[发明专利]具有红外吸收性的聚碳酸酯组合物、制备方法以及由其制备的制品

说明书

背景技术

本发明涉及聚碳酸酯组合物，具体涉及具有红外(IR)吸收性的聚碳酸酯组合物、其制备方法及用途。

聚碳酸酯可用于期望良好的冲击强度、低雾度和高透明度的应用。防护眼镜处在聚碳酸酯适合的这类应用中，其包括设计用于限制眼睛暴露于潜在伤害性辐射的防护眼镜。在该类中包括用于其中存在中等至高强度红外辐射的应用的防护眼镜，例如焊接、铸造工作、吹制玻璃以及其他相似类型的热加工。作为阻挡一定量辐射透过的防护红外辐射用眼镜的材料和制品性能的准则，已经提出诸如European Norm EN 166、EN 169和EN 171等的标准。EN 169和EN 171都包括与可透过辐射的容许量要求一致的由数值标出的不同等级，EN 169描述对于焊接和相关技术用滤光器的要求，EN171描述对于使用红外滤光器的个人眼睛防护的要求。所述要求涉及容许透过防护眼镜的红外辐射以及可见光和/或紫外辐射的量。可以根据这些个别的等级(scale)要求来设计防护眼镜从而向眼镜使用者提供特定应用的容许暴露水平。

为制备用于红外区、也称作IR区(780-2000纳米)中而且满足这些标准的防护眼镜防护，可以向聚碳酸酯中添加吸收和/或耗散红外辐射的添加剂。源自多环芳族胺和盐的有机红外屏蔽添加剂，例如N，N，N’，N’-四(对-二正丁基氨基苯基)-对-苯二胺和N，N，N’，N’-四(对-二正丁基氨基苯基)-对-苯醌-二-(六氟锑酸亚铵盐)可以提供红外吸收性；然而，这些化合物一般缺乏经受挤出和模制条件而不分解所需的热和氧化稳定性。

因此，需要满足European Norm EN 169和EN 171之一或两者的一系列要求中的至少一种而且适合用于防护眼镜的聚碳酸酯组合物。

适合的组合物理想地对热和氧化稳定，具有良好的冲击强度和适合的雾度水平。

发明概述

在一种实施方案中，通过包含聚碳酸酯树脂、无机红外屏蔽添加剂和炭黑的组合物来满足上述要求，其中由该组合物制成的制品具有每平方米约0.01-约1.0克的所述无机红外屏蔽添加剂和每平方米约0.001-约2.0克的炭黑。如此制成的制品根据ASTM D1003-00在约2.5mm厚度下测定的雾度小于约5％。在另一实施方案中，由该组合物制成的制品具有每百万份约0.5-约8,000份的所述无机红外屏蔽添加剂和每百万份约1-约30,000份的炭黑。

在另一实施方案中，一种母料包含载体树脂以及含有无机红外屏蔽添加剂和炭黑的红外屏蔽添加剂包，其中所述无机红外屏蔽添加剂与炭黑的重量比为约0.001∶1-约70∶1，以及其中所述红外屏蔽添加剂包是所述载体树脂与红外屏蔽添加剂包的总重量的约0.001-约20wt％。

在另一实施方案中，一种方法包括将包含载体树脂以及含有无机红外屏蔽添加剂和炭黑的红外屏蔽添加剂包的母料与基础树脂共混以形成组合物；和模制所述组合物以形成防护眼镜，其中所述红外屏蔽添加剂包中的无机红外屏蔽添加剂与炭黑的重量比为约0.001∶1-约70∶1，以及其中所述母料的红外屏蔽添加剂包存在量为所述载体树脂与红外屏蔽添加剂包的总重量的约0.001-约20wt％；以及其中所述防护眼镜满足European Norm EN 169和/或EN 171至少一个等级的各个要求。

在另一实施方案中，制备不同类型防护眼镜的方法包括选择母料，所述母料包含在载体树脂中含有至少两种添加剂的红外屏蔽添加剂包；将所述母料与基础树脂共混以形成组合物；以及将所述组合物模制成用于制备防护眼镜的制品，其中如此制成的防护眼镜满足European Norm EN 169和/或EN 171至少一个等级的各个要求，以及其中用于制备不同焊接护目镜的各组合物的最高和最低的MVR在300℃和1.2Kg下相差小于或等于4cc/10分钟，其中所述MVR根据ISO 1133测定。

在又一实施方案中，一种制品包含上述组合物。

发明详述

本文提供一种组合物，其包含聚碳酸酯以及含有无机红外屏蔽添加剂(即金属硼化物)与炭黑的组合的IR屏蔽添加剂包。令人惊讶地，所述无机红外屏蔽添加剂与炭黑的组合提供比单独用该无机红外屏蔽添加剂或炭黑获得的吸收更强的红外吸收性。为获得相同的满足European Norm EN 169和/或EN 171至少一个等级的红外吸收性，与没有炭黑的情况下使用无机红外屏蔽添加剂时将会需要的量相比，这容许使用较低的无机红外屏蔽添加剂和炭黑的合计用量。由于任一种添加剂相对较高的水平会负面影响聚碳酸酯的物理性能，因此这是有利的。