相關申請的引證
本申請要求于2014年11月25日提交的美國專利申請號62/084,140的權益,通過引證將其全部內容結合于本文中。
本公開涉及熱塑性組合物,以及具體涉及包含聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯(聚碳酸酯硅氧烷-芳基化物,polycarbonatesiloxane-arylate)的低煙、低熱釋放和耐候的熱塑性聚合物組合物,制備方法和它們的用途。
背景技術:
聚碳酸酯可用于制造用于大規模運輸工具如火車、飛行器和公共汽車的制品。這些應用具有聚碳酸酯必須滿足的嚴格易燃性安全要求。特殊要求包括煙密度、火焰傳播和熱釋放值。
許多聚碳酸酯組合物已經能夠通過針對內部飛行器或火車應用提出的測試。然而,這些組合物在暴露于光后易于黃化,這可不利地影響組合物的顏色穩定性性能。通過已知的技術和材料難以解決這種黃化現象,有時稱為光致泛黃(photoyellowing),尤其對于某些顏色和某些顏色的色調(shade)。因此,需要可以滿足嚴格的防火安全要求,仍提供各種目標色標(顏色規格,colorspecification)的顏色穩定性的材料。
技術實現要素:
一種熱塑性組合物,包含聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯;酞酮化合物(phthalonecompound);和可選地不同于聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯和酞酮化合物的另外的組分;其中,酞酮化合物具有下式
其中,z1表示完成9元至13元單芳環結構或稠合芳環結構所需的原子,z2表示完成吡啶或喹啉環所需的原子,每個r1和每個r2獨立地是鹵素、烷基基團、芳基基團、雜環基團、烷氧基基團、芳氧基基團、芳香族或脂肪族硫醚基團、芳香族或脂肪族羧酸酯基團、或芳香族或脂肪族酰胺基團,a是0至6的整數,b是0至4的整數,n是1或2,x僅當n=2時存在,并且是單鍵或通過醚、酮或硫鍵結合至z1環結構的二價有機基團。
制備熱塑性組合物的方法包括擠出或熔融共混熱塑性組合物的組分以形成熱塑性組合物。
在又一個實施方式中,制品包含熱塑性組合物,包括模制制品、熱成型制品、擠出膜、擠出片材、泡沫制品、多層制品的層、用于涂覆制品的基板或用于金屬化制品的基板。制品可以是運輸工具組件。
制造制品的方法包括模制、擠出、發泡或澆鑄(casting)上述熱塑性組合物以形成制品。
通過以下詳細描述舉例說明上述和其他特征。
具體實施方式
本發明人發現通過將少量的酞酮化合物添加到聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯中可以提供低煙、低熱釋放和耐候的組合物。組合物可以進一步包含不同于聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯的聚碳酸酯、聚醚酰亞胺、有機磷化合物或包含上述中的至少一種的組合以進一步改善組合物的煙霧、熱釋放或流動性質。
聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯包含重復芳香族碳酸酯單元、硅氧烷單元和芳香族酯(芳基酯)單元。碳酸酯單元是式(1)的重復單元
其中,r1基團的總數的至少60%是芳香族的,或每個r1包含至少一個c6-30芳香族基團。特別地,每個r1可以衍生自二羥基化合物如式(2)的芳香族二羥基化合物或式(3)的雙酚。
在式(2)中,每個rh獨立地是鹵素原子,例如溴、c1-10烴基基團如c1-10烷基、鹵素取代的c1-10烷基、c6-10芳基或鹵素取代的c6-10芳基,并且n是0至4。
在式(3)中,ra和rb各自獨立地是鹵素、c1-12烷氧基或c1-12烷基,并且p和q各自獨立地是0至4的整數,使得當p或q小于4時,環的每個碳的化合價被氫填充。在一個實施方式中,p和q各自是0,或p和q各自是1,以及ra和rb各自是c1-3烷基基團、特別是布置在每個亞芳基基團上的羥基基團的間位的甲基。xa是連接兩個羥基取代的芳香族基團的橋連基,其中在c6亞芳基基團上每個c6亞芳基的羥基取代基和橋連基彼此相鄰、相間、或相對(特別地相對)布置,例如單鍵、-o-、-s-、-s(o)-、-s(o)2-、-c(o)-或c1-18有機基團,其可以是環狀或非環狀的、芳香族或非芳香族的,并可以進一步包含雜原子如鹵素、氧、氮、硫、硅或磷。例如,xa可以是取代的或未取代的c3-18環烷叉基;式-c(rc)(rd)-的c1-25烷叉基,其中rc和rd各自獨立地是氫、c1-12烷基、c1-12環烷基、c7-12芳基烷基、c1-12雜烷基或環狀c7-12雜芳基烷基;或式-c(=re)-的基團,其中re是二價的c1-12烴基。
例如,在wo2013/175448a1、us2014/0295363、和wo2014/072923中描述了可以使用的二羥基化合物的一些說明性實例。
具體的二羥基化合物包括間苯二酚、2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷(“雙酚a”或“bpa”,其中在式(3)中a1和a2中的每個是對亞苯基以及y1是異丙叉基),3,3-雙(4-羥基苯基)苯并吡咯酮、2-苯基-3,3’-雙(4-羥基苯基)苯并吡咯酮(也稱為n-苯基酚酞雙酚,“pppbp”或3,3-雙(4-羥基苯基)-2-苯基異吲哚啉-1-酮)、1,1-雙(4-羥基-3-甲基苯基)環己烷(dmbpc)和1,1-雙(4-羥基-3-甲基苯基)-3,3,5-三甲基環己烷(異佛爾酮雙酚)。
在一個具體實施方式中,聚碳酸酯單元是下式(1a)的雙酚碳酸酯單元
其中,ra和rb、xa、p和q如式(3)中所定義的。特別地,碳酸酯單元衍生自雙酚-a,其中在式(1a)中a1和a2中的每個是對亞苯基以及y1是異丙叉基。這樣的單元在本文中被稱作“雙酚a碳酸酯單元”。
聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯進一步包含芳基酯單元,即,基于式(4)的芳香族二羧酸重復酯單元的酯單元:
其中d是衍生自二羥基化合物的二價基團,并且可以是例如c6-20脂環族基團或c6-20芳香族基團;并且t是二價c6-20亞芳基基團。在一個實施方式中,d衍生自式(2)、式(3)的二羥基芳香族化合物或包括上述二羥基芳香族化合物的至少一種的組合。期望d和t基團最低限度地被含烴取代基如烷基、烷氧基或亞烷基取代基取代。在一個實施方式中,d和t基團的合并摩爾數的小于5mol%、特別地小于或等于2mol%、且仍更特別地小于或等于1mol%被含烴取代基如烷基、烷氧基或亞烷基取代基取代。
式(4)的酯單元中的t基團衍生自其的芳香族二羧酸的實例包括間苯二甲酸或對苯二甲酸、1,2-二(對羧基苯基)乙烷、4,4'-二羧酸二苯基醚、4,4'-二苯甲酸和包含上述酸中的至少一種的組合。包含稠環的酸也可以存在于如1,4-、1,5-或2,6-萘二羧酸中。具體二羧酸是對苯二甲酸、間苯二甲酸、萘二羧酸、環己烷二羧酸或它們的組合。具體的二羧酸包括間苯二甲酸和對苯二甲酸的組合,其中,間苯二甲酸與對苯二甲酸的重量比是99:1至1:99、或80:20至20:80、或60:40至40:60。
在一個實施方式中,芳基酯單元衍生自一當量的間苯二甲酸衍生物和/或對苯二甲酸衍生物的反應產物。在這樣一個實施方式中,芳基酯單元具有式(5)
其中,每個rf獨立地是鹵素原子,例如溴、c1-10烴基基團如c1-10烷基、鹵素取代的c1-10烷基、c6-10芳基或鹵素取代的c6-10芳基,并且n是0至4,并且m大于或等于4。在一個實施方式中,m是4至100、4至50、特別地5至30、更特別地5至25、以及仍更特別地10至20。在另一個實施方式中,間苯二甲酸酯與對苯二甲酸酯的摩爾比可以是約0.25:1至約4.0:1。優選的芳基酯單元是間苯二甲酸間苯二酚酯-對苯二甲酸間苯二酚酯單元(間苯二甲酸酯-對苯二甲酸酯-間苯二酚酯單元,isophthalate-terephthalate-resorcinolesterunit)、間苯二甲酸雙酚酯-對苯二甲酸雙酚酯單元(isophthalate-terephthalate-bisphenolesterunit)或包含這些中的每種的組合,可以將其分別稱為聚(間苯二甲酸間苯二酚酯-對苯二甲酸間苯二酚酯)單元(聚(間苯二甲酸酯-對苯二甲酸酯-間苯二酚)酯單元,poly(isophthalate-terephthalate-resorcinol)esterunit)、聚(間苯二甲酸雙酚a酯-對苯二甲酸雙酚a酯)單元(聚(間苯二甲酸酯-對苯二甲酸酯-雙酚a)酯單元,poly(isophthalate-terephthalate-bisphenol-a)esterunit)和聚[(間苯二甲酸間苯二酚酯-對苯二甲酸間苯二酚酯)-共-(間苯二甲酸雙酚a酯-對苯二甲酸雙酚a酯)]單元(聚[(間苯二甲酸酯-對苯二甲酸酯-間苯二酚)酯-共-(間苯二甲酸酯-對苯二甲酸酯-雙酚a)]酯單元,poly[(isophthalate-terephthalate-resorcinol)ester-co-(isophthalate-terephthalate-bisphenol-a)]esterunit)。
在一些實施方式中,碳酸酯單元和酯單元作為式(6)的嵌段存在
其中rf、u和m如在式(5)中定義的,每個r1獨立地是c6-30亞芳基基團,并且n大于或等于1、例如3至50、特別地5至25以及更特別地5至20。在一個實施方式中,m是5至75并且n是3至50,或m是10至25且n是5至20,并且間苯二甲酸酯單元與對苯二甲酸酯單元的摩爾比是80:20至20:80。在上述實施方式中,優選的碳酸酯單元是雙酚a碳酸酯單元,可選地連同間苯二酚碳酸酯單元一起,以及芳基酯單元是聚(間苯二甲酸間苯二酚酯-對苯二甲酸間苯二酚酯)單元、聚(間苯二甲酸雙酚a酯-對苯二甲酸雙酚a酯)單元和聚[(間苯二甲酸間苯二酚酯-對苯二甲酸間苯二酚酯)-共-(間苯二甲酸雙酚a酯-對苯二甲酸雙酚a酯)]單元。在一個具體實施方式中,碳酸酯和芳基酯單元作為聚(間苯二甲酸間苯二酚酯-對苯二甲酸間苯二酚酯)-共-(間苯二酚碳酸酯)-共-(雙酚a碳酸酯)片段存在。
碳酸酯和芳基酯片段期望地包含以取代基或結構基團如橋連基或其它連接基團形式存在的最少量的飽和烴。在一個實施方式中,小于或等于25mol%、特別地小于或等于15mol%、以及仍更特別地小于或等于10mol%的組合的芳基酯單元和碳酸酯單元包括烷基、烷氧基或亞烷基基團。在另一個實施方式中,芳基酯單元和碳酸酯單元不被含非芳烴的取代基如烷基、烷氧基或亞烷基取代基取代。
聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯的硅氧烷單元作為聚二有機硅氧烷(本文中還稱為“聚硅氧烷”)嵌段存在,其包含如式(7)中的重復二有機硅氧烷(“硅氧烷”)單元
其中,每個r獨立地是c1-13單價烴基。例如,r可以是c1-c13烷基、c1-c13烷氧基、c2-c13烯基、c2-c13烯氧基、c3-c6環烷基、c3-c6環烷氧基、c6-c14芳基、c6-c10芳氧基、c7-c13芳基烷基、c7-c13芳烷氧基、c7-c13烷基芳基或c7-c13烷基芳氧基。上述基團可以完全地或部分地被氟、氯、溴或碘或它們的組合鹵代。在一個實施方式中,當期望透明的聚硅氧烷-聚碳酸酯時,r未被鹵素取代。可以在相同的共聚物中使用上述r基團的組合。
根據共聚物和包含共聚物的組合物中的每種組分的類型和相對量、期望的組合物性質和類似因素,可以廣泛地改變式(7)中的e值。通常,e具有2至1,000、特別地2至500、2至200、或2至125、5至80、或10至70的平均值。在一個實施方式中,e具有10至80或10至40的平均值,以及在又一實施方式中,e具有40至80或40至70的平均值。當e是較低值例如小于40時,可以期望的是使用相對較大量的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。相反地,當e是較高值例如大于40時,可以使用相對較少量的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。
在一個實施方式中,硅氧烷嵌段具有式(8)
其中,e如在式(7)中定義的;每個r可以是相同的或不同的,并且如以上定義的;并且ar可以是相同或不同的,并且為取代或未取代的c6-c30亞芳基,其中鍵直接連接到芳香族部分。式(8)中的ar基團可以衍生自c6-c30二羥基亞芳基化合物,例如式(2)或式(3)的二羥基亞芳基化合物。具體的二羥基亞芳基化合物是1,1-雙(4-羥基苯基)甲烷、1,1-雙(4-羥基苯基)乙烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丁烷、2,2-雙(4-羥基苯基)辛烷、1,1-雙(4-羥基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)正丁烷、2,2-雙(4-羥基-1-甲基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環己烷、雙(4-羥基苯基硫醚)和1,1-雙(4-羥基-叔丁基苯基)丙烷。也可以使用包含上述二羥基化合物中的至少一種的組合。在一個實施方式中,ar基團衍生自間苯二酚。
在另一個實施方式中,聚二有機硅氧烷嵌段具有式(9)
其中,r和e如在式(7)中所描述的,并且每個r5獨立地是二價的c1-c30有機基團、特別是c2-14亞烴基基團,并且其中,聚合的聚硅氧烷單元是它的相應的二羥基化合物的反應殘基。在一個具體的實施方式中,聚二有機硅氧烷嵌段具有式(10):
其中r和e如以上所定義。在式(10)中的r6是二價的c2-c8脂肪族的。式(10)中的每個m可以是相同或不同的,并可以是鹵素、氰基、硝基、c1-c8硫代烷基、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、c2-c8烯基、c2-c8烯氧基、c3-c8環烷基、c3-c8環烷氧基、c6-c10芳基、c6-c10芳氧基、c7-c12芳烷基、c7-c12芳烷氧基、c7-c12烷基芳基或c7-c12烷基芳氧基,其中,每個n獨立地是0、1、2、3或4。
在一個實施方式中,m是溴或氯,烷基如甲基、乙基或丙基,烷氧基如甲氧基、乙氧基或丙氧基,或芳基如苯基、氯苯基或甲苯基;r6是二亞甲基、三亞甲基或四亞甲基;并且r是c1-8烷基、鹵烷基如三氟丙基、氰基烷基、或芳基如苯基、氯苯基或甲苯基。在另一個實施方式中,r是甲基、或甲基和三氟丙基的組合、或甲基和苯基的組合。在又一個實施方式中,r是甲基,m是甲氧基,n是1,以及r6是二價的c1-c3脂肪族基團。具體的硅氧烷嵌段具有下式
或包含上述中的至少一種的組合,其中,e具有2至200、2至125、5至125、5至100、5至50、20至80或5至20的平均值。
式(10)的嵌段可以衍生自對應的二羥基聚二有機硅氧烷,進而可以通過實現硅氧烷氫化物和脂肪族不飽和一元酚如丁香酚、2-烷基苯酚、4-烯丙基-2-甲基苯酚、4-烯丙基-苯基苯酚、4-烯丙基-2-溴苯酚、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-4-溴-6-甲基苯酚、2-烯丙基-6-甲氧基-4-甲基苯酚和2-烯丙基-4,6-二甲基苯酚之間的鉑催化加成制備二羥基聚二有機硅氧烷。然后,例如,通過hoover的歐洲專利申請公開號0524731a1的合成步驟,可以用間苯二酚或雙酚a封端聚硅氧烷單元。封端的聚硅氧烷可以在聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯形成期間與羧酸衍生物形成連接酯的結構(ester-linkedstructure)、或通過與碳酸酯前體如氯甲酸酯共聚合形成連接碳酸酯的結構、或這類結構的組合。
通過us7,790,292中所描述的方法可以制造聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯。將所有類型的端基設想為有用的,例如苯酚、氰基苯酚或對枯基苯酚,條件是這類端基不會顯著地影響期望的熱塑性組合物的性質。
在一個實施方式中,基于硅氧烷單元、芳基酯單元和碳酸酯單元的組合摩爾百分數,聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯包含0.5至20mol%的量的硅氧烷單元、特別地1至10mol%的硅氧烷單元,并且條件是硅氧烷單元是由共價結合在聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯的聚合物骨架中的聚硅氧烷單元提供的。
聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯包含0.1至25重量百分數(wt%)的量的硅氧烷單元。在一個實施方式中,基于聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯的總重量,聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯包含0.2至10wt%、特別地0.2至6wt%、更特別地0.2至5wt%、以及仍更特別地0.25至2wt%的量的硅氧烷單元,條件是硅氧烷單元是由共價結合在聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯的聚合物骨架中的聚硅氧烷單元提供的;50至99.6wt%的芳基酯單元、和0.2至49.8wt%的碳酸酯單元,其中聚硅氧烷單元、芳基酯單元和碳酸酯單元的合并重量百分數是100wt%的聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯的總重量。在另一個實施方式中,聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯包含0.25至2wt%的聚硅氧烷單元、60至94.75wt%的芳基酯單元、和3.25至39.75wt%的碳酸酯單元,其中,聚硅氧烷單元、酯單元和碳酸酯單元的合并的重量百分數是100wt%的聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯的總重量。
聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯可以具有115至165℃、特別地120至160℃或120至155℃的tg。聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯可以具有如在25℃的氯仿中確定的0.3至1.5分升/克(dl/g)、特別地0.45至1.0dl/g的特性粘度。如在1毫克/毫升的樣品濃度下,并且用聚碳酸酯標準校準,通過凝膠滲透色譜法(gpc)并使用交聯的苯乙烯-二乙烯基苯柱測量的,聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯可以具有10,000至100,000g/mol的重均分子量(mw)。
低煙、低熱釋放和耐候的熱塑性組合物包含與酞酮化合物組合的上述聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯。基于熱塑性組合物的總重量,聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯可以以30至99wt%、35至98wt%、40至98wt%、50至98wt%、60wt%至98wt%、70wt%至98wt%、或80wt%至98wt%的量存在。
酞酮化合物具有式(11)
其中,z1表示完成9元至13元單芳環結構或稠合芳環結構所需的原子,z2表示完成吡啶或喹啉環所需的原子,每個r1和每個r2可以獨立地是鹵素、烷基基團、芳基基團、雜環基團、烷氧基基團、芳氧基基團、芳香族或脂肪族硫醚基團、芳香族或脂肪族羧酸酯基團、或芳香族或脂肪族酰胺基團,a是0至6的整數,b是0至4的整數,n是1或2,以及x僅當n=2時存在并且是單鍵或通過醚、酮或硫鍵結合至z1環結構的二價有機基團。
更特別地,每個r1和每個r2可以各自獨立地是鹵素、c1-c18烷基基團、c6-c12芳基基團、c1-c18烷氧基基團、c6-c12芳氧基基團、芳香族(c6-c12)或脂肪族(c1-c18)硫醚基團、芳香族(c7-c13)或脂肪族(c2-c19)羧酸酯基團、或芳香族(c6-c12)或脂肪族(c1-c18)酰胺基團。在一些更具體的實施方式中,每個r1和每個r2獨立地是氫、鹵素、c1-c18烷基基團、c6-c12芳基基團、c1-c18烷氧基基團或c6-c12芳氧基基團。在以下式中描繪了由式(11)中的z1和z2表示的示例性的芳環結構。
如上所述的,x僅當n=2時存在,并且是單鍵或通過醚、酮或硫鍵結合至z1環結構的二價有機基團。針對x的二價基團的實例包括
和它們的硫醚類似物。
在一些實施方式中,酞酮化合物具有式(16a)或(16b)
其中,r1.1、r1.2、r1.3、r1.4、r2.1、r2.2和r2.3各自獨立地是氫、鹵素、c1-c18烷基基團、c6-c12芳基基團、c1-c18烷氧基基團或c6-c12芳氧基基團,以及在式(16b)中,n和x與式(16)一樣,并且當n是2時,x代替r1.1、r1.2、r1.3或r1.4中的一個存在。
在一些實施方式中,酞酮化合物具有式(16c)或(16d)
其中,r1.1、r1.2、r1.3、r1.4、r1.5、r1.6、r2.1、r2.2和r2.3各自獨立地是氫、鹵素、c1-c18烷基基團、c6-c12芳基基團、c1-c18烷氧基基團或c6-c12芳氧基基團,以及在式(16d)中,n和x與式(16)一樣,并且當n是2時,x代替r1.1、r1.2、r1.3、r1.4、r1.5或r1.6中的一個存在。
在一些實施方式中,酞酮化合物具有式(16e)或(16f)
其中,r1.1、r1.2、r1.3、r1.4、r2.1、r2.2、r2.5、r2.6、r2.7、r2.8和r2.9各自獨立地是氫、鹵素、c1-c18烷基基團、c6-c12芳基基團、c1-c18烷氧基基團或c6-c12芳氧基基團,以及n和x與式(16f)中一樣,并且當n是2時,x代替r1.1、r1.2、r1.3或r1.4中的一個存在。
在一些實施方式中,酞酮化合物由式(16g)或(16h)表示
其中,r1.1、r1.2、r1.3、r1.4、r2.1、r2.2、r2.5、r2.6、r2.7、r2.8和r2.9各自獨立地是氫、鹵素、c1-c18烷基基團、c6-c12芳基基團、c1-c18烷氧基基團或c6-c12芳氧基基團,以及n和x與式(16)中一樣,并且當n是2時,x代替r1.1、r1.2、r1.3、r1.4、r1.5或r1.6中的一個存在。
在一些實施方式中,完成9元至13元單芳環結構或稠合芳環結構所需的原子z1形成如式(16i)所示的第二酞酮結構
其中,r1.1、r1.2、r2.1、r2.2、r2.3、r2.4、r'2.1、r'2.2、r'2.3和r'2.4各自獨立地是氫、鹵素、c1-c18烷基基團、c6-c12芳基基團、c1-c18烷氧基基團或c6-c12芳氧基基團。喹啉環可以代替式(16i)中的吡啶環存在。
可以通過眾所周知的技術如取代的或未取代的苯二甲酸酐(或苯二甲酸酐衍生物或類似物如萘二甲酸酐或苯基四羧酸的酸酐)與取代的或未取代的2-甲基吡啶或取代的或未取代的2-甲基喹啉的縮合反應合成酞酮化合物。x連接基團可以衍生自酸酐化合物上的適當的取代基。
酞酮化合物的量可以基于許多因素如無論是否存在遮光劑如tio2制造的制品的厚度(特別是透明的或半透明的制品)和組合物的顏色而改變。表1示出了基于總聚芳酯共混物重量作為重量百分比的酞酮化合物的代表性負載。
表1
酞酮化合物以0.0001wt%至1wt%、優選0.001wt%至0.14wt%、最優選0.01wt%至0.1wt%、或0.02wt%至0.08wt%的量存在,各自基于組合物中的聚合物的總重量。當存在遮光劑如tio2時,可以使用不同的負載水平。在一些實施方式中,遮光劑、優選tio2以0.1wt%至15wt%、優選0.2wt%至5wt%、更優選0.5wt%至2wt%的量存在,各自基于組合物中的聚合物的總重量。
例如通過以下步驟可以確定酞酮的最佳量和期望的制品的厚度之間的關系。制備一系列具有改變量的酞酮染料的組合物,其中組合物中的酞酮的量在預期的酞酮目標水平的上下范圍內。將組合物模制成具有跨越目標厚度的改變厚度的片,例如在從低于期望厚度的厚度向高于期望厚度的厚度延伸的范圍內。在暴露前后,在每個樣品上進行顏色測量,特別地測量色移。可以針對每種厚度繪制感興趣的顏色向量,例如△e、△a和△b(分別地de、da和db),以及可以由圖衍生線性方程。通過設置上述等式的色移等于零,可以由直線確定酞酮染料的最佳水平。可以針對制品厚度繪制最佳染料負載,其中源自該曲線的線性方程描述給定厚度的制品的最佳酞酮染料負載。
不希望受理論的約束,相信由酞酮染料提供了本文得到的有利結果,即耐候的聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯熱塑性組合物,該酞酮染料足夠熱穩定來經受聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯加工溫度,同時隨著聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯組合物經歷的可見光吸光度升高(即光致泛黃),提供波長范圍(例如400至450nm)內互補的暴露誘導的吸光度下降(即光漂白)、吸光度下降量和/或吸光度下降率。
在一些實施方式中,熱塑性組合物表現出顏色穩定性,其中熱塑性組合物的35微米厚膜在cie1976l*、a*、b*顏色體系的δe值上表現出變化(如在本文中使用的,“δe”是指根據iso11664-4:2008(e)/cies014-4/e:2007確定的δe*ab,其中根據astmd2244-11、更特別地使用macbethcoloreye7000分光光度計進行顏色測量(用光源d65,10°觀察角,包括幾何形狀鏡面組件,校準傳輸模式),在根據astmg-155-05a的加速風化測試流程的252kj/m2暴露之后與新鮮的未老化樣品相比小于或等于1.0(更具體地≤0.7、以及更加具體地≤0.5)。顏色穩定性和光致泛黃改善對于有色的熱塑性組合物可以是尤其有利的,并且在一些實施方式中,熱塑性組合物表現出在上述條件下根據astmd2244-11確定的cie1976l*、a*、b*值,l*值大于60(更特別地大于65)、a*值大于或等于-1,以及b*值小于或等于1(更特別地小于或等于0.5)。
在一些實施方式中,酞酮化合物具有根據astme2550-11使用氮氣或其他惰性氣氛和25℃至800℃范圍內20℃/min的溫度梯度確定的至少250℃、更具體地至少270℃的分解起始溫度td。
熱塑性組合物可以進一步包含不同于聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯的聚碳酸酯、聚醚酰亞胺、有機磷化合物或包含上述中的至少一種的組合。
如在本文中使用的“聚碳酸酯”是指具有式(1)的重復結構碳酸酯單元的聚合物。聚碳酸酯可以包括聚碳酸酯均聚物、共聚碳酸酯、聚(碳酸酯-芳基酯)、聚(碳酸酯-硅氧烷)或包含上述中的至少一種的組合。
聚碳酸酯均聚物包含一種式(1)的碳酸酯單元。在一個具體的實施方式中,聚碳酸酯是衍生自雙酚a的直鏈均聚物,其中在式(3)中a1和a2中的每個是對亞苯基并且y1是異丙叉基。在另一個實施方式中,聚碳酸酯是衍生自雙酚a的支鏈均聚物。
共聚碳酸酯包含兩種或更多種不同類型的式(1)、特別地式(1a)的碳酸酯單元,例如衍生自以下的單元:bpa和pppbp(在sabic的創新塑料分公司(innovativeplasticsdivision)的交易名稱下商業可獲得);bpa和dmbpc(在sabic的創新塑料分公司的交易名稱dmx下商業可獲得);或bpa和異佛爾酮雙酚(在bayer的商標名apec下商業可獲得)。
除了碳酸酯單元(1)之外,聚(碳酸酯-芳基酯)共聚物包含在聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯的情況下本文所描述的式(4)或(5)的重復芳基酯單元。
在一個具體的實施方式中,聚(碳酸酯-芳基酯)是式(12a)的聚(雙酚a碳酸酯)-共-(雙酚a-苯二甲酸酯)
其中,y和x分別表示芳基酯-雙酚a酯單元和雙酚a碳酸酯單元的重量百分數。通常,單元作為嵌段存在。在一個實施方式中,共聚物中的酯單元y與碳酸酯單元x的重量百分數是50:50至99:1、或55:45至90:10、或75:25至95:5。包含35至45wt%的碳酸酯單元以及55至65wt%的酯單元的式(12a)的共聚物(其中,酯單元具有45:55至55:45的間苯二甲酸酯與對苯二甲酸酯的摩爾比)經常被稱為聚(碳酸酯-酯)(pce),以及包含15至25wt%的碳酸酯單元以及75至85wt%的酯單元(具有98:2至88:12的間苯二甲酸酯與對苯二甲酸酯的摩爾比)的共聚物經常被稱為聚(苯二甲酸酯-碳酸酯)(poly(phthalate-carbonate))(ppc)。
在另一個實施方式中,具體的聚碳酸酯共聚物是包含碳酸酯單元(1)和式(5)的重復單芳基芳基酯單元(monoarylarylateesterunit)的聚(碳酸酯)-共-(單芳基芳基酯)。這些聚(碳酸酯)-共-(單芳基芳基酯)共聚物具有式(12b)
其中,r1如在式(1)中所定義的,并且rh和n是如在式(5)中所定義的,并且x:m的摩爾比是99:1至1:99、特別地80:20至20:80、或60:40至40:60。
特別地,單芳基-芳基酯單元(5)衍生自間苯二甲酸和對苯二甲酸(或它們的衍生物)的組合與間苯二酚(或它們的反應衍生物)提供式(13c)的間苯二甲酸間苯二酚酯-對苯二甲酸間苯二酚酯(“itr”酯單元)的反應
其中,m是4至100、4至90、5至70、更特別地5至50、或仍更特別地10至30。在一個實施方式中,基于共聚物中酯單元的總摩爾,itr酯單元在聚碳酸酯共聚物中的存在量大于或等于95mol%、特別地大于或等于99mol%、以及仍更特別地是大于或等于99.5mol%。這種(間苯二甲酸間苯二酚酯-對苯二甲酸間苯二酚酯)-碳酸酯共聚物(“itr-pc”)可以具有許多期望的特征,包括韌度、透明度和耐候性。itr-pc共聚物還可以具有期望的熱流動性質。另外,使用界面聚合技術,其允許在itr-pc共聚物的合成中合成的靈活性和組成特異性,可以在商業規模上容易地制造itr-pc共聚物。
聚(碳酸酯)-共-(單芳基芳基酯)的具體實例是式(12c)的聚(雙酚a碳酸酯)-共-(間苯二甲酸間苯二酚酯-對苯二甲酸間苯二酚酯)
其中,m是4至100、4至90、5至70、更特別地5至50、或仍更特別地10至30,且x:m的摩爾比是99:1至1:99、特別地90:10至10:90。基于酯單元的總摩爾,itr酯單元以大于或等于95mol%、特別地大于或等于99mol%、以及仍更特別地大于或等于99.5mol%的量存在于聚(碳酸酯-芳基酯)共聚物中。基于共聚物中的單元例如式(14)的間苯二酚碳酸酯單元和式(13a)的雙酚酯單元的總摩爾,其他碳酸酯單元、其他酯單元或它們的組合以1到20摩爾%的總量存在:
其中,在上述式中,rh各自獨立地是c1-10烴基,n是0至4,ra和rb各自獨立地是c1-12烷基,p和q各自獨立地是0至4的整數,以及xa是單鍵、-o-、-s-、-s(o)-、-s(o)2-、-c(o)-、或式-c(rc)(rd)-的c1-13烷叉基(其中rc和rd各自獨立地是氫或c1-12烷基)、或式-c(=re)-的基團(其中re是二價c1-12烴基)。雙酚酯單元可以是下式的雙酚a苯二甲酸酯單元
在一個實施方式中,聚(雙酚a碳酸酯)-共-(間苯二甲酸間苯二酚酯-對苯二甲酸間苯二酚酯)(12c)包含1至20mol%雙酚a碳酸酯單元、20-98mol%間苯二甲酸-對苯二甲酸-間苯二酚酯單元、和可選的1至60mol%間苯二酚碳酸酯單元、間苯二甲酸雙酚a酯-對苯二甲酸雙酚a酯單元(間苯二甲酸-對苯二甲酸-雙酚a苯二甲酸酯單元,isophthalicacid-terephthalicacid-bisphenolaphthalateesterunit)或它們的組合。
聚(碳酸酯-硅氧烷)共聚物包含碳酸酯單元(1)、特別地(1a)和硅氧烷單元(7)、(8)、(9)、(10)、(10a)、(10b)或(10c)。聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物可包含50至99重量百分數的碳酸酯單元和1至50重量百分數的硅氧烷單元。在此范圍內,聚有機硅氧烷-聚碳酸酯共聚物可以包含70至98重量百分數、更特別地75至97重量百分數的碳酸酯單元和2至30重量百分數、更特別地3至25重量百分數的硅氧烷單元。
基于熱塑性組合物的總重量,可選的聚碳酸酯可以以0至70wt%、5至60wt%、5至50wt.、5至40wt%、5至30wt%、或5至20wt%的量存在。
熱塑性組合物中的聚醚酰亞胺具有式(15)
其中r是具有2至20個碳原子的取代或未取代的二價有機基團,例如具有6至20個碳原子的取代或未取代的芳香族烴基或它們的鹵代衍生物、取代或未取代的具有2至20個碳原子的直鏈或支鏈的亞烷基基團、具有3至20個碳原子的取代或未取代的亞環烷基基團、或式(17)的二價基團
其中,q是-o-、-s-、-c(o)-、-so2-、-so-或-cyh2y-,其中y是1至5的整數,或它們的鹵代衍生物。
在式(15)中的基團z是芳香族的c6-24單環或多環基團,可選地被1至6個c1-8烷基基團、1至8個鹵素原子或它們的組合取代,其中-o-z-o-基團的二價鍵是在3,3'、3,4'、4,3',或4,4'位。在一個具體的實施方式中,r是間亞苯基以及z是2,2-雙(1’,4’-亞苯基)異丙叉基。
在一個實施方式中,式(15)中的r是以下式的一個中的二價基團
其中q是-o-、-s-、-c(o)-、-so2-、-so-、或-cyh2y-(其中y是1至5的整數),或它們的鹵代衍生物;并且z是式(18)的二價基團
其中,q1是-o-、-s-、-c(o)-、-so2-、-so-或-cyh2y-,其中y是1至5的整數。在一個實施方式中,在聚醚酰亞胺中不存在鹵素取代基。
可以通過下式的芳香族的二酐與式h2n-r-nh2的二胺的聚合得到聚醚酰亞胺:
其中z是如在式(15)中描述的,其中,r是如在式(15)中描述的。例如,在美國專利3,972,902和4,455,410中公開了具體的芳香族二酐和有機二胺的實例。美國專利號us8545988中公開了芳香族二酐和二胺的說明性實例。經常使用芳香族二胺,尤其是間苯二胺和對苯二胺、磺酰基二苯胺和它們的組合。
基于熱塑性組合物的總重量,聚醚酰亞胺以0至70wt%、5至60wt%、10至60wt%、10至30wt%、20至55wt%、30至55wt%或40至55wt%的量存在。
熱塑性組合物中的有機磷化合物包括具有至少一個有機芳香族基團和至少一個含磷基團的芳香族有機磷化合物以及具有至少一個磷-氮鍵的有機化合物。有機磷化合物包括us8,969,447中描述的那些。
具體的芳香族有機磷化合物具有兩個或更多個含磷基團,并且包括式(20)的酸酯
其中,r16、r17、r18和r19各自獨立地是c1-8烷基、c5-6環烷基、c6-20芳基或c7-12芳基亞烷基,各自可選地被c1-12烷基、特別地c1-4烷基取代,以及x是單核或多核芳香族c6-30部分或直鏈或支鏈c2-30脂肪族基團,其可以是oh-取代的并且可以包括至多達8個醚鍵,條件是r16、r17、r18、r19和x中的至少一個是芳香族基團。在一些實施方式中,r16、r17、r18和r19各自獨立地是c1-4烷基、萘基、苯基(c1-4)亞烷基或可選地被c1-4烷基取代的芳基基團。具體的芳基部分是甲苯基、苯基、二甲苯基、丙基苯基或丁基苯基。在一些實施方式中,式(20)中的x是衍生自二酚的單核或多核芳香族c6-30部分。更進一步地在式(20)中,n各自獨立地是0或1;在一些實施方式中,n等于1。還在式(20)中,q是0.5至30、0.8至15、1至5、或1至2。具體地,x可以由以下二價基團(21)表示,或是包含一個或多個這些二價基團的組合
其中,可以尤其提到單亞苯基和雙酚a基團。
在這些實施方式中,r16、r17、r18和r19中的每個可以是芳香族的,即苯基,n是1,并且p是1-5、特別地1-2。在一些實施方式中,r16、r17、r18、r19和x中的至少一個對應于用于形成聚碳酸酯的單體,例如雙酚a或間苯二酚。在另一個實施方式中,x尤其衍生自間苯二酚、氫醌、雙酚a或二苯基苯酚,并且r16、r17、r18、r19是芳香族的,特別是苯基。這種類型的具體芳香族有機磷化合物是間苯二酚雙(磷酸二苯酯),也稱為rdp。具有兩個或更多個含磷基團的芳香族有機磷化合物的另一具體類別是式(22)的化合物
其中r16、r17、r18、r19、n和q如針對式(20)所定義的,并且其中z是c1-7烷叉基、c1-7亞烷基、c5-12環烷叉基、-o-、-s-、-so2-或-co-、特別是異丙叉基。這種類型的具體芳香族有機磷化合物是雙酚a雙(磷酸二苯酯),也稱為bpadp,其中r16、r17、r18和r19各自是苯基,每個n是1,并且q是1至5、1至2或1。
因此,根據使用的特定有機磷化合物,基于熱塑性組合物中的聚合物的總重量,熱塑性組合物可以包含0至15wt%、1至15wt%、2至12wt%、0.3至8.5wt%、或0.5至8.0wt%或3.5至7.5wt%的有機磷阻燃劑。特別地,有機磷化合物可以是雙酚a雙(磷酸二苯酯)、磷酸三苯酯、間苯二酚雙(磷酸二苯酯)、磷酸三甲苯酯或包含上述中的至少一種的組合。
熱塑性組合物可以進一步包含添加劑如抗沖改性劑。抗沖改性劑包括天然橡膠、含氟彈性體、乙烯-丙烯橡膠(epr)、乙烯-丁烯橡膠、乙烯-丙烯-二烯單體橡膠(epdm)、丙烯酸酯橡膠、氫化丁腈橡膠(hnbr)硅酮彈性體、和彈性體改性的接枝共聚物如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(sbs)、苯乙烯-丁二烯橡膠(sbr)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(sebs)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)、丙烯腈-乙烯-丙烯-二烯-苯乙烯(aes)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯(sis)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(mbs)、高橡膠接技(hrg)等。對于耐候應用中的用途,可以有益的是使用具有良好的紫外耐性的抗沖改性劑如丙烯酸和/或硅氧烷抗沖改性劑。
除了聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯、酞酮、可選的聚碳酸酯、可選的聚醚酰亞胺、可選的有機磷化合物和可選的抗沖改性劑之外,熱塑性組合物可以包含通常合并到這類聚合物組合物中的多種添加劑。可以在用于形成組合物的組分的混合期間,在適合的時間混合這種添加劑。添加劑包括填料、增強劑、抗氧化劑、熱穩定劑、光穩定劑(包括紫外(uv)光穩定劑)、增塑劑、潤滑劑、脫模劑、抗靜電劑、環氧化物、著色劑(如二氧化鈦、炭黑和有機染料)、表面效應添加劑、輻射穩定劑、阻燃劑和抗滴落劑。可以使用添加劑的組合,例如熱穩定劑、脫模劑、以及紫外光穩定劑的組合。一般而言,以通常已知有效的量使用添加劑。基于組合物的總重量,添加劑的總量(除了任何抗沖改性劑、填料或增強劑以外)通常在0.01至5wt%之間。
可以通過多種方法制備熱塑性組合物。例如,在henschel-mixer*高速混合機中,首先可選地與填料共混粉狀聚合物、酞酮化合物和/或其它可選的組分。包括但不限于手工混合的其他低剪切過程,也可以完成這種共混。然后,將共混物經由料斗進料至雙螺桿擠出機的喉部。可替換地,通過在喉部和/或穿過側填充口的下游直接地進料至擠出機中,可以將該組分的至少一種合并至組合物中。還可以將添加劑與期望的聚合樹脂一起混合至母料中,并將其進料至擠出機中。通常在高于使得組合物流動所必需的溫度下運行擠出機。在水浴中立即驟冷擠出物并造粒。當切割擠出物時,如此制備的粒料根據期望可以是四分之一英寸長或更小。可以將這類粒料用于隨后的模制、成型或成形。
如以上所討論的,將熱塑性組合物配制為滿足嚴格的熱釋放和煙密度要求。其中,組合物的樣品具有以下性質中的至少一種:小于15秒的火焰時間、小于8英寸的燃燒長度和小于5秒的滴落區分時間(dripdistinguishingtime),各自在1.5mm厚度下使用far25-853(a)(l)(ii)的方法測量;通過far25-853(d)規定的等于或小于200的4分鐘內平均峰值煙密度;通過空中客車abd0031/ats1000規定的等于或小于150的4分鐘內的平均峰值煙密度;從nbs煙室提取并通過draeger管測量的具有以下氣體組分的平均濃度的煙:hf<100ppm、hcl<150ppm、hcn<150ppm、so2/h2s<100ppm、no/no2<100ppm和co<1000ppm;如使用根據far/jar25.853,修訂25-116的第iv部分,osu熱釋放的方法測量的小于或等于65千瓦-分鐘/平方米(kw-min/m2)的2分鐘積分熱釋放率(integratedheatreleaserate)以及小于65千瓦/平方米(kw/m2)的峰值熱釋放率。
在另一個實施方式中,熱塑性組合物的樣品具有以下性質中的至少一種:根據iso5659-2在3mm厚的板上測量的等于或小于300的4分鐘后的煙霧密度(ds-4),根據iso5659-2在3mm厚的板上在50kw/m2下測量的等于或小于600的作為多達至4分鐘的時間的函數的煙密度積分(integralofthesmokedensity)(vof4),以及根據iso5660-1在3mm厚的板上在50kw/m2下測量的等于或小于90kw/m2的最大平均熱釋放(mahre)。
還提供了包含熱塑性組合物的成形、成型或模制的制品。可以通過各種方式如注射模制、擠出、共擠出、溶液澆鑄、旋轉模制、吹塑和熱成型將熱塑性組合物模制成有用的成型制品以形成制品。因此,熱塑性組合物可以用于形成泡沫制品、模制制品、熱成型制品、擠出膜、擠出片材、多層制品的層如蓋層(cap-layer)、用于涂覆制品的基板、或用于金屬化制品的基板。在具有廣泛厚度(例如0.1至10mm或0.5至5mm)的制品中可以得到這些值。
說明性的制品包括用于火車、飛行器或公共汽車內部的座椅組件和包層。如本文所使用的,“包層”是指提供制品的表面的組件。說明性包層包括例如內部垂直面如側壁、前壁、斷壁、隔板、房間分隔板、折板、包廂、風罩、鏡子、照明蓋、電色窗戶中的面板、電子設備的外殼、顯示器屏幕、用于顯示器屏幕的保護蓋、顯示器單元、電視、冰箱門、托盤桌、有軌電車面板、食品車、雜志架和百葉窗;內門和用于內門和外門的襯墊;窗戶保溫材料、廚房內表面、內部水平表面如天花板、折板、包廂、機罩和百葉窗;行李存儲區如頭上和豎直行李架、行李貯存箱和隔間;駕駛員控制盤應用如駕駛員控制盤嵌板和表面;舷梯(gangway)的內表面如舷梯膜(gangwaymembrane)(膜盒組件(bellow))的內側和內部襯墊;窗框(包括密封劑和墊圈);具有朝下表面的(折疊)桌子;風道的內表面和外表面,和用于乘客信息的設備(如信息顯示屏幕)等。在一個具體的實施方式中,包層包括例如側壁、前壁、端壁、隔板、房間分隔板、內門、窗戶保溫材料、襯墊、廚房內表面、天花板、頭上或豎直行李架、行李貯存箱、行李艙、窗框、具有向下表面的(折疊)桌子或信息顯示屏幕。
在一個實施方式中,制品是包含通過框架支撐的片材的窗戶制品,其中由熱塑性組合物模制、成型或擠出片材。片材具有第一側和第二相反側,以及窗戶制品進一步包括設置在第一側的第一硬涂層和設置在第二側的第二硬涂層。制品可以進一步包括設置在片材的第一側和第一硬涂層之間的第一紫外光阻擋層以及設置在片材的第二側和第二硬涂層之間的第二紫外光阻擋層。
在另一個實施方式中,制品是用于窗戶的防塵蓋,包括:通過空間分隔的外窗戶和內窗戶;通過空間與內窗戶分隔的防塵蓋,和框架,其中外窗戶、內窗戶和防塵蓋固定在框架中使得內窗戶設置在防塵蓋和外窗戶之間并與防塵蓋和外窗戶中的每個基本上共平面。
制品可以是鏡子,包括:由熱塑性聚合物組合物模制、成型或擠出的層,設置在層的第一側的表面上的硬涂層和設置在層的與第一側相反的第二側的表面上的不透明層。不透明的層是金屬層。制品可以進一步包括設置在與由熱塑性聚合物組合物模制的、成型或擠出的層相反的不透明層的表面上的保護涂層。
在另一個實施方式中,多層片材或膜包括包含熱塑性組合物的基礎層;和設置在基礎層的側上的蓋層,其中,蓋層包含聚(對苯二甲酸乙二醇酯)、聚氟乙烯(poly(vinylfluoride))、聚(偏二氟乙烯)或包含上述中的至少一種的組合;其中,多層片材具有至少以下性質:小于15秒的火焰時間、小于6英寸的燃燒長度和小于5秒的滴落熄滅時間,各自使用farf25.5方法、根據far25.853(a)在3mm厚度下測量;使用根據far/jar25.853,修訂25-116的第iv部分,osu熱釋放的方法測量的小于或等于65千瓦-分鐘/平方米(kw-min/m2)的2分鐘積分熱釋放率以及小于65千瓦/平方米(kw/m2)的峰值熱釋放率;根據iso5660-1、50kw/m2輻照水平測試條件下的小于或等于90kw/m2的最大平均放熱率;或在1.0mm厚度下,在燃燒四分鐘后,根據astme662-06的小于或等于200的煙密度。
以下闡述了本公開的具體實施方式。
實施方式1.一種熱塑性組合物,包含聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯;酞酮化合物;和不同于聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯和酞酮化合物的可選的另外的組分;其中,酞酮化合物具有式(11),其中,z1表示完成9元至13元單芳環結構或稠合芳環結構所需的原子,z2表示完成吡啶或喹啉環所需的原子,每個r1和每個r2獨立地是鹵素、烷基基團、芳基基團、雜環基團、烷氧基基團、芳氧基基團、芳香族或脂肪族硫醚基團、芳香族或脂肪族羧酸酯基團、或芳香族或脂肪族酰胺基團,a是0至6的整數,b是0至4的整數,n是1或2,x僅當n=2時存在,并且是單鍵或通過醚、酮或硫鍵結合至z1環結構的二價有機基團。
實施方式2.根據實施方式1的熱塑性組合物,其中,聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯包含0.2至10wt%硅氧烷單元、50至99.6wt%芳基酯單元和0.2至49.8wt%碳酸酯單元,各自基于聚碳酸酯硅氧烷-芳基酯的重量。
實施方式3.根據實施方式2的熱塑性組合物,其中,碳酸酯單元是雙酚a碳酸酯單元、間苯二酚碳酸酯單元或它們的組合;芳基酯單元是間苯二甲酸間苯二酚-對苯二甲酸間苯二酚單元(間苯二甲酸-對苯二甲酸-間苯二酚單元,isophthalicacid-terephthalicacid-resorcinolunit);以及硅氧烷單元具有式(8)、(9)或包含上述硅氧烷單元中至少一種的組合,其中,r各自獨立地是c1-13單價烴基,ar各自獨立地是c6-c30亞芳基,r2各自獨立地是c2-14亞烴基基團,以及e具有2至200的平均值。
實施方式4.根據實施方式2或3的熱塑性組合物,其中,硅氧烷單元具有式(10a)、(10b)、或(10c)或包含上述中的至少一種的組合,其中e具有2至200的平均值。
實施方式5.根據實施方式2或3的熱塑性組合物,其中,硅氧烷單元具有式(10a)、(10b)、(10c)或包含上述中的至少一種的組合,其中e具有2至200的平均值。
實施方式6.根據實施方式1至5中任一項的熱塑性組合物,其中,酞酮化合物是根據式(16a),其中r1.1、r1.2、r1.3、r1.4、r2.1、r2.2、r2.3和r2.4各自獨立地是氫、鹵素、c1-c18烷基基團、c6-c12芳基基團、c1-c18烷氧基基團或c6-c12芳氧基基團,n和x如實施方式1中所定義的,并且當n是2時x代替r1.1、r1.2、r1.3或r1.4中的一個存在。
實施方式7.根據實施方式1至6中任一項的熱塑性組合物,其中,酞酮化合物是根據式(16b),其中,r1.1、r1.2、r1.3、r1.4、r2.1、r2.2、r2.3和r2.4各自獨立地是氫、鹵素、c1-c18烷基基團、c6-c12芳基基團、c1-c18烷氧基基團或c6-c12芳氧基基團。
實施方式8.根據實施方式1至6中任一項的熱塑性組合物,其中,酞酮化合物是根據式(16c),其中,r1.1、r1.2、r1.3、r1.4、r1.5、r1.6、r2.1、r2.2、r2.3和r2.4各自獨立地是氫、鹵素、c1-c18烷基基團、c6-c12芳基基團、c1-c18烷氧基基團或c6-c12芳氧基基團,n和x如實施方式1中所定義的,并且當n是2時,x代替r1.1、r1.2、r1.3、r1.4、r1.5或r1.6中的一個存在。
實施方式9.根據實施方式1至6中任一項的熱塑性組合物,其中,酞酮化合物是
或包含上述中的至少一種的組合。
實施方式10.根據實施方式1至9中任一項的熱塑性組合物,包含0.0001wt%至1wt%、優選0.001wt%至0.14wt%、更優選0.01wt%至0.1wt%、最優選0.02wt%至0.08wt%的酞酮化合物,各自基于熱塑性組合物的總重量。
實施方式11.根據實施方式1至10中任一項的熱塑性組合物,其中,酞酮化合物在400-450nm的光區域表現出光漂白。
實施方式12.根據實施方式1至11中任一項的熱塑性組合物,其中,組合物包含另外的組分;并且其中,另外的組分包括聚碳酸酯、聚醚酰亞胺、有機磷化合物或包含上述中的至少一種的組合。
實施方式13.根據實施方式12的熱塑性組合物,其中,聚碳酸酯包括聚碳酸酯均聚物、共聚碳酸酯、聚(碳酸酯-芳基酯)、聚(碳酸酯-硅氧烷)或包含上述中的至少一種的組合。
實施方式14.根據實施方式13的熱塑性組合物,其中,聚(碳酸酯-芳基酯)是包含式(1a)的重復碳酸酯單元的聚(碳酸酯-單芳基芳基酯),其中ra和rb各自獨立地是c1-12烷基,p和q各自獨立地是0至4的整數,并且xa是單鍵、-o-、-s-、-s(o)-、-s(o)2-、-c(o)-或c1-18有機基團;和式(5)的單芳基酯單元,其中rh各自獨立地是鹵素或c1-10烴基,以及n是0至4。
實施方式15.根據實施方式14的熱塑性組合物,其中,ra和rb各自獨立地是c1-3烷基,p和q各自獨立地是0或1,xa是式-c(rc)(rd)-的烷叉基,其中rc和rd各自是c1-6烷基,rh是c1-4烷基,并且n是0或1。
實施方式16.根據實施方式14或15的熱塑性組合物,其中,聚(碳酸酯-單芳基芳基酯)是聚(雙酚a碳酸酯)-共-聚(間苯二甲酸間苯二酚酯-對苯二甲酸間苯二酚酯),包含1至20mol%雙酚a碳酸酯單元、20-98mol%間苯二甲酸間苯二酚酯-對苯二甲酸間苯二酚酯單元、和可選的1至60mol%間苯二酚碳酸酯單元、間苯二甲酸雙酚a酯-對苯二甲酸雙酚a酯單元或它們的組合。
實施方式17.根據實施方式12至16中任一項的熱塑性組合物,其中,基于熱塑性組合物中的聚合物的總重量,組合物進一步包含5wt%至60wt%具有式(15)的聚醚酰亞胺,其中,r是c2-20烴基,并且z是被1至6個c1-18烷基基團、1至8個鹵素原子或它們的組合可選取代的芳香族c6-24單環或多環基團,其中,-o-z-o-基團的二價鍵在3,3’、3,4’、4,3’或4,4’位置。
實施方式18.根據實施方式17的熱塑性組合物,其中,r是間亞苯基以及z是2,2-雙(1’,4’-亞苯基)異丙叉基。
實施方式19.根據實施方式12至18中任一項的熱塑性組合物,其中,有機磷化合物是具有至少一個有機芳香族基團和至少一個含磷基團的芳香族有機磷化合物,或具有至少一個磷-氮鍵的有機化合物。
實施方式20.根據實施方式19的熱塑性組合物,其中,有機磷化合物是雙酚a雙(磷酸二苯酯)、磷酸三苯酯、間苯二酚雙(磷酸二苯酯)、磷酸三甲苯酯、苯酚/雙苯酚多磷酸酯(phenol/bi-phenolpolyphosphate)、或者包括上述中的至少一種的組合。
實施方式21.根據實施方式19的熱塑性組合物,其中,包含氮-磷鍵的有機磷化合物是膦腈、磷酯酰胺、磷酸酰胺、膦酸酰胺、次膦酸酰胺、三(吖丙啶基)氧化膦、包含上述中的至少一種的組合。
實施方式22.根據實施方式12至21中任一項的熱塑性組合物,其中,基于熱塑性組合物的重量,有機磷化合物有效提供0.1%至1.0%的磷量的磷。
實施方式23.根據實施方式1至22中任一項的熱塑性組合物,其中,基于熱塑性組合物的總重量,組合物包含0.01wt%至5wt%的添加劑組合物,添加劑組合物包含選自加工助劑、熱穩定劑、紫外光吸收劑、著色劑或包含上述中的至少一種的組合的添加劑。
實施方式24.根據實施方式1至23中任一項的熱塑性組合物,其中,基于組合物中的聚合物的總重量,熱塑性組合物進一步包含0.1wt%至15wt%的tio2。
實施方式25.根據實施方式1至24中任一項的熱塑性組合物,其中,組合物的樣品具有以下性質中的至少一種:小于15秒的火焰時間、小于8英寸的燃燒長度和小于5秒的滴落區分時間,各自在1.5mm厚度下使用far25-853(a)(l)(ii)的方法測量;通過far25-853(d)規定的等于或小于200的4分鐘內的平均峰值煙密度;通過空中客車abd0031/ats1000規定的等于或小于150的4分鐘內的平均峰值煙密度;從nbs煙室提取并通過draeger管測量的具有以下氣體組分的平均濃度的煙:hf<100ppm、hcl<150ppm、hcn<150ppm、so2/h2s<100ppm、no/no2<100ppm和co<1000ppm;使用根據far/jar25.853,修訂25-116的第iv部分,osu熱釋放的方法測量的小于或等于65千瓦-分鐘/平方米(kw-min/m2)的2分鐘積分熱釋放率以及小于65千瓦/平方米(kw/m2)的峰值熱釋放率。
實施方式26.根據實施方式1至25中任一項的熱塑性組合物,其中,熱塑性組合物的樣品具有以下性質中的至少一種:根據iso5659-2在3mm厚的板上測量的等于或小于300的4分鐘后的煙密度(ds-4),根據iso5659-2在3mm厚的板上在50kw/m2下測量的等于或小于600的作為至多達4分鐘的時間的函數的煙密度積分(vof4),以及根據iso5660-1在3mm厚的板上在50kw/m2下測量的等于或小于90kw/m2的最大平均熱釋放(mahre)。
實施方式27.一種包含實施方式1至26中任一項的組合物的制品,選自模制制品、熱成型制品、擠出膜、擠出片材、泡沫制品、多層制品的層、用于涂覆制品的基板和用于金屬化制品的基板。
實施方式28.根據實施方式27的制品,具有0.1至10mm的厚度。
實施方式29.根據實施方式27或28的制品,其中,制品是運輸工具組件。
實施方式30.根據實施方式27至29中任一項的制品,選自火車或飛行器內部組件,其中,組件是座椅組件,內部垂直表面,所述內部垂直表面選自側壁、前壁、端壁、房間分隔板、隔板、折板、包廂、風罩、鏡子、照明蓋、電色窗戶中的面板、電子設備的外殼、顯示器屏幕、用于顯示器屏幕的保護蓋、顯示器單元、電視、冰箱門、托盤桌、有軌電車面板、食品車、雜志架和百葉窗;內門或用于內門和外門的襯墊;窗戶保溫材料;廚房內表面;選自天花板、折板、包廂、風罩和百葉窗的內部水平表面;選自頭上和豎直行李架、行李貯存箱和隔間的行李存儲區;選自駕駛員控制盤的嵌板和表面的駕駛員控制盤應用;選自舷梯膜(膜盒組件)的內側和內部襯墊的舷梯內表面;窗框;具有朝下的表面的可選地折疊式小桌;風道的內表面或外表面、或用于乘客信息的設備。
實施方式31.根據實施方式27至30中任一項的制品,其中,制品是包括通過框架支撐的片材的窗戶制品,其中,片材是由熱塑性組合物模制、成型或擠出的。
實施方式32.根據實施方式31的制品,其中,片材具有第一側和第二相反側,以及窗戶制品進一步包含設置在第一側的第一硬涂層和設置在第二側的第二硬涂層。
實施方式33.根據實施方式32的制品,進一步包括設置在片材的第一側和第一硬涂層之間的第一紫外光阻擋層以及設置在片材的第二側和第二硬涂層之間的第二紫外光阻擋層。
實施方式34.根據實施方式27至30中任一項的制品,其中,制品是用于窗戶的防塵蓋,窗戶包括:通過空間分隔的外窗戶和內窗戶;通過空間與內窗戶分隔的防塵蓋,和框架,其中外窗戶、內窗戶和防塵蓋固定在框架中使得內窗戶設置在防塵蓋和外窗戶之間并與防塵蓋和外窗戶中的每個基本上共平面。
實施方式35.根據實施方式27至30中任一項的制品,其中,組件是鏡子,包括:由熱塑性聚合物組合物模制、成型或擠出的層,設置在層的第一側的表面上的硬涂層和設置在層的與第一側相反的第二側的表面上的不透明層。
實施方式36.根據實施方式35的制品,其中,不透明層是金屬層。
實施方式37.根據實施方式35或36的制品,進一步包含設置在與由熱塑性聚合物組合物模制的、成型或擠出的層相反的不透明層的表面上的保護涂層。
實施方式38.一種制造制品的方法,包括模制、擠出、發泡或澆鑄實施方式1至26中任一項的組合物。
實施方式39.一種多層片材或膜,包括包含實施方式1至26的組合物的基礎層;和設置在基礎層的側上的蓋層,其中,蓋層包含聚(對苯二甲酸乙二醇酯)、聚氟乙烯、聚(偏二氟乙烯)或包含上述中的至少一種的組合;其中,多層片材具有至少以下性質:小于15秒的火焰時間、小于6英寸的燃燒長度和小于5秒的滴落熄滅時間,各自是使用farf25.5方法根據far25.853(a)在3mm厚度下測量的;使用根據far/jar25.853,修訂25-116的第iv部分,osu熱釋放的方法測量的小于或等于65千瓦-分鐘/平方米(kw-min/m2)的2分鐘積分熱釋放率以及小于65千瓦/平方米(kw/m2)的峰值熱釋放率;根據iso5660-1利用50kw/m2輻照水平測試條件下的小于或等于90kw/m2的最大平均放熱率;或在1.0mm厚度下,在燃燒四分鐘后,根據astme662-06的小于或等于200的煙密度。
如在本文中所使用的,除非上下文另有明確規定,否則單數形式“一個”、“一種”、和“該”包括復數指示物。除非另有明確說明,否則“或”是指“和/或”。與數量相關聯使用的修飾語“約”包括所述值,并具有上下文所表示的含義(例如,包括與特定數量的測量值有關的誤差程度)。在本文中公開的所有范圍包括端點,并且端點可獨立地相互結合。“組合”包括共混物、混合物、合金、反應產物等。
如在本文中所使用的,術語“烴基”和“烴”廣泛地是指含有碳、氫、和可選的1至3個雜原子(例如,氧、氮、鹵素、硅、硫、或它們的組合)的基團;“烷基”是指直鏈或支鏈、飽和的單價烴基;“亞烷基”是指直鏈或支鏈、飽和的二價烴基;“烷叉基”是指直鏈或支鏈、飽和的二價烴基,兩個價鍵都在一個相同的碳原子上;“烯基”是指具有至少兩個通過碳碳雙鍵結合的碳原子的單價烴基;“環烷基”是指具有至少三個碳原子的非芳香族單價單環或多環烴基,“環烯基”是指具有至少三個碳原子的非芳香族環狀二價烴基,具有至少一個不飽和度;“芳基”是指在芳環或環中僅包含碳的芳香族單價基團;“亞芳基”是指在芳環或環中僅包含碳的芳香族二價基團;“烷基芳基”是指被以上定義的烷基基團取代的芳基基團;4-甲基苯基是示例性的烷基芳基基團;“芳基烷基”是指被以上定義的芳基基團取代的烷基基團,芐基是一個示例性的芳基烷基基團;“酰基”是指具有通過羰基碳橋(-c(=o)-)附接的指定數目的碳原子的以上定義的烷基基團;“烷氧基”是指具有通過氧橋(-o-)附接的指定數目的碳原子的以上定義的烷基基團;以及“芳氧基”是指具有通過氧橋(-o-)附接的指定數目的碳原子的以上定義的芳基基團。
除非另有指出,否則上述基團中的每一種可以是未取代的或取代的,條件是取代不會顯著不利地影響化合物的合成、穩定性或用途。本文使用的術語“取代的”是指用另一個基團代替在指定的原子或基團上的至少一個氫,條件是未超過指定的原子的正常化合價。當取代基是氧基(即,=o)時,那么原子上的兩個氫被取代。取代基和/或變體的組合是可容許的,條件是取代沒有顯著不利地影響化合物的合成或用途。可以存在于“取代的”位置上的示例性基團包括但不限于氰基;羥基;硝基;疊氮;烷酰基(如c2-6烷酰基基團如酰基);甲酰胺基;c1-6或c1-3烷基、環烷基、烯基和炔基(包括具有至少一個不飽和鍵以及2至8個、或2至6個碳原子的基團);c1-6或c1-3烷氧基基團;c6-10芳氧基如苯氧基;c1-6烷硫基;c1-6或c1-3烷基亞磺酰基;c1-6或c1-3烷基磺酰基;氨二(c1-6或c1-3)烷基;含有至少一個芳族環的c6-12芳基(例如,苯基、聯苯基、萘基等,每個環取代或未取代芳香族的);具有1至3個單獨的或稠合的環和6-18個環碳原子的c7-19亞烷基芳基,芐基是一個示例性的芳基烷基基團;或具有1至3個單獨的或稠合的環和6-18個環碳原子的芳基烷氧基,芐氧基是示例性的芳基烷氧基。
盡管已經描述了特定的實施方式,但是對申請人或者其他本領域的技其他術人員而言是目前無法預料的或者可以是目前無法預料的替代、修改、變體、改進、和實質等效物可以出現。因此,作為提交的以及作為可以將它們修正的所附權利要求旨在涵蓋所有這類的替代、修改、變體,改進、和實質等效物。