CN1938383B - 具有薄壁阻燃性的聚碳酸酯组合物 - Google Patents

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Abstract

含有特定添加剂组合的聚碳酸酯组合物，其当用于薄壁聚碳酸酯制品时获得需要的阻燃性特征。这些组合物包含聚碳酸酯/硅氧烷成分、矿质填料和阻燃剂，所述聚碳酸酯/硅氧烷成分含有聚碳酸酯硅氧烷共聚物或者聚碳酸酯硅氧烷共聚物和聚碳酸酯树脂的混合物。当将聚碳酸酯硅氧烷共聚物中的聚碳酸酯和任何(线型或支化)聚碳酸酯树脂一起考虑时，所述组合物包含至少50％重量的聚碳酸酯；且所述聚碳酸酯硅氧烷共聚物和矿质填料的存在量有效实现29,000kg/cm2或更高，例如30,000kg/cm2或更高的挠曲模量、良好的挠曲-折叠强度和良好的冲击强度，例如在室温下切口伊佐德冲击强度为25kgf-cm/cm或更高。所述组合物还包含阻燃剂，使其在1.2mm的试验厚度下获得UL94 V0等级。

Description

具有薄壁阻燃性的聚碳酸酯组合物
发明背景
本申请涉及具有增强的特性，特别是与薄壁阻燃性有关的特性的聚碳酸酯组合物。这种组合物可用于形成注塑制品或挤塑制品。
已显示聚碳酸酯在多种应用中具有优越的适应性。本领域公知有众多添加剂可满足各种目的，例如提供阻燃性，增强冲击强度，和增强对暴露于光和/或化学药品所致退化的抗性。虽然这些添加剂每一种都具有有利的作用，但在许多情况下这种益处只有损害某些其他特性才能获得。因此，对于任何特定应用来说，有必要仔细选择添加剂，以获得该应用所需的特性。
聚碳酸酯制品的阻燃性同时反映出组合物被点燃时的燃烧时间和组合物滴落熔化塑料(其可点燃邻近材料)的倾向。阻燃性是材料组成和材料所形成制品的壁厚这两者的函数。因此，阻燃性通常用UL94试验的等级体系来评估，在该评价体系中，结果以在特定试验材料厚度下获得的等级(例如V0)来表示。在试验中可使用几种不同的材料厚度，应当理解，要是在一个厚度下获得V0等级，则如果使用更厚的试验物件同样会达到这个等级。但是，提高耐火性或阻燃性的材料往往降低组合物的其他特性，包括强度特性。这在需要薄壁结构的应用情况下可能是特别的挑战，因为薄壁结构首先更难达到阻燃性，而且由于机械强度而更易受到损坏。因此，需要甚至在薄壁结构中都具有良好阻燃性的特殊组合物，且所述薄壁结构还能保持机械强度。
发明概述
本发明提供含有特定添加剂组合的聚碳酸酯组合物，所述组合物当用在薄壁聚碳酸酯制品时实现合乎需要的阻燃性特性。这些组合物包含：
(a)聚碳酸酯/硅氧烷成分，所述聚碳酸酯/硅氧烷成分是聚碳酸酯硅氧烷共聚物，或者聚碳酸酯硅氧烷共聚物和聚碳酸酯树脂的混合物；
(b)矿质填料；
(c)阻燃剂。
当将聚碳酸酯硅氧烷共聚物中的聚碳酸酯和任何(线型或支化的)聚碳酸酯树脂一起考虑时，所述组合物包含至少50％重量的聚碳酸酯；聚碳酸酯硅氧烷共聚物和矿质填料所存在的量有效实现29,000kg/cm2或更高，例如30,000kg/cm2或更高的挠曲模量、良好的挠曲-折叠强度(flex-fold strength)和良好的冲击强度，例如在室温下切口伊佐德冲击强度为25kgf-cm/cm或更高，例如30kgf-cm/cm或更高。所述组合物还包含阻燃剂，使其在1.2mm的试验厚度下获得UL94V0等级。本发明进一步提供由这种组合物制造的薄壁制品以及制造这种制品的方法。
发明详述
本发明提供含有特定添加剂组合的聚碳酸酯组合物，所述组合物在挠曲模量、薄壁阻燃性和冲击强度方面达到合乎需要的特性。
本申请的说明书和权利要求书中使用的术语“薄壁阻燃性”指通过注塑制造的壁厚小于2.0mm，更优选小于1.5mm的制品的阻燃性，和通过挤塑制造的壁厚小于2.5mm，更优选小于2.0mm的制品的阻燃性。应当理解，注塑制品或挤塑制品可能没有一致的壁厚，而制品的阻燃性取决于制品壁上较薄的部分。因此，当制品被描述为“薄壁制品”时，意思是制品的某些部分而不一定是所有部分具有如上所述的壁。
本申请的说明书和权利要求书中的数值，特别是与聚合物组成有关的数值，反映可能含有特性不同的各单独聚合物的组合物的平均值。此外，所述数值应理解为包括当化为相同有效数字位数时相同的数值，以及与所述值之差小于本申请中所述测值用常规测量技术的实验误差的数值。
当说明书和权利要求书提到在1.2mm下获得UL94V0等级的组合物时，是指最低水平的阻燃性，而不是说明或暗示在权利要求书范围内不可能获得更好的阻燃性(例如在许多实施例中，在1.0mm或0.8mm下获得V0等级)。
本发明的组合物包含聚碳酸酯/硅氧烷成分、矿质填料和阻燃剂。所述组合物可进一步包含另外的树脂成分以及另外的添加剂。聚碳酸酯/硅氧烷成分中的聚碳酸酯占本发明组合物的至少50％重量，例如占组合物的至少60％或至少65％重量。在本发明的优选实施方案中，本发明组合物包含占总组合物5-30％重量(例如10-20％)的聚碳酸酯-硅氧烷共聚物、占总组合物0.1-10％重量(例如0.5-5％)的阻燃剂和占总组合物1-20％重量(例如5-15％)的矿质填料。
如表1所反映，各成分的组合实现合乎需要的特性平衡，具体的说，挠曲模量为29,000kg/cm2或更高，例如34,000-36,000kg/cm2，1.2mm试验厚度下达UL94V0等级，以及切口伊佐德冲击强度为25k-cm/cm或更高。相反，其中省略了一种成分的比较实施例在一种或多种这些特性上遭受性能减退。因此，本发明要求保护的组合物代表为产生特定所需结果的各成分改进组合。
在某些实施方案中，本发明组合物中的聚碳酸酯/硅氧烷成分可为聚碳酸酯硅氧烷共聚物或者聚碳酸酯硅氧烷共聚物和聚碳酸酯树脂的混合物，以获得至少50％重量的聚碳酸酯水平和适当的硅氧烷水平。应当理解，在聚碳酸酯硅氧烷共聚物中硅氧烷比例含量低的情况下，可以加入很少或者甚至不加入聚碳酸酯树脂，就能获得所需的聚碳酸酯和硅氧烷水平两者。另一方面，在聚碳酸酯硅氧烷共聚物中硅氧烷比例含量高的情况下，应在组合物中适当包括聚碳酸酯树脂。在具体的实施方案中，聚碳酸酯/硅氧烷成分中的硅氧烷量适宜为总组合物0.5-6％重量。
存在时(When present)，本发明的聚碳酸酯/硅氧烷成分包含聚碳酸酯树脂。已知有许多聚碳酸酯树脂配方，可对组合物中的聚碳酸酯树脂加以选择，以获得特定应用所需的附加特性。因此，聚碳酸酯树脂可为高耐热(high heat)聚碳酸酯，或者为经选择具有符合模塑或挤塑应用的良好流动特性的聚碳酸酯。
聚碳酸酯可通过界面方法或熔融酯交换方法制备。在界面方法的最常见实施方案中，双酚A(BPA)与光气反应形成聚碳酸酯。如果使用熔融酯交换方法，则聚碳酸酯通过碳酸二芳基酯与二羟酚的反应来制备。进行熔融酯交换反应的技术是公知的，例如描述于Organic Polymer Chemistry，K.J.Saunders，1973，Chapman and Hall Ltd.以及多项美国专利中，包括美国专利第3,442,854号；第5,026,817号；第5,097,002号；第5,142,018号；第5,151,491号和第5,340,905号。如本领域所公知，有多种碳酸二芳基酯和二羟酚可供使用。选出的具体碳酸二芳基酯和具体二羟酚决定于所需聚碳酸酯的特性。常用的碳酸二芳基酯包括但不限于碳酸二苯酯、碳酸二甲苯酯、碳酸双(氯苯基)酯、碳酸间甲苯酯、碳酸二萘酯、碳酸双(二苯基)酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二丁酯和碳酸二环己酯。常用的二羟酚包括但不限于双(羟基芳基)烷烃如双(4-羟基苯基)甲烷、1，1-双(4-羟基苯基)乙烷、2，2-双(4-羟基苯基)丙烷(也称双酚A)、2，2-双(4-羟基苯基)丁烷、2，2-双(4-羟基苯基)辛烷、双(4-羟基苯基)苯基甲烷、2，2-双(4-羟基-1-甲基苯基)丙烷、1，1-双(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷和2，2-双(4-羟基-3-溴苯基)丙烷；双(羟基芳基)环烷烃如1，1-(4-羟基苯基)环戊烷和1，1-双(4-羟基苯基)环己烷；二羟基芳基醚如4，4′-二羟基二苯基醚和4，4′二羟基-3，3′-二甲基苯基醚；二羟基二芳基硫如4，4′-二羟基二苯硫和4，4′-二羟基-3，3′-二甲基二苯硫；二羟基二芳基亚砜如4，4′-二羟基二苯亚砜和4，4′二羟基-3，3′-二甲基二苯亚砜；和二羟基二芳基砜如4，4′-二羟基二苯砜和4，4′-二羟基-3，3′-二甲基二苯砜。在聚碳酸酯的一个实例中，芳族二羟基化合物是双酚A(BPA)，碳酸二芳基酯是碳酸二苯酯。
用于本发明的聚碳酸酯树脂包含式(I)所示的重复结构单元：
Figure GSB00000324449100051
其中R1基团总数的至少约60％是芳族有机基团，其余的是脂族、脂环族或芳族基团。优选R1是芳族有机基团，更优选(II)所示的基团。
-A1-Y1-A2            (II)
其中各个A1和A2是单环二价芳基，Y1是将A1和A2隔开的具有一个或两个原子的桥连基。在一个示例性实施方案中，一个原子将A1和A2隔开。这种类型基团的示例性非限制性实例是-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-CO-、亚甲基、环己基-亚甲基、2-[2.2.1]-二环亚庚基、亚乙基、亚异丙基、亚新戊基、亚环己基、亚环十五烷基、亚环十二烷基和亚金刚烷基。桥连基Y1可为烃基或饱和烃基，如亚甲基、亚环己基或亚异丙基。
优选的聚碳酸酯基于双酚A，其中各个A1和A2是对亚苯基，Y1是亚异丙基。优选聚碳酸酯的平均分子量在约5,000至约100,000的范围内，更优选在约10,000至约65,000的范围内，最优选在约15,000至约35,000的范围内。如果存在聚碳酸酯树脂，其用量占组合物总重量的约1至约99重量百分比。优选聚碳酸酯树脂存在的量占组合物总重量的约1至约95，更优选约5至约90，最优选约5至约85重量百分比。
聚碳酸酯树脂除包括线型均聚聚碳酸酯外，还包括杂聚聚碳酸酯，后者包含两种或更多种不同的二羟酚，或者包含二羟酚与乙二醇或与羟基或酸端接聚酯或与二元酸或羟酸的共聚物。也可使用多芳基化合物和聚酯-碳酸酯树脂或者它们的共混物。支化聚碳酸酯以及线型聚碳酸酯和支化聚碳酸酯的共混物也有用。支化聚碳酸酯可通过在聚合过程中加入支化剂来制备。这些支化剂是公知的，可包括含至少三个官能团的多官能有机化合物及其混合物，所述官能团可为羟基、羧基、羧酸酐、卤代甲酰。具体的实例包括偏苯三酸、偏苯三酸酐、偏苯三酸酰三氯(trimellitic trichloride)、三对羟基苯基乙烷、靛红双酚、三苯酚TC(1，3，5-三((对羟基苯基)异丙基)苯)、三苯酚PA(4(4(1，1-双(对羟基苯基)乙基)α，α-二甲基苄基)苯酚)、4-氯甲酰邻苯二甲酸酐、1，3，5-苯三酸和二苯甲酮四酸。支化剂可以以约0.05-2.0重量百分比的水平加入。支化剂和制备支化聚碳酸酯的方法在美国专利第3,635,895号和第4,001,184号中有描述，所述专利通过引用结合到本文中。设想所有类型的聚碳酸酯端基在聚碳酸酯组合物中均有用。
聚碳酸酯/硅氧烷成分中的聚碳酸酯树脂也可为具有不同特性的几种聚碳酸酯的共混物，所述特性经过选择以获得所需的终产品条件。例如，聚碳酸酯可为不同分子量的均聚或杂聚聚碳酸酯的共混物，以获得目标分子量。(参见美国专利第6,441,068号，其通过引用结合到本文中)。
组合物可进一步包含不为聚碳酸酯的另外热塑性树脂，其量占总组合物最高达45％重量。可包含在本发明组合物中的热塑性树脂的非限制性实例包括(a)包含芳族乙烯基单体作为结构成分的聚合物；(b)包含芳族乙烯基单体和乙烯基氰单体作为结构成分的聚合物；(c)包含芳族乙烯基单体、乙烯基氰单体和似橡胶聚合物作为结构成分的聚合物；(d)芳族聚酯；(e)聚亚苯基醚；(f)聚醚亚胺和(g)聚苯硫。这种另外的热塑性树脂的具体实例是苯乙烯-丙烯腈共聚物和聚(甲基丙烯酸甲酯)。似橡胶聚合物可为任何几种不同类型的橡胶态改性剂，包括但不限于接支或核-壳橡胶或者两种或多种这些改性剂的组合。适合的是已知为以下的改性剂：丙烯酸类橡胶、ASA橡胶、双烯橡胶、有机硅氧烷橡胶、EPDM橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)或苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)橡胶、ABS橡胶(通过乳液方法或本体(bulk)方法制备，或者组合使用这两种方法制备)、MBS橡胶、含有机硅(silicone)的核/壳冲击改性剂(如Mitsubishi Rayon出产的Metabine S2001)及缩水甘油酯冲击改性剂。
组合物还可包含抗滴落剂(anti-drip agent)如含氟聚合物。含氟聚合物可为纤维成型或非纤维成型含氟聚合物。优选含氟聚合物是纤维成型聚合物。在某些实施方案中，聚四氟乙烯是优选的含氟聚合物。在某些实施方案中，优选使用包囊含氟聚合物，即包囊在聚合物中作为抗滴落剂的含氟聚合物。包囊含氟聚合物可通过在含氟聚合物存在下使所述聚合物发生聚合来制备。或者，含氟聚合物可以以某种方式与第二聚合物(例如美国专利第5,521,230号和第4,579,906号中的芳族聚碳酸酯树脂或苯乙烯-丙烯腈树脂)预共混，以形成附聚材料，供用作抗滴落剂。以上任一种方法均可用来生产包囊含氟聚合物。
包囊含氟聚合物中的含氟聚合物包括熔点高于或等于约320℃的含氟聚合物，如聚四氟乙烯。优选的包囊含氟聚合物是苯乙烯-丙烯腈共聚物包囊的聚四氟乙烯(即TSAN)。TSAN可通过使苯乙烯和丙烯腈在聚四氟乙烯(PTFE)的水分散体存在下发生共聚合来制备。以包囊含氟聚合物的总重量计，TSAN可例如包含约50wt％的PTFE和约50wt％的苯乙烯-丙烯腈共聚物。以共聚物的总重量计，苯乙烯-丙烯腈共聚物可例如含约75wt％的苯乙烯和约25wt％的丙烯腈。TSAN明显优于聚四氟乙烯，即TSAN更容易分散于组合物中。
如果存在抗滴落剂，其存在的量有效减少发生滴落的潜在可能性，例如0.1-1.4％重量，更通常为0.5-1％重量。
本发明组合物还可包含通常在聚碳酸酯组合物中使用的其他任选成分。这种成分包括但不限于抗氧化剂、UV稳定剂、脱模剂、增强剂(如玻璃纤维)和抗静电剂。
本发明组合物还含有有效阻燃量的阻燃剂。所述阻燃剂可包括基于磷酸酯的阻燃剂或磺酸盐阻燃剂。当组合物包含可燃性成分如烷基芳族共聚物时，优选阻燃剂包括有机磷酸酯阻燃剂。有机磷酸酯阻燃剂适宜为式(IIIa)所示的芳族磷酸酯化合物：
其中R7相同或不同，为烷基、环烷基、芳基、烷基取代的芳基、卤素取代的芳基、芳基取代的芳基、卤素或以上任何基团的组合，条件是至少一个R7是芳基。
合适的磷酸酯阻燃剂包括式(IIIb)所示的磷酸酯：
Figure GSB00000324449100082
在式IIIb中，R1、R2、R3和R4各自独立为1-30个、优选1-5个碳原子的烃基，优选为取代的或未取代的芳族烃基。其如被取代，则取代基的实例包括烷基、烷氧基、烷硫基、卤素、芳基和芳氧基。
这里的R1、R2、R3和R4的实例包括苯基、甲苯基、二甲苯基(如2，6-二甲苯基)、三甲基苯基、乙基苯基、枯基和丁基苯基。如果包含这样的烃基，则所得的树脂组合物将具有特别突出的阻燃性。
X为C1-C30二价有机基团，可含有氧原子和/或氮原子。此X可为例如-O-Y1-O-(其中Y1为取代的或未取代的芳族烃基，优选1，4-亚苯基、1，3-亚苯基等)或-O-Y2-R5-Y3-O-(其中Y2和Y3为取代的或未取代的二价芳族烃基，其具体实例包括取代的或未取代的亚苯基；R5为C1-C8二价烃基或氧烃基(-R6-O-；其中R6是C1-C8二价烃基)，更具体的说为C1-C9二价脂族烃基，如2，2′-亚丙基)。X可为其中氮原子与磷原子直接键合的有机基团，其一个实例为1，4-哌嗪基(下式所示)。
m为0-5的整数。
较好的磷酸酯包括双酚A二磷酸四苯酯(BPADP)、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯基二苯酯、双酚A二磷酸四甲苯酯、间苯二酚四(2，6-二甲基苯基)磷酸酯和四甲苄基哌啶磷酰胺。它们当中优选双酚A二磷酸四苯酯(BPADP)和双酚A二磷酸四甲苯酯作为磷酸酯。
可以使用的其他阻燃剂例如美国专利第6,566,428号中所述的双酚A双(磷酸二苯酯)，所述专利通过引用结合到本文中。
阻燃剂材料也可为磺酸盐，如Rimar盐(全氟丁磺酸钾)和二苯砜磺酸钾。另参见美国专利第3,775,367号中所述的全氟烷烃磺酸盐，所述专利通过引用结合到本文中。
阻燃剂以有效地为组合物提供1.2mm厚度下UL94V0等级的量存在于组合物中。在具体的实施方案中，阻燃剂的存在量占总组合物的0.1-10％重量，例如0.5-5％。
硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物因其低温延性和阻燃性已为人所识，它还可用作掺入磷光颜料的基体。这些嵌段共聚物可通过在界面反应条件下将光气引入到二羟酚(如BPA)和羟基芳基端接聚二有机硅氧烷的混合物中来制备。可用叔胺催化剂来促进反应剂之间的聚合。
可用于本发明组合物的聚碳酸酯-硅氧烷共聚物是公知的，例如见于美国专利第4,746,701号、第4,994,532号、第5,455,310号和第6,252,013号(这些专利通过引用结合到本文中)，由General Electric Company以商标LEXAN ST市售。Mitsubishi Engineering Plastics描述了聚碳酸酯类型树脂组合物，所述组合物包含(A)100重量份(pts.wt.)的聚碳酸酯类型树脂，其由(a)1-99wt.％的聚碳酸酯树脂和(b)99-1wt.％的聚碳酸酯-有机聚硅氧烷共聚物组成；(B)0.1-5pts.wt.的磷酸酯类型化合物；和(C)0.2-2pts.wt.的纤维成型聚四氟乙烯(见JP10007897)。JP 10007897所公开的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物也可用于本发明中。
一般来说，可用于本发明的聚碳酸酯-硅氧烷共聚物由聚碳酸酯嵌段和聚(二有机硅氧烷)嵌段形成。聚碳酸酯嵌段包含式(I)的重复结构单元，其中R1基团总数的至少约60％是芳族有机基团，其余的是脂族、脂环族或芳族基团。优选R1是芳族有机基团，更优选是式(II)基团，其中各个A1和A2是单环二价芳基，Y1是将A1和A2隔开的具有一个或两个原子的桥连基。在一个示例性实施方案中，一个原子将A1和A2隔开。这种类型基团的示例性非限制性实例是-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-CO-、亚甲基、环己基-亚甲基、亚2-[2.2.1]-二环庚基、亚乙基、亚异丙基、亚新戊基、亚环己基、亚环十五烷基、亚环十二烷基和亚金刚烷基。桥连基Y1可为烃基或饱和烃基，如亚甲基、亚环己基或亚异丙基。
聚(二有机硅氧烷)嵌段包含式(IV)的重复结构单元：
其中每个R2可相同或不同，选自C(1-13)一价有机基团，n为大于或等于1，优选大于或等于约10，更优选大于或等于约25，最优选大于或等于约40的整数。n宜为小于或等于约1000，优选小于或等于约100，更优选小于或等于约75，最优选小于或等于约60的整数。本领域普通技术人员容易理解到，n代表平均值。
在一个优选的实施方案中，聚(二有机硅氧烷)嵌段包含式(V)的重复结构单元：
Figure GSB00000324449100102
其中每个R可相同或不同，选自氢、卤素、C(1-8)烷氧基、C(1-8)烷基和C(6-13)芳基，R1是C(2-8)二价脂族基团，R2选自相同或不同的C(1-13)一价有机基团，n是大于或等于1，优选大于或等于约10，更优选大于或等于约25，最优选大于或等于约40的整数。还优选n为小于或等于约1000，优选小于或等于约100，更优选小于或等于约75，最优选小于或等于约60的整数。在一个实施方案中，n小于或等于约50。特别优选的羟基芳基端接聚二有机硅氧烷中R2为甲基、R为氢或甲氧基且位于酚取代基的邻位、并且其中R1为丙基且位于酚取代基的对位的羟基芳基端接聚二有机硅氧烷。
包括在上式R范围内的一些基团是卤素如溴和氯；烷基如甲基、乙基和丙基；烷氧基如甲氧基、乙氧基和丙氧基；芳基如苯基、氯苯基和甲苯基。包括在R3范围内的基团是例如二亚甲基、三亚甲基和四亚甲基。包括在R4范围内的基团是例如C(1-8)烷基、卤代烷基如三氟丙基和氰基烷基；芳基如苯基、氯苯基和甲苯基。R4优选为甲基，或甲基和三氟丙基的组合，或甲基和苯基的组合。
硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物的重均分子量(Mw，通过例如凝胶渗透色谱法、超离心法或光散射测量)大于或等于约10,000，优选大于或等于约20,000。还优选重均分子量小于或等于约200,000，优选小于或等于约100,000。通常希望聚有机硅氧烷单元贡献硅氧烷-聚碳酸酯共聚物总重量的约0.5至约80wt％。硅氧烷嵌段的链长相当于约10至约100个化学键合的有机硅氧烷单元。它们可如US-A-5,530,083所述进行制备，该专利通过引用整体结合到本文中。
在以下实施例中，聚碳酸酯-硅氧烷共聚物是LEXAN ST(General Electric)，其为含20％重量百分比的硅氧烷含量(以共聚物的总重量计)、嵌段长度为50个单元的聚(二有机硅氧烷)(式IV和V中的n)的聚碳酸酯/聚二甲基硅氧烷(PC/PDMS)共聚物。
本发明组合物还含有矿质填料。合适的矿质填料的具体实例包括但不限于黏土、滑石粉、硅灰石和它们的组合。矿质填料的存在量适宜占总组合物的1-20％重量，例如5-15％。
本发明组合物适宜用于制造薄壁注塑制品或挤塑制品。因此，本发明还提供形成薄壁制品的方法，所述方法包括以下步骤：
制备包含以下成分的组合物：
(a)聚碳酸酯/硅氧烷成分，所述聚碳酸酯/硅氧烷成分是聚碳酸酯硅氧烷共聚物，或者聚碳酸酯硅氧烷共聚物和聚碳酸酯树脂的混合物；
(b)矿质填料；
(c)选自基于磷酸酯的阻燃剂和磺酸盐阻燃剂的阻燃剂；
当将聚碳酸酯硅氧烷共聚物中的聚碳酸酯和任何(线型或支化的)聚碳酸酯树脂一起考虑时，所述组合物包含至少50％重量的聚碳酸酯；且其中聚碳酸酯硅氧烷共聚物、矿质填料和阻燃剂的量有效地为组合物提供1.2mm厚度下UL94V0等级、25k-cm/cm或更高的切口伊佐德冲击强度和29,000kg/cm2或更高的挠曲模量；
通过注射成型或挤出使组合物形成薄壁制品。
本发明现参考以下非限制性实施例进行描述。
实施例
按表1所述制备组合物：
PC1 LEXAN 145(General Electric Co.)，为线型聚碳酸酯，在300℃/1.2kg负荷下熔融指数为12.3g/10min。
PC2LEXAN 6739支化聚碳酸酯。
PC-PDMS LEXAN ST(General Electric)，为含20％重量百分比的硅氧烷含量(以共聚物的总重量计)、嵌段长度为50个单元的聚(二有机硅氧烷)(式IV和V中n)的聚碳酸酯/聚二甲基硅氧烷(PC/PDMS)共聚物。
黏土    组成：SiO2AL2O3。任何类型的市售黏土均可使用。适宜直径为1-50微米，最适宜为1-15微米。Huber Clay HG90用作实例。
滑石粉组成：SiOMgO。任何类型的市售滑石粉均可使用。适宜直径：1-50微米，1-15微米最适宜。Hayashi chemical HST05用作实例。
硅灰石组成：CaOSiO2，纤维形态，长度为2-1000μm(微米)，例如3-500μm或5-200μm。直径适宜为1-50微米，例如1-15微米。适宜的L/D＝1-1000或更高。Nyco Nyglos 4用作实例。
ABS    名为C29449(General Electric)的ABS，橡胶含量为16％。
PTFE    聚四氟乙烯。Daikin chemical Polyfuron D-2C。PTFE水分散体。
BPADP    双酚A二磷酸四苯酯(Diahachi Chemicals出产的CR741S)。
在适用的情况下，将支化聚碳酸酯制备的双酚A聚碳酸酯的组合物聚碳酸酯颗粒与其余成分一起在Werner & Pfleiderer共旋转式双螺杆压出机(25毫米螺距)上混配，随后根据ISO294在ENGEL注塑机(使用Axxicon ISO Manufactured(AIM)模塑系统)上模塑，以生产出UL棒样品。在组合物中包含硅灰石的情况下，硅灰石在下游单独加入。
按照以下方案对组合物进行试验：
挠曲模量     ASTM D790
切口伊佐德   ASTM D256试验，在室温下进行
UL94燃烧时间 用指示厚度的棒根据UL94标准试验方案测定和等级
热挠曲温度   ASTM D648(负荷水平为18.6kg/cm2)
(HDT)
结果总结于表1中。
Figure GSB00000324449100141
Figure GSB00000324449100151

Claims (59)

1.一种组合物，所述组合物包含：
(a)聚碳酸酯/硅氧烷成分，所述聚碳酸酯/硅氧烷成分是聚碳酸酯硅氧烷共聚物，或者聚碳酸酯硅氧烷共聚物和聚碳酸酯树脂的混合物；
(b)矿质填料，选自黏土、滑石粉、硅灰石和它们的组合；
(c)包括基于磷酸酯的阻燃剂的阻燃剂组分；
其中当将聚碳酸酯硅氧烷共聚物的聚碳酸酯部分和任何聚碳酸酯树脂一起考虑时，所述组合物包含至少50％重量的聚碳酸酯和1-20％重量的矿质填料；且其中聚碳酸酯硅氧烷共聚物、矿质填料和阻燃剂的量有效地为组合物提供0.8mm厚度下UL94V0等级、25k-cm/cm或更高的切口伊佐德冲击强度和29,000kg/cm2或更高的挠曲模量。
2.权利要求1的组合物，其中所述聚碳酸酯/硅氧烷成分中的硅氧烷的存在量占总组合物的0.5-6％重量。
3.权利要求2的组合物，其中所述聚碳酸酯硅氧烷共聚物中的硅氧烷是聚二甲基硅氧烷。
4.权利要求2的组合物，其中所述聚碳酸酯/硅氧烷成分中的硅氧烷的存在量占总组合物的1-4％重量。
5.权利要求1的组合物，其中所述组合物进一步包含不为聚碳酸酯的另外的热塑性聚合物。
6.权利要求5的组合物，其中所述另外的热塑性聚合物选自包含芳族乙烯基单体作为结构成分的聚合物；芳族聚酯；聚亚苯基醚；聚醚酰亚胺和聚苯硫。
7.权利要求6的组合物，其中所述另外的热塑性聚合物是ABS橡胶。
8.权利要求7的组合物，其中所述聚碳酸酯硅氧烷共聚物中的硅氧烷是聚二甲基硅氧烷。
9.权利要求7的组合物，其中所述聚碳酸酯/硅氧烷成分中的硅氧烷的存在量占总组合物的0.5-6％重量。
10.权利要求1的组合物，其中所述组合物包含聚碳酸酯树脂，所述聚碳酸酯树脂包括线型和支化聚碳酸酯。
11.权利要求10的组合物，其中所述聚碳酸酯/硅氧烷成分中的硅氧烷的存在量占总组合物的0.5-6％重量。
12.权利要求11的组合物，其中所述聚碳酸酯硅氧烷共聚物中的硅氧烷是聚二甲基硅氧烷。
13.权利要求11的组合物，其中所述聚碳酸酯/硅氧烷成分中的硅氧烷的存在量占总组合物的1-4％重量。
14.权利要求10的组合物，其中所述组合物进一步包含不为聚碳酸酯的另外的热塑性聚合物。
15.权利要求14的组合物，其中所述另外的热塑性聚合物选自包含芳族乙烯基单体作为结构成分的聚合物；芳族聚酯；聚亚苯基醚；聚醚酰亚胺和聚苯硫。
16.权利要求15的组合物，其中所述另外的热塑性聚合物是ABS橡胶。
17.权利要求16的组合物，其中所述聚碳酸酯硅氧烷共聚物中的硅氧烷是聚二甲基硅氧烷。
18.权利要求17的组合物，其中所述聚碳酸酯/硅氧烷成分中的硅氧烷的存在量占总组合物的1-4％重量。
19.权利要求1的组合物，其中所述阻燃剂的存在量占总组合物的0.1-10％重量。
20.权利要求19的组合物，其中所述聚碳酸酯/硅氧烷成分中的硅氧烷的存在量占总组合物的0.5-6％重量。
21.权利要求20的组合物，其中所述聚碳酸酯硅氧烷共聚物中的硅氧烷是聚二甲基硅氧烷。
22.权利要求20的组合物，其中所述聚碳酸酯/硅氧烷成分中的硅氧烷的存在量占总组合物的1-4％重量。
23.权利要求19的组合物，其中所述组合物进一步包含不为聚碳酸酯的另外的热塑性聚合物。
24.权利要求23的组合物，其中所述另外的热塑性聚合物选自包含芳族乙烯基单体作为结构成分的聚合物；芳族聚酯；聚亚苯基醚；聚醚酰亚胺和聚苯硫。
25.权利要求24的组合物，其中所述另外的热塑性聚合物是ABS橡胶。
26.权利要求25的组合物，其中所述聚碳酸酯硅氧烷共聚物中的硅氧烷是聚二甲基硅氧烷。
27.权利要求25的组合物，其中所述聚碳酸酯/硅氧烷成分中的硅氧烷的存在量占总组合物的0.5-6％重量。
28.权利要求19的组合物，其中所述组合物包含聚碳酸酯树脂，所述聚碳酸酯树脂包括线型和支化聚碳酸酯。
29.权利要求1的组合物，其中当将聚碳酸酯硅氧烷共聚物的聚碳酸酯部分和任何聚碳酸酯树脂一起考虑时，所述组合物包含至少60％重量的聚碳酸酯。
30.权利要求1的组合物，其中当将聚碳酸酯硅氧烷共聚物的聚碳酸酯部分和任何聚碳酸酯树脂一起考虑时，所述组合物包含至少65％重量的聚碳酸酯。
31.权利要求1的组合物，其中所述聚碳酸酯/硅氧烷成分包含聚碳酸酯硅氧烷共聚物和聚碳酸酯树脂两者。
32.权利要求6、15和24任一项的组合物，其中所述包含芳族乙烯基单体作为结构成分的聚合物是包含芳族乙烯基单体和乙烯基氰单体作为结构成分的聚合物。
33.权利要求6、15和24任一项的组合物，其中所述包含芳族乙烯基单体作为结构成分的聚合物是包含芳族乙烯基单体、乙烯基氰单体和似橡胶聚合物作为结构成分的聚合物，其中所述似橡胶聚合物选自丙烯酸类橡胶、ASA橡胶、双烯橡胶、有机硅氧烷橡胶、EPDM橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯或苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯橡胶、ABS橡胶、MBS橡胶、含有机硅的核/壳冲击改性剂。
34.一种形成制品的方法，所述方法包括以下步骤：
制备包含以下成分的组合物：
(a)聚碳酸酯/硅氧烷成分，所述聚碳酸酯/硅氧烷成分是聚碳酸酯硅氧烷共聚物，或者聚碳酸酯硅氧烷共聚物和聚碳酸酯树脂的混合物；
(b)矿质填料，选自黏土、滑石粉、硅灰石和它们的组合；
(c)包括基于磷酸酯的阻燃剂的阻燃剂组分；
当将聚碳酸酯硅氧烷共聚物的聚碳酸酯部分和任何聚碳酸酯树脂一起考虑时，所述组合物包含至少50％重量的聚碳酸酯和1-20％重量的矿质填料；且其中聚碳酸酯硅氧烷共聚物、矿质填料和阻燃剂的量有效地为组合物提供0.8mm厚度下UL94V0等级、25k-cm/cm或更高的切口伊佐德冲击强度和29,000kg/cm2或更高的挠曲模量；
通过注塑或挤塑使组合物形成薄壁制品，
其中所述薄壁制品的壁厚通过注塑制造时小于2.0mm，和通过挤塑制造时小于2.5mm。
35.权利要求34的方法，其中所述聚碳酸酯/硅氧烷成分中的硅氧烷的存在量占总组合物的0.5-6％重量。
36.权利要求35的方法，其中所述聚碳酸酯硅氧烷共聚物中的硅氧烷是聚二甲基硅氧烷。
37.权利要求35的方法，其中所述聚碳酸酯/硅氧烷成分中的硅氧烷的存在量占总组合物的1-4％重量。
38.权利要求34的方法，其中所述组合物进一步包含不为聚碳酸酯的另外的热塑性聚合物。
39.权利要求38的方法，其中所述另外的热塑性聚合物选自包含芳族乙烯基单体作为结构成分的聚合物；芳族聚酯；聚亚苯基醚；聚醚酰亚胺和聚苯硫。
40.权利要求39的方法，其中所述另外的热塑性聚合物是ABS橡胶。
41.权利要求40的方法，其中所述聚碳酸酯硅氧烷共聚物中的硅氧烷是聚二甲基硅氧烷。
42.权利要求34的方法，其中所述组合物包含聚碳酸酯树脂，所述聚碳酸酯树脂包括线型和支化聚碳酸酯。
43.权利要求42的方法，其中所述聚碳酸酯/硅氧烷成分中的硅氧烷的存在量占总组合物的0.5-6％重量。
44.权利要求43的方法，其中所述聚碳酸酯硅氧烷共聚物中的硅氧烷是聚二甲基硅氧烷。
45.权利要求34的方法，其中所述基于磷酸酯的阻燃剂的存在量占总组合物的0.1-10％重量。
46.权利要求45的方法，其中所述聚碳酸酯/硅氧烷成分中的硅氧烷的存在量占总组合物的0.5-6％重量。
47.权利要求46的方法，其中所述聚碳酸酯硅氧烷共聚物中的硅氧烷是聚二甲基硅氧烷。
48.权利要求46的方法，其中所述聚碳酸酯/硅氧烷成分中的硅氧烷的存在量占总组合物的1-4％重量。
49.权利要求34的方法，其中所述组合物进一步包含不为聚碳酸酯的另外的热塑性聚合物。
50.权利要求49的方法，其中所述另外的热塑性聚合物选自包含芳族乙烯基单体作为结构成分的聚合物；芳族聚酯；聚亚苯基醚；聚醚酰亚胺和聚苯硫。
51.权利要求50的方法，其中所述另外的热塑性聚合物是ABS橡胶。
52.权利要求51的方法，其中所述聚碳酸酯硅氧烷共聚物中的硅氧烷是聚二甲基硅氧烷。
53.权利要求51的方法，其中所述聚碳酸酯/硅氧烷成分中的硅氧烷的存在量占总组合物的0.5-6％重量。
54.权利要求34的方法，其中所述组合物包含聚碳酸酯树脂，所述聚碳酸酯树脂包括线型和支化聚碳酸酯。
55.权利要求39和50任一项的方法，其中所述包含芳族乙烯基单体作为结构成分的聚合物是包含芳族乙烯基单体和乙烯基氰单体作为结构成分的聚合物。
56.权利要求39和50任一项的方法，其中所述包含芳族乙烯基单体作为结构成分的聚合物是包含芳族乙烯基单体、乙烯基氰单体和似橡胶聚合物作为结构成分的聚合物，其中所述似橡胶聚合物选自丙烯酸类橡胶、ASA橡胶、双烯橡胶、有机硅氧烷橡胶、EPDM橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯或苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯橡胶、ABS橡胶、MBS橡胶、含有机硅的核/壳冲击改性剂。
57.一种薄壁制品，所述制品通过权利要求34的方法形成。
58.通过权利要求34的方法形成的薄壁制品，其中所述制品通过注塑形成，最小壁厚为1.2mm。
59.通过权利要求34的方法形成的薄壁制品，其中所述制品通过挤塑形成，最小壁厚为2mm。
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