專利名稱：含有聚合物抗靜電鹽的熱塑性組合物、其制造方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含有聚合物抗靜電鹽的熱塑性組合物，特別是含有聚合物抗靜電鹽的透明組合物。
背景技術(shù)：
大多數(shù)聚合物或聚合物共混物是非導(dǎo)電性的。因而，當(dāng)加工和使用聚合物時(shí)，產(chǎn)生靜電荷積累。帶電荷的聚合物模制件可以吸引小顆粒粉塵，并因此妨礙光滑表面外觀。吸引到模制品表面上的顆粒也可能引起制品透明度的減少。另外，靜電荷可能嚴(yán)重干擾此類聚合物的生產(chǎn)工藝。
抗靜電劑是小分子材料，它可以加入聚合物中以減少它們產(chǎn)生靜電荷的傾向，或當(dāng)存在電荷時(shí)，這些抗靜電劑促進(jìn)此類電荷的消散?？轨o電劑通常是本質(zhì)上親水性的或離子的。當(dāng)存在于聚合物材料表面上時(shí)，它們促進(jìn)電子轉(zhuǎn)移，并因此消除靜電荷的積累?？轨o電劑以兩種方法應(yīng)用。一種方法使用外部抗靜電劑，通過(guò)對(duì)表面進(jìn)行噴霧或浸漬聚合物材料而施用。第二種方法使用內(nèi)部抗靜電劑，其在加工之前加入到聚合物中。以這種方式施用的抗靜電劑必須是熱穩(wěn)定的并在加工中能遷移到表面。
因?yàn)橛性S多抗靜電劑具有表面活性添加劑作為它們的主要成分，合適的一種可以根據(jù)情況從中選擇。表面活性可以包括模塑過(guò)程中將試劑遷移到制品表面以及消除在制品表面的靜電荷積累的能力。然而，當(dāng)用作內(nèi)部-施用的抗靜電劑時(shí)，陰離子表面活性添加劑難以使用，因?yàn)樗鼈冊(cè)谙嗳菪院途鶆蚍稚⑿苑矫孑^差并且當(dāng)加熱時(shí)傾向于分解或劣化。陽(yáng)離子表面活性添加劑分子中含有季氮(quarternary nitrogen)，另一方面，盡管兩性表面活性添加劑的抗靜電性能良好，然而它們僅在有限情況下能使用，因?yàn)樗鼈兡蜔嵝詷O差。至于非離子表面活性添加劑，它們與聚合物材料更加相容，但是在抗靜電性能上傾向變?nèi)?，并且它們隨時(shí)間在常溫或高溫下效果消失。此外，因?yàn)檫@些非離子表面活性抗靜電劑的有限的熱穩(wěn)定性，它們與工程熱塑性樹脂諸如芳族聚碳酸酯的使用也受到限制，因?yàn)樵摐囟葧r(shí)此類樹脂被加工。因此，這類表面活性添加劑不利地影響芳族聚碳酸酯的光學(xué)性質(zhì)。
盡管有機(jī)磺酸金屬鹽已經(jīng)報(bào)導(dǎo)，尤其是作為高溫下模塑的聚碳酸酯和聚酯樹脂用的內(nèi)部施用抗靜電劑，它們不僅與樹脂的相容性不夠，同時(shí)它們的耐熱性也不夠。相容性不夠的不利后果是，由于此類抗靜電劑，某些聚合物材料的透明度特性受到損失。鹽(有機(jī)磺酸的、銨鹽)也是已知的，特別是全氟化烷基磺酸酯的銨和鹽。
盡管目前已知的抗靜電劑可購(gòu)得，但仍需要進(jìn)一步完善以提供使熱塑性組合物具有良好抗靜電性能的抗靜電劑，該抗靜電性能隨著時(shí)間的延長(zhǎng)和/或暴露于水之后仍保持良好。優(yōu)選，提供此類改進(jìn)而不損害熱塑性塑料的光學(xué)性質(zhì)(包括透明度)。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施方案中，組合物包含熱塑性聚合物和聚合物抗靜電鹽。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，組合物包含芳族熱塑性聚合物和聚合物抗靜電鹽。
在又一個(gè)實(shí)施方案中，組合物包含聚碳酸酯、芳族聚碳酸酯、(共聚)聚酯碳酸酯、芳族(共聚)聚酯碳酸酯、其共混物、或包含至少一種上述聚合物的組合；和基于組合物總重量為約0.1～約10重量％的聚合物抗靜電鹽，其中聚合物抗靜電鹽包含聚合物陰離子組分和或銨陽(yáng)離子組分，聚合物陰離子組分來(lái)源于聚(甲基)丙烯酸、聚丙烯酸、聚(乙基)丙烯酸、聚(馬來(lái)酸)、聚(乙烯基磺酸)、或聚(4-苯乙烯磺酸)。
在又一個(gè)實(shí)施方案中，一種制造透明、抗靜電制品的方法，包含共混熱塑性聚合物和聚合物抗靜電鹽以形成共混物；和模塑該共混物以形成制品。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，一種制備包含聚合離子單體的聚合物抗靜電鹽的方法，其中離子單體包含反應(yīng)性官能團(tuán)和鹽部分，其中反應(yīng)性官能團(tuán)是環(huán)氧基、乙烯基、丙烯酸酯基、(烷基)丙烯酸酯基、烯丙基、苯乙烯基、丙烯酰胺基、(烷基)丙烯酰胺基、巴豆基或包含至少一種上述基團(tuán)的組合；其中鹽部分是包含根據(jù)以下結(jié)構(gòu)的或銨陽(yáng)離子組分的羧酸鹽或磺酸鹽 其中Q是氮或磷；R1、R2、R3和R4各自獨(dú)立地為C1-C20烷基、(C6-C12芳基)C1-C10烷基、(C1-C10烷基)C6-C12芳基、或C6-C12芳基。
在又一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物抗靜電鹽包含根據(jù)以下結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元 其中R5是H或(C1-C6)烷基；R6是H或(C1-C6)烷基；R7是H或(C1-C6)烷基；G1是O或S；G2是O、S或NR8，其中R8是H或(C1-C6)烷基；L是一種或多種單元乙二醇、二價(jià)(C1-C20)烷基、二價(jià)(C6-C12)芳基、二價(jià)(C1-C20烷氧基)C1-C20烷基、二價(jià)(C1-C10烷基)C6-C12芳基、二價(jià)(C6-C12芳基)C1-C10烷基、二價(jià)(C1-C10烷氧基)C6-C12芳基、或二價(jià)(C6-C12芳氧基)C1-C10烷基；J是羧酸鹽或磺酸鹽基團(tuán)；和M是根據(jù)以下結(jié)構(gòu)的銨或陽(yáng)離子組分 其中Q是氮或磷；R1、R2、R3和R4各自獨(dú)立地為C1-C20烷基、(C6-C12芳基)C1-C10烷基、(C1-C10烷基)C6-C12芳基、或C6-C12芳基。
具體實(shí)施例方式
在這里提供透明的、耐水抗靜電組合物，包括熱塑性聚合物和聚合物抗靜電鹽。此類組合物顯示出永久的抗靜電性能，該抗靜電性能在表面沖洗之后仍保留。不希望受理論束縛，由于聚合物抗靜電鹽是高分子量的，相信它是不溶于水的，因此即使在水洗之后，也允許抗靜電性保留。
這里也公開一種給予制品永久抗靜電性能的方法，該制品由熱塑性聚合物制備，該方法包括向熱塑性聚合物中加入有效量的聚合物抗靜電鹽。
在一個(gè)實(shí)施方案中，制備包含聚合離子單體的聚合物抗靜電鹽的方法，其中離子單體包含反應(yīng)性官能團(tuán)和鹽官能團(tuán)。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物抗靜電鹽包含離子單體的反應(yīng)產(chǎn)物，其中離子單體包含反應(yīng)性官能團(tuán)和鹽官能團(tuán)。
此處公開包括所有的范圍并可組合(例如，范圍“至多約25重量％，期望為約5重量％～約20重量％”是包括端點(diǎn)和范圍“約5重量％～約25重量％”的所有中間值等)。
術(shù)語(yǔ)“鹵代”或“鹵素”是指氟、氯、溴和碘。
術(shù)語(yǔ)“鹵代烷基”是指包括一個(gè)或多個(gè)鹵素原子的烷基，其中鹵素原子取代可提供的氫原子直至全鹵化取代。
在這里使用的“(甲基)丙烯酸酯”是包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯官能團(tuán)。
在這里使用的術(shù)語(yǔ)“單體”是包括單體和低聚物，除非另有說(shuō)明。
在這里使用的聚合物抗靜電鹽可以是任何適合的聚合物鹽，當(dāng)與熱塑性聚合物共混時(shí)，其提供顯示抗靜電性能的透明材料。聚合物抗靜電鹽一般包括聚合物陰離子組分和陽(yáng)離子組分，優(yōu)選非-聚合物陽(yáng)離子組分。適合的聚合物陰離子組分的非限制性實(shí)例包括具有聚合物骨架的多酸(poly(acids))，該多酸包括能夠與陽(yáng)離子組分形成離子鍵的多個(gè)懸垂酸性基團(tuán)。適合的酸性基團(tuán)包括，例如，羧酸和磺酸。聚合物陰離子組分的骨架可以是含有除酸性基團(tuán)之外的取代基的碳骨架，例如包括線型、支化或環(huán)狀C1-C10烷基、C6-C12芳基、(C1-C10烷基)C6-C12芳基、和/或(C6-C12芳基)C1-C10烷基，其中每一烷基或芳基可以是未取代或以1、2或3個(gè)取代基取代的，該取代基獨(dú)立地選自羥基、鹵素、C1-C6烷基、C1-C6鹵代烷基、C1-C6烷氧基等。
聚合物陰離子組分的非限制性實(shí)例包括來(lái)源于聚(甲基)丙烯酸、聚丙烯酸、聚(乙基)丙烯酸、聚(馬來(lái)酸)、聚(乙烯基磺酸)、聚(4-苯乙烯磺酸)等的那些。
聚合物陰離子組分的數(shù)均分子量(Mn)可以為約500～約20,000，優(yōu)選約1000～約10,000，更優(yōu)選約2000～約8,000，且更優(yōu)選約4000～約7000。
聚合物抗靜電鹽進(jìn)一步包括陽(yáng)離子組分。適合的陽(yáng)離子組分包括或銨陽(yáng)離子。優(yōu)選的陽(yáng)離子組分是根據(jù)下列結(jié)構(gòu)的化合物 其中Q是氮或磷；R1、R2、R3和R4各自獨(dú)立地為C1-C20烷基、(C6-C12芳基)C1-C10烷基、(C1-C10烷基)C6-C12芳基、或C6-C12芳基。適合的C1-C20烷基包括，例如，甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、月桂基、硬脂基等。或銨陽(yáng)離子的非限制性實(shí)例包括，四甲基、四乙基、四丙基、四丁基、三乙基甲基、三丁基甲基、三丁基乙基、三辛基甲基、三甲基丁基、三甲基辛基、三甲基月桂基、三甲基硬脂基、三乙基辛基、或它們的銨類似物(ammonium analogs)等；和芳族如四苯基、三苯基甲基、三苯基芐基、三丁基芐基、或它們的銨類似物等。
聚合物抗靜電鹽可以根據(jù)幾個(gè)合成路線制備。例如，多酸或其相應(yīng)鹽(諸如聚(甲基丙烯酸)鈉鹽)可以與結(jié)構(gòu)(I)的或銨鹽(諸如四丁基溴化物)結(jié)合，使用已知的技術(shù)形成所需聚合物抗靜電鹽。做為選擇，離子單體可以聚合形成聚合物抗靜電鹽。
在一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物抗靜電鹽可以由聚合離子單體而制備，該離子單體包括反應(yīng)性官能團(tuán)和能夠給予抗靜電性能的鹽部分。通過(guò)離子單體經(jīng)由反應(yīng)性官能團(tuán)的聚合而制備聚合物抗靜電鹽，其包括基于反應(yīng)性基團(tuán)的聚合物骨架和懸垂在該骨架上的鹽部分。適合的反應(yīng)性官能團(tuán)可以包括，例如環(huán)氧基；烯屬不飽和官能團(tuán)，如乙烯基、丙烯酸酯基、(C1-C6烷基)丙烯酸酯基、烯丙基、苯乙烯基、丙烯酰胺基、(C1-C6烷基)丙烯酰胺基、巴豆基等；和上述反應(yīng)性官能團(tuán)的組合。優(yōu)選的反應(yīng)性官能團(tuán)包括(甲基)丙烯酸酯基。
離子單體的鹽部分可以包括，例如，磺酸鹽，包括銨磺酸鹽(ammoniumsulfonate salt)、磺酸鹽等；羧酸鹽，包括銨羧酸鹽(ammonium carboxylatesalt)、羧酸鹽等；和咪唑鹽等。適合的銨和陽(yáng)離子包括此處描述的那些。
連接基團(tuán)可以存在于離子單體中，連接鹽部分到反應(yīng)性官能團(tuán)。任何適合的連接基團(tuán)可以使用，包括二價(jià)的、取代的或未取代的烷基、芳基、烷芳基，芳烷基等；包括一種或多種乙二醇單元的醚等；酯；酮；酰胺；脲；碳酸酯；氨基甲酸酯等。例如，在苯環(huán)上具有磺酸鹽取代的苯乙烯單體具有將反應(yīng)性官能團(tuán)(烯屬不飽和)連接到鹽的苯基連接基團(tuán)。在另一個(gè)實(shí)施例中，4-(6-甲基丙烯酰氧基己基)氧基苯(oxy benzene)四丁基磺酸鹽(其合成將在下面描述)含有己氧基苯(hexyloxybenzene)連接基團(tuán)。
在示范性實(shí)施方案中，離子單體具有以下通式(RF-)mL(-X)n，其中RF是反應(yīng)性官能團(tuán)，X是鹽部分，L是連接基團(tuán)；m是1、2或3的整數(shù)；和n是1、2或3的整數(shù)。在一個(gè)實(shí)施方案中，m是1且n是1。優(yōu)選的反應(yīng)性官能團(tuán)(RF)包括如上所述的反應(yīng)性官能團(tuán)。優(yōu)選的鹽部分(X)包括此處描述的那些，包括其中陽(yáng)離子部分可以是銨或陽(yáng)離子的羧酸鹽或磺酸鹽。優(yōu)選的連接基團(tuán)(L)包括一種或多種乙二醇單元、二價(jià)(C1-C20)烷基、二價(jià)(C6-C12)芳基；二價(jià)(C1-C10烷基)C6-C12芳基，其中RF被共價(jià)連接到烷基部分，X連接到芳基部分；二價(jià)(C6-C12芳基)C1-C10烷基；二價(jià)(C1-C10烷氧基)C6-C12芳基；二價(jià)(C6-C12芳氧基)C1-C10烷基等。
作為由單一離子單體類型制備的均聚物的抗靜電鹽是優(yōu)選的。這里也可以使用通過(guò)一種類型的離子單體與一種或多種另外的不同離子單體和/或非離子單體反應(yīng)而制備的共聚物。在這里使用的非離子單體是缺乏鹽官能團(tuán)同時(shí)具有如此處描述的至少一種反應(yīng)性官能團(tuán)的單體。通過(guò)調(diào)節(jié)離子單體、另外的離子單體和/或非離子單體的類型和量，可以設(shè)計(jì)所得的聚合物抗靜電鹽的性能以用于特殊需要?？梢哉{(diào)節(jié)的示范性性能包括疏水性、親水性、分子量、熱穩(wěn)定性、相容性、透明度等。
任選，聚合引發(fā)劑可以用于從離子單體制備聚合物抗靜電鹽的聚合過(guò)程。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以基于離子單體的反應(yīng)性官能團(tuán)確定使用最適合的聚合引發(fā)劑。適合于聚合環(huán)氧官能團(tuán)的陽(yáng)離子聚合引發(fā)劑包括，例如，芳族鹽如碘、锍(sulfonium)、溴、或(selenonium)鹽等，包括描述于Smith的U.S.專利No.4,250,053中的那些鹽引發(fā)劑。
聚合引發(fā)劑可以包括基于過(guò)氧的自由基引發(fā)劑，此類自由基引發(fā)劑在熱活化下促進(jìn)聚合。有用的過(guò)氧引發(fā)劑實(shí)例包括，例如，過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化二枯基、過(guò)氧化甲乙酮、月桂基過(guò)氧化物、過(guò)氧化環(huán)己酮、氫過(guò)氧化叔丁基、氫過(guò)氧化叔丁基苯、過(guò)辛酸叔丁基酯、2，5-二甲基己烷-2，5-二氫過(guò)氧化物、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基過(guò)氧基)-己-3-炔、過(guò)氧化二叔丁基、過(guò)氧化叔丁基枯基、α，α’-雙(叔丁基過(guò)氧基-間-異丙基)苯、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基過(guò)氧基)己烷、過(guò)氧化二枯基、二(叔丁基過(guò)氧基間苯二酸酯、叔丁基過(guò)氧化苯甲酸酯、2，2-雙(過(guò)氧化叔丁基)丁烷、2，2-雙(過(guò)氧化叔丁基)辛烷、2，5-二甲基-2，5-二(過(guò)氧化苯甲酰)己烷、二(三甲基甲硅烷基)過(guò)氧化物、三甲基甲硅烷基苯基三苯基甲硅烷基過(guò)氧化物等，以及包括至少一種上述聚合引發(fā)劑的組合。
偶氮類自由基引發(fā)劑也是適合的，例如，2，2′-偶氮二異丁腈(AIBN)、2，2′-偶氮雙(2，4二甲基戊烷腈)、2，2′-偶氮雙(2-甲基丁烷腈)、1，1′-偶氮(環(huán)己烷腈(cyclohexane carbonitrile))、4，4′-偶氮雙(4-氰基戊(cyanopentanoic))酸等。
其它聚合引發(fā)劑包括當(dāng)暴露于光化輻射時(shí)能促進(jìn)反應(yīng)性官能團(tuán)聚合的光引發(fā)劑。此類光引發(fā)劑包括膦氧化物光引發(fā)劑、基于酮的光引發(fā)劑，如羥基-和烷氧基烷基苯基酮、硫代烷基苯基嗎啉基烷基酮、苯偶姻醚光引發(fā)劑等，以及包括至少一種上述聚合引發(fā)劑的組合。
可以使用的聚合引發(fā)劑的量基于引發(fā)劑和離子單體總重量為約0.1～約10重量％，優(yōu)選約1～約8重量％，且更優(yōu)選約2～約5重量％。
在一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物抗靜電鹽包括根據(jù)以下結(jié)構(gòu)(II)的重復(fù)單元 其中R5是H或(C1-C6)烷基；R6是H或(C1-C6)烷基；R7是H或(C1-C6)烷基；G1是O或S；G2是O、S或NR8，其中R8是H或(C1-C6)烷基；L是一種或多種單元乙二醇、二價(jià)(C1-C20)烷基、二價(jià)(C6-C12)芳基、二價(jià)(C1-C20烷氧基)C1-C20烷基、二價(jià)(C1-C10烷基)C6-C12芳基、二價(jià)(C6-C12芳基)C1-C10烷基、二價(jià)(C1-C10烷氧基)C6-C12芳基、或二價(jià)(C6-C12芳氧基)C1-C10烷基；J是羧酸鹽或磺酸鹽基團(tuán)；和M是根據(jù)以下結(jié)構(gòu)(III)的銨或陽(yáng)離子組分 其中Q是氮或磷；R1、R2、R3和R4各自獨(dú)立地為C1-C20烷基、(C6-C12芳基)C1-C10烷基、(C1-C10烷基)C6-C12芳基、或C6-C12芳基。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物抗靜電鹽包含根據(jù)結(jié)構(gòu)(II)的重復(fù)單元，其中R5是H或甲基，R6和R7是H，和G1和G2是O。在又一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物抗靜電鹽包含根據(jù)結(jié)構(gòu)(II)的重復(fù)單元，其中R5是H或甲基，R6和R7是H，G1和G2是O；L是二價(jià)(C1-C10烷氧基)C6-C12芳基；J是磺酸鹽基團(tuán)；和M是陽(yáng)離子組分。
存在于組合物中的聚合物抗靜電鹽的量基于組合物總重量為約0.1～約10重量％，優(yōu)選約0.5～約8重量％，更優(yōu)選約1～約5重量％，且更優(yōu)選約2～約3重量％。
可與聚合物抗靜電鹽組合的適合的熱塑性聚合物包括，例如，芳族熱塑性聚合物、聚碳酸酯、聚酯、聚苯醚、聚苯醚/苯乙烯共混物、聚酰胺、聚酮、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、其共混物、或包含至少一種上述聚合物的組合。
優(yōu)選熱塑性聚合物是聚碳酸酯，包括芳族聚碳酸酯、聚酯、(共聚)聚酯碳酸酯、芳族聚碳酸酯的共聚物、或其包括與其它熱塑性聚合物的共混物的共混物。
聚碳酸酯包括具有式(IV)結(jié)構(gòu)單元的組合物 其中R’基團(tuán)總數(shù)的至少約60％是芳族有機(jī)基團(tuán)，其余部分是脂族或脂環(huán)族基團(tuán)。優(yōu)選，R’是芳族有機(jī)基團(tuán)和，更優(yōu)選，式(V)的基團(tuán)-A1-Y1-A2-(V)
其中每一A1和A2是單環(huán)二價(jià)芳基，Y1是具有零、一或二個(gè)原子的橋連基團(tuán)，其分隔A1和A2。在示范性實(shí)施方案中，以一個(gè)原子分隔A1和A2。該類型自由基的說(shuō)明性實(shí)例是-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-C(O)-、亞甲基、環(huán)己基-亞甲基、2-[2，2，1]-雙環(huán)亞庚基、亞乙基、異亞丙基、新亞戊基、亞環(huán)己基、亞環(huán)十五烷基、環(huán)亞十二烷基、亞金剛烷基等。橋連基團(tuán)Y1可以是烴基或飽和烴基，如亞甲基、亞環(huán)庚基或異亞丙基。在另一個(gè)實(shí)施方案中，零個(gè)原子分隔A1和A2，代替共價(jià)鍵連接A1到A2。
聚碳酸酯，一般說(shuō)來(lái)，可以由已知的工藝制造，包括界面反應(yīng)和熔融聚合。例如，聚碳酸酯可以由二羥基化合物界面反應(yīng)生產(chǎn)，其中僅一個(gè)原子分隔A1和A2。在這里使用的術(shù)語(yǔ)“二羥基化合物”包括，例如，具有如下通式(VI)的雙酚化合物 其中Ra和Rb各自獨(dú)立地表示氫、鹵素原子，優(yōu)選溴、或單價(jià)烴基；p和q各自獨(dú)立地為0～4的整數(shù)；和Xa表示一個(gè)式(VII)的基團(tuán) 其中Rc和Rd各自獨(dú)立地表示氫原子或單價(jià)線型或環(huán)烴基，和Re為二價(jià)烴基、氧、或硫。
可以由式(VII)表示的雙酚化合物類型的實(shí)例，包括雙(羥基芳基)烷烴系列，例如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(或雙酚A)；2，2-雙(3，5-二溴-4-羥苯基)丙烷；2，2-雙(3，5-二甲基-4-羥苯基)丙烷；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；雙(4-羥苯基)甲苯(phenylmethane)；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；2，2-雙(4-羥基-3-溴苯基)丙烷；1，1-雙(4-羥苯基)癸烷；4，4-二羥基二苯基醚；4，4-硫代二苯酚；4，4-二羥基-3，3-二氯二苯基醚；4，4-二羥基-2，5-二羥基二苯基醚等；雙(羥基芳基)環(huán)烷烴系列，例如1，1-雙(4-羥苯基)環(huán)戊烷；1，1-雙(4-羥苯基)環(huán)己烷；1，1-雙(3，5-二甲基-4-羥苯基)環(huán)己烷；1，1-雙(4-羥苯基)環(huán)十二烷；1，1-雙(3，5-二甲基-4-羥苯基)環(huán)十二烷；1，1-雙-(4-羥苯基)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷等，或包含至少一種上述雙酚化合物的組合。
可以由式(VI)表示的雙酚化合物的其它實(shí)例，包括其中Xa為-O-、-S-、-S(O)-、或-S(O)2-的那些，如4，4′-二羥基二苯基醚、4，4′-二羥基-3，3′-二甲基苯基醚等；雙(羥基二芳基)硫醚(sulfide)，如4，4′-二羥基二苯硫(diphenylsulfide)、4，4′-二羥基-3，3′-二甲基二苯硫等；雙(羥基二芳基)亞砜，如，4，4′-二羥基二苯亞砜、4，4′-二羥基-3，3′-二甲基二苯亞砜等；雙(羥基二芳基)砜，如4，4′-二羥基二苯砜、4，4′-二羥基-3，3′-二甲基二苯砜等；或包含至少一種上述雙酚化合物的組合。
其它可用于聚碳酸酯縮聚的二羥基化合物由式(VIII)表示 其中，Rf是鹵素原子、具有1～15個(gè)碳原子的烴基團(tuán)、或鹵素取代的烴基；n是0～4的值。鹵素優(yōu)選是溴。當(dāng)n至少是2時(shí)，Rf可以相同或不同?？捎墒?VIII)表示的化合物的實(shí)例，為間苯二酚、取代的間苯二酚化合物，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等；兒茶酚；氫醌；取代的氫醌，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、2，3，5，6-四溴氫醌等；或包含至少一種上述化合物的組合。
雙酚化合物，例如由下列式(IX)表示的2，2，2′，2′-四氫-3，3，3′，3′-四甲基-1，1′-螺雙-[1H-茚]-6，6′-二醇也可以用作二羥基化合物
典型的碳酸酯前體包括碳酰鹵化物(carbonyl halide)，例如碳酰氯(光氣)、和碳酰溴；雙鹵甲酸酯，例如二羥酚(dihydric phenol)如雙酚A、氫醌等的雙鹵甲酸酯，和二醇如乙二醇和新戊二醇的雙鹵甲酸酯；和碳酸二芳基酯，如碳酸二苯酯、碳酸二(甲苯基)酯、和碳酸二(萘基)酯。優(yōu)選用于界面反應(yīng)的碳酸酯前體是碳酰氯。
支化的聚碳酸酯以及線型聚碳酸酯和支化聚碳酸酯的共混物也可以使用。支化聚碳酸酯可以通過(guò)在聚合過(guò)程中加入支化劑而制備。這些支化劑可以包含含有至少三個(gè)官能團(tuán)的多官能團(tuán)有機(jī)化合物，官能團(tuán)可以是羥基、羧基、羧酸酐、鹵代甲酰基、和包含至少一種上述支化劑的組合。具體實(shí)例包括偏苯三酸、偏苯三酸酐、偏苯三酸三氯化物(trimellitic trichloride)、三對(duì)羥基苯基乙烷、靛紅-雙苯酚、三苯酚TC(1，3，5-三((對(duì)羥苯基)異丙基)苯)、三苯酚PA(4(4(1，1-雙(對(duì)羥苯基)-乙基)α，α-二甲基芐基)苯酚)、4-氯甲?；彵蕉姿狒⒈骄?、二苯甲酮四羧酸等，或包含至少一種上述支化劑的組合?；诰厶妓狨タ傊亓?，支化劑以約0.05～約2.0重量％(wt％)的含量加入。支化劑和用于制造支化聚碳酸酯的方法描述于U.S.專利Nos.3,635,895和4,001,184中。
所有類型的聚碳酸酯端基均可以用于聚碳酸酯組合物中。一些普通聚碳酸酯端基的實(shí)例是苯酚(phenol)、對(duì)枯基苯酚(PCP)和叔丁基苯酚。
在一個(gè)實(shí)施方案中，聚碳酸酯可以由二羥基化合物和碳酸二酯之間的熔融縮聚反應(yīng)生產(chǎn)?？捎糜谏a(chǎn)聚碳酸酯的碳酸二酯的實(shí)例是碳酸二苯酯、碳酸雙(2，4-二氯苯基)酯、碳酸雙(2，4，6-三氯苯基)酯、碳酸雙(2-氰基苯基)酯、碳酸雙(鄰硝基苯基)酯、碳酸聯(lián)甲苯酯、碳酸間甲苯基酯、碳酸二萘基酯、碳酸二苯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二丁酯、碳酸二環(huán)己基酯、碳酸雙(鄰甲氧苯基)酯(碳酸雙甲基水楊酸酯，BMSC)等，或包含至少一種上述碳酸二酯的組合。優(yōu)選的碳酸二酯是碳酸二苯酯和BMSC。
(共聚)聚酯碳酸酯也是適合的，又名(共聚)聚酯-聚碳酸酯或聚酯碳酸酯，即，除式(X)的重現(xiàn)聚碳酸酯(polycarbonate)鏈單元之外還含有重復(fù)或重現(xiàn)羧酸酯(carboxylate)單元的樹脂，其中式(X)為 其中D是應(yīng)用于聚合反應(yīng)的二羥基化合物的二價(jià)基團(tuán)，二羥基化合物如前所述；重復(fù)或重現(xiàn)羧酸酯單元，例如式(XI) 其中D如上所定義，T是芳族基如亞苯基、亞萘基、亞聯(lián)苯基、取代的亞苯基等；二價(jià)脂肪族-芳族烴基團(tuán)，如烷芳基或烷芳基基團(tuán)；或兩種或多種通過(guò)此類芳族鍵連接的芳族基，這是現(xiàn)有技術(shù)已知的。
共聚酯-聚碳酸酯樹脂也是由界面聚合技術(shù)制備的，是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的(參見(jiàn)，例如，U.S.專利Nos.3,169,121和4,487,896)。
二羧酸的實(shí)例包括間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸和具有6～18個(gè)碳原子的α，ω脂肪族二酸。優(yōu)選的(共聚)聚酯碳酸酯是間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸和有或者沒(méi)有BPA的間苯二酚。一般說(shuō)來(lái)，用于制備線型聚酯的任何二羧酸可以用于聚酯碳酸酯樹脂的制備。一般，可以使用的二羧酸包括脂族二羧酸、芳族二羧酸和脂肪族芳族二羧酸。這些酸是公知的并公開于，例如，U.S.專利3,169,121中?？梢允褂枚人岬幕旌衔铩?yōu)選作為芳族二羧酸的是間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸和它們的混合物。特別有用的雙官能羧酸包含間苯二甲酸和對(duì)苯二甲酸的混合物，其中對(duì)苯二甲酸與間苯二甲酸的重量比為約10∶1～約0.2∶9.8。
與其利用二羧酸本身，可以、有時(shí)甚至優(yōu)選使用該酸的反應(yīng)性衍生物。這些反應(yīng)性衍生物例如酰基鹵。優(yōu)選的?；u是酰基二氯(acid dichloride)和?；?acid dibromide)。因此，例如代替間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸或它們的混合物的使用，可以使用間苯二甲酰二氯、對(duì)苯二酰二氯和它們的混合物。
PC與其它相容性聚合物的共混物也可以用于本組合物。此類聚合物的實(shí)例包括聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯和丁苯橡膠，如ABS或MBS橡膠。其它相容性聚合物與PC的比率可以高達(dá)50∶50，或更大。
熱塑性組合物也可以包含各種任選的組分，包括UV吸收劑、磷類穩(wěn)定劑，例如氧化抑制劑、受阻酚類氧化抑制劑、環(huán)氧類穩(wěn)定劑和硫類穩(wěn)定劑等。
任何通常用于樹脂組合物的紫外吸收劑可用作上述紫外吸收劑。例如，可以使用苯并三唑類紫外吸收劑、二苯甲酮類紫外吸收劑或水楊酸酯類紫外吸收劑等。苯并三唑類紫外吸收劑的實(shí)例包括2-(2′-羥基-5′-甲基苯基)苯并三唑、2-(2′-羥基-5′-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2′-羥基-5′-叔辛基苯基)苯并三唑、2-(2′-羥基-3′，5′-二-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2′-羥基-3′，5′-二戊基丁基苯基)苯并三唑、2-(2′-羥基-3′-十二烷基-5′-甲基苯基)苯并三唑、2-(2′-羥基-3′，5′-二枯基苯基)苯并三唑和2，2′-亞甲基雙[4-(1，1，3，3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚]等。例如，苯并三唑類紫外吸收劑是由American Cyanamid Co.作為UV5411出售的。此外，二苯甲酮類紫外吸收劑是由American Cyanamid Co.作為UV531出售的。水楊酸酯類紫外吸收劑的實(shí)例包括水楊酸苯酯、水楊酸對(duì)叔丁基苯基酯和水楊酸對(duì)辛基苯基酯等。
磷類穩(wěn)定劑的實(shí)例包含亞磷酸三苯酯、亞磷酸二苯基壬基酯、亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、亞磷酸三壬基苯基酯、亞磷酸二苯基異辛基酯、亞磷酸2，2′-亞甲基雙(4，6-二叔丁基苯基)辛基酯、亞磷酸二苯基異癸基酯、亞磷酸二苯基單(十三烷基)酯、氟代亞磷酸2，2′-亞乙基雙(4，6-二叔丁基苯酚)酯、亞磷酸苯基二異癸基酯、亞磷酸苯基二(十三烷基)酯、亞磷酸三(2-乙基己基)酯、亞磷酸三(異癸基)酯、亞磷酸三(十三烷基)酯、亞磷酸二丁基氫酯(dibutylhydrogenphosphite)、三硫代亞磷酸三月桂基酯、四(2，4-二叔丁基苯基)4，4′-亞聯(lián)苯基二亞磷酸酯、4，4′-異亞丙基二苯酚烷基(C12-C15)亞磷酸酯、4，4′-亞丁基雙(3-甲基-6-叔丁基苯基)雙十三烷基亞磷酸酯、雙(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2，6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(壬基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、二硬脂基-季戊四醇二亞磷酸酯、苯基-雙酚A季戊四醇二亞磷酸酯、四苯基二亞丙基二醇二亞磷酸酯、1，1，3-三(2-甲基-4-二-三癸基亞磷酸酯-5-叔丁基苯基)丁烷和3，4，5，6-二苯并-1，2-oxaphosphan-2-氧化物等?？少?gòu)得的商業(yè)產(chǎn)品包括Adekastab PEP-36、PEP-24、PEP-4C和PEP-8(全部商標(biāo)，由Asahi Denka Kogyo K.K.制造)、Irgafos 168(商標(biāo)，由CibaSpecialty Chemicals.制造)、Sandostab P-EPQ(商標(biāo)，由Clariant制造)、ChelexL(商標(biāo)，由Sakai Kagaku Kogyo K.K.制造)、3P2S(商標(biāo)，由Ihara ChemicalKogyo K.K.制造)、Mark 329K和Mark P(兩個(gè)商標(biāo)，由Asahi Denka Kogyo K.K.制造)和Weston 618(商標(biāo)，由Sanko Kagaku K.K.制造)。
受阻酚類氧化抑制劑的實(shí)例包括正十八烷基-3-(3′，5′-二叔丁基4-羥苯基)丙酸酯、2，6-二叔丁基4-羥基甲基苯酚、2，2′-亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)和季戊四醇-四[3-(3，5-二叔丁基4-羥苯基)丙酸酯等。
環(huán)氧類穩(wěn)定劑的實(shí)例包括環(huán)氧化的豆油、環(huán)氧化的亞麻子油、苯基縮水甘油醚、烯丙基縮水甘油醚和3，4-環(huán)氧基環(huán)己基甲基-3′，4′-環(huán)氧基環(huán)己烷羧酸酯等。
其它常用的添加劑在樹脂混合或模塑時(shí)可以根據(jù)需要的量加入到所有樹脂組合物中，該添加劑在物理性能上不具有任何有害作用。例如，可以加入著色劑(顏料或染料)、增強(qiáng)劑(玻璃纖維、碳纖維等)、填料(炭黑、硅石、氧化鈦等)、耐熱試劑、氧化抑制劑、耐候劑、潤(rùn)滑劑、脫模劑、增塑劑、阻燃劑和流動(dòng)增強(qiáng)劑等。此外，可以加入染料，以便修正在藍(lán)色方向(bluedirection)上的黃色。
至于制備本組合物的方法，可以沒(méi)有任何特殊限制地使用運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的常規(guī)技術(shù)，例如任選使用少量溶劑的熔融混合。組合物的組分可以任何順序混合。適合的裝置的實(shí)例是間歇或連續(xù)操作的擠出機(jī)、班伯里密煉機(jī)、輥(roller)以及捏合機(jī)等。
組合物可以使用普通的熱塑性工藝轉(zhuǎn)變?yōu)橹破罚摴に嚴(yán)缒ず推牡臄D出、注塑、氣體輔助注塑、擠出模塑、壓縮模塑和吹塑。膜和片材的擠出工藝可以包括且不局限于熔融鑄造(melt casting)、吹膜擠出和壓延(calendaring)。共擠出和層壓工藝可以用于形成復(fù)合多層膜或片材。單層或多層涂層可以進(jìn)一步施用于單層或多層襯底以給予附加性能，如抗劃性、耐紫外光性、美學(xué)作用等。涂料可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)涂覆技術(shù)施用，例如滾壓、噴霧、浸漬、刷涂、或流涂。本發(fā)明的膜和片材做為選擇可以通過(guò)將在適合的溶劑中的組合物的溶液或懸浮液鑄造到襯底、帶或輥上隨后除去溶劑而制備。
取向膜可以通過(guò)吹膜擠出或拉伸鑄造或在熱變形溫度附近使用常規(guī)的拉伸技術(shù)壓延膜而制備。例如，徑向伸縮放儀(stretching pantograph)可以應(yīng)用于多軸同時(shí)拉伸；x-y方向拉伸縮放儀可用于同時(shí)或連續(xù)地在平面x-y軸方向拉伸。具有連續(xù)單軸拉伸部分的設(shè)備還可以用于獲得單軸和雙軸向拉伸，如裝有用于在加工方向上進(jìn)行拉伸的差速輥部件和用于橫向拉伸的拉幅機(jī)部件的機(jī)器。
組合物可以轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄬悠?，該片材包括具有第一?cè)面和第二側(cè)面的第一片材，和具有第一側(cè)面和第二側(cè)面的第二片材，其中第一片材包括熱塑性聚合物，且其中第一片材的第一側(cè)面布置在多個(gè)肋板(rib)的第一側(cè)面之上；其中第二片材包括熱塑性聚合物，其中第二片材的第一側(cè)面布置在多個(gè)肋板的第二側(cè)面之上，且其中多個(gè)肋板的第一側(cè)面與多個(gè)肋板的第二側(cè)面相對(duì)。
如上所述的膜和片材可以進(jìn)一步被熱塑性加工，經(jīng)由成型和模制工序形成成型制品，這些工序包括但不局限于熱成型、真空成型、壓力成型、注塑和壓縮模塑。多層成型制品也可以通過(guò)如下所述的工藝，注塑熱塑性樹脂到單層或多層膜或片材襯底上而形成1.提供表面上具有任選一種或多種顏色的單層或多層熱塑性襯底，例如使用絲網(wǎng)印刷或轉(zhuǎn)印染料。
2.使襯底符合模具構(gòu)型，例如通過(guò)將襯底成型和修整成三維形狀，并使該襯底與模具相適合，該模具具有與襯底三維形狀匹配的表面。
3.注入熱塑性樹脂到襯底后面的模腔中，以(i)生產(chǎn)一體式(one-piece)永久結(jié)合的三維產(chǎn)品或(ii)從印刷襯底轉(zhuǎn)印圖形或美學(xué)效應(yīng)(aesthetic effect)到注入的樹脂中，并除去該印刷襯底，從而給予模塑樹脂以美學(xué)效應(yīng)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以理解，普通的固化和表面改性工藝可以進(jìn)一步應(yīng)用到上述制品中以改變表觀并給予制品另外的功能，這些工藝包括但不局限于熱定型、紋理化(texturing)、壓紋、電暈處理、火焰處理、等離子體處理和真空沉積。
因此，另一個(gè)實(shí)施方案涉及由以上組合物制備的制品、片材和膜。熱塑性組合物優(yōu)選的應(yīng)用包括，例如，單層或多層片材或膜產(chǎn)品、家庭用品、汽車應(yīng)用、鏡片應(yīng)用、汽車照明等。
這里也提供包括熱塑性聚合物和聚合物抗靜電鹽的組合物，其中由該組合物制備的制品顯示出除抗靜電性能之外的抗結(jié)霧特性。不希望受理論限制，但是相信在制品表面的聚合物抗靜電劑的存在可以減少可能存在的水的表面張力。表面張力充分減小，以阻止水滴的形成。不形成水膜，并阻止在制品表面上形成霧。
全部列舉的專利、專利申請(qǐng)和其它參考文獻(xiàn)，其全部?jī)?nèi)容在此引入作為參考。本發(fā)明進(jìn)一步以下列非限制性的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
實(shí)施例聚合物抗靜電鹽聚(甲基丙烯酸)四丁基鹽(TBP-5)的制備50毫升(ml)量的聚(甲基丙烯酸)鈉鹽(30重量％水溶液，來(lái)自Aldrich，Mn＝6,500g/mol)通過(guò)加入50ml水而得以稀釋。向該溶液中逐漸加入溶于250ml水中的47.1克四丁基溴化物，同時(shí)攪拌?；旌衔飻嚢鑾追昼娨园l(fā)生反應(yīng)。此時(shí)，具有結(jié)構(gòu)(XII)的聚(甲基丙烯酸)四丁基鹽(TBP-5)形成。TBP-5用300ml氯仿萃取，并用250ml水在分液漏斗中洗滌三次。氯仿層和水層分離，氯仿通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去(T開始＝40℃，T結(jié)束＝90℃，P開始＝475毫巴，P結(jié)束＝100毫巴)直到TBP-5干燥。產(chǎn)品在真空干燥烘箱(T＝50℃)中至少12小時(shí)以完全干燥。
TBP-5和聚碳酸酯共混物的制備含有TBP-5和聚碳酸酯的幾種組合物根據(jù)表1制備。共混物通過(guò)在260℃將聚合物鹽與聚碳酸酯PC175(可得自GE Plastics)配混而制備。聚碳酸酯穩(wěn)定劑Irgafos 168(來(lái)自Ciba Specialty Chemicals)(0.036重量％)和Irganox 1076(來(lái)自Ciba Specialty Chemicals)(0.02重量％)加入到每一配方中。實(shí)施例4進(jìn)一步含有四丁基芳基磺酸鹽EPA-202(可得自Takemoto Oil和Fat Co.，Ltd.)。
每一配方的飾板(plaques)在260℃以15和35秒的注射速度注塑。用于靜電衰減(static decay)和灰塵試驗(yàn)(dust test)的飾板包在鋁箔中以保護(hù)表面。
靜電衰減半衰期值在70×60×2.55毫米(mm)的平板注塑樣品上使用Honestometer型S5109(Shishido Electrostatic Ltd.)測(cè)量。電荷勢(shì)為-10千伏特(kV)。結(jié)果用靜電衰減半衰期值(t1/2，單位為秒)表示，即獲得的電荷消散(dissipate)一半時(shí)的時(shí)間。在測(cè)量模塑時(shí)(as-molded)的樣品靜電衰減時(shí)間之后，飾板用流動(dòng)的去離子(DI)水洗滌，每面15秒，容許在23℃和50％相對(duì)濕度下干燥一天。洗滌后樣品的靜電衰減時(shí)間如上所述測(cè)量。
灰塵試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)干燥器用作集塵器(dust chamber)，其中通過(guò)將25％氨溶液(NH3水)和37％氯化氫(HCl)的煙霧相結(jié)合而生成NH4Cl的人造灰塵。樣品插入集塵器一小時(shí)，然后進(jìn)行視覺(jué)評(píng)價(jià)。樣品分為十個(gè)級(jí)別以進(jìn)行評(píng)價(jià)，高程度的灰塵吸引標(biāo)記為1(差的)，而沒(méi)有灰塵吸引的樣品標(biāo)記為10(良好)。凝聚(condense)在飾板上的灰塵量以及聚集的灰塵的圖形均是分級(jí)所依據(jù)的內(nèi)容。
表1.TBP-5和PC175共混物的抗塵性能

a灰塵試驗(yàn)的級(jí)別從10(對(duì)整個(gè)飾板都有極好的抗塵性能)到1(差)b某些區(qū)域沒(méi)有灰塵表1的結(jié)果說(shuō)明，TBP-5加入到聚碳酸酯中改進(jìn)了經(jīng)水洗的共混物的抗靜電和抗塵性能。雖然對(duì)于經(jīng)洗滌的0.6重量％TBP-5(實(shí)施例2和3)的數(shù)據(jù)顯示，模塑飾板的一些區(qū)域上有灰塵吸引，但存在具有無(wú)灰表面的區(qū)域。然而，增加TBP-5的濃度到2重量％(實(shí)施例5)時(shí)，導(dǎo)致整個(gè)模塑飾板表面無(wú)論是模塑時(shí)還是經(jīng)水洗樣品均有極好的灰塵試驗(yàn)性能。非-聚合物抗靜電鹽EPA-202的加入改進(jìn)模塑時(shí)樣品的灰塵試驗(yàn)性能(實(shí)施例4)，但是水洗后的樣品性能不比具有等量的TBP-5的共混物(沒(méi)有EPA-202)更好。此結(jié)果說(shuō)明，EPA-202經(jīng)水洗后不能提供抗靜電性能的保持，該性能由聚合物抗靜電鹽提供。
這些共混物除優(yōu)異的耐水性、抗塵性能之外，光學(xué)性質(zhì)也是良好的，如表2所示。實(shí)施例1-5中的3.2毫米厚的樣品的黃度指數(shù)(YI)根據(jù)ASTMD1925獲得。組合物光透射的百分?jǐn)?shù)(％)和霧度值根據(jù)ASTM D1003獲得。
表2.TBP-5和PC175共混物(3.2mm)的光學(xué)性質(zhì)

盡管含有TBP-5的共混物顯示輕微的YI增加，但透射％保持高的值。出乎意料地發(fā)現(xiàn)，將聚合物抗靜電劑加入到透明材料中將提供優(yōu)異的光透射性能以及良好的霧度結(jié)果，同時(shí)提供優(yōu)異的、永久的抗靜電性能。
含有懸垂的四丁基磺酸鹽基團(tuán)的聚(甲基)丙烯酸酯(PMA-TBPS)的制備4-(6-羥基己基)氧基苯四丁基磺酸鹽的合成向裝有磁力攪拌棒和回流冷凝器的三口圓底燒瓶中加入4-羥基苯磺酸鈉鹽(30.0克(g)，0.13mol)、氫氧化鉀(9.0g，0.16mol)和蒸餾水(60毫升(ml))。室溫下，將溶于乙醇(50ml)的1-溴己醇(23.16g，0.13mol)逐滴加入該反應(yīng)混合物中。反應(yīng)混合物回流24小時(shí)，然后冷卻至室溫。將沉淀的產(chǎn)品過(guò)濾，并用氯仿洗滌以除去過(guò)量的1-溴己醇。產(chǎn)品在70℃真空下干燥12小時(shí)，得到38.06g的4-(6-羥基己基)氧基苯磺酸鈉(92％產(chǎn)率)。
干燥的鹽(21.0g)溶于去離子水(200ml)中，并通過(guò)離子交換柱(+H，Tulsion)以獲得4-(6-羥基己基)氧基苯磺酸。4-(6-羥基己基)氧基苯磺酸的水溶液用四丁基氫氧化物(TBPH)中和，達(dá)到pH7。產(chǎn)生的水溶液用氯仿萃取(3×100ml)；該組合的(combined)有機(jī)層用水洗滌、分離，并在無(wú)水硫酸鈉上干燥。過(guò)濾有機(jī)溶液，溶劑在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上除去，得到無(wú)色粘稠的4-(6-羥基己基)氧基苯四丁基磺酸鹽。產(chǎn)品在60℃真空下干燥12小時(shí)；產(chǎn)率為35g(94％)。
4-(6-甲基丙烯酰氧基己基)氧基苯四丁基磺酸鹽的合成向裝有磁力攪拌棒、氮?dú)鈱?dǎo)入管和滴液漏斗的250ml三口圓底燒瓶中加入4-(6-羥基己基)氧基苯四丁基磺酸鹽(20.0g，0.038mol)、干氯仿(50ml)、三乙胺(5.82g，0.058mol)和催化量的2，6-二叔丁基-對(duì)甲酚。用冰鹽混合物將反應(yīng)混合物冷卻至5℃，并在30分鐘時(shí)間內(nèi)將干氯仿(50ml)中的甲基丙烯酰氯(5.51g，0.058mol)逐滴加入。反應(yīng)混合物容許達(dá)到室溫并進(jìn)一步攪拌24小時(shí)。過(guò)量的甲基丙烯酰氯和溶劑在減壓下除去，獲得殘留物。殘留物用乙酸乙酯(100ml)萃取，將乙酸乙酯溶液與5％的碳酸氫鈉水溶液(100ml)攪拌2小時(shí)。分離乙酸乙酯層，用蒸餾水洗滌(2×50ml)，在硫酸鈉上干燥，過(guò)濾，溶劑在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上除去，獲得18g的4-(6-甲基丙烯酰氧基己基)氧基苯四丁基磺酸鹽的粘稠油狀(oily)產(chǎn)品(75％產(chǎn)率)。
含有懸垂的四丁基磺酸鹽基團(tuán)的聚(甲基)丙烯酸酯(PMA-TBPS)的合成向裝有磁力攪拌棒和氮?dú)鈱?dǎo)入管的250ml三口圓底燒瓶中加入4-(6-甲基丙烯酰氧基己基)氧基苯四丁基磺酸鹽(22.0g，0.037mol)、干的1，4-二烷(90ml)和過(guò)氧化苯甲酰(1.1g，5重量％)。反應(yīng)混合物在90℃加熱24小時(shí)。溶劑在減壓下除去，將獲得的粘稠產(chǎn)品溶于丙酮(50ml)中，并在甲苯(500ml)中沉淀。甲苯被傾析(decant)，獲得的聚合物在減壓下60℃干燥24小時(shí)，獲得含有懸垂的四丁基磺酸鹽基團(tuán)的聚(甲基)丙烯酸酯。
PMA-TBPS和聚碳酸酯共混物的制備含有懸垂的四丁基磺酸鹽基團(tuán)的聚(甲基)丙烯酸酯的抗靜電性能通過(guò)將其與聚碳酸酯(PC145，得自GE Plastics)以基于聚碳酸酯和聚(甲基)丙烯酸酯總量為2和5重量％的載荷下共混而進(jìn)行評(píng)價(jià)。共混物包括下列添加劑Tinuvin 234(0.27重量％)、Irgaphos 168(0.16重量％)、Irganox 1076(0.04重量％)、和用于實(shí)施例6-7的四硬脂酸季戊四醇酯(PETS；0.3重量％)。在混合研磨機(jī)(mixer-grinder)中混合聚碳酸酯、鹽和添加劑約1分鐘?；旌显嚇釉谥苽湓嚇忧霸诤嫦渲?0℃干燥至少12小時(shí)。經(jīng)干燥的材料然后配混，并在雙螺桿微混配機(jī)和微量注射模塑機(jī)(micro-injection molder)(DACA Instruments)中根據(jù)下列條件注塑混配機(jī)機(jī)筒溫度為280-285℃，螺桿速度為100rpm，塑化筒(transfer pot)溫度為275-280℃，和模具溫度為90℃。產(chǎn)生的注塑試樣具有50mm×35mm×2mm的尺寸。
在試樣上根據(jù)以上方法測(cè)量TBP-5和聚碳酸酯的共混物的靜電衰減半衰期值。靜電衰減試驗(yàn)的結(jié)果以及透明度的目測(cè)檢查結(jié)果說(shuō)明在表3中。
表3.在聚碳酸酯中的含有懸垂的四丁基鱗磺酸鹽基團(tuán)的聚(甲基)丙烯酸酯的抗靜電性能

a不含有PETSb在流水下洗滌60秒后c在流水下洗滌10秒后結(jié)果在表3中說(shuō)明，將含有懸垂的四丁基磺酸鹽基團(tuán)的聚(甲基)丙烯酸酯加入到聚碳酸酯中，獲得優(yōu)異的抗靜電性能保持，即使暴露于流水之后。
當(dāng)本發(fā)明根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案描述時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解在不背離本發(fā)明范圍的情況下可以做出各種變化并且可對(duì)其要素進(jìn)行等同替換。此外，在不背離本發(fā)明實(shí)質(zhì)范圍的情況下根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)可以做出許多變化以適應(yīng)特殊的情況或材料。因此，這意味著本發(fā)明并不限于為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明預(yù)期的最佳方式所公開的具體實(shí)施方案，本發(fā)明將包括所有屬于權(quán)利要求范圍的實(shí)施方案。
權(quán)利要求
1.一種組合物，包含熱塑性聚合物；和聚合物抗靜電鹽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中該熱塑性聚合物是聚碳酸酯、聚酯、聚苯醚、聚苯醚/苯乙烯共混物、聚酰胺、聚酮、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、其共混物、或包含至少一種上述聚合物的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中該聚合物抗靜電鹽包含聚合物陰離子組分和陽(yáng)離子組分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中該聚合物抗靜電鹽包含含有羧酸根或磺酸根基團(tuán)的聚合物陰離子組分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中該聚合物抗靜電鹽是離子單體和聚合引發(fā)劑的反應(yīng)產(chǎn)物，其中該離子單體包含反應(yīng)性官能團(tuán)和鹽部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中該聚合物抗靜電鹽包含或銨陽(yáng)離子組分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的組合物，其中或銨陽(yáng)離子組分包含根據(jù)下列結(jié)構(gòu)的化合物 其中Q是氮或磷；R1、R2、R3和R4各自獨(dú)立地為C1-C20烷基、(C6-C12芳基)C1-C10烷基、(C1-C10烷基)C6-C12芳基、或C6-C12芳基。
8.一種組合物，包含聚碳酸酯、芳族聚碳酸酯、(共聚)聚酯碳酸酯、芳族(共聚)聚酯碳酸酯、其共混物、或包含至少一種上述聚合物的組合；和基于該組合物總重量為約0.1～約10重量％的聚合物抗靜電鹽，其中該聚合物抗靜電鹽包含聚合物陰離子組分和或銨陽(yáng)離子組分，該聚合物陰離子組分來(lái)源于聚(甲基)丙烯酸、聚丙烯酸、聚(乙基)丙烯酸、聚(馬來(lái)酸)、聚(乙烯基磺酸)、或聚(4-苯乙烯磺酸)。
9.一種由權(quán)利要求1的組合物制備的制品。
10.一種制造透明、抗靜電制品的方法，包括共混熱塑性聚合物和聚合物抗靜電鹽以形成共混物；和模塑該共混物以形成制品。
全文摘要
本發(fā)明公開一種由熱塑性聚合物和聚合物抗靜電鹽制備的顯示出耐水抗靜電性能的組合物。
文檔編號(hào)C08K5/19GK1902273SQ200480039209
公開日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2004年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月30日
發(fā)明者珍妮弗·迪安, 迪巴卡·達(dá)拉, 西奧多勒斯·L·霍克斯, 奇爾·利恩德斯, 阿南德拉奧·S·帕蒂爾, 比姆拉奧·D·薩韋德, 普拉卡什·P·沃德高卡 申請(qǐng)人:通用電氣公司