具有改善的光學性能的聚碳酸酯組合物的製作方法

2023-10-17 14:10:59 2

具有改善的光學性能的聚碳酸酯組合物的製作方法
【專利摘要】本發明涉及聚碳酸酯和共聚碳酸酯((共)聚碳酸酯)的組合物，其中由其製備的模塑品具有改善的光學性能。
【專利說明】具有改善的光學性能的聚碳酸酯組合物
[0001]本發明涉及聚碳酸酯和共聚碳酸酯((共)聚碳酸酯)的組合物，其中由其製備的模塑品具有改善的光學性能。術語聚碳酸酯組合物下文不僅包括均聚碳酸酯而且包括共聚碳酸酯。
[0002]本發明特別涉及由聚碳酸酯與一種或多種離子液體構成的組合物，其中所述聚碳酸酯由雙酚和有機碳酸酯通過酯交換法在熔體中製備，下文使用的術語為「熔體聚碳酸酯」，或由雙酚與光氣以相界面法，優選以連續相界面法製備和通過配混製備。
[0003]聚碳酸酯特徵在於不僅具有良好的機械性能而且尤其具有高的透明性和顏色亮度。評價顏色亮度的一種方法是所謂的黃色指數(YI)，其表徵材料的發黃程度。低的YI值對於高質量的聚碳酸酯是重要的質量判據。雙酚-A(BPA)-基聚碳酸酯的應用覆蓋了從-100°C至大約+ 135°C的寬的溫度範圍。
[0004]低的YI值不僅在製備過程中而且在隨後的應用中都是非常重要的。為了聚碳酸酯的顏色臨界應用，因此希望的是製備具有低的初始YI值的聚碳酸酯模塑品和在隨後的熱老化條件下的使用過程中實現最低可能的後繼發黃。後繼發黃例如在由聚碳酸酯製成的前燈擴散器鏡片中發生，取決於其尺寸和形狀，所述鏡片可以長期暴露於100°c以上的溫度。此類型的應用要求具有基本保持不變的高的光學性能水平和在使用壽命期間損壞儘可能小的材料。
[0005]聚碳酸酯可以通過各種方法製備。達到工業重要性的第一種聚碳酸酯(LPC)在溶液中通過相界面法由雙酚和光氣製備。如今酯交換法實現了日益增加的重要性，並且雙酚與有機碳酸酯在熔體中反應得到所謂的熔體聚碳酸酯(SPC)。
[0006](共)聚碳酸酯另外通過配混製備。為此，通常在多螺杆擠出機中將添加劑引入合適的聚合物熔體中。此方法適合用於製備不透明和半透明以及透明的組合物。
[0007]表述離子液體是指熔融的鹽，其中這些鹽在低至室溫的溫度下可以是液態的。它們用於多種領域，因為它們具有特別的性能。
[0008]P.ffasserschei d, ff.Keim, Angew.Chem.1nt.Ed.2000, 39, 3772 中提供了離子液體的綜述。
[0009]DE 10 2008 049 787A1涉及一種使用包含離子液體的催化劑組合物製備碳酸二苯酯的方法。
[0010]ff.WiesenhSfer 的論文 「Neue methoden zur Anwendung von Lipasen in derorganischen Synthese [New Methods for the Use of Lipases in Organic Synthesis];Ruhr-Universitat Bochum, 2004」尤其描述了離子液體中動力學外消旋化合物分離。
[0011]已知離子液體對消散來自反應體系的熱非常有效(US 2006/0251961 Al)。
[0012]US2010/0048829 Al涉及液體組合物，其包含至少一種聚合物和一種用於改善的增溶作用的氮基離子液體(多環脒鹼)。
[0013]還描述了離子液體應用在壓敏粘合劑中(US2005/266238 Al)、用於顯示器應用(US2007/040982A1)或在用於分離共沸的或窄沸騰範圍的混合物的工業蒸餾法中作為輔助夾帶劑(W0 2005/016483 Al)。
[0014]文獻中沒有描述離子液體與(共)聚碳酸酯以及PC共混物的應用或組合。
[0015]US 6，372，829 BI描述了由至少一種包括氟代的有機陰離子的非聚合的氮鎗鹽構成的組合物。沒有描述含磷鎗鹽的用途。
[0016]因此需要在加工得到模塑品之後幾乎沒有固有顏色(低的?值)的合適的聚碳酸酯模塑組合物。這對於光學應用如光導體、鏡片、準直儀、眼鏡、前燈鏡片、光學數據存儲系統、罩殼、片材、面板或箔片、(頭盔)護目鏡或防護面罩是特別重要的。
[0017]然而，令人驚訝地，已經發現離子液體特別對聚碳酸酯模塑組合物中的光學性能具有非常好的作用。
[0018]因此本發明提供了一種聚碳酸酯組合物，其包含聚碳酸酯(組分Α)、離子液體(組分B)和至少一種選自熱穩定劑和光穩定劑組的另外的添加劑(組分C)。
[0019]鉬分A
組分A是聚碳酸酯或共聚碳酸酯。
[0020]對於本發明，(共)聚碳酸酯是均聚碳酸酯或共聚碳酸酯；如已知，該聚碳酸酯可以是線性的或支化的。
[0021]本發明中要使用的聚碳酸酯(包括聚酯碳酸酯)的優選的製備方式是已知的相界面法和已知的熔融酯交換法。
[0022]在第一種情況下，光氣優選用作碳酸衍生物，和在後一種情況下碳酸二苯酯優選用作碳酸衍生物。在這兩種情況下，對用於聚碳酸酯製備的催化劑、溶劑、後處理、反應條件等均有充分的描述和公開。
[0023]在適合本發明的聚碳酸酯中芳族二羧酸酯基團可以代替一部分，最高達80mol%,優選20mol%至最高50mol%的碳酸酯基團。此類聚碳酸酯的準確術語是芳族聚酯碳酸酯，因為其在分子鏈結構中不僅包含碳酸的酸部分而且包含芳族二羧酸的酸部分。在本申請中為了簡單起見，它們將歸在上位概念「熱塑性的芳族聚碳酸酯」之下。
[0024]本發明的方法特別用在聚碳酸酯製備中。因此本發明還提供了一種製備聚碳酸酯的方法，其特徵在於:所述製備方法的至少一個步驟包含本發明的擠出工藝。
[0025]使用本發明的方法製備聚碳酸酯由二酚、碳酸衍生物、任選的鏈終止劑和任選的支化劑以已知的方式進行，其中通過用芳族二羧酸或用所述二羧酸的衍生物代替一部分碳酸衍生物，和特別地根據在芳族聚碳酸酯中要被芳族二羧酸酯結構單元代替的碳酸酯結構單元的程度來製備所述聚酯碳酸酯。
[0026]對於聚碳酸酯的製備，這裡可以參考例如Schnell, 「Chemistry and Physics ofPolycarbonates，，，Polymer Reviews, Volume 9, Interscience Publishers, New York,London, Sydney 1964。
[0027]在本發明的方法中優選使用的所述熱塑性聚碳酸酯(包括熱塑性芳族聚酯碳酸酯)的平均分子量Mw為12 000-120 000，優選15 000-80 000，和特別是15 000-60
000(在25°C在CH2Cl2中和在0.5 g/100 mlCH2Cl2的濃度下通過測量相對粘度而測定)。
[0028]適合用於本發明製備聚碳酸酯的方法的二酚在現有技術中已有廣泛描述。
[0029]合適的二酚的實例是氫醌、間苯二酚、二羥基聯苯、雙(羥苯基)鏈烷烴、雙(羥苯基)環烷烴、雙(羥苯基)硫醚、雙(羥苯基)醚、雙(羥苯基)酮、雙(羥苯基)碸、雙(羥苯基)亞碸、α，α』雙(羥苯基)二異丙基苯和這些化合物的環上滷代的、環上烷基化的和烷基化的化合物。
[0030]優選的二酌是4，4』 - 二羥基聯苯、2，2-雙-(4_輕苯基)-1-苯基丙烷、1，1-雙-(4-羥苯基)-苯基乙烷、2，2-雙-(4-羥苯基)丙烷、2，4-雙-(4-羥苯基)-2-甲基丁烷、1，3-雙-[2-(4-羥苯基)-2-丙基]苯(雙酚M)、2，2-雙_(3_甲基-4-羥苯基)丙烷、雙_(3，5_ 二甲基_4_輕苯基)甲燒、2，2_雙-(3，5_ 二甲基_4_輕苯基)丙烷、雙-(3，5- 二甲基-4-羥苯基)碸、2，4-雙-(3，5- 二甲基-4-羥苯基)_2_甲基丁烷、1,3-雙-[2-(3，5-二甲基-4-羥苯基)-2-丙基]苯和I, 1-雙(4-羥苯基)-3，3，5-三甲基環己烷(雙酚TMC)、1，1-雙(4-羥苯基)環己烷(雙酚Z)、l，1-雙(3-甲基-4-羥基苯基)環己烷(二甲基BPZ)。
[0031]特別優選的二酌是:4，4』 - 二羥基聯苯、1，1-雙-(4_輕苯基)-苯基乙燒、2，2-雙-(4_輕苯基)丙烷、2，2_雙-(3_甲基_4_輕苯基)丙烷(二甲基-BPA)、I, 1-雙-(4-羥苯基)環己烷、1，1-雙-(3-甲基-4-羥苯基)環己烷(二甲基-BPZ)和1，1-雙-(4-羥苯基)-3，3，5-三甲基環己烷(雙酚TMC)。
[0032]這些和其它適合的二羥基芳基化合物描述於例如DE-A 3 832 396、FR-A I 561518 中，描述於H.Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, IntersciencePublishers, New York 1964,第28頁及以後頁；第102頁及以後頁，和描述於D.G.Legrand, J.T.Bendler, Handbook of Polycarbonate Science and Technology, MarcelDekker New York 2000,第 72 頁及以後頁。
[0033]在均聚碳酸酯的情況下，僅使用一種二酚，在共聚碳酸酯的情況下，使用多種二酚，並且這裡本身明顯的是，使用的二酚和所有其它加入到此合成中的化學品與助劑可被源自這些物質各自的合成、處理和儲存的雜質所汙染；然而希望的是使用具有最高可能的純度的原料進行操作。
[0034]相界面法使用光氣用於與二羥基芳基化合物反應。
[0035]在熔融酯交換法中適合用於與二羥基芳基化合物反應的碳酸二芳基酯是通式(II)的那些
【權利要求】
1.一種組合物，包含: (A)一種或多種芳族的聚碳酸酯或共聚碳酸酯 (B)0.05-8重量份，優選0.1-5重量份，特別優選0.15-4重量份，特別優選0.2-3重量份，和非常特別優選0.25-2.5重量份(基於組分A + B的重量份總和)的式(I)的含磷離子液體
其中R1-R4相互獨立地是取代的烷基或芳基基團 (C)至少一種選自磷基熱穩定劑組的添加劑，具有10ppm-2000ppm的量。
2.如權利要求1所述的組合物，其特徵在於:存在選自光穩定劑組的另外的添加劑。
3.如權利要求1-2之一所述的組合物，其特徵在於:所述聚碳酸酯是雙酚A基聚碳酸酯。
4.如權利要求1-3所述的組合物，其特徵在於:所述熱穩定劑是三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯(Irgafos 168)、四(2，4- 二叔丁基苯基)[1，1_聯苯]_4，4』 - 二基雙亞膦酸酯、磷酸三異辛基酯(TOF)、3_(3，5-二叔丁基-4-輕苯基)丙酸十八烷基酯(Irganox1076)、雙(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯(Doverphos S-9228)、雙(2，6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯(ADK STAB PEP-36)或三苯膦(TPP)。
5.如權利要求1-4所述的組合物，其特徵在於:使用選自磷酸酯、亞磷酸酯和立體位阻酹類的熱穩定劑的混合物。
6.如權利要求1-5所述的組合物，其特徵在於:所述組合物包含另外的添加劑和/或填料。
7.模塑品，包含如權利要求1-6任一項所述的組合物。
8.透明模塑品，包含如權利要求1-6任一項所述的組合物，特別是光學組件及其覆蓋物、箔片、片材、鏡片、罩殼和汽車與建築窗玻璃兀件。
【文檔編號】C08L69/00GK104169351SQ201380016806
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年3月25日 優先權日:2012年3月30日
【發明者】R.韋爾曼, H.W.霍伊爾, A.布曼斯 申請人:拜耳智慧財產權有限責任公司