CN102245690A - 阻燃性热塑性聚碳酸酯组合物 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了聚碳酸酯组合物。该组合物包含任选的聚碳酸酯聚合物(A);聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物(B);含磷阻燃剂(C);和增强剂(D)。所得的组合物具有改善的性质组合,尤其是维卡软化温度和薄壁时高的阻燃性。
Description
背景技术
本发明公开涉及具有提高的阻燃性的热塑性聚碳酸酯组合物。还披露了其制备和/或使用方法。
聚碳酸酯(PC)是源于双酚和光气或者它们的衍生物的合成的热塑性树脂。它们是碳酸的线型聚酯,可由二羟基化合物和碳酸二酯形成或者通过酯交换形成。聚合可以以水溶液、界面或非水溶液的形式。聚碳酸酯是一类有用的聚合物,其具有多种期望性能。它们以光学透明性以及高的抗冲击性和在室温以下的延性著称。
然而,聚碳酸酯聚合物不是固有地不易燃的。因此,通常需要引入阻燃剂,例如卤化或无卤的添加剂性,该阻燃剂阻止树脂的可燃和/或减少滴落。包含溴和/或氯的卤化阻燃剂日益受到法规的限制。已经使用无卤替代物,包括各种填料、含磷化合物和某些盐。然而,使用这些无卤替代物仍然难以满足严格的阻燃标准,在薄壁样品中尤其如此。
因此,在本领域中仍然需要具有改善的耐热性的热塑性聚碳酸酯组合物。这样的材料的期望性质包括优越的机械性质和易于加工,等等。
发明内容
在多种实施方案中公开了具有提高的阻燃性的热塑性聚碳酸酯组合物。这样的组合物具有多种有用的应用。
在一些实施方案中公开了一种阻燃性热塑性组合物,其包括:聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物;任选的聚碳酸酯聚合物;含磷阻燃剂;和约0.01~25wt%的包含玻璃或滑石的填料;其中所述热塑性组合物的维卡B50软化温度为至少120℃,当根据ISO 306测量;以及其中由所述热塑性组合物模塑的制品在1.2mm的厚度时能达到UL94V0性能。
所述聚碳酸酯聚合物可以是双酚A均聚物。所述聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物可包含约20wt%的硅氧烷。所述含磷阻燃剂可以是双酚A二(磷酸二苯酯)。
所述热塑性组合物可包含约0.5~6wt%(包括约1.2~6wt%和约2.4~6wt%)的源于聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的硅氧烷。热塑性组合物可包括5~100重量份的所述聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物和0~95重量份所述的任选的聚碳酸酯聚合物,基于总共100重量份的所述聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物和所述的任选的聚碳酸酯聚合物。所述聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物可包括50~99.9wt%的碳酸酯单元和0.1~50wt%的硅氧烷单元。
所述热塑性组合物可包含至少1.0wt%或更多(包括至少1.5wt%)的含磷阻燃剂。作为选择,热塑性组合物可包括约1.0~8wt%的含磷阻燃剂。有时,热塑性组合物可包括至少12wt%的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物和至少1.5wt%的含磷阻燃剂。作为选择,所述热塑性组合物包含至少0.09wt%的源于含磷阻燃剂的磷(包括约0.14~0.71wt%的源于含磷阻燃剂的磷)。有时,热塑性组合物包括约0.5~6wt%的源于聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的硅氧烷和至少0.09wt%的源于含磷阻燃剂的磷。在一些实施方案中,热塑性组合物不含有额外的抗冲改性剂。
所述组合物还可具有12kJ/m2或以上的缺口伊佐德冲击强度,当根据ISO 180测量时。
所述填料可占组合物的约0.01~10wt%。填料优选玻璃。
在一些实施方案中,当根据ISO 306测量时,热塑性组合物的维卡B50软化温度为至少130℃;当根据ISO 75测量时,热塑性组合物的热挠曲温度为至少120℃。在另一些实施方案中,当根据ISO 180测量时,热塑性组合物也可具有15kJ/m2或以上的缺口伊佐德冲击强度。
在其它实施方案中公开了阻燃性热塑性组合物,其实质上由下面物质组成:双酚A均聚物;聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物;双酚A二(磷酸二苯酯);和增强剂;其中当根据ISO 306测量时,所述热塑性组合物的维卡B50软化温度为至少120℃;以及其中由所述热塑性组合物模塑的制品在1.0mm的厚度时能达到UL94V0性能。
聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物可占热塑性组合物的约6~24wt%。热塑性组合物可包括至少1.5wt%的双酚A二(磷酸二苯酯)。所述增强剂可以是玻璃填料,并且可占组合物的约8~25wt%。
在另一些实施方案中公开了一种阻燃性热塑性组合物,其包括:聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物;任选的聚碳酸酯聚合物;含磷阻燃剂;和增强剂;其中当根据ISO 306测量时,所述热塑性组合物的维卡B50软化温度为至少120℃;当根据ISO 75测量时,所述热塑性组合物的热挠曲温度为至少110℃;以及其中由所述热塑性组合物模塑的制品在1.2mm的厚度时能达到UL94V0性能。
在另一些实施方案中公开了一种阻燃性热塑性组合物,其包括:聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物;任选的聚碳酸酯聚合物;至少1wt%的含磷阻燃剂;以及约0.01~25wt%的包含玻璃或滑石的填料;其中当根据ISO 306测量时,所述热塑性组合物的维卡B50软化温度为至少120℃;当根据ISO 75测量时,所述热塑性组合物的热挠曲温度为至少110℃;以及其中由所述热塑性组合物模塑的制品在1.2mm的厚度时能达到UL94V0性能。
在又一些实施方案中公开了一种阻燃性热塑性组合物,其包括:聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物;任选的聚碳酸酯聚合物;含磷阻燃剂;以及包含玻璃或滑石的填料;其中所述热塑性组合物包括约1.2~6wt%的源于所述聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的硅氧烷;其中当根据ISO 306测量时,所述热塑性组合物的维卡B50软化温度为至少120℃;以及其中由所述热塑性组合物模塑的制品在1.2mm的厚度时能达到UL94V0性能。
这些和其它非限制性特征更具体地描述如下。
具体实施方式
本申请的说明书和权利要求中的数值,尤其是它们与聚合物组成有关时,反映了可包含不同性质的各种聚合物的组合物的平均值。此外,除非有相反的说明,所述数值应理解为包括:当减少至相同数量的有效数字时相同的数值,以及与给出的数值之差低于本申请中所述的用以测定该值的常规类型测量技术的实验误差的数值。
通过参考下面的优选实施方案的详细描述和其中包括的实施例,可更容易地理解本发明。在下面的说明书和权利要求中,将参考一些术语,这些术语应被定义为具有下列含义:
单数形式的″一个″、″一种″和″该″包括复数指示物,除非另有明确的相反指示。所有本文公开的范围都包括陈述的端点并且是可独立地组合的(例如,″2克至10克″的范围包括端点2克和10克以及所有的中间值)。
与数量关联使用的修饰词″约″包括所述值,并且具有上下文所隐含的意义(例如,它至少包括与测量该具体数量相关的误差程度)。
术语″整数″是指完整的数并包括0。例如,表述″n为0~4的整数″是指n可以是0~4的任意整数,包括0。
在本文中,化合物采用标准命名法描述。例如,未被任何指出基团取代的任意位置应理解为其价键被指定的键或者氢原子填充。不介于两个字母或符号之间的破折号(″-″)用于表示取代基的连接点。例如,醛基-CHO是通过羰基的碳连接的。
术语″脂族基团″是指至少一价的直链或支链而非环状的原子阵列。脂族基团定义为包括至少一个碳原子。该原子阵列可包括杂原子如氮、硫、硅、硒和氧,或者可完全由碳和氢组成(″烷基″)。脂族基团可以是取代或未取代的。示例性脂族基团包括但不限于甲基、乙基、异丙基、异丁基、氯甲基、羟基甲基(-CH2OH)、巯基甲基(-CH2SH)、甲氧基、甲氧基羰基(CH3OCO-)、硝基甲基(-CH2NO2)和硫代羰基。
术语″烷基″是指仅由碳和氢组成的直链或支链的原子阵列。该原子阵列可包括单键、双键或者三键(通常称为烷烃、烯烃或者炔烃)。烷基可以是取代或未取代的。示例性烷基包括但不限于甲基、乙基和异丙基。
术语″芳族基团″指的是化合价至少为1的、包含至少一个芳基的原子排列。该原子排列可以包括杂原子如氮、硫、硒、硅和氧,或者可以仅由碳和氢组成。该芳族基团也可以包括非芳族成分。例如,苄基为包含苯环(芳族组分)和亚甲基(非芳族组分)的芳族基团。示例性芳族基团包括但不限于苯基、吡啶基、呋喃基、噻吩基、萘基、联苯基、4-三氟甲基苯基、4-氯甲基苯-1-基、和3-三氯甲基苯-1-基(3-CCl3Ph-)。
术语″脂环族基团(cycloaliphatic或alicyclic)″是指非芳族的环状原子阵列。脂环族基团可包括杂原子如氮、硫、硒、硅和氧,或者可以仅由碳和氢组成。脂环族基团可包括1个或多个非环状组分。例如,环己基甲基(C6H11CH2)是脂环族官能团,其包括环己基环(非芳族的环状原子阵列)和亚甲基(非环状组分)。示例性脂环族基团包括但不限于环丙基、环丁基、1,1,4,4-四甲基环丁基、哌啶基和2,2,6,6-四甲基哌啶基(2,2,6,6-tetramethyl piperydinyl)。
本发明公开的热塑性组合物包括(A)任选的聚碳酸酯聚合物;(B)聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物;(C)含磷阻燃剂;以及(D)填料,所述填料是玻璃或滑石。
本申请使用的术语″聚碳酸酯″和″聚碳酸酯聚合物″意指具有下面式(1)碳酸酯重复结构单元的成分:
其中R1基团总数的至少约60%为芳族有机基团,余下的为脂族、脂环族或芳族基团。在一种实施方案中,每个R1为芳族有机基团,例如下面式(2)的基团:
——A1-Y1-A2- (2)
其中A1和A2各自为单环二价的芳基,Y1是具有一或两个分隔A1和A2的原子的桥接基团。在示例性的实施方案中,一个原子分隔A1和A2。该类型基团的说明性和非限制性实例是-O-,-S-,-S(O)-,-S(O)2-,-C(O)-,亚甲基,环己基亚甲基,2-[2.2.1]-二环庚叉,乙叉,异丙叉,新戊叉,环己叉,环十五烷叉,环十二烷叉,及金刚烷叉。桥接基团Y1可以为烃基或饱和烃基如亚甲基,环己叉,或异丙叉。
聚碳酸酯可通过具有式HO-R1-OH的二羟基化合物的界面反应制备,其中R1如上所定义。适于界面反应的二羟基化合物包括式(A)的二羟基化合物以及下式(3)的二羟基化合物:
HO-A1-Y1-A2-OH (3)
其中Y1、A1和A2如上所述。还包括下面通式(4)的双酚化合物:
其中Ra和Rb各自代表卤原子或一价烃基,并且可以相同或相异;p和q各自独立地为0~4的整数;及Xa代表下面式(5)的基团之一:
其中Rc和Rd各自独立地代表氢原子或一价直链烃基或环状烃基,及Re为二价烃基。
适宜二羟基化合物的一些示例性的非限制性包括下列:间苯二酚、4-溴间苯二酚、对苯二酚、4,4′-二羟基联苯,1,6-二羟基萘,2,6-二羟基萘,二(4-羟基苯基)甲烷,二(4-羟基苯基)二苯基甲烷,二(4-羟基苯基)-1-萘基甲烷,1,2-二(4-羟基苯基)乙烷,1,1-二(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷,2-(4-羟基苯基)-2-(3-羟基苯基)丙烷,二(4-羟基苯基)苯基甲烷,2,2-二(4-羟基-3-溴苯基)丙烷,1,1-二(羟基苯基)环戊烷,1,1-二(4-羟基苯基)环己烷,1,1-二(4-羟基苯基)异丁烯,1,1-二(4-羟基苯基)环十二烷,反式-2,3-二(4-羟基苯基)-2-丁烯,2,2-二(4-羟基苯基)金刚烷,(α,α′-二(4-羟基苯基)甲苯,二(4-羟基苯基)乙腈,2,2-二(3-甲基-4-羟基苯基)丙烷,2,2-二(3-乙基-4-羟基苯基)丙烷,2,2-二(3-正丙基-4-羟基苯基)丙烷,2,2-二(3-异丙基-4-羟基苯基)丙烷,2,2-二(3-仲丁基-4-羟基苯基)丙烷,2,2-二(3-叔丁基-4-羟基苯基)丙烷,2,2-二(3-环己基-4-羟基苯基)丙烷,2,2-二(3-烯丙基-4--羟基苯基)丙烷,2,2-二(3-甲氧基-4-羟基苯基)丙烷,2,2-二(4-羟基苯基)六氟丙烷,1,1-二氯-2,2-二(4-羟基苯基)乙烯,1,1-二溴-2,2-二(4-羟基苯基)乙烯,1,1-二氯-2,2-二(5-苯氧基-4-羟基苯基)乙烯,4,4′-二羟基二苯甲酮,3,3-二(4-羟基苯基)-2-丁酮,1,6-二(4-羟基苯基)-1,6-己二酮,乙二醇二(4-羟基苯基)醚,二(4-羟基苯基)醚,二(4-羟基苯基)硫醚,二(4-羟基苯基)亚砜,二(4-羟基苯基)砜,9,9-二(4-羟基苯基)芴,2,7-二羟基芘,6,6′-二羟基-3,3,3’,3′-四甲基螺(二)茚满(″螺二茚满双酚″),3,3-二(4-羟基苯基)苯酞,2,6-二羟基二苯并-对-二噁英,2,6-二羟基噻蒽,2,7-二羟基酚噻噁(phenoxathin),2,7-二羟基-9,10-二甲基吩嗪,3,6-二羟基二苯并呋喃,3,6-二羟基二苯并噻吩,及2,7-二羟基咔唑,等等;或者包含至少一种前述二羟基化合物的组合。
可用式(3)表示的双酚化合物的类型的具体实例包括1,1-二(4-羟基苯基)甲烷,1,1-二(4-羟基苯基)乙烷,2,2-二(4-羟基苯基)丙烷(下文称为″双酚A″或″BPA″),2,2-二(4-羟基苯基)丁烷,2,2-二(4-羟基苯基)辛烷,1,1-二(4-羟基苯基)丙烷,1,1-二(4-羟基苯基)正丁烷,2,2-二(4-羟基-1-甲基苯基)丙烷,以及1,1-二(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷。也可以使用包含至少一种前述二羟基化合物的组合。
支化聚碳酸酯也是有用的,线型聚碳酸酯和支化聚碳酸酯的共混物同样也是有用的。支化聚碳酸酯可以通过在聚合期间加入支化剂来制备。这些支化剂包括多官能的有机化合物,其包含至少三个选自下列的官能团:羟基,羧基,羧酸酐,卤代甲酰基,及前述官能团的组合。具体实例包括偏苯三酸,偏苯三酸酐,偏苯三酰氯,三对羟基苯基乙烷,靛红-二酚,三酚TC(1,3,5-三((对-羟基苯基)异丙基)苯),三酚PA(4(4(1,1-二(对-羟基苯基)-乙基)α,α-二甲基苄基)苯酚),4-氯甲酰基邻苯二酸酐,均苯三酸,及二苯甲酮四羧酸。支化剂可以以约0.05~2.0wt%的量添加。所有类型的聚碳酸酯端基都预期可用于聚碳酸酯组分中,条件是这样的端基不显著地影响热塑性组合物的期望性质。
适宜的聚碳酸酯可通过诸如界面聚合和熔体聚合等方法制备。尽管界面聚合的反应条件可以变化,但是示例性的方法通常包括溶解或分散二元酚反应物于苛性钠或苛性钾水溶液中,将所得混合物加到适宜的与水不混溶的溶剂介质中,及在受控pH(如约8~10)条件和催化剂(如三乙胺)或相转移催化剂存在下使该反应物与碳酸酯前体接触。最常用的与水不混溶的溶剂包括二氯甲烷,1,2-二氯乙烷,氯苯,甲苯等。适宜的碳酸酯前体包括例如碳酰卤如碳酰溴或碳酰氯,或者卤代甲酸酯例如二元酚的二卤代甲酸酯(如双酚A、氢醌等的二氯甲酸酯)或者二醇的二卤代甲酸酯(如乙二醇、新戊二醇、聚乙二醇等的二卤代甲酸酯)。也可以使用包含至少一种前述类型的碳酸酯前体的组合。
不是采用二羧酸本身,可以使用,有时甚至是优选使用酸的反应性衍生物,如相应的酰卤,特别是酸的二氯化物和酸的二溴化物。这样,例如不是采用间苯二甲酸、对苯二甲酸或它们的混合物,而是可以采用间苯二酰氯、对苯二酰氯及它们的混合物。
在相转移催化剂中,可以使用式(R3)4Q+X的催化剂,其中每个R3相同或相异,并且为C1-10烷基;Q为氮或磷原子;及X为卤原子或者C1-8烷氧基或C6-18芳氧基。有用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,及CH3[CH3(CH2)2]3NX,其中X为Cl-、Br-、C1-8烷氧基或C6-18芳氧基。相转移催化剂的有效量可以为约0.1wt%至10wt%,基于光气化混合物中双酚的重量。在另一实施方案中,相转移催化剂的有效量可以为约0.5~2wt%,基于光气化混合物中双酚的重量。
作为选择,可以使用熔体方法制备聚碳酸酯。一般地,在熔体聚合法中,聚碳酸酯可以在熔融状态和酯交换催化剂存在下,通过一种或多种二羟基反应物与碳酸二芳基酯如碳酸二苯酯在混合器、双螺杆挤出机等中共同反应制备,以形成均匀的分散体。通过蒸馏,从熔融反应物中除去挥发性一元酚,并以熔融的剩余物的形式分离聚合物。
本申请所用的″聚碳酸酯″和″聚碳酸酯聚合物″还包括聚碳酸酯与包含碳酸酯链结构单元的其它共聚物的共混物。示例性的共聚物是聚酯碳酸酯,也称之为共聚酯-聚碳酸酯。这种共聚物,除了式(1)的碳酸酯重复链单元之外,它还包含下面式(6)的重复单元:
其中D为源于二羟基化合物的二价基团,并且可以为例如C2-10亚烷基,C6-20脂环族基团,C6-20芳族基团或者聚亚烷基氧化物基团,其中亚烷基包含2~6个碳原子,特别是2、3或4个碳原子;及T为源于二羧酸的二价基团,并且可以为例如C2-10亚烷基,C6-20脂环族基团,C6-20烷基芳族基团,或者C6-20芳族基团。
在一种实施方案中,D是C2-6亚烷基。在另一种实施方案中,D是源于式(7)的芳族二羟基化合物:
其中Rk各自独立地为卤原子,C1-10烃基,或者C1-10卤代烃基;及n为0~4。卤素通常为溴。可由式(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等;邻苯二酚;氢醌;取代的氢醌如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,2,3,5,6-四溴氢醌等;或者包含至少一种前述化合物的组合。
可用于制备所述聚酯的芳族二羧酸的实例包括间苯二甲酸或对苯二甲酸,1,2-二(对-羧基苯基)乙烷,4,4′-二羧基二苯基醚,4,4′-联苯甲酸,及包含至少一种前述酸的组合。也可以存在包含稠环的酸,例如1,4-、1,5-或2,6-萘二羧酸。具体的二羧酸为对苯二甲酸,间苯二甲酸,萘二羧酸,环己烷二羧酸,或其组合。具体的二羧酸包括间苯二甲酸和对苯二甲酸的组合,其中对苯二甲酸与间苯二甲酸的重量比为约10∶1~0.2∶9.8。在另一具体实施方案中,D为C2-6亚烷基,T为对亚苯基、间亚苯基、萘基、二价脂环族基团或其组合。这类聚酯包括聚(对苯二甲酸亚烷基酯)。
在一些其它实施方案中,可使用聚(对苯二甲酸亚烷基酯)。适宜的聚(对苯二甲酸亚烷基酯)的具体实例是聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET),聚(对苯二甲酸1,4-丁二醇酯)(PBT),聚(萘二甲酸乙二醇酯)(PEN),聚(萘二甲酸丁二醇酯)(PBN),聚(对苯二甲酸丙二醇酯)(PPT),聚对苯二甲酸环己二甲醇酯(PCT),及包含至少一种前述聚酯的组合。还预期的有,上述聚酯与少量如约0.5~10wt%源于脂族二酸和/或脂族多元醇的单元制成的共聚酯。
也可以使用包含对苯二甲酸亚烷基酯重复酯单元和其它酯基团的共聚物。可用的酯单元可以包括不同的对苯二甲酸亚烷基酯单元,其可以作为单个单元存在于聚合物链中,或者作为聚(对苯二甲酸亚烷基酯)的嵌段。这些共聚物的具体实例包括聚(对苯二甲酸环己烷二亚甲基酯)-共-(对苯二甲酸乙二醇酯),其中包含大于或等于50mol%的聚(对苯二甲酸乙二醇酯)的该聚合物简称PETG,及其中包含大于50mol%的聚(对苯二甲酸1,4-环己烷二亚甲基酯)的该聚合物简称为PCTG。
聚(环亚烷基二酯)还可以包括聚(环己烷二羧酸亚烷基酯)。这些之中的具体实例是聚(1,4-环己烷二羧酸-1,4-环己烷二甲醇酯)(PCCD),其具有式(8)的重复单元:
其中如式(6)所述的,R2为源自1,4-环己烷二甲醇的1,4-环己烷二亚甲基基团,及T为源于环己烷二羧酸酯或其化学等同物的环己烷环,可以包括顺式或反式异构体或者包含至少一种前述异构体的组合。
另一示例性共聚物包括聚碳酸酯嵌段和聚二有机基硅氧烷嵌段,也称为聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。该共聚物中的聚碳酸酯嵌段包括如上所述的式(1)的重复结构单元,例如其中R1为如上所述的式(2)。这些单元可以源于如上所述的式(3)二羟基化合物的反应。
聚二有机基硅氧烷嵌段包含式(9)的重复结构单元(在本文中有时也称为‘硅氧烷’):
其中R每次出现时相同或相异,并且为C1-13一价有机基团。例如,R可以为C1-C13烷基,C1-C13烷氧基,C2-C13链烯基,C2-C13链烯氧基,C3-C6环烷基,C3-C6环烷氧基,C6-C10芳基,C6-C10芳氧基,C7-C13芳烷基,C7-C13芳烷氧基,C7-C13烷芳基,或者C7-C13烷芳氧基。在同一共聚物中,可以使用前述R基团的组合。
式(9)中D的数值可随热塑性组合物中各组分的类型和相对量、组合物所需的性能和类似的考虑因素而宽泛地变化。一般地,D的平均值可以是约2-1000,具体地约2-500,和更具体地约5-100。在一种实施方案中,D的平均值为约10至75,在又一实施方案中,D的平均值为约40至60。在D是较低数值,例如小于40的情况下,可希望使用相对较大量的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。相反,在D是较高数值,例如大于40的情况下,可需要使用相对较低用量的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。
可使用第一和第二(或更多)聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的组合,其中第一共聚物的D的平均值小于第二共聚物的D的平均值。
在一种实施方案中,由式(10)的重复结构单元提供聚二有机基硅氧烷嵌段:
其中D定义如上;每个R可以相同或相异,并且定义如上;及Ar可以相同或相异,并且为取代或未取代的C6-C30亚芳基,其中价键直接连接到芳族部分。式(10)中的适宜的Ar基团可来源于C6-C30二羟基亚芳基化合物,例如上述式(3)、(4)或(7)的二羟基亚芳基化合物。也可以使用包含至少一种前述二羟基亚芳基化合物的组合。适宜的二羟基亚芳基化合物的具体实例是1,1-二(4-羟基苯基)甲烷,1,1-二(4-羟基苯基)乙烷,2,2-二(4-羟基苯基)丙烷,2,2-二(4-羟基苯基)丁烷,2,2-二(4-羟基苯基)辛烷,1,1-二(4-羟基苯基)丙烷,1,1-二(4-羟基苯基)正丁烷,2.2-二(4-羟基-1-甲基苯基)丙烷,1,1-二(4-羟基苯基)环己烷,二(4-羟基苯基)硫醚,及1,1-二(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷。也可以使用包含至少一种前述二羟基化合物的组合。
式(10)的单元可以源自下面式(11)的相应的二羟基化合物:
其中Ar和D如上所述。这样的化合物在Kress等人的美国专利4,746,701中有进一步描述。式(11)的化合物可在相转移条件下通过二羟基亚芳基化合物与例如α,ω-二乙酰氧基聚二有机基硅氧烷反应得到。
在另一实施方案中,聚二有机基硅氧烷嵌段包括下面式(12)的重复结构单元:
其中R和D定义如上。式(12)中的R2为二价的C2-C8脂族基团。式(12)中的M各自可以相同或相异,并且可以为卤素,氰基,硝基,C1-C8烷硫基,C1-C8烷基,C1-C8烷氧基,C2-C8链烯基,C2-C8链烯氧基,C3-C8环烷基,C3-C8环烷氧基,C6-C10芳基,C6-C10芳氧基,C7-C12芳烷基,C7-C12芳烷氧基,C7-C12烷芳基,或者C7-C12烷芳氧基,其中n各自独立地为0、1、2、3或者4。
在一种实施方案中,M为溴或氯,烷基如甲基、乙基或丙基,烷氧基如甲氧基、乙氧基或丙氧基,或者芳基如苯基、氯苯基或甲苯基;R2为二亚甲基,三亚甲基或四亚甲基;以及R为C1-8烷基,卤代烷基如三氟丙基、氰基烷基,或者芳基如苯基、氯苯基或甲苯基。在另一种实施方案中,R为甲基,或者甲基与三氟丙基的组合,或者甲基与苯基的组合。在又一实施方案中,M为甲氧基,n为1,R2为二价的C1-C3脂族基团,及R为甲基。
这些单元可以来源于下面的相应的二羟基聚二有机基硅氧烷(13):
其中R、D、M、R2和n如上所述。
这种二羟基聚硅氧烷可通过在下面式(14)的硅氧烷氢化物和脂族不饱和的一元酚之间实施铂催化的加成反应来制备:
其中R和D如前面所定义的。适宜的脂族不饱和一元酚包括,例如,丁子香酚,2-烷基苯酚,4-烯丙基-2-甲基苯酚,4-烯丙基-2-苯基苯酚,4-烯丙基-2-溴苯酚,4-烯丙基-2-叔丁氧基苯酚,4-苯基-2-苯基苯酚,2-甲基-4-丙基苯酚,2-烯丙基-4,6-二甲基苯酚,2-烯丙基-4-溴-6-甲基苯酚,2-烯丙基-6-甲氧基-4-甲基苯酚,及2-烯丙基-4,6-二甲基苯酚。也可以使用包含至少一种前述酚类的混合物。
聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物可任选地在如上所述的相转移催化剂存在下通过二酚类聚硅氧烷(13)与碳酸酯源和式(3)的二羟基芳族化合物反应制备。适当的条件与适用于形成聚碳酸酯的条件类似。例如,共聚物通过在从低于0℃至约100℃,优选约25℃至约50℃的温度下的光气化制备。由于该反应是放热的,光气的加入速度可用于控制反应温度。所需的光气量通常取决于二羟基反应物的量。作为选择,聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物可在如上所述的酯交换催化剂存在下二羟基单体和碳酸二芳酯例如碳酸二苯酯以熔融状态共反应制备。硅氧烷基团也可存在于或者附着于共聚物的末端。
在聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的制备中,选择二羟基聚二有机基硅氧烷的量从而在共聚物中提供期望量的聚二有机基硅氧烷单元。聚二有机基硅氧烷单元的量可宽范围变化,即,可以是约1~99wt%的聚二甲基硅氧烷或者相当摩尔量的另一种聚二有机基硅氧烷,余量是碳酸酯单元。因此,可根据下面因素确定采用的具体量:期望的热塑性组合物物理性质,D值(在范围2至约1000内),以及热塑性组合物中各组分的类型和相对量,包括聚碳酸酯的类型和量,抗冲改性剂的类型和量,聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的类型和量,以及任何其它添加剂的类型和量。使用本文的教导,本领域普通技术人员无需过量的实验就能确定二羟基聚二有机基硅氧烷的适宜用量。例如,可选择二羟基聚二有机基硅氧烷的量,从而产生包含约1~75wt%或者约1~50wt%的聚二甲基硅氧烷或者相当摩尔量的另一种聚二有机基硅氧烷的共聚物。在一种实施方案中,所述共聚物包含约5~40wt%,任选地约5~25wt%的聚二甲基硅氧烷,或者相当摩尔量的另一种聚二有机基硅氧烷,其中余量为聚碳酸酯。在一种具体的实施方案中,所述共聚物可包括约20wt%的硅氧烷。
在具体的实施方案中,所述聚碳酸酯聚合物源于具有下式(I)结构的二羟基化合物:
式(I)
其中R1至R8各自独立地选自氢、卤素、硝基、氰基、C1-C20烷基、C4-C20环烷基和C6-C20芳基;A选自键、-O-、-S-、-SO2-、C1-C12烷基、C6-C20芳族基团和C6-C20脂环族基团。
在具体的实施方案中,式(I)的二羟基化合物为2,2-二(4-羟基苯基)丙烷(即双酚A或者BPA)。其它示例性的式(I)化合物包括:
2,2-二(3-溴-4-羟基苯基)丙烷;
2,2-二(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷;
2,2-二(4-羟基-3-异丙基苯基)丙烷;
2,2-二(3-叔丁基-4-羟基苯基)丙烷;
2,2-二(3-苯基-4-羟基苯基)丙烷;
2,2-二(3,5-二氯-4-羟基苯基)丙烷;
1,1-二(4-羟基苯基)环己烷;
1,1-二(3-氯-4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷;
4,4′-二羟基-1,1-联苯;
4,4′-二羟基-3,3′-二甲基-1,1-联苯;
4,4′-二羟基-3,3′-二辛基-1,1-联苯;
4,4′-二羟基二苯醚;
4,4′-二羟基二苯硫醚;以及
1,3-二(2-(4-羟基苯基)-2-丙基)苯。
在更具体的实施方案中,聚碳酸酯聚合物(A)是双酚A均聚物。示例性的双酚A聚合物的重均分子量(Mw)可以是18,000~35,000,根据聚碳酸酯标准物。
热塑性组合物的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物(B)具有上面针对式(1)和式(9)-(14)所述的结构。该聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物包含50~99.9wt%的碳酸酯单元和0.1~50wt%的硅氧烷单元,具体地0.1~25wt%的硅氧烷单元,基于聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的总重量。
在具体的实施方案中,聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物包含90~99wt%的碳酸酯单元和1~10wt%的硅氧烷单元。在其它实施方案中,聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物包含92~98wt%的碳酸酯单元和2~8wt%的硅氧烷单元。在进一步的实施方案中,聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物包含93~97wt%的碳酸酯单元和3~7wt%的硅氧烷单元。在更具体的实施方案中,聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物包含93~96wt%的碳酸酯单元和4~7wt%的硅氧烷单元。在一些实施方案中,聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物包含75~90wt%的碳酸酯单元和10~25wt%的硅氧烷单元。在另外的实施方案中,聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物包含75~85wt%的碳酸酯单元和15~25wt%的硅氧烷单元。在其它一些实施方案中,聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物包含77~83wt%的碳酸酯单元和17~23wt%的硅氧烷单元。在具体的实施方案中,聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物包含78~82wt%的碳酸酯单元和18~22wt%的硅氧烷单元。在其它示例性实施方案中,聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物包含约20wt%的硅氧烷单元。所有在聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物中提及的wt%均基于聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的总重量。示例性的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物可以以EXL商购自SABIC InnovativePlastics。
在一些实施方案中,聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物包含聚硅氧烷单元和源自双酚A的碳酸酯单元,例如双酚A为式(3)的二羟基化合物,其中A1和A2各自均为对-亚苯基,Y1为异丙叉。聚硅氧烷-聚碳酸酯的重均分子量可以为2,000至100,000g/mol,具体地为5,000至50,000g/mol,这通过凝胶渗透色谱法,使用交联的苯乙烯-二乙烯基苯色谱柱,在1mg/ml的样品浓度下,和采用聚碳酸酯标样校正而测量。
本申请的热塑性组合物中的含磷阻燃剂(C)可以是有机磷酸酯(盐)和/或包含磷-氮键的有机化合物。一种示例性的有机磷酸酯(盐)是式(GO)3P=O的芳族磷酸酯,其中G各自独立地为烷基、环烷基、芳基、烷基芳基或芳基烷基,条件是至少一个G为芳族基团。两个G基团可以结合在一起得到环状基团,例如,二磷酸二苯基季戊四醇酯(其由Axelrod在美国专利4,154,775中描述)。其它芳族磷酸酯阻燃剂包括,例如,磷酸苯基二(十二烷基)酯,磷酸苯基二(新戊基)酯,磷酸苯基二(3,5,5′-三甲基己基)酯,磷酸乙基二苯基酯,磷酸2-乙基己基二(对-甲苯基)酯,磷酸二(2-乙基己基)对-甲苯基酯,磷酸三甲苯基酯,磷酸二(2-乙基己基)苯基酯,磷酸三(壬基苯基)酯,磷酸二(十二烷基)对-甲苯基酯,磷酸二丁基苯基酯,磷酸2-氯乙基二苯基酯,磷酸对-甲苯基二(2,5,5′-三甲基己基)酯,磷酸2-乙基己基二苯基酯,等等。具体的芳族磷酸酯是每个G均为芳族的磷酸酯,例如,磷酸三苯酯,磷酸三甲苯酯,异丙基化的磷酸三苯酯,等等。
也可以使用二-或多-官能的芳族含磷化合物作为阻燃剂,例如,具有下式的化合物:
其中G1各自独立地为具有1~30个碳原子的烃基;G2各自独立地为具有1~30个碳原子的烃基或烃氧基;X各自独立地为溴或氯;m为0~4;及n为1~30。适宜的二-或多-官能的芳族含磷化合物的实例包括二磷酸间苯二酚四苯酯(RDP),氢醌的二(二苯基)磷酸酯和双酚A的二(二苯基)磷酸酯,以及它们的低聚和聚合的对应物(counterpart),等等。制备前述的二-或多-官能的芳族化合物的方法描述于英国专利2,043,083中。
优选地,含磷阻燃剂不包含任何卤素。在具体的实施方案中,含磷阻燃剂是双酚A二(磷酸二苯酯)。发现,含磷阻燃剂在长期试验中比阻燃性盐如全氟丁磺酸钾(Rimar盐)或者二苯基砜-3-磺酸钾(KSS)更不敏感/更可靠。
热塑性组合物进一步包括增强剂或填料(D),其是玻璃填料或者滑石填料。术语″玻璃填料″一般是指包含二氧化硅(SiO2)或硅石作为其主要物质的天然或合成材料。玻璃填料可包括例如,硅酸盐球、煤胞(cenosphere)、铝硅酸盐(铠装球(armosphere))等,或者玻璃纤维。玻璃填料可呈任何形状,例如作为玻璃球、玻璃纤维或者″晶须″,或者玻璃片。滑石填料是滑石,并且可呈任何形状,包括纤维状、模块状(modular)、针状、层状滑石等。在一些实施方案中,玻璃填料和滑石填料同时存在于热塑性组合物中。
在一些实施方案中,热塑性组合物包括0~86wt%的聚碳酸酯聚合物(A);至少6wt%的聚硅氧烷-聚碳酸酯聚合物(B);以及1.0wt%或更多的含磷阻燃剂(C)。应注意当存在聚碳酸酯聚合物(A)时,其不同于聚硅氧烷-聚碳酸酯聚合物(B)。热塑性组合物包括5~100重量份的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物和0~95重量份的任选的聚碳酸酯聚合物,基于总共100重量份的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物和任选的聚碳酸酯聚合物。聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物本身可包括50~99.9wt%的碳酸酯单元和0.1~50wt%的硅氧烷单元。
在具体的实施方案中,热塑性组合物包含至少12wt%的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物,包括12~24wt%的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物。
在一些实施方案中,聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物在热塑性组合物中的存在量为约5~100重量份,基于总共100重量份的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物(B)和聚碳酸酯聚合物(A)。在一些具体的实施方案中,聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物在热塑性组合物中的存在量为约5~99重量份;约50~99重量份;约55~99重量份;约60~95重量份;或者约65~90重量份,基于总共100重量份的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物(B)和聚碳酸酯聚合物(A)。在其它一些具体的实施方案中,聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物在热塑性组合物中的存在量为约5~30重量份;约5~25重量份;或者约5~20重量份,基于总共100重量份的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物(B)和聚碳酸酯聚合物(A)。
同样在一些实施方案中,基于热塑性组合物总重量,热塑性组合物可具有约0.1~6wt%的源于聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物(B)的硅氧烷含量。在更具体的实施方案中,热塑性组合物具有约0.5~6wt%;约1.2~6wt%;约2.4~6wt%;约1~5wt%;或者约1~4wt%的源于所述聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物(B)的硅氧烷,基于热塑性组合物总重量。
在具体的实施方案中,所述热塑性组合物可包含至少1.0wt%的含磷阻燃剂(C),包括至少1.0wt%,1.0~8wt%,以及约2~8wt%。使用不同的基础进行表述,热塑性组合物包含至少0.09wt%的源于含磷阻燃剂的磷,包括约0.14~0.71wt%。
在具体的实施方案中,聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物(B)是唯一能起到抗冲改性剂作用的组分。热塑性组合物中不包含另外的抗冲改性剂,例如接枝共聚物(如,用橡胶改性或者包含苯乙烯的接枝共聚物)。换言之,热塑性组合物包含仅一种抗冲改性剂,即聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物(B)。类似地,热塑性组合物不包括碳纳米管。再换句话说,热塑性组合物可实质上由任选的聚碳酸酯聚合物(A)、聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物(B)、含磷阻燃剂(C)和填料(D)组成。
在一些实施方案中,增强剂或者填料(D)占热塑性组合物的约0.01~25wt%,具体约0.01~10wt%,更具体约0.01~5wt%。在其它一些实施方案中,热塑性组合物包含约0.01~25重量份,具体约0.05~15重量份,更具体约6~12重量份,还更具体约7~11重量份的填料,基于总共100重量份的聚硅氧烷-聚碳酸酯(B)和任何加入的聚碳酸酯(A)。优选地,填料为玻璃。
本发明的热塑性组合物实现了阻燃性的改善。例如,由本发明热塑性组合物模塑的制品在1.2mm或者甚至1.0mm厚度时能达到UL94V0性能。该热塑性组合物还具有至少120℃或者至少130℃的维卡B50软化温度,当根据ISO 306测量时;至少110℃或者120℃的热挠曲温度,当根据ISO 75测量时;和/或至少12kJ/m2或者至少15kJ/m2的缺口伊佐德冲击强度,当根据ISO 180测量时。所述热塑性组合物可具有这些性质中的任意2种或3种的组合。在具体的实施方案中,热塑性组合物的维卡B50软化温度为至少120℃,热挠曲温度为至少110℃。在其它一些实施方案中,热塑性组合物的维卡B50软化温度为至少130℃,热挠曲温度为至少120℃。在又一些其它实施方案中,热塑性组合物的维卡B50软化温度为至少130℃;热挠曲温度为至少120℃;缺口伊佐德冲击强度为至少15kJ/m2。
热塑性组合物还可以包括各种添加剂,例如填料、增强剂、稳定剂等,条件是所述添加剂不会不利影响该热塑性组合物的期望性能。可以使用添加剂的混合物。这些添加剂可以在混合所述组分以形成组合物的过程中的合适时机混入。
合适的填料或者增强剂的实例包括已知用于这些用途的任意材料。例如,例如,硅酸盐和硅石粉末如硅酸铝(莫来石),合成的硅酸钙,硅酸锆,熔凝硅石,结晶硅石石墨,天然硅砂等;硼粉如硼-氮化物粉末,硼-硅酸盐粉末等;氧化物如TiO2,氧化铝,氧化镁等;硫酸钙(作为其无水物,二水合物或三水合物);碳酸钙如白垩,石灰石,大理石,合成沉淀的碳酸钙等;硅灰石;表面处理的硅灰石;高岭土,包括硬高岭土,软高岭土,煅烧高岭土,包含本领域已知的用于促进与聚合物基质树脂的相容性的各种涂层的高岭土等;单晶纤维或″晶须″如碳化硅,氧化铝,碳化硼,铁,镍,铜等;纤维(包括连续的和切断的纤维)如石棉,碳纤维,玻璃纤维,如E,A,C,ECR,R,S,D,或NE玻璃等;硫化物如硫化钼,硫化锌等;钡化合物如钛酸钡,铁酸钡,硫酸钡,重晶石等;金属和金属氧化物如粒状或纤维状铝,青铜,锌,铜和镍等;薄片的填料如玻璃片,薄片碳化硅,二硼化铝,铝薄片,钢薄片等;纤维填料,例如,短的无机纤维如由包含硅酸铝、氧化铝、氧化镁和硫酸钙半水合物等中的至少一种的共混物获得的那些;天然填料和增强材料,如通过粉碎木材获得的木屑,纤维状产品如纤维素,棉花,剑麻,黄麻,淀粉,软木粉,木质素,花生壳,玉米,稻谷外壳等;有机填料如聚四氟乙烯;增强的有机纤维状填料,由能够形成纤维的有机聚合物形成,所述有机聚合物如聚(醚酮),聚酰亚胺,聚苯并噁唑,聚(苯硫醚),聚酯,聚乙烯,芳族聚酰胺,芳族聚酰亚胺,聚醚酰亚胺,聚四氟乙烯,丙烯酸类树脂,聚(乙烯醇)等;以及其它填料和增强剂如云母,粘土,长石,烟灰,惰性硅酸盐微球(fillite),石英,石英岩,珍珠岩,硅藻石,硅藻土,碳黑等,或者包含至少一种前述填料或增强剂的组合。
填料和增强剂可用金属材料层涂布以促进导电,或者用硅烷表面处理以改进与聚合物基体树脂的粘合和分散。另外,该增强填料可以以单丝或复丝纤维形式来提供,且可以单独地或者与其它类型纤维通过以下例举的方法组合地使用:共编织或芯/皮、并列(side-by-side)、橙型或矩阵和原纤维结构,或纤维制造技术领域的技术人员已知的其它方法。合适的共编织结构包括例如玻璃纤维-碳纤维、碳纤维-芳族聚酰亚胺(芳族聚酰胺)纤维和芳族聚酰亚胺玻璃纤维或类似物。纤维状填料可以以下列形式来提供,例如,粗纱(roving)、纺织的纤维状增强物,如0-90度织物等;无纺纤维增强材料,例如连续原丝片(continuous strand mat)、短切原丝片(chopped strand mat)、绢纱(tissue)、纸和毛毯等;或者三维增强材料如编带(braids)。基于100重量份的聚合物组分(A)、(B)、(C)和(D),填料的用量通常是约0~50重量份,任选地约1~20重量份,在一些实施方案中,约4~15重量份。
热塑性组合物可包含主抗氧化剂或″稳定剂″(例如,受阻酚和/或仲芳基胺)和任选的辅助抗氧化剂(例如,磷酸酯(盐)和/或硫酯)。合适的抗氧化剂添加剂包括例如,亚磷酸酯如亚磷酸三(壬基苯基)酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯等;烷基化的一元酚或多元酚;多元酚与二烯的烷基化反应产物,例如四[亚甲基(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸基)]甲烷等;对甲酚或二环戊二烯的丁基化反应产物;烷基化氢醌;羟基化硫代二苯醚;次烷基双酚;苄基化合物;β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸与一元醇或多元醇的酯;β-(5-叔丁基-4-羟基-3-甲基苯基)丙酸与一元醇或多元醇的酯等;硫代烷基或硫代芳基化合物的酯,例如二硬脂基硫代丙酸酯、二月桂基硫代丙酸酯、双十三烷基硫代二丙酸酯、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、季戊四醇基-四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯等;β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸的酰胺等;或者含有至少一种前述抗氧化剂的组合。抗氧化剂的用量通常为约0.01至1重量份,任选地为约0.05至0.5重量份,基于100重量份的聚合物组分(A)、(B)、(C)和(D)。
合适的热稳定添加剂包括例如,有机亚磷酸酯如亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(2,6-甲基苯基)酯、亚磷酸三(混合的单-和二-壬基苯基)酯等;膦酸酯例如苯膦酸二甲酯等;磷酸酯例如磷酸三甲酯等;或者包括至少一种前述热稳定剂的组合。热稳定剂的用量通常为约0.01至5重量份,任选地为约0.05至0.3重量份,基于100重量份的聚合物组分(A)、(B)、(C)和(D)。
还可以使用光稳定剂和/或紫外光(UV)吸收添加剂。合适的光稳定添加剂包括例如苯并三唑如2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮等,或者包含至少一种前述光稳定剂的组合。光稳定剂的用量通常为约0.01至10重量份,任选地为约0.1至1重量份,基于100重量份的聚合物组分(A)、(B)、(C)和(D)。
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;草酰二苯胺;苯并噁嗪酮;2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-苯酚(CYASORBTM5411);2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(CYASORBTM531);2-[4,6-双(2,4-甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛基氧基)-苯酚(CYASORBTM1164);2,2′-(1,4-亚苯基)双(4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮)(CYASORBTMUV-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(UVINULTM3030);2,2′-(1,4-亚苯基)双(4H-3,1-苯并噁嗪-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如氧化钛、氧化铈和氧化锌,全部的粒度小于约100nm;等等,或者包含至少一种前述UV吸收剂的组合。UV吸收剂的用量通常为约0.1至5重量份,基于100重量份的聚合物组分(A)、(B)、(C)和(D)。
还可以使用增塑剂、润滑剂和/或脱模剂添加剂。这些类型的材料之间有相当大的重叠,这些材料包括例如邻苯二甲酸酯如二辛基-4,5-环氧基-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-或多官能芳族磷酸酯如间苯二酚四苯基二磷酸酯(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;硅树脂,包括硅油;酯,例如,脂肪酸酯如烷基硬脂基酯,例如硬脂酸甲酯;硬脂酸硬脂酯,季戊四醇四硬脂酸酯等;硬脂酸甲酯与亲水性和疏水性非离子表面活性剂(包括聚乙二醇聚合物,聚丙二醇聚合物,及其共聚物)的混合物,例如在适当溶剂中的硬脂酸甲酯和聚乙二醇-聚丙二醇共聚物;蜡,如蜂蜡,褐煤蜡,石蜡等。这些材料的用量通常为约0.1至20重量份,任选地为约1至10重量份,基于100重量份的聚合物组分(A)、(B)、(C)和(D)。
术语″抗静电剂″是指可以加工至聚合物树脂中和/或喷涂到材料或制品上以改进导电性能和整个物理性能的单体、低聚物或聚合物材料。单体抗静电剂的实例包括甘油单硬脂酸酯,甘油二硬脂酸酯,甘油三硬脂酸酯,乙氧基化的胺,伯胺、仲胺和叔胺,乙氧基化的醇,烷基硫酸酯,烷基芳基硫酸酯,烷基磷酸酯,烷基胺硫酸酯,烷基磺酸盐如硬脂基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠等,季铵盐,季铵树脂,咪唑啉衍生物,脱水山梨糖醇酯,乙醇酰胺,甜菜碱等,或者包含至少一种前述单体抗静电剂的组合。
示例性的聚合物抗静电剂包括某些聚酯酰胺、聚醚-聚酰胺(聚醚酰胺)嵌段共聚物、聚醚酯酰胺嵌段共聚物、聚醚酯或聚氨酯,其各自含有聚亚烷基二醇结构部分如聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等。上述聚合物抗静电剂可购得,例如PelestatTM 6321(Sanyo)、PebaxTM MH1657(Atofina)以及IrgastatTMP18和P22(Ciba-Geigy)。可用作抗静电剂的其它聚合物材料是固有导电的聚合物,如聚苯胺(可从Panipol购得的EB)、聚吡咯和聚噻吩(可从Bayer购得),其在高温下熔融加工之后仍保留一些固有导电性。在一种实施方案中,碳纤维、碳纳米纤维、碳纳米管、炭黑或上述的任意组合可以用于含化学抗静电剂的聚合树脂中,从而使得组合物静电耗散。抗静电剂的用量通常为约0.1至10重量份,基于100重量份的聚合物组分(A)、(B)、(C)和(D)。
还可以存在着色剂如颜料和/或染料添加剂。合适的颜料包括例如无机颜料,如金属氧化物和混合的金属氧化物如氧化锌、二氧化钛、氧化铁等;硫化物,如硫化锌等;铝酸盐;硫代硅酸盐硫酸钠、铬酸盐等;炭黑;铁酸锌;群青蓝;颜料棕24;颜料红101;颜料黄119;有机颜料,如偶氮、重氮、喹吖酮、苝、萘四羧酸、黄烷士林、异吲哚啉酮、四氯异吲哚啉酮、蒽醌、蒽嵌蒽醌、二噁嗪、酞菁、和偶氮色淀;颜料蓝60、颜料红122、颜料红149、颜料红177、颜料红179、颜料红202、颜料紫29、颜料蓝15、颜料绿7、颜料黄147和颜料黄150,或包含至少一种前述颜料的组合。颜料的用量通常为约0.01至10重量份,基于100重量份的聚合物组分(A)、(B)、(C)和(D)。
合适的染料通常是有机材料,包括例如香豆素染料如香豆素460(蓝)、香豆素6(绿),尼罗红,等等;镧系复合物;烃和取代的烃染料;多环芳烃染料;闪烁染料,如噁唑或噁二唑染料;芳基或杂芳基取代的聚(C2-8)烯烃染料;羰花青染料;阴丹士酮染料;酞菁染料;噁嗪染料;喹诺酮(carbostyryl)染料;萘四羧酸染料;卟啉染料;二(苯乙烯基)联苯染料;吖啶染料;蒽醌染料;花青染料;次甲基染料;芳基甲烷染料;偶氮染料;靛类染料、硫代靛类染料、重氮染料;硝基染料;醌亚胺染料;氨基酮染料;四唑染料;噻唑染料;苝染料;苝酮(perinone)染料;二-苯并噁唑基噻吩(BBOT);三芳基甲烷染料;呫吨染料;噻吨染料;萘二甲酰亚胺染料;内酯染料;荧光团,如抗斯托克司频移染料,其吸收近红外波长并发射可见波长,等;荧光染料如7-氨基-4-甲基香豆素;3-(2′-苯并噻唑基)-7-二乙基氨基香豆素;2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑;2,5-双-(4-联苯基)-噁唑;2,2′-二甲基-对-四联苯;2,2-二甲基-对-三联苯;3,5,3″″,5″″-四-叔丁基-对-五联苯;2,5-二苯基呋喃;2,5-二苯基噁唑;4,4′-二苯基芪;4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-(对-二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃;1,1′-二乙基-2,2′-羰花青碘化物;3,3′-二乙基-4,4′,5,5′-二苯并硫三羰花青碘化物;7-二甲基氨基-1-甲基-4-甲氧基-8-氮杂喹诺酮-2;7-二甲基氨基-4-甲基喹诺酮-2;2-(4-(4-二甲基氨基苯基)-1,3-丁二烯基)-3-乙基苯并噻唑高氯酸盐;3-二乙基氨基-7-二乙基亚胺基酚噁嗪酮鎓高氯酸盐(3-diethylamino-7-diethyliminophenoxazonium perchlorate);2-(1-萘基)-5-苯基噁唑;2,2′-对-亚苯基-双(5-苯基噁唑);若丹明700;若丹明800;芘;1,2-苯并菲(chrysene);红荧烯;六苯并苯等,或者包含至少一种前述染料的组合。染料的用量通常为约0.1至10ppm,基于100重量份的聚合物组分(A)、(B)、(C)和(D)。
如需要,可加入其它的阻燃剂。适于加入的阻燃剂可以是包含磷、溴和/或氯的有机化合物。在某些应用中,由于法规的原因无溴和无氯的含磷阻燃剂可以是期望的,例如有机磷酸酯和含磷-氮键的有机化合物。
示例性的阻燃剂可以包括:2,2-二(3,5-二氯苯基)-丙烷;二(2-氯苯基)-甲烷;二(2,6-二溴苯基)-甲烷;1,1-二(4-碘苯基)乙烷;1,2-二(2,6-二氯苯基)乙烷;1,1-二(2-氯-4-碘苯基)乙烷;1,1-二(2-氯-4-甲基苯基)乙烷;1,1-二(3,5-二氯苯基)乙烷;2,2-二(3-苯基-4-溴苯基)乙烷;2,6-二(4,6-二氯萘基)-丙烷;2,2-二(2,6-二氯苯基)戊烷;2,2-二(3,5-二溴苯基)己烷;二(4-氯苯基)-苯基-甲烷;二(3,5-二氯苯基)-环己基甲烷;二(3-硝基-4-溴苯基)-甲烷;二(4-羟基-2,6-二氯-3-甲氧基苯基)-甲烷;2,2-二(3,5-二氯-4-羟基苯基)-丙烷;以及2,2-二(3-溴-4-羟基苯基)-丙烷。还包括在上面结构式中的是:1,3-二氯苯、1,4-二溴苯、1,3-二氯-4-羟基苯和联苯类,例如2,2′-二氯联苯、多溴化的1,4-二苯氧基苯、2,4′-二溴联苯和2,4′-二氯联苯以及十溴二苯醚,等等。
也可用的是低聚和聚合卤代芳族化合物,如双酚A和四溴双酚A与碳酸酯前体如光气的共聚碳酸酯。金属增效剂如氧化锑也可与阻燃剂一起使用。
也可使用无机阻燃剂,例如C1-16烷基磺酸盐的盐类,如全氟丁烷磺酸钾(Rimar盐)、全氟辛烷磺酸钾、全氟己烷磺酸四乙基铵和二苯砜磺酸钾等;通过使例如碱金属或碱土金属反应形成的盐(如锂、钠、钾、镁、钙和钡盐)和无机酸复盐,例如含氧阴离子,如碳酸的碱金属和碱土金属盐,诸如Na2CO3、K2CO3、MgCO3、CaCO3和BaCO3,或者氟阴离子络合物,如Li3AlF6、BaSiF6、KBF4、K3AlF6、KAlF4、K2SiF6、和/或Na3AlF6等。
也可以使用防滴剂,例如形成纤维或非成纤维的含氟聚合物,如聚四氟乙烯(PTFE)。防滴剂可由如上所述的刚性共聚物如SAN包封。包封于SAN中的PFFE被称为TSAN。包封的含氟聚合物可以在该含氟聚合物存在下,例如在含水分散体中,通过聚合密封聚合物而制得。TSAN较PTFE可提供显著的益处,因为TSAN会更易于分散到组合物中。合适的TSAN基于包封的含氟聚合物的总重量可以包含例如约50wt%PTFE和约50wt%SAN。SAN基于共聚物的总重量可以包含例如约75wt%的苯乙烯和约25wt%的丙烯腈。作为选择,含氟聚合物可以用某些方式与第二聚合物如芳族聚碳酸酯树脂或SAN预先共混,从而形成用作防滴剂的聚结材料。上述任一种方法可以用于制成包封的含氟聚合物。
需要泡沫时,可以在组合物中包含发泡剂,例如低沸点卤代烃类;产生二氧化碳的那些发泡剂;在室温为固体而在加热到高于其分解温度的温度时产生气体如氮气、二氧化碳和/或氨气等的发泡剂,例如偶氮二碳酰胺、偶氮二碳酰胺的金属盐、4,4’-氧二(苯磺酰肼)、碳酸氢钠、碳酸铵等,或包含至少一种前述发泡剂的组合。
所述热塑性组合物可以由本领域中通常可利用的方法制成,例如一种实施方案下,在一种操作方式中,首先使组分(A)、(B)、(C)和(D)以及其它任选组分(例如抗氧化剂、脱模剂等)在HenschelTM高速混合机或者其它合适的混合机/共混机中共混。包括担不限于人工混合的其它低剪切方法也可以实现该共混。然后,通过进料斗将共混物送入双螺杆挤出机的进料口。作为选择,一种或多种组分可以通过侧充填机从进料口和/或下游直接送入挤出机来混入组合物中。也可将上述添加剂使用期望的聚合物树脂配混成母料中并送入挤出机中。挤出机一般在高于使组合物流动所必需温度的温度下操作。将挤出物立即在水浴中骤冷并造粒。切割挤出物时,如此制成的粒料根据需要可以是四分之一英寸长或更小。所述粒料可以用于后继的模塑、成形或成型。
本发明也提供了含有所述聚碳酸酯组合物的成形的、成型的或模塑的制品。可以通过各种方法将该聚碳酸酯组合物模塑成有用的成形制品,例如注塑、挤出、旋转模塑、吹塑和热成型以形成制品,例如计算机和商业机器外壳如用于监视器的外壳,手持电子设备外壳如用于手机的外壳,电连接器,照明器材的组件,装饰物,家用器具,屋顶,温室,阳光房,游泳池围栏,电子设备包装和标记,等等。此外,所述聚碳酸酯组合物可以用于诸如汽车面板和贴面(trim)等应用中。示例性的合适制品包括但不限于,飞机、机动车、卡车、军事车辆(其中包括机动车、飞机和水运车辆)、滑行车、和摩托车的外部和内部部件,其中包括面板、四开板、车门下围板(rocker panel)、贴面(trim)、挡泥板、门、活动车顶、行李箱盖、引擎罩(hood)、阀帽、顶(roof)、保险杆、汽车仪表板、栅栏、镜子外壳、支柱贴花(pillar appliqués)、覆层(cladding)、主体侧的模塑件、轮子的覆盖层、轮毂罩、门手把、阻力板、窗框、头灯框(headlamp bezel)、头灯、尾灯、尾灯外壳、尾灯框(tail lamp bezel)、牌照外皮(license plate enclosure)、行李架和脚踏板;用于户外车辆和器件的包封件、外壳、面板和部件;用于电子和通信器件的包封件;户外设备;飞机组件;船和航海设备,其中包括平舱(trim)、外皮和外壳;舷外发动机外壳;测深仪外壳、私人船只;水艇;池塘(pool);温泉;热浴盆;台阶(step);台阶覆盖物;建筑和结构应用,例如玻璃窗、屋顶、窗户、地板、装饰窗的配件或处理剂(treatment);用于照片、漆层、海报和类似的展示物品的处理过的玻璃覆盖层;壁板和门;计算器盖(counter top);受护的图片;户外和户内指示牌;用于自动取款机(ATM)、计算机、台式计算机、便携式计算机、膝上型计算机、掌持计算机的外壳、监控器、打印机、键盘、FAX机器、复印机、电话、电话框(phone bezel)、移动电话、无线电发送机、无线电接收机的包封件(enclosure)、外壳、面板和部件;用于草坪和花园拖拉机、草坪割草机和工具的包封件、外壳、面板和部件,其中包括草坪和花园用工具;门窗贴脸;运动设备和玩具;用于雪上汽车的包封件、外壳、面板和部件;娱乐车辆面板和部件;操场设备;鞋带;由塑料-木材组合制造的制品;高尔夫球场的路标;公用设施的坑盖(utility pit cover);照相器材;照明用具;网络界面器件外壳;变压器外壳;空调外壳;用于公共运输的覆层或座位;用于火车、地铁或公共汽车的覆层或座位;仪表外壳;天线外壳;圆盘式卫星电视天线的覆层;涂布的头盔和个人保护设备;涂布的合成或天然纺织品;涂布的上漆制品;涂布的染色制品;涂布的荧光制品;涂布的泡沫制品;和类似的应用。本发明还预期可在所述制品上进行额外的制造操作,例如,但不限于模塑、模具内装饰、油漆烘箱内烘烤、层压和/或热成型。由本发明组合物制成的制品可广泛用于汽车工业、家用器具、电器组件和通讯中。
提供下面实施例来示例说明本发明的热塑性聚碳酸酯组合物、制品和方法。这些实施例仅仅用于示例说明,并不意图使本发明公开受限于实施例中阐述的物质、条件或者工艺参数。
实施例
规程
可燃性测试按照题为″塑料材料的可燃性测试,UL94(Tests forFlammability of Plastic Materials,UL94)″的保险业实验室公报94(Underwriter’s Laboratory Bulletin 94,其通过参考并入本文)的规程进行。根据该规程,将材料基于对5个试样所得的测试结果分类成UL94V0、UL94V1或UL94V2。根据UL94对这些可燃性分类的规程和标准简述如下。
规程:每一厚度下测试多个试样(5或10个)。一些试样在23℃、50%相对湿度下调理48小时后进行测试。其它试样在70℃调理168小时后进行测试。安装试条使其长轴竖直,用于可燃性测试。支承试样使得其下端在Bunsen燃烧器管的上方9.5mm。将蓝色19mm高的火焰施用于试样的下边缘的中心10秒。记录直至试条火焰熄灭的时间。若燃烧停止,则再次施用火焰另外的10秒。再一次记录直至试条火焰熄灭的时间。若试样滴落颗粒物,则应使这些颗粒物落在置于试样下方305mm处的一层未处理的药棉上。
根据UL94的可燃性分类标准:
V0 | V1 | V2 | |
单独的火焰时间(flame time)(秒) | ≤10 | ≤30 | ≤30 |
5个试样的总的火焰时间(秒) | ≤50 | ≤250 | ≤250 |
单独试样的炽燃时间(glowing time)(秒) | ≤30 | ≤60 | ≤60 |
颗粒物点燃棉花? | 否 | 否 | 是 |
总的燃烧熄灭时间在实施例中记录为FOT,并一块记录试样数目。
根据如下指出的ISO标准,测量机械性质。
标准 | 测试条件 | |
缺口伊佐德冲击强度 | ISO 180 | 3.0mm,25℃ |
热挠曲温度 | ISO 75 | 1.8MPa,平放 |
维卡B50 | ISO 306 | B/50 |
熔体体积速率 | ISO 1133 | 300℃,1.2kg,4分钟 |
本申请讨论的实施例在其组合物中采用下面成分:
实施例1
制备了4个对照组合物C1-C4和4个实施例组合物E1-E4。实施例组合物包含聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物,而对照组合物不包含聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。然后将它们模塑,测试UL94性能。在1.5mm厚度测试10个试条,在1.2mm厚度测试5个试条。结果示于下表1中。″总BPADP″行提供了组合物中可得的BPADP总量。
表1
比较C1与E1、C2与E2等等,加入聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物提高了组合物的阻燃性。这可反映于包含低于8wt%BPADP的组合物的燃烧熄灭时间(FOT)减少和UL94等级改善。
实施例2
制备了6个实施例组合物E5-E10。BPADP和聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的量不同。然后将它们模塑,在1.0mm厚度测试UL94性能。10个试条在23℃、50%相对湿度下调理48小时后进行测试。5个试条在70℃调理168小时后进行测试。结果分别列于下表2中。
表2.
结果显示包含BPADP、聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物和玻璃填料的组合物在1.0mm厚度时也能达到V0性能。
实施例3
另外制备9个实施例组合物E11-E19。改变BPADP量和聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物量。然后将它们模塑,在1.2mm厚度测试UL94性能。结果分别在下表3中给出。
表3
结果显示当BPADP的量为至少4wt%时,具有6wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的组合物在1.2mm时达到V0性能。然而当聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的量增至12wt%时,只需2wt%BPADP就能在1.2mm厚度达到V0性能(参见E13)。没有该共聚物时,需要8wt%的BPADP来达到V0性能和低于120℃的维卡温度(参见表1中的C4)。然而,在这些高水平的BPADP时,维卡温度低于120℃。一般而言,对于电气应用,期望较高的维卡温度。
实施例4
制备了3个对照组合物C5-C7和8个实施例组合物E20-E27。改变BPADP量和聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物量。然后将它们模塑,对1.5mm和1.2mm厚度的5个试样在23℃、50%相对湿度下调理48小时后测试UL94性能。结果分别在下表4中给出。
表4
C5-C7没有使用BPADP,显示不能在1.5mm厚度时达到V0性能,即使使用24wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物也是如此。
E20-27显示在聚碳酸酯-聚硅氧烷的存在下,可通过提高BPADP的量来达到在1.2mm厚度时的V0性能。当BPADP增至高于1wt%时,在1.2mm厚度时的V0性能是稳定的。
已经参考示例性实施方案描述了本发明公开的热塑性组合物。显然,在阅读和理解前面的具体说明时,其他人会想到改变和变化。示例性的实施方案意在理解为包括所有的上述改变和变化,只要它们落入所附权利要求或者其等价物的范围内。
Claims (22)
1.一种阻燃性热塑性组合物,其包含:
聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物;
任选的聚碳酸酯聚合物;
含磷阻燃剂;以及
约0.01~25wt%的包含玻璃或滑石的填料;
其中当根据ISO 306测量时,所述热塑性组合物的维卡B50软化温度为至少120℃;以及
其中由所述热塑性组合物模塑的制品在1.2mm的厚度时能达到UL94V0性能。
2.权利要求1的热塑性组合物,其中所述聚碳酸酯聚合物是双酚A均聚物。
3.权利要求1或2的热塑性组合物,其中所述含磷阻燃剂是双酚A二(磷酸二苯酯)。
4.权利要求1至3中任一项的热塑性组合物,其中所述热塑性组合物包括约0.5~6wt%的源于所述聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的硅氧烷。
5.权利要求1至3中任一项的热塑性组合物,其中所述热塑性组合物包括约1.2~6wt%的源于所述聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的硅氧烷。
6.权利要求1至5中任一项的热塑性组合物,其中所述热塑性组合物包括至少0.09wt%的源于所述含磷阻燃剂的磷。
7.权利要求1至5中任一项的热塑性组合物,其中所述热塑性组合物包括约0.14~0.71wt%的源于所述含磷阻燃剂的磷。
8.权利要求1至7中任一项的热塑性组合物,其中所述热塑性组合物包括约1.0~8wt%的所述含磷阻燃剂。
9.权利要求1至8中任一项的热塑性组合物,其中所述热塑性组合物不包含另外的抗冲改性剂。
10.权利要求1至9中任一项的热塑性组合物,其中由所述热塑性组合物模塑的制品在1.0mm的厚度时能达到UL94V0性能。
11.权利要求1至10中任一项的热塑性组合物,其中当根据ISO 180测量时,所述组合物的缺口伊佐德冲击强度为12kJ/m2或以上。
12.权利要求1至11中任一项的热塑性组合物,其中所述热塑性组合物包括至少1.5wt%的双酚A二(磷酸二苯酯)。
13.权利要求1至12中任一项的热塑性组合物,其中所述热塑性组合物包括约0.01~10wt%的填料,所述填料是玻璃。
14.权利要求1至13中任一项的热塑性组合物,其中当根据ISO 75测量时,所述热塑性组合物的热挠曲温度为至少110℃。
15.权利要求1至14中任一项的热塑性组合物,其中当根据ISO 306测量时,所述热塑性组合物的维卡B50软化温度为至少130℃;当根据ISO75测量时,所述热塑性组合物的热挠曲温度为至少120℃。
16.权利要求15的热塑性组合物,其中当根据ISO 180测量时,所述热塑性组合物的缺口伊佐德冲击强度为15kJ/m2或以上。
17.一种阻燃性热塑性组合物,其包含:
聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物;
任选的聚碳酸酯聚合物;
含磷阻燃剂;以及
增强剂;
其中当根据ISO 306测量时,所述热塑性组合物的维卡B50软化温度为至少120℃;当根据ISO 75测量时,所述热塑性组合物的热挠曲温度为至少110℃;以及
其中由所述热塑性组合物模塑的制品在1.2mm的厚度时能达到UL94V0性能。
18.权利要求17的热塑性组合物,其中该组合物包含至少1.0wt%的所述含磷阻燃剂。
19.权利要求17或18的热塑性组合物,其中该组合物包含约0.01~10wt%的所述增强剂。
20.一种阻燃性热塑性组合物,其包含:
聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物;
任选的聚碳酸酯聚合物;
至少1wt%的含磷阻燃剂;以及
约0.01~25wt%的包含玻璃或滑石的填料;
其中当根据ISO 306测量时,所述热塑性组合物的维卡B50软化温度为至少120℃;当根据ISO 75测量时,所述热塑性组合物的热挠曲温度为至少110℃;以及
其中由所述热塑性组合物模塑的制品在1.2mm的厚度时能达到UL94V0性能。
21.权利要求20的热塑性组合物,其中当根据ISO 180测量时,所述热塑性组合物的缺口伊佐德冲击强度为15kJ/m2或以上。
22.一种阻燃性热塑性组合物,其包含:
聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物;
任选的聚碳酸酯聚合物;
含磷阻燃剂;以及
包含玻璃或滑石的填料;
其中所述热塑性组合物包括约1.2~6wt%的源于所述聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的硅氧烷;
其中当根据ISO 306测量时,所述热塑性组合物的维卡B50软化温度为至少120℃;以及
其中由所述热塑性组合物模塑的制品在1.2mm的厚度时能达到UL94V0性能。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104395403A (zh) * | 2012-05-24 | 2015-03-04 | 沙特基础创新塑料Ip私人有限责任公司 | 阻燃聚碳酸酯组合物、制备其的方法及包含其的制品 |
CN105308094A (zh) * | 2013-06-12 | 2016-02-03 | 沙特基础全球技术有限公司 | 飞机内部部件及制造方法 |
CN105358613A (zh) * | 2013-07-03 | 2016-02-24 | 沙特基础全球技术有限公司 | 具有改善的光学性能和阻燃性的共混的热塑性组合物 |
CN106661316A (zh) * | 2014-04-30 | 2017-05-10 | 沙特基础全球技术有限公司 | 聚碳酸酯组合物 |
CN107207864A (zh) * | 2015-01-20 | 2017-09-26 | 科思创德国股份有限公司 | 包含含硅氧烷的聚碳酸酯嵌段共缩合物的、含玻璃纤维的阻燃模制组合物 |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101875867B1 (ko) * | 2010-11-05 | 2018-07-06 | 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. | 내염성 폴리에스테르-폴리카보네이트 조성물, 그의 제조 방법 및 그의 물품 |
CN107254155A (zh) * | 2011-11-21 | 2017-10-17 | 沙特基础全球技术有限公司 | 阻燃热塑性聚碳酸酯组合物 |
WO2013130809A1 (en) | 2012-02-29 | 2013-09-06 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Thermoplastic compositions having low smoke, methods of their manufacture, and uses thereof |
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WO2013130802A1 (en) * | 2012-02-29 | 2013-09-06 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Thermoplastic polycarbonate copolymer compositions, methods of their manufacture, and uses thereof |
US9758670B2 (en) * | 2012-05-16 | 2017-09-12 | Sabic Global Technologies B.V. | Polycarbonate composition |
KR101949377B1 (ko) * | 2012-05-16 | 2019-02-19 | 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. | 폴리카보네이트 조성물 및 그로부터 제조된 물품 |
US9023922B2 (en) | 2012-05-24 | 2015-05-05 | Sabic Global Technologies B.V. | Flame retardant compositions, articles comprising the same and methods of manufacture thereof |
WO2014018672A1 (en) * | 2012-07-25 | 2014-01-30 | Polyone Corporation | Non-halogenated flame retardant polycarbonate compounds |
US10017640B2 (en) | 2013-03-08 | 2018-07-10 | Covestro Llc | Halogen free flame retarded polycarbonate |
US20140296411A1 (en) * | 2013-04-01 | 2014-10-02 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | High modulus laser direct structuring composites |
US9352755B2 (en) * | 2013-05-01 | 2016-05-31 | Sabic Global Technologies B.V. | Interior train components having low smoke and low heat release, and methods of their manufacture |
CN105647123B (zh) * | 2016-03-25 | 2017-11-21 | 广东生益科技股份有限公司 | 一种热固性树脂组合物以及含有它的预浸料、覆金属箔层压板和印制电路板 |
WO2024055232A1 (en) * | 2022-09-15 | 2024-03-21 | Polyone Management (Shanghai) Co. Ltd. | Polycarbonate-based compositions and laser-welded articles including same |
Family Cites Families (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3519690A1 (de) | 1985-02-26 | 1986-08-28 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Thermoplastische formmassen auf basis von polysiloxan-polycarbonat-blockcopolymeren |
DE69131291T2 (de) | 1990-12-27 | 1999-10-14 | Idemitsu Petrochemical Co | Polycarbonatharzzusammensetzung |
US5364899A (en) | 1992-01-24 | 1994-11-15 | Denki Kagaku Koguo Kabushiki Kaisha | Flame-retardant resin composition |
NL9202090A (nl) | 1992-12-02 | 1994-07-01 | Gen Electric | Polymeermengsel met aromatisch polycarbonaat, styreen bevattend copolymeer en/of entpolymeer en een polysiloxaan-polycarbonaat blok copolymeer, daaruit gevormde voorwerpen. |
EP0692522B1 (en) | 1994-07-15 | 2002-09-11 | Idemitsu Petrochemical Co., Ltd. | Polycarbonate resin composition |
DE19734667A1 (de) | 1997-08-11 | 1999-02-18 | Bayer Ag | Flammwidrige, verstärkte Polycarbonat-ABS-Formmassen |
US6613820B2 (en) | 1997-08-29 | 2003-09-02 | General Electric Company | Polycarbonate resin composition |
US6593404B1 (en) | 1997-10-23 | 2003-07-15 | Cheil Industries, Inc. | Thermoplastic resin composition |
KR100540582B1 (ko) | 1999-07-12 | 2006-01-10 | 제일모직주식회사 | 난연성 열가소성 수지조성물 |
JP5237511B2 (ja) | 1999-10-19 | 2013-07-17 | 出光興産株式会社 | ポリカーボネート樹脂組成物 |
US20030083442A1 (en) | 1999-12-17 | 2003-05-01 | Hajime Nishihara | Molded flame-retardant polycarbonate resin composition |
DE60111212T2 (de) | 2000-04-19 | 2006-03-23 | General Electric Co. | Flammhemmende polyesterzusammensetzungen |
US6630525B2 (en) | 2001-10-09 | 2003-10-07 | General Electric Company | Polycarbonate-siloxane copolymers |
US6613824B2 (en) | 2001-11-12 | 2003-09-02 | General Electric Company | Flame retardant resinous compositions and method |
US7307120B2 (en) | 2002-01-30 | 2007-12-11 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Thermoplastic resin composition, polycarbonate resin composition, and molded article thereof |
JP3913728B2 (ja) | 2003-11-05 | 2007-05-09 | ポリプラスチックス株式会社 | 熱可塑性樹脂組成物及びその射出成形体 |
US7608654B2 (en) | 2003-11-07 | 2009-10-27 | Italamatch Chemicals S.P.A. | Halogen-free flame retardant polycarbonate compositions |
US8067493B2 (en) * | 2003-12-30 | 2011-11-29 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Polymer compositions, method of manufacture, and articles formed therefrom |
US7232854B2 (en) * | 2004-02-03 | 2007-06-19 | General Electric Company | Polycarbonate compositions with thin-wall flame retardance |
JP4664001B2 (ja) | 2004-04-07 | 2011-04-06 | 出光興産株式会社 | ポリカーボネート樹脂組成物およびその成形体 |
JP5230056B2 (ja) | 2004-04-14 | 2013-07-10 | 出光興産株式会社 | 光拡散性樹脂組成物 |
US20060030647A1 (en) | 2004-08-05 | 2006-02-09 | Thomas Ebeling | Flame retardant thermoplastic polycarbonate compositions, use, and method of manufacture thereof |
US20070072960A1 (en) * | 2005-09-28 | 2007-03-29 | General Electric Company | Thermoplastic polycarbonate compositions, method of manufacture, and method of use thereof |
US7544745B2 (en) | 2005-10-25 | 2009-06-09 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Flame retardant thermoplastic polycarbonate compositions, method of manufacture, and method of use thereof |
US20070149661A1 (en) * | 2005-12-23 | 2007-06-28 | Sanjay Gurbasappa Charati | Polycarbonate composition, method of manufacture thereof and articles comprising the same |
US7728059B2 (en) | 2006-02-14 | 2010-06-01 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Polycarbonate compositions and articles formed therefrom |
US20080015291A1 (en) | 2006-07-12 | 2008-01-17 | General Electric Company | Flame retardant and scratch resistant thermoplastic polycarbonate compositions |
US20080015289A1 (en) | 2006-07-12 | 2008-01-17 | General Electric Company | Flame retardant and chemical resistant thermoplastic polycarbonate compositions |
US8674007B2 (en) | 2006-07-12 | 2014-03-18 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Flame retardant and scratch resistant thermoplastic polycarbonate compositions |
US7709562B2 (en) | 2006-09-29 | 2010-05-04 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Thermoplastic compositions, methods of making, and articles formed therefrom |
US20080103267A1 (en) * | 2006-10-31 | 2008-05-01 | General Electric Company | Infrared transmissive thermoplastic composition |
US20080114103A1 (en) | 2006-11-13 | 2008-05-15 | General Electric Company | Thermoplastic Polycarbonate Compositions With Improved Static Resistance |
US20090215949A1 (en) * | 2008-02-21 | 2009-08-27 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Flame retardant polycarbonate compositions |
US20090312479A1 (en) * | 2008-06-17 | 2009-12-17 | Sabic Innovative Plastics Ip Bv | Polycarbonate compositions |
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Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104583316B (zh) * | 2012-05-24 | 2016-09-21 | 沙特基础全球技术有限公司 | 阻燃聚碳酸酯组合物、其制造方法和包含其的制品 |
CN104395402A (zh) * | 2012-05-24 | 2015-03-04 | 沙特基础创新塑料Ip私人有限责任公司 | 阻燃聚碳酸酯组合物、制备其的方法及包含其的制品 |
CN104583316A (zh) * | 2012-05-24 | 2015-04-29 | 沙特基础创新塑料Ip私人有限责任公司 | 阻燃聚碳酸酯组合物、其制造方法和包含其的制品 |
CN104395403A (zh) * | 2012-05-24 | 2015-03-04 | 沙特基础创新塑料Ip私人有限责任公司 | 阻燃聚碳酸酯组合物、制备其的方法及包含其的制品 |
CN104395403B (zh) * | 2012-05-24 | 2018-10-30 | 沙特基础全球技术有限公司 | 阻燃聚碳酸酯组合物、制备其的方法及包含其的制品 |
CN104395402B (zh) * | 2012-05-24 | 2016-08-17 | 沙特基础全球技术有限公司 | 阻燃聚碳酸酯组合物、制备其的方法及包含其的制品 |
CN105308094A (zh) * | 2013-06-12 | 2016-02-03 | 沙特基础全球技术有限公司 | 飞机内部部件及制造方法 |
CN105308094B (zh) * | 2013-06-12 | 2018-04-17 | 沙特基础全球技术有限公司 | 飞机内部部件及制造方法 |
CN105358613A (zh) * | 2013-07-03 | 2016-02-24 | 沙特基础全球技术有限公司 | 具有改善的光学性能和阻燃性的共混的热塑性组合物 |
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