具有高度老化稳定性的有机着色剂和着色的聚合物组合物的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于热塑性塑料的具有高的抗老化颜色稳定性的有机着色剂。本发明进一步涉及含有至少一种热塑性塑料和至少一种特定结构的有机着色剂、优选至少两种有机着色剂的组合的聚合物组合物。本发明进一步涉及根据本发明的着色剂用于使聚合物组合物着色的用途，特别是用于透明设置，诸如用于制备在建筑物、机动车和轨道车辆或飞行器中使用的窗玻璃所要求的。
【专利说明】具有高度老化稳定性的有机着色剂和着色的聚合物组合物
[0001]本发明涉及用于热塑性塑料的具有高的抗老化颜色稳定性的有机着色剂(Farbmittel)。
[0002]本发明进一步涉及含有至少一种热塑性塑料和至少一种特定结构的有机着色剂、优选至少两种有机着色剂的组合的聚合物组合物。
[0003]本发明进一步涉及根据本发明的着色剂用于使聚合物组合物着色的用途，特别是用于诸如用于制备在建筑物、机动车和轨道车辆或飞行器中使用的窗玻璃(Scheibe)所要求的透明设置(Einstel lung)。
[0004]本发明另外涉及一种用于制备含有根据本发明的着色剂或根据本发明的着色剂组合的热塑性聚合物组合物的方法。
[0005]本发明进一步提供由根据本发明着色的热塑性聚合物组合物制备的产品、成形制品或成形物体。
[0006]塑料的着色本身是已知的。
[0007]尽管如此，迄今为止依然缺乏特别是用于透明设置的着色剂组合，所述着色剂组合提供可能的中性颜色设置-例如灰色-并且具有在高的光学要求下使用的优异的老化稳定性。对使用的着色剂组合有相应高要求的用途尤其包括用于汽车玻璃窗(Verscheibung)的透明的成品零件，所述零件根据用途可以被着色到不同的程度。由于机动车寿命长，在此情况下特别是在昂贵的汽车领域中重要的是在使用寿命时间内保持材料的所希望的高质量颜色印象(Farbeindruck)而没有显著的损失`。
[0008]由含有透明热塑性聚合物例如聚碳酸酯的组合物制备的玻璃窗为车辆领域和建筑物提供了相比于传统玻璃窗户的许多优点。这些包括例如提高的防破裂性能和/或节省重量，在汽车窗户情况下这使得在交通事故情况下乘客的安全性可以更高和燃料消耗更低。最后，包含透明热塑性聚合物的透明材料由于成型性较简单而有相当大的设计自由度。
[0009]在机动车、轨道车辆和飞行器或在基础建设领域中使用的窗玻璃另外具有长寿命并且在此寿命期间应当不会变脆。另外颜色和透明性在所述寿命期间应当没有变化或只有轻微变化，正如在窗玻璃的适当IR保护处理中的IR保护性能，即热辐射保护的那样。玻璃窗必须另外具有足够的耐刮擦性。
[0010]由于要求长寿命，常常使用玻璃作为窗用玻璃材料。玻璃对UV辐射不敏感，对刮擦敏感性低和在长时期内不会改变机械性能。因为无机氧化物例如氧化铁用作颜料和IR吸收剂，IR和颜色性质在长时间内也保持几乎不变。然而，这种颜料不可能在热塑性材料中使用，因为它会导致相应基质变雾浊和/或分解。
[0011]由于塑料具有上述优势，因此需要材料展现出热塑性材料的良好物理性质又具有相应着色玻璃的高颜色稳定性。
[0012]在透明热塑性塑料中，例如基于聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的聚合物特别适合用作窗用玻璃材料。由于高韧度，聚碳酸酯特别具有对于这样的使用目的极好的性能特征。
[0013]为了提高热塑性材料的长寿命，已知的是为这些热塑性塑料提供UV保护和/或耐刮擦性涂层。另外已知大量具有高耐光性的着色剂。
[0014]然而表明，如果要求格外高的颜色稳定性，现有技术中提到的热塑性组合物不太适合。例如如果玻璃窗户和热塑性材料的透明着色的窗玻璃建造在一起使用就是如此。这里发现玻璃的颜色稳定性比热塑性材料优越。如果这些材料建造在一起，则颜色偏差特别显著。
[0015]着色剂褪色不仅导致颜色性能变化，而且导致发生较高的能量透过，因为大约50%通过窗玻璃透过的能量来自于太阳光谱的可见光范围。尤其是在汽车和建筑玻璃窗领域中后者是所不希望的，因为具体的内部温度由此受到影响。
[0016]另外可能需要在中性颜色中配置成形制品的着色，因为内部或内部陈设的氛围受强烈着色窗玻璃的影响。通常，中性的灰色是优选的。在某些实施方案中，着色可以向蓝-灰、绿-灰、红-灰或黄-灰变化。
[0017]该组合物必须是在用于热塑性塑料的常规温度下可加工的，而在加工过程中没有颜色或其它光学性能显著变化。
[0018]现有技术中许多染料已经被描述成特别耐光性的并因此是稳定的。所谓的Macrolex着色剂(Lanxess datasheets; Technical Information, Lanxess DeutschlandGmbH, Functional Chemicals, High Performance Additives, Colorants, 51369Leverkusen,德国)例如 Macrolex Blue RR (Solvent Blue 97)，Macrolex Violet 3R(Solvent Violet 36)的耐光性(根据 DIN EN ISO 4892-2 在 1/3 标准深度用 1%Τ?02 (对于苯乙烯用2%Ti02)测定；用0.05 %着色剂透明着色；用8-级蓝色等级进行评价)被分类为7-8 (8=最大值)，其中所述着色剂意欲用于聚碳酸酯中。但是发现在本实验的情况下，在聚碳酸酯组合物中，形式上被分类为耐光性的着色剂并不显示根据本发明的老化稳定性。
[0019]反之，已经发现只有非常少数的特定结构的着色剂是适合的。特别地，特定组合适合于实现本发明。
[0020]因此，目的是提供用于热塑性聚合物的具有高度颜色老化稳定性的着色剂或着色剂组合。在此情况下，着色的热塑性聚合物组合物的目视颜色印象在使用寿命期间应当仅仅稍微变化。
[0021]在此另外本发明的目的是满足在透明着色的热塑性聚合物组合物情况下的下列必要条件。
[0022]通过暴露于0.75W的氙光在3，000小时的人工老化试验后色度值Λ E的变化小于5.0，优选小于4.0，特别优选小于3.0。另外，目视颜色印象应当也没有变化，这特别是指条纹和高颜色浓度的点。
[0023]在特定的实施方案中，具有的色度值为a* = O 土 5和b* = O 土 5，特别是a* =O 土 4和b* = O 土 4的中性灰色是优选的。
[0024]在本发明的情况下，透明性要理解为是指当通过例如相应的成形制品形式的透明材料观察时，背景可以清楚地看到。仅仅对光透明，例如在通过起霜的玻璃背景仅仅模糊地显示的情况下，就不能描述该相应的材料为透明的。在本发明情况下的透明热塑性聚合物或热塑性聚合物组合物另外在老化之前具有的初始雾浊度小于5.0%，优选4.0%，更优选小于3.0%，特别优选小于2.0%。
[0025]本发明的另一目的是提供一种用于制备含有根据本发明的有机着色剂或有机着色剂组合的热塑性聚合物组合物的方法。
[0026]另外本发明的目的是提供用于制备多层制品、成形制品和成品零件的含有至少一种有机着色剂或一种有机着色剂组合的着色的热塑性聚合物组合物。
[0027]令人惊讶的是，通过根据本发明的有机着色剂或根据本发明的有机着色剂组合和使用根据本发明的有机着色剂或根据本发明的有机着色剂组合制备的根据本发明的热塑性聚合物组合物已经可以实现该目的。
[0028]根据本发明的着色剂或着色剂组合是下面的着色剂或组合(逗号要读作“和”):
1.(Ia)和 / 或(Ib)，(4)，(2a)和 / 或(2b)
I1.(Ia)和 / 或(Ib)，(5)，(2a)和 / 或(2b)
II1.(Ia)和 / 或(Ib)，(7)
IV.(Ia)和 / 或(Ib)，(4)，(7)
V.(Ia)和 / 或(Ib)，(5)，(7)
V1.(4)，(2a)和 / 或(2b)
VI1.(5)，(2a)和 / 或(2b)
VII1.(2a)和 / 或(2b), (4)，(6)
IX.(2a)和 / 或(2b)，(5)，(6)
X.(3)， (4)
X1.⑶，(5)
XI1.⑶，(4)，(6)
XII1.⑶，(5)，(6)
XIV.(3)， (4) ， (7)
XV.(3)， (5) ， (7)
XV1.(3)，(4)，(2a)和 / 或(2b)
XVI1.(3)，(5)，(2a)和 / 或(2b)
XVII1.(6)，(Ia)和 / 或(Ib)
XIX.(6)，(Ia)和 / 或(Ib)，(7)
XX.(Ia)和 / 或(Ib), (8)
XX1.(7)， (4)
XXI1.(J)，(5)
XXII1.(Ia)和 / 或(Ib),
XXIV.(2a)和 / 或(2b)，
XXV.(7)
XXV1.(2a)和 / 或(2b)，(7)，
其中上述结构如下定义:
a)
【权利要求】
1.用于对透明热塑性组合物抗老化稳定着色的着色剂组合物，含有选自如下结构的着色剂或着色剂组合: 1.(Ia)和 / 或(Ib)，(4)，(2a)和 / 或(2b) I1.(Ia)和 / 或(Ib)，(5)，(2a)和 / 或(2b) II1.(Ia)和 / 或(Ib)，(7) IV.(Ia)和 / 或(Ib)，(4)，(7) V.(Ia)和 / 或(Ib)，(5)，(7) V1.(4)，(2a)和 / 或(2b) VI1.(5)，(2a)和 / 或(2b) VII1.(2a)和 / 或(2b)，(4)，(6) IX.(2a)和 / 或(2b)，(5)，(6) X.(3)， (4) X1.⑶，(5) XI1.⑶，(4)，(6) XII1.⑶，(5)，( 6) XIV.(3)， (4) ， (7) XV.(3)， (5) ， (7) XV1.(3)，(4)，(2a)和 / 或(2b) XVI1.(3)，(5)，(2a)和 / 或(2b) XVII1.(6)，(Ia)和 / 或(Ib) XIX.(6)，(Ia)和 / 或(Ib)，(7) XX.(Ia)和 / 或(Ib), (8) XX1.(7)， (4) XXI1.(J)，(5) XXII1.(Ia)和 / 或(Ib), XXIV.(2a)和 / 或(2b)， XXV.(J) XXV1.(2a)和 / 或(2b)，(7)， 其中所述结构如下:
la, Ib:
卿"卿?ΙΙΛ?iih} 其中 -Ra和Rb相互独立地表示直链或支化的烷基，或卤素；-η与各个R独立地表示0-3的自然数，η=0时的基团为氢；2a, 2b:
2.根据权利要求1的组合物，其特征在于所述组合物含有至少一种结构(la)、(lb)、(2a)、(2b)或(7)的着色剂。
3.根据权利要求1或2的组合物，其特征在于所述结构(7)的着色剂具有2l/kg-101/kg的堆体积,5 m2/g-60 m2/g的比表面积和4_9的pH值。
4.根据权利要求1或2的组合物，其特征在于所述组合物含有以1:1的异构体混合物形式的结构(Ia)和(Ib)和/或(2a)和(2b)的着色剂。
5.根据权利要求1或2的组合物，其特征在于所述组合物含有分别仅为纯异构体形式的结构(Ia)和(Ib)和/或(2a)和(2b)的着色剂。
6.根据权利要求1的组合物，其特征在于所述组合物含有至少一种选自结构1-3的着色剂和至少一种选自结构4-8的着色剂。
7.根据权利要求6的组合物，其特征在于所述结构1-3的着色剂与结构4-8的着色剂以1:3-3:1的比例存在。
8.根据权利要求1-7之一的着色剂组合物的用途，用于制备抗老化稳定的、透明的、热塑性聚合物组合物。
9.含有根据权利要求1-7之一的着色剂组合物的透明热塑性聚合物组合物。
10.根据权利要求9的聚合物组合物，其特征在于组分a)和b)在热塑性聚合物组合物中的用量根据特定的各组分基于总的聚合物组合物计为0.000001重量％-1.000000重量％。
11.根据权利要求9的聚合物组合物，其特征在于热塑性塑料是聚碳酸酯。
12.根据权利要求11的聚合物组合物，其特征在于其另外含有至少一种另外的组分，所述组分选自包括无机或有机IR吸收剂、UV吸收剂和炭黑的组。
13.含有根据权利要求1-7之一的着色剂组合的车窗玻璃。
14.根据权利要求13的车窗玻璃，其特征在于其具有含UV吸收剂的耐刮擦涂层。
15.根据权利要求13或14的车窗玻璃，其特征在于所述窗玻璃是聚碳酸酯窗玻璃且通过暴露于0.75W的氙光在3，OOO`小时的人工老化试验后色度值E的变化小于5.0。
【文档编号】C09B57/00GK103443182SQ201180067769
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2011年12月15日 优先权日:2010年12月17日
【发明者】A.迈耶, M.瓦格纳, J.赖歇瑙尔 申请人:拜耳知识产权有限责任公司