CN102471569A - 阻燃性增强的聚碳酸酯组合物 - Google Patents

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Abstract

一种组合物，包含聚碳酸酯、聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物、脂环族烃树脂流动促进剂、无机填料、阻燃剂和抗冲改性剂。基于聚碳酸酯、聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物、无机填料、阻燃剂、流动促进剂、和抗冲改性剂化合物的总重量，该组合物可以包括含量为40重量％或更多的聚碳酸酯，其中所述热塑性组合物的模塑样品能够在1.2mm(±10％)的厚度达到UL94V0等级；其中所述聚合物组合物当在270℃和1500sec-1测量时的熔体粘度为185Pa·sec或更小；其中所述热塑性组合物的模塑样品根据ASTM D790确定的挠曲模量为3800-8000MPa；并且其中包含所述组合物的3.2-mm厚的模塑NII测试条根据ASTM D256在23℃确定的缺口伊佐德冲击强度为40至200J/m。

Description

阻燃性增强的聚碳酸酯组合物
技术领域
本发明涉及聚碳酸酯组合物，特别是涉及包括流动促进剂的填充的阻燃聚碳酸酯组合物、制备方法、及其用途。
背景技术
聚碳酸酯(PC)是源自双酚和光气、或它们的衍生物的合成热塑性树脂。它们是碳酸的线性聚酯并且可以由二羟基化合物和碳酸二酯或通过酯交换形成。聚合反应可以在水溶液、界面溶液、或非水溶液中进行。聚碳酸酯是具有很多所需性质的一类有用的聚合物。高度地认为它们在室温或室温以下具有光学清晰度和增强的抗冲性和延性。
将抗冲改性剂结合到聚合物树脂中以改善由这种树脂制备的完成制品的冲击强度。示例性的抗冲改性剂包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物和甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)聚合物。ABS和MBS聚合物是分别通过使丙烯腈或甲基丙烯酸酯与苯乙烯在聚丁二烯的存在下聚合制备的合成热塑性树脂。ABS和MBS的性质可以通过改变基础组分的相对比例、接枝的程度、分子量等而改性。总地，ABS和MBS通常是强的轻质热塑性材料。
阻燃(FR)聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共混物用于多种应用例如电脑和商业设备、电池充电器、工业外罩等。这些无定形的热塑性共混物具有很多所需性质和/或特性，包括高冲击强度、耐热性、良好的加工性、耐风化和臭氧性、良好的延性、电阻、美学特征等。但是，当制备薄壁部件时，通常有利的是提供流动促进剂以降低熔体粘度和通过使用模塑法更好地能够使组合物形成薄壁部件。对于非阻燃组合物，使用流动促进剂是没问题的。但是，由于很多流动促进剂本身是可燃性的，它们在阻燃组合物中的用于就受到了限制。
因此，有利的是提供包括流动促进剂以有助于生产薄壁部件但又不具有与阻燃性和/或冲击性质有关的问题的阻燃聚碳酸酯树脂组合物。也有利的是提供尽管包含流动促进剂但仍具有改善的物理性质例如热挠曲温度、模量和/或冲击强度的阻燃聚碳酸酯树脂组合物。
发明内容
本发明提供组合物，其包含聚碳酸酯、聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物、流动促进剂、无机填料、阻燃剂和抗冲改性剂。该组合物特别适用于形成具有优越的刚度的薄壁阻燃制品。
在一种实施方式中，组合物包含聚碳酸酯、聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物、抗冲改性剂、无机填料、阻燃剂、和脂环族烃树脂流动促进剂；其中聚合物组合物当在270℃和1500sec-1测量时的熔体粘度为185Pa·sec或更小；其中热塑性组合物的模塑样品能够在1.2mm(±10％)的厚度达到UL94V0等级；其中包含所述组合物的3.2-mm厚的模塑NII测试条根据ASTM D256在23℃确定的缺口伊佐德冲击强度为40至200J/m；其中热塑性组合物的模塑样品根据ASTM D648确定的热形变温度为85℃或更高；并且其中热塑性组合物的模塑样品根据ASTM D790确定的挠曲模量为3800-8000MPa。
在另一种实施方式中，组合物包含40wt.％或更多的聚碳酸酯、1至20wt.％的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物、1至15wt.％的抗冲改性剂、10至40wt.％的无机填料、1至10wt.％的脂环族烃树脂流动促进剂、和3至20wt.％的阻燃剂；其中聚合物组合物当在270℃和1500sec-1测量时的熔体粘度为185Pa·sec或更小；其中热塑性组合物的模塑样品能够在1.2mm(±10％)的厚度达到UL94V0等级；其中包含所述组合物的3.2-mm厚的模塑NII测试条根据ASTM D256在23℃确定的缺口伊佐德冲击强度为40至200J/m；其中热塑性组合物的模塑样品根据ASTM D648确定的热形变温度为85℃或更高；并且其中热塑性组合物的模塑样品根据ASTM D790确定的挠曲模量为3800-8000MPa。
在另一种实施方式中，组合物包含40wt.％或更多的聚碳酸酯、3至15wt.％的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物、2至10wt.％的抗冲改性剂、15至30wt.％的选自滑石、硅灰石、玻璃纤维或包括前述无机填料中至少一种的组合的无机填料、2至8wt.％的脂环族烃树脂、和5至15wt.％的有机磷酸酯；其中聚合物组合物当在270℃和1500sec-1测量时的熔体粘度为165Pa·sec或更小；其中热塑性组合物的模塑样品能够在1.2mm(±10％)的厚度达到UL94V0等级；其中包含所述组合物的3.2-mm厚的模塑NII测试条根据ASTM D256在23℃确定的缺口伊佐德冲击强度为70至150J/m；其中热塑性组合物的模塑样品根据ASTM D648确定的热形变温度为85℃或更高；并且其中热塑性组合物的模塑样品根据ASTM D790确定的挠曲模量为3800-7000MPa。
再在另一种实施方式中，制品包含组合物，其中组合物包含聚碳酸酯、聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物、抗冲改性剂、无机填料、阻燃剂、和脂环族烃树脂流动促进剂；其中聚合物组合物当在270℃和1500sec-1测量时的熔体粘度为185Pa·sec或更小；其中热塑性组合物的模塑样品能够在1.2mm(±10％)的厚度达到UL94V0等级；其中包含所述组合物的3.2-mm厚的模塑NII测试条根据ASTM D256在23℃确定的缺口伊佐德冲击强度为40至200J/m；其中热塑性组合物的模塑样品根据ASTM D648确定的热形变温度为85℃或更高；并且其中热塑性组合物的模塑样品根据ASTM D790确定的挠曲模量为3800-8000MPa。
上述的和其它特征通过以下详细描述说明。
具体实施方式
在以下说明和实施例中更具体地描述了本发明，这些说明和实施例仅是说明性的，因为其中的各种改进和变形对于本领域技术人员是显然的。说明书和权利要求书中所用的术语″包括″可以包括″由......组成″和″基本上由......组成″的实施方式。本申请披露的所有范围包括端点，且可独立组合。本申请披露的这些范围的端点和任何数值不限于精确范围或数值；它们是足够不精确的，以便包括近似于这些范围和/或数值的数值。认为范围包括对该范围内包含的所有数值的支持。
本申请使用的近似语言可以修饰任何定量表述，该定量表述可以变化而不会导致其所涉及的基本功能变化。因此，诸如“约”和“基本上”的术语修饰的值在某些情况下不限于所指定的精确值。至少某些情况下，近似语言可以对应于测量该值的精确度。
本发明公开了阻燃性的增强的聚碳酸酯组合物。这些热塑性组合物包括芳族聚碳酸酯，抗冲改性剂，无机填料例如滑石、硅灰石和/或玻璃纤维，流动促进剂例如脂环族烃树脂，和阻燃剂。已经发现这些组合物在热塑性聚碳酸酯组合物中表现出高模量、高流动、良好延性、和薄壁阻燃性的优越平衡。该组合物特别适用于形成具有阻燃特性的薄壁部件。
因此，一方面，本发明使用聚碳酸酯树脂作为组合物中的基础树脂。如本申请所使用，术语“聚碳酸酯”和“聚碳酸酯树脂”表示具有式(1)的碳酸酯重复结构单元的组分：
Figure BDA0000133285840000041
其中至少约60％的R1基团的总数是芳族有机基团，其余的是脂族、脂环族、或芳族基团。在一种实施方式中，R1各自为芳族有机基团，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，及金刚烷叉等。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。
聚碳酸酯可以通过具有式HO-R1-OH的二羟基化合物的界面反应来制备，所述二羟基化合物包括式(3)的二羟基化合物
HO-A1-Y1-A2-OH    (3)
其中Y1、A1和A2如上描述。同样包括通式(4)的双酚化合物：
Figure BDA0000133285840000042
其中Ra和Rb各自表示卤原子或一价烃基并且可以相同或不同；p和q各自独立地为0至4的整数；及Xa表示式(5)的基团之一：
其中Rc和Rd各自独立地表示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一些说明性非限制性实例包括下列物质：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-己二醇，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(双)茚满(“螺双茚满双酚”)，3，3-双(4-羟基苯基)邻苯二甲酰亚胺，2，6-二羟基苯并-对-二
Figure BDA0000133285840000051
英，2，6-二羟基噻蒽，2，7-二羟基吩噻
Figure BDA0000133285840000052
(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，和2，7-二羟基咔唑和类似物，以及包括上述二羟基化合物中至少一种的组合。
可以由式(3)表示的类型的双酚化合物的具体实例包括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-2-甲基苯基)丙烷、和1，1-二(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷。也可以使用包括上述二羟基化合物中至少一种的组合。
也可以使用支化聚碳酸酯、以及线性聚碳酸酯和支化聚碳酸酯的共混物。支化聚碳酸酯可以通过在聚合的过程中加入支化剂来制备。这些支化剂包括包含至少三个官能团的多官能有机化合物，所述官能团选自羟基、羧基、羧酸酐、卤代甲酰基、以及前述官能团的混合物。具体实例包括偏苯三酸，偏苯三酸酐，偏苯三酰氯，三对羟基苯基乙烷，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。支化剂可以约0.05至2.0wt％的量添加。所有类型的聚碳酸酯端基可以用于聚碳酸酯组合物中，条件是这样的端基不会显著地影响热塑性组合物的所需性质。
适宜的聚碳酸酯可以通过例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将二元酚反应物溶解于或分散于含水苛性钠或苛性钾中，将得到的混合物加入到不能与水溶混的溶剂介质中，和使反应物与碳酸酯前体在适宜的催化剂(如三乙胺和/或相转移催化剂)存在下和在可控pH条件(例如，约8至约10)下接触。最常使用的不能与水溶混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；或卤代甲酸酯，如二元酚的双卤甲酸酯(例如，双酚A的双氯甲酸酯、对苯二酚的双氯甲酸酯等)或二醇的双卤甲酸酯(例如，乙二醇、新戊二醇、聚乙二醇等的双卤甲酸酯)。也可以使用包括上述类型的碳酸酯前体中的至少一种的组合。
除了使用二羧酸本身，可以并且有时甚至需要使用酸的反应性衍生物，例如相应的酰卤，特别是二酰氯和二酰溴。因此，例如，代替使用间苯二甲酸、对苯二甲酸、或其混合物，可以使用间苯二甲酰二氯、对苯二甲酰二氯、及其混合物。
可用的相转移催化剂是式(R3)4Q+X的催化剂，其中各R3相同或不同，其为C1-10烷基基团；Q是氮原子或磷原子；X是卤素原子或C1-8烷氧基基团或C6-188芳氧基基团。适宜的相转移催化剂包括，例如，[CH3(CH2)3]4NX、[CH3(CH2)3]4PX、[CH3(CH2)5]4NX、[CH3(CH2)6]4NX、[CH3(CH2)4]4NX、CH3[CH3(CH2)3]3NX、和CH3[CH3(CH2)2]3NX，其中X是Cl-、Br-、C1-8烷氧基基团或C6-188芳氧基基团。有效量的相转移催化剂可以为约0.1至约10wt％，基于光气化混合物中双酚的重量。在另一种实施方式中，有效量的相转移催化剂可以为约0.5至约2wt％，基于光气化混合物中双酚的重量。
可替换地，熔体法可以用于制备聚碳酸酯。通常，在熔体聚合法中，聚碳酸酯可以通过使呈熔融状态的二羟基反应物和碳酸二芳酯例如碳酸二苯酯在酯交换催化剂的存在下在
Figure BDA0000133285840000061
混合机、双螺杆挤出机等中共反应形成均匀分散体来制备。挥发性一元酚通过蒸馏从熔融的混合物中移除，而聚合物作为熔融剩余物分离。
如本申请所使用，“聚碳酸酯”和“聚碳酸酯树脂”还包括聚碳酸酯与包含碳酸酯链单元的其它共聚物的共混物。特别适宜的共聚物是聚酯碳酸酯，也称为共聚酯-聚碳酸酯。除了式(1)的碳酸酯链重复单元之外，这样的共聚物还包含式(6)的重复单元
Figure BDA0000133285840000071
其中D是源自二羟基化合物的二价基团，并且可以为，例如，C2-10亚烷基基团、C6-20脂环族基团、C6-20芳族基团或聚氧化亚烷基基团(其中亚烷基基团包含2至约6个碳原子、特别是2、3、或4个碳原子)；而T是源自二羧酸的二价基团，并且可以是，例如，C2-10亚烷基基团、C6-20脂环族基团、C6-20烷基芳族基团、或C6-20芳族基团。
在一种实施方式中，D是C2-6亚烷基基团。在另一种实施方式中，D源自式(7)的芳族二羟基化合物：
Figure BDA0000133285840000072
其中Rf各自独立地为卤原子、C1-10烃基团、或C1-10卤素取代的烃基团，并且n为0至4。卤素通常为溴。可以由式(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；对苯二酚；取代的对苯二酚如2-甲基对苯二酚，2-乙基对苯二酚，2-丙基对苯二酚，2-丁基对苯二酚，2-叔丁基对苯二酚，2-苯基对苯二酚，2-枯基对苯二酚，2，3，5，6-四甲基对苯二酚，2，3，5，6-四-叔丁基对苯二酚，2，3，5，6-四氟对苯二酚，2，3，5，6-四溴对苯二酚等；或包括前述化合物中至少一种的组合。
可用于制备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′-二羧基二苯醚、4，4′-二苯甲酸、以及包括前述酸中至少一种的混合物。包含稠环的酸也可以存在于，例如1，4-萘二羧酸、1，5-萘二羧酸、或2，6-萘二羧酸中。具体的二羧酸是对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二羧酸、环己烷二羧酸、或其混合物。具体的二羧酸包括间苯二甲酸和对苯二甲酸的混合物，其中对苯二甲酸与间苯二甲酸的重量比为约10∶1至约0.2∶9.8。在另一种特定的实施方式中，D是C2-6亚烷基基团，而T是对-亚苯基、间亚苯基、亚萘基、二价脂环族基团、或其混合物。这类聚酯包括聚(对苯二甲酸亚烷基酯)。
在一种特定的实施方式中，聚碳酸酯是源自双酚A的线性均聚物，其中A1和A2各自为对亚苯基，而Y1是异丙叉。聚碳酸酯在25℃的氯仿中确定的特性粘度可以为约0.3至约1.5分升每克(dl/gm)，特别是约0.45至约1.0dl/gm。聚碳酸酯通过凝胶渗透色谱法测得的重均分子量可以为约10,000至约200,000，特别是约20,000至约100,000。
共聚酯-聚碳酸酯树脂也可以通过界面聚合反应制备。除了使用二羧酸本身，可以使用酸的反应性衍生物，例如相应的酰卤，特别是二酰氯和二酰溴。因此，例如，代替使用间苯二甲酸、对苯二甲酸、或其混合物，可以使用间苯二甲酰二氯、对苯二甲酰二氯、及其混合物。
除了上述的聚碳酸酯以外，也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。如本申请所使用，“组合”包括所有的混合物、共混物、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(二羧酸亚烷基酯)、液晶聚酯、和聚酯共聚物。也可以使用其中结合支化剂的支化聚酯，所述支化剂例如，包含三个或更多个羟基基团的二醇或三官能或多官能的羧酸。而且，有时根据组合物最后的最终用途，需要在聚酯上包含各种浓度的酸和羟基端基。
在一种实施方式中，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(萘二酸乙二醇酯)(poly(ethylene naphthanoate))(PEN)、聚(萘二酸丁二醇酯)(PBN)、聚(对苯二甲酸丙二醇酯)(PPT)、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯(PCT)、以及包括前述聚酯中至少一种的组合。也可以使用上述聚酯与少量(例如，约0.5至约10重量％)源自脂族二酸和/或脂族多元醇的单元以制备共聚酯。
聚碳酸酯和聚酯的共混物可以包括1至99wt.％的聚碳酸酯和相应99至1wt.％的聚酯，特别是聚(对苯二甲酸亚烷基酯)。在一种实施方式中，共混物包括30至70wt.％的聚碳酸酯和相应70至30wt.％的聚酯。上述量基于聚碳酸酯树脂和聚酯树脂的总重量。
本发明的组合物通常包括40重量％或更多的基于聚碳酸酯的树脂。在一种实施方式中，本发明的组合物包括45至80wt％的基于聚碳酸酯的树脂。在另一种实施方式中，本发明的组合物包括50至70wt％的基于聚碳酸酯的树脂。
除了基于聚碳酸酯的树脂之外，本发明的组合物还包括聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。共聚物的聚硅氧烷嵌段包括式(8)的聚二有机基硅氧烷重复单元：
Figure BDA0000133285840000091
其中每次出现的R相同或不同，并且为C1-13一价有机基团。例如，R可以为C1-C13烷基基团、C1-C13烷氧基基团、C2-C13链烯基基团、C2-C13链烯氧基基团、C3-C6环烷基基团、C3-C6环烷氧基基团、C6-C14芳基基团、C6-C10芳氧基基团、C7-C13芳基烷基基团、C7-C13芳基烷氧基基团、C7-C13烷基芳基基团、或C7-C13烷基芳氧基基团。前述基团可以用氟、氯、溴、或碘、或其组合完全或部分卤化。前述R基团的组合可以用于相同的共聚物。
式(8)中d的值可以根据热塑性组合物中各组分的类型和相对量、组合物的所需性质等考量而广泛变化。通常，d的平均值可以为2至约1,000，特别为约2至约500，更特别为约5至约100。在一种实施方式中，d的平均值为约10至约75，而在又另一种实施方式中，d的平均值为约40至约60。当d是较低的值例如小于约40时，可以期望使用相对较大量的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。相反，当d是较大的值例如大于约40时，可以期望使用相对较低量的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。
可以使用第一和第二(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。
在一种实施方式中，聚二有机基硅氧烷嵌段表示为式(9)的重复结构单元：
其中d如上定义；R各自可以相同或不同，并且如上定义；Ar可以相同或不同，并且为取代或未取代的C6-C30亚芳基基团，其中键直接连接于芳族部分。式(9)中适宜的Ar基团可以源自C6-C30二羟基亚芳基化合物，例如以上式(3)、(4)、或(7)的二羟基亚芳基化合物。也可以使用包括前述二羟基亚芳基化合物中至少一种的组合。适宜的二羟基亚芳基化合物是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。也可以使用包括前述二羟基化合物中至少一种的组合。
这样的单元可以源自相应的式(10)的二羟基化合物：
Figure BDA0000133285840000101
其中Ar和d如上描述。这样的化合物进一步描述于Kress等人的美国专利4,746,701。式(10)的化合物可以通过二羟基亚芳基化合物与例如α，ω-双乙酰氧基聚二有机基硅氧烷在相转移条件下的反应获得。
在另一种实施方式中，聚二有机基硅氧烷嵌段包括式(11)的单元：
Figure BDA0000133285840000102
其中R如上描述，d-1为1至1000，每次出现的R1独立地为二价C1-C30亚烃基，并且其中聚合的聚硅氧烷单元是其相应二羟基化合物的反应剩余物。在特定的实施方式中，聚二有机基硅氧烷嵌段表示为式(12)的重复结构单元
Figure BDA0000133285840000103
其中R和d如上定义。式(12)中的R2是二价C2-C8脂族基团。式(12)中的各M可以相同或不同，并且可以为卤素、氰基、硝基、C1-C8烷基硫基、C1-C8烷基、C1-C8烷氧基、C2-C8链烯基、C2-C8链烯氧基基团、C3-C8环烷基、C3-C8环烷氧基、C6-C10芳基、C6-C10芳氧基、C7-C12芳基烷基、C7-C12芳基烷氧基、C7-C12烷基芳基、或C7-C12烷基芳氧基，其中n各自独立地为0、1、2、3、或4。
在一种实施方式中，M是溴或氯，烷基基团例如甲基、乙基、或丙基，烷氧基基团例如甲氧基、乙氧基、或丙氧基，或芳基基团例如苯基、氯苯基、或甲苯基；R2是二亚甲基、三亚甲基或四亚甲基基团；R是C1-8烷基，卤代烷基例如三氟丙基，氰基烷基，或芳基例如苯基、氯苯基或甲苯基。在另一种实施方式中，R是甲基、或甲基和三氟丙基的混合物、或甲基和苯基的混合物。在又另一种实施方式中，M是甲氧基，n是1，R2是二价C1-C3脂族基团，R是甲基。
式(12)的单元可以源自相应的二羟基聚二有机基硅氧烷(13)：
Figure BDA0000133285840000111
其中R、d、M、R2、和n如上描述。这样的二羟基聚硅氧烷可以通过进行式(14)的硅氧烷氢化物和脂族不饱和的一元酚之间的铂催化的加成反应制备
Figure BDA0000133285840000112
其中R和d如上定义。适宜的脂族不饱和的一元酚包括，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-甲基苯酚和2-烯丙基-4，6-二甲基苯酚。也可以使用包括前述物质中至少一种的混合物。
本发明的组合物包括1至20wt％的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。在一种实施方式中，本发明的组合物包括3至15wt％的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。在另一种实施方式中，本发明的组合物包括5至12wt％的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。
本发明的热塑性组合物还包括一种或多种抗冲改性剂组分以改善抗冲性。适宜的抗冲改性剂包括弹性体改性的接枝共聚物，其包括(i)弹性体(即，橡胶)聚合物基质，其Tg小于约10℃、更特别地小于约-10℃、或更特别地为约-40℃至-80℃，和(ii)接枝到弹性体聚合物基质的硬质聚合物接枝体(superstrate)。正如所知，弹性体改性的接枝共聚物可以通过以下过程制备：首先提供弹性体聚合物，然后使硬质相的组成单体在弹性体的存在下聚合以获得接枝共聚物。接枝物可以作为接枝分支或作为壳连接到弹性体芯上。壳可以仅物理包封芯，或者壳可以部分或基本上完全接枝于芯。
适宜用作弹性体相的材料包括，例如，共轭二烯橡胶；共轭二烯与小于约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)或乙烯-丙烯-二烯单体橡胶(EPDM)；乙烯-乙酸乙烯基酯橡胶；有机硅橡胶；弹性体(甲基)丙烯酸C1-8烷基酯；(甲基)丙烯酸C1-8烷基酯与丁二烯和/或苯乙烯的弹性体共聚物；或包括前述弹性体中至少一种的组合。
制备弹性体相的适宜的共轭二烯单体是式(15)的物质：
Figure BDA0000133285840000121
其中Xb各自独立地为氢、C1-C5烷基等。可以使用的共轭二烯单体的实例是丁二烯，异戊二烯，1，3-庚二烯，甲基-1，3-戊二烯，2，3-二甲基-1，3-丁二烯，2-乙基-1，3-戊二烯；1，3-己二烯和2，4-己二烯等，以及包括前述共轭二烯单体中至少一种的混合物。具体的共轭二烯均聚物包括聚丁二烯和聚异戊二烯。
也可以使用共轭二烯橡胶的共聚物，例如通过共轭二烯和一种或多种可与其共聚的单体的含水自由基乳液聚合反应制备的那些。适宜与共轭二烯共聚的单体包括含有稠芳环结构的单乙烯基芳族单体，例如乙烯基萘、乙烯基蒽等、或式(16)的单体：
Figure BDA0000133285840000122
其中Xc各自独立地为氢、C1-C12烷基、C3-C12环烷基、C6-C12芳基、C7-C12芳基烷基、C7-C12烷基芳基、C1-C12烷氧基、C3-C12环烷氧基、C6-C12芳氧基、氯、溴、或羟基，R是氢、C1-C5烷基、溴、或氯。可使用的适宜的单乙烯基芳族单体的实例包括苯乙烯、3-甲基苯乙烯、3，5-二乙基苯乙烯、4-正丙基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α-甲基乙烯基甲苯、α-氯苯乙烯、α-溴苯乙烯、二氯苯乙烯、二溴苯乙烯、四氯苯乙烯等，以及包括前述化合物中至少一种的组合。苯乙烯和/或α-甲基苯乙烯可以用作可与共轭二烯单体共聚的单体。
可以与共轭二烯共聚的其它单体是单乙烯基类单体例如衣康酸，丙烯酰胺，N-取代的丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺，马来酸酐，马来酰亚胺，N-烷基-、芳基-、或卤代芳基-取代的马来酰亚胺，(甲基)丙烯酸缩水甘油酯，和通式(17)的单体：
Figure BDA0000133285840000131
其中R是氢，C1-C5烷基，溴，或氯，而Xc是氰基、C1-C12烷氧基羰基、C1-C12芳氧基羰基、羟基羰基等。式(17)的单体的实例包括丙烯腈、乙基丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯丙烯腈、β-氯丙烯腈、α-溴丙烯腈、丙酸酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯等，以及包括前述单体中至少一种的组合。单体例如丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯、和丙烯酸2-乙基己酯通常用作可与共轭二烯单体共聚的单体。也可以使用前述单乙烯基单体和单乙烯基芳族单体的混合物。
适用作弹性体相的适宜的(甲基)丙烯酸酯单体可以是(甲基)丙烯酸C1-8烷基酯的交联的、颗粒状乳液均聚物或共聚物，所述(甲基)丙烯酸C1-8烷基酯特别是丙烯酸C4-6烷基酯，例如丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸2-乙基己酯等，以及包括前述单体中至少一种的组合。(甲基)丙烯酸C1-8烷基酯单体可以任选地以与至多15wt.％式(15)、(16)或(17)的共聚单体的混合物的形式聚合。示例性的共聚单体包括但不限于丁二烯、异戊二烯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸戊酯(penethyl(meth)acrylate)、N-环己基丙烯酰胺，乙烯基甲基醚或丙烯腈，以及包括前述共聚单体中至少一种的混合物。任选地，至多5wt.％多官能的交联共聚单体可以存在，例如二乙烯基苯，二(甲基)丙烯酸亚烷基二醇酯例如二丙烯酸二醇酯，三(甲基)丙烯酸亚烷基三醇酯，二(甲基)丙烯酸聚酯，二丙烯酰胺，氰脲酸三烯丙酯，异氰脲酸三烯丙酯，(甲基)丙烯酸烯丙酯，马来酸二烯丙酯，富马酸二烯丙酯，己二酸二烯丙酯，柠檬酸的三烯丙酯，磷酸的三烯丙酯等，以及包括前述交联剂中至少一种的组合。
弹性体相可以通过本体、乳液、悬浮、溶液或组合方法例如本体-悬浮、乳液-本体、本体-溶液或其它技术，使用连续、半间歇、或间歇法聚合。弹性体基质的粒度不是关键的。例如，约0.001至约25微米、特别是约0.01至约15微米、或甚至更特别是约0.1至约8微米的平均粒度可以用于基于乳液的聚合的橡胶晶格。约0.5至约10微米、特别是约0.6至约1.5微米的粒度可以用于本体聚合的橡胶基质。粒度可以通过单一光透射方法(simplelight transmission method)或毛细管流体动力性色谱法(CHDF)测量。弹性体相可以是颗粒状的、适度交联的共轭丁二烯或丙烯酸C4-6烷基酯橡胶，并且凝胶含量可以大于70％。也适宜的是丁二烯与苯乙烯和/或C4-6丙烯酸烷基酯橡胶的混合物。
弹性体相可以提供约5至约95wt.％的全部接枝共聚物，更特别为约20至约90wt.％，甚至更特别为约40至约85wt.％的弹性体改性的接枝共聚物，剩余物为硬质接枝相。
弹性体改性的接枝共聚物的硬质相可以通过使包含单乙烯基芳族单体和任选的一种或多种共聚单体的混合物在一种或多种弹性体聚合物基质的存在下接枝聚合反应形成。上述式(16)的单乙烯基芳族单体可以用于硬质接枝相，包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、卤代苯乙烯类例如二溴苯乙烯、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，或包括前述单乙烯基芳族单体中至少一种的组合。适宜的共聚单体包括，例如，上述单乙烯基类单体和/或通式(17)的单体。在一种实施方式中，R是氢或C1-C2烷基，Xc是氰基或C1-C12烷氧基羰基。用于硬质相的适宜的共聚单体的具体实例包括丙烯腈、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，以及包括前述共聚单体中至少一种的组合。
硬质接枝相中单乙烯基芳族单体与共聚单体的相对比率可以根据弹性体基质的类型、单乙烯基芳族单体的类型、共聚单体的类型、和抗冲改性剂的所需性质而广泛变化。硬质相通常可以包含至多100wt.％的单乙烯基芳族单体、特别是约30至约100wt.％、更特别是约50至约90wt.％的单乙烯基芳族单体，其余的为共聚单体。
根据弹性体-改性的聚合物的存在量，未接枝的硬质聚合物或共聚物中的单独的基质或连续相可以与弹性体-改性的接枝共聚物同时获得。通常，这样的抗冲改性剂包含约40至约95wt.％的弹性体-改性的接枝共聚物和约5至约65wt.％的接枝(共)聚合物，基于抗冲改性剂的总重量。在另一种实施方式中，这样的抗冲改性剂包含约50至约85wt.％、更特别是约75至约85wt.％的橡胶-改性的接枝共聚物，以及约15至约50wt.％、更特别是约15至约25wt.％的接枝(共)聚合物，基于抗冲改性剂的总重量。
另一种具体类型的弹性体-改性的抗冲改性剂包括源自以下单体的结构单元：至少一种有机硅橡胶单体，具有式H2C＝C(Rd)C(O)OCH2CH2Re的支化丙烯酸酯橡胶单体，其中Rd是氢或C1-C8线性或支化的烃基基团，而Re是支化的C3-C16烃基基团；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。有机硅橡胶单体可以包括单独形式或组合形式的以下物质：例如，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。
示例性的支化丙烯酸酯橡胶单体包括单独形式或组合形式的以下物质：丙烯酸异辛酯、丙烯酸6-甲基辛酯、丙烯酸7-甲基辛酯、丙烯酸6-甲基庚酯等。可聚合的含链烯基的有机物质可以是单独形式或组合形式的以下物质：例如，式(16)或(17)的单体，例如，苯乙烯，α-甲基苯乙烯，丙烯腈，甲基丙烯腈，或未支化的(甲基)丙烯酸酯例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯等。
至少一种第一接枝连接单体可以是单独形式或组合形式的以下物质：(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-巯基丙基)三甲氧基硅烷。至少一种第二接枝连接单体是单独形式或组合形式的包含至少一个烯丙基基团的多烯键式不饱和化合物，例如甲基丙烯酸烯丙酯、氰脲酸三烯丙酯、或异氰脲酸三烯丙酯。
有机硅-丙烯酸酯抗冲改性剂组合物可以通过乳液聚合反应制备，其中，例如至少一种有机硅橡胶单体与至少一种第一接枝连接单体在约30℃至约110℃的温度在表面活性剂例如十二烷基苯磺酸的存在下反应形成有机硅橡胶胶乳。可替换地，环状硅氧烷例如环状八甲基四硅氧烷和正硅酸四乙氧基酯可以与第一接枝连接单体例如(γ-甲基丙烯酰氧基丙基)甲基二甲氧基硅烷反应得到平均粒度为约100纳米至约2微米的有机硅橡胶。至少一种支化的丙烯酸酯橡胶单体然后与有机硅橡胶颗粒任选地在交联单体例如甲基丙烯酸烯丙酯的存在下在产生自由基的聚合催化剂例如过氧苯甲酰的存在下聚合。该胶乳然后与可聚合的含链烯基的有机物质和第二接枝连接单体反应。接枝有机硅-丙烯酸酯橡胶混合物的胶乳颗粒可以通过凝结(通过使用凝结剂处理)与水相分离并干燥至微细粉末以得到有机硅-丙烯酸酯橡胶抗冲改性剂组合物。该方法通常可以用于制备粒度为约100纳米至约2微米的有机硅-丙烯酸酯抗冲改性剂。
已知用于形成前述弹性体-改性的接枝共聚物的方法包括本体、乳液、悬浮、溶液法或组合方法例如本体-悬浮、乳液-本体、本体-溶液或其它技术，其使用连续、半间歇、或间歇法。
在一种实施方式中，上述类型的抗冲改性剂通过不含碱性物质的乳液聚合法制备，所述碱性物质例如C6-30脂肪酸的碱金属盐，如硬脂酸钠、硬脂酸锂、油酸钠、油酸钾等，碱金属的碳酸盐，胺例如十二烷基二甲基胺、十二烷基胺等，和胺的铵盐。这样的物质通常用作乳液聚合反应的表面活性剂，并且可以催化聚碳酸酯的酯交换和/或降解反应。相反，离子硫酸盐、磺酸盐或磷酸盐表面活性剂可以用于制备抗冲改性剂，特别是抗冲改性剂的弹性体基质部分。适宜的表面活性剂包括，例如，C1-22烷基或C7-25烷基芳基磺酸盐，C1-22烷基或C7-25烷基芳基硫酸盐，C1-22烷基或C7-25烷基芳基磷酸盐，取代的硅酸盐，及其混合物。具体的表面活性剂是C6-16烷基磺酸盐、特别是C8-12烷基磺酸盐。在实践中，可以使用上述抗冲改性剂中任一种，条件是其不含脂肪酸的碱金属盐、碱金属的碳酸盐和其它碱性物质。
这种类型的具体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，其中丁二烯基质使用上述磺酸盐、硫酸盐、或磷酸盐作为表面活性剂而制备。除了ABS和MBS之外的弹性体-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)。
用于组合物的抗冲改性剂的量可以根据抗冲改性剂的类型以及抗冲改性剂是单一组分还是多组分而变化。在一种实施方式中，抗冲改性剂的使用量为1至15wt％。在可替换的实施方式中，抗冲改性剂的使用量为2至10wt％。
本发明的组合物也包括无机填料。适宜的填料包括，例如，纤维，如石棉、碳纤维等；硅酸盐和二氧化硅粉末，如硅酸铝(富铝红柱石)，合成硅酸钙，硅酸锆，熔凝硅石，结晶硅石，石墨，天然硅砂等；硼粉末例如氮化硼粉末，硼-硅酸盐粉末等；氧化铝；氧化镁(镁氧)；硫酸钙(作为其无水物、二水合物或三水合物)；碳酸钙例如白垩、石灰石、大理石，合成沉淀的碳酸钙等；滑石，包括纤维状、模块状(modular)、针状、薄片状滑石等；硅灰石；表面处理的硅灰石；玻璃球例如空心和实心玻璃球，硅酸盐球，空心煤胞，硅铝酸盐(armospheres)等；高岭土，包括硬高岭土、软高岭土、煅烧高岭土、包括本领域已知的各种涂层以促进与聚合物基质树脂的相容性的高岭土等；单晶纤维或“晶须”例如碳化硅、氧化铝、碳化硼、铁、镍、铜等；玻璃纤维(包括连续和短切纤维)，例如E、A、C、ECR、R、S、D、和NE玻璃和石英等；硫化物例如硫化钼，硫化锌等；钡化合物例如钛酸钡，铁酸钡，硫酸钡，重晶石等；金属和金属氧化物例如颗粒状或纤维状铝、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，例如短无机纤维如源自包括下列物质中至少已知的共混物的那些：硅酸铝、氧化铝、氧化镁、和硫酸钙半水合物等；天然填料和增强物质，例如通过将木材研磨成粉得到的木粉，纤维产品例如纤维素、棉花、剑麻、黄麻、淀粉、软木粉、木质素、研碎花生壳(ground nut shells)、玉米、稻壳等；由能够形成纤维的有机聚合物形成的增强有机纤维填料，例如聚(醚酮)、聚酰亚胺、聚苯并
Figure BDA0000133285840000171
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(乙烯基醇)等；以及另外的填料和增强剂例如云母，粘土，长石，烟道尘，伊利石(fillite)，石英，石英岩，珍珠岩，硅藻土，硅藻土，炭黑等，或包括前述填料或增强剂中至少一种的组合。
填料和增强剂可以涂布有金属材料的层以增进导电性，或用硅烷进行表面处理以改善与聚合物基质树脂的粘合性和分散性。而且，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：例如共编织或芯/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他方法。适宜的共编织结构包括，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、和芳族聚酰亚胺纤维-玻璃纤维等。纤维填料可以提供为以下形式，例如，粗纱，织造纤维增强材料，例如0-90度织物等；非织造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)、纸和毡等；或三维增强材料例如编织物。
在其它特定的实施方式中，非玻璃填料是矿物填料。示例性的矿物填料包括碳酸钙，例如白垩、石灰石、大理石，合成沉淀的碳酸钙等；滑石，包括纤维状、模块状、针状、薄片状滑石等；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、包括本领域已知的各种涂层以促进与聚合物基质树脂的相容性的高岭土等；云母，粘土，炭黑等，或其组合。
当包括矿物填料时，组合物可以包括酸或酸式盐。在一种实施方式中，酸或酸式盐是无机酸或无机酸盐。在一种实施方式中，酸是包括含磷有氧酸的酸。在一种实施方式中，含磷有氧酸是通式(18)的多质子含磷有氧酸：
Hm Pt On    (18)
其中m和n各自为2或更大，t为1或更大。式(18)的酸的实例包括但不限于由下式表示的酸：H3PO4、H3PO3、和H3PO2。其它示例性的酸包括磷酸、亚磷酸、次磷酸、连二磷酸、次膦酸、膦酸、偏磷酸、六偏磷酸、硫代磷酸、氟磷酸、二氟磷酸、氟亚磷酸、二氟亚磷酸、氟次磷酸和氟连二磷酸。可替换地，可以使用酸和酸式盐，例如，硫酸、亚硫酸盐、磷酸一氢锌、磷酸一氢钙、焦磷酸钠、磷酸二氢钠等。选择酸或酸式盐，使得其可以有效地与矿物填料组合以在聚碳酸酯或聚碳酸酯共混物中产生协同效应和性质(例如流动性和冲击性)的平衡。
在特定的实施方式中，矿物填料是滑石。通常，滑石可以呈任何形状，包括纤维状、模块状、针状、或薄片状。在选择的实施方式中，滑石可以用硅烷进行表面处理以改善与聚合物基质树脂的粘合性和分散性。也可以同时包括酸和滑石。在这样的实施方式中，酸与滑石的重量比、或酸：滑石重量比可以为约0.001至约0.04。
无机填料的量可以部分根据使用的填料的量、使用的填料的类型、和所选的组合物的性质变化。通常，在一种实施方式中，填料的总量为组合物总重量的10至40wt％。在可替换的实施方式中，填料为组合物总重量的15至30wt％。
本发明的组合物也包括流动促进剂。在一种实施方式中，流动促进剂是脂环族烃树脂。不受理论限制，似乎脂环族烃树脂不仅用作流动促进剂，但是出乎意料地其也用作组合物的填料和其它树脂之间的增容剂，这提供了物理性质的平衡。特别有用的是源自不饱和C5至C9单体的低分子量烃树脂。非限制性实例包括环状烯烃和二烯烃，例如环戊烯、环戊二烯、环己烯、环己二烯、甲基环戊二烯等；和环状二烯烃，例如，二环戊二烯、甲基环戊二烯二聚物等。树脂可以另外是部分或完全氢化的。示例性的商业低分子量烃树脂可以包括下列物质：烃树脂，以商标
Figure BDA0000133285840000191
购自Eastman Chemical；基于C9单体的完全氢化的脂环族烃树脂，以商标
Figure BDA0000133285840000192
购自ArakawaChemical Inc.，并且根据软化点作为
Figure BDA0000133285840000193
P140、P125、P115、P100、P90、P70出售，或部分氢化的烃树脂，作为
Figure BDA0000133285840000194
M135、M115、M100和M90出售；完全或部分氢化的烃树脂，以商标
Figure BDA0000133285840000195
购自Eastman Chemical，并且根据软化点作为
Figure BDA0000133285840000196
R1100、S1100、R1125、R1090和R1010出售，或部分氢化的烃树脂，作为
Figure BDA0000133285840000197
R7100、R9100、S5100和S7125出售；基于C5、C9原料及其混合物的烃树脂，以商标
Figure BDA0000133285840000198
购自ExxonChemical，作为
Figure BDA0000133285840000199
1000、2000和5000系列出售，或者基于环状和C9单体、任选地氢化的烃树脂，作为
Figure BDA00001332858400001910
5300、5400和5600系列出售。
在特定的实施方式中，使用脂环族饱和烃树脂。这样的树脂以商业名称ArkonTM购自Arakawa Chemical Industries，Ltd。该树脂的数均分子量为约1150。其可以是无嗅和无色的，具有良好的耐候性，和与嵌段橡胶的良好的相容性。
流动促进剂的量可以部分根据使用的填料的类型和所选的组合物的性质变化。通常，在一种实施方式中，流动促进剂的总量为组合物总重量的1至10wt％。在可替换的实施方式中，流动促进剂为组合物总重量的2至8wt％。
本发明的组合物还包括含磷阻燃剂，例如有机磷酸酯和/或含有磷-氮键的有机化合物。
一种类型的示例性的有机磷酸酯是式(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是芳族基团。G基团中的两个可以连接在一起而得到环状基团，例如，二苯基季戊四醇二磷酸酯，其由Axelrod描述于美国专利4,154,775。其它适宜的芳族磷酸酯可以是，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。具体的芳族磷酸酯是其中G各自为芳族基团的磷酸酯，例如，磷酸三苯基酯、磷酸三甲苯基酯、异丙基化的磷酸三苯基酯等。
也可以适宜二官能或多官能的芳族含磷化合物，例如，下式的化合物：
Figure BDA0000133285840000201
其中G1各自独立地为包含1至30个碳原子的烃基；G2各自独立地为包含1至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至4，n为1至30。适宜的二官能或多官能的芳族含磷化合物的实例包括间苯二酚四苯基二磷酸酯(RDP)，对苯二酚的二(二苯基)磷酸酯和双酚-A的二(二苯基)磷酸酯，它们各自的低聚和聚合配对物等。制备前述二官能或多官能的芳族化合物的方法描述于英国专利2,043,083。
示例性的适宜的含磷-氮键的阻燃化合物包括磷腈氯化物、磷酯酰胺，磷酸酰胺、膦酸酰胺、次膦酸酰胺、三(吖丙啶基)氧化膦。有机含磷阻燃剂的存在量通常为0.5至20重量份，基于100重量份的全部组合物(不包括任何填料)。
热塑性组合物可以基本上不含氯和溴，特别是氯和溴阻燃剂。如本申请所使用，“基本上不含氯和溴”是指在不有意添加氯、溴、和/或含氯或溴的物质的情况下制备的物质。但是应该理解的是，在加工多种产物的设备中，可能发生一定量的交叉污染，导致溴和/或氯含量通常在重量份每百万重量份的数量级上。基于该理解，容易明白的是，基本上不含溴和氯可以定义为其溴和/或氯含量小于或等于100重量份每百万重量份(ppm)、小于或等于75ppm、或小于或等于50ppm。当这一定义应用于阻燃剂时，其基于阻燃剂的总重量。当这一定义应用于热塑性组合物时，其基于聚碳酸酯、聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物、抗冲改性剂、阻燃剂、和无机填料的总重量。
任选地，也可以使用无机阻燃剂，例如磺酸盐如全氟丁烷磺酸钾(Rimar盐)和二苯砜磺酸钾；通过使如碱金属或碱土金属反应形成的盐(优选为锂盐、钠盐、钾盐、镁盐、钙盐和钡盐)，以及无机酸复盐(例如，氧-阴离子盐)，如碳酸的碱金属和碱土金属盐如Na2CO3、K2CO3、MgCO3、CaCO3、BaCO3、和BaCO3或氟-阴离子复盐如Li3AlF6、BaSiF6、KBF4、K3AlF6、KAlF4、K2SiF6、和/或Na3AlF6等。当存在时，无机阻燃剂盐的存在量通常为0.01至1.0重量份，更特别为0.05至0.5重量份，基于100重量份的聚碳酸酯树脂、抗冲改性剂、聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物、含磷阻燃剂、和不锈钢纤维。
添加到本发明的热塑性组合物中的阻燃剂的量可以基于所选的热塑性组合物以及由这些组合物制备的模塑制品的性质。其它因素包括使用的热塑性树脂的量和/或类型，使用的阻燃剂的量和/或类型，使用的无机物量和/或类型，使用的流动促进剂的量和/或类型，和/或热塑性组合物中其它组分的量和存在。在一种实施方式中，阻燃剂的存在量为3至20wt.％。在另一种实施方式中，阻燃剂的存在量为5至15wt.％。
本发明的热塑性组合物的模塑样品的阻燃性是优越的。在测量阻燃性的一方面，UL94标准利用V0或V1的等级，其中V0的等级优于V1。使用该标准，热塑性组合物形成具有给定厚度的模塑制品。制品越薄，越难达到V0或V1的等级。在一种实施方式中，热塑性组合物的模塑样品能够在1.5mm(±10％)的厚度达到UL94V0或V1等级。在另一种实施方式中，热塑性组合物的模塑样品能够在1.2mm(±10％)的厚度达到UL94V0或V1等级。在又另一种实施方式中，热塑性组合物的模塑样品能够在1.0mm(±10％)的厚度达到UL94V0或V1等级。再在另一种实施方式中，热塑性组合物的模塑样品能够在0.8mm(±10％)的厚度达到UL94V0或V1等级。
在可替换的实施方式中，本发明的组合物可以包括抗滴剂。可用的抗滴剂的实例包括，例如形成原纤维或非形成原纤维的含氟聚合物例如聚四氟乙烯(PTFE)。抗滴剂可以由如上所述的硬质共聚物例如SAN包封。包封在SAN中的PTFE称为TSAN。包封的含氟聚合物可以通过使包封聚合物在含氟聚合物的存在下，例如，在含水分散体中聚合而制备。TSAN可以提供优于PTFE的显著优点，是因为TSAN可以较容易地分散在组合物中。适宜的TSAN可以包含，例如，约50wt.％的PTFE和约50wt.％的SAN，基于包封的含氟聚合物的总重量。SAN可以包含，例如，约75wt.％的苯乙烯和约25wt.％的丙烯腈，基于共聚物的总重量。可替换地，含氟聚合物可用以某些方式与第二聚合物例如芳族聚碳酸酯树脂或SAN预共混从而形成用作抗滴剂的凝聚物质。任一方法可以用于制备包封的含氟聚合物。抗滴剂的使用量通常为0.1至2wt％，基于100重量份的整个组合物。在可替换的实施方式中，抗滴剂的使用量为0.25至1wt％。
热塑性组合物也可以包括常规引入到该类型树脂组合物的各种添加剂，条件是优选地选择这些添加剂使得它们不会显著地不利影响热塑性组合物的所需性质。可以使用添加剂的混合物。这些添加剂可以在混合形成组合物的各组分的过程中的合适时间混合。可以包含在本发明中的添加剂的实例包括但不限于，热稳定剂、加工稳定剂、抗氧化剂、光稳定剂、增塑剂、抗静电剂、脱模剂、UV吸收剂、润滑剂、颜料、染料、着色剂，或者一种或多种前述添加剂的组合。
适宜的抗氧化剂添加剂包括：例如，有机亚磷酸酯如三(壬基苯基)亚磷酸酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯等；烷基化一元酚或多元酚；多元酚与二烯的烷基化反应产物，如四[亚甲基(3，5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸基)]甲烷(tetrakis[methylene(3，5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamate)]methane)等；对甲酚或二环戊二烯的丁基化反应产物；烷基化对苯二酚；羟基化硫代二苯醚；烷叉双酚；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；硫代烷基或硫代芳基化合物的酯诸如二硬脂基硫代丙酸酯、二月桂基硫代丙酸酯、二(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、四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)]丙酸季戊四醇酯等的酯；β-(3，5-二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸等的酰胺，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0.01至0.5重量份，基于100重量份的全部组合物(不包括任何填料)。
适宜的热稳定添加剂包括：例如，有机亚磷酸酯如亚磷酸三苯酯、三(2，6-二甲基苯基)亚磷酸酯、三(混合的单-和二-壬基苯基)亚磷酸酯等；膦酸酯如二甲基苯膦酸酯等；磷酸酯如磷酸三甲基酯等，或者含有至少一种前述热稳定剂的组合。热稳定剂的用量通常为0.01至0.5重量份，基于100重量份的全部组合物(不包括任何填料)。
也可以使用光稳定剂和/或紫外线(UV)吸收添加剂。适宜的光稳定剂添加剂包括，例如，苯并三唑类如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-正辛基二苯甲酮等，或者含有至少一种前述光稳定剂的组合。光稳定剂的用量通常为0.1至1.0重量份，基于100重量份的全部组合物(不包括任何填料)。
适宜的UV吸收添加剂包括例如羟基二苯甲酮类；羟基苯并三唑类；羟基苯并三嗪类；氰基丙烯酸酯类；草酰二苯胺类；苯并
Figure BDA0000133285840000231
嗪酮类；2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚(CYASORBTM 5411)；2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(CYASORBTM 531)；2-[4，6-双(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)苯酚(CYASORBTM 1164)；2，2’-(1，4-亚苯基)双(4H-3，1-苯并
Figure BDA0000133285840000232
嗪-4-酮)(CYASORBTM UV-3638)；1，3-双[(2-氰基-3，3-二苯基丙烯酰基)氧基]-2，2-双[[(2-氰基-3，3-二苯基丙烯酰基)氧基]甲基]丙烷(UVINULTM 3030)；2，2’-(1，4-亚苯基)双(4H-3，1-苯并
Figure BDA0000133285840000233
嗪-4-酮)；1，3-双[(2-氰基-3，3-二苯基丙烯酰基)氧基]-2，2-双[[(2-氰基-3，3-二苯基丙烯酰基)氧基]甲基]丙烷；纳米尺寸的无机材料，例如氧化钛、氧化铈和氧化锌，所有这些的粒度小于100纳米；等等；或含至少一种前述UV吸收剂的组合。UV吸收剂的用量通常为约0.1至约1重量份，基于100重量份的全部组合物(不包括任何填料)。
也可以使用增塑剂、润滑剂、和/或脱模剂添加剂。在这些类型的材料之间存在相当多的交叠，这包括，例如，邻苯二甲酸酯例如二辛基-4，5-环氧基-六氢邻苯二甲酸酯；三-(辛氧基羰基乙基)异氰脲酸酯；三硬脂酸甘油酯；二官能或多官能的芳族磷酸酯例如间苯二酚四苯基二磷酸酯(RDP)，对苯二酚的二(二苯基)磷酸酯和双酚-A的二(二苯基)磷酸酯；聚-α-烯烃；环氧化的大豆油；有机硅，包括硅油；酯，例如，脂肪酸酯如硬脂酸烷基酯，例如，硬脂酸甲酯；硬脂酸十八烷基酯，季戊四醇四硬脂酸酯等；硬脂酸甲酯与亲水和疏水非离子型表面活性剂(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，在合适溶剂内的硬脂酸甲酯和聚乙二醇-聚丙二醇共聚物；蜡例如蜂蜡、褐煤蜡、石蜡等。这样的物质的使用量通常为约0.5至约3重量份，基于100重量份的全部组合物(不包括任何填料)。
术语“抗静电剂”是指可以加工成聚合物树脂和/或喷射到材料或制品上以改善导电性质和总的物理性能的单体、低聚、或聚合材料。单体抗静电剂的实例包括单硬脂酸甘油酯，二硬脂酸甘油酯，三硬脂酸甘油酯，乙氧基化的胺，伯胺、仲胺和叔胺，乙氧基化的醇，硫酸烷基酯，硫酸烷基芳基酯，磷酸烷基酯，烷基胺硫酸酯，烷基磺酸盐例如十八烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠等，季铵盐，季铵树脂，咪唑啉衍生物，山梨聚糖酯，乙醇酰胺，甜菜碱等，或包括前述单体抗静电剂中至少一种的组合。
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，其各自包含聚亚烷基二醇部分，聚亚烷基氧化物单元例如聚乙二醇，聚丙二醇，聚四亚甲基二醇等。这样的聚合物抗静电剂可商购自，例如，PelestatTM 6321(Sanyo)、PebaxTM H1657(Atofina)、和IrgastatTM P18和P22(Ciba-Geigy)。其它可用作抗静电剂的聚合物材料是本身导电的聚合物例如聚苯胺(可作为
Figure BDA0000133285840000241
商购自Panipol)、聚吡咯和聚噻吩(可商购自Bayer)，它们在升高的温度下熔融加工之后可以保留一些它们的固有电导率。在一种实施方式中，碳纤维、碳纳米纤维、碳纳米管、炭黑、或前述物质中任何组合可以用于含化学抗静电剂的聚合物树脂以使组合物呈现静电耗散的性质。抗静电剂的使用量通常为约0.1至约3重量份，基于100重量份的全部组合物(不包括任何填料)。
着色剂例如颜料和/或染料添加剂也可以存在。适宜的颜料包括例如无机颜料，例如金属氧化物和混合的金属氧化物如氧化锌、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、喹吖啶酮、苝、萘四羧酸、黄烷士酮、异吲哚啉酮、四氯异吲哚啉酮、蒽醌、蒽嵌蒽二醌、二
Figure BDA0000133285840000242
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。任何颜料的用量通常为约1至约10重量份，基于100重量份的组合物(不包括任何填料)。
适宜的染料通常为有机材料并且包括，例如，香豆素染料如香豆素460(蓝)、香豆素6(绿)，尼罗红等；镧系络合物；烃和取代的烃染料；多环芳烃染料；闪烁染料如
Figure BDA0000133285840000243
唑或
Figure BDA0000133285840000244
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；阴丹酮染料；酞菁染料；
Figure BDA0000133285840000251
嗪染料；喹诺酮(carbostyryl)染料；萘四羧酸染料；二(苯乙烯基)联苯染料；卟啉染料；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；重氮盐染料；硝基染料；醌亚胺染料；氨基酮染料；四唑
Figure BDA0000133285840000252
染料；噻唑染料；苝染料；苝酮染料；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；发光染料，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-
Figure BDA0000133285840000253
二唑；2，5-二-(4-联苯基)-1，3，4-
Figure BDA0000133285840000254
二唑；2，5-二(4-联苯基)-
Figure BDA0000133285840000255
唑；2，2′-二甲基-对-四联苯(quaterphenyl)；2，2-二甲基-对-三联苯(terphenyl)；3，5，3″″，5″″-四-叔丁基-对-五联苯(quinquephenyl)；2，5-二苯基呋喃；2，5-二苯基
Figure BDA0000133285840000256
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’-二苯并硫代三羰花青碘化物；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-7-二乙基亚氨基吩
Figure BDA0000133285840000257
嗪高氯酸盐；2-(1-萘基)-5-苯基唑；2，2′-对-亚苯基-二(5-苯基
Figure BDA0000133285840000259
唑)；若丹明700；若丹明800；芘；1，2-苯并菲(chrysene)；红荧烯；晕苯等，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至约5重量份，基于100重量份的全部组合物(不包括任何填料)。
热塑性组合物可以通过本领域通常已知的方法制备，例如，在一种实施方式中，以一种加工的方式，粉末状的聚碳酸酯树脂、聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物、无机填料、抗冲改性剂、阻燃剂和其它任选的组分首先任选地与填料在HenschelTM高速混合机中共混。包括但不限于手动混合的其它低剪切工艺也可以完成该共混。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，可以通过侧填充机(sidestuffer)在进料喉和/或下游直接注入到挤出机，将一种或多种组分加入到组合物中。这样的添加剂也可以与所需聚合物树脂混配到母料中并进料到挤出机。通常在比引起聚合物流动所必需的温度高的温度下操作挤出机。将挤出物在水浴中立即骤冷，然后造粒。当切割挤出物时根据需要，所制备的粒料可以为1/4英寸长或者更小。该粒料可以用于后续的模塑、成形或成型。
在一些实施方式中，本申请描述的本发明的热塑性组合物的物理性质包括缺口伊佐德冲击(NII)，其在一种实施方式中为40至200焦耳每米(J/m)，在另一种实施方式中为70至150J/m。缺口伊佐德冲击(NII)数据根据ASTMD256获得并且在室温以J/m和％延性计而测得。伊佐德冲击强度ASTM D256(ISO 180)(‘NII’)用于比较塑料材料的抗冲性。百分比延性使用1/8英寸(3.2mm)测试条在室温使用冲击能量和断裂表面的应力变白确定。通常，应力变白可以指示延性断裂的模式；相反地，缺乏应力变白可以指示脆性断裂的模式。测试10个测试条，百分比延性表示为表现出延性断裂模式的冲击测试条的百分比。延性容易随温度降低而降低，延性转变温度是在该处％延性低于50％的温度。
如上讨论，阻燃性可以使用一种或多种UL 94测试测量。薄壁制品在UL 94测试中展现出特定的问题，因为适用于制造薄壁制品的组合物由于使用流动促进剂而往往具有较高的流动性。但是，如上讨论，很多流动促进剂是基于烃的，这将干扰阻燃性。根据本发明适用于制备多种制品的热塑性组合物根据ISO 11443测量的在270℃/1500sec-1的熔体粘度将通常为185帕-秒或更少。
拉伸测试根据ASTM D638进行。将类型I拉伸测试条样本置于拉伸测试机器的夹具中，然后拉伸直至断裂。测试速度为5mm/min。
热形变温度(HDT)数据在1.82MPa在6.4mm测试条上根据ASTM D648测量。HDT是对当提供载荷时材料能够在升高的温度进行较短的时间的能力的有关量度。该测试测量温度对刚度的影响：给定标准测试样本限定的表面应力并使温度以均一的速率增加。本发明的热塑性组合物根据ASTMD648的热形变温度(HDT)为85℃或更高。
挠曲模量用于指示当弯曲时材料的刚度。挠曲模量数据使用3.2mmx12.7mmx125mm测试条根据ASTM D790测量。该测试测量了使测试条在三点载荷条件下弯曲所需的力，并且用于选择将在不挠曲的情况下提供载荷的组合物。本发明的热塑性组合物的挠曲模量为3800至8000MPa。
也提供了包含本发明热塑性组合物的成形、成型、或模塑制品。聚碳酸酯组合物可以通过各种方法例如注塑、挤出、滚塑、吹塑和热成型模塑为有用的成形制品，从而形成制品，例如，计算机和商业机器外壳(如检测器的外壳)，手握式电子设备外壳例如手机和数码相机的外壳，固定的电围栏例如出口记号，增湿器外壳和HVAC(热通风和空气调节)外壳，电连接器，和照明设备的部件，装饰物，家用器具，屋顶，温室，花房(sun rooms)，游泳池围栏等。
本领域技术人员也将理解，常用的固化和表面改性方法包括但不限于热定形，压花(texturing)，轧花，电晕处理，火焰处理，等离子体处理和真空沉积，这些方法可以进一步施用于以上制品以改变表面外观并赋予制品另外的功能。
实施例
聚碳酸酯组合物通过以下非限制性实施例进一步说明，这些实施例基于以下组分：
PC-1：通过界面法制备的低流动BPA聚碳酸酯聚合物树脂，其相对于聚碳酸酯标样的Mw为约29,600道尔顿。
PC-2：通过界面法制备的高流动BPA聚碳酸酯聚合物树脂，其相对于聚碳酸酯标样的Mw为约21,700道尔顿。
PC-Si：BPA聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物，其包含约20重量％的硅氧烷、80重量％的BPA，以PCP封端。
使用的HRG是高橡胶接枝乳液聚合的ABS，其包括9.6-12.6wt％的丙烯腈和37-40wt％的接枝到49-51wt％聚丁二烯的苯乙烯，其交联密度为43-55％。
使用的MBS是甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，商业名称为EXL2691A，购自Rohm&Hass。
ABS：SABIC IP的本体ABS。该物质的丁二烯含量通常为17％，剩余的包含苯乙烯和丙烯腈。也可以使用具有不同丁二烯、苯乙烯和丙烯腈含量的各种其它形式的ABS。
FP：使用的流动促进剂是低分子量烃树脂，Mn＝1150，商业名称为ArkonTM P-125，购自Arakawa Chemical Industries，Ltd.。
使用的填料如下：
滑石：平均粒度为1.8微米，商业名称为R7，购自Luzenac；平均粒度为1.1微米，商业名称为Jettfine 3CA，购自Luzenac.。
硅灰石：平均粒度为4.5微米，商业名称为NYGLOS 4W10992，购自NYCO Minerals Inc.。
使用的阻燃剂(FR)为双酚-A二(二苯基磷酸酯)(BPADP)。
玻璃纤维：商业名称415A-14C，购自Owens Corning(China)investmentCo.，Ltd。
通用聚苯乙烯：商业名称G440K，购自Japan Polystyrene Inc。
SAN：高流动聚(苯乙烯-丙烯腈)，购自SABIC Innovative Plastics。
这些制剂全部包含SAN包封的PTFE标准抗氧化剂。
以下实施例显示的各组分(重量份)也包括0.15wt.％的脱模剂(PETS)、0.08％的热稳定剂(Irganox 1076)和0.08％的热稳定剂(Irgaphos 168)，并且通过将所列组分合并和将它们在Toshiba双螺杆挤出机上使用260℃和400rpm的标准熔融温度熔融挤出而制备。测试全部根据ASTM或ISO标准进行，在各测试中参考以下。
Figure BDA0000133285840000281
可燃性测试按照题为“塑料材料的可燃性测试，UL 94”的保险业实验室公报94的过程进行，其通过参考并入本申请。根据该过程，基于5个样品获得的测试结果，将材料分类为UL94V0、UL94V1或UL94V2。根据UL94的这些可燃性分类中每一个的过程和标准简要地如下：
过程：每个厚度测试总共10个样本(5个一组，一共2组)。每个厚度的5个样本在23℃、50％相对湿度调节48小时之后进行测试。每个厚度的其它5个样本在70℃调节7天之后进行测试。对于可燃性测试，安装测试条使其长轴竖直。固定样本，使得其较低端高于本生燃烧器管9.5mm。将蓝色19mm高的火焰施用于样本的较低边缘的中心达10秒。记录直至测试条的燃烧停止的时间。如果燃烧停止，再次施用火焰另外10秒。再次，记录直至测试条的燃烧停止的时间。如果样本使颗粒滴下，将使这些降落到置于样本以下305mm处的未处理的药棉的层上。
根据UL94的可燃性分类的标准：
Figure BDA0000133285840000291
表1显示了，在组合物中使用HRG或MBS作为抗冲改性剂，同时添加15wt％滑石以增加刚度的情况下，存在较高的熔体粘度(#1、#3)，这表明填充材料的加工性降低。但是，可以看出，当添加5wt％的ARKON P-125作为流动促进剂时，熔体粘度可显著降低(#2、#4)，并且冲击强度可改善，同时保持了高模量和极薄壁V0性能。另外，对于所有的实施例，HDT都高于85℃。
表1
  描述 单位   #1   #2   #3   #4
  PC-1 ％   35.328   32.828   35.328   32.828
  PC-2 ％   25.912   23.412   25.912   23.412
  PC-Si ％   8   8   8   8
  HRG ％   2.5   2.5
  MBS ％   2.5   2.5
  滑石 ％   15   15   15   15
  其它 ％   0.86   0.86   0.86   0.86
  FP ％   5   5
  BPADP ％   12.4   12.4   12.4   12.4
  表观粘度 Pa·s   182   128   176   127
  挠曲模量(ASTM) MPa   4050   3800   3890   3880
  HDT ℃   92   88   92   88
  缺口冲击强度 J/m   67   79   81   95
  V0/0.8mm -   通过   通过   通过   通过
表2显示了ARKON P-125和其它流动促进剂之间的差异。基于相似的组成，可以看出，添加PS或SAN作为流动促进剂导致熔体粘度降低，但是冲击强度变差，并且未通过V0/1mm燃烧测试。当添加ARKON P-125时，可得到类似的流动性和模量，同时保持良好的冲击强度和较强的薄壁V0性能，这与常规的流动促进剂相比是独特的性质。
表2
  描述 单位   #5 #6   #7 #8
  PC-1 ％   28.128 28.128   24.628 24.128
  PC-2 ％   19.112 19.112   14.612 15.112
  PC-Si ％   9 9   15 15
  滑石 ％   18 18   18 18
  其它 ％   0.86 0.86   0.86 0.86
  FP ％   5   7
  PS ％ 5
  SAN ％ 7
  ABS ％   8.5 8.5   8.5 8.5
  BPADP ％   11.4 11.4   11.4 11.4
  表观粘度 Pa·s   110 108   82 84
  弹性模量 MPa   4720 4770   4377 4769
  缺口冲击强度 J/m   76 54   77 59
  V0/1.0mm -   通过 未通过，t＞10s   通过 未通过，t＞10s
表3显示了当使用滑石、硅灰石或玻璃纤维的组合时，挠曲模量可在具有良好延性的情况下达到5.0-6.0GPa，但是熔体粘度相当高(#9、#12)。当添加流动促进剂ARKON P-125(#10、#11、#13)时，可以看出熔体粘度可显著降低，并且挠曲模量甚至可改善或保持在相同水平，同时保持良好的冲击强度和薄壁FR性能。当添加ARKON P-125时，HDT值会有小幅下降，但是对于所有的这些样品而言，HDT仍高于85℃。
表3
  描述 单位   #9 #10 #11   #12   #13
  PC-1 ％   30.878 29.378 28.378   29.628   26.828
  PC-2 ％   20.862 19.362 18.362   19.612   17.412
  PC-Si ％   9 9 9   8   12
  MBS ％   3 3 3   2.5
  ABS ％   7.5
  滑石和硅灰石 ％   25 25 25
  滑石和玻璃纤维 ％   22   25
  其它 ％   0.86 0.86 0.86   0.86   0.86
  FP ％ 3 5   5
  BPADP ％   10.4 10.4 10.4   12.4   10.4
  表观粘度 Pa·s   174 143 118   165   146
  挠曲模量(ASTM) MPa   5150 5620 5610   5360   5200
  挠曲模量(ISO) MPa   5551 6102 6069   -   -
  HDT ℃   92 89 87   93   89
  缺口冲击强度 J/m   95 94 94   82   78
  V0/1.0mm -   通过 通过 通过   通过   通过
尽管已经针对说明的目的陈述了典型的实施方式，但是不应该认为上述描述限制了本申请的范围。因此，在本背离本申请精神和范围的情况下，本领域技术人员可以想到各种改进、变型和置换。

Claims (17)

1.热塑性组合物，包含：
聚碳酸酯；
聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物；
抗冲改性剂；
无机填料；
阻燃剂；和
脂环族烃树脂流动促进剂；
其中所述聚合物组合物当在270℃和1500sec-1测量时的熔体粘度为185Pa·sec或更小；
其中所述热塑性组合物的模塑样品能够在1.2mm±10％的厚度达到UL94V0等级；
其中包含所述组合物的3.2-mm厚的模塑NII测试条根据ASTM D256在23℃确定的缺口伊佐德冲击强度为40至200J/m；
其中所述热塑性组合物的模塑样品根据ASTM D648确定的热形变温度为85℃或更高；并且
其中所述热塑性组合物的模塑样品根据ASTM D790确定的挠曲模量为3800-8000MPa。
2.权利要求1的组合物，其中包含所述组合物的3.2-mm厚的模塑NII测试条根据ASTM D256在23℃确定的缺口伊佐德冲击强度为70至150J/m。
3.权利要求1或2的组合物，所述热塑性组合物的模塑样品能够在0.8mm(±10％)的厚度达到UL94V0等级。
4.前述权利要求中任一项的组合物，其中所述抗冲改性剂选自丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物；甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物；通过将乙烯基单体接枝于包含聚有机硅氧烷和聚(甲基)丙烯酸烷基酯的复合橡胶制备的基于复合橡胶的接枝共聚物，或包括前述抗冲改性剂中至少一种的组合。
5.前述权利要求中任一项的组合物，其中所述无机填料包括滑石、硅灰石、玻璃纤维或包括前述无机填料中至少一种的组合。
6.前述权利要求中任一项的组合物，其中所述阻燃剂包括有机磷酸酯。
7.包含前述权利要求中任一项的组合物的制品。
8.形成制品的方法，包括模塑、挤出、成形、或成型权利要求1-6中任一项的组合物，形成所述制品。
9.组合物，包含：
40wt.％或更多的聚碳酸酯；
1至20wt.％的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物；
1至15wt.％的抗冲改性剂；
10至40wt.％的无机填料；
1至10wt.％的脂环族烃树脂流动促进剂；和
3至20wt.％的阻燃剂；
其中所述聚合物组合物当在270℃和1500sec-1测量时的熔体粘度为185Pa·sec或更小；
其中所述热塑性组合物的模塑样品能够在1.2mm(±10％)的厚度达到UL94V0等级；
其中包含所述组合物的3.2-mm厚的模塑NII测试条根据ASTM D256在23℃确定的缺口伊佐德冲击强度为40至200J/m；
其中所述热塑性组合物的模塑样品根据ASTM D648确定的热形变温度为85℃或更高；并且
其中所述热塑性组合物的模塑样品根据ASTM D790确定的挠曲模量为3800-8000MPa。
10.权利要求9的组合物，其中包含所述组合物的3.2-mm厚的模塑NII测试条根据ASTM D256在23℃确定的缺口伊佐德冲击强度为70至150J/m。
11.权利要求9或10的组合物，其中所述热塑性组合物的模塑样品能够在1.2mm(±10％)的厚度达到UL94V0等级。
12.权利要求9至11中任一项的组合物，其中所述抗冲改性剂选自丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物；甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物；通过将乙烯基单体接枝于包含聚有机硅氧烷和聚(甲基)丙烯酸烷基酯的复合橡胶制备的基于复合橡胶的接枝共聚物，或包括前述抗冲改性剂中至少一种的组合。
13.权利要求9至12中任一项的组合物，其中所述无机填料包括滑石、硅灰石、玻璃纤维或它们的组合，其中滑石与硅灰石的重量比为约1∶10至约10∶1；滑石(或硅灰石)与玻璃纤维的重量比为约1∶10至约10∶1。
14.权利要求9至13中任一项的组合物，其中所述阻燃剂包括有机磷酸酯。
15.包含权利要求9至14中任一项的组合物的制品。
16.形成制品的方法，包括模塑、挤出、成形、或成型权利要求9-14中任一项的组合物，形成所述制品。
17.组合物，包含：
40wt.％或更多的聚碳酸酯；
3至15wt.％的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物；
2至10wt.％的抗冲改性剂；
15至30wt.％的无机填料，选自滑石、硅灰石、玻璃纤维或包括前述无机填料中至少一种的组合；
2至8wt.％的脂环族烃树脂；和
5至15wt.％的有机磷酸酯；
其中所述聚合物组合物当在270℃和1500sec-1测量时的熔体粘度为165Pa·sec或更小；
其中所述热塑性组合物的模塑样品能够在0.8mm(±10％)的厚度达到UL94V0等级；
其中包含所述组合物的3.2-mm厚的模塑NII测试条根据ASTM D256在23℃确定的缺口伊佐德冲击强度为70至150J/m；
其中所述热塑性组合物的模塑样品根据ASTM D648确定的热形变温度为85℃或更高；并且
其中所述热塑性组合物的模塑样品根据ASTM D790确定的挠曲模量为3800-7000MPa。
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