聚合物结构体及其应用的制作方法

本发明关于一种聚合物结构体，更特定言之，是关于一种具有薄的紫外光遮蔽层的热塑性聚氨酯结构体。

背景技术：

1、聚氨酯是一类由多元醇及异氰酸酯聚合形成的重要聚合物，其中通过原料比例的调配，可制造具有所需机械性质的材料，所述机械性质包括耐磨性、耐温性、可挠性、延伸性等。聚氨酯已广泛用于各种材料之中，例如涂料、弹性体、发泡材料、黏合剂、密封剂等。一般而言，聚氨酯可根据结构中芳香环的有无而概分成脂肪族聚氨酯与芳香族聚氨酯，其中芳香族聚氨酯在物化性质及加工性上较脂肪族聚氨酯来得优异，但芳香族聚氨酯的耐候黄变问题一直是工业上难以解决的问题。

2、us 7,910,642 b2提出通过使用添加型紫外线吸收剂(ultraviolet absorbingagent，uva)与受阻胺光安定剂(hindered amine light stabilizer，hals)来尝试解决上述问题，受限于添加型紫外线吸收剂与芳香族聚氨酯的兼容性问题，添加型紫外线吸收剂的添加量有其上限，使得抗黄变的效果无法被显著改善，因此仍无法彻底解决黄变问题，使得芳香族聚氨酯特别是在户外物品上的应用长期以来仍一直受到限制。

技术实现思路

1、为使聚合物材料免受紫外线照射影响其性质，现有技术均是将紫外线吸收剂直接添加或反应至所欲保护的聚合物材料中。以此方式制得的聚合物材料的紫外线吸收成分均匀分布于聚合物材料的整体，因此，即使实际上仅分布于聚合物材料表面附近的紫外线吸收成分可发挥抗紫外线的功能，仍须大量添加紫外线吸收剂至聚合物材料的整体，方能使聚合物材料表面附近的紫外线吸收成分含量足以抵御紫外线。然而，大量添加紫外线吸收剂的结果不仅导致成本提高，更可能不利地影响聚合物材料的物化性质。尤其，对于具有高应用价值的透明或白色聚合物材料(如热塑性聚氨酯)，大量添加紫外线吸收剂将使得聚合物材料颜色在视觉上明显受到影响，导致商业价值降低。此也说明何以芳香族聚氨酯在物化性质及加工性上均较脂肪族聚氨酯来得优异，却总因其耐候黄变问题而被排除使用于户外物品上。

2、有鉴于上述技术问题，本发明提供一种创新思维，通过于聚合物材料表面形成薄的紫外光遮蔽层的方式提供一种复合式聚合物材料，可同时达到有效抗紫外线、低成本、以及对聚合物材料物化性质影响最小化等优点，进而可解决工业上长期存在的芳香族聚氨酯在户外物品应用上的瓶颈。

3、具体言之，本发明的一目的在于提供一种聚合物结构体，其包含一基材以及覆盖该基材的至少部分表面的光遮蔽层，其中该基材包含第一聚合物，该光遮蔽层包含第二聚合物，且第二聚合物包含衍生自第一紫外光吸收剂的结构单元，且该光遮蔽层具有1微米至200微米的厚度，该第一紫外光吸收剂是多官能反应型紫外光吸收剂。

4、于本发明的部分实施方案中，光遮蔽层具有2微米至100微米的厚度。

5、于本发明的部分实施方案中，第一紫外光吸收剂具有以下化学式(1)结构：

6、[化学式(1)]

7、

8、于化学式(1)中，r1为h或cl。

9、于本发明的部分实施方案中，以第二聚合物的总重量计，该第一紫外光吸收剂的含量为0.5重量％至45重量％。

10、于本发明的部分实施方案中，第一聚合物及第二聚合物各自独立选自以下群组：聚氨酯、聚酯、聚碳酸酯、环氧树脂、胺基树脂、聚酰胺、聚酰亚胺、聚丙烯、聚乙烯、液晶聚合物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚甲醛、聚苯乙烯、及前述的复合物。

11、于本发明的部分实施方案中，第一聚合物及第二聚合物各自独立为聚氨酯。

12、于本发明的部分实施方案中，聚氨酯为热塑性聚氨酯。

13、于本发明的部分实施方案中，第一聚合物为芳香族聚氨酯。

14、于本发明的部分实施方案中，光遮蔽层至少覆盖基材的受光表面。

15、于本发明的部分实施方案中，聚合物结构体具有65％或更高的可见光透射率。

16、于本发明的部分实施方案中，基材及光遮蔽层各自独立包含选自以下群组的添加剂：消泡剂、流平润湿剂、增稠剂、分散剂、微粉蜡、消光粉、抗菌剂、金属氧化物光遮蔽剂、光安定剂、热安定剂、非反应型紫外光吸收剂、单官能反应型紫外光吸收剂、不同于第一紫外光吸收剂的多官能反应型紫外光吸收剂、抗氧化剂、填料、阻燃剂、塑化剂、染料、颜料、增亮剂、抗静电剂、荧光增白剂、防老剂、金属稳定剂、吸酸剂、抗水解剂、蜡、及其组合。

17、本发明的另一目的在于提供上述聚合物结构体在制备可抵御紫外光的制品中的用途。

18、于本发明的部分实施方案中，该制品选自以下群组：透明外罩、电子产品的构件、太阳能板外围材料、交通工具的构件、服装材料、光学制品、建筑用构件、风力发电构件、农业用构件、军事工业制品、显示器外部观看面、膜、薄片、及防爆面板。

19、于本发明的部分实施方案中，该制品选自以下群组：车辆包膜、灯罩、行动装置的外壳、车辆外壳、汽车灯、车辆内装用表面材料、挡风玻璃、侧窗玻璃、窗户、门、滤光片、衣服、裤子、外套、鞋子、光学镜片、光学组件、光致变色镜片、隐形眼镜镜片、屋顶膜、屋顶瓦板、屋顶衬垫物、屋檐、墙壁材料、地板材料、道路建设用构件、管道材料、招牌、遮阳板、温室被覆用膜、背光灯、风车部件、飞行器透明体、雷达天线罩、防爆玻璃、防弹面板、透明屏幕用膜、导电膜、微波吸收膜、热转印膜、包装膜、及低电阻膜。

20、为使本发明的上述目的、技术特征及优点能更明显易懂，下文以部分具体实施方案进行详细说明。

技术特征：

1.一种聚合物结构体，其包含一基材以及覆盖该基材的至少部分表面的光遮蔽层，其特征在于，该基材包含第一聚合物，该光遮蔽层包含第二聚合物，且第二聚合物包含衍生自第一紫外光吸收剂的结构单元，且该光遮蔽层具有1微米至200微米的厚度，该第一紫外光吸收剂是多官能反应型紫外光吸收剂。

2.如权利要求1所述的聚合物结构体，其特征在于，该光遮蔽层具有2微米至100微米的厚度。

3.如权利要求1所述的聚合物结构体，其特征在于，该第一紫外光吸收剂具有以下化学式(1)结构：

4.如权利要求1所述的聚合物结构体，其特征在于，第一聚合物及第二聚合物各自独立选自以下群组：聚氨酯、聚酯、聚碳酸酯、环氧树脂、胺基树脂、聚酰胺、聚酰亚胺、聚丙烯、聚乙烯、液晶聚合物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚甲醛、聚苯乙烯、及前述的复合物。

5.如权利要求4所述的聚合物结构体，其特征在于，第一聚合物及第二聚合物各自独立为聚氨酯。

6.如权利要求5所述的聚合物结构体，其特征在于，该聚氨酯为热塑性聚氨酯。

7.如权利要求5或6所述的聚合物结构体，其特征在于，第一聚合物为芳香族聚氨酯。

8.如权利要求1至6中任一项所述的聚合物结构体，其特征在于，以第二聚合物的总重量计，该第一紫外光吸收剂的含量为0.5重量％至45重量％。

9.如权利要求1至6中任一项所述的聚合物结构体，其特征在于，该光遮蔽层至少覆盖该基材的受光表面。

10.如权利要求1至6中任一项所述的聚合物结构体，其特征在于，其具有65％或更高的可见光透射率。

11.如权利要求1至6中任一项所述的聚合物结构体，其特征在于，该基材及该光遮蔽层各自独立包含选自以下群组的添加剂：消泡剂、流平润湿剂、增稠剂、分散剂、微粉蜡、消光粉、抗菌剂、金属氧化物光遮蔽剂、光安定剂、热安定剂、非反应型紫外光吸收剂、单官能反应型紫外光吸收剂、抗氧化剂、填料、阻燃剂、塑化剂、染料、颜料、增亮剂、抗静电剂、荧光增白剂、防老剂、金属稳定剂、吸酸剂、抗水解剂、蜡、及其组合。

12.一种如权利要求1至11中任一项所述的聚合物结构体在制备可抵御紫外光的制品的用途。

13.如权利要求12所述的应用，其特征在于，该制品选自以下群组：透明外罩、电子产品的构件、太阳能板外围材料、交通工具的构件、服装材料、光学制品、建筑用构件、风力发电构件、农业用构件、军事工业制品、显示器外部观看面、膜、薄片、及防爆面板。

14.如权利要求12所述的用途，其特征在于，该制品选自以下群组：车辆包膜、灯罩、行动装置的外壳、车辆外壳、汽车灯、车辆内装用表面材料、挡风玻璃、侧窗玻璃、窗户、门、滤光片、衣服、裤子、外套、鞋子、光学镜片、光学组件、光致变色镜片、隐形眼镜镜片、屋顶膜、屋顶瓦板、屋顶衬垫物、屋檐、墙壁材料、地板材料、道路建设用构件、管道材料、招牌、遮阳板、温室被覆用膜、背光灯、风车部件、飞行器透明体、雷达天线罩、防爆玻璃、防弹面板、透明屏幕用膜、导电膜、微波吸收膜、热转印膜、包装膜、及低电阻膜。

技术总结
本发明提供一种聚合物结构体及其应用。该聚合物结构体包含一基材以及覆盖该基材的至少部分表面的光遮蔽层，其中该基材包含第一聚合物，该光遮蔽层包含第二聚合物，且第二聚合物包含衍生自第一紫外光吸收剂的结构单元，且该光遮蔽层具有1微米至200微米的厚度，该第一紫外光吸收剂是多官能反应型紫外光吸收剂。

技术研发人员：郑经豪,吴皇旻,张玮骏,黄怡硕,吴其峰,罗德顺,陈锡元,江彦辉
受保护的技术使用者：奇钛科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/19