CN104093782B - 具有改善的电镀物附着力的聚碳酸酯共混物 - Google Patents
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Abstract
本公开内容涉及热塑性聚碳酸酯共混物组合物,在其他特征中具有改善的电镀物附着力性能。特别地,本公开内容涉及这样的聚碳酸酯组合物,其包含聚碳酸酯组分、一次ABS抗冲改性剂和与一次抗冲改性剂在化学上不同的二次抗冲改性剂。本文还包括用于制备和/或使用该组合物的方法以及由这样的组合物/共混物形成的制品。
Description
背景技术
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)和相应的聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(PC/ABS)的共混物常规地被用作各种电镀应用的基底部分,包括例如在制备用于汽车部分的部件中。经历化学电镀过程的典型的汽车部件包括轮盖、门把手、卡车护栅、尾灯框(taillamp bezel)和OME标志。这些装饰用的精整用于实现美学要求和提供保护并抵抗环境因素的附加的功能。
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物衍生自丙烯腈、丁二烯和苯乙烯单体。ABS材料一般呈现出优异的耐冲击性和韧性。特别地,ABS材料结合了丙烯腈和苯乙烯聚合物的强度和刚度与聚丁二烯橡胶的韧性。此外,ABS呈现出优异的电镀物附着力值。然而,当与聚碳酸酯和ABS共混物相比时,纯的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯通常被用于具有较低严格机械特性,如拉伸的、弯曲的、热的和疲劳的要求的应用。
聚碳酸酯(PC)是衍生自双酚和碳酰氯,或它们的衍生物的合成热塑性树脂。它们是碳酸的直链聚酯并可从双羟基化合物和碳酸二酯形成或通过酯的互换形成。聚合可在含水的、界面的或非水溶液中。聚碳酸酯是具有许多所需特性的可用的一类聚合物。它们由于光学透明度和加强的抗冲强度、高耐热性和在室温或低于室温处相对延性而受到高度重视。
聚碳酸酯与ABS的共混物(PC/ABS)是无定形热塑性共混物,其呈现出结合聚碳酸酯和ABS二者的优点和/或特征的许多所需特性。例如,ABS可混合到聚碳酸酯共混物中作为抗冲改性剂产生具有相对高抗冲强度、耐热性、良好的成型性、耐天气和臭氧、良好的延性、电阻、美学特征等的PC/ABS共混物。然而,与纯的ABS相比,PC/ABS共混物中的聚碳酸酯组分通常引起所得金属电镀层的较低的电镀物附着力值。不希望受到理论的束缚,认为这在来自共混物ABS部分的丁二烯和丙烯腈是控制附着力值的活性类型的基础上解释。相比之下,PC/ABS共混物中过量聚碳酸酯的存在可引起达到较少或没有金属-到-塑料粘附处的模塑表面上丁二烯不足的区域“秃点”,导致可能的失败如蠕动痕迹(worm-tracking)、起泡、热循环、热震失败等。尽管与PC/ABS共混在二次操作如注塑的过程以及其自身电镀过程相关的各种因素对电镀物粘附力有显著影响,共混物组合物认为是对金属和塑料表面之间的最终附着力的显著贡献者之一。
因此,本领域保留了对聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)的热塑性共混物的需求,尽管共混物中有聚碳酸酯的存在,该热塑性共混物也呈现出提高的电镀物附着力值。另外,本领域还保留了对能够制备PC/ABS共混物的方法的需要,该PC/ABS共混物呈现出相对提高的聚碳酸酯水平而不降低电镀物附着力的所需水平或对其有不利影响。这些或其他优点通过本公开的各种方面提供。
发明内容
本发明通常涉及包含聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯抗冲改性剂的热塑性组合物。公开的组合物包含一次和二次(primary and secondary,主要和次要)抗冲改性剂,并且,因此与不存在二次抗冲改性剂的参考共混组合物相比,该组合物能够呈现出提高的电镀物附着力值。在另外的方面,两种不同抗冲改性剂的并入还使得能够制造包括增加量的聚碳酸酯组分的共混物,同时仍保持或甚至提高相对于参考共混物的电镀物附着力值。
在各种方面,公开的是具有提高的电镀物(electroplate)附着力的热塑性组合物,包含约40wt.%至约75wt.%的一种或多种聚碳酸酯树脂,约24wt.%至约53wt.%的第一抗冲改性剂,和约1wt%至约7wt.%的第二抗冲改性剂,其中该组合物呈现出比参考组合物至少高约10%的附着力值,该参考组合物基本上由大致相同比例的相同的聚碳酸酯聚合物和相同的第一抗冲改性剂组成。
其他优点部分将一定程度上在按照实践或可从实践中学到的描述中说明。该优点将借助随附权利要求中特别指出的要素和组合实现或获得。应当理解的是如声明的,前述一般描述和以下详细描述二者只是示例性的和解释性的且不是限制性的。
附图说明
包含在本发明的一部分中或构成本发明的一部分的附图示出示例性实施例连同描述,用来解释本文公开的组合物、方法和系统的原理。
图1是示出在所附的实施例中评价的各种共混组合物的ACP板(plaque)附着力值的图表。
图2是图1中说明的数据的线性回归,通过图表示出了在共混物中聚碳酸酯组分的相对重量百分数增加时,公开的热塑性组合物电镀物附着力的相应增加。
具体实施方式
通过参考本发明的以下详细说明和其中包括的实施例可以更容易理解本发明。
在披露和描述本发明的化合物、组合物、制品、系统、装置、和/或方法以前,应当理解的是,它们并不限于特定的合成方法(除非另有规定),或限于特定的试剂(除非另有规定),因这它们当然可以变化。虽然,在本发明的实施或测试中,可以使用类似或等效于本文描述的那些方法和材料中的任何方法和材料,但现在描述示例性方法和材料。
此外,应当理解的是,除非另有明确说明,根本不打算在本文中陈述的任何方法被看作需要以特定的顺序来进行它的步骤。因此,在方法权利要求并不实际上叙述它的步骤要遵循的顺序或在权利要求或描述中并不另有特别指明步骤限于特定次序的情况下,根本不打算在任何方面推断次序。这适用于用于解释的任何可能的非明确基础,包括:关于步骤安排或操作流程的逻辑问题;源自语法组织或标点的普通意义;以及在本说明书中描述的实施方式的数目或类型。
本文提及的所有公开物以引用方式结合于本文以披露和描述方法和/或材料以及引用的公开物。
定义
也是可以理解的是,本文中使用的术语仅用于描述特定方面而不旨在是限制性的。如在说明书和权利要求中使用的,术语“包含”可以包括“由…组成”和“基本上由…组成”的实施方式。除非另有定义,本文中使用的所有技术和科学术语具有如本发明所属领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。在本说明书中和在所附的权利要求书中,将提到将在本文中定义的许多术语。
如在说明书和所附权利要求中使用的,除非上下文另有明确规定,否则单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指称。因此,例如,提及“官能团”、“烷基”、或“残基”包括两种或更多种上述官能团、烷基、或残基等的混合物。另外,例如,提及填料包括填料的混合物。
在本文中范围可以表示为从“约”1个特定值、和/或至“约”另一个特定值。当表达这样的范围时,另一个方面包括从一个特定值和/或至其它特定值。同样地,当数值通过使用先行词“约”表现为近似值时,将被理解的是,特定值形成另一方面。将被进一步理解的是,每个范围的端点相对于其它端点,以及独立于其它端点两者都是重要的。还被理解的是,存在许多本文披露的数值,以及在本文中每个数值也被披露为“约”上述特定值(除了数值本身以外)。例如,如果披露了数值“10”,那么还披露了“约10”。还被理解的是,还披露了在两个特定单位之间的每个单位。例如,如果披露了10和15(10到15),那么还披露了11、12、13、和14。
如在本文中所使用的,术语“可选的”或“可选地”是指,随后描述的事件或情况可以或不可以发生,以及上述描述包括其中发生所述事件或情况的例子以及其中不发生的例子。例如,短语“可选取代的烷基”是指,烷基可以或不可以被取代以及上述描述包括取代的和未取代的烷基。
如在本文中所使用的,术语“有效量”是指这样的量,其足以实现组合物或材料的物理性能的所期望的改进。例如,水解稳定剂的“有效量”是指这样的量,在适用的试验条件下,其足以实现水解稳定性的所期望的改善。作为有效量所需要的在组合物中以重量百分比(wt.%)为单位的特定水平将取决于多种因素,包括水解稳定剂的量和类型、聚碳酸酯聚合物组合物的量和类型、抗冲改性剂组合物的量和类型、以及利用组合物制成的制品的最终用途。
披露了成分(组分),其用来制备本发明的组合物,以及用于本文披露的方法中的组合物本身。在本文中披露了这些和其它材料,并且可以理解的是,当披露这些材料的组合、子集、相互作用、组等时,虽然不能明确披露每个不同的个体和集体组合以及这些化合物的排列的特定提及,但在本文中各自被特别设想和描述。例如,如果披露和讨论了特定化合物以及讨论了可以对包括化合物的许多分子进行的许多改进,则具体设想化合物和改进的可能的各自和每个组合和排列,除非特别有相反的指示。因此,如果披露了一类分子A、B、和C,以及披露了一类分子D、E、和F以及组合分子A-D的实例,那么即使未单独列举每一种,也单独和集体地设想每一种,这意味着认为披露了组合A-E、A-F、B-D、B-E、B-F、C-D、C-E、和C-F。同样地,还披露了它们的任何子集或组合。因此,例如,将认为披露了A-E、B-F、和C-E的亚组。此概念适用于本申请的所有方面,包括但不限于在制备和使用本发明的组合物的方法中的步骤。因此,如果存在可以进行的多种另外步骤,可以理解的是,借助于本发明的方法的任何特定方面或方面的组合,可以进行每个这些另外步骤。
在本说明书和结论性权利要求中提及在组合物或制品中特定要素或组分的重量份是指在组合物或制品中在要素或组分和任何其它要素或组分之间的重量关系,其用重量份表示。因此,在包含2重量份的成分X和5重量份的成分Y的化合物中,X和Y以2:5的重量比存在,并且以这样的比率存在而不管在化合物中是否包含另外的成分。
除非有相反的特别说明,成分的重量百分比是基于其中包括成分的配方或组合物的总重量。例如,如果在组合物或制品中,特定要素或组分据说有8%重量,可以理解的是,此百分比是相对于100%的总组成百分比。
利用标准命名法来描述化合物。例如,未被任何指定基团取代的任何位置被理解为具有它的由所指示的键、或氢原子来满足的化合价。并不是在两个字母或符号之间的破折号(“-”)用来表示用于取代基的连接点。例如,通过羰基的碳来连接-CHO。除非另有定义,本文中使用的技术和科学术语具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的相同含义。
如在本文中所使用的术语“烷基”是具有1至24个碳原子的支链或无支链饱和烃基,如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、癸基、十四烷基、十六烷基、二十烷基、二十四烷基等。“低级烷基”是指包含1至6个碳原子的烷基。
如在本文中所使用的术语“烷氧基”是通过单个末端醚键连接的烷基;即,“烷氧基”可以被定义为-OR,其中R是如上文所定义的烷基。“低级烷氧基”是包含1至6个碳原子的烷氧基。
如在本文中所使用的术语“烯基”是具有2至24个碳原子并具有包含至少一个碳-碳双键的结构式的烃基。不对称结构如(AB)C=C(CD)旨在包括E和Z异构体两者。这可以在本文中的结构式中被推测,其中存在不对称烯烃,或它可以通过键符号C来明确指示。
如在本文中所使用的术语“炔基”是具有2至24个碳原子和包含至少一个碳-碳三键的结构式的烃基。
如在本文中所使用的术语“芳基”是指任何基于碳的芳族基团,包括但不限于苯、萘等。术语“芳族的”还包括“杂芳基”,其被定义为这样的芳族基团,其具有结合在芳族基团的环内的至少一个杂原子。杂原子的实例包括但不限于氮、氧、硫、和磷。芳基可以是取代或未取代的。芳基可以被一个或多个基团取代,上述基团包括但不限于烷基、炔基、烯基、芳基、卤代物、硝基、氨基、酯、酮、醛、羟基、羧酸、或烷氧基。
如在本文中所使用的术语“环烷基”是由至少3个碳原子构成的非芳族基碳环。环烷基的实例包括但不限于环丙基、环丁基、环戊基、环己基等。术语“杂环烷基”是指如上文所定义的环烷基,其中环的碳原子的至少一个被杂原子如但不限于氮、氧、硫、或磷取代。
如在本文中所使用的术语“芳烷基”是这样的芳基,其具有如上文所定义的并连接于芳族基团的烷基、炔基、或烯基。芳烷基的一个实例是苄基。
如在本文中所使用的术语“羟烷基”是上文描述的烷基、烯基、炔基、芳基、芳烷基、环烷基、卤代烷基、或杂环烷基,其具有被羟基取代的至少一个氢原子。
术语“烷氧基烷基”被定义为上文描述的烷基、烯基、炔基、芳基、芳烷基、环烷基、卤代烷基、或杂环烷基,其具有被上文描述的烷氧基取代的至少一个氢原子。
如在本文中所使用的术语“酯”由式-C(O)OA表示,其中A可以是上文描述的烷基、卤代烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、环烷基、环烯基、杂环烷基、或杂环烯基。
如在本文中所使用的术语“碳酸酯基团”由式-OC(O)OR表示,其中R可以是上文描述的氢、烷基、烯基、炔基、芳基、芳烷基、环烷基、卤代烷基、或杂环烷基。
如在本文中所使用的术语“羧酸”由式-C(O)OH表示。
如在本文中所使用的术语“醛”由式-C(O)H表示。
如在本文中所使用的术语“酮基”由式-C(O)R表示,其中R是上文描述的烷基、烯基、炔基、芳基、芳烷基、环烷基、卤代烷基、或杂环烷基。
如在本文中所使用的术语“羰基”由式C=O表示。
如在本文中所使用的术语“醚”由式AOA1表示,其中A和A1可以独立地是上文描述的烷基、卤代烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、环烷基、环烯基、杂环烷基、或杂环烯基。
如在本文中所使用的术语“磺氧基(磺氧代基,sulfo-oxo group)”由式-S(O)2R、-OS(O)2R、或-OS(O)2OR表示,其中R可以是上文描述的氢、烷基、烯基、炔基、芳基、芳烷基、环烷基、卤代烷基、或杂环烷基。
本文中披露的每种材料是市售的和/或用于其生产的方法是本领域技术人员已知的。
可以理解的是,本文披露的组合物具有某些功能。本文披露了用于实现所披露的功能的某些结构要求,并且可以理解的是,存在多种结构,其可以实现与所披露结构有关的相同的功能,以及这些结构将通常实现相同的结果。
热塑性组合物
如上文总结的,本公开内容提供了包含热塑性聚碳酸酯丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(PC/ABS)共混物的改善的热塑性组合物。根据各种实施方式,当根据常规的测试方法评价或测试时,改善的共混物能够呈现出改善的电镀物附着力值。在另外的实施方式中,与常规的PC/ABS共混物相比,公开的热塑性组合物可包含相对较高量的聚碳酸酯组分,同时仍保持所需的电镀物附着力值。
公开的热塑性组合物通常包含聚碳酸酯组分、包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物的一次抗冲改性剂组分、和至少一种额外的与第一丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组分化学上不同的二次抗冲改性剂。共混物可以可选地包含一种或多种如下文进一步详细说明的添加剂。根据本发明的多个方面,公开的热塑性组合物呈现出比相应的参考共混组合物的电镀物附着力值更高的电镀物附着力值,其中该参考共混物以相同的相对量包含相同的聚碳酸酯组分,其中该参考共混物以与公开的共混物中一次和二次抗冲改性剂的结合的总量相等的量包含相同的一次抗冲改性剂,并且其中该参考共混物不包含二次抗冲改性剂。取决于特定的配方,根据这些方面公开的热塑性组合物可呈现出不同水平的增加的电镀物附着力。例如,并且不受限制,在一些方面中,该电镀物附着力值可比参考共混物大至少5%、大至少7%、大至少10%、大至少13%、大至少15%、大至少17%、大至少20%、大至少23%、大至少25%、大至少27%、大至少30%、大至少33%、大至少35%、大至少37%,或甚至大至少40%。
在另外的方面中,公开的热塑性组合物包含比相应的参考共混物中聚碳酸酯组分的量更大的量的聚碳酸酯组分,同时仍呈现出与参考共混物的电镀物附着力值相等或比其更大的电镀物附着力值。根据这些方面,参考共混物包含相同的聚碳酸酯组分和相同的一次抗冲改性剂但不包含二次抗冲改性剂。通过包含二次抗冲改性剂,公开的热塑性组合物可包含增加的相对量的聚碳酸酯组分,同时仍呈现出增加的电镀物附着力值。例如,并且不受限制,公开的热塑性组合物可包含比相应的参考共混物多至少2%、至少4%、至少6%、至少8%,或甚至多至少10%的聚碳酸酯组分。仍进一步,如上所述并再次取决于特定的配方,根据这些方面公开的热塑性组合物相对于参考共混物可呈现出不同水平增加的电镀物附着力。例如,并且不受限制,在一些方面中,电镀物附着力值可比参考共混物的电镀物附着力值大至少5%、大至少7%、大至少10%、大至少13%、大至少15%、大至少17%、大至少20%、大至少23%、大至少25%、大至少27%、大至少30%、大至少33%、大至少35%、大至少37%,或甚至大至少40%。
在各种方面中,本发明涉及具有改善的电镀物附着力的热塑性组合物,其包括约40wt.%至约69wt.%的一种或多种聚碳酸酯树脂,约30wt.%至约53wt.%的第一抗冲改性剂,和约1wt.%至约7wt.%的第二抗冲改性剂;其中该组合物呈现出比参考组合物的附着力值高至少约10%的附着力值,该参考组合物基本上由大致相同比例的相同聚碳酸酯聚合物和相同第一抗冲改性剂组成。
在各种方面中,本发明涉及具有改善的电镀物附着力的热塑性组合物,其包括约40wt.%至约75wt.%的一种或多种聚碳酸酯树脂,约24wt.%至约53wt.%的第一抗冲改性剂,和约1wt.%至约7wt.%的第二抗冲改性剂;其中该组合物呈现出比参考组合物的附着力值高至少约10%的附着力值,该参考组合物基本上由大致相同比例的相同聚碳酸酯聚合物和相同第一抗冲改性剂组成。
在各种方面中,本发明涉及具有改善的电镀物附着力的热塑性组合物,其包括约50wt.%至约70wt.%的一种或多种聚碳酸酯树脂,约30wt.%至约53wt.%的第一抗冲改性剂,和约1wt.%至约7wt.%的第二抗冲改性剂;其中该组合物呈现出比参考组合物的附着力值高至少约10%的附着力值,该参考组合物基本上由大致相同比例的相同聚碳酸酯聚合物和相同第一抗冲改性剂组成。
在各种方面中,本发明涉及具有改善的电镀物附着力的热塑性组合物,其包括约45wt.%至约68wt.%的一种或多种聚碳酸酯树脂,约31wt.%至约48wt.%的第一抗冲改性剂,和约1wt.%至约7wt.%的第二抗冲改性剂;其中该组合物呈现出比参考组合物的附着力值高至少约10%的附着力值,该参考组合物基本上由大致相同比例的相同聚碳酸酯聚合物和相同第一抗冲改性剂组成。
在各种方面中,本发明涉及具有改善的电镀物附着力的热塑性组合物,其包括约45wt.%至约55wt.%的一种或多种聚碳酸酯树脂,约30wt.%至约53wt.%的第一抗冲改性剂,和约1wt.%至约7wt.%的第二抗冲改性剂;其中该组合物呈现出比参考组合物的附着力值高至少约10%的附着力值,该参考组合物基本上由大致相同比例的相同聚碳酸酯聚合物和相同第一抗冲改性剂组成。
在各种方面中,本发明涉及具有改善的电镀物附着力的热塑性组合物,其包括约45wt.%至约58wt.%的一种或多种聚碳酸酯树脂,约39wt.%至约45wt.%的第一抗冲改性剂,和约1wt.%至约7wt.%的第二抗冲改性剂;其中该组合物呈现出比参考组合物的附着力值高至少约10%的附着力值,该参考组合物基本上由大致相同比例的相同聚碳酸酯聚合物和相同第一抗冲改性剂组成。
在一个另外的方面,聚碳酸酯树脂以约45wt.%至约55wt.%的量存在。在仍一另外的方面,聚碳酸酯树脂以约40wt.%至约48wt.%的量存在。在又一另外的方面,聚碳酸酯树脂以约40wt.%至约69wt.%的量存在。在另外的方面,聚碳酸酯树脂以约45wt.%至约75wt.%的量存在。在仍一另外的方面,聚碳酸酯树脂以约50wt.%至约70wt.%的量存在。
在另外的方面,第一抗冲改性剂以约40wt.%至约47wt.%的量存在。在仍一另外的方面,第一抗冲改性剂以约41wt.%的量存在。
在一个另外的方面,第一抗冲改性剂是丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物。在又一另外的方面,第一抗冲改性剂由聚丁二烯核与接枝的苯乙烯丙烯腈(SAN)共聚物组成。在又一另外的方面,第一抗冲改性剂由苯乙烯丁二烯橡胶核(SBR)核心与接枝的苯乙烯丙烯腈(SAN)共聚物组成。在更另外的方面,第一抗冲改性剂是丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物,其中丁二烯的含量为约45%至约65%。在更另外的方面,第一抗冲改性剂是丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物,其中丁二烯的含量为约25%至约55%。
在一个另外的方面,第二抗冲改性剂以约3wt.%至约6wt.%的量存在。在又一另外的方面,第二抗冲改性剂以约5wt.%的量存在。
在仍一另外的方面,第二抗冲改性剂是丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物。在又一另外的方面,丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物具有约40%至约65%的丁二烯含量。在仍一另外的方面。第二抗冲改性剂是丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物,其中丁二烯的含量为约25%至约65%。
在一个另外的方面,第二抗冲改性剂是甲基丙烯酸酯丁二烯苯乙烯(MBS)抗冲改性剂。在仍一另外的方面,第二抗冲改性剂是MBS,其中丁二烯含量为70%至82%。在又一另外的方面,第二抗冲改性剂是MBS,其中丁二烯的含量为70%至78%。
在一个另外的方面,第二抗冲改性剂是甲基丙烯酸酯丁二烯(MB)抗冲改性剂。在仍一另外的方面,第二抗冲改性剂是具有70%至82%丁二烯含量的MB,其中。在又一另外的方面,第二抗冲改性剂是具有70%至78%丁二烯含量的MB。
在一个另外的方面,第二抗冲改性剂是乳液聚合的ABS。
在一个另外的方面,第一抗冲改性剂是丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物;且第二抗冲改性剂是与第一抗冲改性剂不同的丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物。
在一个另外的方面,第一抗冲改性剂是丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物;且第二抗冲改性剂是甲基丙烯酸酯丁二烯苯乙烯。
在一个另外的方面,组合物呈现出比参考组合物的附着力值大至少约20%的附着力值。在仍一另外的方面,组合物呈现出比参考组合物的附着力值大至少约30%的附着力值。在又一另外的方面,比参考组合物的附着力值大至少约40%的附着力值。在更另外的方面,组合物呈现出大于或等于约6磅/英寸(lbs/in)的附着力值。在仍一另外的方面,组合物呈现出大于或等于约8磅/英寸的附着力值。
在一个另外的方面,组合物进一步包含一种或多种一次和二次热稳定剂、UV稳定剂、抗氧化剂、脱模剂、润滑剂、阻燃剂、抑烟剂、缓冲剂、除酸剂(acid scavenger)或水解稳定剂。在仍一另外的方面,抗氧化剂选自受阻酚、有机亚磷酸盐/酯、有机亚膦酸盐/酯、硫酯(硫代酸酯,硫代酯)和它们的任何混合物。在又一另外的方面,除酸剂是DHT-4C。
在各种方面中,本发明涉及包含公开的组合物的制品。在仍一另外的方面,制品被用在汽车应用中。在更另外的方面中,制品选自仪表板、顶置控制台、内部装饰、中央控制台、面板、后侧围板(quarter panel)、摇板(rocker panel)、装饰、挡泥板、门、行李箱盖(deck lib)、后备箱盖、引擎罩(hood)、机罩(bonnet)、车顶、保险杠、仪表盘(fascia)、护栅、小外壳、支柱贴花(pillar appliqué)、覆层(cladding)、车身侧面模制件(body sidemolding)、轮盖、轮毂罩(hubcap)、门把手、扰流板(spoiler)、窗框、前灯框、前灯、尾灯、尾灯罩、尾灯框、车牌罩(license plate enclosure)、车顶行李架(roof rack)和踏脚板(running board)。在又一另外方面,制品选自座椅、座椅靠背、货箱底板、门板、方向盘、无线电扬声器格栅、仪表板框、转向杆(steering column)、滴水凹槽顶轨、能量吸收器、脚踏板、反射镜外罩、格栅口加固板、台阶、舱盖、旋钮、按键和手柄。在更另外的方面,制品选自座椅、座椅靠背、货舱底板、门板、方向盘、无线电扬声器格栅、仪表板框、转向杆、滴水凹槽顶轨、能量吸收器、脚踏板、反射镜外罩、格栅口加固板、台阶、舱盖、旋钮、按键和手柄。在更另外的方面,制品选自仪表板、顶置控制台、内部装饰、中央控制台、面板、后侧围板、摇板、装饰、挡泥板、门、行李箱盖、后备箱盖、引擎罩、机罩、车顶、保险杠、仪表盘、护栅、小外壳、支柱贴花、覆层、车身侧面模制件、轮盖、轮毂罩、门把手、扰流板、窗框、前灯框、前灯、尾灯、尾灯罩、尾灯框、车牌罩、车顶行李架、踏脚板、座椅、座椅靠背、货舱底板、门板、方向盘、无线电扬声器格栅、仪表板框、边框、转向杆、滴水凹槽顶轨、能量吸收器、脚踏板、反射镜外罩、格栅口加固板、台阶、舱盖、旋钮、按键和手柄。
在一个另外的方面,制品呈现出大于或等于约6磅/英寸的附着力值。在仍一另外方面,制品呈现出大于或等于约8磅/英寸的附着力值。
在各种方面,本发明涉及提高热塑性组合物的电镀物附着力的方法,该方法包括混合至少一种聚碳酸酯树脂、第一抗冲改性剂和第二抗冲改性剂,其中至少一种聚碳酸酯树脂以总组合物的约40wt.%至约55wt.%的量混合;其中第一抗冲改性剂以约40wt.%至约48wt.%的量混合;其中第二抗冲改性剂以约1wt.%至约7wt.%的量混合;并且其中该组合物呈现出比参考组合物的附着力值大至少约10%的附着力值,该参考组合物基本上由大致相同比例的相同聚碳酸酯聚合物和相同第一抗冲改性剂组成。
在一个另外的方面,该方法提供一种热塑性组合物,其呈现出比参考组合物的附着力值大至少约20%的附着力值。在仍一另外的方面,该方法提供一种组合物,其呈现出比参考组合物的附着力值大至少约30%的附着力值。在又一另外的方面,该方法提供一种组合物,其呈现出比参考组合物的附着力值大至少约40%的附着力值。
聚碳酸酯组分
根据各种方面,聚碳酸酯组分可以以任何所需的量存在于公开的热塑性组合物中。根据一些方面,聚碳酸酯组分可以以总共混组合物的约40wt.%至约69wt.%范围的量存在,例如包括本发明组合物的约40、45、50、55、60或65wt.%。在另一个方面,聚碳酸酯组分可以以约40wt.%至约60wt.%范围的量存在,例如包括本发明组合物的约42、44、46、48、50、52、54、56或58wt.%。在更另外的方面,聚碳酸酯组分可包含54wt.%的公开的聚碳酸酯共混物。
如本文所使用的,术语聚碳酸酯不用于是指具体的聚碳酸酯或聚碳酸酯的组,相反是指含有碳酸酯基团的重复链的任意一类化合物。在一个方面中,聚碳酸酯可以包含如在美国专利号7,786,246中列举的任何聚碳酸酯材料或材料的混合物,将上述美国专利的全部内容结合于此,用于公开各种聚碳酸酯组合物和方法的目的。在一个方面中,如本文公开的聚碳酸酯可为脂肪族二醇类聚碳酸酯(基于脂肪族二醇的聚碳酸酯)。在另一个方面中,聚碳酸酯可包含从二羟基化合物衍生的碳酸酯单元,如例如与脂肪族二醇不同的双酚。在另外的方面中,示例性的聚碳酸酯包含在一种或更多种催化剂存在下通过一个或多个芳香族二羟基化合物和碳酸二酯的酯交换反应常规地制备的芳香族聚碳酸酯。
在一个方面中,合适的双酚化合物的非限制实例包含以下:4,4’-二羟基联苯、1,6-二羟基萘、2,6-二羟基萘、双(4-羟基苯基)甲烷、双(4-羟基苯基)联苯甲烷、双(4-羟基苯基)-1-萘基甲烷、1,2-双(4-羟基苯基)乙烷、1,1-双(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷、2-(4-羟基苯基)-2-(3-羟基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)苯基甲烷、2,2-双(4-羟基-3-溴苯基)丙烷、1,1-双(羟基苯基)环戊烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷、1,1-双(4-羟基苯基)异丁烯、1,1-双(4-羟基苯基)环十二烷、反式-2,3-双(4-羟基苯基)-2-丁烯、2,2-双(2-羟基苯基)金刚烷、(α,α’-双(4-羟基苯基)甲苯、双(4-羟基苯基)乙腈、2,2-双(3-甲基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-乙基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-正丙基-4-氰基苯基)丙烷、2,2-双(3-异丙基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-仲丁基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-叔丁基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-环己基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-烯丙基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-甲氧基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基苯基)六氟丙烷、1,1-二氯-2,2-双(4-羟基苯基)乙烯、4,4’-二羟基苯甲酮、3,3-双(4-羟基苯基)2-丁酮、1,6-双(4-羟基苯基)-1,6-己二酮、乙烯乙二醇双(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基苯基)硫化物、双(4-羟基苯基)亚砜、双(4-羟基苯基)砜、9,9-双(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(“螺二茚双酚”)、3,3-双(4-羟基苯基)苯酞、2,6-二羟基二苯丙-对-二噁英、2,6-二羟基噻蒽、2,7-二羟基噻吩噁(2,7-dihydroxyphenoxathin)、2,7-二羟基-9,10-二甲基吩嗪、3,6-二羟基二苯并呋喃、3,6-二羟基二苯丙噻吩、和2,7-二羟基咔唑等,以及包含前述二羟基芳香族化合物中的至少一种的组合。
在另一个方面中,示例性的双酚化合物可包含1,1-双(4-羟基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(下文中“双酚A”或“BPA”)、2,2-双(4-羟基苯基)丁烷、2,2-双(4-羟基苯基)辛烷、1,1-双(4-羟基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)正丁烷、2,2-双(4-羟基-1-甲基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷、3,3-双(4-羟基苯基)苯并吡咯酮、2-苯基-3,3-双(4-羟基苯基)苯并吡咯酮(“PPPBP”),和9,9-双(4-羟基苯基)芴。也可使用包含至少一种二羟基芳香族化合物的组合。在另一个方面,在聚碳酸酯中可存在其他类型的二醇。
在另一个方面中,可使用带有支链基团的聚碳酸酯,前提是这样的支链对聚碳酸酯的所需特性无显著不利影响。支链的聚碳酸酯嵌段可通过在聚合过程中加入支化剂来制备。这些支化剂包含含有选自羟基、羧基、羧酸酐、卤代甲酰基和前述官能团的混合物的至少三个官能团的多官能团有机化合物。具体实例包含偏苯三酸、偏苯三酸酐、偏苯三酰氯(trimellitic trichloride)、三-对-羟基苯基乙烷、靛红-二-苯酚、三-苯酚TC(1,3,5-三((对羟基苯基)异丙基)苯)、三苯酚PA(4(4(1,1-双(对羟基苯基)-乙基)α,α-二甲基苯甲基)苯酚)、4-氯甲酰基邻苯二甲酸酐、苯均三酸,和苯甲酮四羧酸。在一个方面中,支化剂可以约0.05至约2.0wt.%的水平加入。在另一个方面中,可使用包含直链聚碳酸酯和支链聚碳酸酯的混合物。
聚碳酸酯可包含含有碳酸酯单元和其他类型聚合物单元的共聚物,该其他类型聚合物单元包含酯单元和包含均聚碳酸酯和共聚碳酸酯中至少一种的组合。这种类型的示例性聚碳酸酯共聚物是聚酯碳酸酯,也称为聚酯-聚碳酸酯。这样的共聚物进一步含有从含有低聚物酯的二羟基化合物衍生的碳酸酯单元(在本文中还称为羟基封端的低聚丙烯酸酯)。在另一个方面,聚碳酸酯组分不包含单独的聚合物如聚酯。
在一个方面中,脂肪族类聚碳酸酯包含脂肪族单元,其为从脂肪族二醇衍生的脂肪族碳酸酯单元,或从具有大于13个碳的脂肪族二酸衍生的脂肪族酯单元的组合。
在一个方面中,任何特定的聚碳酸酯的分子量可通过,例如,基于聚苯乙烯(PS)标准使用通用标准化的方法的凝胶渗透色谱法确定。通常,聚碳酸酯可具有基于PS标准的大于约5,000克/mol(g/mol)的重均分子量(Mw)。在一个方面中,聚碳酸酯可具有大于或等于约39,000g/mol的基于PS标准的Mw。在另一个方面中,聚碳酸酯具有39,000至100,000g/mol,具体地40,000至90,000g/mol,更具体地40,000至80,000g/mol,和仍更具体地40,000至70,000g/mol的基于PS标准的Mw。在另一个方面中,聚碳酸酯具有20,000至70,000g/mol,具体地21,000至65,000g/mol,更具体地22,000至60,000g/mol,且仍更具体地25,000至60,000g/mol的基于聚碳酸酯(PC)标准的Mw。
如本文所述的分子量(Mw和Mn)以及如由其计算的多分散性可使用凝胶渗透色谱法(GPC),使用交联的苯乙烯-二乙烯基苯柱,和如指出的PS或PC标准来确定。GPC样品可在约1mg/ml浓度的溶剂如二氯甲烷或氯仿中制备,并可以以约0.2至1.0毫升/分钟(ml/min)的流速洗脱。
在一个方面中,聚碳酸酯的玻璃化转变温度(Tg)可小于或等于约160℃,小于或等于约150℃,小于或等于约145℃,小于或等于约140℃,或小于或等于约135℃。在一个另外的方面,聚碳酸酯的玻璃化转变温度可为约85℃至约160℃,约90℃至约160℃,约90℃至约150℃,或约90℃至约145℃。在仍一另外的方面,聚碳酸酯的玻璃化转变温度可为约85℃至约130℃,约90℃至约130℃,约90℃至约125℃,或约90℃至约120℃。
在一个方面中,聚碳酸酯可使用界面相转移法或熔融聚合制备。尽管界面聚合的反应条件可变,但示例性过程主要包含将二羟酚试剂溶解或分散在含水苛性钠或苛性钾中,将得到的混合物加到与水不混溶的溶剂介质中如例如二氯甲烷,并使试剂与碳酸酯前驱体(如碳酰氯)在催化剂如例如三乙胺或相转移催化剂盐的存在下,在例如约8至约10的控制的pH条件下接触。
在各种方面中,聚碳酸酯可通过熔融聚合工艺来制备。通常,在熔融聚合工艺中,聚碳酸酯通过在熔融状态使二羟基试剂和二芳基碳酸酯如二苯基碳酸酯,或在一个方面更具体地,活化的碳酸酯如双(甲基水杨基)碳酸酯在酯交换反应催化剂的存在下共反应制备。反应可在典型的聚合反应设备中进行,如一个或多个连续搅拌反应器(CSTR)、活塞流反应器、线湿落型聚合釜、自由下落聚合器、刮膜式聚合器、BANBURY*混合器、单或双螺旋挤出机,或前述的组合。在一个方面中,易挥发的一元酚可通过蒸馏从熔融的试剂中除去且聚合物作为熔融残余物分离。在另一个方面中,用于制备聚碳酸酯的可用的熔融工艺使用在芳基上具有吸电子取代基的二芳基碳酸酯。具体可用的具有吸电子取代基的二芳基碳酸酯的实例包含双(4-硝基苯基)碳酸酯、双(2-氯苯基)碳酸酯、双(4-氯苯基)碳酸酯、双(甲基水杨基)碳酸酯、双(4-甲基羧基苯基)碳酸酯、双(2-乙酰基苯基)羧酸酯、双(4-乙酰基苯基)羧酸酯,或包含前述中的至少一种的组合。
熔融聚合可以包括包含第一催化剂的酯交换反应催化剂,在本文还称为α催化剂,其包含金属阳离子和阴离子。在一个方面中,阳离子是碱金属或碱土金属,其包含Li、Na、K、Cs、Rb、Mg、Ca、Ba、Sr或包含前述至少一个的组合。阴离子是氢氧根(OH-)、过氧化物(过氧根)(O2-)、硫醇盐(HS-)、硫化物(S2-)、C1-20醇盐、C6-20酚盐、C1-20羧酸盐、包含磷酸氢盐的磷酸盐、C1-20膦酸盐、包含硫酸氢盐的硫酸盐、包含重亚硫酸盐和偏亚硫酸氢盐的亚硫酸盐、C1-20磺酸盐、包含重碳酸酯的碳酸酯,或包含至少一种前述的组合。在另一个方面中,还可使用包含碱土金属离子和碱金属离子的有机酸盐。可用作催化剂的有机酸盐由蚁酸、醋酸、硬脂酸和乙二胺四乙酸的碱金属盐和碱土金属盐示出。催化剂还可包含非挥发性无机酸盐。“非挥发性的”表示参考化合物在环境温度和压力不具有可估计的蒸汽压。特别地,这些化合物在聚碳酸酯通常进行的熔融聚合反应温度下不是易挥发的。非挥发性酸的盐为亚磷酸盐的碱金属盐;亚磷酸盐的碱土金属盐;磷酸盐的碱金属盐;和磷酸盐的碱土金属盐。示例性的酯交换反应催化剂包含氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化钡、甲酸锂、甲酸钠、甲酸钾、甲酸铯、醋酸锂、醋酸钠、醋酸钾、碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、甲醇锂、甲醇钠、甲醇钾、乙醇锂、乙醇钠、乙醇钾、苯酚锂、苯酚钠、苯酚钾、硫酸钠、硫酸钾、NaH2PO3、NaH2PO4,Na2H2PO3、KH2PO4、CsH2PO4、Cs2H2PO4、Na2SO3、Na2S2O5、甲磺酸钠、甲磺酸钾、甲苯磺酸钠、甲苯磺酸钾、乙二胺四乙酸二钠镁(EDTA镁二钠盐),或前述中的至少一种的组合。将要理解的是,前述列表是示例性的且不应认为是对其的限制。在一个方面中,酯交换反应催化剂是包含碱盐或碱土盐的α催化剂。在一个示例性的方面,酯交换反应催化剂包含氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、甲醇钠、甲醇钾、NaH2PO4或前述中的至少一种的组合。
α催化剂的量可根据熔融聚合反应的条件广泛地变化,并且可以为约0.001至约500微摩尔(μmol)。在一个方面中,α催化剂的量可为约0.01至约20μmol,具体地约0.1至约10μmol,更具体地约0.5至约9μmol,且仍更具体地约1至约7μmol,每mol的脂肪族二醇和任何其他在熔融聚合反应中存在的二羟基化合物。
在另一个方面,第二酯交换反应催化剂,在本文中还称为β催化剂,可以可选地包含在熔融聚合工艺中,前提是这种第二酯交换反应催化剂的包含不显著不利影响聚碳酸酯的所需特性。示例性的酯交换反应催化剂可进一步包含上文式(R3)4Q+X的相转移催化剂的组合,其中每个R3是相同的或不同的,且是C1-10烷基基团;Q是氮或磷原子;且X是卤素原子或C1-8烷氧基基团或C6-18芳氧基基团。例如,示例性的相转移催化剂盐包含[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C6-18芳氧基基团。这样的酯交换反应催化剂的实例包含四丁基氢氧化铵、甲基三丁基氢氧化铵、四丁基醋酸铵、四丁基氢氧化磷、四丁基醋酸磷、四丁基苯酚磷,或包含前述中的至少一种的组合。其他的熔融酯交换反应催化剂包含碱土金属盐或碱金属盐。在各种方面中,在需要β催化剂的情况下,β催化剂可相对于α催化剂以小于或等于10,具体地小于或等于5,更具体地小于或等于1,且仍更具体地小于或等于0.5的摩尔比存在。在其他方面中,本文公开的熔融聚合反应只使用如上文所述的α催化剂,且基本上不含任何β催化剂。如本文所使用的,“基本上不含”可表示β催化剂已从熔融聚合反应中排除。在一个方面中,基于熔融聚合反应中使用的所有组分的总量,β催化剂以少于约10份每百万(ppm),具体地少于约1ppm,更具体地小于约0.1ppm,更具体地小于或等于约0.01ppm,且更具体地小于或等于约0.001ppm的量存在。
在一个方面中,使用采用活化的碳酸酯的熔融工艺。如本文所使用的,术语“活化的碳酸酯”被限定为在酯交换反应中比二苯基碳酸酯更有反应性的二芳基碳酸酯。活化的碳酸酯的具体的非限制实例包含双(邻甲氧羰基苯基)碳酸酯、双(邻氯代苯基)碳酸酯、双(邻硝基苯基)碳酸酯、双(邻乙酰基苯基)碳酸酯、双(邻苯基酮基苯基)碳酸酯、双(邻甲酰基苯基)碳酸酯。
具体的酯取代的二芳基碳酸酯的实例包含但不限于双(甲基水杨基)碳酸酯(CAS登记号82091-12-1)(还称为BMSC或双(邻苯氧基羰基苯基)碳酸酯)、双(乙基水杨基)碳酸酯、双(丙基水杨基)碳酸酯、双(丁基水杨基)碳酸酯、双(苄基水杨基)碳酸酯、双(甲基-4-氯代水杨基)碳酸酯等。在一个方面中,双(甲基水杨基)碳酸酯在熔融聚碳酸酯合成中被用作活化的碳酸酯,由于其较低的分子量和较高的蒸汽压。
当其出现在邻位时,将不被期望产生活化的碳酸酯的非活性基团的一些非限制性实例为烷基、环烷基或氰基基团。非活性的碳酸酯的一些具体的和非限制性的实例为双(邻甲基苯基)碳酸酯、双(对枯基苯基)碳酸酯、双(对(1,1,3,3-四甲基)丁基苯基)碳酸酯和双(邻氰基苯基)碳酸酯。这些结构的非对称组合也可被用作非活化碳酸酯。
在一个方面中,封端剂(还称为链终止剂)可以可选地被用来限制分子量增长速率,并因此控制聚碳酸酯中的分子量。示例性的链终止剂包含某些一元酚类化合物(即,具有单个游离羟基的苯基化合物)、一元酰氯(一元羧酸氯化物),和/或一元氯甲酸酯。酚类链终止剂由苯酚和C1-C22的烷基取代的苯酚如对枯基苯酚、间苯二酚单苯甲酸酯,和对丁基苯酚和叔丁基苯酚、甲酚,和双酚的单醚类,如对甲氧基苯酚示例。可具体地提到带有具有8至9个碳原子的支链烷基取代基的烷基取代的苯酚。某些一元酚类UV吸收剂也可被用作封端剂,例如4-取代的-2-羟基苯甲酮和其衍生物、芳基水杨酸酯、双酚的单酯如间苯二酚单苯甲酸酯、2-(2-羟基芳基)-苯并三唑及其衍生物、2-(2-羟基芳基)-1,3,5-三嗪及其衍生物等。
在另一个方面中,端基可从选自羰基源(即,二芳基碳酸酯),从单体比率、不完全聚合反应、断链等以及任何加入的封端基团衍生,并可包含可衍生的官能团如羟基、羧酸基团等。在一个方面中,聚碳酸酯的端基可包含从二芳基碳酸酯衍生的结构单元,其中该结构单元可以是端基。在一个另外的方面中,该端基从活化的碳酸酯衍生。这样的端基可从合适地取代的活化的碳酸酯的烷基酯与聚碳酸酯聚合物链的端部羟基的酯交换反应,在羟基与活化的碳酸酯的酯羰基反应代替与活化的碳酸酯的碳酸酯的羰基反应的条件下衍生。这样,从包含由活化的碳酸酯衍生并在熔融聚合反应中存在的化合物或结构的酯衍生的结构单元可形成酯端基。在另一个方面中,从水杨酸酯衍生的酯端基可以为BMSC或其他取代的或未取代的双(烷基水杨基)碳酸酯如双(乙基水杨基)碳酸酯、双(丙基水杨基)碳酸酯、双(苯基水杨基)碳酸酯、双(苄基水杨基)碳酸酯等的残基。
在一个方面中,在熔融聚合反应中使用α和β催化剂的组合情况下,基于聚碳酸酯的重量,由活化的碳酸酯制备的聚碳酸酯聚合物可以包含少于2,000ppm,少于1,500ppm,或少于1,000ppm的量的端基。在另一个方面中,在熔融反应中只使用α催化剂的情况下,基于聚碳酸酯的重量,由活化的碳酸酯制备的聚碳酸酯聚合物可以包含少于或等于500ppm,少于或等于400ppm,少于或等于300ppm,或少于或等于200ppm的量的端基。
在一个方面中,用于使用活化的芳香族碳酸酯的聚合反应的试剂可以以固体形式或熔融形式装载到反应器中。开始装载进入反应器的试剂和在聚合反应条件下随后混合的这些材料可在惰性气体大气如氮气大气中进行。一种或多种试剂的装载还可在聚合反应稍后的阶段进行。反应混合物的混合通过现有技术中已知的任何方法,如通过搅拌完成。反应条件包括时间、温度、压力和影响试剂聚合的其他因素。通常,相对于单体单元化合物(即,芳香族二羟基化合物,和脂肪族二酸或二醇)的总摩尔,活化的芳香族碳酸酯以0.8至1.3,且更优选地0.9至1.3,以及其之间的所有子范围的摩尔比加入。在一个具体的方面中,活化的芳香族碳酸酯与单体单元化合物的摩尔比为1.013至1.29,具体地为1.015至1.028。在另一个具体方面中,活化的芳香族碳酸酯为BMSC。
在一个方面中,熔融聚合反应可通过使反应混合物经受一系列温度-压力-时间方案来进行。在一些方面中,这涉及在阶段中逐渐升高反应温度同时在阶段中逐渐降低压力。在一个方面中,压力从反应开始时的约大气压降低至约1毫巴(100帕斯卡(Pa))或更低,或在另一个方面中,在反应接近完成时在多个步骤中降低至0.1毫巴(10Pa)或更低。温度可以以逐步的方式变化,反应混合物的约熔融温度的温度开始并随后增加到最终温度。在一个方面中,反应混合物从室温加热至约150℃。在这样的方面中,聚合反应在约150℃至约220℃的温度开始。在另一个方面中,聚合温度可达约220℃。在其他方面中,聚合反应然后可以增加至约250℃并且然后可选地进一步增加至约320℃和其之间的所有子范围的温度。在一个方面中,总反应时间可为从约30分钟至约200分钟和其之间所有子范围。该程序将通常确保试剂反应以提供具有所需分子量、玻璃化转变温度和物理特性的聚碳酸酯。该反应进行以建立聚碳酸酯链并产生酯取代的醇副产物如水杨酸甲酯。在一个方面中,副产物的有效去除可通过不同的技术如降低压力来实现。通常,压力在反应开始时相对高并在反应过程中逐渐减少且温度在反应过程中升高。
在一个方面中,反应的进程可通过使用现有技术中已知的技术如凝胶渗透色谱法测量熔融粘度或反应混合物的重均分子量监控。这些特性可通过采集离散样本测量或可在线测量。在达到所需熔融粘度和/或分子量后,最终聚碳酸酯产物可从反应器以固体或熔融形式分离。本领域技术人员将理解到,如在前述部分中描述的制备脂肪族均聚碳酸酯和脂肪族-芳香族共聚碳酸酯的方法可在分批或连续过程中进行并且本文公开的过程优选以不含溶剂的方法进行。选择的反应器应理想地为自清洁的并且应该使任何“热点”最小化。然而,可使用与市售的那些类似的排气式挤出机。
在一个方面中,脂肪族均聚碳酸酯和脂肪族和脂肪族-芳香族共聚碳酸酯可在挤出机中在一种或多种催化剂的存在下制备,其中碳酸化试剂是活化的芳香族碳酸酯。在一个方面中,用于聚合反应的试剂可以以粉末或熔融形式进料到挤出机中。在另一个方面中,试剂在加入到挤出机前是干燥的共混的。挤出机可装备有减压装置(例如,排气口),其用来除去活化的苯酚副产物并因此驱使聚合反应完成。在各种方面中,聚碳酸酯产物的分子量可通过控制,在其他因素中,试剂的进料速率、挤出机的类型、挤出机螺旋设计和构造、挤出机中的停留时间、挤出机上存在的反应温度和减压技术操控。聚碳酸酯产物的分子量还可取决于试剂的结构,如采用的活化的芳香族碳酸酯、脂肪族二醇、二羟基芳香族化合物和催化剂。许多不同的螺旋设计和挤出机构造是市售的,其使用单螺旋、双螺旋、排气口、后飞行和前飞行区域、密封和侧流。本领域技术人员可发现使用普遍已知的市售挤出机设计的最好设计。控制二芳基碳酸酯/二醇,具体地BMSC/二醇的比率在使用活化的碳酸酯时可影响Mw。较低的比率通常可以提供较高的分子量。
一次抗冲改性剂
公开的热塑性组合物进一步包含一次抗冲改性剂组分。一次抗冲改性剂可以是从烯烃、单乙烯基芳香族单体、丙烯酸和甲基丙烯酸及它们的酯衍生物以及共轭二烯衍生的高分子量弹性体材料。由共轭二烯形成的聚合物可为完全或部分氢化的。弹性体材料可以为均聚物或共聚物的形式,包含无规共聚物、嵌段共聚物、径向嵌段共聚物、接枝共聚物和核-壳共聚物。在另一个方面中,可使用任何两种或更多单独抗冲改性剂的组合。
抗冲改性剂的示例性类型是弹性体改性的接枝共聚物,其包含具有小于约10℃,小于约-10℃,或约-40℃至-80℃的Tg的弹性体(即,橡胶)聚合物基质,和接枝到弹性体聚合物基质上的刚性聚合物基体(侧枝,superstrate)。适合用作弹性体相的材料包含,例如共轭二烯橡胶,例如聚丁二烯和聚异戊烯;共轭二烯与小于约50wt.%的可共聚合单体的共聚物,例如单乙烯基化合物如苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸正丁酯或丙烯酸乙酯;烯烃橡胶如乙烯丙烯共聚物(EPR)或乙烯-丙烯-二烯单体橡胶(EPDM);乙烯-乙烯基醋酸酯橡胶;硅橡胶;弹性(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;或包含前述弹性体中的至少一种的组合。适合用作刚性相的材料包含,例如,单乙烯基芳香族单体如苯乙烯和α-甲基苯乙烯,和单乙烯基单体如丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、和丙烯酸和甲基丙烯酸的C1-6酯,具体地聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),和单乙烯基芳香族单体和单乙烯基单体的共聚物。
示例性弹性体改性的接枝共聚物包含由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、丙烯腈-乙烯-丙烯-二烯-苯乙烯(AES)、苯乙烯-异戊烯-苯乙烯(SIS)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS),和苯乙烯-丙烯腈(SAN)形成的那些。
在一个方面中,第一抗冲改性剂优选为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)弹性体。这种抗冲改性剂是市售的,并且在本公开内容的情况下本领域技术人员可轻易地选择合适的抗冲改性剂。
一次抗冲改性剂可以以任何需要的量存在于公开的热塑性组合物中。根据一些方面,一次抗冲改性剂可以以总共混组合物的约30wt.%至约53wt.%范围的量存在,包括例如公开的聚碳酸酯共混物的约35、40、45、50或53wt.%。在另一个方面,一次抗冲改性剂组分可包含总共混组合物的约40wt.%至约50wt.%,包括例如,约42、44、46、48或50wt.%。在各种方面中,一次抗冲改性剂的丁二烯含量可存在为25%至65%,更具体地25%至55%,更具体地25%至45%,且更具体地30%至40%。拥有本公开内容的技术人员可轻易地选择合适量的任何一种或多种抗冲改性剂以在聚合物组合物中使用。
二次抗冲改性剂
公开的热塑性组合物进一步包含与选择的一次抗冲改性剂不同的二次抗冲改性剂组分。二次抗冲改性剂可再次为从烯烃、单乙烯基芳香族单一、丙烯酸和甲基丙烯酸及它们的酯衍生物以及共轭二烯衍生的高分子量弹性材料。由共轭二烯形成的聚合物可为完全或部分氢化的。弹性材料可以均聚物或共聚物的形式,包含无规共聚物、嵌段共聚物、径向嵌段共聚物、接枝共聚物和核-壳共聚物。在另一个方面中,可使用任何两种或更多种单独的抗冲改性剂的组合。
二次抗冲改性剂的示例性类型是弹性体改性的接枝共聚物,其包含具有小于约10℃,小于约-10℃,或约-40℃至-80℃的Tg的弹性(即,橡胶)聚合物基质,和接枝到弹性聚合物基质上的刚性聚合基体。适合用作弹性相的材料包含,例如共轭二烯橡胶,例如聚丁二烯和聚异戊烯;共轭二烯与小于约50wt.%的可共聚合单体的共聚物,例如单乙烯基化合物如苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸正丁酯或丙烯酸乙酯;烯烃橡胶如乙烯丙烯共聚物(EPR)或乙烯-丙烯-二烯单体橡胶(EPDM);乙烯-乙烯基醋酸酯橡胶;硅橡胶;弹性(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;或包含前述弹性体中的至少一种的组合。适合用作刚性相的材料包含,例如,单乙烯基芳香族单体如苯乙烯和α-甲基苯乙烯,和单乙烯基单体如丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、和丙烯酸和甲基丙烯酸的C1-6酯,具体地聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),和单乙烯基芳香族单体和单乙烯基单体的共聚物。
用作二次抗冲改性剂的示例性弹性体改性的接枝共聚物包含由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、丙烯腈-乙烯-丙烯-二烯-苯乙烯(AES)、苯乙烯-异戊烯-苯乙烯(SIS)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS),和丙烯酸甲酯-丁二烯(MB)形成的那些。
在一个方面中,二次抗冲改性剂优选包含由共轭二烯生成的弹性体改性的接枝共聚物,包含例如包含聚丁二烯橡胶的那些抗冲改性剂。根据示例性方面,二次抗冲改性剂包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)弹性体、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)弹性体、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯(MB)弹性体,或它们的组合。这样的二次抗冲改性剂是市售的,且拥有本公开内容的本领域技术人员可轻易地选择合适的二次抗冲改性剂。在各种方面中,二次抗冲改性剂的丁二烯含量可存在为45%至82%,更具体地40%至65%,更具体地55%至65%,更具体地70%至78%。
二次抗冲改性剂可以以任何需要的量存在于公开的热塑性组合物中。根据一些方面,二次抗冲改性剂可以以总共混组合物的约0.5wt.%至约7wt.%范围的量存在,包含例如,共混物的约0.75、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5和7.0wt.%。在另一个方面中,二次抗冲改性剂组分可包含总共混组合物的约2wt.%至约5wt.%,包含例如,约2.5、3.0、3.5、4.0或4.5wt.%。拥有本公开内容的技术人员可轻易地选择合适量的任何一种或多种二次抗冲改性剂以在公开的共混物中使用。
水解稳定剂
在各种方面中,具有本发明改善的电镀物附着力的公开的热塑性组合物可进一步包含水解稳定剂,其中水解稳定剂包含水滑石和无机缓冲盐。在一个另外的方面,具有本发明改善的水解稳定性的公开的共混聚碳酸酯组合物包含水解稳定剂,其中该水解稳定剂包含一种或多种水滑石和包含一种或多种能够缓冲pH的无机盐的无机缓冲盐。
水滑石是合成的或自然存在的碳酸铝镁。合成的水滑石由于其一致性和浅色而被优选。需要改善水解稳定性的有效量的水滑石将取决于与PC共混的乳液聚合物的量和类型。在各种方面中,煅烧的水滑石的量基于整个配方将为约0.1至1pph。在一些实例中,水滑石可在400-1000℃下煅烧。在一个另外的方面中,煅烧的水滑石可具有约1.0至5.0的氧化镁与氧化铝摩尔比。具有少于或等于约10微米平均粒径的煅烧的水滑石可被用在一些情况中以改善抗冲强度。在其他实例中,例如当需要食物接触时,煅烧的水滑石具有少于约30ppm的选自由以下组成的组的元素:汞、铅、镉、砷、铋和它们的混合物。在仍一另外的方面中,水滑石未用羧酸、羧酸盐、铵盐、烷基铵盐、芳基铵盐、聚醚表面活性剂或其他润湿剂或表面活性剂涂覆或处理。不希望受到具体理论的限制,这些润湿剂和表面活性剂可以以类似于一些乳液聚合的残留物的作用的方式催化聚碳酸酯分解。
合成的水滑石或天然的水滑石可被用作本发明中的水滑石化合物。在本发明组合物中可用的示例性水滑石是市售的,并包含但不限于镁水滑石(水滑石镁)如DHT-4C(从Kyowa Chemical公司购买);Hysafe539和Hysafe530(从J.J.Huber公司购买)。合成的水滑石可通过碳酸酯源、镁源和铝源的反应制备。美国专利号3,539,306;3,650,704和4,351,814公开了合成水滑石的制备。美国专利号6,291,570公开了包含水滑石化合物颗粒的阻燃剂树脂组合物。这些水滑石化合物可单独地或以两种或更多的组合使用。本发明可用的示例性水滑石具有以下结构式:
Mg4.5Al1.5(OH)12(CO3)0.8(Al2-O3)
在一个另外的方面中,水滑石是合成的水滑石。在又一另外的方面中,水滑石是天然水滑石。在仍一另外的方面中,水滑石是煅烧的水滑石。在又一另外的方面中,水滑石可以为粉末、粒子、颗粒、微粒或纳米颗粒的形式。在仍一另外的方面,水滑石是具有少于约500微米(μm),少于约400μm,少于约300μm,少于约200μm,少于约100μm,少于约50μm,少于约25μm,少于约10μm,或少于约1μm中值粒径的粒子。在又一另外的方面中,水滑石是具有少于或等于约10μm中值粒径的粒子。在更另外的方面中,水滑石是具有约10μm中值粒径的粒子。
在各种方面中,无机缓冲盐是可用作缓冲剂的无机盐。如本文所使用的,术语“无机缓冲盐”意在包含在稀释或添加酸或碱时用来抵抗pH改变的无机化合物。在一个另外的方面中,无机盐缓冲剂在约20℃下在水溶液中具有约5.0至约7.0的pKa值。在仍一另外的方面,无机盐缓冲剂在约20℃下在水溶液中具有约6.0至约7.0的pKa值。在又一另外的方面中,无机盐缓冲剂在约20℃下在水溶液中具有约6.8的pKa值。在仍一另外的方面中,本发明的无机缓冲盐包含固态形式的无机缓冲盐和无机缓冲溶液。
在一个方面中,无机缓冲盐不是含氮或含胺的盐。在更另外的方面中,无机缓冲盐基本上不含含氮物质。在仍一另外的方面中,无机缓冲盐具有约≤1ppm的氮,约≤5ppm的氮,或约≤10ppm的氮。在又一另外的方面中,无机缓冲盐具有约≤1ppm的氮。
本发明的代表性的无机缓冲盐包含但不限于正磷酸二氢钾、正磷酸氢二钠、正磷酸氢二钠、磷酸钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠,和偏磷酸钾,和其他现有技术中已知的材料,以及它们的组合。可替换地,无机缓冲盐可为可溶的无机盐如碳酸盐、重碳酸盐、倍半碳酸盐(sequiscarbonate)、硅酸盐、焦磷酸盐、磷酸盐、正硼酸盐、四硼酸盐,及其混合物。在仍一另外的方面中,无机缓冲盐可为二元和三元无机酸的碱金属盐或碱土金属盐,可选地与其共轭酸盐结合。因此,单独或组合用作本文的缓冲无机盐的材料的实例包含碳酸钠、重碳酸钠、倍半碳酸钠、硅酸钠、焦磷酸四钾、磷酸三钠、磷酸三钾、无水四硼酸钠、五水四硼酸钠和十水四硼酸钠。在仍一另外的方面中,二元和三元无机酸的铵盐、碱金属盐和碱土金属盐可选地与其共轭酸盐结合。固体无机缓冲盐可为无水的或盐的水合物。进一步的实例包含碳酸盐或碳酸盐-重碳酸盐(如其钠盐和/或钾盐),磷酸盐-磷酸一氢盐或磷酸一氢盐-磷酸二氢盐(如其钠盐和/或钾盐),硼酸-硼砂,或硼砂-硼酸钠等。在一个另外的方面中,本发明的无机缓冲盐优选包含一种或更多种磷酸钠组合物、一种或更多种磷酸钾组合物或其组合。
在一个方面中,无机缓冲盐包含磷酸缓冲盐。在本发明中可用的示例性无机缓冲盐是磷酸缓冲盐如磷酸二氢盐和磷酸氢盐的碱金属或碱土盐,例如,钠盐(例如,NaH2PO4和Na2HPO4)或钾盐(例如,KH2PO4和K2HPO4)。在仍一另外的方面,无机缓冲盐是包含磷酸一钠(NaH2PO4)和磷酸二钠(Na2HPO4)溶液的组合的磷酸缓冲盐。
在各种方面中,无机缓冲盐是固体。例如,具有改善的水解稳定性的共混的聚碳酸酯组合物可包含约0.01份每百份(pph)至约10pph的固体无机缓冲盐。可替换地,具有改善的水解稳定性的共混的聚碳酸酯组合物可包含约0.1pph至约1pph的固体无机缓冲盐。
在一个另外的方面中,固体无机缓冲盐可为粉末、粒子、颗粒、微粒或纳米颗粒的形式。在仍一另外的方面中,无机缓冲盐是具有少于约500μm,少于约400μm,少于约300μm,少于约200μm,少于约100μm,少于约50μm,少于约25μm,少于约10μm,或少于约1μm中值粒径的粒子。在又一另外的方面中,无机缓冲盐是具有少于或等于约10μm中值粒径的粒子。在更另外的方面中,无机缓冲盐是具有约10μm中值粒径的粒子。
在一个方面中,无机缓冲盐包含含磷的含氧酸的无机盐。在一个另外的方面中,含磷的含氧酸是多质子含磷的含氧酸,具有通式:
MxHmPtOn,
其中x是1或更大,m是0或更大,n是2或更大,且t是1或更大。多质子含磷的含氧酸的无机盐的实例包含但不限于正磷酸、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、氟代磷酸、二氟膦酸、氟代亚磷酸、二氟亚磷酸、氟代次膦酸、氟代连二磷酸的碱金属或碱土金属盐。
在一个方面中,无机缓冲溶液可以由二元或三元酸盐和其共轭酸盐,如碳酸盐-重碳酸盐、磷酸盐-磷酸一氢盐、磷酸一氢盐-磷酸二氢盐等的组合制备。可替换地,无机缓冲溶液可由二元或三元酸和共轭酸的盐直接制备。在各种另外的方面中,无机缓冲溶液可在溶液中通过二元或三元酸的盐与另一种酸,或如无机酸像硫磺酸、磷酸或硼酸的部分中和反应生成。相反,它们还可在原位通过共轭酸,如重碳酸盐、磷酸一氢盐、硼砂等与强碱,如碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物的部分中和反应形成。无机缓冲溶液pH的变化和调节可通过调节一种或多种缓冲盐的加入来获得。
在一个另外的方面中,无机缓冲溶液基本上不含含氮物质。在又一另外的方面中,含氮物质以少于约1ppm的氮的量在无机缓冲溶液中存在。在仍一另外的方面中,无机缓冲溶液具有约≤1ppm的氮,约≤5ppm的氮,或约≤10ppm的氮。在又一另外的方面中,无机缓冲盐具有约≤1ppm的氮。在更另外的方面中,含氮物质是铵盐。在仍一另外的方面中,含氮物质是胺盐。
在一个方面中,无机缓冲溶液包含磷酸缓冲剂。在一个另外的方面中,无机缓冲溶液包含含磷盐。在又一另外的方面中,含磷盐是磷酸盐。例如,在各种方面中,无机缓冲溶液使用弱无机酸的无机盐制备。本发明中可用的示例性无机缓冲剂是由磷酸二氢盐和磷酸氢盐的合适的盐,例如,钠盐(例如,NaH2PO4和Na2HPO4)或钾盐(例如,KH2PO4和K2HPO4)制备的磷酸盐缓冲溶液。在仍一另外的方面中,无机缓冲剂是使用磷酸一钠(NaH2PO4)和磷酸二钠(Na2HPO4)溶液的组合制备的磷酸盐缓冲溶液。在更另外的方面中,磷酸盐缓冲溶液包括包含钠、钾、锂、铯、钙、镁、锶、钡、锌、锡、铝或其任何组合的盐的磷酸盐。
在一个另外的方面中,公开的共混聚碳酸酯组合物中使用的无机缓冲溶液具有选自约0.1摩尔(M),约0.2M,约0.3M,约0.4M,约0.5M,约0.6M,约0.7M,约0.8M,约0.9M,和约1.0M的浓度。在仍一另外的方面中,无机缓冲溶液具有约0.5M的浓度。在又一另外的方面中,无机缓冲溶液具有约0.25M至约1.0M的浓度。在更另外的方面中,无机缓冲溶液具有约0.25M至约0.75M的浓度。在仍一另外的方面中,无机缓冲溶液具有约0.40M至约0.60M的浓度。在又一另外的方面中,无机缓冲溶液具有约0.5M的浓度。
在一个另外的方面中,共混聚碳酸酯组合物中使用的无机缓冲溶液具有选自约6.5,约6.6,约6.7,约6.8,约6.9和约7.0的pH。在又一另外的方面中,无机缓冲溶液具有约≤7.0的pH。在更另外的方面中,无机缓冲溶液具有约5.0至约7.0的pH。在仍一另外的方面中,无机缓冲溶液具有约6.0至约7.0的pH。在又一另外的方面中,无机缓冲溶液具有约6.8的pH。
在一个另外的方面中,共混聚碳酸酯组合物中使用的无机缓冲溶液是具有约0.5M的浓度和约6.8的pH的磷酸钠缓冲溶液。
在一个另外的方面中,公开的共混聚碳酸酯组合物中使用的磷酸盐缓冲溶液具有选自约0.1M,约0.2M,约0.3M,约0.4M,约0.5M,约0.6M,约0.7M,约0.8M,约0.9M,和约1.0M的浓度。在仍一另外的方面中,磷酸盐缓冲溶液具有约0.5M的浓度。在又一另外的方面中,磷酸盐缓冲溶液具有约0.25M至约1.0M的浓度。在更另外的方面中,磷酸盐缓冲溶液具有约0.25M至约0.75M的浓度。在仍一另外的方面中,磷酸盐缓冲溶液具有约0.40M至约0.60M的浓度。在又一另外的方面中,磷酸盐缓冲溶液具有约0.5M的浓度。
在一个另外的方面中,共混聚碳酸酯组合物中使用的磷酸盐缓冲溶液具有选自约6.5,约6.6,约6.7,约6.8,约6.9和约7.0的pH。在又一另外的方面中,磷酸盐缓冲溶液具有约≤7.0的pH。在更另外的方面中,磷酸盐缓冲溶液具有约5.0至约7.0的pH。在仍一另外的方面中,无磷酸盐缓冲溶液具有约6.0至约7.0的pH。在又一另外的方面中,磷酸盐缓冲溶液具有约6.8的pH。
在各种方面中,本发明涉及用于制备具有改善的电镀物附着力的包含水解稳定剂的热塑性组合物的方法,其中该方法包括制备至少一种聚碳酸酯聚合物、第一抗冲改性剂组合物、第二抗冲改性剂组合物的所需共混物,并加入如本文描述中描述的不同量的水解稳定剂组合物,该水解稳定剂组合物包含水滑石和无机缓冲盐,将成分熔融混合并测试所得混合物、或从其模塑的部件在暴露到水分后用于改善的保留特性。以这种方式,确定暴露到水分后与类似的不具有水解稳定剂组合物相比需要改善特性保留的水解稳定剂组合物的最佳量。暴露到水分可以以各种方式和在各种温度进行各种时间。例如,部件可高压灭菌几个循环,它们可被暴露到高压锅中的蒸汽,它们可浸在水中或暴露到不同温度的恒定湿度。可用的方法是将模塑部件暴露到90℃的95%的恒定相对湿度500或1000小时。可被用来确定暴露到水分后特性的保留的一些方法为熔融粘度的保留,抗冲强度的保留,如Izod抗冲和弯曲或拉伸强度的保留。这些测试是本领域技术人员熟知的且可通过各种标准的程序如ASTM和ISO方法测定。
可选的添加剂
公开的热塑性组合物还可以可选地包含一种或多种添加剂如填料、增强剂、稳定剂等,限制性条件是添加剂不会对聚碳酸酯共混组合物的所需特性具有不利影响。还可使用添加剂的混合物。这样的添加剂可在合适的时间在组分混合过程中混合以用于形成组合物。
合适的填料或增强剂的实例包含任何已知用于这些用途的材料。例如,合适的填料和增强剂包含硅酸盐和二氧化硅粉末如硅酸铝(莫来石)、合成的硅酸钙、硅酸锆、熔融二氧化硅、结晶二氧化硅石墨、天然硅砂等;硼粉末如硼-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(如其酸酐、二水合物或三水合物);碳酸钙如白垩、石灰石、大理石、合成的沉淀碳酸钙等;滑石,包含纤维的、模块的、针形的、薄片形的滑石等;硅灰石;表面处理的硅灰石;玻璃球如空心的或实心的玻璃球、硅酸盐球、微珠、铝硅酸盐(大气)等;高岭土,包含硬质高岭土、软质高岭土、煅烧高岭土、包含各种本领域已知的涂层以利于与聚合物基体树脂相容的高岭土等;单晶纤维或“晶须”如碳化硅、铝、碳化硼、铁、镍、铜等;纤维(包括连续的或切碎的纤维)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、钡铁氧体、硫酸钡、重晶石等;金属和金属氧化物如粒子的或纤维的铝、青铜、锌、铜和镍等;碎片的填料如玻璃碎片、碎片的碳化硅、二硼化铝、铝碎片、不锈钢碎片等;纤维状填料,例如短的无机纤维如从包含硅酸铝、氧化铝、氧化镁和半水合硫酸钙等中至少一种的共混物衍生的无机纤维;天然填料和增强剂,如通过磨碎木头、纤维产品如纤维素、棉、剑麻、黄麻纤维、淀粉、软木粉、木质素、研磨的坚果壳、玉米、稻粒壳等得到的木屑;有机填料如聚四氟乙烯;从能够形成纤维如聚(醚酮)、聚酰亚胺、聚苯并恶唑、聚(亚苯基硫化物)、聚酯、聚乙烯、芳香族聚酰胺、芳香族聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚四氟乙烯、丙烯酸树脂、聚(乙烯基醇)等的有机聚合物生成的增强有机纤维填料;以及额外的填料和增强剂如云母、黏土、长石、烟道尘、铝硅酸镁盐、石英、石英岩、珍珠岩、硅土、硅藻土、炭黑等,或包含前述填料或增强剂中的至少一种的组合。
填料和增强剂可涂布一层金属材料以利于导电性,或用硅烷处理的表面以改善与聚合物基体树脂附着力和分散。此外,增强填料可以以单丝或多丝纤维形式提供并可单独或与其他类型的纤维结合使用,通过,例如,共编制或核心/护套、并排、橘子型或矩阵和纤丝构造,或通过本领域技术人员已知的其他纤维制造方法。合适的共编织结构包含,例如,玻璃纤维-碳纤维、碳纤维-芳香族聚酰亚胺(酰胺)纤维,和芳香族聚酰亚胺纤维玻璃纤维等。纤维状填料可以例如以,粗纱、编织纤维增强剂,如0-90度纤维等;非编织纤维增强剂如连续毡、切碎的毡、棉纸、纸材和毛毡等;或三维增强剂如穗带的形式提供。基于100重量份的聚碳酸酯、一次和二次抗冲改性剂的共混组合物,填料通常以约零至约50重量份,可选地约1至约20重量份,且在一些实施例中,约4至约15重量份的量使用。
公开的热塑性组合物可进一步包含一次抗氧化剂或“稳定剂”(例如,受阻酚和/或二级芳胺)和可选地,二次抗氧化剂(例如,磷酸盐和/或硫酯)。合适的抗氧化剂添加剂包含,例如,有机亚磷酸盐如三(壬基苯基)亚磷酸盐、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸盐、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸盐、二硬脂酰季戊四醇二亚磷酸盐等;烷基化的单酚或多酚;多酚与二烯的烷基化的反应产物,如四[亚甲基(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸)]甲烷等;对甲苯酚或二环戊二烯的丁基化反应产物;烷基化的对苯二酚;羟基化的硫代二苯基醚;亚烷基-双酚;苄基化合物;β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸与单羟基或多羟基醇的酯;β-(5-叔丁基-4-羟基-3-甲基苯基)-丙酸与与单羟基或多羟基醇的酯;硫代烷基或硫代芳基化合物的酯如二硬脂酰硫代丙酸酯、二月桂酰硫代丙酸酯、二十三烷基硫代丙酸酯、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、季戊四醇-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)-丙酸等的酰胺,或包含前述抗氧化剂中的至少一种的组合。基于100重量份的聚碳酸酯、一次和二次抗冲改性剂的共混组合物,抗氧化剂通常以约0.01至约1重量份,可选地约0.05至约0.5重量份的量使用。
合适的热稳定剂添加剂包含,例如,有机亚磷酸盐如三苯基亚磷酸盐、三-(2,6-二甲基苯基)亚磷酸盐、三-(混合的单-和双-壬基苯基)亚磷酸盐等;膦酸盐如二甲基本膦酸盐等,有机磷酸盐如三甲基膦酸盐,硫酯如季戊四醇β月桂酰硫代丙酸酯等,或包含前述热稳定剂中至少一种的组合。基于100重量份的聚碳酸酯、一次和二次抗冲改性剂的共混组合物,热稳定剂通常以约0.01至约5重量份,可选地约0.05至约0.3重量份的量使用。
还可使用光稳定剂和/或紫外光(UV)吸收添加剂。合适的光稳定剂添加剂包含,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-正辛基苯甲酮等,或包含前述光稳定剂的至少一种的组合。基于100重量份的聚碳酸酯、一次和二次抗冲改性剂的共混组合物,光稳定剂通常以约0.01至约10重量份,可选地约0.1至约1重量份的量使用。
合适的UV吸收添加剂包含例如,羟基苯甲酮;羟基苯并三唑;羟基苯并三嗪;氰基丙烯酸酯;草酰替苯胺;苯并恶嗪酮;2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-苯酚(CYASORBTM5411);2-羟基-3-正辛基氧苯甲酮(CYASORB*531);2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛基氧)-苯酚(CYASORB*1164);2,2’-(1,4-亚苯基)双(4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮)(CYASORB*UV-3638);1,3-双[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰)氧]-2,2-双[[(2-氰基-3,3-二苯基-丙烯酰)氧]甲基]丙烷(UVINUL*3030);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)氧]-2,2-双[[(2-氰基-3,3-二苯基-丙烯酰)氧]甲基]丙烷;纳米尺寸无机材料如氧化钛、氧化铈和氧化锌,均具有少于约100纳米的粒径;等等,或包含前述UV吸收剂中的至少一种的组合。基于100重量份的聚碳酸酯、一次和二次抗冲改性剂的共混组合物,UV吸收剂通常以约0.1至约5重量份的量使用。
还可使用增塑剂、润滑剂和/或脱模剂添加剂。在这些类型的材料中,具有相当大的重叠,其包含,例如,钛酸酯如二辛基-4,5-环氧-六氢化钛酸盐;三(辛氧羰基乙基)异氰尿酸盐;三硬脂酸甘油酯;双或多官能团芳香族磷酸盐如间苯二酚四苯基二磷酸盐(RDP)、对苯二酚的双(二苯基)磷酸盐和双酚-A的双(二苯基)磷酸盐;聚-α-烯烃;环氧化的大豆油;硅酮,包含硅油;酯,例如,脂肪酸酯如烷基硬脂酯,例如,硬脂酸甲酯;硬脂酸硬脂酯,季戊四醇四硬脂酯等,硬脂酸甲酯和亲水和疏水的非离子表面活性剂的混合物,其包含聚乙烯乙二醇聚合物、聚丙烯乙二醇聚合物,和其共聚物,例如合适溶剂中的硬脂酸甲酯和聚乙烯聚丙烯乙二醇共聚物;蜡如蜂蜡、褐煤蜡、石蜡等。基于100重量份的聚碳酸酯、一次和二次抗冲改性剂的共混组合物,这样的材料通常以约0.1至约20重量份,可选地约1至约10重量份的量使用。
还可存在着色剂如颜料和/或染料添加剂。合适的颜料包含例如,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;磺基-硅酸钠、磺基-硫酸钠、磺基-铬酸钠等;炭黑、锌铁氧体、群青(ultramarine blue);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、苝类、萘四羧酸、黄烷士林、异吲哚啉、四氯异吲哚啉、蒽醌、苯并芘二酮、二噁嗪、酞菁染料和偶氮色淀;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,或包含前述颜料中的至少一种的组合。基于100重量份的聚碳酸酯、一次和二次抗冲改性剂的共混组合物,颜料通常以约0.01至约10重量份的量使用。
合适的染料通常为有机材料并包含,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;多环芳香族烃染料;闪烁染料(scintillation dye)如噁唑或噁二唑染料;芳基取代的或杂芳基取代的聚(C2-8)烯烃染料;羰花青染料;阴丹酮染料;酞菁染料;噁嗪染料;喹诺酮染料;萘四羧酸染料;卟啉染料;双(苯乙烯)二苯基染料;吖啶染料;蒽醌染料;青蓝染料;次甲基染料;芳基甲烷染料;偶氮染料;靛蓝类染料;硫代靛蓝类染料;重盐染料;硝基染料;醌亚胺染料;氨基酮染料;四唑染料;噻唑染料;苝类染料;芘酮染料;双-苯并噁唑噻吩(BBOT);三芳基甲烷染料;氧杂蒽染料;硫代氧杂蒽染料;萘酰亚胺染料;内酯染料;荧光团如反斯托克斯位移染料,其在近红外光波长中吸收并在可见光波长中发射,等等;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-(4-二乙氧苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑;2,5-双-(4-二乙氧苯基)-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’-二苯并噻三羰花青碘化物;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-乙基苯并噻唑鎓高氯酸盐;3-二乙基氨基-7-二乙基氨基酚噁嗪鎓高氯酸盐;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、屈、红荧烯、六苯并苯等,或基于100重量份的聚碳酸酯、一次和二次抗冲改性剂的共混组合物,约0.1至约10ppm的量。
可加入的合适的阻燃剂可为包含磷、溴和/或氯的有机化合物。用于调节的原因,非溴化的和非氯化的含磷阻燃剂可在某些应用中需要,例如,有机磷酸盐和含有磷-氮键的有机化合物。卤化的材料也可被用作阻燃剂。还可用的是低聚的和多聚的卤代芳香族化合物,如双酚A和四溴双酚A和碳酸酯前体,例如碳酰氯。金属增效剂,例如,氧化锑,也可与阻燃剂一起使用。还可使用无机阻燃剂,例如C1-16烷基磺酸盐的盐如全氟丁烷磺酸钾(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;通过例如碱金属或碱土金属(例如锂、钠、钾、镁、钙和钡盐)和无机酸络合物盐,例如,氧代阴离子,反应生成的盐,如碳酸的碱金属和碱土金属盐,如Na2CO3、K2CO3、MgCO3、CaCO3和BaCO3或氟阴离子络合物如Li3AlF6、BaSiF6、KBF4、K3AlF6、KalF4、K2SiF6和/或Na3AlF6等。
还可使用抗滴落剂,例如,纤丝形成的或非纤丝形成的氟代聚合物如聚四氟乙烯(PTFE)。抗滴落剂可通过如上述的刚性共聚物包封,例如SAN。包封在SAN中的PTFE被称为TSAN。包封的氟代聚合物可通过在氟代聚合物存在下,例如,在含水分散体中聚合该包封聚合物制备。TSAN可提供比PTFE显著的优点,其中TSAN可更加容易地在组合物中分散。基于包封的氟代聚合物的总重量,合适的TSAN可包含,例如,约50wt.%的PTFE和约50wt.%的SAN。基于共聚物的总重量,SAN可包含,例如,约75wt.%的苯乙烯和约25wt.%的丙烯腈。可替换地,氟代聚合物可在一定程度上与第二聚合物预共混,如例如,芳香族聚碳酸酯树脂或SAN以生成用作抗滴落剂的聚集的材料。任一种方法可被用来制备包封的氟代聚合物。
在需要泡沫的情况下,合适的起泡剂包含,例如,低沸点的卤代烃和生成二氧化碳的那些;在室温为固体的起泡剂且当加热到高于其分解温度的温度时,产生气体如氮气、二氧化碳或氨气,如偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酰胺的金属盐、4,4’-氧双(苯磺酰肼)、重碳酸钠、碳酸铵等;或前述起泡剂中至少一种的组合。
热塑性聚碳酸酯共混组合物可通过本领域中一般可用的方法制备。例如,在一个实施方式中,在一种进行方式中,聚碳酸酯、一次抗冲改性剂、二次抗冲改性剂和任何其他可选的组分(如抗氧化剂、脱模剂等)可首先在Henschel*高速混合器或其他合适的混合器/共混器中共混。包含但不限于手动混合的其他低剪切过程也可完成该共混。共混物接着通过漏斗进料到双螺旋挤出机的颈部。可替换地,一种或更多的组分可通过在颈部和/下游通过辅助填充机直接进料进入挤出机混合进入组合物。这样的添加剂还可混合进具有所需聚合物树脂的母料并进料到挤出机中。挤出机一般在高于必须引起组合物流动的温度下操作。挤出物在水中立刻冷却成团并造粒。这样制备的颗粒在切割挤出物时可按需要为四分之一英寸长或更短。这样的颗粒可被用于随后的模塑、成型、或成形。
制品
在各种方面中,具有本发明改善的电镀物附着力的公开的热塑性组合物可被用来制造制品。公开的共混聚碳酸酯组合物可通过多种方法如注塑、挤出、旋转模塑、压缩模塑、吹塑、片或膜挤出、轮廓挤出、气体辅助模塑、构造泡沫模塑和热成形被成形为可用形状的制品。本文描述的具有改善的电镀物附着力的热塑性组合物还可制成膜和片以及层合体系的部件。在一个另外的方面中,制造制品的方法包括熔融共混水解稳定剂组合物、聚碳酸酯聚合物组合物、第一抗冲改性剂组合物、和第二抗冲改性剂组合物;并将挤出的组合物模塑成制品。在仍一另外的方面中,挤出用单螺旋挤出机或双螺旋挤出机进行。
形成的制品包括,例如,计算机和商业机器外壳、家电用品、托盘、盘子、把手、头盔、汽车部件如仪表板、杯托、手套箱、内部覆盖物等。在各种另外的方面中,形成的制品包括但不限于餐饮服务项目、医疗器械、动物笼子、电子连接器、用于电子设备的外壳、电动机部件、配电设备、通信设备、计算机等,包括已在扣合连接器中模塑的装置。在一个另外的方面中,本发明的制品包含外部车身板和用于包括车辆的户外汽车和设备的部件,保护图如标志,户外外壳如电信和电子连接盒,和建筑物应用如房顶部分、墙板和玻璃窗。由公开的聚碳酸酯制成的多层制品特别地包含在它们使用寿命期间将暴露于无论是自然的还是人工的UV光的制品且最特别地户外制品,即,计划用于户外用途的制品。合适的制品通过以下示出:用于户外汽车和设备外壳、外罩、面板和部件;用于电子和电通信设备的外壳;室外家具;飞机部件;船和海上设备,包括装饰、外壳和外罩;舷外发动机外罩;回音探测仪外罩、个人船只;水上摩托车;水池;温泉疗养地;热浴缸;台阶;台阶覆盖物;大楼和建筑物应用如玻璃窗、房顶、窗户、地板、装饰窗布置或处理;用于照片、画、海报和如展示物的加工的玻璃罩;墙板和门;保护图;室外和室内标记;用于自动出纳机(ATM)的外壳、外罩、面板和部件;用于草坪和园艺拖拉机、除草剂和包括草坪和园艺工具的工具的外壳、外罩、面板和部件;窗和门饰;运动设备和玩具;用于摩托雪橇的外壳、外罩、面板和部件;游艺车面板和零件;游乐场设备;从塑料-木头组合制备的制品;高尔夫球场标志;实用井盖;计算机外壳;台式计算机外壳;手提式计算机外壳;膝上型计算机外壳;掌上型计算机外壳;屏幕外壳;打印机外壳;键盘;传真机外壳;复印机外壳;电话外壳;移动电话外壳;无线电发射器外壳;无线电接收器外壳;点灯器具;灯具;网络接口装置外壳;变压器外壳;空调外壳;公共交通工具的覆层或座位;卫星天线盘的覆层;带涂层的头盔和个人保护设备;带涂层的合成或天然织物;带涂层的胶片和影印片;带涂层的绘画制品;带涂层的上色制品;带涂层的荧光制品;带涂层的泡沫制品;和类似应用。
在一个方面中,本发明涉及包含具有改善的电镀物附着力的公开的热塑性组合物的制品。在一个另外的方面中,该包含具有改善的电镀物附着力的公开的热塑性组合物的制品被用在汽车应用中。在仍一另外的方面中,该用于汽车应用的制品选自仪表板、顶置控制台、内部装饰、中央控制台、面板、后侧围板、摇板、装饰、挡泥板、门、行李箱盖、后备箱盖、引擎罩、机罩、车顶、保险杠、仪表盘、护栅、小外壳、支柱贴花、覆层、车身侧面模制件、轮盖、轮毂罩、门把手、扰流板、窗框、前灯框、前灯、尾灯、尾灯罩、尾灯框、车牌罩、车顶行李架和踏脚板。在又一另外方面,该用在汽车应用中的制品选自座椅、座椅靠背、货箱底板、门板、方向盘、无线电扬声器格栅、仪表板框、转向杆、滴水凹槽顶轨、能量吸收器、脚踏板、反射镜外罩、格栅口加固板、台阶、舱盖、旋钮、按键和手柄。在更另外的方面,该在汽车应用中使用的制品选自座椅、座椅靠背、货舱底板、门板、方向盘、无线电扬声器格栅、仪表板框、转向杆、滴水凹槽顶轨、能量吸收器、脚踏板、反射镜外罩、格栅口加固板、台阶、舱盖、旋钮、按键和手柄。在更另外的方面,制品选自仪表板、顶置控制台、内部装饰、中央控制台、面板、后侧围板、摇板、装饰、挡泥板、门、行李箱盖、后备箱盖、引擎罩、机罩、车顶、保险杠、仪表盘、护栅、小外壳、支柱贴花、覆层、车身侧面模制件、轮盖、轮毂罩、门把手、扰流板、窗框、前灯框、前灯、尾灯、尾灯罩、尾灯框、车牌罩、车顶行李架、踏脚板、座椅、座椅靠背、货舱底板、门板、方向盘、无线电扬声器格栅、仪表板框、边框、转向杆、滴水凹槽顶轨、能量吸收器、脚踏板、反射镜外罩、格栅口加固板、台阶、舱盖、旋钮、按键和手柄。
还提供了包含聚碳酸酯组合物的成型的、成形的或模塑的制品。聚碳酸酯组合物可通过多种方法如注塑、挤出、旋转模塑、吹塑和热成形被模塑成可用的成形的制品以形成制品如,例如,计算机和商业机器外壳如用于屏幕的外壳,手提式电子设备外壳如用于收集、电子连接器的外壳,和电灯器具、装饰、家电用品、房顶、温室、日光浴室、游泳池外壳、电子设备罩和标志灯。此外,聚碳酸酯组合物可用于如汽车面板和装饰的这样的应用。合适的制品的实例不受限制地由以下示出:飞机、汽车、卡车、军车(包括汽车、飞机和水上交通工具)、小型摩托车,和摩托车的外部和内部零件,包括面板、后侧围板、摇板、装饰、挡泥板、门、行李箱盖、后备箱盖、引擎罩、机罩、车顶、保险杠、仪表盘、护栅、小外壳、支柱贴花、覆层、车身侧面模制件、轮盖、轮毂罩、门把手、扰流板、窗框、前灯框、前灯、尾灯、尾灯罩、尾灯框、车牌罩、车顶行李架和踏脚板;用于户外汽车和设备的外壳、外罩、面板和部件;用于电子和电通信设备的外壳;室外家具;飞机零件;船和海上设备,包括装饰、外壳和外罩;舷外发动机外罩;回音探测仪外罩、个人船只;水上摩托车;水池;温泉疗养地;热浴缸;台阶;台阶覆盖物;大楼和建筑物应用如玻璃窗、房顶、窗户、地板、装饰窗布置或处理;用于照片、画、海报和如展示物的加工的玻璃罩;墙板和门;保护图;室外和室内标记;用于自动出纳机(ATM)的外壳、外罩、面板和部件;计算机;台式计算机;手提式计算机;膝上型计算机;掌上型计算机外壳;屏幕;打印机;键盘;传真机;复印机;电话;手机框;移动电话;无线电发射器;无线电接收器;用于草坪和园艺拖拉机、除草剂和包括草坪和园艺工具的工具的外壳、外罩、面板和部件;窗和门饰;运动设备和玩具;用于摩托雪橇的外壳、外罩、面板和部件;游艺车面板和零件;游乐场设备;鞋带;从塑料-木头组合制备的制品;高尔夫球场标志;实用井盖;点灯器具;灯具;网络接口装置外壳;变压器外壳;空调外壳;公共交通工具的覆层或座位;用于火车、地铁或公共汽车的覆层或座位;测量仪器外壳;天线外壳;卫星天线盘的覆层;带涂层的头盔和个人保护设备;带涂层的合成或天然织物;带涂层的胶片和影印片;带涂层的绘画制品;带涂层的上色制品;带涂层的荧光制品;带涂层的泡沫制品;和类似应用。本发明进一步预期在所述制品上的额外的加工操作,诸如但不限于模塑、模具内装饰、在涂料烘箱(paint oven)中烘烤、层合,和/或热成形。由本发明的组合物制备的制品可广泛在汽车工业、家电用品、电子零件和电通信中使用。
如在以下实例中示出的,公开的热塑性组合物尤其可用作制备电镀产品中的基体。与传统的理解抗冲改性的聚碳酸酯共混物中聚碳酸酯水平的增加降低对应的电镀物附着力值相反,公开的热塑性组合物呈现出增加的电镀物附着力值,由于共混物中存在的聚碳酸酯数量也增加。不希望受到理论的束缚,认为掺入二次抗冲改性剂,如第二含丁二烯的抗冲改性剂,是该预料不到和惊人的相反行为的原因。
在没有进一步精心计划的情况下,认为本领域技术人员可利用本文的描述使用本发明。包括以下实施例以对本领域技术人员提供实践本要求保护的发明的额外的指导。提供的实施例仅仅是工作的代表并有助于本发明的教导。因此,这些实施例不意在以任何方式限制本发明。
虽然本发明的方面可在特定的法定类别,如系统法定类别中描述和要求保护,但这只是为了方便且本领域技术人员将理解本发明的每个方面可在任何法定类别中被描述和要求保护。除非另有明确说明,否则决不是指本文示出的任何方法或方面被解释为要求其步骤以特定的次序进行。因此,在方法权利要求没有特别在权利要求书陈述或描述中指出步骤被限制为特定的次序时,决不在任何方面指的是次序是推断的。这适用于解释任何可能的非明确基准,包括关于步骤或操作流程的安排的逻辑问题,从语法组织或标点得出的普通意义,或在说明书中描述的多个方面的数量或类型。
在整个本申请中,参考了各种出版物。将这些出版物的公开内容以其全文引用方式并入本申请中以便更全面地描述所属领域的情况。公开的参考还为了它们在参考依赖的句子中讨论中包含的材料分别地明确地以参考方式并入本文。本文没有任何事物可被解释为承认由于现有发明本发明没有资格早于这样的出版物。另外,本文提供的出版物的日期可与真实出版日期不同,其可要求独立的证明。
实施例
提出以下实施例以便为本领域技术人员提供本文公开和要求保护的方法、装置和系统是如何完成和评价的完全的公开和说明并意在为纯粹地实例性的且不意为限制本公开。已经进行了努力以确保数字(例如,量、温度等)的准确性,但应计入一些错误和偏差。除非另外指出,否则份数为重量份,温度为摄氏度或在环境温度,且压力为大气压或接近大气压。
表1中示出的材料被用来制备本文描述的组合物。批次制备表2中示出的配方。样品批次(40磅(LBS))通过在干燥共混和翻转混合中预共混所有成分20分钟制备。预共混物直接进料到在本领域技术人员熟知的标准加工条件下操作的同步转动的双螺旋挤出机(30毫米(mm))中。
表1
*g/10min=克/10分钟;**KG=千克
电镀的PC/ABC部分通常进行大量的测试以预计其在最终使用的电镀物应用中的性能。这些测试中的一些包括热循环、热震、重力计测试等。在金属和塑料基体之间获得的电镀物附着力值也认为是这些应用中性能的指示。美国化学电镀工(ACP)标准化板通常被用来测试和确定电镀物到塑料基体的附着力值。根据这些程序,从关注的PC/ABS或ABS配方模塑的ACP板通常进行常规的电镀加工过程,接着在改良的通用测试机上确定所得的电镀物附着力值,其中电镀的金属层被刮伤,并用胶带绑住,接着用改良的夹具90°拉扯。该数据接着被用来确定负载对距离曲线,产生以磅力每英寸(LBF/in或lbs/in)(或牛顿每厘米(N/cm))为单位的定量的附着力值。
在一下实例中,包含聚丁二烯类二次抗冲改性剂的PC/ABS共混物与不包含二次抗冲改性剂的常规的PC/ABS对比。具体地,下文表2示出了比较中使用的各种配方。ACP板使用表2中的配方模塑。模塑的板接着在俄亥俄州Cleveland的A-BRITE Industries蚀刻和电镀。ACP板在A-BRITE进行5浴蚀刻过程和7浴蚀刻过程,以代表通常与PC/ABS配方相关联的低的和高的表面蚀刻时间。90°附着力拉力测试在西弗吉尼亚州华盛顿的沙伯基础创新塑料(SABIC Innovative Plastics)工厂进行。
表2
配方A1、A2和A3是分别具有48、51和54%PC含量的基础配方。这些配方只具有一种抗冲改性剂,SABIC ABS。如可从图1中ACP板附着力值中看出的,增加PC含量不引起任何显著变化(7站蚀刻)或引起样品A1、A2和A3中附着力值的轻微减少(5站蚀刻)。
样品集B1、B2、B3和C1、C2、C3具有包含在基础配方上的二次抗冲改性剂相。样品集B具有2.5和5%负载的MBS(MBS Dow Chemical公司),且样品集C具有2.5和5%负载的来自KUMHO,HR181的乳液ABS。如可从图1中的结果看出的,掺入第二含丁二烯的抗冲改性剂在某些实例中产生较高的附着力值,例如54%的PC样品,A3、B3和C3,其中B3具有比基础配方A3更高的附着力值。
图1中数据的比较示出了惊人的结果,即额外的或二次抗冲改性剂引起电镀物附着力的增加。此外,二次抗冲改性剂的存在还预料不到地使附着力值随着PC含量的增加而增加,例如,比较样品B1、B2和B3。这非常意外,因为电镀物附着力通常被认为随着PC/ABS共混物中PC含量的增加而减少。数据表明就附着力值以及PC含量而言,样品B3>B2>B1。在图2中进一步示出了通过图表示出随着聚碳酸酯组分的相对重量百分数增加,电镀物附着力的相应的增加的图1中示出的数据的线性回归。
下文表3中的数据示出了包含聚碳酸酯组合物、第一ABS抗冲改性剂和第二抗冲改性剂的组合物的平均电镀物附着力。作为ABS组合物的第二抗冲改性剂的包含导致电镀物附着力显著的提高,而在下文的实施例中,如果抗冲改性剂是MBS组合物,则在电镀物组合物中没有明显提高。
表3
第二抗冲改性剂的效果的进一步的数据在下文表4中示出。与包含单个ABS抗冲改性剂的组合物相比,均不是ABS的两种抗冲改性剂的包含引起减少的电镀物附着力(即,比较样品E2与E1或样本F2与F1)。
表4
本文公开的组合物、制品和方法包含至少以下实施方式。
实施方式1:一种具有改善的电镀物附着力的热塑性组合物,包含约40wt.%至约75wt.%的一种或多种聚碳酸酯树脂,约24wt.%至约53wt.%的第一抗冲改性剂,和约1wt.%至约7wt.%的第二抗冲改性剂;其中该组合物呈现出比参考组合物的附着力值高至少约10%的附着力值,该参考组合物基本上由大致相同比例的相同聚碳酸酯聚合物和相同第一抗冲改性剂组成。
实施方式2:一种具有改善的电镀物附着力的热塑性组合物,包含约45wt.%至约68wt.%的一种或多种聚碳酸酯树脂,约31wt.%至约48wt.%的第一抗冲改性剂,和约1wt.%至约7wt.%的第二抗冲改性剂;其中该组合物呈现出比参考组合物的附着力值高至少约10%的附着力值,该参考组合物基本上由大致相同比例的相同聚碳酸酯聚合物和相同第一抗冲改性剂组成。
实施方式3:一种具有改善的电镀物附着力的热塑性组合物,包含约48wt.%至约58wt.%的一种或多种聚碳酸酯树脂,约39wt.%至约45wt.%的第一抗冲改性剂,和约1wt.%至约7wt.%的第二抗冲改性剂;其中该组合物呈现出比参考组合物的附着力值高至少约10%的附着力值,该参考组合物基本上由大致相同比例的相同聚碳酸酯聚合物和相同第一抗冲改性剂组成。
实施方式4:实施方式1-3中任一项的组合物,其中,该聚碳酸酯树脂以约45wt.%至约55wt.%的量存在。
实施方式5:实施方式1、2和4中任一项的组合物,其中该第一抗冲改性剂以约40wt.%至约48wt.%的量存在。
实施方式6:实施方式1-5中任一项的组合物,其中该第一抗冲改性剂是丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物。
实施方式7:实施方式6的组合物,其中丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物具有约25wt.%至约55wt.%的丁二烯含量。
实施方式8:实施方式1-7中任一项的组合物,其中该第二抗冲改性剂以约3wt.%至约6wt.%的量存在。
实施方式9:实施方式1-8中任一项的组合物,其中该第二抗冲改性剂是MBS。
实施方式10:实施方式9的组合物,其中该MBS具有约70wt.%至78wt.%的丁二烯含量。
实施方式11:实施方式1-10中任一项的组合物,其中该第二抗冲改性剂是乳液聚合的ABS。
实施方式12:实施方式1-1中任一项的组合物,其中该第二抗冲改性剂是丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物。
实施方式13:实施方式12的组合物,其中丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物具有约40wt.%至约65wt.%的丁二烯含量。
实施方式14:实施方式1-13中任一项的组合物,其中该第一抗冲改性剂是丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物;并且其中该第二抗冲改性剂是与第一抗冲改性剂不同的丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物。
实施方式15:实施方式1-14中任一项的组合物,其中该第一抗冲改性剂是丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物;且其中该第二抗冲改性剂是MBS。
实施方式16:实施方式1-15中任一项的组合物,其中该组合物呈现出比参考组合物的附着力值高至少约20%的附着力值。
实施方式17:实施方式1-16中任一项的组合物,其中该组合物呈现出大于或等于约6磅/英寸的附着力值。
实施方式18:实施方式1-17中任一项的组合物,进一步包含一种或多种主要和次要热稳定剂、UV稳定剂、抗氧化剂、脱模剂、润滑剂、阻燃剂、抑烟剂、缓冲剂、除酸剂或水解稳定剂。
实施方式19:实施方式18的组合物,其中该抗氧化剂选自受阻酚、有机亚磷酸盐、有机亚膦酸盐/酯(有机膦酸盐/酯)、硫酯和其任何混合物。
实施方式20:实施方式18的组合物,其中该除酸剂是镁水滑石。
实施方式20:实施方式18-20中任一项的组合物,其中该除酸剂是DHT-4C。
实施方式21:一种包括实施方式1-20中任一项的组合物的制品。
实施方式22:实施方式21的制品,其中该制品被用于汽车应用。
实施方式23:实施方式22的制品,其中该制品选自仪表板、顶置控制台、内部装饰、中央控制台、面板、后侧围板、摇板、装饰、挡泥板、门、行李箱盖、后备箱盖、引擎罩、机罩、车顶、保险杠、仪表盘、护栅、小外壳、支柱贴花、覆层、车身侧面模制件、轮盖、轮毂罩、门把手、扰流板、窗框、前灯框、前灯、尾灯、尾灯罩、尾灯框、车牌罩、车顶行李架和踏脚板。
实施方式24:实施方式21-23中任一项的制品,其中该制品呈现出大于或等于约6磅力/英寸的附着力值。
实施方式25:一种改善热塑性组合物的电镀物附着力的方法,该方法包括结合至少一种聚碳酸酯树脂、第一抗冲刚改性剂和第二抗冲改性剂;其中该至少一种聚碳酸酯树脂以总组合物约45wt.%至约55wt.%的量结合;其中该第一抗冲改性剂以约40wt.%至约48wt.%的量结合;其中该第二抗冲改性剂约1wt.%至约7wt.%的量结合;且其中该组合物呈现出比参考组合物的附着力值高至少约10%的附着力值,该参考组合物基本上由大致相同比例的相同聚碳酸酯聚合物和相同第一抗冲改性剂组成。
实施方式26:实施方式25的方法,其中该组合物呈现出比参考组合物的附着力值高至少约20%的附着力值。
实施方式27:实施方式25-26中任一项的方法,其中该组合物呈现出比参考组合物的附着力值高至少约30%的附着力值。
实施方式28:实施方式25-27中任一项的方法,其中该组合物呈现出比参考组合物的附着力值高至少约40%的附着力值。
不希望受到任何特定理论的束缚,数据建议组合物包含第一和第二抗冲改性剂,其中每个抗冲改性剂是ABS组合物,在大范围的聚碳酸酯水平上提供改善的电镀物附着力。相反,作为ABS组合物的第一抗冲改性剂和作为MBS组合物的第二抗冲改性剂以较高的聚碳酸酯水平(例如,高于约51%)提供改善的电镀物附着力。
本领域技术人员显而易见的是,可在本发明中进行各种修改和变型而不背离本发明的范围或精神。从本文公开的本发明的说明书和实践考虑本发明的其他实施方式将对本领域技术人员是显而易见的。期望说明书和实施例仅被考虑为示例性的,其中本发明的真实范围和精神由所附的权利要求指出。
本发明的可授予专利的范围由权利要求书定义,并可包括本领域技术人员想到的其他实施例。如果它们具有未与权利要求书的书面语言不同的结构要素,或者如果它们包括与权利要求书的书面语言无实质区别的等价的结构要素,则这样的其他实施例旨在包含在权利要求书的范围内。
Claims (25)
1.一种具有改善的电镀物附着力的热塑性组合物,包含40wt.%至75wt.%的一种或多种聚碳酸酯树脂、24wt.%至53wt.%的第一抗冲改性剂、和1wt.%至7wt.%的第二抗冲改性剂;其中,所有重量百分比值是基于所述组合物的总重量;其中所述组合物呈现出比参考组合物的附着力值高至少10%的附着力值,所述参考组合物由相同比例的相同聚碳酸酯聚合物和相同第一抗冲改性剂组成,其中所述第一抗冲改性剂是具有25wt%至55wt%的丁二烯含量的丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物;并且其中所述第二抗冲改性剂是具有40wt%至65wt%的丁二烯含量的丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述聚碳酸酯树脂以45wt.%至55wt.%的量存在。
3.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述第一抗冲改性剂以40wt.%至48wt.%的量存在。
4.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述第二抗冲改性剂以3wt.%至6wt.%的量存在。
5.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述第二抗冲改性剂是乳液聚合的ABS。
6.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述组合物呈现出比参考组合物的附着力值高至少20%的附着力值。
7.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述组合物呈现出大于或等于6磅力/英寸的附着力值。
8.根据权利要求1所述的组合物,还包含一种或多种主要和次要热稳定剂、UV稳定剂、抗氧化剂、脱模剂、润滑剂、阻燃剂、抑烟剂、缓冲剂、除酸剂或水解稳定剂。
9.根据权利要求8所述的组合物,其中,所述抗氧化剂选自受阻酚、有机亚磷酸盐/酯、有机亚膦酸盐/酯、硫酯和它们的任何混合物。
10.根据权利要求8所述的组合物,其中,所述除酸剂是镁水滑石。
11.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包含无机缓冲盐的水解稳定剂。
12.根据权利要求11所述的组合物,其中,所述无机缓冲盐包括一种或多种能够缓冲pH且在20℃的温度在水溶液中具有5.0至7.0的pKa值的无机盐。
13.根据权利要求11所述的组合物,其中,所述无机缓冲盐不含含氮物质。
14.一种具有改善的电镀物附着力的热塑性组合物,包含45wt.%至68wt.%的一种或多种聚碳酸酯树脂、31wt.%至48wt.%的第一抗冲改性剂、和1wt.%至7wt.%的第二抗冲改性剂;其中,所有重量百分比值是基于所述组合物的总重量;其中所述组合物呈现出比参考组合物的附着力值高至少10%的附着力值,所述参考组合物由相同比例的相同聚碳酸酯聚合物和相同第一抗冲改性剂组成,其中所述第一抗冲改性剂是具有25wt%至55wt%的丁二烯含量的丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物;并且其中所述第二抗冲改性剂是具有40wt%至65wt%的丁二烯含量的丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物。
15.一种具有改善的电镀物附着力的热塑性组合物,包含48wt.%至58wt.%的一种或多种聚碳酸酯树脂、39wt.%至45wt.%的第一抗冲改性剂、和1wt.%至7wt.%的第二抗冲改性剂;其中,所有重量百分比值是基于所述组合物的总重量;其中所述组合物呈现出比参考组合物的附着力值高至少10%的附着力值,所述参考组合物由相同比例的相同聚碳酸酯聚合物和相同第一抗冲改性剂组成,其中所述第一抗冲改性剂是具有25wt%至55wt%的丁二烯含量的丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物;并且其中所述第二抗冲改性剂是具有40wt%至65wt%的丁二烯含量的丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物。
16.一种包括根据权利要求1-15中任一项所述的组合物的制品。
17.根据权利要求16所述的制品,其中,所述制品被用于汽车应用中。
18.根据权利要求17所述的制品,其中,所述制品选自仪表板、顶置控制台、内部装饰、中央控制台、面板、后侧围板、摇板、装饰、挡泥板、门、行李箱盖、后备箱盖、引擎罩、机罩、车顶、保险杠、仪表盘、护栅、小外壳、支柱贴花、覆层、车身侧面模制件、轮盖、轮毂罩、门把手、扰流板、窗框、前灯框、前灯、尾灯、尾灯罩、尾灯框、车牌罩、车顶行李架和踏脚板。
19.根据权利要求16-18中任一项所述的制品,其中,所述制品呈现出大于或等于6磅力/英寸的附着力值。
20.一种改善热塑性组合物的电镀物附着力的方法,所述方法包括合并至少一种聚碳酸酯树脂、第一抗冲改性剂和第二抗冲改性剂;
其中所述至少一种聚碳酸酯树脂以总组合物的45wt.%至55wt.%的量合并;
其中所述第一抗冲改性剂以40wt.%至48wt.%的量合并;
其中所述第二抗冲改性剂以1wt.%至7wt.%的量合并;并且
其中所述组合物呈现出比参考组合物的附着力值高至少10%的附着力值,所述参考组合物由相同比例的相同聚碳酸酯聚合物和相同第一抗冲改性剂组成,
其中所述第一抗冲改性剂是具有25wt%至55wt%的丁二烯含量的丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物;并且其中所述第二抗冲改性剂是具有40wt%至65wt%的丁二烯含量的丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物。
21.根据权利要求20所述的方法,其中,所述组合物呈现出比参考组合物的附着力值高至少20%的附着力值。
22.根据权利要求20-21中任一项所述的方法,其中,所述组合物呈现出比参考组合物的附着力值高至少27%的附着力值。
23.根据权利要求20所述的方法,其中,所述组合物进一步包括包含无机缓冲盐的水解稳定剂。
24.根据权利要求23所述的方法,其中,所述无机缓冲盐包括一种或多种能够缓冲pH且在20℃的温度在水溶液中具有5.0至7.0的pKa值的无机盐。
25.根据权利要求23所述的方法,其中,所述无机缓冲盐不含含氮物质。
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