[发明专利]具有低能量透过性的多层塑料结构

说明书

本发明涉及一种含有基础层以及IR反射性多重层的多层结构，其中所述基础层含有至少一种透明热塑性塑料和一种特殊的无机红外吸收剂，涉及这种多层结构的制备，和其用于制备建筑物、汽车、轨道车辆和飞机中的塑料窗玻璃的用途。

本发明涉及一种含有基础层以及IR反射性多重层的多层结构，其中所述基础层含有至少一种透明热塑性塑料和一种特殊的无机红外吸收剂，涉及这种多层结构的制备，和其用于制备建筑物、汽车、轨道车辆和飞机中的塑料窗玻璃的用途。

由含有透明热塑性聚合物例如聚碳酸酯的组合物制备的窗玻璃为车辆领域和建筑物提供了相比于传统玻璃窗户的许多优点。这些包括例如增加的防破裂性能或节省重量，在汽车窗玻璃情况下这使得在交通事故情况下乘客的安全性可以更高和燃料消耗更低。最后，包含透明热塑性聚合物的透明材料由于成型性较简单有相当大的设计自由度。

然而，有一个缺点是透明的热塑性聚合物在日光下高的热透过性(即对IR辐射透明)导致车辆和建筑物内部不希望的变热。内部温度升高会降低乘客或住户的舒适性和会导致对空调的需求增加，这接着会增加能耗和由此又抵消了积极效果。无论如何，为了考虑对低能耗结合乘客或住户高舒适性的需求，需要配备有适宜的热防护的玻璃板。

正如长期已知的那样，除了400nm-750nm的可见光范围外，大部分的太阳能落入750nm-2500nm之间的近红外(NIR)范围。透入的太阳辐射例如被吸收到汽车内部并作为波长为5μm-15μm的长波热辐射被发射。由于在此范围内传统的窗玻璃材料-特别是在可见光范围透明的热塑性聚合物-不是透明的，热辐射不能向外辐射。产生温室效应和内部被加热。为了将此效应保持尽可能低，窗玻璃在NIR中的透过性因此应该尽可能最小化。然而，传统的透明热塑性聚合物例如聚碳酸酯，在可见光范围和在NIR中都是透明的。

因此需要在NIR中具有尽可能低的透明性的添加剂，而不会例如对光谱的可见光范围中的透明性产生不利影响。

为了赋予塑料吸热性能，因此使用相应的红外吸收剂(IR吸收剂)作为添加剂。特别地，为此在NIR范围具有宽的吸收光谱和同时在可见光范围具有低吸收(低固有颜色)的IR吸收剂体系是令人感兴趣的。此外，相应的塑料组合物应具有高的热稳定性和优异的光稳定性。

已知有大量的可用于透明热塑性塑料中的基于有机或无机材料的IR吸收剂。例如在J. Fabian, H. Nakazumi, H. Matsuoka, Chem.Rev. 92, 1197 (1992), 在US-A 5,712,332或JP-A 06240146中描述了对这种材料的选择。

但是，基于有机材料的IR吸收添加剂经常是对于热负担或辐射具有稳定性低的缺点。因此，这些添加剂中许多对热不足够稳定，而不能引入透明的热塑性塑料中，因为在塑料加工期间需要高达330℃的温度。此外，窗玻璃在使用期间由于太阳辐射经常要在较长的时间内暴露于超过50℃的温度，这会导致有机吸收剂分解或降解。另外，有机IR吸收剂在NIR区域内经常不具有足够宽的吸收带，使得它们在窗玻璃材料中作为IR吸收剂的使用效率低。另外，这些体系经常也会发生不希望的强烈的固有颜色。

基于无机材料的IR吸收添加剂与有机添加剂相比经常明显更稳定。使用这些体系也经常是更加经济，因为在大多数情况下它们具有显著更诱人的性价比。因此，基于细分的硼化物，例如六硼化镧的材料已经证明是有效的IR吸收剂，因为它们具有宽的吸收带和兼有高的热稳定性。这种基于La、Ce、Pr、Nd、Tb、Dy、Ho、Y、Sm、Eu、Er、Tm、Yb、Lu、Sr、Ti、Zr、Hf、V、Ta、Cr、Mo、W和Ca的硼化物描述于例如DE-A 10 392 543或EP-A 1 559 743中。

然而，它们显著的固有颜色是这些添加剂的缺点。在引入后，含硼化物的添加剂赋予透明塑料以特征性的绿颜色，这经常是不希望的，因为它严重地限制了赋予中性颜色的空间。