CN102257057A - 热塑性聚碳酸酯组合物 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种热塑性组合物，其包括：聚碳酸酯；抗冲改性剂；聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物；聚(亚芳基醚)-聚硅氧烷共聚物；和有机磷酸酯，其量为2至20wt％，基于聚碳酸酯、抗冲改性剂、聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物、和聚(亚芳基醚)-聚硅氧烷共聚物的总重量，其中所述组合物的缺口伊佐德冲击强度为大于或者等于4千焦每平方米(kJ/m2)，根据ISO 180/A测定，熔融粘度速率为小于或等于130帕秒(Pa s)，根据ISO 11443在1500s-1和280℃测定，和在0.8毫米厚度的UL 94等级为V1或者更好。

Description

热塑性聚碳酸酯组合物
背景技术
本发明涉及包括芳族聚碳酸酯的热塑性组合物，尤其是涉及阻燃热塑性聚碳酸酯组合物。
聚碳酸酯可用于制造用于从汽车部件到电子器具的广泛范围应用的制品和组件。因为它们的广泛用途，尤其是在阻燃性重要的应用中的用途，所以需要理想的熔体流动性、耐冲击性和耐热性的组合，同时使用环境可接受的阻燃剂。
熔体流动性对于制备广泛的部件，尤其是具有降低厚度的区域的复杂部件的能力是重要的。耐冲击性在许多应用中是重要的，这是因为通常不期望部件在冲击时粉碎。
使用环境可接受的阻燃剂，含有抗冲改性剂例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)的聚碳酸酯组合物可尤其难以获得阻燃性，同时保持其它物理性质例如耐热性。此外，一些阻燃剂可使所述热塑性组合物降解。
仍然需要阻燃热塑性聚碳酸酯组合物，其具有优异的熔体流动性、冲击性、阻燃性，同时使用环境可接受的阻燃剂。
发明内容
前述问题通过一种热塑性组合物得到了解决，所述组合物包括：
聚碳酸酯；
抗冲改性剂；
聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物；
聚(亚芳基醚)-聚硅氧烷共聚物；和
有机磷酸酯，其量为2至20wt％，基于聚碳酸酯、抗冲改性剂、聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物、和聚(亚芳基醚)-聚硅氧烷共聚物的总重量，
其中所述组合物的缺口伊佐德冲击强度为大于或者等于4千焦每平方米(kJ/m2)，根据ISO 180/A测定，熔融粘度速率为小于或等于130帕秒(Pas)，根据ISO 11443在1500s-1和280℃测定，和在0.8毫米厚度的UL 94等级为V1或者更好。
制品可如下形成：对这种组合物进行模塑、挤出、成形或者成型从而形成所述制品。
通过以下具体实施方式示例以上所述的和其它特征。
具体实施方式
出乎意料地发现，在冲击改性的聚碳酸酯组合物中使用聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物，聚(亚芳基醚)-聚硅氧烷共聚物和有机磷酸酯的组合得到具有优异的冲击强度、流动性和阻燃性的组合物。
所述组合物的缺口伊佐德冲击强度为4至100kJ/m2，通过ISO 180/A测定。在该范围内，缺口伊佐德冲击强度可为大于或者等于6，或者，更具体地，大于或者等于10kJ/m2。也在该范围内，缺口伊佐德冲击强度可为小于或等于60kJ/m2。
该组合物的熔融粘度为130至35Pa.s。熔融粘度通过ISO 11443在1500s-1的剪切速率和280℃测定。
该组合物在0.8mm厚度的UL 94等级为V1或者更好。此外，该组合物在0.6mm厚度的UL 94等级可为V1或者更好。在一些实施方式中，该组合物在0.6mm厚度的UL 94等级可为V0。
组合物的热变形温度(HDT)可为大于或者等于80℃，或者更具体地，大于或者等于85℃，或者，甚至更具体地，大于或者等于87℃。热变形温度可为小于或等于105℃。热变形温度通过ISO 75/A测定，如实施例中所述。
如上所述的三种物理性质熔体流动性，冲击强度，和阻燃性，一直难以同时获得。十分出乎意料的是，可使用包括至少三种认为彼此不混溶的物质的组合物获得物理性质的这种组合。通常认为，使用不混溶的物质，在没有特定的增容策略的情况下，会导致具有降低的物理性质分布的组合物。
本申请所用的术语“聚碳酸酯”是指包括相同或者不同碳酸酯单元的聚合物，或者包括相同或者不同碳酸酯单元以及一种或者多种除碳酸酯之外的单元的共聚物(即共聚碳酸酯)；术语“脂肪族”是指化合价至少为1的烃基，其包括不是环状的线性或者支化的原子阵列；“芳族”是指化合价至少为一价的，并且包含至少一个芳族基团的原子阵列；芳族基团的实例包括苯基，吡啶基，呋喃基，噻吩基，萘基等；“脂环族”是指化合价至少为1的烃基，其包括是环状但不是芳族的原子阵列；“烷基”是指直链或者支链的一价烃基；“亚烷基”是指直链或者支链的二价烃基；“烷叉”是指直链或支链二价烃基，两个化合价在一个相同的碳原子上；″链烯基″指包含通过碳碳双键相连的至少两个碳原子的直链或支链一价烃基；″环烷基″指具有至少三个碳原子、不饱和度至少为1的非芳族脂环一价烃基；″环亚烷基″指具有至少三个碳原子、不饱和度至少为1的非芳族脂环二价烃基；″芳基″指一价芳族苯环基团，或者任选取代的苯环体系，与至少一个任选的取代的苯环稠合；“芳族基”是指含有至少一个芳基的、化合价至少为一的基团；芳族基的实例包括：苯基、吡啶基、呋喃基、噻吩基、萘基等；“亚芳基”是指苯环双基或者是指稠合有至少一个任选取代苯环的苯环系双基；“酰基”是指与羰基碳原子连接的一价烃基，其中该羰基碳原子还与邻接基团相连接；“烷基芳基”是指将如上所定义的烷基取代到如上所定义的芳基上；“芳基烷基”是指将如上所定义的芳基取代到如上所定义的烷基上；“烷氧基”是指如上所定义的烷基通过氧基与邻接基团相连接；“芳氧基”是指如上所定义的芳基通过氧基与邻接基团相连接；所用的与量有关的修饰语“大约”包括设定值，具有本文所规定的含义(例如，包括与具体量的测量有关的误差度)；“任选的”或“任选地”是指其后所描述的事件或情况可能发生或者可能不发生，该描述包括事件发生的情况以及事件不发生的情况；“直接键(direct bond)”(其中一部分结构变量说明)，是指将在被称为“直接键”的变量之前以及之后的取代基直接连接。
在本文中使用标准命名法来描述化合物。例如，应当理解不为任意所指基团取代的任何位置具有所指示的键所填充的价态或氢原子。不在两个字母或符号之间的破折号(“-”)被用来表示取代基的结合点。例如，-CHO是通过羰基(C＝O)的碳原子进行结合。如果上下文没有清楚地相反规定，单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数对象。表示相同特征或组成的所有范围的端点都独立地结合或包括该端点。所有的引用文献都在此引入作为参考。本文中术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、数量或重要性，而是被用来将一个元素与另一个元素区别开。与数量结合使用的修饰词“约”包含所述的数值并且具有由上下文说明的含义(例如其包括与特定数量的测量相关的误差程度)。
本文所用术语“聚碳酸酯”和“聚碳酸酯树脂”意指具有下面式(1)之碳酸酯重复结构单元的成分：
Figure BDA0000069438020000041
其中R1基团总数的至少60％为芳族有机基团，余下的为脂族、脂环族或芳族基团。在一种实施方式中，每个R1为芳族有机基团，例如式(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。在示例性的实施方式中，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。
聚碳酸酯可使用式HO-R1-OH的二羟基化合物制备，其包括下面式(3)的二羟基芳族化合物：
HO-A1-Y1-A2-OH    (3)
其中Y1、A1和A2如上所述。示例性的二羟基化合物包括通式(4)的双酚化合物：
Figure BDA0000069438020000042
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：
Figure BDA0000069438020000043
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。
适宜的二羟基化合物的某些说明性和非限制性实例包括：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-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-3-甲基苯基)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)氟，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，3，3-二(4-羟基苯基)苯并吡咯酮，2-苯基-3，3-二(4-羟基苯基)苯并吡咯酮(PPPBP)等，以及包含至少一种前述二羟基化合物的组合。
可由式(3)所示的双酚化合物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(下文中的“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，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。
也可以使用支链聚碳酸酯，以及直链聚碳酸酯和支链聚碳酸酯的共混物。支链聚碳酸酯可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-氯甲酰基邻苯二甲酸酐，均苯三酸，及二苯甲酮四羧酸。支化剂可以约0.05～2.0wt％的量添加。所有类型的聚碳酸酯端基均可用于聚碳酸酯组合物，条件是这种端基不显著地影响所需要的热塑性组合物的性质。
本文所用的“聚碳酸酯”和“聚碳酸酯树脂”还包括聚碳酸酯与其它包含碳酸酯链单元的共聚物的共混物。具体的适宜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，还包含下面式(6)的重复单元：
Figure BDA0000069438020000061
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。
在一种实施方式中，D为C2-6亚烷基；在另一种实施方式中，D衍生自结构式(7)的芳族二羟基化合物：
其中每个Rf独立地是卤素原子、C1-10烃基，或C1-10卤素取代的烃基，并且n是0到4的整数。卤素通常是溴。可以由式(7)表示的化合物的例子包括但不限于间苯二酚、取代的间苯二酚化合物例如5-甲基间苯二酚、5-乙基间苯二酚、5-丙基间苯二酚、5-丁基间苯二酚、5-叔丁基间苯二酚、5-苯基间苯二酚、5-枯基间苯二酚、2，4，5，6-四氟间苯二酚、2，4，5，6-四溴间苯二酚等等；儿茶酚；氢醌；取代的氢醌例如2-甲基氢醌、2-乙基氢醌、2-丙基氢醌、2-丁基氢醌、2-叔丁基氢醌、2-苯基氢醌、2-枯基氢醌、2，3，5，6-四甲基氢醌、2，3，5，6-四叔丁基氢醌、2，3，5，6-四氟氢醌、2，3，5，6-四溴氢醌等等；或包括至少一种上述化合物的组合。
可以用来制备聚酯的芳族二羧酸的例子包括但不限于邻苯二甲酸或对苯二甲酸、1，2-二(对-羧基苯基)乙烷、4，4′-二羧基二苯基醚、4，4′-联苯甲酸、以及包括至少一种上述酸的混合物。还可以存在含稠环的酸，例如1，4-、1，5-、或2，6-萘二羧酸。具体的二羧酸是对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二甲酸、环己烷二羧酸、或它们的混合物。特定的二羧酸包括间苯二酸和对苯二甲酸的混合物，其中对苯二甲酸与间苯二甲酸的重量比是大约10∶1到大约0.2∶9.8。在另一种具体实施方式中，D是C2-6亚烷基基团并且T是对-亚苯基、间-亚苯基、亚萘基、二价脂环族基团、或它们的混合物。该类的聚酯包括聚(对苯二甲酸亚烷基酯)。
在一种具体的实施方式中，聚碳酸酯为来自双酚A的直链均聚物，其中A1和A2各自为对-亚苯基，Y1为异丙叉。
合适的聚碳酸酯可以通过例如界面聚合和熔融聚合的方法制备。
除了上述的聚碳酸酯之外，还可以使用聚碳酸酯与其它热塑性聚合物的组合，例如聚碳酸酯和/或聚碳酸酯共聚物与聚酯的组合。本文使用的术语“组合”包括所有的混合物、共混物和合金等。适宜的聚酯包括式(6)的重复单元，并且可以为例如聚(亚烷基二羧酸酯)，液晶聚酯，及聚酯共聚物。还可以使用其中混有支化剂(如具有三或更多个羟基的醇或者三或多官能的羧酸)的支化聚酯。而且，有时根据组合物的最终用途，优选聚酯上具有不同浓度的酸和羟基端基。
在一种实施方式中，使用聚(亚烷基对苯二甲酸酯)。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。示例性的脂环族聚酯是聚(环己烷-1，4-二亚甲基环己烷-1，4-二羧酸酯)也称为聚(1，4-环己烷-二甲醇-1，4-二羧酸酯)(PCCD)。还打算的有，上述聚酯与少量如约0.5-10％重量源于脂族二酸和/或脂族多元醇的单元制成的共聚酯。
多于一种聚碳酸酯的共混物和/或混合物也可以使用。例如，可以将高流动性和低流动性聚碳酸酯共混在一起。
组合物包含的聚碳酸酯的量为30至85wt％(wt.％)，基于组合物的总重量。在该范围内，聚碳酸酯的量可为大于或者等于40wt.％，或者更具体地，大于或者等于50wt.％。也在该范围内，聚碳酸酯的量可为小于或等于80wt.％，或者更具体地，小于或等于75wt.％。
组合物还包括一种或者多种抗冲改性剂从而增加该热塑性组合物的耐冲击性。有用的抗冲改性剂包括弹性体改性的接枝共聚物和有机硅-丙烯酸酯共聚物。弹性体改性的接枝共聚物包括含有(i)和(ii)的共聚物，(i)为弹性(即，橡胶状)聚合物基质，其Tg小于10℃，更具体地小于-10℃，或者更具体地-40℃至-80℃，和(ii)为接枝到所述弹性聚合物基质上的刚性聚合的上层物质(superstrate)。所述接枝可作为接枝或者作为壳附接至弹性体芯。该壳可仅物理地包封该芯，或者该壳可部分或者基本上完全地接枝到该芯。
用作所述弹性体相的合适材料包括例如共轭的二烯橡胶；共轭二烯与小于50wt.％的可共聚单体的共聚物；烯烃橡胶例如乙烯丙烯共聚物(EPR)或者乙烯-丙烯-二烯单体橡胶(EPDM)；乙烯-乙酸乙烯酯橡胶；硅橡胶；弹性的C1-8烷基(甲基)丙烯酸酯；C1-8烷基(甲基)丙烯酸酯与丁二烯和/或苯乙烯的弹性共聚物；或者包括至少一种前述弹性体的组合。
用于形成所述刚性接枝相的示例性的单乙烯基芳族单体包括苯乙烯，α-甲基苯乙烯，卤代苯乙烯例如二溴苯乙烯，乙烯基甲苯，乙烯基二甲苯，丁基苯乙烯，对-羟基苯乙烯，甲氧基苯乙烯，等，或者包括至少一种前述单乙烯基芳族单体的组合。用于所述刚性相的示例性共聚单体包括丙烯腈，乙基丙烯腈，甲基丙烯腈，(甲基)丙烯酸甲酯，(甲基)丙烯酸乙酯，(甲基)丙烯酸正丙酯，(甲基)丙烯酸异丙酯，等，和包括至少一种前述共聚单体的组合。
有机硅-丙烯酸酯共聚物包括源自至少一种有机硅橡胶单体、具有通式H2C＝C(Rg)C(O)OCH2CH2Rh的支化的丙烯酸酯橡胶单体的结构单元，其中Rg为氢或者C1-C8线性或者支化的烃基和Rh为支化的C3-C16烃基；第一接枝连接单体；可聚合的含链烯基的有机物质；和第二接枝连接单体。示例性的硅橡胶单体以单独的形式或者组合的形式包括环状硅氧烷，四烷氧基硅烷，三烷氧基硅烷，(丙烯酰氧基)烷氧基硅烷，(巯基烷基)烷氧基硅烷，乙烯基烷氧基硅烷，或者烯丙基烷氧基硅烷，例如十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷、三甲基三苯基环三硅氧烷、四甲基四苯基环四硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、八苯基环四硅氧烷、八甲基环四硅氧烷和/或四乙氧基硅烷。
示例性的丙烯酸酯橡胶单体以单独的方式或者组合的方式包括丙烯酸异辛酯，丙烯酸6-甲基辛基酯，丙烯酸7-甲基辛基酯，丙烯酸6-甲基庚基酯，等。所述可聚合的含链烯基的有机物质可为例如通式(9)或(10)的单体，例如，苯乙烯，α-甲基苯乙烯，丙烯腈，甲基丙烯腈，或者未支化的(甲基)丙烯酸酯例如甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸2-乙基己基酯，丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸正丙酯，等，其可为单独的方式或者组合的方式。
示例性的第一接枝连接单体包括单独或结合的(丙烯酰氧基)烷氧基硅烷、(巯烷基)烷氧基硅烷、乙烯基烷氧基硅烷或烯丙基烷氧基硅烷，例如(γ-甲基丙烯酰氧基丙基)(二甲氧基)甲基硅烷和/或(3-巯丙基)三甲氧基硅烷。第二接枝连接单体是单独或结合的具有至少一个烯丙基的多烯键式不饱和化合物，例如甲基丙烯酸烯丙酯、三烯丙基氰脲酸酯或三烯丙基异氰脲酸酯。
形成前述抗冲改性剂的已知方法包括本体、乳液、悬浮和溶液方法，或者结合的方法，例如本体-悬浮、乳液-本体、本体-乳液或其它技术使用连续、半间歇或间歇工艺。
如果期望，可通过乳液聚合方法制备前述类型的抗冲改性剂，所述乳液聚合方法不含碱性材料，例如C6-30脂肪酸的碱金属盐，例如硬脂酸钠、硬脂酸锂、油酸钠、油酸钾和类似物，碱金属碳酸盐，胺，例如十二烷基二甲基胺、十二烷基胺和类似物；和胺的铵盐。这种材料在乳液聚合内常常用作表面活性剂，且可催化聚碳酸酯的酯交换和/或降解。相反，离子硫酸盐、磺酸盐或磷酸盐表面活性剂可用于制备抗冲改性剂，尤其抗冲改性剂的弹性体基质部分。合适的表面活性剂包括例如C1-22烷基或C7-25烷芳基磺酸盐(酯)、C1-22烷基或C7-25烷芳基硫酸盐(酯)、C1-22烷基或C7-25烷芳基磷酸盐(酯)、取代硅酸盐(酯)及其混合物。具体的表面活性剂是C6-16，具体地C8- 12烷基磺酸盐。这一乳液聚合方法描述且公开于诸如Rohm & Haas和SABICInnovative Plastics(前身为General Electric Company)之类的公司的各种专利和文献中。在实践中，可使用任何一种以上所述的抗冲改性剂，条件是它不含脂肪酸的碱金属盐、碱金属碳酸盐和其它碱性材料。
这一类型的具体的抗冲改性剂是甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)抗冲改性剂，其中使用以上所述的磺酸盐、硫酸盐或磷酸盐作为表面活性剂制备丁二烯基质。除了ABS和MBS之外，弹性体改性的接枝共聚物的其它实例包括但不限于丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(ASA)，甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(MABS)，和丙烯腈-乙烯-丙烯-二烯-苯乙烯共聚物(AES)。该抗冲改性剂也可以以两种或者更多种的组合的形式使用。
在一些实施方式中，该抗冲改性剂是具有高橡胶含量的接枝聚合物，即橡胶含量大于或者等于50wt.％，任选地大于或者等于60wt.％，基于接枝聚合物的重量。该橡胶优选存在的量为小于或等于接枝聚合物的95wt.％，任选地小于或等于接枝聚合物的90wt.％。
该组合物包括的抗冲改性剂的量为1至15wt.％，基于组合物的总重量。在该范围内，抗冲改性剂的量可为大于或者等于2wt.％，或者更具体地，大于或者等于3wt.％。也在该范围内，抗冲改性剂的量可为小于或等于13wt.％，或者更具体地，小于或等于10wt.％。
该组合物还包括聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物，其具有聚碳酸酯嵌段和聚二有机基硅氧烷嵌段。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具有如上所述的通式(2)。这些单元可源自如上所述的通式(3)的二羟基化合物的反应。在一种实施方式中，该二羟基化合物是双酚A，其中A1和A2各自为对亚苯基和Y1是异丙叉。
所述聚二有机基硅氧烷嵌段包括式(11)的重复结构单元(在本申请中有时候称为‘硅氧烷’)：
Figure BDA0000069438020000101
其中R2每次出现时为相同或不同，且为C1-13一价有机基团。例如，R2可为C1-C13烷基，C1-C13烷氧基，C2-C13链烯基，C2-C13链烯基氧基，C3-C6环烷基，C3-C6环烷基氧基，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。可在相同的共聚物中使用前述R2基团的组合。
式(11)中W的值可根据热塑性组合物中每种组分的类型和相对量，组合物的期望性质等考虑因素而宽泛地变化。通常，W的平均值可为2至1000，具体地2至500，更具体地5至100。在一种实施方式中，W的平均值为10至75，并且仍然在另一实施方式中，W的平均值为40至60。当W为较低的值，例如，小于40时，可理想地使用较大量的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。相反，当W为较高的值，例如，大于40时，可能需要使用较低量的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。
可使用第一和第二(或者更多)聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的组合，其中第一共聚物的W的平均值小于第二共聚物的W的平均值。
在一种实施方式中，该聚二有机基硅氧烷嵌段通过式(12)的重复结构单元提供：
其中W如上所定义；每个R2可为相同或者不同，并且如上所定义；并且Ar可为相同或者不同，是取代的或者未取代的C6-C30亚芳基，其中键直接连接到芳族部分。式(12)中合适的Ar基团可源自C6-C30二羟基亚芳基化合物，例如以上式(3)，(4)，或者(7)的二羟基亚芳基化合物。也可使用包括至少一种前述二羟基亚芳基化合物的组合。合适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)，和1，1-二(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷。也可使用包括至少一种前述二羟基化合物的组合。
这些单元可源自式(13)的相应的二羟基化合物：
Figure BDA0000069438020000112
其中R2，Ar和W如上所述。这些化合物还描述于Kress等的美国专利4,746,701中。该式的化合物可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在相转移条件下的反应获得。
在另一实施方式中，该聚二有机基硅氧烷嵌段包括式(14)的重复结构单元：
Figure BDA0000069438020000113
其中R2和W如上所定义。式(14)中的R3是二价C2-C8脂肪族基团。式(14)中的每个M可为相同或者不同，并且可为卤素，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，其中每个n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；R3为二亚甲基，三亚甲基或四亚甲基；以及R2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。在另一个实施方案中，R2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，R3为二价的C1-C3脂族基团，及R2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(15)：
Figure BDA0000069438020000121
其中R2，W，M，R3和n如上所述。
共聚物中聚二有机基硅氧烷单元的量可宽泛地变化，即可为聚二甲基硅氧烷的1wt.％至99wt.％，或者等摩尔量的另一聚二有机基硅氧烷，余量为碳酸酯单元。因此所用的具体的量将根据以下因素确定：热塑性组合物的期望的物理性质，W的值(范围为2至1000)，热塑性组合物中每种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，和任何其它添加剂的类型和量。例如，可选择二羟基聚二有机基硅氧烷的量从而产生含有1wt.％至75wt.％，或者1wt.％至50wt.％的聚二甲基硅氧烷的共聚物，基于共聚物或者等摩尔量的另一聚二有机基硅氧烷的总重量。该共聚物可包括5wt.％至40wt.％，或者5wt.％至25wt.％的聚二甲基硅氧烷，或者等摩尔量的另一聚二有机基硅氧烷，余量为聚碳酸酯。
组合物包括的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的量为2wt.％至25wt.％，基于组合物的总重量。在该范围内，聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的量可为大于或者等于5wt.％，或者更具体地，大于或者等于7wt.％。也在该范围内，聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的量可为小于或等于22wt.％，或者更具体地，小于或等于20wt.％。
该组合物还包括聚(亚芳基醚)-聚硅氧烷共聚物。该聚(亚芳基醚)-聚硅氧烷共聚物是嵌段共聚物，其包括聚(亚芳基醚)嵌段，羟基芳基-封端的聚硅氧烷嵌段，和连接所述聚(亚芳基醚)嵌段和聚硅氧烷嵌段的碳酸酯基团。应该理解，在描述聚(亚芳基醚)-聚硅氧烷共聚物的上下文中，“羟基芳基-封端的聚硅氧烷嵌段”是指不包含反应物羟基芳基-封端的聚硅氧烷的羟基氢原子的嵌段。换句话说，在聚(亚芳基醚)-聚硅氧烷共聚物的上下文中，“羟基芳基-封端的聚硅氧烷嵌段”也可称为“氧基芳基-封端的聚硅氧烷嵌段”。
有几种制备聚(亚芳基醚)-聚硅氧烷共聚物的方法。一种方法涉及使聚(亚芳基醚)，羟基芳基封端的聚硅氧烷，和氧化剂反应。这种方法使用通常称为再分配(redistribution)的工艺。该方法描述于美国专利5,596,048中。再分配方法可在溶液中或者在熔体中进行。该聚(亚芳基醚)-聚硅氧烷共聚物也可通过使聚(亚芳基醚)，羟基芳基封端的聚硅氧烷，和活化的芳族碳酸酯反应而制备。该反应也可在聚合物熔体中(也即，在不存在有意添加的溶剂的情况下)，或者在溶液中(也即，在存在有意添加的溶剂的情况下)进行。该方法描述于美国专利申请2007/0208144中。
聚(亚芳基醚)嵌段包括具有以下结构的重复单元：
Figure BDA0000069438020000131
其中对于每个重复单元，Z1各自独立地为卤素，未取代的或者取代的C1-C12烃基(条件是所述烃基不是叔烃基)、C1-C12烃基硫基、C1-C12烃基氧基，或其中至少两个碳原子将卤素和氧原子隔开的C2-C12卤代烃基氧基；Z2各自独立地为氢、卤素、未取代或取代的C1-C12烃基(条件是所述烃基不是叔烃基)、C1-C12烃基硫基、C1-C12烃基氧基，或其中至少两个碳原子将卤素和氧原子隔开的C2-C12卤代烃基氧基。在一种实施方式中，每个Z1为甲基，和每个Z2独立地为氢或者甲基。该聚(亚芳基醚)嵌段可包括2，6-二甲基-1，4-亚苯基醚单元，2，3，6-三甲基-1，4-亚苯基醚单元，或其组合。
聚硅氧烷嵌段可包括具有以下结构的重复单元
其中R80和R90各自独立地为氢，C1-C12烃基，或者C1-C12卤代烃基；和至少一个源自以下结构的封端(端基)，
Figure BDA0000069438020000141
其中Y为氢，C1-C12烃基，C1-C12烃氧基，或者卤素，并且其中R100和R110每次出现时独立地为氢，C1-C12烃基，或者C1-C12卤代烃基。在一种实施方式中，R80，R90，R100，和R110每次出现时独立地为甲基或者苯基，Y为甲氧基。聚硅氧烷嵌段也可包括一个或者多个支化单元，例如通过在合成聚硅氧烷的过程中使用诸如CH3SiCl3，CH3Si(OCH2CH3)3，SiCl4，和Si(OCH2CH3)4中的一种或者多种单体得到的那些。因此，该聚硅氧烷可任选地还包括一个或者多个以下的支化单元
Figure BDA0000069438020000142
其中R160每次出现时独立地为氢，C1-C12烃基，或者C1-C12卤代烃基。
该聚(亚芳基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物包括的聚硅氧烷的量可为5至50wt％，基于共聚物的总重量。在该范围内，聚硅氧烷含量可为大于或者等于10wt％，或者更具体地，大于或者等于20wt％，或者甚至更具体地，大于或者等于25wt％。也在该范围内，聚硅氧烷含量可为小于或等于40wt％，或者更具体地，小于或等于35wt％。
聚(亚芳基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物的结构可采取各种形式。例如，该聚(亚芳基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物可为二嵌段共聚物，三嵌段共聚物，具有多于3个嵌段的线性多嵌段共聚物，或者径向远端嵌段共聚物(radial teleblockcopolymer)。在一种实施方式中，该聚(亚芳基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物是聚(亚芳基醚)-聚硅氧烷-聚(亚芳基醚)三嵌段共聚物。
在一些实施方式中，聚(亚芳基醚)嵌段在25℃在氯仿中的特性粘度为约0.04至约0.6分升每克，并且包括2，6-二甲基-1，4-亚苯基醚单元，2，3，6-三甲基-1，4-亚苯基醚单元，或其组合。此外，该聚硅氧烷嵌段的数均分子量为约1,000至约8,000原子质量单位，并且具有以下结构
Figure BDA0000069438020000151
其中n为约5至约200。聚硅氧烷嵌段的数均分子量可为小于或等于5,000原子质量单位。
该组合物包括的聚(亚芳基醚)-聚硅氧烷共聚物的量为2至20wt.％，基于组合物的总重量。在该范围内，聚(亚芳基醚)-聚硅氧烷共聚物的量可为大于或者等于3wt.％，或者更具体地，大于或者等于5wt.％。也在该范围内，聚(亚芳基醚)-聚硅氧烷共聚物的量可为小于或等于15wt.％，或者更具体地，小于或等于12wt.％。
该组合物的总硅氧烷含量可为1至10wt％，基于组合物的总重量。在该范围内，总硅氧烷含量可为大于或者等于2wt％。也在该范围内，总硅氧烷含量可为小于或等于5wt％。总的硅氧烷含量为聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物和聚(亚芳基醚)-聚硅氧烷共聚物贡献的硅氧烷含量之和。
如上所述，该组合物包括有机磷酸酯。一种类型的示例性有机磷酸酯是式(GO)3P＝O的芳族磷酸酯，其中每个G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描述于美国专利4,154,775中。其它适宜的芳族磷酸酯包括磷酸苯基二(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。具体的有机磷酸酯是每个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。
有机磷酸酯可包括二-或多-官能的芳族含磷化合物，例如，下式所示的化合物：
Figure BDA0000069438020000161
其中每个G1独立地为具有1～30个碳原子的烃基；每个G2独立地为具有1～30个碳原子的烃基或烃氧基；每个Xa如上所定义；每个X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。
有机磷酸酯存在的量为2至20wt.％，基于组合物的总重量。在该范围内，有机磷酸酯的量可为大于或者等于3wt.％，或者更具体地，大于或者等于5wt.％。也在该范围内，有机磷酸酯的量可为小于或等于15wt.％，或者更具体地，小于或等于12wt.％。
组合物也可包括芳族乙烯基共聚物。该芳族乙烯基共聚物含有共聚单体例如乙烯基单体，丙烯酸类单体，马来酸酐及其衍生物，等，及其组合。如本申请所限定的，乙烯基单体是具有至少一个可聚合的碳碳双键的脂肪族化合物。当存在两个或者更多个碳碳双键时，它们可为彼此共轭的，或者不共轭的。合适的乙烯基单体包括例如乙烯，丙烯，丁烯(包括1-丁烯，2-丁烯，和异丁烯)，戊烯，己烯，等；1，3-丁二烯，2-甲基-1，3-丁二烯(异戊二烯)，1，4-戊二烯，1，5-己二烯，等；及其组合。
丙烯酸类单体包括例如丙烯腈，乙基丙烯腈，甲基丙烯腈，α-氯代丙烯腈(α-chloroarylonitrile)，β-氯代丙烯腈，α-溴代丙烯腈，和β-溴代丙烯腈，丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸丙酯，丙烯酸异丙酯，等，及其混合物。
马来酸酐及其衍生物包括例如马来酸酐，马来酰亚胺，N-烷基马来酰亚胺，N-芳基马来酰亚胺或者烷基-或卤素-取代的N-芳基马来酰亚胺，等，及其组合。
在该芳基乙烯基共聚物中存在的共聚单体的量可以变化。但是，该含量通常以2％至75％的摩尔百分比存在。在该范围内，共聚单体的摩尔百分比可具体地为至少4％，更具体地至少6％。也在该范围内，共聚单体的摩尔百分比可具体地为至多50％，更具体地至多25％，甚至更具体地至多15％。具体的聚苯乙烯共聚物树脂包括聚(苯乙烯马来酸酐)，通常称为″SMA″和聚(苯乙烯丙烯腈)，通常称为″SAN″。
芳族乙烯基共聚物的重均分子量(Mw)可为30,000至200,000，任选地30,000至110,000，通过凝胶渗透色谱测得。
组合物可包括2wt.％至25wt.％的芳族乙烯基共聚物，基于组合物的总重量。在该范围内，芳族乙烯基共聚物存在的量可为大于或者等于5wt.％，或者更具体地大于或者等于7.5wt.％。也在该范围内，该芳族乙烯基共聚物存在的量可为小于或等于20wt.％，或者更具体地，小于或等于15wt.％，或者更具体地，小于或等于10wt.％。
该热塑性组合物可包括通常添加到这种类型的树脂组合物或者共混物中的各种添加剂，条件是优选选择所述添加剂使得其不显著有害地影响热塑性组合物的期望性质。可使用添加剂的混合物。可在混合用于形成组合物的组分的过程中，在合适的时间，混合这些添加剂。示例性的添加剂包括填料和/或增强剂，抗氧化剂，热稳定剂，光稳定剂，UV吸收添加剂，增塑剂，润滑剂，脱模剂，防静电剂，着色剂，染料，防滴剂，发泡剂，成核剂，以及两种或者更多种前述添加剂的组合。
该热塑性组合物可通过本领域中通常可获得的方法制造，例如，在一种实施方式中，首先将粉末状聚碳酸酯树脂，抗冲改性剂，聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物，聚(亚芳基醚)-聚硅氧烷共聚物和有机磷酸酯，任选地与任何填料或者添加剂一起在HenschelTM高速混合机或者其他合适的混合机/共混机中共混。其它低剪切方法(包括但不限于手混)也可完成该共混。然后将共混物通过料斗进料到双螺杆挤出机的进料喉。或者，可通过在进料喉处和/或通过下游的侧进料段(sidestuffer)直接进料到挤出机内，将一种或多种组分掺入到组合物中。也可将添加剂用所需的聚合物树脂混合成母料并进料到挤出机内。通常在比引起组合物流动所需的温度高的温度操作挤出机。挤出物立即在水浴内骤冷并造粒。当切割挤出物时，如此制备的粒料可以视需要为小于或等于1/4英寸长。这种粒料随后可用于模塑、成型或成形。
还提供含热塑性组合物的成型、成形或模塑制品。可通过各种方式，例如注塑、挤出、滚塑、吹塑和热成形，将该热塑性组合物模塑成有用的成型制品，以便形成制品，例如计算机、商业机器外壳，例如监控器的外壳、手持电子器件的外壳，例如移动电话的外壳、电子连接器和照明器具的组件、装饰品、家用器具、屋顶、温室、日光室、游泳池围栏、电子设备外壳和标识等。此外，该聚碳酸酯组合物可用于这些应用例如汽车部件，包括面板和仪表板和装潢，导流板，后备箱门，车身钣金件，以及旅游汽车壁和结构部件。
通过下述非限制性实施例进一步阐述热塑性组合物，并使用表1所示的组分制备。
表1.
Figure BDA0000069438020000191
制备PPE-Si(溶液)(60/40)共聚物的方法：在安装有搅拌棒、冷凝器和氮气入口的三颈圆底烧瓶中，将PPE(60g)溶于120毫升(ml)无水甲苯中。在剧烈的搅拌下，在室温，将计算量(40克(g))的Eu-Si(D45，CF2003)逐滴添加到以上溶液中。接着将反应温度升高至80-90℃，并将溶于甲苯(10ml)中的过氧化苯甲酰(BPO)(1g)添加到其中，保持1小时的时间。将反应继续再进行7小时。将如此获得的均相溶液在剧烈搅拌下在甲醇(2000ml)中沉淀。将如此获得的白色粉末状固体在真空在80℃干燥过夜。自由流动的粉末状固体产品的产率为89g(87％)。
制备PPE-Si(溶液)(70/30)共聚物的方法：在安装有搅拌棒、冷凝器和氮气入口的三颈圆底烧瓶中，将PPE(70g)溶于120毫升(ml)无水甲苯中。在剧烈的搅拌下，在室温，将计算量(30克(g))的Eu-Si逐滴添加到以上溶液中。接着将反应温度升高至80-90℃，并将溶于甲苯(10ml)中的BPO(1g)添加到其中，保持1小时的时间。将反应继续再进行7小时。将如此获得的均相溶液在剧烈搅拌下在甲醇(2000ml)中沉淀。将如此获得的白色粉末状固体在真空在80℃干燥过夜。自由流动的粉末状固体产品的产率为89g(87％)。
制备PPE-Si(挤出)(90/10)共聚物的方法：使用ZSK-25mega混配机(L/D＝25.52)完成通过反应性挤出进行的PPE-硅氧烷共聚物的合成。大部分实验在10机筒组织结构的挤出机中进行。在塑料袋中称量成分(PPE 90g，Eu-Si10g和二枯基过氧化物(DCP)1g)，转移到高速混合机中，并在室温充分混合从而确保均匀。使用单振动进料器在上游进料所有的组分。在第六机筒中提供大气通风，在第九个机筒施加相当于200毫巴(mbar)的真空。生产量在300rpm保持在7千克(kg)每小时，否则会另外指出。
制备PPE-Si(挤出)(95/5)共聚物的方法：使用ZSK-25mega混配机(L/D＝25.52)完成通过反应性挤出进行的PPE-硅氧烷共聚物的合成。大部分实验在10机筒组织结构的挤出机中进行。通常，在塑料袋中称量成分(PPE 95g，Eu-Si 5g和DCP 1g)，转移到高速混合机中，并在室温充分混合从而确保均匀。使用单振动进料器在上游进料所有的组分。在第六机筒中提供大气通风，在第九个机筒施加相当于200毫巴(mbar)的真空。生产量在300rpm保持在7千克(kg)每小时，否则会另外指出。
组合物通过将所有成分的混合物进料到挤出机的进料喉而制备。该挤出机是双螺杆挤出机，其螺杆直径为25mm和L/D为40。该挤出机通常操作在180至385℃，具体地200至330℃，或者更具体地，220至300℃的温度。模头温度可以与机筒温度不同。将挤出的热塑性组合物在水中骤冷并且造粒。接着将该组合物进行注塑。
测试该组合物的一种或者多种以下性质：UL 94阻燃性，伊佐德冲击强度，熔融粘度，螺旋流动，热变形温度，拉伸模量，屈服应力和断裂伸长率。实施例中所用的这些试验的细节是本领域普通技术人员所知晓的，可概括如下：
可燃性测试按照题为“塑料材料的可燃性测试，UL94”的保险业实验室公报94的过程进行。基于燃烧速率、熄灭时间、耐滴落的能力以及滴落是否燃烧来适用若干等级。用于测试的样品是尺寸为125mm长x13mm宽的试条，厚度不大于13mm。试条厚度为0.6mm或者0.8mm。按照该过程，可以将材料基于对5个试样所得的测试结果分级成UL 94HB(水平燃烧)、V0、V1、V2、5VA和/或5VB；但是，测试本申请中的该组合物，并仅将其分类为V0，V1，和V2，其各自的描述描述如下。
V0：在其长轴与火焰呈180度放置的试样中，移去点火火焰后燃烧和/或阴燃的平均周期不超过10秒，并且垂直放置的试样无一产生点燃脱脂棉的燃烧颗粒的滴落。5试条消焰时间(FOT)是5根试条消焰时间的总和，其各自点燃两次，其中第一(t1)和第二(t2)次点燃的消焰时间之和小于或等于最大消焰时间(t1+t2)50秒。
V1：在其长轴与火焰呈180度放置的试样中，移去点火火焰后燃烧和/或阴燃的平均周期不超过30秒，并且垂直放置的试样不产生点燃脱脂棉的燃烧颗粒的滴落。5试条消焰时间是5根试条消焰时间，其各自点燃两次，其中第一(t1)和第二(t2)次点燃的消焰时间之和小于或等于最大消焰时间(t1+t2)250秒。
V2：在其长轴与火焰呈180度放置的试样中，移去点火火焰后燃烧和/或阴燃的平均周期不超过30秒，并且垂直放置的试样产生点燃脱脂棉的燃烧颗粒的滴落。5试条消焰时间是5根试条消焰时间，其各自点燃两次，其中第一(t1)和第二(t2)次点燃的消焰时间之和小于或等于最大消焰时间(t1+t2)250秒。
伊佐德冲击强度(NII)用来比较塑料材料的耐冲击性。NII在23℃使用4-mm厚的，模塑的，缺口伊佐德冲击试条测得。它根据ISO 180/A测定。该ISO指示反映了缺口的类型：ISO 180/A是指缺口类型A。ISO 180/U标准用来确定无缺口伊佐德冲击(UNI)。该ISO结果定义为用来破坏该试验样品的以焦耳计的冲击能量除以该样品在缺口处的面积。结果以kJ/m2给出。
熔融粘度是聚合物在给定温度分子链能够相对于彼此移动的量度。熔融粘度可取决于分子量，原因在于分子量越高，缠结越大，因此熔融粘度越大。熔融粘度针对不同的剪切速率测定，并且通过ISO 11443测定。熔融粘度在280℃在1500s-1的剪切速率测量。结果以帕秒(Pa.s)给出。
螺旋流动长度试验根据以下过程进行。用造粒的热塑性组合物装载机筒容量为3至5盎司(85至140g)和通道深度为0.03，0.06，0.09，或者0.12英寸(分别为0.76，1.52，2.29，或者3.05mm)的模塑机。将模具和机筒加热至适合于使聚合物流动的温度，通常约270℃。在熔融和温度平衡之后，对于最小流动时间6秒，以580磅每平方英寸(psi)(4MPa)，以6.0英寸(15.24cm)每秒的速率，将热塑性组合物注入该模具的所选通道，从而能够得到浇口冻结(gate freeze)之前的最大流动。使用35秒的总的模塑循环时间产生连续样品。在完成10次运行之后，或者当连续生产的试样具有一致的尺寸时，留下试样用于测量。收集并测定5份试样四舍五入至0.25英寸(0.64cm)以内，记录该5份试样的中值长度。如此处所记录的那样，在270℃、580-psi填充压力、6秒注入、3.2mm壁厚下测定螺旋流动。
热变形温度(HDT)是材料在升高的温度在支撑载荷下执行短时间的能力的相对测量值。该试验测量温度对刚性的影响：给标准试验样品一个限定的表面应力，使温度以均匀的速率升高。HDT根据ISO 75/A测定，使用平的，4mm厚的试条，模塑拉伸试条经受1.8MPa。结果以℃给出。
拉伸性质例如拉伸模量，屈服应力和断裂伸长率和弹性模量使用4mm厚的模塑拉伸试条测定，根据ISO 527测试，以1mm/min拉伸速率，直到5％应变，接着以50mm/min的速率，直到样品断裂。也可以5mm/min测量。如果对于具体的应用需要，可将在这些实验中测量的样品以50mm/min测量。拉伸强度结果以MPa给出，断裂拉伸伸长率以百分比给出。弹性模量以千兆帕(GPa)给出。
实施例1-8
如上所述，通过在双螺杆实验室级挤出机中熔融混合而制备如表2中所示的组合物。表2中的量以wt％示出，基于组合物的总重量。除了表2中所示的组分之外，每个实施例也含有0.5wt％的稳定剂。
表2.
Figure BDA0000069438020000221
*对比例
**NB：未断裂
***NT：未测试
实施例1是对比例，其不含有任何类型的聚(亚芳基醚)或者聚硅氧烷，并且给其余实施例在可燃性和物理性质方面提供基线比较。实施例2是对比例，其说明用聚(亚芳基醚)代替一部分聚碳酸酯的效果。实施例2显示可燃性的增加和冲击强度的降低。实施例3和4也是对比例，因为它们将聚(亚芳基醚)和聚硅氧烷作为单独的聚合物-而不是作为共聚物添加。同样地，可燃性相对于实施例1增加，冲击强度降低。实施例5至8是本发明的实施例，显示出包含聚(亚芳基醚)-硅氧烷共聚物(PPE-Si)的出乎意料的效果。本发明的实施例在0.8mm和0.6mm厚度二者都显示出显著降低的可燃性，和增加的HDT。本发明的实施例也相对于实施例1和2显示出熔融粘度的显著降低。熔融粘度的增加意味着更容易填充薄的复杂的部件。这与在较小的厚度降低的可燃性一起是出乎意料的，并且是高度有用的性质组合。此外，当与实施例1相比时，在一些实施例中改善了冲击强度和螺旋流动，在所有的本发明的实施例中改善了HDT。
实施例9-20
如上所述，通过在双螺杆实验室级挤出机中熔融混合而制备如表3中所示的组合物。表3中的量以wt％示出，基于组合物的总重量。除了表3中所示的组分之外，每个实施例也含有0.5wt％的稳定剂。
表3.
  9＊   10   11   12   13*   14*   15   16*   17   18*   19   20
  PC-1   5.7   5.7   5.7   5.7   5.7   5.7   5.7   5.7   5.7   5.7   5.7   5.7
  PC-2   66.8   67.6   59.3   51.8   69.3   66.3   66.0   59.3   69.2   69.3   64.8   65.2
  ABS(本体)   3.0   9.1   10.0   10.0   10.0   5.0   7.4   5.0   7.8   5.0   7.0   5.0
  RDP   9   7.4   8.6   8.6   4.3   2.6   5.6   8.6   7.3   8.6   4.9   5.1
  PC-ST   14.0   2.4   5.0   20.0   0.0   20.0   9.6   20.0   6.4   0.0   10.7   13.4
  PPE-Si(溶液)(70/30)   0.0   6.5   10.0   2.5   10.0   0.0   4.9   0.0   2.4   10.0   6.2   4.8
  TSAN   1.0   1.0   1.0   1.0   1.0   1.0   1.0   1.0   1.0   1.0   1.0   1.0
  总硅氧烷含量   2.8   2.43   4   4.75   3   4   3.39   4   2   3   4   4.12
  在0.8mm厚度的UL 94等级   V0   V0   V0   V0   V2   V0   V0   V0   V0   V0   V1   V0
  以秒计的总(t1+t2)   22   36   31   32   42   33   48   14   26   27   98   39
  在1.0mm厚度的UL 94等级   NT   V0   V0   V0   V2   V0   V0   V0   V0   V0   V1   V0
  以秒计的总(t1+t2)   NT   33   17   20   41   27   25   23   19   19   45   32
  在1.2mm厚度的UL 94等级   NT   V0   V0   V0   V2   V0   V0   V0   V0   V0   V1   V0
  以秒计的总(t1+t2)   NT   28   27   19   43   36   44   13   23   14   68   26
  在1.5mm厚度的UL 94等级   NT   V0   V0   V0   V0   V0   V0   V0   V0   V0   V0   V0
  以秒计的总(t1+t2)   NT   15   18   16   34   12   24   11   12   11   27   14
  熔融粘度   140   52.6   NT   113.6   45.6   NT   100.9   NT   113.7   47.0   102.8   128.0
  螺旋流动   474   812.5   835.0   711.3   791.7   440.0   677.5   690.0   724.0   886.3   731.3   630.0
  NII   9   13.6   10.5   39.9   22.0   61.7   18.6   39.4   12.1   11.0   26.8   42.4
  UNI   NB   149.0   60.5   NB   56.6   NB   NB   NB   NB   44.0   NB   NB
  HDT   83   83.3   NT   80.3   94.2   101.8   88.9   84.6   89.3   82.4   NT   94.7
  拉伸模量   NT   2.5   2.4   2.5   2.3   2.3   2.5   2.7   2.7   2.5   2.4   2.5
  屈服应力   NT   57.2   56.3   57.3   53.7   57.9   60.0   63.0   63.0   59.2   59.3   60.3
  断裂伸长率   NT   13.4   6.1   65.6   5.4   19.1   32.8   24.3   61.8   6.0   23.3   49.9
*对比例
实施例9至20探究总硅氧烷含量(来自PC-ST和PPE-Si)和两种含有硅氧烷的共聚物的相对量的影响。实施例9是对比例，其不含有PPE-Si。实施例10(其与实施例9相比含有少14％的总硅氧烷和少18％的RDP)具有与之相当的阻燃性和大大降低的熔融粘度，较高的螺旋流动，和增加的缺口伊佐德冲击强度。其余的实施例表明阻燃性可以与其它所需的物理性质一起获得。
虽然为了说明已经阐述了通常的实施方案，但是不应当认为前述说明是对本文范围的限制。因此，在不脱离本文的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以想到各种改变、调整和替代物。

Claims (14)

1.一种热塑性组合物，其包括：
聚碳酸酯；
抗冲改性剂；
聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物；
聚(亚芳基醚)-聚硅氧烷共聚物；
有机磷酸酯，其量为2至20wt％，基于聚碳酸酯、抗冲改性剂、聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物、和聚(亚芳基醚)-聚硅氧烷共聚物的总重量，
其中所述组合物的缺口伊佐德冲击强度为大于或者等于4千焦每平方米(kJ/m2)，根据ISO 180/A测定，熔融粘度速率为小于或等于130帕秒(Pas)，根据ISO 11443在1500s-1和280℃测定，和在0.8毫米厚度的UL 94等级为V1或者更好。
2.权利要求1的热塑性组合物，其中所述组合物的缺口伊佐德冲击强度为大于或者等于6千焦每平方米(kJ/m2)，根据ISO 180/A测定。
3.权利要求1的热塑性组合物，其中所述组合物的缺口伊佐德冲击强度为大于或者等于10千焦每平方米(kJ/m2)，根据ISO 180/A测定。
4.权利要求1至3中任一项的热塑性组合物，其中所述组合物在0.6毫米厚度的UL94等级为V1或者更好。
5.权利要求1至4中任一项的热塑性组合物，其中所述组合物的热变形温度为大于或者等于80℃，通过ISO 75/A测定。
6.权利要求1至5中任一项的热塑性组合物，其中所述组合物包含的聚碳酸酯的量为30至85wt％，基于组合物的总重量。
7.权利要求1至6中任一项的热塑性组合物，其中所述抗冲改性剂包括甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物，甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，丙烯腈-乙烯-丙烯-二烯-苯乙烯共聚物，或者前述两种或者更多种物质的组合。
8.权利要求1至7中任一项的热塑性组合物，其中所述组合物包括的抗冲改性剂的量为1至15wt％，基于组合物的总重量。
9.权利要求1至8中任一项的热塑性组合物，其中所述组合物包括的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的量为2至25wt％，基于组合物的总重量。
10.权利要求1至9中任一项的热塑性组合物，其中所述聚(亚芳基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物包含的聚硅氧烷的量为5至50wt％，基于共聚物的总重量。
11.权利要求1至10中任一项的热塑性组合物，其中所述组合物包括的聚(亚芳基醚)-聚硅氧烷共聚物的量为2至20wt％，基于组合物的总重量。
12.权利要求1至11中任一项的热塑性组合物，其中所述组合物的总硅氧烷含量为1至10wt％，基于组合物的总重量。
13.一种热塑性组合物，其包括：
30至85wt％的聚碳酸酯；
1至15wt％的抗冲改性剂；
2至25wt％的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物；
2至20wt％的聚(亚芳基醚)-聚硅氧烷共聚物；
2至20wt％的有机磷酸酯，其中重量百分比基于组合物的总重量，
其中所述组合物的缺口伊佐德冲击强度为大于或者等于4千焦每平方米(kJ/m2)，根据ISO 180/A测定，熔融粘度速率为小于或等于130帕秒(Pas)，根据ISO11443在1500s-1和280℃测定，和在0.6毫米厚度的UL 94等级为V1或者更好。
14.一种热塑性组合物，其包括：
30至85wt％的双酚A聚碳酸酯；
1至15wt％的本体聚合的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物；
2至25wt％的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物；
2至20wt％的聚(亚芳基醚)-聚硅氧烷共聚物，其硅氧烷含量为25至35wt％，基于共聚物的总重量；
2至20wt％的有机磷酸酯，其中重量百分比基于组合物的总重量，
其中所述组合物的缺口伊佐德冲击强度为大于或者等于4千焦每平方米(kJ/m2)，根据ISO 180/A测定，熔融粘度速率为小于或等于130帕秒(Pas)，根据ISO11443在1500s-1和280℃测定，和在0.6毫米厚度的UL 94等级为V1或者更好。
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