[发明专利]用作聚碳酸酯填料的工程化矿物和使用其增强聚碳酸酯的方法

说明书

要求优先权

该PCT国际申请要求2015年1月29号提交的美国临时专利申请号62/109,171的优先权权益，其主题通过引用以其全部并入本文。

描述

领域

本公开一般涉及具有改善的热降解性质的增强树脂组合物，其包含聚碳酸酯和至少一种功能化无机填料。还公开了增强与前述一致的树脂组合物的方法。

背景

聚碳酸酯(PC)树脂已在利用树脂的各种有益性质(包括耐冲击性、耐热性和尺寸稳定性)的众多应用中用作工程塑料。增强添加剂用于聚碳酸酯已主要限于玻璃纤维，这是由于矿物具有在升高的温度(大于或等于300ºC)下有助于聚碳酸酯的降解的趋势，这可使所得的矿物-PC复合物的性能退化。

仍存在对于与聚碳酸酯相容并且在升高的处理温度(大于或等于300ºC)下不降解PC树脂的矿物增强材料(mineral reinforcement)或填料的需要。发明人已令人惊讶地发现减少PC的热降解的方法，其在PC树脂中并入无机填料材料，该无机填料材料的表面已被至少一种功能化试剂改性。发明人已发现当无机填料材料的表面已被功能化以隔离(isolate)位于其上的活性位点时，该填料可并入PC树脂中而不会不利地影响PC材料的热降解。

在以下描述中，某些方面和实施方案将变得显而易见。应理解，所述方面和实施方案在其最宽泛的意义上，可在不具有这些方面和实施方案的一种或更多种特征的情况下实施。应理解这些方面和实施方案仅仅是示例性的。

概述

本公开描述了可具有改善的热降解性质(其通过可接受的熔体流动指数测定)的增强树脂组合物，其包含聚碳酸酯和至少一种已使用功能化试剂功能化的无机填料。不受特定理论约束，申请人已发现各种变量可导致改善的热降解性质，包括使用较低的BET表面积矿物，例如具有小于12 m²/g的表面积的材料、可接受的与矿物结合的功能化试剂和经填充的聚碳酸酯材料的降低的水分含量。该水分含量可通过干燥所述经填充的聚碳酸酯材料来降低。

公开的增强树脂组合物可包括聚碳酸酯，其量在所述树脂组合物的75至99重量%范围内、功能化试剂和用该功能化试剂功能化的无机填料，该功能化无机填料以所述树脂组合物的1至25重量%范围内的量存在，其中在允许增强树脂在300ºC的温度下保持10分钟之后，当在1.2 kg的载荷下测量时，该树脂可展示25或更小的熔体流动指数。

而且，根据另一方面，用于增强树脂组合物的方法可提供改善的热降解性质，其通过可接受的熔体流动指数测量。所述方法可包括向聚碳酸酯树脂中添加至少一种无机填料，该无机填料已使用功能化试剂功能化。

在另一方面，降低增强聚碳酸酯材料的热降解的方法可包括向所述聚碳酸酯材料中引入至少一种无机填料(其使用功能化试剂功能化以改进所述无机填料的表面活性)，使得在允许增强树脂在300ºC的温度下保持10分钟之后，当在1.2 kg的载荷下测量时，该树脂展现25或更小的熔体流动指数。

示例性目标和优势将在以下描述中部分阐述，或可通过示例性实施方案的实施获悉。应理解前述一般描述和以下详述两者都仅仅是示例性和解释性的，并且不限制要求保护的本发明。

详述

如本文所使用的，“聚碳酸酯”或“PC”是指碳酸和二元酚(例如双酚A)的任意长链线型聚酯。可使用的聚碳酸酯的一个非限制性实例是来自Sabic的Lexan™。

如本文所使用的“未填充的PC树脂”是指其中未添加无机填料的聚碳酸酯树脂。

如本文所使用的，“熔体流动指数”(MFI)是指热塑性聚合物的熔体流动的容易的量度。其被定义为在1.2 kg重量下持续十分钟，在十分钟内流动通过2.095 mm直径和8 mm长度的毛细管的聚合物的质量(以克计)。在本说明书中，在允许树脂或复合物在300ºC下在测试仪内保持10分钟之后，在1.2 kg的载荷下、在300°C下测量熔体流动指数。

已令人惊讶地发现，如本文中所述和包括功能化无机填料的树脂组合物典型地展现30或更小，例如25或更小、20或更小、和甚至15或更小的熔体流动指数，该熔体流动指数是树脂具有所需热降解性质的指示。

如本文所使用的，术语“滑石”表示水合硅酸镁矿物，任选与其它矿物，例如绿泥石、白云石和/或菱镁矿结合。