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CN114096408A - 用于光学膜的树脂组合物 - Google Patents

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CN114096408A
CN114096408A CN202080050975.9A CN202080050975A CN114096408A CN 114096408 A CN114096408 A CN 114096408A CN 202080050975 A CN202080050975 A CN 202080050975A CN 114096408 A CN114096408 A CN 114096408A
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Swamont Luxemburg
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Abstract

本公开涉及由热塑性聚合物诸如热塑性聚氨酯(TPU)制成的组合物、层压材料、膜和/或复合材料。该膜具有一个或多个由允许可见光透射并反射或吸收UV光的材料制成的光学层。光学膜由一种或多种TPU树脂制成，该TPU树脂包含第一UV吸收剂、光稳定剂和第二UV吸收剂，该第一UV吸收剂属于苯并三氮唑家族或三嗪家族，并且该第二UV吸收剂选自由苯并三氮唑、二苯甲酮、三嗪或苯亚甲基丙二酸酯组成的组。该第二UV吸收剂可存在于与该TPU树脂组合的基础树脂中。该光学膜能够阻挡至少99％的具有在约380nm至约400nm范围内的波长的光，并且具有不大于2.5的YI值。

Description

用于光学膜的树脂组合物
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年7月19日提交的美国临时申请第62/876171号的权益，其整个公开内容以引用方式并入本文以用于所有目的。
背景技术
本公开的领域涉及具有阻挡UV辐射同时对可见光基本上透明的一种或多种光学材料或者一个或多个光学层的组合物、复合材料、层压材料和/或膜。
对可见光具有高光学透明度的膜和层压材料在许多应用中是合乎需要的。例如，具有高光学透明度的膜用于车辆挡风玻璃和天窗、食品包装、光盘装置、住宅窗和商用窗等。
太阳辐射是来自太阳的辐射(电磁)能。它为地球提供光和热，并为光合作用提供能量。这种辐射能是环境及其居住者的新陈代谢所必需的。太阳辐射光谱被分成由波长范围限定的不同辐射区域。通常，人眼能够感测波长在约400nm至700nm范围内的可见光。不可见光包括波长为约700nm至1m的红外线和波长为约10nm至400nm的紫外线。
太阳光谱的各种辐射区域可以对环境和人类施加不同的影响。虽然少量的UV光可对人体有益，但长时间暴露于UV辐射会损害人体皮肤并导致急性和慢性健康问题。类似地，长时间暴露于UV光也可损害诸如室内装潢和家具等物品或使这些物品失去光泽。
因此，虽然太阳辐射通过窗给建筑物或汽车内部带来自然光照，但它也会带来因UV辐射导致的有害影响。UV辐射对空间内部的物体造成直接伤害和损害。因此，透射可见光但阻挡UV光以减少电力负荷并保护内部的所有物体和使用者的功能窗对于建筑物和汽车来说是非常重要的。
出于安全考虑并为了提高能量效率，通常采用具有聚合物夹层的层压玻璃窗，其中聚乙烯醇缩丁醛(PVB)树脂片材是最常见的玻璃层压材料。常规的汽车或建筑玻璃或窗结构通常包括层压材料，该层压材料通常由两个刚性玻璃或塑料片材和增塑聚乙烯醇缩丁醛(PVB)夹层制成。常用的是PVB板，因为当玻璃破碎时，它们可以将尖锐的玻璃碎片保持在适当的位置。因此，PVB层压安全玻璃广泛应用于建筑物窗和汽车窗、陈列柜以及高度涉及人际互动的其他地方。
滤光器是选择性地透射和/或阻挡不同波长的光的装置。滤光器性能完全由其频率响应来描述，频率响应表明了滤光器如何修改输入信号的每个频率分量的幅值和相位。光学层或滤光器可设置于PVB片材内或之间，以阻挡UV光透过层压窗。
然而，PVB层在层压材料诸如玻璃窗中具有某些缺点。例如，在使用过程中，高含量的湿气可芯吸到PVB层中。这种湿气最终可导致层压材料失效或降低透过窗的可见光的质量。此外，PVB通常具有高模量和低拉伸强度，这会对玻璃在诸如窗和汽车挡风玻璃等应用中的性能产生负面影响。此外，PVB夹层可在膜层之间的边缘处渗出，并引起足够的分离，以产生称为“边缘增亮”的深色彩虹。边缘增亮不是此类玻璃层压材料的理想特性。
因此，需要具有光学层的改进组合物，诸如用于车辆窗和建筑物窗的膜、复合材料或层压材料，这些改进组合物更耐用并且不易被湿气渗透和/或不易渗出，同时仍提供免受UV辐射的不利影响的作用，并且仍足够薄以在竞争性市场中支持较低的材料成本。
发明概述
以下呈现了所要求保护的主题的简化概述，以便提供对所要求保护的主题的一些方面的基本理解。本概述不是所要求保护的主题的详尽概览。其既不旨在标识所要求保护的主题的关键或重要元素，也不旨在描绘所要求保护的主题的范围。其唯一目的是以简化形式呈现所要求保护的主题的某些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。
本公开涉及由热塑性聚合物、优选地热塑性聚氨酯(TPU)制成的膜、组合物、层压材料和/或复合材料。该膜具有由允许可见光透射并反射或吸收UV光的材料制成的一种或多种光学材料和/或一个或多个光学层。在某些实施方案中，本公开涉及由一种或多种树脂制成的组合物，这些树脂中的至少一种树脂是脂族热塑性聚氨酯(TPU)树脂。在其他实施方案中，本公开涉及玻璃复合材料，诸如窗玻璃，其中包括TPU和光学材料。
本发明的膜和组合物不易受湿气芯吸到TPU层中的影响，从而提供更耐用的光学组合物并提高透过其中的可见光的质量。TPU还具有允许其被蚀刻到塑料中的理想特性。此外，本公开的TPU组合物不易在膜层之间的边缘处渗出，由此降低边缘增亮。
TPU层优选地选自提供对可见光的足够透明度并对玻璃、聚碳酸酯、丙烯酸、乙酸丁酸纤维素或这些层可能接触的其他表面表现出合适的粘附性的材料。在某些实施方案中，TPU层优选地具有足以大幅吸收和消散接触其表面的空气颗粒(诸如雨、冰雹、风、灰尘和其他污染物)的动能的储能模量。同时，TPU材料优选地具有显著的抗撕裂性和耐磨性，从而保护膜免受不利的环境条件的影响。
在本发明的一个方面，提供了由脂族热塑性聚氨酯(TPU)树脂组合物制成的光学膜。该树脂组合物包含脂族热塑性聚氨酯(TPU)树脂、第一UV吸收剂、光稳定剂和第二UV吸收剂，该第一UV吸收剂选自由苯并三氮唑家族或三嗪家族组成的组。第二UV吸收剂优选地选自由苯并三氮唑、二苯甲酮、三嗪或苯亚甲基丙二酸酯组成的组。
在某些实施方案中，TPU树脂以约95重量％至约99.99重量％的量存在。第一UV吸收剂以约0.1重量％至约1.0重量％的量存在于TPU树脂中。第二UV吸收剂以约0.01重量％至约2.0重量％存在。在优选的实施方案中，第一UV吸收剂和第二UV吸收剂以约0.1重量％至约3重量％的总量存在。
在某些实施方案中，第二UV吸收剂选自由苯并三氮唑类吸收剂或二苯甲酮类吸收剂组成的组。
在某些实施方案中，光稳定剂包括胺光稳定剂(HALS或NOR-HALS)。在一个示例性实施方案中，光稳定剂可通过混合癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯和癸二酸甲基1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基酯来制备。在一些实施方案中，癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯和癸二酸甲基1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基酯以3:1的比例混合。
在某些实施方案中，第二UV吸收剂作为基础树脂中的浓缩物与一种或多种TPU树脂组合，TPU树脂与基础树脂的比例为约20:1至约3:1。浓缩物在基础树脂中的负载百分比在约0.5％至约10％的范围内。在一个示例性实施方案中，第二UV吸收剂作为浓缩物在基础树脂中的负载百分比为约0.5重量％，并且膜的厚度不大于30密耳。在另一个示例性实施方案中，第二UV吸收剂的负载浓度为约8.5PPH，并且膜的厚度不大于15密耳。
本发明的光学膜优选地能够阻挡至少约95％的具有在约100nm至约410nm范围内、优选地在约380nm和410nm之间的波长的光。在一个示例性实施方案中，光学膜能够阻挡大于约99.9％的具有在约380nm至400nm范围内的波长的光或至少99％的具有约400nm的波长的光。
在某些实施方案中，光学膜具有不大于约3.0、优选地不大于约2.5的黄度指数(YI值)。在某些实施方案中，YI值小于2.0。
在某些实施方案中，对膜的厚度和第二UV吸收剂的浓度进行了优化。在一个实施方案中，第二UV吸收剂作为浓缩物在基础树脂中的负载百分比为约0.5重量％，并且膜的厚度不大于30密耳。在另一个实施方案中，第二UV吸收剂的负载浓度为约8.5PPH，并且膜的厚度不大于15密耳。
在本发明的另一方面，组合物包含脂族热塑性聚氨酯(TPU)树脂，该TPU树脂包含第一UV吸收剂和光稳定剂，该第一UV吸收剂选自由苯并三氮唑家族或三嗪家族组成的组。组合物还包含基础树脂，该基础树脂包含第二UV吸收剂。第二UV吸收剂优选地选自由苯并三氮唑、二苯甲酮、三嗪或苯亚甲基丙二酸酯组成的组。
在某些实施方案中，基础树脂包括第二TPU树脂。所述TPU树脂与包含第二UV吸收剂的基础树脂的比例在约20:1至约3:1、优选地约10:1至约7:1的范围内。浓缩物在基础树脂中的负载百分比在约0.5％至约10％的范围内。在一个示例性实施方案中，第二UV吸收剂作为浓缩物在基础树脂中的负载百分比为约0.5重量％，并且膜的厚度不大于30密耳。在另一个示例性实施方案中，第二UV吸收剂的负载浓度为约8.5PPH，并且膜的厚度不大于15密耳。
在另一方面，本公开涉及一种复合材料，该复合材料包括第一玻璃层、第二玻璃层、以及在第一玻璃层与第二玻璃层之间的膜。该膜由热塑性聚氨酯(TPU)树脂组合物、第一UV吸收剂、光稳定剂和第二UV吸收剂制成，该第一UV吸收剂选自苯并三氮唑家族或三嗪家族。
在某些实施方案中，第二UV吸收剂作为基础树脂中的浓缩物与TPU树脂组合，TPU树脂与包含第二UV吸收剂浓缩物的基础树脂的比例在约20:1至约3:1的范围内。浓缩物在基础树脂中的负载百分比在约0.5％至约10％的范围内。在一个示例性实施方案中，第二UV吸收剂作为浓缩物在基础树脂中的负载百分比为约0.5重量％，并且膜的厚度不大于30密耳。在另一个示例性实施方案中，第二UV吸收剂的负载浓度为约8.5PPH，并且膜的厚度不大于15密耳。
本发明的复合材料优选地能够阻挡至少约95％的具有在约100nm至约410nm范围内、优选地在约380nm和410nm之间的波长的光。在一个示例性实施方案中，复合材料能够阻挡大于约99.9％的具有在约380nm至400nm范围内的波长的光或至少99％的具有约400nm的波长的光。
在另一方面，本公开涉及一种用于制备光学膜的方法。该方法包括：通过组合以下项来制备混合物：a)具有TPU、苯并三氮唑家族或三嗪家族的第一UV吸收剂和光稳定剂的第一树脂组合物与b)含有第二UV吸收剂的浓缩物与第二树脂的组合；熔融并挤出第一树脂和第二树脂的混合物；以及将含有第一树脂和第二树脂的混合物进料通过模头以形成光学膜。
在某些实施方案中，第二UV吸收剂在第二树脂中的负载浓度为约10PPH。在一个示例性实施方案中，浓缩物包含Tinuvin 326。
在某些实施方案中，组合包括将至少7份/百份的第二树脂干混到第一树脂中。
应当理解，前文的一般描述和以下详细描述都仅是示例性和解释性的，而不是对本公开的限制。本公开的其他特征将部分地在随后的描述中阐述，或者可通过本公开的实践而获知。
附图简要说明
并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图示出了本公开的若干实施方案，并且与描述一起用于解释本公开的原理。
图1是包括一种本公开的光学膜的复合玻璃的横截面图。
详细说明
本说明和附图示出了示例性实施方案，并且不应认为是限制性的，其中权利要求(包括等同形式)限定了本公开的范围。在不脱离本说明和权利要求(包括等同形式)的范围的情况下可以作出各种机械、组成、结构和操作修改。在一些情况中，未详细示出或描述公知的结构和技术，以免使本公开晦涩难懂。两幅或更多幅图中的类似数字表示相同或相似的元件。此外，参照一个实施方案详细描述的元件及其相关联的方面只要可行可以包括在未具体示出或描述它们的其他实施方案中。例如，如果参照一个实施方案详细描述了一个元件但未参照第二实施方案描述该元件，则仍然可以声称该元件包括在第二实施方案中。此外，本文的说明仅用于说明性目的，而不一定反映系统或所示部件的实际形状、大小或尺寸。
需注意，除非明确地且毫不含糊地限于一个指代物，否则如在本说明书和所附权利要求中所使用的单数形式的“一”、“一个”和“该/所述”以及任何词语的任何单数使用包括复数指代物。如本文所用，术语“包括”及其语法变体旨在为非限制性的，使得对列表中的项目的叙述不排除可被替换或添加到所列项目的其他类似项目。
本发明的光学膜由热塑性聚氨酯(TPU)树脂组合物制成。TPU树脂组合物包含第一UV吸收剂、光稳定剂和第二UV吸收剂。由此类TPU树脂组合物制备的膜具有由UV吸收剂的组合提供的理想光学特性。
根据本公开的TPU树脂组合物可包含任何基于脂族聚醚的TPU，该任何基于脂族聚醚的TPU提供足够的透明度并且可表现出对玻璃、聚碳酸酯、丙烯酸、醋酸丁酸纤维素或膜可接触的其他表面的适当的粘附性。在一些实施方案中，合适的TPU树脂可以是基于聚醚的，并且由亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)、聚醚多元醇和丁二醇制成。在一些实施方案中，TPU树脂可以是由路博润公司(Lubrizol)销售的Estane AG-8451树脂。在一些实施方案中，TPU树脂可以约95重量％至约99.99重量％的量存在于树脂组合物中；在某些实施方案中，以约98重量％至约99.99重量％的量存在于树脂组合物中；在其他实施方案中，以约99.5重量％至约99.99重量％的量存在于树脂组合物中。
根据本公开的TPU树脂组合物还包含第一UV吸收剂。在一些实施方案中，第一UV吸收剂可以约0.1重量％至约1重量％的量存在于TPU树脂组合物中；在一些实施方案中，以约0.3重量％至约0.5重量％的量存在于TPU树脂组合物中。
在某些实施方案中，第一UV吸收剂可以是由苯并三氮唑家族中的化合物制成的任何合适的UV吸收剂。苯并三氮唑类UV吸收剂的非限制性示例包括下式的化合物：
Figure BDA0003468245300000071
其中R9、R10和R11独立地选自氢、具有式CaHbNcOdSe的基团(其中a、b、c、d和e为0至30)和卤素。可用作第一UV吸收剂的苯并三氮唑类UV吸收剂的非限制性示例包括2-(2H-苯并三氮唑-2-基)-4,6-双(1,1-二甲基丙基)-苯酚；2,2'-亚甲基-双(6-(2H-苯并三氮唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基-丁基))苯酚；2-(2'-羟基-3',5'-二-叔戊基苯基)苯并三氮唑；2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；2-[2-羟基-3,5-二(1,1-二甲基苄基)苯基]；2-(5-叔丁基-2-羟基苯基)-2H-苯并三氮唑；2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三氮唑；2-(2H-苯并三氮唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚；2,4-二叔丁基-6-(5-氯-2H-苯并三氮唑-2-基)苯酚；2-(2'-羟基-3',5'-二-叔丁基苯基)苯并三氮唑；3-(2H-苯并三氮唑基)-5-(1,1-二甲基乙基)-4-羟基-苯丙酸辛酯；3-[3-叔丁基-4-羟基-5-(5-氯-2H-苯并三氮唑-2-基)苯基]丙酸甲酯；2-(2H-苯并三氮唑-2-基)-6-(1-甲基-1-苯基乙基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚；3-(3-(2H-苯并三氮唑-2-基)-5-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯/PEG 300的反应产物；2-(2'-羟基-5'-(2-羟乙基))-苯并三氮唑；2-(2'-羟基-5'-甲基丙烯酰氧基乙基苯基)-2H-苯并三氮唑；2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)苯酚；或它们的任何组合。在其他实施方案中，第一UV吸收剂可属于二苯甲酮家族。可用作第一UV吸收剂的二苯甲酮类UV吸收剂的非限制性示例包括：2,4-二羟基二苯甲酮；2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；2-羟基-4-正(辛氧基)二苯甲酮；2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮；2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮；磺异苯酮；2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；2,2'-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮；2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮；2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮；以及它们的组合。
在其他实施方案中，第一UV吸收剂可属于三嗪家族。可用作第一UV吸收剂的三嗪类UV吸收剂的非限制性示例包括：2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(己基)氧基]-苯酚。
在其他实施方案中，第一UV吸收剂可属于苯亚甲基丙二酸酯家族。可用作第一UV吸收剂的苯亚甲基丙二酸酯类UV吸收剂的非限制性示例包括：丙二酸[(4-甲氧基苯基)-亚甲基]-二甲酯。
可用作第一UV吸收剂的二苯甲酮类UV吸收剂的其他非限制性示例包括：2,4-二羟基二苯甲酮；2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；2-羟基-4-正(辛氧基)二苯甲酮；2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮；2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮；磺异苯酮；2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；2,2'-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮；2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮；2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮；以及它们的组合。
根据本公开的TPU树脂组合物还包含光稳定剂。合适的光稳定剂主要保护光学膜的聚合物免受暴露于UV辐射引起的光氧化的不利影响。在一些实施方案中，对于低水平至中等水平的热量，光稳定剂可充当热稳定剂起辅助作用。在一些实施方案中，根据本公开的树脂组合物可包含约0.1重量％至约1重量％的量的光稳定剂；在一些实施方案中，根据本公开的树脂组合物可包含约0.1重量％至约0.2重量％的量的光稳定剂。
在某些实施方案中，合适的光稳定剂可以是四甲基哌啶的衍生物。在一些实施方案中，光稳定剂可以是任何合适的受阻胺光稳定剂(HALS或NOR-HALS)。在某些实施方案中，光稳定剂可通过将癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯与癸二酸甲基1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基酯组合来制备。
可用于本公开的树脂组合物中的光稳定剂的非限制性示例包括癸二酸双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯；丙二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-2-正丁基-2-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)酯；丙二酸[(4-甲氧基苯基)-亚甲基]-双-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯；10重量％的琥珀酸二甲酯聚合物与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇和90重量％的N,N”'-[1,2-乙烷二基双[[[4,6-双[丁基(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)氨基]-1,3,5-三嗪-2-基]亚氨基]-3,1-丙烷二基]]双[N'N”-二丁基-N'N”-双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)]-1；或它们的组合。在一些实施方案中，光稳定剂为癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯与癸二酸甲基1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基酯的组合，由双键化工股份有限公司(Double Bond Chemical Ind.Co.,Ltd.)销售的Chisorb 292，由永光化学公司(Everlight Chemical)销售的Eversorb 93，由利安隆新材料股份有限公司(RianlonCorp.)销售的RIASORB UV-292，由Rianlon Corp.销售的Thasorb UV-292，由SABO销售的Sabostab UV 65，由Western Reserve Chemical销售的Westco UV-292，由PerformanceSolutions,Inc.销售的UV-292/UV-292HP，和由江苏富比亚化学品有限公司(JiangsuFopia Chemicals Co.,Ltd)销售的FENTASTAB 292，或它们的任意组合。
根据本公开的TPU树脂组合物还包含第二UV吸收剂，当第二UV吸收剂与TPU树脂、光稳定剂和第一UV吸收剂组合时，向由树脂组合物制成的膜赋予光学特性的特定组合；即，所得的膜能够阻挡约95％的具有在约10nm至约410nm、优选地约380nm至约410nm范围内的波长的光。在某些实施方案中，膜能够阻挡大于99.9％的具有在约380nm至400nm范围内的波长的光，并且具有不大于3.0、优选地不大于2.5的黄度指数(YI值)。在其他实施方案中，膜能够阻挡不少于99％的具有约400nm的波长的光。
在一些实施方案中，第二UV吸收剂以约0.001重量％至约2.0重量％的量存在；在一些实施方案中，第二UV吸收剂以约0.5重量％至约1.0重量％的量存在于树脂组合物中。
在某些实施方案中，第二UV吸收剂可以是提供前述光学特征的组合的苯并三氮唑家族、二苯甲酮家族、三嗪家族或苯亚甲基丙二酸酯家族的任何合适的UV吸收剂，诸如上文参照第一UV吸收剂列举的化合物。适合用作第二UV吸收剂的苯并三氮唑类UV吸收剂的非限制性示例包括下式的化合物：
Figure BDA0003468245300000101
其中R9、R10和R11独立地选自氢、具有式CaHbNcOdSe的基团(其中a、b、c、d和e为0至30)和卤素，其中R9、R10或R11中至少一者为卤素。在一些实施方案中，第二UV吸收剂是2-(5-氯-2H-苯并三氮唑-2-基)-6-(1,1-二甲基乙基)-4-甲基苯酚。
树脂组合物可通过制备包含一种或多种TPU树脂、第一UV吸收剂和光稳定剂的组合物来制备。将组合物与在包括相同或不同TPU树脂的基础树脂中的含有第二UV吸收剂的浓缩物组合。在一些实施方案中，将基础树脂与浓缩物干混。在一些实施方案中，TPU树脂与基础树脂的比例为约20:1至约3:1、优选地约10:1至约7:1。第二UV吸收剂可以约9.5重量％的量存在于浓缩物中。
光学膜优选地具有约5密耳至50密耳的厚度。在一个实施方案中，第二UV吸收剂的浓度为约0.8重量％，并且膜的厚度不大于15密耳。在另一个实施方案中，第二UV吸收剂的浓度为约0.5重量％，并且膜的厚度不大于25密耳。
在一个示例性实施方案中，根据本公开的光学膜可具有：在约1密耳至约50密耳、在一些实施方案中约15密耳至约30密耳的范围内的厚度；约300nm至500nm、优选地约350nm至400nm的UV截止；在400nm波长下不超过0.5％至10％的光透射率，在一些实施方案中，在400nm波长下不超过约1％至5％的光透射率；和不大于2.5、优选地不大于约2.0的YI(ASTME313)值。
本发明的光学膜可通过单螺杆流延膜挤出工艺或本领域技术人员范围内的任何其他合适的挤出工艺制备。在一些实施方案中，工艺始于将含有第二UV吸收剂的浓缩物与上述基础树脂干混以提供混合物。然后将基础树脂和浓缩物的混合物熔融并通过挤出机混合。然后将熔融树脂组合物过滤并进料至模头系统。然后，所得的熔融聚合物的均质共混物行进通过平模头系统以采用最终的平膜形状。在离开模头时，熔融网状物进入冷却单元，在冷却单元中熔融网状物使用水冷冷却辊或本领域技术人员已知的任何合适的冷却机构冷却。然后将膜向下游进料，在下游边缘可被修整，并且膜可在轴上卷起以产生材料卷。
实施例
通过单螺杆挤出以下成分制备光学膜：含有光稳定剂的TPU树脂(由路博润公司(Lubrizol)销售的AG-8451)，该光稳定剂由癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯和癸二酸甲基1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基酯的反应物质(等同于由巴斯夫公司(BASF)销售的Tinuvin 292，CAS号为1065336-91-5)制得；以及作为第一UV吸收剂的2-(2H-苯并三氮唑-2-基)-4,6-双(1,1-二甲基丙基)-苯酚(等同于由巴斯夫公司(BASF)销售的Tinuvin328，CAS号为25973-55-1)。该膜为30密耳厚，并且在下表1中标识为对照膜。
通过压缩模塑熔融共混配方来制备五个另外的膜(膜1-5)，该熔融共混配方在加热的Brabender高剪切混合器中由以下物质制备：含有光稳定剂的TPU树脂(由路博润公司(Lubrizol)销售的AG-8451)，该光稳定剂由癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯和癸二酸甲基1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基酯的反应物质(等同于由巴斯夫公司(BASF)销售的Tinuvin 292，CAS号为1065336-91-5)制得；作为第一UV吸收剂的2-(2H-苯并三氮唑-2-基)-4,6-双(1,1-二甲基丙基)-苯酚(等同于由巴斯夫公司(BASF)销售的Tinuvin328，CAS号为25973-55-1)；以及0.5％的第二UV吸收剂。下表1中标识了膜1-5中的每种膜中所添加的UV吸收剂。
表1
Figure BDA0003468245300000121
Figure BDA0003468245300000122
表1显示，通过加入含有Tinuvin 326的浓缩物，可以获得UV截止为约400nm的光学膜。如本文所用，UV截止通常是指基本上全部的UV光都被UV吸收剂阻挡，通常被有机分子吸收并转化为热量时所处的波长。加入Tinuvin 326的膜在400nm处阻挡光的百分比大于具有另选添加剂的膜。虽然用Tinuvin360处理的膜具有比其他膜更接近400的UV截止，但是其YI值惊人地大于膜2的YI值，尽管膜2具有更高的UV截止和光阻挡百分比。膜1-5相对于对照膜具有较高YI值归因于使用Brabender高剪切混合器加工用于膜1-5的实验室制备。而对照膜通过商业单螺杆挤出制备，并且证明受因工艺引起的热氧化影响较小。
在另一个示例性实施方案中，光学膜由以下成分制备：含有光稳定剂的基础TPU树脂(由路博润公司(Lubrizol)销售的AG-8451)，该光稳定剂由癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯和癸二酸甲基1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基酯的反应物质(等同于由巴斯夫公司(BASF)销售的Tinuvin 292，CAS号为1065336-91-5)制得；作为第一UV吸收剂的2-(2H-苯并三氮唑-2-基)-4,6-双(1,1-二甲基丙基)-苯酚(等同于由巴斯夫公司(BASF)销售的Tinuvin 328，CAS号为25973-55-1)；以及共混在由路博润公司(Lubrizol)销售的AG-8451的TPU树脂中的含有9.5％的第二UV吸收剂2-(5-氯-2H-苯并三氮唑-2-基)-6-(1,1-二甲基乙基)-4-甲基苯酚(等同于由巴斯夫公司(BASF)销售的Tinuvin 326，CAS号为3896-11-5)的浓缩物。
用不同的Tinuvin 326浓缩物负载制备厚度为15密耳的三个不同的膜(1-3)。这三个膜的特性列于下表2中。结果表明，向树脂组合物中加入Tinuvin 326浓缩物，即使当制备更薄的膜时，仍阻挡大部分400nm处的UV光，同时保持理想的透明度，YI值低于2.0。
表2
Figure BDA0003468245300000131
Figure BDA0003468245300000132
现在参见图1，根据本公开的复合材料10包括第一玻璃层12和第二玻璃层14以及在第一玻璃层与第二玻璃层之间的膜16。膜16可包含上述组合物中的任一种组合物。在某些实施方案中，提供了包括该复合材料的窗。膜16可层压在至少两片面向彼此的玻璃基底之间，以便反射具有在红外区的特定波长的光线。
玻璃层12、14可包括适用于图像传感器、计算机和移动设备的电子显示屏、食品包装、光盘设备、器具等类型的任何透明或超透明玻璃。示例包括PPG透明玻璃Solarphire、RTM玻璃或PPG Starphire、RTM玻璃。优选透明玻璃，以便在窗受到阳光照射时，较少的来自IR光的能量吸收在玻璃层12中，并且较多的能量将从玻璃的外层反射并离开窗。更优选超透明玻璃，因为相比于透明玻璃，它从IR光吸收更少的能量，并且因为它的透射率更高，允许更多的光被反射。
当然，也可使用其他基本上透明的材料作为层12、14，以向光学片材提供刚性和强度。这些可选材料包括聚合物材料，诸如例如丙烯酸、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚碳酸酯。玻璃部件可以是基本上平坦的或具有一定曲率。它可以以各种形状诸如圆顶形、圆锥形或其他构造和具有多种表面形貌的横截面提供。本发明不旨在一定限于使用任何特定的玻璃部件材料或结构。
本领域技术人员将理解，本文具体描述的产品和方法是非限制性的示例性实施方案。结合一个示例性实施方案示出或描述的特征可与其他实施方案的特征组合。本领域技术人员可以在不脱离本公开的情况下设计出各种替代方案和修改型式。因此，本公开旨在涵盖所有此类替代方案、修改型式和变型。同样，本领域技术人员将基于上述实施方案理解本公开的其他特征和优点。因此，本公开不受已经具体示出和描述的内容的限制，除非由所附权利要求书限定。
因此，本说明书中提及的所有授权专利、专利申请公布和非专利出版物通过引用方式整体并入本文以用于所有目的，其程度如同每篇单独的授权专利、专利申请公布和非专利出版物被具体地和单独地指出通过引用方式并入。
虽然已经在附图中示出了本公开的若干实施方案，但是并非旨在将本公开限制于此，而是旨在使本公开的范围如同本领域所允许的那样广泛，并且同样地阅读说明书。因此，以上描述不应被解释为限制性的，而仅仅作为目前所公开的实施方案的例证。因此，实施方案的范围应当由所附权利要求书及其合法等同形式确定，而不是由给出的示例确定。
本领域的技术人员将理解，本文具体描述并在附图中示出的设备和方法是非限制性的示例性实施方案。结合一个示例性实施方案示出或描述的特征可与其他实施方案的特征组合。本领域技术人员可以在不脱离本公开的情况下设计出各种替代方案和修改型式。因此，本公开旨在涵盖所有此类替代方案、修改型式和变型。同样，本领域技术人员将基于上述实施方案理解本公开的其他特征和优点。因此，本公开不受已经具体示出和描述的内容的限制，除非由所附权利要求书限定。

Claims (38)

1.一种光学膜，所述光学膜包含：
一种或多种热塑性聚氨酯(TPU)树脂，所述一种或多种TPU树脂包含：
第一UV吸收剂，所述第一UV吸收剂选自由苯并三氮唑家族或三嗪家族组成的组；
光稳定剂；和
第二UV吸收剂，所述第二UV吸收剂选自由苯并三氮唑、二苯甲酮、三嗪或苯亚甲基丙二酸酯组成的组。
2.根据权利要求1所述的光学膜，其中至少一种所述TPU树脂包含约95重量％至约99.99重量％的量的脂族TPU树脂。
3.根据权利要求1所述的光学膜，其中所述第一UV吸收剂以约0.1重量％至约1重量％的量存在于所述TPU树脂中。
4.根据权利要求1所述的光学膜，其中所述光稳定剂是胺光稳定剂(HALS)。
5.根据权利要求1所述的光学膜，其中所述光稳定剂由癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯和癸二酸甲基1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基酯的反应物质制得。
6.根据权利要求1所述的光学膜，其中所述膜的厚度为约5密耳至约50密耳。
7.根据权利要求1所述的光学膜，其中所述膜的厚度为约15密耳至约30密耳。
8.根据权利要求1所述的光学膜，其中所述第一UV吸收剂和所述第二UV吸收剂的组合以约0.1重量％至约3重量％的量存在。
9.根据权利要求1所述的光学膜，其中所述第二UV吸收剂以约0.01重量％至约2重量％的量存在。
10.根据权利要求1所述的光学膜，其中所述膜能够阻挡至少约95％的具有在约380nm至约410nm范围内的波长的光。
11.根据权利要求1所述的光学膜，其中所述膜的YI值不大于约4.5。
12.根据权利要求1所述的光学膜，其中所述膜的YI值不大于约2.0。
13.根据权利要求1所述的光学膜，其中所述膜能够阻挡不少于约99.5％的具有在约380nm至约400nm范围内的波长的光，并且其中所述膜的YI值小于约2.0。
14.根据权利要求1所述的光学膜，其中所述膜能够阻挡不少于约99.5％的具有约400nm的波长的光。
15.根据权利要求1所述的光学膜，其中所述第二UV吸收剂作为基础树脂中的浓缩物与所述一种或多种TPU树脂结合，所述一种或多种TPU树脂与所述基础树脂的比例在约20:1至约3:1的范围内。
16.根据权利要求1所述的光学膜，其中所述第二UV吸收剂作为基础树脂中的浓缩物添加到所述一种或多种TPU树脂中，其中浓缩物在所述基础树脂中的负载百分比在约0.5％至约10％的范围内。
17.根据权利要求1所述的光学膜，其中所述第二UV吸收剂作为浓缩物在基础树脂中的负载百分比为约0.5重量％，并且所述膜的厚度不大于30密耳。
18.根据权利要求1所述的光学膜，其中所述第二UV吸收剂的负载浓度为约8.5PPH，并且所述膜的厚度不大于15密耳。
19.一种光学膜，所述光学膜包含：
热塑性聚氨酯(TPU)树脂，所述热塑性聚氨酯树脂包含：
第一UV吸收剂，所述第一UV吸收剂选自由苯并三氮唑家族或三嗪家族组成的组；和
光稳定剂；以及
基础树脂，所述基础树脂包含第二UV吸收剂，所述第二UV吸收剂选自由苯并三氮唑、二苯甲酮、三嗪或苯亚甲基丙二酸酯组成的组。
20.根据权利要求17所述的光学膜，其中所述基础树脂包括热塑性聚氨酯(TPU)树脂。
21.根据权利要求17所述的光学膜，其中所述TPU树脂与所述基础树脂的比例为约20:1至约3:1。
22.根据权利要求17所述的光学膜，其中所述TPU树脂与所述基础树脂的比例为约10:1至约7:1。
23.根据权利要求17所述的光学膜，其中所述第二UV吸收剂作为浓缩物添加到所述基础树脂中，其中浓缩物在所述基础树脂中的负载百分比在约0.5％至约10％的范围内。
24.一种复合材料，所述复合材料包括：
第一玻璃层；
第二玻璃层；和
在所述第一玻璃层和所述第二玻璃层之间的膜，其中所述膜由一种或多种树脂制成，所述一种或多种树脂包含第一UV吸收剂、光稳定剂和第二UV吸收剂，所述第一UV吸收剂选自由苯并三氮唑家族或三嗪家族组成的组，并且所述第二UV吸收剂选自由苯并三氮唑、二苯甲酮、三嗪或苯亚甲基丙二酸酯组成的组。
25.根据权利要求22所述的复合材料，其中至少一种所述树脂包括热塑性聚氨酯(TPU)树脂，所述TPU树脂至少包含所述第一UV吸收剂和所述光稳定剂。
26.根据权利要求23所述的复合材料，其中所述TPU树脂包含约95重量％至约99.99重量％的量的脂族TPU树脂。
27.根据权利要求23所述的复合材料，其中所述第一UV吸收剂以约0.1重量％至约1重量％的量存在于所述TPU树脂中。
28.根据权利要求22所述的复合材料，其中所述膜的厚度为约5密耳至约50密耳。
29.根据权利要求22所述的复合材料，其中所述第二UV吸收剂存在于基础树脂中。
30.根据权利要求27所述的复合材料，其中所述基础树脂包括第二TPU树脂。
31.根据权利要求27所述的复合材料，其中所述TPU树脂与所述基础树脂的比例为约20:1至约3:1。
32.根据权利要求27所述的复合材料，其中所述TPU树脂与所述基础树脂的比例为约10:1至约7:1。
33.根据权利要求27所述的复合材料，其中所述第二UV吸收剂作为浓缩物添加到所述基础树脂中，其中浓缩物在所述基础树脂中的负载百分比在约0.5％至约10％的范围内。
34.一种车窗，所述车窗包括根据权利要求22所述的复合材料。
35.一种用于制备树脂以挤出光学膜的方法，所述方法包括以下步骤：
通过组合以下项来制备混合物：a)具有TPU、苯并三氮唑家族或三嗪家族的第一UV吸收剂和光稳定剂的第一树脂组合物与b)含有第二UV吸收剂的浓缩物与第二树脂的组合；
熔融并挤出所述第一树脂和所述第二树脂的所述混合物；以及
将含有所述第一树脂和所述第二树脂的所述混合物进料通过模头以形成光学膜。
36.根据权利要求33所述的方法，其中所述第二UV吸收剂在所述第二树脂中的负载浓度为约10PPH。
37.根据权利要求33所述的方法，其中所述浓缩物包括Tinuvin 326。
38.根据权利要求33所述的方法，其中所述组合包括将至少7份/百份的所述第二树脂干混到所述第一树脂中。
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