CN111212875B - 包括耐热聚合物的照明系统组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种照明系统组件,其包括含有以下的聚合物组合物:(a)(甲基)丙烯酸系聚合物;和(b)5.0‑90.0重量%的使用苯乙烯和马来酸酐制备的共聚物,相对于(a)和(b)的总重量计,(a)和(b)总计100重量%。这种照明系统组件对由高强度光源如LED光源产生的热具有改进的耐性,同时展现包括光学性质如透射率和雾度的所需性质,并同时还具有所需抗划擦性质。
Description
本发明涉及一种包括耐热聚合物的照明系统。
照明系统、特别是车辆用照明系统的开发近年来已见证了巨大的发展。由于新型光源的商业引进,已发现实施这类光源的系统的构造有重大变化。
一个具体的发展是光源的小型化。持续发展的结果是产生给定光量的光源的尺寸不断减小。导致这种发展的一种具体的光源类型是LED或发光二极管灯。
这种小型化已导致可形成部分照明系统的组件发展以适应这种小型化。例如,照明系统的设计自由度已明显提高,从而允许照明系统的设计者筹备某些美学设计。现在,照明系统可例如被制成反映车辆制造商的品牌化风格的某些形状,在产光品质方面的要求大大降低。
然而,光源尺寸的减小与维持或甚至增加产光量相联合确实导致了对用于照明系统的材料的某些要求。一个具体要求是由于光源的尺寸减小,照明系统必须能够耐受更小体积的光源所产生的更高热强度。此外,考虑到由新光源如LED源产生的光强度可能不同于先前技术的全光谱光源,也出现了材料要求以能够在所需方向上引导产生的光。
照明系统中应用LED灯的具体应用是汽车照明系统。LED灯可例如被用于汽车内部照明系统和外部照明系统。汽车外部照明系统包括例如前灯、日间行车灯、后灯、制动灯和指示灯。此外,LED灯可被应用于公共场所中的照明系统,诸如道路照明、跑道照明。LED灯的其他应用例如在医用照明和电子装置显示照明中。包括LED灯的照明系统的应用可提供显著的效益,因为产生单位光量的能量消耗可被大大降低。
特别是在产生的光强度相对高的汽车外部照明系统和道路照明系统的情况下,对可获得能耐受在照明系统的整个寿命期间所产生的热的系统有特定要求。此外,这类照明系统中的组件也需要展现所需的光学性质,以确保可由光源如LED灯提供的高品质照明以其最佳的程度来使用。
这些要求影响可用于这类照明系统应用的材料的选择。例如,根据现有技术的PMMA不能以足够持久的方式耐受这样的产热,并且聚碳酸酯不提供光学性质的所需组合。
本发明提供一种照明系统组件,其展现所需要的光学性质,同时具有所需耐热性质。这已在一种包括聚合物组合物的照明系统组件中实现,所述聚合物组合物包含:
(a)(甲基)丙烯酸系聚合物;和
(b)5.0-90.0重量%的使用苯乙烯和马来酸酐制备的共聚物,
相对于(a)和(b)的总重量计,(a)和(b)总计100重量%。
这种照明系统组件对由高强度光源如LED光源产生的热具有改进的耐性,同时展现包括光学性质如透射率和雾度的所需性质,并同时还具有所需抗划擦性质。
根据本发明的照明系统组件优选包括含有以下的聚合物组合物:
(a)40.0-90.0重量%的(甲基)丙烯酸系聚合物;和
(b)10.0-60.0重量%的使用苯乙烯和马来酸酐制备的共聚物,
相对于(a)和(b)的总重量计,(a)和(b)总计100重量%。
更优选地,根据本发明的照明系统组件包括含有以下的聚合物组合物:
(a)40.0-80.0重量%的(甲基)丙烯酸系聚合物;和
(b)20.0-60.0重量%的使用苯乙烯和马来酸酐制备的共聚物,
相对于(a)和(b)的总重量计,(a)和(b)总计100重量%。
甚至更优选地,根据本发明的照明系统组件包括含有以下的聚合物组合物:
(a)60.0-80.0重量%的(甲基)丙烯酸系聚合物;和
(b)20.0-40.0重量%的使用苯乙烯和马来酸酐制备的共聚物,
相对于(a)和(b)的总重量计,(a)和(b)总计100重量%。
具体而言,用于根据本发明的照明系统组件中的聚合物组合物可包含相对于聚合物组合物的总重量计60.0-75.0重量%或65.0-75.0重量%的(甲基)丙烯酸系聚合物。或者,聚合物组合物可包含相对于聚合物组合物的总重量计25.0-40.0重量%或25.0-35.0重量%的使用苯乙烯和马来酸酐制备的共聚物。
这种聚合物组合物具有期望的抗划擦性和期望的耐热性。
优选聚合物组合物包含:
(a)65.0-75.0重量%的(甲基)丙烯酸系聚合物;和
(b)25.0-35.0重量%的使用苯乙烯和马来酸酐制备的共聚物,
相对于(a)和(b)的总重量计。
对抗划擦性的合适指示可为例如根据ASTM D7187-10测定的残留划痕深度。
在本发明的情形下,对耐热性的合适指示可为例如:热挠曲温度,也被称为HDT,如根据ISO 75-2(2013)方法B测定的,其中更高的HDT可指示更高的耐热性;玻璃化转变温度,也被称为Tg,如根据ISO 11357-2(2013)测定的,其中更高的Tg可指示更高的耐热性;和/或维卡(Vicat)B软化温度,根据ISO 306(2013)测定,其中更高的维卡B可指示更高的耐热性。
例如,用于根据本发明的照明系统组件中的聚合物组合物可通过在熔体挤出机中熔融混合包含(a)和(b)的混合物来制备,其中熔体挤出机包括:
(i)入口,其用于将混合物进料;
(ii)机筒,其包括一个或多个挤出机螺杆,每个螺杆包括尖端;
(iii)一个或多个开口,其用于从挤出机移除所得聚合物组合物;和
(iv)在一个或多个挤出机螺杆的一个或多个尖端与用于移除所得聚合物组合物的一个或多个开口之间的区域中的空间体积,
其中在熔融混合期间空间体积(iv)中聚合物组合物的温度≥235℃且≤255℃。
用于制备聚合物组合物的合适的熔体挤出机是众所周知的。优选熔体挤出机包括至少两个挤出机螺杆,其中挤出机螺杆同向旋转或反向旋转,和其中熔体挤出机被设计使得确保进料混合物从进料入口被运输至用于移除所得聚合物组合物的开口,并确保进料混合物经受足够的热以导致空间体积(iv)中的聚合物组合物具有≥235℃且≤255℃的温度。优选熔体挤出机包括两个挤出机螺杆,其中挤出机螺杆同向旋转。热量可被供应至熔体挤出机中的进料混合物,以由挤出机螺杆旋转引起的剪切的形式,和/或通过供应外部热量,诸如经由位于熔体挤出机的机筒周围的加热夹套。
优选地,在熔融混合期间空间体积(iv)中聚合物组合物的温度≥240℃且≤250℃。
适合用于根据本发明的照明系统组件的聚合物组合物可例如经由包括按以下顺序的步骤的方法来制备:
·将包含(a)和(b)和任选另外的成分的混合物连续进料至熔体挤出机的入口(i);
·使混合物经受螺杆的旋转,这样以导致混合物向一个或多个开口(iii)运输;
·从一个或多个开口(iii)连续移除所得聚合物组合物;并且
·使所得聚合物组合物冷却以获得固体组合物。
除入口(i)以外,熔体挤出机可任选地具有另外的一个或多个入口,以用于将成分的混合物进料至熔体挤出机。
可从一个或多个开口(iii)处从挤出机中移除所得聚合物组合物,其中一个或多个开口可以圆形开口或孔洞的形式存在。所得聚合物组合物可以股的形式离开熔体挤出机,其中在离开挤出机时聚合物组合物为熔融状态。离开挤出机的熔融股可经受冷却至低于聚合物组合物熔点的温度。例如,熔融股可被冷却至低于100℃。这种冷却可通过使熔融股经受具有例如≤50℃的温度的水来实现。
优选制备聚合物组合物的方法是连续法。
(甲基)丙烯酸系聚合物(a)优选为包含相对于(甲基)丙烯酸系聚合物的总重量计≥95.0重量%的根据式I的聚合物单元的聚合物:
其中:
R1为氢或包含1-4个碳原子的烃结构部分;
R2为包含1-4个碳原子的烃结构部分;
R3为包含1-4个碳原子的烃结构部分;
(甲基)丙烯酸系聚合物(a)可为例如使用相对于所用单体的总重量计≥95.0重量%、更优选≥98.0重量%或≥99.0重量%的选自以下的一种或多种单体制备的聚合物:丙烯酸甲酯,丙烯酸甲基-2-甲酯,丙烯酸甲基-2-乙酯,丙烯酸甲基-2-丙酯,丙烯酸甲基-2-丁酯,丙烯酸乙酯,丙烯酸乙基-2-甲酯,丙烯酸乙基-2-乙酯,丙烯酸乙基-2-丙酯,丙烯酸乙基-2-丁酯,丙烯酸丙酯,丙烯酸丙基-2-甲酯,丙烯酸丙基-2-乙酯,丙烯酸丙基-2-丙酯,丙烯酸丙基-2-丁酯,丙烯酸丁酯,丙烯酸丁基-2-甲酯,丙烯酸丁基-2-乙酯,丙烯酸丁基-2-丙酯,丙烯酸丁基-2-丁酯,丙烯酸叔丁基-2-甲酯,丙烯酸异丁基-2-甲酯,丙烯酸异丙基-2-甲酯,或它们的组合。更优选地,(甲基)丙烯酸系聚合物(a)为使用相对于所用单体的总重量计≥95.0重量%、更优选≥98.0重量%或≥99.0重量%的选自丙烯酸甲酯、丙烯酸甲基-2-甲酯、丙烯酸丁基-2-甲酯、丙烯酸乙酯或它们的组合的一种或多种单体制备的聚合物。
优选地,(甲基)丙烯酸系聚合物(a)选自:聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),聚甲基丙烯酸丁酯(PBMA),聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯)(PMMA-共聚-EA),聚丙烯酸乙酯(PEA),聚甲基丙烯酸苄酯,聚丙烯酸正丁酯,聚丙烯酸叔丁酯,聚甲基丙烯酸环己酯,聚甲基丙烯酸1,3-二甲基丁酯,聚甲基丙烯酸3,3-二甲基丁酯,聚甲基丙烯酸二苯基乙酯,聚甲基丙烯酸二苯基甲酯,聚甲基丙烯酸十二烷酯,聚甲基丙烯酸2-乙基丁酯,聚甲基丙烯酸乙酯,聚甲基丙烯酸三甲基丙酯,聚甲基丙烯酸正丙酯,聚甲基丙烯酸苯酯,聚甲基丙烯酸1-苯基乙酯,聚甲基丙烯酸辛酯,聚甲基丙烯酸新戊酯,聚甲基丙烯酸1-甲基戊酯,聚甲基丙烯酸甲基丁酯,聚甲基丙烯酸月桂酯,聚甲基丙烯酸异丙酯,聚甲基丙烯酸异戊酯,或它们的组合。更优选地,(甲基)丙烯酸系聚合物(a)选自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),聚甲基丙烯酸丁酯(PBMA),聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯)(PMMA-共聚-EA),或聚丙烯酸乙酯(PEA)。优选(甲基)丙烯酸系聚合物(a)为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
PMMA可例如具有如根据ISO 1133-1(2011)、在230℃使用3.80kg载荷测定的≥0.1且≤20.0g/10min、或者≥0.5且≤10.0g/10min、或者≥1.0且≤5.0g/10min的熔体质量流动速率。在制备根据本发明的聚合物组合物中使用这种PMMA可例如产生具有这样的流动性质的聚合物组合物,以允许经由注射模制生产聚合物组合物的透明制品。
使用苯乙烯和马来酸酐制备的共聚物也可被称为SMA共聚物(苯乙烯-马来酸酐共聚物)。
SMA共聚物可例如包含相对于使用苯乙烯和马来酸酐制备的共聚物的总重量计≥10重量%且≤50重量%、或者≥15重量%且≤40重量%、或者≥20重量%且≤35重量%、或者≥20重量%且≤30重量%的衍生自马来酸酐的聚合物单元。具有这样的量的衍生自马来酸酐的聚合物单元的SMA共聚物展现出特别期望的透明性,这特别可适用于本发明的照明系统组件中。
SMA共聚物可例如具有如根据ISO 1628-1:2009测定的≥0.20且≤1.00dl/g、或者≥0.30且≤0.75dl/g、或者≥0.40且≤0.60dl/g的固有粘度,也被称为IV。
SMA共聚物可例如具有如根据ISO 306(2013)方法B120测定的≥100℃、或者≥120℃、或者≥140℃、诸如≥140℃且≤180℃的维卡软化温度。
在优选实施方案中,聚合物组合物包含使用苯乙烯和马来酸酐制备的共聚物,所述共聚物包含相对于使用苯乙烯和马来酸酐制备的共聚物的总重量计≥20重量%且≤35重量%的衍生自马来酸酐的聚合物单元,和其中(甲基)丙烯酸系聚合物(a)为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
聚合物组合物可任选地包含另外的成分,诸如抗氧化剂。这些抗氧化剂可为例如酚类抗氧化剂和/或亚磷酸酯抗氧化剂。可例如使用包含一种或多种酚类抗氧化剂和一种或多种亚磷酸酯抗氧化剂的稳定剂组合物。酚类抗氧化剂可例如选自:单酚类抗氧化剂,即每分子含有一个酚基的抗氧化剂;双酚类抗氧化剂,即每分子含有两个酚基的抗氧化剂;和多酚类抗氧化剂,即每分子含有多于两个酚基的抗氧化剂,包括1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷,季戊四醇四(3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯,1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)苯,1,3,5-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯,以及1,3,5-三(4-叔丁基-2,6-二甲基-3-羟基苄基)异氰脲酸酯。优选地,酚类抗氧化剂为季戊四醇四(3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯。
亚磷酸酯抗氧化剂可例如选自三壬基苯基亚磷酸酯,三月桂基亚磷酸酯,三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯,三异癸基亚磷酸酯,二异癸基苯基亚磷酸酯,二苯基异癸基亚磷酸酯,以及三苯基亚磷酸酯。优选地,亚磷酸酯抗氧化剂为三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯。
优选地,引入至熔体挤出机的稳定剂包含季戊四醇四(3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯。
聚合物组合物可例如包含相对于聚合物组合物的总重量计≥0.10且≤1.00重量%、优选≥0.20且≤0.50重量%的抗氧化剂。
聚合物组合物可任选地包含另外的成分,诸如热稳定剂。热稳定剂可为例如含氮化合物。这类含氮热稳定剂可为例如选自由氨基三嗪化合物、尿囊素、酰肼、聚酰胺、三聚氰胺和/或它们的混合物组成的列表的一种或多种。
含氮化合物可为低分子量化合物或高分子量化合物。低分子量含氮化合物的实例可包括脂族胺(例如单乙醇胺,二乙醇胺,和三-(羟甲基)氨基甲烷),芳族胺(例如芳族仲胺或叔胺,诸如邻甲苯胺,对甲苯胺,对苯二胺,邻氨基苯甲酸,对氨基苯甲酸,邻氨基苯甲酸乙酯,或对氨基苯甲酸乙酯),酰亚胺化合物(例如邻苯二甲酰亚胺,偏苯酰亚胺(Trimellitimide),和均苯四甲酸二酰亚胺(pyromellitimide)),三唑化合物(例如苯并三唑),四唑化合物(例如5,5′-二四唑的胺盐,或其金属盐),酰胺化合物(例如多聚羧酸酰胺,诸如丙二酰胺或异邻苯二甲酰胺,和对氨基苯甲酰胺),肼或其衍生物(例如脂族羧酸酰肼,诸如肼,腙,羧酸酰肼(硬脂酸酰肼,12-羟硬脂酸酰肼,己二酸二酰肼,癸二酸二酰肼,或十二烷二酸二酰肼;和芳族羧酸酰肼,诸如苯甲酸酰肼,萘酸酰肼,间苯二甲酸二酰肼,对苯二甲酸二酰肼,萘二甲酸二酰肼,或苯三甲酸三酰肼)),聚氨基三唑(例如胍胺或其衍生物,诸如胍胺,乙酰胍胺,苯并胍胺,琥珀酰胍胺(succinoguanamine),己二酰胍胺(adipoguanamine),1,3,6-三(3,5-二氨基-2,4,6-三嗪基)己烷,邻苯二甲酰胍胺(phthaloguanamine)或CTU-胍胺,三聚氰胺或其衍生物(例如三聚氰胺,和三聚氰胺的缩合物,诸如蜜白胺、蜜勒胺或蜜瓜胺)),含有三聚氰胺和三聚氰胺衍生物的聚氨基三唑化合物与有机酸的盐,含有三聚氰胺和三聚氰胺衍生物的聚氨基三唑化合物与无机酸的盐,尿嘧啶或其衍生物(例如尿嘧啶,和尿苷),胞嘧啶或其衍生物(例如胞嘧啶,和胞苷),胍或其衍生物(例如非环状胍,诸如胍或氰基胍;和环状胍,诸如肌酸酐),以及脲或其衍生物。
聚合物组合物可例如包含相对于聚合物组合物的总重量计≥0.10且≤1.00重量%、优选≥0.20且≤0.50重量%的热稳定剂。
聚合物组合物可例如具有如根据ISO 1133-1(2011)、在230℃使用3.80kg载荷测定的≥0.1且≤10.0g/10min、或者≥0.5且≤5.0g/10min、或者≥1.0且≤5.0g/10min、或者≥1.5且≤2.5g/10min的熔体质量流动速率。使用这种共聚物组合物允许生产具有良好可加工性的照明系统组件。
在某个优选实施方案中,本发明涉及一种照明系统组件,其包括含有以下的聚合物组合物:
(a)60.0-90.0重量%的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA);和
(b)10.0-40.0重量%的使用苯乙烯和马来酸酐制备的共聚物,所述共聚物包含≥10重量%且≤50重量%的衍生自马来酸酐的聚合物单元;
相对于(a)和(b)的总重量计,(a)和(b)总计100重量%;
其中聚合物组合物是通过在熔体挤出机中熔融混合包含(a)和(b)的混合物来制备的,其中熔体挤出机包括:
(i)入口,其用于将混合物进料;
(ii)机筒,其包括一个或多个挤出机螺杆,每个螺杆包括尖端;
(iii)一个或多个开口,其用于从挤出机移除所得聚合物组合物;和
(iv)在一个或多个挤出机螺杆的一个或多个尖端与用于移除所得聚合物组合物的一个或多个开口之间的区域中的空间体积,
其中在熔融混合期间空间体积(iv)中聚合物组合物的温度≥235℃且≤255℃;和
其中使用聚合物组合物生产的制品具有:
·根据ASTM D1003(2000)测定的≥90.0%的透光率;
·根据ASTM D1003(2000)测定的≤2.3%的雾度;
·根据ISO 11357-2(2013)测定的≥125℃的玻璃化转变温度;
·根据ISO 75-2(2013)方法B测定的≥105℃的载荷挠曲温度;和/或
·根据ISO 306(2013)、使用50N力和120K/h加热速率测定的≥110℃的维卡B软化温度。
这种聚合物组合物具有高耐热性、良好抗划擦性和良好光学性质的期望平衡。
在一个实施方案中,本发明还涉及一种照明系统组件,其中照明系统组件具有:
·根据ASTM D1003(2000)测定的≥90.0%、优选≥91.0%的透光率;
·根据ASTM D1003(2000)测定的≤2.3%、优选≤2.0%的雾度;
·根据ISO 11357-2(2013)测定的≥125℃、优选≥130℃的玻璃化转变温度;
·根据ISO 75-2(2013)方法B测定的≥105℃、优选≥110℃的载荷挠曲温度;和/或
·根据ISO 306(2013)、使用50N力和120K/h加热速率测定的≥110℃、优选≥115℃的维卡B软化温度。
优选这种照明系统组件具有如根据ASTM 7187-10测定的≤1050nm、更优选≤1000nm的残留划痕深度。
在一个实施方案中,本发明还涉及一种照明系统组件,其包括含有以下的聚合物组合物:
(a)60.0-90.0重量%的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA);和
(b)10.0-40.0重量%的使用苯乙烯和马来酸酐制备的共聚物,所述共聚物包含≥10重量%且≤50重量%的衍生自马来酸酐的聚合物单元;
其中照明系统组件具有:
·根据ASTM D1003(2000)测定的≥90.0%、优选≥91.0%的透光率;
·根据ASTM D1003(2000)测定的≤2.3%、优选≤2.0%的雾度;
·根据ISO 11357-2(2013)测定的≥125℃、优选≥130℃的玻璃化转变温度;
·根据ISO 75-2(2013)方法B测定的≥105℃、优选≥110℃的载荷挠曲温度;和/或
·根据ISO 306(2013)、使用50N力和120K/h加热速率测定的≥110℃、优选≥115℃的维卡B软化温度。
在具体实施方案中,本发明涉及一种照明系统组件,其中(甲基)丙烯酸系聚合物(a)选自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),聚甲基丙烯酸丁酯(PBMA),聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯)(PMMA-共聚-EA),或聚丙烯酸乙酯(PEA)。
具体而言,本发明还涉及一种照明系统组件,其中使用苯乙烯和马来酸酐制备的共聚物包含相对于使用苯乙烯和马来酸酐制备的共聚物的总重量计≥10重量%且≤50重量%的衍生自马来酸酐的聚合物单元。
例如,用于照明系统组件中的使用苯乙烯和马来酸酐制备的共聚物包含相对于使用苯乙烯和马来酸酐制备的共聚物的总重量计≥20重量%且≤35重量%的衍生自马来酸酐的聚合物单元,和其中(甲基)丙烯酸系聚合物(a)为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
在本发明的具体实施方案中,照明系统组件是光导、透镜或覆盖物中的一种或多种。例如,照明系统组件可为光导。或者,照明系统组件可为透镜。具体而言,透镜可为菲涅尔(Fresnel)型透镜。或者,照明系统组件可为覆盖物。
这种光导优选包括内部结构和表面结构,内部结构适合于从至少一个孔隙引导光辐射,该辐射经过该孔隙进入光导,表面结构至少部分透射光辐射。这种表面结构优选包括聚合物组合物。
特别优选用于本发明的照明系统组件中的聚合物组合物具有大于30的阿贝(Abbe)数。例如,阿贝数可为30-60,优选35-55,更优选40-50。阿贝数被理解为对光色散的指示,其中更高的值指示更低的色散。光色散反映一定波长的入射光辐射经过诸如透镜的透明物体折射的程度。低色散指示不同波长的光相对相等的折射,这在许多照明系统应用中是特别期望的。
在某些实施方案中,本发明还涉及一种包括至少一个根据本发明的照明系统组件的照明系统。这种照明系统可例如包括至少一个LED光源。在某个实施方案中,组件是光导,该光导经放置以将由LED光源产生的光从光源引导至待发射光的一个或多个位置。优选光导沿其内表面能透射由LED光源产生的光。
本发明的主题还涉及一种包括这种照明系统的汽车照明单元。这种汽车照明单元可为例如前灯单元,制动灯单元,尾灯单元,雾灯单元,或指示灯单元。
现将通过以下非限制性实施例来说明本发明。
表I-使用的材料
使用如表II中呈现的针对实施例的每一者的成分组成,使用Coperion ZSK25同向旋转啮合型双螺杆熔体挤出机来制备聚合物组合物。挤出机以300rpm的速度运行。材料进料速率为8kg/h。
对于实施例1-9而言,挤出机设置为使得在挤出机螺杆的尖端与用于移除所得聚合物组合物的开口之间的区域中的空间体积中聚合物组合物的温度为235℃。
对于实施例10而言,挤出机设置为使得在挤出机螺杆的尖端与用于移除所得聚合物组合物的开口之间的区域中的空间体积中聚合物组合物的温度为230℃。
对于实施例11而言,挤出机设置为使得在挤出机螺杆的尖端与用于移除所得聚合物组合物的开口之间的区域中的空间体积中聚合物组合物的温度为260℃。
以具有大约4mm直径的熔融圆形股的形式离开挤出机的材料通过经由水浴(其中水被维持在20-40℃的温度)引导股而被冷却固化,在此后固化的股被切成具有大约4mm长度的粒料。
表II-用于挤出的组合物
实施例 | PMMA | SMA | PC |
1 | 90.0 | 10.0 | |
2 | 80.0 | 20.0 | |
3 | 70.0 | 30.0 | |
4 | 60.0 | 40.0 | |
5 | 50.0 | 50.0 | |
6 | 40.0 | 60.0 | |
7 | 20.0 | 80.0 | |
8 | 100.0 | 0.0 | |
9 | 0.0 | 100.0 | |
10 | 70.0 | 30.0 | |
11 | 70.0 | 30.0 | |
12 | 100.0 |
表II中的值为重量份。
使实施例1-12的聚合物组合物经受材料性质测试,以获得如下表III中呈现的性质的值。
表III-聚合物组合物的材料性质
其中:
·Tg为如根据ISO 11357-2(2013)测定的玻璃化转变温度,单位为℃。
·HDT为如根据ISO 75-2(2013)方法B测定为载荷挠曲温度的热挠曲温度,单位为℃。
·维卡B软化温度是根据ISO 306(2013)、使用50N力和120K/h加热速率测定的,单位为℃。
·MFI为如根据ISO 1133-1(2011)、在230℃使用3.80kg载荷测定的熔体质量流动速率,单位为g/10min。
·阿贝数(无量纲)根据来测定。
·透射率为如根据ASTM D1003(2000)测定的透光率,单位为%。
·雾度是根据ASTM D1003(2000)测定的,单位为%。
·黄度指数(YI)是根据ASTM E313(2010)测定的。
·冲击强度是如根据ISO 180(2000)、A型切口、在23℃测定的Izod冲击强度,单位为kJ/m2。
·拉伸强度是根据ISO 527-1(2012)测定的,单位为MPa。
·残留深度是如根据ASTM 7187-10测定的由纳米划痕法所产生的划痕的深度,单位为nm。
·硬度根据ISO 14577-1(2015)测定为压痕硬度,单位为GPa。使用具有20nm尖端直径的Berkovich刻压机来测定硬度。以0.05s-1的恒定应变速率和2μm的压痕深度制造压痕。
·股稳定性是引导熔融材料的股在一个或多个导辊上经由水浴进入旋转切割机的可能性的指示,股通常为圆形并具有3-5mm的直径,在水浴处进行固化,在旋转切割机处将固体股切成粒料。在这种引导不导致股周期性断裂的情况下,股稳定性被指示为良好。在发生股断裂的情况下,股稳定性被指示为差。
在实施例10的实验期间,不可能将离开熔体挤出机的熔融材料以股形式加工并且在水浴中冷却股。发生了股的断裂。这可归因于由于实施例10中使用的高温条件而聚合物发生降解。
所呈现的实施例表明,包含根据本发明的聚合物组合物的照明系统具有耐热性和抗划擦性的期望的良好组合,尤其结合了其它良好的光学性质和冲击强度,所述聚合物组合物包含60.0-80.0重量%的(甲基)丙烯酸系聚合物和20.0-40.0重量%的使用苯乙烯和马来酸酐制备的共聚物,通过在≥235℃且≤255℃的温度在熔体挤出机中熔融混合来制备。
根据ASTM D5374(2013),使用1型烘箱,利用每小时5至20次变化的空气循环,在90℃使多个样品经受热老化试验1200小时。随后,测定雾度、透射率和黄度指数。所得值呈现于下表IV中。
表IV-热老化结果
初始值呈现为T0。1200小时热老化后的值呈现为T1200。这些结果展现了在长时间暴露于高温后光学性质被维持在期望的高水平。
此外,使用ASTM G155的测试规程,使用63℃的黑面板温度、42℃的腔室温度、50%的相对湿度和在340nm处0.35W/m2的辐照度,利用S.Boro内和外氙灯滤光器,使多个样品经受耐气候性研究。运行周期为102min仅光和18min光加前部水喷雾。
在耐气候性研究期间,每隔一段时间根据CIELAB法将色差测定为ΔE。ΔE值呈现于下表V中。
表V-耐气候性研究的保色性结果
耐气候性研究的结果表明根据本发明的用于照明系统组件中的聚合物组合物在暴露于风化条件后未显示出显著的颜色变化。低于3的ΔE值指示出,对于人类观测者而言没有显著的色差。低于1的测量值远离该阈值。
Claims (11)
1.照明系统组件,其包括含有以下的聚合物组合物:
(a)(甲基)丙烯酸系聚合物;和
(b)5.0-90.0重量%的使用苯乙烯和马来酸酐制备的共聚物,
相对于(a)和(b)的总重量计,(a)和(b)总计100重量%;
其中所述聚合物组合物是通过在熔体挤出机中熔融混合包含(a)和(b)的混合物来制备的,其中所述熔体挤出机包括:
(i)入口,其用于将所述混合物进料;
(ii)机筒,其包括一个或多个挤出机螺杆,每个螺杆包括尖端;
(iii)一个或多个开口,其用于从所述挤出机移除所得聚合物组合物;和
(iv)在所述一个或多个挤出机螺杆的一个或多个尖端与用于移除所得聚合物组合物的所述一个或多个开口之间的区域中的空间体积,
其中在熔融混合期间所述空间体积(iv)中所述聚合物组合物的温度≥235℃且≤255℃;
其中所述组件是光导、透镜或覆盖物中的一种或多种;和
其中所述使用苯乙烯和马来酸酐制备的共聚物包含相对于所述使用苯乙烯和马来酸酐制备的共聚物的总重量计≥20重量%且≤35重量%的衍生自马来酸酐的聚合物单元,和其中所述(甲基)丙烯酸系聚合物(a)为聚甲基丙烯酸甲酯。
2.根据权利要求1所述的照明系统组件,其包括含有以下的聚合物组合物:
(a)60.0-80.0重量%的(甲基)丙烯酸系聚合物;和
(b)20.0-40.0重量%的使用苯乙烯和马来酸酐制备的共聚物,
相对于(a)和(b)的总重量计,(a)和(b)总计100重量%。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的照明系统组件,其中所述透镜为菲涅尔型透镜。
4.根据权利要求1-2中任一项所述的照明系统组件,其中所述照明系统组件为光导,所述光导包括内部结构和表面结构,所述内部结构适合于从至少一个孔隙引导光辐射,所述辐射经过所述孔隙进入所述光导,所述表面结构至少部分透射所述光辐射。
5.根据权利要求4所述的照明系统组件,其中所述表面结构包括所述聚合物组合物。
6.照明系统,其包括至少一个根据权利要求1-5中任一项所述的照明系统组件。
7.根据权利要求6所述的照明系统,其进一步包括至少一个LED光源。
8.根据权利要求7所述的照明系统,其中所述组件是光导,所述光导经放置以将由所述LED光源产生的光从所述光源引导至待发射所述光的一个或多个位置。
9.根据权利要求7所述的照明系统,其中所述光导沿其内表面能透射由所述LED光源产生的光。
10.汽车照明单元,其包括根据权利要求6-9中任一项所述的照明系统。
11.根据权利要求10所述的汽车照明单元,其中所述照明单元为前灯单元,制动灯单元,尾灯单元,雾灯单元,或指示灯单元。
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