具有长寿命的颜色稳定的聚碳酸酯的制作方法_3

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ClO芳氧基、〇7_&3芳烷基、C7_C13芳烷氧基、〇7_&3烷芳基或〇7_&3烷芳氧基。上述R基团的组合 可以用于相同的共聚物。一般,D的平均值可以为2至约1000、具体地约2至约500、更具体地 约5至约200、以及更具体地约10至约75。在D是较小值,例如,小于约40时,可能希望的是使 用相对较大量的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。相反,当D是较大值,例如大于约40时,可能需 要使用相对较少量的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。应当注意的是,聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚 物中的硅氧烷嵌段具有链长分布,并且D是平均值。
[0072] 在一个实施方式中,通过式(10)中的重复结构单元提供了聚二有机硅氧烷嵌段:
[0073]
[0074]其中,D如以上所限定;每个R可以相同或不同并且如以上所限定;并且Ar可以相同 或不同,并且是取代或未取代的C6-C30亚芳基基团,其中,键直接结合至芳香族部分。式(10) 中的合适的Ar基团可以衍生自C 6-C3Q二羟基亚芳基化合物,例如以上式(3)、(4)或(7)的二 羟基亚芳基化合物。还可以使用包含上述二羟基亚芳基化合物中的至少一种的组合。
[0075] 这种单元可以衍生自以下式(11)的对应二羟基化合物:
[0076]
[0077]其中,Ar和D如上所述。该式的化合物可以在相转移条件下通过二羟基亚芳基化合 物与例如α,ω -双乙酰氧基聚二有机硅氧烷的反应得到。
[0078] 在另一个实施方式中,聚二有机硅氧烷嵌段包含式(12)的重复结构单元:
[0079]
[0080] 其中,R和D如以上所限定。式(12)中的R2是二价的(:2_(:8脂肪族基团。式(12)中的每 个Μ可以相同或不同,并且可以是氰基、硝基、CrCs烷硫基、&-C8烷基、CrCs烷氧基、C 2_C8稀 基、C2-C8烯氧基、C3-C 8环烷基、C3-C8环烷氧基、C6-C1Q芳基、C 6-C1Q芳氧基、C7-C12#烷基、C7- c12芳烷氧基、〇7-&2烷芳基或〇7-&2烷芳氧基,其中,每个η独立地是Ο、1、2、3或4。
[0081]在一个实施方式中,Μ是诸如甲基、乙基或丙基的烷基,诸如甲氧基、乙氧基或丙氧 基的烷氧基,或诸如苯基、或甲苯基的芳基;R2是二亚甲基、三亚甲基或四亚甲基基团;并且 尺是(^8烷基,卤代烷基诸如三氟丙基、氰基烷基、或诸如苯基或甲苯基的芳基。在另一个实 施方式中,R是甲基,或甲基和苯基的混合物。在又一个实施方式中,Μ是甲氧基,η是1,R 2是 二价&-C3脂肪族基团,并且R是甲基。
[0082] 这些单元可以衍生自对应的二羟基聚二有机硅氧烷(13):
[0083]
[0084] 其中,R、D、M、R2和η如上所述。
[0085] 可以通过在式(14)的硅氧烷氢化物和脂肪族的不饱和一元酚之间进行铂催化的 加成来制备这种二羟基聚硅氧烷,
[0086]
[0087]其中,R和D是如之前所限定的。合适的脂肪族不饱和一元酚包括例如丁香酚、2-烷 基苯酸、4-稀丙基_2_甲基苯酸、4-稀丙基_2_苯基苯酸、4-稀丙基_2_叔丁氧基苯酸、4-苯 基-2-苯基苯酚、2-甲基-4-丙基苯酚、2-烯丙基-4,6-二甲基苯酚、2-烯丙基-6-甲氧基-4-甲基苯酚和2-烯丙基-4,6-二甲基苯酚。还可以使用包含上述中的至少一种的混合物。 [0088]硅氧烷嵌段可以由大于零至约25wt %的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组成,包括 4wt%至约25wt%,约4wt%至约10wt%,或约15wt%至约25wt%,或约6wt%至约20wt%。聚 碳酸酯嵌段可以由约75wt%至小于lOOwt%的嵌段共聚物组成,包括约75wt%至约85wt%。 具体考虑的是聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物是二嵌段共聚物。聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的重 均分子量可以为约28,000至约32,000。一般,聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的量足以使整体的 聚碳酸酯共混物包含约2wt %至约5wt %的硅氧烷。例如,如果聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物包 含20wt%的硅氧烷,那么共混物可以包含约14至约24wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。
[0089] 聚碳酸酯(A)-般包含封端剂。封端剂可以是诸如叔丁基苯酚(TBP)或对枯基苯酚 (PCP)的苯酚或本领域已知的其他类似化合物。
[0090] 在本公开的【具体实施方式】中,聚碳酸酯聚合物(A)衍生自具有式(I)的结构的二羟 基化合物:
[0091]
[0092] 其中,RiSRs各自独立地选自氢、硝基、氰基、CrCm烷基、C4-C2Q环烷基和C 6_C20芳 基;并且A选自单键、-〇-、-S-、-S〇2-、Cl_Cl2烷基、C6-C2Q芳香族和C6-C2Q脂环族。
[0093] 在具体的实施方式中,式(I)的二羟基化合物是2,2_双(4-羟基苯基)丙烷(即,双 酚A或BPA)。式(I)的其他示例性化合物包括:2,2-双(4-羟基-3-异丙基苯基)丙烷;2,2-双 (3-叔丁基_4_羟基苯基)丙烷;2,2-双(3-苯基_4_羟基苯基)丙烷;1,1-双(4-羟基苯基)环 己烧;4,4' 二羟基_1,1_联苯;4,4 二羟基_3,3 二甲基_1,1_联苯;4,4 二羟基 _3,3 二 辛基-1,1-联苯;4,4 二羟基二苯醚;4,4 二羟基二苯基硫醚;和1,3-双(2-(4-羟基苯 基)_2_丙基)苯。
[0094] 在更具体的实施方式中,聚碳酸酯聚合物(A)是由熔融方法生产的双酚A均聚物。 根据聚碳酸酯标准基于GPC,聚碳酸酯聚合物的重均分子量(Mw)可以为约15,000至约70, 000道尔顿,包括约15,000至约22,000道尔顿的范围。
[0095] 在其他实施方式中,组合物可以包含线性和支化聚碳酸酯树脂,然而,至少一种树 脂必须衍生自熔融聚碳酸酯方法。
[0096] 在本公开的一些实施方式中,聚碳酸酯组合物包含两种或更多种聚碳酸酯聚合 物,即第一聚碳酸酯聚合物(A1)和第二聚碳酸酯聚合物(A2)。两种聚碳酸酯聚合物可以含 有相同或不同的单体。在一个实施方式中,第一聚碳酸酯聚合物具有大于第一聚碳酸酯聚 合物的重均分子量。
[0097] 通过熔融聚合制备本公开的聚碳酸酯(A)。聚碳酸酯的熔融聚合是本领域众所周 知的并且可以在没有过度实验的情况下进行。一般,在熔融聚合方法中,可以在Banbury? 混合器、双螺杆挤出机等中,在存在酯交换催化剂的情况下,通过使处于熔融状态的一种或 多种二羟基反应物和二芳基碳酸酯(如碳酸二苯酯)共反应形成均匀分散体来制备聚碳酸 酯。通过蒸馏从熔融反应物中除去挥发性一元酚,并且作为熔融残留分离聚合物。
[0098] 在进一步的实施方式中,添加淬火剂来实现通过熔融聚合方法生产的聚碳酸酯的 颜色稳定性。淬火剂抑制可以存在于聚碳酸酯中的任何残留催化剂的活性并减少聚碳酸酯 的降解。可以在聚碳酸酯的反应完成后添加淬火剂,或可以在使反应混合物经受高温和高 真空来除去副产物苯酚、未反应的单体和短低聚物之前将其添加至中间体聚碳酸酯。优选 地,淬火剂提供了透明/半透明和无色产物。
[0099] 淬火剂可以包括有时用作稳定剂的材料。合适的淬火剂可以包含具有至少一个氨 基和至少一个酸基或酸酯基的分子。酸/酸酯基可以是路易斯酸、布朗斯台德酸(Bronsted acid)或强酸的酯。氨基可以是伯、仲、叔或季铵。这种分子的实例包括N-(2_羟基乙基)哌 嗪-N ' -3-丙磺酸;1,4-哌嗪双(乙磺酸);和5-二甲基氨基-1-萘磺酸。其他合适的淬火剂可 以包括磺酸酯,诸如甲苯磺酸正丁基酯;苯酸酐、苯甲酸、三乙基邻乙酸酯、对甲苯磺酸;布 朗斯台德酸、路易斯酸和强酸的酯。
[0100] 合适的布朗斯台德酸化合物的实例包括磷酸、亚磷酸、次磷酸、焦磷酸、聚磷酸、硼 酸、氢氯酸、氢溴酸、硫酸、亚硫酸、丁二酸、壬二酸、十二烷酸、L-抗坏血酸、天冬氨酸、苯甲 酸、苯酸酐、甲酸、乙酸、柠檬酸、谷氨酸、水杨酸、烟酸、富马酸、马来酸、草酸、苯亚磺酸、甲 苯亚磺酸、和磺酸诸如苯磺酸、对-甲苯磺酸、三氟甲磺酸、萘磺酸、磺化聚苯乙烯和丙烯酸 甲酯磺化的苯乙烯共聚物。
[0101]合适的强酸的酯的实例包括化合物诸如磺酸二甲酯,邻乙酸三乙酯,磺酸二乙酯, 对甲苯磺酸的甲基、乙基、丁基、辛基或苯基酯,以及苯磺酸的甲基、乙基、丁基、辛基或苯基 酯。
[0102] 其他合适的酯交换淬火剂包括酸式磷酸盐、酸性亚磷酸酯、亚磷酸烷基酯、亚磷酸 芳酯、混合的亚磷酸酯;单和二氢膦酸酯及它们的金属盐;和焦磷酸酯和它们的金属盐。酸 式磷酸盐包括磷酸二氢钠、磷酸一锌、磷酸氢钾、磷酸二氢钙等。其他实例包括磷酸、过渡金 属磷酸盐、磷酸锌、磷酸一锌、磷酸钙、磷酸和亚磷酸。
[0103] 可以将淬火剂用在粉末载体或非粉末载体中,诸如包含淬火剂的液态载体或固态 颗粒。示例性的液态载体可以包括碳酸亚丙酯、苯甲醚、甲苯、熔融的四硬脂酸季戊四醇酯 (PETS)和单硬脂酸甘油酯(GMS)。
[0104] 基于聚碳酸酯的总重量,可以以约0.05ppm至约lOOppm的量采用催化剂淬火剂。在 该范围内,优选的是催化剂淬火剂的用量是小于或等于约50ppm,更优选小于或等于约 lOppm。还在这个范围内,优选的是催化剂淬火剂的用量大于或等于约0. lppm,更优选大于 或等于约〇.5ppm。
[0105] 通过熔融聚合制备的聚碳酸酯经常包含弗里斯产物。弗里斯重排是在使用熔融方 法制备聚碳酸酯的过程中发生的不希望的副反应。一般,当碳酸芳酯基团重排变为羟基取 代的水杨酸苯酯(phenyl salicylate ester)时,发生弗里斯重排。羟基基团然后可以经历 聚合,并用作聚碳酸酯的支化点,其影响聚碳酸酯的流动性和其他性质。尽管聚碳酸酯中可 以容许有低水平的弗里斯产物,但是高水平的存在一般是不希望的,因为其导致熔融性能、 颜色和机械性质改变,并
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