对紫外线稳定的聚合结构制造技术

公开了对紫外线稳定的耐候多层结构，所述结构包含一层在紫外线辐射下降解的聚合物基体层，至少一层基于２，２，４，４－四甲基－１，３－环丁二醇基聚碳酸酯和有效量的紫外线吸收化合物的紫外防护剂层。所述ＵＶ吸收化合物为苯并三唑、二聚苯并三唑、三嗪、氧氮杂萘酮或二苯酚氰基丙烯酸酯。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对紫外线(UV)稳定的结构，所述结构是基于那些在紫外线辐射下会发生降解的聚合物基体，如聚酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯及其共聚物。更具体地说，本专利技术涉及那些具有UV保护层的结构，所述结构具体包括脂族二元醇基的聚碳酸酯和UV吸收化合物。
技术介绍
许多聚合物在紫外线(UV)辐射作用下并非十分稳定。曝露在紫外线辐射下过长的时间，会引起这些聚合物会发生雾化，特性损坏和变黄。缺乏曝露在紫外线辐射下的性能稳定性将影响这些材料在户外环境中的使用期限。加入UV吸收化合物，有时也称为UV稳定剂，以用于延迟这种性能的丧失，特别是对那些曝露在紫外线辐射下变黄的对UV不稳定的聚合物。这些UV吸收化合物必须具有比那些被稳定的聚合物更高的吸光系数，这样几乎所有入射的UV辐射都被所述化合物吸收，而非被聚合物吸收。被UV吸收化合物吸收的能量能够以热的形式无害地传给聚合物，而不是以电子的形式转移到聚合物链上。由此链分裂受到抑制，聚合物的性能能够在曝露下保持更长的时间。这样，受到UV吸收化合物保护的对UV不稳定的聚合物就可用于有紫外光辐射的环境中。这种受UV吸收化合物保护的对UV不稳定的聚合物一般以片材或挤塑型材的形式使用。由透明、彩色或着色的聚合物制成的片材或型材，如果它们具有足够的颜色稳定性，机械性能保持力和热成型性，则可有利地应用在大量的户外应用中。这些片材或型材的背面也可被涂饰或贴合一层装饰膜。代表性的应用包括标识牌、大帐篷、车辆的行李箱、遮阳板、天窗、高速路上的挡音板、温室板、水族馆壁、摩托和娱乐车辆的部件(如窗、车篷、车身板、昆虫挡板及空气偏导器)、透明或半透明的雨篷、建筑物上的铭牌、机场跑道的标识、标识用的多层片材和软饮料、果汁贩卖机上的招牌以及家庭用的板壁。从经济上考虑，对UV稳定的聚合物一般都制成多层结构，具有一层曝露在紫外线辐射下的UV保护层和一层聚合物基体层，所述聚合物基体层仅仅是通过UV保护层屏蔽去有害的紫外线而免受紫外线辐射的作用。在当前工业实践中，UV保护层包含一种UV吸收化合物和一种根据最终的用途而选择的聚合物基材料。典型的聚合物基材料包括聚酯、聚碳酸酯和丙烯酸类。基体层一般为聚酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯聚合物或共聚物、氯化聚氯乙烯、聚酰胺、聚醚酰亚胺或聚醚砜。所述UV保护层一般通过层压或共挤塑到基体层上。与基体层相比，UV保护层实施其保护作用的是相当薄的一层膜，由此通过减少所需的UV吸收化合物的用量来降低成本。根据对UV稳定的结构的最终用途，所述对UV稳定的结构可以是片材、薄膜、型材或中空的型材。中空的型材一般由两片或更多的片材通过肋条连接其长度而成。所述肋条相隔一段距离以对最终的结构提供结构刚性，否则将无法存在。这些肋条在所述结构的长度范围内形成连续的管道。在过去，曾经出现了许多涉及解决与UV保护有关问题的方案。这些方案分成两类1)用含有UV吸收化合物的丙烯酸类聚合物的UV保护层保护底层聚合物材料；2)直接将UV吸收化合物加入到聚合物材料中，通常填充量较高，然后以一层薄层施加在底层聚合物材料的表面上。第一类使用丙烯酸类保护层的方案通常，但非总是，通过为底层聚合物材料屏蔽去有害的紫外线辐射，克服了底层聚合物材料对气候不稳定的不足，因而可以减轻任何由于吸收紫外光而造成的最终变黄和性能下降。这类方法的主要问题在于缺少一种制备具有这种UV保护层的结构的技术，使得所制得的结构在经济上和持久性上都合适。因为在这种情况下采用的底层聚合物材料的流变性与丙烯酸材料存在相当大的差异，故共挤塑不是一个好的选择。因此，在片材的情况下，这种结构通常通过如挤塑层压的方法制成。这种方法要求在聚合物材料挤出的同时层压一层丙烯酸类材料在其上面，这就比共挤塑方法具有增加成本的倾向，共挤塑方法可以用在上面提及的第二类方案中，其中采用具有高填充量的UV吸收层作为共挤塑层。然而，所述方法的经济问题经常只是一部分问题。通常用这种层压膜方法的主要问题之一在于结构的最终脱层，在高湿热条件下更是如此。当发生这种脱层时，将使结构完全不再适合使用。另外一个经常比上面提及的所有问题更严重的问题是丙烯酸类材料自身容易变脆，由此容易降低所得的层压层的抗冲击性。这意味着与没有丙烯酸类UV保护层的片材比较，如此生产的片材，即使是刚生产出的也会趋向于显著地降低抗冲击性。第二种方案直接将UV吸收化合物掺入聚合物材料中，这种方案在例如美国专利号5,480,926，5,558,912和5,709,929中已有公开。在美国专利号5,709,929中所制备的多层聚酯片材，其中所有各层都具有相同的组成，其中一层外表层还含有UV吸收化合物。美国专利号5,480,926和5,558,912公开了在共挤塑或溶剂涂布的聚酯或共聚聚酯结构中使用了高含量的UV吸收化合物。但是，这些参考文献特别指出只有氧氮杂萘酮适合做UV吸收化合物，其作用不只是在耐候过程中防止聚酯或共聚聚酯发生褪色，同时也可以防止冲击强度的损失。该专利特别指出一种苯并三唑基UV吸收化合物，2-(-2’-羟基-5’-叔辛基(t-octyl)苯基)苯并三唑对保持冲击强度是无效的。美国专利号5,783,307公开了一种多层聚酯片材，其中含有UV吸收化合物的层中同时包含一种光亮剂来帮助鉴别出该层。第二类将UV吸收化合物直接掺入被保护的聚合物基体的方法的不足在于由于UV吸收化合物不能100％吸收入射的光，故即使是在所述UV吸收化合物存在下，UV线仍然能够破坏所述聚合物基体。那部分没有被UV吸收化合物吸收的紫外光，即使是很少的比例，经过长时间的曝露还是会破坏聚合物基体材料，导致其褪色，通常是变黄，也会造成性能损失，如最终失去受冲击时的延性。因此，需要有一种可以克服以上缺点的结构，其中UV保护层本身对气候具有稳定性，而不像那些大填充量的聚酯或聚碳酸酯做为UV保护层那样，同时它又能被制成长期保持整体性的结构。这种结构还需要有抗冲击性能，不像丙烯酸类层作为UV保护层的结构那样由于UV保护层的存在而使得抗冲击性能降低。专利技术概述一种对紫外线稳定的结构，所述结构包含一层紫外线(UV)保护层和一层在紫外线辐射下降解的聚合物基体层。所述UV保护层包含2，2，4，4-四甲基-1，3-环丁二醇基聚碳酸酯和选自苯并三唑、二聚苯并三唑、三嗪、氧氮杂萘酮或二苯酚氰基丙烯酸酯(diphenolcyanoacrylate)的UV吸收化合物。优选所述基体层为聚酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯聚合物或共聚物、氯化聚氯乙烯、聚酰胺、聚醚酰亚胺或聚醚砜。本专利技术的详细描述本专利技术的耐候性、对紫外线稳定的结构采用一层UV保护层覆盖在一层基体层或结构上形成。所述UV保护层为2，2，4，4-四甲基-1，3-环丁二醇基聚碳酸酯，包含有效量的UV吸收化合物。所述基体层是含有在UV辐射下降解的聚合物。选择UV吸收化合物及其用量以提供对在UV保护层下的基体层足够的保护。所述UV保护层包含2，2，4，4-四甲基-1，3-环丁二醇基聚碳酸酯作为支撑UV吸收化合物的聚合物基体。使用2，2，4，4-四甲基-1，3-环丁二醇改性聚碳酸酯，可以制得高分子量的聚碳酸酯。另外，2，2，4，4-四甲基-1，3-环丁二醇基聚碳酸酯本身对UV辐射是稳定的，因而克服了现有技术存在的问题。如上讨论的现有技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对紫外线稳定的结构，所述结构包含： （ａ）紫外线保护层，所述保护层包括２，２，４，４－四甲基－１，３－环丁二醇基聚碳酸酯和紫外线吸收化合物，所述紫外线吸收化合物选自苯并三唑、二聚苯并三唑、三嗪、氧氮杂萘酮和二苯酚氰基丙烯酸酯；和 （ｂ）基体层，所述基体层包含在紫外线辐射下会降解的聚合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：DR发格布尔格，
申请(专利权)人：伊斯曼化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]