本发明涉及含有蓝光阻隔添加剂的热塑性塑料混合物和这类混合物的使用。
背景技术：
塑料已经能够替代其他材料应用于多种行业。在包装行业，塑料替代了玻璃可以减少损坏，减轻重量以及降低生产和运输环节中的能量消耗。在其他行业，塑料替代了金属材料将腐蚀性减到最小，还可以减轻重量，并为产品提供了多种颜色。
据测定，来源于电子设备发光二极管(LED)的蓝光会对设备使用者造成负面的影响。近期的研究表明，在黑暗或者睡眠环境中使用带有LED的电子设备数小时会影响人体大脑内的褪黑激素的水平，而这种激素用以调节人体睡眠。来自于电子电器LED中的蓝光量没有在黑暗条件下看电视时的阴极射线那么明显,电视中显现的灼热蓝色由于持续时间过短而无法记录。但是现代生活中普遍存在的LED光源中其所含蓝光是能量最强的，它会对人的眼睛造成潜在的损伤以及影响或中断人类正常的睡眠。
技术实现要素：
通过塑料混合物使用至少一种着色剂，不仅能够阻隔蓝光而且可以调节阻隔的强度。它与高分子聚合物有很好的相容性，并且能使聚合物在可见光区域达到最高的半透明度也就非常 接近透明。
本发明关注一些经过特殊选择的有机着色剂，它不仅可以吸收蓝光，而且可以在除蓝光外的其他可见光区域保持较高的透明度及透过率。这类着色剂会用于一些塑料制品。如使用自身发光电子设备时抗疲劳的眼镜。
特别指出的是，不论我们是在平板电脑上打游戏，还是在笔记本电脑上写专利，又或者在大屏幕电视机前观看恐怖电影，都可以使用这种带有可调节屏蔽蓝光强度功能的眼镜或者滤镜。这种眼镜和滤镜是通过树脂中的可调节蓝光屏蔽的有机着色剂和树脂混合制作而成的。
本发明为高分子混合物，其包含：(a)热塑性高分子聚合物；(b)与热塑性聚合物相容的，并吸收蓝光的有机颜料；和(c)其他可选择的功能添加剂，其中混合物在进行透光率测试时使用铂金埃尔默公司的紫外可见光分光光度计，机器型号为Lambda 650，测试样品尺寸为x＝20mm；y＝25mm；和z＝2mm。结果显示该混合物在波长250nm-450nm范围内，透光率小于或等于80％。在波长大于560nm范围，透光率则要大于85％。
产品特点将通过本发明的描述而变得更加清晰。
附图说明
图1为控制例、比较例和发明例的透光率。
具体实施方式
混合物及混合物的使用
候选的热塑性聚合物有聚丙烯(PP)；聚乙烯(PE)；醋酸乙烯共聚物(EVA)；聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)；聚碳酸酯(PC)；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)；聚甲醛(POM)； 聚酰胺(PA)；聚苯硫醚(PPS)；聚乳酸(PLA)；聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；聚苯乙烯(PS)；它们中的任意共聚物、或其组合。以聚碳酸酯最为适宜，因其本身具有自然的清晰度。如果考虑这些特殊聚合物制品的成本，常规聚合物制品中光学级别聚碳酸酯是最适合的。
选择有机着色剂不需要过度的实验，只要基于以下三点：(a)与高分子聚合物有很好的相容性，合适的可混性，很好的溶解度，这才能在蓝光以外其它光区域提供最佳的透光率并保持高清晰度；(b)在蓝光区域约430-450nm范围有很强的吸收；和(c)在波长大于450nm范围，特别是大于560nm区域有尽可能小的吸收。其中(a)点与(c)点是相关联并与(b)点要求最小透光率是可区分的。
如图1所示，参照下面的例子，一个人以本发明的知识为基础是可以从市面上销售的着色剂中选择出满足以上三点要求的产品。此外，一个人通过下面的例子是可以做出0％到80％左右的任意透光率(在430-450nm波长范围内)。较好的是，在这个范围中蓝光的透光率是可变化并可控的。通过使用满足以上三个条件的多个着色剂并调节其在高分子聚合物中的配方是可以达到。本项发明是通过在高分子混合物中使用一个、或者组合多个有机着色剂使其透光率在0-80％之间。此外，在0％到80％间的任意百分比被都可以得到。
所述混合物还可包括一种或更多种常规塑料添加剂，其用量足以使热塑性复合物获得所需的加工性质或使用性能。添加剂的量不应造成浪费或对复合物的加工或性能有害。热塑性配混领域的技术人员无需过多的实验，仅须参考一些文献，例如来自“塑料设计库”(Plastics Design Library)(elsevier.com)的“塑料添加剂数据库”(Plastics Additives Database)(2004)，就能够选择许多不同类型的添加剂加入本发明的混合物中。
任选添加剂的非限制性例子包括粘合促进剂；杀/抗 微生物剂(抗菌剂、杀真菌剂和防霉剂)、抗雾化剂；抗静电剂；粘合剂、起泡剂和发泡剂；分散剂；扩链剂；阻燃剂；烟雾抑制剂；抗冲改性剂；引发剂；润滑剂；着色剂和染料；增塑剂；加工助剂；脱模剂；滑爽剂和抗粘连剂；稳定剂；硬脂酸盐/酯；粘度调节剂；蜡；催化剂；钝化剂；以及它们的组合。
表1显示了可用于本发明的各组分的可接受的、所需的和优选的范围，都表示为整个混合物的重量百分数(重量％)。该复合物可包含以下成分，基本上由以下成分组成，或者由以下成分组成：任意一种或更多种的热塑性聚合物、有机蓝光吸收剂，与任意一种或更多种任选的功能添加剂的组合。还设想了在范围端值之间的任意数字作为端值，从而把表1中可能性之内的所有可能的组合设想为用于本发明的备选混合物。
加工
本发明中混合物的制备并不复杂。本发明的混合物可以间歇或连续操作的方式制得。可把所有成分一起添加来形成混合物，或首先把一些成分成形为母料，然后稀释或添加进热塑性树脂。
以连续工艺进行的混合通常发生在温度升至足以熔化聚合物基质的单螺杆或双螺杆挤出机、连续混合器或其它装置 中，在挤出机的头部或者挤出机的下游添加其他成分。挤出机速度范围可以为约50-约500转/分钟(rpm)，优选的为约100-约300rpm。通常，将从挤出机中输出的产物制成粒状，供以后挤出或模塑成聚合物制品。
以间歇工艺进行的混合操作通常在密炼机中进行，该混合器能在足以使聚合物基体熔化的温度下操作，以便加入固体成分添加剂。混合速度为60-1000rpm。此外，将从混合器中输出的产物切碎为更小的尺寸，供以后挤出或模塑成聚合物制品。
后面的挤出或模塑技术是热塑性塑料聚合物工程领域技术人员熟知的。不需要过多的实验，仅仅需要参考诸如《挤出，权威加工指南和手册》(Extrusion,The Definitive Processing Guide and Handbook)；《模塑部件收缩和翘曲手册》(Handbook of Molded Part Shrinkage and Warpage)；《专业模塑技术》(Special ized Molding Techniques)；《旋转模塑技术》(Rotational Molding Technology)和《模具、工具和模头修补焊接手册》(Handbook of Mold,Tool and Die Repair Welding)(均由塑料设计库出版(elsevier.com))之类的参考文献，本领域的技术人员就能使用本发明的复合物制得具有任何想得到的形状和外观的制品。
本发明的实用性
本发明的混合物可成形为任意挤出、模塑、压延、热成性或3D打印的制品。
用于这种最终成形热塑性制品的备选终端应用有眼镜，窗户，电子设备显示器过滤镜，特别着重需要屏蔽蓝光照射同时允许非蓝色光传输的制品。
实施例解释了有机着色剂在聚碳酸酯复合物中的性 能。
实施例
实施例1，2,3和4、以及比较例A，B都与控制例C进行比较。
表2显示了成分、它们的化学特性以及它们的商业来源。表3显示样品制备的条件。表4显示配方及测试结果。图1为表4结果的图形显示。
表4中透光率测试使用铂金埃尔默公司型号为Lambda650的紫外可见光分光光度计测量波长在430nm-450nm范围以及大于560nm范围的透光率.
控制例和实施例1，2,3，4以及比较例A，B通过挤出制成母粒，然后依据表3的条件，添加进树脂通过注塑制成测试样片(20mm X 25mm X 2mm)。
如图1所示，控制例C蓝光可以在430-450nm范围内传输，可见光也可以在大于450nm波长范围穿过。比较例A和B在大于560nm部分透光率测试失败。实施例1-4通过了大于560nm透光率测试。
此外，实施例1-3均为黄色着色剂，它们通过使用一个或多个有机着色剂可以实现在0-80％范围内的任何透光比例(在此已被重新写入)。实施例4证明不同颜色的有机着色剂可以被发现和使用，改变实施例1-3的黄色，也能达到在0％到80％之间的透射率(在此已被重新写入)。
同样，实施例1和4证明，两个不同的颜色是可以被找到的，各自在430-450nm的透光率约为0％。也就是说所有的蓝光被高分子混合物阻隔，只有非蓝光可以穿过。
不同种类的着色剂在聚碳酸酯中的使用决定了蓝光阻隔的成功或者失败也同样的决定了560nm以上的透过率。虽然高分子混合物实施例1-4和比较例A，B是黄色或者橙色。在430-450nm波长范围内，实施例1-4的蓝光吸收是可变化并且可控的，可以达到0％-80％间的任意透光率。
本发明不限于上述实施方式。以下是所附权利要求书。