TW201811917A - 聚碳酸酯組成物及包含該組成物之物品 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於聚碳酸酯組成物及包含該組成物之物品。該聚碳酸酯組成物包含下列成分：A)75重量%至97.5重量%的聚碳酸酯，B)2.5重量%至15重量%的選自脂環烴樹脂的流動促進劑，及C)1重量%至15重量%的衝擊改質劑，在每個實施例中以該組成物的總重量為基準；其中該組成物不包含聚碳酸酯-聚矽氧烷共聚物。本發明的聚碳酸酯組成物具有良好的耐塗覆性、耐化學性及衝擊特性以及更好的流動性。

Description

聚碳酸酯組成物及包含該組成物之物品
本發明係關於具有良好耐化學性的經衝擊改質之聚碳酸酯組成物及包含該組成物之物品的技術領域。
經衝擊改質之聚碳酸酯樹脂已被廣泛用於一些設備外殼及電子或電氣設備，例如手機，筆記型電腦，轉接器/充電器，插座及開關。該等材料提供良好的韌性，以防止掉落及撞擊造成的損壞。此外，與其他工程塑膠(例如HIPS，ABS，PC/ABS等)相比，其亦擁有更高的耐熱性，使其能夠在電氣設備中承受更高的工作溫度。
消費電子設備(例如手機)中的大多數外殼部件需要在射出成型後塗覆。塗料通常包含一些對聚碳酸酯(PC)有害的化學物質，從而劇烈地對該PC材料的機械特性有不良影響。由於短鏈長及中間極性，聚碳酸酯分子對許多有機溶劑具有高親和性。此外，由於PC係不定形材料，與半結晶聚合物材料(例如尼龍、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)及聚酯，例如聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚對苯二甲酸乙二醇 酯(PET)等)相比，聚碳酸酯容易被小分子化學品的塗料所穿透。結果，該等溶劑可能進入在PC樹脂中一些小的裂紋(craze)，進一步擴大該裂紋，並最終在外力下導致大的裂隙(crack)。所有該等因素使得PC成為不良的耐化學性及耐塗覆性材料。在將塗層施加到包含此PC的模製部件上之後，衝擊特性顯著降低。此導致無法透過使用該聚碳酸酯材料作為外殼的模製外殼部件或組裝電氣裝置的落體測試(drop test)。
使用習知的衝擊改質劑(例如甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、丙烯酸酯橡膠系及大多數聚矽氧/丙烯酸酯橡膠系的核-殼結構衝擊改質劑)的經衝擊改質PC的塗層及耐化學性不令人滿意。
提高耐化學性的常見方法係將PC與聚酯(例如PBT、PET或任何聚酯共聚物)混合。由於許多聚酯的半結晶性，耐化學性可被大幅地提高。然而，將聚酯加入PC中會導致較低的熱變形溫度(heat distortion temperature)，因此如果需要高的工作溫度，則可能會限制其應用。在低溫時較低的衝擊強度係此種PC/聚酯摻混系統的另一缺點。
提高聚碳酸酯材料的耐化學性及耐塗覆性的另一個有效方法係增加聚碳酸酯材料的分子量。然而，此方法降低聚碳酸酯材料的流動性，並且因此影響聚碳酸酯材料的加工性，特別是對於彼等大型射出成型部件或薄壁部件。
另一方面，將已知的流動促進劑添加至PC樹脂中提供增強的流動性，但其耐化學性及衝擊特性卻受到影響。例如，通常使用一些低分子量苯乙烯-丙烯腈(SAN)共聚物樹脂以改善聚碳酸酯的流 動性，但此降低聚碳酸酯的耐化學性，並進一步影響聚碳酸酯的衝擊特性。
具體而言，在美國專利8,314,168 B2中，將對排聚苯乙烯(SPS)添加至經MBS或聚矽氧/丙烯酸酯橡膠系的核-殼衝擊改質劑改質的聚碳酸酯系統中。磷酸酯(例如PX-200或TPP)也被添加以改善流動性。由於SPS的結晶結構及其與聚碳酸酯樹脂的良好互溶性(miscibility)，耐化學性則得到改善。然而，其可預見地係低溫衝擊特性因添加SPS而犧牲。
綜上所述，儘管在上述文獻中透過各種方法改進聚碳酸酯組成物的流動性、衝擊特性及/或耐化學性，但不能確保當該等組成物被特別施用於物品並進行塗覆程序時，良好的衝擊特性仍可被維持。因此，需要開發具有良好的耐塗覆性且對其它特性沒有明顯不利影響的聚碳酸酯組成物。
有鑑於此，本發明提供一種聚碳酸酯組成物，其包含下列成分：A)75重量%至97.5重量%的聚碳酸酯，B)1.5重量%至15重量%的選自脂環烴樹脂構成組群的流動促進劑，及C)1重量%至15重量%的衝擊改質劑，其中該組成物不包含聚碳酸酯-聚矽氧烷共聚物，較佳地不包含聚碳酸酯共聚物。
在每個實施例中，該等重量係以該組成物的總重量為基準，並且所含的所有成分之總和為100重量%。
透過各個成分的協同效應，本發明改進經衝擊改質聚碳酸酯組成物的耐塗覆性，且較佳地對其它特性(例如衝擊特性)沒有不利影響。
本發明進一步提供一種包含所述聚碳酸酯組成物的物品。較佳地，該物品由該組成物所製成，甚至更較佳地由該組成物製成的模製物品及一或多個塗層所組成，特別地係包含UV吸收劑及/或耐刮塗層(scratch resistant coating)。
根據本發明的聚碳酸酯組成物包含下列成分：A)75重量%至97.5重量%的聚碳酸酯，較佳地係芳族聚碳酸酯，B)1.5重量%至15重量%的選自脂環烴樹脂構成組群的流動促進劑，及C)1重量%至15重量%的衝擊改質劑，其中該組成物不包含聚碳酸酯-聚矽氧烷共聚物，較佳地不包含聚碳酸酯共聚物。
在每個實施例中，該等重量係以該組成物的總重量為基準，並且所含的所有成分之總量為100重量%。
「較佳地不包含聚碳酸酯共聚物」係指，除聚碳酸酯-聚矽氧烷共聚物外，根據本發明的組成物較佳地不包含任何其它的聚碳酸酯共聚物，例如沒有聚碳酸酯、聚酯-聚碳酸酯共聚物等經改質或接枝的共聚物。
較佳地，該聚碳酸酯組成物係包含，除上述成分A)至C)外，以習知用量而被慣行地使用於本領域的其它成分(例如添加劑及/或助劑)。
為了進一步例示本發明，下面將更詳細地描述本發明的成分。
聚碳酸酯
本發明上下文中的聚碳酸酯較佳地為芳族聚碳酸酯；該聚碳酸酯可已知方式為直鏈或支鏈。根據本發明，其亦可得使用聚碳酸酯的混合物。
在本發明中，該聚碳酸酯較佳地有重量平均分子量(Mw)為10,000至200,000g/mol，更較佳地為15,000至80,000g/mol，特別佳地為24,000至約32,000g/mol，其係藉由凝膠穿透層析法(GPC)測定(在氯化甲烷中、於25℃下使用聚碳酸酯標準)。
較佳地，該聚碳酸酯係線性熱塑性芳族聚碳酸酯。更較佳地，該線性熱塑性芳族聚碳酸酯有重量平均分子量(Mw)為10,000至200,000g/mol，較佳地為15,000至80,000g/mol，特別佳地為24,000至32,000g/mol。使用聚碳酸酯標準，在氯化甲烷中、於25℃下藉由凝膠穿透層析法(GPC)測定重量平均分子量(Mw)。
該聚碳酸酯可已知方式由二酚、碳酸衍生物及任選地鏈終止劑製備。適用於製備聚碳酸酯的二羥基芳基化合物包括彼等如式(1)者：HO-Z-OH (1)，其中Z係具有6至30個碳原子的芳族基，其可包含一或多個芳環，可被取代並且可包含脂族或脂環族基團及/或烷基芳基或雜原子作為橋接部分。
式(1)中的Z較佳地為式(2)的基： 其中R6及R7彼此獨立地係H、C1至C18烷基、C1至C18烷氧基、鹵素(例如Cl或Br)、芳基、或芳基烷基，其各自任選地地被取代；較佳地為H或C1至C12烷基；更較佳地為H或C1至C8烷基；非常較佳地為H或甲基；及X係單鍵、-SO2-、-CO-、-O-、-S-、C1至C6伸烷基、C2至C5亞烷基或C5至C6亞環烷基，其可被C1至C6烷基(較佳地為甲基或乙基)；或亦係C6至C12伸芳基，其可任選地地與包含其它雜原子的芳環稠合。
X較佳地為單鍵、C1至C5伸烷基、C2至C5亞烷基、C5至C6亞環烷基、-O-、-SO-、-CO-、-S-或-SO2-；或式(2)的基：
適用於製備根據本發明使用的聚碳酸酯的二酚的實施例包括氫醌、間苯二酚、二羥基二苯基、雙(羥基苯基)烷烴、雙(羥基苯基)環烷烴、雙(羥基苯基)硫化物、雙(羥基苯基)醚、雙(羥基苯基)酮、雙(羥基苯基)碸、雙(羥基苯基)亞碸、雙(羥基苯基)二異丙基苯及其烷基化、環烷基化及環鹵化化合物。
較佳地二酚係4,4'-二羥基二苯基、2,2-雙(4-羥基苯基)-1-苯基-丙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)苯基乙烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、2,4-雙(4-羥基苯基)-2-甲基丁烷、1,3-雙[2-(4-羥基苯基)-2-丙基]苯(雙苯酚M)、2,2-雙(3-甲基-4-羥基苯基)丙烷、雙(3,5-二甲基-4-羥基苯基)甲烷、2,2-雙(3,5-二甲基-4-羥基苯基)丙烷、雙(3,5-二甲基-4-羥基苯基)碸、2,4-雙(3,5-二甲基-4-羥基苯基)-2-甲基丁烷、1,3-雙[2-(3,5-二甲基-4-羥基苯基)-2-丙基]苯及1,1-雙(4-羥基苯基)-3,3,5-三甲基環己烷(雙酚TMC)。
特別佳地二酚係4,4'-二羥基二苯基、1,1-雙(4-羥基苯基)苯基乙烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(3,5-二甲基-4-羥基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)-環己烷及1,1-雙(4-羥基苯基)-3,3,5-三甲基環己烷(雙酚TMC)。
在均聚碳酸酯的實施例中，僅使用一種二酚。使用的二酚以及加入到合成中的所有其他助劑及化學品可能會被自身的合成、 處理或儲存所導致的雜質污染。然而，期望以非常純的原料操作。
作為用於調節分子量所需的單功能鏈終止劑、酚或烷基酚，特別係酚、對-三級丁基苯酚，異辛基苯酚，枯基(cumyl)苯酚及其氯-碳酸酯，或單羧酸的醯基氯及/或該等鏈終止劑的混合物係有用的。
用於製備根據本發明使用的聚碳酸酯的較佳方法包括已知的界面方法及已知的熔融酯交換方法(參見：例如WO 2004/063249 A1、WO 2001/05866 A1、WO 2000/105867、US 5,340,905 A、US 5,097,002 A及US 5,717,057 A)。在第一實施例中，該酸衍生物較佳地係光氣及任選地二羧酸二氯化物。用於製備聚碳酸酯的催化劑、溶劑、後處理、反應條件等已被廣泛地描述並且係本領域習知的。聚碳酸酯可已知的方式進行後處理，例如透過擠出或射出成型加工成任何所需類型的模製物品。
該聚碳酸酯可透過已知方法製備或從市場獲得，例如可從Covestro獲得的PC Makrolon® 2600及PC Makrolon® 2800。
在本發明中，該聚碳酸酯組成物，以該組成物的總重量為基準，包含75重量%至97.5重量%，較佳地80重量%至97重量%，更較佳地85重量%至96.5重量%，甚至更較佳地87至95重量%的聚碳酸酯，特別地係芳族聚碳酸酯。
流動促進劑-脂環烴樹脂
較佳地，脂環烴樹脂透過GPC法測定的數均分子量(Mn)為500至5,000g/mol，較佳地為750至3,500g/mol，更較佳地為850至1500g/mol(溶劑為氯仿，用單分散分子量聚苯乙烯校準)。較佳地，該流動 促進劑的軟化點根據ASTM E28-67(R&B)測量在70℃至150℃的範圍內。
更較佳地，特別有用的樹脂係衍生自不飽和C5至C9單體的低分子量烴樹脂。在本文中「低」係指高達(包括)5,000g/mol的分子量(Mn)。單體的非限制性實施例包括環烯烴及二烯烴，例如環戊烯、環戊二烯、環己烯、環己二烯、甲基環戊二烯等；及環狀二烯烴，例如二環戊二烯、甲基環戊二烯二聚體等。
樹脂可額外地部分或完全氫化。示例性的商業低分子量烴樹脂可包括下列：由Eastman Chemical獲得商標Piccotac®的烴樹脂；由Arakawa Chemical Inc.獲得商標Arkon®的完全氫化脂環烴樹脂，並根據軟化點以Arkon® P140、P125、P115、P100、P90、P70販賣，或以Arkon® M135、M115、M100及M90販賣的部分氫化烴樹脂；由Eastman Chemical獲得商品名Regalite®的完全或部分氫化烴樹脂，並根據軟化點以Regalite® R1100、S1100、R1125、R1090及R1010販賣，或以Regalite® R7100、R9100、S5100及S7125販賣的部分氫化樹脂；由Exxon Chemical獲得商品名Escorez®的烴樹脂(基於C5、C9原料及其混合物)，其以Escorez® 1000、2000及5000系列販賣，或以Escorez® 5300、5400及5600系列販賣的烴樹脂(基於環狀及C9單體，其係任選地氫化)。
甚至更較佳地使用具有下列結構單元(3)的脂環飽和烴樹脂： 具有結構單元(3)的脂環飽和烴樹脂較佳地具有聚合度n為2至8，且更較佳地為3。該樹脂係，例如，可由Arakawa Chemical Industries獲得商品名ArkonTM，其透過GPC法測定的數均分子量為約1150g/mol。該流動促進劑的軟化點，根據ASTM E28-67(R&B)測量，較佳地係在70℃至150℃的範圍內。其可為無臭無色，且具有良好的耐候性。
在本發明中，組成物包含1.5重量%至15重量%，較佳地2.5重量%至10重量%，特別佳地2.0至5.0重量%的脂環飽和烴樹脂，該等數量係以該組成物的總重量為基準。
衝擊改質劑
較佳地，衝擊改質劑係選自下列中的一或多個：具有核-殼結構(MBS)之丁二烯系或苯乙烯-丁二烯橡膠系及甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯接枝的衝擊改質劑，具有核-殼結構的矽氧烷-丙烯酸酯橡膠，丙烯酸酯橡膠系核-殼衝擊改質劑等。
具有核-殼結構(MBS)的丁二烯系或苯乙烯-丁二烯橡膠系及甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯接枝的衝擊改質劑
該丁二烯系或苯乙烯-丁二烯橡膠系核-殼衝擊改質劑為經甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物接枝的丁二烯系或苯乙烯-丁二烯橡膠系衝擊改質劑係較佳地，例如可由Kaneka Japan 獲得的Kane Ace M732及可由Dow Chemicals獲得的ParaloidTM EXL2650J、EXL2690及EXL2691J等。
具有核-殼結構的矽氧烷-丙烯酸酯橡膠
具有核-殼結構的合適矽氧烷-丙烯酸酯橡膠可由甲基丙烯酸烷酯及/或丙烯酸烷酯、交聯劑及接枝劑製備。在本文中，示例性及較佳的甲基丙烯酸烷酯及/或丙烯酸烷酯係C1至C8-烷酯，例如甲酯、乙酯、正丁酯、三級丁酯、正丙酯、正己酯、正辛酯、正月桂酯及2-乙基己酯；鹵烷酯，較佳地鹵C1至C8烷酯，例如丙烯酸氯乙酯，及該等單體的混合物。特別佳地係丙烯酸正丁酯。
可使用具有多於一個可聚合雙鍵的單體作為矽氧烷-丙烯酸酯橡膠的聚(甲基)丙烯酸烷酯-橡膠成分的交聯劑。交聯單體的較佳地實施例係具有3至8個碳原子的不飽和單羧酸與3至12個碳原子的不飽和一元醇或具有2至4個OH基及2至20個碳原子的飽及多元醇之酯，例如二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸丙二醇酯、1,3-二甲基丙烯酸丁二醇酯及1,4-二甲基丙烯酸丁二醇酯。此種交聯劑可單獨使用或作為至少兩種交聯劑的混合物使用。
示例性及較佳的接枝劑係甲基丙烯酸烯丙酯、氰尿酸三烯丙酯、異氰尿酸三烯丙基酯或其混合物。甲基丙烯酸烯丙酯可進一步用作交聯劑。此種接枝劑可單獨使用或作為至少兩種接枝劑的混合物使用。
以該矽氧烷-丙烯酸酯橡膠的聚(甲基)丙烯酸烷酯-橡膠成分的總重量為基準，該交聯劑及接枝劑的存在量為0.1重量%至20重 量%。
矽氧烷-丙烯酸酯橡膠係以水性膠乳的形式製造。隨後，向甲基丙烯酸烷酯及/或丙烯酸烷酯乳液加入交聯劑及接枝劑，然後進行聚合。較佳的聚合係自由基引發的乳化聚合反應，其例如由過氧化物、偶氮或氧化還原起始劑引發。特別佳地使用氧化還原起始劑系統，特別係由硫酸鐵、亞甲基二胺四乙酸二鈉、雕白粉(rongalite)及氫過氧化物的組合獲得的次硫酸鹽(sulfoxylate)起始劑系統。
用於製備矽氧烷橡膠的接枝劑導致該聚(甲基)丙烯酸烷酯-橡膠成分與矽氧烷-橡膠成分的共價鍵合。在聚合過程中，兩個橡膠成分相互穿透並形成複合橡膠，於聚合後不會分離成其組成成分。
適合使用的較佳矽氧烷-丙烯酸酯橡膠係，例如，可從Mitsubishi Rayon獲得的Metablen S-2100、S-2001、S-2006等。
根據本發明的組成物包含矽氧烷-丙烯酸酯橡膠衝擊改質劑，其量較佳地為該組成物總重量的1重量%至8重量%，更較佳地1重量%至6重量%，特別佳地2.0至5.0重量%。
丙烯酸酯橡膠系核-殼衝擊改質劑
較佳地係，丙烯酸酯橡膠系核-殼衝擊改質劑係以甲基丙烯酸甲酯接枝的丙烯酸酯橡膠系衝擊改質劑，包括可由Dow Chemicals獲得的ParaloidTM EXL2311、EXL2313、EXL2315、EXL2300、EXL2330及EXL2390；及可由Arkema獲得的Durastrength® 410、440及480。
根據本發明的組成物包含，以該組成物的總重量為基 準，丙烯酸酯橡膠系核-殼衝擊改質劑，較佳地為1重量%至8重量%，更較佳地1重量%至6重量%，特別佳地2.0至5.0重量%。
上述衝擊改質劑可單獨使用或組合使用。若係組合使用，衝擊改質劑的總量較佳地為1重量%至8重量%，更較佳地1重量%至6重量%，特別佳地2.0至5.0重量%。
附加成分
根據本發明的聚碳酸酯組成物較佳地包含其以習知量用於熱塑性聚合物的習知附加成分，例如添加劑。更較佳地，該添加劑係，以該組成物的總重量為基準，以0.5重量%至15重量%，甚至更較佳地0.6重量%至10重量%，特別佳地0.7重量%至3重量%的量使用。
附加成分可選自下列中的一或多個：脫模劑、阻燃劑、填料、抗氧化劑及/或熱穩定劑、抗靜電劑、著色劑、顏料、UV吸收劑、IR吸收劑等。最佳地，根據本發明的組成物不包含除成分A、B及C以外的任何其它成分，以及一或多個選自脫模劑、阻燃劑、填料、熱穩定劑、抗靜電劑、著色劑、顏料、UV吸收劑、IR吸收劑。
合適的抗氧化劑或熱穩定劑之實施例係烷基化單酚、烷基硫基甲基酚、氫醌及烷基化氫醌、生育酚，羥基化硫基二苯醚、亞烷基雙酚、O-、N-及S-苯甲基化合物、羥基苯甲基化丙二酸酯、芳香羥基苯甲基化合物、三嗪(triazine)化合物、醯基胺基苯酚、β-(3,5-二-三級丁基-4-羥基苯基)丙酸酯、β-(5-三級丁基-4-羥基-3-甲基苯基)丙酸酯、β-(3,5-二-環己基-4-羥基苯基)丙酸酯、3,5-二-三級丁基-4-羥基苯基乙酸酯、β-(3,5-二-三級丁基-4-羥基苯基)丙酸醯胺、合適的硫代增效 劑、助抗氧劑(secondary anti-oxidant)、亞磷酸鹽、次膦酸鹽、苯並呋喃酮及吲哚酮。較佳的氧化劑或熱穩定劑係有機亞磷酸酯，例如三苯膦、三(甲苯基)膦或2,4,6-三(三級丁基)苯氧基磷酸酯-膦酸酯及磷烷，及通常係該等其有機基團為由任選地取代的芳族基團完全或部分構成。IRGANOX®1076(3-(3,5-二-三級丁基-4-羥基苯基)丙酸十八烷基酯，CAS No.2082-79-3)及/或三苯膦(TPP)係特別合適的。
合適的脫模劑之實施例係一元醇，例如硬脂醇、棕櫚醇及/或支鏈醇(Guerbet alcohol)；二元醇，例如乙二醇；三元醇，例如甘油；四元醇，例如季戊四醇及/或赤藓糖醇(mesoerythritol)；五元醇，例如阿拉伯糖醇、核糖醇及/或木糖醇；及六元醇，例如甘露醇、葡萄糖醇(山梨醇)及/或半乳糖醇。特別合適的係甘油、季戊四醇及/或支鏈醇的酯或偏酯(partial ester)。酯係較佳地飽和脂肪族C10-C36單羧酸及任選地羥基單羧酸的單-、二-、三-、四-、五-及/或六-酯，更較佳地飽和脂肪族C14-C32單羧酸及任選地羥基單羧酸或其混合物。具有10至36個碳原子的飽和脂肪族單羧酸之實施例係癸酸、月桂酸、肉荳蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、羥基硬脂酸、花生酸、二十二酸、二十四酸、蠟酸及二十八酸。PETS(季戊四醇四硬脂酸酯)係用於聚碳酸酯樹脂的常見脫模劑，以促進摻混過程並幫助模製部件從模具中脫模。
其它添加劑及其用量可被如本領域技術人員已知的彼等使用，並且在必要時進行適當調整。
較佳地，聚碳酸酯組成物包含下列成分：A)85重量%至97.5重量%的聚碳酸酯， B)1.5重量%至10重量%的選自脂環烴樹脂構成組群的流動促進劑，及C)1重量%至8重量%的衝擊改質劑，其中該組成物不包含聚碳酸酯-聚矽氧烷共聚物，特別係不包含聚碳酸酯共聚物。每個實施例中，該等重量係以該組成物的總重量為基準，並且所含的所有成分之總量為100重量%。
較佳地，根據本發明的組成物不包含任何聚酯及/或成分B以外的其他流動促進劑，特別是沒有對位(syndiotactiC)聚苯乙烯。
特別佳的組成物係由下列所組成：A)85重量%至97重量%的芳族聚碳酸酯，B)1.5重量%至5.0重量%，非常特別佳地2.0重量%至5.0重量%的選自脂環烴樹脂構成組群的流動促進劑，及C)1重量%至5重量%，非常特別佳地2.0重量%至5.0重量%的衝擊改質劑，D)0.5重量%至10重量%的一或多個習知添加劑，其選自脫模劑、阻燃劑、填料、抗氧化劑、熱穩定劑、抗靜電劑、著色劑、顏料、UV吸收劑及紅外吸收劑構成組群。
上述實施例及較佳實施例可以任何方式組合以獲得其他實施例。
本發明的聚碳酸酯組成物可根據本領域技術人員已知的習知方法來製備及使用。例如，可透過包含下列步驟的方法來製備：1)將衝擊改質劑與其它添加劑(例如脫模劑)預混合以獲得預混合物；2)將該預混混合物與其它成分混合；及 3)透過例如雙螺桿擠出機造粒，以得到顆粒。
根據本發明的聚碳酸酯組成物可被製造成適合用於電子及電場的各種物品，較佳地作為電子及電氣部件的外殼或外殼的部件。由此種組成物製成的塗層物品仍然可保持其衝擊特性。
包含或由聚碳酸酯組成物組成的較佳物品係用於行動電話、筆記型電腦、轉接器、充電器、插座或開關中的塑膠部件。
製備本發明物品的方法較佳地包括一或多個下列步驟：模製、擠出、成型。
實施例
透過下列實施例進一步說明本發明的組成物配方及效果。
除非另有說明，否則在每個實施例中「%」表示重量百分比。本文所述的重量平均分子量(Mw)及數均分子量(Mn)係透過凝膠滲透層析法(GPC)在二氯甲烷中於25℃下使用聚碳酸酯標準物測定，除非另有說明。
原料的來源及特性
A.聚碳酸酯
PC Makrolon®2600，線性雙酚A系聚碳酸酯，其重量平均分子量約為26,000g/mol，可從Covestro獲得。
PC Makrolon®2800，線性雙酚A系聚碳酸酯，其重量平均分子量約為28,000g/mol，可從Covestro獲得。
B.流動促進劑-脂環烴樹脂
Arkon® Arkon P-125(Arakawa Chemical，Japan)，其重量平均分子量為1730，數均分子量為870g/mol，透過GPC法測定(溶劑為氯仿，用單分散分子量聚苯乙烯校準)，且其軟化點為125℃，根據ASTM E28-67(R&B)測量。
Arkon® Arkon P-140(Arakawa Chemical，Japan)，其重量平均分子量為2220，數均分子量為1060g/mol，透過GPC法測定(溶劑為氯仿，用單分散分子量聚苯乙烯校準)，且其軟化點為140℃，以ASTM E28-67(R&B)測量。
共聚物。流動促進劑，但沒有脂環烴樹脂
Metablen TP003，由Mitsubishi Rayon Co.Ltd製造的甲基丙烯酸苯酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物
C.衝擊改質劑
Kane Ace M732(Kaneka Japan)，以苯乙烯-丁二烯橡膠為橡膠核，橡膠量為約70%，且甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物為接枝相，且粒徑為150nm至200nm。
Metablen S-2001(Mitsubishi Rayon，Japan)，以矽氧烷-丙烯酸酯共聚物為橡膠核，且甲基丙烯酸甲酯為接枝相。
Paraloid® EXL2311(Dow Chemical)，以丙烯酸酯共聚物為橡膠核且甲基丙烯酸甲酯為接枝相。
D.脫模劑
PETS，季戊四醇四硬脂酸酯，由FACI Asia Pacific PTE製造。
塗層
市售紫外線塗料。Beckers um8CA-0090，由Becker's Painting Company製造。
測試方法：
1.流動性以熔融體積流動速率(MVR)為表徵，其係根據ISO 1133-1：2011在300℃/1.2kg的條件下測量。
2.發明實施例及比較實施例的IZOD凹口衝擊強度係根據ISO180/A：2000在兩個不同溫度(23℃及-20℃)下測量。樣品係透過射出成型製備，其尺寸為80mm×10mm×3mm。凹口半徑為0.25mm。在每個實驗條件下測試10個樣品。衝擊強度值與斷裂類型(P或C)一起顯示在表1。P代表部分斷裂，其顯示韌性行為。C代表完全斷裂，對應於脆性行為。
3.耐塗覆性係透過測量發明實施例及比較實施例於塗覆前、後的多軸衝擊(MAI)測試中的最大應力(maximum force)及穿刺能量(puncture energy)的差異為表徵。如上所述，塗料係從市場獲得的。
多軸衝擊(MAI)測試，根據ISO 6603-2：2000，係被指定於測試材料表面對高速衝擊所造成損害的抗性，並且其可更好地模擬外殼材料的現場測試，例如落鏢衝擊(Falling Dart Impact)或全尺寸自由落體(Full-scale Free Dropping)實驗。在根據本發明的耐塗覆性之實驗評價中，將透過射出成型製備的多軸衝擊樣品片材(100mm×100mm×1.5mm)在用UV塗料噴塗後乾燥過夜。塗層的厚度為0.1mm至0.2mm。在第二天進行多軸衝擊測試，以比較塗覆前、後的多軸衝擊(MAI)測試中 最大應力及穿刺能量的變化，從而評估材料的耐塗覆性。
聚碳酸酯組成物係基於表1至3所示配方透過摻混及造粒而製得，並使用上述方法測量其特性。結果記錄在表1至3中。
表1：組成物及特性(MVR在300℃/1.2kg，IZOD凹口衝擊強度在23℃及-20℃，且塗覆前、後多軸衝擊(MAI)的最大應力及穿刺能量)的比較實施例
表1顯示具有或不含衝擊改質劑的聚碳酸酯材料之比較實施例，其未使用脂環烴樹脂或僅使用1%脂環烴樹脂(Arkon P-125)。其清楚地表明，在塗覆比較實施例的物品後，特別是沒有衝擊改質劑的原始聚碳酸酯物品(比較實施例1及2)，MAI性能被犧牲很多。對於經衝擊改質的聚碳酸酯樹脂(比較實施例4至8)，耐塗覆性提高，但塗覆後仍會損失約32%至55%的穿刺能量。此外，添加僅1%脂環烴樹脂(Arkon P-125)至經衝擊改質(比較實施例6)及未經衝擊改質(比較實施例3)的聚碳酸酯樹脂中皆無助於耐塗覆性。
表2：組成物及特性(MVR在300℃/1.2kg，IZOD凹口衝擊強度在23℃及-20℃，且塗覆前、後多軸衝擊(MAI)的最大應力及穿刺能量)的比較實施例
表2顯示將共聚物TP003添加至本發明組成物後的組成及測試結果。在一些實施例中，TP003可用作流動促進劑，例如熱塑性組成物中的脂環烴樹脂，以改善組成物的流動性。然而，從比較實施例9至11所示的測試結果可看出，TP003的添加提高MAI性能，但即使使用衝擊改質劑於組成中，其仍在低溫下損害IZOD凹口衝擊強度。此一方面表明本發明組成物的性能係在添加其它流動促進劑後被犧牲，另一方面其表明作為本發明組成物的一個成分之脂環烴樹脂流動促進 劑係不可取代的。
表3：組成物及特性(MVR在300℃/1.2kg，IZOD凹口衝擊強度在23℃及-20℃，且塗覆前、後多軸衝擊(MAI)的最大應力及穿刺能量)的發明實施例
如表3所示，令人驚訝地，當在聚碳酸酯材料中加入脂環烴樹脂流動促進劑(Arkon® P-125及Arkon® P-140)時，流動性增加到一定程度(例如，比較發明實施例1及比較實施例5)。更重要地，耐塗覆性顯著提高。對於韌化聚碳酸酯(添加有衝擊改質劑)，例如從發明實施例1-4及比較實施例4-8的比較可清楚地看出，耐塗覆性藉由脂環烴樹脂也顯著提高。同時，從IZOD凹口衝擊強度在23℃及-20℃的數據可看出，當不使用抗衝擊改質劑時，脂環烴樹脂對凹口衝擊強度的影響係非常有限的。根據發明實施例及比較實施例的比較，當MBS(Kane Ace M732)、聚矽氧/丙烯酸酯橡膠系衝擊改質劑(Metablen S-2001)及丙烯酸酯橡膠系衝擊改質劑(Paraloid EXL2311)係組合地使用時，沒有觀察到對IZOD凹口衝擊強度的明顯不利影響。
由於塗料包含一些對聚碳酸酯有害的化學溶劑，例如甲基異丁基酮、乙基苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯等，因此本發明的聚碳酸酯組成物可成功地通過耐塗覆性測試，另一方面，也證實包含本發明組成物的物品之耐化學性。
所有該等結果顯示，根據本發明的聚碳酸酯組成物具有良好的耐塗覆性、耐化學性及衝擊特性以及更好的流動性。因此，包含根據本發明組成物的物品滿足對塗覆方法的要求，並且適用於在較高工作溫度下處理大型部件及/或薄壁物品。

Claims (15)

  1. 一種聚碳酸酯組成物，其包含下列成分：A)75重量%至97.5重量%的聚碳酸酯，B)1.5重量%至15重量%的選自脂環烴樹脂構成組群的流動促進劑，及C)1重量%至15重量%的衝擊改質劑，其中該組成物不包含聚碳酸酯-聚矽氧烷共聚物。
  2. 如請求項1之聚碳酸酯組成物，其中該脂環烴樹脂的數均分子量(M n)為500至5,000g/mol，係藉由GPC在氯仿中用單分散分子量聚苯乙烯標準測定。
  3. 如請求項1或2之聚碳酸酯組成物，其中該脂環烴樹脂的數均分子量(M n)為850至1,500g/mol，係藉由GPC在氯仿中用單分散分子量聚苯乙烯標準測定。
  4. 如請求項1至3中任一項之聚碳酸酯組成物，其中該脂環烴樹脂係衍生自不飽和C 5至C 9單體的烴樹脂。
  5. 如請求項1至4中任一項之聚碳酸酯組成物，其中該組成物包含具有下列結構單元(3)的脂環飽和烴樹脂：
  6. 如請求項5之聚碳酸酯組成物，其中該結構單元(3)中的聚合度n為2至8。
  7. 如請求項5之聚碳酸酯組成物，其中該結構單元(3)中的聚合度n為3。
  8. 如請求項1至7中任一項之聚碳酸酯組成物，其中該衝擊改質劑係一或多個選自具有核-殼結構之丁二烯系及/或苯乙烯-丁二烯橡膠系、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯接枝及/或甲基丙烯酸甲酯接枝的衝擊改質劑，具有核-殼結構的矽氧烷-丙烯酸酯橡膠，丙烯酸酯橡膠系核-殼衝擊改質劑構成組群。
  9. 如前述請求項中任一項之聚碳酸酯組成物，其中該組成物包含1重量%至8重量%的衝擊改質劑。
  10. 如前述請求項中任一項之聚碳酸酯組成物，其中該組成物不包含聚碳酸酯共聚物。
  11. 如前述請求項中任一項之聚碳酸酯組成物，其中該組成物不包含任何聚酯及/或成分B以外的其他流動促進劑。
  12. 如前述請求項中任一項之聚碳酸酯組成物，其中該組成物由下列所組成：A)75重量%至97重量%的芳族聚碳酸酯，B)1.5重量%至15重量%的選自脂環烴樹脂構成組群的流動促進劑，及C)1重量%至15重量%的衝擊改質劑，D)0.5重量%至15重量%的一或多個習知添加劑，其選自脫模劑、阻燃劑、填料、抗氧化劑、熱穩定劑、抗靜電劑、著色劑、顏料、UV吸收劑及紅外吸收劑構成組群。
  13. 一種包含如請求項1至12中任一項之聚碳酸酯組成物的物品。
  14. 如請求項13之物品，其包含一或多個塗層。
  15. 如請求項13或14之物品，其中該物品係行動電話、筆記型電腦、轉接器、充電器、插座或開關中的塑膠部件。
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