具有改善的热尺寸稳定性和高折射率的聚碳酸酯组合物的制作方法_4

文档序号:9203815阅读:来源:国知局
>[0185] 可以通过多种方法(包括将材料与配制品中所需的任何另外的添加剂紧密混 合),共混本发明的组合物与上述的成分。因为商用聚合物加工设施中熔体共混设备的 可利用性,所以熔融加工方法通常是优选的。在这样的熔融加工方法中使用的设备的示 例性实例包括:同向旋转和反向旋转挤出机、单螺杆挤出机、共捏合机、圆盘组件加工机 (disc-pack processor)和多种其它类型的挤出设备。优选地最小化本方法中的恪体温 度以避免树脂的过度降解。往往需要将熔融树脂组合物中的熔体温度维持在约230°C和约 350°C之间,尽管可以使用更高的温度,条件是在加工设备中树脂的停留时间保持较短。在 一些方面,熔融加工的组合物通过模口中的小出口孔排出加工设备,如挤出机。通过使线料 穿过水浴冷却得到的熔融树脂线料(strand)。可以将冷却的线料切成小的粒料,用于包装 和进一步的处理。
[0186] 可以通过多种方法制造包含共混的聚碳酸酯组合物的热塑性组合物。例如,首 先将粉末状聚碳酸酯、其他聚合物(如果存在)和/或其他可选的组分可选地与填料在 HENSCHEL-Mixer?高速混合器中共混。其他低剪切力方法,包括但不限于手动混合,也可以 实现该共混。然后通过料斗将共混物进料至双螺杆挤出机的进料口(throat)。可替代地, 至少一种组分可以通过在进料口和/或在下游通过侧填充器(stuffer)直接进料至挤出机 而结合至组合物。也可以将添加剂与希望的聚合物树脂混合成母料并将其进料至挤出机。 通常,挤出机在高于使组合物流动所需的温度的温度下运行。在水浴中将挤出物立即骤冷 并且造粒。当切割这样制备的粒料时,根据需要挤出物可以是四分之一英寸以下的长度。这 种粒料可以用于随后的模制、成形或成型。
[0187] 砜单体
[0188] 在多个方面,砜聚合物是包含特征性二芳基砜键的高性能无定形热塑性工程树 月旨。砜聚合物因它们的高机械强度、耐热和耐氧化、耐水解、以及耐多种酸、耐碱和耐溶剂性 而众所周知。
[0189] 如本文所使用的,术语"砜"是指包含通过醚键连接的一种或多种包含砜基的化合 物的结构单元的低聚物或聚合物。
[0190] 在多个方面,本发明的聚碳酸酯组合物包含砜单元。
[0191] -方面,砜结构单元可以源自式(10)的含砜基的二羟基化合物(本文中也称为 "羟基芳基封端的聚砜")
[0192]
[0193] 其中,R1-R8各自独立地选自氢、卤素、硝基、氰基、C「C 2Q烷基、C4_C2Q环烷基和C 6_C2Q 芳基;并且其中,每个X独立地是卤化物或一 OH。在进一步的方面,每个X是相同的部分, 即,两者都是卤化物或一OH。在又进一步的方面中,每个X是卤化物。在再进一步的方面 中,每个X是一 C1。在还要进一步的方面中,每个X是一 0H。式(10)的示例性化合物是 4, 4' - 二氣__苯讽。
[0194] 另一方面,砜结构单元可以进一步包含源自式(11)的含硫醚的二羟基化合物:
[0195]
[0196] 其中,R9-R16各自独立地选自氢、卤素、硝基、氰基、C「C 2(l烷基、C4-C2tl环烷基和 C6-C2tl芳基。式(11)的示例性化合物是4, 4'-硫代二苯酚(TDP)。
[0197] 对于以上结构,应当将Rn理解为表示每个环结构和位置四个独立的取代基。"独 立的取代基"是指可以单独定义和定位每个R取代基。例如,如果在一个实施例中,R 1是卤 素,那么R2在该实施例中不必须是卤素。
[0198] 在进一步的方面,砜单元包含式(12)的结构单元:
[0199]
[0200] 其中,m可以是3至10。在又进一步的方面,m是4-9。在再进一步的方面,m是 4-8。在还要进一步的方面,m是4-7。在又进一步的方面,m是4-6。在再进一步的方面,m 是3-9。在还要进一步的方面,m是3-8。在仍然进一步的方面,m是3-7。在再进一步的方 面,m是3-6。因此,一方面,式(12)的砜单元包含源自4, 4' -二氯二苯砜和4, 4' -硫代二 苯酚的反应的砜子单元。
[0201] 制造方法
[0202] 在多个方面,可以通过熔融聚合方法制备本发明的聚碳酸酯共聚物组合物。
[0203] 一方面,本发明涉及聚碳酸酯组合物的制造方法,包括:(a)提供二芳基砜;(b)提 供酷单体;(c)使二芳基砜和酷单体在有效提供包含下式的结构单元的砜单元的条件下反 应:
[0204]
[0205] 其中,m可以是3至10;⑷提供聚碳酸酯;以及(e)使(c)的砜和聚碳酸酯在有 效提供共聚物组合物的条件下反应;其中,共聚物组合物表现出至少约133°C的玻璃化转 变温度;并且其中,共聚物组合物表现出至少约1. 59的折射率。
[0206] 在多个进一步的方面,本发明涉及聚碳酸酯组合物的制造方法,包括:(a)提供二 芳基砜;(b)提供酷单体;(c)使二芳基砜和酷单体在有效提供单体砜单元的条件下反应, 该单体砜单元包含源自式(i)和(ii)的结构单元:
[0207]
[0208]
[0209] 其中,R1-R16各自独立地选自氢、卤素、硝基、氰基、C u烷基、C 4_2Q环烷基和C 6_2。芳 基;并且其中,每个X独立地是卤化物或一OH ;⑷提供聚碳酸酯;以及(e)使(c)的砜和聚 碳酸酯在有效提供共聚物组合物的条件下反应;其中,共聚物组合物表现出至少约133°C 的玻璃化转变温度;并且其中,共聚物组合物表现出至少约1. 59的折射率。
[0210] 一方面,本发明涉及聚碳酸酯组合物的制造方法,包括:(a)提供包含源自第一芳 香族二羟基化合物的碳酸醋单元的单体单元;(b)提供源自式(i)和(ii)的单体砜单元:
[0211]
[0212] 其中,R1-R16各自独立地选自氢、卤素、硝基、氰基、C u烷基、C 4_2Q环烷基和C 6_2。芳 基;并且其中,每个X独立地是卤化物或一 OH ; (C)可选地提供源自第二芳香族二羟基化合 物的碳酸酯单元;(d)可选地提供芳香族二醇或脂肪族二羧酸;以及(e)在有效提供共聚物 组合物的条件下反应;其中,共聚物组合物表现出至少约133°C的玻璃化转变温度;并且其 中,共聚物组合物表现出至少约1. 59的折射率。
[0213] 性质
[0214] 根据一些方面,聚碳酸酯共聚物组合物可以表征为具有相应摩尔重量比为约 IOmol %至约75mol %的芳香族二羟基单元;和约IOmol %至约90mol %的砜单元,其中,芳 香族二羟基单体单元和砜单元的mol %合计是IOOmol %。在进一步的方面,聚碳酸醋共聚 物组合物可以表征为具有相应的摩尔重量比为约15mol %至约50mol %的芳香族二羟基单 元;和约25mol %至约85mol %的砜单元,其中,芳香族二羟基单体单元和砜单元的mol %合 计是 IOOmol %。
[0215] 在进一步的方面,芳香族二羟基单元的摩尔重量比可以包括上述值之间的任何 值,例如,15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65或70111〇1%,其中,芳香族二羟基单元和砜 单元的mol %合计是IOOmol %。在又进一步的方面,砜单元的摩尔重量比可以包括上述值 之间的任何值,例如,15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80 或 85mol%,其中,芳 香族二羟基单体单元和砜单元的mol %合计是IOOmol %。
[0216] 在可替代的方面,聚碳酸酯共聚物组合物可以表征为具有相应的摩尔重量比为约 IOmol %至约75mol %的第一芳香族二羟基单元;约IOmol %至约90mol %的砜单元;以及约 IOmol%至约75mol%的第二芳香族二羟基单元,其中,第一芳香族二羟基单体单元、砜单元 和第二芳香族二羟基单体单元的mol %合计是IOOmol %。在进一步的方面,聚碳酸醋共聚 物组合物可以表征为具有相应的摩尔重量比为约15mol %至约50mol %的芳香族二羟基单 元;约25mol%至约85mol%的砜单元;以及约15mol%至约50mol%的第二芳香族二羟基 单元,其中,第一芳香族二羟基单体单元、砜单元和第二芳香族二羟基单元的mol %合计是 IOOmol % 〇
[0217] 在进一步的方面,第一芳香族二羟基单元的摩尔重量比可以包括上述值之间的任 何值,例如,15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65或70111〇1%,其中,第一芳香族二羟基单 元、砜单元和第二芳香族二羟基单元的mol %合计是IOOmol %。在又进一步的方面,砜单元 的摩尔重量比可以包括上述值之间的任何值,例如,15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、 70、75、80或85mol%,其中,第一芳香族二羟基单体单元、砜单元和第二芳香族二羟基单元 的mol%合计是lOOmol%。在再进一步的方面,第二芳香族二羟基单元的摩尔重量比可以 包括上述值之间的任何值,例如,15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65或70111〇1%,其中, 第一芳香族二羟基单元、砜单元和第二芳香族二羟基单元的mol %合计是IOOmol %。
[0218] 在其他方面,聚碳酸酯共聚物组合物可以表征为具有相应的摩尔重量比为约 IOmol %至约75mol %的第一芳香族二羟基单元;约IOmol %至约90mol %的砜单元;约 IOmol %至约75mol %的第二芳香族二羟基单元;以及约Imol %至约25mol %的醋单元,其 中,第一芳香族二羟基单体单元、砜单元、第二芳香族二羟基单体单元和醋单元的mol %合 计是IOOmol%。在进一步的方面,聚碳酸酯共聚物组合物可以表征为具有相应的摩尔重量 比为约15mol%至约50mol%的芳香族二羟基单元;约25mol%至约85mol%的砜单元;约 15mol%至约50mol%的第二芳香族二羟基单元;以及约5mol%至约15mol%的醋单元,其 中,第一芳香族二羟基单体单元、砜单元、第二芳香族二羟基单元和醋单元的mol %合计是 IOOmol % 〇
[0219] 在进一步的方面,第一芳香族二羟基单元的摩尔重量比可以包括上述值之间的任 何值,例如,15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65或70111〇1%,其中,第一芳香族二羟基单 体单元、砜单元、第二芳香族二羟基单元和醋单元的mol %合计是IOOmol %。在又进一步 的方面,砜单元的摩尔重量比可以包括上述值之间的任何值,例如,15、20、25、30、35、40、 45、50、55、60、65、70、75、80或85mol%,其中,第一芳香族二羟基单体单元、砜单元、第二芳 香族二羟基单元和醋单元的mol %合计是IOOmol %。在再进一步的方面,第二芳香族二轻 基单元的摩尔重量比可以包括上述值之间的任何值,例如,15、20、25、30、35、40、45、50、55、 60、65或70mol %,其中,第一芳香族二羟基单体单元、砜单元、第二芳香族二羟基单元和醋 单元的mol %合计是IOOmol %。在还要进一步的方面,醋单元的摩尔重量比可以包括上述 值之间的任何值,例如,15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65或70111〇1%,其中,第一芳香 族二羟基单体单元、聚砜单元、第二芳香族二羟基单元和醋单元的mol %合计是IOOmol %。
[0220] 在多个方面,公开的聚碳酸酯共聚物组合物具有改善的折射率(RI)。在进一步的 方面,聚碳酸酯组合物表现出至少约1. 59的折射率。在又进一步的方面,聚碳酸酯组合物 表现出至少约1. 62的折射率。在再进一步的方面,聚碳酸酯共聚物组合物表现出至少约 1. 63的折射率。在又进一步的方面,折射率是至少约1. 64。
[0221] 另一方面,公开的聚碳酸酯共聚物组合物具有改善的热尺寸稳定性。在进一步的 方面,公开的聚碳酸酯共聚物组合物表现出约115°C至约180°C的玻璃化转变温度(Tg)。在 又进一步的方面,公开的聚碳酸酯共聚物组合物表现出约133°C至约178°C的玻璃化转变 温度(Tg)。在再进一步的方面,公开的聚碳酸酯共聚物组合物表现出上述值之间的任何玻 璃化转变温度(Tg),例如,125、130、135、140、145、150、160、170、175 或 178°C。
[0222] 另一方面,公开的聚碳酸酯共聚物组合物具有改善的水解稳定性。在进一步的方 面,在约70°C至约90°C的温度与约60%至约95%的相对湿度的水解老化室中至少500小 时确定水解稳定性。在又进一步的方面,在约70°C至约90°C的温度与约60%至约95%的 相对湿度的水解老化室中至少750小时确定水解稳定性。在再进一步的方面,在约70°C至 约90°C的温度与约60%至约95%的相对湿度的水解老化室中至少1000小时确定水解稳定 性。在还要进一步的方面,在约85°C的温度与约85%的相对湿度的水解老化室中1000小 时确定水解稳定性。
[0223] 在进一步的方面,当在约85°C的温度与约85%的相对湿度的水解老化室中1000 小时确定水解稳定性时,公开的聚碳酸酯共聚物组合物表现出具有与参考聚碳酸酯组合物 相比重均分子量保留基本相同的水解稳定性。在又进一步的方面,参考聚碳酸酯组合物包 括 XHT 〇
[0224] 在进一步的方面,当在约85°C的温度与约85%的相对湿度的水解老化室中1000 小时确定水解稳定性时,公开的聚碳酸酯共聚物组合物表现出具有与参考聚碳酸酯组合物 相比至少10%更大的重均分子量保留的水解稳定性。在又进一步的方面,参考聚碳酸酯组 合物包括XHT。
[0225] 在进一步的方面,当在约85°C的温度与约85%的相对湿度的水解老化室中1000 小时确定水解稳定性时,公开的聚碳酸酯共聚物组合物表现出具有与参考聚碳酸酯组合物 相比至少25%更大的重均分子量保留的水解稳定性。在又进一步的方面,参考聚碳酸酯组 合物包括XHT。
[0226] 在多个进一步的方面,公开的聚碳酸酯组合物具有改善的折射率、热尺寸稳定性 和水解稳定性。一方面,公开的聚碳酸酯组合物表现出至少约130°C的玻璃化转变温度、至 少约1. 59的折射率和当在水解老化室中确定水解稳定性时具有与参考聚碳酸酯组合物相 比基本相同的重均分子量保留的水解稳定性。在进一步的方面,公开的聚碳酸酯组合物表 现出至少约170°C的玻璃化转变温度、至少约1.62的折射率和当在水解老化室中确定水解 稳定性时具有与参考XHT聚碳酸酯组合物相比至少10%更大的重均分子量保留的水解稳 定性。
[0227] 制品
[0228] 公开的聚碳酸酯组合物可以用于制造多种最终用途的制品和产品。通过多种方法 如注射模制、挤出、旋转模制、压缩模制、吹塑、板或膜挤出、型材挤出、气体辅助成型、结构 泡沫成型和热成型,可以将聚碳酸酯组合物形成有用形状的制品。还可以将本文描述的聚 碳酸酯组合物制成膜和板材以及层压系统的组分。
[0229] 一方面,可以将公开的聚碳酸酯组合物用于制造用于电子、成像或光学设备的制 品。在进一步的方面,例如,设备可以包括手机、移动计算设备、照相机、录像机、投影仪、矫 正透镜、扩散器或复印机。在又进一步的方面,公开的组合物可用于形成用于以下设备的制 品:如用于便携式电子应用(包括手机、照相机、个人数字助理、DVD播放器和记录设备等) 的透镜。
[0230] 另一方面,也可以将由公开的组合物制成的制品和产品用于多种应用,包括薄壁 制品,其中,要求透明度、由高度再现性定义的精度、机械性质(包括抗冲击强度)的保持和 精确的光学性质。
[0231] 另一方面,公开的组合物可用于制造光学透镜,包括例如,用于移动手机照相机和 用于数码静态相机的照相机透镜;汽车照相机透镜。对于要求透镜组的应用,如对于照相机 透镜,可以使用公开的组合物制造这些光学透镜中的一种或多种。
[0232] 在多个方面,本发明涉及并包括至少以下方面。
[0233] 方面1 :一种聚碳酸酯共聚物组合物,包含:(a)包含源自第一芳香族二羟基化合 物的碳酸醋单元的单体单元;(b)包含源自式(i)和(ii)的单元的单体砜单元:
[0234]
[0235] 以及
[0236]
[0237] 其中,R1-R16各自独立地选自氢、卤素、硝基、氰基、C u烷基、C 4_2Q环烷基和C 6_2。芳 基;并且其中,聚合物的重均分子量是约3, 000至约80, 000 ;并且其中,每个X独立地是卤 化物或一 OH。
[0238] 方面2 :根据方面1的组合物,其中,式(i)包括4, 4'-二氯二苯砜。
[0239] 方面3:根据方面1或2的组合物,其中,式(ii)包括4,4'_硫代二苯酚。
[0240] 方面4 :根据方面1-3中任一项的聚碳酸酯共聚物组合物,其中,砜单元(b)包含 下式:
[0241]
[0242] 其中,m 是 4-7。
[0243] 方面5 :根据方面1-4中任一项的组合物,进一步包含单体单元(c),该单体单元 (c)包含源自第二芳香族二羟基化合物的碳酸酯单元。
[0244] 方面6 :根据方面1-5中任一项的组合物,其中,单体单元(a)进一步包含源自第 二芳香族二羟基化合物的碳酸酯单元。
[0245] 方面7 :根据方面1-6中任一项的组合物,其中,碳酸酯单元源自双酚A、PPPBP、双 酚苯乙酮或它们的组合。
[0246] 方面8 :根据方面5-7中任一项的组合物,其中,(a)的碳酸酯单元包含PPPBPj 且其中,(c)的碳酸酯单元包含双酚A。
[0247] 方面9 :根据方面5-8中任一项的组合物,其中,单体单元(c)进一步包含源自芳 香族二醇、C6_44脂肪族二羧酸或它们的衍生物的酯单元。
[0248] 方面10 :根据方面5-9中任一项的组合物,其中,单体单元(c)包括聚酯-碳酸酯。
[0249] 方面11 :根据方面9或10的组合物,其中,酯单元源自脂肪族二羧酸。
[0250] 方面12 :根据方面9-11中任一项的组合物,其中,酯单元源自下式的脂肪族二羧 酸:
[0251]
[0252] 其中,m和V独立地是0至38,n和Y独立地是0至38,且m+m' +n+n'的和是 8至38的整数。
[0253] 方面13 :根据方面9-12中任一项的组合物,其中,脂肪族二羧酸包括C36脂肪族二 羧酸、C44脂肪族二羧酸或它们的组合。
[0254] 方面14 :根据方面13的组合物,其中,C36脂肪族二羧酸包括氢化二聚脂肪酸的混 合
当前第4页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1