專利名稱：具有提高的熱穩(wěn)定性的聚碳酸酯組合物的制作方法
具有提高的熱穩(wěn)定性的聚碳酸酯組合物
相關(guān)申請(qǐng)
本申請(qǐng)要求2009年9月30日提交的德國專利申請(qǐng)第102009043509. 3號(hào)的權(quán)利， 出于所有有用的目的該申請(qǐng)全文通過弓I用結(jié)合至本文。
發(fā)明背景
本發(fā)明關(guān)于聚碳酸酯組合物，由該組合物生產(chǎn)的模制品在加熱老化時(shí)具有減少的 后泛黃，且在加工時(shí)該聚碳酸酯組合物具有好的光學(xué)性能。
本發(fā)明特別關(guān)于包含聚碳酸酯及芳族膦和空間位阻酚的組合物，該聚碳酸酯由雙 酚和有機(jī)碳酸酯在熔融態(tài)通過酯交換程序制備，下文稱為“熔融聚碳酸酯”。
除了其良好的機(jī)械性能之外，聚碳酸酯尤其以高透明度和色彩的鮮艷度而著名。 評(píng)定色彩的鮮艷度的一種可能是所謂的泛黃指數(shù)(YI)，其表征了該材料的泛黃程度。對(duì)于 高質(zhì)量聚碳酸酯，低YI值為重要的質(zhì)量特點(diǎn)。基于雙酚A(BPA)的聚碳酸酯的使用跨越了 從-100°C至約+135°C的寬溫度范圍。特別是在加熱老化(即> 100°C的升高的使用溫度經(jīng) 數(shù)周或數(shù)月的相對(duì)長時(shí)間在空氣中儲(chǔ)存模制品時(shí))情況下，聚碳酸酯表現(xiàn)出所謂的隨溫度 升高的后泛黃，即YI值隨時(shí)間增加。下文后泛黃(ΔΥΙ)表示模制品在加熱老化后的泛黃 程度(以依照ASTM D-1925標(biāo)準(zhǔn)體的YI值來衡量)和新注塑的模制品的泛黃程度(為YI 值)之間的差。
低YI值在生產(chǎn)和后續(xù)使用中都是相當(dāng)重要的。對(duì)于色彩重要的聚碳酸酯應(yīng)用，因 而需要生產(chǎn)具有低初始YI值并在隨后的加熱老化條件使用時(shí)實(shí)現(xiàn)盡可能少后泛黃的聚碳 酸酯模制品。后泛黃的發(fā)生(例如在聚碳酸酯制成的頭燈散射屏中，該散射屏暴露于高于 100°C的連續(xù)溫度載荷中)取決于尺寸和設(shè)計(jì)。此種應(yīng)用需要在高水平時(shí)其光學(xué)性能基本 未改變且經(jīng)操作時(shí)間其光學(xué)性能盡可能少的下降的材料。
聚碳酸酯可通過不同的程序制備。通過由雙酚和光氣在溶液中界面程序(IPC)制 備聚碳酸酯首先獲得了工業(yè)價(jià)值。如今正變得越來越重要的酯交換程序中，雙酚與有機(jī)碳 酸酯在熔融態(tài)反應(yīng)以生成所謂的熔融聚碳酸酯(MPC)。
熔融聚碳酸酯(MPC)與界面程序(IPC)制備的聚碳酸酯相比具有很多不同點(diǎn)。MPC 的一個(gè)不同點(diǎn)為更顯著的后泛黃(特別是在加熱老化時(shí))，這是由于更高值的酚OH末端基 團(tuán)。存在于MPC中并導(dǎo)致更差的初始色彩且在加熱老化時(shí)導(dǎo)致更高的后泛黃的支鏈結(jié)構(gòu)構(gòu) 成另一個(gè)不同點(diǎn)。
使聚碳酸酯的后泛黃最小化的基本可能是使用熱穩(wěn)定劑。本領(lǐng)域?qū)τ诰厶妓狨サ?熱穩(wěn)定化的技術(shù)狀態(tài)主要包含使用合適的有機(jī)磷化合物芳族膦、芳族亞磷酸酯及有機(jī)抗氧 化劑，特別是空間位阻酚。通常，描述亞磷酸酯與空間位阻酚組合的使用。然而，本領(lǐng)域未 提供關(guān)于針對(duì)在溫度大于100°c經(jīng)數(shù)周及數(shù)月使用在大氣氧中加熱老化的長期穩(wěn)定化(尤 其熔融聚碳酸酯模制品的長期穩(wěn)定化)的信息。
German Offenlegungsschrift [German Offenlegungsschrift]DE4419897A1 i^R 由界面程序制備的聚碳酸酯針對(duì)在300°C高溫下脫色的穩(wěn)定化。該文件中，提到了膦和位阻 酚的混合物作為合適的用于基于界面程序制備的聚碳酸酯的聚碳酸酯組合物的穩(wěn)定劑組合物。模制品顏色改變的評(píng)估僅在模制品材料成為模制品的程序步驟之后(即在新注塑狀 態(tài))進(jìn)行。然而，該公開文件未提及所謂的加熱老化，其中擠壓的聚碳酸酯組合物和由其生 產(chǎn)的模制品經(jīng)相對(duì)長時(shí)間暴露于升高的溫度及大氣氧存在下。不能由此發(fā)明上下文中得出 任何后泛黃的程度。實(shí)際上，在空氣中熱儲(chǔ)存和新注塑的模制品的泛黃指數(shù)YI零值之間沒 有相關(guān)性。
該公開中非常清楚的是，所述聚碳酸酯由光氣和雙酚通過界面程序制備。此種所 謂的溶液聚碳酸酯(IPC)與所謂的熔融聚碳酸酯(MPC)比較具有不同的性能(如上文已指 出的)，因?yàn)橥ㄟ^MPC程序制備的聚碳酸酯具有IPC中不存在的結(jié)構(gòu)。因此IPC比熔融聚碳 酸酯在熱載荷時(shí)更少趨向于顏色改變，特別在相對(duì)長加熱老化時(shí)。因此預(yù)期MPC在加熱老 化時(shí)將表現(xiàn)得與IPC不同。
歐洲專利申請(qǐng)EP 559953A2提到了有機(jī)磷化合物和空間位阻酚的混合物作為合 成此類熔融聚碳酸酯時(shí)的熱穩(wěn)定劑混合物。特別是，提到了磷-氧化合物(如，例如亞磷酸 酯)作為合適的磷化合物。純磷-碳化合物(如，例如膦(phosphanes)，特別是三苯基膦) 未公開為合適的化合物。
因此需要合適的熔融聚碳酸酯模制品材料，其在處理生成模制品后具有極少天然 著色(低YI值)且在加熱老化時(shí)不表現(xiàn)顯著的后泛黃(delta YI值，Δ YI)，如上文所述。
然而令人驚奇的是，據(jù)發(fā)現(xiàn)特別是膦與空間位阻酚的組合物在熔融聚碳酸酯模制 品材料中比亞磷酸酯與空間位阻酚的組合物具有明顯更好的熱穩(wěn)定效果。本發(fā)明中這些 MPC模制品材料包含優(yōu)選膦與空間位阻酚的組合并表現(xiàn)出降低的后泛黃(特別在熱老化 中)。
發(fā)明實(shí)施方案
本發(fā)明的實(shí)施方案為包含熔融聚碳酸酯、至少一種膦和正十八烷基_3-(3， 5-二-叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯的組合物，其中所述至少一種膦為式(I)的化合物
權(quán)利要求
1.包含熔融聚碳酸酯、至少一種膦及正十八烷基-3- (3，5- 二-叔丁基-4-羥基苯基) 丙酸酯的組合物，其中所述至少一種膦為式(I)的化合物
2.權(quán)利要求1的組合物，還包含至少一種烷基磷酸酯，其中所述至少一種烷基磷酸酯 為式(II)的化合物
3.權(quán)利要求1或2的組合物，其中所述熔融聚碳酸酯包含式(IV)的熔融聚碳酸酯
4.權(quán)利要求3的組合物，其中所述任選取代的C1-C18烷基基團(tuán)為苯基、甲基、丙基、乙 基或丁基基團(tuán)，其中每一個(gè)為任選取代。
5.權(quán)利要求1或2的組合物，其中所述組合物還包含對(duì)應(yīng)于所述至少一種式(I)的膦 的至少一種膦氧化物。
6.權(quán)利要求1或2的組合物，其中所述至少一種式(I)的膦為三苯基膦。
7.權(quán)利要求1或2的組合物，其中所述至少一種式(I)的膦以基于所述組合物總重量 的10至2000mg/kg的量使用。
8.權(quán)利要求2的組合物，其中所述至少一種式(II)的烷基磷酸酯以基于所述組合物總 重量的0. 5至500mg/kg的量使用。
9.權(quán)利要求1或2的組合物，其中正十八烷基-3-(3，5-二-叔丁基-4-羥基苯基)丙 酸酯以基于所述組合物總重量的10至800mg/kg的量使用。
10.權(quán)利要求1或2的組合物，其中所述組合物在空氣中135°C儲(chǔ)存1000小時(shí)后具有 小于4. 8的后泛黃ΔΥΙ。
11.制備權(quán)利要求1或2的組合物的方法，包括通過雙酚和碳酸二酯的熔融酯交換反應(yīng) 制備所述熔融聚碳酸酯。
12.制備權(quán)利要求1或2的組合物的方法，包括通過含有羥基和/或碳酸酯末端基團(tuán)的 碳酸酯低聚物、雙酚及碳酸二酯的縮合制備所述熔融聚碳酸酯。
13.制備權(quán)利要求1或2的組合物的方法，包括在多步縮聚的最后縮聚步驟后通過側(cè)向 擠出機(jī)向聚碳酸酯熔融流體的熔融物中加入添加劑以形成混合物并在靜止混合器中混合 所述混合物。
14.制備權(quán)利要求1或2的組合物的方法，包括在多步縮聚的最后縮聚步驟之后通過 側(cè)向擠出機(jī)向聚碳酸酯熔融流體的熔融物中加入所述膦與正十八烷基-3-(3，5-二-叔丁 基-4-羥基苯基)丙酸酯的制備的混合物以形成混合物并在靜止混合器中混合所述混合 物。
15.權(quán)利要求14的方法，其中所述混合物以液體形式添加。
16.包含權(quán)利要求1或2的組合物的模制品。
全文摘要
本發(fā)明涉及聚碳酸酯組合物，由該組合物生產(chǎn)的模制品在加熱老化時(shí)具有降低的后泛黃，且在加工時(shí)該聚碳酸酯組合物具有好的光學(xué)性能。
文檔編號(hào)C08K5/521GK102030975SQ20101050706
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者D·科克, F·古爾登托普斯, H·亨森, K-H·克勒, M·布茨, S·康拉德 申請(qǐng)人:拜爾材料科學(xué)股份公司