CN105189650B - 具有改善的脱模性能的共混聚合物组合物 - Google Patents

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Abstract

本文公开了具有改善的脱模特性的共混聚碳酸酯组合物的方法和组成。得到的包含一种或多种聚碳酸酯聚合物、抗冲改性剂、聚碳酸酯硅氧烷共聚物和烷基磺酸盐的组合物可用于制造要求改善的脱模特性,同时仍保留共混聚碳酸酯组合物的有利物理性能的制品。本摘要旨在作为扫描工具用于在特定领域中的检索目的,而并非旨在限制本发明。

Description

具有改善的脱模性能的共混聚合物组合物
技术领域
本发明涉及包含一种或多种聚碳酸酯聚合物、一种或多种聚碳酸酯/硅氧烷共聚物、矿物填料和烷基磺酸盐的具有改善的脱模性能的共混聚碳酸酯组合物。
背景技术
矿物填料可能是热塑性树脂中最广泛使用的添加剂。常用的矿物填料包括滑石、硅灰石、粘土和云母。通常出于经济原因使用这些材料,即降低相对高价的树脂的成本和/或赋予树脂特定性能;例如,具体性能如冲击强度、线性热膨胀系数、拉伸强度、拉伸模量、弯曲模量等的增强。在热塑性树脂中使用矿物填料以及以上描述的性能的伴随改善可以导致制品和部件(例如,汽车内部和外部应用)的重要改善,如歪曲减少以及间隙宽度最小化。然而,特别是当制造大的模制件时,热塑性树脂的脱模性能的显著挑战增加。
因此,将有益的是提供包含矿物填料的聚碳酸酯组合物,其具有改善的脱模性能,同时保留了其他期望的性能如例如冲击强度、线性热膨胀系数、拉伸强度、拉伸模量、弯曲模量等。
发明内容
在一个方面,本发明涉及包含矿物填料,而且具有增加的脱模性能的聚碳酸酯组合物。在各个方面,本发明涉及包含一种或多种聚碳酸酯聚合物、抗冲改性剂、矿物填料、聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物和烷基磺酸盐的共混聚碳酸酯组合物。因此,在进一步的方面,得到的组合物因此能够用于其中要求优异的脱模性能来最小化生产浪费和成本的制品的生产。
在一个方面,提供了具有改善的脱模性能的热塑性组合物。热塑性组合物包含约10wt%至约70wt%的第一聚碳酸酯组分、约10wt%至约70wt%的第二聚碳酸酯组分、约2wt%至约10wt%的抗冲改性剂组分、约5wt%至约30wt%的矿物填料组分、约0wt%至约25wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和约0.1wt%至约4.0wt%的烷基磺酸盐组分,其中,第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值是大于10wt%至约70wt%,其中,所有组分的组合重量百分数值不超过约100wt%,其中,所有重量百分数值是基于组合物的总重量,并且其中,热塑性组合物的模制样品与不存在聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和烷基磺酸盐的基本上由实质相同比例的相同聚碳酸酯聚合物组分、相同矿物填料和相同抗冲改性剂组分组成的参考组合物相比,表现出较低的模具脱模压力(moldejection pressure)。
在另一方面,提供了具有改善的脱模性能的热塑性组合物。热塑性组合物包含约15wt%至约35wt%的第一聚碳酸酯组分、约20wt%至约50wt%的第二聚碳酸酯组分、约2wt%至约8wt%的抗冲改性剂组分、约10wt%至约25wt%的矿物填料组分、约0wt%至约25wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和约0.5wt%至约2.0wt%的烷基磺酸盐组分,所述抗冲改性剂组分包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物组合物、本体聚合的ABS(BABS)或甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)聚合物组合物,其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2千克(kg)负荷下测量时,第一聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约20克/10分钟至约30克/10分钟,其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约4.0克/10分钟至约8.0克/10分钟,其中,烷基磺酸盐组分包括由下式表示的一种或多种结构:
(CnH2n+1)-(SO3 -M+)p
其中,对于存在的每种烷基磺酸盐,n独立地是6至17的整数;p独立地是1至5的整数;并且每个M独立地是碱金属或碱土金属,其中,第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值是大于45重量百分数(wt%)至约70wt%,其中,所有组分的组合重量百分数值不超过约100wt%;其中,所有重量百分数值是基于组合物的总重量;并且其中,热塑性组合物的模制样品与不存在聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和烷基磺酸盐的基本上由实质相同比例的相同聚碳酸酯聚合物组分、相同矿物填料和相同抗冲改性剂组分组成的参考组合物相比,表现出低3倍(三分之一,3-fold lower)的模具脱模压力。
在又一方面,提供了具有改善的脱模性能的热塑性组合物。热塑性组合物包含约20wt%至约30wt%的第一聚碳酸酯组分、约20wt%至约50wt%的第二聚碳酸酯组分、约3wt%至约6wt%的抗冲改性剂组分、约12wt%至约20wt%的矿物填料组分、约0wt%至约25wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和约0.5wt%至约1.0wt%的烷基磺酸盐组分,所述抗冲改性剂组分包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物组合物、本体聚合的ABS(BABS)或甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)聚合物组合物,其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第一聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约20克/10分钟至约30克/10分钟,其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约4.0克/10分钟至约8.0克/10分钟,其中,烷基磺酸盐组分包括由下式表示的一种或多种结构:
(CnH2n+1)-(SO3 -M+)p
其中,对于存在的每种烷基磺酸盐,n独立地是6至17的整数;p独立地是1至5的整数;并且每个M独立地是碱金属或碱土金属,其中,第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值是大于45wt%至约70wt%;其中,所有组分的组合重量百分数值不超过约100wt%;其中,所有重量百分数值是基于组合物的总重量,并且其中,热塑性组合物的模制样品与不存在聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和烷基磺酸盐的基本上由实质相同比例的相同聚碳酸酯聚合物组分、相同矿物填料和相同抗冲改性剂组分组成的参考组合物相比,表现出低3倍的模具脱模压力。
在又一方面,提供了包含以上组合物的制品。
在又一方面,提供了改善热塑性组合物的脱模性能的方法。所述方法包括组合以下各项的步骤:约10wt%至约70wt%的第一聚碳酸酯组分、约10wt%至约70wt%的第二聚碳酸酯组分、约2wt%至约10wt%的抗冲改性剂组分、约5wt%至约30wt%的矿物填料组分、约0wt%至约25wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和约0.1wt%至约4.0wt%的烷基磺酸盐组分,其中,第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值是大于10wt%至约70wt%,其中,所有组分的组合重量百分数值不超过约100wt%,其中,所有重量百分数值是基于组合物的总重量,并且其中,热塑性组合物的模制样品与不存在聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和烷基磺酸盐的基本上由实质相同比例的相同聚碳酸酯聚合物组分、相同矿物填料和相同抗冲改性剂组分组成的参考组合物相比,表现出较低的模具脱模压力。
在又一方面,提供了改善热塑性组合物的脱模性能的方法。所述方法包括组合以下各项的步骤:约15wt%至约35wt%的第一聚碳酸酯组分、约20wt%至约50wt%的第二聚碳酸酯组分、约2wt%至约8wt%的抗冲改性剂组分、约10wt%至约25wt%的矿物填料组分、约0wt%至约25wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和约0.5wt%至约2.0wt%的烷基磺酸盐组分,所述抗冲改性剂组分包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物组合物、本体聚合的ABS(BABS)或甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)聚合物组合物,其中,当根据ASTMD1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第一聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约20克/10分钟至约30克/10分钟,其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约4.0克/10分钟至约8.0克/10分钟,其中,烷基磺酸盐组分包括由下式表示的一种或多种结构:
(CNH2n+1)-(SO3 -M+)p
其中,对于存在的每种烷基磺酸盐,n独立地是6至17的整数;p独立地是1至5的整数;并且每个M独立地是碱金属或碱土金属,其中,第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值是大于45wt%至约70wt%,其中,所有组分的组合重量百分数值不超过约100wt%,其中,所有重量百分数值是基于组合物的总重量,并且其中,热塑性组合物的模制样品与不存在聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和烷基磺酸盐的基本上由实质相同比例的相同聚碳酸酯聚合物组分、相同矿物填料和相同抗冲改性剂组分组成的参考组合物相比,表现出低3倍的模具脱模压力。
在又一方面,提供了改善热塑性组合物的脱模性能的方法。所述方法包括组合以下各项的步骤:约20wt%至约30wt%的第一聚碳酸酯组分、约20wt%至约50wt%的第二聚碳酸酯组分、约3wt%至约6wt%的抗冲改性剂组分、约12wt%至约20wt%的矿物填料组分、约0wt%至约25wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和约0.5wt%至约1.0wt%的烷基磺酸盐组分,所述抗冲改性剂组分包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物组合物、本体聚合的ABS(BABS)或甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)聚合物组合物,其中,当根据ASTMD1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第一聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约20克/10分钟至约30克/10分钟,其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约4.0克/10分钟至约8.0克/10分钟,其中,烷基磺酸盐组分包括由下式表示的一种或多种结构:
(CnH2n+1)-(SO3 -M+)p
其中,对于存在的每种烷基磺酸盐,n独立地是6至17的整数;p独立地是1至5的整数;并且每个M独立地是碱金属或碱土金属,其中,第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值是大于45wt%至约70wt%,其中,所有组分的组合重量百分数值不超过约100wt%,其中,所有重量百分数值是基于组合物的总重量,并且其中,热塑性组合物的模制样品与不存在聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和烷基磺酸盐的基本上由实质相同比例的相同聚碳酸酯聚合物组分、相同矿物填料和相同抗冲改性剂组分组成的参考组合物相比,表现出低3倍的模具脱模压力。
尽管可以在特定的法定类别,如系统法定类别中描述和要求保护本发明的多个方面,但是这仅是出于方便的目的,并且本领域技术人员将理解可以在任何法定类别中描述和要求保护本发明的每个方面。除非另外明确指出,否则决不旨在将本文所阐述的任何方法或方面解释为需要以具体顺序进行其步骤。因此,当方法权利要求并未在权利要求或说明书中明确指出这些步骤将被局限于具体顺序时,决不希望在任何方面推断顺序。这适用于解释的任何可能的非表达基础,其包括:相对于步骤或操作流程的安排的逻辑事物、源于语法组织或标点的普通含义或者在说明书中描述的方面的数目或类型。
附图说明
结合在本说明书中并且构成本说明书一部分的附图示出了几个方面,并连同说明书一起用于解释本发明的原理。
图1示出了用于测量使模制件脱模所需的脱模压力的杯状工具模具。
图2示出了不同负载的聚碳酸酯-硅氧烷共聚物和循环时间对脱模压力的影响的代表性数据。PC-S1和PC-S2如表1中所描述。
图3示出了代表性公开的热塑性组合物的代表性脱模压力数据。烷基磺酸盐是表1中描述的AS1;EX.2和EX.3是指表2中详细描述的制剂。
图4示出了当使用55秒(s)循环时间测定时不同负载的聚碳酸酯-硅氧烷共聚物对归一化的(标准化的,normalized)脱模压力的影响的代表性数据。PC-S1和PC-S2如表1中所描述。
图5示出了当使用45s循环时间测定时公开的不同热塑性组合物对归一化的脱模压力的影响的代表性数据。制剂编号(S.1、S.2、S.3、S.4和S.5)是指表3中详细描述的那些。
图6示出了当使用45s循环时间测定时公开的不同热塑性组合物对归一化的脱模压力的影响的代表性数据。制剂编号(S.6、S.7、S.8、S.9、S.10和S.11)是指表5中详细描述的那些。
将在以下说明中部分地阐明,并且部分地由说明将显而易见或可通过本发明的实践来获悉本发明的另外的优点。通过所附权利要求中特别指出的要素和组合,将实现并获得本发明的优点。应当理解的是,如所要求保护的,前面的一般性描述和以下具体实施方式都是示例性的而且仅用于举例说明,而并非限制本发明。
具体实施方式
通过参考本发明的以下具体实施方式和其中包括的实施例,可以更容易地理解本发明。
在公开和描述本发明的化合物、组合物、制品、设备和/或方法之前,应当理解,除非另外指出,否则它们不限于具体的合成方法;或除非另外指出,否则它们不限于特定的试剂,当然,对于这些可以改变。还应当理解的是,本文所使用的术语仅出于描述特定方面的目的,而并不旨在进行限制。尽管与本文描述的那些类似或等效的任何方法和材料可以用于本发明的实践或测试中,但是现在描述实例方法和材料。
此外,除非另外清楚地说明,否则应当理解的是,决不旨在将在本文中阐明的任何方法解释为需要以具体顺序进行其步骤。因此,在方法权利要求未实际列举其步骤所遵循的顺序或者它未另外在权利要求或说明书中具体指出将步骤限制于具体顺序时,决不希望在任何方面推断顺序。这适用于解释的任何可能的非表达基础,其包括:相对于步骤或操作流程的安排的逻辑事物、源自语法组织或标点的普通含义、和在说明书中描述的实施方式的数目或类型。
本文中提到的所有出版物通过引用合并于此,以公开和描述这些方法和/或材料连同出版物所引用的。
定义
还应当理解的是,本文所使用的术语仅出于描述特定方面的目的,而并不旨在进行限制。如在说明书中和在权利要求中所使用的,术语“包含”可以包括实施方式“由……组成”和“基本上由……组成”。除非另有定义,否则本文中使用的所有技术与科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。在本说明书中和在所附权利要求中,将会提及将在此定义的多个术语。
如在说明书和所附权利要求中使用的,除非上下文明确地另外指出,否则单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指示物。因此,例如,提及“一种聚碳酸酯聚合物”包括两种或更多种聚碳酸酯聚合物的混合物。
如本文所使用的,术语“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。
在本文中,范围可以表示为从一个特定值和/或至另一个特定值。当表示这样的范围时,另一方面包括从一个特定值和/或至另一个特定值。类似地,当值表示为近似值时,通过使用先行词“约”,将理解特定值形成了另一个方面。将进一步理解的是,每个范围的端点明显地与另一个端点相关又独立于另一个端点。还应当理解的是,存在本文中公开的多个值,并且本文中还将每个值公开为除了该值本身外“约”该特定值。例如,如果公开了值“10”,那么也公开了“约10”。还应当理解的是,还公开了两个特定单元之间的每个单元。例如,如果公开了10和15,那么也公开了11、12、13和14。
如本文所使用的,术语“约”和“在或约”是指所讨论的量或值可以是指定近似或约该值的一些其它值的值。如本文所使用的,除非另外说明或推断,否则通常应理解标称值表明±10%的变化。术语旨在表达类似的值促进权利要求中叙述的等效结果或效果。即,应当理解的是量、大小、配方、参数和其他数量以及特征不是并且不需要是精确的,但根据需要可以近似和/或较大或较小,反映公差、转化因素、四舍五入、测量误差等,以及本领域技术人员已知的其他因素。通常,无论是否明确指出如此,量、大小、配方、参数或其他数量或特征是“约”或“近似”。除非另外具体指出,否则应当理解的是当在定量值前使用“约”时,参数还包括具体的定量值本身。
除非另外具体指出,否则术语“第一”、“第二”、“第一部件(部分)”、“第二部件(部分)”等,当在本文中使用时,不指示任何顺序、数量或重要性,而是用于将一个要素从另一个要素区别开。
如本文所使用的,术语“可选的”或“可选地”是指随后描述的事件或情况可以出现或可以不出现,并且描述包括其中所述事件或情况出现的实例和其中所述事件或情况没有出现的实例。例如,短语“可选取代的烷基”是指烷基基团可以被取代或可以不被取代,并且该描述包括取代的和未取代的烷基基团两者。
如本文所使用的,术语“有效量”是指足以实现组合物或材料的物理性能的期望改变的量。例如,烷基磺酸盐的“有效量”是指在可应用的测试条件下并且在不会不利地影响其他指定性能的情况下,足以通过制剂组分调节的性能上实现期望的改善(例如,改善的脱模性能)的量。在组合物中以wt%计作为有效量所需的具体水平将取决于多种因素,包括聚碳酸酯的量和类型、抗冲改性剂的量和类型、滑石的量和类型、以及使用组合物制成的制品的最终用途。
公开的是用于制备本发明的组合物的组分以及用于本文公开的方法中的组合物本身。本文公开了这些材料和其他材料,并且应理解的是,当公开这些材料的组合、子集、相互作用、组等时,尽管不能明确地公开这些化合物的每种不同的单独和集体的组合以及改变的具体参考,但是本文具体地考虑并描述了它们中的每一种。例如,如果公开和讨论了特定的化合物并且讨论了能够对包括化合物的许多分子进行的许多修饰,除非具体地指出相反,否则具体考虑的是化合物的每种和所有的组合与改变以及可能的修饰。因此,如果公开了一类分子A、B、和C以及一类分子D、E、和F并且公开了组合分子的实例A-D,那么即使没有单独地述及每一种,每一种也是单独地和结合地考虑的有意义的组合,认为公开了A-E、A-F、B-D、B-E、B-F、C-D、C-E、和C-F。同样地,还公开了这些的任何子集或组合。因此,例如,将认为公开了子集A-E、B-F、和C-E。该概念适用于本申请的所有方面,包括但不限于制备和使用本发明的组合物的方法中的步骤。因此,如果存在多种能够进行的附加步骤,则应该理解的是,这些附加步骤的每一个能够利用本发明的这些方法的任何具体的方面或方面的组合来进行。
在说明书和总结的权利要求书中提及组合物或制品中特定要素或组分的重量份指示以重量份表示的组合物或制品中的要素或组分与任何其他要素或组分之间的重量关系。因此,在含有2重量份组分X和5重量份组分Y的化合物中,X和Y以2:5的重量比存在,并且无论化合物中是否含有另外的组分都是按照这个比率存在。
除非具体地指出相反,否则组分的重量百分数(“wt%”)是基于其中包括该组分的制剂或组合物的总重量。例如,如果说组合物或制品中具有按重量计8%的特定要素或组分,则应当理解的是该百分比是相对于按重量计100%的总组成百分比。
使用标准命名法描述化合物。例如,应当将没有被任何指定基团取代的任何位置理解为其化合价被所指示的键或氢原子填充。不在两个字母或符号之间的短线(“-”)用来指示取代基的连接点。例如,-CHO通过羰基基团的碳连接。除非另外定义,否则在本文中使用的技术和科学术语具有本发明所属领域中的技术人员通常理解的相同含义。
如本文所使用的,术语“烷基基团”是1至24个碳原子的支链或无支链的饱和烃基,如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、癸基、十四烷基、十六烷基、二十烷基、二十四烷基等。“低级烷基”基团是含有1至6个碳原子的烷基基团。
如本文所使用的,术语“芳基基团”是任何碳类芳香族基团,包括但不限于苯、萘等。术语“芳香族的”还包括“杂芳基基团”,将其定义为在芳香族基团的环中结合有至少一个杂原子的芳香族基团。杂原子的实例包括但不限于氮、氧、硫和磷。芳基基团可以是取代的或未取代的。芳基基团可以被一种或多种基团取代,包括但不限于烷基、炔基、烯基、芳基、卤化物、硝基、氨基、酯、酮、醛、羟基、羧酸或烷氧基。
如本文所使用的,术语“芳烷基”是具有连接至芳香族基团的如上所定义的烷基、炔基或烯基基团的芳基基团。芳烷基基团的实例是苄基基团。
如本文所使用的,术语“碳酸酯基团”由式OC(O)OR表示,其中,R可以是如上所描述的氢、烷基、烯基、炔基、芳基、芳烷基、环烷基、卤代烷基或杂环烷基基团。
术语“有机残基”定义了含碳残基,即包含至少一个碳原子的残基,并且包括但不限于上文定义的含碳基团、残基或基团。有机残基可以包含各种杂原子,或可以通过杂原子(包括氧、氮、硫、磷等)键合至另一个分子。有机残基的实例包括但不限于烷基或取代的烷基、烷氧基或取代的烷氧基、单取代或二取代的氨基、酰胺基团等。有机残基可以优选包含1至18个碳原子、1至15个碳原子、1至12个碳原子、1至8个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子。在进一步的方面,有机残基可以包含2至18个碳原子、2至15个碳原子、2至12个碳原子、2至8个碳原子、2至4个碳原子或2至4个碳原子。
术语“残基”的一个非常接近的同义词是在说明书和总结的权利要求中使用的术语“基团”,无论分子是如何制备的,是指本文描述的分子的片段、基团或子结构。例如,在特定化合物中的2,4-二羟基苯基基团具有以下结构:
无论2,4-二羟基苯基是否用于制备该化合物。在一些实施方式中,通过将一种或多种“取代基团”键合至其,基团(例如,烷基)可以得到进一步的修饰(即,取代的烷基)。给定基团中的原子数目对于本发明不是关键的,除非它在本文别处指示相反。
本文所定义和使用的术语“有机基团”包含一个或多个碳原子。例如,有机基团可以具有1-26个碳原子、1-18个碳原子、1-12个碳原子、1-8个碳原子、1-6个碳原子或1-4个碳原子。在进一步的方面,有机基团可以具有2-26个碳原子、2-18个碳原子、2-12个碳原子、2-8个碳原子、2-6个碳原子或2-4个碳原子。有机基团往往具有结合至有机基团的碳原子中的至少一些的氢。不包含无机原子的有机基团的一个实例是5,6,7,8-四氢-2-萘基基团。在一些实施方式中,有机基团可以包含键合至其或其中的1-10个无机杂原子,包括卤素、氧、硫、氮、磷等。有机基团的实例包括但不限于烷基、取代的烷基、环烷基、取代的环烷基、单取代的氨基、二取代的氨基、酰氧基、氰基、羧基、烷氧羰基、烷基甲酰胺(alkylcarboxamide)、取代的烷基甲酰胺、二烷基甲酰胺、取代的二烷基甲酰胺、烷基磺酰基、烷基亚磺酰基、硫代烷基、硫代卤代烷基、烷氧基、取代的烷氧基、卤代烷基、卤代烷氧基、芳基、取代的芳基、杂芳基、杂环或取代的杂环基团,其中,在本文中的别处定义了术语。包含杂原子的有机基团的几个非限制性实例包括烷氧基基团、三氟甲氧基基团、乙酰氧基基团、二甲基氨基基团等。
如本文所使用的,术语“数均分子量”或“Mn”可以互换使用,并且是指样品中所有聚合物链的统计平均分子量,且由以下式定义:
其中,Mi是链的分子量并且Ni是具有该分子量的链的数目。通过本领域普通技术人员众所周知的方法,使用分子量标准,例如聚碳酸酯标准或聚苯乙烯标准,优选地使用认证的或可追踪的分子量标准可以确定聚合物(例如,聚碳酸酯聚合物)的Mn
如本文所使用的,术语“重均分子量”或“Mw”可以互换使用,并由以下式定义:
其中,Mi是链的分子量并且Ni是具有该分子量的链的数目。与Mn相比,在确定对分子量平均值的贡献时,Mw考虑了给定链的分子量。因此,给定链的分子量越大,链对Mw的贡献越大。通过本领域普通技术人员众所周知的方法,使用分子量标准,例如聚碳酸酯标准或聚苯乙烯标准,优选地使用认证的或可追踪的分子量标准可以确定聚合物(例如,聚碳酸酯聚合物)的Mw
如本文中所使用的,术语“多分散性指数”或“PDI”可以互换使用,并由以下式定义:
PDI具有等于或大于1的值,但随着聚合物链接近均匀的链长,PDI接近一致。
如本文所使用的,可以互换使用的术语“双酚A(BisA)”或“双酚A(bisphenol A)”是指具有由下式表示的结构的化合物:
也可以通过名称4,4'-(丙烷-2,2-二基)二苯酚;p,p'-异丙叉基双酚;或2,2-双(4-羟基苯基)丙烷提及双酚A。双酚A具有CAS#80-05-7。
如本文所使用的,“聚碳酸酯”是指包含通过碳酸酯键连接的一种或多种二羟基化合物,例如二羟基芳香族化合物的残基的低聚物或聚合物,它还包括均聚碳酸酯、共聚碳酸酯和(共)聚酯碳酸酯。
贯穿说明书,用于提及聚合物的成分的术语“残基”和“结构单元”是同义的。
如本文所使用的,术语“ABS”或“丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物”是指丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物,其可以是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三聚物或苯乙烯-丁二烯橡胶和苯乙烯-丙烯腈共聚物的共混物。
如本文所使用的,术语“抗冲改性剂”是指公开的冲击改性的聚碳酸酯共混组合物的组分,其中,抗冲改性剂是有效改善公开的冲击改性的聚碳酸酯共混组合物的冲击性能,例如组合物的缺口悬臂梁冲击强度的聚合物材料。如本文所使用的,抗冲改性剂可以是一种或多种聚合物,如丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)、甲基丙烯酸酯丁二烯苯乙烯共聚物(MBS)和/或本体聚合的ABS(BABS)。
本文所使用的术语“滑石”是指由水合硅酸镁组成的矿物。本文所使用的术语“表面处理的滑石”(或“表面改性的滑石”或“涂覆的滑石”)是指其表面是通过使用表面处理剂已经完全或部分、物理或化学改性了的滑石的颗粒。这种试剂可以具有有机或无机性质。这些试剂可以包括脂肪酸、脂肪酸酯、硅酮、特氟隆(Teflon)、硅烷、硅烷偶联剂、脂肪酸的金属盐或聚乙二醇。
如本文所使用的,术语“微粉化”是指平均直径为1-100μm的颗粒的生产。
除非另外说明,否则如本文所使用的,可以互换使用的术语“重量百分数”、“wt%”和“wt.%”指示给定组分基于组合物的总重量的重量百分数。也就是说,除非另外说明,否则所有重量百分数值是基于组合物的总重量。应当理解的是,所公开的组合物或制剂中所有组分的重量百分数值之和等于100。
本文所公开的每种材料是市售的和/或其生产方法是本领域技术人员已知的。
应当理解的是,本文公开的组合物具有某些功能。本文公开了用于执行所公开功能的某些结构要求,并且应当理解的是,存在可以执行与所公开的结构有关的相同功能的多种结构,并且通常这些结构将达到相同的结果。
共混聚碳酸酯组合物
如以上简要描述的,本公开一方面涉及具有改善的脱模性能的共混聚碳酸酯组合物。在各个方面,本发明涉及包含如滑石的矿物填料以及抗冲改性剂、烷基磺酸盐和聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的共混聚碳酸酯组合物。本发明的烷基磺酸盐和聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的组合改善了脱模性能。因此,在进一步的方面,得到的组合物能够用于具有改善的脱模性能的制品的生产。
在各个方面,本发明涉及具有改善的脱模性能的热塑性组合物,该热塑性组合物包含:
a)约10wt%至约70wt%的第一聚碳酸酯组分;
b)约10wt%至约70wt%的第二聚碳酸酯组分;
c)约2wt%至约10wt%的抗冲改性剂组分;
d)约5wt%至约30wt%的矿物填料组分;
e)约0wt%至约25wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分;以及
f)约0.1wt%至约4.0wt%的烷基磺酸盐组分;
其中,第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值是大于10wt%至约70wt%;其中,所有组分的组合重量百分数值不超过约100wt%;其中,所有重量百分数值是基于组合物的总重量;并且其中,热塑性组合物的模制样品与不存在聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和烷基磺酸盐的基本上由实质相同比例的相同聚碳酸酯聚合物组分、相同矿物填料和相同抗冲改性剂组分组成的参考组合物相比,表现出较低的模具脱模压力。
在各个方面,本发明涉及具有改善的脱模性能的热塑性组合物,该热塑性组合物包含:
a)约15wt%至约35wt%的第一聚碳酸酯组分;
b)约20wt%至约50wt%的第二聚碳酸酯组分;
c)约2wt%至约8wt%的抗冲改性剂组分,所述抗冲改性剂组分
包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物组合物、本体聚合的
ABS(BABS)或甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)聚合物组
合物;
d)约10wt%至约25wt%的矿物填料组分;
e)约0wt%至约25wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分;以及
f)约0.5wt%至约2.0wt%的烷基磺酸盐组分;
其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第一聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约20克/10分钟至约30克/10分钟;
其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约4.0克/10分钟至约8.0克/10分钟;
其中,烷基磺酸盐组分包括由下式表示的一种或多种结构:
(CnH2n+1)-(SO3 -M+)p
其中,对于存在的每种烷基磺酸盐,n独立地是6至17的整数;p独立地是1至5的整数;并且每个M独立地是碱金属或碱土金属;
其中,第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值是大于45wt%至约70wt%;
其中,所有组分的组合重量百分数值不超过约100w%;
其中,所有重量百分数值是基于组合物的总重量;并且
其中,热塑性组合物的模制样品与不存在聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和烷基磺酸盐的基本上由实质相同比例的相同聚碳酸酯聚合物组分、相同矿物填料和相同抗冲改性剂组分组成的参考组合物相比,表现出低3倍的模具脱模压力。
在各个方面,本发明涉及具有改善的脱模性能的热塑性组合物,该热塑性组合物包含:
a)约20wt%至约30wt%的第一聚碳酸酯组分;
b)约20wt%至约50wt%的第二聚碳酸酯组分;
c)约3wt%至约6wt%的抗冲改性剂组分,所述抗冲改性剂组分包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物组合物、本体聚合的ABS(BABS)或甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)聚合物组合物;
d)约12wt%至约20wt%的矿物填料组分;
e)约0wt%至约25wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分;以及
f)约0.5wt%至约1.0wt%的烷基磺酸盐组分;
其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第一聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约20克/10分钟至约30克/10分钟;
其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约4.0克/10分钟至约8.0克/10分钟;
其中,烷基磺酸盐组分包括由下式表示的一种或多种结构:
(CnH2n+1)-(SO3 -M+)p
其中,对于存在的每种烷基磺酸盐,n独立地是6至17的整数;p独立地是1至5的整数;并且每个M独立地是碱金属或碱土金属;
其中,第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值是大于45wt%至约70wt%;
其中,所有组分的组合重量百分数值不超过约100wt%;
其中,所有重量百分数值是基于组合物的总重量;并且
其中,热塑性组合物的模制样品与不存在聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和烷基磺酸盐的基本上由实质相同比例的相同聚碳酸酯聚合物组分、相同矿物填料和相同抗冲改性剂组分组成的参考组合物相比,表现出低3倍的模具脱模压力。
在各个方面,本发明涉及具有改善的脱模性能的热塑性组合物,该热塑性组合物包含:
a)约10wt%至约70wt%的第一聚碳酸酯组分;
b)约10wt%至约70wt%的第二聚碳酸酯组分;
c)约2wt%至约10wt%的抗冲改性剂组分;
d)约5wt%至约30wt%的矿物填料组分;
e)约1wt%至约25wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分;以及
f)约0.1wt%至约4.0wt%的烷基磺酸盐组分;
其中,第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值是大于10wt%至约70wt%;其中,所有组分的组合重量百分数值不超过约100wt%;其中,所有重量百分数值是基于组合物的总重量;并且其中,热塑性组合物的模制样品与不存在聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和烷基磺酸盐的基本上由实质相同比例的相同聚碳酸酯聚合物组分、相同矿物填料和相同抗冲改性剂组分组成的参考组合物相比,表现较低的模具脱模压力。
在各个方面,本发明涉及具有改善的脱模性能的热塑性组合物,该热塑性组合物包含:
a)约15wt%至约35wt%的第一聚碳酸酯组分;
b)约20wt%至约50wt%的第二聚碳酸酯组分;
c)约2wt%至约8wt%的抗冲改性剂组分,所述抗冲改性剂组分包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物组合物、本体聚合的ABS(BABS)或甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)聚合物组合物;
d)约10wt%至约25wt%的矿物填料组分;
e)约1wt%至约25wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分;以及
f)约0.5wt%至约2.0wt%的烷基磺酸盐组分;
其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第一聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约20克/10分钟至约30克/10分钟;
其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约4.0克/10分钟至约8.0克/10分钟;
其中,烷基磺酸盐组分包括由下式表示的一种或多种结构:
(CnH2n+1)-(SO3 -M+)p
其中,对于存在的每种烷基磺酸盐,n独立地是6至17的整数;p独立地是1至5的整数;并且每个M独立地是碱金属或碱土金属;
其中,第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值是大于45wt%至约70wt%;
其中,所有组分的组合重量百分数值不超过约100wt%;
其中,所有重量百分数值是基于组合物的总重量;并且
其中,热塑性组合物的模制样品与不存在聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和烷基磺酸盐的基本上由实质相同比例的相同聚碳酸酯聚合物组分、相同矿物填料和相同抗冲改性剂组分组成的参考组合物相比,表现出低3倍的模具脱模压力。
在各个方面,本发明涉及具有改善的脱模性能的热塑性组合物,该热塑性组合物包含:
a)约20wt%至约30wt%的第一聚碳酸酯组分;
b)约20wt%至约50wt%的第二聚碳酸酯组分;
c)约3wt%至约6wt%的抗冲改性剂组分,所述抗冲改性剂组分包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物组合物、本体聚合的ABS(BABS)或甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)聚合物组合物;
d)约12wt%至约20wt%的矿物填料组分;
e)约1wt%至约25wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分;以及
f)约0.5wt%至约1.0wt%的烷基磺酸盐组分;
其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第一聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约20克/10分钟至约30克/10分钟;
其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约4.0克/10分钟至约8.0克/10分钟;
其中,烷基磺酸盐组分包括由下式表示的一种或多种结构:
(CnH2n+1)-(SO3 -M+)p
其中,对于存在的每种烷基磺酸盐,n独立地是6至17的整数;p独立地是1至5的整数;并且每个M独立地是碱金属或碱土金属;
其中,第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值是大于45wt%至约70wt%;
其中,所有组分的组合重量百分数值不超过约100wt%;
其中,所有重量百分数值是基于组合物的总重量;并且
其中,热塑性组合物的模制样品与不存在聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和烷基磺酸盐的基本上由实质相同比例的相同聚碳酸酯聚合物组分、相同矿物填料和相同抗冲改性剂组分组成的参考组合物相比,表现出低3倍的模具脱模压力。
聚碳酸酯聚合物
在一个方面,本发明公开的具有改善的脱模性能的共混聚碳酸酯组合物包含聚碳酸酯聚合物组合物。在各个方面,公开的共混聚碳酸酯组合物还可以具有有用的机械性能,如冲击强度和多轴冲击强度。
在一个方面,聚碳酸酯可以包括任何聚碳酸酯材料或这些材料的混合物,例如,正如美国专利号7,786,246中所叙述的,该专利以其全部内容结合于本文中用于公开各种聚碳酸酯组合物和方法的具体目的。术语聚碳酸酯可以被进一步定义为具有式(1)的重复结构单元的组合物:
其中,R1基团的总数的至少60%是芳香族有机基团以及其余量是脂肪族、脂环族或芳香族基团。优选地,每个R1是芳香族有机基团并且,更优选地是式(2)的基团:
─A1─Y1─A2─ (2),
其中,A1和A2中的每个是单环二价芳基基团,并且Y1是具有将A1与A2分开的一个或两个原子的桥连基团。在各个方面,一个原子将A1与A2分开或例如这种类型的基团包括但不限于以下基团:如─O─、─S─、─S(O)─、─S(O2)─、─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。桥连基团Y1优选地是烃基或饱和烃基,如亚甲基、环己叉基或异丙叉基。
在进一步的方面,可以通过具有式HO—R1—OH的二羟基化合物的界面反应来生产聚碳酸酯,所述二羟基化合物包括式(3)的二羟基化合物:
HO─A1─Y1─A2─OH (3),
其中,Y1、A1和A2如以上所描述。还包括通式(4)的双酚化合物:
其中,Ra和Rb各自表示卤素原子或单价的烃基且可以相同或不同;p和q各自独立地是0至4的整数;并且Xa表示式(5)的基团之一:
其中,Rc和Rd各自独立地表示氢原子或单价的线性或环状烃基,并且Re是二价的烃基。
在各个方面,合适的二羟基化合物的实例包括二羟基取代的烃,其以名称或式(通用或特定)公开于美国专利号4,217,438。合适的二羟基化合物的具体实例的非排他性列表包括以下:间苯二酚、4-溴代间苯二酚、氢醌、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)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-双(4-羟基苯基)苯酞(3,3-bis(4-hydroxyphenyl)phthalide)、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、3,3-双(4-羟基苯基)苯并[C]吡咯酮、2-苯基-3,3-双-(4-羟基苯基)苯并[C]吡咯酮(PPPBP)等,以及包括上述二羟基化合物中的至少一种的混合物。
在进一步的方面,可以由式(3)表示的这类双酚化合物的实例包括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(下文的“双酚A”或“BPA”)、2,2-双(4-羟基苯基)丁烷、2,2-双(4-羟基苯基)辛烷、1,1-双(4-羟基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)正丁烷、2,2-双(4-羟基-1-甲基苯基)丙烷以及1,1-双(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷。还可以使用包含上述二羟基化合物中的至少一种的组合。
在各个方面,聚碳酸酯可以采用两种或更多种不同的二羟基化合物或二羟基化合物与二醇或与羟基或酸封端的聚酯或与二元酸或羟基酸的共聚物(如果期望使用碳酸酯共聚物而不是均聚物)。还可以使用聚芳基化合物(聚芳酯,polyarylate)和聚酯-碳酸酯树脂或它们的共混物。支化聚碳酸酯以及线性聚碳酸酯和支化聚碳酸酯的共混物也是有用的。可以通过在聚合过程中添加支化剂来制备支化聚碳酸酯。
在进一步的方面,支化剂包括多官能有机化合物,其包含选自羟基、羧基、羧酸酐、卤代甲酰基和它们的混合物中的至少三种官能团。具体实例包括偏苯三酸、偏苯三酸酐、偏苯三酰氯、三-对羟基苯基乙烷、靛红-双酚、三-苯酚TC(1,3,5-三((对-羟基苯基)异丙基)苯)、三-苯酚PA(4(4(1,1-双(对-羟基苯基)-乙基)α,α-二甲基苄基)苯酚)、4-氯甲酰基邻苯二甲酸酐、苯均三酸以及二苯甲酮四羧酸。可以以0.05-2.0重量百分数的水平添加支化剂。用于制备支化聚碳酸酯的支化剂和程序描述于美国专利号3,635,895和4,001,184。设想所有类型的聚碳酸酯端基可用于热塑性组合物。
在进一步的方面,聚碳酸酯是基于双酚A,其中,A1和A2中的每个是对-亚苯基并且Y1是异丙叉基。在又进一步的方面,聚碳酸酯的分子量(Mw)是约10,000至约100,000。在仍进一步的方面,聚碳酸酯的Mw是约15,000至约55,000。在更进一步的方面,聚碳酸酯的Mw是约18,000至约40,000。
聚碳酸酯,包括异山梨醇类聚酯-聚碳酸酯,可以包含含有碳酸酯单元和其他类型的聚合物单元(包括酯单元)的共聚物,以及包含均聚碳酸酯和共聚碳酸酯中至少一种的组合。这种类型的示例性聚碳酸酯共聚物是聚酯碳酸酯,也称为聚酯-聚碳酸酯。这种共聚物进一步包含衍生自含低聚酯的二羟基化合物(本文中也称为羟基封端的低聚丙烯酸酯)的碳酸酯单元。
在一个方面,可以使用界面相转移方法或熔融聚合制备聚碳酸酯。尽管用于界面聚合的反应条件可以变化,但是示例性的方法通常包括将二元酚溶解或分散在苛性钠或苛性钾水溶液中,将得到的混合物添加至与水不混溶的溶剂介质(如例如二氯甲烷)中,以及在催化剂(如例如三乙胺)或相转移催化剂盐的存在下,在控制的pH条件(例如约8至约10)下使反应物与碳酸酯前体(如光气)接触。
本文公开的聚碳酸酯化合物和聚合物可以在各个方面由熔融聚合方法制备。通常,在熔融聚合方法中,聚碳酸酯是通过在熔融状态下使一种或多种二羟基反应物(即,异山梨醇、脂肪族二醇和/或脂肪族二酸,以及任何另外的二羟基化合物)与碳酸二芳酯如碳酸二苯酯或更具体地,在一个方面,活化的碳酸酯如双(甲基水杨基)碳酸酯,在酯交换催化剂存在下共反应来制备。反应可以在典型的聚合设备,如一个或多个连续搅拌反应器(CSTR)、活塞流反应器、线湿落型聚合器(wire wetting fall polymerizer)、自由下落聚合器、刮膜式聚合器(wiped flim polymerizer)、混合器、单螺杆或双螺杆挤出机或上述的组合中进行。在一个方面,可以通过蒸馏从熔融反应物中除去挥发性的一元酚,并且作为熔融残留物分离聚合物。
熔融聚合可以包括酯交换催化剂,其包括包含金属阳离子和阴离子的第一催化剂,本文也称为α催化剂。在一方面,阳离子是碱金属或碱土金属,包括Li、Na、K、Cs、Rb、Mg、Ca、Ba、Sr或包含上述中的至少一种的组合。阴离子是氢氧根(OH-)、过氧根(superoxide)(O2-)、硫氢根(thiolate)(HS-)、硫离子(sulfide)(S2-)、C1-20醇氧根(alkoxide)、C6-20芳氧根(aryloxide)、C1-20羧酸根、磷酸根(包括磷酸氢根)、C1-20膦酸根、硫酸根(包括硫酸氢根)、亚硫酸根(包括亚硫酸氢根和偏亚硫酸氢根)、C1-20磺酸根、碳酸根(包括碳酸氢根)或包含上述中的至少一种的组合。在另一方面,也可使用包含碱土金属离子和碱金属离子二者的有机酸的盐。可用作催化剂的有机酸的盐通过甲酸、乙酸、硬脂酸和乙二胺四乙酸的碱金属和碱土金属盐示出。催化剂还可以包含非挥发性的无机酸的盐。“非挥发性”是指所提及的化合物在环境温度和压力下没有可察觉的蒸气压。具体地,在聚碳酸酯的熔融聚合通常进行的温度下,这些化合物是不挥发的。非挥发性酸的盐是亚磷酸的碱金属盐;亚磷酸的碱土金属盐;磷酸的碱金属盐;和磷酸的碱土金属盐。示例性的酯交换催化剂包括氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化钡、甲酸锂、甲酸钠、甲酸钾、甲酸铯、乙酸锂、乙酸钠、乙酸钾、碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、甲醇锂、甲醇钠、甲醇钾、乙醇锂、乙醇钠、乙醇钾、苯酚锂、苯酚钠、苯酚钾、硫酸钠、硫酸钾、NaH2PO3、NaH2PO4、Na2H2PO3、KH2PO4、CsH2PO4、Cs2H2PO4、Na2SO3、Na2S2O5、甲磺酸钠、甲磺酸钾、甲苯磺酸钠、甲苯磺酸钾、乙二胺四乙酸镁二钠(EDTA镁二钠盐)、或包含上述中的至少一种的组合。应当理解的是,上述列表是示例性的,并且不应该被认为仅限于此。
在一个方面,酯交换催化剂是包含碱金属或碱土金属盐的α催化剂。在一个示例性的方面,酯交换催化剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、甲醇钠、甲醇钾、NaH2PO4、或包含上述中的至少一种的组合。
根据熔融聚合的条件,α催化剂的量可以大幅度变化,并且可以是约0.001μmol至约500μmol。在一方面,每摩尔存在于熔融聚合中的脂肪族二醇和任何其他的二羟基化合物,α催化剂的量可以是约0.01μmol至约20μmol,具体地,约0.1μmol至约10μmol,更具体地,约0.5μmol至约9μmol,并且仍更具体地,约1μmol至约7μmol。
在另一方面,在熔融聚合方法中可以可选地包括第二酯交换催化剂,在本文中还称为β催化剂,条件是包括这种第二酯交换催化剂不会显著不利影响聚碳酸酯的期望性能。示例性的酯交换催化剂可以进一步包括上式(R3)4Q+X的相转移催化剂的组合,其中,每个R3相同或不同并且是C1-10烷基基团;Q是氮或磷原子;并且X是卤素原子或C1-8烷氧基基团或C6-18芳氧基基团。例如,示例性的相转移催化剂盐包括[CH3(CH2)3]4NX、[CH3(CH2)3]4PX、[CH3(CH2)5]4NX、[CH3(CH2)6]4NX、[CH3(CH2)4]4NX、CH3[CH3(CH2)3]3NX、和CH3[CH3(CH2)2]3NX,其中,X是Cl-、Br-、C1-8烷氧基基团或C6-18芳氧基基团。这种酯交换催化剂的实例包括四丁基氢氧化铵、甲基三丁基氢氧化铵、四丁基乙酸铵、四丁基氢氧化鏻、四丁基乙酸鏻、四丁基苯酚鏻、或包含上述中的至少一种的组合。其他的熔融酯交换催化剂包括碱土金属盐或碱金属盐。在各个方面,当期望β催化剂时,相对于α催化剂,β催化剂可以以小于或等于10,具体地,小于或等于5,更具体地,小于或等于1,并且仍更具体地,小于或等于0.5的摩尔比存在。在其他方面,本文所公开的熔融聚合反应仅使用如上文中所描述的α催化剂,并且基本上不含任何β催化剂。如本文所定义的,“基本上不含”可以指其中β催化剂已被排除在熔融聚合反应之外。在一个方面,基于熔融聚合反应中使用的所有组分的总重量,β催化剂以小于约10ppm,具体地,小于1ppm,更具体地,小于约0.1ppm,更具体地,小于或等于约0.01ppm,并且更具体地,小于或等于约0.001ppm的量存在。
在一个方面,封端剂(也称为链终止剂)可以可选地用于限制分子量增长速率,因此控制聚碳酸酯的分子量。示例性的链终止剂包括某些一元酚化合物(即,具有单个游离的羟基基团的苯基化合物)、单羧酸氯化物和/或单氯甲酸酯。通过以下举例说明酚链终止剂: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以及对-和叔-丁基苯酚、甲酚和二苯酚的单醚如对-甲氧基苯酚。具体提及了具有含有8至9个碳原子的支链烷基取代基的烷基取代的苯酚。
在另一方面,端基可以源自羰基源(即,碳酸二芳酯),源自单体比例的选择、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基团、羧酸基团等。在一个方面,聚碳酸酯,包括本文所定义的聚碳酸酯聚合物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。在进一步的方面,端基衍生自活化的碳酸酯。这种端基可以衍生自适当取代的活化碳酸酯的烷基酯,在其中羟基基团与来自活化碳酸酯的酯羰基,而不是活化碳酸酯的碳酸酯羰基反应的条件下,与聚碳酸酯聚合物链末端的羟基基团的酯交换反应。这样,衍生自包含衍生自活化的碳酸酯的化合物或子结构的酯并且存在于熔融聚合反应中的结构单元可以形成酯端基。
在一个方面,可以通过使反应混合物经历一系列温度-压力-时间方案进行熔融聚合反应。在一些方面,这包括分阶段地逐渐提高反应温度,同时分阶段地逐渐降低压力。在一个方面,压力从反应开始的约为大气压降低到约1毫巴(100Pa)或更低,或在另一方面,当反应接近完成时,在几个步骤中降低至0.1毫巴(10Pa)或更低。在约反应混合物的熔融温度下开始,可以以逐步的方式来改变温度,并且随后升高至最终温度。在一个方面,将反应混合物从室温加热至约150℃。在这样的一方面,聚合反应开始于约150℃至约220℃的温度。
在另一方面,聚合温度可以高至约220℃。在其他方面,然后可以将聚合反应升高至约250℃,然后可选地进一步升高至约320℃的温度和它们之间的所有子范围。在一个方面,总的反应时间可以是约30分钟至约200分钟和它们之间的所有子范围。此过程通常将确保反应物反应以得到具有期望的分子量、玻璃化转变温度和物理性能的聚碳酸酯。反应进行以构建聚碳酸酯链并且产生酯取代的醇副产物,如水杨酸甲酯。在一个方面,可以通过不同的技术(如降低压力)实现有效除去副产物。在反应开始时,通常压力起点相对高,并且在整个反应中逐渐降低,并且在整个反应中温度上升。
在一个方面,可以使用本领域已知技术如凝胶渗透色谱法,通过测量反应混合物的熔体粘度或重均分子量来监测反应进程。可以通过采取离散样品测量或可以在线测量这些性能。达到期望的熔体粘度和/或分子量后,最终的聚碳酸酯产物可以以固体或熔融形式从反应器中分离。本领域技术人员将要了解的是,制备在前面的部分中描述的脂肪族均聚碳酸酯和脂肪族-芳香族共聚碳酸酯的方法可以以间歇式或连续式方法进行,并且优选地以无溶剂的模式进行本文中公开的方法。选择的反应器理想地是自清洁的,并应该最小化任何“热点(hot spot)”。然而,可使用类似于市售的那些的排气式挤出机(ventedextruder)。
可以通过多种方法,包括将材料与制剂中期望的任何另外的添加剂紧密混合,共混本发明的组合物与上述的成分。因为商用聚合物加工设施中熔融共混设备的可利用性,所以熔融加工方法通常是优选的。在这样的熔体加工方法中使用的设备的示例性实例包括:同向旋转和反向旋转挤出机、单螺杆挤出机、共捏合机、盘式压实处理机(disc-packprocessor)和各种其他类型的挤出设备。优选地最小化本方法中的熔体温度以避免树脂的过度降解。尽管可以使用更高的温度,但往往期望将熔融树脂组合物中的熔体温度维持在约230℃和约350℃之间,条件是树脂在加工设备中的停留时间保持较短。在一些实施方式中,熔融加工的组合物通过模具中的小出口孔排出如挤出机的加工设备。通过使线料(strand)穿过水浴冷却得到的熔融树脂线料。可以将冷却的线料切成小的粒料,用于包装和进一步的处理。
可以通过各种方法制备包含共混的聚碳酸酯组合物的热塑性组合物。例如,粉末状聚碳酸酯、其他聚合物(如果存在)和/或其他可选的组分首先可选地与填料在HENSCHEL-高速混合器中进行共混。其他低剪切方法,包括但不限于手动混合,也可以实现该共混。然后通过料斗将共混物进料至双螺杆挤出机的进料口(喉部,throat)。可替代地,组分中的至少一种可以通过在进料口和/或在下游通过侧填充器(sidestuffer)直接进料至挤出机而结合在组合物中。也可以将添加剂与期望的聚合物树脂混合成母料并将其进料至挤出机中。通常,挤出机在高于使组合物流动所需的温度的温度下运行。在水浴中将挤出物立即淬火并且造粒。当切割这样制备的粒料时,根据需要挤出物可以是四分之一英寸长或更小。这种粒料可以用于随后的模制、成形或者成型。
在一个方面,共混聚碳酸酯组合物的聚碳酸酯组分包含双酚A残基。在进一步的方面,通过界面聚合方法制备共混聚碳酸酯组合物的聚碳酸酯组分。
提及本发明的聚碳酸酯组分(包括第一和第二聚碳酸酯组分)的重均分子量(Mw),应当理解的是,Mw是通过凝胶渗透色谱法相对于可追踪的聚碳酸酯标准测定的绝对Mw
在一个方面,共混聚碳酸酯组合物的聚碳酸酯组分包含第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分。在进一步的方面,共混聚碳酸酯组合物的聚碳酸酯组分以约10wt%至约60wt%的量存在。在又进一步的方面,共混聚碳酸酯组合物的聚碳酸酯组分以约10wt%至约50wt%的量存在。在仍进一步的方面,共混聚碳酸酯组合物的聚碳酸酯组分以约30wt%至约70wt%的量存在。在更进一步的方面,共混聚碳酸酯组合物的聚碳酸酯组分以约10wt%至约40wt%的量存在。
在一个方面,第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值是约20wt%至约70wt%。在进一步的方面,第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值是约20wt%至约60wt%。在又进一步的方面,第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值是约20wt%至约50wt%。在又进一步的方面,第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值是约20wt%至约40wt%。
在一个方面,第一聚碳酸酯组分以约10wt%至约60wt%的量存在。在进一步的方面,第一聚碳酸酯组分以约10wt%至约50wt%的量存在。在又进一步的方面,第一聚碳酸酯组分以约10wt%至约40wt%的量存在。在更进一步的方面,第一聚碳酸酯组分以约10wt%至约30wt%的量存在。在又进一步的方面,第一聚碳酸酯组分以约10wt%至约20wt%的量存在。
在一个方面,第一聚碳酸酯组分以约20wt%至约70wt%的量存在。在进一步的方面,第一聚碳酸酯组分以约20wt%至约60wt%的量存在。在仍进一步的方面,第一聚碳酸酯组分以约20wt%至约50wt%的量存在。在更进一步的方面,第一聚碳酸酯组分以约20wt%至约40wt%的量存在。在又进一步的方面,第一聚碳酸酯组分以约20wt%至约30wt%的量存在。
在一个方面,第一聚碳酸酯组分以约25wt%至约50wt%的量存在。在进一步的方面,第一聚碳酸酯组分以约25wt%至约45wt%的量存在。在仍进一步的方面,第一聚碳酸酯组分以约25wt%至约40wt%的量存在。在更进一步的方面,第一聚碳酸酯组分以约25wt%至约35wt%的量存在。在又进一步的方面,第一聚碳酸酯组分以约25wt%至约30wt%的量存在。
在一个方面,第一聚碳酸酯聚合物组分以约20wt%的量存在。在另一方面,第一聚碳酸酯聚合物组分以约22wt%的量存在。在又一方面,第一聚碳酸酯聚合物组分以约23wt%的量存在。在又一方面,第一聚碳酸酯聚合物组分以约24wt%的量存在。在又一方面,第一聚碳酸酯聚合物组分以约25wt%的量存在。
在一个方面,第一聚碳酸酯聚合物组分是高流动性聚碳酸酯。在另一方面,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第一聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为至少约20克/10分钟。在又一方面,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第一聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为至少约22克/10分钟。在又一方面,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第一聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约17克/10分钟至约32克/10分钟。在又一方面,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第一聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约20克/10分钟至约30克/10分钟。在又一方面,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第一聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约22克/10分钟至约29克/10分钟。在又一方面,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第一聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约23克/10分钟至约29克/10分钟。
在一个方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度(等级,scale),共混聚碳酸酯组合物的聚碳酸酯组分的重均分子量为约15,000克/摩尔(g/mol)至约100,000g/mol。在又进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第一聚碳酸酯组分的重均分子量为约15,000g/mol至约50,000g/mol。在仍进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第一聚碳酸酯组分的重均分子量为约15,000g/mol至约45,000g/mol。在更进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第一聚碳酸酯组分的重均分子量为约15,000g/mol至约40,000g/mol。在更进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第一聚碳酸酯组分的重均分子量为约15,000g/mol至约35,000g/mol。在更进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第一聚碳酸酯组分的重均分子量为约15,000g/mol至约30,000g/mol。在更进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第一聚碳酸酯组分的重均分子量为约15,000g/mol至约25,000g/mol。
在一个方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第一聚碳酸酯组分的重均分子量为约20,000g/mol至约100,000g/mol。在进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第一聚碳酸酯组分的重均分子量为约20,000g/mol至约50,000g/mol。在仍进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第一聚碳酸酯组分的重均分子量为约20,000g/mol至约45,000g/mol。在更进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第一聚碳酸酯组分的重均分子量为约20,000g/mol至约40,000g/mol。在又进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第一聚碳酸酯组分的重均分子量为约20,000g/mol至约35,000g/mol。在仍进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第一聚碳酸酯组分的重均分子量为约20,000g/mol至约30,000g/mol。在更进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第一聚碳酸酯组分的重均分子量为约20,000g/mol至约30,000g/mol。在又进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第一聚碳酸酯组分的重均分子量为约20,000g/mol至约29,000g/mol。
在一个方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第一聚碳酸酯组分的重均分子量为约25,000g/mol至约100,000g/mol。在进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第一聚碳酸酯组分的重均分子量为约25,000g/mol至约50,000g/mol。在仍进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第一聚碳酸酯组分的重均分子量为约25,000g/mol至约45,000g/mol。在更进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第一聚碳酸酯组分的重均分子量为约25,000g/mol至约40,000g/mol。在又进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第一聚碳酸酯组分的重均分子量为约25,000g/mol至约35,000g/mol。在仍进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第一聚碳酸酯组分的重均分子量为约25,000g/mol至约30,000g/mol。在更进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第一聚碳酸酯组分的重均分子量为约25,000g/mol至约30,500g/mol。在又进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第一聚碳酸酯组分的重均分子量为约25,000g/mol至约30,000g/mol。在仍进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第一聚碳酸酯组分的重均分子量为约25,000g/mol至约29,000g/mol。
在一个方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第一聚碳酸酯组分的重均分子量为约18,000g/mol至约35,000g/mol。在进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第一聚碳酸酯组分的重均分子量为约18,000g/mol至约30,000g/mol。在更进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第一聚碳酸酯组分的重均分子量为约18,000g/mol至约25,000g/mol。在又进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第一聚碳酸酯组分的重均分子量为约18,000g/mol至约23,000g/mol。
在一个方面,第二聚碳酸酯组分以约20wt%至约50wt%的量存在。在进一步的方面,第二聚碳酸酯组分以约20wt%至约45wt%的量存在。在仍进一步的方面,第二聚碳酸酯组分以约20wt%至约40wt%的量存在。在更进一步的方面,第二聚碳酸酯组分以约20wt%至约35wt%的量存在。在又进一步的方面,第二聚碳酸酯组分以约20wt%至约30wt%的量存在。
在一个方面,第二聚碳酸酯组分以约22wt%至约50wt%的量存在。在进一步的方面,第二聚碳酸酯组分以约22wt%至约45wt%的量存在。在仍进一步的方面,第二聚碳酸酯组分以约22wt%至约40wt%的量存在。在更进一步的方面,第二聚碳酸酯组分以约22wt%至约35wt%的量存在。在又进一步的方面,第二聚碳酸酯组分以约22wt%至约30wt%的量存在。
在一个方面,第二聚碳酸酯组分以约25wt%至约50wt%的量存在。在进一步的方面,第二聚碳酸酯组分以约25wt%至约45wt%的量存在。在仍进一步的方面,第二聚碳酸酯组分以约25wt%至约40wt%的量存在。在更进一步的方面,第二聚碳酸酯组分以约25wt%至约35wt%的量存在。在又进一步的方面,第二聚碳酸酯组分以约25wt%至约30wt%的量存在。
在一个方面,第二聚碳酸酯聚合物组分以约25wt%的量存在。在另一方面,第二聚碳酸酯聚合物组分以约27wt%的量存在。在又一方面,第二聚碳酸酯聚合物组分以约29wt%的量存在。在又一方面,第二聚碳酸酯聚合物组分以约31wt%的量存在。在又一方面,第二聚碳酸酯聚合物组分以约33wt%的量存在。在又一方面,第二聚碳酸酯聚合物组分以约35wt%的量存在。在又一方面,第二聚碳酸酯聚合物组分以约37wt%的量存在。在又一方面,第二聚碳酸酯聚合物组分以约39wt%的量存在。在又一方面,第二聚碳酸酯聚合物组分以约41wt%的量存在。在又一方面,第二聚碳酸酯聚合物组分以约43wt%的量存在。在又一方面,第二聚碳酸酯聚合物组分以约45wt%的量存在。在又一方面,第二聚碳酸酯聚合物组分以约47wt%的量存在。在又一方面,第二聚碳酸酯聚合物组分以约49wt%的量存在。
在一个方面,第二聚碳酸酯聚合物组分是低流动性聚碳酸酯。在另一方面,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为至少约3.0克/10分钟。在又一方面,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为至少约4.0克/10分钟。在又一方面,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为至少约4.5克/10分钟。在又一方面,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为至少约5.0克/10分钟。在又一方面,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为至少约5.1克/10分钟。在又一方面,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为至少约5.2克/10分钟。在又一方面,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约4.0克/10分钟至约8.0克/10分钟。在又一方面,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约4.5克/10分钟至约7.2克/10分钟。在又一方面,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约4.8克/10分钟至约7.1克/10分钟。在又一方面,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约5.1克/10分钟至约6.9克/10分钟。
在一个方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第二聚碳酸酯组分的重均分子量为约15,000g/mol至约100,000g/mol。在进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第二聚碳酸酯组分的重均分子量为约15,000g/mol至约50,000g/mol。在仍进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第二聚碳酸酯组分的重均分子量为约15,000g/mol至约45,000g/mol。在更进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第二聚碳酸酯组分的重均分子量为约15,000g/mol至约40,000g/mol。在又进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第二聚碳酸酯组分的重均分子量为约15,000g/mol至约35,000g/mol。在仍进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第二聚碳酸酯组分的重均分子量为约15,000g/mol至约30,000g/mol。在更进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第二聚碳酸酯组分的重均分子量为约15,000g/mol至约25,000g/mol。
在一个方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第二聚碳酸酯组分的重均分子量为约20,000g/mol至约100,000g/mol。在进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第二聚碳酸酯组分的重均分子量为约20,000g/mol至约50,000g/mol。在仍进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第二聚碳酸酯组分的重均分子量为约20,000g/mol至约45,000g/mol。在更进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第二聚碳酸酯组分的重均分子量为约20,000g/mol至约40,000g/mol。在又进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第二聚碳酸酯组分的重均分子量为约20,000g/mol至约35,000g/mol。在仍进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第二聚碳酸酯组分的重均分子量为约20,000g/mol至约30,000g/mol。在更进一步的方面,基于绝对聚碳酸酯分子量标度,第二聚碳酸酯组分的重均分子量为约20,000g/mol至约25,000g/mol。
在一个方面,第二聚碳酸酯聚合物组分的重均分子量为约18,000至约40,000克/摩尔。在另一方面,第二聚碳酸酯聚合物组分的重均分子量为约20,000至约30,000克/摩尔。在又一方面,第二聚碳酸酯聚合物组分的重均分子量为约23,000至约30,000克/摩尔。在又一方面,第二聚碳酸酯聚合物组分的重均分子量为约25,000至约30,000克/摩尔。在又一方面,第二聚碳酸酯聚合物组分的重均分子量为约27,000至约30,000克/摩尔。
聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物
公开的热塑性组合物进一步包含聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物组分。如本文所使用的,术语聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物等同于聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物、聚碳酸酯-聚硅氧烷聚合物或聚硅氧烷-聚碳酸酯聚合物。聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物包含含有以下通式(I)的结构单元的聚二有机硅氧烷嵌段:
其中,聚二有机硅氧烷嵌段长度(E)是约20至约60;其中,每个R基团可以相同或不同,并且选自C1-13单价有机基团;其中,每个M可以相同或不同,并且选自卤素、氰基、硝基、C1-C8硫烷基、C1-C8烷基、C1-C8烷氧基、C2-C8烯基、C2-C8烯氧基基团、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,并且其中,每个n独立地是0、1、2、3或4。聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物还包含含有以下通式(II)的结构单元的聚碳酸酯嵌段:
其中,R1基团总数的至少60%含有芳香族部分并且其余量包含脂肪族、脂环族或芳香族部分。
根据本公开的示例性非限制性方面,聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含以下通式(III)的二有机聚硅氧烷嵌段:
其中,x表示约20至约60的整数。根据这些方面的聚碳酸酯嵌段可以衍生自双酚A单体。
以上式(III)的二有机聚硅氧烷嵌段可以衍生自相应的式(IV)的二羟基化合物:
其中,x如以上所描述。在Kress等人的美国专利4,746,701中和Carrillo的US 8,017,697中进一步描述了该类型和其他的化合物。在相转移条件下,可以通过适当的二羟基亚芳基化合物与例如α,ω-二乙酰氧基聚二有机硅氧烷的反应得到该式的化合物。
通过在式(V)的硅氧烷氢化物和脂肪族不饱和一元酚(如丁香酚)之间实施铂催化的加成以产生式(IV)的化合物,可以制备这种二羟基聚硅氧烷:
其中,x是之前定义的。
可选地在以上所描述的相转移催化剂的存在下,可以通过二苯酚聚硅氧烷(diphenolic polysiloxane)(如式(IV)所描绘的)与碳酸酯来源和二羟基芳香族化合物(如双酚A)的反应来制备聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。合适的条件类似于用于形成聚碳酸酯的那些。例如,在低于0℃至约100℃的温度下,包括在例如约25℃至约50℃的温度下,通过光气化作用可以制备共聚物。由于反应放热,所以可以用光气添加速率来控制反应温度。通常所需要的光气的量取决于二羟基反应物的量。可替代地,在如以上所描述的酯转移催化剂存在下,可以通过在熔融状态下使二羟基单体和碳酸二芳酯(如碳酸二苯酯)共反应来制备聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。
在聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的生产中,可以选择二羟基二有机聚硅氧烷的量以便在共聚物中提供期望量的二有机聚硅氧烷单元。因此,将根据组合物的期望的物理性能、x值(例如,在约20至约60的范围内)和组合物中每种组分的类型和相对量,包括聚碳酸酯的类型和量、聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的类型和量以及任何其他添加剂的类型和量来确定使用的特定量。使用本文中教导的指导,无需过度实验,本领域普通技术人员可以确定二羟基二有机聚硅氧烷的合适的量。
例如,根据本公开的方面,可以提供具有任何期望水平的硅氧烷含量的聚硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物。例如,硅氧烷含量可以在4mol%至20mol%的范围内。在另外的方面,聚硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物的硅氧烷含量可以在4mol%至10mol%的范围内。在又进一步的方面,聚硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物的硅氧烷含量可以在4mol%至8mol%的范围内。在进一步的方面,聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物包含5至7mol wt%的范围内的二有机硅氧烷含量。在更进一步的示例性方面,聚硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物的硅氧烷含量可以是约6mol%。又进一步地,二有机聚硅氧烷嵌段可以随机分布在聚硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物中。
如与本文阐述的聚碳酸酯的制造相关所类似描述的,公开的聚硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物也可以是封端的。例如,根据本公开的方面,聚硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物可以由对枯基-苯酚封端。
聚碳酸酯-硅氧烷共聚物的非限制性实例包括由SABIC创新塑料业务部(SABIC’sInnovative Plastics business)可获得的透明EXL。来自SABIC的透明EXL是已经使用氯仿溶剂以聚苯乙烯标准商业测试并发现具有约6mol%硅氧烷、约44,600的Mw和约17800的Mn的聚碳酸酯-聚硅氧烷(9030T)共聚物。
聚硅氧烷聚碳酸酯共聚物组分可以以任何期望的量存在于热塑性组合物中。例如,在本公开的方面中,相对于热塑性组合物的总重量,聚硅氧烷聚碳酸酯共聚物以聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分以约0wt%至约25wt%的量存在。在各个进一步的方面,相对于热塑性组合物的总重量,聚硅氧烷聚碳酸酯共聚物以至少约1wt%的量存在。例如,相对于热塑性组合物的总重量,聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物可以以1wt%至25wt%范围内的量存在,包括1.0wt%、1.5wt%、2wt%、2.5wt%、3wt%、3.5wt%、4wt%、4.5wt%、5wt%、5.5wt%、6wt%、6.5wt%、7wt%、7.5wt%、8wt%、9wt%、10wt%、11wt%、12wt%、13wt%、14wt%、15wt%、16wt%、17wt%、18wt%、19wt%、20wt%、21wt%、22wt%、23wt%、24wt%和25wt%的示例性的量。在又进一步的方面,聚硅氧烷聚碳酸酯共聚物可以以源自任何两个上述值的任何范围内的量存在。例如,聚硅氧烷聚碳酸酯共聚物可以以约1wt%至约2wt%范围内的量或以约1wt%至约8wt%范围内的量存在。
在一个方面,聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分是聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物。在另一方面,聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的聚碳酸酯部分包含衍生自BPA的残基。在又一方面,包含衍生自BPA的残基的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的聚碳酸酯部分是均聚物。在又一方面,聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分包含聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物。
在一个方面,聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物。在另一方面,聚碳酸酯嵌段包含衍生自BPA的残基。在又其他的方面,包含衍生自BPA的残基的聚碳酸酯嵌段是均聚物。
在一个方面,聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含约3wt%至约10wt%的硅氧烷。在另一方面,聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含约4wt%至约8wt%的硅氧烷。在又一方面,聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含约5wt%的硅氧烷。在又一方面,聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含约6wt%的硅氧烷。在又一方面,聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含约7wt%的硅氧烷。在又一方面,聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含约8wt%的硅氧烷。
在一个方面,聚硅氧烷嵌段的重均分子量为约20,000至约26,000道尔顿。在另一方面,聚硅氧烷嵌段的重均分子量为约21,000至约25,000道尔顿。在又一方面,聚硅氧烷嵌段的重均分子量为约22,000至约24,000道尔顿。在又一方面,聚硅氧烷嵌段的重均分子量为约22,000道尔顿。在又一方面,聚硅氧烷嵌段的重均分子量为约23,000道尔顿。在又一方面,聚硅氧烷嵌段的重均分子量为约24,000道尔顿。在又一方面,聚硅氧烷嵌段的重均分子量为约25,000道尔顿。
在一个方面,聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含约15wt%至约25wt%的硅氧烷。在另一方面,聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含约17wt%至约23wt%的硅氧烷。在又一方面,聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含约18wt%至约22wt%的硅氧烷。在又一方面,聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含约19wt%至约21wt%的硅氧烷。在又一方面,聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含约18wt%的硅氧烷。在又一方面,聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含约19wt%的硅氧烷。在又一方面,聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含约20wt%的硅氧烷。在又一方面,聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含约21wt%的硅氧烷。在又一方面,聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含约22wt%的硅氧烷。
在一个方面,聚硅氧烷嵌段的重均分子量为约25,000至约32,000道尔顿。在另一方面,聚硅氧烷嵌段的重均分子量为约26,000至约31,000道尔顿。在又一方面,聚硅氧烷嵌段的重均分子量为约27,000至约30,000道尔顿。在又一方面,聚硅氧烷嵌段的重均分子量为约28,000至约30,000道尔顿。在又一方面,聚硅氧烷嵌段的重均分子量为约27,000道尔顿。在又一方面,聚硅氧烷嵌段的重均分子量为约28,000道尔顿。在又一方面,聚硅氧烷嵌段的重均分子量为约29,000道尔顿。在又一方面,聚硅氧烷嵌段的重均分子量为约30,000道尔顿。在又一方面,聚硅氧烷嵌段的重均分子量为约31,000道尔顿。
烷基磺酸盐
烷基磺酸盐是在例如消费品(如洗涤剂)中已经使用了几十年的商业上重要的化合物。因此,烷基磺酸盐的制备在本领域技术人员的范围内。
在一个方面,烷基磺酸盐组分具有由下式表示的结构:
T-E,
其中,T是脂肪族的;E是脂肪族的并包含至少一个SO3-M+基团,其中,每个M是碱金属。在进一步的方面,烷基磺酸盐组分包含由下式表示的一种或多种结构:
(CnH2n+1)-(SO3 -M+)p
其中,对于存在的每种烷基磺酸盐,n独立地是6至17的整数;p独立地是1至5的整数;并且每个M独立地是碱金属或碱土金属。在又一方面,烷基磺酸盐组分包括由下式表示的一种或多种结构:
(CnH2n+1)-(SO3 -M+)p
在又进一步的方面,烷基磺酸盐组分包括由下式表示的一种或多种结构:
H3C-(CH2)n-(SO3 -M+)p
在仍进一步的方面,烷基磺酸盐组分包括由下式表示的一种或多种结构:
H3C-(CH2)n-(SO3 -Na+)p
在更进一步的方面,烷基磺酸盐组分包括由下式表示的一种或多种结构:
(CnH2n+1)-(SO3 -M+)。
在又进一步的方面,烷基磺酸盐组分包括由下式表示的一种或多种结构:
(CnH2n+1)-(SO3 -Na+)。
在仍进一步的方面,烷基磺酸盐组分包括由下式表示的一种或多种结构:
H3C-(CH2)n-(SO3 -M+)。
在更进一步的方面,烷基磺酸盐组分包括由下式表示的一种或多种结构:
H3C-(CH2)n-(SO3 -Na+)。
在一个方面,n独立地是8至17的整数。在又一方面,n独立地是8至17的整数。在另一方面,n独立地是9至17的整数。在又一方面,n独立地是10至17的整数。在又一方面,n独立地是11至17的整数。在又一方面,n独立地是12至17的整数。
在一个方面,p是1。在另一方面,M是碱金属。在又一方面,M是Na+。在又一方面,M是K+。在又一方面,M是碱土金属。在又一方面,对于存在的每种烷基磺酸盐,n、p和M相同。
在一个方面,烷基磺酸盐组分以约0.2wt%至约4.0wt%的量存在。在另一方面,烷基磺酸盐组分以约0.3wt%至约4.0wt%的量存在。在又一方面,烷基磺酸盐组分以约0.4wt%至约4.0wt%的量存在。在又一方面,烷基磺酸盐组分以约0.5wt%至约4.0wt%的量存在。在又一方面,烷基磺酸盐组分以约0.5wt%至约3.0wt%的量存在。在又一方面,烷基磺酸盐组分以约0.5wt%至约2.5wt%的量存在。在又一方面,烷基磺酸盐组分以约0.5wt%至约2.0wt%的量存在。在又一方面,烷基磺酸盐组分以约0.5wt%至约1.5wt%的量存在。在又一方面,烷基磺酸盐组分以约0.5wt%至约1.0wt%的量存在。
在各个方面,烷基磺酸盐组分具有由下式表示的结构:
T-E,
T是脂肪族的且包含至少7个碳原子;E是脂肪族、芳香族或脂环族的,并且E包含至少一种SO3 -M+基团,其中,每个M是碱金属。此处,T表示磺酸盐的非极性尾部并且E表示极性头部。
在进一步的方面,示出式T-E的不同极性头部的示例性结构具有下式:
在进一步的方面,T是烷基并且E是烷基、环烷基或芳基。在又进一步的方面,式T-E不包含某些阻燃剂,如二苯砜磺酸盐(KSS)、甲苯磺酸钠(NaTS)或全氟烷烃磺酸盐(Rimar盐)。
在进一步的方面,磺酸盐具有由下式表示的结构:
CH3-(CH2)n-(Ar)m-(SO3 -M+)p
其中,n是6至17的整数;m是0或1;Ar是芳香族或环脂肪族的;p是1至5的整数;并且每个M是碱金属。示例性的碱金属包括钠和钾。没有将氢视为碱金属。示例性的磺酸盐包括正壬基磺酸钠(其中,n=8,m=0,M=Na)和十二烷基苯磺酸钠(其中,n=11,m=1,Ar=苯基,M=Na)。这些化合物可商业获自如英国禾大(Croda)和西格玛-奥德里奇(Sigma-Aldrich)的来源。还应当注意的是,磺酸盐通常是具有相同头部但具有不同长度的尾部的不同磺酸盐化合物的共混物。例如,给定量的正壬基磺酸钠一般还包含正辛基磺酸钠、正癸基磺酸钠等。
抗冲改性剂
在一个方面,本发明公开的具有优越的脱模性能的共混聚碳酸酯组合物包含抗冲改性剂。在进一步的方面,公开的共混聚碳酸酯组合物包含一种或多种抗冲改性剂。在又进一步的方面,公开的共混聚碳酸酯组合物包含至少一种抗冲改性剂。在仍进一步的方面,公开的共混聚碳酸酯组合物包含两种抗冲改性剂,即,第一抗冲改性剂组分和第二抗冲改性剂组分。
在进一步的方面,本发明的抗冲改性剂选自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物(ABS)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(MABS)聚合物和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)聚合物。在又进一步的方面,抗冲改性剂是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物(“ABS聚合物”)。
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(“ABS”)接枝共聚物包含不同组成的两种或更多种化学键合的聚合物部分。接枝共聚物具体地通过首先聚合如丁二烯的共轭二烯或另一种共轭二烯和与其可共聚的单体(如苯乙烯)以提供聚合物主链来制备。形成聚合物主链之后,在聚合物主链存在下,聚合至少一种接枝单体,并且具体地,两种接枝单体以得到接枝共聚物。通过本领域众所周知的方法制备这些树脂。
例如,可以通过乳液或溶液聚合方法、本体/大块(bulk/mass)、悬浮和/或乳液-悬浮方法途径中的一种或多种制备ABS。此外,出于制造经济学或产物性能或两者的原因,可以通过其他方法技术如间歇、半间歇和连续聚合来生产ABS材料。为了减少最终的多层制品中内层的点缺陷或夹杂物,通过本体聚合生产ABS。
乙烯基单体的乳液聚合产生一个家族的加成聚合物。在许多情况中,乙烯基乳液聚合物是包含橡胶状和刚性聚合物单元两者的共聚物。乳液树脂的混合物,具体地,橡胶状和刚性乙烯基乳液的混合物获得的聚合物在共混物中是有用的。
通过乳液聚合方法制造的这种橡胶改性的热塑性树脂可以包括分散在连续的刚性热塑性相中的非连续橡胶相,其中,刚性热塑性相中的至少一部分化学接枝至橡胶相。这种橡胶状乳液聚合的树脂可以进一步与通过乳液或本体聚合方法制备的乙烯基聚合物共混。然而,与聚碳酸酯共混的乙烯基聚合物、橡胶或刚性热塑性相中的至少一部分将由乳液聚合制备。
用于制备乙烯基乳液聚合物共混物的合适的橡胶是玻璃化转变温度(Tg)小于或等于25℃、更优选小于或等于0℃、以及还更优选小于或等于-30℃的橡胶状聚合物。如本文提及的,聚合物的Tg是通过差示扫描量热法(加热速率20℃/分钟,在拐点(inflectionpoint)处确定Tg值)测得的聚合物的Tg值。在另一个实施方式中,橡胶包括具有衍生自一种或多种共轭二烯单体的结构单元的线性聚合物。合适的共轭二烯单体包括例如1,3-丁二烯、异戊二烯、1,3-庚二烯、甲基-1,3-戊二烯、2,3-二甲基丁二烯、2-乙基-1,3-戊二烯、1,3-己二烯、2,4-己二烯、二氯丁二烯、溴丁二烯和二溴丁二烯以及共轭二烯单体的混合物。在一个优选的实施方式中,共轭二烯单体是1,3-丁二烯。
乳液聚合物可以可选地包含衍生自选自(C2-C12)烯烃单体、乙烯基芳香族单体和单乙烯属不饱和腈单体的一种或多种可共聚的单乙烯属不饱和单体(monoethylenicallyunsaturated monomer),以及(C2-C12)烷基(甲基)丙烯酸酯单体的结构单元。如本文所使用的,术语“(C2-C12)烯烃单体”是指每分子具有2至12个碳原子并且每分子具有单个乙烯属不饱和(ethylenic unsaturation)位点的化合物。合适的(C2-C12)烯烃单体包括例如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、庚烯、2-乙基-己烯、2-乙基-庚烯、1-辛烯和1-壬烯。如本文所使用的,术语“(C1-C12)烷基”是指每个基团具有1至12个碳原子的直链或支链烷基取代基,并且包括例如甲基、乙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正丙基、异丙基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基和十二烷基,并且术语“(甲基)丙烯酸酯单体”总体上是指丙烯酸酯单体和甲基丙烯酸酯单体。
乳液改性的乙烯基聚合物的橡胶相和刚性热塑性相可以可选地包含衍生自以下中的结构单元:一种或多种其他可共聚的单乙烯属不饱和单体如例如单乙烯属不饱和羧酸,如例如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸,羟基(C1-C12)烷基(甲基)丙烯酸酯单体如例如甲基丙烯酸羟乙酯;(C5-C12)环烷基(甲基)丙烯酸酯单体如例如甲基丙烯酸环己酯;(甲基)丙烯酰胺单体如例如丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺;马来酰亚胺单体如例如N-烷基马来酰亚胺、N-芳基马来酰亚胺、马来酸酐,乙烯酯如例如乙酸乙烯酯和丙酸乙烯酯。如本文所使用的,术语“(C5-C12)环烷基”是指每个基团具有5至12个碳原子的环状烷基取代基,并且术语“(甲基)丙烯酰胺”总体上是指丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺。
在一些情况下,乳液聚合物的橡胶相衍生自丁二烯、C4-C12丙烯酸酯或它们的组合的聚合,刚性相衍生自苯乙烯、C1-C3丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯腈或它们的组合的聚合,其中,刚性相的至少一部分接枝至橡胶相。在其他情况中,多于一半的刚性相将接枝至橡胶相。
合适的乙烯基芳香族单体包括例如苯乙烯和具有一个或多个连接至芳环的烷基、烷氧基、羟基或卤素取代基的取代的苯乙烯,包括例如甲基苯乙烯、对-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基二甲苯、三甲基苯乙烯、丁基苯乙烯、氯苯乙烯、二氯苯乙烯、溴苯乙烯、对-羟基苯乙烯、甲氧基苯乙烯和乙烯基取代的稠合芳环结构,如例如乙烯基萘、乙烯基蒽以及乙烯基芳香族单体的混合物。如本文所使用的,术语“单乙烯属不饱和腈单体”是指每分子包含单个腈基团和单个乙烯属不饱和位点的无环化合物并且包括例如丙烯腈、甲基丙烯腈、a-氯代丙烯腈。
在一个可替代的实施方式中,橡胶是共聚物,优选地是嵌段共聚物,其包含衍生自一种或多种共轭二烯单体的结构单元和高达90重量百分数(“wt%”)的衍生自选自乙烯基芳香族单体和单乙烯属不饱和腈单体的一种或多种单体的结构单元,如苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物或苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物。在另一个实施方式中,橡胶是苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物,其包含50wt%至95wt%的衍生自丁二烯的结构单元和5wt%至50wt%的衍生自苯乙烯的结构单元。
乳液得到的聚合物可以进一步与非乳液聚合的乙烯基聚合物,如利用本体或大块聚合技术制备的那些共混。还设想了制备包含聚碳酸酯、乳液得到的乙烯基聚合物以及本体聚合的乙烯基聚合物的混合物的方法。
在自由基引发剂、表面活性剂和可选的链转移剂存在下,可以通过含水乳液聚合制备橡胶相,并使其凝固以形成橡胶相材料的颗粒。合适的引发剂包括常规的自由基引发剂,如例如有机过氧化物化合物如例如过氧化苯甲酰,过硫酸盐化合物如例如过硫酸钾,偶氮腈化合物如例如2,2'-偶氮二-2,3,3-三甲基丁腈,或氧化还原引发剂体系,如例如过氧化氢异丙苯、硫酸亚铁、焦磷酸四钠和还原糖或甲醛次硫酸钠的组合。合适的链转移剂包括例如(C9-C13)烷基硫醇化合物,如壬基硫醇、叔-十二烷基硫醇。合适的乳液酸包括具有约10至30个碳原子的线性或支化羧酸盐。合适的盐包括羧酸铵和碱性羧酸盐;如硬脂酸铵、二十二烷酸甲基铵、硬脂酸三乙基铵、硬脂酸钠、异硬脂酸钠、硬脂酸钾、牛油脂肪酸的钠盐、油酸钠、棕榈酸钠、亚油酸钾、月桂酸钠、松香酸钾(松香酸盐)、松香酸钠和它们的组合。往往将衍生自如种子油或动物脂肪(如牛油脂肪酸)的天然来源的脂肪酸盐的混合物用作乳化剂。
在一个方面,通过光透射测得,乳液聚合的橡胶相材料颗粒的重量平均粒径为50至800纳米(“nm”)、更优选100至500nm。根据已知技术,通过乳液聚合颗粒的机械、胶体或化学团聚,乳液聚合橡胶颗粒的尺寸可以可选地增加。
刚性热塑性相包含一种或多种乙烯基衍生的热塑性聚合物并表现出大于25℃、优选大于或等于90℃以及还更优选大于或等于100℃的Tg。
在各个方面,刚性热塑性相包含乙烯基芳香族聚合物,其具有衍生自一种或多种乙烯基芳香族单体、优选苯乙烯的第一结构单元并具有衍生自一种或多种单乙烯属不饱和腈单体、优选丙烯腈的第二结构单元。在其他情况中,刚性相包含衍生自苯乙烯的55wt%至99wt%、又更优选60wt%至90wt%的结构单元和衍生自丙烯腈的1wt%至45wt%、又更优选10wt%至40wt%的结构单元。
发生在刚性热塑性相和橡胶相之间的接枝量可以随橡胶相的相对量和组成改变。在一个实施方式中,10wt%至90wt%、往往25wt%至60wt%的刚性热塑性相化学接枝至橡胶相,以及10wt%至90wt%、优选40wt%至75wt%的刚性热塑性相保持“游离”,即,非接枝。
通过在橡胶相存在下进行乳液聚合或通过添加一种或多种单独聚合的刚性热塑性聚合物至已经在橡胶相存在下聚合的刚性热塑性聚合物,可以单独地形成橡胶改性的热塑性树脂的刚性热塑性相。在一个实施方式中,一种或多种单独聚合的刚性热塑性聚合物的重均分子量是约50,000g/mol至约100,000g/mol。
在其他情况中,橡胶改性的热塑性树脂包含橡胶相,其具有带有衍生自一种或多种共轭二烯单体的结构单元并可选地进一步包含衍生自选自乙烯基芳香族单体和单乙烯属不饱和腈单体的一种或多种单体的结构单元的聚合物,以及刚性热塑性相包含具有衍生自选自乙烯基芳香族单体和单乙烯属不饱和腈单体的一种或多种单体的结构单元的聚合物。在一个实施方式中,橡胶改性的热塑性树脂的橡胶相包含聚丁二烯或聚(苯乙烯-丁二烯)橡胶以及刚性热塑性相包含苯乙烯-丙烯腈共聚物。不含烷基碳-卤素连接,具体地,不含溴和氯碳键连接的乙烯基聚合物可以提供熔融稳定性。
在一些情况中,期望通过在酸中凝固来分离乳液乙烯基聚合物或共聚物。在这种情况中,乳液聚合物可以被残留的酸或衍生自这种酸的作用的物质污染,例如被衍生自用于形成乳液的脂肪酸皂的羧酸污染。用于凝固的酸可以是矿物酸,如硫酸、盐酸、硝酸、磷酸或它们的混合物。在一些情况中,用于凝固的酸的pH小于约5。
示例性的弹性体改性的接枝共聚物包括由以下形成的那些: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)、甲基丙烯酸酯-丁二烯(MB)以及苯乙烯-丙烯腈(SAN)。
在进一步的方面,抗冲改性剂组分包含丙烯腈丁二烯苯乙烯(“ABS”)共聚物、甲基丙烯酸酯丁二烯苯乙烯(“MBS”)共聚物和本体聚合的ABS(“BABS”)共聚物中的一种或多种。在又进一步的方面,抗冲改性剂组分包含丙烯腈丁二烯苯乙烯(“ABS”)共聚物。在仍进一步的方面,抗冲改性剂组分包含甲基丙烯酸酯丁二烯苯乙烯(“MBS”)共聚物。在更进一步的方面,抗冲改性剂组分包含本体聚合的ABS(“BABS”)共聚物。
在进一步的方面,抗冲改性剂组分以约2wt%至约10wt%的量存在。在又进一步的方面,抗冲改性剂组分以约4wt%至约8wt%的量存在。在仍进一步的方面,抗冲改性剂组分以约4wt%至约6wt%的量存在。在更进一步的方面,抗冲改性剂组分以约2wt%至约9wt%的量存在。在又进一步的方面,抗冲改性剂组分以约1wt%至约6wt%的量存在。在仍进一步的方面,抗冲改性剂组分以约2wt%至约5wt%的量存在。在更进一步的方面,抗冲改性剂组分以约2wt%至约4wt%的量存在。
在一个方面,抗冲改性剂组分包含甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)聚合物组合物。在另一方面,MBS聚合物组合物以约2wt%至约10wt%的量存在。在又一方面,MBS聚合物组合物以约2wt%至约9wt%的量存在。在又一方面,MBS聚合物组合物以约2wt%至约8wt%的量存在。
在一个方面,MBS聚合物组合物以约2wt%至约10wt%的量存在。在另一方面,MBS聚合物组合物以约2wt%至约8wt%的量存在。在又一方面,MBS聚合物组合物以约2wt%至约6wt%的量存在。在又一方面,MBS聚合物组合物以约2wt%至约5wt%的量存在。在又一方面,MBS聚合物组合物以约2wt%至约4wt%的量存在。
在一个方面,MBS聚合物组合物包含约50wt%至约80wt%的丁二烯含量。在另一方面,MBS聚合物组合物包含约60wt%至约80wt%的丁二烯含量。在又一方面,MBS聚合物组合物包含约70wt%至约80wt%的丁二烯含量。在又一方面,MBS聚合物组合物包含约70wt%至约74wt%的丁二烯含量。在又一方面,MBS聚合物组合物包含约70wt%至约75wt%的丁二烯含量。
在一个方面,MBS聚合物组合物的体积密度(体密度,堆密度,bulk density)为约0.25克/立方厘米(g/cm3)至约0.55g/cm3。在另一方面,MBS聚合物组合物的体积密度为约0.30g/cm3至约0.50g/cm3。在又一方面,MBS聚合物组合物的体积密度为约0.35g/cm3至约0.49g/cm3。在又一方面,MBS聚合物组合物的体积密度为约0.35g/cm3至约0.50g/cm3
在一个方面,MBS聚合物组合物的最大平均颗粒直径为约250微米(μm)。在另一方面,MBS聚合物组合物的最大平均颗粒直径为约260μm。在又一方面,MBS聚合物组合物的最大平均颗粒直径为约270μm。在又一方面,MBS聚合物组合物的最大平均颗粒直径为约280μm。在又一方面,MBS聚合物组合物的最大平均颗粒直径为约290μm。在又一方面,MBS聚合物组合物的最大平均颗粒直径为约300μm。
在一个方面,MBS聚合物组合物的最大平均颗粒直径为约200μm至约300μm。在另一方面,MBS聚合物组合物的最大平均颗粒直径为约210μm至约290μm。在又一方面,MBS聚合物组合物的最大平均颗粒直径为约220μm至约280μm。在又一方面,MBS的最大平均颗粒直径为约230μm至约270μm。
在一个方面,抗冲改性剂包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物组合物。在另一方面,ABS聚合物组合物是乳液聚合的ABS。在又一方面,ABS聚合物组合物是本体聚合的ABS。在又一方面,ABS聚合物组合物是SAN接枝的乳液ABS。
在一个方面,ABS聚合物组合物包含约20wt%至约75wt%的丁二烯含量。在又一方面,ABS聚合物组合物包含约30wt%至约65wt%的丁二烯含量。在又一方面,ABS聚合物组合物包含约40wt%至约55wt%的丁二烯含量。在又一方面,ABS聚合物组合物包含约10wt%至约25wt%的丁二烯含量。在又一方面,ABS聚合物组合物包含约5wt%至约25wt%的丙烯腈含量。在又一方面,ABS聚合物组合物包含约7wt%至约17wt%的丙烯腈含量。
滑石和表面处理的滑石
在各个方面,本发明的共混聚碳酸酯组合物包含填料。在进一步的方面,填料是矿物填料。矿物填料用于设计多种热塑性塑料以提供高性能(包括改善的抗冲击性能),同时保持良好的延展性以及良好的流动性。可以将多种矿物填料用于公开的共混聚碳酸酯组合物,包括硅酸盐如云母、滑石、粘土、石棉、长石、膨润土、硅灰石、叶蜡石等。在进一步的方面,矿物填料的中值粒径(即,D50)为15微米或更小,包括10微米或更小的中值粒径。在又进一步的方面,矿物填料是中值粒径为约1微米至约5微米的滑石。在更进一步的方面,矿物填料的最大尺寸(D90)可以为15微米或更小,包括10微米或更小。
在各个方面,本发明的共混聚碳酸酯组合物包含以约5wt%至约30wt%的量存在的矿物填料组分。在进一步的方面,矿物填料组分以约5wt%至约28wt%的量存在。在又进一步的方面,矿物填料组分以约5wt%至约26wt%的量存在。在仍进一步的方面,矿物填料组分以约5wt%至约26wt%的量存在。在更进一步的方面,矿物填料组分以约5wt%至约24wt%的量存在。在又进一步的方面,矿物填料组分以约5wt%至约22wt%的量存在。在仍进一步的方面,矿物填料组分以约5wt%至约20wt%的量存在。在更进一步的方面,矿物填料组分以约5wt%至约18wt%的量存在。在又进一步的方面,矿物填料组分以约5wt%至约16wt%的量存在。在更进一步的方面,矿物填料组分以约5wt%至约14wt%的量存在。在又进一步的方面,矿物填料组分以约5wt%至约128wt%的量存在。在进一步的方面,矿物填料组分以约5wt%至约10wt%的量存在。
在进一步的方面,矿物填料组分以约10wt%至约28wt%的量存在。在又进一步的方面,矿物填料组分以约10wt%至约26wt%的量存在。在仍进一步的方面,矿物填料组分以约10wt%至约26wt%的量存在。在更进一步的方面,矿物填料组分以约10wt%至约24wt%的量存在。在又进一步的方面,矿物填料组分以约10wt%至约22wt%的量存在。在仍进一步的方面,矿物填料组分以约10wt%至约20wt%的量存在。在更进一步的方面,矿物填料组分以约10wt%至约18wt%的量存在。在又进一步的方面,矿物填料组分以约10wt%至约16wt%的量存在。在更进一步的方面,矿物填料组分以约10wt%至约14wt%的量存在。
在进一步的方面,矿物填料组分以约12wt%至约28wt%的量存在。在又进一步的方面,矿物填料组分以约12wt%至约26wt%的量存在。在仍进一步的方面,矿物填料组分以约12wt%至约26wt%的量存在。在更进一步的方面,矿物填料组分以约12wt%至约24wt%的量存在。在又进一步的方面,矿物填料组分以约12wt%至约22wt%的量存在。在仍进一步的方面,矿物填料组分以约12wt%至约20wt%的量存在。在更进一步的方面,矿物填料组分以约12wt%至约18wt%的量存在。在又进一步的方面,矿物填料组分以约12wt%至约16wt%的量存在。在更进一步的方面,矿物填料组分以约12wt%至约14wt%的量存在。
在进一步的方面,矿物填料组分以约15wt%至约28wt%的量存在。在又进一步的方面,矿物填料组分以约15wt%至约26wt%的量存在。在仍进一步的方面,矿物填料组分以约15wt%至约26wt%的量存在。在更进一步的方面,矿物填料组分以约15wt%至约24wt%的量存在。在又进一步的方面,矿物填料组分以约15wt%至约22wt%的量存在。在仍进一步的方面,矿物填料组分以约15wt%至约20wt%的量存在。在更进一步的方面,矿物填料组分以约15wt%至约18wt%的量存在。
在各个方面,本发明的共混聚碳酸酯组合物包含以约5wt%至约30wt%的量存在的滑石组分。在进一步的方面,滑石组分以约5wt%至约28wt%的量存在。在又进一步的方面,滑石组分以约5wt%至约26wt%的量存在。在仍进一步的方面,滑石组分以约5wt%至约26wt%的量存在。在更进一步的方面,滑石组分以约5wt%至约24wt%的量存在。在又进一步的方面,滑石组分以约5wt%至约22wt%的量存在。在仍进一步的方面,滑石组分以约5wt%至约20wt%的量存在。在更进一步的方面,滑石组分以约5wt%至约18wt%的量存在。在又进一步的方面,滑石组分以约5wt%至约16wt%的量存在。在更进一步的方面,滑石组分以约5wt%至约14wt%的量存在。在又进一步的方面,滑石组分以约5wt%至约128wt%的量存在。在进一步的方面,滑石组分以约5wt%至约10wt%的量存在。
在进一步的方面,滑石组分以约10wt%至约28wt%的量存在。在又进一步的方面,滑石组分以约10wt%至约26wt%的量存在。在仍进一步的方面,滑石组分以约10wt%至约26wt%的量存在。在更进一步的方面,滑石组分以约10wt%至约24wt%的量存在。在又进一步的方面,滑石组分以约10wt%至约22wt%的量存在。在仍进一步的方面,滑石组分以约10wt%至约20wt%的量存在。在更进一步的方面,滑石组分以约10wt%至约18wt%的量存在。在又进一步的方面,滑石组分以约10wt%至约16wt%的量存在。在更进一步的方面,滑石组分以约10wt%至约14wt%的量存在。
在进一步的方面,滑石组分以约12wt%至约28wt%的量存在。在又进一步的方面,滑石组分以约12wt%至约26wt%的量存在。在仍进一步的方面,滑石组分以约12wt%至约26wt%的量存在。在更进一步的方面,滑石组分以约12wt%至约24wt%的量存在。在又进一步的方面,滑石组分以约12wt%至约22wt%的量存在。在仍进一步的方面,滑石组分以约12wt%至约20wt%的量存在。在更进一步的方面,滑石组分以约12wt%至约18wt%的量存在。在又进一步的方面,滑石组分以约12wt%至约16wt%的量存在。在更进一步的方面,滑石组分以约12wt%至约14wt%的量存在。
在进一步的方面,滑石组分以约15wt%至约28wt%的量存在。在又进一步的方面,滑石组分以约15wt%至约26wt%的量存在。在仍进一步的方面,滑石组分以约15wt%至约26wt%的量存在。在更进一步的方面,滑石组分以约15wt%至约24wt%的量存在。在又进一步的方面,滑石组分以约15wt%至约22wt%的量存在。在仍进一步的方面,滑石组分以约15wt%至约20wt%的量存在。在更进一步的方面,滑石组分以约15wt%至约18wt%的量存在。
滑石是化学通式为Mg8(OH)4Si8O20或3MgO·SiO2·H2O的水合硅酸镁。取决于使用的沉积和加工,可以存在其他矿物,如绿泥石、白云石和菱镁矿。还描述了合成的滑石并且其是本领域技术人员已知的。在本发明中,共混聚碳酸酯组合物可以可选地包含经由使用表面处理剂经受表面处理的滑石。在各个方面,本发明公开的具有改善的冲击性能的共混聚碳酸酯组合物包含化学处理的滑石填料。
粒径和分布的各个方面对得到最佳性能,例如增加的冲击强度是重要的。在进一步的方面,滑石填料是微粉化的。在又进一步的方面,滑石填料的平均粒径为约0.2μm至约20μm。在仍进一步的方面,滑石填料的平均粒径为约0.2μm至约5μm。在更进一步的方面,滑石填料的平均粒径为约0.2μm至约3μm。在又进一步的方面,滑石填料的平均粒径为约0.2μm至约2μm。在仍进一步的方面,滑石填料的平均粒径为小于约2μm。在更进一步的方面,滑石填料的平均粒径为小于约1μm。在又进一步的方面,滑石填料的平均粒径为约2.0μm。在仍进一步的方面,滑石填料的平均粒径为约1.8μm。在更进一步的方面,滑石填料的平均粒径为约1.1μm。在又进一步的方面,滑石填料的平均粒径为约0.9μm。在仍进一步的方面,滑石填料的平均粒径为约0.8μm。
在进一步的方面,滑石填料是Jetfine 3CC(Imerys Talc,Inc.)。在仍进一步的方面,滑石填料是Jetfine 3CA(Imerys Talc,Inc.)。在又进一步的方面,滑石填料是FlexTalc 610(KISH Talc)。
应当将中值直径D50”理解为是指按重量计50%的颗粒的尺寸小于所述直径的直径;应当将“中值直径D95”理解为是指按重量计95%的颗粒的尺寸小于所述直径的直径;以及应当将“中值直径D98”理解为是指按重量计98%的颗粒的尺寸小于所述直径的直径。对于非球形颗粒,尺寸由当量球形直径(斯托克直径(Stocks diameter))组成。可以通过“Sedigraph”装置(商品名)根据标准AFNOR X11-683由重力沉降法进行直径D50、D95和D98的所有测量。应当将“比表面积(BET)”理解为是指相对于单位质量的粉末颗粒的表面的面积,并且可以通过吸附在所述颗粒表面上以形成完全覆盖所述表面的单分子层的氩的量,根据BET方法确定(根据BET方法,AFNOR标准X 11-621和622测量)。
在各个进一步的方面,滑石填料的颗粒分布D50为小于10μm、小于5μm、小于4μm、小于3μm、小于2μm、小于1.8μm、小于1.7μm、小于1.6μm、小于1.5μm、小于1.4μm、小于1.3μm、小于1.2μm、小于1.1μm、小于1.0μm、小于0.9μm和小于0.8μm。在又进一步的方面,滑石填料的中值粒径D50基本上在1μm和3.5μm之间。在仍进一步的方面,滑石填料的中值粒径D50基本上在0.5μm和2.5μm之间。
在进一步的方面,滑石填料的比表面积基本上在15和40平方米/克(m2/g)之间。在又进一步的方面,滑石填料的比表面积基本上在15m2/g和30m2/g之间。在仍进一步的方面,滑石填料的比表面积基本上在15m2/g和25m2/g之间。在更进一步的方面,滑石填料的比表面积基本上在15m2/g和20m2/g之间。在又进一步的方面,滑石填料的比表面积基本上在25m2/g和40m2/g之间。
在进一步的方面,滑石填料的中值粒径D50基本上在1μm和3.5μm之间以及比表面积基本上在15m2/g和40m2/g之间。在仍进一步的方面,滑石填料的中值粒径直径D50基本上在0.5μm和2.5μm之间、中值直径D95小于8μm,中值直径D98小于15μm以及比表面积(BET)基本上在15m2/g和25m2/g之间。
在各个方面,通过以赋予它们一种或多种预定表面性能的方式处理滑石填料,可以制备化学处理的滑石。处理过程使用滑石填料(特别是硅醇基团)上的亲水性表面位点,并由将具有提供至所述位点的连接的基团和赋予期望的一种或多种性能的一种或多种基团两者的分子固定在这些位点上组成。以下家族的分子可以连接至亲水性表面位点:环氧化物、异氰酸盐(酯)、有机酸、丙烯酸、醇、酰基氯、酸酐、包含至少一种可水解基团的有机硅烷(烷氧基硅烷、氯硅烷等),以赋予物质对特定有机基体的表面反应性。具有这些家族特征的化学基团具有与硅醇基团反应,因此创建与颗粒的强键的性能。
在进一步的方面,滑石填料已经由包含至少一种硅烷化合物的组合物处理。在仍进一步的方面,滑石填料已经由包含至少一种有机硅烷化合物的组合物处理。在更进一步的方面,用包含具有至少一种可水解基团的有机硅烷的表面处理剂处理滑石填料。在又进一步的方面,有机硅烷选自烷氧基硅烷和卤代硅烷。在仍进一步的方面,卤代硅烷是氯硅烷。
在进一步的方面,滑石填料已经由包含选自以下各项的至少一种硅烷化合物的组合物处理:氯硅烷、十三氟-1,1,2,2-四氢辛基-1-二甲基硅烷、单甲基硅烷三醇二羟基脯氨酸酯(盐)(monomethylsilanetriol dihydroxyprolenate)和单甲基硅烷三醇抗坏血酸酯(盐)。在又进一步的方面,滑石填料已经由包含选自以下各项的至少一种硅烷化合物的组合物处理:3-氯丙基三甲氧基硅烷、1-三甲氧基甲硅烷基-2-(对-、间-氯甲基)苯基乙烷、1,3-二乙烯基四甲基二硅氮烷、乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷。
在进一步的方面,滑石填料已经由包含下式的化合物的组合物处理:
R'─(CH2)n─Si(OR)3
其中,R'是选自烷基、芳基、乙烯基、氨基、巯基、乙酰氧基、环氧基和甲基丙烯酰氧基的基团;R是C1-C4基团;并且n是3至6的整数。
在进一步的方面,滑石填料已经由包含下式的化合物的组合物处理:
R1 mSiR2 (4-m)
其中,R1是不可水解的有机基团;R2是可水解的基团;并且m是1至3的整数。在仍进一步的方面,R1选自甲基、乙烯基、苯基、甲基丙烯酰氧丙基、正辛基、缩水甘油氧基丙基和十八烷基。在又进一步的方面,R2选自烷氧基、酰氧基、氨基、卤代烷基或卤素。在仍进一步的方面,R2选自氯、甲氧基和乙氧基。在仍进一步的方面,R2是氯。在更进一步的方面,R2是甲氧基。在又进一步的方面,R2是乙氧基。在更进一步的方面,m是1。
在进一步的方面,滑石填料已经由包含用于制备Luzenac R7滑石的硅烷类组合物的硅烷类组合物处理。
在进一步的方面,滑石填料是化学处理的Imerys Jetfine 3CC。在仍进一步的方面,Imerys Jetfine 3CC已经由包含用于制备Imerys表面处理的Luzenac R7的至少一种化合物的组合物处理。在更进一步的方面,Imerys Jetfine 3CC已经由包含用于制备LuzenacR7滑石的硅烷类组合物的硅烷类组合物处理。在又进一步的方面,Imerys Jetfine 3CC已经由包含至少一种硅烷化合物的组合物处理。在更进一步的方面,Imerys Jetfine 3CC已经由包含至少一种表面活性剂的组合物处理。在又进一步的方面,Imerys Jetfine 3CC已经由包含选自卤代硅烷和烷氧基硅烷的至少一种硅烷化合物的组合物处理。在仍进一步的方面,Imerys Jetfine 3CC已经由包含选自以下各项的至少一种硅烷化合物的组合物处理:氯硅烷、十三氟-1,1,2,2-四氢辛基-1-二甲基硅烷、单甲基硅烷三醇二羟基脯氨酸酯(盐)和单甲基硅烷三醇抗坏血酸酯(盐)。
在进一步的方面,Imerys Jetfine 3CC已经由包含下式的化合物的组合物处理:
R'─(CH2)n─Si(OR)3
其中,R'是选自烷基、芳基、乙烯基、氨基、巯基、乙酰氧基、环氧基和甲基丙烯酰氧基的基团;R是C1-C4基团;并且n是3至6的整数。
在进一步的方面,Imerys Jetfine 3CC已经由包含下式的化合物的组合物处理:
R1 mSiR2 (4-m)
其中,R1是不可水解的有机基团;R2是可水解的基团;并且m是1至3的整数。在仍进一步的方面,R1选自甲基、乙烯基、苯基、甲基丙烯酰氧丙基、正辛基、缩水甘油氧基丙基和十八烷基。在又进一步的方面,R2选自烷氧基、酰氧基、氨基、卤代烷基或卤素。在仍进一步的方面,R2选自氯、甲氧基和乙氧基。在仍进一步的方面,R2是氯。在更进一步的方面,R2是甲氧基。在又进一步的方面,R2是乙氧基。在更进一步的方面,m是1。
在进一步的方面,滑石填料是化学处理的Imerys Jetfine 3CA。在仍进一步的方面,Imerys Jetfine 3CA已经由包含用于制备Imerys表面处理的Luzenac R7的至少一种化合物的组合物处理。在更进一步的方面,Imerys Jetfine 3CA已经由包含用于制备LuzenacR7滑石的硅烷类组合物的硅烷类组合物处理。在又进一步的方面,Imerys Jetfine 3CA已经由包含至少一种硅烷化合物的组合物处理。在更进一步的方面,Imerys Jetfine 3CA已经由包含至少一种表面活性剂的组合物处理。在又进一步的方面,Imerys Jetfine 3CA已经由包含选自卤代硅烷和烷氧基硅烷的至少一种硅烷化合物的组合物处理。在仍进一步的方面,Imerys Jetfine 3CA已经由包含选自以下各项的至少一种硅烷化合物的组合物处理:氯硅烷、十三氟-1,1,2,2-四氢辛基-1-二甲基硅烷、单甲基硅烷三醇二羟基脯氨酸酯(盐)和单甲基硅烷三醇抗坏血酸酯(盐)。
在进一步的方面,Imerys Jetfine 3CA已经由包含下式的化合物的组合物处理:
R'─(CH2)n─Si(OR)3
其中,R'是选自烷基、芳基、乙烯基、氨基、巯基、乙酰氧基、环氧基和甲基丙烯酰氧基的基团;R是C1-C4基团;并且n是3至6的整数。
在进一步的方面,Imerys Jetfine 3CA已经由包含下式的化合物的组合物处理:
R1 mSiR2 (4-m)
其中,R1是不可水解的有机基团;R2是可水解的基团;并且m是1至3的整数。在仍进一步的方面,R1选自甲基、乙烯基、苯基、甲基丙烯酰氧丙基、正辛基、缩水甘油氧基丙基和十八烷基。在又进一步的方面,R2选自烷氧基、酰氧基、氨基、卤代烷基或卤素。在仍进一步的方面,R2选自氯、甲氧基和乙氧基。在仍进一步的方面,R2是氯。在更进一步的方面,R2是甲氧基。在又进一步的方面,R2是乙氧基。在更进一步的方面,m是1。
在各个方面,共混聚碳酸酯组合物可选地包含表面处理的滑石,其中,表面处理的滑石是Luzenac R7。
用于共混聚碳酸酯组合物的其他添加剂
除了上述组分之外,公开的聚碳酸酯组合物可以可选地包含余量的一种或多种通常结合在该类型的聚碳酸酯树脂组合物中的添加剂材料,条件是选择添加剂以不会显著不利地影响期望的聚碳酸酯组合物的性能。可以使用添加剂的组合。在混合用于形成组合物的组分的过程中,可以在合适的时间混合这些添加剂。可以存在于公开的聚碳酸酯组合物中的添加剂材料的示例性和非限制性实例包括抗氧化剂、稳定剂(包括例如热稳定剂、水解稳定剂或光稳定剂)、UV吸收添加剂、增塑剂、滑润剂、脱模剂、除酸剂、抗静电剂、着色剂(例如,颜料和/或染料)或它们的任何组合。
在一个方面,除酸剂选自亚磷酸、磷酸、磷酸一锌、磷酸一钠或酸式焦磷酸钠。
在进一步的方面,公开的聚碳酸酯共混组合物可以进一步包含主抗氧化剂或“稳定剂”(例如,受阻酚)以及可选地次抗氧化剂(例如,磷酸酯和/或硫酯)。合适的抗氧化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、双(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;烷基化的单酚或多酚;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;烷基化的氢醌;羟基化的硫代二苯醚;烷叉基双酚;苄基化合物;β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸与一元或多元醇的酯;β-(5-叔丁基-4-羟基-3-甲基苯基)-丙酸与一元或多元醇的酯;硫代烷基或硫代芳基化合物的酯,如二硬脂基硫代丙酸酯、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、季戊四醇基-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,或包含上述抗氧化剂中的至少一种的组合。
抗氧化剂的通常用量为聚碳酸酯共混组合物的约0.01wt%至约1wt%、可选地约0.05wt%至约0.5wt%。在一个方面,主抗氧化剂以约0.1wt%至约1wt%的量存在。在另一方面,主抗氧化剂以约0.1wt%至约0.9wt%的量存在。在又一方面,主抗氧化剂以约0.1wt%至约0.7wt%的量存在。在又一方面,主抗氧化剂以约0.1wt%至约0.5wt%的量存在。在又一方面,主抗氧化剂以约0.2wt%至约0.5wt%的量存在。在又一方面,主抗氧化剂以约0.2wt%至约0.4wt%的量存在。
在一个方面,次抗氧化剂以约0.01wt%至约1wt%的量存在。在另一方面,次抗氧化剂以约0.05wt%至约0.8wt%的量存在。在又一方面,次抗氧化剂以约0.05wt%至约0.6wt%的量存在。在又一方面,其中,次抗氧化剂以约0.05wt%至约0.4wt%的量存在。在又一方面,次抗氧化剂以约0.05wt%至约0.2wt%的量存在。
在各个方面,公开的聚碳酸酯共混组合物进一步包含水解稳定剂,其中,水解稳定剂包括水滑石和无机缓冲盐。在进一步的方面,公开的聚碳酸酯共混组合物包含水解稳定剂,其中,水解稳定剂包括一种或多种水滑石和无机缓冲盐,该无机缓冲盐包含能够pH缓冲的一种或多种无机盐。合成水滑石或天然水滑石可以用作本发明的水滑石化合物。可用于本发明的组合物的示例性水滑石是市售的并且包括但不限于镁水滑石(magnesiumhydrotalcite),如DHT-4C(可获自Kyowa Chemical Co.);Hysafe 539和Hysafe 530(可获自J.M.Huber Corporation)。
在进一步的方面,合适的热稳定剂添加剂包括例如有机亚磷酸酯,如亚磷酸三苯酯、亚磷酸三-(2,6-二甲基苯基)酯、亚磷酸三-(混合的单-和二壬基苯基)酯等;膦酸酯,如膦酸二甲基苯酯等,有机磷酸酯如磷酸三甲酯,硫酯如β月桂基硫代丙酸季戊四醇酯等,或包含上述热稳定剂中的至少一种的组合。
热稳定剂的通常用量为聚碳酸酯共混组合物的约0.01wt%至约5wt%、可选地约0.05wt%至约0.3wt%。在一个方面,热稳定剂以约0.05wt%至约1.0wt%的量存在。在另一方面,热稳定剂以约0.1wt%至约1.0wt%的量存在。在又一方面,热稳定剂以约0.1wt%至约0.9wt%的量存在。在又一方面,热稳定剂以约0.05wt%至约1.0wt%的量存在。在又一方面,热稳定剂以约0.1wt%至约0.8wt%的量存在。在又一方面,热稳定剂以约0.1wt%至约0.7wt%的量存在。在又一方面,热稳定剂以约0.1wt%至约0.6wt%的量存在。在又一方面,热稳定剂以约0.1wt%至约0.5wt%的量存在。在又一方面,热稳定剂以约0.1wt%至约0.4wt%的量存在。在又一方面,热稳定剂以约0.05wt%至约1.0wt%的量存在。
在进一步的方面,也可以使用光稳定剂和/或紫外光(UV)吸收添加剂。合适的光稳定剂添加剂包括例如苯并三唑,如2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)-苯并三唑和二苯甲酮如2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮等,或包含上述光稳定剂中的至少一种的组合。光稳定剂的通常用量为聚碳酸酯共混组合物的约0.01wt%至约10wt%、可选地约0.1wt%至约1wt%。
在进一步的方面,合适的UV吸收添加剂包括例如羟基二苯甲酮;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(CYASORBTM 5411);2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(CYASORBTM 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(CYASORBTM 1164);2,2'-(1,4-亚苯基)双(4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮)(CYASORBTM 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(UVINULTM3030);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;纳米尺寸的无机材料如氧化钛、氧化铈和氧化锌,所有粒径小于约100纳米;等等,或包含上述UV吸收剂中的至少一种的组合。UV吸收剂的通常用量为聚碳酸酯共混组合物的约0.1wt%至约5wt%。
在各个方面,还可以使用增塑剂、润滑剂和/或脱模剂添加剂。这些类型的材料中存在相当大的重叠,其包括例如二-或多官能芳香族磷酸酯,如间苯二酚四苯基二磷酸酯(RDP)、氢醌的双(二苯基)磷酸酯和双酚A的双(二苯基)磷酸酯;聚α-烯烃;环氧化大豆油;硅酮,包括硅油;酯,例如,脂肪酸酯如中和高分子量烷基硬脂基酯;脂肪酸酯和包括聚乙二醇聚合物、聚丙二醇聚合物及其共聚物的亲水及疏水非离子表面活性剂的混合物;蜡如蜂蜡、褐煤蜡、石蜡等。
这种材料的通常用量为聚碳酸酯共混组合物的约0.1wt%至约20wt%、可选地约1wt%至约10wt%。在一个方面,脱模剂是硬脂酸甲酯、硬脂酸十八烷基酯或四硬脂酸季戊四醇酯。在另一个方面,脱模剂是四硬脂酸季戊四醇酯。
在一个方面,脱模剂以约0.1wt%至约1.0wt%的量存在。在另一方面,脱模剂以约0.1wt%至约0.9wt%的量存在。在又一方面,脱模剂以约0.1wt%至约0.8wt%的量存在。在又一方面,脱模剂以约0.1wt%至约0.7wt%的量存在。在又一方面,脱模剂以约0.1wt%至约0.6wt%的量存在。在又一方面,脱模剂以约0.1wt%至约0.5wt%的量存在。
在进一步的方面,也可以存在着色剂如颜料和/或染料添加剂。合适的颜料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;钠磺基硅酸盐硫酸盐(sodium sulfo-silicates sulfates)、铬酸盐等;炭黑;锌铁氧体;群青;颜料棕24;颜料红101;颜料黄119;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(anthanthrone)、二噁嗪、酞菁和偶氮色淀;颜料蓝60、颜料红122、颜料红149、颜料红177、颜料红179、颜料红202、颜料紫29、颜料蓝15、颜料绿7、颜料黄147和颜料黄150,或包含上述颜料中的至少一种的组合。颜料的通常用量为聚碳酸酯共混组合物的约0.01wt%至约10wt%。
在一个方面,颜料选自二氧化钛、硫化锌、炭黑、铬酸钴、钛酸钴、硫化镉、氧化铁、磺基硅酸钠铝(sodium aluminum sulfosilicate)、磺基硅酸钠、铬锑钛金红石、镍锑钛金红石和氧化锌。在另一方面,颜料是炭黑。
在一个方面,颜料以约0.01wt%至约1wt%的量存在。在另一方面,颜料以约0.1wt%至约0.9wt%的量存在。在又一方面,颜料以约0.2wt%至约0.8wt%的量存在。在又一方面,颜料以约0.2wt%至约0.7wt%的量存在。在又一方面,颜料以约0.3wt%至约0.6wt%的量存在。在又一方面,颜料以约0.5wt%的量存在。
在进一步的方面,合适的染料通常是有机材料并包括例如香豆素染料如香豆素460(蓝)、香豆素6(绿)、尼罗红等;稀土配合物;烃和取代的烃染料;多环芳香烃染料;闪烁染料,如噁唑或噁二唑染料;芳基或杂芳基取代的聚(C2-8)烯烃染料;羰花青染料;阴丹酮染料;酞菁染料;噁嗪染料;羟基喹啉染料;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;菁染料;次甲基染料;芳基甲烷染料;偶氮染料;靛蓝染料、硫靛染料、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;双苯并噁唑基噻吩(BBOT);三芳基甲烷染料;呫吨染料;噻吨染料;萘二甲酰亚胺染料;内酯染料;吸收近红外波长并发射可见波长的荧光团如抗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-噁二唑;2,5-双-(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'-二苯基芪;4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-(对二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃;1,1'-二乙基-2,2'-羰花青碘化物;3,3'-二乙基-4,4',5,5'-二苯并硫杂三碳花青碘化物;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-乙基苯并噻唑高氯酸盐;3-二乙基氨基-7-二乙基亚氨基苯并噁唑高氯酸盐;2-(1-萘基)-5-苯基噁唑;2,2'-对亚苯基-双(5-苯基噁唑);罗丹明700;罗丹明800;芘;屈;红荧烯;蔻等,或约0.1ppm至约10ppm的量。
在进一步的方面,还可以存在抗滴落剂。示例性抗滴落剂可以包括形成原纤维或形成非原纤维的含氟聚合物,如聚四氟乙烯(PTFE)。抗滴落剂可以可选地由刚性共聚物,例如苯乙烯-丙烯腈(SAN)封装。封装在SAN中的PTFE称作TSAN。可以在含氟聚合物存在下,例如,在水分散体中,通过聚合封装聚合物来制备封装的含氟聚合物。TSAN可以提供超过PTFE的显著优势,因为TSAN可以更容易地分散在组合物中。基于封装的含氟聚合物的总重量,合适的TSAN可以包含例如约50wt%的PTFE和约50wt%的SAN。可替代地,含氟聚合物可以以某种方式与第二聚合物如例如芳香族聚碳酸酯树脂或SAN预共混,以形成用作抗滴落剂的团聚材料。可以使用任何方法生产封装的含氟聚合物。
在进一步的方面,共混聚碳酸酯组合物进一步包含选自以下各项的阻燃剂:含氯烃、含溴烃、硼化合物、金属氧化物、氧化锑、氢氧化铝、钼化合物、氧化锌、氧化镁、有机磷酸酯、亚膦酸酯、亚磷酸酯、膦酸酯、磷杂环戊二烯、卤化磷化合物、含无机磷的盐和含氮化合物、或包含上述中的至少一种的组合。在又进一步的方面,阻燃剂是含磷阻燃剂。在又进一步的方面,含磷阻燃剂选自间苯二酚双(磷酸二苯酯)、双酚A双(磷酸二苯酯)和氢醌双(磷酸二苯酯)或它们的混合物。
在一个方面,本文公开的聚碳酸酯共混物进一步包含芳香族乙烯基共聚物。在另一方面,芳香族乙烯基共聚物是苯乙烯丙烯腈共聚物(SAN)。
在一个方面,SAN包含约10wt%至约40wt%的丙烯腈。在另一方面,SAN包含约15wt%至约35wt%的丙烯腈。
在一个方面,SAN是高流动SAN。在另一方面,熔体体积速率(MVR)是约4.0gm/10min至约9gm/10min。在又一方面,熔体体积速率(MVR)是约5.0gm/10min至约8gm/10min。在又一方面,熔体体积速率(MVR)是约5.2gm/10min至约7.2gm/10min。
改善脱模性能的方法
在各个方面,本发明涉及用于改善热塑性组合物的脱模性能的方法,该方法包括组合以下各项的步骤:
a)约10wt%至约70wt%的第一聚碳酸酯组分;
b)约10wt%至约70wt%的第二聚碳酸酯组分;
c)约2wt%至约10wt%的抗冲改性剂组分;
d)约5wt%至约30wt%的矿物填料组分;
e)约1wt%至约25wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分;以及
f)约0.1wt%至约4.0wt%的烷基磺酸盐组分;
其中,第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值是大于10wt%至约70wt%;
其中,所有组分的组合重量百分数值不超过约100wt%;
其中,所有重量百分数值是基于组合物的总重量;并且
其中,热塑性组合物的模制样品与不存在聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和烷基磺酸盐的基本上由实质相同比例的相同聚碳酸酯聚合物组分、相同矿物填料和相同抗冲改性剂组分组成的参考组合物相比,表现出较低的模具脱模压力。
在各个进一步的方面,本发明涉及用于改善热塑性组合物的脱模性能的方法,该方法包括组合以下各项的步骤:
a)约15wt%至约35wt%的第一聚碳酸酯组分;
b)约20wt%至约50wt%的第二聚碳酸酯组分;
c)约2wt%至约8wt%的抗冲改性剂组分,所述抗冲改性剂组分包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物组合物、本体聚合的ABS(BABS)或甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)聚合物组合物;
d)约10wt%至约25wt%的矿物填料组分;
e)约1wt%至约25wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分;以及
f)约0.5wt%至约2.0wt%的烷基磺酸盐组分;
其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第一聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约20克/10分钟至约30克/10分钟;
其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约4.0克/10分钟至约8.0克/10分钟;
其中,烷基磺酸盐组分包括由下式表示的一种或多种结构:
(CnH2n+1)-(SO3 -M+)p
其中,对于存在的每种烷基磺酸盐,n独立地是6至17的整数;p独立地是1至5的整数;并且每个M独立地是碱金属或碱土金属;
其中,第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值是大于45wt%至约70wt%;
其中,所有组分的组合重量百分数值不超过约100wt%;
其中,所有重量百分数值是基于组合物的总重量;并且
其中,热塑性组合物的模制样品与不存在聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和烷基磺酸盐的基本上由实质相同比例的相同聚碳酸酯聚合物组分、相同矿物填料和相同抗冲改性剂组分组成的参考组合物相比,表现出低3倍的模具脱模压力。
在各个进一步的方面,本发明涉及用于改善热塑性组合物的脱模性能的方法,该方法包括组合以下各项的步骤:
a)约20wt%至约30wt%的第一聚碳酸酯组分;
b)约20wt%至约50wt%的第二聚碳酸酯组分;
c)约3wt%至约6wt%的抗冲改性剂组分,所述抗冲改性剂组分包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物组合物、本体聚合的ABS(BABS)或甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)聚合物组合物;
d)约12wt%至约20wt%的矿物填料组分;
e)约1wt%至约25wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分;以及
f)约0.5wt%至约1.0wt%的烷基磺酸盐组分;
其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第一聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约20克/10分钟至约30克/10分钟;
其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约4.0克/10分钟至约8.0克/10分钟;
其中,烷基磺酸盐组分包括由下式表示的一种或多种结构:
(CnH2n+1)-(SO3 -M+)p
其中,对于存在的每种烷基磺酸盐,n独立地是6至17的整数;p独立地是1至5的整数;并且每个M独立地是碱金属或碱土金属;
其中,第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值是大于45wt%至约70wt%;
其中,所有组分的组合重量百分数值不超过约100wt%;
其中,所有重量百分数值是基于组合物的总重量;并且
其中,热塑性组合物的模制样品与不存在聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和烷基磺酸盐的基本上由实质相同比例的相同聚碳酸酯聚合物组分、相同矿物填料和相同抗冲改性剂组分组成的参考组合物相比,表现出低3倍的模具脱模压力。
共混聚碳酸酯组合物的制备
在各个方面,可以通过各种方法制备本发明的共混聚碳酸酯组合物。可以通过多种方法,包括将材料与制剂中期望的任何另外的添加剂紧密混合,共混本发明的组合物与上述成分。因为在商业的聚合物加工设施中可获得熔融共混设备,所以可以使用熔融加工方法。在各个进一步的方面,在这些熔融加工方法中使用的设备包括但不限于以下:同向旋转和反向旋转挤出机、单螺杆挤出机、共捏合机、盘式压实处理机和各种其他类型的挤出设备。在进一步的方面,挤出机是双螺杆挤出机。在各个进一步的方面,熔融加工的组合物通过模具中小的出口孔离开如挤出机的加工设备。通过使线料穿过水浴冷却得到的熔融树脂线料。可以将冷却的线料切成小的粒料,用于包装和进一步的处理。
将熔体温度最小化以避免树脂过度降解。例如,尽管在树脂在加工设备中保持较短的停留时间的条件下可以使用较高的温度,但可以期望将熔融树脂组合物的熔体温度保持在约230℃和约350℃之间。在又进一步的方面,通常在约180℃至约385℃的温度下操作挤出机。在仍进一步的方面,通常在约200℃至约330℃的温度下操作挤出机。在更进一步的方面,通常在约220℃至约300℃的温度下操作挤出机。
在各个方面,可以通过在混合器例如HENSCHEL-高速混合器或其他合适的混合器/共混器中共混聚碳酸酯、抗冲改性剂、聚(亚烷基酯)和填料组分,制备本发明的共混聚碳酸酯组合物。其他低剪切方法,包括但不限于手动混合,也可以实现该共混。然后,可以通过料斗将混合物进料至双螺杆挤出机的进料口。可替代地,组分中的至少一种可以通过在进料口和/或在下游通过侧填充器(sidestuffer)直接进料至挤出机而结合至组合物中。还可以将添加剂混合至母料所需的聚合物树脂中,并将其进料至挤出机中。通常在高于导致组合物流动所需的温度下操作挤出机。在水浴中将挤出物立即淬火并造粒。当切割这样制备的粒料时,根据需要挤出物可以是四分之一英寸长或更小。这种粒料可以用于随后的模制、成形或成型。
在一个方面,当以55秒循环时间测量时,本文描述的热塑性组合物的脱模压力比参考组合物低约3.0倍。在另一方面,当以55秒循环时间测量时,本文描述的热塑性组合物的脱模压力比参考组合物低约3.5倍。在又一方面,当以55秒循环时间测量时,本文描述的热塑性组合物的脱模压力比参考组合物低约4.0倍。在又一方面,当以55秒循环时间测量时,本文描述的热塑性组合物的脱模压力比参考组合物的脱模压力低约4.5倍。在又一方面,当以55秒循环时间测量时,本文描述的热塑性组合物的脱模压力比参考组合物的脱模压力低约5.0倍。
制造的制品
在各个方面,本发明公开的具有优越的脱模性能的共混聚碳酸酯组合物可以用于制造制品。可以通过多种方法,如:注射成型、挤出、旋转成型、压缩成型、吹塑、片材或膜挤出、型材挤出、气体辅助成型、结构泡沫成型和热成型,将所公开的共混聚碳酸酯组合物形成为有用的成形制品。还可以将本文描述的共混聚碳酸酯组合物制成膜和片材以及层压系统的组分。在进一步的方面,在一个实施方式中,制造制品的方法包括熔融共混聚碳酸酯聚合物组合物、抗冲改性剂组合物和SAN共聚物组分;以及将挤出的组合物模制成制品。在仍进一步的方面,用双螺杆挤出机进行挤出。
在各个方面,本发明涉及包含公开的组合物的制品。在又进一步的方面,制品用于汽车应用。在仍进一步的方面,制品用于医疗应用。在更进一步的方面,制品选自车身面板、车辆用内装板、车辆的仪表板、扰流器、整流罩、车辆内饰部件、烧烤架、座椅靠背、一件家具、办公室隔墙、冲浪板、外科车、工具或设备壳体、医疗装置或玩具。
形成的制品包括例如,计算机和商用机器壳体、家用器具、托盘、平板、把手、头盔、汽车部件如仪器面板、杯架、手套箱、内部覆盖物等。在各个进一步的方面,形成的制品包括但不限于食品服务物品、医疗装置、动物笼子、电连接器、用于电气设备的外壳、电动机部件、配电设备、通信设备、计算机等,包括已经模制在卡扣配合连接器中的装置。在进一步的方面,本发明的制品包括外部车身面板和用于户外车辆和装置包括汽车的部件、保护的图形如标识牌、户外外壳如远程通信和电连接盒、以及建筑应用如屋顶部分、墙板和上釉。由公开的聚碳酸酯制成的多层制品特别包括这样的制品,在它们的寿命期间,其将暴露于UV光(无论是天然的或人工的),以及最特别是户外制品,即那些旨在用于户外用途的户外制品。通过以下各项举例说明合适的制品:外壳、壳体、面板以及户外车辆和装置的部件;用于电气和通讯设备的外壳;户外家具;飞机组件;船和航海装备,包括饰板、外壳和壳体;舷外马达壳体;测深仪壳体、个人水运工具;水上摩托车;池;卫浴;热水管;台阶;台阶覆盖物;建设和施工应用,如上釉、屋顶、窗户、地板、装潢用窗装饰或处理物;用于图片、绘画、海报等类似展品的处理过的玻璃盖;墙板和门;受保护的图形;室外和室内的指示牌;自动取款机(ATM)的外壳、壳体、面板和部件;用于草坪和园艺拖拉机、割草机的外壳、壳体、面板和部件,以及工具,包括草坪和园艺工具;窗和门饰板;体育器材和玩具;用于雪地车的外壳、壳体、面板和部件;休闲车板及组件;游乐设备;由塑木组合制成的制品;高尔夫球场标志;实用坑盖;电脑壳体;台式电脑壳体;手提电脑壳体;膝上型电脑壳体;手持电脑壳体(palm-held computer housing);监控器壳体;打印机壳体;键盘;传真机壳体;复印机壳体;电话壳体;手机壳体;无线电发送器壳体;无线电接收器壳体;灯具;照明电器;网络接口设备壳体;变压器壳体;空调壳体;公共交通的覆层或座位;火车、地铁或公共汽车的覆层或座位;电表壳体;天线壳体;用于卫星天线的覆层;涂覆的头盔和个人防护设备;涂覆的合成或天然纺织品;涂覆的感光胶片和摄影印花;涂覆的绘画制品;涂覆的染色制品;涂覆的荧光制品;涂覆的泡沫制品;和类似应用。
在一个方面,本发明涉及包含公开的共混聚碳酸酯组合物的制品。在进一步的方面,包含公开的共混聚碳酸酯组合物的制品用于汽车应用。在仍进一步的方面,用于汽车应用的制品选自仪表板、头顶控制台、内饰、中控台、面板、后顶盖侧板、车门下围板、装饰、挡泥板、车门、舱盖、行李箱盖、引擎罩、发动机罩、车顶、保险杠、仪表、格栅、微壳体、支柱贴花、覆层、机身侧面的装饰线条、轮罩、轮毂罩、门把手、扰流板、窗框、大灯挡板、前大灯、尾灯、尾灯壳体、尾灯边框、车牌罩、车顶行李架和踏脚板。在更进一步的方面,包含公开的共混聚碳酸酯组合物的制品选自移动设备外部、移动设备罩、电气和电子组件的外壳、防护帽、家具和细木工板的缓冲边、行李和保护性手提箱、厨房小家电和玩具。
在一个方面,本发明涉及包含公开的共混聚碳酸酯组合物的电气或电子设备。在进一步的方面,包含公开的共混聚碳酸酯组合物的电气或电子设备是手机、MP3播放器、电脑、膝上型电脑、照相机、录像机、电子数位板、寻呼机、听筒、视频游戏机、计算器、无线车载输入装置、汽车部件、过滤器壳体、行李车、办公椅、厨房电器、电气壳体、电连接器、照明设备、发光二极管、电气部件或通讯部件。
在各个方面,本发明涉及并包括至少以下方面。
方面1:一种具有改善的脱模性能的热塑性组合物,包含:
a)约10wt%至约70wt%的第一聚碳酸酯组分;
b)约10wt%至约70wt%的第二聚碳酸酯组分;
c)约2wt%至约10wt%的抗冲改性剂组分;
d)约5wt%至约30wt%的矿物填料组分;
e)约1wt%至约25wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分;以及
f)约0.1wt%至约4.0wt%的烷基磺酸盐组分;
其中,第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值是大于10wt%至约70wt%;其中,所有组分的组合重量百分数值不超过约100wt%;其中,所有重量百分数值是基于组合物的总重量;并且其中,热塑性组合物的模制样品与不存在聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和烷基磺酸盐的基本上由实质相同比例的相同聚碳酸酯聚合物组分、相同矿物填料和相同抗冲改性剂组分组成的参考组合物相比,表现出较低的模具脱模压力。
方面2:根据方面1的组合物,其中,第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值是约10wt%至约60wt%。
方面3:根据方面1或方面2的组合物,其中,第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值是约20wt%至约70wt%。
方面4:根据方面1-3中任一项的组合物,其中,第一聚碳酸酯聚合物组分以约10wt%至约60wt%的量存在。
方面5:根据方面1-4中任一项的组合物,其中,第一聚碳酸酯聚合物组分以约20wt%至约70wt%的量存在。
方面6:根据方面1-5中任一项的组合物,其中,第一聚碳酸酯聚合物组分以约20wt%至约30wt%的量存在。
方面7:根据方面1-6中任一项的组合物,其中,第一聚碳酸酯聚合物组分是高流动性聚碳酸酯。
方面8:根据方面1-7中任一项的组合物,其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第一聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约17克/10分钟至约32克/10分钟,或其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第一聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约20克/10分钟至约30克/10分钟。
方面9:根据方面1-8中任一项的组合物,其中,如使用BPA聚碳酸酯标准通过凝胶渗透色谱法GPC测量的,第一聚碳酸酯聚合物组分的重均分子量为约18,000至约40,000克/摩尔。
方面10:根据方面1-9中任一项的组合物,其中,第二聚碳酸酯聚合物组分以约10wt%至约60wt%的量存在。
方面11:根据方面1-10中任一项的组合物,其中,第二聚碳酸酯聚合物组分以约20wt%至约70wt%的量存在。
方面12:根据方面1-11中任一项的组合物,其中,第二聚碳酸酯聚合物组分以约25wt%至约70wt%的量存在。
方面13:根据方面1-12中任一项的组合物,其中,第二聚碳酸酯聚合物组分以约40wt%至约70wt%的量存在。
方面14:根据方面1-13中任一项的组合物,其中,第二聚碳酸酯聚合物组分是低流动性聚碳酸酯。
方面15:根据方面1-14中任一项的组合物,其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为至少约3.0克/10分钟。
方面16:根据方面1-15中任一项的组合物,其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约4.0克/10分钟至约8.0克/10分钟。
方面17:根据方面1-16中任一项的组合物,其中,如使用BPA聚碳酸酯标准通过凝胶渗透色谱法GPC测量的,第二聚碳酸酯聚合物组分的重均分子量为约18,000至约40,000克/摩尔。
方面18:根据方面1-17中任一项的组合物,其中,抗冲改性剂组分包含至少一种丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物组合物、至少一种本体聚合的ABS(BABS)或至少一种甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)聚合物组合物。
方面19:根据方面1-18中任一项的组合物,其中,抗冲改性剂组分包含甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)聚合物组合物。
方面20:根据方面19的组合物,其中,MBS聚合物组合物以约2wt%至约10wt%的量存在。
方面21:根据方面19或方面20的组合物,其中,MBS聚合物组合物以约3wt%至约9wt%的量存在。
方面22:根据方面19-21中任一项的组合物,其中,MBS聚合物组合物包含约60wt%至约80wt%的丁二烯含量。
方面23:根据方面19-22中任一项的组合物,其中,MBS聚合物组合物的体积密度为约0.25g/cm3至约0.55g/cm3
方面24:根据方面19-23中任一项的组合物,其中,MBS聚合物组合物的最大平均颗粒直径为约200μm至约300μm。
方面25:根据方面1-18中任一项的组合物,其中,抗冲改性剂包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物组合物。
方面26:根据方面25的组合物,其中,ABS聚合物组合物是乳液聚合的ABS。
方面27:根据方面25或方面26的组合物,其中,ABS聚合物组合物是本体聚合的ABS。
方面28:根据方面25-27中任一项的组合物,其中,ABS聚合物组合物是SAN接枝的乳液ABS。
方面29:根据方面25-28中任一项的组合物,其中,ABS聚合物组合物包含约20wt%至约75wt%的丁二烯含量。
方面30:根据方面25-29中任一项的组合物,其中,ABS聚合物组合物包含约10wt%至约25wt%的丁二烯含量。
方面31:根据方面25-30中任一项的组合物,其中,ABS聚合物组合物包含约5wt%至约25wt%的丙烯腈含量。
方面32:根据方面1-31中任一项的组合物,其中,矿物填料组分包含扁平状矿物填料。
方面33:根据方面1-32中任一项的组合物,其中,矿物填料包含选自云母、滑石、粘土、硅灰石、硫化锌、氧化锌和二氧化钛中的至少一种矿物填料。
方面34:根据方面1-33中任一项的组合物,其中,矿物填料包含选自云母、滑石和粘土中的至少一种矿物填料。
方面35:根据方面1-34中任一项的组合物,其中,矿物填料的中值粒径(D50)为约0.5μm至约2.0μm。
方面36:根据方面1-35中任一项的组合物,其中,矿物填料的中值粒径(D50)小于约5μm。
方面37:根据方面34-36中任一项的组合物,其中,选自云母、滑石和粘土的至少一种矿物填料已经用氨基硅烷处理。
方面38:根据方面1-37中任一项的组合物,进一步包含分层石墨。
方面39:根据方面1-38中任一项的组合物,其中,聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分是聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物。
方面40:根据方面1-39中任一项的组合物,其中,聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的聚碳酸酯部分包含衍生自BPA的残基。
方面41:根据方面40的组合物,其中,包含衍生自BPA的残基的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的聚碳酸酯部分是均聚物。
方面42:根据方面1-41中任一项的组合物,其中,聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分包含聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物。
方面43:根据方面42的组合物,其中,聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物包括聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物。
方面44:根据方面1-43中任一项的组合物,其中,聚碳酸酯嵌段包含衍生自BPA的残基。
方面45:根据方面44的组合物,其中,包含衍生自BPA的残基的聚碳酸酯嵌段是均聚物。
方面46:根据方面1-45中任一项的组合物,其中,聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含约3wt%至约10wt%的硅氧烷。
方面47:根据方面1-36中任一项的组合物,其中,聚硅氧烷嵌段的重均分子量为约20,000至约26,000道尔顿。
方面48:根据方面1-47中任一项的组合物,其中,聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含约15wt%至约25wt%的硅氧烷。
方面49:根据方面1-48中任一项的组合物,其中,聚硅氧烷嵌段的重均分子量为约25,000至约32,000道尔顿。
方面50:根据方面1-49中任一项的组合物,其中,烷基磺酸盐组分以约0.2wt%至约4.0wt%的量存在。
方面51:根据方面1-50中任一项的组合物,其中,烷基磺酸盐组分以约0.5wt%至约3.0wt%的量存在。
方面52:根据方面1-51中任一项的组合物,其中,烷基磺酸盐组分具有由下式表示的结构:
T-E,
其中,T是脂肪族的;E是脂肪族的并包含至少一种SO3-M+基团,其中,每个M是碱金属。
方面53:根据方面1-52中任一项的组合物,其中,烷基磺酸盐组分包括由下式表示的一种或多种结构:
(CnH2n+1)-(SO3 -M+)p
其中,对于存在的每种烷基磺酸盐,n独立地是6至17的整数;p独立地是1至5的整数;并且每个M独立地是碱金属或碱土金属。
方面54:根据方面53的组合物,其中,M是碱金属。
方面55:根据方面53的组合物,其中,M是碱土金属。
方面56:根据方面53的组合物,其中,对于存在的每种烷基磺酸盐,n、p和M中的每个相同。
方面57:根据方面1-56中任一项的组合物,进一步包含芳香族乙烯基共聚物。
方面58:根据方面57的组合物,其中,芳香族乙烯基共聚物是苯乙烯丙烯腈共聚物(SAN)。
方面59:根据方面57或方面58中任一项的组合物,其中,SAN包含约10wt%至约40wt%的丙烯腈。
方面60:根据方面57-59中任一项的组合物,其中,SAN是高流动性SAN。
方面61:根据方面57-60中任一项的组合物,其中,SAN的熔体体积速率(MVR)是约4.0gm/10min至约9gm/10min。
方面62:根据方面1-60中任一项的组合物,进一步包含选自热稳定剂、UV稳定剂、主抗氧化剂、次抗氧化剂、脱模剂、润滑剂、阻燃剂、消烟剂、缓冲剂、除酸剂、水解稳定剂、淬灭剂、颜料和上述中的两种或更多种的组合中的添加剂。
方面63:根据方面62的组合物,其中,主抗氧化剂选自受阻酚、亚磷酸酯(盐)、膦酸酯(盐)以及它们的任何混合物。
方面64:根据方面63的组合物,其中,受阻酚选自一种或多种化合物,所述化合物选自三乙二醇双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]、1,6-己二醇双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、2,4-双(正辛硫基)-6-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯胺基)-1,3,5-三嗪、季戊四醇基四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、2,2-硫代二乙烯双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、十八烷基3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、N,N'-六亚甲基双(3,5-二叔丁基-4-羟基-氢化肉桂酰胺)、四(亚甲基3,5-二叔丁基-羟基肉桂酸酯)甲烷和十八烷基3,5-二叔丁基羟基氢化肉桂酸酯。
方面65:根据方面63或方面64的组合物,其中,受阻酚是十八烷基3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯。
方面66:根据方面62-65中任一项的组合物,其中,主抗氧化剂以约0.1wt%至约1wt%的量存在。
方面67:根据方面62-66中任一项的组合物,其中,次抗氧化剂选自有机磷酸酯(盐)、硫酯、硫醚和它们的任何混合物。
方面68:根据方面62或方面67的组合物,其中,次抗氧化剂选自季戊四醇四(3-(十二烷基硫代)丙酸酯)、季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、二月桂基硫代二丙酸酯、二硬脂基硫代二丙酸酯、二肉豆蔻基硫代二丙酸酯、双十三烷基硫代二丙酸酯、季戊四醇辛基硫代丙酸酯、双十八烷基二硫化物、四(2,4-二叔丁基苯基)[1,1-联苯基]-4,4'-二基双亚膦酸酯、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、双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、三(壬基苯基)亚磷酸酯和二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯。
方面69:根据方面68的组合物,其中,次抗氧化剂是三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
方面70:根据方面62或67-69中任一项的组合物,其中,次抗氧化剂以约0.01wt%至约1wt%的量存在。
方面71:根据方面62-70中任一项的组合物,其中,热稳定剂选自2,2'-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚);四(3-月桂基硫代丙酰氧基甲基)甲烷;季戊四醇四(3-十二烷基硫代丙酸酯);月桂基-3,3'-硫代二丙酸酯;硬脂基3,3'-硫代二丙酸酯;二硬脂基二硫化物;二月桂基3,3'-硫代二丙酸酯;二肉豆蔻基3,3'-硫代二丙酸酯;丙酸、3,3'-硫代双-,双十二烷基酯;双十三烷基3,3'-硫代二丙酸酯;二硬脂基3,3'-硫代二丙酸酯、双十八烷基3,3-硫代二丙酸酯;和二肉豆蔻基3,3'-硫代二丙酸酯或它们的两种或更多种的组合。
方面72:根据方面62或方面71的组合物,其中,热稳定剂是季戊四醇四(3-十二烷基硫代丙酸酯)。
方面73:根据方面62、71或72中任一项的组合物,其中,热稳定剂以约0.05wt%至约1.0wt%的量存在。
方面74:根据方面62-73中任一项的组合物,其中,脱模剂选自硬脂酸甲酯、硬脂酸硬脂基酯和四硬脂酸季戊四醇酯。
方面75:根据方面62或方面74的组合物,其中,脱模剂是四硬脂酸季戊四醇酯。
方面76:根据方面62、74或75中任一项的组合物,其中,脱模剂以约0.1wt%至约1.0wt%的量存在。
方面77:根据方面62-76中任一项的组合物,其中,酸稳定剂选自亚磷酸、磷酸、磷酸一锌、磷酸一钠或酸式焦磷酸钠。
方面78:根据方面62-77中任一项的组合物,其中,颜料选自二氧化钛、硫化锌、炭黑、铬酸钴、钛酸钴、硫化镉、氧化铁、磺基硅酸钠铝、磺基硅酸钠、铬锑钛金红石、镍锑钛金红石和氧化锌。
方面79:根据方面62-78中任一项的组合物,其中,颜料是炭黑。
方面80:根据方面62、78或79中任一项的组合物,其中,颜料以约0.01wt%至约1wt%的量存在。
方面81:根据方面1-80中任一项的组合物,其中,当以55秒循环时间测量时,脱模压力比参考组合物低约5.0倍。
方面82:根据方面1-81中任一项的组合物,其中,使用每侧约70毫米(mm)以及高40mm、壁厚4mm的杯状方形模具工具测定注射压力,并且其中,模具工具在每个角附近包含四个圆柱形柱(cylindrical post);其中,每个柱是约12.7mm高以及直径为9.5mm;其中,每个柱的端部是顶出销(knock out pin),其用于使部件从模具脱模;并且其中,顶出销各自包含测量使部件脱模所需的力的传感器。
方面83:一种具有改善的脱模性能的热塑性组合物,包含:
a)约15wt%至约35wt%的第一聚碳酸酯组分;
b)约20wt%至约50wt%的第二聚碳酸酯组分;
c)约2wt%至约8wt%的抗冲改性剂组分,所述抗冲改性剂组分包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物组合物、本体聚合的ABS(BABS)或甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)聚合物组合物;
d)约10wt%至约25wt%的矿物填料组分;
e)约1wt%至约25wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分;以及
f)约0.5wt%至约2.0wt%的烷基磺酸盐组分;
其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第一聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约20克/10分钟至约30克/10分钟;其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约4.0克/10分钟至约8.0克/10分钟;其中,烷基磺酸盐组分包括由下式表示的一种或多种结构:
(CnH2n+1)-(SO3 -M+)p
其中,对于存在的每种烷基磺酸盐,n独立地是6至17的整数;p独立地是1至5的整数;并且每个M独立地是碱金属或碱土金属;其中,第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值是大于45wt%至约70wt%;其中,所有组分的组合重量百分数值不超过约100wt%;其中,所有重量百分数值是基于组合物的总重量;并且其中,热塑性组合物的模制样品与不存在聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和烷基磺酸盐的基本上由实质相同比例的相同聚碳酸酯聚合物组分、相同矿物填料和相同抗冲改性剂组分组成的参考组合物相比,表现出低3倍的模具脱模压力。
方面84:一种具有改善的脱模性能的热塑性组合物,包含:
a)约20wt%至约30wt%的第一聚碳酸酯组分;
b)约20wt%至约50wt%的第二聚碳酸酯组分;
c)约3wt%至约6wt%的抗冲改性剂组分,所述抗冲改性剂组分包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物组合物、本体聚合的ABS(BABS)或甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)聚合物组合物;
d)约12wt%至约20wt%的矿物填料组分;
e)约1wt%至约25wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分;以及
f)约0.5wt%至约1.0wt%的烷基磺酸盐组分;
其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第一聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约20克/10分钟至约30克/10分钟;其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约4.0克/10分钟至约8.0克/10分钟;其中,烷基磺酸盐组分包括由下式表示的一种或多种结构:
(CnH2n+1)-(SO3 -M+)p
其中,对于存在的每种烷基磺酸盐,n独立地是6至17的整数;p独立地是1至5的整数;并且每个M独立地是碱金属或碱土金属;其中,第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值是大于45wt%至约70wt%;其中,所有组分的组合重量百分数值不超过约100wt%;其中,所有重量百分数值是基于组合物的总重量;并且其中,热塑性组合物的模制样品与不存在聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和烷基磺酸盐的基本上由实质相同比例的相同聚碳酸酯聚合物组分、相同矿物填料和相同抗冲改性剂组分组成的参考组合物相比,表现出低3倍的模具脱模压力。
方面85:一种包含方面1-84中任一项的组合物的制品。
方面86:一种改善热塑性组合物的脱模性能的方法,该方法包括组合以下各项的步骤:
a)约10wt%至约70wt%的第一聚碳酸酯组分;
b)约10wt%至约70wt%的第二聚碳酸酯组分;
c)约2wt%至约10wt%的抗冲改性剂组分;
d)约5wt%至约30wt%的矿物填料组分;
e)约1wt%至约25wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分;以及
f)约0.1wt%至约4.0wt%的烷基磺酸盐组分;
其中,第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值是大于10wt%至约70wt%;其中,所有组分的组合重量百分数值不超过约100wt%;
其中,所有重量百分数值是基于组合物的总重量;并且其中,热塑性组合物的模制样品与不存在聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和烷基磺酸盐的基本上由实质相同比例的相同聚碳酸酯聚合物组分、相同矿物填料和相同抗冲改性剂组分组成的参考组合物相比,表现较低的模具脱模压力。
方面87:一种改善热塑性组合物的脱模性能的方法,该方法包括组合以下各项的步骤:
a)约15wt%至约35wt%的第一聚碳酸酯组分;
b)约20wt%至约50wt%的第二聚碳酸酯组分;
c)约2wt%至约8wt%的抗冲改性剂组分,所述抗冲改性剂组分包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物组合物、本体聚合的ABS(BABS)或甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)聚合物组合物;
d)约10wt%至约25wt%的矿物填料组分;
e)约1wt%至约25wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分;以及
f)约0.5wt%至约2.0wt%的烷基磺酸盐组分;
其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第一聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约20克/10分钟至约30克/10分钟;其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约4.0克/10分钟至约8.0克/10分钟;其中,烷基磺酸盐组分包括由下式表示的一种或多种结构:
(CnH2n+1)-(SO3 -M+)p
其中,对于存在的每种烷基磺酸盐,n独立地是6至17的整数;p独立地是1至5的整数;并且每个M独立地是碱金属或碱土金属;其中,第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值是大于45wt%至约70wt%;其中,所有组分的组合重量百分数值不超过约100wt%;其中,所有重量百分数值是基于组合物的总重量;并且其中,热塑性组合物的模制样品与不存在聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和烷基磺酸盐的基本上由实质相同比例的相同聚碳酸酯聚合物组分、相同矿物填料和相同抗冲改性剂组分组成的参考组合物相比,表现出低3倍的模具脱模压力。
方面88:一种改善热塑性组合物的脱模性能的方法,该方法包括组合以下各项的步骤:
a)约20wt%至约30wt%的第一聚碳酸酯组分;
b)约20wt%至约50wt%的第二聚碳酸酯组分;
c)约3wt%至约6wt%的抗冲改性剂组分,所述抗冲改性剂组分包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物组合物、本体聚合的ABS(BABS)或甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)聚合物组合物;
d)约12wt%至约20wt%的矿物填料组分;
e)约1wt%至约25wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分;以及
f)约0.5wt%至约1.0wt%的烷基磺酸盐组分;
其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第一聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约20克/10分钟至约30克/10分钟;其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分的熔体体积流动速率(MFR)为约4.0克/10分钟至约8.0克/10分钟;其中,烷基磺酸盐组分包括由下式表示的一种或多种结构:
(CnH2n+1)-(SO3 -M+)p
其中,对于存在的每种烷基磺酸盐,n独立地是6至17的整数;p独立地是1至5的整数;并且每个M独立地是碱金属或碱土金属;其中,第一聚碳酸酯组分和第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值是大于45wt%至约70wt%;其中,所有组分的组合重量百分数值不超过约100wt%;其中,所有重量百分数值是基于组合物的总重量;并且其中,热塑性组合物的模制样品与不存在聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和烷基磺酸盐的基本上由实质相同比例的相同聚碳酸酯聚合物组分、相同矿物填料和相同抗冲改性剂组分组成的参考组合物相比,表现出低3倍的模具脱模压力。
无需进一步详尽说明,相信本领域的技术人员可以使用本文的描述利用本发明。包括以下实施例来向本领域技术人员提供实践所要求的发明的额外指导。所提供的实施例仅是工作的代表并且有助于本发明的教导。因此,这些实施例并不旨在以任何方式限制本发明。
尽管可以在特定法定类别,如系统法定类别中描述和要求保护本发明的多个方面,但是这仅是出于方便的目的,并且本领域技术人员将理解可以在任何法定类别中描述和要求保护本发明的每个方面。除非另外明确指出,否则决不旨在将本文所阐述的任何方法或方面解释为需要以具体顺序进行其步骤。因此,当方法权利要求并未在权利要求或说明书中明确指出这些步骤将被局限于具体顺序时,决不希望在任何方面推断顺序。这适用于解释的任何可能的非表达基础,其包括:相对于步骤或操作流程的安排的逻辑事物、源于语法组织或标点的普通含义或者在说明书中描述的方面的数目或类型。
在整个申请中,参考了多个公开物。通过引用将这些公开物的公开内容以它们的全部内容并入到本申请中,以便更充分地描述本发明所属领域当前的技术水平。对于参考文献所依赖的句子中所讨论的参考文献中包含的材料,还通过引用将所公开的参考文献单独地和明确地并入本文。不应将本文中的任何事物解释为由于较早的发明而承认本发明无权先于这些公开物。进一步地,本文提供的公开数据可能与实际的公开数据不同,这可能需要单独确认。
实施例
阐述以下实施例以向本领域普通技术人员提供完整的公开以及如何制备和评估本文要求保护的化合物、组合物、制品、设备和/或方法的描述,并且旨在其是纯示例性的且不旨在限制本公开。已经努力确保关于数字(例如,量、温度等)的准确性,但应考虑一些误差和偏差。除非另外指出,否则份是指重量份,温度以℃表示或是环境温度,并且压力是大气压或接近大气压。除非另外说明,否则提及组合物的百分比是以wt%计。
存在反应条件,例如,组分浓度、所需溶剂、溶剂混合物、温度、压力和其他能够用于优化由所述方法获得产物的纯度和产率的反应范围和条件的多种变化和组合。仅仅需要合理的和常规的实验就能优化这样的过程条件。
表1中示出的材料用于制备表2、3和5描述的组合物。
表1.
在每个实施例中,通过以干燥共混预共混所有成分并滚动混合20分钟制备样品批次(5kg)。在260℃的标准熔体温度、(700mm)汞真空和300转/分(rpm)下,将预共混物直接进料至同向旋转双螺杆挤出机(25mm)。将挤出物造粒并在约100℃下干燥约4小时。为了制备测试试样,注射模制干燥的粒料以形成适当的测试样品。
缺口悬臂梁冲击强度(“NII”)用于比较塑料材料的耐冲击性且是根据ISO 180使用3.2mm厚的缺口悬臂梁棒在指定温度下用5.5焦耳锤测定的。将ISO结果定义为用于使测试试样断裂的以焦耳表示的冲击能除以缺口处试样面积。以千焦耳/平方米(kJ/m2)记录结果。
将NII延展性记录为在缺口悬臂梁冲击测试中失败时,表现出延展性失败(破坏,failure)而不是刚性失败的十个样品的百分比,刚性失败由断裂和形成碎片表征。
根据ISO 1133或ASTM D1238在265℃下在5.0kg负荷下经由10分钟测定熔体体积速率(“MVR”)(如下表指出)。记录的每个值是3个测试试样的平均值。以cm3/10分钟记录结果。
根据ISO 11443标准在265℃和645倒易秒(s-1)剪切速率下测量熔体粘度(“MV”)。在100℃下干燥颗粒4小时。以帕斯卡秒(Pa-s)记录结果。
根据D3763在-30℃下使用3.2mm厚、10厘米直径的板与2.3米/秒(m/s)下12.5mm的落镖直径测量仪表冲击(或多轴冲击或Dynatup板冲击能;下表中表示为“MAI”)。结果表示吸收的总能量并以焦耳记录。该步骤提供了材料在多轴变形条件下如何表现的信息。根据任意五个或十个测试板的测试结果的平均值计算最终的测试结果。以焦耳记录结果。
将Dynatup延展性(或多轴冲击延展性;下表中表示为“MAI”延展性)记录为在Dynatup冲击测试中失败时,表现出延展性失败而不是刚性失败的个样品的百分比,刚性失败由断裂和形成碎片表征。脆裂失败由有限的塑料变形和部件断裂为多片表征。延展性失败由明显的塑料变形和部件的屈服表征。延展性部件不会断裂为多片。将延展性百分数表示为表现出延展性失败模式的冲击棒的百分比。
根据ISO 75标准使用平放方式的4mm悬臂梁棒在1.8兆帕(MPa)的负荷下测量热挠曲温度(“HDT”)。
使用本文描述使用的测试来测试样品的脱模压力或部件从模具脱模所需的力,且结果在以下示出。简要来说,使用每侧约70mm以及高40mm、壁厚4mm的具有中心浇口(centergate)的杯状方形模具工具(参见图1)。在模具中,在每个角附近存在四个圆柱形柱,每个柱高约1/2英寸以及直径约3/8英寸。每个柱的端部是顶出销,其用于使部件从模具脱模。顶出销各自具有测量使部件脱模所需的力的传感器。柱的目的是创建热质量面积和模具内升高的表面积,以增加从模具脱模过程中的部件牵引(拖拉,drag)量。在本文描述的模具工具内使用的模制测试条件如下:熔体温度为525°F,模具温度为170°F以及注射速度为2英寸/秒;干燥过程是在250°F下持续四(4)小时。
用于评估粘模(mold sticking)的这种工具是出现粘模的工具类型的一个实例。特征为高热质量面积和基本上平行于工具的脱模方向的表面积使得在从模具中脱模的过程中在部件上发挥高牵引力的许多工具在评估粘模/脱模特性中同样是有用的。在顶出销中使用压力传感器允许量化脱模力。
本发明的示例性组合物(EX.1-EX.7)与对照或比较组合物(对照1)一起示于表2中。图2-4中进一步详细描述了表2中描述的组合物的脱模特性。
表2.
表2(续)
图2中的数据示出两种类型的聚碳酸酯-硅氧烷共聚物的负载水平(wt%)对根据表2制备的样品的相对脱模压力(如指出的55s和60s循环时间)的影响。如表1中所描述,PC-PS1是较低硅氧烷含量(6wt%)的聚碳酸酯-硅氧烷共聚物以及PC-PS2是较高硅氧烷含量(20wt%)的聚碳酸酯-硅氧烷共聚物。数据表明无论循环时间是55s还是60s,在高达20wt%PC-PS1的水平下,相对脱模压力存在微小变化,而在低至5wt%的PC-PS2的水平下,在示出的两种循环时间下,相对脱模压力存在明显降低。
图3中的数据证实与不含烷基磺酸盐的相同组合物或对照组合物相比,以1wt%的水平添加的烷基磺酸盐(表1中描述的AS1)对相对脱模压力具有深远的影响。数据表明当将循环时间从55s变化为60s时,两种对照组合物的脱模压力都明显下降,并且在55和60s循环时间之间观察到,添加10wt%PC-PS1至对照组合物(EX.2)对相对脱模压力或过渡具有微小影响。然而,当循环时间是55s时,添加烷基磺酸盐(AS1)将相对脱模压力降低了约7倍。直到循环时间为70s,在任一对照中都没有实现相同的相对脱模压力。
图4中的数据比较了较低硅氧烷含量(6wt%)的聚碳酸酯-硅氧烷共聚物(PC-PS1)和较高硅氧烷含量(20wt%)的聚碳酸酯-硅氧烷共聚物(PC-PS2)的负载水平对归一化的脱模压力的影响。数据表明通过添加较低硅氧烷含量的聚碳酸酯-硅氧烷共聚物(PC-PS1)至表2中描述的组合物,对归一化的脱模压力没有明显影响。相反,添加低至5wt%的较高硅氧烷含量(20wt%)的聚碳酸酯-硅氧烷共聚物(PC-PS2)明显降低了归一化的脱模压力,其随该聚碳酸酯-硅氧烷共聚物的负载升高继续降低。数据归一化至具有聚碳酸酯-硅氧烷共聚物组分的对照组合物的脱模压力。
本发明的进一步的示例性组合物(S.1-S.7)。评估每种组合物的流动性、冲击和脱模性能,并且将结果与对照或比较组合物(对照)的结果一起示出于表4中。图5中进一步详细描述了表3中描述的组合物的脱模特性。
表3.
图5中的数据示出了表3中描述的组合物的归一化脱模压力。脱模压力归一化至对照样品,其设定为100%。数据表明较高水平的较低硅氧烷含量(6wt%)的聚碳酸酯-硅氧烷共聚物(PC-PS1)改善了组合物的脱模特性(例如,比较图5中的S.1和S.4,其分别具有10wt%和20wt%的PC-PS1)。令人惊讶地,适度水平(1-2wt%)的烷基磺酸盐明显降低了10wt%和20wt%PC-PS1负载下的归一化脱模压力(例如,比较图5中的S.2或S.3与S.1或比较S.5与S.4)。
表4中的数据表明添加PC-PS1或烷基磺酸盐对流动性、冲击或脱模性能没有负面影响。添加PC-PS1实际上改善了低温延展性,添加烷基磺酸盐进一步改善了低温延展性。
表4.
*“max.eng.”是最大冲击能;“tot.eng.”是总冲击能。
**“Eject.Press.”是归一化的脱模压力(即,归一化至对照样品的脱模压力)。
本发明的进一步的示例性组合物(S.6-S.11)示出于表5中。参见表3的对照组合物。评估每种组合物的流动性、冲击和脱模性能,并将结果示于表6中(参见表4的对照值)。图6中进一步详细描述了表5中描述的组合物的脱模特性。
表5.
图6中的数据示出了表5中描述的组合物的归一化脱模压力。脱模压力归一化至对照样品,其设定为100%。图6中的数据表明烷基磺酸盐的存在显著降低了归一化脱模压力(参见图6,S.6、S.7和S.8)。尽管在2wt%烷基磺酸盐下观察到归一化脱模压力的最大降低,但是图6所示的所有负载水平的烷基磺酸盐对归一化的脱模压力都具有显著影响。相反,两种其他的抗静电剂(聚醚酯酰胺嵌段共聚物和烷基磺基间苯二甲酸盐(酯))没有降低或稍微升高了归一化脱模压力(参见图6,参见S.10和S.11)。令人感兴趣的是,观察到甘油脂肪酸酯(单硬脂酸甘油酯)对于归一化脱模压力具有与烷基磺酸盐类似的影响(参见图6,参见S.9和S.6)。
表6中的数据表明烷基磺酸盐的存在改善了缺口悬臂梁冲击性能(强度和延展性),而利用聚醚酯酰胺嵌段共聚物、烷基磺基间苯二甲酸盐(酯)或甘油脂肪酸都没有改善这些性能。烷基磺酸盐的存在对多轴冲击性能(例如,延展性和总能量)没有影响或仅具有轻微的负面影响,并且示出HDT的轻微降低,特别是在较高的负载(例如,4wt%)下。对于聚醚酯酰胺嵌段共聚物、烷基磺基间苯二甲酸盐(酯)或甘油脂肪酸,观察到对多轴冲击性能和HDT的类似影响。
表6.
本发明的可授权范围由权利要求限定,并且可以包括本领域技术人员想到的其他实施例。如果它们具有与权利要求书面语言相同的结构元素,或者如果它们包括与权利要求的书面语言具有非本质差异的等效结构元素,则这些其他实施例旨在落在权利要求的范围内。

Claims (61)

1.一种具有改善的脱模性能的热塑性组合物,包含:
a)10wt%至70wt%的第一聚碳酸酯聚合物组分;
b)10wt%至70wt%的第二聚碳酸酯聚合物组分;
c)2wt%至10wt%的抗冲改性剂组分;
d)5wt%至30wt%的矿物填料组分;
e)0wt%至25wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分;以及
f)0.1wt%至4.0wt%的烷基磺酸盐组分;
其中,所述第一聚碳酸酯聚合物组分和所述第二聚碳酸酯聚合物组分的组合重量百分数值大于10wt%至70wt%;
其中,所有组分的组合重量百分数值不超过100wt%;
其中,所有重量百分数值是基于所述组合物的总重量;并且
其中,所述热塑性组合物的模制样品与不存在所述聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和所述烷基磺酸盐的、由相同比例的相同聚碳酸酯聚合物组分、相同矿物填料和相同抗冲改性剂组分组成的参考组合物相比,表现出较低的模具脱模压力。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述第一聚碳酸酯聚合物组分和所述第二聚碳酸酯聚合物组分的组合重量百分数值是10wt%至60wt%。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物,其中,所述第一聚碳酸酯聚合物组分以20wt%至30wt%的量存在。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物,其中,所述第一聚碳酸酯聚合物组分是高流动性聚碳酸酯。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物,其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,所述第一聚碳酸酯聚合物组分具有20克/10分钟至30克/10分钟的熔体体积流动速率。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物,其中,所述第一聚碳酸酯聚合物组分具有使用BPA聚碳酸酯标准、通过凝胶渗透色谱法GPC测量的18,000至40,000克/摩尔的重均分子量。
7.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物,其中,所述第二聚碳酸酯聚合物组分以20wt%至70wt%的量存在。
8.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物,其中,所述第二聚碳酸酯聚合物组分是低流动性聚碳酸酯。
9.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物,其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,所述第二聚碳酸酯聚合物组分具有4.0克/10分钟至8.0克/10分钟的熔体体积流动速率。
10.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物,其中,所述第二聚碳酸酯聚合物组分具有使用BPA聚碳酸酯标准、通过凝胶渗透色谱法GPC测量的18,000至40,000克/摩尔的重均分子量。
11.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物,其中,所述抗冲改性剂组分包括至少一种丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物组合物、至少一种本体聚合的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯或至少一种甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯聚合物组合物。
12.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物,其中,所述抗冲改性剂组分包括甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯聚合物组合物。
13.根据权利要求12所述的组合物,其中,所述甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯聚合物组合物以2wt%至10wt%的量存在。
14.根据权利要求12所述的组合物,其中,所述甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯聚合物组合物包含60wt%至80wt%的丁二烯含量。
15.根据权利要求12所述的组合物,其中,所述甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯聚合物组合物具有0.25g/cm3至0.55g/cm3的体积密度。
16.根据权利要求12所述的组合物,其中,所述甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯聚合物组合物具有200μm至300μm的最大平均颗粒直径。
17.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物,其中,所述抗冲改性剂包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物组合物。
18.根据权利要求17所述的组合物,其中,所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物组合物是乳液聚合的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯。
19.根据权利要求17所述的组合物,其中,所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物组合物是本体聚合的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯。
20.根据权利要求17所述的组合物,其中,所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物组合物是苯乙烯丙烯腈共聚物接枝的乳液丙烯腈-丁二烯-苯乙烯。
21.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物,其中,所述矿物填料组分包含扁平状矿物填料。
22.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物,其中,所述矿物填料包含选自云母、滑石、粘土、硅灰石、硫化锌、氧化锌和二氧化钛中的至少一种矿物填料。
23.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物,其中,所述矿物填料包含选自云母、滑石和粘土中的至少一种矿物填料。
24.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物,其中,所述矿物填料具有0.5μm至2.0μm的中值粒径D50
25.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物,其中,所述聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的聚碳酸酯部分包含衍生自BPA的残基。
26.根据权利要求25所述的组合物,其中,包含衍生自BPA的残基的所述聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的聚碳酸酯部分是均聚物。
27.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物,其中,所述聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分包含聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物。
28.根据权利要求27所述的组合物,其中,所述聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物包括聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物。
29.根据权利要求27所述的组合物,其中,聚碳酸酯嵌段包含衍生自BPA的残基。
30.根据权利要求29所述的组合物,其中,包含衍生自BPA的残基的所述聚碳酸酯嵌段是均聚物。
31.根据权利要求27所述的组合物,其中,所述聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物包含3wt%至10wt%的硅氧烷。
32.根据权利要求27所述的组合物,其中,聚硅氧烷嵌段具有20,000至26,000道尔顿的重均分子量。
33.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物,其中,所述烷基磺酸盐组分以0.2wt%至4.0wt%的量存在。
34.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物,其中,所述烷基磺酸盐组分具有由下式表示的结构:
T-E,
其中,T是脂肪族的;E是脂肪族的并且包含至少一种SO3 -M+基团,其中,每个M是碱金属。
35.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物,其中,所述烷基磺酸盐组分包括由下式表示的一种或多种结构:
(CnH2n+1)-(SO3 -M+)p
其中,对于存在的每种烷基磺酸盐,n独立地是6至17的整数;p独立地是1至5的整数;并且每个M独立地是碱金属或碱土金属。
36.根据权利要求35所述的组合物,其中,M是碱金属。
37.根据权利要求35所述的组合物,其中,M是碱土金属。
38.根据权利要求35所述的组合物,其中,n、p和M中的每个对于存在的每种烷基磺酸盐是相同的。
39.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物,进一步包含芳香族乙烯基共聚物。
40.根据权利要求39所述的组合物,其中,所述芳香族乙烯基共聚物是苯乙烯丙烯腈共聚物。
41.根据权利要求39所述的组合物,其中,所述苯乙烯丙烯腈共聚物包含10wt%至40wt%的丙烯腈。
42.根据权利要求40所述的组合物,其中,所述苯乙烯丙烯腈共聚物是高流动性苯乙烯丙烯腈共聚物。
43.根据权利要求42所述的组合物,其中,所述苯乙烯丙烯腈共聚物的熔体体积速率是4.0gm/10min至9gm/10min。
44.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物,进一步包含选自以下的添加剂:热稳定剂、UV稳定剂、主抗氧化剂、次抗氧化剂、脱模剂、润滑剂、阻燃剂、消烟剂、缓冲剂、除酸剂、水解稳定剂、淬灭剂、颜料、以及上述中的两种或更多种的组合。
45.根据权利要求44所述的组合物,其中,所述主抗氧化剂选自受阻酚、亚磷酸酯、膦酸酯、以及它们的任何混合物。
46.根据权利要求45所述的组合物,其中,所述受阻酚是十八烷基3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯。
47.根据权利要求44所述的组合物,其中,所述次抗氧化剂选自有机磷酸酯、硫酯、硫醚、以及它们的任何混合物。
48.根据权利要求47所述的组合物,其中,所述次抗氧化剂是三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
49.根据权利要求44所述的组合物,其中,所述热稳定剂是季戊四醇四(3-十二烷基硫代丙酸酯)。
50.根据权利要求44所述的组合物,其中,所述脱模剂是四硬脂酸季戊四醇酯。
51.根据权利要求44所述的组合物,其中,所述除酸剂选自亚磷酸、磷酸、磷酸一锌、磷酸一钠或酸式焦磷酸钠。
52.根据权利要求44所述的组合物,其中,所述颜料选自二氧化钛、硫化锌、炭黑、铬酸钴、钛酸钴、硫化镉、氧化铁、磺基硅酸钠铝、磺基硅酸钠、铬锑钛金红石、镍锑钛金红石和氧化锌。
53.根据权利要求44所述的组合物,其中,所述颜料是炭黑。
54.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物,其中,当以55秒循环时间测量时,所述脱模压力比所述参考组合物低5.0倍。
55.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物,其中,使用每侧70mm以及高40mm、壁厚4mm的杯状方形模具工具测定脱模压力,并且其中,所述模具工具在每个角附近包含四个圆柱形柱;其中,每个柱高12.7mm以及直径为9.5mm;其中,每个柱的端部是顶出销,所述顶出销用于使部件从所述模具脱模;并且其中,所述顶出销各自包括测量使所述部件脱模所需的力的传感器。
56.一种具有改善的脱模性能的热塑性组合物,包含:
a)15wt%至35wt%的第一聚碳酸酯聚合物组分;
b)20wt%至50wt%的第二聚碳酸酯聚合物组分;
c)2wt%至8wt%的抗冲改性剂组分,所述抗冲改性剂组分包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物组合物、本体聚合的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯或甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯聚合物组合物;
d)10wt%至25wt%的矿物填料组分;
e)1wt%至25wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分;以及
f)0.5wt%至2.0wt%的烷基磺酸盐组分;
其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第一聚碳酸酯聚合物组分具有20克/10分钟至30克/10分钟的熔体体积流动速率;
其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分具有4.0克/10分钟至8.0克/10分钟的熔体体积流动速率;
其中,所述烷基磺酸盐组分包括由下式表示的一种或多种结构:
(CnH2n+1)-(SO3 -M+)p
其中,对于存在的每种烷基磺酸盐,n独立地是6至17的整数;p独立地是1至5的整数;并且每个M独立地是碱金属或碱土金属;
其中,所述第一聚碳酸酯聚合物组分和所述第二聚碳酸酯聚合物组分的组合重量百分数值大于45wt%至70wt%;
其中,所有组分的组合重量百分数值不超过100wt%;
其中,所有重量百分数值是基于所述组合物的总重量;并且
其中,所述热塑性组合物的模制样品与不存在所述聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和所述烷基磺酸盐的、由相同比例的相同聚碳酸酯聚合物组分、相同矿物填料和相同抗冲改性剂组分组成的参考组合物相比,表现出低3倍的模具脱模压力。
57.一种具有改善的脱模性能的热塑性组合物,包含:
a)20wt%至30wt%的第一聚碳酸酯聚合物组分;
b)20wt%至50wt%的第二聚碳酸酯聚合物组分;
c)3wt%至6wt%的抗冲改性剂组分,所述抗冲改性剂组分包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物组合物、本体聚合的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯或甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯聚合物组合物;
d)12wt%至20wt%的矿物填料组分;
e)1wt%至25wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分;以及
f)0.5wt%至1.0wt%的烷基磺酸盐组分;
其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第一聚碳酸酯聚合物组分具有20克/10分钟至30克/10分钟的熔体体积流动速率;
其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分具有4.0克/10分钟至8.0克/10分钟的熔体体积流动速率;
其中,所述烷基磺酸盐组分包括由下式表示的一种或多种结构:
(CnH2n+1)-(SO3 -M+)p
其中,对于存在的每种烷基磺酸盐,n独立地是6至17的整数;p独立地是1至5的整数;并且每个M独立地是碱金属或碱土金属;
其中,所述第一聚碳酸酯聚合物组分和所述第二聚碳酸酯聚合物组分的组合重量百分数值大于45wt%至70wt%;
其中,所有组分的组合重量百分数值不超过100wt%;
其中,所有重量百分数值是基于所述组合物的总重量;并且
其中,所述热塑性组合物的模制样品与不存在所述聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和所述烷基磺酸盐的、由相同比例的相同聚碳酸酯聚合物组分、相同矿物填料和相同抗冲改性剂组分组成的参考组合物相比,表现出低3倍的模具脱模压力。
58.一种包含根据权利要求1-57中任一项所述的组合物的制品。
59.一种改善热塑性组合物的脱模性能的方法,所述方法包括组合以下各项的步骤:
a)10wt%至70wt%的第一聚碳酸酯聚合物组分;
b)10wt%至70wt%的第二聚碳酸酯聚合物组分;
c)2wt%至10wt%的抗冲改性剂组分;
d)5wt%至30wt%的矿物填料组分;
e)1wt%至25wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分;以及
f)0.1wt%至4.0wt%的烷基磺酸盐组分;
其中,所述第一聚碳酸酯聚合物组分和所述第二聚碳酸酯聚合物组分的组合重量百分数值大于10wt%至70wt%;
其中,所有组分的组合重量百分数值不超过100wt%;
其中,所有重量百分数值是基于所述组合物的总重量;并且
其中,所述热塑性组合物的模制样品与不存在所述聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和所述烷基磺酸盐的、由相同比例的相同聚碳酸酯聚合物组分、相同矿物填料和相同抗冲改性剂组分组成的参考组合物相比,表现出较低的模具脱模压力。
60.一种改善热塑性组合物的脱模性能的方法,所述方法包括组合以下各项的步骤:
a)15wt%至35wt%的第一聚碳酸酯聚合物组分;
b)20wt%至50wt%的第二聚碳酸酯聚合物组分;
c)2wt%至8wt%的抗冲改性剂组分,所述抗冲改性剂组分包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物组合物、本体聚合的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯或甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯聚合物组合物;
d)10wt%至25wt%的矿物填料组分;
e)1wt%至25wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分;以及
f)0.5wt%至2.0wt%的烷基磺酸盐组分;
其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第一聚碳酸酯聚合物组分具有20克/10分钟至30克/10分钟的熔体体积流动速率;
其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分具有4.0克/10分钟至8.0克/10分钟的熔体体积流动速率;
其中,所述烷基磺酸盐组分包括由下式表示的一种或多种结构:
(CnH2n+1)-(SO3 -M+)p
其中,对于存在的每种烷基磺酸盐,n独立地是6至17的整数;p独立地是1至5的整数;并且每个M独立地是碱金属或碱土金属;
其中,所述第一聚碳酸酯组分和所述第二聚碳酸酯组分的组合重量百分数值大于45wt%至70wt%;
其中,所有组分的组合重量百分数值不超过100wt%;
其中,所有重量百分数值是基于所述组合物的总重量;并且
其中,所述热塑性组合物的模制样品与不存在所述聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分和所述烷基磺酸盐的、由相同比例的相同聚碳酸酯聚合物组分、相同矿物填料和相同抗冲改性剂组分组成的参考组合物相比,表现出低3倍的模具脱模压力。
61.一种改善热塑性组合物的脱模性能的方法,所述方法包括组合以下各项的步骤:
a)20wt%至30wt%的第一聚碳酸酯聚合物组分;
b)20wt%至50wt%的第二聚碳酸酯聚合物组分;
c)3wt%至6wt%的抗冲改性剂组分,所述抗冲改性剂组分包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物组合物、本体聚合的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯或甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯聚合物组合物;
d)12wt%至20wt%的矿物填料组分;
e)1wt%至25wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组分;以及
f)0.5wt%至1.0wt%的烷基磺酸盐组分;
其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第一聚碳酸酯聚合物组分具有20克/10分钟至30克/10分钟的熔体体积流动速率;
其中,当根据ASTM D1238在300℃和1.2kg负荷下测量时,第二聚碳酸酯聚合物组分具有4.0克/10分钟至8.0克/10分钟的熔体体积流动速率;
其中,所述烷基磺酸盐组分包括由下式表示的一种或多种结构:
(CnH2n+1)-(SO3 -M+)p
其中,对于存在的每种烷基磺酸盐,n独立地是6至17的整数;p独立地是1至5的整数;并且每个M独立地是碱金属或碱土金属;
其中,所述第一聚碳酸酯聚合物组分和所述第二聚碳酸酯聚合物组分的组合重量百分数值大于45wt%至70wt%;
其中,所有组分的组合重量百分数值不超过100wt%;
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