CN107207846B - 具有改善的流变和光学性质的包含双甘油酯的共聚碳酸酯组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包含双甘油酯的共聚碳酸酯组合物,其具有改善的流变和光学性质;其用于制备共混物、模制品的用途以及由其获得的模制品。
Description
本发明涉及包含双甘油羧酸酯的共聚碳酸酯组合物,其具有改善的流变和光学性质;其用于制备共混物、模制品的用途以及由其获得的模制品。
共聚碳酸酯属于工业热塑性塑料之一。它们在电气-和电子领域中得到广泛的应用,作为灯的外壳材料以及需要特定热学和机械性质的应用,例如吹风机,汽车领域中的应用,塑料盖,反射器,扩散器或光导元件,以及灯罩或灯座(bezels)。这些共聚碳酸酯可以用作其它热塑性塑料的共混物成分。
在这些组合物中,实际上总是一定需要好的热学和机械性质如高的维卡温度(耐热变形性)和玻璃化温度。然而,高的玻璃化温度和耐热变形性同时也导致相对较高的熔融粘度,这进而对例如注塑的可加工性产生负面影响。
(共)聚碳酸酯组合物/(共)PC共混物的流动性可以通过添加低分子量化合物而增加。然而,由于这类物质同时作为增塑剂,所以它们降低聚合物基质的耐热变形性和玻璃化温度。这进而是不希望的,因为由此降低了材料的温度使用范围。
DE 102004020673描述了具有改进的流动性的、基于具有醚/硫醚键的双酚的共聚碳酸酯。
DE 3918406公开了用于光学数据存储装置的基于特定聚碳酸酯与弹性体或其它热塑性塑料的共混物,以及其在光学应用中的用途,特别是诸如光盘的光学数据存储装置。
EP 0 953 605描述了具有改进的流动特性的线性聚碳酸酯组合物,其特征在于环状低聚碳酸酯大量地,例如0.5%至4%添加,并且在285℃下在线性BPA聚碳酸酯的基质中通过双螺杆挤出机均化。在此,流动性随着环状低聚碳酸酯的量的增加而增加。然而,玻璃化温度同时明显降低,因此耐热变形性明显降低。在具有相对较高的耐热变形性的(共)聚碳酸酯组合物的工业应用中,这是不希望的。该缺点必须通过使用较大量的昂贵的共双酚(Cobisphenol)来补偿。
改善流动性的常规方法是使用BDP(双酚A-二磷酸酯),其用量最多大于10重量%以获得期望的效果。然而,由此导致耐热变形性的非常严重的降低。
关于透明抗静电组合物提及了双甘油酯,例如在JP2011108435A、JP2010150457A、JP2010150458A中。JP2009292962A描述了具有至少20个碳原子的酯的具体实施方案。JP2011256359A描述了使用双甘油酯的阻燃的、UV稳定的、抗静电的组合物。
因此,本发明的目的是提供包含芳族聚碳酸酯组合物的组合物,其表现出改善的流动性,同时耐热变形性几乎保持不变。
然而,本领域技术人员在现有技术中找不到任何启示,如何能够在预定/限定的耐热变形性的情况下可以改善(共)聚碳酸酯组合物/PC共混物的流动性。特别地,没有关于羧酸与双甘油的酯在小于5重量%的浓度范围内对流变和光学性质的影响的提示。
令人惊奇地发现,当包含特定量的羧酸与双甘油的酯时,由特定的(高-Tg)共聚碳酸酯(组分A;Tg:玻璃化转变温度)与另外的(共)聚碳酸酯(组分B)构成的组合物总是表现出改善的流动性。在此,耐热变形性(维卡温度)几乎保持不变。
所描述的新型性质组合是注塑/挤出构件的机械和热学性质的重要标准。由根据本发明的共聚碳酸酯组合物制造的注塑件或挤出物具有显着改善的流动性质,而不会降低热学性质。
因此,本发明提供共聚碳酸酯组合物,其包含
A) 67.0至99.95重量%的至少一种共聚碳酸酯,其包含选自通式(1a)、(1b)、(1c)和(1d)的结构单元的单体单元:
其中
R1 表示氢或C1-C4-烷基,优选氢,
R2 表示C1-C4-烷基,优选甲基,
n 表示0、1、2或3,优选3,和
R3 表示C1-C4-烷基、芳烷基或芳基,优选甲基或苯基,非常特别优选甲基,
或
67.0至99.95重量%的所述一种或多种共聚碳酸酯和包含一种或多种通式(2)的单体单元的至少一种其它的均-或共聚碳酸酯的共混物:
其中
R4 表示H、直链或支化的C1-C10 烷基,优选直链或支化的C1-C6 烷基,特别优选直链或支化的C1-C4 烷基,非常特别优选H或C1-烷基(甲基),和
R5 表示直链或支化的C1-C10 烷基,优选直链或支化的C1-C6 烷基,特别优选直链或支化的C1-C4 烷基,非常特别优选C1-烷基(甲基);
其中任选存在的其它均-或共聚碳酸酯不具有式(1a)、(1b)、(1c)和(1d)的单体单元;
B) 0.05至3.0重量%的至少一种双甘油酯;和
C) 0至30.0重量%的一种或多种添加剂和/或填料。
定义
C1-C4-烷基在本发明中表示例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基,C1-C6-烷基还表示例如正戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、新戊基、1-乙基丙基、环己基、环戊基、正己基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1,1,2-三甲基丙基、1,2,2-三甲基丙基、1-乙基-1-甲基丙基、1-乙基-2-甲基丙基或1-乙基-2-甲基丙基,C1-C10-烷基还表示例如正庚基和正辛基、频哪基(Pinakyl)、金刚烷基、异构的薄荷基、正壬基、正癸基,C1-C34-烷基还表示例如正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十六烷基或正十八烷基。同样适用于例如在芳烷基/烷基芳基、烷基苯基或烷基羰基中的相应烷基。在相应的羟基烷基或芳烷基/烷基芳基中的烷撑基/亚烷基表示例如对应于上述烷基的烷撑基/亚烷基。
芳基表示具有6至34个骨架碳原子的碳环的、芳族的基团。同样适用于芳基烷基(也称为芳烷基)的芳族部分,以及适用于更复杂基团,例如芳基羰基的芳基成分。
C6-C34-芳基的实例是苯基,邻-、对-、间-甲苯基,萘基,菲基,蒽基或芴基。
芳基烷基/芳烷基分别独立地表示按照上述定义的直链的、环状的、支化或未支化的烷基,其可以单重、多重或完全地被按照上述定义的芳基取代。
上述列举是示例性的,不可以理解为限定性的。
在本发明中,除非另外说明,ppb和ppm理解为重量份。
在本发明中,除非明确地另外说明,给出的组分A、B和C的重量%分别基于所述组合物的总重量。所述组合物除了组分A、B和C还可以包含其它组分。在一个优选的实施方案中,所述组合物由组分A、B和任选的C组成。
组分A
本发明的共聚碳酸酯组合物包含作为组分A的67.0至99.95重量%的含有一种或多种式(1a)、(1b)、(1c)和(1d)的单体单元的共聚碳酸酯或者含有一种或多种式(1a)、(1b)、(1c)和(1d)的单体单元的所述共聚碳酸酯与包含一种或多种通式(2)的单体单元的一种其它的均-或共聚碳酸酯的共混物。
优选地,在所述组合物中的组分A的量为70.0至99.0重量%,优选80.0至99.0重量%和特别优选85.0至98.5重量%,分别基于所述组合物的总重量。
在一个优选的实施方案中,在所述组合物中的含有一种或多种通式(1a)、(1b)、(1c)和(1d)的单体单元的共聚碳酸酯的量为至少50重量%,特别优选至少60重量%,非常特别优选至少75重量%。
一种或多种通式(1a)的单体单元通过一种或多种通式(1a')的相应二酚而引入:
其中
R1 表示氢或C1-C4-烷基,优选氢,
R2 表示C1-C4-烷基,优选甲基,和
n 表示0、1、2或3,优选3。
本发明待使用的式(1a')的二酚及其在均聚碳酸酯中的应用例如在DE 3918406中已知。
特别优选式(1a'')的1,1-双-(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷 (双酚TMC):
一种或多种通式(1b)、(1c)和(1d)的单体单元通过一种或多种通式(1b')、(1c')和(1d')的相应二酚而引入:
其中R3 表示C1-C4-烷基、芳烷基或芳基,优选甲基或苯基,非常特别优选甲基。
除了一种或多种式(1a)、(1b)、(1c)和(1d)的单体单元,组分A的共聚碳酸酯中还可以包含一种或多种式(3)的单体单元:
其中
R6和R7 彼此独立地表示H、C1-C18-烷基-、C1-C18-烷氧基、卤素例如Cl或Br或者分别任选取代的芳基或芳烷基,优选H或C1-C12-烷基,特别优选H或C1-C8-烷基和非常特别优选H或甲基,和
Y 表示单键、-SO2-、-CO-、-O-、-S-、C1-C6-烷撑基或C2-C5-烷叉基,还表示C6-C12-亚芳基,其可以任选地与另外的包含杂原子的芳族环稠合。
一种或多种通式(3)的单体单元通过一种或多种通式(3a)的相应二酚而引入:
其中R6、R7和Y 分别具有已经与式(3)相关提及的含义。
除了式(1a')、(1b')、(1c')和(1d')的二酚之外还可以使用的式(3a)的二酚的实例包括氢醌、雷琐酚、二羟基联苯、双-(羟苯基)-烷烃、双-(羟苯基)-硫醚、双-(羟苯基)-醚、双-(羟苯基)-酮、双-(羟苯基)-砜、双-(羟苯基)-亚砜、α,α'-双-(羟苯基)-二异丙基苯,以及其环烷基化的和环卤化的化合物,还有α,ω- 双-(羟苯基)-聚硅氧烷。
优选的式(3a)的二酚是例如4,4'-二羟基联苯 (DOD)、4,4'-二羟基联苯醚 (DOD醚)、2,2-双-(4-羟苯基)-丙烷 (双酚A)、2,4-双-(4-羟苯基)-2-甲基丁烷、1,1-双-(4-羟苯基)-1-苯基乙烷、1,1-双[2-(4-羟苯基)-2-丙基]-苯、1,3-双[2-(4-羟苯基)-2-丙基]-苯 (双酚M)、2,2-双-(3-甲基-4-羟苯基)-丙烷、2,2-双-(3-氯-4-羟苯基)-丙烷、双-(3,5-二甲基-4-羟苯基)-甲烷、2,2-双-(3,5-二甲基-4-羟苯基)-丙烷、双-(3,5-二甲基-4-羟苯基)-砜、2,4-双-(3,5-二甲基-4-羟苯基)-2-甲基丁烷、2,2-双-(3,5-二氯-4-羟苯基)-丙烷和2,2-双-(3,5-二溴-4-羟苯基)-丙烷。
特别优选的二酚是例如2,2-双-(4-羟苯基)-丙烷 (双酚A)、4,4'-二羟基联苯(DOD)、4,4'-二羟基联苯醚 (DOD醚)、1,3-双[2-(4-羟苯基)-2-丙基]-苯 (双酚M)、2,2-双-(3,5-二甲基-4-羟苯基)-丙烷、1,1-双-(4-羟苯基)-1-苯基乙烷、2,2-双-(3,5-二氯-4-羟苯基)-丙烷和2,2-双-(3,5-二溴-4-羟苯基)-丙烷。
非常特别优选通式(3b)的化合物,
其中R8 表示H、直链或支化的C1-C10-烷基,优选直链或支化的C1-C6-烷基,特别优选直链或支化的C1-C4-烷基,非常特别优选H或C1-烷基(甲基),和
其中R9 表示直链或支化的C1-C10-烷基,优选直链或支化的C1-C6-烷基,特别优选直链或支化的C1-C4-烷基,非常特别优选C1-烷基(甲基)。
在此,特别是二酚 (3c) 是非常特别优选的。
通式(3a)的二酚可以单独地或相互混合地使用。所述二酚是文献中已知的或可以根据文献中已知的方法制备 (参见例如H. J. Buysch等, Ullmann's Encyclopedia ofIndustrial Chemistry, VCH, New York 1991, 第5版, 19卷, 第348页)。
在所述共聚碳酸酯中的式(1a)、(1b)、(1c)和(1d)的单体单元的总含量为优选0.1-88 摩尔%,特别优选1-86 摩尔%,非常特别优选5-84 摩尔%和特别是10-82 摩尔% (基于所使用的二酚的摩尔总和计)。
在本发明组合物的一个优选实施方案中,根据组分A的共聚碳酸酯的二酚根单元(Diphenlateinheit)衍生自具有上述式(1a'')和(3a)的一般结构的单体。
在本发明组合物的另一个优选实施方案中,根据组分A的共聚碳酸酯的二酚根单元衍生自具有上述式(3a)和(1b')、(1c')和/或(1d')的一般结构的单体。
所述共聚碳酸酯组合物的共聚碳酸酯组分可以以嵌段-和无规共聚碳酸酯的形式存在。特别优选无规共聚碳酸酯。
在所述共聚碳酸酯中的二酚根单体单元的出现频率由所使用的二酚的摩尔比得出。
任选存在的组分A的均-或共聚碳酸酯包含一种或多种通式(2)的单体单元。该单元通过通式(2a)的二酚而引入:
其中R4 表示H、直链或支化的C1-C10-烷基,优选直链或支化的C1-C6-烷基,特别优选直链或支化的C1-C4-烷基,非常特别优选H或C1-烷基(甲基),和
其中R5 表示直链或支化的C1-C10-烷基,优选直链或支化的C1-C6-烷基,特别优选直链或支化的C1-C4-烷基,非常特别优选C1-烷基(甲基)。
在此,特别是二酚 (3c) 是非常特别优选的。
除了一种或多种通式(2)的单体单元,还可以包含一种或多种式(3)的单体单元,其正如已经对于组分A所描述的。
如果作为组分A存在的是共混物,则其优选包含基于双酚A的均聚碳酸酯。
制备方法
在本发明组合物中作为组分A优选使用的均-或共聚碳酸酯 (下文也统称为(共)聚碳酸酯),包括(共)聚酯碳酸酯的优选制备方法是相界面法和熔融酯交换法。
为了根据相界面法获得高分子量的(共)聚碳酸酯,在两相混合物中使二酚的碱金属盐与光气反应。分子量可以通过单酚的量控制,单酚起到链终止剂的作用,其例如是苯酚、叔丁基苯酚或枯烯基苯酚,特别优选苯酚、叔丁基苯酚。在该反应中,实际上仅仅生成线性聚合物。这可以通过端基分析证实。通过有针对性地使用所谓的支化剂,通常为多羟基化的化合物,也可以获得支化的聚碳酸酯。
作为支化剂,可以使用少量的,优选基于所使用的二酚的摩尔的0.05-5 摩尔%,特别优选0.1-3 摩尔%,非常特别优选0.1-2 摩尔%的量的三官能化合物,例如靛红双甲酚(IBK)或间苯三酚、4,6-二甲基-2,4,6-三-(4-羟苯基)-庚-2-烯; 4,6-二甲基-2,4,6-三-(4-羟苯基)-庚烷; 1,3,5-三-(4-羟苯基)-苯; 1,1,1-三-(4-羟苯基)-乙烷 (THPE); 三-(4-羟苯基)-苯基甲烷; 2,2-双-[4,4-双-(4-羟苯基)-环己基]-丙烷; 2,4-双-(4-羟苯基-异丙基)-苯酚; 2,6-双-(2-羟基-5'-甲基-苯甲基)-4-甲基苯酚; 2-(4-羟苯基)-2-(2,4-二羟苯基)-丙烷; 六-(4-(4-羟苯基-异丙基)-苯基) 原(ortho)对苯二甲酸酯; 四(4-羟苯基)-甲烷; 四(4-(4-羟苯基-异丙基)-苯氧基)-甲烷; α,α',α''-三-(4-羟苯基)-1,3,5-三异丙基苯; 2,4-二羟基苯甲酸; 均苯三酸; 氰尿酰氯; 3,3-双-(3-甲基-4-羟苯基)-2-氧代-2,3-二氢吲哚; 1,4-双-(4',4''-二羟基三苯基)-甲基)-苯和特别是1,1,1-三-(4-羟苯基)-乙烷 (THPE)和双-(3-甲基-4-羟苯基)-2-氧代-2,3-二氢吲哚。优选使用靛红双甲酚和1,1,1-三-(4-羟苯基)-乙烷 (THPE)和双-(3-甲基-4-羟苯基)-2-氧代-2,3-二氢吲哚作为支化剂。
通过使用这些支化剂得到支化的结构。所获得的长链支化通常导致所得到的聚碳酸酯的流变性质,其表现在相比于直链类型的结构粘度。
待使用的链终止剂的量为优选0.5 摩尔%至10 摩尔%,优选1 摩尔%至8 摩尔%,特别优选2 摩尔%至6 摩尔%,基于分别使用的二酚的摩尔计。链终止剂的添加可以在光气化之前、过程中或之后进行,优选以在二氯甲烷和氯苯的溶剂混合物中的溶液 (8-15重量%)的形式。
为了根据熔融酯交换法获得高分子量的(共)聚碳酸酯,使二酚与碳酸二酯,通常为碳酸二苯酯在催化剂如碱金属盐、铵-或鏻化合物的存在下在熔体中反应。
所述熔融酯交换法例如描述在Encyclopedia of Polymer Science, 第10卷(1969)、Chemistry and Physics of Polycarbonates, Polymer Reviews, H. Schnell,第9卷, John Wiley and Sons, Inc. (1964) 和DE-C 10 31 512中。
在熔融酯交换法中,使式(2a)和任选的(1a)的二酚与碳酸二酯借助合适的催化剂和任选的其它添加物质在熔体中反应。
在本发明中的碳酸二酯是式(4)和(5)的那些
其中
R、R'和R''可以彼此独立地表示H、任选支化的C1-C34-烷基/环烷基、C7-C34-烷芳基或C6-C34-芳基,
例如
碳酸二苯酯、丁基苯基-苯基碳酸酯、二(丁基苯基)碳酸酯、异丁基苯基-苯基碳酸酯、二(异丁基苯基)碳酸酯、叔丁基苯基-苯基碳酸酯、二(叔丁基苯基)碳酸酯、正戊基苯基-苯基碳酸酯、二(正戊基苯基)碳酸酯、正己基苯基-苯基碳酸酯、二(正己基苯基)碳酸酯、环己基苯基-苯基碳酸酯、二(环己基苯基)碳酸酯、苯基苯酚-苯基碳酸酯、二(苯基苯酚)碳酸酯、异辛基苯基-苯基碳酸酯、二(异辛基苯基)碳酸酯、正壬基苯基-苯基碳酸酯、二(正壬基苯基)碳酸酯、枯烯基苯基-苯基碳酸酯、二(枯烯基苯基)碳酸酯、萘基苯基-苯基碳酸酯、二(萘基苯基)碳酸酯、二-叔丁基苯基-苯基碳酸酯、二(二-叔丁基苯基)碳酸酯、二枯烯基苯基-苯基碳酸酯、二(二枯烯基苯基)碳酸酯、4-苯氧基苯基-苯基碳酸酯、二(4-苯氧基苯基)碳酸酯、3-十五烷基苯基-苯基碳酸酯、二-(3-十五烷基苯基)碳酸酯、三苯甲基苯基-苯基碳酸酯、二(三苯甲基苯基)碳酸酯,
优选碳酸二苯酯、叔丁基苯基-苯基碳酸酯、二-(叔丁基苯基)碳酸酯、苯基苯酚-苯基碳酸酯、二(苯基苯酚)碳酸酯、枯烯基苯基-苯基碳酸酯、二(枯烯基苯基)碳酸酯,特别优选碳酸二苯酯。
也可以使用上述碳酸二酯的混合物。
碳酸酯的含量为100至130 摩尔%,优选103至120 摩尔%,特别优选103至109 摩尔%,基于所述一种或多种二酚计。
在熔融酯交换法中使用的催化剂是如在所述文献中描述的碱性催化剂例如碱金属-和碱土金属-氢氧化物和-氧化物,以及铵盐或鏻盐,下文也称为鎓盐。优选使用鎓盐,特别优选鏻盐。在本发明中的鏻盐是下面通式(6)的那些:
其中
R9-12可以是相同或不同的C1-C10-烷基、C6-C10-芳基、C7-C10-芳烷基或C5-C6-环烷基,优选甲基或C6-C14-芳基,特别优选甲基或苯基,和
X'-可以是阴离子例如氢氧根离子、硫酸根离子、硫酸氢根离子、碳酸氢根离子、碳酸根离子、卤素离子,优选氯离子,或式OR17的醇根负离子,其中R17可以是C6-C14-芳基或C7-C12-芳烷基,优选苯基。
优选的催化剂是四苯基氯化鏻、四苯基氢氧化鏻、四苯基鏻苯酚盐,特别优选四苯基鏻苯酚盐。
所述催化剂的使用量为优选10-8至10-3 mol,特别优选10-7至10-4 mol,基于每摩尔二酚。
其它催化剂可以单独地或任选除了鎓盐之外额外地使用,从而提高聚合速率。它们包括碱金属和碱土金属的盐,例如锂、钠和钾的氢氧化物、醇盐和酚盐(Aryloxide),优选钠的氢氧化物、醇盐或酚盐。最优选氢氧化钠和苯酚钠。助催化剂的量可以为1至200 ppb,优选5至150 ppb和最优选10至125 ppb,分别以钠计算。
催化剂的添加在溶液中进行,以避免计量加入过程中有害的过高浓度。溶剂是体系和工艺固有的化合物,例如二酚、碳酸二酯或单羟基芳基化合物。特别优选单羟基芳基化合物,因为本领域技术人员熟悉的是,即使在温和升高的温度下,特别是在催化剂的作用下,二酚和碳酸二酯也容易发生变化和分解。这对聚碳酸酯质量有负面影响。在工业上重要的用于制备聚碳酸酯的酯交换方法中,优选的化合物是苯酚。因此,苯酚也是必然提供的,因为在制备过程中,优选使用的四苯基鏻苯酚盐催化剂作为与苯酚的混合晶体而分离。
根据酯交换法制备本发明组合物中包含的(共)聚碳酸酯的方法可以是不连续的或连续的。当式(2a)和任选的(1a)的二酚和碳酸二酯任选地与其它化合物作为熔体存在之后,则在催化剂的存在下引发所述反应。在升高的温度和下降的压力下在合适的装置和设备中通过排出分解掉的单羟基芳基化合物而提高转化率/分子量,直至达到所需的最终状态。通过选择二酚与碳酸二酯的比例和通过选择由于选择用于制备聚碳酸酯的操作方式/设备而产生的经由蒸气的碳酸二酯的损失速率和通过选择任选添加的化合物(例如高沸点单羟基芳基化合物),获得端基的类型和浓度。
关于如何实施所述方法(在何种设备和根据何种操作方式),没有限定和限制。
此外,关于实施二酚和碳酸二酯以及任选添加的其它反应物之间的熔融酯交换反应的温度、压力和所用的催化剂没有特别的限定和限制。任何条件都是可行的,条件是选择的温度、压力和催化剂能够进行熔融酯交换反应,并且相应地快速除去分解掉的单羟基芳基化合物。
整个过程中的温度通常在15巴绝对压力至0.01毫巴绝对压力下为180至330℃。
通常选择连续的操作方式,因为这对产品质量是有利的。
优选地,用于制备聚碳酸酯的连续方法的特征在于,一种或多种二酚与碳酸二酯以及任选添加的其它反应物在使用催化剂的情况下,在预缩合之后而不需要除去所形成的单羟基芳基化合物的情况下紧接着在逐步升高的温度和逐步下降的压力下的多个反应-蒸发器-阶段,将分子量建立到所需的程度。
适用于各个反应-蒸发器-阶段的装置、设备和反应器根据工艺顺序是热交换器、闪蒸装置、分离器、塔、蒸发器、搅拌容器和反应器或其它可购买的设备,其提供在选定的温度和压力下的必要的停留时间。所选择的装置必须能够进行必要的热量输入并且被构造成使得它们能够应付不断增加的熔融粘度。
所有装置通过泵、管道和阀门相互连接。所有设备之间的管道当然应尽可能短,并且管道的曲率应保持尽可能低,以避免不必要的延长停留时间。同时,应考虑到化学设备装配的外部(技术)框架条件和要求。
为了根据优选的连续操作方式进行所述方法,可以将共反应物一起熔融,或者将固体的二酚溶解在碳酸二酯熔体中,或者将固体的碳酸二酯溶解在二酚的熔体中,或将两种原料以熔融形式,优选直接由所述制备而合并。原料的单独熔体的停留时间,特别是二酚熔体的停留时间调整为尽可能短。相比之下,熔体混合物由于原料混合物与各种原料相比熔点低而可以在相应较低的温度下停留较长的时间,而不损害质量。
此后,将催化剂,优选将溶解在苯酚中的催化剂混入,将熔体加热至反应温度。为了引发在工业上重要的从2,2-双-(4-羟苯基)丙烷和碳酸二苯酯制备聚碳酸酯的方法,该温度为180-220℃,优选190-210℃,特别优选190℃。在15至90分钟,优选30至60分钟的停留时间过程中,建立反应平衡而不排出所形成的羟基芳基化合物。该反应可以在大气压下进行,但是由于工业原因也可以在升高的压力下进行。工业设备中的优选压力为2至15巴绝对压力。
将熔体混合物在压力设定为100至400毫巴,优选设定为150至300毫巴的第一真空室中闪蒸,然后在合适的装置中以相同的压力直接再加热至入口温度。在闪蒸过程中,将形成的羟基芳基化合物与仍然存在的单体一起蒸发。在底部储存器(任选地带有泵送循环)中在相同的压力和相同的温度下停留5至30分钟的停留时间之后,将反应混合物在压力为50至200毫巴,优选80至150毫巴的第二真空室中闪蒸,然后在相同的压力下在合适的装置中直接加热至190℃至250℃,优选210℃至240℃,特别优选210℃至230℃的温度。在此同样地,将形成的羟基芳基化合物与仍然存在的单体一起蒸发。在底部储存器(任选地带有泵送循环)中在相同的压力和相同的温度下停留5至30分钟的停留时间之后,将反应混合物在压力为30至150毫巴,优选50至120毫巴的第三真空室中闪蒸,然后在相同压力下在合适的装置中直接加热至220℃至280℃,优选240℃至270℃,特别优选240℃至260℃的温度。在此同样地,将形成的羟基芳基化合物与仍然存在的单体一起蒸发。在底部储存器(任选地带有泵送循环)中在相同的压力和相同的温度下停留5至20分钟的停留时间之后,将反应混合物在另一个压力为5至100毫巴,优选15至100毫巴,特别优选20至80毫巴的真空室中闪蒸,然后在相同压力下在合适的装置中直接加热至250℃至300℃,优选260℃至290℃,特别优选260至280℃的温度。在此同样地,将形成的羟基芳基化合物与仍然存在的单体一起蒸发。
这些阶段的数量(在此例如4)可以在2和6之间变化。当改变阶段数时,应当相应地匹配温度和压力,从而得到相当的结果。在这些阶段中获得的低聚碳酸酯的相对粘度为1.04至1.20,优选1.05至1.15,特别优选1.06至1.10。
将如此产生的低聚碳酸酯在底部储存器(任选地带有泵送循环)中在相同的压力和相同的温度下停留5至20分钟的停留时间之后(如在最后的闪蒸/蒸发器阶段中),输送到盘式或笼式反应器中,并且在250℃至310℃,优选250℃至290℃,特别优选250℃至280℃的温度下,在1至15毫巴,优选2至10毫巴的压力下,在停留时间为30-90分钟,优选30-60分钟的情况下进一步缩合。产物的相对粘度达到1.12-1.28,优选1.13-1.26,特别优选1.13-1.24。
离开该反应器的熔体在另一个盘式或笼式反应器中达到所需的最终粘度/最终分子量。温度为270℃-330℃,优选280℃-320℃,特别优选280℃-310℃,压力为0.01-3毫巴,优选0.2-2毫巴,停留时间为60至180分钟,优选75至150分钟。相对粘度设定为对于所设想的应用所需的程度,并且为1.18-1.40,优选1.18-1.36,特别优选1.18-1.34。
两个笼式反应器或盘式反应器的功能也可以组合在一个笼式反应器或盘式反应器中。
所有方法阶段的蒸气都被直接引导、收集和处理。这种处理通常通过蒸馏来实现,以达到所回收的物质的高纯度。这可以例如根据德国专利申请号10 100 404进行。从经济和环境的角度来看,分解掉的单羟基芳基化合物以超纯的形式回收和分离是必然的。单羟基芳基化合物可以直接用于制备二酚或碳酸二酯。
所述盘式或笼式反应器的特征在于,它们在高的停留时间的情况下在减压下提供了非常大的、不断更新的表面。盘式或笼式反应器根据产物的熔融粘度具有几何形状。合适的实例是如DE 44 47 422 C2和EP A 1 253 163中描述的反应器,或如WO A 99/28 370中描述的双轴反应器。
低聚碳酸酯,以及非常低分子量的和成品的聚碳酸酯通常通过齿轮泵、各种设计的螺旋输送机或特定设计的排代泵(Verdraengerpumpe)输送。
类似于相界面法,可以使用多官能化合物作为支化剂。
在本发明组合物中包含的聚-或共聚碳酸酯的根据DIN 51562测定的相对溶液粘度优选在1.15-1.35的范围内。
在本发明组合物中包含的均-或共聚碳酸酯的重均分子量优选15 000至40 000g/mol,特别优选17 000至36 000 g/mol,并且非常特别优选17 000至34 000 g/mol,并通过GPC相对于聚碳酸酯校准而测定。
特别优选的是这样的共聚碳酸酯组合物,其中组分A的共聚碳酸酯和/或组分A的任选还存在的其它均-或共聚碳酸酯至少部分地作为端基包含衍生自苯酚的结构单元和/或衍生自4-叔丁基苯酚的结构单元。
组分B
本发明的组合物包含至少一种双甘油酯作为组分B。在此合适的是基于各种羧酸的酯。双甘油的各种异构体也可以构成所述酯的基础。除了单酯,也可以使用双甘油的多酯。除了纯化合物,也可以使用混合物。
构成本发明使用的双甘油酯的基础的双甘油异构体是如下这些:
这些结构式的单重或多重酯化的异构体可用作根据本发明使用的双甘油酯。可用的混合物由双甘油反应物和由其衍生的酯终产物组成,例如分子量为348 g/mol(单月桂基酯)或530 g/mol(二月桂基酯)。
根据本发明在所述组合物中包含的双甘油酯优选衍生自具有6至30个碳原子的链长的饱和或不饱和单羧酸。合适的单羧酸是例如辛酸 (C7H15COOH,辛酸)、癸酸 (C9H19COOH,癸酸)、月桂酸 (C11H23COOH,十二烷酸)、肉豆蔻酸 (C13H27COOH,十四烷酸)、棕榈酸(C15H31COOH,十六烷酸)、珠光脂酸 (C16H33COOH,十七烷酸)、硬脂酸 (C17H35COOH,十八烷酸)、花生酸 (C19H39COOH,二十烷酸)、山嵛酸 (C21H43COOH,二十二烷酸)、木蜡酸(C23H47COOH,二十四烷酸)、棕榈油酸 (C15H29COOH,(9Z)-十六碳-9-烯酸)、岩芹酸(C17H33COOH,(6Z)-十八碳-6-烯酸)、(9Z)-十八碳-9-烯酸)、反油酸 (C17H33COOH,(9E)-十八碳-9-烯酸)、亚油酸 (C17H31COOH,(9Z,12Z)-十八碳-9,12-二烯酸)、α-和γ-亚麻酸(C17H29COOH,(9Z,12Z,15Z)-十八碳-9,12,15-三烯酸和(6Z,9Z,12Z)-十八碳-6,9,12-三烯酸)、花生四烯酸 (C19H31COOH,(5Z,8Z,11Z,14Z)-二十碳-5,8,11,14-四烯酸)、二十碳五烯酸 (C19H29COOH,(5Z,8Z,11Z,14Z,17Z)-二十碳-5,8,11,14,17-五烯酸)和二十二碳六烯酸(C21H31COOH,(4Z,7Z,10Z,13Z,16Z,19Z)-二十二碳-4,7,10,13,16,19-六烯酸)。特别优选月桂酸、棕榈酸和硬脂酸。
在一个优选的实施方案中,在所述组合物中包含的双甘油酯是至少一种式(I)的酯
其中R= COCnH2n+1和/或R= COR',
其中R'是支化的烷基或者支化或未支化的烯基和CnH2n+1是脂族的、饱和的、直链的烷基。
n优选是6-24的整数,因此CnH2n+1 是例如正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十六烷基或正十八烷基。更优选地,n = 8至18,特别优选10至16,非常特别优选12 (分子量为348 g/mol的双甘油单月桂酸酯异构体,其特别优选在混合物中作为主产物)。在本发明中优选地,在双甘油的其它异构体的情况下也存在上述酯基团。
因此,也可以考虑各种双甘油酯的混合物。
优选使用的双甘油酯的HLB值为至少6,特别优选6-12,其中HLB值是指所谓的“亲水性-亲脂性平衡”,根据格里芬(Griffin)方法计算如下:
HLB = 20 x (1 – M亲脂性/M),
其中M亲脂性是双甘油酯的亲脂性部分的摩尔质量,M是双甘油酯的摩尔质量。
双甘油酯的量为0.05-3.0重量%,优选0.10-2.0重量%,特别优选0.15-1.50重量%和非常特别优选0.20-1.0重量%。
组分C
本发明还提供了包含组分A和B以及任选地作为组分C的至少一种添加物质的组合物,该添加物质优选选自以常规的量通常用于这些热塑性塑料的添加物质,例如填料、炭黑、UV稳定剂、IR吸收剂、热稳定剂、抗静电剂和颜料、着色剂;任选地还可以通过添加外部脱模剂、流动剂和/或阻燃剂例如磺酸盐、PTFE聚合物/PTFE共聚物、溴化低聚碳酸酯或低聚磷酸酯以及磷腈来改善脱模特性、流动特性和/或阻燃性(例如烷基和芳基的亚磷酸酯、磷酸酯、磷烷、低分子量羧酸酯,卤素化合物,盐,白垩,滑石,导热或导电的炭黑或石墨,石英/石英粉,玻璃纤维和碳纤维,颜料或用于减小线性热膨胀系数(CLTE)的添加剂及其组合。这些化合物例如描述于WO 99/55772,第15-25页和“Plastics Additives”,R.Gächter和H.Müller,Hanser Publishers 1983中)。
如果在所述组合物中包含无机添加物质,例如一种或多种填料,则有机和无机添加物质的总量可以为最多30重量%(基于整个组合物计)。
所述组合物通常包含0至5.0重量%,优选0至2.50重量%,特别优选0至1.60重量%,非常特别优选0.03至1.50重量%,特别非常特别优选0.02至1.0重量%的有机添加物质(基于整个组合物计)。
任选地加入到根据本发明的组合物中的脱模剂优选选自季戊四醇四硬脂酸酯、甘油单硬脂酸酯和长链脂肪酸酯(例如硬脂酸硬脂酯和硬脂酸丙二醇酯)及其混合物。脱模剂的使用量优选为0.05重量%-2.00重量%,优选为0.1重量%-1.0重量%,特别优选为0.15重量%-0.60重量%,非常特别优选为0.20重量%-0.50重量%,基于组分A、B和C的总重量。
合适的添加物质例如在“Additives for Plastics Handbook,John Murphy,Elsevier,Oxford 1999”、“Plastics Additives Handbook,Hans Zweifel,Hanser,Munich2001”中描述。
合适的抗氧化剂/热稳定剂是例如:
烷基化的单酚、烷基硫代甲基酚、氢醌和烷基化的氢醌、生育酚、羟基化的硫代二苯基醚、烷叉双酚、O-、N-和S-苯甲基化合物、羟基苯甲基化的丙二酸酯、芳族的羟基苯甲基化合物、三嗪化合物、酰氨基酚,β-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸的酯、β-(5-叔丁基-4-羟基-3-甲基苯基)丙酸的酯、β-(3,5-二环己基-4-羟苯基)丙酸的酯、3,5-二-叔丁基-4-羟苯基乙酸的酯、β-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸的酰胺,适当的硫增效剂,二级抗氧化剂,亚磷酸酯和亚膦酸酯,苯并呋喃酮和二氢吲哚酮。
合适的热稳定剂优选是三(2,4-二-叔丁基苯基) 亚磷酸酯 (Irgafos 168)、四(2,4-二-叔丁基苯基)-[1,1-联苯]-4,4'-二基双亚膦酸酯、三异辛基磷酸酯 (TOF)、十八烷基-3-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯 (Irganox 1076)、双(2,4-二枯烯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯 (Doverphos S-9228)、双(2,6-二-叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯 (ADK STAB PEP-36)和三苯基膦 (TPP)。它们单独或以混合物的形式 (例如IrganoxB900或Doverphos S-9228与Irganox B900/Irganox 1076或三苯基膦 (TPP)与三异辛基磷酸酯 (TOF))使用。热稳定剂的使用量是优选0.005重量%至2.00重量%,优选0.01重量%至1.0重量%,特别优选0.015重量%至0.60重量%和非常特别优选0.02重量%至0.50重量%,基于组分A、B和C的总重量。
适用于重金属的络合剂和中和痕量碱的是o/m-磷酸,完全或部分酯化的磷酸盐/酯或亚磷酸盐/酯。
合适的光稳定剂 (UV吸收剂)是2-(2'-羟苯基)苯并三唑、2-羟基二苯甲酮、取代的和未取代的苯甲酸的酯、丙烯酸酯、空间位阻胺、草酰胺和2-(羟苯基)-1,3,5-三嗪/取代的羟基烷氧基苯基, 1,3,5-三唑,优选取代的苯并三唑,例如2-(2'-羟基-5'-甲基-苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-3',5'-二-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2'-羟基-3',5'-叔丁基苯基)-5-氯-苯并三唑、2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-3',5'-二-叔戊基苯基)苯并三唑、2-[2'-羟基-3'-(3",4",5",6"-四氢邻苯二甲酰亚氨基乙基)-5'-甲基苯基]-苯并三唑和2,2'-亚甲基双[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚]。
此外,合适的UV稳定剂选自苯并三唑 (例如BASF的Tinuvine)、三嗪 (BASF的Tinuvin 1600)、二苯甲酮 (BASF的Uvinule)、氰基丙烯酸酯 (BASF的Uvinule)、肉桂酸酯和草酰苯胺,和这些UV稳定剂的混合物。
UV稳定剂的使用量是0.01重量%至2.0重量%,基于模制组合物计,优选0.05重量%至1.00重量%,特别优选0.08重量%至0.5重量%和非常特别优选0.1重量%至0.4重量%,基于整个组合物计。
聚丙二醇,单独地或与例如砜或磺酰胺组合地作为稳定剂可以用于防止γ辐射的损害。
这些和其它稳定剂可以单独使用或组合使用,并且可以以所述形式加入到聚合物中。
合适的阻燃添加物质是磷酸酯即磷酸三苯酯、二磷酸雷琐酚酯,含溴化合物如溴化磷酸酯、溴化低聚碳酸酯和聚碳酸酯,优选氟化有机磺酸的盐。
合适的抗冲改性剂是具有接枝苯乙烯-丙烯腈或甲基丙烯酸甲酯的丁二烯橡胶,具有接枝马来酸酐的乙烯-丙烯橡胶,具有接枝甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯-丙烯腈的乙基-和丁基丙烯酸酯橡胶,具有接枝甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯-丙烯腈的互穿硅氧烷-和丙烯酸酯网络。
此外,可以添加着色剂如有机染料或颜料或无机颜料、炭黑、IR吸收剂,单独地、以混合物的形式或以与稳定剂、玻璃纤维、玻璃(中空)珠、无机填料(如二氧化钛、滑石、硅酸盐或硫酸钡)的组合的形式。
在一个特别优选的实施方案中,本发明的组合物包含至少一种选自热稳定剂、脱模剂和UV吸收剂的添加物质,优选总量为0.2重量%至2.0重量%,基于组分A、B和C的总量计。特别优选热稳定剂。
在一个优选的实施方案中,本发明的组合物包含至少一种无机填料作为添加物质。
在另一个优选的实施方案中,本发明的组合物包含0.002至0.2重量%的热稳定剂,0.01重量%至1.00重量%的UV稳定剂和0.05重量%至2.00重量%的脱模剂。
本发明的共聚碳酸酯组合物在常规机器如多螺杆挤出机中在280℃至360℃的温度下任选在加入添加剂和其它添加材料的情况下通过配混来制备。
本发明的共聚碳酸酯组合物可以以常规方式在常规机器中加工,例如在挤出机或注塑机中,以得到任何所需的成形制品/模制品,如薄膜或板材或瓶子。
本发明的共聚碳酸酯组合物,任选地与其它热塑性塑料和/或常规添加物质的共混物,可以用于加工成任何所需的成型制品/挤出物并且可以广泛地用于使用已知的聚碳酸酯、聚酯碳酸酯和聚酯的各种情况:
1. 安全玻璃板,在许多领域如建筑物、车辆和飞行器中已知需要的,以及作为头盔的护罩。
2. 制造薄膜和薄膜层压物。
3. 汽车前大灯、挡板、指示灯、反射器。
4. 作为具有用于照明目的的玻璃纤维含量的半透明塑料;作为具有硫酸钡、二氧化钛和/或氧化锆含量的半透明塑料,或者高反射率不透明组合物(高反射率)和由其制备的构件。
5. 用于制造精密注塑品,例如透镜、准直器、透镜支架、导光元件和LED应用。
6. 作为导电体和插头外壳以及插头连接器的电绝缘材料。
7. 电器的外壳。
8. 防护眼镜、目镜。
9. 对于医疗应用,医疗设备,例如氧合器、透析器(中空纤维透析器)、3-向抽头、软管连接器、血液过滤器、注射系统、吸入器、安瓿。
10. 挤出成型制品,如板材和薄膜。
11. LED应用(插座、反射器、散热片)。
12. 作为配混物的原料或作为共混物组合物和由其制造的构件中的共混物成分或组分。
本申请同样提供了由本发明的共聚碳酸酯组合物制成的配混物、共混物、成型制品、挤出物、薄膜和薄膜层压物,以及如包含由本发明的共聚碳酸酯组合物制成的共挤出层的模制品、挤出物和薄膜。
根据本发明的组合物的特征尤其在于,它们由于其双甘油酯的含量而表现出优异的机械、流变和光学性质。
因此,本发明还提供了一种或多种上述用于改善组合物的断裂伸长率和/或用于降低其黄度指数的双甘油酯的用途,其中该组合物包含共聚碳酸酯或者共聚碳酸酯与其它的均-或共聚碳酸酯的共混物(组分A)和任选的一种或多种添加物质(组分C)。
只要可以使用,上文针对本发明的组合物描述的实施方案也适用于根据本发明的用途。
下面的实施例旨在说明本发明,而不限制本发明。
实施例:
使用的原料:
组分A PC1和PC2的共混物 (实施例1-3)、共聚碳酸酯 PC3或PC4 (实施例4至9)或共聚碳酸酯 PC5至PC11之一(见表7,实施例10-30)
PC 1 商购可得的基于双酚A和双酚TMC的共聚碳酸酯,其MVR为18 cm³/10 min(330℃/2.16 kg)和软化温度(VST/B 120)为183℃ (Bayer MaterialScience AG的Apec1895)
PC 2 基于双酚A的聚碳酸酯粉末,其MVR为6 cm³/10 min (300℃/1.2 kg)。它用于改进组分B的并入(计量加入)
PC 3 Lexan XHT2141;基于双酚A和式(Ib')双酚(其中R3 = 苯基,来自SabicInnovative Plastics)的高热共聚碳酸酯,其MVR为43 cm³/10 min (330℃,2.16 kg)
PC 4 Lexan XHT4143;基于双酚A和式(Ib')双酚(其中R3 = 苯基,来自SabicInnovative Plastics)的UV保护的高热共聚碳酸酯
组分B 来自Riken Vitamin的Poem DL-100 (双甘油单月桂酸酯,HLB = 9)
组分C 来自Lanxess AG的磷酸三异辛酯 (TOF)。
式(1b')双酚(其中R3 = 甲基)的合成:
在法兰(Planschliff)反应器中最初装入2 kg(20.2 mol)N-甲基吡咯烷酮(NMP)和1273.3 g(4 mol)酚酞的溶液。在搅拌下加入2升水,然后加入18 mol 40%甲胺水溶液。加入甲胺后,反应溶液变紫。然后在使用干冰冷却器的情况下将混合物在82℃下再搅拌8小时。这导致反应混合物的着色变为深黄色。在反应结束后,将反应混合物通过滴液漏斗在搅拌下沉淀到用盐酸酸化的水储存器中。
沉淀的白色反应产物用2升水制成浆料,然后用G3-Fritte抽滤。将得到的粗产物再溶解在3.5升氢氧化钠稀释溶液(16 mol)中,再次沉淀在用盐酸酸化的水储存器中。再沉淀的粗产物多次用2升水制成浆料,然后每次抽滤。重复该洗涤步骤,直到洗涤水的导电率小于15μS。
将所得产物在真空干燥箱中在90℃下干燥至恒重。
在四次实验操作之后,分别获得以下产率:
1a)950 g白色固体
1b)890 g白色固体
1c)1120 g白色固体
1d)1050 g白色固体
(熔点264℃)
通过1H-NMR光谱法表征得到的双酚。
基于式(1b')双酚(其中R3 = 甲基)和双酚A的共聚碳酸酯的合成:
向用氮气惰性化的532.01 g(1.6055 mol)双酚A(BPA)、2601.36 g(11.39 mol)来自实施例1的双酚、93.74 g(0.624 mol,基于二酚的4.8 mol%)的作为链终止剂的对叔丁基苯酚(BUP)和1196 g(29.9 mol)氢氧化钠在25.9升水中的溶液加入11.79升二氯甲烷和14.1升氯苯。在12.5-13.5的pH值和20℃下,引入2.057 kg(20.8 mol)光气。为了防止pH值低于12.5,在光气化过程中加入30%氢氧化钠溶液。在光气化完成并且用氮气吹扫之后,将该混合物再搅拌30分钟,然后加入14.7 g(0.13 mol,基于二酚的1 mol%)N-乙基哌啶作为催化剂,并将混合物再搅拌1小时。除去水相和用磷酸酸化后,将有机相借助分离器用水洗涤数次,直至不含盐。分离有机相,进行二氯甲烷用氯苯代替的溶剂交换。然后使用排气挤出机将浓缩的氯苯中的共聚碳酸酯溶液除去溶剂。将获得的聚碳酸酯熔体条(Schmelzestraenge)在水浴中冷却,抽出并最终造粒。得到透明的聚碳酸酯粒料。
共聚碳酸酯 PC5至PC11的合成
共聚碳酸酯 PC5至PC11 类似于上述制备基于式(1b')双酚(其中R3 = 甲基)和双 酚A的共聚碳酸酯的操作而制备(化学计量见表7)。
实施例1-3的共聚碳酸酯组合物的合成
将基于原料PC1和PC2以及组分B和组分C的实施例1-3的共聚碳酸酯组合物在双螺杆挤出机中在300℃下以表1中列出的配比进行混合。将如此获得的聚合物组合物造粒和提供用于聚合物物理表征。
实施例4-30的共聚碳酸酯组合物的合成
实施例4-30的聚碳酸酯组合物在DSM的微型挤出机中基于给出的原料而制备。熔体温度为330℃。将如此获得的聚合物组合物造粒和提供用于聚合物物理表征。
本发明的模制组合物的表征 (测试方法):
本发明的模制组合物的表征 (测试方法):使用来自Roell的Zwick 4106仪器根据ISO 1133(在330℃的测试温度下,质量2.16 kg)测定熔体体积流动速率(MVR)。
作为耐热变形性的量度的维卡软化温度VST/B120根据ISO 306在尺寸为80×10×4 mm的试样上以50 N的印模加载(Stempellast)和50℃/小时或120℃/小时的加热速率使用Coesfeld Materialtest的Coesfeld Eco 2920仪器进行测定。
黄度指数(Y.I.)根据ASTM E 313(观察者:10°/光类型:D65)在具有4 mm的层厚度的样品板测定。
Charpy耐冲击性根据ISO 7391/179eU在尺寸为80×10×3 mm的单侧注塑的测试棒上在室温下测量。
Charpy缺口耐冲击性根据ISO 7391/179eA在尺寸为80×10×3 mm的单侧注塑的测试棒上在室温下测量。
流变测试使用具有CP 25测量锥体的MCR 301锥-板流变仪和下面给出的条件进行:
测量方法:振荡 — 锥-板
频率:75至0.08 Hz = 471-0.5 [1/s]的角频率
变形:10%-20个测量点
温度:300℃、280℃和260℃,+/- 0.3℃。
拉伸E-模量根据ISO 527在具有尺寸为80×10×4 mm的芯体的单侧注塑的哑铃型棒(Schulterstab)上测量。
表1:共聚碳酸酯组合物
%数值分别是指重量%的数值。
表2:所述组合物的流变和热学性质
在几乎相同的维卡温度下,本发明的实施例2和3表现出显著更高的MVR值,这表明熔体的流动性得到改善。
在300℃至360℃的整个工业加工范围内的所有剪切速率同样可以证明改进的流动性。
表3:所述共聚碳酸酯组合物的光学性质
在所有情况下,本发明的实施例2和3具有比对比例1更高的透射率以及更低的黄度指数(Y.I.)。
表4:所述共聚碳酸酯组合物的机械性质
n.g.:测试棒未断裂。
在几乎相同的耐冲击性表现下,本发明的实施例2和3具有比对比例1更好改进的机械性质。
表5:实施例4-9的配混物的组成
%数值分别是指重量%的数值。
表6:在471至0.503 [Hz]的角频率下的熔融粘度:
表6表明,与本发明的实施例5、6和9相比较,不包含流动助剂的对比例4和7在三个测量温度下具有更高的熔融粘度,因此具有较差的流动性。
表7:共聚碳酸酯 PC-5至PC-11的组成
表8:(实施例10-30的配混物的组成):
%数值分别是指重量%的数值。
表9:在471至0.503 [Hz]的角频率下的熔融粘度
表9表明,与表中的本发明实施例11-12、14-15、17-18、20-21、23-24、26-27和29-30相比较,不包含双甘油酯的对比例10、13、16、19、22、25 和28在三个测量温度下分别具有更高的熔融粘度,因此具有较差的流动性。
Claims (15)
1.组合物,其包含
A) 67.0至99.95重量%的一种或多种共聚碳酸酯,其包含选自通式(1a)、(1b)、(1c)和(1d)的结构单元的单体单元:
其中
R1 表示氢或C1-C4-烷基,
R2 表示C1-C4-烷基,
n 表示0、1、2或3,和
R3 表示C1-C4-烷基、芳烷基或芳基,
或
67.0至99.95重量%的所述一种或多种共聚碳酸酯与包含一种或多种通式(2)的单体单元的至少一种其它的均-或共聚碳酸酯的共混物:
其中
R4 表示H、直链或支化的C1-C10 烷基,和
R5 表示直链或支化的C1-C10 烷基;
其中任选存在的其它均-或共聚碳酸酯不具有式(1a)、(1b)、(1c)和(1d)的单体单元;
B) 0.05至3.0重量%的至少一种双甘油酯;和
C) 任选的一种或多种添加物质,总量最多30.0重量%,
其中所述的双甘油酯为式(I)的一种双甘油酯或式(I)的多种双甘油酯的混合物
其中
R表示COCnH2n+1或COR',
R'表示支化的烷基或者支化或未支化的烯基,
CnH2n+1 表示脂族的、饱和的、直链的烷基,和
n 表示6至24的整数。
2.根据权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述双甘油酯衍生自饱和的或不饱和的、链长为6至30个碳原子的单羧酸。
3.根据权利要求1或2所述的组合物,其特征在于,所述双甘油酯衍生自选自如下的羧酸:辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、珠光脂酸、硬脂酸、花生酸、山嵛酸、木蜡酸、棕榈油酸、岩芹酸、油酸、反油酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸。
4.根据权利要求1或2所述的组合物,其特征在于,所述双甘油酯的HLB值为6至12。
5.根据权利要求1或2所述的组合物,其特征在于,双甘油酯的量为0.10至2.0重量%。
6.根据权利要求1或2所述的组合物,其特征在于,在所述共聚碳酸酯中,基于其中含有的二酚单体单元的总和计,式(1a)、(1b)、(1c)和(1d)的单体单元的总含量为0.1-88摩尔%。
8.根据权利要求7所述的组合物,其特征在于,所述卤素是Cl或Br。
10.根据权利要求1或2所述的组合物,其特征在于,所述组合物包含所述共聚碳酸酯与包含一种或多种通式(2)的单体单元的其它均-或共聚碳酸酯的共混物作为组分A),其中R4表示H和R5 表示直链或支化的C1-C6 烷基。
11.根据权利要求1或2所述的组合物,其特征在于,所述组合物包含一种或多种选自如下的添加剂:热稳定剂、脱模剂和UV稳定剂。
12.根据权利要求1或2所述的组合物,其特征在于,所述组合物包含0.002至0.2重量%的热稳定剂,0.01重量%至1.00重量%的UV稳定剂和0.05重量%至2.00重量%的脱模剂。
13.共混物、模制品、挤出物、薄膜和薄膜层压物,其由根据权利要求1至12任一项的组合物获得。
14.模制品、挤出物和薄膜,其包含由根据权利要求1至12任一项的组合物获得的共挤出层。
15.至少一种双甘油酯用于改善组合物的断裂伸长率和/或用于降低其黄度指数的用途,该组合物包含根据权利要求1中的共聚碳酸酯或根据权利要求1中的共聚碳酸酯与其它均-或共聚碳酸酯的共混物。
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