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聚合物組合物、制造方法、及由其形成的制品的制作方法_2

文檔序號:9400765閱讀:來源:國知局
/kg至 0? 026mol/kg),最具 體地 〇? 025mol/101bs至 0? 08mol/101bs(0? 0055mol/kg至 0? 018mol/kg)之間。在一 些實施方式中,基于組合物的重量,緩沖劑存在于組合物中使得組合物中的磷的量是約 0. 04mol/101bs(0. 0088mol/kg)。在一些實施方式中,鉀陽離子代表組合物中金屬磷酸鹽中 的陽離子的至少50mol%,具體地至少75mol%。磷酸的金屬鹽具有弱酸形式和共輒堿形 式,兩種形式的比率是能夠在蒸餾水中形成具有6. 3至7. 0,具體地6. 4至6. 9,更具體地 6. 5至6. 8的pH的緩沖試劑。
[0032] 包含緩沖試劑的相應(yīng)的酸形式和堿形式的相對比率可以使用以下漢德森-海森 巴赫等式確定:
[0033]pH=pKa+log[堿形式(A-) ] / [酸形式(HA)]。
[0034] 在目前的情況下,對于磷酸PKa2= 6. 865以及6. 8的pH被認為是最佳的。
[0035] 在本發(fā)明的另一方面,對聚合物降解具有改進的抗性的抗沖擊聚碳酸酯組合物包 含芳族聚碳酸酯與乳液聚合過程的產(chǎn)物彈性體改性的接枝共聚物的混合物,其中,組合物 是在包含磷酸的金屬鹽的緩沖試劑存在下?lián)胶头甲寰厶妓狨ヅc彈性體改性的接枝共聚物 的產(chǎn)物,磷酸的金屬鹽的至少一種包含鉀陽離子,其中,緩沖試劑包含弱酸形式和共輒堿形 式,兩種形式的相對量為能夠在水中提供6. 3至7. 0,具體地6. 4至6. 9的pH,其中,基于組 合物的重量,來自磷酸的金屬鹽的磷以〇?Olmol/lOlbs至0? 16mol/101bs(0? 0022mol/kg至 0.035mol/kg)的量存在。
[0036] 用作緩沖試劑的磷酸的金屬鹽可以進一步包含除鉀離子之外的陽離子,該陽離子 選自由以下組成的組中:后過渡金屬如鋁、堿金屬和堿土金屬如鈉、鋰和鈣,和過渡金屬如 鋅,和它們的組合(具體地選自由Al、Zn、Na、Li、Ca、和它們的組合所組成的組)。緩沖試 劑可以包括包含鉀陽離子的共輒堿形式和包含不同的金屬陽離子的弱酸形式??商鎿Q地, 緩沖試劑可以在弱酸形式和共輒堿形式兩者中包含鉀陽離子。具體地,緩沖試劑可以由弱 酸和共輒堿對,諸如磷酸二氫鉀/磷酸氫二鉀、磷酸二氫鋰/磷酸氫二鉀、磷酸二氫鋁/磷 酸氫二鉀、磷酸二氫鋅/磷酸氫二鉀、和它們的組合組成。
[0037] 當沖擊改性劑由利用酸性凝結(jié)劑的乳化過程制成時,本組合物尤其是有利的。用 于制備彈性體改性的接枝共聚物的現(xiàn)有技術(shù)乳液聚合過程通常采用酸性凝結(jié)劑。然而,在 使用這種凝結(jié)劑制備沖擊改性劑時,發(fā)現(xiàn)殘留量的凝結(jié)劑可以保留在沖擊改性劑中。殘留 酸的量在一定程度上可以依據(jù)回收(recovering)沖擊改性劑的方法。例如,沖擊改性劑的 噴霧干燥可以影響保留在最終產(chǎn)品中的殘留添加劑的量。然而,在任何情況下,當利用與這 種殘留的化合物相關(guān)聯(lián)的沖擊改性劑改性時,來自乳液聚合的殘留添加劑的存在對基于聚 碳酸酯組合物的穩(wěn)定性可以潛在地具有不利的影響。本發(fā)明可以克服這種不利的影響。
[0038] 而且,在其制造過程中,彈性體改性的接枝共聚物的乳膠(latex)可以用酸進行 處理以調(diào)節(jié)乳膠的pH,如在共同受讓的案卷號P10033US中公開的。具體地,在將覆蓋物 (superstrate)接枝至乳液聚合的彈性體相上以獲得彈性體改性的接枝共聚物產(chǎn)品的乳膠 之后,但是在接枝的產(chǎn)品凝結(jié)以獲得凝結(jié)的彈性體改性的接枝共聚物和隨后使凝結(jié)的彈性 體改性的接枝共聚物與芳族聚碳酸酯摻和之前,包含彈性體改性的接枝共聚物產(chǎn)品的組合 物可以經(jīng)受利用酸的處理以調(diào)節(jié)其pH。
[0039] 用于制備聚碳酸酯組合物的聚碳酸酯通常是芳族聚碳酸酯。"聚碳酸酯"是指具有 式(1)的重復(fù)結(jié)構(gòu)碳酸酯單元的組合物
[0040]
[0041] 其中,R1基團總數(shù)的至少60%包括芳族部分和其余量為脂族、脂環(huán)族、或芳族。在 實施方式中,每個R1是C6 3。芳基,S卩,包括至少一個芳族部分。R1可以是源自式HO-R1H 特別是式(2)的二羥基化合物
[0042] HO-A1-Y1 -A2-OH(2)
[0043] 其中,A1和A2中的每個是單環(huán)二價芳基,并且Y1是單鍵或具有將A1與A2分隔的 一個或多個原子的橋連基。在一些實施方式中,一個原子將A1與A2分隔。具體地,每個R1 可源自式(3)的二羥基芳族化合物
[0044]
[0045] 其中,Ra和Rb各自獨立地是鹵素、Ci12烷氧基、或Ci12烷基;并且p和q各自獨立 地是〇至4的整數(shù)。應(yīng)當理解,當P為0時,Ra是氫;并且同樣地,當q是0時,Rb是氫。還 在式(3)中,Xa是連接兩個羥基取代的芳基的橋連基,其中每個(:6亞芳基的橋連基和羥基 取代基在(: 6亞芳基上彼此位于鄰位、間位、或?qū)ξ唬ㄌ貏e是對位)。在一個實施方式中,橋 連基乂3是單鍵、-0-、-3-、-3(0)-、-3(0) 2-、-0(0)-或(]118有機基團。(]118有機橋連基可以 是環(huán)狀的或非環(huán)的、芳族的或非芳族的,并且可進一步包含諸如鹵素、氧、氮、硫、硅、或磷的 雜原子。C118有機基團能夠被布置成使得連接至其的C6亞芳基基團各自連接到共同的烷叉 基(alkylidene)碳或連接到C1 18有機橋連基的不同碳。在一個實施方式中,P和q各自為 1,并且Ra和Rb各自是在每個亞芳基基團上位于羥基間位的Ci3烴基,尤其是甲基。
[0046] 在一些實施方式中,Xa是取代或未取代的C3 18環(huán)烷叉基,式-C(IT) (Rd)-的C1 25烷 叉基,其中RlPRd各自獨立地是氫、C1 12烷基、C1 12環(huán)烷基、C7 12芳烷基、C1 12雜烷基、或環(huán) 狀C7 12雜芳烷基,或式_C( =R6)-的基團,其中R6是二價Ci12烴基。此類型的基團包括亞 甲基、環(huán)己基亞甲基、乙叉基(ethylidene)、新戊叉基(neopentylidene)、和異丙叉基(ISO propylidene)、以及 2_[2. 2. 1]-二環(huán)庚叉基(2_[2. 2.l]_bicycloheptylidene)、環(huán)己叉 基、環(huán)戊叉基、環(huán)十二燒叉基、和金剛燒叉基(adamantylidene)。
[0047] 在另一個實施方式中,乂3是Ci18亞烷基、C3 18環(huán)亞烷基、桐合C6 18環(huán)亞烷基、或 式-B1-G-B2-的基團,其中B1和B2是相同或不同的Ci6亞烷基且G是C3 12環(huán)烷叉基或C6 16 亞芳基。例如,Xa可以是式⑷的取代的C318環(huán)烷叉基
[0048]
[0049] 其中,1^、1^、和1^各自獨立地是氫、鹵素、氧、或者(:112經(jīng)基山是直鍵、碳或二 價氧、硫或-N(Z) _,其中,Z是氫、鹵素、羥基、C1 12烷基、C1 12烷氧基或C1 12?;?;R是0至 2,t是1或2,q是0或1,以及k是0至3,條件是,IT、Rp、R\和1^的至少兩個一起是稠合 的脂環(huán)族、芳族、或雜芳族環(huán)。應(yīng)該理解的是,在稠環(huán)是芳族的情況下,如在式(4)中所示的 環(huán)將具有不飽和碳-碳鍵(其中環(huán)是稠合的)。當k是1并且i是0時,式(4)示出的環(huán)包 含4個碳原子;當k是2時,式(4)示出的環(huán)包含5個碳原子;并且當k是3時,該環(huán)包含6 個碳原子。在實施方式中,兩個相鄰的基團(例如,RiPRt-起)形成芳基,并且在另一個 實施方式中,Rq和Rt-起形成一個芳基以及RIPRp-起形成第二芳基。當R呀卩R1-起形 成芳基基團時,Rp可以是雙鍵氧原子,即,酮。
[0050] 雙酚(3)可以用于制造包含式(4a)的苯并吡咯酮碳酸酯單元的聚碳酸酯
[0051]
[0052] 其中,Ra、Rb、p和q如式(3),R3各自獨立地是C: 6烷基基團,j是0至4,且R4是 C1 6烷基、苯基或被至多5個Ci6烷基基團取代的苯基。具體地,苯并吡咯酮碳酸酯單元具 有式(4b)
[0053]
[0054] 其中,R5是氫或C16烷基。在一個實施方式中,R5是氫。其中R5是氫的碳酸酯單 元(4a)可以源自2-苯基-3, 3'-雙(4-羥基苯基)苯并吡咯酮(也稱為N-苯基酚酞雙酚, 或"PPPBP")(也稱為3, 3-雙(4-羥基苯基)-2-苯基異吲哚啉-1-酮)。
[0055] 這種類型的其它雙酚碳酸酯重復(fù)單元是式(4c)和(4d)的靛紅碳酸酯單元
[0056]
[0057] 其中,Ra和Rb各自獨立地是C: 12烷基,p和q各自獨立地是0至4,以及R1是C: 12 烷基、由1至5個C1i。烷基可選取代的苯基、或由1至5個Cii。烷基可選取代的芐基。在 一個實施方式中,RlPRb各自是甲基,P和q各自獨立地是〇或1,以及R1是Ci4烷基或苯 基。
[0058] 源自雙酚⑶的雙酚碳酸酯單元的實例,其中,Xa是取代的或未取代的C3 18環(huán)烷 叉基,包含式(4e)的環(huán)己叉基橋聯(lián)的烷基取代的雙酚
[0059]
[0060] 其中,Ra和Rb各自獨立地是Ci12烷基,R8是Ci12烷基,p和q各自獨立地是0至 4,和t是0至10。在【具體實施方式】中,Ra和Rb各自至少一個與環(huán)己叉基橋連基位于間位。 在一個實施方式中,RlPRb各自獨立地是Ci4烷基,R8是Ci4烷基,p和q各自是0或1,和 t是0至5。在另一【具體實施方式】中,Ra、RbJPRg各自是甲基,r和s各自是0或1,以及t 是0或3,尤其是0。
[0061] 源自雙酚(3)的其它雙酚碳酸酯單元的實例,其中,Xb是取代的或未取代的C318環(huán) 烷叉基,包含金剛烷基單元(4f)和單元(4g)
[0062]
[0063] 其中,Ra和Rb各自獨立地是Ci12烷基,以及p和q各自獨立地是1至4。在具體實 施方式中,RlBRb中每個的至少一個與環(huán)燒叉基橋連基成間位排列。在一個實施方式中, Ra和Rb各自獨立地是C13烷基,以及p和q各自是0或1。在另一【具體實施方式】中,Ra、Rb 各自是甲基,P和q各自是〇或1。包含單元(4a)至(4g)的碳酸酯用于制造具有高玻璃轉(zhuǎn) 化溫度(Tg)和高熱變形溫度的聚碳酸酯。
[0064] 式HO-R1-OH的其它有用的芳族二羥基化合物包括式(6)的化合物
[0065]
[0066] 其中,每個Rh獨立地是鹵素原子、C1 1Q烴基如C1i。烷基、鹵素取代的C1i。烷基、C61Q 芳基,或鹵素取代的C6i。芳基,并且n是0至4。鹵素通常是溴。
[0067] 具體的芳族二羥基化合物的一些示例性實例包括以下:4, 4'-二羥基聯(lián)苯、 1,6_二羥基萘、2, 6-二羥基萘、雙(4-羥苯基)甲烷、雙(4-羥苯基)二苯基甲烷、雙(4-羥 苯基)-1_萘基甲烷、1,2_雙(4-羥苯基)乙烷、1,1_雙(4-羥苯基)-1-苯乙烷、2-(4-羥 苯基)-2-(3-羥苯基)丙烷、雙(4-羥苯基)苯基甲烷、2, 2-雙(4-羥基-3-溴苯基)丙 烷、1,1-雙(羥苯基)環(huán)戊烷、1,1-雙(4-羥苯基)環(huán)己烷、1,1-雙(4-羥苯基)異丁烯、 1,1-雙(4 -輕苯基)環(huán)十一燒、反-2, 3-雙(4-輕苯基)丁稀、2, 2-雙(4-輕苯基)金 剛烷、a,a雙(4-羥苯基)甲苯、雙(4-羥苯基)乙腈、2, 2-雙(3-甲基-4-羥苯基) 丙烷、2, 2-雙(3-乙烷基-4-羥苯基)丙烷、2, 2-雙(3-正丙基-4-羥苯基)丙烷、2, 2-雙 (3-異丙基-4_輕苯基)丙烷、2, 2_雙(3_仲丁基_4_輕苯基)丙烷、2, 2_雙(3_叔丁 基_4_輕苯基)丙烷、2, 2_雙(3_環(huán)己基_4_輕苯基)丙烷、2, 2_雙(3_稀丙基_4_輕苯 基)丙烷、2, 2-雙(3-甲氧基-4-羥苯基)丙烷、2, 2-雙(4-羥苯基)六氟丙烷、1,1-二 氣_2, 2_雙(4_輕苯基)乙稀、1,1_二漠_2, 2_雙(4_輕苯基)乙稀、1,1_二氣_2, 2_雙 (5-苯氧基-4-羥苯基)乙烯、4, 4' -二羥基二苯甲酮、3, 3-雙(4-羥苯基)-2- 丁酮、1,6-雙 (4-輕苯基)-1,6-己二酮、乙二醇雙(4-輕苯基)醚、雙(4-輕苯基)醚、雙(4-輕苯基) 硫醚、雙(4-羥苯基)亞砜、雙(4-羥苯基)砜、9, 9-雙(4-羥苯基)芴、2, 7-二羥基芘、 6,6'-二羥基-3,3,3',3'-四甲基螺(雙)茚滿("螺二茚滿雙酚")、3,3-雙(4-羥苯 基)鄰苯二甲酰亞胺、2, 6-二羥基二苯并對二惡英、2, 6-二羥基噻蒽、2, 7-二羥基酚黃素、 2, 7-二羥-9, 10-二甲基吩嗪、3, 6-二羥基二苯并呋喃、3, 6-二羥基二苯并噻吩、和2, 7-二 羥基咔唑、間苯二酚、取代的間苯二酚化合物如5-甲基間苯二酚、5-乙基間苯二酚、5-丙 基間苯二酚、5-丁基間苯二酚、5-叔丁基間苯二酚、5-苯基間苯二酚、5-枯基間苯二酚、 2, 4, 5, 6-四溴間苯二酚、2, 4, 5, 6-四溴間苯二酚等;鄰苯二酚;氫醌;取代的氫醌,如2-甲 基氫醌、2-乙基氫醌、2-丙基氫醌、2-丁基氫醌、2-叔丁基氫醌、2-苯基氫醌、2-枯基氫醌、 2, 3, 5, 6-四甲基氫醌、2, 3, 5, 6-四叔丁基氫醌、2, 3, 5, 6-四氟氫醌、2, 3, 5, 6-四溴氫醌等, 或者包含上述二羥基化合物的至少一種的組合。
[0068] 式⑶的雙酚化合物的具體實例包括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(在下文中為"雙酚A"或者"BPA")、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、2, 2-雙(4-羥基-2-甲基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥基叔丁苯基)丙烷、3, 3-雙(4-羥 苯基)苯并吡咯酮、2-苯基-3, 3-雙(4-羥苯基)苯并吡咯酮(PPPBP)、和1,1-雙(4-羥 基-3-甲基苯基)環(huán)己烷(DMBPC)。也可使用含有前述二羥基化合物中的至少一種的組合。 在一個【具體實施方式】中,聚碳酸酯是源自雙酚A的線性均聚物,其中在式(2)中各A1和A2 均是對亞苯基且Y1是異丙叉基。
[0069] 聚碳酸酯可以具有在25°C在氯仿中測定的0? 3至L5分升/克(dl/g),具體地 0. 45至I. 0dl/g的固有粘度。聚碳酸酯可以具有10, 000至200, 000道爾頓,具體地20, 000 至100,OOO道爾頓的重均分子量,其通過凝膠滲透色譜法(GPC)利用交聯(lián)的苯乙烯-二 乙烯基苯柱測得并相對于聚碳酸酯參比物校
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