CN104169351A - 具有改善的光学性能的聚碳酸酯组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及聚碳酸酯和共聚碳酸酯((共)聚碳酸酯)的组合物，其中由其制备的模塑品具有改善的光学性能。

Description

具有改善的光学性能的聚碳酸酯组合物
本发明涉及聚碳酸酯和共聚碳酸酯((共)聚碳酸酯)的组合物，其中由其制备的模塑品具有改善的光学性能。术语聚碳酸酯组合物下文不仅包括均聚碳酸酯而且包括共聚碳酸酯。
本发明特别涉及由聚碳酸酯与一种或多种离子液体构成的组合物，其中所述聚碳酸酯由双酚和有机碳酸酯通过酯交换法在熔体中制备，下文使用的术语为“熔体聚碳酸酯”，或由双酚与光气以相界面法，优选以连续相界面法制备和通过配混制备。
聚碳酸酯特征在于不仅具有良好的机械性能而且尤其具有高的透明性和颜色亮度。评价颜色亮度的一种方法是所谓的黄色指数(YI)，其表征材料的发黄程度。低的YI值对于高质量的聚碳酸酯是重要的质量判据。双酚-A(BPA)-基聚碳酸酯的应用覆盖了从- 100℃至大约+ 135℃的宽的温度范围。
低的YI值不仅在制备过程中而且在随后的应用中都是非常重要的。为了聚碳酸酯的颜色临界应用，因此希望的是制备具有低的初始YI值的聚碳酸酯模塑品和在随后的热老化条件下的使用过程中实现最低可能的后继发黄。后继发黄例如在由聚碳酸酯制成的前灯扩散器镜片中发生，取决于其尺寸和形状，所述镜片可以长期暴露于100℃以上的温度。此类型的应用要求具有基本保持不变的高的光学性能水平和在使用寿命期间损坏尽可能小的材料。
聚碳酸酯可以通过各种方法制备。达到工业重要性的第一种聚碳酸酯(LPC)在溶液中通过相界面法由双酚和光气制备。如今酯交换法实现了日益增加的重要性，并且双酚与有机碳酸酯在熔体中反应得到所谓的熔体聚碳酸酯(SPC)。
(共)聚碳酸酯另外通过配混制备。为此，通常在多螺杆挤出机中将添加剂引入合适的聚合物熔体中。此方法适合用于制备不透明和半透明以及透明的组合物。
表述离子液体是指熔融的盐，其中这些盐在低至室温的温度下可以是液态的。它们用于多种领域，因为它们具有特别的性能。
P. Wasserscheid, W. Keim, Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 3772中提供了离子液体的综述。
DE 10 2008 049 787A1涉及一种使用包含离子液体的催化剂组合物制备碳酸二苯酯的方法。
W. Wiesenh?fer的论文“Neue methoden zur Anwendung von Lipasen in der organischen Synthese [New Methods for the Use of Lipases in Organic Synthesis]; Ruhr-Universit?t Bochum, 2004” 尤其描述了离子液体中动力学外消旋化合物分离。
已知离子液体对消散来自反应体系的热非常有效(US 2006/0251961 A1)。
US2010/0048829 A1涉及液体组合物，其包含至少一种聚合物和一种用于改善的增溶作用的氮基离子液体(多环脒碱)。
还描述了离子液体应用在压敏粘合剂中(US2005/266238 A1)、用于显示器应用(US2007/040982A1)或在用于分离共沸的或窄沸腾范围的混合物的工业蒸馏法中作为辅助夹带剂(WO 2005/016483 A1)。
文献中没有描述离子液体与(共)聚碳酸酯以及PC共混物的应用或组合。
US 6,372,829 B1描述了由至少一种包括氟代的有机阴离子的非聚合的氮鎓盐构成的组合物。没有描述含磷鎓盐的用途。
因此需要在加工得到模塑品之后几乎没有固有颜色(低的YI值)的合适的聚碳酸酯模塑组合物。这对于光学应用如光导体、镜片、准直仪、眼镜、前灯镜片、光学数据存储系统、罩壳、片材、面板或箔片、(头盔)护目镜或防护面罩是特别重要的。
然而，令人惊讶地，已经发现离子液体特别对聚碳酸酯模塑组合物中的光学性能具有非常好的作用。
因此本发明提供了一种聚碳酸酯组合物，其包含聚碳酸酯(组分A)、离子液体(组分B)和至少一种选自热稳定剂和光稳定剂组的另外的添加剂(组分C)。
组分A
组分A是聚碳酸酯或共聚碳酸酯。
对于本发明，(共)聚碳酸酯是均聚碳酸酯或共聚碳酸酯；如已知，该聚碳酸酯可以是线性的或支化的。
本发明中要使用的聚碳酸酯(包括聚酯碳酸酯)的优选的制备方式是已知的相界面法和已知的熔融酯交换法。
在第一种情况下，光气优选用作碳酸衍生物，和在后一种情况下碳酸二苯酯优选用作碳酸衍生物。在这两种情况下，对用于聚碳酸酯制备的催化剂、溶剂、后处理、反应条件等均有充分的描述和公开。
在适合本发明的聚碳酸酯中芳族二羧酸酯基团可以代替一部分，最高达80mol%，优选20mol%至最高50mol%的碳酸酯基团。此类聚碳酸酯的准确术语是芳族聚酯碳酸酯，因为其在分子链结构中不仅包含碳酸的酸部分而且包含芳族二羧酸的酸部分。在本申请中为了简单起见，它们将归在上位概念“热塑性的芳族聚碳酸酯”之下。
本发明的方法特别用在聚碳酸酯制备中。因此本发明还提供了一种制备聚碳酸酯的方法，其特征在于：所述制备方法的至少一个步骤包含本发明的挤出工艺。
使用本发明的方法制备聚碳酸酯由二酚、碳酸衍生物、任选的链终止剂和任选的支化剂以已知的方式进行，其中通过用芳族二羧酸或用所述二羧酸的衍生物代替一部分碳酸衍生物，和特别地根据在芳族聚碳酸酯中要被芳族二羧酸酯结构单元代替的碳酸酯结构单元的程度来制备所述聚酯碳酸酯。
对于聚碳酸酯的制备，这里可以参考例如Schnell, “Chemistry and Physics of Polycarbonates”, Polymer Reviews, Volume 9, Interscience Publishers, New York, London, Sydney 1964。
在本发明的方法中优选使用的所述热塑性聚碳酸酯(包括热塑性芳族聚酯碳酸酯)的平均分子量Mw为12 000-120 000，优选15 000-80 000，和特别是15 000-60 000(在25℃在CH2C12中和在0.5 g/100 mlCH2Cl2的浓度下通过测量相对粘度而测定)。
适合用于本发明制备聚碳酸酯的方法的二酚在现有技术中已有广泛描述。
合适的二酚的实例是氢醌、间苯二酚、二羟基联苯、双(羟苯基)链烷烃、双(羟苯基)环烷烃、双(羟苯基)硫醚、双(羟苯基)醚、双(羟苯基)酮、双(羟苯基)砜、双(羟苯基)亚砜、α,α'双(羟苯基)二异丙基苯和这些化合物的环上卤代的、环上烷基化的和烷基化的化合物。
优选的二酚是4,4'-二羟基联苯、2,2-双-(4-羟苯基)-1-苯基丙烷、1,1-双-(4-羟苯基)-苯基乙烷、2,2-双-(4-羟苯基)丙烷、2,4-双-(4-羟苯基)-2-甲基丁烷、1,3-双-[2-(4-羟苯基)-2-丙基]苯（双酚M）、2,2-双-(3-甲基-4-羟苯基)丙烷、双-(3,5-二甲基-4-羟苯基)甲烷、2,2-双-(3,5-二甲基-4-羟苯基)丙烷、双-(3,5-二甲基-4-羟苯基)砜、2,4-双-(3,5-二甲基-4-羟苯基)-2-甲基丁烷、1,3-双-[2-(3,5-二甲基-4-羟苯基)-2-丙基]苯和1,1-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷(双酚TMC)、1,1-双(4-羟苯基)环己烷(双酚Z)、1,1-双(3-甲基-4-羟基苯基)环己烷(二甲基BPZ)。
特别优选的二酚是：4,4'-二羟基联苯、1,1-双-(4-羟苯基)-苯基乙烷、2,2-双-(4-羟苯基)丙烷、2,2-双-(3-甲基-4-羟苯基)丙烷(二甲基-BPA)、1,1-双-(4-羟苯基)环己烷、1,1-双-(3-甲基-4-羟苯基)环己烷(二甲基-BPZ)和1,1-双-(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷(双酚TMC)。
这些和其它适合的二羟基芳基化合物描述于例如DE-A 3 832 396、FR-A 1 561 518中，描述于H. Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Interscience Publishers, New York 1964，第28页及以后页；第102页及以后页，和描述于 D.G. Legrand, J.T. Bendler, Handbook of Polycarbonate Science and Technology, Marcel Dekker New York 2000，第72页及以后页。
在均聚碳酸酯的情况下，仅使用一种二酚，在共聚碳酸酯的情况下，使用多种二酚，并且这里本身明显的是，使用的二酚和所有其它加入到此合成中的化学品与助剂可被源自这些物质各自的合成、处理和储存的杂质所污染；然而希望的是使用具有最高可能的纯度的原料进行操作。
相界面法使用光气用于与二羟基芳基化合物反应。
在熔融酯交换法中适合用于与二羟基芳基化合物反应的碳酸二芳基酯是通式(II)的那些
其中
R、R'和R" 相同或不同，相互独立地表示氢或线性的或支化的C1-C34-烷基、C7-C34-烷基芳基或C6-C34-芳基，且R另外也可表示-COO-R'"，其中R'"表示氢或线性的或支化的C1-C34-烷基、C7-C34-烷基芳基或C6-C34-芳基。
优选的碳酸二芳基酯例如是碳酸二苯酯、碳酸二(甲基苯基)酯、碳酸二(4-乙基苯基)酯、碳酸二(4-正-丙基苯基)酯、碳酸二(4-异丙基苯基)酯、碳酸二(4-正丁基苯基)酯、碳酸二(4-异丁基苯基)酯、碳酸二(4-三苯甲基苯基)酯、二(甲基水杨酸酯)碳酸酯、二(乙基水杨酸酯)碳酸酯、二(正丙基水杨酸酯)碳酸酯、二(异丙基水杨酸酯)碳酸酯和二(正丁基水杨酸酯)碳酸酯，特别优选的二芳基化合物是碳酸二苯酯、碳酸二(4-叔丁基苯基)酯、碳酸二(联苯-4-基)酯、碳酸二[4-(1-甲基-1-苯基乙基)苯基]酯和二(甲基水杨酸酯)碳酸酯。
非常特别优选碳酸二苯酯(DPC)。
可以使用一种碳酸二芳基酯或者多种不同的碳酸二芳基酯。
所述碳酸二芳基酯也可以与用于制备它们的残余含量的单羟基芳基化合物一起使用。所述单羟基芳基化合物的残余含量可以最多达20重量%，优选最多10重量%，特别优选最多5重量%和非常特别优选最多2重量%。
所述一种或多种碳酸二芳基酯的用量基于所述二羟基芳基化合物计通常为每摩尔二羟基芳基化合物1.02-1.30 mol，优选为1.04-1.25 mol，特别优选为1.045-1.22 mol，非常特别优选为1.05-1.20 mol。也可以使用上面提及的碳酸二芳基酯的混合物，其中每摩尔二羟基芳基化合物的上面所列的摩尔数据基于所述碳酸二芳基酯的混合物的总摩尔量。
任选的支化剂或支化剂混合物以相同的方式加入到合成中。然而，支化剂通常在链终止剂之前加入。通常使用的是三酚、四酚或三羧酸或四羧酸的酰氯、或所述多酚的混合物或所述酰氯的混合物。适合作为支化剂的具有三个或更多个酚羟基的一些化合物的实例是间苯三酚、4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羟苯基)庚-2-烯、4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羟苯基)庚烷、1,3,5-三(4-羟苯基)苯、1,1,1-三(4-羟苯基)乙烷、三(4-羟苯基)苯基甲烷、2,2-双(4,4-双(4-羟苯基)环己基]丙烷、2,4-双(4-羟苯基异丙基)苯酚、四(4-羟苯基)甲烷。
一些其它三官能的化合物是2,4-二羟基苯甲酸、苯均三酸、氰尿酰氯和3,3-双(3-甲基-4-羟苯基)-2-氧代-2,3-二氢吲哚。
优选的支化剂是3,3-双-(3-甲基-4-羟苯基)-2-氧代-2,3-二氢吲哚和1,1,1-三-(4-羟苯基)-乙烷。
可以在用于制备聚碳酸酯的熔融酯交换方法中使用的催化剂是由文献已知的在室温(25℃)为固体的碱性催化剂，例如碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属氧化物和碱土金属氧化物，和/或鎓盐，如铵盐或鏻盐。所述合成优选使用鎓盐，特别是鏻盐。这些鏻盐的实例是通式(IV)的那些
其中
R7-10相同或不同，表示任选地取代的C1-C10-烷基、C6-C14-芳基、C7-C15-芳基烷基或C5-C6-环烷基基团，优选为甲基或C6-C14-芳基，特别优选为甲基或苯基，和
X-是选自下组的阴离子：氢氧根、硫酸根、硫酸氢根、碳酸氢根、碳酸根、卤离子，优选为氯离子，和式-OR11的烷基化物或芳基化物，其中R11是任选地取代的C6-C14-芳基、C7-C15-芳烷基或C5-C6-环烷基基团、C1-C20-烷基，优选苯基。
对于本发明，C1-C4-烷基例如是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基，另外C1-C6-烷基例如是正戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、新戊基、1-乙基丙基、环己基、环戊基、正己基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、1-甲基戊基、2--甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1,1,2-三甲基丙基、1,2,2-三甲基丙基、1-乙基-1-甲基丙基、1-乙基-2-甲基丙基或1-乙基-2-甲基丙基，另外C1-C10-烷基例如是正庚基和正辛基、频哪基(Pinakyl)、金刚烷基、异构的薄荷基、正壬基、正癸基，和另外C1-C34-烷基例如是正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十六烷基或正十八烷基。这同样适用于例如在芳烷基或烷芳基、烷基苯基或烷基羰基基团中相应的烷基基团。在相应的羟烷基或芳烷基或烷芳基基团中的亚烷基基团例如是相应于上述烷基基团的亚烷基基团。
芳基是骨架中具有6-34个碳原子的碳环芳族基团。这同样适用于芳基烷基基团(也称为芳烷基基团)的芳族部分，和适用于更复杂基团例如芳基羰基基团的芳基成分。
C6-C34-芳基的实例是苯基、邻-、对-、间-甲苯基、萘基、菲基、蒽基或芴基。
芳基烷基或芳烷基分别独立地指如上述定义的直链的、环状的、支化的或不饱和的烷基基团，其可以被如上述定义的芳基基团一取代、多取代或完全取代。
特别优选的催化剂是氯化四苯基鏻、氢氧化四苯基鏻和四苯基鏻苯酚盐，和非常特别优选四苯基鏻苯酚盐。
催化剂的优选使用量基于1摩尔二羟基芳基化合物计为10-8 -10-3 mol，特别优选为10-7-10-4 mol。
任选地也可以使用助催化剂以增加缩聚速率。
这些例如可以是碱金属和碱土金属的碱性盐，例如锂、钠和钾的氢氧化物、任选地取代的C1-C10-烷氧化物和C6-C14-芳氧化物，优选为钠的氢氧化物、任选地取代的C1-C10-烷氧化物或C6-C14-芳氧化物。优选氢氧化钠、苯酚钠或2,2-双(4-羟苯基)丙烷的二钠盐。
如果碱金属离子或碱土金属离子以它们的盐的形式加入，则例如通过原子吸收光谱测定的碱金属离子或碱土金属离子的量基于要形成的聚碳酸酯计为1-500 ppb，优选为5-300 ppb，和最优选为5-200 ppb。然而，本发明的方法的优选的实施方案没有使用碱金属盐。
在相界面法中合成聚碳酸酯可以连续地进行或间歇进行。因此所述反应可以在搅拌釜、管式反应器、泵循环反应器或搅拌釜级联或其组合中进行。这里必需通过使用已经提及的混合单元确保在合成混合物的反应结束之前，即：所述合成混合物不含光气或氯碳酸酯形式的可皂化的氯之前，水相和有机相不分层。
在相界面法中导入光气之后可以有利地混合所述有机相和所述水相一定的时间，然后任选地加入支化剂（如果其不与双酚盐一起加入）和加入链终止剂和催化剂。可以有利地在每次添加之后继续此类反应时间。这些继续的搅拌时间为10秒至60分钟，优选为30秒至40分钟，特别优选为1-15分钟。
所述有机相可以由一种溶剂构成或由多种溶剂的混合物构成。合适的溶剂是氯化的烃(脂族和/或芳族)，优选二氯甲烷、三氯乙烯、1,1,1-三氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷和氯苯及这些的混合物。然而，也可以单独地、以与氯化烃混合物的形式或除了氯化烃之外另外使用芳烃如苯、甲苯、间/对/邻-二甲苯、或芳醚如茴香醚。所述合成的另一实施方案使用仅仅溶胀但不溶解聚碳酸酯的溶剂。因此也可以使用聚碳酸酯的非溶剂与溶剂组合。当所述溶剂伴侣形成第二有机相时，这里也可以使用的溶剂是可溶在水相中的溶剂，例如四氢呋喃、1,3/1,4-二噁烷或1,3-二氧杂环戊烷。
将分子量调节所要求的单官能链终止剂，例如苯酚或烷基苯酚，特别是苯酚、对-叔丁基苯酚、异辛基苯酚、枯基苯酚、这些的氯碳酸酯或一元羧酸的酰氯，或者所述链终止剂的混合物，与一种或多种双酚盐一起引入到反应中或者在任何需要的时机加入到合成中，只要反应混合物中依然存在光气或氯碳酸端基，或者在酰氯和氯碳酸酯作为链终止剂的情况下，只要所得聚合物有足够量的酚端基可用。然而，优选所述一种或多种链终止剂在光气化之后在其中不存在光气但是催化剂尚未加入的位置或时机加入。或者，它们也可以在催化剂之前、与催化剂一起或平行加入。
在聚碳酸酯的相界面合成中优选使用的催化剂是叔胺，特别是三乙胺、三丁胺、三辛胺、N-乙基哌啶、N-甲基哌啶、N-异/正丙基哌啶、季铵盐，如四丁基铵、三丁基苄基铵、四乙基铵的氢氧化物、氯化物、溴化物、硫酸氢盐或四氟硼酸盐，以及相应于所述铵化合物的鏻化合物。这些化合物在文献中作为典型的相界面催化剂进行了描述，并且商业可得，且是本领域技术人员所熟悉的。所述催化剂可以单独地、以混合物形式、或者彼此一起、或依次地加入到合成中，任选地在光气化之前，但是优选在光气导入之后加入，除非使用鎓化合物或鎓化合物的混合物作为催化剂。在此情况下，优选在光气加入之前加入。所述一种或多种催化剂可以以物质的形式加入，在惰性溶剂中加入，优选在聚碳酸酯合成的溶剂中加入，或者以水溶液的形式加入，在叔胺的情况下以其与酸，优选无机酸，特别是盐酸的铵盐形式加入。如果使用多种催化剂或者催化剂总量分批加入，自然可以在不同的位置或在不同的时间使用不同的加入方式。使用的催化剂的总量基于使用的双酚的摩尔量计为0.001-10 mol%，优选为0.01-8 mol%，特别优选为0.05-5 mol%。
完成反应的、包含至多痕量(< 2 ppm)的氯碳酸酯的至少两相的反应混合物可以沉降用于相分离。 所述碱性的水相可能完全地或一定程度地作为水相返回到聚碳酸酯合成中，或者被送到废水处理中，其中溶剂部分和催化剂部分被分离出并返回使用。在另一后处理变型方案中，在分离出有机杂质特别是溶剂和聚合物残余之后，和任选地在例如经加入氢氧化钠水溶液调节至特定的pH之后，分离出盐，所述盐例如可以输送到氯碱电解工艺中，而水相任选地输送回到合成中。
包含聚碳酸酯的有机相此时可以进行纯化以除去所有的碱性、离子型或催化剂类型的杂质。甚至在一个或多个沉降过程后，所述有机相还含有部分细小的微滴形式的碱性水相，并且含有催化剂，通常是叔胺。沉降过程可以任选地辅以使所述有机相穿过沉降槽、搅拌釜、凝并器或分离器或其组合，其中在一些情况下任选地可以在所有的或一些分离步骤中使用主动的或被动的混合单元加入水。
在粗略地分离出碱性水相之后，有机相用稀释的酸、无机酸、羧酸、羟基羧酸和/或磺酸洗涤一次或多次。优选含水无机酸，特别是盐酸、亚磷酸和磷酸或这些酸的混合物。这些酸的浓度应当在0.001-50重量%范围内，优选为0.01-5重量%。
另外使用去离子水或者蒸馏水反复洗涤有机相。在各个洗涤步骤之后通过沉降槽、搅拌釜、凝并器或分离器或其组合进行任选与部分水相分散的有机相的分离，其中在洗涤步骤之间洗涤水可以任选地使用主动的或被动的混合单元加入。
在所述洗涤步骤之间或者在洗涤之后，任选地可以加入酸，优选以溶解在聚合物溶液所基于的溶剂中的形式。这里优选使用氯化氢气体和磷酸或亚磷酸，其也可以任选地以混合物的形式使用。
上述列表是举例并不应理解为是限制。
对于本发明，若无另外声明，ppb和ppm是指重量份。
通过凝胶渗透色谱法测定的所用的本发明的聚碳酸酯的平均分子量可以为5000-80 000，优选为10 000-60 000，和最优选为15 000-40 000。
组分B
组分B是在室温(25℃)熔融的磷基离子液体。
本发明中使用的离子液体优选是通式(I)的化合物，在(共)聚碳酸酯中存在的浓度为0.05-8重量份，优选0.1-5重量份，特别优选0.15-4重量份，特别优选0.2-3重量份，和非常特别优选0.25-2.5重量份(基于组分A与B的重量份总和)，
其中R1-R4相互独立地是取代的烷基或芳基基团。
离子液体仅由离子对构成。因此这些离子液体是液体盐，其中这里所述盐没有溶解于任何溶剂如水中。表述离子液体优选是指这样的盐，其在100℃以下，特别是70℃以下，特别是50℃以下，非常特别是30℃以下和特别是28℃以下和非常特别是20℃以下的温度下为液态的。
X-是一价或多价阴离子，优选为一价、二价、三价或四价，例如卤离子、羧酸根、磷酸根、双(全氟烷基磺酰基)氨基或-亚氨基负离子，例如双(三氟甲基磺酰基)亚氨基负离子、烷基-和芳基甲苯磺酸根、全氟烷基甲苯磺酸根、硝酸根、硫酸根、硫酸氢根、烷基-和芳基硫酸根、聚醚硫酸根和聚醚磺酸根、全氟烷基硫酸根、磺酸根、烷基-和芳基磺酸根、全氟化的烷基-和芳基磺酸根、烷基-和芳基羧酸根、全氟烷基羧酸根、高氯酸根、四氯铝酸根和糖二酸根。另外优选的阴离子是二氰氨基负离子、硫氰酸根、异硫氰酸跟、四苯基硼酸根、四(五氟苯基)硼酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、聚醚磷酸根和磷酸根。
优选X-是选自如下的阴离子：F-、Cl-、Br-、I-、PF6 -、CF3SO3 -、(CF3SO3)2N-、CF3CO2 -、CCl3CO2 -、CN-、SCN-、OCN-; SO4 2-、HSO4 -、SO3 2-、HSO3 -、RaOSO3 -、RaSO3 -; PO4 3-、HPO4 2-、H2PO4 -、RaPO4 2-、HRaPO4 -、RaRbPO4 -、RaHPO3 -、RaRbPO2 -、RaRbPO3 -、PO3 3-、HPO3 2-、H2PO3 -、RaPO3 2-、RaHPO3 -、RaRbPO3 -; RaRbPO2 -、RaHPO2 -、RaRbPO-、RaHPO-; RaCOO-、糖二酸根(邻-苯甲酸磺酰胺的盐)、甲酸、糖酸、BO3 3-、HBO3 2-、H2BO3 -、RaRbBO3 -、RaHB03 -、RaBO3 2-、B(ORa)(ORb)(ORc)(ORd)-、B(HSO4)-、B(RaSO4)-; RaBO2 2-、RaRbBO-、HCO3 -、CO3 2-、RaCO3 -、SiO4 4-、HSiO4 3-、H2SiO4 2-、H3SiO4 -、RaSiO4 3-、RaRbSiO4 2-、RaRbRcSiO4 -、HRaSiO4 2-、H2RaSiO4 -、HRaRbSiO4 -; RaSiO3 3-、RaRbSiO2 2-、RaRbRcSiO3 -、RaRbRcSiO3 --、RaRbRcSiO2 -、RaRbSiO3 2-; S2-、HS-、[RaS]-
其中Ra、Rb、Rc或Rd相互独立地为取代的烷基或芳基基团。
烷基是直链的、环状的、支化的或非支化的烷基基团，其中所提及的基团可以任选地具有另外的取代基。
C1-C6-烷基例如是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、新戊基、1-乙基丙基、环己基、环戊基、正己基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1,1,2-三甲基丙基、1,2,2-三甲基丙基、1-乙基-1-甲基丙基、1-乙基-2-甲基丙基或1-乙基-2-甲基丙基，C1-C18-烷基另外例如是正庚基和正辛基、频哪基、金刚烷基、异构的薄荷基、正壬基、正癸基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十六烷基、正十八烷基或硬脂酰基。
芳基分别独立地是具有4-24个骨架碳原子的芳族基团，其中每个环中没有或具有一个、两个或三个骨架碳原子，但是在整个分子中至少一个骨架碳原子可以被选自氮、硫和氧的杂原子取代，但是芳基优选是具有6-24个骨架碳原子的碳环芳族基团。
C6-C24-芳基的实例为苯基、邻-、对-、间-甲苯基、萘基、菲基、蒽基或芴基，杂芳族C4-C24-芳基的实例为例如吡啶基、吡啶基-N-氧化物、嘧啶基、哒嗪基、吡嗪基、噻吩基、呋喃基、吡咯基、吡唑基、咪唑基、噻唑基、噁唑基或异噁唑基、吲嗪基、吲哚基、苯并[b]噻吩基、苯并[b]呋喃基、吲唑基、喹啉基、异喹啉基、萘啶基、喹唑啉基、苯并呋喃基或二苯并呋喃基，在该杂芳族C4-C24-芳基中每个环没有或具有一个、二个或三个骨架碳原子，但是在整个分子中至少一个骨架碳原子能被选自氮、硫或氧的杂原子取代。
鏻基离子液体的实例是二乙基磷酸乙基三丁基鏻、溴化四丁基鏻、氯化四丁基鏻、溴化四辛基鏻、甲基硫酸三丁基甲基鏻、氯化三丁基十四烷基鏻、十二烷基苯磺酸三丁基十四烷基鏻、双(2,4,4-三甲基戊基)亚膦酸三己基十四烷基鏻、溴化三己基十四烷基鏻、氯化三己基十四烷基鏻、癸酸三己基十四烷基鏻、二氰氨基三己基十四烷基鏻和Koei Chemical Company Ltd的IL-AP3?。特别优选的是IL-AP3?。
在一个优选的实施方案中，也可以使用多种离子液体的混合物，或使用单一的离子液体。
组分Ｃ
组分C包含磷基热稳定剂和包含基于各种不同的能够吸收电磁辐射的下面的化学基本结构的光保护剂。
优选的适合的热稳定剂是三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯(Irgafos 168)、四(2,4-二-叔丁基苯基)[1,1-联苯]-4,4'-二基双亚膦酸酯、磷酸三异辛酯(TOF)、3-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸十八烷酯(Irganox 1076)、双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(Doverphos S-9228)、双(2,6-二-叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(ADK STAB PEP-36)或三苯基膦(TPP)。它们单独使用或以混合物使用(例如Irganox B900，Irgafos 168与Irganox 1076的混合物，或Doverphos S-9228与Irganox B900或Irganox 1076的混合物，或三苯基膦(TPP)与磷酸三异辛酯(TOF) 的混合物，或三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯(Irgafos 168)与磷酸三异辛酯(TOF) 的混合物)。
所述热稳定剂的用量基于所述模塑组合物计为10 ppm-2000 ppm，优选为50 ppm-1500 ppm，特别优选为80 ppm-1000 ppm，和非常特别优选为100 ppm-800 ppm，基于整个组合物计。
合适的光保护剂(UV吸收剂)是2-(2'-羟苯基)苯并三唑、2-羟基二苯甲酮、取代的和未取代的苯甲酸的酯、丙烯酸酯、空间位阻胺、草酰胺和2-(羟苯基)-1,3,5-三嗪或取代的羟基烷氧基苯基，1,3,5-三唑，优选为取代的苯并三唑如2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-3',5'-二-叔丁基-苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2'-羟基-3',5'-叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-3',5'-二-叔戊基苯基)苯并三唑、2-[2'-羟基-3'(3",4",5",6"-四氢苯二甲酰亚氨基乙基)-5'-甲基苯基]苯并三唑和2,2'-亚甲基双[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚]。
其它合适的UV稳定剂选自下组：其包含苯并三唑(例如BASF的Tinuvin产品)、BASF的Tinuvin 1600、二苯甲酮(BASF的Uvinul产品)、氰基丙烯酸酯(BASF的Uvinul产品)、肉桂酸酯和二苯基乙二酰胺，以及这些UV稳定剂的混合物。
UV稳定剂的用量基于所述模塑组合物计为0.01重量%-2.0重量%，优选为0.05重量%-1.00重量%，特别优选为0.08重量%-0.5重量%，和非常特别优选为0.1重量%-0.4重量%，基于整个组合物计。
本发明进一步提供了组合物，其包含上面提及的具有离子液体或其混合物以及热稳定剂和任选的光保护剂的聚碳酸酯，并且还任选地包含通常量的至少一种选自常规用于这些热塑性塑料的添加剂组的添加剂：例如填料、抗静电剂和颜料和着色剂；通过加入外部脱模剂、流动剂和/或阻燃剂，例如磺酸盐、PTFE聚合物、PTFE共聚物或PTFE共混物、溴化的低聚碳酸酯或低聚磷酸酯以及磷腈(例如烷基-和芳基亚磷酸酯和相应的磷酸酯和磷烷、低分子量羧酸酯、卤素化合物、盐、白垩、粉末石英、玻璃纤维和碳纤维、颜料和这些的组合。此类型的化合物描述于例如WO 99/55772，第15-25页和“Plastics Additives”, R. G?chter和H. Müller, Hanser Publishers 1983)，脱模行为、流变性和/或阻燃性也可任选地得以提高。
所述组合物通常包含0重量%-25重量%，优选0重量%-15重量%，特别优选0重量%-5重量%，非常特别优选0.04重量%-1.0重量%，非常特别优选0.04重量%-0.8重量%的添加剂(基于整个组合物计)。
任选地加入到本发明的组合物中的脱模剂优选选自下组：其包含四硬脂酸季戊四醇酯、单硬脂酸甘油酯、长链脂肪酸酯，如硬脂酸硬脂酰酯和硬脂酸丙二醇酯，以及这些的混合物。脱模剂的用量基于所述模塑组合物计为0.05重量%-2.00重量%，优选为0.1重量%-1.0重量%，特别优选为0.15重量%-0.60重量%，和非常特别优选为0.2重量%-0.5重量%，基于所述模塑组合物计。
合适的添加剂描述于例如“Additives for Plastics Handbook, John Murphy, Elsevier, Oxford 1999”, in “Plastics Additives Handbook, Hans Zweifel, Hanser, Munich 2001”。
合适的抗氧化剂的实例为：
烷基化的一元酚、烷基硫代甲基酚、氢醌和烷基化的氢醌、生育酚、羟基化的硫代二苯基醚、次烷基双酚、O-、N-和S-苄基化合物、羟苄基化的丙二酸酯、芳族羟苄基化合物、三嗪化合物、酰基氨基酚、β-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸的酯、β-(5-叔丁基-4-羟基-3-甲基苯基)丙酸的酯、β-(3,5-二环己基-4-羟苯基)丙酸的酯、3,5-二-叔丁基-4-羟苯基乙酸的酯、β-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸的酰胺、合适的硫代增效剂、助抗氧化剂、亚磷酸酯和亚膦酸酯、苯并呋喃酮和吲哚酮。
用于重金属和用于中和痕量碱的合适的络合剂是正/偏磷酸和完全或部分酯化的磷酸酯或亚磷酸酯。
聚丙二醇单独或与例如砜或与磺酰胺组合可以用作稳定剂以抗衡由于γ辐射的损坏。
这些和其它稳定剂可以单独使用或组合使用，并且可以以所提及的形式加入到聚合物中。
合适的阻燃添加剂是磷酸酯，即：磷酸三苯基酯、二磷酸间苯二酚酯，含溴的化合物如溴化的磷酸酯、溴化的低聚碳酸酯和聚碳酸酯，且还优选氟化的有机磺酸的盐。
合适的冲击改性剂是具有接枝的苯乙烯-丙烯腈或甲基丙烯酸甲酯的丁二烯橡胶、具有接枝的马来酸酐的乙烯-丙烯-橡胶、具有接枝的甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯-丙烯腈的丙烯酸乙酯和丁酯橡胶和具有接枝的甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯-丙烯腈的互穿硅氧烷和丙烯酸酯网络。
另外可以加入着色剂如有机染料或颜料、或无机颜料、炭黑，IR吸收剂，单独地或者以混合物形式或与稳定剂、玻璃纤维、(空心)玻璃珠、无机填料如二氧化钛或硫酸钡组合加入。
在一个优选的实施方案中，所述组合物不包含导电性盐。导电性盐例如是碱金属盐，其带有阴离子双(全氟烷基磺酰基)氨基或-亚氨基负离子，例如双(三氟甲基磺酰基)亚氨基负离子、烷基-和芳基甲苯磺酸根、全氟烷基甲苯磺酸根、硝酸根、硫酸根、硫酸氢根、烷基-和芳基硫酸根、聚醚硫酸根和聚醚磺酸根、全氟烷基硫酸根、磺酸根、烷基-和芳基磺酸根、全氟化的烷基-和芳基磺酸根、烷基-和芳基羧酸根、全氟烷基羧酸根、高氯酸根、四氯铝酸根、糖二酸根、硫氰酸根、异硫氰酸根、二氰氨基负离子、四苯基硼酸根、四(五氟苯基)硼酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、磷酸根和聚醚磷酸根。
本发明的组合物可以例如通过以已知的方式混合各成分并将它们以熔体形式在200℃-400℃的温度下用常规的装置如挤出机、内部捏合机和双螺杆机器进行配混和挤出。各成分的混合可以接连地或者同时，并且特别是在大约20℃或在更高的温度下进行。然而，本发明中使用的化合物也可以在制备工艺的不同阶段单独导入到熔体聚碳酸酯模塑组合物中。例如，一种或多种离子液体可以在双酚与有机碳酸酯的酯交换过程中或在其结束时，在形成低聚聚碳酸酯之前或在其过程中，或在SPC低聚物缩聚之前或之后导入熔体聚碳酸酯中。如果需要的话，也可以将一种或多种离子液体作为成品混合物与其它添加剂一起在任何位置加入到SPC中。也可以颠倒上述组分加入的顺序。
本发明的化合物可以以任何需要的形式加入。本发明的化合物或本发明化合物的混合物可以作为浓缩物以聚碳酸酯粉末形式、以溶液形式或作为熔体加入到聚合物熔体中。优选所述一种或多种离子液体通过熔体计量泵或通过在最终的缩聚阶段后面的辅助挤出机（Seitenextruder）加入。在工业实施方案中，特别优选以例如每小时200-1000 kg聚碳酸酯的物料通过量运行辅助挤出机。
在一个优选的实施方案中，离子液体例如在室温下以液体形式与聚碳酸酯一起加入到辅助挤出机的聚碳酸酯输入加料斗中。离子液体的量例如借助膜泵或其它合适的泵进行计量。优选离子液体或离子液体混合物以液体形式在大约40-250℃的温度下在聚碳酸酯的输入加料斗之后加入到带有混合元件的挤出机区域中。所述离子液体或离子液体混合物在此从优选在40-250℃的温度下优选保持在2-20 bar压力下的环线管道中取出。加入的量可以通过控制阀进行控制。
在一个特别优选的实施方案中，在辅助挤出机和所有的添加剂添加点后面，有用于确保所有添加剂良好混合的固定混合器。然后将来自辅助挤出机的聚碳酸酯熔体引入到聚碳酸酯主熔体料流中。通过另一个固定混合器实现主熔体料流与来自辅助挤出机的熔体料流的混合。
作为液体添加的替代，可以通过辅助挤出机的聚碳酸酯输入加料斗加入母料(聚碳酸酯中添加剂的浓缩物)形式的离子液体。此母料可以包含其它添加剂。
所述离子液体和任选的其它添加剂也可以随后例如通过配混导入聚碳酸酯中。
本发明的模塑组合物可以用于制备任何类型的模塑品。这些可以例如通过注射成型、挤出和吹塑法制造。另一种加工方式是由预制的片材或箔片通过深拉制备模塑品。
本发明的模塑品的实例为型材、箔片、任何种类的罩壳部件，例如用于家用设备，诸如榨汁机、咖啡机、搅拌器；用于办公室机器，诸如监视器、打印机、复印机；用于片材、管件、电气安装导管、窗户、门及用于建筑领域、室内装修和室外应用的型材；在电气工程领域，例如用于开关与插头。另外，本发明的模塑品可以用于轨道车辆、轮船、飞行器、公共汽车和其它机动车辆的内-外组件，和用于机动车辆的车体部件。
本发明的模塑品可为透明、半透明或不透明的。其它模塑品特别是光学和磁光数据存储系统如迷你盘、压缩盘(CD)或数字通用盘(DVD)、食物包装和饮料包装、光学镜片和棱镜、用于照明的镜片、汽车前灯镜片、用于建筑和机动车辆的窗玻璃、其它类型的板，例如用于温室的板，和所谓的双腹板夹芯板或空心板、(头盔)护目镜、防护面罩或自动化设备。
实施例
下面的实施例说明本发明，但并不构成限制。
YI和后续发黄(ΔYI)
本发明的模塑组合物的光学性能通过根据ASTM E313在标准试样上测量所谓的黄色指数(YI)进行测定。这些标准试样是彩色的样品板(80 × 10 × 3 mm) ，其由(共)聚碳酸酯组合物在300℃的物料温度和90℃的模具温度下制备。
MVR
根据ISO 1133用熔体指数测试设备在300℃用1.2kg的载荷测定熔体体积流率(MVR)。IMVR值相应于在所述条件下在20分钟热应力后的MVR值。
制备本发明的组合物
在Baersdorf的ZE 25挤出机中以10 kg/小时的物料通过量制备本发明的配混物。熔体温度为275℃。将添加剂与聚碳酸酯粉末(PC-B，参见下面对于使用的原料所述)混合，并将此混合物计量加入到聚碳酸酯PC-A中。
使用的原料：
　　PC A是没有添加剂的线性的热稳定化的聚碳酸酯，来自Bayer MaterialScience AG，Leverkusen，基于双酚-A，其中熔体体积速率MVR为12.5 cm3/10分钟(通过基于DIN EN ISO 1133的方法测量，1.2 kg载荷和300℃)
　　PC B是没有添加剂的线性聚碳酸酯，来自Bayer MaterialScience AG，Leverkusen，基于双酚A，其中MVR为6 cm3/10分钟(通过基于DIN EN ISO 1133的方法测量，1.2 kg载荷和300℃)，呈粉末形式
　　IL-AP3 ? 是离子液体，来自Koei Chemical Company Ltd，基于鏻盐，其中玻璃化转变温度为-78.5℃和熔点为18℃，且在25℃下粘度为338 mPa.s。折射率为1.446。
分别在10个尺寸为80 × 10 × 3 mm试样上根据IDO 7391测定缺口耐冲击性，所述值相应于10次试验的平均值，并且除非另外说明，s是指脆性断裂；z是指延性破坏（Zaehversagen）。
如由本发明的实施例PC-2至PC-4所示，与空白样品PC-1相比，加入离子液体IL-AP3? 显著降低了所述配混物的黄色指数YI。同时流动性提高，而熔体稳定性没有任何损害。在此维卡点仅不明显地降低。保持了良好的机械性能没有变化。

Claims (8)

1.一种组合物，包含：
(A) 一种或多种芳族的聚碳酸酯或共聚碳酸酯
(B) 0.05-8重量份，优选0.1-5重量份，特别优选0.15-4重量份，特别优选0.2-3重量份，和非常特别优选0.25-2.5重量份(基于组分A + B的重量份总和)的式(I)的含磷离子液体
其中R1-R4相互独立地是取代的烷基或芳基基团
(C) 至少一种选自磷基热稳定剂组的添加剂，具有10ppm-2000ppm的量。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于：存在选自光稳定剂组的另外的添加剂。
3.如权利要求1-2之一所述的组合物，其特征在于：所述聚碳酸酯是双酚A基聚碳酸酯。
4.如权利要求1-3所述的组合物，其特征在于：所述热稳定剂是三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(Irgafos 168)、四(2,4-二叔丁基苯基)[1,1-联苯]-4,4'-二基双亚膦酸酯、磷酸三异辛基酯(TOF)、3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸十八烷基酯(Irganox 1076)、双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(Doverphos S-9228)、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(ADK STAB PEP-36)或三苯膦(TPP)。
5.如权利要求1-4所述的组合物，其特征在于：使用选自磷酸酯、亚磷酸酯和立体位阻酚类的热稳定剂的混合物。
6.如权利要求1-5所述的组合物，其特征在于：所述组合物包含另外的添加剂和/或填料。
7.模塑品，包含如权利要求1-6任一项所述的组合物。
8.透明模塑品，包含如权利要求1-6任一项所述的组合物，特别是光学组件及其覆盖物、箔片、片材、镜片、罩壳和汽车与建筑窗玻璃元件。
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