CN105849171A - 具有低烟雾和低放热的火车内部组件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种铁路组件，包括包含以下各项的聚碳酸酯组合物：选自线性聚碳酸酯均聚物、支链聚碳酸酯、聚(碳酸酯‑双酚芳基化物酯)、聚(脂肪族酯‑碳酸酯)、或它们的组合的第一聚碳酸酯；不同于所述第一聚碳酸酯的第二聚合物，所述第二聚合物包含聚(碳酸酯‑硅氧烷)共聚物、聚二烷基硅氧烷、硅酮接枝共聚物、或它们的组合，其中，基于所述组合物的总重量，所述第二聚合物中的硅氧烷单元以0.3至3wt.％的量存在；以及基于所述聚碳酸酯组合物的总重量，10至40wt.％的玻璃纤维。

Description

具有低烟雾和低放热的火车内部组件及其制造方法
技术领域
本公开涉及用于火车内部的组件，以及具体地涉及具有低烟雾密度和低放热的座椅组件和包层。
背景技术
关于阻燃性如燃烧时的火焰蔓延、放热、和烟雾生成的标准对于用于公共交通运输如火车的制品变得越来越严格。欧盟已批准引进关于铁路应用的新的统一防火标准，即EN-45545，来取代每个成员国中所有当前使用的不同的标准。该标准对用于这些应用的材料所允许的放热、烟雾密度、和毒性以及火焰蔓延性质做了严格要求。EN-45545中的烟雾密度(Ds-4)是根据ISO 5659-2测量的四分钟后的烟雾密度，以及EN-45545中的放热是根据ISO5660-1测量的最大平均热释放速率(maximum average rate ofheat emission)(MAHRE)，以及EN-45545中的火焰蔓延是根据ISO 5658-2测量的熄灭临界热流(critical heat flux at extinguishment)(CFE)。
已经指定了“危险级别(hazard level)”(HL1至HL3)，其反应着火导致的人身伤害的概率度。该级别是基于停留时间并且是与操作和设计类别相关的。HL1是最低的危险级别并且通常适用于在相对安全状态下运行的车辆(容易疏散的车辆)。HL3是最高的危险级别并且代表了最危险的操作/设计类别(困难的和/或耗费时间疏散的车辆，例如在地下有轨电车中)。对于每种应用类型，限定了对于危险级别的不同测试要求。
对于R6应用，覆盖座椅组件，对于根据ISO 5659-2测量的四分钟后的烟雾密度(Ds-4)的要求是，对于HL2在50kW/m2下测量的Ds-4值为300或以下，以及对于HL3在50kW/m2下测量的Ds-4值为150或以下。对于根据ISO5660-1测量的最大平均热释放速率(MAHRE)的要求是，对于HL2在50kW/m2下确定的最大平均热释放速率(MAHRE)是90kW/m2或以下，以及对于HL3在50kW/m2下确定的是60kW/m2或以下。对于R6应用，不存在对根据ISO 5658-2测量的火焰蔓延的要求。
归入R1应用的典型应用包括内部垂直面，如侧壁、前壁、端壁、分隔件(partition)、房间分隔板、襟翼、包厢、罩和百叶窗(hood and louvre)；内门和用于内门和外门的衬里、窗户保温材料(window insulation)、厨房内表面、内部水平面，如天花板、襟翼、包厢、罩和百叶窗；行李存储区，如顶部和垂直的行李架、行李箱和行李间(luggage container andcompartment)；驾驶员的控制台(driver’s desk)应用，如驾驶员的控制台的面板和表面；过道的内表面，如过道膜(波纹管)和内部衬里的内部侧面；窗框(包括密封层和垫圈)；面向下的表面的(折叠)桌；空气管道的内表面和外表面、和用于乘客信息的设备(如信息显示屏)。对于R1应用，对于根据ISO 5659-2(Ds-4)测量的四分钟后的烟雾密度的要求是，对于HL2在50kW/m2下测量的Ds-4值为300或以下，以及对于HL3在50kW/m2下测量的Ds-4值为150或以下。对于根据ISO5660-1测量的最大平均热释放速率(MAHRE)的要求是，对于HL2在50kW/m2下确定的最大平均热释放速率(MAHRE)是90kW/m2或以下，以及对于HL3在50kW/m2下确定的是60kW/m2或以下。对于HL2和HL3两者，根据ISO 5658-2测量的熄灭临界热流(CFE)的要求是20kW/m2或以上。
制造满足除其他材料要求之外严格的烟雾密度标准、放热标准和/或火焰蔓延标准的火车内部制品是极大的挑战。制造满足这些标准并具有良好的机械性质，包括高刚度、高强度、良好的冲击性、和良好的可加工性的制品尤其具有挑战性。因此，仍然需要具有低烟雾、低放热、和低火焰蔓延性质的组合的火车内部制品，以及具体是座椅组件和包层。如果在对材料成本、制造简易性和机械性质中的一种或多种没有显著的不利影响的情况下，可以使组合物具有低烟雾和低热释放性会是进一步的优势。如果材料可以容易地热成型或注射模制，那将是另一优势。如果这类材料符合欧洲铁路标准EN-45545，例如，在材料成本、制造简易性、和机械性质上没有不利影响，那将是另一优势。
发明内容
在一个实施方式中，其中组件是模制或挤出的火车内部组件的铁路组件包括包含以下各项的聚碳酸酯组合物：选自线性聚碳酸酯均聚物、支链聚碳酸酯、聚(碳酸酯-双酚芳基化物酯)、聚(脂肪族酯-碳酸酯)、或包含上述中的至少一种的组合的第一聚碳酸酯；不同于第一聚碳酸酯的第二聚合物，该第二聚合物包含聚(碳酸酯-硅氧烷)共聚物、聚二烷基硅氧烷、硅酮接枝共聚物、或包含上述中的至少一种的组合，其中，基于聚碳酸酯组合物的总重量，第二聚合物中的硅氧烷单元以0.3至3wt.％的量存在于聚碳酸酯组合物中；和基于聚碳酸酯组合物的总重量，10至50wt.％的玻璃纤维；其中，聚碳酸酯组合物的样品具有：根据ISO 5659-2对3mm厚的板在50kW/m2下确定的小于或等于300的4分钟后的烟雾密度(DS-4)，和根据ISO 5660-1对3mm厚的板在50kW/m2下测量的等于或小于90kW/m2的最大平均热释放(MAHRE)。
在另一个实施方式中，其中组件是模制或挤出的火车内部组件的铁路组件包括包含以下各项的聚碳酸酯组合物：选自线性聚碳酸酯均聚物、支链聚碳酸酯、聚(碳酸酯-双酚芳基化物酯)、或包含上述中的至少一种的组合的第一聚碳酸酯；不同于第一聚碳酸酯的第二聚合物，该第二聚合物包含聚(碳酸酯-硅氧烷)共聚物、聚二烷基硅氧烷、硅酮接枝共聚物、或包含上述中的至少一种的组合，其中，基于组合物的总重量，第二聚合物中的硅氧烷单元以0.3至3wt.％的量存在于组合物中；和基于组合物的总重量，10至50wt.％的玻璃纤维；其中，聚碳酸酯组合物的样品具有：根据ASTME662-12以有焰燃烧和无焰燃烧模式对3mm厚的板测量的小于或等于100的1.5min后的烟雾密度(Ds 1.5)，根据ASTM E662-12以有焰燃烧和无焰燃烧模式对3mm厚的板测量的小于或等于200的4min后的烟雾密度(Ds4)，和在无火焰运行(flaming running)或滴落的情况下根据ASTME162-12a对3mm厚的板测量的35和更低的最大火焰蔓延指数(maximumflame spread index)(Is)。
在又一个实施方式中，制造铁路组件的方法包括模制或挤出上述的组合物以形成组件。
通过以下附图、详细说明、和实施例举例说明上述的及其他特征。
附图说明
提供附图描述，旨在是示例性的而非限制性的，其中：
图1示出了升高SiPC1/PC1比值对包含15％玻璃纤维的组合物的烟雾密度(Ds-4)的影响；
图2示出了升高SiPC1/PC1比值对包含30％玻璃纤维的组合物的烟雾密度(Ds-4)的影响；
图3示出了玻璃纤维负荷水平对包含PC1和SiPC1的组合物的烟雾密度(Ds-4)的影响；
通过以下详细说明和实施例举例说明上述的及其他性质。
具体实施方式
本发明人在本文中已经研发了火车内部组件。这些组件具有低烟雾密度特性，具体是根据ISO5659-2测量的Ds-4，和低放热特性，具体是根据ISO5660-1测量的改善的MAHRE，并且可以出乎意料地通过使用优选的聚碳酸酯组合物得到。因此，已经发现添加少量的聚(碳酸酯-硅氧烷)共聚物、聚二烷基硅氧烷、硅酮接枝共聚物、或包含上述中的至少一种的组合至包含玻璃纤维和具有固有高烟雾的线性或支链聚碳酸酯均聚物和/或聚碳酸酯共聚物的组合物对这些组合物的烟雾密度和放热性质具有高度的正向影响。
结果是令人惊讶的，因为用于聚碳酸酯组合物的一般阻燃剂，例如磺酸化的阻燃剂盐、磷酸酯和溴化阻燃剂，对烟雾密度或放热不具有这种正向影响。而且，仅当硅氧烷单元类型是脂肪族时，而不是当其是芳香族时，得到该正向影响。这与为了UL性能常应用于聚碳酸酯的阻燃方法相反，其中，一般使用磺酸化盐、磷酸酯、溴化阻燃剂、或芳香族硅氧烷如聚甲基苯基硅氧烷或八苯基环四硅氧烷，而不是脂肪族硅氧烷。
申请人还发现组合物中存在玻璃纤维进一步降低烟雾密度。例如，添加聚(碳酸酯-硅氧烷)共聚物到聚碳酸酯均聚物导致烟雾密度改善，但是没有到满足对于R1或R6应用的EN 45545要求的所需阀值。然而，添加聚(碳酸酯-硅氧烷)共聚物到包含玻璃纤维和聚碳酸酯均聚物的组合物导致DS-4值显著降低到对于HL2的阈值300以下或甚至对于HL3的阈值150以下，这使这些组合物适用于EN45545类型应用，例如R6或R1应用。
通过该发现，现在可以制造具有所需的以下性质的火车内部组件：根据ISO5659-2对3mm厚的样品在50kW/m2下测量的低烟雾密度(Ds-4)和根据ISO 5660-1对3mm厚的样品上在50kW/m2下测量的低放热(MAHRE)，以及可选地根据ISO 5658-2测量的低火焰蔓延。
进一步有利的特征是，该火车内部组件可以具有高拉伸模量和高拉伸强度，这使它们适用于要求强度和刚度的应用。
还可以将聚碳酸酯组合物配制为具有低熔体粘度，这使它们适用于注射模制。具体地，模制或挤出的火车内部组件可以包括包含以下各项的聚碳酸酯组合物：选自线性聚碳酸酯均聚物、支链聚碳酸酯、聚(碳酸酯-双酚芳基化物酯)、聚(脂肪族酯-碳酸酯)、或包含上述中的至少一种的组合的第一聚合物；不同于第一聚碳酸酯的第二聚合物，该第二聚合物包含聚(碳酸酯-硅氧烷)共聚物、聚二烷基硅氧烷、硅酮接枝共聚物、或包含上述中的至少一种的组合，其中，基于组合物的总重量，第二聚合物中的硅氧烷单元以0.3至3wt.％的量存在于组合物中；和基于组合物的总重量，10至50wt.％的玻璃纤维；其中，聚碳酸酯组合物的样品具有：根据ISO 5659-2对3mm厚的板在50kW/m2下确定的小于或等于300的4分钟后的烟雾密度(DS-4)和根据ISO 5660-1对3mm厚的板在50kW/m2下测量的等于或小于90kW/m2的最大平均热释放(MAHRE)。
特别有利的特征是，聚碳酸酯组合物可以具有根据ISO 5659-2对3mm厚的板在50kW/m2下测量的Ds-4值为300或低于300的低烟雾密度，根据ISO 5660-1对3mm厚的板在50kW/m2下测量的90kJ/m2或低于90kJ/m2的低最大平均热释放(MAHRE)，同时允许用于注射模制相对大的部件的充分的熔体流动性，同时具有高刚度、高强度并保持充分的实际抗冲击特性。可选地，组合物可以具有根据ISO 5658-2在3mm厚的板上测量的20kW/m2或20kW/m2以上的熄灭临界热流(CFE)。特别有利的特征是，聚碳酸酯组合物可以具有根据ISO 5659-2对3mm厚的板在50kW/m2下测量的Ds-4值为150或低于150的低烟雾密度，根据ISO 5660-1对3mm厚的板在50kW/m2下测量的60kJ/m2或低于60kJ/m2的低最大平均热释放(MAHRE)，同时允许用于注射模制相对大的部件的充分的熔体流动性，同时具有高刚度、高强度并保持充分的实际抗冲击特性。
如本文中使用的，术语“聚碳酸酯”和“聚碳酸酯聚合物”是指包含式(1)的双酚碳酸酯单元的化合物：
其中，Ra和Rb各自独立地是C1-12烷基、C1-12烯基、C3-8环烷基、或C1-12烷氧基，P和q各自独立地是0至4，以及Xa是两个亚芳基基团之间的桥连基团，并且是单键、-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-C(O)-、式-C(Rc)(Rd)-的C1-11烷叉基，其中Rc和Rd各自独立地是氢或C1-10烷基，或式-C(＝Re)-的基团，其中Re是二价C1-10烃基。示例性的Xa基团包括亚甲基、乙叉基、新戊叉基、和异丙叉基。桥连基团Xa和每个C6亚芳基基团的碳酸酯氧原子在C6亚芳基基团上可以彼此相邻、相间、或相对(优选相对)布置。
在一个优选的实施方式中，Ra和Rb各自独立地是C1-3烷基基团，p和q各自独立地是0至1，以及Xa是单键、-O-、-S(O)-、-S(O)2-、-C(O)-、式-C(Rc)(Rd)-的C1-9烷叉基，其中Rc和Rd各自独立地是氢或C1-8烷基，或式-C(＝Re)-的基团，其中，Re是二价C1-9烃基。在另一个优选的实施方式中，Ra和Rb各自独立地是甲基基团，p和q各自独立地是0至1，并且Xa是单键、式-C(Rc)(Rd)-的C1-7烷叉基，其中Rc和Rd各自独立地是氢或C1-6烷基。在一个实施方式中，p和q各自是1，并且Ra和Rb各自是在每个环上与氧相间布置的C1-3烷基基团，优选甲基。双酚碳酸酯单元(1)可以源自双酚A，其中，p和q都是0并且Xa是异丙叉基。
均聚物或共聚物中的聚碳酸酯单元可以由式(2)的二羟基化合物产生：
HO-R1-OH(2)，
其中，R1是桥连部分。因此，双酚碳酸酯单元(1)通常产生自对应的式(3)的双酚化合物：
其中，Ra和Rb、p和q、以及Xa与式(1)中的相同。
可以用于产生单元(1)的优选的双酚化合物的一些示例性的实例包括4,4'-二羟基联苯、双(4-羟基苯基)甲烷、1,2-双(4-羟基苯基)乙烷、2-(4-羟基苯基)-2-(3-羟基苯基)丙烷、1,2,2-双(3-甲基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-乙基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-正丙基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-异丙基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-仲丁基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-叔丁基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-环己基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-烯丙基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-甲氧基-4-羟基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基苯基)硫醚、双(4-羟基苯基)亚砜、双(4-羟基苯基)砜、或包含上述双酚化合物中的至少一种的组合。
可以用于产生双酚碳酸酯单元(1)的双酚化合物的优选实例包括1,1-双(4-羟基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(“双酚A”或“BPA”)、2,2-双(4-羟基苯基)丁烷、2,2-双(4-羟基苯基)辛烷、1,1-双(4-羟基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)正丁烷、2,2-双(4-羟基-2-甲基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷、和包含上述双酚化合物中的至少一种的组合。
可以通过已知的并且例如在WO 2013/175448 A1和WO 2014/072923A1中描述的方法如界面聚合和熔融聚合来制造聚碳酸酯。
支链聚碳酸酯或支链聚碳酸酯嵌段可以通过在聚合期间添加支化剂制备。这些支化剂包括包含选自以下各项的至少三种官能团的多官能有机化合物：羟基、羧基、羧酸酐、卤代甲酰基和上述官能团的混合物。优选的实例包括偏苯三酸，偏苯三酸酐，偏苯三酰氯(trimellitic trichloride)，三(对-羟基苯基)乙烷，靛红-双苯酚，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-氯甲酰基苯二甲酸酐，苯均三酸，和二苯甲酮四羧酸。可以以约0.05至约5wt.％的水平添加支化剂。可以使用包含线性聚碳酸酯和支链聚碳酸酯的组合。
预期所有类型的聚碳酸酯端基在聚碳酸酯组合物中都是有用的，条件是这种端基不会显著不利地影响组合物的期望的性质。在聚合期间可以包含链终止剂(也称为封端剂)。链终止剂限制分子量增长速率，从而控制聚碳酸酯的分子量。示例性的链终止剂包括某些单酚化合物、一元羧酸酰氯、和/或一氯甲酸酯。通过以下举例说明一元酚链终止剂：一环酚如苯酚以及C1-C22烷基取代的苯酚如对-枯基苯酚、对-氰基苯酚、间苯二酚单苯甲酸酯、和对丁基苯粉和叔丁基苯粉；以及联苯酚的单醚，如对-甲氧基苯酚。某些一元酚UV吸收剂也可用作封端剂，例如4-取代-2-羟基二苯甲酮和它们的衍生物、水杨酸芳基酯、联苯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。也可以使用单羧酰氯，包括单环的、单羧酸酰氯如苯甲酰氯、C1-C22烷基取代的苯甲酰氯、甲苯酰氯、卤素取代的苯甲酰氯、溴代苯甲酰氯、肉桂酰氯、4-酰亚胺苯甲酰氯(4-nadimidobenzoyl)；和多环的、单-羧酸酰氯如偏苯三酸酐氯化物、和萘甲酰氯。具有小于或等于约22个碳原子的脂肪族一元羧酸的氯化物是有用的。脂肪族一元羧酸的官能化氯化物，如丙烯酰氯和甲基丙烯酰氯也是有用的。还有用的是一氯甲酸酯，包括单环的一氯甲酸酯，如氯甲酸苯酯、烷基取代的苯基氯甲酸酯、对-枯基苯基氯甲酸酯、甲苯氯甲酸酯、和它们的组合。可以使用不同链终止剂的组合。
在一个实施方式中，第一聚碳酸酯是双酚A聚碳酸酯均聚物。在另一个实施方式中，第一聚碳酸酯是包含以上所描述的单元的支链聚碳酸酯；基于聚碳酸酯的总摩尔数，大于或等于0.2mol％的源自支化剂的部分；以及源自封端剂的具有约8.3和约11之间的pKa的封端基团。支化剂可以包括偏苯三酰氯、1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷或偏苯三酰氯和1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷的组合，并且封端剂是苯酚或包含以下取代基的苯酚：氰基、脂肪族基团、烯烃基团、芳香族基团、卤素、酯基、醚基、或包含上述中的至少一种的组合。在一个优选的实施方式中，封端剂是苯酚、对-叔丁基苯酚、对-甲氧基苯酚、对-氰基苯酚、对-枯基苯酚、或包含上述中的至少一种的组合。
在另一个实施方式中，第一聚碳酸酯聚合物是聚碳酸酯共聚物，具体是包含第一重复双酚碳酸酯单元(1)和式(7)的重复芳基化物酯单元的聚(碳酸酯-芳基化物酯)：
其中，Ar1是包含至少一种芳香族基团的C6-32烃基基团，例如，苯基、萘、蒽等。在一个实施方式中，Ar1源自如以上描述的芳香族双酚连同单元(1)和(4)、单芳基二羟基化合物(6)、或包含不同双酚或单芳基二羟基化合物的组合。因此，通过使间苯二甲酸、对苯二甲酸、或包含上述中的至少一种的组合(在本文中称为“苯二甲酸(phthalic acid)”)与任何以上描述的芳香族双酚、单芳基二羟基化合物(6)、或包含上述中的至少一种的组合反应，可以衍生出芳基化物酯单元(7)。间苯二甲酸酯与对苯二甲酸酯的摩尔比可以是1：99至99：1、或80：20至20：80、或60：40至40：60。
包含第一双酚碳酸酯单元(1)和芳基化物酯单元(7)的聚(碳酸酯-芳基化物酯)可以是式(8)的交替或嵌段共聚物：
其中，R1和Ar1分别如在式(1)和(7)中限定的。
一般而言，共聚物是包含碳酸酯嵌段和酯嵌段的嵌段共聚物。根据聚碳酸酯组合物的期望的性质，共聚物中的总的酯单元与总的碳酸酯单元的重量比可以广泛地改变，例如从99：1至1：99、或从95：5至5：95、优选地从90：10至10：90、或更优选地从90：10至50：50。根据聚碳酸酯组合物的期望的性质，共聚物的酯单元中的间苯二甲酸酯与对苯二甲酸酯的摩尔比也可以广泛地改变，例如从0：100至100：0、或从92：8至8：92、更优选地从98：2至45：55。例如，根据聚碳酸酯组合物的期望的性质，总的酯单元与总的碳酸酯的重量比可以是99：1至40：60、或90：10至50：40，其中，间苯二甲酸酯与对苯二甲酸酯的摩尔比是99：1至40：50、更优选地98：2至45：55。
基于聚碳酸酯共聚物中的单元的总摩尔数，源自用于形成芳基化物酯单元(7)的二羟基化合物的另外的碳酸酯单元也可以以上述的，例如以小于20mol％、小于10mol％、或小于5mol％的量存在。例如，基于共聚物中单元的总摩尔数，还可以具有小于20摩尔％、小于10摩尔％、小于5摩尔％、或小于1摩尔％的量的存在的另外的芳基化物酯单元(源自苯二甲酸与用于形成碳酸酯单元的二羟基化合物的反应)。在一个实施方式中，基于共聚物中单元的总摩尔数，这种另外的碳酸酯单元和这种另外的芳基化物酯单元的组合以小于20摩尔％、小于10摩尔％、小于5摩尔％、或小于1摩尔％的量存在。
优选的聚(碳酸酯-芳基化物酯)是包含碳酸酯单元(1)，优选地双酚碳酸酯单元，甚至更优选地双酚A碳酸酯单元和重复双酚芳基化物酯单元的聚(碳酸酯)-共-(双酚芳基化物酯)。双酚芳基化物酯单元包含苯二甲酸和双酚例如双酚(3)的残基。在一个实施方式中，双酚芳基化物酯单元具有下式(7a)：
其中，Ra和Rb各自独立地是C1-12烷基、C1-12烯基、C3-8环烷基、或C1-12烷氧基，p和q各自独立地是0至4，以及Xa是两个亚芳基基团之间的桥连基团，并且是单键、-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-C(O)-、式-C(Rc)(Rd)-的C1-11烷叉基，其中Rc和Rd各自独立地是氢或C1-10烷基，或式-C(＝Re)-的基团，其中Re是二价C1-10烃基。在一个实施方式中，p和q各自是0或1，并且Ra和Rb各自是在每个环上与氧相间布置的C1-3烷基基团，优选甲基，并且Xa是式-C(Rc)(Rd)-的烷叉基，其中，Rc和Rd各自是C1-6烷基。双酚可以是双酚A，其中，p和q都是0并且Xa是异丙叉基。
在一个优选的实施方式中，聚碳酸酯共聚物是式(8a)的聚(双酚A碳酸酯)-共-(双酚A-苯二甲酸酯)：
其中，y和x分别代表芳基化物酯-双酚A酯单元和双酚A碳酸酯单元的重量百分数。通常，单元作为嵌段存在。在一个实施方式中，共聚物中的酯单元y与碳酸酯单元x的重量百分数是50：50至99：1、或55：45至90：10、或75：25至95：5。包含35至45wt.％碳酸酯单元和55至65wt.％酯单元的式(8a)的共聚物经常称作聚(碳酸酯-酯)(PCE)，其中，酯单元具有45：55至55：45的间苯二甲酸酯与对苯二甲酸酯的摩尔比，以及包含15至25wt.％碳酸酯单元和75至85wt.％酯单元的共聚物经常称作聚(苯二甲酸酯-碳酸酯)(PPC)，具有98：2至88：12的间苯二甲酸酯与对苯二甲酸酯的摩尔比。
在另一个实施方式中，优选的聚碳酸酯共聚物是包含碳酸酯单元(1)和式(7b)的重复单芳基芳基化物酯单元的聚(碳酸酯)-共-(单芳基芳基化物酯)：
其中，每个Rh独立地是卤素原子、C1-10烃基如C1-10烷基基团、卤素取代的C1-10烷基基团、C6-10芳基基团、或卤素取代的C6-10芳基基团，并且n是0至4。优选地，每个Rh独立地是C1-4烷基，以及n是0至3、0至1、或0。这些聚(碳酸酯)-共-(单芳基芳基化物酯)共聚物具有式(8b)：
其中，R1如在式(1)中限定的，并且Rh和n如在式(7b)中限定的，并且x：m的摩尔比是99：1至1：99、优选80：20至20：80、或60：40至40：60。
优选地，单芳基-芳基化物酯单元(7b)源自间苯二甲酸和对苯二甲酸(或其衍生物)的组合与间苯二酚(或其反应性衍生物)的反应，以提供通式(7c)的间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚(“ITR”酯单元)：
其中，m是4至100、4至90、5至70、更优选地5至50，或仍更优选地10至30。在一个实施方式中，基于共聚物中酯单元的总摩尔数，ITR酯单元在聚碳酸酯共聚物中的存在量大于或等于95mol％，优选地大于或等于99mol％，以及仍更优选地大于或等于99.5mol％。这种(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚)-碳酸酯共聚物(“ITR-PC”)可以具有许多期望的特征，包括韧性、透明度、和耐气候性。ITR-PC共聚物还可以具有期望的热流性质。此外，使用界面聚合技术，其允许在ITR-PC共聚物的合成中的合成灵活性和组成优选性，可以在商业规模上容易地制造ITR-PC共聚物。
聚(碳酸酯)-共-(单芳基-芳基化物酯)的优选的实例是式(8c)的聚(双酚A碳酸酯)-共-(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚酯)：
其中，m是4至100、4至90、5至70、更优选地5至50、或仍更优选地10至30，并且x：n的摩尔比是99：1至1：99、优选地90：10至10：90。基于酯单元的总摩尔数，ITR酯单元以大于或等于95mol％、优选地大于或等于99mol％、以及仍更优选地大于或等于99.5mol％的量存在于聚(碳酸酯-芳基化物酯)共聚物中。基于共聚物中的单元的总摩尔数，其他碳酸酯单元、其他酯单元、或包含上述中的至少一种的组合可以以1至20mol％的总量存在，例如式(12)的间苯二酚碳酸酯单元和式(7a)的双酚酯单元：
其中，在上述式中，Rh各自独立地是C1-10烃基，n是0至4，Ra和Rb各自独立地是C1-12烷基，p和q各自独立地是0至4的整数，以及Xa是单键、-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-C(O)-、式-C(Rc)(Rd)-的C1-13烷叉基，其中Rc和Rd各自独立地是氢或C1-12烷基，或式-C(＝Re)-的基团，其中Re是二价C1-12烃基。双酚酯单元可以是下式的双酚A苯二甲酸酯单元：
在一个实施方式中，聚(双酚A碳酸酯)-共-(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚酯)(8c)包含1至20mol％的双酚A碳酸酯单元、20-98mol％的间苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚酯单元，和可选地1至60mol％的间苯二酚碳酸酯单元、间苯二甲酸-对苯二甲酸-双酚A苯二甲酸酯单元、或包含上述中的至少一种的组合。
通常由聚酯嵌段制备包含芳基化物酯单元的聚碳酸酯共聚物。也可以通过界面聚合制备聚酯嵌段。除了利用二羧酸或二醇自身，可以使用酸或二醇的反应性衍生物，如对应的酸卤化物，具体是酸的二氯化物和酸的二溴化物。因此，例如，代替使用间苯二甲酸、对苯二甲酸、或包含上述酸中的至少一种的组合，可以使用间苯二酰二氯化物、对苯二酰二氯化物、或包含上述二氯化物中的至少一种的组合。通过如以上描述的熔融加工缩合、通过液相缩合、或通过酯交换聚合也可以得到聚酯，其中，例如，使用酸催化，二烷基酯如对苯二甲酸二甲酯可以与二羟基反应物酯交换以生成聚酯嵌段。可以使用支链聚酯嵌段，其中已经结合了支化剂，例如具有三个或更多个羟基基团的二醇或三官能或多官能的羧酸。此外，根据组合物的终极用途，可能期望的是在聚酯嵌段上具有多种浓度的酸和羟基端基。
包含芳基化物酯单元的聚碳酸酯共聚物可以具有2000至100000g/mol、优选地3000至75000g/mol、更优选地4000至50000g/mol、更加优选地5000至35000g/mol、以及仍更优选地17000至30000g/mol的Mw。使用GPC，使用交联的苯乙烯-二乙烯基苯柱，在1毫克/毫升的样品浓度下进行分子量确定，并通过聚碳酸酯标准进行校准。利用二氯甲烷作为洗脱剂以约1.0ml/min的流速洗脱样品。
聚(脂肪族酯-碳酸酯)源自线性的C6-20脂肪族二羧酸，优选线性的C6-C12脂肪族二羧酸。优选的二羧酸包括正己烷二酸(己二酸)、正癸烷二酸(癸二酸)、和α,ω-C12二羧酸如十二烷二酸(DDDA)。本领域已知，在制造期间可以使用酸的衍生物，例如对应的酸卤化物或酸酐，并且术语“源自二羧酸”包括源自这种衍生物的酯。优选的聚(脂肪族酯)-聚碳酸酯具有下式：
其中，每个R1可以相同或不同，并且如式(1)中所描述的，m是4至18，优选4至10，且酯单元与碳酸酯单元x：y的平均摩尔比是99：1至1：99，包括13：87至2：98，或9：91至2：98，或8：92至2：98。在一个优选的实施方式中，聚(脂肪族酯)-聚碳酸酯共聚物包含双酚A癸二酸酯酯单元和双酚A碳酸酯单元，具有x：y的平均摩尔比例如是2：98至8：92，例如6：94。这种聚(脂肪族酯-碳酸酯)是SABIC的Innovative PlasticsDivision市售的LEXAN HFD(LEXAN是SABIC IP B.V.的商标)。
如基于BPA聚碳酸酯标准通过GPC测量的，聚(脂族酯-碳酸酯)的重均分子量可以是15000至40000道尔顿(Da)，包括20000至38000Da。
第二聚合物不同于第一聚碳酸酯并包含聚(碳酸酯-硅氧烷)共聚物、聚二烷基硅氧烷、硅酮接枝共聚物、或包含上述中的至少一种的组合，其中，基于组合物的总重量，第二聚合物中的硅氧烷单元以0.3至3wt.％的量存在于组合物中。
聚二烷基硅氧烷是低挥发性的硅酮油(silicone oil)，例如25℃下粘度10毫帕-秒(mPa-s，也称作厘泊，cps)至100000000mPa-s的硅酮油是优选的，和25℃下粘度在20mPa-s至10000000mPa-s的硅酮油。这种硅酮油的实例包括具有线性、部分支化的线性、环状、或支化的分子结构的油，优选提及的是具有线性或环状结构的油。硅酮油不具有或基本上不具有反应基团，例如没有烯基，没有硅键连的氢原子，没有硅烷醇基团，以及没有硅键连的可水解基团。烷基基团可以相同或不同，且可以具有1至10个碳原子、1至6个碳原子、或1至3个碳原子。在一个实施方式中，硅酮油是聚二甲基硅氧烷，例如25℃下粘度在50至1000mPa-s的聚二甲基硅氧烷。
聚(碳酸酯-硅氧烷)共聚物，也称为“PC-硅氧烷”可以包含双酚碳酸酯单元(1)和重复硅氧烷单元(也称作“二有机硅氧烷单元”)。硅氧烷单元可以是式(9)的聚硅氧烷单元：
其中，每个R独立地是C1-13单价烃基。例如，每个R可以独立地是C1-13烷基基团、C1-13烷氧基基团、C2-13烯基基团、C2-13烯氧基基团、C3-6环烷基基团、C3-6环烷氧基基团、C6-14芳基基团、C6-10芳氧基基团、C7-13芳基烷基基团、C7-13芳基烷氧基基团、C7-13烷基芳基基团、或C7-13烷基芳氧基基团。可以用氟、氯、溴、或碘、或包含上述中的至少一种的组合全部或部分卤化上述基团。在一个实施方式中，不存在卤素。上述R基团的组合可以用于相同的共聚物。在一个实施方式中，聚硅氧烷包含具有最少烃含量的R基团。在一个优选的实施方式中，具有最少烃含量的R基团是甲基。
根据聚碳酸酯组合物中每种组分的类型和相对量、聚合物是否是线性、支化或接枝的共聚物、组合物的期望的性质、以及类似考虑，式(9)中的E的平均值可以广泛地改变。在一个实施方式中，E的平均值是2至500、2至200、或5至120、10至100、10至80、2至30、或30至80。在一个实施方式中，E的平均值是16至50，更优选地20至45，以及更加优选地25至45。在另一个实施方式中，E的平均值是4至50、4至15、优选地5至15、更优选地6至15，以及仍更优选地7至10。在一个实施方式中，聚硅氧烷单元是式(9a)的结构单元：
其中，E如上所限定；每个R可以独立地是相同或不同的，并且如上所限定；且每个Ar可以独立地是相同或不同的，并且是包含芳香族基团的取代或未取代的C6-30化合物，其中，键直接连接至芳香族部分。式(9a)中的Ar基团可以源自C6-30二羟基芳香族化合物，例如如以上所描述的双酚化合物或以上的单芳基二羟基化合物(6)。也可以使用包含上述二羟基芳香族化合物中的至少一种的组合。示例性的二羟基芳香族化合物是间苯二酚(即，1,3-二羟基苯)、4-甲基-1,3-二羟基苯、5-甲基-1,3-二羟基苯、4,6-二甲基-1,3-二羟基苯、1,4-二羟基苯、1,1-双(4-羟基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丁烷、2,2-双(4-羟基苯基)辛烷、1,1-双(4-羟基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)正丁烷、2,2-双(4-羟基-1-甲基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、双(4-羟基苯基硫醚)、和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。在一个实施方式中，二羟基芳香族化合物是未取代的，或不包含非芳香族烃基取代基如烷基、烷氧基、或亚烷基取代基(alkylene substitutent)。
在一个优选的实施方式中，在Ar源自间苯二酚的情况下，聚硅氧烷单元具有式(9a-1)：
或在Ar源自双酚A的情况下，聚硅氧烷具有式(9a-2)：
或可以使用包含上述中的至少一种的组合，其中，E具有以上所描述的平均值，优选2至200、2至90、2至50、2至30、5至15、或7至10的平均值。
在另一个实施方式中，聚二有机硅氧烷单元具有式(9b)的单元：
其中，R和E如针对式(9)所描述的，并且每个R2独立地是二价C1-30亚烷基或C7-30亚芳基-亚烷基。在一个优选的实施方式中，在R2是C7-30亚芳基-亚烷基的情况下，聚二有机硅氧烷单元具有式(9b-1)：
其中，R和E如针对式(9)所限定的，并且每个R3独立地是二价C2-8脂肪族基团。式(25)中的每个M可以相同或不同，并且可以是卤素、氰基、硝基、C1-8烷硫基、C1-8烷基、C1-8烷氧基、C2-8烯基、C2-8烯氧基、C3-8环烷基、C3-8环烷氧基、C6-10芳基、C6-10芳氧基、C7-12芳基烷基、C7-12芳基烷氧基、C7-12烷基芳基、或C7-12烷基芳氧基，其中，每个n独立地是0、1、2、3、或4。在一个实施方式中，M是溴、氯、甲基、乙基、丙基、甲氧基、乙氧基、丙氧基，苯基、氯苯基、或甲苯基；R3是二亚甲基、三亚甲基或四亚甲基；并且R是C1-8烷基、三氟丙基、氰基烷基，或苯基、氯苯基或甲苯基。在另一个实施方式中，R是甲基、或甲基和三氟丙基的组合、或甲基和苯基的组合；M是甲氧基，n是0或1，R3是二价的C1-3脂肪族基团，并且R是甲基。例如，可以通过在Hoover的U.S.6,072,011中描述的方法制备上述聚(碳酸酯-硅氧烷)共聚物。
在一个优选的实施方式中，聚硅氧烷单元是式(9b-2)的丁香酚封端的聚硅氧烷单元：
其中，E具有以上所描述的平均值，优选2至200、2至100、2至90、2至80、或2至30、20至20、或30至80。在另一个优选的实施方式中，聚硅氧烷单元具有式(9b-3)或(9b-4)：
其中，E具有以上所限定的平均值，优选2至200、2至90、2至50、2至30、5至15、或7至10的平均值。
PC-硅氧烷共聚物中的碳酸酯单元(1)和聚硅氧烷单元(9)的相对量取决于聚碳酸酯组合物的期望的性质，如冲击、烟密度、热释放、和熔体粘度。具体地，将聚碳酸酯共聚物选择为具有提供良好的冲击和/或透明性质的E的平均值，以及提供聚碳酸酯组合物中硅氧烷单元的期望的重量百分数。例如，基于聚碳酸酯组合物的总重量，聚碳酸酯共聚物可以包含0.3至3重量百分数(wt.％)的量的硅氧烷单元，优选0.3至3wt.％、或0.6至1.5wt.％的硅氧烷，条件是通过共价键连在聚碳酸酯共聚物的聚合物骨架中的聚硅氧烷单元提供硅氧烷单元。
优选的PC-硅氧烷包含源自双酚A的碳酸酯单元(1)，和第二重复硅氧烷单元(9b-2)、(9b-3)、(9b-4)，或包含上述中的至少一种(优选(9b-2))的组合。基于聚碳酸酯共聚物的总重量，该聚碳酸酯共聚物可以包含0.1至60重量百分数(wt.％)、0.5至55wt.％、0.5至45wt.％、0.5至30wt.％、或0.5至20wt.％的量的硅氧烷单元，条件是将硅氧烷单元共价地键连至聚碳酸酯共聚物的聚合物骨架。在一个实施方式中，其余单元是双酚单元(1)。当E的平均值是4至50、4至15、优选5至15、更优选6至15、以及仍更优选7至10时，在该实施方式中可以实现透明度。可以使用在美国专利申请号2004/0039145A1中描述的管式反应器方法或美国专利号6,723,864中描述的方法中的一种或两者制造透明的PC-硅氧烷用于合成聚(硅氧烷-碳酸酯)共聚物。
这些及其他用于制造PC-硅氧烷共聚物的方法是已知的。如在25℃的氯仿中确定的，PC-硅氧烷共聚物可以具有0.3至1.5分升/克(dl/g)，优选0.45至1.0dl/g的特性粘度。如通过凝胶渗透色谱法(GPC)使用交联的苯乙烯-二乙烯基苯柱，在1毫克/毫升的样品浓度下测量的，PC-硅氧烷共聚物可以具有10000至100000g/mol的重均分子量(Mw)，并且以聚碳酸酯标准校准。
硅酮接枝共聚物可以是通过将烯不饱和单体接枝于橡胶样硅酮核芯，从而形成刚性壳制备的硅核-壳接枝共聚物。用于制备硅酮核-壳接枝共聚物的方法是在本领域中已知的。例如，可以通过在美国专利号7,615,594或在Abele等人“Silicone Based Flame Retardantfor Polycarbonate,”ANTEC,2009,pp.1351-1354中公开的方法来制备硅酮核-壳接枝共聚物。
用于形成壳的烯不饱和单体通常是单官能单体和可共聚的多官能单体的组合。单官能单体的实例包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、卤素或C1-3烷基取代的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、马来酸、马来酸酐、C1-C4烷基和苯基N-取代的马来酰亚胺、C1-C8烷基甲基丙烯酸酯、C1-C8烷基丙烯酸酯等。可共聚的多官能单体的实例包括甲基丙烯酸烯丙酯、氰脲酸三烯丙酯、异氰脲酸三烯丙酯、苯二甲酸二烯丙酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯等。优选的单体是C1-C8烷基甲基丙烯酸酯、C1-C8烷基丙烯酸酯，例如，C1-C6烷基甲基丙烯酸酯。
可以在产生颗粒的固化剂的存在下，通过环硅氧烷的聚合来制备橡胶样硅酮核芯。颗粒可以具有0.1至1微米的平均直径。环硅氧烷的实例包括六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷、三甲基三苯基环三硅氧烷、四甲基四苯基环四硅氧烷、八苯基环四硅氧烷等。固化剂的实例包括反应性硅烷，例如三甲氧基甲基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷等。硅酮核芯可以包含20至100wt％的硅酮，或30至95wt％的硅酮，核芯的其余部分则是橡胶基团。
硅酮类核-壳接枝共聚物的橡胶含量可以在按重量计30至90％的范围内。在一些实施方式中，硅酮核-壳接枝共聚物包含大于70wt％、或60至80wt％、或60至70wt％、或65至75wt％的硅酮核芯组分，其中，接枝壳组分主要源自C1-C6烷基甲基丙烯酸酯。市售的硅酮核-壳接枝共聚物由KANEKA Corporation(日本)在商品名KANE ACETMMR-01下出售。
除第一聚碳酸酯和第二聚合物之外，聚碳酸酯组合物进一步包含玻璃纤维。合适的玻璃纤维包括具有约4.0至约35.0微米或5.0至30.0微米的标称纤丝直径的那些。可以通过标准方法，例如，通过蒸汽或鼓风、火焰吹拉(flame blowing)、和机械拉伸来制成纤丝。示例性的纤丝通过机械拉伸制成。使用非圆形的纤维截面也是可能的。玻璃纤维可以是上胶的(sized)或未上胶的(unsized)。上胶的玻璃纤维是在它们的表面上涂覆有选择为与聚碳酸酯相容的上胶组合物。上胶组合物促进聚碳酸酯在纤维束上的浸出(wet-out)和浸透(wet-through)，并有助于获得聚碳酸酯组合物的期望的物理性质。
玻璃纤维优选地是已经上胶的玻璃束。在制备玻璃纤维时，可以同时形成许多纤丝，用涂层剂来上胶，然后集束成所谓的束(strand)。可替换地，束本身可以首先由纤丝形成，然后上胶。采用的上胶量通常是足以将玻璃丝结合成连续束，且基于玻璃纤维的重量，约0.1至约5wt.％、约0.1至2wt.％范围内的量。通常，基于玻璃丝的重量，这可以是约1.0wt.％。短切丝束形式的玻璃纤维可以具有约0.3毫米至约10厘米，优选地约0.5毫米至约5厘米，以及更优选地约1.0毫米至约2.5厘米的长度。
在一个实施方式中，结合玻璃纤维(bonding glass fiber)可以优于非结合玻璃纤维(non-bonding glass fiber)，尤其是在拉伸强度方面，同时在冲击性没有显著下降的情况下模量也较高。结合玻璃纤维在玻璃纤维的表面上具有胶料以允许纤维良好地连接至热塑性基体，因而改善如强度和刚度的性质。例如，这可以通过与树脂化学键连的硅烷涂层实现。因而，结合玻璃类型可以用于实现低烟雾密度和良好的机械性质的适当组合。
一般而言，基于聚碳酸酯组合物的总重量，玻璃纤维以约10至约50wt.％，优选地约10至约40wt.％，以及更优选地约15至约30wt.％的量存在于聚碳酸酯组合物中。
添加相对少量的PC-硅氧烷、聚二烷基硅氧烷或硅酮接枝共聚物、或它们的组合到上述玻璃填充的聚碳酸酯聚合物显著降低烟雾密度DS-4值。不管含硅氧烷聚合物的构造，以相同的硅氧烷含量可以实现DS-4值的类似改善。进一步地，当在聚碳酸酯组合物中相同的硅氧烷含量下比较时，硅氧烷嵌段的长度对烟雾密度没有显著影响。在一个实施方式中，基于聚碳酸酯组合物的总重量，含硅氧烷聚合物以有效提供0.3至3.00wt.％硅氧烷单元的量存在。
在一个实施方式中，低烟雾的聚碳酸酯组合物不包含或基本不含任何溴化聚碳酸酯。如本文中使用的，“基本不含”是指组合物包含小于5wt.％，优选地小于1wt.％，更优选地小于0.1wt.％的溴化聚碳酸酯。
聚碳酸酯组合物可以包含多种其他聚合物以调节聚碳酸酯组合物的性质，条件是将其他聚合物选择为不会显著不利地影响聚碳酸酯组合物的期望的性质，具体是低烟雾密度和低放热。其他聚合物包括抗冲击改性剂如天然橡胶、含氟弹性体、乙烯-丙烯橡胶(EPR)、乙烯-丁烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯单体橡胶(EPDM)、丙烯酸酯橡胶、氢化腈橡胶(HNBR)硅酮弹性体，和弹性体改性的接枝共聚物如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、丙烯腈-乙烯-丙烯-二烯-苯乙烯(AES)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)、高橡胶接枝(HRG)等可以存在。一般而言，这种其他聚合物提供小于50wt.％、小于40wt.％、小于30wt.％、小于20wt.％、或小于10wt.％的总组合物。在一个实施方式中，不存在其他聚合物。在一个优选的实施方式中，没有含卤素的聚合物存在于聚碳酸酯组合物中。
聚碳酸酯组合物可以包含通常地合并至具有低烟雾密度和低热释放的阻燃剂组合物中的多种添加剂，条件是将添加剂选择为不会显著不利影响聚碳酸酯组合物的期望的性质，特别是低烟雾密度和低热释放。在混合用于形成组合物的组分期间，可以在适合的时间混合这类添加剂。示例性的添加剂包括填料、增强剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外(UV)光稳定剂、增塑剂、滑润剂、脱模剂、抗静电剂、着色剂如二氧化钛、炭黑，以及有机染料、表面效应添加剂、光扩散剂添加剂、辐射稳定剂、另外的阻燃剂、和抗滴落剂。可以使用添加剂的组合。一般而言，以通常已知有效的量使用添加剂。按组合物中的聚合物的总重量计，添加剂的总量(除了任何填料或增强剂之外)通常是0.01至25份/百份(phr)。例如在US2014/0192538A1中描述了合适的颜料和染料。
使用商业上合乎需要的颜料如二氧化钛产生白色组合物。出人意料地发现使用二氧化钛可以进一步改善烟雾密度和/或放热性质。颜料如二氧化钛(或其他矿物填料)可以以0至12wt.％、0.1至12wt.％、0.1至9wt.％、0.5至5wt.％、或0.5至3wt.％的量存在于聚碳酸酯组合物中，各自都是基于组合物的总重量。
示例性的抗氧化剂添加剂包括有机亚磷酸酯如三(壬基苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2,4-二-叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯；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；对甲苯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、二十三烷基硫代二丙酸酯、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；β-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸的酰胺、或包含上述抗氧化剂中的至少一种的组合。可以以0.01至0.1PHR的量使用抗氧化剂。
示例性的热稳定剂添加剂包括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、和三(混合的单-和二-壬基苯基)亚磷酸酯；膦酸酯如膦酸二甲基苯酯、磷酸酯如磷酸三甲酯；或包含上述热稳定剂中的至少一种的组合。热稳定剂的用量为0.01至0.1PHR。
还可以使用光稳定剂和/或紫外光(UV)吸收添加剂。示例性的光稳定剂添加剂包括苯并三唑如2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)-苯并三唑和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、或包含上述光稳定剂中的至少一种的组合。以0.01至5PHR的量使用光稳定剂。
示例性的UV吸收添加剂包括羟基二苯甲酮；羟基苯并三唑；羟基苯并三嗪；氰基丙烯酸酯；草酰替苯胺；苯并噁嗪酮；2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-苯酚(5411)；2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(531)；2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)-苯酚(1164)；2,2'-(1,4-亚苯基)双(4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮)(UV-3638)；1,3-双[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]-2,2-双[[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]甲基]丙烷(3030)；2,2'-(1,4-亚苯基)双(4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮)；1,3-双[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]-2,2-双[[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]甲基]丙烷；纳米尺寸的无机材料如氧化钛、氧化铈和氧化锌，所有的粒径小于或等于约100纳米；或包含上述UV吸收剂中的至少一种的组合。以0.01to5PHR的量使用UV吸收剂。
还可以使用增塑剂、润滑剂和/或脱模剂。这些类型的材料之间存在相当大的重叠，其包括苯二甲酸酯如二辛基-4,5-环氧-六氢苯二甲酸酯；三-(辛氧基羰基乙基)异氰脲酸酯；硬脂酸甘油酯；聚-α-烯烃；环氧化豆油；硅酮，包括硅酮油；酯，例如，脂肪酸酯如烷基硬脂基酯，例如，硬脂酸甲酯、硬脂酸硬脂基酯、四硬脂酸季戊四醇脂等；硬脂酸甲酯与亲水性和疏水性非离子表面活性剂(包含聚乙二醇聚合物、聚丙二醇聚合物、聚(乙二醇-共-丙二醇)共聚物，或包含上述二醇聚合物中的至少一种的组合)的组合，例如溶剂中的硬脂酸甲酯和聚乙二醇-聚丙二醇共聚物；蜡如蜂蜡、褐煤蜡，和石蜡。以0.1至1PHR的量使用这种材料。
不需要阻燃剂盐来得到期望的低烟雾和低放热性质，但是可以添加其来改善其他阻燃性质。阻燃剂盐的实例包括C1-16烷基磺酸盐如全氟丁烷磺酸钾(Rimar盐)、全氟辛烷磺酸钾、全氟己烷磺酸四乙铵、和二苯砜磺酸钾(KSS)；盐如Na2CO3、K2CO3、MgCO3、CaCO3、和BaCO3、磷酸盐或氟阴离子复合物如Li3AlF6、BaSiF6、KBF4、K3AlF6、KAlF4、K2SiF6、和/或Na3AlF6。在一个实施方式中，不存在阻燃剂盐。当存在时，阻燃剂盐以0.01至10PHR，更优选地0.02至1PHR的量存在。
可以存在有机阻燃剂，例如包含磷、氮、溴、和/或氯的有机化合物。然而，通常避免卤化阻燃剂，使得聚碳酸酯组合物可以基本上不含氯和溴。如在本文中使用的“基本上不含氯和溴”是指基于组合物(不包含任何填料)的总重量份，具有小于或等于按重量计100份每百万份(ppm)、小于或等于75ppm、或小于或等于50ppm的溴和/或氯含量。
基于组合物的重量，聚碳酸酯组合物可以进一步包含有效提供0.1至2.0wt.％磷的量的有机磷阻燃剂。例如，基于组合物的总重量，有机磷化合物，优选BPADP或RDP，可以以2至20wt.％的量存在，该量有效地提供0.1至2.0wt.％的磷。发明人已经发现在不损害烟雾密度或放热的情况下可以将某些有机磷阻燃剂(例如BPADP)添加至组合物，例如以显著改善组合物的熔体流动性。
有机磷化合物包括具有至少一种有机芳香族基团和至少一种含磷基团的芳香族有机磷化合物，以及具有至少一个磷-氮键的有机化合物。
在具有至少一种有机芳香族基团的芳香族有机磷化合物中，芳香族基团可以是包含一种或多种单环的或多环的芳香族部分(其可以可选地包含最高三个杂原子(N、O、P、S、或Si))并且可选地进一步包含一个或多个非芳香族部分，例如烷基、烯基、炔基、或环烷基的取代的或未取代的C3-30基团。可以将芳香族基团的芳香族部分直接结合至含磷基团，或经由另一部分结合，例如亚烷基。可以将芳香族基团的芳香族部分直接结合至含磷基团，或经由另一部分结合，例如亚烷基。在一个实施方式中，芳香族基团与聚碳酸酯骨架的芳香族基团，如双酚基团(例如，双酚A)、单亚芳基(例如，1,3-亚苯基或1,4-亚苯基)、或包含上述中的至少一种的组合相同。
含磷基团可以是磷酸酯(P(＝O)(OR)3)、亚磷酸酯(P(OR)3)、膦酸酯(RP(＝O)(OR)2)、亚膦酸酯(R2P(＝O)(OR))、氧化膦(R3P(＝O))、或膦(R3P)，其中，上述含磷基团中的每个R可以相同或不同，条件是至少一个R是芳香族基团。可以使用不同的含磷基团的组合。可以将芳香族基团直接或间接地结合至含磷基团(即，酯)的磷、或结合至氧。
在一个实施方式中，芳香族有机磷化合物是单体磷酸酯。代表性的单体芳香族磷酸酯具有式(GO)3P＝O，其中，每个G独立地是具有最高达30个碳原子的烷基、环烷基、芳基、烷基亚芳基、或芳基亚烷基，条件是至少一个G是芳香族基团。可以将两个G基团连接在一起以提供环状基团。在一些实施方式中，G对应于用于形成聚碳酸酯的单体，例如，间苯二酚。示例性的磷酸酯包括苯基双(十二烷基)磷酸酯、苯基双(新戊基)磷酸酯、苯基双(3,5,5'-三甲基己基)磷酸酯、乙基二苯基磷酸酯、2-乙基己基二(对-甲苯基)磷酸酯、双(2-乙基己基)对甲苯基磷酸酯、三甲苯基磷酸酯、双(2-乙基己基)苯基磷酸酯、三(壬基苯基)磷酸酯、双(十二烷基)对甲苯基磷酸酯、二丁基苯基磷酸酯、2-氯乙基二苯基磷酸酯、对甲苯基双(2,5,5'-三甲基己基)磷酸酯、2-乙基己基二苯基磷酸酯等。优选的芳香族磷酸酯是其中每个G是芳香族的物质，例如磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、异丙基化的磷酸三苯酯等。
二-或多官能的芳香族含磷化合物也是有用的，例如，式(14)的化合物：
其中，每个G2独立地是具有1至30个碳原子的烃基或烃氧基。在一些实施方式中，G对应于用于形成聚碳酸酯的单体，例如，间苯二酚。
优选的芳香族有机磷化合物具有两个或更多个含磷基团，并且包括式(15)的酸酯：
其中，R16、R17、R18、和R19各自独立地是C1-8烷基、C5-6环烷基、C6-20芳基、或C7-12芳基亚烷基，各自可选地被C1-12烷基，优选地被C1-4烷基取代，并且X是单核或多核芳香族C6-30部分或线性或支化C2-30脂肪族基团，其可以是OH取代的并且可以包含最高达8个酯键，条件是R16、R17、R18、R19、和X中的至少一个是芳香族基团。在一些实施方式中，R16、R17、R18、和R19各自独立地是C1-4烷基、萘基、苯基(C1-4)亚烷基、或可选地被C1-4烷基取代的芳基。优选的芳基部分是甲苯基、苯基、二甲苯基、丙基苯基、或丁基苯基。在一些实施方式中，式(15)中的X是源自联苯酚(diphenol)的单核或多核芳香族C6-30部分。进一步地，在式(15)中，n各自独立地是0或1；在一些实施方式中，n等于1。同样，在式(15)中，q是0.5至30、0.8至15、1至5、或1至2。优选地，X可以由以下二价基团(16)、或包含这些二价基团中的一种或多种的组合表示。
在这些实施方式中，R16、R17、R18、和R19中的每个可以是芳香族的，即苯基，n是1，并且p是1-5，优选地是1-2。在一些实施方式中，R16、R17、R18、R19、和X中的至少一个对应于用于形成聚碳酸酯的单体，例如，双酚A或间苯二酚。在另一个实施方式中，X尤其源自间苯二酚、氢醌、双酚A、或二苯基苯酚，并且R16、R17、R18、和R19是芳香族的，优选地是苯基。优选的这类芳香族有机磷化合物是间苯二酚双(磷酸二苯酯)，也称作RDP。具有两个或更多个含磷基团的芳香族有机磷化合物的另一优选的种类是式(17)的化合物：
其中，R16、R17、R18、R19、n、和q如针对式(19)限定的，并且其中，Z是C1-7烷叉基、C1-7亚烷基、C5-12环烷叉基、-O-、-S-、-SO2-、或-CO-，优选地是异丙叉基。优选的这类芳香族有机磷化合物是双酚A双(磷酸二苯酯)，也称作BPADP，其中，R16、R17、R18、和R19各自是苯基，每个n是1，并且q是1至5、1至2、或1。
含至少一个磷-氮键的有机磷化合物包括磷腈(phosphazene)、磷酯酰胺、磷酸酰胺、膦酸酰胺、次膦酸酰胺、以及三(氮丙啶基)氧化膦。具体可以使用磷腈(18)和环状磷腈(19)：
其中，w1是3至10000并且w2是3至25，优选地3至7，并且每个Rw独立地是C1-12烷基、烯基、烷氧基、芳基、芳氧基、或聚氧亚烷基基团。在上述基团中，可以用具有N、S、O、或F原子的基团，或氨基取代这些基团中的至少一个氢原子。例如，每个Rw可以是取代的或未取代的苯氧基、氨基、或聚氧亚烷基基团。任何给定的Rw可以进一步地交联至另一磷腈基团。示例性的交联物包括双酚基团，例如双酚A基团。实例包括苯氧基环三磷腈、八苯氧基环四磷腈、十苯氧基环五磷腈等。可以使用不同膦腈的组合。许多磷腈及其合成在H.R.Allcook,“Phosphorus-NitrogenCompounds”Academic Press(1972)和J.E.Mark等人“Inorganic Polymers”Prentice-Hall International,Inc.(1992)中进行了描述。
因此，根据使用的特定的有机磷化合物，各自基于组合物的总重量，聚碳酸酯组合物可以包含0.3至20wt.％、或0.5至15wt.％、或3.5至12wt.％的有机磷阻燃剂。优选地，有机磷化合物可以是双酚A双(磷酸二苯酯)、磷酸三苯酯、间苯二酚双(磷酸二苯酯)、磷酸三甲苯酯、或包含上述中的至少一种的组合。
在大多数实施方式中，在聚碳酸酯组合物中不使用抗滴落剂。抗滴落剂包括纤维形成或非纤维形成的氟聚合物如聚四氟乙烯(PTFE)。抗滴落剂可以由刚性共聚物，例如苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)封装。封装在SAN中的PTFE称作“TSAN”。在一些实施方式中，聚碳酸酯组合物中基本上不存在或完全不存在抗滴落剂。
可以改变用于形成聚碳酸酯组合物的方法。在一个实施方式中，如在螺杆型挤出机中，将聚合物与任何添加剂(例如，脱模剂)组合(例如，共混)。可以以任何顺序，以及以例如粉末、颗粒、丝状、作为母料等的形式将聚合物和任何添加剂组合。可以将聚碳酸酯组合物起泡、挤出成片、或可选地造粒。使用起泡的或物理的或化学的起泡剂使热塑性组合物发泡的方法是已知的并且可以进行使用。可以将粒料用于模制制品、发泡，或它们可以用于形成阻燃聚碳酸酯组合物的片。在一些实施方式中，可以以片的形式挤出组合物(或与涂层或其他层共挤出)和/或可以通过压延辊(calendering roll)进行加工以形成期望的片。
如以上讨论的，将聚碳酸酯组合物配制为满足严格的低烟雾密度要求。聚碳酸酯组合物中聚碳酸酯聚合物和第二聚合物的相对量取决于使用的具体聚碳酸酯聚合物和第二聚合物，烟雾密度和放热的目标水平，聚碳酸酯组合物的其他期望性质，如刚度、强度、冲击强度和流动性。在一个实施方式中，基于聚碳酸酯组合物的总重量，第二聚合物以有效提供0.3至3wt.％硅氧烷单元的量存在，并且在此范围内，将优选的量选择为有效提供根据ISO 5659-2对3mm厚的板在50kW/m2下测量的小于300、或小于250、或小于200、或小于150、或小于100的烟雾密度(Ds-4)。在具有宽范围厚度(例如，0.1至10mm、或0.5至5mm)的制品中可以得到这些值。
聚碳酸酯组合物可以进一步具有根据ISO 5660-1对3mm厚的板在50kW/m2下测量的90kW/m2或更低、或80kW/m2或更低、或70kW/m2或更低、或60kW/m2或更低、或50kW/m2或更低、或40kW/m2或更低的最大平均热释放率(MAHRE)。
与玻璃纤维和选自线性聚碳酸酯均聚物、支链聚碳酸酯、聚(碳酸酯-双酚芳基化物酯)、聚(脂肪族酯-碳酸酯)、或包含上述中的至少一种的组合的聚碳酸酯一起使用PC-硅氧烷、聚二烷基硅氧烷、含聚有机硅氧烷的接枝共聚物或它们的组合可以将聚碳酸酯组合物的烟雾密度(Ds-4)降低到期望水平。例如，聚碳酸酯聚合物如线性双酚A聚碳酸酯均聚物、支化双酚A聚碳酸酯、聚(碳酸酯-双酚芳基化物酯)或聚(脂肪族酯-碳酸酯)具有有限的固有烟雾和放热性质。然而，这些聚碳酸酯聚合物与玻璃纤维和含硅氧烷聚合物如(双酚A碳酸酯)-共-(聚二甲基硅氧烷)、聚二烷基硅氧烷、含聚有机硅氧烷的接枝共聚物、或它们的组合的组合对根据ISO5659-2对3mm厚的板在50kW/m2下测量的烟雾密度(Ds-4)具有正向影响，使得这些组合物具有根据ISO5660-1对3mm厚的板在50kW/m2下测量的小于300或甚至小于150的烟雾密度(Ds-4)值以及小于90kW/m2或甚至小于60kW/m2的放热值(MAHRE)，这使得这些组合物适用于EN-45545类应用(例如，质量符合HL2的R6应用，在50kW/m2下要求烟雾密度(Ds-4)为300或在300以下且在50kW/m2下要求放热(MAHRE)为90kW/m2或在90kW/m2以下，而对于符合HL 3，在50kW/m2下要求烟雾密度(Ds-4)为150或在150以下且在50kW/m2下要求放热(MAHRE)为60kW/m2或在60kW/m2以下)，条件是要求的其他性质(例如，放热)也满足选择标准。
因此，在一些实施方式中，组合物可以具有根据符合EN45545(2013)标准的危险水平2等级的R6应用测量的，根据ISO 5660-1对3mm厚的板在50kW/m2下测量的90kW/m2或更低的MAHRE、根据ISO 5659-2对3mm厚的板在50kW/m2下测量的300或更低的Ds-4烟雾密度。在具有宽范围厚度(例如，0.1至10mm、或0.5至5mm)的制品中可以得到这些值。
因此，在一些实施方式中，组合物可以具有根据符合EN45545(2013)标准的危险水平3等级的R6应用测量的，根据ISO 5660-1对3mm厚的板在50kW/m2下测量的60kW/m2或更低的MAHRE、根据ISO 5659-2对3mm厚的板在50kW/m2下测量的150或更低的Ds-4烟雾密度。在具有宽范围厚度(例如，0.1至10mm、或0.5至5mm)的制品中可以得到这些值。组合物还可以可选地具有根据ISO 5658-2对3mm厚的板测量的20kW/m2或以上、22kW/m2或以上、24kW/m2或以上的熄灭临界热流(CFE)。
可以将聚碳酸酯组合物配制为具有较低的密度，具体是根据ISO 1183测得的1.66g/cc或更低、1.60g/cc或更低、1.55g/cc或更低、1.50g/cc或更低、1.45g/cc或更低、1.40g/cc或更低、1.35g/cc或更低、1.30g/cc或更低、或1.25g/cc或更低的密度。在具有宽范围的厚度，例如0.1至10mm、或0.5至5mm的组件中，可以得到相同或类似的值。
聚碳酸酯组合物可以进一步具有辅助加工的良好的熔体粘度。聚碳酸酯组合物可以具有根据ISO 1133在300℃/1.2Kg下在360秒停留下测量的3至约25、大于或等于5、大于或等于7、大于或等于9、大于或等于11、大于或等于13、大于或等于15、大于或等于17、大于或等于120cc/min的熔体体积流动速率(MVR，立方厘米/10分钟(cc/10min))。在具有宽范围厚度(例如，0.1至10mm、或0.5至5mm)的制品中可以得到相同或类似的值。
聚碳酸酯组合物可以进一步具有优异的冲击性质，具体是悬臂梁缺口冲击(INI)。该组合物可以具有在23℃下以5.5J冲击能量根据ISO 180对厚度为4mm的悬臂梁冲击棒测量的，大于或大于6kJ/m2、大于或等于8kJ/m2、大于或等于10kJ/m2、大于或等于12kJ/m2、大于或等于14kJ/m2、大于或等于16kJ/m2的INI能量。在具有宽范围厚度(例如，0.1至10mm、或0.5至5mm)的制品中可以得到这些值。在一些实施方式中，在低温如10℃、0℃、-10℃、-20℃和-30℃下，组合物可以具有等于或大于8kJ/m2的INI能量。
聚碳酸酯组合物可以进一步具有优异的强度，具体是拉伸或弯曲强度。组合物可以具有在23℃下以5mm/min的速度根据ISO 527对多用途拉伸棒测量的大于或等于50MPa、大于或等于60MPa、大于或等于70MPa、大于或等于80MPa、大于或等于90MPa、大于或等于100MPa、大于或等于110MPa、大于或等于120MPa的拉伸强度。在具有宽范围厚度(例如，0.1至10mm、或0.5至5mm)的制品中可以得到这些值。组合物可以进一步具有在23℃下以2mm/min的速度根据ISO 178对厚度为4mm的悬臂梁冲击棒测量的大于或等于80MPa、大于或等于90MPa、大于或等于100MPa、大于或等于110MPa、大于或等于120MPa、大于或等于130MPa、大于或等于140MPa、大于或等于150MPa、大于或等于160MPa的弯曲强度。
聚碳酸酯组合物可以进一步具有优异的刚度，具体是拉伸或弯曲模量。组合物可以具有在23℃下以1mm/min的速度根据ISO 527对多用途ISO 527拉伸棒测量的大于或等于3400MPa、大于或等于4000MPa、大于或等于6000MPa、大于或等于8000MPa、大于或等于10000MPa、大于或等于12000MPa、大于或等于14000MPa的拉伸模量。在具有宽范围厚度(例如，0.1至10mm、或0.5至5mm)的制品中可以得到这些值。组合物可以具有在23℃下以2mm/min的速度根据ISO 178对4mm厚度悬臂梁冲击棒测量的大于或等于3200MPa、大于或等于4000MPa、大于或等于6000MPa、大于或等于8000MPa、大于或等于10000MPa、大于或等于12000MPa的弯曲模量。
如以上所注意到的，本发现允许制造具有根据ISO5659-2对3mm厚的板在50kW/m2下测量的非常低的烟雾密度(Ds-4)以及根据ISO5660-1在3mm厚的板上在50kW/m2下测量的低放热(MAHRE)，同时保持聚碳酸酯的有利性质的组合物。因而，可以制造具有不存在PC-硅氧烷、聚二烷基硅氧烷、含聚有机硅氧烷的接枝共聚物、或它们的组合的相同组合物的20％内、10％内、5％内、或1％内的冲击性质。例如，聚碳酸酯组合物可以具有相同组合物的INI能量的20％内、10％内、5％内、或1％内的INI能量，各自在23℃下在5.5J的冲击能量下根据ISO 180对厚度为4mm的悬臂梁冲击棒测量的。
还提供了运输组件，具体是由聚碳酸酯组合物模制或挤出的火车内部组件。可以通过多种方式如注射模制、旋转模制、吹塑(blow molding)等来模制。在一个实施方式中，通过注射模制来模制。示例性的包层包括例如内部垂直面，如侧壁、前壁、端壁、分隔件、房间分隔板、襟翼、包厢、罩和百叶窗；内门和用于内门和外门的衬里、窗户保温材料、厨房内表面、内部水平面，如天花板、襟翼、包厢、罩和百叶窗；行李存储区，如顶部和垂直的行李架、行李箱和行李间；驾驶员的控制台应用，如驾驶员的控制台的面板和表面；过道的内表面，如过道膜(波纹管)的内部侧面和内部衬里；窗框(包括密封层和垫圈)；具有面向下表面的(折叠)桌；空气管道的内表面和外表面、和用于乘客信息的设备(如信息显示屏)等。
在一个实施方式中，座椅组件和包层满足欧洲铁路标准EN-45545(2013)中阐述的某些标准。欧盟已经批准了引入用于铁路工业的一套燃烧测试标准，该标准规定了对于用于铁路车辆中的材料的某种可燃性、火焰蔓延速率、放热、排烟、和烟毒性要求，称为欧洲铁路标准EN-45545(2013)。基于车辆材料、终端用途、以及火灾危险，已经确定了材料的26种不同的“要求”类别(R1-R26)。座椅组件如靠背或基座外壳归入到R6应用类型。发光带(lighting strip)归入到R3应用类型。R1应用类型包括除了别的之外，内部垂直面，如侧壁、前壁、端壁、分隔件、房间分隔板、襟翼、包厢、罩和百叶窗；内门和用于内门和外门的衬里、窗户保温材料、厨房内表面、内部水平面，如天花板、襟翼、包厢、罩和百叶窗；行李存储区，如顶部和垂直的行李架、行李箱和行李间；驾驶员的控制台应用，如驾驶员的控制台的面板和表面；过道的内表面，如过道膜(波纹管)的内部侧面和内部衬里；窗框(包括密封层和垫圈)；具有面向向下表面的(折叠)桌；空气管道的内表面和外表面、和用于乘客信息的设备(如信息显示屏)等。
已经指定了“危险级别”(HL1至HL3)，其反映着火导致的人身伤害的概率度。该级别是基于停留时间并且是与操作和设计类别相关的。HL1是最低的危险级别并且通常适用于在相对安全状态下运行的车辆(容易疏散的车辆)。HL3是最高的危险级别并且代表了最危险的操作/设计类别(困难的和/或耗费时间疏散的车辆，例如在地下有轨车辆中)。对于每种应用类型，限定了对于危险级别的不同测试要求。在用于R6应用的表1中示出了欧洲铁路标准EN-45545(2013)中的各种危险级别的测试方法、和烟雾密度以及最大放热速率值。
表1A.
对于R1应用，表1B中示出了欧洲铁路标准EN-45545(2013)中的各种危险级别的测试方法、和烟雾密度、最大放热速率值和熄灭临界热流。
表1B.
对于R1和R6应用两者，实施例中的数据示出本文的组合物可以满足HL2的要求。
虽然本文所描述的组合物设计为优选地用于铁路内部，但是应当理解的是该组合物还可用于要求满足用于R1和R6应用两者的HL2的测试标准的其他内部组件。优选地提到公共汽车内部组件。涉及增加公共汽车安全性的目前的讨论包括建议将HL2标准应用于公共汽车内部组件。因此本发明包括公共汽车内部组件，其包括以上所描述的座椅组件和包层并包含满足以上所描述的HL2标准中指出的测试的本文所描述的，以及具体是以下所描述的优选的组合物。
特别有利的特征是，本文所描述的组合物可以满足用于铁路应用的其他严格标准。例如，对于用于美国铁路市场的内部应用，材料需要实现满足NFPA 130(2010版)。该标准对烟雾生成速率和表面易燃性做了要求。在有焰燃烧或无焰燃烧模式中，通过STM E662-12烟雾密度测试测量烟雾生成，且要求是优选的100和更低的1.5min后的烟雾密度(Ds1.5)和优选的200和更低的4min后的烟雾密度(Ds4)。通过ASTM E162-12a火焰蔓延测试测量表面易燃性且要求是35和更低的最大火焰蔓延指数(Is)，且不允许火焰运行或滴落。由测试中确定的放热因子(heat evolution factor)(Q)乘以火焰蔓延因子(Fs)计算。本文所描述的，以及具体是以下所描述的某些更优选的组合物也可以满足这些标准。
以下阐述了铁路组件的一些实施方式。
在一个实施方式中，其中组件是模制或挤出的火车内部组件的铁路组件包括包含以下各项的聚碳酸酯组合物：选自线性聚碳酸酯均聚物、支链聚碳酸酯、聚(碳酸酯-双酚芳基化物酯)、聚(脂肪族酯-碳酸酯)、或包含上述中的至少一种的组合的第一聚碳酸酯；不同于第一聚碳酸酯的第二聚合物，该第二聚合物包含聚(碳酸酯-硅氧烷)共聚物、聚二烷基硅氧烷、硅酮接枝共聚物、或包含上述中的至少一种的组合，其中，基于聚碳酸酯组合物的总重量，第二聚合物中的硅氧烷单元以0.3至3wt.％的量存在于聚碳酸酯组合物中；和基于聚碳酸酯组合物的总重量，10至50wt.％的玻璃纤维；其中，聚碳酸酯组合物的样品具有：根据ISO 5659-2对3mm厚的板在50kW/m2下确定的小于或等于300或150的4分钟之后的烟雾密度(DS-4)，和根据ISO 5660-1对3mm厚的板在50kW/m2下测量的等于或小于90或60kW/m2的最大平均热释放(MAHRE)。
在另一个实施方式中，其中组件是模制或挤出的火车内部组件的铁路组件包括包含以下各项的聚碳酸酯组合物：选自线性聚碳酸酯均聚物、支链聚碳酸酯、聚(碳酸酯-双酚芳基化物酯)、或包含上述中的至少一种的组合的第一聚碳酸酯；不同于第一聚碳酸酯的第二聚合物，该第二聚合物包含聚(碳酸酯-硅氧烷)共聚物、聚二烷基硅氧烷、硅酮接枝共聚物、或包含上述中的至少一种的组合，其中，基于组合物的总重量，第二聚合物中的硅氧烷单元以0.3至3wt.％的量存在于组合物中；和基于组合物的总重量，10至50wt.％的玻璃纤维；其中，聚碳酸酯组合物的样品具有：根据ASTME662-12在有焰燃烧和无焰燃烧模式中对3mm厚的板测量的小于或等于100的1.5min后的烟雾密度(Ds 1.5)，根据ASTM E662-12在有焰燃烧和无焰燃烧模式中对3mm厚的板测量的小于或等于200的4min后的烟雾密度(Ds4)，和在无火焰运行或滴落的情况下根据ASTM E162-12a对3mm厚的板测量的35和更低的最大火焰蔓延指数(Is)。
对于上述实施方式，第一聚碳酸酯可以包含线性聚碳酸酯均聚物，其包含以上所描述的式(1)的重复单元。示例性的线性聚碳酸酯均聚物包含双酚A碳酸酯单元。线性聚碳酸酯具有18000至25000g/mol的平均分子量；且组合物具有在300℃/1.2Kg下在360秒停留下根据ISO 1133测量的约8至约25cc/10min的熔体体积流动速率。
可替换地，第一聚碳酸酯包括包含以上所描述的式(1)的重复碳酸酯单元，和基于支链聚碳酸酯的总摩尔数大于或等于0.2mol％的源自支化剂的部分的支链聚碳酸酯。支化剂包括偏苯三酰氯、1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷或偏苯三酰氯和1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷的组合。在一个实施方式中，支链聚碳酸酯包含源自封端剂的封端基团，该封端剂选自苯酚、对-叔丁基苯酚、对-甲氧基苯酚、对-氰基苯酚、对-枯基苯酚、或包含上述中的至少一种的组合。
第一聚碳酸酯还可以包含聚(碳酸酯-双酚芳基化物酯)，其包含双酚A碳酸酯单元作为第一重复单元和芳基化物酯单元作为第二重复单元，其中，第二重复单元具有以上所描述的式(7a)，且聚(碳酸酯-双酚芳基化物酯)中的酯单元与碳酸酯单元的重量百分数的比值是50：50至99：1。聚(碳酸酯-双酚芳基化物酯)的具体实例包括包含55至65wt.％酯单元的聚(双酚A碳酸酯)-共-(双酚苯二甲酸酯)，其中，酯单元具有45：55至55：45的间苯二甲酸酯与对苯二甲酸酯的摩尔比，包含75至85wt.％酯单元的聚(双酚A碳酸酯)-共-(双酚苯二甲酸酯)，其中，酯单元具有98：2至88：12的间苯二甲酸酯与对苯二甲酸酯的摩尔比。
在另一个实施方式中，第一聚碳酸酯包含聚(脂肪族酯-碳酸酯)，其包含2：98至8：92摩尔比的双酚A癸二酸酯酯单元和双酚A碳酸酯单元。
对于上述实施方式的铁路组件，第二聚合物可以包括包含第一重复单元和第二重复单元的聚(碳酸酯-硅氧烷)共聚物，其中，第一重复单元是式(1)的双酚碳酸酯单元；以及第二重复单元是式(9)、(9a)、(9a-1)、(9a-2)、(9b)、(9b-1)、(9b-2)、(9b-3)、(9b-4)，优选(9b-2)、(9b-3)、(9b-4)，或包含上述中的至少一种的组合的聚硅氧烷单元。基于聚碳酸酯组合物的总重量，第二聚合物以有效提供0.3wt.％至3.0wt.％硅氧烷的量存在。
可替换地，第二聚合物包含具有25℃下10至100000000mPa-s的粘度的聚二烷基硅氧烷，并且其中，烷基各自独立地包含1至10个碳原子。例如，聚二烷基硅氧烷是具有25℃下50至1000mPa-s的粘度的聚二甲基硅氧烷。
在另一个实施方式中，第二聚合物包含硅酮接枝共聚物，该硅酮接枝共聚物包括包含聚二有机硅氧烷的核芯和与核芯接枝共聚形成壳的乙烯基类单体。
对于铁路组件的聚碳酸酯组合物，玻璃纤维具有约1至约10毫米的长度和约5至约20微米的直径。玻璃纤维可以是结合有聚碳酸酯、聚亚苯基醚或聚酰胺的结合玻璃纤维。
对于上述实施方式，当基于组合物的总重量，玻璃纤维的存在量是10至20wt.％时，组件具有：根据ISO 527在5mm/min以及23℃下测量的等于或高于3400MPa的拉伸模量，根据ISO 527在5mm/min以及23℃下测量的等于或高于50MPa的拉伸强度，根据ISO 180在5.5J和23℃下对3mm厚的样品测量的等于或高于5kJ/m2的悬臂梁缺口冲击，和根据ISO 1183测量的等于或低于1.36g/cm3的密度。
当基于组合物的总重量，玻璃纤维的存在量是20至30wt.％时，组件具有：根据ISO 527在5mm/min以及23℃下测量的等于或高于5000MPa的拉伸模量，根据ISO 527在5mm/min以及23℃下测量的等于或高于70MPa的拉伸强度，和根据ISO 180在5.5J和23℃下对3mm厚的样品测量的等于或高于5kJ/m2的悬臂梁缺口冲击，和根据ISO 1183测量的等于或低于1.45g/cm3的密度。
当基于组合物的总重量，玻璃纤维的存在量是30至40wt.％时；并且其中，组件具有：根据ISO 527在5mm/min以及23℃下测量的等于或高于7500MPa的拉伸模量，根据ISO 527在5mm/min以及23℃下测量的等于或高于85MPa的拉伸强度，根据ISO 180在5.5J和23℃下对3mm厚的样品测量的等于或高于6kJ/m2的悬臂梁缺口冲击，和根据ISO 1183测量的等于或低于1.55g/cm3的密度。
当基于组合物的总重量，玻璃纤维的存在量是40至50wt.％时；并且其中，组件具有：根据ISO 527在5mm/min以及23℃下测量的等于或高于9500MPa的拉伸模量，根据ISO 527在5mm/min以及23℃下测量的等于或高于90MPa的拉伸强度，根据ISO 180在5.5J和23℃下对3mm厚的样品测量的等于或高于7kJ/m2的悬臂梁缺口冲击，和根据ISO 1183测量的等于或低于1.66g/cm3的密度。
在一个示例性的实施方式中，基于组合物的重量，铁路组件的聚碳酸酯组合物包含，25至90wt.％的线性双酚A聚碳酸酯均聚物；以以下量存在的聚(碳酸酯-硅氧烷)，其中，基于聚合物组合物的总重量，第二聚合物中的硅氧烷单元以0.3至3wt.％的量存在于聚碳酸酯组合物中；并包含双酚A碳酸酯单元，和式(9b-2)、(9b-3)、(9b-4)的硅氧烷单元或包含上述中的至少一种的组合，其中，E具有2至200的平均值；其中，基于聚(碳酸酯-硅氧烷)的总重量，聚(碳酸酯-硅氧烷)包含0.5至55wt.％的硅氧烷单元；和10wt.％至50wt.％的玻璃纤维；其中，聚碳酸酯组合物的样品具有根据ISO 5659-2对3mm厚的板在50kW/m2下确定的小于或等于300或150的4分钟后的烟雾密度(DS-4)，和根据ISO 5660-1对3mm厚的板在50kW/m2下测量的等于或小于90或60kW/m2的最大平均热释放(MAHRE)。
在另一个示例性的实施方式中，基于组合物的重量，铁路组件的聚碳酸酯组合物包括，包含75至85wt.％酯单元的25至90wt.％的聚(双酚A碳酸酯)-共-(双酚苯二甲酸酯)，其中，酯单元具有98：2至88：12的间苯二甲酸酯与对苯二甲酸酯的摩尔比；和以以下量存在的聚(碳酸酯-硅氧烷)，其中，基于聚合物组合物的总重量，第二聚合物中的硅氧烷单元以0.3至3wt.％的量存在于聚碳酸酯组合物中；包含双酚A碳酸酯单元，和式(9b-2)、(9b-3)、(9b-4)的硅氧烷单元或包含上述中的至少一种的组合，其中，E具有2至200的平均值；其中，基于聚(碳酸酯-硅氧烷)的总重量，聚(碳酸酯-硅氧烷)包含0.5至55wt.％的硅氧烷单元；和10wt.％至50wt.％的玻璃纤维；其中，聚碳酸酯组合物的样品具有根据ISO 5659-2对3mm厚的板在50kW/m2下确定的小于或等于300或150的4分钟后的烟雾密度(DS-4)，和根据ISO 5660-1对3mm厚的板在50kW/m2下测量的等于或小于90或60kW/m2的最大平均热释放(MAHRE)。
在另一个实施方式中，基于组合物的重量，铁路组件的聚碳酸酯组合物包含，25至90wt.％的聚(脂肪族酯-碳酸酯)，包含2：98至8：92摩尔比的双酚A癸二酸酯单元和双酚A碳酸酯单元；和以以下量存在的聚(碳酸酯-硅氧烷)，其中，基于聚合物组合物的总重量，第二聚合物中的硅氧烷单元以0.3至3wt.％的量存在于聚碳酸酯组合物中；包含双酚A碳酸酯单元，和式(9b-2)、(9b-3)、(9b-4)的硅氧烷单元或包含上述中的至少一种的组合，其中，E具有2至200的平均值；其中，基于聚(碳酸酯-硅氧烷)的总重量，聚(碳酸酯-硅氧烷)包含0.5至55wt.％的硅氧烷单元；和10wt.％至50wt.％的玻璃纤维；其中，聚碳酸酯组合物的样品具有根据ISO5659-2对3mm厚的板在50kW/m2下确定的小于或等于300或150的4分钟后的烟雾密度(DS-4)，和根据ISO 5660-1对3mm厚的板在50kW/m2下测量的等于或小于90或60kW/m2的最大平均热释放(MAHRE)。
可替换地，基于组合物的重量，铁路组件的聚碳酸酯组合物包含，通过凝胶渗透色谱法使用聚碳酸酯标准确定的具有约17000g/mol至约23000g/mol分子量的32.5至90wt.％的线性双酚A聚碳酸酯均聚物；以以下量存在的聚(碳酸酯-硅氧烷)，其中，基于聚合物组合物的总重量，第二聚合物中的硅氧烷单元以0.3至3wt.％的量存在于聚碳酸酯组合物中；包含双酚A碳酸酯单元，和式(9b-2)、(9b-3)、(9b-4)的硅氧烷单元或包含上述中的至少一种的组合，其中，E具有2至200的平均值；其中，基于聚(碳酸酯-硅氧烷)的总重量，聚(碳酸酯-硅氧烷)包含0.5至55wt.％的硅氧烷单元；和10至35wt.％的玻璃纤维；和0至5wt.％的二氧化钛；其中，聚碳酸酯组合物的样品具有根据ISO 5659-2对3mm厚的板在50kW/m2下确定的小于或等于300或150的4分钟之后的烟雾密度(DS-4)，和根据ISO 5660-1对3mm厚的板在50kW/m2下确定的小于或等于90或60kW/m2的最大平均热释放(MAHRE)。
在另一个实施方式中，基于组合物的重量，铁路组件的聚碳酸酯组合物包含，通过凝胶渗透色谱法使用聚碳酸酯标准确定的具有约25000g/mol至约35000g/mol分子量的32.5至90wt.％的线性双酚A聚碳酸酯均聚物；以以下量存在的聚(碳酸酯-硅氧烷)，其中，基于聚合物组合物的总重量，第二聚合物中的硅氧烷单元以0.3至3wt.％的量存在于聚碳酸酯组合物中；包含双酚A碳酸酯单元，和式(9b-2)、(9b-3)、(9b-4)的硅氧烷单元或包含上述中的至少一种的组合，其中，E具有2至200的平均值；其中，基于聚(碳酸酯-硅氧烷)的总重量，聚(碳酸酯-硅氧烷)包含0.5至55wt.％的硅氧烷单元；和10至35wt.％的玻璃纤维；和0.5至5wt.％的二氧化钛；其中，聚碳酸酯组合物的样品具有根据ISO 5659-2对3mm厚的板在50kW/m2下确定的小于或等于300或150的4分钟之后的烟雾密度(DS-4)，和根据ISO 5660-1在3mm厚的板上在50kW/m2下确定的小于或等于90或60kW/m2的最大平均热释放(MAHRE)。
在又一个示例性的实施方式中，基于组合物的重量，铁路组件的聚碳酸酯组合物包含，25至90wt.％的聚(脂肪族酯-碳酸酯)，包含2：98至8：92摩尔比的双酚A癸二酸酯单元和双酚A碳酸酯单元；和以以下量存在的聚(碳酸酯-硅氧烷)，其中，基于聚合物组合物的总重量，第二聚合物中的硅氧烷单元以0.3至3wt.％的量存在于聚碳酸酯组合物中；包含双酚A碳酸酯单元，和式(9b-2)、(9b-3)、(9b-4)或包含上述中的至少一种的组合的硅氧烷单元，其中，E具有2至200的平均值；其中，基于聚(碳酸酯-硅氧烷)的总重量，聚(碳酸酯-硅氧烷)包含0.5至55wt.％的硅氧烷单元；和10wt.％至35wt.％的玻璃纤维；和0.2至5wt.％的二氧化钛；其中，聚碳酸酯组合物的样品具有根据ISO 5659-2对3mm厚的板在50kW/m2下确定的小于或等于300或150的4分钟后的烟雾密度(DS-4)，和根据ISO5660-1对3mm厚的板在50kW/m2下确定的小于或等于90或60kW/m2的最大平均热释放(MAHRE)。
铁路组件的上述聚碳酸酯组合物可以进一步包含以下中的一种或多种：(i)0.2至10wt.％的二氧化钛；(ii)具有至少一个有机芳香族基团和至少一个含磷基团的芳香族有机磷化合物，或具有至少一个磷-氮键的有机化合物；或(iii)基于组合物的重量，不多于5wt.％的加工助剂、热稳定剂、抗氧化剂、紫外光吸收剂、着色剂、或包含上述中的至少一种的组合。在一个实施方式中，没有或基本上没有溴化聚碳酸酯存在于聚碳酸酯组合物中。
有机磷化合物可以是双酚A双(磷酸二苯酯)、磷酸三苯酯、间苯二酚双(磷酸二苯酯)、磷酸三甲苯酯、苯酚/联苯酚聚磷酸酯、或包含上述中的至少一种的组合。可替换地，包含氮-磷键的有机磷化合物是膦腈、磷酯酰胺、磷酸酰胺、膦酸酰胺、次膦酸酰胺、三(吖丙啶基)膦氧化物、包含上述中的至少一种的组合。当存在时，基于聚碳酸酯组合物的重量，有机磷化合物以0.1％至1.0％的磷的量有效提供磷。
上述铁路组件可以是座椅组件、桌子托盘、头枕、隐私分隔板、中央操纵台、扶手、脚踏、食物托盘、端跨(end bay)、护罩(shroud)、反冲面板(kick panel)、脚部凹槽(foot well)、文献袋、监控器、遮光板(bezel)、线路可置换单元、脚踏杆、行李架、行李箱、行李间、地板和墙壁复合材料、空气管道、条带(strip)、用于乘客信息的设备、窗框、内部衬里、内部垂直面、内门、用于内门和外门的衬里、内部水平面、电气和发光组件。座椅组件可以是初级座椅结构(primary seat structure)、座椅壳体、座椅靠背、或座椅底盘(seat pan)。内部垂直面可以包含侧壁、前壁、端壁、分隔件、房间分隔板、襟翼、包厢、罩和百叶窗，以及内部水平面包含天花板、襟翼、包厢、罩、和百叶窗。铁路组件可以是挤出或模制的火车内部包层。
通过以下非限制性实施例进一步说明具有低烟雾密度和低放热速率的组合物。
实施例
在表2A中描述了实施例中使用的材料。
表2A.
在表2B中总结了进行的测试。
表2B.
共混、挤出、和模制条件
如下制造组合物。使用一种主要的聚合物粉末(primary polymerpowder)作为载体，作为浓缩物离线干混所有固体添加剂(例如，稳定剂、着色剂、固体阻燃剂)，并通过重力进料机饥饿进料(starve-feed)到挤出机的进料喉部中。同样经由重力进料机将剩余的聚合物饥饿进料至挤出机的进料喉部。使用侧部进料机进料玻璃纤维。在真空之前，使用液体注射系统进料液体阻燃剂(例如，BPADP)。本领域技术人员将要认识到，该方法不限于这些温度或加工设备。
在25mm Werner-Pfleiderer ZAK双螺杆挤出机(33/1的L/D比)(具有位于模具表面(die face)附近的真空端口)上进行所有材料的挤出。挤出机具有设置在40℃(进料区域)、200℃(区域1)、250℃(区域2)、270℃(区域3)和280-300℃(区域4至8)的温度下的9个区域。螺杆转速是300rpm并且通量在15至25kg/hr之间。本领域技术人员将要认识到，该方法不限于这些温度或加工设备。
在将组合物在120℃下干燥2小时之后，在270-300℃的温度下操作的具有22mm螺杆的45吨Engel模制机或具有30mm螺杆的75-吨Engel模制机上，在70-90℃的模制温度下模制组合物。本领域技术人员将要认识到，该方法不限于这些温度或加工设备。
ISO烟雾密度测量是使用来自Fire Testing Technology Ltd(WestSussex，United Kingdom)的NBS烟雾密度室对3mm厚的7.5x 7.5cm板进行的。根据ISO5659-2，用50kW/m2的照射，在样品位置以及样品至圆锥5cm的距离下(考虑到样品的烧焦行为)(通过ISO5659-2规定的)进行所有测量。在240秒之后，将DS-4确定为测量的烟雾密度。进行的测试是指示性的测试。它们是根据ISO5659-2标准进行的，但不是由官方认证的检测机构执行的。
使用锥形量热仪(Cone Calorimeter)对3mm厚的10x 10cm板进行ISO放热测量。鉴于样品的烧焦行为，在样品位置处和6cm的样本至锥体距离根据ISO 5660-1，使用50kW/m2照射进行所有的测量(如ISO 5660-1规定的)。根据ISO 5660-1规定的用以kW/m2表示的MAHRE测量放热。执行的测试是指示性的测试，并通过官方认证的检测机构执行。
根据ASTM E662-12对3mm厚的7.5x 7.5cm板进行用于NFPA 130的烟雾密度测试，在有焰燃烧和无焰燃烧两种模式下测量。报告1.5min(Ds1.5)时和4.0分钟(Ds4)后的烟雾密度(Ds)。执行的测试是指示性的测试。它们是根据ISO5659-2标准进行的，但不是由官方认证的检测机构执行的。
“硅氧烷含量”是通过使组合物中的总硅氧烷重量除以聚合物组合物的总重量计算的重量百分数。“SiPC1含量”是指聚合物组合物(没有玻璃纤维)中的SiPC1含量。
实施例1-7
这些实施例表明添加聚二甲基硅氧烷/双酚A聚碳酸酯共聚物(SiPC1)到包含15％玻璃纤维和线性双酚A聚碳酸酯(PC1)的组合物的影响。在所有的这些实施例中，使用了对于聚碳酸酯的非结合玻璃(GF2)。在表3中示出了配方和结果。图1图解示出了结果。
表3.
比较实施例1示出在PC1中包含15％GF2的组合物具有太高的烟雾密度而不适用于EN45545R1或R6应用，根据ISO 5659-2在50kW/m2下对3mm厚的板测量的Ds-4为500(对于R1或R6应用符合HL2的要求是在50kW/m2下DS-4<300)。对于在纯SiPC1中包含15％GF2组合物的组合物而言，情况相同(比较实施例7)。然而，当将少量的SiPC1添加到GF2-PC1组合物中时(低至6.7wt％的聚合物含量)，实现低于300的DS-4的显著降低，根据ISO 5659-2在50kW/m2下对3mm厚的板测量的Ds-4值在188至222之间，这满足对于危害级别2符合R1或R6的烟雾密度要求(符合HL2的要求是在50kW/m2下DS-4<300)(条件是满足其他要求)。对于SiPC1负荷最高达50％的聚合物含量，情况就是这样(实施例3-实施例6)，这允许使用宽范围的SiPC1负荷。
实施例8-14
这些实施例表明添加聚二甲基硅氧烷/双酚A聚碳酸酯共聚物(SiPC1)到包含30％玻璃纤维和线性双酚A聚碳酸酯(PC1)的组合物的影响。在所有的这些实施例中，使用了对于聚碳酸酯的非结合玻璃(GF2)。在表4中示出了配方和结果。图2图解总结了该数据。
表4.
比较实施例8示出在PC1中包含30％GF2的组合物具有太高的烟雾密度(根据ISO 5659-2在50kW/m2下对3mm厚的板测量的Ds-4为630)而不适用于EN45545R1或R6应用(对于R1或R6应用符合HL2的要求是在50kW/m2下DS-4<300)。对于在纯SiPC1中包含30％GF2的组合物，情况相同，Ds-4为360。然而，当将少量的SiPC1添加到GF2-PC1组合物中时(低至6.3％的聚合物含量)，实现低于300的DS-4的显著降低，根据ISO 5659-2在50kW/m2下对3mm厚的板测量的Ds-4值在116和182之间，允许满足R1或R6应用的烟雾密度要求(在50kW/m2下DS-4<300)。对于SiPC1负荷最高达50％的聚合物含量，情况就是这样(实施例9-实施例13)。如图2所示，存在最佳的SiPC1负荷水平，其使DS-4值接近150或低于150。根据ISO 5659-2在50kW/m2下对3mm厚的板测量的最佳负荷在6.3至18.7％的聚合物含量之间，使烟雾密度值接近或低于对于R1或R6应用符合HL3的要求(在50kW/m2下DS-4<150)。在较高的SiPC1负荷，DS-4值再次增加。总的来说，这些结果示出将SiPC1添加到包含玻璃纤维和线性BPA聚碳酸酯的组合物可以导致烟雾密度显著降低到低于Ds-4的HL2阈值的水平(在50kW/m2下对于R1或R6应用为300或低于300(条件是满足其他要求))甚至低于Ds-4的HL3阈值的水平(在50kW/m2下为150或低于150)。
实施例15-21
这些实施例示出玻璃纤维负荷对包含线性双酚A聚碳酸酯(PC1)和聚二甲基硅氧烷/双酚A聚碳酸酯共聚物(SiPC1)的组合物的烟雾密度的影响。在所有的这些实施例中，使用了对于聚碳酸酯非结合玻璃(GF2)。对于所有实施例，将聚合物组合物中的SiPC1含量保持相同(总的聚合物组合物的12.5wt％)。在表5中示出了配方和结果。图3图解示出了数据。
表5.
包含PC1和SiPC1但不包含GF2(比较实施例15)或仅包含5wt％GF2(比较实施例16)的组合物不具有低于对于R1或R6应用的HL2要求的阈值的烟雾密度值(在50kW/m2下Ds-4<300)，所有都是根据ISO 5659-2在50kW/m2下对3mm厚的板测量的。在包含PC1和SiPC1的组合物中10％和更高(最高达40wt％，实施例17-21)的GF2负荷下，在50kW/m2下实现了低于300的烟雾密度值，其满足对于R1或R6应用的HL2要求(在50kW/m2下Ds4<300)。添加30％和更高的较高GF2含量甚至进一步降低烟雾密度，导致烟雾密度值接近于或低于对于R1或R6应用符合HL3的要求(在50kW/m2下DS-4<150)。数据外推表现出在50％GF2负荷下，将得到低于100的烟雾密度Ds-4值。因而，可以采用宽范围的玻璃纤维负荷来满足其他材料要求，如刚度、强度、冲击性、密度、和流动性，同时满足对于R1或R6应用在50kW/m2下Ds-4的HL2阈值为300或低于300(条件是满足其他要求)，或甚至满足在50kW/m2下Ds-4的HL3阈值为150或低于150。
实施例22-27
这些实施例示出硅氧烷来源对包含线性双酚A聚碳酸酯(PC1)和30％玻璃纤维的组合物的烟雾密度的影响。在所有的这些实施例中，使用了对于聚碳酸酯的非结合玻璃(GF2)。表6中示出了配方和结果。
表6.
比较实施例22示出在PC1中包含30％GF2的组合物具有太高的烟雾密度(根据ISO 5659-2在50kW/m2下对3mm厚的板测量的Ds-4为630)而不适用于EN45545R1或R6应用(对于R1或R6应用符合HL2的要求是在50kW/m2下DS-4<300)。
当添加少量的脂肪族硅氧烷(全部以实现0.75wt％的聚合物组合物中相同硅氧烷含量的量添加)，即SiPC1(实施例23)、SiPC2(实施例24)或PDMS(实施例25)时，实现低于300的DS-4的显著降低，根据ISO5659-2在50kW/m2下对3mm厚的板测量的Ds-4值在150和200之间，允许满足对于R1或R6应用的烟雾密度要求(在50kW/m2下DS-4<300)。对于在类似硅氧烷含量下提供的SiPC1和SiPC2，烟雾密度类似，表明PC-PDMS共聚物的类型不是显著的。在相同的硅氧烷含量下PDMS提供了稍高的烟雾密度，但是这些值是可接受的且仍满足对于R1或R6应用的烟雾密度要求(在50kW/m2下DS-4<300)。另一方面，将对于聚甲基苯基硅氧烷(比较实施例26)的620的Ds-4和对于八苯基环四硅氧烷(比较实施例27)的520的Ds-4与不含任何硅氧烷(比较实施例22)的组合物的631的Ds-4比较，芳香族硅氧烷对烟雾密度几乎不起作用且在降低Ds-4方面无效。因此，结果表明脂肪族硅氧烷降低烟雾密度，而芳香族硅氧烷则不是这样。这与为了UL性能常应用于聚碳酸酯的阻燃(FR)方法相反，其中，一般使用芳香族硅氧烷如聚甲基苯基硅氧烷或八苯基环四硅氧烷，而脂肪族硅氧烷则不是这样。
实施例28-34
这些实施例示出不同的阻燃添加剂对包含线性双酚A聚碳酸酯(PC1)和玻璃纤维的组合物的烟雾密度的影响。在所有的这些实施例中，使用了对于聚碳酸酯非结合玻璃(GF2)。在表7中示出了配制品和结果。
表7.
比较实施例28示出在PC1中包含30％GF2的组合物具有太高的烟雾密度(根据ISO 5659-2在50kW/m2下对3mm厚的板测量的Ds-4为630)而不适用于EN45545R1或R6应用(对于R1或R6应用符合HL2的要求是在50kW/m2下DS-4<300)。
当添加少量的SiPC1时(实施例29)，实现了低于300的DS-4的显著降低(根据ISO 5659-2在50kW/m2下对3mm厚的板测量的Ds-4值为大约150，允许满足对于R1或R6应用的烟雾密度HL2要求(在50kW/m2下DS-4<300)。出人意料地，测试的其他阻燃添加剂都不能实现类似的效果。添加磺酸化的FR盐如KSS(比较实施例30)、Rimar(比较实施例31)和STB(比较实施例32)没有导致Ds-4值为约450的烟雾密度的显著变化，远离对于R1或R6应用的烟雾密度HL2要求(在50kW/m2下DS-4<300)。添加溴化聚碳酸酯(105B)(比较实施例33)没有给出烟雾密度的降低，但是并不足以显著地将Ds-4值降低到对于R1或R6应用符合HL2或HL3的低于300或150阀值。添加BPADP(比较实施例34)对烟雾密度也没有正面影响，烟雾密度Ds-4值为556，与不含BPADP的组合物(比较实施例8)非常类似。
这些实施例表明了添加SiPC1或PDMS到玻璃纤维填充的聚碳酸酯组合物对于烟雾密度降低的正面效果是明显的且出乎意料，并且是通过任何用于聚碳酸酯的其他常用的阻燃添加剂不能满足的，尤其是因为用于聚碳酸酯的所有常用的FR试剂不能有效降低烟雾密度。
图4中总结了结果，其示出脂肪族硅氧烷对包含聚碳酸酯和30％GF2的组合物的烟雾密度的独特效果。
实施例35-38
这些实施例示出SiPC1对包含支链双酚A聚碳酸酯(PC3和PC4)和玻璃纤维的组合物的烟雾密度的影响。在所有的这些实施例中，使用了对于聚碳酸酯非结合玻璃(GF2)。在表8中示出了配方和结果。
表8.
仅包含GF2和PC3(比较实施例35)或PC4(实施例37)的组合物不具有低于对于R1或R6应用的HL2要求的阈值(在50kW/m2下Ds-4<300)的烟雾密度值，所有都是根据ISO 5659-2在50kW/m2下对3mm厚的板测量的，因而不适用于在R1或R6类别下的火车内部组件。
实施例36(PC3)和38(PC4)示出添加SiPC1的正面影响也适用于不同类型的支链聚碳酸酯。包含支链聚碳酸酯、30％GF2和SiPC1的组合物满足对于R1或R6应用的HL2或HL3烟雾密度要求(对于HL2，在50kW/m2下Ds-4<300，对于HL3，在50kW/m2下Ds-4<150)。这表明SiPC1的影响同样可转移到支链聚碳酸酯。
实施例39-46
这些实施例表明添加TiO2对包含聚碳酸酯(PC1或PC2)、聚二甲基硅氧烷/双酚A聚碳酸酯共聚物(SiPC1)、和玻璃纤维(GF1或GF2)的组合物的烟雾密度的影响。在表10中示出了配方和结果。
表10.
含有和不含有TiO2但是另外地具有相同组分的组合物的比较示出与不含TiO2的相同组合物相比，添加TiO2进一步降低烟雾密度。实现了烟雾密度35-55％的降低，将不含TiO2的组合物的150-300之间Ds-4值(根据ISO 5659-2在50kW/m2下对3mm厚的板测得，这满足对于R1或R6应用的烟雾密度的HL2要求(在50kW/m2下Ds-4<300))变化到包含TiO2的组合物的90-130之间的Ds-4值(这满足对于R1或R6应用的烟雾密度的HL3要求(在50kW/m2下Ds-4<150)。因而，包含TiO2的组合物能够满足对于R1或R6应用的HL3要求(条件是也满足其他要求)。
实施例47-54
这些实施例表明包含聚碳酸酯(PC1)和12.5％聚二甲基硅氧烷/双酚A聚碳酸酯共聚物(SiPC1)的组合物中的15％和30％加载水平的玻璃纤维类型对烟雾密度和机械性质的影响。在表11中示出了配方和结果。
表11.
实施例示出对于15％的玻璃纤维负荷和30％的玻璃纤维负荷，在烟雾密度性质方面实现了类似的结果，这与玻璃纤维类型无关。样品之间的差异小且最可能是由于实验变化量，而不是玻璃纤维类型之间的显著差异。在15％GF负荷下，对于实施例51-54，实现了180-220之间的Ds-4值(根据ISO 5659-2在50kW/m2下对3mm厚的板测得)，这满足对于R1或R6应用的烟雾密度的HL2要求(在50kW/m2下Ds-4<300)。在30％GF负荷下，对于实施例47-49，实现了150-220之间的Ds-4值(根据ISO 5659-2在50kW/m2下对3mm厚的板测得)，这满足对于R1或R6应用的烟雾密度的HL2要求(在50kW/m2下Ds-4<300)。总的说来，在所有情况下，实现了烟雾密度值DS-4<300，示出以上所讨论的SiPC1负荷和GF2负荷的影响同样可转移至其他类型的玻璃纤维。
在机械性质方面可以发现玻璃纤维类型的主要影响。结合玻璃(bonding glass)(GF1、GF3、和GF4)优于非结合玻璃(non-bonding glass)(GF2)，尤其是在拉伸强度方面，同时在冲击性没有显著下降的情况下模量也较高。因而，结合玻璃型是实现低烟雾密度和良好的机械性质的适当组合所优选的。
实施例55-62
这些实施例用来表明聚碳酸酯类型对包含线性BPA PC(PC1或PC2)、聚二甲基硅氧烷/双酚A聚碳酸酯共聚物(SiPC1)和15％和30％粘合玻璃纤维(GF1)的组合物的机械性质的影响。在表12A中示出了配方和结果。
表12A.
比较包含PC1或PC2但是另外地具有相同量的相同组分的组合物示出以下：包含PC1或PC2的组合物具有类似的模量和强度；在300℃/1.2Kg下在360秒停留时间下根据ISO 1133测得，由于与PC1(30000g/mol)相比较低的分子量(21800g/mol)，包含PC2的组合物具有比包含PC1的组合物高得多的MVR，其对注射模制是有益的；以及对于包含PC2的组合物冲击性质略微下降，但是下降有限。总之，在不显著影响其他性质，包括模量、强度、和烟雾密度的情况下，可以通过使用不同类型的聚碳酸酯调节组合物的流动性。
实施例63-66
这些实施例表明将聚二甲基硅氧烷/双酚A聚碳酸酯共聚物(SiPC1)添加至包含玻璃纤维和线性双酚A聚碳酸酯(PC1)的组合物对烟雾密度和放热两者的影响。在所有的这些实施例中，使用了对于聚碳酸酯非结合玻璃(GF2)。在表12B中示出了配方和结果。
表12B.
如之前所示，PC1中30％的GF2组成具有太高的烟雾密度(410，比较实施例63)而不能满足对于R1或R6应用的烟雾密度的HL2要求(在50kW/m2下Ds-4<300)。添加SiPC1将烟雾密度降到低于100的Ds-4值(实施例64和实施例65)，这满足对于R1或R6应用的烟雾密度的HL3要求(在50kW/m2下Ds-4<150)。此外，实现了低于40kW/m2的放热值，这满足对于R1或R6应用的HL2的要求(在50kW/m2下MAHRE<90kW/m2)或HL3的要求(在50kW/m2下MAHRE<60kW/m2)。与不含SiPC1的组合物(比较实施例63，在50kW/m2下MAHRE为82kW/m2)相比，这是显著的降低。同样在包含PC1和SiPC1(实施例66)的组合物中15％的GF2负荷下，Ds-4(129)和MAHRE(53kW/m2)值低于对于R1和R6应用的HL2或HL3的要求。因此，包含线性双酚A聚碳酸酯、聚二甲基硅氧烷/双酚A聚碳酸酯共聚物和玻璃纤维的组合物满足对于R6应用的烟雾密度和放热要求，因而将高度适用于制造用于这些应用的制品。此外，如果满足ISO 5658火焰蔓延的要求(CFE>20kW/m2)，那么这些组合物也适用于R1应用。
实施例67-73
这些实施例表明添加聚二甲基硅氧烷/双酚A聚碳酸酯共聚物(SiPC1)对烟雾密度的影响也可转移至包含玻璃纤维(GF2)和聚碳酸酯共聚物如聚(苯二甲酸酯-碳酸酯)共聚物(PC-酯1)的组合物。表13和14示出了配方和结果。
表13.
比较实施例67示出仅包含GF2和聚(苯二甲酸酯-碳酸酯)共聚物(PC-酯1)的组合物具有非常接近300阈值的烟雾密度，因而不太适合满足对于R1或R6应用的HL2要求(在50kW/m2下Ds-4<300)，所有都是根据ISO 5659-2在50kW/m2下对3mm厚的板测量的。然而，当添加SiPC1时，再次实现了低于300的DS-4的显著降低，得到对于30％GF2负荷50-100之间的Ds-4值，以及对于15％GF2负荷110左右的Ds-4值。对于包含SiPC1和PC-酯1的玻璃填充的组合物，对于R1或R6应用，DS-4值显著低于HL3要求(在50kW/m2下Ds-4<150)。
实施例73示出包含PC酯和SiPC1与30％GF2的组合物可以满足Ds-4(在50kW/m2下Ds-4<150)和MAHRE(在50kW/m2下MAHRE<60kW/m2)两者的HL3要求。
实施例74-77
这些实施例示出添加BPADP到包含聚碳酸酯(PC1)或聚(苯二甲酸酯-碳酸酯)共聚物(PC-酯1)、聚二甲基硅氧烷/双酚A聚碳酸酯共聚物(SiPC1)和玻璃纤维(GF2)的组合物的影响。在表16中示出了配方和结果。
表16.
这些实施例示出可以将BPADP添加到这些组合物中来改善例如流动性质，且甚至在BPADP存在下，仍可以满足EN45545HL2的所有要求，因为包含5％BPADP的组合物具有100和150之间的Ds-4值(实施例74、实施例75、实施例77)，满足对于R1或R6应用的HL3要求(在50kW/m2下Ds-4<150)，且包含10％BPADP的组合物具有低于300的Ds-4值(实施例76)，满足对于R1或R6应用的HL2要求(在50kW/m2下Ds-4<150)。此外，实施例76和实施例77的放热性质足以满足对于R1或R6应用的HL2要求(在50kW/m2下MAHRE<90kW/m2)。
实施例78-72
这些实施例示出了包含聚二甲基硅氧烷/双酚A聚碳酸酯共聚物SiPC1、30％玻璃纤维(GF1)和不同类型的高流动性聚碳酸酯树脂(包括PC2、PC5、和HFD共聚物)的组合物的烟雾密度。在表17中示出了配方和结果。
表17.
实施例78、80、和81示出可以用较低分子量的PC(PC2或PC5)或具有改善的流动特性的PC共聚物(HFD)取代PC1，而不显著影响烟雾密度性质。实施例78、80和81具有比低流动性的PC(PC1，实施例79)(93)稍高的Ds-4值(125、135和111)，但是仍满足对于R1或R6应用的烟雾密度的HL2或HL3要求(HL2要求是在50kW/m2下Ds-4<300，HL3要求是在50kW/m2下Ds-4<150)。
实施例78、80和81都具有在300℃/1.2Kg下在360秒停留时间下根据ISO 1133测量的显著高于包含PC1的组合物(实施例79)的MVR，这对于注射模制是有益的且不显著影响烟雾密度。
实施例82-89
这些实施例示出TiO2负荷对包含聚二甲基硅氧烷/双酚A聚碳酸酯共聚物(SiPC1)、30％玻璃纤维(GF1)和聚碳酸酯(PC2)的组合物的烟雾密度的影响。表18中示出了结果和配方。
表18.
不含TiO2的组合物(实施例82)具有194的烟雾密度，这足以满足对于R1或R6应用的烟雾密度的HL2要求(在50kW/m2下Ds-4<300)。当添加TiO2时，在0.2wt％TiO2(实施例83)下，烟雾密度值降低至Ds-4为151，以及对于0.5wt％TiO2和更高(实施例84-89)，降低至90-110左右。与包含GF1、PC2和SiPC1而不含TiO2的组合物相比，对于包含TiO2的组合物，添加足量的TiO2因此可以有助于进一步降低烟雾密度以满足对于R1或R6应用的烟雾密度的HL3要求(在50kW/m2下Ds-4<150)。因而，包含TiO2的组合物能够满足对于R1或R6应用的HL3要求(条件是还满足其他要求)。
实施例90-109
这些实施例示出了在机械性质方面，包含聚碳酸酯或聚碳酸酯共聚物(PC1、PC2、PC5、和HFD)、10至50％的玻璃纤维(GF1)和聚二甲基硅氧烷/双酚A聚碳酸酯共聚物(SiPC1)的机械性质。在表19A和19B中示出了结果和配方。
表19A.
表19B
实施例90-109示出了机械性质如模量和强度主要取决于GFI含量，以及在较低程度上取决于聚碳酸酯类型(PC1、PC2、PC5、或HFD)。因此，根据实际应用所期望的，可以调节玻璃纤维负荷来实现某种模量或强度。
基于组合物的总重量，在10至20wt.％之间的GF1含量下；组合物具有根据ISO 527在5mm/min以及23℃下测量的等于或高于3400MPa的拉伸模量，根据ISO 527在5mm/min以及23℃下测量的等于或高于50MPa的拉伸强度，根据ISO 180在5.5J和23℃下对3mm厚的样品测量的等于或高于5kJ/m2的悬臂梁缺口冲击(IZOD notched impact)和根据ISO 1183测量的等于或低于1.36g/cm3的密度。
基于组合物的总重量，在20至30wt.％之间的GF1含量下；组合物具有根据ISO 527在5mm/min以及23℃下测量的等于或高于5000MPa的拉伸模量，根据ISO 527在5mm/min以及23℃下测量的等于或高于70MPa的拉伸强度，根据ISO 180在5.5J和23℃下对3mm厚的样品测量的等于或高于5kJ/m2的悬臂梁缺口冲击，和根据ISO 1183测量的等于或低于1.45g/cm3的密度。
基于组合物的总重量，在30至40wt.％之间的GF1含量下；组合物具有根据ISO 527在5mm/min以及23℃下测量的等于或高于7500MPa的拉伸模量，根据ISO 527在5mm/min以及23℃下测量的等于或高于85MPa的拉伸强度，根据ISO 180在5.5J和23℃下对3mm厚的样品测量的等于或高于6kJ/m2的悬臂梁缺口冲击，和根据ISO 1183测量的等于或低于1.55g/cm3的密度。
基于组合物的总重量，在40至50wt.％之间的GF1含量下；组合物具有根据ISO 527在5mm/min以及23℃下测量的等于或高于9500MPa的拉伸模量，根据ISO 527在5mm/min以及23℃下测量的等于或高于90MPa的拉伸强度，根据ISO 180在5.5J和23℃下对3mm厚的样品测量的等于或高于7kJ/m2的悬臂梁缺口冲击和根据ISO 1183测量的等于或低于1.66g/cm3的密度。
实施例110-126
这些实施例示出了根据ASTM E662测量的包含聚碳酸酯或聚碳酸酯共聚物(PC1、PC2、PC5、或HFD)、玻璃纤维(GF1或GF2)和不同类型的脂肪族硅氧烷(SiPC1、SiPC2、PDMS、PPMS、或MR01)的组合物的烟雾密度。在表20A和20B中示出了结果和配方。
表20A.
表20B.
对于所有实施例，根据ASTM E662对3mm厚的板测得，全部低于20的Ds-1.5值(Ds-1.5<100)满足了Ds-1.5的NFPA-130要求。比较实施例110示出在PC1中包含30％GF2的组合物具有根据ASTM E662以3mm厚度测量的太高的烟雾密度Ds-4，而不能满足对于烟雾密度的NFPA-130要求，该要求需要Ds-4低于200，因而不适用于要求满足NFPA-130要求的铁路内部应用。基于组合物中总的聚合物含量，包含PC1中的30％GF2和6.3wt％至50wt％范围内的各种含量的SiPC1的组合物(实施例111-113)具有显著较低的Ds-4值，显著低于200。对于在10至40％之间的玻璃纤维负荷下包含GF2、PC1和SiPC1的组合物(实施例112、实施例111和实施例115)，对于在0至2wt％范围内的不同TiO2负荷下包含GF2、PC1和SiPC1的组合物(实施例118、实施例119、和实施例120)以及对于包含SiPC1、30％GF 1和不同聚碳酸酯类型的组合物(实施例121、实施例122、和实施例123)，也实现了低烟雾密度Ds-4值。可替换的脂肪族硅氧烷来源(SiPC2、PDMS、MR01)也得到低于100的低Ds-4值(实施例116、实施例117、实施例125、实施例128)，而芳香族硅氧烷导致200以上的太高的Ds-4值(比较实施例124)。这与为了UL性能常应用于聚碳酸酯的阻燃(FR)方法相反，其中，一般使用芳香族硅氧烷如聚甲基苯基硅氧烷或八苯基环四硅氧烷，而不是脂肪族硅氧烷。因而，包含玻璃纤维、聚碳酸酯例如聚碳酸酯共聚物、或它们的组合、以及脂肪族聚硅氧烷来源的组合物适用于要求满足NFPA-130的铁路内部应用，条件是满足所有其他的要求。
实施例127-131
这些实施例示出添加硅酮接枝共聚物(MR01)对包含线性双酚A聚碳酸酯(PC1)和30％玻璃纤维(GF1)的组合物的烟雾密度的影响。在表21中示出了配方和结果。
表21.
比较实施例127(15％GF1)和128(30％GF1)示出在PC2中包含GF1的组合物具有太高的烟雾密度(根据ISO 5659-2在50kW/m2下对3mm厚的板测量的以上Ds-4)而不适用于EN45545R1或R6应用(对于R1或R6应用符合HL2的要求是在50kW/m2下DS-4<300)。此外，根据ISO 5660-1在50kW/m2下对3mm厚的板测量的高于100kW/m2的放热(MAHRE)值太高而不能满足对于R1或R6应用的HL2的要求(在50kW/m2下MAHRE<90kW/m2)。
当添加少量的MR01时(实施例129、130和131)，实现了低于300的Ds-4的显著降低，根据ISO 5659-2在50kW/m2下对3mm厚的板测量的Ds-4值在140和210之间，能够满足对于R1或R6应用的烟雾密度要求(在50kW/m2下DS-4<300)。此外，根据ISO 5660-1在50kW/m2下对3mm厚的板测量的放热(MAHRE)值降低到70和90kW/m2之间的值，这足以满足对于R1或R6应用的HL2的要求(在50kW/m2下MAHRE<90kW/m2)。因而，以上所描述的包含PC和GF的组合物中的聚二甲基硅氧烷/双酚A聚碳酸酯共聚物(SiPC1)降低烟雾密度和放热的效果也可转移到硅酮接枝共聚物。
除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指示物。“或”指的是“和/或”。包括并且可独立地组合涉及相同组分或性质的所有范围的端点。除非另外限定，否则本文所使用的技术和科学术语具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的相同含义。
如本文中使用的，“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。使用标准命名法描述了化合物。例如，应当理解的是未被任何指定基团取代的任何位置其化合价被指定键或氢原子填充。使用并不在两个字母或符号之间的短线(“-”)来指示取代基的连接点。例如，-CHO通过羰基的碳附接。
如本文中使用的，术语“烃基”和“烃”广义上指包含碳和氢，可选地具有1至3个杂原子(例如，氧、氮、卤素、硅、硫、或它们的组合)的取代基；“烷基”是指直链或支链、饱和的单价烃基；“亚烷基”是指直链或支链的、饱和的、二价烃基；“烷叉基”是指直链或支链的、饱和的二价烃基，两个价键在单个共同的碳原子上；“烯基”是指具有至少两个通过碳-碳双键连接的碳的直链或支链的单价烃基；“环烷基”是指具有至少三个碳原子的非芳香族的单价单环或多环烃基；“环烯基”是指具有至少三个碳原子的非芳香族的环状二价烃基，具有至少一个不饱和度；“芳基”是指在一个或多个芳香族环中仅包含碳的芳香族单价基团；“亚芳基”是指在一个或多个芳香族环中仅包含碳的芳香族二价基团；“烷基芳基”是指被以上限定的烷基基团取代的芳基基团，4-甲基苯基是示例性的烷基芳基基团；“芳基烷基”是指被以上限定的芳基基团取代的烷基基团，苄基是示例性的芳基烷基基团；“酰基”是指以上限定的具有通过羰基碳桥(-C(＝O)-)附接的指定数目的碳原子的烷基基团；“烷氧基”是指以上限定的具有通过氧桥(-O-)附接的指定数目的碳原子的烷基基团；以及“芳氧基”是指以上限定的具有通过氧桥(-O-)附接的指定数目的碳原子的芳基基团。
除非另外指出，否则上述基团中的每一个可以是未取代的或取代的，条件是取代不会显著不利地影响化合物的合成、稳定性、或用途。术语“取代的”是指在指定的原子或基团上至少一个氢被另一基团替换，条件是并没有超过指定原子的正常化合价。当取代基是氧基(即，＝O)时，那么替换原子上的两个氢。取代基和/或变体的组合是可容许的，条件是取代不会显著不利地影响化合物的合成或用途。除非另外指出，否则可以在“取代的”位置上存在的基团是氰基；羟基；硝基；叠氮；烷酰基(如C2-6烷酰基基团如酰基)；酰胺基；C1-6或C1-3烷基、环烷基、烯基、和炔基(包括具有至少一个不饱和键以及从2至8个、或2至6个碳原子的基团)；C1-6或C1-3烷氧基；C6-10芳氧基如苯氧基；C1-6烷硫基；C1-6或C1-3烷基亚硫酰基；C1-6或C1-3烷基磺酰基；氨基二(C1-6或C1-3)烷基；含有至少一个芳族环的C6-12芳基(例如，苯基、联苯基、萘基等，每个环是取代或未取代的芳香族的)；具有1-3个单独的或稠合的环和6-18个环碳原子的C7-19亚烷基芳基，苄基是示例性的芳基烷基基团；或具有1-3个单独的或稠合的环和6-18个环碳原子的芳基烷氧基，苄氧基是示例性的芳基烷氧基。
本文中引用的所有参考文献的全部内容通过引证结合在此。虽然为了举例说明的目的已经阐述了典型的实施方式，但是上述说明不应被认为是对本文的范围的限制。因此，在没有偏离本文的精神和范围的情况下，本领域中的技术人员可以想到各种修改、适应、和替换。

Claims (19)

1.一种铁路组件，
其中，所述组件是模制的或挤出的火车内部组件，包括包含以下各项的聚碳酸酯组合物：
选自线性聚碳酸酯均聚物、支链聚碳酸酯、聚(碳酸酯-双酚芳基化物酯)、聚(脂肪族酯-碳酸酯)、或包含上述至少一种的组合的第一聚碳酸酯；
不同于所述第一聚碳酸酯的第二聚合物，所述第二聚合物包含聚(碳酸酯-硅氧烷)共聚物、聚二烷基硅氧烷、硅酮接枝共聚物、或包含上述至少一种的组合，其中，基于所述聚碳酸酯组合物的总重量，所述第二聚合物中的硅氧烷单元以0.3至3wt.％的量存在于所述聚碳酸酯组合物中；和
基于所述聚碳酸酯组合物的总重量，10至50wt.％的玻璃纤维；
其中，所述聚碳酸酯组合物的样品具有：
根据ISO 5659-2在3mm厚的板上在50kW/m2下确定的小于或等于300的4分钟后的烟雾密度(DS-4)，和
根据ISO 5660-1在3mm厚的板上在50kW/m2下测量的等于或小于90kW/m2的最大平均热释放(MAHRE)。
2.根据权利要求1所述的铁路组件，其中，所述线性聚碳酸酯均聚物包含双酚A碳酸酯单元，优选地其中，所述线性聚碳酸酯具有18000至25000g/mol的平均分子量；以及最优选地其中，所述组合物具有根据ISO 1133在300℃/1.2Kg下在360秒停留下测量的约8至约25cc/10min的熔体体积流动速率。
3.根据权利要求1所述的铁路组件，其中，所述第一聚碳酸酯包括包含下式的重复碳酸酯单元的支链聚碳酸酯：
其中，Ra和Rb各自独立地是C1-12烷基、C1-12烯基、C3-8环烷基、或C1-12烷氧基，P和q各自独立地是0至4，以及Xa是两个亚芳基基团之间的桥连基团，并且是单键、-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-C(O)-、式-C(Rc)(Rd)-的C1-11烷叉基，其中Rc和Rd各自独立地是氢或C1-10烷基，或式-C(＝Re)-的基团，其中Re是二价C1-10烃基，和基于所述支链聚碳酸酯的总摩尔量，大于或等于0.2mol％的源自支化剂的部分，可选地其中，所述支化剂包括偏苯三酰氯、1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷或偏苯三酰氯和1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷的组合，以及可选地其中，所述支链聚碳酸酯包含源自封端剂的封端基团，所述封端剂选自苯酚、对-叔丁基苯酚、对-甲氧基苯酚、对-氰基苯酚、对-枯基苯酚、或包含上述至少一种的组合。
4.根据权利要求1所述的铁路组件，其中，所述第一聚碳酸酯包含聚(碳酸酯-双酚芳基化物酯)，所述聚(碳酸酯-双酚芳基化物酯)包含双酚A碳酸酯单元作为第一重复单元和芳基化物酯单元作为第二重复单元，其中，所述第二重复单元具有下式：
其中，Ra和Rb各自独立地是C1-12烷基、C1-12烯基、C3-8环烷基、或C1-12烷氧基，p和q各自独立地是0至4，以及Xa是单键、-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-C(O)-、式-C(Rc)(Rd)-的C1-11烷叉基，其中Rc和Rd各自独立地是氢或C1-10烷基，或式-C(＝Re)-的基团，其中Re是二价C1-10烃基；
优选地其中，Ra和Rb各自独立地是C1-3烷基，p和q各自独立地是0或1，Xa是式-C(Rc)(Rd)-的烷叉基，其中Rc和Rd各自是C1-6烷基，以及所述聚(碳酸酯-双酚芳基化物酯)中的酯单元与碳酸酯单元的重量百分数的比值是50：50至99：1。
5.根据权利要求4所述的铁路组件，其中，
所述聚(碳酸酯-双酚芳基化物酯)是包含55至65wt.％的所述酯单元的聚(双酚A碳酸酯)-共-(双酚苯二甲酸酯)，其中，所述酯单元具有45：55至55：45的间苯二甲酸酯与对苯二甲酸酯的摩尔比；或
所述聚(碳酸酯-双酚芳基化物酯)是包含75至85wt.％的所述酯单元的聚(双酚A碳酸酯)-共-(双酚苯二甲酸酯)，其中，所述酯单元具有98：2至88：12的间苯二甲酸酯与对苯二甲酸酯的摩尔比。
6.根据权利要求1所述的铁路组件，其中，所述第一聚碳酸酯包含聚(脂肪族酯-碳酸酯)，以及所述聚(脂肪族酯-碳酸酯)包含2：98至8：92摩尔比的双酚A癸二酸酯单元和双酚A碳酸酯单元。
7.根据权利要求1至5中任一项或多项所述的铁路组件，其中，所述第二聚合物包括包含第一重复单元和第二重复单元的聚(碳酸酯-硅氧烷)共聚物，其中，
所述第一重复单元是下式的双酚碳酸酯单元：
其中，
Ra和Rb各自独立地是C1-12烷基、C1-12烯基、C3-8环烷基、或C1-12烷氧基，
p和q各自独立地是0至4，并且
Xa是单键、-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-C(O)-、式-C(Rc)(Rd)-的C1-11烷叉基，其中Rc和Rd各自独立地是氢或C1-10烷基，或式-C(＝Re)-的基团，其中Re是二价C1-10烃基；以及
所述第二重复单元是下式的聚硅氧烷单元：
其中，
R各自独立地是C1-13单价烃基，
E具有2至200的平均值，并且
可选地，基于所述聚碳酸酯组合物的总重量，所述第二聚合物以有效提供0.3wt.％至3.0wt.％硅氧烷的量存在。
8.根据权利要求6所述的铁路组件，
其中，所述第二重复单元是下式的硅氧烷单元：
或包含上述至少一种的组合，其中，R各自独立地是C1-13单价烃基，Ar各自独立地是C6-30芳香族基团，R2各自独立地是C2-8亚烷基基团，并且E具有2至200的平均值，
优选地，所述硅氧烷单元具有下式：
或包含上述至少一种的组合，其中，E具有2至200，可选地5至120的平均值。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的铁路组件，其中，所述第二聚合物包含聚二烷基硅氧烷，所述聚二烷基硅氧烷具有25℃下10至100000000mPa-s，优选25℃下50至1000mPa-s的粘度，并且其中，所述烷基基团各自独立地包含1至10个碳原子。
10.根据权利要求1至5中任一项或多项所述的铁路组件，其中，所述第二聚合物包含硅酮接枝共聚物，所述硅酮接枝共聚物包括包含聚二有机硅氧烷的核芯和与所述核芯接枝共聚形成壳的乙烯基类单体。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的铁路组件，其中，玻璃纤维是与聚碳酸酯、聚亚苯基醚或聚酰胺结合的粘合玻璃纤维；并且其中，可选地，玻璃纤维具有约1至约10毫米的长度和约5至约20微米的直径。
12.根据权利要求1至10中任一项或多项所述的铁路组件，其中，基于所述组合物的总重量，所述玻璃纤维以10至20wt.％的量存在；并且其中，所述组件具有：
根据ISO 527在5mm/min以及23℃下测量的等于或高于3400MPa的拉伸模量，
根据ISO 527在5mm/min以及23℃下测量的等于或高于50MPa的拉伸强度，
根据ISO 180在5.5J和23℃下对3mm厚的样品测量的等于或高于5kJ/m2的悬臂梁缺口冲击，和
根据ISO 1183测量的等于或低于1.36g/cm3的密度。
13.根据权利要求1至10中任一项或多项所述的铁路组件，其中，基于所述组合物的总重量，所述玻璃纤维以20至30wt.％的量存在；并且其中，所述组件具有：
根据ISO 527在5mm/min以及23℃下测量的等于或高于5000MPa的拉伸模量，
根据ISO 527在5mm/min以及23℃下测量的等于或高于70MPa的拉伸强度，
根据ISO 180在5.5J和23℃下对3mm厚的样品测量的等于或高于5kJ/m2的悬臂梁缺口冲击，和
根据ISO 1183测量的等于或低于1.45g/cm3的密度。
14.根据权利要求1至10中任一项所述的铁路组件，其中，基于所述组合物的总重量，所述玻璃纤维以30至40wt.％的量存在；并且其中，所述组件具有：
根据ISO 527在5mm/min以及23℃下测量的等于或高于7500MPa的拉伸模量，
根据ISO 527在5mm/min以及23℃下测量的等于或高于85MPa的拉伸强度，
根据ISO 180在5.5J和23℃下对3mm厚的样品测量的等于或高于6kJ/m2的悬臂梁缺口冲击，和
根据ISO 1183测量的等于或低于1.55g/cm3的密度。
15.根据权利要求1至10中任一项或多项所述的铁路组件，其中，基于所述组合物的总重量，所述玻璃纤维以40至50wt.％的量存在；并且其中，所述组件具有：
根据ISO 527在5mm/min以及23℃下测量的等于或高于9500MPa的拉伸模量，
根据ISO 527在5mm/min以及23℃下测量的等于或高于90MPa的拉伸强度，
根据ISO 180在5.5J和23℃下对3mm厚的样品测量的等于或高于7kJ/m2的悬臂梁缺口冲击，和
根据ISO 1183测量的等于或低于1.66g/cm3的密度。
16.根据权利要求1至14中任一项或多项所述的铁路组件，其中，所述聚碳酸酯组合物进一步包含0.2至10wt.％的二氧化钛。
17.根据权利要求1至15中任一项或多项所述的铁路组件，其中，所述聚碳酸酯组合物进一步包含具有至少一种有机芳香族基团和至少一种含磷基团的芳香族有机磷化合物、或具有至少一个磷-氮键的有机化合物，可选地，基于所述聚碳酸酯组合物的重量，所述有机磷化合物以0.1％至1.0％的磷的量有效提供磷。
18.根据权利要求1至16中任一项或多项所述的铁路组件，其中，所述组件是座椅组件、挤出或模制的火车内部包层、桌子托盘、头枕、隐私分隔板、中央操纵台、扶手、脚踢板、食物托盘、端跨、护罩、反冲面板、脚部空间、文献袋、监控器、遮光板、线路可置换单元、脚踏杆、行李架、行李箱、行李间、地板和墙壁复合材料、空气管道、窄条、用于乘客信息的装置、窗框、内部衬里、内部垂直表面、内部门、用于内部和外部门的衬里、内部水平表面、或电气和照明组件。
19.一种铁路组件，
其中，所述组件是模制的或挤出的火车内部组件，包括包含以下各项的聚碳酸酯组合物：
选自线性聚碳酸酯均聚物、支链聚碳酸酯、聚(碳酸酯-双酚芳基化物酯)、或包含上述至少一种的组合的第一聚碳酸酯；
不同于所述第一聚碳酸酯的第二聚合物，所述第二聚合物包含聚(碳酸酯-硅氧烷)共聚物、聚二烷基硅氧烷、硅酮接枝共聚物、或包含上述至少一种的组合，其中，基于所述组合物的总重量，所述第二聚合物中的硅氧烷单元以0.3至3wt.％的量存在于所述组合物中；和
基于所述组合物的总重量，10至50wt.％的玻璃纤维；
其中，所述聚碳酸酯组合物的样品具有：
根据ASTM E662-12在有焰燃烧和无焰燃烧模式中对3mm厚的板测量的小于或等于100的1.5min后的烟雾密度(Ds 1.5)，
根据ASTM E662-12在有焰燃烧和无焰燃烧模式中对3mm厚的板测量的小于或等于200的4min后的烟雾密度(Ds4)，和
在无火焰运行或滴落的情况下根据ASTM E162-12a对3mm厚的板测量的35和更低的最大火焰蔓延指数(Is)。
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