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耐电痕性组合物、方法以及制品

阅读:964发布:2024-02-29

专利汇可以提供耐电痕性组合物、方法以及制品专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本公开涉及聚 碳 酸酯组合物、方法和制品,其至少满足某些耐电痕性要求。满足这些要求的组合物、方法和制品包括至少一种聚碳酸酯;聚 硅 氧 烷嵌段共聚碳酸酯;和过渡金属氧化物,例如二氧化 钛 。,下面是耐电痕性组合物、方法以及制品专利的具体信息内容。

1.一种组合物,基于所述组合物的总重量,包含:至少一种不是聚烷嵌段共聚酸酯的聚碳酸酯;7.5至25wt%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;5至15wt%的过渡金属氧化物,所述过渡金属氧化物包括二氧化铬或二氧化;2至30wt%的卤素有机阻燃剂化合物;
可选的0至1wt%的氟化聚烯;可选的一种或多种添加剂,所述添加剂赋予所期望的使用性能;以及可选的含有炭黑的材料;其中,按照UL 94的方法,在1.5mm、1.0mm、或0.8mm或在1.5mm与0.8mm之间下,所述组合物具有大于0.85的p(FTP)V0可燃性等级,以及进一步,其中,按照ASTM D-3638,在250V下,通过至少50滴0.1%氯化铵溶液,所述组合物并不显示电痕,其中,所述组合物不包含聚酯。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述卤素有机阻燃剂化合物是溴化有机阻燃剂。
3.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述聚碳酸酯源自至少一种或多种双酚类以及所述双酚类中的一种是双酚A。
4.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯源自二羟基芳族化合物、以及具有以下结构1的聚硅氧烷双酚,
其中每个R独立地是C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族或所述芳族基团的组合,并且每个Ar独立地是取代或未取代的C6-C30芳族基团或芳族和脂族基团的组合,以及E具有20至100的平均值;
或具有以下结构2的聚硅氧烷双酚,
其中每个R独立地是C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族和所述芳族基团的组合,每个
2
R独立地是C1-30亚烷基或C7-30亚芳基-亚烷基,以及E具有20至100的平均值。
5.根据权利要求4所述的组合物,其中,所述结构1的E的平均值是20至60。
6.根据权利要求4所述的组合物,其中,所述结构1的E的平均值是30至50。
7.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述过渡金属氧化物是二氧化钛,以及可选地,其中所述二氧化钛具有大于50nm且小于350nm的平均颗粒尺寸。
8.根据权利要求7所述的组合物,其中,所述二氧化钛是没有有机涂层的无机涂覆二氧化钛。
9.根据权利要求7所述的组合物,其中,所述二氧化钛是具有有机涂层的有机涂覆二氧化钛。
10.根据权利要求9所述的组合物,其中,所述有机涂层是聚硅氧烷涂层。
11.根据权利要求2所述的组合物,其中,基于所述组合物的总重量,所述溴化有机阻燃剂具有0.3wt%与10wt%之间的溴原子的溴含量。
12.根据权利要求2所述的组合物,其中,基于所述组合物的总重量,所述溴化有机阻燃剂具有2wt%与6wt%之间的溴原子的溴含量。
13.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述过渡金属氧化物是二氧化铬。
14.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯源自二羟基芳族化合物、以及具有以下结构3的聚硅氧烷双酚:
其中每个R独立地是C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族或所述芳族基团的组合,每个R3独立地是二价C2-8脂族基团,M能够是相同或不同的,并且能够是卤素、氰基、硝基、C1-8烷硫基、C1-8烷基、C1-8烷氧基、C2-8链烯基、C2-8链烯氧基、C3-8环烷基、C3-8环烷氧基、C6-10芳基、C6-10芳氧基、C7-12芳烷基、C7-12芳烷氧基、C7-12烷芳基、或C7-12烷芳氧基,其中每个n独立地是0、1、2、3、或4,以及其中E具有20至100的平均值。
15.根据权利要求14所述的组合物,其中,所述过渡金属氧化物是平均颗粒尺寸大于或等于100nm至小于350nm的二氧化钛。
16.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述组合物具有7.5至25wt%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;5至15wt%的二氧化钛;2至30wt%的卤素有机阻燃剂化合物;以及可选的
0.1至0.5wt%的氟化聚烯烃。
17.根据权利要求16所述的组合物,其中,所述卤素有机阻燃剂化合物是溴化有机阻燃剂。
18.根据权利要求2所述的组合物,其中,所述溴化有机阻燃剂是至少以下一种:溴化聚碳酸酯、溴化聚丙烯酸酯、溴化聚醚、以及溴化聚酰亚胺。
19.根据权利要求2所述的组合物,其中,所述溴化有机阻燃剂是溴化聚碳酸酯低聚物。
20.根据权利要求2所述的组合物,其中,所述溴化有机阻燃剂是聚碳酸酯共聚物,所述聚碳酸酯共聚物源自至少双酚A和2,2’6,6’-四溴双酚A,以及其中基于所述聚碳酸酯共聚物的总重量,在所述聚碳酸酯共聚物中溴原子的平均wt%是26wt%的溴原子。
21.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述氟化聚烯烃是形成原纤的氟化聚烯烃。
22.根据权利要求21所述的组合物,其中,所述形成原纤的氟化聚烯烃是聚四氟乙烯。
23.根据权利要求22所述的组合物,其中,所述聚四氟乙烯与聚苯乙烯丙烯腈SAN结合。
24.根据权利要求1所述的组合物,其中,基于所述组合物的总重量,在所述组合物中所述炭黑的wt%小于1wt%。
25.根据权利要求1所述的组合物,其中,基于所述组合物的总重量,在所述组合物中所述炭黑的wt%小于0.5wt%。
26.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯源自二羟基芳族化合物、以及具有以下结构的聚硅氧烷双酚:
其中E具有35至55的平均值。
27.一种包含根据权利要求1-25中任一项所述的组合物的制品。
28.一种包含根据权利要求1-25中任一项所述的组合物的绝缘材料。
29.根据权利要求27所述的制品,其中,所述制品选自至少以下一种:太阳能装置、电气接线盒、电气插座、电动汽车充电器、室外电器外壳、智能电表外壳、智能电网功率节点、PV框架和MCB。
30.一种包含根据权利要求1-26中任一项所述的组合物的接线盒外壳。
31.一种控制包含含有聚碳酸酯的材料的制品的电流的电痕的方法,包括:提供根据权利要求1-26中任一项所述的组合物,以及处理所述含有聚碳酸酯的材料以形成制品。
32.根据权利要求31所述的方法,其中,所述制品选自至少以下一种:太阳能装置、电气接线盒、电气插座、电动汽车充电器、室外电器外壳、智能电表外壳、智能电网功率节点、光伏框架和微型断路器

说明书全文

耐电痕性组合物、方法以及制品

技术领域

[0001] 本发明涉及聚酸酯组合物、方法和制品,其至少满足某些耐电痕性(electrical tracking resistance)要求。

背景技术

[0002] 聚碳酸酯(PC)和共聚碳酸酯树脂提供了许多显着的优点并且用于若干不同的商业应用。用于电气应用的聚碳酸酯需要良好的阻燃性和电绝缘性能(如在漏电流下的对电痕的抗性)的组合。PC的成焦(成炭,char formation)性能,其经常通过添加阻燃添加剂来增强,经常会导致较差的耐电痕性,从而使这些性能的组合具有挑战性。在许多情况下,还要求良好的冲击性能以及尤其是,在低温下的耐冲击性。冲击改性剂的使用不仅可以损害耐电痕性,而且在许多情况下还损害阻燃性。因而更加具有挑战性的是,找到一种材料,其结合阻燃性、耐电痕性和低温耐冲击性以及它们的组合。因此,在本领域中仍需要各种各样的材料的用于电气应用的产品,其中上述材料提供耐电痕性、阻燃性、和/或冲击性能以及它们的组合的微妙平衡。

发明内容

[0003] A.耐电痕性/冲击性
[0004] 本公开提供了一种组合物,该组合物包含:至少一种不是聚烷嵌段共聚碳酸酯的聚碳酸酯;聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;过渡金属氧化物;可选的溴化有机阻燃剂;可选的氟化聚烯;可选的一种或多种添加剂,其赋予所期望的使用性能(performance property);以及可选的含有炭黑的材料,其中,按照ISO-180标准并使用5.5J冲击锤,
2
在-30℃和厚度为3.0mm下,组合物具有至少35kJ/m的缺口悬臂梁冲击强度,以及进一步地其中,按照ASTM D-3638,在250V下,通过至少50滴0.1%的含氯化铵,组合物并不显示电痕(漏电痕迹,tracking)。
[0005] 本公开还提供了一种组合物,该组合物包含:至少一种不是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的聚碳酸酯;5至45wt%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;3至40wt%的过渡金属氧化物;可选的溴化有机阻燃剂;可选的氟化聚烯烃;可选的一种或多种添加剂,其赋予所期望的使用性能;以及可选的含有炭黑的材料,其中,按照ISO-180标准并使用5.5J冲击锤,2
在-30℃和厚度为3.0mm下,组合物具有至少35kJ/m的缺口悬臂梁冲击强度,以及进一步地其中,按照ASTM D-3638,在250V下,通过至少50滴0.1%的氯化铵水溶液,组合物并不显示电痕。
[0006] 本公开还提供了控制包含含有聚碳酸酯的材料的制品的电流的电痕的方法,该方法包括:提供一种组合物,该组合物包含至少一种不是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的聚碳酸酯;聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;过渡金属氧化物;可选的溴化有机阻燃剂;可选的氟化聚烯烃;可选的一种或多种添加剂,其赋予所期望的使用性能;以及可选的含有炭黑的材料,其中按照ISO-180标准并使用5.5J冲击锤,在-30℃和厚度为3.0mm下,组合物具有至少352
千焦/平方米(kJ/m)的缺口悬臂梁冲击强度,以及进一步地其中,按照ASTM D-3638,在
250V下,通过至少50滴0.1%的含水氯化铵,组合物并不显示电痕;以及处理所述含有聚碳酸酯的材料以形成制品。
[0007] 本公开还提供了包含上述聚碳酸酯制剂的制品。
[0008] B.耐电痕性/FR
[0009] 本公开提供了一种组合物,该组合物包含:至少一种不是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的聚碳酸酯;聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;过渡金属氧化物;溴化有机阻燃剂或卤素有机阻燃剂化合物;可选的氟化聚烯烃;可选的一种或多种添加剂,其赋予所期望的使用性能;以及可选的含有炭黑的材料,其中,按照UL94的方法,在1.5mm、1.0mm、或0.8mm或在1.5mm至0.8mm之间下,所述组合物具有大于0.85的p(FTP)V0可燃性等级,以及进一步地其中,按照ASTM D-3638,在250V下,通过至少50滴0.1%的氯化铵水溶液,组合物并不显示电痕。
[0010] 本公开还提供了一种组合物,该组合物包含:至少一种不是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的聚碳酸酯;5至45wt%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;3至40wt%的过渡金属氧化物;1至10wt%的来自溴化有机阻燃剂的溴原子;可选的0至1wt%的氟化聚烯烃;可选的一种或多种添加剂,其赋予所期望的使用性能;以及可选的含有炭黑的材料,其中,按照UL94的方法,在1.5mm、1.0mm、或0.8mm或在1.5mm至0.8mm之间下,所述组合物具有>0.85的p(FTP)V0可燃性等级,以及进一步地其中,按照ASTM D-3638,在250V下,通过至少50滴0.1%的氯化铵水溶液,组合物并不显示电痕。
[0011] 本公开进一步提供了控制包含含有聚碳酸酯的材料的制品的电流的电痕的方法,该方法包括:提供一种组合物,该组合物包含至少一种不是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的聚碳酸酯;聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;过渡金属氧化物;溴化有机阻燃剂或卤素有机阻燃剂化合物;可选的0至1wt%的氟化聚烯烃;可选的一种或多种添加剂,其赋予所期望的使用性能;以及可选的含有炭黑的材料,其中,按照UL94的方法,在1.5mm或更大、1.0mm、或0.8mm或在1.5mm至0.8mm之间下,所述组合物具有大于0.85的p(FTP)V0可燃性等级,以及进一步地其中,按照ASTM D-3638,在250V下,通过至少50滴0.1%的氯化铵水溶液,组合物并不显示电痕;以及处理所述含有聚碳酸酯的材料以形成制品。
[0012] 本公开还提供了包含上述聚碳酸酯制剂的制品。
[0013] C.耐电痕性/冲击性/FR
[0014] 本公开提供了一种组合物,该组合物包含:至少一种不是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的聚碳酸酯;聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;过渡金属氧化物;溴化有机阻燃剂或卤素有机阻燃剂化合物;可选的0至1wt%的氟化聚烯烃;可选的一种或多种添加剂,其赋予所期望的使用性能;以及可选的含有炭黑的材料,其中,按照ISO-180标准并使用5.5J冲击锤,2
在-30℃和厚度为3.0mm下,组合物具有至少35kJ/m的缺口悬臂梁冲击强度,以及其中,按照UL94的方法,在1.5mm、1.0mm、或0.8mm或在1.5mm至0.8mm之间下,所述组合物具有大于0.85的p(FTP)V0可燃性等级,以及进一步地其中,按照ASTM D-3638,在250V下,通过至少50滴0.1%的氯化铵水溶液,组合物并不显示电痕。
[0015] 本公开还提供了一种组合物,该组合物包含:至少一种不是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的聚碳酸酯;5至45wt%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;3至40wt%的过渡金属氧化物;1至10wt%的来自溴化有机阻燃剂或包含卤素的阻燃剂的溴原子;可选的0至1wt%的氟化聚烯烃;可选的一种或多种添加剂,其赋予所期望的使用性能;以及可选的含有炭黑的材料,其中,按照ISO-180标准并使用5.5J冲击锤,在-30℃和厚度为3.0mm下,组合物具有至少2
35kJ/m的缺口悬臂梁冲击强度,以及其中,按照UL94的方法,在1.5mm、1.0mm、或0.8mm或在1.5mm至0.8mm之间下,组合物具有大于(“>”)0.85的p(FTP)V0可燃性等级,以及进一步其中,按照ASTM D-3638,在250V下,通过至少50滴0.1%的氯化铵水溶液,组合物并不显示电痕。
[0016] 本发明还提供了控制包含含有聚碳酸酯的材料的制品的电流的电痕的方法,该方法包括:提供至少一种不是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的聚碳酸酯;聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;过渡金属氧化物;溴化有机阻燃剂或卤素有机阻燃剂化合物;可选的0至1wt%的氟化聚烯烃;可选的一种或多种添加剂,其赋予所期望的使用性能;以及可选的含有炭黑的材料,其中,按照ISO-180标准并使用5.5J冲击锤,在-30℃和厚度为3.0mm下,组合物具有至2
少35kJ/m的缺口悬臂梁冲击强度,以及其中,按照UL94的方法,在1.5mm、1.0mm、或0.8mm或在1.5mm至0.8mm之间下,所述组合物具有>0.85的p(FTP)V0可燃性等级,以及进一步地其中,按照ASTM D-3638,在250V下,通过至少50滴0.1%的氯化铵水溶液,组合物并不显示电痕;以及处理所述含有聚碳酸酯的材料以形成制品。
[0017] 本公开还提供了包含上述聚碳酸酯制剂的制品。

具体实施方式

[0018] 定义:
[0019] 电痕(electrical tracking)被定义为在某些情况下和在一定电压下在聚合物表面上导电通路的形成。在塑料中的电痕可以是在电气应用中使用的塑料部件中的火源,所以对于在某些电气应用中使用的塑料,耐电痕性往往是重要的安全要求。
[0020] 耐电痕性是在某些情况和某些电压下塑料制剂抵抗电痕的能。经常利用确定为ASTM D-3638的试验程序来测量模塑聚碳酸酯制品的耐电痕性。报告塑料的耐电痕性的常用方法是通过它的相对电痕指数等级(comparative tracking index rating)(CTI)。塑料的CTI等级表明在某些电压下塑料对于电痕的耐性如何。CTI等级为CTI-0至CTI-5,其中CTI-1等级指示,塑料比具有较低CTI等级(例如CTI-3)的塑料更耐电痕。
[0021] 如上文所述,本发明提供了一种或多种组合物或源自其的制品,其解决:至少耐电痕性和冲击性能;至少耐电痕性和阻燃性;以及至少耐电痕性、冲击性能和阻燃性。另外,本公开还包括控制包含聚碳酸酯的组合物的电流的电痕的方法。
[0022] 下文以更具体的方式描述了上述各种要素:聚碳酸酯;聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;二氧化;阻燃化合物;氟化聚烯烃;添加剂;以及炭黑。本公开可以包括每种要素的一个或多个方面并且可以包含除本公开中描述的那些要素以外的其它要素,只要满足包含给定制剂/树脂的组合物/源自其的一种或多种制品的特定性能要求。
[0023] 如在本说明书和所附权利要求书中所使用的,除非上下文中另有明确规定,单数形式“一”、“一种”和“该”包括复数指称。
[0024] 过渡金属氧化物,例如二氧化钛,包括基础元素加上可选的其它化学物质,如涂料。
[0025] A.聚碳酸酯
[0026] 连同请求保护的本发明的其它成分来使用聚碳酸酯,例如,连同下文描述的聚硅氧烷共聚碳酸酯和过渡金属氧化物,其一个实例是包含二氧化钛的组合物。聚碳酸酯的量将取决于最终使用材料的必要性能而改变。例如,将平衡加入组合物的聚碳酸酯的量和聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的量,例如,以平衡添加聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯对耐电痕性性能的影响。另外,必须选择添加剂/其它化学物质,以并不显著降低聚碳酸酯材料或聚碳酸酯组合物的耐电痕性性能。本领域技术人员可以确定聚碳酸酯的降解量而无需过多的实验,以及通过量化CTI值来测量耐电痕性(如在本公开中阐述的)。聚碳酸酯可以具有各种物理和化学性能,但是它们必须加以平衡以获得所希望的结果:满足具体的最终使用要求。
[0027] 在一种实施方式中,聚碳酸酯可以是直链的、支化的、或它们的组合。
[0028] 具有以下式(1)的重复构造背景的各种类型的聚碳酸酯:
[0029]
[0030] 可以用于请求保护的本发明/由本公开所涵盖的发明。
[0031] 在一种实施方式中,聚碳酸酯源自双酚A。
[0032] 在另一种实施方式中,每个R1基团是二价芳基,例如源自式(2)的芳族二羟基化合物:
[0033] HO-A1-Y1-A2-OH (2)
[0034] 其中A1和A2各自是单环二价亚芳基,以及Y1是单键或分开A1与A2的具有一个或两个原子的桥连基。在一种示例性实施方式中,一个原子分开A1与A2。
[0035] 在另一种实施方式中,当每个A1和A2是亚苯基时,Y1对位于在亚苯基上的每个羟基。这种类型基团的说明性的非限制性实例是-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-C(O)-、亚甲基、环己基-亚甲基、2-[2.2.1]-双环亚庚基、亚乙基、异亚丙基、新亚戊基、亚环己基、亚环十五烷基、亚环十二烷基、和亚金刚烷基。桥连基Y1可以是烃基或饱和烃基如亚甲基、亚环己基、或异亚丙基。
[0036] 包括在式(2)的范围内的是通式(3)的双酚化合物:
[0037]
[0038] 其中Ra和Rb各自表示卤素原子或单价烃基并且可以是相同或不同的;p和q各自a独立地是0至4的整数;以及X表示单键或式(4)或(5)的基团中的一种:
[0039]
[0040] 其中Rc和Rd各自独立地是氢、C1-12烷基、C1-12环烷基、C7-12芳烷基、C1-12杂烷基、e c d或环状C7-12杂芳烷基,以及R 是二价C1-12烃基。尤其是,R 和R 各自是相同的氢或C1-4烷基,具体地相同的C1-3烷基,甚至更具体地甲基。
[0041] 在一种实施方式中,Rc和Rd一起表示C3-20环状亚烷基或含杂原子的C3-20环状亚烷基,其包含碳原子和杂原子(具有2或更大的化合价为)。这些基团的形式可以为单饱和或不饱和环、或稠合多环体系,其中稠环是饱和的、不饱和的或芳族的。一种具体的含杂原子的环状亚烷基包含至少一个杂原子(具有2或更大的化合价)、和至少两个碳原子。在含杂原子的环状亚烷基中的示例性杂原子包括-O-、-S-、和-N(Z)-,其中Z是取代基,其选自氢、羟基、C1-12烷基、C1-12烷氧基、或C1-12酰基。
[0042] 在一种具体的示例性实施方式中,Xa是式(6)的取代的C3-18亚环烷基:
[0043]
[0044] 其中Rr、Rp、Rq、和Rt各自独立地是氢、卤素、氧、或C1-12有机基团;I是直接键合(direct bond)、碳、或二价氧、硫、或–N(Z)–,其中Z是氢、卤素、羟基、C1-12烷基、C1-12烷氧基、或C1-12酰基;h是0至2,j是1或2,i是0或1的整数,以及k是0至3的整数,其r p q t前提是R、R、R、和R中的至少两种一起为稠合的脂环族、芳族、或杂芳族环。将会理解的是,在稠环是芳族的情况下。如式(6)所示的环将具有不饱和碳-碳键,环在此处被稠合。
当k是1以及i是0时,如式(6)所示的环包含4个碳原子,当k是2时,如所示的环包含5个碳原子,以及当k是3时,环包含6个碳原子。在一种实施方式中,两个相邻基团(例如,q t q t
R和R 一起)形成芳族基团,以及在另一种实施方式中,R 和R 一起形成一个芳族基团以r p
及R和R 一起形成第二芳族基团。
[0045] 当k是3以及i是0时,使用包含取代的或未取代的环己烷单元的双酚类,例如式(7)的双酚类:
[0046]
[0047] 其中每个Rf独立地是氢、C1-12烷基、或卤素;以及每个Rg独立地是氢或C1-12烷基。取代基可以是脂族或芳族、直链、环状、双环、支链的、饱和的、或不饱和的。这样的含环己烷的双酚类,例如两摩尔的苯酚与一摩尔的氢化异佛尔的反应产物可用于制备具有高玻璃化转变温度和高热变形温度的聚碳酸酯聚合物。包含环己基双酚的聚碳酸酯、或包含至少前述聚碳酸酯的一种与其它双酚聚碳酸酯的组合,由Bayer Co.并以 商品名供给。
[0048] 具有式HO-R1-OH的其它有用的二羟基化合物包括式(8)的芳族二羟基化合物:
[0049]
[0050] 其中每个Rh独立地是卤素原子、C1-10烃基如C1-10烷基、卤素取代的C1-10烃基如卤素取代的C1-10烷基,以及n是0至4。卤素通常是溴。
[0051] 二羟基化合物的一些说明性实例包括以下:4,4'-二羟基联苯、1,6-二羟基、2,6-二羟基萘、二(4-羟基苯基)甲烷、二(4-羟基苯基)二苯基甲烷、二(4-羟基苯基)-1-萘基甲烷、1,2-二(4-羟基苯基)乙烷、1,1-二(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷、
2-(4-羟基苯基)-2-(3-羟基苯基)丙烷、二(4-羟基苯基)苯基甲烷、2,2-二(4-羟
基-3-溴苯基)丙烷、1,1-二(羟基苯基)环戊烷、1,1-二(4-羟基苯基)环己烷、
1,1-二(4-羟基苯基)异丁烯、1,1-二(4-羟基苯基)环十二烷、反式-2,3-二(4-羟基苯基)-2-丁烯、2,2-二(4-羟基苯基)金刚、α,α'-二(4-羟基苯基)甲苯、二(4-羟基苯基)乙腈、2,2-二(3-甲基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-二(3-乙基-4-羟基苯基)
丙烷、2,2-二(3-正丙基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-二(3-异丙基-4-羟基苯基)丙烷、
2,2-二(3-仲丁基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-二(3-叔丁基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-二(3-环己基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-二(3-烯丙基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-二(3-甲氧基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-二(4-羟基苯基)六氟丙烷、1,1-二氯-2,2-二(4-羟基苯基)乙烯、1,1-二溴-2,2-二(4-羟基苯基)乙烯、1,1-二氯-2,2-二(5-苯氧基-4-羟基苯基)乙烯、4,4'-二羟基二苯甲酮、3,3-二(4-羟基苯基)-2-丁酮、1,6-二(4-羟基苯基)-1,6-己二酮、乙二醇二(4-羟基苯基)醚、二(4-羟基苯基)醚、二(4-羟基苯基)硫化物、二(4-羟基苯基)亚砜、二(4-羟基苯基)砜、9,9-二(4-羟基苯基)氟、2,7-二羟基芘、
6,6'-二羟基-3,3,3',3'-四甲基螺旋(二)茚满("螺二茚满双酚")、3,3-二(4-羟基苯基)苯酞、2,6-二羟基二苯并-对二噁英、2,6-二羟基噻蒽、2,7-二羟基吩黄素、2,7-二羟基-9,10-二甲基吩嗪、3,6-二羟基二苯并呋喃、3,6-二羟基二苯并噻吩、和2,7-二羟基咔唑、间苯二酚、取代的间苯二酚化合物如5-甲基间苯二酚、5-乙基间苯二酚、5-丙基间苯二酚、5-丁基间苯二酚、5-叔丁基间苯二酚、5-苯基间苯二酚、5-枯基间苯二酚、2,4,5,6-四氟间苯二酚、2,4,5,6-四溴间苯二酚等;邻苯二酚;氢醌;取代的氢醌如2-甲基氢醌、2-乙基氢醌、2-丙基氢醌、2-丁基氢醌、2-叔丁基氢醌、2-苯基氢醌、2-枯基氢醌、2,3,5,6-四甲基氢醌、2,3,5,6-四叔丁基氢醌、2,3,5,6-四氟氢醌、2,3,5,6-四溴氢醌等,以及包含前述二羟基化合物中至少一种的组合。
[0052] 可以由式(2)表示的双酚化合物的具体实例包括1,1-二(4-羟基苯基)甲烷、1,1-二(4-羟基苯基)乙烷、2,2-二(4-羟基苯基)丙烷(下文称作“双酚A”或“BPA”)、
2,2-二(4-羟基苯基)丁烷、2,2-二(4-羟基苯基)辛烷、1,1-二(4-羟基苯基)丙烷、
1,1-二(4-羟基苯基)正丁烷、2,2-二(4-羟基-1-甲基苯基)丙烷、1,1-二(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷、3,3-二(4-羟基苯基)苯并[c]吡咯酮、2-苯基-3,3-二(4-羟基苯基)苯并[c]吡咯酮(PPPBP)、和1,1-二(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷(DMBPC)。还可以使用包含前述二羟基化合物中至少一种的组合。
[0053] 如在本文中所使用的,“聚碳酸酯”包括:均聚碳酸酯;在碳酸酯中(在本文中称为1
“共聚碳酸酯”)包含不同R部分的共聚物;以及包含碳酸酯单元和其它类型的聚合物单元,如酯单元的共聚物。
[0054] 在一种具体实施方式中,聚碳酸酯是线性均聚物或共聚物,其包含源自双酚A的1 2 1
单元,其中在式(2)中的每个A和A 是对亚苯基以及Y 是异亚丙基。更具体地,在聚碳酸
1
酯中,至少60%,尤其是至少80%的R源自双酚A。
[0055] 另一特定类型的共聚物是聚酯碳酸酯,还被称为聚酯-聚碳酸酯。这类共聚物,除式(1)的重复碳酸酯链单元以外,还包含式(9)的重复单元:
[0056]
[0057] 其中D是源自二羟基化合物的二价基团,并且可以是,例如,C2-10亚烷基、C6-20脂环基团、C6-20芳基或聚氧亚烷基,其中亚烷基包含2至6个碳原子,具体地2、3、或4个碳原子;以及源自二羧酸的T二价基团,并且可以是,例如,C2-10亚烷基、C6-20脂环基团、C6-20烷芳基、或C6-20芳基。
[0058] 在一种实施方式中,D是C2-30亚烷基,其具有直链、支链、或环状(包括多环)结构。在另一种实施方式中,D源自上述式(3)的芳族二羟基化合物。在另一种实施方式中,D源自上述式(8)的芳族二羟基化合物。
[0059] 可以用来制备聚酯单元的芳族二羧酸的实例包括间苯二甲酸或对苯二甲酸、1,2-二(对羧基苯基)乙烷、4,4'-二羧基二苯醚、4,4'-二苯甲酸、以及包含前述酸中至少一种的组合。还可以存在包含稠环的酸,如1,4-、1,5-、或2,6-萘二羧酸。具体的二羧酸是对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二羧酸、环己烷二羧酸、或它们的组合。具体的二羧酸包括间苯二甲酸和对苯二甲酸的组合,其中间苯二甲酸与对苯二甲酸的重量比是91:9至2:98。
在另一种具体实施方式中,D是C2-6亚烷基以及T是对亚苯基、间亚苯基、萘、二价脂环族基团、或它们的组合。这种类型的聚酯包括聚(对苯甲酸亚烷基酯)。
[0060] 在共聚物中酯单元与碳酸酯单元的摩尔比可以变化很大,例如1:99至99:1,具体地10:90至90:10,更具体地25:75至75:25,其取决于最终组合物的所需性能。
[0061] 在一种具体实施方式中,聚酯-聚碳酸酯的聚酯单元可以源自间苯二酸和对苯二酸(或其衍生物)的组合与间苯二酚的反应。在另一种具体实施方式中,聚酯-聚碳酸酯的聚酯单元源自间苯二甲酸和对苯二甲酸的组合与双酚A的反应。在一种具体实施方式中,聚碳酸酯单元源自双酚A。在另一种具体实施方式中,聚碳酸酯单元源自间苯二酚和双酚A,其中间苯二酚碳酸酯单元与双酚A碳酸酯单元的摩尔比为1:99至99:1。
[0062] 聚碳酸酯主链的选择取决于许多因素如最终用途和由本领域的普通技术人员理解的其它因素。
[0063] 在一种实施方式中,聚碳酸酯源自至少一种或多种双酚类并且双酚类的一种是双酚A。
[0064] 在另一种实施方式中,聚碳酸酯可以是直链聚碳酸酯、支化聚碳酸酯或直链和支化聚碳酸酯的组合。
[0065] 本发明的聚碳酸酯可以包含支化聚碳酸酯。各种类型的支化剂可以用于请求保护的本发明/由本公开所涵盖的发明。
[0066] 可以通过在聚合过程中添加支化剂来制备支化聚碳酸酯嵌段。这些支化剂包括多官能有机化合物,上述多官能有机化合物含有选自以下的至少三个官能团:羟基、羧基、羧酸酐、卤代甲酰基、以及前述官能团的混合物。具体实例包括偏苯三酸、偏苯三酸酐、偏苯三氯(trimellitic trichloride)(TMTC)、三对羟苯基乙烷(THPE)、3,3-二-(4-羟基苯基)-羟吲哚(还被称为靛红双酚)、三酚TC(1,3,5-三((对羟基苯基)异丙基)苯)、三酚PA(4(4(1,1-二(对羟基苯基)-乙基)α,α-二甲基苄基)苯酚)、4-氯甲酰基邻苯二甲酸酐、苯均三酸、和二苯甲酮四羧酸。可以以0.05至2.0wt.%的水平添加支化剂。可以使用包含线性聚碳酸酯和支化聚碳酸酯的混合物。
[0067] 在一些实施方式中,特定类型的支化剂用来产生支化聚碳酸酯材料。这些支化聚碳酸酯材料统计上具有两个以上的端基。以一定量(相对于双酚单体)添加支化剂,其足以实现所期望的支链含量,即,两个以上的端基。在添加支化剂以后,聚合物的分子量可能会变得非常高,并且可以导致在光气化作用期间的粘度问题。因此,在一些实施方式中,在聚合中,使用增加量的链终止剂。当使用特定支化剂时所使用的链终止剂的量通常高于仅单独使用链终止剂的情况。和双酚单体相比,链终止剂的用量通常高于5摩尔百分比且小于20摩尔百分比。
[0068] 在一些实施方式中,支化剂是源自式(10)的三酸三氯(triacid trichloride)的结构
[0069]
[0070] 其中Z是氢、卤素、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C7-12芳烷基、烷芳基、或硝基,以及z是0至3;支化剂,其源自与式(11)的三取代的苯酚的反应
[0071]
[0072] 其中T是C1-20烷基、C1-20亚烷氧基、C7-12芳烷基、或烷芳基,S是氢、卤素、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C7-12芳烷基、烷芳基、或硝基,s是0至4。
[0073] 在另一种实施方式中,支化剂是具有式(12)的结构
[0074]
[0075] 在组合物中特别有效的具体支化剂的实例包括偏苯三氯(TMTC)、三对羟苯基乙烷(THPE)和靛红双酚。在一种实施方式中,在式(10)中,Z是氢以及z是3。在另一种实施方式中,在式(11)中,S是氢,T是甲基以及s是4。1
[0076] 在聚合物的制造中所使用的支化剂的相对量将取决于若干考虑因素,例如R基团的类型,氰基苯酚/封端剂的量,以及所期望的聚碳酸酯的分子量。通常,支化剂的量可有1 1
效提供约0.1至10个支化单元/100个R单元,具体地约0.5至8个支化单元/100个R
1
单元,以及更具体地约0.75至5个支化单元/100个R单元。对于具有式(10)的支化剂,
1
支化剂三酯基的存在量为约0.1至10个支化单元/100个R单元,具体地约0.5至8个支
1 1
化单元/100个R单元,以及更具体地约0.75至5个三酯单元/100个R 单元。对于具有
1
式(11)的支化剂,支化剂三酯基团的存在量为约0.1至10个支化单元/100个R单元,具
1
体地约0.5至8个支化单元/100个R单元,以及更具体地约0.75至5个三苯基碳酸酯单
1
元/100个R单元。在一些实施方式中,可以使用两种或更多种支化剂的组合。
[0077] 在一种实施方式中,所述组合物的聚碳酸酯具有至少约0.1%或至少0.2%或至少0.4%或至少约1%或至少约2%或至少约3%或约1%于至约3%的支化水平。
[0078] 各种类型的封端剂可以用来控制聚碳酸酯材料的长度。封端剂可以包括单官能酚或单官能醇、源自单官能酚或醇的C1-C30单氯甲酸酯、C2-C30一元羧酸、和C2-C30一元羧酸氯化物。
[0079] 在一种实施方式中,封端剂选自以下中的至少一种:苯酚或包含一个或多个由以下至少一种取代的苯酚:脂族基团、烯族基团、芳族基团、卤素、酯基、和醚基。
[0080] 商业上特别有用地,在另一种实施方式中,封端剂选自以下中的至少一种:苯酚、对叔丁基苯酚或对枯基苯酚。
[0081] 在另一种实施方式中,封端剂具有约8.3至约11之间的pKa。在又一种实施方式中,封端剂具有9至11之间的pKa。
[0082] 聚碳酸酯的量将取决于最终用途材料的所需的性能特性,例如,在由其模塑的部件的最终制剂中其它化学物质的量。
[0083] 在一种实施方式中,基于组合物的总重量,组合物包含至少40%。
[0084] 在另一种实施方式中,聚碳酸酯不是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯。
[0085] B.聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯
[0086] 聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯用于促进物质组合物,具体地由其衍生的模塑部件的低温冲击强度。
[0087] 虽然聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯材料对低温冲击强度具有正面影响,但聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯对包含非硅氧烷的聚碳酸酯的耐电痕性性能具有负面影响,因此,需要用其它类型的线性和/或支化聚碳酸酯(如上文在A部分中所述的)来平衡/补偿聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的量,以及用其它成分如二氧化钛,一种耐电痕性成分的量来平衡/补偿。本领域技术人员能够平衡这些成分而无需过多的实验。
[0088] 在一种实施方式中,聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯形成自碳酸酯单元,该碳酸酯单元源自一种或多种含二羟基芳烃的单元和一种或多种含聚硅氧烷的单元,其具有二羟基芳族端基。可以采用本领域技术人员已知的其它方案。
[0089] 在另一种实施方式中,二羟基芳族单元是双酚A。
[0090] 在另一种实施方式中,聚硅氧烷单元具有以下式:
[0091]
[0092] 其中每次出现的R是相同或不同的,并且是C1-13单价有机基团。例如,R可以独立地是C1-13烷基、C1-13烷氧基、C2-13链烯基、C2-13链烯氧基、C3-6环烷基、C3-6环烷氧基、C6-14芳基、C6-10芳氧基、C7-13芳烷基、C7-13芳烷氧基、C7-13烷芳基、或C7-13烷芳氧基。可以用氟、氯、溴、或碘、或它们的组合来完全或部分卤化前述基团。前述R基团的组合可以用于相同的共聚物。在一种实施方式中,聚硅氧烷包含具有最小烃含量的R基团。在一种具体实施方式中,具有最小烃含量的R基团是甲基。
[0093] 在式(13)中,E的值可以有很大的不同,其取决于在热塑性组合物中每种成分的类型和相对量、所期望的组合物的性能、以及类似的考虑因素。在本文中,E具有4至100的平均值。
[0094] 在另一种实施方式中,E具有20至100的平均值。
[0095] 在另一种实施方式中,E具有20至75的平均值。
[0096] 在又一种实施方式中,E具有35至55的平均值。
[0097] 在另一种实施方式中,聚硅氧烷单元是源自式(14)的二羟基芳族化合物:
[0098]
[0099] 其中E如上文所定义;每个R可以独立地是相同或不同的,并且是如上文所定义;以及每个Ar可以独立地是相同或不同的,并且是取代的或未取代的C6-30亚芳基,其中键直接连接于芳族部分。在式(14)中,适宜的Ar基团可以源自C6-30二羟基芳族化合物,例如上述式(2)、式(3)、式(7)、或式(8)的二羟基芳族化合物。还可以使用包含前述二羟基芳族化合物的至少一种的组合。示例性的二羟基芳族化合物是间苯二酚(即,1,3-二羟基苯)、4-甲基-1,3-二羟基苯、5-甲基-1,3-二羟基苯、4,6-二甲基-1,3-二羟基苯、1,4-二羟基苯、
1,1-二(4-羟基苯基)甲烷、1,1-二(4-羟基苯基)乙烷、2,2-二(4-羟基苯基)丙烷、
2,2-二(4-羟基苯基)丁烷、2,2-二(4-羟基苯基)辛烷、1,1-二(4-羟基苯基)丙烷、
1,1-二(4-羟基苯基)正丁烷、2,2-二(4-羟基-1-甲基苯基)丙烷、1,1-二(4-羟基苯基)环己烷、二(4-羟基苯基硫化物)、和1,1-二(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷。还可以使用包含前述二羟基化合物中至少一种的组合。在一种实施方式中,二羟基芳族化合物是未取代的,或并没有被包含非芳族烃的取代基如,例如,烷基、烷氧基、或亚烷基取代基,所取代。
[0100] 在一种具体实施方式中,其中Ar是源自间苯二酚,聚硅氧烷重复单元是源自式(15)的二羟基芳族化合物:
[0101]
[0102] 或,在Ar是源自双酚A的情况下,源自式(16)的二羟基芳族化合物:
[0103]
[0104] 其中E是如上文所定义。
[0105] 在另一种实施方式中,聚硅氧烷单元是源自式(17)的二羟基芳族化合物:
[0106]
[0107] 其中R和E是如上文所述,以及每个R2独立地是二价C1-30亚烷基或C7-30亚芳基-亚烷基,以及其中聚合的聚硅氧烷单元是其相应的二羟基芳族化合物的反应残余物。在一种2
具体实施方式中,其中R是C7-30亚芳基-亚烷基,聚硅氧烷单元是源自式(18)的二羟基芳族化合物:
[0108]
[0109] 其中R和E是如上述所定义。每个R3独立地是二价C2-8脂族基团。每个M可以是相同或不同的,并且可以是卤素、氰基、硝基、C1-8烷硫基、C1-8烷基、C1-8烷氧基、C2-8链烯基、C2-8链烯氧基、C3-8环烷基、C3-8环烷氧基、C6-10芳基、C6-10芳氧基、C7-12芳烷基、C7-12芳烷氧基、C7-12烷芳基、或C7-12烷芳氧基,其中每个n独立地是0、1、2、3、或4。
[0110] 在一种实施方式中,M是溴基或氯基,烷基如甲基、乙基、或丙基,烷氧基如甲氧基、3
乙氧基、或丙氧基,或芳基如苯基、氯苯基、或甲苯基;R是二亚甲基、三亚甲基或四亚甲基;
以及R是C1-8烷基,卤代烷基如三氟丙基,氰基烷基,或芳基如苯基、氯苯基或甲苯基。在另一种实施方式中,R是甲基,或甲基和三氟丙基的组合,或甲基和苯基的组合。在又一种实
3
施方式中,M是甲氧基,n是0或1,R是二价C1-3脂族基团,以及R是甲基。
[0111] 在一种具体实施方式中,聚硅氧烷单元是源自式(19)的二羟基芳族化合物:
[0112]
[0113] 其中E是如上文所述。
[0114] 在另一种具体实施方式中,聚硅氧烷单元是源自式(20)的二羟基芳族化合物:
[0115]
[0116] 其中E是如上文所定义。
[0117] 通常可以通过官能化式(21)的取代的硅氧烷低聚物来制备二羟基聚硅氧烷:
[0118]
[0119] 其中R和E是如前面所定义,以及Z是H、卤素(Cl、Br、I)、或羧酸酯。示例性羧酸酯包括乙酸酯、甲酸酯、苯甲酸酯等。在一种示例性实施方式中,其中Z是H,可以通过与脂族不饱和一元酚的铂催化加成来制备式(21)的化合物。适宜的脂族不饱和一元酚包括,例如,丁香酚、2-烯丙基苯酚、4-烯丙基苯酚、4-烯丙基-2-甲基苯酚、4-烯丙基-2-苯基苯酚、4-烯丙基-2-溴苯酚、4-烯丙基-2-叔丁氧基苯酚、4-苯基-2-烯丙基苯酚、2-甲基-4-丙烯基苯酚、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。还可以使用包含前述至少一种的组合。在Z是卤素或羧酸酯的情况下,可以通过与式(2)、式(3)、式(7)、式(8)的二羟基芳族化合物、或包含前述二羟基芳族化合物的至少一种的组合的反应,来完成官能化。在一种示例性实施方式中,在相转移条件下,式(11)的化合物可以形成自α,ω-二乙酰氧基聚二有机硅氧烷和二羟基芳族化合物。
[0120] 在一种实施方式中,聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯源自至少双酚A和聚硅氧烷双酚,其具有以下结构1,
[0121]
[0122] 其中R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族或所述芳族基团的组合,Ar包括C6-C30芳基或芳族和脂族基团的组合,以及E具有20至100的平均值。
[0123] 在另一种实施方式中,聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯源自至少双酚A和聚硅氧烷双酚,其具有以下结构2,
[0124]
[0125] 其中,R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族和所述芳族基团的组合,R2包括C7-C30脂族基团或脂族和芳族基团的组,以及E-1具有20至100的平均值。
[0126] 在另一种实施方式中,结构1的E的平均值是20至100,或结构2的E-1的平均值是20至60。
[0127] 在另一种实施方式中,结构1的E的平均值为30至50,或结构2的E-1的平均值是20至50。
[0128] 在另一种实施方式中,聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯是源自至少双酚A和聚硅氧烷双酚,其具有下式的结构:
[0129]
[0130] 其中R和E是如上述所定义。每个R3独立地是二价C2-8脂族基。每个M可以是相同或不同的,并且可以是卤素、氰基、硝基、C1-8烷硫基、C1-8烷基、C1-8烷氧基、C2-8链烯基、C2-8链烯氧基、C3-8环烷基、C3-8环烷氧基、C6-10芳基、C6-10芳氧基、C7-12芳烷基、C7-12芳烷氧基、C7-12烷芳基、或C7-12烷芳氧基,其中每个n独立地是0、1、2、3、或4,其中E具有20至100的平均值。
[0131] 在上述制剂中,聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的量可以变化,其限制是要满足所期望的特定组合物或由此衍生的模塑部件的最终使用性能特性。
[0132] 在一种实施方式中,基于组合物的总重量,组合物具有5至45wt%的聚硅氧烷嵌段共聚物。
[0133] 在另一种实施方式中,组合物具有大于约17wt%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯。在又一种实施方式中,基于组合物的总重量,组合物具有约17.5wt%的所述聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯。
[0134] C.二氧化钛/过渡金属氧化物
[0135] 已令人吃惊地发现,尤其是和具有类似介电常数的矿物填料相比,过渡金属氧化物,例如二氧化钛,可作为有用的添加剂,来在包含聚碳酸酯的制剂中改善耐电痕性性能。
[0136] 相对于金属或碱土金属的金属氧化物,过渡金属的氧化物似乎提供优越性能,如以下表1所示。如以下表1所示,在一组指定的条件下,测试了与过渡金属氧化物具有类似介电常数的其它矿物填料的耐电痕性。
[0137] 在一种实施方式中,二氧化钛会改善包含聚碳酸酯的制剂的耐电痕性性能。
[0138] 在另一种实施方式中,氧化铬(还被称为氧化铬(III))会改善包含聚碳酸酯的制剂的耐电痕性性能。
[0139] 表1
[0140]
[0141] 更具体地,已发现,二氧化钛特别适用于改善聚碳酸酯制剂的耐电痕性性能。
[0142] 在氧化钛上涂层的类型、氧化钛的平均颗粒尺寸、以及在由本公开所涵盖的聚碳酸酯制剂中使用的氧化钛的量的选择将取决于在耐电痕性性能、低温冲击、和阻燃性能(其是基于特定聚碳酸酯的产品所要求或寻求的)之间性能的特定平衡。
[0143] 例如,二氧化钛可以对阻燃性能具有轻微的负面影响,因此为了实现一定水平的阻燃性和耐电痕性性能,需要微妙平衡两种成分的添加。本领域技术人员可以平衡二氧化钛的量与阻燃剂的量,而无需过多的实验。所选择的阻燃剂的类型和量还对实现耐电痕性和阻燃性的所期望的性能水平具有影响。在还需要冲击性能的情况下,还需要权衡聚碳酸酯和聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的正确组合的选择,如在本公开中所举例说明的。
[0144] 在一种实施方式中,氧化钛颗粒可以具有无机涂层,其可以是氧化涂层,而没有有机涂层
[0145] 在另一种实施方式中,氧化钛可以具有有机涂层,其可以是聚硅氧烷涂层。
[0146] 在另一种实施方式中,基于聚碳酸酯制剂的总重量,氧化钛的量在3至40wt%、或5至30重量(wt)%的范围内,或在5至25wt%、或5至20wt%或5至10wt%的范围内。
[0147] 在另一种实施方式中,二氧化钛的颗粒尺寸为小于500nm、或小于350nm、或在50nm至350nm、或100nm至350nm、或150nm至250nm、或100nm至200nm之间。
[0148] 在另一种实施方式中,基于所述聚碳酸酯制剂的总重量,二氧化钛的量为约3至约40wt%。
[0149] 在另一种实施方式中,基于所述聚碳酸酯制剂的总重量,二氧化钛的量是所述聚碳酸酯的5至约25wt%。
[0150] 在另一种实施方式中,基于所述聚碳酸酯制剂的总重量,二氧化钛的量为约5wt%至约10wt%。。
[0151] D.阻燃剂
[0152] 正确的阻燃剂的选择不仅对于实现良好的阻燃等级(如在UL94下V0等级)是关键的,而且在需要具有良好耐电痕性性能的用途中也是重要的。不受限于理论,为获得良好阻燃剂等级所需要的成焦过程经常导致较差的电痕行为,并因而导致高CTI类。在本申请的实验部分中的数据表5和数据表6示出对聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯掺合物(其包含5%TiO2)添加各种阻燃添加剂所获得的结果。另外,数据表5和数据表6还表明,加入制剂的阻燃剂的量确实对低温冲击和延展性具有影响,所以除阻燃剂的选择之外还需要平衡阻燃剂的量。此外,基于溴化的阻燃剂,如数据表5和数据表6所示,可以提供满足耐电痕性要求和阻燃性能的组合物,如利用UL94VO p(FTP)方法,在1.5mm或在0.8mm部件厚度下,在有或没有抗滴落剂(如PTFE或TSAN)的存在下,所确定的。
[0153] 在一种实施方式中,组合物排除二苯砜磺酸(KSS)和全氟丁烷磺酸钾(Rimar)。
[0154] 在另一种实施方式中,组合物包括溴化有机阻燃剂、二苯砜磺酸盐(KSS)和全氟丁烷磺酸钾(Rimar)的组合。
[0155] 和KSS和Rimar盐相比,其它非盐有机阻燃剂如磷酸二苯酯(BPADP)也可以对耐电痕性性能具有正面影响。
[0156] 在一种实施方式中,阻燃剂是包含卤素的有机阻燃剂。
[0157] 在另一种实施方式中,阻燃剂是溴化有机阻燃剂。
[0158] 在另一种实施方式中,基于组合物的总重量,组合物具有至少10wt%的溴化聚碳酸酯。
[0159] 在另一种实施方式中,基于组合物的总重量,组合物包含至少20%的溴化聚碳酸酯。
[0160] 在另一种实施方式中,基于组合物的总重量,溴化有机阻燃剂具有0.3至10wt%溴原子的溴含量。在又一种实施方式中,基于总组合物的重量,溴含量就1.0至10wt%溴原子。在又一种实施方式中,基于总组合物的重量,溴含量是2至10wt%。在又一种实施方式中,基于组合物的总重量,溴含量是2至6wt%。在又一种实施方式中,基于组合物的总重量,溴含量是2.5至3wt%。
[0161] 在另一种实施方式中,溴化有机阻燃剂是以下至少一种:溴化聚碳酸酯、溴化聚碳酸酯低聚物、溴化丙烯酸酯、溴化聚醚、溴化环氧低聚物、和溴化邻苯二甲酰亚胺。
[0162] 在另一种实施方式中,溴化有机阻燃剂是以下至少一种:TBBPA-BPA共聚物(TBBPA= 四溴双酚A)、TBBPA低聚物(五聚体)、聚(丙烯酸五溴苄酯)、溴化环氧树脂、溴化环氧低聚物、封端溴化环氧树脂、溴化环氧聚合物、和1,2-二(四溴邻苯二甲酰亚基)乙烷。数据表5和数据表6示出溴化聚碳酸酯的实例。
[0163] 在另一种实施方式中,溴化有机阻燃剂是聚碳酸酯共聚物,其源自至少双酚A和2,2’,6,6’-四溴双酚A,以及其中,基于聚碳酸酯共聚物的总重量,在聚碳酸酯共聚物中的溴原子的平均wt%是26wt%。
[0164] 除溴化有机阻燃剂之外,还可以采用含磷阻燃剂,如BPADP。更具体地,有用的阻燃剂包括包含磷、溴、和/或氯的有机化合物。因法规原因,在某些用途中,包含非溴化和非氯化磷的阻燃剂可以是优选的,例如包含磷-氮键的有机磷酸酯和有机化合物。
[0165] D1.阻燃剂测试程序和测试成分的描述
[0166] 将不同组成的阻燃添加剂和PC混合在一起并预混合。在正常聚碳酸酯处理条件下进行挤出成型。
[0167] 利用标准Underwriters Laboratory UL94测试方法(2天调节)进行易燃性测试,不同的是测试20根棒,而不是通常的5根棒。在23±1℃的空气循环烘箱预调节试样48小时,然后,在测试之前,在室温下并在干燥器中冷却至少4小时。一旦从干燥器中取出,应在30分钟内测试试样。通过计算平均熄火(flame out)时间、熄火时间的标准偏差和总滴数来分析数据。统计方法用来将数据转换成特定制剂将达到在5根棒的标准UL94测试中的首次VO通过概率或“p(FTP)”。在这种情况下,首次通过(FTP)是指首次将材料提交给UL。优选地,p(FTP)值将是1或非常接近1,即具有高可信度:在UL94测试中样品制剂将实现VO等级。样品制剂的低于0.85的p(FTP)值被认为太低以致不能预测该制剂的V0的UL94等级。
[0168] 按 照 题 为“Tests for Flammability of Plastic Materials,UL94” 的Underwriter’s Laboratory Bulletin94的程序进行可燃性试验。基于燃烧速率、熄灭时间、抵抗滴落的能力、和是否液滴正在燃烧,可以应用若干等级。按照此程序,基于针对五个试样获得的测试结果,材料可以分类为UL94HB、V0、V1、V2。下文描述每种这些可燃性分类的标准。
[0169] HB:在放置为试样的长轴水平于火焰的5英寸试样中,试样的燃烧速率小于3英寸/分钟,以及在烧毁4英寸试样以前火焰被熄灭。
[0170] V0:在放置为其长轴是180度相对于火焰的试样中,在除去点燃火焰以后的燃烧和/或熏烧的平均时间不超过10秒,并且没有垂直放置的试样产生引燃脱脂的燃烧颗粒滴落。五棒熄火时间(FOT)是五根棒的熄火时间的总和,各自点燃两次,最大熄火时间为50秒。
[0171] V1:在放置为其长轴是180度相对于火焰的试样中,在除去点燃火焰以后的燃烧和/或熏烧的平均时间不超过30秒,以及没有垂直放置的试样产生引燃脱脂棉的燃烧颗粒滴落。五棒熄火时间是五根棒的熄火时间的总和,各自点燃两次,最大熄火时间为250秒。
[0172] V2:在加以放置以致它的长轴是180度相对于火焰的试样中,在除去点燃火焰以后燃烧和/或熏烧的平均期间不超过30秒,但垂直放置试样产生点燃棉花的燃烧颗粒的滴。五棒熄火时间是五根棒的熄火时间的总和,各自点燃两次,最大熄火时间为250秒。
[0173] E.抗滴落剂
[0174] 在组合物中还可以使用抗滴落剂,例如形成原纤的或非形成原纤的含氟聚合物如聚四氟乙烯(PTFE)。可以通过如上文所述的刚性共聚物来封装抗滴落剂,例如苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)。封装在SAN中的PTFE被称为TSAN。可以通过在含氟聚合物(例如水分散体)的存在下聚合封装聚合物来制备封装的含氟聚合物。一种示例性TSAN,基于封装的含氟聚合物的总重量,可以包含50重量百分比的PTFE和50重量百分比的SAN。基于共聚物的总重量,SAN可以包含,例如,75重量百分比的苯乙烯和25重量百分比的丙烯腈。可替换地,可以以某种方式,预混合含氟聚合物与第二聚合物,如例如,芳族聚碳酸酯或SAN,以形成附聚材料,用作抗滴落剂。任一种方法可用来产生封装的含氟聚合物。
[0175] 在另一种实施方式中,氟化聚烯烃是形成原纤的氟化聚烯烃。
[0176] 在另一种实施方式中,形成原纤的氟化聚烯烃是聚四氟乙烯。
[0177] 在另一种实施方式中,聚四氟乙烯结合于聚苯乙烯丙烯腈(SAN)。
[0178] 抗滴落剂的量可以变化,其取决于,例如,使用性能。有时抗滴落剂可以是必要的而其它时侯它是不必要的。
[0179] 在一种实施方式中,在所述组合物中的抗滴落剂是0wt%至约1wt%。在另一种实施方式中,在所述组合物中的抗滴落剂是0.3wt%。图3(TSAN图)示出包含PTFE和TSAN的各种制剂的影响。
[0180] 在另一种实施方式中,组合物包含上达至约1wt%的抗滴落剂,例如,PTFE和/或TSAN。
[0181] F.添加剂
[0182] 可以将各种添加剂(不同于抗滴落剂)加入由本公开/要求保护的发明所涵盖的组合物。另外,可以将表面添加剂加入源自所述组合物的模塑部件。
[0183] 在一种实施方式中,组合物包含一种或多种添加剂,其选自以下中的至少一种:UV稳定添加剂、热稳定添加剂、脱模剂着色剂、有机和无机填料、和γ-稳定剂。
[0184] 添加剂的量取决于本领域的普通技术人员将明了的各种因素,其包括但不限于最终使用要求和/或对耐电痕性、阻燃性、和/或冲击强度的影响。
[0185] G.炭黑
[0186] 在由本公开所涵盖的物质组合物中还可以使用炭黑。
[0187] 炭黑广泛应用于塑料行业,作为着色剂,来产生黑色或灰色产品。
[0188] 在通过本公开来实施的制剂中的炭黑的一个目的是将黑色或灰色外观赋予源自其的模制部件。具体地,TiO2的添加倾向于使模塑制品的颜色变白,因而炭黑的添加便于使模塑自包含TiO2的制剂的制品具有灰色或灰黑色外观。
[0189] 在耐电痕性制剂中使用的炭黑类型和炭黑量的选择取决于阻燃性、低温冲击和耐电痕性性能、并结合所期望的部件颜色。在一些制剂中,炭黑的添加会提供浅灰色并且还改善阻燃性。在较高水平下,炭黑会提供较暗的颜色,但可以对冲击和耐电痕性性能具有负面影响。
[0190] 炭黑可以获自不同供应商,包括Degussa和Cabot Company。
[0191] 在另一种实施方式中,基于组合物的总重量,在组合物中的炭黑wt%是小于1wt%。
[0192] 在另一种实施方式中,基于组合物的总重量,在组合物中的炭黑的wt%是小于或等于0.5wt%。
[0193] 在另一种实施方式中,在组合物中的炭黑的wt%是大于或等于0.25wt%,但小于或等于0.5wt%。
[0194] H.聚碳酸酯合成方案和制剂方案
[0195] 可以通过方法如界面聚合或熔融聚合来制备含有聚碳酸酯的材料。虽然用于界面聚合的反应条件可以变化,但一种示例性方法通常包括在苛性钠或苛性钾水溶液中溶解或分散二元酚反应物,将产生的混合物加入水不混溶的溶剂介质,以及在催化剂如,例如,叔胺或相转移催化剂的存在下并在受控pH条件(例如,8至11)下,使反应物接触碳酸酯前体。最常用的水不混溶性溶剂包括二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯苯、甲苯等。
[0196] 示例性碳酸酯前体包括,例如,碳酰卤如碳酰溴或碳酰氯,或卤代甲酸酯如二元酚的双卤代甲酸酯(例如,双酚A的二氯甲酸酯、氢醌等)或二元醇的双卤代甲酸酯(例如,乙二醇、新戊二醇、聚乙二醇等的双卤代甲酸酯)。还可以使用包含前述类型的碳酸酯前体的至少一种的组合。在一种示例性实施方式中,用来形成碳酸酯键的界面聚合反应使用光气作为碳酸酯前体,并且被称为光气化反应。
[0197] 在可以使用的叔胺中有脂族叔胺如三乙胺、三丁胺,脂环族胺如N,N-二乙基-环己胺以及芳族叔胺如N,N-二甲基苯胺。
[0198] 在可以使用的相转移催化剂中有式(R3)4Q+X的催化剂,其中每个R3是相同或不同的,并且是C1-10烷基;Q是氮或磷原子;以及X是卤素原子或C1-8烷氧基或C6-18芳氧基。示例性相转移催化剂包括,例如,[CH3(CH2)3]4NX、[CH3(CH2)3]4PX、[CH3(CH2)5]4NX、[CH3(CH2)6]4NX、- -[CH3(CH2)4]4NX、CH3[CH3(CH2)3]3NX、和CH3[CH3(CH2)2]3NX,其中X是Cl、Br、C1-8烷氧基或C6-18芳氧基。基于在光气化混合物中双酚的重量,相转移催化剂的有效量可以是0.1至10wt.%。
在另一种实施方式中,基于在光气化混合物中双酚的重量,相转移催化剂的有效量可以是
0.5至2wt.%。
[0199] 可替换地,熔体过程可以用来制备聚碳酸酯。通常,在熔体聚合过程中,可以在熔融状态下,在酯交换催化剂的存在下,在 混合器、双螺杆挤压机等中通过共反应一种或多种二羟基反应物和二芳基碳酸酯(如碳酸二苯酯)来制备聚碳酸酯,以形成均匀分散体。通过蒸馏从熔融反应物除去挥发性一元酚,并将聚合物分离为熔融残留物。用于制备聚碳酸酯的特别有用的熔体过程使用在芳基上具有吸电子取代基的碳酸二芳酯。特别有用的具有吸电子取代基的碳酸二芳酯的实例包括二(4-硝基苯基)碳酸酯、二(2-氯苯基)碳酸酯、二(4-氯苯基)碳酸酯、二(甲基水杨基)碳酸酯、二(4-甲基羧基苯基)碳酸酯、二(2-乙酰基苯基)羧酸酯、二(4-乙酰基苯基)羧酸酯、或包含前述的至少一种的组合。
[0200] 用于利用熔体过程来制备聚碳酸酯的示例性酯交换催化剂包括各种金属的乙酸盐、碳酸盐、硼酸盐、硼氢化物、氧化物、氢氧化物、氢化物、和醇化物,上述各种金属包括碱金属如锂、钠、和钾,碱土金属如镁、、和钡,以及其它金属如锌、镉、、锑、铅、锰、钴、或镍。另外,其它有用的酯交换催化剂包括氮或磷的碱性盐如四丁基氢氧化铵、甲基三丁基氢氧化铵、四丁基乙酸铵、四丁基氢氧化鏻、四丁基乙酸鏻、四丁基苯酚鏻。前述的至少一种的组合也是有用的。
[0201] 可以通过各种方法来制备包含所期望制剂的聚碳酸酯和其它要素的热塑性组合物。例如,在HENSCHEL- 高速混合器中,首先混合聚碳酸酯、聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯、阻燃剂(例如,溴化有机阻燃剂)、二氧化钛和/或炭黑和/或其它可选成分。其它低剪切过程,其包括但不限于手工混合,也可以完成这种混合。然后,通过料斗,将混合物送入单螺杆或双螺杆挤出机的狭口(throat)。可替换地,可以通过在狭口处和/或通过侧充填机的下游直接送入挤出机来将至少一种成分加入组合物。还可以将添加剂复合进入具有所期望的聚合树脂的母料并送入挤出机。通常在高于引起组合物流动所必要的温度下操作挤出机。在水浴中立即淬火挤出物并造粒。如此制备的团粒,当切割挤出物时,可以是四分之一英寸长或更少(根据需要)。这样的团粒可以用于后续的模塑、成形、或成型。
[0202] 可以调节方案以获得在本公开的范围内所期望的产品,并且可以做到这一点而无需过多的实验。
[0203] I.制品
[0204] 本公开涵盖源自请求保护的组合物的各种制品。
[0205] 在一种实施方式中,披露了包含由本发明所涵盖的组合物的绝缘材料。
[0206] 在另一种实施方式中,至少以下制品之一包含在或源自由本公开所涵盖的组合物:太阳能装置、电气接线盒、电气插座、电动汽车充电器、室外电器外壳、智能电表外壳、智能电网功率节点、PV(光伏)构架、和微型断路器(MCB)用途。
[0207] 本文提供了包含聚碳酸酯树脂组合物的成形、成型、或模塑制品。可以通过各种各样的方式如注射模塑、挤出、旋转模塑、吹塑和热成型,将组合物模塑成有用的成型制品以形成制品。本领域普通技术人员可以选择方案而无需过多的实验以满足最终使用要求。
[0208] J.优选实施方式
[0209] J1.耐电痕性/冲击
[0210] 如上文所述,组合物包含:至少一种不是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的聚碳酸酯;聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;过渡金属氧化物;可选的溴化有机阻燃剂;可选的氟化聚烯烃;
可选的一种或多种添加剂,其赋予所期望的使用性能;以及可选的含有炭黑的材料,其中,按照ISO-180标准并使用5.5J冲击锤,在-30℃和厚度为3.0mm下,组合物具有至少35kJ/
2
m的带缺口悬臂梁式冲击强度,以及进一步其中,按照ASTM D-3638,在250V下,通过至少
50滴0.1%的含水氯化铵,组合物并不显示电痕。
[0211] 在一种实施方式中,聚碳酸酯是源自至少一种或多种双酚类以及双酚类的一种是双酚A。
[0212] 在另一种实施方式中,聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯是源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元,并且聚硅氧烷双酚具有结构1,
[0213]
[0214] 其中R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族或所述芳族基团的组合,Ar表示C6-C30芳基或芳族和脂族基团的组合,以及E具有20至100的平均值;
[0215] 或具有结构2的聚硅氧烷双酚,
[0216]
[0217] 其中R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族和所述芳族基团的组合,R2表示C7-C30脂族基团或脂族和芳族基团的组合,以及E具有20至100的平均值。
[0218] 在另一种实施方式中,结构1的E的平均值是20至60。
[0219] 在另一种实施方式中,结构1的E的平均值是30至50。
[0220] 在另一种实施方式中,过渡金属氧化物是二氧化钛。
[0221] 在另一种实施方式中,二氧化钛是没有有机涂层的无机涂覆二氧化钛。
[0222] 在另一种实施方式中,二氧化钛是具有有机涂层的有机涂覆二氧化钛。
[0223] 在另一种实施方式中,有机涂层是聚硅氧烷涂层。
[0224] 在另一种实施方式中,基于组合物的总重量,溴化有机阻燃剂具有0.3至10wt%的溴原子的溴含量。在又一种实施方式中,基于总组合物的重量,溴含量为1.0至10wt%的溴原子。在又一种实施方式中,基于总组合物的重量,溴含量为2至10wt%。在又一种实施方式中,基于组合物的总重量,溴含量为2至6wt%。在又一种实施方式中,基于组合物的总重量,溴含量为2.5至3wt%。
[0225] 在另一种实施方式中,过渡金属氧化物是二氧化铬。
[0226] 在另一种实施方式中,聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元、以及具有结构3的聚硅氧烷双酚:
[0227]
[0228] 其中R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族或所述芳族基团的组合,R3独立地是二价C2-8脂族基,M可以是相同或不同的并且可以是卤素、氰基、硝基、C1-8烷硫基、C1-8烷基、C1-8烷氧基、C2-8链烯基、C2-8链烯氧基、C3-8环烷基、C3-8环烷氧基、C6-10芳基、C6-10芳氧基、C7-12芳烷基、C7-12芳烷氧基、C7-12烷芳基、或C7-12烷芳氧基,其中每个n独立地是0、1、2、3、或4,以及其中E具有20至100的平均值。在又一种实施方式中,过渡金属氧化物是平均颗粒尺寸为大于或等于100nm的二氧化钛。在再一种实施方式中,过渡金属氧化物是平均颗粒尺寸为小于350nm的二氧化钛。
[0229] 在另一种实施方式中,组合物包含:不是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的聚碳酸酯;5至45wt%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;3至40wt%的过渡金属氧化物;可选的溴化有机阻燃剂;可选的氟化聚烯烃;可选的一种或多种添加剂,其赋予所期望的使用性能;以及可选的含有炭黑的材料,其中,按照ISO-180标准并使用5.5J冲击锤,在–30℃和厚度为
3.0mm下,组合物具有至少35kJ/m2的带缺口悬臂梁式冲击强度,以及进一步其中,按照ASTM D-3638,在250V下,通过至少50滴0.1%的氯化铵水溶液,组合物并不显示电痕。在又一种实施方式中,过渡金属氧化物是二氧化钛或其它过渡金属氧化物(由本公开所涵盖的)。
[0230] 在进一步的实施方式中,聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯是源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元、和具有结构3的聚硅氧烷双酚:
[0231]
[0232] 其中R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族或所述芳族基团的组合,R3独立地是二价C2-8脂族基,M可以是相同或不同的并且可以是卤素、氰基、硝基、C1-8烷硫基、C1-8烷基、C1-8烷氧基、C2-8链烯基、C2-8链烯氧基、C3-8环烷基、C3-8环烷氧基、C6-10芳基、C6-10芳氧基、C7-12芳烷基、C7-12芳烷氧基、C7-12烷芳基、或C7-12烷芳氧基,其中每个n独立地是0、1、2、3、或4,以及其中E具有20至100的平均值。在再一种实施方式中,当聚碳酸酯是源自结构
3时,包含过渡金属氧化物,其是二氧化钛或其它过渡金属氧化物(由本公开所涵盖的)。
[0233] 在又一种实施方式中,聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯是源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元、和具有以下结构的聚硅氧烷双酚
[0234]
[0235] 或
[0236]
[0237] 其中E是35至55的平均值。
[0238] 在另一种实施方式中,组合物包含7.5至25wt%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;5至15wt%的二氧化钛;可选的2至6wt%的溴化有机阻燃剂;以及可选的0.1至0.5wt%的氟化聚烯烃。
[0239] 由本公开所涵盖的组合物可以包括炭黑。在一种实施方式中,基于组合物的总重量,在组合物中炭黑的wt%是小于1wt%。
[0240] 在另一种实施方式中,基于组合物的总重量,在组合物中炭黑的wt%是小于0.5wt%。
[0241] 由本公开所涵盖的组合物可以用来制作各种制品。
[0242] 在一种实施方式中,制品包含:聚碳酸酯,其是至少一种不是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的聚碳酸酯;聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;过渡金属氧化物;可选的溴化有机阻燃剂;可选的氟化聚烯烃;可选的一种或多种添加剂,其赋予所期望的使用性能;以及可选的含有炭黑的材料,其中,按照ISO-180标准并使用5.5J冲击锤,在-30℃和厚度为3.0mm下,组合2
物具有至少35kJ/m的缺口悬臂梁冲击强度,以及进一步地其中,按照ASTMD-3638,在250V下,通过至少50滴0.1%的含水氯化铵,组合物并不显示电痕。在又一种实施方式中,过渡金属氧化物是二氧化钛或其它过渡金属氧化物(由本公开所涵盖的)。
[0243] 在另一种实施方式中,制品包含聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯,其是源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元,和具有结构1的聚硅氧烷双酚,
[0244]
[0245] 其中R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族或所述芳族基团的组合,Ar包括C6-C30芳基或芳族和脂族基团的组合,以及E具有20至100的平均值;
[0246] 或具有结构2的聚硅氧烷双酚,
[0247]
[0248] 其中R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族和所述芳族基团的组合,R2包括C7-C30脂族基团或脂族和芳族基团的组合,以及E具有20至100的平均值。在又一种实施方式中,过渡金属氧化物是二氧化钛或其它过渡金属氧化物(由本公开所涵盖的)。
[0249] 在另一种实施方式中,制品包含组合物,该组合物包含:至少一种不是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的聚碳酸酯;5至45wt%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;3至40wt%的过渡金属氧化物;可选的溴化有机阻燃剂;可选的氟化聚烯烃;可选的一种或多种添加剂,其赋予所期望的使用性能;以及可选的含有炭黑的材料,其中,按照ISO-180标准并使用5.5J冲击锤,在-30℃和厚度为3.0mm下,组合物具有至少35kJ/m2的缺口悬臂梁冲击强度,以及进一步地其中,按照ASTM D-3638,在250V下,通过至少50滴0.1%的氯化铵水溶液,组合物并不显示电痕。
[0250] 在又一种实施方式中,制品包含聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯,其是源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元以及具有结构3的聚硅氧烷双酚:
[0251]
[0252] R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族或所述芳族基团的组合,R3独立地是二价C2-8脂族基,M可以是相同或不同的并且可以是卤素、氰基、硝基、C1-8烷硫基、C1-8烷基、C1-8烷氧基、C2-8链烯基、C2-8链烯氧基、C3-8环烷基、C3-8环烷氧基、C6-10芳基、C6-10芳氧基、C7-12芳烷基、C7-12芳烷氧基、C7-12烷芳基、或C7-12烷芳氧基,其中每个n独立地是0、1、2、3、或4,其中E具有20至100的平均值。
[0253] 在又一种实施方式中,制品包含聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯,其源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元,以及具有以下结构的聚硅氧烷双酚
[0254]
[0255] 或
[0256]
[0257] 其中E是35至55的平均值。
[0258] 在另一种实施方式中,制品是绝缘材料。
[0259] 在另一种实施方式中,制品选自以下至少一种:太阳能装置、电气接线盒、电气插座、电动汽车充电器、室外电器外壳、智能电表外壳、智能电网功率节点、PV框架、和MCB用途。本发明的组合物可以用于这些装置的至少一种。
[0260] 在另一种实施方式中,制品是接线盒。本发明的组合物可以用于这种装置。
[0261] 本公开涵盖了用于控制包含含有聚碳酸酯的材料的制品的电流的电痕的方法。
[0262] 在一种实施方式中,用于控制包含含有聚碳酸酯的材料的制品的电流的电痕的方法包括提供至少一种不是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的聚碳酸酯;聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;过渡金属氧化物;可选的溴化有机阻燃剂;可选的氟化聚烯烃;可选的一种或多种添加剂,其赋予所期望的使用性能;以及可选的含有炭黑的材料,其中,按照ISO-180标准并使2
用5.5J冲击锤,在-30℃和下厚度为3.0mm下,组合物具有至少35kJ/m的带缺口悬臂梁式冲击强度,以及进一步其中,按照ASTM D-3638,在250V下,通过至少50滴0.1%的含水氯化铵,组合物并不显示电痕。在又一种实施方式中,过渡金属氧化物是二氧化钛或其它过渡金属氧化物(由本公开所涵盖的);以及处理所述含有聚碳酸酯的材料,以形成制品。
[0263] 在又一种实施方式中,本发明提供了用于控制制品的电流的电痕的方法,上述制品包含聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯,其源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元、以及具有结构1的聚硅氧烷双酚,
[0264]
[0265] 其中R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族或所述芳族基团的组合,Ar包括C6-C30芳基或芳族和脂族基团的组合,以及E具有20至100的平均值;
[0266] 或具有结构2的聚硅氧烷双酚,
[0267]
[0268] 其中R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族和所述芳族基团的组合,R2表示C7-C30脂族基团或脂族和芳族基团的组合,以及E具有20至100的平均值;公开;以及处理所述含有聚碳酸酯的材料,以形成制品。在又一种实施方式中,过渡金属氧化物是二氧化钛或其它过渡金属氧化物(由本公开所涵盖的)。
[0269] 在另一种实施方式中,用于控制包含含有聚碳酸酯的材料的制品的电流的电痕的方法包括提供至少一种不是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的聚碳酸酯;5至45wt%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;3至40wt%的过渡金属氧化物;可选的溴化有机阻燃剂;可选的氟化聚烯烃;可选的一种或多种添加剂,其赋予所期望的使用性能;以及可选的含有炭黑的材料,其中,按照ISO-180标准并使用5.5J冲击锤,在-30℃和厚度为3.0mm下,组合物具有至少2
35kJ/m的带缺口悬臂梁式冲击强度,以及进一步其中,按照ASTM D-3638,在250V下,通过至少50滴0.1%的氯化铵水溶液,组合物并不显示电痕;以及处理所述含有聚碳酸酯的材料,以形成制品。
[0270] 在进一步的实施方式中,控制制品的电流的电痕的方法包括:提供聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯,其源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元以及具有结构3的聚硅氧烷双酚:
[0271]3
[0272] R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族或所述芳族基团的组合,R 独立地是二价C2-8脂族基,M可以是相同或不同的并且可以是卤素、氰基、硝基、C1-8烷硫基、C1-8烷基、C1-8烷氧基、C2-8链烯基、C2-8链烯氧基、C3-8环烷基、C3-8环烷氧基、C6-10芳基、C6-10芳氧基、C7-12芳烷基、C7-12芳烷氧基、C7-12烷芳基、或C7-12烷芳氧基,其中每个n独立地是0、1、2、3、或4;以及处理所述含有聚碳酸酯的材料,以形成制品,其中E具有20至100的平均值。
[0273] 在进一步的实施方式中,提供了用于控制电流的电痕的方法,该方法包括:提供聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯,其源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元,以及具有以下结构的聚硅氧烷双酚
[0274]
[0275] 或
[0276]
[0277] 其中E是35至55的平均值;以及处理所述含有聚碳酸酯的材料,以形成制品。
[0278] 通过上述方案处理的制品包括由本公开所涵盖的制品和本领域中的普通技术人员将理解的其它适用制品。
[0279] J2.耐电痕性/FR
[0280] 如上文所述,组合物包含:至少一种不是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的聚碳酸酯;聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;过渡金属氧化物;溴化有机阻燃剂或卤素有机阻燃剂化合物;
可选的0至1wt%的氟化聚烯烃;可选的一种或多种添加剂,其赋予所期望的使用性能;以及可选的含有炭黑的材料,其中,按照UL94的方法,在1.5mm、1.0mm、或0.8mm或在1.5mm至0.8mm之间下,所述组合物具有>0.85的p(FTP)V0可燃性等级,以及进一步其中,按照ASTM D-3638,在250V下,通过至少50滴0.1%的氯化铵水溶液,组合物并不显示电痕。
[0281] 在另一种实施方式中,聚碳酸酯源自至少一种或多种双酚并且双酚的一种是双酚A。
[0282] 在另一种实施方式中,聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯是源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元、以及具有结构1的聚硅氧烷双酚,
[0283]
[0284] 其中R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族或所述芳族基团的组合,Ar包括C6-C30芳基或芳族和脂族基团的组合,以及E具有20至100的平均值;或具有结构2的聚硅氧烷双酚,
[0285]
[0286] 其中R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族和所述芳族基团的组合,R2包括C7-C30脂族基团或脂族和芳族基团的组合,以及E具有20至100的平均值。
[0287] 在另一种实施方式中,结构1的E的平均值是20至60。
[0288] 在另一种实施方式中,结构1的E的平均值是30至50。
[0289] 在另一种实施方式中,过渡金属氧化物是二氧化钛。
[0290] 在另一种实施方式中,二氧化钛是没有有机涂层的无机涂覆二氧化钛。
[0291] 在另一种实施方式中,二氧化钛是具有有机涂层的有机涂覆二氧化钛。
[0292] 在另一种实施方式中,有机涂层是聚硅氧烷涂层。
[0293] 在另一种实施方式中,基于组合物的总重量,溴化有机阻燃剂具有0.3至10wt%的溴原子的溴含量。在又一种实施方式中,基于总组合物的重量,溴含量为1.0至10wt%的溴原子。在又一种实施方式中,基于总组合物的重量,溴含量为2至10wt%。在又一种实施方式中,基于组合物的总重量,溴含量为2至6wt%。在又一种实施方式中,基于组合物的总重量,溴含量为2.5至3wt%。
[0294] 在另一种实施方式中,过渡金属氧化物是二氧化铬。
[0295] 在另一种实施方式中,溴化有机阻燃剂是以下至少一种:溴化聚碳酸酯、溴化聚碳酸酯低聚物、溴化聚丙烯酸酯、溴化聚醚低聚物、溴化聚醚、和溴化聚酰亚胺。
[0296] 在另一种实施方式中,溴化有机阻燃剂是聚碳酸酯共聚物,其源自至少双酚A和2,2’6,6’-四溴双酚A,以及其中,基于聚碳酸酯共聚物的总重量,在聚碳酸酯共聚物中溴原子的平均wt%是26wt%溴原子。
[0297] 在另一种实施方式中,氟化聚烯烃是形成原纤的氟化聚烯烃。
[0298] 在另一种实施方式中,形成原纤的氟化聚烯烃是聚四氟乙烯。
[0299] 在另一种实施方式中,聚四氟乙烯结合于聚苯乙烯丙烯腈(SAN)。
[0300] 在另一种实施方式中,聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯是源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元、以及具有结构3的聚硅氧烷双酚:
[0301]
[0302] R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族或所述芳族基团的组合,R3独立地是二价C2-8脂族基,M可以是相同或不同的并且可以是卤素、氰基、硝基、C1-8烷硫基、C1-8烷基、C1-8烷氧基、C2-8链烯基、C2-8链烯氧基、C3-8环烷基、C3-8环烷氧基、C6-10芳基、C6-10芳氧基、C7-12芳烷基、C7-12芳烷氧基、C7-12烷芳基、或C7-12烷芳氧基,其中每个n独立地是0、1、2、3、或4,其中E具有20至100的平均值。在又一种实施方式中,过渡金属氧化物是平均颗粒尺寸为大于或等于100nm的二氧化钛。在又一种实施方式中,二氧化钛具有小于(“<”)350nm的平均颗粒尺寸。
[0303] 在另一种实施方式中,组合物包含:至少一种不是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的聚碳酸酯;5至45wt%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;3至40wt%的过渡金属氧化物;1至20wt%或2至6wt%的溴原子,其来自溴化阻燃剂;可选的0至1wt%的氟化聚烯烃;可选的一种或多种添加剂,其赋予所期望的性能;以及可选的含有炭黑的材料,其中,按照UL94的方法,在1.5mm、1.0mm、或0.8mm或在1.5mm至0.8mm之间下,所述组合物具有>0.85,的p(FTP)V0可燃性等级,以及进一步地其中,按照ASTMD-3638,在250V下,通过至少50滴0.1%的氯化铵水溶液,组合物并不显示电痕。在又一种实施方式中,过渡金属氧化物是二氧化钛或其它过渡金属氧化物(由本公开所涵盖的)。在又一种实施方式中,组合物包含聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯,其源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元以及具有结构3的聚硅氧烷双酚:
[0304]3
[0305] R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族或所述芳族基团的组合,R 独立地是二价C2-8脂族基,M可以是相同或不同的并且可以是卤素、氰基、硝基、C1-8烷硫基、C1-8烷基、C1-8烷氧基、C2-8链烯基、C2-8链烯氧基、C3-8环烷基、C3-8环烷氧基、C6-10芳基、C6-10芳氧基、C7-12芳烷基、C7-12芳烷氧基、C7-12烷芳基、或C7-12烷芳氧基,其中每个n独立地是0、1、2、3、或4,其中E具有20至100的平均值。在又一种实施方式中,过渡金属氧化物是二氧化钛或其它过渡金属氧化物(由本公开所涵盖的)。
[0306] 在又一种实施方式中,聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯是源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元、以及具有以下结构的聚硅氧烷双酚
[0307]
[0308] 或
[0309]
[0310] 其中E是35至55的平均值。
[0311] 在再一种实施方式中,组合物包含7.5至25wt%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;5至15wt%的二氧化钛;可选的2至6wt%来自溴化有机阻燃剂或卤素有机阻燃剂化合物的溴原子;以及可选的0.1至0.5wt%的氟化聚烯烃。
[0312] 由本公开所涵盖的组合物可以包括炭黑。
[0313] 在一种实施方式中,基于组合物的总重量,在组合物中的炭黑的wt%小于1wt%。
[0314] 在另一种实施方式中,基于组合物的总重量,在组合物中的炭黑的wt%小于0.5wt%。
[0315] 由本公开所涵盖的组合物可以用来制作各种制品。
[0316] 在一种实施方式中,制品包含至少一种不是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的聚碳酸酯;聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;过渡金属氧化物;溴化有机阻燃剂或卤素有机阻燃剂;可选的氟化聚烯烃;可选的一种或多种添加剂,其赋予所期望的使用性能;以及可选的含有炭黑的材料,其中,按照UL94的方法,在1.5mm、1.0mm、或0.8mm或在1.5mm至0.8mm之间下,所述组合物具有>0.85的p(FTP)V0可燃性等级,以及进一步其中,按照ASTM D-3638,在250V下,通过至少50滴0.1%的氯化铵水溶液,组合物并不显示电痕。在又一种实施方式中,过渡金属氧化物是二氧化钛或其它过渡金属氧化物(由本公开所涵盖的)。
[0317] 在另一种实施方式中,制品包含聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯,其源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元、以及具有结构1的聚硅氧烷双酚,
[0318]
[0319] 其中R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族或所述芳族基团的组合,Ar包括C6-C30芳基或芳族和脂族基团的组合,以及E具有20至100的平均值;
[0320] 或具有结构2的聚硅氧烷双酚,
[0321]
[0322] 其中R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族和所述芳族基团的组合,R2包括C7-C30脂族基团或脂族和芳族基团的组合,以及E具有20至100的平均值。在又一种实施方式中,过渡金属氧化物是二氧化钛或其它过渡金属氧化物(由本公开所涵盖的)。
[0323] 在另一种实施方式中,制品包含组合物,该组合物包含:至少一种不是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的聚碳酸酯;5至45wt%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;3至40wt%的过渡金属氧化物;溴化有机阻燃剂或卤素有机阻燃剂化合物;可选的氟化聚烯烃;可选的一种或多种添加剂,其赋予所期望的使用性能;以及可选的含有炭黑的材料,其中,按照UL94的方法,在1.5mm、1.0mm、或0.8mm或在1.5mm至0.8mm之间下,所述组合物具有>0.85的p(FTP)V0可燃性等级,以及进一步其中,按照ASTMD-3638,在250V下,通过至少50滴0.1%的氯化铵水溶液,组合物并不显示电痕。
[0324] 在又一种实施方式中,制品包含聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯,其源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元以及具有结构3的聚硅氧烷双酚:
[0325]
[0326] R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族或所述芳族基团的组合,R3独立地是二价C2-8脂族基,M可以是相同或不同的并且可以是卤素、氰基、硝基、C1-8烷硫基、C1-8烷基、C1-8烷氧基、C2-8链烯基、C2-8链烯氧基、C3-8环烷基、C3-8环烷氧基、C6-10芳基、C6-10芳氧基、C7-12芳烷基、C7-12芳烷氧基、C7-12烷芳基、或C7-12烷芳氧基,其中每个n独立地是0、1、2、3、或4,其中E具有20至100的平均值。
[0327] 在又一种实施方式中,制品包含聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯,其源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元、以及具有以下结构的聚硅氧烷双酚
[0328]
[0329] 或
[0330]
[0331] 其中E是35至55的平均值。
[0332] 在另一种实施方式中,制品是绝缘材料。
[0333] 在另一种实施方式中,制品选自以下至少一种:太阳能装置、电气接线盒、电气插座、电动汽车充电器、室外电器外壳、智能电表外壳、和智能电网功率节点、PV框架、和MCB用途。本发明的组合物可以用于这些装置的至少一种。
[0334] 在另一种实施方式中,制品是接线盒。本发明的组合物可以用于这种装置。
[0335] 本公开涵盖用于控制包含含有聚碳酸酯的材料的制品的电流的电痕的方法。
[0336] 在一种实施方式中,控制包含含有聚碳酸酯的材料的制品的电流的电痕的方法包括:提供组合物,该组合物包含至少一种不是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的聚碳酸酯;聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;过渡金属氧化物;溴化有机阻燃剂或卤素有机阻燃剂化合物;可选的氟化聚烯烃;可选的一种或多种添加剂,其赋予所期望的使用性能;以及可选的含有炭黑的材料,其中,按照UL94的方法,在1.5mm、1.0mm、或0.8mm或在1.5mm至0.8mm之间下,所述组合物具有>0.85的p(FTP)V0可燃性等级,以及进一步地其中,按照ASTM D-3638,在250V下,通过至少50滴0.1%的氯化铵水溶液,组合物并不显示电痕;以及处理所述含有聚碳酸酯的材料,以形成制品。
[0337] 在另一种实施方式中,控制包含含有聚碳酸酯的材料的制品的电流的电痕的方法包括提供聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯,其源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元、以及具有结构1的聚硅氧烷双酚,
[0338]
[0339] 其中R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族或所述芳族基团的组合,Ar包括C6-C30芳基或芳族和脂族基团的组合,以及E具有20至100的平均值;
[0340] 或具有结构2的聚硅氧烷双酚,
[0341]
[0342] 其中R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族和所述芳族基团的组合,R2包括C7-C30脂族基团或脂族和芳族基团的组合,以及E具有20至100的平均值;以及处理所述含有聚碳酸酯的材料,以形成制品。在又一种实施方式中。过渡金属氧化物是二氧化钛或其它过渡金属氧化物(由本公开所涵盖的)。
[0343] 在另一种实施方式中,控制包含含有聚碳酸酯的材料的制品的电流的电痕的方法包括提供组合物,该组合物包含不是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的聚碳酸酯;5至45wt%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;3至40wt%的过渡金属氧化物;溴化有机阻燃剂或包含卤素的阻燃剂;可选的氟化聚烯烃;可选的一种或多种添加剂,其赋予所期望的使用性能;以及可选的含有炭黑的材料,其中,按照UL94的方法,在1.5mm、1.0mm、或0.8mm或在1.5mm至0.8mm之间下,所述组合物具有>0.85的p(FTP)V0可燃性等级,以及进一步其中,按照ASTM D-3638,在250V下,通过至少50滴0.1%的氯化铵水溶液,组合物并不显示电痕;以及处理所述含有聚碳酸酯的材料,以形成制品。
[0344] 在进一步的实施方式中,用于控制电流的电痕的方法包括:提供聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯,其源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元以及具有以下结构3的聚硅氧烷双酚:
[0345]3
[0346] R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族或所述芳族基团的组合,R 独立地是二价C2-8脂族基,M可以是相同或不同的并且可以是卤素、氰基、硝基、C1-8烷硫基、C1-8烷基、C1-8烷氧基、C2-8链烯基、C2-8链烯氧基、C3-8环烷基、C3-8环烷氧基、C6-10芳基、C6-10芳氧基、C7-12芳烷基、C7-12芳烷氧基、C7-12烷芳基、或C7-12烷芳氧基,其中每个n独立地是0、1、2、3、或4,其中E具有20至100的平均值;以及处理所述含有聚碳酸酯的材料,以形成制品。
[0347] 在另一种实施方式中,控制制品的电流的电痕的方法包括提供聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯,其源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元、以及具有以下结构的的聚硅氧烷双酚
[0348]
[0349] 或
[0350]
[0351] 其中E是35至55的平均值;以及处理所述含有聚碳酸酯的材料,以形成制品。
[0352] 通过此方案加以处理的制品包括由本公开所涵盖的制品以及本领域中的普通技术人员将理解的其它适用制品。
[0353] J3.耐电痕性/FR/冲击
[0354] 如上文所述,组合物包含:至少一种不是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的聚碳酸酯;聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;过渡金属氧化物;溴化有机阻燃剂或卤素有机阻燃剂化合物;
可选的0至1wt%的氟化聚烯烃;可选的一种或多种添加剂,其赋予所期望的使用性能;以及可选的含有炭黑的材料,其中,按照ISO-180标准并使用5.5J冲击锤,在-30℃和厚度为
2
3.0mm下,组合物具有至少35kJ/m的缺口悬臂梁冲击强度,以及其中,按照UL94的方法,在
0.8mm、1.0mm、和1.5mm下,组合物具有至少0.85的p(FTP)V0可燃性等级,以及进一步地其中,按照ASTM D-3638,在250V下,通过至少50滴0.1%的氯化铵水溶液,组合物并不显示电痕。
[0355] 在另一种实施方式中,聚碳酸酯源自至少一种或多种双酚类以及双酚类的一种是双酚A。
[0356] 在另一种实施方式中,聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯是源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元、以及具有结构1的聚硅氧烷双酚,
[0357]
[0358] 其中R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族或所述芳族基团的组合,Ar包括C6-C30芳基或芳族和脂族基团的组合,以及E具有20至100的平均值;或具有结构2的聚硅氧烷双酚,
[0359]
[0360] 其中R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族和所述芳族基团的组合,R2包括C7-C30脂族基团或脂族和芳族基团的组合,以及E具有20至100的平均值。
[0361] 在另一种实施方式中,结构1的E的平均值是20至60。
[0362] 在另一种实施方式中,结构1的E的平均值是30至50。
[0363] 在另一种实施方式中,过渡金属氧化物是二氧化钛。
[0364] 在另一种实施方式中,二氧化钛是没有有机涂层的无机涂覆二氧化钛。
[0365] 在另一种实施方式中,二氧化钛是具有有机涂层的有机涂覆二氧化钛。
[0366] 在另一种实施方式中,有机涂层是聚硅氧烷涂层。
[0367] 在另一种实施方式中,基于组合物的总重量,溴化有机阻燃剂具有0.3至10wt%的溴原子的溴含量。在又一种实施方式中,基于总组合物的重量,溴含量为1.0至10wt%的溴原子。在又一种实施方式中,基于总组合物的重量,溴含量为2至10wt%。在又一种实施方式中,基于组合物的总重量,溴含量为2至6wt%。在又一种实施方式中,基于组合物的总重量,溴含量为2.5至3wt%。
[0368] 在另一种实施方式中,过渡金属氧化物是二氧化铬。
[0369] 在另一种实施方式中,溴化有机阻燃剂是以下至少一种:溴化聚碳酸酯、溴化聚碳酸酯低聚物、溴化丙烯酸酯、溴化聚醚、溴化聚醚低聚物、和溴化邻苯二甲酰亚胺。
[0370] 在另一种实施方式中,溴化有机阻燃剂是聚碳酸酯共聚物,其源自至少双酚A和2,2’6,6’-四溴双酚A,以及其中,基于聚碳酸酯共聚物的总重量,在聚碳酸酯共聚物中的溴原子的平均wt%是26wt%溴原子。
[0371] 在另一种实施方式中,氟化聚烯烃是形成原纤的氟化聚烯烃。
[0372] 在另一种实施方式中,形成原纤的氟化聚烯烃是聚四氟乙烯。
[0373] 在另一种实施方式中,聚四氟乙烯结合于聚苯乙烯丙烯腈(SAN)。
[0374] 在另一种实施方式中,聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯是源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元、以及具有结构3的聚硅氧烷双酚:
[0375]
[0376] R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族或所述芳族基团的组合,R3独立地是二价C2-8脂族基,M可以是相同或不同的并且可以是卤素、氰基、硝基、C1-8烷硫基、C1-8烷基、C1-8烷氧基、C2-8链烯基、C2-8链烯氧基、C3-8环烷基、C3-8环烷氧基、C6-10芳基、C6-10芳氧基、C7-12芳烷基、C7-12芳烷氧基、C7-12烷芳基、或C7-12烷芳氧基,其中每个n独立地是0、1、2、3、或4,其中E具有20至100的平均值。在又一种实施方式中,过渡金属氧化物是平均颗粒尺寸为大于或等于100nm的二氧化钛。在又一种实施方式中,过渡金属氧化物是平均颗粒尺寸为<350nm的二氧化钛。
[0377] 在另一种实施方式中,组合物包含:至少一种不是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的聚碳酸酯;5至45wt%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;3至40wt%的过渡金属氧化物;2wt%至6wt%的溴原子,其来自溴化有机阻燃剂;可选的0至1wt%的氟化聚烯烃;可选的一种或多种添加剂,其赋予所期望的使用性能;以及可选的含有炭黑的材料,其中,按照ISO-180标
2
准并使用5.5J冲击锤,在-30℃和厚度为3.0mm下,组合物具有至少35kJ/m的缺口悬臂梁冲击强度,以及其中,按照UL94的方法,在0.8mm、1.0mm、和1.5mm下,组合物具有至少0.85的p(FTP)V0可燃性等级,以及进一步其中,按照ASTM D-3638,在250V下,通过至少50滴
0.1%的氯化铵水溶液,组合物并不显示电痕。在又一种实施方式中,过渡金属氧化物是二氧化钛或其它过渡金属氧化物(由本公开所涵盖的)。
[0378] 在又一种实施方式中,聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯是源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元以及具有结构3的聚硅氧烷双酚:
[0379]
[0380] R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族或所述芳族基团的组合,R3独立地是二价C2-8脂族基,M可以是相同或不同的并且可以是卤素、氰基、硝基、C1-8烷硫基、C1-8烷基、C1-8烷氧基、C2-8链烯基、C2-8链烯氧基、C3-8环烷基、C3-8环烷氧基、C6-10芳基、C6-10芳氧基、C7-12芳烷基、C7-12芳烷氧基、C7-12烷芳基、或C7-12烷芳氧基,其中每个n独立地是0、1、2、3、或4,其中E具有20至100的平均值。在又一种实施方式中,过渡金属氧化物是二氧化钛或其它过渡金属氧化物(由本公开所涵盖的)。
[0381] 在又一种实施方式中,聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯是源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元、以及具有以下结构的聚硅氧烷双酚
[0382]
[0383] 或
[0384]
[0385] 其中E是35-55。
[0386] 在另一种实施方式中,组合物具有7.5至25wt%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;5至15wt%的二氧化钛;可选的2至6wt%的溴化原子或卤素有机阻燃剂化合物;以及可选的0.1至0.5wt%的氟化聚烯烃。
[0387] 由本公开所涵盖的组合物可以包括炭黑。在另一种实施方式中,基于组合物的总重量,在组合物中炭黑的wt%小于1wt%。
[0388] 在另一种实施方式中,基于组合物的总重量,在组合物中炭黑的wt%小于0.5wt%。
[0389] 由本公开所涵盖的组合物可以用来制作各种制品。
[0390] 在一种实施方式中,制品包含不是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的聚碳酸酯;聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;过渡金属氧化物;溴化有机阻燃剂或包含卤素的阻燃剂;可选的氟化聚烯烃;可选的一种或多种添加剂,其赋予所期望的使用性能;以及可选的含有炭黑的材料,其中,按照ISO-180标准并使用5.5J冲击锤,在-30℃和厚度为3.0mm下,组合物具有至2
少35kJ/m的缺口悬臂梁冲击强度,以及其中,按照UL94的方法,在0.8mm、1.0mm、和1.5mm下,组合物具有至少0.85的p(FTP)V0可燃性等级,以及进一步地其中,按照ASTM D-3638,在250V下,通过至少50滴0.1%的氯化铵水溶液,组合物并不显示电痕。在又一种实施方式中,过渡金属氧化物是二氧化钛或其它过渡金属氧化物(由本公开所涵盖的)。
[0391] 在另一种实施方式中,制品包含聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯,其源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元、以及具有结构1的聚硅氧烷双酚,
[0392]
[0393] 其中R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族或所述芳族基团的组合,Ar包括C6-C30芳基或芳族和脂族基团的组合,以及E具有20至100的平均值;
[0394] 或具有结构2的聚硅氧烷双酚,
[0395]
[0396] 其中R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族和所述芳族基团的组合,R2包括C7-C30脂族基团或脂族和芳族基团的组合,以及E具有20至100的平均值。在又一种实施方式中,过渡金属氧化物是二氧化钛或其它过渡金属氧化物(由本公开所涵盖的)。
[0397] 在另一种实施方式中,制品包含组合物,该组合物包含:至少一种不是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的聚碳酸酯;5至45wt%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;3至40wt%的过渡金属氧化物;溴化有机阻燃剂或卤素有机阻燃剂;可选的氟化聚烯烃;可选的一种或多种添加剂;以及可选的含有炭黑的材料,其中,按照ISO-180标准并使用5.5J冲击锤,在-30℃和2
厚度为3.0mm下,组合物具有至少35kJ/m的缺口悬臂梁冲击强度,以及其中,按照UL94的方法,在0.8mm、1.0mm、和1.5mm下,组合物具有至少0.85的p(FTP)V0可燃性等级,以及进一步其中,按照ASTM D-3638,在250V下,通过至少50滴0.1%的氯化铵水溶液,组合物并不显示电痕。
[0398] 在又一种实施方式中,制品包含聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯,其源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元以及具有以下结构3的聚硅氧烷双酚:
[0399]
[0400] R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族或所述芳族基团的组合,R3独立地是二价C2-8脂族基,M可以是相同或不同的并且可以是卤素、氰基、硝基、C1-8烷硫基、C1-8烷基、C1-8烷氧基、C2-8链烯基、C2-8链烯氧基、C3-8环烷基、C3-8环烷氧基、C6-10芳基、C6-10芳氧基、C7-12芳烷基、C7-12芳烷氧基、C7-12烷芳基、或C7-12烷芳氧基,其中每个n独立地是0、1、2、3、或4,其中E具有20至100的平均值。
[0401] 在又一种实施方式中,制品包含聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯,其源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元、以及具有以下结构的聚硅氧烷双酚
[0402]
[0403] 或
[0404]
[0405] 其中E是35至55的平均值。
[0406] 在另一种实施方式中,制品是绝缘材料。
[0407] 在另一种实施方式中,制品选自以下至少一种:太阳能装置、电气接线盒、电气插座、电动汽车充电器、室外电器外壳、智能电表外壳、智能电网功率节点、PV框架、和MCB。本发明的组合物可以用于这些装置的至少一种。
[0408] 在另一种实施方式中,制品是接线盒。本发明的组合物可以用于这种装置。
[0409] 本公开涵盖用于控制包含含有聚碳酸酯的材料的制品的电流的电痕的方法。
[0410] 在一种实施方式中,控制包含含有聚碳酸酯的材料的制品的电流的电痕的方法包括提供至少一种不是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的聚碳酸酯;聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;过渡金属氧化物;溴化有机阻燃剂或包含卤素的阻燃剂;可选的氟化聚烯烃;可选的一种或多种添加剂,其赋予所期望的使用性能;以及可选的含有炭黑的材料,其中,按照ISO-1802
标准并使用5.5J冲击锤,在-30℃和厚度为3.0mm下,组合物具有至少35kJ/m的缺口悬臂梁冲击强度,以及其中,按照UL94的方法,在0.8mm、1.0mm、和1.5mm下,组合物具有至少
0.85的p(FTP)V0可燃性等级,以及进一步地其中,按照ASTM D-3638,在250V下,通过至少50滴0.1%的氯化铵水溶液,组合物并不显示电痕。
[0411] 在又一种实施方式中,控制制品的电流的电痕的方法,包含聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯,其源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元、以及具有结构1的聚硅氧烷双酚,
[0412]
[0413] 其中R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族或所述芳族基团的组合,Ar包括C6-C30芳基或芳族和脂族基团的组合,以及E具有20至100的平均值;
[0414] 或具有结构2的聚硅氧烷双酚,
[0415]
[0416] 其中R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族和所述芳族基团的组合,R2包括C7-C30脂族基团或脂族和芳族基团的组合,以及E具有20至100的平均值;以及处理所述含有聚碳酸酯的材料,以形成制品。在又一种实施方式中,过渡金属氧化物是二氧化钛或其它过渡金属氧化物(由本公开所涵盖的)。
[0417] 在又一种实施方式中,控制包含含有聚碳酸酯的材料的制品的电流的电痕的方法包括提供至少一种不是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的聚碳酸酯;5至45wt%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯;3至40wt%的过渡金属氧化物;溴化有机阻燃剂或卤素有机阻燃剂;可选的氟化聚烯烃;可选的一种或多种添加剂;以及可选的含有炭黑的材料,其中,按照ISO-180标2
准并使用5.5J冲击锤,在-30℃和厚度为3.0mm下,组合物具有至少35kJ/m的缺口悬臂梁冲击强度,以及其中,按照UL94的方法,在0.8mm、1.0mm、和1.5mm下,组合物具有至少0.85的p(FTP)V0可燃性等级,以及进一步地其中,按照ASTM D-3638,在250V下,通过至少50滴0.1%的氯化铵水溶液,组合物并不显示电痕。
[0418] 在又一种实施方式中,控制制品的电流的电痕的方法,包含聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯,其源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元以及具有结构3的聚硅氧烷双酚;
[0419]
[0420] R包括C1-C30脂族或芳族基团或所述脂族或所述芳族基团的组合,R3独立地是二价C2-8脂族基,M可以是相同或不同的并且可以是卤素、氰基、硝基、C1-8烷硫基、C1-8烷基、C1-8烷氧基、C2-8链烯基、C2-8链烯氧基、C3-8环烷基、C3-8环烷氧基、C6-10芳基、C6-10芳氧基、C7-12芳烷基、C7-12芳烷氧基、C7-12烷芳基、或C7-12烷芳氧基,其中每个n独立地是0、1、2、3、或4;其中E具有20至100的平均值;以及处理所述含有聚碳酸酯的材料,以形成制品。
[0421] 在又一种实施方式中,控制制品的电流的电痕的方法,包含聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯,其源自至少双酚A或一种或多种含二羟基芳烃的单元、以及具有以下结构的聚硅氧烷双酚
[0422]
[0423] 或
[0424]
[0425] 其中E是35至55的平均值;以及处理所述含有聚碳酸酯的材料,以形成制品。
[0426] 通过上述方案处理的制品包括由本公开所涵盖的制品和本领域中的普通技术人员将理解的其它适用制品。
[0427] 本发明更详细地描述于以下描述和实施例,其仅是说明性的,这是因为,对于本领域技术人员而言,其中的许多修改和变化将是显而易见的。如在本说明书中和在权利要求中所使用的,术语“包含”可以包括“由组成”和“基本上由组成”的实施方式。
[0428] 本文披露的所有范围包括端点并且是可以独立地组合的。范围的端点和本文所披露的任何值并不限于精确范围或值;它们是足够不精确的以包括接近这些范围和/或值的值。在本公开内阐述的范围,例如,数值/值,将包括在上述范围、子范围、以及它们的组合内个别点的用于占有目的和声称目的的披露。作为例子,对于本文中的数值范围的列举,每个中间数目,明确设想其间存在相同精确度:对于6-9的范围,除6和9以外,还设想数字7和8,以及对于范围6.0-7.0,明确设想数字6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、和7.0。
[0429] 本发明涵盖本公开的要素的各种组合,例如,来自从属于相同独立权利要求从属权利要求的要素的组合。
[0430] 通过以下非限制性实施例来进一步说明本发明。
[0431] 实施例
[0432] 方案:
[0433] 耐电痕性:
[0434] 按照ASTM D-3638,用3mm正方形基板(6x6cm)进行耐电痕性测试。可以在任何给定电压下开始测试。在每个电压下,测试5个试样并记录平均滴数。在(至少)4个不同电压下进行测试,其中应有至少两个平均滴数高于50的数据点和两个平均滴数低于50的数据点。进行电压外推至50滴,如图A.2所示,并且基于此电压(VASTM)来指定PLC类。这种指定是按照下表来进行。
[0435]VASTM PLC
<100 5
100-174 4
175-249 3
250-399 2
400-599 1
≥600 0
[0436] 筛选方法用来预测在本申请中描述的大多数试样的CTI-2性能。筛选方法采用ASTM D-3638方法,但仅在一个电压(250V)下进行测试。记录滴数直到失败并且施加不超过100滴。试样的CTI-2等级的预测是基于在250V下在失败以前达到至少50滴的电解质溶液。未获得CTI等级的预测是基于在250V下在达到50滴电解质溶液以前的失败。用于预测CTI-2等级的筛选方法在贯穿本公开被确定为CTI测试。
[0437] 冲击测量:INI方法
[0438] 按照ISO-180标准并使用5.5J冲击锤,在各种温度下,对带缺口3mmISO棒进行ISO悬臂梁冲击测量。延展性表示为显示延展性的棒的百分比。在缺口悬臂梁冲击试验中,如果,在冲击以后,棒保持为单件,并具有连接和刚性的(即,自我支撑)棒的两端,则聚碳酸酯测试棒已经历延展性破坏。在冲击以后,如果棒的两端已断成两个单独的部分或如果它们仅由塑料的薄、柔性连接加以连接,则测试棒已发生脆性破坏。
[0439] MVR:
[0440] 按照ISO-1133标准,在300℃下,在1.2kg的负载下,测量熔体体积率,其中停留时间为5分钟或15分钟(驻留MVR)。在120℃下干燥颗粒2小时。
[0441] 可燃性测试:
[0442] UL94测试:按照Underwriter’s Laboratory Bulletin94,题为“Tests for Flammability of Plastic Materials,UL94”的程序进行可燃性试验。基于燃烧速率、熄灭时间、抵抗滴落的能力、和是否滴正燃烧,可以应用若干等级。按照此程序,并基于针对五个试样获得的测试结果,材料可以分类为UL94HB、V0、V1、V2。
[0443] HB:在放置为试样的长轴水平于火焰的5英寸试样中,试样的燃烧速率小于3英寸/分钟,以及在4英寸试样被烧毁以前火焰被熄灭。
[0444] V0:在放置为其长轴是180度相对于火焰的试样中,在除去点燃火焰以后燃烧和/或熏烧的平均期间不超过10秒,以及没有垂直放置试样产生引燃脱脂棉的燃烧颗粒的滴。五棒熄火时间(FOT)是五根棒的熄火时间的总和,各自点燃两次,最大熄火时间为50秒。
[0445] V1:在放置为其长轴是180度相对于火焰的试样中,在除去点燃火焰以后燃烧和/或熏烧的平均期间不超过30秒,以及没有垂直放置试样产生引燃脱脂棉的燃烧颗粒的滴。五棒熄火时间是五根棒的熄火时间的总和,各自点燃两次,最大熄火时间为250秒。
[0446] V2:在放置为其长轴是180度相对于火焰的试样中,在除去点燃火焰以后燃烧和/或熏烧的平均期间不超过30秒,但垂直放置试样产生点燃棉花的燃烧颗粒的滴。五棒熄火时间是五根棒的熄火时间的总和,各自点燃两次,最大熄火时间为250秒。
[0447] 以下示出UL阻燃等级标准的总结:
[0448]t1和t2 5棒FOT 燃烧滴落
V0 <10 <50 否
V1 <30 <250 否
V2 <30 <250 是
N.R.(无等级) >30 >250
[0449] 基于2套5根棒的测试来指定UL等级。在存在差异的情况下,两套5根棒的最好等级被选定为试样的等级。
[0450] 2.UL94VO p(FTP)火焰测试程序:
[0451] 利用标准Underwriters Laboratory UL94测试方法(2天调节)进行统计易燃性测试,UL94VO p(FTP),除了测试10根棒而不是通常的5根棒。在23±1℃的空气循环烘箱中预调节试样48小时,然后在测试之前,在室温下,在干燥器中冷却至少4小时。一旦从干燥器中取出,应在30分钟内测试试样。通过计算平均熄火时间、熄火时间的标准偏差、以及总滴数,来分析数据。统计方法用来将数据转换成特定制剂达到在5根棒的标准UL94测试中的首次VO通过概率或“UL94VO p(FTP)”。优选地,UL94VO p(FTP)值将是1或非常接近1,即具有高可信度:在UL94测试中,样品制剂将达到VO等级。在一些实施方式中,低于0.85的UL94VO p(FTP)值被认为太低以致不能预测制剂的V0的UL94等级。在一些实施方式中,低于0.70的UL VO p(FTP)等级被认为太低以致不能预测制剂的V0的UL94等级。除非另有说明,所有p(FTP)等级针对在1.5mm部分厚度下高的UL94VO通过概率。
[0452] 材料:
[0453] 使用的所有材料可以参见下表,其列出说明、制造商和商标名称。在下表中报道的重均分子量值是通过凝胶渗透色谱法(GPC)所获得,其中利用交联的苯乙烯-二乙烯基苯柱并以聚碳酸酯参比加以校准。以约1mg/ml的浓度制备GPC样品,并以约1.5ml/min的流速洗脱,其中使用二氯甲烷作为溶剂。
[0454] 下表提供了在本公开中所使用材料的一般描述。关于二氧化钛和溴化FR添加剂的进一步的细节列于在性能表现实施例部分的具体章节中。
[0455]
[0456] *分子量,以g/mol为单位,按照PC标准通过GPC测得。
[0457] 复合条件(Compounding Condition):
[0458] 按照在下表中指示的挤压曲线(extrusion profile)进行所有混合物的挤压。利用油漆搅拌器混合所有粉末(包括矿物填料和酸(如果存在的话)),并通过一个料机进料。通过第二料机进料剩余的PC。在使用BPADP的情况下,这作为母料进料,其在单独的料机中与纯LX-PC团粒混合。模塑条件:
[0459] 在下表中UL棒的模塑。按照曲线M1,用 75T或45T模塑机,模塑所有其它部分。对于1mm、1.2mm和1.5mm UL棒,使用了端控工具(end-gated tool),而对于0.8mm UL棒,则使用侧门控工具(side-gated tool)。
[0460]
[0461] 性能实施例:
[0462] 1.耐电痕性/冲击
[0463] 1A.二氧化钛和聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的影响
[0464] 数据表1说明,当二氧化钛存在于制剂中时,二氧化钛对冲击和耐电痕性的影响。所使用的二氧化钛的类型是KRONOS2450并且是硅氧烷涂层的二氧化钛。
[0465] 数据表1
[0466]
[0467] 结果表明,即使当存在水平高达10wt%时,二氧化钛也不会不利地影响耐电痕性。二氧化钛确实不利地影响聚碳酸酯制剂的冲击性能(实施例2和实施例3,其具有5wt%和
10wt%的二氧化钛,并且和并不包含二氧化钛的实施例1相比表现出室温的损失)。聚硅氧烷聚碳酸酯共聚碳酸酯(在表中确定为EXL)的添加会改善低温延展性(实施例3,具有
2
10wt%二氧化钛,在室温下或在-30℃下不是延展性的,冲击值为小于10kJ/m,但实施例6,具有10wt%二氧化钛和7.5wt%的EXL,在室温下和在-30℃下均是延展性的,冲击值大于
2
50kJ/m)。增加量的EXL会降低耐电痕性,并且在CTI测试中,在EXL的高负载下,耐电痕性值降到50滴通过值的水平之下(实施例10,17.5wt%的EXL,在CTI测试中,降到50滴值的水平之下)。在高EXL负载下,在制剂中二氧化钛的存在会改善耐电痕性(实施例12,在CTI测试中,17.5wt%的EXL和10wt%的二氧化钛通过50滴)。
[0468] 比较了若干不同类型的二氧化钛。它们被列于下表:
[0469]
[0470] 制剂包括36.075wt%的PC1、36.075wt%的PC2、7.5wt%的EXL、10wt%的溴化PC和10wt%的TiO2类型1(KRONOS2450)。来自5种TiO2类型的所有制剂表现出极好的CTI测试性能通过(至少60滴)。在-30℃下,来自类型1、类型2和类型3的制剂均显示至少80%
2
延展性和约50kJ/m以上的冲击。然而,在–30℃下,来自类型4和类型5的制剂显示比类
2
型1、类型2和类型3更差的低温,并具有0%延展性和小于30kJ/m冲击。对于类型4和类型5,制剂的进一步平衡可以提供更大的低温冲击。
[0471] 1B.阻燃添加剂的影响
[0472] 以下数据表2说明,可以在各种各样的水平下使用二氧化钛以实现耐电痕性以及阻燃性和低温冲击。在这些实验中,使用的二氧化钛是TiO2类型2(KRONOS2233),其是具有硅氧烷涂层的其它类型的二氧化钛。
[0473] 数据表2
[0474]
[0475] 实施例13-17说明,对于包含5-20%的二氧化钛并结合有聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯和溴化聚碳酸酯阻燃剂的制剂,可以实现低温冲击和耐电痕性。实施例13-16表现出超2
过50滴性能并通过CTI测试,且具有100%延展性和具有40kJ/m或更大的冲击(在-30℃下)。此外,来自这些制剂的模塑部件表现出优异的阻燃性能,其具有1.00的UL94VO p(FTP)值,其预测在1.5mm下高概率的UL94V0等级。具有30%二氧化钛的实施例17说明,虽然保留极好的耐电痕性(在CTI测试中大于50滴)和极好的阻燃性能(pFTP值为1.00),但和实
2
施例13-16(仅60%延展性和32kJ/m的冲击)相比低温冲击显着恶化。
[0476] 1C.氟化聚烯烃的影响
[0477] 还评估了具有5wt%二氧化钛、TiO2类型1(KRONOS2450)和类型2(KRONOS2233)结合聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯和氟化聚烯烃的制剂的耐电痕性和冲击性能。结果列于数据表3。
[0478] 数据表3
[0479]
[0480] 来自实施例19和实施例20的结果说明,SAN封装的氟化聚烯烃(T-SAN)的存在并不显着影响包含5wt%二氧化钛和12.5wt%聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的制剂的耐电痕性或延展性。实施例18(无T-SAN)和实施例19(有T-San)在CTI测试中显示几乎相同的结2
果,并具有100%延展性和大于50kJ/m冲击值。
[0481] 还比较了两种不同类型的氟化聚烯烃的CTI测试结果。实施例20使用SAN封装的氟化聚烯烃(TSAN)配制,在前面的章节被称为TSAN,使用一致的命名,虽然实施例22使用并不具有SAN封装的氟化聚烯烃。两个实施例均表现出极好的耐电痕性,这表明,耐电痕性并不取决于所选氟化聚烯烃的类型。然而,TSAN实施例的低温延展性好于氟化聚烯烃。非封装的氟化聚烯烃的UL94VO UL94VO p(FTP)值(实施例22,UL94VO p(FTP)=0.94)好于封装的聚烯烃(实施例20,UL94VO p(FTP)=0.52)。在此表和其它表中的结果表明,二氧化钛、聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯和溴化阻燃剂与非封装的氟化聚烯烃的小心平衡可以提供通过CTI测试以及冲击和阻燃性能的制剂。
[0482] 1D.添加剂的影响
[0483] 还评估了聚碳酸酯添加剂对耐电痕性和低温冲击的影响。结果示于数据表4。
[0484] 数据表4
[0485]
[0486] 添加剂包括脱模剂和热稳定剂。比较两个制剂,一个具有聚碳酸酯添加剂(实施例23)以及一个没有聚碳酸酯添加剂(实施例24),表明在耐电痕性(在CTI测试中大于50滴)
2
或低温冲击(100%延展性以及大于60kJ/m冲击)方面没有差异。
[0487] 2.耐电痕性/FR
[0488] 2A.卤化有机阻燃剂添加剂类型
[0489] 数据表5和数据表6总结了实验,其比较不同类型的溴化和氯化有机阻燃添加剂。
[0490] 数据表5
[0491]
[0492] 数据表6
[0493]
[0494] 关于在数据表5和数据表6中使用的溴化阻燃添加剂的类型的详情列于下表。
[0495]
[0496] 在实施例28-32中,增加溴化聚碳酸酯的量:从1wt%至40wt%(从0.26wt%至10.4wt%溴原子)。随着溴化聚碳酸酯增加,阻燃性能也得到改善:从在1wt%下为0的UL94VO p(FTP)值到在20wt%和40wt%下为1.00的UL94VO p(FTP)值。然而,在40wt%下,耐电痕性显着下降(实施例32在仅15滴下未能通过CTI测试)。
[0497] 如数据表5和数据表6所示,还发现,许多其它类型的溴化阻燃剂通过CTI和火焰测试。它们包括溴化聚碳酸酯低聚物和溴化聚丙烯酸酯(实施例36和实施例37)、溴化环氧化物(实施例38-42)以及溴化邻苯二甲酰亚胺(实施例43)。在以上制剂中描述的溴化阻燃剂的电阻测试和火焰测试表明,各种各样的溴化阻燃剂可以用来产生具有阻燃性能和良好的耐电痕性的制剂。此外,结果还表明,使用的溴化阻燃剂的量与在制剂中的其它要素(包括二氧化钛的类型和量,以及聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯含量)的小心平衡可以提供这样的制剂,其具有所期望的耐电痕性、阻燃性(在1.5mm或更小下)以及低温冲击性能。
[0498] 2B.阻燃剂盐添加剂
[0499] 在以上数据表5中的结果表明,阻燃剂盐添加剂如全氟丁烷磺酸钾(Rimar盐)和二苯基砜-3-磺酸钾(KSS)对耐电痕性性能具有负面影响。分别使用Rimar和KSS阻燃剂的实施例26和实施例27具有在27和15滴下的未通过CTI测试结果。然而,实施例35表明,通过使用溴化阻燃剂与阻燃剂盐的组合,可以实现所期望的耐电痕性和阻燃性。
[0500] 2C.薄壁阻燃性能
[0501] 在数据表5中的结果还表明,除1.5mm部分厚度以外,甚至在0.8mm部分厚度下,也可以实现薄壁火焰VO性能,同时保持耐电痕性性能。实施例33、实施例34和实施例37说明,溴化聚碳酸酯和溴化聚碳酸酯连同KSS或溴化丙烯酸酯阻燃剂一起具有至少0.70的V0UL94VO p(FTP)值(在0.8mm厚度下)和约1.00的UL94VO p(FTP)值(在1.5mm厚度下),同时通过CTI测试。这些试样还表现出极好的低温耐冲击性,其具有100%延展性和大2
于50kJ/m冲击(在-30℃下)。
[0502] 2D.聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯类型的影响
[0503] 以下数据表7说明了聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯类型对聚碳酸酯制剂的阻燃剂和耐电痕性性能的影响。
[0504] 数据表7
[0505]
[0506] 在上表中标记为“EXL”的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯是20wt%硅氧烷,其包含利用界面聚合条件制备的共聚碳酸酯。标记为“清晰的EXL”的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯是约6wt%硅氧烷,其包含利用界面聚合条件制备的共聚碳酸酯。在以上数据表7中的实施例44和实施例45,在制剂中,基于制剂的总重量,包含约相同量的硅氧烷(约2.5wt%)。两种聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯类型均产生极好的阻燃性能,在1.5mm厚度下具有1.00的UL94VO p(FTP)值,并且还均通过CTI测试。“EXL”聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯似乎提供更好的冲击性能,但“清晰的EXL”制剂的进一步优化可以预期提供冲击性能的改善。
[0507] 3.耐电痕性/冲击/FR
[0508] 3A.在制剂中组成要素的平衡
[0509] 在以上实施例部分(其产生具有耐电痕性和低温冲击或耐电痕性和FR性能的聚碳酸酯组合物)的第2部分和第3部分中描述的制剂要素可以加以组合,以产生具有耐电痕性、FR性能和低温冲击的组合物聚碳酸酯组合物。这些组合的一些组合描述于以下数据表8:
[0510] 数据表8
[0511]
[0512] 在以上数据表8中在标记为EXL的制剂中聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯向组合物提供低温冲击,但可以降低制剂的耐电痕性,如实施例47所说明的。二氧化钛的存在可以改善耐电痕性,如实施例46和48所说明的。溴化PC的量对于FR性能是重要的,并且在低水平下(例如2wt%),如在实施例48中,甚至当存在二氧化钛时,低UL94VO p(FTP)值也可以导致(UL94VO p(FTP)=0.00)。在制剂中,增加聚硅氧烷聚碳酸酯的量有助于阻燃性能(实施例47),但会损害耐电痕性(如上文所述)。甚至当达到耐电痕性和阻燃性能时,二氧化钛的量如果增加至30%也可以损害低温冲击性能,如实施例53所说明的。
[0513] 虽然二氧化钛、溴化有机阻燃剂、聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的许多可能的组合可以用来满足耐电痕性、低温冲击和FR性能的所期望的组合,但提出自数据表的优选范围的一种是:
[0514] 二氧化钛:5-25wt%
[0515] 聚碳酸酯聚硅氧烷共聚物:10-20wt%
[0516] 溴化聚碳酸酯:2-20wt%(0.5wt%-5.2wt%溴原子)
[0517] 3B.炭黑
[0518] 以下数据表9说明了,炭黑还可以存在于一些制剂,其具有耐电痕性、低温冲击和FR性能的所期望的平衡。
[0519] 数据表9
[0520]
[0521] 在上表中实施例54-57的结果表明,在二氧化钛、溴化聚碳酸酯和聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的优选范围的一种内的制剂中,如描述于上文第3A部分,在0.25和0.5wt%的水平下,炭黑(在这些实施例中,使用了导电性炭黑)不会不利地影响耐电痕性(在CTI测试2
中100滴)、低温延展性(在-30℃下100%延展性,并具有至少50kJ/m的冲击)和阻燃性(在
1.5mm厚度下,至少V0UL94VO p(FTP)=0.85)的平衡。
[0522] 3C.薄壁FR性能
[0523] 以下数据表10表明,溴化有机阻燃剂以及甚至溴化有机阻燃剂和盐阻燃剂的组合可以提供在1.5mm和0.8mm厚度下的薄壁FR性能,同时保留聚碳酸酯组合物的所期望的耐电痕性和低温冲击性能。
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