TW202409196A - 聚碳酸酯樹脂組成物、其製備方法以及包括其之模製物 - Google Patents
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Abstract
本發明是有關於一種聚碳酸酯樹脂組成物、其製備方法以及包括其之模製物。更具體而言,本發明是有關於一種包含20重量%至75重量%的熔體指數(300℃,1.2千克)為15克/10分鐘至25克/10分鐘的聚碳酸酯(A-1)、5重量%至25重量%的聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物(B)、5重量%至45重量%的玻璃纖維(C)、2重量%至12重量%的液態磷系阻燃劑(D)、以及1重量%至7重量%的磷腈化合物(E)的聚碳酸酯樹脂組成物,製備所述聚碳酸酯樹脂組成物的方法以及包括所述聚碳酸酯樹脂組成物的模製物。
根據本發明,本發明具有以下效果:聚碳酸酯樹脂組成物藉由包含高含量的使用後回收的聚碳酸酯而具有高回收率,且具有優異的抗衝擊性、耐熱性及阻燃性,製備所述聚碳酸酯樹脂組成物的方法以及包括所述聚碳酸酯樹脂組成物的模製物。
Description
本發明是有關於一種聚碳酸酯樹脂組成物、其製備方法以及包括其之模製物。更具體而言,本發明是有關於一種含有高含量的使用後回收的(post-consumer recycled)聚碳酸酯且具有優異的阻燃性、抗衝擊性及耐熱性的聚碳酸酯樹脂組成物、製備所述聚碳酸酯樹脂組成物的方法以及包括所述聚碳酸酯樹脂組成物的模製物,所述使用後回收的聚碳酸酯是藉由回收消費者使用及丟棄的塑膠獲得。
由於包括優異的生產率、重量減輕及熱絕緣的各種優點,塑膠已經在各種領域中使用了很長時間,但是由於其結構特性,塑膠不容易分解,當被掩埋時會造成環境污染。正在進行各種研究來解決該些問題,且在此之中回收引起了關注。廢塑膠的回收可解決環境污染的問題,且具有顯著降低成本的效果。
資訊技術(information technology,IT)、電氣/電子及汽車行業正嘗試因應於環保趨勢而回收消費者使用及丟棄的塑膠。然而,回收塑膠的機械性質遜於常規塑膠的機械性質,進而限制其使用。
在各種類型的塑膠之中,聚碳酸酯是無定形的熱塑性樹脂,在室溫下具有高抗衝擊性,且具有優異的熱穩定性及透明度以及高尺寸穩定性。由於該些優點,聚碳酸酯廣泛用於各種工業領域,例如建築材料、外部材料以及電氣及電子產品的部件、汽車部件及光學部件。
然而,由於聚碳酸酯在低溫下具有低抗衝擊性,且不具有固有阻燃性質,因此當應用於電氣/電子裝置及汽車裝置時存在著火的風險。為解決該問題,當向聚碳酸酯添加阻燃劑時,例如抗衝擊性及耐熱性等機械性質會劣化。
另外,當使用後回收的聚碳酸酯包含於熱塑性樹脂組成物中時,抗衝擊性及耐熱性進一步下降。因此,使用後回收的聚碳酸酯的使用量小。
因此,需要開發一種能夠藉由包含高含量的使用後回收的聚碳酸酯來提高回收樹脂的比率,且賦予優異的阻燃性、抗衝擊性及耐熱性的熱塑性樹脂組成物。
[相關技術文獻]
[專利文獻]
KR 2011-0126425 A
[技術問題]
因此,鑒於以上問題而完成本發明,且本發明的一個目的是提供一種在含有高含量的使用後回收的聚碳酸酯的同時具有優異的阻燃性、抗衝擊性及耐熱性的聚碳酸酯樹脂組成物。
本發明的另一目的是提供一種製備所述聚碳酸酯樹脂組成物的方法。
本發明的又一目的是提供一種包含所述聚碳酸酯樹脂組成物的模製物。
上述及其他目的可藉由以下闡述的本發明來達成。
[技術解決方案]
根據本發明的一個態樣,提供一種聚碳酸酯樹脂組成物,所述聚碳酸酯樹脂組成物包括:20重量%至75重量%的熔體指數(melt index)(300℃,1.2千克)為15克/10分鐘至25克/10分鐘的聚碳酸酯(A-1);5重量%至25重量%的聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物(B);5重量%至45重量%的玻璃纖維(C);2重量%至12重量%的液態磷系阻燃劑(D);以及1重量%至7重量%的磷腈化合物(E)。
所述聚碳酸酯樹脂組成物可較佳為包括:20重量%至75重量%的熔體指數(300℃,1.2千克)為15克/10分鐘至25克/10分鐘的聚碳酸酯(A-1);0至50重量%的熔體指數(300℃,1.2千克)為5克/10分鐘或大於5克/10分鐘且小於15克/10分鐘的聚碳酸酯(A-2);5重量%至25重量%的聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物(B);5重量%至45重量%的玻璃纖維(C);2重量%至12重量%的液態磷系阻燃劑(D);以及1重量%至7重量%的磷腈化合物(E)。
所述聚碳酸酯樹脂組成物可較佳為包括:20重量%至75重量%的熔體指數(300℃,1.2千克)為15克/10分鐘至25克/10分鐘的聚碳酸酯(A-1);1重量%至50重量%的熔體指數(300℃,1.2千克)為5克/10分鐘或大於5克/10分鐘且小於15克/10分鐘的聚碳酸酯(A-2);5重量%至25重量%的聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物(B);5重量%至45重量%的玻璃纖維(C);2重量%至12重量%的液態磷系阻燃劑(D);以及1重量%至7重量%的磷腈化合物(E)。
所述聚碳酸酯(A-1)可較佳為使用後回收的聚碳酸酯,且所述聚碳酸酯(A-2)可較佳為普通聚碳酸酯。
所述聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物(B)可較佳為包括芳族二醇化合物、碳酸酯前驅物及聚矽氧烷。
所述聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物(B)可較佳為包括由以下化學式1表示的芳族聚碳酸酯系第一重複單元以及由以下化學式2表示且具有一或多個矽氧烷鍵的芳族聚碳酸酯系第二重複單元,或者包括由以下化學式3表示的重複單元。
[化學式1]
,
其中R
1至R
4各自獨立地選自氫;C
1至C
10烷基;C
1至C
10烷氧基;及鹵素,且Z選自未經取代的C
1至C
10伸烷基或者經C
1至C
6烷基或C
6至C
20芳基取代的C
1至C
10伸烷基;未經取代的C
3至C
15環伸烷基或經C
1至C
10烷基取代的C
3至C
15環伸烷基;氧;S;SO;SO
2及CO。
[化學式2]
,
其中X
1及X
2各自獨立地為C
1至C
10伸烷基,Y
1及Y
2各自獨立地選自氫;C
1至C
6烷基;鹵素;羥基;C
1至C
6烷氧基;及C
6至C
20芳基,R
5至R
8各自獨立地選自氫;未經取代的C
1至C
10烷氧基或經環氧乙烷基(oxiranyl)取代的C
1至C
10烷氧基;經C
6至C
20芳基取代的C
1至C
15烷基;鹵素;C
1至C
10烷氧基;烯丙基;C
1至C
10鹵代烷基;及C
6至C
20芳基,且n2為30至120的整數。
[化學式3]
,
其中X
3及X
4各自獨立地為C
1至C
10伸烷基,R
9至R
12各自獨立地為氫;未經取代的C
1至C
10烷氧基或經環氧乙烷基取代的C
1至C
10烷氧基;經C
6至C
20芳基取代的C
1至C
15烷基;鹵素;C
1至C
10烷氧基;烯丙基;C
1至C
10鹵代烷基;或者C
6至C
20芳基,且n1為30至120的整數。
所述聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物(B)可較佳為具有平均大小為20奈米或大於20奈米的矽氧烷域。
所述玻璃纖維(C)可較佳為具有1毫米至15毫米的平均長度,且其橫截面可較佳為具有15微米至45微米的平均橫向長度及2微米至15微米的平均縱向長度。
所述液態磷系阻燃劑(D)可較佳為包含選自由雙酚A雙(磷酸二苯酯)、磷酸三苯酯及間苯二酚雙(磷酸二苯酯)組成的群組中的一或多者。
所述磷腈化合物(E)可較佳為包括選自由環狀磷腈化合物、無環磷腈化合物及交聯磷腈化合物組成的群組中的一或多者。
所述液態磷系阻燃劑(D)對所述磷腈化合物(E)的重量比(D:E)可較佳為1.2:1至3.0:1。
所述聚碳酸酯樹脂組成物可較佳為具有11千克力公分/公分或大於11千克力公分/公分的懸臂樑衝擊強度(Izod impact strength),所述懸臂樑衝擊強度是根據美國材料試驗協會(American Society for Testing Material,ASTM)D256使用厚度為3.2毫米的缺口試樣在室溫下量測。
所述聚碳酸酯樹脂組成物可較佳為具有97℃或高於97℃的熱變形溫度(heat deflection temperature),所述熱變形溫度是根據ASTM D648使用厚度為6.4毫米的試樣在18.6千克的負荷下量測。
所述聚碳酸酯樹脂組成物可較佳為具有V-0級或高於V-0級的阻燃性,所述阻燃性是根據保險商實驗室(Underwriters Laboratories,UL)94 V測試使用厚度為0.8毫米的試樣量測。
根據本發明的另一態樣,提供一種製備聚碳酸酯樹脂組成物的方法,所述方法包括在200℃至350℃及100轉每分鐘至400轉每分鐘下對以下材料進行捏合及擠壓:20重量%至75重量%的熔體指數(300℃,1.2千克)為15克/10分鐘至25克/10分鐘的聚碳酸酯(A-1);0至50重量%的熔體指數(300℃,1.2千克)為5克/10分鐘或大於5克/10分鐘且小於15克/10分鐘的聚碳酸酯(A-2);5重量%至25重量%的聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物(B);5重量%至45重量%的玻璃纖維(C);2重量%至12重量%的液態磷系阻燃劑(D);以及1重量%至7重量%的磷腈化合物(E)。
製備聚碳酸酯樹脂組成物的方法可較佳為包括在200℃至350℃及100轉每分鐘至400轉每分鐘下對以下材料進行捏合及擠壓:20重量%至75重量%的熔體指數(300℃,1.2千克)為15克/10分鐘至25克/10分鐘的聚碳酸酯(A-1);1重量%至50重量%的熔體指數(300℃,1.2千克)為5克/10分鐘或大於5克/10分鐘且小於15克/10分鐘的聚碳酸酯(A-2);5重量%至25重量%的聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物(B);5重量%至45重量%的玻璃纖維(C);2重量%至12重量%的液態磷系阻燃劑(D);以及1重量%至7重量%的磷腈化合物(E)。
根據本發明的又一態樣,提供一種包含聚碳酸酯樹脂組成物的模製物。
[有利效果]
根據本發明,本發明具有以下效果:提供一種在含有高含量的使用後回收的聚碳酸酯的同時具有優異的阻燃性、耐熱性及抗衝擊性的聚碳酸酯樹脂組成物。
另外,由於在根據本發明的聚碳酸酯樹脂組成物中含有高含量的使用後回收的聚碳酸酯,因此可提高用於製備聚碳酸酯樹脂組成物的廢塑膠的含量比,藉此提供環保、減少溫室氣體且節約能源的優點。
在下文中,將詳細闡述本發明的聚碳酸酯樹脂組成物。
本發明人證實,當聚碳酸酯中包含高含量的使用後回收的聚碳酸酯且以預定含量比包含液態磷系阻燃劑及磷腈化合物、聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物及玻璃纖維的組合時,阻燃性、耐熱性及衝擊強度優異。基於該些結果,本發明人進行了進一步的研究進而完成本發明。
根據本發明的聚碳酸酯樹脂組成物詳細闡述如下。
本發明的聚碳酸酯樹脂組成物包括:20重量%至75重量%的熔體指數(300℃,1.2千克)為15克/10分鐘至25克/10分鐘的聚碳酸酯(A-1);5重量%至25重量%的聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物(B);5重量%至45重量%的玻璃纖維(C);2重量%至12重量%的液態磷系阻燃劑(D);以及1重量%至7重量%的磷腈化合物(E)。在此種情況下,當包含高含量的回收聚碳酸酯時,可實現優異的阻燃性、抗衝擊性及耐熱性,且可達成生態友好性。
A-1 )熔體指數( 300℃ , 1.2 千克)為 15 克 /10 分鐘至 25 克 /10 分鐘的聚碳酸酯
舉例而言,以聚碳酸酯樹脂組成物的總重量計,可包含20重量%至75重量%、較佳為25重量%至72重量%、更佳為28重量%至72重量%、進而更佳為30重量%至62重量%的量的聚碳酸酯(A-1)。在所述範圍內,由於高回收率,可獲得生態友好性,且可減少水及能量消耗。另外,阻燃性、耐熱性及抗衝擊性可為優異的。
聚碳酸酯(A-1)可具有較佳為17克/10分鐘至22克/10分鐘、更佳為19克/10分鐘至21克/10分鐘的熔體指數。在所述範圍內,物理性質平衡及抗衝擊性可為優異的。
在本揭露中,根據ASTM D1238在300℃下在1.2千克的負荷下量測熔體指數。
舉例而言,聚碳酸酯(A-1)可具有大於2.75、較佳為2.8或大於2.8、更佳為2.8至3.2、進而更佳為2.8至3.0的多分散性指數(polydispersity index)。在所述範圍內,機械性質及物理性質平衡可為優異的。
在本揭露中,多分散性指數是指分子量的分佈,且藉由將重量平均分子量除以數平均分子量來計算。大的多分散性指數表示分子量分佈的標準偏差大,即有許多分子量大於或小於重量平均分子量。
在本揭露中,除非另有定義,否則重量平均分子量及數平均分子量可使用四氫呋喃(tetrahydrofuran,THF)作為析出液藉由凝膠滲透層析(gel permeation chromatography,GPC)(沃特世佈雷茲(Waters Breeze))來量測。在此種情況下,重量平均分子量或數平均分子量是作為相對於聚苯乙烯(polystyrene,PS)標準樣品的相對值獲得。具體量測條件如下:溶劑:THF,柱溫:40°C,流速:0.3毫升/分鐘,樣品濃度:20毫克/毫升,注射量:5微升,柱型號:1×PL凝膠10微米迷你混合-B(1×PLgel 10 µm MiniMix-B)(250×4.6毫米)+1×PL凝膠10微米迷你混合-B(250×4.6毫米)+1×PL凝膠10微米迷你混合-B保護套(50×4.6毫米),設備名稱:安捷倫(Agilent)1200系列系統,折光率偵測器:安捷倫G1362示差折光偵測器(Refractive Index Detector,RID),RI溫度:35°C,資料處理:安捷倫化學工作站S/W,及測試方法(Mn、Mw及PDI):經濟合作與發展組織(Organization for Economic Co-operation and Development,OECD)TG 118。
舉例而言,聚碳酸酯(A-1)可具有20,000克/莫耳或大於20,000克/莫耳且小於28,000克/莫耳、較佳為22,000克/莫耳至27,000克/莫耳、更佳為24,000克/莫耳至27,000克/莫耳的重量平均分子量。在所述範圍內,機械性質及物理性質平衡可為優異的。
舉例而言,根據ASTM D648量測,聚碳酸酯(A-1)可具有124℃或高於124℃、較佳為127℃或高於127℃、更佳為130℃或高於130℃、進而更佳為130℃至140℃的熱變形溫度。在所述範圍內,機械性質及物理性質平衡可為優異的。
在本揭露中,熱變形溫度可根據ASTM D648使用厚度為6.4毫米的試樣在18.6千克的負荷下量測。
舉例而言,聚碳酸酯(A-1)可為使用後回收的聚碳酸酯。在此種情況下,藉由回收廢塑膠,可獲得生態友好性,可節約能源及水,且可減少碳排放。
在本揭露中,本發明所屬領域中通常接受的使用後回收的聚碳酸酯可用於本發明而不進行特別限制,只要使用後回收的聚碳酸酯遵循本發明的定義即可。舉例而言,使用後回收的聚碳酸酯是自收集的廢塑膠回收的聚碳酸酯。作為具體實例,使用後回收的聚碳酸酯是指藉由對收集的廢塑膠進行分類、洗滌及粉碎獲得的原材料。另外,必要時,使用後回收的聚碳酸酯可藉由擠壓製程(extrusion process)處理成小粒(pellet)。在此種情況下,不需要附加處理(例如附加的純化)。由於已經對使用後回收的聚碳酸酯處理一或多次,因此可能包括例如著色劑、潤滑劑及/或離型劑等添加劑。
舉例而言,使用後回收的聚碳酸酯亦可被稱為回收聚碳酸酯。
舉例而言,聚碳酸酯(A-1)可為藉由對芳族二醇化合物與碳酸酯前驅物進行聚合獲得的樹脂。
舉例而言,芳族二醇化合物可包括選自由以下組成的群組中的一或多者:雙(4-羥基苯基)甲烷、雙(4-羥基苯基)醚、雙(4-羥基苯基)碸、雙(4-羥基苯基)亞碸、雙(4-羥基苯基)硫化物、雙(4-羥基苯基)酮、1,1-雙(4-羥基苯基)乙烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷(雙酚A;BPA)、2,2-雙(4-羥基苯基)丁烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環己烷(雙酚Z;BPZ)、2,2-雙(4-羥基-3,5-二溴苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-溴苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-氯苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)-1-苯基乙烷、雙(4-羥基苯基)二苯基甲烷、及α,ω-雙[3-(鄰羥基苯基)丙基]聚二甲基矽氧烷,芳族二醇化合物較佳為雙酚A。
舉例而言,碳酸酯前驅物可包括選自由以下組成的群組中的一或多者:碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丁酯、碳酸二環己酯、碳酸二苯酯、碳酸二甲苯酯、碳酸雙(氯苯基)酯、碳酸間甲苯酯、碳酸二萘酯、碳酸雙(二苯基)酯、氯化羰基(光氣)、三光氣、雙光氣、溴化羰基及雙鹵甲酸酯(bishaloformate)。慮及生產效率及物理性質,碳酸酯前驅物較佳為使用三光氣、光氣或其混合物。
作為具體實例,藉由對芳族二醇化合物與碳酸酯前驅物進行聚合形成的聚碳酸酯包括由以下化學式4表示的重複單元。
[化學式4]
在化學式4中,R'
1至R'
4各自獨立地選自氫;C
1至C
10烷基;C
1至C
10烷氧基;及鹵素,且Z'選自未經取代的C
1至C
10伸烷基或者經C
1至C
6烷基或C
6至C
20芳基取代的C
1至C
10伸烷基;未經取代的C
3至C
15環伸烷基或經C
1至C
10烷基取代的C
3至C
15環伸烷基;氧;S;SO;SO
2及CO。
較佳為,在化學式4中,R'
1至R'
4可各自獨立地為氫或C
1至C
3烷基,且Z'可為未經取代的C
1至C
6伸烷基或經甲基或苯基取代的C
1至C
6伸烷基。
舉例而言,聚碳酸酯(A-1)可包括選自由線性聚碳酸酯、支鏈聚碳酸酯及聚酯碳酸酯共聚物組成的群組中的一或多者,聚碳酸酯(A-1)較佳為線性聚碳酸酯。在此種情況下,可改善流動性,且外觀特性可為優異的。
線性聚碳酸酯樹脂可較佳為雙酚-A聚碳酸酯,但是本發明不限於此。
舉例而言,作為聚碳酸酯(A-1),可使用可商購產品,只要所述產品遵循本發明的定義即可。
A-2 )熔體指數( 300℃ , 1.2 千克)為 5 克 /10 分鐘或大於 5 克 /10 分鐘且小於 15 克 /10 分鐘的聚碳酸酯
舉例而言,聚碳酸酯(A-2)可具有5克/10分鐘或大於5克/10分鐘且小於15克/10分鐘、較佳為7克/10分鐘至12克/10分鐘、更佳為9克/10分鐘至11克/10分鐘的熔體指數(300℃,1.2千克)。在所述範圍內,機械性質及耐熱性可為優異的。
舉例而言,聚碳酸酯(A-2)可具有2.75或小於2.75、較佳為2.6或小於2.6、更佳為2.5或小於2.5、進而更佳為2.3至2.5的多分散性指數。在所述範圍內,機械性質及物理性質平衡可為優異的。
舉例而言,聚碳酸酯(A-2)可具有28,000克/莫耳或大於28,000克/莫耳、較佳為29,000克/莫耳或大於29,000克/莫耳、更佳為30,000克/莫耳或大於30,000克/莫耳、進而更佳為30,000克/莫耳至37,000克/莫耳的重量平均分子量。在所述範圍內,機械性質及物理性質平衡可為優異的。
舉例而言,根據ASTM D648量測,聚碳酸酯(A-2)可具有124℃或高於124℃、較佳為127℃或高於127℃、更佳為130℃或高於130℃、進而更佳為130℃至140℃的熱變形溫度。在所述範圍內,機械性質及物理性質平衡可為優異的。
舉例而言,聚碳酸酯(A-2)可為普通聚碳酸酯。
在本揭露中,本發明所屬領域中通常接受的普通聚碳酸酯可用於本發明而不進行特別限制,只要普通聚碳酸酯遵循本發明的定義即可。普通聚碳酸酯與本發明的使用後回收的聚碳酸酯形成對比,且可為在構成聚碳酸酯的單體聚合後未經模製處理(例如注射)的聚碳酸酯,或者為對應於所述聚碳酸酯的可商購聚碳酸酯。
舉例而言,普通聚碳酸酯亦可被稱為原始聚碳酸酯、新聚碳酸酯、新鮮聚碳酸酯(fresh polycarbonate)或非回收聚碳酸酯。
較佳為,構成聚碳酸酯(A-2)的單體可在與聚碳酸酯(A-1)中提及的單體相同的範圍內選擇。
舉例而言,以聚碳酸酯樹脂組成物的總重量計,可包含0至50重量%、較佳為1重量%至50重量%、更佳為7重量%至45重量%、進而更佳為10重量%至42重量%、進而更佳為15重量%至42重量%的量的聚碳酸酯(A-2)。在所述範圍內,耐衝擊性及耐熱性可為優異的。
B )聚碳酸酯 - 聚矽氧烷共聚物
舉例而言,聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物(B)可藉由對芳族二醇化合物、碳酸酯前驅物及聚矽氧烷進行聚合來獲得。在此種情況下,可改善抗衝擊性。
在本發明中,聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物(B)與聚碳酸酯(A-1)的區別在於聚矽氧烷被引入至其聚碳酸酯主鏈中。
舉例而言,芳族二醇化合物及碳酸酯前驅物可與用於製備聚碳酸酯(A-1)的芳族二醇化合物及碳酸酯前驅物相同。
舉例而言,聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物(B)可藉由聚碳酸酯與聚矽氧烷的縮聚或藉由芳族二醇化合物、碳酸酯前驅物及聚矽氧烷的介面聚合(interfacial polymerization)來製備,但是本發明不限於此。
舉例而言,聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物(B)包括由以下化學式1表示的芳族聚碳酸酯系第一重複單元及由以下化學式2表示且具有一或多個矽氧烷鍵的芳族聚碳酸酯系第二重複單元。
[化學式1]
在化學式1中,R
1至R
4各自獨立地選自氫;C
1至C
10烷基;C
1至C
10烷氧基;及鹵素,且Z選自未經取代的C
1至C
10伸烷基或者經C
1至C
6烷基或C
6至C
20芳基取代的C
1至C
10伸烷基;未經取代的C
3至C
15環伸烷基或經C
1至C
10烷基取代的C
3至C
15環伸烷基;氧;S;SO;SO
2及CO。
較佳為,在化學式1中,R
1至R
4可各自獨立地為氫或C
1至C
3烷基,且Z可為未經取代的C
1至C
6伸烷基或經甲基或苯基取代的C
1至C
6伸烷基。
較佳為,由化學式1表示的第一重複單元藉由雙酚A(其為芳族二醇化合物)與三光氣(其為碳酸酯前驅物)的聚合而獲得,且由以下化學式1-1表示。
[化學式1-1]
舉例而言,以聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物中總重複單元100莫耳%計,可包含20莫耳%至95莫耳%、較佳為30莫耳%至85莫耳%、更佳為40莫耳%至80莫耳%的量的由化學式1表示的第一重複單元。
[化學式2]
在化學式2中,X
1及X
2各自獨立地為C
1至C
10伸烷基,Y
1及Y
2各自獨立地選自氫;C
1至C
6烷基;鹵素;羥基;C
1至C
6烷氧基;及C
6至C
20芳基,R
5至R
8各自獨立地選自氫;未經取代的C
1至C
10烷氧基或經環氧乙烷基取代的C
1至C
10烷氧基;經C
6至C
20芳基取代的C
1至C
15烷基;鹵素;C
1至C
10烷氧基;烯丙基;C
1至C
10鹵代烷基;及C
6至C
20芳基,且n2為30至120的整數。
較佳為,在化學式2中,X
1及X
2可各自獨立地為C
2至C
10伸烷基、更佳為C
2至C
6伸烷基、最佳為異丁烯,且Y
1及Y
2可各自獨立地為氫。
更佳為,在化學式2中,R
5至R
8可各自獨立地為氫、甲基、乙基、丙基、3-苯基丙基、2-苯基丙基、3-(環氧乙烷基甲氧基)丙基、氟、氯、溴、碘、甲氧基、乙氧基、丙氧基、烯丙基、2,2,2-三氟乙基、3,3,3-三氟丙基、苯基或萘基。
更佳為,R
5至R
8可各自獨立地為C
1至C
10烷基或C
1至C
6烷基、進而更佳為C
1至C
3烷基、進而更佳為甲基。
另外,在化學式2中,n2可為30至120的整數,較佳為34至110的整數。
由化學式2表示的重複單元較佳為由以下化學式2-1表示。
[化學式2-1]
在化學式2-1中,R
5至R
8及n2與以上定義相同。
舉例而言,以聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物中總重複單元100莫耳%計,可包含5莫耳%至80莫耳%、較佳為15莫耳%至70莫耳%、更佳為20莫耳%至60莫耳%的量的由化學式2表示的第二重複單元。
較佳為,聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物可更包括由以下化學式3表示的第三重複單元。
[化學式3]
在化學式3中,X
3及X
4各自獨立地為C
1至C
10伸烷基,R
9至R
12各自獨立地為氫;未經取代的C
1至C
10烷氧基或經環氧乙烷基取代的C
1至C
10烷氧基;經C
6至C
20芳基取代的C
1至C
15烷基;鹵素;C
1至C
10烷氧基;烯丙基;C
1至C
10鹵代烷基;或C
6至C
20芳基,且n1為30至120的整數。
較佳為,在化學式3中,X
3及X
4可各自獨立地為C
2至C
10伸烷基、較佳為C
2至C
4伸烷基、更佳為丙烷-1,3-二基。
在化學式3中,R
9至R
12可各自獨立地為氫、甲基、乙基、丙基、3-苯基丙基、2-苯基丙基、3-(環氧乙烷基甲氧基)丙基、氟、氯、溴、碘、甲氧基、乙氧基、丙氧基、烯丙基、2,2,2-三氟乙基、3,3,3-三氟丙基、苯基或萘基。
較佳為,R
9至R
12各自獨立地為C
1至C
10烷基或C
1至C
6烷基、更佳為C
1至C
3烷基、進而更佳為甲基。
另外,在化學式3中,n1為30至120的整數,較佳為34至110的整數。
當更包括由化學式3表示的第三重複單元時,組成物的耐熱性及抗衝擊性可進一步得到改善。
由化學式3表示的第三重複單元較佳為由以下化學式3-1表示。
[化學式3-1]
在化學式3-1中,R
9至R
12及n1與以上定義相同。
舉例而言,以第一重複單元及第二重複單元的總100莫耳%計,可更包含1莫耳%至30莫耳%、較佳為3莫耳%至25莫耳%、更佳為5莫耳%至20莫耳%的量的由化學式3表示的第三重複單元。
舉例而言,聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物(B)可具有1,000克/莫耳至100,000克/莫耳、較佳為5,000克/莫耳至70,000克/莫耳、更佳為5,000克/莫耳至50,000克/莫耳的重量平均分子量。在所述範圍內,可容易對組成物進行處理及模製,且可同時滿足抗衝擊性及耐熱性。
舉例而言,聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物(B)可具有平均大小為20奈米或大於20奈米、較佳為20奈米至60奈米、更佳為30奈米至60奈米的矽氧烷域。在此範圍內,聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物的矽氧烷域可起到例如橡膠等衝擊改質劑(impact modifier)的作用,進而大大提高抗衝擊性。
在本揭露中,用語「域」意指分散於基質鏈中的另一單元鏈。另外,「矽氧烷域的平均大小」是指分散於聚碳酸酯鏈中的聚矽氧烷鏈的平均大小。具體而言,「矽氧烷域的平均大小」可指聚矽氧烷鏈的平均大小,更具體而言,聚矽氧烷聚集體分散於作為基質的聚碳酸酯鏈中。
舉例而言,在本揭露中,矽氧烷域的平均大小可藉由使用顯微鏡的形狀分析來量測。作為具體實例,矽氧烷域的平均大小可使用掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope,SEM)或透射電子顯微鏡(transmission electron microscope,TEM)在室溫下量測。較佳為,當量測矽氧烷域的平均大小時,自使用顯微鏡拍攝的影像隨機選擇十個矽氧烷域,量測其大小,並計算量測值的平均值。
舉例而言,以聚碳酸酯樹脂組成物的總重量計,可包含5重量%至25重量%、較佳為7重量%至23重量%、更佳為9重量%至20重量%、進而更佳為9重量%至16重量%的量的聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物(B)。在所述範圍內,物理性質平衡及耐衝擊性可得到改善。
C )玻璃纖維
舉例而言,以聚碳酸酯樹脂組成物的總重量計,可包含5重量%至45重量%、較佳為7重量%至45重量%、更佳為7重量%至40重量%、進而更佳為7重量%至28重量%的量的玻璃纖維(C)。在所述範圍內,可在維持高水準的機械性質及加工性的同時獲得優異的耐熱性。
舉例而言,玻璃纖維(C)可具有1毫米至15毫米、較佳為1毫米至10毫米、更佳為1毫米至7毫米、進而更佳為2毫米至5毫米的平均長度。在所述範圍內,可改善機械強度,且最終產品的外觀可為優異的。
舉例而言,玻璃纖維(C)的橫截面可具有15微米至45微米、較佳為20微米至35微米、更佳為25微米至30微米的平均橫向長度。在所述範圍內,流動性及機械性質可為優異的。
舉例而言,玻璃纖維(C)的橫截面可具有2微米至15微米、較佳為2微米至12微米、更佳為4微米至10微米的平均縱向長度。在所述範圍內,流動性及機械性質可為優異的。
舉例而言,玻璃纖維(C)的橫截面可具有1.5至5、較佳為2至4.7、更佳為2.5至4.5、進而更佳為3至4.5、進而更佳為3.5至4.5的縱橫比(aspect ratio)。在此範圍內,流動性及機械性質可為優異的。另外,可減少最終產品的扭曲,藉此改善尺寸穩定性。
在本揭露中,橫截面的縱橫比意指水平長度對垂直長度的比率。當縱橫比為1時,橫截面具有圓形形狀,且當縱橫比超過1時,橫截面具有橢圓形形狀。
舉例而言,玻璃纖維(C)可為短切玻璃纖維。在此種情況下,相容性可為優異的。
在本揭露中,本發明所屬領域中通常使用的短切玻璃纖維可用於本發明而不進行特別限制。
在本揭露中,藉由使用本發明所屬領域中通常使用的量測方法,可量測玻璃纖維的平均長度以及橫截面的橫向長度及縱向長度。具體而言,可藉由顯微鏡分析來量測30股的長度,且可計算量測值的平均值。
舉例而言,可利用矽烷系化合物或胺基甲酸酯系化合物對玻璃纖維(C)進行表面處理。較佳為,可利用選自由胺基矽烷系化合物、環氧矽烷系化合物及胺基甲酸酯系化合物組成的群組中的一或多種表面處理劑對玻璃纖維(C)進行表面處理,更佳為利用環氧矽烷系化合物對玻璃纖維(C)進行表面處理。在此種情況下,由於在樹脂組成物中的優異分散性,可改善機械強度。
舉例而言,以經表面處理的玻璃纖維的總量(玻璃纖維+表面處理劑)100重量%計,可包含0.1重量%至10重量%、較佳為0.1重量%至5重量%、更佳為0.1重量%至3重量%、進而更佳為0.1重量%至0.8重量%、進而更佳為0.2重量%至0.5重量%的量的表面處理劑。在所述範圍內,最終產品的機械性質、物理性質平衡及外觀可為優異的。
作為胺基矽烷系化合物,可使用通常用作玻璃纖維塗層劑的胺基矽烷而不進行特別限制。舉例而言,胺基矽烷系化合物可包括選自由以下組成的群組中的一或多者:γ-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷、γ-乙醯乙酸丙基三甲氧基矽烷、乙醯乙酸丙基三乙氧基矽烷、γ-氰基乙醯基三甲氧基矽烷、γ-氰基乙醯基三乙氧基矽烷及乙醯氧基乙醯基三甲氧基矽烷。在此種情況下,注射產品的機械性質、耐熱性及表面性質可為優異的。
作為環氧矽烷系化合物,可使用通常用作玻璃纖維塗層劑的環氧矽烷而不進行特別限制。舉例而言,環氧矽烷系化合物可包括選自由以下組成的群組中的一或多者:3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基(二甲氧基)甲基矽烷及2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷。在此種情況下,注射產品的機械性質、耐熱性及表面性質可為優異的。
作為玻璃纖維(C),可使用本領域通常使用的玻璃纖維,只要玻璃纖維遵循本發明的定義即可。
D )液態磷系阻燃劑
舉例而言,以聚碳酸酯樹脂組成物的總重量計,可包含2重量%至12重量%、較佳為3重量%至10重量%、更佳為3重量%至8重量%、進而更佳為4重量%至7重量%的量的液態磷系阻燃劑(D)。在所述範圍內,抗衝擊性、耐熱性及阻燃性可為優異的,且可獲得具有美學上令人愉悅的外觀的模製物。
液態磷系阻燃劑(D)在室溫下、更具體而言在大氣壓下的室溫下維持液相。液態磷系阻燃劑(D)在賦予根據本發明的樹脂組成物阻燃性及控制熔體指數方面起作用。因此,即使當根據本發明的樹脂組成物包含最少量的阻燃劑時,亦可穩定地實現阻燃性質,可提高生產率,且可改善所得模製物的外觀特性及加工性。另外,當液體磷系阻燃劑(D)與稍後將闡述的磷腈化合物(E)組合時,可確保V-0級或高於V-0級的阻燃性,且可藉由協同效應進一步改善抗衝擊性及耐熱性。
在本揭露中,室溫可為20±5℃的範圍內的任意點。
舉例而言,液態磷系阻燃劑(D)可包括選自由以下組成的群組中的一或多者:雙酚A雙(磷酸二苯酯)(bisphenol-A bis(diphenyl phosphate),BPADP)、磷酸三苯酯(triphenyl phosphate,TPP)及間苯二酚雙(磷酸二苯酯)(resorcinol bis(diphenyl phosphate),RDP),液態磷系阻燃劑(D)較佳為雙酚A雙(磷酸二苯酯)。在此種情況下,抗衝擊性及耐熱性可為優異的,且可確保阻燃性。
E )磷腈化合物
舉例而言,以聚碳酸酯樹脂組成物的總重量計,可包含1重量%至7重量%、較佳為2重量%至6重量%、更佳為2重量%至5重量%、進而更佳為3重量%至4重量%的量的磷腈化合物(E)。在所述範圍內,藉由與液態磷系阻燃劑(D)進行組合,可確保阻燃性,且可進一步改善耐衝擊性及耐熱性。
舉例而言,磷腈化合物(E)是具有-P=N-分子鍵的有機化合物。較佳為,磷腈化合物(E)可包括選自由環狀磷腈化合物、無環磷腈化合物及交聯磷腈化合物組成的群組中的一或多者,磷腈化合物(E)更佳為環狀磷腈化合物。在此種情況下,阻燃性及機械性質可為優異的。
環狀磷腈化合物可較佳為由以下化學式5表示的化合物。
[化學式5]
在化學式5中,m為3至25的整數,且R
13與R
14相同或不同,且代表芳基或烷基芳基。
在化學式5中,m較佳為3至5的整數。
較佳為,由化學式5表示的環狀磷腈化合物可為環狀苯氧基磷腈,其中R
13及R
14是苯基。更佳為,環狀磷腈化合物可包括選自由苯氧基環三磷腈、八苯氧基環四磷腈及十苯氧基環五磷腈組成的群組中的一或多者。
無環磷腈化合物可較佳為由以下化學式6表示的化合物。
[化學式6]
在化學式6中,n為自3至10,000的整數,X表示-N=P(OR
15)
3基團或-N=P(O)OR
15基團,且Y表示-P(OR
16)
4基團或-P(O)(OR
16)
2基團。R
15與R
16相同或不同,且代表芳基或烷基芳基。
在化學式6中,n較佳為3至100的整數,更佳為3至25的整數。
由化學式6表示的無環磷腈化合物較佳為無環苯氧基磷腈,其中R
15及R
16為苯基。
舉例而言,交聯磷腈化合物可藉由以下方式來獲得:利用由以下化學式7表示的交聯基團對選自由環狀磷腈化合物及無環磷腈化合物組成的群組中的一或多種磷腈化合物進行交聯。
[化學式7]
在化學式7中,A為-C(CH
3)
2-、-SO
2-、-S-或-O-,且I為0或1的整數。
在化學式7中,標記*━及━*並不表示省略CH
3,而是被標記成清晰地表示鍵。
較佳為,交聯磷腈化合物可為藉由將由化學式7表示的交聯基團與化學式5中R
13及R
14為苯基的環狀苯氧基磷腈化合物進行交聯獲得的交聯苯氧基磷腈化合物、藉由將由化學式7表示的交聯基團與化學式6中R
15及R
16為苯基的無環苯氧基磷腈化合物進行交聯獲得的交聯苯氧基磷腈化合物、或其混合物,更佳為藉由將由化學式7表示的交聯基團與環狀苯氧基磷腈化合物進行交聯獲得的交聯苯氧基磷腈化合物。
當將液態磷系阻燃劑(D)與磷腈化合物(E)組合時,由於其協同效應,可實現V-0級或高於V-0級的阻燃性,且可大大改善抗衝擊性及耐熱性。
舉例而言,可以大於磷腈化合物(E)的量包含液態磷系阻燃劑(D)。在此種情況下,藉由使用少量阻燃劑可達成優異的阻燃性。
舉例而言,液態磷系阻燃劑(D)對磷腈化合物(E)的重量比(D:E)可為1.2:1至3.0:1,較佳為1.2:1至2.7:1,更佳為1.2:1至2.4:1,進而更佳為1.2:1至2.2:1,進而更佳為1.3:1至2.1:1,進而更佳為1.5:1至2.1:1,進而更佳為1.7:1至2.1:1。在所述範圍內,藉由使用少量阻燃劑可達成優異的阻燃性,且抗衝擊性及耐熱性可為優異的。
舉例而言,以聚碳酸酯樹脂組成物的總重量計,液態磷系阻燃劑(D)與磷腈化合物(E)的總重量可為4重量%至14重量%、較佳為5重量%至13重量%、更佳為6重量%至12重量%、進而更佳為7重量%至11重量%。在所述範圍內,阻燃性、耐衝擊性及耐熱性可得到顯著改善。
舉例而言,聚碳酸酯樹脂組成物可為不具有抗沖改質劑的核殼結構(core-shell structured)組成物。在此種情況下,藉由將液態磷系阻燃劑(D)與磷腈化合物(E)組合,抗衝擊性及耐熱性可為優異的,且阻燃性可進一步得到改善。舉例而言,核殼結構抗沖改質劑可為包括甲基丙烯酸酯-丁二烯橡膠的核殼結構抗沖改質劑。
在本揭露中,用語「不具有核殼結構抗沖改質劑」意指在製備聚碳酸酯樹脂組成物時並不有意地添加核殼結構抗沖改質劑。
舉例而言,聚碳酸酯樹脂組成物可包括選自由以下組成的群組中的一或多種添加劑:熱穩定劑、阻燃助劑、潤滑劑、加工助劑、增塑劑、偶聯劑、光穩定劑、離型劑、分散劑、防滴劑、耐候穩定劑、抗氧化劑、增容劑、顏料、染料、抗靜電劑、耐磨劑、填料及抗菌劑。在此種情況下,可很好地實現所需的物理性質,而不會使本發明的聚碳酸酯樹脂組成物的固有物理性質劣化。
以聚碳酸酯樹脂組成物的總量100重量份計,可以0.01重量份至20重量份、較佳為0.05重量份至10重量份、更佳為0.1重量份至5重量份的量包含添加劑中的每一者。在此種情況下,可很好地實現所需的物理性質,而不會使本發明的聚碳酸酯樹脂組成物的固有物理性質劣化。
舉例而言,熱穩定劑可包括選自由受阻酚系熱穩定劑、二苯胺系熱穩定劑、硫系熱穩定劑及磷系熱穩定劑組成的群組中的一或多者,較佳為受阻酚系熱穩定劑、磷系熱穩定劑或其混合物。在此種情況下,在擠壓製程期間可防止由熱引起的氧化,且因此機械性質可為優異的。
舉例而言,受阻酚系熱穩定劑可為季戊四醇四[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二第三丁基-4-羥基苄基)苯或其混合物,較佳為季戊四醇四[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]。
舉例而言,二苯胺系熱穩定劑可包括選自由以下組成的群組中的一或多者:苯基萘胺、4,4'-二甲氧基二苯胺、4,4'-雙(α,α-二甲基苄基)二苯胺及4-異丙氧基二苯胺。
舉例而言,硫系熱穩定劑可包括選自由以下組成的群組中的一或多者:二月桂基-3,3'-硫代二丙酸酯、二肉豆蔻基-3,3'-硫代二丙酸酯、二硬脂基-3,3'-硫代二丙酸酯、月桂基硬脂基-3,3'-硫代二丙酸酯及季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯(3-laurylthio propion ester)),而不限於此。
舉例而言,磷系熱穩定劑可包括選自由以下組成的群組中的一或多者:亞磷酸三(混合,單及二壬基苯基)酯(tris(mixed, mono, and dinonylphenyl) phosphite)、亞磷酸三(2,3-二第三丁基苯基)酯、亞磷酸4,4'-亞丁基雙(3-甲基-6-第三丁基苯基-二十三烷基)酯、1,1,3-三(2-甲基-4-二十三烷基亞磷酸酯-5-第三丁基苯基)丁烷、雙(2,4-二第三丁基苯基)季戊四醇-二亞磷酸酯、四(2,4-二第三丁基苯基)-4,4'-亞聯苯基二膦酸酯、雙(2,6-二第三丁基-4-甲基苯基)季戊四醇-二亞磷酸酯、亞磷酸2,2'-亞乙基雙(4,6-二第三丁基苯基)-2-乙基己基酯、雙(2,4,6-二第三丁基苯基)季戊四醇-二亞磷酸酯、亞磷酸三苯酯、亞磷酸二苯基癸酯、亞磷酸二癸基苯酯、亞磷酸十三烷基酯、亞磷酸三辛酯、亞磷酸三十二烷基酯、亞磷酸三十八烷基酯、亞磷酸三壬基苯基酯及三硫代亞磷酸三十二烷基酯,較佳為雙(2,6-二第三丁基-4-甲基苯基)季戊四醇-二亞磷酸酯,而不限於此。
舉例而言,潤滑劑可包括選自由改質褐煤酸蠟、季戊四醇的長鏈酯及新戊基多元醇的脂肪酸酯組成的群組中的一或多者。
舉例而言,紫外線(ultra violet,UV)吸收劑可包括選自由以下組成的群組中的一或多者:三嗪系UV吸收劑、二苯甲酮基UV吸收劑、苯並三唑系UV吸收劑、苯甲酸酯系UV吸收劑及氰基丙烯酸酯系UV吸收劑。
舉例而言,三嗪系UV吸收劑可包括選自由以下組成的群組中的一或多者:2,4-二苯基-6-(2-羥基-4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-6-(2-羥基-4-乙氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-(2-羥基-4-丙氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-(2-羥基-4-丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-6-(2-羥基-4-丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-6-(2-羥基-4-己氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-6-(2-羥基-4-辛氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-二苯基-6-(2-羥基-4-十二烷氧基苯基)-1,3,5-三嗪、及2,4-二苯基-6-(2-羥基-4-苄氧基苯基)-1,3,5-三嗪。
舉例而言,二苯甲酮系UV吸收劑可包括選自由以下組成的群組中的一或多者:2,4-二羥基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羥基-4-十二烷氧基二苯甲酮、2-羥基-4-十八烷氧基二苯甲酮、2,2'-二羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2,2'-二羥基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮及2,2',4,4'-四羥基二苯甲酮。
舉例而言,苯並三唑系UV吸收劑可包括選自由以下組成的群組中的一或多者:2-(2'-羥基-5-甲基苯基)苯並三唑、2-(2'-羥基-3',5'-二第三丁基苯基)苯並三唑、2-(2'-羥基-3'-第三丁基-5'-甲基苯基)苯並三唑、2-(2'-羥基5'-甲基苯基)苯並三唑、2-(2'-羥基-3',5'-二第三丁基苯基)苯並三唑、2-(2'-羥基-3'-第三丁基-5'-甲基苯基)苯並三唑、2-(2'-羥基-3',5'-二第三丁基苯基)-5-氯苯並三唑、2-(2'-羥基-3'-(3'',4'',5'',6''-四氫鄰苯二甲醯亞胺甲基)-5'-甲基苯基)苯並三唑、2,2-亞甲基雙(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯並三唑-2-基)苯酚)、2-(2'-羥基-3'-第三丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯並三唑、2-(2'-羥基-3',5'-二第三丁基苯基)-5-氯苯並三唑、2-(2'-羥基-3',5'-二第三戊基苯基)-5-氯苯並三唑、2-(2'-羥基-3',5'-二第三丁基苯基)-5-氯苯並三唑及(2-(2'-羥基-3',5'-二第三戊基苯基)-5-氯苯並三唑。
舉例而言,氰基丙烯酸酯系UV吸收劑可為2'-乙基己基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯、乙基-2-氰基-3-(3',4'-亞甲基二氧基苯基)丙烯酸酯或其混合物。
聚碳酸酯樹脂組成物
聚碳酸酯樹脂組成物可具有較佳為11千克力公分/公分或大於11千克力公分/公分、更佳為13千克力公分/公分或大於13千克力公分/公分、進而更佳為15千克力公分/公分或大於15千克力公分/公分、進而更佳為15千克力公分/公分至25千克力公分/公分的懸臂樑衝擊強度,所述懸臂樑衝擊強度是根據ASTM D256使用厚度為3.2毫米的缺口試樣在室溫下量測。在所述範圍內,物理性質平衡可為優異的。
聚碳酸酯樹脂組成物可具有較佳為97℃或高於97℃、更佳為105℃或高於105℃、進而更佳為110℃或高於110℃、進而更佳為113℃或高於113℃、進而更佳為115℃或高於115℃、進而更佳為115℃至125℃的熱變形溫度,所述熱變形溫度是根據ASTM D648使用厚度為6.4毫米的試樣在18.6千克的負荷下量測。在所述範圍內,物理性質平衡可為優異的。
聚碳酸酯樹脂組成物可較佳為具有根據UL94 V測試(垂直燃燒測試)使用厚度為0.8毫米的試樣量測的V-0級或大於V-0級的阻燃性。在所述範圍內,抗衝擊性及耐熱性可為優異的,且可達成高阻燃性。
製備聚碳酸酯樹脂組成物的方法
製備本發明的聚碳酸酯樹脂組成物的方法包括以下步驟:在200℃至350℃及100轉每分鐘至400轉每分鐘下對以下材料進行捏合及擠壓:20重量%至75重量%的熔體指數(300℃,1.2千克)為15克/10分鐘至25克/10分鐘的聚碳酸酯(A-1);0至50重量%的熔體指數(300℃,1.2千克)為5克/10分鐘或大於5克/10分鐘且小於15克/10分鐘的聚碳酸酯(A-2);5重量%至25重量%的聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物(B);5重量%至45重量%的玻璃纖維(C);2重量%至12重量%的液態磷系阻燃劑(D);以及1重量%至7重量%的磷腈化合物(E)。在此種情況下,抗衝擊性、耐熱性及阻燃性可為優異的。
製備聚碳酸酯樹脂組成物的方法共享上述聚碳酸酯樹脂組成物的所有技術特性。因此,將省略對其的重複說明。
舉例而言,可使用單螺桿擠壓機、雙螺桿擠壓機或班布里混合機(Banbury mixer)進行捏合及擠壓。在此種情況下,組成物可均勻分散,且因此相容性可為優異的。
舉例而言,可在200℃至350℃、較佳為220℃至330℃、更佳為240℃至310℃的機筒溫度下實行捏合及擠壓。在此種情況下,每單位時間的產量可為適當的,可充分實行熔融捏合,且可防止樹脂組分的熱分解。
舉例而言,可在100轉每分鐘至400轉每分鐘、較佳為150轉每分鐘至350轉每分鐘、更佳為200轉每分鐘至300轉每分鐘的螺桿轉速下實行捏合及擠壓。在此種情況下,每單位時間的產量可為適當的,且因此製程效率可為優異的。此外,可防止玻璃纖維的過度切割。
模製物
本發明的模製物包含本發明的聚碳酸酯樹脂組成物。在此種情況下,由於以高含量包含使用後回收的聚碳酸酯,因此可達成生態友好性,且抗衝擊性、耐熱性及阻燃性可為優異的。
舉例而言,模製物可為電氣及電子部件、汽車部件或工業材料。
製造本發明模製物的方法較佳為包括以下步驟:在200℃至350℃及100轉每分鐘至400轉每分鐘下對20重量%至75重量%的熔體指數(300℃,1.2千克)為15克/10分鐘至25克/10分鐘的聚碳酸酯(A-1);0至50重量%的熔體指數(300℃,1.2千克)為5克/10分鐘或大於5克/10分鐘且小於15克/10分鐘的聚碳酸酯(A-2)、5重量%至25重量%的聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物(B)、5重量%至45重量%的玻璃纖維(C)、2重量%至12重量%的液態磷系阻燃劑(D)及1重量%至7重量%的磷腈化合物(E)進行捏合及擠壓,以獲得小粒;以及注射所獲得的小粒來製造模製物。在此種情況下,由於以高含量包含使用後回收的聚碳酸酯,因此可達成生態友好性,且抗衝擊性、耐熱性及阻燃性可為優異的。
舉例而言,可在使用除濕乾燥機或熱空氣乾燥機充分乾燥後,使製備的小粒經歷注射處理。
在本揭露中,聚碳酸酯樹脂組成物的總重量意指熔體指數(300℃,1.2千克)為15克/10分鐘至25克/10分鐘的聚碳酸酯(A-1)、聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物(B)、玻璃纖維(C)、液態磷系阻燃劑(D)及磷腈化合物(E)的總重量。當包括熔體指數(300℃,1.2千克)為5克/10分鐘或大於5克/10分鐘且大於15克/10分鐘的聚碳酸酯(A-2)時,聚碳酸酯樹脂組成物的總重量意指組分(A-1)、組分(A-2)、組分(B)、組分(C)、組分(D)及組分(E)的總重量。
製造模製物的方法可用於本發明而不進行特別限制,只要所述方法遵循本發明的定義即可,且使用本發明所屬領域中通常使用的條件、方法及裝置。
在對本發明的聚碳酸酯樹脂組成物、製備其之方法及包括其之模製物進行闡述時,應注意,本文中並未明確闡述的其他條件或設備可在本領域通常實作的範圍內適當選擇,而不進行特別限制。
在下文中,將參照以下較佳實例更詳細地闡述本發明。然而,提供該些實例僅用於例示目的,且不應被解釋為限制本發明的範圍及精神。另外,對於本領域技術人員而言顯而易見的是,在不脫離本發明的精神及範圍的情況下,可進行各種改變及修改,且此種改變及修改亦處於所附申請專利範圍的範圍內。
實例及比較例中使用的材料如下。
* A-1)根據ASTM D1238量測的熔體指數(300℃,1.2千克)為20克/10分鐘的聚碳酸酯:使用後回收的聚碳酸酯(PCR-PC)
* A-2)根據ASTM D1238量測的熔體指數(300℃,1.2千克)為10克/10分鐘的聚碳酸酯:普通聚碳酸酯(普通PC;PC1300-10,樂金化學公司(LG Chemical Co.))
* B-1)聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物(Si-PC):SPC8100-02(聚有機矽氧烷域的平均大小:50奈米至60奈米,LG化學公司)
* B-2)具有核殼結構的抗沖改質劑(MBS):具有核殼結構且含有甲基丙烯酸甲酯-丁二烯橡膠的抗沖改質劑(EM538,LG化學公司)
* C)玻璃纖維:利用矽烷系化合物進行表面處理的玻璃纖維(平均長度:3毫米,橫截面的平均橫向長度:28微米,橫截面的平均縱向長度:7微米)
* D)液態磷系阻燃劑(BPADP):雙酚A雙(磷酸二苯酯)(FP600,艾迪科公司(ADEKA Co.))
* E)磷腈化合物:苯氧基磷腈(HPC TP-JW01,威海金威化學工業有限公司(Weihai Jinwei ChemIndustry Co.))
[實例]
根據表1至表3中闡述的組成及含量,使用混合機將該些成分均勻混合。使用雙螺桿擠壓機(螺桿直徑:26毫米,L/D = 40)將所述混合物熔融並捏合,且然後在250℃至300℃的擠壓溫度及200轉每分鐘的螺桿旋轉速率下擠壓,以獲得小粒形式的聚碳酸酯樹脂組成物。將小粒在80℃下乾燥4小時或大於4小時,且然後使用注射模製機(80MT,恩格爾公司(ENGEL Co .))在260℃的噴嘴溫度下注射,以獲得用於量測物理性質的試樣。將試樣放置48小時或大於48小時後,量測試樣的物理性質。
[表1]
[表2]
[表3]
分類 | 實例 | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
A-1)PCR-PC | 30 | 30 | 30 | 30 | 71 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
A-2)普通PC | 43 | 42 | 37 | 41 | - | 10 | 10 | 5 | 43 | 43 |
B-1)Si-PC | 10 | 10 | 15 | 10 | 10 | 10 | 10 | 15 | 10 | 10 |
B-2)MBS | ||||||||||
C)玻璃纖維 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 40 | 40 | 40 | 10 | 10 |
D)BDADP | 4 | 5 | 5 | 6 | 5 | 7 | 6 | 6 | 3.5 | 5.5 |
E)磷腈 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 4 | 4 | 3.5 | 1.5 |
物理性質 | ||||||||||
衝擊強度(千克力公分/公分) | 18 | 16 | 17 | 13 | 15 | 14 | 14 | 16 | 18 | 15 |
阻燃性 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | V-0~ V-1 | V-0~ V-1 |
HDT(℃) | 118 | 116 | 114 | 113 | 117 | 97 | 98 | 98 | 119 | 118 |
分類 | 比較例1 | 比較例2 | 比較例3 | 比較例4 | 比較例5 | 比較例6 | 比較例7 | 比較例8 |
A-1)PCR-PC | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
A-2)普通PC | 52 | 50 | 50 | 60 | 19 | 18 | 8 | 52 |
B-1)Si-PC | 10 | 1 | ||||||
B-2)MBS | 2 | 2 | 3 | 2 | 2 | |||
C)玻璃纖維 | 10 | 10 | 10 | 10 | 40 | 40 | 40 | 10 |
D)BDADP | 8 | 8 | 5 | 8 | 7 | 10 | 4 | |
E)磷腈 | 3 | 3 | 3 | |||||
物理性質 | ||||||||
衝擊強度(千克力公分/公分) | 5 | 7 | 9 | 8 | 10 | 13 | 11 | 18 |
阻燃性 | V-0 | V-1 | V-1 | V-2 | V-1 | V-1 | V-1 | V-1 |
HDT(℃) | 110 | 109 | 112 | 138 | 94 | 97 | 90 | 120 |
分類 | 比較例9 | 比較例10 | 比較例11 | 比較例12 | 比較例13 |
A-1)PCR-PC | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
A-2)普通PC | 23 | 52 | 3 | 45 | 34 |
B-1)Si-PC | 30 | 10 | 10 | 10 | 10 |
B-2)MBS | |||||
C)玻璃纖維 | 10 | 1 | 50 | 10 | 10 |
D)BDADP | 4 | 4 | 4 | 0 | 7 |
E)磷腈 | 3 | 3 | 3 | 5 | 9 |
物理性質 | |||||
衝擊強度(千克力公分/公分) | 10 | 60 | 15 | 17 | 10 |
阻燃性 | V-1 | V-1 | V-1 | V-NOT* | V-0 |
HDT(℃) | 114 | 137 | 100 | 125 | 101 |
V-NOT*:V-NOT*表示不可評估試樣的阻燃性,此乃因試樣不符合基於UL94 V測試的燃燒標準。亦即,超過了試樣的燃燒時間或者試樣被燒壞。
如表1至表3所示,在本發明的聚碳酸酯樹脂組成物(實例1至實例10)的情況下,相較於比較例1至比較例13而言,衝擊強度、阻燃性及熱變形溫度優異。另外,儘管PCR-PC(A-1)的含量高,但表現出優異的衝擊強度、阻燃性及熱變形溫度,且可提高回收率。特別是,在實例1至實例8的情況下,其中液態磷系阻燃劑(D)對磷腈化合物(E)的重量比(D:E)為1.2:1至3.0:1,阻燃性進一步得到改善。
具體而言,不包括Si-PC(B-1)及磷腈(E)的比較例1表現出非常低的衝擊強度。在與比較例1的不同之處在於包括MBS抗沖改質劑(B-2)的比較例2的情況下,衝擊強度略微增加,但是阻燃性下降。
另外,在包括MBS抗沖改質劑(B-2)而不具有Si-PC(B-1)的比較例3的情況下,阻燃性及衝擊強度下降。在不包括BDADP(D)及磷腈(E)的比較例4的情況下,衝擊強度低,且阻燃性非常差。
另外,在包括MBS抗沖改質劑(B-2)代替Si-PC(B-1)且單獨使用BDADP的比較例5的情況下,阻燃性及熱變形溫度低。在包括MBS抗沖改質劑(B-2)代替Si-PC(B-1)的比較例6的情況下,阻燃性及熱變形溫度低。在單獨使用BDADP的比較例7的情況下,阻燃性及熱變形溫度劣化。
另外,在包括超出本發明範圍的量的Si-PC(B-1)的比較例8及比較例9的情況下,阻燃性劣化。在比較例9的情況下,衝擊強度亦下降。
另外,包括超出本發明範圍的量的玻璃纖維(C)的比較例10及比較例11表現出差的阻燃性。
另外,不包含BDADP(D)的比較例12表現出非常差的阻燃性。因此,不可量測阻燃性。包含超過本發明範圍的量的磷腈(E)的比較例13表現出低衝擊強度。
綜上所述,在根據以預定含量比包括使用後回收的聚碳酸酯(A-1)、聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物(B)、玻璃纖維(C)、液態磷系阻燃劑(D)及磷腈化合物(E)的聚碳酸酯樹脂組成物的情況下,抗衝擊性、耐熱性及阻燃性優異。另外,儘管使用後回收的聚碳酸酯(A-1)的含量高,但是抗衝擊性、耐熱性及阻燃性亦得到改善。
無
無
Claims (15)
- 一種聚碳酸酯樹脂組成物,包括: 20重量%至75重量%的熔體指數(300℃,1.2千克)為15克/10分鐘至25克/10分鐘的聚碳酸酯(A); 5重量%至25重量%的聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物(B); 5重量%至45重量%的玻璃纖維(C); 2重量%至12重量%的液態磷系阻燃劑(D);以及 1重量%至7重量%的磷腈化合物(E)。
- 如請求項1所述的聚碳酸酯樹脂組成物,其中所述聚碳酸酯樹脂組成物包含1重量%至50重量%的熔體指數(300℃,1.2千克)為5克/10分鐘或大於5克/10分鐘且小於15克/10分鐘的聚碳酸酯(A-2)。
- 如請求項1所述的聚碳酸酯樹脂組成物,其中所述聚碳酸酯(A)是使用後回收的聚碳酸酯。
- 如請求項1所述的聚碳酸酯樹脂組成物,其中所述聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物(B)包含芳族二醇化合物、碳酸酯前驅物及聚矽氧烷。
- 如請求項1所述的聚碳酸酯樹脂組成物,其中所述聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物(B)包含由以下化學式1表示的芳族聚碳酸酯系第一重複單元以及由以下化學式2表示且具有一或多個矽氧烷鍵的芳族聚碳酸酯系第二重複單元,或者包含由以下化學式3表示的重複單元。 [化學式1] , 其中R 1至R 4各自獨立地選自氫;C 1至C 10烷基;C 1至C 10烷氧基;及鹵素,且Z選自未經取代的C 1至C 10伸烷基或者經C 1至C 6烷基或C 6至C 20芳基取代的C 1至C 10伸烷基;未經取代的C 3至C 15環伸烷基或經C 1至C 10烷基取代的C 3至C 15環伸烷基;氧;S;SO;SO 2及CO。 [化學式2] , 其中X 1及X 2各自獨立地為C 1至C 10伸烷基,Y 1及Y 2各自獨立地選自氫;C 1至C 6烷基;鹵素;羥基;C 1至C 6烷氧基;及C 6至C 20芳基,R 5至R 8各自獨立地選自氫;未經取代的C 1至C 10烷氧基或經環氧乙烷基取代的C 1至C 10烷氧基;經C 6至C 20芳基取代的C 1至C 15烷基;鹵素;C 1至C 10烷氧基;烯丙基;C 1至C 10鹵代烷基;及C 6至C 20芳基,且n2為30至120的整數。 [化學式3] , 其中X 3及X 4各自獨立地為C 1至C 10伸烷基,R 9至R 12各自獨立地為氫;未經取代的C 1至C 10烷氧基或經環氧乙烷基取代的C 1至C 10烷氧基;經C 6至C 20芳基取代的C 1至C 15烷基;鹵素;C 1至C 10烷氧基;烯丙基;C 1至C 10鹵代烷基;或者C 6至C 20芳基,且n1為30至120的整數。
- 如請求項1所述的聚碳酸酯樹脂組成物,其中所述聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物(B)具有平均大小為20奈米或大於20奈米的矽氧烷域。
- 如請求項1所述的聚碳酸酯樹脂組成物,其中所述玻璃纖維(C)具有1毫米至15毫米的平均長度,且所述玻璃纖維(C)的橫截面具有15微米至45微米的平均橫向長度及2微米至15微米的平均縱向長度。
- 如請求項1所述的聚碳酸酯樹脂組成物,其中所述液態磷系阻燃劑(D)包含選自由雙酚A雙(磷酸二苯酯)、磷酸三苯酯及間苯二酚雙(磷酸二苯酯)組成的群組中的一或多者。
- 如請求項1所述的聚碳酸酯樹脂組成物,其中所述磷腈化合物(E)包括選自由環狀磷腈化合物、無環磷腈化合物及交聯磷腈化合物組成的群組中的一或多者。
- 如請求項1所述的聚碳酸酯樹脂組成物,其中所述液態磷系阻燃劑(D)對所述磷腈化合物(E)的重量比(D:E)為1.2:1至3.0:1。
- 如請求項1所述的聚碳酸酯樹脂組成物,其中所述聚碳酸酯樹脂組成物具有11千克力公分/公分或大於11千克力公分/公分的懸臂樑衝擊強度,所述懸臂樑衝擊強度是根據美國材料試驗協會D256使用厚度為3.2毫米的缺口試樣在室溫下量測。
- 如請求項1所述的聚碳酸酯樹脂組成物,其中所述聚碳酸酯樹脂組成物具有97℃或高於97℃的熱變形溫度,所述熱變形溫度是根據美國材料試驗協會D648使用厚度為6.4毫米的試樣在18.6千克的負荷下量測。
- 如請求項1所述的聚碳酸酯樹脂組成物,其中所述聚碳酸酯樹脂組成物具有V-0級或高於V-0級的阻燃性,所述阻燃性是根據保險商實驗室94 V測試使用厚度為0.8毫米的試樣量測。
- 一種製備聚碳酸酯樹脂組成物的方法,包括在200℃至350℃及100轉每分鐘至400轉每分鐘下對以下材料進行捏合及擠壓:20重量%至75重量%的熔體指數(300℃,1.2千克)為15克/10分鐘至25克/10分鐘的聚碳酸酯(A);0至50重量%的熔體指數(300℃,1.2千克)為5克/10分鐘或大於5克/10分鐘且小於15克/10分鐘的聚碳酸酯(A-2);5重量%至25重量%的聚矽氧烷-聚碳酸酯共聚物(B);5重量%至45重量%的玻璃纖維(C);2重量%至12重量%的液態磷系阻燃劑(D);以及1重量%至7重量%的磷腈化合物(E)。
- 一種模製物,包含如請求項1至13中任一項所述的聚碳酸酯樹脂組成物。
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