileno glicol dimetacrilato, divinilbenzeno, e alil metacrilato. O mais preferido é alil metacrilato.

[054] A produção de partículas de plásticos reticulados é conhecida pelos versados na técnica. Por exemplo, as partículas de dispersão podem ser produzidas pela polimerização de emulsão, por exemplo, da forma descrita em EP-A 342 283 ou EP-A 269 324, e de forma muito particularmente preferível por meio de polimerização em fase orgânica, por exemplo, da forma descrita no Pedido de Patente Alemão DE 43 27 464. A tecnologia de polimerização mencionada por último proporciona distribuições de tamanho de partícula particularmente estreitas ou, em outras palavras, desvios particularmente pequenos dos diâmetros de partícula a partir do diâmetro de partícula médio.

[055] O termo "reticulado", da maneira aqui usada, significa que o material das partículas de dispersão não pode ser dissolvido em um forte solvente orgânico, tais como tetraidrofurano ou cloreto de metileno. A medição da razão de intumescimento, que mede a mudança do tamanho de partícula em um solvente orgânico depois de um certo período de tempo, é normalmente um método de teste para determinar o grau de reticulação. Uma baixa razão de intumescimento, na fração solúvel em um solvente MDC/THF, e a retenção da integridade da partícula são as indicações de um polímero acrílico altamente reticulado.

[056] Os exemplos das primeiras partículas de dispersão incluem, mas sem limitações, agentes de fosqueamento e difusão de luz, tais como Kane Ace™ MP90, Kane Ace™ MP91, etc., que são comercialmente disponíveis a partir de Kaneka Belgium BV (Westerlo, Bélgica).

[057] Em uma modalidade, as segundas partículas de dispersão podem abranger um material selecionado a partir de polissiloxanos reticulados e/ou poli(met)acrilatos reticulados. Os agentes de dispersão compostos por polissiloxanos e particularmente preferivelmente usados na presente invenção são comercialmente obteníveis a partir de Momentive Performance Materials (Leverkusen, Alemanha) sob as marcas comerciais TOSPEARL® 120 e TOSPEARL® 3120, TSR 9000. Estas partículas são polissiloxanos reticulados (polimetilsilsesquioxanos).

[058] Se as segundas partículas de dispersão compreenderem polissiloxanos reticulados, a composição polimérica tipicamente compreende de 0,07 % em peso a 3,0 % em peso, preferivelmente de 0,09 % em peso a 1,5 % em peso, mais preferivelmente de 0,1 % em peso a 1,0 % em peso das segundas partículas de dispersão, com base no peso da composição polimérica.

[059] Em uma modalidade preferida adicional, as segundas partículas de dispersão têm a seguinte composição: de 60 % em peso a 80 % em peso, preferivelmente de 65 % em peso a 75 % em peso, de alquil (met)acrilatos de 39,9 % em peso a 19,9 % em peso, preferivelmente de 34,5 % em peso a 24,5 % em peso, de estireno de 0,1 % em peso a 3,0 % em peso, preferivelmente de 0,5 % em peso a 1,5 % em peso, de um monômero de reticulação.

[060] Nesta modalidade, o tamanho de partícula médio das segundas partículas de dispersão (diâmetro médio - peso médio) fica na faixa de 15,0 μm a 50,0 μm, preferivelmente na faixa de 45,0 μm a 30,0 μm, e ainda mais preferivelmente na faixa de 45,0 μm a 35,0 μm.

[061] Se as segundas partículas de dispersão compreenderem polialquil(met)acrilatos reticulados, tais como reticulado polialquilacrilatos, a composição polimérica tipicamente compreende de 0,5 % em peso a 5,0 % em peso, preferivelmente de 1,0 % em peso a 5,0 % em peso, mais preferivelmente de 2,0 % em peso a 5,0 % em peso das primeiras partículas de dispersão, com base no peso da composição polimérica.

[062] As segundas partículas de dispersão preferivelmente compreendem: a2) de 25 a 99,9 partes em peso de monômeros que têm grupos aromáticos como substituintes, por exemplo, estireno, α-metilestireno, estirenos substituídos no anel, fenil(met)acrilato, benzil(met)acrilato, 2-feniletil(met)acrilato, 3- fenilpropil(met)acrilato ou vinil benzoato; b2) de 0 a 74,9 partes em peso de um éster acrílico e/ou metacrílico com 1 a 12 átomos de carbono no radical de éster alifático, os mesmos sendo copolimerizáveis com os monômeros a2), e menção pode ser aqui feita dos seguintes a título de exemplo: metil(met)acrilato, etil(met)acrilato, n-propil(met)acrilato, isopropil(met)acrilato, n-butil(met)acrilato, isobutil(met)acrilato, terc-butil(met)acrilato, ciclo-hexil(met)acrilato, 3,3,5-trimetilciclo-hexil(met)acrilato, 2-etil-hexil(met)acrilato, norbornil(met)acrilato ou isobornil(met)acrilato; e c2) de 0,1 a 15 partes em peso de comonômeros de reticulação que têm pelo menos dois grupos insaturados copolimerizáveis por uma rota de radical livre com a2) e, onde apropriado, com b2), exemplos sendo divinilbenzeno, glicol di(met)acrilato, 1,4-butanediol di(met)acrilato, alil(met)acrilato, trialil cianurato, dialil ftalato, dialil succinato, pentaeritritol tetra(met)acrilato ou trimetilolpropano tri- (met)acrilato, em que as quantidades dos comonômeros a2), b2) e c2) proporcionam um total de 100 partes em peso.

[063] As composições poliméricas da presente invenção podem incluir adicionalmente aditivos convencionais de qualquer tipo. Os mesmos incluem agentes antiestáticos, antioxidantes, agentes de liberação de molde, retardantes de chama, lubrificantes, tinturas, melhoradores de fluxo, cargas, estabilizadores de luz e compostos de fósforo orgânico, tais como fosfitos ou fosfonatos, pigmentos, estabilizadores de desagregação e plastificantes ou misturas dos mesmos.

PROPRIEDADES DA COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA

[064] As composições poliméricas supradescritas podem ser vantajosamente empregadas para a manufatura de artigos de dispersão da luz, tais como acessórios de luz protetores, etc. usando conhecidos processos de moldagem, tais como moldagem por injeção ou extrusão.

[065] Já que as composições poliméricas da presente invenção compreendem uma quantidade total relativamente baixa de partículas de dispersão, as propriedades mecânicas, em particular, resistência ao impacto e módulo de elasticidade, das composições poliméricas substancialmente correspondem às propriedades do material de matriz polimérica não modificado (isto é, puro).

[066] Tipicamente, a resistência ao impacto Charpy da composição polimérica de dispersão da presente invenção é pelo menos 20 kJ/m2, mais preferivelmente pelo menos 25 kJ/m2. A resistência ao impacto Charpy é vantajosamente determinada de acordo com o padrão de teste: ISO 179-1 (2010), lateralmente (resistência ao impacto Charpy: ISO 179-1/1eU (2010), resistência ao impacto Charpy dentada: ISO 179- 1/1eA (2010)).

[067] A composição polimérica da presente invenção tem tipicamente o módulo de elasticidade de pelo menos 2.000 MPa, mais preferivelmente pelo menos 2.500 MPa, ainda mais preferivelmente pelo menos 3.000 MPa. Como será prontamente percebido pelos versados na técnica, a determinação do módulo de elasticidade, deve ser realizada de acordo com o padrão de teste ISO 527-2 (2012).

[068] A composição polimérica de dispersão da presente invenção tem um índice de amarelado surpreendentemente baixo Y.I. de não mais do que 5,0, preferivelmente não mais do que 4,0, mais preferivelmente não mais do que 3,5 medido com um espécime com uma espessura de 2,0 mm. O índice de amarelado pode ser determinado de acordo com o padrão ISO 17223 (2014 (E)) (transmissão, geometria óptica 0:di, CIE padrão iluminante D65, sistema de cor X10Y10Z10) usando um instrumento, tal como o espectrofotômetro Agilent Cary 5000.

[069] As modalidades particularmente preferidas da moldagem por dispersão de luz exibem uma transmitância T, medida com um espécime com uma espessura de 2,0 mm de acordo com ISO 13468-2 (2006) de > 72 %, preferivelmente > 76 %, índice de amarelado (Y.I.) em relação a ISO 17223 (2014 (E)) de < 5,0, preferivelmente < 4,0, e um ângulo de meio valor β de > 5,0 °, preferivelmente > 8,0 °, mas nenhuma limitação é aqui implícita. A íntegra dos conteúdos de cada um dos padrões supraidentificados é, pelo presente, incorporada pela referência.

[070] A fim de determinar a transmitância T em relação a ISO 13468-2, o índice de amarelado (Y.I.) em relação a ISO 17223 (2014 (E)) e o ângulo de meio valor β, a composição polimérica é tipicamente moldada por injeção para obter um espécime de teste de dimensões 60 x 45 x 2,0 mm3.

[071] Devido aos efeitos sinérgicos das primeiras partículas de dispersão e das segundas partículas de dispersão, o ângulo de meio valor β da composição polimérica, medido com um espécime com uma espessura de 2,0 mm, é tão alto quanto pelo menos 5,0 °, preferivelmente pelo menos 8,0 °, mais preferivelmente pelo menos 10,0 °. O ângulo de meio valor pode ser determinado de acordo com o padrão DIN 5036 (1978) usando uma unidade de teste tipo goniômetro GO-T-1500 LMT.

[072] Como será prontamente percebido pelos versados na técnica, o produto da transmitância T (D65) e do ângulo de meio valor β é um parâmetro particularmente importante para caracterizar as composições poliméricas de dispersão de luz. Este parâmetro é conhecido como “impacto da dispersão” n• Um alto impacto da dispersão n = T*β indica que a composição polimérica tem uma combinação de uma excelente transmitância de luz visível e um alto ângulo de meio valor β. É preferido que o impacto da dispersão da composição polimérica, medido com um espécime com uma espessura de 2,0 mm, seja pelo menos 5,0 °, mais preferivelmente pelo menos 10,0 °. Notavelmente, a composição polimérica da presente invenção se conforma com estas exigências.

[073] Finalmente, a composição polimérica da presente invenção é caracterizada por uma alta resistência à desagregação e uma estabilidade da qualidade óptica sob o efeito de umidade. Os testes de resistência à desagregação podem ser realizados em linha com o padrão ISO 4892-2 (2013(E)), Tabela 3, Método A, Ciclo 1, umidade relativa 65 %.

[074] Um teste de desagregação em laboratório acelerado que segue o padrão ISO 4892-2 (2013(E), método A, ciclo 1, nota de rodapé c) pode ser realizado sob as seguintes condições: tempo de exposição total: 2.500 h exposição radiante depois de 2.500 h: 0,54 GJ/m2 irradiância: 60 ± 2 W/m2 (banda larga de 300 nm a 400 nm) temperaturas: câmara 38 ± 3 °C, padrão preto 65 ± 3 °C umidade: 65 ± 10 % RH 102 min seco, 18 min aspersão de água

[075] Depois de um teste sob estas condições, o índice de amarelado Y.I. definido no padrão ISO 17223 (2014) (transmissão, geometria óptica 0:di, CIE padrão iluminante D65, sistema de cor X10Y10Z10) não é mais alto do que 5,0, preferivelmente não mais alto do que 3,5, em que a espessura do espécime é 2,0 mm.

[076] Não obstante o exposto, o presente pedido revela adicionalmente as seguintes modalidades {1} a {15}: {1} Uma composição polimérica, que compreende: de 90,0 % em peso a 99,45 % em peso, com base no peso da composição polimérica, de um material de matriz polimérica que é substancialmente transparente e tem um índice refrativo nDm de 1,35 a 1,65; de 0,05 % em peso a 5,0 % em peso, com base no peso da composição polimérica, de uma pluralidade de primeiras partículas de dispersão que são uniformemente dispersadas no material de matriz polimérica, em que as primeiras partículas de dispersão são partículas poliméricas reticuladas substancialmente esféricas com um tamanho de partícula médio di de 1,0 μm a 10,0 μm e com um índice refrativo nD1, em que o índice refrativo nD1 é mais baixo do que o índice refrativo nDm e a diferença absoluta entre o índice refrativo nD1 e o índice refrativo nDm não é mais baixa do que 0,04; de 0,5 % em peso a 5,0 % em peso, com base no peso da composição polimérica, de uma pluralidade das segundas partículas de dispersão que são uniformemente dispersadas no material de matriz polimérica, em que as segundas partículas de dispersão são partículas poliméricas reticuladas substancialmente esféricas com um tamanho de partícula médio d2 de 15,0 μm a 50,0 μm e com um índice refrativo nD2, em que a diferença absoluta entre o índice refrativo nD2 e o índice refrativo nDm é de 0,005 a 0,1, em que os índices refrativos nDm, nD1, e nD2 são medidos na linha D do Na em 589 nm em 20 °C.

[077] {2} A composição polimérica, de acordo com {1}, em que a diferença absoluta entre o índice refrativo nD1 e o índice refrativo nDm é de 0,05 a 0,16, preferivelmente de 0,05 a 0,10.

[078] {3} A composição polimérica, de acordo com {1} ou {2}, em que o índice refrativo nD2 é mais alto do que o índice refrativo nDm, em que a diferença absoluta entre o índice refrativo nD2 e o índice refrativo nDm é de 0,01 a 0,08, preferivelmente de 0,01 a 0,07, mais preferivelmente de 0,01 a 0,06.

[079] {4} A composição polimérica, de acordo com qualquer um de {1} a {3}, em que a diferença absoluta entre o índice refrativo nD1 e o índice refrativo nD2 é de 0,3 a 0,05, preferivelmente de 0,2 a 0,07.

[080] {5} A composição polimérica, de acordo com qualquer um de {1} a {4}, em que o material de matriz polimérica é selecionado a partir de polialquil(met)acrilatos, policarbonatos, poliestirenos, poli(met)acrilalquilimidas, poliacrilonitrilas, poliamidas, poliéster, poliolefinas, bem como copolímeros e/ou misturas dos mesmos.

[081] {6} A composição polimérica, de acordo com qualquer um de {1} a {4}, em que o material de matriz polimérica é polialquil(met)acrilato que é um copolímero que compreende de 80,0 % em peso a 100,0 % em peso, preferivelmente de 90,0 % em peso a 99,9 % em peso, mais preferivelmente de 95,0 % em peso a 99,8 % em peso, de unidades de metil metacrilato e de 0,0 % em peso a 20,0 % em peso, preferivelmente de 0,1 % em peso a 10,0 % em peso, mais preferivelmente de 0,2 % em peso a 5,0 % em peso de unidades de alquil acrilato C1-C10, com base no peso do copolímero.

[082] {7} A composição polimérica, de acordo com qualquer um de {1} a {6}, em que as primeiras partículas de dispersão compreendem um polissiloxano reticulado e a composição polimérica compreende de 0,07 % em peso a 3,0 % em peso, preferivelmente de 0,09 % em peso a 1,5 % em peso, mais preferivelmente de 0,1 % em peso a 1,0 % em peso das primeiras partículas de dispersão, com base no peso da composição polimérica.

[083] {8} A composição polimérica, de acordo com qualquer um de {1} a {6}, em que as primeiras partículas de dispersão compreendem polialquil(met)acrilato reticulado, preferivelmente polialquilacrilato reticulado, e a composição polimérica compreende de 0,5 % em peso a 5,0 % em peso, preferivelmente de 1,0 % em peso a 5,0 % em peso, mais preferivelmente de 2,0 % em peso a 5,0 % em peso das primeiras partículas de dispersão, com base no peso da composição polimérica.

[084] {9} A composição polimérica, de acordo com qualquer um de {1} a {8}, em que as segundas partículas de dispersão compreendem pelo menos um de polialquil(met)acrilato e poliestireno reticulados e a composição polimérica compreende de 0,5 % em peso a 5,0 % em peso, preferivelmente de 1,0 % em peso a 5,0 % em peso, mais preferivelmente de 2,0 % em peso a 5,0 % em peso das segundas partículas de dispersão, com base no peso da composição polimérica.

[085] {10} A composição polimérica, de acordo com qualquer um de {1} a {9}, em que o ângulo de meio valor da composição polimérica, medido com um espécime com uma espessura de 2,0 mm, é pelo menos 5 °, preferivelmente pelo menos 8 °, mais preferivelmente pelo menos 10 °.

[086] {12} A composição polimérica, de acordo com qualquer um de {1} a {11}, em que a transmitância (D65) da composição polimérica é pelo menos 50 %, preferivelmente pelo menos 55 %, mais preferivelmente pelo menos 60 %, determinada em um espécime com uma espessura de 2,0 mm de acordo com a norma ISO 13468-2.

[087] {13} A composição polimérica, de acordo com qualquer um de {1} a {12}, em que o impacto da dispersão da composição polimérica é pelo menos 5,0 °, preferivelmente pelo menos 10,0 °.

[088] {14} Um artigo de dispersão da luz que compreende a composição polimérica de acordo com qualquer um de {1} a {13}.

[089] {15} Processo para a manufatura de um artigo de dispersão da luz, de acordo com {14}, a partir da composição polimérica de acordo com qualquer um de {1} a {12}, em que o processo compreende uma etapa do processo selecionada a partir de extrusão, moldagem por injeção e moldagem por fundição.

[090] Os seguintes exemplos ilustram a presente invenção com detalhes, mas não pretende-se que sejam limitantes de nenhuma maneira.

EXEMPLOS TESTE DAS COMPOSIÇÕES POLIMÉRICAS

[091] Os espécimes de teste foram produzidos pela moldagem por injeção a partir das composições poliméricas mescladas. Os espécimes de teste apropriados foram testados pelos seguintes métodos: Resistência ao impacto: resistência ao impacto Charpy: ISO 179- 1/1eU (2010); resistência ao impacto dentada: ISO 179- 1/1eA (2010); Aparelho: Testador de impacto em pêndulo (PSW) HIT25P, disponível a partir de Zwick Roell AG, Ulm, Alemanha; Módulo de elasticidade e módulo de tensão: módulo de elasticidade e módulo de tensão de acordo com o padrão de teste ISO 527-2 / 1A / 5 (2012). Tipo de espécime 1A, velocidade de teste 1mm/min. Aparelho: Máquina de teste universal (UPM) Z030, disponível a partir de Zwick Roell AG, Ulm, Alemanha; Brilho: brilho medido de acordo com DIN EN ISO 2813 (2015). As medições de brilho foram realizadas usando um medidor de brilho Byk Gardner micro-TRI-gloss; Rugosidade da superfície: Variáveis de rugosidade Ra, RZ e Rmax de acordo com DIN EN ISO 4287 (2010). O corte: valores Ra < 2 μm são determinados com um corte de 0,8 mm, e se Ra for maior do que 2 μm, o corte usado é 2,5 mm. As medições de rugosidade foram realizadas usando o Form Talysurf 50 produzido por Rank Taylor Hobson GmbH; Ângulo de meio valor: Determinado de acordo com o padrão DIN 5036 (1980), usando uma unidade de teste tipo goniômetro GO T 1500 LMT proveniente da companhia LMT; Transmitância: Um espectrofotômetro Agilent Cary 5000 foi usado para medir a transmitância luminosa (D65), de acordo com DIN EN ISO 13468-2 (2006); Índice de amarelado Y.I: Um espectrofotômetro Agilent Cary 5000 foi usado para determinar Y.I. (D65/10 °), da forma definida no padrão ISO 17223 (2014 (E)) para CIE padrão iluminante D65 e sistema de cor X10Y10Z10.

[092] Os testes de desagregação foram realizados com os seguintes parâmetros: * Instrumento: Xenotest Beta LM/1; * Filtro: sistema de filtro Xenochrome 300, luz do dia (ISO 4892-2); * Irradiância: 60 W/m2 (300 - 400 nm); * Exposição radiante depois de 2.500 h: 0,54 GJ/m2 (300 - 400 nm); * Temperaturas: câmara 38 ± 3 °C, padrão preto 65 ± 3 °C; * Umidade: 65 ± 10 % RECURSOS HUMANOS * 102 min seco, 18 min aspersão de água.

MATERIAL DE MATRIZ POLIMÉRICA

[093] O material polimérico (PMMA) foi preparado pela mistura de 98,92 % em peso de metil metacrilato, 1,00 % em peso de metil acrilato, 0,04 % em peso de dilauroil peróxido e 0,04 % em peso de n-dodecil mercaptana, e aquecimento da mistura da reação até 60 °C por 36 horas. O polimerizado foi esmagado pelo auxílio de um moinho de polímero e adicionalmente processado em uma extrusora com unidade de desgaseificação. O peso molecular médio em peso Mw do material polimérico resultante, determinado por GPC usando um PMMA como um padrão e THF como um eluente, foi cerca de 100.000 g/mol.

PARTÍCULAS DE DISPERSÃO A (INVENTIVAS)

[094] As partículas de dispersão A (segundas partículas de dispersão), partículas TSR 9000, foram empregadas. As partículas TSR 9000 são um misto de partículas de siloxano esféricas com uma distribuição do tamanho de partícula estreita e um diâmetro de partícula médio de 2,2 μm. O índice refrativo nDi é 1,42. TSR 9000 é comercialmente disponível a partir de Momentive Performance Materials (Leverkusen, Alemanha).

PARTÍCULAS DE DISPERSÃO B (INVENTIVAS)

[095] As partículas de dispersão B (primeiras partículas de dispersão), partículas com base em poliacrilato KaneAce™ MP9,1 com um diâmetro de partícula médio de 9,0 μm e um índice refrativo nD1 de 1,43 foram empregadas. KaneAce™ MP91 é comercialmente disponível a partir de Kaneka Belgium BV (Westerlo, Bélgica).

PARTÍCULAS DE DISPERSÃO C (INVENTIVAS)

[096] As partículas de dispersão C (segundas partículas de dispersão) (partículas B2 descritas no pedido de patente WO 2005/022245 A1 (página 27)) foram usadas. Estas partículas de dispersão são partículas com base em polimetacrilato com um diâmetro de partícula médio de 40,5 μm e um índice refrativo nD2 de 1,53.

PARTÍCULAS DE DISPERSÃO D (COMPARATIVAS)

[097] As partículas de dispersão D (segundas partículas de dispersão) são partículas com base em poliestireno Techpolymer® SBX-8 comercialmente disponíveis a partir de Sekisui Chemical Co. Ltd., Japão. Techpolymer® SBX-8 tem um diâmetro de partícula médio de 8,0 μm e um índice refrativo nD1 de 1,59.

MESCLA DAS COMPOSIÇÕES POLIMÉRICAS

[098] As composições poliméricas de dispersão dos Exemplos 1, 2, 9 e 10 (Exemplos Inventivos) e dos Exemplos 3-7, 11 e 12 (Exemplos Comparativos) foram preparadas por meio de uma extrusora usando o material de matriz polimérica supradescrito e as respectivas partículas de dispersão.

[099] Para este propósito, as contas do material de matriz polimérica foram misturadas com as partículas de dispersão e mescladas a seco em um misturador por queda. As mesclas secas obtidas goram homogeneizadas usando uma extrusora 030 Stork (temperatura de processamento 250 °C) e granuladas. A fim de obter uma composição polimérica de dispersão homogênea as mesclas foram processadas duas vezes através da extrusora.

[0100] Os componentes das composições poliméricas de dispersão dos Exemplos 1, 2, 9 e 10 (Exemplos Inventivos) e dos Exemplos 3-7, 11 e 12 (Exemplos Comparativos) são listados na Tabela 1.

[0101] Os Exemplos Comparativos 3 e 4 do presente pedido ilustram os preceitos de WO 2018/019965 A1 e o Exemplo Comparativo 8 do presente pedido corresponde substancialmente ao Exemplo 2 do documento WO 2016/137919 A1. Tabela 1: Componentes das composições poliméricas de dispersão dos Exemplos 1, 2, 9 e 10 (Exemplos Inventivos) e dos Exemplos 3-7, 11 e 12 (Exemplos Comparativos)

[0102] Subsequentemente, as composições poliméricas obtidas foram moldadas por injeção em placas (140 x 40 mm2) com 3 segmentos quadrados com diferentes espessuras de parede: 1, 2 e 3 mm. Para este propósito, uma máquina de moldagem por injeção Allrounder 320C, comercialmente disponível a partir de Arburg GmbH & Co KG (Lossburg, Alemanha) foi usada. A temperatura da moldagem por injeção foi 240 °C - 265 °C.

[0103] Os parâmetros do processamento durante as moldagens por injeção foram idênticos para todas as composições poliméricas testadas e são resumidos na Tabela 2 a seguir: Tabela 2: Definições para o processamento das composições poliméricas pela moldagem por injeção (máquina de moldagem por injeção Arburg Allrounder 320C) nas placas (14 0 x 40 x 1,2 e 3 mm3):

[0104] As barras para a resistência ao impacto Charpy (dentadas, não dentadas) e as barras para o teste de avaliação da resistência de tensão foram moldadas por injeção de acordo com DIN EN ISO 294 usando uma máquina de moldagem por injeção Battenfeld 350 CD (disponível a partir de Battenfeld Cincinnati Extrusion Holding GmbH, Bad Oeynhausen, Alemanha).

[0105] As barras para os testes de avaliação da resistência ao impacto Charpy tinham a seguinte geometria: 80 x 10 x 4 mm3, as barras para os testes de avaliação da resistência de tensão tinham a seguinte geometria: 170 x 20 / 10 x 4 mm3, em forma de haltere.

[0106] Os parâmetros de processamento durante as moldagens por injeção foram idênticos para todas as composições poliméricas testadas e são resumidos na Tabela 3 a seguir: Tabela 3: Definições para o processamento das composições poliméricas pela moldagem por injeção (máquina de moldagem por injeção Battenfeld 350 CD) nas barras para os testes de avaliação da resistência ao impacto Charpy e os testes de avaliação da resistência de tensão

EXTRUSÃO

[0107] As placas monocamadas foram produzidas usando uma linha de extrusão proveniente de Dr. Collin (Dr. Collin GmbH, Ebersberg, Alemanha). Uma extrusora de desgaseificação foi usada de forma que a pré-secagem do granulado em uma etapa separada do processo não fosse necessária. A temperatura de derretimento durante a extrusão foi cerca de 255 °C, a pressão de derretimento foi cerca de 40 bar e a velocidade do parafuso foi 70 min-1.

[0108] A velocidade de rolagem foi 0,750 m/min e a temperatura de rolagem foi mantida entre 95 °C e 120 °C. O espécime da placa obtido tinha uma espessura uniforme de 2,0 mm. AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES ÓPTICAS E MECÂNICAS DAS COMPOSIÇÕES POLIMÉRICAS DE DISPERSÃO DOS EXEMPLOS 1, 2, 9 E 10 (EXEMPLOS INVENTIVOS) E DOS EXEMPLOS 3-7, 11 E 12 (EXEMPLOS COMPARATIVOS).

[0109] Para avaliação das propriedades ópticas de todas as composições moldadas testadas, placas moldadas por injeção (140 x 40 mm2) com 3 segmentos quadrados com diferentes espessuras de parede foram usadas.

[0110] As medições da resistência ao impacto Charpy e do módulo da elasticidade foram realizadas com barras, da forma supradescrita. Finalmente, para a avaliação da rugosidade da superfície Rz e do brilho (60 °), o espécime extrusado foi usado.

[0111] Os resultados obtidos são resumidos na Tabela 4: Tabela 4: Propriedades ópticas e mecânicas das composições poliméricas de dispersão dos Exemplos 1, 2, 9 e 10 (Exemplos Inventivos) e dos Exemplos 3-7, 11 e 12 (Exemplos Comparativos)

a medido em placas moldadas por injeção (140 x 40 mm2) com três segmentos quadrados com diferentes espessuras de parede: 1, 2 e 3 mm em uma espessura de 2,0 mm; b impacto da dispersão n = T*β foi calculado de acordo com a fórmula: n = (T*β) / 100 % c medido em placas moldadas por injeção (140 x 40 mm2) com três segmentos quadrados com diferentes espessuras de parede: 1, 2 e 3 mm em uma espessura de 2,0 mm depois de um teste de desagregação em laboratório acelerado de acordo com o padrão DIN EN ISO 4892-2 (2013) sob as seguintes condições: tempo de exposição total: 2.500 h; exposição radiante: 0,54 GJ/m2; irradiância: 60 ± 2 W/m2; d medido em um espécime padrão moldado por injeção com as seguintes dimensões: 170 x 20/10 x 4 mm, em forma de haltere; e medido em um espécime extrusado com uma espessura de 2,0 mm; f medido em placas moldadas por injeção (140 x 40 mm2) com três segmentos quadrados com diferentes espessuras de parede: 1, 2 e 3 mm em uma espessura de 2,0 mm depois de um teste de desagregação em laboratório acelerado de acordo com o padrão DIN EN ISO 4892-2 (2013) sob as seguintes condições: tempo de exposição total: 1.000 h; exposição radiante: 0,216 GJ/m2; irradiância: 60 ± 2 W/m2.

[0112] Como pode ser notado a partir da Tabela 1, as composições poliméricas de dispersão dos Exemplos 1, 2, 9 e 10 (Exemplos Inventivos) compreendem, no total, menos do que 7 % em peso de partículas de dispersão, com base no peso da composição polimérica de dispersão. Estas composições poliméricas têm excelentes propriedades mecânicas e, em particular, resistência ao impacto Charpy de cerca de 31 kJ/m2 ou ainda mais alta. Isto permanece ao contrário das composições poliméricas de dispersão dos Exemplos 3-7, 11 (Exemplos Comparativos), em que a resistência ao impacto Charpy não excede 20 kJ/m2.

[0113] Devido à presença de uma combinação das primeiras partículas de dispersão (partículas B) e das segundas partículas de dispersão (partículas A ou C), estas composições poliméricas têm um ângulo de meio valor β de cerca de 14.5 ° ou ainda mais alto. Isto permanece ao contrário das composições poliméricas de dispersão da luz da tecnologia anterior, em que uma alta eficiência de dispersão, isto é, um alto ângulo de meio valor, apenas pode ser alcançado usando uma alta quantidade de partículas de dispersão, o que, por sua vez, tem um efeito negativo nas propriedades mecânicas da composição polimérica.

[0114] O impacto da dispersão n = T*β é um importante parâmetro que caracteriza a eficiência de dispersão de uma composição polimérica. Quanto mais alto for o impacto da dispersão, mais baixas são as indesejadas perdas de luz na composição polimérica. De forma importante, o impacto da dispersão das composições poliméricas dos Exemplos 1, 2, 9 e 10 (Exemplos Inventivos) é tão alto quanto 13,0 ° ou ainda mais alto.

[0115] Ao contrário das composições de moldagem de dispersão da tecnologia anterior (conforme, por exemplo, WO 2016/137919 A1), o índice de amarelado Y.I. das composições poliméricas dos Exemplos 1, 2, 9 e 10 (Exemplos Inventivos), da forma definida no padrão ISO 17223 (2014), não excede 3,5. Portanto, o uso de aditivos, tais como agentes de azulecimento, nas composições da presente invenção não é necessário.

[0116] A composição do Exemplo Comparativo 5 difere das composições do Exemplo 4 em que nenhuma segunda partícula de dispersão (partículas de dispersão C) está presente. Por este motivo, o ângulo de meio valor desta composição polimérica, isto é, sua eficiência de dispersão, é significativamente mais baixo do que é o caso com as composições da presente invenção.

[0117] A composição do Exemplo Comparativo 6 difere da composição do Exemplo 4, em que nenhuma segunda partícula de dispersão (partículas de dispersão A) está presente. Novamente, o ângulo de meio valor desta composição polimérica, isto é, sua eficiência de dispersão, é significativamente mais baixo do que é o caso com as composições poliméricas da presente invenção.

[0118] O Exemplo Comparativo 7 ilustra uma composição polimérica de dispersão comum da tecnologia anterior que compreende uma grande quantidade das segundas partículas de dispersão e nenhuma primeira partícula de dispersão. Embora esta composição polimérica tenha boas propriedades ópticas, sua resistência ao impacto Charpy é apenas moderada (16,0 kJ/m2).

[0119] O Exemplo Comparativo 8 do presente pedido corresponde substancialmente ao Exemplo 2 do documento WO 2016/137919 A1. A composição do Exemplo Comparativo 8 difere das composições dos Exemplos 1-4 em que, em vez das primeiras partículas de dispersão, as partículas de dispersão com base em poliestireno SBX-8 são usadas. A composição polimérica resultante tem um alto impacto da dispersão n, mas sua transmitância T é tão baixa quanto 70,22 %. Adicionalmente, esta composição polimérica tem um desvantajoso alto índice de amarelado Y.I. de 7.2 e uma fraca resistência à desagregação.

[0120] As composições dos Exemplos Comparativos 11 e 12 carecem de segundas partículas de dispersão. Como uma consequência, estas composições têm apenas propriedades mecânicas moderadas e, em particular, um módulo da elasticidade de apenas 2.900 MPa. O índice de amarelado Y.I. no Exemplo Comparativo 12 foi tão alto quanto 4,2.

Claims

1. Composição polimérica, caracterizada por compreender: de 90,0 % em peso a 99,9 % em peso, com base no peso da composição polimérica, de um material de matriz polimérica que é substancialmente transparente e tem um índice refrativo nDm de 1,35 a 1,65; de 0,05 % em peso a 5,0 % em peso, preferivelmente de 0,5 % em peso a 5,0 % em peso, mais preferivelmente de 1,0 % em peso a 4,0 % em peso, com base no peso da composição polimérica, de uma pluralidade de primeiras partículas de dispersão que são partículas de dispersão com base em polibutilacrilato que são uniformemente dispersadas no material de matriz polimérica, em que as primeiras partículas de dispersão são partículas poliméricas reticuladas substancialmente esféricas com um tamanho de partícula médio di de 5,0 μm a 20,0 μm e com um índice refrativo nDi, em que o índice refrativo nD1 é mais baixo do que o índice refrativo nDm e a diferença absoluta entre o índice refrativo nD1 e o índice refrativo nDm não é mais baixa do que 0,04; de 0,05 % em peso a 5,0 % em peso, com base no peso da composição polimérica, de uma pluralidade das segundas partículas de dispersão quimicamente diferentes das primeiras partículas de dispersão que são uniformemente dispersadas no material de matriz polimérica, em que as segundas partículas de dispersão são partículas poliméricas reticuladas substancialmente esféricas com um tamanho de partícula médio d2 de 1,0 μm até 50,0 μm e com um índice refrativo nD2, em que a diferença absoluta entre o índice refrativo nD2 e o índice refrativo nDm é de 0,005 a 0,1, em que os índices refrativos nDm, nD1, e nD2 são medidos na linha D do Na em 589 nm em 23 °C, e o tamanho de partícula médio das primeiras partículas de dispersão e das segundas partículas de dispersão é um valor d50 ponderado em volume e é medido de acordo com o padrão para medições de difração de laser ISO 133201 (2009).

2. Composição polimérica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a diferença absoluta entre o índice refrativo nD1 e o índice refrativo nDm ser de 0,05 a 0,16, preferivelmente de 0,05 a 0,10.

3. Composição polimérica, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizada por a diferença absoluta entre o índice refrativo nD2 e o índice refrativo nDm ser de 0,01 a 0,15, preferivelmente de 0,01 a 0,1, mais preferivelmente de 0,02 a 0,09.

4. Composição polimérica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada por a diferença absoluta entre o índice refrativo nD1 e o índice refrativo nD2 ser de 0,001 a 0,15.

5. Composição polimérica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada por o material de matriz polimérica ser selecionado a partir de polialquil(met)acrilatos, policarbonatos, poliestirenos, poli(met)acrilalquilimidas, poliacrilonitrilas, poliamidas, poliéster, poliolefinas, bem como copolímeros e/ou misturas dos mesmos.

6. Composição polimérica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada por o material de matriz polimérica ser polialquil(met)acrilato que é um copolímero que compreende de 80,0 % em peso a 100,0 % em peso, preferivelmente de 90,0 % em peso a 99,9 % em peso, mais preferivelmente de 95,0 % em peso a 99,8 % em peso, de unidades de metil metacrilato e de 0,0 % em peso a 20,0 % em peso, preferivelmente de 0,1 % em peso a 10,0 % em peso, mais preferivelmente de 0,2 % em peso a 5,0 % em peso de unidades de alquil acrilato C1-C10, com base no peso do copolímero.

7. Composição polimérica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada por as segundas partículas de dispersão compreenderem um polissiloxano reticulado e a composição polimérica compreender de 0,07 % em peso a 3,0 % em peso, preferivelmente de 0,09 % em peso a 1,5 % em peso, mais preferivelmente de 0,1 % em peso a 1,0 % em peso das segundas partículas de dispersão, com base no peso da composição polimérica.

8. Composição polimérica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada por as segundas partículas de dispersão compreenderem pelo menos um de polialquil(met)acrilato e poliestireno reticulados e a composição polimérica compreender de 0,5 % em peso a 5,0 % em peso, preferivelmente de 1,0 % em peso a 5,0 % em peso, mais preferivelmente de 2,0 % em peso a 5,0 % em peso das segundas partículas de dispersão, com base no peso da composição polimérica.

9. Composição polimérica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada por o ângulo de meio valor da composição polimérica, medido com um espécime com uma espessura de 2,0 mm de acordo com o padrão DIN 5036 (1980), ser pelo menos 5 °, preferivelmente pelo menos 8 °, mais preferivelmente pelo menos 10 °.

10. Composição polimérica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada por o índice de amarelado Y.I. da composição polimérica, da forma definida no padrão ISO 17223 (2014) (transmissão, geometria óptica 0:di, CIE padrão iluminante D65, sistema de cor X10Y10Z10), medido com um espécime com uma espessura de 2,0 mm, não ser mais do que 5,0, preferivelmente não mais do que 4,0, mais preferivelmente não mais do que 3,5.

11. Composição polimérica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada por a transmitância (D65) da composição polimérica ser pelo menos 50 %, preferivelmente pelo menos 55 %, mais preferivelmente pelo menos 60 %, determinada em um espécime com uma espessura de 2,0 mm de acordo com o padrão ISO 13468-2.

12. Composição polimérica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada por o impacto da dispersão da composição polimérica ser pelo menos 5,0 °, preferivelmente pelo menos 10,0 °, em que o impacto da dispersão é definido como um produto da transmitância óptica T D65 e do ângulo de meio valor.

13. Artigo de dispersão da luz, caracterizado por compreender a composição polimérica como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12.

14. Processo para a manufatura de um artigo de dispersão da luz, como definido na reivindicação 13, a partir da composição polimérica como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por o processo compreender uma etapa do processo selecionada a partir de extrusão, moldagem por injeção e moldagem por fundição.