CN1556822A - 耐冲击改性聚碳酸酯组合物 - Google Patents
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Abstract
一种耐冲击改性聚碳酸酯组合物和/或聚酯碳酸酯组合物,它含有至少一种蕈酸化合物,选自金属草酸盐、金属的羟基草酸盐、草酸酯和草酸酯的金属盐,其数量介于0.1~5重量份(相对于100重量份整个组合物而言)。所述组合物表现出合流线强度和化学药品作用下耐应力开裂性的优势组合,以及高热稳定性和良好加工性能和阻燃性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐冲击改性聚碳酸酯组合物,它具有良好加工性能,以及缺口试棒冲击强度、化学药品作用下耐应力开裂性、良好热稳定性和合流线强度(溶合强度)之间的优势组合,还涉及可由它制取的模塑制品。本发明尤其涉及被赋予耐燃性的具有上述性能的耐冲击改性聚碳酸酯组合物。本发明还涉及草酸化合物用于给耐冲击改性聚碳酸酯组合物提供耐燃性的应用。
被赋予耐燃性的耐冲击改性聚碳酸酯组合物是已知的。作为阻燃剂,除了含卤素物质之外尤其还可使用含磷化合物,而在大工业规模上则尤其采用芳族磷酸酯。此类组合物例如描述在EP-A0363608和EP-A0640655中。
硅酸盐材料如滑石,可随同磷酸酯一起加入到此种被赋予耐燃性的耐冲击改性聚碳酸酯组合物中(例如参见JP-A11199768、WO00/46298、EP-A1026205)以改进耐燃性能。纳米级无机粉末如碱性氧化铝,也可为同一目的加入(例如参见US-A5849827)。然而,如此制取的组合物具有合流线强度不足的特点。
矿物阻燃剂如氢氧化铝(III)、氢氧化镁(II)或三氧化锑在聚合物中的应用被综述于,例如,M.Weber,“矿物阻燃剂”(Mineral FlameRetardants),《工业矿物》(Industrial Minerals)2000-02,pp.19~27。此种阻燃剂通常不用于聚碳酸酯及其共混物中。应用得最广的矿物阻燃剂——氢氧化铝(III),具有约200℃的较低分解温度,因此不适合诸如聚碳酸酯和聚碳酸酯共混物之类在高于200℃的加工温度下制备或加工的聚合物使用。因此,对于加工温度高于200℃的聚合物来说,常常使用分解温度为约340℃的氢氧化镁(II)。但是,氢氧化镁(II)存在着远比氢氧化铝(III)昂贵以及当用于聚碳酸酯及其共混物中时由于其具有碱性特征,而导致聚合物分解等缺点。
分解温度大于330℃的草酸改性的氢氧化铝及其作为阻燃剂在各种不同聚合物组合物中的应用描述在J.Stinson,W.Horn,“热稳定性提高的改性氢氧化铝(III)的阻燃性能”,《乙烯基与添加剂工艺杂志》(Journal of Vinyl & Additive Technology),1995-06,Issue 1,No.2,pp.94~47。所描述的草酸改性氢氧化铝,以50%~60%的含量在各种不同聚合物如高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等材料中,表现出按照UL-94V试验评估的良好耐燃作用。唯独在聚碳酸酯(PC)中,草酸改性的氢氧化铝的加入未能取得要求的按照UL-94V的耐燃性改进。
另外,从US-A5075472得知氢氧化铝-草酸锂化合物的制备和表征。该专利说明提到,此种化合物在赋予聚合物耐燃性方面可能有用。
WO 01/58999描述含有磷化合物和草酸盐的聚合物共混物,其中草酸盐的加入量最高达30重量份。在实施例中,所描述的聚碳酸酯/ABS组合物含有10重量份草酸铝。
现已发现,草酸化合物按照本发明的用量不或几乎不对试验物体的冲击强度性能产生负面影响,然而对合流线强度和ESC行为(在化学药品作用下应力开裂行为)产生正面影响。考虑到在冲击强度、合流线强度和ESC行为之间特别权衡的综合性能,最优选的草酸化合物含量范围是0.3~3.0wt%,相对于整个组合物而言。
这些模塑组合物具有按照UL-94V的优异耐燃性能和优异加工性,即,特别是良好的熔体流动性,尤其是在薄壁厚(小于或等于1.2mm)的情况下。
这一目的是由一种耐冲击改性聚碳酸酯组合物达到的,它含有至少一种草酸化合物,选自金属草酸盐、碱性金属草酸盐(金属的羟基草酸盐)、草酸酯和草酸酯的金属盐,其数量介于0.1~5重量份(相对于100重量份整个组合物而言)。
本发明耐冲击改性组合物的特征是,它们含有至少一种草酸化合物。本发明草酸化合物例如是金属草酸盐、碱性金属草酸盐、草酸的所有金属盐以及草酸酯和此种酯的金属盐。草酸和草酸酯的金属盐可以是具有一种或多种相同或不同、离子、共价或络合地键合的金属的单-、双-、混合和络合盐。用于本发明的金属草酸盐、碱性金属草酸盐和草酸酯的金属盐可含有任何适当金属。特别合适的是周期系第一、第二和第三主族的金属。最特别优选铝、镁和/或锂以及这些盐的混合形式。此类金属草酸盐和碱性金属草酸盐是普遍已知的且描述在,例如,《Ullmans工业化学大全》(Ullmans Enzyklopdie derTechnischen Chemie),第4版,卷17,化学出版社,Weinheim,1979,p.480起。
优选用于本发明的金属草酸化合物将在下面在组分D标题下加以说明。
按照本发明的优选实施方案,提供一种耐冲击改性聚碳酸酯组合物,它除了金属草酸盐化合物之外还含有含磷阻燃剂,例如,低聚磷酸酯,作为另一种阻燃剂。聚碳酸酯组合物通过这两种阻燃剂的组合可获得特别好的综合性能。
本发明耐冲击改性聚碳酸酯组合物除了上述金属草酸盐化合物之外还可含有其他热塑性聚合物,特别是聚酯碳酸酯、聚酯、接枝聚合物和乙烯基(共)聚合物。可用于本发明这些组合物中的这些组分和其他组分将在下面举例说明。
组分A
本发明组合物含有聚碳酸酯和/或聚酯碳酸酯,优选芳族聚碳酸酯和/或聚酯碳酸酯。作为本发明组分A,合适的芳族聚碳酸酯和/或芳族聚酯碳酸酯是文献中已知的或者可按文献中已知的方法如相界面聚合或熔融聚合方法等制备(关于芳族聚碳酸酯的制备例如可参见,Schnell《聚碳酸酯化学与物理》(Chemistry and Physis ofPolycarbonates),Interscience出版社,1964,以及DE-AS1495626、DE-A2232877、DE-A2703376、DE-A2714544、DE-A3000610、DE-A3832396;关于芳族聚酯碳酸酯的制备参见DE-A3077934)。
芳族聚碳酸酯例如可这样制备:使二酚与碳酸酰卤,优选光气,和/或与芳族二羧酸二酰卤,优选苯二甲酸二酰卤,按照界面法进行反应,任选地使用链终止剂,例如,一元酚,和任选地使用三官能或高于三官能的支化剂,例如,三元酚或四元酚。
制备芳族聚碳酸酯和/或芳族聚酯碳酸酯使用的二酚优选是通式(I)的那些
其中
A代表单键、C1~C5-亚烷基、C2~C5-烷叉、C5~C6-环烷叉、-O-、-SO-、-CO-、-S-、-SO2-、C6~C12-亚芳基,其上还可稠合上其他芳环,任选地含有杂原子,
或者通式(II)或(III)的基团
B每种情况代表C1~C12-烷基,优选甲基,或卤素,优选氯和/或溴
x每种情况彼此独立地代表0、1或2,
p是0或1,和
R5和R6,对于每个X1可单独地选择,彼此独立地代表氢或C1~C6-烷基,优选氢、甲基或乙基,
X1是碳和
m是4~7的整数,优选4或5,条件是,在至少一个原子X1上,R5和R6同时是烷基。
优选的二酚是氢醌、间苯二酚、二羟基二酚、双(羟苯基)-C1~C5-链烷、双(羟苯基)-C5~C6-环烷、双(羟苯基)-醚、双(羟苯基)-亚砜、双(羟苯基)-酮、双(羟苯基)-砜和α,α-双(羟苯基)-二异丙基苯,以及它们的核上溴代和/或核上氯代衍生物。
尤其优选的二酚是4,4’-二羟基联苯、双酚A、2,4-双(4-羟苯基)-2-甲基丁烷、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、4,4’-二羟基二苯硫醚、4,4’-二羟基二苯砜以及它们的二溴代和四溴代或氯代衍生物,例如,2,2-双(3-氯-4-羟苯基)-丙烷、2,2-双(3,5-二氯-4-羟苯基)-丙烷或2,2-双(3,5-二溴-4-羟苯基)-丙烷。尤其优选2,2-双(4-羟苯基)-丙烷(双酚A)。
二酚可单独或作为任意混合物使用。二酚是文献中已知的或者可按文献中已知的方法制取。
适合制备热塑性芳族聚碳酸酯的链终止剂例如是苯酚、对氯苯酚、对叔丁基酚或2,4,6-三溴苯酚,但也包括长链烷基酚如按照DE-A2842005的4-(1,3-四甲基丁基)-苯酚,或者烷基取代基中总共有8~20个碳原子的单烷基酚或二烷基酚如3,5-二叔丁基酚、对异辛基酚、对叔辛基酚、对十二烷基酚和2-(3,5-二甲基庚基)-苯酚和4-(3,5-二甲基庚基)-苯酚。链终止剂的用量一般介于0.5mol%~10mol%,相对于每种情况使用的二酚摩尔数量之和而言。
该热塑性芳族聚碳酸酯的重均分子量(Mw,例如按超离心或光散射测定法测定)介于10,000~200,000,优选15,000~80,000。
热塑性芳族聚碳酸酯可按已知方式进行支化,更具体地说优选通过结合进0.05~2.0mol%,相对于所用二酚之和而言,三官能或高于三官能的化合物,例如,具有3或更多个酚基的那些,实现支化。
均聚碳酸酯和共聚碳酸酯都适合。为制备本发明组分A的共聚碳酸酯,还可使用1~25wt%,优选2.5~25wt%,相对于二酚总用量而言,具有羟基芳氧基端基基团的聚二有机硅氧烷。这些化合物是已知的(US 3419634)并可按照文献中已知的方法制备。含聚二有机硅氧烷的共聚碳酸酯描述在DE-A3334782中。
优选的聚碳酸酯,除了双酚A均聚碳酸酯之外,还包括双酚A与最高15mol%,相对于二酚的摩尔之和而言,上述优选或尤其优选的二酚以外的二酚,尤其是2,2-双(3,5-二溴-4-羟苯基)丙烷的共聚碳酸酯。
用于制备芳族聚酯碳酸酯的芳族二羧酸二酰卤优选是间苯二甲酸、对苯二甲酸、联苯醚-4,4’-二羧酸和萘-2,6-二羧酸的二酰氯。
尤其优选间苯二甲酸和对苯二甲酸按1∶20~20∶1比例的二酰氯的混合物。
在聚酯碳酸酯的制备中,碳酸酰卤,优选光气,被附加地共同用作双官能酸衍生物。
适合制备芳族聚酯碳酸酯的链终止剂包括,除了上面提到的一元酚之外,还有它们的氯甲酸酯,以及芳族一元羧酸的酰氯,其上还可任选地取代上C1~C22烷基基团或取代上卤素原子,以及脂族C2~C22一元羧酸酰氯。
链终止剂的用量每种情况均介于0.1~10mol%,在酚类链终止剂的情况下,相对于,每摩尔二酚而言,而在一元羧酸酰氯链终止剂的情况下,相对于每摩尔二羧酸二酰氯而言。
芳族聚酯碳酸酯还可包含结合的芳族羟基羧酸。
芳族聚酯碳酸酯可以是线型的,也可以是按已知方式支化的(关于这一点,参见DE-A2940024和DE-A3007934)。
作为支化剂,例如可使用三官能或高于三官能的羧酸酰氯,例如,1,3,5-苯三酸三酰氯、氰尿酸三酰氯、3,3’,4,4’-二苯酮四甲酸四酰氯、1,4,5,8-萘四甲酸四酰氯或1,2,4,5-苯四酸四酰氯,按0.01~1.0mol%(相对于所用二羧酸二酰氯而言)的用量,或者三官能或高于三官能的酚类,例如,间苯三酚、4,6-二甲基-2,4,6-三-(4-羟苯基)-庚烯-2,4,4-二甲基-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、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、四-(4-羟苯基)-甲烷、2,6-双-(2-羟基-5-甲基苄基)-4-甲基苯酚、2-(4-羟苯基)-2-(2,4-二羟基苯基)-丙烷、四-(4-[4-羟苯基异丙基]-苯氧基)-甲烷、1,4-双-[(4,4’-二羟基三苯基)-甲基]-苯,按0.01~1.0mol%,相对于所用二酚而言,的用量使用。酚类支化剂可随同二酚一起加入到反应容器中;而酰氯支化剂可随同二酰氯一起加入。
在热塑性芳族聚酯碳酸酯中,碳酸酯结构单元的比例可按要求改变。优选的是,碳酸酯基团的比例最高100mol%,尤其是最高80mol%,特别优选最高50mol%,相对于酯基团和碳酸酯基团的总和而言。芳族聚酯碳酸酯的酯部分和碳酸酯部分皆可以嵌段或无规分布的形式存在于缩聚物中。
芳族聚碳酸酯和聚酯碳酸酯的相对溶液粘度(ηrel)介于1.18~1.4,优选1.20~1.32(按25℃,0.5g聚碳酸酯或聚酯碳酸酯在100mL二氯甲烷中的溶液测定)。
热塑性芳族聚碳酸酯和聚酯碳酸酯可单独也可以任意混合物形式使用。
组分A可以20~95重量份,尤其优选30~90重量份,最尤其优选40~80重量份的数量存在于本发明组合物中。
组分B
作为冲击改性剂B,本发明组合物可优选含有一种或多种由下列组分的接枝聚合物,
B.15~95wt%,优选20~90wt%至少一种乙烯基单体,接枝在B.2上;
B.295~5wt%,优选80~10wt%一种或多种玻璃化转变温度低于10℃,优选低于0℃,尤其优选低于-20℃的接枝基础。
接枝基础B.2的平均粒度(d50值)一般介于0.05~10μm,优选0.1~5μm,尤其优选0.2~1μm。
单体B.1优选是由以下组分的混合物,
B.1.150~99重量份乙烯基芳族化合物和/或核上取代的乙烯基芳族化合物(例如,苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对氯苯乙烯)和/或甲基丙烯酸(C1~C8)烷基酯(例如,甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯)和
B.1.21~50重量份乙烯基氰(不饱和腈如丙烯腈和甲基丙烯腈)和/或(甲基)丙烯酸(C1~C8)-烷基酯(例如,甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯)和/或不饱和羧酸的衍生物(例如,酸酐和酰亚胺,例如,马来酐和N-苯基马来酰亚胺)。
优选的单体B.1.1选自至少一种下列单体:苯乙烯、α-甲基苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯,而优选的单体B.1.2选自至少一种下列单体:丙烯腈、马来酐和甲基丙烯酸甲酯。
尤其优选的单体是苯乙烯(B.1.1)和丙烯腈(B.1.2)。
适合用作接枝聚合物B的接枝基础B.2的例如是二烯橡胶、EP(D)M(三元乙丙)橡胶,即,基于乙烯/丙烯和任选的二烯的那些;丙烯酸酯、聚氨酯、聚硅氧烷、氯丁二烯以及乙烯/醋酸乙烯橡胶等。各种不同上述橡胶的复合材料也适合作为接枝基础。
优选的接枝基础B.2是二烯橡胶(例如,基于丁二烯、异戊二烯)或二烯橡胶的混合物,或者二烯橡胶的共聚物或它们与其他可共聚单体(例如,符合B.1.1和B.1.2)的混合物,条件是,组分B.2的玻璃化转变温度低于10℃,优选低于0℃,尤其优选低于-10℃。
纯聚丁二烯橡胶是尤其优选的。
尤其优选的聚合物B例如是ABS聚合物(乳液、本体和悬浮ABS),例如描述在DE-A2035390(=US-PS3644574)或在DE-A2248242(=GB-PS1409275)或在《Ullmanns工业化学大全》卷19(1980),p.280起。接枝基础B.2的凝胶比例至少是30wt%,优选至少40wt%(在甲苯中测定)。
接枝共聚物B通过自由基聚合,例如通过乳液、悬浮、溶液或本体聚合制备,优选乳液或本体聚合。
特别合适的接枝橡胶还有,按照US-P4937285,以由有机氢过氧化物和抗坏血酸组成的引发剂体系实施氧化还原引发而制备的ABS聚合物。
鉴于在接枝反应中,正如技术上已知的那样,接枝单体并非完全接枝到接枝基础上,故按照本发明,接枝聚合物B也应理解为包括由接枝单体在接枝基础存在下的(共)聚合所制取的那些产物以及在综合加工期间随同该产物一起出现的那些产物。
合适作聚合物B的B.2的丙烯酸酯橡胶优选是丙烯酸烷基酯的聚合物,任选地具有最高40wt%,相对于B.2而言,其他可聚合烯属不饱和单体。优选的可聚合丙烯酸酯包括C1~C8-烷基酯,例如,甲基、乙基、丁基、正辛基和2-乙基己基酯,卤代烷基酯,优选卤代C1~C8-烷基酯如丙烯酸氯乙基酯,以及这些单体的混合物。
含有一个以上可聚合双键的单体可以参与共聚合用来交联。交联单体的优选例子是3~8个碳原子的不饱和一元羧酸与3~12个碳原子的不饱和单羟基醇的酯,或与2~4个羟基基团和2~20个碳原子的饱和多元醇的酯,例如,乙二醇的二(甲基丙烯酸酯)、甲基丙烯酸烯丙酯;多不饱和杂环化合物如氰脲酸三乙烯基酯和氰脲酸三烯丙酯;多官能乙烯基化合物如二乙烯基苯和三乙烯基苯;还有磷酸三烯丙酯和邻苯二甲酸二烯丙酯。
优选的交联单体是甲基丙烯酸烯丙酯、乙二醇的二(甲基丙烯酸酯)、邻苯二甲酸二烯丙酯和含有至少三个烯属不饱和基团的杂环化合物。
尤其优选的交联单体是环状单体氰脲酸三烯丙酯、异氰脲酸三烯丙酯、三丙烯酰六氢-s-三嗪和三烯丙基苯。交联单体的用量优选介于0.02~5wt%,尤其是0.05~2wt%,相对于接枝基础B.2而言。
就含至少三个烯属不饱和基团的环状交联单体而言,优选将其用量限制在接枝基础B.2的1wt%以下。
优选的除了丙烯酸酯以外可任选地用于制备接枝基础B.2的“其他”可聚合烯属不饱和单体,例如是丙烯腈、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、丙烯酰胺、乙烯基C1~C6-烷基醚、甲基丙烯酸甲酯和丁二烯。优选作为接枝基础B.2的丙烯酸酯橡胶是凝胶含量至少是60wt%的乳液聚合物。
另一类合适的接枝基础B.2是具有接枝活性部位的硅橡胶,例如描述在DE-A3704657、DE-A3704655、DE-A3631540和DE-A3631539中。
接枝基础B.2的凝胶含量是在25℃、在适当溶剂中测定的(M.Hoffmann,H.Krmer,R.Kuhn,《聚合物分析I和II》(PolymeranalytikI and II),Georg Thieme出版社,斯图加特1977)。
平均粒度d50是这样的直径数值,即,大于和小于该直径数值的颗粒均占50wt%,可利用超离心测定法确定(W.Scholtan,H.Lange,《胶体与聚合物杂志》(Kolloid,Z.And Z.Polymere)250(1972),782~1796)。
组分B以优选1~40重量份,尤其优选2~30重量份,最尤其优选3~25重量份的数量存在于本发明组合物中。
组分C
本发明组合物还可含有,作为组分C,一种或多种热塑性乙烯基(共)聚合物C.1和/或聚对苯二甲酸链烷二醇酯C.2。
适合作为乙烯基(共)聚合物C.1的是至少一种选自以下单体的聚合物:乙烯基芳族化合物、乙烯基氰(不饱和腈)、(甲基)丙烯酸(C1~C8)烷基酯、不饱和羧酸,以及不饱和羧酸的衍生物(例如,酐和酰亚胺)。特别合适的是由以下单体的(共)聚合物,
C.1.150~99重量份,优选60~80重量份乙烯基芳族化合物和/或核上取代的乙烯基芳族化合物如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对氯苯乙烯和/或甲基丙烯酸(C1~C8)-烷基酯,例如,甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯,以及
C.1.21~50重量份,优选20~40重量份乙烯基氰(不饱和腈)例如,丙烯腈和甲基丙烯腈和/或(甲基)丙烯酸(C1~C8)-烷基酯(例如,甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯)和/或不饱和羧酸(例如,马来酸)和/或不饱和羧酸的衍生物(例如,酸酐和酰亚胺,例如,马来酐和N-苯基马来酰亚胺)。
(共)聚合物C.1是树脂状、热塑性和无橡胶的。
尤其优选苯乙烯(C.1.1)与丙烯腈(C.1.2)的共聚物。
(共)聚合物C.1是已知的,且可按照自由基聚合,特别是乳液、悬浮、溶液或本体聚合来制备。该(共)聚合物的平均分子量Mw(重均,按光散射或沉降测定法确定)优选介于15,000~200,000。
组分C.2聚对苯二甲酸链烷二醇酯是芳族二羧酸或其活性衍生物如二甲酯或酸酐,与脂族、环脂族或芳脂族二醇的反应产物,以及这些反应产物的混合物。
优选的聚对苯二甲酸链烷二醇酯含有至少80wt%,优选至少90wt%,相对于二羧酸组分而言,对苯二甲酸残基,和至少80wt%,优选至少90mol%,相对于二醇组分而言,乙二醇残基和/或丁二醇-1,4残基。
优选的聚对苯二甲酸链烷二醇酯除了含有对苯二甲酸酯之外还可含有最高20mol%,优选最高10mol%8~14个碳原予的其他芳族或环脂族二羧酸或4~12个碳原子的脂族二羧酸的残基,例如,下列化合物的残基:邻苯二甲酸、间苯二甲酸、萘-2,6-二甲酸、4,4’-联苯二甲酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸或环己烷二乙酸。
优选的聚对苯二甲酸链烷二醇酯除了含有乙二醇残基或丁二醇-1,4残基之外还可含有最高20mol%,优选最高10mol%3~12个碳原子的其他脂族二醇或6~21个碳原子的环脂族二醇的残基,例如,以下化合物的残基:丙二醇-1,3、2-乙基丙二醇-1,3、新戊二醇、戊二醇-1,5、己二醇-1,6、环己烷二甲醇-1,4、3-乙基戊二醇-2,4、2-甲基戊二醇-2,4、2,2,4-三甲基戊二醇-1,3、2-乙基己二醇-1,3、2,2-二乙基丙二醇-1,3、己二醇-2,5、1,4-二-(β-羟基乙氧基)-苯、2,2-双(4-羟基环己基)-丙烷、2,4-二羟基-1,1,3,3-四甲基环丁烷、2,2-双(4-β-羟基乙氧基苯基)-丙烷和2,2-双(4-羟基丙氧基苯基)-丙烷(DE-A2407674、2407776、2715932)。
聚对苯二甲酸链烷二醇酯可通过结合进相对少量三羟基或四羟基醇或三元或四元羧酸实现支化,例如按照DE-A1900270和US-PS3692744。优选的支化剂的例子是1,3,5-苯三酸、1,2,4-苯三酸、三羟甲基乙烷和三羟甲基丙烷,以及季戊四醇。
尤其优选唯一地由对苯二甲酸及其活性衍生物(例如,其二烷基酯)与乙二醇和/或丁二醇-1,4制备的聚对苯二甲酸链烷二醇酯,以及这些聚对苯二甲酸链烷二醇酯的混合物。
优选的聚对苯二甲酸链烷二醇酯的混合物含有1~50wt%,优选1~30wt%聚对苯二甲酸乙二醇酯和50~99wt%,优选70~99wt%聚对苯二甲酸丁二醇酯。
优选使用的聚对苯二甲酸链烷二醇酯一般具有0.4~1.5dl/g,优选0.5~1.2dl/g的特性粘度,在苯酚/邻二氯苯(1∶1重量比)、25℃和乌氏粘度计中测定。
聚对苯二甲酸链烷二醇酯可按已知方法制备(例如参见《塑料手册》(Kunststoff-Handbuch)卷VIII,p.695起,Carl-Hanser出版社,慕尼黑1973)。
组分C可以优选0~30重量份,尤其优选最高25重量份,最尤其优选最高20重量份,相对于组合物重量而言,的数量存在于本发明组合物中。
组分D
作为优选的草酸化合物D,可使用任何适当的金属草酸盐和/或任何适当碱性金属草酸盐。
这些化合物的制备和性质乃是本领域技术人员已知的,描述在,例如,US 5075472中。
优选采用以下通式的金属草酸盐化合物:
M1 x(1)M2 x(2)...Mn x(n)(OH)a(C2O4)b
其中n是序号,M1、M2至Mn代表种类相同或不同、化合价相同或不同的金属,变量b代表大于0的任意数字,变量a和x(1)~x(n)代表大于或等于0的任意数字,其中变量x(1)~x(n)至少之一具有大于0的数值。
M1~Mn优选自锂、钠、钾、铷、铯、铍、镁、钙、锶、钡、硼、铝、镓、铟和铊。尤其是,M1~Mn选自铝、镁和锂。优选的是,M1~Mn是Al3+和/或Mg2+离子。
比值2b/(a+2b)优选是0.1~1的任意数字,尤其是0.2~0.5的任意数字。
优选的是,金属草酸盐化合物是这样的上式化合物,其中M1=Al,x(1)=1,x(2)~x(n)=0,a=2且b=0.5。
可用于本发明的金属草酸盐化合物例如还有US-A5075472中描述的氢氧化铝-草酸锂化合物,具有通式
[Al2(OH)6]X-[Li2C2O4]
其中X是0.1~1的任意数字。特别是,本说明书的实施例中提到的物质适合用于本发明组合物中。关于氢氧化铝/草酸锂化合物的制备和性质,特别可参见US-A5075472,在此将其公开内容收入本申请作为参考。
该金属草酸盐化合物优选具有0.05~50μm,尤其是0.1~20μm,尤其优选0.2~10μm的粒度。
草酸化合物,特别是金属草酸盐或金属羟基草酸盐,另外也优选是在按照以10K/min的加热速率在50ml/min的氮气中在300℃温度下的动态热重量分析(TGA)中重量损失小于5wt%的化合物。
按照本发明另一种优选的实施方案,草酸化合物,特别是金属草酸盐或金属羟基草酸盐,是在上面提到的条件下在300℃~600℃的温度范围以气体形式,特别是不可燃气体形式分解释放至少30wt%,优选至少40wt%其固有重量的化合物。
可用于本发明的草酸化合物例如是草酸镁和草酸改性的氢氧化铝(碱性草酸铝)。
金属草酸盐化合物以0.1~5重量份,优选0.1~4重量份,尤其优选0.3~3重量份,最尤其优选0.3~2重量份,最优选0.5~2重量份的数量存在于本发明组合物中。
组分E
该组合物可包含其它阻燃剂。作为例子可举出卤化化合物,特别是基于氯和溴的,以及含磷化合物作为阻燃剂。合适的还有以硅为基础的化合物如硅氧烷或(铝)硅酸盐。
该组合物优选包含选自单体和低聚的磷酸酯和膦酸酯、磷胺(phosphonatamine)和磷腈的含磷阻燃剂,其中选自此类当中一种或多种的几种组分的混合物也可用作阻燃剂。这里未具体提到的其他磷化合物也可单独或以与其他阻燃剂的任意组合形式使用。
优选的单体和低聚的磷酸酯和膦酸酯是通式(IV)的磷化合物。
其中
R1、R2、R3和R4彼此独立地各自代表任选卤化的C1~C8烷基,任选地取代上烷基,优选C1~C4烷基,和/或卤素,优选氯或溴的C5~C6环烷基、C6~C20芳基或C7~C12芳烷基,
n彼此独立地代表0或1,
q是0~30,和
X代表单核或多核6~30个碳原子的芳族基团,或2~30个碳原子的线型或支链脂族基团,后者可取代上OH,并可包含最多8个醚键。
优选的是,R1、R2、R3和R4彼此独立地代表C1~C4烷基、苯基、萘基或苯基-C1~C4-烷基。芳族基团R1、R2、R3和R4本身又可取代上卤素和/或烷基基团,优选氯、溴和/或C1~C4烷基。尤其优选的芳基基团是甲苯基(cresyl)、苯基、二甲苯基(xylenyl)、丙基苯基或丁基苯基,及其对应的溴代和氯代衍生物。
X在通式(IV)中优选代表单核或多核6~30个碳原子的芳族基团。它优选由通式(I)的二酚衍生而来。
n在通式(IV)中可彼此独立地是0或1,且n优选等于1。
q代表0~30的数值。当采用通式(IV)的各种不同组分的混合物时,可使用的混合物优选具有0.3~20,尤其优选0.5~10,特别是0.5~6和最尤其优选0.9~1.3的数均q值。
X尤其优选代表
或其氯代或溴代衍生物,且X尤其是从间苯二酚、氢醌、双酚A或二苯基苯酚衍生而来。尤其优选的是,X由双酚A衍生而来。
尤其优选的含磷化合物是通式(IVa)的化合物,
其中
R1、R2、R3、R4和n具有通式(IV)中给出的含义,
m彼此独立地是0、1、2、3或4,优选0、1或2,
R5和R6彼此独立地代表C1~C4-烷基,优选甲基或乙基,以及
q是0.9~2,优选0.9~3,尤其优选1~2。
作为本发明组分C,可使用单磷酸酯(q=0),低聚磷酸酯(q=1~30)或单磷酸酯与低聚磷酸酯的混合物。
通式(IV)的单磷化合物尤其是磷酸三丁酯、磷酸三-(2-氯乙基)酯、磷酸三-(2,3-二溴丙基)酯、磷酸三苯酯、磷酸三-(甲苯)酯、磷酸二苯基·甲苯基酯、磷酸二苯基·辛基酯、磷酸二苯基·2-乙基甲苯基酯、磷酸三-(异丙基苯基)酯、卤代芳基的磷酸酯、甲基膦酸二甲酯、甲基氧次膦酸二苯酯、苯基膦酸二乙酯、三苯基氧化膦或三-甲苯基氧化膦。
符合通式(IV)组分C的磷化合物是已知的(例如参见EP-A0363608、EP-A0640655)或可按类似于已知方法的方法制备(例如参见《Ullmanns工业化学大全》卷18,p.301起,1979;Houben-Weyl,《有机化学方法》(Methoden der Organischen Chemie)卷12/1,p.43;Beilstein卷6,p.177)。
平均q值的计算方法是,先用适当方法(气相色谱术(GC)、高压液相色谱术(HPLC)、凝胶渗透色谱术(GPC))确定磷酸酯混合物的组成(分子量分布),由此再计算q的平均值。
磷胺优选是通式(V)的化合物
A3-y-NB1y (V)
其中
A代表通式(Va)的基团
或(Vb)
R11和R12彼此独立地代表未取代或取代的C1~C10烷基或者未取代或取代的C6~C10芳基,
R13和R14彼此独立地代表未取代或取代的C1~C10烷基或者未取代或取代的C6~C10芳基,或者
R13和R14合在一起代表未取代或取代的C3~C10亚烷基,
y代表数值0、1或2,以及
B1独立地代表氢、任选卤代的C2~C8烷基,未取代或取代的C6~C10芳基。
B1优选独立地代表氢、乙基、正丙基或异丙基,它们还可取代上卤素,或者是未取代的C6~C10芳基或取代上C1~C4烷基和/或卤素的C6~C10芳基,特别是苯基和萘基。
在R11、R12、R13和R14中的烷基优选独立地代表甲基、乙基、正丙基、异丙基、正-、异-、仲-或叔-丁基、戊基或己基。
在R11、R12、R13和R14中的取代的烷基优选独立地代表取代上卤素的C1~C10烷基,特别是单或双取代的甲基、乙基、正丙基、异丙基、正-、异-、仲-或叔-丁基、戊基或己基。
在R11、R12、R13和R14中的C6~C10芳基优选独立地代表苯基、萘基或联萘基,尤其是邻苯基、邻萘基或邻联萘基,它们还可取代上卤素(一般为单-、双-或三-取代的)。
R13和R14可与它们直接键合的氧原子,以及磷原子合在一起构成一个环结构。
作为例子且优选地可举出下列化合物:5,5,5’,5’,5”,5 ”-六甲基三-(1,3,2-二氧杂phosphorinane甲烷)氨基-2,2’,2”-三氧化物,其具有通式(Va-1):
(实验产品XPM 1000,Solutia公司,St.Louis,USA)、1,3,2-二氧杂phosphorinane-2-甲胺、N-丁基-N[(5,5-二甲基-1,3,2-二氧杂phosphorinan-2-基)甲基]-5,5-二甲基-,P,2-二氧化物;1,3,2-二氧杂phosphorinane-2-甲胺、N-[(5,5-二甲基-1,3,2-二氧杂phosphorinan-2-基)甲基]-5,5-二甲基-N-苯基-,P,2-二氧化物;1,3,2-二氧杂phosphorinane-2-甲胺、N,N-二丁基-5,5-二甲基-,2-氧化物,1,3,2-二氧杂phosphorinane-2-甲胺、N-[(5,5-二甲基-1,3,2-二氧杂phosphorinan-2-基)甲基]-N-乙基-5,5-二甲基-,P,2-二氧化物、1,3,2-二氧杂phosphorinane-2-甲胺,N-丁基-N-[(5,5-二氯甲基-1,3,2-二氧杂phosphorinan-2-基)-甲基]-5,5-二氯甲基-,P,2-二氧化物、1,3,2-二氧杂phosphorinane-2-甲胺、N-[(5,5-二氯甲基-1,3,2-二氧杂phosphorinan-2-基)-甲基]-5,5-二氯甲基-N-苯基-P,2-二氧化物;1,3,2-二氧杂phosphorinane-2-甲胺、N,N-二-(4-氯丁基)-5,5-二甲基-2-氧化物;1,3,2-二氧杂phosphorinane-2-甲烷亚胺、N-[(5,5-二甲基-1,3,2-二氧杂phosphorinan-2-基)-甲烷]-N-(2-氯乙基)-5,5-二-(氯甲基)-,P,2-二氧化物。
也优选:
通式(Va-2)或(Va-3)的化合物
其中R11、R12、R13和R14具有上面给出的含义。
尤其优选通式(Va-2)和(Va-1)的化合物。
磷胺的制备描述在,例如,US-A5844028中。
磷腈是通式(VIa)和(VIb)的化合物
其中
R每种情况下可相同或不同并代表氨基、每种情况中任选地被卤代,优选取代上氟的C1~C8烷基或C1~C8烷氧基,每种情况中任选地取代上烷基,优选C1~C4烷基,和/或取代上卤素,优选氯和/或溴的C5~C6环烷基,C6~C20芳基,优选苯基或萘基、C6~C20芳氧基,优选苯氧基、萘氧基或C7~C12芳烷基,优选苯基-C1~C4-烷基,
k代表0或1~15的数,优选1~10的数。
丙氧基磷腈、苯氧基磷腈、甲基苯氧基磷腈、氨基磷腈和氟代烷基磷腈可作为例子举出。尤其优选苯氧基磷腈。
磷腈可单独也可作为混合物使用。基团R总是可以相同,或者在通式(Ia)和(1b)中的二或更多个基团可彼此不同。
磷腈及其制备例如描述在EP-A0728811、DE-A1961668和WO 97/40092中。
阻燃剂可单独或者以彼此的任意混合物或者与其他阻燃剂相混合的形式使用。
组分E可以优选0.5~30重量份,尤其优选1~25重量份,最尤其优选2~20重量份的数量存在于本发明组合物中。
组分F
本发明所使用的阻燃剂可与所谓抗滴剂组合使用,后者在着火时能减轻材料形成燃烧滴落物的倾向。作为例子在这里可举出选自包括氟化聚烯烃、硅氧烷以及芳族聚酰胺纤维等物质类别的化合物。这些,按照本发明也可在组合物中使用。氟化聚烯烃优选被用作抗滴剂。
氟化聚烯烃是已知的,例如描述在EP-A0640655中。它们由杜邦公司以商品名Teflon30N市售供应。
氟化聚烯烃可以纯净形式或者以氟化聚烯烃乳液与接枝聚合物的乳液(组分B)或与共聚物,优选基于苯乙烯/丙烯腈共聚物的乳液的混凝物形式使用,其中氟化聚烯烃作为乳液先与接枝聚合物或共聚物的乳液进行混合,然后再凝固。
另外,氟化聚烯烃也可作为与接枝聚合物(组分B)或与共聚物,优选基于苯乙烯/丙烯腈的共聚物的预配混料来使用。氟化聚烯烃以粉末形式与接枝聚合物或共聚物的粉末或粒料进行混合,然后再以熔体形式在通常200℃~330℃的温度在传统设备如密炼机、挤出机或双螺杆挤出机中进行配混。
氟化聚烯烃也可以母料形式使用,该母料是通过至少一种单烯属不饱和单体在氟化聚烯烃水分散体存在下的乳液聚合制成的。优选的单体组分是苯乙烯、丙烯腈及其混合物。该聚合物是在酸沉淀并随后干燥以后作为自由流动粉末使用的。
混凝物、预配混料或母料通常具有5~95wt%,优选7~70wt%氟化聚烯烃的固体含量。
氟化聚烯烃可以,例如,0.05~5重量份,优选0.1~1重量份,尤其优选0.1~0.5重量份的数量存在于本发明组合物中。
G.其他添加剂
本发明组合物还可包含至少一种传统添加剂,例如,润滑剂和脱模剂如季戊四醇的四硬脂酸酯,成核剂、抗静电剂、稳定剂如基于亚磷酸酯的那些,填料和增强物质例如玻璃纤维或碳纤维,滑石、硅灰石、云母、高岭土、碳酸钙和玻璃片,以及染料和颜料。
本发明组合物还可包含颗粒非常细的无机粉末,例如,US-A5849827中描述的那些。
所有有关重量份的数字在本说明书中都已标准化到满足组合物中所有组分的重量份之和等于100的形式。
本发明组合物的制备包括,将相应组分按已知方式混合,然后在200℃~300℃的温度在传统设备如密炼机、挤出机和双螺杆挤出机中进行熔融配混和熔融挤出。
各个组分的混合可按已知方式相继地或同时地进行,更具体地说在约20℃(室温)或者在较高的温度。
本发明组合物可用来生产所有类型模塑制品。这些制品可采用注塑、挤塑和吹塑方法生产。另一种加工形式是通过对预先生产的薄膜或片材进行热成形来生产模塑制品。
此类模塑制品的例子是片材、型材、所有类型外壳零件,例如,家用设备的,例如,榨果汁机、煮咖啡机、混合机;办公设备,例如,笔记本、通讯设备、监视器、印刷机、复印机;片材、软管、电气安装套管、门窗和其他建筑和建设行业用型材(内部和外部用),以及电气和电子零件如开关、插销和插座。
特别是,本发明组合物还可例如用于生产以下模塑制品或模塑零件:
轨道车辆、船舶、飞机、公共汽车或其他运输工具用的可拆卸内件,汽车行业中车身外部零件、包含小变压器的电气设备用外壳、信息处理和传送设备用外壳、医疗器械用外壳和外套、按摩设备及其外壳、儿童玩具、二维墙壁元件、安全装置外壳,热绝缘运输容器、宠物豢养和照料用具、卫生设备和浴室附件用模塑件、通风口篦子、花园棚子和设备外壳用模塑件、园艺工具遮蔽物以及园艺和野营制品。
本发明还涉及草酸化合物,特别是选自金属草酸盐、碱性金属草酸盐(金属羟基草酸盐)、草酸酯和草酸酯的金属盐在耐冲击改性聚碳酸酯和/或聚酯碳酸酯组合物的耐燃方面的应用。
就本发明而言,特别是,耐燃应理解为:
a)在标准耐燃试验,例如,按照UL 94V或UL 945V的那些试验中,再燃烧时间的缩短和/或
b)形成燃烧中材料滴落物倾向的减少和/或
c)二维试验物体在外部点火源作用下形成穿孔倾向的减轻和/或
d)燃烧时火焰蔓延速度的降低和/或
e)燃烧时放热量的减少和/或
f)燃烧时烟雾浓度的减少。
下面的实施例用于更详细地说明本发明。
实施例
A.草酸化合物的制备和表征
I.草酸镁
草酸镁是通过氢氧化镁VI(例如,MagnifinH10,来自Martinswerk公司,Bergheim,德国)的水分散体与化学计量相当量的8.2%草酸水溶液起反应制备的。在将该草酸溶液加入到Mg(OH)2水分散体中以后,反应混合物在室温搅拌24h,然后滤出固体,将其在50℃真空中干燥至恒重。获得草酸镁水合物VII。
草酸镁二水合物VIII是可从Dr.Paul Lohmann公司(Emmerthal,德国)购得的市售产品。
草酸镁I是通过草酸镁水合物VII在250℃、循环风炉子内煅烧4h制取的。可用于本发明的草酸镁是按类似方式从草酸镁二水合物VIII制备的。
II.草酸改性氢氧化铝
标示为“BAO 10”并可从Alcoa工业化学公司(Bauxite,USA)购得的产品被用作(II)。
表1——草酸化合物的性质
物质 | DTA中的峰值 | 在300℃下的重量损失[%] | 在600℃下的重量损失[%] |
VI | 425 | 0.2 | 28 |
VII | 245/550 | 25 | 71 |
VIII | 190/490 | 25 | 73 |
I | 500 | 4.3 | 65 |
II | 400 | 1.3 | 51 |
B.聚合物组合物的制备和试验
制备聚碳酸酯组合物1~3(按照本发明)和V1~V3(对比例),分别对应于表2中给出的数据,并将它们进一步加工成为试样和进行试验。
将各个组分放在ZSK-25机器内在240℃下配混。在Arburg 270E注塑机中于240℃下制成试样。
组分A
基于双酚A的线型聚碳酸酯,相对粘度为1.24,以0.5g/100ml浓度在二氯甲烷溶剂中的溶液,在25℃下测定。
组分B
由40重量份苯乙烯和丙烯腈按照73∶27的比例的共聚物在60重量份乳液聚合制备的粒状交联聚丁二烯橡胶(平均颗粒直径d50=0.3μm)上接枝构成的接枝聚合物。
组分C
苯乙烯/丙烯腈共聚物,其中苯乙烯/丙烯腈重量比等于72∶28,特性粘度为0.55dl/g(在20℃、二甲基甲酰胺中测定)。
组分D.1
碱性草酸铝BAO10,来自ALCOA工业化学公司,Bauxite,USA。
组分D.2
滑石:NaintschA3(Naintsch矿业公司,Graz,奥地利)
组分E
基于双酚A的以下通式的低聚磷酸酯
组分F
四氟乙烯聚合物作为上面提到的组分B——SAN接枝聚合物的水乳液与四氟乙烯聚合物水乳液的混凝物。接枝聚合物B与四氟乙烯聚合物E在混合物中的重量比是90wt%~10wt%。四氟乙烯聚合物乳液的固体含量是60wt%,且平均颗粒直径介于0.05μm~0.5μm。SAN接枝聚合物乳液的固体含量是34wt%,且平均胶乳颗粒直径d50=0.3μm。
将四氟乙烯聚合物(Teflon30N)的乳液与SAN接枝聚合物B的乳液进行混合,然后以1.8wt%,相对于聚合物固体而言,酚类抗氧化剂稳定。混合物在85℃~95℃以硫酸镁(Epsom盐)的水溶液和乙酸在pH4~5下进行混凝,过滤并洗涤至实际不含电解质,随后离心除掉大部分水,最后在100℃下干燥形成粉末。
组分G1
季戊四醇的四硬脂酸酯(PETS)作为脱模剂
组分G2
亚磷酸酯稳定剂
本发明组合物的测试
合流线强度的确定按照ISO 179/1eU,通过测定在尺寸80mm×10mm×4mm的两侧注模试样的合流线处的冲击强度来实施。
熔体粘度在260℃和1,000s-1剪切速率下按照DIN 54811测定。
Vicat(维卡)B 120热稳定性的测定按照DIN 53460(ISO 306)在尺寸为80mm×10mm×4mm的试样棒上进行。
应力开裂行为(ESC行为)是在尺寸为80mm×10mm×4mm的试样棒上进行试验的。将60%(体积)甲苯和40%(体积)异丙醇的混合物用作试验介质。试样借助圆形模板进行预拉伸(εχ=预拉伸百分率),并在室温下于试验介质中贮存。根据由于在试验介质中预拉伸所造成的龟裂和/或断裂评估应力开裂行为。
缺口试棒冲击强度(ak)按照ISO 180/1A在23℃下测定。试棒在240℃清洗。
试样的防火性能按照UL 94V,对1.2mm厚的试棒进行测定。
本发明组合物和由它制取的模塑制品的性能总括地载于表2中。
表2——聚合物组合物的组成和性能
组合物/组分[wt.%] | 1 | V1 | 2 | V2 | V3 | V4 |
A(聚碳酸酯) | 66.3 | 66.7 | 65.3 | 65.3 | 63.2 | 63.2 |
B(接枝聚合物) | 7.1 | 7.1 | 7.0 | 7.0 | 4.9 | 4.9 |
C(共聚物) | 6.1 | 6.1 | 6.0 | 6.0 | 4.9 | 4.9 |
D1(草酸化合物) | 0.5 | - | 2.0 | - | 9.8 | - |
D2(滑石) | - | - | - | 2.0 | - | 9.8 |
E(低聚磷酸酯) | 14.8 | 14.9 | 14.6 | 14.6 | 12.8 | 12.8 |
F(抗滴剂) | 4.7 | 4.7 | 4.6 | 4.6 | 3.9 | 3.9 |
G1(添加剂) | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
G2(添加剂) | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
性能: | ||||||
ak(缺口试棒冲击强度)[kJ/m2] | 47(t) | 47(t) | 37(t) | 17(b) | 8(b) | 10(b) |
an(合流线)[kJ/m2] | 8 | 7 | 10 | 6 | 10 | 5 |
熔体粘度(260℃/1000s-1)[Pa·s] | 158 | 155 | 149 | 151 | 162 | 161 |
VicatB120[℃] | 95 | 96 | 97 | 95 | 99 | 99 |
ESC行为5分钟后开裂的εχ[%] | 2.0 | 1.8 | 2.4 | 2.4 | 2.4 | 2.4 |
UL 94V at 1.2mm(总再燃时间[s]) | V-2(25s) | V-2(38s) | V-0(30s) | V-0(30s) | V-0(18s) | V-0(15s) |
(t)=坚韧
(b)=脆性
结果表明,本发明的实例1,含有0.5wt%草酸化合物,与不加草酸盐的对比例V1相比具有明显较好的ESC行为、在壁厚1.2mm的UL 94V试验中具有明显改善的总再燃烧时间和较好合流线强度,以及不相上下地良好的加工性能(熔体粘度)和热稳定性(维卡B120)。
对比例V2和V3与本发明实例2不同之处在于它们含有滑石以替代草酸化合物作为阻燃协同剂。更具体地说,本发明实例在耐燃、ESC行为、热稳定性和流动性上表现不相上下,但具有明显较好的合流线强度。
实例2与对比例1的比较显示,通过按照本发明加入2wt%草酸化合物,不仅在UL 94V试验中的再燃烧时间缩短了,而且模塑组合物在该防火试验中形成液滴的倾向也可得到抑制(评估等级V-0,而不是V-2),同时在ESC行为和合流线强度上取得改进,而热稳定性和熔体流动性则依然一样好。
在比较本发明实例1和2与对比例3之后发现,按照本发明的草酸盐用量(0.5和2.0重量份)对试样的冲击强度性能没有或很少有负面影响,但是已在合流线强度和ESC表现方面观察到正面影响。
C.由草酸化合物赋予了耐燃性的耐冲击改性聚碳酸酯组合物
实例3/对比例5
实例3展示草酸化合物在阻燃耐冲击改性聚碳酸酯组合物方面的应用,并说明本发明的其它方面。
80重量份市售PC/ABS共混物BayblendT 85(拜尔公司,Leverkusen,德国)在220℃与20重量份根据表1中物质I的草酸镁在50g密炼机中进行熔融配混,随后,冷却的模塑组合物进行造粒然后在200℃加工成压制片材(10cm×10cm)2mm厚。按相同方式由BayblendT 85制备的压制片材被用作对比样(对比例5)。测定了含草酸盐的配混料(实例3,按照本发明)的熔体体积指数(meltvolume index)(MVR,在260℃/5kg下),测定结果为12.6ml/10min,相比之下BayblendT 85(对比例5)的却是20.5ml/10min,由此可以看出该PC/ABS共混物经受住配混加工而未发生分解。在热重量分析中,含草酸盐的组合物显示约1wt%在280℃的重量损失,大致与对应于其在模塑组合物中比例的草酸盐配混料I的分解相一致。由此可见,在PC/ABS模塑组合物传统加工温度下,在含草酸盐的组合物中的聚合物不出现任何分解迹象。
压制片材被水平地夹紧并按照UL 94V试验从下面用标准火焰烧100sec。
在由BayblendT 85制备片材的情况下(对比例5),首先观察到表面烧焦,随后在火焰烧灼期间就最终形成孔洞。挪开外部火焰之后片材继续燃烧,直至试样物体完全毁坏。
在含草酸盐的组合物的片材的情况下(实例3),虽然有一些表面起泡和烧焦,但未形成孔洞。移去外部火源后45sec时,火焰自行熄灭,同时在片材中没形成孔洞。
Claims (27)
1.一种耐冲击改性聚碳酸酯组合物和/或聚酯碳酸酯组合物,它含有至少一种草酸化合物,选自金属草酸盐、金属的羟基草酸盐、草酸酯和草酸酯的金属盐,其量介于0.5~5重量份(相对于100重量份整个组合物而言)。
2.权利要求1的组合物,其中草酸化合物是以下通式的化合物:
M1 x(1)M2 x(2)...Mn x(n)(OH)a(C2O4)b
其中n是序号,M1、M2至Mn代表种类相同或不同、化合价相同或不同的金属,变量b代表大于0的任意数字,变量a和x(1)~x(n)代表大于或等于0的任意数字,其中变量x(1)~x(n)至少之一具有大于0的数值。
3.权利要求2的组合物,其中M1~Mn选自锂、钠、钾、铷、铯、铍、镁、钙、锶、钡、硼、铝、镓、铟和铊。
4.权利要求2的组合物,其中M1~Mn选自铝、镁和锂。
5.权利要求2~4之一的组合物,其中比值2b/(a+2b)是0.1~1的任意数字。
6.权利要求2~4之一的组合物,其中比值2b/(a+2b)是0.2~0.5的任意数字。
7.权利要求2的组合物,其中x(1)=1,x(2)~x(n)=0,M1=A1,a=2且b=0.5。
8.以上权利要求之一的组合物,其中草酸化合物以0.1~4重量份的数量存在,组合物中的各组分重量份总和是100。
9.权利要求8的组合物,其中草酸化合物以0.3~3重量份的数量存在。
10.以上权利要求之一的组合物,含有20~95重量份聚碳酸酯。
11.以上权利要求之一的组合物,含有,作为冲击性改善剂,一种接枝聚合物,其由5~95wt%至少一种乙烯基单体接枝在95~5wt%至少一种玻璃化转变温度低于约10℃的接枝基础上构成。
12.权利要求11的组合物,其中接枝聚合物是基于二烯、EP(D)M、丙烯酸酯、硅氧烷或对应复合橡胶者。
13.权利要求11或12的组合物,其中接枝聚合物以1~40重量份的数量存在。
14.以上权利要求之一的组合物,含有,作为附加组分,至少一种热塑性乙烯基(共)聚合物和/或聚对苯二甲酸链烷二醇酯。
15.权利要求14的组合物,其中热塑性乙烯基(共)聚合物和/或聚对苯二甲酸链烷二醇酯以最高30重量份的数量存在。
16.以上权利要求之一的组合物,其中含有无卤素阻燃剂作为附加组分。
19.权利要求17或18的组合物,其中阻燃剂以0.5~30重量份的数量存在。
20.以上权利要求之一的组合物,其中含有氟化聚烯烃作为附加组分。
21.权利要求20的组合物,其中氟化聚烯烃以0.05~5重量份的数量存在。
22.以上权利要求之一的组合物,其中含有至少一种选自润滑剂和脱模剂,成核剂、抗静电剂、稳定剂、填料和增强物质,以及染料和颜料的聚合物添加剂作为附加组分。
23.权利要求1~22之一的组合物的生产方法,其中将各个组分彼此混合,并在200℃~300℃的温度在传统设备如密炼机、挤出机和双螺杆挤出机中进行熔融配混。
24.权利要求1~23之一的组合物用于制备模塑制品的应用。
25.含有权利要求1~22之一的组合物的模塑制品。
26.权利要求25的模塑制品,其中模塑制品是以下制品中的零部件:机动车、轨道车辆、飞机或水运工具、家用设备外壳、办公设备物品或包含小变压器的设备、电气或电子零件,或片材、型材或内外结构用二维元件。
27.金属草酸盐在含聚碳酸酯的组合物中改善合流线强度的应用。
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