反射聚碳酸酯组合物的制作方法_3

文档序号:9713131阅读:来源:国知局
常涉及在苛性钠或苛性钾的水溶 液中溶解或分散二元酚反应物,将得到的混合物添加至合适的不溶于水的溶剂介质,并且 在存在合适的催化剂如三乙胺或相转移催化剂下,在控制的pH条件,例如,约8至约10下使 反应物接触碳酸酯前体。通常,在熔融聚合方法中,聚碳酸酯可以通过在Banbury?混合 器,双螺杆挤出机等中,在酯交换催化剂存在下,在熔融状态下,二羟基反应物与碳酸二芳 基酯如碳酸二苯酯共反应来制备从而形成均匀的分散体。挥发性的一元酚通过蒸馏从熔融 的反应物中去除并且聚合物作为熔融残余物分离。
[0097] 在【具体实施方式】中,聚碳酸酯聚合物(A)源自具有式(I)的结构的二羟基化合物:
[0099] 其中,R1SR8各自独立地选自氢、硝基、氰基、C1-C2q烷基、C4-C 2Q环烷基,和C6-C20芳 基;以及A选自键、、-S-、-S〇2-、Cl_Cl2烷基、C6-C2Q芳香族、和C6-C2Q环脂族。
[0100] 在【具体实施方式】中,式(I)的二羟基化合物是2,2-双(4-羟苯基)丙烷(即双酚-A或 BPA)。式(I)的其他示例性的化合物包括:2,2-双(4-羟基-3-异丙基苯基)丙烷;2,2-双(3-叔-丁基 _4_轻苯基)丙烷;2,2_双(3_苯基_4_轻苯基)丙烷;I,1-双(4_轻苯基)环己烧;4, 4 ' -二羟基-I,1-联苯;4,4 ' -二羟基-3,3 ' -二甲基-I,1-联苯;4,4 ' -二羟基-3,3 ' -二辛基-I,1-联苯;4,4' -二羟基二苯基醚;4,4 ' -二羟基二苯基硫醚;和1,3-双(2-(4-羟苯基)-2丙 基)苯。
[0101] 在更【具体实施方式】中,聚碳酸酯聚合物(A)是双酚-A均聚物。根据聚碳酸酯标准, 聚碳酸酯聚合物可以具有约15,000至约70,000道尔顿的重均分子量(Mw),包括约15,000至 30,000道尔顿的范围。聚碳酸酯聚合物可以是直链或支链聚碳酸酯,并且在更具体实施方 式中是直链聚碳酸酯。
[0102] 在本公开的一些实施方式中,聚碳酸酯组合物包含两种聚碳酸酯聚合物,即第一 聚碳酸酯聚合物(Al)和第二聚碳酸酯聚合物(A2)。两种聚碳酸酯聚合物可以具有相同或不 同的单体。
[0103] 第一聚碳酸酯聚合物比第一聚碳酸酯聚合物具有更大的重均分子量。第一聚碳酸 酯聚合物可以具有高于25,000 (基于BPA聚碳酸酯标准通过GPC测量的)的重均分子量,包括 高于30,000。第二聚碳酸酯聚合物可以具有低于25,000(基于BPA聚碳酸酯标准通过GPC测 量的)的重均分子量。在实施方式中,第一聚碳酸酯聚合物与第二聚碳酸酯聚合物的重量比 通常是约20:80至约80: 20。注意在此描述的重量比是在组合物中的两种共聚物的量的比 率,而不是两种共聚物的分子量的比率。
[0104] 在两种聚碳酸酯聚合物之间的重量比可以影响最终组合物的流动性,延展性,和 表面美学。共混物可以包括约10至约90wt%的第一聚碳酸酯聚合物和包括约55wt%至约 80wt%的第二聚碳酸酯聚合物。共混物可以含有约20至约80wt%的第一聚碳酸酯聚合物 (更高的Mff)。共混物可以含有约5至约85wt%的第二聚碳酸酯聚合物(更低的Mff)。当共混在 一起时,两种聚碳酸酯聚合物可以具有约20,000至约30,000的平均分子量。
[0105]合适的聚碳酸酯可以由本领域中已知的方法如界面聚合和熔融聚合来制造。虽然 用于界面聚合的反应条件可以改变,但是示例性的方法通常涉及在苛性钠或苛性钾的水溶 液中溶解或分散二元酚反应物,将得到的混合物添加至合适的不溶于水的溶剂介质,并且 在存在合适的催化剂如三乙胺或相转移催化剂下,在控制的pH条件,例如,约8至约10下使 反应物接触碳酸酯前体。通常,在熔融聚合方法中,聚碳酸酯可以通过在Banbury?混合 器,双螺杆挤出机等等中,在酯交换催化剂存在下,在熔融状态下使二羟基反应物与碳酸二 芳基酯如碳酸二苯酯共反应来制备,从而形成均匀的分散体。挥发性的一元酚通过蒸馏从 熔融的反应物中去除并且分离聚合物作为熔融残余物。
[0106]本公开的聚碳酸酯组合物还包括白色着色剂(B)。例如,白色着色剂可以是二氧化 钛、硫化锌、氧化锌,或酸酸钡。在本公开的共混物中,白色着色剂可以以约5wt %至约 60wt%的组合物的量存在,包括约5wt%至约30wt%,或约20wt%至约40wt%,或约15wt% 至约35wt%。
[0107]通常,白色着色剂具有高折射率,其中,高折射率大于1.7。理想地,折射率大于或 等于2。具有这种尚折射率的可能的白色着色剂包括二氧化钦(如金红石(rutile)和锐钦矿 (anatase))、氧化锌、硫化锌、氧化铺,以及包括上述中至少一种的组合。白色着色剂可以用 无机处理如水合氧化铝、二氧化硅、硅酸钠、铝酸钠、硅酸铝钠、氧化锌、氧化锆,和云母中的 一种或多种进行处理。这些处理在白色着色剂的构建中充当结构单元(building block)并 且可以被选择性地沉淀,使得它们在靠近单独颗粒的表面发生。这些处理可以用作为分散 助剂和/或中和剂。
[0108]白色着色剂可以是未涂覆的或涂覆的,其中,涂覆可以通过一个或多个涂层来分 层。合适的涂覆剂可以包括以下一种或多种的硅烷偶联剂,包括烷基烷氧基硅烷和聚有机 氢硅氧烷;硅酮油;烷基氢聚硅氧烷;聚有机硅氧烷;醇,包括三羟甲基丙醇;多元醇,包括三 羟甲基丙烷;烷基磷酸酯;磷酸化脂肪酸;高级脂肪酸酯;酸化合物如亚磷酸、磷酸、羧酸,和 羧酸酐;蜡;以及其他涂覆剂。可以结合专用的涂料(coating)如包括异丙基三异硬脂酰基 钛酸酯的钛酸酯偶联剂。白色着色剂可以具有金属涂料,使得着色剂键合聚碳酸酯或几乎 没有与聚碳酸酯相互作用。可能的金属包括铝、钛、硼,等等。涂料的一些实施例包括二氧化 硅;金属氧化物(如氧化铝);和金属氮化物(如氮化硼、氮化硅,和氮化钛);以及包括上述中 至少一种的组合。通常,白色着色剂和涂料具有不同的组合物。例如,白色着色剂可以是涂 覆的二氧化钛。可能的涂料包括无机涂料(例如氧化铝)和/或有机涂料(例如聚硅氧烷),其 中无机涂料可以包括O至5wt%的二氧化硅或氧化铝并且有机涂料可以包括O至3wt%的疏 水有机表面活化剂。因此,白色着色剂可以是氧化铝涂覆的二氧化钛、氧化铝和聚硅氧烷涂 覆的二氧化钛,和/或聚硅氧烷涂覆的二氧化钛。例如,白色着色剂是具有按照DIN EN ISO 591,第1部分的R2分类的二氧化钛,其利用铝和/或硅的化合物稳定,并且具有大于或等于 96.0 %的二氧化钛纯度。二氧化钛的实例是从Kronos Worldwide,Inc商购获得的Kronos 2233〇
[0109]白色着色剂,例如,二氧化钛,可以是涂覆的或未涂覆的,并且可以具有小于 500nm,具体地,30nm至500nm,具体地,50nm和500nm,更具体地,170nm至350nm,仍然更具体 地,IOOnm至250nm,甚至150nm至200nm的平均粒径。例如,白色着色剂,例如,二氧化钛,可以 具有大于或等于30nm,具体地,小于或等于180nm,例如,30nm至180nm的平均粒径。由于更小 的粒径可以显得更蓝,所以平均粒径可以大于或等于170nm,这可以导致更低的反射率。 [0110]在【具体实施方式】中,白色着色剂是具有按照DIN EN ISO 591,第1部分的R2分类的 二氧化钛,其利用铝和/或硅的化合物稳定,并且具有大于或等于96.0 %的二氧化钛纯度。 合适的二氧化钛的实例是从Kronos Worldwide ,Inc商购获得的Kronos 2233。
[0111] 聚碳酸酯组合物还包括荧光增白剂(C)。增白剂改善最终制品的反射率。荧光是在 吸收光或其他电磁辐射之后由着色剂发出光,并且是发光的形式。通常,通过荧光增白剂发 出的光比吸收的辐射具有更长的波长(即更低的能量)。在本公开的共混物中,荧光增白剂 可以以约0.Olwt%至约0.1 wt%的组合物的量存在。
[0112] 在【具体实施方式】中,荧光增白剂含有两个苯并噁唑基团。这样的荧光增白剂的具 体实例包括4,4'_双(2-苯并噁唑基)芪(从Ciba作为TINOPAL OB R513商购获得的)和2,δ?α-叔-丁基-2-苯并噁唑基) 噻吩 (从 Eastman 作为 OB-I 商购获得的 ),它们如下所示 :
[0114] 聚碳酸酯组合物还包含阻燃剂(D)。阻燃剂添加剂(D)以约O.Olwt%至约20wt%, 包括约0.3wt%至约5wt%的量存在于共混物中。多于一种阻燃剂添加剂可以存在,即这样 的添加剂的组合是被仔细考虑的。理想地,阻燃剂添加剂不含有溴或氯。
[0115] 在【具体实施方式】中,使用盐类阻燃剂。阻燃剂可以是K、Na,或Li盐。有用的盐类阻 燃剂包括无机质子酸和包含至少一个碳原子的有机BltMStgtl酸的碱金属盐或碱土金属 盐。这些盐不应当含有氯和/或溴。优选地,盐类阻燃剂是磺酸盐。例如,阻燃剂添加剂可以 是全氟烷磺酸盐。在【具体实施方式】中,盐类阻燃剂选自由以下组成的组:三苯磺基-3-苯磺 酸钾(KSS),全氟丁烷磺酸钾(Rimar盐),以及包括上述中至少一种的组合。
[0116]在其他实施方式中,阻燃剂是磷腈阻燃剂。例如,磷腈阻燃剂可以是式(II)的环状 磷腈或式(III)的直链膦腈:
[0118]其中,R是烷基或芳基;以及其中,V是3至25的整数;
[0120] 其中,R是烷基或芳基;《是3至约1,000的整数J1是-P(OR)3或-P( = 0)(0R);Y2是-P (OR)4或-P(=0)(0R)2。在式(II)和式(III)的【具体实施方式】中,R是苯基(-C 6H5)。这些膦腈 也可以是交联的。示例性的磷腈阻燃剂是SPB-100,从Otsuka Chemical Co. ,Ltd.商购获得 的二苯氧基磷腈,被认为是式(II)的膦腈,其中,R =苯基并且V = 3。
[0121] 当使用磷腈阻燃剂时,共混物可以进一步包含聚碳酸酯聚硅氧烷共聚物。硅氧烷 嵌段可以构成大于零至约25wt %的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物,包括4wt %至约25wt %,约 4wt%至约10wt%,或约15wt%至约25wt%,或约6wt%至约20wt%。聚碳酸酯嵌段可以构成 约7 5wt %至小于10 Owt %的嵌段共聚物,包括约7 5wt %至约8 5wt %。具体地考虑的是聚碳酸 酯-聚硅氧烷共聚物是二嵌段共聚物。聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物可以具有约28,000至约 32,000的重均分子量。在聚碳酸酯组合物中,聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物可以以约5wt%至 约50wt %,包括约12wt %至约16wt %的量存在。通常,对于总的聚碳酸酯共混物而言,聚碳 酸酯-聚硅氧烷共聚物的量足以含有约2wt %至约5wt %的硅氧烷。例如,如果聚碳酸酯-聚 硅氧烷共聚物含有20wt%的硅氧烷,那么共混物可以含有约14至约24wt%的聚碳酸酯-聚 硅氧烷共聚物。
[0122] 在【具体实施方式】中,共混物还包含抗滴落剂(E)。抗滴落剂包含,例如原纤维形成 或非原纤维形成的含氟聚合物如聚四氟乙烯(PTFE)。抗滴落剂可以通过如上所述刚性共聚 物例如SAN封装。在SAN中封装的PTFE被称作为是T
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