CN106536627A - 冲击改良的填充聚碳酸酯或聚酯组合物 - Google Patents

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Abstract

在各个方面，本公开涉及掺合的聚合物组合物(例如，聚碳酸酯、聚碳酸酯‑聚硅氧烷共聚物、聚酯组合物等)，包括：聚碳酸酯组分、聚酯组分、或二者；任选的冲击改性剂(或多个)；任选的阻燃剂；共聚物相容剂；和填充剂。聚合物相容剂的存在改良聚合物掺合物的冲击性能。

Description

冲击改良的填充聚碳酸酯或聚酯组合物
背景
聚碳酸酯材料通常由于它们的耐温性、耐久性、和冲击性能已获取显著的商业利益。这些材料经常与充当冲击改性剂的其它聚合物如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)或甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)或另一丙烯酸类聚合物掺合(blend)以产生更有弹性的聚碳酸酯材料。填充剂也可加入以提高刚度和产生高模量或坚硬的材料。阻燃剂添加物也掺入以提高材料的耐火性。不幸地，填充剂和阻燃剂添加到特征在于冲击改性剂的聚碳酸酯掺合物趋于使这些聚碳酸酯掺合物的冲击性能变差。聚酯，如聚对苯二甲酸乙二酯(“PET”)、聚对苯二甲酸丁二酯(“PBT”)掺合物、或它们与聚碳酸酯的掺合物也面临同样的挑战。
概述
本公开一方面提供填充聚碳酸酯掺合物、聚酯掺合物、或聚碳酸酯和聚酯掺合物组合物，其可包括冲击改性剂和阻燃剂添加物并且进一步包括聚合物相容剂。作为实例，提供聚碳酸酯掺合物、聚酯掺合物、或聚碳酸酯和聚酯掺合物，其保持耐火性和高模量而没有减小的冲击性能或甚至具有改良的冲击性能，所谓的FR(“耐火的”)或非FR高模量延展性(HMD)材料。
详细描述
常规地，当与包括原来的塑料组分的类似组合物相比时，阻燃剂添加到填充聚碳酸酯和/或聚酯掺合物导致冲击性能变差，如缺口或无缺口的Izod中的减少所证明的。“冲击性能”指聚碳酸酯材料或树脂关于冲击显示的强度、韧性、刚性、热和尺寸稳定性，如在23℃根据ASTM D256(缺口艾佐德(悬臂梁式，Izod)冲击强度，“NII”)和根据ASTM D4812(无缺口的Izod冲击强度，“UII”)所测定的。较高的填充剂负荷，通常超过15wt％，和阻燃剂负荷，特别易受冲击性能丧失的影响。为了对抗这，冲击改性剂也具有高负荷。本公开通过添加聚合物相容剂而不是通过较高的冲击改性剂负荷，提供聚碳酸酯和/或聚酯树脂增加的冲击性能。
如下面更充分地描述，已发现相容剂掺入包括阻燃剂、无机填充剂、和丙烯酸冲击改性剂的聚碳酸酯和/或聚酯掺合物减少或甚至阻止包括这些组分的这样的掺合的热塑性组合物的冲击性能变差。因此，本公开的方面通常提供聚碳酸酯、聚酯、或聚碳酸酯/聚酯掺合物；阻燃剂；无机填充剂；冲击改性剂、聚合物相容剂、和其它添加物，其中热塑性聚合物掺合物组合物证实在23℃的缺口Izod冲击和无缺口Izod冲击相比在缺少聚合物相容剂时相同的掺合的聚碳酸酯组合物增加。
聚酯聚合物组分
多种聚酯可用作聚酯聚合物组分。作为实例，可使用通过聚合双功能羧酸和二醇成分获得的聚酯。聚酯树脂可包括结晶聚酯树脂如从至少一个二醇和至少一个二羧酸得来的聚酯树脂。
在一个具体实施方式中，聚酯是聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸丙二酯、聚(1，4-环己烷二羧酸1，4-亚环己基二亚甲基酯)、聚(对苯二甲酸1，4-亚环己基二亚甲基酯)、聚(亚环己基二亚甲基-co-对苯二甲酸乙二酯)、或包括上述聚酯至少之一的组合。聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)特别适合作为通过这些种类的双功能羧酸和二醇成分的聚合而获得的聚酯。
聚碳酸酯聚合物组分
如所描述的，根据方面，公开的掺合的聚碳酸酯组合物的聚碳酸酯组分可包括聚碳酸酯或聚碳酸酯/聚酯掺合物。
“聚碳酸酯”包括均聚碳酸酯(其中聚合物中的每个R1相同)、包括碳酸酯中不同R1部分的共聚物(“共聚碳酸酯”)、和共聚物——包括碳酸酯单元和其它类型聚合物单元，如酯单元或硅氧烷单元。
具体类型的共聚物是聚(酯-碳酸酯)，也称作聚酯-聚碳酸酯。在另外的方面，热塑性组合物包括聚酯-聚碳酸酯共聚物、或聚酯-聚碳酸酯聚合物或共聚物的混合物。如上面所宽广定义的聚碳酸酯可进一步包括上面的聚碳酸酯与聚酯的掺合物。这样的聚酯通常包括芳香族聚酯、包括聚(亚烷基芳基化物)的聚(亚烷基酯)、和聚(亚环烷基二酯)。一方面，有用的芳香族聚酯可包括，例如，聚(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚)酯、聚(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-双酚A)酯、聚[(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚)酯-co-(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-双酚A)]酯、或包括这些中至少一个的组合。还考虑芳香族聚酯，其具有少量，例如，基于聚酯总重量约0.5至约10wt％的源自脂肪族二酸和/或脂肪族多元醇的单元以制备共聚酯。合适的聚(亚烷基对苯二甲酸酯)的实例包括聚(对苯二甲酸乙二酯)(PET)、聚(对苯二甲酸1，4-丁二酯)(PBT)、和聚(对苯二甲酸丙二酯)(PPT)。同样有用的是聚(亚烷基萘甲酸酯)，如聚(萘二甲酸乙二酯)(poly(ethylene naphthanoate))(PEN)、和聚(萘二甲酸丁二酯)(poly(butylene naphthanoate))(PBN)。有用的聚(亚环烷基二酯)是聚(对苯二甲酸环己烷二亚甲基酯)(PCT)。也可使用包括上述聚酯中至少一个的组合。
在被包括的情况下，聚碳酸酯组分可包括聚碳酸酯——包括聚碳酸酯均聚物和/或共聚物的掺合物、聚酯、聚酯-聚碳酸酯——除上面公开的聚(脂肪族酯)-聚碳酸酯外、或聚硅氧烷-聚碳酸酯——其量以基于聚(脂肪族酯)-聚碳酸酯和任何加入的聚碳酸酯的总重量计小于或等于50wt％，特别地1至50wt％，和更特别地10至50wt％，只要聚碳酸酯的加入没有显著不利地影响热塑性组合物的期望的性质。另一方面，聚碳酸酯是聚(碳酸酯-硅氧烷)——包括双酚A碳酸酯单元和硅氧烷单元，例如含有5至200个二甲基硅氧烷单元的嵌段，如从SABIC的Innovative Plastics部门在商品名称EXL下商业上可获得的那些。
在另外的方面，聚碳酸酯组分包括聚酰胺。一方面，应当理解，存在于聚碳酸酯组分中的聚酰胺可以以相对于聚碳酸酯组分的总量的任何期望的量存在。例如，一方面，其中聚碳酸酯组分包括至少一个选自聚碳酸酯、聚碳酸酯共聚物、PA、PEI、PBT、和PET的聚合物，并且其中聚合物是聚酰胺，聚酰胺可以以相对于热塑性聚合物基体总重量大于0重量％至约100重量％范围中的量存在。
一方面，聚碳酸酯组分包括聚醚酰亚胺。一方面，应当理解，存在于聚碳酸酯组分中的聚醚酰亚胺可以以相对于聚碳酸酯组分总量的任何期望的量存在。例如，一方面，其中热塑性聚合物包括至少一个选自聚碳酸酯、聚碳酸酯共聚物、PA、PEI、PBT、和PET的聚合物，其中聚合物是聚醚酰亚胺，聚醚酰亚胺可以以相对于聚碳酸酯组分总重量大于0重量％至约100重量％范围中的量存在。
在另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物可以以约20wt％至约50wt％的量存在。在另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物以约20wt％至约45wt％的量存在。在另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物以约20wt％至约40wt％的量存在。在甚至另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物以约20wt％至约35wt％的量存在。在另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物以约20wt％至约30wt％的量存在。
在另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物可以约24wt％至约50wt％的量存在。在另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物以约24wt％至约45wt％的量存在。在另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物以约24wt％至约40wt％的量存在。在甚至另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物以约24wt％至约35wt％的量存在。在另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物以约24wt％至约30wt％的量存在。
在另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物以约25wt％至约50wt％的量存在。在另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物以约25wt％至约45wt％的量存在。在另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物以约25wt％至约40wt％的量存在。在甚至另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物以约25wt％至约35wt％的量存在。在另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物以约25wt％至约30wt％的量存在。
在另外的方面，第二聚碳酸酯聚合物以约12wt％至约45wt％的量存在。在另外的方面，第二聚碳酸酯聚合物以约12wt％至约40wt％的量存在。在另外的方面，第二聚碳酸酯聚合物以约12wt％至约35wt％的量存在。
在另外的方面，第二聚碳酸酯聚合物以约11wt％至约45wt％的量存在。在另外的方面，第二聚碳酸酯聚合物以约11wt％至约40wt％的量存在。在另外的方面，第二聚碳酸酯聚合物以约11wt％至约35wt％的量存在。
阻燃剂
如上面所提到的，获得期望的阻燃性而没有不利地影响组合物的期望的物理性质，如，例如，保持分子量，可具有挑战性。在各个方面，本文公开的发明的组合物和方法可提供期望的阻燃性，同时保持组合物的物理性质。本公开的掺合的聚碳酸酯组合物可包括任选的阻燃剂添加物。一方面，阻燃剂添加物可包括含磷的有机化合物，如，例如，有机磷化合物。在另一个方面，阻燃剂包括有机磷化合物——包括脂肪族金属次磷酸盐。在再一个方面，阻燃剂包括双酚A二苯基膦酸酯(BPADP)，例如，可获自Supresta。
一方面，阻燃剂(FR)添加物包括卤素。在再一个方面，阻燃剂添加物没有或基本上没有任何卤素如溴和/或氯。在另一个方面，至少部分阻燃剂添加物没有或基本上没有溴和/或氯。另一方面，阻燃剂添加物包括磷如磷酸酯(BPADP、RDP、Sol-DP)、氧化膦(TPPO)、膦酸酯(FRX-100)、次磷酸酯(DOPO)、和磷腈。在其它方面，含磷FR是主要的FR。另一方面，FR添加物是PTFE-基的，任选地提供有含磷FR。然而应理解，在加工多个产品的设备中，可发生一定量的交叉污染，导致溴和/或氯水平通常在按重量比例百万分率。在此条件下，可容易理解，基本上没有溴和氯可被定义为具有小于或等于按重量计约100百万分率(ppm)、小于或等于约75ppm、或小于或等于约50ppm的溴和/或氯含量。当将该定义应用于阻燃剂时，它基于阻燃剂的总重量。当将该定义应用于热塑性组合物时，它基于除去任何填充剂的组合物的总重量。
一方面，阻燃剂添加物或其部分包括有机磷酸酯和/或有机化合物——含有磷-氮键。一方面，示例性的含有磷-氮键的阻燃剂化合物包括氯化磷腈、磷酯酰胺、磷酸酰胺、膦酸酰胺、次膦酸酰胺、三(吖丙啶基)氧化膦。
另一方面，示例性的有机磷酸酯是式(GO)3P＝O的芳香族磷酸酯，其中每个G独立地是烷基、环烷基、芳基、烷基芳基、或芳烷基基团，只要至少一个G是芳香族基团。G基团中的两个可连接在一起以提供环状基团，例如，季戊四醇二磷酸二苯酯。示例性的芳香族磷酸酯包括，苯基二(十二烷基)磷酸酯、苯基二(新戊基)磷酸酯、苯基二(3，5，5′-三甲基己基)磷酸酯、乙基二苯基磷酸酯、2-乙基己基二(对甲苯基)磷酸酯、二(2-乙基己基)对甲苯基磷酸酯、三甲苯基磷酸酯、二(2-乙基己基)苯基磷酸酯、三(壬基苯基)磷酸酯、二(十二烷基)对甲苯基磷酸酯、二丁基苯基磷酸酯、2-氯乙基二苯基磷酸酯、对甲苯基二(2，5，5′-三甲基己基)磷酸酯、2-乙基己基二苯基磷酸酯等等。一方面，本公开的阻燃剂包括BPADP。在其它方面，阻燃剂可包括两个或多个单独的阻燃剂组合物的混合物。
在一些方面，阻燃剂可以以相对于组合物的总重量，值0、约0.1wt％、约2wt％、约4wt％、约6wt％、约8wt％、或约10wt％为下端和值约25wt％、约20wt％、约15wt％、约10wt％、约8wt％、或约6wt％为上端的边界的范围存在。一个示例的、非限制的范围是相对于全部组合物的重量约0至约25wt％。
在各个方面，存在时，包括本公开的含磷阻燃剂在内的阻燃剂可以以总组合物的约10wt％至约25wt％、或约10wt％至约15wt％的量存在。另一方面，本公开的含磷阻燃剂可以以组合物的约20wt％存在。在其它方面，本公开的组合物中存在的阻燃剂的量可小于约10wt％或大于约25wt％，并且本公开不意欲受限于任何特定的浓度。
填充剂
掺合的聚碳酸酯组合物进一步包括一种或多种填充剂。填充剂可被选择以赋予另外的冲击强度和/或提供另外的特性，其可基于聚合物组合物的最终选择的特性。填充剂的具体组成可改变，只要填充剂与聚合物组合物的其余组分在化学上相容。在一些方面，填充剂(或多个)包括无机材料。
另一方面，填充剂包括，例如，粘土；TiO2；包括石棉的纤维或类似的纤维；硅酸盐和二氧化硅粉、硅酸铝(莫来石)、合成的硅酸钙、硅酸锆、熔融二氧化硅、结晶二氧化硅石墨、天然硅砂等等；硼粉、氮化硼粉、硼-硅酸盐粉等等；氧化铝；氧化镁(magnesium oxide)(镁氧(magnesia))；硫酸钙(如它的酸酐、二水合物或三水合物)；碳酸钙、白垩、石灰石、大理石、合成的沉淀的碳酸钙等等；滑石，包括但不限于纤维的、模块的、针形的、薄层状滑石等等；硅灰石；表面处理的硅灰石；玻璃球体包括但不限于空心和实心的玻璃球体、硅酸盐球体、空心微珠、铝硅酸盐(armospheres)等等；高岭土，包括但不限于硬高岭土、软高岭土、煅烧的高岭土、包括多种本领域已知促进与聚合的基体树脂相容性的涂层的高岭土等等；单晶纤维或″晶须″，包括但不限于碳化硅、氧化铝、碳化硼、铁、镍、铜等等；玻璃纤维，(包括连续纤维和短切纤维)，包括但不限于E、A、C、ECR、R、S、D、和NE玻璃和石英等等；硫化物，包括但不限于硫化钼、硫化锌等等；钡化合物，包括但不限于钛酸钡、亚铁酸钡、硫酸钡、重晶石等等；金属和金属氧化物，包括但不限于微粒或纤维状的铝、青铜、锌、酮和镍等等；片状填充剂，包括但不限于如玻璃薄片、片状碳化硅、二硼化铝、铝薄片、钢薄片等等；纤维状填充剂，例如短的无机纤维，包括但不限于源自包括硅酸铝、氧化铝、氧化镁、和硫酸钙半水合物等中至少一个的掺合物的那些；天然填充剂和加强物，包括但不限于通过将木材粉碎而获得的木粉、纤维制品如纤维素、棉花、剑麻、黄麻、淀粉、软木碎粉、木质素、磨碎的坚果壳、谷物、稻粒壳等等；从能形成纤维的有机聚合物形成的增强有机纤维填充剂，包括但不限于聚(醚酮)、聚酰亚胺、聚苯并唑、聚(苯硫醚)、聚酯、聚乙烯、芳香族聚酰胺、芳香族聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚四氟乙烯、丙烯酸树脂、聚(乙烯醇)等等；以及另外的填充剂和增强剂，包括但不限于云母、粘土、长石、烟尘、惰性硅酸盐微球、石英、石英岩、珍珠岩、硅藻岩、硅藻土、炭黑等等，或包括上述填充剂或增强剂中至少一个的组合。
一方面，填充剂包括无机填充剂。一方面，公开的耐磨的聚合物组合物进一步包括无机填充剂，无机填充剂包括碳纤维、炭黑、玻璃纤维、芳纶纤维、滑石、粘土或其组合。
在另外的方面，无机填充剂包括玻璃纤维，其中玻璃纤维具有可以是圆的或扁平的横截面。另一方面，玻璃纤维，例如，可以是Nittobo(扁平的)玻璃纤维，CSG3PA820。在甚至另外的方面，玻璃球具有可以是圆的或扁平的横截面。
无机填充剂可以以按重量计约2％至按重量计约50％、按重量计约5％至按重量计约25％、按重量计约10％至按重量计约20％、或按重量计约15％至按重量计约20％的范围中的量存在于聚合物组合物中。
冲击改性剂
本公开的掺合的聚碳酸酯组合物包括一种或多种冲击改性剂(impact modifyingagents或impact modifiers)。一方面，合适的冲击改性剂可以是高分子量弹性材料，其源自烯烃、单乙烯基芳香族单体、丙烯酸和甲基丙烯酸和它们的酯衍生物，以及共轭二烯烃。从共轭二烯烃形成的聚合物可被完全或部分氢化。弹性材料可以是均聚物或共聚物的形式，包括随机、嵌段、辐射形嵌段、接枝、和核-壳共聚物。另一方面，可使用任何两种或多种单个冲击改性剂的组合。
示例性类型的冲击改性剂是弹性体改性的接枝共聚物，其包括具有小于约10℃、小于约-10℃、或约-40℃至-80℃、或约-40℃至-112℃的Tg的弹性(即，橡胶似的)聚合物基质和接枝到该弹性聚合物基质的硬的聚合上层。适合用作弹性体相的材料包括，例如，共轭二烯烃橡胶，例如聚丁二烯和聚异戊二烯；共轭二烯烃与小于约50wt％的可共聚单体(例如单乙烯化合物如苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸正丁酯、或丙烯酸乙酯)的共聚物；烯烃橡胶如乙烯丙烯共聚物(EPR)或乙烯-丙烯-二烯烃单体橡胶(EPDM)；乙烯-醋酸乙烯酯橡胶；聚硅酮橡胶；弹性体的C1-8烷基(甲基)丙烯酸酯；C1-8烷基(甲基)丙烯酸酯与丁二烯和/或苯乙烯的弹性共聚物；或包括上述弹性体中至少一个的组合。适合用作刚形体相的材料包括，例如，单乙烯基芳香族单体如苯乙烯和α-甲基苯乙烯，和单乙烯基单体如丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、和丙烯酸和甲基丙烯酸的C1-6酯，特别地甲基丙烯酸甲酯。
具体的示例性的弹性体改性的接枝共聚物包括从以下形成的那些：ASA(丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈)、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-二烯烃-苯乙烯(AES)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)、和苯乙烯-丙烯腈(SAN)。另一方面，冲击改性剂可包括丙烯酸冲击改性剂，如，例如，DURASTRENGTHTM冲击改性剂，可获自Arkema Inc.，Philadelphia，Pennsylvania，USA。另一方面，冲击改性剂可包括ABS和/或本体ABS材料。在再一个方面，冲击改性剂可包括聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物(PC-ST)，例如，包括源自BPA和二甲基硅氧烷的单元。另一方面，冲击改性剂可包括核-壳冲击改性剂，如，例如，硅酮-丙烯酸橡胶化合物(例如，硅酮弹性体核和MMA共聚物壳；METABLENTMS-2001，可获自Mitsubishi Rayon Co.，Ltd.)。在再一个方面，冲击改性剂可包括两种或多种单个的冲击改性化合物，如，例如，PC-ST和METABLENTM。
另一方面，聚乙烯(PE)共聚物可被使用，并且显示在实例中以提供比ABS、MBS、丙烯酸(PMMA壳和PBA核)、丙烯酸-硅酮型(在实例中S-2001型)改性剂高的效率。
一方面，在组合物中，冲击改性剂可占基于掺合的聚碳酸酯组合物和包括冲击改性剂的任何另外的聚合物的总重量约1wt％至25wt。另一方面，冲击改性剂或冲击改性剂的组合可占约1wt％至约15wt％、约1wt％至约10wt％、或约1wt％至约7wt％。一方面，掺合的聚碳酸酯组合物包括大约相等量(即，按wt％计)的EXL冲击改性剂和METABLENTM冲击改性剂。
一方面，单一冲击改性剂的添加可为阻燃剂聚碳酸酯的冲击性能提供适度的改良。虽然不希望被理论束缚，但是据认为多个冲击改性剂的组合可提供超过常规系统的协同改良。在一个具体方面，EXL和METABLENTM冲击改性剂两者的添加可提供高达例如冲击性质三倍增加的协同改良。
聚合物相容剂
一方面，掺合的聚合物组合物包括聚合物相容剂。一方面，合适的相容剂可以是用缩水甘油基基团功能化的聚烯烃。另一方面，合适的聚合物相容剂可以是用马来酸酐功能化的聚烯烃。
另一方面，用马来酸酐(MAH)功能化的聚烯烃可包括马来酸酐接枝聚乙烯或聚丙烯聚合物。在另外的方面，马来酸酐接枝聚乙烯共聚物可以是乙烯-丙烯聚合物、乙烯-丙烯-二烯烃三聚物(MAH-g-EPDM)、乙烯-辛烯共聚物(MAH-g-POE)、乙烯-丁烯共聚物(MAH-g-EBR)、乙烯-丙烯酸酯共聚物(MAH-g-EAE)。在再一个方面，马来酸酐接枝聚乙烯共聚物可以是苯乙烯-乙烯/丁二烯-苯乙烯(MAH-g-SEBS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(MAH-g-ABS)。
另一方面，掺合的聚碳酸酯/聚酯组合物包括约0.5wt％至约8wt％的聚合物相容剂。在另一个方面，掺合的聚碳酸酯/聚酯组合物包括约1wt％至约4wt％的聚合物相容剂。在另一个方面，聚碳酸酯和/或聚酯掺合的组合物包括约1wt％至约2wt％的聚合物相容剂。
其它添加物
在另外的方面，公开的掺合的聚碳酸酯和/或聚酯组合物可进一步包括第一抗氧化剂或″稳定剂″(例如，受阻酚)和，任选地，第二抗氧化剂(例如，磷酸酯和/或硫酯)。合适的抗氧化剂添加物包括，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、二(2，4-二-叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二硬脂酰季戊四醇二亚磷酸酯等等；烷基化的单酚或多酚；多酚与二烯烃的烷基化反应产物，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；亚烷基-双酚；苄基化合物；β-(3，5-二-叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸与一元醇或多元醇的酯；β-(5-叔丁基-4-羟基-3-甲基苯基)-丙酸与一元醇或多元醇的酯；硫代烷基或硫代芳基化合物的酯如二硬脂酰硫代丙酸酯、二月桂酰硫代丙酸酯、二十三烷基硫代二丙酸酯、十八基-3-(3，5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、戊赤藓醇-四[3-(3，5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯等等；β-(3，5-二-叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸的酰胺等等，或包括上述抗氧化剂中至少一个的组合。抗氧化剂通常以聚碳酸酯和/或聚酯掺合物组合物的约0.01wt％至约1wt％，任选地约0.05wt％至约0.5wt％的量使用。
在各个方面，公开的掺合的聚碳酸酯和/或聚酯组合物进一步包括水解稳定剂，其中水解稳定剂包括水滑石和无机缓冲盐。在另外的方面，公开的掺合的聚碳酸酯和/或聚酯组合物包括水解稳定剂，其中水解稳定剂包括一种或多种水滑石和无机缓冲盐——包括一种或多种能够pH缓冲的无机盐。合成的水滑石或天然水滑石的任何一种可用作本公开中的水滑石化合物。在本组合物中有用的示例性的水滑石商业上可获得并包括，但不限于，镁水滑石如DHT-4C(可获自Kyowa Chemical Co.)；Hysafe 539和Hysafe 530(可获自J.M.HuberCorporation)。
在另外的方面，合适的热稳定剂添加物包括，例如，有机亚磷酸酯如三苯基亚磷酸酯、三-(2，6-二甲基苯基)亚磷酸酯、三-(掺合的单-和二-壬基苯基)亚磷酸酯等等；膦酸酯如二甲基苯膦酸酯等等，有机磷酸酯如三甲基磷酸酯，硫酯如季戊四醇β月桂酰硫代丙酸酯等等，或包括上述热稳定剂中至少一个的组合。热稳定剂通常以聚碳酸酯掺合物组合物的约0.01wt％至约5wt％，任选地约0.05wt％至约0.3wt％的量使用。
在另外的方面，也可使用光稳定剂和/或紫外光(UV)吸收添加物。合适的光稳定剂添加物包括，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等，或包括上述光稳定剂中至少一个的组合。光稳定剂通常以掺合的聚碳酸酯和/或聚酯组合物的约0.01wt％至约10wt％，任选地约0.1wt％至约1wt％的量使用。
在另外的方面，合适的UV吸收添加物包括例如，羟基二苯甲酮；羟基苯并三唑；羟基苯并三嗪；氰基丙烯酸盐；草酰替苯胺；苯并嗪酮；2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1，1，3，3-四甲基丁基)-苯酚(CYASORBTM5411)；2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(CYASORBTM531)；2-[4，6-二(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)-苯酚(CYASORBTM1164)；2，2′-(1，4-亚苯基)二(4H-3，1-苯并嗪-4-酮(CYASORBTMUV-3638)；1，3-二[(2-氰基-3，3-二苯基丙烯酰)氧]-2，2-二[[(2-氰基-3，3-二苯基-丙烯酰)氧]甲基]丙烷(UVINULTM3030)；2，2′-(1，4-亚苯基)二(4H-3，1-苯并嗪-4-酮)；1，3-二[(2-氰基-3，3-二苯基丙烯酰)氧]-2，2-二[[(2-氰基-3，3-二苯基-丙烯酰)氧]甲基]丙烷；纳尺寸无机材料如氧化钛、氧化铈、和氧化锌，所有的都具有小于约100纳米的粒度；等等，或包括上述UV吸收剂中至少一个的组合。UV吸收剂通常以掺合的聚碳酸酯和/或聚酯组合物的约0.1wt％至约5wt％的量使用。
一方面，发明的掺合的聚碳酸酯和/或聚酯组合物包括环氧，如，例如，二聚酸二缩水甘油酯环氧(dime acid diglycidyl ester epoxy)(可获自Aldrich)、3，4-环氧环己基甲基-3，4-环氧环己烷羧酯(ERL-4221，可获自Aldrich)、改性的苯乙烯丙烯酸类聚合物(ADR-4368F，可获自Aldrich)、或其组合。在其它方面，发明的掺合的聚碳酸酯和/或聚酯组合物可包括本文没有特别地叙述的环氧材料，只要这样的环氧材料与组合物的其余组分在化学上相容并且环氧材料没有不利地影响组合物的期望的性质。一方面，发明的聚碳酸酯和/或聚酯包括DADGE。另一方面，发明的掺合的聚碳酸酯和/或聚酯组合物包括ERL-4221。在再一个方面，发明的掺合的聚碳酸酯和/或聚酯组合物包括ADR-4368F。另一方面，发明的聚碳酸酯和/或聚酯不包括环氧。环氧材料，如果存在，可以以可保持或改良所得材料的性质的任何浓度存在。在其它方面，环氧材料可以以小于约0.1wt％或大于约5wt％的量存在，并且本公开不意欲受限于任何特定的环氧浓度。
一方面，环氧材料的存在可提供改良的阻燃性、改良的分子量保留、或其组合。在一个具体方面，包括ADR-4368F的聚碳酸酯和/或聚酯组合物可显示高达约85％的改良的分子量保留，同时也改良材料的阻燃性性质。
另一方面，发明的掺合的聚碳酸酯和/或聚酯组合物可包括一种或多种抗滴落剂。在各个方面，抗滴落剂，如果存在，可包括原纤维形成或非原纤维形成氟聚合物，如，例如，聚四氟乙烯(PTFE)。另一方面，抗滴落剂，如果存在，可由硬的共聚物，如，例如，苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)包封。一方面，发明的聚碳酸酯和/或聚酯组合物包括包封在SAN(TSAN)中的PTFE。在各个方面，包封的氟聚合物可通过在存在氟聚合物时，例如，在水分散相中，聚合包封聚合物而制备。
一方面，TSAN可提供超过PTFE的显著优势，因为TSAN可更容易分散在组合物中。示例性的TSAN可包括基于包封的氟聚合物总重量约50wt％PTFE和约50wt％SAN。SAN可包括，例如，基于共聚物总重量约75wt％苯乙烯和约25wt％丙烯腈。一方面，发明的聚碳酸酯和/或聚酯组合物包括约0.5wt％TSAN。
掺合的聚碳酸酯和/或聚酯组合物的制造
在各个方面，掺合的聚碳酸酯和/或聚酯组合物可以通过多种方法制造。本公开的组合物可通过许多种方法与前面提到的成分掺合、化合或另外组合，所述方法包括材料与配方中想要的任何另外的添加物亲密掺合。由于商品化的聚合物加工设备中熔体掺合装置的可用性，可使用熔体加工方法。在各种另外的方面，这样的熔体加工方法中使用的装置包括，但不限于以下：同向和反向旋转挤出机、单螺杆挤出机、共捏合机、盘组处理机(disc-pack processor)和多种其它类型的挤出装置。在另外的方面，挤出机是双螺杆挤出机。在各种另外的方面，熔体加工的组合物通过模具中小的退出孔退出加工装置如挤出机。将得到的熔化树脂原丝(strand)通过将原丝通过水浴而冷却。可将冷却的原丝切成小球用于包装和进一步处理。
将熔体的温度最小化以避免树脂的过度降解。例如，可期望在熔化的树脂组合物中将熔体温度保持在约230℃和约350℃之间，虽然可使用较高的温度，条件是将加工装置中树脂的停留时间保持短。在另外的方面，挤出机通常在约180℃至约385℃的温度运转。在另外的方面，挤出机通常在约200℃至约330℃的温度运转。在甚至另外的方面，挤出机通常在约220℃至约300℃的温度运转。
制造物品
在各个方面，本公开的公开的掺合的聚碳酸酯和/或聚酯组合物可用于制造物品。可将公开的掺合的聚碳酸酯和/或聚酯组合物形成有用形状的物品，其通过许多种方法如；注射成型、挤出、旋转成型、压缩成型、吹塑成型、片或薄膜挤出、型材挤出、气体辅助成型、结构发泡成型和热成型。本文描述的掺合的聚碳酸酯和/或聚酯组合物还可制成薄膜和片以及层压材料系统的组分。在另外的方面，在一个实施方式中，制造物品的方法包括熔体掺合聚碳酸酯和/或聚酯聚合物组合物、再循环的聚合物、酸熔体流稳定剂和任选地阻燃剂和将挤出的组合物塑造成物品。在另外的方面，挤出用双螺杆挤出机进行。
实施例
一般的材料和方法
热挠曲温度(″HDT″)使用ASTM D648标准在1.82MPa测定。HDT以℃的单位报告。
缺口Izod冲击(“NII”)试验和无缺口Izod冲击(“UNII”)在3.2mm棒上根据ASTM D256在-30℃、0℃和23℃进行。
弯曲性质(模量和强度)使用6.4mm或3.2mm棒根据ASTM 790来测量。弯曲屈服强度(″FS″)和弯曲模量(″FM″)以兆帕(MPa)的单位报告。
拉伸性质(屈服强度和断裂伸长)在3.2mm棒上根据ASTM D638来测量。拉伸屈服强度(″T/S″)以MPa的单位报告，拉伸断裂伸长(″T/E″)以％报告，和拉伸屈服伸长(″T/Ey″)以％报告。
熔体流速(“MFR”)在260℃/2.16千克力(kgf)负荷或265℃/2.16kgf负荷根据ASTMD1238来测量。MFR以每10分钟克的单位(g/10min)报告。
熔体粘度(“MV”)在260℃或265℃和1500s-1剪切速率或根据ISO 11443来测量。
阻燃性(“FR”)试验在实施例组6中描述。
如本文下面所用，下列被如下缩写：PC是聚碳酸酯；PEs是聚酯；IM是冲击改性剂；F是填充剂；ADD是添加物；CO是共聚物；CC是聚合物相容剂；虽然大多数是共聚物，但是不必是这种情况，如在MAH接枝聚丙烯中；和FR是阻燃剂。
可燃性测试
可燃性测试遵循名称为″塑料材料的可燃性测试，UL94″的Underwriter′sLaboratory Bulletin 94的规程来进行，其通过引入被并入本文。根据该规程，在针对五个样品获得的测试结果的基础上将材料分类为UL94 V0、UL94 V1、或UL94 V2。根据UL94这些可燃性分类中每个的规程和标准简要如下。将多个样本(例如，5个或10个)按照厚度测试。一些样本在23℃、50％相对湿度下调节48小时之后测试。其它样本在70℃调节168小时之后测试。将棒安装，长轴垂直，用于可燃性测试。支承样本以至于它的下端在本生灯管(Bunsenburner tube)之上9.5mm。将蓝色的19mm高火焰施加到样本的下缘中心10秒。记录直到棒的燃烧停止的时间(t1)。如果燃烧停止，则将火焰再施加另外的10秒。再一次记录直到棒的燃烧停止的时间(t2)。如果样本滴下颗粒，则允许这些落到放置在样本下面305mm处的一层未处理的外科棉上。
V0：在被放置以便它的长轴与火焰180度的样品中，移去点燃的火焰之后燃烧和/或发烟燃烧的最大时期不超过10秒，垂直放置的样品都没有产生点燃吸水棉的燃烧颗粒滴，并且火焰或发光之后没有样本燃烧直到支持夹。
数据还通过计算平均的火焰熄灭时间、火焰熄灭时间的标准偏差和滴的总数，和通过使用统计学方法来分析以将数据转换成特定的样品配方将达到5个棒的常规UL94 V0或V1测试中的″通过″等级的第一时间通过概率或″p(FTP)″的预测。关于第一提交的第一时间通过概率(pFTP)根据下面的式来测定：
p(FTP)-(Pt1＞mbt，n＝0X Pt2＞mbt，n＝0X P总＜＝mtbt X P滴，n＝0)，
其中Pt1＞mbt，n＝0是没有第一燃烧时间超过最大燃烧时间值的概率，Pt2＞mbt，n＝0是没有第二燃烧时间超过最大燃烧时间值的概率，P总＜＝mtbt是燃烧时间的总和小于或等于最大总燃烧时间值的概率，和P滴，n＝0是没有样本在焰色试验期间显示滴下的概率。第一和第二燃烧时间分别指火焰第一和第二施加之后的燃烧时间。
没有第一燃烧时间超过最大燃烧时间值的概率，Pt1＞mbt，n＝0，通过下面的式来测定：
Pt1＞mbt，n＝0＝(1-Pt1＞mbt)5，
其中Pt1＞mbt是针对t1＞mbt的对数正态分布曲线下的面积，其中指数″5″涉及测试的棒的数目。没有第二燃烧时间超过最大燃烧时间值的概率可从下面的式来测定：
Pt2＞mbt，n＝0＝(1-Pt2＞mbt)，
其中Pt2＞mbt是针对t2＞mbt的正态分布曲线下的面积。如上，燃烧时间数据集的平均值和标准偏差用于计算正态分布曲线。针对UL-94 V0等级，最大燃烧时间是10秒。针对V1或V2等级，最大燃烧时间是30秒。没有样本在焰色试验期间显示滴下的概率Pdrip，n＝0是属性函数，由下面的式估计：
P滴，n＝0＝(1-P滴)5，
其中P滴＝(滴下的棒的数目/测试的棒的数目)。
燃烧时间的总和小于或等于最大总燃烧时间值的概率P总＜＝mtbt可从模拟的5-棒总燃烧时间的正态分布曲线来测定。分布可以使用上面测定的燃烧时间数据的分布从1000组5个棒的蒙特卡罗模拟(Monte Carlo simulation)产生。针对蒙特卡罗模拟的技术在本领域众所周知。5-棒总燃烧时间的正态分布曲线可使用模拟的1000组的平均值和标准偏差产生。因此，P总＜＝mtbt可从针对总≤最大总燃烧时间的一组1000蒙特卡罗模拟的5-棒总燃烧时间的对数正态分布曲线下面积来测定。针对UL-94 V0等级，最大总燃烧时间是50秒。针对VI或V2等级，最大总燃烧时间是250秒。
FOT2是10棒的平均火焰时间t2。
原料
下面的实施例中的组合物根据表1中描述的组分来制备。测试掺合的聚碳酸酯和/或聚酯组合物的性能，具有和没有如下面所描述的聚合物相容剂的添加。
表1-
如下面所示，表2-10显示具有各种配方和性质的各种比较实施例(例如，Comp 1A、Comp 1B、Comp 1C……Comp 1I)和工作实施例(例如，Work 1A、Work 2A……Work 1I)。
表2
实施例组A
根据上面描述的程序制备六个参考样品(比较实施例1A至比较实施例6A，显示为Comp 1A、Comp 2A、Comp 3A、Comp 4A、Comp 5A、Comp 6A)和九个工作样品(工作实施例1A至工作实施例9A、显示为Work 1A、Work 2A、Work 3A、Work 4A、Work 5A、Work 6A、Work 7、Work 8、Work 9)。这些样品的配方显示在表2中。表2也显示具有和没有聚合物(例如，共聚物)相容剂组分添加而测试的聚碳酸酯掺合物复合物的性能结果。
比较实施例1A(没有缩水甘油基聚乙烯共聚物或马来酸酐-MAH接枝的聚乙烯共聚物相容剂)具有在52焦耳每米(J/m)的NII和完全地脆性破坏类型。比较实施例2A(具有苯乙烯马来酸酐)、比较实施例3A(具有乙烯-EGMA共聚物)、比较实施例4A(具有共聚物POE)、比较实施例5A(具有共聚物EPDM)、和比较实施例6A(具有共聚物EMAGMA)具有与比较实施例1A相比稍微改良的NII。工作实施例1A-9A(具有马来酸酐或缩水甘油基接枝聚乙烯共聚物——由CC1-CC9表示)具有被显著改良到至少大于100J/m的缺口Izod冲击和无缺口Izod冲击。
针对其中具有较高马来酸酐含量聚乙烯共聚物相容剂的工作实施例6A-9A，缺口和无缺口Izod冲击性能被改良。
工作实施例1A具有比比较实施例6A更好的NII性能。这些结果表明马来酸酐接枝相容剂比缩水甘油基接枝相容剂更多地改良冲击性能，和进一步指出马来酸酐型共聚物在该配方中是优选的接枝物。与低马来酸酐含量聚乙烯共聚物相比高马来酸酐含量聚乙烯共聚物的添加提供掺合的聚碳酸酯组合物的冲击性能的更大改良(工作实施例6A和7A对工作实施例5A)。虽然高和低马来酸酐含量均产生改良的冲击性能，但是工作实施例6A和7A将NII性能增加至超过400J/m，而低马来酸酐含量工作实施例5A将性能增加到267J/m。
还发现共聚物相容剂组分的添加或增加减少掺合的聚碳酸酯组合物的熔体质量流动速率(MFR)性质(工作实施例6A和7A)。然而，工作实施例7A中的较高流动表明冲击性能增加时MFR可被保持。
通常，结果也表明在V0在1.0mm测定，阻燃剂(FR)性能可用聚合物相容剂保持(工作实施例1A-9A对比较实施例1A)。
然而，聚合物相容剂添加到掺合的聚碳酸酯组合物，弯曲模量减少(工作实施例1A-9A)。
表3
实施例组B
制备含有掺合的聚碳酸酯组合物的另外组合物。掺合的聚碳酸酯组合物的配方和它们的性能显示在表3中。实施例组B的掺合的聚碳酸酯组合物含有以总体组合物的不同百分比的共聚物相容剂MAH-g-EP(D)M，即0％、1％、2％、和5％。MAH-g-EP(D)M的添加改良掺合的聚碳酸酯组合物的冲击性能比在缺少共聚物相容剂时通过改性剂的添加获得的增加更大(工作实施例1B对比较实施例1B-2、1B-3；工作实施例2B对比较实施例2B-1、2B-2；工作实施例3B对比较实施例3B-1、3B-2)。共聚物相容剂的添加改良缺口Izod冲击和无缺口Izod冲击以及拉伸伸长，同时保持FR性能(工作实施例1B、2B、3B)。共聚物相容剂以1％和2％的较低的负荷添加也成功地将FR保持(工作实施例1B和2B)。
通常，冲击性能直接随着加入的共聚物相容剂的重量百分比而变化。共聚物相容剂MAH-g-EP(D)M以1％的添加将缺口Izod冲击显著增加到151J/m和100％延展性破坏类型(工作实施例1B)，而没有MAH-g-EP(D)M相容剂(比较实施例1B-1)，缺口Izod冲击是52J/m。
当掺合的聚碳酸酯组合物中PC-硅氧烷或S-2001冲击改性剂的量增加时，缺口Izod冲击没有显示相似的改良(比较实施例1B-2和1B-3)。冲击改性剂PC-硅氧烷增加到8％(比较实施例1B-2)或冲击改性剂S-2001增加到3.75％(比较实施例1B-3)没有显著增加冲击性能。
相容剂量增加到2％也产生冲击性能的显著改良。在2％的共聚物相容剂MAH-g-EP(D)M将冲击性能进一步改良到436J/m(工作实施例2B)。相似的PC-硅氧烷增加到13％(比较实施例2B-1)或S-2001增加到5％(比较实施例2B-2)分别将缺口Izod冲击改良到69.6J/m和75J/m。将MAH-g-EP(D)M共聚物相容剂增加到5％将缺口Izod冲击进一步改良到521J/m(工作实施例3B)。冲击改性剂的增加产生缺口Izod冲击性能的显著更小的改良。PC-硅氧烷增加到28％(比较实施例3B-1)或S-2001增加到8.75％(比较实施例3B-2)分别将缺口冲击改良到104J/m和329J/m。
增加的共聚物相容剂负荷也改良无缺口Izod冲击，效率比掺合的聚碳酸酯组合物中两种传统的冲击改性剂PC-硅氧烷共聚物和S-2001更高。在较低的共聚物相容剂负荷(工作实施例1B和2B)，FR被保持。共聚物相容剂MAH-g-EP(D)M的添加确实减少弯曲模量。通常，随着相容剂的量增加，弯曲模量趋于减少。在1％ MAH-g-EP(D)M负荷，弯曲模量减少12％而冲击性能(缺口Izod)从100％脆性破坏类型增加300％和100％延展性(工作实施例1B)。
表4
实施例组C
含有马来酸酐接枝的共聚物相容剂MAH-g-EP(D)M的掺合的聚碳酸酯组合物的机械性质通过比较MAH接枝相容剂和增加阻燃剂和填充剂的量用于高模量的样品而被进一步评价。阻燃剂增加到11％并且用于该实施例组的填充剂是以25％的滑石HST。ABS和丙烯酸酯-硅酮材料用作冲击改性剂。掺合的聚碳酸酯组合物的配方和它们的性能显示在表4中。
没有马来酸酐接枝的相容剂MAH-g-EP(D)M，缺口Izod冲击是34.7J/m(比较实施例1C-1)。在1％ MAH相容剂，缺口Izod增加到53.2J/m(工作实施例1C)。引人注目地，在缺少MAH相容剂时，冲击改性剂S-2001从1.2％到2.45％的增加将缺口Izod冲击改良到40.9J/m(比较实施例1C-2)。
对于无缺口Izod冲击也看到相同的趋势。在缺少MAH-g-EP(D)M相容剂时(比较实施例1C-1)，无缺口Izod冲击是579J/m和完全脆性破坏类型。在1％ MAH-g-EPDM(工作实施例1C)，无缺口Izod冲击增加到1020J/m和100％延展性。当只有冲击改性剂S-2001增加到2.45％时，无缺口Izod冲击改良到746J/m(比较实施例1C-2)。
MAH相容剂的更大有效性在与在缺少MAH相容剂时具有增加的S-2001冲击改性剂的相同的聚碳酸酯组合物相比冲击性能的显著增加中看到。在2％ MAH-g-EP(D)M负荷(工作实施例2C)，缺口Izod冲击改良到75.5J/m。S-2001从1.2％到3.7％的增加将缺口Izod冲击改良到49.1J/m(比较实施例2C-1)。针对无缺口Izod冲击性能出现相似的趋势。没有MAH-g-EP(D)M相容剂(比较实施例1C)，无缺口Izod冲击是579J/m和完全脆性破坏类型。MAH-g-EP(D)M相容剂以2％的添加(工作实施例2C)将无缺口Izod冲击增加到1630J/m和100％延展性。当冲击改性剂S-2001从1.2％增加到3.7％时，无缺口Izod冲击改良到810J/m和80％延展性(比较实施例2C-1)。
通常，结果表明MAH-g-EP(D)M增加比一般冲击改性剂的显著增加产生冲击性能更大的改良。该趋势在MAI方面也观察到。
阻燃性随着增加的MAH-g-EP(D)M也被保持(工作实施例1C和2C)，其中MAH-g-EP(D)M从1％增加到2％，保持与在缺少MAH-g-EP(D)M共聚物相容剂时相同的掺合的聚碳酸酯组合物(比较实施例1C)的性能接近的FR。
与其它实施例一致，当MAH-g-EP(D)M的量增加时，MFR和弯曲模量减少。公差取决于应用。
表5
实施例组D
制备实施例以进一步评价在不同MAH相容剂量和具有冲击改性剂MBS时的机械性质和FR性能。制备的热塑性聚合物掺合物的配方显示在表5中。针对热塑性聚合物掺合物组合物评价的性能性质也显示在表5中。阻燃剂增加到12％和用于该实施例组的填充剂是在20％的滑石HST。冲击改性剂是EXL和MBS。如与在缺少MAH相容剂时相同的掺合的聚合物组合物相比，MAH相容剂的添加比两种冲击改性剂组分的增加更大量地增加冲击性能。
没有MAH相容剂(比较实施例1D-1)，在23℃的缺口Izod冲击是45.5J/m。在1％MAH-g-EP(D)M相容剂时，缺口Izod冲击改良到69.4J/m(工作实施例1D)。当在缺少MAH-g-EP(D)M相容剂，EXL从3％增加到8％时(比较实施例1D-2)，缺口Izod改良到55.1J/m。相似地，MBS从3％到4.25％的增加，缺口Izod冲击增加到54.4J/m(比较实施例2D-2)。
当相容剂的百分比增加时，冲击性能增加。在2％ MAH-g-EP(D)M(工作实施例2D)，缺口Izod冲击改良到85.8J/m。EXL或MBS百分比的增加在将冲击性能增加到相同程度方面没有那么有效(工作实施例2D对比较实施例2D-1和比较实施例2D-2)。缺口IZOD冲击在EXL从3％增加到13％的情况下改良到64.3J/m(比较实施例2D-1)，以及在MBS从3％增加到5.5％的情况下改良到65.5J/m(比较实施例2D-2)。相同的趋势在0℃的缺口IZOD冲击和在23℃和0℃的无缺口IZOD冲击中观察到。
关于掺合的聚碳酸酯组合物的其它性质，FR性能保持在在1.2mm的V0。与其它实施例组一致，MFR和弯曲模量随着MAH-g-EP(D)M的添加而减少(工作实施例1D-2)。
表6
实施例组E
制备实施例以进一步评价在不同MAH相容剂量和具有不同冲击改性剂MBS和ABS时的机械性质和FR性能。制备的掺合的聚碳酸酯组合物的配方显示在表6中。针对掺合的聚碳酸酯组合物评价的性能性质也显示在表6中。冲击改性剂MBS或ABS独立地使用。MAH-g-EP(D)M相容剂的添加以比在缺少MAH相容剂时具有冲击改性剂MBS或ABS的相同的组合物更大程度地改良掺合的聚碳酸酯组合物中的冲击性能。
没有MAH-g-EP(D)M(比较实施例1E-1)，在23℃的缺口Izod冲击是39.4J/m。在1％MAH相容剂时，缺口冲击改良到60J/m(工作实施例1E)。当MBS从3％增加到4.25％，缺口Izod冲击稍微改良到43J/m(比较实施例1E-2)。在2％ MAH相容剂(工作实施例2E)添加组合物，缺口Izod增加到93.8J/m。当MBS从3％增加到5.5％时，缺口Izod冲击改良到50.3J/m(比较实施例2E)。
结果指出针对在23℃和0℃的无缺口Izod冲击的相似的趋势。在1％或2％ MAH-g-EP(D)M相容剂(工作实施例1E-4E)，无缺口Izod冲击也增加。
没有MAH-g-EP(D)M(比较实施例3E-1)，在23℃的缺口Izod冲击是37.1J/m。具有1％ MAH-g-EP(D)M负荷(工作实施例3E)，缺口IZOD冲击改良到69.7J/m。然而，如果MBS负荷从4.8％增加到6.8％，则缺口Izod冲击改良到41J/m(比较实施例3E-2)。在2％ MAH-g-EP(D)M(工作实施例4E)，缺口Izod冲击改良到86.5J/m。当冲击改性剂ABS从4.8％增加到8.8％时，缺口Izod冲击改良到47.7J/m(比较实施例4E)。针对在23℃和0℃的无缺口Izod冲击的结果也表明针对在1％或2％ MAH-g-EP(D)M的掺合的聚碳酸酯组合物的相似的改良。总的说来，这些结果显示通过MAH-g-EP(D)M的添加和负荷获得的改良的程度大于用MBS或ABS添加的显著增加所获得的改良的程度。另外，关于ABS添加，MAH-g-EP(D)M的增加产生比在缺少MAH相容剂时具有增加量ABS的相同组合物更大的延展性百分比和延展性/脆性转变温度的改良(工作实施例3E和4E对比较实施例3E-2和4E)。
MAH-g-EP(D)M样品的FR性能也高于MBS和ABS样品。MAH-g-EP(D)M的平均火焰时间短于MBS样品。与所有的结果一致，随着MAH-g-EP(D)M的添加，MFR和弯曲模量减少。公差取决于应用。
表7
实施例组F
制备另外的配方以表明具有和没有MAH-接枝共聚物相容剂的玻璃纤维填充聚碳酸酯组合物的性质。表7显示具有和没有MAH-g-EP(D)M的玻璃纤维填充PC组合物中的机械性质和FR性能。负荷(加载，load)BPADP以获得V0UL列表。负荷不同类型的玻璃纤维以获得高模量。EXL和S-2001组合用作冲击改性剂。
在415A-14C型玻璃纤维填充PC组合物中，没有MAH-g-EP(D)M(比较实施例1F)，在23℃的缺口Izod冲击是81.8J/m和完全脆性破坏类型。具有2％ MAH-g-EP(D)M负荷(工作实施例1F)，缺口Izod冲击改良到188J/m和100％延展性破坏类型。其它韧度指数、在0℃的NII、在23℃的无缺口IZOD冲击和拉伸断裂伸长也被改良。
在CSG 3PA-820扁平型玻璃原丝(glass strand)填充PC组合物中，没有MAH-g-EP(D)M(比较实施例2F)，在23℃的缺口Izod冲击是92.4J/m和完全脆性破坏类型。具有2％MAH-g-EP(D)M负荷(工作实施例2F)，缺口Izod冲击改良到199J/m和100％延展性破坏类型。其它韧度指数、在0℃的NII、在23℃的无缺口Izod冲击和拉伸断裂伸长也被改良。
在CSG 3PA-830扁平型玻璃原丝填充PC组合物中，没有MAH-g-EP(D)M(比较实施例3F)，在23℃的缺口Izod冲击是87.6J/m和完全脆性破坏类型。具有2％ MAH-g-EP(D)M负荷(工作实施例3F)，缺口Izod冲击改良到165J/m和100％延展性破坏类型。其它韧度指数、在0℃的NII、在23℃的无缺口Izod冲击和拉伸断裂伸长也被改良。
随着MAH-g-EP(D)M引入，MFR滴下，这与滑石填充PC掺合物中的行为相似。然而，在剪切速率1500s-1的熔体粘度也减少，这不同于滑石填充PC组合物中的行为。这指出MAH-g-EP(D)M可改良模塑中的实际流动性(通常在高剪切速率)同时改良冲击。
表8
实施例组G
表8显示玻璃纤维填充PBT/PC组合物中具有和没有MAH-g-EP(D)M的机械性质。一方面，负荷10％玻璃纤维以获得高模量。MAH-g-EP(D)M用作比较实施例1G和工作实施例1G中唯一的冲击改性剂，或在一些情况中，来自DOW的丙烯酸酯EXL3330也用作比较实施例2G和工作实施例2G中的冲击改性剂。
在比较实施例1G和工作实施例1G配方中，没有任何其它冲击改性剂。没有MAH-g-EP(D)M(比较实施例1G)，在23℃的缺口Izod冲击是40.2J/m。具有2％ MAH-g-EP(D)M负荷(工作实施例1G)，缺口Izod冲击改良到71.2J/m。没有MAH-g-EP(D)M(比较实施例1G)，在23℃的无缺口Izod冲击是1080J/m和20％延展性。具有2％ MAH-g-EP(D)M负荷(工作实施例1G)，缺口Izod冲击改良到1790J/m和100％延展性。
在比较实施例2G和工作实施例2G配方中，加入EXL3330作为冲击改性剂。没有MAH-g-EP(D)M(比较实施例2G)，在23℃的缺口Izod冲击是64.6J/m。具有2％ MAH-g-EP(D)M负荷(工作实施例2G)，缺口Izod冲击改良到109J/m。没有MAH-g-EP(D)M(比较实施例2G)，在23℃的无缺口Izod冲击是602J/m和0％延展性。具有2％ MAH-g-EP(D)M负荷(工作实施例2G)，缺口Izod冲击改良到2170J/m和100％延展性。
在PBT/PC掺合物中，与PC组合物中的结果相比，模量被保持。利用该技术，人们将期望获得具有改良的冲击同时保持模量和流动的PBT或PBT/PC材料。
表8显示没有任何FR的实施例，其指出该技术在非FR聚酯和/或聚碳酸酯组合物中起作用。
表9
实施例组H
表9显示粘土、粘土和滑石组合填充PC组合物、和滑石填充PC/PET组合物中具有和没有MAH-g-EP(D)M的机械性质。
在没有MAH-g-EP(D)M的20％粘土填充PC组合物中(比较实施例1H)，在23℃的缺口Izod冲击是72.6J/m和完全脆性破坏类型。具有2％ MAH-g-EP(D)M负荷(工作实施例1H)，缺口Izod冲击改良到234J/m和100％延展性破坏类型。其它韧度指数、在0℃的NII、在23℃的无缺口Izod冲击和拉伸断裂伸长也被改良。
在没有MAH-g-EP(D)M的10％粘土和10％细滑石组合填充PC组合物中(比较实施例2H)，在23℃的缺口Izod冲击是61J/m和完全脆性破坏类型。具有2％ MAH-g-EP(D)M负荷(工作实施例2H)，缺口Izod冲击改良到244J/m和100％延展性破坏类型。其它韧度指数、在0℃的NII、在23℃的无缺口Izod冲击和拉伸断裂伸长也被改良。
在没有MAH-g-EP(D)M的15％细滑石填充PC/PET组合物中(比较实施例3H)，在23℃的缺口Izod冲击是48J/m。具有2％ MAH-g-EP(D)M负荷(工作实施例3H)，缺口Izod冲击改良到82.9J/m。没有MAH-g-EP(D)M(比较实施例3H)，在23℃的无缺口Izod冲击是1280J/m和40％延展性。具有2％ MAH-g-EP(D)M负荷(工作实施例3H)，无缺口Izod冲击改良到2060J/m和100％延展性。其它韧度指数、在0℃的NII、在23℃的无缺口IZOD冲击和拉伸断裂伸长也被改良。
表10
实施例组I
表10显示具有更高玻璃纤维负荷的实施例配方，以及，这样的配方的机械性质和FR性能。
在具有丙烯酸酯型冲击改性剂和没有MAH-g-EP(D)M的20％GF填充PC组合物中(比较实施例1I)，在23℃的缺口Izod冲击是125J/m和完全脆性破坏类型。具有2％ MAH-g-EP(D)M负荷(工作实施例1I)，缺口Izod冲击改良到266J/m和100％延展性破坏类型。其它韧度指数、在0℃的NII、在23℃的无缺口IZOD冲击和拉伸断裂伸长也被大大改良。
在具有S-2001作为冲击改性剂和没有MAH-g-EP(D)M的40％ GF填充PC组合物中(比较实施例2I)，在23℃的缺口Izod冲击是114J/m。具有2％ MAH-g-EP(D)M负荷(工作实施例2I)，缺口Izod冲击改良到157J/m。其它韧度指数、在0℃的NII、在23℃的无缺口IZOD冲击和拉伸断裂伸长也被大大改良。
方面
本公开包括至少以下方面。
方面1：具有改良的冲击性能的掺合的聚合物组合物，包括：聚合物组分，其包括约0.1wt％至约90wt％的聚碳酸酯或约0.1wt％至约90wt％的聚酯、或二者的组合；以约2wt％至约50wt％的范围的量存在的填充剂组分；以约0.5wt％至约25wt％的范围的量存在的冲击改性剂；以约0.5wt％至约8wt％的范围的量存在的聚合物相容剂；其中所有组分的组合的重量百分比值不超过约100wt％，其中所有重量百分比值是基于所述组合物的总重量；和其中所述掺合的聚合物组合物显示与在缺少所述聚合物相容剂组分时基本上由大体上相同比例的相同的聚合物组分、相同的填充剂组分、和相同的冲击改性剂组成的参考组合物相比，更大的冲击性能。
方面2：方面1所述的掺合的聚合物组合物，其中所述聚合物组分包括约3wt％至约77wt％的聚碳酸酯。
方面3：方面1-2中任一个所述的掺合的聚合物组合物，其中所述聚合物组分包括约15wt％至约90wt％的聚酯。
方面4：方面1-3中任一个所述的掺合的聚合物组合物，其中所述聚合物组分包括双酚A聚碳酸酯聚合物。
方面5：方面1-4中任一个所述的掺合的聚合物组合物，其中所述聚合物组分包括至少两种不同的双酚A聚碳酸酯聚合物。
方面6：方面1-5中任一个所述的掺合的聚合物组合物，其中所述聚合物组分包括聚酯碳酸酯聚合物。
方面7：方面1-6中任一个所述的掺合的聚合物组合物，其中所述聚碳酸酯组分存在并且包括聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。
方面8：方面1-7中任一个所述的掺合的聚合物组合物，进一步包括以大于0％至约25wt％的范围的量存在的阻燃剂。
方面9：方面8所述的掺合的聚合物组合物，其中所述阻燃剂包括包含磷的有机化合物。
方面10：方面8所述的掺合的聚合物组合物，其中所述阻燃剂存在并且包括含有卤素的化合物。
方面11：方面1-10中任一个所述的掺合的聚合物组合物，其中所述填充剂组分包括无机化合物。
方面12：方面1-11中任一个所述的掺合的聚合物组合物，进一步包括大于0wt％至约1.5wt％的范围的量的稳定剂添加物。
方面13：方面12所述的掺合的聚合物组合物，其中所述稳定剂添加物包括抗氧化剂、热稳定剂、UV稳定剂、或其组合。
方面14：方面1-13中任一个所述的掺合的聚合物组合物，其中所述冲击改性剂组分包括弹性体改性的接枝共聚物。
方面15：方面14所述的掺合的聚合物组合物，其中所述冲击改性剂组分包括以下中的一种或多种：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物组分、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯组分、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯聚合物组分、本体聚合的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯丙烯腈接枝的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组分、或其任何组合。
方面16：方面14所述的掺合的聚合物组合物，其中所述冲击改性剂组分包括以下中的一种或多种：所述苯乙烯丙烯腈接枝的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组分、所述丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯组分、或所述苯乙烯-丙烯腈共聚物。
方面17：方面1-16中任一个所述的掺合的聚合物组合物，其中所述聚合物相容剂包括功能化的聚烯烃。
方面18：方面17所述的掺合的聚合物组合物，其中所述聚合物相容剂包括缩水甘油基接枝聚烯烃聚合物。
方面19：方面17所述的掺合的聚合物组合物，其中所述聚合物相容剂包括马来酸酐接枝聚乙烯共聚物。
方面20：方面19所述的掺合的聚合物组合物，其中所述马来酸酐接枝聚乙烯共聚物包括乙烯-丙烯聚合物、乙烯-丙烯-二烯烃三聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、或苯乙烯-乙烯/丁二烯-苯乙烯共聚物。
方面21：方面1-20中任一个所述的掺合的聚合物组合物，其中所述掺合的聚碳酸酯组合物显示大于在缺少聚合物相容剂时相同的参考聚合物掺合物组合物的缺口Izod冲击。
方面22：从方面1-21中任一个所述的掺合的聚合物组合物制备的物品。
方面23：方法，包括通过将以下掺合在一起而产生混合物：聚合物组分，其包括约0.1wt％至约90wt％的聚碳酸酯或约0.1wt％至约90wt％的聚酯、或二者的组合；以约2wt％至约50wt％的范围的量存在的填充剂组分；以约0.5wt％至约25wt％的范围的量存在的冲击改性剂组分；以约0.5wt％至约8wt％的范围的量存在的聚合物相容剂组分；其中所有组分的组合的重量百分比值不超过约100wt％，其中所有重量百分比值是基于所述混合物的总重量；和其中所述混合物显示与在缺少所述聚合物相容剂组分时基本上由大体上相同比例的相同的聚合物组分、相同的填充剂组分、和相同的冲击改性剂组成的参考组合物相比，更大的冲击性能。
方面24：方面23所述的方法，进一步包括将稳定剂添加物掺合进所述混合物。
方面25：方面24所述的方法，其中所述稳定剂添加物包括热稳定剂和UV稳定剂。
方面26：方面23所述的方法，进一步包括将抗滴落剂掺合进所述混合物。
方面27：方面26所述的方法，其中所述抗滴落剂包括原纤维形成或非原纤维形成化合物。
方面28：方面26所述的方法，其中所述抗滴落剂包括苯乙烯-丙烯腈共聚物。
方面29：方面23所述的方法，其中所述聚合物相容剂的存在对所述机械和物理性质基本上没有影响。
方面30：方面23所述的方法，其中在挤出过程期间将所述组分中的至少一个掺合进所述混合物。
提出以下实施例以提供给本领域技术人员如何制备和评价本文公开和要求保护的方法、装置和系统的完全公开和描述，并且实施例意欲是纯粹示例性的并且不意欲限制本公开。已经做出了努力以保证关于数字(例如，量、温度等)的准确度，但是一些误差和偏差应被说明。除非另外指出，份是按重量计的份，温度是以摄氏度(℃)为单位或在环境温度，和压力是在或接近大气的。
本公开的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实施例。如果这样的其它实施例具有不与权利要求的文字语言不同的结构元件，或如果这样的其它实施例包括相等的结构元件，该结构元件具有与权利要求的文字语言的无实质的差异，则这样的其它实施例意欲处于权利要求的范围内。

Claims (20)

1.具有改良的冲击性能的掺合的聚合物组合物，包括：
a)聚合物组分，包括约0.1wt％至约90wt％的聚碳酸酯或约0.1wt％至约90wt％的聚酯、或二者的组合；
b)以约2wt％至约50wt％的范围的量存在的填充剂组分；
c)以约0.5wt％至约25wt％的范围的量存在的冲击改性剂；
d)以约0.5wt％至约8wt％的范围的量存在的聚合物相容剂；
其中所有组分的组合的重量百分比值不超过约100wt％，其中所有重量百分比值是基于所述组合物的总重量；和
其中所述掺合的聚合物组合物显示与在缺少所述聚合物相容剂组分时基本上由大体上相同比例的相同的聚合物组分、相同的填充剂组分、和相同的冲击改性剂组成的参考组合物相比，更大的冲击性能。
2.权利要求1所述的掺合的聚合物组合物，其中所述聚合物组分包括约3wt％至约77wt％的聚碳酸酯。
3.权利要求1-2中任一项所述的掺合的聚合物组合物，其中所述聚合物组分包括约15wt％至约90wt％的聚酯。
4.权利要求1-3中任一项所述的掺合的聚合物组合物，其中所述聚合物组分包括双酚A聚碳酸酯聚合物。
5.权利要求1-4中任一项所述的掺合的聚合物组合物，其中所述聚合物组分包括聚酯碳酸酯聚合物。
6.权利要求1-5中任一项所述的掺合的聚合物组合物，其中所述聚碳酸酯组分存在并且包括聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。
7.权利要求1-6中任一项所述的掺合的聚合物组合物，进一步包括以大于0wt％至约25wt％的范围的量存在的阻燃剂。
8.权利要求1-7中任一项所述的掺合的聚合物组合物，其中所述填充剂组分包括无机化合物。
9.权利要求1-8中任一项所述的掺合的聚合物组合物，进一步包括以大于0wt％至约1.5wt％的范围的量存在的稳定剂添加物。
10.权利要求1-9中任一项所述的掺合的聚合物组合物，其中所述冲击改性剂组分包括弹性体改性的接枝共聚物。
11.权利要求1-10中任一项所述的掺合的聚合物组合物，其中所述聚合物相容剂包括功能化的聚烯烃。
12.权利要求1-11中任一项所述的掺合的聚合物组合物，其中所述聚合物相容剂包括缩水甘油基接枝聚烯烃聚合物。
13.权利要求11所述的掺合的聚合物组合物，其中所述聚合物相容剂包括马来酸酐接枝聚乙烯共聚物。
14.权利要求1-13中任一项所述的掺合的聚合物组合物，其中所述掺合的聚碳酸酯组合物显示大于在缺少所述聚合物相容剂时相同的参考聚合物掺合物组合物的缺口Izod冲击。
15.从权利要求1-14中任一项所述的掺合的聚合物组合物制备的物品。
16.方法，包括通过将以下掺合在一起而产生混合物：
a)聚合物组分，包括约0.1wt％至约90wt％的聚碳酸酯或约0.1wt％至约90wt％的聚酯、或二者的组合；
b)以约2wt％至约50wt％的范围的量存在的填充剂组分；
c)以约0.5wt％至约25wt％的范围的量存在的冲击改性剂组分；
d)以约0.5wt％至约8wt％的范围的量存在的聚合物相容剂组分；
其中所有组分的组合的重量百分比值不超过约100wt％，其中所有重量百分比值是基于所述混合物的总重量；和
其中所述混合物显示与在缺少所述聚合物相容剂组分时基本上由大体上相同比例的相同的聚合物组分、相同的填充剂组分、和相同的冲击改性剂组成的参考组合物相比，更大的冲击性能。
17.权利要求16所述的方法，进一步包括将稳定剂添加物掺合进所述混合物。
18.权利要求16-17中任一项所述的方法，进一步包括将抗滴落剂掺合进所述混合物。
19.权利要求16-18中任一项所述的方法，其中所述聚合物相容剂的存在对所述机械和物理性质基本上没有影响。
20.权利要求16-19中任一项所述的方法，其中在挤出过程期间将所述组分中的至少一个掺合进所述混合物。
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