有机着色剂和具有良好加工性质的着色聚合物组合物的制作方法
【专利说明】有机着色剂和具有良好加工性质的着色聚合物组合物
[0001] 本发明设及基于聚碳酸醋的着色模塑料。本发明特别设及使用基于磯酸醋的特定 稳定剂的含有具有对风化具有高颜色稳定性的特定有机着色剂的聚碳酸醋组合物。
[0002] 本发明还设及含有至少一种热塑性聚合物、至少一种有机着色剂(优选至少两种 具有特定结构的有机着色剂的组合）W及至少一种基于磯酸醋的稳定剂的聚合物组合物。
[0003] 本发明还设及根据本发明的着色剂/稳定剂组合用于将聚合物组合物着色的用 途，特别是用于如制造建筑物、机动车和轨道车辆或飞机中使用的窗玻璃所需的透明配制 品。
[0004] 在一可选实施方案中，本发明设及涂盖着色的成型件。
[0005] 在本发明范围内，透明是指透过例如适当的成型件形式的透明材料透视时，背景 清晰可辨。简单的透光(例如在毛玻璃的情况下，透过其背景看起来不清晰）不足W使所设 材料被称作透明。在本发明范围内，透明热塑性聚合物和热塑性聚合物组合物还具有小于 5. 0%，优选4. 0%，更优选小于3. 0%，特别优选小于2. 0%的初始浊度。在本发明范围内，除非 另有说明，根据ASTMD1003使用BYK Gar化er化ze Card测定浊度。
[0006] 在本发明范围内，涂盖着色是指不符合上述透明条件的材料。特别地，该术语是指 具有小于1%的透光率或大于15的L*的模塑料。
[0007] 此外，本发明设及制造含有本发明的着色剂-稳定剂组合的热塑性聚合物组合物 的方法。
[0008] 本发明另外设及由本发明的着色热塑性聚合物组合物制成的制品、成型体或成型 件。
[0009] 塑料的着色本身是已知的。但是，迄今还没有既有用于高光学要求的用途的优异 耐候稳定性同时又有良好的加工稳定性的着色剂组合，特别是用于透明配制品。对所用着 色剂组合具有相应高要求的用途尤其包括可根据用途W不同方式着色的汽车玻璃的透明 成品部件。由于机动车的长寿命，特别是在高价值汽车领域中，重要的是在使用寿命的持续 期间内保持该材料的所需高品质颜色印象而没有明显劣化。
[0010] 由于所提到的要求，合适的耐候着色剂的数量有限。
[0011] 由于所需的长寿命，通常使用玻璃作为窗玻璃材料。玻璃对UV福射不敏感，具有 低刮擦敏感性并且其机械性质长期不变。由于使用无机氧化物，例如氧化铁作为颜料，颜色 性质几乎不变。但是，不可能在热塑性材料中使用该些颜料，因为它们造成相应基质的浑浊 和/或降解。
[0012] 但是，对于汽车行业和建筑物中的应用而言，由含有透明热塑性聚合物如聚碳酸 醋的组合物制成的玻璃与常用的由玻璃制成的窗玻璃相比提供许多优点。该些包括例如提 高的破裂安全性和/或降低的重量；在汽车玻璃的情况中该些可在交通事故中提供更高的 乘客安全性和可实现更低的燃料消耗。最后，包含透明热塑性聚合物的透明材料由于它们 更易于成型因而允许明显更大的设计自由度。
[0013] 由于塑料的上述优点，因此需要既具有热塑性塑料的良好物理性质又具有与着色 玻璃对应的高颜色稳定性的材料。
[0014] 在透明热塑性聚合物中，例如，基于聚碳酸醋和聚甲基丙締酸甲醋（PMMA)的聚合 物特别适合用作玻璃材料。由于高初性，聚碳酸醋特别具有用于此类最终用途的极好性质 状况并在本发明范围内是优选的。
[0015] 为了改进热塑性材料的寿命，已知可W为它们提供UV防护和/或耐刮擦涂层。
[0016] 如上所述，具有极高耐候稳定性的着色剂的数量有限。已经令人惊讶地发现，特定 的着色剂尽管对风化极其稳定但在加工过程中，即在配混-、挤出-或注塑过程中表现出色 移。该种色移不合意并明显损害各成型体的光学性质。令人惊讶的是，尤其在具有高摩尔 质量或高粘度的聚碳酸醋的加工过程中（有时与高加工温度结合)，变色变得清楚明显。在 低粘度或低温下，该一效应较不明显或不可察觉。但是，由于该材料在热塑性组合物的加工 过程中常在挤出机或注塑机中，在此尤其在热通道中曝露在高温负荷下，热稳定组合物不 仅有利，还是必需的。较高粘的材料和具有较高热形状稳定性或较高玻璃化转变温度的材 料需要较高的加工温度，在此温度下如上所述存在或提高色移的危险。
[0017] 因此希望聚碳酸醋组合物能在惯常用于热塑性塑料的温度下加工而在加工过程 中颜色或其它性质，例如机械性质不显著改变。
[0018] 因此本发明的一个目的是提供含有与合适的稳定剂组合的着色剂或着色剂组合 的聚碳酸醋组合物，其在例如具有高分子量和高粘度或具有高玻璃化转变温度的聚合物的 情况下存在的高加工温度下具有高耐候稳定性和高颜色稳定性。该组合物还应具有优异的 烙体稳定性的特点。
[0019] 本发明的另一目的是提供制造含有根据本发明的有机着色剂-稳定剂组合的热 塑性聚合物组合物的方法。
[0020] 此外，本发明的一个目的是提供用于制造多层制品、成型件和成品部件的含有至 少一种有机着色剂和至少一种稳定剂的有色热塑性聚合物组合物。
[0021] 令人惊讶地能够通过含有特定稳定剂的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-稳定剂组合制成的本发明的热塑性聚合物组合物实现该目的。
[0022] 已经发现，惯常用于稳定聚碳酸醋的磯基添加剂，如亚磯酸醋或酪类抗氧化剂对 着色剂的加工稳定化或长期稳定化低效或无效。
[0023] 已知的现有技术没有关于如何使聚碳酸醋基质中的着色剂在加工W及使用期间 稳定的信息。
[0024] 尽管具有与根据本发明合适的着色剂类似的结构和类似的颜色特征的非根据本 发明的着色剂是加工稳定的并且不需要进一步稳定化，但已经发现，该些着色剂令人惊讶 地不符合耐候稳定性方面的高要求。
[00巧]例如在W0 2012/080398中描述了具有高耐光性和高耐候稳定性的着色剂。但是， 由此公开文献不能获悉相应的有色混合物在高加工温度下表现如何W及如何能稳定该组 合物W防止热致变化。
[0026]EP2 305 748和W0 2009/100828描述了含有麟类和/或磯酸醋作为稳定剂的聚 碳酸醋组合物W改进该组合物的物理性质，例如水解稳定性。既没有描述具体的着色剂组 合物，也没有描述其稳定化。
[0027]US6, 476, 158描述了具有特别高的气候稳定性和表面光泽保持性的涂盖的，即不 透明的聚碳酸醋-聚醋组合物。但是，既没有描述透明配制品，也没有描述着色剂对热影响 的稳定化。
[0028]US6, 355, 723中描述了在聚碳酸醋组合物中的哲基官能化慈酿，但没有提供关于 该些特定着色剂体系的稳定化的信息。
[0029]EP1 275 694描述了用于聚碳酸醋的大量着色剂，包括哲基官能化的慈酿体系， 但没有提供关于着色剂的热稳定性或耐候稳定性的信息。
[0030] 此外，描述了大量稳定剂和特定的磯酸醋作为催化剂，但没有公开颜色稳定性、染 料和稳定剂之间的关系。
[0031]US20100255295和JP2000191899中公开了大量染料，包括慈酿体系，但没有指 出特定着色剂的高耐候稳定性。此外，提到大量稳定剂，包括磯酸醋，但没有论述它们适用 于稳定着色剂。
[0032]JP07033969公开了用于稳定着色剂混合物的麟酸醋和亚磯酸醋，其可充当本发 明范围内的对比例。
[0033] 从现有技术中不可能看出哪种着色剂体系可哪种方式在聚碳酸醋基质中稳 定化。现有技术没有提供如何解决本文指出的问题的教导。
[0034] 本发明的有机着色剂是下列b)下所示的结构，在本发明的有色热塑性聚合物组 合物中包含至少一种具有b)下公开的结构的有机着色剂。该混合物优选含有其它着色剂； 在此特别优选的是b)下提到的着色剂。
[00巧]本发明的基于热塑性聚合物组分a)的组合物含有： b)至少一种基于慈酿并带有至少一个0H官能的着色剂。特别优选的具有至少一个0H官能的慈酿基着色剂选自下列结构1和2 :
(1)。
[0036] 在此，Rx和Ry是支链或直链烷基，特别是直链或支链C1-C12基团，特别优选是 甲基、己基、丙基、正了基、异丙基、异了基、叔了基、戊基、己基、庚基、辛基，非常特别优选 是正了基、叔了基和甲基。此类着色剂可例如W商品名Macrolex?GrilnG(例如CASNo. 28198-05-2，4851-50-7)获自LanxessAG。
[0037] 在本发明范围内，符号C(数字）（例如C1、C12)是指具有与随后的（数字）对应 的链长的碳链，也包括结构异构体。
R选自H和对甲基苯基胺基团；优选R=H。
[0038] 此类着色剂可例如W商品名Macrolex⑥Violet B (CAS 81-48-1)获自Lanxess AG。
[0039]bl)任选一种或多种其它着色剂，优选基于慈酿、基于巧酬（Perinon)或基于献菁 的着色剂，其选自结构（3)至巧）的着色剂
其中 -R1和R2彼此独立地为直链或支链烷基或面素，优选甲基、己基、丙基、异丙基、了基、 异了基、叔了基、戊基、新戊基、己基、叔己基或C1，更优选甲基或C1，特别优选C1。 -n是0至4的自然数。
[0040] 在一个特别优选的实施方案中，在所有环中n= 0,W使所有基团R1和R2 =H。 [00川具有该种结构（3)的着色剂在BASFAG的化liogenBlue系列下商购可得。
[0042] 当使用具有结构（3)的着色剂时，特别优选的是具有2 1/kg- 10 1/kg，优选3 1/ kg- 8 1/kg的堆积体积(根据DINISO787-11测定)、5平方米/克-60平方米/克，优选 10平方米/克-55平方米/克的比表面积(根据DIN66132测定）和4至9的抑值(根据 DINISO787-9测定）的颜料