发明概述
在一个实施方案中,通过包含间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚酯单元和碳酸酯单元的聚酯-聚碳酸酯聚合物以及包含对苯二甲酸乙二酯单元、1,4-环己基二亚甲基对苯二甲酸酯单元或者对苯二甲酸乙二酯单元与1,4-环己基二亚甲基对苯二甲酸酯单元的结合(物)(combination)的聚(亚烷基酯)的热塑性组合物来减少本领域的上述缺陷,其中在聚酯-聚碳酸酯聚合物内的间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚酯单元的摩尔百分数和在聚(亚烷基酯)聚合物内的1,4-环己基二亚甲基对苯二甲酸酯单元的摩尔百分数之和为大于40的数值。在具体的实施方案中,聚酯-聚碳酸酯和聚(亚烷基酯)聚合物以20∶80-80∶20的重量比存在于热塑性组合物内。
在另一实施方案中,热塑性组合物包括基本上由间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚酯单元和碳酸酯单元组成的聚酯-聚碳酸酯聚合物,以及基本上由对苯二甲酸乙二酯单元、1,4-环己基二亚甲基对苯二甲酸酯单元或对苯二甲酸乙二酯单元与1,4-环己基二亚甲基对苯二甲酸酯单元的结合组成的聚(亚烷基酯),其中在聚酯-聚碳酸酯内的间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚酯单元的摩尔百分数大于或等于酯和聚碳酸酯单元总摩尔数的1mol%,其中聚酯-聚碳酸酯和聚(对苯二甲酸亚烷酯)以20∶80-80∶20的重量比存在,并且其中在聚酯-聚碳酸酯聚合物内的间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚酯单元的摩尔百分数和在聚(亚烷基酯)聚合物内的1,4-环己基二亚甲基对苯二甲酸酯单元的摩尔百分数之和为大于40的数值。
在另一实施方案中,形成热塑性组合物的方法包括熔体结合含间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚酯单元和碳酸酯单元的聚酯-聚碳酸酯,以及含对苯二甲酸乙二酯单元、1,4-环己基二亚甲基对苯二甲酸酯单元或对苯二甲酸乙二酯单元与1,4-环己基二亚甲基对苯二甲酸酯单元的结合的聚(亚烷基酯),其中选择聚酯-聚碳酸酯和聚亚烷基酯,以在聚酯-聚碳酸酯聚合物内的间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚酯单元的摩尔百分数和在聚(对苯二甲酸亚烷酯)聚合物内的1,4-环己基二亚甲基对苯二甲酸酯单元的摩尔百分数之和为大于40的数值。
在另一实施方案中,热塑性组合物基本上由含间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚酯单元和碳酸酯单元的聚酯-聚碳酸酯聚合物,以及含对苯二甲酸乙二酯单元、1,4-环己基二亚甲基对苯二甲酸酯单元或对苯二甲酸乙二酯单元与1,4-环己基二亚甲基对苯二甲酸酯单元的结合物的聚(亚烷基酯)组成,其中在聚酯-聚碳酸酯聚合物内的间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚酯单元的摩尔百分数和在聚(亚烷基酯)聚合物内的1,4-环己基二亚甲基对苯二甲酸酯单元的摩尔百分数之和为大于40的数值。
在另一实施方案中,热塑性组合物由包含间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚酯单元和碳酸酯单元的聚酯-聚碳酸酯聚合物、包含对苯二甲酸乙二酯单元、1,4-环己基二亚甲基对苯二甲酸酯单元或对苯二甲酸乙二酯单元与1,4-环己基二亚甲基对苯二甲酸酯单元的结合物的聚(亚烷基酯),以及0-5wt%的添加剂组成,其中在聚酯-聚碳酸酯聚合物内的间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚酯单元的摩尔百分数和在聚(亚烷基酯)聚合物内的1,4-环己基二亚甲基对苯二甲酸酯单元的摩尔百分数之和为大于40的数值,并且选择添加剂的类型和用量,以使热塑性组合物的所需性能没有受到负面影响。
在另一实施方案中,还公开了含该热塑性组合物的制品。
通过下述详细说明例举以上所述和其他的特征。
发明详述
令人惊奇地,已发现:包含间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚酯单元(ITR)和碳酸酯单元的聚酯-聚碳酸酯聚合物,与包含对苯二甲酸乙二酯单元和/或1,4-环己基二亚甲基对苯二甲酸酯单元(CHDM)的聚(亚烷基酯)聚合物的共混物的透明度高。当聚酯-聚碳酸酯聚合物内的ITR酯单元的摩尔百分数和聚(亚烷基酯)聚合物内CHDM单元的摩尔百分数之和大于40时,这些聚合物的共混物是透明的。除了透明度和所需的机械性能以外,该组合物还具有所需的、杰出的耐候老化性(weatherability)。
此处所使用的术语“烷基(alkyl)”是指直链或支链的单价烃基;“亚烷基(alkylene)”是指直链或支链的二价烃基;“偏亚烷基(alkylidene)”是指直链或支链的二价烃基且两个价态在同一个碳原子上;“(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单价烃基;“环烷基”是指具有至少三个碳原子的非芳族单价单环或多环烃基,“环亚烷基(或环烯)”是指具有至少三个碳原子的非芳族的脂环族二价烃基,或具有至少一个不饱和度;“芳基”是指在一个或多个芳环上仅仅含碳的芳族单价基团;“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,举例,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,其中苄基是例举的芳烷基;“酰基”是指具有通过羰基碳桥(-C(=O)-)连接具有所指碳原子数的以上定义的烷基得到的基团;“烷氧基”是指具有通过氧桥(-O-)连接具有所指碳原子数的以上定义的烷基得到的基团;“芳氧基”是指具有通过氧桥(-O-)连接具有所指碳原子数的以上定义的芳基得到的基团。
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何一个或多个氢原子,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。可允许取代基和/或变量组合,条件是该取代没有对化合物的合成或使用产生显著的负面影响。
热塑性组合物包括含聚碳酸酯的共聚物,此处所使用的术语“聚碳酸酯”和“聚碳酸酯树脂”是指具有式(1)表示的碳酸酯重复结构单元的组合物:
其中R1基总数中的至少60%是芳族有机基团,其余为脂族、脂环族或芳族基团。在一个实施方案中,每一R1是芳族有机基团。在另一实施方案中,每一R1是式(2)表示的基团:
-A1-Y1-A2-(2)
其中每一A1和A2是单环二价芳基,Y1是具有一个或两个隔开A1与A2的原子的桥连基团。在例举的实施方案中,A1与A2被一个原子隔开。举例而言,这类基团的非限定性实例是-O-、-S-、-S(O)-、-S(O2)-、-C(O)-、亚甲基、环己基-亚甲基、2-[2,2,1]-双环偏亚庚基、偏亚乙基、偏亚异丙基、偏亚新戊基、偏亚环己基、偏亚环十五烷基、偏亚环十二烷基和偏亚金刚烷基。桥连基团Y1可以是烃基或饱和烃基,例如亚甲基、偏亚己基或偏亚异丙基。在另一实施方案中,Y1是连接A1和A2的碳碳键(-)。
可通过包括式HO-R1-OH的二羟基化合物(它包括式(3)的二羟基芳族化合物)的界面反应,生产聚碳酸酯:
HO-A1-Y1-A2-OH (3)
其中Y1、A1和A2如上所述。还包括通式(4)的双酚化合物:
其中Ra和Rb各自代表卤素原子或单价烃基,可相同或不同;p和q各自独立地为整数0-4,Xa表示式(5)的基团之一:
其中Rc和Rd各自独立地代表氢原子或单价直链烷基或环亚烷基,Re是二价烃基。在一个实施方案中,Rc和Rd代表环亚烷基;或含杂原子的环亚烷基,所述环亚烷基包括价态大于或等于2的碳原子、杂原子或含至少一个杂原子和至少两个碳原子的结合物。在含杂原子的环亚烷基中使用的合适的杂原子包括-O-、-S-和-N(Z)-,其中Z是选自下述中的取代基:氢、羟基、C1-12烷基、C1-12烷氧基或C1-12酰基。若存在,环亚烷基或含杂原子的环亚烷基可具有3-20个原子,可以是单饱和或不饱和环或稠合的多环体系,其中稠合的环是饱和、不饱和或芳族的。
合适的聚碳酸酯进一步包括由含烷基环己烷单元的双酚衍生的那些。这种聚碳酸酯具有式(6)的结构单元:
其中R
a-R
d各自独立地为氢、C
1-12烷基或卤素;取代基R
e-R
i和R
e’-R
i’各自独立地为氢或C
1-12烷基。取代基可以是脂族或芳族、直链、环状、双环、支链、饱和或不饱和的。在具体的实施方案中,含烷基环己烷的双酚,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玻璃化转变温度高且热变形温度高的聚碳酸酯聚合物。这种含异佛尔酮双酚的聚碳酸酯对应于式(6),其中R
f、R
f’和R
h均是甲基;R
e、R
e’、R
g、R
g’、R
h’、R
i和R
i’各自是氢;R
a-R
d如上所定义。这些异佛尔酮双酚类聚合物,其中包括含有非烷基环己烷双酚的聚碳酸酯共聚物以及含有烷基环己基双酚的聚碳酸酯与非烷基环己基双酚聚碳酸酯的共混物,由Bayer Co.以商品名APEC
供应。
合适的二羟基化合物的一些例举性的非限定性实例包括下述: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-笨氧基-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)氟、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(phthalide)、2,6-二羟基二苯并-p-二噁英(dioxin)、2,6-二羟基噻蒽、2,7-二羟基酚黄素(phenoxathin)、2,7-二羟基-9,10-二甲基吩嗪、3,6-二羟基二笨并呋喃、3,6-二羟基二苯并噻吩和2,7-二羟基咔唑和类似物以及含至少一种前述二羟基化合物的结合物。
用式(3)表示的双酚化合物类的具体实例包括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“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(phthalimidine)、2-苯基-3,3-双(4-羟苯基)苯并[c]吡咯酮(PPPBP)和1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷(DMBPC)。也可使用含至少一种前述二羟基化合物的结合物。
另一二羟基芳族基团R1衍生于式(7)的二羟基芳族化合物:
其中每一Rf独立地为卤素原子、C1-12烃基或C1-12卤素取代的烃基,p为0-4。卤素通常是溴。可用式(7)表示的化合物的实例包括间苯二酚、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、2,4,5,6-四氟间苯二酚、2,4,5,6-四溴间苯二酚或类似物;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、2,3,5,6-四溴氢醌或类似物;或含至少一种前述化合物的结合物。
此处所使用的“聚碳酸酯”和“聚碳酸酯树脂”进一步包括均聚碳酸酯、在碳酸酯内含不同R1部分的共聚物(此处称为“共聚碳酸酯”)、含碳酸酯单元和其他类型聚合物单元如酯单元的共聚物,以及含一种或多种均聚碳酸酯和共聚碳酸酯的结合物。此处所使用的“结合物”包括共混物、混合物、合金、反应产物和类似物。
在具体的实施方案中,当使用时,聚碳酸酯可以是由双酚A衍生的直链均聚物,其中每一A1和A2为对亚苯基,Y1是偏亚异丙基。聚碳酸酯在25℃下在氯仿中测定的特性粘度(intrinsic viscosity)为0.3-1.5分升/克(dl/g),具体0.45-1.0dl/g。聚碳酸酯的重均分子量(Mw)可以是10,000-100,000,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,并采用聚碳酸酯标准物校正。
在一个实施方案中,聚碳酸酯具有适合于制造薄型制品(thin article)的流动性能。熔体体积流动速度(常常简称为MVR)测量在预定的温度和负载下热塑性树脂挤出经过孔隙的速度。适合于形成薄型制品的聚碳酸酯在300℃/1.2kg下根据ASTMD 1238-04测量的MVR为0.5-80cc/10min。在具体的实施方案中,合适的聚碳酸酯组合物是在300℃/1.2kg下根据ASTMD1238-04测量的MVR为0.5-50cc/10min,具体为0.5-25cc/10min,更具体1-15cc/10min。可使用不同流动性能的聚碳酸酯的混合物以实现总体所需的流动性能。
聚碳酸酯的透光率大于或等于55%,具体大于或等于60%,更具体地,大于或等于70%,根据ASTMD1003-00在2.5mm的厚度上测量。聚碳酸酯的雾度也可小于或等于50%,具体小于或等于40%,最具体小于或等于30%,根据ASTMD1003-00在2.5mm的厚度上测量。
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)。这种共聚物聚合物除了含有式(1)的碳酸酯重复单元以外,还含有式(8)的重复单元:
其中D是衍生于二羟基化合物的二价基团,且可以是例如C2-10亚烷基、C6-30脂环族基团、C6-30芳族基团或多氧亚烷基,其中亚烷基含有2-6个碳原子,具体2、3或4个碳原子;且T二价基团衍生于二羧酸且可以是例如C2-10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。
在一个实施方案中,D是C2-6亚烷基。在另一实施方案中,D衍生于上式(4)的芳族二羟基化合物,在另一实施方案中,D衍生于上式(7)的芳族二羟基化合物。
制备聚酯可使用的芳族二羧酸的实例包括邻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’-双苯甲酸,以及含至少一种前述酸的混合物。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、环己烷二羧酸或其混合物。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91∶1-2∶98。在另一具体的实施方案中,D是C2-6亚烷基,T是p-亚苯基、m-亚苯基、萘、二价脂环族基团或其混合物。
在一个实施方案中,聚丙烯酸酯包括式(9)所示的间苯二酚丙烯酸酯聚合物:
其中Rf和p如式(7)中所定义,m大于或等于1。在p为0的情况下,Rf是氢。在一个实施方案中,m为2-500。在另一实施方案中,间苯二甲酸与对苯二甲酸的摩尔比可以是约0.25∶1-约4.0∶1。
在一个实施方案中,有用的芳族聚酯嵌段可包括例如聚(间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚)酯、聚(间苯二甲酸-对苯二甲酸-双酚A)酯、聚[(间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚)酯-共-(间苯二甲酸-对苯二甲酸-双酚A)]酯或含这些中的至少一种的结合物。还加以考虑具有微量,例如约0.5-约10wt%衍生于脂族二酸和/或脂族多元醇的单元,以制备共聚酯的芳族聚酯。
除了酯单元以外,聚酯-聚碳酸酯还包括在上式(1)中所述的碳酸酯单元。在一个实施方案中,式(1)的碳酸酯单元可衍生于式(7)、式(4)、式(7)的芳族二羟基化合物,或含至少一种前述二羟基化合物的结合物。在一个实施方案中,具体的碳酸酯单元衍生于双酚A碳酸酯和/或间苯二酚碳酸酯单元。
因此,在一个实施方案中,聚酯-聚碳酸酯具有式(10)所示的结构:
其中Rf、p和m如式(9)中所定义,每一R1独立地为C6-30亚芳基,n大于或等于1。在一个实施方案中,m为2-500和n为2-500。在具体的实施方案中,m为3-300,n为3-300。
具体地,聚酯-聚碳酸酯中的聚酯单元可以由间苯二甲酸和对苯二甲酸(或其衍生物)的结合物,与间苯二酚、双酚A或含这些中的至少一种的结合物的反应得到,其中间苯二甲酸酯单元与对苯二甲酸酯单元的摩尔比是91∶9-2∶98,具体85∶15-3∶97,更具体80∶20-5∶95,仍更具体70∶30-10∶90。聚碳酸酯单元可衍生于间苯二酚和/或双酚A,其中间苯二酚碳酸酯单元与双酚A碳酸酯单元的摩尔比为0∶100-99∶1。在一个实施方案中,聚酯-聚碳酸酯聚合物包括间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚(ITR)酯单元。此处所使用的间苯二甲酸-对苯二甲酸-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结合物。在具体的实施方案中,间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚酯单元包括间苯二甲酸-间苯二酚酯单元和对苯二甲酸-间苯二酚酯单元的结合物。在聚酯-聚碳酸酯内ITR酯单元与碳酸酯单元的摩尔比为1∶99-99∶1,具体5∶95-95∶5,更具体10∶90-90∶10,仍更具体20∶80-80∶20。在具体的实施方案中,聚酯-聚碳酸酯是聚(间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚酯)-共-(双酚A碳酸酯)聚合物。
当考虑在此处所述的热塑性组合物内使用其他树脂时,具有ITR酯单元和碳酸酯单元的聚酯-聚碳酸酯聚合物尤其适合于在此处的热塑性组合物中使用。因此,在另一实施方案中,聚酯-聚碳酸酯的共聚物由间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚酯单元和碳酸酯单元组成。
聚酯-聚碳酸酯的重均分子量(Mw)可以是1,500-100,000,具体1,700-50,000,更具体2,000-40,000。分子量使用交联的苯乙烯-二乙烯基苯柱,通过凝胶渗透色谱法(GPC)来进行测定,并相对于BPA-聚碳酸酯基准来校正。在约1mg/ml的浓度下制备样品,并在约1.0ml/min的流速下洗脱。
可通过诸如界面聚合和熔体聚合之类的方法制备共聚物内的合适的聚碳酸酯或聚碳酸酯嵌段。尽管界面聚合的反应条件可以变化,但例举的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,添加所得混合物到合适的与水互不混溶的溶剂介质内,并在合适的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PH如8-10下接触该反应物与碳酸酯前体。最常用的与水混溶的代表性溶剂包括二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯苯、甲苯和类似物。合适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或类似物)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或类似物)。也可使用含至少一种前述类型碳酸酯前体的结合物。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。链终止剂可以是至少一种一元酚化合物、一元羧酸酰氯和/或单氯代甲酸酯。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。
例如,适合于用作链终止剂的一元酚化合物包括单环酚,例如苯酚、C1-C22烷基取代的苯酚、p-枯基-苯酚、p-叔丁基苯酚、羟基联苯;联苯酚的单醚,例如p-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。一元酚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和类似物。具体,一元酚链终止剂包括苯酚、p-枯基苯酚和/或间苯二酚单苯甲酸酯。
一元羧酸酰氯(mono-carboxylic acid chloride)也可合适地作为链终止剂。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(nadimido)苯甲酰氯及其混合物,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混合物。具有最多22个碳原子的脂族单羧酸的酰氯是合适的。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合适的。同样合适的是单氯代甲酸酯,其中包括单环、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混合物。
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,其中每一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。在一个实施方案中,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%。在另一实施方案中,基于光气化混合物内的二羟基化合物的重量,有效量的相转移催化剂可以是0.5-2wt%。
或者,可使用熔体工艺,制备聚碳酸酯或聚碳酸酯嵌段。一般地,在熔体聚合工艺中,可在Banbury
混合器、双螺杆挤出机或类似机器内,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,制备聚碳酸酯。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工艺用的是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(BMSC)、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)羧酸酯或含这些中的至少一种的结合物。另外,适合使用的酯交换催化剂包括上式(R
3)
4Q
+X的酯交换催化剂,其中每一R
3、Q和X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结合物。
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、卤代甲酸基和含前述官能团的混合物。具体实例包括偏苯三酸、偏苯三酸酐、偏苯三酰氯、三-p-羟基苯基乙烷、靛红(isatin)-双-苯酚、三-苯酚TC(1,3,5-三((p-羟苯基)异丙基)苯)、三-苯酚PA(4(4(1,1-双(p-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内,条件是这种端基没有显著负面影响热塑性组合物的所需性能。
除了以上所述的聚酯-聚碳酸酯聚合以外,热塑性组合物还包括聚酯。合适的聚酯包括具有式(8)所示重复单元的那些聚酯。有用的聚酯可包括芳族聚酯、聚(亚烷基酯),其中包括聚(芳基酸亚烷酯)和聚(环亚烷基二酯)。芳族聚酯可具有式(8)的聚酯结构,其中D和T各自为以上所述的芳族基团。
在一个实施方案中,热塑性组合物包括聚(亚烷基酯)。具有式(8)的聚酯结构的聚(亚烷基酯),其中T包括衍生于芳族二羧酸酯、脂环族二羧酸或其衍生物的基团。具体可用的T基的实例包括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-环亚己基以及和类似物。因此在其中T是1,4-亚苯基的式(8)中,聚(亚烷基酯)是聚(对苯二甲酸亚烷酯)。另外,对于聚(亚烷基芳基酸酯)来说,具体可用的亚烷基D包括例如亚乙基、1,4-亚丁基,以及双-(亚烷基-二取代的环己烷),其中包括顺式-和/或反式-1,4-(环亚己基)二亚甲基。
聚(对苯二甲酸亚烷酯)的实例包括聚(对苯二甲酸乙二酯)(PET)、聚(对笨二甲酸1,4-丁二酯)(PBT)和聚(对苯二甲酸丙二酯)(PPT)。同样有用的是聚(萘二甲酸亚烷酯),例如聚(萘二甲酸乙二酯)(PEN)和聚(萘二甲酸丁二酯)(PBN)。特别合适的聚(环亚烷基二酯)是聚(环己烷二甲醇对苯二甲酸酯)(PCT)。也可使用含至少一种前述聚酯的结合物。
含对苯二甲酸亚烷酯重复酯单元与其他合适的酯基的共聚物是有用的。具体可用的酯单元包括不同的对苯二甲酸亚烷酯(alkylene terephthalate)单元,该单元可作为单独的单元存在于聚合物链内或者作为聚(对苯二甲酸亚烷酯)的嵌段存在。在一个实施方案中,对苯二甲酸亚烷酯单元的共聚物包括式(8)的对苯二甲酸乙二酯单元,其中T是1,4-亚苯基,D是亚乙基;式(8)的1,4-环己烷二亚甲基对苯二甲酸酯(ET)酯单元,其中T是1,4-亚苯基,D是1,4-环己烷二亚甲基(CHDM)酯基。共聚物具有以1∶99-99∶1,具体5∶95-95∶5,更具体10∶90-90∶10,仍更具体20∶80-80∶20的摩尔比存在的ET酯单元和CHDM酯单元。还考虑可在对苯二甲酸亚烷酯内存在额外的亚烷酯单元。
尽管考虑可在此处所述的热塑性组合物内使用其他树脂,但具有ET酯单元和CHDM酯单元的(对苯二甲酸亚烷酯)聚合物尤其适合于在此处的热塑性组合物内使用。因此,在另一实施方案中,对苯二甲酸亚烷酯单元的共聚物基本上由下述单元组成式8的对苯二甲酸乙二酯单元,其中T是1,4-亚苯基,D是亚乙基;以及式(8)的环己烷二亚甲基对苯二甲酸酯(ET)酯单元,其中T是1,4-亚苯基,D是1,4-环己基二亚甲基(CHDM)酯基。在其他实施方案中,考虑聚(对苯二甲酸亚烷酯)聚合物也可包括间苯二甲酸亚烷酯单元,其中间苯二甲酸亚烷酯单元与对苯二甲酸亚烷酯单元的摩尔比为99∶1-1∶99。由ET酯单元和CHDM酯单元组成的共聚物可具有以1∶99-99∶1,具体5∶95-95∶5,更具体10∶90-90∶10,仍更具体的是以20∶80-80∶20的摩尔比存在的ET酯单元和CHDM酯单元。
具体,这种共聚物的合适实例包括聚(对苯二甲酸乙二酯)-共(co)-(对苯二甲酸1,4-环己二亚甲酯),其中聚合物包括大于或等于50mol%的对苯二甲酸乙二酯单元(缩写为PETG),并且其中聚合物包括大于50mol%的1,4-环己烷二亚甲基对苯二甲酸酯单元(1,4-cyclohexanedimethyleneterephthalate,缩写为PCTG)。
可通过以上所述的界面聚合或熔体工艺缩合、通过溶液相缩合或者通过酯交换聚合,获得聚酯,其中例如使用酸催化剂,将二烷酯如对苯二甲酸二甲酯与乙二醇酯交换,生成聚(对苯二甲酸乙二酯)。也可使用支化聚酯,其中掺入了支化剂,例如具有3或更多个羟基或三官能团或多官能团羧酸的二元醇。此外,有时希望在聚酯上具有各种酸和羟基端基浓度,这取决于组合物的最终用途。当共混时,此处所述的聚酯通常与聚碳酸酯完全混溶。通常通过二元醇与二元酸或衍生物反应制备脂环族聚酯。
制备聚酯聚合物有用的二元醇是直链、支链或脂环族的,可含有2-12个碳原子。合适的二元醇的实例包括乙二醇;丙二醇,例如1,2-和1,3-丙二醇;丁二醇,例如1,3-和1,4-丁二醇;二甘醇;2,2-二甲基-1,3-丙二醇;2-乙基-和2-甲基-1,3-丙二醇;1,3-和1,5-戊二醇;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,尤其是顺式和反式异构体,三甘醇;1,10-癸二醇,以及含至少一种前述二元醇的结合物。具体可用的是二羟甲基双环辛烷、二羟甲基萘烷、脂环族二醇或其化学等价物,尤其是1,4-环己二烷甲醇或其化学等价物。若1,4-环己烷二甲醇用作二元醇组分,则可使用顺式与反式异构体的混合物比值为约1∶4-约4∶1。具体,顺式与反式异构体之比为约1∶3可以是有用的。
可用于制备脂环族聚酯聚合物的二元酸是脂族二元酸,它包括具有至少两个羧基的羧酸,其中每一个羧基连接到饱和环上的饱和碳上。脂环族酸的合适的实例包括十氢化萘二羧酸、降冰片烯二羧酸、双环辛烷二羧酸。具体可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。直链脂族二元酸也是有用的,条件是聚酯具有含脂环族环的至少一个单体。直链脂族二元酸的例举实例是琥珀酸、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用于制备脂环族聚酯。
环己烷二羧酸及其化学等价物例如可通过在室温和大气压下,使用诸如承载在含碳和氧化铝的载体上的铑之类的催化剂,在合适的溶剂(例如水或乙酸)内氢化环状芳族二元酸和相应的衍生物如间苯二甲酸、对苯二甲酸,制备。它们也可通过使用惰性液体介质来制备,其中酸在反应条件下至少部分可溶,并使用在碳或二氧化硅内的钯或钌催化剂。
一般地,在氢化过程中,获得两种或更多种异构体,其中羧酸基在顺式或反式位置上。可在有或无溶剂,例如正庚烷的情况下通过结晶或者通过蒸馏,分离顺式和反式异构体。顺式异构体会更加混溶,然而,反式异构体具有较高的熔点和结晶温度并特别地是合适的。也可使用顺式和反式异构体的混合物。反式和顺式异构体的重量比可以是约75∶25。当使用异构体的混合物或大于一种二元酸时,共聚酯或两种聚酯的混合物可用作脂环族聚酯聚合物。
聚酯-聚碳酸酯和聚(亚烷基酯)的共混物的熔体体积流速所需地为约5-约150cc/10min,具体约7-约125cc/10min,更具体约9-约110cc/10min,仍更具体约10-约100cc/10min,这是根据ASTMD1238-04,在300℃和1.2kg的负载下测量。
因此,在一个实施方案中,热塑性组合物包括含间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚单元和碳酸酯单元的聚酯聚碳酸酯聚合物,以及聚(亚烷基酯),其中聚酯-聚碳酸酯与聚(亚烷基酯)的重量比为20∶80-80∶20,具体25∶75-75∶25,更具体地是30∶70-70∶30。
据观察,聚碳酸酯,当与具有80mol%CHDM酯单元和20mol%对苯二甲酸乙二酯单元的聚(对苯二甲酸乙二酯)聚合物(即PCTG聚合物)和100mol%CHDM(即PCT聚合物)共混时,形成透明的共混物,其透光率大于或等于80%,雾度小于5%。然而,当在PCTG聚合物内CHDM的摩尔百分数下降时,聚碳酸酯的共混物变得不透明。据观察,具有占ITR酯和碳酸酯单元总数40mol%的ITR酯单元的聚酯-聚碳酸酯当与聚(对苯二甲酸乙二酯)(0mol%CHDM)共混时,形成透明的共混物。然而,已发现,当聚酯-聚碳酸酯聚合物内的ITR酯单元的摩尔百分数和可能存在于聚(亚烷基酯)聚合物内的任何CHDM单元的摩尔百分数之和为小于40的数值时,含有ITR酯单元的聚酯-聚碳酸酯共混物与具有CHDM酯单元的PET或PETG共聚物形成互不混溶的共混物。
尽管不要求提供本发明如何作用的解释,但是理论可用于更好地辅助读者理解本发明。因此要理解,权利要求不是通过下述操作理论来显示。据认为是在分子规模上,聚酯-聚碳酸酯的透明度和雾度二者与下述因素有关:在聚合物链内的聚酯嵌段的数量、聚酯嵌段的平均尺寸(即重复酯单元的连续转动(runs))、在聚合物链内聚酯嵌段的无规或非无规分布,或一种或更多种这些因素的组合。认为在共聚物内聚酯嵌段更加无规的分布有助于更大程度的透明度和较小程度的雾度。认为当在共混的聚合物内形成晶体区域(它具有比周围的聚合物基体不同的折射指数),观察到低的透明度,即高的雾度和低的透光率。可形成充足尺寸(20nm和更大)的区域。这些区域起到散射入射光的作用,且可通过肉眼和/或使用光谱法以雾度形式观察,其中后者可用于表征结晶区并量化雾度大小。在本发明的公开内容中,还发现含有范围为20mol%ITR-80mol%ITR的聚酯碳酸酯与聚(对苯二甲酸乙二酯)共聚物得到透明的共混物。
令人惊奇地是已发现:含具有间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚酯单元(ITR)和碳酸酯单元的聚酯-聚碳酸酯聚合物,以及含对苯二甲酸乙二酯单元和/或1,4-环己基二亚甲基对苯二甲酸酯单元(CHDM)的聚(亚烷基酯)聚合物的共混物的热塑性组合物具有高的透明度。当在聚酯-聚碳酸酯聚合物内的间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚酯单元的摩尔百分数和在聚(亚烷基酯)聚合物内的1,4-环己基二亚甲基对苯二甲酸酯单元的摩尔百分数之和为大于40的数值时,这些聚合物的共混物是透明的。在例举的实施方案中,具有20mol%ITR酯单元的聚酯-聚碳酸酯聚合物与含70mol%ET酯单元和30mol%CHDM酯单元的PETG共聚物在全部组合物范围内(即聚(ITR-酯)-聚碳酸酯与PETG的重量比为1∶99-99∶1)混溶。相反,具有仅仅双酚-A碳酸酯单元的聚碳酸酯提供不透明的共混物。因此增加聚酯-聚碳酸酯中的ITR酯含量可改进共混组合物的透明性。有利之处在于:使用聚酯聚碳酸酯聚合物提供抗因聚合物的Photo-Fries光解导致的气候老化性,并且除了透明度以外,还提供热塑性组合物改进的机械性能与耐候老化性的结合。
聚(对苯二甲酸乙二酯)聚合物可经历结晶区域的快速形成,而聚(1,4-环己基二亚甲基对苯二甲酸酯)可具有显著较慢的结晶速度并提供更加无定形的结构。因此,认为与PET均聚物相比时,使用含CHDM酯单元的聚(亚烷基酯)可通过形成结晶区的相对缓慢的动力学来降低结晶区的尺寸和数量。在聚(对苯二甲酸亚烷基酯)内增加CHDM酯单元的含量将有利地提供这些区域形成的相应降低,从而提供具有增加的无定形特征的聚(亚烷基酯)聚合物,因此较好的混溶性和较好的透明度。然而,当CHDM含量增加到非常高的水平(例如大于或等于70mol%)时,聚合物结晶的倾向实际上可能增加,因此可使这种共混物的加工操作窗变窄。
在一个实施方案中,热塑性组合物包括含间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚(ITR)酯单元的聚酯-聚碳酸酯和含对苯二甲酸乙二酯单元、1,4-环亚己基二亚甲基单元或对苯二甲酸乙二酯单元与1,4-环亚己基二亚甲基单元的结合的聚(亚烷基酯)。该组合物是这些聚合物的共混物,其中在聚酯-聚碳酸酯聚合物内的间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚酯单元的摩尔百分数和在聚(亚烷基酯)聚合物内的1,4-环己基二亚甲基对苯二甲酸酯单元的摩尔百分数之和为大于40的数值,具体大于或等于45,更具体大于或等于50,仍更具体大于或等于55。此外,含聚酯-聚碳酸酯和聚(亚烷基酯)的热塑性组合物是这些聚合物的共混物,其中在聚酯-聚碳酸酯聚合物内的间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚酯单元的摩尔百分数和在聚(亚烷基酯)聚合物内的1,4-环己基二亚甲基对苯二甲酸酯单元的摩尔百分数之和为小于200的数值,具体小于或等于195,更具体小于或等于190,和仍更具体小于或等于180。在另一实施方案中,热塑性组合物基本上由含间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚(ITR)酯单元的聚酯-聚碳酸酯和含对苯二甲酸乙二酯单元,1,4-环亚己基二亚甲基单元或对苯二甲酸乙二酯单元和1,4-环亚己基二亚甲基单元的结合物的聚(亚烷基酯)组成。
用于测试的制品由热塑性组合物模塑,该热塑性组合物可含有典型地与含聚碳酸酯组合物一起包括的添加剂,例如脱模剂和抗氧化剂,其中以有效地进行所打算的功能的用量存在的这些添加剂没有显著负面影响热塑性组合物的所需性能。典型地,这些添加剂的用量小于或等于热塑性组合物内存在的各组分总重量的5.0wt%。在例举的实施方案中,在制备透光率和雾度测试用模塑制品所使用的热塑性组合物内存在的合适添加剂可包括脱模剂和抗氧化剂。在具体的实施方案中,脱模剂是季戊四醇四硬脂酸酯,抗氧化剂是2,6-(二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
因此,在一个实施方案中,厚度为2.5mm且由聚酯-聚碳酸酯、聚(亚烷基酯)和每一种均为有效量的脱模剂和抗氧化剂组成的模塑制品的透光率当根据ASTMD1003-00测量时,大于或等于80,具体大于或等于85,更具体大于或等于87,更具体大于或等于90。在一个实施方案中,通过注塑制备制品。
在另一实施方案中,厚度为2.5mm且由聚酯-聚碳酸酯、聚(亚烷基酯)和每一种均为有效量的脱模剂和抗氧化剂组成的模塑制品的雾度当根据ASTMD1003-00测量时,小于或等于10,具体小于或等于5,更具体小于或等于4,仍更具体小于或等于3。
除了聚酯-聚碳酸酯和聚(对苯二甲酸亚烷酯)聚合物以外,热塑性组合物还可包括常规地与这类热塑性组合物一起掺入的各种其他添加剂,条件是选择这些添加剂以没有显著负面影响热塑性组合物的所需性能。可使用添加剂的混合物。可在混合各组分以供形成热塑性组合物的过程中,在合适的时间处混合这种添加剂。
热塑性组合物可包括着色剂,例如颜料和/或染料添加剂。合适的颜料包括例如无机颜料,例如金属氧化物和混合的金属氧化物,例如氧化锌、二氧化钛、氧化铁或类似物;硫化物例如硫化锌或类似物;铝酸盐;磺基硅酸钠、硫酸盐、铬酸盐或类似物;炭黑;铁酸锌;群青蓝;颜料棕24;颜料红101;颜料黄119;有机颜料,例如偶氮、重氮、喹吖啶酮、苝、萘四羧酸、黄烷士酮、异吲哚满酮、四氯异吲哚满酮、蒽醌、三苯并[cd,jk]芘-5,10-二酮(anthanthrones)、二恶嗪、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、颜料蓝15:4、颜料蓝28、颜料绿7、颜料黄147和颜料黄150或含至少一种前述颜料的结合物。颜料的使用量基于聚酯-聚碳酸酯和聚(亚烷基酯)的总重量,可以是0.01-10wt%,其中颜料的使用没有显著负面影响热塑性组合物的所需性能。
合适的染料可以是有机材料,且包括例如香豆素染料,例如香豆素460(蓝色)、香豆素6(绿色)、尼罗红或类似物;镧系络合物;烃和取代烃染料;多环芳烃染料;闪烁染料,例如恶唑或恶二唑染料;芳基-或杂芳基取代的多(C2-8)烯烃染料;羰花青染料;引丹酮染料;酞菁染料;恶嗪染料;喹诺酮染料;萘四羧酸染料;卟啉染料;双(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;靛青染料、硫代靛青染料、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、苝酮染料;双-苯并恶唑基噻吩(BBOT);三芳基甲烷染料;占吨(xanthene)染料;硫代占吨染料;萘二甲酰亚胺染料;内酯染料;荧光团,例如在近红外波长内吸收并在可见光波长内发射的反斯托克斯(anti-stokes)偏移染料,或类似物;电致发光染料,例如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-恶二唑;2,5-双-(4-联苯基)-恶唑(oxazole);2,2’-二甲基-p-四联苯;2,2-二甲基-p-三联苯;3,5,3””,5””-四-叔丁基-p-五联苯;2,5-二苯基呋喃;2,5-二苯基恶唑;4,4’-二苯基茋;4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-(p-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thiatricarbocyanine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-7-二乙基亚氨基吩恶嗪鎓高氯酸盐;2-(1-萘基)-5-苯基恶唑;2,2’-p-亚苯基-双(5-苯基恶唑);罗丹明700;罗丹明800;芘;屈(chrysene);红荧烯;coronene或类似物或含至少一种前述染料的结合物。基于聚酯-聚碳酸酯和聚(亚烷基酯)的总重量,染料的使用量可以是0.01-10wt%,其中染料的使用没有负面影响热塑性组合物所需的性能。
热塑性组合物可进一步包括抗氧化剂。合适的抗氧化剂添加剂包括例如有机亚磷酸酯,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或类似物;烷化一元酚或多元酚;多元酚和二烯烃的烷化反应产物,例如四[亚甲基(3,5-二-叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)]甲烷或类似物;对甲酚或二环戊二烯的丁化反应产物;烷化氢醌;羟化硫代二苯醚;偏亚烷基-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,例如硫代丙酸二硬脂酯、硫代丙酸二月桂酯、硫代二丙酸双十三烷酯、十八烷基-3-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、季戊四醇-[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯或类似物;β-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)-丙酸的酰胺或类似物或含至少一种前述抗氧化剂的结合物。基于聚酯-聚碳酸酯和聚(亚烷基酯)的总重量,抗氧化剂的使用量可以是0.0001-1wt%。
合适的热稳定剂添加剂包括例如有机亚磷酸酯,例如亚磷酸三苯酯、三-(2,6-二甲基苯基)亚磷酸酯、三-(混合单-和二-壬基苯基)亚磷酸酯或类似物;膦酸酯,例如二甲基苯膦酸酯或类似物,磷酸酯,例如磷酸三甲酯或类似物,或含至少一种前述热稳定剂的结合物。基于聚酯-聚碳酸酯和聚(亚烷基酯)的总重量,热稳定剂的使用量可以是0.0001-1wt%。
也可使用光稳定剂和/或紫外光(UV)吸收添加剂。合适的光稳定剂包括例如苯并三唑,例如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-正辛氧基二苯甲酮或类似物或含至少一种前述光稳定剂的结合物。基于聚酯-聚碳酸酯和聚(亚烷基酯)的总重量,光稳定剂的使用量可以是0.0001-1wt%。
合适的UV吸收添加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;N,N`-草酰二苯胺(oxanilide);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(CYASORB
5411);2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(CYASORB
531);2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)-苯酚(CYASORB
1164);2,2’-(1,4-亚苯基)双(4H-3,1-苯并恶嗪-4-酮)(CYASORB
UV-3638);1,3-双[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]-2,2-双[[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]甲基]丙烷(UVINUL
3030);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)氧基]-2,2-双[[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]甲基]丙烷;纳米尺寸的无机材料,例如二氧化钛、氧化铈和氧化锌,其中所有这些的粒度小于100纳米;或类似物;或含至少一种前述UV吸收剂的结合物。基于聚酯-聚碳酸酯和聚(亚烷基酯)的总重量,UV吸收剂的使用量可以是0.0001-1wt%。
也可使用增塑剂、润滑剂和/或脱模剂添加剂。在这些材料类型中存在明显重复,其中包括例如邻苯二甲酸酯,例如二辛基-4,5-环氧基-六氢邻苯二甲酸酯;三-(辛氧基羰基乙基)异氰脲酸酯;三硬脂精;二-或多官能团芳族磷酸酯,例如间苯二酚四联苯二磷酸酯(RDP);氢醌的双(二苯基)磷酸酯和双酚A的双(二苯基)磷酸酯;聚-α-烯烃;环氧化大豆油;硅酮,其中包括硅油;酯,例如脂肪酸酯,例如烷基硬脂酯,例如硬脂酸甲酯;硬脂酸硬脂酯、季戊四醇四硬脂酸酯和类似物;硬脂酸甲酯和含聚乙二醇聚合物的亲水与疏水非离子表面活性剂、聚丙二醇聚合物及其共聚物,例如在合适的溶剂内硬脂酸甲酯和聚乙二醇-聚丙二醇共聚物的混合物;蜡,例如蜂蜡,褐煤蜡、烷属烃蜡(paraffin)或类似物。基于聚酯-聚碳酸酯和聚(亚烷基酯)的总重量,这种材料的使用量可以是0.001-1wt%,具体0.01-0.75wt%,更具体0.1-0.5wt%。
术语“抗静电剂”是指可加工成聚合物树脂和/或喷洒在材料或制品上以改进传导性能和总的物理性能的单体、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、乙氧化胺,伯、仲和叔胺,乙氧化醇,烷基硫酸酯、烷基芳基硫酸酯、烷基磷酸酯、烷基胺磷酸酯、烷基磺酸盐,例如硬脂基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠或类似物,季铵盐、季铵树脂、咪唑啉衍生物、脱水山梨醇酯、乙醇酰胺、甜菜碱或类似物,或含至少一种前述抗静电剂的结合物。
例举的聚合物型抗静电剂包括一些聚酯酰胺聚醚-聚酰胺(聚醚酰胺)嵌段共聚物、聚酯硬脂酰胺嵌段共聚物、聚醚酯或聚氨酯,其中各自含有聚亚烷基二醇部分,聚氧化烯单元,例如聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基二醇和类似物。这种聚合物型抗静电剂是可商购的,例如Pelestat
6321(Sanyo)或Pebax
MH1657(Atofina),Irgastat
P18和P22(Ciba-Geigy)。可用作抗静电剂的其他聚合物材料是固有地导电的聚合物,例如聚苯胺(以PANIPOL
EB形式商购于Panipol)、聚吡咯和聚噻吩(商购于Bayer),它们在升高的温度下熔体加工之后保留一些它们固有的导电率。在一个实施方案中,可在含化学抗静电剂的聚合物树脂中使用碳纤维、碳纳米纤维、碳纳米管、炭黑或前述的任何结合物,以赋予组合物静电耗散性。基于聚酯-聚碳酸酯和聚(亚烷基酯)的总重量,抗静电剂的使用量可以是0.0001-5wt%。
可添加的合适的阻燃剂可以是含磷、溴和/或氯的有机化合物。在一些应用中,由于法规原因,可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。
一类例举的有机磷酸酯是化学式(GO)3P=O的芳族磷酸酯,其中每一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是芳族基团。两个G基可相连,提供环状基团,例如二苯基季戊四醇二磷酸酯。其他合适的芳族磷酸酯可以是例如苯基双(十二烷基)磷酸酯、苯基双(新戊基)磷酸酯、苯基双(3,5,5’-三甲基己基)磷酸酯、乙基二苯基磷酸酯,2-乙基己基二(对甲苯基)磷酸酯、双(2-乙基己基)对甲苯基磷酸酯、磷酸三甲苯酯、双(2-乙基己基)苯基磷酸酯、磷酸三(壬基苯基)酯、双(十二烷基)对甲苯基磷酸酯、二丁基苯基磷酸酯、2-氯乙基联苯磷酸酯、对甲苯基双(2,5,5’-三甲基己基)磷酸酯、2-乙基己基二苯基磷酸酯或类似物。特定的芳族磷酸酯是其中每一G为芳族的磷酸酯,例如磷酸三苯酯、磷酸三甲酚酯、异丙基化的磷酸三苯酯和类似物的那些。
二或多官能的含芳族膦的化合物也是有用的,例如下式的化合物:
其中每一G1独立地为具有1-30个碳原子的烃;每一G2独立地为具有1-30个碳原子的烃或烃氧基,每一Xa独立地为具有1-30个碳原子的烃;每一X独立地为溴或氯;m为0-4和n为1-30。合适的双或多官能的含芳族膦化合物的实例包括间苯二酚四联苯二膦酸酯(RDP)、氢醌的双(二苯基)磷酸酯和双酚-A的双(二苯基)膦酸酯,其低聚和聚合对应物和类似物。
例举的含有磷-氮键的合适的阻燃剂化合物包括磷腈氯、磷酯酰胺、磷酸酰胺、膦酸酰胺、次膦酸酰胺、三(吖啶基)氧化膦。若存在的话,含磷阻燃剂的存在量基于聚酯-聚碳酸酯和聚(亚烷基酯)的总重量,可以是0.1-10wt%。
卤化材料也可用作阻燃剂,例如式(19)的卤化化合物和树脂:
其中R是亚烷基、偏亚烷基或脂环族键,例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚异丙基、偏亚异丙基、亚丁基、亚异丁基、亚戊基、环亚己基、环偏亚戊基或类似物;或氧醚、羰基、胺或含硫键,例如硫醚、亚砜、砜或类似物。R也可以由通过诸如芳族、氨基、醚、羰基、硫醚、亚砜、砜或类似基团连接的两个或更多个亚烷基或偏亚烷基键组成。
在式(19)中,Ar和Ar’各自独立地为单碳环或多碳环的芳族基团,例如亚苯基、亚联苯基、亚三联苯基、亚萘基或类似基团。
Y是有机、无机或有机金属基团,例如卤素,例如氯、溴、碘、氟;通式OE的醚基,其中E是类似于X的单价烃基;用R表示类型的单价烃基;或其他取代基,例如硝基、氰基和类似基团,所述取代基基本上为惰性,条件是每一芳核存在至少一个和优选两个卤素原子。
若存在的话,每一X独立地为单价烃基,例如烷基,例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、癸基或类似基团;芳基,例如苯基、萘基、二苯基、二甲苯基、甲苯基或类似基团;和芳烷基,例如苄基、乙基苯基或类似基团;脂环族基团,例如环戊基、环己基或类似基团。单价烃基本身可以包含惰性取代基。
每一d独立地为1到最大值等于在含Ar或Ar’的芳环上取代的可取代氢的数量。每一e独立地为0到最大值等于R上可取代的氢的数量。每一a、b和c独立地为整数,其中包括0。当b不为0时,a或c均不可能为0。在其他情况下,a或c,但并非同时可以是0。在b为0的情况下,芳族基团通过直接的碳碳键相连。
在芳族基团Ar和Ar’上的羟基和Y可以在芳环的邻、键或对位上变化,且该基团可以是相对于彼此在任何可能的几何关系上。
包括在上式范围内的是下述为代表的双酚:2,2-双-(3,5-二氯苯基)-丙烷;双-(2-氯苯基)-甲烷;双(2,6-二溴苯基)-甲烷;1,1-双-(4-碘苯基)-乙烷;1,2-双-(2,6-二氯苯基)-乙烷;1,1-双-(2-氯-4-碘苯基)乙烷;1,1-双-(2-氯-4-甲基苯基)-乙烷;1,1-双-(3,5-二氯苯基)-乙烷;2,2-双-(3-苯基-4-溴苯基)-乙烷;2,6-双-(4,6-二氯萘基)-丙烷;2,2-双-(2,6-二氯苯基)-戊烷;2,2-双-(3,5-二溴苯基)-己烷;双-(4-氯苯基)-苯基-甲烷;双-(3,5-二氯苯基)-环己基甲烷;双-(3-硝基-4-溴苯基)-甲烷;双-(4-羟基-2,6-二氯-3-甲氧基苯基)-甲烷;和2,2-双-(3,5-二氯-4-羟苯基)-丙烷2,2双-(3-溴-4-羟苯基)-丙烷。还包括在上述结构式内的是:1,3-二氯苯、1,4-二溴苯、1,3-二氯-4-羟基苯和联苯类,例如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和类似物。
同样有用的是低聚和聚合的卤化芳族化合物,例如双酚A和四溴双酚A和碳酸酯前体,例如光气的的共聚碳酸酯。金属协同剂,例如氧化锑也可与阻燃剂一起使用。若存在的话,含卤素的阻燃剂的存在量基于聚酯-聚碳酸酯和聚(亚烷基酯)的总重量,可以是0.1-10wt%。
也可使用无机阻燃剂,例如C2-16烷磺酸的盐,例如全氟丁磺酸钾(Rimar盐)、全氟辛磺酸钾、四乙基铵全氟己磺酸盐和二苯基砜磺酸钾,以及类似物;通过使例如碱金属或碱土金属(例如锂、钠、钾、镁、钙和钡盐)与无机酸络合物盐例如氧阴离子反应成盐:例如碳酸的碱金属和碱土金属盐,例如Na2CO3、K2CO3、MgCO3、CaCO3和BaCO3或氟阴离子络合物,例如Li3AlF6、BaSiF6、KBF4、K3AlF6、KAlF4、K2SiF6和/或Na3AlF6或类似物。若存在的话,无机阻燃剂的存在量基于聚酯-聚碳酸酯和聚(亚烷基酯)的总重量,可以是0.1-5wt%。
热塑性组合物可进一步包括电离辐射稳定添加剂。例举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、氮化合物或含至少一种前述的结合物。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。合适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-丁醇和类似物;羟基-取代的叔环脂族烃,例如1-羟基-1-甲基-环己烷;和具有甲醇取代基,例如羟甲基(-CH2OH)的羟基甲基芳烃如(-CRHOH)或(-CR2OH)或更加复杂的烃基。其中R是直链C1-C20烷基或支链C1-C20烷基。例举的羟基甲醇芳烃包括二苯基甲醇、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。
有用的一类电离辐射稳定添加剂是二-和多-官能的脂族醇,也称为脂族二醇和脂族多元醇。具体地,有用的是式(20)的脂族二醇:
HO-(C(A’)(A”))d-S-(C(B’)(B”))e-OH (20)
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,以便两个-OH基没有直接与单一共同的碳原子相连。
在式(20)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、2,3-二甲基丁基以及类似基团,以及含至少一种前述烷基的结合物。
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-丁二基和类似基团;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;以及取代和未取代的环丙二基、环丁二基、环戊二基、环己二基的异构体,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、环烷基和类似基团。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-亚己基氧基和类似基团中的一个或更多个二基;以及含这些中的至少一种的结合物。
合适的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-己二醇和类似物;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和类似物;支化脂环族二醇,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、无规或嵌段聚(乙二醇-共-丙二醇),以及含聚氧化烯的共聚物的二醇。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;含至少一种前述的结合物也可以是有用的。具体合适的二醇包括2-甲基-2,4-戊二醇(己二醇)、聚乙二醇和聚丙二醇。
合适脂族醚可包括烷氧基取代的环状或脂环族烷烃,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、烷氧基环己烷和类似物。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被取代或未取代、是芳族或脂族,和/或单-或多官能团的化合物。若存在的话,取代基可包括例如C
1-C
8烷基、C
1-C
8烷基醚、C
6-C
20芳基和类似基团。证明有用的酯可包括四(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.Goodrichin Cleveland OH的GOOD-RITE
3125。
也可使用二酮化合物,具体是具有两个羰基官能团且被单一的间隔碳原子隔开的那些,例如2,4-戊二酮。
适合于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,例如1,4-二噻烷、1,4,8,11-四硫代环十四烷。含有大于一个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一间隔碳的那些,例如1,3-二噻烷。环状环可含有氧或氮成员。
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,及其取代衍生物和类似基团,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芳基和类似基团。具体可用的砜的实例是苄基砜。
烯烃可用作稳定添加剂。合适类型的烯烃包括通式结构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芳基和类似基团。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、1-十二碳烯和类似物或含至少一种前述的结合物。
氢化芳族化合物也可用作稳定添加剂,其中包括部分氢化的芳烃,以及芳烃与不饱和环的结合。具体的芳烃包括苯和/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-萘酚和类似物或含至少一种前述的结合物。
二醚,其中包括氢化和非氢化、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。氢化吡喃具体是可用的。合适的二醚的实例包括二氢吡喃基醚和四氢吡喃基醚。
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。
基于聚酯-聚碳酸酯和聚(亚烷基酯)的总重量,电离辐射稳定添加剂的使用量典型地为0.001-1wt%,具体0.005-0.75wt%,更具体0.01-0.5wt%,仍更具体0.05-0.25wt%,。
每一种前述wt%值基于聚酯-聚碳酸酯和聚(亚烷基酯)的结合重量,而不包括任何其他添加剂。在一个实施方案中,热塑性组合物可包括含抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外光吸收剂、增塑剂、脱模剂、润滑剂、抗静电剂、颜料、染料、阻燃剂、γ稳定剂或含至少一种前述添加剂在内的添加剂。在具体的实施方案中,基于聚酯-聚碳酸酯和聚(亚烷基酯)的总重量,前述添加剂的存在总量小于或等于5wt%。在具体的实施方案中,热塑性组合物由下述组成:含间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚(ITR)酯单元的聚酯-聚碳酸酯;含对苯二甲酸乙二酯单元、1,4-环亚己基二亚甲基单元或含对苯二甲酸乙二酯单元与1,4-环亚己基二亚甲基单元的结合的聚(亚烷基酯)和基于聚酯-聚碳酸酯和聚(亚烷基酯)的总重量,0-5wt%的添加剂。要理解选择添加剂的用量和类型,以便没有显著负面影响热塑性组合物的所需性能。
可通过本领域通常可获得的方法制备热塑性组合物,例如在一个实施方案中,按照前面的一种方式,在HENSCHEL-Mixer
高速混合器内首先共混粉化的聚酯-聚碳酸酯聚合物、聚(对苯二甲酸亚烷酯)聚合物和其他任选的组分,其中包括稳定剂包装(例如,抗氧化剂、γ稳定剂、热稳定剂、紫外光稳定剂和类似物)和/或其他添加剂。其他低剪切方法,其中包括,但不限于,手混也可实现这一共混。然后将该共混物借助料斗喂入到挤出机内。或者,可通过在进料口处和/或通过侧供料在下游直接喂入到挤出机内,从而掺入一种或更多种组分到组合物内。视需要,也可在母炼胶内配混聚酯-聚碳酸酯、聚(对苯二甲酸亚烷酯)聚合物和任何所需的聚合物和/或添加剂,并与所需的聚合物树脂结合并喂入到挤出机内。挤出机通常在高于引起组合物流动所需的温度下操作。挤出物立即在水浴内骤冷并造粒。当切割挤出物时,如此制备的粒料可以视需要为1/4英寸长或更小。这种粒料可用于随后的模塑、成型或成形。
在具体的实施方案中,制备热塑性组合物的方法包括熔体结合聚酯-聚碳酸酯聚合物和聚(对苯二甲酸亚烷酯)聚合物。熔体结合可通过挤出进行。在一个实施方案中,各自选择聚酯-聚碳酸酯聚合物和聚(对苯二甲酸亚烷酯)聚合物的组成,以便在聚酯-聚碳酸酯内的ITR酯单元,和在聚(对苯二甲酸亚烷酯)聚合物内的CHDM酯单元之和为大于40的树脂。另外,可选择聚酯-聚碳酸酯和聚(亚烷基酯),以便优化热塑性组合物的最佳性能,使透光率大于或等于80%和雾度小于或等于5%,这通过在2.5mm由聚酯-聚碳酸酯和聚(亚烷基酯)组成的模塑制品上并根据ASTMD 1003-00来测量,同时机械性能处于所需的水平下。在进一步具体的实施方案中,结合小于或等于聚碳酸酯总重量5wt%的添加剂与聚酯-聚碳酸酯聚合物和聚(对苯二甲酸亚烷酯)聚合物,制备热塑性组合物。在一个实施方案中,选择聚酯-聚碳酸酯聚合物、聚(对苯二甲酸亚烷酯)聚合物和视需要的聚碳酸酯的比例,以便如上所述优化热塑性组合物的光学性能同时机械性能处于所需的水平下。
在具体的实施方案中,使用双螺杆挤出机挤出热塑性组合物。挤出机典型地在180-385℃,具体200-330℃,更具体地是在220-300℃的温度下操作,其中模头温度可以不同。挤出的热塑性组合物在水中骤冷并造粒。
还提供包括该热塑性组合物的成型、成形或模塑制品。含该热塑性组合物的制品的实例包括透镜覆盖层、保护片材、膜、纤维、器皿、医疗用具、机动车、防护设备、运动和休闲制品,和类似物。