CN1857917A - 多层制品及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

在此公开了一种多层片材，其包括含有热塑性聚合物和红外吸收添加剂的芯层；其中所述红外吸收添加剂是金属氧化物；还包括含有热塑性聚合物和电磁辐射吸收添加剂的第一盖层；其中所述第一盖层的表面被布置在所述芯层表面上并与之紧密接触。在此还公开了一种多层片材的制造方法，该方法包括将含有热塑性聚合物和红外吸收添加剂的组合物熔融共混来制造芯层；将含有热塑性聚合物和紫外辐射吸收剂的组合物熔融共混来制造第一盖层；将所述芯层与第一盖层结合，使得所述盖层布置在所述芯层表面上并与之紧密接触。

Description

多层制品及其制造方法
背景技术
本发明公开涉及多层制品以及制造方法。具体地，本发明公开涉及用于吸收红外辐射的多层片材及其制造方法。
车辆、居家住宅或办公楼的内表面吸收过量的日光照射可造成内部的温度升高、使用者舒适度降低、内部材料加速降解以及对于大型空调机组的需求增加。特别是在车辆中，在高静电吸收(static-soak)条件下，所述条件会出现在停在炎热夏季的太阳下的车辆中，特别是在沙漠气候下，在关闭的汽车内，表面温度可达到100℃以上，并且汽车整个热质(thermal mass)可升至高温。
增加车辆中空调机组的冷负荷以改善热造成的不适，将违反汽车工业目前主要的发展趋势。汽车发动机正小型化以减小重量和提高燃料效率，并且处理大型空调器的耗用功率的能力下降。企业和政府近来关注汽车空调器作为释放到大气中的氟氯化碳(CFC)的来源所发挥的作用，冷负荷增加将导致空调机组更大，其将使此问题加剧。因此，需要新技术和被动的解决方案，其可导致汽车以及住宅和办公楼中的日光热负荷减少。
发明概述
在此公开了多层片材，包括：芯层，该芯层含有热塑性聚合物和红外吸收添加剂；其中该红外吸收添加剂是金属氧化物；以及第一盖层，该盖层包括热塑性聚合物和电磁辐射吸收添加剂，其中该第一盖层表面被布置在芯层表面上并与之紧密接触。
在此还公开了一种多层片材，包括芯层，该芯层含有热塑性聚合物、铯钨氧化物；热稳定剂和紫外吸收添加剂，其中该红外吸收添加剂是金属氧化物；以及第一盖层，其含有热塑性聚合物和紫外吸收添加剂，其中该第一盖层表面被布置在芯层表面上并与之紧密接触。
在此也公开了一种多层片材的制造方法，该方法包括将含有热塑性聚合物和紫外吸收添加剂的第一盖层布置在含有热塑性聚合物和红外吸收添加剂的芯层表面上，其中该红外吸收添加剂是金属氧化物。
在此还公开了一种多层片材的制造方法，该方法包括将含有热塑性聚合物和红外吸收添加剂的芯层与含有热塑性聚合物和紫外吸收剂的第一盖层共挤出，其中该红外吸收添加剂是金属氧化物。
在此还公开了一种组合物，该组合物含有热塑性树脂和红外吸收添加剂；其中该红外吸收添加剂是金属氧化物。
在此也公开了含有如上详述的多层片材的制品。
附图说明
图1是位于在两个盖层之间的芯层的示意图；
图2是布置在一个盖层上并与之紧密接触的芯层的示意图；以及
图3是一种多层式片材的示意图，其中各个片材被支架分开并且在支架之间具有空气气阱。
具体实施方案
应该注意到在此使用的术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序或重要性，而是用于区别一个部件和另一个部件，并且术语“该(所述)”、“一个”和“一种”不表示数量的限制，而是表示存在至少一个提及项目。此外，在此公开的全部范围包括端点在内并且可以独立组合。
在此公开了一种多层片材，其显示出在电磁光谱的紫外(UV)区内的高吸光率，在近红外(IR)区的高吸光率和高反射率，同时在可见区提供高透光率和低反射率。该多层片材包括含有热塑性聚合物和红外吸收添加剂的芯层。在一个实施方案中，该芯层表面布置在第一盖层表面上并与之紧密接触，该第一盖层含有热塑性聚合物和电磁辐射吸收添加剂。在另一实施方案中，该芯层表面布置在第一盖层和第二盖层的表面之间并与之紧密接触，第一盖层和第二盖层各自含有热塑性聚合物和电磁辐射吸收添加剂。通常在各种应用中(例如建筑物或汽车)设置该多层片材，使得日光辐射在照射到芯层上之前照射到盖层上。该多层片材是通过共挤出制造的，这将在下面详述。应该注意的是在此公开的全部范围都是包括端点和可组合的。
电磁辐射吸收添加剂可以是来自电磁波谱的任何辐射的吸收剂。在一个示例性实施方案中，该电磁辐射吸收添加剂是紫外(UV)辐射吸收剂。在另一示例性实施方案中，该电磁辐射吸收添加剂是能够吸收红外辐射的红外吸收添加剂。在又一示例性实施方案中，该电磁辐射吸收添加剂是一种能够吸收红外辐射和紫外辐射的添加剂。
在此也公开了一种用于制造多层片材的芯层的组合物。该组合物有利地含有热塑性聚合物和红外吸收添加剂。在一个实施方案中，该组合物可用作母料。在另一实施方案中，该组合物有利地含有热塑性聚合物、红外吸收添加剂和紫外吸收添加剂。在又一实施方案中，该组合物有利地含有热塑性聚合物、红外吸收添加剂、紫外吸收添加剂和热稳定剂。
图1是布置在第一盖层表面和第二盖层表面之间的芯层表面的示意图，图2是仅布置在第一盖层表面上并与之紧密接触的芯层表面的示意图。该芯层和盖层两者都可以是热塑性聚合物的单层片材或热塑性聚合物多层片材。从图1和图2可见多层片材的厚度是指芯层厚度加上盖层厚度。
如上所述，芯层和盖层两者都含有热塑性树脂。可采用的热塑性聚合物是低聚物、聚合物、离聚物、树型聚合物(dendrimers)、共聚物(例如嵌段共聚物、接枝共聚物、星形嵌段共聚物、无规共聚物等等)，以及含有至少一种上述聚合物的组合。可用作该芯层和盖层的适当的热塑性聚合物例子是聚缩醛、聚丙烯酸类、聚碳酸酯聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、多芳基化合物(polyarylates)、聚芳砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚氯乙烯、聚砜、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚苯并噁唑、聚噁二唑、聚苯并噻嗪并酚噻嗪(polybenzothiazinophenothiazines)、聚苯并噻唑、聚吡嗪并喹喔啉(polypyrazinoquinoxalines)、聚均苯四甲酰亚胺、聚喹喔啉、聚苯并咪唑、聚羟吲哚、聚氧代异二氢吲哚(polyoxoisoindolines)、聚二氧代异二氢吲哚(polydioxoisoindolines)、聚三嗪、聚哒嗪、聚哌嗪、聚吡啶、聚哌啶、聚三唑、聚吡唑、聚吡咯烷、聚碳硼烷、聚氧杂二环壬烷、聚氧芴、聚苯酞、聚缩醛、聚酐、聚乙烯基醚、聚乙烯基硫醚、聚乙烯醇、聚乙烯基酮(polyvinyl ketones)、聚卤代乙烯、聚乙烯基腈(polyvinyl nitriles)、聚乙烯酯、聚磺酸酯、聚硫化物、聚硫酯、聚砜、聚砜酰胺、聚脲、聚磷嗪、聚硅氮烷等等，或含有至少一种上述热塑性聚合物的组合。用于芯层的热塑性聚合物优选为聚碳酸酯或聚碳酸酯和聚硅氧烷的共聚物。用于盖层的热塑性聚合物优选为聚碳酸酯、共聚酯碳酸酯或聚酯与聚碳酸酯的共混物。
如上所述，该芯层可以是热塑性聚合物单层片材或热塑性聚合物多层片材。优选该热塑性聚合物对于电磁波谱光波长区的光是透明的。通常该芯层含有聚碳酸酯和红外吸收添加剂。在此使用的术语“聚碳酸酯”、“聚碳酸酯组合物”和“含有芳族碳酸酯链节的组合物”包括具有式(I)的结构单元的组合物：
Figure A20051010980100091
其中R1基团总数的大于或等于约60％是芳族有机基团，并且其剩余部分是脂肪族、脂环族或芳族基团。优选R1是芳族有机基团，更优选为式(II)的基团：
——A1——Y1——A2——             (II)
其中每个A1和A2是单环二价芳基，并且Y1是桥连基，其具有零个、一个或两个原子隔开A1和A2。在一个示例性实施方案中，一个原子将A1与A2隔开。Y1基团的示例性实例是-O-，-S-，-S(O)-、-S(O)2-，-C(O)-、亚甲基，环己基亚甲基，2-[2，2，1]二亚环庚基(bicycloheptylidene)，亚乙基，异亚丙基，新亚戊基，亚环己基，亚环十五基，亚环十二基，亚金刚烷基等基团。在另一实施方案中，零个原子隔开A1和A2，示例性实例是联苯基。桥连基Y1可以是饱和烃基如亚甲基、亚环己基或异亚丙基。
可以通过碳酸酯前体与二羟基化合物的Schotten-Bauman界面反应来制备聚碳酸酯。通常，将碱(如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙等)的水溶液与含有二羟基化合物的、不可与水互溶的有机溶剂如苯、甲苯、二硫化碳或二氯甲烷混合。通常使用相转移剂来促进该反应。可以将分子量调节剂单独加入或以混合物形式添加到反应物混合物中。即刻也可以单独加入或以混合物形式加入支化剂。
通过其中只有一个原子隔开A1和A2的二羟基化合物的界面反应可制备聚碳酸酯，在此使用的术语“二羟基化合物”包括，例如具有以下通式(III)的双酚化合物：
其中Ra和Rb各自独立地表示氢，卤原子，优选溴，或一价烃基，p和q各自独立地是0-4的整数，以及Xa表示一种式(IV)的基团：
Figure A20051010980100101
其中Rc和Rd各自独立地表示氢原子或一价直链或环烃基，以及Re是二价烃基、氧或硫。
可以由式(III)表示的双酚化合物类型的实例包括双(羟基芳基)烷烃系列，例如1，1-二(4-羟基苯基)甲烷、1，1-二(4-羟基苯基)乙烷、2，2-二(4-羟基苯基)丙烷(或双酚A)、2，2-二(4-羟基苯基)丁烷、2，2-二(4-羟基苯基)辛烷、1，1-二(4-羟基苯基)丙烷、1，1-二(4-羟基苯基)正丁烷、二(4-羟基苯基)苯基甲烷、2，2-二(4-羟基-1-甲基苯基)丙烷、1，1-二(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷、2，2-二(4-羟基-3-溴苯基)丙烷等；二(羟基芳基)环烷烃系列例如1，1-二(4-羟基苯基)环戊烷、1，1-二(4-羟基苯基)环己烷等；等等，以及含有至少一种前述双酚化合物的组合。
可以由式(III)表示的其它双酚化合物包括其中X是-O-，-S-，-SO-或-S(O)2-的那些化合物。这样的双酚化合物的一些例子是二(羟基芳基)醚例如4，4’-二羟基二苯醚、4，4’-二羟基-3，3’-二甲基苯基醚等；二(羟基二芳基)硫，例如4，4’-二羟基二苯硫、4，4’-二羟基-3，3’-二甲基二苯硫等等；二(羟基二芳基)亚砜，例如4，4’-二羟基二苯亚砜、4，4’-二羟基-3，3’-二甲基二苯亚砜等等；二(羟基二芳基)砜，例如4，4’-二羟基二苯砜、4，4’-二羟基-3，3’-二甲基二苯砜等等；或含有至少一种前述双酚化合物的组合。
可以用于聚碳酸酯的缩聚反应的其它双酚化合物由式(V)表示：
Figure A20051010980100102
其中Rf是具有1-10个碳原子的烃基的卤原子或者卤素取代的烃基；n的值是0-4。当n至少为2时，Rf可以相同或不同。可以由式(V)表示的双酚化合物的实例是间苯二酚；取代的间苯二酚化合物例如5-甲基间苯二酚、5-乙基间苯二酚、5-丙基间苯二酚、5-丁基间苯二酚、5-叔丁基间苯二酚、5-苯基间苯二酚、5-枯基间苯二酚等；儿茶酚；氢醌；取代的氢醌例如3-甲基氢醌、3-乙基氢醌、3-丙基氢醌、3-丁基氢醌、3-叔丁基氢醌、3-苯基氢醌，3-枯基氢醌等等；或含有至少一种前述双酚化合物的组合。
也可以使用由下式(VI)表示的双酚化合物例如2，2，2’，2’-四氢-3，3，3’，3’-四甲基-1，1’-螺二[1H-茚]-6，6’-二醇。
Figure A20051010980100111
合适的聚碳酸酯还包括那些衍生自含烷基环己烷单元的双酚的聚碳酸酯。这样的聚碳酸酯具有对应于下式(VII)的结构单元：
Figure A20051010980100112
其中Ra-Rd各自独立地是氢、C1-C12烃基或卤素；Re-Ri各自独立地是氢、C1-C12烃基。在此使用的术语“烃基”是指只含有碳和氢的残基。该残基可以是脂族或芳族、直链、环、二环、支化、饱和或不饱和的。该烃基残基可含有杂原子，该杂原子位于取代基残基的碳和氢原子上方。因此，当具体指出含有该杂原子时，该烃基残基也可含有羰基、氨基、羟基等，或者在该烃基残基主链内可含有杂原子。含有烷基环己烷的双酚(例如2摩尔酚与1摩尔氢化异佛尔酮的反应产物)可用于制备具有高玻璃转化温度和高热变形温度的聚碳酸酯聚合物。这样的含异佛尔酮双酚的聚碳酸酯具有对应于下式(VIII)的结构单元：
Figure A20051010980100113
其中Ra-Rd的定义如上所述。这些异佛尔酮双酚类聚合物包括制得的含有无烷基环己烷双酚的聚碳酸酯共聚物和含烷基环己烷双酚聚碳酸酯与无烷基环己烷双酚聚碳酸酯的共混物，是Bayer Co.提供的名为APEC的商品。优选双酚化合物是双酚A。
在一个实施方案中，可以将二羟基化合物与羟基芳基封端的聚(二有机硅氧烷)反应以产生聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。优选聚碳酸酯-聚(二有机硅氧烷)共聚物是通过在界面反应条件下将光气引入二羟基化合物(例如BPA)和羟基芳基封端的聚(二有机硅氧烷)的混合物中来制备的。通过使用叔胺催化剂或相转移催化剂可促进该反应物的聚合。
该羟基芳基封端的聚(二有机硅氧烷)可通过是下式(IX)的硅氧烷氢化物和脂族不饱和一元酚发生铂催化加成来制备，其中R4是，例如C(1-8)烷基、卤烷基如三氟丙基和氰烷基；芳基如苯基、氯苯基和甲苯基。优选R4是甲基，或甲基和三氟丙基的混合物，或者甲基和苯基的混合物。
可用于制备羟基芳基封端的聚(二有机硅氧烷)类的一些脂族不饱和一元酚是，例如丁香酚、2-烷基酚、4-烯丙基-2-甲基苯酚、4-烯丙基-2-苯基苯酚、4-烯丙基-2-溴苯酚、4-烯丙基-2-叔丁氧基苯酚、4-苯基-2-苯基苯酚、2-甲基-4-丙基苯酚、2-烯丙基-4，6-二甲基苯酚、2-烯丙基-4-溴基-6-甲基苯酚、2-烯丙基-6-甲氧基-4-甲基苯酚、2-烯丙基-4，6-二甲基苯酚等等，或含有上述至少一种的组合。
典型的碳酸酯前体包括碳酰卤，例如碳酰氯(光气)和碳酰溴；二卤甲酸酯例如二元酚(如双酚A、氢醌等)的二卤甲酸酯以及二醇(如乙二醇和新戊二醇)的二卤甲酸酯；以及二芳基碳酸酯如碳酸二苯酯、二(甲苯基)碳酸酯和二(萘基)碳酸酯。用于界面反应的碳酸酯前体优选为碳酰氯。
也可以使用两种或多种不同的二元酚聚合反应所得的聚碳酸酯，或者如果需要使用碳酸酯共聚物而不是均聚物，则使用二元酚与二醇或与羟基-或酸-封端的聚酯或与二元酸或与羟基酸或与脂族二酸的共聚物。通常，可用的脂族二酸具有约2-约40个碳原子。优选的脂族二酸为十二烷二酸。
支化聚碳酸酯以及线性聚碳酸酯和支化聚碳酸酯的共混物也可以用在芯层中。可以通过在聚合反应期间添加支化剂来制备支化聚碳酸酯。这些支化剂可包括含有至少三个官能团的多官能有机化合物，该官能团可以是羟基、羧基、羧酸酐、卤甲酰基，以及含有至少一种上述支化剂的组合。具体的实例包括1，2，4-苯三酸、1，2，4-苯三酸酐、三氯化1，2，4-苯三酸(trimellitictrichloride)、三对羟基苯基乙烷、靛红-双酚、三酚TC(1，3，5-三((对羟基苯基)异丙基)苯)、三酚PA(4(4(1，1-二(对羟基苯基)-乙基)α，α-二甲基苄基)苯酚)、4-氯甲酰基邻苯二甲酸酐、1，3，5-苯三酸、二苯酮四羧酸等等，或含有至少一种上述支化剂的组合。基于给定层中聚碳酸酯的总重量，该支化剂的添加量可以是约0.05-约4.0重量百分比(wt％)。
在一个实施方案中，可以通过二羟基化合物和碳酸二酯之间的熔体缩聚反应来制备聚碳酸酯。可用于制备聚碳酸酯的碳酸二酯的实例是碳酸二苯酯、二(2，4-二氯苯基)碳酸酯、二(2，4，6-三氯苯基)碳酸酯、二(2-氰基苯基)碳酸酯、二(邻硝基苯基)碳酸酯、碳酸二甲苯酯、间甲苯基碳酸酯(m-cresylcarbonate)、二萘基碳酸酯、二(二苯基)碳酸酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二丁酯、二环己基碳酸酯、二(邻甲氧基羰基苯基)碳酸酯、二(邻乙氧基羰基苯基)碳酸酯、二(邻丙氧基羰基苯基)碳酸酯、二邻甲氧基苯基碳酸酯、二(邻丁氧基羰基苯基)碳酸酯、二(异丁氧基羰基苯基)碳酸酯、邻甲氧基羰基苯基-邻乙氧基羰基苯基碳酸酯、二邻(叔丁氧基羰基苯基)碳酸酯、邻乙基苯基-邻甲氧基羰基苯基碳酸酯、对(叔丁基苯基)-邻-(叔丁氧基羰基苯基)碳酸酯、二甲基水杨基碳酸酯、二乙基水杨基碳酸酯、二丙基水杨基碳酸酯、二丁基水杨基碳酸酯、二苄基水杨基碳酸酯、二甲基4-氯水杨基碳酸酯等等，或含有至少一种前述碳酸二酯的组合。优选的碳酸二酯是碳酸二苯酯或二甲基水杨基碳酸酯。
优选聚碳酸酯的重均分子量为约3,000-约1,000,000克/摩尔(g/mole)。在一个实施方案中，聚碳酸酯的分子量为约10,000-约100,000g/mole。在另一实施方案中，聚碳酸酯的分子量为约20,000-约50,000g/mole。在又一实施方案中，聚碳酸酯的分子量为约25,000-约35,000g/mole。
基于芯层的重量，热塑性聚合物的用量通常为约70-约99.9重量百分比(wt％)。在一个实施方案中，基于芯层的总重量，热塑性聚合物的存在量为约75-约99.7wt％。在另一实施方案中，基于芯层的总重量，热塑性聚合物的存在量为约80-约99.5wt％。在又一实施方案中，基于芯层的总重量，热塑性聚合物的存在量为约85-约97wt％。
红外吸收添加剂通常为金属氧化物精细粒子。合适的金属氧化物的实例是钾钨氧化物(potassium tungsten oxide)K(WO3)3、铷钨氧化物(rubidiumtungsten oxide)(Rb(WO3)3)、铯钨氧化物(cesium tungsten oxide)(Cs(WO3)3)、铊钨氧化物(thallium tungsten oxide)(Tl(WO3)3)等等，或含有至少一种前述氧化物的组合。一种示例性金属氧化物是铯钨氧化物(Cs(WO3)3)。在一个实施方案中，铯钨氧化物粒子具有纳米级尺寸是理想的。在另一实施方案中，铯钨氧化物粒子具有微米级尺寸是理想的。
红外吸收添加剂可另外含有金属硼化物或硼化物的精细粒子，例如硼化镧(LaB6)、硼化镨(PrB6)、硼化钕(NdB6)、硼化铈(CeB6)、硼化钆(GdB6)、硼化铽(TbB6)、硼化镝(DyB6)、硼化钬(HoB6)、硼化钇(YB6)、硼化钐(SmB6)、硼化铕(EuB6)、硼化铒(ErB6)、硼化铥(TmB6)、硼化镱(YbB6)、硼化镥(LuB6)、硼化锶(SrB6)、硼化钙(CaB6)、硼化钛(TiB2)、硼化锆(ZrB2)、硼化铪(HfB2)、硼化钒(VB2)、硼化钽(TaB2)、硼化铬(CrB和CrB2)、硼化钼(MoB2，Mo2B5和MoB)、硼化钨(W2B5)等等，或含有至少一种前述硼化物的组合。
该红外吸收添加剂在分散到聚碳酸酯中之前具有纳米级粒子形式是理想的。对于粒子的形状没有特别的限制，其可以是例如球形的、不规则的、板状或晶须状的。通常纳米级粒子可具有小于或等于大约200纳米(nm)的平均最大尺寸。在一个实施方案中，该粒子可具有小于或等于大约150nm的平均最大尺寸。在另一实施方案中，该粒子可具有小于或等于大约100nm的平均最大尺寸。在又一实施方案中，该粒子可具有小于或等于大约75nm的平均最大尺寸。在又一实施方案中，该粒子可具有小于或等于大约50nm的平均最大尺寸。如上所述，通常纳米尺寸粒子可具有小于或等于大约200nm的平均最大尺寸。在一个实施方案中，多于90％的粒子具有小于或等于大约200nm的平均最大尺寸。在另一实施方案中，多于95％的粒子具有小于或等于大约200nm的平均最大尺寸。在又一实施方案中，多于99％的粒子具有小于或等于大约200nm的平均最大尺寸。可以采用双峰或更高的粒子尺寸分布。
红外吸收添加剂的用量通常为约0.001克/平方米(g/m2)-约5.0g/m2。在一个实施方案中，红外吸收添加剂的用量可以是约0.03-约1.0g/m2。在另一实施方案中，红外吸收添加剂的用量可以是约0.05-约0.75g/m2。在又一实施方案中，红外吸收添加剂的用量可以是约0.09-约0.36g/m2。
基于芯层的总重量，红外吸收添加剂的用量通常为约0.02ppm-约3000ppm。在一个实施方案中，基于芯层的总重量，红外吸收添加剂的用量可以是约1ppm-约1500ppm。在另一实施方案中，基于芯层的总重量，红外吸收添加剂的用量可以是约1.5ppm-约1250ppm。在又一实施方案中，基于芯层的总重量并且取决于片材的厚度，红外吸收添加剂的用量可以是约2.5ppm-约600ppm。
当用于形成芯层的组合物被用作母料时，基于该组合物的总重量，其可包含约0.1-约80wt％的红外吸收添加剂。在一个实施方案中，基于该组合物的总重量，母料可包含约1-约50wt％的红外吸收添加剂。在另一实施方案中，基于该组合物的总重量，母料可包含约3-约30wt％的红外吸收添加剂。在又一实施方案中，基于该组合物的总重量，母料可包含约5-约20wt％的红外吸收添加剂。
在一个实施方案中，芯层可含有热稳定剂来补偿红外线与红外吸收添加剂的相互作用而引起的温度增加。此外，在加工操作例如熔融共混期间，加入热稳定剂保护了材料。通常，含有红外吸收添加剂的聚碳酸酯层在曝露于光线的情况下，温度升高幅度高达约20℃。将热稳定剂添加到芯层中改善了长期老化特性并且增加了多层片材的寿命周期。在另一实施方案中，也可任选将紫外稳定剂添加到芯层中来防止紫外线降解。合适的热稳定剂包括亚磷酸盐、亚膦酸盐、膦、受阻胺、羟胺、酚、丙烯酰基改性酚、氢过氧化物分解剂、苯并呋喃酮(benzofuranone)衍生物等等，或含有至少一种前述热稳定剂的组合。合适的市售热稳定剂是IRGAPHOS168、DOVERPHOSS-9228、ULTRANOX641，而合适的市售紫外稳定剂是TINUVIN329、TINUVIN234、TINUVIN350、TINUVIN360或UVINOL3030。如果需要，也可以加入任选的共稳定剂(co-stabilizer)例如脂环族环氧聚合物或IRGANOX1076来改善芯层的热稳定性。优选的热稳定剂是亚磷酸盐。
基于芯层的总重量，热稳定剂的添加量为约0.001-约3wt％通常是理想的。在一个实施方案中，基于芯层的总重量，热稳定剂的添加量为约0.002-约0.5wt％。在另一实施方案中，基于芯层的总重量，热稳定剂的添加量为约0.005-约0.2wt％。在又一实施方案中，基于芯层的总重量，热稳定剂的添加量为约0.01-约0.1wt％。如果要添加共稳定剂，基于芯层的总重量，其添加量为约0.001-约2wt％通常是理想的。
除了热稳定剂和紫外稳定剂，也可以将其它添加剂例如脱模剂；颜料；染料；抗冲改性剂；润滑剂；抗氧剂；抗菌剂；阻燃剂；视觉效果添加剂；纤维如碳纤维、玻璃纤维、碳纳米管(nanotube)等等；抗静电剂；增塑剂；填料如热解硅石、气凝胶、炭黑等添加到芯层和盖层两者中。
芯层的厚度为约0.5-约30mm通常是理想的。在一个实施方案中，芯层的厚度为约0.75-约25mm。在另一实施方案中，芯层的厚度为约0.85-约20mm。在又一实施方案中，芯层的厚度为约1-约15mm。
如上所述，多层片材可包括布置在芯层上并与之紧密接触的一个盖层。作为替代方案，多层片材可包括两个盖层，一个盖层布置在芯层任一表面上并与之紧密接触通常盖层还包含热塑性聚合物。合适的热塑性聚合物是聚碳酸酯、共聚酯碳酸酯或聚酯与聚碳酸酯的共混物。聚酯可以是脂环族聚酯、多芳基化合物或者脂环族聚酯与多芳基化合物的组合。
适于用在盖层中的脂环族聚酯是那些以光学透明性、改善的耐气候性、耐化学性和低吸水性为特征的脂环族聚酯。脂环族聚酯与用在芯层中的热塑性聚合物具有良好的熔体相容性通常是理想的。在一个示例性实施方案中，优选使用显示出与用在芯层中的聚碳酸酯具有良好的熔体相容性的脂环族聚酯。脂环族聚酯通常是通过二醇与二元酸或其衍生物反应来制备的。可用于制备脂环族聚酯聚合物(该脂环族聚酯聚合物用作高质量光学片材)的二醇是直链、支化或脂环族的，优选直链或支化的链烷二醇，并且其可含有2-12个碳原子。
合适的二醇的实例包括乙二醇；丙二醇如1，2-和1，3-丙二醇等等；丁二醇例如1，3-和1，4-丁二醇等等；二甘醇；2，2-二甲基-1，3-丙二醇；2-乙基-2-甲基-1，3-丙二醇；1，3-和1，5-戊二醇；一缩二丙二醇；2-甲基-1，5-戊二醇；1，6-己二醇；1，4-环己烷二甲醇，以及特别是其顺式和反式异构体；三甘醇；1，10-癸二醇；以及含有至少一种前述二醇的组合。特别优选的是二甲醇二环辛烷，二甲醇十氢萘，脂环族二醇或其化学等价物，并且特别是1，4-环己烷二甲醇或其化学等价物。如果将1，4-环己烷二甲醇用作二醇组分，通常优选使用顺式与反式异构体之比为约1∶4-约4∶1的混合物。在该范围内，通常理想的是采用顺式与反式异构体之比约为1∶3。
可用于制备脂环族聚酯聚合物的二酸是脂族二酸，其包括具有两个羧基的羧酸，其中每个羧基都连接到饱和环中的饱和碳上。合适的脂环族二酸的实例包括十氢化萘二羧酸、降冰片烯二羧酸、二环辛烷二羧酸。优选脂环族二酸是1，4-环己烷二羧酸和反式-1，4-环己烷二羧酸。直链脂族二酸也是可用的，条件是聚酯具有至少一种含有脂环族环的单体。直链脂族二酸的示例性实例是琥珀酸、己二酸、二甲基琥珀酸和壬二酸。也可以使用二酸和二醇的混合物来制备脂环族聚酯。
例如可以通过在室温和大气压下，在合适的溶剂(例如水或乙酸)中，使用催化剂(例如含有碳和氧化铝的载体承载的铑)使环芳族二酸和相应的衍生物(例如间苯二酸、对苯二酸或萘酸(naphthalenic acid)发生氢化反应来制备环己烷二羧酸及其化学等价物。还可以通过使用其中酸在反应条件下至少部分溶解的惰性液体介质和位于碳或硅石中的钯或钌催化剂来制备环己烷二羧酸及其化学等同物。
通常，在氢化作用期间可得两种或多种异构体，其中羧酸基团是位于顺式或反式位置。该顺式或反式异构体可通过使用或不使用溶剂(例如正庚烷)结晶或通过蒸馏来分离。顺式异构体趋于更易混合，但是，反式异构体具有较高熔融和结晶温度并且是特别优选的。也可以使用顺式和反式异构体的混合物，并且优选地当使用该混合物时，基于顺式和反式异构体组合的总重量，优选反式异构体占至少大约75％，而顺式异构体占剩余部分。当使用异构体或一种以上二酸的混合物时，共聚酯或两种聚酯的混合物可用作脂环族聚酯聚合物。
这些二酸的化学等价物(包括酯类)也可以用于制备脂环族聚酯。该二酸的化学等价物的合适例子是烷基酯，例如二烷基酯、二芳基酯、酐、酰基氯、酰基溴等等，以及含有至少一种前述化学等价物的组合。优选的化学等价物包括脂环族二酸的二烷基酯，并且最优选的化学等价物包括该酸的二甲基酯，特别是二甲基-反式-1，4-环己烷二羧酸酯。
通过对苯二甲酸二甲酯的环氢化作用可得二甲基-1，4-环己烷二羧酸酯，并且可得到羧酸基团在顺式和反式位置的两种异构体。可以将该异构体分离，反式异构体是特别优选的。如上所述，也可以使用该异构体混合物。
通常通过二醇或二醇化学等价物组分与二酸或二酸化学等价物组分的缩聚反应或酯交换聚合反应得到具有下式(X)的重复单元的聚酯聚合物：
Figure A20051010980100171
其中R3表示含有2-12个碳原子的烷基或环烷基，并且它是具有2-12个碳原子的直链、支化或脂环族链烷二醇残基或其化学等价物；且R4是烷基或脂环族基，它是衍生自二酸的脱羧残基，但须至少一个R3或R4是环烷基。
优选的脂环族聚酯是聚(1，4-环己烷-二甲醇-1，4-环己烷二羧酸酯)(PCCD)，其具有下式(XI)的重复单元：
Figure A20051010980100181
其中在式(X)中，R3是环己烷环，且其中R4是衍生自环己烷二羧酸酯或其化学等价物的环己烷环，并且其选自顺式或反式异构体或顺式和反式异构体的混合物。通常在适当的催化剂如四(2-乙基己基)钛酸盐以适当的量(基于最终产物总重量，通常约为50-400ppm的钛)存在的条件下，可制备脂环族聚酯聚合物。
通常PCCD与聚碳酸酯是完全可混合的。通常理想的是，当在265℃，负荷为2.16千克和停留时间为4分钟的条件下测量时，聚碳酸酯-PCCD混合物的熔体体积速率大于或等于约5立方厘米/10分钟(cc/10min或ml/10min)-小于或等于约150立方厘米/10分钟。在该范围内，当在265℃，负荷为2.16千克和停留时间为4分钟的条件下测量时，通常理想的是熔体体积速率大于或等于约7，优选大于或等于约9，更优选大于或等于约10cc/10min。在该范围内，熔体体积速率小于或等于约125也是理想的，优选小于或等于约110，更优选小于或等于约100cc/10min。
可以与聚碳酸酯混合的其它优选脂环族聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚(对苯二甲酸丙二醇酯)(poly(trimethylene terephthalate))(PTT)、聚(对苯二甲酸环己烷二甲醇-共-乙二醇酯)(poly(cyclohexanedimethanol-co-ethylene terephthalate))(PETG)、聚(萘二甲酸乙二醇酯)(PEN)和聚(萘二甲酸丁二醇酯)(PBN)。
可以与其它聚合物混合的另一种优选聚酯是多芳基化合物。多芳基化合物通常是指芳族二羧酸和双酚的聚酯。除了芳基酯键之外还包括碳酸酯键的多芳基化合物共聚物称为聚酯-碳酸酯，其有利地以混合物形式使用。可以在溶液中制备聚碳酸酯或通过芳族二羧酸或其形成酯的衍生物与双酚或其衍生物的熔体聚合反应来制备。
通常，优选多芳基化合物包含与至少一个芳族二羧酸残基结合的至少一个双酚残基。式(XII)所示的优选双酚残基衍生自1，3-二羟基苯部分，在本说明书全文中是指间苯二酚或间苯二酚部分。间苯二酚或间苯二酚部分包括未取代的1，3-二羟基苯和取代的1，3-二羟基苯。
Figure A20051010980100191
在式(XII)中，R是C1-12烷基或卤素的至少一种，并且n为0-3。合适的二羧酸残基包括芳族二羧酸残基，其衍生自单环部分，优选间苯二甲酸、对苯二甲酸、或间苯二甲酸和对苯二甲酸的混合物；或衍生自多环部分，例如二苯基二羧酸、二苯醚二羧酸和萘-2，6-二羧酸等等，以及含有至少一种前述多环部分的组合。优选的多环部分是萘-2，6-二羧酸。
优选芳族二羧酸残基衍生自间苯二甲酸和/或对苯二甲酸的混合物，通常如下式(XIII)中所示。
Figure A20051010980100192
因此，在一个实施方案中，多芳基化合物包括如下式(XIV)所示的间苯二酚芳基化聚酯，其中R和n如前面式(XI)中所定义。
Figure A20051010980100193
其中R是C1-12烷基或卤素的至少一种，并且n为0-约3，并且m至少为约8。优选R是氢。优选n为0并且m为约10和约300。间苯二甲酸酯与对苯二甲酸酯的摩尔比为约0.25∶1-约4.0∶1。
在另一实施方案中，多芳基化合物包括热稳定性间苯二酚芳基化聚酯，其具有下式(XV)所示的多环芳族基团：
其中R是C1-12烷基或卤素的至少一种，并且n为0-约3，并且m至少为约8。
在另一实施方案中，多芳基化合物共聚形成嵌段共聚酯碳酸酯，其含有碳酸酯和芳基化物嵌段。它们包括含有下式(XVI)的结构单元的聚合物：
Figure A20051010980100202
其中每个R1独立地是卤素或C1-12烷基，m至少为1，p为约0-约3，每个R2独立地是二价有机基团，并且n至少为约4，优选n至少为约10，更优选至少为约20，并且最优选为约30-150。优选m至少为约3，更优选至少为约10，并且最优选为约20-约200。在一个示例性实施方案中，m存在的量为约20-50。
聚酯的重均分子量为约500-约1,000,000克/摩尔(g/mole)通常是理想的。在一个实施方案中，聚酯的重均分子量为约10,000-约200,000g/mole。在另一实施方案中，聚酯的重均分子量为约30,000-约150,000g/mole。在又一实施方案中，聚酯的重均分子量为约50,000-约120,000g/mole。一种用在盖层中的聚酯的示例性分子量为60,000和120,000g/mole。这些分子量是对照聚苯乙烯标准物来确定的。
在一个实施方案中，在成型多层片材期间，用在芯层中的热塑性聚合物的熔体粘度与用在盖层中的热塑性聚合物的熔体粘度相匹配是理想的。在另一实施方案中，在成型多层片材期间，在两种熔体开始接触时，用在盖层中的热塑性聚合物的熔体粘度与用在芯层中的热塑性聚合物的熔体粘度相等是理想的。在又一实施方案中，在成型多层片材期间，在两种熔体开始接触时，用在盖层中的热塑性聚合物的熔体粘度不超出用在芯层中的热塑性聚合物的熔体粘度的1％是理想的。在又一实施方案中，在成型多层片材期间，在两种熔体开始接触时，用在盖层中的热塑性聚合物的熔体粘度不超出用在芯层中的热塑性聚合物的熔体粘度的5％是理想的。在又一实施方案中，在成型多层片材期间，在两种熔体开始接触时，用在盖层中的热塑性聚合物的熔体粘度不超出用在芯层中的热塑性聚合物的熔体粘度的10％是理想的。在又一实施方案中，在成型多层片材期间，在两种熔体开始接触时，用在盖层中的热塑性聚合物的熔体粘度不超出用在芯层中的热塑性聚合物的熔体粘度的20％是理想的。
基于盖层的重量，聚酯/或共聚酯碳酸酯的通常用量为约70-约99.9重量百分比(wt％)。在该范围内，基于盖层的重量，用量可以是大于或等于约75wt％，优选大于或等于约80wt％，更优选大于或等于约85wt％。在该范围内，基于盖层的重量，用量大于或等于约98wt％也是理想的，优选大于或等于约97wt％，更优选大于或等于约95wt％。
盖层通常含有适当的紫外吸收剂。适当的紫外吸收剂是二苯甲酮类，例如2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、4-十二烷氧基-2-羟基-二苯甲酮、2-羟基-4-十八烷氧基二苯甲酮、2，2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2，2’-二羟基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮、2，2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2，2’，4，4’-四羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-5-硫二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮、2，2’-二羟基-4，4’-二甲氧基-5-硫二苯甲酮、2-羟基-4-(2-羟基-3-甲基芳氧基)丙氧基二苯甲酮、2-羟基-4-氯二苯甲酮等等；苯并三唑，例如2，2’-(羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2，2’-(羟基-3’，5’-二叔丁基苯基)苯并三唑和2，2’-(羟基-X-叔丁基-5’-甲基-苯基)苯并三唑等等；水杨酸酯，例如苯基水杨酸酯、羧基苯基水杨酸酯、对辛基苯基水杨酸酯、水杨酸锶、对叔丁基苯基水杨酸酯、水杨酸甲酯、水杨酸十二烷基酯等等；以及其它紫外吸收剂例如间苯二酚单苯甲酸酯、2’-乙基己基-2-氰基-3-苯基肉桂酸酯、2-乙基-己基-2-氰基-3，3-二苯基丙烯酸酯、乙基-2-氰基-3，3-二苯基丙烯酸酯、[2-2’-硫二(4-叔辛基酚盐)-1-正丁胺等等，或含有至少一种前述紫外吸收剂的组合。用在盖层中的紫外吸收剂优选为UVINUL3030，可通过商业渠道从BASF获得。
基于盖层的重量，紫外吸收剂的用量通常为约5wt％-约15wt％。在一个实施方案中，基于盖层的总重量，紫外吸收剂的用量可以是7-约14wt％。在另一实施方案中，基于盖层的总重量，紫外吸收剂的用量可以是8-约12wt％。在一个实施方案中，基于盖层的总重量，紫外吸收剂的用量可以是9-约11wt％。
盖层的平均厚度为约10-约120微米通常是理想的。在一个实施方案中，盖层的厚度可以是约15-约100微米。在另一实施方案中，盖层的厚度可以是约20-约90微米。在又一实施方案中，盖层的厚度可以是约25-约80微米。
通常可通过挤出紧接着在辊炼机或叠辊机上将片材层压来制备多层片材。可以在单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中挤出多层片材的各层。理想的是在单螺杆挤出机中挤出各层并且在辊炼机上将各层层压。更理想的是，在单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中共挤出各层以及任选地在辊炼机上将各层层压。根据需要，该辊炼机可以是双辊或三辊辊炼机。对于多层片材的生产，通常理想的是利用单螺杆挤出机来共挤出各层。
在一个实施方案中，在芯层和盖层的挤出过程中，可以在进料喉处将添加剂(例如红外吸收添加剂和紫外吸收剂)与热塑性聚合物一起添加到挤出机中。在另一实施方案中，在芯层和盖层的挤塑过程中，可以将添加剂以母料形式添加到挤出机中。当将热塑性聚合物进料到挤出机的进料喉时，可以将母料加入挤出机的进料喉或进料喉下流。在一个示例性实施方案中，在芯层的制造过程中，将热塑性聚合物进料到单螺杆挤出机的进料喉，同时将红外吸收添加剂以母料形式加入进料喉下流。在另一示例性实施方案中，在盖层的制造过程中，将热塑性聚合物进料到单螺杆挤出机的进料喉，同时将紫外吸收剂以母料形式加入进料喉下流。
在一个实施方案中，可以将用于芯层和盖层的所需组合物在共挤塑之前分别预混合。在这种情况下，预混合的材料在成型为适当的形状例如粒状、片状等之前，可以首先在双螺杆挤出机、单螺杆挤出机、布斯捏合机(busskneader)、辊炼机等中熔融共混以便进一步共挤出。然后可以将预混合的芯层和盖层组合物进料到各自的挤出机中以便共挤出。
如上所述，理想的是将盖层和芯层共挤出。在一个实施方案中，在一种共挤出多层片材的方式中，将来自各个挤出机的熔体流(挤出物)进料到供料预锻模(feed block die)，在此处各个熔体流在进入模具之前进行混合。在另一实施方案中，将来自各个挤出机的熔体流进料到多歧管内部混合模。不同的熔体流分别进入模具并且恰好在最终的模孔内汇合。在又一实施方案中，将来自各个挤出机的熔体流进料到多歧管外部混合模，该外部混合模具有完全分开的歧管用于不同的熔体流以及具有熔体流分别离开模具时流经的不同模孔，熔体流恰在模具出口处外汇合。在各层仍然是熔融状并且刚好在模具下流处时，这些层混合。用于生产多层片材的示例性模具是供料预锻模。在一个示例性实施方案中，用于共挤出盖层和芯层的挤出机分别是单螺杆挤出机。如果需要，共挤出的片材可以任选在辊炼机中压延(calendared)。多层片材的厚度通常为约0.5-约35毫米。
在另一实施方案中，首先在单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中将用于形成盖层和/或芯层的各个组分挤出。该挤出物为粒料形式。然后在模塑操作中将粒料分别模塑成型为平板、饰板等。该模塑操作可包括注塑、吹塑、压塑、真空成型等等。在一个实施方案中，可以将含有红外吸收添加剂的平板以粘接方式连接到含有紫外吸收添加剂的平板上，以形成多层片材。
理想的是，该多层片材吸收入射到该片材表面上的全部红外辐射的大于或等于约90％的量。在一个实施方案中，该多层片材可吸收入射到该片材表面上的全部红外辐射的大于或等于约60％的量。在另一实施方案中，该多层片材可吸收入射到该片材表面上的全部红外辐射的大于或等于约50％的量。在又一实施方案中，该多层片材可吸收入射到该片材表面上的全部红外辐射的大于或等于约40％的量。在又一实施方案中，该多层片材可吸收入射到该片材表面上的全部红外辐射的大于或等于约20％的量。在又一实施方案中，该多层片材可吸收入射到该片材表面上的全部红外辐射的大于或等于约5％的量。
理想的是，该多层片材吸收入射到该片材表面上的全部紫外辐射的大于或等于约90％的量。在一个实施方案中，该多层片材可吸收入射到该片材表面上的全部紫外辐射的大于或等于约60％的量。在另一实施方案中，该多层片材可吸收入射到该片材表面上的全部紫外辐射的大于或等于约50％的量。在又一实施方案中，该多层片材可吸收入射到该片材表面上的全部紫外辐射的大于或等于约40％的量。在又一实施方案中，该多层片材可吸收入射到该片材表面上的全部紫外辐射的大于或等于约20％的量。在又一实施方案中，该多层片材可吸收入射到该片材表面上的全部紫外辐射的大于或等于约5％的量。
虽然通常希望该多层片材尽可能多地吸收电磁波谱的紫外和红外区的电磁辐射，但是也希望该多层片材对于电磁波谱可见区的光是透明的。电磁波谱的可见区通常具有约400-约700nm的波长。理想的是该片材对于可见区的光的透光率大于或等于约20％。在一个实施方案中，理想的是该片材对于可见区的光的透光率大于或等于约30％。在另一实施方案中，理想的是该片材对于可见区的光的透光率大于或等于约40％。在又一实施方案中，理想的是该片材对于可见区的光的透光率大于或等于约50％。
该多层片材的浊度小于或等于约5％也是理想的。在一个实施方案中，浊度可小于或等于约2％。在另一实施方案中，浊度可小于或等于约1.8％。在又一实施方案中，浊度可小于或等于约1.6％。
如果所得多层片材是多层式片材的形式，则其具有小于25％的浊度通常是理想的。在一个实施方案中，浊度可小于或等于约20％。在另一实施方案中，浊度可小于或等于约15％。在又一实施方案中，浊度可小于或等于约10％。
如此制得的多层片材可有利于使用在汽车、住宅和办公楼或其它地方，在这些地方不希望有由于曝露于红外辐射而产生的热量。在一个实施方案中，该片材可用作屋顶或玻璃窗用材料，在共挤出之后可用作多层式片材，，该多层片材在层间具有气路，如图3所示。图3是一种多层式片材的示意图，其中各个片材被支架隔开并且在支架之间具有气阱。该片材厚度也示于图3中并且包括支架以及各个多层片材。该支架也可以由如上所述的热塑性聚合物制成。在一个实施方案中，该支架可以由聚碳酸酯、聚酯，或聚酯碳酸酯-聚酯来制造。
可以对如此成型的多层片材进行另外的加工，例如热成型、真空成型、吹塑、造型(整形)等等，来生产具有不同的形状和几何结构的材料。
以下的实施例，其意图是举例说明而非限制，举例说明了利用各种材料和装置来生产一些不同实施方案的多层片材的组合物和方法。
实施例
进行该实施例来示范在聚碳酸酯板中使用铯钨氧化物的用途。其组成以及某些性能一起示于表1。如表1中可见，红外吸收添加剂首先与聚碳酸酯混合以形成母料。基于该母料的重量，该母料含有的铯钨氧化物的量为21wt％。用于每个样品的母料以及各组份一起被进料到挤出机的进料喉中并且被挤出形成粒料。
样品#1不含有紫外吸收剂和受阻酚。样品#2不含有受阻酚。
通过在300rpm的Werner & Pfleiderer 25毫米(mm)啮合双螺杆挤出机上将组合物熔融共混来制备全部样品。该挤出机安装了8个机筒。从进料喉到模具分别设定机筒温度为40-200-250-270-300-300-300-300℃。然后对挤出的粒料进行干燥并且注射成型。该注射成型是在常规条件下或滥用(abusive)的成型条件下进行的。
常规成型条件如下：在Engel 75Ton注射成型机上注射成型2.5mm厚的彩色板，该注射成型机具有分别设置为280-290-300-295℃的4个温区。模具温度设置为90℃。
滥用的成型条件如下：在机筒中的停留时间为12分钟，此处的温区设置为330℃。
PC 145聚碳酸酯的重均分子量(Mw)为28,000克/摩尔。IRGAPHOS168从Great Lakes Chemicals购得。TINUVIN234从Ciba Speciality Chemicals购得。IRGANOX1076从Ciba Speciality Chemicals购得。铯钨氧化物从Sumitomo Metal Mining Corporation购得。
根据ASTM D 1003测量透光率和浊度，同时根据CIE lab DIN 5033测量lab色(lab color)。结果示于下表1。一些性能也示于下表1。
表1
  样品#   1   2   3
  组成   Wt％   Wt％   Wt％
  PC145聚碳酸酯   79.95   79.8   79.75
  IRGAPHOS168(亚磷酸盐)   0.05   0.05   0.05
  TINUVIN234(紫外线吸收剂)   ---   0.15   0.15
  IRGANOX1076(受阻酚)   ---   0.05
  Cs(WO3)3母料(0.21％于PC中)   20   20   20
  性能
  MVR@300℃ 1.2kg/4min   11.3   11.3   11.3
  MVR@300℃ 1.2kg/12min   12.1   12   11.9
  成型颜色-常规成型
  L   87.2   87.5   87.4
  a   -3.9   -3.8   -3.9
  b   3.8   4.1   4.2
  LT％   72.9   71.9   71.8
  浊度   1.3   1.2   1.2
  成型颜色-滥用条件下成型
  L   83.1   83.3   83.4
  a   -5.2   -5.1   -5.0
  b   7.7   8.2   8.6
  LT％   63.2   63.8   63.8
  浊度   1.5   1.5   1.5
  Δ滥用条件下成型
  Δb   3.9   4.2   4.4
  Δ透光率％   9.6   8.1   8.0
根据ASTM D1003测量透光率和浊度
根据CIE Lab DIN5033测量Lab(色)
如表1中可见，透光率的差值(Δ透光率％)显示样品#2和3以及样品#1之间具有显著差别。样品#2和3两者都显示Δ透光率％减小值约为8.0％。另一方面，样品#1具有较高的值9.6％。Δ透光率是在滥用条件下成型后的透光率与标准条件下成型后的透光率之间的差值。其表示热稳定性。较高值的Δ透光率反映出滥用条件下成型和常规成型之间的更大差异，其通常是不受欢迎的，因为其表明更显著的降解。
令人惊异的是将紫外稳定剂添加到PC/Cs(WO3)3和亚磷酸盐的混合物中明显地改善了热稳定性。这也反映出铯钨磷酸盐(cesium tungsten phosphate)和紫外吸收剂之间的协同作用，这是没有预料到的。
下表2详述了常规成型样品板和滥用条件下成型样品板的日光性能。
表2
  日光性能-常规成型   #1   #2   #3
  可见光透光率(Tvis)   70.8   71.2   71.3
  总日光透光率(TST)   53.6   53.9   53.9
  直接日光透光率(DST)   39.8   40.1   40.1
  总反光率(TLR)   8.3   8.3   8.3
  直接日光反射率(DSR)   6.7   6.6   6.6
  红外线吸收率(Abs)   53.6   53.3   53.3
  向内热传递(HTTI)   13.8   13.7   13.8
  Tvis/TST   1.32   1.32   1.32
  日光性能-滥用条件下成型
  可见光透光率(Tvis)   63.6   64.1   63.9
  总日光透光率(TST)   48.6   48.7   48.7
  直接日光透光率(DST)   32.9   33   33
  总反光率(TLR)   7.6   7.7   7.7
  直接日光反射率(DSR)   6.3   6.3   6.3
  红外线吸收率(Abs)   60.8   60.7   60.7
  向内热传递(HTTI)   15.7   15.7   15.7
  Tvis/TST   1.31   1.32   1.31
再次从表2可见，紫外吸收添加剂和红外吸收添加剂之间存在协同作用。对于常规成型样品，当样品含有紫外吸收添加剂和红外吸收添加剂两者时，总日光透光率提高。大多数情况下，在聚碳酸酯中加入增加量的添加剂通常会降低性能，例如透光率、冲击性等等。但是在这种情况下，可看到含有紫外吸收添加剂和红外吸收添加剂的样品#2和3的总日光透光率高于不含有紫外吸收添加剂的样品#1。此结果是新发现的和未预料到的。
虽然已经参考举例说明的实施方案描述了本发明，然而那些本领域技术人员将了解，在不背离本发明范围的情况下，可以进行各种变化并且可用同等方案替代其组成部分。另外，根据本发明教导，在不背离其基本范围的情况下，可以进行各种改进来适应特定情形或材料。因此，本发明不限于公开作为实施本发明最佳模式的特定实施方案，而是本发明将包括权利要求书范围内的所有实施方案。

Claims (23)

1.一种多层片材，其包括：
含有热塑性聚合物和红外吸收添加剂的芯层；其中所述红外吸收添加剂是钾钨氧化物、铷钨氧化物、铯钨氧化物、铊钨氧化物，或含有至少一种上述氧化物的组合；以及
含有热塑性聚合物和紫外吸收剂的第一盖层；其中所述第一盖层的表面被布置在所述芯层表面上并与之紧密接触。
2.权利要求1的片材，还包括含有热塑性聚合物和紫外吸收剂的第二盖层；其中所述第二盖层布置在与所述芯层和第一盖层接触的表面相对的芯层表面上并与之紧密接触。
3.权利要求1或2的片材，其中所述芯层还包括硼化镧(LaB6)、硼化镨(PrB6)、硼化钕(NdB6)、硼化铈(CeB6)、硼化钆(GdB6)、硼化铽(TbB6)、硼化镝(DyB6)、硼化钬(HoB6)、硼化钇(YB6)、硼化钐(SmB6)、硼化铕(EuB6)、硼化铒(ErB6)、硼化铥(TmB6)、硼化镱(YbB6)、硼化镥(LuB6)、硼化锶(SrB6)、硼化钙(CaB6)、硼化钛(TiB2)、硼化锆(ZrB2)、硼化铪(HfB2)、硼化钒(VB2)、硼化钽(TaB2)、硼化铬(CrB和CrB2)、硼化钼(MoB2，Mo2B5和MoB)、硼化钨(W2B5)等等，或含有至少一种前述硼化物的组合。
4.权利要求1、2或3的片材，其中所述红外吸收添加剂含有平均粒子尺寸小于或等于约200纳米的纳米级粒子，并且其中针对所述芯层表面测得的所述红外吸收添加剂的存在量为约0.001-约5克/平方米。
5.权利要求1、2或3的片材，其中基于所述芯层的总重量，红外吸收添加剂的存在量为约0.02ppm-约3000ppm。
6.权利要求1或2的片材，其中所述热塑性聚合物是双酚A聚碳酸酯、共聚酯碳酸酯，或聚酯与聚碳酸酯的共混物。
7.权利要求1、2或6的片材，其中所述聚酯是脂环族聚酯、多芳基化合物，或脂环族聚酯与多芳基化合物的组合。
8.权利要求7的片材，其中所述脂环族聚酯具有结构(X)
Figure A2005101098010002C1
其中所述多芳基化合物是具有结构(XII)
或具有结构(XIII)
Figure A2005101098010003C2
的间苯二酚芳基化聚酯，
其中R是C1-12烷基或卤素，n为0-3，并且m至少为约8。
9.权利要求7的片材，其中所述多芳基化合物进一步共聚以形成嵌段共聚酯碳酸酯，其包括式(XVI)的结构单元：
其中每个R1独立地是卤素或C1-12烷基，m至少为1，p为约0-约3，每个R2独立地是二价有机基团，并且n至少为约4。
10.权利要求1的片材，其具有大于或等于约20％的红外吸收率，大于或等于约20％的紫外辐射吸收率，以及在可见区内大于或等于约40％的透光率。
11.一种多层片材，其包括：
含有聚碳酸酯、铯钨氧化物；热稳定剂和紫外吸收添加剂的芯层，其中红外吸收添加剂是金属氧化物；以及
含有聚酯和紫外吸收添加剂的第一盖层；其中所述第一盖层的表面被布置在所述芯层表面上并与之紧密接触。
12.权利要求11的片材，还包括含有聚酯和紫外吸收添加剂的第二盖层；其中所述第二盖层布置在与所述芯层和第一盖层接触的表面相对的芯层表面上并与之紧密接触。
13.一种多层片材的制造方法，该方法包括：
将含有热塑性聚合物和紫外辐射吸收添加剂的第一盖层布置在含有热塑性聚合物和红外吸收添加剂的芯层表面上，其中所述红外吸收添加剂是钾钨氧化物、铷钨氧化物、铯钨氧化物、铊钨氧化物，或含有至少一种上述氧化物的组合。
14.权利要求13的方法，其中所述芯层与第一盖层同时制造或顺序制造。
15.权利要求13或14的方法，还包括将含有热塑性聚合物和紫外辐射吸收添加剂的第二盖层布置在与所述芯层和第一盖层接触的表面相对的芯层表面上。
16.权利要求15的方法，其中所述第二盖层与所述第一盖层和/或芯层同时制造或顺序制造。
17.一种多层片材的制造方法，该方法包括：
将含有聚碳酸酯和红外吸收添加剂的芯层与含有聚酯和紫外辐射吸收剂的第一盖层共挤出，其中所述红外吸收添加剂是钾钨氧化物、铷钨氧化物、铯钨氧化物、铊钨氧化物，或含有至少一种上述氧化物的组合。
18.权利要求17的方法，还包括将第二盖层与第一盖层以及芯层共挤出，或还包括将所述多层片材层压。
19.一种组合物，其包括：
热塑性树脂和红外吸收添加剂；其中所述红外吸收添加剂是金属氧化物，该金属氧化物包括钾钨氧化物、铷钨氧化物、铯钨氧化物、铊钨氧化物，或含有至少一种上述氧化物的组合。
20.权利要求19的组合物，其还包括硼化镧(LaB6)、硼化镨(PrB6)、硼化钕(NdB6)、硼化铈(CeB6)、硼化钆(GdB6)、硼化铽(TbB6)、硼化镝(DyB6)、硼化钬(HoB6)、硼化钇(YB6)、硼化钐(SmB6)、硼化铕(EuB6)、硼化铒(ErB6)、硼化铥(TmB6)、硼化镱(YbB6)、硼化镥(LuB6)、硼化锶(SrB6)、硼化钙(CaB6)、硼化钛(TiB2)、硼化锆(ZrB2)、硼化铪(HfB2)、硼化钒(VB2)、硼化钽(TaB2)、硼化铬(CrB和CrB2)、硼化钼(MoB2，Mo2B5和MoB)、硼化钨(W2B5)，或含有至少一种前述硼化物的组合。
21.一种制品，其包括权利要求1或11的多层片材。
22.一种由权利要求13或17的方法生产的制品。
23.一种由权利要求19或20的组合物生产的制品。
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