TW201331292A - 具有吸熱性質之聚合物組成物 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於用於製造模製物尤其是眼鏡與護眼設備用之聚合物組成物，此些模製物符合EN 169(焊接者保護標準)與EN 1836/2005(信號與光之偵測)之規定。該組成物與模製物在高於265℃的溫度下尤其可處理、可回收、具有至少65 kJ/cm2的切口衝擊強度，且符合上述的所需光學標準。

Description

具有吸熱性質之聚合物組成物
本發明係關於製造模製物尤其是眼鏡與護眼設備用之聚合物組成物。
本發明係關於製造模製物尤其是眼鏡與護眼設備用之聚合物組成物，此些模製物符合EN 169(焊接者保護標準)與EN 1836/2005(信號與光之偵測)之規定。
該組成物與模製物在高於265℃的溫度下尤其可處理、可回收、具有至少65 kJ/cm2的切口衝擊強度，且符合上述的所需光學標準。
此外，該組成物可製備成各種色度且比已知的組成物更容易上漆料。
本發明除了關於聚合物組成物在製造模製物時的用途外，尤其關於符合EN 169(焊接者保護標準)之眼鏡與護眼設備以及關於該模製物的製造方法。
先前技術已知符合上述標準的組成物，但其尤其在處理過程中只具有相對較低的溫度穩定性，因此可回收性差且具有相對較低的切口衝擊強度。又，先前技術已知的組成物中只有不恰當的信號與光之偵測，即光譜之光見光範圍下的訊號會受到歪曲或者無法偵測。
因此，本發明的目的在於提供一種聚合物組成物，其不具有先前技術所熟知之組成物的缺點，尤其此組成物具有高處理溫度、高 切口衝擊強度、良好的可染性可染物及良好的可回收性且其能確保良好的光訊號偵測。
注重材料的回收不僅僅是因為退品處理，更是因為模製物的應用造成其具有相對較短的使用壽命。本發明提供一種熱塑性模製物組成物，其包含A)自73.9750至99.9948重量%較佳地自85.00重量%至99.90重量%尤其較佳地自95.00至98.00重量%的至少一透明熱塑性塑膠，較佳的是聚碳酸酯、共聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、芳香族聚酯如聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)、PET-環己烷二甲醇共聚物(PETG)，聚乙烯萘二甲酸酯(PEN)，聚丁烯對苯二甲酸酯(PBT)、環狀聚烯烴、聚或共聚丙烯酸酯及聚或共聚甲基丙烯酸酯如聚或共聚甲基丙烯酸甲酯(例如PMMA)以及與苯乙烯的共聚物如透明聚苯乙烯丙烯腈(PSAN)、熱塑性聚胺酯、以環烯烴為基質的聚合物(例如TOPASR，Ticona的市售產品)，更較佳的是聚碳酸酯、共聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、芳香族聚酯或聚甲基丙烯酸甲酯或上述成份的混合物，尤其較佳的是聚碳酸酯與共聚碳酸酯，透明的熱塑性塑膠的添加量尤其較佳地使其與成分B)至K)的總和等於100重量%；B)自0.05至0.50重量%較佳地自0.10至0.45重量%尤其較佳地自0.20至0.40重量%的至少一UV穩定劑；C)自0重量份至1.00重量份更較佳地自0.05重量份至0.75重量份尤其較佳地自0.15重量份至0.60重量份更尤其較佳地自0.20重量份至0.50重量份的至少一脫模劑；D)自0.0001至0.500重量%較佳地自0.0004至0.2000重量%尤其較佳地自0.0006至0.1000重量%的至少一無機IR吸收劑(碳黑為其例外)，此無機IR吸收劑係以純的無機IR吸收劑為基質；E)自0至0.01重量%較佳地自0.0001至0.0080重量%尤其較 佳地自0.0003至0.0060重量%的至少一有機IR吸收劑；F)自0至0.0150重量%較佳地自0.0001至0.0130重量%尤其較佳地自0.0002至0.0120重量%的碳黑；G)自0至1.0重量%較佳地自0.01至0.50重量%尤其較佳地自0.02至0.11重量%的至少一熱穩定劑；H)自0至7.0重量%的至少一阻燃劑；I)自0至15.00重量%較佳地自0.05至5.0重量%尤其較佳地自0.1至1.0重量%的其他添加物；K)自0.0001至1.000重量%較佳地自0.0002至0.50重量%尤其較佳地自0.0004至0.2000重量%的至少一有機染料或有機染料錯合物；其中成分A至K之重量份的總和為100重量%。
成分A)
本發明範疇內之透明熱塑性塑膠為聚碳酸酯、共聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、芳香族聚酯如聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)、PET-環己烷二甲醇共聚物(PETG)、聚乙烯萘二甲酸酯(PEN)、聚丁烯對苯二甲酸酯(PBT)、環狀聚烯烴、聚或共聚丙烯酸酯及聚或共聚甲基丙烯酸酯如聚或共聚甲基丙烯酸甲酯(如PMMA)以及與苯乙烯的共聚物例如透明的聚苯乙烯丙烯腈(PSAN)、熱塑性聚胺酯、以環烯烴為基質的聚合物(例如TOPASR，Ticona的一市售產品)。
若可彼此混合而得到透明混合物，亦可使用複數透明熱塑性聚合物的混合物，較佳的是聚碳酸酯與PMMA(更較佳的是PMMA<2重量%)或聚酯的混合物。
在本文文義下，一特定的實施例包含聚碳酸酯與少於2.0%較佳地少於1.0%更較佳地少於0.5%的PMMA，但至少0.01%之PMMA的混合物，PMMA的百分比係基於聚碳酸酯的量，PMMA較佳地具有<40,000 g/mol的莫耳質量。在尤其較佳的實施例中，基於聚碳酸酯量的PMMA量為0.2%尤其較佳地為0.1%，PMMA較佳地具有<40,000 g/mol的莫耳質量。
一更特定的實施例包含PMMA與少於2%較佳地少於1%更較佳地少於0.5%甚至更較佳地少於0.2%尤其較佳地為0.1%的聚碳酸酯的混合物，聚碳酸酯的百分比係基於PMMA的量。
尤其較佳的聚碳酸酯的是以雙酚A為基質的均聚碳酸酯、以1,3-二-(4-羥苯基)-3,3,5-三甲基環己烷為基質的均聚碳酸酯以及以兩個單體雙酚A與1,1-二-(4-羥苯基)-3,3,5-三甲基環己烷為基質的共聚碳酸酯。
本發明範疇內的聚碳酸酯包含均聚碳酸酯與共聚碳酸酯；聚碳酸酯可以已知方式為線性或分支。
自雙酚、碳酸衍生物、選擇性的鏈終止劑與分支劑以已知方式來備製聚碳酸酯。
40年來許多專利說明書中皆已揭露了聚碳酸酯的備製細節。例如，此處僅參考Schnell，"聚碳酸酯之化學與物理(Chemistry and Physics of Polycarbonate)",Polymer Reviews,Volume 9,Interscience Publishers,New York,London,Sydney 1964、D.Freitag,U.Grigo,P.R.Muller,H.Nouvertne',BAYER AG,"聚碳酸酯(Polycarbonate)" in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering,Volume 11,Second Edition,1988,pages 648-718及Dres.U.Grigo,K.Kirchner與P.R.Muller"聚碳酸酯(Polycarbonate)" in Beck er/Braun,Kunststoff-Handbuch,Volume 3/1,Polycarbonate,Polyacetale,Polyester,Celluloseester,Carl Hanser Verlag Munich,Vienna 1992, pages 117-299。
適合用以備製聚碳酸酯的雙酚例如是對苯二酚、間苯二酚、二羥基二苯基、二-(羥苯基)-烷、二(羥苯基)-環烷、二-(羥苯基)硫化物、二-(羥苯基)醚、二-(羥苯基)酮、二(羥苯基)-碸、二-(羥苯基)亞碸、α,α'-二-(羥苯基)-二異丙基苯、衍生自靛紅的鄰苯二甲醯亞胺或酚酞衍生物、及上述者在環上烷基化與鹵化的化合物。
較佳的雙酚為4,4'-二羥基二苯基、2,2-二-(4-羥苯基)-丙烷、2,4-二-(4-羥苯基)-2-甲基丁烷、1,1-二-(4-羥苯基)-對-二異丙基苯、2,2-二-(3-甲基-4-羥苯基)-丙烷、2,2-二-(3-氯-4-羥苯基)-丙烷、二-(3,5-三甲基-4-羥苯基)-甲烷、2,2-二-(3,5-三甲基-4-羥苯基)-丙烷、二-(3,5-三甲基-4-羥苯基)-碸、2,4-二-(3,5-三甲基-4-羥苯基)-2-甲基丁烷、1,1-二-(3,5-三甲基-4-羥苯基)-對-二異丙基苯、2,2-二-(3,5-二氯-4-羥苯基)-丙烷、2,2-二-(3,5-二溴-4-羥苯基)-丙烷與1,1-二-(4-羥苯基)-3,3,5-三甲基環己烷。
尤其較佳的雙酚為2,2-二-(4-羥苯基)-丙烷、2,2-二-(3,5-三甲基-4-羥苯基)-丙烷，2,2-二-(3,5-二氯-4-羥苯基)-丙烷、2,2-二-(3,5-二溴-4-羥苯基)-丙烷、1,1-二-(4-羥苯基)-環己烷與1,1-二-(4-羥苯基)-3,3,5-三甲基環己烷。
例如在US-A 3 028 635、US-A 2 999 825、US-A 3 148 172、US-A 2 991 273、US-A 3 271 367、US-A 4 982 014與US-A 2 999 846中、在DE-A 1 570 703、DE-A 2 063 050、DE-A 2 036 052、DE-A 2 211 956與DE-A 3 832 396中、在FR-A 1 561 518、在"H.Schnell,Chemistry and Physics of Polycarbonates,Interscience Publishers,New York 1964"之專著、在JP-A 62039/1986、JP-A 62040/1986與JP-A 105550/1986中皆已闡述了其他適合的雙酚。
在使用均聚碳酸酯的情況下，只使用一種雙酚；在使用共聚碳 酸酯的情況下，使用複數雙酚。
適合的碳酸衍生物例如是光氣或二苯基碳酸酯。
備製聚碳酸酯時可使用的適當鏈終止劑為單酚及單羧酸。適當的單酚為酚本身、烷基酚如甲酚、對-第三丁基酚、枯基酚、對-辛基酚，對-異辛基酚、對-正壬基酚與對-異壬基酚、鹵素酚如對-氯酚、2,4-二氯酚、對-溴酚與2,4,6-三溴酚、2,4,6-三碘酚、對-碘酚及其混合物。
較佳的鏈終止劑為酚、枯基酚及/或對-第三丁基酚。
適當的單羧酸亦為苯甲酸、烷基苯甲酸及鹵素苯甲酸。
較佳的鏈終止劑亦為具有單或多C1-至C30-烷取代基之線性或分支的酚，較佳的是無取代或具有第三丁基取代的酚。
在一特定實例中，以雙酚的莫耳數為基準，所用之鏈終止劑的量係較佳地介於0.1至5莫耳%。鏈終止劑可在光氣反應之前、之期間或之後添加。
適當的分支劑為聚碳酸酯化學領域中所習知之具有三或更高官能度的化合物，尤其是具有三或更高酚OH基團的化合物。
適當的分支劑例如是間苯三酚、4,6-三甲基-2,4,6-三-(4-羥苯基)-庚-2-烯、4,6-三甲基-2,4,6-三(4-羥苯基)-庚烷、1,3,5-三(4-羥苯基)-苯、1,1,1-三-(4-羥苯基)-乙烷、三-(4-羥苯基)-苯基甲烷、2,2-二-[4,4-二-(4-羥苯基)-環己基]-丙烷、2,4-二-(4-羥苯基異丙基)-酚、2,6-二-(2-羥基-5'-甲基-苄基)-4-甲基酚、2-(4-羥苯基)-2-(2,4-二羥基-苯基)-丙烷、六-(4(4-羥苯基異丙基)-苯基)-鄰-對苯二甲酸酯、四-(4-羥苯基)-甲烷、四-(4-(4-羥苯基異丙基)-苯氧基)-甲烷與1,4-二((4',4"-二羥基三苯基)-甲基)-苯以及2,4-二羥基苯甲酸、均苯三甲酸、氰尿醯氯與3,3-二-(3-甲基-4-羥苯基)-2-氧-2,3-二氫吲哚。
在一特定實例中，以雙酚的莫耳數為基準，選擇性使用之分支劑的量較佳地自0.05莫耳%至2.00莫耳%。
分支劑可與雙酚及鏈終止劑一起被置於水性鹼性相中或者其可被溶解於有機溶劑中並在光氣反應前添加。在轉酯處理的情況下，分支劑可與雙酚一起使用。
本發明的芳香族聚碳酸酯具有自5000至200,000較佳地自10,000至80,000尤其較佳地自15,000至40,000的數均分子量Mw(以凝膠滲透層析術測定且利用聚碳酸酯校正來校準)。
根據本發明的聚合物組成物除了根據本發明的成分外更可選擇性地包含其他傳統的聚合物添加物，例如EP-A 0 839 623、WO-A 96/15102、EP-A 0 500 496或"塑膠添加劑手冊(Plastics Additives Handbook)",Hans Zweifel,5th Edition 2000,Hanser Verlag Munich中所述的阻燃劑、光學增亮劑或流動輔助劑，其添加量可以是針對所用之熱塑性塑膠的傳統添加量。
在每一實例中以總聚合物組成物的量為基準，其他的聚合物添加物的較佳使用量為自0.0重量%至5.0重量%更較佳地自0.01重量%至1.00重量%。亦適合的是複數種添加物的混合物。
成分B)
本發明範疇內的UV穩定劑具有儘可能低至400 nm以下的穿透及儘可能高至400 nm以上的穿透。尤其適合用於根據本發明之組成物的紫外線吸收劑為苯并三唑、三、二苯酮及/或芳化的氰基丙烯酸酯。
尤其適合的紫外光吸收劑為羥基-苯并三唑如2-(3',5'-二-(1,1-三甲基苄基)-2'-羥基-苯基)-苯并三唑(Tinuvin R 234,BASF,Ludwigshafen)、2-(5-氯-2H-苯三-2-唑)-6-(1,1-三甲基乙基)-4-甲基-酚(Tinuvin R 326,BASF,Ludwigshafen)、2-(2'-羥基-5'-(第三辛基)-苯基)-苯并三唑(TinuvinR 329,BASF,Ludwigshafen)、2-(2'-羥基-3'-(2-丁基)-5'-(第三丁基)-苯基)-苯并三唑(TinuvinR 350,BASF,Ludwigshafen)、二-(3-(2H-苯三唑)-2-羥基-5-第三辛基)甲烷 (TinuvinR 360,BASF,Ludwigshafen)、(2-(4,6-二苯基-1,3,5-三-2-基)-5-(己氧基)-酚(TinuvinR 1577,BASF,Ludwigshafen)以及二苯酮如2,4-二羥基-二苯酮(ChimasorbR 22,BASF,Ludwigshafen)與2-羥基-4-(辛氧基)-二苯酮(ChimassorbR 81,Ciba,Basel)、2-丙烯酸、2-氰基-3,3-二苯基-2,2-二[[(2-氰基-1-氧-3,3-二苯基-2-丙烯基)氧]-甲基]-1,3-丙烷二基酯(9CI)(UvinulR 3030,BASF AG Ludwigshafen)、2-[2-羥基-4-(2-乙基己基)]苯基-4,6-二(4-苯基)苯基-1,3,5-三(CGX UVA 006,BASF,Ludwigshafen)或四-乙基-2,2'-(1,4-伸苯基-二亞甲基)-二丙二酸酯(HostavinR B-Cap,Clariant AG)。
尤其較佳的特定UV穩定劑例如是TinuvinR 360、TinuvinR 350、TinuvinR 329、TinuvinR 326、HostavinR B-CAP，其中尤其較佳的是TinuvinR 329、326與360及其混合物。
亦可使用此些紫外線吸收劑的混合物。
成分C)
選擇性地使用的脫模劑C)為脂肪族長鏈羧酸與單或多價脂肪族的酯類及/或芳香族羥基化合物。尤其較佳地使用的脂肪族羧酸酯為通式(III)的化合物：(R4-CO-O)o-R5-(OH)p，其中o介於1至4而p介於3至0 (III)
其中R4為脂肪族飽和或不飽和、線性、環形或分支烷基團，而R5為單氫至四氫脂肪族醇類R5-(OH)o+p的烷烯基團。
C1-C18-烷基團較佳的是R4。C1-C18-烷基代表例如甲基、乙基、正丙基、異丁基、正丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、新戊基、1-乙基丙基、環己基、環戊基、正己基、1,1-三甲基丙基、1,2-三甲基丙基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1,1-三甲基丁基、1,2-三甲基丁基、1,3-三甲基丁基、2,2-三甲基丁基、2,3-三甲基丁基、3,3-三甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1,1,2-三甲基丙基、1,2,2-三甲基 丙基、1-乙基-1-甲基丙基或1-乙基-2-甲基丙基、正庚基與正辛基、頻那基、金鋼烷基、異構薄荷基、正壬基、正癸基、正十二基、正十三基、正十四基、正十六基或正十八基。
烷烯代表直鏈、環形、分支或無分支之C1-C18-烷烯基團。C1-C18-烷烯代表例如甲烯、乙烯、正丙烯、異丙烯、正丁烯、正戊烯、正己烯、正庚烯、正辛烯、正壬烯、正癸烯、正十二烯、正十三烯、正十四烯、正十六烯或正十八烯。
在多元醇之酯類的情況下，亦可存在自由的非酯化OH基團。根據本發明適合的脂肪族羧酸酯例如是：單脂肪酸甘油酯、棕櫚酸十六烷酯與脂肪酸十八烷酯。亦可使用通式(III)之不同羧酸酯的混合物。較佳地使用羧酸酯新戊四醇、甘油、三羥甲基丙烷、丙二醇、硬脂醇、十六醇或十四醇與肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸或褐煤酸的酯類及其混合物。尤其較佳的是新戊四醇四硬脂酸酯、單脂肪酸甘油酯、脂肪酸十八烷酯與丙二醇硬脂酸酯及其混合物，最尤其較佳的是新戊四醇四硬脂酸酯。
成分D)
以細分之硼化物為基質的材料如六硼化鑭被發展來作為無機IR吸收劑，因為其具有寬廣的吸收波長範圍。例如在DE 10392543或EP 1 559 743中揭露了以La、Ce、Pr、Nd、Tb、Dy、Ho、Y、Sm、Eu、Er、Tm、Yb、Lu、Sr、Ti、Zr、Hf、V、Ta、Cr、Mo、W與Ca為基質的此類硼化物。
同樣已知的是來自鎢化合物的IR吸收添加劑，相較於先前技術已知之以硼化物為基質的無機IR吸收劑，鎢化合物在可見光譜範圍中具有較低的本質吸收，尤其較佳地使用具有較高儲存穩定性的摻雜鋅的鎢化合物。
在無機IR吸收劑中，尤其較佳的是硼化物，在此處最佳的是六硼化鑭、鎢酸鹽尤其是鎢酸銫及摻雜鋅的鎢酸銫、氧化錫尤其是氧 化銦錫(ITO)以及摻雜錫的氧化銻(ATO)。
例如在H.Takeda,K.Adachi,J.Am.Ceram.Soc.90,4059-4061,(2007)、WO 2005037932、JP 2006219662、JP 2008024902、JP 2008150548、WO 2009/059901與JP 2008214596中敘述了在熱塑性材料中使用此些吸收劑及其備製。
以鎢酸鹽為基質的IR吸收劑為較佳的IR吸收劑類型。
b1)WyOz(W=鎢，O=氧；z/y=2.20-2.99)及/或b2)MxWyOz(M=H、He、鹼金屬、鹼土金屬、來自稀土族群的金屬、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Re、Be、Hf、Os、Bi；x/y=0.001-1.000；z/y=2.2-3.0)，其中較佳地作為M的是元素H、Cs、Rb、K、Tl、In、Ba、Li、Ca、Sr、Fe與Sn但Cs是其中尤其最佳者。尤其較佳的是Ba0.33WO3、Tl0.33WO3、K0.33WO3、Rb0.33WO3、Cs0.33WO3、Na0.33WO3、Na0.75WO3與其混合物。在本發明的一特定實施例中，單獨使用Cs0.33WO3作為無機IR吸收劑是尤其最佳的。類似較佳的是Cs/W比例為0.20與0.25，在下面將上述類型b1)與b2)的鎢化合物稱為鎢酸鹽。
在一更較佳的實施例中使用摻雜過的鎢酸鹽，其為下列類型的物質
ZnwMxWyOz(M=由下列者所構成之族群所選出之至少一元素：H、He、鹼金屬、鹼土金屬、來自稀土族群的金屬、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Re、Be、Hf、Os、Bi；x/y=0.001-1.000；z/y=2.2-3.0；w=0.001-0.015)，其中較佳的作為M的是元素H、Cs、Rb、K、Tl、In、Ba、Li、Ca、Sr、Fe與Sn，上述者中尤其最佳的 是Cs。亦尤其較佳的是摻雜鋅的Ba0.33WO3、Tl0.33WO3、K0.33WO3、Rb0.33WO3、Cs0.33WO3、Na0.33WO3、Na0.75WO3與其混合物。
若使用以硼化物為基質的IR吸收劑，較佳的是以硼化物為基質的奈米級無機IR吸收劑粒子，較佳的是金屬硼化物，此金屬係選自由下列元素所構成的族群：La、Ce、Pr、Nd、Tb、Dy、Ho、Y、Sm、Eu、ER、Tm、Yb、Lu、Sr、Ti、Zr、Hf、V、Ta、Cr、Mo、W與Ca。尤其較佳的形式是六硼化物。尤其較佳的是六硼化鑭(LaB6)、六硼化鐠(PrB6)、六硼化釹(NdB6)、六硼化鈰(CeB6)、六硼化铽(TbB6)、六硼化鏑(DyB6)、六硼化鈥(HOB6)、六硼化釔(YB6)、六硼化釤(SmB6)、六硼化銪(EuB6)、六硼化鉺(ErB6)、六硼化銩(TmB6)、六硼化鐿(YbB6)、六硼化鎦(LuB6)、六硼化鍶(SrB6)、六硼化鈣(CaB6)、二硼化鈦(TiB2)、二硼化鋯(ZrB2)、二硼化鉿(HfB2)、二硼化釩(VB2)、二硼化鉭(TaB2)、硼化鉻與二硼化鉻(CrB與CrB2)、二硼化鉬、五硼化鉬與硼化鉬(MoB2、Mo2B5與MoB)、五硼化鎢(W2B5)、或此些硼化物的組合。尤其最佳的是以六硼化鑭(LaB6)為基質的化物或包含六硼化鑭的混合物。
根據本發明的額外IR吸收劑為氮化鈦(TiN)，其特徵在於紅外線範圍內的寬廣光譜吸收及在可見光範圍下的顏色中性。在一較佳的實施例中，使用氮化鈦與氧化銻錫(ATO)更尤其較佳的比例係介於1：50至1：10較佳地介於1：15至1：40。
無機IR吸收劑的粒子直徑(由TEM/穿透式電子顯微鏡所測定)係較佳的小於200 nm更較佳地小於100 nm更尤其較佳地小於50 nm，在每一情況下粒子直徑較佳地大於5 nm更較佳地大於10 nm。在一尤其較佳的實施例中，平均粒子直徑係介於15 nm至25 nm。粒子在光譜的可見光範圍下為透明的，透明意味著IR吸收劑在可見光範圍下的光吸收低於IR範圍下的光吸收，且IR吸收劑不會顯著地增加目標組成物或目標終端產品的霧度或顯著地減少其(在可見光範 圍下的)穿透率。
可處理粒子表面。例如，可利用矽烷來處理表面或提供鈦系、鋯系膜層或類似膜層。藉著此處理的方式可增加其對水氣的抵抗性。此類型的塗膜能增加IR吸收的長期穩定性，例如在US 20050161642揭露了此特性。在一較佳的實施例中，利用氮化鈦來塗佈以硼化物或鎢酸鹽作為基質的IR吸收劑粒子。
在本發明中，將細分過的IR吸收劑粒子導入聚合物基質中較佳的是具有分散液形式的基質中。此分散液能避免重新結塊並促進其摻入熱塑性基質如聚碳酸酯中。較佳地使用聚合物系分散劑。適合的聚合物系分散劑尤其是具有高穿透率的分散劑如聚丙烯酸酯、聚胺酯、聚醚、聚酯或聚胺酯以及其衍生聚合物。較佳的分散劑為聚丙烯酸酯、聚醚、以聚酯為基質的聚合物。較佳地使用具有高溫度穩定性的分散劑。
為了製備根據本發明之無機IR吸收劑的奈米粒子，IR吸收劑可與下述之分散劑及其他有機溶劑如甲苯、苯或類似的芳香碳氫化合物混合，在適合的研磨設備如球磨機中添加氧化鋯(例如具有0.3 mm的直徑)進行研磨，以製造出期望的粒子尺寸分佈。獲得具有分散液形式的奈米粒子。在研磨後，可選擇性地添加其他分散劑。在高溫與減壓條件下移除溶劑。
粒子的尺寸係由穿透式電子顯微鏡(TEM)所測定。例如在Adachi et al.,J.Am.Ceram.Soc.2008,91,2897-2902中揭露了IR吸收劑之奈米粒子的此類量測。
為了能在透明的熱塑性化合物中使用，將以此方式獲得的粒子分散至有機基質如丙烯酸酯中，並在研磨設備中利用適當的輔助物質如二氧化鋯並選擇性地利用有機溶劑如甲苯、苯或類似的碳氫化合物來進行選擇性的研磨。
適合的聚合物系分散劑尤其是具有高光穿透率的分散劑如聚丙 烯酸酯、聚胺酯、聚醚、聚酯或聚酯聚胺酯以及其衍生聚合物。
較佳的分散劑為聚丙烯酸酯、聚醚及以聚酯為基質的聚合物，尤其較佳地利用具有高溫度穩定性的聚丙烯酸酯作為分散劑如聚甲基丙烯酸甲酯或聚丙烯酸甲酯(共同被稱為聚(甲基)丙烯酸甲酯)及聚酯。亦可使用此些聚合物的混合物或以丙烯酸酯為基質的共聚物。在例如JP 2008214596及Adachi et al.J.Am.Ceram.Soc.2007,90 4059-4061中揭露了此類分散輔助劑及製備鎢酸鹽分散液的方法。
適合本發明的分散劑可於市面上購得。以聚丙烯酸酯為基質的分散劑尤其適合。此類適合的分散劑例如可自下列者獲得：來自BASF Ludwigshafen以EFKAR作為商品名者例如EFKA® 4500與EFKAR 4530。含散酯的分散劑亦適合。其例如可自下列者獲得：來自Avecia以Solsperse®作為商品名者例如Solsperse® 22000、24000SC、26000、27000。亦已知的是含聚醚之分散劑例如來自Kusumoto Chemicals商品名為Disparlon® DA234與DA325者。亦適合的是以聚胺酯為基質的系統。以聚胺酯為基質的系統可自下列者獲得：來自BASF Ludwigshafen商品名為EFKA® 4046與EFKA® 4047者。Texaphor® P60與P63為Cognis的對應商品名。
以根據本發明所用之無機IR吸收劑的分散液為基準，IR吸收劑在分散劑中的量係介於0.2重量%至80.0重量%較佳地介於1.0重量%至40.0重量%更較佳地介於5重量%至35重量%最較佳地介於10重量%至30重量%。
即刻可用之IR吸收劑配方之總組成物除了純的IR吸收劑物質與分散劑外，更可包含輔助物質如二氧化鋯以及剩餘的溶劑如甲苯、苯或類似的芳香碳氫化合物。
更可添加摻雜了氟或錫的化合物如氧化銦(在錫的情況下為ITO)，錫的含量係介於2至30原子%，較佳地介於4至12原子%，氟的含量係介於10至70原子%。
尤其較佳的是氧化錫作為額外IR吸收劑的組合，氧化錫摻雜有2至60原子%的銻或者10至70原子%的氟。
亦尤其較佳的是摻雜了鋁或銦或鎵的氧化鋅，鋁的含量係介於1至30原子%較佳地介於2至10原子%，銦的含量係介於2至30原子%，氟的含量係介於2至30原子%。
上述的紅外線吸收劑的混合物尤其適合，因為熟知此項技藝者藉由有目的的選擇可最佳化近紅外線光範圍的吸收。尤其較佳地使用LaB6與鎢酸銫的混合物、TiN與鎢酸銫的混合物、LaB6與氧化銻錫的混合物及鎢酸銫與氧化銻錫的混合物。
LaB6與鎢酸銫的比例係較佳地介於1：6至1：12更較佳地介於1：8至1：10。在每一實例中此比例係基於純IR吸收劑的固體含量。
成分E)
適合的額外有機紅外線吸收劑係根據例如在M.Matsuoka,Infrared Absorbing Dyes,Plenum Press,New York,1990中所揭露的物質種類。尤其適合的是選自下列種類的紅外線吸收劑：酞菁、萘酞菁、金屬錯合物、偶氮染料、蒽醌、二次酸的衍生物、immonium染料、苝、quaterylene與聚甲炔。當然，quaterylene、苝、酞菁與萘酞菁為尤其最適合者。考慮到在熱塑性塑膠中的較佳溶解性，較佳的是具有佔空間之側基團的酞菁與萘酞菁，例如苯基、苯氧基、烷基苯基、烷基苯氧基、第三丁基、(-S-苯基)、-NH-芳基、-NH-烷基與類似基團。
尤其較佳的是來自BASF Ludwigshafen的Lumogen IR 765(CAS No.943969-69-5；EG No.454-270-3)、Lumogen IR 788(EG No.451-660-5/CAS No.333304-54-4)以及來自Nippon Shokubai的Excolor HA 1((八苯胺基八氟酞菁氰氧基)氧釩)。
成分F)
根據本發明的碳黑為黑色粉狀固體，根據其品質與用途，其實質上由碳所構成。碳黑的碳含量一般而言係自80.0至99.9重量%。已經過氧化性之後處理後的碳黑的碳含量係較佳地自96.0至95.5重量%。在碳黑上的微量有機雜質可藉著以有機溶劑如甲苯來萃取碳黑而加以去除，是以碳含量可被增加至甚至於大於99.9重量%。已經過氧化性之後處理後的碳黑的氧含量可上至30重量%較佳地上至20重量%尤其自5至15重量%。
碳黑主要是由尺寸較佳地介於10至500 nm之球形一次粒子所構成。此些一次粒子一起成長而形成類鏈狀或分支狀的團塊。團塊通常是碳黑在分散處理中能被分拆成的最小單元。許多的此些團塊藉由分子間力(凡得瓦力)再次結合而形成黏聚物。藉著變化備製的條件可以刻意地調整一次粒子與團塊(結構)兩者的尺寸。熟知此項技藝者應瞭解，「結構」一詞意味著一次粒子在團塊中以三維方式配置的本質。「高結構」一詞係用來代表碳黑具有高度分支與交聯的團塊結構；另一方面，「低結構」一詞係用來代表大部分線性的團塊結構即少有分支與交聯的結構。
利用鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)根據ISO 4656所量測到的油吸附數(oil adsorption number)通常被認定為一種對碳黑結構的量測方式。高油吸附數代表高結構。
碳黑的一次粒子尺寸可例如藉由掃描式電子顯微鏡所測定。然而，亦使用碳黑的BET表面積(根據ISO 4652利用氮吸附來測定)來作為碳黑之一次粒子尺寸的量測值。高BET表面積代表小的一次粒子尺寸。
碳黑之黏聚物的分散能力係取決於一次粒子尺寸與團塊的結構，碳黑的分散能力通常會隨著一次粒子尺寸與結構的減少而增加。
作為商業產品的工業用碳黑係由不完全的燃燒或碳氫化合物的熱解所製造。製造工業用碳黑的方法為文獻所知。製造工業用碳黑 的已知方法尤其是爐管、氣黑、焰黑、乙炔黑及熱黑法。
一次粒子的粒子尺寸分佈以及一次粒子團塊的尺寸與結構決定了碳黑的特性如顏色深度、基調與導電率。導電性的碳黑通常具有小的一次粒子及廣泛分支的團塊。有色的碳黑通常是具有極小一次粒子且在被製造後受到上述處理中之一者之氧化的碳黑。藉此附著在碳黑表面的氧化性基團能增加其與樹脂的匹配性，其中有色碳黑係被導入樹脂中並加以分散。
較佳地使用有色碳黑。在一較佳的實施例中，小於100 nm較佳地介於10至99 nm更較佳地介於10至50 nm尤其較佳地介於10至30 nm尤其介於10至20 nm的平均一次粒子尺寸(由掃描式電子顯微鏡所測定)。因此在根據本發明的方法中尤其較佳地使用尤其細分過的有色碳黑，因為當一次粒子尺寸減少時利用特定量之碳黑所能獲得之顏色深度與抗UV能力增加；然而另一方面，其分散能力亦下降，這也是為何此類細分過的碳黑的分散能力尤其需要改善。
較佳地使用的有色碳黑具有較佳地至少20 m2/g更較佳地至少50 m2/g尤其較佳地至少100 m2/g尤其至少150 m2/g的BET表面積(根據ISO 4652利用氮吸附所測定)。
較佳地使用之有色碳黑的額外特徵在於其油吸數(根據ISO 4656利用二丁基鄰苯二甲酸酯(DBP)所測定)係較佳地介於10至200 ml/100 g更較佳地介於30至150 ml/100 g尤其較佳地介於40至120 ml/100 g尤其介於40至80 ml/100 g。具有低油吸數的有色碳黑通常能達到較佳的顏色深度而在此方面有較佳表現，但另一方面，其通常難以分散，這也是為何此類碳黑的分散能力尤其需要改善。
所用的碳黑可以是且較佳地具有粒狀化或珠狀化的形式。可藉由文獻中已知的方法來進行珠狀化或粒狀化，一方面用來增加塊密度並改善計量加入(流動)特性，但另一方面亦為了工作場所的衛生因素而進行。較佳地調整粒子或珠子的硬度俾使其能耐受計量加入期 間的傳輸與饋送程序而儘量不受損害，但在受到較大機械剪應力(如在商用粉末混合設備及/或混練單元中所遇到的剪應力)時能被再次完全分解為黏聚物。
市面上能獲得且適合本發明之範疇的碳黑可來自許多商品且可來自許多形式如錠粒或粉末。例如，適合的碳黑是商品名為BLACK PEARLS®者、商品名為ELFTEX®、REGAL®與CSX®之經濕處理的錠粒以及商品名為MONARCH®、ELFTEX®、REGAL®與MOGUL®的絮聚形式，上述者皆可自Cabot Corporation所獲得。尤其較佳的是以BLACK PEARLS®(CAS No.1333-86-4)作為商品名在市面上販售的碳黑。
除了其著色作用外，本發明文義下的碳黑亦可被用來作為IR吸收劑。亦可使用彼此之混合物形式的IR吸收劑尤其較佳的是無機IR吸收劑。是以，在混合物的情況下，較佳的是包含兩種上至五種尤其較佳地兩種或三種不同的IR吸收劑的。
可組合IR吸收劑俾使最大的吸收範圍被個別IR吸收劑的最大值所涵蓋。
較佳地使用此些濃度，使得完成品具有介於0.5 mm至8 mm較佳地介於0.8 mm至6.0 mm尤其較佳地介於1.0 mm至4.0 mm的厚度。
在另一特定的實施例中，尤其是針對鐵路與飛機的應用，玻璃的厚度亦可大於8較佳地介於9 mm至15 mm，根據此厚度來調整各個IR吸收劑與穩定劑的濃度。
在一更較佳的實施例中，基於各別IR吸收劑的吸收最大值，使用吸收範疇不同於硼化物或鎢酸鹽的額外IR吸收劑(複數種)，使得最大的吸收範圍被個別IR吸收劑的最大值所涵蓋。
成分G)
本發明的組成物更包含至少一熱穩定劑，其係選自包含下列者 的族群：以膦為基質的穩定劑、以亞磷酸酯為基質的穩定劑及選自酚類抗氧化劑的穩定劑。
對於膦的選擇並無任何限制，膦化合物較佳地係選自包含下列者的族群：脂肪族 膦、芳香族膦及脂肪族-芳香族膦。
膦化合物可以是一級、二級與三級膦。較佳地使用三級膦，芳香族膦尤其較佳而三級芳香族膦尤其最佳。
在本發明的一較佳實施例中，使用三苯基膦(TPP)、三烷基苯基膦、雙二苯基膦基乙烷或三萘基膦如Irgaphos 168其中尤其最佳的是三苯基膦(TPP)，或者此些膦的混合物。
原則上可以使用不同膦的混合物。
膦化合物的製備與特性為熟知此項技藝者所熟知，且例如記載於EP-A 0 718 354及"Ullmanns Enzyklopadie der Technischen Chemie",4th Edition,Vol.18,p.378-398與Kirk-Othmer,3rd Edition,Vol.17,p.527-534中。在穩定劑混合物中使用膦化合物時，其含量應該要考量到下列事實：在特定的處理條件下物質的氧化與溫度及滯留時間相依。經氧化的部分不再能穩定所用的IR吸收劑。因此，應考慮到處理步驟的數目以及處理條件。因此在熱處理後，組成物總是會包含特定量之經氧化的膦尤其較佳地包含三苯基膦氧化物。
適合在本發明文義下的熱與處理穩定劑為亞磷酸酯與亞膦酸酯以及膦。實例為三苯基亞磷酸酯、二苯基烷基亞磷酸酯、苯基二烷基亞磷酸酯、三(壬基苯基)亞磷酸酯、三月桂基亞磷酸酯、三(十八烷基)亞磷酸酯、二硬脂酸新戊四醇二亞磷酸酯、三(2,4-二-第三丁基苯基)亞磷酸酯、二異癸基新戊四醇二亞磷酸酯、二(2,4-二-第三丁基苯基)新戊四醇二亞磷酸酯、二(2,4-二枯基苯基)新戊四醇二亞磷酸酯、二(2,6-二-第三丁基-4-甲基苯基)新戊四醇二亞磷酸酯、二異癸基氧新戊四醇二亞磷酸酯、二(2,4-二-第三丁基-6-甲基苯基)-新戊四醇二亞磷酸酯、二(2,4,6-三(第三丁基苯基)新戊四醇二亞磷酸酯、三硬 脂酸山梨醣醇三亞磷酸酯、四(2,4-二-第三丁基苯基)-4,4'-二亞苯基二亞膦酸酯、6-異辛基氧-2,4,8,10-四-第三丁基-12H-二苯[d,g]-1,3,2-二氧膦、二(2,4-二-第三丁基-6-甲基苯基)甲基亞磷酸酯、二(2,4-二-第三丁基-6-甲基苯基)乙基亞磷酸酯、6-氟-2,4,8,10-四-第三丁基-12-甲基-二苯[d,g]-1,3,2-二氧膦、2,2',2"-氮基-[三乙基三(3,3',5,5'-四-第三丁基-1,1'-二苯基-2,2'-二基)亞磷酸酯]、2-乙基己基(3,3',5,5'-四第三丁基-1,1'-二苯基-2,2'-二基)亞磷酸酯、5-丁基-5-乙基-2-(2,4,6-三-第三丁基苯氧基)-1,3,2-二氧磷烷、二(2,6-二-第三丁基-4-甲基苯基)新戊四醇二亞磷酸酯、三苯基膦(TPP)、三烷基苯基膦、二二苯基膦基乙烷或三萘基膦。尤其較佳地使用三苯基膦(TPP)、Irgafos® 168(三(2,4-二-第三丁基-苯基)亞磷酸酯)與三(壬基苯基)亞磷酸酯或其混合物。
更可使用酚類抗氧化劑如烷基化的單酚、烷基化的硫烷基酚、對苯二酚與烷基化的對苯二酚。尤其較佳地使用Irganox® 1010(新戊四醇-3-(4-羥基-3,5-二-第三丁基苯基)丙酸酯；CAS：6683-19-8)及Irganox 1076®(2,6-二-第三丁基-4-(十八烷氧基羰基乙基)酚).
在本發明的文義下亦可使用上列穩定劑的組合，尤其是TPP與Irganox® 1076更尤其是1：1的比例。
成分H)
在本發明的範圍內適合的阻燃劑尤其是脂肪與芳香磺酸的鹼與鹼土鹽、磺胺及磺醯亞胺衍生物如全氟丁烷磺酸鉀、二苯基碸磺酸鉀、N-(對甲苯基硫醯)-對-甲苯磺醯亞胺之鉀鹽、N-(N'-苄基胺基羰基)-磺醯胺之鉀鹽。
可在根據本發明之模製物組成物中選擇性使用的鹽類例如是：全氟丁烷硫酸鈉或鉀、全氟甲烷磺酸鈉或鉀、全氟辛烷硫酸鈉或鉀、2,5-二氯苯硫酸鈉或鉀、2,4,5-三氯苯硫酸鈉或鉀、甲基膦酸鈉或鉀、(2-苯基-乙烯)-膦酸鈉或鉀、五氯苯甲酸鈉或鉀、2,4,6-三氯苯甲酸鈉 或鉀、2,4-二氯苯甲酸鈉或鉀、苯基膦酸鋰、二苯基碸磺酸鈉或鉀、2-甲醯基苯磺酸鈉或鉀、(N-苯硫醯)-苯磺胺鈉或鉀、六氟鋁酸三鈉或三鉀、六氟鈦酸二鈉或二鉀、六氟矽酸二鈉或二鉀、六氟鋯酸二鈉或二鉀、焦磷酸鈉或鉀、偏磷酸鈉或鉀、四氟硼酸鈉或鉀、六氟磷酸鈉或鉀、磷酸鈉或鉀或鋰、N-(對-甲苯基硫醯)-對-甲苯磺醯亞胺之鉀鹽、N-(N'-苄基胺基羰基)-磺醯胺之鉀鹽。
較佳的是全氟丁烷磺酸鈉或鉀、全氟辛烷磺酸鈉或鉀、二苯基碸磺酸鈉或鉀、2,4,6-三氯苯甲酸鈉或鉀、N-(對-甲苯基硫醯)-對-甲苯磺醯亞胺之鉀鹽、N-(N'-苄基胺基羰基)-磺醯胺之鉀鹽。最尤其較佳的是九氟-1-丁烷磺酸鉀及二苯基碸磺酸鈉或鉀。
九氟-1-丁烷磺酸鉀特別是由市售的Bayowet®C4(Lanxess,Leverkusen,Germany,CAS No.29420-49-3)、RM64(Miteni,Italy)或3MTM全氟丁烷硫醯Fluoride FC-51(3M,USA)所獲得。上述鹽類的混合物亦類似適合。
在本發明的文義下，上述阻燃劑較佳地使用的量為至少一阻燃劑係介於0.00重量%至0.15重量%較佳地介於0.001至0.1300重量%更較佳地介於0.010至0.100重量%尤其較佳地介於0.020至0.070重量%。
適合的替代阻燃劑的實例為選自下列者之族群的含磷阻燃劑：單體與低聚的磷酸酯與膦酸酯、膦酸胺、膦酸、亞膦酸酯、亞磷酸鹽、次亞磷酸鹽、膦氧化物及磷腈，亦可使用選自此些族群之一或不同族群之複數成分作為阻燃劑混合物。亦可單獨其他此處未特別提及的化合物較佳地為無鹵素含矽化合物，或者與其他化合物較佳地為無鹵素含磷化合物的任意組合。這此亦包含純無機磷化合物如磷酸水合硼。亦考慮使用膦酸胺作為含磷阻燃劑。例如在美國專利5,844,028的說明書中揭露了製備膦酸胺。例如在EP A 728 811、DE A 1 961668與WO 97/40092中揭露了磷腈與其製備。例如在EP 1 342 753、DE 10257079A與EP 1 188 792中更詳細地揭露了亦可使用矽氧烷、磷酸化的有機矽氧烷、矽膠或矽氧烷基矽烷作為阻燃劑。
更可使用雙酚A二磷酸酯作為替代阻燃劑；其特別是由Reofos® BAPP(Chemtura,Indianapolis,USA)、NcendX® P-30(Albemarle,Baton Rouge,Louisiana,USA)、Fyrolflex® BDP(Akzo Nobel,Arnheim,Netherlands)或CR 741®(Daihachi,Osaka,Japan)所獲得。
在本發明的文義下可用來作為額外阻燃劑的其他磷酸酯為額外的三苯基磷酸酯(其特別可由Reofos® TPP(Chemtura)、Fyrolflex® TPP(Akzo Nobel)或Disflamoll® TP(Lanxess)所供應)及間苯二酚二磷酸酯。間苯二酚二磷酸酯可由市售產品Reofos RDP(Chemtura)或Fyrolflex® RDP(Akzo Nobel)所獲得。
在本發明的文義下，在每一情況下以總組成物為基準，含磷化合物較佳地額外使用量係介於1重量%至7重量%更較佳地介於1重量%至6重量%尤其較佳地介於2重量%至6重量%。
在本發明的範疇內，比上述者更適合的替代或額外阻燃劑為含鹵素化合物。這些包含溴化之化合物如溴化之低聚碳酸酯(例如來自Chemtura之四溴雙酚A低聚碳酸酯BC-52®,BC-58®,BC-52HP®)、聚五溴苄基丙烯酸酯(例如來自Dead Sea Bromine(DSB)之FR 1025)、四溴-雙酚-A與環氧化物之低聚反應產物(例如來自DSB之FR 2300與2400)、或者溴化之低聚-與聚-苯乙烯(例如來自Ferro Corporation之Pyro-Chek® 68PB、來自Chemtura之PDBS 80與Firemaster® PBS-64HW)。
在本發明的文義下，所使用之額外含溴化合物的量係介於0.01重量%至5.00重量%較佳地介於0.1重量%至3.0重量%尤其較佳地介於0.5重量%至2.0重量%。
成分I)
組成物可包含下列者作為根據成分I)之額外的市售添加劑：流動劑、成核劑、穩定劑、抗靜電劑(例如導電碳黑、碳纖維、奈米碳管以及有機的抗靜電劑如聚烯烴醚、烷基磺酸或含聚醯胺的聚合物)、酸類。此類化合物係載於例如"塑膠添加物手冊(Plastics Additives Handbook)",ed.Hans Zweifel,5th Edition 2000,Hanser Publishers,Munich的適當章節中。.
成分K)
可以用來作為染色添加劑用之有機染料的實例為蒽醌、偶氮染料、亞甲基偶氮染料、苯并蒽酮、煃吖啶酮、喹啉黃、雙噁、黃士酮、陰丹士林藍、異吲哚啉、異吲哚滿酮、亞甲基染料、芘酮、苝、酞菁、皮蒽酮、吡咯並吡咯、硫靛染料、以及例如偶氮染料、亞甲基偶氮染料、亞甲基染料的金屬錯合物或偶氮化合物的金屬鹽。
有一些適合的可溶於聚合物的染料例如分散液染料如蒽醌系列，例如是烷基胺基-、胺基-、芳基胺基-、環己基胺基-、羥基-、羥基胺基-或苯基胇基-蒽醌以及偶氮染料的金屬錯合物尤其是單偶氮染料的1：2鉻或鈷以及螢光染料如苯并噻唑、豆香素、環氧乙烷或噻系列。
本發明的組成物較佳地包含至少一染料，此染料係選自包含下列者的族群：a)Macrolex Violet 3R(CAS No.0000082-16-6)，1,8-二((4-甲基苯基)胺基)-9,10-蒽酮，MW：418.494，b)Macrolex Yellow 3G(CAS No.004174-09-8)，MW：358.3992，c)Macrolex Blue RR(CAS No.032724-62-2)，1,4-二((2,6-二乙基-4-甲基苯基)胺基)-9,10-蒽酮，MW：530.708，d)Heliogen Blue K6911 D(CAS No.000147-14-8)，酞菁銅，e)Macrolex Orange 3G(CAS No.006925-69-5)，MW：270.29，f)Makrolex Violet B(CAS No.81-48-1)。
更較佳地使用染料a、f與d尤其較佳地使用a及/或f與d的組合最尤其較佳地a及/或f與b的比例係介於1：1至1：6。
根據本發明之聚合物組成物的製備方法為熟知此項技藝者所公知。
根據本發明之包含成分a)至k)之聚合物組成物係藉由組合、混合與均質化該些成分以傳統的含入處理所製備，均質化尤其較佳地在剪應力作用下的熔融物中進行。熔融均質化之前的組合與混合係選擇性地利用粉狀預混物來進行。
亦可使用已由適合溶劑中之混合物成分的溶液製備的預混物，在溶液中選擇性地進行均質化，接著移除溶劑。
尤其，根據本發明之組成物的成分可藉由已知的方法如以母批的形式導入。
使用母批及粉末混合物或壓實過的預混物尤其適合用以導入成分b)之後的成分並包含成分k)。
尤其較佳地，成分b)、c)、e)、g)與h)係以粉末混合物的形式含入，該粉末混合物額外地包含粉狀的成分a)。
在一較佳的實施例中，可將上述成分計量加入母批(較佳地成分d)與f)位於作為載帶材料的a)中，混合較佳地於剪應力作用下的熔融物中進行(例如在揉捏機或雙螺桿擠出機中進行)。此處理的優點在於，在聚合物基質中成分能較佳地分佈。為了製備母批，較佳地選擇熱塑性塑膠(亦代表整體最終聚合物組成物的主要成分)作為聚合物基質。
就此，可組合、混合、均質化組成物，然後在傳統的設備如螺桿型擠出機(例如雙螺桿擠出機ZSK)、揉捏機、布氏(Brabender)或班伯理(Banbury)研磨機中進行擠出。在擠出後，冷卻擠出物並研成粉末。亦可預混合各別成分，然後分別添加及/或類似地以混合物的形式添加剩餘的起始材料。根據本發明的聚合物組成物例如可 以下列方式處理成產品或模造體：先將上述聚合物組成物擠出形成顆粒，以已知的方式藉由適當的處理將顆粒處理成各種產品或模造體。
就此，藉由熱壓成型、旋轉成型、吹塑成型、深拉伸、擠出或射出成型可將根據本發明的組成物轉變為產品、模造體或模造物。亦關心雙層系統的使用。可例如在藉由共擠出或複數成分之射出成型製造模製物之基體的同時或之後立即進行施加。然而，亦可藉由薄膜疊壓或藉由溶液塗佈而施加至已完成的模製基體。
可藉由(共擠出)、直接剝皮、直接塗佈、插入成型、薄膜插入成型或其他熟知此項技藝者已知的適合處理，製造基層的薄片與選擇性的上層/複數層(多層系統)。
對於擠出而言，將選擇性地藉由例如乾燥預處理過的聚合物組成物饋送至擠出機並在擠出機的塑化系統中熔融。接著經由扁平模具或多壁薄片模具來壓塑膠熔融物藉以使其成形，然後在平滑延壓機的輥縫中使其達到期望的最終形式並藉由交替地冷卻平滑輥及利用空氣來固定其形狀。設定擠出聚合物組成物所需的溫度，通常可以依照製造商的指示設定。若聚合物組成物包含例如具有高熔融黏度的聚碳酸酯，則通常在介於260℃至350℃的熔融溫度下處理聚合物組成物並依此設定塑化桶的溫度與模具溫度。
藉著使用一或多個側擠出機及複數的歧管模具或扁平模具上游之選擇性適合的熔融配適器，可將不同組成物的熱塑性熔融物彼此平鋪疊置而因此製造出多層薄片或薄膜(共擠出可見例如EP-A 0 110 221、EP-A 0 110 238與EP-A 0 716 919，配適器對模具處理的細節可見Johannaber/Ast："Kunststoff-Maschinenfuhrer",Hanser Verlag,2000與Gesellschaft Kunststofftechnik："Coextrudierte Folien und Platten：Zukunftsp erspektiven,Anforderungen,Anlagen und Herstellung,Qualitatssicherung",VDI-Verlag,1990)。
使用上述的熱塑性基材，亦可以射出成形的方式製造模造體。其方法為已知並載於"Handbuch Spritzgiessen",Friedrich Johannaber/Walter Michaeli,Munich；Vienna：Hanser,2001,ISBN 3-446-15632-1或"Anleitung zum Bau von Spritzgiesswerkzeugen",Menges/Michaeli/Mohren,Munich；Vienna：Hanser,1999,ISBN 3-446-21258-2中。
根據本發明之較佳產品、模造體或模製物為薄片、薄膜、玻璃如飛機之玻璃、車子的天窗、安全玻璃、屋頂覆層或建築物的玻璃、車輛與建築物內部用的燈罩、遮陽板、眼鏡。除了固體薄片外，亦可使用雙塑薄片或多塑薄片。除了根據本發明的組成物外，在根據本發明的產品中可例如包含額外的材料成分來作為根據本發明之產品的其他成分。例如，玻璃在玻璃邊緣處可具有密封材料。屋頂覆層可例如具有金屬零件如螺絲、金屬銷等，此些零件可用來固定或導引(在折疊式或滑動式屋頂的情況下)屋頂元件。藉由例如二成分射出成型亦可使其他材料與根據本發明的組成物連接。例如，具有IR吸收特性之對應結構元件可設有一邊緣用以例如黏合。
在一較佳的實施例中，塗佈自本發明的組成物所製造出的物品。此塗層具有下列功能：保護熱塑性材料不受氣候影響(例如被陽光傷害)及保護表面不受機械損害(例如括傷)因此增加裝配有的物品的阻抗能力。塗層亦可減少起霧的傾向，這在眼鏡與遮陽板的情況下尤其重要。
已知藉由各種塗層可保護聚碳酸酯不受UV輻射的影響。此類薄膜可類似地增加對應物品的抗刮能力。本發明的物品可帶有單層或多層的系統。其可被塗佈在單側或雙側上。在一較佳的實施例中，物品包含了具有UV吸收劑的抗刮漆料。在一較佳的實施例中，多層產品包含至少一層具有根據本發明之組成物的薄膜、至少一抗UV膜層及選擇性的抗刮塗層。
在玻璃材料的情況下，物品在至少一側上載有至少一抗刮或抗反射塗層。
可利用各種方法來製備塗層如抗反射塗層。例如，可利用各種氣相沈積來進行塗佈，例如藉由電子束處理阻熱以及藉由電漿沈積或各種濺鍍方法如高頻濺鍍、磁控濺鍍、離子束濺鍍等，例如藉由DC、RF、HCD方法的離子電鍍、反應性離子電等、或化學氣相沈積。亦可自溶液施加抗反射塗層。因此，可藉由具有高折射係數的金屬氧化物的分散液如在以矽為基質之漆料中的ZrO2、TiO2、Sb2O5或WO3，製備對應的塗佈溶液，此種塗佈溶液適合用於塑膠物品的塗佈且可藉著熱或UV的協助而固化。
在塑膠物品上製造抗刮塗層的各種方法為已知的。例如，可使用以環氧化物、丙烯酸、聚矽氧烷、膠體矽膠或有機/無機材料(混成材料)為基質的漆料。此類系統例如可藉由浸處理、旋塗、噴處理或流塗所施加。固化可藉由熱或UV輻射來進行。可使用單層或多層系統。可例如直接施加抗刮塗層或者在製備具有底漆之基材表面後才施加。此外，可藉由電漿如SiO2電漿輔助之聚合處理來施加抗刮塗層。防霧或抗反射塗層可類似地藉由電漿處理所製造。亦可藉由特定的射出成型方法如表面處理過之薄膜的背射出，以將抗刮塗層施加至所得的模造體。在抗刮塗層中可包含各種添加物例如衍生自三唑或三的UV吸收劑。更可包含有機或無機本質的IR吸收劑。此類添加物可被包含在抗刮漆料本身中或被包含在底漆層中。抗刮層的厚度係介於1至20μm較佳地介於2至15μm。低於1μm無法滿足抗刮層的阻抗力能。高於20μm在漆料中更常破裂。在由於較佳的使用領域為窗戶或車輛的玻璃，因此本發明中所述之根據本發明的基材在已製造成射出成型物品後，較佳地具有上述抗刮及/或抗反射層。
對於聚碳酸酯而言，較佳地使用包含UV吸收劑的底漆以變善抗刮漆料的黏著性。底漆可包含其他穩定劑例如HALS系統(以空間 阻礙之胺類為基質的穩定劑)、黏著促進劑、流動改善劑。目標樹脂可選自許多材料，此些材料例如載於Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry,5th Edition,Vol.A18,pp.368-426,VCH,Weinheim 1991中。可使用聚丙烯酸酯、聚胺酯、酚系、三聚氰胺系、環氧樹脂及醇酸系統或此些系統的混合物。在大多數的情況下樹脂會溶解於適當的溶劑中-通常可溶於醇類中。取決於所選定的樹脂為何，可在室溫或較高的溫度下進行固化。較佳地使用介於50℃至130C°的溫度-通常是在已於室溫下簡短地移除大部分的溶劑後。市面上可獲得的系統例如是來自Momentive Performance Materials的SHP470、SHP470FT與SHP401。此類塗層係載於例如US 6350512 B1、US 5869185、EP 1308084、WO 2006/108520中。
抗刮漆料(硬塗層)係較佳地由矽氧烷所構成且較佳地包含UV吸收劑。其可較佳地藉由浸處理或流處理所施加。在介於50℃至130℃的溫度下進行固化。市面上可獲得的系統例如是來自Momentive Performance Materials的AS4000、SHC5020與AS4700。此類系統例如載於US 5041313、DE 3121385、US 5391795、WO 2008/109072中。在大部分的情況下，此些材料係藉由烷氧基-及/或烷基烷氧基-矽烷在酸或鹼催化劑的輔助下縮合合成。可選擇性地包含奈米粒子。較佳的溶劑為醇類如丁醇、異丙醇、甲醇、乙醇及其混合物。
可使用單一成分的混成系統來取代底漆/抗刮塗層的組合。此些者例如載於EP0570165或WO 2008/071363或DE 2804283中。市面上可獲得的混成系統例如可自Momentive Performance Materials商品名為PHC587或UVHC 3000所獲得。
在一尤其較佳的處理中，藉由覆塗處理施加漆料，因為其可獲得高光學品質的塗層。
在本發明的文義下，UV範圍(紫外光)包含200至400 nm的波 長範圍、可見(可見光)範圍包含400至780 nm的波長範圍而IR範圍(紅外光)包含780至1400 nm的波長範圍。
在本發明的範疇內，透明應被理解為當透過透明材料(例如具有對應之模造體的形式)觀察時背景清楚可見。僅僅是半透明(例如在毛玻璃的情況下，透過其只能模糊地看到背景)並不足以稱對應材料為透明。
令人驚訝地，根據本發明申請專利範圍第1項之組成物可達到上述目的。
必須更進一步地將模造體著色為特定顏色，使其只允許偵測到狹窄裕度內的訊號顏色，這是因為，由於焊接者用之保護玻璃的著色使得這些顏色通常已無法被清晰地辨識。
模造體是透明的且在塗佈前具有小於3.0%較佳地2.5%尤其較佳地2.0%的初始霧度。
可藉由例如穿透式電子顯微鏡(TEM)來測定粒子尺寸。針對IR吸收劑奈米粒子的此類量測例如係載於Adachi et al.,J.Am.Ceram.Soc.2008,91,2897-2902中。
熔融體積流速(MVR)係根據ISO 1133(在300℃下以1.2 kg)所測定。
利用來自Perkin Elmer之與球體整合的Lambda 900分光儀，根據ASTM E1348並以ASTM E308中所載的權重因子與公式來進行色彩透射的測定。
透射量測：
利用來自Perkin Elmer之與球體整合的Lambda 900分光儀，根據ISO 13468-2(即藉由量測漫透射與直接透射以測定總透射)來進行透射量測。
利用來自Perkin Elmer之與球體整合的Lambda 900分光儀來進行透射量測。所有的值都是在320 nm至2300 nm的範圍(包含2300 nm)的波長範圍內量測，△λ為5 nm。單獨光譜範圍(UV、可見光與IR範圍)的透射為此些量測值的平均。在來自Perkin Elmer之與球體整合的Lambda 900分光儀上根據EN 1836來量測信號與光之偵測的相對視覺衰減係數。
利用BYK Gardner Haze Gard根據ASTM D 1003來測定霧度。切口衝擊強度的測定係根據ISO 180 A在尺寸為80 mm x 10 mm x 3 mm的測試棒上以10倍測定來進行。在23℃的溫度下進行量測。
製造測試樣本用的材料：
成分A)
具有以酚為基質之終端基團的線性雙酚A聚碳酸酯，具有6 cm3/10 min的熔融體積流速(MVR)(在300℃下根據ISO 1133以1.2 kg負載量測)，下面將其稱為PC 1。
成分B)
B1)Tinuvin 326
B2)Tinuvin 329
成分C)
新戊四醇四硬脂酸酯
成分D)
D1)六硼化鑭，LaB6(來自Sumitomo Metal Mining,Japan的KHDS 06，CAS No.857255-66-4)。產品具有粉狀分散液的形式。實例中所顯示的重量係基於產品KHDS 06，在商用KHDS 06分散液中六硼化鑭的固體含量為21.5重量%。
D2)六硼化鑭，LaB6(來自Sumitomo Metal Mining,Japan的KHDS 872G2，CAS No.949005-03-2)。產品具有粉狀分散液的形式。實例中所顯示的重量係基於產品KHDS 872G2，在商用KHDS 872G2分散液中六硼化鑭的固體含量為10.0重量%。
D3)使用鎢酸銫，Cs0.33WO3(來自Sumitomo Metal Mining, Japan的YMDS 874)作為IR吸收劑。產品具有丙烯酸酯分散液的形式。實例中所顯示的重量係基於具有純物質形式的鎢酸銫，商用分散液中鎢酸銫的固體含量為25重量%。
成分E)
使用來自BASF SE,67065 Ludwigshafen,Germany的Lumogen IR 765(quaterylene，CAS No.943969-69-5)作為有機的IR吸收劑。
成分F)
使用來自Cabot Corp.的Black Pearls® 800(CAS No.1333-86-4)作為奈米級碳黑(粒子尺寸約為17 nm)。
成分G)
G1)三苯基膦(TPP)
G2)Irganox 1076
成分K)
K1)Macrolex Violet 3R
K2)Macrolex Yellow 3G
K3)Macrolex Blue RR
K4)Heliogen Blue K6911 D
K5)Macrolex Orange 3G
藉由混練來製備聚合物組成物：
在來自KraussMaffei Berstorff之型號為ZE25的雙桿軸擠出機上，利用實例中所指示的成分量，於300℃的熔融溫度、100 rpm的速度與10 kg/h的產出速度下進行添加物的混練。為了更加地混合，先製備包含成分B)to G)之PC(A)(以總組成物為基準，5重量%的混合物粉末)的粉末混合物，然後將其計量加入聚碳酸酯(A)的剩餘量中。
製造測試樣本：
在真空下與120℃的溫度下乾燥顆粒4小時，然後在具有25 個射出單元的Arburg 370射出成型設備上於300℃的熔融溫度與80℃的設備溫度下進行處理以形成尺寸為50 mm x 75 mm x Z mm的有色樣品薄片，其中Z為1.0、2.0、3.0或4.0 mm；針對切各衝擊的量測，在相同的溫度下形成尺寸為80 x 10 x 3.0 mm3的樣品。
本發明的組成物在壁厚度介於1.0 mm至4.0 mm時符合群組1.2至9.0的焊接保護標準EN 169。此外，在上述壁厚度範圍下的組成物在所有的訊號顏色(如黃、紅、綠及藍等)下以介於0.80至1.31的衰減係數滿足EN 1836的需求。

Claims (11)

  1. 一種吸熱熱塑性模製組成物，包含：A)自73.9750至99.9948重量%的至少一透明熱塑性塑膠，B)自0.05至0.50重量%的至少一UV穩定劑，C)自0重量份至1.00重量份的至少一脫模劑，D)自0.0001至0.500重量%的至少一無機IR吸收劑(除碳黑以外)，此無機IR吸收劑係以純的無機IR吸收劑為基質，E)自0至0.01重量%的至少一有機IR吸收劑，F)自0至0.0150重量%的碳黑，G)自0至1.0重量%的至少一熱穩定劑，H)自0至7.0重量%的至少一阻燃劑，I)自0至15.00重量%的其他添加物，及K)自0.0001至1.000重量的至少一有機染料或有機染料錯合物，其中成分A至K之重量份的總和為100重量%。
  2. 如申請專利範圍第1項之吸熱熱塑性模製組成物，其特徵在於該熱塑性塑膠為聚碳酸酯。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之吸熱熱塑性模製組成物，其特徵在於該有機染料係選自包含下列者的族群：Macrolex Violet 3R、Macrolex Yellow 3G、Macrolex Blue RR、Heliogen Blue K6911 D及Macrolex Orange 3G。
  4. 如申請專利範圍前述各項中任何一項之吸熱熱塑性模製組成物，其特徵在於該無機IR吸收劑係選自包含硼化物與鎢酸鹽的族群。
  5. 如申請專利範圍前述各項中任何一項之吸熱熱塑性模製組成物，其特徵在於使用至少一硼化物與至少一鎢酸鹽的混合物係用作為該無機IR吸收劑。
  6. 如申請專利範圍第5項之吸熱熱塑性模製組成物，其特徵在於該硼化物與該鎢酸鹽的比例係介於1：6至1：12。
  7. 如申請專利範圍前述各項中任何一項之吸熱熱塑性模製組成物，其特徵在於該組成物所包含的該碳黑的量係介於0.0001至0.0130重量%。
  8. 如申請專利範圍第1至6項中任何一項之吸熱熱塑性模製組成物，其特徵在於該組成物所包含的該有機IR吸收劑的量係介於0.0001至0.0080重量%。
  9. 如申請專利範圍第7項之吸熱熱塑性模製組成物，其特徵在於該組成物所包含的該有機IR吸收劑的量係介於0.0001至0.0080重量%。
  10. 如申請專利範圍前述各項中任何一項之吸熱熱塑性模製組成物，其特徵在於該熱穩定劑係選自包含下列者的族群：三苯基膦與Irgaphos 1076，且該穩定劑所佔的量係介於0.01至0.50重量%。
  11. 如申請專利範圍前述各項中任何一項之吸熱熱塑性模製組成物，其特徵在於該有機染料所佔的量係介於0.0004至0.2000重量%。
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