撓性層壓膜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種撓性的可壓延膜，其表現(xiàn)出在外部天候老化條件下提高的耐久性。該膜主要包含氯乙烯在聚丙烯酸酯上的接枝共聚物的基底層，該基底層層壓有丙烯酸系保護層。重要的是，該基底層不含或含有最少增塑劑組分，以消除或減少UV吸收劑從丙烯酸系保護層遷移。
【專利說明】撓性層壓膜
[0001]本發(fā)明涉及適用于被覆基材的撓性層壓膜，并涉及具有基底層和UV保護層的撓性層壓膜的制備方法。
[0002]基于UPVC的窗、門、溫室等已成為基于木材的產(chǎn)品的更廉價且更耐久的備選物。盡管可以添加顏料以提供顏色變化，但uPVC型材典型地是白色的。
[0003]近來，裝飾效果PVC型材已經(jīng)作為被設(shè)計為在木材紋理的情況下仿天然木制品同時具有PVC的有益物理和機械特性的第二代產(chǎn)品顯現(xiàn)。此外，也已經(jīng)引入了單色、紋理和特殊效果，以擴大消費者選擇。典型地，這些“效果” UPVC型材是通過在型材制備過程的最終階段，在制成窗、門和其它建筑元件之前，將薄的、裝飾的、撓性的、外用級的膜層壓至UPVC而形成的。
[0004]相應(yīng)地，這種外用裝飾膜持續(xù)暴露在環(huán)境中，并需要在配方中的特殊組分，以抵抗隨時間的天候老化和降解。典型的膜包含在其上層壓了丙烯酸類保護膜的撓性的、印刷或非印刷的P-PVC基底。該P-PVC底層包含添加劑如穩(wěn)定劑、加工助劑和增塑劑，它們協(xié)助壓延過程并防止在制備中的熱降解，并且可以包括當(dāng)暴露在現(xiàn)場期間提供另外保護的添加齊U。這樣的添加劑是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。可從許多來源商購的丙烯酸類保護層典型地含有一種或多種UV吸收劑，并且在某些情況下，含有其他添加劑，其在使用中保護基底P-PVC層免受日光輻射的UV組分的影響。在產(chǎn)品的整個壽命內(nèi)，這些UV吸收劑被穩(wěn)定地消耗，降低了向基底層提供的保護。一旦完全耗盡，P-PVC基底層完全暴露在UV輻射下并相對迅速地降解。因此，裝飾效果的耐久性，以及相應(yīng)的層壓產(chǎn)品的壽命，由外保護層中的UV吸收劑和添加劑的耐久性加上不受保護的基底膜的耐久性所決定。
[0005]增塑劑遷移可以被定義為在材料內(nèi)和來自材料的增塑劑向與它保持緊密接觸基材中或向基材上的移動。此遷移的速率和程度取決于環(huán)境條件加上所用的增塑劑的類型。
[0006]對于所述結(jié)構(gòu)的裝飾層壓膜，來自PVC層的增塑劑可以穿過P-PVC /丙烯酸類截面遷移進入丙烯酸類中。這具有降低丙烯酸類的Tg，并因此增加了所述一種或多種UV吸收劑的遷移率的效果。其遷移進入P-PVC直至達(dá)到中性平衡，使所述界面，且在最壞的情況下使整個丙烯酸類膜缺乏UV吸收劑，因此降低了膜的壽命。通過將單體增塑劑改變?yōu)榫酆衔镌鏊軇?，已?jīng)將此效果降低至有限的程度。聚合物物種的增加的分子量以及結(jié)構(gòu)降低了增塑劑的擴散性能并且最終降低了所述一種或多種UV吸收劑從外層的遷移。這一方法已經(jīng)結(jié)合在相繼各代外用級裝飾膜中。
[0007]然而，所需要的是一種外用級膜，其可以便利地被制備，同時包含提高的天候老化特性尤其是提高的對由UV輻射導(dǎo)致的降解的抗性。
[0008]因此，發(fā)明人提供了一種撓性的可壓延膜，其在外部天候老化條件下顯示提高的耐久性。本發(fā)明的膜主要包含氯乙烯在聚丙烯酸酯上的接枝共聚物的基底層，其層壓有丙烯酸系保護層。相對于傳統(tǒng)膜，本發(fā)明的基底層不含任何增塑劑組分或者包含明顯減少的量的增塑劑。
[0009]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用作基底層的主要組分時，聚丙烯酸酯/ PVC接枝共聚物提供了與撓性膜關(guān)聯(lián)的必要的物理和力學(xué)特性，使得基底層能夠在本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的標(biāo)準(zhǔn)條件下被壓延，而不需要添加增塑劑組分。
[0010]因此，該復(fù)合膜不經(jīng)歷增塑劑遷移和導(dǎo)致的UV吸收劑遷移，并已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)在人工加速天候老化條件下顯示提高的耐久性。此外，通過可以完全省略(或包括非常低濃度的)增塑劑，基底層的共聚物組分將基底層的Tg從對傳統(tǒng)增塑膜的約50°C提高至72°C。在現(xiàn)場，層壓窗或門的典型型材溫度為50°C至70°C，因此本發(fā)明的基底膜在其使用壽命中將保持在其Tg之下，進而阻礙了任何潛在的UV吸收劑遷移。包括約50°C的Tg的傳統(tǒng)增塑基底膜對層間遷移敏感得多。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第一方面提供了:用于被覆基材的撓性層壓膜，所述膜包含:包含聚丙烯酸酯和PVC的接枝共聚物的基底層；和層壓至所述基底層的包含UV吸收劑的丙烯酸系UV保護層。
[0012]優(yōu)選地，該膜相對于丙烯酸系保護層主要包含基底層。在本說明書中使用的術(shù)語“主要”涉及基底層相對于丙烯酸類UV保護層的體積尤其是厚度。優(yōu)選地，基底層包含大于丙烯酸類保護層厚度的厚度。任選地，基材處的基底層的厚度可能是丙烯酸類保護層厚度的兩倍。
[0013]優(yōu)選地，基底層還包含另外的PVC以改變和優(yōu)化用于最終用途的最終膜的物理性質(zhì)?？梢允褂枚喾N變化的單分子量PVC或多種變化分子量PVC的組合以達(dá)到此目的。
[0014]優(yōu)選地，基底層還包含光穩(wěn)定劑化合物。優(yōu)選地，基底層包含至少一種受阻胺光穩(wěn)定劑(HALS)。優(yōu)選地，穩(wěn)定劑化合物是NOR HALS型的。優(yōu)選地，基底層還包含酚系抗氧化劑化合物。優(yōu)選地，基底層還包含胺清除劑化合物。優(yōu)選地，基底層不含單體增塑劑和/或聚合物增塑劑。優(yōu)選地，共聚物為50:50聚丙烯酸酯:PVC。
[0015]優(yōu)選地，未著色的基底層包含:按重量計20%至100%、40%至90%或更優(yōu)選50%至80%的共聚物；按重量計0.1%至4%、0.3%至3%或更優(yōu)選0.5%至2%的NOR HALS光穩(wěn)定劑化合物；按重量計0%至2%、0.1%至1.0%或更優(yōu)選0.2%至0.6%的酚系抗氧化劑化合物；按重量計0%至2%、0.2%至1.5%或更優(yōu)選0.3 %至1.0 %的胺清除劑化合物；其中，任何其余的重量百分比是由本文確定的尤其包括共聚物和PVC的其他材料所構(gòu)成。
[0016]任選地，未著色的基底層還可以包含按重量計O %至70 %、10 %至50 %或更優(yōu)選20%至30%的除共聚物之外的PVC。任選地，代替結(jié)合在基底層中的另外的PVC，可以加入可合金化的丙烯酸系組分，以進一步增加膜的抗天候老化性。
[0017]優(yōu)選地，基底層還包含熱穩(wěn)定劑化合物。優(yōu)選地，基底層還包含丙烯酸類加工助劑化合物。優(yōu)選地，基底層還包含環(huán)氧穩(wěn)定劑化合物。優(yōu)選地，基底層還包含酯系潤滑劑化合物。優(yōu)選地，基底層還包含酯系光穩(wěn)定劑化合物。
[0018]熱穩(wěn)定劑可以以按重量計2%至10 %、3%至8%或更優(yōu)選4 %至7 %的量結(jié)合在未著色的基底層中。丙烯酸類加工助劑可以以按重量計1%至10%、2%至7%或更優(yōu)選2%至5%的量結(jié)合在未著色的基底層中。優(yōu)選地，環(huán)氧穩(wěn)定劑化合物以按重量計1%至8%、I %至5 %或更優(yōu)選2 %至4 %的量結(jié)合在未著色的基底層中。酯系潤滑劑可以以按重量計0%至1%、0%至0.5%或更優(yōu)選0%至0.2%的量結(jié)合在未著色的基底層中。優(yōu)選地，在未著色的基底層中酯系光穩(wěn)定劑化合物以按重量計0%至10%、0%至5%或更優(yōu)選O %至I %的量結(jié)合。
[0019]在基底層包含環(huán)氧系熱共穩(wěn)定劑的情況下，穩(wěn)定劑包含環(huán)氧化的硬脂酸辛酯。發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，結(jié)合這樣小濃度的熱穩(wěn)定劑不會顯著增加UV吸收劑從外部丙烯酸類層的遷移。也就是說，環(huán)氧穩(wěn)定劑以約3重量％結(jié)合在未著色的基底層中。根據(jù)具體實施方案，未著色的基底層由上述組分組成或基本上由這些組分組成，此處所述組分的總和等于100%。
[0020]優(yōu)選地，基底層的接枝共聚物包含ViIinoHt級別K707E,其可得自VinnolitGmbH and Co KG,德國。
[0021]此外，膜將包含向預(yù)混合料配方中加入的顏料，以得到想要的顏色并賦予另外的本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的天候老化特性。這種顏料可以作為原顏料、顏料母色料、粉末分散體等被結(jié)合。添加的程度和對整體配方百分?jǐn)?shù)的影響將取決于添加的形式、色彩值和不透明性的需要。
[0022]任選地，在丙烯酸系UV保護層層壓之前，基底層被印刷有裝飾圖樣/圖案，其中所述裝飾圖樣/圖案是透過丙烯酸系UV保護層可見的。
[0023]優(yōu)選地，UV保護層包含至少一種UV吸收劑化合物，并任選地包含多種不同類型的化合物，每種化合物能夠吸收在保護層入射的不同波長的日光輻射。任選地，丙烯酸系UV保護層包含光穩(wěn)定劑化合物。優(yōu)選地，UV保護層包含至少一種類型的HALS。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了包含如本文所述的膜的窗和/或框架。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了包含如本文所述的膜的門和/或門框。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了包含如本文所述的膜的溫室結(jié)構(gòu)元件(structural element)。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了包含如本文所述的膜的建筑物結(jié)構(gòu)元件。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了包含如本文所述的膜的建筑附件。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供了用于被覆基材的撓性層壓膜的制備方法，所述方法包括:形成包含聚丙烯酸酯和PVC的接枝共聚物的基底層以及將所述基底層與包含UV吸收劑的丙烯酸系UV保護層層壓以形成撓性層壓膜。
[0030]優(yōu)選地，基底層相對于丙烯酸系保護層是膜的主要部件。
[0031]在本說明書中，提到“結(jié)構(gòu)元件”包括在建筑物或溫室等的構(gòu)造中使用的PVC型材，并且不限于通過增強或支撐其它建筑物或建筑結(jié)構(gòu)的其它部件來提供結(jié)構(gòu)效果的元件，例如，屋頂輪廓線產(chǎn)品、覆層、托板等。
[0032]現(xiàn)在將僅借助實施例和參考附圖描述本發(fā)明的具體實施方案，在附圖中:
[0033]圖1A顯示了，暴露在根據(jù)IS04892-2的人工天候老化測試中的被具有標(biāo)準(zhǔn)增塑配方的現(xiàn)有技術(shù)外用級層壓膜被覆的uPVC基材的天候老化階段；
[0034]圖1B顯示了，暴露在相同的圖1A的根據(jù)IS04892-2的人工天候老化測試中的且被根據(jù)本發(fā)明的層壓膜被覆的uPVC基材的天候老化階段；
[0035]圖2顯示了，暴露在根據(jù)IS04892-2的人工天候老化測試中6，000小時后的被覆有i)沒有丙烯酸系UV保護層的現(xiàn)有技術(shù)增塑基底膜和隨后的ii)沒有丙烯酸系UV保護層的無增塑劑基底膜的相應(yīng)uPVC基材樣品；
[0036]圖3A是在70°C、100%濕度的加速遷移測試之前的uPVC基材的切片截面，該基材 被覆有用鄰苯二甲酸二異癸基酯(DIDP)增塑的現(xiàn)有技術(shù)基底層，并層壓有丙烯酸系UV保護層；[0037]圖3B是暴露在70°C、100%濕度的加速遷移測試三周的圖3A的被覆的uPVC基材的切片截面；
[0038]圖3C是暴露在70°C、100%濕度的加速遷移測試六周的圖3A的被覆的uPVC基材的切片截面；
[0039]圖4A是在70°C、100%濕度的加速遷移測試之前的uPVC基材的切片截面，該基材被覆有用聚合物增塑劑增塑的現(xiàn)有技術(shù)基底層，并層壓有丙烯酸系UV保護層；
[0040]圖4B是暴露在70°C、100%濕度的加速遷移測試三周的圖4A的被覆的uPVC基材的切片截面；
[0041]圖4C是暴露在70°C、100%濕度的加速遷移測試六周的圖4A的被覆的uPVC基材的切片截面；
[0042]圖5A是在70°C、100%濕度的加速遷移測試之前的根據(jù)本發(fā)明的被覆的uPVC基材的切片截面，該基材被覆有層壓的無增塑劑基底層和丙烯酸系UV保護層；
[0043]圖5B是暴露在70°C、100%濕度的加速遷移測試三周的圖5A的被覆的uPVC基材的切片截面；
[0044]圖5C是暴露在70°C、100%濕度的加速遷移測試六周的圖5A的被覆的uPVC基材的切片截面.[0045]為了證明本發(fā)明的膜的適合性及益處，測試它們的物理和機械性能，并再次與傳統(tǒng)增塑現(xiàn)有技術(shù)膜比較。制備了具有以下配方的用于外用級膜的120微米厚的基底層:
[0046]表1:本發(fā)明的基底層配方
【權(quán)利要求】
1.一種用于被覆基材的撓性層壓膜，所述膜包含: 基底層，所述基底層包含聚丙烯酸酯和PVC的接枝共聚物；和 丙烯酸系UV保護層，所述丙烯酸系UV保護層包含UV吸收劑并與所述基底層層壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜，其中，所述基底層還包含另外的PVC。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的膜，其中，所述基底層還包含UV光穩(wěn)定劑化合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的膜，其中，所述基底層還包含酚系抗氧化劑化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的膜，其中，所述基底層還包含胺清除劑化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的膜，其中，所述基底層不含單體增塑劑和/或聚合物增塑劑。
7.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項所述的膜，其中，所述接枝共聚物是50:50聚丙烯酸酯:PVC。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的膜，其中，未著色的所述基底層包含: ?50重量％至80重量％的所述共聚物； ?0.5重量％至2重量％的所述UV光穩(wěn)定劑化合物； ?0.2重量％至0.6重量％的所述酚系抗氧化劑化合物； ?0.3重量％至1.0重量％的所述胺清除劑化合物。`
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的膜，其中，除所述共聚物之外，所述基底層還包含20重量％至30重量％的PVC。
10.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項所述的膜，其中，所述基底層還包含熱穩(wěn)定劑化合物。
11.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項所述的膜，其中，所述基底層還包含丙烯酸類加工助劑化合物。
12.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項所述的膜，其中，所述基底層還包含環(huán)氧穩(wěn)定劑化合物。
13.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項所述的膜，其中，所述基底層還包含酯系潤滑劑化合物。
14.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項所述的膜，其中，所述基底層還包含酯系光穩(wěn)定劑化合物。
15.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項所述的膜，其中，所述丙烯酸系UV保護層還包含多種不同的UV吸收劑化合物。
16.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項所述的膜，其中，所述丙烯酸系UV保護層還包含至少一種受阻胺光穩(wěn)定劑(HALS)化合物。
17.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項所述的膜，其中，所述基底層還包含透過所述丙烯酸系UV保護層可見的印刷圖樣或圖案。
18.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項所述的膜，所述膜相對于所述丙烯酸系保護層主要包含所述基底層。
19.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項所述的膜，其中，所述基底層的厚度大于所述丙烯酸系保護層的厚度。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的膜，其中，所述基底層的厚度基本上是所述丙烯酸系保護層的厚度的兩倍。
21.—種窗和/或框架，所述窗和/或框架包含根據(jù)權(quán)利要求1至20中任一項所述的膜。
22.—種門和/或門框，所述門和/或門框包含根據(jù)權(quán)利要求1至20中任一項所述的膜。
23.一種溫室結(jié)構(gòu)元件，所述溫室結(jié)構(gòu)元件包含根據(jù)權(quán)利要求1至20中任一項所述的膜。
24.一種建筑物結(jié)構(gòu)元件，所述建筑物結(jié)構(gòu)元件包含根據(jù)權(quán)利要求1至20中任一項所述的膜。
25.一種建筑附件，所述建筑附件包含根據(jù)權(quán)利要求1至20中任一項所述的膜。
26.一種用于被覆基材的撓性層壓膜的制備方法，所述方法包括: 形成撓性基底層，所述撓性基底層包含聚丙烯酸酯和PVC的接枝共聚物；和 將所述基底層與包含 UV吸收劑的丙烯酸系UV保護層層壓以形成撓性層壓膜。
【文檔編號】B29D7/01GK103442881SQ201280015183
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月25日
【發(fā)明者】弗朗科斯·諾蒙斯, 馬丁·羅特, 莉迪婭·海格萊, 伊恩·默里 申請人:雷諾里特克萊姆靈頓有限公司