具有改进的耐刮擦性的热塑性组合物及由其形成的制品转让专利

申请号 : CN200780024496.4

文献号 : CN101479340B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 简-普卢恩·伦斯罗伯特·D·范德格拉姆佩尔戴克·沈

申请人 : 沙伯基础创新塑料知识产权有限公司

摘要 :

热塑性组合物包括:A)25-95重量份第一聚碳酸酯,该第一聚碳酸酯基本上由i)和ii)组成:i)25-100mol%包含烷基取代双酚碳酸酯单元的第一碳酸酯单元,ii)0-75mol%第二碳酸酯单元,其中第一碳酸酯单元和第二碳酸酯单元不同,且在第一聚碳酸酯中第一碳酸酯单元和第二碳酸酯单元的摩尔百分数总和为100%;B)5-75重量份聚酯-聚碳酸酯共聚物,其中碳酸酯单元和芳酯单元的摩尔比为95:5至10:90;和C)0-65重量份第二聚碳酸酯,其中第一碳酸酯和第二聚碳酸酯不同,且第一碳酸酯、聚酯-聚碳酸酯和第二聚碳酸酯的重量份的总和为100重量份。

权利要求 :

1.热塑性组合物,包括:

A)25-95重量份第一聚碳酸酯,其由具有下式的聚碳酸酯组成:其中x和y的摩尔比为25∶75至100∶0;

B)5-75重量份具有下式结构的聚酯-聚碳酸酯

1 f

其中R 为C6-30芳族基团,各R 独立地为C1-12烷基、或卤素,u为0,m和n的摩尔比为

95∶5至10∶90,和

C)0-65重量份第二聚碳酸酯,

其中第一聚碳酸酯和第二聚碳酸酯不同,且第一碳酸酯、聚酯-聚碳酸酯和第二聚碳酸酯的重量份的总和为100重量份。

2.权利要求1的热塑性组合物,其中聚酯-聚碳酸酯包括下式:a b f c d

其中R、R 和R 各自独立地为C1-12烷基或卤素;R 和R 各自独立地为氢、C1-12烷基、环状C1-12烷基、C7-12芳烷基、C1-12杂烷基,或环状C7-12杂芳基烷基;p和q独立地为0-4,u为

0,m和n的摩尔比为95∶5至10∶90。

3.权利要求2的热塑性组合物,其中聚酯-聚碳酸酯由下式组成:a b f c d

其中R、R 和R 各自独立地为C1-12烷基或卤素;R 和R 各自独立地为氢、C1-12烷基、环状C1-12烷基、C7-12芳烷基、C1-12杂烷基或环状C7-12杂芳基烷基,p和q独立地为0-4,u为0,l为0-30mol%,m为10-95mol%,且n为5-90mol%,以及l、m和n的总和为100mol%。

4.权利要求3的热塑性组合物,其中聚酯-聚碳酸酯包括下式:其中m和n的摩尔比为95∶5至10∶90。

5.权利要求1的热塑性组合物,其中第二聚碳酸酯包括下式结构的碳酸酯单元:a b c d

其中R 和R 各自独立地为C1-12烷基、或卤素;R 和R 各自独立地为氢、C1-12烷基、环状C1-12烷基、C7-12芳烷基、C1-12杂烷基,或环状C7-12杂芳基烷基;p和q各自独立地为0-4。

6.权利要求1的热塑性组合物,其中在所述热塑性组合物中,所述聚酯-聚碳酸酯中的芳酯的摩尔含量大于或等于10mol%,烷基取代的双酚碳酸酯的摩尔含量大于或等于

25mol%。

7.权利要求1的热塑性组合物,进一步包含添加剂,该添加剂包括填料、电离辐射稳定剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外光吸收剂、增塑剂、润滑剂、脱模剂、抗静电剂、颜料、染料、阻燃剂、防滴剂,或包含前述至少一种添加剂的组合,其中选择添加剂的类型和含量,使得热塑性组合物期望的性质基本上没有受到不利影响。

8.权利要求7的热塑性组合物,其中该热塑性组合物包括黑色着色剂。

9.热塑性组合物,其基本上由以下组分组成:

A)25-95重量份第一聚碳酸酯,由具有下式的聚碳酸酯组成:其中x和y的摩尔比为25∶75至100∶0;

B)5-75重量份具有下式结构的聚酯-聚碳酸酯:

1 f

其中R 为C6-30芳族基团,各R 独立地为C1-12烷基、或卤素,u为0,m和n的摩尔比为

95∶5至10∶90,

C)0-65重量份第二聚碳酸酯,和

D)添加剂,

其中第一聚碳酸酯和第二聚碳酸酯不同,且第一聚碳酸酯、聚酯-聚碳酸酯和第二聚碳酸酯的重量份的总和为100重量份。

10.权利要求9的热塑性组合物,其中聚酯-聚碳酸酯包括下式:a b f c d

其中R、R 和R 各自独立地为C1-12烷基或卤素;R 和R 各自独立地为氢、C1-12烷基、环状C1-12烷基、C7-12芳烷基、C1-12杂烷基,或环状C7-12杂芳基烷基;p和q独立地为0-4,u为

0,m和n的摩尔比为95∶5至10∶90。

11.权利要求10的热塑性组合物,其中聚酯-聚碳酸酯由下式组成:其中Ra、Rb和Rf各自独立地为C1-12烷基或卤素;Rc和Rd各自独立地为氢、C1-12烷基、环状C1-12烷基、C7-12芳烷基、C1-12杂烷基或环状C7-12杂芳基烷基,p和q独立地为0-4,u为0,

1为0-30mol%,m为10-95mol%,且n为5-90mol%,以及l、m和n的总和为100mol%。

12.权利要求11的热塑性组合物,其中聚酯-聚碳酸酯包括下式:其中m和n的摩尔比为95∶5至10∶90。

13.权利要求9的热塑性组合物,其中第二聚碳酸酯包括下式结构的碳酸酯单元:a b c d

其中R 和R 各自独立地为C1-12烷基、或卤素;R 和R 各自独立地为氢、C1-12烷基、环状C1-12烷基、C7-12芳烷基、C1-12杂烷基,或环状C7-12杂芳基烷基;p和q各自独立地为0-4。

14.权利要求9的热塑性组合物,其中在所述热塑性组合物中,所述聚酯-聚碳酸酯中的芳酯的摩尔含量大于或等于10mol%,烷基取代的双酚碳酸酯的摩尔含量大于或等于

25mol%。

15.权利要求9的热塑性组合物,其中由该热塑性组合物组成的模塑制品在根据ISO

4892-2A用氙弧灯老化500小时之后的光泽度保持率大于50%,根据ASTM D2457-03在60度的角度测量并使用100GU的黑色玻璃标准物校正。

16.权利要求9的热塑性组合物,其中由该热塑性组合物组成的模塑制品以90度的角度、6牛顿向下的力测量的划痕深度小于或等于19微米。

17.权利要求9的热塑性组合物,其中由该热塑性组合物组成的模塑制品的铅笔划痕硬度根据ASTM D3363-92a为HB或更硬。

18.权利要求9的热塑性组合物,其中该添加剂包括填料、电离辐射稳定剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外光吸收剂、增塑剂、润滑剂、脱模剂、抗静电剂、颜料、染料、阻燃剂、防滴剂,或包含前述至少一种添加剂的组合,其中选择添加剂的类型和含量,使得热塑性组合物期望的性质基本上没有受到不利影响。

19.权利要求9的热塑性组合物,其中该热塑性组合物包括黑色着色剂。

20.热塑性组合物,包括:

A)25-95重量份包括下式结构的第一聚碳酸酯其中x和y的摩尔比为25∶75至100∶0,和B)5-75重量份的包含下式结构的聚酯-聚碳酸酯a b f c d

其中R、R 和R 各自独立地为C1-12烷基或卤素;R 和R 各自独立地为氢、C1-12烷基、环状C1-12烷基、C7-12芳烷基、C1-12杂烷基,或环状C7-12杂芳基烷基;p和q独立地为0-4,u为

0,m和n的摩尔比为95∶5至10∶90,以及C)0-65重量份第二聚碳酸酯,

其中第一聚碳酸酯和第二聚碳酸酯不同,且第一聚碳酸酯、聚酯-聚碳酸酯和第二聚碳酸酯的重量份的总和为100重量份。

21.权利要求20的热塑性组合物,其中聚酯-聚碳酸酯由下式组成:其中Ra、Rb和Rf各自独立地为C1-12烷基或卤素;Rc和Rd各自独立地为氢、C1-12烷基、环状C1-12烷基、C7-12芳烷基、C1-12杂烷基或环状C7-12杂芳基烷基,p和q独立地为0-4,u为0,l为0-30mol%,m为10-95mol%,且n为5-90mol%,以及l、m和n的总和为100mol%。

22.权利要求21的热塑性组合物,其中聚酯-聚碳酸酯包括下式:其中m和n的摩尔比为95∶5至10∶90。

23.权利要求20的热塑性组合物,其中第二聚碳酸酯包括下式结构的碳酸酯单元:a b c d

其中R 和R 各自独立地为C1-12烷基、或卤素;R 和R 各自独立地为氢、C1-12烷基、环状C1-12烷基、C7-12芳烷基、C1-12杂烷基,或环状C7-12杂芳基烷基;p和q各自独立地为0-4。

24.权利要求20的热塑性组合物,其中在所述热塑性组合物中,所述聚酯-聚碳酸酯中的芳酯的摩尔含量大于或等于10mol%,烷基取代的双酚碳酸酯的摩尔含量大于或等于

25mol%。

25.权利要求20的热塑性组合物,其中由该热塑性组合物组成的模塑制品在根据ISO

4892-2A用氙弧灯老化500小时之后的光泽度保持率大于50%,根据ASTM D2457-03在60度的角度测量并使用100GU的黑色玻璃标准物校正。

26.权利要求20的热塑性组合物,其中由该热塑性组合物组成的模塑制品以90度的角度、6牛顿向下的力测量的划痕深度小于或等于19微米。

27.权利要求20的热塑性组合物,其中由该热塑性组合物组成的模塑制品的铅笔划痕硬度根据ASTM D3363-92a为HB或更硬。

28.包含权利要求1,9或20的热塑性组合物的制品。

说明书 :

具有改进的耐刮擦性的热塑性组合物及由其形成的制品

[0001] 发明背景
[0002] 本发明涉及具有改进的耐刮擦性的热塑性组合物,制备方法,和由该热塑性组合物制备的制品。
[0003] 具有光泽或半光泽抛光外观的轻质热塑性材料是构成耐用制品的全部或部分的有用材料,该制品例如模塑或热成形制品,范围从手持电子设备(如移动电话)到汽车的外部组件。聚碳酸酯类材料由于其具有高表面光泽性能、高透明性和优异的抗冲强度对于这些应用十分有用。稳定化的耐候的聚碳酸酯组合物可以用于其中制品暴露于光和水分的室外条件的应用。使用耐候的聚碳酸酯组合物还可以提供制品(特别是户外使用的那些制品)期望的颜色稳定性和表面抛光性能。然而,除了较高的制造成本之外,耐候的热塑性组合物还可能具有较低的延展性和低的加工性,因此对于一些高延展性和热成形性能重要的应用可能不太合乎需要。
[0004] 对于制品的外表面可能与其他物体进行直接接触的应用,耐久性和耐磨性也是轻质热塑性材料的重要性质。就该类应用而言,例如,当与摩擦材料(如钢丝绒和清洁剂)接触,表面滑过,下落,在口袋中滑动,与其他物品如硬币、钥匙等摩擦时,期望由诸如聚碳酸酯的聚合物制备的制品耐摩损。因此,具有耐刮擦性的聚合物组合物对于要求耐用表面抛光和外观的制品是合乎需要的。
[0005] 因此,本领域仍需要既具有优异的光泽度保持率(gloss retention)又具有改进的耐刮擦性的聚碳酸酯类热塑性材料。该热塑性组合物还应具有与现有的聚碳酸酯类热塑性组合物相当或更好的其他物理性质,如耐候性、抗冲强度、延展性,和便于通过注塑、挤出和/或热成型进行制造的热流动特性。

发明内容

[0006] 本领域的上述缺点通过本发明实施方式中的热塑性组合物得以缓解,该热塑性组合物包括:A)25-95重量份第一聚碳酸酯,该第一聚碳酸酯基本上由i)和ii)组成:i)25-100mol%具有下式结构的第一碳酸酯单元:
[0007]
[0008] 其中Ra’和Rb’各自独立地为C1-12烷基,Xa为C1-18烷叉桥连基团、C3-18环烷叉桥连基团或C9-18稠合的环烷叉-芳族桥连基团,r和s各自独立地为1-4,和ii)0-75mol%具有下式结构的第二碳酸酯单元:
[0009]
[0010] 其中各R1为C6-30芳族基团,第一碳酸酯单元和第二碳酸酯单元不同,且在第一聚碳酸酯中第一碳酸酯单元和第二碳酸酯单元的摩尔百分数总和为100%;B)5-75重量份具有下式结构的聚酯-聚碳酸酯:
[0011]
[0012] 其中R1、D和T各自独立地为C6-30芳族基团,m和n的摩尔比为95:5至10:90;以及C)0-65重量份第二聚碳酸酯,其中第一聚碳酸酯和第二聚碳酸酯不同,且第一聚碳酸酯、聚酯-聚碳酸酯和第二聚碳酸酯的重量份的总和为100重量份。
[0013] 在另一实施方式中,热塑性组合物基本上由以下组分组成:A)25-95重量份第一聚碳酸酯,该第一聚碳酸酯基本上由i)和ii)组成:i)25-100mol%具有下式结构的第一碳酸酯单元:
[0014]
[0015] 其中Ra’和Rb’各自独立地为C1-12烷基、Xa为C1-18烷叉桥连基团、C3-18环烷叉桥连基团或C9-18稠合的环烷叉-芳族桥连基团,r和s各自独立地为1-4,条件是全部Ra’和全部Rb’中的至少一个位于Xa的间位,和ii)0-75mol%具有下式结构的第二碳酸酯单元:
[0016]
[0017] 其中各R1为C6-30芳族基团,第一碳酸酯单元和第二碳酸酯单元不同,且在第一聚碳酸酯中第一碳酸酯单元和第二碳酸酯单元的摩尔百分数总和为100%;B)5-75重量份具有下式结构的聚酯-聚碳酸酯:
[0018]
[0019] 其中R1、D和T各自独立地为C6-30芳族基团,m和n的摩尔比为95:5至10:90,和C)0-65重量份第二聚碳酸酯,以及D)添加剂,其中第一聚碳酸酯和第二聚碳酸酯不同,且第一聚碳酸酯、聚酯-聚碳酸酯和第二聚碳酸酯的重量份的总和为100重量份。
[0020] 在另一实施方式中,热塑性组合物包括:A)25-95重量份包括下式结构的第一聚碳酸酯:
[0021]
[0022] 其中Ra、Rb和Rg各自独立地为C1-12烷基或卤素;Ra’和Rb’各自独立地为C1-12烷基,和全部Ra’和全部Rb’中的至少一个位于环己叉桥连基团的间位;Rc和Rd各自独立地为氢、C1-12烷基、环状C1-12烷基、C7-12芳烷基、C1-12杂烷基,或环状C7-12杂芳基烷基;r和s独立地为1-4,p和q独立地为0-4,t为0-10,以及x和y的摩尔比为25:75至100:0,和B)5-75重量份包含下式结构的聚酯-聚碳酸酯:
[0023]
[0024] 其中Ra、Rb和Rf各自独立地为C1-12烷基或卤素;Rc和Rd各自独立地为氢、C1-12烷基、环状C1-12烷基、C7-12芳烷基、C1-12杂烷基,或环状C7-12杂芳基烷基;p、q和u独立地为0-4,m和n的摩尔比为95:5至10:90,以及C)0-65重量份第二聚碳酸酯,其中第一聚碳酸酯和第二聚碳酸酯不同,且第一聚碳酸酯、聚酯-聚碳酸酯和第二聚碳酸酯的重量份的总和为100重量份。
[0025] 在另一实施方式中,公开了包含所述热塑性组合物的制品。
[0026] 下面提供附图的描述,该附图是示例性的和非限制性的。
[0027] 附图简述
[0028] 图1是实施例和比较例的热塑性组合物的光泽度保持率百分数对ITR酯百分数的关系图。
[0029] 图2是实施例和比较例的热塑性组合物的划痕测试性能(划痕深度)对DMBPC碳酸酯百分数的关系图。
[0030] 通过以下详细描述例示上述特征和其他特征。
[0031] 发明详述
[0032] 令人惊讶地,发现包括含烷基取代的双酚碳酸酯单元的聚碳酸酯和含耐候的芳酯单元的聚酯-聚碳酸酯的组合的热塑性组合物在根据ISO4892-2A使用氙弧灯老化之后提供大于或等于50%的协同增效的高光泽度保持率,根据ASTM D2457-03测量。特别有用的芳酯单元是间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚酯(ITR)单元。包含着色剂的热塑性组合物是特别有用的。在实施方式中,包含热塑性组合物的制品为黑色。在老化之后热塑性组合物的光泽度保持率出乎意料地并合乎期望地高于由烷基取代的双酚聚碳酸酯组分和聚酯-聚碳酸酯的光泽度保持率加值计算得到的值,对于这些聚合物的重量分率的相应加和而言原以为是后者。所述组合还出乎意料地改进了热塑性组合物的耐刮擦性,其中老化的热塑性组合物根据ASTMD3363-92a的铅笔擦拭试验显示硬度为HB或更硬,使用相对于被测表面90度角度夹持的针、在6牛顿向下的力作用下进行Erichson擦拭试验,得到小于19微米的划痕深度。因此,烷基取代的双酚碳酸酯单元和芳酯单元的组合出乎意料地提供了光泽度保持率和耐刮擦性的协同增效值,其中这些值的结合高于预期的单个组分聚合物相加的值。
[0033] 此处所使用的术语“烷基(alkyl)”是指直链或支链的一价烃基;“亚烷基(alkylene)”是指直链或支链的二价烃基;“烷叉(alkylidene)”是指直链或支链的二价烃基且两个化合价在同一个碳原子上;“(链)烯基”是指具有通过碳碳双键相连的至少两个碳的直链或支链一价烃基;“环烷基”是指具有至少三个碳原子的非芳族一价单环或多环烃基,“环亚烷基”是指具有至少三个碳原子的非芳族的脂环族二价烃基;“芳基”是指在一个或多个芳环上仅仅含碳的芳族一价基团;“亚芳基”是指在一个或多个芳环上仅仅含有碳的芳族二价基团;“烷芳基”是指被以上定义的烷基取代的芳基,示例性的烷芳基是4-甲基苯基;“芳烷基”是指被以上定义的芳基取代的烷基,其中苄基是示例性的芳烷基;“酰基”是指具有通过羰基碳桥(-C(=O)-)连接的具有所指碳原子数的以上定义的烷基;“烷氧基”是指具有通过氧桥(-O-)连接的具有所指碳原子数的以上定义的烷基;“芳氧基”是指具有通过氧桥(-O-)连接的具有所指碳原子数的以上定义的芳基。
[0034] 除非另有说明,前述基团中的每一个都可以是未取代或取代的,条件是取代没有显著对化合物的合成、稳定性或使用产生负面影响。此处所使用的术语“取代”是指用另一基团代替在所指原子或基团上的任意至少一个氢原子,条件是没有超过所指原子的正常价态。当取代基是氧代(即,=O)时,则在该原子上的两个氢被代替。同样,本文使用的术语“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物,等等。可允许取代基和/或变量组合,条件是取代没有对化合物的合成或使用产生显著的负面影响。
[0035] 本文公开的热塑性组合物包括聚碳酸酯。本文使用的术语“聚碳酸酯”和“聚碳酸酯嵌段”是指具有式(1)表示的碳酸酯重复结构单元的组合物:
[0036]
[0037] 其中R1基团总数中大于或等于60%的是芳族有机基团,其余为脂族、脂环族或芳族基团。在一实施方式中,各R1是C6-30芳族基团。在另一实施方式中,各R1是式-A1-Y1-A2-表示的基团,其中各A1和A2是单环二价芳族基团,Y1是具有一个或两个隔开A1与A2的原子的桥连基团。在示例性的实施方式中,A1与A2被一个原子隔开。这类基团示例性的非限定性实例是-O-、-S-、-S(O)-、-S(O2)-、-C(O)-、亚甲基、环己基-亚甲基、2-[2.2.1]-双环庚叉、乙叉、异丙叉、新戊叉、环己叉、环戊叉、环十二烷叉和金刚烷叉。桥连基团Y1可以是烃基或饱和烃基,例如亚甲基、环己叉或异丙叉。在另一实施方式中,Y1是连接A1和A2的碳碳键(-)。
[0038] 可通过具有式HO-R1-OH的二羟基化合物(其中R1如式(1)中定义)的界面反应产生聚碳酸酯,该二羟基化合物包括式(2)的二羟基芳族化合物,本文也称为双酚:
[0039] HO-A1—Y1—A2-OH (2)
[0040] 其中Y1、A1和A2如上所述。还包括含有由桥连基团连接的两个羟基取代的C6亚芳基的双酚化合物,如通式(3)所示:
[0041]
[0042] 其中Ra和Rb各自代表卤素或C1-12烷基,且可以相同或不同;p和q各自独立地为a b a整数0-4。应理解的是,当p为0时R 为氢,同样当q为0时R 为氢。另外在式(3)中,X表示连接两个羟基取代的芳族基团(即羟基取代的C6亚芳基,例如苯酚或邻甲酚)的桥连基团,其中在C6亚芳基上该桥连基团和C6亚芳基的羟基取代基位于彼此的对位。在一实施a
方式中,该桥连基团X 为C1-18有机基团。C1-18有机桥连基团可以为环状或非环状的、芳族或非芳族的、以及还可以包含杂原子如卤素、氧、氮、硫、硅或磷。C1-18有机基团的位置可使连接的C6亚芳基各自与共同的烷叉碳或C1-18有机桥连基团上不同的碳连接。
[0043] 在一实施方式中,Xa为式(4)的基团之一:
[0044] 或
[0045] 其中,Rc和Rd各自独立地为氢、C1-12烷基、环状C1-12烷基、C7-12芳烷基、C1-12杂烷基e或环状C7-12杂芳基烷基,以及R 是二价C1-12烃基。
[0046] 在另一实施方式中,Xa为C1-18亚烷基基团、C3-18环亚烷基、稠合的C6-18环亚烷基、1 2 1 2
或者式-B-W-B-的基团,其中B 和B 相同或不同,为C1-6亚烷基,以及W为C3-12环烷叉基团或C6-16亚芳基。
[0047] 在另一实施方式中,Xa为非环状C1-18烷叉基团、C3-18环烷叉基团、或C2-18杂环烷叉基团,即在环中具有至多三个杂原子的环烷叉基团,其中杂原子包括-O-、-S-或-N(Z)-,其中Z为氢、卤素、羟基、C1-12烷基、C1-12烷氧基,或C1-12酰基。
[0048] 在另一实施方式中,Xa为式(5)的取代的C3-18环烷叉:
[0049]
[0050] 其中Rr、Rp、Rq和Rt独立地为氢、卤素、氧或C1-12有机基团;I为直接键、碳或二价氧、硫、或-N(Z)-,其中Z为氢、卤素、羟基、C1-12烷基、C1-12烷氧基或C1-12酰基;h为0-2,jr p q t为1或2,i为整数0或1,且k为整数0-3,条件是R、R、R 和R 中的至少两个连接在一起是稠合的脂环族的、芳族的或杂芳族的环。应理解的是,当稠合的环是芳族的时,式(5)所示的环将具有不饱和碳-碳键,其中环是稠合的。当k是1而i是0时,式(5)所示的环含有4个碳原子,当k为2时,所示的环含有5个碳原子,以及当k为3时,该环含有6个碳原q t
子。在一种实施方式中,两个相邻基团(例如,R 和R 连接在一起)形成芳族基团,在另一q t r p
实施方式中,R 和R 连接在一起形成一个芳族基团,而取在一起的R 和R 形成第二芳族基团。
[0051] 二羟基化合物的一些示例性的非限定性实例包括以下:4,4’-二羟基联苯、1,6-二羟基萘、2,6-二羟基萘、双(4-羟苯基)甲烷、双(4-羟苯基)二苯甲烷、双(4-羟苯基)-1-萘基甲烷、1,2-双(4-羟苯基)乙烷、1,1-双(4-羟苯基)-1-苯基乙烷、2-(4-羟苯基)-2-(3-羟苯基)丙烷、双(4-羟苯基)苯基甲烷、2,2-双(4-羟基-3-溴苯基)丙烷、
1,1-双(羟苯基)环戊烷、1,1-双(4-羟苯基)环己烷、1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷、1,1-双(4-羟苯基)异丁烯、1,1-双(4-羟苯基)环十二烷、反式-2,3-双(4-羟苯基)-2-丁烯、2,2-双(4-羟苯基)金刚烷、(α,α’-双(4-羟苯基)甲苯、双(4-羟苯基)乙腈、2,2-双(3-甲基-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3-乙基-4-羟苯基)丙烷、2,
2-双(3-正丙基-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3-异丙基-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3-仲丁基-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3-叔丁基-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3-环己基-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3-烯丙基-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3-甲氧基-4-羟苯基)丙烷、
2,2-双(4-羟苯基)六氟丙烷、1,1-二氯-2,2-双(4-羟苯基)乙烯、1,1-二溴-2,2-双(4-羟苯基)乙烯、1,1-二氯-2,2-双(5-苯氧基-4-羟苯基)乙烯、4,4’-二羟基二苯甲酮、3,3-双(4-羟苯基)-2-丁酮、1,6-双(4-羟苯基)-1,6-己二酮、乙二醇双(4-羟苯基)醚、双(4-羟苯基)醚、双(4-羟苯基)硫醚、双(4-羟苯基)亚砜、双(4-羟苯基)砜、9,
9-双(4-羟苯基)芴、2,7-二羟基芘、6,6’-二羟基-3,3,3`,3’-四甲基螺(双)二氢化茚(“螺双二氢化茚双酚”)、3,3-双(4-羟苯基)苯酞、2,6-二羟基二苯并-p-二噁英、2,
6-二羟基噻蒽、2,7-二羟基酚黄素、2,7-二羟基-9,10-二甲基吩嗪、3,6-二羟基二苯并呋喃、3,6-二羟基二苯并噻吩和2,7-二羟基咔唑等,以及含前述至少一种二羟基化合物的组合。
[0052] 用式(2)表示的双酚化合物类型的具体实例包括1,1-双(4-羟苯基)甲烷、1,1-双(4-羟苯基)乙烷、2,2-双(4-羟苯基)丙烷(下文的“双酚A”或“BPA”)、2,2-双(4-羟苯基)丁烷、2,2-双(4-羟苯基)辛烷、1,1-双(4-羟苯基)丙烷、1,1-双(4-羟苯基)正丁烷、2,2-双(4-羟基-1-甲基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷、3,3-双(4-羟苯基)苯并[c]吡咯酮、2-苯基-3,3-双(4-羟苯基)苯并[c]吡咯酮(PPPBP)、9,9-双(4-羟苯基)芴和1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷(DMBPC)。也可使用含前述至少一种二羟基芳族化合物的组合。
[0053] 另一二羟基芳族基团R1衍生于式(6)的二羟基芳族化合物:
[0054]
[0055] 其中各Rf独立地为C1-12烷基或卤素,u为0-4。应理解的是,当u为0时,Rf为氢。卤素通常可以是氯或溴。在一实施方式中,式(6)的化合物在本文常称为间苯二酚类,其中两个-OH基团彼此位于间位,Rf和u如上所述。其中可用式(6)表示的化合物的实例包括间苯二酚(其中u是0)、取代的间苯二酚化合物,例如5-甲基间苯二酚、5-乙基间苯二酚、5-丙基间苯二酚、5-丁基间苯二酚、5-叔丁基间苯二酚、5-苯基间苯二酚、5-枯基间苯二酚、2,4,5,6-四氟间苯二酚、2,4,5,6-四溴间苯二酚等;儿茶酚;氢醌;取代氢醌,例如2-甲基氢醌、2-乙基氢醌、2-丙基氢醌、2-丁基氢醌、2-叔丁基氢醌、2-苯基氢醌、2-枯基氢醌、2,3,5,6-四甲基氢醌、2,3,5,6-四-叔丁基氢醌、2,3,5,6-四氟氢醌、2,3,5,6-四溴氢醌等;或含前述至少一种化合物的组合。
[0056] 在一实施方式中,有用的聚碳酸酯可以来源于式(2)的二羟基芳族化合物。在具体实施方式中,聚碳酸酯包括来源于式(3)、式(6)的二羟基芳族化合物,或者包含前述至少一种二羟基芳族化合物的组合的碳酸酯单元的组合。
[0057] 在一实施方式中,本文可用的聚碳酸酯是来源于下述双酚的均聚物或共聚物,该双酚除了羟基和桥连基团之外,在双酚的各C6亚芳基上具有烷基取代基。这类双酚由通式a b a(3)表示,其中p和q各自为1-4,R 和R 各自独立地为C1-12烷基,且X 如式(5)所述。在c b a
具体实施方式中,R 的至少一个或R 的至少一个位于X 的间位。在另一具体实施方式中,a c d e
有用的烷基取代的双酚具有如式(4)所述的桥连基团X,其中R、R 和R 如上所述。示例性的非环状烷叉桥连基团包括2,2-丙叉,也称为异丙叉、2,2-己叉、2,2-辛叉。在另一实a
施方式中,X 为C3-18环烷叉桥连基团,特别是环戊叉或式(5)的基团,例如来源于9-芴酮的稠合二-芳族环戊叉、环己叉、2,2-金刚烷叉等。
[0058] 具体的环烷叉-桥连的、烷基取代的双酚是式(7)的那些:
[0059]a’ b’ g
[0060] 其中R 和R= 各自独立地为C1-12烷基,R 为C1-12烷基或卤素,r和s各自独立地为1-4,且t为0-10。应理解的是,当r、s和/或t为0时,相应的化合价将用氢填满。在a’ b’具体实施方式中,全部R 和全部R 中的至少一个位于环己叉桥连基团的间位。当包括合a’ b’ g
适数量的碳原子时,取代基R 、R 和R 可以是直链的、环状的、双环的、支化的、饱和的、或a’ b’ g
不饱和的。在一实施方式中,R 和R 各自独立地为C1-4烷基、R 为C1-4烷基、r和s各自为a’ b’ g
1,且t为0-5。在具体实施方式中,R 、R 和R 各自为甲基,r和s各自为1,以及t为0或
3。在一示例性实施方式中,环己叉-桥连的双酚是两摩尔邻甲酚和一摩尔环己酮的反应产物。在另一示例性实施方式中,环己叉-桥连的双酚是2摩尔甲酚与1摩尔氢化异佛尔酮(例如,1,1,3-三甲基-3-环己烷-5-酮)的反应产物。
[0061] 本文公开的聚碳酸酯包括聚碳酸酯均聚物(本文也称为均聚碳酸酯)、在碳酸酯1
单元内含不同R 部分的共聚物且在本文称为“共聚碳酸酯”。本文公开的共聚碳酸酯可包括以下的聚碳酸酯嵌段:相同或特定组合的碳酸酯重复单元、不同碳酸酯单元的交替序列、不同碳酸酯单元的无规序列,或不同碳酸酯单元的这些结构排列的组合。当采用嵌段时,嵌段长度通常为2-1,000个重复单元。
[0062] 在一实施方式中,聚碳酸酯是包含式(8)的烷基取代的双酚碳酸酯单元的烷基取代的聚碳酸酯:
[0063]
[0064] 其中Ra’和Rb’各自独立地为C1-12烷基,Xa如上面的式(4)所述,r和s各自独立地为1-4。在具体实施方式中,全部Ra’和全部Rb’中的至少一个位于Xa的间位。在另一具体a实施方式中,X 为C1-18烷叉桥连基团,C3-18环烷叉桥连基团,或C9-18稠合的环烷叉-芳族桥连基团。烷基取代的聚碳酸酯可以是均聚碳酸酯或包含两种或更多种不同类型的碳酸酯单元的共聚碳酸酯。在一实施方式中,共聚物包括式(8)的烷基取代的双酚碳酸酯单元和式(1)的碳酸酯单元,条件是式(1)的碳酸酯单元与式(8)的烷基取代的双酚单元不同。
[0065] 在具体实施方式中,烷基取代的聚碳酸酯来源于上述式(7)的二羟基芳族化合物,由此提供式(9)的烷基取代的环己叉-桥连的碳酸酯单元:
[0066]
[0067] 其中Ra’、Rb’、Rg,以及r、s和t如式(7)所定义。在另一具体实施方式中,Ra’的至b’少一个和R 中的至少一个位于环己叉桥基的间位。在另一具体实施方式中,其中烷基取代的聚碳酸酯为共聚碳酸酯,式(9)的烷基取代的环己叉-桥连的双酚碳酸酯单元可以配有
1
通式(1)的碳酸酯单元,以形成共聚物,其中式(1)的R 来源于结构式不同于式(7)的二羟基芳族化合物。在具体实施方式中,该不同的碳酸酯单元具有式(10)结构:
[0068]
[0069] 其中Ra、Rb、Rc、Rd各自如上面的式3)和(4)定义,p和q各自独立地为0-4。
[0070] 在一实施方式中,烷基取代的聚碳酸酯包括含量为25-100摩尔百分数(mol%),具体地30-100mol%,更具体地40-90mol%,且还更具体地50-80mol%的烷基取代的双酚碳酸酯单元,基于烷基取代的双酚碳酸酯单元和任意相异碳酸酯单元的总摩尔百分数。同样,在一实施方式中,烷基取代的聚碳酸酯包括含量为0-75mol%,具体地0-70mol%,更具体地10-60mol%,且还更具体地20-50mol%的相异碳酸酯单元,其中烷基取代的双酚碳酸酯单元和该相异碳酸酯单元的摩尔百分数总和为100mol%。在实施方式中,聚酯-聚碳酸酯基本上由烷基取代的双酚碳酸酯单元组成,或者基本上由烷基取代的双酚碳酸酯单元和该相异碳酸酯单元组成,其中烷基取代的双酚碳酸酯单元和该相异碳酸酯单元的摩尔百分数总和为100mol%。在一实施方式中,烷基取代的双酚碳酸酯单元为式(8)。在具体实施方式中,烷基取代的双酚碳酸酯单元为式(9)。在具体实施方式中,该相异碳酸酯单元包括间苯二酚碳酸酯单元,双酚碳酸酯单元,或包含间苯二酚碳酸酯单元和双酚碳酸酯单元的组合。
[0071] 在具体实施方式中,烷基取代的聚碳酸酯包括式(9)的烷基取代的环己叉-桥连的双酚碳酸酯单元和如式(11)所示的相异双酚碳酸酯单元:
[0072]a b c d a’ b’ g
[0073] 其中R、R、R、R、p和q如式(3)和(4)所述;R 、R 、R、r、s和t如式(7)所述;a’ b’
以及x和y的摩尔比为25:75至100:0。在具体实施方式中,全部R 和全部R 中的至少一个位于环己叉桥连基团的间位。在另一具体实施方式中,p和q各自为0。在另一具体实施方式中,式(11)的烷基取代的聚碳酸酯基本上由式(9)的烷基取代的双酚碳酸酯单元和式(10)的相异双酚碳酸酯单元组成。在示例性实施方式中,烷基取代的双酚聚碳酸酯为包含来源于DMBPC和双酚A的碳酸酯单元的共聚物,且具有式(12)的结构:
[0074]
[0075] 其中x和y的摩尔比如式(11)所述。在另一示例性实施方式中,式(12)烷基取代的聚碳酸酯基本上由来源于DMBPC的碳酸酯单元和来源于双酚A的碳酸酯单元组成。
[0076] 在一实施方式中,在热塑性组合物中存在的烷基取代的聚碳酸酯的量为25-95重量份(pbw),具体地30-90pbw,更具体地40-85pbw,基于100重量份的烷基取代的聚碳酸酯共聚物、聚酯-聚碳酸酯和任意其他聚碳酸酯。使用这些特定的聚合物组分可以提供具有所需性质的特殊、有用的组合物。因此,在一实施方式中,热塑性组合物基本上由烷基取代的聚碳酸酯、聚酯-聚碳酸酯和任选的其他聚碳酸酯组成,其中烷基取代的聚碳酸酯共聚物、聚酯-聚碳酸酯和任意其他聚碳酸酯的重量份的总和为100重量份,各聚合物不相同。
[0077] 在一实施方式中,热塑性组合物可包含的其他聚碳酸酯的量为0-65重量份(pbw),具体地5-60pbw,更具体地10-55pbw,基于100重量份的烷基取代的聚碳酸酯共聚物、聚酯-聚碳酸酯和其他聚碳酸酯。使用这些特定的聚合物组分可以提供具有所需性质的特殊、有用的组合物。因此,在一实施方式中,热塑性组合物基本上由烷基取代的聚碳酸酯共聚物、聚酯-聚碳酸酯和任意其他聚碳酸酯组成。其中当使用其他聚碳酸酯时,该其他聚碳酸酯不同于烷基取代的聚碳酸酯。在示例性实施方式中,其他聚碳酸酯可以是来源于双酚A的线型均聚物。
[0078] 聚碳酸酯在25℃下在氯仿中测定的特性粘度可以为0.3-1.5分升/克(dl/g),具体地0.45-1.0dl/g。聚碳酸酯的重均分子量(Mw)可以是10,000-100,000g/mol,使用交联的苯乙烯-二乙烯基苯柱,在1mg/ml的样品浓度下通过凝胶渗透色谱法(GPC)来测量,并采用聚碳酸酯标样校正。
[0079] 聚碳酸酯具有流动性能,由熔体体积流动速度(常常简称为MVR)描述,熔体体积流动速度度量在预定的温度和负载下热塑性树脂通过孔挤出的速度。在此有用的聚碳酸酯在300℃、1.2kg负荷下根据ASTMD 1238-04测量的MVR可以为0.5-80立方厘米/10分钟(cc/10min)。示例性的聚碳酸酯在300℃、1.2kg负荷下根据ASTMD 1238-04测量的MVR可以为0.5-100cc/10min,具体为1-75cc/10min,更具体1-50cc/10min。可使用不同流动性能的聚碳酸酯的组合以实现总体所需的流动性能。
[0080] 热塑性组合物包括聚酯-聚碳酸酯,也称为聚酯碳酸酯,共聚酯-聚碳酸酯和共聚酯碳酸酯。这种共聚物除了含有式(1)的碳酸酯链重复单元以外,还含有式(13)的酯重复单元:
[0081]
[0082] 其中D是来源于二羟基化合物的二价基团,且可以是例如C2-30亚烷基、C3-30脂环族基团、C6-30芳族基团或多氧亚烷基,该多氧亚烷基中亚烷基含有2-6个碳原子,具体2、3或4个碳原子;且T是来源于二羧酸的二价基团且可以是例如C2-30亚烷基、C6-30脂环族基团、C6-30烷基芳族基团或C6-30芳族基团。在一实施方式中,D来源于包括式(2)、式(3)、式(6)、式(7)的二羟基芳族化合物,或者包含前述至少一种二羟基芳族化合物的组合。
[0083] 衍生式(13)的酯单元中的T基团的芳族二羧酸的实例包括间苯二甲酸或对苯二甲酸、1,2-二(对-羧基苯基)乙烷、4,4’-二羧基二苯醚、4,4’-联苯甲酸,以及含前述至少一种酸的组合。也可存在含稠合环的酸,例如1,4-、1,5-或2,6-萘二羧酸。具体的二羧酸是对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二羧酸、环己烷二羧酸、或其组合。具体的二羧酸包括间苯二甲酸和对苯二甲酸的混合物,其中间苯二甲酸与对苯二甲酸的重量比为99:1-1:99。在一实施方式中,D是C2-6亚烷基,T是对-亚苯基、间-亚苯基、亚萘基、二价脂环族基团、或其组合。此类聚酯包括聚对苯二甲酸亚烷基酯。
[0084] 在一实施方式中,聚酯或聚酯嵌段的酯单元包括芳酯单元,该芳酯单元来源于1当量间苯二甲酸衍生物和/或对苯二甲酸衍生物与式(6)的间苯二酚类的反应产物。在一实施方式中,聚酯嵌段或聚合物包括式(14)所示的间苯二酚芳酯单元:
[0085]f
[0086] 其中R 和u如式(6)中所定义。该芳酯单元在此也称为间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚酯单元,有时简称为ITR酯单元。本文使用的间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚酯单元包括间苯二甲酸酯、对苯二甲酸酯和间苯二酚酯的组合。在具体的实施方式中,间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚酯单元包括间苯二甲酸酯-间苯二酚酯单元和对苯二甲酸酯-间苯二酚酯单元的组合。其中间苯二甲酸酯-间苯二酚酯单元和对苯二甲酸酯-间苯二酚酯单元的摩尔比为99:1-1:99,具体地95:5-5:95,更具体地90:10-10:90,还更具体地80:20-20:80。在具体的实施方式中,其中u为0,芳酯单元包括间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚酯单元,其中间苯二酚是1,3-二羟基苯。
[0087] 示例性的芳族聚酯嵌段包括聚(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚)酯、聚(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-双酚-A)酯、聚[(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚)酯-共-(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-双酚-A)]酯,或包括这些物质至少一种的组合。在一实施方式中,有用的芳酯聚酯嵌段是聚(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚)酯。
[0088] 本文公开的热塑性组合物是包括间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚酯单元的耐候组合物。本领域知道,将诸如式(15)中的间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚酯曝露于紫外辐射下可引起快速光化学诱导的重排,称为光-弗利斯重排,在表面形成式(16)的2-羟基二苯甲酮,其充当下面的聚合物的紫外吸收剂和稳定剂。因此,包含间苯二酚酯单元的组分在组合物的表面以下仅仅经历慢的光-弗利斯重排,从而既耐老化又适合用于本文公开的热塑性组合物。
[0089]
[0090] 其他酯单元如式(17)的双酚酯单元也经历光-Fries重排,形成相应的具有式(18)的2-羟基二苯甲酮。由于这些物质的电子结构,它们对约400nm波长的光有较大吸收。结果,透射光或反射光具有看得见的和不希望的黄色,可由黄度指数(“YI”)测量。因此,对于耐候应用,进一步期望将耐候聚酯-聚碳酸酯和由其得到的制品中存在的双酚酯单元数量最小化。
[0091]
[0092] 本文公开的聚酯-聚碳酸酯具有通式(19):
[0093]
[0094] 其中R1如式(1)所述,D和T如式(13)所定义,m和n各自独立地为大于或等于1的整数。
[0095] 在一实施方式中,聚酯-聚碳酸酯嵌段包括式(20)所示的芳酯单元:
[0096]
[0097] 其中Rf、u和m如式(6)所定义,各R1独立地为C6-30芳族基团,m和n各自独立地大于或等于1。在一实施方式中,m和n各自独立地为5-500,具体地10-300,且更具体地15-200。在一实施方式中,聚酯-聚碳酸酯的芳酯单元和碳酸酯单元的摩尔比可以为1:99至99:1,具体地5:95-90:10,且更具体地10:90-80:20。在具体实施方式中,所述芳酯单元为间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚酯单元。
[0098] 在具体实施方式中,聚酯-聚碳酸酯的碳酸酯单元可以包括来自式(6)的间苯二酚类的间苯二酚碳酸酯单元,且具有式(21):
[0099]f
[0100] 其中R 和u如上所述。在另一实施方式中,聚酯-聚碳酸酯包括式(9)的双酚碳酸酯单元。在另一实施方式中,碳酸酯单元包括式(20)的间苯二酚碳酸酯单元和式(9)的双酚碳酸酯单元的组合。当使用间苯二酚碳酸酯单元和双酚碳酸酯单元的组合时,间苯二酚碳酸酯单元和双酚碳酸酯单元的摩尔比为1:99至99:1,具体地5:95-90:10,且更具体地10:90-80:20。
[0101] 在一实施方式中,聚酯-聚碳酸酯包含的芳酯单元的量为10-90摩尔百分数(mol%),具体地15-80mol%,且更具体地20-70mol%,基于芳酯单元和碳酸酯单元的总摩尔百分数。在一实施方式中,聚酯-聚碳酸酯包含的碳酸酯单元的量为10-90mol%,具体地15-85mol%,且更具体地20-80mol%,基于芳酯单元和碳酸酯单元的总摩尔百分数。在一实施方式中,聚酯-聚碳酸酯基本上由芳酯单元、间苯二酚碳酸酯单元和双酚碳酸酯单元组成,其中芳酯单元、间苯二酚碳酸酯单元和双酚碳酸酯单元的摩尔百分数的总和为
100mol%。
[0102] 在具体实施方式中,聚酯-聚碳酸酯包括式(22):
[0103]a b c d f
[0104] 其中R、R、R、R、p和q如式(4)所定义,R 和u各自如式(6)所定义,m和n的摩尔比为95:5至10:90。
[0105] 在更具体的实施方式中,聚酯-聚碳酸酯基本上由式(23)组成:
[0106]
[0107] 其中Ra、Rb、Rc、Rd、p和q如式(4)所定义,Rf和u各自独立地如式(6)所定义,1为0-30mol%,m为10-95mol%,n为5-90mol%,以及l、m和n的总和为100mol%。
[0108] 在示例性实施方式中,聚酯-聚碳酸酯包括间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚酯单元和双酚A单元,且具有式(24):
[0109]
[0110] 其中m和n的摩尔比为95:5至10:90。
[0111] 在一实施方式中,聚酯-聚碳酸酯的Mw可以为2,000-100,000g/mol,具体地3,000-75,000g/mol,更具体地4,000-50,000g/mol,更具体地5,000-30,000g/mol,且还更具体地7,000-25,000g/mol。分子量的测定使用交联的苯乙烯-二乙烯基苯柱,在1mg/ml的样品浓度下采用GPC进行,并采用聚碳酸酯标样校正。以大约1.0ml/min的流量洗脱样品。
[0112] 在一实施方式中,热塑性组合物包括聚酯-聚碳酸酯,含量为5-75重量份(pbw),具体地10-70pbw,更具体地15-60重量份,基于100重量份的烷基取代的聚碳酸酯共聚物、聚酯-聚碳酸酯和任意其他聚碳酸酯。这些具体聚合物组分的使用可以提供具有所期望性质的特定有用的组合物。因此,在一实施方式中,热塑性组合物基本上由烷基取代的聚碳酸酯共聚物、聚酯-聚碳酸酯和任意其他聚碳酸酯组成。
[0113] 在另一实施方式中,热塑性组合物包括5-40摩尔百分数(mol%)的芳酯单元,具体地7-35mol%芳酯单元;更具体地10-30mol%芳酯单元,基于存在的芳酯单元和碳酸酯单元的总摩尔数。
[0114] 在另一实施方式中,热塑性组合物包括5-40重量百分数(wt%)的芳酯单元,具体地7-35wt%的芳酯单元;更具体地10-30wt%的芳酯单元,基于烷基取代的聚碳酸酯共聚物、聚酯-聚碳酸酯和任意其他聚碳酸酯的总重量。
[0115] 聚碳酸酯和含聚碳酸酯的共聚物可以通过不同的聚合方法制备,如溶液聚合、界面聚合和熔体聚合。其中,特别有用的方法是界面聚合。尽管界面聚合的反应条件可以变化,但该方法通常包括在含水苛性钠或苛性钾中溶解或分散二元酚反应物,添加所得混合物到与水互不混溶的溶剂介质内,并在催化剂如三乙胺或相转移催化剂存在下,在控制的pH条件下(如8-11.5)下使该反应物与碳酸酯前体接触。最常用的与水不混溶的溶剂包括二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯苯、甲苯等。示例性的碳酸酯前体包括例如碳酰卤,例如碳酰溴或碳酰氯,或卤代甲酸酯,例如二元酚的双卤代甲酸酯(例如,双酚A、氢醌的双氯代甲酸酯等)或二元醇的双卤代甲酸酯(例如乙二醇、新戊二醇、聚乙二醇的双卤代甲酸酯等)。也可使用含前述至少一种类型碳酸酯前体的组合。在示例性实施方式中,界面聚合反应形成碳酸酯连接基使用光气作为碳酸酯前体,也称为光气反应。
[0116] 在聚合过程中可包括链终止剂(也称为封端剂)。链终止剂限制分子量的生长速度,因此控制聚碳酸酯的分子量。链终止剂可以是单酚化合物、单羧酸酰氯和/或单氯代甲酸酯中的至少一种。在链终止剂与聚碳酸酯一起掺入的情况下,链终止剂也可称为端基。
[0117] 例如,适合于用作链终止剂的单酚化合物包括单环酚,例如苯酚、C1-C22烷基取代的苯酚、对-枯基-苯酚、对-叔丁基苯酚、羟基联苯;联苯酚的单醚,例如对-甲氧基苯酚。烷基取代苯酚包括具有8-9个碳原子的支链烷基取代基的那些。单酚UV吸收剂可用作封端剂。这种化合物包括4-取代-2-羟基二苯甲酮及其衍生物,水杨酸芳酯,二元酚的单酯,例如间苯二酚单苯甲酸酯、2-(2-羟基芳基)-苯并三唑及其衍生物,2-(2-羟基芳基)-1,3,
5-三嗪及其衍生物等。具体地,单酚链终止剂包括苯酚、对-枯基苯酚和/或间苯二酚单苯甲酸酯。
[0118] 单羧酸酰氯(mono-carboxylic acid chloride)也可用作链终止剂。这些包括单环、单羧酸酰氯,例如苯甲酰氯、C1-C22烷基取代的苯甲酰氯、4-甲基苯甲酰氯、卤素取代的苯甲酰氯、溴苯甲酰氯、肉桂酰氯、4-桥亚甲基四氢邻苯二甲酰亚胺基苯甲酰氯(4-nadimidobenzoyl chloride)及其组合;多环、单羧酸酰氯,例如偏苯三酸酐酰氯和萘甲酰氯;以及单环和多环单羧酸酰氯的组合。具有最多22个碳原子的脂族单羧酸的酰氯是适用的。脂族单羧酸的官能化酰氯,例如丙烯酰氯和甲基丙烯酰氯也是有用的。同样有用的是单氯代甲酸酯,包括单环、单氯代甲酸酯,例如氯代甲酸苯酯、烷基取代的苯基氯代甲酸酯、对枯基苯基氯代甲酸酯、甲苯氯代甲酸酯,及其组合。
[0119] 界面聚合中可使用的相转移催化剂是化学式(R3)4Q+X的催化剂,其中各R3相同或不同,且是C1-10烷基;Q是氮或磷原子;X是卤素原子或C1-8烷氧基或C6-18芳氧基。合适的相转移催化剂包括例如[CH3(CH2)3]4NX、[CH3(CH2)3]4PX、[CH3(CH2)5]4NX、[CH3(CH2)6]4NX、[CH3(CH2)4]4NX、CH3[CH3(CH2)3]3NX和CH3[CH3(CH2)2]3NX,其中X是Cl`、Br`、C1-8烷氧基或C6-18芳氧基。在一种实施方式中,具体可用的相转移催化剂是CH3[CH3(CH2)3]3NCl(甲基三正丁基氯化铵)。基于光气化混合物内双酚的重量,有效量的相转移催化剂可以是0.1-10wt%。在另一实施方式中,基于光气化混合物内的二羟基芳族化合物的重量,有效量的相转移催化剂可以是0.5-2wt%。
[0120] 共聚酯-聚碳酸酯也可以通过界面聚合制备。通常,使用所需的芳族二羧酸或脂族二羧酸的反应性衍生物。在一实施方式中,使用二羧酸二酰卤,尤其是二羧酸的二氯化物和二羧酸的二溴化物,它们在上述界面聚合条件下(双相溶剂,pH 7-11,添加碱以保持所需的pH)和二羟基芳族化合物在碳酸酯预缩合(pre-carbonate condensation)中进行缩合,形成聚酯单元。在示例性实施方式中,在含芳酯单元的聚酯的制备中,可以且甚至希望采用间苯二酰氯、对苯二酰氯及其组合,而不是采用间苯二甲酸、对苯二甲酸或其组合。在界面聚合缩合二羧酸衍生物和二羟基芳族化合物(有时称为聚酯低聚反应)之后,将所得的聚酯聚合物或低聚物与二羟基芳族化合物在聚碳酸酯的界面反应条件下共缩合,形成聚酯-聚碳酸酯。在示例性实施方式中,在聚酯低聚反应或聚碳酸酯界面反应之一或两者中使用式(2)、(3)、(6)或(7)的二羟基芳族化合物。
[0121] 或者,可使用熔体工艺制备聚碳酸酯。一般,在熔体聚合工艺中,可在混合器、单螺杆或双螺杆挤出机等内,在酯交换催化剂存在下,通过在熔融态下共反应二羟基反应物和碳酸二芳酯如碳酸二苯酯,形成均匀的分散体。从熔融的反应物中通过蒸馏除去挥发性一元酚,并以熔融的残渣形式分离聚合物。制备聚碳酸酯特别可用的熔体法使用在芳基上具有吸电子取代基的碳酸二芳酯。具有吸电子取代基的具体可用的碳酸酯的实例包括双(4-硝基苯基)碳酸酯、双(2-氯苯基)碳酸酯、双(4-氯苯基)碳酸酯、双(甲基水杨基)碳酸酯、双(4-甲基羧基苯基)碳酸酯、双(2-乙酰基苯基)羧酸酯、双(4-乙酰基苯基)羧酸酯,或含有前述至少一种的组合。另外,示例性的酯交换催化剂可包括上式
3 + 3
(R)4QX的酯交换催化剂,其中R、Q和X各自如上所定义。合适的酯交换催化剂的实例包括四丁基氢氧化铵、甲基三丁基氢氧化铵、四丁基乙酸铵、四丁基氢氧化鏻、四丁基乙酸鏻、四丁基鏻酚盐或含这些中的至少一种的组合。
[0122] 支化聚碳酸酯,以及直链聚碳酸酯和支化聚碳酸酯的共混物也是有用的。可在聚合过程中,通过添加支化剂制备支化聚碳酸酯。这些支化剂包括含有至少三个官能团的多官能的有机化合物,所述官能团选自羟基、羧基、羧酸酐、卤代甲酰基和含前述官能团的组合。具体实例包括偏苯三酸、偏苯三酸酐、偏苯三酰氯、三-对-羟基苯基乙烷、靛红(isatin)-双-苯酚、三-苯酚TC(1,3,5-三((对-羟苯基)异丙基)苯)、三-苯酚PA(4(4(1,1-双(对-羟苯基)-乙基)-α,α-二甲基苄基)苯酚)、4-氯代甲酰基邻苯二甲酸酐、1,3,5-苯三酸和二苯甲酮四羧酸。支化剂的添加量可以是聚碳酸酯的
0.05-2.0wt%。所有类型的聚碳酸酯端基都被考虑可用于聚碳酸酯或含聚碳酸酯的聚合物中,条件是这种端基没有显著影响热塑性组合物的所需性能。
[0123] 可以对聚碳酸酯进行组成变化以提供改进的耐刮擦性和耐磨性。已经发现,这类聚碳酸酯聚合物的耐刮擦性可以通过向聚合物组分中加入来源于二羟基芳族化合物的单体碳酸酯单元而得到提高,该二羟基芳族化合物具有可以改进聚碳酸酯硬度的取代基。有用的碳酸酯基团来源于具有式(4)(其中p和q各自为1或更大)和(7)所示结构的特定二羟基芳族化合物的碳酸酯聚合。这类二羟基芳族化合物的有用的结构特征是相应于式a(4)的X 的烷叉或环烷叉桥连基团。此基团来源于取代或未取代的、环状或非环状的酮,该酮与取代或未取代的酚,优选在酚羟基的对位或邻位未取代的酚进行缩合。加入的作为桥连取代基的烷叉基团在结合到聚碳酸酯聚合物的主链时可以降低聚碳酸酯链的柔性,从而升高聚碳酸酯的玻璃态转化温度。这可以增加聚碳酸酯链的硬度并可改进耐刮擦性。另外,在苯酚环羟基的邻位加入烷基取代基可以改进耐刮擦性。据信,在双酚的芳环上加入烷基取代基可以增加碳酸酯单元的转动能能垒,升高玻璃态转化温度并由此增加聚合物的硬度,从而改进耐刮擦性。此外,烷基取代基可以增加相邻碳酸酯官能团对碱或其他亲核试剂(例如氨或其他胺)腐蚀的耐受性。有用的二羟基芳族化合物包括,例如,在式(4)或(7)中的芳环上具有烷基取代基的那些,其中式(4)中的p和q及式(7)中的r和s各自为1、a b a’ b’ a b a’
2或更大,式(4)的R 和R 或式(7)的R 和R 各自为甲基或其他烷基,R 和R 或R 和b’
R 各自位于酚羟基的邻位便于聚合物主链的连通(connectivity)(即,桥连烷叉的间位,其中烷叉桥连基团和羟基在彼此的对位)。
[0124] 本文公开的热塑性组合物应将耐刮擦性传递至由其制备的制品。耐刮擦性方便的测量方法是铅笔硬度试验,其中使用具有不同硬度(例如6B,5B,4B,3B,2B,B,HB,F,H,2H,3H,4H,5H和6H,其中6B最软,6H最硬)的削尖的铅笔擦拭组合物制备的制品。不再擦伤表面的铅笔硬度对应于热塑性组合物的大致硬度。测定组合物的硬度的另一方法是采用Erichson擦拭试验,这类似于ISO 1518:2001中描述的标准擦拭试验方法,在该方法中,特定尺寸和形状的针在恒定向下的力下,以相对测试表面90度的角度夹持,施用至组合物构成的制品的表面,同时制品通过移动台(moving stage)在针的下面移动。使用验平仪确定所产生的划痕深度,为耐刮擦性的度量。
[0125] 另外,已经显示,包括间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚(ITR)酯基团的聚酯-聚碳酸酯在曝于光或曝于光和水分的条件下对光降解(即耐候性)具有高的耐受程度。该聚酯-聚碳酸酯组合物(特别是不透明和/或有色的组合物)的耐候性的有用量度是组合物的表面光泽度的保持率。聚碳酸酯可具有高的表面光泽度,光泽度的保持性是制造具有闪耀、美学吸引力的表面和/或高色度的制品所期望的。当表面光泽度因老化下降时,颜色和/或表面外观降级并且由于该降级的表面产生的光散射获得发白的模制品(cast)。已经发现,将该聚酯-聚碳酸酯加入具有相异结构的聚碳酸酯中可以改进纯组合物的耐候性,并因此改进老化之后的表面光泽度。
[0126] 令人惊讶地,发现包括含烷基取代的双酚碳酸酯单元的聚碳酸酯和含耐候的芳酯单元的聚酯-聚碳酸酯的组合的热塑性组合物在根据ISO4892-2A使用氙弧灯老化之后提供的协同增效的高光泽度保持率大于或等于50%,且根据ASTM D2457-03测量。特别有用的芳酯单元是间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚酯(ITR)单元。包含着色剂的热塑性组合物是特别有用的。在一实施方式中,包含该热塑性组合物的制品为黑色。在老化之后热塑性组合物的光泽度保持率出乎意料地且合乎需要地高于由组分烷基取代的聚碳酸酯和聚酯-聚碳酸酯的光泽度保持率加值计算得到的值,对于这些聚合物的重量分率的相应加和原以为是后者。另外在老化之后,该包含热塑性组合物的制品的光泽度保持率比对于给定ITR酯单元(没有烷基取代的聚碳酸酯)百分数原本预计的值高出大于或等于10%。该组合还出乎意料地改进了热塑性组合物的耐刮擦性,其值合乎需要地小于预期的由烷基取代的聚碳酸酯和聚酯-聚碳酸酯各自的耐刮擦性数值合并的加和。上述根据ASTM D3363-92a老化的热塑性组合物的铅笔擦拭试验显示硬度为HB或更硬的铅笔硬度。此外,Erichson擦拭试验在6牛顿向下的力作用下得到小于19微米(μm)的90度划痕深度。因此,烷基取代的双酚碳酸酯单元和芳酯单元的组合进一步提供了耐刮擦性的协同改进,高于烷基取代的聚碳酸酯和聚酯-聚碳酸酯单独的耐刮擦性值的线性加和。由此,烷基取代的双酚碳酸酯单元和芳酯单元的组合出乎意料地提供了光泽度保持率和耐刮擦性的协同增效值,其中二者都高于预期的基于烷基取代的聚碳酸酯和聚酯-聚碳酸酯的这些性质线性加和得到的值。当热塑性组合物的芳酯的摩尔含量大于或等于10mol%,具体地大于或等于20mol%,烷基取代的双酚碳酸酯的摩尔含量大于或等于25mol%时,可以获得光泽度保持率的最大改进,同时具有期望的划痕测试性能。
[0127] 热塑性组合物还比不含ITR单元的其他组合物具有较大的耐受紫外辐射老化和/或空气中水分老化的能力。已经发现,热塑性组合物中DMBPC单元和ITR单元的组合提供了优异的老化性,根据适当的老化规定,如ISO4892-2A或ASTM G155-04a,使用氙弧灯作为光源并使样品暴露于光(即,UV辐射)下大于或等于500小时。此外,间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚酯单元的耐候性改进了泛黄度(通过老化之后黄度指数的变化测量)并因此获得更好的透明度。另外,老化之后热塑性组合物的雾度的形成也可以得到减轻。据信,在全部热塑性组合物中加入较少量的(即,低至约5wt%)ITR单元和烷基取代的双酚聚碳酸酯一起发生协同作用,得到具有改进的耐光解老化性的组合物。
[0128] 用于模塑测试制品的热塑性组合物可以含有通常与聚碳酸酯一起加入的添加剂,如脱模剂和抗氧化剂,其中这些添加剂的存在量有效实现了预计功能,对热塑性组合物所需的性质没有显著不利影响。通常这些添加剂的总量小于或等于塑性组合物中存在的组分的总重量的5.0重量百分数(wt%),具体地小于或等于1wt%。在示例性实施方式中,在用于制备光学测试(雾度和/或透光度百分数)的模塑制品的热塑性组合物中存在的添加剂可以包括0.2-0.4重量百分数的季戊四醇四硬脂酸酯作为脱模剂和0.01-0.04重量百分数2,6-二叔丁基苯基亚磷酸酯作为抗氧化剂。
[0129] 热塑性组合物在根据ISO 4892-2A老化之后提供了优异的光泽度保持率。在一实施方式中,3.2±0.12mm厚度的且由所述热塑性组合物组成的模塑色片在根据ISO4892-2A使用氙弧灯老化500小时之后,并且根据ASTM D2457-03使用100光泽度单位(GU)的黑色玻璃标准物校正、以60度(°)的角度测量时,与未老化的样品相比,老化之后的光泽度保持率大于50%,具体地大于或等于55%,更具体地大于或等于60%,且还更具体地大于或等于65%。
[0130] 此外,该热塑性组合物在老化之后的光泽度保持率比根据由组分烷基取代的聚碳酸酯和含ITR的聚酯-聚碳酸酯加和的重量分率所对应的光泽度保持率值计算得到的预计光泽度保持率值高。因此,在一实施方式中,由烷基取代的聚碳酸酯和含ITR的聚酯-聚碳酸酯构成的制品在根据ISO4892-2A使用氙弧灯老化500小时之后的光泽度保持率,比不存在烷基取代的聚碳酸酯的给定百分数的ITR酯单元的预计量高出大于或等于10%,具体地大于或等于12%,更具体地大于或等于15%,且还更具体地大于或等于18%,以未老化制品根据ASTM D2457-03测量的100%光泽度保持率为基准。
[0131] 在一实施方式中,由所述热塑性组合物构成的制品的铅笔硬度为HB或更硬,具体地为F或更硬,根据ASTM D3363-92A采用铅笔擦拭试验测量,其中所用的铅笔硬度包括6B,5B,4B,3B,2B,B,HB,F,H,2H,3H,4H,5H和6H,其中6B最软,6H最硬。
[0132] 在一实施方式中,由所述热塑性组合物构成的制品的90度耐刮擦性小于19μm,具体地小于或等于18.5μm,更具体地小于或等于18.25μm,且还更具体地小于或等于18μm,在6牛顿向下的力下测量。
[0133] 热塑性组合物可以进一步包括其他树脂,可使用的其他树脂包括:上述聚碳酸酯,包括均聚碳酸酯、共聚碳酸酯、和聚酯-聚碳酸酯;聚硅氧烷-聚碳酸酯;和聚酯。此外,可以使用其他聚合物的组合,例如,均聚碳酸酯和/或其他聚碳酸酯共聚物和聚酯的组合。
[0134] 热塑性组合物可包含聚硅氧烷-聚碳酸酯。该聚硅氧烷-聚碳酸酯包括聚硅氧烷嵌段和碳酸酯单元。聚硅氧烷(在此也称为“聚二有机基硅氧烷”)嵌段包括下面式(25)的硅氧烷重复单元(在此也称为“二有机基硅氧烷单元”):
[0135]
[0136] 其中R各自相同或相异,并且为C1-13一价有机基团。例如,R可以独立地为C1-C13烷基,C1-C13烷氧基,C2-C13链烯基,C2-C13链烯氧基,C3-C6环烷基,C3-C6环烷氧基,C6-C14芳基,C6-C10芳氧基,C7-C13芳烷基,C7-C13芳烷氧基,C7-C13烷芳基,或者C7-C13烷芳氧基。前述基团可以全部或部分被氟、氯、溴、或碘、或其组合卤化。在同一共聚物中,可以使用前述R基团的组合。
[0137] 式(25)中E的值可以广泛地变化,这取决于热塑性组合物中各组分的类型和相对量,所需要的组合物性质,及其它需要考虑的事项。一般,E的平均值可以为1-1,000。在示例性实施方式中,聚硅氧烷的E的平均值可为1-100,具体地5-75,且更具体地10-55。
[0138] 在一种实施方案中,聚二有机基硅氧烷嵌段通过下面式(26)的重复结构单元提供:
[0139]
[0140] 其中E定义如上;各R可以独立地相同或相异,并且定义如上;各Ar可以独立地相同或相异,并且为取代或未取代的C6-C30亚芳基,其中价键直接连接到芳族部分。式(26)中有用的Ar基团可来源于C6-C30二羟基芳族化合物,例如上述式(2)、(3)、(6)或(7)的二羟基芳族化合物。也可以使用包含前述至少一种二羟基芳族化合物的组合。示例性的二羟基芳族化合物是间苯二酚(即1,3-二羟基苯),4-甲基-1,3-二羟基苯,5-甲基-1,3-二羟基苯,4,6-二甲基-1,3-二羟基苯,1,4-二羟基苯,1,1-二(4-羟基苯基)甲烷,1,1-二(4-羟基苯基)乙烷,2,2-二(4-羟基苯基)丙烷,2,2-二(4-羟基苯基)丁烷,2,2-二(4-羟基苯基)辛烷,1,1-二(4-羟基苯基)丙烷,1,1-二(4-羟基苯基)正丁烷,2.2-二(4-羟基-1-甲基苯基)丙烷,1,1-二(4-羟基苯基)环己烷,二(4-羟基苯基)硫醚,及1,1-二(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷。也可以使用包含前述至少一种二羟基化合物的组合。
[0141] 式(26)的单元可来源于下面式(27)的相应的二羟基芳族化合物:
[0142]
[0143] 其中R、Ar和E如上所述。
[0144] 聚二有机基硅氧烷嵌段还可以包括下面式(28)的单元:
[0145]
[0146] 其中R和E如式(25)所述,R2各自独立地为二价的C1-C30亚烷基或C7-C30亚芳基-亚烷基。聚合的聚硅氧烷单元为其相应的二羟基芳族化合物的反应残基。在具体的实2
施方案中,当R 为C7-C30亚芳基-亚烷基时,聚二有机基硅氧烷嵌段通过下面式(29)的重复结构单元提供:
[0147]
[0148] 其中R和E如式(25)定义。式(29)中的各R3为二价的C1-C8脂族基团。式(29)中的每个M可以相同或相异,并且可以为卤素,氰基,硝基,C1-C8烷硫基,C1-C8烷基,C1-C8烷氧基,C2-C8链烯基,C2-C8链烯氧基,C3-C8环烷基,C3-C8环烷氧基,C6-C10芳基,C6-C10芳氧基,C7-C12芳烷基,C7-C12芳烷氧基,C7-C12烷芳基,或者C7-C12烷芳氧基,其中每个n独立地为0,1,2,3,或者4。
[0149] 在一种实施方案中,M为溴或氯,烷基如甲基、乙基或丙基,烷氧基如甲氧基、乙氧基或丙氧基,或者芳基如苯基、氯苯基或甲苯基;R3为二亚甲基,三亚甲基或四亚甲基;以及R为C1-8烷基,卤代烷基如三氟丙基、氰基烷基,或者芳基如苯基、氯苯基或甲苯基。在另一种实施方案中,R为甲基,或者甲基与三氟丙基的组合,或者甲基与苯基的组合。在又一3
实施方案中,M为甲氧基,n为1,R 为二价的C1-C3脂族基团,及R为甲基。
[0150] 式(29)的单元可以来源于下面的相应的二羟基聚二有机基硅氧烷(30):
[0151]
[0152] 其中R、D、M、R2、E和n如上所述。
[0153] 二羟基聚硅氧烷通常可通过官能化下面式(31)的取代的硅氧烷低聚物来制备:
[0154]
[0155] 其中R和E如前面的式(25)所定义,Z为H,卤素(Cl,Br,I),或羧酸酯。示例性的羧酸酯包括乙酸酯、甲酸酯、苯甲酸酯等。在示例性实施方式中,当Z为H时,式(30)的化合物可以通过与脂族不饱和一元酚进行铂催化加成来制备。在示例性实施方式中,脂族不饱和一元酚包括丁子香酚,2-烯丙基苯酚,4-烯丙基-2-甲基苯酚,4-烯丙基-2-苯基苯酚,4-烯丙基-2-溴苯酚,4-烯丙基-2-叔丁氧基苯酚,4-苯基-2-苯基苯酚,2-甲基-4-丙基苯酚,2-烯丙基-4,6-二甲基苯酚,2-烯丙基-4-溴-6-甲基苯酚,2-烯丙基-6-甲氧基-4-甲基苯酚,及2-烯丙基-4,6-二甲基苯酚。也可以使用包含前述至少一种的组合。
当Z为卤素或羧酸酯时,可以与式(2)、(3)、(6)、(7),或包含前述至少一种二羟基芳族化合物的组合的二羟基芳族化合物反应来完成官能化。在示例性实施方式中,式(25)的化合物可以由α,ω-二乙酰氧基聚二有机基硅氧烷和二羟基芳族化合物在相转移条件下形成。
[0156] 示例性的聚硅氧烷-聚碳酸酯除了聚硅氧烷单元之外可包括来源于双酚A(例如,1 2 1
式(2)的二羟基芳族化合物,其中A 和A 各自为对亚苯基,Y 为异丙叉)的碳酸酯单元。
该聚硅氧烷-聚碳酸酯的Mw可为2,000~100,000g/mol,具体地5,000~50,000g/mol,通过GPC测量,使用交联的苯乙烯-二乙烯基苯色谱柱,样品浓度为1mg/ml,并使用聚碳酸酯标样校准。
[0157] 聚硅氧烷-聚碳酸酯在300℃、1.2kg载荷下测量的熔体体积流动速率可为1~50立方厘米/10分钟(cc/10min),具体地2~30cc/10min。可使用具有不同流动性的聚硅氧烷-聚碳酸酯的组合来获得期望的总流动性。
[0158] 可以使用聚酯作为其他聚合物。示例性的聚酯可以包括,例如,具有式(12)的重复单元的聚酯,其包括聚(二羧酸亚烷基酯)、液晶聚酯和聚酯共聚物。本文所述的聚酯在共混时预期完全与聚碳酸酯混溶。
[0159] 可以通过上述界面聚合或熔体法缩合、通过溶液相缩合或通过酯交换聚合法获得所述聚酯,例如,其中二烷基酯如对苯二甲酸二甲酯可以使用酸催化剂与乙二醇进行酯交换,得到聚(对苯二甲酸乙二酯)。还可以使用其中混有支化剂(如具有三或更多个羟基的醇或者三或多官能的羧酸)的支化聚酯。而且,有时根据组合物的最终用途,优选聚酯上具有不同浓度的酸和羟基端基。
[0160] 有用的聚酯可包括芳族聚酯、聚(亚烷基酯)(包括聚(亚烷基芳基化物)),和聚(环亚烷基二酯)。芳族聚酯可具有式(13)的聚酯结构,其中D和T各自为上述的芳族基团。在一实施方式中,有用的芳族聚酯可包括,例如,聚(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚)酯、聚(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-双酚-A)酯、聚[(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚)酯-共-(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-双酚-A)]酯,或包含前述至少一种的组合。还预计包含具有少量(例如0.5-10wt%)来源于脂族二酸和/或脂族多元醇的单体的芳族聚酯,以制备共聚酯。
[0161] 聚(亚烷基芳基化物)可具有式(13)的聚酯结构,其中T包含来源于芳族二羧酸、脂环族二羧酸、或其衍生物的基团。特别有用的T基团的实例包括1,2-、1,3-和1,4-亚苯基;1,4-和1,5-亚萘基;顺式或反式1,4-亚环己基等。具体地,当T为1,4-亚苯基时,聚(亚烷基芳基化物)为聚(对苯二甲酸亚烷基酯)。此外,对于聚(亚烷基芳基化物)而言,特别有用的亚烷基D包括,例如,亚乙基、1,4-亚丁基和双-(亚烷基二取代的环己烷),包括顺式-和/或反式-1,4-(亚环己基)二亚甲基。
[0162] 聚(对苯二甲酸亚烷基酯)的实例包括聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET),聚(对苯二甲酸1,4-丁二醇酯)(PBT),和聚(对苯二甲酸丙二醇酯)(PPT)。同样有用的为聚(萘二甲酸亚烷基酯),如聚(萘二甲酸乙二醇酯)(PEN),和聚(萘二甲酸丁二醇酯)(PBN)。特别有用的聚(环亚烷基二酯)为聚(对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯)(PCT)。也可以使用包含至少一种上述聚酯的组合。
[0163] 包含对苯二甲酸亚烷基酯的重复酯单元与其他酯基团的共聚物也是可用的。具体地,有用的酯单元可以包括不同的对苯二甲酸亚烷基酯单元,其可以作为独立的单元或聚(对苯二甲酸亚烷基酯)的嵌段存在于聚合物链中。这种共聚物特别适宜的实例包括聚(对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯)-共-聚(对苯二甲酸乙二醇酯),在该聚合物包含大于或等于50mol%的聚(对苯二甲酸乙二醇酯)时缩写成PETG,在该聚合物包含大于50mol%的聚(对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯)时缩写成PCTG。
[0164] 聚(亚环烷基酯)可以包括聚(环己烷二羧酸亚烷基酯)。其中,具体实例是聚(1,4-环己烷-二甲醇-1,4-环己烷二羧酸酯)(PCCD),其具有式(32)的重复单元:
[0165]
[0166] 其中,如同用式(13)来描述,D是来源于环己烷二甲醇的二亚甲基环己烷基团,以及T是来源于环己烷二羧酸酯或其化学价物的环己烷环并选自顺式或反式异构体或其顺式和反式异构体的组合。
[0167] 根据期望的功能和性质,可以使用的聚酯重量比为1:99至99:1,具体地10:90-90:10,且更具体地30:70-70:30,基于烷基取代的聚碳酸酯,聚酯-聚碳酸酯和任意其他聚碳酸酯的总重。
[0168] 除了包括其他聚合物之外,也可以使用常规加入这类热塑性组合物的添加剂。可以使用添加剂的组合。可以在混合组分以形成热塑性组合物时加入这些添加剂。在热塑性组合物使用添加剂的条件是选择添加剂和用量使得其加入不会显著不利地影响热塑性组合物的雾度,以及不会显著不利地影响热塑性组合物期望的机械性能,如抗冲性能。
[0169] 用于热塑性组合物的添加剂包括抗冲改性剂。这些抗冲改性剂包括弹性体改性的接枝共聚物,包含:(i)弹性体(即橡胶状)聚合物基质,其Tg小于或等于约10℃,更具体地小于或等于约-10℃,或者更具体地约-40°至-80℃,及(ii)接枝至弹性体聚合物基质上的刚性聚合物上层。可这样制备弹性体改性的接枝共聚物:首先供给弹性体聚合物,再在该弹性体的存在下聚合刚性相的成分单体以获得接枝共聚物。接枝可以是以接枝支链或以壳的形式附着于弹性体核上。该壳可以只是物理上包封该核,或者该壳可以部分地或基本上完全地接枝至该核上。
[0170] 用作弹性体相的合适物质包括,例如,共轭二烯橡胶;共轭二烯与小于或等于约50wt%的可共聚单体的共聚物;烯烃橡胶如乙烯丙烯共聚物(EPR)或者乙烯-丙烯-二烯单体橡胶(EPDM);乙烯-醋酸乙烯酯橡胶;硅橡胶;弹性体(甲基)丙烯酸C1-8烷基酯;(甲基)丙烯酸C1-8烷基酯与丁二烯和/或苯乙烯的弹性体共聚物;或包含前述至少一种弹性体的组合。
[0171] 式(33)为适用于制备所述弹性体相的共轭二烯单体:
[0172]
[0173] 式中每个Xb独立地为氢、C1-C5烷基等。可用的共轭二烯单体的实例为丁二烯,异戊二烯,1,3-庚二烯,甲基-1,3-戊二烯,2,3-二甲基-1,3-丁二烯,2-乙基-1,3-戊二烯;1,3-和2,4-己二烯等,以及包含前述至少一种共轭二烯单体的混合物。具体的共轭二烯均聚物包括聚丁二烯和聚异戊二烯。
[0174] 也可使用共轭二烯橡胶的共聚物,例如通过共轭二烯和至少一种可与之共聚合的单体的含水自由基乳液聚合制备的那些共聚物。适用于与共轭二烯共聚合的单体包括含有稠合芳环结构的单乙烯基芳族单体,如乙烯基萘、乙烯基蒽等,或者式(34)的单体:
[0175]
[0176] 式中每一个Xc独立地是氢、C1-C12烷基、C3-C12环烷基、C6-C12芳基、C7-C12芳烷基、C7-C12烷芳基、C1-C12烷氧基、C3-C12环烷氧基、C6-C12芳氧基、氯、溴或羟基,以及R是氢、C1-C5烷基、溴或氯。可用的合适的单乙烯基芳族单体的实例包括苯乙烯、3-甲基苯乙烯、3,5-二乙基苯乙烯、4-正丙基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α-甲基乙烯基甲苯、α-氯苯乙烯、α-溴苯乙烯、二氯苯乙烯、二溴苯乙烯、四氯苯乙烯等,以及包含前述至少一种化合物的组合。苯乙烯和/或α-甲基苯乙烯可用作与共轭二烯单体共聚的单体。
[0177] 可以与共轭二烯共聚的其它单体是单乙烯基单体,如衣康酸、丙烯酰胺、N-取代的丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、马来酸酐,马来酰亚胺,N-烷基-、芳基-或卤代芳基-取代的马来酰亚胺、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯以及通式(35)的单体:
[0178]
[0179] 其中R是氢、C1-C5烷基、溴或氯,及Xc是氰基、C1-C12烷氧基羰基、C1-C12芳氧基羰基、羟基羰基等。式(35)单体的实例包括丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯丙烯腈、β-氯丙烯腈、α-溴丙烯腈、丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯等,以及包含前述至少一种单体的组合。诸如丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸2-乙基己酯等的单体通常用作与共轭二烯单体可共聚的单体。也可使用前述的单乙烯基单体和单乙烯基芳族单体的组合。
[0180] 适用于用作所述弹性体相的合适(甲基)丙烯酸酯单体可以是,(甲基)丙烯酸C1-8烷基酯、特别是丙烯酸C4-6烷基酯的经交联的微粒乳液均聚物或共聚物,所述单体例如丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸2-乙基己酯等,以及包含至少一种上述单体的组合。可以任选地使该(甲基)丙烯酸C1-8烷基酯单体在与小于或等于单体总重量约15wt%的式(33)、(34)或(35)共聚单体的混合物中进行聚合。示例性的共聚单体包括但不限于丁二烯、异戊二烯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯乙酯、N-环己基丙烯酰胺、乙烯甲基醚或丙烯腈和包含至少一种上述共聚单体的组合。任选地,可存在小于或等于单体总重量约5wt%的多官能交联共聚单体。该多官能交联共聚单体可包括,例如二乙烯基苯、亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯如乙二醇二丙烯酸酯(glycolbisacrylate)、亚烷基三醇三(甲基)丙烯酸酯、聚酯二(甲基)丙烯酸酯、二丙烯酰胺、氰尿酸三烯丙基酯、异氰尿酸三烯丙基酯、(甲基)丙烯酸烯丙基酯、马来酸二烯丙基酯、富马酸二烯丙基酯、己二酸二烯丙基酯、柠檬酸三烯丙基酯、磷酸三烯丙基酯等,以及包含前述至少一种交联剂的组合。
[0181] 可以利用连续、半间歇或间歇工艺,由本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合或组合方法如本体-悬浮、乳液-本体、本体-溶液或其它工艺而聚合弹性体相。弹性体基质的粒度不是关键。例如,基于乳液聚合的橡胶胶乳的平均粒度可以是约0.001~25微米,具体地约0.01~15微米,或者甚至更具体地约0.1~8微米。本体聚合的橡胶基质的粒度可以是约0.5~10微米、具体地约0.6~1.5微米。粒度可以通过简单的光透射法或毛细管流体动力学色谱法(CHDF)来测定。弹性体相可以是微粒的、中度交联的共轭丁二烯或丙烯酸C4-6烷基酯橡胶,且优选具有大于70%的凝胶含量。丁二烯与苯乙烯和/或丙烯酸C4-6烷基酯橡胶的组合也是合适的。
[0182] 弹性体相可以占总接枝共聚物的约5~95wt%,更具体地约20~90wt%,甚至更具体地为弹性体改性的接枝共聚物的约40~85wt%,余量是刚性接枝相。
[0183] 弹性体改性的接枝共聚物的刚性相可以由包含单乙烯基芳族单体和任选的至少一种共聚单体的组合在至少一种弹性聚合物基质存在下的接枝聚合形成。上述式(34)的单乙烯基芳族单体可以用于刚性接枝相中,包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、卤代苯乙烯如二溴苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基二甲苯、丁基苯乙烯、对羟基苯乙烯、甲氧基苯乙烯等,或者包含前述至少一种单乙烯基芳族单体的组合。有用的共聚单体包括例如上述的单乙烯基单c体和/或通式(33)的单体。在一实施方案中,R是氢或C1-C2烷基,X 是氰基或C1-C12烷氧羰基。适合用于刚性相的共聚单体的具体实例包括丙烯腈、甲基丙烯腈、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯等,以及包含前述至少一种共聚单体的组合。
[0184] 刚性接枝相中单乙烯基芳族单体和共聚单体的相对比例可以根据弹性体基质的类型、单乙烯基芳族单体的类型、共聚单体的类型和抗冲改性剂所需要的性质而宽范围地改变。刚性相一般可包含小于或等于约100wt%的单乙烯基芳族单体、具体地约30~100wt%、更具体地约50~90wt%的单乙烯基芳族单体,余量为共聚单体。
[0185] 根据存在的弹性体改性聚合物的量,或未接枝的刚性聚合物或共聚物的单独的基质连续相可以与弹性体改性的接枝共聚物一起同时获得。通常,这样的抗冲改性剂包含基于该抗冲改性剂总重量约40~95wt%的弹性体改性的接枝共聚物和约5~65wt%的接枝共聚物。在另一实施方案中,这样的抗冲改性剂包含基于该抗冲改性剂总重量约50~85wt%、更具体地约75~85wt%的橡胶改性的接枝共聚物和约15~50wt%、更具体地约
15~25wt%的接枝共聚物。
[0186] 另一类具体的弹性体改性的抗冲改性剂包含来源于下述的结构单元:至少一种硅d e d橡胶单体,具有式H2C=C(R)C(O)OCH2CH2R 的支化丙烯酸酯橡胶单体,其中R 是氢或C1-C8e
直链或支链烷基和R 是支链C3-C16烷基;第一接枝连接单体;含有可聚合链烯基的有机物质;及第二接枝连接单体。硅橡胶单体例如可以包括单独或组合的环状硅氧烷、四烷氧基硅烷、三烷氧基硅烷、(丙烯酰氧基)烷氧基硅烷,(巯基烷基)烷氧基硅烷、乙烯基烷氧基硅烷或烯丙基烷氧基硅烷,例如十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷、三甲基三苯基环三硅氧烷、四甲基四苯基环四硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、八苯基环四硅氧烷、八甲基环四硅氧烷和/或四乙氧基硅烷。
[0187] 示例性的支化丙烯酸酯橡胶单体包括丙烯酸异辛酯、丙烯酸6-甲基辛基酯、丙烯酸7-甲基辛基酯、丙烯酸6-甲基庚基酯等,或包含前述至少一种的组合。含有可聚合链烯基的有机物质例如可以是单独或组合的式(34)或(35)的单体,例如单独或组合的苯乙烯、α-甲基苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈或未支化的(甲基)丙烯酸酯,诸如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯等。
[0188] 第一接枝连接单体可以是单独或组合的(丙烯酰氧基)烷氧基硅烷、(巯基烷基)烷氧基硅烷、乙烯基烷氧基硅烷或烯丙基烷氧基硅烷,例如(γ-甲基丙烯酰氧丙基)(二甲氧基)甲基硅烷和/或(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷。第二接枝连接单体是具有至少一个烯丙基的多烯键式不饱和化合物,如甲基丙烯酸烯丙基酯、氰尿酸三烯丙基酯、异氰尿酸三烯丙基酯等,或者包含前述至少一种的组合。
[0189] 有机硅-丙烯酸酯抗冲改性剂可以通过乳液聚合制备,其中例如在表面活性剂如十二烷基苯磺酸存在下,使硅橡胶单体与第一接枝连接单体在约30℃~110℃下反应,以形成硅橡胶胶乳。作为选择,环状硅氧烷如环八甲基四硅氧烷和四乙氧基原硅酸酯可以与第一接枝连接单体如(γ-甲基丙烯酰氧丙基)甲基二甲氧基硅烷反应。然后,在生成自由基的聚合催化剂如过氧化苯甲酰存在下,任选地在交联单体如甲基丙烯酸烯丙基酯存在下,使支化的丙烯酸酯橡胶单体与硅橡胶颗粒聚合。接着,使该胶乳与含有可聚合链烯基的有机物质和第二接枝连接单体反应。该接枝有机硅-丙烯酸酯橡胶混杂物的胶乳颗粒可以通过凝结(用凝结剂处理)而从水相中分离,并干燥成细粉,生产出有机硅-丙烯酸酯橡胶抗冲改性剂。该方法通常可用于生产粒度为约100纳米~约2微米的有机硅-丙烯酸酯抗冲改性剂。
[0190] 用于形成前述的弹性体改性的接枝共聚物的方法包括利用连续、半间歇或间歇工艺的本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合和溶液聚合或组合方法如本体-悬浮、乳液-本体、本体-溶液或其它工艺。
[0191] 在一实施方案中,通过乳液聚合工艺制备前述类型的抗冲改性剂,所述的乳液聚合工艺不含碱性物质如C6-30脂肪酸的碱金属盐,例如硬脂酸钠,硬脂酸锂,油酸钠,油酸钾等;碱金属碳酸盐;胺如十二烷基二甲基胺,十二烷胺等;及胺的铵盐。这些物质通常用作乳液聚合中的表面活性剂,及可催化聚碳酸酯的酯交换和/或降解。而可以使用离子型的硫酸盐、磺酸盐或磷酸盐表面活性剂来制备所述抗冲改性剂,特别是该抗冲改性剂的弹性体基质部分。有用的表明活性剂包括,例如,C1-22烷基或C7-25烷基芳基磺酸盐,C1-22烷基或C7-25烷基芳基硫酸盐,C1-22烷基或C7-25烷基芳基磷酸盐,取代的硅酸盐,或包含前述至少一种的组合。具体的表面活性剂为C6-16烷基磺酸盐,具体为C8-12烷基磺酸盐。这种乳液聚合工艺已描述和公开于诸如Rohm & Haas和General Electric Company等公司的多种专利和文献中。在实践中,可使用任意的上述抗冲改性剂,只要它不含有脂肪酸的碱金属盐,碱金属碳酸盐和其它碱性物质。
[0192] 此类型的具体抗冲改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)抗冲改性剂,其中使用上述磺酸盐、硫酸盐或磷酸盐作为表面活性剂来制备丁二烯基质。除了ABS和MBS之外,弹性体改性的接枝共聚物的其他实例包括但不限于丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸丁酯(ASA)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(MABS)、和丙烯腈-乙烯-丙烯-二烯-苯乙烯(AES)。当存在时,在热塑性组合物中可以存在的抗冲改性剂的量为1-30重量份,基于100份烷基取代的聚碳酸酯,聚酯-聚碳酸酯和任意其他聚合物的总重。
[0193] 热塑性组合物可包括着色剂,如颜料和/或染料添加剂。合适的颜料包括例如无机颜料,如金属氧化物和混合的金属氧化物如氧化锌、二氧化钛、氧化铁等;硫化物,如硫化锌等;铝酸盐;磺基硅酸钠、硫酸盐、铬酸盐等;炭黑;铁酸锌;群青蓝;有机颜料,如偶氮、重氮、喹吖酮、苝、萘四羧酸、黄烷士酮、异吲哚啉酮、四氯异吲哚啉酮、蒽醌、蒽嵌蒽二酮、二噁嗪、酞菁和偶氮色淀;颜料棕24、颜料红101、颜料红122、颜料红149、颜料红177、颜料红179、颜料红202、颜料紫29、颜料蓝15、颜料蓝15:4、颜料蓝28、颜料蓝60、颜料绿7、颜料黄119、颜料黄147或颜料黄150,或者包含前述至少一种颜料的组合。在一实施方式中,使用赋予热塑性组合物黑色的颜料或颜料组合。颜料的用量可以为0.01~10重量份,基于
100份烷基取代的聚碳酸酯,聚酯-聚碳酸酯和任意其他聚合物的总重。
[0194] 有用的染料可以是有机材料,包括例如香豆素染料如香豆素460(蓝)、香豆素6(绿),尼罗红等;镧系络合物;烃和取代的烃染料;多环芳烃染料;闪烁染料,如噁唑或噁二唑染料;芳基或杂芳基取代的聚(C2-8)烯烃染料;羰花青染料;阴丹士酮染料;酞菁染料;
噁嗪染料;喹诺酮(carbostyryl)染料;萘四羧酸染料;卟啉染料;二(苯乙烯基)联苯染料;吖啶染料;蒽醌染料;花青染料;次甲基染料;芳基甲烷染料;偶氮染料;靛类染料、硫代靛类染料、重氮鎓染料;硝基染料;醌亚胺染料;氨基酮染料;四唑鎓染料;噻唑染料;苝染料;苝酮(perinone)染料;二-苯并噁唑基噻吩(BBOT);三芳基甲烷染料;呫吨染料;噻吨染料;萘二甲酰亚胺染料;内酯染料;荧光团,如反斯托克司频移染料,其吸收近红外波长并发射可见波长,等;发光染料,如7-氨基-4-甲基香豆素;3-(2′-苯并噻唑基)-7-二乙基氨基香豆素;2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑;2,5-二-(4-联苯基)-噁唑;2,2′-二甲基-对-四联苯;2,2-二甲基-对-三联苯;3,5,3"",5""-四叔丁基-对-五联苯;2,5-二苯基呋喃;2,5-二苯基噁唑;4,4′-二苯基茋;4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-(对二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃;1,1′-二乙基-2,2′-羰花青碘化物;3,3′-二乙基-4,4′,5,5′-二苯并硫三碳菁(benzothiatricarbocyanine)碘化物;7-二甲基氨基-1-甲基-4-甲氧基-8-氮杂喹诺酮-2;7-二甲基氨基-4-甲基喹诺酮-2;2-(4-(4-二甲基氨基苯基)-1,3-丁二烯基)-3-乙基苯并噻唑鎓高氯酸盐;3-二乙基氨基-7-二乙基亚氨基吩噁嗪酮鎓高氯酸盐;2-(1-萘基)-5-苯基噁唑;2,2′-对-亚苯基-二(5-苯基噁唑);若丹明700;若丹明800;芘;1,2-苯并菲(chrysene);红荧烯;
晕苯等,或者包含前述至少一种染料的组合。当希望使用有机染料和颜料时,可以遮蔽染料以测定它们在给定辐照量或辐照量范围下对γ射线的灵敏度。在一实施方式中,使用赋予热塑性组合物黑色的染料或染料组合。染料用量可以为约0.01~10重量份,基于100份烷基取代的聚碳酸酯,聚酯-聚碳酸酯和任意其他聚合物的总重。
[0195] 热塑性组合物可包括电离辐射稳定添加剂。示例性的电离辐射稳定添加剂包括一些脂族醇、芳族醇、脂族二醇、脂族醚、酯、二酮、烯烃、硫醇、硫醚和环状硫醚、砜、二氢芳烃、二醚、氮化合物或含前述至少一种的组合。醇基稳定添加剂可选自单-、二-或多-取代的醇,且可以是直链、支链、环状和/或芳族的。有用的脂族醇可包括具有不饱和位点的链烯醇,其实例包括4-甲基-4-戊烯-2-醇、3-甲基-戊烯-3-醇、2-甲基-4-戊烯-2-醇、2,4-二甲基-4-戊烯-2-醇、2-苯基-4-戊烯-2-醇和9-癸烯-1-醇;叔醇,其中包括3-羟基-3-甲基-2-丁酮、2-苯基-2-丁醇等;羟基-取代的叔脂环族烃,例如l-羟基-1-甲基-环己烷;和羟基甲基芳族化合物,具有含有甲醇取代基例如羟甲基(-CH2OH)的芳环,或更加复杂的烃基如(-CRHOH)或(-CR2OH),其中R是直链C1-C20烷基或支链C1-C20烷基。示例性的羟基甲醇芳族化合物包括二苯基甲醇、2-苯基-2-丁醇、1,3-苯二甲醇、苄醇、4-苄氧基苄醇和苄基-苄醇。
[0196] 有用的一类电离辐射稳定添加剂是二-官能和多-官能的脂族醇,也称为脂族二醇和脂族多元醇。特别有用的是式(36)的脂族二醇:
[0197] HO-(C(A’)(A”))d-S-(C(B’)(B”))e-OH (36)
[0198] 其中A’、A”、B’和B”各自独立地为H或C1-C6烷基;S是C1-C20烷基、C2-C20亚烷基氧基、C3-C6环烷基或C3-C6取代环烷基;d和e各自为0或1,条件是当d和e各自为0时,选择S,使得两个-OH基不直接与单个共同的碳原子相连。
[0199] 在式(36)中,A’、A”、B’和B”各自可独立地选自H、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、2-戊基、3-戊基、异戊基、新戊基、正己基、2-己基、3-己基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基等,以及含前述至少一种烷基的组合。
[0200] 间隔基S可选自甲二基、乙二基、1,1-乙二基、1,1-丙二基、1,2-丙二基、1,3-丙二基、2,2-丙二基、1,1-丁二基、1,2-丁二基、1,3-丁二基、1,4-丁二基、2,2-丁二基、2,3-丁二基、1,1-戊二基、1,2-戊二基、1,3-戊二基、1,4-戊二基、1,5-戊二基、2,2-戊二基、
2,3-戊二基、2,4-戊二基、3,3-戊二基、2-甲基-1,1-丁二基、3-甲基-1,1-丁二基、2-甲基-1,2-丁二基、2-甲基-1,3-丁二基、2-甲基-1,4-丁二基、2-甲基-2,2-丁二基、2-甲基-2,3-丁二基、2,2-二甲基-1,1-丙二基、2,2-二甲基-1,2-丙二基、2,2-二甲基-1,
3-丙二基、3,3-二甲基-1,1-丙二基、3,3-二甲基-1,2-丙二基、3,3-二甲基-2,2-丙二基、1,1-二甲基-2,3-丙二基、3,3-二甲基-2,2-丙二基、1,1-己二基、1,2-己二基、1,
3-己二基、1,4-己二基、1,5-己二基、1,6-己二基、2,2-己二基、2,3-己二基、2,4-己二基、
2,5-己二基、3,3-己二基、2-甲基-1,1-戊二基、3-甲基-1,1-戊二基、2-甲基-1,2-戊二基、2-甲基-1,3-戊二基、2-甲基-1,4-戊二基、2-甲基-2,2-戊二基、2-甲基-2,3-戊二基、2-甲基-2,4-戊二基、2,2-二甲基-1,1-丁二基、2,2-二甲基-1,2-丁二基、2,2-二甲基-1,3-丁二基、3,3-二甲基-1,1-丁二基、3,3-二甲基-1,2-丁二基、3,3-二甲基-2,
2-丁二基、1,1-二甲基-2,3-丁二基、3,3-二甲基-2,2-丁二基等;以及辛二基、癸二基、十一烷二基、十二烷二基、十六烷二基、十八烷二基、二十烷二基和二十二烷二基的异构体;
以及取代和未取代的环丙二基、环丁二基、环戊二基、环己二基,其中取代基可以是基团连接点,例如在1,4-二亚甲基环己烷内,或者可包括支链和直链烷基、环烷基等。另外,间隔基S可选自含多亚烷基氧基单元,例如亚乙基氧基、1,3-亚丙基氧基、1,2-亚丁基氧基、1,
4-亚丁基氧基、1,6-亚己基氧基等中的至少一种二基;以及含有前述至少一种的组合。
[0201] 脂族二醇的具体实例包括乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、内消旋-2,3-丁二醇、1,2-戊二醇、2,3-戊二醇、1,4-戊二醇、1,4-己二醇等;脂环族醇,例如1,3-环丁二醇、2,2,4,4-四甲基环丁二醇、1,2-环戊二醇、1,2-环己二醇、1,3-环己二醇、1,4-环己二醇、1,4-二羟甲基环己烷等;支化非环状二醇,例如2,3-二甲基-2,3-丁二醇(频哪醇)和2-甲基-2,4-戊二醇(己二醇);以及含聚氧化烯的醇,例如聚乙二醇、聚丙二醇、嵌段或无规聚(乙二醇-共-丙二醇),以及含聚氧化烯基团的共聚物的二醇。有用的多元醇可包括聚亚芳基氧基化合物,例如聚羟基苯乙烯;烷基多元醇,例如聚乙烯醇、多糖和酯化的多糖。含前述至少一种的组合也可以是有用的。特别合适的二醇包括
2-甲基-2,4-戊二醇(己二醇)、聚乙二醇和聚丙二醇。
[0202] 有用的脂族醚可包括烷氧基取代的环状或非环状烷烃,例如1,2-二烷氧基乙烷、1,2-二烷氧基丙烷、1,3-二烷氧基丙烷、烷氧基环戊烷、烷氧基环己烷等。酯化合物(-COOR)可用作稳定剂,其中R可以是取代或未取代、芳族或脂族烃,而母体羧基化合物同样可为取代或未被取代、芳族或脂族,和/或单-或多官能团的。若存在的话,取代基可包括例如C1-C8烷基、C1-C8烷基醚、C6-C20芳基等。证明有用的酯包括四(亚甲基[3,5-二-叔丁基-4-羟基-氢化肉桂酸酯])甲烷、2,2’-草酰氨基双(乙基-3-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯和三官能的受阻酚酯化合物,例如获自B.F.Goodrich in Cleveland OH的GOOD- 3125。
[0203] 也可使用二酮化合物,具体是具有两个羰基官能团且被单个间隔碳原子隔开的那些,例如2,4-戊二酮。
[0204] 用作稳定添加剂的含硫化合物可包括硫醇、硫醚和环状硫醚。硫醇包括例如2-巯基苯并噻唑;硫醚包括硫代丙酸二月桂酯;以及环状硫醚,包括1,4-二噻烷、1,4,8,11-四硫代环十四烷。含有一个以上硫醚基的环状硫醚是有用的,特别是在两个硫醚基之间具有单个间隔碳的那些,例如1,3-二噻烷。环状环可含有氧或氮原子。
[0205] 也可使用通式结构为R-S(O)2-R’的芳基或烷基砜稳定添加剂,其中R和R’包括C1-C20烷基、C6-C20芳基、C1-C20烷氧基、C6-C20芳氧基,及其取代衍生物等,并且其中R或R’中的至少一个是取代或未取代的苄基。若存在的话,取代基可包括例如C1-C8烷基、C1-C8烷基醚、C6-C20芳基等。具体可用的砜的实例是苄基砜。
[0206] 烯烃可用作稳定添加剂。有用的烯烃可包括通式结构RR’C=CR”R”’的烯烃,其中R、R’、R”和R”’各自可独立地相同或不同且可选自氢、C1-C20烷基、C1-C20环烷基、C1-C20链烯基、C1-C20环链烯基、C6-C20芳基、C6-C20芳烷基、C6-C20烷芳基、C1-C20烷氧基、C6-C20芳氧基及其取代衍生物。若存在的话,取代基可包括例如C1-C8烷基、C1-C8烷基醚、C6-C20芳基等。烯烃可以是无环(acyclic)、外向环或桥环。具体可用的链烯烃的实例包括1,2-二苯基乙烷、烯丙基苯酚、2,4-二甲基-1-戊烯、苧烯、2-苯基-2-戊烯、2,4-二甲基-1-戊烯、1,4-二苯基-1,3-丁二烯、2-甲基-1-十一碳烯、1-十二碳烯等,或含前述至少一种的组合。
[0207] 氢化芳族化合物也可用作稳定添加剂,包括部分氢化的芳族化合物,以及与不饱和环结合的芳族化合物。具体的芳族化合物包括苯和/或萘基体系。合适的氢化芳族化合物的实例包括二氢化茚、5,6,7,8-四氢-1-萘酚、5,6,7,8-四氢-2-萘酚、9,10-二氢蒽、9,10-二氢菲、1-苯基-1-环己烷、1,2,3,4-四氢-1-萘酚等,或含前述至少一种的组合。
[0208] 二醚,包括氢化和非氢化、以及与取代和未取代的吡喃类,也可用作稳定添加剂。若存在取代基,取代基可包括C1-C8烷基、C1-C8烷基醚或C6-C20芳基。吡喃可具有包括C1-C20烷基、C6-C20芳基、C1-C20烷氧基或C6-C20芳氧基在内的取代基,且该取代基可位于吡喃环的任何碳上。具体可用的取代基包括位于环的第6位上的C1-C20烷氧基或C6-C20芳氧基。氢化吡喃是特别有用的。合适的二醚的实例包括二氢吡喃基醚和四氢吡喃基醚。
[0209] 可充当稳定剂的氮化合物包括高分子量的草酰胺苯酚,例如2,2-草酰氨基双-[乙基3-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯],高分子量的苯基乙二酰胺(oxalic anilides)及其衍生物,以及胺化合物,例如硫脲。
[0210] 电离辐射稳定添加剂的使用量典型地为0.001-1重量份,基于100份烷基取代的聚碳酸酯,聚酯-聚碳酸酯和任意其他聚合物的总重。
[0211] 热塑性组合物可包括填料或增强剂。所述填料或增强剂可以合乎需要地为纳米颗粒的形式,即中值粒度(D50)小于100纳米的颗粒,使用光散射法测量。使用时,填料或增强剂包括,例如,硅酸盐和二氧化硅粉末如硅酸铝(莫来石),合成硅酸钙,硅酸锆,熔凝硅石,结晶二氧化硅石墨,天然硅砂等;硼粉如硼-氮化物粉,硼-硅酸盐粉等;氧化物如TiO2,氧化铝,氧化镁等;硫酸钙(其无水物、二水合物或三水合物);碳酸钙如白垩,石灰石,大理石,合成的沉淀碳酸钙等;滑石,包括纤维状、模块状(modular)、针状、层状滑石等;硅灰石;表面处理的硅灰石;玻璃球如中空和实心玻璃球,硅酸盐球,煤胞,铝硅酸盐(armosphere)等;高岭土,包括硬质高岭土,软质高岭土,煅烧高岭土,含本领域中已知的各种涂层以促进与聚合物基质树脂的相容性的高岭土等;单晶纤维或“晶须”如碳化硅,氧化铝,碳化硼,铁,镍,铜等;纤维(包括连续纤维和切短纤维)如石棉,碳纤维,玻璃纤维如E、A、C、ECR、R、S、D或NE玻璃等;硫化物如硫化钼,硫化锌等;钡化合物如钛酸钡,钡铁氧体,硫酸钡,重晶石等;金属和金属氧化物如颗粒或纤维状的铝,青铜,锌,铜和镍等;薄片状填料如玻璃薄片,薄片状碳化硅,二硼化铝,铝薄片,钢薄片等;纤维状填料,例如短无机纤维,如那些来源于包含硅酸铝、氧化铝、氧化镁和半水合硫酸钙中至少一种共混物的短无机纤维等;天然填料和增强体,例如通过粉碎木材而得到的木粉,纤维状制品如纤维素、棉花、剑麻、黄麻、淀粉、软木粉、木质素、花生壳、玉米、稻粒外壳等;有机填料,如聚四氟乙烯;补强性有机纤维状填料,其是由能够形成纤维的有机聚合物如聚醚酮、聚酰亚胺、聚苯并噁唑、聚苯硫醚、聚酯、聚乙烯、芳族聚酰胺、芳族聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚四氟乙烯、丙烯酸类树脂、聚乙烯醇等形成的;以及其它填料和增强剂,如云母、粘土、长石、烟道尘、惰性硅酸盐微球(fillite)、石英、石英岩、珍珠岩、硅土(Tripoli)、硅藻土、炭黑等,或者包含前述至少一种填料或增强剂的组合。
[0212] 本文预计有用的填料为具有适合反射和/或折射光的成分、形状和尺寸品质的视觉效果填料。视觉效果填料包括具有平坦小面(facet)的那些且可以是多面的或薄片、碎片、板、叶子、晶圆等的形式。其形状可以是不规则的或规则的。规则形状的非限定实例是六边形板。特别合适的视觉效果填料是两维的板式填料,其中该板式填料的颗粒的最大尺寸和最小尺寸之比大于或等于约3:1,特别大于或等于约5:1,更特别大于或等于约10:1。如此限定的最大尺寸还可以称为颗粒的直径。板式填料具有由最小粒径和最大粒径描述的粒径分布。最小粒径由测定粒径所用的方法的检测下限来描述,并与之对应。测定粒径的典型方法为激光散射法,例如其具有0.6纳米粒径的检测下限。应注意,直径小于检测下限的粒子可能存在但不能用该方法观察到。最大粒径通常小于该方法的检测上限。本文中最大粒径可以小于或等于约1,000微米,特别是小于或等于约750微米,更特别地小于或等于约500微米。粒径分布可以是单峰分布、双峰分布或多峰分布。可以更一般地使用粒径分布的平均值来描述该直径,该平均值也称为平均直径。特别是,本文中适合使用的颗粒的平均直径为约1至约100微米,特别为约5至约75微米,更特别为约10至约60微米。特定的反射性填料还为具有光致密表面外部整饰(用于反射入射光)的组合物。诸如基于铝、银、铜、青铜、钢、黄铜、金、锡、硅、这些物质的合金,包括前述至少一种金属的组合等的那些金属和非金属填料尤其有用。还特别有用的是由存在可用于反射和/或折射入射光的表面的组合物制备的无机填料。与反射性填料相比较,具有折射性质的折射性填料可以是至少部分透明的,即,可以允许透过部分入射光,且可以得到基于入射光的反射、折射,或反射和折射的组合的光性质。适合用于本发明的具有光反射和/或折射性质的无机填料可以包括云母、氧化铝、层状滑石、硅石、碳化硅、玻璃、包含前述至少一种无机填料的组合,等等。
[0213] 可用金属材料层涂布填料和增强剂,以促进导电,或者用硅烷表面处理,以改进粘合性和与聚合物基体树脂的分散。另外,该增强填料可以以单丝或复丝纤维形式来提供,且可以单独地或者与其它类型纤维通过以下例举的方法组合地使用:共编织或芯/皮、并列(side-by-side)、橙型或矩阵和原纤维结构,或纤维制造技术领域的技术人员已知的其他方法。合适的共编织结构包括例如玻璃纤维-碳纤维、碳纤维-芳族聚酰亚胺(芳族聚酰胺)纤维和芳族聚酰亚胺玻璃纤维或类似物。纤维状填料可以以下列形式来提供,例如,粗纱(rovings)、纺织的纤维状增强物,如0-90度织物等;无纺纤维增强材料,例如连续原丝片(continuous strand mat)、短切原丝片(chopped strand mat)、绢纱(tissue)、纸和毛毯等;或者三维增强材料如编带(braids)。填料的用量可以为约0至约90重量份,基于100份烷基取代的聚碳酸酯,聚酯-聚碳酸酯和任意其他聚合物的总重。
[0214] 热塑性组合物还可以包括抗氧剂添加剂,例如,有机亚磷酸酯如亚磷酸三(壬基苯酯),亚磷酸三(2,4-二-叔丁基苯酯),二(2,4-二-叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯,双十八烷基季戊四醇二亚磷酸酯等;烷基化的一元酚或多元酚;多元酚与二烯的烷基化反应产物,如四[亚甲基(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)]甲烷等;对甲苯酚或二环戊二烯的丁基化反应产物;烷基化氢醌;羟基化硫代二苯醚;烷叉双酚;苄基化合物;β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸与一元醇或多元醇的酯;β-(5-叔丁基-4-羟基-3-甲基苯基)-丙酸与一元醇或多元醇的酯;硫代烷基或硫代芳基化合物的酯如双十八烷基硫代丙酸酯,双十二烷基硫代丙酸酯,双十三烷基硫代二丙酸酯,十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯,季戊四醇-四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯等;
β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸的酰胺等,或者包含前述至少一种的抗氧剂的组合。示例性的抗氧化剂为购自Clariant的 对-EPQ亚磷酸酯稳定剂。抗
氧化剂的用量可以为0.0001-1重量份,基于100份烷基取代的聚碳酸酯,聚酯-聚碳酸酯和任意其他聚合物的总重。
[0215] 示例性的热稳定剂添加剂包括有机亚磷酸酯如亚磷酸三苯酯,亚磷酸三(2,6-二甲基苯基)酯,亚磷酸三(混合的一和二壬基苯)酯等;膦酸酯如膦酸苯基二甲酯等;磷酸酯如磷酸三甲酯等;或者包含前述至少一种热稳定剂的组合。热稳定剂的用量可以为约0.0001~1重量份,基于100份烷基取代的聚碳酸酯,聚酯-聚碳酸酯和任意其他聚合物的总重。
[0216] 还可使用光稳定剂和/或紫外(UV)吸收添加剂。示例性的光稳定剂添加剂包括,例如,2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑,2-(2-羟基-5-叔辛苯基)-苯并三唑和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮等,或者包含前述至少一种的光稳定剂的组合。光稳定剂的用量可以为约0.0001~1重量份,基于100份烷基取代的聚碳酸酯,聚酯-聚碳酸酯和任意其他聚合物的总重。
[0217] 热塑性组合物还可以包括紫外(UV)吸收添加剂,也称为UV吸收剂。用作UV吸收添加剂的示例性的化合物包括羟基二苯甲酮类;羟基苯并三唑类;羟基苯并三嗪类;氰基丙烯酸酯类;草酰苯胺类;苯并噁嗪酮类;或包含前述至少一种的组合。特别有用的市售的UV吸收剂包括购自CibaSpecialty Chemicals的 234、 329、350和 360;2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基
丁基)-苯酚(CYASORBTM 5411);2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(CYASORBTM 531);2-[4,
6-二(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)-苯酚(CYASORBTM1164);2,
2′-(1,4-亚苯基)二(4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮)(CYASORBTM UV-3638);购自Cyanamide的 UV吸收剂;和购自BASF的2,2′-(1,4-亚苯基)二(4H-3,1-苯并噁
嗪-4-酮)、1,3-二[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧]-2,2-二[[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧]甲基]丙烷和1,3-二[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧]-2,2-二TM
[[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧]甲基]丙烷(UVINUL 3030)。此外,UV吸收剂可以包括纳米大小的无机材料,如氧化钛、氧化铈、氧化锌等,粒度全都小于约100纳米。可以使用包含前述至少一种UV吸收剂的组合。UV吸收剂的用量可以为0.0001~1重量份,基于100份烷基取代的聚碳酸酯,聚酯-聚碳酸酯和任意其他聚合物的总重。
[0218] 还可以使用增塑剂、润滑剂和/或脱模剂。这些类型的材料之间有相当大的重叠,这些材料包括例如邻苯二甲酸酯,如二辛基-4,5-环氧-六氢邻苯二甲酸酯;三(辛氧羰基乙基)异氰脲酸酯;三硬脂酸甘油酯;二或多官能芳族磷酸酯,如间苯二酚四苯基二磷酸酯(RDP)、氢醌的二(二苯基)磷酸酯和双酚-A的二(二苯基)磷酸酯;聚α-烯烃;环氧化大豆油;有机硅,包括硅油;酯,例如脂肪酸酯如烷基硬脂基酯,如硬脂酸甲酯;硬脂酸硬脂基酯、季戊四醇四硬脂酸酯等;包含聚乙二醇聚合物、聚丙二醇聚合物及其共聚物的亲水和亲油非离子型表面活性剂与硬脂酸甲酯的组合,例如在合适溶剂中的聚乙二醇-聚丙二醇共聚物和硬脂酸甲酯;蜡,如蜂蜡、褐煤蜡、石蜡等。这些物质的用量可以为约0.001~1重量份,基于100份烷基取代的聚碳酸酯,聚酯-聚碳酸酯和任意其他聚合物的总重。
[0219] 术语“抗静电剂”是指可以处理到聚合物树脂中和/或喷在材料或制品上以提高传导性和整体物理性能的单体类材料、低聚类材料或聚合类材料。单体类抗静电剂的实例包括单硬脂酸甘油酯,二硬脂酸甘油酯,三硬脂酸甘油酯,乙氧基化的胺类,伯、仲和叔胺,乙氧基化的醇类,烷基硫酸酯,烷基芳基硫酸酯,烷基磷酸酯,烷基胺硫酸酯,烷基磺酸盐如硬脂基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠等,季铵盐,季铵树脂,咪唑啉衍生物,山梨糖醇酐酯,乙醇酰胺,甜菜碱等,或者包含前述至少一种单体类抗静电剂的组合。
[0220] 示例性的聚合类抗静电剂包括某些聚酰胺酯,聚醚-聚酰胺(聚醚酰胺)嵌段共聚物,聚醚酯酰胺嵌段共聚物,聚醚酯,或者聚氨酯,它们各自包含聚环氧烷烃单元,其可以为聚亚烷基二醇部分,例如,聚乙二醇,聚丙二醇,及聚四亚甲基二醇等。这种聚合类抗静电TM TM剂可从商业上得到,例如,得自Sanyo的Pelestat 6321,得自Atofina的Pebax MH1657,TM
或得自Ciba-Geigy的Irgastat P18和P22。其它可以用作抗静电剂的聚合材料为本征导电的聚合物,如聚苯胺(商业上可以 得自Panipol),聚吡咯和聚噻吩(商业
上可得自Bayer),它们在熔融加工后在高温时保留其一定的本征导电性。在一实施方案中,可以将碳纤维、碳纳米纤维、碳纳米管、炭黑或者它们的任意组合用于包含化学抗静电剂的聚合物树脂中,使组合物是静电耗散的。抗静电剂的用量可以为约0.0001~5重量份,基于100份烷基取代的聚碳酸酯,聚酯-聚碳酸酯和任意其他聚合物的总重。
[0221] 示例性的阻燃剂可以是含磷、溴和/或氯的有机化合物。由于法规上的原因,在某些应用中可以优选非溴化和非氯化的含磷阻燃剂,例如有机磷酸酯和含磷-氮键的有机化合物。
[0222] 一类示例性的有机磷酸酯是式(GO)3P=O的芳族磷酸酯,其中每个G独立地为烷基、环烷基、芳基、烷芳基或芳烷基,条件是至少一个G为芳族基团。两个G基团可以结合在一起得到环状基团,例如,二磷酸二苯基季戊四醇酯。其它适宜的芳族磷酸酯可以为,例如,磷酸苯基二(十二烷基)酯,磷酸苯基二(新戊基)酯,磷酸苯基二(3,5,5′-三甲基己基)酯,磷酸乙基二苯基酯,磷酸2-乙基己基二(对-甲苯基)酯,磷酸二(2-乙基己基)对-甲苯基酯,磷酸三甲苯基酯,磷酸二(2-乙基己基)苯基酯,磷酸三(壬基苯基)酯,磷酸二(十二烷基)对-甲苯基酯,磷酸二丁基苯基酯,磷酸2-氯乙基二苯基酯,磷酸对-甲苯基二(2,5,5′-三甲基己基)酯,磷酸2-乙基己基二苯基酯,等等。具体的芳族磷酸酯是每个G均为芳基的磷酸酯,例如,磷酸三苯酯,磷酸三甲苯酯,异丙基化的磷酸三苯酯等。
[0223] 也可以使用二-或多-官能的芳族含磷化合物,例如,下式所示的化合物:
[0224]1 2
[0225] 其中每个G 独立地为具有1~约30个碳原子的烃基;每个G 独立地为具有1~a30个碳原子的烃基或烃氧基;每个X 独立地为具有1~30个碳原子的烃基;每个X独立地为溴或氯;m为0~4;及n为1~30。适宜的二-或多-官能的芳族含磷化合物包括二磷酸间苯二酚四苯酯(RDP),氢醌的二(二苯基)磷酸酯和双酚A的二(二苯基)磷酸酯,以及它们的低聚和聚合的对应物(counterpart)等。
[0226] 示例性的含磷-氮键的阻燃剂化合物包括氯化膦腈、磷酯酰胺、磷酸酰胺、膦酸酰胺、次膦酸酰胺、三(氮杂环丙烷基)氧化膦。如果存在,含磷阻燃剂的用量可以为约0.1~10重量份,基于100份烷基取代的聚碳酸酯,聚酯-聚碳酸酯和任意其他聚合物的总重。
[0227] 也可以使用卤化的材料作为阻燃剂,例如下面式(37)的卤化化合物和树脂:
[0228]
[0229] 其中R为烷撑、烷叉或脂环族的连接基团,例如,亚甲基,乙撑,丙撑,异丙撑,异丙叉,丁撑,异丁撑,戊撑,环己撑,环戊叉等;或者氧醚,羰基,胺,或者含硫的连接基如硫醚、亚砜、砜等。R也可以由两个或多个连接有诸如芳族、氨基、醚、羰基、硫醚、亚砜、砜等基团的烷撑或烷叉连接基构成。
[0230] 式(37)中的Ar和Ar′各自独立为单碳环或多碳环的芳基如亚苯基,亚联苯基,亚三联苯基,亚萘基等。
[0231] Y为有机、无机或有机金属基团,例如,卤素如氯、溴、碘、氟;或者通式OX’的醚基团,其中X’为类似于X的一价烃基;或者R所示类型的一价烃基;或者其它取代基如硝基、氰基等,该取代基基本上是惰性的,条件是每个芳核存在至少一个且优选两个卤原子。
[0232] 如果存在,每个X独立为一价烃基,例如,烷基如甲基,乙基,丙基,异丙基,丁基,癸基等;芳基如苯基,萘基,联苯基,二甲苯基,甲苯基等;芳烷基如苄基,乙基苯基等;脂环族基团如环戊基,环己基等。该一价烃基本身可包含惰性取代基。
[0233] 每个d独立地为1至最大相当于构成Ar或Ar′的芳环上可取代的氢的数目。每个e独立地为0至最大相当于R上可取代的氢的数目。a、b和c各自独立地为包括0的整数。当b不为0时,a或c均不可以为0。否则,a或c但不是二者可以为0。如果b为0,则芳族基团通过直接的碳-碳键结合。
[0234] 芳族基团Ar和Ar′上的羟基和Y取代基可以在芳环上的邻、间或对位变化,各基团可以相互处于任何可能的几何关系。
[0235] 在上式范围内所包含的双酚中,下面是代表性的:2,2-二-(3,5-二氯苯基)-丙烷;二-(2-氯苯基)-甲烷;二(2,6-二溴苯基)-甲烷;1,1-二-(4-碘苯基)-乙烷;1,2-二-(2,6-二氯苯基)-乙烷;1,1-二-(2-氯-4-碘苯基)乙烷;1,1-二-(2-氯-4-甲基苯基)-乙烷;1,1-二-(3,5-二氯苯基)-乙烷;2,2-二-(3-苯基-4-溴苯基)-乙烷;
2,6-二-(4,6-二氯萘基)-丙烷;2,2-二-(2,6-二氯苯基)-戊烷;2,2-二-(3,5-二溴苯基)-己烷;二-(4-氯苯基)-苯基-甲烷;二-(3,5-二氯苯基)-环己基甲烷;二-(3-硝基-4-溴苯基)-甲烷;二-(4-羟基-2,6-二氯-3-甲氧基苯基)-甲烷;2,2-二-(3,5-二氯-4-羟基苯基)-丙烷;及2,2-二-(3-溴-4-羟基苯基)-丙烷。上面结构式范围内还包括的是:1,3-二氯苯,1,4-二溴苯,1,3-二氯-4-羟基苯,及联苯如2,2′-二氯联苯,多溴化的1,4-二苯氧基苯,2,4′-二溴联苯,及2,4′-二氯联苯,以及十溴二苯醚等。
[0236] 还有用的是低聚和聚合的卤化芳族化合物,如双酚A和四溴双酚A与碳酸酯前体如光气的共聚碳酸酯。也可以与阻燃剂一起使用金属协同剂如氧化锑。当存在时,含卤素的阻燃剂的用量可以为约0.1~10重量份,基于100份烷基取代的聚碳酸酯,聚酯-聚碳酸酯和任意其他聚合物的总重。
[0237] 也可以使用无机阻燃剂,例如,C2-16烷基磺酸盐如全氟丁烷磺酸钾(Rimar盐),全氟辛烷磺酸钾,全氟己烷磺酸四乙基铵,及二苯砜磺酸钾等;通过反应形成的盐,例如碱金属或碱土金属(如锂、钠、钾、镁、钙和钡盐)与无机酸复盐,例如含氧阴离子如碳酸的碱金属和碱土金属盐如Na2CO3、K2CO3、MgCO3、CaCO3和BaCO3,或者氟阴离子络合物如Li3AlF6、BaSiF6、KBF4、K3AlF6、KAlF4、K2SiF6和/或Na3AlF6等。当存在时,无机阻燃剂盐的用量可以为约0.1~5重量份,基于100份烷基取代的聚碳酸酯,聚酯-聚碳酸酯和任意其他聚合物的总重。
[0238] 也可以使用防滴剂,例如形成原纤或不形成原纤的氟聚合物,如聚四氟乙烯(PTFE)。防滴剂可由如上所述的刚性共聚物如苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)包封。包封于SAN中的PFFE被称为TSAN。包封的氟聚合物可以在氟聚合物存在下,例如在含水分散液中,通过聚合密封聚合物而制得。TSAN较PTFE可提供显著的益处,因为TSAN更易于分散到组合物中。示例性的TSAN例如可包含约50wt% PTFE和约50wt% SAN,以包封氟聚合物的总重量为基准。SAN例如可包含约75wt%的苯乙烯和约25wt%的丙烯腈,以共聚物的总重量为基准。作为选择,氟聚合物可以某些方式与另一聚合物如芳族聚碳酸酯树脂或SAN预先混合,以形成用作防滴剂的聚集材料。上述任一种方法可用于生产包封的氟聚合物。防滴剂的用量可以为0.1~5重量份,基于100份烷基取代的聚碳酸酯,聚酯-聚碳酸酯和任意其他聚合物的总重。
[0239] 因此,在一实施方式中,热塑性组合物可进一步包括添加剂,包括填料、电离辐射稳定剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外光吸收剂、增塑剂、润滑剂、脱模剂、抗静电剂、颜料、染料、阻燃剂、防滴剂,或包含前述至少一种添加剂的组合。
[0240] 在一实施方式中,热塑性组合物(或由其制备的制品)可以表现以下期望的性质中的至少一种:雾度百分数小于或等于10%,更具体地小于或等于5%,且更具体地小于或等于3%,根据ASTM D1003-00在3.2±0.12mm厚度测量;熔体体积速率(MVR)为3 3
2-25cm/10分钟,更具体地4-10cm/10分钟,根据ISO 1133在300℃和1.2kg载荷下测量;
热挠曲温度(HDT)为110-170℃,根据ISO 179在0.455兆帕斯卡(MPa)下测量;或者缺口伊佐德抗冲强度(NII)为600-1,000焦耳/米(J/m),根据ASTM D256-04在23℃测量。热塑性组合物还进一步具有的%拉伸伸长率为30-120%,根据ASTMD256-04测量。
[0241] 可通过本领域现有的一般方法制备所述热塑性组合物,例如,在一实施方案中,以一种处理方法,先将粉末化的烷基取代的聚碳酸酯、聚酯-聚碳酸酯、任意其他聚合物和其它添加剂在HENSCHEL-Mixer 高速混合机中共混。其它低剪切力处理(包括但不限于人工混合)同样可以完成这种共混。然后通过料斗将该共混物给料于双螺杆挤出机的进料喉。作为选择,至少一种组分可通过侧进料器于进料喉和/或下游处直接给料于挤出机而混入组合物中。在需要时,烷基取代的聚碳酸酯、聚酯-聚碳酸酯、任意希望的其他聚合物和/或添加剂也可以混成原批料(masterbatch)并与所需的聚合树脂掺合,并给料于挤出机中。挤出机通常在高于引起组合物流动所需要的温度下工作。挤出物立即淬火于水浴中并造粒。当分切挤出物时,如此制备的颗粒可以依据需要为四分之一英寸长或更短。该颗粒可用于后续的模制、造型或成型。
[0242] 在具体实施方式中,制备热塑性组合物的方法包括熔体合并烷基取代的聚碳酸酯、聚酯-聚碳酸酯和添加剂。可以通过挤出进行该熔体合并。在一实施方式中,选择烷基取代的聚碳酸酯、聚酯-聚碳酸酯、任意加入的聚合物和添加剂的比例,使得热塑性组合物的光泽度保持率最大而耐刮擦性在所需的水平。
[0243] 在具体实施方式中,挤出机为双螺杆挤出机。挤出机通常在180-385℃,具体地200-330℃,更具体地220-300℃的温度下工作,其中模头温度可以不同。在水中骤冷挤出的热塑性组合物并造粒。
[0244] 在一些实施方式中,包含烷基取代的聚碳酸酯、聚酯-聚碳酸酯和任意其他聚合物的热塑性组合物可用于制备不透明、半透明或透明的制品。例如,该制品可以包括薄膜、片材、模塑物体、膜或复合材料,其中薄膜、片材、模塑物体或复合材料具有至少一层包含所述组合物的层。本发明的的组合物可通过普通热塑性处理工艺转化为制品,诸如薄膜和片材挤出、注射成型、气体辅助注射成型、挤塑、压塑、吹塑等。薄膜和片材挤出工艺可包括,熔体流延、吹膜挤出和压延。共挤出和层压工艺可用于制备复合多层薄膜或者片材。单层或者多层涂层可进一步施加到单层或者多层基体上,从而得到诸如耐刮擦性、抗紫外光性、具美学吸引力、滑润性和生物相容性的附加性能。涂层可通过诸如滚涂、喷涂、浸渍、刷涂或流涂的常规涂覆技术进行施用。或者本发明的薄膜和片材可以通过如下方式进行制备,将溶于适合溶剂的组合物溶液或者悬浮液流延到基体、带或者卷上,然后移除溶剂。
[0245] 取向膜可在热变形温度附近使用常规的拉伸技术经吹膜挤出或者通过拉伸流延或压延膜而制备。例如,径向拉伸缩放仪可用于多轴同时拉伸;x-y方向拉伸缩放仪可用于在平面x-y方向同时或顺序拉伸。也可以使用具有顺序同轴单轴向伸长拉伸部分的设备以获得单轴和双轴伸长拉伸,例如在纵向方向装配有用于拉伸的差示速度辊(differential speed roll)部分、且在横向方向装配有用于拉伸的拉幅绷架部分(tenter frame section)的机器。
[0246] 上述的薄膜和片材可进一步通过成型和模塑工艺进行热塑性处理成为成形制品,所述工艺包括,但不限于,热成型、真空成型、压力成型、注塑成型和压塑。多层成形制品也可通过将热塑性树脂进行注塑成型为单层或者多层薄膜或片材基体而形成,如下所述:(a)在表面上提供任选地具有至少一种颜色的单层或多层热塑性衬底,例如,采用丝网印刷和转移染料;(b)使该衬底与模构型相一致,如通过将衬底成形和修整成三维形状并使该衬底适合具有与该衬底的三维形状相匹配的表面的模具;或者(c)将热塑性树脂注入衬底之后的模腔中以(i)制得整体永久粘结的三维产品或者(ii)将图案或美学效果从印刷的衬底转移到注射的树脂上并除去该印刷的衬底,由此赋予该模塑树脂美学效果。
[0247] 本领域技术人员也将理解,通用的固化和表面改性工艺,包括且并非限定于热固化、组织化、压花、电晕处理、火焰处理、等离子体处理和真空沉积,可以进一步应用到上述制品中以改变表面外观和赋予制品额外的功能性。
[0248] 还提供了包含所述热塑性组合物的成型、成形或模塑制品。所述热塑性组合物可以通过许多方法模塑成有用形状的制品,该方法例如,注射成型、挤出、旋转成型、吹塑成型和热成形。由这些树脂制备的制品包括注塑部件如透镜外罩(lens covers)、餐具、医用装置、园艺设备、运动和休闲制品,等等;由热塑性材料的片材制备的热成形或非热成形的制品例如保护性片材、薄膜、汽车面板等。可以在制品上实施其他制造操作,例如,包括但不限于,成型、模内装饰、在漆料烘箱中烘焙、层合,和/或热成形。
[0249] 以下非限制性实施例进一步说明该热塑性组合物。
[0250] 通过在Werner and Pfleider 25mm啮合式双螺杆挤出机上于300rpm和40-200-250-285-300-300-300-300℃的机筒温度下配混,制备所述组合物。用于该研究的板在具有设定在280-290-300-295℃下的4个温度区的Engel 75T模塑设备上模塑(模具温度90℃)。
[0251] 使用以具有100光泽单元(GU)的光泽度的标准黑色玻璃片校准的Garden光泽计根据ASTM D2457-03在60°测量表面光泽度,并在根据ISO4892-2A用氙弧灯老化500小时之前和之后使用3毫米±0.12毫米厚的色片进行测量。用老化样品(例如模塑制品)的光泽度值(以GU计)除以测量得到的相同组合物的未老化样品(例如模塑制品)的光泽度值(以GU计),结果乘以100%,确定光泽度保持率(%)。
[0252] 由凝胶渗透色谱法使用交联的苯乙烯-二乙烯基苯填充柱和254nm下工作的紫外(UV)检测器、1.0毫克/毫升的试样浓度测定分子量,并且用聚碳酸酯标样校准。
[0253] 根据Erichson擦拭试验(与ISO 1518:2001中描述的标准表面硬度擦拭试验方法类似),以相对于测试表面90度的角度夹持的铁笔尖在6牛顿恒定向下的力作用下在一系列测试制品的表面上缓慢拖过,评估耐刮擦性,各测试制品由比较例1-4和实施例1-3各样品之一组成。用验平仪测量材料表面产生的所得划痕的深度(以微米计)。
[0254] 更简单地还使用ASTM D3363-92a的试验方法测定塑料表面的硬度,该方法描述的程序用于快速、便宜确定基材上的有机涂层的膜硬度,使用按照以下从最软至最硬的已知硬度范围的制图铅笔芯或铅笔芯:6B,5B,4B,3B,2B,B,HB,F,H,2H,3H,4H,5H,6H。在该方法中,将涂覆的面板(或其他测试基材)置于硬的水平表面上。以与膜成45度的角度(端部朝着离开操作者的方向)牢固地夹持铅笔并远离操作者划出6.5mm长的一笔。用最硬的铅笔开始该过程,一直到标出以下两个终点之一的硬度;一,不会切开或凿开膜的铅笔(铅笔硬度),或者二,不会擦伤膜的铅笔(擦拭硬度)。较高的铅笔硬度和较浅的划痕(较小的划痕深度)表示较好的耐刮擦性。
[0255] 使用表1所示的组分制备实施例和比较例的热塑性组合物。
[0256] 表1
[0257]组分 描述 来源
DMBPC-PC 聚(50mol%-(1,1-二(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷
碳酸酯)-共-(50mol%双酚A-碳酸酯)共聚物, GE Plastics
(Mw=23,000g/mol,PC标准物)
BPA-PC 聚碳酸酯树脂(Mw=25,000g/mol,PC标准物) GE Plastics
聚(20mol%间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯
20:80 ITR-PC 二酚酯)-共-(80mol%双酚A-碳酸酯)共聚物 GE Plastics
(Mw=25,000g/mol,PC标准物)
聚(40mol%间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯
40:60 ITR-PC 二酚酯)-共-(60mol%双酚A-碳酸酯)共聚物 GE Plastics
(Mw=25,000g/mol,PC标准物)
[0258] 比较例1-4和实施例1-3。通过挤出和模塑包含DMBPC-PC、20:80ITR-PC、40:60 ITR-PC或BPA-PC的组合物制备比较例1-4。通过熔体共混DMBPC-PC、20:80 ITR-PC、40:60 ITR-PC和/或BPA-PC的组合制备实施例1-3。下面表2示出了实施例和比较例使用的这些聚合物的重量比,连同得到的光泽度保持率、铅笔硬度和划痕深度数据。
[0259] 表2
[0260]
[0261] a聚合物量以重量份(pbw)计。
[0262] 在所有DMBPC-PC和ITR-PC的共混物中,光泽度保持率值高于基于光泽度保持率计算值的预计值。根据共混在一起形成热塑性组合物的聚合物组分各自的光泽度保持率半经验地计算光泽度保持率的预计值。
[0263] 在表2中,对于实施例1,测量的光泽度保持率为66.8%,而根据DMBPC-PC和ITR-PC(该例中,20:80ITR-PC)的光泽度保持率值的线性重量组合计算的光泽度保持率值如下:
[0264] 实施例1的EGR=[(DMBPC-PC的wt%/100wt%)x(DMBPC-PC的光泽度保持率)]+[(ITR-PC的wt%/100wt%)x(ITR-PC的光泽度保持率)]+[(BPA-PC的wt%)
x(BPA-PC的光泽度保持率)]=[(50wt%/100%)x11.4%]+[(50wt%/100wt%)
x79%]+0=[5.7%]+[39.5%]=45.2%.
[0265] 通过上述计算可见,对于50:50重量比的DMBPC-PC和20:80ITR-PC的共混物,实施例1的预计的(计算的)光泽度保持率为45.2%,光泽度保持率整体非预期的增长21.2%。类似地,实施例2测量的光泽度保持率为68.7%,高出计算的50.5%光泽度保持率值18.2%,而实施例3测量的光泽度保持率为74.7%,高出计算的49%光泽度保持率值
25.7%。因此,芳酯单元(例如,ITR酯单元)和甲基取代的环己叉-桥连的碳酸酯单元(例如,DMBPC碳酸酯单元)的组合在这些酯和碳酸酯单元的组合的光泽度保持率方面提供了增效改进。
[0266] 另外,DMBPC-PC和ITR-PC聚合物的组合的划痕测试性能因DMBPC-PC聚合物中存在烷基取代的碳酸酯单元而得到改进。铅笔硬度划痕测试性能显示各实施例1-3的硬度为HB或更硬。此外,各实施例1-3的Erikson划痕测试性能小于19(μm),而比较例比较例2-4各自具有19(μm)或更大的划痕性能。在比较例中,比较例1(DMBPC-PC,具有50mol%的DMBPC碳酸酯单元)显示具有14(μm)深度的最好划痕性能,但其也具有最低的光泽度保持率11.4%;而比较例2显示具有最弱的划痕性能(26μm),但其也具有最高的光泽度保持率92.6%。从上述数据可以看到,在大于或等于20mol%的ITR酯和大于或等于25mol%的DMBPC(实施例3)时,获得光泽度保持率的最大改进,同时具有期望的划痕测试性能。
[0267] 图1和图2.图1显示共混热塑性组合物的光泽度保持率对于ITR酯摩尔百分数(mol%)的关系图,画出的线对应于特定ITR酯含量的预计的光泽度保持率值。可以看到,对应于实施例1-3的数据点大于直线预示的从0mol%酯(比较例1)至40mol%酯(比较例4)的光泽度保持率的预计线性增长。在图中可以看到,加入较少量的酯(约5mol%或更大)获得非常好的光泽度保持率。
[0268] 图2显示,Erikson擦拭试验值对于mol% DMBPC含量的关系图,其中实线对应于基于最大酯含量/最小DMBPC含量(CEx.4)和最小酯含量/最大DMBPC含量(CEx.1)的预计值。该图显示当酯的量和DMBPC的量增加时,耐刮擦性也得到改进。
[0269] 此处使用标准的命名描述化合物。不是在两个字母或符号之间的短横(“-“)用于表示取代基的连接点。例如,-CHO通过羰基(C=O)碳连接。单数形式“一个(a)”、“一种(an)”和“该(the)”包括复数的情况,除非另有说明。引证相同特征或组分的所有范围的端点可独立地结合并包括所引证的端点值。所有参考文献在此通过参考引入。术语“第一”、“第二”和类似术语不表示任何顺序、用量或重要性,而是用于彼此区分各要素。符号“±0.12mm”是指所示测量结果量可以从低于所述值0.12mm至高于所述值0.12mm。
[0270] 尽管为了阐述的目的列出了典型的实施方案,但前述说明不应当被视为限制本发明的范围。因此,本领域的技术人员可在没有脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种改性、改编和替代。