[发明专利]多层复合材料

说明书

本发明涉及具有改进的耐候特性而不降低阻燃特性的多层复合材料。这些复合材料具有在热塑性层上的氟聚合物层。该多层复合材料可以是直接在相对可燃的衬底或不可燃的衬底(像PVC)上的氟聚合物层，或者它可以是在衬底(其是可燃的或不可燃的)上的相对可燃的帽层上的氟聚合物层。该复合材料是使用涂覆、共挤出和/或层压技术形成的。该多层复合材料在具有用在相对水平位置的表面的物品中是尤其有用的，这些物品包括盖板、栅栏、屋顶以及窗户型材。当与没有外部氟聚合物层的衬底相比时，这些复合材料对衬底提供了改进的耐候而不降低阻燃性。该多层复合材料还提供了增强的耐化学性、硬度、耐刮擦和擦伤性、以及耐水性。

发明领域

本发明涉及具有改进的耐候特性而不降低阻燃特性的多层复合材料。这些复合材料具有在热塑性层上的氟聚合物层。该多层复合材料可以是直接在相对可燃的衬底或不可燃的衬底(像PVC)上的氟聚合物层，或者它可以是在衬底(其是可燃的或不可燃的)上的相对可燃的帽层上的氟聚合物层。该复合材料是使用涂覆、共挤出和/或层压技术形成的。该多层复合材料在具有用在相对水平位置的表面的物品中是尤其有用的，这些物品包括盖板、栅栏、屋顶以及窗户型材。当与没有外部氟聚合物层的衬底相比时，这些复合材料对衬底提供了改进的耐候而不降低阻燃性。该多层复合材料还提供了增强的耐化学性、硬度、耐刮擦和擦伤性、以及耐水性。

发明背景

许多结构塑料当被挤出、模制、或成形为各种制造物品时表现出有吸引力的机械特性。此类物品包括，例如，浴缸、淋浴室、柜台、器具外壳和衬里、建筑材料、门、窗户、壁板、盖板、栅栏和挡板、草坪和园艺应用、海上应用、水池应用、以及储存设施。尽管这些结构塑料是坚固的、坚韧的且相对廉价的，但它们的暴露表面的特性是较不理想的。也就是说，这些结构塑料的表面被光降解；它们能够容易地被刮擦，并且可以被常见溶剂腐蚀。

因此，在该行业中已经成为惯例的是将另一种树脂质材料施用在该结构塑料上以保护下面的结构材料并且提供能够承受与使用环境相关的损坏的表面。此类表面材料被称为“帽原料”。

该帽原料总体上是比该结构塑料薄得多，典型地是包含帽原料和结构塑料层的该多层结构的总厚度的约5％至约25％。例如，该帽原料的厚度可以是约0.05至约2.5mm，而该结构塑料层的厚度可以是约1.0至约50mm，并且优选2.5至30mm。

目前使用的大部分帽原料(例如丙烯酸类树脂和苯乙烯类塑料)的问题是它们是相对可燃的。例如，这些帽原料材料降低了基于聚氯乙烯(PVC)的衬底的阻燃性。希望维持该帽原料的耐候特性，同时提高其阻燃性。

在热塑性塑料中使用的阻燃化合物是众所周知的。这些中的大多数涉及碘和/或溴化合物，如脂肪族和芳香族溴化合物，如对于如在US 2012-0184638中描述的苯乙烯树脂，或基于磷、或锑的化合物。这些阻燃剂的问题是它们倾向于具有毒性问题，并且使用5-30重量百分比的所建议的用量水平，这些阻燃剂会不利地影响聚合物的物理特性(如拉伸强度)。

US 8,129,455描述了阻燃剂ASA，该阻燃剂ASA以15-30wt百分比使用，并且由20-80百分比的石墨、20-80百分比的磷阻燃剂和0.1％至2％的全氟化聚烯烃制成。

已知氟聚合物，并且特别是聚偏二氟乙烯(PVDF)聚合物提供优异的对气候、化学品、和水的耐受性。PVDF薄膜被用来保护表面，例如光伏模块，诸如在US 2010/0175742和US2012/0073632中描述的那些。

氟聚合物已经被加入到丙烯酸类聚合物基质中以改进耐候性、与氟聚合物的粘附性以及抗冲击性(US 6,811,859、US2008-0293837、US 2008-0032101、US 7,947,781)。

在美国申请号61/786752中描述了5％-60％氟聚合物共混入热塑性帽原料中的共混物以提高在衬底上的复合帽原料的阻燃性。