CN107810237A - 改进导热聚碳酸酯组合物的可流动性 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及双甘油酯用于提高含石墨的导热聚碳酸酯组合物的可流动性的用途。熔体粘度和熔体体积流速得以改进。

Description

改进导热聚碳酸酯组合物的可流动性
本发明涉及具有改进的可流动性的导热聚碳酸酯组合物。
在本发明中,“聚碳酸酯组合物”被理解为是指其主要聚合物组分是聚碳酸酯的这类组合物。
导热聚碳酸酯组合物特别用在电和电子工业中用于热管理,例如用于LED领域中的散热片、冷却体或外壳、用于硬盘或其它大容量存储设备的线圈套或外壳、三维MID应用中的电路载体或用在从电子构件中排热的构造和连接技术中。
可通过添加导热填料,通常石墨,特别是膨胀石墨实现聚碳酸酯组合物的导热性。但是,由于实现显著导热性所需的石墨的添加量,该组合物的熔体粘度如此高,以致为了加工该组合物而必须添加流动改进剂。
特别在薄壁外壳部件的情况下,需要低熔体粘度以能够实现均匀壁厚的构件。低熔体粘度也是在由一种材料实现具有较复杂构造的一体式构件时必需的。
双酚A二磷酸酯(BDP)常用于流动改进,尤其是以最多大于10重量%的量以实现所需作用。但是,这严重降低耐热变形性,这对构件性质不利。
本发明的目的因此特别是在良好熔体稳定性的同时改进导热聚碳酸酯组合物的可流动性并提供相应的聚碳酸酯组合物。
现在已经发现,令人惊讶地,通过双甘油酯用于包含石墨的导热聚碳酸酯组合物中的用途实现这一目的。
还通过聚碳酸酯组合物实现该目的,所述组合物包含
A) 20至94.8重量%,优选60至89.8重量%,特别优选65至85重量%的芳族聚碳酸酯,
B) 5至40重量%,优选10至35重量%,特别优选15至35重量%,非常特别优选20至25重量%的石墨和
C) 0.2重量%至3.0重量%,优选0.2至2.5重量%,特别优选0.2至2.0重量%,非常特别优选0.2至1.8重量%的双甘油酯。
在一个实施方案中,不包含其它组分。
添加了双甘油酯的聚碳酸酯组合物表现出良好的熔体稳定性与改进的流变性质,尤其是与除双甘油酯外在其它方面包含相同组分的相应组合物相比,根据DIN EN ISO1133(在试验温度300℃,质量1.2 kg下,DIN EN ISO 1133-1:2012-03)测定的更高熔体体积流速(MVR)和根据ISO 11443(ISO 11443:2014-04)测定的改进的熔体粘度。这些组合物的特征还在于参考借助DSC(第二次加热,加热速率:20 K/min)测定的玻璃化转变温度可测得的良好耐热变形性。
本发明的聚碳酸酯组合物可包含另外的常规添加剂。另外的常规添加剂是例如脱模剂、热和/或酯交换稳定剂、阻燃剂、抗滴落剂、抗氧化剂、无机颜料、炭黑、染料和/或无机填料,如二氧化钛、硅酸盐、滑石和/或硫酸钡。
本发明的组合物优选除组分A至C以及组分脱模剂、热和/或酯交换稳定剂、阻燃剂、抗滴落剂、抗氧化剂、无机颜料、炭黑、染料和/或无机填料如二氧化钛、硅酸盐、滑石和/或硫酸钡的一种或多种外不含其它组分。
此类聚碳酸酯组合物还更优选由下列成分构成
A) 74.0至85.0重量%的芳族聚碳酸酯,
B) 5至25重量%的石墨,
C) 0.2至2.0%重量%,优选0.2至1.8重量%的双甘油酯,
D) 任选最多1.0重量%的热稳定剂和/或酯交换稳定剂和/或
E) 任选最多10.0重量%的选自脱模剂、阻燃剂、抗滴落剂、抗氧化剂、无机颜料、炭黑、染料和/或无机填料,如二氧化钛、硅酸盐、滑石和/或硫酸钡的一种或多种附加添加剂。
该聚碳酸酯组合物特别优选包含
A) 74.0重量%至79.6重量%的芳族聚碳酸酯,
B) 20至25重量%的石墨,
C) 0.2至1.8重量%的双甘油酯,
D) 任选最多1.0重量%的热稳定剂和/或酯交换稳定剂和/或
E) 任选最多10.0重量%的选自脱模剂、阻燃剂、抗滴落剂、抗氧化剂、无机颜料、炭黑、染料和/或无机填料,如二氧化钛、硅酸盐、滑石和/或硫酸钡的一种或多种附加添加剂。
非常特别优选的组合物不含其它组分,即由这些组分A)至E)构成。
在这些更/特别优选的组合物中,优选使用双甘油单月桂酸酯(Diglycerolmonolaurylester)(任选与其它双甘油酯)作为双甘油酯。本发明的组合物优选使用膨胀石墨。
以本发明的方式改进可流动性的组合物优选用于制造模制品。由于改进的可流动性,它们特别适用于制造薄构件。
该组合物的熔体粘度极大依赖于所用石墨的量。随着提高的量,根据ISO 11443(锥-板-布置,ISO 11443:2014-04)测得的在各种剪切速率下的熔体粘度也提高。在340℃和1000 1/s剪切速率下测得的熔体粘度优选低于300 Pa·s,更优选低于200 Pa·s。
下面更详细阐明本发明的组合物的各成分:
组分A
根据本发明,“聚碳酸酯”被理解为是指均聚碳酸酯和共聚碳酸酯两者。这些聚碳酸酯可以以已知方式是线性或支化的。根据本发明也可以使用聚碳酸酯的混合物。
根据本发明使用的聚碳酸酯中的碳酸酯基团的一些,最多80摩尔%,优选20摩尔%至50摩尔%可被芳族二羧酸酯基团替代。包含并入在分子链中的碳酸的酸基团和芳族二羧酸的酸基团两者的此类聚碳酸酯被称作芳族聚酯碳酸酯。在本发明中,它们归入热塑性芳族聚碳酸酯的上位概念。
通过芳族二羧酸酯基团替代碳酸酯基团基本化学计量以及定量进行,以使得共反应物的摩尔比也反映在最终聚酯碳酸酯中。既可以无规,也可以嵌段地实现芳族二羧酸酯基团的并入。
该热塑性聚碳酸酯,包括热塑性芳族聚酯碳酸酯,具有20000 g/mol至32000 g/mol,优选23000 g/mol至31000 g/mol,特别是24000 g/mol至31000 g/mol的平均分子量Mw(通过测量在CH2Cl2中在25℃和0.5克/100毫升CH2Cl2的浓度下的相对粘度测定)。
向其中加入双甘油酯以改进可流动性的组合物中所含的聚碳酸酯由二酚、碳酸衍生物、任选的链终止剂和支化剂以已知方式制造。
在大约最近40年中在许多专利文献中记载了聚碳酸酯制造的细节。在此例如参考Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Polymer Reviews, 第9卷,Interscience Publishers, New York, London, Sydney 1964,参考D. Freitag, U.Grigo, P.R. Müller, H. Nouvertné, BAYER AG, "Polycarbonates", Encyclopedia ofPolymer Science and Engineering, 第11卷, 第2版, 1988, 第648-718页,和最后参考U. Grigo, K. Kirchner和P.R. Müller "Polycarbonate" , Becker/Braun,Kunststoff-Handbuch, 第3/1卷, Polycarbonate, Polyacetale, Polyester,Celluloseester, Carl Hanser Verlag München, Wien 1992, 第117-299页。
例如通过二酚与碳酸酰卤,优选光气,和/或与芳族二羧酸二酰卤,优选苯二甲酸二酰卤根据相界面法的反应进行芳族聚碳酸酯的制造,其中任选使用链终止剂和任选使用三官能或多于三官能的支化剂;其中为了制造所述聚酯碳酸酯,用芳族二羧酸或二羧酸衍生物替代碳酸衍生物的一部分,尤其根据芳族聚碳酸酯中要用芳族二羧酸酯结构单元替代的碳酸酯结构单元的比例。同样有可能通过熔体聚合法通过二酚与例如碳酸二苯酯的反应进行制造。
适用于制造聚碳酸酯的二羟基芳基化合物是式(2)的那些
其中
Z是具有6至30个碳原子的芳族基团,其可包含一个或多个芳环、可为被取代的、和可包含脂族或脂环族基团或烷基芳基或杂原子作为桥连成员。
式(2)中的Z优选代表式(3)的基团
其中
R6和R7互相独立地代表H、C1-至C18-烷基-、C1-至C18-烷氧基、卤素如Cl或Br或分别任选取代的芳基或芳烷基,优选代表H或C1-至C12-烷基,特别优选代表H或C1-至C8-烷基,非常特别优选代表H或甲基,且
X代表单键、-SO2-、-CO-、-O-、-S-、C1-至C6-亚烷基、C2-至C5-烷叉基或C5-至C6-环烷叉基,其可被C1-至C6-烷基,优选甲基或乙基取代,还代表可任选与包含杂原子的其它芳环稠合的C6-至C12-亚芳基。
X优选代表单键、C1-至C5-亚烷基、C2-至C5-烷叉基、C5-至C6-环烷叉基、-O-、-SO-、-CO-、-S-、-SO2-或代表式(3a)的基团
适用于制造聚碳酸酯的二酚是例如氢醌、间苯二酚、二羟基联苯、双(羟苯基)烷烃、双(羟苯基)环烷烃、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、衍生自靛红衍生物或酚酞衍生物的苯并[c]吡咯酮(Phthalimidine)以及它们的在环上烷基化、在环上芳基化和在环上卤代的化合物。
优选的二酚是4,4'-二羟基联苯、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)-对-二异丙基苯、2,2-双(3-甲基-4-羟苯基)丙烷、二甲基双酚A、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、1,1-双(3,5-二甲基-4-羟苯基)-对-二异丙基苯和1,1-双-(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷。
特别优选的二酚是2,2-双(4-羟苯基)丙烷(双酚A)、2,2-双(3,5-二甲基-4-羟苯基)丙烷、1,1-双(4-羟苯基)环己烷、1,1-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷和二甲基双酚A。
例如在US-A 3 028 635、US-A 2 999 825、US-A 3 148 172、US-A 2 991 273、US-A 3 271 367、US-A 4 982 014和US-A 2 999 846、DE-A 1 570 703、DE-A 2063 050、DE-A2 036 052、DE-A 2 211 956和DE-A 3 832 396、FR-A 1 561 518、专著"H. Schnell,Chemistry and Physics of Polycarbonates, Interscience Publishers, New York1964"以及JP-A 62039/1986、JP-A 62040/1986和JP-A 105550/1986中描述了这些和其它合适的二酚。
在均聚碳酸酯的情况下,仅使用一种二酚,在共聚碳酸酯的情况下,使用多种二酚。所用二酚以及添加到该合成中的所有其它化学品和辅助剂可能被来自其自身合成、操作和储存的杂质污染。但是,希望使用尽可能纯的原材料。
合适的碳酸衍生物是例如光气或碳酸二苯酯。
可用于制造聚碳酸酯的合适的链终止剂是单酚。合适的单酚是例如苯酚本身、烷基酚,如甲酚、对-叔丁基苯酚、枯基苯酚及其混合物。
优选的链终止剂是被直链或支化的,优选未取代的C1至C30烷基或被叔丁基单-或多取代的酚。特别优选的链终止剂是苯酚、枯基苯酚和/或对-叔丁基苯酚。
所用链终止剂的量优选是在每种情况中使用的二酚摩尔数的0.1至5摩尔%。可以在与碳酸衍生物反应之前、之中或之后加入该链终止剂。
合适的支化剂是聚碳酸酯化学中已知的三官能或多于三官能的化合物,特别是具有三个或多于三个酚式OH基团的那些。
合适的支化剂是例如1,3,5-三(4-羟苯基)苯、1,1,1-三(4-羟苯基)乙烷、三(4-羟苯基)苯基甲烷、2,4-双(4-羟苯基异丙基)苯酚、2,6-双(2-羟基-5'-甲基苄基)-4-甲基苯酚、2-(4-羟苯基)-2-(2,4-二羟苯基)丙烷、四(4-羟苯基)甲烷、四(4-(4-羟苯基异丙基)苯氧基)甲烷和1,4-双((4',4"-二羟基三苯基)甲基)苯和3,3-双(3-甲基-4-羟苯基)-2-氧代-2,3-二氢吲哚。
任选使用的支化剂的量优选为在每种情况中使用的二酚摩尔数的0.05摩尔%至2.00摩尔%。
所述支化剂可以与二酚和链终止剂一起最先装载在碱性水相中,或以溶解在有机溶剂中的形式在光气化之前加入。在酯交换法的情况下,支化剂与二酚一起使用。
特别优选的聚碳酸酯是基于双酚A的均聚碳酸酯、基于1,3-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷的均聚碳酸酯和基于这两种单体双酚A和1,1-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷的共聚碳酸酯。
根据本发明使用的聚碳酸酯,包括聚酯碳酸酯的优选制造模式是已知的界面法和已知的熔体酯交换法(参见例如WO 2004/063249 A1、WO 2001/05866 A1、WO 2000/105867、US 5,340,905 A、US 5,097,002 A、US 5,717,057 A)。
为了加入添加剂,组分A优选以粉末、粒料或粉末和粒料的混合物的形式使用。
所用聚碳酸酯也可以是不同聚碳酸酯的混合物,例如聚碳酸酯A1和A2的混合物。
优选地,基于聚碳酸酯的总量计,芳族聚碳酸酯A1的量为25.0至85.0重量%,优选28.0至84.0重量%,特别优选30.0至83.0重量%,其中这种芳族聚碳酸酯基于双酚A并优选具有7至15 cm³/10 min的熔体体积流速MVR,更优选具有8至12 cm³/10 min的熔体体积流速MVR,特别优选具有8至11 cm³/10 min的熔体体积流速MVR,根据ISO 1133(试验温度300℃,质量1.2 kg,DIN EN ISO 1133-1:2012-03)测定。
优选地,基于聚碳酸酯的总量计,粉状芳族聚碳酸酯A2的量为3.0至12.0重量%,优选4.0至11.0重量%,特别优选5至10.0重量%,其中这种芳族聚碳酸酯优选基于双酚A并优选具有3至8 cm³/10 min的熔体体积流速MVR,更优选具有4至7 cm³/10 min的熔体体积流速MVR,特别优选具有6 cm³/10 min的熔体体积流速MVR,根据ISO 1133(试验温度300℃,质量1.2 kg,DIN EN ISO 1133-1:2012-03)测定。
在本发明的组合物中,总共使用20至94.8重量%,优选60至89.8重量%,更优选65至85重量%,特别优选74.0至85.0重量%,非常特别优选74.0至79.6重量%的芳族聚碳酸酯。
组分B
石墨以纤维、棒、球、中空球、薄片和/或粉末形式(在每种情况下为聚集或附聚形式),优选以薄片形式用于该组合物中。
根据本发明,具有薄片状结构的粒子被理解为是指具有扁平几何的粒子。因此,粒子的高度通常明显小于粒子的宽度或长度。这样的扁平粒子又可附聚或聚集成构造体(Gebilden)。
优选使用膨胀石墨——独自或与非膨胀石墨混合——特别优选仅使用膨胀石墨。
在膨胀石墨中,通过特殊处理驱使石墨的独立基面分开,由此导致石墨体积增大为优选200至400倍。膨胀石墨的生产尤其描述在文献US 1,137,373 A、US 1,191,383 A和US 3,404,061 A中。
根据本发明,优选使用具有如借助根据ASTM D3037的氮气吸附作为BET表面积测定的相对高的比表面积的膨胀石墨(膨胀石墨片)。优选在所述热塑性组合物中使用具有≥5 m2/g,特别优选≥ 10 m2/g,非常特别优选≥ 18 m2/g的BET表面积的石墨。
市售石墨尤其是SGL Carbon GmbH公司的Ecophit® GFG 5、Ecophit® GFG 50、Ecophit® GFG 200、Ecophit® GFG 350、Ecophit® GFG 500、Ecophit® GFG 900、Ecophit®GFG 1200、TIMCAL Ltd.公司的TIMREX® BNB90、TIMREX® KS5-44、TIMREX® KS6、TIMREX®KS150、TIMREX® SFG44、TIMREX® SFG150、TIMREX® C-THERM™ 001和TIMREX® C-THERM™011、Graphit Kropfmühl AG公司的SC 20 O、SC 4000 O/SM和SC 8000 O/SM、H.C. CarbonGmbH公司的Mechano-Cond 1、Mechano-Lube 2和Mechano-Lube 4G、Nordmann RassmannGmbH公司的Nord-Min 251和Nord-Min 560T和Asbury Carbons公司的ASBURY A99、Asbury230U和Asbury 3806。
组分C
用作流动改进剂的双甘油酯是羧酸与双甘油的酯。基于各种羧酸的酯是合适的。双甘油的不同异构体也可以构成该酯的基础。除了双甘油的单酯外,还可以使用双甘油的多酯。也可以使用混合物代替纯化合物。
构成根据本发明使用的双甘油酯的基础的双甘油异构体如下:
这些式的单酯化或多酯化的异构体可用作根据本发明使用的双甘油酯。可用作流动助剂的混合物由双甘油反应物和例如具有348 g/mol(单月桂酸酯)或530 g/mol(二月桂酸酯)的分子量的由其衍生的酯最终产物构成。
根据本发明包含在组合物中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羊脂酸(C7H15COOH、辛酸)、羊蜡酸(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)、十七酸(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)、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-或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)。特别优选的是月桂酸、棕榈酸和/或硬脂酸。
作为双甘油酯,特别优选包含至少一种式(I)的酯
其中R = COCnH2n+1和/或R = COR',
其中n是整数且R'是支化的烷基或支化或非支化的烯基且CnH2n+1是脂族饱和直链烷基。
n优选是6-24的整数,因此CnH2n+1的实例是正己基、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(具有348 g/mol的分子量的双甘油单月桂酸酯异构体,其特别优选作为混合物中的主要产物)。根据本发明优选地,在双甘油的其它异构体的情况下也存在上述酯基团。
因此也可以是各种双甘油酯的混合物。
优选使用的双甘油酯具有至少6,特别优选6至12的HLB值,其中HLB值被理解为是指如下根据Griffin法计算的所谓的“亲水-亲脂平衡”:
HLB = 20 x (1 – M亲脂/M)
其中M亲脂是双甘油酯的亲脂成分的摩尔质量且M是双甘油酯的摩尔质量。
组分D
本发明的组合物任选包含一种或多种热稳定剂和/或酯交换稳定剂。
合适的热稳定剂优选是三苯膦、亚磷酸三(2,4-二-叔丁基苯基)酯(Irgafos®168)、[1,1-联苯基]-4,4'-二基双亚膦酸四(2,4-二-叔丁基苯基)酯、3-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸十八烷基酯(Irganox® 1076)、季戊四醇二亚磷酸双(2,4-二枯基苯基)酯(Doverphos® S-9228-PC)、季戊四醇二亚磷酸双(2,6-二-叔丁基-4-甲基苯基)酯(ADKSTAB PEP-36)。它们独自或混合使用(例如Irganox® B900(Irgafos® 168和Irganox® 1076的1:3比率的混合物)或Doverphos® S-9228-PC与Irganox® B900/Irganox® 1076)。
优选包含磷酸酯或磺酸酯作为酯交换稳定剂。优选包含磷酸三异辛酯作为稳定剂。
该热稳定剂和/或酯交换稳定剂优选以最多1.0重量%的量,特别优选以0.003至0.2重量%的总量使用。
组分E
还任选包含最多10.0重量%,优选0.10至8.0重量%,特别优选0.2至3重量%的附加常规添加剂(“附加添加剂”)。这类附加添加剂不包括热稳定剂和不包括酯交换稳定剂,因为这些在上文已作为组分C描述。
如通常添加在含聚碳酸酯的组合物中的这些添加剂特别是对于聚碳酸酯而言常规量的在EP-A 0 839 623、WO-A 96/15102、EP-A 0 500 496或"Plastics AdditivesHandbook", Hans Zweifel, 2000年第5版, Hanser Verlag, München中描述的阻燃剂、抗滴落剂、抗氧化剂、炭黑和/或染料、无机填料,如二氧化钛、硅酸盐、滑石和/或硫酸钡和/或脱模剂。这些添加剂可以独立或以混合物形式添加。
该组合物优选不含脱模剂,例如甘油单硬脂酸酯(GMS),因为双甘油酯本身充当脱模剂。
通过常用的加入法,通过各成分的合并、混合和均化来制造包含组分A至C和任选D和/或E的聚碳酸酯组合物,其中特别地,均化优选在熔体中在剪切力的作用下进行。任选在熔体均化前通过使用粉末预混物进行所述合并和混合。
也可以使用具有组分B至E的粒料预混物或粒料和粉末的预混物。
也可以使用由混合物组分在合适的溶剂中的溶液制成的预混物,其中任选在溶液中均化并随后除去溶剂。
特别地,在此可以通过已知方法或以母料形式将本发明的组合物的组分B至E引入聚碳酸酯中。
优选使用母料以独立或以混合物的形式引入组分B至E。
在这方面,本发明的组合物可以在传统装置,如螺杆挤出机(例如ZSK双螺杆挤出机)、捏合机或布拉本德或班伯里磨机中合并、混合、均化和随后挤出。在挤出后,可以将挤出物冷却和粉碎。也可以预混各组分,然后单独和/或同样混合着加入剩余原材料。
也可以在注塑机的塑化单元中实施预混物在熔体中的合并和混合。在这种情况下,该熔体在随后的步骤中直接转化成模制品。
优选通过注塑制造该塑料模制品。
已添加双甘油酯以改进流动的导热聚碳酸酯组合物适用于制造用于电和电子工业、用于热管理,特别用于复杂冷却体、冷却翅片、散热片和照明技术,例如灯或前灯中的外壳的构件。
实施例
1. 原材料和试验方法的描述
在Berstorff公司ZE 25挤出机上以10 kg/h的通过量通过配混,制造下列实施例中描述的聚碳酸酯组合物。熔体温度为275℃。
组分A-1:具有16.5 cm³/10 min的熔体体积流速MVR(根据ISO 1133(DIN EN ISO1133-1:2012-03),在250℃的试验温度和2.16 kg载荷下)的基于双酚A的线性聚碳酸酯
组分A-2:具有19 cm³/10 min的熔体体积流速MVR(根据ISO 1133(DIN EN ISO 1133-1:2012-03),在300℃的试验温度和1.2 kg载荷下)的基于双酚A的线性聚碳酸酯粉末
组分B-1:SGL Carbon SE, Wiesbaden公司的Ecophit SC4000 O/MS膨胀石墨
组分B-2:SGL Carbon SE, Wiesbaden公司的Ecophit GFG500膨胀石墨
组分C:Riken Vitamin公司的Poem DL-100(双甘油单月桂酸酯)作为流动助剂
组分D:Lanxess AG公司的磷酸三异辛酯(TOF)作为酯交换稳定剂
用Zwick Roell公司的Zwick 4106装置根据ISO 1133(在试验温度300℃,质量1.2 kg下,DIN EN ISO 1133-1:2012-03)测定熔体体积流速(MVR)。
根据 ISO 11443(锥-板-布置)测定熔体粘度。
2. 组合物
表1
V1 B1 B2 B3
A-1 重量% 68.00 68.00 68.00 68.00
A-2 重量% 7.00 6.20 6.00 5.80
B-1 重量% 25.00 25.00 25.00 25.00
C 重量% - 0.80 1.00 1.20
在320℃下的熔体粘度
η50 Pa·s 473 480 338 307
η100 Pa·s 360 407 213 212
η200 Pa·s 280 327 141 149
η500 Pa·s 190 206 103
η1000 Pa·s 150 135 85
η1500 Pa·s 129 102 74
η5000 Pa·s 76
在340℃下的熔体粘度
η50 Pa·s 284 185 126 151
η100 Pa·s 220 158 89 83
η200 Pa·s 166 126 61 60
η500 Pa·s 113 84 44
η1000 Pa·s 94 63 35
η1500 Pa·s 84 51 32
η5000 Pa·s
在360℃下的熔体粘度
η50 Pa·s 205
η100 Pa·s 153
η200 Pa·s 110
η500 Pa·s 78
η1000 Pa·s
η1500 Pa·s
η5000 Pa·s
表1中的熔体粘度值各自对于以[1/sec]计的剪切速率示出。空白栏表明该组合物是如此地可流动,以致不再能测定熔体粘度。
表1显示根据本发明添加了双甘油酯的组合物令人惊讶地表现出在不同剪切速率下在各种测量温度下测得的熔体粘度的显著改进。当添加的双甘油酯足够多时,该组合物各自甚至在整个剪切范围内在各种测量温度下表现出显著降低的熔体粘度,这表明改进的可流动性。
表2
V2 B4 B5 B6
A-1 重量% 73.00 73.00 73.00 73.00
A-2 重量% 7.00 6.79 6.69 6.59
B-2 重量% 20.00 20.00 20.00 20.00
C 重量% - 0.20 0.30 0.40
D 重量% - 0.01 0.01 0.01
在320℃下的熔体粘度
η50 Pa·s 467 390 405 394
η100 Pa·s 357 301 305 290
η200 Pa·s 267 232 231 226
η500 Pa·s 190 168 167 161
η1000 Pa·s 149 135 133 127
η1500 Pa·s 129 115 114 110
η5000 Pa·s 77 69 69 68
在340℃下的熔体粘度
η50 Pa·s 314 260 254 237
η100 Pa·s 241 198 193 183
η200 Pa·s 183 154 148 141
η500 Pa·s 130 111 104 99
η1000 Pa·s 101 88 82 77
η1500 Pa·s 88 76 72 68
η5000 Pa·s 55 49 47 45
在360℃下的熔体粘度
η50 Pa·s 260 198 171 167
η100 Pa·s 180 151 132 129
η200 Pa·s 141 113 101 98
η500 Pa·s 105 80 70 69
η1000 Pa·s 84 62 56 54
η1500 Pa·s 70 54 49 47
η5000 Pa·s 42 36 33 32
MVR ml/10 min 0.7 1.1 1.2 1.4
IMVR20‘ ml/10 min 0.7 1.1 1.0 1.1
ΔMVR/IMVR20‘ 0.0 0 -0.2 -0.3
表2显示,少量双甘油酯就对含石墨的聚碳酸酯组合物的熔体体积流速MVR具有明显影响。由于组合物B4至B6的石墨含量相对高,熔体体积流速仍然相对低。在双甘油酯的量提高的情况下,在各种测量温度下在不同剪切速率下测得的熔体粘度改进。
表3
配方 V3 B7 B8 B9 V4 B10 B11 B12
A-1 重量% 63.00 63.00 63.00 63.00 58.00 58.00 58.00 58.00
A-2 重量% 7.00 6.20 5.50 5.20 7.00 6.20 5.50 5.20
B-1 重量% 30.00 30.00 30.00 30.00 35.00 35.00 35.00 35.00
C 重量% - 0.80 1.50 1.80 - 0.80 1.50 1.80
Tg 143.9 137.7 132.3 129.5 144.4 139.3 131.3 130.0
在320℃下的熔体粘度
η50 Pa·s 1404 912 575 339 1622 758 562 589
η100 Pa·s 1000 603 407 316 851 479 400 447
η200 Pa·s 667 376 251 267 565 324 270 316
η500 Pa·s 358 218 150 178 339 222 182 195
η1000 Pa·s 225 155 83 120 249 151 123 126
η1500 Pa·s 175 117 64 98 198 124 101 96
η5000 Pa·s 96 68 52 111 72 59 52
在340℃下的熔体粘度
η50 Pa·s 912 776 351 646 491 302 417
η100 Pa·s 652 468 214 428 316 229 275
η200 Pa·s 438 282 148 324 200 168 170
η500 Pa·s 248 159 83 202 126 112 87
η1000 Pa·s 165 102 61 155 85 81 50
η1500 Pa·s 126 74 46 131 72 68 37
η5000 Pa·s 69 40 80 43 34
在360℃下的熔体粘度
η50 Pa·s 597 463 380 339 204 309
η100 Pa·s 442 246 282 219 151 195
η200 Pa·s 305 130 224 141 112 117
η500 Pa·s 169 60 173 87 63
η1000 Pa·s 114 36 126 65
η1500 Pa·s 93 30 107 51
η5000 Pa·s 50 15 59 31
表3显示,双甘油酯对含石墨的聚碳酸酯组合物的熔体粘度具有显著影响。
实施例B7至B9和B10至B12表现出与V3和V4相比显著降低的熔体粘度,甚至在较高石墨含量的情况下。空白栏表明该组合物是如此地可流动,以致不再能测定熔体粘度。
玻璃化转变温度(Tg)保持在高范围内(Tg > 125℃)。
表4
配方 V5 B13 B14 V6 B15 B16
A-1 重量% 68.00 68.00 68.00 58.00 58.00 58.00
A-2 重量% 6.99 6.19 5.49 6.99 6.19 5.49
B-2 重量% 25.00 25.00 25.00 35.00 35.00 35.00
C 重量% - 0.80 1.50 - 0.80 1.50
D 重量% 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01
Tg 144.8 138.0 131.7 145.1 138.1 130.5
在320℃下的熔体粘度
η50 Pa·s 533 435 182 702 435 253
η100 Pa·s 393 274 140 562 323 181
η200 Pa·s 305 207 109 432 235 137
η500 Pa·s 220 140 80 319 159 93
η1000 Pa·s 171 105 63 253 123 74
η1500 Pa·s 146 92 55 218 109 62
η5000 Pa·s 86 58 37 116 68 37
在340℃下的熔体粘度
η50 Pa·s 393 253 120 674 302 240
η100 Pa·s 302 175 85 512 224 154
η200 Pa·s 232 126 67 379 174 98
η500 Pa·s 164 86 46 253 117 60
η1000 Pa·s 124 65 36 190 84 44
η1500 Pa·s 109 55 32 159 73 40
η5000 Pa·s 66 38 21 90 47 25
在360℃下的熔体粘度
η50 Pa·s 351 219 101 491 245 230
η100 Pa·s 239 147 76 358 186 129
η200 Pa·s 175 98 56 274 144 81
η500 Pa·s 122 66 37 187 98 52
η1000 Pa·s 94 51 26 145 74 37
η1500 Pa·s 80 42 22 122 60 32
η5000 Pa·s 49 27 14 71 37 20
表4显示,双甘油酯对含石墨的聚碳酸酯组合物的熔体粘度具有显著影响。
实施例B15、B16、B17和B18表现出与V5和V6相比显著降低的熔体粘度。玻璃化转变温度保持在高范围内(Tg > 125℃)。

Claims (11)

1.聚碳酸酯组合物,其包含
A) 20重量%至94.8重量%的芳族聚碳酸酯,
B) 5至40重量%的石墨和
C) 0.2重量%至3.0重量%的双甘油酯。
2.根据权利要求1的聚碳酸酯组合物,其包含
0.2至1.2重量%的双甘油酯。
3.根据权利要求1或2的聚碳酸酯组合物,其特征在于包含式(I)的酯作为双甘油酯
其中R = COCnH2n+1和/或R = COR',
其中n是整数且R'是支化的烷基或支化或非支化的烯基且CnH2n+1是脂族饱和直链烷基。
4.根据权利要求3的聚碳酸酯组合物,其特征在于
R = COCnH2n+1,其中n是6-24,优选8至18,更优选10至16,特别优选12的整数。
5.根据前述权利要求任一项的聚碳酸酯组合物,其特征在于所述双甘油酯是任选与其它双甘油酯混合的双甘油单月桂酸酯。
6.根据前述权利要求任一项的聚碳酸酯组合物,其特征在于所述石墨是任选与其它石墨混合的膨胀石墨。
7.根据权利要求1至6任一项的聚碳酸酯组合物,其由下列成分构成
A) 74.0重量%至85.0重量%的芳族聚碳酸酯,
B) 5至25重量%的石墨,
C) 0.2至1.2重量%的双甘油酯,
D) 任选最多1.0重量%的热稳定剂和/或酯交换稳定剂和/或
E) 任选最多10.0重量%的选自阻燃剂、抗滴落剂、抗氧化剂、无机颜料、炭黑和/或染料和无机填料二氧化钛、硅酸盐、滑石、硫酸钡和/或脱模剂的一种或多种附加添加剂。
8.根据权利要求1至6任一项的聚碳酸酯组合物,其由下列成分构成
A) 74.0重量%至79.6重量%的芳族聚碳酸酯,
B) 20至25重量%的石墨,
C) 0.2至1.2重量%的双甘油酯,
D) 任选最多1.0重量%的热稳定剂和/或酯交换稳定剂和/或
E) 任选最多10.0重量%的选自阻燃剂、抗滴落剂、抗氧化剂、无机颜料、炭黑和/或染料和无机填料二氧化钛、硅酸盐、滑石、硫酸钡和/或脱模剂的一种或多种附加添加剂。
9.根据权利要求7的聚碳酸酯组合物,其中双甘油酯的量为0.8至1.2重量%。
10.至少一种双甘油酯用于提高包含石墨的导热聚碳酸酯组合物在300℃的试验温度和1.2 kg的质量下根据DIN EN ISO 1133(DIN EN ISO 1133-1:2012-03)测定的熔体体积流速的用途。
11.根据权利要求10的用途,其特征在于通过所述双甘油酯降低所述聚碳酸酯组合物的根据ISO 11443测定的熔体粘度。
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