CN102057304B - 光学聚合物组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚合物组合物,包括:(i)至少一种具有至少约220℃的玻璃化转变温度的热塑性树脂;(ii)至少一种苯基烷氧基硅烷、双酚、三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷,或其两种或更多种的混合物;(iii)分散在所述热塑性树脂中的平均粒径上至约100纳米的无机颗粒,所述无机颗粒的折射率在约1.4到约3的范围内;以及(iv)有效量的至少一种分散剂,所述分散剂将所述无机颗粒分散在所述热塑性树脂中;附带条件是当三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷是平均粒径上至约100纳米的颗粒形式时,该三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷颗粒任选地用作组分(ii)和用于部分或全部取代组分(iii)中所述的无机颗粒。所述聚合物组合物可能是高温热塑性的,适合通过例如模塑制成光学物品如镜头。

Description

光学聚合物组合物及其制备方法
相关申请的交叉引用
根据U.S.C.35§119(e),本申请要求2008年4月15日提交的美国临时申请61/045048的优先权。该在先申请以全文形式并入本申请。
技术领域
本发明涉及光学聚合物组合物及其制备方法。本发明涉及由这些聚合物组合物制成的物品,如塑料镜头。
背景技术
塑料镜片、玻璃镜片和硅树脂镜片通常在光学系统中执行相同的功能,如在照相机、汽车照明、军用夜视设备、以及特别地LEDs(发光二极管)中。
发明内容
塑料镜片区别于玻璃镜片的主要属性是重量更轻、更耐冲击且成本更低。但是,玻璃在高温下更稳定。在成本上的差异主要是由于在制造所述两种材料的方法上和形成所述材料所需的相对温度上的差异。塑料镜片通常在约230-390℃下采用注塑(injection molding)在比玻璃镜片大约快10倍的周期时间下生产。玻璃镜片通常在约625℃下使用研磨和抛光或压缩成型生产。硅树脂镜片具有很高的耐温性,但比生产玻璃镜片更昂贵。硅树脂材料的成本一般是玻璃和塑料材料的至少约3-5倍,并需要昂贵的模具用于压缩模塑或液体注射方法在相对较慢的生产速率下进行加工。将特别的细节模塑到塑料镜片比玻璃镜片和硅树脂镜片更容易且便宜。
工业镜头(lens)设备,如相机镜头、LED镜头装置通常在回流焊炉(solder reflow oven)中组装。传统上,铅作为焊料中的一种成分被用来降低焊料熔化温度至略低于约200℃。但问题是通常需要使用无铅焊料并无铅焊料需要的熔化温度可能是约217℃或更高。这导致要求回流焊炉在更高温度下操作,工作温度的峰值通常在250-285℃。回流焊炉的加工温度的升高产生了对可注塑的具有显著更高玻璃化转变温度(Tg)的光学透明热塑性塑料的需求。
光学热塑性组合物一般要求用于制造光学镜头产品等的各项性能的独特平衡。但很难平衡一种热塑性组合物的各项性能,因为当一个性能改善时,其他性能常常受到损害。例如,如果一种有机紫外线稳定剂用于所述热塑性组合物以提高光解氧化稳定性,那么当所述热塑性组合物在从400至500纳米(nm)的可见光谱的深蓝色区域模塑时,其往往表现出在400到500纳米的可见光范围内下降的透光率。在另一个实例中,如果一种脂肪酸酯或脂肪酰胺在热塑性组合物中使用以改善水解氧化稳定性,那么当所述热塑性组合物模塑时,往往表现出降低的耐热性、热氧化稳定性和光传输性。本发明提供了对这一问题的解决方案。
本发明涉及一种聚合物组合物,其展现出增强的光解、水解、热氧化稳定性的特点。本发明的聚合物组合物展现出合适制造光学镜头产品等等的模塑性和光学和力学性能。这些组合物可在高温下商业地在无铅焊料回流应用中使用,且有降低的缺陷率。这些组合物可在LED和高亮度(HB)LED应用中使用,且具有在极端环境条件下的长期使用寿命,所述极端环境条件包括加热到大约150℃和高湿度,同时用具有约390到约1200纳米波长的LED源照射,在一个实施方案中约400纳米到约500纳米的波长的LED源照射。所述模塑产品可以经济地以高速和高生产率大规模生产,其中在各种形状和设计上具有一致的质量控制,具有精确的细节。可以使用注射模塑或注射压缩模塑方法。
出乎意料地发现,通过将一种或多种烷氧基硅烷,以一种或多种苯基三烷氧基硅烷或者一种或多种苯基三烷氧基硅烷和一种或多种二氨基三烷氧基硅烷的混合物的形式,添加到所述聚合物组合物中,可显著地提高热稳定性。这导致发现了超高温稳定的、光学的、陶瓷的热塑性聚合物组合物。这些组合物也可展现出对潮湿和短波可见光的增强的耐性。这些组合物可能是疏水性的。还发现使用自动化方法如注射模塑和注射压缩模塑,这些组合物可用于形成具有非常低应力和双折射的均一物品。这些组合物可包括陶瓷相和有机相。所述陶瓷相,其中可包括平均粒径上至约100纳米的无机颗粒,被认为有助于所述有机相的热稳定性且作为分散剂和流变助剂起作用用于注射模塑,同时有助于所述聚合物组合物的均一性。还发现使用煅烧的、γ-氧化铝、δ-氧化铝、或δ-θ氧化铝颗粒可增强和提高所述聚合物组合物在约250℃到约285℃(在一个实施方案中约260℃到约285℃)的回流焊接加工中、特别是无铅回流焊接加工中的热稳定性。当暴露于上至约285℃或更高的温度时,这些颗粒可从所述无定形聚合物中清除水分且在所述颗粒中内部键合所述水分。由此产生的组合物可能是坚硬的,光学透明的且耐冲击的。这些组合物可在高速下带有准确的细节注射模塑。
本发明涉及一种聚合物组合物,包括:(i)至少一种具有至少约220℃的玻璃化转变温度的热塑性树脂;(ii)至少一种苯基烷氧基硅烷、双酚、三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷,或其两种或更多种的混合物;(iii)分散在所述热塑性树脂中的平均粒径上至约100纳米的无机颗粒,所述无机颗粒的折射率在约1.4到约3的范围内;以及(iv)有效量的至少一种分散剂,所述分散剂将所述无机颗粒分散在所述热塑性树脂中;附带条件是当三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷是平均粒径上至约100纳米的颗粒形式时,该三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷颗粒任选地用作组分(ii)和用于部分或全部取代组分(iii)中所述的无机颗粒。
所述聚合物组合物可作为“预模塑的”聚合物组合物,即由上述确定的成分形成的一种聚合物组合物,所述聚合物组合物能够被模塑以形成一种模塑物品如镜头。
在一个实施方案中,所述组合物可进一步包括至少一种乙烯基三烷氧基硅烷或至少一种二氨基三烷氧基硅烷。在一个实施方案中,所述组合物可进一步包括至少一种抗水解剂。在一个实施方案中,所述组合物可进一步包括至少一种双酚化合物。在一个实施方案中,所述组合物可进一步包括至少一种上蓝剂(bluing agent)。在一个实施方案中,所述组合物可进一步包括至少一种紫外线吸收剂。在一个实施方案中,所述组合物可进一步包括至少一种抗氧化剂。在一个实施方案中,所述组合物还包括一种或多种热稳定剂、抗静电剂、颜料、染料、荧光增白剂、阻燃剂,或其两种或更多种的混合物。在一个实施方案中,所述组合物可进一步包括一种或多种熔融可加工玻璃强化树脂或材料。
在一个实施方案中,本发明涉及一种添加剂组合物,通过合并下述材料制成:(a)至少一种分散剂;(b)平均粒径上至约100纳米的无机颗粒,所述无机颗粒的折射率在约1.4到约3的范围内;至少一种苯基烷氧基硅烷,(c)苯基烷氧基硅烷、双酚、三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷,或其两种或更多种的混合物,和(d)至少一种染料浓缩物,包括(i)至少一种分散剂,(ii)至少一种上蓝剂,(iii)平均粒径上至约100纳米的无机颗粒,所述无机颗粒的折射率在约1.4到约3的范围内;附带条件是当三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷是平均粒径上至约100纳米的颗粒形式时,该三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷颗粒任选地用作组分(c)和用于部分或全部取代组分(b)中所述的无机颗粒。该添加剂组合物可进一步包括至少一种乙烯基三烷氧基硅烷或至少一种二氨基三烷氧基硅烷。该添加剂组合物可进一步包括一种或多种抗氧化剂、紫外线稳定剂、热稳定剂、抗静电剂、颜料、染料、荧光增白剂、阻燃剂,或其两种或更多种的混合物。
在一个实施方案中,本发明涉及一种聚合物组合物,包括至少一种具有至少约220℃的玻璃化转变温度的热塑性树脂和上述添加剂组合物。
在一个实施方案中,本发明涉及一种模塑物品,包括上述聚合物组合物。所述模塑物品可包括一种镜头。
在一个实施方案中,本发明涉及一种制备所述聚合物组合物的方法,包括:在温度至少约70℃下加热一种热塑性树脂的弹丸,所述热塑性树脂的玻璃化转变温度至少约220℃;及用上述添加剂组合物涂覆所述弹丸。
在一个实施方案中,本发明涉及一种制备一种物品的方法,包括:将弹丸输送至注射模塑设备并模塑所述物品,所述弹丸包括具有玻璃化转变温度至少约220℃的热塑性树脂且涂覆了上述添加剂组合物。
在一个实施方案中,本发明涉及一种制造聚合物组合物的方法,包括:(A)在温度至少约70℃下加热一种热塑性树脂的弹丸,所述热塑性树脂的玻璃化转变温度至少约220℃;(B)用一种添加剂组合物涂覆所述弹丸,所述添加剂组合物包括至少一种分散剂、平均粒径上至约100纳米的无机颗粒,所述无机颗粒的折射率在约1.4到约3的范围内,和至少一种染料浓缩物;和(C)用至少一种苯基烷氧基硅烷、双酚、三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷,或其两种或更多种的混合物涂覆步骤(B)得到的弹丸,附带条件是当三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷是平均粒径上至约100纳米的颗粒形式时,该三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷颗粒任选地用于部分或全部取代在步骤(B)中添加的无机颗粒,并且如果所述三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷颗粒在步骤(B)中添加,步骤(C)则是任选的。在一个实施方案中,在步骤(C)中,从步骤(B)得到的弹丸也可用至少一种乙烯基三烷氧基硅烷或至少一种二氨基三烷氧基硅烷涂覆。
在一个实施方案中,本发明涉及一种制造聚合物组合物的方法,包括:(A)在温度至少约70℃下加热一种热塑性树脂的弹丸,所述热塑性树脂的玻璃化转变温度至少约220℃;(B)用至少一种苯基烷氧基硅烷、双酚、三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷,或其两种或更多种的混合物涂覆所述弹丸;和(C)用一种添加剂组合物涂覆步骤(B)得到的弹丸,所述添加剂组合物包括至少一种分散剂、平均粒径上至约100纳米的无机颗粒,所述无机颗粒的折射率在约1.4到约3的范围内,和至少一种染料;附带条件是当三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷是平均粒径上至约100纳米的颗粒形式时,在步骤(B)中添加的该三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷颗粒任选地用于部分或全部取代在步骤(C)中添加的无机颗粒,并且如果所述三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷颗粒在步骤(B)中添加,则在步骤(C)中添加额外量的颗粒是任选的。在一个实施方案中,在步骤(B)中,所述弹丸也可用至少一种乙烯基三烷氧基硅烷或至少一种二氨基三烷氧基硅烷涂覆。
在一个实施方案中,本发明涉及一种制造一种聚合物组合物的方法,包括:(A)采用单螺杆或双螺杆混炼机在约300℃到约350℃范围内的温度下混炼(compound)热塑性树脂弹丸,所述混炼机包括输送元件或低剪切混合元件,所述热塑性树脂的玻璃化转变温度至少约220℃;(B)将至少一种苯基烷氧基硅烷、双酚、三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷,或其两种或更多种的混合物计量加入所述混炼机;和(C)将一种添加剂组合物计量加入所述混炼机,所述添加剂组合物包括至少一种分散剂、平均粒径上至约100纳米的无机颗粒,所述无机颗粒的折射率在约1.4到约3的范围内,至少一种抗水解剂和至少一种染料;附带条件是当三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷是平均粒径上至约100纳米的颗粒形式时,在步骤(B)中添加的该三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷颗粒任选地用于部分或全部取代在步骤(C)中添加的无机颗粒,并且如果所述三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷颗粒在步骤(B)中添加,则在步骤(C)中添加额外量的颗粒是任选的。步骤(B)可在步骤(C)之前,或步骤(C)在步骤(B)之前。在一个实施方案中,在步骤(B)中,也可将至少一种乙烯基三烷氧基硅烷或至少一种二氨基三烷氧基硅烷计量加入所述混炼机。
在一个实施方案中,本发明涉及一种制造聚合物组合物的方法,包括:(A)在温度至少约70℃下加热一种热塑性树脂弹丸,所述热塑性树脂的玻璃化转变温度至少约220℃;(B)用一种添加剂组合物涂覆步骤(A)得到的弹丸,所述添加剂组合物包括至少一种分散剂、平均粒径上至约100纳米的无机颗粒,所述无机颗粒的折射率在约1.4到约3的范围内,和至少一种染料浓缩物;(C)将步骤(B)得到的弹丸计量加入一种单螺杆或双螺杆混炼机,所述混炼机包括输送元件或低剪切混合元件;和(D)将至少一种苯基烷氧基硅烷、双酚、三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷,或其两种或更多种的混合物计量加入所述混炼机,附带条件是当三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷是平均粒径上至约100纳米的颗粒形式时,在步骤(D)中添加的该三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷颗粒任选地用于部分或全部取代在步骤(B)中添加的无机颗粒,并且如果所述三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷颗粒在步骤(D)中添加,则在步骤(B)中添加额外量的颗粒是任选的。在一个实施方案中,在步骤(D)中,也可将至少一种乙烯基三烷氧基硅烷或至少一种二氨基三烷氧基硅烷计量加入所述混炼机。
附图说明
图1是实施例1所述聚合物的热重分析(TGA)图。
图2显示两个模塑物品的正交偏光器产生的图像和在所述两个模塑物品的流变应力或模塑(mold-in)应力的比较。这些图显示,用实施例2的、包括按所述聚合物组合物的总重量计0.5%的苯基烷氧基硅烷聚合物的聚合物组合物模塑的光学物品(图像2),与用基本上没有添加苯基烷氧基硅烷的几乎相同的聚合物组合物模塑的光学物品相比,显示出少于上至约70%的流变应力或模塑应力。
具体实施方式
在本说明书中的所有范围及比例限制可合并。可以理解,除非另有说明,否则“一(a)”、“一(an)”和/或“所述(the)”可包括一个或一个以上,并且单数形式的术语可包括该术语的复数形式。
所述聚合物组合物可包含具有玻璃化转变温度(Tg)至少约220℃的热塑性树脂,在一个实施方案至少约225℃,在一个实施方案至少约230℃并在一个实施方案至少约235℃的热塑性树脂。所述热塑性树脂可包括聚碳酸酯、聚砜、聚烯烃(如聚丙烯)、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸亚烷基酯(如聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)),或其两种或更多种的混合物中的一种或多种。可以使用上述聚合物中的两种或多种的共聚物。本发明中的术语“共聚物”指含有两种或更多种不同重复单元的聚合物组合物。术语共聚物意欲涵盖二元共聚物、三元共聚物等等。
所述聚碳酸酯可包括一种或多种单聚碳酸酯、共聚碳酸酯、热塑性聚碳酸酯、或其两种或更多种的混合物。所述聚碳酸酯可包括至少一种通式为HO-Z-OH的双酚,其中Z是有约6到约30个碳原子和一个或多个芳香基团的二价有机基团。所述双酚可包括一个或多个联苯二酚、双(羟苯基)烷烃,茚双酚(indanebisphenols),双(羟苯基)醚、双(羟苯基)砜、双(羟苯基)酮和α,α’-双(羟苯基)-二异丙基苯等等。可能使用的双酚的实例包括4,4’-异亚丙基联苯酚(双酚A)、四烷基双酚A、4,4-(间苯二异丙基)双酚(双酚M),4,4-(对亚苯基二异丙基)-双酚、1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷(双酚TMC),或其两种或更多种的混合物。所述聚碳酸酯可包括基于双酚A单体的单聚碳酸酯。所述聚碳酸酯可包括基于双酚A和双酚TMC单体的共聚碳酸酯。所述双酚可与一种或多种碳酸化合物,例如,光气、碳酸二苯酯或碳酸二甲酯反应。
所述聚碳酸酯可包括两种或更多种聚碳酸酯的混合物。例如,所述聚碳酸酯可包括由双酚A制备的聚碳酸酯和由双酚TMC制备的聚碳酸酯的混合物。
所述聚酯碳酸可通过前述双酚中的一种或多种与一种或多种芳香二羧酸以及任选地一种或多种碳酸等同物反应获得。所述芳香二羧酸可包括,例如,邻苯二甲酸、对苯二甲酸,间苯二甲酸,3,3′-或4,4′-二苯基二羧酸、一种或多种苯甲酮二羧酸,或其两种或更多种的混合物。所述聚碳酸酯中上至约80mol%,在一个实施方案中,从约20到约50mol%的碳酸酯基可被芳香二羧酸酯基团替换。
可在形成聚碳酸酯的反应中使用惰性有机溶剂。这些可包括二氯甲烷、二氯乙烷、氯丙烷、四氯化碳、氯仿、氯苯、氯甲苯,或其两种或更多种的混合物。
形成聚碳酸酯的反应可通过催化剂加速,如叔胺、N-烷基哌啶、鎓盐,或其两种或更多种的混合物。也可使用三丁胺、三乙胺和/或N-乙基哌啶。
所述聚碳酸酯可通过使用少量分支剂有意地并控制地分支。合适的分支剂可包括,例如,间苯三酚、4,6-二甲基-2,4,6-三-(4-羟基苯基)庚-2-烯;4,6-二甲基-2,4,6-三-(4-羟苯基)-庚烷、1,3,5-三(4-羟苯基)-苯、1,1,1-三(4-羟苯基)-乙烷、三(4-羟苯基)-苯甲烷、2,2-双[4,4-双-4-羟苯基)-环己基]丙烷、2,4-双(4-羟苯基-异丙基)苯酚、2,6-双(2-羟基-5’-甲基苄基)-4-甲基苯酚、2-(4-羟苯基)-2-(2,4-二羟苯基)丙烷、六-(4-(4-羟苯基-异丙基)苯基)-邻苯二甲酸酯、四-(4-羟苯基)甲烷、四-(4-(4-羟苯基-异丙基)苯氧基)甲烷、α,α’,α”-三羟苯基-1,3,5-三异丙苯、2,4-二羟基苯甲酸、苯三酸、三聚氯氰、3,3-双(3-甲基-4-羟苯基)-2-氧代-2,3-二氢吲哚、1,4-双(4’,4”-二羟基三苯基)-甲基)苯、1,1,1-三(4-羟苯基)乙烷和/或3,3-双(3-甲基-4-羟基苯基)-2-氧代-2,3-二氢吲哚。
一种或多种止链剂可用于所述形成聚碳酸酯的反应。止链剂可包括一种或多种苯酚如苯酚、烷基苯酚如甲酚或4-叔丁基苯酚、氯酚、溴酚、异丙苯基苯酚,或其两种或更多种的混合物。
所述聚碳酸酯可以是可注射模塑的、光学透明的具有高玻璃化转变温度(Tg)的热塑性的。所述聚碳酸酯可有至少约200℃的Tg,并在一个实施方案中具有约200到约235℃,或者更高的Tg。所述Tg可能是至少约220℃,并在一个实施方案中至少是约227℃,并在一个实施方案中至少约235℃。所述Tg可能为约220至约290℃,并在一个实施方案中为约220℃到约260℃,在一个实施方案中为约235℃到约290℃,并在一个实施方案中为约235℃到约260℃。
通过测量所述聚碳酸酯在二氯甲烷中或者在按重量等量的苯酚和邻二氯苯的混合物中的光散射校准的相对溶液粘度,测得的所述聚碳酸酯的重均分子量(Mw)是约20000到约40000,在一个实施方案中为约26000到约36000,在一个实施方案中为约28000到约35000,在一个实施方案中为约31000到约35000,在一个实施方案中为约33000。
所述聚碳酸酯可通过双酚A和双酚TMC合成产生。或者,也可使用由双酚A制得的聚碳酸酯和由双酚TMC制得的聚碳酸酯的混合物。所述聚碳酸酯的维卡软化温度可为约225℃到约235℃且玻璃化转变温度大于约227℃。也可使用可从拜耳购买的APEC
Figure BPA00001269596200091
TP 0277聚碳酸酯。
所述热塑性树脂在所述聚合物组合物中的浓度按重量计可为至少约15%,并在一个实施方案中至少约50%,并一个实施方案中至少约75%,在一个实施方案中至少约90%,在一个实施方案中至少约95%,并在一个实施方案中至少约97.3%,在一个实施方案中基于所述聚合物组合物的总重量从约15到约99.8%,并一个实施方案中从约50到约99.8%,并在一个实施方案中从约75到约99.8%,并在一个实施方案中从约90到约99.8%,并在一个实施方案中从约95到约99.8%,并在一个实施方案中从约97.3到约99.75%。
本发明的聚合物组合物可包括一种或多种苯基烷氧基硅烷、双酚或其混合物。这些化合物被认为提供给本发明的聚合物组合物增强的热稳定性和降低的流变应力或模塑应力和双折射。减少或消除流变或模塑应力对生产模塑光学物品和镜片是一个重要的考虑因素,因为流变或模塑应力和双折射之间存在线性关系。流变或模塑应力越大,双折射越强。此外,当暴露于伴随回流焊接加工尤其是无铅回流焊接加工的高温时,具有高流变或模塑应力的模塑光学物品可能会缩小或变形。
所述苯基烷氧基硅烷可能每个包含一种或多种苯基基团和一种或多种烷氧基基团。每个烷氧基基团可包含1到约5个碳原子,并在一个实施方案中包含1到约3个碳原子,并在一个实施方案中包含1或2个碳原子。实例可包括苯基三烷氧基硅烷如苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷或其混合物,以及二苯基二烷氧基硅烷如二苯基二甲氧基硅烷。可使用的苯基三甲氧基硅烷的实例是从德固赛(Degussa)获得的Dynasylan 9165。可使用的苯基三乙氧基硅烷的实例是从信越有机硅(Shin-Etsu Silicones)获得的KBE-103。可使用的二苯基二甲氧基硅烷的实例是从信越有机硅获得的KBM-202SS。
所述双酚可包括4,4’-双酚,可从纽约斯克内克塔迪国际公司获得。该双酚可以以在聚合物组合物重量的上至约5%的浓度,并在一个实施方案中约0.03到3%的浓度,并在一个实施方案中0.05至2%的浓度下使用。
所述三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷(可被称为三硅醇苯基POSS)可包括其分支的形式。这种材料可以是纳米颗粒的形式。这些颗粒的粒径可上至约100纳米。实例可包括可从混合塑料公司(Hybrid Plastics)获得的一种或多种三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷。其中一个实例可以是三硅醇苯基POSS SO1458。所述三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷可具有经验公式C42H38O12Si7。这种材料可能有以下结构:
Figure BPA00001269596200111
其中R为苯基。这种材料可能被列在化学文摘CAS[444315-26-8]。按所述聚合物组合物的总重量计算,这些化合物可以以约0.01到约10%,或约0.05到约7%,或约0.1到5%的浓度使用。当三硅醇苯基POSS是纳米颗粒的形式,它任选地可部分或全部替换下文讨论的无机颗粒。
出乎意料地发现,通过提高所述聚合物组合物中苯基的浓度,所述模塑的聚合物组合物在约360纳米到约470纳米,在一个实施方案中约400纳米到约460纳米范围的透光率可能会提高。当所述聚合物组合物接触到约400纳米到约470纳米的短波可见光时,这能提高其光解氧化稳定性。
所述聚合物组合物可进一步包括至少一种乙烯基三烷氧基硅烷或至少一种二氨基三烷氧基硅烷。这些材料中的每个烷氧基基团可能包含1到约5个碳原子,并在一个实施方案中包含1到约3个碳原子,并在一个实施方案中包含1或2个碳原子。可用的乙烯基三烷氧基硅烷实例是乙烯基三甲氧基硅烷。商业可得的乙烯基三烷氧基硅烷是瓦克(Whacker)化工股份有限公司的GENI0SIL XL10。可用的二氨基三烷氧基硅烷为N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷。商业可得的N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷实例是德固赛的Dynasylan DAMO。当使用乙烯基三烷氧基硅烷或二氨基三烷氧基硅烷时,所述乙烯基三烷氧基硅烷或二氨基三烷氧基硅烷与所述苯基烷氧基硅烷或双酚的重量比可上至约1∶1,在一个实施方案中约0.01∶1至约1∶1,在一个实施方案中从约0.1∶1至约1∶1,在一个实施方案中约0.2∶1至约1∶1,在一个实施方案中约0.5∶1至约1∶1,并在一个实施方案中从约0.7∶1到约1∶1。
所述硅烷(苯基烷氧基硅烷本身或与乙烯基三烷氧基硅烷或二氨基三烷氧基硅烷的组合)在所述聚合物组合物中的浓度范围按重量计可为上至约20%,并在一个实施方案中从约0.02至约20%,并在一个实施方案中从约0.05至约10%,并在一个实施方案中从约0.10至约2.5%。
所述无机颗粒可指纳米材料,例如,透明纳米材料和/或耐高温纳米材料。这些颗粒可以用来提高由所述聚合物组合物制造的模塑物品的可见光的分散。因此,这些颗粒可能有助于提供由所述聚合物组合物制造的光学透明的模塑物品。这些颗粒也可以用作热塑性树脂的一种分散助剂、悬浮助剂和/或助流剂。这些颗粒,特别是煅烧的γ和δ或δθ相的颗粒,当暴露在高温回流焊过程时也可以作为水分清除剂并促进所述聚合物的耐水性和所述聚合物的耐热性。
所述无机颗粒可包括氧化铝、熔融二氧化铝(fused aluminumdioxide)、羟化氧化铝(aluminum oxyhyroxide)、煅烧氧化铝、γ氧化铝、δ氧化铝、δ-θ氧化铝、α氧化铝、二氧化硅、硅、氧化铈、二氧化钛、氧化锆或其两种或更多种的混合物。所述无机颗粒的平均粒径可在上至约100纳米的范围内,并在一个实施方案中从约1至约100纳米,在一个实施方案中从约1至约75纳米,和在一个实施方案中从约1至约50纳米,在一个实施方案中从约3至约50纳米,并在一个实施方案中从约5至50纳米,并在一个实施方案中从约5至约40纳米,并在一个实施方案中从约5至约30纳米,并在一个实施方案中从约5至20纳米,并在一个实施方案中从约5至15纳米。所述无机颗粒的折射率可从约1.4到约3,并在一个实施方案中从约1.4到约2.5,并在一个实施方案中从约1.4到约2,在一个实施方案中从约1.4至约1.8,在一个实施方案中从约1.5至约1.6。所述折射率的范围可从约1.42到约3,在一个实施方案中从约1.42至约2.5,在一个实施方案中从约1.42到约2,在一个实施方案中从约1.52至约1.58,并在一个实施方案中从约1.54至约1.58,在一个实施方案中约1.56。所述无机颗粒可有比较高的Zeta电位。Zeta电位可是至少约+30mV或更负于-30mV和在一个实施方案中至少约+35mV或更负于-35mV。所述无机颗粒在上至约350℃下,在一个实施方案中在上至约400℃下,并在一个实施方案中上至约600℃下,并在一个实施方案中上至约800℃下,并在一个实施方案中上至约1000℃或更高温度下是热稳定的。可用的无机颗粒的实例包括从德固赛公司获得的氧化铝C和/或Aeroxide Alu US,以及从沙素(SASOL)公司获得的PuraloxK-160。
所述无机颗粒可为硅烷,该硅烷被处理以提高所述无机颗粒在所述聚合物中的分散并任选地耦合所述无机颗粒至所述聚合物树脂体系。可用的硅烷的实例包括Dynasylan OCTEO(辛基三乙氧基硅烷),DynasylanDAMO(N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷)和Dynasylan 9165(苯基三甲氧基硅烷)。也可使用Dynasylan DAMO和Dynasylan 9165的共混物。这些在上至约370℃或更高温度时是热稳定的,并可从德固赛公司获得。
所述无机颗粒可用一种或多种钛酸盐、一种或多种锆酸盐,或其混合物处理表面。所述钛酸盐和锆酸盐可包括一种或多种钛或锆的有机金属配合物,所述钛或锆与一种或多种包含连接到烃链的官能团的有机物配位。所述有机物可含有一种或多种官能团,并在一个实施方案中,两种或更多种的官能团。所述官能团可包括=O、=S、-OR、-SR、-NR2、-NO2,=NOR、=NSR和/或-N=NR中的一种或多种,其中R是氢或1到约10个碳原子的烃(如,烷基或烯基)。所述钛酸盐和锆酸盐可包括烷氧基钛酸盐和络合锆酸盐(coordinate zirconates)。这可能包括肯里奇石化公司的LICA 12或KR-PRO烷氧基钛酸盐,和肯里奇公司的KZ 55或KR 55络合锆酸盐。
基于所述聚合物组合物的总重量,所述无机颗粒在所述聚合物组合物中的浓度按重量计可在上至约30%,在一个实施方案中从约0.0001至约30%,在一个实施方案中从约0.0001至约25%,并在一个实施方案中从约0.0001至约20%,并在一个实施方案中从约0.0001至约10%,在一个实施方案中从约0.001至约5%,并在一个实施方案中从约0.01至约2%,并在一个实施方案中从约0.01至约1%。基于所述添加剂组合物的总重量,所述无机颗粒在所述添加剂组合物中的浓度按重量计可能是从约0.5至约20%,并在一个实施方案中约1至约10%,所述添加剂组合物可用于制造所述聚合物组合物。
所述分散剂可包括提高所述无机颗粒在所述热塑性树脂中分散的任何材料。所述分散剂可包括一种或多种脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪酸酰胺、脂肪醇、多面体低聚倍半硅氧烷,或其两种或更多种的混合物。所述脂肪酸可包括一种或多种约10至约36个碳原子,并在一个实施方案中约14至约26个碳原子,并在一个实施方案中约12至约22个碳原子的饱和脂肪酸和/或不饱和一元羧酸。所述饱和一元羧酸可包括肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、山嵛酸和/或三十六烷酸(hexatrieisocontanoicacid)中的一种或多种。所述不饱和一元羧酸可包括棕榈油酸、油酸、亚油酸、亚麻酸和/或鲸油酸中的一种或多种。可使用前述酸中的两种或更多种的混合物。
所述脂肪酸酯可包括上述羧酸中的一种或多种和一种或多种醇的一种或多种酯。所述醇可包括一种或多种一元醇和/或一种或多种多元醇。所述一元醇可包括1到约5个碳原子的醇,如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇,或其两种或更多种的混合物。所述多元醇可包括甘油、赤藓醇、季戊四醇、双季戊四醇、葡萄糖酸、甘油醛、葡萄糖、阿拉伯糖、1,7-庚二醇、2,4-庚二醇、1,2,3-己三醇、1,2,4-己三醇、1,2,5-己三醇、2,3,4-己三醇、1,2,3-丁三醇、1,2,4-丁三醇、奎宁酸、2,2,6,6-四-(羟甲基)环己醇、1,10-癸二醇、毛地黄糖,或其两种或更多种的混合物。可使用的酯的实例中可包括硬脂酸甲酯、硬脂酸丁酯、油酸乙酯、亚油酸丁酯、单月桂酸甘油酯、单油酸甘油酯、单蓖麻酸甘油酯、单硬脂酸甘油酯、二硬脂酸甘油酯、三硬脂酸甘油酯、季戊四醇四硬脂酸酯,或其两种或更多种的混合物。所述脂肪酸酯可包括一种或多种饱和脂肪酯、一种或多种不饱和脂肪酸酯,或其混合物。所述脂肪酸酯可包括在室温下的固体物质,例如,干粉。
所述脂肪酸酰胺可包含上述羧酸中的一种或多种和氨和/或至少一种胺的一种或多种酰胺。所述胺可包括一种或多种单胺、一种或多种的多胺、一种或多种羟基胺和/或一种或多种烷氧基胺。所述单胺可包括甲胺、乙胺、二乙胺、正丁胺、二正丁胺、丙烯胺、异丁胺、椰油胺、硬脂胺、月桂胺、甲基月桂胺、油胺、N-甲基-辛胺、十二胺、十八胺,或其两种或多种的混合物。所述多胺可包括烯烃多胺如乙烯二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、丙烯二胺、三亚甲基二胺、己二胺、癸二胺、八亚甲基二胺、二(七亚甲基)三胺、三丙撑四胺,二(三亚甲基)三胺、N-(2-氨乙基)哌嗪,或其两种或更多种的混合物。所述羟基胺可包括一种或多种伯醇胺、一种或多种仲醇胺,或其混合物。所述羟基胺可被称为氨基醇。实例可包括2-氨基-1-丁醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、对-(β-羟乙基)-苯胺、2-氨基-1-丙醇、3-氨基-1-丙醇、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇、2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇、N-(β-羟丙基)-N’-(β-氨乙基)哌嗪、三(羟甲基)氨基甲烷、2-氨基-1-丁醇、乙醇胺、β-(β-羟乙氧基)-乙基胺、葡萄糖胺(glucamine)、氨基葡萄糖(glusoamine)、N-3-(氨丙基)-4-(2-羟乙基)哌啶、2-氨基-6-甲基-6-庚醇、5-氨基-1-戊醇、N-(β-羟乙基)-1,3-二氨基丙烷、1,3-二氨基-2-丙醇、N-(β-羟基乙氧基)-乙二胺、三羟甲基氨基甲烷(trismethylolaminomethane),或其两种或更多种的混合物。所述烷氧基胺可包括烷氧基烯烃多胺,如N,N-(二羟乙基)乙二胺、N-(2-羟乙基)乙二胺、N,N-双(2-羟乙基)乙二胺、1-(2-羟乙基)哌嗪、单(羟丙基)取代的二乙烯三胺、二(羟丙基)取代的四乙烯五胺、N-(3-羟丁基)-四亚甲基二胺,或其两种或更多种的混合物。
所述脂肪酸酰胺可包括硬脂酰胺、油酰胺、亚油酰胺、亚麻酰胺,或其两种或更多种的混合物。所述脂肪酸酰胺可包括一种或多种烯烃双脂肪酸酰胺,如乙烯双硬脂酰胺、乙烯双油酰胺、乙烯双亚油酰胺,或其两种或更多种的混合物。
所述脂肪醇可包括一种或多种饱和脂肪醇、一种或多种不饱和脂肪醇,或其混合物。饱和脂肪醇可包括辛醇、癸醇、月桂醇、肉豆蔻醇、鲸蜡醇、硬脂醇,或其两种或更多种的混合物。不饱和脂肪醇可包括油醇、亚油醇、亚麻醇,或其两种或更多种的混合物。
所述分散剂可包括一种或多种聚烯二醇、聚醚二醇,或其混合物。实例包括二甘醇、三甘醇、四甘醇、二丙二醇、三丙二醇、二丁二醇、三丁二醇,及烯基包含2个到约8个碳原子的其它烯二醇和聚氧化烯二醇。可使用上述两种或更多种的混合物。
所述分散剂可包括一种或多种钛酸盐、一种或多种锆酸盐,或其混合物。所述钛酸盐和锆酸盐可包括一种或多种钛或锆的有机金属配合物,所述钛或锆与一种或多种有机物配位,所述有机物包含连接到烃链的官能团。所述有机物可含有一种或多种,并在一个实施方案中,两种或更多种的官能团。所述官能团可包括=O、=S、-OR、-SR、-NR2、-NO2,=NOR、=NSR和/或-N=NR中的一种或多种,其中R是氢或烃(如,1到约10个碳原子的烷基或烯基)。所述钛酸盐和锆酸盐可包括烷氧基钛酸盐和络合锆酸盐。这可能包括肯里奇石化公司的LICA 12或KR-PRO烷氧基钛酸盐,和肯里奇公司的KZ 55或KR 55络合锆酸盐。这可以是液体或粉末形式。所述粉末可通过用液态钛酸盐和锆酸盐浸润无机颗粒如气相二氧化硅或氧化铝形成。例如,锆酸盐或钛酸盐粉末可通过滴混两份锆酸盐或钛酸盐液体在一份氧化铝颗粒上制备。钛酸盐在350℃下可能是热稳定的,且锆酸盐在400℃下可能是热稳定的。锆酸盐可与酚类抗氧化剂、热稳定剂使用。
所述分散剂可包括一种或多种的烃分散剂,包括天然的或人工合成的石蜡、聚乙烯蜡,或其两种或更多种的混合物。所述分散剂可包括一种或多种碳氟化合物。所述分散剂可包括一种或多种硅脱模剂如一种或多种硅油。
所述分散剂可包括一种或多种表面活性剂。这些可包括离子表面活性剂和/或非离子表面活性剂。所述离子表面活性剂可以是阳离子化合物和/或阴离子化合物。这些化合物可具有上至约20的亲水亲油平衡值(HLB),在一个实施方案中具有约1至约20的亲水亲油平衡值。可用的表面活性剂包括在1993年北美和国际版McCutcheon的乳化剂和洗涤剂中公开的那些。实例包括烷醇酰胺、烷基芳香基磺酸盐、胺氧化物、聚(氧化烯)化合物,包括含烯氧化物重复单位的嵌段共聚物、羧基醇氧乙基化合物、乙氧基醇、乙氧基烷基苯酚、乙氧基胺和酰胺、乙氧基脂肪酸、乙氧基化脂肪酸酯和油、脂肪酸酯、甘油酸酯、乙二醇酯、咪唑啉衍生物、卵磷脂及其衍生物、木质素及其衍生物、单甘酯及衍生物、烯烃磺酸盐、磷酯及衍生物、丙氧基和乙氧基脂肪酸或醇或烷基酚、山梨醇衍生物、蔗糖酯及其衍生物、硫酸酯(sulphates)或醇或乙氧基醇或脂肪酸酯、聚异丁烯丁二酰亚胺及衍生物、十二烷基和十三烷基苯的磺酸酯或浓缩的萘或石油、琥珀酸磺酸酯(sulphosuccinates)及其衍生物、十三烷基和十二烷基苯磺酸,和其两种或更多种的混合物。
所述分散剂还可以充当内部润滑剂、脱模剂、助流剂和/或加工助剂。所述分散剂可以作为除无机颗粒外其他添加剂材料的分散剂。所述分散剂可以是疏水的。所述分散剂可有约50至约400℃范围内的熔化温度,在一个实施方案中为约60至约375℃,在一个实施方案中为约65℃至约350℃。所述分散剂在上至约350℃的温度下是热稳定的,并在一个实施方案中上至约400℃或更高的温度下是热稳定的。
所述分散剂可包括可从阿克塞尔塑料研究实验室获得的产品INT-40DHT。该产品在上至约400℃下是热稳定的。INT-40DHT可为改性有机衍生物和饱和脂肪酸酯和不饱和脂肪酸酯的混合物。INT-40DHT可为一种或多种脂肪酸、脂肪酸酯和脂肪酸甘油酯的混合物。
所述分散剂可以是可从阿克塞尔塑料研究实验室获得的INT-33UDY或INT-33UDS。这些可为一种或多种脂肪酸酰胺和一种或多种表面活性剂的混合物。INT33UDY在上至约350℃下是热稳定的,INT-33UDS在上至约400℃下是热稳定的。
当所述模塑物品受到热和潮湿,和在回流焊方法中特别是无铅回流焊方法中受到高温时,所述水解剂可以用来提高由所述聚合物组合物制造的模塑物品的水解稳定性。所述水解剂可包括聚碳二亚胺或一种或多种煅烧的氧化铝。所述氧化铝可包括γ、δ、δ-θ或α相氧化铝,或其两种或更多种的混合物。所述水解剂在约350℃或更高温度下是热稳定的。碳二亚胺可能不吸水。它可能发生反应形成脲基团。每摩尔N=C=N可与一摩尔水分子的反应。可用的碳二亚胺水解剂可以是Stabaxol P400,其具有上至约350℃的热稳定性并可从宾夕法尼亚州匹兹堡的莱茵化学公司获得。可用的煅烧的铝水解剂可以是Puralox K-160,其有约5纳米的初级晶体颗粒尺寸,约350℃或更高温度的热稳定性,并可从得克萨斯州休斯敦的沙索公司获得。虽然不希望被理论束缚,但相信当所述聚合物组合物暴露于无铅回流焊超过约260℃的温度时,煅烧的氧化铝水解剂可清除所述聚合物组合物中的水并键合吸收的水分,并防止所述水分的蒸发。
所述上蓝剂可以用来提高由所述聚合物组合物制成的模塑物品的颜色质量。所述上蓝剂可以用来抵消在所述聚合物组合物中黄色的形成,从而使所述聚合物组合物光学清晰。所述上蓝剂可包括至少一种蓝色染料,或至少一种蓝色染料和至少一种紫色染料的混合物。所述蓝色染料可以是Amplast蓝R3或Amplast蓝HB,其可从染料化学国际公司(ColorChem International Corp.)获得,并为一种干燥粉末形式的不溶性蓝色染料,其熔点为约170℃,在上至约400℃是热稳定的。紫色染料可以是Amplast紫BV或Amplast紫PK,其可从染料化学国际公司获得,并为一种干燥粉末形式的不溶性紫色染料,其熔点为约170℃,在上至约400℃是热稳定的。基于所述聚合物组合物的总重量,所述上蓝剂在所述聚合物组合物中的浓度按重量计为约百万分之0.05至约百万分之4。基于所述添加剂组合物的总重量,所述上蓝剂在所述添加剂组合物中的浓度按重量计可为约0.0005到约0.008%,在一个实施方案中按重量计从约0.001至约0.004%,所述添加剂组合物可用于制备所述聚合物组合物。
所述上蓝剂可以一种染料浓缩物的形式提供,其可包括(i)至少一种分散剂;(ii)至少一种染料,(iii)平均粒径上至约100纳米折射率在约1.4到约2.5的范围内的无机颗粒。所述分散剂、染料和无机颗粒可能与上述的相同。在所述染料浓缩物中的具体的分散剂和/或无机颗粒可能是相同的,或其中之一或两者不同于与所述染料浓缩物区分单独地供给到所述聚合物组合物中的具体的分散剂和无机颗粒。如上所述,所述染料可能是一种蓝色染料,或者是蓝色和紫色染料的混合物。分散剂在所述染料浓缩物中的浓度按重量计可从约98.5至约99.8%,并在一个实施方案中从约99.0至约99.6%。所述染料在所述染料浓缩物中的浓度按重量计可从约0.05至约0.8%,并在一个实施方案中从约0.2至约0.6%。所述无机颗粒在所述染料浓缩物中的浓度按重量计可从约0.05至约1%,并在一个实施方案中从约0.1至约0.5%。所述染料浓缩物可以是干燥粉末的形式,在上至约350℃是热稳定的,并在一个实施方案中在上至约400℃是热稳定的。所述染料浓缩物在所述聚合物组合物中的浓度基于所述聚合物组合物的总重量按重量计从约0.001至约0.01%,并在一个实施方案中从约0.004至约0.008%。所述染料浓缩物在所述添加剂组合物中的浓度基于所述添加剂组合物的总重量按重量计从约0.5至约6%,并在一个实施方案中从约1至约4%,所述添加剂组合物可用于制备所述聚合物组合物。
可通过混合和任选地研磨选择的用于所述染料浓缩物的材料制备所述染料浓缩物。一种染料浓缩物的实例显示在表1中,其可以是均一的自由流动的干燥的粉末。
表1
Figure BPA00001269596200191
在一个实施方案中,所述染料浓缩物可具有表2所示的配方。
表2
  材料   按总的染料浓缩
Figure BPA00001269596200201
所述染料浓缩物以均一粉体的形式制备。均一粉体浓缩物的一个实例显示在表3中。
表3
Figure BPA00001269596200202
在一个实施方案中,所述染料浓缩物可具有表4所示的配方。
表4
所述紫外线(UV)吸收剂可用于提供聚合物组合物水解稳定性和/或热稳定性和/或提供由所述聚合物组合物模塑的物品长期水解稳定性、光解稳定性和/或热稳定性。所述紫外线吸收剂可指紫外线稳定剂。所述紫外线吸收剂在上至约350℃是热稳定的,并在一个实施方案中上至约400℃或更高的温度下是热稳定的。在一个实施方案中,当其与如上所述的脂肪酯和无机颗粒组合时,所述紫外线吸收剂在上至至少约400℃是热稳定的。适于作为紫外线吸收剂使用的材料可包括四乙基-2,2’-(1,4-亚苯基二次甲基)双马来酸。一种合适的材料可以是北卡罗来纳州夏洛特科莱恩公司的Hostavin
Figure BPA00001269596200211
B-CAP。所述紫外线吸收剂可包括一种或多种取代的三嗪类化合物,如2,4-双(2,4-二甲基苯基)-6-(2-羟基-4-正辛氧基苯基)-1,3,5-三嗪(CYA-SORB
Figure BPA00001269596200212
UV-1164)或2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-(己基)氧苯酚(Tinuvin
Figure BPA00001269596200213
1577)。所述紫外线吸收剂可包括2,2-亚甲基双-(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚)。所述紫外线吸收剂可包括一种或多种苯甲酮化合物如2,4-二羟基苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基苯甲酮、2-羟基-4-辛氧基苯甲酮、2-羟基-4-苄氧基苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-5-砜基苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-5-砜基三氢苯甲酮、2,2’-二羟基-4-甲氧基苯甲酮、2,2’,4,4’-四羟基苯甲酮、2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基苯甲酮、2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基-5-钠砜基苯甲酮、双(5-苯甲酰-4-羟基-2-甲氧基苯基)甲烷、2-羟基-4-正十二烷氧基苯甲酮和/或2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基苯甲酮。所述紫外线吸收剂可包括一种或多种苯并三唑化合物,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、2-(2-羟基-3,5-二异丙苯苯基)苯基苯并三唑、2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2,2’-亚甲基双[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2N-苯并三唑-2-基)苯酚]、2-(2-羟基-3,5-二叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-4-辛氧基苯基)苯并三唑、2,2’-亚甲基双(4-异丙苯基-6-苯并三唑苯基)、2,2’-对-苯撑双(1,3-苯并恶嗪-4-酮)和/或2-[2-羟基-3-(3,4,5,6-四氢邻苯二亚胺甲基)-5-甲基苯基]苯并三唑。基于所述聚合物组合物的总重量,紫外线吸收剂在所述聚合物组合物中的浓度按重量计可为约0.01至0.2%,并在一个实施方案中为约0.02至约0.1%。基于所述添加剂组合物的总重量,紫外线吸收剂在可用于制备所述聚合物组合物的添加剂组合物中的浓度按重量计可为约3到约20%,并在一个实施方案中为约4至约10%。
所述抗氧化剂可包括一种高分子量低挥发性的初级抗氧化剂和/或一种高分子量低挥发性的次级抗氧化剂。所述抗氧化剂可适于大幅度减少或消除所述热塑性树脂在加工过程中变黄。所述初级抗氧化剂可在上至约350℃是热稳定的,并在一个实施方案中上至约400℃或更高的温度下时稳定的。在一个实施方案中,当其与如上所述脂肪酸酯和无机颗粒组合时,所述初级抗氧化剂可在上至约400℃或更高的温度下是热稳定的。所述初级抗氧化剂的分子量可为约550至约750。
所述初级抗氧化剂可包括一种或多种受阻酚。这些可包括1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)s-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、4,4’-异亚丙基-二苯酚、丁基羟基苯甲醚、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-二-叔丁基-4-羟基苄基)苯;4,4’-亚甲基-双(2,6-二-叔丁基苯酚)、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、双[3,3-双(4’-羟基-3’-叔丁基苯基丁酸]-乙二醇酯、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、4,4’-硫代-双(6-叔丁基-间甲酚)、4,4-硫代-双(2-叔丁基-间甲酚)、4,4’-亚丁基-双(2-叔丁基-间甲酚)、2,6-二叔丁基对甲酚、2,6-二叔丁基-4-仲丁基苯酚、2,2’-亚甲基-双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、1,3,5-(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-噻嗪-2,4,6-(1H,3H,5G)-三酮、2,2′-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、1,6-六亚甲基-双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸)、四{亚甲基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯}甲烷;十八烷-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟苄基)异氰脲酸酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸三酯,或其两种或更多种的混合物中的一种或多种。可用的受阻酚可以是1,3,5-三(2-羟乙基)s-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)三酮,其可从新泽西州西帕特森氰特工业以Cyanox
Figure BPA00001269596200221
1790获得。
基于所述聚合物组合物的总重量,初级抗氧化剂在所述聚合物组合物中的浓度按重量计可上至约1%,并在一个实施方案中为约0.01至约1%,并在一个实施方案中为约0.03至约0.07%。基于所述添加剂组合物的总重量,初级抗氧化剂在可用于制备所述聚合物组合物的添加剂组合物中的浓度按重量计可上至约10%,并在一个实施方案中为约1至约10%,在一个实施方案中为约3至约7%。
可使用次级抗氧化剂以减少高温加工过程中所述聚合物组合物变黄。所述次级抗氧化剂也可以提供在加工过程中所述聚合物组合物的水解稳定性和/或热稳定性。所述次级抗氧化剂可以向由所述聚合物组合物制备的模塑物品提供长期的水解稳定性、光解稳定性和/或热稳定性。所述次级抗氧化剂可在上至至少约350℃是热稳定的,并在一个实施方案中上至至少约400℃是热稳定的。在一个实施方案中,当其与如上所述至少一种脂肪酸酯和无机颗粒组合时,所述次级抗氧化剂可在上至至少约400℃是热稳定的。
所述次级抗氧化剂可包括至少一种亚磷酸酯。所述次级抗氧化剂可包括双(芳烷基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4-二异丙苯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二硬酯基季戊四醇二亚磷酸酯、二辛基季戊四醇二亚磷酸酯、二苯基季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二环己基季戊四醇二亚磷酸酯,或其两种或更多种的混合物中的一种或多种。
一种有用的次级抗氧化剂可以是双(2,4-二异丙苯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯,其可从多佛(Dover)化工公司以Doverphos
Figure BPA00001269596200231
S-9228PC获得。Doverphos
Figure BPA00001269596200232
S-9228PC与聚碳酸酯使用的有利原因在于它具有约百万分之200的最大的钠含量,这可能对提高光学清晰度和/或避免钠从所述模塑物品中浸出是有效的。这种材料可具有约220℃或更高的熔点。这种材料具有良好的水解稳定性,并可能在上至约400℃的温度下保持热稳定。
基于所述聚合物组合物的总重量,次级抗氧化剂在所述聚合物组合物中的浓度按重量计可上至约0.4%,并在一个实施方案中为约0.01至约0.4%,并在一个实施方案中为约0.05至约0.25%。基于所述添加剂组合物的总重量,次级抗氧化剂在可用于制备所述聚合物组合物的添加剂组合物中的浓度按重量计可上至约50%,并在一个实施方案中为约3至约50%,在一个实施方案中从约10至约40%。
所述抗静电剂可包括聚醚硬脂酰胺(polyetherestearmide)、单硬脂酸甘油酯、十二烷基苯磺酸铵盐、十二烷基苯磺酸磷盐、马来酸酐单甘油酯、马来酸酐二甘油酯、碳、石墨和/或金属粉末中的一种或多种。基于所述聚合物组合物的总重量,所述抗静电剂在所述聚合物组合物中的浓度按重量计可从约0.02至约1%,并在一个实施方案中从约0.05至约0.5%。基于所述添加剂组合物的总重量,所述抗静电剂在可用于制备所述聚合物组合物的添加剂组合物中的浓度按重量计可从约0.05至约20%,并在一个实施方案中从约1至约10%。
所述热稳定剂可包括亚磷酸、磷酸、这些的酯和/或这些的浓缩物中的一种或多种。这些的实例可包括亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(壬基苯基)酯、亚磷酸三癸酯、亚磷酸三辛酯、亚磷酸三(十八烷基)酯、亚磷酸二癸基单苯基酯、亚磷酸二辛基单苯基酯、亚磷酸二异丙基单苯基酯,亚磷酸单丁基二苯基酯、亚磷酸单癸基二苯基酯、亚磷酸单辛基二苯基酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、2,2-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)辛基亚磷酸酯、双(壬基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二硬脂季戊四醇二亚磷酸酯、磷酸三丁酯、磷酸三乙酯、磷酸三甲酯、三苯基磷酸酯、磷酸-2-联苯基二苯基酯、磷酸二丁酯、磷酸二辛酯、二异丙基磷酸酯和/或三磷酸中的一种或多种。这些化合物可单独使用或以两种或更多种的组合使用。基于所述聚合物组合物的总重量,所述热稳定剂在所述聚合物组合物中的浓度按重量计可上至约0.5%,并在一个实施方案中从约0.001至约0.5%。基于所述添加剂组合物的总重量,热稳定剂在可用于制备所述聚合物组合物的添加剂组合物中的浓度按重量计可上至约30%,并在一个实施方案中从约3至约30%。
所述聚合物组合物可进一步包括一种或多种熔融可加工的玻璃强化树脂或材料。所述熔融可加工的玻璃强化树脂可包括至少一种磷酸酯玻璃。熔融可加工的玻璃强化树脂的Tg可在从约220℃至约400℃的范围内。基于所述聚合物组合物的总重量,所述熔融可加工的玻璃强化树脂在所述聚合物组合物中的浓度按重量计可上至约90%,在一个实施方案中从约0.25至约90%,并在一个实施方案中从约0.5至约20%,并在一个实施方案中从约10至约50%。基于所述聚合物组合物的体积,所述熔融可加工的玻璃强化树脂在所述聚合物组合物中的浓度按体积计可上至约40%,在一个实施方案中从约0.1至约40%,并在一个实施方案中从约4.5至约25%。不受任何特定理论的约束,认为所述熔融可加工的玻璃强化树脂或材料可向所述聚碳酸酯树脂提供对由混合过程中的热量和剪切造成的降解增强的保护,并在以例如以约0.5至约20%按重量计的浓度使用时,可显示出与聚碳酸酯树脂改善的界面结合。不受任何特定理论的约束,认为所述熔融可加工的玻璃强化树脂可向所述聚合物组合物提供比不含所述玻璃强化树脂的聚合物组合物的Tg更高的Tg。所述熔融可加工的玻璃强化树脂可提高聚合物组合物的耐温性、刚度和/或模量。所述玻璃强化树脂可减少所述聚合物组合物在模具中冷却时的收缩。所述玻璃强化树脂使由聚合物组合物制备的模塑的物品更加耐磨。合适的熔融可加工的玻璃强化树脂是908YRL,其是可从康宁获得的磷酸酯玻璃。这种材料可有约309℃的玻璃化转变温度和约1.55-1.57的折射率。这种材料的尺寸可从约5纳米至约30微米,其中亚微米尺寸非常有用。可能有用的其他磷酸酯玻璃在美国专利6667258B2和美国专利5153151中有所描述,其关于磷酸酯玻璃的内容以引文方式并入本申请。虽然需要所述聚合物和磷酸酯玻璃的折射率尽可能地匹配,但也可使用具有比聚合物组合物更高的折射率的磷酸酯玻璃,以提高所述聚合物组合物整体的折射率。
所述玻璃强化树脂可以是硅烷,该硅烷经处理以提高所述玻璃强化树脂在所述聚合物中的分散及任选地将所述玻璃强化树脂耦合到所述聚合物树脂体系。可使用的硅烷的实例可包括上面讨论的Dynasylan DAMO和/或Dynasylan 9165。可使用Dynasylan DAMO和Dynasylan 9165的共混物。
所述玻璃强化树脂可用一种或多种钛酸盐、一种或多种锆酸盐,或其混合物处理表面。所述钛酸盐和锆酸盐可包括一种或多种钛或锆的有机金属配合物,所述钛或锆与一种或多种有机物配位,所述有机物包含连接到烃链的官能团。所述有机物可含有一种或多种,并在一个实施方案中,两种或更多种的官能团。所述官能团可包括=O、=S、-OR、-SR、-NR2、-NO2,=NOR、=NSR和/或-N=NR中的一种或多种,其中R是氢或1到约10个碳原子的烃基(如,烷基或烯基)。所述钛酸盐和锆酸盐可包括烷氧基钛酸盐和络合锆酸盐。这可能包括肯里奇石化公司的LICA 12或KR-PRO烷氧基钛酸盐,和肯里奇公司的KZ 55或KR 55络合锆酸盐。
所述聚合物组合物可进一步包括一种或多种颜料、染料、荧光增白剂、阻燃剂,或其两种或更多种混合物。基于所述聚合物组合物的总重量,这些额外的添加剂中的每一种在所述聚合物组合物中的浓度按重量计可上至约1%,在一个实施方案中从约0.01至约0.5%。基于所述添加剂组合物的总重量,这些额外的添加剂中的每一种在可用于制备所述聚合物组合物的添加剂组合物中的浓度按重量计可上至约30%,并在一个实施方案中从约1至约20%。
所述聚合物组合物可通过合并所述添加剂组合物和所述热塑性树脂制备。所述熔融可加工的玻璃强化树脂可首先与所述热塑性树脂和/或所述添加剂组合物合并。如上所述,所述添加剂组合物可包括分散剂、无机颗粒及染料浓缩物。所述添加剂组合物可进一步包括一种或多种抗氧化剂、紫外线稳定剂、热稳定剂、抗水解剂、双酚化合物、抗静电剂、颜料、额外的染料、荧光增白剂、阻燃剂、熔融可加工的玻璃强化树脂,或其两种或更多种的混合物。基于所述聚合物组合物的总重量,所述添加剂组合物在所述聚合物组合物中的量按重量计至少为约0.1%,在一个实施方案中为约0.1至约3%,并在一个实施方案中为约0.3至约2%。
所述添加剂组合物可以是团状或干粉状。在一个实施方案中,所述添加剂组合物可包括一种均质自由流动的干粉。所述添加剂组合物可以作为内部润滑剂或加工助剂起作用提高所述聚合物组合物的流动和/或降低剪切。这可允许更短的生产模塑物品(例如,光学镜片)的生产周期,降低聚合物组合物的加工温度。这可允许在模塑物品如光学镜头上小于约一微米的细节的精密模塑。所述添加剂组合物可具有优良的分散性能,以便允许无机颗粒(例如,纳米颗粒)和/或抗氧化剂以及其它添加剂在所述聚合物组合物和由其制备的模塑物品中的均匀分散。所述添加剂组合物可以是水解稳定的,这改善了模塑物品在潮湿环境中的老化。所述添加剂组合物可有相对高的光学清晰度,从而有助于保持和提高由所述聚合物组合物制备的模塑物品的光学清晰度和透光度。此外,可能有利的是所述添加剂组合物对二次加工不会有不利影响,例如,印刷、粘接、和/或涂覆由含有所述添加剂组合物的聚合物组合物制备的模塑物品。所述添加剂组合物可能是不泛黄的,并提供给暴露在高温和/或高湿度下的模塑物品变黄耐性。
所述添加剂组合物在上至约350℃是热稳定的,并在一个实施方案中,在上至约400℃或更高的温度下是热稳定的。这允许在温度上至约350℃,并在一个实施方案中上至约400℃下加工所述热塑性树脂和添加剂组合物。这种热稳定性也可提高所述聚合物组合物和由其制成的模塑物品的热老化。
在一个实施方案中,所述添加剂组合物可能是一种均质的、自由流动的干粉添加剂组合物,其具有表5所示的配方。
表5
  高分子量低挥发性的次级抗氧化剂   5-50
  热稳定的抗水解剂   0-3
  双酚   0-5
  UV(紫外)线稳定剂   0-30
适当的添加剂组合物的非限制实施方案的实例显示于表6-9中。表6的添加剂组合物可适于用于制造,例如,高温光学透明的热塑性复合材料以用于如照相机镜头的应用,其中所述镜头能够经受无铅回流焊接处理温度。
表6
Figure BPA00001269596200281
表7中的添加剂组合物可适用于制造的聚合物组合物例如,可被用来制造具有增强的热氧化耐性和水解氧化耐性的高温光学透明模塑物品的聚合物组合物。合适的应用可包括相机镜头和LED’s,其中镜头能够经受无铅回流焊接处理温度,能够在高于约85℃的高工作温度下使用,同时经受大于60%的相对湿度,经受窄短波长光带的强烈穿透(例如,450纳米)。
表7
Figure BPA00001269596200282
Figure BPA00001269596200291
表8中的添加剂组合物可适用于制造聚合物组合物,例如,可被用来制造高温光学透明的具有增强的热氧化耐性、水解氧化耐性和光解氧化耐性的热塑性复合材料的聚合物组合物。合适的应用可包括相机镜头和LED’s,其中镜头能够经受无铅回流焊接处理温度,能够在高于约85℃的高工作温度下使用,同时经受大于60%的相对湿度,经受窄短波长光带的强烈穿透(例如,450纳米),以及经受偶尔的阳光。
表8
Figure BPA00001269596200292
表9中的添加剂组合物可适用于制造聚合物组合物,例如,可被用来制造高温光学透明的具有增强的热氧化耐性、水解氧化耐性和光解氧化耐性的热塑性复合材料的聚合物组合物。合适的应用可包括相机镜头和LED’s,其中镜头能够经受无铅回流焊接处理温度,能够在高于约85℃的高工作温度下使用,同时在无铅回流焊处理之前和之后经受大于60%的相对湿度,经受窄短波长光带的强烈穿透(例如,450纳米),以及经受偶尔的阳光。
表9
Figure BPA00001269596200301
可用于制备所述聚合物组合物的所述添加剂组合物可在上至约400℃或更高的温度下是热稳定的。这种添加剂组合物可包括在上至约400℃或更高的温度下热稳定的至少一种脂肪酸酯、至少一种脂肪酰胺或其混合物;和在上至约400℃或更高的温度下热稳定的一种染料浓缩物。这种添加剂组合物可包括蓝色染料、紫色染料、无机颗粒、抗水解剂、双酚、初级抗氧化剂、次级抗氧化剂、和/或紫外线稳定剂中的一种或多种,其中每一种在上至约400℃或更高的温度下是热稳定的。
在一个生产可注射模塑超高温光学热塑性塑料的实施方案中,所述热塑性塑料具有适于在上至约400℃的温度下注射模塑的粘度,可使用包括下列成分的添加剂组合物:
(a)按重量计占添加剂组合物总重量的至少约40%的分散剂,该分散剂包括:
(1)饱和脂肪酸酯和不饱和脂肪酸酯的混合物,或(2)有机脂肪酰胺和表面活性剂的混合物;或(3)多面体低聚倍半硅氧烷的混合物;或(1)和(2)和(3)(或(1)或(2)或(3))的混合物。
(b)按重量计占添加剂组合物总重量的至少约0.005%的一种高温稳定的蓝色和紫色有机染料的混合物,其可能是一种染料浓缩物的形式,该染料浓缩物包括(i)按重量计占所述染料浓缩物总重量的至少约96%的(1)饱和脂肪酸酯和不饱和脂肪酸酯的混合物,或(2)有机脂肪酰胺和表面活性剂的混合物,或(1)和(2)的混合物;(ii)按重量计占所述染料浓缩物总重量的至少约0.05%的高温稳定的蓝色和紫色有机染料的混合物,和(iii)按重量计占所述染料浓缩物总重量的至少约0.1%的高温稳定透明的无机颗粒,该无机颗粒的平均粒径小于约100纳米,在一个实施方案中小于约50纳米,该无机颗粒的折光率是约1.4-1.8,并在一个实施方案中是约1.52-1.58;
(c)按重量计占添加剂组合物总重量的上至约30%的初级抗氧化剂,其可以是高分子量低挥发性的受阻酚的形式;
(d)按重量计占添加剂组合物总重量的至少约10%的次级抗氧化剂,并在一个实施方案中从约25至约40%,该次级抗氧化剂是高分子量低挥发性熔点大于约200℃的亚磷酸酯;
(e)按重量计占添加剂组合物总重量的至少约0.05%的高温稳定透明的无机颗粒,该无机颗粒的平均粒径小于约100纳米,在一个实施方案中小于约50纳米,该无机颗粒的折光率是约1.54-1.58;
(f)按重量计至少约2%的紫外线稳定剂;
(g)按重量计占添加剂组合物总重量的上至约50%的抗水解剂,并在一个实施方案中从约25至50%,该抗水解剂是具有约350℃或更高的热稳定性的聚碳二亚胺或煅烧的氧化铝颗粒的形式;
(h)按重量计占添加剂组合物总重量的上至约50%的一种双酚化合物,并在一个实施方案中从约25至50%,该双酚化合物如4,4’-双酚。
所述添加剂组合物可通过(1)将所述染料浓缩物(b)和所述分散剂(a)混合,然后(2)将从(1)产生的混合物与所述无机颗粒(e),和任选地与初级抗氧化剂(c)、次级抗氧化剂(d)和/或紫外线稳定剂(f)和/或抗水解剂(g)和/或双酚化合物(h)混合,并任选地研磨。
在一个生产可注射模塑超高温光学热塑性塑料的实施方案中,所述热塑性塑料具有适于在上至约400℃的温度下注射模塑的粘度,可使用包括下列成分的添加剂组合物:
(a)按重量计占添加剂组合物总重量的至少40%的至少一种锆酸盐;
(b)按重量计占添加剂组合物总重量的至少约0.005%的一种高温稳定的蓝色和紫色有机染料的混合物,其可能是一种染料浓缩物的形式,该染料浓缩物包括(i)按重量计占所述染料浓缩物总重量的至少约96%的一种锆酸盐;(ii)按重量计占所述染料浓缩物总重量的至少约0.05%的高温稳定的蓝色和紫色有机染料的混合物,和(iii)按重量计占所述染料浓缩物总重量的至少约0.1%的高温稳定透明的无机颗粒,该无机颗粒的平均粒径小于约100纳米,在一个实施方案中小于约50纳米,该无机颗粒的折光率是约1.4-1.8,并在一个实施方案中是约1.52-1.58;
(c)按重量计占添加剂组合物总重量的上至约30%的初级抗氧化剂,其可以是高分子量低挥发性的受阻酚的形式;
(d)按重量计占添加剂组合物总重量的至少约10%的次级抗氧化剂,并在一个实施方案中从约25至约40%,该次级抗氧化剂是高分子量低挥发性的熔点大于约200℃的亚磷酸酯;
(e)按重量计占添加剂组合物总重量的至少约0.05%的高温稳定透明的无机颗粒,该无机颗粒的平均粒径小于约100纳米,在一个实施方案中小于约50纳米,该无机颗粒的折光率是约1.54-1.58;
(f)按重量计至少约2%的紫外线稳定剂;
(g)按重量计占添加剂组合物总重量的上至约50%的抗水解剂,并在一个实施方案中从约25至50%,该抗水解剂是具有约350℃或更高的热稳定性的聚碳二亚胺或煅烧的氧化铝颗粒的形式;
(h)按重量计占添加剂组合物总重量的上至约50%的一种双酚化合物,并在一个实施方案中从约25至50%,该双酚化合物如4,4’-双酚。
所述添加剂组合物可通过(1)将所述染料浓缩物(b)和所述锆酸盐(a)混合,然后(2)将从(1)产生的混合物与所述无机颗粒(e),和任选地初级抗氧化剂(c)、次级抗氧化剂(d)和/或紫外线稳定剂(f)混合。
有利的是所述添加剂,在与所述热塑性树脂加工时,在经受约300℃至约400℃的加工温度时不变黄或降解,同时向模塑物品例如光学镜片提供其它有用的特点和好处。不受任何特定理论的约束,所述添加剂组合物可具有所述特点中的一种或多种,并提供表10中列出的好处中的一种或多种。
表10
Figure BPA00001269596200341
在一个实施方案中,所述聚合物组合物可能是一种超高温光学热塑性塑料,其包括一种高温热塑性树脂和一种在上至约400℃或更高的温度下热稳定的添加剂组合物。一种可注塑的超高温光学聚合物材料具有适于在上至约400℃温度下注塑的粘度并可用于制造耐高温光学塑料镜头物品,该物品具有表14所述的一种或多种特性,所述聚合物材料可通过下述内容提供:
(1)提供适当的热塑性树脂,其是弹丸的形式,按重量计占所述聚合物组合物总重量的至少约88%。
(2)提供按重量计占所述聚合物组合物总重量的至少约0.2%的添加剂组合物,如在表5中公开的添加剂组合物。
(3)加热所述热塑性树脂弹丸至至少约100℃,并在一个实施方案中,至少约145℃,并干燥所述弹丸至水分含量低于所述弹丸总重量的约0.01%。
(4)将按重量计占所述热塑性树脂弹丸总重量的至少约0.2%,并在一个实施方案中从约0.5至约1.2%的表5的干粉添加剂组合物引入至所述加热的弹丸,并翻滚混合所述添加剂组合物至所述加热的弹丸上,从而引起所述添加剂组合物熔化到所述加热的弹丸上或包围所述加热的弹丸,并用所述添加剂组合物涂覆所述弹丸,并且当冷却时,导致所述添加剂组合物几乎均匀地涂覆在所述热塑性树脂弹丸上。
所得聚合物组合物可进一步参照表11描述。
表11
Figure BPA00001269596200342
Figure BPA00001269596200351
本发明的聚合物组合物能够承受上至约400℃的加工温度,并在一个实施方案中承受从约300℃至约400℃的加工温度。这些可适于制造有一种或多种如表14所列的优良特性的高温光学镜头物品。此外,可使用不同类型的注塑机、注塑方法和模具设计,使用这些聚合物组合物模塑简单和复杂的镜头物品。此外,这些聚合物组合物可适用于通过挤出方法和溶剂铸造方法制备耐高温薄膜。所述聚合物组合物可用于使用不同的注塑方法各种模具制备耐高温可能光学透明的多功能物品,以及适用于生产具有不同设计不同应用和不同光学物理性质的塑料光学镜头物品。用于这些目的的非限制性的、合适的材料的实例在表12中公开。
表12
Figure BPA00001269596200352
Figure BPA00001269596200361
Figure BPA00001269596200381
Figure BPA00001269596200391
Figure BPA00001269596200411
根据本发明的合适的高温聚合物组合物的实例可包括在表13中列出的组合物。
表13
Figure BPA00001269596200412
制备所述聚合物组合物可通过提供弹丸形式的热塑性树脂材料,加热热塑性树脂弹丸到适当温度,例如,至少约100℃,在一个实施方案中,加热至约100℃至约155℃的范围内,并在一个实施方案中加热至约100℃至约135℃,并在一个实施方案中,加热至约135℃至约155℃,并将所述加热的弹丸与需要浓度的添加剂组合物混合。所述弹丸可以有任何需要的形状包括球体、立方体、圆柱体、杆、不规则形状等等。所述弹丸的平均粒径可从约1微米至约10000微米,并在一个实施方案中从约500至约1000微米。不受任何特定理论的约束,认为经与所述加热的弹丸混合,所述添加剂组合物融化到了所述加热的弹丸的表面上并涂覆了所述弹丸。在一个实施方案中,所述弹丸几乎均匀地涂覆了所述添加剂组合物。所述烷氧基硅烷(如苯基三甲氧基硅烷单独或和乙烯基三甲氧基硅烷或二氨基三甲氧基硅烷组合)可应用到或涂覆在所述弹丸上,例如,喷涂到所述弹丸上,以提供所需的浓度。带有添加的烷氧基硅烷的所述树脂弹丸可翻滚混合约5分钟或直至加入的烷氧基硅烷涂覆所述树脂弹丸。所述弹丸可在真空烘箱内约80至约120℃下加热和烘干约2-4小时,以形成自由流动的弹丸混合物。或者,所述弹丸可先涂覆烷氧基硅烷,然后涂覆所述添加剂组合物。或者,所述聚合物组合物可通过在约300℃至约350℃之间的温度下采用具有输送元件或低剪切混合元件的单螺杆或双螺杆混炼机混炼热塑性树脂的弹丸;计量添加至少一种烷氧基硅烷至所述混炼机;和计量添加上述的涂覆的弹丸或所需浓度的添加剂组合物至所述混炼机。
所述聚合物组合物的玻璃化转变温度(Tg)在至少约180℃,在一个实施方案中至少约200℃,并在一个实施方案中至少约220℃,在一个实施方案中至少约230℃,在一个实施方案中至少约240℃,并在一个实施方案中至少约250℃,并在一个实施方案中至少约260℃,在一个实施方案中至少约270℃,在一个实施方案中至少约275℃,且在一个实施方案中至少约280℃。
不受任何特定理论的约束,相信所述烷氧基硅烷的添加可导致聚合物组合物具有高的Tg,但是低于没有添加所述烷氧基硅烷的聚合物组合物的Tg。还认为带有烷氧基硅烷的聚合物组合物可能显示出超出所述聚合物组合物的Tg的橡胶平台区(rubbery plateau region),其延伸到约260℃并可能延至约320℃或更高。这可能意味着带有烷氧基硅烷的聚合物组合物可能没有高于Tg的承载能力,但在短时间暴露于约260℃且可能上至约320℃下时,可全程具有或保持固定的橡胶态。出乎意料地,通过注塑方法使用所述含烷氧基硅烷的聚合物组合物制备的模塑物品具有非常低模塑应力或流动应力和非常低的双折射。这可为本发明聚合物组合物在高温无铅回流焊接中的应用提供效用。
本发明的聚合物组合物的热稳定性可使用热重分析(TGA)测定。这些组合物的优点是它们足够地稳定以致它们进行TGA时在约450℃下,并在一个实施方案中在约455℃下,在一个实施方案中在约460℃下,在一个实施方案中在约462℃下,并在一个实施方案中约464℃下可显示出约5%或更少的重量损失。
对于大多数镜头应用,所述模塑的光学级热塑性材料可显示出在约400-1000nm的可见光范围内,对于具有约1.0毫米厚度的镜头零件或产品在表面反射损失后至少约85%的可见光透过率,对于具有约1.5毫米厚度的镜头部件或产品在表面反射损失后至少约80%的可见光透过率。这种差异可能是因为透光率与厚度有关。此外,这些光学级热塑性镜头零件或产品可有其它重要的性质。这些可包括高光学清晰度、色彩非常低、非常低的雾度(haze)、光解稳定性、水解稳定性和热稳定性以在约-20℃至约85℃以及相对湿度高于80%的环境下工作使用。在许多LED灯应用中,所述聚合物组合物可有超过约100℃的工作温度能力,并在其它情况下,超过约150℃。在许多情况下,所述模塑材料可有清洁的表面,在其上可以附加和结合光学薄膜。表14提供了光学、机械和材料性能的总结,其可使用本发明的用于制备注塑塑料镜片的聚合物组合物实现。
表14
Figure BPA00001269596200431
所述聚合物组合物的光学和/或物理性能可能不适合于各种应用,因此,可能有利的是在其使用之前通过混炼升级和定制所述聚合物组合物,以满足所需应用的要求。聚合物组合物在高熔融温度特别是高于约300℃的常规混炼,可能会导致不利的额外的加热史。在这些加工温度下,热塑性树脂如聚碳酸酯可降解。所述热塑性树脂和某些添加剂材料的降解可能表现在其自身的变色,例如,变黄,这可能降低光谱的可见光部分的透光率,使模塑物品不太适合或不适合作为镜头使用。在有有机添加剂存在下加工温度从约300℃至约400℃时这个问题可能会更严重,因为所述有机材料可能挥发,并造成进一步变黄和黑斑形成。
虽然根据本发明的光学热塑性组合物可用传统的混炼方法加工,在一个实施方案中,可用连续生产注塑方法直接从原料到模塑物品制造光学设备。所述添加剂组合物、聚合物的组合物,以及其制备方法,如本发明所述,可提供光滑、干燥、添加剂涂覆的热塑性弹丸,其可无需混炼进行注塑,并且模塑物品如光学镜头可直接从原料加工形成最终的模塑物品如光学镜头。使用本发明的添加剂组合物和聚合物组合物,并使用所述方法制造涂覆的热塑性弹丸,塑料镜头可注塑成型具有比聚合物组合物中使用的热塑性树脂的光学性质更出色的光学性质。所述热塑性弹丸的制造可以是成本合理的并可以使用现有的烘干和翻滚设备实现。制造所述涂覆的弹丸的方法,如本申请所述,可特别适用于制造非常小的照相机和LED镜头物品,其重量在某些情况下仅0.25克(约一个或两个弹丸的重量)。通过几乎均匀地涂覆弹丸,每个弹丸可包含按重量计约100%的整个聚合物组合物,确保制造的每个镜头部件还包括按重量计约100%的聚合物组合物。当将按重量计多于约2%的无机颗粒和/或熔融可加工的玻璃强化树脂加入所述聚合物组合物时,可能有用的是首先使用传统混炼方法将无机颗粒和/或熔融可加工的玻璃强化树脂混炼至所述聚合物组合物,然后加入按重量计各自上至约0.3%的高温稳定分散剂和/或初级抗氧化剂形成所述弹丸。然后所述弹丸可用上述添加剂组合物涂覆,然后注塑和/或挤出。或者,也可能有用的是首先用包括烷氧基硅烷的所述添加剂组合物几乎均匀地涂覆所述弹丸,然后使用传统混炼方法将无机颗粒和任选地熔融可加工的玻璃强化树脂混炼至所述聚合物组合物。
由本发明的聚合物组合物制备的模塑物品,例如,厚度约1毫米的那些,可具有约1.55的折射率,在一个实施方案中约1.56。这些模塑物品可能有透光率的最大理论值的至少约85%的透光率,并在一个实施方案中至少约88%。所述模塑物品可能有低于约3的雾度,在一个实施方案中低于约1。它们可有低于3的变黄指数,并在一个实施方案中低于约1。所述模塑物品可能有表面反射损失后至少约85%的可见光透光率,在一个实施方案中至少约88%。
本发明的聚合物组合物与现有技术材料相比可提供许多优点,包括下列中的一个或多个。所述聚合物组合物,当模塑时,可具有良好的光学性能。由所述聚合物组合物制成的镜片可具有高折射率,这可用于制备具有高照度的照相机镜头和LED镜片。所述照相机镜头可包括高温透光热塑性(HTLT)手机照相机镜片和HTLT LED镜片。所述照相机镜片可用于制作照相机的照相机模块,例如,手机照相机。由所述聚合物组合物制成的镜片可能有高玻璃化转变温度并可用于回流焊接应用,特别是需要较高工作温度的无铅回流焊接应用。所述聚合物组合物可具有比所述基础热塑性树脂低的粘度,以致可使用传统塑料加工技术。所述聚合物组合物可在从约300℃至约400℃温度范围内模塑,没有损害模塑物品如模塑镜片的出色的光学、机械和/或其他物理性质。所述聚合物组合物可注入温度高达约235℃的模具,不粘黏,不使用外部脱模剂。这可包括其中所得模塑物品,如模塑镜头的一部分在热的模具中退火或解除应力的过程,作为模塑过程中正常的一部分。所述聚合物组合物,当模塑时,可用常规退火方法有效地退火或解除应力,产生改进的或优化的机械和热性能。所述聚合物组合物,当模塑时,可具有优越的热氧化耐性、水解氧化耐性,和/或光解氧化耐性性能,并在适合各种应用如LED和汽车大灯的各种环境条件下保持稳定和透明。所述聚合物组合物可用于精确地模塑非常小的镜头零件,其具有精细到微米和亚微米级尺寸的细节。由所述聚合物组合物生产的镜片可用多种有机和/或金属氧化物涂层包括抗反射涂层处理。在镜头的底部可用粘合剂和软硅胶密封剂填充和结合用于LED和其它半导体和电子应用。
所述聚合物组合物,及其制备方法,可不限于用于高温光学热塑性复合材料。所述聚合物组合物可单独使用或与其它添加剂组合结合使用以制备高温颜料填充的、矿物填充的,和/或纳米材料填充的复合材料,包括高折射率光学纳米材料热塑性复合材料,使用根据本发明的高温热塑性树脂或者其它热塑性树脂,例如,聚碳酸酯和聚砜树脂,包括所述聚合物组合物及由其制备的模塑物品的许多功能和好处。所述聚合物组合物也可使用其它热塑性树脂例如,聚碳酸酯和聚砜树脂制造具有较低的温度耐性的光学热塑性复合材料,但导致所述热塑性复合材料具有所述高温热塑性复合材料的许多同样的功能和好处。
用所述烷氧基硅烷和/或无机颗粒,和/或玻璃强化树脂制备的本发明的聚合物组合物,无论是光学透明,半透明或不透明的,可用于制造用于无铅回流焊接应用的其它模塑物品,如LED镜片的安装设备,用于手机照相机镜片的照相机模块。
虽然不希望受理论约束,认为所述聚合物组合物中含有苯基的化合物和氧化铝材料的引入在所述聚合物组合物模塑时提供了在模具中应力的减少。相信这导致当这类物品暴露在超过所述聚合物组合物玻璃化转变温度的温度下时,降低了由本发明聚合物组合物制成的物品的翘曲。
可参考下面的实施例进一步了解本发明。提供这些实施例是为了进一步说明本发明各个方面,而不是为了以任何方式限制本发明。
实施例1
通过混合和研磨表15所示材料制备染料浓缩物:
表15
Figure BPA00001269596200461
通过混合和研磨前述染料浓缩物和表16所示材料制备添加剂组合物:
表16
Figure BPA00001269596200471
表17所示的聚合物组合物使用APEC
Figure BPA00001269596200472
TP-0277聚碳酸酯树脂弹丸和表16所示添加剂组合物制备。该树脂弹丸在真空烘箱135℃下干燥4小时或直至水分含量按重量计小于0.005%。所述树脂弹丸被加热到135℃,然后在滚筒式搅拌器中,表16的添加剂组合物以与所述树脂弹丸0.6∶99.4的重量比添加到所述树脂弹丸中。所述树脂弹丸和添加剂组合物翻滚混合5分钟,或直至所述添加剂组合物融化并涂覆到树脂弹丸上。所述涂覆的树脂弹丸在真空下室温冷却至平滑干燥的状态。所述涂覆的树脂弹丸在室温下用苯基三甲氧基硅烷喷涂至表16所示浓度。所述涂覆的弹丸翻滚5分钟。所述涂覆的弹丸然后可通过注塑或注射压缩模塑方法直接模塑,或者所述涂覆的弹丸可在真空烘箱120℃下干燥4小时,然后真空下冷却到室温并在气密包装中真空封装以便以后使用。所述弹丸是平滑和自由流动的。或者,所述涂覆的弹丸在一种包括输送元件或低剪切混合元件的单螺杆或双螺杆混炼机中混炼,同时将苯基三甲氧基硅烷计量加入所述熔化的聚合物组合物。或者所述树脂弹丸在同样的混炼机中使用上述同样的方法混炼,同时,将表16的添加剂组合物和苯基三甲氧基硅烷计量加入所述熔化的树脂。
表17
Figure BPA00001269596200481
使用上述的涂覆的树脂颗粒制造注塑的聚合物镜头物品。在125℃加热涂覆的弹丸或混炼的弹丸以提供以重量计小于0.01%的水分含量。加热注塑机料斗到约80℃。料斗上空使用氮气层(nitrogen blanket)。
使用螺杆注塑机将涂覆的弹丸或混炼的弹丸注塑成型或注射压缩成型。该桶容量足以提供为了所述弹丸的射出尺寸50到75%的容量,以最小化在桶中驻留时间。物料温度是从320℃到380℃。使用150℃至225℃的模具温度。模塑加工条件如下:
注塑加工条件:
喷嘴340-380℃
前部335-360℃
中部330-350℃
后部300-330℃
模塑物品具有下列光学性能:
折射率/589.93nm/1.5毫米厚度/ASTM D-542
1.50-1.555
实际透光率(1.5毫米厚)%/ASTM D 1746
405nm 85.12%
450nm  86.87
505nm 87.76
550nm 88.18
605nm 88.63
650nm 89.08
705nm 89.43
750nm 89.65
805nm 89.91
850nm 89.98
900nm 89.06
950nm 90.05
1000nm 89.20
雾度,1.5毫米厚度/ASTM D 1003
<2.0
变黄率/1.5毫米厚度/ASTM E 313
<2.0
使用Universal V3.0G TA仪器对所述涂覆的树脂颗粒(样本尺寸11.5970毫克)进行热重分析(TGA)。结果显示在图1。这些结果显示在464.60℃5%的重量损失。
实施例2
通过混合和研磨表18所示材料制备染料浓缩物:
表18
Figure BPA00001269596200491
  总量   100
通过混合和研磨前述染料浓缩物和表19所示材料制备添加剂组合物:
表19
表20所示的聚合物组合物使用APEC
Figure BPA00001269596200502
TP-0277聚碳酸酯树脂弹丸和表19所示添加剂组合物制备。该树脂弹丸在真空烘箱135℃下干燥4小时或直至水分含量按重量计小于0.005%。所述树脂弹丸被加热到135℃,然后在滚筒式搅拌器中,将表19的添加剂组合物以0.75的重量比添加到所述树脂弹丸。所述树脂弹丸和添加剂组合物翻滚混合5分钟,或直至所述添加剂组合物融化并涂覆到树脂弹丸上。所述涂覆的树脂弹丸在真空或密封容器中保存。所述弹丸是平滑和自由流动的。如果需要,所述涂覆的弹丸可以在真空下再干燥使水分含量按重量计小于0.005%。所述涂覆的弹丸在包括输送元件或低剪切混合元件的单螺杆或双螺杆混炼机中在约325℃-335℃下混炼,同时将苯基三甲氧基硅烷计量加入所述熔化的聚合物组合物。
表20
使用上述的涂覆的树脂颗粒制造注塑的聚合物镜头物品。将涂覆的弹丸或混炼的弹丸在125℃加热以提供以重量计小于0.01%,优选地小于0.005%的水分含量。注塑机料斗被加热到约80℃。料斗上空使用氮气层。
使用螺杆注塑机将涂覆的弹丸或混炼的弹丸注塑成型或注射压缩成型。该桶容量足以提供为了所述弹丸的射出尺寸50到75%的容量,以使在桶中驻留时间最少。物料温度是从320℃到380℃。使用150℃至225℃的模具温度。模塑加工条件如下:
注塑加工条件
喷嘴340-380℃
前部335-360℃
中部330-350℃
后部300-330℃
模塑物品具有下列光学性能:
折射率/589.93nm/1.5毫米厚度/ASTM D-542
1.555-1.56
实际透光率(1.5毫米厚)%/ASTM D 1746
405nm 86.36%
450nm 88.27
505nm 89.05
550nm 89.29
605nm 89.64
650nm 89.91
705nm 90.16
750nm 90.36
805nm 90.57
850nm 90.90
900nm 90.33
950nm 90.73
1000nm 89.47
雾度,1.5毫米厚度/ASTM D 1003
<2.0
变黄率/1.5毫米厚度/ASTM E 313
1.4
与没有添加烷氧基硅烷的模塑物品相比,所述模塑物品显示出非常低的流变应力或模塑应力。图2显示正交偏光下检测两个模塑物品,并且图像显示用实施例2的包括按所述聚合物组合物的总重量计0.5%的苯基烷氧基硅烷的聚合物组合物模塑的光学物品(图像2),与从用基本上没有添加苯基烷氧基硅烷的几乎相同的聚合物组合物模塑的光学物品相比,显示出少于上至约70%的流变应力或模塑应力。
虽然本发明已参照不同的实施例描述,可以理解的是各种修改对本领域技术人员而言在阅读本说明书后是显而易见的。因此,可以理解的是本发明包括所有这些修改,其可落入权利要求要求保护的范围。

Claims (37)

1.一种聚合物组合物,包括:
i至少一种具有至少220℃的玻璃化转变温度的热塑性树脂;
ii至少一种苯基烷氧基硅烷、双酚、三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷,或其两种或更多种的混合物;
iii分散在所述热塑性树脂中的平均粒径上至100纳米的无机颗粒,所述无机颗粒的折射率在1.4到3的范围内;以及
iv有效量的至少一种分散剂,所述分散剂将所述无机颗粒分散在所述热塑性树脂中;
附带条件是当所述三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷是平均粒径上至100纳米的颗粒时,该三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷颗粒任选地用作组分ii和用于部分或全部取代组分iii中所述的无机颗粒。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中所述组合物进一步包括至少一种乙烯基三烷氧基硅烷或至少一种二氨基三烷氧基硅烷。
3.根据权利要求1或2所述的组合物,其中所述组合物进一步包括至少一种上蓝剂、至少一种紫外线吸收剂、至少一种抗氧化剂或其两种或更多种的混合物。
4.根据权利要求1所述的组合物,其中所述组合物进一步包括一种或多种热稳定剂、抗静电剂、颜料、染料、荧光增白剂、阻燃剂,或其两种或更多种的混合物。
5.根据权利要求1所述的聚合物组合物,其中所述组合物进一步包括至少一种熔融可加工的玻璃强化树脂。
6.根据权利要求1所述的组合物,其中所述热塑性树脂包括聚碳酸酯、聚砜、聚烯烃、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸亚烷基酯,或其两种或更多种的混合物。
7.根据权利要求1所述的组合物,其中所述热塑性树脂包括聚碳酸酯。
8.根据权利要求1所述的组合物,其中所述热塑性树脂包括衍生自4,4’-异亚丙基联苯酚的至少一种聚碳酸酯、衍生自1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷的至少一种聚碳酸酯、其混合物,或衍生自4,4’-异亚丙基联苯酚和1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷的共聚物。
9.根据权利要求1所述的组合物,其中所述苯基烷氧基硅烷包括一种或多种苯基三烷氧基硅烷和/或二苯基二烷氧基硅烷。
10.根据权利要求1所述的组合物,其中所述苯基烷氧基硅烷包括苯基三甲氧硅烷、苯基三乙氧硅烷、二苯基二甲氧硅烷,或其两种或更多种的混合物。
11.根据权利要求1所述的组合物,其中所述双酚包括4,4’-双酚。
12.根据权利要求1所述的组合物,其中所述三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷是平均粒径上至100纳米的颗粒形式。
13.根据权利要求2所述的组合物,其中所述乙烯基三烷氧基硅烷包括乙烯基三甲氧基硅烷。
14.根据权利要求2所述的组合物,其中所述二氨基三烷氧基硅烷包括二氨基三甲氧基硅烷。
15.根据权利要求1所述的组合物,其中所述无机颗粒包括氧化铝、二氧化硅、硅、氧化铈、二氧化钛、二氧化锆或其两种或更多种的混合物。
16.根据权利要求1所述的组合物,其中所述无机颗粒包括氧化铝,且具有上至50纳米的平均粒径和1.4至3的折射率。
17.根据权利要求1所述的组合物,其中所述分散剂包括一种或多种脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪酸酰胺、脂肪醇、聚亚烷基乙二醇、聚亚氧烷基乙二醇、钛酸盐、锆酸盐、石蜡、碳氟化合物、有机硅油、表面活性剂,或其两种或更多种的混合物。
18.根据权利要求1所述的组合物,其中所述分散剂包括一种或多种饱和脂肪酸酯、一种或多种不饱和脂肪酸酯,或其混合物。
19.根据权利要求1所述的组合物,其中所述分散剂包括一种或多种脂肪酸酯、一种或多种脂肪酸和一种或多种甘油酯的混合物。
20.根据权利要求1所述的组合物,其中所述分散剂包括一种或多种脂肪酸酰胺。
21.根据权利要求2所述的组合物,其中所述二氨基三烷氧基硅烷包括N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷。
22.根据权利要求3所述的组合物,其中所述上蓝剂包括至少一种蓝色染料、至少一种紫色染料,或其混合物。
23.根据权利要求3所述的组合物,其中所述紫外线吸收剂包括四烷基-2,2’-(1,4-苯二亚甲基)双马来酸。
24.根据权利要求3所述的组合物,其中所述抗氧化剂包括至少一种受阻酚、至少一种亚磷酸酯,或其混合物。
25.根据权利要求3所述的组合物,其中所述抗氧化剂包括1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)s-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、双(2,4-二异丙苯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯,或其混合物。
26.根据权利要求1所述的聚合物组合物,其中所述聚合物组合物通过热重分析测定在450℃的温度下显示出5%或更少的重量损失。
27.一种添加剂组合物,通过合并下述物质制成:
a至少一种分散剂;
b平均粒径上至100纳米的无机颗粒,所述无机颗粒的折射率在1.4到3的范围内;
c至少一种苯基烷氧基硅烷、双酚、三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷,或其两种或更多种的混合物,和
d至少一种染料浓缩物,包括i至少一种分散剂,ii至少一种上蓝剂,iii平均粒径上至100纳米的无机颗粒,所述无机颗粒的折射率在1.4到3的范围内;
附带条件是当所述三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷是平均粒径上至100纳米的颗粒形式时,该三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷颗粒任选地用作组分c和用于部分或全部取代组分b。
28.由权利要求1-26中任一所述的聚合物组合物制成的模塑物品。
29.根据权利要求28所述的模塑物品,其中所述物品包括镜头。
30.一种制备一种聚合物组合物的方法,包括:
在至少70℃的温度下加热一种热塑性树脂的弹丸,该热塑性树脂的玻璃化转变温度为至少220℃;
用权利要求27所述的添加剂组合物涂覆所述弹丸。
31.制备一种物品的方法,包括:
将弹丸输入一种注塑装置,并模塑所述物品,所述弹丸包括玻璃化转变温度为至少220℃的热塑性树脂并用权利要求27所述的添加剂组合物涂覆。
32.一种制备聚合物组合物的方法,包括:
A在至少70℃的温度下加热一种热塑性树脂的弹丸,该热塑性树脂的玻璃化转变温度为至少220℃;
B用一种添加剂组合物涂覆所述弹丸,所述添加剂组合物包括至少一种分散剂、平均粒径上至100纳米的无机颗粒,所述无机颗粒的折射率在1.4到3的范围内,和至少一种染料;以及
C用至少一种苯基烷氧基硅烷、双酚、三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷,或其两种或更多种的混合物涂覆步骤B得到的弹丸;
附带条件是当所述三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷是平均粒径上至100纳米的颗粒形式时,该三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷颗粒任选地用于部分或全部取代在步骤B中添加的无机颗粒,并且如果所述三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷颗粒在步骤B中添加时,步骤C则是任选的。
33.根据权利要求32所述的方法,其中,在步骤C中,从步骤B得到的涂覆的弹丸也可用至少一种乙烯基三烷氧基硅烷或至少一种二氨基三烷氧基硅烷涂覆。
34.一种制造一种聚合物组合物的方法,包括:
A在温度至少70℃的温度下加热一种热塑性树脂的弹丸,所述热塑性树脂的玻璃化转变温度至少220℃;
B用至少一种苯基烷氧基硅烷、双酚、三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷,或其两种或更多种的混合物涂覆所述弹丸;和
C用一种添加剂组合物涂覆步骤B得到的弹丸,所述添加剂组合物包括至少一种分散剂、平均粒径上至100纳米的无机颗粒,所述无机颗粒的折射率在1.4到3的范围内,和至少一种染料;
附带条件是当所述三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷是平均粒径上至100纳米的颗粒形式时,在步骤B中添加的该三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷颗粒任选地用于部分或全部取代在步骤C中添加的无机颗粒,并且如果所述三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷颗粒在步骤B中添加时,则在步骤C中添加额外量的颗粒是任选的。
35.权利要求34所述的方法,其中,在步骤B中,所述弹丸也可用至少一种乙烯基三烷氧基硅烷或至少一种二氨基三烷氧基硅烷涂覆。
36.一种制造聚合物组合物的方法,包括:
A采用单螺杆或双螺杆混炼机在300℃到350℃范围内的温度下混炼一种热塑性树脂的弹丸,所述混炼机包括输送元件或低剪切混合元件,所述热塑性树脂的玻璃化转变温度为至少220℃;
B将至少一种苯基烷氧基硅烷、双酚、三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷,或其两种或更多种的混合物计量加入所述混炼机;和
C将一种添加剂组合物计量加入所述混炼机,所述添加剂组合物包括至少一种分散剂、平均粒径上至100纳米的无机颗粒,所述无机颗粒的折射率在1.4到3的范围内,至少一种抗水解剂和至少一种染料;
附带条件是当所述三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷是平均粒径上至100纳米的颗粒形式时,在步骤B中添加的该三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷颗粒任选地用于部分或全部取代在步骤C中添加的无机颗粒,并且如果所述三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷颗粒在步骤B中添加时,则在步骤C中添加额外量的颗粒是任选的。
37.一种制造聚合物组合物的方法,包括:
A在至少70℃的温度下加热一种热塑性树脂的弹丸,所述热塑性树脂的玻璃化转变温度为至少220℃;
B用一种添加剂组合物涂覆步骤A得到的弹丸,所述添加剂组合物包括至少一种分散剂、平均粒径上至100纳米的无机颗粒,所述无机颗粒的折射率在1.4到3的范围内,和至少一种染料;
C将步骤B得到的弹丸计量加入一种单螺杆或双螺杆混炼机,所述混炼机包括输送元件或低剪切混合元件;和
D将至少一种苯基烷氧基硅烷、双酚、三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷,或其两种或更多种的混合物计量加入所述混炼机;
附带条件是当所述三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷是平均粒径上至100纳米的颗粒形式时,在步骤D中添加的该三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷颗粒任选地用于部分或全部取代在步骤B中添加的无机颗粒,并且如果所述三硅醇苯基多面体低聚倍半硅氧烷颗粒在步骤D中添加时,则在步骤B中添加额外量的颗粒是任选的。
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