CN101263189A - 具有红外吸收性的聚碳酸酯组合物、制备方法以及由其制备的制品 - Google Patents

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Abstract

公开了一种包含聚碳酸酯树脂、无机红外屏蔽添加剂和炭黑的组合物，其中由该组合物制成的制品具有每平方米约0.01－约1.0克的所述无机红外屏蔽添加剂和每平方米约0.001－约2.0克的炭黑。由所述组合物制成的制品满足European Norm EN 169和/或EN 171的至少一种等级要求，以及可用于制备低雾度的红外屏蔽防护眼镜。

Description

具有红外吸收性的聚碳酸酯组合物、制备方法以及由其制备的制品
背景技术
本发明涉及聚碳酸酯组合物，具体涉及具有红外(IR)吸收性的聚碳酸酯组合物、其制备方法及用途。
聚碳酸酯可用于期望良好的冲击强度、低雾度和高透明度的应用。防护眼镜处在聚碳酸酯适合的这类应用中，其包括设计用于限制眼睛暴露于潜在伤害性辐射的防护眼镜。在该类中包括用于其中存在中等至高强度红外辐射的应用的防护眼镜，例如焊接、铸造工作、吹制玻璃以及其他相似类型的热加工。作为阻挡一定量辐射透过的防护红外辐射用眼镜的材料和制品性能的准则，已经提出诸如European Norm EN 166、EN 169和EN 171等的标准。EN 169和EN 171都包括与可透过辐射的容许量要求一致的由数值标出的不同等级，EN 169描述对于焊接和相关技术用滤光器的要求，EN171描述对于使用红外滤光器的个人眼睛防护的要求。所述要求涉及容许透过防护眼镜的红外辐射以及可见光和/或紫外辐射的量。可以根据这些个别的等级(scale)要求来设计防护眼镜从而向眼镜使用者提供特定应用的容许暴露水平。
为制备用于红外区、也称作IR区(780-2000纳米)中而且满足这些标准的防护眼镜防护，可以向聚碳酸酯中添加吸收和/或耗散红外辐射的添加剂。源自多环芳族胺和盐的有机红外屏蔽添加剂，例如N，N，N’，N’-四(对-二正丁基氨基苯基)-对-苯二胺和N，N，N’，N’-四(对-二正丁基氨基苯基)-对-苯醌-二-(六氟锑酸亚铵盐)可以提供红外吸收性；然而，这些化合物一般缺乏经受挤出和模制条件而不分解所需的热和氧化稳定性。
因此，需要满足European Norm EN 169和EN 171之一或两者的一系列要求中的至少一种而且适合用于防护眼镜的聚碳酸酯组合物。
适合的组合物理想地对热和氧化稳定，具有良好的冲击强度和适合的雾度水平。
发明概述
在一种实施方案中，通过包含聚碳酸酯树脂、无机红外屏蔽添加剂和炭黑的组合物来满足上述要求，其中由该组合物制成的制品具有每平方米约0.01-约1.0克的所述无机红外屏蔽添加剂和每平方米约0.001-约2.0克的炭黑。如此制成的制品根据ASTM D1003-00在约2.5mm厚度下测定的雾度小于约5％。在另一实施方案中，由该组合物制成的制品具有每百万份约0.5-约8,000份的所述无机红外屏蔽添加剂和每百万份约1-约30,000份的炭黑。
在另一实施方案中，一种母料包含载体树脂以及含有无机红外屏蔽添加剂和炭黑的红外屏蔽添加剂包，其中所述无机红外屏蔽添加剂与炭黑的重量比为约0.001∶1-约70∶1，以及其中所述红外屏蔽添加剂包是所述载体树脂与红外屏蔽添加剂包的总重量的约0.001-约20wt％。
在另一实施方案中，一种方法包括将包含载体树脂以及含有无机红外屏蔽添加剂和炭黑的红外屏蔽添加剂包的母料与基础树脂共混以形成组合物；和模制所述组合物以形成防护眼镜，其中所述红外屏蔽添加剂包中的无机红外屏蔽添加剂与炭黑的重量比为约0.001∶1-约70∶1，以及其中所述母料的红外屏蔽添加剂包存在量为所述载体树脂与红外屏蔽添加剂包的总重量的约0.001-约20wt％；以及其中所述防护眼镜满足European Norm EN 169和/或EN 171至少一个等级的各个要求。
在另一实施方案中，制备不同类型防护眼镜的方法包括选择母料，所述母料包含在载体树脂中含有至少两种添加剂的红外屏蔽添加剂包；将所述母料与基础树脂共混以形成组合物；以及将所述组合物模制成用于制备防护眼镜的制品，其中如此制成的防护眼镜满足European Norm EN 169和/或EN 171至少一个等级的各个要求，以及其中用于制备不同焊接护目镜的各组合物的最高和最低的MVR在300℃和1.2Kg下相差小于或等于4cc/10分钟，其中所述MVR根据ISO 1133测定。
在又一实施方案中，一种制品包含上述组合物。
发明详述
本文提供一种组合物，其包含聚碳酸酯以及含有无机红外屏蔽添加剂(即金属硼化物)与炭黑的组合的IR屏蔽添加剂包。令人惊讶地，所述无机红外屏蔽添加剂与炭黑的组合提供比单独用该无机红外屏蔽添加剂或炭黑获得的吸收更强的红外吸收性。为获得相同的满足European Norm EN 169和/或EN 171至少一个等级的红外吸收性，与没有炭黑的情况下使用无机红外屏蔽添加剂时将会需要的量相比，这容许使用较低的无机红外屏蔽添加剂和炭黑的合计用量。由于任一种添加剂相对较高的水平会负面影响聚碳酸酯的物理性能，因此这是有利的。
如上所述，该热塑性组合物包含聚碳酸酯。本文使用的术语“聚碳酸酯”、“聚碳酸酯组分”和“包含芳族碳酸酯链单元的组分”包括具有式(1)结构单元的组分：
Figure A20068003373800081
其中R1基团总数的大于或等于约60％是芳族有机基团，其余是脂族、脂环族或芳族基团。特别地，R1是芳族有机基团，以及更特别地是式(2)的基团：
-A1-Y1-A2-                (2)
其中A1和A2各自是单环二价芳基，Y1是具有零个、一个或两个将A1与A2分隔开的原子的桥联基团。在示例性的实施方案中，一个原子将A1与A2分隔开。Y1基团的说明性实例是O-，-S-，-S(O)-，-S(O)2-，-C(O)-，亚甲基，环己基亚甲基，2-[2.2.1]-二环庚叉，乙叉，异丙叉，新戊叉，环己叉，环十五烷叉，环十二烷叉，及金刚烷叉等等。在另一实施方案中，没有原子将A1与A2分隔开，其说明性实例为联苯。桥联基团Y1可以是饱和烃基如亚甲基、环己叉或异丙叉。
可以通过碳酸酯前体与二羟基化合物的Schotten-Bauman界面反应来制备聚碳酸酯。通常，将含水碱(例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙等)与含有二羟基化合物的、与水不可混溶的有机溶剂如苯、甲苯、二硫化碳或二氯甲烷混合。通常使用相转移剂来促进该反应。可以将分子量调节剂单独加入或以混合物形式添加到反应物混合物中。也可以单独加入或以混合物形式加入以下描述的支化剂。
通过其中只有一个原子将A1和A2隔开的二羟基化合物的界面反应可以制成聚碳酸酯。本文使用的术语“二羟基化合物”包括例如具有通式(3)的双酚化合物：
Figure A20068003373800091
其中Ra和Rb各自独立地表示氢，卤原子、特别是溴，或一价烃基，p和q各自独立地是0-4的整数，以及Xa表示式(4)的基团之一：
Figure A20068003373800092
其中Rc和Rd各自独立地表示氢原子或一价线性或环状的烃基，以及Re是二价烃基、氧或硫。
可以由式(3)表示的双酚化合物类型的实例包括二(羟基芳基)烷烃系列，例如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(或双酚-A)、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、二(4-羟基苯基)苯基甲烷、2，2-二(4-羟基-1-甲基苯基)丙烷、1，1-二(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷、2，2-二(4-羟基-3-溴苯基)丙烷等；二(羟基芳基)环烷烃系列例如1，1-二(4-羟基苯基)环戊烷、1，1-二(4-羟基苯基)环己烷等；3，3-二(4-羟基苯基)苯并吡咯酮、2-苯基-3，3-二(4-羟基苯基)苯并吡咯酮(PPPBP)，或者包含至少一种前述双酚化合物的组合。
可以由式(3)表示的其他双酚化合物包括其中X是-O-、-S-、-SO-或-S(O)2-的那些化合物。这样的双酚化合物的一些实例为二(羟基芳基)醚例如4，4’-二羟基二苯醚、4，4’-二羟基-3，3’-二甲基苯基醚等；二(羟基二芳基)硫醚，例如4，4’-二羟基二苯硫醚、4，4’-二羟基-3，3’-二甲基二苯硫醚等；二(羟基二芳基)亚砜，例如4，4’-二羟基二苯亚砜、4，4’-二羟基-3，3’-二甲基二苯亚砜等；二(羟基二芳基)砜，例如4，4’-二羟基二苯砜、4，4’-二羟基-3，3’-二甲基二苯砜等；或包含至少一种前述双酚化合物的组合。
可以用于聚碳酸酯的缩聚反应的其他双酚化合物包括式(5)的那些化合物：
Figure A20068003373800093
其中Rf是具有1-10个碳原子的烃基的卤原子或者卤素取代的烃基；n是0-4。当n至少为2时，Rf可以相同或不同。可以由式(5)表示的双酚化合物的实例为间苯二酚，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-枯基间苯二酚等；儿茶酚，氢醌，取代的氢醌例如3-甲基氢醌、3-乙基氢醌、3-丙基氢醌、3-丁基氢醌、3-叔丁基氢醌、3-苯基氢醌，3-枯基氢醌等；或包含至少一种前述双酚化合物的组合。
也可以使用由式(6)表示的双酚化合物例如2，2，2’，2’-四氢-3，3，3’，3’-四甲基-1，1’-螺二[1H-茚]-6，6’-二醇。
Figure A20068003373800101
合适的聚碳酸酯还包括衍生自含烷基环己烷单元的双酚的那些聚碳酸酯。这样的聚碳酸酯具有对应于式(7)的结构单元：
Figure A20068003373800102
其中Ra-Rd各自独立地是氢、C1-C12烷基或卤素；Re-Ri各自独立地是氢、C1-C12烷基。残基可以是脂族的或芳族的、直链的、环状的、二环的、支化的、饱和的或不饱和的。该烷基残基在取代基残基的碳和氢原子之上可以含有杂原子。因此，当具体指出含有这种杂原子时，该烷基残基也可以含有羰基、氨基、羟基等，或者在该烷基残基的主链内可以含有杂原子。含有烷基环己烷的双酚、例如2摩尔苯酚与1摩尔氢化异佛尔酮的反应产物可用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。这样的含异佛尔酮双酚的聚碳酸酯具有对应于式(8)的结构单元：
Figure A20068003373800111
其中Ra-Rd如上所定义。这些异佛尔酮双酚基聚合物由Bayer Co.以APECTM商品名提供，其包括制得的含有非烷基环己烷双酚的聚碳酸酯共聚物和含烷基环己基双酚聚碳酸酯与非烷基环己基双酚聚碳酸酯的共混物。特别有用的双酚化合物是双酚A。
在一种实施方案中，可以使二羟基化合物与羟基芳基封端的聚(二有机基硅氧烷)反应以产生聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。特别是通过在界面反应条件下将光气引入二羟基化合物例如BPA与羟基芳基封端的聚(二有机基硅氧烷)的混合物中来制成聚碳酸酯-聚(二有机基硅氧烷)共聚物。可以通过使用叔胺催化剂或相转移催化剂促进反应物的聚合。
所述羟基芳基封端的聚(二有机基硅氧烷)可以通过式(9)的硅氧烷氢化物与脂族不饱和一元酚之间进行铂催化加成来制备，
Figure A20068003373800112
其中R4例如是C1-8烷基、卤代烷基如三氟丙基和氰基烷基；芳基例如苯基、氯苯基和甲苯基。R4尤其是甲基，或甲基和三氟丙基的混合物，或甲基和苯基的混合物。
可以用于制备该羟基芳基封端的聚(二有机基硅氧烷)的一些脂族不饱和一元酚例如为丁香酚、2-烷基苯酚、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、2-烯丙基-4，6-二甲基苯酚等等，或包含至少一种前述化合物的组合。
典型的碳酸酯前体包括碳酰卤，例如碳酰氯(光气)和碳酰溴；双卤代甲酸酯例如二元酚如双酚A、氢醌等的双卤代甲酸酯以及二醇如乙二醇和新戊二醇的双卤代甲酸酯；以及碳酸二芳基酯如碳酸二苯酯、碳酸二(甲苯基)酯和碳酸二(萘基)酯。用于界面反应的特定碳酸酯前体为碳酰氯。
在期望使用碳酸酯共聚物而不是均聚物的情况下，也可以采用两种或更多种不同的二元酚聚合所得的聚碳酸酯，或者二元酚与二醇或与羟基-或酸-封端的聚酯或与二元酸或与羟基酸或与脂族二酸的共聚物。通常，可用的脂族二酸具有约2-约40个碳原子。特别有用的脂族二酸为十二烷二酸。
支化聚碳酸酯以及线性聚碳酸酯和支化聚碳酸酯的共混物也可以用于所述热塑性组合物中。可以通过在聚合期间添加支化剂来制备支化聚碳酸酯。这些支化剂可以包括含有至少三个官能团的多官能有机化合物，该官能团可以是羟基、羧基、羧酸酐、卤甲酰基，以及包含至少一种前述支化剂的组合。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-双酚、三酚TC(1，3，5-三((对羟基苯基)异丙基)苯)、三酚PA(4(4(1，1-二(对羟基苯基)-乙基)α，α-二甲基苄基)苯酚)、4-氯甲酰基邻苯二甲酸酐、均苯三酸、二苯甲酮四羧酸等等，或包含至少一种前述支化剂的组合。基于给定层中聚碳酸酯的总重量，该支化剂的添加量可以是约0.05-约4.0重量百分比(wt％)。
在一种实施方案中，可以通过二羟基化合物和碳酸二酯之间的熔融缩聚反应来制备聚碳酸酯。可以用于制备聚碳酸酯的碳酸二酯的实例是碳酸二苯酯、碳酸二(2，4-二氯苯基)酯、碳酸二(2，4，6-三氯苯基)酯、碳酸二(2-氰基苯基)酯、碳酸二(邻硝基苯基)酯、碳酸二甲苯酯、碳酸间甲苯基酯(m-cresylcarbonate)、碳酸二萘酯、碳酸二(联苯)酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二丁酯、碳酸二环己酯、碳酸二(邻甲氧基羰基苯基)酯、碳酸二(邻乙氧基羰基苯基)酯、碳酸二(邻丙氧基羰基苯基)酯、碳酸二邻甲氧基苯基酯、碳酸二(邻丁氧基羰基苯基)酯、碳酸二(异丁氧基羰基苯基)酯、碳酸邻甲氧基羰基苯基-邻乙氧基羰基苯基酯、碳酸二邻(叔丁氧基羰基苯基)酯、碳酸邻乙基苯基-邻甲氧基羰基苯基酯、碳酸对(叔丁基苯基)-邻-(叔丁氧基羰基苯基)酯、碳酸二甲基水杨基酯、碳酸二乙基水杨基酯、碳酸二丙基水杨基酯、碳酸二丁基水杨基酯、碳酸二苄基水杨基酯、碳酸二甲基4-氯水杨基酯等等，或包含至少一种前述碳酸二酯的组合。特别有用的碳酸二酯是碳酸二苯酯或碳酸二甲基水杨基酯。
聚碳酸酯的重均分子量为约3,000-约1,000,000克/摩尔(g/mole)。在一种实施方案中，聚碳酸酯的分子量为约10,000-约100,000g/mole。在另一实施方案中，聚碳酸酯的分子量为约20,000-约50,000g/mole。在又一实施方案中，聚碳酸酯的分子量为约25,000-约35,000g/mole。
脂环族聚酯可以用于所述热塑性组合物中，其中所述聚酯可以具有光学透明度、改善的耐气候性、耐化学品性和低吸水性。通常期望脂环族聚酯在使用时与热塑性组合物中所用的聚碳酸酯具有良好的熔体相容性。在示例性的实施方案中，可以将与聚碳酸酯显示出良好熔体相容性的脂环族聚酯用于所述热塑性组合物中。通常由二元醇与二元酸或衍生物的反应制备脂环族聚酯。可用于制备用作高质量光学片材的脂环族聚酯聚合物的二元醇是直链、支化或脂环族的，而且可以包含2-12个碳原子。
合适二元醇的实例包括乙二醇，丙二醇如1，2-和1，3-丙二醇，丁二醇如1，3-和1，4-丁二醇，二甘醇，2，2-二甲基-1，3-丙二醇，2-乙基、2-甲基、1，3-丙烷二醇，1，3-和1，5-戊二醇，一缩二丙二醇，2-甲基-1，5-戊二醇，1，6-己二醇，1，4-环己烷二甲醇和特别是它的顺式-和反式-异构体，三甘醇，1，10-癸二醇，和包含至少一种前述二元醇的组合。特别有用的是二甲醇双环辛烷、二甲醇十氢萘、脂环族二醇或其化学等价物，特别是1，4-环己烷二甲醇或它的化学等价物。如果1，4-环己烷二甲醇要用作二元醇组分，则可以使用比例约1∶4-约4∶1的顺式-与反式-异构体的混合物。特别地，约1∶3的顺式-与反式-异构体的比例会是有利的。
可用于脂环族聚酯聚合物制备的二元酸是脂族二元酸，其包括具有两个羧基的羧酸，每个羧基连接到饱和环中的饱和碳上。脂环族酸的合适实例包括十氢萘二羧酸、降冰片烯二羧酸、双环辛烷二羧酸。特别有用的脂环族二元酸包括1，4-环己烷二羧酸和反式-1，4-环己烷二羧酸。线性脂族二元酸也是有用的，只要聚酯具有包含脂环族环的至少一种单体即可。线性脂族二元酸的说明性实例是琥珀酸、己二酸、二甲基琥珀酸和壬二酸。二元酸和二元醇的混合物也可以用于制备脂环族聚酯。
可以例如通过环芳族二元酸和相应衍生物如间苯二甲酸、对苯二甲酸或萘二甲酸在合适溶剂(例如水或乙酸)中，在室温和大气压下用催化剂例如负载在包含碳和氧化铝的载体上的铑进行氢化来制备环己烷二羧酸及其化学等价物。它们也可以通过使用酸在反应条件下至少部分可溶于其中的惰性液体介质而制备，以及使用钯或钌在碳或二氧化硅中的催化剂。
通常，在氢化期间，获得其中羧酸基团处于顺式-或反式位置的两种或多种异构体。顺式-和反式-异构体可以通过有溶剂例如正庚烷或没有溶剂的结晶分离，或者通过蒸馏分离。顺式-异构体倾向于更可混溶，然而，反式-异构体具有更高的熔融和结晶温度而且是特别适合的。也可以使用顺式-和反式-异构体的混合物。反式-与顺式-异构体的重量比可以是约75∶25。当使用异构体或多于一种二元酸的混合物时，共聚酯或两种聚酯的混合物可以用作该脂环族聚酯聚合物。
包括酯在内的这些二元酸的化学等价物也可以用于脂环族聚酯的制备。二元酸的化学等价物的合适实例是烷基酯例如二烷基酯、二芳基酯，酸酐、酰氯、酰溴等，以及包含至少一种前述化学等价物的组合。有用的化学等价物包括脂环族二元酸的二烷基酯，而特别有用的化学等价物包括酸的二甲基酯，特别是反式-1，4-环己烷二羧酸二甲酯。
1，4-环己烷二羧酸二甲酯可以由对苯二甲酸二甲酯的环氢化获得，而且获得羧酸基团在顺式-和反式位置的两种异构体。可以分离异构体时，反式-异构体特别有用。如以上详述的那样也可以使用异构体的混合物。
所述聚酯聚合物一般通过二元醇或二元醇化学等价物组分与二元酸或二元酸化学等价物组分的缩合或酯交换聚合获得以及具有式(10)的重复单元：
Figure A20068003373800141
其中R3表示烷基或环烷基，其含有2-12个碳原子而且是具有2-12个碳原子的直链、支化或脂环族的链烷二醇或其化学等价物的残基；和R4是烷基或脂环族基团，其为衍生自二元酸的脱羧基化残基，条件是R3或R4的至少一个是环烷基。
有用的脂环族聚酯是具有式(11)的重复单元的聚(1，4-环己烷-二甲醇-1，4-环己烷二羧酸酯)(PCCD)：
Figure A20068003373800142
其中在式(9)中R3是环己烷环，和其中R4是衍生自环己烷二羧酸酯或其化学等价物的环己烷环并且选自顺式-或反式-异构体或其顺式-和反式-异构体的混合物。脂环族聚酯聚合物可以通常在合适用量的合适催化剂例如钛酸四(2-乙基己基)酯的存在下制备，该催化剂用量基于最终产物的总重量通常是约50-400ppm钛。
PCCD通常与聚碳酸酯可完全混溶。当在265℃下于2.16千克负荷和4分钟停留时间下测量时，通常期望聚碳酸酯-PCCD混合物的熔体体积速率为大于或等于约5立方厘米/10分钟(cc/10min或ml/10min)至小于或等于约150立方厘米/10分钟。当在265℃下于2.16千克负荷和4分钟停留时间下测量时，在该范围内，通常期望熔体体积速率大于或等于约7，特别地大于或等于约9，以及更特别地大于或等于约10cc/10min。另外期望在该范围内，熔体体积速率小于或等于约125，特别地小于或等于约110，以及更特别地小于或等于约100cc/10min。
可以与聚碳酸酯混合的其他合适的脂环族聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚(对苯二甲酸1，3-丙二醇酯)(PTT)、聚(对苯二甲酸环己烷二甲醇-共-乙二醇酯)(PETG)、聚(萘二甲酸乙二醇酯)(PEN)和聚(萘二甲酸丁二醇酯)(PBN)。
可以与其他聚合物混合的另一种聚酯是聚芳基化物。聚芳基化物通常指芳族二羧酸和双酚的聚酯。除芳基酯键外还包括碳酸酯键的聚芳基化物共聚物称为聚酯-碳酸酯，其也可以有利地用于混合物中。聚芳基化物可以在溶液中或由芳族二羧酸或它们的成酯衍生物与双酚或其衍生物的熔融聚合制备。
通常，所述聚芳基化物包含与至少一个芳族二羧酸残基结合的至少一个二酚残基。在式(12)中显示的二酚残基衍生自1，3-二羟基苯部分，其在整个此说明书中称为间苯二酚或间苯二酚部分。间苯二酚或间苯二酚部分包括未取代1，3-二羟基苯和取代的1，3-二羟基苯两者。
Figure A20068003373800151
在式(10)中，R是C1-12烷基或卤素中的至少一种，n是0-3。合适的二羧酸残基包括衍生自如下的芳族二羧酸残基：单环部分，特别地间苯二甲酸、对苯二甲酸、或间苯二甲酸和对苯二甲酸的混合物，或多环部分如联苯二羧酸、二苯醚二羧酸、和萘-2，6-二羧酸等，以及包含至少一种前述多环部分的组合。特别适合的多环部分是萘-2，6-二羧酸。
特别地，所述芳族二羧酸残基可以衍生自间苯二甲酸和/或对苯二甲酸的混合物，如通常在式(13)中显示的那样：
Figure A20068003373800161
因此，在一种实施方案中所述聚芳基化物包含式(14)中显示的间苯二酚芳基化物聚酯，其中R和n如先前对于式(11)所定义：
Figure A20068003373800162
其中R是C1-12烷基或卤素中的至少一种，n是0-约3，m是至少约8。特别地R可以是氢。特别地，n是0和m是约10和约300。间苯二甲酸酯与对苯二甲酸酯的摩尔比为约0.25∶1-约4.0∶1。
在另一实施方案中，聚芳基化物包含具有式(15)中所示的多环芳族基团的热稳定间苯二酚芳基化物聚酯：
Figure A20068003373800163
其中R是C1-12烷基或卤素中的至少一种，n是0-约3，m是至少约8。
在另一实施方案中，使聚芳基化物共聚以形成嵌段共聚酯碳酸酯，其包含碳酸酯和芳基化物嵌段。它们包括含有式(16)的结构单元的聚合物：
Figure A20068003373800164
其中每个R1独立地是卤素或C1-12烷基，m至少是1，p是约0-约3，每个R2独立地是二价有机基团，n是至少约4。特别地n是至少约10，更特别地至少约20和最特别地约30-约150。特别地m是至少约3，更特别地至少约10和最特别地约20-约200。在示例性的实施方案中m的存在量为约20和50。
通常期望所述聚酯的重均分子量为约500-约1,000,000克/摩尔(g/mole)。在一种实施方案中，聚酯的重均分子量为约10,000-约200,000g/mole。在另一实施方案中，聚酯的重均分子量为约30,000-约150,000g/mole。在又一实施方案中，聚酯的重均分子量为约50,000-约120,000g/mole。聚酯的示例性分子量可以为60,000和120,000g/mole。这些分子量相对聚苯乙烯标样测定。
聚碳酸酯的用量基于所述热塑性组合物的重量通常为约70-约99.9重量百分比(wt％)。在一种实施方案中，聚碳酸酯的存在量基于热塑性组合物的总重量为约75-约99.7wt％。在另一实施方案中，聚碳酸酯的存在量基于热塑性组合物的总重量为约80-约99.5wt％。在又一实施方案中，聚碳酸酯的存在量基于热塑性组合物的总重量为约85-约97wt％。
所述热塑性组合物进一步包含无机红外(IR)屏蔽添加剂，也称为无机红外(IR)吸收添加剂。该无机红外屏蔽添加剂基本上均匀地分散在热塑性组合物中。本文使用的术语“基本上均匀地分散”是指在整个热塑性组合物中浓度变化小于5％，特别地小于3％，更特别地小于1％，再特别地小于0.5％，以及再特别地小于0.1％。无机红外屏蔽添加剂通常可以是金属硼化物和/或金属氧化物的细粒子。适合的金属硼化物的具体实例包括但不限于硼化镧(LaB6)、硼化镨(PrB6)、硼化钕(NdB6)、硼化铈(CeB6)、硼化钆(GdB6)、硼化铽(TbB6)、硼化镝(DyB6)、硼化钬(HoB6)、硼化钇(YB6)、硼化钐(SmB6)、硼化铕(EuB6)、硼化铒(ErB6)、硼化铥(TmB6)、硼化镱(YbB6)、硼化镥(LuB6)、硼化锶(SrB6)、硼化钙(CaB6)、硼化钛(TiB2)、硼化锆(ZrB2)、硼化铪(HfB2)、硼化钒(VB2)、硼化钽(TaB2)、硼化铬(CrB和CrB2)、硼化钼(MoB2、Mo2B5和MoB)、硼化钨(W2B5)等，或包含至少一种前述硼化物的组合。适合的金属氧化物的具体实例包括但不限于钾钨氧化物(potassium tungstenoxide)(K(WO3)3)、铷钨氧化物(rubidium tungsten oxide)(Rb(WO3)3)、铯钨氧化物(cesium tungsten oxide)(Cs(WO3)3)、铊钨氧化物(thallium tungstenoxide)(Tl(WO3)3)，包含至少一种前述氧化物的组合等等。一种示例性的金属氧化物是铯钨氧化物(Cs(WO3)3)。也可以使用包含至少一种前述硼化物和至少一种前述氧化物的组合。
在聚碳酸酯树脂中分散之前，所述无机红外屏蔽添加剂可以为纳米尺寸粒子形式。对粒子形状没有特别限制，其可以是例如球形、不规则、板状或晶须状的。该纳米尺寸粒子的平均最大尺寸可以小于或等于约200纳米(nm)，特别地小于或等于约150nm，更特别地小于或等于约100nm，再特别地小于或等于约75nm，以及再特别地小于或等于约50nm。在一种实施方案中，大于约90％的粒子，特别地大于约95％的粒子，以及更特别地大于约99％的粒子的平均最大尺寸小于或等于约200nm。可以使用双峰或更高级粒度分布。该粒子应当足够小以至于它们不会干扰可见光通过聚碳酸酯树脂，至少不干扰至会无法接受地妨碍其用于上述透明应用中的程度。
所述无机红外屏蔽添加剂的用量基于组合物的总重量可以是约0.75-约10,000ppm，特别地约1ppm-约5,000ppm，更特别地约1.25ppm-约1,000ppm，以及再特别地约1.5-约500ppm。
该无机红外屏蔽添加剂在所述组合物中的用量基于该组合物的量为约0.01克/平方米(g/m2)-约1.0g/m2，特别地约0.0125-约0.75g/m2，更特别地约0.015-约0.6g/m2，以及再特别地约0.018-约0.56g/m2。应当理解的是，当组合物具有以克/平方米为单位表示的无机红外屏蔽添加剂浓度时，该组合物中无机红外屏蔽添加剂的量将取决于由该组合物制成的制品的厚度。
所述热塑性组合物还包含炭黑，其中炭黑基本上均匀地分散在热塑性组合物中。适合的炭黑是平均粒度小于或等于约100纳米(nm)的那些，特别地小于或等于约75nm，更特别地小于或等于约50nm，以及甚至更特别地小于或等于约40nm。另外，炭黑也可以具有大于约20平方米/克(m2/g)的表面积，特别地大于或等于约40m2/g。该炭黑可以具有小于或等于175m2/g的表面积，特别地小于或等于165m2/g，以及更特别地小于或等于155m2/g。适合的炭黑与导电炭黑的区别在于具有最小的导电性或没有导电性。市售炭黑以多种商品名销售，而且呈多种不同的形式，包括以商品名BLACKPEARLSTM的干处理的粒料、以商品名ELFTEXTM、REGALTM和CSXTM的湿处理的粒料，以及包括MONARCHTM、FLFTEXTM、REGALTM和MOGULTM的绒毛形式，其全都来自Cabot Corporation。这些炭黑以20-50纳米(nm)的粒度和35-138平方米/克(m2/g)的表面积得到。具体的合适炭黑的非限制性实例是来自Cabot Corporation的MONARCHTM 800。在一种实施方案中，导电炭黑可以与所述炭黑一起(或代替其)使用。炭黑可以经过处理或未经处理。
炭黑的用量基于所述组合物的总重量可以是约1-约27,000ppm，特别地约1.5ppm-约13,000ppm，更特别地约2ppm-约3,000ppm，以及特别地约3-约1,500ppm。
炭黑的用量基于所述组合物的总量为约0.001克/平方米(g/m2)-约2.0g/m2，特别地约0.005-约1.75g/m2，更特别地约0.01-约1.55g/m2，以及再特别地约0.011-约1.54g/m2。应当理解的是，当组合物具有以克/平方米为单位表示的炭黑浓度时，该组合物中炭黑的量将取决于由该组合物制成的制品的厚度。同样地，炭黑粒子应当足够小而且以足够低的浓度存在以至于它们不会干扰可见光通过聚碳酸酯树脂，至少不干扰至会无法接受地妨碍其用于上述透明应用中的程度。
所述无机红外屏蔽添加剂可以与炭黑合并以获得红外屏蔽添加剂包，无机红外屏蔽添加剂与炭黑的重量比为约0.001∶1-约70∶1，特别地约0.005∶1-约65∶1，更特别地约0.01∶1-约60∶1。所述红外屏蔽添加剂包的存在量基于热塑性组合物的总重量为约1-约37,000ppm，特别地约2.0-约35,000ppm，更特别地约2.5-约33,000ppm，以及再特别地约3-约32,500ppm。
已经发现无机红外屏蔽添加剂(即上文所述的金属硼化物和/或金属氧化物)同时具有热稳定性和适合的红外吸收性，对大于约260℃的热加工条件稳定，而且可分散在包括聚碳酸酯树脂的热塑性组合物和含有聚碳酸酯树脂的共混物中。添加上述无机红外屏蔽添加剂可以理想地提高聚碳酸酯树脂的红外吸收性。然而，另外观察到仅向聚碳酸酯树脂中添加粒状无机红外屏蔽添加剂会增加入射光的耗散，以及因此使合并的聚碳酸酯树脂和无机红外屏蔽添加剂的雾度水平提高。雾度的提高近似线性地随着增加的无机红外屏蔽添加剂含量而提高，因此高雾度的问题对于具有更多无机红外屏蔽添加剂的组合物更严重。提高的雾度、即大于约5％的雾度又会限制制品的应用。在制品用来制备在视觉上要求高的、高红外发射精加工中使用的防护眼镜时，为了安全和精确起见期望在制品中具有高透明度以容许其使用者察看并在视觉上分辨细节。
当使用包含无机IR添加剂(金属硼化物)与炭黑的组合的红外屏蔽添加剂包时可以降低组合物雾度。令人惊讶地，无机红外屏蔽添加剂与炭黑的组合提供比单独用该无机红外屏蔽添加剂或炭黑所获得的吸收更强的红外吸收性。为达到相当的红外吸收性，与无机红外屏蔽添加剂单独所需的量相比，这容许使用相对较低的无机红外屏蔽添加剂和炭黑的合计用量。发现采用金属硼化物与炭黑组合以及由此具有较低金属硼化物含量的组合物，与具有相当红外吸收性的没有炭黑只有金属硼化物的组合物相比，也具有较低的雾度值。因而炭黑容许所需金属硼化物用量的减少，由此保持雾度在低水平。这对于用在期望高红外屏蔽性能与制品低雾度结合的应用中的组合物而言是理想的。
因而，用无机IR屏蔽包制成的组合物根据ASTM D1003-00在2.5毫米(mm)厚度下测定的雾度小于或等于约5％，特别地小于或等于约4％，更特别地小于或等于约3％，以及再特别地小于或等于约2.8％。
另外观察到使用约1.56g/m2或更高的无机红外屏蔽添加剂(即金属硼化物)的浓度会导致组合物MVR不期望的提高，从而产生约10cc/10min或更高的不期望的组合物MVR。提高的无机红外屏蔽添加剂水平近似线性地随提高MVR而增加。在随后的挤出中该提高的MVR又是生产所不期望的。使用炭黑来减少无机屏蔽添加剂的量同时相对于EN 169和/或EN 171标准保持性能可以出乎意料地提供较少的组合物MVR增加。用于组合物中的无机红外屏蔽添加剂的水平因而可以较低，从而理想地提供较低的组合物MVR。
因而，所述组合物根据ISO 1133在300℃和1.2Kg下测定的熔体流动速率(MVR)可以是约1-约8克/10分钟流动(cc/10min)，特别地约1.5-约7.5cc/10min，以及更特别地约2-约7cc/10min。
所述组合物可以进一步包含UV吸收添加剂。该UV吸收添加剂通过提高所述IR吸收添加剂的水解稳定性而使其便于保存。适合的UV吸收添加剂为二苯甲酮类例如2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、4-十二烷氧基-2-羟基二苯甲酮、2-羟基-4-十八烷氧基二苯甲酮、2，2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2，2’-二羟基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮、2，2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2，2’，4，4’-四羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮、2，2’-二羟基-4，4’-二甲氧基-5-磺基二苯甲酮、2-羟基-4-(2-羟基-3-甲基芳氧基)丙氧基二苯甲酮、2-羟基-4-氯二苯甲酮等；苯并三唑类，如2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3’，5’-二叔丁基苯基)苯并三唑和2-(2-羟基-X-叔丁基-5’-甲基苯基)苯并三唑等；水杨酸酯类例如水杨酸苯酯、水杨酸羧基苯酯、水杨酸对-辛基苯酯、水杨酸锶、水杨酸对-叔丁基苯酯、水杨酸甲酯、水杨酸十二烷基酯等；还有其他紫外吸收剂例如间苯二酚单苯甲酸酯、2-乙基己基-2-氰基，3-苯基肉桂酸酯、2-乙基己基-2-氰基-3，3-二苯基丙烯酸酯、乙基-2-氰基-3，3-二苯基丙烯酸酯、2-2’-硫代二(4-叔辛基苯酚盐)-1-正丁胺等，或包含至少一种前述UV吸收添加剂的组合。优选的市售UV吸收剂为可购自CibaSpecialty Chemicals的TINUVINTM 234、TINUVINTM 329、TINUVINTM 350和TINUVINTM 360；可购自Cyanamide的CYASORBTM UV吸收剂，例如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-正辛基氧二苯甲酮(CYASORBTM 531)；2-[4，6-二(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪-2-基]-5-(辛基氧)苯酚(CYASORBTM 1164)；2，2’-(1，4-亚苯基)双(4H-3，1-苯并噁嗪-4-酮)(CYASORBTM UV-3638)；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(UVINUL 3030)；2，2’-(1，4-亚苯基)双(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。对于由挤出形成的制品，可购自BASF的UVINULTM 3030因其低挥发性而特别有用。
UV吸收剂在所述组合物中的用量基于该组合物的总重量可以是约0.05-约5wt％。在一种实施方案中，UV吸收剂的用量基于组合物的总重量可以是约0.1-约0.5wt％，特别地约0.2-约0.4wt％。
所述组合物可以含有热稳定剂以弥补由IR光与无机红外屏蔽添加剂的相互作用引起的温度升高。此外，热稳定剂的加入在加工操作例如熔融共混期间保护该材料。通常，含有包含无机红外屏蔽添加剂的热塑性聚合物的制品暴露于光下时会经历高达约20℃的温度升高。向组合物中添加热稳定剂改善长期老化特性而且提高制品的寿命周期。
在另一实施方案中，可以任选地向组合物中添加热稳定剂以防止加工过程中有机聚合物的降解以及提高制品的热稳定性。适合的热稳定剂包括亚磷酸酯、亚膦酸酯、膦、受阻胺、羟基胺、酚、丙烯酰基改性的酚、氢过氧化物分解剂、苯并呋喃酮衍生物等，或包含至少一种前述热稳定剂的组合。实例包括但不限于亚磷酸酯例如三(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；烷基化的一元酚或多元酚；多元酚与二烯的烷基化的反应产物，例如四[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，例如二硬脂基硫代丙酸酯、二月桂基硫代丙酸酯、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、季戊四醇基-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，或包含至少一种前述抗氧化剂的组合。可购得的适合的热稳定剂为IRGAPHOSTM 168、DOVERPHOSTM S-9228、ULTRANOXTM 641等。需要的话，也可以加入任选的助稳定剂以提高组合物的热稳定性，例如脂族环氧或受阻酚抗氧化剂例如来自Ciba SpecialtyChemicals的IRGANOXTM 1076、IRGANOXTM 1010。优选的热稳定剂是亚磷酸酯。
热稳定剂的存在量基于所述组合物的总重量可以是约0.001-约3wt％，特别地约0.002-约1wt％，更特别地约0.005-约0.5wt％，以及再特别地约0.01-约0.1wt％。
所述组合物可以任选地进一步包含填料。适合的填料或增强剂包括例如硅酸盐和硅石粉末如硅酸铝(莫来石)，合成的硅酸钙，硅酸锆，熔凝硅石，结晶硅石，石墨，天然硅砂等；硼粉如硼-氮化物粉末，硼-硅酸盐粉末等；氧化物如TiO2，氧化铝，氧化镁等；硫酸钙(作为其无水物，二水合物或三水合物)；碳酸钙如白垩，石灰石，大理石，合成沉淀的碳酸钙等；滑石，包括纤维状的，模块的(modular)，针形，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，空心煤胞，铝硅酸盐(armospheres)等；高岭土，包括硬高岭土，软高岭土，煅烧高岭土，包含本领域已知的用于促进与聚合物基质树脂的相容性的各种涂层的高岭土等；单晶纤维或″晶须″如碳化硅，氧化铝，碳化硼，铁，镍，铜等；纤维(包括连续的和切断的纤维)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，铁酸钡，硫酸钡，重晶石等；金属和金属氧化物如粒状或纤维状铝，青铜，锌，铜和镍等；薄片的填料如玻璃片，薄片碳化硅，二硼化铝，铝薄片，钢薄片等；纤维填料，例如，短的无机纤维如由包含硅酸铝、氧化铝、氧化镁和硫酸钙半水合物等中的至少一种的共混物获得的那些；天然填料和增强材料，如通过粉碎木材获得的木屑，纤维状产品如纤维素，棉花，剑麻，黄麻，淀粉，软木粉，木质素，花生壳，玉米，稻谷外壳等；有机填料如聚四氟乙烯；增强的有机纤维状填料，由能够形成纤维的有机聚合物形成，所述有机聚合物如聚(醚酮)，聚酰亚胺，聚苯并噁唑，聚(亚苯基硫化物)，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；以及其它填料和增强剂如云母，粘土，长石，烟灰，惰性硅酸盐微球，石英，石英岩，珍珠岩，硅藻石，硅藻土，等，或者包含至少一种前述填料或增强剂的组合。
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(choppedstrand mat)、绢纱(tissue)、纸和毛毯等；或者三维增强材料如编带(braids)。使用填料时，其存在量基于所述组合物的总重量可以为约0.01-约30wt％。
还可以使用增塑剂、润滑剂和/或脱模剂添加剂。这些类型的材料之间有很大的重叠，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(联苯基)磷酸酯和双酚-A的二(联苯基)磷酸酯；聚α-烯烃；环氧化大豆油；有机硅，包括硅油；酯类，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；硬脂酸甲酯与包含聚乙二醇聚合物、聚丙二醇聚合物及其共聚物的亲水性和疏水性非离子表面活性剂的混合物，例如在合适溶剂中的硬脂酸甲酯和聚乙二醇-聚丙二醇共聚物的混合物；蜡，如蜂蜡、褐煤蜡、石蜡等。上述材料的用量基于所述组合物的总重量可以是约0.0001-约1.0wt％。
术语“抗静电剂”是指可以加工入聚合物树脂中和/或喷涂到材料或制品上以改进导电性能和整个物理性能的单体、低聚物或聚合物材料。单体抗静电剂的实例包括甘油单硬脂酸酯，甘油二硬脂酸酯，甘油三硬脂酸酯，乙氧基化的胺，伯胺、仲胺和叔胺，乙氧基化的醇，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，脱水山梨糖醇酯，乙醇酰胺，甜菜碱等，或者包含至少一种前述单体抗静电剂的组合。
示例性的聚合物抗静电剂包括某些聚酯酰胺、聚醚-聚酰胺(聚醚酰胺)嵌段共聚物、聚醚酯酰胺嵌段共聚物、聚醚酯或聚氨酯，其各自含有聚亚烷基二醇结构部分聚氧化烯单元如聚乙二醇、聚丙二醇、聚1，4-丁二醇等。上述聚合物抗静电剂可购得，例如PelestatTM 6321(Sanyo)或PebaxTMMH1657(Atofina)、IrgastatTM P18和P22(Ciba-Geigy)。可用作抗静电剂的其他聚合物材料是固有导电的聚合物，如聚苯胺(从Panipol可购得的
Figure A20068003373800241
EB)、聚吡咯和聚噻吩(可从拜尔购得)，其在高温下熔融加工之后仍保留一些固有导电性。在一种实施方案中，碳纤维、碳纳米纤维、碳纳米管、炭黑或上述的任意组合可以用于含化学抗静电剂的聚合树脂中，从而使得组合物静电耗散。
适合用于本文中的抗静电剂包括烷基磺酸鎓盐，特别是全氟烷基磺酸烷基化和芳基化鎓盐。示例性的鎓盐为鏻盐、铵盐、锍盐、咪唑啉鎓盐、吡啶鎓盐或鋽(tropilium)盐。优选全氟烷基磺酸烷基化铵盐和鏻盐。最优选磺酸烷基化鏻盐。特别有用的磺酸鏻盐包括氟化的磺酸鏻盐，其可以包含具有有机磺酸根阴离子和有机鏻阳离子的氟碳化合物。所述有机磺酸根阴离子的合适实例包括但不限于全氟甲烷磺酸根、全氟丁烷磺酸根、全氟己烷磺酸根、全氟庚烷磺酸根、全氟辛烷磺酸根、包含一种或多种这些的组合等。上述鏻阳离子的合适实例包括但不限于脂族鏻如四甲基鏻、四乙基鏻、四丁基鏻、三乙基甲基鏻、三丁基甲基鏻、三丁基乙基鏻、三辛基甲基鏻、三甲基丁基鏻、三甲基辛基鏻、三甲基月桂基鏻、三甲基硬脂基鏻、三乙基辛基鏻，以及芳族鏻如四苯基鏻、三苯基甲基鏻、三苯基苄基鏻、三丁基苄基鏻、包含一种或多种前述阳离子的组合等。上述铵阳离子的合适实例包括但不限于脂族铵如四甲基铵、四乙基铵、四丁基铵、三乙基甲基铵、三丁基甲基铵、三丁基乙基铵、三辛基甲基铵、三甲基丁基铵、三甲基辛基铵、三甲基月桂基铵、三甲基硬脂基铵、三乙基辛基铵，以及芳族铵如四苯基铵、三苯基甲基铵、三苯基苄基铵、三丁基苄基铵、包含一种或多种前述阳离子的组合等。也可以使用包含至少一种前述抗静电剂的组合。
抗静电剂的用量基于所述组合物的总重量可以是约0.0001-约5.0wt％。
还可以存在着色剂如颜料和/或染料添加剂。适合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；钠硫代硅酸盐硫酸盐、铬酸盐等；炭黑；铁酸锌；群青蓝；颜料棕24；颜料红101；颜料黄119；有机颜料，如偶氮、重氮、喹吖啶酮、苝、萘四羧酸、黄烷士酮、异吲哚啉酮、四氯异吲哚啉酮、蒽醌、蒽嵌蒽二醌、二噁嗪、酞菁、和偶氮色淀；颜料蓝60、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、颜料绿7、颜料黄147和颜料黄150，或包含至少一种前述颜料的组合。颜料的用量基于所述组合物的总重量可以是约0.01-约10wt％。
适合的染料可以是有机材料，以及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；甲川染料；芳基甲烷染料；偶氮染料；靛类染料、硫代靛类染料、重氮染料；硝基染料；醌亚胺染料；氨基酮染料；四唑染料；噻唑染料；苝染料；苝酮染料；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，如抗斯托克司频移染料，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’-二苯基均二苯代乙烯；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’-二苯并硫代三羰花青碘化物；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-乙基苯并噻唑高氯酸盐；3-二乙基氨基-7-二乙基亚氨基吩噁唑高氯酸盐；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，或者包含至少一种前述染料的组合。染料的用量基于所述组合物的总重量可以是约0.01-约10wt％。
可以将卤化材料用作阻燃剂，例如式(17)的卤代化合物和树脂：
Figure A20068003373800261
其中R为烷撑、烷叉或环脂族的连接基(linkage)，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。
式(17)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。
Y为有机、无机或有机金属基团，例如，卤素如氯、溴、碘、氟；通式OE的醚基团，其中E为类似于X的一价烃基；R所示类型的一价烃基；或者其它取代基如硝基、氰基等，该取代基基本是惰性的，条件是每个芳核存在至少一个时并且优选两个卤原子。
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；芳基烷基如苄基，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。
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。
芳族基团Ar和Ar′上的羟基和Y取代基可以在芳环邻、间或对位变化，各基团可以相互处于任何可能的几何关系。
包括在上式范围内的是双酚，下述是其代表：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；和2，2-二-(3，5-二氯-4-羟基苯基)-丙烷、2，2-二-(3-溴-4-羟基苯基)-丙烷。同样包括在以上结构式中的是：1，3-二氯苯，1，4-二溴苯，1，3-二氯-4-羟基苯，和联苯如2，2’-二氯联苯、多溴化1，4-二苯氧基苯、2，4’-二溴联苯和2，4’-二氯联苯以及十溴二苯醚等。
另外可用的是低聚和多聚卤代芳族化合物，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。金属增效剂如氧化锑也可以与所述阻燃剂一起使用。当存在时，含卤阻燃剂的用量基于所述组合物的总重量可以是约0.1-约10wt％。
也可以使用无机阻燃剂，例如C2-16烷基磺酸盐的盐类，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和二苯砜磺酸钾等；通过使例如碱金属或碱土金属反应形成的盐(如锂、钠、钾、镁、钙和钡盐)和无机酸复盐，例如含氧阴离子络合物，如碳酸的碱金属和碱土金属盐，诸如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，无机阻燃剂盐的存在量基于所述组合物的总重量可以是约0.1-约5wt％。
辐射稳定剂也可以存在于所述组合物中，特别是γ-辐射稳定剂。适合的γ-辐射稳定剂包括二元醇，如乙二醇、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，如1，2-环戊烷二醇、1，2-环己烷二醇等；支化的无环二元醇，如2，3-二甲基-2，3-丁二醇(频哪醇)等，和多元醇，以及烷氧基取代的环状或无环烷烃。具有不饱和位的烯醇也是有用的一类醇，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-醇和9-癸烯-1-醇。另一类适合的醇是具有至少一个羟基取代的叔碳原子的叔醇。这些叔醇的实例包括2-甲基-2，4-戊二醇(己二醇)、2-苯基-2-丁醇、3-羟基-3-甲基-2-丁酮、2-苯基-2-丁醇等，以及脂环族叔碳如1-羟基-1-甲基-环己烷。另一类适合的醇是羟甲基芳族化合物，其具有在与芳环中的不饱和碳相连的饱和碳上的羟基取代。该羟基取代的饱和碳可以是羟甲基(-CH2OH)或者它可以是更复杂的烃基的一员，例如(-CR4HOH)或(-CR4 2OH)的情况，其中R4是复杂或简单的烃。具体的羟甲基芳族化合物可以是二苯基甲醇、1，3-苯二甲醇、苄醇、4-苄氧基苄醇和苄基苄醇。特定的醇为2-甲基-2，4-戊二醇(也称作己二醇)、聚乙二醇、聚丙二醇。γ-辐射稳定化合物的用量基于所述组合物的总重量可以是0.001-1wt％，特别地0.01-0.5wt％。
在一种实施方案中，所述组合物包含聚碳酸酯树脂，约0.01-约1.0g/m2无机红外屏蔽添加剂，和约0.001-约2.0g/m2炭黑。在另一实施方案中，所述组合物包含聚碳酸酯树脂，约0.0125-约0.75g/m2无机红外屏蔽添加剂，和约0.005-约1.75g/m2炭黑。在另一实施方案中，所述组合物包含聚碳酸酯树脂，约0.015-约0.6g/m2无机红外屏蔽添加剂，和约0.01-约1.55g/m2炭黑。在另一实施方案中，所述组合物包含聚碳酸酯树脂，约0.018-约0.56g/m2无机红外屏蔽添加剂，和约0.011-约1.54g/m2炭黑。该组合物可以在附加组分的使用没有不利影响所述组合物的期望性能的范围内包含附加组分，包括UV稳定剂、热稳定剂、填料、阻燃剂、增塑剂、抗氧化剂、光稳定剂、增塑剂、着色剂、抗静电剂、γ-射线稳定剂、包含一种或多种前述组分的组合等。因而所述组合物包含聚碳酸酯树脂、无机红外屏蔽添加剂、炭黑、以及非必要地任何附加组分，其中所用全部组分的总重量百分比总计达该组合物的100wt％。
所述组合物可以通过本领域通常可利用的方法进行生产，例如在一种实施方案中，一种操作方式中，在HENSCHEL-
Figure A20068003373800281
高速混合机中，首先共混粉状或粒状聚碳酸酯树脂、无机红外屏蔽添加剂、炭黑、UV添加剂、热稳定剂和任何任选的组分。包括担不限于手工混合的其他低剪切方法也可以完成该共混。然后，通过进料斗将共混物加入双螺杆挤出机的进料喉。作为选择地，一种或多种组分可以通过在进料喉和/或下游进料口直接加入挤出机来混入组合物中。上述添加剂也可以与所需的聚合物树脂配合成母料并加入挤出机中。挤出机一般在高于使组合物流动所需温度的温度下操作。将挤出物立即在水浴中骤冷并造粒。切割挤出物时，根据需要如此制成的粒料可以是四分之一英寸长或更小。所述粒料可以用于随后的模塑、成形或成型。
可以制备母料以便与基础树脂一起使用来制备所述组合物。本文使用的术语“母料”是指颗粒在载体树脂中的分散体，而且通常呈采用混合方法例如配合/挤出方法形成的粒料或小球形式。另外本文使用的术语“主共混物(masterblend)”一般是指标记的颗粒在粉末载体中的分散体。制备母料包括将含有载体树脂的主共混物、含有所述无机红外屏蔽添加剂和炭黑的红外屏蔽添加剂包、以及非必要地任何期望的附加组分例如所述UV添加剂和/或热稳定剂熔融混合。在一种实施方案中，该载体树脂是聚碳酸酯树脂。可以将母料与基础树脂和其他添加剂熔融混合以形成所述组合物。在一种实施方案中，所述基础树脂是聚碳酸酯树脂。在另一实施方案中，该基础树脂与用来制备母料的载体树脂相同。母料可以如上所述用混合机与基础树脂混合并且挤出。在一种实施方案中，在挤出机的进料喉混合母料和基础树脂。在另一实施方案中，将基础树脂加入到挤出机的进料喉，而且将母料加入到挤出机的下游进料口。
在一种实施方案中，母料包含载体树脂和红外屏蔽包，其中红外屏蔽添加剂包以该载体树脂和红外屏蔽添加剂包的总重量的约0.0001-约20wt％存在，而且该红外屏蔽添加剂包具有约0.001∶1-约70∶1的无机红外屏蔽添加剂与炭黑的重量比。在另一实施方案中，组合物包含载体树脂和红外屏蔽包，其中红外屏蔽添加剂包以该载体树脂和红外屏蔽添加剂包的总重量的约0.005-约15wt％存在，而且该红外屏蔽添加剂包具有约0.005∶1-约65∶1的无机红外屏蔽添加剂与炭黑的重量比。在另一实施方案中，组合物包含载体树脂和红外屏蔽包，其中红外屏蔽添加剂包以该载体树脂和红外屏蔽添加剂包的总重量的约0.001-约10wt％存在，而且该红外屏蔽添加剂包具有约0.01∶1-约60∶1的无机红外屏蔽添加剂与炭黑的重量比。
所述母料向基础树脂中的添加量基于该母料和基础树脂的总重量为约1-约80wt％，特别地约2-约60wt％，更特别地约3-约40wt％，再特别地约5-约30wt％，以及再特别地约10-约20wt％。
可以将所述组合物加工成诸如膜、片、多壁片、板等的制品。通常将组合物配合并且在能够赋予组合物剪切以分散无机IR吸收添加剂和UV吸收添加剂的装置中熔融或溶液共混。希望熔融共混组合物。所述共混装置的合适实例是挤出机(例如单和双螺杆挤出机)、布斯捏合机、helicones、
Figure A20068003373800291
共混机、HENSCHEL- 混合机、模塑机如注塑机、吹塑机、真空成型机等。当组合物在挤出机、布斯捏合机、混合机、helicone、共混机、HENSCHEL-
Figure A20068003373800303
等中熔融共混时，可以任选地希望进一步使熔融共混物经历辊轧机中的另外剪切。优选的共混方法是在注塑机中。
在一种实施方案中，在来自所述组合物的制品挤出时，可以将添加剂(例如无机IR吸收添加剂、炭黑和UV吸收添加剂)与聚碳酸酯树脂一起在进料喉部加入到挤出机中。在另一实施方案中，在制品的挤出中，可以将添加剂以母料形式加入到挤出机中。在将聚碳酸酯树脂送到挤出机进料喉的同时，可以将母料在挤出机的进料喉或在下游进料口加入。在一种示例性的实施方案中，在制品的生产中，将聚碳酸酯树脂送到单或双螺杆挤出机的进料喉，同时将无机IR吸收添加剂、炭黑和UV吸收添加剂以母料形式加入到下游进料口。
由所述组合物制造的制品可以是层状的例如膜、片、板、或其他模制品。膜是厚度约0.1-约1000微米的层，而通常片、板或其他模制品的厚度为大于约1000微米至约20毫米(mm)。
在特定的实施方案中，所述制品的厚度可以为约0.05-约20毫米(mm)，特别地约0.1-约15mm，更特别地约0.5-约12mm，以及再特别地约1-约10mm。
在一种实施方案中，由所述组合物制造的制品可以包含单层或多层的膜或片。单层的膜或片可以通常经由挤出(即膜或片材挤出)来制备。多层的膜或片可以通常经由挤出，随后在辊轧机或辊堆机(roll stack)中层压该膜或片来制备。单层或多层膜或片的单个层的挤出可以在单螺杆挤出机中或在双螺杆挤出机中进行。希望在单或双螺杆挤出机中挤出各层并且在辊轧机中层压各层。更希望在单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中共挤出各层以及任选地在辊轧机中层压各层。根据需要辊轧机可以是双辊或三辊辊轧机。需要时可以用单螺杆挤出机共挤出各层以便制造多层的膜或片。
在多壁制品中，根据需要构成多壁的各片可以具有相似或不同的组成。在一种实施方案中，与多壁制品如膜或片的制造相关，可以将用于该制品的所需组合物在共挤出之前单独预配混。在此情况下，在成形为合适的形状如粒料、片等之前，可以将预配混的组合物首先在双螺杆挤出机、单螺杆挤出机、布斯捏合机、辊轧机等中熔融共混，以便进一步的共挤出。然后可以将预配混的组合物送到各挤出机中用于共挤出。
如上所述，需要多层结构时，共挤出该多层制品的各层(即通过多层共挤出制备)。在一种实施方案中，在多层片共挤出的一种方式中，将来自各个挤出机的熔体流(挤出物)送入进料块(feed block)模头，其中在进入模头之前合并各个熔体流。在另一实施方案中，将来自各个挤出机的熔体流送入多岐管内部合并模头。不同的熔体流分别进入模头而且刚好在最后模头孔口内部汇合。在又一实施方案中，将来自各个挤出机的熔体流送入多岐管外部合并模头。该外部合并模头具有用于不同熔体流的完全分隔的岐管以及料流通过其分别离开模头的不同孔口，刚好在模头出口之外汇合。在仍然熔融时而且刚好在模头下游合并各层。用于多层片生产的示例性的模头是进料块模头。在示例性的实施方案中，用于多层片各层共挤出的挤出机分别是单螺杆挤出机。需要的话可以将共挤出的片任选地在辊轧机中压延。多层片的厚度可以为约0.5-约35毫米。
在又一实施方案中，在挤出以制造红外(IR)吸收制品之前或之后，可以使所述组合物进行模塑。该模塑可以通过注塑、压塑、挤塑、吹塑或包含这些过程之一的组合来进行。模塑之后可以进行进一步处理，例如成形、热成型、冷成型、切割、涂覆或包含这些过程的一种或多种的组合。
用于使所述组合物熔融流动的装置，例如注塑机、挤出机等，可以进行调节以适应流经它们的组合物的MVR，从而为了最佳的性能和外观使模塑过程最优化。European Norm 169和171各自描述在各标准列出的每个等级中规定的红外吸收性以及可见光和/或紫外吸收性的具体要求集合下，宽范围的制品红外吸收性能目标。对于防护眼镜用制品的最有效的制造，其中该制品的形状或尺寸没有变化但是就等级要求而言能够不同，希望将工艺的调整局限于制造该制品中所用的组合物以及使制造设备的调整减到最低限度。当为了具有不同等级要求的制品单独制备的组合物之间熔体流动速率(MVR)一致时，采用一种或多种上述方法，满足所述标准之一或两者内不同等级的要求的不同制品的制造可以得到简化。因此希望组合物的熔体流动性能一致以使制造设备的调整减到最低限度。使用包含无机红外屏蔽添加剂和炭黑的红外屏蔽添加剂包可以为由其制备的组合物提供一致的MVR值，其中该组合物可以满足EN 169和/或EN 171的给定等级要求。
因而，可用于满足European Norm EN 169和/或EN 171等级要求中的任一种要求的组合物与满足EN 169和/或EN 171不同等级要求下的要求的另一组合物，两者根据ISO 1133在300℃和1.2Kg下测定的MVR相差的量可以小于或等于约4立方厘米/10分钟流动(cc/10min)，特别地小于或等于约3.5cc/10min，更特别地小于或等于约3cc/10min，以及再特别地小于或等于约2.5cc/10min。
确定期望的EN 169和/或EN 171等级要求，而且通过选择用于上述制造的合适的红外屏蔽添加剂包，在由所述组合物制成的制品中达到该期望的等级要求。以足够满足至少一种上述EN要求的量存在而且另外提供期望的雾度和MVR的如此选择的红外屏蔽添加剂包具有最低的无机红外屏蔽添加剂含量和炭黑含量，其组合提供对于所用的无机红外屏蔽添加剂含量最佳的红外屏蔽，而且其具有上述的期望性能。在一种实施方案中，可以如上所述制备各自包含载体树脂和IR屏蔽添加剂包的多种母料并且与基础树脂和任何期望的添加剂共混来形成组合物，以至于用所述母料可以满足多种不同的等级要求，其中为了它们向组合物提供的上述期望性能(即等级要求、雾度、MVR)选择该母料。在另一实施方案中，可以制备两种或多种各自可用于满足上述EN 169和/或EN 171的不同等级要求的母料，而且可以选择并与基础树脂以不同比例组合以至于用该两种或多种母料可以满足多种不同的等级要求。
由所述组合物制造的制品理想地吸收相当量的红外(IR)辐射。在一种实施方案中，IR辐射是波长为780-2000纳米(nm)的近红外(NIR)光谱区中的辐射。在另一实施方案中，IR辐射是波长为780-1400纳米(nm)的近红外(NIR)光谱区中的辐射。制品吸收的量可以为制品表面上入射的IR辐射的大于或等于约5％，特别地大于或等于约20％，更特别地大于或等于约30％，再特别地大于或等于约40％，再特别地大于或等于约50％，再特别地大于或等于约60％以及再特别地大于或等于约99.99％。
在希望制品在电磁波谱的IR区中吸收尽可能多的电磁辐射的同时，也会希望制品透明和/或屏蔽电磁波谱可见区中的光。电磁波谱的可见区通常具有约400-约700nm的波长。因而，制品根据ASTM D1003-00用2.5mm厚度测定的可见区中的百分比透光率可以小于或等于约20％，特别地小于或等于约30％，更特别地小于或等于约40％，再特别地小于或等于约50％，以及再特别地小于或等于约75％。
通常希望由所述组合物获得的制品经过大于或等于约2年、特别地大于或等于约10年的时间在IR吸收能力上没有损失。在一种实施方案中，当暴露于周围环境条件下时经过2年时间IR吸收能力的损失(作为有效IR吸收剂含量的损失测定)可以小于或等于约7％，特别地小于或等于约5％，以及更特别地小于或等于约4％。在另一实施方案中，当暴露于周围环境条件下时经过10年时间IR吸收能力的损失可以小于或等于约10％。IR吸收的损失以期望的时间期间过去之后活性IR吸收添加剂的初始量与活性IR吸收添加剂的最终量之间的差值除以IR吸收添加剂的初始量来测定。
由所述组合物制成的制品可以有利地用于不希望暴露在有害的IR、UV或可见光辐射下的防护眼镜或其他个人防护设备(在本领域中称作“PPE”)应用中。所述应用包括焊接、吹制玻璃、铸造工作、冶金、金工、陶瓷烧制、其他窑和/或炉操作、其他高温加工等。由上述组合物制成的制品满足European Norm EN 169和/或EN 171的等级要求中的至少一种。
在一种实施方案中，制备不同种类的防护眼镜的方法包括，选择在载体树脂中含有包含至少两种添加剂的红外屏蔽添加剂包的母料，将该母料与基础树脂共混以形成组合物；以及将组合物模制成用于制备防护眼镜的制品。如此制成的防护眼镜满足European Norm EN 169和/或EN 171至少一个等级的各个要求。此外，用于制备根据EN 169和/或EN 171不同等级要求生产的不同防护眼镜的组合物根据ISO 1133在300℃和1.2Kg下测定的最高和最低的MVR相差小于或等于4、优选小于或等于2、更优选小于或等于1cc/10min。
在一种实施方案中，例如，用所述制品生产的防护眼镜可以是焊接护目镜。在另一实施方案中，例如，防护眼镜可以是焊接工面罩的护目镜板。在另一实施方案中，例如，防护眼镜可以是铸造工作和/或吹制玻璃用的护目镜。本领域技术人员会理解由所述制品如此制成的防护眼镜可以用于希望保护眼睛不受有害的红外和/或可见光辐射的各种不同应用。因而，在前述实例中举出的或隐含的任何应用不应当被认为限制所述制品和/或防护眼镜的应用。
在一种实施方案中，所述制品可以任选地涂覆有涂层以提高各种表面性质。可以施加涂层以改善抗划伤性、抗结雾性等，提高抗静电性能，使表面易于清洁，提供抗反射性能等。
所述组合物可以由下列非限制性实施例进一步进行说明。
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。用于该研究的彩色板在具有设定在280-290-300-295℃下的4个温度区的Engel75T模塑设备上模塑(模具温度90℃)。
由凝胶渗透色谱法(GPC)用交联的苯乙烯-二乙烯基苯凝胶柱、约1毫克/毫升的试样浓度测定聚合物分子量，并且用聚碳酸酯标样校准。熔体体积流速(MVR)测量根据ISO 1133在300℃和1.2Kg下完成。聚碳酸酯颗粒的预干燥在120℃下进行2小时。根据ASTM D1003-00对2.5毫米彩色板测定雾度和透射率(％T)。宽频光谱透射率在Hitachi U4100分光光度计上测定。来自Hitachi U4100的透射率数据用来根据不同等级的European Norm EN169和EN 171指出试样“合格”或“不合格”。
用于制备实施例和比较例中所用材料的组分列于下表1中。
表1
  组分   材料种类   商品名   来源
  PC   双酚-A聚碳酸酯树脂(粉末)，Mw＝30,500   LexanTM   GE Plastics
  UV5411 UV吸收剂   CyasorbTM UV5411光吸收剂   Cytec
  I-168   (三(2，4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯)(稳定剂)   IrgafosTM 168   Great LakesChemical
  CB 炭黑   MonarchTM 800炭黑   Cabot B.V.
  LaB6   六硼化镧   KHCS-06(CAS#12008-21-8)   Sumitomo MetalMining Co.Ltd.
对于以下的实施例和比较例，用含有0.3wt％UV5411和500ppm I-168的PC树脂制备基础聚碳酸酯组合物。LaB6和炭黑的浓度在以下数据中表示成克/平方米层试样。
实施例1和比较例1和2。用选择的LaB6(全部)和炭黑(实施例1)含量制备下列实施例和比较例，以证明满足EN 171要求和MVR性能之间的特性平衡。实施例和比较例的光谱要求的结果概括成合格或不合格(EN 171)。
表2
  实施例1a   比较例1a   比较例2a
  LaB6(g/m2)   0.48   1.56   0.48
  CB(g/m2)   0.24   0   0
  EN 171要求(等级：5)b   合格   合格   不合格
  300℃和12Kg下的MVR(cc/10min) 7 10 7
a所有实施例和比较例都是1.0mm厚。
bEN 171等级5要求为：光透射率最大3.2％，最小1.2％；红外中的最大平均光谱透射率(％TNIR)对于780-1400nm为0.71％，以及对于780-2000nm为10.6％。
表2中的数据显示在用炭黑代替部分的LaB6之后MVR值的明显差异。实施例1和比较例1都满足EN 171等级5要求，但是比较例1具有明显更高的MVR，其对于护目镜材料生产(例如挤塑方法)会具有不利影响。具有与实施例1相同的LaB6含量但是没有CB的比较例2具有可接受的MVR，然而不满足EN 171等级5标准。
出于比较目的给出图1，其显示具有这些组分的聚碳酸酯组合物的MVR与LaB6之间的关系。图1显示出从0wt％到0.32wt％所加LaB6的逐渐增加的LaB6含量下组合物的MVR。在该范围内提高LaB6含量导致MVR的增加，其从0wt％所加LaB6下5.3cc/10min的初始MVR增加到LaB6含量为0.32wt％所加LaB6时的21.5cc/10min。因而，这些结果显示出MVR对LaB6含量的强依赖性。
实施例2和3及比较例3-6。用LaB6(全部)和炭黑(实施例2和3)含量制备下列实施例和比较例，以证明满足EN 169要求和雾度性能之间的特性平衡。实施例和比较例的光谱要求的结果概括成合格或不合格(EN 169)。
表3
Figure A20068003373800351
c所有实施例和比较例都是2.5mm厚。
dEN 169等级1.7要求为：最大UV光谱透射率：313nm下0.0003％，365nm下22.0％；光透射率最大58.1％，最小43.2％；红外中的最大平均光谱透射率(％TNIR)对于780-1400nm为40.0％。
eEN 169等级2.5要求为：最大UV光谱透射率：313nm下0.0003％，365nm下6.4％；光透射率最大29.1％，最小17.8％；红外中的最大平均光谱透射率(％TNIR)对于780-1400nm为15.0％。
表3中的数据显示与仅用LaB6的配制剂相比，当LaB6与炭黑组合时雾度的差异。实施例2和比较例3都满足等级2.5透射率要求(EN 169)，但是用炭黑代替部分的LaB6(实施例2)显示出2.2的较低雾度值。在实施例3和比较例5的对比中观察到相同效果，其中两者满足等级1.7(EN 169)要求，但是使用LaB6和CB组合的实施例3具有1.4的明显更低的雾度。各自在其相应的EN 169标准中不合格的比较例4和6证明炭黑带来的改进，其在较低雾度下满足EN 169等级2.5和1.7要求中提高给定LaB6含量的有效性，以及分别容许减少的含量以满足实施例2和3中的这些要求。
出于比较目的给出图2来证明没有添加炭黑的组合物中提高LaB6含量与增加雾度之间的关系。可以假设对于超过0.45g/m2的LaB6含量能够外推雾度的进一步提高。在这些过量含量下的雾度测量由于分析设备的限制而无法获得。然而，各自达到EN 169等级5要求的两个试样(厚1.0mm)在可见光源照射下的定性视觉比较显示出，与含有0.48g/m2LaB6和0.24g/m2炭黑的另一试样相比，含有1.56g/m2LaB6的试样使更多光漫射，即具有更高的雾度。
实施例4：确定适合于满足EN 169和/或EN 171要求的组合物的LaB6和炭黑含量的方法。已经研究出传递函数来估算达到EN 169和/或EN 171中具体的UV、VIS和IR透射率要求所需的炭黑和LaB6水平。该传递函数来源于如表4中给出的一组实验(1mm)：
表4
配方号f LaB6(g/m2) C.B.(g/m2) 平均％TVIS   780-1400nm下的平均％TNIR   780-2000nm下的平均％TNIR
  1234567891011121314151617181920212223   0.065750.0336250.065750.00150.0336250.065750.00150.0336250.00150.00150.065750.00150.050.060.040.050.040.0250.030.020.010.0050.005   0.0500.0500.1000.0000.0000.0000.0000.1000.0000.1000.1000.1000.0400.0300.0300.0200.0200.0150.0100.0050.0050.0010.000   0.0320.0980.00008282.525.210.081.80.0002182.30.00800.0004800350.00520.130.270.761.061.716.2910.224.436.062.871.5   0.0310.250.001877.23.160.3775.70.01276.40.430.00320.300.140.110.450.310.653.062.648.0423.147.250.6   1.492.660.1777.719.710.476.70.2577.21.070.340.802.743.315.515.657.2513.815.224.437.657.360.6
f表4中的所有实施例都是1.0mm厚。
传递函数(方程)源自上述数据，并且用上述数据的曲线的最小平方多项式拟合来确定。方程如下：
Log10(％TVIS)＝-1.03+(-0.64*[LaB6])+(-2.28*[CB])+(0.24*[LaB6]2)+(-0.15*[LaB6]*[CB])；(方程1)
Log10(％TNIR(780-1400nm))＝1.95418+(-51.52787*[LaB6])+(-23.09434*[CB])+(249.97741*[LaB6]2)；(方程2)
Log10(％TNIR(780-2000nm))＝1.91554+(-24.10754*[LaB6])+(-19.34173*[CB])+(161.13859*[LaB6]2)+(41.93046*[LaB6]*[CB])；(方程3)
其中％TVIS是可见光谱中的％透射率，％TNIR(780-1400nm)是780-1400纳米的近IR区中的％透射率，％TNIR(780-2000nm)是780-2000纳米的近IR区中的％透射率，[LaB6]是以g/m2计的LaB6浓度，和[CB]是以g/m2计的炭黑浓度。该方程可以用于计算两种标准中各等级所需的碳的最大水平。表3和表4(以下)显示可以用于达到与EN 169和EN 171一致的值的炭黑最大量。反过来，用于达到这些值的LaB6的量可以最小化。
用上述数据和方程确定时，基于标准炭黑(来自Cabot BV的MonarchTM800)可以使用的炭黑量为0.011g/m2(例如表3中的实施例3)至1.54g/m2。由于观察到不同种类的炭黑在可见光透射率(％TVIS)上会具有高达10％的偏差而且在使用其他着色剂如染料时高达100％，推荐使用标准碳黑。
用传递方程1-3，计算出炭黑的最佳含量(以g/m2计)以满足EN 169(表5)和EN 171(表6)的护目镜等级标准。用方程1-3计算出的这些值如下：
表5
Figure A20068003373800381
表6
Figure A20068003373800382
用表5和6所示的值，可以确定满足EN 169和/或EN 171任一等级数的要求的LaB6和炭黑的最佳用量。这些最佳用量可用于确保满足特定等级要求的组合物最低的可能雾度值。
除非上下文明确地另作指示，单数形式“一”、“一种”和“该”包括复数对象在内。叙述相同特性的所有范围的端点是可组合的以及包括所述端点在内。所有参考文献都通过引用并入本文。
虽然为了举例说明已经阐述了通常的实施方案，但是不应当认为前述说明是对本文范围的限制。因此，在不脱离本文的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以想到各种改变、调整和替代物。

Claims (26)

1.一种组合物，其包含：
聚碳酸酯树脂，
无机红外屏蔽添加剂，和
炭黑，
其中由所述组合物制成的制品具有每平方米约0.01-约1.0克的无机红外屏蔽添加剂和每平方米约0.001-约2.0克的炭黑。
2.权利要求1的组合物，其中由所述组合物制成的制品满足对于European Norm EN 169和/或EN 171至少一个等级的各个要求。
3.权利要求1的组合物，其中由所述组合物制成的制品的雾度小于约5％，根据ASTM D1003-00在约2.5mm厚度下测定。
4.权利要求1的组合物，其中所述聚碳酸酯树脂包含双酚-A聚碳酸酯。
5.权利要求1的组合物，其中所述无机红外屏蔽添加剂选自LaB6、NdB6、PrB6、CeB6、GdB6、TbB6、DyB6、HoB6、YB6、SmB6、EuB6、LaB6、TmB6、YbB6、LuB6、SrB6、TiB2、ZrB2、HfB2、VB2、TaB2、CrB、CrB2、MoB2、Mo2B5、MoB、W2B5、K(WO3)3、Rb(WO3)3、Cs(WO3)3、Tl(WO3)3或包含至少一种前述无机红外屏蔽添加剂的组合。
6.包含权利要求1的组合物的制品。
7.权利要求6的制品，其中所述制品是防护眼镜。
8.一种制品，其包含组合物层，其中所述组合物包含：
聚碳酸酯树脂，
无机红外屏蔽添加剂，和
炭黑，
以及其中所述层具有每平方米约0.01-约1.0克的无机红外屏蔽添加剂和每平方米约0.001-约2.0克的炭黑。
9.一种制品，其包含组合物，其中所述组合物包含：
聚碳酸酯树脂，
无机红外屏蔽添加剂，和
炭黑，
其中所述组合物具有约0.75-约10,000ppm的所述无机红外屏蔽添加剂和每百万份约1-约27,000份的炭黑。
10.权利要求1的组合物，其中由所述组合物制成的制品满足对于European Norm EN 169和/或EN 171至少一个等级的各个要求。
11.一种母料，其包含
包含聚碳酸酯树脂的载体树脂，和
红外屏蔽添加剂包，其含有：
无机红外屏蔽添加剂，和
炭黑，
其中所述红外屏蔽添加剂包中的无机红外屏蔽添加剂与炭黑的重量比为约0.001∶1-约70∶1，以及其中所述红外屏蔽添加剂包在所述母料中的存在量是所述载体树脂与红外屏蔽添加剂包的总重量的约0.0001-约20wt％。
12.权利要求11的母料，其中所述无机红外屏蔽添加剂选自LaB6、NdB6、PrB6、CeB6、GdB6、TbB6、DyB6、HoB6、YB6、SmB6、EuB6、LaB6、TmB6、YbB6、LuB6、SrB6、TiB2、ZrB2、HfB2、VB2、TaB2、CrB、CrB2、MoB2、Mo2B5、MoB、W2B5、K(WO3)3、Rb(WO3)3、Cs(WO3)3、Tl(WO3)3或包含至少一种前述无机红外屏蔽添加剂的组合。
13.包含权利要求11的母料的组合物。
14.一种方法，其包括将
(A)母料，与
(B)基础树脂共混以形成组合物，
所述母料包含
(i)载体树脂，和
(ii)红外屏蔽添加剂包，其含有
无机红外屏蔽添加剂，和
炭黑；；以及
模塑或挤出所述组合物以形成制品；
其中所述红外屏蔽添加剂包中的无机红外屏蔽添加剂与炭黑的重量比为约0.001∶1-约70∶1；以及
其中所述母料的所述红外屏蔽添加剂包的存在量为所述载体树脂与红外屏蔽添加剂包的总重量的约0.0001-约20wt％；以及
其中所述防护眼镜满足对于European Norm EN 169和/或EN 171至少一个等级的各个要求。
15.权利要求14的方法，其中所述母料的添加量为所述母料与所述基础树脂总重量的约5-约20wt％。
16.权利要求14的方法，其中所述载体树脂和所述基础树脂各自包含聚碳酸酯树脂。
17.权利要求14的方法，其中所述无机红外屏蔽添加剂选自LaB6、NdB6、PrB6、CeB6、GdB6、TbB6、DyB6、HoB6、YB6、SmB6、EuB6、LaB6、TmB6、YbB6、LuB6、SrB6、TiB2、ZrB2、HfB2、VB2、TaB2、CrB、CrB2、MoB2、Mo2B5、MoB、W2B5、K(WO3)3、Rb(WO3)3、Cs(WO3)3、Tl(WO3)3或包含至少一种前述无机红外屏蔽添加剂的组合。
18.制备不同种类防护眼镜的方法，其包含
选择母料，所述母料在载体树脂中含有包含至少两种添加剂的红外屏蔽添加剂包；
将所述母料与基础树脂共混以形成组合物；以及
将所述组合物模塑或挤出成用于制备防护眼镜的制品，
其中如此制成的防护眼镜满足European Norm EN 169和/或EN 171至少一个等级的各个要求，以及其中用于制备根据EN 169和/或EN 171不同等级要求生产的不同防护眼镜的组合物根据ISO 1133在300℃和1.2Kg下测定的最高和最低的MVR相差小于或等于4cc/10min。
19.权利要求18的方法，其中用于制备根据EN 169和/或EN 171不同等级要求生产的不同防护眼镜的组合物根据ISO 1133在300℃和1.2Kg下测定的最高和最低的MVR相差小于或等于2cc/10min。
20.权利要求19的方法，其中用于制备根据EN 169和/或EN 171不同等级要求生产的不同防护眼镜的组合物根据ISO 1133在300℃和1.2Kg下测定的最高和最低的MVR相差小于或等于1cc/10min。
21.权利要求18的方法，其中所述两种添加剂包含无机红外屏蔽添加剂和炭黑。
22.权利要求21的方法，其中所述无机红外屏蔽添加剂选自LaB6、NdB6、PrB6、CeB6、GdB6、TbB6、DyB6、HoB6、YB6、SmB6、EuB6、LaB6、TmB6、YbB6、LuB6、SrB6、TiB2、ZrB2、HfB2、VB2、TaB2、CrB、CrB2、MoB2、Mo2B5、MoB、W2B5、K(WO3)3、Rb(WO3)3、Cs(WO3)3、Tl(WO3)3或包含至少一种前述无机红外屏蔽添加剂的组合。
23.权利要求18的方法，其中所述载体树脂和所述基础树脂各自包含聚碳酸酯树脂。
24.权利要求18的方法，其中所述母料的添加量为所述母料与所述基础树脂总重量的约5-约20wt％。
25.权利要求18的方法，其中模塑包括注塑、压塑、挤塑、或包含这些模塑之一的组合；以及其中任选地在模塑之后进行加工，其包括成形、热成型、冷成型、切割、涂覆或包含这些加工之一的组合。
26.权利要求18的方法，其中挤出包括薄膜挤出、片材挤出、多层共挤出或包含一种或多种这些挤出的组合；以及其中任选地在挤出之后进行加工，其包括成形、热成型、冷成型、切割、涂覆或包含这些加工之一的组合。
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