专利名称：：飞机窗的制作方法
技术领域：
：本发明涉及飞机窗，特别涉及符合俄亥俄州立大学(TheOhioStateUniversity)OSU100/100测试的耐燃性要求的窗。
背景技术：
：现代商用飞机的内部包括若干含有聚合物树脂的部件。在这些部件中，包括形成飞机窗的内部部分的透明的镶嵌窗玻璃(glazingpanes)(有时也称为"防尘罩")。除了它们的光学性质(最大的透光性和最小的浊度值)外，这些窗玻璃的耐燃性需要符合严格的要求。聚碳酸酯树脂是用来制备这类窗玻璃的传统材料，该材料本身不符合对这些部件设定接受标准的放热测试方法(称为OSU100/1OO)所要求的标准。OSU100/100中的100/100是指最大放热速率(PeakHeatReleaseRate,下文中称为PHRR))和2分钟放热(2minHeatRelease,下文中称为2MHR)。要成为可接受的材料，这两个参数都要求最多为IOO千瓦/米2。当然，窗玻璃的光学性质包括总透光率至少为60%，优选至少为70%，更优选至少为80%，浊度值最大为10%，优选最大为5%，根据ASTME-313对2毫米厚的样品进行测试确定上述值。虽然符合众所周知的UL-94标准的阻燃性聚碳酸酯树脂可以购得，但是这些树脂达不到更严格的OSU测试的要求。也就是说，在UL-94测试情况下评定为优良的树脂不一定符合OSUPHRR和2MHR测试中列出的要求。例如，Makrolon6485聚碳酸酯是在1.5毫米厚度以上评定为V-0、在3毫米厚度以上评定为5VA的产品，但是仍然不符合2毫米厚度时的OSU放热测试，因为该树脂的PHRR和2MHR值分别为228千瓦/米2和190千瓦/米2。此外，符合OSU100/100要求的树脂不一定需要符合UL94-V0的标准。现有技术包括美国专利6，872，798，该专利中揭示了一种热塑性成形耐火性聚碳酸酯复合材料，该复合材料包括两层或多层，至少一层包括低于29的极限氧指数(LOI)，至少一层包括高于29的LOI值。任何已知的阻燃试剂可用于所揭示的复合材料中。美国专利申请2006-0228558提到具有由符合俄亥俄州立大学放热测试的FAA放热标准的聚碳酸酯制成的透明内层的飞机窗。该层的组成没有描述。
发明内容本发明揭示了一种飞机窗，其包括符合OSU100/100的最大放热速率和2分钟放热要求的透明窗玻璃。该窗玻璃包含(共)聚碳酸酯和溴取代的低聚碳酸酯，其中所述低聚碳酸酯与所述(共)聚碳酸酯的重量比为0.1112-1。排除在本发明的(共)聚碳酸酯树脂范围之外的是相对于共聚碳酸酯的重量含有超过37%的1,1-二-(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷残基的共聚碳酸酯。具体实施例方式本发明所用的术语"聚碳酸酯"指均聚碳酸酯、共聚碳酸酯(包括聚酯碳酸酯)，排除如下所述的某些共聚碳酸酯。聚碳酸酯是已知的，例如，在美国专利3,030,331、3,169,121、3,395,119、3,729,447、4，255，556、4,260,731、4,369,303、4,714,746和6,306,507中揭示了它们的结构和制备方法，所有这些专利文献通过参考结合于此。聚碳酸酯的重均分子量通常为10,000至200,000，优选为20,000至80,000，依据ASTMD-1238，所述聚碳酸酯在300°C的熔体流动速率约为1-65克/10分钟，优选约为2-35克/10分钟。它们例如可通过己知的二相界面法由碳酸衍生物(例如光气)和二羟基化合物通过縮聚反应制得(参见，德国公开说明书2,063,050、2,063,052、1,570,703、2,211,956、2,211,957和2,248,817;法国专利1,561,518;H.Schnell的专i仑"聚碳酸酯的化学和物理(ChemistryandPhysicsofPolycarbonates)"，IntersciencePublishers,纽约州，纽约市，1964,所有文献通过参考结合于此)。在本发明中，适用于制备本发明的聚碳酸酯的二羟基化合物符合结构式(1)或(2)。(1)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>式中A表示具有1-8个碳原子的亚烷基(alkylene)、具有2-8个碳原子的烷叉基(alkylidene)、具有5-15个碳原子的亚环烷基、具有5-15个碳原子的环垸叉基(cycloalkylidene)、单键、羰基、氧原子、硫原子、-SO-或-S02或符合以下结构式的基，e和g都表示数字0-l;Z表示F、Cl、Br或d-C4烷基，并且如果若干Z基是一个芳基的取代基，则它们可相互相同或不同；d表示0-4的整数；以及f表示0-3的整数。在用于实施本发明的二羟基化合物中有氢醌、间苯二酚、二-(羟苯基)-垸烃、二-(羟苯基)-醚、二-(羟苯基)-酮、二-(羟苯基)-亚砜、二-(羟苯基)-硫醚、二-(羟苯基)-砜和a,a-二-(羟苯基)-二异丙基苯，以及它们的环上烷基化的化合物。这些和其它合适的芳族二羟基化合物描述在例如美国专利5,105，004、5，126，428、5,109,076、5,104,723、5,086,157、3,028,356、2,999,835、3,148,172、2,991,273、3,271,367和2,999，846中，所有文献通过参考结合于此。其它合适的双酚的例子是2,2-二-(4-羟基苯基)-丙垸(双酚A)、2,4-二-(4-羟基苯基)-2-甲基-丁垸、1,1-二-(4-羟基苯基)-环己垸、a,a'-二-(4-羟基-苯基)-对-二异丙基苯、2，2-二-(3-甲基-4-羟基苯基)-丙烷、2，2-二-(3-氯-4-羟基苯基)-丙垸、二-(3，5-二甲基-4-羟基苯基)-甲垸、2，2-二-(3,5-二甲基-4-羟基苯基)-丙烷、二-(3，5-二甲基-4-羟基苯基)-硫醚、二-(3，5-二甲基-4-羟基-苯基)-亚砜、二-(3,5-二甲基-4-羟基苯基)-砜、二羟基-二苯甲酮、2,4-二-(3，5-二甲基-4-羟基苯基)-环己垸、a，a'-二-(3,5-二甲基-4-羟基苯基)-对-二异丙基苯、1,1-二-(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己垸、4，4，-二羟基联苯和4,4'-磺酰基联苯酚。重要的是，从本发明的(共)聚碳酸酯树脂范围中排除相对于(共)聚碳酸酯树脂的重量含有超过37%、优选超过25%、最优选超过15%的1,1-二-(4-羟基苯基)-3，3,5-三甲基环己烷的残基的共聚碳酸酯(术语"残基"是指相关的二羟基化合物除去其羟基上的氢原子后残留的结构)。特别优选的双酚的例子是2,2-二-(4-羟基苯基)-丙垸、2,2-二-(3，5-二甲基-4-羟基苯基)-丙烷、1，1-二-(4-羟基苯基)-环己烷和4,4，-二羟基联苯。最优选的双酚是2,2-二-(4-羟基苯基)-丙垸(双酚A)。本发明的聚碳酸酯要求其结构单元来自一种或多种芳族二羟基化合物。也可以通过縮合反应结合少量，例如(相对于双酚)为0.05-2.0摩尔％的多羟基化合物作为支化剂而使本发明的聚碳酸酯支化。适用于本发明的聚碳酸酯的这类支化剂是已知的，包括通过参考结合于此的美国专利4，185,009、5,367,044、6,528，612和6,613,869所揭示的支化剂，优选的支化剂包括靛红双甲酚(isatinbiscresol)和1,1,1-三-(4-羟基苯基)乙垸(THPE)。此类聚碳酸酯描述在例如德国公开说明书1,570,533、2,116,974和2,113,374;英国专利885,442和1,079,821以及美国专利3,544,514中。以下是可用于此目的的多羟基化合物的一些例子间苯三酚、4,6-二甲基-2，4,6-三-(4-羟基-苯基)-庚烷、1,3,5-三-(4-羟基苯基)-苯、l,l,l-三-(4-羟基苯基)-乙垸、三-(4-羟基苯基)-苯基甲垸、2,2-双-[4,4-(4,4'-二羟基二苯基)]-环己基-丙烷、2,4-双-(4-羟基-l-异丙叉(isopropylidine))-苯酚、2,6-双-(2，-二羟基-5，-甲基节基)-4-甲基-苯酚、2,4-二羟基苯甲酸、2-(4-羟基苯基)-2-(2,4-二羟基-苯基)-丙烷和1，4-双-(4,4'-二羟基三苯基甲基)-苯。其它一些多官能化合物是2，4-二羟基苯甲酸、均苯三酸、氰尿酰氯和3,3-双-(4-羟基苯基)-2-氧代-2,3-二氢H引哚。除了上述的縮聚方法外，其它用于制备本发明聚碳酸酯的方法是均相縮聚反应和酯交换反应。合适的方法揭示在美国专利3,028,365、2,999,846、3,153,008和2,991,273中，它们均通过参考结合于此。优选的制备聚碳酸酯的方法是界面縮聚法。也可以使用其它合成方法形成本发明的聚碳酸酯，诸如公开在美国专利3912688中的方法，其通过参考结合于此。合适的聚碳酸酯树脂可从市场上购得，例如以Makrolon商品名从宾夕法尼亚州匹兹堡的拜尔材料科学有限公司(BayerMaterialScienceLLCofPittsburgh,Pennsylvania)购f导。适用于本发明的阻燃剂是溴取代的低聚碳酸酯。特别合适的是分子结构中含有至少一些符合以下结构式的单元的低聚碳酸酯<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>式中R,、R2、R3和R4各自独立的表示H、Br或CH3，前提是R!、R2、R3、R4中的至少一个表示Br。优选的低聚碳酸酯包括作为端基的至少一个选自下组的基团苯基、对叔丁基苯基、枯基、壬基苯基和异壬基苯基。最合适的是相对于低聚碳酸酯的重量溴含量大于40%、优选50-55%的符合以下结构式的低聚碳酸酯<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>n=3-5包含的溴取代的低聚碳酸酯的重量与(共)聚碳酸酯的重量的比值为0.1112-1,优选为0.176-0.667，更优选为0.250-0.538，最优选为0.351-0.493。本发明的组合物还含有一种或多种常规的功能添加剂，例如抗静电剂、抗氧化剂、其它阻燃剂、润滑剂、脱模剂、着色剂、荧光增白剂和紫外稳定剂。合适的紫外吸收剂包括羟基二苯甲酮、羟基苯并三唑、羟基苯并三嗪、氰基丙烯酸酯、草酰替苯胺和苯并噁嗪酮。合适的稳定剂包括碳二亚胺，例如二-(2，6-二异丙基苯基)碳二亚胺和聚碳二亚胺；位阻胺光稳定剂；位阻酚(例如Irganox1076(CAS号2082-79-3)、Irganox1010(CAS号6683-19-8);亚磷酸盐(例如Irgafos168，CAS号31570-04-4;SandostabP-EPQ，CAS号119345-01-6;Ultranox626，CAS号26741-53-7;Ultranox641，CAS号161717-32-4;DoverphosS國9228，CAS号154862-43-8)，三苯膦和亚磷酸。合适的水解稳定剂包括环氧化物，例如JoncrylADR-4368-F、JoncrylADR-4368-S、JoncrylADR陽4368-L、脂环族环氧树脂ERL-4221(CAS号2386-87-0)。合适的其它阻燃剂包括磷化合物，例如磷酸三丁酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸二苯基甲苯酯、磷酸二苯基辛基酯、磷酸二苯基-2-乙基甲苯酯、磷酸三(异丙基苯基)酯、甲基膦酸二甲酯、甲基膦酸二苯酯、苯基膦酸二乙酯、三苯基氧化膦、三甲苯基氧化膦和卤代化合物。这类稳定添加剂是本领域中己知的，在标准参考书如"塑料添加剂手册(PlasticsAdditivesHandbook)(第5版，由H.Zweifel编辑，汉森出版社(HanserPublishers))"中进行了揭示，该参考文献的内容通过参考结合与此。添加剂可以有效的量使用，优选相对于聚碳酸酯的总重量为0.01%至总共约30%。本发明的模塑组合物适用于通过任何热塑方法制备飞机窗的透明窗玻璃("防尘罩")，热塑方法包括注塑和挤出。放热的标准测试方法是FAR25.853,附录F，第IV部分(FAR25.853,AppendixF,PartIV)所述的俄亥俄州立大学放热测试。OSU100/100中的100/100指最大放热速率(在下文中称为PHRR)和2分钟放热(下文中称为2MHR)。要成为可接受的材料，所检测材料的这两个参数都必需最多为100千瓦/米2。实施例按照常规制备以下所述的组合物，并进行测试。用于制备组合物的物质是PC-A:Makrolon1239，一种基于双酚A的支化均聚碳酸酯，其重均分子量为33000-36500，熔体流动指数为3.5克/10分钟，是来自拜尔材料科学有限公司的产品(所述流体流动指数的数值依据ASTMD-1238在30CTC和1.2千克负载下测得)。PC-B:Makrolon2808，一种基于双酚A的线型均聚碳酸酯，其重均分子量为27500-29500，熔体流动指数为10克/10分钟，是来自拜尔材料科学有限公司的产品。PC國C:Makrolon3208，一种基于双酚A的线型均聚碳酸酯，其重均分子量为32000-34000，熔体流动指数为4.5克/10分钟，是来自拜尔材料科学有限公司的产品。BOC:符合以下结构式的基于双酚A的四溴代低聚碳酸酯:n=3-5是克马图公司(ChemturaCorporation)的产品。用于下文所述的几种组合物中的以下材料在本发明的热塑性聚碳酸酯模塑组合物中的作用是已知的。在本发明中，不使用这些材料，单独使用这些材料或将这些材料与其它材料组合使用据信是非常重要的。盐碱金属磺酸盐。UVA:常规紫外吸收剂。PBT:聚对苯二甲酸丁二酯。MM:脱模剂。THS:热稳定剂。各对比例含有PC和本发明范围之外的阻燃剂。术语PFR指符合以下结构式的磷酸酯阻燃剂<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>其中n是l-5，BFR指符合以下结构式的溴取代的磷酸酯(三(3-溴-2,2(溴乙基)丙基)磷酸酯)BrBr表l所示的实施例l、2和5的聚碳酸酯(PC)是PC-A。实施例3和4的聚碳酸酯树脂分别是PC-C和PC-B。<table>complextableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表l所示的实施例l、2、3和4的组合物是本发明的代表。其中低聚碳酸酯与(共)聚碳酸酯的重量比在本发明范围之外的实施例5不符合2MHR相关的耐燃性要求，因此不适合制造本发明的窗。表2所示的实施例6-12的组合物含有支化的PC和BOC，它们的重量比如表中所示。这些组合物还含有上述常规添加剂。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>本发明范围之外的组合物13-15(表3)包括支化聚碳酸酯和所示量的磷酸酉l阻燃剂(实施例13和14)或本发明范围之外的溴取代的磷酸酯阻燃剂(实施例15)。这些组合物不符合OSU100/100的要求，因此不适合制备本发明的窗。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表4所示的实施例16-18的组合物是基于支化聚碳酸酯，含有以比例表示的量的本发明的溴取代的低聚碳酸酯(BOC)。这些组合物符合OSU100/100的严格要求，因此适合制备本发明的窗。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表5所示的实施例19-21的组合物含有双酚八和1,1-二-(4-羟基-苯基)-3,3,5-三甲基环己烷的共聚碳酸斷U-二(4-羟基-苯基)-3,3,5-三甲基环己烷在共聚碳酸酯中的量相对于共聚碳酸酯的重量为42%)，以及以比例表示的量的溴取代的低聚碳酸酯(BOC)。这些组合物不符合OSU100/100的要求，因此不适合制备本发明的窗。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表6所示的实施例24-26的组合物含有双酚A与30摩尔X4，4'-二羟基联苯的共聚碳酸酯(该百分含量是以芳族二羟基化合物的总摩尔数为基准计)，以及以比例表示的量的溴取代的低聚碳酸酯(BOC)。在实施例22和23中，这些比例在本发明保护的范围之外，这些组合物不符合OSU100/100的要求，因此不适合制备本发明的窗。实施例24表示依据本发明的可接受的材料。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>虽然在前文中为了说明起见对本发明进行了详细的描述，但应理解，这些详细描述仅仅是为了说明，在不偏离本发明的精神和范围的情况下本领域技术人员可对其进行修改，本发明仅由权利要求书限定。权利要求1.一种飞机窗，其包括符合OSU100/100的最高放热速率和2分钟放热要求的透明窗玻璃，该窗玻璃包含(共)聚碳酸酯和溴取代的低聚碳酸酯，其中所述低聚碳酸酯与所述(共)聚碳酸酯的重量比值在0.11112-1的范围内，所述(共)聚碳酸酯在其分子结构中包含相对于其重量不超过37％的1，1-二-(4-羟基苯基)-3，3，5-三甲基环己烷的残基。2.如权利要求1所述的窗，其特征在于，所述比值为0.176-0.667。3.如权利要求1所述的窗，其特征在于，所述比值为0.250-0.538。4.如权利要求1所述的窗，其特征在于，所述比值为0.351-0.493。5.如权利要求1所述的窗，其特征在于，所述低聚碳酸酯的结构符合下式式中R,、R2、R3和R4各自独立地表示H、Br或CH3，前提是R,、R2、R3、R4中的至少一个是Br。6.如权利要求5所述的窗，其特征在于，所述低聚碳酸酯包括选自下组的端基苯基、对叔丁基苯基、枯基、壬基苯基和异壬基苯基。7.如权利要求2所述的窗，其特征在于，所述低聚碳酸酯的结构符合下式:n=3-58.如权利要求1所述的窗，其特征在于，所述窗玻璃是挤出产品。9.如权利要求1所述的窗，其特征在于，所述窗玻璃是注塑产品。10.如权利要求1所述的窗，其特征在于，所述(共)聚碳酸酯在其分子结构中包含相对于其重量不超过37%的1,1-二-(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷的残基。全文摘要本发明揭示了一种飞机窗，其包括符合OSU100/100的最大放热速率和2分钟放热要求的透明窗玻璃。该窗玻璃包含(共)聚碳酸酯和溴取代的低聚碳酸酯，其中所述低聚碳酸酯与所述(共)聚碳酸酯的重量比为0.1112-1。排除在本发明的(共)聚碳酸酯树脂范围之外的是相对于共聚碳酸酯的重量含有超过37％的1，1-二-(4-羟基苯基)-3，3，5-三甲基环己烷残基的共聚碳酸酯。文档编号B29C45/00GK101362856SQ200810131298公开日2009年2月11日申请日期2008年8月6日优先权日2007年8月7日发明者P·R·莫里尼,R·戈尼申请人:拜尔材料科学有限公司