CN104204088B - 具有低烟气的热塑性组合物、它们的制备方法及其用途 - Google Patents

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Abstract

一种低烟气密度热塑性组合物，基于热塑性组合物的总重量，包含，70至95wt％的包含第一重复单元和第二重复单元的聚碳酸酯共聚物，其中，第一重复单元与第二重复单元不同，并且其中，第一重复单元是式的双酚碳酸酯单元并且第二重复单元包括与第一重复双酚碳酸酯单元不同的双酚碳酸酯单元、硅氧烷单元、芳基化酯单元、或芳基化酯单元和硅氧烷单元的组合；以及基于组合物的重量，5至30wt％的聚醚酰亚胺，其中，由组合物模制的制品具有通过ISO 5659‑2在3mm厚的板上测定的等于或小于300的烟气密度(Ds‑4)值。

Description

具有低烟气的热塑性组合物、它们的制备方法及其用途
相关申请的引用
本申请要求于2012年2月29日提交的美国专利申请号61/604,861的权益，通过引用将其全部合并于此。
技术领域
本公开内容涉及具有出乎意料的低烟气密度(烟密度，smoke density)的阻燃热塑性组合物、它们的制造方法及其使用的方法。该组合物尤其用于制造用于大量运输应用的部件如铁轨。
背景技术
聚碳酸酯可用于各种各样的应用中，至少部分由于它们的良好的性能如尤其是塑模性、耐热性和冲击性能的平衡。然而，用于阻燃性能如燃烧时的火焰蔓延、放热、和生烟的标准变得越来越严格，尤其是用于大量运输(飞机、火车、和船舶)以及建筑和施工的应用中。例如，欧盟已经批准引入用于铁轨应用的新协调火灾标准，即EN-45545，以替换各成员国中的所有目前现行的不同标准。该规范将对用于这些应用中的材料所允许的烟气密度和放热性能强加严格要求。EN-45545中的烟气密度(Ds-4)是根据ISO 5659-2测定的4分钟之后的烟气密度，并且EN-45545中的放热是根据ISO 5660-1测定的散热的最大平均速率(MAHRE)。
例外地，研发除了其他材料要求之外，满足严格的烟气密度标准的材料具有挑战性。研发满足这些要求并且具有良好的机械性能(尤其是耐冲击性/耐刮擦性)和可加工性的材料尤其具有挑战性。因此，在本领域中对于具有优异的低烟气性能的热塑性组合物仍然存在需求。如果组合物可以提供低烟气而对材料成本、可加工性以及机械性能中的一种或多种没有显著的性能不利影响，将是进一步的优点。如果材料可以容易地热成型或注射成型，将是又进一步的优点。
发明内容
一种热塑性组合物，基于热塑性组合物的总重量，包含，70至95wt％的包含第一重复单元和第二重复单元的聚碳酸酯共聚物，其中，第一重复单元与第二重复单元不同，并且其中，第一重复单元是下式的双酚碳酸酯单元：
其中，Ra和Rb各自独立地是C1-12烷基、C1-12烯基、C3-8环烷基、或C1-12烷氧基，p和q各自独立地是0至4，并且Xa是单键，-O-，-S-，-S(O)-，-S(O)2-，-C(O)-，式-C(Rc)(Rd)-的C1-11烷叉基(alkylidene)，其中，Rc和Rd各自独立地是氢或C1-10烷基，或式-C(＝Re)-的基团，其中，Re是二价C1-10烃基；并且第二重复单元包括与第一重复双酚碳酸酯单元不同的双酚碳酸酯单元、硅氧烷单元、芳基化酯单元(arylate ester units)、或芳基化酯单元和硅氧烷单元的组合；以及基于组合物的重量，5至30wt％的聚醚酰亚胺，其中，由组合物模制的制品具有通过ISO 5659-2在3mm厚的板(饰板，plaque)上测定的等于或小于300的烟气密度值。
在另一个实施方式中，热塑性组合物具有在没有聚醚酰亚胺的相同组合物的20％内的根据ISO 6603在3.2mm厚的圆盘(disc)上测定的多轴冲击能(multiaxial impact energy)。
制造热塑性组合物的方法包括挤出或熔融混合热塑性组合物的组分以形成热塑性组合物。
在又一个实施方式中，制品包含热塑性组合物。该制品可以是大量运输车辆尤其是铁轨、飞机或海上运输工具的部件。
在又一个实施方式中，制造制品的方法包括对上述热塑性组合物进行模制、挤出或成形以形成制品。
通过以下详细的说明和附图例证了上述和其他特征。
附图说明
提供旨在示例性的而非限制性的附图的说明，其中：
图1示出了ITR-PC共聚物中聚醚酰亚胺部分浓度(wt％)的增加对烟气密度(Ds-4)的影响，表明相互作用行为；
图2示出了ITR-PC共聚物中聚(苯基砜)(PPSU)部分浓度(wt％)的增加对烟气密度(Ds-4)的影响，表明没有相互作用行为；
图3示出了PPPBP-BPA共聚物中聚醚酰亚胺部分浓度(wt％)的增加对烟气密度(Ds-4)的影响，表明相互作用行为；
图4示出了透明PC-硅氧烷共聚物中聚醚酰亚胺部分浓度(wt％)的增加对烟气密度(Ds-4)的影响，表明相互作用行为；
图5示出了均聚碳酸酯中聚醚酰亚胺部分浓度(wt％)的增加对烟气密度(Ds-4)的影响，表明相互作用行为；
图6示出了PC-硅氧烷共聚物和均聚碳酸酯的组合中聚醚酰亚胺部分浓度(wt％)的增加对烟气密度(Ds-4)的影响，表明相互作用行为；以及
图7示出了ITR-PC共聚物和ITR-PC-Si共聚物的组合中聚醚酰亚胺部分浓度(wt％)的增加对烟气密度(Ds-4)的影响，表明相互作用行为；
通过以下详细的说明和实施例例证上述的和其他特征。
具体实施方式
其发明人已经发现：通过使一定的聚碳酸酯共聚物与少量的聚醚酰亚胺合并，可以出乎意料地获得具有非常低的烟气密度以及低放热的热塑性组合物。特别地，发明人已经发现：除了减少如根据ISO 5660-1测定的放热(MAHRE)之外，少量的聚醚酰亚胺合并到一定的聚碳酸酯共聚物导致如根据ISO 5659-2测定的共聚物的烟气密度(Ds-4)的非线性降低。由于仅使用了相对少量的聚醚酰亚胺，使得该结果尤其出乎意料，但是生成的烟气密度可以与仅由聚醚酰亚胺获得的那些一样低。例如，热塑性组合物可以具有如根据ISO 5659-2测定的小于300的烟气密度(Ds-4)，尽管没有聚醚酰亚胺的组合物的Ds-4较高。热塑性组合物可以进一步具有如根据ISO 5660-1测定的小于90的放热(MAHRE)。在该发现下，现在可以制造具有良好的冲击性能、低颜色、以及聚碳酸酯的高流动性中的一种或多种并且具有聚醚酰亚胺性质中的如根据ISO5659-2在3mm厚的试样上测定的非常低的烟气密度(Ds-4)以及根据ISO 5660-1在3mm厚的试样上测定的低放热(MAHRE)的阻燃组合物。
因此，热塑性组合物可以进一步具有优异的冲击强度。热塑性组合物还可以配置以具有使得它们适合用于注射成型的低熔体粘度。组合物可以进一步具有非常低的颜色，并且尤其可以获得白色组合物。这种组合物尤其可用于制造大、低烟气、低放热的聚碳酸酯板，其可以用于例如制造飞机、火车、船舶、或其他大量运输应用的部件以及高占用、低监督结构中的部件。
特别地，热塑性组合物包含含有第一碳酸酯单元和与第一碳酸酯单元不同的第二单元的聚碳酸酯共聚物。第一碳酸酯单元是源自双酚型化合物的双酚碳酸酯单元。第二单元可以是与第一单元不同的双酚碳酸酯单元、硅氧烷单元、芳基化酯单元、或包含上述类型的单元中的至少一种的组合。例如，第一双酚碳酸酯单元、芳基化酯单元、以及硅氧烷单元的组合可以存在作为第二单元。热塑性组合物进一步包含以有效提供如根据ISO5659-2在3mm厚的板上测定的小于300的烟气密度(Ds-4)的量存在的10至30wt％的聚醚酰亚胺。
如在本文中使用的，术语“聚碳酸酯”和“聚碳酸酯共聚物”是指具有第一重复第一单元的化合物，所述第一重复第一单元是下式(1)的双酚碳酸酯单元：
其中，Ra和Rb各自独立地是C1-12烷基、C1-12烯基、C3-8环烷基、或C1-12烷氧基，p和q各自独立地是0至4，并且Xa是两个亚芳基之间的桥联基团(bridging group)并且是单键，-O-，-S-，-S(O)-，-S(O)2-，-C(O)-，式-C(Rc)(Rd)-的C1-11烷叉基，其中，Rc和Rd各自独立地是氢或C1-10烷基，或式-C(＝Re)-的基团，其中，Re是二价C1-10烃基。示例性Xa基团包括亚甲基、乙叉基(ethylidene)、新戊叉基(neopentylidene)以及异丙叉基(异亚丙基，isopropylidene)。桥联基团Xa和每个C6亚芳基的碳酸酯氧原子可以彼此邻、间或对位(尤其是对位)地设置在C6亚芳基上。
在一个具体的实施方式中，Ra和Rb各自独立地是C1-3烷基，p和q各自独立地是0至1，并且Xa是单键，-O-，-S(O)-，-S(O)2-，-C(O)-，式-C(Rc)(Rd)-的C1-9烷叉基，其中，Rc和Rd各自独立地是氢或C1-8烷基，或式-C(＝Re)-的基团，其中，Re是二价C1-9烃基。在另一个具体实施方式中，Ra和Rb各自独立地是甲基，p和q各自独立地是0至1，并且Xa是单键、式-C(Rc)(Rd)-的C1-7烷叉基，其中，Rc和Rd各自独立地是氢或C1-6烷基。在一个实施方式中，p和q各自是1，并且Ra和Rb各自是设置在每个环上的氧的间位的C1-3烷基，具体地是甲基。双酚碳酸酯单元(1)可以源自双酚A，其中，p和q均是0并且Xa是异丙叉基。
共聚物中的聚碳酸酯单元可以由式(2)的二羟基化合物生产：
HO-R1-OH (2)
其中，R1是桥联部分。因此，双酚碳酸酯单元(1)通常由式(3)的相应双酚化合物生产：
其中，Ra和Rb，p和q以及Xa与式(1)中的相同。
可以用于生产单元(1)的具体双酚化合物的一些示例性实例包括4,4'-二羟基联苯、双(4-羟基苯基)甲烷、1,2-双(4-羟基苯基)乙烷、2-(4-羟基苯基)-2-(3-羟基苯基)丙烷、1,2,2-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-羟基苯基)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、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、或包含上述双酚化合物中的至少一种的组合。
可以用于生产双酚碳酸酯单元(1)的双酚化合物的具体实例包括：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(“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-2-甲基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷、以及包含上述双酚化合物中的至少一种的组合。
如以上所述的，聚碳酸酯共聚物进一步包含第二重复单元。第二重复单元可以是双酚碳酸酯单元(条件是它们与双酚碳酸酯单元(1)不同)、芳基化酯单元、硅氧烷单元、或芳基化酯单元和硅氧烷单元的组合。特别地，第二单元可以是式(4)的双酚碳酸酯单元：
其中，Ra和Rb各自独立地是C1-12烯基、C3-8环烷基、或C1-12烷氧基，p和q各自独立地是0至4的整数，并且Xb是与聚碳酸酯共聚物中的Xa不同的C2-32桥联烃基。桥联基团Xb和每个C6亚芳基的碳酸酯氧原子可以彼此邻、间或对位(尤其是对位)地设置在C6亚芳基上。
在一个实施方式中，Xb是取代或未取代的C3-18环烷叉基，取代或未取代的C3-18亚环烷基，式–C(Rc)(Rd)–的取代或未取代的C12-25烷叉基，其中，Rc和Rd各自独立地是氢、C1-24烷基、C4-12环烷基、C6-12芳基、C7-12亚芳基烷基、C1-12杂烷基、或环状C7-12杂芳基烷基，或式–C(＝Re)-的基团，其中，Re是二价C12-31烃基。示例性Xb基团包括环己甲叉基、1,1-乙烯、2-[2.2.1]-双环庚叉基、环己叉基、环戊叉基、环十二叉基(cyclododecylidene)、以及金刚烷叉基(adamantylidene)。
在一个实施方式中，Xb是式的-C(Rc)(Rd)-的取代或未取代的C5-32烷叉基，其中，Rc和Rd各自独立地是氢、C4-12环烷基、C6-12芳基、C7-12亚芳基烷基、C1-12杂烷基，式-C(＝Re)-的取代或未取代的基团，其中，Re是二价C12-31烃基、取代或未取代的C5-18环烷叉基、取代或未取代的C5-18亚环烷基、取代或未取代的C3-18杂环烷叉基，或式-B1–G–B2-的基团，其中，B1和B2是相同或不同的C1-6亚烷基，并且G是C3-12环烷叉基或C6-16亚芳基。
例如，Xb可以是式(4a)的取代的C3-18杂环烷叉基：
其中，Rr、Rp、Rq和Rt各自独立地是氢、氧、或C1-12有机基团；I是直键(direct bond)、碳、或二价氧、硫、或-N(Z)-，其中，Z是氢、卤素、羟基、C1-12烷基、C1-12烷氧基、或C1-12酰基；h是0至2，j是1或2，i是0或1的整数，以及k是0至3的整数，条件是：Rr、Rp、Rq和Rt中的至少两个连接在一起是稠合的脂环族、芳香族、或杂芳香族环。应当理解的是，当稠环是芳香族时，如在式(3)中示出的环将具有不饱和碳-碳键，其中，环是稠合的。当k是1并且i是0时，如在式(6)中示出的环包含4个碳原子，当k是2时，环包含5个碳原子，并且当k是3时，环包含6个碳原子。在一个实施方式中，两个相邻的基团(例如，Rq和Rt连接在一起)形成芳香族基团，并且在另一个实施方式中，Rq和Rt连接在一起形成一个芳香族基团，而Rr和Rp连接在一起形成第二芳香族基团。当Rq和Rt连接在一起形成芳香族基团时，Rp可以是双键氧原子，即酮。
这种类型的具体第二双酚碳酸酯重复单元是式(4b)的苯并吡咯酮碳酸酯单元(phthalimidine carbonate units)：
其中，Ra、Rb、p和q如在式(4)中，R3各自独立地是C1-6烷基基团，j是0至4，以及R4是氢、C1-6烷基、可选地用1至5个C1-6烷基基团取代的苯基。特别地，苯并吡咯酮碳酸酯单元具有下式(4c)：
其中，R5是氢、可选地用1至5个C1-6烷基基团取代的苯基、或C1-6烷基。在一个实施方式中，R5是氢、苯基或甲基。其中R5是苯基的碳酸酯单元(4a)可以源自2-苯基-3,3’-双(4-羟基苯基)苯并吡咯酮(也称为N-苯基酚酞双酚，或“PPPBP”)(也称为3,3-双(4-羟基苯基)-2-苯基异吲哚啉-1-酮)。
这种类型的其他双酚碳酸酯重复单元是式(4d)和(4e)的靛红碳酸酯单元。
其中，Ra和Rb各自独立地是C1-12烷基，p和q各自独立地是0至4，并且Ri是C1-12烷基、可选地用1至5个C1-10烷基取代的苯基、或可选地用1至5个C1-10烷基取代的苄基。在一个实施方式中，Ra和Rb各自是甲基，p和q各自独立地是0或1，并且Ri是C1-4烷基或苯基。
其中Xb是取代或未取代的C3-18环烷叉基的双酚碳酸酯单元(4)的实例包括式(4f)的环己叉基桥联的烷基取代的双酚：
其中，Ra和Rb各自独立地是C1-12烷基，Rg是C1-12烷基，p和q各自独立地是0至4，并且t是0至10。在一个具体实施方式中，每个Ra和Rb中的至少一个设置在环己叉基桥联基团的间位。在一个实施方式中，Ra和Rb各自独立地是C1-4烷基，Rg是C1-4烷基，p和q各自是0或1，并且t是0至5。在另一个具体实施方式中，Ra、Rb和Rg各自是甲基，r和s各自是0或1，并且t是0或3，具体地是0。
其中Xb是取代或未取代的C3-18环烷叉基的其他双酚碳酸酯单元(4)的实例包括金刚烷基单元(4g)和单元(4h)：
其中，Ra和Rb各自独立地是C1-12烷基，并且p和q各自独立地是1至4。在一个具体实施方式中，每个Ra和Rb中的至少一个设置在环烷叉基桥联基团的间位。在一个实施方式中，Ra和Rb各自独立地是C1-3烷基，并且p和q各自是0或1。在另一个具体实施方式中，Ra、Rb各自是甲基，p和q各自是0或1。包含单元(4b)至(4h)的碳酸酯可用于制备具有高玻璃化转变温度(Tg)和高热变形温度的聚碳酸酯。
双酚碳酸酯单元(4)通常由式(5)的相应双酚化合物生产：
其中，Ra、Rb、p、q以及Xb与式(4)中的相同。
式(5)的双酚化合物的具体实例包括双(4-羟基苯基)二苯基甲烷、1,1-双(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷、1,6-二羟基萘、2,6-二羟基萘、6,6'-二羟基-3,3,3',3'-四甲基螺(双)茚满(“螺二茚满双酚”)、2,6-二羟基二苯并-对二噁英、2,6-二羟基噻蒽、2,7-二羟基酚黄素、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、2,7-二羟基咔唑、以及2,6-二羟基噻蒽、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)、以及1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷(DMBPC)。也可以使用包括上述二羟基化合物中的至少一种的组合。
根据热塑性组合物的包括玻璃化转变温度(“Tg”)、冲击强度、韧性(延性，ductility)、流动性等的期望特性的考虑，第一双酚碳酸酯单元(1)与第二双酚碳酸酯单元(4)的相对摩尔比可以从99:1变化至1:99。例如，单元(1):单元(4)的摩尔比可以从90:10至10:90、从80:20至20:80、从70:30至30:70、或从60:40至40:60。当双酚碳酸酯单元(1)单元源自双酚A时，基于聚碳酸酯共聚物中的单元的总摩尔数，双酚A单元通常以50至99mol％的量存在。例如，当双酚碳酸酯单元(1)单元源自双酚A，并且双酚单元(4)源自PPPBP时，单元(1)与单元(4)的摩尔比可以从99:1至50:50，或从90:10至55:45。
基于聚碳酸酯共聚物中的单元的总摩尔数，其他碳酸酯单元可以以相对少量，例如小于20mol％、小于10mol％、或小于5mol％存在于本文中描述的任何聚碳酸酯共聚物中。其他碳酸酯单元可以源自具有1至32个碳原子的脂肪族或芳香族二羟基化合物，例如，1,6-二羟基萘、2,6-二羟基萘、6,6'-二羟基-3,3,3',3'-四甲基螺(双)茚满(“螺二茚满双酚”)、2,6-二羟基二苯并-对二噁英、2,6-二羟基噻蒽、2,7-二羟基酚黄素、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、2,7-二羟基咔唑、以及2,6-二羟基噻蒽。具体芳香族二羟基化合物包括式(6)的单芳基二羟基化合物：
其中，每个Rh独立地是卤素原子、C1-10烃基如C1-10烷基、卤素取代的C1-10烷基、C6-10芳基、或卤素取代的C6-10芳基，并且n是0至4。卤素通常是溴。在一个实施方式中，不存在卤素。具体单芳基二羟基化合物(6)包括间苯二酚，取代的间苯二酚化合物如5-甲基间苯二酚、5-乙基间苯二酚、5-丙基间苯二酚、5-丁基间苯二酚、5-叔丁基间苯二酚、5-苯基间苯二酚、5-枯基间苯二酚、2,4,5,6-四氟间苯二酚、2,4,5,6-四溴间苯二酚等；邻苯二酚；氢醌；以及取代的氢醌如2-甲基氢醌、2-乙基氢醌、2-丙基氢醌、2-丁基氢醌、2-叔丁基氢醌、2-苯基氢醌、2-枯基氢醌、2,3,5,6-四甲基氢醌、2,3,5,6-四叔丁基氢醌、2,3,5,6-四氟氢醌、2,3,5,6-四溴氢醌。可以使用包含上述芳香族二羟基化合物中的至少一种的组合。在一个实施方式中，聚碳酸酯共聚物包含式(1)和(4)的碳酸酯单元，以及小于10mol％的源自单芳基二羟基化合物(6)的单元，即式(6a)的单芳基碳酸酯单元：
其中，每个Rh独立地是卤素或C1-10烃基，并且n是0至4。具体地，每个Rh独立地是C1-3烷基，并且n是0至1，或n是0。在另一个实施方式中，除了式(1)和(4)的单元之外，没有碳酸酯单元存在于聚碳酸酯共聚物中。
可以通过如界面聚合和熔融聚合的方法来制备聚碳酸酯。尽管用于界面聚合的反应条件可以变化，但是示例性方法通常包括将二元酚(二羟酚)反应物溶解或分散在苛性钠或苛性钾溶液中，将所得的混合物加入至与水不互溶的溶剂介质中，并且在催化剂如，例如叔胺或相转移催化剂存在下在控制的PH条件例如8至10下使反应物与碳酸酯前体接触。与水不互溶的溶剂可以是例如二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯苯、甲苯等。
示例性的碳酸酯前体包括，碳酰卤如碳酰溴或碳酰氯，或卤代甲酸酯如二元酚的双卤代甲酸酯(例如，双酚A、氢醌等的双氯甲酸酯)或二元醇的双卤代甲酸酯(例如，乙二醇、新戊二醇、聚乙二醇等的双卤代甲酸酯)。还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。在一个实施方式中，形成碳酸酯键合的界面聚合反应使用光气作为碳酸酯前体，并且称为光气化反应。
能够使用的叔胺是脂肪族叔胺如三乙胺和三丁胺，脂环族叔胺如N,N-二乙基-环己胺以及芳香族叔胺如N,N-二甲基苯胺。可以使用的相转移催化剂是式(R3)4Q+X-的催化剂，其中，每个R3是相同或不同的，并且是C1-10烷基；Q是氮或磷原子；并且X是卤素原子或C1-8烷氧基或C6-18芳氧基。示例性相转移催化剂包括(CH3(CH2)3)4N+X-、(CH3(CH2)3)4P+X-、(CH3(CH2)5)4N+X-、(CH3(CH2)6)4N+X-、(CH3(CH2)4)4N+X-、CH3(CH3(CH2)3)3N+X-以及CH3(CH3(CH2)2)3N+X-，其中，X是Cl-、Br-、C1-8烷氧基或C6-18芳氧基。每种都基于光气化混合物中双酚的重量，相转移催化剂的有效量可以是0.1至10wt％，或0.5至2wt％。
可替换地，熔融方法可以用于制造聚碳酸酯。可以以间歇过程或以连续过程进行熔融聚合。在任一种情况下，使用的熔融聚合条件可以包括两个或更多个不同的反应阶段，例如，第一反应阶段，其中，起始二羟基芳香族化合物和碳酸二芳基酯被转化成低聚物聚碳酸酯，以及第二反应阶段，其中，第一反应阶段中形成的低聚物聚碳酸酯被转化成高分子量的聚碳酸酯。这种“阶段的”聚合反应条件尤其适用于连续聚合系统，在所述连续聚合系统中，起始单体在第一反应容器中被低聚化并且其中形成的低聚物聚碳酸酯被连续地转移到其中低聚物聚碳酸酯被转化成高分子量的聚碳酸酯的一种或多种下游反应器。典型地，在低聚阶段中，生产的低聚物聚碳酸酯具有约1,000至约7,500道尔顿的数均分子量。在一个或多个后续的聚合阶段中，聚碳酸酯的数均分子量(Mn)增加至约8,000和约25,000道尔顿(使用聚碳酸酯标准)之间。
术语“熔融聚合条件”被理解为指在酯交换催化剂存在下影响二羟基芳香族化合物与碳酸二芳基酯之间的反应所必须的那些条件。典型地，在该方法中没有使用溶剂，并且反应物二羟基芳香族化合物和碳酸二芳基酯处于熔融状态。反应温度可以是约100℃至约350℃，具体地，约180℃至约310℃。在反应的初始阶段，压力可以在大气压、超大气压、或大气压至约15托的范围的压力下，而在后续阶段处于减压下，例如为约0.2至约15托。反应时间通常为约0.1小时至约10小时。
二芳基碳酸酯可以是碳酸二苯酯、或芳基上具有吸电子取代基的活化的碳酸二苯酯如双(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-乙酰苯基)羧酸酯、双(4-乙酰苯基)羧酸酯、或包括上述中至少一种的组合。
用于聚碳酸酯的熔融聚合中的催化剂可以包括α或β催化剂。通常，在升高的温度下β催化剂挥发且分解。因此，在早期低温聚合阶段优选使用β催化剂。通常，α催化剂比β催化剂有更大的热稳定性和更小的挥发性。
α催化剂可以包括碱金属离子或碱土金属离子源。这些离子源包括碱金属氢氧化物如氢氧化锂、氢氧化钠和氢氧化钾，以及碱土金属氢氧化物如氢氧化镁和氢氧化钙。碱金属和碱土金属离子的其他可能来源包括羧酸的相应盐(如乙酸钠)以及乙二胺四乙酸(EDTA)的衍生物(如EDTA四钠盐和EDTA镁二钠盐)。其他α酯交换催化剂包括非挥发性无机酸的碱金属或碱土金属盐如NaH2PO3、NaH2PO4、Na2HPO3、KH2PO4、CsH2PO4、Cs2HPO4等，或磷酸的混合盐如NaKHPO4、CsNaHPO4、CsKHPO4等。可以使用包括任何上述催化剂中的至少一种的组合。
可能的β催化剂可以包括季铵化合物、季鏻化合物、或包含上述中的至少一种的组合。季铵化合物可以是结构(R4)4N+X-的化合物，其中，每个R4是相同或不同的，并且是C1-20烷基、C4-20环烷基、或C4-20芳基；并且X-是有机或无机阴离子，例如氢氧根、卤离子、羧酸根、磺酸根、硫酸根、甲酸根、碳酸根或碳酸氢根。有机季铵化合物的实例包括四甲基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、四甲基乙酸铵、四甲基甲酸铵、四丁基乙酸铵、以及包含上述中的至少一种的组合。通常使用四甲基氢氧化铵。季鏻化合物可以是结构(R5)4P+X-的化合物，其中，每个R5是相同或不同的，并且是C1-20烷基、C4-20环烷基、或C4-20芳基；并且X-是有机或无机阴离子，例如氢氧根、卤离子、羧酸根、磺酸根、硫酸根、甲酸根、碳酸根或碳酸氢根。其中，X-是多价阴离子如碳酸根或硫酸根，应当理解，季铵和季鏻结构中的正电荷和负电荷恰好平衡。例如，其中，R20-R23各自是甲基并且X-是碳酸根，应当理解，X-代表2(CO3 -2)。有机季鏻化合物的实例包括四甲基氢氧化鏻、四甲基乙酸鏻、四甲基甲酸鏻、四丁基氢氧化鏻、四丁基乙酸鏻(TBPA)、四苯基乙酸鏻、四苯基鏻苯氧化物、和包含上述至少一种的组合。通常使用TBPA。
使用的α和β催化剂的量可以基于聚合反应中使用的二羟基化合物的摩尔总数。当提及β催化剂例如鏻盐相对于聚合反应中使用的所有二羟基化合物的比率时，方便的是提及鏻盐的摩尔数/摩尔二羟基化合物，是指鏻盐的摩尔数除以存在于反应混合物中的每种单独的二羟基化合物的总摩尔数。可以以足以提供1x10-2至1x10-8mol，具体地，1x10-4至1x10-7mol的金属/摩尔使用的二羟基化合物的量使用α催化剂。β催化剂(例如，有机铵或鏻盐)的量可以是1x10-2至1x10-5，具体地，1x10-3至1x10-4mol/反应混合物中的二羟基化合物的总摩尔数。
在聚合过程中通过添加支化剂可以制备支链聚碳酸酯嵌段。这些支化剂包括多官能有机化合物，该多官能有机化合物包含选自羟基、羧基、羧酸酐、卤代甲酰基、以及上述官能团的混合物的至少三种官能团。具体实例包括偏苯三酸、偏苯三酸酐、三氯化偏苯三酸(trimellitic trichloride)、三-对羟基苯基乙烷、靛红-双-酚、三-酚TC(1,3,5-三((对羟基苯基)异丙基)苯)、三-酚PA(4(4(1,1-双(对羟基苯基)-乙基)α,α-二甲基苄基)酚)、4-氯甲酰基邻苯二甲酸酐、均苯三酸和二苯甲酮四羧酸。可以以约0.05至约5wt％的水平添加支化剂。可以使用包括直链聚碳酸酯和支链聚碳酸酯的组合。
设想所有类型的聚碳酸酯端基在聚碳酸酯组合物中是有用的，条件是这些端基不会显著不利地影响组合物的期望性能。在聚合过程中可以包括链终止剂(也称为封端剂)。链终止剂限制分子量增长率，因此控制聚碳酸酯的分子量。示例性链终止剂包括某些单酚化合物、单羧酰氯、和/或单氯甲酸酯。通过以下例举单酚链终止剂：单环酚如苯酚和C1-C22烷基取代酚如对-枯基苯酚、间苯二酚单苯甲酸酯、以及对-和叔-丁基苯酚，以及二元酚的单醚如对-甲氧基苯酚。可以具体地提及带有具有8至9个碳原子的支链烷基取代基的烷基取代的酚类。某些单酚UV吸收剂也可以用作封端剂，例如4-取代-2-羟基二苯甲酮及其衍生物、水杨酸芳酯、二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。单羧酰氯也可以用作链终止剂。这些包括单环、单羧酰氯如苯甲酰氯、C1-C22烷基取代的苯甲酰氯、甲苯酰氯、卤素取代的苯甲酰氯、溴苯甲酰氯、肉桂酰氯、4-桥亚甲基四氢化邻苯二甲酰亚胺基苯甲酰氯(4-nadimidobenzoyl chloride)、以及它们的组合；多环、单羧酰氯如偏苯三酸酐酰氯和萘甲酰氯；以及单环和多环单羧酰氯的组合。具有小于或等于约22个碳原子的脂肪族单羧酸的氯化物是有用的。官能化的脂肪族单羧酸的氯化物如丙烯酰氯和甲基丙烯酰氯也是有用的。同样有用的是单氯甲酸酯，包括单环单氯甲酸酯如氯甲酸苯酯、烷基取代的氯甲酸苯酯、对枯基氯甲酸苯酯、甲苯氯甲酸酯、以及它们的组合。
包含碳酸酯单元(1)和碳酸酯单元(4)的聚碳酸酯共聚物可以具有如在25℃下，在氯仿中测定的约0.3至约1.5分升每克(dl/g)，具体地，约0.45至约1.0dl/g的特性粘度。聚碳酸酯共聚物可以具有如使用交联的苯乙烯-二乙烯基苯柱且相对于聚碳酸酯参照校准，通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的约10,000至约200,000g/mol，具体地，约20,000至约100,000g/mol的重均分子量。以约1mg/ml的浓度制备GPC试样并且以约1.5ml/min的流速进行洗脱。
在另一个实施方式中，聚碳酸酯共聚物包含第一重复双酚碳酸酯单元(1)以及式(7)的重复芳基化酯单元：
其中，Ar1是包含至少一种芳香族基团，例如，苯基、萘、蒽等的C6-32烃基。在一个实施方式中，Ar1源自如以上描述的芳香族双酚连同单元(1)和(4)、单芳基二羟基化合物(6)、或包含不同双酚或单芳基二羟基化合物的组合。因此，芳基化酯单元(7)可以通过间苯二甲酸、对苯二甲酸、或它们的组合(在这里称为“苯二甲酸”)与以上描述的任何芳香族双酚、单芳基二羟基化合物(6)、或它们的组合的反应获得。间苯二甲酸酯与对苯二甲酸酯的摩尔比可以是1:99至99:1、或80:20至20:80、或60:40至40:60。
包含第一双酚碳酸酯单元(1)和芳基化酯单元(7)的聚碳酸酯共聚物可以是式(8)的交替或嵌段共聚物：
其中，R1和Ar1分别如在式(1)和(7)中定义的。
一般而言，共聚物是包含碳酸酯嵌段和酯嵌段的嵌段共聚物。根据热塑性组合物的期望性能，共聚物中总酯单元与总碳酸酯单元的重量比可以广泛地变化，例如从99:1至1:99、或从95:5至5:95、具体地，从90:10至10:90，或更具体地，从90:10至50:50。根据热塑性组合物的期望性能，共聚物的酯单元中间苯二甲酸酯与对苯二甲酸酯的摩尔比也可以广泛地变化，例如从0:100至100:0、或从92:8至8:92、更具体地，从98:2至45:55。例如，根据热塑性组合物的期望性能，总酯单元与总碳酸酯的重量比可以是99:1至40:60、或90:10至50:40，其中，间苯二甲酸酯与对苯二甲酸酯的摩尔比是99:1至40:50，更具体地，98:2至45:55。
基于聚碳酸酯共聚物中的单元的总摩尔数，源自用于形成芳基化酯单元(7)的二羟基化合物的另外的碳酸酯单元也可以以上述的，例如以小于20mol％、小于10mol％、或小于5mol％的量存在。基于共聚物中的单元的总摩尔数，还可以使源自苯二甲酸与用于形成碳酸酯单元的二羟基化合物的反应的另外的芳基化酯单元例如以小于20mol％、小于10mol％、小于5mol％、或小于1mol％的量存在。在一个实施方式中，基于共聚物中的单元的总摩尔数，这种另外的碳酸酯单元和这种另外的芳基化酯单元的组合以小于20mol％、小于10mol％、小于5mol％、或小于1mol％的量存在。
具体的聚(碳酸酯-芳基化酯)是包含碳酸酯单元(1)，具体地，双酚碳酸酯单元，甚至更具体地，双酚A碳酸酯单元和重复双酚芳基化酯单元的聚(碳酸酯)-共-(双酚芳基化酯)。双酚芳基化酯单元包括苯二甲酸和双酚例如双酚(2)的残基。在一个实施方式中，双酚芳基化酯单元具有下式(7a)：
其中，Ra和Rb各自独立地是C1-12烷基、C1-12烯基、C3-8环烷基、或C1-12烷氧基，p和q各自独立地是0至4，并且Xa是两个亚芳基之间的桥联基团并且是单键，-O-，-S-，-S(O)-，-S(O)2-，-C(O)-，式-C(Rc)(Rd)-的C1-11烷叉基，其中，Rc和Rd各自独立地是氢或C1-10烷基，或式-C(＝Re)-的基团，其中，Re是二价C1-10烃基。在一个实施方式中，p和q各自是1，并且Ra和Rb各自是设置在每个环上的氧的间位的C1-3烷基，具体地是甲基。双酚可以是双酚A，其中，p和q均是0并且Xa是异丙叉基。
在一个具体的实施方式中，聚碳酸酯共聚物是式(8a)的聚(双酚A-邻苯二甲酸酯)-共-(双酚A碳酸酯)：
其中，x和y分别代表芳基化物-双酚A酯单元和双酚A碳酸酯单元的重量百分数。通常，单元以嵌段存在。在一个实施方式中，共聚物中酯单元y与碳酸酯单元y的重量百分数是50:50至99:1、或55:45至90:10、或75:25至95:5。包含35至45wt％的碳酸酯单元和55至65wt％的其中酯单元具有45:55至55:45的间苯二甲酸酯与对苯二甲酸酯的摩尔比的酯单元的式(8a)的共聚物通常被称作聚(碳酸酯-酯)(PCE)，并且包含15至25wt％的碳酸酯单元和75至85wt％的具有98:2至88:12的间苯二甲酸酯与对苯二甲酸酯的摩尔比的酯单元的共聚物通常被称作聚(邻苯二甲酸-碳酸酯)(PPC)。
在另一个实施方式中，具体的聚碳酸酯共聚物包括碳酸酯单元(1)和式(7b)的重复单芳基-芳基化酯单元：
其中，每个Rh独立地是卤素原子、C1-10烃基如C1-10烷基、卤素取代的C1-10烷基、C6-10芳基、或卤素取代的C6-10芳基，并且n是0至4。具体地，每个Rh独立地是C1-4烷基，并且n是0至3、0至1、或0。这些聚(碳酸酯)-共-(单芳基芳基化酯)共聚物具有下式(8b)：
其中，R1如在式(1)中定义的，并且Rh和n如在式(7b)中定义的，并且x:m的摩尔比是99:1至1:99，具体地，80:20至20:80，或60:40至40:60。
具体地，单芳基-芳基化酯单元(7b)源自间苯二甲酸和对苯二甲酸二酸(或它们的衍生物)的组合与间苯二酚(或它的活性衍生物)的反应以提供式(7c)的间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚(“ITR”酯单元)：
其中，m是4至100、4至90、5至70，更具体地，5至50，或还更具体地，10至30。在一个实施方式中，基于共聚物中酯单元的总摩尔数，ITR酯单元以大于或等于95mol％，具体地，大于或等于99mol％，并且还更具体地，大于或等于99.5mol％的量存在于聚碳酸酯共聚物中。这种(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚)-碳酸酯共聚物(“ITR-PC”)可以具有许多期望特征，包括韧性、透明度、以及耐气候性。ITR-PC共聚物还可以具有可期望的热流动性。此外，使用允许ITR-PC共聚物合成中的合成柔性和组成特性(composition specificity)的界面聚合技术，在商业规模上可以容易地制造ITR-PC共聚物。某些ITR-PC共聚物具有固有的低烟气密度性能。在这些共聚物中，聚醚酰亚胺的加入显著减少了共聚物的放热。
聚(碳酸酯)-共-(单芳基芳基化酯)的具体实例是式(8c)的聚(双酚A碳酸酯)-共-(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚酯)：
其中，m是4至100、4至90、5至70，更具体地，5至50，或还更具体地，10至30，并且x:n的摩尔比是99:1至1:99，具体地，90:10至10:90。基于酯单元的总摩尔数，ITR酯单元以大于或等于95mol％，具体地，大于或等于99mol％，并且还更具体地，大于或等于99.5mol％的量存在于聚(碳酸酯-芳基化酯)共聚物中。基于共聚物中的单元的总摩尔数，其他碳酸酯单元、其他酯单元、或它们的组合可以以1至20mol％的总量存在，例如，下式的间苯二酚碳酸酯单元：
以及下式的双酚A邻苯二甲酸酯单元：
在一个实施方式中，聚(双酚A碳酸酯)-共-(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚酯)(8c)包括：1至20mol％的双酚A碳酸酯单元、60至98mol％的间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚酯单元、以及可选地，1至20mol％的间苯二酚碳酸酯单元、间苯二甲酸-对苯二甲酸-双酚A邻苯二甲酸酯单元、或它们的组合。
包含芳基化酯单元的聚碳酸酯共聚物通常由聚酯嵌段制备。聚酯嵌段还可以通过界面聚合来制备。可以使用酸或二醇的活性衍生物，如相应的酸性卤代物，尤其是酸性二氯化物和酸性二溴化物，而并不使用二羧酸或二醇本身。因此，例如可以使用间苯二甲酰二氯、对苯二甲酰二氯、或包括上述二氯化物的至少一种的组合来代替使用间苯二甲酸、对苯二甲酸、或包括上述酸的至少一种的组合。通过如以上描述的熔融法缩合、通过溶液相缩合、或通过酯交换聚合，也可以获得聚酯，其中，例如，利用酸催化可以使二烷基酯如对苯二甲酸二甲酯与二羟基反应物转酯化以生成聚酯嵌段。可以使用其中已经结合了支化剂，例如具有三个或更多个羟基的二醇或三官能或多官能羧酸的支链聚酯嵌段。此外，根据组合物的最后的最终用途，可以期望聚酯嵌段上具有多种浓度的酸和羟基末端基团。
包含芳基化酯单元的聚碳酸酯共聚物可以具有2,000至100,000g/mol，具体地，3,000至75,000g/mol，更具体地，4,000至50,000g/mol，更具体地，5,000至35,000g/mol，并且还更具体地，17,000至30,000g/mol的Mw。使用GPC，使用交联的苯乙烯-二乙烯基苯柱，在1mg/ml的试样浓度下，并且如用聚碳酸酯标准校准来进行分子量测定。用二氯甲烷作为洗脱液，以约1.0ml/min的流速洗脱试样。
在另一个实施方式中，聚碳酸酯共聚物是包含双酚碳酸酯单元(1)和重复硅氧烷单元(也称为“二有机硅氧烷单元”)的“PC-硅氧烷”共聚物。聚硅氧烷单元具有下式(9)：
其中，每个R独立地是C1-13一价烃基。例如，每个R可以独立地是C1-13烷基、C1-13烷氧基、C2-13烯基、C2-13烯氧基、C3-6环烷基、C3-6环烷氧基、C6-14芳基、C6-10芳氧基、C7-13芳基烷基、C7-13芳基烷氧基、C7-13烷基芳基、或C7-13烷基芳氧基。上述基团可以被氟、氯、溴、或碘、或它们的组合完全地或者部分地卤代。在一个实施方式中，不存在卤素。上述R基团的组合可以用于相同共聚物中。在一个实施方式中，聚硅氧烷包括具有最小烃含量的R基团。在一个具体实施方式中，具有最小烃含量的R基团是甲基。
根据热塑性组合物中的各组分的类型和相对量，聚合物是否是直链、支链或接枝共聚物，组合物的期望性能等因素，式(9)中E的平均值可以广泛变化。在一个实施方式中，E具有2至500、2至200、或5至100、10至100、10至80、2至30、或30至80的平均值。在一个实施方式中，E具有16至50，更具体地，20至45，并且甚至更具体地，25至45的平均值。在另一个实施方式中，E具有4至50、4至15，具体地，5至15，更具体地，6至15，并且还更具体地，7至10的平均值。在一个实施方式中，聚硅氧烷单元是式(9a)的结构单元：
其中，E如以上所定义；每个R可以独立地相同或不同，并且如以上所定义；以及每个Ar可以独立地相同或不同，并且是取代或未取代的包含芳香族基团的C6-30化合物，其中，键直接连接至芳香族部分。式(9a)中的Ar基团可以源自C6-30二羟基芳香族化合物，例如，如以上描述的双酚化合物或以上单芳基二羟基化合物(6)。还可以使用包括上述二羟基芳香族化合物中的至少一种的组合。示例性二羟基芳香族化合物是间苯二酚(即，1,3-二羟基苯)、4-甲基-1,3-二羟基苯、5-甲基-1,3-二羟基苯、4,6-二甲基-1,3-二羟基苯、1,4-二羟基苯、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、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-羟基苯基)环己烷、双(4-羟基苯基硫化物)、以及1,1-双(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的至少一种的组合。在一个实施方式中，二羟基芳香族化合物是未取代的，或不含有非芳香族烃基取代基如烷基、烷氧基或亚烷基取代基。
在一个具体的实施方式中，其中，Ar源自间苯二酚，聚硅氧烷单元具有下式(9a-1)：
或，其中，Ar源自双酚A，聚硅氧烷具有下式(9a-2)：
或可以使用包括上述中的至少一种的组合，其中，E具有如以上描述的平均值，具体地，具有2至200的平均值。
在另一个实施方式中，聚二有机硅氧烷单元是式(9b)的单元：
其中，R和E如针对式(9)所描述的，并且每个R2独立地是二价C1-30亚烷基或C7-30亚芳基-亚烷基。在一个具体的实施方式中，其中，R2是C7-30亚芳基-亚烷基，聚二有机硅氧烷单元具有下式(9b-1)：
其中，R和E如针对式(9)所描述的，并且每个R3独立地是二价C2-8脂肪族基团。式(25)中的每个M可以相同或不同，并且可以是卤素、氰基、硝基、C1-8烷基硫基(C1-8alkylthio)、C1-8烷基、C1-8烷氧基、C2-8烯基、C2-8烯氧基、C3-8环烷基、C3-8环烷氧基、C6-10芳基、C6-10芳氧基、C7-12芳基烷基、C7-12芳基烷氧基、C7-12烷基芳基、或C7-12烷基芳氧基、其中，每个n独立地是0、1、2、3、或4。在一个实施方式中，M是溴或氯，烷基基团如甲基、乙基、或丙基，烷氧基基团如甲氧基、乙氧基、或丙氧基，或芳基基团如苯基、氯苯基、或甲苯基；R3是二亚甲基、三亚甲基或四亚甲基基团；并且R是C1-8烷基，卤代烷基如三氟丙基，氰基烷基，或芳基如苯基、氯苯基或甲苯基。在另一个实施方式中，R是甲基，或甲基与三氟丙基的组合，或甲基和苯基的组合。在又一个实施方式中，M是甲氧基，n是0或1，R3是二价C1-3脂肪族基团，并且R是甲基。
在一个具体的实施方式中，聚硅氧烷单元具有下式(9b-2)：
其中，E具有如以上描述的，具体地，5至100、2至30、或30至80的平均值。在另一个具体的实施方式中，聚硅氧烷单元具有下式(9b-3)：
其中，E具有如以上描述的平均值，具体地，5至100、2至30、或30至80的平均值。
PC-硅氧烷共聚物中的碳酸酯单元(1)和聚硅氧烷单元(9)的相对量取决于热塑性组合物的期望性能如冲击、烟气密度、放热、以及熔体粘度。特别地，选择聚碳酸酯共聚物以具有提供良好的冲击和/或透明性能的E的平均值，以及以提供热塑性组合物中的期望重量百分数的硅氧烷单元。例如，基于热塑性组合物中的聚合物的总重量，聚碳酸酯共聚物可以以0.3至30重量百分数(wt％)，具体地，0.5至25wt％，或0.5至15wt％的量包含硅氧烷单元，条件是：通过共价结合在聚碳酸酯共聚物的聚合物骨架中的聚硅氧烷单元提供硅氧烷单元。
具体的PC-硅氧烷包括源自双酚A的第一碳酸酯单元(1)以及第二重复硅氧烷单元(9b-2)、(9b-3)、或它们的组合。基于聚碳酸酯共聚物的总重量，该聚碳酸酯共聚物可以以0.1至25重量百分数(wt％)、0.2至10wt％、0.2至6wt％、0.2至5wt％、或0.25至2wt％的量包括硅氧烷单元，条件是硅氧烷单元共价结合至聚碳酸酯共聚物的聚合物骨架。在一个实施方式中，其余单元是双酚单元(1)。
用于制造PC-硅氧烷共聚物的方法是已知的。PC-硅氧烷共聚物可以具有如在25℃下，在氯仿中测定的0.3至1.5分升/克(dl/g)，具体地，0.45至1.0dl/g的特性粘度。PC-硅氧烷共聚物可以具有如通过凝胶渗透色谱法(GPC)，使用交联的苯乙烯-二乙烯基苯柱，在1mg/ml的试样浓度下测定，并且如用聚碳酸酯标准校准的10,000至100,000g/mol的重均分子量(Mw)。
在又一个实施方式中，聚碳酸酯共聚物包含双酚碳酸酯单元(1)和含有双酚碳酸酯单元(4)、酯单元(7)和聚硅氧烷单元(9)的组合的第二单元。例如，聚碳酸酯共聚物可以包含第一双酚碳酸酯单元(1)、与第一碳酸酯单元不同的第二双酚碳酸酯单元(4)、以及酯单元(7)或硅氧烷单元(9)。在一个具体的实施方式中，聚碳酸酯共聚物包含第一双酚碳酸酯单元(1)、芳基化酯单元(7)、以及硅氧烷单元(9)。还更具体地，聚碳酸酯共聚物包含第一双酚碳酸酯单元(1)、芳基化物-单芳基酯单元(7b)，具体地，ITR酯单元(7c)以及硅氧烷单元(9)。为了方便起见，本文中这些聚合物被称为“PC-ITR-硅氧烷”共聚物。
在一个实施方式中，PC-ITR-硅氧烷共聚物包含1至40mol％、或1至20mol％的第一双酚碳酸酯单元(1)，50至95mol％的ITR酯单元(7c)，以及有效提供0.1至10wt％的硅氧烷单元的量的聚硅氧烷单元(9b)，具体地，(9b-1)，甚至更具体地，(9b-1)、(9b-2)，或它们的组合，每种情况都基于总共聚物。例如，PC-ITR-硅氧烷共聚物可以包含1至20mol％的双酚A碳酸酯单元，60至90mol％的ITR酯单元，以及有效提供0.1至10wt％的硅氧烷单元的量的聚硅氧烷单元(9b-2)、(9b-3)、或它们的组合，每种情况都基于总共聚物。
如以上所述的，基于共聚物中单元的总摩尔数，包含第一双酚碳酸酯单元(1)、单芳基-芳基化酯单元(7b)如ITR单元(7c)以及硅氧烷单元(9)的聚碳酸酯共聚物可以进一步可选地包含小量的其他碳酸酯单元，例如1至20mol％的其他碳酸酯单元。在一个实施方式中，其他碳酸酯单元源自单芳基二羟基化合物(6)。基于共聚物中的单元的总摩尔数，其他芳基化酯单元可以可选地以例如1至20mol％的芳基化酯-双酚单元(7b)存在。可以存在其他碳酸酯单元和其他酯单元的组合，其中，组合的总量是1至20mol％。例如，ITR-PC-硅氧烷共聚物可以进一步可选地包括1至20mol％的间苯二酚碳酸酯单元、1至20mol％的双酚A芳基化酯单元，每种情况都基于共聚物中的单元的总摩尔数。因此，ITR-PC-硅氧烷共聚物可以包含1至40mol％的双酚A碳酸酯单元、60至98mol％的间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚酯单元、以及1至20mol％的间苯二酚碳酸酯单元、间苯二甲酸-对苯二甲酸-双酚A酯单元、或它们的组合。如上述，基于聚碳酸酯共聚物的总重量，这些聚碳酸酯共聚物可以以有效提供0.1至25wt％、0.2至10wt％、0.2至6wt％、0.2至5wt％、或0.25至2wt％的硅氧烷单元的量包括硅氧烷单元，具体地，聚硅氧烷单元(9b-2)、(9b-3)、或它们的组合，条件是：硅氧烷单元共价结合至聚碳酸酯共聚物的聚合物骨架。
用于制造ITR-PC-硅氧烷共聚物的方法是已知的。ITR-PC-硅氧烷共聚物可以具有如在25℃下，在氯仿中测定的0.3至1.5分升/克(dl/g)，具体地，0.45至1.0dl/g的特性粘度。PC-硅氧烷共聚物可以具有如通过凝胶渗透色谱法(GPC)，使用交联的苯乙烯-二乙烯基苯柱，在1mg/ml的试样浓度下测定，并且如用聚碳酸酯标准校准的10,000至100,000g/mol的重均分子量(Mw)。
基于热塑性组合物的总重量，低烟气密度热塑性组合物以单独的或与5至30wt％的聚醚酰亚胺的组合包含上述聚碳酸酯共聚物。聚醚酰亚胺具有下式(10)：
其中，R是具有2至20个碳原子的取代或未取代的二价有机基团，例如具有6至20个碳原子的取代或未取代的芳香族烃基或其卤代衍生物、具有2至20个碳原子的取代或未取代的、直链或支链的亚烷基、具有3至20个碳原子的取代或未取代的亚环烷基、或式(11)的二价基团：
其中，Q是-O-，-S-，-C(O)-，-SO2-，-SO-，或-CyH2y-，其中y是1至5的整数，或它们的卤代衍生物。
式(10)中的基团Z是可选地用1至6个C1-8烷基、1至8个卤素原子、或它们的组合取代的芳香族C6-24单环或多环基团，其中，-O-Z-O-基团的二价键在3,3'、3,4'、4,3'、或4,4'位置。
在一个实施方式中，式(10)中的R是以下式的一个中的二价基团：
其中，Q是-O-，-S-，-C(O)-，-SO2-，-SO-，或-CyH2y-，其中y是1至5的整数，或它们的卤代衍生物；并且Z是式(12)的二价基团：
其中，Q1是-O-、-S-、-C(O)-、-SO2-、-SO-、或-CyH2y-，其中，y是1至5的整数。在一个实施方式中，在聚醚酰亚胺中不存在卤素取代基。
可以通过聚合式(13)的芳香族二酸酐获得聚醚酰亚胺：
其中，Z如在式(10)中描述的，具有式H2N-R-NH2的二胺，其中，R如式(10)中描述的。例如，美国专利3,972,902和4,455,410中公开了具体芳香族二酸酐和有机二胺的实例，通过引用将它们的全部合并于此。芳香族二酸酐(38)的示例性实例包括：3,3-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酸酐；4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯醚二酸酐；4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯基硫化物二酸酐；4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酸酐；4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯砜二酸酐；2,2-双[4-(2,3-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酸酐；4,4'-双(2,3-二羧基苯氧基)二苯醚二酸酐；4,4'-双(2,3-二羧基苯氧基)二苯基硫化物二酸酐；4,4'-双(2,3-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酸酐；4,4'-双(2,3-二羧基苯氧基)二苯砜二酸酐；4-(2,3-二羧基苯氧基)-4'-(3,4-二羧基苯氧基)二苯基-2,2-丙烷二酸酐；4-(2,3-二羧基苯氧基)-4'-(3,4-二羧基苯氧基)二苯醚二酸酐；4-(2,3-二羧基苯氧基)-4'-(3,4-二羧基苯氧基)二苯基硫化物二酸酐；4-(2,3-二羧基苯氧基)-4'-(3,4-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酸酐和4-(2,3-二羧基苯氧基)-4'-(3,4-二羧基苯氧基)二苯砜二酸酐，以及包含上述中的至少一种的各种混合物。
二胺H2N-R-NH2的示例性实例包括：乙二胺、丙二胺、三亚甲基二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、六亚甲基二胺、七亚甲基二胺、辛二胺、壬二胺、癸二胺、1,12-十二烷二胺、1,18-十八烷二胺、3-甲基七亚甲基二胺、4,4-二甲基七亚甲基二胺、4-甲基壬二胺、5-甲基壬二胺、2,5-二甲基六亚甲基二胺、2,5-二甲基七亚甲基二胺、2,2-二甲基丙二胺、N-甲基-双(3-氨基丙基)胺、3-甲氧基六亚甲基二胺、1,2-双(3-氨基丙氧基)乙烷、双(3-氨基丙基)硫化物、1,4-环己二胺、双-(4-氨基环己基)甲烷、间苯二胺、对苯二胺、2,4-二氨基甲苯、2,6-二氨基甲苯、间亚二甲苯基二胺、对亚二甲苯基二胺、2-甲基-4,6-二乙基-1,3-亚苯基-二胺、5-甲基-4,6-二乙基-1,3-亚苯基-二胺、联苯胺、3,3’-二甲基联苯胺、3,3’–二甲氧基联苯胺、1,5-二氨基萘、双(4-氨基苯基)甲烷、双(2-氯-4-氨基-3,5-二乙基苯基)甲烷、双(4-氨基苯基)丙烷、2,4-双(氨基-叔丁基)甲苯、双(对氨基-叔丁基苯基)醚、双(对甲基-邻氨基苯基)苯、双(对甲基-邻氨基戊基)苯、1,3-二氨基-4-异丙基苯、双(4-氨基苯基)硫化物、双(4-氨基苯基)砜、双(4-氨基苯基)醚和1,3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷。可以使用包括上述芳香族二酸酐中的至少一种的组合。经常使用芳香族二胺，尤其是间苯二胺和对苯二胺、磺酰基二苯胺、以及它们的组合。
热塑性组合物可以包含各种其他聚合物以调整热塑性组合物的性能，条件是：选择其他聚合物以不会显著不利地影响热塑性组合物的期望性能，尤其是低烟气密度和低放热。例如，如以上描述的聚碳酸酯共聚物和均聚碳酸酯如双酚A均聚碳酸酯的组合仍可以提供具有要求的低烟气密度的热塑性组合物。其他聚合物包括抗冲改性剂，如可以存在天然橡胶、氟弹性体、乙烯-丙烯橡胶(EPR)、乙烯-丁烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯单体橡胶(EPDM)、丙烯酸酯橡胶、氢化的丁腈橡胶(HNBR)、硅酮弹性体、以及弹性体改性的接枝共聚物如苯乙烯-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)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、丙烯腈-乙烯-丙烯-二烯-苯乙烯(AES)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)、高橡胶接枝(HRG)等。一般而言，这种其他聚合物提供小于50wt％、小于40wt％、小于30wt％、小于20wt％、或小于10wt％的总组合物。在一个实施方式中，不存在其他聚合物。在一个具体的实施方式中，在热塑性组合物中不存在包含卤素的聚合物。
热塑性组合物可以包含通常合并到具有低烟气密度和低放热的阻燃组合物中的各种添加剂，条件是：选择一种或多种添加剂以不会显著不利地影响热塑性组合物的期望性能，尤其是低烟气密度和低放热。可以在混合用于形成组合物的组分过程中的合适时间混合这些添加剂。示例性添加剂包括填料、增强剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外线(UV)光稳定剂、增塑剂、润滑剂、脱模剂、抗静电剂、着色剂如例如二氧化钛、炭黑和有机染料、表面效应添加剂、辐射稳定剂、另外的阻燃剂和抗滴落剂。可以使用添加剂的组合。通常，以通常已知的有效量使用添加剂。添加剂(除了任何填料或增强剂以外)的总量通常是按重量计每100份的聚合物(PHR)的0.01至25份/份。
使用颜料如二氧化钛生产商业上合乎要求的白色组合物。颜料如二氧化钛(或其他无机填料)可以以0至12PHR、0.1至9PHR、0.5至5PHR、或0.5至3PHR的量存在于热塑性组合物中。
示例性抗氧化剂添加剂包括有机亚磷酸酯，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、二硬酯基季戊四醇二亚磷酸酯；烷基化单酚或多酚；多酚与二烯的烷基化反应产物，如四[亚甲基(3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸酯)]甲烷；对甲酚或二环戊二烯的丁基化反应产物；烷基化氢醌；羟基化硫代二苯醚；烷叉基-双酚；苄基化合物；β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸与一元醇或多元醇的酯；β-(5-叔丁基-4-羟基-3-甲基苯基)-丙酸与一元醇或多元醇的酯；硫代烷基或硫代芳基化合物的酯，如硫代丙酸二硬脂基酯、硫代丙酸二月桂基酯、硫代二丙酸二十三烷基酯、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、戊赤藓醇-四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯；β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸的酰胺，或包含上述抗氧化剂中的至少一种的组合。以0.01至0.1PHR的量使用抗氧化剂。
示例性热稳定剂添加剂包括有机亚磷酸酯，如亚磷酸三苯酯、亚磷酸三-(2,6-二甲基苯基)酯、以及亚磷酸三-(混合的单-和二壬基苯基)酯；膦酸酯，如膦酸二甲基苯酯等；磷酸酯，如磷酸三甲基酯；或包含上述热稳定剂中的至少一种的组合。以0.01至0.1PHR的量使用热稳定剂。
还可以使用光稳定剂和/或紫外线(UV)吸收添加剂。示例性光稳定剂添加剂包括苯并三唑如2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)-苯并三唑和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、或包含上述光稳定剂中的至少一种的组合。以0.01至5PHR的量使用光稳定剂。
示例性UV吸收稳定剂包括：羟基二苯甲酮；羟基苯并三唑；羟基苯并三嗪；氰基丙烯酸酯；草酰替苯胺；苯并噁嗪酮；2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-苯酚(5411)；2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(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(1164)；2,2'-(1,4-亚苯基)双(4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮)(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(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；纳米尺寸的无极材料，如氧化钛、氧化铈、以及氧化锌，所有均具有小于或等于100纳米的颗粒尺寸；或包括上述UV吸收剂中的至少一种的组合。以0.01至5PHR的量使用UV吸收剂。
还可以使用增塑剂、润滑剂、和/或脱模剂。这些类型的材料中存在相当大的重叠，所述材料包括苯二甲酸酯，如二辛基-4,5-环氧-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；聚-α-烯烃；环氧化大豆油；硅酮，包括硅油；酯类，例如，脂肪酸酯类如烷基硬脂酸酯，例如，硬脂酸甲酯；硬脂酸十八烷基酯、四硬脂酸季戊四醇酯等；硬脂酸甲酯与包含聚乙二醇聚合物、聚丙二醇聚合物、聚(乙二醇-共-丙二醇)共聚物、或包含上述二醇聚合物中的至少一种的组合的亲水性和疏水性非离子表面活性剂的组合，例如，溶剂中的硬脂酸甲酯与聚乙二醇-聚丙二醇共聚物；蜡类，如蜂蜡、褐煤蜡和石蜡。以0.1至1PHR的量使用这种材料。
获得期望的低烟气和低放热性能，不需要阻燃剂盐。阻燃剂盐的实例包括C1-16烷基磺酸盐，如全氟丁基磺酸钾(Rimar盐)、全氟辛基磺酸钾、全氟己基磺酸四乙铵、以及二苯砜磺酸钾(KSS)；盐如Na2CO3、K2CO3、MgCO3、CaCO3以及BaCO3，磷酸盐，或氟-阴离子络合物如Li3AlF6、BaSiF6、KBF4、K3AlF6、KAlF4、K2SiF6和/或Na3AlF6。在一个实施方式中，不存在阻燃剂盐。当存在时，阻燃剂盐以0.01至10PHR，更具体地，0.02至1PHR的量存在。
可以存在有机阻燃剂，例如，包括磷、氮、溴、和/或氯的有机化合物。然而，通常避免卤代阻燃剂，使得热塑性组合物可以基本上不含氯和溴。如在本文中使用的，基于排除任何填料的组合物的总重量份，“基本上不含氯和溴”是指具有按重量计小于或等于100百万分之一份(ppm)、小于或等于75ppm、或小于或等于50ppm的溴和/或氯含量。
在某些实施方式中，基于组合物的重量，热塑性组合物可以进一步包含以有效提供0.1至1.0wt％的磷的量的有机磷阻燃剂。例如，基于组合物的总重量，有机磷化合物，具体地是BPADP或RDP可以以有效提供0.1至1.0wt％的磷的2至10wt％的量存在。有机磷化合物包括具有至少一种有机芳香族基团和至少一种含磷基团的芳香族有机磷化合物以及具有至少一个磷-氮键的有机化合物。
在具有至少一个有机芳香族基团的芳香族有机磷化合物中，芳香族基团可以是包含一个或更多个单环或多环芳香族部分(其可以可选地包含高达三个杂原子(N、O、P、S、或Si))并且可选地进一步包含一个或多个非芳香族部分，例如烷基、烯基、炔基、或环烷基的取代或未取代的C3-30基团。芳香族基团的芳香族部分可以直接键合至含磷基团，或通过另一部分例如亚烷基键合。芳香族基团的芳香族部分可以直接键合至含磷基团，或通过另一部分例如亚烷基键合。在一个实施方式中，芳香族基团与聚碳酸酯骨架中的芳香族基团如双酚基团(例如，双酚A)、单亚芳基基团(例如，1,3-亚苯基或1,4-亚苯基)、或包含上述中的至少一种的组合相同。
含磷基团可以是磷酸酯(P(＝O)(OR)3)、亚磷酸酯(P(OR)3)、膦酸酯(RP(＝O)(OR)2)、亚膦酸酯(次磷酸酯，次膦酸酯，phosphinate)(R2P(＝O)(OR))、氧化膦(R3P(＝O))、或膦(R3P)，其中，上述含磷基团中的每个R可以相同或不同，条件是：至少一个R是芳香族基团。可以使用不同含磷基团的组合。芳香族基团可以直接或间接地键合至磷，或键合至含磷基团的氧(即，酯)。
在一个实施方式中，芳香族有机磷化合物是单体磷酸酯。代表性的单体芳香族磷酸酯具有式(GO)3P＝O，其中，每个G独立地是烷基、环烷基、芳基、亚烷基芳基、或具有高达30个碳原子的亚芳基烷基基团，条件是：至少一个G是芳香族基团。可以将两个G基团连接在一起以提供环状基团。在一些实施方式中，G相应于用于形成聚碳酸酯的单体，例如，间苯二酚。示例性磷酸酯包括苯基双(十二烷基)磷酸酯、苯基双(新戊基)磷酸酯、苯基双(3,5,5'-三甲基己基)磷酸酯、乙基二苯基磷酸酯、2-乙基己基-二(对甲苯基)磷酸酯、双(2-乙基己基)对甲苯基磷酸酯、磷酸三甲苯酯、双(2-乙基己基)苯基磷酸酯、三(壬基苯基)磷酸酯、双(十二烷基)对甲苯基磷酸酯、二丁基苯基磷酸酯、2-氯乙基二苯基磷酸酯、对甲苯基双(2,5,5'-三甲基己基)磷酸酯、2-乙基己基二苯基磷酸酯等。具体的芳香族磷酸酯是其中每个G是芳香族的磷酸酯，例如，磷酸三苯酯、磷酸三甲苯基酯、异丙基化磷酸三苯酯等。
还可使用二官能或多官能的芳香族含磷化合物，例如，式(14)的化合物：
其中，每个G2独立地是具有1至30个碳原子的烃或烃氧基(hydrocarbonoxy)。在一些实施方式中，G对应于用于形成聚碳酸酯的单体，例如，间苯二酚。
具体的芳香族有机磷化合物具有两个或更多个含磷基团，并且包括式(15)的酸酯：
其中，R16、R17、R18和R19各自独立地是C1-8烷基、C5-6环烷基、C6-20芳基、或C7-12亚芳基烷基(芳基亚烷基，arylalkylene)，每个可选地被C1-12烷基、具体地被C1-4烷基取代，并且X是单核或多核芳香族C6-30部分，或直链或支链C2-30脂肪族基团，其可以是OH-取代的并且可以包含多达8个醚键，条件是：R16、R17、R18、R19和X中的至少一个是芳香族基团。在一些实施方式中，R16、R17、R18和R19各自独立地是C1-4烷基、萘基、苯基(C1-4)亚烷基、或可选地被C1-4烷基取代的芳基基团。具体的芳基部分是甲酚基、苯基、二甲苯基、丙基苯基、或丁基苯基。在一些实施方式中，式(15)中的X是源自联苯酚(diphenol)的单核或多核芳香族C6-30部分。进一步地，在式(15)中，n各自独立地是0或1，在一些实施方式中，n等于1。同样，在式(15)中，q是0.5至30、0.8至15、1至5、或1至2。具体地，X可以由以下二价基团(16)、或包含这些二价基团中的一种或多种的组合表示。
在这些实施方式中，R16、R17、R18和R19中的每个可以是芳香族的，即，苯基，n是1，并且p是1-5，具体地是1-2。在一些实施方式中，R16、R17、R18和R19以及X中的至少一个对应于用于形成聚碳酸酯的单体，例如双酚A或间苯二酚。在另一个实施方式中，X尤其源自间苯二酚、氢醌、双酚A、或二苯基苯酚，并且R16、R17、R18、R19是芳香族的，具体地是苯基。该类型的具体芳香族有机磷化合物是间苯二酚双(磷酸二苯酯)，也称为RDP。具有两个或更多个含磷基团的芳香族有机磷化合物的另一个具体类别是式(17)的化合物：
其中，R16、R17、R18、R19、n和q如针对式(19)定义的，并且其中，Z是C1-7烷叉基、C1-7亚烷基、C5-12环烷叉基、-O-、-S-、-SO2-、或-CO-，具体地是异丙叉基。该类型的具体芳香族有机磷化合物是双酚A双(磷酸二苯酯)，也称为BPADP，其中，R16、R17、R18和R19各自是苯基，每个n是1，并且q是1至5、1至2、或1。
包含至少一个磷-氮键的有机磷化合物包括磷腈、磷酯酰胺、磷酸酰胺、膦酸酰胺、次膦酸酰胺、以及三(吖丙啶基)氧化膦。尤其是，可以使用磷腈(18)和环状磷腈(19)：
其中，w1是3至10,000，并且w2是3至25，具体地是3至7，并且每个Rw独立地是C1-12烷基、烯基、烷氧基、芳基、芳氧基、或聚氧化烯基团。在上述基团中，这些基团中的至少一个氢原子可以用具有N、S、O、或F原子的基团，或氨基取代。例如，每个Rw可以是取代或未取代的苯氧基、氨基、或聚氧化烯基团。任何给出的Rw可以进一步是至另一个磷腈基团的交联。示例性交联包括双酚基团，例如双酚A基团。实例包括苯氧基环三磷腈、八苯氧基环四磷腈、十苯氧基环五磷腈等。可以使用不同含磷腈的组合。H.R.Allcook,“Phosphorus-Nitrogen Compounds”Academic Press(1972)和J.E.Mark et al.,“Inorganic Polymers”Prentice-Hall International,Inc.(1992)中描述了许多磷腈及它们的合成。
因此，根据使用的特定的有机磷化合物，热塑性组合物可以包含0.3至8.5wt％、或0.5至8.0wt％、或3.5至7.5wt％的有机磷阻燃剂，每种情况都基于组合物的总重量。具体地，有机磷化合物可以是双酚A双(磷酸二苯酯)、磷酸三苯酯、间苯二酚双(磷酸二苯酯)、磷酸三甲苯酯、或包含上述中的至少一种的组合。
在大多数实施方式中，在热塑性组合物中不使用抗滴落剂。抗滴落剂包括原纤维形成的或非原纤维形成的氟聚合物如聚四氟乙烯(PTFE)。可以通过刚性共聚物，例如苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)封装抗滴剂。封装在SAN内的PTFE被称为TSAN。在一些实施方式中，热塑性组合物中基本上没有或完全没有抗滴落剂。
用于形成热塑性组合物的方法可以变化。在一个实施方式中，如在螺旋型挤出机中，用任何添加剂(例如，脱模剂)合并(例如，共混)聚合物。可以以任何顺序、以及以任何形式，例如粉末、粒状、丝状作为母料等，将聚合物与任何添加剂合并。热塑性组合物可以发泡，被挤成片状，或可选地粒状。使用起泡，或物理或化学发泡剂来发泡热塑性组合物的方法是已知的并且可以使用。粒料可以用于模制成制品、发泡，或它们可以用于形成阻燃热塑性组合物的片。在一些实施方式中，可以以片的形式挤出(或与涂层或其他层共挤出)和/或通过压延辊加工组合物以形成期望的片。
如以上所讨论的，配制热塑性组合物以满足严格的低烟气密度要求。热塑性组合物中的聚碳酸酯共聚物和聚醚酰亚胺的相对量取决于使用的特定的共聚物和聚醚酰亚胺、烟气密度和放热的目标水平、以及热塑性组合物的其他期望性能如冲击强度和流动性。在一个实施方式中，基于热塑性组合物的总重量，聚醚酰亚胺以5至30wt％的量存在，并且在该范围内，选择具体的量以有效提供如根据ISO 5659-2在3mm厚的板上测定的小于300、小于250、小于200、小于150、或小于100的烟气密度(Ds-4)。这些值可以在具有宽范围的厚度，例如0.1至10mm、或0.5至5mm的制品中获得。
热塑性组合物可以进一步具有如根据ISO 5660-1在3mm厚的板上测定的90kW/m2或更小、75kW/m2或更小、或60kW/m2或更小的放热的最大平均速率(MAHRE)。
使用PEI可以将烟气密度(Ds-4)降低至期望水平。例如，PC-硅氧烷共聚物如(双酚A碳酸酯)-共-(聚二甲基硅氧烷)和聚碳酸酯共聚物如(双酚A碳酸酯)-共-PPPBP碳酸酯)具有有限的固有烟气性能，使得与5至30wt％的聚醚酰亚胺的组合对如根据ISO5659-2在3mm厚的板上测定的烟气密度(Ds-4)具有正面作用，使得这些组合物适合用于EN-45545型应用(针对有资格用于HL2合规性的R1、R3和R6应用，需要300或以下的烟气密度(Ds-4))，条件是：其他需要的性能(例如，放热)也满足选择标准。对于ITR-PC-硅氧烷共聚物如具有良好的固有烟气和放热性能的(ITR酯)-共-(双酚A碳酸酯)-共-聚二甲基-硅氧烷)碳酸酯共聚物，与5至30wt％的聚醚酰亚胺的组合降低了如根据ISO 5659-2在3mm厚的板上测定的烟气密度(Ds-4)，甚至进一步使得可以满足严格的防火要求，更具体地可以满足EN45545标准(针对有资格用于HL3合规性的R1、R3和R6应用，需要150或300或以下的烟气密度(Ds-4))中针对R6应用的危险等级3要求，条件是：其他需要的性能(例如，放热)也满足选择标准。
因此，在一些实施方式中，组合物可以具有如根据ISO 5659-2在3mm厚的板上测定的300或以下的烟气密度(Ds-4)。在一个具体的实施方式中，包含ITR-PC与ITR-PC-硅氧烷的组合的热塑性组合物具有如根据ISO5659-2测定的150或以下的烟气密度(Ds-4)以及如根据ISO 5660-1测定的90kW/m2或以下的最大放热速率(MAHRE)，两者均在3mm厚的板上测定。这些值可以在具有宽范围的厚度，例如0.1至10mm、或0.5至5mm的制品中获得。以10:90至90:10，具体地，20:80至80:20的重量比使用ITR-PC和ITR-PC-硅氧烷的组合获得这些低烟气密度和放热值。在一个实施方式中，ITR-PC包括ITR和如以上所描述的双酚A碳酸酯单元，并且ITR-PC-硅氧烷包括ITR酯单元、如以上所描述的双酚A碳酸酯单元、以及硅氧烷单元(9b-2)、(9b-3)、或它们的组合。组合物可以进一步包含芳香族有机磷化合物，例如RDP、BPDA、或包含上述芳香族有机磷化合物中的至少一种的组合。
可以配制热塑性组合物以具有较低的密度，尤其是1.35g/cc或更小、1.34g/cc或更小、1.33g/cc或更小、1.32g/cc或更小、1.31g/cc或更小、1.30g/cc或更小、或1.29g/cc或更小的密度。相同或类似值可以在具有宽范围的厚度，例如0.1至10mm、或0.5至5mm的组分中获得。
热塑性组合物可以进一步具有良好的有助于加工的熔体粘度。热塑性组合物可以具有根据ISO 1133，根据以300℃/1.2Kg在360秒停留(dwell)下测定的4至约30、大于或等于10、大于或等于12、大于或等于15、大于或等于16、大于或等于17、大于或等于18、大于或等于19、或大于或等于20cc/min的熔体流动速率(MVR，立方厘米/10分钟(cc/10min))。相同或类似值可以在具有宽范围的厚度，例如0.1至10mm、或0.5至5mm的制品中获得。
热塑性组合物可以进一步具有优异的冲击性能，尤其是多轴冲击(MAI)和韧性。组合物可以具有根据ISO 6603在23℃下以4.4m/s的冲击速度在具有3.2mm厚度的圆盘上测定的等于或大于100J的MAI。组合物可以具有根据ISO 6603在23℃下以4.4m/s的冲击速度在具有3.2mm厚度的圆盘上测定的80％和更高的多轴冲击中的韧性(延性，ductility)。这些值可以在具有宽范围的厚度，例如0.1至10mm、或0.5至5mm的制品中获得。
如以上所注意到的，本发现允许制造具有如根据ISO5659-2在3mm厚的板上测定的非常低的烟气密度(Ds-4)以及如根据ISO5660-1在3mm厚的板上测定的放热(MAHRE)，同时维持聚碳酸酯的有利性能的组合物。因此，可以制造具有在没有聚醚酰亚胺的相同组合物的20％内、10％内、5％内、或1％内的实际冲击性能的热塑性组合物。例如，热塑性组合物可以具有各自根据ISO 6603在23℃下以4.4m/s的冲击速度在具有3.2mm厚度的圆盘上测定的在相同组合物的MAI的20％内、10％内、5％内、或1％内的MAI。可以进一步维持聚碳酸酯的白色或几乎是白色的颜色。
还提供了包含热塑性组合物的成型、成形、或模制的制品。通过多种方法如注射成型、挤出、旋转模制、吹塑和热成形，可以将热塑性组合物模制成有用的成形制品以形成制品。因此，热塑性组合物可以用于形成泡沫制品、模制品、热成型制品、挤出膜、挤出片(extruded sheet)、多层制品的一个或更多个层(例如，顶盖层(保护层))、用于涂覆制品的基底、或用于金属化制品的基底。
说明性的制品包括观察板(检修窗，access panels)、检修门、空气流量调节器、空气交换器、通气格栅、扶手、行李寄存门、阳台组件、橱柜壁、平顶镶板(天花板，ceiling panels)、门拉手、门把手、管道壳体、用于电子装置的外壳、设备壳体、设备面板、地板、食品车、食品托盘、厨房表面、格栅、把手、用于TV和显示器的壳体、照明配电盘、杂志架、电话壳体、隔板、用于手推车的部件、座椅靠背、座椅组件、栏杆组件、座椅壳体、架子、侧壁、扬声器壳体、储藏室、储藏壳体、马桶座圈、小桌、托盘、装饰面板、窗口压条、窗口滑轨、窗户等。
在一个实施方式中，配制热塑性组合物以提供满足新欧洲铁路标准EN-45545(2013)中列出的某些标准。欧盟已经批准引入一系列针对铁路工业的防火测试标准，针对用于铁路车辆中的材料，所述标准规定了一定的可燃性、火焰蔓延速率、放热、烟气排放、以及烟气毒性要求，称为欧洲铁路标准EN-45545(2013)。基于车辆材料，最终用途、以及火灾危险，已经建立了针对材料的26种不同的“要求”类别(R1-R26)。
乘客座椅外壳(背部外壳和底部外壳)落入R6应用类型。光带落入R3应用类型。R1应用类型尤其是涵盖内部垂直和水平表面如侧壁、前/端壁、门、平顶镶板、以及行李架、衬里和框架。
已经指定了“危险等级”(HL1至HL3)，反映了由于火灾的个人伤害的可能的程度。等级基于停留时间并且涉及操作和设计类别。HL1是最低危险等级并且典型地应用于在相对安全的条件(车辆容易撤离)下运行的车辆。HL3是最高危险等级并且代表最危险的操作/设计类别(车辆的撤离困难和/或费时，例如，在地下轨道车中)。对于每一种应用类型，定义了针对危险等级的不同的测试要求。在表1B中示出了针对R6应用的欧洲铁路标准EN-45545(2013)中的用于针对不同危险等级的测试方法、以及烟气密度(Ds-4)和最大放热(MAHRE)值。
表1B
实施例中的数据表明本文中的组合物可以满足针对HL2的要求，并且一些组合物可以满足针对HL3的要求。
因此，当热塑性组合物可以用于制造包括高占用结构如火车站、机场和办公楼的各种各样的制品时，热塑性组合物尤其可用于制造运输组件。
如在本文中使用的，“运输组件”是制品或用于铁道车辆、飞行器、道路车辆、或海上车辆的制品的部分。“铁道车辆”包括但不限于机车、客车、轻轨车辆、地下轨道车辆、有轨电车、无轨电车、磁力悬浮车辆和缆车。“飞行器”包括但不限于喷气式飞机、飞机、飞艇、直升机、气球和宇宙飞船。“道路车辆”包括但不限于汽车、公共汽车、小轮摩托车和摩托车。“海上车辆”包括但不限于小船、船舶(包含货船和客船)、摩托艇和潜水艇。
用于铁路车辆(例如，火车)、飞行器以及道路和海上车辆，尤其是铁路车辆的示例性运输组件包括内部组件(例如，结构和遮盖物)如平顶镶板、襟翼(片，flap)、箱、机罩、百叶窗(天窗)、内部的绝缘材料和机壳、侧壁、前壁/端壁、隔墙、房间隔板、内门、前/端壁门和外门的内部衬套、行李顶盖、行李架、垂直行李架、行李箱、行李舱、窗户、窗框、厨房内部、表面、或包括上述中的至少一种的组件组装。在一个实施方式中，任何上述制品符合欧洲铁路标准EN-45545，例如满足HL2或HL3。
热塑性组合物尤其可用于火车和飞行器，例如多种飞行器隔室内部应用，以及针对其他运输方式如公共汽车、火车、地铁、船舶等的内部应用。在一个具体的实施方式中，制品是用于飞行器或火车的内部组件，包括观察板、检修门、空气流量调节器、行李寄存门、显示面板、显示单元、门把手、门拉手、用于电子装置的外壳、食品车、食品托盘、格栅、把手、杂志架、座椅组件、隔板、冰箱门、座椅靠背、侧壁、小桌、装饰面板等。可以使聚(硅氧烷)共聚物组合物形成(例如，模制)为可以用于任何上面提及的组件的片材。通常注意到，根据期望的应用，可以改变聚碳酸酯片的总体尺寸、形状、厚度、光学性能等。在一个实施方式中，任何上述制品符合欧洲铁路标准EN-45545，例如满足HL2或HL3。
某些上述组合物尤其可用于制造具有小于300、小于180、或小于150(根据ISO 5659-2在3mm厚的板上测定)的烟气密度以及小于90kW/m2、或小于60(使用ISO 5660-1在3mm厚的板上测定)的MAHRE的运输组件，尤其是飞行器组件或铁路车辆组件(例如，火车组件)。这种材料可以符合EN-45545(2013)，例如，满足HL2或HL3。在一个实施方式中，这些组合物包含PC-硅氧烷或PC-硅氧烷连同另一个聚碳酸酯共聚物或聚均碳酸酯以及5至30wt％的PEI。有机磷化合物可以存在于组合物中。特别地，可以使用包含双酚A碳酸酯单元和式(9a)、(9b)的聚硅氧烷单元、或它们的组合的PC-硅氧烷，可选地，连同双酚A均聚碳酸酯，并且进一步可选地连同有效提供0.1至1.0wt％的磷的量的芳香族有机磷化合物如RDP或BPADP。没有PEI的相同组合物不满足严格的低烟气密度(Ds-4)标准，不满足针对EN45545合规性的危险等级2要求，要求Ds-4等于或小于300。然而，具有聚醚酰亚胺的热塑性组合物具有如根据ISO 5659-2在3mm厚的板上测定的小于300的Ds-4值，并且由此可以满足根据EN45545(要求Ds-4值等于或小于300)针对危险等级2应用的烟气密度要求并且同时具有非常低的放热(MAHRE)性能而不损害机械性能如耐冲击性和可加工性。这些值可以在具有宽范围的厚度，例如0.1至10mm、或0.5至5mm的制品中获得。
在另一个实施方式中，这些组合物包含ITR-PC和ITR-PC-硅氧烷共聚物、或ITR-PC和ITR-PC-硅氧烷共聚物以及5至30wt％的PEI的组合。有机磷化合物可以存在于组合物中。ITR-PC可以包括ITR酯单元和双酚A碳酸酯单元，并且ITR-PC-硅氧烷共聚物可以包括ITR酯单元、双酚A碳酸酯单元、以及式(9a)、(9b)的聚硅氧烷单元、或它们的组合，并且有机磷化合物如RDP或BPADP可以以有效提供0.1至1.0wt％的磷的量存在。没有PEI的相同组合物仅具有如根据ISO5659-2在3mm厚的试样上测定的低于300的烟气密度(Ds-4)值，该烟气密度值会使得它们适合用于根据EN45545(要求Ds-4值等于或小于300)的危险等级2应用。然而，具有聚醚酰亚胺的热塑性组合物具有如根据ISO 5659-2在3mm厚的板上测定的小于150的Ds-4值，并且由此可以满足针对用于EN45545应用的最严格危险等级3(要求Ds-4值等于或小于150)的烟气密度要求并且同时具有非常低的放热性能而不损害机械性能如耐冲击性和可加工性。
通过以下非限制性实施例进一步说明具有低烟气密度和低放热速率的热塑性组合物。
实施例
表2中列出了用于以下实施例的材料。
表2
进行的测试总结在表3中。
表3
在具有3mm厚度的7.5x7.5cm的板上，使用来自防火测试技术有限公司(Fire Testing Technology Ltd)(西苏塞克斯(West Sussex)，英国)的国家标准局(NBS)烟气密度箱进行烟气密度测试。根据ISO5659-2，用50kW/m2的照射，在试样位置和试样距离圆锥5cm的距离下考虑到试样的烧焦行为(通过ISO5659-2预先准备的)进行所有测量。Ds-4确定为240秒后测量的烟气密度。
在具有3mm厚度的10x10cm板上，使用锥形量热仪进行放热测量。根据ISO 5660-1，用50kW/m2的照射，在试样位置和试样距离圆锥6cm的距离下考虑到试样的烧焦行为(通过ISO5660-1预先准备的)进行所有测量。
执行的烟气密度测试和放热测试是指示性测试。它们根据它们各自的ISO标准进行，而不是通过官方认证的检测机构执行。
共混、挤出和模制条件
如下制备组合物。使用一种主要的聚合物粉末作为载体，离线干混所有固体添加剂(例如，稳定剂、着色剂、固体阻燃剂)作为浓缩物并且通过一个或多个重力送料器饥饿进料到挤出机的进料喉中。通过一个或多个重力送料器将剩余的一种或多种聚合物也饥饿进料到挤出机的进料喉中。在真空之前，使用液体注射系统进料液体阻燃剂(例如，BPADP)。本领域技术人员将意识到，所述方法不限于这些温度或加工设备。
在25mm Werner-Pfleiderer ZAK双螺杆挤出机(33/1的L/D比率，具有位于模具表面的真空端口)上进行所有材料的挤出。挤出机具有设置在40℃(进料区域)、200℃(区域1)、250℃(区域2)、270℃(区域3)和280-300℃(区域4至8)的温度下的9个区域。螺杆速度是300rpm并且处理量在15和25kg/h之间。
在将组合物在100-110℃下干燥6小时之后，在270-300℃的温度下操作的具有22mm的螺杆的45-吨Engel模制机或具有30mm的螺杆的75-吨Engel模制机上，在70-90℃的模制温度下模制组合物。本领域技术人员将意识到，所述方法不限于这些温度或加工设备。
实施例1-8
实施例1-8证明了将聚醚酰亚胺(PEI)加入到(间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚)-双酚A聚(酯-共-碳酸酯)(ITR-PC)共聚物对烟气密度(Ds-4)和放热(MAHRE)性能以及机械性能的影响。制剂和结果示出在表4中。
表4
如在表4中示出的以及在图1中图解说明的，烟气密度(Ds-4)在加入PEI以后减小，已经在20-30wt％的PEI负荷下获得类似于100wt％PEI的值(与对于100wt％PEI的72的Ds-4相比，对于20％、25％和30％，Ds-4分别为77、76和69，所有均在3mm厚的板上测定)。如在图1中示出的，作为PEI的部分浓度(分馏浓度)的函数的烟气密度(Ds-4)的减小是非线性的，随后是表明PEI和ITR-PC共聚物之间的强相互作用的行为。根据以下方程计算相互作用参数k。
其中，WITR-PC和WPEI分别是ITR-PC和PEI共聚物的部分浓度；
k是相互作用参数；以及
Ds是烟气密度。
与根据混合物的简单规则(k＝1，表明无相互作用)预期的相比，相互作用参数(k)较大(k＝52.7)，这导致具有如根据ISO 5659-2在3mm厚的板上测定的可与100wt％的PEI相比的烟气密度(Ds-4)且在流动性和冲击性能中具有显著益处的组合物。包含高达30％的聚醚酰亚胺的组合物具有与没有聚醚酰亚胺的组合物(比较例1，119J的冲击能量和100％的韧性)如根据ISO 6603在3.2mm厚的圆盘上测定的类似的多轴冲击性能，冲击能量(120-135J)和韧性(80-100％)。相反地，与仅包含聚碳酸酯共聚物的组合物(比较例1)相比，包含高含量的聚醚酰亚胺的组合物(比较例7)或仅包含聚醚酰亚胺的组合物(比较例8)具有显著恶化的韧性水平(对于比较例6和比较例7分别为20％和0％)和/或冲击能量(对于比较例7为10J)。
结果表明，基于组合物的重量，具有10-30％的PEI的ITR-PC-硅氧烷共聚物具有如根据ISO 5659-2在3mm厚的板上测定的150以下的烟气密度(Ds-4)，所述共聚物有资格用于根据欧洲铁路标准EN 45545(对于针对HL3合规性有资格的R6应用，要求烟气密度(Ds-4)在150或以下)的危险等级3指定的铁轨组件，条件是：其他要求的性能(例如，放热)也满足选择标准，而对于Ds-4，没有PEI的制剂不满足这些HL3要求(例如，比较例1具有如根据ISO5659-2在3mm厚的板上测定的186的Ds-4，其将仅满足针对R6应用要求Ds-4≤300的HL2)。
实施例9-12
实施例9-12表明，将聚醚酰亚胺(PEI)加入到具有高间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚含量的聚碳酸酯共聚物组合，即ITR-PC-硅氧烷共聚物和ITR-PC共聚物对烟气密度(Ds-4)的影响。制剂和结果示出在表5中。
表5
如在表5中示出的以及在图7中说明的，烟气密度(Ds-4)在加入PEI以后减小，已经在20wt％的PEI负荷下具有类似于100wt％PEI的值(与对于100wt％PEI的72的Ds-4相比，Ds-4为76，所有均在3mm厚的板上测定)。
类似于单独的ITR-PC共聚物，使用以下方程针对ITR-PC/ITR-PC-硅氧烷组合计算相互作用参数(k)：
与基于混合物的简单规则(k＝1)所期望的相比，计算的相互作用参数(k＝16.4)较大，这产生具有在20％的PEI部分浓度下可相比于100wt％PEI的烟气密度的组合物(实施例10)。
结果表明，具有10wt％和20wt％的PEI的ITR-PC-硅氧烷和ITR-PC共聚物的组合具有如根据ISO 5659-2在3mm厚的板上测定的150以下的烟气密度(Ds-4)，其使这些组合物有资格用于形成根据欧洲铁路标准EN45545(对于针对HL3合规性有资格的R6应用，要求烟气密度(Ds-4)在150或以下)的危险等级3指定的铁轨组件，条件是：其他要求的性能(例如，放热)也满足选择标准，而对于Ds-4，没有PEI的相同制剂不满足这些HL3要求(例如，比较例11具有如根据ISO5659-2在3mm厚的板上测定的158的Ds-4，其将仅满足针对R6应用要求Ds-4≤300的HL2)。
实施例13-17
为了确定是否发生对于烟气密度(Ds-4)的观察的非线性影响，将不同于PEI的具有固有低烟气密度值的聚合物用作添加剂。实施例13-17表明了将PPSU加入至ITR-PC共聚物中的影响。制剂和结果示出在表6中。
表6
如在表6和图2中示出的，对于这些组合物(k＝1)，不存在作为PPSU负荷的函数的烟气密度(Ds-4)的降低超过通过混合物的规则所预期的，不同于针对将PEI加入至ITR-PC共聚物和ITR-PC与ITR-PC-硅氧烷共聚物的组合所观察到的结果。相反，影响是线性的。结果表明，未预期到PEI加入至高ITR含量的聚碳酸酯共聚物的观察的对于烟气密度的相互作用、非线性影响，并且不会自动转化至具有类似于PEI的固有的非常低的烟气密度值的其他聚合物。
实施例18-22
为了确定在PEI加入以后，其他聚碳酸酯共聚物是否也发生对于烟气密度(Ds-4)的非线性影响，实施例18-22表明了将PEI加入至PPPBP-PC共聚物的影响。表7示出了制剂和结果。
表7
如在表7和图3中示出的，作为PEI负荷的函数的烟气密度(Ds-4)的降低是非线性的并且大大高于基于混合物的简单规则所预期的(根据图3中的方程计算的，k＝5.2)。
PEI加入至PPPBP-BPA共聚物将烟气密度降低至使得包含PEI的制剂具有300以下的烟气密度(Ds-4)值(如根据ISO5659-2在3mm厚的板上在3mm厚的板上测定的约250的Ds-4)的程度，这将使得它们适合于EN-45545型应用(有资格用于HL2合规性的R1、R3和R6应用，要求烟气密度(Ds-4)在300或以下，而对于HL3合规性，要求烟气密度(Ds-4)在150或以下)，条件是：其他要求性能(例如，放热)也满足选择标准，而对于Ds-4，没有PEI的制剂不满足这些HL2要求(对于比较例18，Ds-4为如根据ISO5659-2在3mm板上测定的626，这将甚至不满足针对R6应用的要求Ds-4≤600的HL-1)。
实施例23-26
为了确定对于烟气密度(Ds-4)的非线性影响是否适用于包含硅氧烷的其他聚碳酸酯，将PEI以增加的浓度加入至PC-硅氧烷中并且测定烟气密度。结果和制剂示出在表8中。
表8
如在表9和图4中示出的，作为PEI浓度的函数的烟气密度(Ds-4)的降低是非线性的并且大大高于基于混合物的简单规则所预期的(根据图4中的方程计算的，k＝16.2)。
PEI加入至PC-硅氧烷共聚物将烟气密度(Ds-4)降低至使得包含PEI的制剂具有300以下的烟气密度(Ds-4)值(如根据ISO5659-2在3mm厚的板上测定的在15％和30％PEI下分别为198和166的Ds-4，实施例24和实施例25)的程度，这将使得它们适合于EN-45545型应用(有资格用于HL2合规性的R6应用，要求烟气密度(Ds-4)在300或以下)，条件是：其他要求性能(例如，放热)也满足要求，而没有PEI的制剂不满足这些要求(参见，例如比较例23，具有如根据ISO5659-2在3mm厚的板上测定的935的Ds-4，这将甚至不满足针对R6应用的要求Ds-4≤600的HL-1)。
实施例27-30
为了确定对于烟气密度(Ds-4)的非线性影响对于聚碳酸酯均聚物是否正确，将不同浓度下的PEI加入至聚碳酸酯均聚物(PC)中。结果和制剂示出在表9中。
表9
组分 比较例27 实施例28 实施例29 比较例30
PC 99.88 84.88 69.88 0
IRGANOX 1076 0.04 0.04 0.04 0
IRGAPHOS 168 0.08 0.08 0.08 0
PEI 0 15 30 100
性能
烟气密度，DS-4 1320 703 493 72
如在表9中示出的以及在图5中图解说明的，作为PEI浓度的函数的烟气密度(Ds-4)的降低是非线性的并且高于基于混合物的简单规则所预期的(根据图5中的方程计算的，k＝4.4)。
将PEI加入至聚碳酸酯均聚物(PC)降低了烟气密度(Ds-4)(如在30％的PEI下，根据ISO5659-2在3mm厚的板上测定的493的Ds-4)，但没有降低至300以下。PEI加入至PC均聚物将烟气密度(Ds-4)降低至使得包含PEI的制剂具有600以下的烟气密度(Ds-4)值(如在30％的PEI下，根据ISO5659-2在3mm厚的板上测定的493的Ds-4，实施例29)的程度，使得它们适合于EN-45545型应用(有资格用于HL1合规性的R6应用，要求Ds-4烟气密度在600或以下)，条件是：其他要求性能(例如，放热)也满足要求，而没有PEI的制剂不满足这些要求(参见比较例27，具有如根据ISO5659-2在3mm厚的板上测定的1320的Ds-4，这将甚至不满足针对R6应用的要求Ds-4≤600的HL-1)。
实施例31-35
为了确定指示的相互作用、对于烟气密度(Ds-4)的非线性影响是否适合于聚碳酸酯均聚物和聚碳酸酯共聚物的组合，将不同浓度下的PEI加入至聚碳酸酯均聚物(BPA-PC)和PC-硅氧烷的组合。结果和制剂示出在表10中。
表10
组分 比较例31 实施例32 实施例33 实施例34 比较例35
BPA-PC 49.94 44.94 39.94 34.94 0
PC-Si 49.94 44.94 39.94 34.94 0
IRGANOX 1076 0.04 0.04 0.04 0.04 0
IRGAPHOS 168 0.08 0.08 0.08 0.08 0
PEI 0 10 20 30 100
性能
烟气密度，DS-4 720 415 246 147 72
如在表10中示出的以及在图6中图解说明的，作为PEI浓度的函数的烟气密度(Ds-4)的降低是非线性的并且大大高于基于混合物的简单规则所预期的(根据图6中的方程计算的，k＝10.1)。
PEI加入至聚碳酸酯均聚物和PC-硅氧烷的组合可以将烟气密度(Ds-4)降低至使得包含PEI的制剂具有300以下的烟气密度(Ds-4)值(分别在20和30％的PEI下，如根据ISO5659-2在3mm厚的板上测定的246(实施例33)和147(实施例34)的Ds-4)的程度，这将使得它们适合于EN-45545型应用(有资格用于HL2合规性的R6应用，要求烟气密度(Ds-4)在300或以下)，条件是：其他要求性能(例如，放热)也满足要求，而没有PEI的聚碳酸酯均聚物和PC-硅氧烷的组合不满足这些要求(如根据ISO5659-2在3mm厚的板上测定的约720(比较例31)的Ds-4值，这将甚至不满足针对R6应用的要求Ds-4≤600的HL-1)。
实施例36-38
实施例36-38表明：将芳香族有机磷化合物(BPADP)加入至聚碳酸酯共聚物中的PEI的组合物产生进一步的出乎意料的性能的组合。结果和制剂示出在表11中。
表11
组分 比较例36 实施例37 比较例38
ITR-PC-硅氧烷 43.92 40.17 49.97
ITR-PC 43.92 40.17 49.97
PEPQ 0.06 0.06 0.06
涂覆的TiO2 2.00 2.00 2.0
炭黑 0.10 0.10 0.10
BPADP 0 7.5 0
PEI 10 10 0
性能
DS-4 111 117 158
MAHRE 83 43 96
结果表明：与没有BPADP的组合物(制剂中具有PEI)相比，含磷化合物(BPADP)和PEI的组合提供了MAHRE性能中的显著降低，从如根据ISO5660-1在3mm厚的板上测定的83的MAHRE(比较例36)降低至43(实施例37)。加入含磷化合物不会不利地影响烟气密度(Ds-4)，具有BPADP(111的Ds-4，比较例36)和不具有BPADP(117的Ds-4，实施例37)具有类似值，所有均根据ISO5659-2在3mm厚的板上测定。
低放热(MAHRE)和烟气密度(Ds-4)使得组件能够满足欧洲铁路标准EN-45545中针对R6应用的最严格的危险等级(HL3)的要求，其要求如根据ISO5660-1在3mm厚的板上测定的等于或小于60的MAHRE，以及如根据ISO5659-2在3mm厚的板上测定的等于或小于150的Ds-4。
表12总结了针对示出了PEI加入对于不同聚碳酸酯共聚物和它们的组合的烟气密度的非线性影响的组合物获得的相互作用参数值。
表12
组合物 相互作用参数(k)
ITR-PC 52.7
ITR-PC/ITR-PC-Si 16.4
PPPBP-PC 5.2
PC-硅氧烷 16.6
PC 4.4
PC/PC-硅氧烷 10.1
如在表12中示出的，其中，观察到了非线性影响，相互作用参数具有大于4的值。使用k相互作用参数，可以计算必要地使给出的热塑性组合物满足EN 45545欧洲铁路标准(2013)要求下的各种危险等级的PEI的部分浓度。
除非上下文清楚地表明相反，否则单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指示物。“或”意指“和/或”。包括并且可独立地组合涉及相同组件或性能的所有范围的端点。如在本文中使用的，前缀“一个或多个”旨在包括其修饰的术语的单数和复数两者，从而包括至少一个该术语(例如，“一种或多种着色剂”包括至少一种着色剂)。“可选的”或“可选地”指随后所描述的事件或情况可能发生或者可能不发生，而且该描述包括其中该事件发生的情况和其中不发生的情况。除非另外定义，否则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的含义。
如在本文中使用的，“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。使用标准命名法描述化合物。例如，将没有被任何所指基团取代的任何位置理解为具有其所指键或氢原子填充的化合价。不在两个字母或符号之间的短线(“-”)用于指示用于取代基的连接点。例如，-CHO通过羰基中的碳连接。
如在本文中使用的，术语“烃基”和“烃”广泛地指包含碳和氢，可选地具有1至3个杂原子，例如氧、氮、卤素、硅、硫或它们的组合的取代基；“烷基”是指直链或支链、饱和的一价烃基；“亚烷基”是指直链或支链、饱和的二价烃基；“烷叉基”是指直链或支链、饱和的二价烃基，两个化合价都在单个共同的碳原子上；“烯基”是指具有至少两个通过碳-碳双键连接的碳的直链或支链的一价烃基；“环烷基”是指具有至少三个碳原子的非芳香族的一价单环或多环烃基；“环烯基”是指具有至少三个碳原子、具有至少一个不饱和度的非芳香族的环状二价烃基；“芳基”是指在一个芳香环或多个环中仅含有碳的芳香族一价基团；“亚芳基”是指在一个芳香环或多个环中仅含有碳的芳香族二价基团；“烷基芳基”是指已被如上定义的烷基基团取代的芳基基团，4-甲基苯基是示例性的烷基芳基基团；“芳基烷基”是指已被如上定义的芳基基团取代的烷基基团，苄基是示例性的芳基烷基基团；“酰基”是指如上定义的具有通过羰基碳桥(-C(＝O)-)连接的指定数目的碳原子的烷基基团；“烷氧基”是指如上定义的具有通过氧桥(-O-)连接的指定数目的碳原子的烷基基团；以及“芳氧基”是指如上定义的具有通过氧桥(-O-)连接的指定数目的碳原子的芳基基团。
除非另外指出，否则前述基团中的每一个可以是未取代的或取代的，只要取代不会显著不利地影响化合物的合成、稳定性、或应用。如在本文中使用的，术语“取代的”是指指定原子或基团上的至少一个氢被另外的基团替代，条件是：没有超过指定原子的标准化合价。当取代基是氧代(oxo)(即＝O)时，则原子上的两个氢被替代。可允许取代基和/或变量的组合，条件是：取代基不会显著不利地影响化合物的合成或使用。可以存在于“取代的”位置上的示例性基团包括，但不限于氰基；羟基；硝基；叠氮基；烷酰基(如C2-6烷酰基基团，如酰基)；甲酰胺基；C1-6或C1-3烷基、环烷基、烯基、以及炔基(包括具有至少一个不饱和键以及2至8、或2至6个碳原子的基团)；C1-6或C1-3烷氧基基团；C6-10芳氧基如苯氧基；C1-6烷基硫基；C1-6或C1-3烷基亚磺酰基；C1-6或C1-3烷基磺酰基；氨基二(C1-6或C1-3)烷基；具有至少一个芳香族环的C6-12芳基(例如，苯基、二苯基、萘基等，每一个环是取代或未取代的芳香族的)；具有1至3单独的或稠环以及6至18个环碳原子的C7-19亚烷基芳基，苄基是示例性芳基烷基基团；或具有1至3个单独的或稠环以及6至18个环碳原子的芳基烷氧基，苄氧基是示例性芳基烷氧基基团。
通过引用，并入本文中引用的所有参考文献的全部内容。尽管为了说明的目的已经给出了典型的实施方式，但是上述说明不应当被视为对本文中范围的限制。因此，在不背离本文中的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以想到各种修改、改变、和替换。

Claims (41)

1.一种热塑性组合物，基于所述热塑性组合物的总重量，包含，
70至95wt％的包含第一重复单元和第二重复单元的聚碳酸酯共聚物，其中，所述第一重复单元与所述第二重复单元不同，并且其中，
所述第一重复单元是下式的双酚碳酸酯单元：
其中，
Ra和Rb各自独立地是C1-12烷基、C1-12烯基、C3-8环烷基、或C1-12烷氧基，
p和q各自独立地是0至4，并且
Xa是单键，-O-，-S-，-S(O)-，-S(O)2-，-C(O)-，式-C(Rc)(Rd)-的C1-11烷叉基，其中Rc和Rd各自独立地是氢或C1-10烷基，或式-C(＝Re)-的基团，其中Re是二价C1-10烃基；并且
所述第二重复单元包括以下的组合：
下式的单芳基芳基化酯单元：
下式的硅氧烷单元：
可选地，下式的芳基化物-双酚酯单元：
以及
可选地，下式的碳酸单芳基酯单元：
其中，在上述式中：
Rh各自独立地是卤素原子或C1-10烃基，
n是0至4，
Ra和Rb各自独立地是C1-12烷基，
p和q各自独立地是0至4的整数，并且
Xa是单键，-O-，-S-，-S(O)-，-S(O)2-，-C(O)-，或式-C(Rc)(Rd)-的C1-13烷叉基，其中Rc和Rd各自独立地是氢或C1-12烷基，或式-C(＝Re)-的基团，其中Re是二价C1-12烃基，
R各自独立地是C1-13一价烃基，并且，
E具有2至500的平均值；以及
基于所述组合物的重量，5至30wt％的聚醚酰亚胺，
其中，所述组合物进一步包含第二聚碳酸酯，所述第二聚碳酸酯是聚碳酸酯均聚物；并且
其中，由所述组合物模制的制品具有通过ISO 5659-2在3mm厚的板上测定的小于或等于300的4分钟之后的烟气密度(Ds-4)。
2.一种热塑性组合物，基于所述热塑性组合物的总重量，包含，
70至95wt％的包含第一重复单元和第二重复单元的聚碳酸酯共聚物，其中，所述第一重复单元与所述第二重复单元不同，并且其中，
所述第一重复单元是下式的双酚碳酸酯单元：
其中，Ra和Rb各自独立地是C1-12烷基、C1-12烯基、C3-8环烷基、或C1-12烷氧基，p和q各自独立地是0至4，并且Xa是单键，-O-，-S-，-S(O)-，-S(O)2-，-C(O)-，式-C(Rc)(Rd)-的C1-11烷叉基，其中Rc和Rd各自独立地是氢或C1-10烷基，或式-C(＝Re)-的基团，其中Re是二价C1-10烃基；并且
所述第二重复单元包括以下的组合：
下式的单芳基芳基化酯单元：
下式的硅氧烷单元：
可选地，下式的芳基化物-双酚酯单元：
以及
可选地，下式的碳酸单芳基酯单元：
其中，在上述式中：
Rh各自独立地是卤素原子或C1-10烃基，
n是0至4，
Ra和Rb各自独立地是C1-12烷基，
p和q各自独立地是0至4的整数，并且
Xa是单键，-O-，-S-，-S(O)-，-S(O)2-，-C(O)-，或式-C(Rc)(Rd)-的C1-13烷叉基，其中Rc和Rd各自独立地是氢或C1-12烷基，或式-C(＝Re)-的基团，其中Re是二价C1-12烃基，
R各自独立地是C1-13一价烃基，并且，
E具有2至500的平均值；以及
基于所述组合物的重量，5至30wt％的聚醚酰亚胺，
其中，所述组合物进一步包含第二聚碳酸酯，所述第二聚碳酸酯是聚碳酸酯均聚物；并且
其中，由所述组合物模制的制品具有：
通过ISO 5659-2在3mm厚的板上测定的小于或等于300的4分钟之后的烟气密度(Ds-4)；
在没有所述聚醚酰亚胺的相同组合物的20％内的根据ISO6603在3.2mm厚的圆盘上测定的多轴冲击能。
3.根据权利要求2所述的组合物，具有在没有所述聚醚酰亚胺的相同组合物的10％内的根据ISO 6603在3.2mm厚的圆盘上测定的多轴冲击能。
4.根据权利要求2所述的组合物，具有在没有所述聚醚酰亚胺的相同组合物的5％内的根据ISO 6603在3.2mm厚的圆盘上测定的多轴冲击能。
5.根据权利要求1所述的组合物，具有在没有所述聚醚酰亚胺的相同组合物的20％内的根据ISO 6603在3.2mm厚的圆盘上测定的多轴冲击韧性。
6.根据权利要求1所述的组合物，其中，在所述聚碳酸酯共聚物中，所述第一重复单元是双酚A碳酸酯单元。
7.一种热塑性组合物，基于所述热塑性组合物的总重量，包含，
70至95wt％的包含第一重复单元和第二重复单元的聚碳酸酯共聚物，其中，所述第一重复单元与所述第二重复单元不同，并且其中，
所述第一重复单元是下式的双酚碳酸酯单元：
其中，
Ra和Rb各自独立地是C1-12烷基、C1-12烯基、C3-8环烷基、或C1-12烷氧基，
p和q各自独立地是0至4，并且
Xa是单键，-O-，-S-，-S(O)-，-S(O)2-，-C(O)-，式-C(Rc)(Rd)-的C1-11烷叉基，其中Rc和Rd各自独立地是氢或C1-10烷基，或式-C(＝Re)-的基团，其中Re是二价C1-10烃基；并且
其中，所述第二重复单元是下式的碳酸酯单元：
其中，
Ra和Rb各自独立地是C1-3烷基基团，
p和q各自独立地是0至4的整数，
R3各自独立地是C1-6烷基基团，
j是0至4，并且
R4是氢、C1-6烷基、或可选地用1至5个C1-6烷基基团取代的苯基，
基于所述组合物的重量，5至30wt％的聚醚酰亚胺，
其中，所述组合物进一步包含第二聚碳酸酯，所述第二聚碳酸酯是聚碳酸酯均聚物；并且
其中，由所述组合物模制的制品具有通过ISO 5659-2在3mm厚的板上测定的小于或等于300的4分钟之后的烟气密度(Ds-4)。
8.根据权利要求7所述的组合物，其中，所述第二重复单元是下式的碳酸酯单元：
其中，R5是氢、C1-6烷基、或可选地用1至5个C1-6烷基基团取代的苯基。
9.根据权利要求8所述的组合物，其中，R5是苯基。
10.一种热塑性组合物，基于所述热塑性组合物的总重量，包含，
70至95wt％的包含第一重复单元和第二重复单元的聚碳酸酯共聚物，其中，所述第一重复单元与所述第二重复单元不同，并且其中，
所述第一重复单元是下式的双酚碳酸酯单元：
其中，
Ra和Rb各自独立地是C1-12烷基、C1-12烯基、C3-8环烷基、或C1-12烷氧基，
p和q各自独立地是0至4，并且
Xa是单键，-O-，-S-，-S(O)-，-S(O)2-，-C(O)-，式-C(Rc)(Rd)-的C1-11烷叉基，其中Rc和Rd各自独立地是氢或C1-10烷基，或式-C(＝Re)-的基团，其中Re是二价C1-10烃基；并且
其中，所述第二重复单元是下式的硅氧烷单元：
其中，
R各自独立地是C1-13一价烃基，并且，
E具有2至500的平均值，
基于所述组合物的重量，5至30wt％的聚醚酰亚胺，
其中，所述组合物进一步包含第二聚碳酸酯，所述第二聚碳酸酯是聚碳酸酯均聚物；并且
其中，由所述组合物模制的制品具有通过ISO 5659-2在3mm厚的板上测定的小于或等于300的4分钟之后的烟气密度(Ds-4)。
11.根据权利要求10所述的组合物，其中，所述第二重复单元是下式的硅氧烷单元：
或包含上述中的至少一种的组合，其中，
R各自独立地是C1-13一价烃基，
Ar各自独立地是C6-30芳香族基团，
R2各自独立地是C2-8亚烷基基团，并且
E具有2至200的平均值。
12.根据权利要求11所述的组合物，其中，所述硅氧烷单元具有下式：
或包含上述中的至少一种的组合，其中，E具有2至200的平均值。
13.根据权利要求11所述的组合物，其中，所述硅氧烷单元具有下式：
其中，
R各自独立地是C1-13一价烃基，
R3独立地是二价C2-8脂肪族基团，
M各自独立地是卤素、氰基、硝基、C1-8烷基硫基、C1-8烷基、C1-8烷氧基、C2-8烯基、C2-8烯氧基、C3-8环烷基、C3-8环烷氧基、C6-10芳基、C6-10芳氧基、C7-12芳基烷基、C7-12芳基烷氧基、C7-12烷基芳基、或C7-12烷基芳氧基、或包含上述中的至少一种的组合，
n各自独立地是0、1、2、3或4，以及
E具有2至200的平均值。
14.根据权利要求13所述的组合物，其中，所述硅氧烷单元具有下式：
或包含上述中的至少一种的组合，其中，E具有30至80的平均值。
15.一种热塑性组合物，基于所述热塑性组合物的总重量，包含，
70至95wt％的包含第一重复单元和第二重复单元的聚碳酸酯共聚物，其中，所述第一重复单元与所述第二重复单元不同，并且其中，
所述第一重复单元是下式的双酚碳酸酯单元：
其中，
Ra和Rb各自独立地是C1-12烷基、C1-12烯基、C3-8环烷基、或C1-12烷氧基，
p和q各自独立地是0至4，并且
Xa是单键，-O-，-S-，-S(O)-，-S(O)2-，-C(O)-，式-C(Rc)(Rd)-的C1-11烷叉基，其中Rc和Rd各自独立地是氢或C1-10烷基，或式-C(＝Re)-的基团，其中Re是二价C1-10烃基；并且
所述第二重复单元包括下式的芳基化酯单元：
可选地，下式的碳酸单芳基酯单元：
以及
可选地，下式的双酚酯单元：
其中，在上述式中：
Rh各自独立地是C1-10烃基，
n是0至4，
Ra和Rb各自独立地是C1-12烷基，
p和q各自独立地是0至4的整数，并且
Xa是单键，-O-，-S-，-S(O)-，-S(O)2-，-C(O)-，或式-C(Rc)(Rd)-的C1-13烷叉基，其中Rc和Rd各自独立地是氢或C1-12烷基，或式-C(＝Re)-的基团，其中Re是二价C1-12烃基，
基于所述组合物的重量，5至30wt％的聚醚酰亚胺，
其中，所述组合物进一步包含为聚碳酸酯均聚物的第二聚碳酸酯和基于所述组合物的总重量有效提供0.1-1wt％的磷的量的有机磷化合物，并且其中所述芳香族有机磷化合物具有下式：
其中，
R16、R17、R18和R19中的每一个都是苯基，
X具有下式：
每一个n是1，并且
p是1-5，
其中，由所述组合物模制的制品具有通过ISO 5659-2在3mm厚的板上测定的小于或等于300的4分钟之后的烟气密度(Ds-4)。
16.根据权利要求15所述的组合物，其中，所述聚碳酸酯共聚物包含：
2至20mol％的双酚A碳酸酯单元，60至98mol％的间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚酯单元，以及可选地，1至20mol％的间苯二酚碳酸酯单元、间苯二甲酸-对苯二甲酸-双酚A酯单元、或它们的组合。
17.根据权利要求16所述的组合物，其中，由所述组合物模制的制品具有通过ISO 5659-2在3mm厚的板上测定的等于或小于150的烟气密度(Ds-4)值。
18.一种热塑性组合物，基于所述热塑性组合物的总重量，包含，
70至95wt％的聚碳酸酯共聚物，
其中，所述聚碳酸酯共聚物包含：
5至50mol％的双酚A碳酸酯单元，
51至95mol％的邻苯二甲酸酯-双酚A酯单元，
其中所述双酚A碳酸酯单元和所述邻苯二甲酸酯-双酚A酯单元的mol％的总和不超过100mol％；以及
基于所述组合物的重量，5至30wt％的聚醚酰亚胺，
其中，由所述组合物模制的制品具有通过ISO 5659-2在3mm厚的板上测定的小于或等于300的4分钟之后的烟气密度(Ds-4)。
19.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述第二单元包括单芳基芳基化酯单元和具有下式的硅氧烷单元的组合：
或包含上述中的至少一种的组合，其中，E具有2至200的平均值。
20.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述第二单元包括单芳基芳基化酯单元和具有下式的硅氧烷单元的组合：
其中，
R各自独立地是C1-13一价烃基，
R3独立地是二价C2-8脂肪族基团，
M各自独立地是卤素、氰基、硝基、C1-8烷基硫基、C1-8烷基、C1-8烷氧基、C2-8烯基、C2-8烯氧基、C3-8环烷基、C3-8环烷氧基、C6-10芳基、C6-10芳氧基、C7-12芳基烷基、C7-12芳基烷氧基、C7-12烷基芳基、或C7-12烷基芳氧基、或包含上述中的至少一种的组合，
n各自独立地是0、1、2、3或4，以及
E具有2至200的平均值。
21.根据权利要求20所述的组合物，其中，所述硅氧烷单元具有下式：
或包含上述中的至少一种的组合，其中，E具有2至200的平均值。
22.一种热塑性组合物，基于所述热塑性组合物的总重量，包含，
70至95wt％的聚碳酸酯共聚物，所述聚碳酸酯共聚物包含：
1至20mol％的双酚A碳酸酯单元，
60至90mol％的间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚单元，以及
有效提供基于聚碳酸酯的重量的0.1至10wt％的硅氧烷单元的量的下式的单元：
或包含上述中的至少一种的组合，其中，E具有2至80的平均值；
基于所述组合物的重量，5至30wt％的聚醚酰亚胺，
其中所述组合物进一步包含含有第一重复单元和与所述第一重复单元不同的第二重复单元的第二聚碳酸酯共聚物，其中，
所述第一重复单元是下式的双酚碳酸酯单元：
其中，Ra和Rb各自独立地是C1-12烷基、C1-12烯基、C3-8环烷基、或C1-12烷氧基，p和q各自独立地是0至4，并且Xa是单键，-O-，-S-，-S(O)-，-S(O)2-，-C(O)-，式-C(Rc)(Rd)-的C1-11烷叉基，其中Rc和Rd各自独立地是氢或C1-10烷基，或式-C(＝Re)-的基团，其中Re是二价C1-10烃基；并且
所述第二重复单元包括下式的单芳基芳基化酯单元：
其中，Rh各自独立地是C1-4烷基，并且n是0至1，
其中，由所述组合物模制的制品具有通过ISO 5659-2在3mm厚的板上测定的小于或等于300的4分钟之后的烟气密度(Ds-4)。
23.一种热塑性组合物，基于所述组合物中的聚合物的重量，包含，
20至80wt％的所述聚碳酸酯共聚物，基于所述共聚物，所述聚碳酸酯共聚物包含：
1至20mol％的双酚A碳酸酯单元，
60至90mol％的间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚单元，以及
有效提供基于聚碳酸酯的重量的0.1至10wt％的硅氧烷单元的量的下式的单元：
或包含上述中的至少一种的组合，其中，E具有2至30的平均值；以及
20至80wt％的第二聚碳酸酯共聚物，基于所述第二聚碳酸酯共聚物，所述第二聚碳酸酯共聚物包含：
2至20mol％的双酚A碳酸酯单元，
60至98mol％的间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚酯单元，以及
可选地，1至20mol％的间苯二酚碳酸酯单元、间苯二甲酸-对苯二甲酸-双酚A酯单元、或它们的组合；以及
基于所述组合物的重量，5至30wt％的聚醚酰亚胺，
其中，由所述组合物模制的制品具有根据ISO 5659-2在3mm厚的板上测定的小于150的烟气密度(Ds-4)值。
24.一种热塑性组合物，基于所述组合物中的聚合物的重量，包含，
20至80wt％的所述聚碳酸酯共聚物，其中，
所述第一重复单元是双酚A碳酸酯单元，并且
所述第二重复单元是下式的硅氧烷单元：
或包含上述中的至少一种的组合，其中，E具有2至80的平均值；以及
20-80wt％的所述第二聚碳酸酯，其中，所述第二聚碳酸酯是双酚A均聚物；以及
基于所述组合物的重量，5至30wt％的聚醚酰亚胺，
其中，由所述组合物模制的制品具有通过ISO 5659-2在3mm厚的板上测定的等于或小于300的烟气密度(Ds-4)值。
25.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述聚醚酰亚胺包括下式的单元：
其中，
R是C2-20烃基，并且，
Z是可选地用1至6个C1-8烷基基团、1至8个卤素原子、或它们的组合取代的芳香族C6-24单环或多环基团，其中，-O-Z-O-基团的二价键在3,3'、3,4'、4,3'、或4,4'位置中。
26.根据权利要求25所述的组合物，其中，
R是下式的二价基团：
其中，Q是-O-、-S-、-C(O)-、-SO2-、-SO-、或-CyH2y-、或它们的卤代衍生物，其中，y是1至5的整数，并且
Z是下式的二价基团：
其中，Q1是-O-、-S-、-C(O)-、-SO2-、-SO-、或-CyH2y-，其中，y是1至5的整数。
27.根据权利要求26所述的组合物，其中，R是间亚苯基并且Q1是异丙叉基。
28.根据权利要求1所述的组合物，基于所述组合物的总重量，进一步包含有效提供0.1-1wt％的磷的量的有机磷化合物。
29.根据权利要求28所述的组合物，其中，所述有机磷化合物是具有至少一个有机芳香族基团和至少一个含磷基团的芳香族有机磷化合物、或具有至少一个磷-氮键的有机化合物。
30.根据权利要求29所述的组合物，其中，所述芳香族有机磷化合物包含C3-30芳香族基团和磷酸酯基团、亚磷酸酯基团、膦酸酯基团、亚膦酸酯基团、氧化膦基团、膦基团、膦腈、或包含上述含磷基团中的至少一种的组合。
31.根据权利要求30所述的组合物，其中所述芳香族有机磷化合物具有下式：
其中，
R16、R17、R18和R19各自独立地是C1-8烷基、C5-6环烷基、C6-20芳基、或C7-12亚芳基烷基，各自可选地被C1-12烷基取代，并且
X是单核或多核芳香族C6-30部分或直链或支链的C2-30脂肪族基团，其可以是OH-取代的并且可以包含多达8个醚键，条件是R16、R17、R18、R19和X中的至少一个是芳香族的，
n各自独立地是0或1，并且
q是0.5至30。
32.根据权利要求31所述的组合物，其中，
R16、R17、R18和R19中的每一个都是苯基，
X具有下式：
每一个n是1，并且
p是1-5。
33.根据权利要求29所述的组合物，其中，所述芳香族有机磷化合物是双酚A双(磷酸二苯酯)、磷酸三苯酯、间苯二酚双(磷酸二苯酯)、磷酸三甲苯酯、或包含上述中的至少一种的组合。
34.根据权利要求1所述的组合物，其中，不存在卤代化合物。
35.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述组合物中聚醚酰亚胺的部分浓度的增加以非线性方式降低了根据ISO 5659-2在3mm厚的板上测定的烟气密度(Ds-4)，其中，使用以下方程测定相互作用参数‘k’：
其中，Ds共混物是所述组合物的烟气密度；
wPOL是基于所述组合物的重量的一种或多种非聚醚酰亚胺聚合物/共聚物或它们的共混物的分数wt％；
wPEI是基于所述组合物的重量的所述聚醚酰亚胺的分数wt％，
是仅具有一种或多种非聚醚酰亚胺聚合物/共聚物的所述组合物的烟气密度；
是仅具有聚醚酰亚胺的所述组合物的烟气密度；并且
k大于4.0。
36.一种包含根据权利要求1-35中任一项所述的组合物的选自以下的制品：模制制品、热成型制品、挤出膜、挤出片、泡沫制品、多层制品的一个或多个层、用于涂覆制品的基底、以及用于金属化制品的基底。
37.根据权利要求36所述的制品，具有0.1至10mm的厚度。
38.根据权利要求37所述的制品，具有0.5至5mm的厚度。
39.根据权利要求37所述的制品，其中，所述制品是运输部件。
40.根据权利要求39所述的制品，选自火车或飞机内部部件，其中，所述部件是隔墙、房间隔板、座椅靠背、食物托盘、装饰面板、内部显示面板、内壁、侧壁、端壁、平顶镶板、门衬里、襟翼、箱、机罩、百叶窗、绝缘材料、手柄、用于窗口的机身外壳、窗框、用于电子装置的外壳、门、行李架、行李集装箱、通道膜的内侧、通道的内部衬套、或行李舱的部件、显示单元、电视、冰箱门、餐桌、食品车、杂志架、空气流量调节器、门、桌子或座椅。
41.一种制造制品的方法，包括对根据权利要求1-35中任一项所述的热塑性组合物进行模制、挤出、或铸造以形成所述制品。
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