包含支化的聚碳酸酯的多壁聚合物片材的制作方法

专利名称：包含支化的聚碳酸酯的多壁聚合物片材的制作方法
包含支化的聚碳酸酯的多壁聚合物片材
背景技术：
在自然采光结构体(例如温室、泳池框架(pool enclosures)、暖房、体育场、日光 浴室等等)的建造中，玻璃在许多应用中用作透明结构部件，例如窗、饰面和屋顶。然而，聚 合物片由于若干显著的益处在许多应用中取代玻璃。聚合物片的一种益处在于它与玻璃相比显示出优异的抗冲击性。在遇到由破坏行 为、冰雹、收缩/膨胀等等导致的偶然破裂的应用中，这又减少维护成本。聚合物片的另一 益处是与玻璃相比重量显著减轻。这使得聚合物片比玻璃更容易安装而且降低安装它们的 结构体的承重要求。除了这些益处以外，聚合物片最显著的优点之一是它提供比玻璃改善的隔热性 能。该特性显著影响聚合物片的整个市场接受性，因为消费者期望效率提高的结构部件以 减少供暖和/或制冷成本。由于当前的全球变暖问题，聚合物片的绝缘性变得越来越重要。趋向于采用更高 的规格和多层(例如，5层以上)以及在各层之间具有空气通道，所有这些用于生成较低的 U值(绝缘)，节约能耗，从而引起较少的二氧化碳(CO2)污染。在生产和规模化这些具有较高规格的片材时，观察到了加工问题。在挤出加工的 定径套区内，多壁片材内的热量不能充分降低和/或移除，导致生产出不符规格的材料，出 现崩塌的肋件(rib)和/或其它问题。因此，持续需要具有减少的崩塌肋件的多壁片材及其制造方法。

发明内容
本文公开了多壁片材及其制造方法。一种实施方案中，多壁片材包含主层和横 断壁(transverse wall)。所述多壁片材具有大于或等于约45mm的总厚度，大于或等于约 4. 5kg/m2的重量，和/或大于或等于8个室以及小于或等于约1. 2ff/m2K的U值。所述多壁 片材还包含大于75衬％的支化聚碳酸酯树脂，基于片材的总重量。在另一种实施方案中，多壁片材包括主层，横断壁和分隔物(divider)。所述多 壁片材具有大于或等于约45mm的总厚度，以及大于75wt%的支化聚碳酸酯树脂，基于片材 的总重量。在又一种实施方案中，多壁片材包括主层，横断壁和分隔物。所述多壁片材具有 大于或等于约4. 5kg/m2的重量，以及大于75衬％的支化聚碳酸酯树脂，基于片材的总重量。在还又一种实施方案中，多壁片材包括主层，横断壁和分隔物。所述多壁片材具 有大于或等于8个室，小于或等于约1. 2ff/m2K的U值，以及大于75wt %的支化聚碳酸酯树 月旨，基于片材的总重量。
在一种实施方案中，制备多壁片材的方法包括挤出包含主层和横断壁的片材。所 述多壁片材具有大于或等于45mm的总厚度，大于或等于4. 5kg/m2的重量，和/或大于或等 于8个室以及小于或等于1. 2ff/m2K的U值。所述多壁片材还包含大于75wt%的支化聚碳 酸酯树脂，基于片材的总重量。
通过下述附图和详述对上述和其它特征进行示例。


现在参照附图，它们是示例性的实施方案，其中同样的元件编号相同。图1是示例性的9层多壁片材的部分截面图。图2是包含100衬％线型聚碳酸酯的55mm厚的9层多壁片材的部分截面图。图3是包含75wt%支化聚碳酸酯(其中支化度为0. 3mol% )和余量为线型聚碳 酸酯的55mm厚的9层多壁片材的部分截面图。图4是包含IOOwt %支化聚碳酸酯(其中支化度为0. 3mol% )的55mm厚的9层 多壁片材 的部分截面图。
具体实施例方式在满足期望的重量、透光率和绝缘目标的努力中，常常用聚合物片代替玻璃，并且 聚合物片在厚度和/或片材层数上日益增加。由于追求更厚/更重/更多层的片材，出现 了层的翘曲和不平以及总片材厚度问题。这些不平的片材在商业上是不可接受的。如本申 请所公开，层的翘曲和不平问题得到了解决。出乎意料地发现，通过采用足够量的支化聚碳 酸酯，可制得平直的片材，其具有大于或等于约45mm的总厚度，大于或等于约4. 5kg/m2的 重量，和/或大于或等于8个室以及小于或等于约1. 2ff/m2K的U值。在一种实施方案中，所述多壁片材可包括主层和横断壁。所述多壁片材可具有大 于或等于45mm的总厚度，大于或等于4. 5kg/m2的重量，和/或大于或等于8个室以及小于 或等于1. 2ff/m2K的U值；以及大于75wt%的支化聚碳酸酯树脂，基于多壁片材的总重量。 该多壁片材可与平均总厚度相差小于或等于约2%，其中所述平均总厚度是在1，200mm宽 乘4，200mm长的区域上采用横切宽度的方向上至少10个数据点确定的，和/或邻近主层 可与邻近层平均厚度相差小于或等于约20%，其中所述平均邻近层平均厚度是在邻近层 的1，200mm宽乘4，200mm长的区域上采用横切宽度的方向上至少10个数据点确定的。在 一些实施方案中，所述片材与平均总厚度相差小于或等于约1.25%，和/或所述邻近主层 可与平均邻近层平均厚度相差小于或等于约15%。任选地，片材的总厚度可大于或等于 50mm，片材的重量可为约4. 5kg/m2至约6. Okg/m2，和/或片材可具有大于或等于10个室和 U值小于或等于1.2W/m2K。在一些实施方案中，所述支化剂可选自间苯三酚；五羟基联苯 (phloroglucid) ；1，1，1_三(4-羟基苯基)乙烷；偏苯三酸；偏苯三酰氯；均苯四酸；二苯 甲酮四羧酸及其酰氯；2，6_二(2-羟基-5-甲基苄基)-4_甲基苯酚和1，3，5_三(4-羟基苯 基)苯，以及包含至少一种前述支化剂的组合，例如，1，1，1_三(4-羟基苯基)乙烷和/或偏 苯三酰氯。此外，所述支化聚碳酸酯可具有大于或等于0. 3mol%的支化度(branching)，基 于100摩尔的支化聚碳酸酯；或更具体而言约0. 3mol%至约0. 5mol%的支化度，基于100 摩尔的支化聚碳酸酯。在一些实施方案中，所述重量可以是大于或等于约5. Okg/m2，和/或 所述多壁片材具有98衬％的支化聚碳酸酯树脂。在一种实施方案中，制备多壁片材的方法包括挤出聚碳酸酯树脂以形成具有主 层和横断壁的多壁片材。所述多壁片材可具有大于或等于45mm的总的厚度，大于或等于 4. 5kg/m2的重量，和/或大于或等于8个室以及小于或等于1. 2ff/m2K的U值；以及大于75wt %的支化聚碳酸酯树脂，基于多壁片材的总重量。在一种实施方案中，所述多壁片材具有大于75衬％的支化聚碳酸酯树脂，或具体 而言大于或等于约85wt %的支化聚碳酸酯树脂，或更具体而言大于或等于约90wt %的支 化聚碳酸酯树脂，或还更具体为约98wt %的支化聚碳酸酯树脂，基于片材的总重量，其中例 如具有大于或等于约0.3mol%的支化度。所述片材的总厚度大于或等于约45毫米(mm)； 重量大于或等于约4. 5千克/平方米(kg/m2)；和/或大于或等于8个室(例如，大于或等 于5个水平层和大于或等于4个分隔物)以及U值小于或等于约1. 2瓦特/平方米开尔文 (ff/m2K)。
在一种实施方案中，多壁片材可具有足够的水平壁和横断壁(例如，横断水平壁 的壁)以及分隔物(分隔在邻近水平壁与横断壁之间形成的区域的壁)，以产生大于或等于 8个室(例如，空气通道、储液室等)，或具体为大于或等于10个室，或者更具体为大于或等 于14个室，以及还更具体为大于或等于18个室。本申请中所使用的室的个数是位于外壁 与邻近横断壁之间的室的数目。例如，参见图1，在外壁2，4与邻近横断壁9，11之间存在8 个室。此外，片材具有足够的横断层，以实现所期望的结构完整性。除了使用主层和横断 层之外，还可使用分隔物。分隔物可具有各种几何形状，例如竖直(例如，垂直)、水平、交叉 (例如，X)几何形状、正弦曲线几何形状和其它几何形状，以及包含这些几何形状中的至少 一种的组合。具体而言，U值为片材两侧之间的温差为1° K时穿过1平方米片材2的热 能值。U 值可依照 EN 675 和 Deutches Institute fur Normung ( “DIN”)European Norm( “EN”)12667/12664测定。根据下式(I)计算U值
ττ 1_U=—---—— (I)
Ι/^+Ι/χ+Ι/^ v )其中x = λ /sλ =热导率s =片材厚度(1/ α j)=内传热阻值(thermal transition resistance value inside)(1/ α a)=夕卜传热阻值(thermal transition resistance value inside)根据NEN 1068(2001 年)，(1/α》值为 0· 13 (m2K/W)，而(1/α a)值为 0· 04 (m2K/ W)，并与聚合物的类型无关。针对具体的结构，热导率通常依经验测量。已经发现，具有大于或等于约45毫米(mm)的总厚度；大于或等于约4. 5kg/m2的 重量；和/或大于或等于8个室以及小于或等于约1. 2ff/m2K的U值的多壁片材通常具有缺 陷。这些缺陷可包括不均勻分隔的空气通道、破裂的肋件、不直的肋件、崩塌的肋件等。然 而，当这些壁包含大于或等于约90衬％的支化聚碳酸酯树脂尤其是约100wt%支化聚碳酸 酯(基于多壁片材的总重量)时，这些缺陷得到减少以及常常得到消除。换句话说，制成的 多壁片材可合乎规格。在一些实施方案中，所选择的具体聚合物将能够提供足够用于预期应用的透光 性。例如，该聚合物可提供按照EN9050 ASTM D 100300 (方法B，分光光度计，使用单向观察 时漫射照明的光源C)测量大于或等于约40 %，或更具体大于或等于约45 %，或者甚至更具体地大于或等于约50%的可见光透光率。其中透光率定义为％T=(I/I0)*100%(II) 其中1 =透过样品的光强I0 =入射光强多壁片材的组成包含支化的聚碳酸酯。本申请所用的“聚碳酸酯”包括均聚碳酸 酯，在碳酸酯中包括不同的R1部分的共聚物(在本申请中称为“共聚碳酸酯”)，包括碳酸酯 单元和其它类型的聚合物单元如酯单元的共聚物，以及包括均聚碳酸酯和共聚碳酸酯的至 少一种的组合；其中术语“聚碳酸酯”是指具有下式(1)的碳酸酯重复结构单元的组分 其中R1基团总数的至少约60%包含芳族部分，余下的为脂族、脂环族或芳族基 团。在一种实施方案中，每个R1SC6,芳族基团，即包含至少一个芳族部分。R1可以源自 式HO-R1-OH具体式(2)的二羟基化合物HO-A1-Y1-A2-OH (2)其中A1和A2各自为单环二价的芳基，Y1是单键或具有一或多个分隔A1和A2的原 子的桥接基团。在示例性的实施方案中，一个原子分隔A1和A2。具体而言，每个R1可源自 式(3)的二羟基芳族化合物
(3)其中Ra和Rb各自代表卤素或Ch2烷基，可以相同或相异；ρ和q各自独立地为 0 4的整数。应理解，当ρ为0时Ra为氢，同样q为0时Rb为氢。还在式(3)中，Xa代 表连接这两个羟基取代的芳基的桥接基团，其中桥接基团和各C6亚芳基的羟基取代基相互 位于C6亚芳基的邻位、间位或对位(特别是对位)。在一种实施方案中，桥接基团Xa是单 键、-0-、-S-、-S (0) -、-S (0) 2_、-C (0)-或C1,有机基团。所述C1,有机桥接基团可以是环 状的或非环状的、芳族的或非芳族的，并且可以进一步包含杂原子如卤素、氧、氮、硫、硅或 磷。所述CV18有机基团的连接可使得与其相连的C6亚芳基各自与与C1,有机桥接基团的 共同的烷叉碳或不同碳相连。在一种实施方案中，P和q各自为1，Ra和Rb各自为C"烷基 具体为甲基，并位于各亚芳基的羟基的间位。在一种实施方案中，Xa为取代或未取代的C3_18环烷叉，式-C (Rc) (Rd)-的Q_25烷叉 (其中IT和Rd各自独立地为氢、CV12烷基、Ch2环烷基、C7_12芳基烷基、C1^12杂烷基或环状 c7_12杂芳基烷基)，或者式-c( = ir)-的基团(其中Re为二价CV12烃基)。此类的示例性 基团包括亚甲基、环己基亚甲基、乙叉、新戊叉、异丙叉，2-[2. 2. 1]-二环庚叉、环己叉、环戊 叉、环十二烷叉和金刚烷叉。其中Xa为取代的环烷叉的具体实例是式⑷的环己叉桥接的
烷基取代的双酚。 其中Ra’和Rb各自独立地为CV12烷基，Rg为C1-C12烷基或卤素；r和s各自独立 地为1 4 ；以及t为0 10。在一种具体的实施方案中，Ra’和Rb’中各自有至少一个位 于亚环己基桥连基团的间位。当包含适当数目的碳原子时，取代基Ra’、Rb’和『可以为直 链的、环状的、双环的、支化的、饱和或不饱和的。在一种实施方案中，Ra’和Rb’各自独立地 为C1-C4烷基，Rg为C1-C4烷基，r和s各自为1，t为0 5。在另一种具体的实施方案中， Ra'、Rb’和Rg各自为甲基，r和s各自为1，以及t为0 3。环己叉桥连的双酚可以是两 摩尔的邻甲酚与一摩尔的环己烷酮的反应产物。在另一种示例性的实施方案中，所述环己 叉桥连的双酚可以是两摩尔的甲酚与一摩尔的氢化异佛尔酮(例如，1，1，3-三甲基-3-环 己烷-5-酮)的反应产物。这种含环己烷的双酚例如两摩尔的苯酚与一摩尔的氢化异佛尔 酮的反应产物，可用于制备具有高玻璃化转变温度和高热变形温度的聚碳酸酯聚合物。含 环己基双酚的聚碳酸酯或包含至少一种前述物质与其它双酚聚碳酸酯的组合可以由Bayer Co.以商品名APEC 提供。
在另一种实施方案中，Xa为CV18亚烷基、C3_18亚环烷基、稠合的C6_18亚环烷基或者 式-B1-W-B2-的基团，其中B1和B2是相同或相异的Cp6亚烷基，W是C3_12环烷叉基团或者 C6_16亚芳基。Xa还可以是下式(5)的取代的C3-C18环烷叉 其中矿、Rp、Rtl和Rt各自独立地为氢、卤素、氧或C1-C12有机基团；I是直接键 (direct bond)、碳或二价的氧、硫或-N(Z) _，其中Z是氢、卤素、羟基、C1-C12烷基、C1-C12烷 氧基或C1-C12酰基；h是0-2 ;j是1或2 ;i是0或1的整数；以及k是0-3的整数；条件是 Rr> Rp> Rq和Rt中的至少两个结合在一起形成稠合的脂环族、芳族或杂芳族的环。应理解的 是，在稠环是芳环的情况下，如式(5)中所示的环将在环稠合处具有不饱和的碳-碳连接。 当k为1且i为0时，如式(5)中所示的环含有4个碳原子；当k为2时，如式(5)中所示 的环含有5个碳原子；以及当k为3时，所述环含有6个碳原子。在一种实施方案中，两个 相邻基团(例如，Rtl和Rt—起)形成芳族基团，以及在另一种实施方案中，Rtl和Rt—起形 成一个芳族基团以及Rlr和Rp —起形成第二个芳族基团。当Rtl和Rt —起形成一个芳族基团 时，Rp可以是双键的氧原子，即酮。其它适宜的式HO-R1-OH的二羟基芳族化合物包括式(6)的化合物
(6)
其中每个Rh独立地为卤素原子，C1,烃基例如C1,烷基、C1,卤代烷基、C6_1Q芳基 或者c6_1(l卤代芳基；及η为0 4。所述卤素通常为溴。具体的芳族二羟基化合物的一些说明性实例包括下面的化合物4，4' _ 二羟基 联苯、1，6_ 二羟基萘、2，6_ 二羟基萘、二(4-羟基苯基)甲烷、二(4-羟基苯基)二苯基 甲烷、二(4-羟基苯基)-1_萘基甲烷、1，2_ 二(4-羟基苯基)乙烷、1，1-二(4-羟基苯 基)-1_苯基乙烷、2-(4_羟基苯基)-2-(3_羟基苯基)丙烷、二(4-羟基苯基)苯基甲烷、 2，2_ 二(4-羟基-3-溴苯基)丙烷、1 ，1-二(羟基苯基)环戊烷、1，1-二(4-羟基苯基) 环己烷、1，1-二(4-羟基苯基)异丁烯、1，1_ 二(4-羟基苯基)环十二烷、反式-2，3-二 (4-羟基苯基)-2-丁烯、2，2-二(4-羟基苯基)金刚烷、α，α' -二(4_羟基苯基)甲苯、 二(4-羟基苯基)乙腈、2，2-二(3-甲基-4-羟基苯基)丙烷、2，2-二(3-乙基-4-羟基苯 基)丙烷、2，2_二(3-正丙基-4-羟基苯基)丙烷、2，2_二(3-异丙基-4-羟基苯基)丙烷、 2，2-二(3-仲丁基-4-羟基苯基)丙烷、2，2-二(3-叔丁基-4-羟基苯基)丙烷、2，2-二 (3-环己基-4-羟基苯基)丙烷、2，2-二(3-烯丙基-4-羟基苯基)丙烷、2，2-二(3-甲氧 基-4-羟基苯基)丙烷、2，2_ 二(4-羟基苯基)六氟丙烷、1，1-二氯-2，2-二(4-羟基苯 基)乙烯、1，1-二溴_2，2-二(4-羟基苯基)乙烯、1，1-二氯-2，2-二(5-苯氧基-4-羟 基苯基)乙烯、4，4' -二羟基二苯甲酮、3，3_ 二(4-羟基苯基)-2-丁酮、1，6-二(4-羟基 苯基)-1，6_己二酮、乙二醇二(4-羟基苯基)醚、二(4-羟基苯基)醚、二(4-羟基苯基) 硫醚、二(4-羟基苯基)亚砜、二(4-羟基苯基)砜、9，9_ 二(4-羟基苯基)芴、2，7_ 二羟 基芘、6，6' - 二羟基-3，3，3'，3'-四甲基螺(双)茚满("螺双茚满双酚〃)、3，3_ 二 (4-羟基苯基)苯酞(phthalimide)、2，6-二羟基二苯并-ρ-二氧芑、2，6-二羟基噻蒽、2， 7- 二羟基酚黄素(phenoxathin)、2，7- 二羟基-9，10- 二甲基吩嗪、3，6- 二羟基二苯并呋 喃、3，6-二羟基硫芴、2，7-二羟基咔唑、间苯二酚、取代的间苯二酚化合物(例如5-甲基间 苯二酚、5-乙基间苯二酚、5-丙基间苯二酚、5- 丁基间苯二酚、5-叔丁基间苯二酚、5-苯基 间苯二酚、5-枯基间苯二酚、2，4，5，6-四氟间苯二酚、2，4，5，6-四溴间苯二酚等)；邻苯二 酚；对苯二酚；取代的对苯二酚(例如2-甲基对苯二酚、2-乙基对苯二酚、2-丙基对苯二 酚、2- 丁基对苯二酚、2-叔丁基对苯二酚、2-苯基对苯二酚、2-枯基对苯二酚、2，3，5，6-四 甲基对苯二酚、2，3，5，6-四叔丁基对苯二酚、2，3，5，6-四氟对苯二酚、2，3，5，6-四溴对苯 二酚等)，以及包含至少一种前述二羟基化合物的组合。式(3)的双酚化合物的具体实例包括1，1-二(4-羟基苯基)甲烷、1，1-二(4_羟 基苯基)乙烷、2，2-二 (4-羟基苯基)丙烷(下称“双酚A”或“BPA”)、2，2-二(4-羟基苯 基)丁烷、2，2_ 二(4-羟基苯基)辛烷、1，1-二(4-羟基苯基)丙烷、1，1-二(4-羟基苯 基)正丁烷、2，2_ 二(4-羟基-1-甲基苯基)丙烷、1，1-二(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷、 3，3-二(4-羟基苯基)苯并吡咯酮、2-苯基-3，3-二(4-羟基苯基)苯并吡咯酮(PPPBP)， 及1，1_ 二(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷(DMBPC)。也可以使用包含至少一种前述二羟基 化合物的组合。在一种具体的实施方案中，聚碳酸酯为来源于双酚A的线型均聚物，其中A1 和A2各自为对亚苯基，Y1为式(3)的异丙叉。于25°C氯仿中测定，聚碳酸酯的特性粘度可以为约0. 3 1. 5分升/克(dl/g)， 具体是约0. 45 1. 0dl/go聚碳酸酯的重均分子量(Mw)可以为约10000 200000克/摩 尔(g/mol)，具体是约20000 lOOOOOg/mol。除非另外说明，所有的重均分子量测定是利用凝胶渗透色谱(GPC)进行的，采用交联的苯乙烯-二乙烯基苯色谱柱并校准至聚碳酸酯基 准。GPC样品以约lmg/ml的浓度制备，并以约1.5毫升/分钟的流速洗脱。在本文的多壁 片材的一些实施方案中，所述支化聚碳酸酯的重均分子量可以小于或等于约75，OOOg/mol, 或具体为约24，OOOg/mol至约50，000g/mol，或者更具体为约28，000g/mol至约35，OOOg/ mol，以及还更具体为约32，OOOg/mol至约34，OOOg/mol。线型聚碳酸酯(例如，可与支化 聚碳酸酯组合的线型聚碳酸酯)的重均分子量可小于或等于约50，OOOg/mol，或具体为约 20，000g/mol 至约 50，000g/mol，或者更具体为约 26，000g/mol 至约 35，000g/mol,以及还更 具体为约 28，000g/mol 至约 32，000g/mol。在一种实施方案中，所述支化聚碳酸酯具有适用于制造薄制品的流动性。根据 ASTM D1238-04在大于或等于10分钟的时段测定，所述支化聚碳酸酯的熔体指数比(melt index ratio,MIR)可以是约1. 5至约2，或具体为约1. 7至约1. 9，或者更具体为约1. 75至 约 1. 85。
( 釆用2l.6kg负重和300°C的MVR nI
MIR=-
I 采用2.16 kg负重和300°C的MVR J其中MVR是熔体体积速率kg是千克支化聚碳酸酯嵌段可通过在聚合过程中添加支化剂来制备。这些支化剂包括多官 能的有机化合物，所述多官能的有机化合物包含至少3个选自以下的官能团羟基、羧基、 羧酸酐基团、卤代甲酰基以及前述官能团的混合。具体的实例包括偏苯三酸；偏苯三酸酐； 偏苯三酰氯(TMTC)；三-对-羟基苯基乙烷(例如，1，1，1-三(4-羟基苯基)乙烷(THPE))； 靛红双酚；三-苯酚TC(1，3，5-三((对-羟基苯基)异丙基)苯)；1，3，5_三(4-羟基苯 基)苯；三-苯酚PA (4(4(1，1-二(对-羟基苯基)-乙基)α，α-二甲基苄基)苯酚)； 4_氯甲酰-邻苯二甲酸酐；1，3，5_苯三酸；二苯甲酮四羧酸及其酰氯；间苯三酚；五羟基联 苯；1，1，1_三(4-羟基苯基)乙烷(THPE) ； (TMTC)；均苯四酸；以及2，6-二(2-羟基-5-甲 基苄基)-4_甲基苯酚。为了获得耐天候老化性能具体是耐紫外辐射天候老化性能的提高， 采用THPE和/或TMTC。所述支化剂的添加水平可以是小于或等于约3. Owt %，或具体为约0. 05至约 2. ，基于聚碳酸酯前体的总重量。所用的支化剂的量取决于在最终的支化聚碳酸酯中 实现的期望支化度。该支化度足以实现所期望的多壁片材(例如，图5所述和说明的那样)， 同时保持抗冲性、期望的透光率和可加工性。在一些实施方案中，所述支化聚碳酸酯具有大 于或等于约0.3摩尔％ (mol% )的支化度，或具体为约0. 3mol%至约0. 5mol%的支化度， 或者更具体为约0. 35mol%至约0. 45mol%的支化度，基于100摩尔的支化聚碳酸酯。多壁片材的层数取决于客户的需要例如结构完整性、总厚度、透光性、绝缘性以及 总重量。在一种实施方案中，多壁片材可包括水平壁和横断壁，总的多壁片材厚度大于或等 于约45mm，或具体为大于或等于约50mm，或者更具体为大于或等于约55mm，以及还更具体 为大于或等于约60mm。例如，总的多壁片材厚度(t)可以是约45mm至约65mm (参见图1)。在一些应用中，各壁和分隔物可具有不同的厚度。例如，外壁的厚度可比内壁(例如，纵向层)更厚，而横断层的厚度介于外壁厚度与内壁厚度之间。例如，外壁的厚度可以是约0. 6mm至约2mm，或具体为约0. 75mm至约1. 2mm,或还更具体为约0. 8mm至1. Omm ；内 壁的厚度可以是约0. 05mm至约0. 30mm，或具体为约0. 075mm至约0. 15mm，或还更具体为约 0. 075mm至0. 125mm ；以及横断壁的厚度可以是约0. 2mm至约1. Omm,或具体为约0. 25mm至 约0. 75mm，或还更具体为约0. 4mm至0. 6mm。在一些应用中，外壁的厚度为横断壁厚度的约 125%以上，而内壁的厚度为横断壁厚度的约50%以下。分隔物的厚度可以大于内壁厚度， 分隔物的厚度可以为横断壁厚度的约50%以下。例如，分隔物的厚度可以是约0. 05mm至约 0. 30mm,或具体为约0. 075mm至约0. 175mm,或还更具体为约0. IOmm至约0. 15mm。在一种实施方案中，所述多壁片材可具有大于或等于约4. 5kg/m2的重量，或具体 为大于或等于约5. Okg/m2，或者更具体为大于或等于约5. 5kg/m2。例如，所述多壁片材的重 量可为约4. 5kg/m2至约6. Okg/m2。参照图1，示出了具有5个主层6的多壁片材的一部分，所述5个主层6由外壁2， 4和内壁8构成。该片材还具有横断壁10和分隔物112。期望的是，所述壁和分隔物在其 长度方向各自具有均一的厚度。各主层6相互平行排列，而横断壁10与主层6垂直排列。 在该实施方案中，分隔物12将由主壁6与横断壁10形成的通道14 一分为二。图示的多壁 片材具有5层以及对角的分隔物10。总厚度为55mm且U值为lW/m2K的这种片材是适于挤 出工艺的片材的示例。图2-4图示了形成具有9层且采用不同材料(例如，分别为100wt% 线型聚碳酸酯，75衬％支化聚碳酸酯和100wt%支化聚碳酸酯，基于片材的总重量)的图1 所示的多壁片材的结果。从图2中可看出，包含100%线型聚碳酸酯的55mm厚的9层多壁片材(即，5个主 层和4个分隔物)呈现上述缺陷中的几种。可看出，分隔物12不能产生均分的通道14。内 壁8不是均勻平直的，而是具有弯曲的几何形状和非均一的厚度。横断壁10包含“破裂的 部分”，此处壁分离形成间隙；以及崩塌的部分18，此处横断壁10是非线性的，形成弯曲，并 在壁的长度方向上具有不均一的厚度。由于这些缺陷，在1，000牛顿/平方米(N/m2)的负 荷时发生不可接受的变形，然而这样的片材应该能承受2，ΟΟΟΝ/m2的负荷。此外，在2，000N/ m2的负荷时发生了片材的纵向弯曲，然而这样的片材(即，这样的厚度、层数等)的纵向弯 曲应发生在3，500N/m2的负荷时。此外，该片材的美学质量是差的(例如，层不是平直的， 分隔物是弯的，等等)。因此，该片材的质量在商业用途上是不可接受的。图3的多壁片材具有与图2的片材相同的缺陷。在图3中，多壁片材具有75wt% 支化聚碳酸酯，余量为线型聚碳酸酯。参照图2，该多壁片材包含崩塌的部分18，不规则成 形的底壁20和内壁(例如，中间壁)22，以及不均勻的厚度24。由于上述缺陷，该片材的质 量在商业用途上是不可接受的。图4的多壁片材包含IOOwt %支化聚碳酸酯(具有0. 4mol%的支化度)，没有崩塌 的部分(例如，分隔物(肋件)或横断壁)，具有均分的通道，无破裂的肋件。例如，竖直肋 件相互之间可具有约20mm士3mm的恒定间距而水平肋件相互之间可具有约13mm士3mm的恒 定间距。此外，主层基本上是平直的。该多壁片材的U值为0.95W/m2K;该片材的质量在商 业用途上是可接受的。
本申请中所用的“平直”通过对厚度(对于总体的平直则总的片材的厚度，而将邻 近层的厚度用于确定单独的层的平直)取平均来确定。在1，200mm宽乘4，200mm长的区 域上取平均。采用横切宽度的方向上至少10个数据点来确定平均。然后，就总的片材是平直的而言，在片材的任意一处的总厚度(“t”)与平均厚度相差小于或等于约2%。例如， 若平均厚度为45mm，则对于认定为平直的片材，该片材的任意一处的厚度将是44. Imm至 45. 9mm。优选的是，片材的任意一处的厚度与平均厚度相差小于或等于约1. 5%，或具体为 相差小于或等于约1.25%。对于邻近层，平直的层的厚度变化将小于或等于约20%。优选 的是，与平均厚度相比，邻近层的厚度(“t2 ”)变化小于或等于约15%，或具体为小于或等 于约10%。各通道可包含流体(S卩，气体(例如空气)和/或液体)；例如，片材的一些区域可 填充液体而其它区域没有液体。引入片材的液体可以是具有期望的透光性(例如，对可见 光透明的(例如，透光率大于或等于约95%)，以及优选对直接的太阳光较不透明的(或不 透光的))并且不与层的材料反应的任意液体。可能的液体包括水(例如，去除矿物质的水， PH中性(例如，pH约6. 5至约7. 5)的水，以及具有包含至少一种前述性质的组合的水)，甘 油、聚二甲基硅氧烷油、透明凝胶等，以及包含至少一种前述物质的组合。根据会影响片材 (因而前述液体)的环境条件，可将添加剂与该液体混合，所述添加剂例如防冻剂(例如，防 止在冬天里冻结)、抗菌剂等，以及包含至少一种前述物质的组合。大于或等于4. 5kg/m2的重量、大于或等于约45mm的总厚度、和/或大于或等于8 个室以及小于或等于约1. 2ff/m2K的U值的多壁片材的邻近水平层的厚度变化与平均厚度 相比大于25 %，通常大于30 %，甚至高达45 %。总厚度的变化与平均总厚度相比大于5 %。 上述的厚度变化在商业用途上是不可接受的。采用大于75wt %的支化聚碳酸酯，或具体为大于约90wt %的支化聚碳酸酯，或 更具体为大于或等于约98wt%的支化聚碳酸酯，或还更具体为约IOOwt %的支化聚碳酸 酯(基于片材的总重量)，可制备壁翘曲、壁破裂和厚度不均现象减少的重量大于或等于约 4. 5kg/m2的多壁片材。本文公开的范围包括端点在内而且可组合(例如，“至多约25wt%、或者更具体地 约5wt%至约20wt%”的范围包括端点和“约5wt%至约25wt%”的范围内的所有中间值， 等)。“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。此外，术语“第一”、“第二”等在本 文中不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一种要素与另一要素区别开来，术语“一 个”、“一种”在本文中不表示数量的限制，而是表示存在至少一个所提及的项。与数量相连 使用的修饰语“约”包括指出的数值并且具有上下文中规定的含义(例如包括与具体数量 的测量有关的误差程度)。本文使用的复数后缀意图包括单个和多个的它修饰的项，由此包 括一个或多个该项(例如着色剂包括一种或多种着色剂)。在整个说明书中提及“一种实 施方案”、“另一实施方案”、“一个实施方案”等等是指，连同该实施方案描述的特定要素(例 如特征、结构和/或特性)包括在本文所述的至少一种实施方案中，而且在其它实施方案中 可以存在或可以不存在。另外，应当理解所述的要素可以在不同的实施方案中以任何适合 的方式组合。虽然已经参照示例性的实施方案描述了本发明片材，但是本领域技术人员将会理 解在不脱离本发明的范围的情况下可以进行各种改变以及等价物可以代替其要素。另外， 在不脱离本发明基本范围的情况下可以进行多种改进从而使特定情形或材料适应本发明 片材的教导。因此，希望本发明不限于作为设想用于实施本发明的最佳方式而公开的特定 实施方案，而是本发明将会包括落入所附权利要求的范围内的所有实施方案。
权利要求
一种多壁片材，其包括主层和横断壁；其中所述多壁片材具有大于或等于约45mm的总厚度；大于或等于约4.5kg/m2的重量；和/或大于或等于8个室以及小于或等于约1.2W/m2K的U值；以及大于75wt％的支化聚碳酸酯树脂，基于多壁片材的总重量；并且其中所述片材与平均总厚度相差小于或等于约2％，并且其中所述平均总厚度是在1,200mm宽乘4,200mm长的区域上采用横切宽度的方向上至少10个数据点确定的，和/或邻近主层与邻近层平均厚度相差小于或等于约20％，其中所述邻近层平均厚度是在邻近层的1,200mm宽乘4,200mm长的区域上采用横切宽度的方向上至少10个数据点确定的。
2.—种多壁片材，其包括 主层；横断壁；以及 分隔物；其中所述多壁片材具有大于或等于约45mm的总厚度，以及大于75wt%的支化聚碳酸 酯树脂，基于多壁片材的总重量。
3.—种多壁片材，其包括主层；横断壁；以及 分隔物；其中所述多壁片材具有大于或等于约4. 5kg/m2的重量，以及大于75wt%的支化聚碳酸 酯树脂，基于多壁片材的总重量。
4.一种多壁片材，其包括主层；横断壁；以及 分隔物；其中所述多壁片材具有大于或等于8个室，小于或等于约1. 2ff/m2K的U值，以及大于 75wt %的支化聚碳酸酯树脂，基于多壁片材的总重量。
5.前述权利要求中的任一项的多壁片材，其中所述片材的总厚度大于或等于约50mm。
6.前述权利要求中的任一项的多壁片材，其中所述重量大于或等于约5.Okg/m2。
7.前述权利要求中的任一项的多壁片材，其中所述片材的重量为约4.5kg/m2至约6. Okg/m2 ο
8.前述权利要求中的任一项的多壁片材，其中所述片材具有大于或等于10个室以及 小于或等于约1.2W/m2K的U值。
9.前述权利要求中的任一项的多壁片材，其中所述支化聚碳酸酯利用选自下组的支化 剂来形成间苯三酚；五羟基联苯；1，1，1-三(4-羟基苯基)乙烷；偏苯三酸；偏苯三酰氯； 均苯四酸；二苯甲酮四羧酸及其酰氯；2，6_ 二(2-羟基-5-甲基苄基)-4_甲基苯酚和1，3， 5-三(4-羟基苯基)苯，以及包含至少一种前述支化剂的组合。
10.前述权利要求中的任一项的多壁片材，其中所述支化剂选自下组1，1，1-三(4-羟 基苯基)乙烷；偏苯三酰氯，以及包含至少一种前述支化剂的组合。
11.前述权利要求中的任一项的多壁片材，其中所述多壁片材具有大于或等于约 90衬％的支化聚碳酸酯树脂。
12.前述权利要求中的任一项的多壁片材，其中所述多壁片材具有约98衬％的支化聚 碳酸酯树脂。
13.前述权利要求中的任一项的多壁片材，其中所述支化聚碳酸酯具有大于或等于约 0. 3mol%的支化度，基于100摩尔的支化聚碳酸酯。
14.前述权利要求中的任一项的多壁片材，其中所述支化聚碳酸酯具有约0.3mol%至 约0. 5mol%的支化度，基于100摩尔的支化聚碳酸酯。
15.前述权利要求中的任一项的多壁片材，其中所述片材与所述平均总厚度相差小于 或等于约1. 25%，和/或所述邻近主层与邻近层平均厚度相差小于或等于约15%。
16.一种制备多壁片材的方法，其包括挤出聚碳酸酯树脂以形成具有主层和横断壁的多壁片材；其中，所述多壁片材是平直的，并且具有大于或等于约45mm的总厚度；大于或等于至约4. 5kg/m2的重量；和/或大于或等于8个室，以及小于或等于约1. 2ff/m2K的U值；大于75wt%的支化聚碳酸酯树脂，基于多壁片材的总重量。
全文摘要
本申请公开了多壁片材及其制备方法。在一种实施方案中，多壁片材包括主层和横断壁。所述多壁片材具有大于或等于约45mm的总厚度，大于或等于约4.5kg/m2的重量，和/或大于或等于约8个室以及小于或等于约1.2W/m2K的U值。该多壁片材还包含大于75wt％的支化聚碳酸酯树脂，基于多壁片材的总重量。
文档编号E04C2/20GK101842227SQ200880114221
公开日2010年9月22日 申请日期2008年11月11日 优先权日2007年11月12日
发明者克里斯蒂纳斯·J·J·马斯, 约翰·瓦格纳 申请人:沙伯基础创新塑料知识产权有限公司