CN104603093A - 茚满双酚、由其衍生的聚合物以及它们的使用方法 - Google Patents

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Abstract

本文披露了茚满双酚单体单元和衍生自这种单体单元的聚合物。本文还披露了包含这种聚合物的共混物,由这种聚合物和共混物制备的制品,使用这种单体、聚合物和共混物的方法,以及用于制备这种单体、聚合物和共混物的方法。

Description

茚满双酚、由其衍生的聚合物以及它们的使用方法
技术领域
本发明一般地涉及茚满(二氢化茚,indane)双酚单体单元、衍生自上述单体单元的聚合物、以及它们的共混组合物。
背景技术
聚碳酸酯是可以衍生自双酚和光气的聚合物或它们的衍生物。它们可用于形成各种各样的产品,如通过模塑、挤压和热成形过程。这样的产品包括制品和组件,其包括汽车部件、电子设备和手机组件。由于它们的广泛的应用,特别是电子应用和汽车部件的应用,所以聚碳酸酯的所期望的性能包括高冲击强度和韧性、耐热性、耐气候和耐臭氧性和良好的延性。还期望,聚碳酸酯呈现适合于有效和经济的制造工艺的物理性能。
某些茚满双酚单体,如4,4'-(2,3-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚已用来制备高温聚碳酸酯。然而,这样的茚满双酚在苄基位置处容易发生化学反应(例如,脱质子化或氧化),其进而不利地影响由其衍生的聚碳酸酯的性能和功能寿命。
茚酮双酚,如3,3-二(4-羟基苯基)-2-苯基异吲哚啉-1-酮,缺少苄基氢,因此避免了茚满双酚如4,4'-(2,3-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚的稳定性问题。因此,茚酮双酚已经很大程度上取代了茚满双酚作为优选的单体类型来将高耐热性赋予聚碳酸酯。
然而,仍然需要改善的单体和聚碳酸酯、以及尤其是高温聚碳酸酯,其显示以下一种或多种:可接受的冲击强度、耐热性、耐候性、延性和加工性能。
发明内容
本文披露了茚满双酚单体单元,以及衍生自上述单体单元的聚合物。本文还披露了包含上述聚合物的共混物,包含上述聚合物和共混物的制品,使用上述单体、聚合物和共混物的方法,以及用于制备上述单体、聚合物和共混物的方法。
在一个方面,本文披露了具有式(I)的茚满双酚单体单元,
其中
R1、R2、R3和R4各自独立地是氢、C1-C6烷基、C3-C8环烷基、芳基或芳烷基,条件是R1、R2、R3和R4中的至少一个不同于氢;
R5和R6在每次出现时,各自独立地是卤素、C1-C6烷基或C3-C8环烷基;以及
x和y在每次出现时,各自独立地是0、1、2、3或4。
在某些实施方式中,式(I)的单体单元是4,4'-(3,3-二甲基-2,2-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚;4,4'-(3-甲基-2,2,3-三氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚;4,4'-(2,3,3-三甲基-2-氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚;或4,4'-(2,2,3,3-四甲基-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。在某些实施方式中,式(I)的单体单元是4,4'-(3,3-二甲基-2,2-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。在某些实施方式中,式(I)的单体单元是4,4'-(3-甲基-2,2,3-三氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。
在另一个方面,本文披露了以下聚合物,其包含衍生自式(I)的茚满双酚的重复单元。
在某些实施方式中,聚合物包含以下重复单元,其衍生自具有式(II)的单体单元,在本文中还称为4,4'-(3,3-二甲基-2,2-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚,
在某些实施方式中,聚合物包含以下重复单元,其衍生自具有式(III)的单体单元,在本文中还称为4,4'-(3-甲基-2,2,3-三氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚,
在某些实施方式中,聚合物包含以下重复单元,其衍生自具有式(IV)的单体单元,在本文中还称为4,4'-(2,3,3-三甲基-2-氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚,
在某些实施方式中,聚合物包含以下重复单元,其衍生自具有式(V)的单体单元,在本文中还称为4,4'-(2,2,3,3-四甲基-1H-茚-1,1-二基)联苯酚,
在某些实施方式中,聚合物进一步包含(i)以下重复单元,其衍生自一种或多种具有结构HO-A1-Y1-A2-OH的单体,其中每个A1和A2包含单环二价亚芳基,以及Y1是具有一个或多个原子的桥连基;(ii)以下重复单元,其衍生自一种或多种具有结构的单体,其中每个Rh独立地是卤素原子、C1-C10烃基或卤素取代的C1-C10烃基,以及n是0至4;或(iii)一种或多种聚酯重复单元,其具有结构其中D包含一种或多种含有C6-C20芳族基团的烷基、或一种或多种C6-C20芳族基团,以及T包含C6-C20芳族基团。在某些实施方式中,衍生自(i)、(ii)和/或(iii)的重复单元衍生自不同于式(I)的单体单元的单体单元。
在某些实施方式中,聚合物不含卤素原子。
在某些实施方式中,聚合物包含封端基团,其中至少一个封端基团衍生自对枯基苯酚、叔丁基苯酚、4-羟基苄腈或苯酚。
在某些实施方式中,聚合物具有约15,000至约50,000g/mol[±1,000g/mol]的重均分子量。聚合物可以具有约2.0至约7.0范围内的多分散性。聚合物可以具有约150℃至约220℃范围内的玻璃化转变温度。
在某些实施方式中,聚合物是均聚碳酸酯、共聚碳酸酯、聚酯或聚碳酸酯-聚酯。
在某些实施方式中,聚合物包含衍生自2,2-二(4-羟基苯基)丙烷(双酚A)的重复单元。
在某些实施方式中,聚合物包含大于15摩尔百分数的衍生自式(I)的单体单元的结构单元,大于30摩尔百分数的衍生自式(I)的单体单元的结构单元,或大于40摩尔百分数的衍生自式(I)的单体单元的结构单元。在某些实施方式中,聚合物包含大于15摩尔百分数的衍生自式(I)的单体单元的结构单元,以及其余结构单元是衍生自2,2-二(4-羟基苯基)丙烷(双酚A)的结构单元。式(I)的单体单元可以是4,4'-(3,3-二甲基-2,2-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。式(I)的单体单元可以是4,4'-(3-甲基-2,2,3-三氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。
在某些实施方式中,通过熔融过程(工艺,方法,process)来制备聚合物。在其它实施方式中,通过界面聚合过程来制备聚合物。
在另一个方面,本文披露了共混组合物,该组合物包含:(i)第一聚合物(A),其具有衍生自式(I)的单体的重复单元;以及(ii)第二聚合物(B),其不同于聚合物(A)。式(I)的单体可以是4,4'-(3,3-二甲基-2,2-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。式(I)的单体可以是4,4'-(3-甲基-2,2,3-三氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。
在某些实施方式中,聚合物(A)是4,4'-(3,3-二甲基-2,2-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚和双酚A的共聚碳酸酯。在某些实施方式中,聚合物(A)是4,4'-(3-甲基-2,2,3-三氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚和双酚A的共聚碳酸酯。
在某些实施方式中,聚合物(B)衍生自不同于式(I)的单体单元的单体单元。
在某些实施方式中,聚合物(B)可以是乙烯基聚合物、橡胶改性接枝共聚物、丙烯酸聚合物、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚烯烃、聚酯、聚酯酰胺、聚硅氧烷、聚氨酯、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚砜、聚环氧化物、聚醚、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚酮、聚醚醚酮、ABS树脂、ASA树脂、聚醚砜、聚苯砜、聚(链烯基芳族)聚合物、聚丁二烯、聚缩醛、聚碳酸酯、聚苯醚、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、液晶聚合物、乙烯-四氟乙烯共聚物、芳族聚酯、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯(聚偏二氟乙烯,polyvinylidene fluoride)、聚偏氯乙烯(聚偏二氯乙烯,polyvinylidene chloride)、四氟乙烯、聚丙交酯、聚乳酸(PLA)、聚碳酸酯-聚有机硅氧烷嵌段共聚物、或包含(i)芳族酯、(ii)酯碳酸酯(碳酸酯,estercarbonate)和(iii)碳酸酯重复单元的共聚物。
在某些实施方式中,共混组合物可以进一步包括至少一种添加剂。在某些实施方式中,添加剂可以是冲击改性剂。冲击改性剂可以包括聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)聚合物、丙烯酸酯聚合物、以及它们的组合。在某些实施方式中,添加剂可以是UV稳定剂。UV稳定剂可以包括2-(2'-羟基苯基)-苯并三唑。在一种实施方式中,UV稳定剂是2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二(1-甲基-1-苯基-乙基)苯酚。
在另一个方面,本文披露了包含聚合物和共混物的制品。上述制品可以选自汽车保险杠、其它汽车外部部件、汽车后视镜外壳、汽车车轮盖、汽车仪表板和装饰物、汽车手套箱。汽车门硬件和其它内部装饰物、汽车外部灯、在发动机舱内的汽车部件、水暖设备(水管装置,plumbingequipmeng)、阀门和泵、空调制热和制冷部件、炉和热泵部件、计算机部件、电子部件、投影机部件、电子显示器部件、复印机部件、扫描仪部件、电子打印机硒鼓、头发吹风机、熨斗、咖啡机、烤面包机、洗衣机、微波炉、烤箱、电动工具、电子组件、照明部件、牙科器械、医疗器械、炊具、医疗器械盘、动物笼、纤维、激光焊接医疗器械和光纤。
在另一个方面,本文披露了用于制备式(I)的茚满双酚的方法。上述方法可以包括在存在3-巯基丙酸和硫酸的情况下用至少两当量的式(VII)的苯酚处理式(VI)的化合物,
可以通过以下方法来制备式(VI)的化合物,该方法包括在存在氯化铝的情况下用式(IX)的化合物处理式(VIII)的化合物,接着用式(X)的化合物加以骤冷,
在某些实施方式中,上述方法可以用来制备4,4'-(3,3-二甲基-2,2-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚或4,4'-(3-甲基-2,2,3-三氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。
本文进一步描述了化合物、组合物、方法和过程。
具体实施方式
本发明涉及式(I)的茚满双酚单体(如上所述)。上述单体是用于生产各种聚合物和聚合物组合物的具有商业价值的单体。可以制备自式(I)的单体的聚合物包括但不限于聚碳酸酯的均聚物和共聚物;聚酯-聚碳酸酯;聚酯;聚酯酰胺;聚醚酰亚胺;聚醚;聚醚砜;聚环氧化物;聚碳酸酯-聚有机硅氧烷嵌段共聚物;包含芳族酯、碳酸酯和碳酸酯重复单元的共聚物;以及聚醚酮。因此,本发明还涉及包含衍生自式(I)的单体的结构单元的聚合物,包含聚合物的共混组合物,包含聚合物和共混物的制品,使用单体、聚合物和共混物的方法,以及用于制备单体、聚合物和共混物的方法。
包含衍生自式(I)的单体的结构单元的聚合物可以呈现良好的物理性能(例如,冲击强度、耐热性、耐候性、延性和/或加工性能),以及尤其是相比于衍生自其它茚满双酚和/或茚酮双酚的聚合物。
1.定义
除非另有定义,本文中使用的所有技术和科学术语具有和本领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。在冲突的情况下,本文档(包括定义)为准。下文描述了优选的方法和材料,虽然在本发明的实践或测试中可以使用类似于或等同于本文描述的那些方法和材料的方法和材料。本文提及的所有出版物、专利申请、专利和其它参考文献的全部内容以引用方式结合于本文。本文披露的材料、方法和实施例仅是说明性的而不是限制性的。
如在本文中所使用的,术语“包含”、“包括”、“具有”、“可以”、“含有”、以及它们的变化形式旨在是开放式的过渡性短语、术语或单词,其并不排除另外的作用或结构的可能性。除非上下文清楚地另有规定,单数形式“一”、“一种”和“该”包括复数指称。本发明还设想其它的实施方式,其“包含”、“组成自”和“基本上组成自”本文介绍的实施方式或要素,而不论是否明确地加以阐述。
连同数量一起使用的修饰词“约”是包括规定值并具有由上下文指定的含义(例如,它至少包括相关于特定量的测量的误差度)。修饰词“约”还应当视为披露了由两个端点的绝对值所限定的范围。例如,表述“约2至约4”还披露了范围“2至4”。术语“约”可以指加上或减去指示数目的10%。例如,“约10%”可以指示9%至11%的范围,以及“约1”可以是指0.9-1.1。依据上下文,“约”的其它含义可以是明显的,如四舍五入,以使例如“约1”还可以是指0.5至1.4。
如在本文中所使用的,“烷基”可以是指直链、支链或环状烃基,如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、正己基、异己基、环戊基、环己基等。
如在本文中所使用的,“芳基”可以是指取代或未取代的包含6至36个环碳原子的芳基。芳基的实例包括但不限于苯基、双环烃稠环体系或三环烃稠环体系,其中一个或多个环是苯基。
如在本文中所使用的,“芳烷基”可以是指芳基(如本文所定义),其通过烷基(如本文所定义)附加于母体分子部分。
如在本文中所使用的,“共聚物”可以是指衍生自两种或更多种结构单元或单体物质的聚合物,如相对于均聚物,其衍生自仅一种结构单元或单体。
如在本文中所使用的,“C3-C6环烷基”可以是指环丙基、环丁基、环戊基或环己基。
如在本文中所使用的,“玻璃化转变温度”或“Tg”可以是指聚合物如聚碳酸酯将具有一种或多种有用的性能的最高温度。这些性能包括耐冲击性、刚度、强度和形状保持性。因此,聚碳酸酯的Tg可以是其有用的温度上限的指示,尤其是在塑料应用中。可以利用差示扫描量热法来测量Tg,并以摄氏度为单位来表示。
聚合物如聚碳酸酯的玻璃化转变温度可以主要取决于聚合物的组成。形成自比双酚A具有更多刚性和较少柔性的化学结构的单体的聚碳酸酯通常具有比双酚A聚碳酸酯更高的玻璃化转变温度,而形成自比双酚A具有较少刚性和更多柔性的化学结构的单体的聚碳酸酯则通常具有比双酚A聚碳酸酯更低的玻璃化转变温度。例如,本文描述的形成自33摩尔%的刚性单体、3,3-二(4-羟基苯基)-2-苯基异吲哚啉-1-酮("PPPBP")和67摩尔%的双酚A的聚碳酸酯具有198℃的玻璃化转变温度,而本文描述的形成自双酚A、但还具有6wt%硅氧烷单元(一种柔性单体)的聚碳酸酯则具有145℃的玻璃化转变温度。
混合两种或更多种具有不同的玻璃化转变温度的聚碳酸酯可以导致混合物的玻璃化转变温度值为在被混合的聚碳酸酯的玻璃化转变温度之间的中间值。
聚碳酸酯的玻璃化转变温度还可以是为形成聚碳酸酯部件所需要的模塑或挤压温度的指示。聚碳酸酯的玻璃化转变温度越高,则为形成聚碳酸酯部件所需要的模塑或挤压温度就越高。
本文描述的玻璃化转变温度(Tg)是例如聚碳酸酯和聚碳酸酯共混物的耐热性的度量。可以通过差示扫描量热法来确定Tg。上述量热法可以使用TA Instruments Q1000仪器,例如,设置为20℃/min升温速率以及40℃开始温度和200℃结束温度。
如在本文中所使用的,“卤基”可以是以下取代基,连接有前缀的取代基被一个或多个独立选择的卤素自由基所取代。例如,“C1-C6卤代烷基”是指C1-C6烷基取代基,其中一个或多个氢原子被独立选择的卤素自由基所取代。C1-C6卤代烷基的非限制性实例包括氯甲基、1-溴乙基、氟甲基、二氟甲基、三氟甲基和1,1,1-三氟乙基。应当认识到,如果取代基被多于一个卤素自由基所取代,则那些卤素自由基可以是相同或不同的(除非另有说明)。
如在本文中所使用的,“卤素”或“卤素原子”可以是指氟、氯、溴或碘原子。
如在本文中所使用的,“雾度”可以是指透射光的百分数,其在通过样品时偏离入射光束(通过前向散射)。可以按照ASTM D 1003-07来测量百分数(%)雾度。
如在本文中所使用的,“杂芳基”可以是指任何芳族杂环,其可以包含可选地苯并稠合的具有选自N、O或S的1至3个杂原子的5或6元杂环。杂芳基的非限制性实例可以包括吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、吲哚基、咪唑基、噻唑基、异噻唑基、吡咯基、苯基吡咯基、呋喃基、苯基呋喃基、噁唑基、异噁唑基、吡唑基、噻吩基、苯并噻吩基、异二氢吲哚基(isoindolinyl)、苯并咪唑基、喹啉基、异喹啉基、1,2,3-三唑基、1-苯基-1,2,3-三唑基等。
如在本文中所使用的,“受阻酚稳定剂”可以是指3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸、十八烷基酯。
如在本文中所使用的,“熔体容积率(melt volume rate)”(MVR)可以是指聚合物在熔相中的流速,如通过ASTM 1238-10的方法所确定的。通过在指定的时间内在固定温度下并利用标准重量确定聚合物流过特定温度的毛细管的量来测量熔融聚合物的MVR。以立方厘米/10分钟为单位来表示MVR。在特定温度下聚合物的MVR值越高,则在上述特定温度下,上述聚合物的流量越大。
如在本文中所使用的,“百分数透射”或“%透射”可以是指透射光与入射光的比率并且可以按照ASTM D 1003-07来测量。
如在本文中所使用的,“PETS脱模剂”可以是指季戊四醇四硬脂酸酯脱模剂。
如在本文中所使用的,“亚磷酸酯稳定剂”可以是指三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
如在本文中所使用的,“聚碳酸酯”可以是指低聚物或聚合物,其包含通过碳酸酯键连接的一种或多种聚合物结构单元或单体的残基。
如在本文中所使用的,“直链或支链C1-C3烷基”或“直链或支链C1-C3烷氧基”可以是指甲基、乙基、正丙基、异丙基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基和异丙氧基。
除非另有说明,每种前述基团可以是未取代或取代的,条件是取代并不显着不利地影响化合物的合成、稳定性或使用。
如在本文中所使用的,术语“结构单元”和“单体”是可以互换的。
对于本文中数值范围的叙述,明确设想其间存在的具有相同精确度的每个中间数。例如,对于6-9的范围,则除6和9之外还设想数字7和8,以及对于6.0-7.0的范围,则明确设想数字6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9和7.0。
2.单体
本文披露的单体包括式(I)的茚满双酚单体,
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、x和y是如在发明内容中所描述的。
在某些实施方式中,R1和R2各自独立地是C1-C6烷基。在一种优选的实施方式中,R1是甲基以及R2是甲基。在另一种优选实施方式中,R1是甲基,R2是甲基,R3是氢,以及R4是氢。在另一种优选实施方式中,R1是甲基,R2是甲基,R3是氢,R4是氢,x为零,以及y为零。
在某些实施方式中,R1和R2各自独立地是氢或C1-C6烷基。在一种优选的实施方式中,R1和R2中的一个是C1-C6烷基以及另一个是氢。在另一种优选实施方式中,R1和R2中的一个是甲基以及另一个是氢。在另一种优选实施方式中,R1和R2中的一个是甲基以及另一个是氢,R3是氢,R4是氢,x为零,以及y为零。
在某些实施方式中,R1、R2、R3和R4各自独立地是C1-C6烷基。在一种优选的实施方式中,R1是甲基,R2是甲基,R3是甲基,以及R4是甲基。在另一种优选实施方式中,R1是甲基,R2是甲基,R3是甲基,R4是甲基,x为零,以及y为零。
在某些实施方式中,R1和R2中的至少一个不同于氢。在某些实施方式中,R1和R2均不同于氢。
式(I)的示例性单体单元包括但不限于:
4,4'-(3,3-二甲基-2,2-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚;
4,4'-(3-甲基-2,2,3-三氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚;
4,4'-(2,3,3-三甲基-2-氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚;以及
4,4'-(2,2,3,3-四甲基-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。
式(I)的单体可以含有不对称中心,因此可作为外消旋物和外消旋混合物、单一对映体、非对映体混合物和单独的非对映体。可以存在另外的不对称中心,其取决于在分子上的各种取代基的特性。每个这样的不对称中心将独立地产生两种旋光异构体,并且意图是本发明的范围包括在混合物中的所有可能的旋光异构体和非对映体以及作为纯的或部分纯化的化合物。本发明意在包括这些化合物的所有这样的异构体形式。
3.制备单体的方法
可以按照以下合成方案和方法来制备本文披露的单体,其示出了通过其可以制备单体的方式。
方案1
可以如在方案1中所描述的来制备式(I)的单体,其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、x和y是如在发明内容中所定义。在存在酸催化剂(例如,HCl、HBr、HI、BF3、HF、H2SO4、CH3SO3H、CF3CO2H)的情况下,用至少两当量的式(VII)的苯酚来处理式(VI)的茚酮将提供式(I)的单体。优选地,在存在硫醇促进剂(如3-巯基丙酸)的情况下进行上述反应。在一种优选的实施方式中,在存在3-巯基丙酸(“3-MPA”)和硫酸(“H2SO4”)的情况下进行上述反应。可以通过在烧瓶中加入式(VI)的茚酮、式(VII)的苯酚和3-MPA来制备反应混合物。可以缓慢(优选逐滴)加入硫酸,同时将反应保持在约25℃至约40℃的温度下,优选约30℃至约35℃。在硫酸的完全加入以后,可以升高反应温度,优选至约45℃至约65℃,更优选至约55℃,并搅拌足够的时间(例如,14小时),以提供式(I)的单体。可以通过技术人员已知的技术(例如,提取、沉淀、再结晶)来分离和纯化单体。
方案2
可以如在方案2中描述的来制备式(VI)的茚酮,其中R1、R2、R3、R4、R5和x是如在发明内容中所定义。在存在路易斯酸催化剂(例如,无水氯化铝(AlCl3)、氯化铁(III)(FeCl3))的情况下,用式(IX)的α,β-不饱和羧酸来处理式(VIII)的化合物,接着用式(X)的化合物骤冷,其中R4-X的X是离去基团或相反离子(例如,卤化物),将提供式(VI)的茚酮。可以通过冷却式(VIII)的化合物和式(IX)的化合物的溶液至约-10℃至约10℃的温度,优选约0℃,并其后缓慢添加路易斯酸催化剂,如无水氯化铝,来制备反应混合物。然后可以回流反应混合物足够的时间(例如,7-8小时)以提供式(VI)的茚酮。
式(VII)的酚是市售的,并且可以购买自,例如,Sigma-Aldrich(Milwaukee,Wis.)。可替换地,可以通过本领域技术人员已知的方法来制备式(VII)的酚。
在某些实施方式中,可以进一步改性产物,例如,通过取代基的操作。这些操作可以包括但不限于本领域技术人员通常已知的还原、氧化、有机金属交联、烷基化、酰基化和水解反应。在一些情况下,可以变化进行前述反应方案的顺序以促进反应或避免不需要的反应产物。
4.聚合物
本文披露的聚合物包括包含衍生自式(I)的单体的重复单元的聚合物。可以制备自式(I)的单体的聚合物包括但不限于聚碳酸酯;聚酯-聚碳酸酯;聚酯;聚酯酰胺;聚醚酰亚胺;聚醚;聚醚砜;聚环氧化物;聚碳酸酯-聚有机硅氧烷嵌段共聚物;包含芳族酯、碳酸酯和碳酸酯重复单元的共聚物;聚醚酮;以及它们的任何组合。
聚合物可以包含相同或不同的重复单元,其衍生自式(I)的一种或多种单体。聚合物可以包含一种或多种重复单元,其衍生自一种或多种其它单体化合物(“其它单体”)(例如第二、第三、第四、第五、第六等其它单体化合物)。
可以将式(I)的单体和其它单体随机并入聚合物。例如,可以以交替顺序并遵循统计分布来安排共聚物,统计分布独立于在聚合物链中存在的结构单元的摩尔比。无规共聚物可以具有一种结构,其可以通过式(I)的单体和其它单体(O-O)的若干嵌段序列(I-I)以及交替序列(I-O)或(O-I)的存在来指示,其遵循统计分布。在无规x:(1-x)共聚物中,其中x是其它单体的摩尔百分数以及1-x是式(I)的单体的摩尔百分数,利用例如通过13C NMR确定的峰面积值,可以计算每种单体的分布。
共聚物可以具有交替共聚物,其具有以重复序列安排的规则交变I和O单元(-I-O-I-O-I-O-I-O-)、或I和O单元(例如,具有式(I-O-I-O-O-I-I-I-I-O-O-O)n的周期共聚物)。共聚物可以是统计共聚物,其中单体残基的序列遵循统计规则。例如,如果在链中的特定点处发现给定类型单体残基的概率等于在链中上述单体残基的摩尔分数,那么聚合物可被称为真正的无规共聚物。共聚物可以是嵌段共聚物,其包含通过共价键连接的两种或更多种均聚物子单元(-I-I-I-I-I-O-O-O-O-O-)。均聚物子单元的联合可以要求中间的非重复子单元,称作连接嵌段。具有两种或三种不同的嵌段的嵌段共聚物分别被称为二嵌段共聚物和三嵌段共聚物。
包含衍生自式(I)的单体的重复单元的聚合物可以包括任何适宜摩尔%的衍生自式(I)的单体的单元。聚合物可以包含约1%至约100%、约5%至约95%、约10%至约90%、约15%至约85%、约20%至约80%、约25%至约75%、约30%至约70%、约35%至约65%、约40%至约60%或约45%至约55%摩尔%的式(I)的单体。在某些实施方式中,聚合物包含约30%至约100%摩尔%的式(I)的单体。在某些实施方式中,聚合物包含10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或100%摩尔%的式(I)的单体。在某些实施方式中,聚合物包含约32%、约45%、约55%、约65%或约100%摩尔%的式(I)的单体。
(A)聚碳酸酯
本文披露的聚合物包括包含衍生自式(I)的单体的重复单元的聚碳酸酯。聚碳酸酯包括均聚碳酸酯;以下共聚物,其包含在碳酸酯中的不同部分(称为“共聚碳酸酯”);以下共聚物,其包含碳酸酯单元和其它类型的聚合物单元如聚酯单元、聚硅氧烷单元;以及包含至少一种均聚碳酸酯和共聚碳酸酯的组合。
包含衍生自式(I)的单体的重复单元的聚碳酸酯可以特别可用于高温应用。因此,聚碳酸酯可以具有大于150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃或300℃的玻璃化转变温度(Tg),如利用差示扫描量热法所测得的。在某些实施方式中,聚碳酸酯具有约150℃至约230℃、或约170℃至约220℃的玻璃化转变温度。在某些实施方式中,聚碳酸酯具有约170℃、约180℃、约185℃、约190℃或约210℃的玻璃化转变温度。在某些实施方式中,聚碳酸酯具有168.1℃、179.83℃、182.2℃、186.9℃、189.8℃或209℃的玻璃化转变温度。聚碳酸酯可以呈现高于用双酚A(BPA)均聚物所达到的水平的耐热性。在一种实施方式中,聚碳酸酯必须具有大于170℃的玻璃化转变温度。
包含衍生自式(I)的单体的重复单元的聚碳酸酯可以具有约1,500至约150,000g/mol[±1,000g/mol]、约10,000至约125,000g/mol[±1,000g/mol]、约50,000至约100,000g/mol[±1,000g/mol]或约75,000至约90,000g/mol[±1,000g/mol]的重均分子量(Mw)。在某些实施方式中,聚碳酸酯具有约5,000至约50,000g/mol[±1,000g/mol]、约10,000至约30,000g/mol[±1,000g/mol]、约15,000至约25,000g/mol[±1,000g/mol]或约17,000至约23,000g/mol[±1,000g/mol]的重均分子量。在某些实施方式中,聚碳酸酯具有约17,000g/mol[±1,000g/mol]、约18,000g/mol[±1,000g/mol]、约19,000g/mol[±1,000g/mol]、约20,000g/mol[±1,000g/mol]、约21,000g/mol[±1,000g/mol]、约22,000g/mol[±1,000g/mol]、或约23,000g/mol[±1,000g/mol]的重均分子量。在某些实施方式中,聚碳酸酯具有17,087、17,466、18,780、19,964、20,140、20,318、20,533、21,029、22,477、23,303或23,413的重均分子量。可以利用凝胶渗透色谱法(GPC)并利用交联的苯乙烯-二乙烯基苯柱来进行分子量测定,以及相对于聚碳酸酯参比物加以校准。可以以约1mg/ml的浓度来制备样品,并以约1.0ml/min的流率加以洗脱。
包含衍生自式(I)的单体的重复单元的聚碳酸酯可以具有约1.0至约10.0、约2.0至约7.0、或约2.5至约5.0的多分散指数(PDI)。在某些实施方式中,聚碳酸酯具有约2.50、约3.00、约3.50、约4.00、约4.50或约5.00的PDI。在某些实施方式中,聚碳酸酯具有2.64、2.70、2.83、2.99、3.02、3.29、3.40、3.48、3.77、4.80或4.92的PDI。
包含衍生自式(I)的单体的重复单元的聚碳酸酯可以具有熔体体积流动速率(通常缩写为MVR),其度量在规定的温度和载荷下组合物通过孔口的挤压速率。在某些实施方式中,聚碳酸酯可以具有2至70的MVR,具体地4至60,其中利用ASTM D1238方法、2.16kg载荷、330℃温度、360秒驻留时间。
包含衍生自式(I)的单体的重复单元的聚碳酸酯可以具有2重量%至90重量%、5重量%至25重量%、10重量%至30重量%、15重量%至35重量%、20重量%至40重量%、25重量%至45重量%、30重量%至50重量%、35重量%至55重量%、40重量%至60重量%、45重量%至65重量%、55重量%至70%重量%、60重量%至75重量%、50重量%至80重量%或50重量%至90重量%的生物含量。可以按照ASTM D6866来测量生物含量。
(i)均聚碳酸酯
聚碳酸酯可以是衍生自式(I)的单体的均聚碳酸酯。上述均聚碳酸酯可以包括式(1)的重复结构单元:
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、x和y是如在发明内容中所定义。
在某些实施方式中,R1和R2各自独立地是C1-C6烷基。在一种优选的实施方式中,R1是甲基以及R2是甲基。在另一种优选实施方式中,R1是甲基,R2是甲基,R3是氢,以及R4是氢。在另一种优选实施方式中,R1是甲基,R2是甲基,R3是氢,R4是氢,x为零,以及y为零。
在某些实施方式中,R1和R2各自独立地是氢或C1-C6烷基。在一种优选的实施方式中,R1和R2中的一个是C1-C6烷基以及另一个是氢。在另一种优选实施方式中,R1和R2中的一个是甲基以及另一个是氢。在另一种优选实施方式中,R1和R2中的一个是甲基以及另一个是氢,R3是氢,R4是氢,x为零,以及y为零。
在某些实施方式中,R1、R2、R3和R4各自独立地是C1-C6烷基。在一种优选的实施方式中,R1是甲基,R2是甲基,R3是甲基,以及R4是甲基。在另一种优选实施方式中,R1是甲基,R2是甲基,R3是甲基,R4是甲基,x为零,以及y为零。
(ii)共聚碳酸酯
聚碳酸酯可以是共聚碳酸酯,其包括式(1)的重复单元(如上所述)、和至少一个不同于式(1)的重复单元的重复单元(第二重复单元)。第二重复单元可以具有式(2):
其中R100可以包含任何适宜的有机基团,如脂族、脂环族或芳族基团、或它们的任何组合。在某些实施方式中,在式(2)的碳酸酯单元中的R100可以是C6-C36芳族基团,其中至少一个部分是芳族基(芳族部分,芳族,aromatic)。在某些实施方式中,R100可以衍生自式(I)的单体单元。在其它实施方式中,R100可以衍生自不同于式(I)的单体单元的单体单元。
在某些实施方式中,每个R100可以是芳族有机基团,例如,式(3)的基团:
-A1-Y1-A2-(3)
其中每个A1和A2是单环二价芳基以及Y1是具有分开A1和A2的一个或两个原子的桥连基。例如,一个原子可以分开A1和A2,这些基团的说明性实例包括-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-C(O)-、亚甲基、环己基-亚甲基、2-[2.2.1]-二环庚叉基、乙叉基、异丙叉基、新戊叉基、环己叉基、环十五烷叉基、环十二烷叉基和金刚烷叉基。Y1的桥连基可以是烃基或饱和烃基如亚甲基、环己叉基或异丙叉基。
每个R100可以衍生自二羟基单体单元。二羟基单体单元可以具有式(4):
HO-A1-Y1-A2-OH(4)
其中每个A1和A2是单环二价芳基以及Y1是具有分开A1和A2的一个或多个原子的桥连基。例如,一个原子可以分开A1和A2,这些基团的说明性实例包括-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-C(O)-、亚甲基、环己基-亚甲基、2-[2.2.1]-二环庚叉基、乙叉基、异丙叉基、新戊叉基、环己叉基、环十五烷叉基、环十二烷叉基和金刚烷叉基。Y1的桥连基可以是烃基或饱和烃基如亚甲基、环己叉基或异丙叉基。
式(4)的二羟基单体单元可以包括通式(5)的双酚化合物:
其中Xa可以是连接两个羟基取代的芳族基团的桥连基,其中桥连基和每个C6亚芳基的羟基取代基被彼此安排在C6亚芳基上的邻、间或对位(尤其是对位)。例如,桥连基Xa可以是单键、-O-、-S-、-C(O)-或C1-C18有机基团。C1-C18有机桥连基可以是环状或无环、芳族或非芳族的,并且可以进一步包含杂原子如卤素、氧、氮、硫、硅或磷。可以安排C1-C18有机基团以使与其相连的C6亚芳基被各自连接于共同的烷叉基碳或连接于C1-C18有机桥连基的不同的碳。Ra和Rb可以各自表示卤素、C1-C12烷基或它们的组合。例如,Ra和Rb可以各自是C1-C3烷基,尤其是甲基,其被安排在每个亚芳基上的羟基的间位。指示(e)是0或1。数字p和q各自独立地是0至4的整数。应该理解的是,当p是0时Ra是氢,以及同样地当q是0时Rb是氢。
在某些实施方式中,Xa可以是取代或未取代的C3-C18环烷叉基、式-C(Rc)(Rd)-的C1-C25烷叉基,其中Rc和Rd各自独立地是氢、C1-C12烷基、C1-C12环烷基、C7-C12芳烷基、C1-C12杂烷基、或环状C7-C12杂芳烷基、或式-C(=Re)-的基团,其中Re是二价C1-C12烃基。这可以包括亚甲基、环己基亚甲基、乙叉基、新戊叉基、和异丙叉基、以及2-[2.2.1]-二环庚叉基、环己叉基、环戊叉基、环十二烷叉基和金刚烷叉基。其中Xa是取代的亚环烷基的具体实例是式(6)的亚环己基-桥接的、烷基取代的双酚:
其中Ra'和Rb'各自独立地是C1-C12烷基,Rg是C1-C12烷基或卤素,r和s各自独立地是1至4,以及t是0至10。可以间位于环己叉基桥连基来安排Ra'和Rb'。当包含适当数目的碳原子时,取代基Ra'、Rb'和Rg可以是直链、环状、双环、支链、饱和或不饱和的。例如,Ra'、Rb'和Rg可以各自独立地是C1-C4烷基,r和s各自是1,以及t是0至5。在另一个实施例中,Ra'、Rb'和Rg可以各自是甲基,r和s各自是1,以及t是0或3。环己叉基桥接的双酚可以是两摩尔的邻甲酚与一摩尔的环己酮的反应产物。在另一个实施例中,环己叉基桥接的双酚可以是两摩尔的甲酚与一摩尔的氢化异佛尔酮(例如,1,1,3-三甲基-3-环己烷-5-酮)的反应产物。这样的包含环己烷的双酚,例如两摩尔的苯酚与一摩尔的氢化异佛尔酮的反应产物,可用于制备具有高玻璃化转变温度和高热变形温度的聚碳酸酯。包含环己基双酚的聚碳酸酯、或包含前述项的至少一种与其它双酚聚碳酸酯的组合是由Bayer Co.并以APECTM商标名称加以提供。
Xa可以是C1-C18亚烷基、C3-C18环亚烷基、稠合的C6-C18环亚烷基、或式-B1-W-B2-的基团,其中B1和B2是相同或不同的C1-C6亚烷基以及W是C3-C12环烷叉基或C6-C16亚芳基。
在另一个实施例中,Xa可以是式(7)的取代的C3-C18环烷叉基:
其中Rr、Rp、Rq和Rt各自独立地是氢、卤素、氧或C1-C12有机基团;I是直接键、碳或二价氧、硫或-N(Z)-,其中Z是氢、卤素、羟基、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C6-C12芳基或C1-C12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的至少两个一起是稠合的环脂族、芳族或杂芳环。应该理解的是,在稠环是芳族的情况下,如式(7)所示的环将具有不饱和碳-碳键,其中环是稠合的。当i是0,h是0,以及k是1时,如式(7)所示的环包含4个碳原子;当i是0,h是0,以及k是2时,如所示的环包含5个碳原子;以及当i是0,h是0,以及k是3时,环包含6个碳原子。在一个实施例中,两个相邻基团(例如,Rq和Rt一起)形成芳族基团,以及在另一种实施方式中,Rq和Rt一起形成一个芳族基团以及Rr和Rp一起形成第二芳族基团。当Rq和Rt一起形成芳族基团时,Rp可以是双键氧原子,即,酮。
其它有用的二羟基单体单元包括式(8)的芳族二羟基化合物:
其中每个Rh独立地是卤素原子、C1-C10烃基如C1-C10烷基、卤素取代的C1-C10烃基如卤素取代的C1-C10烷基,以及n是0至4。卤素(当存在时)通常是溴。
双酚型二羟基芳族化合物可以包括以下:4,4'-二羟基联苯、1,6-二羟基萘、2,6-二羟基萘、二(4-羟基苯基)甲烷、二(4-羟基苯基)二苯基甲烷、二(4-羟基苯基)-1-萘基甲烷、1,2-二(4-羟基苯基)乙烷、1,1-二(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷、2-(4-羟基苯基)-2-(3-羟基苯基)丙烷、二(4-羟基苯基)苯基甲烷、2,2-二(4-羟基-3-溴苯基)丙烷、1,1-二(羟基苯基)环戊烷、1,1-二(4-羟基苯基)环己烷、1,1-二(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷、1,1-二(4-羟基苯基)异丁烯、1,1-二(4-羟基苯基)环十二烷、反式-2,3-二(4-羟基苯基)-2-丁烯、2,2-二(4-羟基苯基)金刚烷、(α,α'-二(4-羟基苯基)甲苯、二(4-羟基苯基)乙腈、2,2-二(3-甲基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-二(3-乙基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-二(3-正丙基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-二(3-异丙基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-二(3-仲丁基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-二(3-叔丁基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-二(3-环己基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-二(3-烯丙基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-二(3-甲氧基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-二(4-羟基苯基)六氟丙烷、1,1-二氯-2,2-二(4-羟基苯基)乙烯、1,1-二溴-2,2-二(4-羟基苯基)乙烯、1,1-二氯-2,2-二(5-苯氧基-4-羟基苯基)乙烯、4,4'-二羟基二苯甲酮、3,3-二(4-羟基苯基)-2-丁酮、1,6-二(4-羟基苯基)-1,6-己二酮、乙二醇二(4-羟基苯基)醚、二(4-羟基苯基)醚、二(4-羟基苯基)硫醚、二(4-羟基苯基)亚砜、二(4-羟基苯基)砜、9,9-二(4-羟基苯基)芴、2,7-二羟基芘、6,6'-二羟基-3,3,3',3'-四甲基螺(二)茚满("螺二茚满双酚")、3,3-二(4-羟基苯基)苯酞、2,6-二羟基二苯并对二噁英、2,6-二羟基噻蒽、2,7-二羟基噻噁(phenoxathin)、2,7-二羟基-9,10-二甲基吩嗪、3,6-二羟基二苯并呋喃、3,6-二羟基二苯并噻吩和2,7-二羟基咔唑等、以及包含前述二羟基芳族化合物的至少一种的组合。
由式(4)表示的双酚化合物的类型的实例可以包括1,1-二(4-羟基苯基)甲烷、1,1-二(4-羟基苯基)乙烷、2,2-二(4-羟基苯基)丙烷(还被称为"双酚A"或"BPA")、2,2-二(4-羟基苯基)丁烷、2,2-二(4-羟基苯基)辛烷、1,1-二(4-羟基苯基)丙烷、1,1-二(4-羟基苯基)正丁烷、2,2-二(4-羟基-1-甲基苯基)丙烷、1,1-二(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷、3,3-二(4-羟基苯基)苯并[c]吡咯酮、2-苯基-3,3-二(4-羟基苯基)苯并[c]吡咯酮("PPPBP")、9,9-二(4-羟基苯基)芴和1,1-二(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷("DMBPC")。还可以使用包含前述二羟基芳族化合物的至少一种的组合。
式(4)的二羟基化合物可以是用于高温应用的以下式(9):
其中R13和R15各自独立地是卤素或C1-C6烷基,R14是C1-C6烷基、苯基、或用至多达5个卤素取代的苯基、或C1-C6烷基,以及c是0至4。在一种具体实施方式中,R14是C1-C6烷基或苯基。在又一种实施方式中,R14是甲基或苯基。在另一种具体实施方式中,每个c是0。
式(4)的二羟基化合物可以是用于高温应用的以下式(10):
(还称为3,3-二(4-羟基苯基)-2-苯基异吲哚啉-1-酮(PPPBP))。
可替换地,式(4)的二羟基化合物可以是用于高温应用的以下式(11):
(还称为4,4'-(1-苯基乙烷-1,1-二基)联苯酚(双酚AP)或1,1-二(4-羟基苯基)-1-苯基-乙烷)。
可替换地,式(4)的二羟基化合物可以是用于高温应用的以下式(12):
4,4’-(3,3,5-三甲基环己烷-1,1-二基)二苯酚
(双酚TMC)或1,1-二(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷)。
可以将高Tg赋予聚碳酸酯(作为共聚碳酸酯)的其它二羟基化合物是具有金刚烷单元的二羟基化合物,如在美国专利号7,112,644和美国专利号3,516,968中描述的,其以引用方式完全结合于本文。具有金刚烷单元的化合物可以具有用于高温应用的以下式(13)的重复单元:
其中R1表示卤素原子、具有1至6个碳原子的烷基、具有1至6个碳原子的烷氧基、具有6至12个碳原子的芳基、具有7至13个碳原子的芳基取代的烯基、或具有1至6个碳原子的氟烷基;R2表示卤素原子、具有1至12个碳原子的烷基、具有1至12个碳原子的烷氧基、具有6至12个碳原子的芳基、具有7至13个碳原子的芳基取代的烯基、或具有1至12个碳原子的氟烷基;m表示0至4的整数;以及n表示0至14的整数。
可以将高Tg赋予聚碳酸酯(共聚碳酸酯)的其它二羟基化合物是具有芴单元的二羟基化合物,如在美国专利号7,244,804中描述的。一种这样的包含芴单元的二羟基化合物是由用于高温应用的以下式(14)来表示:
其中R1至R4各自独立地是氢原子,具有1至9个碳原子的烃基,其可以包含芳族基团,或卤素原子。
(iii)包含异山梨醇(isosorbide)的聚碳酸酯
聚碳酸酯可以是共聚物,其包含如上所述的式(1)的重复单元、和其它类型的聚合物单元如包含异山梨醇的聚碳酸酯单元。在某些实施方式中,式(2)的R100可以衍生自来自异山梨醇的单体单元。可选地,聚碳酸酯可以包含衍生自式(I)的单体的重复单元、衍生自式(4)的单体的重复单元、和衍生自来自异山梨醇的单体单元的重复单元。衍生自异山梨醇的单体单元可以是式(15)的异山梨醇-双酚单元:
其中R1是异山梨醇单元以及R2-R9各自独立地是氢、卤素、C1-C6烷基、甲氧基、乙氧基或烷基酯。
R1异山梨醇单元可以由式(16)来表示:
异山梨醇单元可以衍生自异山梨醇、异山梨醇的混合物、异山梨醇的异构体的混合物和/或衍生自异山梨醇的个别异构体。对于式(16)的基于异山梨醇的碳酸酯单元的立体化学性能没有特别的限制。
R1异山梨醇单元可以衍生自通式(17)的异山梨醇:
并且可以是单一的二醇异构体或二醇异构体的混合物。对于式(17)的异山梨醇的立体化学性能也没有特别的限制。可以通过相应的己糖醇的脱水来制备这些二醇。由相应的糖(己醛糖)来商业生产己糖醇。式(17)的脂族二醇包括式(18)的1,4:3,6-二脱水-D山梨醇;式(19)的1,4:3,6-二脱水-D甘露糖醇;以及式(20)的1,4:3,6-二脱水-L艾杜糖醇;以及它们的任何组合。异山梨醇可商业上获自各种化学品供应商,包括Cargill、Roquette和Shanxi。
式(17)的二醇可以是所期望的,这是因为它是刚性的、化学和热稳定的脂族二醇,其可以用来产生较高Tg共聚物。异山梨醇-双酚可以具有8至11的pKa。
(iv)聚酯-聚碳酸酯
聚碳酸酯可以是以下共聚物,其包含如上所述的式(1)的重复单元、以及其它类型的聚合物单元如聚酯单元。一种具体类型的共聚物可以是聚酯-聚碳酸酯。聚酯-聚碳酸酯可以包含如上所述的式(1)的重复单元和式(21a)的重复酯单元:
其中式(21a)的O-D-O是二价基团,其衍生自二羟基化合物,以及D可以是,例如,包含C6-C20芳族基团的一个或多个烷基、或一个或多个C6-C20芳族基团、C2-C10亚烷基、C6-C20脂环族基团、C6-C20芳族基团或聚氧化烯基团,其中亚烷基包含2至约6个碳原子,具体地2、3或4个碳原子。D可以是具有直链、支链或环状(包括多环)结构的C2-C30亚烷基。O-D-O可以衍生自式(I)的单体(如上所述)。O-D-O可以衍生自式(4)的芳族二羟基化合物(如上所述)。O-D-O可以衍生自式(5)的芳族二羟基化合物(如上所述)。O-D-O可以衍生自式(15)的芳族二羟基化合物(如上所述)。
可选地,除式(1)的碳酸酯重复单元之外,聚酯-聚碳酸酯还可以包含式(2)的碳酸酯重复单元。可选地,聚酯-聚碳酸酯可以包含式(2)的碳酸酯重复单元、以及衍生自式(I)的单体和二酸的聚酯重复单元。可选地,聚酯-聚碳酸酯可以包含碳酸酯重复单元,其衍生自不同于式(I)的单体的单体,以及聚酯重复单元可以衍生自式(I)的单体。
在聚酯-聚碳酸酯中酯单元与碳酸酯单元的摩尔比率可以广泛变化,例如1:99至99:1,具体地10:90至90:10,更具体地25:75至75:25,可选地被扩大,其取决于最终组合物的所期望的性能。
式(21a)的T可以是衍生自二羧酸的二价基团,并且可以是,例如,C2-C10亚烷基、C6-C20脂环族基团、C6-C20烷基芳族基团、C6-C20芳族基团、或衍生自二羟基化合物或它们的化学等同物的C6-C36二价有机基团。T可以是脂族基团,其中在聚(脂族酯)-聚碳酸酯共聚物中碳酸酯单元与式(21a)的酯单元的摩尔比率是99:1至60:40;以及,基于聚合物成分的总重量,0.01至10重量百分数的包含聚合物的化合物。T可以衍生自C6-C20直链脂族α-ω二羧酸酯。
从其衍生在式(21a)的酯单元中T基团的二酸包括具有6至约36个碳原子(可选地6至20个碳原子)的脂族二羧酸。C6-C20直链脂族α-ω二羧酸可以是己二酸、癸二酸、3,3-二甲基己二酸、3,3,6-三甲基癸二酸、3,3,5,5-四甲基癸二酸、壬二酸、十二烷二酸、二聚酸、环己烷二羧酸、二甲基环己烷二羧酸、降冰片烷二羧酸、金刚烷二羧酸、环己烯二羧酸、或C14、C18和C20二酸。
可以通过式(21b)来进一步描述式(21a)的聚酯-聚碳酸酯的酯单元,其中T是(CH2)m,其中m是4至40。
饱和脂族α-ω二羧酸可以是己二酸、癸二酸或十二烷二酸。癸二酸是具有以下式(22)的二羧酸:
癸二酸具有202.25克/摩尔的分子质量,1.209g/cm3的密度(25℃),以及294.4℃的熔点(在100mmHg下)。癸二酸提取自在天然存在的蓖麻籽中发现的蓖麻籽油。
可以用来制备聚酯单元的芳族二羧酸的其它实例包括间苯二甲酸或对苯二甲酸、1,2-二(对羧基苯基)乙烷、4,4'-二羧基二苯醚、4,4'-二苯甲酸、以及包含前述酸的至少一种的组合。还可以存在包含稠环的酸,如在1,4-、1,5-或2,6-萘二羧酸中。具体二羧酸可以是对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二羧酸、环己烷二羧酸或它们的组合。具体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约91:9至约2:98。
式(21a)的重复单元的D还可以是C2-C6亚烷基以及T可以是对亚苯基、间亚苯基、萘、二价脂环族基团或它们的组合。此类聚酯包括聚(亚烷基对苯二甲酸酯)。
还可以采用二酸的混合物。应当指出的是,虽然被称为二酸,但可以采用任何酯前体如酰基卤,具体地酰基氯,以及二酸的二芳族酯如联苯,例如癸二酸的二苯酯。关于前面提到的二酸碳原子数目,这并不包括其可以被包括在酯前体部分(例如联苯)中的任何碳原子。可能是期望的是,至少4、5或6个碳键分开酸基。这可以减少不希望的和不想要的环状物质的形成。
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(或它们的衍生物)的组合与间苯二酚(雷琐酚,resorcinol)的反应。在另一种实施方式中,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。在一种实施方式中,聚碳酸酯单元可以衍生自双酚A。在另一种具体实施方式中,聚碳酸酯单元可以衍生自间苯二酚和双酚A,其中间苯二酚碳酸酯单元与双酚A碳酸酯单元的摩尔比率为1:99至99:1。
有用的聚酯可以包括芳族聚酯、聚(亚烷基酯),包括聚(亚烷基芳基化物)和聚(环亚烷基二酯)。芳族聚酯可以具有按照式(21a)的聚酯结构,其中D和T各自是芳族基团(如上文所述)。有用的芳族聚酯可以包括,例如,聚(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚)酯、聚(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-双酚A)酯、聚[(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚)酯-共聚-(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-双酚A)]酯、或包含它们的至少一种的组合。
按照ASTM-D-6866,基于从其衍生的组合物,聚酯-聚碳酸酯可以具有至少2重量%、至少3重量%、至少4重量%、至少5重量%、至少6重量%、至少7重量%、至少8重量%、至少9重量%、至少10重量%、至少11重量%、至少12重量%、至少13重量%、至少14重量%、至少15重量%、至少16重量%、至少17重量%、至少18重量%、至少19重量%、至少20重量%、至少25重量%、至少30重量%、至少35重量%、至少40重量%、至少45重量%、至少50重量%、至少55重量%、至少60重量%、或至少65重量%的生物含量。聚合物或从其衍生的任何组合物可以具有至少5.0重量百分数的癸二酸含量。
(v)聚碳酸酯聚硅氧烷共聚物
聚碳酸酯可以是共聚物,其包含式(1)的重复单元(如上所述)、和其它类型的聚合物单元如聚硅氧烷单元。式(1)的碳酸酯单元可以衍生自式(I)的一种或多种单体。可选地,聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的聚碳酸酯结构单元可以进一步包含碳酸酯单元,其衍生自其它单体,如式(4)、式(5)和/或式(15)(如上所述)的单体。
聚硅氧烷结构单元可以衍生自含硅氧烷的二羟基化合物(在本文中还称为"羟芳基封端的聚硅氧烷"),其含有式(23)的二有机硅氧烷单元嵌段:
其中每个R是相同或不同的,并且是C1-C13单价有机基团。例如,R可以是C1-C13烷基、C1-C13烷氧基、C2-C13烯基、C2-C13烯氧基、C3-C6环烷基、C3-C6环烷氧基、C6-C14芳基、C6-C10芳氧基、C7-C13芳烷基、C7-C13芳烷氧基、C7-C13烷基芳基、或C7-C13烷基芳氧基。可以用氟、氯、溴、或碘或它们的组合来完全或部分卤化前述基团。在一种实施方式中,在期望透明聚碳酸酯的情况下,R并不包含任何卤素。在相同的聚碳酸酯中可以使用前述R基团的组合。
在式(23)中E的值可以有很大的不同,其取决于在聚碳酸酯中每种不同的单元的类型和相对量、聚碳酸酯的所期望的性能、以及类似考虑因素。通常,E可以具有约2至约1,000,具体地约2至约500,更具体地约2至约100的平均值。在一种实施方式中,E具有约4至约90,具体地约5至约80,以及更具体地约10至约70的平均值。在E具有较低值,例如,小于约40的情况下,可以期望使用相对更大量的含有聚硅氧烷的单元。反过来,在E具有较高值,例如,大于约40的情况下,可以期望使用相对较低量的含有聚硅氧烷的单元。
在一种实施方式中,通过式(24)的重复结构单元来提供聚硅氧烷嵌段:
其中E是如上文所定义;每个R是相同或不同的,并且是如上文所定义;以及每个Ar是相同或不同的,并且Ar是一个或多个C6-C30芳族基团,或一个或多个含有C6-C30芳族基团的烷基,其中键直接连接于芳族部分。在式(24)中的-O-Ar-O-基团可以是,例如,C6-C30二羟基芳族化合物。还可以使用包含前述二羟基芳族化合物的至少一种的组合。示例性二羟基芳族化合物是1,1-二(4-羟基苯基)甲烷、1,1-二(4-羟基苯基)乙烷、2,2-二(4-羟基苯基)丙烷、2,2-二(4-羟基苯基)丁烷、2,2-二(4-羟基苯基)辛烷、1,1-二(4-羟基苯基)丙烷、1,1-二(4-羟基苯基)正丁烷、2,2-二(4-羟基-1-甲基苯基)丙烷、1,1-二(4-羟基苯基)环己烷、二(4-羟基苯基硫醚)、1,1-二(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷、以及1,1-二(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷、或包含前述二羟基化合物的至少一种的组合。
包含上述单元的聚碳酸酯可以衍生自式(25)的相应的二羟基化合物:
其中Ar和E是如上所述。可以在相转移条件下通过二羟基芳族化合物与例如α,ω-二乙酰氧基-聚二有机硅氧烷低聚物的反应来获得式(25)的化合物。式(25)的化合物还可以获自在存在酸清除剂的情况下二羟基芳族化合物与例如α,ω二氯聚二甲基硅氧烷低聚物的缩合产物。
在一种具体实施方式中,来自式(25)的Ar衍生自间苯二酚,以及聚二有机硅氧烷重复单元是式(26)的二羟基芳族化合物:
或者其中Ar衍生自双酚A,以及聚二有机硅氧烷重复单元是式(27)的二羟基芳族化合物:
其中E具有20至75的平均值。
在另一种实施方式中,聚二有机硅氧烷嵌段包含式(28)的单元:
其中R和E是如上所述,以及每个R6独立地是二价C1-C30有机基团如C1-C30烷基、C1-C30芳基或C1-C30烷基芳基。对应于式(28)的聚硅氧烷嵌段衍生自式(29)的相应的二羟基化合物:
其中R和E以及R6是如针对式(28)所描述的。
在一种具体实施方式中,聚二有机硅氧烷嵌段衍生自具有结构(30)的聚硅氧烷单体:
其中E是20至75的平均值。
在另一种具体实施方式中,聚二有机硅氧烷嵌段衍生自具有结构(31)的聚硅氧烷单体:
其中E是20至75的平均值。
在一种具体实施方式中,通过式(32)的重复结构单元来提供聚二有机硅氧烷嵌段:
其中R和E是如上所定义。在式(32)中的R7是二价C2-C8脂族基团。在式(32)中的每个M可以是相同或不同的,并且是卤素、氰基、硝基、C1-C8烷硫基、C1-C8烷基、C1-C8烷氧基、C2-C8烯基、C2-C8烯氧基、C3-C8环烷基、C3-C8环烷氧基、C6-C10芳基、C6-C10芳氧基、C7-C12芳烷基、C7-C12芳烷氧基、C7-C12烷基芳基或C7-C12烷基芳氧基,其中每个n独立地是0、1、2、3或4。
在一种实施方式中,式(32)的M是溴基或氯基,烷基如甲基、乙基或丙基,烷氧基如甲氧基、乙氧基或丙氧基,或芳基如苯基、氯苯基或甲苯基;n是0至4;R7是二亚甲基、三亚甲基或四亚甲基;以及R是C1-C8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。在另一种实施方式中,R是甲基,或甲基和三氟丙基的组合,或甲基和苯基的组合。在又一种实施方式中,M是甲氧基,n是1,R7是二价C1-C3脂族基团,以及R是甲基。
包含式(32)的单元的聚硅氧烷-聚碳酸酯可以衍生自相应的二羟基聚二有机硅氧烷(33):
其中每个R、E、M、R7和n是如上所述。可以通过在式(34)的氢化硅氧烷和脂族不饱和一元酚之间进行铂催化加成来制备上述二羟基聚硅氧烷:
其中R和E是如先前所定义的。示例性脂族不饱和一元酚包括,例如,丁子香酚、2-烯丙基苯酚、4-烯丙基-2-甲基苯酚、4-烯丙基-2-苯基苯酚、4-烯丙基-2-溴苯酚、4-烯丙基-2-叔丁氧基苯酚、4-苯基-2-苯基苯酚、2-甲基-4-丙基苯酚、2-烯丙基-4,6-二甲基苯酚、2-烯丙基-4-溴-6-甲基苯酚、2-烯丙基-6-甲氧基-4-甲基苯酚、4-烯丙基苯酚和2-烯丙基-4,6-二甲基苯酚。还可以使用包含前述项的至少一种的组合。
(vi)制备聚碳酸酯的方法
可以通过方法如界面聚合和熔融聚合来制备聚碳酸酯。通常利用界面聚合来制造高Tg共聚碳酸酯。虽然用于界面聚合的反应条件可以变化,但示例性过程通常涉及将一种或多种二元酚反应物,如式(I)的单体溶解或分散在含水苛性钠或苛性钾中,将得到的混合物加入水不混溶的溶剂介质,以及在存在催化剂如,例如,叔胺或相转移催化剂的情况下,在受控pH条件下,例如8至11,使反应物接触碳酸酯前体。最常用的与水不混溶的溶剂包括二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯苯、甲苯等。
示例性碳酸酯前体可以包括,例如,碳酰卤如碳酰二溴或碳酰二氯(还称为光气),或卤代甲酸酯如二元酚的二卤代甲酸酯(例如,双酚A的二氯甲酸酯、氢醌等),或乙二醇(例如,乙二醇的二卤代甲酸酯、新戊二醇、聚乙二醇等)。还可以使用包含前述类型的碳酸酯前体的至少一种的组合。在某些实施方式中,碳酸酯前体是光气、三光气、二酰基卤化物、二卤代甲酸酯、二氰酸酯、二酯、二环氧化物、二芳基碳酸酯、二酐、二羧酸、二酰基氯或它们的任何组合。用来形成碳酸酯键的界面聚合反应可以使用光气作为碳酸酯前体,并且被称为光气化反应。
在可以使用的叔胺中有脂族叔胺如三乙胺、三丁胺,脂环族胺如N,N-二乙基、环己胺,以及芳族叔胺如N,N-二甲基苯胺。
在可以使用的相转移催化剂中有式(R30)4Q+X的催化剂,其中每个R30是相同或不同的,并且是C1-C10烷基;Q是氮或磷原子;以及X是卤素原子、C1-C8烷氧基、或C6-C18芳氧基。示例性相转移催化剂包括,例如,[CH3(CH2)3]4NX、[CH3(CH2)3]4PX、[CH3(CH2)5]4NX、[CH3(CH2)6]4NX、[CH3(CH2)4]4NX、CH3[CH3(CH2)3]3NX和CH3[CH3(CH2)2]3NX,其中X是Cl-、Br-、C1-C8烷氧基或C6-C18芳氧基。基于在光气化混合物中的双酚的重量,相转移催化剂的有效量可以是0.1至10wt%。例如,基于在光气化混合物中的双酚的重量,相转移催化剂的有效量可以是0.5至2wt%。
可以通过熔融聚合过程来制备聚碳酸酯。通常,在熔融聚合过程中,在存在酯交换催化剂的情况下,通过在熔融状态下共反应二羟基反应物(例如,脂族二醇和/或脂族二酸、和任何另外的二羟基化合物)和碳酸二芳酯,如碳酸二苯酯,或更具体地,在一种实施方式中,活化碳酸酯如碳酸二(甲基水杨基)酯,来制备聚碳酸酯。可以在典型的聚合设备中,如一个或多个连续搅拌反应器(CSTR)、活塞流反应器、丝润湿落型(wire wettingfall)聚合器、自由下落聚合器、刮膜式聚合器、BANBURYTM混合器、单或双螺杆挤出机或前述项的组合,进行反应。通过蒸馏从熔融反应物除去挥发性一元酚,并将聚合物分离为熔融残余物。用于制备聚碳酸酯的特别有用的熔融过程使用在芳基上具有吸电子取代基的碳酸二芳酯。特别有用的具有吸电子取代基的碳酸二芳酯的实例包括二(4-硝基苯基)碳酸酯、二(2-氯苯基)碳酸酯、二(4-氯苯基)碳酸酯、二(甲基水杨基)碳酸酯、二(4-甲基羧基苯基)碳酸酯、二(2-乙酰基苯基)羧酸酯、二(4-乙酰基苯基)羧酸酯或包含前述项的至少一种的组合。
可以以固态形式或以熔融形式将用于利用活化芳族碳酸酯的聚合反应的反应物装入反应器。可以在惰性气体气氛(如氮气气氛)下,在用于聚合的反应条件下,最初将反应物加入反应器,并随后混合这些材料。还可以在聚合反应的稍后阶段,加入一种或多种反应物。通过本领域中已知的任何方法,如通过搅拌,进行反应混合物的混合。反应条件包括时间、温度、压力以及影响反应物聚合的其它因素。通常,相对于单体单元化合物的总摩尔,以0.8至1.3的摩尔比,和更优选0.9至1.3,以及其间存在的所有子范围,添加活化芳族碳酸酯。在一种具体实施方式中,活化芳族碳酸酯与单体单元化合物的摩尔比率是1.013至1.29,具体地1.015至1.028。
(vii)封端剂
将所有类型的聚碳酸酯端基设想为可用于聚碳酸酯,包括高和低Tg聚碳酸酯,条件是这样的端基并不显著不利地影响组合物的所期望的性能。封端剂(还被称为链终止剂)可以用来限制分子量增长率,并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类化合物(即,具有单个自由羟基的苯基化合物)、一元羧酸酰氯、和/或单氯甲酸酯。通过苯酚和C1-C22烷基取代的苯酚如对枯基苯酚、间苯二酚单苯甲酸酯和对叔丁基苯酚、甲酚、以及二酚的单醚,如对甲氧基苯酚,举例说明酚类链终止剂。示例性链终止剂还包括氰基苯酚,如例如,4-氰基苯酚、3-氰基苯酚、2-氰基苯酚、和聚氰基苯酚。可以特别使用具有包含8至9个碳原子的支链烷基取代基的烷基取代的苯酚。可以使用羟基二苯甲酮。
端基可以衍生自羰基源(即,碳酸二芳酯),衍生自单体配比的选择,不完全聚合,断链等,以及任何添加的封端基团,并且可以包括可衍生的官能团如羟基、羧酸基团等。在一种实施方式中,聚碳酸酯的端基可以包含衍生自碳酸二芳酯的结构单元,其中结构单元可以是端基。在进一步的实施方式中,端基衍生自活化碳酸酯。这样的端基可以衍生自适当取代的活化碳酸酯的烷基酯与在聚碳酸酯聚合物链的末端处的羟基(在其中羟基与来自活化碳酸酯的酯羰基而不是与活化碳酸酯的碳酸酯羰基反应的条件下)的酯交换反应。以这种方式,衍生自含酯化合物的结构单元或衍生自活化碳酸酯并存在于熔融聚合反应中的子结构可以形成酯端基。在一种实施方式中,衍生自水杨酸酯的酯端基可以是以下各项的残基:碳酸二(甲基水杨基)酯(BMSC)或其它取代或未取代的二(烷基水杨基)碳酸酯如二(乙基水杨基)碳酸酯、二(丙基水杨基)碳酸酯、二(苯基水杨基)碳酸酯、二(苄基水杨基)碳酸酯等。在一种具体实施方式中,在BMSC用作活化羰基源的情况下,端基衍生自并且是BMSC的残基,以及是衍生自水杨酸酯的酯端基,具有式(35)的结构:
(viii)支化基团
还将具有支化基团的聚碳酸酯设想为有用的,条件是这样的支化并不显著不利地影响聚碳酸酯的所期望的性能。可以在聚合过程中通过添加支化剂来制备支链聚碳酸酯嵌段。这些支化剂包括包含至少三个官能团的多官能有机化合物,其中上述官能团选自羟基、羧基、羧酸酐、卤代甲酰基以及前述官能团的混合物。具体实例包括偏苯三甲酸、偏苯三甲酸酐、偏苯三甲酸三氯化物(偏苯三甲酰氯,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(1,1-二(对羟基苯基)-乙基)α,α-二甲基苄基)苯酚)、4-氯甲酰邻苯二甲酸酐、苯均三甲酸和二苯甲酮四羧酸。可以以约0.05至约6.0wt%的水平添加支化剂。可以使用包含线性聚碳酸酯和支链聚碳酸酯的混合物。
(B)其它聚合物
可以制备自式(I)的单体(以及可选地一种或多种不同的单体)的其它聚合物包括但不限于:聚酯;聚酯酰胺;聚醚酰亚胺;聚醚;聚醚砜;聚环氧化物;以及它们的组合。可以通过本领域已知的任何方法来将单体聚合成这些聚合物类型。
5.共混组合物
在共混组合物中可以使用包含衍生自式(I)的单体(如上所述)的重复单元的聚合物。共混组合物可以包含一种或多种包含衍生自式(I)的单体的重复单元的聚合物。共混组合物可以包含一种或多种另外的聚合物,其包含衍生自不同于式(I)的单体的单体的重复单元。共混组合物可以包含另外的成分,如一种或多种添加剂。
在某些实施方式中,共混组合物包含第一聚合物(聚合物A)和第二聚合物(聚合物B),以及可选的一种或多种添加剂。第一聚合物可以是包含衍生自式(I)的单体的重复单元的任何聚合物,如如上所述的聚合物。第二聚合物可以是不同于适用于共混组合物的第一聚合物的任何聚合物。在某些实施方式中,第二聚合物可以是聚碳酸酯、聚酯、聚硅氧烷、聚酯酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚、聚醚砜、聚环氧化物、聚丙交酯、聚乳酸(PLA)或它们的任何组合。在某些实施方式中,第二聚合物可以是乙烯基聚合物、橡胶改性接枝共聚物、丙烯酸聚合物、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚烯烃、聚酯、聚酯酰胺、聚硅氧烷、聚氨酯、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚砜、聚环氧化物、聚醚、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚酮、聚醚醚酮、ABS树脂、ASA树脂、聚醚砜、聚苯砜、聚(烯基芳族基)聚合物(聚(烯基芳族)聚合物,poly(alkenylaromatic)polymer)、聚丁二烯、聚缩醛、聚碳酸酯、聚苯醚、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、液晶聚合物、乙烯-四氟乙烯共聚物、芳族聚酯、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氯乙烯、四氟乙烯、聚丙交酯、聚乳酸(PLA)、聚碳酸酯-聚有机硅氧烷嵌段共聚物、或包含(i)芳族酯、(ii)酯碳酸酯、和(iii)碳酸酯重复单元的共聚物。在某些实施方式中,第二聚合物衍生自不同于式(I)的单体单元的一种或多种单体单元。共混组合物可以包含另外的聚合物(例如,第三、第四、第五、第六等聚合物)。
在一种优选的实施方式中,共混组合物包含第一聚碳酸酯(聚合物A)(其包含衍生自式(I)的单体的至少一种重复单元)和第二聚碳酸酯(聚合物B)的组合,其中第二聚碳酸酯不同于第一聚碳酸酯。第一聚碳酸酯可以是高温聚碳酸酯(如上所述)。第二聚碳酸酯可以是均聚碳酸酯、共聚碳酸酯、聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物、聚酯-聚碳酸酯、或它们的任何组合。在某些实施方式中,第二聚碳酸酯包含重复单元,其衍生自不同式(I)的单体的单体。在某些实施方式中,第二聚碳酸酯包含衍生自2,2-二(4-羟基苯基)丙烷(双酚A)的重复单元。可选地,共混组合物进一步包含至少一种添加剂(C)。在一种优选的实施方式中,共混组合物包含阻燃剂/防滴剂、阻燃添加剂、和/或冲击改性剂。阻燃剂/防滴剂可以包含全氟化聚烯烃。
在另一种优选实施方式中,共混组合物包含聚碳酸酯(聚合物A)(其包含衍生自式(I)的单体的至少一种重复单元)和聚丙交酯(聚合物B)的组合。聚碳酸酯可以是高温聚碳酸酯(如上所述)。在某些实施方式中,聚丙交酯包含重复单元,其衍生自不同于式(I)的单体的单体。可选地,共混组合物进一步包含至少一种添加剂(C)。在一种优选的实施方式中,共混组合物包含阻燃剂/防滴剂、阻燃添加剂、和/或冲击改性剂。阻燃剂/防滴剂可以包含全氟化聚烯烃。
(A)第一聚合物(聚合物A)
第一聚合物(聚合物A)可以是如上所述的任何聚合物,其中聚合物包含衍生自式(I)的单体的至少一种重复单元。第一聚合物尤其可以是聚碳酸酯,其包含衍生自式(I)的单体的重复单元。聚碳酸酯可以是,例如,均聚碳酸酯、共聚碳酸酯、包含异山梨醇的聚碳酸酯、聚酯-聚碳酸酯、或聚碳酸酯聚硅氧烷,各自可选地包括封端和/或支化基团(如上所述)。
(B)第二聚合物(聚合物B)
第二聚合物(聚合物B)可以是任何聚合物,其不同于适用于共混组合物的第一聚合物。例如,第二聚合物可以是聚碳酸酯、聚酯、聚硅氧烷、聚酯酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚、聚醚砜、聚环氧化物、聚丙交酯、聚乳酸(PLA)或它们的任何组合。
在某些实施方式中,第二聚合物可以是乙烯基聚合物、橡胶改性接枝共聚物、丙烯酸聚合物、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚烯烃、聚酯、聚酯酰胺、聚硅氧烷、聚氨酯、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚砜、聚环氧化物、聚醚、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚酮、聚醚醚酮、ABS树脂、ASA树脂、聚醚砜、聚苯砜、聚(烯基芳族基)聚合物、聚丁二烯、聚缩醛、聚碳酸酯、聚苯醚、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、液晶聚合物、乙烯-四氟乙烯共聚物、芳族聚酯、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氯乙烯、四氟乙烯、聚丙交酯、聚乳酸(PLA)、聚碳酸酯-聚有机硅氧烷嵌段共聚物、或包含(i)芳族酯、(ii)酯碳酸酯、和(iii)碳酸酯重复单元的共聚物。
在某些实施方式中,第二聚合物衍生自不同于式(I)的单体单元的一种或多种单体单元。
在某些实施方式中,第二聚合物可以是以下聚碳酸酯,其衍生自式(I)的单体单元、其它单体以及它们的任何组合。在某些实施方式中,第二聚合物可以是以下聚碳酸酯,其衍生自不同于式(I)的单体单元的单体单元。
在一种优选的实施方式中,第二聚合物可以是聚碳酸酯,其衍生自除式(I)的单体单元之外的本文披露的一种或多种单体单元。例如,第二聚合物可以包含如上所述的式(2)的重复单元,其可以衍生自式(4)的二羟基单体单元。
(C)添加剂
共混组合物可以包含另外的成分,如一种或多种添加剂。适宜的添加剂包括但不限于冲击改性剂、UV稳定剂、着色剂、阻燃剂、热稳定剂、增塑剂、润滑剂、脱模剂、填料、增强剂、抗氧化剂、抗静电剂、发泡剂、防滴剂和辐射稳定剂。
(i)冲击改性剂
共混组合物可以包含冲击改性剂。例如,组合物可以进一步包括冲击改性剂,条件是选择添加剂以使其并不显著不利地影响组合物的所期望的性能。适宜的冲击改性剂可以是高分子量弹性体材料,其衍生自烯烃、单乙烯基芳族单体、丙烯酸和甲基丙烯酸以及它们的酯衍生物、以及共轭二烯。形成自共轭二烯的共混组合物可以被完全或部分氢化。弹性体材料可以具有均聚物或共聚物的形式,包括无规、嵌段、径向嵌段、接枝和核壳共聚物。可以使用冲击改性剂的组合。
具体类型的冲击改性剂可以是弹性体改性的接枝共聚物,其包含(i)弹性体(即,橡胶状)聚合物基质,其Tg小于约10℃、小于约0℃、小于约-10℃、或在约-40℃至-80℃之间,和(ii)接枝于弹性体聚合物基质的刚性聚合物。适合用作弹性体相的材料包括,例如,共轭二烯橡胶,例如聚丁二烯和聚异戊二烯;共轭二烯与小于约50wt%的可共聚单体的共聚物,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-乙酸乙烯酯橡胶;硅橡胶;弹性体C1-C8烷基(甲基)丙烯酸酯;C1-C8烷基(甲基)丙烯酸酯与丁二烯和/或苯乙烯的弹性体共聚物;或包含前述弹性体的至少一种的组合。适合用作刚性相的材料包括,例如,单乙烯基芳族单体如苯乙烯和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,以及丙烯酸和甲基丙烯酸的C1-C6酯,尤其是甲基丙烯酸甲酯。
具体冲击改性剂包括苯乙烯-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-异戊二烯-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)。示例性弹性体改性的接枝共聚物包括形成自苯乙烯-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-异戊二烯-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)的那些。
MBS可以衍生自以下单体:
SEBS可以是基于苯乙烯和乙烯/丁烯的线性三嵌段共聚物。每个共聚物链可以由三个嵌段组成:中间嵌段(其是无规乙烯/丁烯共聚物)由聚苯乙烯的两个嵌段所包围。SEBS可以是苯乙烯-b-(乙烯-共聚-丁烯)-b-苯乙烯聚合物。
基于共混组合物的100重量份的聚合物成分,冲击改性剂的存在量可以为1至30重量份。优选的冲击改性剂可以包括MBS和SBS。
(ii)UV稳定剂
共混组合物可以包含UV稳定剂,用于获得改善的UV稳定性能。UV稳定剂消散UV辐射能。
UV稳定剂可以是羟基二苯甲酮、羟基苯基苯并三唑、氰基丙烯酸酯、草酰替苯胺和羟基苯基三嗪。UV稳定剂可以包括但不限于聚[(6-吗啉代-s-三嗪-2,4-二基)[2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]-六亚甲基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮(UvinulTM3008)、6-叔丁基-2-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-4-甲基苯基(UvinulTM 3026)、2,4-二叔丁基-6-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-苯酚(UvinulTM3027)、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二叔戊基苯酚(UvinulTM3028)、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-苯酚(UvinulTM 3029)、1,3-二[(2'-氰基-3',3'-二苯基丙烯酰基)氧基]-2,2-二{[(2'-氰基-3',3'-二苯基丙烯酰基)氧基]甲基}-丙烷(UvinulTM3030)、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-甲基苯酚(UvinulTM 3033)、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚(UvinulTM 3034)、乙基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯(UvinulTM 3035)、(2-乙基己基)-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯(UvinulTM 3039)、N,N'-二甲酰-N,N'-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)六亚甲基二胺(UvinulTM4050H)、二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯(UvinulTM4077H)、二(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯+甲基-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯(UvinulTM 4092H)或它们的组合。
共混组合物可以包含一种或多种UV稳定剂,包括Cyasorb 5411、Cyasorb UV-3638、Uvinul 3030和/或Tinuvin 234。
还可以用作封端剂的某些一元酚UV吸收剂可以用作一种或多种添加剂;例如,4-取代的-2-羟基二苯甲酮和它们的衍生物,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)-苯并三唑和它们的衍生物,2-(2-羟基芳基)-1,3,5-三嗪和它们的衍生物,等等。
(iii)着色剂
共混组合物可以包含着色剂如颜料和/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;硫代硅酸钠硫酸盐(sodiumsulfo-silicate sulfate)、铬酸盐等;炭黑;铁酸锌;群青蓝;有机颜料如偶氮、重氮、喹吖啶酮、苝、萘四羧酸、黄烷士林、异吲哚啉酮、四氯异吲哚啉酮、蒽醌、蒽酮(enthrone)、二噁嗪、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;或包含前述颜料的至少一种的组合。基于共混组合物的100重量份的聚合物成分,颜料的通常用量为0.01至10重量份。
示例性染料通常是有机材料并且包括,例如,香豆素染料如香豆素460(蓝色)、香豆素6(绿色)、尼罗红等;镧系复合物;烃和取代的烃染料;多环芳烃染料;闪烁染料如噁唑或噁二唑染料;芳基或杂芳基取代的聚(C2-C8)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;二(苯乙烯基)联苯染料;吖啶染料;蒽醌染料;菁染料;次甲基染料;芳基甲烷染料;偶氮染料;靛类染料、硫代靛类染料、重氮染料、硝基染料;醌亚胺染料;氨基酮染料;四唑染料;噻唑染料;苝染料、紫环酮染料;二苯并噁唑基噻吩(BBOT);三芳基甲烷染料;呫吨染料;噻吨染料;萘亚甲基二酰亚胺染料;内酯染料;荧光团如反斯托克斯位移染料,其在近红外波长内吸收并在可见波长内发射,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-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑;2,5-二(4-联苯基)-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-(4-二甲基氨基苯基)-1,3-丁二烯基)-3-乙基苯并噻唑高氯酸盐;3-二乙基氨基-7-二乙基亚氨基吩噁嗪高氯酸盐;2-(1-萘基)-5-苯基噁唑;2,2'-对亚苯基-二(5-苯基噁唑);罗丹明700;罗丹明800;芘、、红荧烯、蔻等;或包含前述染料的至少一种的组合。基于共混组合物的100重量份的聚合物成分,染料的通常用量为0.01至10重量份。
(iv)阻燃剂
共混组合物可以包含阻燃剂。各种类型的阻燃剂还可以用作添加剂。在一种实施方式中,阻燃剂添加剂包括,例如,阻燃盐如全氟化C1-C16烷基磺酸酯的碱金属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、二苯砜磺酸钾(KSS)等、苯磺酸钠、甲苯磺酸钠(NATS)等;以及通过反应例如碱金属或碱土金属(例如锂、钠、钾、镁、钙和钡盐)和无机酸配盐,例如,氧阴离子所形成的盐,如碳酸的碱金属和碱土金属盐,如Na2CO3、K2CO3、MgCO3、CaCO3和BaCO3;或氟阴离子复合物如Li3AlF6、BaSiF6、KBF4、K3AlF6、KAlF4、K2SiF6和/或Na3AlF6等。Rimar盐和KSS以及NATS,单独或连同其它阻燃剂一起,特别可用于本文披露的共混组合物。
阻燃剂可以选自以下中的至少一种:全氟化C1-C16烷基磺酸酯的碱金属盐;全氟丁烷磺酸钾;全氟辛烷磺酸钾;全氟己烷磺酸四乙基铵;以及二苯砜磺酸钾。
阻燃剂添加剂可以包括包含磷、溴和/或氯的有机化合物。
在某些实施方式中,阻燃剂不是包含溴或氯的组合物。出于法规的原因,在某些应用中,可以使用非溴化和非氯化含磷阻燃剂,例如有机磷酸酯和有机化合物(包含磷-氮键)。的。一种类型的示例性有机磷酸酯是式(GO)3P=O的芳族磷酸酯,其中每个G独立地是烷基、环烷基、芳基、烷基芳基或芳烷基,条件是至少一个G是芳族基团。两个G基团可以被连接在一起以提供环状基团,例如,二苯基季戊四醇二磷酸酯。示例性芳族磷酸酯包括苯基二(十二烷基)磷酸酯、苯基二(新戊基)磷酸酯、苯基二(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、二(2-乙基己基)对甲苯基磷酸酯、磷酸三甲苯酯、二(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、二丁基苯基磷酸酯、2-氯乙基二苯基磷酸酯、对甲苯基二(2,5,5'-三甲基己基)磷酸酯、2-乙基己基二苯基磷酸酯等。具体的芳族磷酸酯是以下芳族磷酸酯,其中每个G是芳族的,例如,磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、异丙基化磷酸三苯酯等。
包含二或多官能芳族磷的化合物也可以用作添加剂,例如,式(36)、(37)和(38)的化合物:
其中每个G1独立地是具有1至30个碳原子的烃;每个G2独立地是具有1至30个碳原子的烃或烃氧基;每个X独立地是溴或氯;m是0至4,以及n是1至30。示例性的包含二或多官能芳族磷的化合物包括间苯二酚四苯基二磷酸酯(RDP)、氢醌的二(二苯基)磷酸酯和双酚A的二(二苯基)磷酸酯、分别地它们的低聚和聚合对应物等。
示例性的包含磷-氮键的阻燃剂添加剂包括氯化磷腈、磷酯酰胺、磷酸酰胺、膦酸酰胺、次膦酸酰胺和三(吖丙啶基)氧化膦。
阻燃添加剂可以具有式(39):
其中R是C1-C36亚烷基、烷叉基或脂环族键,例如,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;或氧醚、羰基、胺或含硫键,例如,硫醚、亚砜、砜等。R还可以由通过这样的基团如芳族基团、氨基、醚、羰基、硫醚、亚砜、砜等加以连接的两个或更多亚烷基或烷叉基键组成。
在式(39)中的Ar和Ar'各自独立地是单或多碳环芳族基团如亚苯基、亚联苯基、亚三联苯基、亚萘基等。
Y是有机、无机或有机金属基团,例如卤素,例如,氯、溴、碘、氟;通式OB的醚基团,其中B是类似于X的单价烃基;由R表示的类型的单价烃基;或其它取代基,例如,硝基、氰基等,所述取代基基本上是惰性的,条件是存在大于或等于1个、尤其是大于或等于两个卤素原子/芳基核。Ar和Ar'中的一个或两个可以进一步具有一个或多个羟基取代基。
当存在时,每个X独立地是单价烃基,例如烷基如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、癸基等;芳基如苯基、萘基、联苯基、二甲苯基、甲苯基等;芳烷基如苄基、乙基苯基等;或脂环族基团如环戊基、环己基等。单价烃基本身可以包含惰性取代基。
每个d独立地是1至最大值,其等于在包含Ar或Ar'的芳族环上取代的可替换氢的数目。每个e独立地是0至最大值,其等于在R上可替换氢的数目。每个a、b和c独立地是包括0的整数。当b不是0时,a和c都不可以是0。以其它方式,a或c,但不是两者,可以是0。在b是0的情况下,通过直接的碳-碳键来连接芳族基团。
在芳族基团(Ar和Ar')上的羟基和Y取代基可以是变化的:在芳族环上的邻位、间位或对位,并且基团相对于彼此可以处于任何可能的几何关系。
在衍生自式(39)的单或二羟基衍生物的聚合或低聚阻燃剂的范围内包括有:2,2-二(3,5-二氯苯基)-丙烷;二(2-氯苯基)-甲烷;二(2,6-二溴苯基)-甲烷;1,1-二(4-碘苯基)-乙烷;1,2-二(2,6-二氯苯基)-乙烷;1,1-二(2-氯-4-碘苯基)乙烷;1,1-二(2-氯-4-甲基苯基)-乙烷;1,1-二(3,5-二氯苯基)-乙烷;2,2-二(3-苯基-4-溴苯基)-乙烷;2,6-二(4,6-二氯萘基)-丙烷;2,2-二(2,6-二氯苯基)-戊烷;2,2-二(3,5-二溴苯基)-己烷;二(4-氯苯基)-苯基-甲烷;二(3,5-二氯苯基)-环己基甲烷;二(3-硝基-4-溴苯基)-甲烷;二(4-羟基-2,6-二氯-3-甲氧基苯基)-甲烷;2,2-二(3,5-二氯-4-羟基苯基)-丙烷;以及2,2-二(3-溴-4-羟基苯基)-丙烷。在上述结构式内还包括:1,3-二氯苯、1,4-二溴苯、1,3-二氯-4-羟基苯,和联苯如2,2'-二氯联苯、多溴化1,4-二苯氧基苯、2,4'-二溴联苯、和2,4'-二氯联苯以及十溴二苯醚等。
另一类有用的阻燃剂是具有通式[(R)2SiO]y的环状硅氧烷类,其中R是具有1至18个碳原子的单价烃或氟化烃以及y是3至12的数。氟化烃的实例包括但不限于3-氟丙基、3,3,3-三氟丙基、5,5,5,4,4,3,3-七氟戊基、氟苯基、二氟苯基和三氟甲苯基。适宜的环状硅氧烷的实例包括但不限于八甲基环四硅氧烷、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-四乙烯基环四硅氧烷、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-四苯基环四硅氧烷、八乙基环四硅氧烷、八丙基环四硅氧烷、八丁基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷、十四甲基环七硅氧烷、十六甲基环八硅氧烷、二十甲基环十硅氧烷、八苯基环四硅氧烷等。特别有用的环状硅氧烷是八苯基环四硅氧烷。
当存在时,基于共混组合物的100重量份的聚合物成分,前述阻燃剂添加剂通常存在的量为0.01至10wt%,更具体地0.02至5wt%。
(v)热稳定剂
共混组合物可以包含热稳定剂。示例性热稳定剂添加剂包括,例如,有机亚磷酸酯如亚磷酸三苯酯、三(2,6-二甲基苯基)亚磷酸酯、三(混合的单和二壬基苯基)亚磷酸酯等;膦酸酯如二甲苯膦酸酯等;磷酸酯如磷酸三甲酯等;或包含前述热稳定剂的至少一种的组合。基于共混组合物的100重量份的聚合物成分,热稳定剂的通常用量为0.0001至1重量份。
(vi)增塑剂、润滑剂、脱模剂
共混组合物可以包含增塑剂、润滑剂和脱模剂。脱模剂(MRA)将允许快速和有效地去除材料。脱模剂可以减少成品的周期时间、缺陷和褐化。在这些类型的材料中,存在相当大的重叠,其可以包括,例如,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;三硬脂精;二或多官能芳族磷酸酯如间苯二酚四苯基二磷酸酯(RDP)、氢醌的二(二苯基)磷酸酯和双酚A的二(二苯基)磷酸酯;聚α烯烃;环氧化豆油;有机硅,包括硅油;酯,例如,脂肪酸酯如烷基硬脂基酯,例如,硬脂酸甲酯、硬脂酸十八烷基酯、季戊四醇四硬脂酸酯(PETS)等;硬脂酸甲酯与亲水性和疏水性非离子表面活性剂的组合,上述表面活性剂包含聚乙二醇聚合物、聚丙二醇聚合物、聚(乙二醇-共聚-丙二醇)共聚物或包含前述乙二醇聚合物的至少一种的组合,例如,硬脂酸甲酯和聚乙烯-聚丙二醇共聚物(在适宜的溶剂中);蜡如蜂蜡、褐煤蜡、石蜡等。基于共混组合物的100重量份的聚合物成分,上述材料的通常用量为0.001至1重量份,具体地0.01至0.75重量份,更具体地0.1至0.5重量份。
(vii)其它填料或增强剂
共混组合物可以包含其它填料或增强剂。可能的填料或增强剂包括,例如,硅酸盐和二氧化硅粉末如硅酸铝(富铝红柱石)、合成硅酸钙、硅酸锆、熔凝二氧化硅、晶体二氧化硅石墨、天然硅砂等;硼粉如氮化硼粉末、硅酸硼粉末等;氧化物如TiO2、氧化铝、氧化镁等;硫酸钙(作为它的酐、二水合物或三水合物);碳酸钙如白垩、石灰石、云石、合成的沉淀碳酸钙等;滑石,包括纤维状、模块化、针形、层状滑石等;硅灰石;经表面处理的硅灰石;玻璃球如空心和实心玻璃球、硅酸盐球、煤胞、硅铝酸盐(armospheres)等;高岭土,包括硬质高岭土、软高岭土、煅烧高岭土、包含本领域已知的各种涂层以促进与聚合物基质的相容性的高岭土等;单晶纤维或“晶须”如碳化硅、氧化铝、碳化硼、铁、镍、铜等;纤维(包括连续和短切纤维)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、铁酸钡、硫酸钡、重晶石等;金属和金属氧化物如颗粒状或纤维状铝、青铜、锌、铜和镍等;片状填料如玻璃片、片状碳化硅、二硼化铝、铝片、钢片等;纤维状填料,例如短无机纤维如以下那些短无机纤维,其衍生自包含硅酸铝、氧化铝、氧化镁和硫酸钙半水合物的至少一种的共混物,等等;天然填料和增强材料,如通过粉碎木材所获得的木粉,纤维状产品如纤维素、棉花、剑麻、黄麻、淀粉、软木粉、木质素、花生壳、玉米、稻谷壳等;有机填料如聚四氟乙烯;增强有机纤维状填料,其形成自能够形成纤维的有机聚合物如聚(醚酮)、聚酰亚胺、聚苯并噁唑、聚(苯硫醚)、聚酯、聚乙烯、芳族聚酰胺、芳族聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚四氟乙烯、丙烯酸树脂、聚(乙烯醇)等;以及另外的填料和增强剂如云母、粘土、长石、烟道尘、铝硅酸镁盐、石英、石英岩、珍珠岩、硅藻石、硅藻土、炭黑等;或包含前述填料或增强剂的至少一种的组合。
填料和增强剂可以被涂布金属材料层以促进导电性,或用硅烷加以表面处理以改善与聚合物基质的粘附和分散。另外,增强填料可以以单丝或复丝纤维的形式来提供,并且可以单独或连同其它类型的纤维一起使用,其中通过,例如,共编织或核/套(core/sheath)、并排、橙型或基质和原纤维结构,或通过纤维制造领域的技术人员已知的其它方法。示例性共编织结构包括,例如,玻璃纤维-碳纤维、碳纤维-芳族聚酰亚胺(芳纶)纤维、和芳族聚酰亚胺玻璃纤维等。可以以如下形式来供给纤维状填料:例如,粗纱、编织纤维状增强材料,如0-90度织物等;非编织纤维状增强材料如连续原丝毡、短切原丝毡、组织、纸张和毡等;或三维增强材料如编织物。基于共混组合物的100重量份的聚合物成分,填料的通常用量为0至80重量份。
(viii)抗氧化剂添加剂
共混组合物可以包含抗氧化剂添加剂。示例性抗氧化剂添加剂包括,例如,有机亚磷酸酯如三(壬基苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(“IRGAFOS 168”或“I-168”)、二(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯等;烷基化单酚或多酚;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-羟基氢化肉桂酸酯)]甲烷等;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、二月桂基硫代丙酸酯、双十三烷基硫代二丙酸酯、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、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)-丙酸的酰胺等;或包含前述抗氧化剂的至少一种的组合。基于共混组合物的100重量份的聚合物成分,抗氧化剂的通常用量为0.0001至1重量份。
(ix)抗静电剂
共混组合物可以包含抗静电剂。单体抗静电剂的实例可以包括单硬脂酸甘油酯、二硬脂酸甘油酯、三硬脂酸甘油酯、乙氧基化胺、伯胺、仲胺和叔胺、乙氧基化醇、烷基硫酸酯、烷基芳基硫酸酯、烷基磷酸酯、烷基胺硫酸酯、烷基磺酸盐如硬脂基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠等、季铵盐、季铵树脂、咪唑啉衍生物、脱水山梨醇酯、乙醇酰胺、甜菜碱等,或包含前述单体抗静电剂的至少一种的组合。
示例性聚合物抗静电剂可以包括某些聚酯酰胺聚醚-聚酰胺(聚醚酰胺)嵌段共聚物、聚醚酯酰胺嵌段共聚物、聚醚酯、或聚氨酯,各自包含聚亚烷基二醇部分聚氧化烯单元如聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等。这样的聚合物抗静电剂是市售的,例如PELESTATTM 6321(Sanyo)或PEBAXTM MH1657(Atofina)、IRGASTATTM P18和P22(Ciba-Geigy)。其它聚合物材料可以用作抗静电剂并且固有地传导聚合物如聚苯胺(作为PANIPOLTMEB市售自Panipol)、聚吡咯和聚噻吩(可商购自Bayer),在升高的温度熔融加工以后,其保留一些它们的内在传导性。碳纤维、碳纳米纤维、碳纳米管、炭黑或包含前述项的至少一种的组合可以用于包含化学抗静电剂的聚合树脂,以使得组合物能够静电耗散。基于共混组合物的100重量份的聚合物成分,抗静电剂的通常用量为0.0001至5重量份。
(x)发泡剂
共混组合物可以包含发泡剂。泡沫可以是有用的发泡剂。低沸点卤代烃和那些产生二氧化碳的卤代烃可以用作发泡剂。可以使用发泡剂,其在室温下是固体并且当被加热至高于它们的分解温度的温度时产生气体如氮气、二氧化碳、和氨气,如偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酰胺的金属盐、4,4'氧基二(苯磺酰肼)、碳酸氢钠、碳酸铵等或包含前述发泡剂的至少一种的组合。基于共混组合物的100重量份的聚合物成分,发泡剂的用量可以为0.01至20重量份。
(xi)防滴剂
共混组合物可以包含防滴剂。防滴剂可以是原纤维形成或非原纤维形成的含氟聚合物如聚四氟乙烯(PTFE)。防滴剂可以通过如上所述刚性共聚物加以封装,例如苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)。封装在SAN中的PTFE被称为TSAN。可以通过在存在含氟聚合物(例如含水分散体)的情况下聚合封装聚合物来制备封装的含氟聚合物。TSAN可以提供相对于PTFE的显著优点,因为可以将TSAN更容易分散在组合物中。基于封装的含氟聚合物的总重量,示例性TSAN可以包含50wt%的PTFE和50wt%的SAN。基于共聚物的总重量,SAN可以包含,例如,75wt%苯乙烯和25wt%丙烯腈。可替换地,可以以某种方式来预掺合含氟聚合物和第二聚合物,如,例如,芳族聚碳酸酯或SAN,以形成供用作防滴剂的聚集(团聚,agglomerated)材料。任何一种方法可以用来产生封装的含氟聚合物。基于共混组合物的100重量份的聚合物成分,防滴剂的通常用量为0.1至5重量百分数。
(xii)辐射稳定剂
共混组合物可以包含辐射稳定剂。辐射稳定剂可以是γ-辐射稳定剂。示例性γ-辐射稳定剂包括亚烷基多元醇如乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、内消旋-2,3-丁二醇(meso-2,3-butanediol)、1,2-戊二醇、2,3-戊二醇、1,4-戊二醇、1,4-己二醇等;环亚烷基多元醇如1,2-环戊二醇、1,2-环己二醇等;支链亚烷基多元醇如2,3-二甲基-2,3-丁二醇(频哪醇)等、以及烷氧基取代的环状或无环烷烃。不饱和烯醇也是有用的,其实例包括4-甲基-4-戊烯-2-醇、3-甲基-戊烯-3-醇、2-甲基-4-戊烯-2-醇、2,4-二甲基-4-戊烯-2-醇、和9-癸烯-1-醇以及具有至少一个羟基取代的叔碳的叔醇,例如2-甲基-2,4-戊二醇(己二醇)、2-苯基-2-丁醇、3-羟基-3-甲基-2-丁酮、2-苯基-2-丁醇等和环状叔醇如1-羟基-1-甲基-环己烷。还可以使用某些羟甲基芳族化合物,其具有在连接于在芳族环中的不饱和碳的饱和碳上的羟基取代。羟基取代的饱和碳可以是羟甲基基团(-CH2OH)或它可以是更复杂烃基如-CR24HOH或-CR24 2OH的成员,其中R24是复杂的或简单的烃。具体的羟甲基芳族化合物包括二苯基甲醇、1,3-苯二甲醇、苄醇、4-苄氧基苄醇和苄基苄醇。2-甲基-2,4-戊二醇、聚乙二醇和聚丙二醇经常用于γ-辐射稳定。基于共混组合物的100重量份的聚合物成分,γ-辐射稳定化合物的通常用量为0.1至10重量份。
6.用于制备共混组合物的方法
可以通过各种方法来制造共混组合物。例如,可以在高速HENSCHEL-MixerTM中首先共混共混组合物。其它低剪切过程,包括但不限于手工混合,也可以进行此共混。然后可以通过进料斗将共混物送入单或双螺杆挤出机的狭口。可替换地,在狭口和/或下游处,通过侧喂料机,并通过直接供入挤出机,可以将至少一种成分加入组合物。还可以将添加剂混入具有所期望的聚合树脂的母料并送入挤出机。通常可以在高于为引起组合物流动所必要的温度下操作挤出机。可以在水浴中立即骤冷挤出物并加以粒化。当切割挤出物时,如此制备的粒料可以是四分之一英寸长或更短(根据需要)。这样的粒料可以用于随后的模塑、成形或成型。
7.制品
可以将聚合物或共混组合物(如上所述)形成、成形、模塑或注射模塑成制品。可以通过各种方式如注射模塑、挤压、旋转模塑、中空吹塑和热成形将组合物模塑成有用的成形制品如,例如,用于手机和手机盖的各种组件,用于计算机外壳的组件,计算机外壳和商业机器壳体如用于监视器的外壳,手持电子设备的外壳如计算机或商业机器壳体,用于手持式设备的外壳,用于灯具或家用电器的组件,用于医疗用途或设备的组件,用于汽车的内部或外部部件的组件,透镜(自动和非自动)如用于膜应用的组件,温室组件,日光室组件,或消防头盔等。
在某些实施方式中,包含聚合物或共混组合物(如上所述)的制品可以选自汽车保险杠、其它汽车外部部件、汽车后视镜外壳、汽车车轮盖、汽车仪表板和装饰物、汽车手套箱、汽车门硬件和其它内部装饰物、汽车外部灯、在发动机舱内的汽车部件、水暖设备、阀门和泵、空调制热和制冷部件、炉和热泵部件、计算机部件、电子部件、投影机部件、电子显示器部件、复印机部件、扫描仪部件、电子打印机硒鼓、头发吹风机、熨斗、咖啡机、烤面包机、洗衣机、微波炉、烤箱、电动工具、电子组件、照明部件、牙科器械、医疗器械、炊具、医疗器械盘、动物笼、纤维、激光焊接医疗器械和光纤。
在某些实施方式中,按照ASTM-D6866,制品可以具有至少2重量%、至少3重量%、至少4重量%、至少5重量%、至少6重量%、至少7重量%、至少8重量%、至少9重量%、至少10重量%、至少11重量%、至少12重量%、至少13重量%、至少14重量%、至少15重量%、至少16重量%、至少17重量%、至少18重量%、至少19重量%、至少20重量%、至少25重量%、至少30重量%、至少35重量%、至少40重量%、至少45重量%、至少50重量%、至少55重量%、至少60重量%、或至少65重量%的生物含量。
8.用于制作制品的方法
可以通过制造方法来生产制品。上述方法可以包括以下步骤:(a)提供包含一种或多种如上所述的聚合物的组合物,其中聚合物的至少一种具有至少一些衍生自式(I)的单体单元的结构单元。然后可以(b)在挤出机中熔化来自步骤(a)的组合物,例如,在200-400℃、225-350℃、250-310℃或270-290℃。然后可以(c)挤出步骤(b)的熔融组合物,以及(d)可以分离或短切组合物。可以通过(e)干燥组合物的步骤来进一步生产制品。利用ASTMD1238方法(2.16kg载荷,330℃温度,360秒驻留时间),制品可以具有2至70立方厘米(cc)/10分钟的熔体容积率(MVR),更具体地4至60cc/10min。
本发明具有多个方面,其通过以下非限制性实施例来说明。
9.实施例
材料:使用的所有溶剂和试剂是分析级。1-茚酮(99.98%)购买自Medical Chem.(Yancheng)Manf.Co.Ltd.。巴豆酸(98%)、3,3-二甲基丙烯酸(97%)、苯(无水,99.8%)、和氯化铝(无水,99%)购买自Aldrich。苯酚、甲苯和甲醇(用于HPLC,99.8%)购买自Merck。乙酸乙酯(99%)、含水HCl(35%)和H2SO4(98%)购买自Chemlab。
仪器(HPLC、MS、NMR、DSC、GPC):通过HPLC层析法,利用C-18反相柱色谱法,并使用乙腈-甲醇-水(0.02%的H3PO4)作为流动相,来进行单体制备反应材料的分析。用Bruker 300MHz分光计来记录质子NMR(在DMSO-d6中制备样品)。用Waters光二极管阵列检测器来记录LC/MS。差示扫描量热法(DSC)用来确定单体的熔点。聚碳酸酯的分子量表征使用标准的凝胶渗透色谱法技术,并使用二乙烯基苯交联聚苯乙烯柱和二氯甲烷(掺加有甲苯作为流动标记物)作为洗脱溶剂。利用参照聚碳酸酯的聚苯乙烯标准物来完成校准。使用采用20℃/分钟的温度扫描速率的差示扫描量热法来确定聚碳酸酯的玻璃化转变温度。
实施例1
4,4'-(3,3-二甲基-2,2-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚(“DMIBP”)
式(II)
步骤1:3,3-二甲基-茚-1-酮的制备
在冰浴中将25.0g(0.25摩尔)的3,3-二甲基丙烯酸在250ml苯中的溶液冷却至0℃。利用刮勺,经20分钟,同时搅拌,向此溶液缓慢加入99g(0.75摩尔)的无水氯化铝,其后除去冰浴并逐渐加热反应混合物至回流。回流反应混合物约7-8小时,然后蒸馏掉过量苯并用冰冷的稀盐酸(HCl)来骤冷混合物。然后用乙酸乙酯(100ml)来稀释混合物,分离有机层并用乙酸乙酯(50ml)再次洗涤水层。用水(3X100ml)洗涤合并的有机层直到pH为中性,然后经无水硫酸钠干燥并在真空下浓缩。获得43.0g红棕色液体,其在真空下加以蒸馏以产生29g所期望的产物,3,3-二甲基-茚-1-酮(在82-84℃并在约10mm处蒸馏)。产率=73%,纯度=99%。1H NMR(DMSO-d6,300MHz):δ7.3-7.8(m,4H,Ar-H),δ2.5(s,2H,O=C-CH2),δ1.3(s,6H,-CH3)。LC/MS:161(M+1)。
步骤2:4,4'-(3,3-二甲基-2,2-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚的制备
向配备有氮气入口和水冷凝器的500ml两颈圆底烧瓶(RBF)加入30.0g(0.185摩尔)的来自步骤1的3,3-二甲基-茚-1-酮、88.2g(0.937摩尔)的苯酚和3.6g(反应物的总重量的3wt.%)的3-MPA。搅拌反应混合物并向其滴加(约45分钟)9.0g(反应物的总重量的7wt.%)的浓H2SO4,同时保持反应混合物的温度为30-35℃。在浓H2SO4的完全加入以后,将温度提高到55℃并持续搅拌14小时。反应混合物变成浅橙色/粉红色浆料。将125ml甲苯加入上述浆料,并在55℃下搅拌反应混合物2小时(h)。然后将混合物冷却至室温并搅拌另外4小时。从反应混合物沉淀固体,然后通过抽吸加以过滤并用甲苯(约100ml)洗涤直到洗涤液为无色,然后再用足够量的软化(DM)水(约150ml)加以洗涤直到滤液为无色。然后在90℃的烘箱中干燥固体8小时以提供55g所期望的产物,4,4'-(3,3-二甲基-2,2-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。产率=88%(HPLC面积%),纯度=99.3%(HPLC面积%)。熔点(MP)=236℃。1H NMR(DMSO-d6,300MHz):δ9.2(s,2H,Ar-OH),δ7.3-7.1(m,3H,Ar-H),δ6.9-6.8(m,5H,Ar-H),δ6.7-6.6(d,4H,Ar-H),δ2.7(s,2H,O=C-CH2),δ1.2(s,6H,-CH3)。
实施例2
DMIBP-BPA共聚物(PL-10-197)
通过将8.11g(0.0245摩尔)的DMIBP单体(按照实施例1所制备)溶解于33%含水苛性碱(4.712g)和水(30ml)中来制备4,4'-(3,3-二甲基-2,2-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚(“DMIBP”)的溶液。向配备有pH探头、冷凝器、搅拌器、光气入口和碱洗气器的2L玻璃反应器加入二氯甲烷(400ml)、去离子水(140ml)、三乙胺(0.11ml,0.0008摩尔)、双酚A(BPA,11.89g,0.0522摩尔)、对枯基苯酚(0.59g,0.0028摩尔)、和DMIBP溶液。以2克/分钟的速率,过量地光气化上述批料8分钟,同时借助于同时的苛性加入(33%w/w)将pH保持为9至10。在完成光气化时,将另外0.10ml的三乙胺加入反应以骤冷不需要的氯甲酸酯。用氮气清洗反应器以除去过量光气。用稀酸(1N HCl)和去离子水来提取反应混合物。通过将聚合物溶液(在二氯甲烷中)暴露于热水,蒸发溶剂和提供白色粉末,将DMIBP-BPA共聚物(PL-10-197)的最终产物分离为白色粉末。用于DMIBP-BPA共聚物(PL-10-197)的表征数据提供在以下所示的表1中。
实施例3
DMIBP-BPA共聚物(PL-10-212)
通过将10.85g(0.0328摩尔)的DMIBP单体(按照实施例1加以制备)溶解于33%含水苛性碱(8.3g)和水(30ml)中来制备DMIBP的溶液。向配备有pH探头、冷凝器、搅拌器、光气入口和碱洗气器的2L玻璃反应器加入二氯甲烷(400ml)、去离子水(140ml)、三乙胺(0.20ml,0.0015摩尔)、双酚A(BPA,9.15g,0.0401摩尔)、对枯基苯酚(0.46g,0.0022摩尔)和DMIBP溶液。以2克/分钟的速率,过量地光气化上述批料8分钟,同时借助于同时的苛性加入(33%w/w)将pH保持为9至10。在完成光气化时,用氮气清洗反应器以除去过量光气。用稀酸(1N HCl)和去离子水来提取反应混合物。通过将聚合物溶液(在二氯甲烷中)暴露于热水,蒸发溶剂和提供白色粉末,将最终产物DMIBP-BPA共聚物(PL-10-212)分离为白色粉末。用于DMIBP-BPA共聚物(PL-10-212)的表征数据提供在以下所示的表1中。
实施例4
DMIBP-BPA共聚物(PL-10-227)
通过将10.23g(0.0310摩尔)的DMIBP单体(按照实施例1加以制备)溶解于33%含水苛性碱(8.3g)和水(30ml)中来制备DMIBP的溶液。向配备有pH探头、冷凝器、搅拌器、光气入口和碱洗气器的2L玻璃反应器加入二氯甲烷(400ml)、去离子水(140ml)、三乙胺(0.16ml,0.0011摩尔)、双酚A(BPA,5.77g,0.0253摩尔)、对枯基苯酚(0.36g,0.0017摩尔)和DMIBP溶液。以2克/分钟的速率,过量地光气化上述批料8分钟,同时借助于同时的苛性加入(33%w/w)将pH保持为9至10。在完成光气化时,用氮气清洗反应器以除去过量光气。用稀酸(1N HCl)和去离子水来提取反应混合物。通过将聚合物溶液(在二氯甲烷中)暴露于热水,蒸发溶剂和提供白色粉末,将最终产物DMIBP-BPA共聚物(PL-10-227)分离为白色粉末。用于DMIBP-BPA共聚物(PL-10-227)的表征数据提供在以下所示的表1中。
实施例5
DMIBP-BPA共聚物(PL-11-004)
通过将11.67g(0.0353摩尔)DMIBP单体(按照实施例1加以制备)溶解于33%含水苛性碱(10g)和水(30ml)中来制备DMIBP的溶液。向配备有pH探头、冷凝器、搅拌器、光气入口和碱洗气器的2L玻璃反应器加入二氯甲烷(500ml)、去离子水(140ml)、三乙胺(0.15ml,0.0011摩尔)、双酚A(BPA,4.33g,0.0190摩尔)、对枯基苯酚(0.35g,0.0016摩尔)、和DMIBP溶液。以2克/分钟的速率,过量地光气化上述批料8分钟,同时借助于同时的苛性加入(33%w/w),将pH保持为9至10。在完成光气化时,将另外的0.1ml的三乙胺加入反应混合物以骤冷不需要的氯甲酸酯,然后以2克/分钟的速率再光气化反应2分钟。用氮气清洗反应器以除去过量光气。用稀酸(1N HCl)和去离子水来提取反应混合物。通过将聚合物溶液(在二氯甲烷中)暴露于热水,蒸发溶剂和提供白色粉末,将最终产物DMIBP-BPA共聚物(PL-11-004)分离为白色粉末。用于DMIBP-BPA共聚物(PL-11-004)的表征数据提供在以下所示的表1中。
实施例6
DMIBP均聚物(PL-11-005)
通过将16.00g(0.0484摩尔)的DMIBP单体(按照实施例1加以制备)溶解于33%含水苛性碱(15g)和水(30ml)中来制备DMIBP的溶液。向配备有pH探头、冷凝器、搅拌器、光气入口和碱洗气器的2L玻璃反应器加入二氯甲烷(500ml)、去离子水(140ml)、三乙胺(0.13ml,0.0010摩尔)、对枯基苯酚(0.31g,0.0015摩尔)、和DMIBP溶液。以2克/分钟的速率,过量地光气化上述批料8分钟,同时借助于同时的苛性加入(33%w/w)来将pH保持为9至10。在完成光气化时,用氮气清洗反应器以除去过量光气。用稀酸(1N HCl)和去离子水来提取反应混合物。通过将聚合物溶液(在二氯甲烷中)暴露于热水,蒸发溶剂和提供白色粉末,将最终产物DMIBP均聚物(PL-11-005)分离为白色粉末。用于DMIBP均聚物(PL-11-005)的表征数据提供在以下所示的表1中。
实施例7
4,4'-(3-甲基-2,2,3-三氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚(“MIBP”)
式(III)
步骤1:3-甲基-茚-1-酮的制备
向巴豆酸(20g,0.232摩尔)在苯(147ml)中的溶液添加AlCl3(93g,0.748摩尔),然后回流混合物7小时。通过HPLC&GC来监测反应的完成。蒸馏掉过量苯并将反应混合物缓慢地倒入冰冷的HCl。用乙酸乙酯提取有机化合物。用水充分洗涤有机相,干燥,然后在真空下蒸发。通过高真空蒸馏(90-94℃,在约2mm下)来纯化得到的油,从而产生25g(74%)的纯度为99.2%的3-甲基-茚-1-酮。
步骤2:4,4'-(3-甲基-2,2,3-三氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚的制备
向配备有顶置式搅拌器、气体起泡器和水冷凝器的500ml的三颈RBF加入3-甲基-茚-1-酮(20g,0.136摩尔)、苯酚(128g,1.36摩尔)和3-MPA(2.528g,3wt%,相对于反应混合物)。最初在室温下搅拌反应混合物,然后使干燥的HCl起泡通过混合物。在0.5小时以后,终止HCl冒泡,将浴温度逐渐增加至35℃,然后在上述温度下持续搅拌反应混合物10小时。在完成10小时之后,将100ml甲苯加入红棕色粘稠物质并用水(2X50ml)、饱和NaHCO3(2X50ml)、水来洗涤产生的混合物,然后经无水Na2SO4加以干燥。然后在真空下除去剩余的溶剂。对获得的残余物进行真空蒸馏(50℃,在1mm下)以除去过量的(未反应的)苯酚。在蒸馏过量苯酚以后获得深棕色残余物。将残余物溶解于20%的NaOH(200ml)。过滤掉不溶物并用稀HCl来酸化得到的滤液。固体沉淀自反应混合物,其被过滤和用水充分洗涤直到没有氯化物。然后干燥固体以提供25g固体。将固体悬浮在甲苯(50ml)中并加热产生的混合物以回流1小时。在1小时以后,将混合物冷却至室温并搅拌另外4小时。过滤沉淀的固体,用热甲苯(1wt/vol.)洗涤,然后干燥,以提供10g所期望的产物,4,4'-(3-甲基-2,2,3-三氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚,纯度为99.25%。MP=165.75℃、1H NMR(DMSO-d6,300MHz):δ9.2(s,2H,Ar-OH),δ7.3-7.1(m,3H,Ar-H),δ7.0-6.8(m,5H,Ar-H),δ6.7-6.6(m,4H,Ar-H),δ3.0-2.8(m,2H,-CH2),δ2.2-2.1(m,1H,-CH2)。
实施例8
MIBP-BPA共聚物(PL-11-116)
通过将(5.32g,0.0168摩尔)MIBP单体(按照实施例7加以制备)溶解于33%含水苛性碱(7g)和水(30mL)中来制备MIBP的溶液。向配备有pH探头、冷凝器、搅拌器、光气入口和碱洗气器的2L玻璃反应器加入二氯甲烷(500mL)、去离子水(140mL)、双酚A(4.68g,0.0205摩尔)、三乙胺(0.10mL,0.0007摩尔)、对枯基苯酚(0.24g,0.0011摩尔)和MIBP溶液。以2克/分钟的速率,过量地光气化上述批料2分钟,同时借助于同时的苛性加入(33%w/w)将pH保持为9至10。在完成光气化时,用氮气清洗反应器以除去过量光气。用稀酸(1N HCl)和去离子水来提取反应混合物。通过将聚合物溶液(在二氯甲烷中)暴露于热水,蒸发溶剂和提供白色粉末,将最终产物分离为白色粉末。用于MIBP-BPA共聚物(PL-11-116)的表征数据提供在以下所示的表1中。
实施例9
4,4'-(2,3-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚(“IBP”)
向配备有顶置式搅拌器、气体起泡器和水冷凝器的500ml三颈RBF加入茚酮(40g,0.302mol)、苯酚(142.1g,1.51mol)和3-MPA(5.48g,3wt%,相对于反应混合物)。最初在室温下搅拌反应混合物并使干燥的HCl起泡通过混合物。当持续HCl冒泡时,将浴温度逐渐增加至50℃。在1小时以后,终止HCl冒泡并在50℃下持续搅拌反应混合物7小时。在完成7小时之后,将90ml甲苯加入红棕色粘稠物质并在相同温度下搅拌产生的混合物2小时。然后将它冷却至室温并搅拌另外4小时。固体沉淀自反应混合物,然后通过抽吸加以过滤,并用甲苯(约70ml)洗涤直到洗液为无色,然后再用足够量的DM水(约100ml)洗涤直到滤液为无色。然后在90℃的烘箱中干燥固体8小时。粗制产量=45g,纯度=98.7%(HPLC面积%)。
将45g粗制IBP溶解于20%的NaOH(200ml)。过滤掉不溶物并用稀HCl来酸化得到的滤液,以提供沉淀的固体。过滤沉淀的固体,用水充分洗涤直到没有氯化物,然后干燥。产量=28g。将28g固体溶解于MeOH(168ml),添加2.8g(10wt%)活性炭,然后加热产生的混合物以回流1小时。过滤上述炭并用热MeOH(42ml)充分洗涤。向滤液添加水(85ml)以沉淀纯产物,4,4'-(2,3-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚(“IBP”)。允许混合物在室温下静置约5小时。通过在冰中将混合物冷却(至0℃)2小时来确保IBP的完全沉淀。过滤沉淀的IBP固体,用冰冷的MeOH:水(50:50)溶剂体系(1wt/vol.)来洗涤,并获得纯度为99.55%(HPLC面积%)的干燥的26g纯IBP。MP=218℃。1H NMR(DMSO-d6,300MHz):δ9.2(s,2H,Ar-OH),δ7.3-6.9(m,4H,Ar-H),δ6.8(m,4H,Ar-H),δ6.6(m,4H,Ar-H),δ2.8(m,2H,-CH2),δ2.6(m,2H,-CH2)。
比较例10
IBP-BPA共聚物(PL-11-058)
通过将8.33g(0.0275摩尔)的IBP单体(按照实施例9加以制备)溶解在33%含水苛性碱(15g)和水(30ml)中来制备4,4'-(2,3-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚(“IBP”)的溶液。向配备有pH探头、冷凝器、搅拌器、光气入口和碱洗气器的2L玻璃反应器加入二氯甲烷(500ml)、去离子水(140ml)、三乙胺(0.17ml,0.0012摩尔)、双酚A(7.67g,0.0337摩尔)、对枯基苯酚(0.39g,0.0018摩尔)和IBP溶液。以2克/分钟的速率,过量地光气化上述批料4分钟,同时借助于同时的苛性加入(33%w/w),将pH保持为9至10。在完成光气化时,用氮气清洗反应器以除去过量光气,并用稀酸(1NHCl)和去离子水来提取反应混合物。通过将聚合物溶液(在二氯甲烷中)暴露于热水,蒸发溶剂和提供白色粉末,将最终产物IBP-BPA共聚物(PL-11-058)分离为白色粉末。用于IBP-BPA共聚物(PL-11-058)的表征数据提供在以下所示的表1中。
比较例11
IBP均聚物(PL-11-059)
通过将10.00g(0.0331摩尔)的IBP单体(按照实施例9加以制备)溶解在33%含水苛性碱(15g)和水(30ml)中来制备IBP的溶液。向配备有pH探头、冷凝器、搅拌器、光气入口和碱洗气器的2L玻璃反应器加入二氯甲烷(500ml)、去离子水(140ml)、三乙胺(0.09ml,0.0007摩尔)、对枯基苯酚(0.21g,0.0010摩尔)和IBP溶液。以2克/分钟的速率,过量地光气化上述批料2分钟,同时借助于同时的苛性加入(33%w/w),将pH保持为9至10。在完成光气化时,用氮气清洗反应器以除去过量光气,并用稀酸(1NHCl)和去离子水来提取反应混合物。通过将聚合物溶液(在二氯甲烷中)暴露于热水,蒸发溶剂和提供白色粉末,将IPB均聚物(PL-11-059)的最终产物分离为白色粉末。用于IBP均聚物(PL-11-059)的表征数据提供在以下所示的表1中。
比较例12
PPPBP-BPA共聚物(PL-10-196)
通过将PPPBP单体(8.96g,0.0228摩尔)溶解在33%含水苛性碱(4.712g)和水(30ml)中来制备3,3-二(4-羟基苯基)-2-苯基异吲哚啉-1-酮(“PPPBP”)的溶液。向配备有pH探头、冷凝器、搅拌器、光气入口和碱洗气器的2L玻璃反应器加入二氯甲烷(400ml)、去离子水(140ml)、三乙胺(0.10ml,0.0007摩尔)、双酚A(BPA,11.04g,0.0484摩尔)、对枯基苯酚(0.54g,0.0026摩尔)和PPPBP溶液。以2克/分钟的速率,过量地光气化上述批料8分钟,同时借助于同时的苛性加入(33%w/w),将pH保持为9至10。在完成光气化时,用氮气清洗反应器以除去过量光气,并用稀酸(1N HCl)和去离子水来提取反应混合物。通过将聚合物溶液(在二氯甲烷中)暴露于热水,蒸发溶剂和提供白色粉末,将最终产物PPPBP-BPA共聚物(PL-10-196)分离为白色粉末。用于PPPBP-BPA共聚物(PL-10-196)的表征数据提供在以下所示的表1中。
Tg的表征数据和制图
以下示出的表1提供了实施例2-6、8和10-12的聚合物的表征数据。表1还总结了相较于比较例10、11和12,一系列DMIBP共聚碳酸酯的共聚物DMIBP载荷对玻璃化转变温度。需要DMIBP的较高的摩尔%载荷(>55摩尔%)以实现和比较例12(33摩尔%)类似的Tg。还示出了对两种反应样品(“反应”)和对干燥后的分离产物(“粉末”)所分析的分子量的比较。
以下阐述的是化合物、聚合物、共混物和用于制备其的方法以及包含其的制品的一些实施方式。
实施方式1:一种以下式(I)的化合物:
其中,R1、R2、R3和R4各自独立地是氢、C1-C6烷基、C3-C8环烷基、芳基或芳烷基,条件是R1、R2、R3和R4中的至少一个不同于氢;R5和R6在每次出现时,各自独立地是卤素、C1-C6烷基或C3-C8环烷基;以及x和y在每次出现时,各自独立地是0、1、2、3或4。
实施方式2:实施方式1的化合物,所述化合物是:4,4'-(3,3-二甲基-2,2-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚;4,4'-(3-甲基-2,2,3-三氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚;4,4'-(2,3,3-三甲基-2-氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚;或4,4'-(2,2,3,3-四甲基-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。
实施方式3:一种化合物,其为4,4'-(3,3-二甲基-2,2-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。
实施方式4:一种化合物,其为4,4'-(3-甲基-2,2,3-三氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。
实施方式5:一种聚合物,包含衍生自实施方式1-4中任何一种的化合物的重复单元。
实施方式6:实施方式5的聚合物,其中,该化合物具有以下式(II):
实施方式7:实施方式5的聚合物,其中,该化合物具有以下式(III):
实施方式8:实施方式5-7中任何一种的聚合物,进一步包含:
(i)衍生自一种或多种具有结构HO-A1-Y1-A2-OH的单体的重复单元,其中每个A1和A2包含单环二价亚芳基,以及Y1是具有一个或多个原子的桥连基;
(ii)衍生自一种或多种具有以下结构的单体的重复单元:
其中,每个Rh独立地是卤素原子、C1-C10烃基或卤素取代的C1-C10烃基,以及n是0至4;或者
(iii)一种或多种具有结构的聚酯重复单元,其中D包含一个或多个含有C6-C20芳族基团的烷基或者一个或多个C6-C20芳族基团,以及T包含C6-C20芳族基团;
其中(i)、(ii)和(iii)的重复单元衍生自不同于式(I)的单体单元的单体单元。
实施方式9:实施方式5-8中任何一种的聚合物,其中,该聚合物不含卤素原子。
实施方式10:实施方式5-9中任何一种的聚合物,包含封端基团,其中,至少一个封端基团衍生自对枯基苯酚、叔丁基苯酚、4-羟基苄腈或苯酚。
实施方式11:实施方式5-10中任何一种的聚合物,具有约15,000至约50,000g/mol[±1,000g/mol]范围内的重均分子量。
实施方式12:实施方式5-11中任何一种的聚合物,具有约2.0至约7.0范围内的多分散性。
实施方式13:实施方式5-12中任何一种的聚合物,具有约150℃至约220℃范围内的玻璃化转变温度。
实施方式14:实施方式5-7中任何一种的聚合物,其中,该聚合物是均聚碳酸酯、共聚碳酸酯、聚酯或聚碳酸酯-聚酯。
实施方式15:实施方式5-13中任何一种的聚合物,包含衍生自2,2-二(4-羟基苯基)丙烷(双酚A)的重复单元。
实施方式16:实施方式5-13中任何一种的聚合物,其中,该聚合物包含大于15摩尔百分数(例如,大于或等于30摩尔百分数、或大于或等于40摩尔百分数)的衍生自式(I)的单体单元的结构单元。
实施方式17:实施方式5-13中任何一种的聚合物,其中,该聚合物包含大于15摩尔百分数的衍生自式(I)的单体单元的结构单元,以及其余的结构单元衍生自至少2,2-二(4-羟基苯基)丙烷(双酚A)。
实施方式18:实施方式5-17中任何一种的聚合物,其中,式(I)的单体单元是4,4'-(3,3-二甲基-2,2-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。
实施方式19:实施方式5-17中任何一种的聚合物,其中,式(I)的单体单元是4,4'-(3-甲基-2,2,3-三氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。
实施方式20:实施方式5-19中任何一种的聚合物,通过熔融过程或界面聚合过程制备。
实施方式21:一种共混组合物,包含:(i)第一聚合物(A),包含衍生自实施方式1-4中任何一种的化合物的重复单元;以及(ii)第二聚合物(B),其不同于聚合物(A)。
实施方式22:实施方式21的共混组合物,其中,式(I)的单体是4,4'-(3,3-二甲基-2,2-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。
实施方式23:实施方式21或实施方式22的共混组合物,其中,聚合物(A)是4,4'-(3,3-二甲基-2,2-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚和双酚A的共聚碳酸酯。
实施方式24:实施方式23的共混组合物,其中,式(I)的单体是4,4'-(3-甲基-2,2,3-三氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。
实施方式25:实施方式21或实施方式24的共混组合物,其中,聚合物(A)是4,4'-(3-甲基-2,2,3-三氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚和双酚A的共聚碳酸酯。
实施方式26:实施方式21-25中任何一种的共混组合物,其中,聚合物(B)衍生自不同于式(I)的单体单元的单体单元。
实施方式27:实施方式21-26中任何一种的共混组合物,其中,聚合物(B)选自以下各项中的至少一种:乙烯基聚合物,橡胶改性接枝共聚物,丙烯酸聚合物,聚丙烯腈,聚苯乙烯,聚烯烃,聚酯,聚酯酰胺,聚硅氧烷,聚氨酯,聚酰胺,聚酰胺酰亚胺,聚砜,聚环氧化物,聚醚,聚酰亚胺,聚醚酰亚胺,聚苯醚,聚苯硫醚,聚醚酮,聚醚醚酮,ABS树脂,ASA树脂,聚醚砜,聚苯砜,聚(烯基芳族基)聚合物,聚丁二烯,聚缩醛,聚碳酸酯,聚苯醚,乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,聚乙酸乙烯酯,液晶聚合物,乙烯-四氟乙烯共聚物,芳族聚酯,聚氟乙烯,聚偏氟乙烯,聚偏氯乙烯,四氟乙烯,聚丙交酯,聚乳酸(PLA),聚碳酸酯-聚有机硅氧烷嵌段共聚物以及包含(i)芳族酯、(ii)酯碳酸酯和(iii)碳酸酯重复单元的共聚物。
实施方式28:实施方式21-27中任何一种的共混组合物,进一步包含至少一种添加剂。
实施方式29:实施方式28的共混组合物,其中,该添加剂是冲击改性剂,该冲击改性剂选自以下各项中的至少一种:聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)聚合物和丙烯酸酯聚合物。
实施方式30:实施方式29的共混组合物,其中,该冲击改性剂是聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。
实施方式31:实施方式29的共混组合物,其中,该冲击改性剂是聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物和丙烯酸酯聚合物的组合。
实施方式32:实施方式28的共混组合物,其中,该添加剂是选自2-(2'-羟基苯基)-苯并三唑的UV稳定剂。
实施方式33:实施方式32的共混组合物,其中,该UV稳定剂是2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二(1-甲基-1-苯基-乙基)苯酚。
实施方式34:一种制品,包含实施方式5-33中任何一种的共混组合物。
实施方式35:实施方式34的制品,选自以下各项中的至少一种:汽车保险杠、其它汽车外部部件、汽车后视镜外壳、汽车车轮盖、汽车仪表板和装饰物、汽车手套箱、汽车门硬件和其它内部装饰物、汽车外部灯、在发动机舱内的汽车部件、水暖设备、阀门和泵、空调制热和制冷部件、炉和热泵部件、计算机部件、电子部件、投影机部件、电子显示器部件、复印机部件、扫描仪部件、电子打印机硒鼓、头发吹风机、熨斗、咖啡机、烤面包机、洗衣机、微波炉、烤箱、电动工具、电子组件、照明部件、牙科器械、医疗器械、炊具、医疗器械盘、动物笼、纤维、激光焊接医疗器械、光纤、透镜(自动和非自动)、手机部件、温室组件、日光室组件和消防头盔。
实施方式36:一种用于制备实施方式1-4中任何一种的化合物的方法,该方法包括:在存在3-巯基丙酸和硫酸的情况下,用至少2当量的式(VII)的苯酚处理式(VI)的化合物,
实施方式37:实施方式36的方法,其中,通过以下方法制备式(VI)的化合物,该方法包括在存在氯化铝的情况下,用式(IX)的化合物处理式(VIII)的化合物,随后用式(X)的化合物骤冷,
其中,R4-X中的X是卤化物以及R4是如以上所限定的。
实施方式38:实施方式36或实施方式37的方法,其中,式(I)的化合物是4,4'-(3,3-二甲基-2,2-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。
实施方式39:实施方式36或实施方式37的方法,其中,式(I)的化合物是4,4'-(3-甲基-2,2,3-三氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。
实施方式40:实施方式37的方法,其中R4-X是HCl。
可以理解的是,前述详细描述和所附实施例仅是说明性的而不应被视为限制本发明的范围,其仅由所附权利要求和它们的等效陈述所限定。
对于本领域技术人员而言,对于所披露的实施方式的各种变化和改进将是显而易见的。可以进行这样的变化和改进,包括但不限于涉及化学结构、取代基、衍生物、中间体、合成、组合物、配方或本发明的应用方法的那些变化和改进,而不偏离其精神和范围。

Claims (40)

1.一种以下式(I)的化合物:
其中,
R1、R2、R3和R4各自独立地是氢、C1-C6烷基、C3-C8环烷基、芳基或芳烷基,条件是R1、R2、R3和R4中的至少一个不同于氢;
R5和R6在每次出现时,各自独立地是卤素、C1-C6烷基或C3-C8环烷基;以及
x和y在每次出现时,各自独立地是0、1、2、3或4。
2.根据权利要求1所述的化合物,所述化合物是:
4,4'-(3,3-二甲基-2,2-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚;
4,4'-(3-甲基-2,2,3-三氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚;
4,4'-(2,3,3-三甲基-2-氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚;或
4,4'-(2,2,3,3-四甲基-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。
3.一种化合物,所述化合物是4,4'-(3,3-二甲基-2,2-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。
4.一种化合物,所述化合物是4,4'-(3-甲基-2,2,3-三氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。
5.一种聚合物,包含衍生自权利要求1-4中任一项所述的化合物的重复单元。
6.根据权利要求5所述的聚合物,其中,所述化合物具有以下式(II):
7.根据权利要求5所述的聚合物,其中,所述化合物具有以下式(III):
8.根据权利要求5-7中任一项所述的聚合物,进一步包含:
(i)衍生自一种或多种具有结构HO-A1-Y1-A2-OH的单体的重复单元,其中每个A1和A2包含单环二价亚芳基,以及Y1是具有一个或多个原子的桥连基;
(ii)衍生自一种或多种具有以下结构的单体的重复单元:
其中,每个Rh独立地是卤素原子、C1-C10烃基或卤素取代的C1-C10烃基,以及n是0至4;或者
(iii)一种或多种具有结构的聚酯重复单元,其中D包含一种或多种含有C6-C20芳族基团的烷基或者一种或多种C6-C20芳族基团,以及T包含C6-C20芳族基团;
其中(i)、(ii)和(iii)的所述重复单元衍生自不同于式(I)的单体单元的单体单元。
9.根据权利要求5-8中任一项所述的聚合物,其中,所述聚合物不含卤素原子。
10.根据权利要求5-9中任一项所述的聚合物,包含封端基团,其中,至少一个封端基团衍生自对枯基苯酚、叔丁基苯酚、4-羟基苄腈或苯酚。
11.根据权利要求5-10中任一项所述的聚合物,具有约15,000至约50,000g/mol[±1,000g/mol]范围内的重均分子量。
12.根据权利要求5-11中任一项所述的聚合物,具有约2.0至约7.0范围内的多分散性。
13.根据权利要求5-12中任一项所述的聚合物,具有约150℃至约220℃范围内的玻璃化转变温度。
14.根据权利要求5-7中任一项所述的聚合物,其中,所述聚合物是均聚碳酸酯、共聚碳酸酯、聚酯或聚碳酸酯-聚酯。
15.根据权利要求5-13中任一项所述的聚合物,包含衍生自2,2-二(4-羟基苯基)丙烷(双酚A)的重复单元。
16.根据权利要求5-13中任一项所述的聚合物,其中,所述聚合物包含大于15摩尔百分数。
17.根据权利要求5-13中任一项所述的聚合物,其中,所述聚合物包含大于15摩尔百分数的衍生自式(I)的单体单元的结构单元,以及其余的所述结构单元至少衍生自2,2-二(4-羟基苯基)丙烷(双酚A)。
18.根据权利要求5-17中任一项所述的聚合物,其中,式(I)的单体单元是4,4'-(3,3-二甲基-2,2-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。
19.根据权利要求5-17中任一项所述的聚合物,其中,式(I)的单体单元是4,4'-(3-甲基-2,2,3-三氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。
20.根据权利要求5-19中任一项所述的聚合物,通过熔融过程或界面聚合过程制备。
21.一种共混组合物,包含:
(i)第一聚合物(A),包含衍生自权利要求1-4中任一项所述的化合物的重复单元;以及
(ii)第二聚合物(B),所述第二聚合物不同于聚合物(A)。
22.根据权利要求21所述的共混组合物,其中,式(I)的单体是4,4'-(3,3-二甲基-2,2-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。
23.根据权利要求21或权利要求22所述的共混组合物,其中,聚合物(A)是4,4'-(3,3-二甲基-2,2-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚和双酚A的共聚碳酸酯。
24.根据权利要求23所述的共混组合物,其中,所述式(I)的单体是4,4'-(3-甲基-2,2,3-三氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。
25.根据权利要求21或权利要求24所述的共混组合物,其中,聚合物(A)是4,4'-(3-甲基-2,2,3-三氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚和双酚A的共聚碳酸酯。
26.根据权利要求21-25中任一项所述的共混组合物,其中,聚合物(B)衍生自不同于式(I)的单体单元的单体单元。
27.根据权利要求21-26中任一项所述的共混组合物,其中,聚合物(B)选自以下各项中的至少一种:乙烯基聚合物,橡胶改性接枝共聚物,丙烯酸聚合物,聚丙烯腈,聚苯乙烯,聚烯烃,聚酯,聚酯酰胺,聚硅氧烷,聚氨酯,聚酰胺,聚酰胺酰亚胺,聚砜,聚环氧化物,聚醚,聚酰亚胺,聚醚酰亚胺,聚苯醚,聚苯硫醚,聚醚酮,聚醚醚酮,ABS树脂,ASA树脂,聚醚砜,聚苯砜,聚(烯基芳族基)聚合物,聚丁二烯,聚缩醛,聚碳酸酯,聚苯醚,乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,聚乙酸乙烯酯,液晶聚合物,乙烯-四氟乙烯共聚物,芳族聚酯,聚氟乙烯,聚偏氟乙烯,聚偏氯乙烯,四氟乙烯,聚丙交酯,聚乳酸(PLA),聚碳酸酯-聚有机硅氧烷嵌段共聚物以及包含(i)芳族酯、(ii)酯碳酸酯和(iii)碳酸酯重复单元的共聚物。
28.根据权利要求21-27中任一项所述的共混组合物,进一步包含至少一种添加剂。
29.根据权利要求28所述的共混组合物,其中,所述添加剂是冲击改性剂,所述冲击改性剂选自以下各项中的至少一种:聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)聚合物和丙烯酸酯聚合物。
30.根据权利要求29所述的共混组合物,其中,所述冲击改性剂是聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。
31.根据权利要求29所述的共混组合物,其中,所述冲击改性剂是聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物和丙烯酸酯聚合物的组合。
32.根据权利要求28所述的共混组合物,其中,所述添加剂是选自2-(2'-羟基苯基)-苯并三唑的UV稳定剂。
33.根据权利要求32所述的共混组合物,其中,所述UV稳定剂是2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二(1-甲基-1-苯基-乙基)苯酚。
34.一种制品,包含权利要求5-33中任一项所述的共混组合物。
35.根据权利要求34所述的制品,选自以下各项中的至少一种:汽车保险杠、其它汽车外部部件、汽车后视镜外壳、汽车车轮盖、汽车仪表板和装饰物、汽车手套箱、汽车门硬件和其它内部装饰物、汽车外部灯、在发动机舱内的汽车部件、水暖设备、阀门和泵、空调制热和制冷部件、炉和热泵部件、计算机部件、电子部件、投影机部件、电子显示器部件、复印机部件、扫描仪部件、电子打印机硒鼓、头发吹风机、熨斗、咖啡机、烤面包机、洗衣机、微波炉、烤箱、电动工具、电子组件、照明部件、牙科器械、医疗器械、炊具、医疗器械盘、动物笼、纤维、激光焊接医疗器械、光纤、透镜(自动和非自动)、手机部件、温室组件、日光室组件和消防头盔。
36.一种用于制备权利要求1-4中任一项所述的化合物的方法,所述方法包括:
在存在3-巯基丙酸和硫酸的情况下,用至少2当量的式(VII)的苯酚处理式(VI)的化合物,
37.根据权利要求36所述的方法,其中,通过以下方法制备所述式(VI)的化合物,所述方法包括在存在氯化铝的情况下,用式(IX)的化合物处理式(VIII)的化合物,随后用式(X)的化合物骤冷,
其中,R4-X中的X是卤化物以及R4是如以上所限定的。
38.根据权利要求36或权利要求37所述的方法,其中,所述式(I)的化合物是4,4'-(3,3-二甲基-2,2-二氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。
39.根据权利要求36或权利要求37所述的方法,其中,所述式(I)的化合物是4,4'-(3-甲基-2,2,3-三氢-1H-茚-1,1-二基)联苯酚。
40.根据权利要求37所述的方法,其中,R4-X是HCl。
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