具有耐久的色彩和/或荧光性能的制品制造技术

一种表现出耐久的荧光性能的制品，包括聚合物基质、染料和位阻胺光稳定剂，其中聚合物基质由聚碳酸酯组成，染料主要由选自噻吨酮，＊酰亚胺和／或硫靛化合物的染料组成。本发明专利技术任选地复合有逆向反射元件使得当将得到的制品置于阳光下时它能具有耐久的荧光性能并同时能逆向反射。还披露了表现出耐久的荧光性能的制品的制造方法以及在染色的体系中增加聚碳酸酯寿命的方法。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利技术的领域本专利技术涉及具有增强的色彩和/或荧光寿命的制品。专利技术的背景通常已知紫外光会造成着色剂的降解。这对于长期暴露在阳光辐照下的制品(如室外放置的制品)是一个特别严重的问题。着色剂降解发生在用常规着色剂着色的制品以及用荧光着色剂着色的制品中。但是，对荧光制品而言问题特别严重。荧光着色剂降解，通常比常规的着色剂更快地转变成无色。置于日常太阳光辐照中的荧光物质的有效寿命是短的，并常以天或月为计算单位。相反，常规着色剂物质的寿命通常大致较长，常以年为计算单位。如果要求制品具有增强的可见度，则常用荧光着色剂着色该制品，尽管荧光着色剂的寿命劣于常规着色剂的寿命。荧光着色剂具有增强的可见度是因为荧光着色剂产生的与环境的光学对比度使该物质比常规的非荧光制品更明显。使用荧光着色剂受益的工业的例子有交通标志工业。荧光着色的交通标志在增加标志的可见度(从而增加驾驶员的安全)方面是有效的。尽管荧光标志增加了驾驶员的安全，但是它们的使用是有限的，因为它们的色彩稳定性差，需要频繁地换新以保持有效的性能。在地面附近，太阳光辐射包括波长大于约290nm的电磁辐射，在约400-700nm范围内常认为是可见光范围。据信波长小于可见光的辐射会破坏常规和荧光着色剂。保持荧光制品色彩的努力包括添加能选择性地滤去低于340-380nm范围辐射的紫外屏蔽层。日本Kokai No.2-16042，申请号No.63-165914(Koshiji等)披露了包括一层屏蔽层和一个荧光着色剂层的荧光制品，其中屏蔽层仅允许一定范围的光透过。欧洲专利申请91311189.4也披露了一种逆向反射制品，包括紫外屏蔽层和含有规定聚合物基体的色彩层。该制品具有耐久的日光荧光和抗日光降解性。需要即使暴露在紫外光辐照下也具有增强的荧光和色彩寿命的制品。具体地说，需要保留其色彩和/或其荧光性能而无需使用保护性表层的荧光制品。专利技术的概述简单地说，本专利技术提供具有增强的色彩寿命和荧光性能、带有或不带有保护性表层的制品。即本专利技术制品即使置于直射的阳光下也能在比通常所要求的时间更长的时期内保持其色彩并能发出荧光。本专利技术还包括这种耐久荧光制品的制造方法。还包括增强聚碳酸酯在染色的体系中的寿命的方法。本专利技术制品包括(1)聚合物基质，(2)染料，以及(3)位阻胺光稳定剂，其中聚合物基质由聚碳酸酯组成，染料含有至少一种选自噻吨酮、苝酰亚胺和硫靛染料的化合物。在较好实例中位阻胺光稳定剂由来自2，2，6，6-四烷基哌啶类化合物组成。在一个实例中，本专利技术制品还包括逆向反射元件。形成的制品具有逆向反射性和耐久的色彩和/或耐久的荧光性能。在长期的室外放置中这种材料表现出增强的白天和晚间可见度。附图简述将参照附图对本专利技术进行进一步说明，其中附图说明图1是本专利技术含有逆向反射元件的实例的横截面图，图2是本专利技术含有逆向反射元件的另一个实例的横截面图，图3是本专利技术含有逆向反射元件的另一个实例的横截面图，图4是本专利技术含有紫外保护表层和逆向反射元件的另一个实例的横截面图。这些想象化的图不是按比例绘制的，仅用于说明而非限制性的。定义在本文中，术语“着色剂”指用于使制品具有色彩、色度和色调的颜料、染料或其它物质。在本文中，术语“常规着色剂”是指不发出可肉眼观察到荧光的着色剂。在本文中，术语“耐久的”是指气候老化时增强的色彩或荧光保留性。在本文中，术语“位阻胺光稳定剂”是指通常由2，2，6，6-四烷基哌啶这类化合物代表的空间位阻的胺。在本文中，术语“气候老化”是指将制品置于天然的或人造的环境中，所述环境包括加热、光照、湿气和紫外辐照。本专利技术说明性实例的详细描述本专利技术合成含有染料和位阻胺光稳定剂的聚合物基质制造具有增强的色彩寿命和/或更耐久的荧光性能的制品。首先讨论本专利技术聚合物基质，然后讨论合适的染料和合适的位阻胺光稳定剂。聚合物基质聚碳酸酯是较好的本专利技术聚合物基质，因为它基本透明，容易用荧光染料和常规染料着色。另外，聚碳酸酯具有良好的光学性能，如对本专利技术是重要的良好的透光性。尽管聚碳酸酯具有这些要求的特性，但是本专利技术选用聚碳酸酯作为聚合物基质是令人惊讶的。正如本领域中已知的那样，当聚碳酸酯被置于紫外辐照下时，它是光敏的并发生降解。染料在一个较好的实例中，本专利技术荧光染料是来自噻吨酮、苝酰亚胺和硫靛染料类化合物的染料。本专利技术预期可使用单种荧光着色剂或染料着色本专利技术制品，或可以组合使用一种或多种荧光着色剂和一种或多种常规着色剂。在本专利技术制品中常含有约0.01-2.00重量％，较好含有约0.05-0.70重量％，最好含有约0.1-0.5重量％荧光染料。应该理解根据本专利技术可使用染料含量超出该范围的制品。尽管染料的含量随最终应用的不同而不同，但是该含量常用于约0.075-0.25mm厚的膜。但是如果染料被加至较厚的膜中，较低的染料含量可给出相同的视觉效果，正如本领域中的技术人员所知的那样，与含有较低量的同种染料的制品相比，具有较高染料含量的制品具有较明亮的荧光和/或较深的色彩。但是，具有很高荧光染料含量的制品会发生自淬灭现象，这是荧光染料分子吸收相邻荧光染料分子发出的能量造成的。这种自淬灭不合要求地减小了荧光亮度。在一些实例中，本专利技术制品中的着色剂主要由一种或多种选自苝酰亚胺、硫靛染料和噻吨酮类化合物的染料组成。在其它情况下，除了用所述染料以外，制品也可含有其它着色剂，如颜料或其它染料以调节制品的色彩和外观。例如，聚碳酸酯常具有黄色的色调。可掺混微量的(如约0.01重量％或更少)颜料(有时称之为蓝色漂白剂)以中和黄色的外观。还可向本专利技术制品中加入其它非荧光或常规染料或颜料，但是在选择这种染料和染料含量时应注意这种染料不应明显地影响荧光染料的性能。如果本专利技术制品中包括逆向反射元件，则任何染料或颜料都不应不合要求地损害制品的透明性，因为这会损害制品的逆向反射性能。位阻胺光稳定剂本专利技术制品中含有位阻胺光稳定剂(HALS)。这是一种有些奇怪的组合，因为如本领域中的熟练技术人员所知的那样，胺和聚碳酸酯的组合是不可取的。在传统观念上已知胺会进攻聚碳酸酯的羰基，从而使聚碳酸酯降解(例如参见Schnell，Chemistry and Physics of Polycarbonates，Page 183，1964)。不受理论的束缚，相信本专利技术中空间位阻胺、聚碳酸酯基质和染料的组合阻止了至今未搞清楚的降解和/或其它情况下会发生的染料和聚碳酸酯之间的反应。在我们已知的范围内，本专利技术的优点是通过组合本文所述的染料、聚合物基质和位阻胺光稳定剂而获得的。在本专利技术中染料被认为是作为单态氧敏化剂。能量转移剂(通常产生于三重态(triplet state)染料)被基态分子氧淬灭，产生活性的单态氧。随后单态氧不受约束地与染料反应，使染料降解。或者，单态氧与聚合物反应，使聚碳酸酯降解。但是，存在于本专利技术中的位阻胺光稳定剂能直接淬灭形成的单态氧，阻止引发降解反应。位阻胺光稳定剂也可阻止由聚合物氧化引发的次级反应的进行。这些反应包括一系列据认为在会导致聚合物和染料降解的聚碳酸酯光氧化中发生的自由基或基于过氧化物的链反应。在染色的体系中阻止这些反应增加了聚碳酸酯和染料的寿命。任何位阻胺光稳定剂(如2，2，6，6-四烷基哌啶)都适用于本专利技术，但较好的是使用2，2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表现出耐久的色彩和／或荧光性能的制品，包括聚合物基质、染料和位阻胺光稳定剂，其特征在于染料为至少一种选自噻吨酮、＊酰亚胺和硫靛化合物的染料，聚合物基质为聚碳酸酯。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DM伯恩斯，LA帕维尔卡，
申请(专利权)人：美国三M公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]