聚碳酸酯材料通常由于它們的耐溫性、耐久性、和沖擊性能已獲取顯著的商業(yè)利益。這些材料經常與充當沖擊改性劑的其它聚合物如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)或甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)或另一丙烯酸類聚合物摻合(blend)以產生更有彈性的聚碳酸酯材料。填充劑也可加入以提高剛度和產生高模量或堅硬的材料。阻燃劑添加物也摻入以提高材料的耐火性。不幸地，填充劑和阻燃劑添加到特征在于沖擊改性劑的聚碳酸酯摻合物趨于使這些聚碳酸酯摻合物的沖擊性能變差。聚酯，如聚對苯二甲酸乙二酯(“PET”)、聚對苯二甲酸丁二酯(“PBT”)摻合物、或它們與聚碳酸酯的摻合物也面臨同樣的挑戰(zhàn)。
概述
本公開一方面提供填充聚碳酸酯摻合物、聚酯摻合物、或聚碳酸酯和聚酯摻合物組合物，其可包括沖擊改性劑和阻燃劑添加物并且進一步包括聚合物相容劑。作為實例，提供聚碳酸酯摻合物、聚酯摻合物、或聚碳酸酯和聚酯摻合物，其保持耐火性和高模量而沒有減小的沖擊性能或甚至具有改良的沖擊性能，所謂的FR(“耐火的”)或非FR高模量延展性(HMD)材料。
詳細描述
常規(guī)地，當與包括原來的塑料組分的類似組合物相比時，阻燃劑添加到填充聚碳酸酯和/或聚酯摻合物導致沖擊性能變差，如缺口或無缺口的Izod中的減少所證明的?！皼_擊性能”指聚碳酸酯材料或樹脂關于沖擊顯示的強度、韌性、剛性、熱和尺寸穩(wěn)定性，如在23℃根據ASTM D256(缺口艾佐德(懸臂梁式，Izod)沖擊強度，“NII”)和根據ASTM D4812(無缺口的Izod沖擊強度，“UII”)所測定的。較高的填充劑負荷，通常超過15wt％，和阻燃劑負荷，特別易受沖擊性能喪失的影響。為了對抗這，沖擊改性劑也具有高負荷。本公開通過添加聚合物相容劑而不是通過較高的沖擊改性劑負荷，提供聚碳酸酯和/或聚酯樹脂增加的沖擊性能。
如下面更充分地描述，已發(fā)現相容劑摻入包括阻燃劑、無機填充劑、和丙烯酸沖擊改性劑的聚碳酸酯和/或聚酯摻合物減少或甚至阻止包括這些組分的這樣的摻合的熱塑性組合物的沖擊性能變差。因此，本公開的方面通常提供聚碳酸酯、聚酯、或聚碳酸酯/聚酯摻合物；阻燃劑；無機填充劑；沖擊改性劑、聚合物相容劑、和其它添加物，其中熱塑性聚合物摻合物組合物證實在23℃的缺口Izod沖擊和無缺口Izod沖擊相比在缺少聚合物相容劑時相同的摻合的聚碳酸酯組合物增加。
聚酯聚合物組分
多種聚酯可用作聚酯聚合物組分。作為實例，可使用通過聚合雙功能羧酸和二醇成分獲得的聚酯。聚酯樹脂可包括結晶聚酯樹脂如從至少一個二醇和至少一個二羧酸得來的聚酯樹脂。
在一個具體實施方式中，聚酯是聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚(1，4-環(huán)己烷二羧酸1，4-亞環(huán)己基二亞甲基酯)、聚(對苯二甲酸1，4-亞環(huán)己基二亞甲基酯)、聚(亞環(huán)己基二亞甲基-co-對苯二甲酸乙二酯)、或包括上述聚酯至少之一的組合。聚對苯二甲酸乙二酯(PET)和聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)特別適合作為通過這些種類的雙功能羧酸和二醇成分的聚合而獲得的聚酯。
聚碳酸酯聚合物組分
如所描述的，根據方面，公開的摻合的聚碳酸酯組合物的聚碳酸酯組分可包括聚碳酸酯或聚碳酸酯/聚酯摻合物。
“聚碳酸酯”包括均聚碳酸酯(其中聚合物中的每個R1相同)、包括碳酸酯中不同R1部分的共聚物(“共聚碳酸酯”)、和共聚物——包括碳酸酯單元和其它類型聚合物單元，如酯單元或硅氧烷單元。
具體類型的共聚物是聚(酯-碳酸酯)，也稱作聚酯-聚碳酸酯。在另外的方面，熱塑性組合物包括聚酯-聚碳酸酯共聚物、或聚酯-聚碳酸酯聚合物或共聚物的混合物。如上面所寬廣定義的聚碳酸酯可進一步包括上面的聚碳酸酯與聚酯的摻合物。這樣的聚酯通常包括芳香族聚酯、包括聚(亞烷基芳基化物)的聚(亞烷基酯)、和聚(亞環(huán)烷基二酯)。一方面，有用的芳香族聚酯可包括，例如，聚(間苯二甲酸酯-對苯二甲酸酯-間苯二酚)酯、聚(間苯二甲酸酯-對苯二甲酸酯-雙酚A)酯、聚[(間苯二甲酸酯-對苯二甲酸酯-間苯二酚)酯-co-(間苯二甲酸酯-對苯二甲酸酯-雙酚A)]酯、或包括這些中至少一個的組合。還考慮芳香族聚酯，其具有少量，例如，基于聚酯總重量約0.5至約10wt％的源自脂肪族二酸和/或脂肪族多元醇的單元以制備共聚酯。合適的聚(亞烷基對苯二甲酸酯)的實例包括聚(對苯二甲酸乙二酯)(PET)、聚(對苯二甲酸1，4-丁二酯)(PBT)、和聚(對苯二甲酸丙二酯)(PPT)。同樣有用的是聚(亞烷基萘甲酸酯)，如聚(萘二甲酸乙二酯)(poly(ethylene naphthanoate))(PEN)、和聚(萘二甲酸丁二酯)(poly(butylene naphthanoate))(PBN)。有用的聚(亞環(huán)烷基二酯)是聚(對苯二甲酸環(huán)己烷二亞甲基酯)(PCT)。也可使用包括上述聚酯中至少一個的組合。
在被包括的情況下，聚碳酸酯組分可包括聚碳酸酯——包括聚碳酸酯均聚物和/或共聚物的摻合物、聚酯、聚酯-聚碳酸酯——除上面公開的聚(脂肪族酯)-聚碳酸酯外、或聚硅氧烷-聚碳酸酯——其量以基于聚(脂肪族酯)-聚碳酸酯和任何加入的聚碳酸酯的總重量計小于或等于50wt％，特別地1至50wt％，和更特別地10至50wt％，只要聚碳酸酯的加入沒有顯著不利地影響熱塑性組合物的期望的性質。另一方面，聚碳酸酯是聚(碳酸酯-硅氧烷)——包括雙酚A碳酸酯單元和硅氧烷單元，例如含有5至200個二甲基硅氧烷單元的嵌段，如從SABIC的Innovative Plastics部門在商品名稱EXL下商業(yè)上可獲得的那些。
在另外的方面，聚碳酸酯組分包括聚酰胺。一方面，應當理解，存在于聚碳酸酯組分中的聚酰胺可以以相對于聚碳酸酯組分的總量的任何期望的量存在。例如，一方面，其中聚碳酸酯組分包括至少一個選自聚碳酸酯、聚碳酸酯共聚物、PA、PEI、PBT、和PET的聚合物，并且其中聚合物是聚酰胺，聚酰胺可以以相對于熱塑性聚合物基體總重量大于0重量％至約100重量％范圍中的量存在。
一方面，聚碳酸酯組分包括聚醚酰亞胺。一方面，應當理解，存在于聚碳酸酯組分中的聚醚酰亞胺可以以相對于聚碳酸酯組分總量的任何期望的量存在。例如，一方面，其中熱塑性聚合物包括至少一個選自聚碳酸酯、聚碳酸酯共聚物、PA、PEI、PBT、和PET的聚合物，其中聚合物是聚醚酰亞胺，聚醚酰亞胺可以以相對于聚碳酸酯組分總重量大于0重量％至約100重量％范圍中的量存在。
在另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物可以以約20wt％至約50wt％的量存在。在另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物以約20wt％至約45wt％的量存在。在另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物以約20wt％至約40wt％的量存在。在甚至另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物以約20wt％至約35wt％的量存在。在另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物以約20wt％至約30wt％的量存在。
在另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物可以約24wt％至約50wt％的量存在。在另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物以約24wt％至約45wt％的量存在。在另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物以約24wt％至約40wt％的量存在。在甚至另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物以約24wt％至約35wt％的量存在。在另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物以約24wt％至約30wt％的量存在。
在另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物以約25wt％至約50wt％的量存在。在另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物以約25wt％至約45wt％的量存在。在另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物以約25wt％至約40wt％的量存在。在甚至另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物以約25wt％至約35wt％的量存在。在另外的方面，第一聚碳酸酯聚合物以約25wt％至約30wt％的量存在。
在另外的方面，第二聚碳酸酯聚合物以約12wt％至約45wt％的量存在。在另外的方面，第二聚碳酸酯聚合物以約12wt％至約40wt％的量存在。在另外的方面，第二聚碳酸酯聚合物以約12wt％至約35wt％的量存在。
在另外的方面，第二聚碳酸酯聚合物以約11wt％至約45wt％的量存在。在另外的方面，第二聚碳酸酯聚合物以約11wt％至約40wt％的量存在。在另外的方面，第二聚碳酸酯聚合物以約11wt％至約35wt％的量存在。
阻燃劑
如上面所提到的，獲得期望的阻燃性而沒有不利地影響組合物的期望的物理性質，如，例如，保持分子量，可具有挑戰(zhàn)性。在各個方面，本文公開的發(fā)明的組合物和方法可提供期望的阻燃性，同時保持組合物的物理性質。本公開的摻合的聚碳酸酯組合物可包括任選的阻燃劑添加物。一方面，阻燃劑添加物可包括含磷的有機化合物，如，例如，有機磷化合物。在另一個方面，阻燃劑包括有機磷化合物——包括脂肪族金屬次磷酸鹽。在再一個方面，阻燃劑包括雙酚A二苯基膦酸酯(BPADP)，例如，可獲自Supresta。
一方面，阻燃劑(FR)添加物包括鹵素。在再一個方面，阻燃劑添加物沒有或基本上沒有任何鹵素如溴和/或氯。在另一個方面，至少部分阻燃劑添加物沒有或基本上沒有溴和/或氯。另一方面，阻燃劑添加物包括磷如磷酸酯(BPADP、RDP、Sol-DP)、氧化膦(TPPO)、膦酸酯(FRX-100)、次磷酸酯(DOPO)、和磷腈。在其它方面，含磷FR是主要的FR。另一方面，FR添加物是PTFE-基的，任選地提供有含磷FR。然而應理解，在加工多個產品的設備中，可發(fā)生一定量的交叉污染，導致溴和/或氯水平通常在按重量比例百萬分率。在此條件下，可容易理解，基本上沒有溴和氯可被定義為具有小于或等于按重量計約100百萬分率(ppm)、小于或等于約75ppm、或小于或等于約50ppm的溴和/或氯含量。當將該定義應用于阻燃劑時，它基于阻燃劑的總重量。當將該定義應用于熱塑性組合物時，它基于除去任何填充劑的組合物的總重量。
一方面，阻燃劑添加物或其部分包括有機磷酸酯和/或有機化合物——含有磷-氮鍵。一方面，示例性的含有磷-氮鍵的阻燃劑化合物包括氯化磷腈、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。
另一方面，示例性的有機磷酸酯是式(GO)3P＝O的芳香族磷酸酯，其中每個G獨立地是烷基、環(huán)烷基、芳基、烷基芳基、或芳烷基基團，只要至少一個G是芳香族基團。G基團中的兩個可連接在一起以提供環(huán)狀基團，例如，季戊四醇二磷酸二苯酯。示例性的芳香族磷酸酯包括，苯基二(十二烷基)磷酸酯、苯基二(新戊基)磷酸酯、苯基二(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(對甲苯基)磷酸酯、二(2-乙基己基)對甲苯基磷酸酯、三甲苯基磷酸酯、二(2-乙基己基)苯基磷酸酯、三(壬基苯基)磷酸酯、二(十二烷基)對甲苯基磷酸酯、二丁基苯基磷酸酯、2-氯乙基二苯基磷酸酯、對甲苯基二(2，5，5′-三甲基己基)磷酸酯、2-乙基己基二苯基磷酸酯等等。一方面，本公開的阻燃劑包括BPADP。在其它方面，阻燃劑可包括兩個或多個單獨的阻燃劑組合物的混合物。
在一些方面，阻燃劑可以以相對于組合物的總重量，值0、約0.1wt％、約2wt％、約4wt％、約6wt％、約8wt％、或約10wt％為下端和值約25wt％、約20wt％、約15wt％、約10wt％、約8wt％、或約6wt％為上端的邊界的范圍存在。一個示例的、非限制的范圍是相對于全部組合物的重量約0至約25wt％。
在各個方面，存在時，包括本公開的含磷阻燃劑在內的阻燃劑可以以總組合物的約10wt％至約25wt％、或約10wt％至約15wt％的量存在。另一方面，本公開的含磷阻燃劑可以以組合物的約20wt％存在。在其它方面，本公開的組合物中存在的阻燃劑的量可小于約10wt％或大于約25wt％，并且本公開不意欲受限于任何特定的濃度。
填充劑
摻合的聚碳酸酯組合物進一步包括一種或多種填充劑。填充劑可被選擇以賦予另外的沖擊強度和/或提供另外的特性，其可基于聚合物組合物的最終選擇的特性。填充劑的具體組成可改變，只要填充劑與聚合物組合物的其余組分在化學上相容。在一些方面，填充劑(或多個)包括無機材料。
另一方面，填充劑包括，例如，粘土；TiO2；包括石棉的纖維或類似的纖維；硅酸鹽和二氧化硅粉、硅酸鋁(莫來石)、合成的硅酸鈣、硅酸鋯、熔融二氧化硅、結晶二氧化硅石墨、天然硅砂等等；硼粉、氮化硼粉、硼-硅酸鹽粉等等；氧化鋁；氧化鎂(magnesium oxide)(鎂氧(magnesia))；硫酸鈣(如它的酸酐、二水合物或三水合物)；碳酸鈣、白堊、石灰石、大理石、合成的沉淀的碳酸鈣等等；滑石，包括但不限于纖維的、模塊的、針形的、薄層狀滑石等等；硅灰石；表面處理的硅灰石；玻璃球體包括但不限于空心和實心的玻璃球體、硅酸鹽球體、空心微珠、鋁硅酸鹽(armospheres)等等；高嶺土，包括但不限于硬高嶺土、軟高嶺土、煅燒的高嶺土、包括多種本領域已知促進與聚合的基體樹脂相容性的涂層的高嶺土等等；單晶纖維或″晶須″，包括但不限于碳化硅、氧化鋁、碳化硼、鐵、鎳、銅等等；玻璃纖維，(包括連續(xù)纖維和短切纖維)，包括但不限于E、A、C、ECR、R、S、D、和NE玻璃和石英等等；硫化物，包括但不限于硫化鉬、硫化鋅等等；鋇化合物，包括但不限于鈦酸鋇、亞鐵酸鋇、硫酸鋇、重晶石等等；金屬和金屬氧化物，包括但不限于微?；蚶w維狀的鋁、青銅、鋅、酮和鎳等等；片狀填充劑，包括但不限于如玻璃薄片、片狀碳化硅、二硼化鋁、鋁薄片、鋼薄片等等；纖維狀填充劑，例如短的無機纖維，包括但不限于源自包括硅酸鋁、氧化鋁、氧化鎂、和硫酸鈣半水合物等中至少一個的摻合物的那些；天然填充劑和加強物，包括但不限于通過將木材粉碎而獲得的木粉、纖維制品如纖維素、棉花、劍麻、黃麻、淀粉、軟木碎粉、木質素、磨碎的堅果殼、谷物、稻粒殼等等；從能形成纖維的有機聚合物形成的增強有機纖維填充劑，包括但不限于聚(醚酮)、聚酰亞胺、聚苯并唑、聚(苯硫醚)、聚酯、聚乙烯、芳香族聚酰胺、芳香族聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚四氟乙烯、丙烯酸樹脂、聚(乙烯醇)等等；以及另外的填充劑和增強劑，包括但不限于云母、粘土、長石、煙塵、惰性硅酸鹽微球、石英、石英巖、珍珠巖、硅藻巖、硅藻土、炭黑等等，或包括上述填充劑或增強劑中至少一個的組合。
一方面，填充劑包括無機填充劑。一方面，公開的耐磨的聚合物組合物進一步包括無機填充劑，無機填充劑包括碳纖維、炭黑、玻璃纖維、芳綸纖維、滑石、粘土或其組合。
在另外的方面，無機填充劑包括玻璃纖維，其中玻璃纖維具有可以是圓的或扁平的橫截面。另一方面，玻璃纖維，例如，可以是Nittobo(扁平的)玻璃纖維，CSG3PA820。在甚至另外的方面，玻璃球具有可以是圓的或扁平的橫截面。
無機填充劑可以以按重量計約2％至按重量計約50％、按重量計約5％至按重量計約25％、按重量計約10％至按重量計約20％、或按重量計約15％至按重量計約20％的范圍中的量存在于聚合物組合物中。
沖擊改性劑
本公開的摻合的聚碳酸酯組合物包括一種或多種沖擊改性劑(impact modifying agents或impact modifiers)。一方面，合適的沖擊改性劑可以是高分子量彈性材料，其源自烯烴、單乙烯基芳香族單體、丙烯酸和甲基丙烯酸和它們的酯衍生物，以及共軛二烯烴。從共軛二烯烴形成的聚合物可被完全或部分氫化。彈性材料可以是均聚物或共聚物的形式，包括隨機、嵌段、輻射形嵌段、接枝、和核-殼共聚物。另一方面，可使用任何兩種或多種單個沖擊改性劑的組合。
示例性類型的沖擊改性劑是彈性體改性的接枝共聚物，其包括具有小于約10℃、小于約-10℃、或約-40℃至-80℃、或約-40℃至-112℃的Tg的彈性(即，橡膠似的)聚合物基質和接枝到該彈性聚合物基質的硬的聚合上層。適合用作彈性體相的材料包括，例如，共軛二烯烴橡膠，例如聚丁二烯和聚異戊二烯；共軛二烯烴與小于約50wt％的可共聚單體(例如單乙烯化合物如苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸正丁酯、或丙烯酸乙酯)的共聚物；烯烴橡膠如乙烯丙烯共聚物(EPR)或乙烯-丙烯-二烯烴單體橡膠(EPDM)；乙烯-醋酸乙烯酯橡膠；聚硅酮橡膠；彈性體的C1-8烷基(甲基)丙烯酸酯；C1-8烷基(甲基)丙烯酸酯與丁二烯和/或苯乙烯的彈性共聚物；或包括上述彈性體中至少一個的組合。適合用作剛形體相的材料包括，例如，單乙烯基芳香族單體如苯乙烯和α-甲基苯乙烯，和單乙烯基單體如丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、和丙烯酸和甲基丙烯酸的C1-6酯，特別地甲基丙烯酸甲酯。
具體的示例性的彈性體改性的接枝共聚物包括從以下形成的那些：ASA(丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈)、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)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、丙烯腈-乙烯-丙烯-二烯烴-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)、和苯乙烯-丙烯腈(SAN)。另一方面，沖擊改性劑可包括丙烯酸沖擊改性劑，如，例如，DURASTRENGTHTM沖擊改性劑，可獲自Arkema Inc.，Philadelphia，Pennsylvania，USA。另一方面，沖擊改性劑可包括ABS和/或本體ABS材料。在再一個方面，沖擊改性劑可包括聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物(PC-ST)，例如，包括源自BPA和二甲基硅氧烷的單元。另一方面，沖擊改性劑可包括核-殼沖擊改性劑，如，例如，硅酮-丙烯酸橡膠化合物(例如，硅酮彈性體核和MMA共聚物殼；METABLENTMS-2001，可獲自Mitsubishi Rayon Co.，Ltd.)。在再一個方面，沖擊改性劑可包括兩種或多種單個的沖擊改性化合物，如，例如，PC-ST和METABLENTM。
另一方面，聚乙烯(PE)共聚物可被使用，并且顯示在實例中以提供比ABS、MBS、丙烯酸(PMMA殼和PBA核)、丙烯酸-硅酮型(在實例中S-2001型)改性劑高的效率。
一方面，在組合物中，沖擊改性劑可占基于摻合的聚碳酸酯組合物和包括沖擊改性劑的任何另外的聚合物的總重量約1wt％至25wt。另一方面，沖擊改性劑或沖擊改性劑的組合可占約1wt％至約15wt％、約1wt％至約10wt％、或約1wt％至約7wt％。一方面，摻合的聚碳酸酯組合物包括大約相等量(即，按wt％計)的EXL沖擊改性劑和METABLENTM沖擊改性劑。
一方面，單一沖擊改性劑的添加可為阻燃劑聚碳酸酯的沖擊性能提供適度的改良。雖然不希望被理論束縛，但是據認為多個沖擊改性劑的組合可提供超過常規(guī)系統(tǒng)的協(xié)同改良。在一個具體方面，EXL和METABLENTM沖擊改性劑兩者的添加可提供高達例如沖擊性質三倍增加的協(xié)同改良。
聚合物相容劑
一方面，摻合的聚合物組合物包括聚合物相容劑。一方面，合適的相容劑可以是用縮水甘油基基團功能化的聚烯烴。另一方面，合適的聚合物相容劑可以是用馬來酸酐功能化的聚烯烴。
另一方面，用馬來酸酐(MAH)功能化的聚烯烴可包括馬來酸酐接枝聚乙烯或聚丙烯聚合物。在另外的方面，馬來酸酐接枝聚乙烯共聚物可以是乙烯-丙烯聚合物、乙烯-丙烯-二烯烴三聚物(MAH-g-EPDM)、乙烯-辛烯共聚物(MAH-g-POE)、乙烯-丁烯共聚物(MAH-g-EBR)、乙烯-丙烯酸酯共聚物(MAH-g-EAE)。在再一個方面，馬來酸酐接枝聚乙烯共聚物可以是苯乙烯-乙烯/丁二烯-苯乙烯(MAH-g-SEBS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(MAH-g-ABS)。
另一方面，摻合的聚碳酸酯/聚酯組合物包括約0.5wt％至約8wt％的聚合物相容劑。在另一個方面，摻合的聚碳酸酯/聚酯組合物包括約1wt％至約4wt％的聚合物相容劑。在另一個方面，聚碳酸酯和/或聚酯摻合的組合物包括約1wt％至約2wt％的聚合物相容劑。
其它添加物
在另外的方面，公開的摻合的聚碳酸酯和/或聚酯組合物可進一步包括第一抗氧化劑或″穩(wěn)定劑″(例如，受阻酚)和，任選地，第二抗氧化劑(例如，磷酸酯和/或硫酯)。合適的抗氧化劑添加物包括，例如，有機亞磷酸酯如三(壬基苯基)亞磷酸酯、三(2，4-二-叔丁基苯基)亞磷酸酯、二(2，4-二-叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、二硬脂酰季戊四醇二亞磷酸酯等等；烷基化的單酚或多酚；多酚與二烯烴的烷基化反應產物，如四[亞甲基(3，5-二-叔丁基-4-羥基氫化肉桂酸酯)]甲烷等等；對甲酚或二環(huán)戊二烯的丁基化反應產物；烷基化的氫醌；羥基化的硫代二苯醚；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如二硬脂酰硫代丙酸酯、二月桂酰硫代丙酸酯、二十三烷基硫代二丙酸酯、十八基-3-(3，5-二-叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯、戊赤蘚醇-四[3-(3，5-二-叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯等等；β-(3，5-二-叔丁基-4-羥基苯基)-丙酸的酰胺等等，或包括上述抗氧化劑中至少一個的組合。抗氧化劑通常以聚碳酸酯和/或聚酯摻合物組合物的約0.01wt％至約1wt％，任選地約0.05wt％至約0.5wt％的量使用。
在各個方面，公開的摻合的聚碳酸酯和/或聚酯組合物進一步包括水解穩(wěn)定劑，其中水解穩(wěn)定劑包括水滑石和無機緩沖鹽。在另外的方面，公開的摻合的聚碳酸酯和/或聚酯組合物包括水解穩(wěn)定劑，其中水解穩(wěn)定劑包括一種或多種水滑石和無機緩沖鹽——包括一種或多種能夠pH緩沖的無機鹽。合成的水滑石或天然水滑石的任何一種可用作本公開中的水滑石化合物。在本組合物中有用的示例性的水滑石商業(yè)上可獲得并包括，但不限于，鎂水滑石如DHT-4C(可獲自Kyowa Chemical Co.)；Hysafe 539和Hysafe 530(可獲自J.M.Huber Corporation)。
在另外的方面，合適的熱穩(wěn)定劑添加物包括，例如，有機亞磷酸酯如三苯基亞磷酸酯、三-(2，6-二甲基苯基)亞磷酸酯、三-(摻合的單-和二-壬基苯基)亞磷酸酯等等；膦酸酯如二甲基苯膦酸酯等等，有機磷酸酯如三甲基磷酸酯，硫酯如季戊四醇β月桂酰硫代丙酸酯等等，或包括上述熱穩(wěn)定劑中至少一個的組合。熱穩(wěn)定劑通常以聚碳酸酯摻合物組合物的約0.01wt％至約5wt％，任選地約0.05wt％至約0.3wt％的量使用。
在另外的方面，也可使用光穩(wěn)定劑和/或紫外光(UV)吸收添加物。合適的光穩(wěn)定劑添加物包括，例如，苯并三唑如2-(2-羥基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羥基-5-叔辛基苯基)-苯并三唑和二苯甲酮如2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮等等，或包括上述光穩(wěn)定劑中至少一個的組合。光穩(wěn)定劑通常以摻合的聚碳酸酯和/或聚酯組合物的約0.01wt％至約10wt％，任選地約0.1wt％至約1wt％的量使用。
在另外的方面，合適的UV吸收添加物包括例如，羥基二苯甲酮；羥基苯并三唑；羥基苯并三嗪；氰基丙烯酸鹽；草酰替苯胺；苯并嗪酮；2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1，1，3，3-四甲基丁基)-苯酚(CYASORBTM5411)；2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮(CYASORBTM531)；2-[4，6-二(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)-苯酚(CYASORBTM1164)；2，2′-(1，4-亞苯基)二(4H-3，1-苯并嗪-4-酮(CYASORBTMUV-3638)；1，3-二[(2-氰基-3，3-二苯基丙烯酰)氧]-2，2-二[[(2-氰基-3，3-二苯基-丙烯酰)氧]甲基]丙烷(UVINULTM3030)；2，2′-(1，4-亞苯基)二(4H-3，1-苯并嗪-4-酮)；1，3-二[(2-氰基-3，3-二苯基丙烯酰)氧]-2，2-二[[(2-氰基-3，3-二苯基-丙烯酰)氧]甲基]丙烷；納尺寸無機材料如氧化鈦、氧化鈰、和氧化鋅，所有的都具有小于約100納米的粒度；等等，或包括上述UV吸收劑中至少一個的組合。UV吸收劑通常以摻合的聚碳酸酯和/或聚酯組合物的約0.1wt％至約5wt％的量使用。
一方面，發(fā)明的摻合的聚碳酸酯和/或聚酯組合物包括環(huán)氧，如，例如，二聚酸二縮水甘油酯環(huán)氧(dime acid diglycidyl ester epoxy)(可獲自Aldrich)、3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲基-3，4-環(huán)氧環(huán)己烷羧酯(ERL-4221，可獲自Aldrich)、改性的苯乙烯丙烯酸類聚合物(ADR-4368F，可獲自Aldrich)、或其組合。在其它方面，發(fā)明的摻合的聚碳酸酯和/或聚酯組合物可包括本文沒有特別地敘述的環(huán)氧材料，只要這樣的環(huán)氧材料與組合物的其余組分在化學上相容并且環(huán)氧材料沒有不利地影響組合物的期望的性質。一方面，發(fā)明的聚碳酸酯和/或聚酯包括DADGE。另一方面，發(fā)明的摻合的聚碳酸酯和/或聚酯組合物包括ERL-4221。在再一個方面，發(fā)明的摻合的聚碳酸酯和/或聚酯組合物包括ADR-4368F。另一方面，發(fā)明的聚碳酸酯和/或聚酯不包括環(huán)氧。環(huán)氧材料，如果存在，可以以可保持或改良所得材料的性質的任何濃度存在。在其它方面，環(huán)氧材料可以以小于約0.1wt％或大于約5wt％的量存在，并且本公開不意欲受限于任何特定的環(huán)氧濃度。
一方面，環(huán)氧材料的存在可提供改良的阻燃性、改良的分子量保留、或其組合。在一個具體方面，包括ADR-4368F的聚碳酸酯和/或聚酯組合物可顯示高達約85％的改良的分子量保留，同時也改良材料的阻燃性性質。
另一方面，發(fā)明的摻合的聚碳酸酯和/或聚酯組合物可包括一種或多種抗滴落劑。在各個方面，抗滴落劑，如果存在，可包括原纖維形成或非原纖維形成氟聚合物，如，例如，聚四氟乙烯(PTFE)。另一方面，抗滴落劑，如果存在，可由硬的共聚物，如，例如，苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)包封。一方面，發(fā)明的聚碳酸酯和/或聚酯組合物包括包封在SAN(TSAN)中的PTFE。在各個方面，包封的氟聚合物可通過在存在氟聚合物時，例如，在水分散相中，聚合包封聚合物而制備。
一方面，TSAN可提供超過PTFE的顯著優(yōu)勢，因為TSAN可更容易分散在組合物中。示例性的TSAN可包括基于包封的氟聚合物總重量約50wt％PTFE和約50wt％SAN。SAN可包括，例如，基于共聚物總重量約75wt％苯乙烯和約25wt％丙烯腈。一方面，發(fā)明的聚碳酸酯和/或聚酯組合物包括約0.5wt％TSAN。
摻合的聚碳酸酯和/或聚酯組合物的制造
在各個方面，摻合的聚碳酸酯和/或聚酯組合物可以通過多種方法制造。本公開的組合物可通過許多種方法與前面提到的成分摻合、化合或另外組合，所述方法包括材料與配方中想要的任何另外的添加物親密摻合。由于商品化的聚合物加工設備中熔體摻合裝置的可用性，可使用熔體加工方法。在各種另外的方面，這樣的熔體加工方法中使用的裝置包括，但不限于以下：同向和反向旋轉擠出機、單螺桿擠出機、共捏合機、盤組處理機(disc-pack processor)和多種其它類型的擠出裝置。在另外的方面，擠出機是雙螺桿擠出機。在各種另外的方面，熔體加工的組合物通過模具中小的退出孔退出加工裝置如擠出機。將得到的熔化樹脂原絲(strand)通過將原絲通過水浴而冷卻。可將冷卻的原絲切成小球用于包裝和進一步處理。
將熔體的溫度最小化以避免樹脂的過度降解。例如，可期望在熔化的樹脂組合物中將熔體溫度保持在約230℃和約350℃之間，雖然可使用較高的溫度，條件是將加工裝置中樹脂的停留時間保持短。在另外的方面，擠出機通常在約180℃至約385℃的溫度運轉。在另外的方面，擠出機通常在約200℃至約330℃的溫度運轉。在甚至另外的方面，擠出機通常在約220℃至約300℃的溫度運轉。
制造物品
在各個方面，本公開的公開的摻合的聚碳酸酯和/或聚酯組合物可用于制造物品?？蓪⒐_的摻合的聚碳酸酯和/或聚酯組合物形成有用形狀的物品，其通過許多種方法如；注射成型、擠出、旋轉成型、壓縮成型、吹塑成型、片或薄膜擠出、型材擠出、氣體輔助成型、結構發(fā)泡成型和熱成型。本文描述的摻合的聚碳酸酯和/或聚酯組合物還可制成薄膜和片以及層壓材料系統(tǒng)的組分。在另外的方面，在一個實施方式中，制造物品的方法包括熔體摻合聚碳酸酯和/或聚酯聚合物組合物、再循環(huán)的聚合物、酸熔體流穩(wěn)定劑和任選地阻燃劑和將擠出的組合物塑造成物品。在另外的方面，擠出用雙螺桿擠出機進行。
實施例
一般的材料和方法
熱撓曲溫度(″HDT″)使用ASTM D648標準在1.82MPa測定。HDT以℃的單位報告。
缺口Izod沖擊(“NII”)試驗和無缺口Izod沖擊(“UNII”)在3.2mm棒上根據ASTM D 256在-30℃、0℃和23℃進行。
彎曲性質(模量和強度)使用6.4mm或3.2mm棒根據ASTM 790來測量。彎曲屈服強度(″FS″)和彎曲模量(″FM″)以兆帕(MPa)的單位報告。
拉伸性質(屈服強度和斷裂伸長)在3.2mm棒上根據ASTM D638來測量。拉伸屈服強度(″T/S″)以MPa的單位報告，拉伸斷裂伸長(″T/E″)以％報告，和拉伸屈服伸長(″T/Ey″)以％報告。
熔體流速(“MFR”)在260℃/2.16千克力(kgf)負荷或265℃/2.16kgf負荷根據ASTM D1238來測量。MFR以每10分鐘克的單位(g/10min)報告。
熔體粘度(“MV”)在260℃或265℃和1500s-1剪切速率或根據ISO 11443來測量。
阻燃性(“FR”)試驗在實施例組6中描述。
如本文下面所用，下列被如下縮寫：PC是聚碳酸酯；PEs是聚酯；IM是沖擊改性劑；F是填充劑；ADD是添加物；CO是共聚物；CC是聚合物相容劑；雖然大多數是共聚物，但是不必是這種情況，如在MAH接枝聚丙烯中；和FR是阻燃劑。
可燃性測試
可燃性測試遵循名稱為″塑料材料的可燃性測試，UL94″的Underwriter′s Laboratory Bulletin 94的規(guī)程來進行，其通過引入被并入本文。根據該規(guī)程，在針對五個樣品獲得的測試結果的基礎上將材料分類為UL94 V0、UL94 V1、或UL94 V2。根據UL94這些可燃性分類中每個的規(guī)程和標準簡要如下。將多個樣本(例如，5個或10個)按照厚度測試。一些樣本在23℃、50％相對濕度下調節(jié)48小時之后測試。其它樣本在70℃調節(jié)168小時之后測試。將棒安裝，長軸垂直，用于可燃性測試。支承樣本以至于它的下端在本生燈管(Bunsen burner tube)之上9.5mm。將藍色的19mm高火焰施加到樣本的下緣中心10秒。記錄直到棒的燃燒停止的時間(t1)。如果燃燒停止，則將火焰再施加另外的10秒。再一次記錄直到棒的燃燒停止的時間(t2)。如果樣本滴下顆粒，則允許這些落到放置在樣本下面305mm處的一層未處理的外科棉上。
V0：在被放置以便它的長軸與火焰180度的樣品中，移去點燃的火焰之后燃燒和/或發(fā)煙燃燒的最大時期不超過10秒，垂直放置的樣品都沒有產生點燃吸水棉的燃燒顆粒滴，并且火焰或發(fā)光之后沒有樣本燃燒直到支持夾。
數據還通過計算平均的火焰熄滅時間、火焰熄滅時間的標準偏差和滴的總數，和通過使用統(tǒng)計學方法來分析以將數據轉換成特定的樣品配方將達到5個棒的常規(guī)UL94 V0或V1測試中的″通過″等級的第一時間通過概率或″p(FTP)″的預測。關于第一提交的第一時間通過概率(pFTP)根據下面的式來測定：
p(FTP)-(Pt1＞mbt，n＝0X Pt2＞mbt，n＝0X P總＜＝mtbt X P滴，n＝0)，
其中Pt1＞mbt，n＝0是沒有第一燃燒時間超過最大燃燒時間值的概率，Pt2＞mbt，n＝0是沒有第二燃燒時間超過最大燃燒時間值的概率，P總＜＝mtbt是燃燒時間的總和小于或等于最大總燃燒時間值的概率，和P滴，n＝0是沒有樣本在焰色試驗期間顯示滴下的概率。第一和第二燃燒時間分別指火焰第一和第二施加之后的燃燒時間。
沒有第一燃燒時間超過最大燃燒時間值的概率，Pt1＞mbt，n＝0，通過下面的式來測定：
Pt1＞mbt，n＝0＝(1-Pt1＞mbt)5，
其中Pt1＞mbt是針對t1＞mbt的對數正態(tài)分布曲線下的面積，其中指數″5″涉及測試的棒的數目。沒有第二燃燒時間超過最大燃燒時間值的概率可從下面的式來測定：
Pt2＞mbt，n＝0＝(1-Pt2＞mbt)，
其中Pt2＞mbt是針對t2＞mbt的正態(tài)分布曲線下的面積。如上，燃燒時間數據集的平均值和標準偏差用于計算正態(tài)分布曲線。針對UL-94 V0等級，最大燃燒時間是10秒。針對V1或V2等級，最大燃燒時間是30秒。沒有樣本在焰色試驗期間顯示滴下的概率Pdrip，n＝0是屬性函數，由下面的式估計：
P滴，n＝0＝(1-P滴)5，
其中P滴＝(滴下的棒的數目/測試的棒的數目)。
燃燒時間的總和小于或等于最大總燃燒時間值的概率P總＜＝mtbt可從模擬的5-棒總燃燒時間的正態(tài)分布曲線來測定。分布可以使用上面測定的燃燒時間數據的分布從1000組5個棒的蒙特卡羅模擬(Monte Carlo simulation)產生。針對蒙特卡羅模擬的技術在本領域眾所周知。5-棒總燃燒時間的正態(tài)分布曲線可使用模擬的1000組的平均值和標準偏差產生。因此，P總＜＝mtbt可從針對總≤最大總燃燒時間的一組1000蒙特卡羅模擬的5-棒總燃燒時間的對數正態(tài)分布曲線下面積來測定。針對UL-94 V0等級，最大總燃燒時間是50秒。針對VI或V2等級，最大總燃燒時間是250秒。
FOT2是10棒的平均火焰時間t2。
原料
下面的實施例中的組合物根據表1中描述的組分來制備。測試摻合的聚碳酸酯和/或聚酯組合物的性能，具有和沒有如下面所描述的聚合物相容劑的添加。
表1-
如下面所示，表2-10顯示具有各種配方和性質的各種比較實施例(例如，Comp 1A、Comp 1B、Comp 1C……Comp 1I)和工作實施例(例如，Work 1A、Work 2A……Work 1I)。
表2
實施例組A
根據上面描述的程序制備六個參考樣品(比較實施例1A至比較實施例6A，顯示為Comp 1A、Comp 2A、Comp 3A、Comp 4A、Comp 5A、Comp 6A)和九個工作樣品(工作實施例1A至工作實施例9A、顯示為Work 1A、Work 2A、Work 3A、Work 4A、Work 5A、Work 6A、Work 7、Work 8、Work 9)。這些樣品的配方顯示在表2中。表2也顯示具有和沒有聚合物(例如，共聚物)相容劑組分添加而測試的聚碳酸酯摻合物復合物的性能結果。
比較實施例1A(沒有縮水甘油基聚乙烯共聚物或馬來酸酐-MAH接枝的聚乙烯共聚物相容劑)具有在52焦耳每米(J/m)的NII和完全地脆性破壞類型。比較實施例2A(具有苯乙烯馬來酸酐)、比較實施例3A(具有乙烯-EGMA共聚物)、比較實施例4A(具有共聚物POE)、比較實施例5A(具有共聚物EPDM)、和比較實施例6A(具有共聚物EMAGMA)具有與比較實施例1A相比稍微改良的NII。工作實施例1A-9A(具有馬來酸酐或縮水甘油基接枝聚乙烯共聚物——由CC1-CC9表示)具有被顯著改良到至少大于100J/m的缺口Izod沖擊和無缺口Izod沖擊。
針對其中具有較高馬來酸酐含量聚乙烯共聚物相容劑的工作實施例6A-9A，缺口和無缺口Izod沖擊性能被改良。
工作實施例1A具有比比較實施例6A更好的NII性能。這些結果表明馬來酸酐接枝相容劑比縮水甘油基接枝相容劑更多地改良沖擊性能，和進一步指出馬來酸酐型共聚物在該配方中是優(yōu)選的接枝物。與低馬來酸酐含量聚乙烯共聚物相比高馬來酸酐含量聚乙烯共聚物的添加提供摻合的聚碳酸酯組合物的沖擊性能的更大改良(工作實施例6A和7A對工作實施例5A)。雖然高和低馬來酸酐含量均產生改良的沖擊性能，但是工作實施例6A和7A將NII性能增加至超過400J/m，而低馬來酸酐含量工作實施例5A將性能增加到267J/m。
還發(fā)現共聚物相容劑組分的添加或增加減少摻合的聚碳酸酯組合物的熔體質量流動速率(MFR)性質(工作實施例6A和7A)。然而，工作實施例7A中的較高流動表明沖擊性能增加時MFR可被保持。
通常，結果也表明在V0在1.0mm測定，阻燃劑(FR)性能可用聚合物相容劑保持(工作實施例1A-9A對比較實施例1A)。
然而，聚合物相容劑添加到摻合的聚碳酸酯組合物，彎曲模量減少(工作實施例1A-9A)。
表3
實施例組B
制備含有摻合的聚碳酸酯組合物的另外組合物。摻合的聚碳酸酯組合物的配方和它們的性能顯示在表3中。實施例組B的摻合的聚碳酸酯組合物含有以總體組合物的不同百分比的共聚物相容劑MAH-g-EP(D)M，即0％、1％、2％、和5％。MAH-g-EP(D)M的添加改良摻合的聚碳酸酯組合物的沖擊性能比在缺少共聚物相容劑時通過改性劑的添加獲得的增加更大(工作實施例1B對比較實施例1B-2、1B-3；工作實施例2B對比較實施例2B-1、2B-2；工作實施例3B對比較實施例3B-1、3B-2)。共聚物相容劑的添加改良缺口Izod沖擊和無缺口Izod沖擊以及拉伸伸長，同時保持FR性能(工作實施例1B、2B、3B)。共聚物相容劑以1％和2％的較低的負荷添加也成功地將FR保持(工作實施例1B和2B)。
通常，沖擊性能直接隨著加入的共聚物相容劑的重量百分比而變化。共聚物相容劑MAH-g-EP(D)M以1％的添加將缺口Izod沖擊顯著增加到151J/m和100％延展性破壞類型(工作實施例1B)，而沒有MAH-g-EP(D)M相容劑(比較實施例1B-1)，缺口Izod沖擊是52J/m。
當摻合的聚碳酸酯組合物中PC-硅氧烷或S-2001沖擊改性劑的量增加時，缺口Izod沖擊沒有顯示相似的改良(比較實施例1B-2和1B-3)。沖擊改性劑PC-硅氧烷增加到8％(比較實施例1B-2)或沖擊改性劑S-2001增加到3.75％(比較實施例1B-3)沒有顯著增加沖擊性能。
相容劑量增加到2％也產生沖擊性能的顯著改良。在2％的共聚物相容劑MAH-g-EP(D)M將沖擊性能進一步改良到436J/m(工作實施例2B)。相似的PC-硅氧烷增加到13％(比較實施例2B-1)或S-2001增加到5％(比較實施例2B-2)分別將缺口Izod沖擊改良到69.6J/m和75J/m。將MAH-g-EP(D)M共聚物相容劑增加到5％將缺口Izod沖擊進一步改良到521J/m(工作實施例3B)。沖擊改性劑的增加產生缺口Izod沖擊性能的顯著更小的改良。PC-硅氧烷增加到28％(比較實施例3B-1)或S-2001增加到8.75％(比較實施例3B-2)分別將缺口沖擊改良到104J/m和329J/m。
增加的共聚物相容劑負荷也改良無缺口Izod沖擊，效率比摻合的聚碳酸酯組合物中兩種傳統(tǒng)的沖擊改性劑PC-硅氧烷共聚物和S-2001更高。在較低的共聚物相容劑負荷(工作實施例1B和2B)，FR被保持。共聚物相容劑MAH-g-EP(D)M的添加確實減少彎曲模量。通常，隨著相容劑的量增加，彎曲模量趨于減少。在1％ MAH-g-EP(D)M負荷，彎曲模量減少12％而沖擊性能(缺口Izod)從100％脆性破壞類型增加300％和100％延展性(工作實施例1B)。
表4
實施例組C
含有馬來酸酐接枝的共聚物相容劑MAH-g-EP(D)M的摻合的聚碳酸酯組合物的機械性質通過比較MAH接枝相容劑和增加阻燃劑和填充劑的量用于高模量的樣品而被進一步評價。阻燃劑增加到11％并且用于該實施例組的填充劑是以25％的滑石HST。ABS和丙烯酸酯-硅酮材料用作沖擊改性劑。摻合的聚碳酸酯組合物的配方和它們的性能顯示在表4中。
沒有馬來酸酐接枝的相容劑MAH-g-EP(D)M，缺口Izod沖擊是34.7J/m(比較實施例1C-1)。在1％ MAH相容劑，缺口Izod增加到53.2J/m(工作實施例1C)。引人注目地，在缺少MAH相容劑時，沖擊改性劑S-2001從1.2％到2.45％的增加將缺口Izod沖擊改良到40.9J/m(比較實施例1C-2)。
對于無缺口Izod沖擊也看到相同的趨勢。在缺少MAH-g-EP(D)M相容劑時(比較實施例1C-1)，無缺口Izod沖擊是579J/m和完全脆性破壞類型。在1％ MAH-g-EPDM(工作實施例1C)，無缺口Izod沖擊增加到1020J/m和100％延展性。當只有沖擊改性劑S-2001增加到2.45％時，無缺口Izod沖擊改良到746J/m(比較實施例1C-2)。
MAH相容劑的更大有效性在與在缺少MAH相容劑時具有增加的S-2001沖擊改性劑的相同的聚碳酸酯組合物相比沖擊性能的顯著增加中看到。在2％ MAH-g-EP(D)M負荷(工作實施例2C)，缺口Izod沖擊改良到75.5J/m。S-2001從1.2％到3.7％的增加將缺口Izod沖擊改良到49.1J/m(比較實施例2C-1)。針對無缺口Izod沖擊性能出現相似的趨勢。沒有MAH-g-EP(D)M相容劑(比較實施例1C)，無缺口Izod沖擊是579J/m和完全脆性破壞類型。MAH-g-EP(D)M相容劑以2％的添加(工作實施例2C)將無缺口Izod沖擊增加到1630J/m和100％延展性。當沖擊改性劑S-2001從1.2％增加到3.7％時，無缺口Izod沖擊改良到810J/m和80％延展性(比較實施例2C-1)。
通常，結果表明MAH-g-EP(D)M增加比一般沖擊改性劑的顯著增加產生沖擊性能更大的改良。該趨勢在MAI方面也觀察到。
阻燃性隨著增加的MAH-g-EP(D)M也被保持(工作實施例1C和2C)，其中MAH-g-EP(D)M從1％增加到2％，保持與在缺少MAH-g-EP(D)M共聚物相容劑時相同的摻合的聚碳酸酯組合物(比較實施例1C)的性能接近的FR。
與其它實施例一致，當MAH-g-EP(D)M的量增加時，MFR和彎曲模量減少。公差取決于應用。
表5
實施例組D
制備實施例以進一步評價在不同MAH相容劑量和具有沖擊改性劑MBS時的機械性質和FR性能。制備的熱塑性聚合物摻合物的配方顯示在表5中。針對熱塑性聚合物摻合物組合物評價的性能性質也顯示在表5中。阻燃劑增加到12％和用于該實施例組的填充劑是在20％的滑石HST。沖擊改性劑是EXL和MBS。如與在缺少MAH相容劑時相同的摻合的聚合物組合物相比，MAH相容劑的添加比兩種沖擊改性劑組分的增加更大量地增加沖擊性能。
沒有MAH相容劑(比較實施例1D-1)，在23℃的缺口Izod沖擊是45.5J/m。在1％MAH-g-EP(D)M相容劑時，缺口Izod沖擊改良到69.4J/m(工作實施例1D)。當在缺少MAH-g-EP(D)M相容劑，EXL從3％增加到8％時(比較實施例1D-2)，缺口Izod改良到55.1J/m。相似地，MBS從3％到4.25％的增加，缺口Izod沖擊增加到54.4J/m(比較實施例2D-2)。
當相容劑的百分比增加時，沖擊性能增加。在2％ MAH-g-EP(D)M(工作實施例2D)，缺口Izod沖擊改良到85.8J/m。EXL或MBS百分比的增加在將沖擊性能增加到相同程度方面沒有那么有效(工作實施例2D對比較實施例2D-1和比較實施例2D-2)。缺口IZOD沖擊在EXL從3％增加到13％的情況下改良到64.3J/m(比較實施例2D-1)，以及在MBS從3％增加到5.5％的情況下改良到65.5J/m(比較實施例2D-2)。相同的趨勢在0℃的缺口IZOD沖擊和在23℃和0℃的無缺口IZOD沖擊中觀察到。
關于摻合的聚碳酸酯組合物的其它性質，FR性能保持在在1.2mm的V0。與其它實施例組一致，MFR和彎曲模量隨著MAH-g-EP(D)M的添加而減少(工作實施例1D-2)。
表6
實施例組E
制備實施例以進一步評價在不同MAH相容劑量和具有不同沖擊改性劑MBS和ABS時的機械性質和FR性能。制備的摻合的聚碳酸酯組合物的配方顯示在表6中。針對摻合的聚碳酸酯組合物評價的性能性質也顯示在表6中。沖擊改性劑MBS或ABS獨立地使用。MAH-g-EP(D)M相容劑的添加以比在缺少MAH相容劑時具有沖擊改性劑MBS或ABS的相同的組合物更大程度地改良摻合的聚碳酸酯組合物中的沖擊性能。
沒有MAH-g-EP(D)M(比較實施例1E-1)，在23℃的缺口Izod沖擊是39.4J/m。在1％ MAH相容劑時，缺口沖擊改良到60J/m(工作實施例1E)。當MBS從3％增加到4.25％，缺口Izod沖擊稍微改良到43J/m(比較實施例1E-2)。在2％ MAH相容劑(工作實施例2E)添加組合物，缺口Izod增加到93.8J/m。當MBS從3％增加到5.5％時，缺口Izod沖擊改良到50.3J/m(比較實施例2E)。
結果指出針對在23℃和0℃的無缺口Izod沖擊的相似的趨勢。在1％或2％ MAH-g-EP(D)M相容劑(工作實施例1E-4E)，無缺口Izod沖擊也增加。
沒有MAH-g-EP(D)M(比較實施例3E-1)，在23℃的缺口Izod沖擊是37.1J/m。具有1％ MAH-g-EP(D)M負荷(工作實施例3E)，缺口IZOD沖擊改良到69.7J/m。然而，如果MBS負荷從4.8％增加到6.8％，則缺口Izod沖擊改良到41J/m(比較實施例3E-2)。在2％ MAH-g-EP(D)M(工作實施例4E)，缺口Izod沖擊改良到86.5J/m。當沖擊改性劑ABS從4.8％增加到8.8％時，缺口Izod沖擊改良到47.7J/m(比較實施例4E)。針對在23℃和0℃的無缺口Izod沖擊的結果也表明針對在1％或2％ MAH-g-EP(D)M的摻合的聚碳酸酯組合物的相似的改良。總的說來，這些結果顯示通過MAH-g-EP(D)M的添加和負荷獲得的改良的程度大于用MBS或ABS添加的顯著增加所獲得的改良的程度。另外，關于ABS添加，MAH-g-EP(D)M的增加產生比在缺少MAH相容劑時具有增加量ABS的相同組合物更大的延展性百分比和延展性/脆性轉變溫度的改良(工作實施例3E和4E對比較實施例3E-2和4E)。
MAH-g-EP(D)M樣品的FR性能也高于MBS和ABS樣品。MAH-g-EP(D)M的平均火焰時間短于MBS樣品。與所有的結果一致，隨著MAH-g-EP(D)M的添加，MFR和彎曲模量減少。公差取決于應用。
表7
實施例組F
制備另外的配方以表明具有和沒有MAH-接枝共聚物相容劑的玻璃纖維填充聚碳酸酯組合物的性質。表7顯示具有和沒有MAH-g-EP(D)M的玻璃纖維填充PC組合物中的機械性質和FR性能。負荷(加載，load)BPADP以獲得V0UL列表。負荷不同類型的玻璃纖維以獲得高模量。EXL和S-2001組合用作沖擊改性劑。
在415A-14C型玻璃纖維填充PC組合物中，沒有MAH-g-EP(D)M(比較實施例1F)，在23℃的缺口Izod沖擊是81.8J/m和完全脆性破壞類型。具有2％ MAH-g-EP(D)M負荷(工作實施例1F)，缺口Izod沖擊改良到188J/m和100％延展性破壞類型。其它韌度指數、在0℃的NII、在23℃的無缺口IZOD沖擊和拉伸斷裂伸長也被改良。
在CSG 3PA-820扁平型玻璃原絲(glass strand)填充PC組合物中，沒有MAH-g-EP(D)M(比較實施例2F)，在23℃的缺口Izod沖擊是92.4J/m和完全脆性破壞類型。具有2％ MAH-g-EP(D)M負荷(工作實施例2F)，缺口Izod沖擊改良到199J/m和100％延展性破壞類型。其它韌度指數、在0℃的NII、在23℃的無缺口Izod沖擊和拉伸斷裂伸長也被改良。
在CSG 3PA-830扁平型玻璃原絲填充PC組合物中，沒有MAH-g-EP(D)M(比較實施例3F)，在23℃的缺口Izod沖擊是87.6J/m和完全脆性破壞類型。具有2％ MAH-g-EP(D)M負荷(工作實施例3F)，缺口Izod沖擊改良到165J/m和100％延展性破壞類型。其它韌度指數、在0℃的NII、在23℃的無缺口Izod沖擊和拉伸斷裂伸長也被改良。
隨著MAH-g-EP(D)M引入，MFR滴下，這與滑石填充PC摻合物中的行為相似。然而，在剪切速率1500s-1的熔體粘度也減少，這不同于滑石填充PC組合物中的行為。這指出MAH-g-EP(D)M可改良模塑中的實際流動性(通常在高剪切速率)同時改良沖擊。
表8
實施例組G
表8顯示玻璃纖維填充PBT/PC組合物中具有和沒有MAH-g-EP(D)M的機械性質。一方面，負荷10％玻璃纖維以獲得高模量。MAH-g-EP(D)M用作比較實施例1G和工作實施例1G中唯一的沖擊改性劑，或在一些情況中，來自DOW的丙烯酸酯EXL3330也用作比較實施例2G和工作實施例2G中的沖擊改性劑。
在比較實施例1G和工作實施例1G配方中，沒有任何其它沖擊改性劑。沒有MAH-g-EP(D)M(比較實施例1G)，在23℃的缺口Izod沖擊是40.2J/m。具有2％ MAH-g-EP(D)M負荷(工作實施例1G)，缺口Izod沖擊改良到71.2J/m。沒有MAH-g-EP(D)M(比較實施例1G)，在23℃的無缺口Izod沖擊是1080J/m和20％延展性。具有2％ MAH-g-EP(D)M負荷(工作實施例1G)，缺口Izod沖擊改良到1790J/m和100％延展性。
在比較實施例2G和工作實施例2G配方中，加入EXL3330作為沖擊改性劑。沒有MAH-g-EP(D)M(比較實施例2G)，在23℃的缺口Izod沖擊是64.6J/m。具有2％ MAH-g-EP(D)M負荷(工作實施例2G)，缺口Izod沖擊改良到109J/m。沒有MAH-g-EP(D)M(比較實施例2G)，在23℃的無缺口Izod沖擊是602J/m和0％延展性。具有2％ MAH-g-EP(D)M負荷(工作實施例2G)，缺口Izod沖擊改良到2170J/m和100％延展性。
在PBT/PC摻合物中，與PC組合物中的結果相比，模量被保持。利用該技術，人們將期望獲得具有改良的沖擊同時保持模量和流動的PBT或PBT/PC材料。
表8顯示沒有任何FR的實施例，其指出該技術在非FR聚酯和/或聚碳酸酯組合物中起作用。
表9
實施例組H
表9顯示粘土、粘土和滑石組合填充PC組合物、和滑石填充PC/PET組合物中具有和沒有MAH-g-EP(D)M的機械性質。
在沒有MAH-g-EP(D)M的20％粘土填充PC組合物中(比較實施例1H)，在23℃的缺口Izod沖擊是72.6J/m和完全脆性破壞類型。具有2％ MAH-g-EP(D)M負荷(工作實施例1H)，缺口Izod沖擊改良到234J/m和100％延展性破壞類型。其它韌度指數、在0℃的NII、在23℃的無缺口Izod沖擊和拉伸斷裂伸長也被改良。
在沒有MAH-g-EP(D)M的10％粘土和10％細滑石組合填充PC組合物中(比較實施例2H)，在23℃的缺口Izod沖擊是61J/m和完全脆性破壞類型。具有2％ MAH-g-EP(D)M負荷(工作實施例2H)，缺口Izod沖擊改良到244J/m和100％延展性破壞類型。其它韌度指數、在0℃的NII、在23℃的無缺口Izod沖擊和拉伸斷裂伸長也被改良。
在沒有MAH-g-EP(D)M的15％細滑石填充PC/PET組合物中(比較實施例3H)，在23℃的缺口Izod沖擊是48J/m。具有2％ MAH-g-EP(D)M負荷(工作實施例3H)，缺口Izod沖擊改良到82.9J/m。沒有MAH-g-EP(D)M(比較實施例3H)，在23℃的無缺口Izod沖擊是1280J/m和40％延展性。具有2％ MAH-g-EP(D)M負荷(工作實施例3H)，無缺口Izod沖擊改良到2060J/m和100％延展性。其它韌度指數、在0℃的NII、在23℃的無缺口IZOD沖擊和拉伸斷裂伸長也被改良。
表10
實施例組I
表10顯示具有更高玻璃纖維負荷的實施例配方，以及，這樣的配方的機械性質和FR性能。
在具有丙烯酸酯型沖擊改性劑和沒有MAH-g-EP(D)M的20％GF填充PC組合物中(比較實施例1I)，在23℃的缺口Izod沖擊是125J/m和完全脆性破壞類型。具有2％ MAH-g-EP(D)M負荷(工作實施例1I)，缺口Izod沖擊改良到266J/m和100％延展性破壞類型。其它韌度指數、在0℃的NII、在23℃的無缺口IZOD沖擊和拉伸斷裂伸長也被大大改良。
在具有S-2001作為沖擊改性劑和沒有MAH-g-EP(D)M的40％ GF填充PC組合物中(比較實施例2I)，在23℃的缺口Izod沖擊是114J/m。具有2％ MAH-g-EP(D)M負荷(工作實施例2I)，缺口Izod沖擊改良到157J/m。其它韌度指數、在0℃的NII、在23℃的無缺口IZOD沖擊和拉伸斷裂伸長也被大大改良。
方面
本公開包括至少以下方面。
方面1：具有改良的沖擊性能的摻合的聚合物組合物，包括：聚合物組分，其包括約0.1wt％至約90wt％的聚碳酸酯或約0.1wt％至約90wt％的聚酯、或二者的組合；以約2wt％至約50wt％的范圍的量存在的填充劑組分；以約0.5wt％至約25wt％的范圍的量存在的沖擊改性劑；以約0.5wt％至約8wt％的范圍的量存在的聚合物相容劑；其中所有組分的組合的重量百分比值不超過約100wt％，其中所有重量百分比值是基于所述組合物的總重量；和其中所述摻合的聚合物組合物顯示與在缺少所述聚合物相容劑組分時基本上由大體上相同比例的相同的聚合物組分、相同的填充劑組分、和相同的沖擊改性劑組成的參考組合物相比，更大的沖擊性能。
方面2：方面1所述的摻合的聚合物組合物，其中所述聚合物組分包括約3wt％至約77wt％的聚碳酸酯。
方面3：方面1-2中任一個所述的摻合的聚合物組合物，其中所述聚合物組分包括約15wt％至約90wt％的聚酯。
方面4：方面1-3中任一個所述的摻合的聚合物組合物，其中所述聚合物組分包括雙酚A聚碳酸酯聚合物。
方面5：方面1-4中任一個所述的摻合的聚合物組合物，其中所述聚合物組分包括至少兩種不同的雙酚A聚碳酸酯聚合物。
方面6：方面1-5中任一個所述的摻合的聚合物組合物，其中所述聚合物組分包括聚酯碳酸酯聚合物。
方面7：方面1-6中任一個所述的摻合的聚合物組合物，其中所述聚碳酸酯組分存在并且包括聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。
方面8：方面1-7中任一個所述的摻合的聚合物組合物，進一步包括以大于0％至約25wt％的范圍的量存在的阻燃劑。
方面9：方面8所述的摻合的聚合物組合物，其中所述阻燃劑包括包含磷的有機化合物。
方面10：方面8所述的摻合的聚合物組合物，其中所述阻燃劑存在并且包括含有鹵素的化合物。
方面11：方面1-10中任一個所述的摻合的聚合物組合物，其中所述填充劑組分包括無機化合物。
方面12：方面1-11中任一個所述的摻合的聚合物組合物，進一步包括大于0wt％至約1.5wt％的范圍的量的穩(wěn)定劑添加物。
方面13：方面12所述的摻合的聚合物組合物，其中所述穩(wěn)定劑添加物包括抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑、UV穩(wěn)定劑、或其組合。
方面14：方面1-13中任一個所述的摻合的聚合物組合物，其中所述沖擊改性劑組分包括彈性體改性的接枝共聚物。
方面15：方面14所述的摻合的聚合物組合物，其中所述沖擊改性劑組分包括以下中的一種或多種：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物組分、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯組分、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯聚合物組分、本體聚合的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯丙烯腈接枝的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯組分、或其任何組合。
方面16：方面14所述的摻合的聚合物組合物，其中所述沖擊改性劑組分包括以下中的一種或多種：所述苯乙烯丙烯腈接枝的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯組分、所述丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯組分、或所述苯乙烯-丙烯腈共聚物。
方面17：方面1-16中任一個所述的摻合的聚合物組合物，其中所述聚合物相容劑包括功能化的聚烯烴。
方面18：方面17所述的摻合的聚合物組合物，其中所述聚合物相容劑包括縮水甘油基接枝聚烯烴聚合物。
方面19：方面17所述的摻合的聚合物組合物，其中所述聚合物相容劑包括馬來酸酐接枝聚乙烯共聚物。
方面20：方面19所述的摻合的聚合物組合物，其中所述馬來酸酐接枝聚乙烯共聚物包括乙烯-丙烯聚合物、乙烯-丙烯-二烯烴三聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、或苯乙烯-乙烯/丁二烯-苯乙烯共聚物。
方面21：方面1-20中任一個所述的摻合的聚合物組合物，其中所述摻合的聚碳酸酯組合物顯示大于在缺少聚合物相容劑時相同的參考聚合物摻合物組合物的缺口Izod沖擊。
方面22：從方面1-21中任一個所述的摻合的聚合物組合物制備的物品。
方面23：方法，包括通過將以下?lián)胶显谝黄鸲a生混合物：聚合物組分，其包括約0.1wt％至約90wt％的聚碳酸酯或約0.1wt％至約90wt％的聚酯、或二者的組合；以約2wt％至約50wt％的范圍的量存在的填充劑組分；以約0.5wt％至約25wt％的范圍的量存在的沖擊改性劑組分；以約0.5wt％至約8wt％的范圍的量存在的聚合物相容劑組分；其中所有組分的組合的重量百分比值不超過約100wt％，其中所有重量百分比值是基于所述混合物的總重量；和其中所述混合物顯示與在缺少所述聚合物相容劑組分時基本上由大體上相同比例的相同的聚合物組分、相同的填充劑組分、和相同的沖擊改性劑組成的參考組合物相比，更大的沖擊性能。
方面24：方面23所述的方法，進一步包括將穩(wěn)定劑添加物摻合進所述混合物。
方面25：方面24所述的方法，其中所述穩(wěn)定劑添加物包括熱穩(wěn)定劑和UV穩(wěn)定劑。
方面26：方面23所述的方法，進一步包括將抗滴落劑摻合進所述混合物。
方面27：方面26所述的方法，其中所述抗滴落劑包括原纖維形成或非原纖維形成化合物。
方面28：方面26所述的方法，其中所述抗滴落劑包括苯乙烯-丙烯腈共聚物。
方面29：方面23所述的方法，其中所述聚合物相容劑的存在對所述機械和物理性質基本上沒有影響。
方面30：方面23所述的方法，其中在擠出過程期間將所述組分中的至少一個摻合進所述混合物。
提出以下實施例以提供給本領域技術人員如何制備和評價本文公開和要求保護的方法、裝置和系統(tǒng)的完全公開和描述，并且實施例意欲是純粹示例性的并且不意欲限制本公開。已經做出了努力以保證關于數字(例如，量、溫度等)的準確度，但是一些誤差和偏差應被說明。除非另外指出，份是按重量計的份，溫度是以攝氏度(℃)為單位或在環(huán)境溫度，和壓力是在或接近大氣的。
本公開的可取得專利的范圍由權利要求限定，并且可包括本領域技術人員想到的其它實施例。如果這樣的其它實施例具有不與權利要求的文字語言不同的結構元件，或如果這樣的其它實施例包括相等的結構元件，該結構元件具有與權利要求的文字語言的無實質的差異，則這樣的其它實施例意欲處于權利要求的范圍內。