深色聚碳酸酯组合物的制作方法_3

文档序号:9731531阅读:来源:国知局

[0081] 通过本领域中已知的方法,如界面聚合和熔融聚合可以制备合适的聚碳酸酯。尽 管用于界面聚合的反应条件可以改变,示例性的方法一般涉及将二元酚反应物溶解或分散 于苛性钠或苛性钾水溶液中,将获得的混合物加入至合适的水不混溶的溶剂介质中,并且 在适合的催化剂,如三乙基胺和/或相转移催化剂存在下,在控制的pH,例如约8至约10的条 件下使反应物与碳酸酯前体接触。一般地,在熔融聚合方法中,聚碳酸酯可以在Banbury? 混合机、双螺杆挤出机等中,在酯交换催化剂存在下,在熔融状态下通过使二羟基反应物与 二芳基碳酸酯,如碳酸二苯酯共同反应从而形成均匀分散体来制备。通过蒸馏,从熔融反应 物中除去挥发性一元酚,并且将聚合物分离为熔融残余物。
[0082] 本公开的聚碳酸酯组合物还包含聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物(B)。该共聚物包含聚 碳酸酯嵌段和聚二有机硅氧烷嵌段,也成为聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。共聚物中的聚碳酸 酯嵌段包含如上所述的式(1)的重复结构单元,例如,其中R 1具有如上所述的式(2)。这些单 元可以衍生自如上所述的式(3)的二羟基化合物的反应。
[0083] 聚二有机硅氧烷嵌段包含式(9)的重复结构单元(在本文中有时称为'硅氧烷'):
[0084]
[0085]其中,R的每次出现是相同的或不同的,并且是Ch3-价有机基团。例如,R可以是 烷基基团、Ci-Cu烷氧基基团、c2-c13烯基基团、c2-c 13烯氧基基团、c3-c6环烷基基团、 c3-c6环烷氧基基团、C6-C1Q芳基基团、C 6-C1Q芳氧基基团、C7-C13芳烷基基团、C7-C13#烷氧基 基团、C7-C 13烧芳基基团,或C7-C13烷芳氧基基团。前述R基团的组合可以用于相同的共聚物。 通常,D可以具有约2至约1,000、特别地约2至约500、更特别地约5至约200、以及更加特别地 约10至约75的平均值。在D具有较低值,例如,小于约40的情况下,可能期望的是使用相对较 大量的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。相反地,在D具有较高值,例如大于约40的情况下,可能 需要使用相对较低量的聚碳酸酯-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。
[0086] 在一种实施方式中,通过式(10)的重复结构单元提供聚二有机硅氧烷嵌段:
[0087]
[0088]其中,D如上面所限定的,每个R可以相同或不同并且如上面限定,并且Ar可以相同 或不同,并且是取代的或未取代的C6-C30亚芳基,其中,键直接连接至芳香族部分。在式(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,例如上面的式(3)、式(4)、或式 (7)的二羟基亚芳基化合物。也可以使用包含至少一种前述二羟基亚芳基化合物的组合。
[0089] 这种单元可衍生自下式(11)的相应的二羟基化合物:
[0090]
[0091]其中,Ar和D如上面所描述的。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获得。
[0092] 在另一实施方式中,聚二有机硅氧烷嵌段包含式(12)的重复结构单元:
[0093]
[0094] 其中,R和D是如上面所限定的。式(12)中的R2是二价C2_C8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、Ci-Cs烷硫基、Ci-Cs烷基、Ci-Cs烷氧基、C 2_C8 烯基、C2-C8烯氧基、C3-C8环烷基、C 3-C8环烷氧基、C6-C1Q芳基、C6-C 1Q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。
[0095] 在一种实施方式中,Μ是烷基,如甲基、乙基、或丙基、烷氧基,如甲氧基、乙氧基、或 丙氧基,或芳基基团,如苯基、或甲苯基;R2是二亚甲基、三亚甲基或四亚甲基;以及1?是&一8 烷基,卤烷基,如三氟丙基、氰烷基、或芳基,如苯基或甲苯基。在另一实施方式中,R是甲基, 或甲基和苯基的混合物。在再一实施方式中,Μ是甲氧基,η是1,R 2是二价Q-C3脂肪族基团, 以及R是甲基。
[0096] 这些单元以衍生自相应的二羟基聚二有机硅氧烷(13):
[0097] -
V IJ y
[0098] 其中,R、D、M、R2、和η如上面所描述的。[0099] 这类二羟基聚硅氧烷可以通过在式(14)的氢化硅氧烷,
[0100]
[0101] 一」族不饱和一元酚之间进行铂催化的加成来 制备。合适的脂肪族不饱和一元酚包括,例如丁香酚、2-烷基苯酚、4-烯丙基-2-甲基苯酚、 4-烯丙基-2-苯基苯酚、4-烯丙基-2-叔丁氧基苯酚、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。也可以使用包含至少一种前述的混合物。
[0102] 硅氧烷嵌段可以由大于零至约25wt%,包括约4wt%至约25wt%、约4wt%至约 10wt%、或约15wt%至约25wt%、或约6wt%至约20wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组成。 聚碳酸酯嵌段可以由约75wt%至小于lOOwt%,包括约75wt%至约85wt%的嵌段共聚物组 成。特别考虑的是聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物是二嵌段共聚物。聚聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚 物可以具有约28,000至约32,000的重均分子量。通常,聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的量足以 使总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,该共混物可以包含约14至约24wt%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。
[0103] 本公开的聚碳酸酯共混物还包含优选不含有溴或氯的阻燃剂添加剂(C)。阻燃剂 添加剂(C)以共混物的约0.01至约0.05重量百分数的量存在于共混物中。可以存在不止一 种阻燃剂添加剂,即,这种添加剂的组合是预期的。
[0104] 在特定的实施方式中,阻燃剂添加剂是全氟烷基磺酸盐,如全氟丁基磺酸钾 ("Rimar盐")。在这方面,已经发现常用的阻燃剂添加剂二苯砜-3-磺酸钾("KSS")不能用于 获得具有所期望的性能的组合的共混物。
[0105] 本公开的聚碳酸酯共混物还包含二氧化钛(D)。二氧化钛具有约30nm至约500nm, 包括约l〇〇nm至约500nm、或约150nm至约500nm、或约100nm至约250nm、或约150nm至约 200nm、或约30nm至约180nm的平均粒径。在一些实施方式中,二氧化钛颗粒可以是利用,例 如娃基涂层涂覆的。二氧化钛可以以多达约l〇wt %,包括约1至约10wt %中的量存在于本公 开的共混物。
[0106] 本公开的聚碳酸酯共混物还包含炭黑(E)。使用炭黑以赋予共混物深色。通常,可 以使用任何种类的炭黑。炭黑以共混物的约〇.2wt %至约2wt %的量存在。
[0107] 在特定的实施方式中,共混物还包含抗滴落剂(F)。抗滴落剂包括,例如纤丝 (fibril)形成的或非纤丝形成的氟聚合物,如聚四氟乙烯(PTFE)。抗滴落剂可以由如上面 描述的刚性共聚物,例如SAN包覆。包覆在SAN中的PTFE称为TSAN。包覆的氟聚合物可以通过 在氟聚合物的存在下,例如,在水性分散体中,聚合包覆聚合物来制备。TSAN可以提供超过 PTFE的显著的优点,这是因为TSAN可以更容易地分散于组合物中。合适的TSAN可以包含基 于包覆的氟聚合物的总重量的,例如约50wt%的PTFE和约50wt%的SAISAN可以包含基于 共聚物的总重量的,例如约75wt%的苯乙烯和约25wt%的丙烯腈。可替代地,氟聚合物可以 以某种方式与第二聚合物,如芳香族聚碳酸酯树脂或SAN预共混以形成用作抗滴落剂的附 聚材料。任一种方法都可以用来生产包覆的氟聚合物。抗滴落剂可以以共混物的约 0.05*1:%至约1¥1:%的量存在。
[0108] 在实施方式中,本公开的聚碳酸酯共混物包含约30wt%至约80wt%的聚碳酸酯聚 合物(A);足以在共混物中提供约2wt%至约5wt %硅氧烷的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物(B); 约O.Olwt%至约0.05wt%的不含溴或氯的阻燃剂添加剂(C);约lwt%至约10wt%的二氧化 钛(D);以及约0.2wt%至约2wt%的炭黑(E)。应当注意的是至少一种聚碳酸酯聚合物(A)可 以是具有不同重均分子量的两种或更多种聚碳酸酯聚合物的共混物,以及列举的约30wt% 至约80wt%是指在共混物中的这类聚碳酸酯聚合物(A)的总量。
[0109] 在更特定的实施方式中,聚碳酸酯共混物可以包含至少0.03wt %至约0.05wt %的 阻燃剂添加剂(C)。在更特定的实施方式中,聚碳酸酯共混物可以包含约2wt%至约5wt%的 二氧化钛(D)。在更特定的实施方式中,聚碳酸酯共混物可以包含约0.5wt %至约1.5wt %的 炭黑(E)。本公开的聚碳酸酯共混物可以具有这些成分的这些量的任何组合。
[0110] 已经发现Ti〇2与炭黑的比例(w/w)是重要的。在实施方式中,Ti02与炭黑的比例为 约3:1至约6:1,包括约4:1至约5:1、或至少4:1、或约4:1,或约4:1至约6:1,或4:1至5:1。
[0111] 本公开聚碳酸酯共混物具有深色、低温抗冲击性、薄壁厚度下的阻燃性、良好的耐 电痕性、优良的冲击强度,以及优良的流动特性的组合。
[0112]本公开的聚碳酸酯共混物具有20或更低的L-值,或换言之具有深色。L-值是根据 DRE0LL条件,在相对于CIE标准施照体D50的CIELAB色彩空间中测得的。
[0113] 本公开的聚碳酸酯共混物可以具有当根据ISO 180在_30°C下测得的100%延展 性。这作用为表示用于确定该材料是否将粉碎而非弯曲或变形。
[0114] 本公开的聚碳酸酯共混物可以达到当根据UL94在0.8mm厚度下测得的V0性能。在 其他实施方式中,聚碳酸酯掺共混物具有特定的PFTP和消焰时间(F0T)。这些在本文的实施 例中进行了论述。在一些实施方式中,聚碳酸酯共混物具有至少0.90的pFTP(VO)以及约30 秒或更少的消焰时间(F0T)。在其他实施方式中,聚碳酸酯共混物可以具有至少0.95的pFTP (V0)以及约25秒或更少的消焰时间(F0T)。
[0115] 本公开的聚碳酸酯共混物可以具有符合CTI PLC 2标准的耐电痕性。CTI(相比漏 电起痕指数)用于限定电绝缘材料由于漏电起痕失效的倾向性。漏电起痕是由于在绝缘表 面上或接近绝缘表面的放电的动作导致在绝缘材料的表面上产生局部劣化的部分导电路 径的过程。由短路发生失效。在塑料中的电痕可以是在电气应用中使用的塑料部件中的火 源,所以耐电痕性往往是对于塑料的重要的安全要求。
[0116] CTI的标准是ASTM D3638。简要地,在此标准下,提供具有3mm厚度的试样。
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