EP1817375A1 - Gedeckt eingefärbte, infrarotreflektierende kunststoffformasse - Google Patents

Gedeckt eingefärbte, infrarotreflektierende kunststoffformasse

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EP1817375A1
EP1817375A1 EP05798159A EP05798159A EP1817375A1 EP 1817375 A1 EP1817375 A1 EP 1817375A1 EP 05798159 A EP05798159 A EP 05798159A EP 05798159 A EP05798159 A EP 05798159A EP 1817375 A1 EP1817375 A1 EP 1817375A1
Authority
EP
European Patent Office
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meth
molding
acrylate
colored
plastic
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05798159A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Schultes
Ernst Becker
Ursula Golchert
Elisabeth Clamer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Roehm GmbH Darmstadt
Original Assignee
Evonik Roehm GmbH
Roehm GmbH Darmstadt
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Publication date
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Application filed by Evonik Roehm GmbH, Roehm GmbH Darmstadt filed Critical Evonik Roehm GmbH
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Definitions

  • the invention relates to covered colored, infrared-reflecting poly (meth) acrylate molding compositions which can be applied as an IR barrier layer to other plastic moldings.
  • the corresponding molding compounds are also processed into coextrusion layers or as cover layers of back-injected parts. These layers serve as cover layer u. a. of films, plates, profiles and tubes whose main component or carrier layer consist of partially different plastics. These plastics, such as. As PVC, polystyrene, polycarbonate, ABS and ASA, have other important properties such as impact resistance and / or low price.
  • Examples of applications for these co-extrudates or injection-molded articles include construction applications such as downpipes and window frames; Automotive applications, such as roof modules, exterior and interior covers (screens), spoilers and mirror housings; Household and sports applications, such as tool covers, outdoor panels for boats and ski films.
  • PMMA covered colored poly (meth) acrylate
  • DE 27 19 170 (Dynamit Nobel) describes a method for protecting PVC layers against sunlight by a permanently applied to the PVC layer layer, which is equipped with both UV stabilizers and IR reflectors.
  • IR reflectors bleach chromate, molybdate red, molybdate orange, chromium oxide green, antimony sulfide, cadmium sulfoselenide, cadmium sulfide, anthraquinone black pigment, anthraquinone dark blue pigment, monoazo pigment or phthalocyanine are used. Some of these pigments are no longer allowed today.
  • As the material for the cover layer an unspecified PMMA is described.
  • DE 26 05 325 (Dynamit Nobel) also describes a process for the protection of PVC surfaces, the applied protective layer is inked so opaque that in the IR region as high a reflection and in the UV range as low as possible permeability is achieved.
  • the goal is achieved by using at least one IR-reflecting black or color pigment.
  • the pigment used in the examples is titanium dioxide or anthraquinone black in combination with a UV absorber.
  • WO 00/24817 (Ferro) describes corundum hematite structures in the oxides of aluminum, antimony, bismuth, boron, chromium, cobalt, gallium, indium, iron, lanthanum, lithium, magnesium, manganese, molybdenum, neodymium, nickel, niobium , Silicon, tin are involved. task
  • the heating of the plastic moldings by direct sunlight must not exceed a permissible level.
  • the heating must not be so great that the article expands beyond a level and temperatures above the glass transition temperature of the molding are achieved.
  • such a window frame can distort irreversibly and can not be opened
  • the color pigments used themselves must also be weather-stable, also toxicologically safe and inexpensive.
  • the colored molding compounds should be easy to process, the formulation should be stable at the processing temperatures.
  • Shaped bodies which consist of or are coated with conventionally dark-colored PMMA.
  • dark colored molding compositions can be prepared without the thus equipped plastic molding or molded therewith produced body heats up too much in sunlight.
  • the "dark” property can be defined by the L * value in accordance with DIN 6174 (01/1979): Colorimetric determination of color differences in body colors according to the CieLAB formula For the dark-covered colored molding compositions, the L * value is CieLab at less than 51, preferably less than 41, and most preferably less than 31.
  • the pigments or their mixtures are incorporated in amounts of from 0.05 to 5.0% by weight into the molding compositions, preferably from 0.075 to 3.0% by weight, and very particularly preferably from 0.1 to 2% by weight. %.
  • colorants which are suitable for coloring PMMA molding compositions, in addition to the variation of the color can be used.
  • These colorants can be both IR-reflective - eg titanium dioxide - and not IR-reflective.
  • the proportion of these additional colorants may be between 0 and 3.0 wt .-%, preferably between 0 and 2.5 wt .-% and particularly preferably between 0 and 2.0 wt .-% based on the molding composition.
  • the molding compound Plexiglas ® 7N is used as a PMMA component. It is commercially available from Röhm GmbH & Co. KG.
  • the molding compositions of the present invention contain poly (meth) acrylates.
  • the term (meth) acrylates include methacrylates and acrylates as well as mixtures of both.
  • Poly (meth) acrylates are known in the art. These polymers are generally obtained by radical polymerization of mixtures containing (meth) acrylates.
  • (meth) acrylates derived from saturated alcohols, such as, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, tert-butyl ( meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate and 2-ethylhexyl (meth) acrylate;
  • Aryl (meth) acrylates such as benzyl (meth) acrylate or
  • Phenyl (meth) acrylate wherein the aryl radicals may each be unsubstituted or substituted up to four times;
  • Cycloalkyl (meth) acrylates such as 3-vinylcyclohexyl (meth) acrylate,
  • Hydroxylalkyl (meth) acrylates such as
  • Glycol di (meth) acrylates such as 1,4-butanediol (meth) acrylate,
  • compositions to be polymerized may also contain further unsaturated monomers which are copolymerizable with the abovementioned (meth) acrylates.
  • these compounds in an amount of 0 to 50 wt .-%, preferably 0 to 40 wt .-% and particularly preferably 0 to 20 wt .-%, based on the weight of the monomers used, wherein the comonomers individually or can be used as a mixture.
  • 1-alkenes such as hexene-1, heptene-1
  • branched alkenes such as vinylcyclohexane, 3,3-dimethyl-i-propene, 3-methyl-1-diisobutylene, 4-methylpentene-1
  • 1-alkenes such as hexene-1, heptene-1
  • branched alkenes such as vinylcyclohexane, 3,3-dimethyl-i-propene, 3-methyl-1-diisobutylene, 4-methylpentene-1
  • Vinyl esters such as vinyl acetate
  • Styrene substituted styrenes having an alkyl substituent in the side chain, such as. ⁇ -methylstyrene and ⁇ -ethylstyrene, substituted styrenes having an alkyl substituent on the ring such as vinyltoluene and p-methylstyrene, halogenated styrenes such as monochlorostyrenes, dichlorostyrenes, tribromostyrenes and tetrabromostyrenes;
  • Heterocyclic vinyl compounds such as 2-vinylpyridine, 3-vinylpyridine, 2-methyl-5-vinylpyridine, 3-ethyl-4-vinylpyridine, 2,3-dimethyl-5-vinylpyridine, vinylpyrimidine, vinylpiperidine, 9-vinylcarbazole, 3-vinylcarbazole, 4-vinylcarbazole, 1-vinylimidazole, 2-methyl-1-vinylimidazole, N-vinylpyrrolidone, 2-vinylpyrrolidone, N-vinylpyrrolidine, 3-vinylpyrrolidine, N-vinylcaprolactam, N-vinylbutyrolactam, vinyloxolane, vinylfuran, vinylthiophene, vinylthiolane, vinylthiazoles and hydrogenated vinylthiazoles, vinyloxazoles and hydrogenated vinyloxazoles;
  • Maleic acid derivatives such as maleic anhydride, methylmaleic anhydride, maleimide, methylmaleimide; and dienes, such as divinylbenzene.
  • the polymerization is generally started with known free-radical initiators.
  • the preferred initiators include the azo initiators well known in the art, such as AIBN and I .i-azobiscyclohexanecarbonitrile, and peroxy compounds such as methyl ethyl ketone peroxide, acetylacetone peroxide, dilauryl peroxide, tert-butyl per-2-ethylhexanoate, ketone peroxide, methyl isobutyl ketone peroxide, cyclohexanone peroxide, dibenzoyl peroxide tert-butyl peroxybenzoate, tert-butyl peroxyisopropyl carbonate, 2,5-bis (2-ethylhexanoylperoxy) -2,5
  • These compounds are often used in an amount of 0.1 to 10 wt .-%, preferably from 0.5 to 3 wt .-%, based on the total weight of the monomers.
  • Preferred poly (meth) acrylates are obtainable by polymerization of mixtures which are at least 20% by weight, in particular at least 60% by weight and particularly preferably at least 80% by weight, based in each case on the total weight of the monomers to be polymerized, of methyl methacrylate exhibit.
  • various poly (meth) acrylates can be used which differ, for example, in molecular weight or in the monomer composition.
  • the molding compositions may contain other polymers to modify the properties. These include, but are not limited to, polyacrylonitriles, polystyrenes, polyethers, polyesters, polycarbonates and polyvinyl chlorides. These polymers can be used individually or as a mixture, wherein copolymers which are derivable from the aforementioned polymers, the molding compositions can be added. These include, in particular styrene-acrylonitrile polymers (SAN), which are preferably added to the molding compositions in an amount of up to 45 wt .-%.
  • SAN styrene-acrylonitrile polymers
  • Particularly preferred styrene-acrylonitrile polymers can be obtained by the polymerization of mixtures consisting of 70 to 92 wt .-% styrene 8 to 30 wt .-% of acrylonitrile and
  • the proportion of poly (meth) acrylates is at least 20% by weight, preferably at least 60% by weight and particularly preferably at least 80% by weight.
  • Such particularly preferred molding compositions are commercially available under the trade name PLEXIGLAS® from Rohm GmbH & Co. KG.
  • the weight-average molecular weight M w of the homo- and / or copolymers to be used according to the invention as matrix polymers can vary within wide limits, the molecular weight usually being matched to the intended use and the method of processing of the molding composition. In general, however, it is in the range between 20,000 and 1,000,000 g / mol, preferably 50,000 to 500,000 g / mol, and more preferably 80,000 to 300,000 g / mol, without this being intended to limit this.
  • the following substances were used as colorants:
  • compositions of the individual examples are documented in Appendix 1.
  • thermocouple of 0.5 mm diameter was fixed with Tesa ® Film.
  • a 3 mm thick Plexiglas ® GS White 003 plate (40 mm * 21 mm) was pressed into the Rohacell ® .
  • the sample with thermocouple was then attached with double-sided adhesive Tesa ® photo stripping.
  • the irradiation of the sample was carried out with a 60 W incandescent lamp controlled by 220V (AC stabilizer). Vertical distance between lower edge of glass bulb and sample 50 mm. After 20 minutes of irradiation, the temperature was read. The measurement of the heating took place in accordance with the standard ASTM D4803-97.
  • the reflection spectra are shown in Table 3 (brown with 3 mm thick Plexiglas GS White 003 plate), Table 4 (black with 3 mm thick Plexiglas GS White 003 plate) and Table 5 (brown colors without 3 mm thick Plexiglas GS White 003 plate) ,

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Abstract

Die Erfindung betrifft gedeckt eingefärbte (braun, grau, schwarz, grün) infrarotreflektierende PMMA-Formmassen, die als IR-Sperrschicht auf weitere Kunststoffformkörper aufgebracht werden können.

Description

Gedeckt eingefärbte, infrarotreflektierende Kunststoffformasse
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft gedeckt eingefärbte, infrarotreflektierende Poly(meth)acrylat-Formmassen, die als IR-Sperrschicht auf weitere Kunststoffformkörper aufgebracht werden können.
Stand der Technik
Aufgrund der sehr guten Eigenschaften von PMMA werden die entsprechenden Formmassen auch zu Coextrusionsschichten oder als Deckschichten von hinterspritzten Teilen verarbeitet. Diese Schichten dienen als Deckschicht u. a. von Folien, Platten, Profilen und Rohren, deren Hauptkomponente bzw. Trägerschicht aus teilweise anderen Kunststoffen bestehen. Diese Kunststoffe, wie z. B. PVC, Polystyrol, Polycarbonat, ABS und ASA, haben weitere wichtige Eigenschaften wie Schlagzähigkeit und/oder niedriger Preis.
Als Anwendungen für diese Coextrudate oder'hinterspritzten Gegenstände gelten beispielsweise Bauanwendungen, wie Regenrohre und Fensterrahmen; Automobilanwendungen, wie Dachmodule, Abdeckungen im Außen- und Innenbereich (Blenden), Spoiler und Spiegelgehäuse; Haushalts- und Sportanwendungen, wie Werkzeugabdeckungen, Außenpanels für Boote und Skifolien.
Es ist bekannt, gedeckt eingefärbte Poly(meth)acrylat (PMMA)-Formmassen zum Witterungsschutz von Kunststoffformkörpern aus beispielsweise Polyvinylchlorid (PVC) einzusetzen. Der beschichtete Kunststoffformkörper wird dann mit einem Farbmittel wie beispielsweise TΪO2 versehen, das an der Grenzschicht der beiden Kunststoffformkörper die IR-Strahlung reflektiert und so die übermäßige Aufheizung des Gegenstandes verhindert.
DE 27 19 170 (Dynamit Nobel) beschreibt ein Verfahren zum Schutz von PVC-Schichten gegen Sonnenlichteinwirkungen durch eine dauerhaft auf die PVC-Schicht aufgebrachte Schicht, die sowohl mit UV-Stabilisatoren als auch mit IR-Reflektoren ausgerüstet ist. Als IR-Reflektoren werden Bleichchromat, Molybdatrot, Molybdatorange, Chromoxydgrün, Antimonsulfid, Cadmiumsulfoselenid, Cadmiumsulfid, Anthrachinonschwarzpigment, Anthrachinondunkelblaupigment, Monoazopigment oder Phthalocyanine verwendet. Einige dieser Pigmente sind heute nicht mehr zulässig. Als Material für die Deckschicht wird ein nicht näher spezifiziertes PMMA beschrieben. DE 26 05 325 (Dynamit Nobel) beschreibt ebenfalls ein Verfahren zum Schutz von PVC-Oberflächen, die aufgebrachte Schutzschicht wird so deckend eingefärbt, dass im IR-Bereich eine möglichst hohe Reflektion und im UV- Bereich eine möglichst geringe Durchlässigkeit erreicht wird. Das Ziel wird durch die Verwendung mindestens eines IR-reflektierenden Schwarz- oder Farbpigments erreicht. Für die dunkleren Farbpigmente werden keine überwiegend IR-absorbierenden Pigmente verwendet. Als Pigment wird in den Beispielen Titandioxid oder Anthrachinonschwarz in Kombination mit einem UV- Absorber eingesetzt.
WO 00/24817 (Ferro) beschreibt Korund-Hämatit Strukturen, in die Oxide des Aluminiums, Antimons, Wismuts, Bors, Chroms, Kobalts, Galliums, Indiums, Eisens, Lanthans, Lithiums, Magnesiums, Mangans, Molybdäns, Neodyms, Nickels, Niobs, Siliziums, Zinns eingebunden sind. Aufgabe
Der Wunsch nach dunkel eingefärbten Kunststoffformteilen für Außenanwendungen wirft einige zu lösende Probleme auf:
- der Kunststoffformkörper muss - unabhängig von der Einfärbung - wetterfest sein
- es muss eine gute und dauerhafte Haftung zwischen Deckschicht und zu beschichtendem Kunststoffformkörper gewährleistet sein
- die Aufheizung der Kunststoffformkörper durch direktes Sonnenlicht darf ein zulässiges Maß nicht überschreiten. Die Aufheizung darf nicht so groß werden, dass sich der Gegenstand über ein Maß hinaus ausdehnt und Temperaturen oberhalb der Glasübergangstemperatur des Formkörpers erreicht werden. Beispielsweise kann so ein Fensterrahmen sich irreversibel verziehen und sich nicht mehr öffnen lassen
- die verwendeten Farbpigmente selbst müssen ebenfalls witterungsstabil sein, ferner toxikologisch unbedenklich und preisgünstig.
Weitere Aufgaben, die mit der erfindungsgemäßen Formulierung gelöst werden, sind:
die eingefärbten Formmassen sollen gut zu verarbeiten sein, die Formulierung soll bei den Verarbeitungstemperaturen stabil sein.
Lösung
Durch den Einsatz von verschiedenen Infrarot-reflektierenden, anorganischen Farbpigmenten in PMMA - Formmasse können mit diesen Formmassen dunkelfarbige Kunststoffformkörper hergestellt und andere Kunststoffformkörper mit den vorher erwähnten PMMA - Formmassen beschichtet werden, die eine deutlich geringere Aufheizrate bei Sonneneinstrahlung aufweisen als
Formkörper, die aus konventionell dunkel eingefärbtem PMMA bestehen oder mit diesem beschichtet sind.
Es wurde nun gefunden, dass man durch den Einsatz von Pigmenten der
Klassen
Cl. Nomenklatur nach Colour Index, The Society of Dyers and Colourists (SDC)
in PMMA-Formmassen dunkel gedeckt eingefärbte Formmassen hergestellt werden können, ohne dass der damit ausgerüstete Kunststoffformkörper bzw. hiermit hergestellte Formkörper sich zu sehr im Sonnenlicht aufheizt. Die Eigenschaft „dunkel" lässt sich durch den L*-Wert gemäß DIN 6174 (01/1979): Farbmetrische Bestimmung von Farbabständen bei Körperfarben nach der CieLAB-Formel; definieren. Bei den dunkel gedeckt eingefärbten Formmassen liegt der L*-Wert nach CieLab bei unter 51 , bevorzugt unter 41 und ganz besonders bevorzugt unter 31.
Die Pigmente oder ihre Mischungen werden in Mengen von 0,05 - 5,0 Gew..-% in die Formmassen eingearbeitet, bevorzugt sind 0,075 - 3,0 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt sind 0,1 - 2 Gew.-%.
Daneben können weitere Farbmittel, welche zur Einfärbung von PMMA Formmassen geeignet sind, zusätzlich zur Variation der Farbe eingesetzt werden. Diese Farbmittel können sowohl IR-reflektierend - bspw. Titandioxid - als auch nicht IR-reflektierend sein. Der Anteil dieser zusätzlichen Farbmittel kann zwischen 0 und 3,0 Gew.-%, bevorzugt zwischen 0 und 2,5 Gew.-% und besonders bevorzugt zwischen 0 und 2,0 Gew.-% bezogen auf die Formmasse betragen.
Unter dunklen Farbtönen werden
braune graue grüne und schwarze
Farbtöne verstanden, Mischtöne sind ebenfalls möglich.
Beispiele
Als PMMA-Komponente wird die Formmasse Plexiglas® 7N eingesetzt. Sie ist kommerziell von der Firma Röhm GmbH & Co. KG erhältlich.
Die Formmassen der vorliegenden Erfindung enthalten Poly(meth)acrylate. Der Ausdruck (Meth)acrylate umfaßt Methacrylate und Acrylate sowie Mischungen aus beiden.
Poly(meth)acrylate sind in der Fachwelt bekannt. Diese Polymere werden im allgemeinen durch radikalische Polymerisation von Mischungen erhalten, die (Meth)acrylate enthalten.
Diese Monomere sind weithin bekannt. Zu diesen gehören unter anderem (Meth)acrylate, die sich von gesättigten Alkoholen ableiten, wie beispielsweise Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, n-Butyl(meth)acrylat, tert.-Butyl(meth)acrylat, Pentyl(meth)acrylat und 2-Ethylhexyl(meth)acrylat;
(Meth)acrylate, die sich von ungesättigten Alkoholen ableiten, wie z. B.
Oleyl(meth)acrylat, 2-Propinyl(meth)acrylat, Allyl(meth)acrylat,
Vinyl(meth)acrylat;
Aryl(meth)acrylate, wie Benzyl(meth)acrylat oder
Phenyl(meth)acrylat, wobei die Arylreste jeweils unsubstituiert oder bis zu vierfach substituiert sein können;
Cycloalkyl(meth)acrylate, wie 3-Vinylcyclohexyl(meth)acrylat,
Bornyl(meth)acrylat;
Hydroxylalkyl(meth)acrylate, wie
3-Hydroxypropyl(meth)acrylat,
3,4-Dihydroxybutyl(meth)acrylat,
2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat;
Glycoldi(meth)acrylate, wie 1 ,4-Butandiol(meth)acrylat,
(Meth)acrylate von Etheralkoholen, wie
Tetrahydrofurfuryl(meth)acrylat, Vinyloxyethoxyethyl(meth)acrylat;
Amide und Nitrile der (Meth)acrylsäure, wie
N-(3-Dimethylaminopropyl)(meth)acrylamid,
N-(Diethylphosphono)(meth)acrylamid,
1-Methacryloylamido-2-methyl-2-propanol; schwefelhaltige Methacrylate, wie
Ethylsulfinylethyl(meth)acrylat,
4-Thiocyanatobutyl(meth)acrylat,
Ethylsulfonylethyl(meth)acrylat,
Thiocyanatomethyl(meth)acrylat,
Methylsulfinylmethyl(meth)acrylat,
Bis((meth)acryloyloxyethyl)sulfid; mehrwertige (Meth)acrylate, wie
Trimethyloylpropantri(meth)acrylat. Neben den zuvor dargelegten (Meth)acrylaten können die zu polymerisierenden Zusammensetzungen auch weitere ungesättigte Monomere aufweisen, die mit den zuvor genannten (Meth)acrylaten copolymerisierbar sind. Im allgemeinen werden diese Verbindungen in einer Menge von 0 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 40 Gew.-% und besonders bevorzugt 0 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomeren, eingesetzt, wobei die Comonomere einzeln oder als Mischung verwendet werden können.
Hierzu gehören unter anderem 1-Alkene, wie Hexen-1 , Hepten-1 ; verzweigte Alkene, wie beispielsweise Vinylcyclohexan, 3,3-Dimethyl-i-propen, 3-Methyl-1- diisobutylen, 4-Methylpenten-1 ;
Acrylnitril; Vinylester, wie Vinylacetat;
Styrol, substituierte Styrole mit einem Alkylsubstituenten in der Seitenkette, wie z. B. α-Methylstyrol und α-Ethylstyrol, substituierte Styrole mit einem Alkylsubstitutenten am Ring, wie Vinyltoluol und p-Methylstyrol, halogenierte Styrole, wie beispielsweise Monochlorstyrole, Dichlorstyrole, Tribromstyrole und Tetrabromstyrole;
Heterocyclische Vinylverbindungen, wie 2-Vinylpyridin, 3-Vinylpyridin, 2-Methyl- 5-vinylpyridin, 3-Ethyl-4-vinylpyridin, 2,3-Dimethyl-5-vinylpyridin, Vinylpyrimidin, Vinylpiperidin, 9-Vinylcarbazol, 3-Vinylcarbazol, 4-Vinylcarbazol, 1-Vinylimidazol, 2-Methyl-1-vinylimidazol, N-Vinylpyrrolidon, 2-Vinylpyrrolidon, N-Vinylpyrrolidin, 3-Vinylpyrrolidin, N-Vinylcaprolactam, N-Vinylbutyrolactam, Vinyloxolan, Vinylfuran, Vinylthiophen, Vinylthiolan, Vinylthiazole und hydrierte Vinylthiazole, Vinyloxazole und hydrierte Vinyloxazole;
Vinyl- und Isoprenylether;
Maleinsäurederivate, wie beispielsweise Maleinsäureanhydrid, Methylmaleinsäureanhydrid, Maleinimid, Methylmaleinimid; und Diene, wie beispielsweise Divinylbenzol. Die Polymerisation wird im allgemeinen mit bekannten Radikalinitiatoren gestartet. Zu den bevorzugten Initiatoren gehören unter anderem die in der Fachwelt weithin bekannten Azoinitiatoren, wie AIBN und I .i-Azobiscyclohexancarbonitril, sowie Peroxyverbindungen, wie Methylethylketonperoxid, Acetylacetonperoxid, Dilaurylperoxyd, tert.-Butylper-2- ethylhexanoat, Ketonperoxid, Methylisobutylketonperoxid, Cyclohexanonperoxid, Dibenzoylperoxid, tert.-Butylperoxybenzoat, tert.- Butylperoxyisopropylcarbonat, 2,5-Bis(2-ethylhexanoyl-peroxy)-2,5- dimethylhexan, tert.-Butylperoxy-2-ethylhexanoat, tert-Butylperoxy-3,5,5- trimethylhexanoat, Dicumylperoxid, 1 ,1-Bis(tert.-butylperoxy)cyclohexan, 1 ,1-Bis(tert.-butylperoxy)3,3,5-trimethylcyclohexan, Cumylhydroperoxid, tert.- Butylhydroperoxid, Bis(4-tert.-butylcyclohexyl)peroxydicarbonat, Mischungen von zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen miteinander sowie Mischungen der vorgenannten Verbindungen mit nicht genannten Verbindungen, die ebenfalls Radikale bilden können.
Diese Verbindungen werden häufig in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 0,5 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomeren, eingesetzt.
Bevorzugte Poly(meth)acrylate sind durch Polymerisation von Mischungen erhältlich, die mindestens 20 Gew.-%, insbesondere mindestens 60 Gew.-% und besonders bevorzugt mindestens 80 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der zu polymerisierenden Monomere, Methyl methacrylat aufweisen.
Hierbei können verschiedene Poly(meth)acrylate eingesetzt werden, die sich beispielsweise im Molekulargewicht oder in der Monomerzusammensetzung unterscheiden. Des weiteren können die Formmassen weitere Polymere enthalten, um die Eigenschaften zu modifizieren. Hierzu gehören unter anderem Polyacrylnitrile, Polystyrole, Polyether, Polyester, Polycarbonate und Polyvinylchloride. Diese Polymere können einzeln oder als Mischung eingesetzt werden, wobei auch Copolymere, die von den zuvor genannten Polymere ableitbar sind, den Formmassen beigefügt werden können. Zu diesen gehören insbesondere Styrol-Acrylnitril-Polymere (SAN), die vorzugsweise den Formmassen in einer Menge von bis zu 45 Gew.-% beigefügt werden.
Besonders bevorzugte Styrol-Acrylnitril-Polymere können durch die Polymerisation von Mischungen erhalten werden, die aus 70 bis 92 Gew.-% Styrol 8 bis 30 Gew.-% Acrylnitril und
0 bis 22 Gew.-% weiterer Comonomere, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der zu polymerisierenden Monomere, bestehen.
In besonderen Ausgestaltungen beträgt der Anteil der Poly(meth)acrylate mindestens 20 Gew.-%, bevorzugt mindestens 60 Gew.-% und besonders bevorzugt mindestens 80 Gew.-%.
Derartig besonders bevorzugte Formmassen sind unter dem Handelsnamen PLEXIGLAS® von der Fa. Röhm GmbH & Co. KG kommerziell erhältlich.
Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts Mw der erfindungsgemäß als Matrixpolymere zu verwendenden Homo- und/oder Copolymere kann in weiten Bereichen schwanken, wobei das Molekulargewicht üblicherweise auf den Anwendungszweck und die Verarbeitungsweise der Formmasse abgestimmt wird. Im allgemeinen liegt es aber im Bereich zwischen 20 000 und 1 000 000 g/mol, vorzugsweise 50 000 bis 500 000 g/mol und besonders bevorzugt 80 000 bis 300 000 g/mol, ohne dass hierdurch eine Einschränkung erfolgen soll. Als Farbmittel wurden folgende Stoffe eingesetzt:
- Cromophtalbraun 5R, Fa. Ciba Specialty Chemicals
- Sandoplastrotviolett R1 Fa. Clariant
- Thermoplastblau 684, Fa. BASF
- Ultramarinblau 31 , Fa. Nubiola
- Bayferrox 180 M, Fa. Bayer
- Bayferrox 645 T, Fa. Bayer
- Microlithgrün GA, Fa. Ciba Specialty Chemicals
- Farbruss FW1 , Fa. Degussa
- PK 24-10204, Fa. Ferro
- PK 10456, Fa. Ferro
- Titandioxid CL 2220, Fa. Kronos
Einfärbung der Formmassen:
Farbmittel und Formmassen wurden mittels Walzen homogenisiert. Die
Zusammensetzungen der einzelnen Beispiele sind in Anlage 1 dokumentiert.
Daneben wurde eine 3mm dicke Plexiglas® GS Weiß 003 Platte (40 mm *
21 mm) verwendet (s. Prüfung der Formmassen). In der Gussplatte, bestehend aus PMMA, ist als farbgebendes, IR-reflektierendes Pigment 1 ,5% Titandioxid
CL 2220 enthalten.
Die Restmengen auf 100 Gew.-% sind PLEXIGLAS® 7N. Anlage 1 : Zusammensetzung der Beispiele
PLEXIGLAS® 7N ad 100 Gew.-%
Prüfung der Formmassen:
Aus den eingefärbten Formmassen wurden Pressplättchen in einer Dicke von 0,5 mm mit Hilfe einer Presse hergestellt. Die entsprechenden Prüfkörper wurden nach folgenden Methoden geprüft:
Aufheizverhalten: Die Probe mit 50 mm Durchmesser und 0,5 mm Dicke wurde auf einen Rohacell® Würfel von 50 mm Kantenlänge platziert. Unter die Probenmitte war mit Tesa® Film ein Thermoelement von 0,5 mm Durchmesser fixiert. In das Rohacell® war eine 3 mm dicke Plexiglas® GS Weiß 003 Platte (40 mm*21 mm) eingepresst. Die Probe mit Thermoelement wurde hierauf mit beidseitig klebendem Tesa® Fotostrip befestigt. Die Bestrahlung der Probe erfolgte mit einer Glühlampe 60 W mit 220V geregelt (Wechselspannungs-Stabilisator). Senkrechter Abstand zwischen Unterkante Glaskolben und Probe 50 mm. Nach 20 Minuten Bestrahlung wurde die Temperatur abgelesen. Die Messung der Aufheizung erfolgte in Anlehnung an die Norm ASTM D4803-97.
Lichtreflektion: Spektren gemessen am Perkin Eimer Lambda 19. Hierzu wurden die Prüfkörper mit und teilweise ohne die 3 mm dicke Plexiglas GS Weiß 003 Platte vermessen.
Die Ergebnisse des Aufheizverhaltens der Prüfkörper sind in Tabelle 2 zu sehen. Tabelle 2
W
Tabelle 3
Spektren gemessen am Perkin Eimer Lambda 19
250 750 1250 1750 2250 Wellenlänge [nm]
- - - Vergleichi Vergleich2 ■ Beispieli
Tabelle 5
Spektren gemessen am Perkin Eimer Lambda 19
Reflexion der Proben ohne weißen Hintergrund.
250 750 1250 1750 2250 Wellenlänge [nm]
Vergleichi — — Vergleich2 ■BeispieH
Die Reflektionsspektren sind in Tabelle 3 (Braunfarben mit 3 mm dicker Plexiglas GS Weiß 003 Platte), Tabelle 4 (Schwarzfarben mit 3 mm dicker Plexiglas GS Weiß 003 Platte) und Tabelle 5 (Braunfarben ohne 3 mm dicke Plexiglas GS Weiß 003 Platte) zu sehen.
Anhand der Beispiele erkennt man deutlich die Verbesserungen, welche durch die hier beschriebene Erfindung erreicht werden:
- In Tabelle 2 erkennt man, dass die Aufheizrate bei den erfindungsgemäßen braunen Pressplättchen (Beispiel 1 , 2, 3) besser ist als Vergleich 2 (braunes Pressplättchen, dass mit einem anorganisch IR- absorbierenden Farbmittel hergestellt ist) und vergleichbar mit Vergleich 1 (verwendetes Farbmittel ist hier IR-durchlässig - IR-Reflektion erfolgt an der weißen Plexiglas GS Platte) ist. Auch erkennt man an dem erfindungsgemäßen schwarzen Pressplättchen (Beispiel 4), dass hier die Aufheizrate deutlich besser (niedriger) ist als bei den Vergleichen 3 und 4.
- In den Tabellen 3 und 4 erkennt man deutlich, dass die erfindungsgemäßen Pressplättchen bezogen auf den jeweiligen Farbton das IR-Licht (Wellenlänge > 700 nm) deutlich besser reflektieren als die Vergleiche. Als Ausnahme gilt hier Vergleich 1 - hier geschieht allerdings die Reflektion an der weißen Plexiglas® GS Platte.
- In Tabelle 5 erkennt man deutlich, dass die erfindungsgemäßen braunen Pressplättchen auch ohne die hinterliegende Plexiglas® GS Platte das IR-Licht deutlich besser als die Vergleiche reflektieren.

Claims

Patentansprüche
1. Verwendung von anorganischen Pigmenten zur Herstellung von dunkelfarbigen Formmassen hauptsächlich aus Polymethyl(meth)acrylat, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganischen Pigmente IR- reflektierend sind und dass der daraus hergestellte Formkörper eine Aufheizrate von weniger als 5O0C / 20 min aufweist.
2. Verwendung von anorganischen Pigmenten zur Herstellung von dunkelfarbigen Formmassen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der daraus hergestellte Formkörper eine Aufheizrate von weniger als 45°C / 20 min aufweist.
3. Verwendung von anorganischen Pigmenten zur Herstellung von dunkelfarbigen Formmassen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der daraus hergestellte Formkörper eine Aufheizrate von weniger als 400C / 20 min aufweist.
4. Verwendung von anorganischen Pigmenten zur Herstellung von dunkelfarbigen Formmassen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Formmasse aus einer Mischung aus Polymethyl(meth)acrylat und bis zu 45 Gew.-% einer weiteren Matrix aus
- 70 - 92 Gew.-% Styrol
- 8 - 30 Gew.-% Acrylnitril
- 0-22 Gew.-% weiterer Comonomere und anorganischen Pigmenten besteht.
5. Verwendung der dunkelfarbigen Formmassen nach den Ansprüchen 1-4 zur Herstellung von Kunststoffformkörpern.
6. Verwendung des Kunststoffformkörper nach Anspruch 5 zum Beschichten von Kunststoffformkörpern, dadurch gekennzeichnet, dass man den Kunststoffformkörper mit Hilfe üblicher Methoden auf den zweiten Kunststoffformkörper aufbringt.
7. Verwendung des Kunststoffformkörpern nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man auf den Kunststoffformkörper mit Hilfe üblicher Methoden mindestens eine weitere Kunststoffschicht aufbringt.
8. IR-reflektierend ausgerüstete Formmassen aus Polymethyl(meth)acrylat,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Menge an PMMA-Formmasse zwischen 95 und 99,5 Masse-% beträgt und die Menge an IR-reflektierendem Pigment zwischen 5 und 0,5 Masse-% beträgt.
9. IR-reflektierend ausgerüstete Formmasse aus PMMA und weiteren Polymeren
dadurch gekennzeichnet,
dass die Formmasse aus 90 - 40 Gew.-% aus PMMA besteht und von 0 - 45 Gew.-% aus einer Matrix aus
70 - 72 Gew.-% aus Polystyrol
8 - 30 Gew.-% Polyacrylnitril und
0 - 22 Gew.-% weiteren Copolymeren und 0,5 - 5 Gew.-% IR-reflektierendem Pigment besteht.
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