高模量和超高延展性共混热塑性组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及共混热塑性组合物，其包含至少一种聚碳酸酯组分、至少一种抗冲改 性剂、至少一种矿物填料、和至少一种阻燃剂。得到的组合物可以用于制造要求具有高模 量、超高延展性、良好的流动性、薄壁阻燃性和良好的耐热性的材料的制品。
【背景技术】
[0002] 改善的共混热塑性组合物，例如具有强健的阻燃性能的增强的聚碳酸酯组合物的 发展在发现保持模量、延展性、流动、薄壁阻燃性和耐热性的合适平衡的组合物方面存在显 著的技术挑战。例如，添加无机填料可以提高模量，然而，相比于未填充的组合物，冲击韧性 将显著降低。在电气和电子领域，尤其是消费者电子工业的应用中，当在具有薄壁设计的应 用中利用这些组合物时，共混热塑性组合物的使用越来越多地要求组合物能够满足与模 量、流动、外观、阻燃性、和耐热性有关的严格需求。特别地，对于能够具有高模量和超高延 展性，即与由未填充的聚碳酸酯组合物得到的水平相似的冲击韧性和拉伸伸长，连同良好 的可加工性和薄壁阻燃性的组合物，所述行业具有强烈的需求。
[0003] 因此，对于更好地控制硬度和延展性的合适平衡同时保持其他性能的平衡分布的 组合物存在需求。因此，对于具有高模量和超高延展性同时保持如良好的可加工性和薄壁 阻燃性的其他性能的合适平衡的共混热塑性树脂组合物是有益的。
【发明内容】
[0004] 在一个方面，共混热塑性组合物包含：（a)从约60wt%至约80wt%的聚碳酸酯组 分；（b)从大于约Owt %至约5wt %的抗冲改性剂组分；（c)从大于约Owt %至约25wt %的矿物 填料组分；以及(d)从约5wt%至约15wt%的阻燃剂组分;其中，所有组分的合并的重量百分 数值不超过约l〇〇wt% ;并且其中，所有重量百分数值基于组合物的总重量。在一些实施方 式中，基于组合物的总重量，聚碳酸酯组分包含5-15wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。
[0005] 在另一方面，共混热塑性组合物包含:a)从约20wt %至约40wt %的第一聚碳酸酯 组分;其中，当在300°C和在1.2kg的负荷下根据ASTM D1238测量时，第一聚碳酸酯聚合物组 分具有从约20克/10分钟至约30克/10分钟的熔体流动速率(MFR);并且其中，如使用BPA聚 碳酸酯标准通过凝胶渗透色谱法测量的，第一聚碳酸酯聚合物组分具有从约18,000至约 25,000克/摩尔的重均分子量;13)从约2〇￥丨％至约4〇￥丨％的第二聚碳酸酯组分 ;其中，当在 300°C和在1.2kg的负荷下根据ASTM D1238测量时，第二聚碳酸酯聚合物组分具有从约4.0 克/10分钟至约10.0克/10分钟的熔体流动速率(MFR);并且其中，如使用BPA聚碳酸酯标准 通过凝胶渗透色谱法测量的，第二聚碳酸酯聚合物组分具有从约25,000至约30,000克/摩 尔的重均分子量;c)从约5wt%至约15wt%的第三聚碳酸酯组分;其中第三聚碳酸酯组分是 聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物;其中第三聚碳酸酯组分包含从约15wt %至约30wt %的聚碳酸 酯-聚硅氧烷共聚物的聚硅氧烷嵌段;d)从大于约Owt%至约5wt%的抗冲改性剂组分;e)从 大于约〇wt %至约25wt %的矿物填料组分；以及f)从约5wt %至约15wt %的阻燃剂组分;其 中，所有组分的合并的重量百分数值不超过约lOOwt% ;并且其中，所有重量百分数值基于 组合物的总重量。
[0006] 尽管本发明的方面可以在特定的法定类别(如系统法定类别）中描述和要求权利， 但这仅仅是为了方便起见，而且本领域技术人员将会理解，本发明的每个方面都可以在任 何法定类别中描述和要求权利。本发明的另外的方面将在以下说明中部分地阐明，并且部 分地由说明将显而易见，或者可通过本发明的实践来获知。将通过所附权利要求中具体指 出的元素或组合来实现和得到本发明的优点。应理解的是，前面的一般性描述和以下具体 实施方式都是示例性的而且仅用于举例说明，而并非限制本发明（如所要求的）。
【具体实施方式】
[0007] 本发明涉及共混热塑性组合物，其包含至少一种聚碳酸酯组分、至少一种抗冲改 性剂、至少一种矿物填料、和至少一种阻燃剂。得到的组合物可以用于制造要求具有高模 量、超高延展性、良好的流动性、薄壁阻燃性和良好的耐热性的材料的制品。
[0008] 通过参考本发明的以下【具体实施方式】和其中包括的实施例，可以更容易地理解本 发明。
[0009] 在公开并且描述本发明的化合物、组合物、制品、系统、设备、和/或方法之前，应当 理解除非另有说明，否则它们并不限于特定的合成方法，或除非另有说明，否则它们并不限 于特定的试剂，当然，对于这可以改变。还应理解本文所使用的术语仅出于描述具体方面的 目的，而不旨在进行限制。尽管类似于或等同于本文中所描述的那些的任意方法和材料可 以用在本发明的实践或测试中，但现在描述实施例方法和材料。
[0010] 如在本文中使用的术语"聚碳酸酯"或"聚碳酸酯类"包括共聚碳酸酯、均聚碳酸酯 和(共)聚酯碳酸酯。
[0011] 术语聚碳酸醅可以讲一步被定义为具有式（1)的重复结构单元的组合物：
[0012]
[0013]其中，R1基团总数目的至少60%是芳族有机基团，并且其余量是脂肪族、脂环族、 或者芳族基团。在进一步的方面，每个R1是芳族有机基团，并且，更优选地，式(2)的基团：
[0014] -A1-Y1-A2-(2)，
[0015] 其中，每个A1和A2是单环二价芳基基团，并且Y1是具有将A1和A 2分开的一个或两个 原子的桥连基团。在各个方面，一个原子将A1和A2分开。例如，这种类型的基团包括，但不限 于，诸如一0-、一S-、一S(0) -、一S(02) -、一C(0)-、亚甲基、环己基-亚甲基、2-[2.2.1]-双环庚叉基、乙叉基、异丙叉基、新戊叉基、环已叉基、环十五烷叉基、环十二烷叉 基、和金刚烷叉基的基团。桥连基团Y 1优选地是烃基或饱和烃基如亚甲基、环己叉基、或异 丙叉基。聚碳酸酯材料包括在美国专利号7,786,246中公开和描述的材料，其通过引证以其 全部内容结合于此，用于公开各种聚碳酸酯组合物及用于制备其的方法的特定目的。通过 本领域技术人员已知的方法可以制备聚碳酸酯聚合物。
[0016] -些组合物包含两种或更多种聚碳酸酯聚合物。在一些实施方式中，共混热塑性 聚合物包含从约20重量百分数(wt%)至约40wt%的第一聚碳酸酯组分。在一些实施方式 中，当在300°C和在1.2千克(kg)的负荷下根据ASTM D1238测量时，第一聚碳酸酯聚合物具 有从约20克/10分钟至约30克/10分钟的熔体流动速率(MFR)。在某些实施方式中，如使用 BPA聚碳酸酯标准通过凝胶渗透色谱法测量的，第一聚碳酸酯聚合物具有从约18,000至约 25,000克/摩尔的重均分子量。
[0017] 对于具有两种或更多种聚碳酸酯聚合物的某些组合物，第二聚碳酸酯聚合物以从 约20wt%至约40wt%的第二聚碳酸酯组分的量存在。当在300°C和在1.2kg的负荷下根据 ASTM D1238测量时，一些优选的第二聚碳酸酯聚合物具有从约4.0克/10分钟至约10.0克/ 10分钟的熔体流动速率(MFR)。如使用BPA聚碳酸酯标准通过凝胶渗透色谱法测量的，一些 第二聚碳酸酯聚合物组分具有从约25,000至约30,000克/摩尔的重均分子量。
[0018] -些组合物还包含聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。在某些实施方式中，该共聚物是共 混热塑性组合物中的第三聚合物。在一些实施方式中，聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物以共混热 塑性组合物的5wt %至约15wt %的量存在。
[0019] 如在本文中使用的，术语"聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物"相当于聚硅氧烷-聚碳酸酯 共聚物、聚碳酸酯-聚硅氧烷聚合物、或聚硅氧烷-聚碳酸酯聚合物。在各个方面，聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物可以是包含一种或多种聚碳酸酯嵌段和一种或多种聚硅氧烷嵌段的嵌段 共聚物。聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物包括含有以下通式（13)的结构单元的聚二有机硅氧烷 嵌段：
[0020]
[0021] 其中聚二有机硅氧烷嵌段长度(E)为从约20至约60;其中每个R基团可以相同或不 同，并且选自&-13单价有机基团；其中每个Μ可以相同或不同，并且选自卤素、氰基、硝基、&-C8烧硫基、Cl -C8烷基、Cl-C8烷氧基、C2_C8烯基、C2_C8稀氧基、C3 _C8环烷基、C3_C8环烷氧基、C6_ C10芳基、C6-C1Q芳氧基、〇7-&2芳烷基、C7-C 12芳烷氧基、〇7-&2烷基芳基、或C7-C12烷基芳氧基， 并且其中每个η独立地是0、1、2、3或4。聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物还包括含有以下通式（14) 的结构单元的聚碳酸酯嵌段：
[0022]
[0023]其中R1基团的总数的至少60%包含芳族部分以及其余量包含脂族、脂环族、或芳 族部分。聚硅氧烷-聚碳酸酯材料包括在美国专利号7，786，246中公开和描述的材料，其通 过引证以其全部内容结合于此，用于公开各种组合物及用于制备其的方法的特定目的。 [0024] 在一些实施方式中，当根据ASTM D1238在260°C下在2.16kg的负荷下测试时，共混 热塑性组合物具有大于或等于约10克/10分钟的熔体流动速率(MFR)。某些实施方式是这样 的，当根据ASTM D256测试时，包含共混热塑性组合物的模制样品具有大于或等于约500焦 耳/米(J/m)的缺□悬臂梁冲击强度。当根据ASTM D648在3.2毫米(mm)厚的棒上在1.82兆帕 (MPa)下测试时，一些包含共混热塑性组合物的模制样品具有大于或等于约90°C的热变形 温度(HDT)。在某些优选的组合物中，包含共混热塑性组合物的模制样品具有大于或等于约 0.85的第一次通过概率(pFTP)。
[0025] -些共混热塑性组合物包含从约60wt%至约80wt%的聚碳酸酯组分；从约lwt% 至约5wt %的抗冲改性剂组分;从约5wt %至约25wt %的矿物填料组分；以及从约5wt %至约 12wt%的阻燃剂组分。其他共混热塑性组合物包含从约60wt%至约80wt%的聚碳酸酯组 分;从约1 wt %至约4wt %的抗冲改性剂组分;从约1 Owt %至约20wt %的矿物填料组分；以及 从约5wt %至约10wt%的阻燃剂组分。仍然其他共混热塑性组合物包含从约60wt%至约 80wt %的聚碳酸酯组分；从约lwt%至约3wt%的抗冲改性剂组分；从约12.5wt%至约 17.5wt%的矿物填料组分；以及从约6wt%至约9wt%的阻燃剂组分。又其他共混热塑性组 合物包含从约20wt%至约40wt%的第一聚碳酸酯组分;其中，当在300°C和在1.2kg的负荷 下根据ASTM D1238测量时，第一聚碳酸酯聚合物组分具有从约20克/10分钟至约30克/10分 钟的熔体流动速率(