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CN117126524A - 聚碳酸酯共聚物组合物和挤出膜 - Google Patents

聚碳酸酯共聚物组合物和挤出膜 Download PDF

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CN117126524A
CN117126524A CN202311217470.9A CN202311217470A CN117126524A CN 117126524 A CN117126524 A CN 117126524A CN 202311217470 A CN202311217470 A CN 202311217470A CN 117126524 A CN117126524 A CN 117126524A
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CN
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polycarbonate
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mole
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CN202311217470.9A
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安德鲁·托马斯·平吉托雷
马修·弗兰克·尼梅依尔
詹姆斯·艾伦·马胡德
布兰登·菲利普·金德特
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Original Assignee
SABIC Global Technologies BV
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Abstract

本发明涉及聚碳酸酯共聚物组合物和挤出膜。本发明具体公开了一种聚碳酸酯‑聚硅氧烷，包括特定量的具有本文结构的第一碳酸酯单元，其中R1为C6‑C16二价芳族基团；具有本文结构的第二碳酸酯单元，其中R2为具有本文结构的C17‑C40二价芳族基团，其中Rf、Rg、Rh、Ri、Rj、Rk、Xb、j、m、n、x和y如本文的定义。该聚碳酸酯‑聚硅氧烷可用于形成挤出薄膜，该挤出薄膜进而可用于制造静电膜电容器。

Description

聚碳酸酯共聚物组合物和挤出膜
本申请是申请日为2021年5月12日的题为“聚碳酸酯共聚物和相关膜挤出组合物、挤出膜及电容器”的中国专利申请No.202110519073.1的分案申请。
相关申请的引用
本申请要求2020年9月16日提交的欧洲申请No.20196451.7的优先权，后者要求2020年5月13日提交的美国临时申请No.63/023,904的权益，通过引用将两者的全部内容全部并入本文。
背景技术
本申请涉及一种耐热性挤出膜、包含该挤出膜的膜电容器和在形成该挤出膜中有用的耐热性聚碳酸酯-聚硅氧烷。
具有高体积能量密度、高工作温度和长寿命的静电膜电容器是脉冲功率、汽车和工业电子产品的关键组件。电容器本质上是能量存储设备，具有两个平行的导电板，这些导电板由电绝缘(电介质)膜的薄层隔开。当在板上施加电压时，电介质中的电场会置换电荷，从而存储能量。电容器储存的能量的量取决于用于形成膜的绝缘材料的介电常数和击穿电压以及膜的尺寸(总面积和厚度)。为了使电容器可以累积的能量最大化，使膜的介电常数和击穿电压最大化，并使膜的厚度最小化。由于电容器中介电材料的物理特性是电容器性能的决定因素，因此电容器中介电材料的一种或多种物理性质的改善可导致电容器组件的相应性能改善，通常导致提高嵌入其中的电子系统或产品的性能和使用寿命。
高温聚碳酸酯共聚物已经用于形成静电膜电容器。例如，参见Mahood等人的美国专利申请公开No.US2016/0060403 A1和US2019/0153217A1。然而，期望挤出组合物表现出改善的挤出能力，以便挤出具有小于十微米厚度的膜。
发明内容
一个实施方式是一种聚碳酸酯-聚硅氧烷，基于聚碳酸酯-聚硅氧烷中100摩尔％的总碳酸酯单元，包含20至69.95摩尔％具有以下结构的第一碳酸酯单元：
其中R1为C6-C16二价芳族基团；30至79.95摩尔％具有以下结构的第二碳酸酯单元：
其中R2是具有以下结构的C17-C40二价芳族基团：
其中Rf和Rg每次出现时各自独立地为C1-C12烷基、C1-C12烷氧基或C2-C12烯基；每个Rh为氢或两次出现的Rh与它们所连接的碳原子结合形成羰基；每次出现的Ri独立地为C1-C6烷基；Rj为氢、C1-C6烷基或任选地取代有1、2、3、4或5个C1-C6烷基的苯基；Rk每次出现时独立地为C1-C3烷基或苯基，优选甲基；Xb为C6-C12亚芳基、C4-C18亚环烷基、C4-C18亚环烷叉基或-C(Rm)(Rn)-，其中Rm为氢、C1-C12烷基或C6-C12芳基，并且Rn为C6-C10烷基、C6-C8环烷基或C6-C12芳基，或Xb为-(Qa)x-G-(Qb)y-，其中Qa和Qb各自独立地为C1-C3亚烷基，G为C3-C10亚环烷基，x为0或1，并且y为0或1；并且j、m和n各自独立地为0、1、2、3或4；以及0.05至0.4摩尔％的第三碳酸酯单元，每个第三碳酸酯单元包含二价碳酸酯基团和二价聚硅氧烷基团，二价聚硅氧烷基团包含5至60个具有以下结构的二有机硅氧烷单元：
其中每次出现的R3独立地为C1-C13烃基；其中用双酚A聚碳酸酯标准通过凝胶渗透色谱法测定，聚碳酸酯-聚硅氧烷的重均分子量为18,000至35,000克/摩尔；并且其中如果聚碳酸酯-聚硅氧烷包含70至79.95摩尔％的第二碳酸酯单元，则聚碳酸酯-聚硅氧烷的重均分子量为18,000至24,000克/摩尔。
另一实施方式是一种包含聚碳酸酯-聚硅氧烷的组合物，基于聚碳酸酯-聚硅氧烷中100摩尔％的总碳酸酯单元，该聚碳酸酯-聚硅氧烷包含：20至69.95摩尔％具有以下结构的第一碳酸酯单元：
其中R1为C6-C16二价芳族基团；30至79.95摩尔％具有以下结构的第二碳酸酯单元：
其中R2为具有以下结构的C17-C40二价芳族基团：
其中Rf和Rg每次出现时各自独立地为C1-C12烷基、C1-C12烷氧基或C2-C12烯基；每个Rh为氢或两次出现的Rh与它们所连接的碳原子结合形成羰基；每次出现的Ri独立地为C1-C6烷基；Rj为氢、C1-C6烷基或任选地取代有1、2、3、4或5个C1-C6烷基的苯基；Rk每次出现时独立地为C1-C3烷基或苯基，优选甲基；Xb为C6-C12亚芳基、C4-C18亚环烷基、C4-C18亚环烷叉基或-C(Rm)(Rn)-，其中Rm为氢、C1-C12烷基或C6-C12芳基，并且Rn为C6-C10烷基、C6-C8环烷基或C6-C12芳基，或者Xb为-(Qa)x-G-(Qb)y-，其中Qa和Qb各自独立地为C1-C3亚烷基，G为C3-C10亚环烷基，x为0或1，且y为0或1；并且j、m和n各自独立地为0、1、2、3或4；和0.05至0.4摩尔％的第三碳酸酯单元，每个第三碳酸酯单元包含二价碳酸酯基团和二价聚硅氧烷基团，二价聚硅氧烷基团包含5至60个具有以下结构的二有机硅氧烷单元：
其中每次出现的R3独立地为C1-C13烃基；其中用双酚A聚碳酸酯标准通过凝胶渗透色谱法测定，聚碳酸酯-聚硅氧烷的重均分子量为18,000至35,000克/摩尔；并且其中如果聚碳酸酯-聚硅氧烷包含70至79.95摩尔％的第二碳酸酯单元，则聚碳酸酯-聚硅氧烷的重均分子量为18,000至24,000克/摩尔。
另一实施方式是一种挤出膜，包含本文的任何变化形式的组合物。
另一实施方式一种电容器，包含挤出膜以及与该挤出膜接触的导电金属层。
以下详细描述了这些和其它实施方式。
具体实施方式
本发明人已经确定，包含以下聚碳酸酯-聚硅氧烷作为其主要组分的挤出组合物表现出改善的挤出为厚度小于10微米的膜的能力，该聚碳酸酯-聚硅氧烷包含特定量的聚硅氧烷碳酸酯单元和两种类型的芳族碳酸酯单元。
一个实施方式为一种聚碳酸酯-聚硅氧烷，基于聚碳酸酯-聚硅氧烷中100摩尔％的总碳酸酯单元，包含20至69.95摩尔％具有以下结构的第一碳酸酯单元：
其中R1为C6-C16二价芳族基团；30至79.95摩尔％具有以下结构的第二碳酸酯单元：
其中R2为具有以下结构的C17-C40二价芳族基团：
其中Rf和Rg每次出现时各自独立地为C1-C12烷基、C1-C12烷氧基或C2-C12烯基；每个Rh为氢或两次出现的Rh与它们所连接的碳原子结合形成羰基；每次出现的Ri独立地为C1-C6烷基；Rj为氢、C1-C6烷基或任选地取代有1、2、3、4或5个C1-C6烷基的苯基；Rk每次出现时独立地为C1-C3烷基或苯基，优选甲基；Xb为C6-C12亚芳基、C4-C18亚环烷基、C4-C18亚环烷叉基或-C(Rm)(Rn)-，其中Rm为氢、C1-C12烷基或C6-C12芳基，并且Rn为C6-C10烷基、C6-C8环烷基或C6-C12芳基，或者Xb为-(Qa)x-G-(Qb)y-，其中Qa和Qb各自独立地为C1-C3亚烷基，G为C3-C10亚环烷基，x为0或1，且y为0或1；并且j、m和n各自独立地为0、1、2、3或4；和0.05至0.4摩尔％的第三碳酸酯单元，每个第三碳酸酯单元包含二价碳酸酯基团和二价聚硅氧烷基团，二价聚硅氧烷基团包含5至60个具有以下结构的二有机硅氧烷单元：
其中每次出现的R3独立地为C1-C13烃基；其中用双酚A聚碳酸酯标准通过凝胶渗透色谱法测定，聚碳酸酯-聚硅氧烷的重均分子量为18,000至35,000克/摩尔；并且其中如果聚碳酸酯-聚硅氧烷包含70至79.95摩尔％的第二碳酸酯单元，则聚碳酸酯-聚硅氧烷的重均分子量为18,000至24,000克/摩尔。如本文所用，术语“烃基”，无论是单独使用还是作为另一术语的前缀、后缀或部分使用，是指仅含有碳和氢的残基，除非被明确标识为“取代的烃基”。烃基残基可以是脂族或芳族、直链、环状、双环、支链、饱和或不饱和的。其也可以含有脂族、芳族、直链、环状、双环、支链、饱和和不饱和烃部分的组合。当烃基残基被描述为被取代时，除了碳和氢之外，它还可以含有杂原子。
聚碳酸酯-聚硅氧烷包含第一碳酸酯单元、第二碳酸酯单元和第三碳酸酯单元。第一(低热)碳酸酯单元具有以下结构：
其中R1为C6-C16二价芳族基团。“低热”是指通过差示扫描量热法根据ASTM D341815以20℃/分钟的加热速率测定，第一碳酸酯单元的均聚物的玻璃化转变温度为135℃至小于155℃。
在一些实施方式中，第一碳酸酯单元具有以下结构，
其中Ra和Rb各自独立地为卤素(即F、Cl、Br或I)、C1-C3烷基或C1-C3烷氧基；c为0或1；p和q各自独立地为0或1；并且Xa为单键、-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-C(O)-或C1-C4二价亚烃基，该二价烃基可以是环状或无环的、芳族的或非芳族的，并且可以进一步包含一个或多个选自卤素、氧、氮、硫、硅和磷的杂原子。在一些实施方式中，c为0。在其它实施方式中，c为1。在一些实施方式中，c为1；并且Xa选自C3-C6亚环烷基(例如1,4-亚环己基)、C3-C6亚环烷叉基(例如亚环己叉基)、式-C(Rc)(Rd)-的C1-C6烷叉基，其中Rc和Rd各自独立地为氢、C1-C5烷基或式-C(＝Re)-的基团，其中Re为二价C1-C5烃基。Xa和第一碳酸酯单元的每个末端键彼此可以邻、间或对位(优选对位)设置。在一些实施方式中，p和q各自为0。在一些实施方式中，c为1；p和q各自为1；并且Ra和Rb各自为甲基，与Xa呈间位布置。Sun等人的美国专利申请公开号US2014/0295363 A1以及Chen等人的国际专利申请公开号WO 2013/175448 A1和Fernandez等人的WO 2014/072923 A1中描述了可以用于形成第一碳酸酯单元的二羟基化合物的一些说明性实例。
在一些实施方式中，第一碳酸酯单元衍生自双酚A，具有以下结构：
并且被称为双酚A碳酸酯单元。
基于聚碳酸酯-聚硅氧烷中100摩尔％的总碳酸酯单元，聚碳酸酯-聚硅氧烷以20至69.95摩尔％的量包含第一(低热)碳酸酯单元。在该范围内，第一碳酸酯单元的量可以为30至69.95摩尔％，35至64.95摩尔％，或45至64.95摩尔％。
除了第一(低热)碳酸酯单元之外，聚碳酸酯-聚硅氧烷还包含具有以下结构的第二(高热)碳酸酯单元：
其中R2为C17-C40二价芳族基团。“高热”是指通过差示扫描量热法根据ASTM D3418-15以20℃/分钟的加热速率测定，第二碳酸酯单元的均聚物的玻璃化转变温度为155℃或更高，或155至300℃。第二碳酸酯单元的实例包括具有以下结构的那些：
其中Rf和Rg每次出现时各自独立地为C1-C12烷基、C1-C12烷氧基或C2-C12烯基；每个Rh为氢或两次出现的Rh与它们所连接的碳原子结合形成羰基；每次出现的Ri独立地为C1-C6烷基；Rj为氢、C1-C6烷基或任选地取代有1、2、3、4或5个C1-C6烷基的苯基；Rk每次出现时独立地为C1-C3烷基或苯基，优选甲基；Xb为C6-C12亚芳基、C4-C18亚环烷基、C4-C18亚环烷叉基或-C(Rm)(Rn)-，其中Rm为氢、C1-C12烷基或C6-C12芳基，并且Rn为C6-C10烷基、C6-C8环烷基或C6-C12芳基，或者Xb为-(Qa)x-G-(Qb)y-，其中Qa和Qb各自独立地为C1-C3亚烷基，G为C3-C10亚环烷基，x为0或1，并且y为0或1；并且j、m和n各自独立地为0、1、2、3或4。在一些实施方式中，Rf和Rg每次出现时各自独立地为C1-C3烷基或C1-C3烷氧基；每个Ri为C1-C3烷基；Rj是甲基或苯基；并且每个Rk为甲基。
示例性的第二碳酸酯单元包括具有以下结构的那些：
其中Rf、Rg、Rj、m和n如上所定义；Rm每次出现时独立地为氢或C1-C4烷基；并且g为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。在一些实施方式中，Rf和Rg各自独立地为C1-C3烷基或C1-C3烷氧基；每个Rm为甲基；并且m和n各自独立地为0或1。
在一些实施方式中，第二碳酸酯单元具有以下结构：
或它们的组合，其中以上第一个结构称为2-苯基-3,3’-双(4-羟基苯基)邻苯二甲酰亚胺碳酸酯或PPPBP碳酸酯，并且以上第二个结构称为双酚异佛尔酮碳酸酯或BPI碳酸酯。
基于聚碳酸酯-聚硅氧烷中100摩尔％的总碳酸酯单元，聚碳酸酯-聚硅氧烷以30至79.95摩尔％的量包含第二(高热)碳酸酯单元。在该范围内，第二碳酸酯单元的量可以为30至69.95摩尔％，35至64.95摩尔％，或35至54.95摩尔％。
除了第一(低热)碳酸酯单元和第二(高热)碳酸酯单元之外，聚碳酸酯-聚硅氧烷进一步包含第三(含聚硅氧烷)碳酸酯单元。每个第三碳酸酯单元包含二价碳酸酯基团(-OC(O)O-)和二价聚硅氧烷基团，二价聚硅氧烷基团包含5至60个具有以下结构的二有机硅氧烷单元：
其中每次出现的R3独立地为C1-C14烃基。
C1-C14烃基可以是脂族或芳族的、直链的、环状的、双环的、支链的、饱和的或不饱和的。其也可以含有脂族、芳族、直链、环状、双环、支链、饱和和不饱和烃部分的组合。R3基团的实例包括C1-C14烷基、C1-C14烷氧基、C2-C14烯基、C2-C14烯氧基、C6-C14芳基、C6-C14芳氧基、C7-C14芳基烷基和C6-C14烷基芳基。在一些实施方式中，每次出现的R3为甲基。
每个第三碳酸酯单元包含5至60个二有机硅氧烷单元。在该范围内，二有机硅氧烷单元的数目可以为10至60，或20至60，或30至60，或35至55。
在一些实施方式中，第三碳酸酯单元具有以下结构：
其中Ar每次出现时独立地为C6-C24芳族二价基团，其任选地取代有1、2、3或4个取代基，每个取代基独立地选自由卤素(即F、Cl、Br或I)、C1-C6烷基和C1-C6烷氧基组成的组；R4每次出现时独立地为C2-C8二价脂族基团；R5和R6每次出现时独立地为C1-C12烷基或C6-C18芳基；m和n和q每次出现时独立地为0或1；并且p为(30-n-q)至(60-n-q)，或(35-n-q)至(55-n-q)。
Ar基团的实例包括1,3-亚苯基、1,4-亚苯基和2,2-双(4-亚苯基)丙烷。当每次出现的m、n和q为0时，每次出现的Ar可以衍生自C6-C24二羟基亚芳基化合物，例如间苯二酚、1,1-双(4-羟基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、1,1-双(4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)丁烷、2,2-双(4-羟基苯基)丁烷、2,2-双(4-羟基苯基)辛烷、2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、双(4-羟基苯基)硫醚、2,2-双(3,5-二溴-4-羟基苯基)丙烷和1,1-双(4-羟基-3-叔丁基苯基)丙烷。
R4基团的实例包括例如二亚甲基(-(CH2)2-)、三亚甲基(-(CH2)3-)、六亚甲基(-(CH2)6-)和1,4-亚环己基。在一些实施方式中，每次出现的R4为三亚甲基。
R5和R6基团的实例包括例如甲基、乙基、1-丙基、环己基和苯基。在一些实施方式中，每次出现的R5和R6为甲基。
在一些实施方式中，每次出现的m和n和q为0。在其它实施方式中，每次出现的m和n和q为1。在一些实施方式中，p为(35-n-q)至(55-n-q)。
在一些实施方式中，第三碳酸酯单元具有以下结构：
其中r为5至60，或5至60，或10至60，或20至60，或30至60，或35至55。
在其它实施方式中，第三碳酸酯单元具有以下结构：
其中r为5至60，或5至60，或10至60，或20至60，或30至60，或35至55。
在其它实施方式中，第三碳酸酯单元具有以下结构：
其中s为3至58，或8至58，或18至58，或28至58，或33至53。当s为43时，该结构称为D45碳酸酯。
基于聚碳酸酯-聚硅氧烷中100摩尔％的总碳酸酯单元，聚碳酸酯-聚硅氧烷以0.05至0.4摩尔％的量包含第三碳酸酯单元。在该范围内，第三碳酸酯单元存在的量可以为0.05至0.35摩尔％，或0.05至0.3摩尔％，或0.05至0.25摩尔％。
在一些实施方式中，基于聚碳酸酯-聚硅氧烷中100摩尔％的总碳酸酯单元，聚碳酸酯-聚硅氧烷包含30至69.95摩尔％的第一碳酸酯单元、30至69.95摩尔％的第二碳酸酯单元和0.05至0.35摩尔％的第三碳酸酯单元。
在其它实施方式中，基于聚碳酸酯-聚硅氧烷中100摩尔％的总碳酸酯单元，聚碳酸酯-聚硅氧烷包含35至64.95摩尔％的第一碳酸酯单元、35至64.95摩尔％的第二碳酸酯单元和0.05至0.3摩尔％的第三碳酸酯单元。
在其它实施方式中，基于聚碳酸酯-聚硅氧烷中100摩尔％的总碳酸酯单元，聚碳酸酯-聚硅氧烷包含45至64.95摩尔％的第一碳酸酯单元、35至54.95摩尔％的第二碳酸酯单元和0.05至0.25摩尔％的第三碳酸酯单元。
在一些实施方式中，使用双酚A聚碳酸酯标准通过凝胶渗透色谱法测定，聚碳酸酯-聚硅氧烷的重均分子量为10,000至50,000克/摩尔。在该范围内，该重均分子量可以为15,000至40,000克/摩尔，或24,000至30,000克/摩尔。
在聚碳酸酯-聚硅氧烷的一些实施方式中，第一碳酸酯单元具有结构并且第二碳酸酯单元具有结构或其组合。
在聚碳酸酯-聚硅氧烷的一些实施方式中，第三碳酸酯单元具有以下结构：
其中Ar每次出现时独立地为C6-C24芳族二价基团，其任选地取代有1、2、3或4个取代基，每个取代基独立地选自由卤素、C1-C6烷基和C1-C6烷氧基组成的组；R4每次出现时独立地为C2-C8二价脂族基团；R5和R6每次出现时独立地为C1-C12烷基或C6-C18芳基；m和n和q每次出现时独立地为0或1；且p为(30-n-q)至(60-n-q)，或(35-n-q)至(55-n-q)。
在一些实施方式中，聚碳酸酯-聚硅氧烷包含35至64.95摩尔％的第一碳酸酯单元、35至64.95摩尔％的第二碳酸酯单元和0.05至0.3摩尔％的第三碳酸酯单元。
在聚碳酸酯-聚硅氧烷的一个非常具体的实施方式中，第一碳酸酯单元具有以下结构：
第二碳酸酯单元具有以下结构：
或它们的组合；第三碳酸酯单元具有以下结构：
其中Ar每次出现时独立地为C6-C24芳族二价基团，其任选地取代有1、2、3或4个取代基，每个取代基独立地选自由卤素、C1-C6烷基和C1-C6烷氧基组成的组；R4每次出现时独立地为C2-C8二价脂族基团；R5和R6每次出现时独立地为C1-C12烷基或C6-C18芳基；m和n和q每次出现时独立地为0或1；并且p为(30-n-q)至(60-n-q)，或(35-n-q)至(55-n-q)；聚碳酸酯-聚硅氧烷包含35至64.95摩尔％的第一碳酸酯单元、35至64.95摩尔％的第二碳酸酯单元和0.05至0.3摩尔％的第三碳酸酯单元；并且使用双酚A聚碳酸酯标准通过凝胶渗透色谱法测定，聚碳酸酯-聚硅氧烷的重均分子量为20,000至35,000克/摩尔。
在聚碳酸酯-聚硅氧烷的另一非常具体的实施方式中，第一碳酸酯单元具有以下结构：
第二碳酸酯单元具有以下结构：
或它们的组合；第三碳酸酯单元具有以下结构：
其中Ar每次出现时独立地为C6-C24芳族二价基团，其任选地取代有1、2、3或4个取代基，每个取代基独立地选自由卤素、C1-C6烷基和C1-C6烷氧基组成的组；R4每次出现时独立地为C2-C8二价脂族基团；R5和R6每次出现时独立地为C1-C12烷基或C6-C18芳基；m和n和q每次出现时独立地为0或1；并且p为(30-n-q)至(60-n-q)，或(35-n-q)至(55-n-q)；聚碳酸酯-聚硅氧烷包含45至69.95摩尔％的第一碳酸酯单元、30至54.95摩尔％的第二碳酸酯单元和0.05至0.16摩尔％的第三碳酸酯单元；并且使用双酚A聚碳酸酯标准通过凝胶渗透色谱法测定，聚碳酸酯-聚硅氧烷的重均分子量为20,000至35,000克/摩尔。
聚碳酸酯-聚硅氧烷可以使用已知用于合成聚碳酸酯共聚物的方法来制备，包括例如Vaughn的美国专利号3,419,634和3,419,635、Merritt等人的3,821,325、Merritt的3,832,419和Hoover的6,072,011中描述的那些。以下工作例中包括了合成聚碳酸酯-聚硅氧烷的详细程序。
另一实施方式是一种组合物，其包含任何上述变化形式的聚碳酸酯-聚硅氧烷。因此，一个实施方式是一种聚碳酸酯-聚硅氧烷，基于聚碳酸酯-聚硅氧烷中100摩尔％的总碳酸酯单元，包含20至69.95摩尔％具有以下结构的第一碳酸酯单元：
其中R1为C6-C16二价芳族基团；30至79.95摩尔％具有以下结构的第二碳酸酯单元：
其中R2是C17-C40二价芳族基团；和0.05至0.4摩尔％的第三碳酸酯单元，每个第三碳酸酯单元包含二价碳酸酯基团(-OC(O)O-)和二价聚硅氧烷基团，二价聚硅氧烷基团包含5至60个具有以下结构的二有机硅氧烷单元：
其中每次出现的R3独立地为C1-C13烃基；其中用双酚A聚碳酸酯标准通过凝胶渗透色谱法测定，聚碳酸酯-聚硅氧烷的重均分子量为18,000至35,000克/摩尔；并且其中如果聚碳酸酯-聚硅氧烷包含70至79.95摩尔％的第二碳酸酯单元，则聚碳酸酯-聚硅氧烷的重均分子量为18,000至24,000克/摩尔。
组合物可用于形成挤出膜。当用于此目的时，基于组合物的总重量，组合物典型地包含70至100重量％聚碳酸酯-聚硅氧烷。
在一些实施方式中，组合物进一步包含粗化剂(roughening agent)。粗化剂为挤出膜提供表面粗糙度，即物理纹理。适合的粗化剂包括颗粒材料，例如包括合成或天然二氧化硅、石灰石、滑石粉、沸石、交联硅酮、环烯烃共聚物及其组合。
粗化剂可以包含交联的硅酮，优选交联的倍半硅氧烷，更优选交联聚甲基倍半硅氧烷。倍半硅氧烷是具有Si-O-Si键和四面体Si顶点的笼状结构。倍半硅氧烷可以呈分子形式形成具有6、8、10或12个Si顶点的笼，也可以呈聚合物形式。笼有时分别标记为T6、T8、T10和T12(T＝四面体顶点)。T8笼具有式[R-SiO1.5]8，或等效地R8Si8O12。每个Si中心键合至三个氧基团，氧基团进而连接至其他Si中心。Si上的第四个基团是R基团。每个R基团可以独立地是C1-C8烷基、C1-C8烯基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、羟基或环氧基(epoxide)。交联聚甲基倍半硅氧烷颗粒为球形且具有柔韧的凝胶状稠度，使它们适合使用精细过滤器进行处理。例如，当组合物通过熔体过滤器(例如，5微米过滤器)时，粗化剂不会堵塞过滤器，避免将无机细颗粒用作粗化剂时遇到的问题。在一些实施方式中，根据ISO 13320:2009通过激光衍射测定，粗化剂包含中值等效球体直径为0.1至10微米、或0.1至5微米、或0.1至3微米、或0.2至2微米的颗粒状交联聚甲基倍半硅氧烷。颗粒状交联聚甲基倍半硅氧烷是市售的，例如以商品名TOSPEARL由Momentive Performance Chemicals市售。
当存在于组合物中时，基于组合物的总重量，粗化剂的用量可以为0.05至2重量％。在该范围内，粗化剂量可以为0.05至1重量％，或0.1至0.8重量％，或0.15至0.6重量％。
组合物可以任选地包括有机增滑剂(slip agent)。有机增滑剂改善挤出膜的操作特性。适合的有机增滑剂包括例如季戊四醇四硬脂酸酯、二季戊四醇六硬脂酸酯、甘油三硬脂酸酯、高密度聚乙烯、聚甲基戊烯及其组合。当存在时，基于组合物的总重量，有机增滑剂的用量可以为0.1至15重量％。在该范围内，有机增滑剂的量可以为0.1至5重量％，或0.1至2重量％，或0.1至1重量％。
组合物可以任选地包含热塑性塑料领域已知的一种或多种添加剂。添加剂包括例如稳定剂、脱模剂、润滑剂、加工助剂、防滴剂、成核剂、紫外线吸收剂、着色剂(包括染料和颜料)、抗氧化剂、抗静电剂、发泡剂、金属减活剂、抗粘连剂及其组合。当存在时，基于组合物的总重量，此种添加剂的总用量典型地小于或等于10重量％，或小于或等于5重量％，或小于或等于1重量％。
在一个非常具体的实施方式中，组合物包含70至99.95重量％的聚碳酸酯-聚硅氧烷并且进一步包含0.05至2重量％的粗化剂；聚碳酸酯-聚硅氧烷包含35至64.95摩尔％的第一碳酸酯单元、35至64.95摩尔％的第二碳酸酯单元和0.05至0.3摩尔％的第三碳酸酯单元；第一碳酸酯单元具有以下结构：
第二碳酸酯单元具有以下结构：
或它们的组合；第三碳酸酯单元具有以下结构：
其中Ar每次出现时独立地为C6-C24芳族二价基团，其任选地取代有1、2、3或4个取代基，每个取代基独立地选自由卤素、C1-C6烷基和C1-C6烷氧基组成的组；R4每次出现时独立地为C2-C8二价脂族基团；R5和R6每次出现时独立地为C1-C12烷基或C6-C18芳基；m和n和q每次出现时独立地为0或1；并且p为(30-n-q)至(60-n-q)；使用双酚A聚碳酸酯标准通过凝胶渗透色谱法测定，聚碳酸酯-聚硅氧烷的重均分子量为20,000至35,000克/摩尔；并且粗化剂包含颗粒状交联聚甲基倍半硅氧烷，根据ISO 13320:2009通过激光衍射测定，该颗粒状交联聚甲基倍半硅氧烷的中值等效球体直径为0.1至10微米。
另一个实施方式是包含上述任何变化形式的组合物的挤出膜。组合物可以使用平模头，使用通常用于热塑性组合物的挤出机挤出。挤出浇铸膜方法可以包括在挤出机中熔融组合物，将熔融的组合物输送通过小唇间隙分离的平模头，任选地使用相对较高的卷取速度拉伸膜，以及冷却/凝固成膜组合物以形成最终膜。挤出机可以是单螺杆或双螺杆设计，并且可以使用熔体泵来提供恒定、无脉动的聚合物流通过模头。模唇间隙可小至100-200微米，并且卷取辊的运行速度可达200米/分钟。该设计可以包括添加加热辊以对膜进行回火/退火，从而最大程度地减少冻结内应力的发生。可以修剪膜的边缘，并使用张力控制的卷绕机构将膜卷绕在卷筒上。通过模头输送的恒定且均匀流动的熔融聚合物的精度、制膜用聚合物的流变特性、聚合物和设备的清洁度以及卷取机构的机械特性都将有助于成功制备厚度相对较小的挤出膜。在一些实施方式中，膜厚度为2至15微米，或2至10微米，或2至8微米，或2至6微米。
在一些实施方式中，挤出膜厚度为2至15微米，并且基于组合物的总重量，组合物包含70至99.95重量％的聚碳酸酯-聚硅氧烷和0.05至2重量％的粗化剂，该粗化剂包含根据ISO 13320:2009通过激光衍射测定的中值等效球体直径为0.1至10微米的颗粒状交联聚甲基倍半硅氧烷。
另一实施方式是一种金属化膜(即膜电容器)，包含：包含任何上述变化形式的组合物的挤出膜；以及与挤出膜接触的导电金属层。取决于膜的预期用途，可以将各种金属和金属合金用于导电金属层。在一些实施方式中，导电金属层包含选自由铜、铝、银、金、镍、锌、钛、铬、钒、铂、钽、铌、黄铜及其组合组成的组的金属。聚合物膜金属化的方法是已知的，并且包括例如真空金属气相沉积、金属溅射、等离子处理、电子束处理、化学氧化或还原反应以及无电解湿式化学沉积。可以通过常规的化学镀法在两侧对挤出膜进行金属化处理。或者，可以例如通过喷墨印刷在膜的表面上形成图案化的金属层。导电金属层的厚度取决于金属化膜的用途，并且可以为例如0.1至1000纳米，或0.5至500纳米，或1至10纳米。
另一个实施方式是一种组合物，基于组合物的总重量，包含65至99.95重量％的共聚碳酸酯，该共聚碳酸酯包含衍生自第一双酚单体的第一碳酸酯单元，根据ASTM E1640-13通过动态力学分析以1℃/分钟的加热速率测定，该第一双酚单体的均聚碳酸酯的玻璃化转变温度小于155℃，和衍生自第二双酚单体的第二碳酸酯单元，根据ASTM E1640-13通过动态力学分析以1℃/分钟的加热速率测定，该第二双酚单体的均聚碳酸酯的玻璃化转变温度为155℃或更高；和0.05至2重量％粗化剂，该粗化剂包含根据ISO 13320:2009通过激光衍射测定的中值等效球体直径大于5微米且小于或等于10微米的颗粒状交联聚甲基倍半硅氧烷。共聚碳酸酯对应于2018年11月14日提交的欧洲专利申请No.18206355.2和2019年11月14日提交的国际专利申请No.PCT/US19/061477中的“高热共聚碳酸酯”，其各自的内容通过引用并入本文。
本文公开的所有范围均包括端点，并且端点可以独立地彼此组合。本文所公开的每个范围构成对所公开范围内的任何点或子范围的公开。
本发明至少包括以下方面。
方面1：一种聚碳酸酯-聚硅氧烷，基于聚碳酸酯-聚硅氧烷中100摩尔％的总碳酸酯单元，包含20至69.95摩尔％的具有以下结构的第一碳酸酯单元：
其中R1为C6-C16二价芳族基团；30至79.95摩尔％的具有以下结构的第二碳酸酯单元：
其中R2为具有以下结构的C17-C40二价芳族基团：
其中Rf和Rg每次出现时各自独立地为C1-C12烷基、C1-C12烷氧基或C2-C12烯基；每个Rh为氢或两次出现的Rh与它们所连接的碳原子结合形成羰基；每次出现的Ri独立地为C1-C6烷基；Rj为氢、C1-C6烷基或任选地取代有1、2、3、4或5个C1-C6烷基的苯基；Rk每次出现时独立地为C1-C3烷基或苯基，优选甲基；Xb为C6-C12亚芳基、C4-C18亚环烷基、C4-C18亚环烷叉基或-C(Rm)(Rn)-，其中Rm为氢、C1-C12烷基或C6-C12芳基，并且Rn为C6-C10烷基、C6-C8环烷基或C6-C12芳基，或者Xb为-(Qa)x-G-(Qb)y-，其中Qa和Qb各自独立地为C1-C3亚烷基，G为C3-C10亚环烷基，x为0或1，且y为0或1；并且j、m和n各自独立地为0、1、2、3或4；和0.05至0.4摩尔％的第三碳酸酯单元，每个第三碳酸酯单元包含二价碳酸酯基团和二价聚硅氧烷基团，二价聚硅氧烷基团包含5至60个具有以下结构的二有机硅氧烷单元：
其中每次出现的R3独立地为C1-C13烃基；其中用双酚A聚碳酸酯标准通过凝胶渗透色谱法测定，聚碳酸酯-聚硅氧烷的重均分子量为18,000至35,000克/摩尔；并且其中如果聚碳酸酯-聚硅氧烷包含70至79.95摩尔％的第二碳酸酯单元，则聚碳酸酯-聚硅氧烷的重均分子量为18,000至24,000克/摩尔。
方面2：根据方面1的聚碳酸酯-聚硅氧烷，其中第一碳酸酯单元具有以下结构：
并且
第二碳酸酯单元具有以下结构：
或它们的组合。
方面3：根据方面1或2的聚碳酸酯-聚硅氧烷，其中第三碳酸酯单元具有以下结构：
其中Ar每次出现时独立地为C6-C24芳族二价基团，其任选地取代有1、2、3或4个取代基，每个取代基独立地选自由卤素、C1-C6烷基和C1-C6烷氧基组成的组；R4每次出现时独立地为C2-C8二价脂族基团；R5和R6每次出现时独立地为C1-C12烷基或C6-C18芳基；m和n和q每次出现时独立地为0或1；并且p为(30-n-q)至(60-n-q)。
方面4：根据方面1-3中任一项的聚碳酸酯-聚硅氧烷，包含35至64.95摩尔％的第一碳酸酯单元、35至64.95摩尔％的第二碳酸酯单元和0.05至0.3摩尔％的第三碳酸酯单元。
方面5：根据方面1的聚碳酸酯-聚硅氧烷，其中第一碳酸酯单元具有以下结构：
第二碳酸酯单元具有以下结构：
或它们的组合；第三碳酸酯单元具有以下结构：
其中Ar每次出现时独立地为C6-C24芳族二价基团，其任选地取代有1、2、3或4个取代基，每个取代基独立地选自由卤素、C1-C6烷基和C1-C6烷氧基组成的组；R4每次出现时独立地为C2-C8二价脂族基团；R5和R6每次出现时独立地为C1-C12烷基或C6-C18芳基；m和n和q每次出现时独立地为0或1；并且p为(30-n-q)至(60-n-q)；聚碳酸酯-聚硅氧烷包含35至64.95摩尔％的第一碳酸酯单元、35至64.95摩尔％的第二碳酸酯单元和0.05至0.3摩尔％的第三碳酸酯单元；并且使用双酚A聚碳酸酯标准通过凝胶渗透色谱法测定，聚碳酸酯-聚硅氧烷的重均分子量为20,000至35,000克/摩尔。
方面6：一种包含聚碳酸酯-聚硅氧烷的组合物，基于聚碳酸酯-聚硅氧烷中100摩尔％的总碳酸酯单元，该聚碳酸酯-聚硅氧烷包含20至69.95摩尔％的具有以下结构的第一碳酸酯单元：
其中R1为C6-C16二价芳族基团；30至79.95摩尔％具有以下结构的第二碳酸酯单元：
其中R2为具有以下结构的C17-C40二价芳族基团：
其中Rf和Rg每次出现时各自独立地为C1-C12烷基、C1-C12烷氧基或C2-C12烯基；每个Rh为氢或两次出现的Rh与它们所连接的碳原子结合形成羰基；每次出现的Ri独立地为C1-C6烷基；Rj为氢、C1-C6烷基或任选地取代有1、2、3、4或5个C1-C6烷基的苯基；Rk每次出现时独立地为C1-C3烷基或苯基，优选甲基；Xb为C6-C12亚芳基、C4-C18亚环烷基、C4-C18亚环烷叉基或-C(Rm)(Rn)-，其中Rm为氢、C1-C12烷基或C6-C12芳基，并且Rn为C6-C10烷基、C6-C8环烷基或C6-C12芳基，或者Xb为-(Qa)x-G-(Qb)y-，其中Qa和Qb各自独立地为C1-C3亚烷基，G为C3-C10亚环烷基，x为0或1，并且y为0或1；并且j、m和n各自独立地为0、1、2、3或4；和0.05至0.4摩尔％的第三碳酸酯单元，每个第三碳酸酯单元包含二价碳酸酯基团(-OC(O)O-)和二价聚硅氧烷基团，二价聚硅氧烷基团包含5至60个具有以下结构的二有机硅氧烷单元：
其中每次出现的R3独立地为C1-C13烃基；其中用双酚A聚碳酸酯标准通过凝胶渗透色谱法测定，聚碳酸酯-聚硅氧烷的重均分子量为18,000至35,000克/摩尔；并且其中如果聚碳酸酯-聚硅氧烷包含70至79.95摩尔％的第二碳酸酯单元，则聚碳酸酯-聚硅氧烷的重均分子量为18,000至24,000克/摩尔。
方面7：根据方面6的组合物，其中聚碳酸酯-聚硅氧烷包含35至64.95摩尔％的第一碳酸酯单元、35至64.95摩尔％的第二碳酸酯单元和0.05至0.3摩尔％的第三碳酸酯单元。
方面8：根据方面6或7的组合物，基于组合物的总重量包含70至99.95重量％的聚碳酸酯-聚硅氧烷；和0.05至2重量％的粗化剂。
方面9：根据方面8的组合物，其中粗化剂包含颗粒状交联聚甲基倍半硅氧烷，根据ISO 13320:2009通过激光衍射测定，该颗粒状交联聚甲基倍半硅氧烷的中值等效球体直径为0.1至10微米。
方面10：根据方面6的组合物，其中组合物包含70至99.95重量％的聚碳酸酯-聚硅氧烷并且进一步包含0.05至2重量％的粗化剂；聚碳酸酯-聚硅氧烷包含35至64.95摩尔％的第一碳酸酯单元、35至64.95摩尔％的第二碳酸酯单元和0.05至0.3摩尔％的第三碳酸酯单元；第一碳酸酯单元具有以下结构：
第二碳酸酯单元具有以下结构：
或它们的组合；第三碳酸酯单元具有以下结构：
其中Ar每次出现时独立地为C6-C24芳族二价基团，其任选地取代有1、2、3或4个取代基，每个取代基独立地选自由卤素、C1-C6烷基和C1-C6烷氧基组成的组；R4每次出现时独立地为C2-C8二价脂族基团；R5和R6每次出现时独立地为C1-C12烷基或C6-C18芳基；m和n和q每次出现时独立地为0或1；并且p为(30-n-q)至(60-n-q)；使用双酚A聚碳酸酯标准通过凝胶渗透色谱法测定，聚碳酸酯-聚硅氧烷的重均分子量为20,000至35,000克/摩尔；并且粗化剂包含颗粒状交联聚甲基倍半硅氧烷，根据ISO 13320:2009通过激光衍射测定，该颗粒状交联聚甲基倍半硅氧烷的中值等效球体直径为0.1至10微米。
方面11：一种包含方面6-10中任一项的组合物的挤出膜。
方面12：根据方面11的挤出膜，其中挤出膜的厚度为2至15微米；并且其中基于组合物的总重量，组合物包含70至99.95重量％聚碳酸酯-聚硅氧烷和0.05至2重量％粗化剂，该粗化剂包含颗粒状交联聚甲基倍半硅氧烷，根据ISO 13320:2009通过激光衍射测定，颗粒状交联聚甲基倍半硅氧烷的中值等效球体直径为0.1至10微米。
方面13：一种电容器，包括：包含方面6-10中任一项的组合物的挤出膜；以及与该挤出膜接触的导电金属层。
方面14：一种金属化膜，包括：包含方面6-10中任一项的组合物的挤出膜；以及与挤出膜接触的导电金属层。
方面15：一种组合物，基于组合物的总重量，包含65至99.95重量％的共聚碳酸酯，该共聚碳酸酯包含衍生自第一双酚单体的第一碳酸酯单元，根据ASTM E1640-13通过动态力学分析以1℃/分钟的加热速率测定，该第一双酚单体的均聚碳酸酯的玻璃化转变温度小于155℃，和衍生自第二双酚单体的第二碳酸酯单元，根据ASTM E1640-13通过动态力学分析以1℃/分钟的加热速率测定，第二双酚单体的均聚碳酸酯的玻璃化转变温度为155℃或更高；和0.05至2重量％的粗化剂，该粗化剂包含颗粒状交联聚甲基倍半硅氧烷，根据ISO13320:2009通过激光衍射测定，该颗粒状交联聚甲基倍半硅氧烷的中值等效球体直径大于5微米且小于或等于10微米。
通过以下非限制性实施例进一步说明本发明。
实施例
表1中汇总了这些实验中使用的材料。
以下是一种用于合成含有约62.5摩尔％的双酚异佛尔酮(BPI)碳酸酯单元、约37.34摩尔％的双酚A(BPA)碳酸酯单元和约0.16摩尔％的D45碳酸酯单元的聚碳酸酯共聚物的程序。通过改变相应单体的比例，可以合成含有不同比例的相同碳酸酯单元的聚碳酸酯共聚物。反应器安装有架空冷凝器、搅拌器和循环泵。向反应器中装入二氯甲烷(18升)、BPI(3157克)、BPA(1393克)、D45(91克)、水(10升)、三乙胺(30克)和葡萄糖酸钠(10克)。将对枯基苯酚(PCP；112克)的二氯甲烷溶液(800克)以200克/分钟进料到反应器中。以90克/分钟将光气(2650克)鼓泡通过反应器，并且在剧烈搅动溶液的同时通过添加33重量％氢氧化钠水溶液将pH维持在9至10。在完成光气的添加后，将反应混合物搅拌10分钟，同时将pH稳定在9。使用双酚A聚碳酸酯标准通过凝胶渗透色谱(GPC)分析反应产物的样品，并且发现重均分子量(Mw)为28,665克/摩尔且数均分子量(Mn)为10,254克/摩尔。用氮气吹扫反应器5分钟，然后将内容物排入进料罐。将该混合物进料到一系列液-液离心机中，其中将盐水相从聚合物的二氯甲烷溶液中分离出来。通过使用1重量％盐酸水溶液洗涤聚合物溶液以除去三乙胺，并且使用水洗涤去除残留离子。将纯化的聚合物溶液转移到进料罐中。通过沉淀射流使聚合物溶液与蒸汽接触以闪蒸掉二氯甲烷而分离出树脂，留下白色的湿饼。通过将树脂放置在锥型干燥机中以从树脂中除去水，并且使加热的氮气通过粉末四小时。分离出的树脂粉末的产量为10.2千克。分离树脂的GPC分析得出的Mw为28,256克/摩尔，且共聚物水解物(由三元共聚物与氢氧化钾反应制得)的超高效液相色谱分析得出的BPI含量为63摩尔％。
表1
表2汇总了膜挤出组合物特性和膜性能。在表2中，“共聚物”是指在膜挤出组合物中使用的共聚物(共聚物描述在表1中)；“聚硅氧烷碳酸酯(mol％)”是基于共聚物中全部碳酸酯单元的总量的聚硅氧烷碳酸酯单元的摩尔％；“BPI碳酸酯(mol％)”是基于共聚物中全部碳酸酯单元的总量的BPI碳酸酯单元的摩尔％；“BPA碳酸酯(mol％)”是基于共聚物中所有碳酸酯单元的总量的BPA碳酸酯单元的摩尔％；并且“Mw(kg/mol)”是共聚物的重均分子量。每种膜挤出组合物含有99.34重量％的指定共聚物、0.3重量％的PETS、0.3重量％的PMSS-2和0.06重量％的AO。在具有30:1长径比和靠近模面的真空口的Werner&Pfleiderer同向旋转双螺杆挤出机上混炼所有组合物。在285-330℃的温度下进行混炼。
使用25毫米单螺杆挤出机利用熔体泵挤出膜，以消除脉动的熔体流动。调节熔体泵以在330-360℃的温度下提供模头内的最佳熔体压力。通过具有100-300微米模间隙的垂直450毫米宽t模头挤出熔体。将熔体幕浇铸到抛光的冷却辊上，并且沿机器方向下拉至表2中指定的厚度。通过匹配熔体泵的输出量和下游设备的卷取速度来控制量规，以提供均匀的恒定膜厚。
表2中汇总了膜性能。“加工性”表示从挤出组合物挤出膜的难易程度。评级为0意味着组合物不能加工形成5微米厚的挤出膜；评级为1意味着组合物很难加工形成5微米厚的挤出膜；评级为2意味着组合物可以一致地加工形成5微米厚的挤出膜；并且评级为3意味着组合物可以一致地加工形成3微米厚的挤出膜。优选评级为2或3，并且可以预测为形成用于电容器应用的薄规格膜所需的稳健加工窗口。
根据ASTM D882-02在23℃下在5微米厚的挤出膜上在机器和横向方向上评价拉伸伸长率(单位为标距的％)、断裂拉伸应力(兆帕)和拉伸模量(兆帕)。更高的断裂拉伸应力预示着通过膜电容器制造的挤出、金属化和电容器卷绕(cap winding)工艺可以更好地处理膜。
根据ISO 6383-1在23℃下在5微米厚挤出膜上在机器方向和横向方向上评价撕裂强度(单位为牛/毫米)。测试参数以下：(1)测试速率：200mm/s；(2)测试伸长(extension)：50毫米；(3)测压元件(load cell)：10牛；(4)每个样品报告5次运行；(5)带有Bluehill 3软件的Instron测试架；(6)膜样品尺寸：25毫米乘200毫米的条；(7)在样品的短端切出30毫米的切口，以引发撕裂部位；(8)使用气动夹具安装样品的每个角；(9)使用去离子气枪从样品中去除静电；和(10)从操作员选择的载荷/延长曲线的面积计算平均撕裂。更高的撕裂强度预示着通过膜电容器制造的挤出、金属化和电容器卷绕工艺可以更好地处理膜。
“滑移评级”和“滑移排名”是挤出膜表面滑度的主观度量。滑移评级的范围从1(粘连)至3(滑移)，并且显示的值为五位评估者给出的评级的平均值。滑移排名是18个样品中的强制排名，其中1个为最佳且18为最差；显示的值是五位评估者给出的排名的平均值。滑移对于通过挤出工艺、金属化、电容器卷绕和电容器展平过程良好地处理膜卷至关重要。太小的滑移会导致挤出工艺中的阻塞和起皱，并且无法使电容器绕组变平。过大的滑移会在金属化处理中产生问题，在金属化中的解绕和重绕过程中会出现伸缩和跟踪问题。
表面粗糙度是膜的重要物理性能，其直接影响滑移，并且对于通过挤出工艺、膜金属化和电容器卷绕来良好处理膜卷至关重要。不足的表面粗糙度可能会导致阻塞，并且在挤出过程中还会在主辊中的后续膜层卷之间截留空气。截留空气是金属化过程中伸缩(telescoping)的主要原因。过高的表面粗糙度导致卷绕电容器的效率(体积至能量额定值)下降并且降低膜的击穿强度。根据JIS B0601:1994确定表面粗糙度性质(均具有单位：微米)。“Ra”是算术平均粗糙度；“Ry”是最大高度；“Rz”是交叉点平均高度；“S”是平均局部最大间隔；“Sm”是平均不规则间隔；且“RMS”是均方根粗糙度。表2中的值代表五个样品的平均值。使用Keyence共聚焦显微镜确定表面粗糙度性质。使用50X物镜在Keyence VK-200上捕获原始粗糙度图像。将样品安装在平坦的聚碳酸酯板上，以最大程度地减小表面偏离。在激光测量模式下使用载物台高度调节在膜的上表面聚焦。手动将扫描范围设置为在膜顶面上方1微米至膜顶面下方1微米。总扫描范围不超过膜厚度。目标Z扫描范围是2-4微米，以确保在数据采集过程中不对膜的底面成像。如果无法在目标扫描范围内捕获整个视野，则将样品沿X和Y方向移动以确保获得平坦的图像。一旦设置扫描范围，将实施自动增益以在整个扫描范围内建立可接受的亮度和对比度设置。在高精度设置下使用双重扫描选项。Z阶高度为0.1微米。使用50X物镜在这些设置下进行测量，提供280-300毫米乘200毫米的视野用于数据分析。使用一个50毫米乘100毫米的样品在不同的位置进行了五次单独的测量。根据JIS B0601:1994标准计算对每个图像进行表面粗糙度测量。使用用于多行扫描分析的模板来计算和报告针对五个单独扫描中的每一个扫描所确定的平均值。分析包括沿机器方向的每幅图像上的60行，并报告为Ra(算术平均粗糙度)、Ry(最大高度)、Rz(交叉点平均高度)和RMS(均方根粗糙度)的平均值。根据Keyence建议，对获取的图像进行的预处理包括以下步骤：自动倾斜校正；自动噪音消除；高切水平；和DCL/BCL水平。粗糙度曲线校正：通过在倾斜校正后的表面上进行粗糙度测量来生成高度数据。这允许从线粗糙度横截面曲线确定表面粗糙度。表面粗糙度通过在高度数据上使用最小二乘法确定基线，并确定每个高度数据点距该基线的距离。Ra计算确定参考表面和被测表面之间的高度差的绝对值，然后确定粗糙度曲线表面和参考表面上每个点之间的距离的平均值。通过比较参考表面和与粗糙度曲线表面上每个点之间的距离，确定最高峰的高度(Yp)和最低谷的深度(Yv)之和，从而进行Ry计算。由五个最高峰高度的绝对值的平均值与五个最低谷深度的绝对值的平均值之和确定Rz值。RMS计算指示了参考表面与粗糙度曲线表面之差的平方之和的平方根。
使用Bosch测试确定电性能。Bosch测试是一种连续的电击穿测试程序和设备，可以测量每单位厚度在指定电压下发生的膜击穿次数。每个电压电平下的清除次数越少，膜的质量越高(即较低的缺陷、划痕、皱纹和厚度不均)。在150、200、250、300、350、400、450和500伏/微米下确定电气清除次数。将要测试的膜夹在对电极膜上的接地金属层与抛光钢辊之间。在卷对卷工艺中，将被测膜和相应的接地金属化膜(对电极)以每分钟10米的速度通过设备进行卷绕。使用BK Precision1788B电源和TREK 20/20C放大器控制高电位辊的电位。使用Labview软件控制接口与National Instruments NI-9223电压输入模块在指定电压下测量电压/电流尖峰，以确定击穿计数次数。在各电压下记录1平方米膜的击穿计数的次数和位置。表2中的清除计数值代表每个样品5次测试的平均值。未呈现比较例2的结果，因为无法挤出薄于19微米的膜。对于实施例5-7，对于450和500伏/微米的电压，没有给出结果。对于这些样品，在400伏/微米下观察了许多计数，因此操作员停止了测试。
表2中的性能结果表明，本发明实施例不仅表现出良好的可加工性，而且在可加工性、拉伸强度、撕裂强度、表面粗糙度和电阻之间具有理想的平衡。相对于其中聚碳酸酯-聚硅氧烷具有更高聚硅氧烷含量的比较例，本发明的实施例通常表现出改善的可加工性。相对于掺入缺少聚硅氧烷含量的聚碳酸酯共聚物的比较例，使用聚碳酸酯-聚硅氧烷的本发明的实施例，特别是其中具有较低BPI碳酸酯含量的聚碳酸酯-聚硅氧烷的实施例，通常表现出改进的可加工性、电气性能和滑移性能。
表2
比较例1 比较例2 实施例1
共聚物 BPI/BPA 1 BPI/BPA 2 BPI/BPA/Silox 1
聚硅氧烷碳酸酯(mol％) 0 0 0.086
BPI碳酸酯(mol％) 80 80 75.081
BPA碳酸酯(mol％) 20 20 24.834
Mw(kg/mol) 24 21.5 22
膜厚度(μm) 5 5 5
可加工性 3 3 2
机器方向拉伸伸长率(％) 5.35 3.70 2.88
机器方向拉伸应力(MPa) 66.5 65.8 58.0
机器方向拉伸模量(MPa) 2152 2577 2415
横向方向拉伸伸长率(％) 2.43 3.03 1.87
横向方向拉伸应力(MPa) 45.3 57.2 39.3
横向方向拉伸模量(MPa) 2209 2402 2281
机器方向撕裂强度(N/mm) 0.323 0.487 0.672
横向方向撕裂强度(N/mm) 0.416 0.529 0.602
滑移评级 2 2.3 2
滑移排名 11.5 17.25 8
Ra(μm) 0.028 0.042 0.052
Ry(μm) 0.188 0.244 0.284
Rz(μm) 0.100 0.100 0.092
S(μm) 13.252 16.728 21.326
Sm(μm) 1.274 1.284 1.292
RMS(μm) 0.036 0.052 0.06
在150V/μm下的清除计数(计数/m2) 0 0 0.2
在200V/μm下的清除计数(计数/m2) 0 0 0.6
在250V/μm下的清除计数(计数/m2) 0 0.6 9.2
在300V/μm下的清除计数(计数/m2) 5.2 1.4 32.8
在350V/μm下的清除计数(计数/m2) 16.4 6.2 108
在400V/μm下的清除计数(计数/m2) 62.8 17.0 299
在450V/μm下的清除计数(计数/m2) 265 54.2 870
在500V/μm下的清除计数(计数/m2) 786 197 829
表2(续)
实施例2 比较例3 比较例4
共聚物 BPI/BPA/Silox 2 BPI/BPA 3 BPI/BPA 4
聚硅氧烷碳酸酯(mol％) 0.173 0 0
BPI碳酸酯(mol％) 75.015 80 45
BPA碳酸酯(mol％) 24.812 20 55
Mw(kg/mol) 22 28 25
膜厚度(μm) 5 5 5
可加工性 2 1 3
机器方向拉伸伸长率(％) 3.41 6.18 1.67
机器方向拉伸应力(MPa) 57.6 76.7 29.6
机器方向拉伸模量(MPa) 2169 2582 1859
横向方向拉伸伸长率(％) 1.98 2.92 2.38
横向方向拉伸应力(MPa) 40.7 54.8 39.2
横向方向拉伸模量(MPa) 2271 2331 1860
机器方向撕裂强度(N/mm) 0.693 1.542 1.431
横向方向撕裂强度(N/mm) 0.698 1.262 1.152
滑移评级 2.25 1.5 2
滑移排名 12.25 3.75 6
Ra(μm) 0.038 0.042 0.036
Ry(μm) 0.222 0.246 0.226
Rz(μm) 0.088 0.092 0.096
S(μm) 14.776 15.752 15.36
Sm(μm) 1.258 1.268 1.25
RMS(μm) 0.046 0.05 0.044
在150V/μm下的清除计数(计数/m2) 0 5.5 2.4
在200V/μm下的清除计数(计数/m2) 0.2 11 5.2
在250V/μm下的清除计数(计数/m2) 0.2 17.8 12.6
在300V/μm下的清除计数(计数/m2) 15.4 52.3 39.2
在350V/μm下的清除计数(计数/m2) 34.8 109 194
在400V/μm下的清除计数(计数/m2) 108 387 695
在450V/μm下的清除计数(计数/m2) 379 908 --
在500V/μm下的清除计数(计数/m2) 883 834 --
表2(续)
比较例5 比较例6 比较例7
共聚物 BPI/BPA 5 BPI/BPA 6 BPI/BPA 7
聚硅氧烷碳酸酯(mol％) 0 0 0
BPI碳酸酯(mol％) 45 57 62.5
BPA碳酸酯(mol％) 55 43 37.5
Mw(kg/mol) 28 28 25
膜厚度(μm) 5 5 5
可加工性 3 2 2
机器方向拉伸伸长率(％) 7.39 5.74 3.56
机器方向拉伸应力(MPa) 67.8 64.6 65.4
机器方向拉伸模量(MPa) 2313 2006 2391
横向方向拉伸伸长率(％) 2.80 3.58 3.32
横向方向拉伸应力(MPa) 44.0 52.2 59.0
横向方向拉伸模量(MPa) 2040 2008 2307
机器方向撕裂强度(N/mm) 1.083 0.950 0.516
横向方向撕裂强度(N/mm) 1.086 0.908 0.690
滑移评级 1.95 2 2
滑移排名 9.75 7.25 7.5
Ra(μm) 0.034 0.04 0.038
Ry(μm) 0.208 0.25 0.242
Rz(μm) 0.104 0.104 0.102
S(μm) 13.336 16.822 16.004
Sm(μm) 1.294 1.406 1.282
RMS(μm) 0.04 0.05 0.048
在150V/μm下的清除计数(计数/m2) 0.4 3.4 0
在200V/μm下的清除计数(计数/m2) 1.0 16.0 0
在250V/μm下的清除计数(计数/m2) 8.2 14.6 1
在300V/μm下的清除计数(计数/m2) 50.8 36.6 8
在350V/μm下的清除计数(计数/m2) 315 56.0 39.8
在400V/μm下的清除计数(计数/m2) 860 123 150
在450V/μm下的清除计数(计数/m2) -- -- 470
在500V/μm下的清除计数(计数/m2) -- -- 910
表2(续)
表2(续)
表2(续)
比较例10 比较例11 实施例7
共聚物 BPI/BPA/Silox 9 BPI/BPA/Silox 10 BPI/BPA 8
聚硅氧烷碳酸酯(mol％) 0.173 0.445 0
BPI碳酸酯(mol％) 75.015 74.811 58
BPA碳酸酯(mol％) 24.812 24.744 42
Mw(kg/mol) 25 28 28
膜厚度(μm) 5 5 7
可加工性 0 0 3
机器方向拉伸伸长率(％) 3.72 3.28 5.28
机器方向拉伸应力(MPa) 67.2 57.8 71.9
机器方向拉伸模量(MPa) 2357 2087 2643
横向方向拉伸伸长率(％) 1.23 1.64 4.16
横向方向拉伸应力(MPa) 30.6 31.8 62.6
横向方向拉伸模量(MPa) 2354 2035 2263
机器方向撕裂强度(N/mm) 0.813 0.846 2.854
横向方向撕裂强度(N/mm) 2.120 0.938 0.943
滑移评级 2.2 2.25 1
滑移排名 12.25 14.75 1.5
Ra(μm) 0.044 0.028 0.016
Ry(μm) 0.25 0.176 0.086
Rz(μm) 0.088 0.092 0.028
S(μm) 17.712 11.802 9.358
Sm(μm) 1.272 1.27 0.972
RMS(μm) 0.052 0.032 0.018
在150V/μm下的清除计数(计数/m2) 3.2 20.3 0
在200V/μm下的清除计数(计数/m2) 3.4 3.0 0
在250V/μm下的清除计数(计数/m2) 41.0 24.7 0
在300V/μm下的清除计数(计数/m2) 75.8 72.3 0.2
在350V/μm下的清除计数(计数/m2) 257 260 0.4
在400V/μm下的清除计数(计数/m2) 688 524 57.6
在450V/μm下的清除计数(计数/m2) 856 786 244
在500V/μm下的清除计数(计数/m2) 765 720 280
在这一实验中，测量挤出态以及在150℃下老化170小时后的膜的撞伸性质。结果示于表3中，其中将变化百分比计算为100乘以(老化后的值-挤出态的值)除以挤出态的值。将结果用于多响应优化模型，其预测了在老化时提供良好的可加工性和最小物理性质变化的共聚物组合物之一可包含61.3摩尔％的双酚A碳酸酯单元、38.6摩尔％的BPI碳酸酯单元和0.078摩尔％的聚硅氧烷碳酸酯单元，均基于共聚物中碳酸酯单元的总摩尔数。
表3
比较例12 比较例13 比较例14
共聚物 BPI/BPA 1 BPI/BPA 4 BPI/BPA 5
聚硅氧烷碳酸酯(mol％) 0 0 0
BPI碳酸酯(mol％) 80 45 45
BPA碳酸酯(mol％) 20 55 55
Mw(kg/mol) 24 25 28
膜厚度(μm) 5 5 5
挤出态机器方向拉伸伸长率(％) 5.353 1.667 7.393
老化后机器方向拉伸伸长率(％) 3.054 2.069 3.783
机器方向拉伸伸长率的变化百分比(％) -43.0 24.1 -48.8
挤出态机器方向拉伸应力(MPa) 66.52 29.64 67.83
老化后机器方向拉伸应力(MPa) 84.74 50.63 73.93
机器方向拉伸应力的变化百分比(％) 27.4 70.8 9.0
挤出态机器方向拉伸模量(MPa) 2152 1859 2313
老化后机器方向拉伸模量(MPa) 2998 2409 2318
机器方向拉伸模量的变化百分比(％) 39.3 29.6 0.2
挤出态横向方向拉伸伸长率(％) 2.429 2.378 2.805
老化后横向方向拉伸伸长率(％) 1.991 1.799 2.192
横向方向拉伸伸长率的变化百分比(％) -18.0 -24.3 -21.8
挤出态横向方向拉伸应力(MPa) 45.29 39.19 44.05
老化后横向方向拉伸应力(MPa) 50.54 45.77 46.32
横向方向拉伸应力的变化百分比(％) 11.6 16.8 5.2
挤出态横向方向拉伸模量(MPa) 2209 1860 2040
老化后横向方向拉伸模量(MPa) 2627 2510 2318
横向方向拉伸模量的变化百分比(％) 19.0 34.9 13.7
表3(续)
表3(续)
实施例9 实施例10
共聚物 BPI/BPA/Silox 7 BPI/BPA/Silox 8
聚硅氧烷碳酸酯(mol％) 0.164 0.164
BPI碳酸酯(mol％) 55.655 55.655
BPA碳酸酯(mol％) 44.180 44.180
Mw(kg/mol) 25 28
膜厚度(μm) 5 5
挤出态机器方向拉伸伸长率(％) 4.810 6.556
老化后机器方向拉伸伸长率(％) 2.343 2.234
机器方向拉伸伸长率的变化百分比(％) -51.3 -65.9
挤出态机器方向拉伸应力(MPa) 58.58 68.29
老化后机器方向拉伸应力(MPa) 52.19 58.78
机器方向拉伸应力的变化百分比(％) -10.9 -13.9
挤出态机器方向拉伸模量(MPa) 1934 2195
老化后机器方向拉伸模量(MPa) 2330 2683
机器方向拉伸模量的变化百分比(％) 20.5 22.2
挤出态横向方向拉伸伸长率(％) 2.120 2.733
老化后横向方向拉伸伸长率(％) 1.044 1.078
横向方向拉伸伸长率的变化百分比(％) -50.8 -60.6
挤出态横向方向拉伸应力(MPa) 39.68 48.81
老化后横向方向拉伸应力(MPa) 23.08 26.12
横向方向拉伸应力的变化百分比(％) -41.8 -46.5
挤出态横向方向拉伸模量(MPa) 1931 2074
老化后横向方向拉伸模量(MPa) 2253 2468
横向方向拉伸模量的变化百分比(％) 16.6 19.0
。

Claims (1)

1.一种组合物，基于所述组合物的总重量，包含：
65至99.95重量％的共聚碳酸酯，所述共聚碳酸酯包含
衍生自第一双酚单体的第一碳酸酯单元，根据ASTME1640-13通过动态力学分析以1℃/分钟的加热速率测定，所述第一双酚单体的均聚碳酸酯的玻璃化转变温度小于155℃，和衍生自第二双酚单体的第二碳酸酯单元，根据ASTME1640-13通过动态力学分析以1℃/分钟的加热速率测定，所述第二双酚单体的均聚碳酸酯的玻璃化转变温度为155℃或更高；以及
0.05至2重量％的粗化剂，所述粗化剂包含颗粒状交联聚甲基倍半硅氧烷，根据ISO13320:2009通过激光衍射测定，所述颗粒状交联聚甲基倍半硅氧烷的中值等效球体直径大于5微米且小于或等于10微米。
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