具有改善的光学性能和阻燃性的共混的热塑性组合物的制作方法_5

文档序号:9602044阅读:来源:国知局
一方面,次要 抗氧化剂以约〇. 〇5wt%至约0. 2wt%的量存在。
[0227] 在各个方面,公开的共混的热塑性组合物进一步包含水解稳定剂,其中,水解稳 定剂包含水滑石和无机缓冲盐。在进一步的方面,公开的聚碳酸酯共混物组合物包含水 解稳定剂,其中,水解稳定剂包含一种或更多种水滑石和包含能够pH缓冲的一种或更多 种无机盐的无机缓冲盐。合成的水滑石或天然的水滑石在本公开中可以用作水滑石化合 物。用于本公开的组合物的示例性的水滑石是可商购的并且包括,但不限于镁水滑石,如 DHT_4C(可以从KyowaChemicalCo.获得);Hysafe539 和Hysafe530 (可以从J.M.Huber 公司获得)。
[0228] 在进一步的方面,合适的热稳定剂添加剂包含,例如,有机亚磷酸酯如三苯基亚磷 酸酯、三-(2, 6-二甲基苯基)亚磷酸酯、三-(混合的单-和二-壬基苯基)亚磷酸酯等; 膦酸脂,如二甲苯膦酸酯等,有机磷酸酯,如磷酸三甲酯,硫酯,如季戊四醇β月桂酰硫代 丙酸酯等,或包含前述热稳定剂中至少一种的组合。
[0229] 热稳定剂通常以聚碳酸酯共混物组合物的约0.Olwt%至约5wt%,可选地约 0. 05wt%至约2.Owt%的量使用。在一方面,热稳定剂以约0.Olwt%至约3.Owt%的量存 在。在另一方面,热稳定剂以约〇.〇lwt%至约2. 5wt%的量存在。在又一方面,热稳定剂以 约0. 5wt%至约2. 5wt%的量存在。在又一方面,热稳定剂以约0. 5wt%至约2.Owt%的量 存在。在又一方面,热稳定剂以约0.lwt%至约0. 8wt%的量存在。在又一方面,热稳定剂 以约0.lwt%至约0. 7wt%的量存在。在又一方面,热稳定剂以约0.lwt%至约0. 6wt%的 量存在。在又一方面,热稳定剂以约〇.lwt%至约0. 5wt%的量存在。在又一方面,热稳定 剂以约0.lwt%至约0. 4wt%的量存在。在又一方面,热稳定剂以约0. 05wt%至约1.Owt% 的量存在。
[0230] 在各个方面,还可以使用增塑剂、润滑剂,和/或脱模剂添加剂。在这些类型的材 料之中有相当大的重叠,其包括例如,邻苯二甲酸酯,如二辛基-4, 5-环氧-六氢化邻苯二 甲酸酯;三(辛氧基羰基乙基)异氰尿酸酯;硬脂酸甘油酯;二-或多官能的芳香族磷酸酯, 如间苯二酚四苯基二磷酸酯(RDP)、氢醌的双(二苯基)磷酸酯和双酚-A的双(二苯基) 磷酸酯;聚-α-烯烃;环氧化大豆油;包含硅油的硅酮;酯,例如,脂肪酸酯,如烷基硬脂酸 酯,例如硬脂酸甲酯;硬脂酸硬脂酯,四硬脂酸季戊四醇酯等;甲基硬脂酸酯与亲水性和疏 水性非离子表面活性剂的混合物,其包含聚乙二醇聚合物、聚丙二醇聚合物,和它们的共聚 物;蜡如蜂蜡、褐煤蜡,固体石蜡等。
[0231] 通常以聚碳酸酯共混物组合物的约0.Olwt%至约20wt%,可选地约0. 5wt%至约 10wt%的量使用共混的热塑性组合物添加剂,如增塑剂、润滑剂,和/或脱模剂添加剂。在 一方面,脱模剂是硬脂酸甲酯;硬脂酸硬脂酯或四硬脂酸季戊四醇酯。在另一方面,脱模剂 是四硬脂酸季戊四醇酯。
[0232] 在各个方面,脱模剂以约0.Olwt%至约3.Owt%的量存在。在另一方面,脱模剂以 约0.Olwt%至约2. 5wt%的量存在。在又一方面,脱模剂以约0. 5wt%至约2. 5wt%的量 存在。在又一方面,脱模剂以约0.5wt%至约2.Owt%的量存在。在又一方面,脱模剂以约 0.lwt%至约0. 6wt%的量存在。在又一方面,脱模剂以约0.lwt%至约0. 5wt%的量存在。
[0233] 在进一步的方面,还可以存在抗滴落剂。在进一步的方面,抗滴落剂是苯乙烯-丙 烯腈共聚物封装的聚四氟乙烯。示例性的抗滴落剂可以包含纤丝形成或非纤丝形成的氟聚 合物,如聚四氟乙烯(PTFE)。抗滴落剂可以可选地通过刚性共聚物,例如苯乙烯-丙烯腈 (SAN)封装。在SAN中的封装的PTFE被称作为TSAN。在氟聚合物存在下,例如,在水性分 散剂中,封装的氟聚合物可以通过聚合正在封装的聚合物制备。TSAN对于PTFE可以提供显 著的优势,因为TSAN可以更容易地分散于组合物中。,合适的TSAN可以包含基于封装的氟 聚合物的总重量的例如,约50wt%PTFE和约50wt%SAN。可选地,氟聚合物可以与第二种 聚合物,如,例如芳香族聚碳酸酯树脂或SAN以一些方式预先共混从而形成用作为抗滴落 剂的附聚的材料。任一方法可以用于产生封装的氟聚合物。
[0234] 在进一步的方面,抗滴落剂以约0.Olwt%至约3wt%的量存在。在更进一步的 方面,抗滴落剂以约〇.Olwt%至约2. 5wt%的量存在。在又进一步的方面,抗滴落剂以约 0· 5wt%至约2.Owt%的量存在。
[0235] 制备方法
[0236] 本公开的共混的热塑性组合物可以通过包括紧密掺和材料与在制剂中期望的任 何另外的添加剂的各种方法与上述的成分共混。因为在商业聚合物加工设备中熔融共混 设备的可用性,熔融加工方法通常是优选的。在这类熔融加工方法中使用的设备的说明性 的实例包括:共旋转和反向旋转挤出机、单螺杆挤出机、共捏合机、盘组加工机(disc-pack processor)和不同的其它类型的挤压设备。在当前方法中优选地最小化熔融温度以避免树 脂的过度降解。虽然可以使用更高的温度(条件是树脂在加工设备中保持短的停留时间), 但是通常期望在熔融的树脂组合物中将熔融温度维持在约230°C和约350°C之间。在一些 实施方式中,熔融加工的组合物通过模具中的小出口孔离开加工设备,如挤出机。获得的熔 融树脂流股(strands)通过使流股穿过水浴冷却。可以将冷却的流股短切成小粒料用于包 装和进一步处理。
[0237] 组合物可以通过各种方法,包括采用捏合机、挤出机、混合器等的成批或连续的技 术制备。例如,组合物可以采用双螺杆挤出机形成为熔融共混物。在一些进行方式中,按顺 序添加至少一些组分。例如,聚碳酸酯组分和抗冲改性剂组分可以在进料喉或在进料喉附 近的进料段中,或在进料喉附近的进料段中添加至挤出机,同时可以添加矿物填料组分和 阻燃剂组分至在下游的随后的进料段中的挤出机。可替代地,组分的连续添加可以通过多 重挤压完成。组合物可以通过选择的组分,如聚碳酸酯组分和抗冲改性剂组分的预挤压以 产生粒状的混合物制备。随后可以采用第二挤压从而将预挤压的组分与剩余的组分组合。 矿物填料组分可以直接添加为或作为母料的部分。母料或矿物填料组分可以在进料口或下 游添加。挤出机可以是二叶或三叶双螺杆挤出机。
[0238] 在各个方面,首先聚碳酸酯聚合物组分、增强填料组分,和阻燃剂组分,和/或其 它可选的组分在HENSCHEL-Mixer?高速混合器中共混。其它低剪切方法,包括但不限于手 动混合,也可以完成此共混。随后共混物经由料斗进料至双螺杆挤出机的进料喉。可替代 地,至少一种组分可以通过进料喉和/或下游通过侧进料口直接进料至挤出机结合至组合 物。还可以将添加剂与期望的聚合树脂混合至母料并进料至挤出机。挤出机通常在比引起 组合物流动所需的温度的更高的温度下运转。挤压物立即在水浴中淬火并且制粒。当切割 挤压物时,由此制备的粒料可以是正如需要的四分之一英寸长或更短。这类粒料可以用于 随后的模制、成形、或成型。
[0239] 在进一步的方面,本公开涉及制备共混的热塑性组合物的方法,包括a)组合:i) 约50wt%至约95wt%的聚碳酸酯聚合物组分;ii)约5wt%至约50wt%的增强填料组分; 和iii)约3wt%至约7wt%的阻燃剂组分;其中,所有组分的组合重量百分数值不超过约 100wt% ;其中,所有重量百分数值基于组合物的总重量。
[0240] 如在本文中所述的,本公开涉及制备共混的聚合物组合物的方法。使用任何已知 的组合多种组分的方法可以形成本公开的聚合物组合物从而形成聚合物树脂。在一方面, 组分首先在高速混合机中共混。包括但不限于手动混合的其它低剪切方法也可以完成此共 混。随后经由料斗进料共混物至双螺杆挤出机的喉道。可选地,通过边进料口在喉道和/ 或下游处,可以通过直接进料至挤出机,将一种或更多种组分合并至组合物中。通常在引起 组合物流动所必须的温度更高的温度下运转挤出机。挤压物立即在水批中淬火并且制粒。 当切割挤压物时,由此制备的球粒可以是如需要的是四分之一英寸长或更短。这类球粒可 以用于随后的模制、成形、或成型。在一方面,通过挤压共混形成共混物组合物。
[0241] 在一方面,方法包含制备共混的热塑性组合物,其中聚碳酸酯聚合物组分在共混 的组合物中可以以任何期望的量存在。例如,聚碳酸酯聚合物在共混的热塑性组合物中可 以在约50wt%至约95重量%的范围中存在,包含约51重量%、52重量%、53重量%、54重 量%、55重量%、56重量%、57重量%、58重量%、59重量%、60重量%、61重量%、62重 量%、63重量%、64重量%、65重量%、66重量%、67重量%、68重量%、69重量%、70重 量%、71重量%、72重量%、73重量%、74重量%、75重量%、76重量%、77重量%、78重 量%、79重量%、80重量%、81重量%、82重量%、83重量%、84重量%、85重量%、86重 量%、87重量%、88重量%、89重量%、90重量%、91重量%、92重量%、93重量%,和约94 重量%的示例性的值。在更进一步的方面,聚碳酸酯聚合物可以在衍生自上面阐述的任意 两个值的任何范围中的量存在。
[0242] 在另一方面,方法包含制备共混型聚合物组合物,其中聚碳酸酯聚合物组分包含 直链聚碳酸酯、聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物、或它们的组合。在进一步的方面,公开的方法 包含制备共混型聚合物组合物,其中聚碳酸酯聚合物组分包含双酚A聚碳酸酯聚合物。
[0243] 在一方面,在本文中所公开的方法,包含制备共混型聚合物组合物,其中增强填料 在共混的热塑性组合物中可以以任何期望的量存在。在另一方面,增强填料可以以约5wt% 至约50重量%的量存在,包含约6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%、11重 量%、12重量%、13重量%、14重量%、15重量%、16重量%、17重量%、18重量%、19重 量%、20重量%、21重量%、22重量%、23重量%、24重量%、25重量%、26重量%、27重 量%、28重量%、29重量%、30重量%、31重量%、32重量%、33重量%、34重量%、35重 量%、36重量%、37重量%、38重量%、39重量%、40重量%、41重量%、42重量%、43重 量%、44重量%、45重量%、46重量%、47重量%、48重量%,和49重量%的示例性的值。在 更进一步的方面,增强填料可以在衍生自上面阐述的任意两个值的任何范围中的量存在。 例如,增强填料可以以约l〇wt%至约40重量%,约15wt%至约40重量%、或约20wt%至约 35重量%的量存在。
[0244] 在一方面,在本文中公开的方法,包含制备共混型聚合物组合物,其中存在于共混 的热塑性组合物中的增强填料具有折射率"n",该折射率至少基本上类似于聚碳酸酯聚合 物组分的折射率。在另一方面,增强填料具有至少基本上类似于聚碳酸酯-聚硅氧烷聚合 物的折射率的折射率。
[0245] 在一方面,在本文中公开的方法,包含制备共混型聚合物组合物,其中,增强填料 可以具有约 1. 42 至约 1. 60 的折射率,包含 1. 43、1. 44、1. 45、1. 46、1. 47、1. 48、1. 49、1. 50、 1. 51、L52、L53、L54、L55、L56、L57、L58,和L59示例性的值。在更进一步的方面,增 强填料可以具有在衍生自上面阐述的任意两个值的任何范围中的折射率。例如,折射率可 以是约1. 45至1. 60,约1. 50至1. 59、或约1. 55至1. 59。
[0246] 在一方面,在本文中公开的方法,包含制备共混型聚合物组合物,其中,存在于共 混的热塑性组合物中的增强填料可以包含玻璃纤维,并且其中,玻璃纤维具有折射率"n", 该折射率至少基本上类似于聚碳酸酯聚合物组分的折射率。在另一方面,增强填料可以包 含玻璃纤维,其中,玻璃纤维具有至少基本上类似于聚碳酸酯-聚硅氧烷聚合物的折射率 "η"的折射率。
[0247] 在一方面,本文公开的方法,包括制备共混型聚合物组合物,其中,玻璃纤维增强 填料可以具有约 1. 42 至约 1. 60,包括 1. 43、1. 44、1. 45、1. 46、1. 47、1. 48、1. 49、1. 50、1. 51、 1. 52、1. 53、1. 54、1. 55、1. 56、1. 57、1. 58,和1. 59示例性的值的折射率。在更进一步的方 面,玻璃纤维增强填料可以具有在衍生自上面阐述的任意两个值的任何范围中的折射率。 例如,折射率可以是约1. 45至1. 60,约1. 50至1. 59、或约1. 55至1. 59。
[0248] 在一方面,在本文中公开的方法包括制备共混型聚合物组合物,其中,阻燃剂可以 包含含磷阻燃剂。在又另一方面,含磷阻燃剂可以包含有机磷化合物。在更进一步的方面, 有机磷化合物可以包含二磷酸双酚Α酯聚合物、或苯氧基磷腈聚合物、或它们的组合。
[0249] 在一方面,在本文中公开的方法包括制备共混型聚合物组合物,其中,阻燃剂可以 以任何期望的量存在。在另一方面,阻燃剂可以以约3wt%至约7重量%,包括约3. 2重 量%、3. 4重量%、3. 6重量%、3. 8重量%、4重量%、4. 2重量%、4. 4重量%、4. 6重量%、 4. 8重量%、5重量%、5. 2重量%、5. 4重量%、5. 6重量%、5. 8重量%、6重量%、6. 2重 量%、6. 4重量%、6. 6重量%,和6. 8重量%的不例性的值的量存在。在更进一步的方面, 阻燃剂可以以衍生自上面阐述的任意两个值的任何范围中的量存在。例如,阻燃剂可以以 约3. 5wt%至约6. 5重量%、约4wt%至约7重量%、或约5wt%至约7重量%的量存在。
[0250] 在一方面,制备公开的组合物的方法的步骤a)可以进一步包含约0. 5wt%至约 5wt%的阻燃剂增效剂。在一方面,阻燃剂增效剂可以包含改善本公开的组合物的阻燃性的 任何材料。在另一方面,阻燃剂增效剂可以包含硅氧烷油。在进一步的方面,硅氧烷油可以 包含聚甲基苯基硅氧烷、或二甲基二苯基甲基含氢硅油、或它们的组合。
[0251] 在一方面,本文中公开的方法包括制备共混型聚合物组合物,其中,阻燃剂增效剂 在共混的热塑性组合物中可以以任何期望的量存在。在一方面,阻燃剂增效剂可以以约 0. 5wt%至约5重量%,包括0. 6重量%、0. 7重量%、0. 8重量%、0. 9重量%、1. 0重量%、 1. 1重量%、1. 2重量%、1. 3重量%、1. 4重量%、1. 5重量%、1. 6重量%、1. 7重量%、1. 8重 量%、1. 9重量%、2. 0重量%、2. 1重量%、2. 2重量%、2. 3重量%、2. 4重量%、2. 5重量%、 2. 6重量%、2. 7重量%、2. 8重量%、2. 9重量%、3. 0重量%、3. 1重量%、3. 2重量%、3. 3重 量%、3. 4重量%、3. 5重量%、3. 6重量%、3. 7重量%、3. 8重量%、3. 9重量%、4. 0重量%。 4. 1重量%、4. 2重量%、4. 3重量%、4. 4重量%、4. 5重量%、4. 6重量%、4. 7重量%、4. 8 重量%,和4. 9重量%的示例性的值的量存在。在更进一步的方面,阻燃剂增效剂可以在衍 生自上面阐述的任意两个值的任何范围中的量存在。例如,阻燃剂增效剂可以以约〇. 5wt% 至约4. 5重量%,约lwt%至约4. 0重量%、或约1. 5wt%至约3重量%的量存在。
[0252] 在一方面,本文中公开的方法包括制备共混型聚合物组合物,其中,形成的组合 物优选是透明的。为此,形成的组合物通过在本文中公开的方法可以表现出大于50%,包 括至少 60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、 74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81 %、82%、83%、84%、85%,86%、87%、88%、 89、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%的示例性的透射率值、或衍生 自上面的示例性的值的透射率值的任何范围的透射率水平。在更进一步的方面,形成的组 合物表现出相对高水平的透明性,表征为表现至少80 %的透射率。在更进一步的方面,公开 的组合物表现出至少83 %的透射率。对于公开的聚合物的透明性可以根据ASTM方法D1003 在2mm的厚度下测量。
[0253] 根据公开的方面,通过在本文中公开的方法形成的组合物优选地表现出小于 80%,包括小于70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%、5%,和1%的浊度值、或衍生自这 些值的任何范围的"浊度"水平。在更进一步的方面,形成的组合物表现出相对低水平的浊 度,表征为表现出小于或等于30%的"浊度"值。对于公开的聚合物的浊度可以根据ASTM 方法D1003在2mm的厚度下测量。
[0254] 在一方面,通过在本文中公开的方法形成的共混型聚合物组合物在1. 5_的厚度 处可以具有V0的阻燃性等级。在另一方面,共混的热塑性组合物在1. 2_的厚度下可以具 有V0的阻燃性等级。
[0255] 制品
[0256] 在一方面,本公开涉及包含共混的热塑性组合物的成形的、成型的、或模制的制 品。共混的热塑性组合物可以通过各种方式如注射模制、挤压、旋转模制,吹塑和热成型模 制成有用形状的制品。还可以将在本文中描述的共混的热塑性组合物制备成膜和片材以及 层压系统的组分。在进一步的方面,制备制品的方法包括熔融共混聚碳酸酯组分、抗冲改性 剂组分、阻燃剂组分,以及矿物填料组分;并且将挤出的组合物模制成制品。在更进一步的 方面,挤出由双螺杆挤出机完成。包含公开的共混的热塑性组合物的制品可以是,但是不限 于计算机和商用机器外壳,如高端笔记本电脑、监视器的外壳,手持电子装置外壳,如智能 手机、平板电脑、音乐设备电子连接器的外壳,以及照明器具、装饰物、家庭电器等的组件。
[0257] 在进一步的方面,制品是挤出模制的。在更进一步的方面,制品是注射模制的。
[0258] 成型的制品包括,例如个人计算机、笔记本和便携式计算机、手机天线和其它这类 通信设备、医疗应用、RFID应用、机动车应用等。在各种进一步的方面,制品是计算机和商 用机器外壳,如高端膝上个人计算机,监视器的外壳,手持电子设备外壳,如智能手机、平板 电脑、音乐设备电子连接器的外壳,以及照明器具、装饰物、家用电器等的组件。在进一步的 方面,制品是计算机,电视、或商用机器背光扩散膜。在更进一步的方面,制品是计算机背光 扩散膜。在又进一步的方面,制品是电视机背光扩散膜。在再进一步的方面,制品是LED面 板背光扩散膜。
[0259] 在进一步的方面,本公开涉及包含公开的共混型聚碳酸酯组合物的电气或电子装 置。在进一步的方面,包含公开的共混型聚碳酸酯组合物的电气或电子设备是手机、MP3 播放器、计算机、笔记本电脑、照相机、录像机、电子平板、呼机、手持接收机、电视游戏、计算 器、无线车载装置、机动车部件、滤波器外壳、手推车、办公椅、厨房用具、电气外壳、电器连 接器、照明灯具、发光二极管、电气部件、或电信部件。
[0260] 在各个方面,聚合物组合物可以用于电子领域。在进一步的方面,可以使用公开的 共混型热塑聚合物组合物的领域的非限制的实施例包括电气的,机电的,射频(RF)技术、 电信、机动车、航空、医疗、传感器、军事,和安全。在更进一步的方面,公开的共混型热塑聚 合物组合物的使用也可以存在于重叠领域中,例如在整合机械和电子性能(该性能可以, 例如,用于机动车或医疗工程)的机电系统中。
[0261] 在进一步的方面,制品是电子装置、机动车装置、电信装置、医疗装置、安全装置、 或机电装置。在更进一步的方面,制品选自计算机装置、电磁干扰装置、印刷电路、Wi-Fi装 置、蓝牙装置、GPS装置、蜂窝天线装置、智能手机装置、机动车装置、医疗装置、传感器装置、 安全装置、防护装置、RF天线装置、LED装置,以及RFID装置。在又进一步的方面,制品选自 计算机装置、传感器装置、安全装置、RF天线装置、LED装置和RFID装置。在再进一步的方 面,制品选自计算机装置、RF天线装置、LED装置和RFID装置。在更进一步的方面,制品选 自RF天线装置、LED装置和RFID装置。在又进一步的方面,制品选自RF天线装置和RFID 装置。在再进一步的方面,制品是LED装置。在更进一步的方面,LED装置选自LED照明盖、 LED管、LED插座,和LED散热片。在又进一步的方面,LED装置是LED照明盖。
[0262] 在各个方面,根据本公开的模制的制品在一种或更多种上述领域中可以用于生产 装置。在更进一步的方面,在可以使用根据本公开的公开的共混型热塑聚合物组合物的这 些领域中的这类装置的非限制性的实施例包括计算机装置、家用电器、装饰装置、电磁干扰 装置、印刷电路、Wi-Fi装置、蓝牙装置、GPS装置、蜂窝天线装置、智能手机装置、机动车装 置、军用装置、航空装置、医疗装置,如助听器、传感器装置、安全装置、防护装置、RF天线装 置、或RFID装置。
[0263] 在进一步的方面,模制的制品在机动车领域中可以用于制造装置。在更进一步的 方面,在车辆内部中可以使用公开的共混的热塑性组合物的机动车领域中的此类装置的非 限定性的实施例包括自适应巡航控制、前灯传感器、风挡刮水器传感器,以及门/窗开关。 在进一步的方面,在汽车外部中可以使用的公开的共混的热塑性组合物的机动车领域中的 装置的非限制性的实施例,包括用于发动机管理、空气调节、碰撞检测的压力和流动传感 器,以及外部照明灯具。
[0264] 在进一步的方面,公开的组合物可以用于提供任何期望的成形的、成型的、或模制 的制品。例如,通过各种方式如注射模制、挤出、旋转模制、吹塑和热成型,可以将公开的组 合物模制成有用的成形的制品。如上所述,公开的组合物特别适合用于制备电子部件和装 置。因此,根据一些方面,公开的组合物可以用于形成制品,如印刷电路板载、预烧测试座、 硬盘驱动器的柔性支架等。
[0265] 在各个方面,本
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