CN104583272A - 用于生产熔融聚碳酸酯组合物的方法 - Google Patents

用于生产熔融聚碳酸酯组合物的方法 Download PDF

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Abstract

在实施方式中，通过熔融聚合方法用于制备聚碳酸酯聚合物的方法可以包括：熔融聚合反应物以生产熔融反应产物；在任何挤出之前过滤所述熔融反应产物；并且挤出所述熔融反应产物以形成聚碳酸酯组合物。在另一实施方式中，熔融聚合方法可以包括：在催化剂存在下，熔融聚合二羟基反应物和碳酸酯化合物以生产熔融反应产物；以及在所有挤出机的上游从所述熔融反应产物中移开具有大于或等于0.微米粒径的凝胶；并且挤出以生产所述聚碳酸酯组合物。熔融聚合单元可以包括：用于熔融聚合二羟基反应物和碳酸酯化合物以生产熔融反应产物的聚合容器、熔体过滤器和挤出机。所述熔体过滤器定位在所述挤出机的上游。

Description

用于生产熔融聚碳酸酯组合物的方法
技术领域
本公开总体上涉及熔融聚碳酸酯的生产。
背景技术
熔融聚合聚碳酸酯的优点是它能够以连续聚合方式进行。在聚碳酸酯的熔融聚合期间，尽管由于聚碳酸酯链的支化，可以在组合物中形成聚碳酸酯凝胶，这导致非常高的分子量(例如，如基于聚苯乙烯测定的，大于80,000道尔顿)的聚碳酸酯链。聚碳酸酯凝胶通常不溶于聚碳酸酯组合物中并且不仅引起用于光学应用的聚碳酸酯的较差的物理外观，而且可以影响聚碳酸酯组合物的一些性质，例如抗冲击性。因此，在挤出后过滤聚碳酸酯组合物以移开凝胶和其他杂质。
在熔融聚合过程期间，不能将多种添加剂添加至聚碳酸酯，因为它们可以通过过滤器移开。因此，加入大于熔体过滤器筛孔径或不溶于聚碳酸酯组合物的某些填料或某些添加剂将在熔融过滤步骤中从聚碳酸酯组合物中移开。在挤出步骤期间，尝试结合这类添加剂导致堵塞熔体过滤器和/或不正确配制最终产物。因此，熔融聚碳酸酯设备通常仅生产所谓的天然色的透明产物。
因此，允许结合更大尺寸的添加剂的熔融聚合方法是合乎需要的。
发明内容
本发明公开了用于制造熔融聚碳酸酯组合物的方法以及用于制造熔融聚碳酸酯组合物的系统。
在实施方式中，通过熔融聚合方法用于制备聚碳酸酯组合物的方法可以包括：熔融聚合以生产熔融反应产物；在任何挤出之前过滤熔融反应产物；并且挤出该熔融反应产物以形成聚碳酸酯组合物。
在另一实施方式中，用于制造聚碳酸酯组合物的熔融聚合方法可以包括：熔融聚合二羟基反应物以及碳酸酯化合物以生产熔融反应产物；淬灭熔融反应产物；在任何挤出机上游的熔体过滤器中过滤熔融反应产物；引入添加剂以形成混合物；并且挤出混合物以形成聚碳酸酯组合物。
在又一实施方式中，用于制造聚碳酸酯组合物的熔融聚合方法可以按照下列顺序包括(或可以由以下组成)：熔融聚合二羟基反应物和碳酸酯化合物以生产熔融反应产物；在所有挤出机的上游淬灭熔融反应产物；在熔体过滤器中过滤熔融反应产物；引入添加剂以形成混合物；并且挤出混合物以形成聚碳酸酯组合物。
在又一实施方式中，用于制造聚碳酸酯组合物的熔融聚合方法可以包括：在催化剂存在下，熔融聚合二羟基反应物和碳酸酯化合物以生产熔融反应产物；并且在所有挤出机上游从熔融反应产物中移开具有大于或等于0.5微米粒径的凝胶；并且挤出以生产聚碳酸酯组合物。
通过以下附图和具体实施方式来举例说明上述特征和其他特征。
附图说明
以下是附图的简要说明，其中，相同的元素编号相同，并且它们是出于阐明本文中所公开的示例性实施方式的目的而不是出于限制示例性实施方式的目的给出。
图1示意性地描述了用于生产聚碳酸酯的设备设计，其中，在挤出后熔融过滤聚碳酸酯；
图2示意性地描述了用于生产聚碳酸酯的设备设计，其中，在挤出前熔融过滤聚碳酸酯；以及
图3是在如实施例1中描述的使用或不使用熔体过滤器进行的实验中获得95％的L值所花费的时间量的图解说明。
具体实施方式
典型的熔融聚合设备利用与例如淬灭剂和/或添加剂一起挤出聚碳酸酯的在线聚合单元(in-line polymerization unit)以形成聚碳酸酯组合物，使挤出物经由熔融泵穿过熔体过滤器以移开凝胶和其他杂质。由于聚碳酸酯需要淬灭(这包括在挤出机中混合聚碳酸酯产物和淬灭剂)以防止形成另外的凝胶，熔体过滤器定位在挤出机之后，其中，混合聚碳酸酯和淬灭剂。然而，在该配置中，由于堵塞熔体过滤器，因此不能使用在聚碳酸酯中不溶的添加剂和/或具有大于熔体过滤器粒径的添加剂，如一些玻璃粉末填料，一些金属粉末填料和一些阻燃添加剂，如3-(苯磺酰基)苯磺酸钾(KSS)和聚四氟乙烯-苯乙烯-丙烯腈树脂(TSAN)。对于那些“熔体过滤器-相容的”添加剂如在更暗的颜色的情况下，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)/苯乙烯-丙烯腈(SAN)，当变成不同的颜色时由熔体过滤器和熔融泵增加的停留时间导致显著的转化时间并且导致需要穿过熔体过滤器的材料的量的增加。由于上面提到的原因，为了商业可行，熔融聚碳酸酯设备通常限于生产透明的聚碳酸酯组合物。
申请人出人意料地发现可以重新配置熔融聚合设备使得熔体过滤器可以定位在至少一个挤出机之前而不是之后。换句话说，在聚碳酸酯造粒之前，它可以熔融过滤，结合添加剂，挤出并且随后造粒。这类重新配置允许在挤出之前，过滤聚碳酸酯以移开例如凝胶和杂质，同时允许将填料和添加剂加入至挤出机中的聚碳酸酯，其另外地通过熔体过滤器滤出。在加入添加剂之前过滤聚碳酸酯允许过滤较少的材料，从而潜在地降低聚合单元中的停留时间，减少穿过过滤器中的材料的量(如，因此延长每个聚碳酸酯单元的过滤器的寿命)并且最终实现经济效益。
“聚碳酸酯”是指具有式(1)的重复结构的碳酸酯单元的组合物
其中，R1基团的总数的至少60％包含芳香族部分以及其余量是脂肪族的、脂环族的、或芳香族的。每个R1可以是C6-30芳族基团，即，包含至少一个芳香族部分。R1可以衍生自式HO-R1-OH，特别是式(2)的二羟基化合物：
HO–A1–Y1–A2–OH   (2)
其中，A1和A2各自是单环二价芳族基团，并且Y1是单键或具有使A1与A2分开的一个或多个原子的桥连基。一个原子可以将A1与A2分开。特别地，每个R1可以衍生自式(3)的二羟基芳香族化合物：
其中，Ra和Rb各自独立地是卤素、C1-12烷氧基，或C1-12烷基；并且p和q独立地是0至4的整数。应理解，当p是0时，Ra是氢；并且同样地，当q是0时，Rb是氢。此外在式(3)中，Xa是连接两个羟基取代的芳族基团的桥连基，其中，每个C6亚芳基的桥连基和羟基取代基位于C6亚芳基上彼此的邻位、间位、对位(特别是对位)。该桥连基团Xa可以是单键、-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-C(O)-、或C1-18有机基团。C1-18有机桥连基团可以是环状的或者非环状的、芳族的或非芳族的，并且可进一步包括如卤素、氧、氮、硫、硅、或磷的杂原子。可以排列C1-18有机基团使得连接至其上的C6亚芳基各自连接至共同的烷叉基碳或连接至C1-18有机桥连基的不同碳上。p和q可以各自是1，并且Ra和Rb各自是C1-3烷基基团，特别是甲基，位于每个亚芳基基团上的羟基基团的间位。
Xa可以是取代或未取代的C3-18环烷叉基、式-C(Rc)(Rd)-的C1-25烷叉基，其中，Rc和Rd各自独立地是氢、C1-12烷基、C1-12环烷基、C7-12芳烷基、C1-12杂烷基，或环C7-12杂芳烷基，或式-C(＝Re)-的基团，其中，Re是二价C1-12烃基基团。该类型的基团包括亚甲基、环己基亚甲基、乙叉基(ethylidene)、新戊叉基(neopentylidene)，和异丙叉基(isopropylidene)、以及2-[2.2.1]-双环庚叉基(2-[2.2.1]-bicycloheptylidene)、环己叉基(cyclohexylidene)、环戊叉基(cyclopentylidene)、环十二烷叉基(cyclododecylidene)，和金刚烷叉基(adamantylidene)。
Xa可以是C1-18亚烷基基团、C3-18环亚烷基基团，稠和的C6-18环亚烷基基团，或式-B1-G-B2-的基团，其中，B1和B2是相同的或不同的C1-6亚烷基基团，并且G是C3-12环烷叉基基团或C6-16亚芳基基团。例如，Xa可以是式(4)的取代的C3-18环烷叉基(cycloalkylidene)。
其中，Rr、Rp、Rq和Rt各自独立地是氢、卤素、氧或C1-12烃基基团；Q是直连键、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；r是0至2，t是1或2，q是0或1，并且k是0至3，条件是将Rr、Rp、Rq，和Rt中的至少两个放在一起是稠和的脂环族环、芳族环或杂芳族环。应当理解的是，当稠合环是芳香族时，式(4)中示出的环具有不饱和碳-碳键，其中，该环是稠合的。当k是1并且i是0时，式(4)中所示的环包含4个碳原子，当k是2时，式(4)中所示的环包含5个碳原子，并且当k是3时，环包含6个碳原子。两个相邻的基团(如，Rq和Rt放在一起)可以形成芳香族基团或Rq和Rt放在一起可以形成一个芳香族基团并且Rr和Rp放在一起可以形成第二芳香族基团。当Rq和Rt放在一起形成芳族族基团时，Rp可以是双键氧原子，即酮。
双酚(4)可以用于制造包含式(4a)的碳酸苯并吡咯酮单元的聚碳酸酯
其中，Ra、Rb、p,和q如在式(4)中所述，R3各自独立地是C1-6烷基基团，j是0至4，以及R4是C1-6烷基、苯基、或用最多达5个C1-6烷基基团取代的苯基。碳酸苯并吡咯酮单元可以具有式(4b)
其中，R5是氢或C1-6烷基。R5可以是氢。碳酸酯单元(4a)，其中，R5是氢，可以衍生自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(4c)和式(4d)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，以及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。Ra和Rb可以各自是甲基，p和q可以各自独立地是0或1，并且Ri可以是C1-4烷基或苯基。
衍生自双酚(4)的双酚碳酸酯单元的实例(其中，Xb是取代或未取代的C3-18环烷叉基)包括式(4e)的环己叉基桥连的烷基取代的双酚。
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，以及t是0至10。可以将Ra和Rb的每个中的至少一个置于在环已叉基桥连基团的间位。其中，Ra和Rb可以各自独立地是C1-4烷基，Rg可以是C1-4烷基；p和q可以各自是0或1，以及t是0至5。Ra、Rb，和Rg可以各自是甲基，r和s可以各自是0或1，以及t可以是0或3，特别是0。
衍生自双酚(4)的其他双酚碳酸酯单元的实例(其中，Xb是取代或未取代的C3-18环烷叉基)包括金刚烷基单元(4f)和单元(4g)
其中，Ra和Rb各自独立地是C1-12烷基，以及p和q各自独立地是1至4。可以将Ra和Rb的每个中的至少一个置于在环烷叉基桥连基团的间位。Ra和Rb可以各自独立地是C1-3烷基，以及p和q可以各自是0或1。Ra、Rb可以各自是甲基，p和q可以各自是0或1。包含单元(4a)至单元(4g)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。
式HO-R1-OH的其他可能的芳香族二羟基化合物包括式(5)的化合物
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烷基基团、C6-10芳基基团，或卤素取代的C6-10芳基基团以及n是0至4。卤素可以是溴。
特定的芳族二羟基化合物的一些示例性实例(本文也称为二羟基反应物)包括以下各项：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)二苯基甲烷、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(4-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-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、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、1,1-二溴-2,2-双(4-羟基苯基)乙烯、1,1-二氯-2,2-双(5-苯氧基-4-羟基苯基)乙烯、4,4'-二羟基二苯甲酮、3,3-双(4-羟基苯基)-2-丁酮、1,6-双(4-羟基苯基)-1,6-己二酮、乙二醇双(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基苯基)硫醚、双(4-羟基苯基)亚砜、双(4-羟基苯基)砜、9,9-双(4-羟基苯基)氟、2,7-二羟基芘、6,6'-二羟基-3,3,3',3'-四甲基螺(双)茚满(“螺二茚满双酚”)、3,3-双(4-羟基苯基)邻苯二甲酰亚胺、2,6-二羟基二苯并-对-二恶英、2,6-二羟基噻蒽、2,7-二羟基吩噻噁、2,7-二羟基-9,10-二甲基吩嗪、3,6-二羟基二苯并呋喃、3,6-二羟基二苯并噻吩、和2,7-二羟基咔唑、间苯二酚、取代的间苯二酚化合物，如5-甲基间苯二酚、5-乙基间苯二酚、5-丙基间苯二酚、5-丁基间苯二酚、5-叔丁基间苯二酚、5-苯基间苯二酚、5-枯基间苯二酚、2,4,5,6-四氟间苯二酚、2,4,5,6-四溴间苯二酚等；邻苯二酚；对苯二酚；取代的氢醌如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、2,3,5,6-四溴氢醌等、或包含至少一种前述二羟基化合物的组合。
式(3)的双酚化合物的特定实例包括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(此后称为“双酚”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，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1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷(DMBPC)。也可以使用包括至少一种前述二羟基化合物的组合。聚碳酸酯可以是衍生自双酚A的直链均聚物，其中，A1和A2中的每一个可以是对-亚苯基，以及Y1可以是式(3)中的异丙叉基。
碳酸酯反应组分与二羟基反应组分的摩尔比可以是大于1或小于1。当以最少3个小数位点表示时，碳酸酯反应组分与二羟基反应组分的摩尔比可以小于1，例如0.996或更小，特别地0.962至0.996，更特别地0.968至0.996，甚至更特别地0.971至0.994。
聚碳酸酯可以具有一个或多个低水平的末端酯-取代的碳酸酯末端基团，例如小于0.5摩尔(mol)％、至少0.1的非水杨酸酯OH与碳酸酯端基比率，以及低水平的Fries(弗里斯)重排产物，例如，小于每百万重量份1000重量份(ppm)，特别地小于500ppm，更特别地小于200ppm，甚至更特别地小于100ppm。进一步地，获得的聚碳酸酯可以包含低水平的残留的游离水杨酸酯，例如小于500ppm、特别地1至500ppm，更特别1至100ppm。
如本文使用的术语“Fries产物”或“Fries重排产物”限定为产物聚碳酸酯的结构单元，其在产物聚碳酸酯水解后提供了具有与羧基取代的二羟基芳族化合物的一个或两个羟基基团相邻的羧基基团的羧基取代的二羟基芳族化合物。例如，在通过熔融反应方法制备的双酚A聚碳酸酯中(其中，发生Fries反应)，Fries产物包括当产物聚碳酸酯完全水解后提供2-羧基双酚A物质的聚碳酸酯的那些结构特征。
表征Fiese重排产物的一种方法是通过质子NMR。在这类分析中表征的Fries结构包括线性Fries，式(6a)：
酸Fries，式(6b)
以及支链Fries，式(6c)
其中，X表示，例如以下式的一种基团：
其中，R1和R2各自独立地表示氢原子或单价的直链或环状烃基，以及R3是二价烃基。碳酸酯可以包含小于0.25mol％的末端酯-取代的碳酸酯端基，例如，小于0.2mol％，或小于0.1mol％。如上面描述的，可以通过使用小于1的化学计量比率将末端酯取代的碳酸酯末端基团的量维持在这些水平。
“聚碳酸酯”包括均聚碳酸酯(其中，聚合物中的每个R1是相同的)，在碳酸酯(“共聚碳酸酯”)中包含不同R1部分的共聚物，包含碳酸酯单元和其他类型的聚合物单元(如酯单元)的共聚物，以及包含均聚碳酸酯和/或共聚碳酸酯中至少一种的组合。
共聚物的特定类型是聚酯碳酸酯，也称为聚酯-聚碳酸酯。除了式(1)的重复碳酸酯链单元之外，这种共聚物进一步包含式(7)的重复单元
其中，J是衍生自二羟基化合物的二价基团，并且可以是，例如，C2-10亚烷基、C6-20环亚烷基、C6-20亚芳基，或聚氧亚烷基基团，其中，亚烷基基团包含2至6个碳原子，特别是2、3、或4个碳原子；以及T是衍生自二羧酸的二价基团并且可以是，例如，C2-10亚烷基、C6-20环亚烷基，或C6-20亚芳基。可以使用包含不同的T和/或J基团的组合的共聚酯。聚酯可以是支链或直链的。
J可以是具有直链、支链、或环状(包括多环)结构的C2-30亚烷基基团。J可以是衍生自上面式(3)的芳香族二羟基化合物。J可以是衍生自前面式(4)的芳香族二羟基化合物。J可以是衍生自前面式(5)的芳香族二羟基化合物。
可用于制备聚酯单元的芳香族二羧酸包括间苯二甲酸或对苯二甲酸、1,2-二(对羧基苯基)乙烷、4,4’-二羧基二苯基醚、4,4’-双苯甲酸、或包括至少一种前述酸的组合。例如，在1,4-,1,5-,或者2,6-萘二羧酸中还可以存在包含稠环的酸。具体的二羧酸包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二羧酸、环己烷二羧酸、或包括至少一种前述酸的组合。具体的二羧酸包含间苯二甲酸和对苯二甲酸的组合，其中，间苯二甲酸与对苯二甲酸的重量比是91:9至2:98。J可以是C2-6亚烷基基团以及T可以是对-亚苯基、间-亚苯基、萘、二价脂环基，或它们的组合。这类聚酯包括聚(亚烷基对苯二甲酸酯)。
根据最终组合物的期望性能，共聚物中酯单元与碳酸酯单元的摩尔比可以大幅度地改变，例如，1:99至99:1，特别是，10:90至90:10，更特别是25:75至75:25。
聚酯-聚碳酸酯的聚酯单元可以衍生自间苯二酸和对苯二酸(或其衍生物)的组合与间苯二酚的反应。聚酯-聚碳酸酯的聚酯单元可以衍生自间苯二甲酸和对苯二甲酸的组合与双酚A的反应。聚碳酸酯单元可以衍生自双酚A。聚碳酸酯单元可以衍生自间苯二酚碳酸酯单元与双酚A碳酸酯单元的摩尔比例为1:99至99:1的间苯二酚和双酚A。
聚碳酸酯组合物可以包括其他聚合物，例如另一种不同的聚碳酸酯、聚酯、聚硅氧烷、添加剂(如，抗冲改性剂、稳定剂、着色剂、阻燃剂等)，或前述的一种或多种以形成聚碳酸酯混合物。
聚碳酸酯组合物可以具有如在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的固有粘度。
聚碳酸酯可具有使用交联的苯乙烯-二乙烯基苯柱，通过凝胶渗透色谱法测定的并且针对聚碳酸酯参照校准的10,000至200,000克/摩尔(g/mol)，特别是约20,000至约100,000g/mol的重量平均分子量。聚碳酸酯组合物可以具有1.7至2.6的多分散性指数(PDI)以及通过凝胶渗透层析测定的多分散性指数。
聚碳酸酯组合物可以具有优异的物理性质，包括根据ASTMD1238-04在300摄氏度(℃)下在1.2千克(kg)负载下测定的2.5至80立方厘米(cm3)每10分钟，更特别10至70cm3/10min，甚至更特别20至50cm3/10min的熔融体积比率(MVR)。
与图1的方法中生产的聚碳酸酯相比，本发明方法生产了具有优良的黄化指数、透光性和抗冲击性的聚碳酸酯组合物。该聚碳酸酯组合物可以进一步包含添加剂。添加剂可以包括各种添加剂，条件是选择这些添加剂并不显著地不利地影响热塑性组合物的期望的特性。在用于形成组合物的组分混合期间的合适时间混合这些添加剂。在聚碳酸酯中，添加剂是可溶的或不溶的。添加剂可以包括抗冲改性剂、流动改性剂、填料(如TEFLON*、玻璃、碳、矿物质、金属)、增强剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外(UV)光稳定剂、UV吸收添加剂、增塑剂、润滑剂、脱离剂(release agent)(如脱模剂(mold release agent))、抗静电剂、防雾剂、抗微生物剂、着色剂、表面作用添加剂、辐射稳定剂、阻燃剂、抗滴落剂(如，TSAN)或包含一种或多种前述物的组合。基于组合物的总重量，添加剂总量(除了任何抗冲改性剂、填充剂、或增强剂之外)可以是0.01重量百分数至5重量百分数(wt％)。
抗冲改性剂可以包括天然橡胶、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、氢化丁腈橡胶(HNBR)硅酮弹性体、和弹性体改性接枝共聚物，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)、或包含一种或多种前述物质的组合。热塑性组合物可以基本上不含氯和溴。基本上不含氯和溴是指在并不故意添加氯或溴或包含氯或溴的材料的情况下生产的材料。然而应当明了在处理多种产品的设备中，可以出现一定量的交叉污染，这通常导致溴和/或氯的水平在百万分之几的份数水平上(按重量计)。在这种理解下，可以容易地理解，基本上不含溴和氯可以定义为具有溴和/或氯的含量为小于或等于100ppm，小于或等于75ppm，或小于或等于50ppm。当将本定义应用于阻燃剂时，其是基于阻燃剂的总重量。当将本定义应用于热塑性组合物时，其是基于除了任何填充剂以外的组合物的总重量。
可以存在着色剂如颜料和/或染料添加剂。有用的颜料可以包括，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；硫代硅酸硫酸钠，铬酸盐等；炭黑；锌铁氧体；群青；有机颜料，如偶氮、二偶氮、喹吖啶酮、苝、萘四羧酸、黄烷士酮、异吲哚啉酮、四氯异吲哚啉酮、蒽醌、蒽酮、二恶嗪、酞菁、和偶氮色淀；颜料红101、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、颜料蓝60、颜料绿7、颜料黄119、颜料黄147、颜料黄150和颜料棕24；或包含至少一种前述颜料的组合。
染料通常是有机材料并且可以包括香豆素染料，如香豆素460(蓝)、香豆素6(绿)、尼罗红等；镧系元素络合物；烃和取代的烃染料；多环芳烃染料；闪烁染料，如恶唑或恶二唑染料；芳基-或杂芳基-取代的聚(C2-8)烯烃染料；羰花青染料；阴丹酮染料；酞菁染料；恶嗪染料；喹诺酮(carbostyryl)染料；萘四羧酸染料；卟啉染料；双(苯乙烯基)联苯染料；吖啶染料；蒽醌染料；花青染料；次甲基染料；芳基甲烷染料；偶氮染料；靛蓝染料，硫靛类染料，重氮鎓染料；硝基染料；醌亚胺染料；氨基酮染料；四唑鎓染料；噻唑染料；苝染料，紫环酮染料；二-苯并恶唑基噻吩(BBOT)；三芳基甲烷染料；氧杂蒽染料；硫杂蒽染料；萘二甲酰亚胺染料；内酯染料；荧光团，如吸收近红外波长并发射可见波长的反斯托克司频移染料等；发光染料，如7-氨基-4-甲基香豆素；3-(2'-苯并噻唑基)-7-二乙氨基香豆素；2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-恶二唑；2,5-双-(4-联苯基)-恶唑；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；2,5-二苯基恶唑；4,4'-二苯基均二苯代乙烯；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-7-二乙基亚氨基吩恶唑鎓高氯酸盐；2-(1-萘基)-5-苯基恶唑；2,2'-对-亚苯基-双(5-苯基恶唑)；罗丹明700；罗丹明800；芘、红荧烯、晕苯等；或包含至少一种前述染料的组合。
该组合物可以包含至少一种阻燃剂，通常为卤化材料，有机磷酸酯或两者的组合。有机磷酸酯优选是式(III)的芳族磷酸酯化合物
其中，R是相同的或不同的，并且是烷基、环烷基、芳基、烷基取代的芳基、卤素取代的芳基、芳基取代的烷基、卤素、或任何前述物的组合，条件是至少一个R是芳基。
实例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)、乙基二苯酯磷酸酯、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、三甲苯基磷酸酯、双-(2-乙基己基)苯基磷酸酯、三-(壬基苯基)磷酸酯、二(十二烷基)对甲苯基磷酸酯、三甲苯基磷酸酯、三苯基磷酸酯、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。磷酸酯可以是这样的磷酸酯，其中，每个R是芳基或烷基取代的芳基。
可替换地，有机磷酸酯可以是具有以下的式(IV)、(V)或(VI)的二-或多官能化合物或聚合物
包括它们的混合物，其中，R1、R3和R5独立地是烃基；R2、R4、R6和R7独立地为烃或烃氧基；X1，X2和X3为卤素；m和r是0或1至4的整数，并且n和p是从1到30。
实施例分别包括间苯二酚、对苯二酚和双酚A的双二苯基磷酸酯或它们的聚合对应物。
在英国专利号2,043,083中描述了制备前述双-或多官能芳族磷酸酯的方法。
另一组可能的阻燃剂包括某些环磷酸酯，例如，二苯基季戊四醇二磷酸酯，作为阻燃剂用于聚(亚苯基醚)树脂，如在Axelrod的美国专利第4,154,775号中描述的。
特别有用的有机磷酸酯包括含有取代的苯基基团的磷酸酯、基于间苯二酚的磷酸酯，如，例如间苯二酚四苯基二磷酸酯，以及基于双酚的那些，如，例如，双酚A四苯基二磷酸酯。有机磷酸酯可以选自由以下组成的组：丁基化的磷酸三苯酯，间苯二酚二磷酸酯，双酚A二磷酸酯，磷酸三苯酯，异丙基化磷酸三苯酯和两种以上前述物质的混合物。
阻燃剂可以包含式(VII)的磷酰胺。
其中，每个A部分是2,6-二甲基苯基部分或2,4,6-三甲基苯基部分。这些磷酰胺是哌嗪类型的磷酰胺。这些添加剂是本领域已知的，并且已经在Talley,J.Chem.Eng.Data,33,221-222(1988)中描述。当聚酰胺树脂用作组合物的一部分时，这些哌嗪类型的磷酰胺是特别有用的，因为与有机-酯类型的磷酸酯相比，认为它们具有与聚酰胺更少的相互作用。
卤化材料也是有用的阻燃剂种类。这些材料优选是芳族卤素化合物和式(VIII)的树脂。
其中，R是亚烷基，烷叉基或脂环族连接，如，亚甲基、亚乙基、亚丙基、异亚丙基、异丙叉基、亚丁基、异亚丁基、亚戊基、亚环己基、环戊叉基等；选自由以下任一项组成的组的连接：氧醚；羰基；胺；含硫连接，如硫醚、亚砜、砜；含磷连接等。R也可以由通过这样的基团如芳族，氨基，醚，羰基，硫醚，亚砜，砜，含磷连接等连接的两个以上亚烷基或烷叉基连接组成。本领域技术人员可以想到由R表示的其他基团，包括在美国专利号4,692,490和4,191,685中发现的那些。
Ar和Ar'是单-或多碳环芳基，如亚苯基、联亚苯基、三亚苯基、萘等，Ar和Ar'可以是相同的或不同的。
Y是选自由有机的，无机的或有机金属基团组成的组中的取代基。由Y表示的取代基包括(1)卤素，例如，氯、溴、碘、氟或(2)通式OE的醚基团，其中，E是与X相似的单价烃基或(3)由R表示的类型的单价烃基或(4)其它取代基，例如硝基、氰基等，取代基基本上是惰性的，条件是每个芳基核存在至少一个以及优选两个卤素原子。
X是由以下示例的一价烃基：烷基，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、癸基等；芳基基团，如苯基、萘基、联苯基、二甲苯基、甲苯基等；芳烷基基团，如苄基、乙基苯基等；环脂族基团，如环戊基、环己基等；以及其中含有惰性取代基的一价烃基。应该理解的是当使用一个以上的X时，它们可以是相同的或不同的。
字母d表示1至等于在包含Ar或Ar'的芳环上取代的可取代氢的数量的最大值范围的全部数值(whole number)。字母e表示从0到由R上的可取代氢的数量控制的最大值范围的全部数值。字母a、b和c表示包括0的全部数值。当b不为0时，a或c均不可为0。此外，a或c中任一，但不是全部可以是0。当b为0时，通过直接碳-碳键连接芳香族基团。
芳香族基团Ar和Ar'上的羟基和Y取代基可以在芳香环上的邻、间或对位上变化并且基团可以相对于彼此处于任何可能的几何关系。
在上式范围内包含双酚，其中下列各项是代表性的：2,2-双-(3,5-二氯苯基)-丙烷；双-(2-氯苯基)-甲烷；双(2,6-二溴苯基)-甲烷；1,1-双-(4-碘苯基)-乙烷；1,2-双-(2,6-二氯苯基)-乙烷；1,1-双-(2-氯-4-碘苯基)乙烷；1,1-双-(2-氯-4-甲基苯基)-乙烷；1,1-双-(3,5-二氯苯基)-乙烷；2,2-双-(3-苯基-4-溴苯基)-乙烷；2,6-双-(4,6-二氯萘基)-丙烷；2,2-双-(2,6-二氯苯基)-戊烷；2,2-双-(3,5-二氯苯基(dichromophenyl))己烷；双-(4-氯苯基)-苯基-甲烷；双-(3,5-二氯苯基)-环己基甲烷；双-(3-硝基-4-溴苯基)-甲烷；双-(4-羟基-2,6-二氯-3-甲氧基苯基)-甲烷；2,2-双-(3,5-二氯-4-羟基苯基)丙烷；2,2-双(3-溴-4-羟基苯基)-丙烷。
可以，例如通过两摩尔苯酚与单摩尔的酮或醛缩合制备这些及其他适用的双酚。代替在上述实例中的二价脂族基团可以是取代的氧、硫、硫氧基等。
包括在以上结构式内的是：1,3-二氯苯、1,4-二溴苯、1,3-二氯-4-羟基苯以及联苯类如2,2'-二氯联苯、多溴化1,4-二苯氧基苯、2,4'-二溴联苯、以及2,4'-二氯联苯，以及十溴联苯基氧化物等。
低聚的和聚合的卤化芳族化合物也是有用的，如，例如，双酚A和四溴双酚A和碳酸酯前体，例如光气的共聚碳酸酯。金属增效剂，例如，氧化锑，也可以与阻燃剂一起使用。
阻燃剂可包括全氟烷基磺酸盐或芳族磷酸酯和聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的组合物。
全氟烷基磺酸盐包括C2-16烷基磺酸盐的盐类，如全氟丁烷磺酸钾(Rimar盐)，全氟辛烷磺酸钾，和全氟己烷磺酸四乙基铵。基于组合物的总重量，全氟烷基磺酸盐可以以0.30至1.00wt％，特别是0.40至0.80wt％，特别是0.45至0.70wt％的量存在。
阻燃剂可包括芳族砜磺酸盐(如3-(苯基磺酰基)苯磺酸钾)(KSS))，芳族磺酸盐(如甲苯磺酸钠(NaTS)，或包含前述物的一种或两种的组合。
芳族砜磺酸盐可以包括式(K-1)的化合物
其中，R1、R2，和R3独立地选自C1-C6烷基基团，例如甲基和乙基；M是金属(例如，碱金属如钠、钾等)；n是整数以及1≤n≤3；w是整数并且0≤w≤5；p和q是整数，p≥0、q≥0，以及p+q≤4。
基于热塑性组合物的总重量，在所述热塑性组合物中存在的芳族砜磺酸盐的示例性的量可以是0.01至0.6wt％，特别0.1至0.4wt％，并且更特别是0.25至0.35wt％。
热塑性组合物中的芳族磺酸盐可以是碱金属盐。例如，可以包括式(N-1)化合物：
其中，R4是C1-C6烷基基团，如甲基和乙基；M是金属(例如，碱金属如钠、钾等)；n是整数并且1≤n≤3；y是整数并且0≤y≤5。芳族磺酸盐可以以0.01至0.1wt％，特别是0.02至0.06wt％，以及更特别地0.03至0.05wt％的量存在于最终的热塑性组合物中。
填料可以存在。填料的实例包括在“Plastic Additives Handbook,5thEdition”Hans Zweifel,Ed,Carl Hanser Verlag Publishers,Munich,2001中描述的那些。填料的非限制性实例包括二氧化硅粉末，如熔融石英和结晶硅石；硼-氮化物粉末和硼-硅酸盐粉末(用于获得具有低介电常数和低介电损耗角正切(dielectric loss tangent)的固化产物)；氧化铝和氧化镁(magnesium oxide)(或氧化镁(magnesia))(用于高温电导率)；以及填料，如硅灰石，包括表面处理的硅灰石、硫酸钙(作为其无水合物，二水合物或三水合物)、碳酸钙包括白垩、石灰石、大理石以及合成的、沉淀的碳酸钙，通常为粉碎颗粒的形式；滑石，包括纤维状的、模块的、针形的，和层状滑石；玻璃球，空心和实心二者；高岭土，包括硬、软、煅烧高岭土，以及包括在本领域中已知的有助于与聚合物基质树脂相容的各种涂层的高岭土；云母、长石、硅酸盐球、烟道灰、煤胞、铝硅酸镁盐，铝硅酸盐(armospheres)，天然硅砂、石英、石英岩、珍珠岩、硅藻岩、硅藻土、合成硅石等。可以用一层金属材料涂覆所有上面的填料以促进导电性，或用硅烷进行表面处理以改善与聚合物基体树脂的粘附性和分散性。
其它矿物填料包括碳化硅以增加聚合物的磨蚀作用；硫化钼以改善润滑性，硫化锌以赋予白色着色；硅酸铝(莫来石)，合成硅酸钙和硅酸锆以改善防滑性；钛酸钡以增强介电性能；钡铁氧体以生产磁性聚合物；以及硫酸钡和重晶石。其它填料包括金属和金属氧化物，包括粒状或纤维状铝、青铜、锌、铜和镍以提高，例如，热、电传导性或中子或γ射线耐受性。也可以将提供加强性的片状填料，如玻璃薄片、片状碳化硅、二硼化铝、铝薄片，和钢薄片加入到母料用于分散至聚合物基质树脂中。
纤维填料包括短无机纤维，如从包括下列至少一种的共混物中得到的那些：硅酸铝、氧化铝、氧化镁、以及硫酸钙半水合物，也可加入至母料中。其他纤维填料包括天然纤维和增强物，诸如，通过将木材粉碎获得的木粉，纤维产品，诸如，纤维素、棉花、剑麻、黄麻、淀粉、软木粉、木质素、花生壳、玉米、水稻谷物外壳。纤维状填料中还包括单晶纤维或“晶须”，包括碳化硅、氧化铝、碳化硼、铁、镍、铜。玻璃纤维，包括纺织玻璃纤维如E、A、C、ECR、R、S、D以及NE玻璃和石英等也可加入至母料中。
另外，在本发明中也可以使用有机增强纤维状填料，包括能够形成纤维的有机聚合物。这种有机纤维状填料的示例性实例包括，例如，聚(醚酮)、聚酰亚胺、聚苯并恶唑、聚(苯硫醚)、聚酯、聚乙烯、芳族聚酰胺、芳族聚酰亚胺或聚醚酰亚胺、聚四氟乙烯、丙烯酸类树脂，和聚(乙烯醇)。可提供单纤丝或者多纤丝纤维形式的这类增强填料，并且例如通过共编织或者核心/外壳、并排的、橙类型(orange-type)或者基质以及纤丝构造，或者通过纤维制造领域中技术人员已知的其他方法可以单独地或者结合其他类型纤维进行使用。示例性共编织结构包括玻璃纤维-碳纤维、碳纤维-芳族聚酰亚胺(芳族聚酰胺)纤维，以及芳族聚酰亚胺纤维玻璃纤维。可以提供以下形式的纤维状填料，例如，粗纱、纺织纤维增强材料，如0-90度织物、无织纤维增强材料，例如连续线束垫(continuous strand mat)、短切线束垫(chopped strand mat)、组织、纸和毡和三维编织的增强材料、预成型件(perform)和编织物(braid)。
由于本文所公开的方法，可以开始生产通过熔融聚合形成的聚碳酸酯(例如，离开第一挤出机)，包括在熔融聚合过程中的该点处之前不可能的添加剂和填料。这些填料和添加剂中的一些包括矿物填料、玻璃、金属、KSS、TSAN，以及其他物质，例如，任何填料或添加剂具有大于或等于所述过滤器的网眼尺寸的大直径(major diameter)，以及包括至少一种前述物的组合。
可以通过熔融聚合过程来制备聚碳酸酯，其可以是连续的熔融过程。通常，在熔融聚合过程中，可以通过在熔融状态下使单体，例如二羟基反应物与包含碳酸酯基团的化合物(本文中也称为碳酸酯化合物)如光气，共反应来制备聚碳酸酯。碳酸酯化合物可包括二芳基碳酸酯，如二苯基碳酸酯。用于制备聚碳酸酯的有用的熔融方法使用芳基上具有吸电子取代基的碳酸二芳酯。具有吸电子取代基的特别有用的碳酸二芳酯的实例包括双(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，或包含至少一种上述酯的组合。碳酸二芳基酯与二羟基反应物能够以2:1至1:2的摩尔比，特别地以1.5:1至1:1.5的摩尔比，更特别地以1.05:1至1:1.05的摩尔比，甚至更特别地以1:1的摩尔比存在。二羟基反应物和/或碳酸酯化合物可以作为溶剂混合物，如与丙酮的混合物加入到聚合单元。
聚合可以发生在聚合容器中或在一系列可以具有升高的温度和真空的聚合容器中。起始聚合容器可以是低聚单元。
可以在聚合反应中使用酯交换催化剂。这种催化剂包括式(R3)4Q+X的相转移催化剂，其中，每个R3是相同的或不同的，并且是C1-10烷基基团；Q是氮或磷原子；以及X是卤素原子或C1-8烷氧基或C6-18芳氧基。酯交换催化剂包括氢氧化四丁基铵、氢氧化甲基三丁基铵、醋酸四丁基铵、氢氧化四丁基鏻、醋酸四丁基鏻、苯酚四丁基鏻，或包括至少一种前述物的组合。催化剂可以包含式NaKHPO4的磷酸钾钠。
可以在聚合中使用支化剂并可能导致聚合物熔体强度的增加。可以将支化剂(1,1,1-三-(羟基苯基)乙烷(THPE))作为溶解于支化溶剂中的支化剂的溶液引入至聚合单元，特别是引入至聚合和/或低聚容器。选择用于溶解所述支化剂的支化溶剂可以是能够在足以将所需量的支化剂输送或引入至聚合单元的水平下溶解支化剂的任何溶剂。支化溶剂可以包括低级链烷醇，如C1-4链烷醇，包括甲醇、乙醇、丙醇(如正丙醇和异丙醇)、正丁醇，或包含一种或多种前述物的组合。
可以引入一定量支化剂，使得导致在最终的支链聚碳酸酯中包含最高至1.5mol％，特别是最高达1.0mol％，更特别最高达0.5mol％的支化剂的聚碳酸酯。相对于支化剂和溶剂溶液的总重量，存在于溶液中的溶解的支化剂的量可以是0.5至50wt％，特别是5至40wt％，更特别是15至35wt％。基于聚碳酸酯重复单元的总量，聚合的聚碳酸酯可以包括100至5000ppm，特别是500至4000ppm，更特别1000至3500ppm的量的支化剂。
可以将链终止剂加入到聚合单元。链终止剂可以是单官能酚。
通常，聚碳酸酯的熔融聚合利用可以包括混合器、缓冲容器、低聚容器、聚合容器、挤出机、洗涤器、过滤器或包含一种或多种前述物的组合的聚合单元。熔融聚合单元可以包含聚合容器、熔体过滤器、和挤出机、其中，熔体过滤器定位在挤出机的上游。熔融聚合单元可以包括第一和第二平行管线，其中，第一平行管线连接到定位在挤出机上游的熔体过滤器，并且，其中，第二平行管线连接至定位在第二挤出机上游的第二熔体过滤器。
图1示出了熔融聚碳酸酯聚合系统。起初，以固定的摩尔比将二羟基反应物(A)和碳酸酯化合物(B)连同催化剂(C)一起，加入至预混合器(10)以形成预混合物。该预混合器可以保持在160至180℃和大气压力下。将预混合物和任何另外的碳酸酯化合物(B)和催化剂(C')(其中，另外的碳酸酯化合物(B)和/或催化剂(C')与加入到预混合器中的那些是相同的或不同的)输送至第一低聚容器(20)。第一低聚容器可以在230至260℃的温度下和140至200毫巴气氛(毫巴)的真空下操作，并且移开来自聚合反应的苯酚副产物。该混合物然后流入第二低聚容器(21)，第二低聚容器(21)可以在270至290℃的更高温度，以及例如在30至50毫巴的更深真空下操作，用于进一步移开苯酚。形成于低聚容器中的预聚合物，随后流入到可以在290至315℃的温度以及1至2.5毫巴下进行操作的第一聚合容器(30)。来自第一聚合容器的流出物然后可选地分开进入可以在290至315℃以及0.5至1.5毫巴下进行操作的两个平行的第二聚合容器(31，32)，导致熔融聚碳酸酯的形成。可以例如通过洗涤器(50)，从低聚容器(20，21)和/或从聚合容器(30，31，32)中移开苯酚的副产物(E)和任何溶剂。
随后聚碳酸酯流入至挤出机(40，41)，其中，淬灭剂(D)(用于失活聚合催化剂)和添加剂(F)加入到熔融的聚碳酸酯中。该挤出机(40，41)可以是双螺杆挤出机，并且至少一种组分可以通过在喉部和/或在下游通过，例如侧填充口(sidestuffer)直接进料至挤出机中而结合到组合物中。添加剂也可以与期望的聚合物树脂混合成母料(masterbatch)并且进料至挤出机中。该挤出机(40，41)可以在高于允许该组合物流动的温度下操作。经过挤出机后(40，41)，得到的产物泵送通过可以是不锈钢过滤器以及具有2.5至50微米，具体为10至40微米，更具体15到30微米的网目尺寸[请确认]的熔体过滤器(60，61)，例如，用来从聚合产物中移开凝胶和其他杂质。然后在模头(die-head)中使产物形成线束，并且最后造粒和包装。当切割挤出物时，如此制备的粒料可以是例如，如期望的，四分之一英寸长或更小。可以使用这样的粒料用于后续的模制、成形，或成型。通常每条生产线标称的通过量为3至6.6吨/小时。
通常，当在线通过量较大时(2至15吨/小时)，熔融聚碳酸酯(PC)设备仅生产清澈的、透明的产品。以这样的速度，当从一种颜色改变成另一种颜色时，不透明的(例如，按照ASTM D1003-00，程序A，发光体C测定的，大于或等于95％的雾度)或者非天然彩色等级需要生产大量过渡材料。因为在熔融聚碳酸酯中存在催化剂，熔融过程也固有地产生凝胶，因而只要该催化剂是活性的并且停留时间足够(例如，超过2分钟)，可以形成这些凝胶。由于这个原因，在挤出机上或挤出机中通过使用淬灭剂失活催化剂后，熔体过滤器总是定位在过程的末端，或者如果不使用淬灭剂，直到聚碳酸酯冷却并造粒，停留时间是相当小的(小于2分钟)。
发明人出人意料地发现可以重新配置聚合单元使得熔体过滤器定位在至少一个挤出机之前。在挤出之前，这类重新配置允许过滤聚碳酸酯以移开，例如凝胶和杂质，同时允许将填料和添加剂加入至挤出机中的聚碳酸酯，它们另外通过熔体过滤器滤出。在图2中示出了该重新配置，显示了前面针对图1描述的聚合方法，除了重新配置聚合单元之外，使得熔体过滤器(60)定位在挤出机(40)之前。在此处，在过滤之前，可以用淬灭剂(D)处理来自第二聚合容器(31)的聚碳酸酯流股以失活聚合催化剂以避免过滤后产生凝胶。淬灭可以通过在线混合(例如通过静态混合器(70))合适的淬灭剂(例如酸性淬灭剂)来进行。例如，过滤之前，淬灭剂可以与熔融聚碳酸酯混合0.3到5分钟，特别是0.5至3分钟，并且更特别是1至2分钟。可以进行淬灭而不混合。获得的聚碳酸酯组合物可以是不透明的。
这种配置的另外的优点可以是以下的一个或两个：由于可以使用第二聚合容器的排出泵用于将熔融聚合物泵送通过熔体过滤器(从而节省昂贵的熔体泵)减少泵送设备的数量，以及减少挤出机下游的停留时间，从而具有更快的级别变化，并产生较少的过渡材料(transition material)。
还提供了包含聚碳酸酯组合物的成型、成形、或模制的制品。通过各种手段例如注射成型、挤出、旋转模塑，吹塑和热成型以形成制品，如，例如，计算机和商业机器外壳，如显示器外壳，手持电子设备的外壳，如手机外壳、数码相机外壳、固定电器盒外壳，如出口标志、加湿器外壳和HVAC(热通风和空调)外壳、电连接器，和照明器材的组件、饰品、家电、屋顶、温室、阳光房，游泳池罩等，该聚碳酸酯组合物可模制成有用的成型制品。聚碳酸酯组合物可在电子、电气、建筑，及构造应用中使用。
可以使用该聚碳酸酯组合物以形成膜，特别是具有较低烟雾产生的膜，更具体地，具有较低烟雾产生能力的平坦膜。这样的膜对于本身较低烟雾产生或与使用其作为运输和建造业制品的基板结合是有用的。这些制品包括在车辆，如火车、公共汽车和飞行器中的天花板、侧壁、料槽闸门(bin door)、分区、窗罩、座椅、椅背罩、椅背、扶手、托盘桌、储物箱和行李架。
该膜可通过多种过程如膜和片材挤出、注射成型、气体辅助注射成型、挤出成型、压缩成型、吹塑成型，以及包括至少一种前述过程的组合来形成。薄膜和片材挤出方法可以包括但并不限于熔体浇铸，吹塑薄膜挤出和压延。可以使用共挤出和层压方法以形成组合物多层膜或片材。可以进一步将单层或多层涂层施加到单层或多层基板以赋予另外的性能，例如抗划伤性、紫外光耐受性，以及美学吸引力等。可通过标准应用技术，如滚制、喷涂、浸涂、刷涂、流涂(flow coating)、或包含至少一种前述应用技术的组合来施加涂层。可替代地，公开的薄膜和片材可以通过将合适溶剂中的组合物的溶液或悬浮液浇铸在基板、带或辊上，随后移开溶剂来制备。
定向膜可以通过吹塑薄膜挤出或通过在热变形温度附近使用标准拉伸技术拉伸浇注或压延膜来制备。例如，径向拉伸缩放仪可用于多轴同时拉伸；x-y方向拉伸缩放仪可用于平面X-Y方向同时或顺序拉伸。也可以使用具有顺序单轴拉伸部分的设备来实现单轴和双轴拉伸，如配备有差速辊部分的机器用于在机器方向延伸以及拉幅机部分用于在相反方向延伸。
也可以使用聚碳酸酯组合物以形成多层片材，它包含具有第一侧和第二侧的第一片材，其中该第一片材包含热塑性聚合物，并且其中，第一片材的第一侧置于多个肋的第一侧上；和具有第一侧和第二侧的第二片材，其中，第二片材包含热塑性聚合物，其中，第二片材的第一侧置于多个肋的第二侧上，并且其中，多个肋的第一侧与多个肋的第二侧相对。配制多层片材以不妨碍制品的期望的物理性能。
上面描述的膜和片材通过形成和模制方法(包括但不限于热成形、真空成形、压力成形、注射成型和压缩成型)进一步热塑加工成成形的制品。可以通过以下步骤，通过将热塑性树脂注射成型至单层或多层膜或片材基板上来形成多层成形物品：首先在表面上提供可选地具有一种或多种颜色的单层或多层热塑性基板，例如，使用丝网印刷或转印染料；使基板符合模具构造，例如通过形成和修整基板成三维形状并且将基板放入具有表面的模具中，该表面匹配基板的三维形状；然后将热塑性树脂注射入基板后的模腔以(i)产生单件永久结合的三维产品或(ii)将图案或美学效果从印刷基板转移至注入的树脂并且移除印刷基板，从而赋予模制树脂美学效果。
本领域技术人员也应该理解常见的固化和表面改性方法(包括但不限于热定形、纹理、压花、电晕处理、火焰处理、等离子体处理和真空沉积)可以进一步施加到上述物品以改变表面外观并赋予制品另外的功能。
在实施方式中，通过熔融聚合方法用于制备聚碳酸酯的方法可以包括:熔融聚合反应物以生产熔融反应产物；在任何挤出之前过滤熔融反应产物；并且挤出该熔融反应产物以形成聚碳酸酯组合物。
在另一实施方式中，用于制造聚碳酸酯组合物的熔融聚合方法可以包括：熔融聚合二羟基反应物和碳酸酯化合物以生产熔融反应产物；淬灭熔融反应产物；在任何挤出机上游的熔体过滤器中过滤熔融反应产物；引入添加剂以形成混合物；并且挤出混合物以形成聚碳酸酯组合物。
在又一实施方式中，用于制造聚碳酸酯组合物的熔融聚合方法可以按照下列顺序包括(或可以由以下组成)：熔融聚合二羟基反应物和碳酸酯化合物以生产熔融反应产物；在所有挤出机的上游淬灭熔融反应产物；在熔体过滤器中过滤熔融反应产物；引入添加剂以形成混合物；并且挤出混合物以形成聚碳酸酯组合物。
在又一实施方式中，用于制造聚碳酸酯组合物的熔融聚合方法可以包括：在催化剂存在下，熔融聚合二羟基反应物和碳酸酯化合物以生产熔融反应产物；并且在所有挤出机的上游从熔融反应产物中移开具有大于或等于0.5微米粒径的凝胶；并且挤出以生产聚碳酸酯组合物。
在不同的实施方式中：(i)该方法可进一步包括在任何挤出之前从反应产物中移开具有大于或等于0.5微米粒径的凝胶；和/或(ii)该方法可以进一步包括，移开凝胶之后以及挤出之前，将具有大于或等于0.5微米粒径的添加剂引入至熔融反应产物；和/或(iii)从包括熔融反应产物的全流股(whole stream)中移开凝胶；和/或(iv)熔融聚合包括将熔融反应产物流分成第一平行流股和第二平行流股；其中，第一平行流股是以下的至少一中情况：(a)在任何挤出之前过滤，以及(b)在所有挤出机的上游移开具有大于或等于0.5微米粒径的凝胶；并且其中，第二并行流股在以下的至少一种情况下过滤：(a)任何挤出之前以及和(b)挤出后；和/或(v)挤出后过滤第二平行流股；和/或(vi)在过滤之前，加入催化剂淬灭剂至反应产物；和/或(vii)在过滤之前，淬灭剂与熔融反应产物混合0.3至5分钟；和/或(viii)催化剂淬灭剂是酸淬灭剂；和/或(ix)该方法可以进一步包括在在线混合器(inline mixer)内混合，其中，在淬灭后和过滤之前进行混合；和/或(x)所述过滤使用具有2.5至50微米孔径的过滤器；和/或(xi)所述挤出包括与添加剂一起挤出，并且其中，添加剂包含着色剂、热稳定剂、抗氧化剂、UV吸收添加剂、抗静电剂、抗冲改性剂、流动改性剂、脱模剂、防雾添加剂、抗微生物剂、阻燃剂、填料，或包含一种或多种前述物质的组合；和/或(xii)所述挤出包括与添加剂一起挤出，并且其中，添加剂具有大于或等于所述滤波器孔径的大直径(major diameter)和/或(xiii)所述挤出包括与添加剂一起挤出，并且其中，添加剂包括矿物填料，玻璃，金属，KSS，TSAN，或包含至少一种前述物质的组合；和/或(xiv)该方法还可以包括造粒挤出的聚碳酸酯组合物；和/或(xv)在催化剂存在下进行熔融聚合；和/或(xvi)在一系列聚合步骤中进行熔融聚合；和/或(xvii)在一系列聚合步骤中进行熔融聚合并且该系列的聚合步骤具有升高水平的温度和真空；和/或(xviii)该方法还可以进一步包含将聚碳酸酯组合物线束化(stranding)和造粒；和/或(xix)该聚碳酸酯组合物是不透明的。在上面的方法中，(i)在挤出后不存在另外的过滤步骤；(ii)如该反应产物流股被分割，则在至少一个分割流股中，挤出后不存在另外的过滤步骤；或(iii)挤出后存在另外的过滤。在不同的实施方式中，过滤是任何挤出机的上游。换句话说，过滤器(并且因此过滤)在任何挤出机之前，尽管挤出机下游的另外过滤是可选的。
在一个实施方式中，熔融聚合单元可以包括：用于熔融聚合二羟基反应物和碳酸酯化合物以生产熔融反应产物的聚合容器、熔体过滤器，以及挤出机，其中，熔体过滤器定位在所有挤出机的上游。
在不同的实施方式中:(i)聚合单元可以进一步包括静态混合器，其定位在熔体过滤器之前；和/或(ii)聚合单元可以进一步包括第一和第二平行管线，其中，第一平行管线连接到定位在挤出机上游的熔体过滤器，并且，其中，第二平行管线连接至定位在第二挤出机下游的第二熔体过滤器。
提供下列实施例来说明制备催化剂的方法。实施例仅仅是说明性的且不意图限制根据针对其中提出材料、条件或加工参数的公开内容制造的方法。
实施例
L色值相对于加入炭黑之前树脂的起始L值归一化。L色值是通过将1克聚碳酸酯颗粒溶解在15毫升(ml)二氯甲烷中而测定(例如，可商购自德国Merck Millipore的Lichrosolv*)。使用Perkin Elmer Lambda 800分光光度计报告源自在380和720纳米(nm)之间的吸光度模式下样品的测定的三色刺激值的L、a，和b。
实例1：减少过渡时间(transition time)
作为实施例，当熔融过滤(15微米和12区段(segment)或30微米和40区段，来自Pall的过滤介质)是在挤出机之后，或在挤出机之前时，在最后的挤出机中移除加入的16.2ppm炭黑后(小于1微米的粒径)后，过渡时间减少(恢复95％的原始L色值的时间)。实验的聚合物通过量为42千克/小时(h)，具有45千克/摩尔的Mw(PS基准)的聚合物。如图3所示，存在约25分钟的差别。
在此公开的所有范围都包含端点，并且端点彼此能够独立地组合(例如，“最高达25wt％，或者更特别地5wt％至20wt％”的范围包括端点和“5wt％至25wt％”范围的所有中间值，等等)。“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。此外，本文中的术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、量、或重要性，而用于表示彼此不同的要素。除非本文另外指出或上下文明显矛盾，否则本文中的术语“一个”、“一种”以及“该”不表示数量的限制，而应解释为涵盖单数和复数两者。如本文中所用的后缀“s”旨在包括其修饰的术语的单数和复数两者，从而包括该术语的一个或多个(例如，膜包括一个膜或者多个膜)。贯穿说明书提及“一个实施方式”、“另一个实施方式”、“实施方式”等，是指与实施方式相关联描述的特定要素(例如，特征、结构、和/或特性)包括在本文中所述的至少一个实施方式中，并且可以存在或可以不存在于其它实施方式中。此外，应当理解的是所描述元素能够以任何合适的方式结合到各种实施方式中。
虽然参考示例性实施方式已经描述了本公开内容，本领域技术人员应当明了在不偏离本公开的范围情况下，可以做出各种改变并且可以用等效物替换其要素。此外，在不偏离本发明的实质范围的情况下，可以做出许多修改来使特定情形或材料适应本公开所教导的内容。因此，旨在使本公开并不局限于作为用于执行本公开所考虑的最佳方式而公开的具体实施方式，而是本公开可以包括落在所附权利要求范围内的所有实施方式。

Claims (27)

1.一种通过熔融聚合方法用于制备聚碳酸酯组合物的方法，包括：
熔融聚合反应物以生产熔融反应产物；
在任何挤出之前过滤所述熔融反应产物；并且
挤出所述熔融反应产物以形成所述聚碳酸酯组合物。
2.一种用于制造聚碳酸酯组合物的熔融聚合方法，包括：
熔融聚合二羟基反应物和碳酸酯化合物以生产熔融反应产物；
淬灭所述熔融反应产物；
在任何挤出机上游的熔体过滤器中过滤所述熔融反应产物；
引入添加剂以形成混合物；并且
挤出所述混合物以形成所述聚碳酸酯组合物。
3.一种用于制造聚碳酸酯组合物的熔融聚合方法，按照下列顺序包括：
熔融聚合二羟基反应物和碳酸酯化合物以生产熔融反应产物；
淬灭所有挤出机上游的所述熔融反应产物；
在熔体过滤器中过滤所述熔融反应产物；
引入添加剂以形成混合物；并且
挤出所述混合物以形成聚碳酸酯组合物。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，进一步包括在任何挤出之前从所述反应产物中移开具有大于或等于0.5微米粒径的凝胶。
5.一种用于制造聚碳酸酯组合物的熔融聚合方法，包括：
在催化剂存在下，熔融聚合二羟基反应物和碳酸酯化合物以生产熔融反应产物；
在所有挤出机的上游，从所述熔融反应产物中移开具有大于或等于0.5微米粒径的凝胶；并且
挤出以生产所述聚碳酸酯组合物。
6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括，在移开所述凝胶后以及挤出之前，将具有大于或等于0.5微米粒径的添加剂引入至所述熔融反应产物。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其中，从包含所述熔融反应产物的全流股中移开所述凝胶。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述熔融聚合包括将熔融反应产物流股分成第一平行流股和第二平行流股；
其中，所述第一平行流股是以下的至少一种情况：(i)在任何挤出之前过滤以及(ii)在所有挤出机上游移开具有大于或等于0.5微米粒径的凝胶；以及
其中，在以下的至少一种情况下过滤所述第二平行流股：(i)任何挤出之前和(ii)挤出之后。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，在挤出之后过滤所述第二平行流股。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，在所述挤出之后不存在另外的过滤步骤。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，在所述过滤之前将催化剂淬灭剂加入至所述反应产物。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，在所述过滤之前，所述淬灭剂与所述熔融反应产物混合0.3至5分钟。
13.根据权利要求11至12中任一项所述的方法，其中，所述催化剂淬灭剂是酸淬灭剂。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，进一步包括在在线混合器内混合，其中，在所述淬灭之后和所述过滤之前进行所述混合。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中，所述过滤使用具有2.5至50微米孔径的过滤器。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中，所述挤出包括与添加剂一起挤出，并且其中，所述添加剂包括着色剂、热稳定剂、抗氧化剂、UV吸收添加剂、抗静电剂、抗冲改性剂、流动改性剂、脱模剂、防雾添加剂、抗微生物剂、阻燃剂、填料，或包含一种或多种前述物的组合。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其中，所述挤出包含与添加剂一起挤出，并且其中，所述添加剂具有大于或等于所述过滤器孔径的大直径。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中，所述挤出包括与添加剂一起挤出，并且其中，所述添加剂包含矿物填料、玻璃、金属、KSS、TSAN或包含至少一种前述物的组合。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的方法，进一步包括将所述挤出的聚碳酸酯组合物造粒。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的方法，其中，在催化剂存在下进行所述熔融聚合。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的方法，其中，在一系列聚合步骤中进行所述熔融聚合。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述系列聚合步骤具有升高水平的温度和真空。
23.根据权利要求1至22中任一项所述的方法，进一步包括将所述聚碳酸酯组合物线束化并造粒。
24.根据权利要求1至23中任一项所述的方法，其中，所述聚碳酸酯组合物是不透明的。
25.一种熔融聚合单元，包括用于熔融聚合二羟基反应物和碳酸酯化合物以生产熔融反应产物的聚合容器、熔体过滤器，以及挤出机，其中，所述熔体过滤器定位在所有挤出机的上游。
26.根据权利要求25所述的熔融聚合单元，进一步包括定位在所述熔体过滤器之前的静态混合器。
27.根据权利要求25至26中任一项所述的熔融聚合单元，进一步包括第一平行管线和第二平行管线，其中，所述第一平行管线连接至定位在所述挤出机上游的所述熔体过滤器，并且，其中，所述第二平行管线连接至定位在第二挤出机下游的第二熔体过滤器。
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