專利名稱:熱塑性組合物、及其制備方法和形成的制品的制作方法
背景技術(shù):
本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容涉及穩(wěn)定化的熱塑性組合物、制備方法及其制品和用途。
聚碳酸酯可與其他不同的混溶或互不混溶的聚合物共混,以改進(jìn)聚碳酸酯的各種機(jī)械和其他性能。對(duì)于要求改進(jìn)機(jī)械性能的應(yīng)用來(lái)說(shuō),有用的是混溶的共混物,因?yàn)樗鼈冞€會(huì)使用用于具有透明度需求的共混物。具體地,聚酯可與聚碳酸酯共混以改進(jìn)機(jī)械性能,例如沖擊強(qiáng)度,和/或也可添加聚酯以改進(jìn)流變學(xué)性能,例如熔體的體積流速。然而,聚碳酸酯的其他性能,具體是光學(xué)性能,可受到形成共混物的負(fù)面影響,其中聚碳酸酯可形成發(fā)霧的外觀和減少的透光率。
因此,本領(lǐng)域需要含聚碳酸酯和聚酯的混溶的熱塑性組合物。該熱塑性組合物具有高的透明度和低的霧度(haze),且具有所需的機(jī)械和/或流變學(xué)性能。
發(fā)明概述 在一個(gè)實(shí)施方案中,通過(guò)包含間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元和碳酸酯單元的聚酯-聚碳酸酯聚合物以及包含對(duì)苯二甲酸乙二酯單元、1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元或者對(duì)苯二甲酸乙二酯單元與1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的結(jié)合(物)(combination)的聚(亞烷基酯)的熱塑性組合物來(lái)減少本領(lǐng)域的上述缺陷,其中在聚酯-聚碳酸酯聚合物內(nèi)的間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)和在聚(亞烷基酯)聚合物內(nèi)的1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)之和為大于40的數(shù)值。在具體的實(shí)施方案中,聚酯-聚碳酸酯和聚(亞烷基酯)聚合物以20∶80-80∶20的重量比存在于熱塑性組合物內(nèi)。
在另一實(shí)施方案中,熱塑性組合物包括基本上由間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元和碳酸酯單元組成的聚酯-聚碳酸酯聚合物,以及基本上由對(duì)苯二甲酸乙二酯單元、1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元或?qū)Ρ蕉姿嵋叶卧c1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的結(jié)合組成的聚(亞烷基酯),其中在聚酯-聚碳酸酯內(nèi)的間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)大于或等于酯和聚碳酸酯單元總摩爾數(shù)的1mol%,其中聚酯-聚碳酸酯和聚(對(duì)苯二甲酸亞烷酯)以20∶80-80∶20的重量比存在,并且其中在聚酯-聚碳酸酯聚合物內(nèi)的間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)和在聚(亞烷基酯)聚合物內(nèi)的1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)之和為大于40的數(shù)值。
在另一實(shí)施方案中,形成熱塑性組合物的方法包括熔體結(jié)合含間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元和碳酸酯單元的聚酯-聚碳酸酯,以及含對(duì)苯二甲酸乙二酯單元、1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元或?qū)Ρ蕉姿嵋叶卧c1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的結(jié)合的聚(亞烷基酯),其中選擇聚酯-聚碳酸酯和聚亞烷基酯,以在聚酯-聚碳酸酯聚合物內(nèi)的間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)和在聚(對(duì)苯二甲酸亞烷酯)聚合物內(nèi)的1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)之和為大于40的數(shù)值。
在另一實(shí)施方案中,熱塑性組合物基本上由含間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元和碳酸酯單元的聚酯-聚碳酸酯聚合物,以及含對(duì)苯二甲酸乙二酯單元、1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元或?qū)Ρ蕉姿嵋叶卧c1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的結(jié)合物的聚(亞烷基酯)組成,其中在聚酯-聚碳酸酯聚合物內(nèi)的間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)和在聚(亞烷基酯)聚合物內(nèi)的1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)之和為大于40的數(shù)值。
在另一實(shí)施方案中,熱塑性組合物由包含間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元和碳酸酯單元的聚酯-聚碳酸酯聚合物、包含對(duì)苯二甲酸乙二酯單元、1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元或?qū)Ρ蕉姿嵋叶卧c1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的結(jié)合物的聚(亞烷基酯),以及0-5wt%的添加劑組成,其中在聚酯-聚碳酸酯聚合物內(nèi)的間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)和在聚(亞烷基酯)聚合物內(nèi)的1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)之和為大于40的數(shù)值,并且選擇添加劑的類型和用量,以使熱塑性組合物的所需性能沒(méi)有受到負(fù)面影響。
在另一實(shí)施方案中,還公開(kāi)了含該熱塑性組合物的制品。
通過(guò)下述詳細(xì)說(shuō)明例舉以上所述和其他的特征。
發(fā)明詳述 令人驚奇地,已發(fā)現(xiàn)包含間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元(ITR)和碳酸酯單元的聚酯-聚碳酸酯聚合物,與包含對(duì)苯二甲酸乙二酯單元和/或1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元(CHDM)的聚(亞烷基酯)聚合物的共混物的透明度高。當(dāng)聚酯-聚碳酸酯聚合物內(nèi)的ITR酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)和聚(亞烷基酯)聚合物內(nèi)CHDM單元的摩爾百分?jǐn)?shù)之和大于40時(shí),這些聚合物的共混物是透明的。除了透明度和所需的機(jī)械性能以外,該組合物還具有所需的、杰出的耐候老化性(weatherability)。
此處所使用的術(shù)語(yǔ)“烷基(alkyl)”是指直鏈或支鏈的單價(jià)烴基;“亞烷基(alkylene)”是指直鏈或支鏈的二價(jià)烴基;“偏亞烷基(alkylidene)”是指直鏈或支鏈的二價(jià)烴基且兩個(gè)價(jià)態(tài)在同一個(gè)碳原子上;“(鏈)烯基”是指具有通過(guò)碳碳雙鍵相連的至少兩個(gè)碳的直鏈或支鏈單價(jià)烴基;“環(huán)烷基”是指具有至少三個(gè)碳原子的非芳族單價(jià)單環(huán)或多環(huán)烴基,“環(huán)亞烷基(或環(huán)烯)”是指具有至少三個(gè)碳原子的非芳族的脂環(huán)族二價(jià)烴基,或具有至少一個(gè)不飽和度;“芳基”是指在一個(gè)或多個(gè)芳環(huán)上僅僅含碳的芳族單價(jià)基團(tuán);“亞芳基”是指在一個(gè)或多個(gè)芳環(huán)上僅僅含有碳的芳族二價(jià)基團(tuán);“烷芳基”是指被以上定義的烷基取代的芳基,舉例,烷芳基是4-甲基苯基;“芳烷基”是指被以上定義的芳基取代的烷基,其中芐基是例舉的芳烷基;“酰基”是指具有通過(guò)羰基碳橋(-C(=O)-)連接具有所指碳原子數(shù)的以上定義的烷基得到的基團(tuán);“烷氧基”是指具有通過(guò)氧橋(-O-)連接具有所指碳原子數(shù)的以上定義的烷基得到的基團(tuán);“芳氧基”是指具有通過(guò)氧橋(-O-)連接具有所指碳原子數(shù)的以上定義的芳基得到的基團(tuán)。
除非另有說(shuō)明,前述基團(tuán)中的每一個(gè)都可以是未取代或取代的,條件是取代沒(méi)有顯著對(duì)化合物的合成、穩(wěn)定性或使用產(chǎn)生負(fù)面影響。此處所使用的術(shù)語(yǔ)“取代”是指用另一基團(tuán)代替在所指原子或基團(tuán)上的任何一個(gè)或多個(gè)氫原子,條件是沒(méi)有超過(guò)所指原子的正常價(jià)態(tài)。當(dāng)取代基是氧代(即,=O)時(shí),則在該原子上的兩個(gè)氫被代替。可允許取代基和/或變量組合,條件是該取代沒(méi)有對(duì)化合物的合成或使用產(chǎn)生顯著的負(fù)面影響。
熱塑性組合物包括含聚碳酸酯的共聚物,此處所使用的術(shù)語(yǔ)“聚碳酸酯”和“聚碳酸酯樹(shù)脂”是指具有式(1)表示的碳酸酯重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的組合物
其中R1基總數(shù)中的至少60%是芳族有機(jī)基團(tuán),其余為脂族、脂環(huán)族或芳族基團(tuán)。在一個(gè)實(shí)施方案中,每一R1是芳族有機(jī)基團(tuán)。在另一實(shí)施方案中,每一R1是式(2)表示的基團(tuán) -A1-Y1-A2-(2) 其中每一A1和A2是單環(huán)二價(jià)芳基,Y1是具有一個(gè)或兩個(gè)隔開(kāi)A1與A2的原子的橋連基團(tuán)。在例舉的實(shí)施方案中,A1與A2被一個(gè)原子隔開(kāi)。舉例而言,這類基團(tuán)的非限定性實(shí)例是-O-、-S-、-S(O)-、-S(O2)-、-C(O)-、亞甲基、環(huán)己基-亞甲基、2-[2,2,1]-雙環(huán)偏亞庚基、偏亞乙基、偏亞異丙基、偏亞新戊基、偏亞環(huán)己基、偏亞環(huán)十五烷基、偏亞環(huán)十二烷基和偏亞金剛烷基。橋連基團(tuán)Y1可以是烴基或飽和烴基,例如亞甲基、偏亞己基或偏亞異丙基。在另一實(shí)施方案中,Y1是連接A1和A2的碳碳鍵(-)。
可通過(guò)包括式HO-R1-OH的二羥基化合物(它包括式(3)的二羥基芳族化合物)的界面反應(yīng),生產(chǎn)聚碳酸酯 HO-A1-Y1-A2-OH(3) 其中Y1、A1和A2如上所述。還包括通式(4)的雙酚化合物
其中Ra和Rb各自代表鹵素原子或單價(jià)烴基,可相同或不同;p和q各自獨(dú)立地為整數(shù)0-4,Xa表示式(5)的基團(tuán)之一
或
其中Rc和Rd各自獨(dú)立地代表氫原子或單價(jià)直鏈烷基或環(huán)亞烷基,Re是二價(jià)烴基。在一個(gè)實(shí)施方案中,Rc和Rd代表環(huán)亞烷基;或含雜原子的環(huán)亞烷基,所述環(huán)亞烷基包括價(jià)態(tài)大于或等于2的碳原子、雜原子或含至少一個(gè)雜原子和至少兩個(gè)碳原子的結(jié)合物。在含雜原子的環(huán)亞烷基中使用的合適的雜原子包括-O-、-S-和-N(Z)-,其中Z是選自下述中的取代基氫、羥基、C1-12烷基、C1-12烷氧基或C1-12?;?。若存在,環(huán)亞烷基或含雜原子的環(huán)亞烷基可具有3-20個(gè)原子,可以是單飽和或不飽和環(huán)或稠合的多環(huán)體系,其中稠合的環(huán)是飽和、不飽和或芳族的。
合適的聚碳酸酯進(jìn)一步包括由含烷基環(huán)己烷單元的雙酚衍生的那些。這種聚碳酸酯具有式(6)的結(jié)構(gòu)單元
其中Ra-Rd各自獨(dú)立地為氫、C1-12烷基或鹵素;取代基Re-Ri和Re’-Ri’各自獨(dú)立地為氫或C1-12烷基。取代基可以是脂族或芳族、直鏈、環(huán)狀、雙環(huán)、支鏈、飽和或不飽和的。在具體的實(shí)施方案中,含烷基環(huán)己烷的雙酚,例如2摩爾苯酚與1摩爾氫化異佛爾酮的反應(yīng)產(chǎn)物可用于制備玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高且熱變形溫度高的聚碳酸酯聚合物。這種含異佛爾酮雙酚的聚碳酸酯對(duì)應(yīng)于式(6),其中Rf、Rf’和Rh均是甲基;Re、Re’、Rg、Rg’、Rh’、Ri和Ri’各自是氫;Ra-Rd如上所定義。這些異佛爾酮雙酚類聚合物,其中包括含有非烷基環(huán)己烷雙酚的聚碳酸酯共聚物以及含有烷基環(huán)己基雙酚的聚碳酸酯與非烷基環(huán)己基雙酚聚碳酸酯的共混物,由Bayer Co.以商品名APEC
供應(yīng)。
合適的二羥基化合物的一些例舉性的非限定性實(shí)例包括下述4,4’-二羥基聯(lián)苯、1,6-二羥基萘、2,6-二羥基萘、雙(4-羥苯基)甲烷,雙(4-羥苯基)二苯甲烷、雙(4-羥苯基)-1-萘基甲烷、1,2-雙(4-羥苯基)乙烷、1,1-雙(4-羥苯基)-1-苯基乙烷、2-(4-羥苯基)-2-(3-羥苯基)丙烷、雙(4-羥苯基)苯基甲烷、2,2-雙(4-羥基-3-溴苯基)丙烷、1,1-雙(羥苯基)環(huán)戊烷、1,1-雙(4-羥苯基)環(huán)己烷、1,1-雙(4-羥基-3-甲基苯基)環(huán)己烷、1,1-雙(4-羥苯基)異丁烯、1,1-雙(4-羥苯基)環(huán)十二烷、反式-2,3-雙(4-羥苯基)-2-丁烯、2,2-雙(4-羥苯基)金剛烷、(α,α’-雙(4-羥苯基)甲苯、雙(4-羥苯基)乙腈、2,2-雙(3-甲基-4-羥苯基)丙烷、2,2-雙(3-乙基-4-羥苯基)丙烷、2,2-雙(3-正丙基-4-羥苯基)丙烷、2,2-雙(3-異丙基-4-羥苯基)丙烷、2,2-雙(3-仲丁基-4-羥苯基)丙烷、2,2-雙(3-叔丁基-4-羥苯基)丙烷、2,2-雙(3-環(huán)己基-4-羥苯基)丙烷、2,2-雙(3-烯丙基-4-羥苯基)丙烷、2,2-雙(3-甲氧基-4-羥苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥苯基)六氟丙烷、1,1-二氯-2,2-雙(4-羥苯基)乙烯、1,1-二溴-2,2-雙(4-羥苯基)乙烯、1,1-二氯-2,2-雙(5-笨氧基-4-羥苯基)乙烯、4,4’-二羥基二苯甲酮、3,3-雙(4-羥苯基)-2-丁酮、1,6-雙(4-羥苯基)-1,6-己二酮、乙二醇雙(4-羥苯基)醚、雙(4-羥苯基)醚、雙(4-羥苯基)硫醚、雙(4-羥苯基)亞砜、雙(4-羥苯基)砜、9,9-雙(4-羥苯基)氟、2,7-二羥基芘、6,6’-二羥基-3,3,3`,3’-四甲基螺(雙)二氫化茚(“螺雙二氫化茚雙酚”)、3,3-雙(4-羥苯基)苯酞(phthalide)、2,6-二羥基二苯并-p-二噁英(dioxin)、2,6-二羥基噻蒽、2,7-二羥基酚黃素(phenoxathin)、2,7-二羥基-9,10-二甲基吩嗪、3,6-二羥基二笨并呋喃、3,6-二羥基二苯并噻吩和2,7-二羥基咔唑和類似物以及含至少一種前述二羥基化合物的結(jié)合物。
用式(3)表示的雙酚化合物類的具體實(shí)例包括1,1-雙(4-羥苯基)甲烷、1,1-雙(4-羥苯基)乙烷、2,2-雙(4-羥苯基)丙烷(下文“雙酚A”或“BPA”)、2,2-雙(4-羥苯基)丁烷、2,2-雙(4-羥苯基)辛烷、1,1-雙(4-羥苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥苯基)正丁烷、2,2-雙(4-羥基-1-甲基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥基-叔丁基苯基)丙烷、3,3-雙(4-羥苯基)苯并[c]吡咯酮(phthalimidine)、2-苯基-3,3-雙(4-羥苯基)苯并[c]吡咯酮(PPPBP)和1,1-雙(4-羥基-3-甲基苯基)環(huán)己烷(DMBPC)。也可使用含至少一種前述二羥基化合物的結(jié)合物。
另一二羥基芳族基團(tuán)R1衍生于式(7)的二羥基芳族化合物
其中每一Rf獨(dú)立地為鹵素原子、C1-12烴基或C1-12鹵素取代的烴基,p為0-4。鹵素通常是溴??捎檬?7)表示的化合物的實(shí)例包括間苯二酚、取代的間苯二酚化合物,例如5-甲基間苯二酚、5-乙基間苯二酚、5-丙基間苯二酚、5-丁基間苯二酚、5-叔丁基間苯二酚、5-苯基間苯二酚、5-枯基間苯二酚、2,4,5,6-四氟間苯二酚、2,4,5,6-四溴間苯二酚或類似物;兒茶酚;氫醌;取代氫醌,例如2-甲基氫醌、2-乙基氫醌、2-丙基氫醌、2-丁基氫醌、2-叔丁基氫醌、2-苯基氫醌、2-枯基氫醌、2,3,5,6-四甲基氫醌、2,3,5,6-四-叔丁基氫醌、2,3,5,6-四氟氫醌、2,3,5,6-四溴氫醌或類似物;或含至少一種前述化合物的結(jié)合物。
此處所使用的“聚碳酸酯”和“聚碳酸酯樹(shù)脂”進(jìn)一步包括均聚碳酸酯、在碳酸酯內(nèi)含不同R1部分的共聚物(此處稱為“共聚碳酸酯”)、含碳酸酯單元和其他類型聚合物單元如酯單元的共聚物,以及含一種或多種均聚碳酸酯和共聚碳酸酯的結(jié)合物。此處所使用的“結(jié)合物”包括共混物、混合物、合金、反應(yīng)產(chǎn)物和類似物。
在具體的實(shí)施方案中,當(dāng)使用時(shí),聚碳酸酯可以是由雙酚A衍生的直鏈均聚物,其中每一A1和A2為對(duì)亞苯基,Y1是偏亞異丙基。聚碳酸酯在25℃下在氯仿中測(cè)定的特性粘度(intrinsic viscosity)為0.3-1.5分升/克(dl/g),具體0.45-1.0dl/g。聚碳酸酯的重均分子量(Mw)可以是10,000-100,000,使用交聯(lián)的苯乙烯-二乙烯基苯柱,在1mg/ml的樣品濃度下通過(guò)凝膠滲透色譜法(GPC)來(lái)測(cè)量,并采用聚碳酸酯標(biāo)準(zhǔn)物校正。
在一個(gè)實(shí)施方案中,聚碳酸酯具有適合于制造薄型制品(thin article)的流動(dòng)性能。熔體體積流動(dòng)速度(常常簡(jiǎn)稱為MVR)測(cè)量在預(yù)定的溫度和負(fù)載下熱塑性樹(shù)脂擠出經(jīng)過(guò)孔隙的速度。適合于形成薄型制品的聚碳酸酯在300℃/1.2kg下根據(jù)ASTMD 1238-04測(cè)量的MVR為0.5-80cc/10min。在具體的實(shí)施方案中,合適的聚碳酸酯組合物是在300℃/1.2kg下根據(jù)ASTMD1238-04測(cè)量的MVR為0.5-50cc/10min,具體為0.5-25cc/10min,更具體1-15cc/10min??墒褂貌煌鲃?dòng)性能的聚碳酸酯的混合物以實(shí)現(xiàn)總體所需的流動(dòng)性能。
聚碳酸酯的透光率大于或等于55%,具體大于或等于60%,更具體地,大于或等于70%,根據(jù)ASTMD1003-00在2.5mm的厚度上測(cè)量。聚碳酸酯的霧度也可小于或等于50%,具體小于或等于40%,最具體小于或等于30%,根據(jù)ASTMD1003-00在2.5mm的厚度上測(cè)量。
熱塑性組合物包括聚酯-聚碳酸酯(也稱為聚酯碳酸酯,共聚酯-聚碳酸酯和共聚酯碳酸酯)。這種共聚物聚合物除了含有式(1)的碳酸酯重復(fù)單元以外,還含有式(8)的重復(fù)單元
其中D是衍生于二羥基化合物的二價(jià)基團(tuán),且可以是例如C2-10亞烷基、C6-30脂環(huán)族基團(tuán)、C6-30芳族基團(tuán)或多氧亞烷基,其中亞烷基含有2-6個(gè)碳原子,具體2、3或4個(gè)碳原子;且T二價(jià)基團(tuán)衍生于二羧酸且可以是例如C2-10亞烷基、C6-30脂環(huán)族基團(tuán)、C6-30烷基芳族基團(tuán)或C6-30芳族基團(tuán)。
在一個(gè)實(shí)施方案中,D是C2-6亞烷基。在另一實(shí)施方案中,D衍生于上式(4)的芳族二羥基化合物,在另一實(shí)施方案中,D衍生于上式(7)的芳族二羥基化合物。
制備聚酯可使用的芳族二羧酸的實(shí)例包括鄰苯二甲酸或?qū)Ρ蕉姿帷?,2-二(對(duì)-羧基苯基)乙烷、4,4’-二羧基二苯醚、4,4’-雙苯甲酸,以及含至少一種前述酸的混合物。也可存在含稠合環(huán)的酸,例如1,4-、1,5-或2,6-萘二羧酸。具體的二羧酸是對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、萘二羧酸、環(huán)己烷二羧酸或其混合物。具體的二羧酸包括間苯二甲酸和對(duì)苯二甲酸的混合物,其中間苯二甲酸與對(duì)苯二甲酸的重量比為91∶1-2∶98。在另一具體的實(shí)施方案中,D是C2-6亞烷基,T是p-亞苯基、m-亞苯基、萘、二價(jià)脂環(huán)族基團(tuán)或其混合物。
在一個(gè)實(shí)施方案中,聚丙烯酸酯包括式(9)所示的間苯二酚丙烯酸酯聚合物
其中Rf和p如式(7)中所定義,m大于或等于1。在p為0的情況下,Rf是氫。在一個(gè)實(shí)施方案中,m為2-500。在另一實(shí)施方案中,間苯二甲酸與對(duì)苯二甲酸的摩爾比可以是約0.25∶1-約4.0∶1。
在一個(gè)實(shí)施方案中,有用的芳族聚酯嵌段可包括例如聚(間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚)酯、聚(間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-雙酚A)酯、聚[(間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚)酯-共-(間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-雙酚A)]酯或含這些中的至少一種的結(jié)合物。還加以考慮具有微量,例如約0.5-約10wt%衍生于脂族二酸和/或脂族多元醇的單元,以制備共聚酯的芳族聚酯。
除了酯單元以外,聚酯-聚碳酸酯還包括在上式(1)中所述的碳酸酯單元。在一個(gè)實(shí)施方案中,式(1)的碳酸酯單元可衍生于式(7)、式(4)、式(7)的芳族二羥基化合物,或含至少一種前述二羥基化合物的結(jié)合物。在一個(gè)實(shí)施方案中,具體的碳酸酯單元衍生于雙酚A碳酸酯和/或間苯二酚碳酸酯單元。
因此,在一個(gè)實(shí)施方案中,聚酯-聚碳酸酯具有式(10)所示的結(jié)構(gòu)
其中Rf、p和m如式(9)中所定義,每一R1獨(dú)立地為C6-30亞芳基,n大于或等于1。在一個(gè)實(shí)施方案中,m為2-500和n為2-500。在具體的實(shí)施方案中,m為3-300,n為3-300。
具體地,聚酯-聚碳酸酯中的聚酯單元可以由間苯二甲酸和對(duì)苯二甲酸(或其衍生物)的結(jié)合物,與間苯二酚、雙酚A或含這些中的至少一種的結(jié)合物的反應(yīng)得到,其中間苯二甲酸酯單元與對(duì)苯二甲酸酯單元的摩爾比是91∶9-2∶98,具體85∶15-3∶97,更具體80∶20-5∶95,仍更具體70∶30-10∶90。聚碳酸酯單元可衍生于間苯二酚和/或雙酚A,其中間苯二酚碳酸酯單元與雙酚A碳酸酯單元的摩爾比為0∶100-99∶1。在一個(gè)實(shí)施方案中,聚酯-聚碳酸酯聚合物包括間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚(ITR)酯單元。此處所使用的間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元包括間苯二甲酸酯、對(duì)苯二甲酸酯和間苯二酚酯的結(jié)合物。在具體的實(shí)施方案中,間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元包括間苯二甲酸-間苯二酚酯單元和對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元的結(jié)合物。在聚酯-聚碳酸酯內(nèi)ITR酯單元與碳酸酯單元的摩爾比為1∶99-99∶1,具體5∶95-95∶5,更具體10∶90-90∶10,仍更具體20∶80-80∶20。在具體的實(shí)施方案中,聚酯-聚碳酸酯是聚(間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯)-共-(雙酚A碳酸酯)聚合物。
當(dāng)考慮在此處所述的熱塑性組合物內(nèi)使用其他樹(shù)脂時(shí),具有ITR酯單元和碳酸酯單元的聚酯-聚碳酸酯聚合物尤其適合于在此處的熱塑性組合物中使用。因此,在另一實(shí)施方案中,聚酯-聚碳酸酯的共聚物由間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元和碳酸酯單元組成。
聚酯-聚碳酸酯的重均分子量(Mw)可以是1,500-100,000,具體1,700-50,000,更具體2,000-40,000。分子量使用交聯(lián)的苯乙烯-二乙烯基苯柱,通過(guò)凝膠滲透色譜法(GPC)來(lái)進(jìn)行測(cè)定,并相對(duì)于BPA-聚碳酸酯基準(zhǔn)來(lái)校正。在約1mg/ml的濃度下制備樣品,并在約1.0ml/min的流速下洗脫。
可通過(guò)諸如界面聚合和熔體聚合之類的方法制備共聚物內(nèi)的合適的聚碳酸酯或聚碳酸酯嵌段。盡管界面聚合的反應(yīng)條件可以變化,但例舉的方法通常包括在含水苛性鈉或苛性鉀中溶解或分散二元酚反應(yīng)物,添加所得混合物到合適的與水互不混溶的溶劑介質(zhì)內(nèi),并在合適的催化劑如三乙胺或相轉(zhuǎn)移催化劑存在下,在控制的pH條件下PH如8-10下接觸該反應(yīng)物與碳酸酯前體。最常用的與水混溶的代表性溶劑包括二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯苯、甲苯和類似物。合適的碳酸酯前體包括例如碳酰鹵,例如碳酰溴或碳酰氯,或鹵代甲酸酯,例如二元酚的雙鹵代甲酸酯(例如,雙酚A、氫醌的雙氯代甲酸酯或類似物)或二元醇的雙鹵代甲酸酯(例如乙二醇、新戊二醇、聚乙二醇的雙鹵代甲酸酯或類似物)。也可使用含至少一種前述類型碳酸酯前體的結(jié)合物。在聚合過(guò)程中可包括鏈終止劑(也稱為封端劑)。鏈終止劑限制分子量的生長(zhǎng)速度,因此控制聚碳酸酯的分子量。鏈終止劑可以是至少一種一元酚化合物、一元羧酸酰氯和/或單氯代甲酸酯。在鏈終止劑與聚碳酸酯一起摻入的情況下,鏈終止劑也可稱為端基。
例如,適合于用作鏈終止劑的一元酚化合物包括單環(huán)酚,例如苯酚、C1-C22烷基取代的苯酚、p-枯基-苯酚、p-叔丁基苯酚、羥基聯(lián)苯;聯(lián)苯酚的單醚,例如p-甲氧基苯酚。烷基取代苯酚包括具有8-9個(gè)碳原子的支鏈烷基取代基的那些。一元酚UV吸收劑可用作封端劑。這種化合物包括4-取代-2-羥基二苯甲酮及其衍生物,水楊酸芳酯,二元酚的單酯,例如間苯二酚單苯甲酸酯、2-(2-羥基芳基)-苯并三唑及其衍生物,2-(2-羥基芳基)-1,3,5-三嗪及其衍生物和類似物。具體,一元酚鏈終止劑包括苯酚、p-枯基苯酚和/或間苯二酚單苯甲酸酯。
一元羧酸酰氯(mono-carboxylic acid chloride)也可合適地作為鏈終止劑。這些包括單環(huán)、單羧酸酰氯,例如苯甲酰氯、C1-C22烷基取代的苯甲酰氯、4-甲基苯甲酰氯、鹵素取代的苯甲酰氯、溴苯甲酰氯、肉桂酰氯、4-橋亞甲基四氫鄰苯二甲酰亞胺基(nadimido)苯甲酰氯及其混合物,多環(huán)、單羧酸酰氯,例如偏苯三酸酐酰氯和萘甲酰氯;以及單環(huán)和多環(huán)單羧酸酰氯的混合物。具有最多22個(gè)碳原子的脂族單羧酸的酰氯是合適的。脂族單羧酸的官能化酰氯,例如丙烯酰氯和甲基丙烯酰氯也是合適的。同樣合適的是單氯代甲酸酯,其中包括單環(huán)、單氯代甲酸酯,例如氯代甲酸苯酯、烷基取代的苯基氯代甲酸酯、對(duì)枯基苯基氯代甲酸酯、甲苯氯代甲酸酯及其混合物。
界面聚合中可使用的相轉(zhuǎn)移催化劑是化學(xué)式(R3)4Q+X的催化劑,其中每一R3相同或不同,且是C1-10烷基;Q是氮或磷原子;X是鹵素原子或C1-8烷氧基或C6-18芳氧基。合適的相轉(zhuǎn)移催化劑包括例如[CH3(CH2)3]4NX、[CH3(CH2)3]4PX,[CH3(CH2)5]4NX、[CH3(CH2)6]4NX、[CH3(CH2)4]4NX、CH3[CH3(CH2)3]3NX和CH3[CH3(CH2)2]3NX,其中X是Cl`、Br`、C1-8烷氧基或C6-18芳氧基。在一個(gè)實(shí)施方案中,具體可用的相轉(zhuǎn)移催化劑是CH3[CH3(CH2)3]3NCl(甲基三正丁基氯化銨)?;诠鈿饣旌衔飪?nèi)雙酚的重量,有效量的相轉(zhuǎn)移催化劑可以是0.1-10wt%。在另一實(shí)施方案中,基于光氣化混合物內(nèi)的二羥基化合物的重量,有效量的相轉(zhuǎn)移催化劑可以是0.5-2wt%。
或者,可使用熔體工藝,制備聚碳酸酯或聚碳酸酯嵌段。一般地,在熔體聚合工藝中,可在Banbury
混合器、雙螺桿擠出機(jī)或類似機(jī)器內(nèi),在酯交換催化劑存在下,通過(guò)在熔融態(tài)下共反應(yīng)二羥基反應(yīng)物和碳酸二芳酯如碳酸二苯酯,制備聚碳酸酯。從熔融的反應(yīng)物中通過(guò)蒸餾除去揮發(fā)性一元酚,并以熔融的殘?jiān)问椒蛛x聚合物。制備聚碳酸酯特別可用的熔體工藝用的是在芳基上具有吸電子取代基的碳酸二芳酯。具有吸電子取代基的具體可用的碳酸酯的實(shí)例包括雙(4-硝基苯基)碳酸酯、雙(2-氯苯基)碳酸酯、雙(4-氯苯基)碳酸酯、雙(甲基水楊基)碳酸酯(BMSC)、雙(4-甲基羧基苯基)碳酸酯、雙(2-乙?;交?羧酸酯、雙(4-乙?;交?羧酸酯或含這些中的至少一種的結(jié)合物。另外,適合使用的酯交換催化劑包括上式(R3)4Q+X的酯交換催化劑,其中每一R3、Q和X如上所定義。合適的酯交換催化劑的實(shí)例包括四丁基氫氧化銨、甲基三丁基氫氧化銨、四丁基乙酸銨、四丁基氫氧化鏻、四丁基乙酸鏻、四丁基鏻酚鹽或含這些中的至少一種的結(jié)合物。
支化聚碳酸酯,以及直鏈聚碳酸酯和支化聚碳酸酯的共混物也是有用的??稍诰酆线^(guò)程中,通過(guò)添加支化劑制備支化聚碳酸酯。這些支化劑包括含有至少三個(gè)官能團(tuán)的多官能的有機(jī)化合物,所述官能團(tuán)選自羥基、羧基、羧酸酐、鹵代甲酸基和含前述官能團(tuán)的混合物。具體實(shí)例包括偏苯三酸、偏苯三酸酐、偏苯三酰氯、三-p-羥基苯基乙烷、靛紅(isatin)-雙-苯酚、三-苯酚TC(1,3,5-三((p-羥苯基)異丙基)苯)、三-苯酚PA(4(4(1,1-雙(p-羥苯基)-乙基)-α,α-二甲基芐基)苯酚)、4-氯代甲?;彵蕉姿狒?,3,5-苯三酸和二苯甲酮四羧酸。支化劑的添加量可以是聚碳酸酯的0.05-2.0wt%。所有類型的聚碳酸酯端基都被考慮可用于聚碳酸酯內(nèi),條件是這種端基沒(méi)有顯著負(fù)面影響熱塑性組合物的所需性能。
除了以上所述的聚酯-聚碳酸酯聚合以外,熱塑性組合物還包括聚酯。合適的聚酯包括具有式(8)所示重復(fù)單元的那些聚酯。有用的聚酯可包括芳族聚酯、聚(亞烷基酯),其中包括聚(芳基酸亞烷酯)和聚(環(huán)亞烷基二酯)。芳族聚酯可具有式(8)的聚酯結(jié)構(gòu),其中D和T各自為以上所述的芳族基團(tuán)。
在一個(gè)實(shí)施方案中,熱塑性組合物包括聚(亞烷基酯)。具有式(8)的聚酯結(jié)構(gòu)的聚(亞烷基酯),其中T包括衍生于芳族二羧酸酯、脂環(huán)族二羧酸或其衍生物的基團(tuán)。具體可用的T基的實(shí)例包括1,2-、1,3-和1,4-亞苯基;1,4-和1,5-亞萘基;順式-或反式-1,4-環(huán)亞己基以及和類似物。因此在其中T是1,4-亞苯基的式(8)中,聚(亞烷基酯)是聚(對(duì)苯二甲酸亞烷酯)。另外,對(duì)于聚(亞烷基芳基酸酯)來(lái)說(shuō),具體可用的亞烷基D包括例如亞乙基、1,4-亞丁基,以及雙-(亞烷基-二取代的環(huán)己烷),其中包括順式-和/或反式-1,4-(環(huán)亞己基)二亞甲基。
聚(對(duì)苯二甲酸亞烷酯)的實(shí)例包括聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)(PET)、聚(對(duì)笨二甲酸1,4-丁二酯)(PBT)和聚(對(duì)苯二甲酸丙二酯)(PPT)。同樣有用的是聚(萘二甲酸亞烷酯),例如聚(萘二甲酸乙二酯)(PEN)和聚(萘二甲酸丁二酯)(PBN)。特別合適的聚(環(huán)亞烷基二酯)是聚(環(huán)己烷二甲醇對(duì)苯二甲酸酯)(PCT)。也可使用含至少一種前述聚酯的結(jié)合物。
含對(duì)苯二甲酸亞烷酯重復(fù)酯單元與其他合適的酯基的共聚物是有用的。具體可用的酯單元包括不同的對(duì)苯二甲酸亞烷酯(alkylene terephthalate)單元,該單元可作為單獨(dú)的單元存在于聚合物鏈內(nèi)或者作為聚(對(duì)苯二甲酸亞烷酯)的嵌段存在。在一個(gè)實(shí)施方案中,對(duì)苯二甲酸亞烷酯單元的共聚物包括式(8)的對(duì)苯二甲酸乙二酯單元,其中T是1,4-亞苯基,D是亞乙基;式(8)的1,4-環(huán)己烷二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯(ET)酯單元,其中T是1,4-亞苯基,D是1,4-環(huán)己烷二亞甲基(CHDM)酯基。共聚物具有以1∶99-99∶1,具體5∶95-95∶5,更具體10∶90-90∶10,仍更具體20∶80-80∶20的摩爾比存在的ET酯單元和CHDM酯單元。還考慮可在對(duì)苯二甲酸亞烷酯內(nèi)存在額外的亞烷酯單元。
盡管考慮可在此處所述的熱塑性組合物內(nèi)使用其他樹(shù)脂,但具有ET酯單元和CHDM酯單元的(對(duì)苯二甲酸亞烷酯)聚合物尤其適合于在此處的熱塑性組合物內(nèi)使用。因此,在另一實(shí)施方案中,對(duì)苯二甲酸亞烷酯單元的共聚物基本上由下述單元組成式8的對(duì)苯二甲酸乙二酯單元,其中T是1,4-亞苯基,D是亞乙基;以及式(8)的環(huán)己烷二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯(ET)酯單元,其中T是1,4-亞苯基,D是1,4-環(huán)己基二亞甲基(CHDM)酯基。在其他實(shí)施方案中,考慮聚(對(duì)苯二甲酸亞烷酯)聚合物也可包括間苯二甲酸亞烷酯單元,其中間苯二甲酸亞烷酯單元與對(duì)苯二甲酸亞烷酯單元的摩爾比為99∶1-1∶99。由ET酯單元和CHDM酯單元組成的共聚物可具有以1∶99-99∶1,具體5∶95-95∶5,更具體10∶90-90∶10,仍更具體的是以20∶80-80∶20的摩爾比存在的ET酯單元和CHDM酯單元。
具體,這種共聚物的合適實(shí)例包括聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)-共(co)-(對(duì)苯二甲酸1,4-環(huán)己二亞甲酯),其中聚合物包括大于或等于50mol%的對(duì)苯二甲酸乙二酯單元(縮寫(xiě)為PETG),并且其中聚合物包括大于50mol%的1,4-環(huán)己烷二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元(1,4-cyclohexanedimethyleneterephthalate,縮寫(xiě)為PCTG)。
可通過(guò)以上所述的界面聚合或熔體工藝縮合、通過(guò)溶液相縮合或者通過(guò)酯交換聚合,獲得聚酯,其中例如使用酸催化劑,將二烷酯如對(duì)苯二甲酸二甲酯與乙二醇酯交換,生成聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)。也可使用支化聚酯,其中摻入了支化劑,例如具有3或更多個(gè)羥基或三官能團(tuán)或多官能團(tuán)羧酸的二元醇。此外,有時(shí)希望在聚酯上具有各種酸和羥基端基濃度,這取決于組合物的最終用途。當(dāng)共混時(shí),此處所述的聚酯通常與聚碳酸酯完全混溶。通常通過(guò)二元醇與二元酸或衍生物反應(yīng)制備脂環(huán)族聚酯。
制備聚酯聚合物有用的二元醇是直鏈、支鏈或脂環(huán)族的,可含有2-12個(gè)碳原子。合適的二元醇的實(shí)例包括乙二醇;丙二醇,例如1,2-和1,3-丙二醇;丁二醇,例如1,3-和1,4-丁二醇;二甘醇;2,2-二甲基-1,3-丙二醇;2-乙基-和2-甲基-1,3-丙二醇;1,3-和1,5-戊二醇;二丙二醇;2-甲基-1,5-戊二醇;1,6-己二醇;1,4-環(huán)己烷二甲醇,尤其是順式和反式異構(gòu)體,三甘醇;1,10-癸二醇,以及含至少一種前述二元醇的結(jié)合物。具體可用的是二羥甲基雙環(huán)辛烷、二羥甲基萘烷、脂環(huán)族二醇或其化學(xué)等價(jià)物,尤其是1,4-環(huán)己二烷甲醇或其化學(xué)等價(jià)物。若1,4-環(huán)己烷二甲醇用作二元醇組分,則可使用順式與反式異構(gòu)體的混合物比值為約1∶4-約4∶1。具體,順式與反式異構(gòu)體之比為約1∶3可以是有用的。
可用于制備脂環(huán)族聚酯聚合物的二元酸是脂族二元酸,它包括具有至少兩個(gè)羧基的羧酸,其中每一個(gè)羧基連接到飽和環(huán)上的飽和碳上。脂環(huán)族酸的合適的實(shí)例包括十氫化萘二羧酸、降冰片烯二羧酸、雙環(huán)辛烷二羧酸。具體可用的脂環(huán)族二元酸包括1,4-環(huán)己烷二羧酸和反式-1,4-環(huán)己烷二羧酸。直鏈脂族二元酸也是有用的,條件是聚酯具有含脂環(huán)族環(huán)的至少一個(gè)單體。直鏈脂族二元酸的例舉實(shí)例是琥珀酸、己二酸、二甲基琥珀酸和壬二酸。二元酸和二元醇的混合物也可用于制備脂環(huán)族聚酯。
環(huán)己烷二羧酸及其化學(xué)等價(jià)物例如可通過(guò)在室溫和大氣壓下,使用諸如承載在含碳和氧化鋁的載體上的銠之類的催化劑,在合適的溶劑(例如水或乙酸)內(nèi)氫化環(huán)狀芳族二元酸和相應(yīng)的衍生物如間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸,制備。它們也可通過(guò)使用惰性液體介質(zhì)來(lái)制備,其中酸在反應(yīng)條件下至少部分可溶,并使用在碳或二氧化硅內(nèi)的鈀或釕催化劑。
一般地,在氫化過(guò)程中,獲得兩種或更多種異構(gòu)體,其中羧酸基在順式或反式位置上??稍谟谢驘o(wú)溶劑,例如正庚烷的情況下通過(guò)結(jié)晶或者通過(guò)蒸餾,分離順式和反式異構(gòu)體。順式異構(gòu)體會(huì)更加混溶,然而,反式異構(gòu)體具有較高的熔點(diǎn)和結(jié)晶溫度并特別地是合適的。也可使用順式和反式異構(gòu)體的混合物。反式和順式異構(gòu)體的重量比可以是約75∶25。當(dāng)使用異構(gòu)體的混合物或大于一種二元酸時(shí),共聚酯或兩種聚酯的混合物可用作脂環(huán)族聚酯聚合物。
聚酯-聚碳酸酯和聚(亞烷基酯)的共混物的熔體體積流速所需地為約5-約150cc/10min,具體約7-約125cc/10min,更具體約9-約110cc/10min,仍更具體約10-約100cc/10min,這是根據(jù)ASTMD1238-04,在300℃和1.2kg的負(fù)載下測(cè)量。
因此,在一個(gè)實(shí)施方案中,熱塑性組合物包括含間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚單元和碳酸酯單元的聚酯聚碳酸酯聚合物,以及聚(亞烷基酯),其中聚酯-聚碳酸酯與聚(亞烷基酯)的重量比為20∶80-80∶20,具體25∶75-75∶25,更具體地是30∶70-70∶30。
據(jù)觀察,聚碳酸酯,當(dāng)與具有80mol%CHDM酯單元和20mol%對(duì)苯二甲酸乙二酯單元的聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)聚合物(即PCTG聚合物)和100mol%CHDM(即PCT聚合物)共混時(shí),形成透明的共混物,其透光率大于或等于80%,霧度小于5%。然而,當(dāng)在PCTG聚合物內(nèi)CHDM的摩爾百分?jǐn)?shù)下降時(shí),聚碳酸酯的共混物變得不透明。據(jù)觀察,具有占ITR酯和碳酸酯單元總數(shù)40mol%的ITR酯單元的聚酯-聚碳酸酯當(dāng)與聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)(0mol%CHDM)共混時(shí),形成透明的共混物。然而,已發(fā)現(xiàn),當(dāng)聚酯-聚碳酸酯聚合物內(nèi)的ITR酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)和可能存在于聚(亞烷基酯)聚合物內(nèi)的任何CHDM單元的摩爾百分?jǐn)?shù)之和為小于40的數(shù)值時(shí),含有ITR酯單元的聚酯-聚碳酸酯共混物與具有CHDM酯單元的PET或PETG共聚物形成互不混溶的共混物。
盡管不要求提供本發(fā)明如何作用的解釋,但是理論可用于更好地輔助讀者理解本發(fā)明。因此要理解,權(quán)利要求不是通過(guò)下述操作理論來(lái)顯示。據(jù)認(rèn)為是在分子規(guī)模上,聚酯-聚碳酸酯的透明度和霧度二者與下述因素有關(guān)在聚合物鏈內(nèi)的聚酯嵌段的數(shù)量、聚酯嵌段的平均尺寸(即重復(fù)酯單元的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)(runs))、在聚合物鏈內(nèi)聚酯嵌段的無(wú)規(guī)或非無(wú)規(guī)分布,或一種或更多種這些因素的組合。認(rèn)為在共聚物內(nèi)聚酯嵌段更加無(wú)規(guī)的分布有助于更大程度的透明度和較小程度的霧度。認(rèn)為當(dāng)在共混的聚合物內(nèi)形成晶體區(qū)域(它具有比周圍的聚合物基體不同的折射指數(shù)),觀察到低的透明度,即高的霧度和低的透光率??尚纬沙渥愠叽?20nm和更大)的區(qū)域。這些區(qū)域起到散射入射光的作用,且可通過(guò)肉眼和/或使用光譜法以霧度形式觀察,其中后者可用于表征結(jié)晶區(qū)并量化霧度大小。在本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容中,還發(fā)現(xiàn)含有范圍為20mol%ITR-80mol%ITR的聚酯碳酸酯與聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)共聚物得到透明的共混物。
令人驚奇地是已發(fā)現(xiàn)含具有間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元(ITR)和碳酸酯單元的聚酯-聚碳酸酯聚合物,以及含對(duì)苯二甲酸乙二酯單元和/或1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元(CHDM)的聚(亞烷基酯)聚合物的共混物的熱塑性組合物具有高的透明度。當(dāng)在聚酯-聚碳酸酯聚合物內(nèi)的間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)和在聚(亞烷基酯)聚合物內(nèi)的1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)之和為大于40的數(shù)值時(shí),這些聚合物的共混物是透明的。在例舉的實(shí)施方案中,具有20mol%ITR酯單元的聚酯-聚碳酸酯聚合物與含70mol%ET酯單元和30mol%CHDM酯單元的PETG共聚物在全部組合物范圍內(nèi)(即聚(ITR-酯)-聚碳酸酯與PETG的重量比為1∶99-99∶1)混溶。相反,具有僅僅雙酚-A碳酸酯單元的聚碳酸酯提供不透明的共混物。因此增加聚酯-聚碳酸酯中的ITR酯含量可改進(jìn)共混組合物的透明性。有利之處在于使用聚酯聚碳酸酯聚合物提供抗因聚合物的Photo-Fries光解導(dǎo)致的氣候老化性,并且除了透明度以外,還提供熱塑性組合物改進(jìn)的機(jī)械性能與耐候老化性的結(jié)合。
聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)聚合物可經(jīng)歷結(jié)晶區(qū)域的快速形成,而聚(1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯)可具有顯著較慢的結(jié)晶速度并提供更加無(wú)定形的結(jié)構(gòu)。因此,認(rèn)為與PET均聚物相比時(shí),使用含CHDM酯單元的聚(亞烷基酯)可通過(guò)形成結(jié)晶區(qū)的相對(duì)緩慢的動(dòng)力學(xué)來(lái)降低結(jié)晶區(qū)的尺寸和數(shù)量。在聚(對(duì)苯二甲酸亞烷基酯)內(nèi)增加CHDM酯單元的含量將有利地提供這些區(qū)域形成的相應(yīng)降低,從而提供具有增加的無(wú)定形特征的聚(亞烷基酯)聚合物,因此較好的混溶性和較好的透明度。然而,當(dāng)CHDM含量增加到非常高的水平(例如大于或等于70mol%)時(shí),聚合物結(jié)晶的傾向?qū)嶋H上可能增加,因此可使這種共混物的加工操作窗變窄。
在一個(gè)實(shí)施方案中,熱塑性組合物包括含間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚(ITR)酯單元的聚酯-聚碳酸酯和含對(duì)苯二甲酸乙二酯單元、1,4-環(huán)亞己基二亞甲基單元或?qū)Ρ蕉姿嵋叶卧c1,4-環(huán)亞己基二亞甲基單元的結(jié)合的聚(亞烷基酯)。該組合物是這些聚合物的共混物,其中在聚酯-聚碳酸酯聚合物內(nèi)的間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)和在聚(亞烷基酯)聚合物內(nèi)的1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)之和為大于40的數(shù)值,具體大于或等于45,更具體大于或等于50,仍更具體大于或等于55。此外,含聚酯-聚碳酸酯和聚(亞烷基酯)的熱塑性組合物是這些聚合物的共混物,其中在聚酯-聚碳酸酯聚合物內(nèi)的間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)和在聚(亞烷基酯)聚合物內(nèi)的1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)之和為小于200的數(shù)值,具體小于或等于195,更具體小于或等于190,和仍更具體小于或等于180。在另一實(shí)施方案中,熱塑性組合物基本上由含間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚(ITR)酯單元的聚酯-聚碳酸酯和含對(duì)苯二甲酸乙二酯單元,1,4-環(huán)亞己基二亞甲基單元或?qū)Ρ蕉姿嵋叶卧?,4-環(huán)亞己基二亞甲基單元的結(jié)合物的聚(亞烷基酯)組成。
用于測(cè)試的制品由熱塑性組合物模塑,該熱塑性組合物可含有典型地與含聚碳酸酯組合物一起包括的添加劑,例如脫模劑和抗氧化劑,其中以有效地進(jìn)行所打算的功能的用量存在的這些添加劑沒(méi)有顯著負(fù)面影響熱塑性組合物的所需性能。典型地,這些添加劑的用量小于或等于熱塑性組合物內(nèi)存在的各組分總重量的5.0wt%。在例舉的實(shí)施方案中,在制備透光率和霧度測(cè)試用模塑制品所使用的熱塑性組合物內(nèi)存在的合適添加劑可包括脫模劑和抗氧化劑。在具體的實(shí)施方案中,脫模劑是季戊四醇四硬脂酸酯,抗氧化劑是2,6-(二叔丁基苯基)亞磷酸酯。
因此,在一個(gè)實(shí)施方案中,厚度為2.5mm且由聚酯-聚碳酸酯、聚(亞烷基酯)和每一種均為有效量的脫模劑和抗氧化劑組成的模塑制品的透光率當(dāng)根據(jù)ASTMD1003-00測(cè)量時(shí),大于或等于80,具體大于或等于85,更具體大于或等于87,更具體大于或等于90。在一個(gè)實(shí)施方案中,通過(guò)注塑制備制品。
在另一實(shí)施方案中,厚度為2.5mm且由聚酯-聚碳酸酯、聚(亞烷基酯)和每一種均為有效量的脫模劑和抗氧化劑組成的模塑制品的霧度當(dāng)根據(jù)ASTMD1003-00測(cè)量時(shí),小于或等于10,具體小于或等于5,更具體小于或等于4,仍更具體小于或等于3。
除了聚酯-聚碳酸酯和聚(對(duì)苯二甲酸亞烷酯)聚合物以外,熱塑性組合物還可包括常規(guī)地與這類熱塑性組合物一起摻入的各種其他添加劑,條件是選擇這些添加劑以沒(méi)有顯著負(fù)面影響熱塑性組合物的所需性能??墒褂锰砑觿┑幕旌衔???稍诨旌细鹘M分以供形成熱塑性組合物的過(guò)程中,在合適的時(shí)間處混合這種添加劑。
熱塑性組合物可包括著色劑,例如顏料和/或染料添加劑。合適的顏料包括例如無(wú)機(jī)顏料,例如金屬氧化物和混合的金屬氧化物,例如氧化鋅、二氧化鈦、氧化鐵或類似物;硫化物例如硫化鋅或類似物;鋁酸鹽;磺基硅酸鈉、硫酸鹽、鉻酸鹽或類似物;炭黑;鐵酸鋅;群青藍(lán);顏料棕24;顏料紅101;顏料黃119;有機(jī)顏料,例如偶氮、重氮、喹吖啶酮、苝、萘四羧酸、黃烷士酮、異吲哚滿酮、四氯異吲哚滿酮、蒽醌、三苯并[cd,jk]芘-5,10-二酮(anthanthrones)、二惡嗪、酞菁和偶氮色淀;顏料藍(lán)60、顏料紅122、顏料紅149、顏料紅177、顏料紅179、顏料紅202、顏料紫29、顏料藍(lán)15、顏料藍(lán)15:4、顏料藍(lán)28、顏料綠7、顏料黃147和顏料黃150或含至少一種前述顏料的結(jié)合物。顏料的使用量基于聚酯-聚碳酸酯和聚(亞烷基酯)的總重量,可以是0.01-10wt%,其中顏料的使用沒(méi)有顯著負(fù)面影響熱塑性組合物的所需性能。
合適的染料可以是有機(jī)材料,且包括例如香豆素染料,例如香豆素460(藍(lán)色)、香豆素6(綠色)、尼羅紅或類似物;鑭系絡(luò)合物;烴和取代烴染料;多環(huán)芳烴染料;閃爍染料,例如惡唑或惡二唑染料;芳基-或雜芳基取代的多(C2-8)烯烴染料;羰花青染料;引丹酮染料;酞菁染料;惡嗪染料;喹諾酮染料;萘四羧酸染料;卟啉染料;雙(苯乙烯基)聯(lián)苯染料;吖啶染料;蒽醌染料;花青染料;次甲基染料;芳基甲烷染料;偶氮染料;靛青染料、硫代靛青染料、重氮鎓染料;硝基染料;醌亞胺染料;氨基酮染料;四唑鎓染料;噻唑染料;苝染料、苝酮染料;雙-苯并惡唑基噻吩(BBOT);三芳基甲烷染料;占噸(xanthene)染料;硫代占噸染料;萘二甲酰亞胺染料;內(nèi)酯染料;熒光團(tuán),例如在近紅外波長(zhǎng)內(nèi)吸收并在可見(jiàn)光波長(zhǎng)內(nèi)發(fā)射的反斯托克斯(anti-stokes)偏移染料,或類似物;電致發(fā)光染料,例如7-氨基-4-甲基香豆素;3-(2’-苯并噻唑基)-7-二乙基氨基香豆素;2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-惡二唑;2,5-雙-(4-聯(lián)苯基)-惡唑(oxazole);2,2’-二甲基-p-四聯(lián)苯;2,2-二甲基-p-三聯(lián)苯;3,5,3””,5””-四-叔丁基-p-五聯(lián)苯;2,5-二苯基呋喃;2,5-二苯基惡唑;4,4’-二苯基茋;4-二氰基亞甲基-2-甲基-6-(p-二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃;1,1’-二乙基-2,2’-羰花青碘化物;3,3’-二乙基-4,4’,5,5’-二苯并thiatricarbocyanine碘化物;7-二甲基氨基-1-甲基-4-甲氧基-8-氮雜喹諾酮-2;7-二甲基氨基-4-甲基喹諾酮-2;2-(4-(4-二甲基氨基苯基)-1,3-丁二烯基)-3-乙基苯并噻唑鎓高氯酸鹽;3-二乙基氨基-7-二乙基亞氨基吩惡嗪鎓高氯酸鹽;2-(1-萘基)-5-苯基惡唑;2,2’-p-亞苯基-雙(5-苯基惡唑);羅丹明700;羅丹明800;芘;屈(chrysene);紅熒烯;coronene或類似物或含至少一種前述染料的結(jié)合物。基于聚酯-聚碳酸酯和聚(亞烷基酯)的總重量,染料的使用量可以是0.01-10wt%,其中染料的使用沒(méi)有負(fù)面影響熱塑性組合物所需的性能。
熱塑性組合物可進(jìn)一步包括抗氧化劑。合適的抗氧化劑添加劑包括例如有機(jī)亞磷酸酯,例如三(壬基苯基)亞磷酸酯、三(2,4-二-叔丁基苯基)亞磷酸酯、雙(2,4-二-叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亞磷酸酯或類似物;烷化一元酚或多元酚;多元酚和二烯烴的烷化反應(yīng)產(chǎn)物,例如四[亞甲基(3,5-二-叔丁基-4-羥基氫化肉桂酸酯)]甲烷或類似物;對(duì)甲酚或二環(huán)戊二烯的丁化反應(yīng)產(chǎn)物;烷化氫醌;羥化硫代二苯醚;偏亞烷基-雙酚;芐基化合物;β-(3,5-二-叔丁基-4-羥苯基)-丙酸與一元醇或多元醇的酯;β-(5-叔丁基-4-羥基-3-甲基苯基)-丙酸與一元醇或多元醇的酯;硫代烷基或硫代芳基化合物的酯,例如硫代丙酸二硬脂酯、硫代丙酸二月桂酯、硫代二丙酸雙十三烷酯、十八烷基-3-(3,5-二-叔丁基-4-羥苯基)丙酸酯、季戊四醇-[3-(3,5-二-叔丁基-4-羥苯基)丙酸酯或類似物;β-(3,5-二-叔丁基-4-羥苯基)-丙酸的酰胺或類似物或含至少一種前述抗氧化劑的結(jié)合物?;诰埘?聚碳酸酯和聚(亞烷基酯)的總重量,抗氧化劑的使用量可以是0.0001-1wt%。
合適的熱穩(wěn)定劑添加劑包括例如有機(jī)亞磷酸酯,例如亞磷酸三苯酯、三-(2,6-二甲基苯基)亞磷酸酯、三-(混合單-和二-壬基苯基)亞磷酸酯或類似物;膦酸酯,例如二甲基苯膦酸酯或類似物,磷酸酯,例如磷酸三甲酯或類似物,或含至少一種前述熱穩(wěn)定劑的結(jié)合物?;诰埘?聚碳酸酯和聚(亞烷基酯)的總重量,熱穩(wěn)定劑的使用量可以是0.0001-1wt%。
也可使用光穩(wěn)定劑和/或紫外光(UV)吸收添加劑。合適的光穩(wěn)定劑包括例如苯并三唑,例如2-(2-羥基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羥基-5-叔辛基苯基)-苯并三唑和2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮或類似物或含至少一種前述光穩(wěn)定劑的結(jié)合物?;诰埘?聚碳酸酯和聚(亞烷基酯)的總重量,光穩(wěn)定劑的使用量可以是0.0001-1wt%。
合適的UV吸收添加劑包括例如羥基二苯甲酮;羥基苯并三唑;羥基苯并三嗪;氰基丙烯酸酯;N,N`-草酰二苯胺(oxanilide);苯并惡嗪酮;2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-苯酚(CYASORB
5411);2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮(CYASORB
531);2-[4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)-苯酚(CYASORB
1164);2,2’-(1,4-亞苯基)雙(4H-3,1-苯并惡嗪-4-酮)(CYASORB
UV-3638);1,3-雙[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]-2,2-雙[[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯?;?氧基]甲基]丙烷(UVINUL
3030);2,2’-(1,4-亞苯基)雙(4H-3,1-苯并惡嗪-4-酮);1,3-雙[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]-2,2-雙[[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]甲基]丙烷;納米尺寸的無(wú)機(jī)材料,例如二氧化鈦、氧化鈰和氧化鋅,其中所有這些的粒度小于100納米;或類似物;或含至少一種前述UV吸收劑的結(jié)合物。基于聚酯-聚碳酸酯和聚(亞烷基酯)的總重量,UV吸收劑的使用量可以是0.0001-1wt%。
也可使用增塑劑、潤(rùn)滑劑和/或脫模劑添加劑。在這些材料類型中存在明顯重復(fù),其中包括例如鄰苯二甲酸酯,例如二辛基-4,5-環(huán)氧基-六氫鄰苯二甲酸酯;三-(辛氧基羰基乙基)異氰脲酸酯;三硬脂精;二-或多官能團(tuán)芳族磷酸酯,例如間苯二酚四聯(lián)苯二磷酸酯(RDP);氫醌的雙(二苯基)磷酸酯和雙酚A的雙(二苯基)磷酸酯;聚-α-烯烴;環(huán)氧化大豆油;硅酮,其中包括硅油;酯,例如脂肪酸酯,例如烷基硬脂酯,例如硬脂酸甲酯;硬脂酸硬脂酯、季戊四醇四硬脂酸酯和類似物;硬脂酸甲酯和含聚乙二醇聚合物的親水與疏水非離子表面活性劑、聚丙二醇聚合物及其共聚物,例如在合適的溶劑內(nèi)硬脂酸甲酯和聚乙二醇-聚丙二醇共聚物的混合物;蠟,例如蜂蠟,褐煤蠟、烷屬烴蠟(paraffin)或類似物。基于聚酯-聚碳酸酯和聚(亞烷基酯)的總重量,這種材料的使用量可以是0.001-1wt%,具體0.01-0.75wt%,更具體0.1-0.5wt%。
術(shù)語(yǔ)“抗靜電劑”是指可加工成聚合物樹(shù)脂和/或噴灑在材料或制品上以改進(jìn)傳導(dǎo)性能和總的物理性能的單體、低聚物或聚合物材料。單體抗靜電劑的實(shí)例包括甘油單硬脂酸酯、甘油二硬脂酸酯、甘油三硬脂酸酯、乙氧化胺,伯、仲和叔胺,乙氧化醇,烷基硫酸酯、烷基芳基硫酸酯、烷基磷酸酯、烷基胺磷酸酯、烷基磺酸鹽,例如硬脂基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉或類似物,季銨鹽、季銨樹(shù)脂、咪唑啉衍生物、脫水山梨醇酯、乙醇酰胺、甜菜堿或類似物,或含至少一種前述抗靜電劑的結(jié)合物。
例舉的聚合物型抗靜電劑包括一些聚酯酰胺聚醚-聚酰胺(聚醚酰胺)嵌段共聚物、聚酯硬脂酰胺嵌段共聚物、聚醚酯或聚氨酯,其中各自含有聚亞烷基二醇部分,聚氧化烯單元,例如聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亞甲基二醇和類似物。這種聚合物型抗靜電劑是可商購(gòu)的,例如Pelestat
6321(Sanyo)或Pebax
MH1657(Atofina),Irgastat
P18和P22(Ciba-Geigy)??捎米骺轨o電劑的其他聚合物材料是固有地導(dǎo)電的聚合物,例如聚苯胺(以PANIPOL
EB形式商購(gòu)于Panipol)、聚吡咯和聚噻吩(商購(gòu)于Bayer),它們?cè)谏叩臏囟认氯垠w加工之后保留一些它們固有的導(dǎo)電率。在一個(gè)實(shí)施方案中,可在含化學(xué)抗靜電劑的聚合物樹(shù)脂中使用碳纖維、碳納米纖維、碳納米管、炭黑或前述的任何結(jié)合物,以賦予組合物靜電耗散性?;诰埘?聚碳酸酯和聚(亞烷基酯)的總重量,抗靜電劑的使用量可以是0.0001-5wt%。
可添加的合適的阻燃劑可以是含磷、溴和/或氯的有機(jī)化合物。在一些應(yīng)用中,由于法規(guī)原因,可優(yōu)選非溴化和非氯化的含磷阻燃劑,例如有機(jī)磷酸酯和含磷-氮鍵的有機(jī)化合物。
一類例舉的有機(jī)磷酸酯是化學(xué)式(GO)3P=O的芳族磷酸酯,其中每一G獨(dú)立地為烷基、環(huán)烷基、芳基、烷芳基或芳烷基,條件是至少一個(gè)G是芳族基團(tuán)。兩個(gè)G基可相連,提供環(huán)狀基團(tuán),例如二苯基季戊四醇二磷酸酯。其他合適的芳族磷酸酯可以是例如苯基雙(十二烷基)磷酸酯、苯基雙(新戊基)磷酸酯、苯基雙(3,5,5’-三甲基己基)磷酸酯、乙基二苯基磷酸酯,2-乙基己基二(對(duì)甲苯基)磷酸酯、雙(2-乙基己基)對(duì)甲苯基磷酸酯、磷酸三甲苯酯、雙(2-乙基己基)苯基磷酸酯、磷酸三(壬基苯基)酯、雙(十二烷基)對(duì)甲苯基磷酸酯、二丁基苯基磷酸酯、2-氯乙基聯(lián)苯磷酸酯、對(duì)甲苯基雙(2,5,5’-三甲基己基)磷酸酯、2-乙基己基二苯基磷酸酯或類似物。特定的芳族磷酸酯是其中每一G為芳族的磷酸酯,例如磷酸三苯酯、磷酸三甲酚酯、異丙基化的磷酸三苯酯和類似物的那些。
二或多官能的含芳族膦的化合物也是有用的,例如下式的化合物
其中每一G1獨(dú)立地為具有1-30個(gè)碳原子的烴;每一G2獨(dú)立地為具有1-30個(gè)碳原子的烴或烴氧基,每一Xa獨(dú)立地為具有1-30個(gè)碳原子的烴;每一X獨(dú)立地為溴或氯;m為0-4和n為1-30。合適的雙或多官能的含芳族膦化合物的實(shí)例包括間苯二酚四聯(lián)苯二膦酸酯(RDP)、氫醌的雙(二苯基)磷酸酯和雙酚-A的雙(二苯基)膦酸酯,其低聚和聚合對(duì)應(yīng)物和類似物。
例舉的含有磷-氮鍵的合適的阻燃劑化合物包括磷腈氯、磷酯酰胺、磷酸酰胺、膦酸酰胺、次膦酸酰胺、三(吖啶基)氧化膦。若存在的話,含磷阻燃劑的存在量基于聚酯-聚碳酸酯和聚(亞烷基酯)的總重量,可以是0.1-10wt%。
鹵化材料也可用作阻燃劑,例如式(19)的鹵化化合物和樹(shù)脂
其中R是亞烷基、偏亞烷基或脂環(huán)族鍵,例如亞甲基、亞乙基、亞丙基、亞異丙基、偏亞異丙基、亞丁基、亞異丁基、亞戊基、環(huán)亞己基、環(huán)偏亞戊基或類似物;或氧醚、羰基、胺或含硫鍵,例如硫醚、亞砜、砜或類似物。R也可以由通過(guò)諸如芳族、氨基、醚、羰基、硫醚、亞砜、砜或類似基團(tuán)連接的兩個(gè)或更多個(gè)亞烷基或偏亞烷基鍵組成。
在式(19)中,Ar和Ar’各自獨(dú)立地為單碳環(huán)或多碳環(huán)的芳族基團(tuán),例如亞苯基、亞聯(lián)苯基、亞三聯(lián)苯基、亞萘基或類似基團(tuán)。
Y是有機(jī)、無(wú)機(jī)或有機(jī)金屬基團(tuán),例如鹵素,例如氯、溴、碘、氟;通式OE的醚基,其中E是類似于X的單價(jià)烴基;用R表示類型的單價(jià)烴基;或其他取代基,例如硝基、氰基和類似基團(tuán),所述取代基基本上為惰性,條件是每一芳核存在至少一個(gè)和優(yōu)選兩個(gè)鹵素原子。
若存在的話,每一X獨(dú)立地為單價(jià)烴基,例如烷基,例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、癸基或類似基團(tuán);芳基,例如苯基、萘基、二苯基、二甲苯基、甲苯基或類似基團(tuán);和芳烷基,例如芐基、乙基苯基或類似基團(tuán);脂環(huán)族基團(tuán),例如環(huán)戊基、環(huán)己基或類似基團(tuán)。單價(jià)烴基本身可以包含惰性取代基。
每一d獨(dú)立地為1到最大值等于在含Ar或Ar’的芳環(huán)上取代的可取代氫的數(shù)量。每一e獨(dú)立地為0到最大值等于R上可取代的氫的數(shù)量。每一a、b和c獨(dú)立地為整數(shù),其中包括0。當(dāng)b不為0時(shí),a或c均不可能為0。在其他情況下,a或c,但并非同時(shí)可以是0。在b為0的情況下,芳族基團(tuán)通過(guò)直接的碳碳鍵相連。
在芳族基團(tuán)Ar和Ar’上的羥基和Y可以在芳環(huán)的鄰、鍵或?qū)ξ簧献兓?,且該基團(tuán)可以是相對(duì)于彼此在任何可能的幾何關(guān)系上。
包括在上式范圍內(nèi)的是下述為代表的雙酚2,2-雙-(3,5-二氯苯基)-丙烷;雙-(2-氯苯基)-甲烷;雙(2,6-二溴苯基)-甲烷;1,1-雙-(4-碘苯基)-乙烷;1,2-雙-(2,6-二氯苯基)-乙烷;1,1-雙-(2-氯-4-碘苯基)乙烷;1,1-雙-(2-氯-4-甲基苯基)-乙烷;1,1-雙-(3,5-二氯苯基)-乙烷;2,2-雙-(3-苯基-4-溴苯基)-乙烷;2,6-雙-(4,6-二氯萘基)-丙烷;2,2-雙-(2,6-二氯苯基)-戊烷;2,2-雙-(3,5-二溴苯基)-己烷;雙-(4-氯苯基)-苯基-甲烷;雙-(3,5-二氯苯基)-環(huán)己基甲烷;雙-(3-硝基-4-溴苯基)-甲烷;雙-(4-羥基-2,6-二氯-3-甲氧基苯基)-甲烷;和2,2-雙-(3,5-二氯-4-羥苯基)-丙烷2,2雙-(3-溴-4-羥苯基)-丙烷。還包括在上述結(jié)構(gòu)式內(nèi)的是1,3-二氯苯、1,4-二溴苯、1,3-二氯-4-羥基苯和聯(lián)苯類,例如2,2’-二氯聯(lián)苯、多溴化1,4-二苯氧基苯、2,4’-二溴聯(lián)苯和2,4’-二氯聯(lián)苯以及十溴二苯醚和類似物。
同樣有用的是低聚和聚合的鹵化芳族化合物,例如雙酚A和四溴雙酚A和碳酸酯前體,例如光氣的的共聚碳酸酯。金屬協(xié)同劑,例如氧化銻也可與阻燃劑一起使用。若存在的話,含鹵素的阻燃劑的存在量基于聚酯-聚碳酸酯和聚(亞烷基酯)的總重量,可以是0.1-10wt%。
也可使用無(wú)機(jī)阻燃劑,例如C2-16烷磺酸的鹽,例如全氟丁磺酸鉀(Rimar鹽)、全氟辛磺酸鉀、四乙基銨全氟己磺酸鹽和二苯基砜磺酸鉀,以及類似物;通過(guò)使例如堿金屬或堿土金屬(例如鋰、鈉、鉀、鎂、鈣和鋇鹽)與無(wú)機(jī)酸絡(luò)合物鹽例如氧陰離子反應(yīng)成鹽例如碳酸的堿金屬和堿土金屬鹽,例如Na2CO3、K2CO3、MgCO3、CaCO3和BaCO3或氟陰離子絡(luò)合物,例如Li3AlF6、BaSiF6、KBF4、K3AlF6、KAlF4、K2SiF6和/或Na3AlF6或類似物。若存在的話,無(wú)機(jī)阻燃劑的存在量基于聚酯-聚碳酸酯和聚(亞烷基酯)的總重量,可以是0.1-5wt%。
熱塑性組合物可進(jìn)一步包括電離輻射穩(wěn)定添加劑。例舉的電離輻射穩(wěn)定添加劑包括一些脂族醇、芳族醇、脂族二醇、脂族醚、酯、二酮、烯烴、硫醇、硫醚和環(huán)狀硫醚、砜、二氫芳烴、二醚、氮化合物或含至少一種前述的結(jié)合物。醇基穩(wěn)定添加劑可選自單-、二-或多-取代的醇,且可以是直鏈、支鏈、環(huán)狀和/或芳族的。合適的脂族醇可包括具有不飽和位點(diǎn)的鏈烯醇,其實(shí)例包括4-甲基-4-戊烯-2-醇、3-甲基-戊烯-3-醇、2-甲基-4-戊烯-2-醇、2,4-二甲基-4-戊烯-2-醇、2-苯基-4-戊烯-2-醇和9-癸烯-1-醇;叔醇,其中包括3-羥基-3-甲基-2-丁酮,2-苯基-2-丁醇和類似物;羥基-取代的叔環(huán)脂族烴,例如1-羥基-1-甲基-環(huán)己烷;和具有甲醇取代基,例如羥甲基(-CH2OH)的羥基甲基芳烴如(-CRHOH)或(-CR2OH)或更加復(fù)雜的烴基。其中R是直鏈C1-C20烷基或支鏈C1-C20烷基。例舉的羥基甲醇芳烴包括二苯基甲醇、2-苯基-2-丁醇、1,3-苯二甲醇、芐醇、4-芐氧基芐醇和芐基-芐醇。
有用的一類電離輻射穩(wěn)定添加劑是二-和多-官能的脂族醇,也稱為脂族二醇和脂族多元醇。具體地,有用的是式(20)的脂族二醇 HO-(C(A’)(A”))d-S-(C(B’)(B”))e-OH(20) 其中A’、A”、B’和B”各自獨(dú)立地為H或C1-C6烷基;S是C1-C20烷基、C2-C20亞烷基氧基、C3-C6環(huán)烷基或C3-C6取代環(huán)烷基;d和e各自為0或1,條件是當(dāng)d和e各自為0時(shí),選擇S,以便兩個(gè)-OH基沒(méi)有直接與單一共同的碳原子相連。
在式(20)中,A’、A”、B’和B”各自可獨(dú)立地選自H、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、2-戊基、3-戊基、異戊基、新戊基、正己基、2-己基、3-己基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基以及類似基團(tuán),以及含至少一種前述烷基的結(jié)合物。
間隔基S可選自甲二基、乙二基、1,1-乙二基、1,1-丙二基、1,2-丙二基、1,3-丙二基、2,2-丙二基、1,1-丁二基、1,2-丁二基、1,3-丁二基、1,4-丁二基、2,2-丁二基、2,3-丁二基、1,1-戊二基、1,2-戊二基、1,3-戊二基、1,4-戊二基、1,5-戊二基、2,2-戊二基、2,3-戊二基、2,4-戊二基、3,3-戊二基、2-甲基-1,1-丁二基、3-甲基-1,1-丁二基、2-甲基-1,2-丁二基、2-甲基-1,3-丁二基、2-甲基-1,4-丁二基、2-甲基-2,2-丁二基、2-甲基-2,3-丁二基、2,2-二甲基-1,1-丙二基、2,2-二甲基-1,2-丙二基、2,2-二甲基-1,3-丙二基、3,3-二甲基-1,1-丙二基、3,3-二甲基-1,2-丙二基、3,3-二甲基-2,2-丙二基、1,1-二甲基-2,3-丙二基、3,3-二甲基-2,2-丙二基、1,1-己二基、1,2-己二基、1,3-己二基、1,4-己二基、1,5-己二基、1,6-己二基、2,2-己二基、2,3-己二基、2,4-己二基、2,5-己二基、3,3-己二基、2-甲基-1,1-戊二基、3-甲基-1,1-戊二基、2-甲基-1,2-戊二基、2-甲基-1,3-戊二基、2-甲基-1,4-戊二基、2-甲基-2,2-戊二基、2-甲基-2,3-戊二基、2-甲基-2,4-戊二基、2,2-二甲基-1,1-丁二基、2,2-二甲基-1,2-丁二基、2,2-二甲基-1,3-丁二基、3,3-二甲基-1,1-丁二基、3,3-二甲基-1,2-丁二基、3,3-二甲基-2,2-丁二基、1,1-二甲基-2,3-丁二基、3,3-二甲基-2,2-丁二基和類似基團(tuán);以及辛二基、癸二基、十一烷二基、十二烷二基、十六烷二基、十八烷二基、二十烷二基和二十二烷二基;以及取代和未取代的環(huán)丙二基、環(huán)丁二基、環(huán)戊二基、環(huán)己二基的異構(gòu)體,其中取代基可以是基團(tuán)連接點(diǎn),例如在1,4-二亞甲基環(huán)己烷內(nèi),或者可包括支鏈和直鏈烷基、環(huán)烷基和類似基團(tuán)。另外,間隔基S可選自含多亞烷基氧基單元,例如亞乙基氧基、1,3-亞丙基氧基、1,2-亞丁基氧基、1,4-亞丁基氧基、1,6-亞己基氧基和類似基團(tuán)中的一個(gè)或更多個(gè)二基;以及含這些中的至少一種的結(jié)合物。
合適的脂族二醇的具體實(shí)例包括乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、內(nèi)消旋-2,3-丁二醇、1,2-戊二醇、2,3-戊二醇、1,4-戊二醇、1,4-己二醇和類似物;脂環(huán)族醇,例如1,3-環(huán)丁二醇、2,2,4,4-四甲基環(huán)丁二醇、1,2-環(huán)戊二醇、1,2-環(huán)己二醇、1,3-環(huán)己二醇、1,4-環(huán)己二醇、1,4-二羥甲基環(huán)己烷和類似物;支化脂環(huán)族二醇,例如2,3-二甲基-2,3-丁二醇(頻哪醇)和2-甲基-2,4-戊二醇(己二醇);以及含聚氧化烯的醇,例如聚乙二醇、聚丙二醇、無(wú)規(guī)或嵌段聚(乙二醇-共-丙二醇),以及含聚氧化烯的共聚物的二醇。有用的多元醇可包括聚亞芳基氧基化合物,例如聚羥基苯乙烯;烷基多元醇,例如聚乙烯醇、多糖和酯化的多糖;含至少一種前述的結(jié)合物也可以是有用的。具體合適的二醇包括2-甲基-2,4-戊二醇(己二醇)、聚乙二醇和聚丙二醇。
合適脂族醚可包括烷氧基取代的環(huán)狀或脂環(huán)族烷烴,例如1,2-二烷氧基乙烷、1,2-二烷氧基丙烷、1,3-二烷氧基丙烷、烷氧基環(huán)戊烷、烷氧基環(huán)己烷和類似物。酯化合物(-COOR)可用作穩(wěn)定劑,其中R可以是取代或未取代、芳族或脂族烴,而母體羧基化合物同樣可被取代或未取代、是芳族或脂族,和/或單-或多官能團(tuán)的化合物。若存在的話,取代基可包括例如C1-C8烷基、C1-C8烷基醚、C6-C20芳基和類似基團(tuán)。證明有用的酯可包括四(亞甲基[3,5-二-叔丁基-4-羥基-氫化肉桂酸酯])甲烷、2,2’-草酰氨基雙(乙基-3-(3,5-二-叔丁基-4-羥苯基)丙酸酯和三官能的受阻酚酯化合物,例如獲自B.F.Goodrichin Cleveland OH的GOOD-RITE
3125。
也可使用二酮化合物,具體是具有兩個(gè)羰基官能團(tuán)且被單一的間隔碳原子隔開(kāi)的那些,例如2,4-戊二酮。
適合于用作穩(wěn)定添加劑的含硫化合物可包括硫醇、硫醚和環(huán)狀硫醚。硫醇包括例如2-巰基苯并噻唑;硫醚包括硫代丙酸二月桂酯;以及環(huán)狀硫醚,例如1,4-二噻烷、1,4,8,11-四硫代環(huán)十四烷。含有大于一個(gè)硫醚基的環(huán)狀硫醚是有用的,特別是在兩個(gè)硫醚基之間具有單一間隔碳的那些,例如1,3-二噻烷。環(huán)狀環(huán)可含有氧或氮成員。
也可使用通式結(jié)構(gòu)為R-S(O)2-R’的芳基或烷基砜穩(wěn)定添加劑,其中R和R’包括C1-C20烷基、C6-C20芳基、C1-C20烷氧基、C6-C20芳氧基,及其取代衍生物和類似基團(tuán),并且其中R或R’中的至少一個(gè)是取代或未取代的芐基。若存在的話,取代基可包括例如C1-C8烷基、C1-C8烷基醚、C6-C20芳基和類似基團(tuán)。具體可用的砜的實(shí)例是芐基砜。
烯烴可用作穩(wěn)定添加劑。合適類型的烯烴包括通式結(jié)構(gòu)RR’C=CR”R```的烯烴,其中R、R’、R”和R```各自可獨(dú)立地相同或不同且可選自氫、C1-C20烷基、C1-C20環(huán)烷基、C1-C20鏈烯基、C1-C20環(huán)鏈烯基、C6-C20芳基、C6-C20芳烷基、C6-C20烷芳基、C1-C20烷氧基、C6-C20芳氧基及其取代衍生物。若存在的話,取代基可包括例如C1-C8烷基、C1-C8烷基醚、C6-C20芳基和類似基團(tuán)。烯烴可以是無(wú)環(huán)(acyclic)、外向環(huán)或橋環(huán)。具體可用的鏈烯烴的實(shí)例包括1,2-二苯基乙烷、烯丙基苯酚、2,4-二甲基-1-戊烯、苧烯、2-苯基-2-戊烯、2,4-二甲基-1-戊烯、1,4-二苯基-1,3-丁二烯、2-甲基-1-十一碳烯、1-十二碳烯和類似物或含至少一種前述的結(jié)合物。
氫化芳族化合物也可用作穩(wěn)定添加劑,其中包括部分氫化的芳烴,以及芳烴與不飽和環(huán)的結(jié)合。具體的芳烴包括苯和/或萘基體系。合適的氫化芳族化合物的實(shí)例包括二氫化茚、5,6,7,8-四氫-1-萘酚、5,6,7,8-四氫-2-萘酚、9,10-二氫蒽、9,10-二氫菲、1-苯基-1-環(huán)己烷、1,2,3,4-四氫-1-萘酚和類似物或含至少一種前述的結(jié)合物。
二醚,其中包括氫化和非氫化、以及與取代和未取代的吡喃類,也可用作穩(wěn)定添加劑。若存在取代基,取代基可包括C1-C8烷基、C1-C8烷基醚或C6-C20芳基。吡喃可具有包括C1-C20烷基、C6-C20芳基,C1-C20烷氧基或C6-C20芳氧基在內(nèi)的取代基,且該取代基可位于吡喃環(huán)的任何碳上。具體可用的取代基包括位于環(huán)的第6位上的C1-C20烷氧基或C6-C20芳氧基。氫化吡喃具體是可用的。合適的二醚的實(shí)例包括二氫吡喃基醚和四氫吡喃基醚。
可充當(dāng)穩(wěn)定劑的氮化合物包括高分子量的草酰胺苯酚,例如2,2-草酰氨基雙-[乙基3-(3,5-二-叔丁基-4-羥苯基)丙酸酯],高分子量的苯基乙二酰胺(oxalic anilides)及其衍生物,以及胺化合物,例如硫脲。
基于聚酯-聚碳酸酯和聚(亞烷基酯)的總重量,電離輻射穩(wěn)定添加劑的使用量典型地為0.001-1wt%,具體0.005-0.75wt%,更具體0.01-0.5wt%,仍更具體0.05-0.25wt%,。
每一種前述wt%值基于聚酯-聚碳酸酯和聚(亞烷基酯)的結(jié)合重量,而不包括任何其他添加劑。在一個(gè)實(shí)施方案中,熱塑性組合物可包括含抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、紫外光吸收劑、增塑劑、脫模劑、潤(rùn)滑劑、抗靜電劑、顏料、染料、阻燃劑、γ穩(wěn)定劑或含至少一種前述添加劑在內(nèi)的添加劑。在具體的實(shí)施方案中,基于聚酯-聚碳酸酯和聚(亞烷基酯)的總重量,前述添加劑的存在總量小于或等于5wt%。在具體的實(shí)施方案中,熱塑性組合物由下述組成含間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚(ITR)酯單元的聚酯-聚碳酸酯;含對(duì)苯二甲酸乙二酯單元、1,4-環(huán)亞己基二亞甲基單元或含對(duì)苯二甲酸乙二酯單元與1,4-環(huán)亞己基二亞甲基單元的結(jié)合的聚(亞烷基酯)和基于聚酯-聚碳酸酯和聚(亞烷基酯)的總重量,0-5wt%的添加劑。要理解選擇添加劑的用量和類型,以便沒(méi)有顯著負(fù)面影響熱塑性組合物的所需性能。
可通過(guò)本領(lǐng)域通??色@得的方法制備熱塑性組合物,例如在一個(gè)實(shí)施方案中,按照前面的一種方式,在HENSCHEL-Mixer
高速混合器內(nèi)首先共混粉化的聚酯-聚碳酸酯聚合物、聚(對(duì)苯二甲酸亞烷酯)聚合物和其他任選的組分,其中包括穩(wěn)定劑包裝(例如,抗氧化劑、γ穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、紫外光穩(wěn)定劑和類似物)和/或其他添加劑。其他低剪切方法,其中包括,但不限于,手混也可實(shí)現(xiàn)這一共混。然后將該共混物借助料斗喂入到擠出機(jī)內(nèi)?;蛘撸赏ㄟ^(guò)在進(jìn)料口處和/或通過(guò)側(cè)供料在下游直接喂入到擠出機(jī)內(nèi),從而摻入一種或更多種組分到組合物內(nèi)。視需要,也可在母煉膠內(nèi)配混聚酯-聚碳酸酯、聚(對(duì)苯二甲酸亞烷酯)聚合物和任何所需的聚合物和/或添加劑,并與所需的聚合物樹(shù)脂結(jié)合并喂入到擠出機(jī)內(nèi)。擠出機(jī)通常在高于引起組合物流動(dòng)所需的溫度下操作。擠出物立即在水浴內(nèi)驟冷并造粒。當(dāng)切割擠出物時(shí),如此制備的粒料可以視需要為1/4英寸長(zhǎng)或更小。這種粒料可用于隨后的模塑、成型或成形。
在具體的實(shí)施方案中,制備熱塑性組合物的方法包括熔體結(jié)合聚酯-聚碳酸酯聚合物和聚(對(duì)苯二甲酸亞烷酯)聚合物。熔體結(jié)合可通過(guò)擠出進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施方案中,各自選擇聚酯-聚碳酸酯聚合物和聚(對(duì)苯二甲酸亞烷酯)聚合物的組成,以便在聚酯-聚碳酸酯內(nèi)的ITR酯單元,和在聚(對(duì)苯二甲酸亞烷酯)聚合物內(nèi)的CHDM酯單元之和為大于40的樹(shù)脂。另外,可選擇聚酯-聚碳酸酯和聚(亞烷基酯),以便優(yōu)化熱塑性組合物的最佳性能,使透光率大于或等于80%和霧度小于或等于5%,這通過(guò)在2.5mm由聚酯-聚碳酸酯和聚(亞烷基酯)組成的模塑制品上并根據(jù)ASTMD 1003-00來(lái)測(cè)量,同時(shí)機(jī)械性能處于所需的水平下。在進(jìn)一步具體的實(shí)施方案中,結(jié)合小于或等于聚碳酸酯總重量5wt%的添加劑與聚酯-聚碳酸酯聚合物和聚(對(duì)苯二甲酸亞烷酯)聚合物,制備熱塑性組合物。在一個(gè)實(shí)施方案中,選擇聚酯-聚碳酸酯聚合物、聚(對(duì)苯二甲酸亞烷酯)聚合物和視需要的聚碳酸酯的比例,以便如上所述優(yōu)化熱塑性組合物的光學(xué)性能同時(shí)機(jī)械性能處于所需的水平下。
在具體的實(shí)施方案中,使用雙螺桿擠出機(jī)擠出熱塑性組合物。擠出機(jī)典型地在180-385℃,具體200-330℃,更具體地是在220-300℃的溫度下操作,其中模頭溫度可以不同。擠出的熱塑性組合物在水中驟冷并造粒。
還提供包括該熱塑性組合物的成型、成形或模塑制品。含該熱塑性組合物的制品的實(shí)例包括透鏡覆蓋層、保護(hù)片材、膜、纖維、器皿、醫(yī)療用具、機(jī)動(dòng)車、防護(hù)設(shè)備、運(yùn)動(dòng)和休閑制品,和類似物。
通過(guò)下述非限定性實(shí)施例進(jìn)一步闡述熱塑性組合物。
通過(guò)在Wernerand Pfleider 25mm的嚙合式雙螺桿擠出機(jī)上,在300rpm和40-200-250-285-300-300-300-300℃的機(jī)筒溫度下制備組合物。在具有設(shè)定在280-290-300-295℃下的4個(gè)溫度區(qū)的Engel 75T模塑裝置上模塑這一研究所使用的板(模具溫度90℃)。
通過(guò)凝膠滲透色譜法(GPC),使用交聯(lián)的苯乙烯-二乙烯基苯凝膠柱,約1mg/ml的樣品濃度,測(cè)定聚合物的分子量,并使用聚碳酸酯標(biāo)準(zhǔn)物來(lái)校正。各自在2.5mm的板上根據(jù)ASTMD1003-00來(lái)測(cè)量霧度和透光率(%T)。在Hitachi U4100分光光度計(jì)上測(cè)量寬帶光譜透射率。
使用表1所示的組分,制備用于實(shí)施例和對(duì)比例的熱塑性組合物。
表1 制備聚(間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯)-共-(雙酚A碳酸酯)(ITR-PC)的通用工序。根據(jù)下述通用工序制備此處所使用的每一種ITR-PC共聚物。向配有機(jī)械攪拌器、pH電極、冷凝器和與計(jì)量泵相連的兩個(gè)滴管的30升圓底反應(yīng)器中引入間苯二酚(相對(duì)于二酰氯的總摩爾數(shù),12.5-25mol%過(guò)量)、水(在制備羥基封端的聚酯之后,提供約34-約35wt%的鹽)、二氯甲烷(6L)和三乙胺(2mol%)。采用6英寸的螺旋槳在約300-350rpm下攪拌混合物。一個(gè)滴管與由間苯二甲酰氯和對(duì)苯二甲酰氯的50/50混合物和足量二氯甲烷組成的溶液相連,以制備約35wt%的二酰氯溶液。另一滴管與50%的氫氧化鈉水溶液相連。在10分鐘的時(shí)間內(nèi),在恒定的質(zhì)量流速下,添加含有3.42mol間苯二甲酰氯和3.42mol對(duì)苯二甲酰氯的二酰氯溶液,以及85-90mol%的氫氧化鈉溶液(基于二酰氯)到反應(yīng)器中。在加完酰氯溶液之后,將進(jìn)一步用量的氫氧化鈉溶液在約3分鐘內(nèi)加入到反應(yīng)器中,以便調(diào)節(jié)pH到約8.25,并允許混合物攪拌約10分鐘。在完成形成所得羥基封端的聚酯(HTPE)之后,將苯酚(3.4mol%,基于全部雙酚-A)、雙酚-A(BPA)、水和二氯甲烷加入到該混合物中,所添加的BPA的用量以下式為基礎(chǔ) 所添加的BPA的摩爾數(shù)=6.84mol二酰氯×((mol%PC)/(mol%ITR)) 其中例如具有20mol%碳酸酯單元和80mol%酯單元(即80∶20ITR-PC)的所需組成的聚合物使用的BPA的用量為 BPA=(6.84mol×(20/80)=6.84×0.25=1.71mol BPA。
在光氣化之前,在形成羥基封端的聚酯中間體形成最后,添加充足的額外的水,溶解存在于反應(yīng)混合物內(nèi)的所有鹽(NaCl)。引入額外的二氯甲烷,在光氣化的最后,在有機(jī)相內(nèi)提供約11-約17wt%的固體濃度。
然后在與制備羥基封端的聚酯中間體所使用的相同反應(yīng)器內(nèi),光氣化含羥基封端的聚酯、游離苯酚、游離的過(guò)量間苯二酚、BPA、二氯甲烷、鹽和三乙胺(TEA)的混合物。然后在恒定的速度下,在約55分鐘的時(shí)間段內(nèi)引入約1.4當(dāng)量(基于游離雙酚A的總摩爾數(shù))的光氣和50wt%的氫氧化鈉溶液(50wt%NaOH),同時(shí)維持pH在約pH8.5下,直到添加了約60mol%化學(xué)計(jì)量量的光氣。調(diào)節(jié)pH為約9.5并添加其余的光氣。一旦完成光氣的添加,則攪拌反應(yīng)混合物數(shù)分鐘。分離含產(chǎn)物聚酯-聚碳酸酯的二氯甲烷溶液與鹽水層,并用1N HCl洗滌2次,用去離子水洗滌4次。含水洗液的體積大致等于產(chǎn)物聚合物溶液的體積。通過(guò)將蒸汽注入到熱水和產(chǎn)物聚酯-聚碳酸酯的二氯甲烷溶液的充分?jǐn)嚢璧幕旌衔飪?nèi),分離產(chǎn)物。以白色粉末形式分離產(chǎn)物并過(guò)濾,在80-100℃下干燥24小時(shí)。通過(guò)GPC表征產(chǎn)物聚酯-聚碳酸酯(Mw,聚苯乙烯分子量標(biāo)準(zhǔn)物)。分析結(jié)果與形成嵌段聚酯-聚碳酸酯一致。NMR表明產(chǎn)物聚酯-聚碳酸酯被充分地封端,這通過(guò)不存在游離的端羥基(通過(guò)NMR檢測(cè)不到)和酸端基(通過(guò)NMR也檢測(cè)不到)來(lái)表明。
根據(jù)以上所述的方法,通過(guò)熔體共混聚碳酸酯、20∶80ITR-PC、40∶60ITR-PC或80∶20ITR-PC,和PET,制備對(duì)比例1-10和實(shí)施例1-10。實(shí)施例和對(duì)比例中所使用的重量比如下表1中所述。
表2
1霧度值小于10%但不小于5%。
2不可能配混;染料溶脹,不透明的物質(zhì)。
如表2所示,分別對(duì)于15∶85、30∶70、50∶50、70∶30和85∶15的所有重量共混比來(lái)說(shuō),使用PC或20∶80 ITR-PC,PET(具有0mol%CHDM)(對(duì)比例1-10)制備的組合物各自提供透光率(%T)小于80%和霧度小于10%但不小于或等于5%霧度的組合物。這些組合物不透明或者透光率和/或霧度非所需,因此不滿足在本發(fā)明公開(kāi)內(nèi)容中有效的標(biāo)準(zhǔn)。相反,具有40∶60 ITR-PC和/或80∶20 ITR-PC的PET的組合物(實(shí)施例1-10)提供透光率大于或等于80%和霧度小于或等于5%的共混物。滿足透光率和霧度要求的該組合物各自具有大于或等于40的總mol%ITR+mol%CHDM。
根據(jù)以上所述的方法,通過(guò)熔體共混聚碳酸酯、20∶80 ITR-PC、40∶60ITR-PC或80∶20 ITR-PC,與具有5mol%1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的PETG(5∶95PETG),制備對(duì)比例11-16和實(shí)施例11-16。下表3中描述了在實(shí)施例和對(duì)比例中所使用的重量比。
表3.
3不可能配混;染料溶脹,不透明的物質(zhì)。
如表3所示,分別對(duì)于30∶70、50∶50和70∶30的所有重量共混比來(lái)說(shuō),使用PC或20∶80ITR-PC和5∶95 PETG(具有5mol%CHDM)(對(duì)比例11-16)制備的組合物各自提供透光率小于80%和霧度小于10%但不小于或等于5%霧度的組合物。這些組合物不透明,或者可具有非所需的透光率和/或霧度,因此不滿足在本發(fā)明公開(kāi)內(nèi)容中有效的標(biāo)準(zhǔn)。相反,具有40∶60ITR-PC和/或80∶20 ITR-PC的5∶95PETG的組合物(實(shí)施例11-16)提供透光率大于或等于80%和霧度小于或等于5%的共混物。滿足透光率和霧度要求的該組合物各自具有大于或等于40的總mol%ITR+mol%CHDM。
根據(jù)以上所述的方法,通過(guò)熔體共混聚碳酸酯、20∶80 ITR-PC、40∶60ITR-PC或80∶20 ITR-PC,與具有30mol%1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的30∶70PETG,制備對(duì)比例17-19和實(shí)施例17-25。下表4中描述了在實(shí)施例和對(duì)比例中所使用的重量比。
表4.
如表4所示,分別對(duì)于30∶70、50∶50和70∶30的所有重量共混比來(lái)說(shuō),使用PC,和30∶70PETG(具有30mol%CHDM)(對(duì)比例17-19)制備的組合物各自提供透光率小于80%和霧度大于5%霧度的組合物。這些組合物不透明或者透光率和/或霧度非所需,因此不滿足在本發(fā)明公開(kāi)內(nèi)容中有效的標(biāo)準(zhǔn)。相反,具有20∶80ITR-PC和/或40∶60ITR-PC和/或80∶20ITR-PC的30∶70PETG的組合物(實(shí)施例17-25)提供透光率大于或等于80%和霧度小于或等于5%的共混物。滿足透光率和霧度要求的該組合物各自具有大于或等于40的總mol%ITR+mol%CHDM。
根據(jù)以上所述的方法,通過(guò)熔體共混聚碳酸酯、20∶80ITR-PC,40∶60ITR-PC或80∶20ITR-PC和或者具有80mol%4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的PCTG或者具有100mol%1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的PCT,制備對(duì)比例20和21以及實(shí)施例26-31。下表5中描述了在實(shí)施例和對(duì)比例中所使用的重量比。
表5.
如表5所示,使用PC與或者PCTG(80∶20 ITR-PC)或者PCT(具有100mol%CHDM)的共混物制備的每一對(duì)比例(對(duì)比例20和21)具有大于或等于80的總mol%ITR+mol%CHDM,透光率大于80%,霧度小于5%。且是已知的組合物。具有20∶80 ITR-PC、40∶60 ITR-PC或80∶20 ITR-PC,與PCTG(實(shí)施例26-28)或PCT的組合物(實(shí)施例29-31)具有大于或等于100的總mol%ITR+mol%CHDM,還提供透光率大于或等于80%和霧度小于或等于5%的共混物。因此,具有ITR,與PCTG或PCT的共混物的每一種組合物是透明的。
此處使用標(biāo)準(zhǔn)的命名描述化合物。不是在兩個(gè)字母或符號(hào)之間的短橫(“-“)用于表示取代基的連接點(diǎn)。例如,-CHO通過(guò)羰基(C=O)碳連接。單數(shù)形式“一個(gè)(a)”、“一種(an)”和“該(the)”包括復(fù)數(shù)的情況,除非另有說(shuō)明。引證相同特征或組分的所有范圍的端點(diǎn)可獨(dú)立地結(jié)合并包括所引證的端點(diǎn)值。所有參考文獻(xiàn)在此通過(guò)參考引入。術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”和類似術(shù)語(yǔ)不表示任何順序、用量或重要性,而是用于彼此區(qū)分各要素。
盡管為了闡述的目的列出了典型的實(shí)施方案,單前述說(shuō)明不應(yīng)當(dāng)被視為限制本發(fā)明的范圍。因此,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可在沒(méi)有脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下作出各種改性、改編和替代。
權(quán)利要求
1.一種熱塑性組合物,包括
包含間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元和碳酸酯單元的聚酯-碳酸酯聚合物,和
包含對(duì)苯二甲酸乙二酯單元、1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元或者對(duì)苯二甲酸乙二酯單元與1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的結(jié)合的聚(亞烷基酯),
其中在聚酯-聚碳酸酯聚合物內(nèi)的間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)和在聚(亞烷基酯)聚合物內(nèi)的1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)之和為大于40的數(shù)值。
2.權(quán)利要求1的熱塑性組合物,其中間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元和碳酸酯單元以1∶99-99∶1的摩爾比存在于聚酯-碳酸酯聚合物內(nèi)。
3.權(quán)利要求1的熱塑性組合物,其中間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元和碳酸酯單元以5∶95-95∶5的摩爾比存在于聚酯-碳酸酯聚合物內(nèi)。
4.權(quán)利要求1的熱塑性組合物,其中聚酯-碳酸酯聚合物進(jìn)一步包括額外的酯單元。
5.權(quán)利要求4的熱塑性組合物,其中額外的酯單元包括下式的二羥基化合物的間苯二甲酸酯-對(duì)苯二甲酸酯
HO-A1-Y-A2-OH
其中A1和A2中的每一個(gè)是單環(huán)二價(jià)芳基,Y是具有1或2個(gè)隔開(kāi)A1和A2的原子的橋連基團(tuán)。
6.權(quán)利要求1的熱塑性組合物,其中聚(亞烷基酯)包括摩爾比為1∶99-99∶1的聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)單元和1,4-環(huán)己烷二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元。
7.權(quán)利要求1的熱塑性組合物,其中聚酯-聚碳酸酯和聚(亞烷基酯)聚合物以20∶80-80∶20的重量比存在于熱塑性組合物內(nèi)。
8.權(quán)利要求1的熱塑性組合物,其中模塑制品的厚度為2.5mm且由聚酯-聚碳酸酯、聚(亞烷基酯)聚合物和小于或等于5%重量的添加劑組成,霧度小于或等于5%,根據(jù)ASTMD 1003-00來(lái)測(cè)得。
9.權(quán)利要求1的熱塑性組合物,其中模塑制品的厚度為2.5mm且由聚酯-聚碳酸酯、聚(亞烷基酯)聚合物和小于或等于5重量%的添加劑組成,透明度大于或等于80%,根據(jù)ASTMD 1003-00來(lái)測(cè)得。
10.權(quán)利要求1的熱塑性組合物,其中間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元具有下述結(jié)構(gòu)
其中每一Rf獨(dú)立地為鹵素原子、C1-12烴基或C1-12鹵素取代的烴基;p為0-4;m為2-500。
11.權(quán)利要求10的熱塑性組合物,其中聚酯-聚碳酸酯具有下述結(jié)構(gòu)
其中每一Rf獨(dú)立地為鹵素原子、C1-12烴基或C1-12鹵素取代的烴基;p為0-4;每一R1獨(dú)立地為C6-30亞芳基,m為2-500,n為2-500。
12.權(quán)利要求11的熱塑性組合物,其中聚酯-聚碳酸酯是聚(間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯)-共-(雙酚A碳酸酯)。
13.權(quán)利要求1的熱塑性組合物,其中聚(亞烷基酯)是聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)、聚(1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯)或聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)-共-(1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯)。
14.權(quán)利要求1的熱塑性組合物,其中熱塑性組合物包括添加劑,所述添加劑包括抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、紫外光吸收劑、增塑劑、脫模劑、潤(rùn)滑劑、抗靜電劑、顏料、染料、阻燃劑、γ穩(wěn)定劑或含至少一種前述添加劑的添加劑;其中選擇添加劑的用量和類型,以使熱塑性組合物的所需性能沒(méi)有受到顯著的負(fù)面影響。
15.權(quán)利要求14的熱塑性組合物,其中基于聚酯-聚碳酸酯和聚(亞烷基酯)的總重量,添加劑的存在總量小于或等于5%重量。
16.熱塑性組合物,包括
基本上由間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元和碳酸酯單元組成的聚酯-聚碳酸酯聚合物,和
基本上由對(duì)苯二甲酸乙二酯單元、1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元或者對(duì)苯二甲酸乙二酯單元與1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的結(jié)合組成的聚(亞烷基酯),
其中聚酯-聚碳酸酯和聚(對(duì)苯二甲酸亞烷基酯)的重量比為20∶80-80∶20,和
其中在聚酯-聚碳酸酯聚合物內(nèi)的間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)和在聚(亞烷基酯)聚合物內(nèi)的1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)之和為大于40的數(shù)值。
17.權(quán)利要求16的熱塑性組合物,其中聚酯-聚碳酸酯是聚(間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯)-共-(雙酚A碳酸酯)聚合物;并且其中聚(對(duì)苯二甲酸亞烷基酯)是聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)、聚(1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯)或聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)-共-(1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯)。
18.形成熱塑性組合物的方法,該方法包括熔體組合
包含間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元和碳酸酯單元的聚酯-碳酸酯聚合物,和
包含對(duì)苯二甲酸乙二酯單元、1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元或者對(duì)苯二甲酸乙二酯單元與1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的結(jié)合的聚(亞烷基酯),
其中選擇聚酯-聚碳酸酯和聚亞烷基酯以使在聚酯-聚碳酸酯聚合物內(nèi)的間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)和在聚(對(duì)苯二甲酸亞烷基酯)聚合物內(nèi)的1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)之和為大于40的數(shù)值。
19.權(quán)利要求18的方法,其中聚酯-聚碳酸酯和聚(亞烷基酯)以20∶80-80∶20的重量比熔體共混。
20.通過(guò)權(quán)利要求18的方法制備的熱塑性組合物。
21.含權(quán)利要求1的組合物的制品。
22.熱塑性組合物,基本上由下述組成
包含間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元和碳酸酯單元的聚酯-聚碳酸酯聚合物,和
包含對(duì)苯二甲酸乙二酯單元、1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元或?qū)Ρ蕉姿嵋叶卧c1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的結(jié)合的聚(亞烷基酯),
其中在聚酯-聚碳酸酯聚合物內(nèi)間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)和在聚(亞烷基酯)聚合物內(nèi)1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)之和為大于40的數(shù)值。
23.熱塑性組合物,由下述組成
包含間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元和碳酸酯單元的聚酯-聚碳酸酯聚合物,和
包含對(duì)苯二甲酸乙二酯單元、1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元或?qū)Ρ蕉姿嵋叶卧c1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的結(jié)合的聚(亞烷基酯),和
0-5wt%的添加劑,
其中在聚酯-聚碳酸酯聚合物內(nèi)間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)和在聚(亞烷基酯)聚合物內(nèi)1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)之和為大于40的數(shù)值,并且其中選擇添加劑的用量與類型以沒(méi)有顯著負(fù)面影響熱塑性組合物的所需性能。
全文摘要
一種熱塑性組合物,包括含間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元和碳酸酯單元的聚酯-聚碳酸酯聚合物,以及含對(duì)苯二甲酸乙二酯單元、1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元或?qū)Ρ蕉姿嵋叶卧c1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的結(jié)合的聚(亞烷基酯),其中在聚酯-聚碳酸酯聚合物內(nèi)間苯二甲酸-對(duì)苯二甲酸-間苯二酚酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)和在聚(亞烷基酯)聚合物內(nèi)的1,4-環(huán)己基二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯單元的摩爾百分?jǐn)?shù)之和為大于40的數(shù)值。在其他實(shí)施方案中,可包括聚碳酸酯。還公開(kāi)了形成熱塑性組合物的方法和由其制備的制品。
文檔編號(hào)C08L69/00GK101356234SQ200680050459
公開(kāi)日2009年1月28日 申請(qǐng)日期2006年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月4日
發(fā)明者施里亞斯·查克拉瓦蒂, 奇爾·A·利恩德斯, 伯納德斯·A·G·施勞溫, 羅伯特·D·范德格蘭佩爾 申請(qǐng)人:通用電氣公司