深色聚碳酸酯组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及具有低温抗冲击性、薄壁阻燃性(FR)、良好的耐电痕性(electrical tracking resistance)、和减少的卤素含量的深色聚碳酸酯组合物。这些聚碳酸酯组合物 可以用于各种绝缘应用。
【背景技术】
[0002] 聚碳酸酯(PC)是合成工程热塑性树脂，并且是具有多种有益特性的一类有用的聚 合物。由于它们的强度和透明性，聚碳酸酯树脂提供了许多显著的优点并且用于多种不同 的商业应用，包括电子工程(E&E)部件、机械部件等。
[0003] 由于它们的广泛应用，期望提供具有优良的阻燃性的聚碳酸酯。市场也在向着用 于总的最终产品的纤细、重量减少、和尺寸缩减的目的具有薄壁的制品的方向发展。随着壁 厚降低，难以使制品成为阻燃制品。
[0004] 期望地，聚碳酸酯组合物应该还具有优良的流动特性。良好的流动特性能反映出 聚合组合物可以倾入用于形成部件形状的模具中的容易程度。还期望较好的抗冲击特性。 增加抗冲击性的常规方法是通过增加聚合物的重均分子量，然而这也通常降低流动特性并 且使得聚合物难以填充复杂的模具或薄壁模具。
[0005] 在本领域中还存在对于具有深颜色、提供优良的耐电痕性、并且保持在低温下的 延展性的阻燃聚碳酸酯组合物的需要。在这方面，已经开发了表现出良好的阻燃性、低温冲 击强度、和阻燃性能的聚碳酸酯。然而，这些聚碳酸酯也需要溴化的阻燃剂添加剂，并且由 于高Ti0 2含量(用于冲击强度和耐电痕性)的存在，仅可获得浅色。由于较高水平的炭黑和/ 或较低水平的Ti02的存在导致低温抗冲击性和耐电痕性的损失，创造具有薄壁阻燃特性、 非溴化FR添加剂，以及低温冲击强度的深色聚碳酸酯的尝试是不成功的。
【发明内容】
[0006] 本文公开了具有低温抗冲击性（通过延展性测量的）、薄壁FR性能（0.8mm厚度下 V0)、和优良的耐电痕性(例如，CTI Class 2等级）的组合的聚碳酸酯共混物。该共混物包含 聚碳酸酯聚合物、聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物、非溴化的且非氯化的阻燃剂、二氧化钛 (Ti0 2)、和炭黑。
[0007] 在本文的各种实施方式中公开的是阻燃聚碳酸酯共混物，包含约30wt%至约 80wt %的聚碳酸酯聚合物;使得共混物包含约2wt %至约5wt %的硅氧烷的聚碳酸酯-聚硅 氧烷共聚物的含量;约〇. Olwt %至约0.05wt %的非溴化的且非氯化的阻燃剂;约lwt %至约 10wt%的二氧化钛(Ti〇2);以及约0.2wt%至约2wt%的炭黑；其中，Ti〇2与炭黑的比例为约 3:1至约6:1;并且其中，共混物具有20或更低的L-值。
[0008] 在一些实施方式中，聚碳酸酯共混物具有20或更低的L-值;符合CTI PLC 2标准； 具有在0.8mm厚度下的V0性能;并且具有在-30°c下100 %延展性。
[0009] 在其他另外的实施方式中，聚碳酸酯共混物具有当根据ISO 1133在300°C，1.2kg 下测得的l〇cm3/10分钟或更低的MVR〇
[0010]有时，聚碳酸酯共混物具有当根据ISO 180在-30°c下测得的至少45kJ/m2的缺口 悬臂梁冲击强度。
[0011]在特定的实施方式中，共混物具有20或更低的L-值;符合CTI PLC 2标准;具有在 0.8mm厚度下V0性能;具有在-30°C下100%延展性，并且具有当根据ISO 180在-30°C下测得 的至少45kJ/m2的缺口悬臂梁冲击强度。
[0012] 聚碳酸酯共混物可以具有在〇. 8mm厚度下至少0.90的pFTP(VO)以及约30秒或更少 的消焰时间（F0T)。在更特定的实施方式中，共混物具有在0.8mm厚度下至少0.95的pFTP (V0)以及25秒或更少的消焰时间(F0T)。
[0013] 在特定的实施方式中，在共混物中Ti02与炭黑的比例为约4:1至约5:1，并且其中， 共混物符合CTI PLC 2标准。
[0014] 在其他实施方式中，在共混物中Ti02与炭黑的比例为至少4:1，并且共混物具有 在-30°(3下100%延展性。
[0015] Ti〇2与炭黑的比例可以是约4:1至约6:1，或者可以是4:1至5:1。
[0016] 聚碳酸酯共混物可以包含约2wt%至约5wt%的Ti02(3Ti02可以具有硅基涂层。
[0017] 聚碳酸酯共混物可以包含约0.5wt%至约1.5wt%的炭黑。
[0018] 聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物可以包含约6wt%至约20wt%的硅氧烷。
[0019]在特定的实施方式中，共混物包含至少0.03wt%的阻燃剂。特别地，阻燃剂可以是 全氟烷基磺酸盐(perfluoroalkane sulfonate) 〇
[0020] 聚碳酸酯共混物可以进一步包含约0.05wt %至约lwt %的抗滴落剂。
[0021] 聚碳酸酯聚合物可以包含，具有高于25000的Mw的高分子量聚碳酸酯聚合物以及 具有低于25000的Mw的低分子量聚碳酸酯聚合物，当混合在一起时，其具有约25000至约 30000的平均分子量。高分子量聚碳酸酯聚合物与低分子量聚碳酸酯聚合物的重量比可以 是约1:1。
[0022] 本文还公开了深色阻燃聚碳酸酯共混物，包含：约35wt%至约45wt%的具有高于 25,000的Mw的高分子量聚碳酸酯聚合物；约35wt %至约45wt %的具有低于25,000的Mw的低 分子量聚碳酸酯聚合物;使得共混物包含约2wt%至约5wt%的硅氧烷的聚碳酸酯-聚硅氧 烷共聚物的量；约0.0 lwt %至约0.05wt %的非溴化的且非氯化的阻燃剂；约2wt %至约 4wt%的二氧化钛(Ti〇2);以及约0.2wt%至约2wt%的炭黑；其中，共混物具有20或更低的 1^-值;符合(：1'1?^：2标准，具有在0.8臟厚度下￥0性能，并且具有在-30°(3下100%延展性。 [0023]共混物中Ti0 2与炭黑的比例可以是约3:1至约6:1。在特定的实施方式中，聚碳酸 酯共混物具有当根据ISO 180在-30°c下测得的至少45kJ/m2的缺口悬臂梁冲击强度。
[0024] 本文还公开了由上述聚碳酸酯共混物的各种实施方式模制的制品。模制品可以是 太阳能装置、电接线盒、电连接器、电动交通工具充电器、户外电气外壳、智能电表外壳、智 能电网节点（smart grid power node)、光伏框架、或微型断路器。
[0025] 下文更具体地描述了这些及其它非限制性的特性。
[0026] 特定的实施方式
[0027] 通过参考以下期望的实施方式和其中包含的实施例的详细描述可以更容易理解 本公开内容。在以下说明书和所附的权利要求中，将提及多个术语，这些术语应限定为具有 以下含义。
[0028] 除非上下文另外清楚地规定，单数形式"一个"、"一种"和"该"包括复数指示物。
[0029] 如在说明书和权利要求中所使用，术语"包含"可以包含具体形式"由……组成"和 "基本上由……组成"。
[0030] 本申请的说明书和权利要求中的数值，尤其当它们与聚合物或聚合物组合物相关 时，反映了可以包含不同特性的单独的聚合物的组合物的平均值。此外，除非有相反的指 示，数值应该理解为包含当减小至相同数量的有效数字时相同的数值，和与表述值相差小 于确定该值的本申请中描述类型的常规测量技术的实验误差的数值。
[0031] 本文所公开的所有范围包括列举的端点并且是独立地可组合的（例如，"2克至10 克"的范围包括端点2克和10克以及所有中间值）。
[0032] 如本文使用的，近似语言可以应用于修饰任何定量表述，该定量表述可以变化而 不会导致其所涉及的基本功能上的变化。因此，通过一种或多种术语，如"约"和"基本上"修 饰的值，可以并不限于指定的精确值，例如，包括与测量的特定量相关的误差度的术语。修 饰语"约"也应该认为是公开了由两个端点的绝对值限定的范围。例如，表述"从约2至约4" 也公开了范围"从2至4"。
[0033] 应该注意的是，重量百分数或"wt%"是基于聚合物组合物的总重量。
[0034] 化合物使用标准命名法进行描述。例如，未由任何指定基团取代的任何位置应当 理解为具有由指定键或氢原子填充的化合价。使用并不在两个字母或符号之间的短线 来表示取代基的连接点。例如，醛基-CH0是通过羰基基团的碳连接的。
[0035] 术语"脂肪族"是指不是环状的并且具有至少一价化合价的原子的直链或支链排 列。脂肪族基团限定为包含至少一个碳原子。主链中排列的原子可以包括杂原子，如氮、硫、 硅、硒和氧，或者可以仅由碳和氢组成。脂肪族基团可以是取代的或未取代的。示例性的脂 肪族基团包括但不限于：甲基、乙基、异丙基、异丁基、羟基甲基（_CH 20H)、巯基甲基（-CH2SH)、甲氧基、甲氧基羰基(CH30C0-)、硝基甲基(-CH 2N02)、和硫代羰基。
[0036] 术语"烷基"是指仅由碳和氢组成的原子的直链或支链排列。原子的排列可以包含 单键、双键或三键(通常称为烷烃、烯烃、或炔烃）。烷基基团可以是取代的（即替代一个或多 个氢原子)或未取代的。示例性的烷基基团包括但不限于，甲基、乙基、和异丙基。应当注意 的是烷基是脂肪族的子集。
[0037] 术语"芳香族"是指具有至少一价化合价并且包含至少一个芳香族基团的原子的 排列。该排列的原子可以包括杂原子如氮、硫、硒、硅和氧，或者可以仅由碳和氢组成。芳香 族基团是未取代的。示例性的芳香族基团包括但不限于:苯基、吡啶基、呋喃基、噻吩基、萘 基和联苯基。
[0038] 术语"芳基"是指全部由碳原子和氢原子组成的芳香族基团。当结合碳原子的数值 范围描述芳基时，其不应解释为包含取代的芳香族基团。例如，短语"包含6至10个碳原子的 芳基"应当解释为仅指苯基基团（6个碳原子)或萘基基团（10个碳原子），并且不应当解释为 包括甲基苯基基团（7个碳原子）。应当注意的是，芳基是芳香族的子集。
[0039] 术语"脂环族"是指是环状的原子排列但不是芳香族。脂环族基团可以在环中包括 杂原子如氮、硫、硒、硅和氧，或者可以仅由碳和氢组成。脂环族基团可以包含一个或多个非 环状组分。例如，环己基甲基基团（C 6HnCH2-)是脂环族官能团，其包含环己基环(环状的原 子的排列但不是芳香族)和亚甲基基团（非环状组分）。脂环族基团可以是取代的或未取代 的。示例性的脂环族基团包括但不限于，环丙基、环丁基、1，1，4，4-四甲基环丁基、哌啶基和 2,2,6,6_四甲基哌啶基。
[0040] 术语"环烷基"是指是环状原子排列的但不是芳香族，并且仅由碳和氢组成。环烷 基基团可以是取代的或未取代的。应当注意的是环烷基是脂环族的子集。
[0041] 在上面的限定中，术语"取代的"是指在指定的基团上的氢原子由另一官能团取 代，如烷基、卤素、_〇H、 -CN、-N〇2、_C00H 等。
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