CN108026359A - 聚酯组合物及由其制成的移动电子装置部件 - Google Patents

聚酯组合物及由其制成的移动电子装置部件 Download PDF

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Abstract

在此描述了包含至少一种半结晶半芳香族聚酯聚合物和至少一种抗冲击改性剂的聚合物组合物。这些共混物具有优异的抗冲击性和优异的尺寸稳定性。这些共混物还具有优异的耐化学性、白度、可着色性和耐阳极氧化性。这些聚合物组合物可以任选地包含至少一种无定形聚合物。该至少一种无定形聚合物可以是无定形聚碳酸酯聚合物或无定形聚酯聚合物或聚酯‑碳酸酯。在一些实施例中，该聚合物组合物可以任选地包含一种或多种添加剂。在此所述的聚酯组合物可以希望地结合到移动电子装置部件中。

Description

聚酯组合物及由其制成的移动电子装置部件
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年9月9日提交的美国临时专利申请号62/216107以及2015年11月23日提交的欧洲专利申请号15195867.5的优先权，出于所有目的将这些申请中的每一个的全部内容通过援引方式并入本申请。
技术领域
本发明涉及包含半结晶半芳香族聚酯聚合物和抗冲击改性剂的聚酯组合物。本发明还涉及进一步包含至少一种无定形聚碳酸酯聚合物或至少一种无定形聚酯聚合物的此类聚酯组合物。本发明还涉及由这些聚酯组合物制成的移动电子装置部件。
背景技术
当今，移动电子装置(例如移动电话、个人数字助理(PDA)、笔记本电脑、平板电脑、智能手表、便携式音频播放器等)在世界各地广泛使用。为了甚至更具便携性和便利性，移动电子装置变得越来越小并且越来越轻，而同时变得越来越能够执行更先进的功能和服务，这都是由于装置和网络系统的发展。
虽然在过去，低密度金属如镁或铝是选择用于移动电子零件的材料，出于成本原因(这些密度较小的金属中的一些(如镁)是有点昂贵的并且制造所需要的这些经常小和/或复杂的零件是昂贵的)，合成树脂已经日渐变成至少部分的替代物用于克服设计灵活性限制、用于进一步减少重量、并且用于提供不受限的美学可能性(由于合成树脂的可着色性)。因此，希望塑料移动电子零件由以下材料制成，这些材料易于加工为各种各样并且复杂的形状，能够承受频繁使用的严格性(包括出色的抗冲击性)，一般具有电绝缘性能，并且这些材料满足具有挑战性的美观需求而不干扰它们预期的可操作性。然而，在某些情况中，塑料可能不具有在移动电子装置中提供全塑料结构零件的强度和/或刚度，并且经常遇到金属/合成树脂组件。
提供聚合物组合物是此领域的持续性挑战，这些聚合物组合物具有希望的机械性能用于确保结构支撑(拉伸强度)并且还有希望的柔性以便使得能够安装/组装(例如，断裂伸长率)、能够耐受冲击和侵蚀性化学品(例如，对应地，抗冲击性和耐化学性)、具有良好的可着色性并且可以容易地加工，并且虽然已经尝试了基于各种塑料的解决方案，但是仍需要持续的改进以达到未满足的挑战。
具体实施方式
在此描述了包含至少一种半结晶半芳香族聚酯聚合物和至少一种抗冲击改性剂的聚酯组合物。这些共混物具有优异的抗冲击性和优异的尺寸稳定性。这些聚酯组合物还具有优异的耐化学性、白度、可着色性和耐阳极氧化性。在一些实施例中，已经发现，含有丙烯酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯部分二者的反应性抗冲击改性剂可显著提高由其制成的共混物的冲击性能。在一些实施例中，这些聚酯组合物可以进一步包含至少一种无定形聚合物。在这样的实施例中，该至少一种无定形聚合物可以是至少一种无定形聚碳酸酯聚合物、至少一种无定形聚酯聚合物或其组合。在一些实施例中，这些聚酯组合物可以任选地包含一种或多种添加剂。
为了清楚起见，贯穿本申请：
-术语“卤素”包括氟、氯、溴和碘，除非另外指出；
-形容词“芳香族的”表示具有等于4n+2的π电子数的任何单核或多核环状基团(或部分)，其中n是0或任何正整数；芳香族基团(或部分)可以是芳基和亚芳基基团(或部分)部分。
-“芳基基团”或“芳基”是由一个核以及一个端组成的烃单价基团，该核由一个苯环或通过共享两个或更多个相邻的环碳原子而稠合在一起的多个苯环构成。芳基基团的非限制性实例是苯基、萘基、蒽基、菲基、并四苯基、三苯基(triphenylyl)、芘基和苝基(perylenyl)基团。芳基基团的该端是包含在该芳基基团的一个(或该)苯环中的碳原子的自由电子，其中连接至所述碳原子的氢原子已经被去除。芳基基团的该端能够与另一个化学基团形成键联。
-“亚芳基基团”或“亚芳基”是由一个核以及两个端组成的烃二价基团，该核由一个苯环或通过共享两个或更多个相邻的环碳原子而稠合在一起的多个苯环构成。亚芳基基团的非限制性的实例是亚苯基、亚萘基、亚蒽基、亚菲基、亚并四苯基、三亚苯基、亚芘基、以及亚苝基(peryleneylene)。亚芳基基团的一端是包含在该亚芳基基团的一个(或该)苯环中的碳原子的自由电子，其中连接至所述碳原子的氢原子已经被去除。亚芳基基团的每个端都能够与另一个化学基团形成键联。
-如在此使用的术语“烃基”是指从母烃除去氢原子后获得的单价部分。烃基的代表是1至25个碳原子的烷基，包括如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、十一烷基、癸基、十二烷基、十八烷基、十九烷基(nonodecyl)、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基、二十四烷基、二十五烷基及其异构形式；6至25个碳原子的芳基，包括如苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、联苯基、四苯基等；7至25个碳原子的芳烷基，包括如苄基、苯乙基、苯丙基、苯丁基、苯己基、萘辛基等；和3至8个碳原子的环烷基，包括如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基等。
-如在此使用的术语“卤素取代的烃基”是指如前所定义的烃基部分，其中一个或多个氢原子已经被卤素(氯、溴、碘、氟)代替。
这些聚酯组合物具有优异的冲击性能和优异的尺寸稳定性。关于冲击性能，虽然经常希望移动电子装置(及其零件)小且重量轻，但是优异的结构强度是高度希望的，使得装置在正常操作和偶然的突然冲击(例如落下)时不会被损坏。相应地，结构零件通常内置在移动电子装置中，这些结构零件给予装置强度、刚度、和/或抗冲击性，并且有可能还提供装置的各种内部部件和/或部分或全部移动电子装置罩壳(例如，外部壳体)的安装位置，同时保证在部件之间的电绝缘/电屏障。关于尺寸稳定性，已经出人意料地发现，尽管在此所述的聚酯组合物包含半结晶聚酯的事实，但这些聚酯组合物具有显著降低的翘曲和收缩。通常，韧化的(例如，冲击改性的)半结晶或结晶聚酯组合物由于其高抗冲击性加上优异的耐化学性而被典型地使用。然而，相对于无定形聚酯组合物，此类聚酯组合物可具有降低的尺寸稳定性。具体地，半结晶和结晶聚合物通常具有在1.0％与2.0％之间的平均模制收缩率，其中1.0％或更大的平均模制收缩率被认为是高收缩率材料。这种降低的尺寸稳定性可能使得这些材料难以加工(例如注射模制)，特别是在其中公差相对高的应用环境(例如移动电子装置部件)中。已经出人意料地发现，在此所述的聚酯组合物可以具有显著小于1.0％的平均模制收缩率，同时还具有相对低的收缩率各向异性(即在流动方向和横向方向上相似的收缩量)和高抗冲击性以及耐化学性，如下所述。
在一些实施例中，聚酯组合物可以具有至少约700焦耳/米(“J/m”)、至少约800J/m、至少约850J/m、至少875J/m、至少约900J/m、至少约925J/m、至少约950J/m、至少约975J/m或至少约1,000J/m的抗冲击性。在一些实施例中，在此所述的聚酯组合物可以具有不超过约5,000J/m、不超过约4,000J/m、不超过约3,500J/m、不超过约3,000J/m、不超过约2,500J/m或不超过约2,000J/m的抗冲击性。本领域普通技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加抗冲击性范围被考虑并且在本披露的范围内。如实例中进一步描述的，可以使用缺口艾佐德冲击测试(notched Izod impact test)根据ASTM D256标准来测量抗冲击性。
在一些实施例中，聚酯组合物可以具有从约0.6％至约0.99％、从约0.6％至约0.95％、从约0.7％至约0.95％、从约0.75％至约0.95％、或从约0.8％至约0.95％的平均模制收缩率。在一些实施例中，聚酯组合物可以具有从约0.7至约1.1、从约0.75至约1.1、从约0.8至约1.1、从约0.8至约1、或从0.86至约1或从约0.88至约1的收缩率各向异性。平均模制收缩率和收缩率各向异性可以从在流动方向(“MD”)和横向方向(“TD”)上测得的模制收缩率来确定，如以下实例中展示的。本领域普通技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加平均模制收缩率和收缩率各向异性的范围被考虑并且在本披露的范围内。
聚酯组合物还可以具有优异的耐化学性。在一些应用环境中，移动电子装置的塑料部件的至少一部分可以暴露于移动电子装置的外部环境，并且因此可以与该外部环境中的化学试剂接触。例如，平板电脑、移动电话和可穿戴计算装置被设计成通过物理接触与人类相互作用，并且其暴露的塑料部件可以暴露于来自相互作用身体部分的化学试剂。此外，无论塑料部件的一部分是否暴露于移动装置外部的环境，在一些实施例中，它仍然可能与化学试剂接触。例如，移动电子装置可能易受意外泄漏(包括但不限于可通过其中的通道穿透移动电子装置的壳体的液体)的影响。通常，与塑料装置部件接触的外部环境中的试剂包括但不限于极性有机试剂如消费化学试剂。
聚酯组合物对极性有机化学品的耐受性可以通过其对防晒露的耐受性来测量，该防晒露通常代表装置部件在其预期应用环境中预料忍耐的最严苛的消费化学品之一。防晒露通常含有一系列对塑料可能是高度腐蚀的紫外线吸收化学品。代表性防晒剂可以包括至少1.8wt.％的阿伏苯宗(1-(4-甲氧基苯基)-3-(4-叔丁基苯基)-1,3-丙二酮)、至少7wt.％的胡莫柳酯(3,3,5-三甲基环己基水杨酸酯)和至少5wt.％的奥克立林(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸2-乙基己酯)。上述防晒剂的实例是以商品名Banana Sport(SPF 30)从伊洁维公司(Edgewell)(密苏里州圣路易斯)可商购的。聚酯组合物的耐化学性可以测量为在样品暴露于可变挠曲应变固定装置(通常称为“卑尔根(Bergen)夹具”)上的防晒露并在受控环境中老化之后，在组合物的模制样品中肉眼观察到开裂或龟裂所需的最低应变(”临界应变“)。通常，临界应变越高，聚酯组合物对极性有机试剂的耐化学性越高。在此所考虑的聚酯组合物可具有大于约2％的临界应变。临界应变的测量进一步描述在以下实例中。
聚酯组合物还可以具有优异的白度。在一些实施例中，聚酯组合物可以具有从约90至约99的CIE L*值、从约-2至约2的CIE a*值和从约-3至约3的CIE b*值。在一些实施例中，聚酯组合物可以具有从约92至约99的CIE L*值、从约-0.5至约0.5的CIE a*值和从约-2至约2的CIE b*。本领域普通技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加L*、a*和b*范围被考虑并且在本披露的范围内。
在此所述的聚酯组合物还可以是高度可着色的。相应地，可以使用相对适量的颜料赋予组合物希望的颜色。一般来说，增加的颜料浓度可能不希望地降低聚酯组合物的冲击性能。高度可着色的聚酯组合物是希望的，部分是因为它们可以帮助促进增加的冲击性能。在一些实施例中，总颜料浓度可以是从约0.5份/百份树脂(“phr”)至约20phr、至约15phr、至约10phr或至约5phr。在一些实施例中，相对于聚酯组合物的总重量，总颜料浓度可以为从0.1wt.％至约20wt.％、至约15wt.％、至约10wt.％、至约5wt.％或至约3wt.％。本领域普通技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加总颜料浓度范围被考虑并且在本披露的范围内。
聚酯组合物还可以具有优异的耐阳极氧化性。存在于移动电子装置中的金属零件(例如铝零件)或金属-塑料复合零件(例如，铝-塑料零件)经常经受阳极氧化处理。阳极氧化处理可以包括电化学过程，其目的是通常通过使用侵蚀性化学品在金属表面上建立氧化层。相应地，在其中在已经包含或组装到聚合物元件的移动电子零件上进行阳极氧化的应用环境中，表现出优异的耐阳极氧化浴环境的聚合物材料是希望的。耐阳极氧化性可以测量为如此模制的聚酯组合物样品和已经在23℃下暴露于70％wt.％硫酸的模制样品的拉伸强度和断裂伸长率的差值。在实例中进一步描述耐阳极氧化性的测量。在一些实施例中，聚酯组合物可以具有不超过约10％、不超过约5％、不超过约2％、不超过约1.5％、或不超过约1％的拉伸强度的相对差值(100*|暴露过的拉伸强度-未暴露的拉伸强度|/(未暴露的拉伸强度))。在一些实施例中，聚酯组合物可以具有不超过约10％、不超过约5％、不超过约2％、不超过约1.5％、或不超过约1％的拉伸模量的相对差值(100*|暴露过的拉伸模量-未暴露的拉伸模量|/(未暴露的拉伸模量))。在一些实施例中，聚酯组合物可以具有不超过约30％、不超过约20％、不超过约15％、或不超过约12％的断裂拉伸伸长率的相对差值(100*|暴露过的拉伸伸长率-未暴露的拉伸伸长率|/(未暴露的拉伸伸长率))。本领域普通技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加相对拉伸强度、相对拉伸模量和相对断裂拉伸伸长率的范围被考虑并且在本披露的范围内。
半芳香族半结晶聚酯聚合物
在此所考虑的聚酯组合物包含至少一种半芳香族半结晶聚酯聚合物。半结晶聚合物具有玻璃化转变温度以及熔融温度。半结晶聚酯可以是均聚物或共聚物(无规、交替或嵌段)。如在此所用，“半芳香族聚酯”聚合物是指包含至少50mol％具有至少一个酯基(-C(O)O-)、至少一个亚烷基和至少一个亚芳基的重复单元(Rpe)的聚合物，其中该亚芳基含有具有至少两个共用碳的稠合的至少两个苯环。在一些实施例中，半芳香族聚酯具有至少60mol％、至少70mol％、至少80mol％、至少90mol％、至少95mol％或至少99mol％的重复单元(Rpe)。本领域普通技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加重复单元(Rpe)浓度范围被考虑并且在本披露的范围内。
在一些实施例中，重复单元(Rpe)可以由以下式之一表示：
其中Ar是亚芳基，该亚芳基含有具有至少两个共用碳的稠合的至少2个苯环；其中在每种情况下，R1独立地选自下组，该组由以下各项组成：卤素、烷基、烯基、芳基、芳基、醚、硫醚、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属磺酸盐或碱土金属磺酸盐、磺酸烷基酯、碱金属膦酸盐或碱土金属膦酸盐、膦酸烷基酯、胺、季铵、及其任何组合；其中n是从1至20的整数；并且其中，在每种情况下，i是范围从0至2的独立选择的整数。如在此使用的，“独立选择的”是指相应的单元可以是相同或不同的，并且彼此独立地选择。
在一些实施例中，-(CR1 i)n-可以由式-CnH2n-(在每种情况下，i＝0)表示。在一些这样的实施例中，该-CnH2n-可以是C2-C8亚烷基、直链C2-C8亚烷基、或直链C2-C4亚烷基。希望的-CnH2n-基团可以包括但不限于甲基；乙基；正丙基；异丙基；或(正、异、仲或叔)丁基。
在一些实施例中，Ar可以选自亚萘基(例如，2,6-亚萘基)、亚蒽基(例如，2,6-亚蒽基)、亚菲基(例如，2,7-亚菲基)、亚并四苯基和亚芘基。特别希望的半芳香族聚酯具有由式(I)表示的重复单元(Rpe)，其中Ar是由下式表示的萘二甲酸酯(napthalate)，
其中在每种情况下，R2独立地选自下组，该组由以下各项组成：卤素、烷基、全卤化的烷基、烯基、全卤化的炔基、芳基、全卤化的芳基、醚、硫醚、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属磺酸盐或碱土金属磺酸盐、磺酸烷基酯、碱金属膦酸盐或碱土金属膦酸盐、膦酸烷基酯、胺、季铵、及其任何组合；并且其中，在每种情况下，j是从0至3的独立选择的整数。在一些实施例中，Ar可以由下式表示：
希望的单元Ar的实例包括但不限于2,6-萘二甲酸酯；2,7-萘二甲酸酯；1,4-萘二甲酸酯；2,3-萘二甲酸酯；1,8-萘二甲酸酯；1,2-萘二甲酸酯；及其衍生物。
希望的重复单元(Rpe)可以包括萘二甲酸亚烷基酯，其包括但不限于，萘二甲酸甲二醇酯、萘二甲酸乙二醇酯、萘二甲酸丙二醇酯和萘二甲酸丁二醇酯。在这样的实施例中，该聚酯可以分别是聚(2,6-萘二甲酸甲二醇酯)、聚(2,6-萘二甲酸乙二醇酯)、聚(2,6-萘二甲酸丙二醇酯)或聚(2,6-萘二甲酸丁二醇酯)。聚(2,6-萘二甲酸乙二醇酯)(“PEN”)获得了优异的结果。
在此所考虑的半芳香族聚酯可以使用本领域公知的技术来合成。例如，具有式(IV)的半芳香族聚酯可以由Ar的相应二羧酸：
和-(CR1 i)n-的相应二醇：HO-(CR1 i)n-OH的缩聚形成。
除了重复单元(Rpe)之外，半结晶聚酯可以包含一个或多个不同于重复单元(Rpe)的附加重复单元(Rpe*)。希望的重复单元(Rpe*)包括但不限于上面关于重复单元(Rpe)描述的那些。在一些这样的实施例中，半结晶聚酯可包含不超过约49mol％、不超过约40mol％、不超过约30mol％、不超过约20mol％、不超过约10mol％、不超过约5mol％、或不超过约1mol％的该一个或多个附加重复单元(Rpe*)。本领域普通技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加重复单元(Rpe*)浓度范围被考虑并且在本披露的范围内。
半结晶聚酯可以具有至少约1,000g/mol、至少约5,000g/mol、或至少约10,000g/mol的数均分子量。在一些实施例中，半结晶聚酯可以具有不超过约100,000g/mol、不超过约75,000g/mol、或不超过约50,000g/mol的数均分子量。在一些实施例中，半结晶聚酯可具有至少约1,000g/mol、至少约15,000g/mol、或至少约20,000g/mol的重均分子量。在一些实施例中，半结晶聚酯可以具有不超过约200,000g/mol、不超过约150,000g/mol、不超过约125,000g/mol、不超过约110,000g/mol或不超过约100,000g/mol的重均分子量。本领域普通技术人员将认识到在明确披露范围内的数均和重均分子量的附加范围被考虑并且在本披露的范围内。
对于在此所考虑的聚酯组合物，相对于聚酯组合物的总重量，半结晶聚酯的浓度可以为至少约30wt.％、至少约40wt.％、至少约45wt.％、至少约50wt.％、至少约55wt.％或至少约60wt.％。在一些实施例中，相对于聚酯组合物的总重量，半结晶聚酯的浓度可以为不超过约90wt.％、不超过约85wt.％、不超过约80wt.％、不超过约75wt.％、不超过约70wt.％或不超过约65wt.％。在一些实施例中，相对于无定形聚碳酸酯和无定形聚酯的组合重量的半结晶聚酯浓度(半结晶聚酯重量/(无定形聚碳酸酯重量+无定形聚酯重量)可以为从约1至约30、从约1至约25、从约1至约15、从约1至约10、从约1.2至约10、从约1.2至约5、从约1.5至约5或从约1.5至约4。本领域普通技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加半结晶聚酯浓度被考虑并且在本披露的范围内。
半结晶聚酯的结晶度可以通过其熔解热来表征。半结晶聚酯可以具有至少约5J/g、至少约10J/g、至少约15J/g、至少约30J/g、或至少约35J/g的熔解热。在一些实施例中，半结晶聚酯可以具有至少约10％、至少约20％、至少约30％、至少约40％、至少约50％、至少约55％或至少约60％的结晶度。在一些实施例中，半结晶聚酯可以具有从约10％至约60％的结晶度。本领域普通技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加熔解热和结晶度的范围被考虑并且在本披露的范围内。结晶度可以使用差示扫描量热法(“DSC”)来测量。特别地，DSC可以用来测量半芳香族聚酯的熔解热并且结晶度可以被确定为：
其中是通过DSC获得的观察到的熔解热，并且是具有100％结晶度的该半结晶聚酯的熔解热。可以通过使用约20℃/min的升温速率将样品从室温加热到约300℃对聚合物样品进行DSC。
在一些实施例中，该聚酯组合物可以包含一种或多种附加的不同的半结晶聚酯。这些附加的不同的半结晶聚酯可以包括上述那些半芳香族聚酯。在一些实施例中，半结晶聚酯与该半结晶聚酯和附加的不同的半结晶聚酯的组合重量的重量比(半结晶聚酯重量/(半结晶聚酯重量+附加的不同的半结晶聚酯重量))可以为至少约0.5、至少约0.6、至少约0.7、至少约0.8、至少约0.9、至少约0.95、或至少约0.99。在一些实施例中，半结晶聚酯与该半结晶聚酯和附加的不同的半结晶聚酯的组合重量的重量比可以是1。本领域普通技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加重量比率范围被考虑并且在本披露的范围内。在其中该聚酯组合物包含一种或多种附加的不同的半结晶聚酯聚合物的一些实施例中，相对于该聚酯组合物的总重量，总半结晶聚合物浓度(半结晶聚酯+一种或多种附加的不同的半结晶聚酯)可以在以上关于半结晶聚酯聚合物所述的范围内。在其他实施例中，相对于该聚酯组合物的总重量，半结晶聚酯聚合物浓度可以在上述范围内，并且该一种或多种附加的不同的半结晶聚酯聚合物可以具有独立的浓度。
无定形聚碳酸酯聚合物
聚酯组合物可以任选地包含无定形聚碳酸酯聚合物。无定形聚合物具有玻璃化转变温度但是没有熔融温度。无定形聚碳酸酯聚合物可以是均聚物或共聚物(无规、交替或嵌段)。在一些实施例中，无定形聚碳酸酯聚合物是芳香族聚碳酸酯聚合物。如在此所用，“芳香族聚碳酸酯聚合物”是指其中至少50mol％的重复单元是含有至少一种亚芳基单体和至少一种碳酸酯单体(-O-C(＝O)-O-)的重复单元(Rpc)的任何聚合物。在一些实施例中，无定形聚碳酸酯聚合物可以具有至少约60mol％、至少约80mol％、至少约90mol％、至少约95mol％或至少约99mol％的重复单元(RPC)。本领域普通技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加重复单元(Rpc)浓度范围被考虑并且在本披露的范围内。
在一些实施例中，重复单元(Rpc)可以由下式之一表示：
其中，在每种情况下，R3独立地选自下组，该组由以下各项组成：卤素、C1-C20烷基、C5-C15环烷基、C1-C20烯基、炔基、C1-C20芳基、C1-C20烷基芳基、C1-C20芳烷基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属磺酸盐或碱土金属磺酸盐、磺酸烷基酯、碱金属膦酸盐或碱土金属膦酸盐、膦酸烷基酯、胺、季铵、及其任何组合；Ar’是芳香族单核或多核基团；并且在每种情况下，k是范围从0至4的独立选择的整数。
在一些实施例中，Ar’可以选自：含有一个或多个稠合苯环的部分，所述稠合苯环包括但不限于亚萘基(例如，2,6-亚萘基)、亚蒽基(例如，2,6-亚蒽基)、亚菲基(例如，2,7-亚菲基)、亚并四苯基和亚芘基；或者含有包括从5至24个原子的芳香族碳环体系的部分，这些原子中的至少一个是杂原子(例如，吡啶、苯并咪唑和喹诺酮)。该杂原子可以是N、O、Si、P或S。在一些实施例中，该杂原子可以是N、O或S。
在一些实施例中，Ar’可以由下式之一表示：
其中，在每种情况下，R4独立地选自下组，该组由以下各项组成：卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属磺酸盐或碱土金属磺酸盐、磺酸烷基酯、碱金属膦酸盐或碱土金属膦酸盐、膦酸烷基酯、胺、季铵、及其任何组合；其中T”’选自C1-C20烷基、C5-C15环烷基、C1-C20芳基、C1-C20烷基芳基、C1-C20芳烷基、C1-C20烯基、和卤素；并且其中在每种情况下，L是范围从0至4的独立选择的整数。
在一些实施例中，Ar’可以由下式表示：
其中在每种情况下，R5独立地选自下组，该组由以下各项组成：卤素、烷基、全卤化的烷基、烯基、全卤化的炔基、芳基、全卤化的芳基、醚、硫醚、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属磺酸盐或碱土金属磺酸盐、磺酸烷基酯、碱金属膦酸盐或碱土金属膦酸盐、膦酸烷基酯、胺、季铵、及其任何组合；其中n’是从1至20的整数；并且其中在每种情况下，m是范围从0至2的独立选择的整数。在一些这样的实施例中，每个R4可以独立地为C1-C20烷基，包括但不限于甲基、乙基、正丙基；异丙基或(正、异、仲或叔)丁基。在一些实施例中，n’可以是1并且每个m可以是2。在一些这样的实施例中，每个R4可以是甲基。
无定形聚碳酸酯聚合物可以通过本领域众所周知的方法合成。例如，具有式(VI)的无定形聚碳酸酯聚合物可以通过碳酸二苯酯单体和芳香族二醇单体的缩聚来合成。作为另一个实例，具有式(VII)的无定形聚碳酸酯聚合物可以通过光气单体和芳香族二醇单体的缩聚来合成。在2009年2月26日提交并且标题为“Aromatic Polycarbonate Composition[芳香族聚碳酸酯组合物]”的授予El-Hibri等人的美国专利申请公开号2010/0016518中讨论了希望的芳香族聚碳酸酯聚合物及其相应的合成，该专利申请通过援引方式并入本申请。
除了重复单元(Rpc)之外，该无定形聚碳酸酯聚合物可以包含一个或多个不同于重复单元(Rpc)的附加的重复单元(Rpc*)。希望的重复单元(Rpc*)包括但不限于上面关于重复单元(Rpc)描述的那些。在一些实施例中，重复单元(Rpc*)可以包括上面关于重复单元(Rpe)描述的那些。在这样的实施例中，无定形聚碳酸酯是无定形聚酯-碳酸酯。希望的无定形聚酯-碳酸酯包括但不限于具有由双酚A和对苯二甲酸或间苯二甲酸的缩聚形成的重复单元(Rpc*)的那些。此类重复单元(Rpc*)可以由下式表示：
其中，在每种情况下，R6独立地选自下组，该组由以下各项组成：卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属磺酸盐或碱土金属磺酸盐、磺酸烷基酯、碱金属膦酸盐或碱土金属膦酸盐、膦酸烷基酯、胺、季铵、及其任何组合；并且在每种情况下，p是范围从1至4的独立选择的整数。在一些实施例中，每个p等于0。在一些实施例中，无定形聚酯-碳酸酯可以进一步包括不同于重复单元(Rpc*)并且除其之外的重复单元(Rpc**)。在一个这样的实施例中，无定形聚酯-碳酸酯可以具有分别由下式表示的重复单元(Rpc*)和(Rpc**)：
在其中芳香族聚碳酸酯包含一个或多个附加的重复单元(Rpc*)的一些实施例中，无定形聚碳酸酯聚合物可包含至少约1mol％、至少约10mol％、至少约20mol％、至少约30mol％、至少约40mol％或至少约50mol％的该一个或多个附加的重复单元(Rpc*)。本领域普通技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加重复单元(Rpc*)浓度范围被考虑并且在本披露的范围内。
在一些实施例中，相对于聚酯组合物的总重量，无定形聚碳酸酯聚合物浓度可以为从约1wt.％至约50wt.％、从约5wt.％至约50wt.％、从约10wt.％至约50wt.％、从约10wt.％至约45wt.％、从约10wt.％至约40wt.％、从约10wt.％至约35wt.％或从约15wt.％至约35wt.％。本领域普通技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加无定形聚碳酸酯聚合物浓度被考虑并且在本披露的范围内。
在一些实施例中，聚酯组合物可以包含附加的不同的聚碳酸酯聚合物。这些附加的不同的聚碳酸酯聚合物可以包括以上描述的那些聚碳酸酯聚合物。在包含一种或多种附加的不同的聚碳酸酯聚合物的实施例中，无定形聚碳酸酯聚合物的重量与该无定形聚碳酸酯聚合物和附加的不同的聚碳酸酯聚合物的组合重量的重量比(无定形聚碳酸酯重量/(无定形聚碳酸酯重量+附加的聚碳酸酯聚合物的总重量))为至少约0.5、至少约0.6、至少约0.7、至少约0.8、至少约0.9、至少约0.95、或至少约0.99。在一些实施例中，无定形聚碳酸酯聚合物与该无定形聚碳酸酯聚合物和附加的不同的聚碳酸酯聚合物的组合重量的重量比可以是1。本领域普通技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加重量比率范围被考虑并且在本披露的范围内。在其中聚酯组合物包含一种或多种附加的不同的聚碳酸酯聚合物的一些实施例中，相对于聚酯组合物的总重量，总聚碳酸酯聚合物浓度(聚碳酸酯聚合物+一种或多种附加的不同的聚碳酸酯聚合物)可以是在前述段落中关于无定形聚碳酸酯聚合物所述的范围内。在其他实施例中，相对于聚酯组合物的总重量，无定形聚碳酸酯聚合物浓度可以在前述段落中所述的范围内，并且该一种或多种附加的不同的聚碳酸酯聚合物可以具有独立的浓度。
无定形聚酯
该聚酯组合物可以包含至少一种无定形聚酯聚合物。该无定形聚酯聚合物可以是均聚物或共聚物(无规、交替或嵌段)。在一些实施例中，该无定形聚酯可以是共聚酯。如在此所用，共聚酯是指具有至少2种不同的重复单元(Rpe1)和(Rpe2)(组合浓度为至少50mol％)的聚合物，其中每种重复单元(Rpe1)和(Rpe2)包括至少一个酯基(-C(O)O-)和至少一个具有从1至20个碳原子的脂环族基团。在一些实施例中，无定形共聚酯中的重复单元(Rpe1)和(Rpe2)的组合浓度可以为至少约60mol％、至少约70mol％、至少约80mol％、至少约90mol％、至少约95mol％、或至少约99mol％。本领域普通技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加重复单元(Rpe1)和(Rpe2)的组合浓度范围被考虑并且在本披露的范围内。
在一些实施例中，重复单元(Rpe1)和(Rpe2)可以分别由以下两个式表示：-[-Ma-Mb-]-和-[-Ma-Mc-]-，其中Ma是包括芳香族二羧酸酯的部分并且Mb和Mc独立地选自包括脂环族烃基的部分。在一些实施例中，--Ma-可以由下式表示：
其中在每种情况下，R7、R8和R9独立地选自下组，该组由以下各项组成：卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属磺酸盐或碱土金属磺酸盐、磺酸烷基酯、碱金属膦酸盐或碱土金属膦酸盐、膦酸烷基酯、胺、季铵及其任何组合；s是范围从0至4的整数；在每种情况下，q和r是范围从0至2的独立选择的整数；并且m’和m”是范围从0至20的独立选择的整数。
在一些实施例中，--Ma-可以由下式表示：
在一些实施例中，基团-(CR7 q)m’-或-(CR8 r)m”-(或两者)可以由相应的式-Cm’H2m’-和-Cm”H2m”-(每个q和每个r等于0)表示。在一些这样的实施例中，–Cm’H2m’-(或-Cm”H2m”-)可以是C2-C8亚烷基、直链C2-C8亚烷基、或直链C2-C4亚烷基。希望的–Cm’H2m’-(或-Cm”H2m”-)基团可以包括但不限于甲基；乙基；正丙基；异丙基；或(正、异、仲或叔)丁基。在一些实施例中，m’可以是0，m”可以是零，或者m’和m”可以是零。在一些这样的实施例中，s可以是零。
在一些-Mb--和-Mc--可以独立地由以下式之一表示：
其中在每种情况下，R9、R10、R11、R12、R13和R14独立地选自下组，该组由以下各项组成：卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属磺酸盐或碱土金属磺酸盐、磺酸烷基酯、碱金属膦酸盐或碱土金属膦酸盐、膦酸烷基酯、胺、季铵及其任何组合；t”是从0至6的整数；u”是从0至10的整数；在每种情况下，t、t’、u和u’是范围从0至2的独立选择的整数；并且x、x’、y和y’是范围从0至20的独立选择的整数。在一些实施例中，-Mb--和-Mc--可以独立地由以下式之一表示：
在一些实施例中，基团-(CR9 t)x-、-(CR10 t’)x’--、-(CR12 t)y-和-(CR13 t’)y’--中的任一个、一些或全部可以独立地由式CzH2z表示，其中z分别是x、x’、y和y’。在一些这样的实施例中，-CzHz-可以是C2-C8亚烷基、直链C2-C8亚烷基、或直链C2-C4亚烷基。希望的CzH2z基团可以包括但不限于甲基；乙基；正丙基；异丙基；或(正、异、仲或叔)丁基。在一些实施例中，-(CR12 t)y-和-(CR13 t’)y’--二者可以是CH2基团。在一些这样的实施例中，u”可以是0。在一些实施例中，t和t’二者都可以是0。在一些这样的实施例中，t”可以是4并且R11在每种情况下可以是(CH3)基团(例如，式(XVIII)可以表示2,2,4,4-四甲基环丁基)。
在一些实施例中，无定形聚酯可具有一个或多个不同于重复单元(Rpe2)和(Rpe3)的附加的重复单元(Rpe*)。希望的重复单元(Rpe*)包括但不限于上面关于重复单元(Rpe2)和(Rpe3)描述的那些。在一些这样的实施例中，无定形聚酯可包含不超过约49mol％、不超过约40mol％、不超过约30mol％、不超过约20mol％、不超过约10mol％、不超过约5mol％、或不超过约1mol％的该一个或多个附加的重复单元(Rpe*)。本领域普通技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加重复单元(Rpe*)浓度范围被考虑并且在本披露的范围内。
在一些实施例中，相对于聚酯组合物的总重量，无定形共聚酯浓度可以为从约1wt.％至约50wt.％、从约5wt.％至约50wt.％、从约10wt.％至约50wt.％、从约10wt.％至约45wt.％、从约10wt.％至约40wt.％、从约10wt.％至约35wt.％或从约15wt.％至约35wt.％。本领域普通技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加无定形共聚酯聚合物浓度被考虑并且在本披露的范围内。
在一些实施例中，聚酯组合物可以包含一种或多种附加的不同的聚酯。这些附加的不同的聚酯可以包括但不限于上述的那些共聚酯。在包括附加的不同的聚酯聚合物的实施例中，无定形聚酯聚合物的重量与该无定形聚酯聚合物和附加的不同的聚酯聚合物的组合重量的重量比(无定形聚酯重量/(无定形聚酯重量+附加的不同的聚酯的总重量))为至少约0.5、至少约0.6、至少约0.7、至少约0.8、至少约0.9、至少约0.95、或至少约0.99。在一些实施例中，无定形聚酯聚合物与该无定形聚酯聚合物和附加的不同的聚酯聚合物的组合重量的重量比可以是1。在其中PE/PA共混物包含附加的不同的聚酯聚合物的一些实施例中，相对于聚酯组合物的总重量，聚酯聚合物(无定形聚酯+附加的不同的聚酯)的总浓度可以如上关于无定形聚酯聚合物所述。在其他实施例中，相对于聚酯组合物的总重量，无定形聚酯聚合物的浓度在以上给出的范围内，并且该一种或多种附加的不同的聚酯聚合物可以具有独立的浓度。本领域普通技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加重量比率范围被考虑并且在本披露的范围内。
抗冲击改性剂
在此所考虑的聚酯组合物包含至少一种抗冲击改性剂。通常，可以选择该抗冲击改性剂以赋予聚酯组合物有用的特性，例如所希望的屈服和断裂拉伸伸长率。在一些实施例中，所希望的是具有低于0℃的玻璃化转变温度(“Tg”)的橡胶状低模量官能化聚烯烃抗冲击改性剂。具有Tg<0℃的官能化聚烯烃抗冲击改性剂包括但不限于授予Desio等人的美国专利号5,436,294(1994年3月3日提交的并且标题为“Polyphthalamide Blends[聚邻苯二甲酰胺共混物]”)和授予Reichmann的美国专利号5,447,980(1993年9月16日提交的并且标题为“Stabilized Polyamide Fiber[稳定的聚酰胺纤维]”)(两者均通过援引方式并入本申请)中披露的那些。此外，希望的抗冲击改性剂包括但不限于聚烯烃、优选官能化聚烯烃、并且特别是含有官能化乙烯共聚物的弹性体，包括但不限于苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯(“SEBS”)和乙烯丙烯二烯单体(M类)橡胶(“EPDM”)。
官能化聚烯烃抗冲击改性剂从商业来源可获得，包括马来酸化的聚丙烯和乙烯-丙烯共聚物(作为 PO可获得)和包含约0.6重量百分比琥珀酸酐侧基的马来酸酐官能化的乙烯-丙烯共聚物橡胶，例如来自埃克森美孚化工公司(Exxon Mobil ChemicalCompany)的 RTM.VA 1801；作为可获得的丙烯酸酯改性的聚乙烯，例如9920，来自杜邦公司(DuPont Company)的甲基丙烯酸改性的聚乙烯；和例如1410XT，来自陶氏化学公司(Dow Chemical Company)的丙烯酸改性的聚乙烯；马来酸酐改性的SEBS嵌段共聚物，例如 FG1901X，已经用约2重量％的马来酸酐接枝的SEBS，从科腾聚合物公司(Kraton Polymers)可获得；马来酸酐官能化的EPDM三聚物橡胶，例如498，1％马来酸酐官能化的EPDM，从康普顿公司(Crompton Corporation)可获得。抗冲击改性剂上的合适官能团包括可与半结晶聚酯和/或无定形聚酯的端基反应以提供增强的对一种或多种基质聚合物的粘附性的化学部分。
其他希望的官能化的抗冲击改性剂包括但不限于乙烯-高级α-烯烃聚合物和乙烯-高级α-烯烃-二烯聚合物，这些聚合物通过用合适的反应性羧酸或其衍生物(诸如，例如，丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐或其酯)接枝或共聚而拥有反应性官能团并且将具有高达约50,000psi的拉伸模量(根据ASTM D-638确定的)。合适的高级α-烯烃包括但不限于C3至C8α-烯烃，例如像丙烯、1-丁烯、1-己烯和苯乙烯。可替代地，也可以通过聚合的1-3二烯单体的合适的均聚物和共聚物的氢化得到具有包括此种单元的结构的共聚物。例如，具有不同水平的侧链乙烯基单元的聚丁二烯可以容易地获得，并且这些可被氢化以提供乙烯-丁烯共聚物结构。类似地，可以使用聚异戊二烯的氢化来提供等同的乙烯-异丁烯共聚物。
在一些实施例中，已经发现含有丙烯酸酯部分和甲基丙烯酸缩水甘油酯部分的反应性抗冲击改性剂可以显著改进由其制成的聚酯组合物的冲击性能。上述反应性抗冲击改性剂的实例是以商品名 AX8900从阿科玛公司(Arkema)(布里斯托尔(Bristol)，宾夕法尼亚州(PA)，美国)可商购的，其为乙烯、丙烯酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的三聚物。上述反应性抗冲击改性剂的另一个实例是以商品名Paraloid EXLTM 2314从陶氏化学公司(米德兰，密歇根州(MI)，美国)可商购的，其为核-壳型基于丙烯酸酯的抗冲击改性剂，其包括主要由交联的聚(丙烯酸正丁酯)橡胶构成的核并具有主要由聚(甲基丙烯酸甲酯)-聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯)共聚物构成的壳相。在一些实施例中，反应性抗冲击改性剂可以具有从约10mol％至约40mol％的丙烯酸酯浓度和/或从约4mol％至约20mol％的甲基丙烯酸缩水甘油酯浓度。本领域普通技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加丙烯酸酯部分浓度范围被考虑并且在本披露的范围内。
相对于聚酯组合物的总重量，在此所考虑的聚酯组合物具有从约1wt.％至约40wt.％、从约5wt.％至约40wt.％、从约5wt.％至约30wt.％、从约5wt.％至约25wt.％、或从约10wt.％至约25wt.％的抗冲击改性剂浓度。本领域普通技术人员将认识到在明确披露的浓度内的附加抗冲击改性剂浓度被考虑并且在本披露的范围内。
在一些实施例中，聚酯组合物可以包含一种或多种附加的不同的抗冲击改性剂。在这样的实施例中，相对于聚酯组合物的总重量，抗冲击改性剂(抗冲击改性剂+附加的不同的抗冲击改性剂)的总浓度可以如上面关于抗冲击改性剂所述。在其他实施例中，相对于聚酯组合物的总重量，抗冲击改性剂的浓度在以上给出的范围内，并且该一种或多种附加的不同的抗冲击改性剂可以具有独立的浓度。本领域普通技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加抗冲击改性剂重量比和浓度范围被考虑并且在本披露的范围内。
添加剂
在一些实施例中，这些聚酯组合物可以任选地包含一种或多种添加剂。添加剂可包括但不限于紫外(“UV”)光稳定剂、热稳定剂、抗氧化剂、颜料、加工助剂(例如熔体稳定剂)、润滑剂、阻燃剂(含卤素或不含卤素)和/或导电添加剂(包括但不限于炭黑和碳纳米原纤)。
关于颜料，用于白度的颜料可以包括但不限于TiO2、硫化锌、硫酸钡、碳酸钙、以及其任何组合。另外，可以使用宽范围的彩色的有机和/或无机颜料中的任一种来将颜色适当地调整到希望的目标。可商购的颜料的一些实例包括但不限于从朗盛公司(LANXESSCorporation)(匹兹堡，宾夕法尼亚州(Pittsburgh,PA))以140M可商购的Fe2O3(红色)；和从Brenntag Specialties公司(南普莱恩菲尔德，新泽西州)以群青5005可商购的青金石(蓝色)。
关于熔体稳定剂，在一些实施例中，熔体稳定剂可以包括含有有机磷的熔体稳定剂。在这样的实施例中，希望的熔体稳定剂可以包括但不限于亚磷酸酯或亚膦酸酯家族或其混合物的那些。希望的亚磷酸酯包括但不限于单和二烷基取代的芳香族亚磷酸酯。在某些实施例中，亚磷酸酯可以包括二-叔丁基取代的芳香族亚磷酸酯，包括但不限于亚磷酸三(2,4-二-叔丁基-苯基)酯。在一些实施例中，希望的亚磷酸酯包括但不限于含有季戊四醇部分的那些。在这样的实施例中，亚磷酸酯可以包括但不限于双(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和双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。在一些实施例中，芳香族亚膦酸酯也可以是希望的，包括但不限于芳香族单亚膦酸酯和二亚膦酸酯。特别希望的亚膦酸酯是四(2,4-二-叔丁基苯基)[1,1-联苯基]-4,4'-二基双亚膦酸酯。在一些实施例中，上述亚膦酸酯可以与上述亚磷酸酯组合使用。在一些这样的实施例中，与亚膦酸酯组合使用的亚磷酸酯是三(2,4-叔丁基苯基)亚磷酸酯。在此类混合物中，亚膦酸酯优选为主要组分并且亚磷酸酯为次要组分。符合此说明的稳定剂组合物以从科莱恩公司(Clariant Corporation)(夏洛特，北卡罗来纳州)可获得的商标商业销售。在一些实施例中，相对于聚酯组合物的总重量，该熔体稳定剂可以具有约0.1wt.％至最高达约0.3wt.％、约0.5wt.％、约0.7wt.％或约1wt.％的浓度。
希望的UV稳定剂包括但不限于受阻胺光稳定剂(“HALS”)和其他UV吸收添加剂。HALS包括但不限于癸二酸双(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)酯、癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基哌啶-4-基)酯、二(1,2,2,6,6-五甲基哌啶-4-基)(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)丁基丙二酸酯、4-苯甲酰基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-硬脂酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、3-正辛基-7,7,9,9-四甲基-1,3,8-三氮杂-螺[4.5]癸烷-2,4-二酮、三(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)次氨基三乙酸酯、1,2-双(2,2,6,6-四甲基-3-氧代哌嗪-4-基)乙烷、2,2,4,4-四甲基-7-氧杂-3,20-二氮杂-21-氧代二螺[5.1.11.2]二十一烷、2,4-二氯-6-叔辛基氨基-s-三嗪与4,4'-六亚甲基双(氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶)的缩聚产物、1-(2-羟乙基)-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶与琥珀酸的缩聚产物、4,4'-六亚甲基双-(氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶)与1,2-二溴乙烷的缩聚产物、四(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、四(1,2,2,6,6-五甲基哌啶-4-基)1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、2,4-二氯-6-吗啉代-s-三嗪和4,4'-六亚甲基双(氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶)的缩聚产物、N,N',N”,N”'-四[(4,6-双(丁基-1,2,2,6,6-五甲基-哌啶-4-基)-氨基-s-三嗪-2-基]-1,10-二氨基-4,7-二氮杂癸烷、混合的[2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基/β,β,β',β'-四甲基-3,9-(2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]-十一烷)二乙基]1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、混合的[1,2,2,6,6-五甲基哌啶-4-基/β,β,β',β'-四甲基-3,9-(2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]-十一烷)二乙基]1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、亚辛基双(2,2,6,6-四甲基-哌啶-4-羧酸酯)、4,4'-亚乙基双(2,2,6,6-四甲基哌嗪-3-酮)、N-2,2,6,6-四甲基-哌啶-4-基-正十二烷基琥珀酰亚胺、N-1,2,2,6,6-五甲基-哌啶-4-基-正十二烷基琥珀酰亚胺、N-1-乙酰基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基-正十二烷基琥珀酰亚胺、1-乙酰基-3-十二烷基-7,7,9,9-四甲基-1,3,8-三氮杂螺[4.5]癸烷-2,4-二-酮、癸二酸二-(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)酯、琥珀酸二-(1-环己基氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)酯、1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基-哌啶、聚-{[6-叔辛基氨基-s-三嗪-2,4-二基][2-(1-环己基氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)亚氨基-六亚甲基-[4-(1-环己基氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)亚氨基]、以及2,4,6-三[N-(1-环己基氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-正丁基氨基]-s-三嗪。
希望的抗氧化剂包括但不限于受阻酚和受阻亚磷酸酯，例如双(2,4-二-叔丁基苯基)季戊四醇二磷酸酯和双(2,6-二-叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯。
制品
在此所述的聚酯组合物可以希望地结合到移动电子装置中的移动电子装置部件中。如在此使用的，“移动电子装置”是指旨在方便地被运输并且用于不同场所的电子装置。移动电子装置可以包括但不限于移动电话、个人数字助理(“PDA”)、笔记本电脑、平板电脑、可穿戴计算装置(例如，智能手表和智能眼镜)、相机、便携式音频播放器、便携式收音机、全球定位系统接收器和便携式游戏机。为了清楚起见，除非另有明确说明，否则对“一种或多种装置部件”的提及包括对“一种或多种移动电子装置部件”的提及。
对于在此所考虑的装置部件，装置部件的至少一部分包含该聚酯组合物。在一些这样的实施例中，装置部件基本上由该聚酯组合物组成。在一些实施例中，装置部件包括金属部分和由在此所述的聚酯组合物制造的部分。
在一些实施例中，装置部件的至少一部分可以暴露于移动电子装置的外部环境(例如，装置部件的至少一部分与移动电子装置外部的环境接触)。例如，装置部件的至少一部分可以形成移动电子装置的外部壳体的至少一部分。在一些这样的实施例中，该部件可以是围绕移动电子装置的外围的全部或部分“框架”、呈网格形式的梁、或其组合。作为另一个实例，装置部件的至少一部分可以形成输入装置的至少一部分。在一些这样的实施例中，电子装置的按钮可以包括装置部件。在一些实施例中，装置部件可以被电子装置完全封闭(例如，该部件是从移动电子装置外部的观察点不可见的)。
在一些实施例中，该装置部件可以包括具有安装孔或其他紧固装置的安装部件，该其他紧固装置包括但不限于在其本身与移动电子装置的另一部件之间的卡扣配合连接器，该另一部件包括但不限于电路板、麦克风、扬声器、显示器、电池、盖、壳体、电气或电子连接器、铰链、无线电天线、开关或开关板(switchpad)。在一些实施例中，移动电子装置可以是输入装置的至少一部分
移动电子装置的部件可以使用本领域公知的方法制造。例如，装置部件可以通过包括但不限于模制(例如，注射模制、吹塑模制或挤出模制)的方法来制造。在一些实施例中，聚酯组合物可以通过本领域已知的方法(包括但不限于注射模制)形成为粒料(例如，在两端之间具有基本上圆柱形的主体)。在一些这样的实施例中，装置部件可以由如上所述的粒料制造。
在一些实施例中，装置部件可以通过本领域众所周知的方法用金属涂覆，这些方法包括但不限于真空沉积(包括加热待沉积的金属的各种方法)、化学镀、电镀、化学气相沉积、金属溅射和电子束沉积。虽然金属可很好地粘附到部件上而无需任何特殊的处理，在一些实施例中，可以使用本领域公知的方法来改进粘附性。这样的方法包括但不限于：使合成树脂表面粗糙化的磨损、粘合促进剂的添加、化学刻蚀、通过暴露于等离子体和/或辐射(例如激光或UV辐射)的表面功能化或这些的任何组合。另外，在一些实施例中，金属涂覆方法可以包括其中将移动电子装置部件浸在酸浴中的至少一个步骤。可以将多于一种金属或金属合金镀到含有聚酯组合物的部件上。例如，一种金属或合金由于其良好的粘附性可以直接被镀到合成树脂表面上，并且另一种金属或合金因为它具有更高的强度和/或硬度可以被镀在先前的镀层顶部上。有用的涂覆金属和合金包括但不限于铜、镍、铁-镍、钴、钴-镍、和铬，以及这些在不同的层中的组合。在一些实施例中，移动电子装置部件的表面可以用金属完全或部分地涂覆。在一些实施例中，部件的表面积的超过约50％或约100％可以是金属涂覆的。在部件的不同区域中，金属层的厚度和/或数量、和/或金属层的组成可以不同。金属可以涂覆成图案以有效地改进移动电子装置部件的某些区段中的一种或多种特性。
实例
以下实例展示了根据本发明的所选聚酯组合物的机械和化学特性。测试的每个样品包括从帝人股份有限公司(Teijin Limited)(东京，日本)以商品名 TN-8065S可商购的PEN聚合物(半芳香族聚酯)。每个样品还包括选自以下项的抗冲击改性剂： AX8900(“IM 1”)、 AX8840(“IM2”)或 EXL-3361(“IM3”)。 AX8900和 AX8840二者都是从阿科玛公司(布里斯托尔，宾夕法尼亚州，美国)可商购的。 AX8900是含有乙烯、丙烯酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯部分的三聚物，而Lotader AX8840是乙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物(并且不含丙烯酸酯部分)。 EXL-3361是不含甲基丙烯酸缩水甘油酯部分并且是从陶氏化学公司(米德兰，密歇根州，美国)可商购的丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯基抗冲击改性剂。每个样品还包括白色颜料。所使用的白色颜料是从杜邦公司(威明顿市，特拉华州，美国)可商购的 R-105(TiO2)。每个样品还包括从拜耳材料科学公司(Bayer MaterialScience,Inc.)(匹兹堡，宾夕法尼亚州，美国)可商购的无定形聚碳酸酯聚合物3018或从伊斯曼化学公司(Eastman Chemical Company)(金斯波特，田纳西州(Kingsport,TN))可商购的无定形共聚酯聚合物Tritan TX1000。表1显示了测试样品的组成。
表1
对于机械和化学测试，将每种共混物造粒并且随后挤出以形成测试样品。在造粒之前，将共混物的PEN、聚碳酸酯和/或共聚酯聚酯在175℃的温度下干燥至少16小时并且随后与相应的抗冲击改性剂和白色颜料一起共混。然后使用 ZSK-26挤出机将所产生的配制品熔融混配以形成粒料。通过注射模制从每种共混物的粒料形成三种类型的测试样品，每种测试样品具有约0.125英寸的厚度：(A)ASTM D-638I型拉伸试条；(B)5英寸X0.5英寸X 0.125英寸弯曲试条；和(C)4英寸X 4英寸X 0.125英寸的基板。
实例1-机械性能
该实例1展示了PEN/无定形聚酯组合物的机械性能。具体而言，该实例1展示了本披露的聚酯组合物的拉伸特性和冲击性能。
为了展示机械性能，使用(A)型测试样品根据ASTM D-638标准测量拉伸特性(断裂拉伸强度、拉伸模量和断裂拉伸伸长率)，并且在被机械加工以满足ASTM D-256规格的尺寸要求的(B)型测试样品上根据ASTM D-256测量缺口艾佐德抗冲击性。机械测试的结果显示在下表2中：
表2
在表2中，“D”表示延性断裂类型并且“B”表示脆性断裂类型。另外，在表2中，“MD”表示机器或流动方向并且“TD”表示横向或交叉流动方向。
表2证明了由PEN或相应的聚合物共混物制备的测试样品具有优异的冲击性能，同时还具有尺寸稳定性。参考表2，样品E1至E5全部具有大于约929J/m的缺口艾佐德抗冲击性。此外，样品E1、E2和E5全部具有优异的尺寸稳定性，如通过在0.88与0.94之间的平均模制收缩率所证明的。共混样品(E1和E2)的收缩率相对于仅含有PEN聚合物的样品(E5)稍微更均匀，如由对应地0.88、0.88和0.85的各向异性证明的。
表2还出人意料地证明，具有丙烯酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯部分二者的反应性抗冲击改性剂对聚酯组合物的抗冲击性提供了显著的改进。参照表1和2，E1(具有含有丙烯酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯部分的抗冲击改性剂)具有约988J/m的抗冲击性，而CE2(具有含有丙烯酸酯部分但不含甲基丙烯酸缩水甘油酯部分的抗冲击改性剂)具有约158J/m的抗冲击性。类似地，E4(具有含有丙烯酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯部分的抗冲击改性剂)给出约929J/m的抗冲击性，而CE3(具有含有甲基丙烯酸缩水甘油酯部分但不含丙烯酸酯部分的抗冲击改性剂)产生约233J/m的抗冲击性。
实例2-化学性能
该实例2展示了聚合物组合物的化学性能。特别地，该实例2展示了聚合物组合物的白度、颜色稳定性、耐化学性和耐阳极氧化性。
根据其中L*坐标代表明度(黑到白)刻度、a*坐标代表绿色-红色色度并且b*刻度代表蓝色-黄色色度的CIE L-a-b坐标标准表明测试样品的白度。如果L*值是大于90.0并且色度坐标a*和b*的组合的绝对值(|a*|+|b*|)是小于4.0单位，则测试样品的白度被认为是可接受的。证明了相对于防晒剂的耐化学性。通过将Banana SPF30广谱防晒霜施用到(B)型测试样品上来测试对防晒霜的耐化学性，这些测试样品被安装到Bergen抛物线型可变应变弯曲夹具上，该夹具使塑性材料上施加的应变从约零变化至约2.0％，以形成受应力的组件。如在此所使用的，所施加的x％应变是将PPSU/PE共混物的模制样品拉长x％所需的应变。例如，如果模制样品的长度是1英寸，则所施加的2％应变是指在所施加的应变的方向上将模制样品拉长到1.02英寸所需的应变。将受应力组件在受控湿度的环境腔室中在约65℃的温度和约90％的相对湿度下老化约24小时。随后，将组件从该腔室中取出，并且检查安装在应变夹具上的(B)型测试样品的任何开裂或龟裂的迹象。将失效临界应变记录为在其上观察到开裂或龟裂的抛物线型固定装置上的最低应变水平。表3中展示了白度和颜色稳定性测试的结果。
表3
在表3中，>2.0％的开始失效的临界应变值表明没有可观察到的影响直到2.0％的最大施加应变。
表3证明，所测试的样品具有出色的耐化学性和出色的白度和可着色性。参考表3，样品E1-E5中的每一个具有大于2.0％的失效临界应变。一般而言，具有超过1％的失效临界应变的组合物被认为具有良好的耐化学性能。此外，样品E1-E5中的每一个具有大于约94的L*值连同非常低的色度值a*和b*(在仅2phr TiO2的情况下)，并且因此证明了聚合物组合物的优异的白度和可着色性。
如以上所描述的，通过酸浴浸渍来证明耐阳极氧化性。具体地，阳极氧化过程通过在约23℃下将(A)型测试样品在约70wt.％硫酸中浸渍24小时来模拟。酸浴浸渍后，将测试样品移出、用水洗涤并且随后根据ASTM-D368标准测试其拉伸特性(屈服拉伸强度、拉伸模量和断裂拉伸伸长率)。酸浴浸渍之前(表2)和之后(表3)的拉伸特性用作材料耐受阳极氧化过程的能力的指标。如从表2和3中的拉伸特性数据明显的，在暴露于如由这些实例中使用的70％硫酸溶液所代表的苛刻的酸性条件后，聚合物组合物的机械性能几乎没有降低。
以上实施例旨在是说明性的而不是限制性的。此外，尽管已经参考具体实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行改变。任何通过援引方式对以上文件的并入是受限制的，使得没有并入与在此的明确披露内容相反的主题。

Claims (15)

1.一种含有聚酯组合物的移动电子装置部件，该聚酯组合物包含：
半芳香族半结晶聚酯聚合物，以及
相对于该聚合物组合物的总重量从约1wt.％至约40wt.％的包含丙烯酸酯部分和甲基丙烯酸缩水甘油酯部分的反应性抗冲击改性剂。
2.如权利要求1所述的移动电子装置部件，其中该半结晶聚酯聚合物由式(I)表示：
其中
-Ar包含亚芳基，该亚芳基含有具有至少两个共用碳的稠合的至少两个苯环；
-在每种情况下，R1独立地选自下组，该组由以下各项组成：卤素、烷基、烯基、芳基、芳基、醚、硫醚、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属磺酸盐或碱土金属磺酸盐、磺酸烷基酯、碱金属膦酸盐或碱土金属膦酸盐、膦酸烷基酯、胺、季铵、及其任何组合；
-n是从1至20的整数；并且
-在每种情况下，i是范围从0至2的独立选择的整数。
3.如权利要求1或2所述的移动电子装置部件，其中Ar包含由下式(IV)表示的萘二甲酸酯，
其中
-在每种情况下，R2独立地选自下组，该组由以下各项组成：卤素、烷基、全卤化的烷基、烯基、全卤化的炔基、芳基、全卤化的芳基、醚、硫醚、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属磺酸盐或碱土金属磺酸盐、磺酸烷基酯、碱金属膦酸盐或碱土金属膦酸盐、膦酸烷基酯、胺、季铵、及其任何组合；并且
-在每种情况下，j是从0至3的独立选择的整数。
4.如权利要求1至3中任一项所述的移动电子装置部件，其中相对于该聚酯组合物的总重量，该半结晶聚酯聚合物的浓度为从约20wt.％至约90wt.％。
5.如权利要求1至4中任一项所述的移动电子装置部件，其中该聚酯组合物还包含无定形聚碳酸酯聚合物、无定形聚酯聚合物或两者，并且其中该半结晶聚酯聚合物的重量相对于该无定形聚碳酸酯聚合物和该无定形聚酯聚合物的组合重量：
是从约1至约30并且其中w是重量。
6.如权利要求5所述的移动电子装置部件，其中该聚酯组合物包含该无定形聚碳酸酯聚合物，该无定形聚碳酸酯聚合物包含由下式(VI)或式(VII)表示的重复单元(Rpc)：
其中
-在每种情况下，R3独立地选自下组，该组由以下各项组成：卤素、C1-C20烷基、C5-C15环烷基、C1-C20烯基、炔基、C1-C20芳基、C1-C20烷芳基、C1-C20芳烷基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属磺酸盐或碱土金属磺酸盐、磺酸烷基酯、碱金属膦酸盐或碱土金属膦酸盐、膦酸烷基酯、胺、季铵及其任何组合；
-Ar’是芳香族单核或多核基团；并且
-在每种情况下，k是范围从0至4的独立选择的整数。
7.如权利要求6所述的移动电子装置部件，其中重复单元(Rpc)由式(VII)表示，并且其中Ar’由下式(X)表示：
其中
-在每种情况下，R5独立地选自下组，该组由以下各项组成：卤素、烷基、全卤化的烷基、烯基、全卤化的炔基、芳基、全卤化的芳基、醚、硫醚、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属磺酸盐或碱土金属磺酸盐、磺酸烷基酯、碱金属膦酸盐或碱土金属膦酸盐、膦酸烷基酯、胺、季铵、及其任何组合；
-n’是从1至20的整数；并且
-在每种情况下，m是范围从0至2的独立选择的整数。
8.如权利要求6或7所述的移动电子装置部件，其中该无定形聚碳酸酯聚合物还包含由下式表示的重复单元(Rpc*)：
-在每种情况下，R6独立地选自下组，该组由以下各项组成：卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属磺酸盐或碱土金属磺酸盐、磺酸烷基酯、碱金属膦酸盐或碱土金属膦酸盐、膦酸烷基酯、胺、季铵及其任何组合，并且
-在每种情况下，p是范围从1至4的独立选择的整数。
9.如权利要求6至8中任一项所述的移动电子装置部件，其中相对于该聚酯组合物的总重量，该无定形聚碳酸酯聚合物浓度为从约1wt.％至约50wt.％。
10.如权利要求5至9中任一项所述的移动电子装置部件，其中该聚酯组合物包含无定形聚酯，该无定形聚酯包含重复单元(Rpe1)和(Rpe2)；
其中：
-重复单元(Rpe1)由式-[-Ma-Mb-]-表示
-重复单元(Rpe2)由式-[-Ma-Mc-]-表示
---Ma-由下式(XI)表示：
-其中
-在每种情况下，R7、R8和R9独立地选自下组，该组由以下各项组成：卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属磺酸盐或碱土金属磺酸盐、磺酸烷基酯、碱金属膦酸盐或碱土金属膦酸盐、膦酸烷基酯、胺、季铵及其任何组合；
-s是范围从0至4的整数；
-在每种情况下，q和r是范围从0至2的独立选择的整数，并且
-m’和m”是范围从0至20的独立选择的整数；
--Mb--和-Mc--独立地选自由以下式组成的以下组：
-其中
-在每种情况下，R9、R10、R11、R12、R13和R14独立地选自下组，该组由以下各项组成：卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属磺酸盐或碱土金属磺酸盐、磺酸烷基酯、碱金属膦酸盐或碱土金属膦酸盐、膦酸烷基酯、胺、季铵及其任何组合；
-t”是从0至6的整数；
-u”是从0至10的整数；
-在每种情况下，t、t’、u和u’是范围从0至2的独立选择的整数，并且
-x、x’、y和y’是范围从0至20的独立选择的整数。
11.如权利要求10所述的移动电子装置部件，其中相对于该聚酯组合物的总重量，该无定形聚酯浓度为从约1wt.％至约50wt.％。
12.如权利要求1至11中任一项所述的移动电子装置部件，其中该抗冲击改性剂具有从约5wt.％至约30wt.％的浓度。
13.如权利要求1至12中任一项所述的移动电子装置部件，其中该聚合物组合物包含如根据ASTM D256标准在0.125英寸厚度的样品上测量的至少约700J/m的缺口艾佐德抗冲击性。
14.如权利要求1至13中任一项所述的移动电子装置部件，其中该聚酯组合物具有从约0.6％至约0.99％的平均模制收缩率和从约0.86至约1的收缩率各向异性。
15.一种移动电子装置，包含如权利要求1至14中任一项所述的移动电子装置部件，其中该移动电子装置选自下组，该组由以下各项组成：移动电话、个人数字助理、笔记本电脑、平板电脑、可穿戴计算装置、智能手表、智能眼镜、相机、便携式音频播放器、便携式收音机、全球定位系统接收器和便携式游戏机。
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