在硬盘驱动器和半导体应用中使用的清洁聚碳酸酯材料转让专利

申请号 : CN201280054704.6

文献号 : CN103946247B

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发明人 : 郑芸邹湘坪(戴维)孟凡顺严彦刚

申请人 : 沙特基础全球技术有限公司

摘要 :

基于聚碳酸酯共聚物的组合物提供在硬盘驱动器和半导体工业方面有用的超清洁的材料和制品。在一方面,组合物包含基于癸二酸、BPA、PCP聚酯碳酸酯的聚碳酸酯共聚物。组合物可以与或不与其他聚合物、填料或添加剂一起使用。基于该聚碳酸酯共聚物的组合物表现超清洁的性能、低有机污染、低LPC、和低离子污染。同时,组合物也表现良好的流动能力、良好的韧性和良好的表面质量。

权利要求 :

1.一种热塑性组合物,包含:

(a)按重量计50至95%的一种或多种聚碳酸酯,其中,至少一种所述聚碳酸酯是具有衍生自癸二酸的至少一个单元的聚酯-聚碳酸酯并且具有根据ASTM-D6866的至少5%的生物能含量;以及(b)按重量计5至50%的至少一种填料,其中所述至少一种填料包括碳纤维和聚四氟乙烯的组合;

其中,与包含具有相同的至少一种填料和填料用量的双酚A类聚碳酸酯的组合物相比,所述组合物具有高至少20%的根据ASTM-D1238-10测量的熔体体积速率、高至少20%的冲击强度、和低至少20%的液体粒子计数。

2.一种热塑性组合物,包含:

(a)按重量计65至90%的一种或多种聚碳酸酯,其中,至少一种所述聚碳酸酯是具有衍生自癸二酸的至少一个单元的聚酯-聚碳酸酯并且具有根据ASTM-D6866的至少5%的生物能含量;以及(b)按重量计10至35%的至少一种填料,其中所述至少一种填料包括碳纤维和聚四氟乙烯的组合;

其中,与包含具有相同的至少一种填料和填料用量的双酚A类聚碳酸酯的组合物相比,所述组合物具有高至少20%的根据ASTM-D1238-10测量的熔体体积速率、高至少20%的冲击强度、和低至少20%的液体粒子计数。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的组合物,其中,所述至少一种聚酯-聚碳酸酯具有如通过凝胶渗透色谱法聚碳酸酯标准测量的在15,000道尔顿至40,000道尔顿之间的重均分子量并且包含至少一种聚酯-聚碳酸酯,所述聚酯-聚碳酸酯具有(a)如通过凝胶渗透色谱法聚碳酸酯标准测量的在30,000道尔顿至40,000道尔顿之间的重均分子量和总组合物的5.0摩尔%至15.0摩尔%的癸二酸;或(b)如通过使用聚碳酸酯标准的凝胶渗透色谱法测量的在15,000道尔顿至25,000道尔顿之间的重均分子量和5.0摩尔%至12.0摩尔%的癸二酸。

4.根据权利要求1-2中任一项所述的组合物,其中,至少一种聚酯-聚碳酸酯具有如通过凝胶渗透色谱法聚碳酸酯标准测量的在30,000道尔顿至40,000道尔顿之间的重均分子量和总组合物的7.75摩尔%至8.75摩尔%的癸二酸。

5.根据权利要求1-2中任一项所述的组合物,其中,至少一种聚酯-聚碳酸酯具有如通过凝胶渗透色谱法聚碳酸酯标准测量的在15,000道尔顿至25,000道尔顿之间的重均分子量和总组合物的5.5摩尔%至6.5摩尔%的癸二酸。

6.根据权利要求1-2中任一项所述的组合物,进一步包含其他添加剂,所述其他添加剂是热稳定剂、脱模剂、抗冲击改性剂、UV稳定剂、阻燃剂、抗静电剂、抗滴落剂、辐射稳定剂和/或着色剂。

7.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述组合物包括按重量计5至35%的至少一种所述填料。

8.一种包含权利要求1-2中任一项所述的组合物的制品。

说明书 :

在硬盘驱动器和半导体应用中使用的清洁聚碳酸酯材料

技术领域

[0001] 本发明涉及热塑性组合物,并且具体地,涉及能够用作在硬盘驱动器和半导体应用方面有用的清洁材料的聚碳酸酯类组合物。本发明也涉及制造这些组合物和包含这些组合物的制品的方法。

背景技术

[0002] 有机污染物、离子污染物、和粒子污染物是能够引起硬盘驱动器(HDD)故障的主要因素。因此,有益地是控制这些类型的污染物,以保持在HDD应用方面的高清洁度。
[0003] HDD的性能始终改进导致具有较高存储密度和更快数据传送速率的HDD。这也已经导致在他们的设计方面更坚固并且更紧凑的HDD。这些变化导致用于制造这些HDD材料的清洁度和机械性能方面更严格的要求。
[0004] 用于制造HDD的材料通常可以分为金属和塑料。相比于金属方案,先进的工程塑料提供了类似以下的优点:重量减少、较低成本、非腐蚀性和使用适于高容量多产性的注塑模制形成HDD部分的能力。然而,工程塑料可具有诸如低导电性和/或无增强则不能提供足够强度的缺点。
[0005] 因此,诸如导电性炭粉、碳纤维或有时玻璃纤维的功能性填料将与聚合物结合,以改善硬度、尺寸稳定性和/或静电放电(ESD)性能。然而,这些类型无机填料的结合能够不利地影响材料的流动能力和/或表面质量。此外,这些填料也可以在HDD中引起更多的有机或粒子污染。
[0006] 因此,提供能够用于在诸如HDD的半导体应用的具有改善的流动性的材料将是有益的。提供具有改善的机械性能但限制污染物的材料也将是有益的。

发明内容

[0007] 本发明提供了包含聚碳酸酯共聚物的组合物。在一个实施方式中,聚碳酸酯共聚物是癸二酸、BPA、PCP聚酯碳酸酯。具有聚碳酸酯共聚物的组合物能够用作适于HDD半导体应用的超清洁的材料。组合物可以与或不与其他聚合物、填料或添加剂使用。基于该聚碳酸酯共聚物的组合物表现超清洁性能、低有机污染、低LPC(液体粒子计数)(liquid particle counts)、和低离子污染。同时,组合物也表现良好的流动能力、良好的延展性和良好的表面质量。
[0008] 因此,在一方面,本发明提供了包含按重量计50至95%的一种或多种聚碳酸酯的热塑性组合物,其中,至少一种聚碳酸酯是具有衍生自癸二酸的至少一个单元的聚酯-聚碳酸酯并且根据ASTM-D6866具有至少5%的生物能含量(biocontent);和按重量计5至50%的选自以下的至少一种填料:玻璃、陶瓷填料、碳纤维、导电填料、聚四氟乙烯(PTFE)、或包含上述填料至少一种的组合;其中,组合物具有根据ASTM-D1238-10在300℃/2.16kg下大于3
6cm/10分钟的熔体体积速率,如使用动态顶端空间气相色谱仪/质量分光计在85℃下测量
3小时的低于1.0ppm的总出气,和颗粒低于120ppb的总有机物含量。
[0009] 在另一方面,本发明提供了形成热塑性组合物的方法,该方法包括遵循清洁化合物系统标准操作程序的称重、预混合、挤压、冷却、成粒、以及封装的步骤。
[0010] 在又一方面,本发明提供了包含组合物的制品,该组合物包含按重量计50至95%的一种或多种聚碳酸酯,其中,至少一种聚碳酸酯是具有衍生自癸二酸的至少一个单元的聚酯-聚碳酸酯并且根据ASTM-D6866具有至少5%的生物能含量;和按重量计5至50%的选自以下的至少一种填料:玻璃、碳纤维、导电填料、聚四氟乙烯、或包括上述填料中至少一种的组合;其中,与包含具有相同的至少一种填料和填充量(填料用量,filler loading)的双酚A类聚碳酸酯的组合物相比,该组合物具有高至少20%的根据ASTM-D1238-10测量的熔体体积速率、高至少20%的冲击强度、和低至少20%的液体粒子计数。
[0011] 依然在另一方面,本发明提供了包含按重量计65至90%的一种或多种聚碳酸酯的热塑性组合物,其中,至少一种聚碳酸酯是具有衍生自癸二酸的至少一个单元的聚酯-聚碳酸酯并且根据ASTM-D6866具有至少5%的生物能含量;和选自以下按重量计10至35%的至少一种填料:玻璃、碳纤维、导电填料、聚四氟乙烯、或包含上述填料至少一种的组合;其中,与包含具有相同的至少一种填料和填充量的双酚A类聚碳酸酯的组合物相比,该组合物具有高至少20%的根据ASTM-D1238-10测量的熔体体积速率、高至少20%的冲击强度、和低至少20%的液体粒子计数。
[0012] 在又一个面,本发明提供了包含组合物的制造的制品,该组合物包含按重量计65至90%的一种或多种聚碳酸酯,其中,至少一种聚碳酸酯是具有衍生自癸二酸的至少一个单元的聚酯-聚碳酸酯并且根据ASTM-D6866具有至少5%的生物能含量;和按重量计10至35%的选自以下的至少一种填料:玻璃、碳纤维、导电填料、聚四氟乙烯、或包含上述填料至少一种的组合;其中,与包括具有相同的至少一种填料和填充量的双酚A类聚碳酸酯的组合物相比,该组合物具有高至少20%根据ASTM-D1238-10测量的熔体体积速率、高至少20%的冲击强度、和低至少20%的液体粒子计数。

具体实施方式

[0013] 因为在其中的许多变形和变体对本领域中的技术人员是显而易见的,所以在意在仅为说明性的以下描述和实施例中更具体地描述本发明。如在说明书和权利要求中使用,术语“包含”可以包括“由……组成”和“基本上由……组成”的实施方式。本文中公开的所有范围包含边界点并且可以独立地结合。本文中公开的范围和任何值的边界点不限于精确的范围或值;他们足够不精确以包括接近于这些范围和/或值的值。
[0014] 如在本文中使用的,可以应用接近的术语修改可以改变而不导致在其相关的基本功能方面变化的任何定量的代表。因此,通过诸如“约”和“基本上”的一条术语或多条术语修改的值可以在一些情况下不限于指定的精确值。在至少一些情况下,接近的术语可以相当于用于测量值的仪器的精密度。
[0015] 本文中使用的专业词汇仅为了描述具体实施方式并且不旨在限制。如在说明书和附加权利要求中使用,除非上下文清晰地指示否则,单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数参考。
[0016] 如在本文中使用的“烷基”可指直链基团、支链基团或环状基团,诸如,甲基基团、乙基基团、正-丙基基团、异丙基基团、正-丁基基团、异丁基基团、叔丁基基团、正-戊基基团、异戊基基团、正-己基基团、异己基基团、环戊基基团、环己基基团等。
[0017] 如在本文中使用的“烯基”可以是包含一个或多个双键的直烃基链或支烃基链。相对于在双键碳上的取代的基团,每个碳-碳双键在烯基部分内可以具有顺式几何结构或具有反式几何结构。烯基基团的非限制性实例包括乙烯基(乙烯基)、2-丙烯基、3-丙烯基、1,4-戊二烯基、1,4-丁二烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、和3-丁烯基。
[0018] 如在本文中使用的“亚烯基”(alkenylene)可以是二价不饱和的烃基链,该二价不饱和的烃基链可以是直链或支链的并且具有至少一种碳-碳双键。亚烯基基团的非限制性实例包括─C(H)=C(H)─、─C(H)=C(H)─CH2─、─C(H)=C(H)─CH2─CH2─、─CH2─C(H)=C(H)─CH2─、─C(H)=C(H)─CH(CH3)─、和─CH2─C(H)=C(H)─CH(CH2CH3)─。
[0019] 如在本文中使用的“生物能含量”可以指包含至少部分衍生自生物学类分子单元的聚合物的聚合物或组合物。生物学类单元(biologically-based unit)可以是生物学衍生的单体。例如生物学类单体可以衍生自植物。植物可以是任何植物,诸如淀粉类植物、蓖麻子、棕榈油、植物油、甘蔗、玉米、水稻、柳枝稷等。生物学类单元可以是异山梨醇、癸二酸、壬二酸等。
[0020] 与仅衍生自一种结构单元或单体的均聚物相反,如在本文中使用的“共聚物”可以指衍生自两种或更多种结构单元或单体物质的聚合物。
[0021] 如在本文中使用的“C3-C6环烷基”可指环丙基、环丁基、环戊基和环己基。
[0022] 如在本文中使用的“玻璃转变温度”或“Tg”可以指聚碳酸酯将具有一种或多种有用性能的最大温度。这些性能包括抗冲击性、硬度、强度、和形状保持性。因此,尤其在塑料应用中,聚碳酸酯的Tg可以是它的有用温度上限的标志。Tg可以使用差式扫描热法测量并且以摄氏温度表示。
[0023] 聚碳酸酯的玻璃化转变温度可以主要地取决于聚碳酸酯的组合物。由具有比双酚A更大刚性和更小弹性化学结构的单体形成的聚碳酸酯通常比双酚A具有更高的玻璃化转变温度,然而由比双酚A具有更小刚性和更大弹性化学结构的单体形成的聚碳酸酯通常比双酚A具有更低的玻璃化转变温度。例如,由33摩尔%刚性单体、3,3-双(4-羟苯基)-2-苯基异二氢吲哚-1-酮("PPPBP")、和67摩尔%双酚A形成的本文中描述的聚碳酸酯具有198℃的玻璃化转变温度,然而本文中描述的由双酚A形成但是也具有6重量%(wt%)硅氧烷单元、弹性单体的聚碳酸酯具有145℃的玻璃化转变温度。
[0024] 将具有不同玻璃化转变温度的两种或多种聚碳酸酯混合可以导致介于混合的聚碳酸酯的玻璃化转变温度之间的混合物的玻璃化转变温度值。
[0025] 聚碳酸酯的玻璃化转变温度也可以是需要形成聚碳酸酯部分的模制温度或挤压温度的标志。聚碳酸酯的玻璃化转变温度越高,需要越高的形成聚碳酸酯部分的模制温度或挤压温度。
[0026] 本文中描述的玻璃化转变温度(Tg)是相应的聚碳酸酯和聚碳酸酯掺合物的耐热性量度(measures)。Tg能够通过差式扫描量热法测定。量热法可以使用例如具有20℃/min升温速率和40℃开始温度和200℃最终温度设置的TA Instruments Q1000仪器。
[0027] 本文中使用的“卤代”可以是以一个或多个独立选择的卤素基团取代的附接该前缀的取代基。例如,“C1-C6卤代烷基”指C1-C6烷基取代基,其中,一个或多个氢原子被独立选择的卤素基团取代。C1-C6卤代烷基的非限制性实例包括氯甲基、1-溴乙基、氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、以及1,1,1-三氟乙基。应当认识到,如果取代基被一个以上的卤素基团取代,卤素基团可以相同或不同(除非另有规定)。
[0028] 如在本文中使用的“卤素”或“卤素原子”可指氟、氯、溴或碘原子。
[0029] 如在本文中使用的“杂芳基”可指任何芳族杂环,芳族杂环可包括具有从N、O、或S之间选择的1到3个杂原子的可选地苯并稠合的5个或6个成员的杂环。杂芳基基团的非限制性实例可以包括吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、吲哚基、咪唑基、噻唑基、异噻唑基、吡咯基、苯基-吡咯基、呋喃基、苯基-呋喃基、噁唑基、异噁唑基、吡唑基、噻吩基、苯并噻吩基、异二氢吲哚基、苯并咪唑、喹啉基、异喹啉基、1,2,3-三唑基、1-苯基-1,2,3-三唑基等。
[0030] 如在本文中使用的“受阻酚稳定剂”可指3,5-二-叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸、十八烷酯。
[0031] “(甲基)丙烯酸”包括丙烯酸和甲基丙烯酸单体。
[0032] “(甲基)丙烯酸酯”包括丙烯酸和甲基丙烯酸单体。
[0033] 如在本文中使用的“熔体体积速率”(MVR)可以在规定温度和负载下通过管口测量热塑性的挤出速率。MVR测量是如使用ASTM-D1238-10方法测定的在熔融相中的聚合物的流动速率。熔融聚合物的MVR通过测定在固定温度下使用标准重量在给定时间内流动通过给定温度的毛细管的聚合物的量而测量。MVR在每重量值具体温度下以每10分钟数立方厘米(cm3/10min)表示。MVR可以在300℃下以2.16千克(kg)根据ASTM-D1238-10方法测量。在具体温度下聚合物的MVR值越高,在那个具体温度下那个聚合物的流动越大。
[0034] 如在本文中使用的“PETS脱模剂”可指四硬脂酸季戊四醇酯、脱模剂。
[0035] 如在本文中使用的“亚磷酸酯稳定剂”可指三-(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯。
[0036] 如在本文中使用的“聚碳酸酯”可指包括由碳酸酯键连接的一个或多个聚合物结构单元或单体的残基的低聚物或聚合物。
[0037] 如在本文中使用的“直链或支链C1-C3烷基”或“直链或支链C1-C3烷氧基”可指甲基、乙基、正-丙基、异丙基、甲氧基、乙氧基、正-丙氧基以及异丙氧基。
[0038] 如在本文中使用的“取代”可指在不超过指定原子的正常化合价情况下,指定原子或基团上的至少一个氢被另一基团取代。例如,当取代基为氧基(oxo)(即,=O)时,则原子上的两个氢被取代。只要取代基不对化合物的合成或使用产生重大不利影响,允许取代基和/或变量的组合。
[0039] 除非另有指示,否则,可以不取代或取代各个上述基团,前提是取代基不对化合物的合成、稳定性或使用产生重大不利影响。
[0040] 如在本文中使用的术语“结构单元”和“单体”可相互交换。
[0041] 对于本公开中引用的数字范围,介于相同精确度之间的每个数字均可明确设定。例如,对于6-9范围,除6和9之外设定了数字7和8,并且对于6.0-7.0范围,明确设定了数字
6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9以及7.0。
[0042] 本发明涉及包含聚碳酸酯共聚物的组合物。在一个实施方式中,组合物包含癸二酸聚碳酸酯、BPA、聚碳酸酯、和PCP聚酯碳酸酯。具有聚碳酸酯共聚物的组合物能够用作适于HDD半导体应用的超清洁的材料。组合物可以与或不与其他聚合物、填料或添加剂使用。基于这个聚碳酸酯共聚物的组合物表现超清洁的性能、低有机污染、低LPC、和低离子污染。
同时,组合物也表现良好的流动能力、良好的韧性和良好的表面质量。通过注塑模制由这些清洁材料制成的产品能够满足硬盘驱动器(HDD)和半导体工业的技术规范。
[0043] 如所论述,相比于标准聚碳酸酯类组合物,本发明的组合物的优点是更低的有机污染、更低的LPC、和更低的离子污染。组合物使用包含至少一种聚碳酸酯和至少一种聚酯碳酸酯的共混聚合物实现上述优点。此外,可以包含能够在硬盘驱动器和/或半导体应用中使用的其他填料,以提供对模制品的选择特性。使用作为基本树脂的共混聚合物导致来自树脂和填料中的较低的污染,从而在这些类型应用中增加这些共混聚合物的有用性。
[0044] 因此,在一方面,共混聚合物组合物包含组合或一种或多种聚碳酸酯。“聚碳酸酯”和“聚碳酸酯树脂”可以包括均聚碳酸酯、包含碳酸酯中不同部分的共聚物(称为“共聚碳酸酯”)、包含碳酸酯单元和诸如聚酯单元、聚硅氧烷单元其他类型聚合物单元的共聚物、以及包括均聚碳酸酯和共聚碳酸酯中至少一种的组合。
[0045] 聚碳酸酯可以是均聚碳酸酯或共聚碳酸酯。术语“聚碳酸酯”和“聚碳酸酯树脂”指具有式(1)的重复结构碳酸酯单元的组合:
[0046]
[0047] 其中,R1基团总数的至少约百分之60可以包含芳香族有机基团,并且其余量是脂肪族或脂环族的、或芳基基团。在式(1)的碳酸酯单元中的R1可以是C6-C36芳基基团,其中,至少一部分是芳香族。每个R1可以是芳香族有机基团,例如式(2)的基团:
[0048] —A1—Y1—A2—(2)
[0049] 其中,A1和A2中的每个是单环二价芳基基团,并且Y1是具有将A1和A2分离开的一个或两个原子的桥连基团。例如,一个原子可将A1与A2分离开,这些基团的示例性实例包括:-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-C(O)-、亚甲基、环己基-亚甲基、2-[2.2.1]-双环亚庚基、亚乙基、异亚丙基、新亚戊基、亚环己基、亚环十五烷基(cyclopentadecyclidene)、亚环十二烷基(cyclododecylidene)、和亚金刚烷基。Y1桥连基团可以是烃基基团或饱和烃基基团,如亚甲基、亚环己基或异亚丙基。
[0050] 聚碳酸酯可以由具有式HO-R1-OH的二羟基化合物制造,其中,R1如以上式(1)定义。1
式HO-R-OH包含式(3)的双酚A化合物:
[0051] HO—A1—Y1—A2—OH(3)
[0052] 其中,Y1、A1、和A2如以下所述。例如,一个原子可以将A1和A2分离开。每个R1可以包括通式(4)的双酚化合物:
[0053]
[0054] Xa可以是连接两个羟基取代的芳香基团的桥连基团,在此,桥连基团和每个C6亚芳基基团的羟基取代基在C6亚芳基基团上彼此邻位、间位、或对位(具体地对位)地布置。例如,桥连基团Xa可以是单键、--O--、--S--、--C(O)--、或C1-18有机基团。C1-18有机桥连基团可以是环状或非环状的、芳香族或非芳香族的,并且能够进一步包括诸如卤素、氧、氮、硫、硅、或磷的杂原子。C1-18有机基团能够被布置为使得连接其的C6亚芳基基团各自连接到共同的亚烷基碳或连接到C1-18有机桥连基团的不同的碳。Ra和Rb每个可以表示卤素、C1-12烷基基团或其组合。例如,Ra和Rb每个可以是C1-3烷基基团,具体地甲基,被布置为与每个亚芳基基团上的羟基基团间位。标记(e)是0或1。数值p和q各自独立地是0至4的整数。应当理解,当p是0时,Ra是氢,并且同样地,当q是0时,Rb是氢。
[0055] Xa可以是取代或未取代的C3-18亚环烷基;式--C(Rc)(Rd)--的C1-25亚烷基,其中,Rc和Rd各自独立地是氢、C1-12烷基、C1-12环烷基、C7-12芳基烷基、C1-12杂烷基、或环状的C7-12杂芳e e基烷基;或者式--C(==R )--的基团,其中,R是二价C1-12烃基基团。这可以包括亚甲基、环己亚甲基、亚乙基、亚新戊基、和亚异丙基、以及2-[2.2.1]-双环亚庚基、亚环己基、亚环戊基、亚环十二烷基、和亚金刚烷基。其中Xa是取代的亚环烷基的具体实例是式(5)的亚环己基桥连的、烷基取代的双酚:
[0056]
[0057] 其中,Ra'和Rb'各自独立地是C1-12烷基,Rg是C1-12烷基或卤素,r和s各自独立地是1至4,并且t是0至10。Ra'和Rb'可以相对亚环已基桥连基团间位布置。当包括合适数量的碳原子时,取代基Ra'、Rb'和Rg可以是直链的、环状的、双环的、支链的、饱和的、或不饱和的。例如,Rg可以各自独立地是C1-4烷基,Rg是C1-4烷基,r和s分别是1,并且t是0至5。在另一个实施例中,Ra'、Rb'和Rg可以分别是甲基,r和s分别是1,并且t是0或3。亚环己基桥连的双酚能够是两摩尔邻甲酚和一摩尔环己酮的反应产物。在另一个实施例中,亚环己基桥连的双酚可以是两摩尔甲酚与一摩尔氢化异佛尔酮(例如,1,1,3-三甲基-3-环己烷-5-酮)的反应产物。这类包含环己烷的双酚,例如两摩尔苯酚与一摩尔氢化异佛尔酮的反应产物,对于制备具有高玻璃化转变温度和高热变形温度的聚碳酸酯聚合物是有用的。包含环己基双酚的聚碳酸酯、或包括至少上述其他双酚聚碳酸酯的至少一种的组合以 商标名由Bayer Co.提供。
[0058] Xa是C1-18亚烷基基团;C3-18环亚烷基基团;稠合的C6-18环亚烷基基团;或式-B1--W-B2--的基团,其中,B1和B2是相同或不同的C1-6亚烷基基团,并且W是C3-12环亚烷基基团或C6-16亚芳基基团。
[0059] 在另一个实施例中,Xa可以是式(6)的取代的C3-18环亚烷基:
[0060]
[0061] 其中,假如Rr、RpRq和Rt中的至少两个结合起来是稠合的环脂族、芳香族、或杂芳族环,则Rr、RpRq和Rt独立地是氢、卤素、氧、或C1-12有机基团;I是直接的键、碳、或二价氧、硫、或--N(Z)-,其中Z是氢、卤素、羟基、C1-12烷基、C1-12烷氧基、C6-12芳基、C1-12酰基;h是0至2,j是1或2,i是0或1的整数,并且k是0至3的整数。应当理解,稠环是芳香族的,在式(5)中示出的环将具有环是稠合的不饱和的碳-碳键。当i是0,h是0,并且k是1时,在式(5)中示出的环包含4个碳原子;当i是0,h是0,并且k是2时,所示出的环包含5个碳原子;并且当i是0,h是0,并且k是3时,环包含6个碳原子。在一个实例中,两个相邻的基团(例如,Rq和Rt结合起来)形q t r p成芳基基团,并且在另一个实施方式中,R 和R结合起来形成一个芳基基团,并且R 和R 结合起来形成第二芳基基团。当Rq和Rt结合起来形成芳基基团时,Rp能够是双键氧原子,即,酮类。
[0062] 具有式HO-R1-OH的其他有用二羟基化合物包括式(7)的芳族二羟基化合物:
[0063]
[0064] 其中,每个Rh独立地是卤素原子、诸如C1-10烷基基团的C1-10烃基、诸如取代卤素的C1-10烷基基团的卤代C1-10烃基,并且n是0至4。卤素通常是溴。
[0065] 双酚型二羟基芳族化合物可以包括以下: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)二苯基甲烷、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-已二酮、乙二醇双(4-羟苯基)乙醚、双(4-羟苯基)乙醚、双(4-羟苯基)硫化物、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)茚满(“螺二茚双酚”)、3,3-双(4-羟苯基)四氯苯酞、2,6-二羟基苯并-对二噁英、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、以及包括上述二羟基芳族化合物至少一种的组合。
[0066] 由式(3)表示的双酚化合物类型的实例可以包括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(在下文中“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(“PBPP”)、9,9-双(4-羟苯基)芴、和1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷(“DMBPC”)。也能够使用包括上述二羟基芳族化合物中至少一种的组合。
[0067] 式(3)的二羟基化合物可以是以下式(8):
[0068]
[0069] 其中,R3和R5各自独立地是卤素或C1-6烷基基团,R4是C1-6烷基、苯基、或以上达至5个卤素或C1-6烷基基团取代的苯基,并且c是0到4。在具体实施方式中,R4是C1-6烷基或苯基基团。在又一实施方式中,R4是甲基或苯基基团。在另一具体实施方式中,每个c均是0。
[0070] 式(3)的二羟基化合物可以是以下式(9):
[0071]
[0072] (也被称为3,3-双(4-羟苯基)-2-苯基异二氢吲哚-1-酮("PPPBP"))。
[0073] 可替换地,式(3)的二羟基化合物可以是以下式(10):
[0074]
[0075] (也被称为4,4’-(1-苯乙烷-1,1-二基)二酚(双酚AP)或1,1-双(4-羟苯基)-1-苯基-乙烷)。
[0076] 可替换地,式(3)的二羟基化合物可以是以下式(11):
[0077]
[0078] (双酚TMC)或1,1-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷)。
[0079] 包含碳酸酯单元的示例性共聚物可以衍生自双酚A。也能够使用如以下方式描述的聚酯-聚碳酸酯,其以BPA:PBPP的摩尔比:10:90至90:10,具体地,15:85至85:15,包含衍生自双酚A和PBPP的混合物的单元。
[0080] 聚碳酸酯可以是包含以(1)和诸如聚酯单元的其他类型聚合物单元的均聚碳酸酯单元的共聚物。共聚物的具体类型可以是聚酯碳酸酯,也被称为聚酯-聚碳酸酯。如在本文中使用的,这些术语是同义的。组合物可以包括至少一种或至少两种聚酯-聚碳酸酯。这类共聚物进一步包含,除了重复如以上描述的式(1)的碳酸酯链单元之外,式(12)的重复酯单元:
[0081]
[0082] 其中,O-D-O是衍生自二羟基化合物的二价基团,并且D可以是例如包含一个或多个C6-C20芳基基团的一个或多个烷基、或一个或多个C6-C20芳基基团、C2-10亚烷基基团、C6-20脂环基、C6-20芳基基团或聚氧化烯基团,其中,亚烷基基团包含2至约6个碳原子,具体地2、3、或4个碳原子。D可以是具有直链、支链、或环状(包括多环)结构的C2-30亚烷基基团。O-D-O可以衍生自以上式(3)的芳香族二羟基化合物。O-D-O可以衍生自以上式(4)的芳香族二羟基化合物。O-D-O可以衍生自以上式(7)的芳香族二羟基化合物。
[0083] 共聚物中酯单元与碳酸酯单元的摩尔比可以大范围内变化,例如,1:99至99:1,具体地,10:90至90:10,更具体地,25:75至75:25,根据最终组合的期望性能扩展。
[0084] 式(12)的T可以是衍生自二羧酸的二价基团,并且可以是例如C2-10亚烷基基团、C6-20脂环基团、C6-20烷基芳基基团、C6-20芳基基团、或衍生自二羟基化合物或其化学当量的C6至C36二价有机基团。T可以是脂族基团,其中,基于包含化合物的聚合物的聚合物组分的总重量,在聚酯-聚碳酸酯共聚物中的式(1)的碳酸酯单元与式(12)的酯单元的摩尔比是从99:1至60:40;并且0.01至10重量百分数。T可以衍生自C6-C20直链脂肪族α-Ω(αΩ)二羧酸酯。
[0085] 式(12)的酯单元中的T基团从其中衍生的二酸包括从6至约36个碳原子,任意地从6至20个碳原子的脂肪族二羧酸。C6-C20直链脂肪族α-Ω(αΩ)二羧酸酯可以是己二酸、癸二酸、3,3-二甲基己二酸、3,3,6-三甲基癸二酸、3,3,5,5-四甲基癸二酸、壬二酸、十二烷二酸、二聚酸、环己烷二羧酸、二甲基环己烷二羧酸、降莰烷二羧酸、金刚烷二羧酸、环己烯二羧酸、C14二酸、C18二酸和C20二酸。
[0086] 饱和的脂肪族α-Ω二羧酸可以是己二酸、癸二酸或十二烷二酸。癸二酸是具有以下式(13)的二羧酸:
[0087]
[0088] 癸二酸具有202.25g/mol的分子量、1.209g/cm3(25℃)的密度、和在100mmHg下294.4℃的熔点。癸二酸衍生自篦麻油并且天然存在。
[0089] 可以用于制备聚酯单元的芳香二羧酸的其他实例包括间苯二甲酸或对苯二甲酸、1,2-二(对-羧苯基)乙烷、4,4'-二羧基二苯基乙醚、4,4'-二苯甲酸、以及包括上述酸类至少一种的组合。包含稠环的酸也能够存在诸如在1,4-、1,5-、或2,6-萘二甲酸中。具体的二羧酸可以是对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二甲酸、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组合,其中,间苯二甲酸与对苯二甲酸的重量比是约91:9至约2:98。
[0090] 总之,聚酯-聚碳酸酯的D可以是C2-6亚烷基基团,并且T是对亚苯基、间亚苯基、萘、二价环脂族基团、或其组合。这类聚酯包含聚(对苯二酸亚烷基酯)。
[0091] 也能够采用二酸的混合物。应当注意,虽然被称为二酸,但是能够采用诸如酰基卤的任何酯前体,具体地酰氯、和二酸的二芳基酯,诸如二苯基,例如癸二酸的二苯酯。参考先前提及的二酸碳原子编号,这不包括可以包含在例如二苯基的酯前体部分中的任何碳原子。可以期望,至少四个、五个、或六个碳键将酸基分离开。这可以减少不希望的和不需要的周期性(环状)物种的形式。
[0092] 聚酯-聚碳酸酯的聚酯单元可以衍生自间苯和对苯二酸(或其衍生物)的组合与间苯二酚的反应。在另一个实施方式中,聚酯-聚碳酸酯的聚酯单元可以衍生自间苯二甲酸和对苯二甲酸的组合与双酚A的反应。在一个实施方式中,聚碳酸酯单元可以衍生自双酚A。在另一个具体实施方式中,聚碳酸酯单元可以以间苯二酚碳酸酯单元与双酚A碳酸酯单元1:99至99:1的摩尔比衍生自间苯二酚和双酚A。
[0093] 有用的聚酯可以包括芳香族聚酯、包含聚(亚烷基芳基化物)的聚(亚烷基酯)、和聚(环烷基二酯)。芳香族聚酯可以具有根据式(12)的聚酯结构,其中,D和T分别是如上文描述的芳基基团。有用的芳香族聚酯可以包括例如聚(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、或包括这些至少一种的组合。
[0094] 聚酯-聚碳酸酯根据ASTM-D6866可以具有占从其中衍生的组合物的以下比例的生物能含量:2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%、11重量%、12重量%、13重量%、14重量%、15重量%、16重量%、17重量%、18重量%、19重量%、20重量%、25重量%、30重量%、35重量%、40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、或65重量%。聚酯-聚碳酸酯根据ASTM-D6866可以具有至少5重量%的共混聚合物组合物的生物能含量。聚合物、或从其中衍生的任何组合物可以具有至少5.0%重量百分数的癸二酸含量。
[0095] 聚酯-聚碳酸酯共聚物可以衍生自癸二酸。衍生自癸二酸的至少一种或两种聚酯-聚碳酸酯可以存在于组合物中。总之,至少一种聚酯-聚碳酸酯共聚物可以具有如通过凝胶渗透色谱法聚碳酸酯标准测量的在15,000道尔顿至40,000道尔顿之间的重均分子量和(总组合物的)5.0摩尔%至15.0摩尔%的癸二酸。聚酯-聚碳酸酯共聚物可以包括单一的聚酯-聚碳酸酯共聚物或可以是两个或更多个聚酯-聚碳酸酯共聚物的组合,因此合成的组合具有如通过凝胶渗透色谱法聚碳酸酯标准测量的在15,000道尔顿至40,000道尔顿之间的重均分子量和(总组合物的)5.0摩尔%至15.0摩尔%的癸二酸。
[0096] 因此,在一个实施方式中,聚酯-聚碳酸酯包含至少一种聚酯-聚碳酸酯共聚物,其具有如通过凝胶渗透色谱法聚碳酸酯标准测量的在30,000道尔顿至40,000道尔顿之间的重均分子量(Mw)和(总组合物的)5.0摩尔%至15.0摩尔%的癸二酸。
[0097] 在另一个实施方式中,聚酯-聚碳酸酯包含至少一种聚酯-聚碳酸酯共聚物,其具有如通过凝胶渗透色谱法聚碳酸酯标准测量的在15,000道尔顿至25,000道尔顿之间的重均分子量和(总组合物的)5.0摩尔%至12.0摩尔%的癸二酸。
[0098] 聚酯-聚碳酸酯共聚物可以包含5.0摩尔%、6.0摩尔%、7.0摩尔%、8.0摩尔%、9.0摩尔%、10.0摩尔%、11.0摩尔%、12.0摩尔%、13.0摩尔%、14.0摩尔%、和15.0摩尔%的癸二酸。
[0099] 在一种形式中,可以衍生自癸二酸与双酚A的反应。包含聚酯-聚碳酸酯共聚物的癸二酸/BPA具有以下式(14):
[0100]
[0101] 式(14)可以设计为高流动韧性(flow ductile)(HFD)聚酯-聚碳酸酯共聚物(HFD)。高流动韧性(HFD)共聚物可以具有6.0摩尔%|的21kMw|[kx1]的低分子量(LM)癸二酸。HFD可以具有8.5摩尔%、36.5kMw的高分子量(HM)癸二酸。
[0102] 总之,至少一种聚酯高流动韧性-高分子量(HFD-HM)共聚物可以具有如通过凝胶渗透色谱法聚碳酸酯标准测量的在30,000道尔顿至40,000道尔顿之间的重均分子量和(总组合物的)7.0摩尔%至12.0摩尔%的癸二酸。至少一种聚酯HFD-HM共聚物可以具有如通过凝胶渗透色谱法聚碳酸酯标准测量的在32,000道尔顿至40,000道尔顿之间的重均分子量和(总组合物的)7.0摩尔%至10.0摩尔%的癸二酸。至少一种聚酯HFD-HM共聚物可以具有如通过凝胶渗透色谱法聚碳酸酯标准测量的在34,000道尔顿至39,000道尔顿之间的重均分子量和(总组合物的)7.0摩尔%至9.0摩尔%的癸二酸。至少一种聚酯HFD-HM共聚物可以具有如通过凝胶渗透色谱法聚碳酸酯标准测量的在35,000道尔顿至38,000道尔顿之间的重均分子量和(总组合物的)7.75摩尔%至8.75摩尔%的癸二酸。至少一种聚酯HFD-HM共聚物可以具有如通过凝胶渗透色谱法聚碳酸酯标准测量的36,500道尔顿的重均分子量和(总组合物的)8.25摩尔%的癸二酸。
[0103] 至少一种聚酯高流动韧性-低分子量(HFD-LM)共聚物可以具有如通过凝胶渗透色谱法聚碳酸酯标准测量的在15,000道尔顿至25,000道尔顿之间的重均分子量和(总组合物的)3.0摩尔%至7.0摩尔%的癸二酸。至少一种聚酯HFD-LM共聚物可以具有如通过凝胶渗透色谱法聚碳酸酯标准测量的在17,000道尔顿至25,500道尔顿之间的重均分子量和(总组合物的)4.0摩尔%至7.0摩尔%的癸二酸。至少一种聚酯HFD-LM共聚物可以具有如通过凝胶渗透色谱法聚碳酸酯标准测量的在19,000道尔顿至23,500道尔顿之间的重均分子量和(总组合物的)5.0摩尔%至7.0摩尔%的癸二酸。至少一种聚酯HFD-LM共聚物可以具有如通过凝胶渗透色谱法聚碳酸酯标准测量的在20,000道尔顿至22,000道尔顿之间的重均分子量和(总组合物的)5.5摩尔%至6.5摩尔%的癸二酸。至少一种聚酯HFD-LM共聚物可以具有如通过凝胶渗透色谱法聚碳酸酯标准测量的21,500道尔顿的重均分子量和(总组合物的)6.0摩尔%的癸二酸。
[0104] 癸二酸衍生的聚酯-聚碳酸酯根据ASTM-D-6866可以具有占从其中衍生的组合物的以下比例的生物能含量:2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%、11重量%、12重量%、13重量%、14重量%、15重量%、16重量%、17重量%、18重量%、19重量%、20重量%、25重量%、30重量%、35重量%、40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、或65重量%。聚酯-聚碳酸酯根据ASTM-D-6866可以具有至少5重量%的生物能含量。聚合物、或从其中衍生的任何组合物可以具有至少5.0%重量百分数的癸二酸含量。
[0105] 聚酯-聚碳酸酯共聚物有利地具有低水平的羧酸酐基团。两个脂肪族二酸或化学等价物(化学当量)起反应以形成酸酐键的是酸酐基团。在这类酸酐键中结合的羧酸基团的量应当小于在共聚物中羧酸含量的总量的10摩尔%。在其他实施方式中,酸酐含量应当小于在共聚物中羧酸含量的5摩尔%,并且仍旧在其他实施方式中,在共聚物中的羧酸含量应当小于2摩尔%。低水平的酸酐基团能够通过已知的方法实现,例如最初以低pH(从约4至6)进行二羧酸、双酚、和光气的界面聚合反应以在聚合物中获得高结合的二酸,并且然后在部分单体已经结合到生长的聚合物链之后,切换至高pH(从约10至11),以将任何酸酐基团转换为酯键。酸酐键能够通过在本领域中已知的许多方法确定,例如示出了针对氢邻近于羰基团的信号的质子NMR分析。在一个实施方式中,如通过质子NMR分析所确定,聚酯-聚碳酸酯共聚物具有低量的酸酐键,诸如小于5摩尔%,具体地小于3摩尔%,并且更具体地小于2摩尔%。在聚酯-聚碳酸酯共聚物中低量的酸酐键有利于在共聚物中的优良的熔融稳定性、以及其他期望的性能。
[0106] 聚碳酸酯可以通过诸如界面聚合作用和熔融聚合的工艺制造。高Tg共聚碳酸酯通常使用界面聚合制造。虽然针对界面聚合作用的反应条件能够改变,但是在例如8至10的控制的pH条件下,示例性工艺通常涉及在苛性钠或氢氧化钾水溶液中溶解或分散二元酚反应物,将合成的混合物加入与水不相溶的溶剂介质,并且在诸如例如叔胺或相转移催化剂的催化剂的存在下,将合成物与碳酸酯前体接触。最常使用的不溶于水的溶剂包括二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯苯、甲苯等。
[0107] 示例性碳酸酯前体可以包括例如,诸如羰基溴或羰基氯的羰基卤素;或卤甲酸酯,诸如二元酚的二卤甲酸酯(例如,双酚A、对苯二酚的二氯甲酸酯等)或二醇(乙二醇、新戊二醇、聚乙二醇等的二卤甲酸酯)。也能够使用包括上述类型碳酸酯前体至少一种的组合物。例如,形成碳酸盐键的界面聚合反应使用光气作为碳酸酯前体,并且被称为光气化反应。
[0108] 能够使用的叔胺是诸如三乙胺、三丁胺的脂肪族叔胺,诸如N,N-二乙基-环己胺的脂环族胺以及诸如N,N-二甲基苯胺的芳香族叔胺。
[0109] 能够使用的相转移催化剂是式(R3)4Q+X的催化剂,其中,每个R3是相同的或不同的,并且是C1-10烷基基团;Q是氮或磷原子;并且X是卤素原子或C1-8烷氧基基团或C6-18芳基基团。示例性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烷氧基基团或C6-18芳氧基基团。基于在光气化混合物中的双酚的重量,相转移催化剂的有效量能够是0.1至10重量%。例如,基于在光气化混合物中的双酚的重量,相转移催化剂的有效量能够是0.5至2重量%。
[0110] 聚碳酸酯可以通过熔融聚合工艺制备。通常,在熔融聚合工艺中,在酯交换催化剂的存在下,聚碳酸酯以熔融状态通过将一种或多种二羟基反应物(即脂肪族二醇和/或脂肪族二酸、和任何额外的二羟基化合物)和诸如碳酸二苯酯的碳酸二芳酯共同反应制备,或更具体地在一个实施方式中,诸如双(甲基水杨酸基)碳酸酯(BMSC)的活化的碳酸酯。反应可以在典型的聚合设备中实现,诸如一种或多种持续搅拌的反应器(CSTR's)、塞流反应器、线湿润下落聚合器、自由下落聚合器、刮膜聚合器、 混合器、单或双螺杆挤出机、或上述的组合。易挥发的一元酚通过蒸馏从熔融的反应物除去,并且聚合物离析为熔融的残余物。用于制造聚碳酸酯的具体有用的熔融工艺使用在芳香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有用的碳酸二芳酯的实例包括双(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(甲基水杨酸基)碳酸酯、双(4-甲基羧基苯基)碳酸酯、双(2-乙酰苯基)羧酸酯、双(4-乙酰苯基)羧酸酯、或包括上述至少一种的组合。
[0111] 所有类型的聚碳酸酯末端基团设想为对高和低Tg聚碳酸酯有用,前提是这类末端基团不显著不利地影响组合物期望的性能。能够使用封端剂(也被称为链终止剂),以限制分子量生长速率,并且因此控制第一和/或第二聚碳酸酯的分子量。示例性链终止剂包括某些单酚化合物(即,具有单个自由羟基基团的苯基化合物)、一元羧酸氯化物、和/或单氯甲酸酯。苯酚的链终止剂通过苯酚和C1-C22烷基取代酚举例说明,诸如对-异丙苯基-苯酚(PCP)、间苯二酚单苯甲酸酯、和对-和叔-丁基苯酚、甲酚、和诸如对甲氧基苯酚的二元酚的单醚。能够具体地提及具有8至9个碳原子的支链烷基取代基的烷基取代的酚。
[0112] 末端基团能够衍生自羰基源(即,碳酸二芳酯)、选择自单体配比、不完全聚合、断链等、以及任何加入的封端基团,并且能够包括诸如羟基基团、羧酸基团等可衍生的官能团。在一个实施方式中,聚碳酸酯的末端基团能够包括衍生自碳酸二芳酯的结构单元,在此结构单元能够是末端基团。在进一步的实施方式中,末端基团衍生自活化的碳酸酯。在羟基基团与来自活化的碳酸酯的酯羰基,而不是与活化的碳酸酯的碳酸酯羰基起反应的条件下,这类末端基团能够衍生自在聚碳酸酯聚合物链的末端适当取代的活化碳酸酯的烷基酯与羟基基团的酯交换反应。这样,衍生自包含酯的化合物的结构单元或衍生自活化的碳酸酯并且存在于熔融聚合反应中的子结构能够形成酯末端基团。在一个实施方式中,衍生自水杨酸酯的酯末端基团能够是BMSC的残基或其他取代或未取代的双(烷基水杨酸基)碳酸酯,诸如双(乙基水杨酸基)碳酸酯、双(丙基水杨酸基)碳酸酯、双(苯基水杨酸基)碳酸酯、双(苄基水杨酸基)碳酸酯等。在具体实施方式中,其中,BMSC用作活化的羰基源,末端基团衍生自并且是BMSC的残基,并且是衍生自水杨酸酯的酯末端基团,具有式(15)的结构:
[0113]
[0114] 针对使用活化的芳香族碳酸酯的聚合反应的反应物能够以固体形式或以熔融形式充入反应器。在诸如氮气氛的惰性气体气氛中,可以在用于聚合的反应条件下进行初次充入到反应器的反应物和随后混合的这些材料。一种或多种反应物的充入也可以在聚合反应的稍后阶段完成。反应混合物的混合通过诸如搅拌的在本领域中已知的任何方法完成。反应条件包括时间、温度、压力和影响反应物聚合的其他因素。相对于单体单元化合物的总摩尔数,通常活化的芳香族碳酸酯以0.8至1.3的摩尔比,并且更优选地0.9至1.3,和在其之间的所有子范围加入。在具体实施方式中,活化的芳香族碳酸酯与单体单元化合物的摩尔比是1.013至1.29,具体地1.015至1.028。在另一个具体实施方式中,活化的芳香族碳酸酯是BMSC。
[0115] 如果这类支链不显著不利地影响聚碳酸酯的期望性能,则具有支链基团的聚碳酸酯也设想为有用的。支链聚碳酸酯嵌段能够通过在聚合期间加入支化剂而制备。这些支化剂包括多官能团的有机化合物,其包含选自以下的至少三个官能团:羟基、羧基、羧酸酐、卤甲酰基、和上述官能团的混合物。具体实施例包括偏苯三酸、偏苯三酸酐、偏苯三酰氯、三-对-羟基苯基乙烷、靛红-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-氯甲酰邻苯二甲酸酐、苯均三酸、和二苯甲酮四羧酸。支化剂能够以约0.05至约2.0重量%的水平加入。能够使用包括直链聚碳酸酯和支链聚碳酸酯的混合物。
[0116] 除了聚碳酸酯共聚物之外,本发明的掺合组分包括一种或多种填料,以给包含本发明组合物的模制品提供选择的特性。示例性填料包括但不限于:玻璃填料(诸如玻璃纤维、玻璃球和/或玻璃薄片)、碳纤维、炭黑、聚四氟乙烯(PTFE)、或包含上述填料至少一种的组合。
[0117] 基于组合物的总重量,填料可以在2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%、11重量%、12重量%、13重量%、14重量%、或15重量%至30重量%、31重量%、32重量%、33重量%、34重量%、35重量%、36重量%、37重量%、38重量%、39重量%、40重量%、41重量%、42重量%、43重量%、44重量%、45重量%、
46重量%、47重量%、48重量%、49重量%、或50重量%之间。在一个实施方式中,基于组合物的总重量,填料可以在10至40重量%之间。
[0118] 在一个实施方式中,共混聚合物组合物包含玻璃。玻璃在聚碳酸酯中是一种类型的填料或增强剂,以改善硬度(模量)和尺寸稳定性(热膨胀系数)。玻璃可以是玻璃纤维,诸如E、A、C、ECR、R、S、D、或NE玻璃。玻璃可以通过Owen-Corning制造。玻璃可以是无颜色的或在光谱(即,蓝色、红色、绿色、棕色、绿色、黄色等)中的任何颜色。玻璃可以是玻璃薄片、玻璃纤维、和短切玻璃的形式。
[0119] 在一个实施方式中,玻璃纤维可以是圆筒。在另一个实施方式中,玻璃纤维原丝可以是平坦的,具有它的最大尺寸和它的最小尺寸之间的比例在1.2:1和10:1的范围内的拉长的、椭圆形的、圆筒矩形截面形状。
[0120] 在一个实施方式中,在模制之前,玻璃纤维的长度可以从1至约30毫米。在另一个实施方式中,在模制之前,玻璃纤维的长度可以是至少3毫米。在又一个实施方式中,在模制之前,玻璃纤维的长度可以是至少5毫米。在又一个实施方式中,在模制之前,玻璃纤维的长度可以是至少10毫米。在又一个实施方式中,在模制之前,玻璃纤维的长度可以上达至20毫米。在又一个实施方式中,在模制之前,玻璃纤维的长度可以上达至15毫米。在模制之后,玻璃纤维的长度可以小于以上指定的长度。例如,在一个实施方式中,在模制之后,玻璃纤维的长度可以是30微米至3毫米。
[0121] 在一个实施方式中,在模制之前和之后,玻璃纤维的直径可以从4至20微米。在另一个实施方式中,玻璃纤维的直径可以是至少8微米。在又一个实施方式中,玻璃纤维的直径可以上达至15微米。在又一个实施方式中,玻璃纤维的直径可以上达至12微米。在又一个实施方式中,玻璃纤维的直径可以上达至10微米。
[0122] 基于组合物的总重量,玻璃可以在2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%、11重量%、12重量%、13重量%、14重量%、或15重量%至30重量%、31重量%、32重量%、33重量%、34重量%、35重量%、36重量%、37重量%、38重量%、39重量%、40重量%、41重量%、42重量%、43重量%、44重量%、45重量%、
46重量%、47重量%、48重量%、49重量%、或50重量%之间。在一个实施方式中,基于组合物的总重量,玻璃可以在5至35重量%之间。
[0123] 在另一个实施方式中,共混聚合物组合物包含碳纤维。在聚碳酸酯中,碳纤维是一种类型的填料或增强剂,以改善硬度(模量)和导电性。
[0124] 在一个实施方式中,在模制之前,碳纤维的长度可以从1至约30毫米。在另一个实施方式中,在模制之前,碳纤维的长度可以是至少3毫米。在又一个实施方式中,在模制之前,碳纤维的长度可以是至少5毫米。在又一个实施方式中,在模制之前,碳纤维的长度可以是至少10毫米。在又一个实施方式中,在模制之前,碳纤维的长度可以上达至20毫米。在又一个实施方式中,在模制之前,碳纤维的长度可以上达至15毫米。在模制之后,碳纤维的长度可以小于以上指定的长度。例如,在一个实施方式中,在模制之后,碳纤维的长度可以是30微米至3毫米。
[0125] 在一个实施方式中,在模制之前和之后,碳纤维的直径可以从4至20微米。在另一个实施方式中,碳纤维的直径可以是至少8微米。在又一个实施方式中,碳纤维的直径可以上达至15微米。在又一个实施方式中,碳纤维的直径可以上达至12微米。在又一个实施方式中,碳纤维的直径可以上达至10微米。
[0126] 基于组合物的总重量,碳纤维可以在2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%、11重量%、1重量%、13重量%、14重量%、或15重量%至30重量%、31重量%、3重量%、33重量%、34重量%、35重量%、36重量%、37重量%、38重量%、39重量%、40重量%、41重量%、4重量%、43重量%、44重量%、45重量%、46重量%、47重量%、48重量%、49重量%、或50重量%之间。在一个实施方式中,基于组合物的总重量,碳纤维可以在5至35重量%之间。
[0127] 在另一个可替换的实施方式中,共混聚合物组合物包含导电填料。导电填料包括但不限于含碳填料,例如炭黑、碳纳米管、碳纤维和石墨等、或包含上述含碳填料至少一种的组合。具有小于或等于200nm平均粒径的炭黑是有利的。在一个实施方式中,能够使用具有小于或等于100nm平均粒径的炭黑。在另一个实施方式中,能够使用具有大于或等于40nm平均粒径的炭黑。碳纳米管能够包括单壁碳纳米管、多壁碳纳米管等。碳纳米管通常具有大于或等于2的长宽比。在一个实施方式中,碳纳米管具有大于或等于100的长宽比。在另一个实施方式中,碳纳米管具有大于或等于1,000的长宽比。碳纳米管具有2纳米(nm)至500nm的直径。在一个实施方式中,碳纳米管具有5nm至100nm的直径。在一个实施方式中,碳纳米管具有7nm至30nm的直径。石墨纤维通常从沥青的高温分解或聚丙烯腈(PAN)类纤维中获得。在电气导电聚合物组合物中能够使用具有1微米至30微米直径和0.5毫米至2厘米长度的石墨纤维。
[0128] 在一个实施方式中,导电填料是炭黑并且以纯形式加入。在另一个实施方式中,导电填料是以母体混合物的形式加入化合物的炭黑。
[0129] 基于组合物的总重量,导电填料可以在2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%、11重量%、12重量%、13重量%、14重量%、或15重量%至30重量%、31重量%、32重量%、33重量%、34重量%、35重量%、36重量%、37重量%、38重量%、39重量%、40重量%、41重量%、42重量%、43重量%、44重量%、45重量%、
46重量%、47重量%、48重量%、49重量%、或50重量%之间。在一个实施方式中,基于组合物的总重量,导电填料可以在5至35重量%之间。
[0130] 在另一个可替换的实施方式中,共混聚合物组合物包含陶瓷填料。适宜陶瓷填料的实例是金属氧化物、金属碳化物、金属氮化物、金属氢氧化物、具有氢氧化物涂层的金属氧化物、金属碳氮化物、金属氧氮化物、金属硼化物、金属碳化硼等、或包含上述无机材料至少一种的组合。在上述陶瓷填料中的金属阳离子可能是过渡金属、碱金属、碱土金属、稀土金属等、或包含上述金属阳离子至少一种的组合。
[0131] 适宜电气导电陶瓷填料的实例是二硼化钛(TiB2)、碳化钨(WC)、氧化锡、铟锡氧化物(ITO)、锑锡氧化物、氮化钛(TiN)、氮化锆(ZrN)、碳化钛(TiC)、硅化钼(MoSi2)、钛酸钾晶须、氧化钒(V2O3)、或包含上述陶瓷填料至少一种的组合。
[0132] 陶瓷纤维可以是粉末、晶须、小纤维或纤维的形式,具有从0.3至20微米(μm)的直径,并且长宽比(L/D)>=1。
[0133] 基于组合物的总重量,陶瓷纤维可以在2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%,9重量%、10重量%、11重量%、12重量%、13重量%、14重量%、或15重量%至30重量%、31重量%、32重量%、33重量%、34重量%、35重量%、36重量%、37重量%、38重量%、39重量%、40重量%、41重量%、42重量%、43重量%、44重量%、45重量%、
46重量%、47重量%、48重量%、49重量%、或50重量%之间。在一个实施方式中,基于组合物的总重量,导电填料可以在5至35重量%之间。
[0134] 在又一个可替换的实施方式中,共混聚合物组合物包含聚四氟乙烯(PTFE)。基于组合物的总重量,PTFE可以在2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%、11重量%、12重量%、13重量%、14重量%、或15重量%至30重量%之间。在一个实施方式中,基于组合物的总重量,PTFE可以在5至20重量%之间。
[0135] 除了聚碳酸酯共聚物和填料之外,本发明的掺合组合物包括通常在这类型树脂组合物中结合的各种添加剂。可以使用添加剂的混合物。在混合针对形成组合物的组分期间,可以在适宜时间混合这类添加剂。一种或多种添加剂包含在热塑性组合物中,以将一种或多种选择的特性给予热塑性组合物和从其中制成的模制品,而不实质性地影响包含组合物的模制品的清洁度特性。可以包含在本发明中的添加剂的实例包括但不限于:热稳定剂、处理稳定剂、抗氧化剂、光稳定剂、抗静电剂、脱模剂、UV吸收剂、滑润剂、流动性促进剂、抗冲击改性剂、或一种或多种上述添加剂的组合。
[0136] 适宜的热稳定剂包括例如,诸如亚磷酸三苯酯、三-(2,6-二甲基苯基)亚磷酸酯、三-(混合的单-和二-壬基苯基)亚磷酸酯等的有机亚磷酸酯,诸如膦酸二甲基苯酯等的膦酸酯,诸如磷酸三甲酯等的磷酸酯,或包含上述热稳定剂至少一种的组合。基于100重量份的总组合物,通常以从0.01至0.5重量份的量使用不包括任何填料的热稳定剂。
[0137] 适宜的抗氧化剂包括例如,诸如三(壬基苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2,4-二-叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯等的有机亚磷酸脂;烷基化一元酚或多酚;诸如四[亚甲基(3,5-二-叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)]甲烷等的多酚与二烯烃的烷基化反应产物;对甲酚或二环戊二烯的丁基化的反应产物;烷基化对苯二酚;羟基化的硫代二苯基醚;亚烷基-双酚;苄基化合物;β-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)-丙酸与一元或多元醇的酯类;β-(5-叔丁基-4-羟基-3-甲基苯基)-丙酸与一元或多元醇的酯类;诸如硫代丙酸二硬脂酰基酯、硫代丙酸二月桂酰基酯、硫代二丙酸双十三烷基酯、十八基-3-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸、季戊四醇-四[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸等的硫基或硫代芳化合物的酯类;β-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸等的酰胺;或包含上述抗氧化剂至少一种的组合。基于100重量份的总组合物,通常以从0.01至
0.5重量份的量使用不包括任何填料的抗氧化剂。
[0138] 适宜的光稳定剂包括例如苯并三唑,诸如2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)-苯并三唑和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮等、或包含上述光稳定剂至少一种的组合。基于100重量份的总组合物,通常以从0.01至0.5重量份的量使用不包括任何填料的光稳定剂。
[0139] 适宜的抗静电剂包括例如,单硬脂酸甘油酯、硬脂基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠盐等、或上述抗静电剂的组合。在一个实施方式中,在包含化学抗静电剂的聚合物树脂中可以使用碳纤维、碳纳米纤维、碳纳米管、炭黑、或上述的任何组合,以使组合物静电消散。
[0140] 适宜的脱模剂包括例如,金属硬脂酸盐、十八酰硬脂酸酯、季戊四醇四硬脂酸酯、蜂蜡、褐煤蜡、石蜡等、或包含上述脱模剂至少一种的组合。基于100重量份的总组合物,通常以0.1至1.0重量份的量使用不包括任何填料的脱模剂。
[0141] 适宜的UV吸收剂包括例如,羟基二苯甲酮、羟基苯并三唑、羟基苯并三嗪、氰基丙烯酸酯、草酰替苯胺、苯并恶嗪酮、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-苯酚(CYASORBTM5411)、2-羟基-4-正-辛氧基二苯甲酮(CYASORBTM531)、2-[4,6-双(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)双(4H-TM3,1-苯并恶嗪-4-酮)(CYASORB  UV-3638)、1,3-双[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧]-2,
2-双[[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧]甲基]丙烷(UVINULTM3030)、2,2'-(1,4-亚苯基)双(4H-3,1-苯并恶嗪-4-酮)、1,3-双[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧]-2,2-双[[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧]甲基]丙烷、所有具有小于100纳米颗粒尺寸的诸如二氧化钛、二氧化铈、和氧化锌的纳米尺寸无机材料等、或包含上述UV吸收剂至少一种的组合。基于
100重量份的总组合物,通常以从0.01至3.0重量份的量使用不包括任何填料的UV吸收剂。
[0142] 适宜的滑润剂包括例如,诸如烷基硬脂酯的脂肪酸酯,例如硬脂酸甲酯等;硬脂酸甲酯和包含聚乙二醇聚合物、聚丙二醇聚合物、和其共聚物的吸水和疏水表面活化剂的混合物,例如在适宜溶剂中的硬脂酸甲酯和聚乙烯-聚丙二醇共聚物;或包含上述滑润剂至少一种的组合。基于100重量份的总组合物,通常以从0.01至0.5重量份的量使用不包括任何填料的滑润剂。
[0143] 在可以制备本发明组合物的方法方面没有具体限制。例如,成分可以放置到具有热塑性树脂的挤压用混合料中,以产生模制颗粒。可替换地,成分可以通过干混和与热塑性树脂混合,然后或在研磨器上助熔并且粉碎,或挤压并且短切。进一步,成分也可以与粉末或粒状热塑性树脂混合并且直接模制,例如,通过注射或转移模制技术。
[0144] 本组合物可以挤压为颗粒。组合物可以通过已知的方法模制、起泡沫、或挤压为各种结构或物品,特别地那些从强化的清洁度受益,诸如电子设备、电子柜、或电子部件。
[0145] 在本方法的优选实施方式中,热塑性组合物在约280至约300℃的温度下通过模具挤压;热塑性组合物包括约40至约50重量百分数的聚酰胺、约35至约45重量百分数的聚(亚芳基乙醚)、约7至约13重量百分数的玻璃纤维、和约1至约3重量百分数的聚丙烯;聚酰胺包括聚酰胺-6,6;聚(亚芳基乙醚)包括聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基乙醚),其在氯仿中具有在25℃下测量的约0.35至约0.46分升每克的特性粘度;聚丙烯是均聚丙烯,其具有约20,000至约500,000原子质量单位的重均分子量;并且热塑性组合物进一步包括约0.5至约2重量百分数的低密度聚乙烯和约0.02至约0.5重量百分数的偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物,基于共聚物的总重量,共聚物具有约60至约70重量%含量的氟。
[0146] 本发明的一个实施方式是包含按重量计50至95%的一种或多种聚碳酸酯的热塑性组合物,其中,至少一种聚碳酸酯是具有衍生自癸二酸的至少一个单元的聚酯-聚碳酸酯并且根据ASTM-D6866具有至少5%的生物能含量;和按重量计5至50%的选自以下的至少一种填料:玻璃、陶瓷纤维、碳纤维、导电填料、聚四氟乙烯、或包含上述填料至少一种的组合;其中,相比于包括具有相同的至少一种填料和填充量的双酚A类聚碳酸酯的组合物,该组合物具有高至少20%根据ASTM-D1238-10测量的熔体体积速率、高至少20%的冲击强度、和低至少20%的液体粒子计数。
[0147] 在优选实施方式中,热塑性组合物包含按重量计65至90%的一种或多种聚碳酸酯,其中,至少一种聚碳酸酯是具有衍生自癸二酸的至少一个单元的聚酯-聚碳酸酯并且根据ASTM-D6866具有至少5%的生物能含量;和按重量计10至35%的选自以下的至少一种填料:玻璃、碳纤维、导电填料、聚四氟乙烯、或包含至少一种上述填料的组合;其中,相比于包括具有相同的至少一种填料和填充量的双酚A类聚碳酸酯的组合物,该组合物具有高至少20%根据ASTM-D1238-10测量的熔体体积速率、高至少20%的冲击强度、和低至少20%的液体粒子计数。
[0148] 另一个实施方式是包括本文中描述的任何组合物的型材-挤出制品。
[0149] 本发明包含至少以下实施方式。
[0150] 实施方式1:热塑性组合物,包含按重量计50至95%的一种或多种聚碳酸酯,其中,至少一种聚碳酸酯是具有衍生自癸二酸的至少一个单元的聚酯-聚碳酸酯并且根据ASTM-D6866具有至少5%的生物能含量;和选自以下按重量计5至50%的至少一种填料:玻璃、陶瓷纤维、碳纤维、导电填料、聚四氟乙烯、或包含上述填料至少一种的组合;其中,相比于包括具有相同的至少一种填料和填充量的双酚A类聚碳酸酯的组合物,该组合物具有高至少20%根据ASTM-D1238-10测量的熔体体积速率、高至少20%的冲击强度、和低至少20%的液体粒子计数。
[0151] 实施方式2:实施方式1的组合物,其中,至少一种聚酯-聚碳酸酯具有(a)如通过凝胶渗透色谱法聚碳酸酯标准测量的在15,000道尔顿至40,000道尔顿之间的重均分子量并且包含至少一种聚酯-聚碳酸酯,其具有如通过凝胶渗透色谱法聚碳酸酯标准测量的在30,000道尔顿至40,000道尔顿之间的重均分子量和(总组合物的)5.0摩尔%至15.0摩尔%的癸二酸;或(b)如通过使用聚碳酸酯标准的凝胶渗透色谱法测量的在15,000道尔顿至25,
000道尔顿之间的重均分子量和5.0摩尔%至12.0摩尔%的癸二酸。
[0152] 实施方式3:实施方式1或2的组合物,其中,至少一种聚酯-聚碳酸酯具有如通过凝胶渗透色谱法聚碳酸酯标准测量的在30,000道尔顿至40,000道尔顿之间的重均分子量和(总组合物的)7.75摩尔%至8.75摩尔%的癸二酸。
[0153] 实施方式4:实施方式1-3任一项的组合物,其中,至少一种聚酯-聚碳酸酯具有如通过凝胶渗透色谱法聚碳酸酯标准测量的在15,000道尔顿至25,000道尔顿之间的重均分子量和(总组合物的)5.5摩尔%至6.5摩尔%的癸二酸。
[0154] 实施方式5:实施方式1-4任一项的组合物,进一步包括其他添加剂,诸如热稳定剂、脱模剂、抗冲击改性剂、UV稳定剂、阻燃剂、抗静电剂、抗滴落剂、辐射稳定剂和/或着色剂。
[0155] 实施方式6:实施方式1-5任一项的组合物,其中,填料包括玻璃纤维。
[0156] 实施方式7:实施方式1-6任一项的组合物,其中,填料包括碳纤维。
[0157] 实施方式8:实施方式1-7任一项的组合物,其中,填料包括导电炭黑。
[0158] 实施方式9:实施方式1-8任一项的组合物,其中,填料包括碳纤维和聚四氟乙烯。
[0159] 实施方式10:实施方式1-9任一项的组合物,其中,组合物包括按重量计5至35%的至少一种填料。
[0160] 实施方式11:热塑性组合物,包含按重量计65至90%的一种或多种聚碳酸酯,其中,至少一种聚碳酸酯是具有衍生自癸二酸的至少一个单元的聚酯-聚碳酸酯并且根据ASTM-D6866具有至少5%的生物能含量:和选自以下按重量计10至35%的至少一种填料:玻璃、碳纤维、导电填料、聚四氟乙烯、或包含至少一种上述填料的组合;其中,相比于包括具有相同的至少一种填料和填充量的双酚A类聚碳酸酯的组合物,该组合物具有高至少20%根据ASTM-D1238-10测量的熔体体积速率、高至少20%的冲击强度、和低至少20%的液体粒子计数。
[0161] 实施方式12:实施方式11的组合物,其中,至少一种聚酯-聚碳酸酯具有(a)如通过凝胶渗透色谱法聚碳酸酯标准测量的在15,000道尔顿至40,000道尔顿之间的重均分子量并且包含至少一种聚酯-聚碳酸酯,其具有如通过凝胶渗透色谱法聚碳酸酯标准测量的在30,000道尔顿至40,000道尔顿之间的重均分子量和(总组合物的)5.0摩尔%至15.0摩尔%的癸二酸;或(b)如通过使用聚碳酸酯标准的凝胶渗透色谱法测量的在15,000道尔顿至25,
000道尔顿之间的重均分子量和5.0摩尔%至12.0摩尔%的癸二酸。
[0162] 实施方式13:实施方式11或12的组合物,其中,至少一种聚酯-聚碳酸酯具有如通过凝胶渗透色谱法聚碳酸酯标准测量的在30,000道尔顿至40,000道尔顿之间的重均分子量和(总组合物的)7.75摩尔%至8.75摩尔%的癸二酸。
[0163] 实施方式14:实施方式11-13任一项的组合物,其中,至少一种聚酯-聚碳酸酯具有如通过凝胶渗透色谱法聚碳酸酯标准测量的在15,000道尔顿至25,000道尔顿之间的重均分子量和(总组合物的)5.5摩尔%至6.5摩尔%的癸二酸。
[0164] 实施方式15:实施方式11-14任一项的组合物,进一步包括其他添加剂,诸如热稳定剂、脱模剂、抗冲击改性剂、UV稳定剂、阻燃剂、抗静电剂、抗滴落剂、辐射稳定剂和/或着色剂。
[0165] 实施方式16:实施方式11-15任一项的组合物,其中,填料包括玻璃纤维。
[0166] 实施方式17:实施方式11-16任一项的组合物,其中,填料包括碳纤维。
[0167] 实施方式18:实施方式11-17任一项的组合物,其中,填料包括导电炭黑。
[0168] 实施方式19:实施方式11-18任一项的组合物,其中,填料包括碳纤维和聚四氟乙烯。
[0169] 实施方式20:型材-挤出制品包括实施方式1-10任一项的组合物。
[0170] 实施方式21:型材-挤出制品包括实施方式11-19任一项的组合物。
[0171] 本发明进一步通过以下非限制性实施例说明。
[0172] 使用的所有材料能够在以下表中找到。在以下表中报导的重均分子量值是使用交联的苯乙烯-二乙烯基苯柱通过凝胶渗透色谱法(GPC)获得的,并且校准至聚碳酸酯参照。GPC样品以约1mg/ml浓度制备,并且使用作为溶剂的二氯甲烷以约1.5ml/min的流动速率洗提。
[0173] 以下表1提供了在这个应用中使用的材料的一般性说明。混合(compounding,配料)在Toshiba SE37mm双螺杆挤出机上处理。在下游,区域7中进料玻璃纤维、碳纤维或导电炭黑。其他组分在上游从主狭口(throat)进料。通过超级混合机将添加剂与聚碳酸酯(PC)粉末预混合然后进料。预混合、挤出、模制、处理和取样具有精确的处理设置要求,严格参照清洁混合系统(CCS)标准操作步骤,产生材料的控制混合工艺满足对于半导电工业选择原材料的具体离子和出气规范。表2列出混合并且表3给出模制条件。
[0174] 表1原材料列表
[0175]
[0176]
[0177] 表2混合处理设置
[0178]
[0179] 表3.模制设置
[0180]
[0181]
[0182] 就可滤取的离子含量(LIC)、出气、全部的有机化合物(TOC)和液体粒子计数(LPC)而言估计清洁度。针对所有清洁度参数,越低越好。
[0183] LPC:LPC测试基于模制部分,该部分浸渍于去离子水中并且在超声波槽(68kilohertz(KHz)中萃取30分钟(min)。计算在水中具有从0.3至2.0微米颗粒尺寸的颗粒。
[0184] 出气:利用或颗粒或模制部分使用动态顶端空间气相色谱仪/质量分光计在85℃下检测3小时。
[0185] TOC:易挥发的和不易挥发的有机化合物均以颗粒或模制棒或他们俩个控制,其然后通过出气和NVR检测估计。这种方法包含检测利用10毫升(ml)己烷浸湿10min的10克(g)颗粒的步骤。干燥8mL溶液以除去溶剂,然后加入1mL己烷以再溶解溶液。再次干燥溶液,并且然后在二氯甲烷中加入百万分之一(ppm)标准的50微升(ml)D10-并三苯-2。全部的C18-C40碳化氢(HC,指代仅包含碳和氢的有机化合物)和TOC在注射温度300℃下使用气相色谱仪/质量分光计(GCMS)针对目标材料而测量。
[0186] 包含氟化物、氯化物、氮化物、溴化物、硝酸盐、磷酸酯、硫酸盐、和铵离子的可滤取的IC等级使用离子色谱法确定。检测样本通过去离子(DI)水在85℃下漂洗1小时,并且然后通过离子色谱法检测。
[0187] 如表4所示,纯的HFD PC树脂示出了与LF PC(通过界面处理制成的BPA聚碳酸酯)、PCP端帽或LX PC(通过熔融处理制成的BPA聚碳酸酯)可比较的IC等级,与LF PC类似的出气等级,但比LX PC更低的出气。
[0188] 表4在HFD PC和正常BPA PC之间的IC和出气比较
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[0191] HFD PC(癸二酸/BPA/PCP聚酯碳酸酯)和导电炭黑(CCB)复合材料示出了比BPA PC更低的LPC值,但是类似的出气和可滤取的IC。
[0192] 表5示出了填充碳纤维的聚碳酸酯的制剂和典型性能。能够看出,以相同的碳纤维百分比,相比于BPA PC类材料,基于HFD PC的复合材料示出了更高的MVR和更低的粘性,甚至具有更高的分子量。也能够看出,以低碳纤维载料,HFD PC类复合材料根据标准BPA PC示出了类似的HC和TOC等级,然而当碳纤维载料上升时,HFD PC类复合材料示出了低得多的HC和TOC。
[0193] 表5填充聚碳酸酯的导电炭黑
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