[发明专利]具有改善的冲击强度的聚碳酸酯组合物

说明书

技术领域

本发明公开涉及具有改善的冲击强度同时维持高拉伸模量、良好的延展性、和良好的流动性能的无机物填充的热塑性树脂。本文中还公开了用于制备和/或使用它们的方法。

背景技术

聚碳酸酯（PC）是由双酚和光气、或它们的衍生物得到的合成工程化热塑性树脂。它们是碳酸的直链聚酯并且可以由二羟基化合物和碳酸酯二酯形成，或通过酯交换形成。聚碳酸酯是具有许多有利性能的有用种类的聚合物。

理想地，用于某些应用的聚合物组合物，如汽车部件，应当具有高拉伸模量、良好的延展性、和良好的流动性能的组合。高拉伸模量反映了硬度，或换言之该模制部件将保持其形状。高延展性和良好的流动性能反映了聚合物组合物是如何容易地可以倾倒入模具中用于形成部件的形状。

通过添加矿物填料至聚合物组合物中可以获得更高的硬度。然而，矿物填料的添加降低了聚合物组合物的延展性和流动性能。甚至高度耐冲击聚合物，如聚碳酸酯，在室温下在高填料负荷下变得易碎。另一种提高硬度的传统方法是通过提高聚合物的重量平均分子量，但是这通常也降低了流动性能并且使它难以填充复杂的或薄壁的模具。抗冲击改性剂可以改善聚合物组合物的冲击强度，但是这通常降低了组合物的热变形温度。

提供包含矿物填料并且维持改善的冲击强度、高延展性、良好的流动性能、高硬度、和高热变形温度的平衡的组合物将是令人期望的。

发明内容

在各种实施方式中公开的是具有改善性能平衡的聚合物组合物，这些性能用于制造过程中以及用于由聚合物组合物制造得到的物品中。

在实施方式中公开的组合物包括以下各项：聚碳酸酯聚合物；矿物填料；和化学式（II）的磺酸盐：

T-E

化学式（II）

其中T是脂肪族的并且包含至少7个碳原子；E是脂肪族、芳香族、或环脂族的（脂环族的）；并且E包含至少一个SO₃^-M⁺基团，其中每个M是碱金属；并且其中当根据ISO527测量时，该组合物具有至少2.5GPa的拉伸模量。

该组合物可以具有至少3GPa的拉伸模量。

当在室温下和4毫米的厚度下根据ISO180测量时，该组合物可以具有从约25kJ/m²至约90kJ/m²的缺口悬臂梁（Izod）冲击强度。

当在260℃下和5kg负荷下根据ISO1133测量时，该组合物可以具有至少5cc/10分钟的熔体体积流动速率（MVR）。

当在0℃温度下以2.25米/秒的速度和3.2毫米的厚度下根据ISO6603测量时，该组合物可以具有至少80%的延展性。

该组合物可以具有从约0.5wt%至约10wt%的组合物的橡胶嵌段含量。

该聚碳酸酯聚合物可以是至少约20wt%的组合物。

该矿物填料可以包含滑石、硅灰石、粘土、云母、硫化锌、氧化锌、或二氧化钛。该矿物填料可以是至少3wt%的组合物。在一些实施方式中，矿物填料的中值粒径是15微米以下。

磺酸盐可以是至少0.5wt%的组合物。在一些实施方式中，该磺酸盐具有化学式（III）的结构：

CH3-(CH2)_n-(Ar)_m-(SO₃-M⁺)_p

化学式（III）

其中n是从6至17的整数；m是0或1；Ar是芳香族或脂环族的；p是从1至5的整数；并且每个M是碱金属。

具体地，该组合物中不包含阻燃剂。

该组合物可以进一步包含流动促进剂。该流动促进剂可以是苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚α-烯烃、聚乙二醇、聚丙二醇、或单体有机磷化合物或低聚有机磷化合物。该流动促进剂可以是从约1wt%至约30wt%的组合物。

该组合物可以进一步包含抗冲击改性剂。抗冲击改性剂可以是甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯聚合物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物、丙烯酸聚合物、接枝聚合物、嵌段共聚物、或核壳式抗冲击改性剂（core-shell impact modifier）。抗冲击改性剂可以是从约2wt%至约50wt%的组合物。

该组合物可以进一步包含酸稳定剂。该酸稳定剂可以是亚磷酸、磷酸、磷酸单锌、磷酸单钠、或酸式焦磷酸钠。