CN101868503B - 热塑性模塑材料用于gid/wit的用途 - Google Patents
热塑性模塑材料用于gid/wit的用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101868503B CN101868503B CN200880117069.5A CN200880117069A CN101868503B CN 101868503 B CN101868503 B CN 101868503B CN 200880117069 A CN200880117069 A CN 200880117069A CN 101868503 B CN101868503 B CN 101868503B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- weight
- acid
- thermoplastic composition
- purposes
- group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L67/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/16—Solid spheres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L69/00—Compositions of polycarbonates; Compositions of derivatives of polycarbonates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
本发明公开了热塑性模塑材料的用途,该模塑材料含有:A)10-89重量%的聚对苯二甲酸乙二酯,其可包含基于100重量%的A)计最多65重量%的另一种聚酯;B)0.01-50重量%的B1)至少一种高度支化或超支化的聚碳酸酯,其羟值为1-600mg KOH/g聚碳酸酯(根据DIN 53240,第2部分),或B2)至少一种高度支化或超支化的AxBy型聚酯,其中x为至少1.1,并且y为至少2.1,或其混合物;C)10-60重量%的纤维状或粒状填充剂;和D)0-20重量%的其他添加剂;组分A)-D)的重量百分比的总和等于100%,用于通过内部气压法和/或注水法生产模制品。
Description
本发明涉及热塑性模塑材料的用途,所述热塑性模塑材料包含以下组分:
A)10-89重量%的聚对苯二甲酸乙二醇酯,其可包含基于100重量%的A)计最多65重量%的另一种聚酯;
B)0.01-50重量%的
B1)至少一种高度支化或超支化的聚碳酸酯,其OH值为1-600mgKOH/g聚碳酸酯(根据DIN 53240,第2部分),或
B2)至少一种高度支化或超支化的AxBy型聚酯,其中x为至少1.1,并且y为至少2.1,
或它们的混合物;
C)10-60重量%的纤维状或粒状填充剂;和
D)0-20重量%的其他添加剂;
其中组分A)-D)的重量百分比的总和为100%,用于通过内部气压法和/或注水法生产模制品。
通常向热塑性材料中添加低分子量添加剂,以改进流动性。但是这些添加剂的效果受到严重局限,因为例如当所添加的添加剂的量增加时,机械性能的降低变得不能接受。
具有完美对称结构的树枝状聚合物,称为树枝状物(Dendrimere),可由一个中心分子开始,各自通过逐步受控连接两个或多个双官能或多官能单体至各个之前已键合的单体上而制得。此处的每一个连接步骤均使单体末端基团的数目(并因此使键的数目)呈指数地增加,这样得到具有树枝状结构、理想情况下为球形的聚合物,该聚合物的每一个分支正好含有相同数目的单体单元。该完美结构提供了有利的聚合物性能,例如测得粘度出人意料地低,而反应活性却由于球形表面上的大量官能团而出人意料地高。但是,该制备方法由于必须引入保护基,转而在每一个连接步骤中再将其除去而复杂化,并且需要纯化操作,结果是,树枝状物通常仅以实验室规模进行制备。
相比而言,使用工业方法制备高度支化或超支化的聚合物则是容易的。除了完美的树枝状结构之外,它们还具有线性聚合物链和不相等的聚合物分支,但与完美树枝状物的性能相比,这通常不会显著影响该聚合物的性能。超支化聚合物可通过称为AB2和Ax+By的两种合成途径制备。此处的Ax和By是不同的单体,下标x和y为分别存在于A和B中的官能团的数目,即分别为A和B的官能度。在AB2途径中,具有一个反应基团A和两个反应基团B的三官能单体进行反应从而得到一种高度支化或超支化的聚合物。在Ax和By合成中,以A2+B3合成为例,双官能单体A2与三官能单体B3反应。这首先得到具有平均一个官能团A和两个官能团B的由A和B组成的1∶1加合物,其然后同样可进行反应从而得到一种高度支化或超支化的聚合物。
WO-97/45474公开了含有树枝状聚酯作为AB2分子的热塑性组合物。此处,作为中心分子的多元醇与作为AB2分子的二羟甲基丙酸反应从而得到一种树枝状聚酯。其仅在链的末端含有OH官能团。这些混合物的缺点在于,树枝状聚酯的高玻璃化转变温度、较复杂的制备方法,尤其是所述树枝状聚酯在聚酯基质中的溶解性差。
根据DE-A 101 32 928的教导,通过混合和固相后缩合引入该类型支化剂可使机械性能改善(分子量增加)。所述的该方法变型方案的缺点在于,长的制备时间和上文所列的不利性能。
WO 2005/075565和WO 2005/075563之前已提出了用于改善聚酯的流动性的新的添加剂。由于PET的相对较慢的结晶行为,因此改进用于特定用途时的加工性能是重要的,特别是在具有高填充剂含量(高劲度)的聚酯模塑组合物的情况下。
因此本发明的一个目标是提供具有良好流动性并同时具有极高劲度和强度的热塑性模塑组合物。
另一个意图在于,当通过注气法或注水法生产模制品时,聚酯模塑组合物具有良好且均匀的表面(最小数目的“空隙”),并可用例如粉状涂料在高温下进行良好涂敷。
因此,发现塑模组合物具有说明书中定义的用途。从属权利要求给出了优选的用途。
可根据本发明使用的模塑组合物含有10-89重量%、优选10-69重量%、特别是10-59重量%的至少一种热塑性PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯),作为组分(A)。
基于100重量%的A)计,该PET可含有最多65重量%、优选最多30重量%的不同于PET的另一种聚酯。
通常使用基于芳香族二羧酸和基于脂肪族或芳香族二羟基化合物的聚酯A)。
首先优选的一组聚酯为聚对苯二甲酸烷撑二酯(Polyalkylen-teraphthalate),特别是醇部分具有2-10个碳原子的聚对苯二甲酸烷撑二酯。
该类聚对苯二甲酸烷撑二酯本身是已知的并且在文献中有描述。它们的主链含有由芳香族二羧酸得到的芳环。所述芳环也可例如被卤素(如氯或溴)取代或被C1-C4烷基基团(如甲基、乙基、异丙基、正丙基、正丁基、异丁基或叔丁基基团)取代。
这些聚对苯二甲酸烷撑二酯可通过使芳香族二羧酸或其酯或其他形成酯的衍生物与脂肪族二羟基化合物以本身已知的方式进行反应而制得。
优选的二羧酸为2,6-萘二羧酸、对苯二甲酸和间苯二甲酸,及它们的混合物。最多30mol%、优选不多于10mol%的芳香族二羧酸可被脂肪族或脂环族二羧酸例如己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸和环己烷二羧酸替代。
优选的脂肪族二羟基化合物为具有2-6个碳原子的二醇,特别是1,2-乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,4-己二醇、1,4-环己二醇、1,4-环己烷二甲醇和新戊二醇,及它们的混合物。
特别优选的聚酯(A)为由具有2-6个碳原子的烷二醇得到的聚对苯二甲酸烷撑二酯。其中,特别优选聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯,及它们的混合物。还优选含有最多1重量%、优选最多0.75重量%的1,6-己二醇和/或2-甲基-1,5-戊二醇作为其他单体单元的PET和/或PBT。
根据ISO 1628,聚酯(A)的粘度数通常在50-220、优选80-160(25℃时在重量比为1∶1的苯酚/邻二氯苯混合物中以0.5重量%浓度的溶液测得)的范围内。
特别优选羧基端基含量最多为100meq/kg聚酯、优选最多50meq/kg聚酯、特别是最多40meq/kg聚酯的聚酯。该类聚酯可例如通过DE-A 4401 055的方法制备。所述羧基端基含量通常由滴定法(例如电位测定法)测定。
同样有利的是使用回收的PET材料(也称为PET废料),如果合适,与聚对苯二甲酸烷撑二酯例如PBT进行混合。
回收材料通常为:
1)称为工业用后的回收材料的那些材料:它们为在缩聚或加工过程中的生产废料,例如注塑中的熔渣、注塑或挤出中的开车材料,或挤出薄片或箔片的边缘修整料。
2)消费者用后的回收材料:它们为被终端消费者使用后经收集和处理的塑料物品。矿泉水、软饮料和果汁用的吹塑成型的PET瓶就数量而言无疑是主要物品。
该两类回收材料可以粉碎材料或以粒料的形式存在。在后一情形下,将粗回收材料进行分离和纯化,然后进行熔化并使用挤出机造粒。这通常便于处理和自由流动,以及在加工过程的其他步骤中计量加入。
所用回收材料可为粒状或再碎粉的形式。缘边长度应不大于10mm,优选小于8mm。
由于聚酯在加工过程中(由于痕量的水分)会发生水解分裂,因此建议对所回收的材料进行预干燥。干燥后的残留水分含量优选<0.2%,特别是<0.05%。
提及的另一组为由芳香族二羧酸和芳香族二羟基化合物得到的全芳香族聚酯。
适宜的芳香族二羧酸为之前针对聚对苯二甲酸烷撑二酯所述的化合物。优选使用的混合物由5-100mol%的间苯二甲酸和0-95mol%的对苯二甲酸组成,特别是由约50至约80%的对苯二甲酸和约20至约50%的间苯二甲酸组成。
所述芳香族二羟基化合物优选具有通式
其中Z为具有最多8个碳原子的烷撑(Alkylengruppe)或环烷撑(cycloalkylengruppe)、具有最多12个碳原子的芳撑、羰基、磺酰基、氧或硫原子,或为化学键,并且m为0-2。所述化合物的苯撑基团也可被C1-C6烷基或烷氧基基团及氟、氯或溴取代。
这些化合物的母体化合物的实例为,
二羟基联苯,
二(羟苯基)烷烃,
二(羟苯基)环烷烃,
二(羟苯基)硫化物,
二(羟苯基)醚,
二(羟苯基)酮,
二(羟苯基)亚砜,
α,α’-二(羟苯基)二烷基苯,
二(羟苯基)砜、二(羟基苯甲酰基)苯,
间苯二酚,和
氢醌,
以及它们的环烷基化衍生物和环卤代衍生物。
其中,优选
4,4’-二羟基联苯,
2,4-二(4’-羟苯基)-2-甲基丁烷,
α,α’-二(4-羟苯基)-对二异丙基苯,
2,2-二(3’-甲基-4’-羟苯基)丙烷,和
2,2-二(3’-氯-4’-羟苯基)丙烷,
并且特别是
2,2-二(4’-羟苯基)丙烷,
2,2-二(3’,5-二氯二羟苯基)丙烷,
1,1-二(4’-羟苯基)环己烷,
3,4’-二羟基二苯甲酮,
4,4’-二羟基二苯基砜,和
2,2-二(3’,5’-二甲基-4’-羟苯基)丙烷
及它们的混合物。
当然,也可使用聚对苯二甲酸烷撑二酯与全芳香族聚酯的混合物。它们通常含有20-98重量%的聚对苯二甲酸烷撑二酯和2-80重量%的全芳香族聚酯。
根据本发明,聚酯包括不含卤素的聚碳酸酯。适宜的不含卤素的聚碳酸酯的实例为基于以下通式的二苯酚的那些
其中Q为单键、C1-C8烷撑、C2-C3烷叉(Alkylidengruppe)、C3-C6环烷叉(Cycloalkylidengruppe)、C6-C12芳撑,或者-O-、-S-或-SO2-,并且m为0-2中的整数。
所述二苯酚的苯撑基团也可具有取代基,例如C1-C6烷基或C1-C6烷氧基。
优选的所述式的二苯酚的实例为氢醌、间苯二酚、4,4’-二羟基联苯、2,2-二(4-羟苯基)丙烷、2,4-二(4-羟苯基)-2-甲基丁烷和1,1-二(4-羟苯基)环己烷。特别优选2,2-二(4-羟苯基)丙烷和1,1-二(4-羟苯基)环己烷,以及1,1-二(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷。
均聚碳酸酯或共聚碳酸酯均适宜作为组分A,并优选双酚A的共聚碳酸酯,以及双酚A均聚物。
适宜的聚碳酸酯可以已知方式支化,具体地优选通过引入基于所用的二苯酚的总量计0.05-2.0mol%的至少三官能的化合物进行支化,所述三官能化合物例如具有三个或更多个酚OH基的那些化合物。
经证明特别适宜的聚碳酸酯的相对粘度ηrel为1.10-1.50、特别是1.25-1.40。这对应于平均分子量Mw(重均)为10 000-200 000g/mol、优选20 000-80 000g/mol。
所述通式的二苯酚为本身已知或可通过已知方法制备。
所述聚碳酸酯例如可通过所述二苯酚与光气以界面法或与光气以均相法(称为吡啶法)进行反应而制得,并且在每种情况下以已知方式通过使用适宜量的已知链终止剂来实现所需分子量。(关于含聚二有机基硅氧烷的聚碳酸酯,参见例如DE-A 33 34 782。)
适宜链终止剂的实例为苯酚、对叔丁基苯酚或长链烷基苯酚,例如DE-A 28 42 005中的4-(1,3-四甲基丁基)苯酚,或DE-A-35 06 472中的烷基取代基中共有8-20个碳原子的单烷基苯酚或二烷基苯酚,例如对壬基苯酚、3,5-二叔丁基苯酚、对叔辛基苯酚、对十二烷基苯酚、2-(3,5-二甲基庚基)苯酚和4-(3,5-二甲基庚基)苯酚。
对本发明而言,不含卤素的聚碳酸酯为由不含卤素的二苯酚、不含卤素的链终止剂和——如果使用的话——不含卤素的支化剂组成的聚碳酸酯,其中对本发明而言,例如用光气以界面法制备聚碳酸酯得到的附带量的ppm级水解氯含量不应视为含卤素。对本发明而言,水解氯含量为ppm级的该类聚碳酸酯为不含卤素的聚碳酸酯。
可提及的其他适宜的组分A)为无定形的聚酯碳酸酯,其中在制备方法过程中,光气被芳香族二羧酸单元例如间苯二甲酸和/或对苯二甲酸单元替代。关于此的详情可参阅EP-A 711 810。
EP-A 365 916描述了环烷基基团作为单体单元的其他适宜的共聚碳酸酯。
可根据本发明使用的模塑组合物含有作为组分B)的0.01-50重量%、优选0.1-10重量%、特别是0.1-5重量%的下述物质:B1)至少一种高度支化或超支化的聚碳酸酯,OH值为1-600mg KOH/g聚碳酸酯、优选10-550mg KOH/g聚碳酸酯、特别是50-550mg KOH/g聚碳酸酯(根据DIN 53240,第2部分);或作为组分B2)的至少一种超支化的聚酯;或它们的混合物,如下文所说明的。
对本发明而言,超支化的聚碳酸酯B1)为具有羟基和碳酸酯基的非交联大分子,它们具有结构非均一性和分子非均一性。首先,它们的结构可以与树枝状物相同的方式以一个中心分子为基础,但是具有不均一的支链链长。其次,它们也可为带有官能侧基的直链结构,或者它们可结合这两种极端情形,具有直链和支链分子部分。树枝状和超支化聚合物的定义也可参见P.J.Flory,J.Am.Chem.Soc.1952,74,2718和H.Frey et al.,Chem.Eur.J.2000,6,no.14,2499。
本发明中“超支化的”意指支化度(DB)(即每个分子中树枝状连接的平均数加上端基的平均数)为10-99.9%、优选20-99%、特别优选20-95%。
本发明中“树枝状的”意指支化度为99.9-100%。“支化度”的定义参见H.Frey et al.,Acta Polym.1997,48,30。
有关物质的DB(支化度)定义为
(其中T为各物质的大分子中末端单体单元的平均数,Z为支化单体单元的平均数,L为直链单体单元的平均数)。
组分B1)优选具有的数均分子量Mn为100-15 000g/mol、优选200-12 000g/mol,并且特别是500-10 000g/mol(GPC,标准品为PMMA)。
玻璃化转变温度Tg特别地为-80℃至+140℃、优选-60至120℃(根据DSC,DIN 53765)。
特别地,23℃的粘度(mPas)(根据DIN 53019)为50-200000、特别是100-150 000,并且极特别优选200-100 000。
组分B1)优选可通过包含至少下列步骤的方法得到:
a)使至少一种通式RO[(CO)]nOR的有机碳酸酯(A)与至少一种具有至少3个OH基的脂肪族、脂肪族/芳香族或芳香族醇(B)进行反应,消去醇ROH,从而得到一种或多种缩合物(K),其中每一个R相互独立地为具有1-20个碳原子的直链或支链的脂肪族、芳香族/脂肪族或芳香族烃基,并且其中基团R也可彼此键合形成环,并且n为1-5中的一个整数,或
ab)使光气、双光气或三光气与上述醇(B)进行反应,消去氯化氢;
和
b)缩合物(K)进行分子间反应,从而得到高官能度、高度支化,或高官能度、超支化的聚碳酸酯;
其中选择反应混合物中OH基对碳酸酯的数量比,使得缩合物(K)平均具有一个碳酸酯基与多于一个的OH基,或一个OH基与多于一个的碳酸酯基。
可使用光气、双光气或三光气作为原料,但优选有机碳酸酯。
用作原料并具有通式RO(CO)OR的有机碳酸酯(A)的每一个基团R相互独立地为具有1-20个碳原子的直链或支链的脂肪族、芳香族/脂肪族或芳香族烃基。两个基团R也可彼此键合从而形成环。所述基团优选为脂肪族烃基,并且特别优选为具有1-5个碳原子的直链或支链的烷基,或者被取代的或未被取代的苯基。
特别地,使用式RO(CO)nOR的简单碳酸酯;n优选为1-3,特别是1。
例如,二烷基或二芳基碳酸酯可由脂肪族、芳脂族(araliphatischen)或芳香族醇、优选一元醇与光气进行反应而制得。它们也可通过醇或酚在贵金属、氧或NOx的存在下被CO氧化羰化而制得。关于二芳基或二烷基碳酸酯的制备方法,也可参见“Ullmann’s Encyclopedia of IndustrialChemistry”,6th edition,2000 Electronic Release,Verlag Wiley-VCH。
适宜碳酸酯的实例包括脂肪族、芳香族/脂肪族或芳香族碳酸酯,例如碳酸乙二醇酯、碳酸1,2-或1,3-丙二醇酯、碳酸二苯酯、碳酸二甲苯酯、碳酸二甲苄酯、碳酸二萘酯、碳酸乙基苯基酯、碳酸二苄酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸二丁酯、碳酸二异丁酯、碳酸二戊酯、碳酸二己酯、碳酸二环己酯、碳酸二庚酯、碳酸二辛酯、碳酸二癸酯或碳酸双十二烷基酯。
其中n大于1的碳酸酯的实例包括二碳酸二烷基酯,例如二碳酸二(叔丁基)酯,或三碳酸二烷基酯,例如三碳酸二(叔丁基)酯。
优选使用脂肪族碳酸酯,特别是其中基团含有1-5个碳原子的那些脂肪族碳酸酯,例如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸二丁酯或碳酸二异丁酯。
使所述有机碳酸酯与至少一种具有至少3个OH基的脂肪族醇(B)进行反应,或者与两种或多种不同醇的混合物进行反应。
具有至少3个OH基的化合物的实例包括丙三醇、三羟甲基甲烷、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、1,2,4-丁三醇、三(羟甲基)胺、三(羟乙基)胺、三(羟丙基)胺、季戊四醇、双甘油、三甘油、聚甘油、三(羟甲基)异氰脲酸酯、三(羟乙基)异氰脲酸酯、均苯三酚、三羟基甲苯、三羟基二甲基苯、五羟基联苯(Phloroglucide)、六羟基苯、1,3,5-苯三甲醇、1,1,1-三(4′-羟苯基)甲烷、1,1,1-三(4’-羟苯基)乙烷、二(三羟甲基丙烷);或糖,例如葡萄糖,基于三元醇或更高多元醇以及环氧乙烷、环氧丙烷或环氧丁烷的三羟基或更高的多羟基聚醚醇,或聚酯醇。此处特别优选甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、1,2,4-丁三醇、季戊四醇,以及它们的基于环氧乙烷或环氧丙烷的聚醚醇。
这些多元醇也可与二元醇(B’)混合使用,条件为,使用的所有醇的平均总OH官能度大于2。具有2个OH基的适宜化合物的实例包括乙二醇、二甘醇、三甘醇、1,2-丙二醇及1,3-丙二醇、双丙甘醇、三丙二醇、新戊二醇,1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,2-戊二醇、1,3-戊二醇、1,5-戊二醇、己二醇、环戊二醇、环己二醇、环己烷二甲醇、二(4-羟基环己基)甲烷、二(4-羟基环己基)乙烷、2,2-二(4-羟基环己基)丙烷、1,1′-二(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷、间苯二酚、氢醌、4,4’-二羟基联苯、二(4-二(羟苯基)硫化物、二(4-羟苯基)砜、二(羟甲基)苯、二(羟甲基)甲苯、二(对羟苯基)甲烷、二(对羟苯基)乙烷、2,2-二(对羟苯基)丙烷、1,1-二(对羟苯基)环己烷、二羟基二苯甲酮,基于环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷或它们的混合物的二羟聚醚多元醇,聚四氢呋喃、聚己酸内酯或基于二元醇和二羧酸的聚酯醇。
所述二元醇用于微调聚碳酸酯的性能。如果使用二元醇,则二元醇B’)与至少三元的醇(B)的比例由本领域技术人员设定,其取决于所需的聚碳酸酯性能。醇(B’)的量通常为0-39.9mol%,基于全部醇(B)和(B’)的总量计。所述量优选为0-35mol%、特别优选0-25mol%、极特别优选0-10mol%。
光气、二光气或三光气与醇或醇混合物的反应通常通过消去氯化氢而进行,而碳酸酯与醇或醇混合物得到本发明高官能度的高度支化聚碳酸酯的反应通过从该碳酸酯分子中消去单官能醇或酚而进行。
通过本发明方法形成的高官能度的高度支化聚碳酸酯在反应之后由羟基和/或由碳酸酯基封端,即不再进行进一步改性。它们在多种溶剂中均具有良好的溶解性,例如在水、醇(例如甲醇、乙醇、丁醇)、醇/水混合物、丙酮、2-丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸甲氧基丙酯、乙酸甲氧基乙酯、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、碳酸乙二醇酯或碳酸丙二醇酯。
对本发明而言,高官能度的聚碳酸酯为这样一种产物,除形成聚合物骨架的碳酸酯基之外,其还具有至少三个、优选至少六个、更优选至少十个末端官能团或侧链官能团。所述官能团为碳酸酯基和/或OH基。原则上,末端官能团或侧链官能团的数目没有上限,但是具有极多数目官能团的产物可能具有不希望的性能,例如高粘度或差的溶解性。本发明中的所述高官能度的聚碳酸酯大部分具有不多于500个末端官能团或侧链官能团,优选不多于100个末端官能团或侧链官能团。
当制备所述高官能度的聚碳酸酯B1)时,需要调节含有OH基的化合物与光气或碳酸酯的比例,使所得的最简单缩合物(下文中称为缩合物(K))平均含有一个碳酸酯基或氨甲酰基和多于一个的OH基,或一个OH基与多于一个的碳酸酯基或氨甲酰基。此处由碳酸酯(A)和二元或多元醇(B)组成的缩合物(K)的最简单结构形成排列XYn或YnX,其中X为碳酸酯基,Y为羟基,并且n通常为1-6、优选1-4、特别优选1-3中的一个数。为单一生成基团的反应性基团在下文中通常被称为“焦点基团(fokaleGruppe)”。
例如,如果在由碳酸酯和二元醇制备最简单的缩合物(K)的过程中,反应比例为1∶1,则通常得到XY型分子,如通式1所示。
在由碳酸酯和三元醇以1∶1的反应比制备缩合物(K)的过程中,通常得到XY2型分子,如通式2所示。此处碳酸酯基为焦点基团。
在由碳酸酯和四元醇同样以1∶1的反应比制备缩合物(K)的过程中,通常得到XY3型分子,如通式3所示。此处碳酸酯基为焦点基团。
所述式1-3中的R具有开篇处给出的定义,并且R1为脂肪族或芳香族基团。
缩合物(K)也可例如由碳酸酯和三元醇以2∶1的摩尔反应比制得,如通式4所示。此处,通常得到X2Y型分子,此处OH基为焦点基团。式4中,R和R1如式1-3中所定义。
如果还向组分中添加双官能化合物,例如二碳酸酯或二元醇,则可使链延长,例如通式5中所示。通常也得到XY2型分子,碳酸酯基为焦点基团。
在式5中,R2为一个有机的、优选脂肪族的基团,并且R和R1如上定义。
也可使用两种或多种缩合物(K)进行合成。此处,首先可使用两种或多种醇或者两种或多种碳酸酯。此外,通过选择所用醇和碳酸酯或光气的比,可得到不同结构的多种缩合物的混合物。这可以碳酸酯与三元醇的反应为例进行说明。如果所用起始物的比例为1∶1,如(II)中所示,则得到XY2分子。如果所用起始物的比例为2∶1,如(IV)中所示,则得到X2Y分子。如果比例为1∶1至2∶1,则得到XY2和X2Y分子的混合物。
根据本发明,式1-5中示例说明的简单缩合物(K)优先进行分子间反应,从而得到高官能度缩聚物,下文称为缩聚物(P)。得到所述缩合物(K)和缩聚物(P)的反应通常在0-250℃、优选60-160℃的温度,以本体或溶液形式进行。通常可使用对于各原料呈惰性的任一溶剂。优选使用有机溶剂,例如癸烷、十二烷、苯、甲苯、氯苯、二甲苯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺,或溶剂石脑油。
在一个优选的实施方案中,缩合反应以本体形式进行。为加速该反应,可通过蒸馏从反应平衡物中——如果合适在减压下——除去在反应过程中释放的酚或一元醇ROH。
如果打算通过蒸馏除去,则通常可取的是使用那些在反应过程中释放出沸点在140℃以下的醇ROH的碳酸酯。
也可添加催化剂或催化剂混合物来加速反应。适宜的催化剂为催化酯化反应或酯交换反应的化合物,例如碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐(优选其钠盐、钾盐或铯盐),叔胺、胍、铵化合物、鏻化合物、有机铝、有机锡、有机锌、有机钛、有机锆或有机铋化合物,或者称为双金属氰化物(DMC)的催化剂,例如DE 10138216或DE 10147712中所述。
优选使用氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、二氮杂双环辛烷(DABCO)、二氮杂双环壬烯(DBN)、二氮杂双环十一碳烯(DBU)、咪唑类(例如咪唑、1-甲基咪唑或1,2-二甲基咪唑)、四丁氧基钛、四异丙氧基钛、二丁基氧化锡、二丁基二月桂酸锡、二辛酸亚锡、乙酰基丙酮酸锆,或其混合物。
通常添加的催化剂的量为50-10 000重量ppm、优选100-5000重量ppm,基于所用的醇混合物或醇的量计。
也可通过添加适宜的催化剂或通过选择适宜的温度来控制分子间缩聚反应。此外,聚合物(P)的平均分子量可通过起始组分的组成和通过停留时间来调节。
在高温下制备的缩合物(K)和缩聚物(P)在室温下通常可稳定相对较长的时间。
缩合物(K)的性质使得可由缩聚反应得到具有不同结构的缩聚物(P),它们具有分支但是不发生交联。此外,在理想的情况下,缩聚物(P)具有一个作为焦点基团的碳酸酯基和多于两个的OH基,或者一个作为焦点基团的OH基和多于两个的碳酸酯基。此处反应基团的数目由所用缩合物(K)的性质和缩聚度得到。
例如,通式2的缩合物(K)可通过三重分子间缩合反应而得到两种不同的缩聚物(P),在通式6和7中表示。
在式6和7中,R和R1定义如上。
存在多种终止分子间缩聚反应的方法。例如,可将温度降低至反应终止并且产物(K)或缩聚物(P)贮存稳定的范围。
也可使催化剂失活,例如在碱性催化剂的情况下可通过添加路易斯酸或质子酸。
在另一个实施方案中,一旦缩合物(K)的分子间反应生成一种具有所需缩聚度的缩聚物(P),则可将一种具有对(P)的焦点基团有反应性的基团的产物添加至产物(P)中,从而终止该反应。在碳酸酯基为焦点基团的情况下,可添加例如一元胺、二元胺或多元胺。在羟基为焦点基团的情况下,可向产物(P)中添加例如单异氰酸酯、二异氰酸酯或多异氰酸酯、或者含有环氧基的化合物、或与OH基反应的酸衍生物。
本发明的高官能度的聚碳酸酯大多数在间歇式、半连续或连续操作的反应器或级联反应器中在0.1mbar至20bar、优选1mbar至5bar的压力范围内制备。
通过上述的对反应条件的调节以及——如果合适——通过选择适宜的溶剂而制得本发明产物后,其可进一步加工而无需进一步纯化。
在另一个优选的实施方案中,可对产物进行汽提,即除去低分子量挥发性化合物。为此,一旦已达到所需的转化程度,即可任选地使催化剂失活,并且可将低分子量挥发性组分(例如一元醇、酚、碳酸酯、氯化氢,或挥发性低聚化合物或环状化合物)通过蒸馏除去,如果合适,可以引入气体,优选氮气、二氧化碳或空气,如果合适,在减压下进行。
在另一个优选的实施方案中,本发明的聚碳酸酯,除由于反应而在该阶段存在的官能团外,还可含有其他官能团。官能化可在增加分子量的工艺过程中进行,也可随后进行,即在实际缩聚完成之后进行。
在增加分子量的工艺过程之前或之中,如果添加除羟基或碳酸酯基外还含有其他官能团或官能元素的组分,则得到的是具有无规分布的除碳酸酯基或羟基之外的官能团的聚碳酸酯聚合物。
该类效应可例如通过在缩聚过程中添加除了具有羟基、碳酸酯基或氨甲酰基外还具有其他官能团或官能元素的化合物而实现,所述其他官能团或官能元素例如巯基,伯氨基、仲氨基、叔氨基,醚基、羧酸衍生物、磺酸衍生物、膦酸衍生物、硅烷基、硅氧烷基、芳基或长链烷基。可用于通过氨基甲酸酯基改性的化合物的实例为乙醇胺、丙醇胺、异丙醇胺、2-(丁氨基)乙醇、2-(环己基氨基)乙醇、2-氨基-1-丁醇、2-(2’-氨基乙氧基)乙醇,或氨的更高烷氧化产物,4-羟基哌啶、1-羟乙基哌嗪、二乙醇胺、二丙醇胺、二异丙醇胺、三(羟甲基)氨基甲烷、三(羟乙基)氨基甲烷、乙二胺、丙二胺、己撑二胺或异佛尔酮二胺。
可用于通过巯基进行改性的化合物的实例为巯基乙醇。例如叔氨基可通过引入N-甲基二乙醇胺、N-甲基二丙醇胺或N,N-二甲基乙醇胺而产生。例如,醚基可通过二元或更多元的聚醚醇的共缩合而产生。长链烷基可通过与长链烷二醇反应而引入,并且与烷基或芳基二异氰酸酯反应产生具有烷基、芳基和氨基甲酸乙酯基或脲基的聚碳酸酯。
酯基可通过添加二羧酸、三羧酸例如对苯二甲酸二甲酯、或三羧酸酯而产生。
之后的官能化可通过使用另外的工艺步骤(步骤c)使得到的高官能度的高度支化聚碳酸酯或高官能度的超支化聚碳酸酯与适宜的可与聚碳酸酯的OH和/或碳酸酯基或氨甲酰基反应的官能化试剂进行反应而实现。
例如,含有羟基的高官能度的高度支化聚碳酸酯或高官能度的超支化聚碳酸酯可通过添加含有酸基或异氰酸酯基的分子进行改性。例如,含有酸基的聚碳酸酯可通过与含有酸酐基的化合物进行反应而得到。
此外,含有羟基的高官能度聚碳酸酯也可通过与环氧烷例如环氧乙烷、环氧丙烷或环氧丁烷进行反应而转化成高官能度的聚碳酸酯聚醚多元醇。
该方法的一个极大优点在于其成本效益。得到缩合物(K)或缩聚物(P)的反应以及得到具有其他官能团或元素的聚碳酸酯的(K)或(P)的反应可在一个反应器中发生,这在技术上和成本效益方面是有利的。
本发明模塑组合物可含有作为组分B2)的至少一种超支化的AxBy型聚酯,其中
x为至少1.1,优选至少1.3,特别是至少2,
y为至少2.1,优选至少2.5,特别是至少3。
当然,也可使用混合物作为单元A和/或B。
AxBy型聚酯为由x官能的分子A和y官能的分子B构成的缩合物。例如,可提及由己二酸作为分子A(x=2)和丙三醇作为分子B(y=3)构成的聚酯。
对本发明而言,超支化的聚酯B2)为具有羟基和羧基和羧基的非交联大分子,它们具有结构非均一性和分子非均一性。首先,它们的结构可以与树枝状物相同的方式以中心分子为基础,但是具有不均匀的支链链长。其次,它们也可为带官能侧基的直链结构,或者它们可结合这两种极端情形,具有直链和支链分子部分。树枝状和超支化的聚合物的定义也可参见P.J.Flory,J.Am.Chem.Soc.1952,74,2718和H.Frey et al.,Chem.Eur.J.2000,6,no.14,2499。
本发明中的“超支化的”意指,支化度(DB)(即每个分子中树枝状连接的平均数加上端基的平均数)为10-99.9%、优选20-99%、特别优选20-95%。本发明中“树枝状的”意指支化度为99.9-100%。“支化度”的定义参见H.Frey et al.,Acta Polym.1997,48,30和以上B1)中所给出的公式。
组分B2)的Mn优选为300-30 000g/mol,特别是400-25 000g/mol,并且极特别是500-20 000g/mol,由GPC测得,标准品为PMMA,洗脱液为二甲基乙酰胺。
根据DIN 53240,B2)的OH值优选为0-600mg KOH/g聚酯、优选1-500mg KOH/g聚酯,特别是20-500mg KOH/g聚酯,并且COOH值优选为0-600mg KOH/g聚酯、优选1-500mg KOH/g聚酯,特别是2-500mg KOH/g聚酯。
Tg优选为-50℃至140℃,特别是-50至100℃(根据DIN 53765由DSC测得)。
特别优选其中OH或COOH值中至少一个大于0、优选大于0.1、并且特别是大于0.5的那些组分B2)。
本发明的组分B2)特别可通过下述方法得到,具体地在溶剂的存在下和任选地在无机、有机金属或低分子量有机催化剂或酶的存在下,通过以下反应得到:
(a)一种或多种二羧酸或一种或多种二羧酸衍生物与一种或多种至少三元的醇进行反应,
或
(b)一种或多种三羧酸或更高的多羧酸或一种或多种三羧酸或更高的多羧酸的衍生物与一种或多种二元醇进行反应。
在溶剂中进行反应是优选的制备方法。
对本发明而言,高官能度的超支化的聚酯B2)具有分子非均一性和结构非均一性。它们的分子非均一性将它们与树枝状物区别开来,因此,它们可以相当低的成本制备。
在二羧酸中,可根据变型方案(a)进行反应的有,例如乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷-α,ω-二羧酸、十二烷-α,ω-二羧酸、顺-环己烷-1,2-二羧酸、反-环己烷-1,2-二羧酸、顺-环己烷-1,3-二羧酸、反-环己烷-1,3-二羧酸、顺-环己烷-1,4-二羧酸、反-环己烷-1,4-二羧酸、顺-环戊烷-1,2-二羧酸、反-环戊烷-1,2-二羧酸、顺-环戊烷-1,3-二羧酸及反-环戊烷-1,3-二羧酸,
其中上述二羧酸可被一个或多个选自以下的基团取代:
C1-C10烷基基团,例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、新戊基、1,2-二甲基丙基、异戊基、正己基、异己基、仲己基、正庚基、异庚基、正辛基、2-乙基己基、正壬基和正癸基,
C3-C12环烷基基团,例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、环十一烷基和环十二烷基;优选环戊基、环己基和环庚基;
烷撑基团,例如亚甲基或乙叉(Ethyliden),或
C6-C14芳基基团,例如苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基和9-菲基,优选苯基、1-萘基和2-萘基,特别优选苯基。
可提及的有代表性的被取代二羧酸的实例为:2-甲基丙二酸、2-乙基丙二酸、2-苯基丙二酸、2-甲基丁二酸、2-乙基丁二酸、2-苯基丁二酸、衣康酸、3,3-二甲基戊二酸。
在二羧酸中,可根据变型方案(a)进行反应的还有:烯属不饱和酸,例如顺丁烯二酸和反丁烯二酸,及芳香族二羧酸,例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸或对苯二甲酸。
也可使用两种或多种上述代表性化合物的混合物。
所述二羧酸可以其本身使用或以衍生物的形式使用。
衍生物优选为
-为单体或聚合物形式的相关酸酐,
-单烷基或二烷基酯,优选单甲基或二甲基酯,或者相应的单乙基或二乙基酯;或者由更高级醇得到的单烷基或二烷基酯,所述醇例如正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、正戊醇、正己醇,
-以及单乙烯基或二乙烯基酯,和
-混合酯,优选甲基乙基酯。
在优选的制备方法中,也可使用由二羧酸和一种或或多种其衍生物组成的混合物。同样地,可使用一种或多种二羧酸的两种或多种不同衍生物的混合物。
特别优选使用丁二酸、戊二酸、己二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸,或者其单甲基酯或二甲基酯。极特别优选使用己二酸。
可进行反应的至少三元的醇的实例有:丙三醇、丁-1,2,4-三醇、正戊-1,2,5-三醇、正戊-1,3,5-三醇、正己-1,2,6-三醇、正己-1,2,5-三醇、正己-1,3,6-三醇、三羟甲基丁烷、三羟甲基丙烷或双三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇或二季戊四醇;糖醇,例如中赤藓糖醇、苏糖醇、山梨糖醇、甘露糖醇,或上述至少三元的醇的混合物。优选使用丙三醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷和季戊四醇。
可根据变型方案(b)进行反应的三羧酸或多羧酸的实例有,苯-1,2,4-三羧酸、苯-1,3,5-三羧酸、苯-1,2,4,5-四羧酸和苯六甲酸。
三羧酸或多羧酸在本发明反应中可以其本身或以衍生物的形式使用。
衍生物优选为
-为单体或聚合物形式的相关酸酐,
-单烷基、二烷基或三烷基酯,优选单甲基、二甲基或三甲基酯,或者相应的单乙基、二乙基或三乙基酯;或者由更高级醇例如正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、正戊醇、正己醇得到的单酯、二酯和三酯;或者单乙烯基、二乙烯基或三乙烯基酯,
-和混合的甲基乙基酯。
对本发明而言,也可使用由三羧酸或多羧酸及一种或多种其衍生物组成的混合物。对本发明而言,同样也可使用一种或多种三羧酸或多羧酸的两种或多种不同衍生物的混合物,从而得到组分B2)。
用于本发明变型方案(b)的二元醇的实例有,乙二醇、丙-1,2-二醇、丙-1,3-二醇、丁-1,2-二醇、丁-1,3-二醇、丁-1,4-二醇、丁-2,3-二醇、戊-1,2-二醇、戊-1,3-二醇、戊-1,4-二醇、戊-1,5-二醇、戊-2,3-二醇、戊-2,4-二醇、己-1,2-二醇、己-1,3-二醇、己-1,4-二醇、己-1,5-二醇、己-1,6-二醇、己-2,5-二醇、庚-1,2-二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,2-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,2-癸二醇、1,12-十二烷二醇、1,2-十二烷二醇、1,5-己二烯-3,4-二醇、环戊二醇、环己二醇、环己六醇,及其衍生物,(2)-甲基戊烷-2,4-二醇、2,4-二甲基戊烷-2,4-二醇、2-乙基己烷-1,3-二醇、2,5-二甲基己烷-2,5-二醇、2,2,4-三甲基戊烷-1,3-二醇、频哪醇、二甘醇、三甘醇、双丙甘醇、三丙二醇、聚乙二醇HO(CH2CH2O)n-H或聚丙二醇HO(CH[CH3]CH2O)n-H,或者上述化合物中两种或多种代表性化合物的混合物,其中n为一个整数并且n=4。此处上述二元醇中的一个或两个羟基也可被SH基团替代。优选乙二醇、丙-1,2-二醇,和二甘醇、三甘醇,双丙甘醇以及三丙二醇。
变型方案(a)和(b)中AxBy聚酯中的分子A与分子B的摩尔比为4∶1至1∶4,特别是2∶1至1∶2。
根据本方法的变型方案(a)进行反应的至少三元的醇可具有全部具有相同反应性的羟基。此处还优选这样的至少三元的醇,其OH基初始时具有相同反应性,但在与至少一个酸基团反应时会因空间效应或电子效应导致剩余OH基的反应性降低。例如,这在使用三羟甲基丙烷或季戊四醇时适用。
但是,所述根据变型方案(a)进行反应的至少三元的醇也可含有具有至少两种不同化学反应性的羟基。
此处官能团的不同反应性可由化学原因(例如伯/仲/叔OH基)或由空间原因产生。
例如,所述三元醇可包括具有伯羟基和仲羟基的三元醇,优选实例为丙三醇。
当根据变型方案(a)进行本发明反应时,优选在无二元醇和一元醇的情况下进行。
当根据变型方案(b)进行本发明反应时,优选在无一元羧酸或二羧酸的情况下进行。
本发明方法在溶剂的存在下进行。例如,适宜的有烃,如石蜡,或芳香族化合物。特别适宜的石蜡有,正庚烷和环己烷。特别适宜的芳香族化合物有甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、异构体混合物形式的二甲苯、乙苯、氯苯、邻二氯苯及间二氯苯。在无酸性催化剂的情况下极特别适宜的其他溶剂有:醚,例如二噁烷或四氢呋喃,及酮,例如甲基乙基酮和甲基异丁基酮。
根据本发明,基于所用的和待反应的原料的重量计,所添加溶剂的量为至少0.1重量%,优选至少1重量%,并且特别优选至少10重量%。基于所用的和待反应的原料的重量计,也可使用过量的溶剂,例如1.01-10倍的量。超过所用的和待反应的原料重量的100倍的溶剂量是不利的,因为在显著降低的反应物浓度下,反应速率显著降低,得到不经济的较长反应时间。
为实施本发明的优选方法,操作过程可在反应开始时添加的作为添加剂的脱水剂的存在下进行。适宜实例有分子筛,特别是分子筛、MgSO4和Na2SO4。在反应过程中,也可添加其他脱水剂或由新鲜脱水剂替代所述脱水剂。在反应过程中,也可通过蒸馏和例如使用脱水器来除去形成的水或醇。
所述方法可在无酸性催化剂的情况下进行。优选在酸性无机催化剂、有机金属催化剂或者有机催化剂或者由两种或多种酸性无机催化剂、有机金属催化剂或有机催化剂组成的混合物的存在下进行。
对本发明而言,酸性无机催化剂的实例有硫酸、磷酸、膦酸、次磷酸、水合硫酸铝、明矾、酸性硅胶(pH=6,特别是=5)和酸性氧化铝。可用作酸性无机催化剂的其他化合物的实例有,通式Al(OR)3的铝化合物和通式Ti(OR)4的钛酸盐,其中每一个基团R可以相同或不同,并且相互独立地选自
C1-C10烷基基团,例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、新戊基、1,2-二甲基丙基、异戊基、正己基、异己基、仲己基、正庚基、异庚基、正辛基、2-乙基己基、正壬基和正癸基,
C3-C12环烷基基团,例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、环十一烷基和环十二烷基;优选环戊基、环己基和环庚基。
Al(OR)3或Ti(OR)4中的每一个基团R优选相同并且选自异丙基或2-乙基己基。
优选的酸性有机金属催化剂的实例选自二烷基氧化锡R2SnO,其中R定义如上。特别优选的酸性有机金属催化剂的代表性化合物为二正丁基氧化锡(其可以“氧代-锡”商购获得),或二正丁基二月桂酸锡。
优选的酸性有机催化剂为,具有例如磷酸酯基、磺酸基、硫酸酯基或膦酸基的酸性有机化合物。特别优选磺酸,例如对甲苯磺酸。也可使用酸性离子交换剂作为酸性有机催化剂,例如含有磺酸基并与约2mol%的二乙烯基苯交联的聚苯乙烯树脂。
也可使用两种或多种上述催化剂的结合物。还可使用那些呈离散分子形式的有机催化剂或有机金属催化剂或者无机催化剂的固定化形式。
如果打算使用酸性无机催化剂、有机金属催化剂或有机催化剂,则根据本发明的使用量为0.1-10重量%、优选0.2-2重量%的催化剂。
本发明方法在惰性气体例如二氧化碳、氮气或稀有气体下进行,其中,可特别提及氩气。
本发明方法在60-200℃的温度进行。优选在130-180℃的温度、特别是最高至150℃或该温度以下实施。特别优选最高至145℃的最高温度,并且极特别优选最高至135℃的温度。
本发明方法的压力条件本身不是关键。可以在显著降低的压力下例如在10-500mbar下进行。本发明方法也可在500mbar以上的压力下进行。为简便起见,优选在大气压下进行反应;但是,也可在稍微提高的压力例如最高1200mbar下实施。还可在显著提高的压力例如最高10bar的压力下实施。优选在大气压下进行反应。
本发明方法的反应时间通常为10分钟至25小时、优选30分钟至10小时,并且特别优选1-8小时。
一旦反应结束,即可将高官能度的超支化聚酯很容易地分离出来,例如通过过滤除去催化剂并浓缩该混合物,此处的浓缩操作通常在减压下进行。具有良好适合性的其他后处理方法为,在添加水后沉淀,随后进行洗涤和干燥。
组分B2)也可在酶或酶的分解产物的存在下制备(根据DE-A 101 63163)。对本发明而言,术语酸性有机催化剂不包括根据本发明反应的二羧酸。
优选使用脂酶或酯酶。具有良好适合性的脂肪酶和酯酶有,柱状假丝酵母(Candida cylindracea)、解脂假丝酵母(Candida lipolytica)、皱落假丝酵母(Candida rugosa)、南极假丝酵母(Candida antarctica)、产朊假丝酵母(Candida utilis)、染色粘性菌(Chromobacteriumviscosum)、Geotrichum viscosum、白地霉(Geotrichum candidum)、瓜哇毛霉(Mucor javanicus)、Mucor mihei、猪胰(pig pancreas)、假单胞菌属种(pseudomonas spp.)、荧光假单胞菌(pseudomonasfluorescens)、洋葱伯克氏菌(Pseudomonas cepacia)、少根霉(Rhizopusarrhizus、Rhizopus delemar)、雪白根霉(Rhizopus niveus)、米根霉(Rhizopus oryzae)、黑曲霉(Aspergillus niger)、娄地青霉(Penicilliumroquefortii)、沙门柏干酪青霉(Penicillium camembertii),或来自芽胞杆菌属种(Bacillus spp.)及热葡糖苷酶芽胞杆菌(Bacillusthermoglucosidasius)的酯酶。特别优选南极假丝酵母脂肪酶B。所列酶可例如从丹麦的Novozymes Biotech Inc.商购得到。
所述酶优选以固定化形式使用,例如固定在硅胶或上。使酶固定的方法本身已知于例如Kurt Faber,″Biotransformations inorganic chemistry″,3rd edition 1997,Springer Verlag,第3.2章″Immobilization″第345-356页。固定化酶可例如从丹麦的NovozymesBiotech Inc.商购得到。
所用固定化酶的量为0.1-20重量%,特别是10-15重量%,基于所用的和待反应的原料的总重量计。
本发明方法在高于60℃的温度实施。优选在100℃或该温度以下实施。优选最高至80℃的温度,极特别优选62-75℃的温度,并且还更优选的是65-75℃的温度。
本发明方法在溶剂的存在下进行。适宜化合物的实例为烃,例如石蜡或芳香族化合物。特别适宜的石蜡为正庚烷和环己烷。特别适宜的芳香族化合物为,甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、异构体混合物形式的二甲苯、乙苯、氯苯,邻二氯苯及间二氯苯。其他极特别适宜的溶剂有:醚,例如二噁烷或四氢呋喃,及酮,例如甲基乙基酮和甲基异丁基酮。
所添加溶剂的量为至少5重量份,基于所用的和待反应的原料的重量计,优选至少50重量份,并且特别优选至少100重量份。超过10 000重量份的溶剂量是不理想的,因为在显著低的浓度下,反应速率显著降低,得到不经济的较长反应时间。
本发明方法在高于500mbar的压力下进行。优选在大气压下或稍微提高的压力例如最高至1200mbar下进行反应。还可在显著提高的压力例如最高至10bar的压力下实施。优选在大气压下进行反应。
本发明方法的反应时间通常为4小时至6天,优选5小时至5天,并且特别优选8小时至4天。
一旦反应结束,即可将高官能度的超支化聚酯分离出来,例如通过过滤除去酶并浓缩该混合物,该浓缩操作通常在减压下进行。具有良好适应性的其他后处理方法为,在添加水后沉淀,随后进行洗涤和干燥。
可由本发明方法得到的高官能度的超支化聚酯的特征为,脱色及树脂化材料的含量特别低。关于超支化聚合物的定义,也可参见:P.J.Flory,J.Am.Chem.Soc.1952,74,2718,和A.Sunder et al.,Chem.Eur.J.2000,6,no.1,1-8。但是,在本发明中,“高官能度的超支化的”意指支化度(即每个分子中的树枝状连接的平均数加上端基的平均数)为10-99.9%、优选20-99%、特别优选30-90%(关于该点参见H.Frey et al.Acta Polym.1997,48,30)。
本发明聚酯的摩尔质量Mw为500-50000g/mol、优选1000-20 000g/mol、特别优选1000-190 00g/mol。多分散性为1.2-50、优选1.4-40、特别优选1.5-30,并且极特别优选1.5-10。它们通常极易溶解,即,可使用最多至50重量%、在一些情况下甚至最多至80重量%的本发明聚酯在四氢呋喃(THF)、乙酸正丁酯、乙醇及多种其他溶剂中制备澄清溶液,由肉眼观测不到凝胶颗粒。
本发明高官能度的超支化聚酯为以羧基封端的、羧基和羟基封端的,并且优选为以羟基封端的。
如果使用组分B1)和B2)的混合物,则B1)∶B2)的比例优选为1∶20至20∶1,特别是1∶15至15∶1,并且极特别是1∶5至5∶1。
所用的超支化聚碳酸酯B1)/聚酯B2)为纳米颗粒。混合材料中的颗粒大小为20-500nm、优选50-300nm。
可提及的纤维或微粒填充剂C)为碳纤维、玻璃纤维、玻璃珠、无定形二氧化硅、石棉、硅酸钙、偏硅酸钙、碳酸镁、高岭土、白垩、粉状石英、云母、硫酸钡和长石,它们的使用量为10-60重量%,特别是30-60重量%,并且极特别优选40-55重量%。
可提及的优选的纤维填充剂为碳纤维、芳香族聚酰胺纤维,和钛酸钾纤维,特别优选E玻璃形式的玻璃纤维。它们可以商购形式的粗纱或碎玻璃使用。
特别优选比例为1∶100至1∶2并且优选1∶10至1∶3的玻璃纤维C)与组分B)的混合物。
纤维填充剂可预先用硅烷化合物进行表面处理以改进与热塑性物质的相容性。
适宜的硅烷化合物为以下通式的硅烷化合物
(X-(CH2)n)k-Si-(O-CmH2m+1)4-k
其中取代基的定义如下:
n为2-10、优选3-4中的一个整数,
m为1-5、优选1-2中的一个整数,并且
k为1-3中的一个整数,优选1。
优选的硅烷化合物为氨基丙基三甲氧基硅烷、氨基丁基三甲氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷、氨基丁基三乙氧基硅烷,以及含有缩水甘油基作为取代基X的相应硅烷。
表面涂覆用硅烷化合物的通常使用的量(基于D计)为0.05-5重量%、优选0.5-1.5重量%并且特别是0.8-1重量%。
针状矿物填充剂也是适宜的。
对本发明而言,针状矿物填充剂为一种具有显著针状特征的矿物填充剂。可提及的一个实例为针状硅灰石。该矿物的L/D(长与直径)比优选为8∶1至35∶1,优选8∶1至11∶1。如果合适,所述矿物填充剂预先用所述硅烷化合物处理;但是,该处理不是必需的。
可提及的其他填充剂为高岭土、煅烧高岭土、硅灰石、滑石和白垩。
本发明模塑组合物可含有作为组分D)的0-20重量%、特别是最多至15重量%的其他添加剂和加工助剂。
本发明模塑组合物可含有作为组分D)的0-5重量%、优选0.05-3重量%并且特别是0.1-2重量%的具有10-40个碳原子、优选16-22个碳原子的饱和或不饱和的脂肪族羧酸与具有2-40个碳原子、优选2-6个碳原子的饱和脂肪族醇或胺的至少一种酯或酰胺。
所述羧酸可为一元的或二元的。可提及的实例为壬酸、棕榈酸、月桂酸、十七烷酸、十二烷二酸、山萮酸,并且特别优选硬脂酸、癸酸,以及褐煤酸(具有30-40个碳原子的脂肪酸的混合物)。
所述脂肪族醇可以是一元至四元的。醇的实例为,正丁醇、正辛醇、硬脂醇、乙二醇、丙二醇、新戊二醇、季戊四醇,优选丙三醇和季戊四醇。
脂肪族胺可为一胺、二胺或三胺。其实例为,硬脂胺、乙撑二胺、丙撑二胺、己撑二胺、二(6-氨基己基)胺,特别优选乙撑二胺和己撑二胺。相应地,优选的酯或酰胺为,二硬脂酸甘油酯、三硬脂酸甘油酯、二硬脂酸化乙撑二胺(Ethylendiamindistearat)、单棕榈酸甘油酯、三月桂酸甘油酯、单山萮酸甘油酯和四硬脂酸季戊四醇酯。
也可使用多种酯或酰胺的混合物、或者酯与酰胺结合的混合物,此处其混合比根据需要。
其他常用添加剂D)的量的实例为最多至40重量%,优选最多至30重量%的弹性聚合物(通常也称为抗冲改性剂、弹性体或橡胶)。
它们是极通常的优选由至少两种以下单体构成的共聚物:乙烯、丙烯、丁二烯、异丁烯、异戊二烯、氯丁二烯、乙酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯腈,及醇组分中具有1-18个碳原子的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。
该类聚合物在例如Houben-Weyl,Methoden der organischenChemie,Vol.14/1(Georg-Thieme-Verlag,Stuttgart,Germany,1961),第392-406页,及在C.B.Bucknall的专论“Toughened Plastics”(AppliedScience Publishers,London,UK,1977)中有描述。
一些优选类型的所述弹性体在下文进行描述。
优选类型的所述弹性体为被称为乙烯-丙烯(EPM)和乙烯-丙烯-二烯(EPDM)橡胶的那些弹性体。
EPM橡胶通常几乎没有残余的双键,而EPDM橡胶的每100个碳原子可以具有1-20个双键。
可提及的用于EPDM橡胶的二烯单体的实例为,共轭二烯,例如异戊二烯和丁二烯;具有5-25个碳原子的非共轭二烯,例如1,4-戊二烯、1,4-己二烯、1,5-己二烯、2,5-二甲基-1,5-己二烯和1,4-辛二烯;环状二烯,例如环戊二烯、环己二烯、环辛二烯和双环戊二烯;以及烯基降冰片烯,例如5-乙叉-2-降冰片烯、5-丁叉-2-降冰片烯、2-甲代烯丙基-5-降冰片烯和2-异丙烯基-5-降冰片烯;及三环二烯,例如3-甲基三环[5.2.1.02,6]-3,8-癸二烯;及其混合物。优选1,5-己二烯、5-乙叉降冰片烯和双环戊二烯。EPDM橡胶中二烯含量优选为0.5-50重量%,特别是1-8重量%,基于该橡胶的总重量计。
EPM和EPDM橡胶优选还用反应性羧酸或其衍生物进行接枝。可提及的其实例为,丙烯酸、甲基丙烯酸,及其衍生物,例如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯,以及顺丁烯二酸酐。
乙烯与丙烯酸和/或甲基丙烯酸和/或与这些酸的酯的共聚物为另一类优选的橡胶。该橡胶还可含有二羧酸,例如顺丁烯二酸和反丁烯二酸,或这些酸的衍生物,例如酯及酸酐;和/或含有环氧基的单体。优选地通过将该含有二羧酸基团和/或环氧基团并且具有通式I或II或III或IV的单体添加至单体混合物中,而将这些含有二羧酸衍生物或含有环氧基的单体引入橡胶中
R1C(COOR2)=C(COOR3)R4 (I)
其中R1至R9为氢或具有1-6个碳原子的烷基,并且m为0-20中的一个整数,g为0-10中的一个整数,并且p为0-5中的一个整数。
基团R1至R9优选为氢,其中m为0或1,并且g为1。相应的化合物为顺丁烯二酸、反丁烯二酸、顺丁烯二酸酐、烯丙基缩水甘油醚和乙烯基缩水甘油醚。
式I、II和IV的优选化合物为顺丁烯二酸、顺丁烯二酸酐和含有环氧基的(甲基)丙烯酸酯,例如丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯,及与叔醇的酯,例如丙烯酸叔丁酯。虽然与叔醇的酯没有游离的羧基,但是它们的性质与具有游离酸的酯的性质近似,因此它们被认为是具有潜在羧基的单体。
所述共聚物有利地由50-98重量%的乙烯、0.1-20重量%的含环氧基的单体和/或甲基丙烯酸和/或含有酸酐基团的单体组成,剩余量为(甲基)丙烯酸酯。
特别优选由以下物质组成的共聚物:
50-98重量%、特别是55-95重量%的乙烯,
0.1-40重量%、特别是0.3-20重量%的丙烯酸缩水甘油酯和/或甲基丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸和/或顺丁烯二酸酐,和
1-45重量%、特别是10-40重量%的丙烯酸正丁酯和/或丙烯酸2-乙基己基酯。
其他优选的(甲基)丙烯酸酯为,(甲基)丙烯酸酯甲酯、(甲基)丙烯酸酯乙酯、(甲基)丙烯酸酯丙酯、(甲基)丙烯酸酯异丁酯和(甲基)丙烯酸酯叔丁酯。
除这些之外,可使用的共聚单体为乙烯基酯和乙烯基醚。
上述乙烯共聚物可由本身已知的方法制备,优选通过在高压和提高的温度下进行无规共聚。合适的方法是公知的。
其他优选的弹性体为乳液聚合物,其制备例如由Blackley在专论“Emulsion Polymerization”中进行了描述。可使用的乳化剂和催化剂为本身已知。
原则上,可以使用均匀结构的弹性体或具有壳型结构的弹性体。壳型结构由各单体的添加顺序确定;聚合物的形态也受该添加顺序的影响。
此处可提及的用于制备弹性体的橡胶部分的代表性单体有丙烯酸酯,例如丙烯酸正丁酯和丙烯酸2-乙基己基酯,相应的甲基丙烯酸酯,丁二烯和异戊二烯,以及它们的混合物。这些单体可以与其他单体(例如苯乙烯、丙烯腈、乙烯基醚)共聚,并且可与其他丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯(例如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丙酯)共聚。
弹性体的软相或橡胶相(玻璃化转变温度在0℃以下)可以是核、外层包覆物或中间壳层(在弹性体的结构具有多于两个壳的情况下)。具有多于一个壳层的弹性体也可具有两个或多个由橡胶相组成的壳层。
如果在弹性体结构中除橡胶相外还包含一种或多种硬质组分(玻璃化转变温度在20℃以上),则它们通常通过聚合作为主要单体的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯或丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸甲酯而制备。除这些之外,也可使用相对较小比例的其他共聚单体。
已证明,在某些情况下使用在其表面具有反应基团的乳液聚合物较为有利。这类基团的实例为,环氧基、羧基、潜在的羧基、氨基和酰胺基,以及可通过同时使用以下通式的单体而引入的官能团
其中取代基如下:
R10为氢或C1-C4烷基,
R11为氢或C1-C8烷基或芳基,特别是苯基,
R12为氢、C1-C10烷基、C6-C12芳基或-OR13,
R13为任选被含O或含N的基团取代的C1-C8烷基或C6-C12芳基,
X为化学键或C1-C10烷撑或C6-C12芳撑,或
Y为O-Z或NH-Z,并且
Z为G1-C10烷撑或C6-C12芳撑。
EP-A 208 187中所述接枝单体也适于在表面引入反应基团。
可提及的其他实例为,丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和被取代的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,例如甲基丙烯酸(N-叔丁基氨基)乙基酯、丙烯酸(N,N-二甲基氨基)乙基酯、丙烯酸(N,N-二甲基氨基)甲基酯和丙烯酸(N,N-二乙基氨基)乙基酯。
橡胶相中的颗粒也可以是交联的。交联单体的实例为,1,3-丁二烯、二乙烯基苯、邻苯二甲酸二烯丙基酯和丙烯酸二氢二环戊二烯酯,以及EP-A 50 265中所述化合物。
也可使用称为接枝连接单体的单体,即具有两个或多个可聚合双键且所述双键在聚合过程中以不同速率反应的单体。优选使用这类化合物:其中至少一个反应基团以与其他单体大致相同的速率聚合,而另一个(或多个)反应基团则明显更慢地聚合。不同聚合速率在橡胶中产生一定比例的不饱和双键。如果另一相之后被接枝到该类橡胶上,则橡胶中存在的至少一些双键会与该接枝单体反应,从而形成化学键,即被接枝相与接枝相具有至少一定程度的化学键合。
该类接枝连接单体的实例为含有烯丙基的单体,特别是烯属不饱和羧酸的烯丙基酯,例如丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、马来酸二烯丙酯、富马酸二烯丙酯和衣康酸二烯丙酯,及这些二羧酸的相应的单烯丙基化合物。除这些之外,还存在很多其他适宜的接枝连接单体。关于其他详情,此处可参见例如US-A 4 148 846。
抗冲改性聚合物中这些交联单体的比例通常最多至5重量%、优选不多于3重量%,基于该抗冲改性聚合物计。
一些优选的乳液聚合物列于下面。此处首先可提及具有一个核和至少一个外壳并具有以下结构的接枝聚合物:
类型 | 用于核的单体 | 用于包覆的单体 |
I | 1,3-丁二烯、异戊二烯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙基己基酯,或它们的混合物 | 苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯 |
II | 同I,但同时使用交联剂 | 同I |
III | 同I或II | 丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、1,3-丁二烯、异戊二烯、丙烯酸乙基己基酯 |
IV | 同I或II | 同I或III,但同时使用本文中所述具有反应基团的单体 |
V | 苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯,或它们的混合物 | 第一覆层由I和II中所述的用于核的单体组成,第二覆层由I或IV中所述的用于包覆的单体组成 |
这些接枝聚合物,特别是ABS聚合物和/或ASA聚合物,优选以最多至40重量%的量用于PBT的抗冲改性,如果合适,与最多至40重量%的聚对苯二甲酸乙二醇酯混合。该类混合产物可以商标(之前为来自BASF AG)得到。
除使用具有多于一个壳的结构的接枝聚合物外,也可使用由1,3-丁二烯、异戊二烯和丙烯酸正丁酯或由它们的共聚物组成的均匀的弹性体,即单壳的弹性体。这些产物也可通过同时使用交联单体或具有反应基团的单体而制备。
优选的乳液聚合物的实例为,丙烯酸正丁酯-(甲基)丙烯酸共聚物、丙烯酸正丁酯-丙烯酸缩水甘油酯或丙烯酸正丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、具有一个由丙烯酸正丁酯组成或基于丁二烯的内核并具有一个由上述共聚物组成的外壳的接枝聚合物,以及乙烯与提供反应基团的共聚单体的共聚物。
所述弹性体也可通过其他常规方法制备,例如通过悬浮聚合。
还优选硅酮橡胶,如DE-A 37 25 576、EP-A 235 690、DE-A 38 00 603和EP-A 319 290中所述。
当然,也可使用以上所列类型橡胶的混合物。
作为组分D),本发明的热塑性模塑组合物可含有常用的加工助剂,例如稳定剂、氧化抑制剂、抵抗由于热而分解和由于紫外光而分解的试剂、润滑剂和脱模剂,着色剂例如染料和颜料,成核剂、增塑剂等。
可提及的氧化抑制剂和热稳定剂的实例为,空间位阻酚和/或亚磷酸盐、氢醌类、芳香族仲胺例如二苯胺、这些类型物质的各种取代物,及它们的混合物,浓度为最多至1重量%,基于热塑性模塑组合物的重量计。
可提及并通常以基于模塑组合物计最多至2重量%的量使用的UV稳定剂为各种被取代的间苯二酚、水杨酸盐、苯并三唑和二苯甲酮。
可添加的着色剂为无机颜料,例如二氧化钛、群青色、氧化铁和炭黑,以及有机颜料,例如酞菁、喹吖啶酮和苝,以及染料,例如苯胺黑和蒽醌。
可使用的成核剂为苯基次膦酸钠、氧化铝、二氧化硅,并且优选滑石。
其他润滑剂和脱模剂通常以最多至1重量%的量使用。优选长链脂肪酸(例如硬脂酸或山萮酸)、其盐(例如硬脂酸钙或硬脂酸锌)或褐煤蜡(链长为28-32个碳原子的直链饱和羧酸的混合物)、或褐煤酸钙或褐煤酸钠、或低分子量聚乙烯蜡或低分子量聚丙烯蜡。
可提及的增塑剂的实例为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二苄酯、邻苯二甲酸丁基苄基酯、烃油和N-(正丁基)苯磺酰胺。
本发明的模塑组合物也可含有0-2重量%的含氟乙烯聚合物。它们为氟含量为55-76重量%、优选70-76重量%的乙烯聚合物。
它们的实例为,聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物和四氟乙烯与相对较小比例(通常最多至50重量%)的可共聚的烯属不饱和单体的共聚物。它们例如由Schildknecht在“Vinyl and Related Polymers”,Wiley-Verlag,1952,第484-494页和由Wall在“Fluoropolymers”(WileyInterscience,1972)中进行了描述。
这些含氟的乙烯聚合物在模塑组合物中均匀分布并且优选具有0.05-10μm、特别是0.1-5μm范围内的粒度d50(数均)。这些较小的粒度特别优选通过使用含氟乙烯聚合物的水性分散体并将其掺入聚酯熔体中而实现。
本发明的热塑性模塑组合物可由本身已知的方法通过将起始组分在常规混合装置例如螺杆挤出机、Brabender混合器或Banbury混合器中进行混合,然后将其挤出而制备。所述挤出物可进行冷却和粉碎。也可将各组分预先混合,然后单独地和/或同样以混合物的形式添加剩余的原料。混合温度通常为230-290℃。在一个优选的预先混合各组分的变型方案中,将PET丸粒或块在例如转筒混合器中预先相互混合,然后通过注气法和/或注水法进行加工。IGP/WI法可单独使用或结合使用。
IGP/WI法被称为流体注射法,包括以下普遍的方法特征:
当热塑性熔体位于(吹塑)模具中时,将N2/压缩空气在RT和40-50bar下通过单独的管道段(具有供给线的注射器)引入。气体阀打开时,水在压方下(60-70bar,RT)以约2秒的时间间隔几乎同时穿过而进入模具中。
因此气体被压缩,并且熔体被压至模具的外壁上。水在模具中停留3-5秒。然后减小压力直至可打开模具。
根据另一个优选的操作方案,组分B)和C)以及——如果合适——D)可与预聚物混合、并复合和制粒。然后将得到的丸粒在惰性气体下在组分A)的熔点以下的温度连续或分批地进行固相缩合,直至达到所需粘度。
本发明的热塑性PET模塑组合物以及各PET掺合物的特征为具有良好的流动性和同时改进的加工性能。它们在高填充剂含量下也具有良好并均匀的表面,并可用(粉末)涂料进行涂覆。
这些模塑组合物适于生产传导液体或气体的管道、机动车辆的部件、厨房用具、涂覆的模制品、椅腿、桌腿、汽车和重型货车的车外后视镜、所述镜子的附属系统、顶部栏杆、炉柄、气体管道或气体管线。
实施例
组分A/1
聚对苯二甲酸乙二醇酯,粘度数VN为..ml/g(VN在0.5重量%浓度的由1∶1混合的苯酚/邻二氯苯组成的溶液中在25℃测得)。
组分A/2
聚对苯二甲酸丁二醇酯,粘度数为130ml/g,羧基端基含量为25meq/kg(根据ISO 1628,VN在0.5重量%浓度的由1∶1混合的苯酚/邻二氯苯组成的溶液中在25℃测得),含有基于A/2计0.65重量%的四硬脂酸季戊四醇酯(组分D1)。
聚碳酸酯B1的制备规程
一般的操作规程
如表1中所示,将等摩尔量的多元醇与碳酸二乙酯在装配有搅拌器、回流冷凝器和内部温度计的三颈烧瓶中混合,并添加250ppm催化剂(基于醇的量计)。然后将该混合物搅拌加热至100℃(在标有*的实验中加热至140℃),并在该温度搅拌2h。随着反应的进行,由释放的一元醇导致蒸发冷却过程的开始,使反应混合物的温度降低。此时将回流冷凝器用倾斜的冷凝器替代,通过蒸馏除去乙醇,反应混合物的温度缓慢升至160℃。
将通过蒸馏除去的乙醇收集到冷的圆底烧瓶中,并称重,由此基于理论上可能的完全转化来确定转化率百分比(见表1)。
然后对反应产物通过凝胶渗透色谱法分析,洗脱液为二甲基乙酰胺,并且标准品为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
表1
醇 | 催化剂 | 乙醇馏出物的量,基于完全转化计[mol%] | 分子量MwMn | 23℃的粘度[mPas] | OH值[mgKOH/g] | |
B | TMP x 1.2PO | K2CO3 | 70 | 21001500 | 7200 | 461 |
TMP=三羟甲基丙烷
PO=环氧丙烷
组分C
玻璃纤维,平均厚度为10μm(环氧硅烷化的大小)。
组分D/2
在组分A/2中的25%浓度的炭黑母料
将组分A)至D)在双螺杆挤出机中于250-260℃进行掺合,并挤出到水浴中。制粒和干燥后,注塑试验样品。
根据ISO 527-2注塑丸粒从而得到哑铃状样品,并进行拉伸试验。根据ISO 179-2测定抗冲性,并测定粘度(根据DIN 53728,PBT的溶剂为:苯酚/1,2-二氯苯(1∶1)ISO 1628)、MVR(ISO 1133)和流动性能。
根据ISO 11357进行DSC分析(20K步长),根据ISO 75A和B测定热变形温度(HDT),并根据ISO 11833测定密度。
螺线试验:厚度为2mm(T7模具)的流动螺线用于测定流动路径,以cm计。
表2示出了本发明的组分和试验结果。
表2
组分[重量%] | 实施例 | 1比较 | 1 | |
A/1 | 26.80 | 27.00 | ||
A/2 | 14.60 | 14.40 | ||
B | - | 0.60 | ||
C | 50.00 | 50.00 | ||
D/1 | 0.60 | - | ||
D/2 | 8.00 | 8.00 | ||
MVR 250°/10kg | cm3/10’ | 26 | 44 | |
DSC分析 | ||||
TM1/TSP1 | ℃ | 218.5/243.5 | 217.7/243.3 | |
第1加热过程 | H | J/g | 20 | 20.798 |
TM2/TSP2 | ℃ | 210.5/225 | 211.8 | |
第2加热过程 | H | J/g | 11 | 8.436 |
TKB/Tko~ | ℃ | 188 | 173 | |
TKM/TKP | ℃ | 170.9 | 154.9 | |
HWB | ℃ | 11 | 13.3 | |
试验 | 单位 | MW | ||
密度 | MW | g/cm3 | 1.7602 | 1.7642 |
ISO 179/1eU冲击试验 | 23℃ | kJ/m2 | 59.3 | 53.7 |
ISO 179/1eU冲击试验 | -30℃ | kJ/m2 | 60.3 | 55.4 |
ISO 179/1eA冲击试验 | 23℃ | kJ/m2 | 9.34 | 9.9 |
ISO 75°HDT | ℃ | 184.8 | 199.7 | |
ISO 75B HDT | ℃ | 219.1 | 220.5 | |
拉伸试验 | 弹性模量 | MPa | 17246 | 16591 |
拉伸应力 | 屈服时 | MPa | - | - |
最大时 | MPa | 158.68 | 154.08 | |
断裂时 | MPa | 158.68 | 154.08 | |
T72mm螺线试验 | 23 | 47 | ||
拉伸试验:ISO 527-1 | 弹性模量 | MPa | 17246 | 16591 |
拉伸应力 | 屈服时 | MPa | - | - |
最大时 | MPa | 158.68 | 154.08 | |
断裂时 | MPa | 158.68 | 154.08 |
Claims (10)
1.热塑性模塑组合物的用途,该热塑性模塑组合物包含
A)10-89重量%的聚对苯二甲酸乙二醇酯;
B)0.01-50重量%的
B1)至少一种超支化的聚碳酸酯,其OH值为1-600mg KOH/g聚碳酸酯——根据DIN53240,第2部分——,或
B2)至少一种超支化的AxBy型聚酯,其中x为至少1.1,并且y为至少2.1,
或它们的混合物,
其中所述超支化表示支化度——即每个分子中树枝状连接的平均数加上端基的平均数——为10-99.9%;
C)10-60重量%的纤维状或粒状填充剂;和
D)0-20重量%的其他添加剂;
其中组分A)-D)的重量百分比的总和为100%,用于通过结合使用的内部气压法和注水法生产模制品。
2.权利要求1的热塑性模塑组合物的用途,其中所述组分A)为10-89重量%的聚对苯二甲酸乙二醇酯,其包含基于100重量%的A)计最多65重量%的另一种聚酯。
3.权利要求1的热塑性模塑组合物的用途,其中组分B1)的数均摩尔质量Mn为100-15000g/mol。
4.权利要求1或2的热塑性模塑组合物的用途,其中组分B1)的玻璃化转变温度Tg为-80℃至140℃。
5.权利要求1的热塑性模塑组合物的用途,其中组分B1)在23℃的粘度以mPas计根据DIN53019为50-200000。
6.权利要求1的热塑性模塑组合物的用途,其中组分B2)的数均摩尔质量Mn为300-30000g/mol。
7.权利要求1的热塑性模塑组合物的用途,其中组分B2)的玻璃化转变温度Tg为-50℃至140℃。
8.权利要求1的热塑性模塑组合物的用途,其中组分B2)的OH值根据DIN53240为0-600mg KOH/g聚酯。
9.权利要求1的热塑性模塑组合物的用途,用于生产传导液体或气体的管道、机动车辆的部件、厨房设备或涂覆的模制品。
10.权利要求9的热塑性模塑组合物的用途,用于生产顶部栏杆、炉柄、水管、厨房用具、椅、桌腿、板条、型材、车外后视镜及其附属系统、气体管道或气体管线。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP07121118 | 2007-11-20 | ||
EP07121118.9 | 2007-11-20 | ||
PCT/EP2008/065763 WO2009065833A1 (de) | 2007-11-20 | 2008-11-18 | Verwendung von thermoplastischen formmassen für gid/wit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101868503A CN101868503A (zh) | 2010-10-20 |
CN101868503B true CN101868503B (zh) | 2014-03-26 |
Family
ID=40380417
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN200880117069.5A Expired - Fee Related CN101868503B (zh) | 2007-11-20 | 2008-11-18 | 热塑性模塑材料用于gid/wit的用途 |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US20100249311A1 (zh) |
EP (1) | EP2212382B1 (zh) |
JP (1) | JP2011502843A (zh) |
KR (1) | KR101547715B1 (zh) |
CN (1) | CN101868503B (zh) |
AT (1) | ATE508168T1 (zh) |
BR (1) | BRPI0819272A2 (zh) |
DE (1) | DE502008003456D1 (zh) |
ES (1) | ES2364230T3 (zh) |
MY (1) | MY150270A (zh) |
WO (1) | WO2009065833A1 (zh) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9149968B2 (en) | 2009-02-09 | 2015-10-06 | Basf Se | Method for producing molded parts from a polyoxymethylene polymer |
US20110237693A1 (en) * | 2010-03-23 | 2011-09-29 | Basf Se | Blends made of polyarylene ethers and of polyarylene sulfides |
US20140083537A1 (en) * | 2011-05-06 | 2014-03-27 | Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh | Y-Channel and Method for Production Thereof |
CN102827467B (zh) * | 2011-06-15 | 2015-09-30 | 柯尼卡美能达商用科技株式会社 | 注塑成型材料及其制造方法 |
CN104830034B (zh) * | 2015-05-11 | 2017-09-29 | 深圳华力兴新材料股份有限公司 | 一种超支化树脂增韧的pbt工程塑料组合物 |
WO2016179769A1 (zh) * | 2015-05-11 | 2016-11-17 | 深圳华力兴新材料股份有限公司 | 一种超支化树脂增韧的pbt工程塑料组合物 |
KR20240035625A (ko) | 2016-09-21 | 2024-03-15 | 넥스트큐어 인코포레이티드 | Siglec-15를 위한 항체 및 이의 사용 방법 |
US10053533B1 (en) | 2017-04-13 | 2018-08-21 | Presidium Usa, Inc. | Oligomeric polyol compositions |
CN110838382B (zh) * | 2018-08-17 | 2022-01-11 | 杜邦公司 | 导电聚合物组合物 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1328590A (zh) * | 1998-11-27 | 2001-12-26 | 出光石油化学株式会社 | 用于气助注塑成型的聚碳酸酯树脂组合物、生产吹塑制品的方法以及吹塑制品 |
EP1424360A1 (de) * | 2002-11-26 | 2004-06-02 | Bayer Aktiengesellschaft | Hochfliessfähige Polymerzusammensetzungen mit verzweigten Fliesshilfsmitteln |
WO2005075565A1 (de) * | 2004-02-04 | 2005-08-18 | Basf Aktiengesellschaft | Fliessfähige polyesterformmassen |
WO2007009930A1 (de) * | 2005-07-22 | 2007-01-25 | Basf Aktiengesellschaft | FLIEßFÄHIGE POLYESTER MIT POLYESTERELASTOMEREN |
Family Cites Families (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3651014A (en) * | 1969-07-18 | 1972-03-21 | Du Pont | Segmented thermoplastic copolyester elastomers |
US4148846A (en) * | 1970-09-10 | 1979-04-10 | Rohm And Haas Company | Acrylic modifiers for polycarbonamides |
US4001184A (en) * | 1975-03-31 | 1977-01-04 | General Electric Company | Process for preparing a branched polycarbonate |
DE2842005A1 (de) * | 1978-09-27 | 1980-04-10 | Bayer Ag | Polycarbonate mit alkylphenyl-endgruppen, ihre herstellung und ihre verwendung |
DE3039114A1 (de) | 1980-10-16 | 1982-05-13 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Thermoplastische polyester-formmassen mit verbesserter zaehigkeit |
DE3334782A1 (de) | 1983-04-19 | 1984-10-25 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Verfahren zur herstellung von polydiorganosiloxanen mit hydroxyaryloxy-endgruppen |
DE3506472A1 (de) | 1985-02-23 | 1986-08-28 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Neue polydiorganosiloxan-polycarbonat-blockcopolymere |
DE3524234A1 (de) | 1985-07-06 | 1987-01-08 | Bayer Ag | Neue pfropfpolymerisate und deren abmischungen mit polyamiden |
DE3606982A1 (de) | 1986-03-04 | 1987-09-10 | Bayer Ag | Pfropfpolymerisate auf kautschukpolymeren mit blockartiger struktur |
DE3725576A1 (de) | 1987-08-01 | 1989-02-09 | Bayer Ag | Formmassen aus aromatischem polyester und gepfropftem silikonkautschuk |
JPH01146958A (ja) | 1987-12-04 | 1989-06-08 | Polyplastics Co | 熱可塑性樹脂組成物 |
DE3800603A1 (de) | 1988-01-12 | 1989-07-20 | Bayer Ag | Formmassen aus aromatischen polyestern, vinyl-copolymerisaten und gepfropftem siliconkautschuk |
DE3836176A1 (de) | 1988-10-24 | 1990-05-03 | Bayer Ag | Polymermischungen |
DE4401055A1 (de) | 1994-01-15 | 1995-07-20 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Polyestern mit niedrigem Carboxylendgruppengehalt |
JP2991927B2 (ja) * | 1994-06-01 | 1999-12-20 | 和光化成工業株式会社 | 中空部を有する車両用樹脂成形品とその製造方法 |
US5521258A (en) | 1994-11-14 | 1996-05-28 | General Electric Company | Autoclave resistant blends of poly(ester-carbonate) and polyetherimide resins |
WO1996016783A1 (fr) * | 1994-11-25 | 1996-06-06 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Procede ameliore de moulage par injection permettant de produire un objet en resine moule par soufflage, et moule utilise selon ledit procede |
SE509240C2 (sv) | 1996-05-28 | 1998-12-21 | Perstorp Ab | Termoplastisk kompound bestående av en termoplastisk polymer bunden till en dendritisk eller hyperförgrenad makromolekyl samt komposition och produkt därav |
JPH106365A (ja) * | 1996-06-21 | 1998-01-13 | Bando Chem Ind Ltd | 中空品射出成形用金型 |
JPH10202685A (ja) * | 1997-01-27 | 1998-08-04 | Bando Chem Ind Ltd | 樹脂製中空曲管及びその成形方法並びにその成形金型 |
JPH10286889A (ja) * | 1997-04-16 | 1998-10-27 | Sumitomo Chem Co Ltd | 熱可塑性樹脂中空成形体 |
JP2000117780A (ja) * | 1998-10-15 | 2000-04-25 | Araco Corp | ダクトを有する合成樹脂製品の成形装置 |
DE19913533A1 (de) * | 1999-03-25 | 2000-09-28 | Bayer Ag | Hochverzweigte Polykondensate |
US6599966B2 (en) * | 2000-12-15 | 2003-07-29 | General Electric Company | Polycarbonate-polyester compositions with enhanced flow |
JP4637393B2 (ja) * | 2001-03-27 | 2011-02-23 | ダイキョーニシカワ株式会社 | 中空樹脂射出成形品及びその成形方法 |
DE10132928A1 (de) * | 2001-07-03 | 2003-01-16 | Buehler Ag | Modifizierte nachkondensierte Polyester |
DE10138216A1 (de) * | 2001-08-03 | 2003-02-20 | Bayer Ag | Aliphatische Polycarbonathomo- und -copolymere durch DMC-Katalyse |
DE10147712A1 (de) | 2001-09-27 | 2003-04-17 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung aliphatischer Polycarbonate |
DE10163163A1 (de) | 2001-12-20 | 2003-07-03 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung hochfunktioneller, Hyperverzweigter Polyester durch enzymatische Veresterung |
DE102004005657A1 (de) | 2004-02-04 | 2005-08-25 | Basf Ag | Fließfähige Polyesterformmassen |
DE102004050025A1 (de) * | 2004-10-13 | 2006-04-20 | Basf Ag | Fließfähige Thermoplaste mit Halogenflammschutz |
US7255818B2 (en) * | 2004-11-08 | 2007-08-14 | Lear Corporation | Process control for gas-assisted injection molding applications |
DE102005027549A1 (de) * | 2005-06-14 | 2006-12-21 | Basf Ag | Mehrkomponentenformkörper mit Polyesterschichten |
DE102005032585A1 (de) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von Leder |
DE102005034980A1 (de) * | 2005-07-22 | 2007-01-25 | Basf Ag | Fasern und Flüssigkeitsbehälter aus PET |
JP2007231051A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-13 | Toray Ind Inc | 樹脂組成物およびそれからなる成形品 |
DE502008002825D1 (de) * | 2007-08-15 | 2011-04-21 | Basf Se | POLYESTERMISCHUNG MIT VERBESSERTER FLIEßFÄHIGKEIT UND GUTEN MECHANISCHEN EIGENSCHAFTEN |
-
2008
- 2008-11-18 JP JP2010534456A patent/JP2011502843A/ja active Pending
- 2008-11-18 CN CN200880117069.5A patent/CN101868503B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2008-11-18 ES ES08852729T patent/ES2364230T3/es active Active
- 2008-11-18 DE DE502008003456T patent/DE502008003456D1/de active Active
- 2008-11-18 WO PCT/EP2008/065763 patent/WO2009065833A1/de active Application Filing
- 2008-11-18 US US12/743,530 patent/US20100249311A1/en not_active Abandoned
- 2008-11-18 MY MYPI2010002066A patent/MY150270A/en unknown
- 2008-11-18 EP EP08852729A patent/EP2212382B1/de not_active Not-in-force
- 2008-11-18 KR KR1020107013456A patent/KR101547715B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2008-11-18 AT AT08852729T patent/ATE508168T1/de active
- 2008-11-18 BR BRPI0819272-3A patent/BRPI0819272A2/pt not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-05-23 US US13/478,971 patent/US8425829B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1328590A (zh) * | 1998-11-27 | 2001-12-26 | 出光石油化学株式会社 | 用于气助注塑成型的聚碳酸酯树脂组合物、生产吹塑制品的方法以及吹塑制品 |
EP1424360A1 (de) * | 2002-11-26 | 2004-06-02 | Bayer Aktiengesellschaft | Hochfliessfähige Polymerzusammensetzungen mit verzweigten Fliesshilfsmitteln |
WO2005075565A1 (de) * | 2004-02-04 | 2005-08-18 | Basf Aktiengesellschaft | Fliessfähige polyesterformmassen |
WO2007009930A1 (de) * | 2005-07-22 | 2007-01-25 | Basf Aktiengesellschaft | FLIEßFÄHIGE POLYESTER MIT POLYESTERELASTOMEREN |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20100249311A1 (en) | 2010-09-30 |
US20120261866A1 (en) | 2012-10-18 |
ATE508168T1 (de) | 2011-05-15 |
KR101547715B1 (ko) | 2015-08-26 |
BRPI0819272A2 (pt) | 2015-05-19 |
JP2011502843A (ja) | 2011-01-27 |
KR20100105835A (ko) | 2010-09-30 |
ES2364230T3 (es) | 2011-08-29 |
US8425829B2 (en) | 2013-04-23 |
CN101868503A (zh) | 2010-10-20 |
WO2009065833A1 (de) | 2009-05-28 |
EP2212382B1 (de) | 2011-05-04 |
DE502008003456D1 (de) | 2011-06-16 |
MY150270A (en) | 2013-12-31 |
EP2212382A1 (de) | 2010-08-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101868503B (zh) | 热塑性模塑材料用于gid/wit的用途 | |
CN101223238B (zh) | 具有聚酯弹性体的可流动聚酯 | |
CN100455626C (zh) | 可流动的聚酯模塑组合物 | |
CN101001916B (zh) | 包含超支化聚酯/聚碳酸酯的冲击改性的聚酯 | |
CN101111563B (zh) | 含碳二亚胺稳定剂的流动性聚酯 | |
CN101040003B (zh) | 具有卤素阻燃剂的自由流动热塑性塑料 | |
CN1993423B (zh) | 包含asa/abs和san的流动性聚酯模塑组合物 | |
CN101228234B (zh) | 纤维和pet液体容器 | |
CN100506910C (zh) | 可流动的聚酯模塑组合物 | |
CN102408682B (zh) | 耐水解的可流动性聚酯 | |
CN101035865B (zh) | 包含无卤阻燃剂的可流动热塑性材料 | |
CN105420834A (zh) | 制备单丝的方法及该单丝的用途 | |
CN101522770A (zh) | 导热的聚酯模塑材料 | |
CN101983220A (zh) | 含有至少一个挤塑或注塑模制品的体系、其制备方法及其用途 | |
US20080064827A1 (en) | Mixtures of Hyperbranched Polyesters with Polycarbonates as Additive for Polyester Molding Compositions | |
US8445576B2 (en) | Continuous process for preparing polyalkylene arylates with hyperbranched polyesters and/or polycarbonates | |
CN101223237B (zh) | 含卤素阻燃剂的可流动性热塑性材料 | |
CN1989205B (zh) | 作为聚酯模塑组合物用添加剂的超支化聚酯与聚碳酸酯的混合物 | |
CN101098923A (zh) | 可流动的聚烯烃 | |
MXPA06008232A (es) | Composiciones de moldeo de poliester fluido |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140326 Termination date: 20211118 |