TWI523888B - 具有增進之熔融穩定性的聚碳酸酯組成物 - Google Patents

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Description

具有增進之熔融穩定性的聚碳酸酯組成物
本發明關於一種具有增進之熔融穩定性的聚碳酸酯組成物及共聚碳酸酯組成物，其製備作用，及其製造組成物的用途和由其可獲得的模製品。特別地，在此對此等組成物具有特別的興趣，例如包括含酚基團之物質(諸如添加劑、雜質或寡聚物及殘餘單體)及含酚基團之聚碳酸酯的摻合物。
聚碳酸酯屬於工業熱塑物群組。其具有在電及電子部件中作為燈的罩殼材料及在需要特別的機械性質之處使用的各種用途。更大的用途領域為光學資料儲存媒體(諸如各種CD和DVD格式及藍光磁碟和HD-DVD)及擠壓用途(諸如用於背景照明的聚碳酸酯片、擴散片)、LED用途及其他的顯示器用途，或水瓶，但是亦為汽車部件中的光學用途，諸如鑲嵌玻璃、塑料罩、漫射屏或光導管元件、準直器、透鏡、聚合物光波導管及用於遠程燈的燈罩。
在所有該等用途中，總是需要機械性質及流變性質，例如好的流動性，且同時具有高的耐熱性，尤其在加工期間。
這特別在模具中被迫於較高的熱暴露之製造中相對長的循環次數及意外的擾亂之事件中非常重要。好的熱性質需要在大於300℃之溫度下高的熔融穩定性，該熔融穩定性尤其係藉由使熔融物中的第二反應減至最低而獲得。
特別地，熔融物的穩定性可因添加之添加劑或本來存在的副產品而減低，諸如含酚基團的寡聚物、聚合物主鏈的酚末端基團或亦以酚本身，其導致非所欲之聚碳酸酯降解。此降解接著使其本身表現出降低的熔融黏度。
總是發現伴隨於此的熱及機械性質惡化。添加之添加劑(諸如著色劑或UV穩定劑)或寡聚物成分、殘餘單體或聚碳酸酯與本來存在的酚系末端基團經由其酚系OH基團的反應據此對熔融穩定性具有相反的效果。
在聚碳酸酯的連續製備法中，諸如藉由界面或熔融聚縮合法，及/或後續的加工步驟，諸如注射模製、化合或擠壓，將聚碳酸酯熔融物暴露於加工單元中的高熱壓製及高剪切能量下。結果，損傷可出現於聚合物中，如上所述，尤其由於第二反應，在熱的影響下於長期使用期間使其本身表現出減低的熱穩定性、聚合物降解及增加的黃化指數。
因此，有發展出具有增進之熔融穩定性及減低二次反應的可能性，同時保有其他的核心性質之芳族聚碳酸酯組成物及共聚碳酸酯組成物的目標。
本發明的目標係發展出具有好的熔融穩定性的聚碳酸酯組成物，甚至在增加產出量以增加機器產能利用時在製造中相對高的熱暴露-例如擾亂(材料在熱模具中長的停留時間)或相對高的熱壓製期間。
具有增進之熔融穩定性的聚碳酸酯組成物因此係因要求注射模製法而提供，諸如2-組份注射模製法或注射-壓縮模製法，例如用於製造大模製品，諸如汽車鑲嵌玻璃或天 窗或用於前燈的罩屏。
EP 0023291敘述以聚碳酸酯、ABS聚合物及橋接之磷酸酯為基準之穩定化熱塑性模製組成物。
氧化級數+3之亞磷酸酯具有嚴重地負面影響聚碳酸酯或含有對應之添加劑的聚碳酸酯摻合物之水解性質的缺點。
然而，該等物質在聚碳酸酯組成物中對熔融物的恆定性不具任何穩定作用且不預防非所欲之二次反應，使該等物質本身在加工法期間表現出黏度變化，特別為降低黏度，且因此最終導致不穩定的變動加工法。僅敘述預防純粹的熱降解，在長期儲存期間使其本身表現出黃化(習知的熱老化)。
然而，先前技術完全未提出磷酸酯、二磷酸酯或磷酸酯與其他的熱穩定劑(諸如亞磷酸酯、膦或亞膦酸酯)之混合物在聚碳酸酯及其化合物中的影響及其對熔融穩定性的影響。
驚訝地發現經添加之式(1)和(2)之磷酸酯導致增進之熔融穩定性。
本發明因此提供含有式(1)和(2)之磷酸酯或該等磷酸酯之混合物的聚碳酸酯組成物：
其中R1及R2彼此獨立且互相之間代表支鏈烷基及/或視需要經取代之芳基，其中烷基較佳為C1-C18-烷基，更佳為C1-C8-烷基。
芳基較佳地被C1-C8-烷基、支鏈C1-C8-烷基或異丙苯基取代，其中取代基可相同或不同，但是以相同的取代基較佳。
芳基較佳地在位置2及4上或2、4及6上被取代。
以在該等位置上的第三丁基取代基最特別佳。
化合物(1)和(2)較佳地在連續的聚碳酸酯製備法或化合法中直接或以母料形式經由旁側單元就地添加至聚碳酸酯熔融物中，較佳地排除空氣。
式(1)和(2)化合物係使用從5至1,500 ppm的量，較佳為10至1,200 ppm，更佳為20至1,000 ppm，特別佳為25至800 ppm，且最特別佳為從30至300 ppm。
含有式(3)化合物的聚碳酸酯組成物特別佳：
其中R1=C1-C8-烷基。
含有式(4)化合物(磷酸三-異辛酯，TOF)的聚碳酸酯組成物最特別佳：
可視需要添加更多習知的熱穩定劑，諸如以式(5)至(8)之結構元素為基準之添加劑。
具有式(5)至(8)之結構元素的該等化合物被稱為第二抗氧化劑(過氧化氫分解劑；Plastics Additives Handbook,5th edition,Hanser Verlag Munich,2001)。亦可視需要另外添加第一抗氧化劑(自由基清除劑)，例如位阻酚或HALS穩定劑(Plastics Additives Handbook,5th edition,Hanser Verlag Munich,2001)。
其中R4、R5、R6、R7及R8在各情況中彼此獨立且互相之間代表H、C1-C8-烷基、苯基或經取代之苯基。苯基較佳地被C1-C8-烷基、支鏈C1-C8-烷基或異丙苯基取代，其中取代基可相同或不同，但是以相同的取代基較佳。
R4、R5、R6、R7及R8較佳地代表支鏈C1-C8-烷基或異丙苯基，特別佳為第三丁基或異丙苯基。
該等熱穩定劑的含量係以組成物總質量為基準計較佳為30至600ppm，更佳為50至500ppm，特別佳為500ppm。
第二抗氧化劑對根據本發明的磷酸酯之比可介於10：1至1：10之間，較佳為8：1至1：8，特別佳為6：1至1：6，且最特別佳為4：1至1：4。
在本發明的上下文中的熱塑性芳族聚碳酸酯為均聚碳酸酯及共聚碳酸酯二者；聚碳酸酯可為直鏈或以已知的方式支鏈化。
以聚碳酸酯術語概括的熱塑性聚碳酸酯及共聚碳酸酯(包括熱塑性芳族聚酯碳酸酯)二者具有從10,000至200,000之分子量Mw(以凝膠滲透層析術(GPC)測量法所測定之重 量平均Mw，以聚碳酸酯校正)，較佳從15,000至100,000，且特別佳為17,000-70,000公克/莫耳。
本發明另外提供含有上述具有式(1)和(2)之磷化合物的聚碳酸酯組成物及至少一種添加劑的組成物，該添加劑係選自由UV穩定劑及脫模劑和視需要之著色劑所組之群組。
組成物通常含有(以總組成物為基準計)0.01至3.000，較佳為0.02至1.50，更佳為從0.03至1.00，且特別佳為0.04至0.80重量%之添加劑。
有機UV穩定劑適合作為UV穩定劑。UV穩定劑較佳地選自包括苯並三唑(例如，來自Ciba的Tinuvins)、三(來自Ciba的CGX-06)、二苯基酮(來自BASF的Uvinuls)、氰基丙烯酸酯(來自BASF的Uvinuls)、桂皮酸酯及草酸二苯醯胺(oxalanilide)和該等UV穩定劑之混合物的群組。
適合的UV穩定劑的實例為：
a)式(I)之丙二酸酯： 其中R代表烷基。R較佳地代表C1-C6-烷基，特別為C1-C4-烷基，且特別佳為乙基。
b)根據式(II)之苯并三唑衍生物：
在式(II)中，Ro及X相同或不同，且代表H或烷基或烷基芳基。
在本上下文中，以其中X=1,1,3,3-四甲基丁基及Ro=H之Tinuvin 329，其中X=第三丁基及Ro=2-丁基之Tinuvin 350，及其中X及Ro=1,1-二甲基-1-苯基之Tinuvin 234較佳。
c)根據式(III)之二聚物苯并三唑衍生物：
在式(III)中，R1及R2相同或不同，且代表H、鹵素、C1-10-烷基、C5-C10-環烷基、C7-C13-芳烷基、C6-C14-芳基、-OR5或-(CO)-O-R5，其中R5=H或C1-C4-烷基。
在式(III)中，R3及R4同樣相同或不同，且代表H、C1-C4-烷基、C5-C6-環烷基、苯甲基或C6-C14-芳基。
在式(III)中，m代表1、2或3，且n代表1、2、3或4。
在本上下文中，以其中R1=R3=R4=H；n=4；R2=1,1,3,3-四甲基丁基；m=1之Tinuvin 360較佳。
d)根據式(IV)之二聚物苯并三唑衍生物：
其中橋代表
R1、R2、m及n具有以式(III)提出之意義，且其中p為從0至3之整數，q為從1至10之整數，Y為-CH2-CH2-、-(CH2)3-、-(CH2)4-、-(CH2)5-、-(CH2)6-或CH(CH3)-CH2-，且R3及R4具有以式(III)提出之意義。
在本上下文中，以其中R1=H；n=4；R2=第三丁基；m=1；R2連接在相對於OH基團的鄰位置上；R3=R4=H；p=2；Y=-(CH2)5-；q=1之Tinuvin 840較佳。
e)根據式(V)之三衍生物：
其中R1、R2、R3、R4相同或不同，且為H、烷基、芳基、CN或鹵素，且X為烷基，較佳為異辛基。
在本上下文中，以其中R1=R2=R3=R4=H；X=己基之Tinuvin 1577及其中R1=R2=R3=R4=甲基；X=辛基之Cyasorb® UV-1 164較佳。
f)下列式(Va)之三衍生物： 其中R1代表C1-烷基至C17-烷基，R2代表H或C1-烷基至C4-烷基，且n為0至20。
g)式(VI)之二聚物三衍生物： 其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8可相同或不同，且代表H、烷基、CN或鹵素，且X為亞烷基，較佳為亞甲基或-(CH2CH2-O-)-n-C(=O)-，且n代表1至10，較佳為1至5，特別為1至3。
h)式(VII)之氰基丙烯酸二芳酯： 其中R1至R40可相同或不同，且代表H、烷基、CN或鹵素。
在本上下文中，以其中R1至R40=H之Uvinul® 3030較佳。
對根據本發明的模製組成物特別佳的UV穩定劑為選自由下列者所組之群組的化合物：苯并三唑(b)及二聚物苯并三唑(c和d)、丙二酸酯(a)及氰基丙烯酸酯(h)和該等化合物之混合物。
UV穩定劑係使用以總組成物為基準計從0.01重量%至1.00重量%之量，較佳從0.05重量%至0.80重量%之量，特別佳從0.08重量%至0.5重量%之量，且最特別佳從0.1重量%至0.4重量%之量。
若組成物被用作為UV穩定劑的母料或作為共擠壓層，則UV穩定劑的含量可以總組成物為基準計3-20重量%，較佳為5-8重量%。
可視需要添加至根據本發明的組成物之脫模劑較佳地選自包括季戊四醇四硬脂酸酯、甘油硬脂酸酯、硬脂酸硬脂酯及丙二醇硬脂酸酯和其混合物之群組。脫模劑係使用以模製組成物為基準計從0.05重量%至2.00重量%之量，以模製組成物為基準計較佳從0.1重量%至1.00重量%之量，特別佳從0.15重量%至0.60重量%之量，且最特別佳從0.2重量%至0.5重量%之量。
所使用之第一抗氧化劑較佳為位阻酚(例如，來自Ciba的Irganox類型，例如Irganox 1076(3-(3,5-二-第三丁基-4-羥苯基)-丙酸十八烷酯)、Irganox 1010(季戊四醇肆(3-(3,5-二-第三丁基-4-羥苯基)-丙酸酯)或Irganox 1035(硫二甘醇雙(3-(3,5-二-第三丁基-4-羥苯基)-丙酸酯)。
根據本發明的組成物可另外含有習知的添加劑，諸如其他的熱穩定劑、抗靜電劑、著色劑、流動輔助劑及阻燃劑。
根據本發明所使用之聚碳酸酯的製備作用原則上係以已知的方式從二酚、碳酸衍生物及視需要的支鏈化劑進行。
通常已知用於聚碳酸酯合成的方法，且該方法敘述於許多發表案中。EP-A 0 517 044、WO 2006/072344、EP-A 1 609 818、WO 2006/072344及EP-A 1 609 818和其中所引述之文件敘述例如用於製備聚碳酸酯的界面及熔融法。
適合於製備聚碳酸酯的二羥芳基化合物為那些具有式(9)之化合物：
HO-Z-OH(9)
其中
Z為具有6至30個C原子之芳族基，其可含有一或多個芳族核，可被取代且可含有脂族或環脂族基或烷基芳基或雜原子作為橋成員。
在式(9)中，Z較佳地代表式(10)之基：
其中R9及R10彼此獨立代表H、C1-C18-烷基、C1-C18-烷氧基、鹵素(諸如Cl或Br)，或在各情況中代表視需要經取代之芳基或芳烷基，較佳為H或C1-C12-烷基，特別佳為H或C1-C8-烷基，且最特別佳為H或甲基，及X代表單鍵、-SO2-、-CO-、-O-、-S-、C1-至C6-伸烷基、C2-至C5-亞烷基或C6-至C12-伸芳基，其可視需要與更多含有雜原子的芳族環縮合。
X較佳地代表單鍵、C1至C5-伸烷基、C2至C5-亞烷基、C5至C12-環亞烷基、-O-、-SO-、-CO-、-S-或-SO2-，且X特別佳地代表單鍵、亞異丙基、C5至C12-環亞烷基或氧。
適合於製備根據本發明的聚碳酸酯之二酚為例如氫醌、間苯二酚、二羥基二苯、雙-(羥苯基)-烷烴、雙-(羥苯基)-環烷烴、雙-(羥苯基)硫化物、雙-(羥苯基)醚、雙-(羥苯基)酮、雙-(羥苯基)碸、雙-(羥苯基)亞碸、α,α'-雙-(羥苯基)-二異丙苯及其烷基化、核-烷基化和核-鹵化化合物。
較佳的二酚為4,4'-二羥基二苯、2,2-雙-(4-羥苯基)-1-苯基丙烷、1,1-雙-(4-羥苯基)-苯基乙烷、2,2-雙-(4-羥苯基)-丙烷、2,2-雙-(3-甲基-4-羥苯基)-丙烷、2,4-雙-(4-羥苯基)-2-甲基丁烷、1,3-雙-[2-(4-羥苯基)-2-丙基]-苯(雙酚M)、2,2-雙-(3-甲基-4-羥苯基)-丙烷、雙-(3,5-二甲基-4-羥苯基)-甲烷、2,2-雙-(3,5-二甲基-4-羥苯基)-丙烷、雙-(3,5-二甲基-4-羥苯基)碸、2,4-雙-(3,5-二甲基-4-羥苯基)-2-甲基丁烷、1,3-雙-[2-(3,5-二甲基-4-羥苯基)-2-丙基]-苯及1,1-雙-(4-羥苯基)-3,3,5-三甲基環己烷。
特別佳的二酚為2,2-雙-(4-羥苯基)-丙烷(BPA)、4,4'-二羥基二苯(DOD)、2,2-雙-(3-甲基-4-羥苯基)-丙烷及1,1-雙-(4-羥苯基)-3,3,5-三甲基環己烷(TMC)。
該等及更多適合的二酚敘述於例如US-A 2 999 835、3 148 172、2 991 273、3 271 367、4 982 014和2 999 846中，德國公開案1 570 703、2 063 050、2 036 052、2 211 956和3 832 396中，法國專利申請案1 561 518之段落”H. Schnell,Chemistry and Physics of polycarbonates,Interscience Publishers,New York 1964,p. 28 et seq.;p. 102 et seq.”中及”D.G. Legrand,J.T. Bendler,Handbook of polycarbonate Science and Technology,Marcel Dekker New York 2000,p. 72 et seq.”中。
在均聚碳酸酯的情況中僅使用一個二酚，而在共聚碳酸酯的情況中使用二或多個二酚。所使用之二酚可受到源自於彼等本身的合成、處置及儲存的雜質污染，如所有添加至合成中的其他化學品及輔助物質一樣。然而，理想是以儘可能純的原料運作。
聚碳酸酯合成法係連續進行。在界面聚縮合法(LPC法)中的反應可在泵抽式循環反應器、管式反應器或攪拌槽串級或其組合中進行，其中藉由使用已述及之混合機件確定水相與有機相儘可能只在合成混合物完全反應時分層，亦即不再含有來自光氣或氯碳酸酯的可水解氯。
所使用具有單酚形式(諸如酚、第三丁酚或異丙苯酚)的鏈終止劑的量係以所使用之特別的二酚莫耳數為基準計0.5莫耳%至10.0莫耳%，較佳為1.0莫耳%至8.0莫耳%，特別佳為2.0莫耳%至6.0莫耳%。鏈終止劑的添加可在光氣作用之前、期間或之後進行，較佳地成為在二氯甲烷與氯苯之溶劑混合物中的溶液(8-15重量%強度)。
在界面合成法中所使用之觸媒為三級胺，特別為三乙胺、三丁胺、三辛胺、N-乙基哌啶,N-甲基哌啶或N-異/正丙基哌啶，特別佳為三乙胺及N-乙基哌啶。觸媒可單獨、在混合物中或亦可以並排及連續添加於合成法中，亦視需要在光氣作用之前，但是在引入光氣之後計量較佳。觸媒或觸媒類的計量可在物質中、在惰性溶劑中(較佳地於聚碳酸酯合成法的惰性溶劑中)，或亦成為水溶液進行，在三級胺的情況中，於是以其與酸的銨鹽，較佳為無機酸，特別為氫氯酸。若使用許多觸媒或計量觸媒總量的部分量時，當然亦有可能在各種位置或各種時間進行不同的計量方法。所使用之觸媒總量係以所使用之雙酚莫耳數為基準計介於0.001至10.000莫耳%之間，較佳為0.01至8.00莫耳%，特別佳為0.05至5.00莫耳%。
將有機相以脫鹽水或蒸餾水重複清洗。在適當處與一部分水相分散的有機相係在個別的清洗步驟之後以沉降槽、攪拌槽、聚結器或分離器或該等設施的組合方式分離，有可能在清洗步驟之間計量清洗水，視需要使用主動或被動的混合機件。
聚合物可藉由熱、真空或經加熱之夾帶氣體的方式蒸發溶劑而從溶液分離。
溶劑殘餘物可從以此方式所獲得的高濃縮聚合物熔融物移出，以去揮發擠壓器、薄膜蒸發器、下降膜蒸發器或擠壓蒸發器直接從熔融物移出，或藉由摩擦壓實而移出，亦視需要添加夾帶劑，諸如氮或二氧化碳，或使用真空，或另一選擇地亦藉由後續結晶及徹底加熱在固相中的溶劑殘餘物。
在熔融物中的反應(熔融聚縮合法，MPC法)可藉由轉酯化法不連續或亦連續地進行。當二羥芳基化合物及碳酸二芳酯與視需要更多的化合物以熔融物存在時，反應係在適合的觸媒存在下開始。轉化率或分子量係在適合的裝置及設備中在增加溫度及降低壓力下藉由移除分離的單羥芳基化合物而增加，直到達成目標的最終狀態為止。藉由選擇二羥芳基化合物對碳酸二芳酯之比率、經由選用於製備聚碳酸酯的程序或裝配所決定之蒸氣所致之碳酸二芳酯損失率及視需要添加的化合物(諸如較高沸騰的單羥芳基化合物)來測定末端基團的本性及濃度。
用於製備聚碳酸酯的連續方法之特徵較佳地在於將一或多種二羥芳基化合物與碳酸二芳酯及視需要使用觸媒添加的其他反應物熔融，且在預縮合之後不分離所形成之單羥芳基化合物，在溫度逐步增加及壓力逐步降低的許多後續反應蒸發器階段中分子量增進至所欲水平。
適合於個別的反應蒸發器階段的設備、裝置及反應器係根據方法過程、熱交換器、釋壓裝置、分離器、管柱、蒸發器、攪拌槽及反應器或在所選擇之溫度和壓力下提供必要的停留時間的其他商業上可獲得的裝置。所選擇之設備必須使得有可能引入必要的熱且經建構使得設備符合連續增加熔融黏度的需求。
所有的設備係經由幫浦、管線及閥彼此連接。在所有裝備之間的管線當然應該儘可能短且應維持儘可能小的線曲度，俾以避免不必要延長的停留時間。在本上下文中，化學裝配的組裝外在(亦即技術架構及需求)應予以考慮。
為了以較佳的連續程序進行本方法，可將反應伙伴熔融在一起，或可將固體二羥芳基化合物溶解在碳酸二芳酯熔融物中或將固體碳酸二芳酯溶解在二羥芳基化合物的熔融物中，或將兩種原料一起帶到成為熔融物，較佳地直接來自於製備作用。分開的原料熔融物(特別為那些二羥芳基化合物的熔融物)的停留時間經設定為儘可能短的時間。另一方面，熔融混合物可在對應較低的溫度下停留較長的時間而不會損失品質，因為與個別的原料比較而經降低的原料混合物熔點。
然後，將較佳地溶解在酚中的觸媒混合且將熔融物加熱至反應溫度。在從2,2-雙-(4-羥苯基)-丙烷及碳酸二苯酯製備聚碳酸酯的工業上重要的方法開始時，此為180至220℃，較佳為190至210℃，最特別佳為190℃。反應平衡係在從15至90分鐘，較佳為30至60分鐘的停留時間建立而沒有形成欲移除的羥芳基化合物。反應可在大氣壓力下進行，但以技術理由而言亦可在增壓下。在工業裝配中較佳的壓力為2至15絕對巴。
將熔融混合物釋出至壓力設定100至400毫巴，較佳為150至300毫巴的第一真空室中，且隨後直接在適合的設備中於相同的壓力下再加熱至入口溫度。在釋出操作期間，所形成之羥芳基化合物與仍存在的單體蒸發。在底部產物接收器中從5至30分鐘的停留時間之後，將反應混合物視需要在相同的壓力及相同的溫度下以泵抽循環釋放至第二真空室中，其壓力為50至200毫巴，較佳為80至150毫巴，且隨後直接在適合的設備中於相同的壓力下加熱至從190至250℃，較佳為210至240℃，特別佳為210至230℃之溫度。在此亦將所形成之羥芳基化合物與仍存在的單體蒸發。在底部產物接收器中從5至30分鐘的停留時間之後，將反應混合物視需要在相同的壓力及相同的溫度下以泵抽循環釋放至第三真空室中，其壓力為30至150毫巴，較佳為50至120毫巴，且隨後直接在適合的設備中於相同的壓力下加熱至從220至280℃，較佳為240至270℃，特別佳為240至260℃之溫度。在此亦將所形成之羥芳基化合物與仍存在的單體蒸發。在底部產物接收器中從5至20分鐘的停留時間之後，將反應混合物視需要在相同的壓力及相同的溫度下以泵抽循環釋放至另一真空室中，其壓力為5至100毫巴，較佳為15至100毫巴，特別佳為20至80毫巴，且隨後直接在適合的設備中於相同的壓力下加熱至從250至300℃，較佳為260至290℃，特別佳為260至280℃之溫度。在此亦將所形成之羥芳基化合物與仍存在的單體蒸發。
該等階段的次數可在介於2與6次之間變動，在此的實例方式為4次。若階段的次數改變，據此適應溫度及壓力，俾以獲得可比較結果。
在該等階段中所達成之寡聚合碳酸酯的預縮合物之相對黏度係介於1.04與1.20之間，較佳為介於1.05與1.15之間，特別佳為介於1.06與1.10之間。
在較佳的具體例中，在底部產物接受器中從5至20分鐘的停留時間之後，將以此方式所製造之寡碳酸酯視需要在與最後的沖洗/蒸發器階段相同的壓力及相同的溫度下以泵抽循環輸送至盤式或籃式反應器中且接受在250至310℃，較佳為250至290℃，特別佳為250至280℃下及在從1至15毫巴，較佳為2至10毫巴之壓力下經從30至90分鐘，較佳為30至60分鐘的停留時間的進一步縮合反應。產物達到從1.12至1.28，較佳為1.13至1.26，特別佳為1.13至1.24之相對黏度。留在此反應器(中黏度反應器)的熔融物係藉由在另一盤式或籃式反應器(高黏度反應器)中分離縮合產物(酚)而來到所欲的最終黏度及最終分子量。在此溫度為270至330℃，較佳為280至320℃，特別佳為280至310℃，壓力為0.01至3.00毫巴，較佳為0.2至2.0毫巴，經從60至180分鐘，較佳為75至150分鐘的停留時間。相對黏度係經設定在經設想之用途所必要的水平上且為1.18至1.40，較佳為1.18至1.36，特別佳為1.18至1.34。
亦可將兩個籃式反應器的功能組合在一個籃式反應器中。
將來自所有方法階段的蒸氣直接移除、收集且激發(work up)。此激發通常係藉由蒸餾進行，俾以達成高純度產物。
若可能時，顆粒係藉由直接旋轉熔融物及接著粒化，或藉由使用熔融物擠壓器而獲得，該擠壓器的旋轉係在空氣中或以液體，經常以水進行。若使用擠壓器，可將添加劑在此擠壓器之前添加至熔融物中，視需要使用靜態混合器，或經由擠壓器中的旁側擠壓器。
在旋轉(粒化)之前，將式(1)及/或(2)化合物以純物質或以聚碳酸酯中的母料(最大10重量%)經由旁側單元(旁側擠壓器)進料至熔融物中。此母料可視需要含有更多添加劑，諸如光穩定劑、脫模劑、熱穩定劑或著色添加劑。
添加劑的添加係為了延長使用期間(以穩定劑防止組成物的成分降解)、給予最終產物色彩、簡化加工(例如，脫模劑、流動輔助劑、抗靜電劑)或使聚合物性質適應接觸於特別的應力(衝擊改質劑，諸如橡膠；阻燃劑、著色劑、玻璃纖維)。
可將該等添加劑單獨或以任何所欲混合物或許多不同的混合物，且特別在所謂的化合步驟中的聚合物分離期間或熔融顆粒之後直接添加至聚合物熔融物中。在本上下文中，可將添加劑或其混合物以固體(亦即以粉末)或以熔融物添加至聚合物熔融物中。另一計量類型係使用添加劑或添加劑混合物的母料或母料混合物。
適合於聚碳酸酯組成物之習知的添加劑敘述於例如”Additives for Plastics Handbook,John Murphy,Elsevier,Oxford 1999”、”Plastics Additives Handbook,Hans Zweifel,Hanser,Munich 2001”或WO 99/55772,p. 15-25中。
可另外添加著色劑(諸如有機色料或顏料，或無機顏料)；單獨、以混合物或亦與穩定劑組合的IR吸收劑；玻璃(中空)珠、無機填料或有機或無機散色顏料。
可將根據本發明的聚碳酸酯組成物在習知的機器上以習知的方式加工，例如在擠壓器上或注射模製機上得到任何所欲的成型物件，或以模製品得到膜、薄片或瓶子。
以此方式可獲得的根據本發明具有增進之熔融性質的聚碳酸酯組成物可用於製造擠壓物(薄片、膜及其層壓物；例如卡片用途及管子)及成型物件(瓶子)，特別為那些用於透明部件中，尤其在光學用途的領域中，諸如薄片、多壁薄片、鑲嵌玻璃、漫射屏或罩屏、燈罩、塑料罩屏、光導管元件或光學資料儲存媒體，諸如在彼等各種僅可讀取或一次性可寫入及視需要亦可再寫入的具體例中的聲頻-CD、CD-R(W)、DVD、DVD-R(W)、小型磁碟及用於近場光學的資料載體，且另外用於製造電子/電學領域及IT部件之物體。
根據本發明的聚碳酸酯組成物另一較大的用途領域為用於背景照明的擴散片、漫射屏及其他的顯示器用途，但是亦為汽車部件中的光學用途，諸如鑲嵌玻璃、塑料罩、天窗、抗UV之漫射屏及罩屏、光導管元件、準直器、透鏡、LED用途、聚合物光導管元件及用於遠程燈的燈罩。
本發明的聚碳酸酯組成物特別用於製備化合物、摻合物(例如PC/ABS、PC/ASA、PC/SAN、PC/PBT、PC/PET或PC/PETG)及賦加特別的光學及機械性質需求的零件，諸如罩殼、在E/E部件中的物體，諸如插頭、開關、配電盤、在汽車部件中的燈座和燈罩、燈座和燈罩、鑲嵌玻璃、醫學部件，諸如透析器、連接器、分接頭、包裝物(諸如瓶子、容器)。
本申請案同樣提供來自根據本發明的聚合物之擠壓物及成型物件或模製品。
實例 表1：
在280℃的雙螺旋擠壓器上以表1中所列之添加劑供給以Makrolon 2808(在300℃具有10立方公分/10分鐘之MVR 的BPA聚碳酸酯/1.2公斤，Bayer MaterialScience)為基準之聚碳酸酯組成物。
將0.01重量%之磷酸三-異辛酯(TOF，Lanxess)另外添加至根據本發明的聚碳酸酯組成物中。
PETS：季戊四醇四乙酸酯；來自的Cognis的Loxiol VPG 861
Tin 329：Tinuvin 329；來自BASF/Ciba的羥基苯并三唑UV穩定劑
TPP：來自BASF的三苯膦
PEPQ：Irgafos P PEPQ；來自BASF/Ciba的二聚物亞膦酸酯(式7，其中R7及R8=第三丁基)
Irgafos 168：來自BASF/Ciba的亞磷酸酯(式5，其中R7及R8=第三丁基)
Irganox B900：來自BASF/Ciba以4：1之比的Irgafos 168與Irganox 1076(位阻酚)之混合物
Doverphos S 9228-PC：來自Dover,USA的二聚物亞磷酸酯(式8，其中R4=H及R5，R6=異丙苯基)
在120℃下經隔夜乾燥之後，將以此方式所獲得的聚碳酸酯組成物暴露於320℃之溫度下經不同的時間長度(20及30分鐘)。在經過特別的暴露時間之後，在各情況中以1.2公斤測量MVR。以此方式所獲得的MVR值輸入表2中。
可看出另外含有式(1)或(2)之磷酸酯(在此為TOF)的各聚碳酸酯組成物具有顯著較高的熔融穩定性。此可從參數ΔMVR看出：根據本發明的含磷酸酯的各實例之ΔMVR比比較性實例的相關值更低。此適用於亞磷酸酯和亞膦酸酯類別及亞磷酸酯與位阻酚之混合物(增效混合物)二者。
更多具有添加酚的抗UV組成物的實例：
將添加各種UV吸收劑及亦添加酚的Makrolon 2808(在300℃具有10立方公分/10分鐘之MVR的BPA聚碳酸酯/1.2公斤，Bayer MaterialScience)同樣地用於實例11及12。已知具有自由羥基官能基的該等化合物導致在儲存期間嚴重的聚碳酸酯降解，特別與熱應力組合時。
在表3中，以含有根據本發明的磷酸酯之根據本發明的組成物與對應之比較性實例比較顯示出顯著較高的熔融穩定性，亦即比沒有磷酸酯的比較性實例更小的MVR變化。此證明磷酸酯在根據本發明的聚碳酸酯組成物中的熔融穩定效果。

Claims (15)

  1. 一種用於改良包含含有酚基團之物質或含有酚基團之聚碳酸酯之聚碳酸酯組成物之熔融穩定性的方法，其中，該方法包含添加至多300ppm之至少一種磷酸三-異辛酯之式(1)之磷化合物，其中R1係選自由支鏈烷基、芳基及經取代之芳基所組成的群組；及任意的一種其他式(1)之磷化合物，其中R1係選自由支鏈烷基、芳基及經取代之芳基所組成的群組、或一種式(2)之磷化合物，其中R2係選自由支鏈烷基、芳基及經取代之芳基所組成的群組；並藉此減低因酚基團導致的聚合物降解，
  2. 根據申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於烷基為C1-C18-烷基，且芳基為被C1-C8-烷基、支鏈C1-C8-烷基或異丙苯基取代之芳基，其中取代基可相同或不同。
  3. 根據申請專利範圍第1或2項之方法，其特徵在於該式(1)及/或(2)之磷化合物的總含量係以組成物總質量為基準計5至1,500ppm。
  4. 根據申請專利範圍第1或2項之方法，其特徵在於該式 (1)及/或(2)之磷化合物的總含量係以組成物總質量為基準計30至300ppm。
  5. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該聚碳酸酯組成物含有至少一種式(5)至式(8)之熱穩定劑 其中R4、R5、R6、R7及R8在各情況中彼此獨立且互相之間代表H、C1-C8-烷基、苯基或經取代之苯基。
  6. 根據申請專利範圍第1或2項之方法，其特徵在於該聚碳酸酯組成物含有至少一種選自由UV吸收劑、熱穩定劑、脫模劑及著色劑所組之群組的添加劑。
  7. 根據申請專利範圍第6項之方法，其特徵在於該UV吸收劑係選自苯并三唑、三、氰基丙烯酸酯或丙二酸 酯之群組。
  8. 根據申請專利範圍第7項之方法，其特徵在於該UV吸收劑的含量係以總組成物為基準計從0.1重量%至0.4重量%。
  9. 根據申請專利範圍第6項之方法，其特徵在於該熱穩定劑係選自包括位阻酚(第一抗氧化劑)及式(5)至(8)化合物(第二抗氧化劑)之群組： 其中R4、R5、R6、R7及R8在各情況中彼此獨立且互相之間代表H、C1-C8-烷基、苯基或經取代之苯基。
  10. 根據申請專利範圍第9項之方法，其特徵在於該熱穩定 劑的含量係以組成物總重量為基準計30至600ppm。
  11. 根據申請專利範圍第10項之方法，其特徵在於該第二抗氧化劑(熱穩定劑)對式(1)和(2)之磷化合物之比係介於4：1至1：4之間。
  12. 根據申請專利範圍第1或2項之方法，其特徵在於該聚碳酸酯具有從10,000至200,000公克/莫耳之分子量Mw。
  13. 一種製備根據申請專利範圍第1項之方法所定義之聚碳酸酯組成物的方法，其包含下列步驟：a)從藉由界面法或熔融法的連續法中所獲得的基質樹脂製備聚碳酸酯組成物，其特徵在於至少一種式(1)及/或(2)之磷化合物直接或以母料形式經由旁側單元進料至聚碳酸酯熔融中，若有要求時以排除空氣。
  14. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該聚碳酸酯組成物係用於製備摻合物或化合物。
  15. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該聚碳酸酯組成物係用於製備擠壓物及成型物件。
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