含有颜料的半透明膜、制备方法及复合结构与流程

发明领域本发明涉及一种制备半透明膜的方法、颜料分布均匀的半透明膜、含有该膜的复合结构、以及所述膜和复合结构作为汽车内饰(interior)涂层的用途。

背景技术：

1、de 10 2018 217 565 a1公开了一种用作可从背后照亮的人造革的半透明膜。所述半透明膜含有最大量为2％的颜料，以一方面实现足够的色彩饱和度，另一方面实现足够的光透射率。

2、wo 2020/244449 a1公开了一种制备半透明膜的方法，其包括将含有聚烯烃和橡胶的树脂组合物与1-4重量份的色母料(masterbatch)混合并形成半透明膜，所述色母料含有50-70重量份的非极性树脂和30-50重量份的调色剂。将非极性树脂共混到色母料中以提高该调色剂在聚合物组合物中的分散性并使调色剂更加均匀。优选地，将树脂组合物与至少2重量份的色母料混合以实现所需的颜色遮盖效果。

3、本发明要解决的技术问题

4、现有技术并未公开含有高度均匀分布的颜料的半透明膜以实现均匀的颜色、遮盖效果和透射率。

5、本发明的问题是提供一种制备含有均匀分布的颜料的半透明膜的方法，以及可以通过该方法获得的半透明膜。

技术实现思路

1、本发明的问题通过提供一种含有均匀分布的颜料的半透明膜以及通过提供一种制备该半透明膜的方法得以解决。

2、本发明由以下方面[1]-[15]限定。

3、[1]一种制备厚度为0.05至1.50mm、在λmax处的光透射率至少为1％的膜的方法，其中λmax为在400nm至700nm范围内具有最大透射率时的波长，所述方法包括以下步骤：

4、(a)提供选自至少一种热塑性聚合物的聚合物；

5、(b)使用所述聚合物以制备含有所述聚合物的第一组合物和含有所述聚合物的第二组合物；

6、(c)将第一组合物与颜料混合，以获得含有1质量％至小于30质量％的颜料的色母料；

7、(d)将第二组合物与色母料混合，以获得颜料含量为0.05质量％至5.0质量％的膜原料；和

8、(e)加工膜原料以获得膜。

9、[1-1]根据方面[1]的方法，其中步骤(a)中提供的聚合物是选自热塑性弹性体、热塑性聚氨酯、热塑性聚烯烃和聚氯乙烯中的一种或多种。

10、[1-2]根据方面[1]或[1-1]的方法，其中步骤(a)中提供的聚合物是聚合物的共混物。

11、[1-3]根据前述任一方面的方法，其中步骤(d)中混合的第二组合物和色母料仅与步骤(c)中添加的颜料含量不同。

12、[2]根据前述任一方面的方法，其中步骤(b)中制备的第一组合物和第二组合物具有相同的组成。

13、[2-1]根据方面[2]和[1-3]的组合的方法。

14、[3]根据方面[1]或[2]的方法，其中在步骤(b)中制备的第一组合物和第二组合物中的每一种中，步骤(a)中提供的聚合物的含量大于90质量％。

15、[4]根据前述任一方面的方法，其中在步骤(e)中获得的所述膜中，步骤(a)中提供的所述聚合物的含量大于90质量％。

16、[5]根据前述任一方面的方法，其中步骤(c)中添加的颜料的颗粒尺寸dv50小于10μm，所述颗粒尺寸dv50是通过静态激光散射测得的体积分布的中值。

17、[5-1]根据方面[5]的方法，其中所述颜料的颗粒尺寸dv50小于5μm。

18、[5-2]根据方面[5]和[2]、优选[5]和[2-1]的组合的方法。

19、[5-3]根据方面[5-1]和[2]、优选[5-1]和[2-1]的组合的方法。

20、[6]根据前述任一方面的方法，其中(i)步骤(c)中制备的色母料的颜料含量小于25质量％和/或(ii)步骤(d)中制备的膜原料的颜料含量小于2质量％。

21、[6-1]根据方面[6]的方法，其中将(i)和(ii)组合。

22、[7]根据前述任一方面的方法，其中在λmax处的光透射率小于20％。

23、[7-1]根据前述任一方面的方法，其中λmax处的光透射率小于10％。

24、[7-2]根据方面[7]和[5]、优选[7]和[5-1]的组合的方法。

25、[7-3]根据方面[7]和[5-2]、优选[7]和[5-3]的组合的方法。

26、[8]一种可以通过方面[1]至[7-3]中任一项的方法获得的膜。

27、[9]一种由选自至少一种热塑性聚合物的聚合物制成的膜，其中所述膜的厚度为0.3至1.5mm，颜料含量为0.05至5.0质量％，并且在λmax处的光透射率至少为1％，其中λmax为在400nm至700nm范围内具有最大透射率时的波长，其中所述膜具有以下性能(i)至(iii)中的至少一种：

28、(i)在膜的任意0.01mm2的表面积中，尺寸大于1μm的颗粒的数目小于10个，这通过扫描电子显微镜法测得，做法是：使用cressington sputter coater 180auto用纯金溅射样品历时60秒；使用sem jeol jsm 6010lv在高真空下用10-20kev的电子束处理样品；以及检测二次电子，其中颗粒尺寸是在垂直于膜平面的投影中的最长颗粒直径；

29、(ii)膜的任意两个1mm2的面积中，在λmax处的光透射率之比在9/10至10/9范围内；

30、(iii)如果颜料含量为2.5至5.0质量％，则在λmax处的光透射率至少为1％；如果颜料含量为大于1.50质量％至小于2.5质量％，则在λmax处的光透射率至少为10％；如果颜料含量小于0.30质量％，则在λmax处的光透射率至少为40％；如果颜料含量在0.30质量％至1.50质量％范围内，则在λmax处的光透射率[单位：％]与颜料浓度[单位：质量％]的乘积大于15。

31、[10]根据方面[9]的膜，其中所述膜具有以下性能(i)至(iii)中的至少一种：

32、(i)λmax处膜的光透射率至少为5％，并且在膜的任意0.01mm2的表面积中，尺寸大于1μm的颗粒的数目小于5个，这通过扫描电子显微镜法测得，做法是：使用cressingtonsputter coater 180auto用纯金溅射样品历时60秒；使用sem jeol jsm 6010lv在高真空下用10-20kev的电子束处理样品；以及检测二次电子(secondary electron)，其中颗粒尺寸是在垂直于膜平面的投影中的最长颗粒直径；

33、(ii)所述膜的厚度为0.3至1.0mm并且所述膜的任意两个1mm2的面积中，在λmax处的光透射率之比在19/20至20/19的范围内；

34、(iii)所述膜的厚度为0.3至1.0mm，所述膜中颜料的含量为0.05至1.0质量％，所述膜在λmax处的光透射率至少为20％，如果颜料的含量小于0.30质量％，则所述膜在λmax处的光透射率至少为40％；如果颜料的含量在0.30质量％至1.0质量％范围内，则在λmax处的光透射率[单位：％]与颜料浓度[单位：质量％]的乘积至少为15。

35、[11].根据方面[9]或[10]所述的膜，其中在所述膜的任意1mm2的面积中，尺寸大于1μm的颗粒数目与颜料含量[单位：质量％]的比率小于10。

36、[12]根据方面[8]至[11]中任一项的膜，其中颜料浓度[质量％]与膜厚度[mm]的乘积小于1.0，优选小于0.5。

37、[13]根据方面[9]至[12]中任一项的膜，其中所述膜可以通过方面[1]至[7]中任一项的方法获得。

38、[13-1]根据方面[8]至[12]中任一项的膜，其中膜中热塑性聚合物的含量至少为90质量％。

39、[13-2]根据方面[8]至[13-1]中任一项的膜，其中所述颜料的颗粒尺寸dv50小于10μm，优选小于5μm，所述颜料的颗粒尺寸dv50为通过静态激光散射测得的体积分布的中值。

40、[13-3]根据方面[8]至[13-2]中任一项的膜，其中在λmax处的光透射率小于20％。

41、[13-4]根据方面[13-2]和[9](ii)、优选[13-2]和[10](ii)的组合的膜。

42、[13-5]根据方面[13-4]和[13-3]的组合的膜。

43、[14]一种复合结构，其包含根据方面[8]至[13-5]中任一项的膜。

44、[15]根据方面[8]至[13-5]中任一项的膜或根据方面[14]的复合结构作为车辆内饰(interior of the vehicle)中的涂层的用途。

45、本发明还通过以下观点[1]至[15]来定义。

46、[1]一种制备厚度为0.05至1.50mm、在λmax处的光透射率至少为1％的膜的方法，其中λmax为在400nm至700nm范围内具有最大透射率时的波长，所述方法包括以下步骤：

47、(a)提供选自至少一种热塑性聚合物的聚合物；

48、(b)使用所述聚合物以制备含有所述聚合物的第一组合物和含有所述聚合物的第二组合物；优选地，步骤(b)中制备的第一组合物和第二组合物由步骤(a)中提供的聚合物和任选存在的添加剂组成；

49、(c)将第一组合物与颜料混合，以获得含有1质量％至小于30质量％的颜料的色母料；

50、(d)将第二组合物与色母料混合，以获得颜料含量为0.05质量％至4.0质量％的膜原料；和

51、(e)加工膜原料以获得膜。

52、[2]根据[1]的方法，其中步骤(b)中制备的第一组合物和第二组合物具有相同的组成。

53、[3]根据[1]或[2]的方法，其中步骤(a)中提供的聚合物为选自热塑性弹性体、热塑性聚氨酯、热塑性聚烯烃和聚氯乙烯中的一种或多种。

54、[3-1]在[3]的方法中，步骤(a)中提供的聚合物为热塑性聚氨酯、或热塑性聚烯烃、或热塑性聚烯烃与热塑性弹性体的组合物，并且步骤(b)中制备的第一组合物和第二组合物由步骤(a)中提供的聚合物和任选存在的添加剂组成。

55、[4]根据前述观点中任一项的方法，其中第一组合物、第二组合物和色母料包含熔融形式的步骤(a)中提供的聚合物，并且或者步骤(d)中的混合在挤出机中进行且步骤(e)中的加工包括挤出和固化膜原料；或者步骤(e)中的加工包括刮涂。

56、[4-1]在[4]的方法中，步骤(c)包括优选通过使用挤出机来混合熔融形式的第一组合物和颜料的步骤，以及固化混合物以获得由包含第一组合物和颜料的丸粒组成的色母料的步骤。

57、[4-2]根据前述观点中任一项的方法，其中步骤(e)中的加工包括刮涂含有聚氯乙烯的组合物。

58、[5]根据前述观点中任一项的方法，其中所述膜的厚度为0.1至1.0mm且在λmax处的光透射率至少为10％，色母料的颜料含量为2质量％至25质量％，并且膜的颜料含量为0.05质量％至2.0质量％。

59、[5-1]在[5]的方法中，所述膜的厚度为0.3至1.0mm且在λmax处的光透射率至少为25％，色母料的颜料含量为2质量％至25质量％，并且膜的颜料含量为0.05质量％至1.0质量％。

60、[5-2]在[5]的方法中，所述膜的厚度为0.3至1.0mm且所述色母料的颜料含量为10质量％至小于30质量％，并且所述膜的颜料含量为1.5质量％至4.0质量％。

61、[5-3][1]至[5-2]的方法，其还包括使用所述膜以制备复合结构。

62、[5-4][5-3]的方法，其包括形成作为覆盖层的膜和布置在覆盖层下侧的一个或多个附加层或元件的复合材料，其中将任选的图案层直接连接至覆盖层的上侧和/或其中将厚度为5μm至40μm的任选的漆层直接涂布在覆盖层的上侧上。

63、[6]一种通过观点[1]至[5-2]中的一项的方法获得的膜。

64、[7]一种由选自至少一种热塑性聚合物的聚合物制成的膜，其中所述膜的厚度为0.3至1.5mm，颜料含量为0.05至4.0质量％，并且在λmax处的光透射率至少为1％，其中λmax为在400nm至700nm范围内具有最大透射率时的波长，其中所述膜具有以下性能(i)至(iii)中的至少一种：

65、(i)在膜的任意0.01mm2的表面积中，尺寸大于1μm的颗粒的数目小于10个，这通过扫描电子显微镜法测得，做法是：使用cressington sputter coater 180auto用纯金溅射样品历时60秒；使用sem jeol jsm 6010lv在高真空下用10-20kev的电子束处理样品；以及检测二次电子；

66、(ii)膜的任意两个1mm2的面积中，在λmax处的光透射率之比在9/10至10/9范围内；

67、(iii)如果颜料含量为2.5至4.0质量％，则在λmax处的光透射率至少为1％；如果颜料含量大于1.50质量％至小于2.5质量％，则在λmax处的光透射率至少为10％；如果颜料含量小于0.30质量％，则在λmax处的光透射率至少为40％；如果颜料含量在0.30质量％至1.50质量％范围内，则在λmax处的光透射率[单位：％]与颜料浓度[单位：质量％]的乘积大于15。

68、[7-1][7]的膜，其中所述聚合物是选自热塑性弹性体、热塑性聚氨酯、热塑性聚烯烃和聚氯乙烯中的一种或多种。

69、[7-2][7-1]的膜，其中所述聚合物是热塑性聚氨酯、或热塑性聚烯烃、或热塑性聚烯烃与热塑性弹性体的组合物，并且所述膜由所述聚合物和任选存在的添加剂组成。

70、[7-3][7]至[7-2]中任一项的膜，其中所述膜的厚度为0.1至1.0mm并且在λmax处的光透射率至少为10％并且所述膜的颜料含量为0.05质量％至2.0质量％。

71、[7-4][7-3]的膜，其中所述膜的厚度为0.3mm至1.0mm并且在λmax处的光透射率至少为25％，并且所述膜的颜料含量为0.05质量％至1.0质量％。

72、[7-5][7]至[7-2]中任一项的膜，其中所述膜的厚度为0.3至1.0mm，并且所述膜的颜料含量为1.5质量％至4.0质量％。

73、[8]根据[7]至[7-5]中任一项的膜，其中所述膜具有以下性能(i)至(iii)中的至少一种：

74、(i)所述膜在λmax处的光透射率至少为10％，并且在膜的任意0.01mm2的表面积中，尺寸大于1μm的颗粒的数目小于5个，这通过扫描电子显微镜法测得，做法是：使用cressington sputter coater 180auto用纯金溅射样品历时60秒；使用sem jeol jsm6010lv在高真空下用10-20kev的电子束处理样品；以及检测二次电子；

75、(ii)所述膜的厚度为0.3至1.0mm，所述膜中颜料的含量为0.05至1.0质量％，所述膜在λmax处的光透射率至少为20％，并且所述膜的任意两个1mm2的面积中，在λmax处的光透射率之比在19/20至20/19的范围内；

76、(iii)所述膜的厚度为0.3至1.0mm，所述膜中颜料的含量为0.05至1.0质量％，所述膜在λmax处的光透射率至少为20％，如果颜料的含量小于0.30质量％，则所述膜在λmax处的光透射率至少为40％；如果颜料的含量在0.30质量％至1.0质量％范围内，则在λmax处的光透射率[单位：％]与颜料浓度[单位：质量％]的乘积至少为15。

77、[9]根据[6]至[8]中任一项的膜，其中在所述膜的任意0.01mm2的表面积中，尺寸大于1μm的颗粒数目与颜料含量[单位：质量％]的比率小于10。

78、[10]根据[6]至[9]中任一项的膜，其中在不存在从背侧发射的光的情况下，所述膜为不透明的。

79、[11]根据方面[8]至[10]中任一项的膜，其中颜料浓度[质量％]与膜厚度[mm]的乘积小于1.0，优选小于0.5。

80、[12]一种复合结构，其包含如[6]至[11]中任一项所述的膜。

81、[12-1]根据[12]的复合结构，其包含作为载体层的纺织品(textile)层和所述膜。

82、[12-2]根据[12-1]的复合结构，其中所述膜为pvc膜。

83、[12-3]根据[12-2]的复合结构，其中已经将pvc膜涂布在纺织品层上，因此pvc膜与纺织品层直接连接。

84、[13]根据[12]的复合结构，其包括作为覆盖层的膜和布置在覆盖层下侧的一个或多个附加层或元件，其中任选存在的图案层直接连接至覆盖层的上侧和/或其中厚度为5μm至40μm的任选存在的漆(lacquer)层直接涂布在覆盖层的上侧。

85、[13-1]在[13]的一个优选的复合结构中，选择覆盖层，使得在不存在由布置在复合结构中或下的光源发射的光的情况下，布置在覆盖层下侧的其他层或元件不可见。

86、[13-2][13]的一个优选的复合结构包括具有以下的图案层：(i)不透明图案，其中选择覆盖层以允许从布置在复合结构中或下的光源发出的可见光透过，且选择不透明图案以抑制该可见光透过；或(ii)有色图案，其中选择覆盖层和有色图案以允许从布置在复合结构中或下的光源发出的可见光透过，其中所述覆盖层和有色图案的颜色和/或光透射率不同；或(iii)满足(i)和(ii)的要求的不透明图案和有色图案。

87、[14]根据[13]、[13-1]或[13-2]的复合结构，其包含直接连接于覆盖层下侧的图案层、以及覆盖层下侧的支持层。

88、[15]第[6]至[12]点中任一项所描述的膜或第[13]至[14]点中所描述的复合结构用作车辆内饰的涂层的用途。

89、本发明的优势

90、本发明的膜为半透明的且颜色均匀且透光。所述膜可能具有低光透射率。

91、复合结构可能包含膜和膜下方的结构诸如层或图案。复合结构可能具有使结构不可见的性能，除非该结构被照明。因此，所述结构可能是“隐藏直到被照明型(hidden-until-lit)的”。

92、所述膜和复合结构可应用于汽车内部构件，诸如汽车座椅、扶手、门板、仪表板和其他部件，并且可以在满足所需色彩覆盖率的同时实现良好的光透射率。