本申請要求于2014年4月30日提交的美國臨時專利申請序列號No.61/986,154的優(yōu)先權(quán)。該申請的公開內(nèi)容通過引用的方式全部并入本文。
背景技術(shù):
本發(fā)明涉及聚碳酸酯組合物,其具有低溫抗沖擊性、薄壁阻燃性(FR)、良好的耐漏電起痕性(electrical tracking resistance)、以及降低的鹵素含量的組合。這些聚碳酸酯組合物可用于各種應(yīng)用。
聚碳酸酯(PC)是合成的工程熱塑性樹脂,并且是一類有用的具有許多有利特性的聚合物。聚碳酸酯樹脂用于許多不同的商業(yè)應(yīng)用,其包括電子工程(E&E)部件、機械部件等。由于它們的廣泛用途,因此期望的是提供具有良好阻燃性的聚碳酸酯。市場需求還向著具有薄壁的制品發(fā)展,其目的在于減少整個最終產(chǎn)品的厚度,并且減輕重量和減小尺寸,以及實現(xiàn)更為復(fù)雜的設(shè)計。
令人期望地,聚碳酸酯組合物還應(yīng)當(dāng)具有良好的流動性。良好的流動性質(zhì)反映了聚合物組合物能夠如何容易地倒入用于形成部件形狀的模具中。還期望聚碳酸酯組合物具有更好的沖擊性能。增加剛度的常規(guī)方式是通過增加聚合物的重均分子量,但是該方法通常還會降低流動性從而使得難以填充復(fù)雜模具或薄壁模具。普通的阻燃劑添加劑無法提供這些性能之間的均衡性。
在本領(lǐng)域中仍然需求這樣的阻燃聚碳酸酯組合物,其具有良好的薄壁阻燃性,提供良好的耐漏電起痕性,并且在低溫下保持延展性,同時還提供所需的顏色。當(dāng)需要高含量的TiO2時,這種需求尤其明顯。
發(fā)明簡述
本文公開的是聚碳酸酯共混物,其在具有薄壁FR等級和高流動性的組合的同時,仍保持如低溫抗沖擊性所示的機械性能。該共混物包含不同量的聚碳酸酯聚合物、聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物、雙酚A和苯并[c]吡咯酮的共聚物、二氧化鈦、以及非溴化且非氯化的含磷阻燃劑。
在本文的各種實施方案中公開了阻燃聚碳酸酯共混物,其包含:聚碳酸酯聚合物;聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物,該聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物具有這樣的含量,使得所述共混物包含約2重量%至約6重量%的硅氧烷;雙酚A和苯并[c]吡咯酮的共聚物,該雙酚A和苯并[c]吡咯酮的共聚物具有這樣的含量,使得所述共混物包含約1重量%至約10重量%的苯并[c]吡咯酮;二氧化鈦;以及非溴化且非氯化的含磷阻燃劑;其中所述聚碳酸酯共混物滿足CTI PLC 2標(biāo)準(zhǔn),并且在1.5mm的厚度下具有約40秒以下的消焰時間(FOT)。
聚碳酸酯共混物可以在125℃下通過球壓試驗(BPT)。
聚碳酸酯共混物可以在0.8mm的厚度下具有至少0.90的pFTP(V1)值,并且/或者可以在1.5mm的厚度下具有至少0.80的pFTP(V0)值。
共混物可以具有以下性質(zhì)的任意組合:當(dāng)根據(jù)ISO 180在艾佐德缺口沖擊(Izod notched impact)下測量時,在-30℃下的延伸度為100%;當(dāng)根據(jù)ISO 180測量時,在-30℃下的缺口艾佐德沖擊強度為至少25kJ/m2;在0.8mm的厚度下,pFTP(V0)為至少0.90,并且消焰時間(5根棒的FOT)為約30秒以下;在1.5mm的厚度下,消焰時間(5根棒的FOT)為約40秒以下,并且pFTP(V0)為至少0.80。
在特定的實施方案中,共混物在125℃下通過球壓試驗(BPT),并且當(dāng)根據(jù)ISO 180在艾佐德缺口沖擊下測量時,其在-30℃下具有100%的延伸度。
在其他實施方案中,共混物在0.8mm的厚度下具有約40秒以下的消焰時間(FOT)以及至少0.80的pFTP(V0)值;其在125℃下通過球壓試驗(BPT);并且當(dāng)根據(jù)ISO 180在艾佐德缺口沖擊下測量時,在-30℃下具有100%的延伸度。
在其他實施方案中,共混物在125℃下通過球壓試驗(BPT);當(dāng)根據(jù)ISO 180測量時,在-30℃下具有100%的延伸度;并且當(dāng)根據(jù)ISO 180測量時,在-30℃下的缺口艾佐德沖擊強度為至少25kJ/m2。
有些情況下,共混物在0.8mm的厚度下具有約30秒以下的消焰時間(FOT)以及至少0.90的pFTP(V0)值;并且當(dāng)根據(jù)ISO 180測量時,在-30℃下的缺口艾佐德沖擊強度為至少20kJ/m2。
聚碳酸酯聚合物可包含Mw高于25,000的高分子量聚碳酸酯聚合物和Mw低于25,000的低分子量聚碳酸酯聚合物。
聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物可以包含約6重量%至約20重量%的硅氧烷。苯并[c]吡咯酮可以是2-苯基-3,3-雙(4-羥苯基)苯并[c]吡咯酮。雙酚A和苯并[c]吡咯酮的共聚物可以包含約20摩爾%至約40摩爾%的苯并[c]吡咯酮。二氧化鈦可以具有硅基涂層。阻燃劑可以是雙酚A雙(二苯基磷酸酯)。
在具體的實施方案中,所述共混物包含非溴化且非氯化的含磷阻燃劑,該非溴化且非氯化的含磷阻燃劑具有這樣的含量,使得所述共混物包含約0.15重量%至約1.0重量%的磷。換言之,所述共混物包含約2重量%至約10重量%的非溴化且非氯化的含磷阻燃劑。
在本文的特定變化形式中,聚碳酸酯共混物包含:約30重量%至約80重量%的聚碳酸酯聚合物;約2重量%至約20重量%的TiO2;以及約2重量%至約10重量%的非溴化且非氯化的含磷阻燃劑。
聚碳酸酯共混物可以包含約0.1重量%至約1重量%的炭黑。聚碳酸酯共混物可以進(jìn)一步包含約0.05重量%至約1重量%的防滴劑。
在各種實施方案中,聚碳酸酯共混物可以在1.5mm的厚度下實現(xiàn)UL94 V0性能,或者可以在0.8mm的厚度下實現(xiàn)UL94 V1性能。
可以制備這樣的聚碳酸酯共混物,使得根據(jù)本文將進(jìn)一步說明的三個方程式來選擇聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的重量百分比(%PC-ST)、雙酚A和苯并[c]吡咯酮的共聚物的重量百分比(%HPPC-1)、以及阻燃劑的重量百分比(%BPADP),從而獲得所設(shè)計的(i)與(ii)組合,其中(i)為以kJ/m2為單位的缺口艾佐德沖擊強度(INI),(ii)為以毫米為單位的球壓試驗壓痕(BPT)、或者以℃為單位的Vicat B120溫度(Vicat)。
本文的變化形式中還公開了制備共混物的方法,所述共混物具有以下特性的期望組合,所述特性為:以毫米為單位的球壓試驗壓痕(BPT)、以℃為單位的Vicat B120溫度(Vicat)、以及以kJ/m2為單位的缺口艾佐德沖擊強度(INI),并且所述方法包括:將聚碳酸酯聚合物、聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物、雙酚A和苯并[c]吡咯酮的共聚物、TiO2、以及非溴化且非氯化的含磷阻燃劑共混從而得到所述共混物;其中所述共混物包含約2重量%至約6重量%的硅氧烷、以及約1重量%至約10重量%的苯并[c]吡咯酮;其中所述聚碳酸酯共混物滿足CTI PLC 2標(biāo)準(zhǔn),并且在1.5mm的厚度下具有約40秒以下的消焰時間(FOT);以及其中根據(jù)本文中進(jìn)一步描述的三個方程式選擇所述聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的重量百分比(%PC-ST)、所述雙酚A和苯并[c]吡咯酮的共聚物的重量百分比(%HPPC-1)、以及所述阻燃劑的重量百分比(%BPADP),從而獲得所期望的(i)與(ii)組合,其中(i)為以kJ/m2為單位的缺口艾佐德沖擊強度(INI),(ii)為以毫米為單位的球壓試驗壓痕(BPT)、或者以℃為單位的Vicat B120溫度(Vicat)。
下面將對這些和其他非限制性特征進(jìn)行更具體的說明。
發(fā)明詳述
通過參考下文中對優(yōu)選實施方案及其中所包括的例子的詳細(xì)說明,能夠更容易地理解本公開。在下面的說明書和隨后的權(quán)利要求書中,將提及多個術(shù)語,這些術(shù)語具有以下含義。
除非上下文中另有說明,否則單數(shù)形式的“一”、“一個”和“該”包括復(fù)數(shù)形式。
說明書和權(quán)利要求書中所使用的術(shù)語“包含”可以包括“由…組成”和“基本由...組成”的方式。
本申請的說明書和權(quán)利要求中的數(shù)值、特別是當(dāng)數(shù)值涉及到聚合物或聚合物組合物時,其表示可能包含具有不同特性的聚合物的組合物的平均值。此外,除非有相反的指示,否則數(shù)值應(yīng)理解為包括減少到相同有效數(shù)字位數(shù)時相同的數(shù)值、以及與所述值之間的差值小于本申請中所述的用以確定該值的常規(guī)測量技術(shù)的試驗誤差的數(shù)值。
本文中所披露的全部范圍均包括所列的端點,并且是可獨立組合的(例如,范圍“2g至10g”包括端點2g和10g,并且包括全部的中間值)。
本文所用的表示近似的用語可用于修飾任何數(shù)量,其中這些數(shù)量可發(fā)生改變而不會造成與之相關(guān)的基本功能的變化。因此在一些情況中,被諸如“大約”和“基本上”等用語修飾的數(shù)值可以并不局限于所指定的精確值。修飾用詞“大約”應(yīng)理解為披露了兩個端值的絕對值所限定的范圍。例如,表述“約2至約4”也披露了范圍“2至4”。
應(yīng)當(dāng)注意的是,重量百分比或“wt%”基于聚合組合物的總重量。
化合物使用系統(tǒng)命名法來描述。例如,沒有被任何所示基團取代的任何位置應(yīng)理解為通過所示的鍵或氫原子來填充其化合價。采用不在兩個字母或符號之間的破折號(“-”)來指示取代基的連接點。例如醛基-CHO通過羰基的碳連接。
術(shù)語“脂肪族”是指非環(huán)形的并且具有至少一個價鍵的直鏈或支鏈原子排列(array)。脂肪族基團定義為包含至少一個碳原子。該原子排列的骨架中可以包含諸如氮、硫、硅、硒和氧等雜原子,或者僅由碳和氫組成。脂肪族基團可被取代或未被取代。脂肪族基團的例子包括甲基、乙基、異丙基、異丁基和甲氧基。
術(shù)語“烷基”是指僅由碳和氫組成的直鏈或支鏈原子排列。該原子排列可以包括單鍵、雙鍵或三鍵(即,烷烴、烯烴或炔烴)。烷基可以被取代(即,一個或多個氫原子被取代)或未被取代。烷基的例子包括甲基、乙基和異丙基。烷基是脂肪族基團的子集。
術(shù)語“芳香族”是指具有至少一個價鍵且包含至少一個芳香族基團的原子排列。該原子排列可以包括諸如氮、硫、硒、硅和氧之類的雜原子,或者可以僅由碳和氫組成。芳香族基團未被取代。芳香族基團的例子包括苯基、吡啶基、噻吩基、萘基和聯(lián)苯基。
術(shù)語“芳基”是指完全由碳原子和氫原子組成的芳香族基團。當(dāng)用碳原子數(shù)的范圍描述芳基時,其不包括取代的芳香族基團。例如,“含有6至10個碳原子的芳基”是指苯基(C6)和萘基(C10),而不是甲基苯基(7個碳原子)。芳基是芳香族基團的子集。
術(shù)語“脂環(huán)族”是指非芳香族的環(huán)狀原子排列。脂環(huán)族基團的環(huán)中可包括諸如氮、硫、硒、硅和氧等的雜原子,或者可以僅由碳和氫組成。脂環(huán)族基團可以包含一個或多個非環(huán)狀組分。例如,環(huán)己基甲基(C6H11CH2-)是脂環(huán)族官能團,其包含環(huán)己基環(huán)(非芳香族的環(huán)狀原子排列)和亞甲基(非環(huán)狀組分)。脂環(huán)族基團可以被取代或未被取代。脂環(huán)族基團的例子包括環(huán)丙基、環(huán)丁基、哌啶基和2,2,6,6-四甲基哌啶基。
除非另有說明,否則在本文中所使用的試驗標(biāo)準(zhǔn)是如2014年4月15日所獲得的最新標(biāo)準(zhǔn)。
術(shù)語“環(huán)烷基”是指非芳香族的環(huán)狀原子排列,并且其僅由碳和氫組成。環(huán)烷基可被取代或未被取代。環(huán)烷基是脂環(huán)族基團的子集。
在上述定義中,術(shù)語“被取代”是指所提及的基團上的至少一個氫原子被另一個官能團取代,例如烷基、鹵素、-OH、-CN、-NO2、-COOH等。
術(shù)語“全氟烷基”是指僅由碳和氟組成的直鏈或支鏈原子排列。
術(shù)語“室溫”是指23℃的溫度。
本發(fā)明的聚碳酸酯共混物包括(A)至少一種聚碳酸酯聚合物;(B)聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物;(C)雙酚A和苯并[c]吡咯酮的共聚物;(D)二氧化鈦;以及(E)非溴化且非氯化的含磷阻燃劑。在另外的實施方案中,共混物可以含有(F)炭黑;和/或(G)防滴劑。
如本文所使用的術(shù)語“聚碳酸酯”和“聚碳酸酯聚合物”是指具有式(1)的碳酸酯單元重復(fù)結(jié)構(gòu)的聚合物:
其中,R1基團總數(shù)的至少約60%為芳香族有機基團,其余為脂肪族、脂環(huán)族或芳香族基團。不認(rèn)為酯單元(-COO-)是碳酸酯單元,并且不認(rèn)為碳酸酯單元是酯單元。在一個實施方案中,每個R1均為芳香族有機基團,例如式(2)的基團:
-A1-Y1-A2- (2)
其中A1和A2各自為單環(huán)二價芳基,并且Y1為將A1和A2分開的具有一個或兩個原子的橋基。在示例性的實施方案中,一個原子將A1和A2分開。這種類型的基團的非限制性的示例性實例為-O-、-S-、-S(O)-、-S(O2)-、-C(O)-、亞甲基、環(huán)己基-亞甲基、2-[2.2.1]-二環(huán)亞庚基、亞乙基、異亞丙基、新亞戊基、環(huán)亞己基、環(huán)亞十五烷基、環(huán)亞十二烷基和亞金剛烷基。橋基Y1可以是烴基或飽和烴基,例如亞甲基、環(huán)亞己基、或異亞丙基。
聚碳酸酯可以通過具有式HO-R1-OH的二羥基化合物的界面反應(yīng)來制備,其中R1如上所定義。適合界面反應(yīng)的二羥基化合物包括式(A)的二羥基化合物以及式(3)的二羥基化合物。
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分別表示鹵原子或一價烴基,Ra和Rb可以相同或不同;p和q各自獨立地為0至4的整數(shù);并且Xa表示式(5)的基團中的一種:
其中Rc和Rd各自獨立地表示氫原子或一價直鏈或環(huán)狀烴基,Re為二價烴基。
式(3)所表示的雙酚化合物類型的具體例子包括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(下文稱為“雙酚A”或“BPA”),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-叔丁基苯基)丙烷以及2-苯基-3,3-雙(4-羥基苯基)苯并[c]吡咯酮(“PPPBP”)。也可以使用包含前述二羥基化合物中的至少一種的組合物。
也可使用支鏈聚碳酸酯,以及直鏈聚碳酸酯和支鏈聚碳酸酯的共混物。所述支鏈聚碳酸酯可以通過在聚合過程中添加支化劑來制備。這些支化劑包括含有選自羥基、羧基、羧酸酐、鹵代甲?;?,以及前述多官能團的混合基團中的至少三個官能團的多官能有機化合物。具體例子包括偏苯三酸、偏苯三酸酐、偏苯三酰氯、三(對羥苯基)乙烷(THPE)、靛紅聯(lián)雙酚、三酚TC(1,3,5-三((對羥基苯基)異丙基)苯)、三酚PA(4-(4-(1,1-雙(對羥基苯基)乙基)-α,α-二甲基芐基)苯酚)、4-氯甲酰基鄰苯二甲酸酐、苯三甲酸以及二苯甲酮四羧酸。支化劑的添加水平可為約0.05重量%至約2.0重量%。
本文所用的“聚碳酸酯”和“聚碳酸酯聚合物”還包括聚碳酸酯與其他包含碳酸酯鏈單元的共聚物的共混物。代表性的共聚物為聚酯碳酸酯,也稱為共聚酯-聚碳酸酯。除了此前提到的式(1)的碳酸酯鏈單元外,這種共聚物還包含式(6)的重復(fù)單元:
其中D為來源于二羥基化合物的二價基團,并且可以是(例如)C2-10亞烷基、C6-20脂環(huán)基、C6-20芳香族基團、或者聚氧化亞烷基基團,其中該亞烷基含有2至約6個碳原子,特別是2、3或4個碳原子;T是來源于二羧酸的二價基團,并且可以是(例如)C2-10亞烷基、C6-20脂環(huán)基、C6-20烷基芳香族基團或C6-20芳香族基團。在其他實施方案中,可用含有C4-C36亞烷基的二羧酸來形成式(6)的共聚物。這種亞烷基的例子包括己二酸、癸二酸或十二烷酸。
在一個實施方案中,D為C2-6亞烷基。在另一個實施方案中,D來源于式(7)的芳香族二羥基化合物。
其中Rk各自獨立地為C1-10烴基,并且n為0至4。鹵素通常為溴。由式(7)表示的化合物的例子可以包括間苯二酚、諸如5-甲基間苯二酚、5-苯基間苯二酚、5-異丙苯基間苯二酚等的取代間苯二酚化合物;鄰苯二酚;對苯二酚;諸如2-甲基氫醌、2-叔丁基氫醌、2-苯基氫醌、2-異丙苯基氫醌、2,3,5,6-四甲基氫醌等取代氫醌;或者包括前述化合物中的至少一種的組合。
可用于制備聚酯的芳香族二羧酸的例子包括間苯二甲酸或?qū)Ρ蕉姿帷?,2-二(對羧基苯基)乙烷、4,4’-二羧基二苯醚、4,4’-二苯甲酸以及含有前述酸中的至少一種的混合物。也可存在含有稠環(huán)的酸,例如1,4-萘二甲酸、1,5-萘二甲酸或2,6-萘二甲酸。具體的二羧酸為對苯二甲酸、間苯二甲酸、萘二甲酸、環(huán)己烷二甲酸或它們的混合物。
在其他實施方案中,可使用聚對苯二甲酸亞烷基酯。合適的聚對苯二甲酸亞烷基酯的具體例子為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚萘二酸丁二醇酯(PBN)、聚對苯二甲酸丙二醇酯(PPT)、聚對苯二甲酸環(huán)己烷二甲酯(PCT),以及包含前述聚酯中的至少一種的組合。
也可使用包含對苯二甲酸亞烷基酯重復(fù)酯單元和其他酯基的共聚物??墒褂玫孽卧梢园ú煌膶Ρ蕉姿醽喭榛卧?,其可作為單獨的單元存在于聚合物鏈中,或者作為聚對苯二甲酸亞烷基酯的鏈段存在于聚合物鏈中。這類共聚物的具體例子包括聚對苯二甲酸環(huán)己烷二甲酯-共聚-對苯二甲酸乙二醇酯,當(dāng)該聚合物含有50摩爾%以上的聚對苯二甲酸乙二醇酯時,其縮寫為PETG,并且當(dāng)該聚合物含有大于50摩爾%的聚對苯二甲酸-1,4-環(huán)己烷二甲酯時,其縮寫為PCTG。
聚環(huán)亞烷基二酯也可包括聚二羧酸環(huán)己烷亞烷基酯。其中,具體的例子為具有式(8)的重復(fù)單元的聚(1,4-環(huán)己烷二甲醇-1,4-環(huán)己烷二甲酸酯)(PCCD):
其中,如式(6)中所述,R2為來源于1,4-環(huán)己烷二甲醇的1.4-環(huán)己烷二亞甲基基團,并且T為來源于環(huán)己烷二羧酸或其化學(xué)等價物的環(huán)己烷環(huán),并且可以包括順式異構(gòu)體、反式異構(gòu)體、或包含前述異構(gòu)體中的至少一種的組合。
在本公開的具體實施方案中,聚碳酸酯聚合物(A)來源于具有式(I)的結(jié)構(gòu)的二羥基化合物:
其中R1至R8各自獨立地選自氫、硝基、氰基、C1-C20烷基、C4-C20環(huán)烷基和C6-C20芳基;并且A選自化學(xué)鍵、-O-、-S-、-SO2-、C1-C12烷基、C6-C20芳香族基團和C6-C20脂環(huán)基。
在具體的實施方案中,式(I)的二羥基化合物為2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷(即,雙酚A或BPA)。式(I)的其他示例性化合物包括:2,2-雙(4-羥基-3-異丙基苯基)丙烷、2,2-雙(3-叔丁基-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(3-苯基-4-羥基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環(huán)己烷、4,4’二羥基-1,1-聯(lián)苯、4,4’-二羥基-3,3’-二甲基-1,1-聯(lián)苯、4,4’-二羥基-3,3’-二辛基-1,1-聯(lián)苯、4,4’-二羥基二苯基醚、4,4’-二羥基二苯基硫醚和1,3-雙(2-(4-羥基苯基)-2-丙基)苯。
在更具體的實施方案中,聚碳酸酯聚合物(A)為雙酚A均聚物。根據(jù)聚碳酸酯標(biāo)準(zhǔn),聚碳酸酯聚合物可具有約15,000至約70,000道爾頓的重均分子量(Mw),包括約20,000至約40,000道爾頓的范圍,或高于30,000的Mw。聚碳酸酯聚合物可以是直鏈或支鏈聚碳酸酯,在更具體的實施方案中是直鏈聚碳酸酯。
在本發(fā)明的一些實施方案中,聚碳酸酯組合物包括兩種聚碳酸酯聚合物,即第一聚碳酸酯聚合物(A1)和第二聚碳酸酯聚合物(A2)。這兩種聚碳酸酯聚合物可以具有相同或不同的單體。
第一聚碳酸酯聚合物比第一聚碳酸酯聚合物具有更大的重均分子量。第一聚碳酸酯聚合物可以具有高于25,000的重均分子量(通過GPC并基于BPA聚碳酸酯標(biāo)準(zhǔn)物進(jìn)行測量)。第二聚碳酸酯聚合物可以具有低于25,000的重均分子量(通過GPC并基于BPA聚碳酸酯標(biāo)準(zhǔn)物進(jìn)行測量)。在實施方案中,第一聚碳酸酯聚合物與第二聚碳酸酯聚合物的重量比通常為至少0.5∶1,在進(jìn)一步的實施方案中為至少1∶1。值得注意的是,本文所述的重量比是共混物中兩種共聚物的量的比值,而不是兩種共聚物的分子量比。兩種聚碳酸酯聚合物之間的重量比可影響最終共混物的流動性、延展性和表面美觀性。共混物可包含約30重量%至約80重量%的聚碳酸酯聚合物。
合適的聚碳酸酯可通過本領(lǐng)域中已知的方法制造,例如界面聚合和熔融聚合。盡管界面聚合的反應(yīng)條件可以改變,但是示例性的方法通常包括:在苛性鈉或苛性鉀的水溶液中溶解或分散二元酚反應(yīng)物;將所得混合物加入到適合的與水不混溶的溶劑介質(zhì)中;并在受控的pH條件(例如約8至約10)下,在諸如三乙胺或相轉(zhuǎn)移催化劑等合適的催化劑的存在下,使反應(yīng)物與碳酸酯前驅(qū)體接觸。一般而言,在熔融聚合工藝中,可以在混合器、雙螺桿擠出機等中,在酯交換催化劑的存在下,通過使二羥基反應(yīng)物和碳酸二苯酯等二芳基碳酸酯在熔融狀態(tài)下發(fā)生共反應(yīng)以形成均勻的分散體,從而來制備聚碳酸酯。通過蒸餾從熔融反應(yīng)物中除去揮發(fā)性一元酚,并且分離出作為熔融殘留物的聚合物。
本公開的聚碳酸酯組合物還包含聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物(B)。該共聚物包含聚碳酸酯嵌段以及聚二有機硅氧烷嵌段,其也稱為聚碳酸酯-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)的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元,例如其中R1為如上所述的式(2)。這些單元可以源自如上所述的式(3)的二羥基化合物的反應(yīng)。
聚二有機硅氧烷嵌段包含式(9)的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元(本文有時稱為“硅氧烷”):
其中各R相同或不同,并且為C1-13一價有機基團。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(huán)烷基、C3-C6環(huán)烷氧基、C6-C10芳基、C6-C10芳氧基、C7-C13芳烷基、C7-C13芳烷氧基、C7-C13烷芳基、或者C7-C13烷芳氧基。前述R基團的組合可以用于相同的共聚物中。一般而言,D可以具有2至約1000的平均值,特別是具有約2至約500的平均值,更具體地具有約5至約200的平均值,更具體地具有約10至約75的平均值。當(dāng)D具有較低的值時,例如小于約40時,則可能需要使用相對較大量的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。相反,當(dāng)D具有較高的值時,例如大于約40時,則可能需要使用相對較少量的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。
在一個實施方案中,聚二有機硅氧烷嵌段由式(10)的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元提供:
其中D如上所定義;各R可以相同或不同,并且如上所定義;并且Ar可以相同或不同,并且是取代或未取代的C6-C30亞芳基,其中鍵直接連接到芳香族部分。式(10)中合適的Ar基團可以衍生自C6-C30二羥基亞芳基化合物,例如上式(3)、(4)或(7)的二羥基亞芳基化合物。也可以使用包含至少一種前述二羥基亞芳基化合物的組合。
這樣的單元可以衍生自相應(yīng)的下式(11)的二羥基化合物:
其中Ar和D如上所述。該式的化合物可以通過二羥基亞芳基化合物與(例如)α,ω-雙乙酰氧基聚二有機硅氧烷在相轉(zhuǎn)移條件下的反應(yīng)獲得。
在另一個實施方案中,聚二有機硅氧烷嵌段包含式(12)的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元:
其中R和D如上所定義。式(12)中的R2為二價C2-C8脂肪族基團。式(12)中的各M可以相同或不同,并且可以是氰基、硝基、C1-C8烷硫基、C1-C8烷基、C1-C8烷氧基、C2-C8烯基、C2-C8烯氧基、C3-C8環(huán)烷基、C3-C8環(huán)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烷芳基、或者C7-C12烷芳氧基,其中各n獨立地為0、1、2、3或4。
在一個實施方案中,M為烷基(諸如甲基、乙基或丙基)、烷氧基(諸如甲氧基、乙氧基或丙氧基)、或者芳基(諸如苯基或甲苯基);R2為二亞甲基、三亞甲基或四亞甲基;并且R為C1-8烷基、鹵代烷基(諸如三氟丙基)、氰基烷基或者芳基(諸如苯基或甲苯基)。在另一個實施方案中,R為甲基、或甲基和苯基的混合。在又一個實施方案中,M為甲氧基,n為1,R2為二價C1-C3脂肪族基團,R為甲基。
這些單元可以衍生自相應(yīng)的二羥基聚二有機硅氧烷(13):
其中R、D、M、R2和n如上所述。
這種二羥基聚硅氧烷可以通過在式(14)的硅氧烷氫化物之間進(jìn)行鉑催化的加成來制備,
其中R和D如前所定義,并且為脂肪族不飽和一元酚。合適的脂肪族不飽和一元酚包括(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-甲基苯酚以及2-烯丙基-4,6-二甲基苯酚。也可以使用包含至少一種前述物質(zhì)的混合物。
硅氧烷嵌段可以占聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的大于0至約25重量%,包括4重量%至約25重量%、約4重量%至約10重量%、或者約15重量%至約25重量%。聚碳酸酯嵌段可以占嵌段共聚物的約75重量%至小于100重量%,包括約75重量%至約85重量%。特別考慮到聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物是二嵌段共聚物。聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物可具有約28,000至約32,000的重均分子量。通常而言,聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的量足以使整個聚碳酸酯共混物包含約2重量%至約6重量%的硅氧烷。例如,若聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物包含20重量%的硅氧烷,則共混物可以包含約14重量%至約24重量%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。
本發(fā)明的聚碳酸酯共混物還包含雙酚A和苯并[c]吡咯酮的共聚物(C)。苯并[c]吡咯酮單體可以具有式(15)的結(jié)構(gòu):
其中R10、R11、R12和R13獨立地選自氫、烷基、取代的烷基、芳基和取代的芳基。在特定的實施方案中,苯并[c]吡咯酮單體為2-苯基-3,3-雙(4-羥基苯基)苯并[c]吡咯酮,其如下式(15-a)所示:
苯并[c]吡咯酮嵌段可以占聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的大于0至約67摩爾%,包括約20摩爾%至約40摩爾%。聚碳酸酯嵌段可占嵌段共聚物的約33摩爾%至小于100摩爾%,包括約60摩爾%至約80摩爾%。特別考慮的是,雙酚-苯并[c]吡咯酮共聚物是二嵌段共聚物。雙酚-苯并[c]吡咯酮共聚物可具有約15,000至約30,000的重均分子量。通常,雙酚-苯并[c]吡咯酮共聚物的量足以使整個聚碳酸酯共混物含有約1摩爾%至約10摩爾%的苯并[c]吡咯酮。例如,若雙酚-苯并[c]吡咯酮共聚物含有33摩爾%的苯并[c]吡咯酮,則該共混物可以含有約3重量%至約30重量%的雙酚-苯并[c]吡咯酮共聚物。
本發(fā)明的聚碳酸酯共混物還包含二氧化鈦(D)。二氧化鈦的平均粒度為約30nm至約500nm,包括約100nm至約500nm、或約150nm至約500nm、或約100nm至約250nm、或約150nm至約200nm、或約30nm至約180nm。在一些實施方案中,可以用(例如)硅基涂料涂布二氧化鈦顆粒。二氧化鈦在本公開共混物中的含量可以為至多約20重量%,包括約2重量%至約20重量%、約2重量%至約5重量%、約3重量%至約10重量%、以及約4重量%至約7重量%。
本公開的聚碳酸酯共混物還包含含磷阻燃劑添加劑(E)。該阻燃劑不含溴或氯。阻燃劑添加劑(E)在共混物中的含量使得共混物含有約0.15重量%至約1.0重量%的磷。根據(jù)所使用的添加劑,添加劑可以占共混物的約2重量%至約10重量%,包括約2.5重量%至約10重量%、或約3重量%至約7重量%??梢源嬖诙嘤谝环N阻燃劑添加劑,即設(shè)計這些添加劑的組合。在這方面,出人意料地發(fā)現(xiàn),諸如全氟丁烷磺酸鉀(“Rimar鹽”)和二苯砜-3-磺酸鉀(“KSS”)之類的常見阻燃劑對所得共混物的CTI值有負(fù)面影響。
含磷阻燃劑化合物可以是有機磷酸酯、或含有磷-氮鍵的有機化合物。一類示例性有機磷酸酯是具有化學(xué)式(GO)3P=O的芳香族磷酸酯,其中每個G獨立地為烷基、環(huán)烷基、芳基、烷芳基或芳烷基,前提是至少一個G為芳香族基團。兩個G基團可以連接在一起從而提供環(huán)狀基團,例如二苯基季戊四醇二磷酸酯。一種特定的芳香族磷酸酯是其中每個G均為芳香族基團的磷酸酯,例如,磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、異丙基化磷酸三苯酯等。也可使用二官能或多官能的芳香族含磷化合物,例如下式(II-a)、(II-b)和(II-c)的化合物:
其中各G1獨立地為具有1至約30個碳原子的烴;各G2獨立地為具有1至約30個碳原子的烴或烴氧基;各X獨立地為溴或氯;m為0至4,以及n為1至約30。合適的二官能或多官能芳香族含磷化合物的例子包括間苯二酚四苯基二磷酸酯(RDP)、氫醌的雙(二苯基)磷酸酯以及雙酚A的雙(二苯基)磷酸酯等。在特定的實施方案中,含磷阻燃劑為雙酚A雙(二苯基磷酸酯),其可以縮寫為BPADP。
在特定的實施方案中,共混物還包含炭黑(F)。通常而言,可以使用任何合適的炭黑。炭黑的含量可以為共混物的約0.1重量%至約1重量%。
在特定的實施方案中,共混物還包含防滴劑(G)。防滴劑包括(例如)可形成原纖維或不可形成原纖維的含氟聚合物,諸如聚四氟乙烯(PTFE)。防滴劑可以通過如上所述的剛性共聚物包封,如SAN。包封在SAN中的PTFE稱為TSAN。包封的含氟聚合物可以(例如)通過在(例如)水性分散體中并在含氟聚合物存在下使包封聚合物聚合來制備。TSAN可以提供優(yōu)于PTFE的顯著優(yōu)點,即:TSAN可以更容易地分散在組合物中?;诎獾暮酆衔锏目傊亓浚线m的TSAN可以包含(例如)約50重量%的PTFE和約50重量%的SAN?;诠簿畚锏目傊亓?,SAN可以包含(例如)約75重量%的苯乙烯和約25重量%的丙烯腈?;蛘?,含氟聚合物可以以某種方式與第二聚合物(例如,芳香族聚碳酸酯樹脂或SAN)預(yù)混合從而形成用作抗滴落劑的聚集物??墒褂萌我庖环N方法來生產(chǎn)包封的含氟聚合物。防滴劑的含量可以為共混物的約0.05重量%至約1重量%。
在一些實施方案中,本發(fā)明的聚碳酸酯共混物包含約30重量%至約80重量%的聚碳酸酯聚合物(A);約14重量%至約24重量%的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物(B);約3重量%至約30重量%的雙酚-苯并[c]吡咯酮共聚物(C);約2重量%至約20重量%的二氧化鈦(D);以及約2重量%至約10重量%的磷腈阻燃劑(C)。應(yīng)當(dāng)注意的是,至少一種聚碳酸酯聚合物(A)可以是具有不同重均分子量的兩種或更多種聚碳酸酯聚合物的共混物,所述約30重量%至約80重量%是指這樣的聚碳酸酯聚合物(A)在共混物中的總量。當(dāng)存在炭黑(F)和防滴劑(F)時,共混物可以包含約0.1重量%至約1重量%的炭黑(F);以及約0.05重量%至約1重量%的防滴劑(F)。
在更具體的實施方案中,聚碳酸酯共混物可以包含約40重量%至約60重量%的聚碳酸酯聚合物(A)。在更具體的實施方案中,聚碳酸酯共混物可以包含約2重量%至約5重量%的二氧化鈦(D)。在更具體的實施方案中,聚碳酸酯共混物可以包含約3重量%至約7重量%的阻燃劑添加劑(E)。本公開的聚碳酸酯共混物的這些成分可具有這些量的任意組合。
本公開的聚碳酸酯共混物具有低溫抗沖擊性、薄壁厚度下的阻燃性、良好的耐漏電起痕性、以及良好的沖擊強度的組合。
當(dāng)根據(jù)ISO 180在艾佐德缺口沖擊下進(jìn)行測量時,本公開的聚碳酸酯共混物在-30℃下可具有100%的延伸度。其可作為確定材料是否將粉碎而不是彎曲或變形的指標(biāo)(proxy)。需要注意的是,使用根據(jù)ISO 180的艾佐德缺口沖擊試驗來測量延伸度,并且特別地不使用ISO 6603的多軸沖擊(MAI)試驗來測量延伸度。這兩個試驗將使相同的組成得到不同的測量結(jié)果。
當(dāng)根據(jù)UL94進(jìn)行測量時,本公開的聚碳酸酯共混物可以在1.5毫米(mm)的厚度下實現(xiàn)V0或V1性能。本公開的聚碳酸酯共混物還可以在0.8mm的厚度下實現(xiàn)V0或V1性能。更具體而言,聚碳酸酯共混物具有特定的pFTP和消焰時間(FOT)。這些在本文的實施例中進(jìn)行討論。如在實施例中所指出的,據(jù)認(rèn)為,在給定厚度下實現(xiàn)規(guī)定性能的材料也可以在更高厚度下實現(xiàn)相同的性能(例如,在0.8mm厚度下獲得V0性能的材料也可以在1.0mm、1.5mm等厚度下獲得V0性能)。
當(dāng)在1.5mm的厚度下測量時,聚碳酸酯共混物可以具有至少0.80或至少0.90的pFTP(V0)值。當(dāng)在0.8mm的厚度下測量時,聚碳酸酯共混物可以具有至少0.80或至少0.90的pFTP(V1)值。當(dāng)在0.8mm的厚度下測量時,聚碳酸酯共混物可以具有至少0.80或至少0.90的pFTP(V0)值。當(dāng)在1.5mm的厚度下測量時,聚碳酸酯共混物可以具有約40秒以下的消焰時間(FOT)。當(dāng)在1.5mm的厚度下測量時,聚碳酸酯共混物可具有約30秒以下的消焰時間(FOT)。當(dāng)在0.8mm的厚度下測量時,聚碳酸酯共混物可以具有約30秒以下的消焰時間(FOT)。在1.5mm和0.8mm中的任一厚度下,給定的聚碳酸酯共混物可以具有這些pFTP值和FOT值的任何組合。
在一些具體的實施方案中,當(dāng)在1.5mm的厚度下測量時,聚碳酸酯共混物具有至少0.90的pFTP(V0)和約30秒以下的消焰時間(FOT)。
在其他具體的實施方案中,當(dāng)在0.8mm的厚度下測量時,聚碳酸酯共混物具有至少0.90的pFTP(V0)和約30秒以下的消焰時間(FOT)。
在其他實施方案中,當(dāng)在1.5mm厚度下測量時,聚碳酸酯共混物具有至少0.80的pFTP(V0)和約40秒以下的消焰時間(FOT)。
在另外的實施方案中,當(dāng)在0.8mm厚度下測量時,聚碳酸酯共混物具有至少0.90的pFTP(V1),并且當(dāng)在1.5mm厚度下測量時,聚碳酸酯共混物的消焰時間(FOT)為約40秒以下。
本公開的聚碳酸酯共混物可以具有滿足CTI PLC 2標(biāo)準(zhǔn)的耐漏電起痕性。CTI(相對漏電起痕指數(shù))用于定義電絕緣材料由于漏電起痕而失效的趨勢。漏電起痕是這樣的過程,即:由于在絕緣表面上或靠近絕緣表面的放電作用,從而在絕緣材料的表面上產(chǎn)生局部劣化的部分導(dǎo)電路徑。通過短路而發(fā)生故障。塑料中的漏電起痕可以是用于電氣應(yīng)用的塑料部件中起火的來源,因此耐漏電起痕性通常是塑料的重要安全要求。
CTI的標(biāo)準(zhǔn)是ASTM D3638。簡言之,在該標(biāo)準(zhǔn)下,提供厚度為3mm的正方形試驗片(6cm×6cm)。將兩個電極連接至試驗片,并施加電壓。在電極之間施加0.1%氯化銨溶液(體積20mm3/滴)的液滴,并計數(shù)引起漏電起痕所需的液滴數(shù)。在每個電壓下,測試五個樣品,并記錄平均滴數(shù)。在四個或更多個不同電壓下重復(fù)該操作,并且兩個數(shù)據(jù)點應(yīng)該大于50滴,并且兩個數(shù)據(jù)點應(yīng)該小于50滴。然后,使用這些數(shù)據(jù)點繪制滴數(shù)相對于電壓的曲線圖,并且外推50滴導(dǎo)致漏電起痕時的電壓。如果外推的電壓為250伏或更高,則滿足CTI PLC 2標(biāo)準(zhǔn)。
上述標(biāo)準(zhǔn)試驗方法可能有些冗長且麻煩。簡化的方法是施加250伏的電壓,然后繼續(xù)施加液滴直到出現(xiàn)漏電起痕。如果需要50滴或更多滴來引發(fā)漏電起痕,那么這是一個好的跡象,表明使用ASTM D3638的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法將滿足CTI PLC 2標(biāo)準(zhǔn)。出于本應(yīng)用的目的,如果(i)使用簡化方法并且需要50滴以上來引發(fā)漏電起痕,或(ii)遵循ASTM D3638的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法,則認(rèn)為滿足CTI PLC 2標(biāo)準(zhǔn)。
本公開的聚碳酸酯共混物可以在125℃下通過球點壓力(ball point pressure,BPT)試驗。當(dāng)試樣承受恒定載荷時,該試驗測量變形程度和溫度之間的關(guān)系,并且其與維卡(Vicat)軟化溫度相關(guān)。BPT的標(biāo)準(zhǔn)是IEC 60335-1。簡言之,提供厚度為3mm的試驗片。使直徑5mm的球在所述溫度下承受20牛頓的負(fù)荷60分鐘,然后測量所得到的壓痕的直徑。若壓痕直徑小于2mm,則在所述溫度下通過了球壓試驗。若壓痕直徑為2mm或更大,則在所述溫度下的球壓試驗失敗。
當(dāng)根據(jù)ISO 180測量,在-30℃、5kg和3.0mm厚度下測量時,本公開的聚碳酸酯共混物可以顯示出至少20kJ/m2的缺口艾佐德沖擊強度(INI)。在一些實施方案中,組合物的缺口艾佐德沖擊強度為至少25kJ/m2、或至少30kJ/m2、或至少35kJ/m2、或至少40kJ/m2、或至少45kJ/m2、或至少50kJ/m2。
本公開的聚碳酸酯共混物可以具有這些性質(zhì)(FR性能、耐漏電起痕性、BPT、INI、延展性)的任意組合,以及這些性質(zhì)的所列的值的任意組合。應(yīng)當(dāng)注意的是,許多這些性質(zhì)(例如INI)是使用由聚碳酸酯共混物制成的制品而進(jìn)行測量的;然而,為了便于參考,這些性質(zhì)被描述為屬于聚碳酸酯共混物。
在一些具體的實施方案中,共混物滿足CTI PLC 2標(biāo)準(zhǔn);并且在1.5mm厚度下具有約40秒以下的消焰時間(FOT)。
在其他具體的實施方案中,共混物符合CTI PLC 2標(biāo)準(zhǔn);在1.5mm厚度下具有約40秒以下的FOT;并在125℃下通過球壓試驗(BPT)。
在另外的具體實施方案中,共混物滿足CTI PLC 2標(biāo)準(zhǔn);在1.5mm厚度下具有約40秒以下的FOT;并且在0.8mm厚度下具有至少0.90的pFTP(V1)值。
在各種具體實施方案中,共混物滿足CTI PLC 2標(biāo)準(zhǔn);并且在1.5mm厚度下具有至少0.80的pFTP(V0)值和約40秒以下的FOT。
在一些具體實施方案中,共混物滿足CTI PLC 2標(biāo)準(zhǔn);在1.5mm厚度下具有約40秒以下的FOT;并在-30℃下具有100%的延伸度。
在狹義的具體實施方案中,共混物符合CTI PLC 2標(biāo)準(zhǔn);在1.5mm厚度下具有約40秒以下的FOT;并且當(dāng)根據(jù)ISO 180測量時,在-30℃下的缺口艾佐德沖擊強度(INI)為至少35kJ/m2。
在其他具體實施方案中,共混物滿足CTI PLC 2標(biāo)準(zhǔn);在1.5mm厚度下具有約40秒以下的FOT;并且在0.8mm厚度下具有至少0.90的pFTP(V0)和約30秒以下的FOT。
在更具體的實施方案中,共混物符合CTI PLC 2標(biāo)準(zhǔn);并且在1.5mm厚度下具有至少0.80的pFTP(V0)和約40秒以下的FOT。
在期望的具體實施方案中,共混物滿足CTI PLC 2標(biāo)準(zhǔn);在1.5mm厚度下具有約40秒以下的FOT;在125℃下通過球壓試驗(BPT);并且在-30℃下具有100%的延伸度。
在其他具體實施方案中,共混物滿足CTI PLC 2標(biāo)準(zhǔn);在1.5mm厚度下具有約40秒以下的FOT;在0.8mm厚度下具有至少0.80的pFTP(V0)和約40秒以下的FOT;在125℃下通過球壓試驗(BPT);并且在-30℃下具有100%的延伸度。
在各種具體實施方案中,共混物滿足CTI PLC 2標(biāo)準(zhǔn);在1.5mm厚度下具有約40秒以下的FOT;在125℃下通過球壓試驗(BPT);在-30℃下具有100%的延伸度;并且當(dāng)根據(jù)ISO 180測量時,在-30℃下的INI為至少35kJ/m2。
在非常具體的實施方案中,共混物滿足CTI PLC 2標(biāo)準(zhǔn);在1.5mm厚度下具有約40秒以下的FOT;在0.8mm厚度下,具有至少0.90的pFTP(V0)和約30秒以下的FOT;在125℃下通過球壓試驗(BPT);并且當(dāng)根據(jù)ISO 180測量時,在-30℃下的INI為至少20kJ/m2;并且并在125℃下通過球壓試驗(BPT)。
可以使用通常引入到這類聚碳酸酯共混物中的其他添加劑,只要所選擇的添加劑不會明顯不利地影響聚碳酸酯的所需性質(zhì)即可。可以使用添加劑的組合??梢栽诨旌闲纬山M合物的組分的過程中,在合適的時間混合這樣的添加劑。在一些實施方案中,一種或多種添加劑選自以下物質(zhì)中的至少一種:UV穩(wěn)定添加劑、熱穩(wěn)定添加劑、脫模劑和γ穩(wěn)定劑。
示例性的抗氧化劑添加劑包括(例如):有機亞磷酸酯,諸如三(壬基苯基)亞磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯(例如“IRGAFOS 168”或“I-168”)、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等;烷基化單酚或多酚;多酚與二烯的烷基化反應(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)]甲烷等;對甲酚或二環(huán)戊二烯的丁基化反應(yīng)產(chǎn)物;烷基化氫醌;羥基化硫代二苯醚;亞烷基雙酚;芐基化合物;β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)-丙酸與一元或多元醇的酯;β-(5-叔丁基-4-羥基-3-甲基苯基)-丙酸與一元或多元醇的酯;硫代烷基或硫代芳基化合物的酯,例如二硬脂基硫代丙酸酯、二月桂基硫代丙酸酯、雙十三烷基硫代二丙酸酯、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯、季戊四醇-四[3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯等;β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)-丙酸的酰胺等;或包含至少一種前述抗氧化劑的組合??寡趸瘎┑挠昧客ǔ槿烤厶妓狨ソM合物的0.0001重量%至1重量%。
示例性的熱穩(wěn)定劑添加劑包括(例如)有機亞磷酸酯,諸如亞磷酸三苯酯、三(2,6-二甲基苯基)亞磷酸酯、三(混合單壬基苯基和二壬基苯基)亞磷酸酯(tris-(mixed mono-and di-nonylphenyl)phosphite)等;諸如二甲基苯膦酸酯等的膦酸酯;諸如磷酸三甲酯等的磷酸酯;或包含至少一種前述熱穩(wěn)定劑的組合。熱穩(wěn)定劑的用量通常為全部聚碳酸酯組合物的0.0001重量%至1重量%。
也可以使用光穩(wěn)定劑和/或紫外光(UV)吸收添加劑。示例性的光穩(wěn)定劑添加劑包括(例如):苯并三唑類,如2-(2-羥基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羥基-5-叔辛基苯基)-苯并三唑以及2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮等;或包含至少一種前述光穩(wěn)定劑的組合。光穩(wěn)定劑的用量通常為全部聚碳酸酯組合物的0.0001重量%至1重量%。
示例性的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;草酰替苯胺;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(CYASORBTM 5411);2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮(CYASORBTM 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(CYASORBTM 1164);2,2′-(1,4-亞苯基)雙(4H-3,1-苯并惡嗪-4-酮)(CYASORBTM UV-3638);1,3-雙[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)-2,2-雙[[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯?;?氧基]甲基]丙烷(UVINULTM3030);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)-2,2-雙[[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯?;?氧基]甲基]丙烷;諸如氧化鈦、氧化鈰和氧化鋅的納米尺寸的無機材料,其粒徑小于或等于100納米;等等,或包含至少一種前述UV吸收劑的組合。UV吸收劑的用量通常為全部聚碳酸酯組合物的0.0001重量%至1重量%。
也可以使用增塑劑、潤滑劑和/或脫模劑。在這些類型的材料中存在相當(dāng)大的重合,其包括(例如):鄰苯二甲酸酯,如二辛基-4,5-環(huán)氧-六氫鄰苯二甲酸酯;三(辛氧基羰基乙基)異氰脲酸酯;三硬脂酸甘油酯;二官能或多官能芳香族磷酸酯,如間苯二酚四苯基二磷酸酯(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)氧化豆油;硅酮,包括硅油;酯,例如,脂肪酸酯,如烷基硬脂酸酯,如硬脂酸甲酯、硬脂醇硬脂酸酯、四硬脂酸季戊四醇酯(PETS)等;硬脂酸甲酯和親水性和疏水性非離子表面活性劑的組合,該親水性和疏水性非離子表面活性劑包括聚乙二醇聚合物、聚丙二醇聚合物、聚(乙二醇-共-丙二醇)共聚物,或者包含至少一種前述二醇聚合物的組合,例如在合適的溶劑中的硬脂酸甲酯和聚乙烯-聚丙二醇共聚物;蠟,諸如蜂蠟、褐煤蠟、石蠟等。這樣的材料的用量通常為全部聚碳酸酯組合物的0.001重量%至1重量%、特別是0.01重量%至0.75重量%、更具體為0.1重量%至0.5重量%的量使用。
也可以存在輻射穩(wěn)定劑,特別是γ輻射穩(wěn)定劑。示例性的γ輻射穩(wěn)定劑包括亞烷基多元醇,諸如乙二醇、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-己二醇等;環(huán)亞烷基多元醇,諸如1,2-環(huán)戊二醇、1,2-環(huán)己二醇等;支鏈亞烷基多元醇,諸如2,3-二甲基-2,3-丁二醇(頻哪醇)等;以及烷氧基取代的環(huán)狀或無環(huán)烷烴。也可使用不飽和烯醇,其例子包括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-醇和9-癸烯-1-醇,以及具有至少一個羥基取代的叔碳的叔醇,例如2-甲基-2,4-戊二醇(己二醇)、2-苯基-2-丁醇、3-羥基-3-甲基-2-丁酮、2-苯基-2-丁醇等;以及環(huán)狀叔醇,諸如1-羥基-1-甲基-環(huán)己烷。也可以使用某些羥甲基芳香族化合物,其在連接至芳香環(huán)中的不飽和碳的飽和碳上具有羥基取代基。羥基取代的飽和碳可以是羥甲基(-CH2OH),或者其可以是諸如-CR4HOH或-CR4OH之類的更復(fù)雜的烴基中的一者,其中R4是復(fù)雜的或簡單的烴。具體的羥甲基芳香族化合物包括二苯甲醇、1,3-苯二甲醇、芐醇、4-芐氧基芐醇和芐基芐醇。2-甲基-2,4-戊二醇、聚乙二醇和聚丙二醇通常用于γ輻射穩(wěn)定化。γ輻射穩(wěn)定化合物的用量通常為全部聚碳酸酯組合物的0.1重量%至10重量%。
本發(fā)明的聚碳酸酯組合物可以模壓成粒料??梢酝ㄟ^諸如注塑、二次成型、擠出、旋轉(zhuǎn)成型、吹塑和熱成型等已知方法將組合物模塑、發(fā)泡或擠出成為各種結(jié)構(gòu)體或制品。
特別地,預(yù)期本公開的聚碳酸酯組合物用于模制薄壁制品,特別是用于電氣應(yīng)用的薄壁制品。這種制品的非限制性例子包括太陽能設(shè)備、電接線盒、電連接器、電動車輛充電器、戶外電氣外殼、智能儀表外殼、智能電網(wǎng)功率節(jié)點、光伏框架以及微型電路斷路器。
本發(fā)明進(jìn)一步考慮了對所述制品的附加制造操作,例如但不限于模制、模內(nèi)裝飾、在烤漆爐中烘烤、層壓和/或熱成型。聚碳酸酯組合物特別適用于制備具有壁厚為1.5mm以下、或0.8mm以下的部件的制品。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到,模制部件的壁的厚度可以變化,并且這些值指的是這些壁的最薄部分或“最薄厚度”。換言之,制品具有至少一個厚度為1.5mm/0.8mm以下的壁。
提供以下實施例從而對本公開的聚碳酸酯共混物進(jìn)行說明。這些實施例僅僅是說明性的,并且不旨在將本公開限制在實施例中所闡述的材料、條件或工藝參數(shù)中。
實施例
下表列出了在以下實施例中使用的成分的名稱和說明。
使用ISO 180、5kg、23℃和3.0mm厚度測量缺口艾佐德沖擊強度(INI)。在23℃下測量INI,以及在-30℃下測試低溫沖擊/延展性。
根據(jù)名稱為“塑料材料的可燃性試驗(Tests for Flammability of Plastic Materials),UL94”的Underwriter′s Laboratory Bulletin 94的步驟進(jìn)行可燃性試驗。根據(jù)該步驟,基于具有給定厚度的樣品所獲得的試驗結(jié)果,將材料劃分為V-0、V-1或V-2。假定在給定厚度下滿足給定標(biāo)準(zhǔn)的材料也可以在更大厚度下滿足相同標(biāo)準(zhǔn)(例如,在0.8mm厚度下獲得V0性能的材料也可以在1.0mm厚度、1.5mm等下獲得V0性能)。根據(jù)UL94試驗步驟制備樣品。在23℃下老化48小時后,沿垂直方向燃燒樣品。對于每個UL試驗,燃燒至少10根注塑棒。所測試的每種可燃性分類的標(biāo)準(zhǔn)如下所述。
V0:在放置成使得其長軸與火焰成180度的樣品中,除去點燃火焰之后的燃燒和/或慢燃的平均周期不超過5秒,并且垂直放置的樣品均未產(chǎn)生點燃脫脂棉的燃燒顆粒滴落物,沒有試樣在火焰或發(fā)光后燃燒到保持夾具。五根棒的消焰時間(FOT)是五根棒的消焰時間的總和,其中每根棒點燃兩次,每次點燃十(10)秒,最大消焰時間為50秒。FOT1是第一次點燃之后的平均消焰時間。FOT2是第二次點燃之后的平均消焰時間。
V-1、V-2:在放置成使得其長軸與火焰成180度的樣品中,除去點火火焰之后的燃燒和/或慢燃的平均周期不超過25秒,對于V-1等級,垂直放置的樣品均未產(chǎn)生點燃脫脂棉的燃燒顆粒滴落物。V2標(biāo)準(zhǔn)與V-1相同,不同之處在于:允許點燃脫脂棉的燃燒滴落物。五根棒的消焰時間(FOT)是五根棒的消焰時間的總和,每根棒點燃兩次,每次點燃十(10)秒,最大消焰時間為250秒。
還通過計算平均消焰時間、消焰時間的標(biāo)準(zhǔn)偏差和滴落物的總數(shù),以及通過使用統(tǒng)計方法將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第一次通過的概率或“p(FTP)”的預(yù)測,即特定樣品配方在常規(guī)的5根棒的UL94 V0或V1測試中達(dá)到“通過”等級,從而分析數(shù)據(jù)??梢愿鶕?jù)以下公式確定在第一次提交時的第一次通過的概率(pFTP):
PFTP=(Pt1>mbt,n=0X Pt2>mbt,n=0X P總計<=mtbtX P滴落,n=0)
其中Pt1>mbt,n=0為沒有第一燃燒時間超過最大燃燒時間值的概率,Pt2>mbt,n=0為沒有第二燃燒時間超過最大燃燒時間值的概率,P總計<=mtbt為燃燒時間的總和小于或等于最大總?cè)紵龝r間值的概率,并且P滴落,n=0為在火焰測試期間沒有樣品顯示滴落的概率。第一和第二燃燒時間分別是指在第一次和第二次施加火焰之后的燃燒時間。
可以從以下公式:Pt1>mbt,n=0=(1-Pt1>mbt)5從而確定沒有第一燃燒時間超過最大燃燒時間值的概率Pt1>mbt,n=0,其中Pt1>mbt為t1>mbt的對數(shù)正態(tài)分布曲線下的面積,并且其中指數(shù)“5”涉及測試棒的數(shù)目。可以從以下公式:Pt2>mbt,n=0=(1-Pt2>mbt)從而確定沒有第二燃燒時間超過最大燃燒時間值的概率,其中Pt2>mbt為t2>mbt的正態(tài)分布曲線下的面積。如上所述,使用燃燒時間數(shù)據(jù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差來計算正態(tài)分布曲線。對于UL-94 V-0等級,最大燃燒時間為10秒。對于V-1或V-2等級,最大燃燒時間為30秒。在火焰試驗期間沒有試樣顯示滴落的概率P滴落,n=0為屬性函數(shù),通過(1-P滴落)5進(jìn)行估算,其中P滴落=(有滴落的棒的數(shù)目/測試的棒的數(shù)目)。
從模擬的5根棒的總?cè)紵龝r間的正態(tài)分布曲線可以確定燃燒時間的總和小于或等于最大總?cè)紵龝r間值的概率P總計<=mtbt。使用上面確定的燃燒時間數(shù)據(jù)的分布,可以從1000組五根棒的蒙特卡羅模擬來生成分布。用于蒙特卡羅模擬的技術(shù)是本領(lǐng)域公知的。使用模擬的1000組的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差,可以生成5根棒的總?cè)紵龝r間的正態(tài)分布曲線。因此,從1000組蒙特卡羅模擬的5根棒的總?cè)紵龝r間的集合的對數(shù)正態(tài)分布曲線下的面積,可以確定總計<=最大總?cè)紵龝r間的概率P總計<=mtbt。對于UL-94 V-0等級,最大總?cè)紵龝r間為50秒。對于V-1或V-2等級,最大總?cè)紵龝r間為250秒。
優(yōu)選地,對于UL試驗中的最大阻燃性能,p(FTP)盡可能接近1,例如大于或等于約0.80,或大于或等于約0.90,或大于或等于約0.95。相比于僅僅規(guī)定符合所參考的V-0或V-1測試,這些標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格。
對于實施例中報告的CTI值,施加0.1%氯化銨溶液的液滴,將電壓保持在250V,并對引起漏電起痕所需的滴數(shù)的滴數(shù)進(jìn)行計數(shù)。最多施加100滴。液滴的滴數(shù)越高,實施例的耐漏電起痕性越高。為了滿足CTI PLC 2標(biāo)準(zhǔn),液滴數(shù)必須為50以上。
第一組實施例
使用不同的阻燃劑和兩種不同種類的二氧化鈦制備幾種共混物,并用于比較。這些結(jié)果示于表1中。
比較CEx-1至CEx-4,發(fā)現(xiàn)通過添加BPADP,改善了共混物的CTI性能(CEx.4與CEx.1對比),而兩種常見的非溴化阻燃劑添加劑(KSS和Rimar)顯著降低了CTI性能。然而,CEx-4具有較差的低溫延展性并且pFTP(V0)性能差。如果不添加TiO2,則獲得1.5mm的V0性能,但是會犧牲CTI性能,并且低溫延展性仍然較差(CEx-5)。所使用的TiO2的類型影響了沖擊性能和阻燃性能(CEx-4與CEx-6對比)。
[表1]
*添加劑:0.3%PETS、0.06%亞磷酸酯、0.3%UVA 234
第二組實施例
在表2中,改變了EXL和BPADP的含量。據(jù)認(rèn)為,較高的EXL水平改善了低溫延展性。3重量%的BPADP提供了很好的1.5mmpFTP(V0)等級(CEx-10)。然而,在這種高水平的BPADP下,耐熱性將會非常低,以至于預(yù)期在125℃下的球壓試驗中會失敗。添加HHPC-1應(yīng)會恢復(fù)耐熱性,但在這種情況下,會再次損失低溫延展性(CEx-11)。
[表2]
*添加劑:0.3%PETS、0.06%亞磷酸酯、0.3%UVA 234
第三組實施例
在表3中,改變BPADP的量。根據(jù)結(jié)果,僅在5%或10%BPADP時獲得1.5mm V0等級或0.8mm V1等級。然而,在這些水平下沒有通過BPT。
[表3]
*添加劑:0.3%PETS、0.06%亞磷酸酯、0.3%UV
第四組實施例
在表4中,將幾種不同的高熱樹脂共混到共混物中以確定包含這些樹脂是否使得能夠通過BPT。CEx-17至CEx-19顯示,需要15重量%至20重量%的XHT以通過BPT并獲得良好的0.8mm V1和1.5mm V0性能。沒有觀察到CTI性能或低溫沖擊的損失。PPC(CEx-18)不太有效,并且在15重量%時仍然沒有通過BPT,并且在1.5mm厚度下不能獲得V0性能。Ultem(CEx-19)沒有效果。APEC(CEx-20)導(dǎo)致FR性能降低,這些通過1.5mm下的較高的FOT和較低的pFTP(V0)得到證明。CEx-21顯示:通過使用較低分子量的聚碳酸酯,從而在0.8mm厚度下實現(xiàn)了pFTP(V1)性能,但仍未達(dá)到V0性能。這些實施例表明各種高熱樹脂的表現(xiàn)不同并且不可預(yù)測。
第五組實施例
在表5中,做出了另外的改變從而確定每種成分的含量對所得性質(zhì)的相對影響。Ex-3至Ex-5顯示:通過提高TSAN水平可以達(dá)到0.8mm的V0性能,但是損失了一些低溫延展性。Ex-6、Ex-7和CEx-22顯示:TiO2水平的降低導(dǎo)致CTI性能和低溫INI均降低。Ex-8和Ex-9表明:炭黑的使用維持了FR性能。
第六組實施例
制備30個不同的實施例,并且在表6A、6B和6C中編號為Ex-1至Ex-30。這些實施例與上述第一至第五組實施例不同(例如,第六組中的Ex-1不對應(yīng)于第四組中的Ex-1)。
基于這30個實施例,產(chǎn)生了三個方程式,其提供了針對每個所需性質(zhì)(在-30℃下的BPT壓痕、Vicat和INI)的模型擬合。這些方程式的參數(shù)為高熱聚碳酸酯樹脂(HHPC-1)的含量;BPADP的含量;以及PC-ST的含量。這三個方程式如下所示。需要注意的是,BPT值是指壓痕(mm),而不是溫度。還應(yīng)當(dāng)注意,術(shù)語(HHPC-1)是符號,并且不應(yīng)被解釋為“HHPC減1”。
三個參數(shù)的含量基于重量百分比。
方程式1:BPT=+0.81-0.058*(%HHPC-1)+0.46*(%BPADP)(R2=0.78)
方程式2:Vicat=+141+0.41*(%HHPC-1)-3.2*(%BPADP)(R2=0.98)
方程式3:1/INI-30=+0.071-0.0027*(%PC-ST)+0.00074*(%HHPC-1)+0.0049*(%BPADP)(R2=0.96)
BPT小于(<)2mm與Vicat高于(>)133℃的極限基本上重疊。因此,用于給定%BPADP的最小%HHPC-1可以計算如下:
Vicat=+141+0.41*(%HHPC-1)-3.2*(%BPADP)>133
(%XHT)>(133-141+3.2*(%BPADP))/0.41
(%XHT)>7.8*(%BPADP)-19.5
基于HHPC-1的該最小量,可以計算需要多少PC-ST以在-30℃下給出INI的任何期望值。例如,可以如下所述計算得到INI>25kJ/m2所需的PC-ST的量(再次,術(shù)語“HHPC-1”不應(yīng)被解釋為“HHPC減1”,并且術(shù)語“PC-ST”不應(yīng)被解釋為“PC減ST”):
1/INI-30=+0.071-0.0027*(%PC-ST)+0.00074*(%HHPC-1)+0.0049*(%BPADP)<1/25
(%PC-ST)>(-1/25+0.071+0.00074*(%HHPC-1)+0.0049*(%BPADP))/0.0027
(%PC-ST)>11.4+0.27*(%HHPC-1)+1.8*(%BPADP)
因此,例如,如果使用4重量%的BPADP,則需要使用約12重量%的HPPC-1和約21.8重量%的PC-ST以獲得BPT<2mm、Vicat>133℃并且INI>25kJ/m2的共混物。一般而言,本發(fā)明考慮只需要滿足三個方程式中的兩個方程式。
下面列出本文公開的共混物的一些實施方案。
實施方案1:阻燃聚碳酸酯共混物,其包含:聚碳酸酯聚合物;聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物,其含量使得該共混物包含約2重量%至約6重量%的硅氧烷;雙酚A和苯并[c]吡咯酮的共聚物,其含量使得該共混物包含約1重量%至約10重量%的苯并[c]吡咯酮;二氧化鈦;以及非溴化且非氯化的含磷阻燃劑;其中該聚碳酸酯共混物滿足CTI PLC2標(biāo)準(zhǔn)并且在1.5mm的厚度下具有約40秒以下的消焰時間(FOT)。
實施方案2:實施方案1的聚碳酸酯共混物,其中該共混物在125℃通過球壓試驗(BPT)。
實施方案3:如同實施方案1或2中的聚碳酸酯共混物,其中該共混物在1.5mm的厚度下的pFTP(V0)值為至少為0.80。
實施方案4:如同實施方案1至3中任一實施方案中的聚碳酸酯共混物,其中當(dāng)根據(jù)ISO 180在艾佐德缺口沖擊下測量時,該共混物在-30℃下的延伸度為100%。
實施方案5:如同實施方案1至4中任一實施方案中的聚碳酸酯共混物,其中當(dāng)根據(jù)ISO 180測量時,該共混物在-30℃下的缺口艾佐德沖擊強度為至少25kJ/m2。
實施方案6:如同實施方案1至5中任一實施方案中的聚碳酸酯共混物,其中在0.8mm的厚度下,該共混物的pFTP(V0)為至少0.90,并且消焰時間(5根棒FOT)為約30秒以下。
實施方案7:如同實施方案1至6中任一實施方案中的聚碳酸酯共混物,其中在1.5mm的厚度下,該共混物的消焰時間(5根棒FOT)為約40秒以下,并且pFTP(V0)值為至少0.80。
實施方案8:如同實施方案1至7中任一實施方案中的聚碳酸酯共混物,其中該共混物在125℃下通過球壓試驗(BPT),并且在根據(jù)ISO 180的艾佐德缺口沖擊下測量時,其在-30℃下具有100%的延伸度。
實施方案9:如同實施方案1至8中任一實施方案中的聚碳酸酯共混物,其中該共混物在0.8mm的厚度下具有約40秒以下的消焰時間(FOT)以及至少0.80的pFTP(V0)值;其在125℃下通過球壓試驗(BPT);并且在根據(jù)ISO 180的艾佐德缺口沖擊下測量時,其在-30℃下具有100%的延伸度。
實施方案10:如同實施方案1至9中任一實施方案中的聚碳酸酯共混物,其中該共混物在125℃下通過球壓試驗(BPT);當(dāng)根據(jù)ISO 180測量時,其在-30℃下具有100%的延伸度;并且當(dāng)根據(jù)ISO 180測量時,其在-30℃下的缺口艾佐德沖擊強度至少為25kJ/m2。
實施方案11:如同實施方案1至10中任一實施方案中的聚碳酸酯共混物,其中該共混物在0.8mm的厚度下具有約30秒以下的消焰時間(FOT)以及至少0.90的pFTP(V0)值;并且當(dāng)根據(jù)ISO 180測量時,其在-30℃下的缺口艾佐德沖擊強度為至少20kJ/m2。
實施方案12:如同實施方案1至11中任一實施方案中的聚碳酸酯共混物,其中該聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物包含約6重量%至約20重量%的硅氧烷。
實施方案13:如同實施方案1至12中任一實施方案中的聚碳酸酯共混物,其中該雙酚A和苯并[c]吡咯酮的共聚物包含約20摩爾%至約40摩爾%的苯并[c]吡咯酮。
實施方案14:如同實施方案1至13中任一實施方案中的聚碳酸酯共混物,其中該共混物包含非溴化且非氯化的含磷阻燃劑,該非溴化且非氯化的含磷阻燃劑具有這樣的含量,使得所述共混物包含約0.15重量%至約1.0重量%的磷。
實施方案15:如同實施方案1至14中任一實施方案中的聚碳酸酯共混物,其中該共混物包含約2重量%至約10重量%的非溴化且非氯化的含磷阻燃劑。
實施方案16:如同實施方案1至15中任一實施方案中的聚碳酸酯共混物,其中該共混物包含:約30重量%至約80重量%的該聚碳酸酯聚合物;約2重量%至約20重量%的二氧化鈦;以及約2重量%至約10重量%的非溴化且非氯化的含磷阻燃劑。
實施方案17:如同實施方案1至16中任一實施方案中的聚碳酸酯共混物,其中該共混物包含約0.1重量%至約1重量%的炭黑。
實施方案18:如同實施方案1至17中任一實施方案中的聚碳酸酯共混物,其中該共混物可以在1.5mm的厚度下實現(xiàn)UL94 V0性能。
實施方案19:如同實施方案1至18中任一實施方案中的聚碳酸酯共混物,其中根據(jù)以下三個方程式選擇聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的重量百分比(%PC-ST)、雙酚A和苯并[c]吡咯酮的共聚物的重量百分比(%HPPC-1)、以及阻燃劑的重量百分比(%BPADP),從而獲得所設(shè)計的(i)與(ii)的組合,其中(i)為以kJ/m2為單位的缺口艾佐德沖擊強度(INI),(ii)為以毫米為單位的球壓試驗壓痕(BPT)、或者以℃為單位的Vicat B120溫度(Vicat):
方程式1:BPT=+0.81-0.058*(%HHPC-1)+0.46*(%BPADP)
方程式2:Vicat=+141+0.41*(%HHPC-1)-3.2*(%BPADP)
方程式3:1/INI-30=+0.071-0.0027*(%PC-ST)+0.00074*(%HHPC-1)+0.0049*(%BPADP)。
實施方案20:一種制備共混物的方法,該共混物具有以下特性的期望的組合,這些特性為:以毫米為單位的球壓試驗壓痕(BPT)、以℃為單位的Vicat B120溫度(Vicat)、以及以kJ/m2為單位的缺口艾佐德沖擊強度(INI),該方法包括:將聚碳酸酯聚合物、聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物、雙酚A和苯并[c]吡咯酮的共聚物、TiO2、以及非溴化且非氯化的含磷阻燃劑混合從而得到該共混物;其中該共混物包含約2重量%至約6重量%的硅氧烷、以及約1重量%至約10重量%的苯并[c]吡咯酮;其中該聚碳酸酯共混物滿足CTI PLC 2標(biāo)準(zhǔn)并且在1.5mm的厚度下具有約40秒以下的消焰時間(FOT);以及其中根據(jù)以下三個方程式選擇該聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的重量百分比(%PC-ST)、該雙酚A和苯并[c]吡咯酮的共聚物的重量百分比(%HPPC-1)、以及該阻燃劑的重量百分比(%BPADP),從而獲得所期望的(i)與(ii)組合,其中(i)為以kJ/m2為單位的缺口艾佐德沖擊強度(INI),(ii)為以毫米為單位的球壓試驗壓痕(BPT)、或者以℃為單位的Vicat B120溫度(Vicat):
方程式1:BPT=+0.81-0.058*(%HHPC-1)+0.46*(%BPADP)
方程式2:Vicat=+141+0.41*(%HHPC-1)-3.2*(%BPADP)
方程式3:1/INI-30=+0.071-0.0027*(%PC-ST)+0.00074*(%HHPC-1)+0.0049*(%BPADP)。
本公開已參照示例性的實施方案進(jìn)行了說明。顯然,在閱讀和理解了前述詳細(xì)說明后可進(jìn)行修改和變更。本公開旨在被解釋為包括所有這些修改和改變,只要它們落入所附權(quán)利要求或其等同的范圍之內(nèi)即可。