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CN105473660A - 反射聚碳酸酯组合物 - Google Patents

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CN105473660A
CN105473660A CN201380078767.XA CN201380078767A CN105473660A CN 105473660 A CN105473660 A CN 105473660A CN 201380078767 A CN201380078767 A CN 201380078767A CN 105473660 A CN105473660 A CN 105473660A
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温亮
黄建熹
李明锋
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SABIC Innovative Plastics IP BV
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Abstract

公开了适合用于光源的反射器。所述反射器由聚碳酸酯组合物制成，所述聚碳酸酯组合物包含碳酸酯聚合物、白色着色剂、荧光增白剂，和阻燃剂。所述反射器在非常低的厚度下具有良好的反射率和机械强度。

Description

反射聚碳酸酯组合物
背景技术
本公开涉及聚碳酸酯组合物，其可以用于制造高反射制品，(即具有高反射表面的制品)。所得到的制品在低厚度下具有薄壁阻燃性(FR)和高反射率的组合。这些组合物可以用于不同的应用，例如照明。
聚碳酸酯(PC)是合成工程热塑性树脂，并且是一类具有许多有益性质的有用的聚合物。利用它们的强度和透明性，聚碳酸酯树脂提供许多显著优势并可用于许多不同的商业应用，包括电子工程(E&E)零件，机械零件等等。
因为它们广泛的应用，理想的是提供具有良好的阻燃性的聚碳酸酯。为了整体最终产品的纤细、重量减轻、以及尺寸减小的目的，市场也正朝向具有薄壁的制品移动。随着壁厚度减少，赋予制品阻燃性变得日益困难。
来源，如紧凑型荧光灯(compactfluorescentlamp)(CFL)或发光二极管(LED)正变得日益受消费者欢迎。反射器(reflector)可以用于照明部件混合并漫射从光源发出的光以及将光反射回期望的环境。反射器广泛应用于LED灯和电视背光(televisonbacklight)以改善亮度。发泡聚对苯二甲酸乙二酯(PET)由于其高反射率而广泛用作为反射器。然而，发泡PET是昂贵的和柔软的，使它难以处理并导致比期望的更粗糙的表面。令人想要的是提供可以用于制造反射器的其他材料。
发明内容
本公开涉及聚碳酸酯组合物，其可以用于形成具有良好的机械强度和薄壁FR性能的高反射制品。该组合物包含碳酸酯聚合物、白色着色剂、荧光增白剂，和阻燃剂。
在各种实施方式中公开的是反射聚碳酸酯组合物(reflectivepolycarbonatecompostion)，包含：约10wt％至约90wt％的聚碳酸酯聚合物；约5wt％至约60wt％的白色着色剂；约0.01wt％至约0.1wt％的荧光增白剂；约0.05wt％至约20wt％的阻燃剂；其中，聚碳酸酯组合物在1.0mm厚度下具有96％或更大的反射率(R％)并在1.0mm厚度下具有V0性能。
白色着色剂可以是二氧化钛、硫化锌、氧化锌，或酸酸钡。在具体实施方式中，白色着色剂是涂覆的二氧化钛。聚碳酸酯组合物可以包含约5wt％至约30wt％的白色着色剂。
荧光增白剂可以包含两个苯并噁唑基团。在具体实施方式中，荧光增白剂是4,4’-双(2-苯并噁唑基)芪(4,4’-bis(2-benzoxazoyl)stilbene)或2,5-双(5-叔-丁基-2-苯并噁唑基)噻吩。
阻燃剂可以是全氟丁烷磺酸盐，或可以是磷腈阻燃剂。磷腈阻燃剂可以具有如在本文中进一步限定的式(II)或式(III)的结构。
聚碳酸酯组合物可以进一步包含约5wt％至约50wt％的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。
在具体实施方式中，聚碳酸酯组合物在0.3mm厚度下具有96％或更大的反射率(R％)并在0.8mm厚度下具有V0性能。
碳酸酯聚合物可以具有约15,000至约30,000的重均分子量。
在各种实施方式中，当根据ASTMD1238在300℃，1.2kg下测量时，组合物具有6g/10min或更高的MFR。
在其他实施方式中，组合物在0.8mm厚度下具有至少0.90的pFTP(V0)和约40秒或更短的火焰熄灭时间(flameouttime)(FOT)。
聚碳酸酯组合物可以进一步包含约0.05wt％至约1wt％的抗滴落剂。
有时，聚碳酸酯聚合物包括具有高于25,000的Mw的高分子量聚碳酸酯聚合物和具有低于25,000的Mw的低分子量聚碳酸酯聚合物。高分子量聚碳酸酯聚合物与低分子量聚碳酸酯聚合物的重量比可以是约20:80至约80:20。
在一些具体实施方式中，聚碳酸酯组合物包含：约70wt％至约80wt％的高分子量聚碳酸酯聚合物；约3wt％至约10wt％的低分子量聚碳酸酯聚合物；约15wt％至约25wt％的白色着色剂；约0.01wt％至约0.1wt％的荧光增白剂；约0.3wt％至约0.6wt％的阻燃剂；约0.05至约0.3wt％的抗滴落剂；约0.3wt％至约0.5wt％的脱模剂；和约0.01至约0.1wt％的亚磷酸酯稳定剂。
在各种实施方式中还公开的是反射聚碳酸酯组合物，包含：约10wt％至约90wt％的聚碳酸酯聚合物；约5wt％至约60wt％的白色着色剂；约0.01wt％至约0.1wt％的荧光增白剂；其中，聚碳酸酯组合物在1.0mm厚度下具有96％或更大的反射率(R％)并在0.3mm厚度下具有V2性能。
在更具体实施方式中，聚碳酸酯组合物包含：约65wt％至约75wt％的聚碳酸酯聚合物；约15wt％至约35wt％的白色着色剂；约0.01wt％至约0.1wt％的荧光增白剂；约0.1wt％至约0.5wt％的脱模剂；和约0.01至约0.1wt％的亚磷酸酯稳定剂。
在下面更具体地描述这些和其它非限制性特性。
附图说明
下面是附图说明，提供它们是为了说明在本文中所公开的示例性的实施方式的目的并不是为了限制它们的目的。
图1是示出了本公开的组合物的反射率相对于厚度的图。
图2是示出了本公开的组合物在UV老化之后的反射率的图，示出了添加荧光增白剂不影响抗UV性。
图3是在178℃的温度下形成的本公开的膜的照片。
图4是在197℃的温度下形成的本公开的膜的照片。
图5是为了比较在160℃下形成的发泡PET膜的照片。
图6是为了比较在174℃下形成的发泡PET膜的照片。
图7是为了比较在187℃下形成的发泡PET膜的照片。
图8是由本公开的聚碳酸酯组合物形成的0.25mm厚膜的照片。
图9是为了与图8比较由发泡PET形成的0.25mm厚膜的照片。
具体实施方式
通过参考下面所希望的实施方式以及其中包括的实施例的具体描述可以更容易地理解本公开内容。在下面的说明书和随附的权利要求书中，可以提及许多术语，它们应限定为具有以下含义。
除非上下文另有明确规定，单数形式“一个”，“一种”和“该”包括复数指示物。
如在说明书和权利要求书中使用的，术语“包括”可以包括实施方式“由...组成”和“基本上由...组成”。
在本申请的说明书和权利要求书中的数值，特别当它们涉及聚合物或聚合物组合物时，反映可以含有不同特性的单独聚合物的组合物的均值。此外，除非相反地指出，数值应当理解为包括当四舍五入(reduce)至有效数字的相同数时相同的数值以及与指定值的差异小于用于确定该值的在本申请中描述的类型的常规测量技术的实验误差的数值。
在本文中所公开的所有范围包括所述端点并且可以独立地组合(例如，“2克至10克”的范围，包括端点2克和10克，以及所有中间值)。
如在本文中使用的，近似语可应用于修饰任何定量表示，其可以变化而不会导致其所涉及的基本功能的改变。因此，通过一个或多个术语(如“约”和“基本上”)修饰的值，可以不限于指定的精确值。修饰语“约”还应当认为公开了由两个端点的绝对值限定的范围。例如，表述“约2至约4”也公开了范围“2至4”。
应当注意的是，重量百分数或“wt％”，是基于聚合物组合物的总重量。
使用标准命名法描述化合物。例如，没有被任何指示基团取代的任何位置应理解成它的价被所示的键，或氢原子填充。不在两个字母或符号之间的破折号(“-”)用于表示取代基的连结点。例如，醛基团-CHO通过羰基的碳附接。
术语“脂肪族”是指不是环状的并且具有至少一价的原子的直链或支链阵列(array)。限定脂肪族基团以包括至少一个碳原子。原子的阵列可以包括在主链中的杂原子如氮、硫、硅，硒和氧或可以只由碳和氢组成。脂肪族基团可以是取代或未取代的。示例性的脂肪族基团包括，但不限于，甲基、乙基、异丙基、异丁基、羟甲基(-CH2OH)、甲巯基(-CH2SH)、甲氧基、甲氧羰基(CH3OCO-)、硝甲基(-CH2NO2)，和硫羰基。
术语“烷基”是指仅由碳和氢组成的原子的直链或支链阵列。原子的阵列可以包括单键、双键，或三键(通常被称作为烷、烯、或炔)。烷基基团可以是取代的(即一个或多个氢原子被替换)或未取代的。示例性的烷基基团包括，但不限于，甲基、乙基，和异丙基。应当注意的是，烷基是脂肪族的子集。“
术语“芳香族”是指具有至少一价并包括至少一个芳香族基团的原子的阵列。该原子阵列可以包括杂原子如氮、硫、硒、硅和氧，或可以仅由碳和氢组成。芳香族基团是未取代的。示例性的芳香族基团包括，但不限于，苯基、吡啶基、呋喃基、噻嗯基(thienyl)、萘基和联苯基。
术语“芳基”是指完全由碳原子和氢原子组成的芳香族基团。当连同碳原子的数值范围描述芳基时，它不应被解释为包括取代的芳香族基团。例如，短语“含有6至10个碳原子的芳基”应当被解释为仅仅是指苯基(6个碳原子)或萘基(10个碳原子)，并且不应被解释为包括甲基苯基(7个碳原子)。应当指出的是，芳基是芳香族的子集。
术语“环脂族”是指环状的但不是芳香族的原子的阵列。环脂族基团在环中可以包括杂原子如氮、硫、硒、硅和氧，或可以仅由碳和氢组成。环脂族基团可以包括一个或多个非环状的组分。例如，环己基甲基(C6H11CH2-)是环脂族官能团，其包括环己基环(环状的但不是芳香族的原子的阵列)和亚甲基基团(非环状组分)。环脂族基团可以是取代或未取代的。示例性的环脂族基团包括，但不限于，环丙基、环丁基、1,1,4,4-四甲基环丁基、哌啶基、和2,2,6,6-四甲基哌啶基。
术语“环烷基”是指环状的但不是芳香族的原子的阵列，并且其仅由碳和氢组成。环烷基基团可以是取代或未取代的。应当注意的是，环烷基是环脂族的子集。
在上面的定义中，术语“取代的”是指在所述基团上至少一个氢原子被另一官能团如烷基、卤素、-OH、-CN、-NO2、-COOH等取代。
术语“全氟烷基”是指仅由碳和氟组成的原子的直链或支链阵列。
术语“室温”是指23℃的温度。
测量颜色的一种方法是CIELAB颜色空间。该颜色空间使用三个维度，L*、a*、和b*。L*是明亮度(lightness)或L-值，并且可以用作通过聚碳酸酯树脂的光传输的量的量度。L*的值范围为0(黑)至100(漫射白)。维度a*是红紫色(magenta)(正值)与绿色(负值)之间颜色的量度。维度b*是黄色(正值)与蓝色(负值)之间颜色的量度，并且可以称为测量颜色的蓝度(blueness)或b-值。可以在DREOLL条件下测量颜色。
本公开的聚碳酸酯组合物包含(A)至少一种碳酸酯聚合物；(B)白色着色剂；(C)荧光增白剂；和(D)阻燃剂。由该组合物制成的制品具有合乎要求的性质(具体地在低厚度下良好的薄壁阻燃性(FR)和高反射率)的组合。
如在本文中所使用的，术语“聚碳酸酯”和“聚碳酸酯聚合物”是指具有式(1)的重复结构碳酸酯单元的组合物：
其中，R1基团总数的至少约百分之60是芳香族有机基团并且其余量是脂肪族、环脂族，或芳香族基团。酯单元(-COO)未被认为是碳酸酯单元，并且碳酸酯单元未被认为是酯单元。在一些实施方式中，每个R1是芳香族有机基团，例如式(2)的基团：
——A1——Y1——A2——(2)
其中，A1和A2中的每一个是单环二价芳基基团并且Y1是具有将A1与A2分离的一个或两个原子的桥连基团。在示例性实施方式中，一个原子将A1与A2分离。此类型的基团的说明性的非限制的实例是-O-、-S-、-S(O)-，-S(O2)-、-C(O)-、亚甲基、环己基亚甲基、2-[2.2.1]-二环庚叉基、乙叉基、异丙叉基、新戊叉基、环己叉基、环十五烷叉基、环十二烷叉基，和金刚烷叉基。桥连基团Y1可以是烃基团或饱和的烃基团如亚甲基、环己叉基、或异丙叉基。
聚碳酸酯可以通过具有式HO-R1-OH的二羟基化合物的界面反应产生，其中，R1如上所限定。适合于界面反应的二羟基化合物包括式(A)的二羟基化合物以及式(3)的二羟基化合物
HO-A1-Y1-A2-OH(3)
其中，Y1，A1和A2是如上所述的。此外包括的是通式(4)的双酚化合物：
其中，Ra和Rb各自表示卤原子或单价烃基团并可以是相同或不同的；p和q各自独立地是0至4的整数；并且Xa表示一种式(5)的基团：
其中，Rc和Rd各自独立地表示氢原子或单价直链或环状烃基团并且Re是二价烃基团。
可以由式(3)表示的双酚化合物的类型的具体实例包括1,1-双(4-羟苯基)甲烷、1,1-双(4-羟苯基)乙烷、2,2-双(4-羟苯基)丙烷(在下文中称为“双酚A”或“BPA”)、2,2-双(4-羟苯基)丁烷、2,2-双(4-羟苯基)辛烷、1,1-双(4-羟苯基)丙烷、1,1-双(4-羟苯基)正丁烷、2,2-双(4-羟基-1-甲基苯基)丙烷，以及1,1-双(4-羟基-叔-丁基苯基)丙烷。还可以使用包括上述二羟基化合物中至少一种的组合。
支链聚碳酸酯，以及直链聚碳酸酯和支链聚碳酸酯的共混物也是有用的。在聚合期间通过添加支化剂可以制备支链聚碳酸酯。这些支化剂包括包含选自以下的至少三个官能团的多官能有机化合物：羟基、羧基、羧酸酐、卤代甲酰基、和上述官能团的混合物。具体实例包括偏苯三酸、偏苯三酸酐、偏苯三酰氯、三-对-羟基苯乙烷(THPE)、靛红-双酚、三酚TC(1,3,5-三((对-羟苯基)异丙基)苯)、三酚PA(4(4(1,1-双(对-羟苯基)-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，以及二苯甲酮四羧酸。以约0.05wt％至约2.0wt％的水平添加支化剂。
如在本文中所使用的“聚碳酸酯”和“聚碳酸酯聚合物”进一步包括聚碳酸酯与其他包括碳酸酯链单元的共聚物的共混物。示例性的共聚物是聚酯碳酸酯，也被称作为共聚酯-聚碳酸酯。除了式(1)的重复碳酸酯链单元以外，这样的共聚物进一步含有式(6)的重复单元：
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亚烷基基团、C6-20环脂基基团、C6-20芳香族基团或聚氧亚烷基基团，其中，亚烷基基团含有2至约6个碳原子，具体地2、3，或4个碳原子；以及T是源自二羧酸的二价基团，并且可以是，例如，C2-10亚烷基基团、C6-20环脂基基团、C6-20烷基芳香族基团，或C6-20芳香族基团。
在一些实施方式中，D是C2-6亚烷基基团。在另一种实施方式中，D源自式(7)的芳香族二羟基化合物：
其中，每个Rk独立地是C1-10烃基团，以及n是0至4。卤素通常是溴。可以由式(7)表示的化合物的实例包括间苯二酚、取代的间苯二酚化合物如5-甲基间苯二酚、5-苯基间苯二酚、5-枯基间苯二酚，等等；儿茶酚；氢醌；取代的氢醌如2-甲基氢醌，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，等等；或包括上述化合物中至少一种的组合。
可以用于制备聚酯的芳香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’-二羧基联苯基醚、4,4’-双苯甲酸，以及包括上述酸中至少一种的混合物。含有稠合环的酸也可以存在，例如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，或它们的混合物。
在其他实施方式中，可以使用聚(对苯二甲酸亚烷基酯)。合适的聚(对苯二甲酸亚烷基酯)的具体实例是聚(对苯二甲酸乙二酯)(PET)、聚(1,4-对苯二甲酸丁二酯)(PBT)、聚(萘二甲酸乙二酯)(PEN)、聚(萘二甲酸丁二酯)(PBN)、(聚对苯二甲酸丙二酯)(PPT)、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯(PCT)，以及包括上述聚酯中至少一种的组合。
包括具有其它酯基团的对苯二甲酸亚烷基酯重复酯单元的共聚物也可以是有用的。有用的酯单元可以包括不同的对苯二甲酸亚烷基酯单元，其可以作为单独的单元，或作为聚(对苯二甲酸亚烷基酯)的嵌段存在于聚合物链中。这样的共聚物的具体实例包括聚(对苯二甲酸环己烷二亚甲基酯)-共-聚(对苯二甲酸乙二酯)，当聚合物包括大于或等于50mol％的聚(对苯二甲酸乙二酯)时缩写为PETG，当聚合物包括大于50mol％的聚(1,4-环己烷二亚甲基酯)时缩写为PCTG。
聚(环亚烷基二酯)还可以包括聚(亚烷基环己烷二羧酸酯)。其中，具体实例是聚(1,4-环己烷-二甲醇-1,4-环己烷二羧酸酯)(PCCD)，具有式(8)的重复单元：
其中，如使用式(6)描述的，R2是源自1,4-环己烷二甲醇的1,4-环己烷二亚甲基基团，并且T是源自环己烷二羧酸酯或其化学等同物的环己烷环，并且可以包括顺式异构体，反式异构体，或包括上述异构体中至少一种的组合。
另一示例性的共聚物包括聚碳酸酯嵌段和聚二有机硅氧烷嵌段，也被称作为聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。在共聚物中的聚碳酸酯嵌段包括如上所述的式(1)的重复结构单元，例如，其中，R1具有如上所述的式(2)。这些单元可以源自如上所述式(3)的二羟基化合物的反应。
聚二有机硅氧烷嵌段包括式(9)的重复结构单元(有时在本文中称为“硅氧烷”)：
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可以是C1-C13烷基基团、C1-C13烷氧基基团、C2-C13烯基基团、C2-C13烯氧基基团、C3-C6环烷基基团、C3-C6环烷氧基基团、C6-C10芳基基团、C6-C10芳氧基基团、C7-C13芳烷基基团、C7-C13芳烷氧基基团、C7-C13烷芳基基团，或C7-C13烷芳氧基基团。在相同共聚物中可以使用上述R基团的组合。通常，D可以具有2至约1000，具体地约2至500，更具体地约10至75的均值。当D具有下限值(lowervalue)，例如，小于约40时，理想的是可以使用相对更大量的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。相反地，当D具有上限值(highervalue)，例如，大于约40时，可能需要使用相对更低的量的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。
在一些实施方式中，聚二有机硅氧烷嵌段通过式(10)的重复结构单元提供：
其中，D如上所限定；每个R可以是相同或不同的，并且如上所限定；以及Ar可以是相同或不同的，并且是取代的或未取代的C6-C30亚芳基基团，其中，键直接连接至芳香族部分。在式(10)中的合适的Ar基团可以源自C6-C30二羟基亚芳基化合物，例如上述式(3)、(4)，或(7)的二羟基亚芳基化合物。还可以使用包括上述二羟基亚芳基化合物中至少一种的组合。
这类单元可以源于下式(11)的相应的二羟基化合物
其中，Ar和D如上所述。该式的化合物可以在相转移条件下通过二羟基亚芳基化合物与例如α,ω-二乙酰氧基聚二有机硅氧烷的反应获得。
在另一种实施方式中，聚二有机硅氧烷嵌段包括式(12)的重复结构单元：
其中，R与D如上所限定。在式(12)中的R2是二价的C2-C8脂肪族基团。在式(12)中的每个M可以是相同或不同的，可以是氰基、硝基、C1-C8烷硫基、C1-C8烷基、C1-C8烷氧基、C2-C8烯基、C2-C8烯氧基基团、C3-C8环烷基、C3-C8环烷氧基、C6-C10芳基、C6-C10芳氧基、C7-C12芳烷基、C7-C12芳烷氧基、C7-C12烷芳基，或C7-C12烷芳氧基，其中，每个n独立地是0、1、2、3，或4。
在一个实施方式中，M是烷基基团如甲基、乙基，或丙基，烷氧基基团如甲氧基、乙氧基，或丙氧基，或芳基基团如苯基，或甲苯基；R2是二亚甲基、三亚甲基或四亚甲基；并且R是C1-8烷基，卤代烷基如三氟丙基、氰基烷基，或芳基如苯基或甲苯基。在另一种实施方式中，R是甲基，或甲基和苯基的混合物。在又一种实施方式中，M是甲氧基，n是1，R2是二价的C1-C3脂肪族基，并且R是甲基。
这些单元可以源于相应的二羟基聚二有机硅氧烷(13)：
其中R、D、M、R2和n如上所述。
可以通过式(14)的硅氧烷氢化物和脂肪族不饱和一元酚之间的铂催化的加成制造这类二羟基聚硅氧烷，
其中R和D如上定义。合适的脂肪族不饱和一元酚包括例如丁香酚、2-烷基苯酚、4-烯丙基-2甲基苯酚、4-烯丙基-2-苯基苯酚、4-烯丙基-2-叔丁氧基苯酚、4-苯基-2-苯基苯酚、2-甲基-4-丙基苯酚、2-烯丙基-4,6-二甲基苯酚、2-烯丙基-6-甲氧基-4-甲基苯酚以及2-烯丙基-4,-6二甲基苯酚。还可以使用包括前述至少一种的混合物。
合适的聚碳酸酯可以由本领域中已知的方法如界面聚合和熔融聚合来制造。虽然用于界面聚合的反应条件可以改变，但是示例性的方法通常涉及在苛性钠或苛性钾的水溶液中溶解或分散二元酚反应物，将得到的混合物添加至合适的不溶于水的溶剂介质，并且在存在合适的催化剂如三乙胺或相转移催化剂下，在控制的pH条件，例如，约8至约10下使反应物接触碳酸酯前体。通常，在熔融聚合方法中，聚碳酸酯可以通过在混合器，双螺杆挤出机等中，在酯交换催化剂存在下，在熔融状态下，二羟基反应物与碳酸二芳基酯如碳酸二苯酯共反应来制备从而形成均匀的分散体。挥发性的一元酚通过蒸馏从熔融的反应物中去除并且聚合物作为熔融残余物分离。
在具体实施方式中，聚碳酸酯聚合物(A)源自具有式(I)的结构的二羟基化合物：
式(I)
其中，R1至R8各自独立地选自氢、硝基、氰基、C1-C20烷基、C4-C20环烷基，和C6-C20芳基；以及A选自键、-O-、-S-、-SO2-、C1-C12烷基、C6-C20芳香族、和C6-C20环脂族。
在具体实施方式中，式(I)的二羟基化合物是2,2-双(4-羟苯基)丙烷(即双酚-A或BPA)。式(I)的其他示例性的化合物包括：2,2-双(4-羟基-3-异丙基苯基)丙烷；2,2-双(3-叔-丁基-4-羟苯基)丙烷；2,2-双(3-苯基-4-羟苯基)丙烷；1,1-双(4-羟苯基)环己烷；4,4’-二羟基-1,1-联苯；4,4’-二羟基-3,3’-二甲基-1,1-联苯；4,4’-二羟基-3,3’-二辛基-1,1-联苯；4,4’-二羟基二苯基醚；4,4’-二羟基二苯基硫醚；和1,3-双(2-(4-羟苯基)-2丙基)苯。
在更具体实施方式中，聚碳酸酯聚合物(A)是双酚-A均聚物。根据聚碳酸酯标准，聚碳酸酯聚合物可以具有约15,000至约70,000道尔顿的重均分子量(Mw)，包括约15,000至30,000道尔顿的范围。聚碳酸酯聚合物可以是直链或支链聚碳酸酯，并且在更具体实施方式中是直链聚碳酸酯。
在本公开的一些实施方式中，聚碳酸酯组合物包含两种聚碳酸酯聚合物，即第一聚碳酸酯聚合物(A1)和第二聚碳酸酯聚合物(A2)。两种聚碳酸酯聚合物可以具有相同或不同的单体。
第一聚碳酸酯聚合物比第一聚碳酸酯聚合物具有更大的重均分子量。第一聚碳酸酯聚合物可以具有高于25,000(基于BPA聚碳酸酯标准通过GPC测量的)的重均分子量，包括高于30,000。第二聚碳酸酯聚合物可以具有低于25,000(基于BPA聚碳酸酯标准通过GPC测量的)的重均分子量。在实施方式中，第一聚碳酸酯聚合物与第二聚碳酸酯聚合物的重量比通常是约20:80至约80:20。注意在此描述的重量比是在组合物中的两种共聚物的量的比率，而不是两种共聚物的分子量的比率。
在两种聚碳酸酯聚合物之间的重量比可以影响最终组合物的流动性，延展性，和表面美学。共混物可以包括约10至约90wt％的第一聚碳酸酯聚合物和包括约55wt％至约80wt％的第二聚碳酸酯聚合物。共混物可以含有约20至约80wt％的第一聚碳酸酯聚合物(更高的MW)。共混物可以含有约5至约85wt％的第二聚碳酸酯聚合物(更低的MW)。当共混在一起时，两种聚碳酸酯聚合物可以具有约20,000至约30,000的平均分子量。
合适的聚碳酸酯可以由本领域中已知的方法如界面聚合和熔融聚合来制造。虽然用于界面聚合的反应条件可以改变，但是示例性的方法通常涉及在苛性钠或苛性钾的水溶液中溶解或分散二元酚反应物，将得到的混合物添加至合适的不溶于水的溶剂介质，并且在存在合适的催化剂如三乙胺或相转移催化剂下，在控制的pH条件，例如，约8至约10下使反应物接触碳酸酯前体。通常，在熔融聚合方法中，聚碳酸酯可以通过在混合器，双螺杆挤出机等等中，在酯交换催化剂存在下，在熔融状态下使二羟基反应物与碳酸二芳基酯如碳酸二苯酯共反应来制备，从而形成均匀的分散体。挥发性的一元酚通过蒸馏从熔融的反应物中去除并且分离聚合物作为熔融残余物。
本公开的聚碳酸酯组合物还包括白色着色剂(B)。例如，白色着色剂可以是二氧化钛、硫化锌、氧化锌，或酸酸钡。在本公开的共混物中，白色着色剂可以以约5wt％至约60wt％的组合物的量存在，包括约5wt％至约30wt％，或约20wt％至约40wt％，或约15wt％至约35wt％。
通常，白色着色剂具有高折射率，其中，高折射率大于1.7。理想地，折射率大于或等于2。具有这种高折射率的可能的白色着色剂包括二氧化钛(如金红石(rutile)和锐钛矿(anatase))、氧化锌、硫化锌、氧化锑，以及包括上述中至少一种的组合。白色着色剂可以用无机处理如水合氧化铝、二氧化硅、硅酸钠、铝酸钠、硅酸铝钠、氧化锌、氧化锆，和云母中的一种或多种进行处理。这些处理在白色着色剂的构建中充当结构单元(buildingblock)并且可以被选择性地沉淀，使得它们在靠近单独颗粒的表面发生。这些处理可以用作为分散助剂和/或中和剂。
白色着色剂可以是未涂覆的或涂覆的，其中，涂覆可以通过一个或多个涂层来分层。合适的涂覆剂可以包括以下一种或多种的硅烷偶联剂，包括烷基烷氧基硅烷和聚有机氢硅氧烷；硅酮油；烷基氢聚硅氧烷；聚有机硅氧烷；醇，包括三羟甲基丙醇；多元醇，包括三羟甲基丙烷；烷基磷酸酯；磷酸化脂肪酸；高级脂肪酸酯；酸化合物如亚磷酸、磷酸、羧酸，和羧酸酐；蜡；以及其他涂覆剂。可以结合专用的涂料(coating)如包括异丙基三异硬脂酰基钛酸酯的钛酸酯偶联剂。白色着色剂可以具有金属涂料，使得着色剂键合聚碳酸酯或几乎没有与聚碳酸酯相互作用。可能的金属包括铝、钛、硼，等等。涂料的一些实施例包括二氧化硅；金属氧化物(如氧化铝)；和金属氮化物(如氮化硼、氮化硅，和氮化钛)；以及包括上述中至少一种的组合。通常，白色着色剂和涂料具有不同的组合物。例如，白色着色剂可以是涂覆的二氧化钛。可能的涂料包括无机涂料(例如氧化铝)和/或有机涂料(例如聚硅氧烷)，其中无机涂料可以包括0至5wt％的二氧化硅或氧化铝并且有机涂料可以包括0至3wt％的疏水有机表面活化剂。因此，白色着色剂可以是氧化铝涂覆的二氧化钛、氧化铝和聚硅氧烷涂覆的二氧化钛，和/或聚硅氧烷涂覆的二氧化钛。例如，白色着色剂是具有按照DINENISO591，第1部分的R2分类的二氧化钛，其利用铝和/或硅的化合物稳定，并且具有大于或等于96.0％的二氧化钛纯度。二氧化钛的实例是从KronosWorldwide,Inc商购获得的Kronos2233。
白色着色剂，例如，二氧化钛，可以是涂覆的或未涂覆的，并且可以具有小于500nm，具体地，30nm至500nm，具体地，50nm和500nm，更具体地，170nm至350nm，仍然更具体地，100nm至250nm，甚至150nm至200nm的平均粒径。例如，白色着色剂，例如，二氧化钛，可以具有大于或等于30nm，具体地，小于或等于180nm，例如，30nm至180nm的平均粒径。由于更小的粒径可以显得更蓝，所以平均粒径可以大于或等于170nm，这可以导致更低的反射率。
在具体实施方式中，白色着色剂是具有按照DINENISO591，第1部分的R2分类的二氧化钛，其利用铝和/或硅的化合物稳定，并且具有大于或等于96.0％的二氧化钛纯度。合适的二氧化钛的实例是从KronosWorldwide,Inc商购获得的Kronos2233。
聚碳酸酯组合物还包括荧光增白剂(C)。增白剂改善最终制品的反射率。荧光是在吸收光或其他电磁辐射之后由着色剂发出光，并且是发光的形式。通常，通过荧光增白剂发出的光比吸收的辐射具有更长的波长(即更低的能量)。在本公开的共混物中，荧光增白剂可以以约0.01wt％至约0.1wt％的组合物的量存在。
在具体实施方式中，荧光增白剂含有两个苯并噁唑基团。这样的荧光增白剂的具体实例包括4,4’-双(2-苯并噁唑基)芪(从Ciba作为TINOPALOBR513商购获得的)和2,5-双(5-叔-丁基-2-苯并噁唑基)噻吩(从Eastman作为OB-1商购获得的)，它们如下所示：
聚碳酸酯组合物还包含阻燃剂(D)。阻燃剂添加剂(D)以约0.01wt％至约20wt％，包括约0.3wt％至约5wt％的量存在于共混物中。多于一种阻燃剂添加剂可以存在，即这样的添加剂的组合是被仔细考虑的。理想地，阻燃剂添加剂不含有溴或氯。
在具体实施方式中，使用盐类阻燃剂。阻燃剂可以是K、Na，或Li盐。有用的盐类阻燃剂包括无机质子酸和包含至少一个碳原子的有机酸的碱金属盐或碱土金属盐。这些盐不应当含有氯和/或溴。优选地，盐类阻燃剂是磺酸盐。例如，阻燃剂添加剂可以是全氟烷磺酸盐。在具体实施方式中，盐类阻燃剂选自由以下组成的组：三苯磺基-3-苯磺酸钾(KSS)，全氟丁烷磺酸钾(Rimar盐)，以及包括上述中至少一种的组合。
在其他实施方式中，阻燃剂是磷腈阻燃剂。例如，磷腈阻燃剂可以是式(II)的环状磷腈或式(III)的直链膦腈：
式(II)
其中，R是烷基或芳基；以及其中，v是3至25的整数；
式(III)
其中，R是烷基或芳基；w是3至约1,000的整数；Y1是-P(OR)3或-P(＝O)(OR)；Y2是-P(OR)4或-P(＝O)(OR)2。在式(II)和式(III)的具体实施方式中，R是苯基(-C6H5)。这些膦腈也可以是交联的。示例性的磷腈阻燃剂是SPB-100，从OtsukaChemicalCo.,Ltd.商购获得的二苯氧基磷腈，被认为是式(II)的膦腈，其中，R＝苯基并且v＝3。
当使用磷腈阻燃剂时，共混物可以进一步包含聚碳酸酯聚硅氧烷共聚物。硅氧烷嵌段可以构成大于零至约25wt％的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物，包括4wt％至约25wt％，约4wt％至约10wt％，或约15wt％至约25wt％，或约6wt％至约20wt％。聚碳酸酯嵌段可以构成约75wt％至小于100wt％的嵌段共聚物，包括约75wt％至约85wt％。具体地考虑的是聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物是二嵌段共聚物。聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物可以具有约28,000至约32,000的重均分子量。在聚碳酸酯组合物中，聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物可以以约5wt％至约50wt％，包括约12wt％至约16wt％的量存在。通常，对于总的聚碳酸酯共混物而言，聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的量足以含有约2wt％至约5wt％的硅氧烷。例如，如果聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物含有20wt％的硅氧烷，那么共混物可以含有约14至约24wt％的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。
在具体实施方式中，共混物还包含抗滴落剂(E)。抗滴落剂包含，例如原纤维形成或非原纤维形成的含氟聚合物如聚四氟乙烯(PTFE)。抗滴落剂可以通过如上所述刚性共聚物例如SAN封装。在SAN中封装的PTFE被称作为是TSAN。封装的含氟聚合物可以在含氟聚合物存在下，例如，在水性分散体中，通过聚合封装的聚合物而制造。与PTFE相比，TSAN可以提供显著优势，因为TSAN可以更易于分散于组合物中。合适的TSAN可以包括，例如，约50wt％PTFE和约50wt％SAN(基于封装的含氟聚合物的总重量)。SAN可以包括，例如，约75wt％的苯乙烯和约25wt％的丙烯腈(基于共聚物的总重量)。可替代地，含氟聚合物可以以一些方式与第二聚合物如例如芳香族聚碳酸酯树脂或SAN预共混从而形成用作抗滴落剂的聚结(agglomerate)的材料。任一种方法可以用于生产封装的含氟聚合物。抗滴落剂可以以约0.05wt％至约1wt％的共混物的量存在。
在实施方式中，本公开的聚碳酸酯共混物包含约10wt％至约90wt％的至少一种聚碳酸酯聚合物(A)；约5wt％至约60wt％的白色着色剂(B)；约0.01wt％至约0.1wt％的荧光增白剂(C)；和约0.05wt％至约20wt％的阻燃剂(D)。
在更具体实施方式中，本公开的聚碳酸酯共混物包含约55wt％至约80wt％的至少一种聚碳酸酯聚合物(A)；约20wt％至约40wt％的白色着色剂(B)；约0.01wt％至约0.1wt％的荧光增白剂(C)；和约0.3wt％至约5wt％的阻燃剂(D)。
有时本公开的聚碳酸酯共混物包含约10wt％至约90wt％的至少一种聚碳酸酯聚合物(A)；约5wt％至约60wt％的白色着色剂(B)；约0.01wt％至约0.1wt％的荧光增白剂(C)；和约1wt％至约20wt％的磷腈阻燃剂(D)；和约5wt％至约50wt％的聚碳酸酯聚硅氧烷共聚物。
在更具体实施方式中，本公开的聚碳酸酯共混物包含约70wt％至约80wt％的具有高于25,000的重均分子量的第一聚碳酸酯聚合物(A1)；约3wt％至约10wt％的具有低于25,000的重均分子量的第二聚碳酸酯聚合物(A2)；约15wt％至约25wt％的白色着色剂(B)；约0.01wt％至约0.1wt％的荧光增白剂(C)；约0.3wt％至约0.6wt％的阻燃剂(D)。这些实施方式还可以进一步包括约0.05至约0.3wt％的抗滴落剂；约0.3wt％至约0.5wt％的脱模剂；和约0.01至约0.1wt％的亚磷酸酯稳定剂
本公开的聚碳酸酯组合物具有在低厚度下高反射率和在薄壁厚度下良好的阻燃性的组合。
本公开的聚碳酸酯组合物在1.0mm厚度下具有96％或更大的反射率(％R)。相对于CIE标准光源D50，在CIELAB颜色空间(colorspace)中，根据DREOLL条件测量反射率。在更具体实施方式中，聚碳酸酯组合物在0.3mm厚度下具有96％或更大的反射率(％R)。通常，当厚度增加时，反射率增加。使用从X-rite获得的ColorEye7000A可以测量该性质。该性质也可以称作为反射(reflectance)。此外，组合物可以具有98或更高的L值。
当根据UL94测量时，本公开的聚碳酸酯共混物在1.0mm或0.8mm的厚度下可以实现V0的性能。在其他实施方式中，聚碳酸酯共混物具有特定的pFTP和火焰熄灭时间(flameouttime)(FOT)。在本文中的实施例中讨论这些。在一些实施方式中，聚碳酸酯共混物在0.8mm厚度下具有至少0.90的pFTP(V0)和约40秒或更短的火焰熄灭时间(FOT)。
当在300℃和1.2kg负荷下根据ASTMD1238测量时，本公开的聚碳酸酯共混物可以具有6g/10min或更高的熔体流动速率(MFR)。在另外的实施方式中，MFR是10g/10min或更高。MFR可以达到最大约25g/10min。应当指出的是，更高的MFR是期望的，并且具有大于25g/10min的MFR的聚碳酸酯共混物也应当被认为是在本公开的范围内。
本公开的聚碳酸酯组合物可以具有这些特性(反射率、FR性能、MFR)的任何组合和这些特性所列值的任何组合。应当指出的是，使用由聚碳酸酯组合物制成的制品测量这些特性中的一些；然而，为了便于参照，将这样的特性描述为属于聚碳酸酯组合物。
在一些具体实施方式中，组合物在1.0mm厚度下具有96％或更大的反射率(％R)并在1.0mm厚度下具有V0性能。
在一些具体实施方式中，组合物在1.0mm厚度下具有96％或更大的反射率(％R)；在1.0mm厚度下具有V0性能；以及具有10g/10min或更高的MFR。
在一些具体实施方式中，组合物在1.0mm厚度下具有96％或更大的反射率(％R)；在1.0mm厚度下具有V0性能；以及在0.8mm厚度下具有至少0.90的pFTP(V0)和约40秒或更短的火焰熄灭时间(FOT)。
在一些具体实施方式中，组合物在0.3mm厚度下具有96％或更大的反射率(％R)并在0.8mm厚度下具有V0性能。
还可以使用通常结合在这种类型的聚碳酸酯共混物中的其他添加剂，条件是选择该加剂从而并没有显著地不利地影响聚碳酸酯期望的特性。可以使用添加剂的组合。在用于形成组合物的组分混合期间，可以在合适的时间混合这样的添加剂。在实施方式中，一种或更多种添加剂选自以下至少一种：UV稳定添加剂、热稳定添加剂、脱模剂，和γ-稳定剂。
示例性的抗氧化剂添加物包括，例如，有机亚磷酸酯如三(壬基苯基)亚磷酸酯，三(2,4-二-叔-丁基苯基)亚磷酸酯(例如，“IRGAFOS168”或“I-168”)，双(2,4-二-叔-丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯，二硬脂酰基季戊四醇二亚磷酸酯等等；烷基化的单酚或多酚；多酚与二烯的烷基化反应产物，如四[亚甲基(3,5-二-叔-丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)]甲烷，等等；对甲酚或双环戊二烯的丁基化的反应产物；烷基化的氢醌；羟基化的硫二苯基醚；烷叉基-双酚；苄基化合物；β-(3,5-二-叔-丁基-4-羟苯基)-丙酸与单元醇或多元醇的酯；β-(5-叔-丁基-4-羟基-3-甲基苯基)-丙酸与一元醇或多元醇的酯；硫代芳基的酯或硫代芳基化合物如硫代丙酸二硬脂基酯、硫代丙酸二月桂基酯，硫代二丙酸二(十三烷基酯)、十八烷基-3-(3,5-二-叔-丁基-4-羟苯基)丙酸酯、季戊四醇-四[3-(3,5-二-叔-丁基-4-羟苯基)丙酸酯等等；β-(3,5-二-叔-丁基-4-羟苯基)-丙酸的酰胺等等，或包括上述抗氧化剂中至少一种的组合。通常以0.0001至1wt％的总聚碳酸酯组合物的量使用抗氧化剂。
示例性的热稳定剂添加剂包括，例如，有机亚磷酸酯如三苯基亚磷酸酯，三-(2,6-二甲基苯基)亚磷酸酯，三(混合的单和二-壬基苯基)亚磷酸酯等等；膦酸酯如二甲基苯膦酸酯等等，磷酸酯如三甲基磷酸酯，等等，或包括上述热稳定剂中至少一种的组合。通常以0.0001至1wt％的总聚碳酸酯组合物的量使用热稳定剂。
还可以使用光稳定剂剂和/或紫外光(UV)吸收添加剂。示例性的光稳定剂添加剂包括，例如，苯并三唑如2(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔-辛基苯基)-苯并三唑和2-羟基-4-正-辛氧基二苯甲酮，等等，或包括上述光稳定剂中至少一种的组合。通常以0.0001至1wt％的总聚碳酸酯组合物的量使用光稳定剂。
示例性的UV吸收添加剂包括例如，羟基二苯甲酮；羟基苯并三唑；羟基苯并三嗪；氰基丙烯酸酯；草酰替苯胺；苯并噁嗪酮；2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-苯酚2-羟基-4-正-辛氧基二苯甲酮2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5(辛氧基)-苯酚2,2'-(1,4-亚苯基)双(4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮)(UV-3638)；1,3-双[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]-2,2-双[[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]甲基]丙烷(3030)；2,2'-(1,4-亚苯基)双(4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮)；1,3-双[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]-2,2-双[[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]甲基]丙烷；钠米级无机材料如氧化钛、氧化铈，和氧化锌，均具有小于或等于100纳米粒度；等等，或包括上述UV吸收剂中至少一种的组合。通常以0.0001至1wt％的总聚碳酸酯组合物的量使用UV吸收剂。
还可以使用增塑剂、润滑剂，和/或脱模剂。在这些类型的材料中存在相当大的重叠，其包括，例如，邻苯二甲酸酯如二辛基-4,5-环氧-六氢邻苯二甲酸酯；三(辛氧基羰基乙基)异氰尿酸酯；三硬脂酸甘油酯；二或多官能的芳香族磷酸酯如间苯二酚四苯基二磷酸酯(RDP)，氢醌的双(联苯基)磷酸酯和双酚-A的双(联苯基)磷酸酯；聚-α-烯烃；环氧大豆油；硅酮，包括硅酮油；酯，例如，脂肪酸酯如烷基硬脂基酯，例如，硬脂酸甲酯、硬脂酸硬脂基酯、季戊四醇四硬脂酸酯(PETS)，等等；硬脂酸甲酯与亲水和疏水非离子表面活性剂(包括聚乙二醇聚合物、聚丙二醇聚合物、聚(乙二醇-共-丙二醇)共聚物，或包括上述二醇聚合物中至少一种的组合，例如，在合适溶剂中的硬脂酸甲酯和聚乙二醇-聚丙二醇共聚物)的组合；蜡如蜂蜡，褐煤蜡，石蜡，等等。通常以0.001至1wt％，具体地0.01至0.75wt％，更具体地0.1至0.5wt％的总聚碳酸酯组合物的量使用这类材料。
还可以存在辐射稳定剂，具体地γ-辐射稳定剂。示例性的γ-辐射稳定剂包括亚烷基多元醇如乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、内消旋-2,3-丁二醇、1,2-戊二醇、2,3-戊二醇、1,4-戊二醇、1,4-己二醇，等等；环亚烷基多元醇如1,2-环戊二醇、1,2-环己二醇，等等；支链的亚烷基多元醇如2,3-二甲基-2,3-丁二醇(频纳醇)，等等以及烷氧基-取代的环状或非环状烷烃。不饱和的烯醇也是有用的，其实施例包括4-甲基-4-戊烯-2-醇、3-甲基-戊烯-3-醇、2-甲基-4-戊烯-2-醇、2,4-二甲基-4-戊烯-2-醇(2,4-dimethyl-4-pene-2-ol)、和9至10烯-1-醇，以及具有至少一个羟基取代的叔碳的叔醇，例如2-甲基-2,4-戊二醇(己二醇)、2-苯基-2-丁醇、3-羟基-3-甲基-2-丁酮、2-苯基-2-丁醇，等等，以及环状叔醇如1-羟基-1-甲基-环己烷。还可以使用某些羟甲基芳香族化合物，其具有在连接至芳香族环上不饱和碳的饱和碳上的羟基取代。羟基取代的饱和碳可以是羟甲基基团(-CH2OH)或它可以是更复杂的烃基团如-CR4HOH或-CR4OH的成员，其中，R4是复杂或简单的烃。具体的羟基甲基芳香族化合物包括二苯基甲醇、1,3-苯二甲醇、苯甲醇、4-苄氧基苯甲醇和苄基苄醇。2-甲基-2,4-戊二醇、聚乙二醇，和聚丙二醇经常用于γ-辐射稳定。通常以0.1至10wt％的总聚碳酸酯组合物的量使用γ-辐射稳定化合物。
可以将本公开的聚碳酸酯组合物模制成粒料。通过已知的方法(例如，注射模制、包覆成型、挤出、旋塑、吹塑和热成型)，可以将组合物模制、发泡、或挤出成为各种结构或制品。
特别地，可以考虑将本公开的聚碳酸酯组合物用于模制薄壁制品，特别用于照明应用。这样的制品的非限制性实例包括反射器(reflector)、膜、灯罩，以及灯管。使用本发明组合物制造的制品是更强的，并且可以在低至0.25mm的厚度下制造并仍然维持它的形状无弯曲。
本公开进一步考虑在所述制品上进行另外的制造操作，例如，但不限于，模制、模内装饰(in-molddecoration)、在涂漆烘箱中烘烤、层压，和/或热成型。聚碳酸酯组合物对于制造具有1.0mm或更薄，或0.8mm或更薄的壁厚度的部件的制品特别有用的。应该认识到，模制部件可以具有厚度变化的壁，并且这些值是指那些壁最薄的部分，或“最薄的厚度”。换句话说，制品具有至少一个壁，其是1.0mm/0.8mm或更薄的厚度。
某些具体实施方式包括如下。在实施方式中，反射聚碳酸酯组合物包含：约10wt％至约90wt％的聚碳酸酯聚合物，具体地具有约15,000至约30,000的重均分子量的聚碳酸酯聚合物，或具有高于25,000的Mw的高分子量聚碳酸酯聚合物和具有低于25,000的Mw的低分子量聚碳酸酯聚合物的组合(例如，其中，高分子量聚碳酸酯聚合物与低分子量聚碳酸酯聚合物的重量比是约20:80至约80:20)；约5wt％至约60wt％，具体地至约30wt％的白色着色剂，例如二氧化钛、硫化锌、氧化锌，或酸酸钡，以及具体地涂覆的二氧化钛，其中二氧化钛优选地利用氧化铝或聚硅氧烷涂覆；约0.01wt％至约0.1wt％的荧光增白剂，具体地其中，荧光增白剂含有两个苯并噁唑基团，优选地4,4’-双(2-苯并噁唑基)芪或2,5-双(5-叔-丁基-2-苯并噁唑基)噻吩；约0.05wt％至约20wt％的阻燃剂，具体地全氟丁烷磺酸盐或磷腈阻燃剂，优选地具有如上所述式(II)或式(III)的结构；可选地，约5wt％至约50wt％的聚碳酸酯聚硅氧烷共聚物；可选地，约0.05wt％至约1wt％的抗滴落剂；以及其中，聚碳酸酯组合物在1.0mm厚度下具有96％或更大的反射率(R％)并在1.0mm厚度下具有V0性能，以及具体地在0.3mm厚度下96％或更大的反射率(R％)连同在0.8mm厚度下的V0性能。可选地在任何上述实施方式中，聚碳酸酯满足以下至少一种标准：当根据ASTMD1238在300℃，1.2kg下测量时6g/10min或更高的MFR；以及在0.8mm厚度下至少0.90的pFTP(V0)和约40秒或更短的火焰熄灭时间(FOT)。可以由任何聚碳酸酯组合物模制制品，具体地反射器、膜、灯罩，或灯管。
在另一种实施方式中，反射聚碳酸酯组合物包含：约70wt％至约80wt％的高分子量聚碳酸酯聚合物；约3wt％至约10wt％的低分子量聚碳酸酯聚合物；约15wt％至约25wt％的白色着色剂，例如二氧化钛、硫化锌、氧化锌，或酸酸钡，并且具体地涂覆的二氧化钛，其中优选地利用氧化铝或聚硅氧烷涂覆二氧化钛；约0.01wt％至约0.1wt％的荧光增白剂，其中，荧光增白剂含有两个苯并噁唑基团，优选地4,4’-双(2-苯并噁唑基)芪或2,5-双(5-叔-丁基-2-苯并噁唑基)噻吩；约0.3wt％至约0.6wt％的阻燃剂具体地全氟丁烷磺酸盐或磷腈阻燃剂，优选地具有如上所述式(II)或式(III)的结构；约0.05至约0.3wt％的抗滴落剂，具体地TSAN；约0.3wt％至约0.5wt％的脱模剂；以及约0.01至约0.1wt％的亚磷酸酯稳定剂，其中，聚碳酸酯组合物在1.0mm厚度下具有96％或更大的反射率(R％)并在1.0mm厚度下具有V0性能，以及具体地在0.3mm厚度下96％或更大的反射率(R％)连同在0.8mm厚度下的V0性能。可选地在任何上述实施方式中，聚碳酸酯满足以下至少一种标准：当根据ASTMD1238在300℃，1.2kg下测量时6g/10min或更高的MFR；以及在0.8mm厚度下至少0.90的pFTP(V0)和约40秒或更短的火焰熄灭时间(FOT)。可以由任何聚碳酸酯组合物模制制品，具体地反射器、膜、灯罩，或灯管。
在又另一种实施方式中，反射聚碳酸酯组合物含有约10wt％至约90wt％的聚碳酸酯聚合物，具体地约65wt％至约75wt％的聚碳酸酯聚合物；约5wt％至约60wt％，具体地约15wt％至约35wt％的白色着色剂，例如二氧化钛、硫化锌、氧化锌，或酸酸钡，具体地涂覆的二氧化钛，其中优选地利用氧化铝或聚硅氧烷涂覆二氧化钛；约0.01wt％至约0.1wt％，具体地约0.01wt％至约0.1wt％的荧光增白剂，其中，荧光增白剂含有两个苯并噁唑基团，优选地4,4’-双(2-苯并噁唑基)芪或2,5-双(5-叔-丁基-2-苯并噁唑基)噻吩；可选地约0.1wt％至约0.5wt％的脱模剂和可选地约0.01至约0.1wt％的亚磷酸酯稳定剂，其中，聚碳酸酯组合物在1.0mm厚度下具有96％或更大的反射率(R％)并在0.3mm厚度下具有V2性能(甚至在没有阻燃剂和抗滴落剂的情况下)。可以由任何聚碳酸酯组合物模制制品，具体地反射器、膜、灯罩，或灯管。
提供以下实施例来说明本公开的聚碳酸酯共混物。这些实施例仅仅是说明性的并且并不旨在将本公开限于其中提供的材料，条件，或方法参数。
实施例
表1列出了在以下实施例中使用的成分的名称和描述。
表1。
为了制造测试制品，将聚碳酸酯与其他添加剂预共混，随后使用双螺杆挤出机(TEM-37BS)挤出预共混的聚碳酸酯粉末。挤出的粒料在除湿干燥机中在120℃下干燥4小时。使用单浇口模具(singlegatetooling)模制1.0mm的色片和0.83mm、0.9mm，和1.0mm厚度的UL94测试条棒。利用膜浇口模具(filmgatetooling)模制0.3mm和0.4mm厚度的制品。在膜挤出后，在反射膜上完成热成型。
使用ColorEye7000A测量L，a，b，和％R值。
在300℃，1.2kg负荷下使用ASTMD1238测量熔体流动速率(MFR)。以聚合物熔体的克(g)/10分钟报道MFR。
在23℃下，使用340nmUV光，0.35W/m2/nm实施UV老化测试。
使用ASTMD256测量缺口悬臂梁冲击强度(INI)。在23℃下测量延展性。
按照名称为“塑料材料的可燃性测试，UL94”的Underwriter’sLaboratoryBulletin94的步骤实施可燃性测试。根据此步骤，基于针对给定厚度的样品获得的测试结果，可以将材料分类为V-0、V-1，或V-2。假定在给定的厚度下满足给定标准的材料在更大的厚度下也可以满足相同的标准(例如在0.8mm厚度下获得V0性能的材料在1.0mm厚度，1.5mm等下也可以获得V0性能)。根据UL94测试步骤制造样品。在23℃下，在老化48小时后，在垂直方向上燃烧样品。对于每种UL测试，燃烧至少10个注射模制的条棒。下面描述了每种测试的可燃性分级的标准。
V0：放置样品，使得其长轴与火焰成180度，在去除点火火焰之后，火焰燃烧(flaming)和/或无焰燃烧(smoldering)的平均时间不超过五秒，并且竖直放置的样品不产生点燃脱脂棉(absorbentcotton)的燃烧颗粒滴落物，并且没有样本在火焰燃烧或发光之后烧至固定夹具(holdingclamp)。5个条棒的火焰熄灭时间(FOT)是5个条棒的火焰熄灭时间的总和，每个点燃两次，每次十(10)秒，持续50秒的最大火焰熄灭时间。FOT1是在第一次点燃之后的平均火焰熄灭时间。FOT2是在第二次点燃之后的平均火焰熄灭时间。
V-1，V-2：放置样品，使得其长轴与火焰成180度，在去除点火火焰之后，火焰燃烧和/或无焰燃烧的平均时间不超过二十五秒，并且对于V-1等级，竖直放置的样品不产生点燃脱脂棉的燃烧颗粒的滴落物。V2标准与V-1相同，所不同的是点燃棉的火焰燃烧滴落物是允许的。5个条棒的火焰熄灭时间(FOT)是5个条棒的火焰熄灭时间的总和，每个点燃两次，每次十(10)秒，持续250秒的最大火焰熄灭时间。
还通过计算平均火焰熄灭时间、火焰熄灭时间的标准偏差和滴落物的总数，并且通过使用统计方法分析数据从而把数据转化成一次通过概率，或“p(FTP)”(特定样品配制物在5条棒的常规UL94V0或V1测试中实现“通过”率)的预测。在第一次提交(submission)时一次通过的概率(pFTP)可以根据下式确定：
PFTP＝(Pt1>mbt,n＝0XPt2>mbt,n＝0XP总计<＝mtbtXp滴落物,n＝0)
其中，Pt1>mbt,n＝0是无第一次燃烧时间超过最大燃烧时间值的概率，Pt2>mbt,n＝0是无第二次燃烧时间超过最大燃烧时间值的概率，P总计<＝mtbt是燃烧时间的总和小于或等于最大总燃烧时间值的概率，并且P滴落物,n＝0是没有样品在火焰燃烧测验期间展现滴落的概率。第一次和第二次燃烧时间分别是指在第一次和第二次应用火焰之后的燃烧时间。
无第一次燃烧时间超过最大燃烧时间值的概率，Pt1>,mb,n＝0，可以由下式确定：Pt1>mbt,n＝0＝(1-Pt1>mbt)5，其中，Pt1>,mbt是对于t1>mbt在对数正态分布曲线下的面积，并且其中，指数“5”是指测试的条棒数。无第二次燃烧时间超过最大燃烧时间值的概率可以由下式确定：Pt2>mbt,n＝0＝(1-Pt2>mbt)，其中，Pt2>,mbt是对于t2>mbt在正态分布曲线下的面积。如上，燃烧时间数据组的平均和标准偏差用于计算正态分布曲线。对于UL-94V0等级，最大燃烧时间是10秒。对于V-1或V-2等级，最大燃烧时间是30秒。在火焰燃烧测试期间没有样品展现出滴落的概率P滴落物,n＝0是属性函数(attributefunction)，由下式评估：(1–P滴落物)5，其中，P滴落物＝(滴落的条棒数/测试的条棒数)。
燃烧时间的总和小于或等于最大总燃烧时间值的概率P总计<＝mtbt可以由模拟的5-条棒总燃烧时间的正态分布曲线确定。使用上面确定的燃烧时间数据的分布，可以从1000组五条棒的MonteCarlo模拟生成分布。MonteCarlo模拟技术是本领域中公知的。使用模拟的1000组的平均值和标准偏差，可以产生5-条棒总燃烧时间的正态分布曲线。因此，对于总计≤最大总燃烧时间，由一组1000MonteCarlo模拟的5-条棒总燃烧时间的对数正态分布曲线下面积，可以确定P总计<＝mtbt。对于UL-94V0等级，最大总燃烧时间是50秒。对于V-1或V-2等级，最大总燃烧时间是250秒。
对于在UL测试中的最大阻燃性能，优选地，p(FTP)尽可能地靠近1，例如，大于或等于约0.80，或大于或等于约0.90，或大于或等于约0.95。这些标准比仅仅指定符合参考的V-0或V-1测试更加严格。
实施例：反射率相对于厚度
制备80％的PC2和20％的R107C的组合物，并制造0.25mm、0.35mm，和0.5mm厚度的制品。结果示于图1中。通常，对于给定的组合物，反射率随着厚度降低而降低。
实施例E1-E3
测试着色剂加载对于反射率的影响。实施例E1-E3示于下面的表2中。
表2。
成分 单位 E1 E2 E3
稳定剂 wt％ 0.06 0.06 0.06
PETS wt％ 0.1 0.1 0.1
PC2 wt％ 80 70 60
R107C wt％ 20 30 40
MFR g/10min 6.49 8.52 6.84
％灰 ％ 18.14 28.255 38.445
拉伸模量 MPa 2687.6 2930.2 3330.8
展延性(23℃) ％ 100 100 0
INI MPa 700 528 204
弯曲模量 MPa 2550 2850 3270
L - 98.2 98.4 98.5
a - -0.5 -0.5 -0.6
b - 1.6 1.6 1.6
R％1.0mm ％ 95.4 96.02 96.28
R％0.3mm ％ 94.10 95.40 95.50
如此处所见的，R％随着TiO2的量的增加而增加。当使用30％的TiO2时，R％1mm和0.3mm分别高于96％和95％。
实施例E4-E8
添加荧光增白剂从而改善R％。尝试了R513和OB-1。实施例E4-E8示于下面的表3中。
表3。
成分 单位 E4 E5 E6 E7 E8
稳定剂 wt％ 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06
UV wt％ 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27
PETS wt％ 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35
PC1 wt％ 30 30 30 30 30
PC2 wt％ 50 50 50 50 50
R107C wt％ 20 20 20 20 20
R513 wt％ 0.02 0.06
OB-1 wt％ 0.02 0.06
MFR g/10min 16.2 17.1 17.3 16.6 16
％灰 ％ 18.825 19.04 19.14 19.095 -
L1.0 mm - 98.3 98.6 98.6 98.6 98.7
a1.0mm - -0.6 -0.5 -0.4 -0.3 0
b1.0mm - 1.6 0.9 -0.1 0.5 -1
R％1.0mm ％ 95.668 96.414 96.324 96.612 96.842
两种荧光增白剂均增加R％。OB-1在增加R％方面比R513更有效。如此处所见的，R％随着TiO2的量的增加而增加。此外，即使当使用较少的TiO2(与E3相比)时，可以获得更高的R％。使用E8获得96.842％的R％。
实施例E9-E13
变化TiO2的量和OB-1的量。实施例E9-E13示于下面的表4中。
表4。
成分 单位 E9 E10 E11 E12 E13
稳定剂 wt％ 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06
PETS wt％ 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
PC2 wt％ 75 75 70 70 70
OB-1 wt％ 0.02 0.01 0.02 0.04
R107C wt％ 25 25 30 30 30
MFR g/10min 9.02 8.66 6.99 7.27 6.63
％灰 ％ 24.505 24.7 29.75 29.515 29.515
L1.0mm - 98.4 98.6 98.6 98.7 98.8
a1.0 mm - -0.6 -0.4 -0.5 -0.4 -0.3
b1.0mm - 1.6 0.6 1.2 0.8 0
R％1.0mm ％ 95.89 96.48 96.41 96.62 96.97
R％0.3mm ％ 95.22 95.60 95.65 95.75 96.06
如此处所见的，为了在0.3mm厚度下获得大于96％的R％，需要30份的TiO2。再次，R％随着OB-1的量的增加而增加。
实施例：UV老化
为了测试此材料的抗UV性，在具有80份PC2，20份TiO2，以及变化量的OB-1(0、0.02份，或0.06份)的三种组合物上进行UV测试300小时。结果示于图2中。结果示出了含有0.06％OB-1的样品的R％在300小时UV老化之后仍然比不含有OB-1的样品更高。这表明OB-1没有降低聚碳酸酯组合物的抗UV性。
实施例E14-E22
改变TiO2的量和OB-1的量从而确定它们对于R％的影响。实施例E14-E22示于下面的表5中。
表5。
再次，R％随着OB-1或TiO2的量的增加而增加。然而，当TiO2％高于30％时，R％没有继续增加。没有受到理论束缚，相信TiO2覆盖OB-1的表面并减少它的荧光。
实施例E23-E25
表5的组合物仅仅获得V2性能。为了增加阻燃性，使用不同的FR添加剂。实施例E23-E25示于表6中。
表6。
每个UL测试燃烧10个注射模制条棒。对于E25，仅有一个条棒在1mmV0测试期间具有滴落和超时(timeout)。如表6所示，当使用膦腈(PPZ)和EXL时，可以获得V01mm厚度(E24)，并且它们的R％1mm高于95％。当使用Rimar时，可以实现V01mm厚度以及97％的R％1mm(E23)。
实施例：膜特性
发泡PET已经广泛用于制造反射膜。为了将本公开的聚碳酸酯组合物的加工特性与发泡PET相比较，实施膜的热成型。聚碳酸酯组合物含有74.45wt％的聚碳酸酯、25wt％的TiO2、0.5wt％的Rimar，和0.05wt％的OB-1。膜的厚度是0.25mm。
图3示出了当热成型温度是178℃时的聚碳酸酯组合物。图4示出了当热成型温度是197℃时的聚碳酸酯组合物。
图5示出了当热成型温度是160℃时的发泡PET。图5示出了当热成型温度是174℃时的发泡PET。图7示出了当热成型温度是187℃时的发泡PET。
如图5-7所示，使用发泡PET难以获得良好的最终产物。当成形温度较低时，产物收缩。当成形温度升高时，膜破坏。利用聚碳酸酯组合物，在低温和高温下获得良好的膜。此外，当发泡PET用于反射膜时，如果膜太软，那么当在背板上装配膜时难以维持膜的平滑。X表示不能接受的样品。
图8是示出了0.25mm厚度的聚碳酸酯组合物的膜的照片。图9是示出了0.25mm厚度的发泡PET的膜的照片。聚碳酸酯组合物强于发泡PET，更好地维持它的形状，表明更好的机械性能。
参考示例性的实施方式已经描述了本公开内容。通过阅读并理解前面的详细描述，本领域其他人员将会想到其他修改和变更。希望的当所有这些修改及变更落在所附权利要求或其等价物的范围内时，本公开内容应被解释为包括所有这些修改及变更。

Claims (24)

1.一种反射聚碳酸酯组合物，包含：
约10wt％至约90wt％的聚碳酸酯聚合物；
约5wt％至约60wt％的白色着色剂；
约0.01wt％至约0.1wt％的荧光增白剂；和
约0.05wt％至约20wt％的阻燃剂；
其中，所述聚碳酸酯组合物在1.0mm厚度下具有96％或更大的反射率(R％)并在1.0mm厚度下具有V0性能。
2.根据权利要求1所述的聚碳酸酯组合物，其中，所述白色着色剂是二氧化钛、硫化锌、氧化锌、或酸酸钡。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的聚碳酸酯组合物，其中，所述白色着色剂是涂覆的二氧化钛，其中，用氧化铝或聚硅氧烷涂覆所述二氧化钛。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的聚碳酸酯组合物，含有约5wt％至约30wt％的所述白色着色剂。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的聚碳酸酯组合物，其中，所述荧光增白剂含有两个苯并噁唑基团。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的聚碳酸酯组合物，其中，所述荧光增白剂是4,4’-双(2-苯并噁唑基)芪或2,5-双(5-叔-丁基-2-苯并噁唑基)噻吩。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的聚碳酸酯组合物，其中，所述阻燃剂是全氟丁烷磺酸盐。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的聚碳酸酯组合物，其中，所述阻燃剂是磷腈阻燃剂。
9.根据权利要求8所述的聚碳酸酯组合物，其中，所述磷腈阻燃剂具有式(II)或式(III)的结构：
其中，R是烷基或芳基；以及其中，v是3至25的整数；
其中，R是烷基或芳基；w是3至约1,000的整数；Y1是-P(OR)3或-P(＝O)(OR)；并且Y2是-P(OR)4或-P(＝O)(OR)2。
10.根据权利要求8-9中任一项所述的聚碳酸酯组合物，其中，所述组合物进一步包含约5wt％至约50wt％的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的聚碳酸酯组合物，其中，所述聚碳酸酯组合物在0.3mm厚度下具有96％或更大的反射率(R％)并且在0.8mm厚度下具有V0性能。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的聚碳酸酯组合物，其中，所述碳酸酯聚合物具有约15,000至约30,000的重均分子量。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的聚碳酸酯组合物，其中，当根据ASTMD1238在300℃，1.2kg下测量时，所述组合物具有6g/10min或更高的MFR。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的聚碳酸酯组合物，其中，所述组合物在0.8mm厚度下具有至少0.90的pFTP(V0)和约40秒或更短的火焰熄灭时间(FOT)。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的聚碳酸酯组合物，进一步包括约0.05wt％至约1wt％的抗滴落剂。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的聚碳酸酯组合物，其中，所述聚碳酸酯聚合物包括具有高于25,000的Mw的高分子量聚碳酸酯聚合物和具有低于25,000的Mw的低分子量聚碳酸酯聚合物。
17.根据权利要求16所述的聚碳酸酯组合物，其中，所述高分子量聚碳酸酯聚合物与所述低分子量聚碳酸酯聚合物的重量比是约20:80至约80:20。
18.根据权利要求16-17中任一项所述的聚碳酸酯组合物，其中，所述聚碳酸酯组合物包含：
约70wt％至约80wt％的所述高分子量聚碳酸酯聚合物；
约3wt％至约10wt％的所述低分子量聚碳酸酯聚合物；
约15wt％至约25wt％的所述白色着色剂；
约0.01wt％至约0.1wt％的所述荧光增白剂；
约0.3wt％至约0.6wt％的所述阻燃剂；
约0.05至约0.3wt％的抗滴落剂；
约0.3wt％至约0.5wt％的脱模剂；和
约0.01至约0.1wt％的亚磷酸酯稳定剂。
19.一种反射聚碳酸酯组合物，包含：
约10wt％至约90wt％的聚碳酸酯聚合物；
约5wt％至约60wt％的白色着色剂；和
约0.01wt％至约0.1wt％的荧光增白剂；
其中，所述聚碳酸酯组合物在1.0mm厚度下具有96％或更大的反射率(R％)并在0.3mm厚度下具有V2性能。
20.根据权利要求19所述的聚碳酸酯组合物，其中，所述荧光增白剂含有两个苯并噁唑基团。
21.根据权利要求19-20中任一项所述的聚碳酸酯组合物，其中，所述荧光增白剂是4,4’-双(2-苯并噁唑基)芪或2,5-双(5-叔-丁基-2-苯并噁唑基)噻吩。
22.根据权利要求19-21中任一项所述的聚碳酸酯组合物，其中，所述聚碳酸酯组合物包含：
约65wt％至约75wt％的所述碳酸酯聚合物；
约15wt％至约35wt％的所述白色着色剂；
约0.01wt％至约0.1wt％的所述荧光增白剂；
约0.1wt％至约0.5wt％的脱模剂；和
约0.01至约0.1wt％的亚磷酸酯稳定剂。
23.一种由权利要求1-22中任一项所述的聚碳酸酯组合物模制的制品。
24.根据权利要求23所述的制品，其中，所述制品是反射器、膜、灯罩，或灯管。
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