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具有改善的沖擊力的發(fā)泡聚碳酸酯制品及其制造和使用方法與流程

文檔序號:11284938閱讀:680來源:國知局
具有改善的沖擊力的發(fā)泡聚碳酸酯制品及其制造和使用方法與流程

相關(guān)申請

本申請要求2015年1月30日提交的美國專利申請62/110,206的優(yōu)先權(quán),該申請的全部通過引用并入本文,用于任何和全部目的。

本公開內(nèi)容涉及具有改善的機械特性的發(fā)泡聚碳酸酯組合物和由其組成的制品。



背景技術(shù):

泡沫可以被描述為低密度或高密度的多孔材料。聚合物泡沫通常指具有兩相氣固系統(tǒng)的泡沫,其具有連續(xù)的聚合物基質(zhì)和遍及其分散的氣孔。這些泡沫通常以容易制造的小球形式生產(chǎn)并且稍后提供給消費者。可以通過各種方法,包括擠出、壓縮模制、反應注塑、固態(tài)方法或注塑等加工小球——其包括聚合物基體樹脂和發(fā)泡劑——以提供發(fā)泡材料。這些聚合物泡沫被用于滿足大量需求比如保溫和防震。泡沫也可用于要求形狀保留或承重的結(jié)構(gòu)應用和包裝,以及要求最佳的抗沖擊性的汽車應用。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

跨越大跨度的環(huán)境需求,對于可維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)健性和最佳物理特性的發(fā)泡材料具有持續(xù)需要。公開的發(fā)泡聚碳酸酯組合物包括具有改善的機械特性的泡沫以解決這些和其他需要。

在一方面中,本公開內(nèi)容涉及當用合適的發(fā)泡劑加工時,制備具有改善的多軸強度和延展性的發(fā)泡熱塑性組合物的方法。阻燃劑添加劑也可被引入組合物以改善阻燃性。

在進一步方面中,公開的組合物可包括聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物以增強發(fā)泡聚碳酸酯的機械和物理特性。

在一方面中,本公開內(nèi)容涉及包括公開的發(fā)泡熱塑性組合物的制品。例如,本公開內(nèi)容涉及用于汽車、結(jié)構(gòu)和絕緣應用的聚碳酸酯泡沫。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見,本發(fā)明可做出各種改進和變型,而不背離本發(fā)明的精神或范圍。從本文公開的發(fā)明的說明書和實踐考慮,本發(fā)明的其他實施方式將對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見。說明書和實施例旨在被認為僅是示例性的,本發(fā)明的真實范圍和精神由權(quán)利要求所指示。

附圖說明

附圖,其并入本說明書并且構(gòu)成本說明書的一部分,圖解了示例性方面并且與說明書一起用來解釋本文公開的組合物、方法和系統(tǒng)的原理。

圖1顯示了對于當前商業(yè)提供品,負載作為時間的函數(shù)以及能量作為時間的函數(shù)的關(guān)系。

圖2顯示了對于樣品7(s7)的負載作為時間的函數(shù)以及能量作為時間的函數(shù)的關(guān)系。

圖3顯示了對于樣品8(s8)的負載作為時間的函數(shù)以及能量作為時間的函數(shù)的關(guān)系。

圖4顯示了對于樣品9(s9)的負載作為時間的函數(shù)以及能量作為時間的函數(shù)的關(guān)系。

具體實施方式

發(fā)泡組合物通常是非常通用的并且具有廣譜可適用用途。為了滿足這種變化的需要,發(fā)泡組合物應提供基本的耐久性。將改善的彈力和阻燃性賦予發(fā)泡聚碳酸酯組合物可進一步擴大這些制品的通用性和用途。包括聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物可有助于實現(xiàn)改善的聚碳酸酯發(fā)泡組合物。在一些方面中,添加聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物,而不是丙烯酸改性劑共聚物,至聚碳酸酯混合物可提供更強的發(fā)泡聚碳酸酯組合物。如上簡述,因此本公開內(nèi)容涉及發(fā)泡熱塑性組合物,其包括聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂、聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物組分和阻燃劑組分,以及添加劑比如填充劑、穩(wěn)定劑和抗氧化劑。在進一步方面中,本公開內(nèi)容提供填充的發(fā)泡熱塑性組合物,其展現(xiàn)增加的多軸抗沖擊性、延展性和阻燃性。

在各個方面中,形成的熱塑性組合物可以用發(fā)泡劑加工以生產(chǎn)改善的多軸強度、延展性和阻燃性的制品。因此,公開的組合物的使用可能適用于發(fā)泡制品,比如結(jié)構(gòu)彈力或易著火環(huán)境需要的那些。

在一些方面中,本文公開的熱塑性組合物可用于制備發(fā)泡制品。在進一步方面中,這些制品可包括公開的組合物的組分。作為實例,本公開內(nèi)容的制品可包括從約80wt.%至約95wt.%的聚碳酸酯樹脂,其中聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂包括第一聚碳酸酯和第二聚碳酸酯的混合物。在進一步方面中,聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂可包括雙酚a衍生物。公開的發(fā)泡熱塑性組合物可進一步包括從約3wt.%至約16wt.%的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物,從約0.01wt.%至約1wt.%的非溴阻燃劑,從約0.1wt.%至約10wt.%的填料。填料組分可以是有機或非有機的,但是也可賦予增強方面至組合物。在進一步方面中,發(fā)泡熱塑性組合物可包括從約0.01wt.%至約1wt.%的脫模劑和從約0.01wt.%至約1wt.%的抗滴落劑,其中所有組分的組合重量百分比值不超過100wt.%,并且其中所有重量百分比值基于組合物的總重量。

在進一步方面中,本公開內(nèi)容提供可包括從約80wt.%至約95wt.%的聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂、從約3wt.%至約16wt.%的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物和從約0.01wt.%至約1wt.%的非溴阻燃劑添加劑的發(fā)泡制品。作為實例,可以用發(fā)泡劑加工一種或多種熱塑性組合物以提供發(fā)泡制品。這些發(fā)泡制品可展現(xiàn)改善的機械特性,包括改善的多軸沖擊強度和阻燃性。在一方面中,發(fā)泡制品可展現(xiàn)至少約1125lb(例如,510kg)至約1200lb(例如,544kg)的平均多軸(max)負載,如根據(jù)astmd3763測定(2014)。另外,發(fā)泡制品也可展現(xiàn)根據(jù)astmd3763(2014)測定的至少約20ft-lbf(例如,27.1牛頓米(nm);27.1焦耳)至約40ft-lbf(例如,54.2nm;54.2焦耳)的對于max負載的能量。發(fā)泡制品也可展現(xiàn)阻燃劑特性。在各個方面中,發(fā)泡制品可展現(xiàn)根據(jù)ul94測定的在3mm的v0等級或根據(jù)ul94(2013)測定的在6mm的5va等級。

在公開和描述本方法和系統(tǒng)之前,應當理解,該方法和系統(tǒng)不限于特定組分或具體組合物。還要理解,本文使用的術(shù)語僅為了描述具體實施方式的目的并且不旨在是限制性的。

聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂

在各個方面中,本公開內(nèi)容的熱塑性組合物可包括聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂。例如,公開的熱塑性組合物可包括聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂,其中聚碳酸酯包括聚合物或共聚物,或聚碳酸酯聚合物的混合物。如本文使用的術(shù)語“聚碳酸酯(polycarbonate)”或“聚碳酸酯(polycarbonates)”包括共聚碳酸酯、均聚碳酸酯和(共)聚酯碳酸酯。合適的芳族熱塑性聚合物可包括芳族聚碳酸酯、聚苯醚、芳族聚酯、聚苯醚/苯乙烯摻混物、芳族聚酰胺、聚對苯二甲酸乙二酯、其摻混物、或包括前述聚合物中的至少一種的組合。

在一方面中,術(shù)語“聚碳酸酯”旨在指具有式(1)的重復碳酸酯結(jié)構(gòu)單元的組分:

其中r1基團的總數(shù)的至少60%包含芳族部分,并且其余量為脂肪族、脂環(huán)族或芳族。每個r1是c6-30芳族基團,即,包含至少一個芳族部分。r1可源自式ho-r1-oh,尤其是式(2)的二羥基化合物:

ho-a1-y1-a2-oh(2)

其中每個a1和a2是單環(huán)二價芳族基團,和y1是具有一個或多個原子的單鍵或橋連基團,其將a1與a2分開。在一方面中,一個原子將a1與a2分開。具體而言,每個r1可源自式(3)的二羥基芳族化合物:

其中ra和rb每個獨立地是鹵素、c1-12烷氧基或c1-12烷基;并且p和q每個獨立地是0至4的整數(shù)。應當理解,當p是0時,ra是氫,和同樣地,當q是0時,rb是氫。

在各個方面中,聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂可包括雙酚聚碳酸酯混合物??梢杂墒?3)表示的雙酚化合物的類型的實例包括雙(羥芳基)烷烴系列,比如,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;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-聯(lián)苯硫酚;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;等等;雙(羥芳基)環(huán)烷系列,比如,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;等等,或包括前述雙酚化合物中的至少一種的組合。

可以由式(3)表示的雙酚化合物的其他實例包括其中xa是-o-、-s-、-s(o)-或-s(o)2-的那些,比如4,4′-二羥基苯醚、4,4′-二羥基-3,3′-二甲基苯基醚,等等;雙(羥基二芳基)硫化物,比如4,4′-二羥基二苯硫醚、4,4′-二羥基-3,3′-二甲基二苯硫醚,等等;雙(羥基二芳基)亞砜,比如,4,4′-二羥基二苯基亞砜,4,4′-二羥基-3,3′-二甲基二苯基亞砜,等等;雙(羥基二芳基)砜,比如4,4′-二羥基二苯基砜,4,4′-二羥基-3,3′-二甲基二苯基砜,等等;或包括前述雙酚化合物的至少一種的組合。

同樣在式(3)中,xa是連接兩個羥基取代的芳族基團的橋連基團,其中橋連基團和每個c6亞芳基基團的羥基取代基在c6亞芳基基團上排列為彼此鄰位、間位或?qū)ξ?尤其是對位)。在一方面中,橋連基團xa是單鍵、-o-、-s-、-s(o)-、-s(o)2-、-c(o)-或c1-18有機基團。c1-18有機橋連基團可以是環(huán)狀或非環(huán)狀、芳族或非芳族,并且可進一步包括雜原子,比如鹵素、氧、氮、硫、硅或磷??梢耘帕衏1-18有機基團使得連接至其的c6亞芳基基團每個被連接至c1-18有機橋連基團的共同的亞烷基碳或不同的碳。在一方面中,p和q每個是1,和ra和rb每個是與羥基基團間位排列在每個亞芳基基團上的c1-3烷基基團,具體地是甲基。

接著以上描述,術(shù)語“聚碳酸酯”可以指均聚碳酸酯(其中聚合物中的每個r1相同),碳酸酯中包括不同的r1部分的共聚物(“共聚碳酸酯”),包括碳酸酯單元和其他類型的聚合物單元比如酯單元的共聚物,和包括均聚碳酸酯和/或共聚碳酸酯中的至少一種的組合。

在各個進一步方面中,聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂可包括聚碳酸酯的混合物。例如,聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂可包括第一聚碳酸酯和第二聚碳酸酯的混合物。第一聚碳酸酯可包括具有從約20,000道爾頓至約25,000道爾頓的分子量的聚碳酸酯。作為實例,第一聚碳酸酯可包括具有約21,600道爾頓的平均分子量的聚碳酸酯。在一些方面中,公開的熱塑性組合物可包括從組合物的總重量的約4wt.%至約10wt.%的量的第一聚碳酸酯。第二聚碳酸酯可包括具有從約34,000道爾頓至約40,000道爾頓的分子量的聚碳酸酯。例如,第二聚碳酸酯可包括具有約35,500道爾頓的分子量的聚碳酸酯。熱塑性組合物可包括從約70wt.%至約90wt.%的第二聚碳酸酯。

在一方面中,本文描述的聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂的重均分子量測定可以根據(jù)聚碳酸酯標準進行。作為實例,分子量測定可以使用凝膠滲透色譜(gpc),使用交聯(lián)的苯乙烯-二乙烯基苯柱進行,并且使用設(shè)定在264nm的紫外可見(uv-vis)檢測器對于聚碳酸酯參照進行校準??梢栽诩s1mg/ml的濃度下制備樣品,并且在約1.0ml/min的流速下洗脫。

聚硅氧烷聚碳酸酯共聚物

在各個方面中,公開的熱塑性組合物可包括聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物組分。如本文所使用,術(shù)語聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物等于聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物、聚碳酸酯-聚硅氧烷聚合物或聚硅氧烷-聚碳酸酯聚合物。聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物包括含有以下通式(4)的結(jié)構(gòu)單元的聚二有機硅氧烷嵌段:

其中聚二有機硅氧烷嵌段長度(e)為從約20至約60;其中每個r基團可以相同或不同,并且選自c1-13單價有機基團;其中每個m可以相同或不同,并且選自鹵素、氰基、硝基、c1-c8烷硫基、c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、c2-c8烯基、c2-c8烯氧基、c3-c8環(huán)烷基、c3-c8環(huán)烷氧基、c6-c10芳基、c6-c10芳氧基、c7-c12芳烷基、c7-c12芳烷氧基、c7-c12烷基芳基或c7-c12烷基芳氧基,并且其中每個n獨立地為0、1、2、3或4。

在一些方面中,可以使用兩種或多種聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物。例如,在一些實施方式中,可以使用封端(end-capped)的和羥基封端(hydroxyterminated)的材料的摻混物。在其他實施方式中,還可以使用具有不同比例的硅氧烷的類似化學品的摻混物。

在一些方面中,聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物可包括由化學文摘社第202483-49-6和156064-99-2號描述的那些。在相關(guān)實施方式中,這兩種類型的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物可以相對于彼此以范圍從約1∶1至約2∶1的比存在(即,cas202483-49-6比cas156064-99-2)。在一些方面中,相對于聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的總重量,至少一種聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物包括在由約2wt.%、4wt.%、6wt.%、8wt.%或10wt.%的值為下端界限和由約30wt.%、至約28wt.%、至約26wt.%、至約24wt.%、22wt.%、20wt.%、18wt.%、16wt.%、14wt.%、12wt.%、或約10wt.%的值為上端界限的范圍中的硅氧烷。硅氧烷基團可以在聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物內(nèi)隨機排列或嵌段排列。

聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物還包括聚碳酸酯嵌段,其包括以下通式(5)的結(jié)構(gòu)單元:

其中r1基團的總數(shù)的至少60%包括芳族部分,并且其余量包括脂肪族、脂環(huán)族或芳族部分

根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性非限制性方面,聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物包括以下通式(6)的二有機聚硅氧烷嵌段:

其中x表示從約20至約60的整數(shù)。根據(jù)這些方面,聚碳酸酯嵌段可源自雙酚-a單體。

上述式(6)的二有機聚硅氧烷嵌段可源自式(7)的相應的二羥基化合物:

其中x如上所述。在kress等的美國專利號4,746,701和carrillo的美國專利號8,017,0697中進一步描述了該類型的化合物和其它。通過合適的二羥基亞芳基化合物與例如α、ω-雙乙酸基聚二有機硅氧烷在相轉(zhuǎn)移條件下的反應可以獲得該式的化合物。

通過在式(8)的硅氧烷氫化物和脂肪族不飽和一元酚比如定子香酚之間進行鉑催化的加成可以制造這種二羥基聚硅氧烷:

其中x是先前限定的,以產(chǎn)生式(7)的化合物。

其他共聚物或共聚物的摻混物可包括具有根據(jù)(9)的結(jié)構(gòu)的包含聚碳酸酯(pc)和聚二甲基硅氧烷(pdms)的那些:

即,包括聚硅氧烷聚雙酚a碳酸酯嵌段。

在一些方面中,共聚物可包括相對于全部共聚物的總重量在2至30wt.%的范圍中的聚硅氧烷。在其他方面中,共聚物或共聚物摻混物中的聚硅氧烷含量在從約2wt.%至約4wt.%、從約4wt.%至約6wt.%、從約6wt.%至約8wt.%、從約8wt.%至約10wt.%、從約10wt.%至約12wt.%、從約12wt.%至約14wt.%、從約14wt.%至約16wt.%、從約16wt.%至約18wt.%、從約18wt.%至約20wt.%、從約20wt.%至約22wt.%、從約22wt.%至約24wt.%、從約24wt.%至約26wt.%、從約26wt.%至約28wt.%、從約28wt.%至約30wt.%或其任何組合的范圍中。在示例性方面中,例如,聚碳酸酯/聚二甲基硅氧烷含量可以被提供為具有在從約16至約24wt.%的范圍中的聚硅氧烷含量的聚硅氧烷聚碳酸酯共聚物。

在這些方面的一些中,聚碳酸酯/聚硅氧烷共聚物可切分為結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu),其中聚硅氧烷結(jié)構(gòu)域的尺寸在約1nm至約5nm、從約5nm至10nm、從約10nm至約15nm、從約10nm至約15nm、從約15nm至約20nm、從約20nm至約25nm、從約25nm至約30nm、30nm至50nm、從約50nm至約100nm、從約100nm至約250nm、從約250nm至約500nm、從約500nm至約750nm、從約750nm至約1微米、從約1微米至約5微米、從約5微米至約10微米、從約10微米至約15微米、從約15微米至約20微米、從約20微米至約25微米、從約25微米至約30微米或其任何組合的范圍中。

在各個方面中,聚硅氧烷聚碳酸酯共聚物可具有2,000至100,000道爾頓,具體地5,000至50,000道爾頓的重均分子量,其是在1毫克/毫升的樣品濃度下使用交聯(lián)的苯乙烯-二乙烯基苯柱通過凝膠滲透色譜測定并且用聚碳酸酯標準校準。

聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的非限制性實例可包括可獲得自sabicinnovativeplastics的各種共聚物。在一方面中,基于聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的總重量,聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物可包含按重量計6%的聚硅氧烷含量。在各個方面中,使用凝膠滲透色譜與雙酚a聚碳酸酯絕對分子量標準,6%的聚硅氧烷嵌段共聚物可具有從約23,000至24,000道爾頓的重均分子量(mw)。在某些方面中,6%重量的硅氧烷聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物在300℃/1.2kg下可具有約10cm3/10min的熔體體積流動速率(mvr)。在另一實例中,基于聚硅氧烷嵌段共聚物的總重量,聚硅氧烷-聚碳酸酯嵌段可包括按重量計20%的聚硅氧烷。例如,合適的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物可以是用對-枯基酚(pcp)封端并且具有20%聚硅氧烷含量的雙酚a聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物(見c9030p)。在各個方面中,當根據(jù)聚碳酸酯標準、使用凝膠滲透色譜(gpc)在交聯(lián)的苯乙烯-二乙烯基苯柱上在約1.0ml/分鐘的流速下洗脫的1mg/ml樣品上測試并且使用設(shè)定在264nm的uv-vis檢測器對于聚碳酸酯參照校準時,20%聚硅氧烷嵌段共聚物的重均分子量可以是約29,900道爾頓至約31,000道爾頓。此外,20%聚硅氧烷嵌段共聚物在300℃/1.2kg下可具有7cm3/10min的mvr并且可展現(xiàn)尺寸在從約5微米至約20微米的范圍中的硅氧烷結(jié)構(gòu)域。

公開的聚硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物也可以被封端,如結(jié)合本文闡釋的聚碳酸酯的制造類似地描述的。例如,根據(jù)本公開內(nèi)容的方面,聚硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物可以用對-枯基酚封端(見,例如c9030p)。

在各個方面中,聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物可以以熱塑性組合物的總重量的約3wt.%至約16wt.%的量,包括5wt.%和15wt.%的示例性量存在。

添加劑

如上所述,公開的熱塑性組合物可進一步包括阻燃劑添加劑。在各個方面中,阻燃劑添加劑可包括適于用在發(fā)明的熱塑性組合物中的阻燃劑材料或阻燃劑材料的混合物。更具體而言,熱塑性組合物可包括非溴阻燃劑添加劑。阻燃劑添加劑可以不含或基本上不含鹵素,比如溴。在各種實施方式中,熱塑性樹脂可包括從約0.01wt.%至約1wt.%的非溴阻燃劑添加劑。

在一方面中,阻燃劑添加劑可包括堿金屬鹽。例如,阻燃劑添加劑可包括全氟化的烷基磺酸酯的堿金屬鹽。阻燃劑可包括全氟化的c1-c16烷基磺酸酯的堿金屬鹽,比如全氟丁基磺酸鉀(rimar鹽),全氟辛烷磺酸鉀,全氟己烷磺酸四乙銨,二苯砜磺酸鉀(kss),等等,苯磺酸鈉,甲苯磺酸鈉(nats)等等;和通過使例如堿金屬或堿土金屬(例如鋰、鈉、鉀、鎂、鈣和鋇鹽)和無機酸絡(luò)合鹽反應形成的鹽,例如,氧-陰離子絡(luò)合物,比如碳酸的堿金屬和堿土金屬鹽,比如na2co3、k2co3、mgco3、caco3和baco3或氟-陰離子絡(luò)合物比如li3alf6、basif6、kbf4、k3alf6、kalf4、k2sif6和/或na3alf6等等。rimar鹽和kss和nats——單獨或與其他阻燃劑組合——在本文公開的組合物中是尤其有用的。在一方面中,熱塑性樹脂可包括從約0.01wt.%至約1wt.%的4-(苯磺?;?苯磺酸鉀(kss)。

在進一步方面中,阻燃劑不包含鹵素,比如溴或氯,并且可包括磷。非溴化的和非氯化的含磷阻燃劑可包括例如包含磷-氮鍵的有機磷酸酯和有機化合物。示例性雙官能或多官能芳族含磷化合物分別包括間苯二酚四苯基二磷酸酯(rdp)、對苯二酚的雙(二苯基)磷酸酯和雙酚-a的雙(二苯基)磷酸酯,其低聚物和聚合物對應物等等。其他示例性含磷阻燃劑添加劑包括氯化磷腈、磷酯酰胺、磷酸酰胺、膦酸酰胺、次膦酸酰胺、三(氮丙啶基)氧化膦、聚有機膦腈和聚有機膦酸酯。在各個方面中,熱塑性樹脂可包括從約0.01wt.%至約1wt.%的含磷阻燃劑。

在仍進一步方面中,公開的熱塑性組合物可進一步包括另外的填料,比如,例如,無機填料或增強劑。如果存在,填料的具體組成可以變化,只要填料與熱塑性組合物的剩余組分是化學可相容的。在一方面中,熱塑性組合物包括礦物質(zhì)填料。示例性填料可包括硅酸鹽和二氧化硅粉末,比如硅酸鋁(莫來石)、合成硅酸鈣、硅酸鋯、熔融二氧化硅、結(jié)晶二氧化硅石墨、天然石英砂,等等;硼粉末,比如氮化硼粉末、硅酸硼粉末,等等;氧化物,比如tio2、氧化鋁、氧化鎂,等等;硫酸鈣(如其酸酐、二水合物或三水合物),等等;滑石,包括纖維狀、模塊、針形、層狀滑石,等等;硅灰石;表面處理的硅灰石;玻璃球比如中空和實心玻璃球、硅酸鹽球、硅酸鋁,等等;高嶺土,包括硬高嶺土、軟高嶺土、煅燒高嶺土,包括本領(lǐng)域已知的促進與聚合基體樹脂的相容性的各種涂層的高嶺土,等等;單晶纖維或“晶須”比如碳化硅、氧化鋁、碳化硼、鐵、鎳、銅,等等;纖維(包括連續(xù)的和短切纖維),碳纖維、玻璃纖維,比如e、a、c、ecr、r、s、d或ne玻璃,等等;硫化物,比如硫化鉬、硫化鋅,等等;鋇化合物,比如鈦酸鋇、鐵酸鋇、硫酸鋇、重晶石,等等;金屬和金屬氧化物,比如粒狀或纖維狀鋁、青銅、鋅、銅和鎳,等等;薄片狀填料,比如玻璃薄片、薄片狀碳化硅、二硼化鋁、鋁薄片、鋼薄片,等等;纖維填料,例如短的無機纖維,比如源自包括硅酸鋁、氧化鋁、氧化鎂和半水硫酸鈣等的至少一種的摻混物的那些;天然填料和增強劑,比如通過粉磨木材、纖維產(chǎn)品,比如纖維素、棉花等獲得的木粉;有機填料,比如聚四氟乙烯;增強有機纖維填料,其由能夠形成纖維的有機聚合物,比如聚(醚酮)、聚酰亞胺、聚苯并唑、聚(苯硫醚)、芳族聚酰胺、芳族聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚四氟乙烯等形成;以及另外的填料和增強劑,比如云母、粘土、長石、煙灰、鋁硅酸鎂鹽、石英、石英巖、珍珠巖、硅藻土(tripoli)、硅藻土(diatomaceousearth)、炭黑、等等,或包括前述填料或增強劑中的至少一種的組合。在各個方面中,熱塑性組合物可包括從約0.1wt.%至約10%的填料。

更具體而言,熱塑性組合物可包括包含玻璃纖維的填料。在進一步方面中,玻璃纖維可具有圓的或平的橫截面。在又進一步方面中,玻璃纖維例如可以是用于lexan,c912a的非粘合玻璃纖維。在甚至進一步方面中,玻璃珠可具有圓的或平的橫截面。在一些方面中,熱塑性組合物可包括含量為組合物的總重量的約0.1wt.%至約10wt.%例如5wt.%的玻璃纖維填料。

如本文公開的,熱塑性組合物可包括脫模劑。示例性脫模劑包括例如硬脂酸金屬鹽、硬脂酸十八烷基酯、季戊四醇四硬脂酸酯、蜂蠟、褐煤蠟、石蠟,等等,或包括前述脫模劑中的至少一種的組合?;诎粗亓坑?00份的全部組合物,不包括任何填料,脫模劑通常以按重量計從約0.1至約1.0份的量使用。在一方面中,熱塑性組合物可包括四硬脂酸季戊四醇酯,以促進組合物的脫模能力。

在各個進一步方面中,熱塑性組合物可包括著色劑,比如顏料或染料。合適的著色劑可包括例如二氧化鈦、蒽醌、苝、紫環(huán)酮、陰丹酮、喹吖啶酮、呫噸類、嗪類、唑啉、噻噸類、靛藍類、硫靛類、萘酰亞胺類、花青類、呫噸類、次甲基類、內(nèi)酯、香豆素類、雙-苯并唑基噻吩(bbot)、萘四羧酸衍生物、單偶氮和雙偶氮顏料、三芳基甲烷、氨基酮類、雙(苯乙烯基)二苯基衍生物,等等,以及包括前述著色劑中的至少一種的組合?;诎粗亓坑?00份的全部組合物,不包括任何填料,著色劑通??梢砸园粗亓坑嫃?.1至5份的量使用。在一些方面中,熱塑性組合物可包括含量為組合物的0.001wt.%至約1.2wt.%的著色劑。

在實施例中,熱塑性組合物可包括包含炭黑的著色劑。熱塑性組合物可包含從約0.001wt.%至約1.2wt.%炭黑的量的炭黑。作為實例,炭黑可以以組合物的總重量的約0.8wt.%存在于組合物中。

在一方面中,熱塑性組合物可包括細磨的炭黑作為賦予整個組合物黑色的顏料。

除了聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂、聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物、非溴阻燃劑和填料以外,公開的熱塑性組合物可包括在制造模制熱塑性零件中常規(guī)使用的一種或多種添加劑。其條件遵從任選的添加劑不會不利地影響所得組合物的期望特性。還可以使用任選的添加劑的混合物,其包括一種或多種添加劑。這種添加劑可以在混合用于形成復合材料混合物的組分期間的合適時間混合。在實施例中,公開的組合物任選地包括一種或多種另外的增塑劑、穩(wěn)定劑、抗靜電劑、著色劑、和/或抗氧化劑。

示例性熱穩(wěn)定劑可包括,例如,有機亞磷酸酯比如亞磷酸三苯酯、亞磷酸三-(2,6-二甲基苯基)酯、亞磷酸三-(混合的單-和二-壬基苯基)酯等等;膦酸酯比如二甲基苯膦酸酯等等,磷酸酯比如磷酸三甲酯,等等,或包括前述熱穩(wěn)定劑中的至少一種的組合?;诎粗亓坑?00份的全部組合物,不包括任何填料,熱穩(wěn)定劑可以以按重量計從0.01至0.5份的量使用。

合適的抗氧化劑可包括主抗氧化劑或輔助抗氧化劑。例如,抗氧化劑包括有機亞磷酸酯,比如亞磷酸三(壬基苯基)酯、亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、雙(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、二硬脂酸季戊四醇二亞磷酸酯等等;烷基化的一元酚或多元酚;多酚與二烯的烷基化反應產(chǎn)物,比如四[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(chǎn)物;烷基化的氫醌類;羥基化的硫代二苯基醚類;亞烷基-雙酚類;芐基化合物;β-(3,5-二叔丁基-4-羥苯基)-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,比如二硬脂基硫代丙酸酯、二月桂基硫代丙酸酯、硫代二丙酸雙十三烷基酯、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羥苯基)丙酸酯、季戊四醇-四[3-(3,5-二叔丁基-4-羥苯基)丙酸酯等等;β-(3,5-二叔丁基-4-羥苯基)-丙酸的酰胺等等,或包括前述抗氧化劑中的至少一種的組合?;诎粗亓坑?00份的全部組合物,不包括任何填料,抗氧化劑可以以按重量計從0.01至0.5份的量使用。

在一些方面中,光穩(wěn)定劑可以被添加至本公開內(nèi)容的熱塑性組合物。合適的光穩(wěn)定劑可包括,例如,苯并三唑類比如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2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮等等,或包括前述光穩(wěn)定劑中的至少一種的組合?;诎粗亓坑?00份的全部組合物,不包括任何填料,光穩(wěn)定劑通過以按重量計從約0.1至約1.0份的量使用。

示例性增塑劑可包括,例如,鄰苯二甲酸酯比如二辛基-4,5-環(huán)氧-六氫鄰苯二甲酸酯、三-(辛氧基羰基乙基)異氰尿酸酯、三硬脂酸甘油酯、環(huán)氧化的大豆油等等,或包括前述增塑劑中的至少一種的組合?;诎粗亓坑?00份的全部組合物,不包括任何填料,增塑劑通常以按重量計從約0.5至約3.0份的量使用。

示例性抗靜電劑可包括,例如,單硬脂酸甘油酯、硬脂基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉等等,或前述抗靜電劑的組合。在一方面中,碳纖維、碳納米纖維、碳納米管、炭黑或前述的任何組合可用于含有化學抗靜電劑的聚合樹脂中,以使得組合物靜電耗散。

在各個方面中,本公開內(nèi)容的熱塑性組合物可包括抗滴落劑。示例性抗滴落劑可包括原纖化形成或非原纖化含氟聚合物,比如聚四氟乙烯(ptfe)。在實施例中,抗滴落劑可以被封裝在剛性共聚物內(nèi),諸如例如苯乙烯-丙烯腈共聚物(san)。封裝在苯乙烯丙烯腈(tsan)中的聚四氟乙烯比凈ptfe更容易遍及組合物分散。基于封裝的含氟聚合物的總重量,示例性tsan可包括50wt%ptfe和50wt%san?;诠簿畚锏目傊亓?,san可包括例如75wt%苯乙烯和25wt%丙烯腈??蛇x地,含氟聚合物可以與第二聚合物,諸如例如,芳族聚碳酸酯或san,以某種方式預摻混以形成用作抗滴落劑的凝聚材料。任一種方法可用于產(chǎn)生封裝的含氟聚合物?;诮M合物的總重量,抗滴落劑可以以從約0.1wt.%至約2wt.%的量使用。

示例性脫模劑可包括例如,硬脂酸金屬鹽,硬脂酸十八烷基酯,四硬脂酸季戊四醇酯,蜂蠟,褐煤蠟,石蠟,等等,或包括前述脫模劑中的至少一種的組合?;诎粗亓坑?00份的全部組合物,不包括任何填料,脫模劑可以以按重量計從約0.1至約1.0份的量使用。

在進一步方面中,紫外線吸收劑可用于公開的組合物。合適的紫外(uv)吸收劑可包括例如,羥基二苯甲酮類;羥基苯并三唑類;羥基苯并三嗪類;氰基丙烯酸酯類;草酰苯胺類;苯并嗪酮類;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-雙(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)雙(4h-3,1-苯并嗪-4-酮)(cyasorbtmuv-3638);1,3-雙[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯?;?氧]-2,2-雙[[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧]甲基]丙烷(uvinultm3030);2,2′-(1,4-亞苯基)雙(4h-3,1-苯并嗪-4-酮);1,3-雙[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯?;?氧]-2,2-雙[[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯?;?氧]甲基]丙烷;納米尺寸的無機材料,比如氧化鈦、氧化鈰和氧化鋅,全部具有小于100納米的粒徑;等等,或包括前述uv吸收劑中的至少一種的組合。基于按重量計100份的全部組合物,不包括任何填料,uv吸收劑通常以按重量計從0.01至3.0份的量使用。

示例性潤滑劑可包括例如,脂肪酸酯比如烷基硬脂酸酯,例如,硬脂酸甲酯等等;硬脂酸甲酯和親水和疏水表面活性劑的混合物,包括聚乙二醇聚合物、聚丙二醇聚合物和其共聚物,例如,合適的溶劑中的硬脂酸甲酯和聚乙二醇-聚丙二醇共聚物;或包括前述潤滑劑中的至少一種的組合?;诎粗亓坑?00份的全部組合物,不包括任何填料,潤滑劑通常以按重量計從約0.1至約5份的量使用。

此外,可以將改善流動特性和其他特性的添加劑添加至組合物,比如低分子量烴樹脂。這些物質(zhì)也被稱為加工助劑。尤其有用的低分子量烴樹脂類是源自石油c5至c9原料的那些,該原料源自由石油裂化獲得的不飽和c5至c9單體。非限制性實例可包括烯烴,例如戊烯、己烯、庚烯等等;二烯烴,例如戊二烯、己二烯等等;環(huán)烯烴和環(huán)二烯烴,例如環(huán)戊烯、環(huán)戊二烯、環(huán)己烯、環(huán)己二烯、甲基環(huán)戊二烯等等;環(huán)二烯烴二烯類,例如,二環(huán)戊二烯,甲基環(huán)戊二烯二聚體等等;和芳族烴,例如乙烯基甲苯、茚、甲基茚等等。該樹脂可以另外地被部分地或全部地氫化。

特性和制品

在一方面中,本文描述的熱塑性組合物可用于生產(chǎn)具有改善的多軸沖擊強度的發(fā)泡制品。此外,這些制品可展現(xiàn)改善的阻燃能力以及延展性。組合物可以在存在化學發(fā)泡劑的情況下被注塑模制以提供新的發(fā)泡制品的模制板(moldedplaque)。

在各個方面中,為了制備聚合物泡沫,熱塑性組合物可以用合適的發(fā)泡劑加工。有用的發(fā)泡劑可包括例如,低沸點鹵代烴和產(chǎn)生二氧化碳的那些;在室溫下為固體并且當加熱至高于它們的分解溫度的溫度時,產(chǎn)生氣體比如氮氣、二氧化碳和氨氣的發(fā)泡劑,比如偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酰胺的金屬鹽、4,4′-氧基雙(苯磺酰肼)、碳酸氫鈉、碳酸銨,等等,或包括前述發(fā)泡劑中的至少一種的組合。在各個方面中,合適的發(fā)泡劑的選擇可取決于加工條件和聚合物的類型。

熱塑性組合物可以用合適的發(fā)泡劑加工以提供展現(xiàn)改善的機械特性比如改進的多軸沖擊強度和阻燃性的發(fā)泡制品。在一方面中,發(fā)泡制品可展現(xiàn)至少約1125lb至約1200lb的平均多軸(max)負載,如根據(jù)astmd3763測定。另外,發(fā)泡制品也可展現(xiàn)根據(jù)astmd3763測定的至少約20ft-lbf至約40ft-lbf的對于max負載的能量。發(fā)泡制品也可展現(xiàn)阻燃能力。在各個方面中,發(fā)泡制品可展現(xiàn)根據(jù)ul94測定的在3mm的v0等級或根據(jù)ul94測定的在6mm的5va等級。發(fā)泡制品的ul火焰性能等級還可展現(xiàn)對于在3mm厚度的發(fā)泡制品樣品從固體熱塑性組合物狀態(tài)至泡沫狀態(tài)高至約10%的密度降低。例如,3mm厚的發(fā)泡制品樣品可展現(xiàn)約5.8%的密度降低。在進一步方面中,6mm厚的發(fā)泡制品樣品可展現(xiàn)高至約30%的密度降低。作為實例,當與固態(tài)熱塑性組合物相比時,6mm厚的發(fā)泡制品樣品可展現(xiàn)約25.6%的密度降低。

根據(jù)多軸強度測試可以評估發(fā)泡組合物的效力。這里,可以針對多個方向的負載評估材料的彈力。

發(fā)泡熱塑性組合物可用于制造各種最終用途制品和產(chǎn)品??梢詮谋竟_內(nèi)容的發(fā)泡熱塑性組合物制造的制品可以在需要高沖擊強度和火焰性能的應用中發(fā)現(xiàn)廣泛的用途。合適的用途可包括但不限于涉及承重結(jié)構(gòu)包裝和汽車應用的零件。在實施例中,發(fā)泡制品可適用于包裝電子、器具、家具和建筑產(chǎn)品中的絕緣和沖擊緩沖墊;用于內(nèi)部和保險杠芯、環(huán)狀頭盔的車輛能量沖擊吸收劑;用于建筑和商業(yè)產(chǎn)品的形狀保留模制品。在一些方面中,發(fā)泡制品可發(fā)現(xiàn)作為許多應用的保護殼的進一步用途。例如,這些制品可用作小的或手持的電氣設(shè)備外殼、機器殼體、醫(yī)學設(shè)備外殼、室外電源盒,和在一些方面中,hvac外殼。在進一步的實施例中,展現(xiàn)改善的沖擊強度和阻燃性的發(fā)泡熱塑性組合物可用于汽油泵殼體。

方法

在一方面中,方法可包括混合聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂和聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物以及任何進一步的添加劑?;旌衔锟梢员换旌?,用于通過注塑制品擠出或加工。例如,聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂、聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物、填料和其他組分首先在高速混合機中通過人工混合被摻混。摻混物接著經(jīng)由料斗被進料至雙螺桿擠出機的喂料口??蛇x地,通過在喂料口和/或通過側(cè)填充口在下游將其直接進料至擠出機,或通過與期望的聚合物混合入母料中并且進料至擠出機內(nèi),可以將至少一種組分摻入組合物中。擠出機通常可以在高于使得組合物流動需要的溫度下操作。用于熔融的溫度可以在約280℃和約300℃之間,并且摻混物在沿著螺絲桿的加熱部分具有大約30秒的停留時間。擠出物可以在水浴中立即淬火和?;?pelletized)。根據(jù)期望,由此制備的小球可以是四分之一英寸長或更短。這種小球可用于隨后模制、成型或成形。

實施例

本文公開了本公開內(nèi)容的詳細實施方式;應當理解,公開的實施方式僅僅是可以以各種形式被包含的示例性公開內(nèi)容。因此,本文公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細節(jié)不應被理解為限制,但是僅作為教導本領(lǐng)域技術(shù)人員采用公開內(nèi)容的基礎(chǔ)。以下具體實施例將使得公開內(nèi)容被更好地理解。然而,僅通過引導方式將其給出,并且不隱含任何限制。

提出下述實施例以便將如何制造和評估本文公開和要求保護的方法、設(shè)備和系統(tǒng)的完整公開內(nèi)容和描述提供給本領(lǐng)域技術(shù)人員,并且旨在完全是示例性的并且不旨在限制公開內(nèi)容。已經(jīng)做出努力,以確保關(guān)于數(shù)字(例如,量、溫度等)的精確性,但是一些誤差和偏差應該被考慮。

常用材料和方法

從表1中描述的組分制備以下實施例中的組合物。

表1.聚碳酸酯組合物的組分.

表2呈現(xiàn)了比較樣品和本發(fā)明樣品的組分。基于樣品1至6(s1-s6)的多軸沖擊測試結(jié)果,制備樣品7至9(s7-s9)。根據(jù)表2中呈現(xiàn)的配方制備樣品。使組分組合并且干燥。接著使混合物熔融擠出,球粒化,并且干燥以去除(例如,消除)水分。在熔融之前將合適的發(fā)泡劑與干燥小球混合并且形成用于測試的零件。

將用于樣品7至9的四硬脂酸季戊四醇酯(pets)替代用于樣品1至6的合成烴,聚-α-烯烴(pao)脫模劑,因為pets證明在制造期間更容易使用。樣品1至9包括比商業(yè)提供品更高百分數(shù)的較高分子量聚碳酸酯(c001dp)。此外,這些樣品s1-s9不包含溴阻燃劑。相反,使用包含可替代性kss的鉀。樣品2和3與s1不同,在于其包含丙烯酸改性劑(f7570)和四氟乙烯苯乙烯丙烯腈(tsan,f449)。與樣品2相比,樣品3具有更高負載的丙烯酸改性劑(與2wt.%相比,6wt.%)。樣品4至6包括聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物(c9030p)。樣品4和5不具有丙烯酸改性劑,但是根據(jù)存在的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的量不同(s4具有5wt.%,而s5增加三倍至15wt.%)。樣品6包括丙烯酸改性劑(f7570),并且聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物負載已經(jīng)降低至11.25wt.%。樣品7至9包含pets作為脫模劑而不是合成烴pao。樣品8包括3wt.%負載的丙烯酸沖擊改性劑,而s7和s9具有0wt.%負載。樣品7和8不具有聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物,而樣品9具有5wt.%的負載。

表2.樣品的配方

根據(jù)本文描述的方法評估物理和機械特性。

根據(jù)astmd3763進行多軸沖擊強度評估。根據(jù)該步驟,測試樣品被制備為由模制的9英寸×13英寸泡沫板切下的5.5英寸×5.5英寸的方形板。測試錘速度維持在7.5英里每小時,而錘直徑為0.5英寸。對于每個樣品,測試五至六份。

表3呈現(xiàn)了所有樣品的多軸沖擊強度和對于最大負載強度的能量的結(jié)果。樣品4(s4)——其具有5wt.%負載的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物——展現(xiàn)最高的多軸沖擊強度結(jié)果,如下表3所顯示。事實上,具有聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的樣品,尤其是具有5%負載的那些(樣品4和9),展現(xiàn)改進的多軸強度。根據(jù)與s4相同的配方——除脫模劑以外——制備樣品9(s9)。s5中的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物增加至15wt.%看起來使多軸強度降低(與s5為12821b相比,s4為15151b)。與s4相比,s6中較高負載的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物(11.25wt.%)和丙烯酸沖擊改性劑(3wt.%)看起來也使多軸沖擊強度適度降低(1403lb,與1515lb相比)。

在使用丙烯酸改性劑并且脫模劑是pao的地方,使丙烯酸沖擊改性劑的負載從3wt.%增加至6wt.%提供對于多軸沖擊強度評估的較低值。(見s2和s3)。因此,對于其中脫模劑是pets的s7-s9,丙烯酸沖擊改性劑不負載高于3wt.%。在這些樣品中,s9具有最高的多軸強度,并且包括5wt.%的聚硅氧烷共聚物并且沒有丙烯酸沖擊改性劑。

表3.樣品的物理特性

圖1、圖2、圖3和圖4分別圖解了對于每個樣品cco、s7、s8和s9,負載作為時間的函數(shù)以及能量作為時間的函數(shù)的關(guān)系。在圖1和2中(cco和s7),負載曲線上升并且然后急劇下降。在圖3和4中,與s8和s9相對應,負載曲線上升,但是不急劇下降。盡管s7展現(xiàn)這三個樣品的最低值,但是對于包括pets作為脫模劑的樣品,樣品s7、s8和s9展現(xiàn)最高多軸強度值。

按照題目為“塑料材料的可燃性測試,ul94”(2013)的underwriter′slaboratorybulletin94的步驟進行可燃性測試?;谌紵俾?、熄滅時間、抗滴落能力和小滴是否燃燒可以應用若干等級。用于測試的樣品是由發(fā)泡熱塑性組合物組成的發(fā)泡棒。每個樣品具有3mm或6mm的厚度?;趯ξ鍌€樣品獲得的測試結(jié)果,根據(jù)該程序作為ul94hb(水平燃燒)可以將材料分類為v0、v1、v2、5va和/或5vb;然而,測試本文的組合物并且僅分類為v0、v1和v2,其每個標準描述如下。

v0:在放置為使得其長軸與火焰成180度的樣品中,在移除點火火焰之后燃燒和/或陰燃的時間段不超過十(10)秒,并且垂直放置的樣品不產(chǎn)生點燃脫脂棉的燃燒顆粒的小滴。五條消焰時間是用于五條棒的消焰時間,每個點兩次,其中用于第一次(t1)和第二次(t2)點火的消焰時間的總和小于或等于50秒的最長消焰時間(t1+t2)。

v1:在放置為使得其長軸與火焰成180度的樣品,在移除點火火焰之后燃燒和/或陰燃的時間段不超過三十(30)秒,并且垂直放置的樣品不產(chǎn)生點燃脫脂棉的燃燒顆粒的小滴。五條消焰時間是用于五條棒的消焰時間,每條點兩次,其中用于第一次(t1)和第二次(t2)點火的消焰時間的總和小于或等于250秒的最長消焰時間(t1+t2)。

v2:在放置為使得其長軸與火焰成180度的樣品中,在移除點火火焰之后燃燒和/或陰燃的平均時間段不超過三十(30)秒,但是垂直放置的樣品產(chǎn)生點燃棉花的燃燒顆粒的小滴。五條消焰時間是用于五條棒的消焰時間,每條點兩次,其中用于第一次(t1)和第二次(t2)點火的消焰時間的總和小于或等于250秒的最長消焰時間(t1+t2)。

在某些方面中,阻燃劑組合物在制造通過ul94垂直燃燒測試,尤其是ul945vb標準的阻燃劑制品上具有特別的實用性。在ul94垂直燃燒測試中,火焰被施加至放置在棉絨墊上的垂直緊固的測試樣品。為了實現(xiàn)5vb的等級,燃燒必須在將火焰五次施加至測試條后60秒內(nèi)停止,并且不具有點燃墊的小滴。本文所述的組合物的各種實施方式滿足ul945vb標準。

表4呈現(xiàn)了在3mm和6mm的厚度下樣品9的阻燃性結(jié)果。樣品9是展現(xiàn)最高多軸強度和包括脫模劑pets的樣品。表4中還呈現(xiàn)了固態(tài)和泡沫狀態(tài)密度。

表4.樣品9的阻燃性和密度

在各個方面中,本公開內(nèi)容涉及和包括至少下述方面。

方面1.一種發(fā)泡制品,其包括:從約80wt.%至約95wt.%的聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂;其中聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂包括第一聚碳酸酯和第二聚碳酸酯的混合物;從約3wt.%至約16wt.%的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物;從約0.01wt.%至約1wt.%的非溴阻燃劑;從約0.1wt.%至約10wt.%的填料;和從約0.01wt.%至約1wt.%的脫模劑,其中所有組分的組合重量百分比值不超過100wt.%,并且其中所有重量百分比值是基于組合物的總重量。

方面2.一種發(fā)泡制品,其包括:從約80wt.%至約95wt.%的聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂;其中聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂包括第一聚碳酸酯和第二聚碳酸酯;從約3wt.%至約16wt.%的聚碳酸酯聚硅氧烷共聚物;和從約0.01wt.%至約1wt.%的非溴阻燃劑;其中所有組分的組合重量百分比值不超過100wt.%,并且其中所有重量百分比值是基于組合物的總重量。

方面3.根據(jù)方面1-2任一項所述的發(fā)泡制品,其中第一聚碳酸酯占組合物的總重量的從約4wt.%至約10wt.%和第二聚碳酸酯占組合物的總重量的從約70wt.%至約90wt.%。

方面4.根據(jù)方面1-3任一項所述的發(fā)泡制品,其中第一聚碳酸酯具有從約20,000道爾頓至約25,000道爾頓的分子量和第二聚碳酸酯具有從約34,000道爾頓至約40,000道爾頓的分子量。

方面5.根據(jù)方面1-4任一項所述的發(fā)泡制品,其中非溴阻燃劑是二苯砜磺酸鉀。

方面6.根據(jù)方面1-5任一項所述的發(fā)泡制品,其中發(fā)泡制品展現(xiàn)至少約1125lb(例如,510kg)至約1200lb(例如,544kg)的平均max負載,如根據(jù)astmd3763測定。

方面7.根據(jù)方面1-6任一項所述的發(fā)泡制品,其中發(fā)泡制品展現(xiàn)根據(jù)astmd3763測定的至少約20ft-lbf(例如,27.1焦耳)至約40ft-lbf(例如,54.2焦耳)的對于max負載的平均能量。

方面8.根據(jù)方面1-7任一項所述的發(fā)泡制品,其中發(fā)泡制品展現(xiàn)根據(jù)ul94測定的在3mm的v0等級。

方面10.根據(jù)方面1-9任一項所述的發(fā)泡制品,其中發(fā)泡制品展現(xiàn)根據(jù)ul94測定的在6mm的5va等級。

方面11.根據(jù)方面1-10任一項所述的發(fā)泡制品,其中發(fā)泡制品展現(xiàn)在3mm的厚度下至多10%的從固態(tài)密度降低或在6mm的厚度下至多30%的從固態(tài)密度降低。

方面12.一種熱塑性組合物,其包括:從約80wt.%至約95wt.%的聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂;從約3wt.%至約16%的聚碳酸酯聚硅氧烷共聚物;和從約0.01wt.%至約1wt.%的非溴阻燃劑添加劑,其中熱塑性組合物具有至少約1125lb至約1200lb的平均多軸沖擊負載,如根據(jù)astmd3763測定,其中熱塑性組合物具有根據(jù)astmd3763測定的至少約20ft-lbf至約40ft-lbf的對于多軸沖擊負載的平均能量,和其中熱塑性組合物展現(xiàn)根據(jù)ul94測定的在3mm的v0等級。

方面13.根據(jù)方面12所述的熱塑性組合物,其中聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂包括第一聚碳酸酯和第二聚碳酸酯。

方面13.根據(jù)方面13所述的熱塑性組合物,其中第一聚碳酸酯具有從約20,000道爾頓至約30,000道爾頓的分子量。

方面15.根據(jù)方面13所述的熱塑性組合物,其中第一聚碳酸酯具有從約20,000道爾頓至約25,000道爾頓的分子量。

方面16.根據(jù)方面13所述的熱塑性組合物,其中第二聚碳酸酯具有從約34,000道爾頓至約40,000道爾頓的分子量。

方面17.根據(jù)方面12-16任一項所述的熱塑性組合物,其中熱塑性組合物進一步包括增塑劑、填料、穩(wěn)定劑、抗靜電劑、抗滴落劑、沖擊改性劑、著色劑、抗氧化劑、脫模劑、紫外線吸收劑、潤滑劑、或發(fā)泡劑、或其組合。

方面18.根據(jù)方面12-17任一項所述的熱塑性組合物,其中熱塑性組合物進一步包括脫模添加劑,其包括以從約0.01wt.%至約1wt.%的量存在的四硬脂酸季戊四醇酯。

方面19.根據(jù)方面12-18任一項所述的熱塑性組合物,其中熱塑性組合物進一步包括抗滴落劑,其包括以從約0.01wt.%至約1wt.%的量存在的苯乙烯丙烯腈包封的聚四氟乙烯。

方面20.根據(jù)方面12-19任一項所述的熱塑性組合物,其中熱塑性組合物進一步包括穩(wěn)定劑,其包括以從約0.01wt.%至約0.1wt.%的量存在的三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯。

方面21.根據(jù)方面12-20任一項所述的熱塑性組合物,其中填料是玻璃纖維。

方面22.一種方法,其包括:形成包括聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂和聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的聚碳酸酯混合物,其中聚碳酸酯樹脂包括第一聚碳酸酯和第二聚碳酸酯的混合物;并且使聚碳酸酯混合物與發(fā)泡劑組合以提供發(fā)泡組合物,其中發(fā)泡組合物具有至少約1100lb至約1200lb的平均多軸沖擊負載,如根據(jù)astmd3763測定,其中發(fā)泡組合物具有根據(jù)astmd3763測定的至少約20ft-lbf至約40ft-lbf的對于多軸沖擊負載的平均能量,并且其中發(fā)泡組合物展現(xiàn)根據(jù)ul94測定的在3mm的v0等級。

方面23.根據(jù)方面19所述的方法,進一步包括將穩(wěn)定劑、抗靜電劑、著色劑、抗氧化劑、脫模劑、抗滴落劑、紫外線吸收劑、潤滑劑、或發(fā)泡劑、或其組合添加至聚碳酸酯混合物。

方面24.根據(jù)22-23任一項所述的方法,其中發(fā)泡劑包括鹵代烴、偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酰胺的金屬鹽、4,4′氧雙(苯磺酰肼)、碳酸氫鈉、碳酸銨、或其合適的組合。

方面25.一種發(fā)泡制品,其基本上由下述組成:從約80wt.%至約95wt.%的聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂,其基本上由下述組成:基于組合物的總重量從約4wt.%至約10wt.%的第一聚碳酸酯和基于組合物的總重量從約70wt.%至約90wt.%的第二聚碳酸酯;從約3wt.%至約16wt.%的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物;從約0.01wt.%至約1wt.%的非溴阻燃劑;從約0.1wt.%至約10wt.%的填料;和從約0.01wt.%至約1wt.%的脫模劑,其中所有組分的組合重量百分比值不超過100wt.%,并且其中所有重量百分比值是基于組合物的總重量。

方面26.一種發(fā)泡制品,其基本上由下述組成:從約80wt.%至約95wt.%的聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂,其基本上由下述組成:基于組合物的總重量從約4wt.%至約10wt.%的第一聚碳酸酯和基于組合物的總重量從約70wt.%至約90wt.%的第二聚碳酸酯;從約3wt.%至約16wt.%的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物;和約0.01wt.%至約1wt.%的非溴阻燃劑,其中所有組分的組合重量百分比值不超過100wt.%,并且其中所有重量百分比值是基于組合物的總重量。

方面27.一種由下述組成的發(fā)泡制品:從約80wt.%至約95wt.%的聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂,其由下述組成:基于組合物的總重量從約4wt.%至約10wt.%的第一聚碳酸酯和基于組合物的總重量從約70wt.%至約90wt.%的第二聚碳酸酯;從約3wt.%至約16wt.%的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物;從約0.01wt.%至約1wt.%的非溴阻燃劑;從約0.1wt.%至約10wt.%的填料;和從約0.01wt.%至約1wt.%的脫模劑,其中所有組分的組合重量百分比值不超過100wt.%,并且其中所有重量百分比值是基于組合物的總重量。

方面28.一種由下述組成的發(fā)泡制品:從約80wt.%至約95wt.%的聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂,其由下述組成:基于組合物的總重量從約4wt.%至約10wt.%的第一聚碳酸酯和基于組合物的總重量從約70wt.%至約90wt.%的第二聚碳酸酯;從約3wt.%至約16wt.%的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物;和約0.01wt.%至約1wt.%的非溴阻燃劑,其中所有組分的組合重量百分比值不超過100wt.%,并且其中所有重量百分比值是基于組合物的總重量。

方面29.一種熱塑性組合物,其包括:從約80wt.%至約95wt.%的聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂;從約3wt.%至約16%的聚碳酸酯聚硅氧烷共聚物;和從約0.01wt.%至約1wt.%的非溴阻燃劑添加劑,其中熱塑性組合物具有至少510kg至544kg的平均多軸沖擊負載,如根據(jù)astmd3763測定,其中熱塑性組合物具有根據(jù)astmd3763測定的至少27焦耳至54焦耳的對于多軸沖擊負載的平均能量,和其中熱塑性組合物展現(xiàn)根據(jù)ul94測定的在3mm的v0等級。

方面30.一種熱塑性組合物,其基本上由下述組成:從約80wt.%至約95wt.%的聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂;從約3wt.%至約16%的聚碳酸酯聚硅氧烷共聚物;和從約0.01wt.%至約1wt.%的非溴阻燃劑添加劑,其中熱塑性組合物具有至少510kg至544kg的平均多軸沖擊負載,如根據(jù)astmd3763測定,其中熱塑性組合物具有根據(jù)astmd3763測定的至少27焦耳至54焦耳的對于多軸沖擊負載的平均能量,并且其中熱塑性組合物展現(xiàn)根據(jù)ul94測定的在3mm的v0等級。

方面31.一種由下述組成的熱塑性組合物:從約80wt.%至約95wt.%的聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂;從約3wt.%至約16%的聚碳酸酯聚硅氧烷共聚物;和從約0.01wt.%至約1wt.%的非溴阻燃劑添加劑,其中熱塑性組合物具有至少510kg至544kg的平均多軸沖擊負載,如根據(jù)astmd3763測定,其中熱塑性組合物具有根據(jù)astmd3763測定的至少27焦耳至54焦耳的對于多軸沖擊負載的平均能量,并且其中熱塑性組合物展現(xiàn)根據(jù)ul94測定的在3mm的v0等級。

盡管公開內(nèi)容的方面可以在具體法定類別,比如系統(tǒng)法定類別中被描述和要求保護,這僅僅是為了方便,并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解,本發(fā)明的每個方面可以在任何法定類別中被描述和要求保護。除非另有明確規(guī)定,它決不意指本文闡釋的任何方法或方面被理解為要求其步驟以特定順序進行。因此,在權(quán)利要求書或說明書中的方法權(quán)利要求不具體陳述步驟被限于特定順序的情況下,它決不意指在任何方面暗示了順序。這對于用于解釋的任何可能的非表達基礎(chǔ)適用,包括關(guān)于步驟或操作流程的排列的邏輯事項,源自語法組織或標點符號的普通含義,或說明書中描述的方面的數(shù)目或類型。

此外,應當理解,除非另有明確規(guī)定,它決不意指本文闡釋的任何方法被理解為要求其步驟以特定順序進行。因此,在方法權(quán)利要求實際上不敘述其步驟所遵從的順序,或它在權(quán)利要求書或說明書中沒有另外具體陳述步驟被限于特定順序,它決不意指在任何方面暗示了順序。這對于用于解釋的任何可能的非表達基礎(chǔ)適用,包括:關(guān)于步驟或操作流程的排列的邏輯事項;源自語法組織或標點符號的普通含義;和說明書中描述的方面的數(shù)目或類型。

還要理解,本文使用的術(shù)語僅是為了描述具體方面的目的,并且不旨在被限制。如說明書和權(quán)利要求書中所使用的,術(shù)語“包括”可包括方面“由……組成”和“基本上由……組成”。除非另外定義,本文使用的所有技術(shù)和科學術(shù)語具有與公開內(nèi)容所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常所理解的相同的含義。例如,本公開內(nèi)容涉及制品,比如發(fā)泡制品,其包括:從約80wt.%至約95wt.%的聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂;其中聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂包括第一聚碳酸酯和第二聚碳酸酯的混合物;從約3wt.%至約16wt.%的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物;從約0.01wt.%至約1wt.%的非溴阻燃劑;從約0.1wt.%至約10wt.%的填料;和從約0.01wt.%至約1wt.%的脫模劑,其中所有組分的組合重量百分比值不超過100wt.%,并且其中所有重量百分比值是基于組合物的總重量。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解,制品可基本上由下述組成:從約80wt.%至約95wt.%的聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂;其中聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂包括第一聚碳酸酯和第二聚碳酸酯的混合物;從約3wt.%至約16wt.%的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物;從約0.01wt.%至約1wt.%的非溴阻燃劑;從約0.1wt.%至約10wt,%的填料;和從約0.01wt.%至約1wt.%的脫模劑,其中所有組分的組合重量百分比值不超過100wt.%,并且其中所有重量百分比值是基于組合物的總重量。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解,制品可由下述組成:從約80wt.%至約95wt.%的聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂;其中聚碳酸酯基礎(chǔ)樹脂包括第一聚碳酸酯和第二聚碳酸酯的混合物;從約3wt.%至約16wt.%的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物;從約0.01wt.%至約1wt.%的非溴阻燃劑;從約0.1wt.%至約10wt.%的填料;和從約0.01wt.%至約1wt.%的脫模劑,其中所有組分的組合重量百分比值不超過100wt.%,并且其中所有重量百分比值是基于組合物的總重量。同樣地,包括某些元素的本文支持的各種制品和組合物也可以基本上由主題元素組成或由主題元素組成。

如在說明書和所附權(quán)利要求書中所使用,單數(shù)形式“一(a)”、“一(an)”和“該(the)”包括復數(shù)指示,除非本文以其他方式清楚指示。因此,例如,提及“聚碳酸酯”包括兩種或多種此類聚碳酸酯的混合物。此外,例如,提及填料包括兩種或多種此類填料的混合物。

范圍在本文中可以表達為從“約”一個具體值,和/或至“約”另一個具體值。當表達此范圍時,另一方面包括從一個具體值和/或至另一個具體值。類似地,當值被表達為近似值時,通過使用先行詞“約”,應當理解,具體的值形成另一方面。通過一個術(shù)語或多個術(shù)語比如“約”和“基本上”修改的值旨在包括基于申請該申請時可用的裝置,與具體量的測定相關(guān)的誤差程度。將進一步理解,每個范圍的端點關(guān)于另一個端點和獨立于另一個端點均是重要的。還理解,本文公開了許多值,并且除該值本身以外,每個值還在本文公開為“約”該具體值。例如,如果公開了值“10”,那么還公開了“約10”。還理解,還公開了在兩個具體單位之間的每個單位。例如,如果公開了10和15,那么還公開了11、12、13和14。

如本文所使用,術(shù)語“任選的”或“任選地”意思是隨后描述的事件、條件、組分或情況可以發(fā)生或可以不發(fā)生,并且該描述包括其中所述事件或情形發(fā)生的情況和所述事件或情形沒有發(fā)生的情況。

公開了用于制備公開的組合物的組分材料以及在本文公開的方法內(nèi)使用的組合物本身。本文公開了這些和其他材料,并且應理解,當這些材料的組合、子集、相互作用、組等被公開,而各個單個和共同的組合中的每個的特定參照和這些化合物的置換不能被明確地公開時,每個在本文被具體地考慮和描述。例如,如果公開和討論了具體化合物,并且討論了可以對包括化合物的許多分子做出許多改進,則具體考慮了化合物的每個和每一個組合以及置換,以及可能的改進,除非具體地相反指出。因此,如果公開了一類分子a、b和c,以及公開了一類分子d、e和f和組合分子a-d的實例,那么即使每個沒有被單個敘述,認為公開了每個是單個的和共同考慮的含義組合a-e、a-f、b-d、b-e、b-f、c-d、c-e和c-f。同樣地,還公開了這些的任何子集或組合。因此,例如,認為公開了a-e、b-f和c-e的子群。該概念應用至該申請的所有方面,包括但不限于,制造和使用公開內(nèi)容的組合物的方法中的步驟。因此,如果可以進行多個另外的步驟,應理解,這些另外的步驟的每個可以用公開內(nèi)容的方法的任何具體方面或方面的組合進行。

提及說明書和權(quán)利要求書中組合物或制品中具體元素或組分按重量計的份數(shù)表示用按重量計的份數(shù)表達的在組合物或制品中的元素或組分和任何其他元素或組分之間的重量關(guān)系。因此,在包含按重量計2份的組分x和按重量計5份的組分y的組合物中,x和y以2∶5的重量比存在,并且無論另外的組分是否包含在化合物中以該比存在。

除非具體地相反陳述,組分的重量百分數(shù)是基于其中包括該組分的制劑或組合物的總重量。

使用標準命名描述本文公開的化合物。例如,未被任何指示基團取代的任何位置被理解為具有被其指示的鍵或氫原子填充的化合價。不在兩個字母或符號之間的破折號(“-”)用于指示取代基的連接點。例如,-cho通過羰基基團的碳連接。除非另外定義,本文使用的技術(shù)和科學術(shù)語具有與公開內(nèi)容所屬領(lǐng)域技術(shù)人員通常所理解地相同的含義。

如本文所使用,術(shù)語“數(shù)均分子量”或“mn”可以互換地使用,并且指樣品中所有聚合物鏈的統(tǒng)計平均分子量,并且由下式限定:

其中mi為鏈的分子量和ni為該分子量的鏈的數(shù)目。通過本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法可以對聚合物比如聚碳酸酯聚合物或聚碳酸酯-pmm共聚物測定mn。

如本文所使用,術(shù)語“重均分子量”或“mw”可以互換地使用,并且由下式限定:

其中mi是鏈的分子量和ni是該分子量的鏈的數(shù)目。與mn相比,mw考慮給定鏈的分子量對于測定平均分子量的貢獻。因此,給定鏈的分子量越大,鏈對于mw的貢獻越多。應當理解,如本文所使用,mw通過凝膠滲透色譜測定。在一些情況下,mw通過凝膠滲透色譜測定并且用聚碳酸酯標準校準。

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