黑色聚亚芳基醚/聚苯乙烯组合物、制品和方法

文档序号:3695955阅读:319来源:国知局

专利名称::黑色聚亚芳基醚/聚苯乙烯组合物、制品和方法黑色聚亚芳基醚/聚苯乙烯组合物、制品和方法
背景技术
:聚亚芳基醚树脂是一种塑料,因其优良的耐水性、尺寸稳定性和固有的阻燃性而为人所知。通过将其与各种其他塑料共混可以调节诸如强度、硬度、耐化学性和耐热性等性质,从而满足宽范围的大量产品的需求,该产品例如管道设备(plumbingfixtures)、电盒(electricalboxes)、汽车部件、和消费电子产品设备(consumerelectronicsdevices)的部件。许多消费品制造商通过在其产品的塑料组件上使用新颜色来寻求改善其产品的美学和独特性。例如,在电视机显示器领域,近年来存在对具有高光泽和深的蓝黑色("深黑色,,)的塑料配制物的需求。聚亚芳基醚/聚苯乙烯共混物的物理、热和电性能将使得它们成为这些用途的良好候选,使用颜料如炭黑的配制物允许配制黑色聚亚芳基醚/聚苯乙烯共混物。然而,这些共混物并不显示期望的深的蓝黑色的初始颜色,它们也没有足够的光稳定性。因此,仍需要显示聚亚芳基醚/聚苯乙烯共混物期望的物理、热和电性能,并且还显示深的蓝黑色和良好的光稳定性的热塑性配制物。发明简述上述的和其他的不足通过以下黑色热塑性组合物得以减轻,该组合物包括聚亚芳基醚;聚苯乙蜂;和至少两种有机染料;其中该至少两种有机染料的总浓度为至少0.4wt%,基于热塑性組合物的总重;其中该组合物显示60。光泽值至少为90%,根据ASTMD523测量,和CIE亮度值LM、于或等于4,根据ASTMD2244使用C正标准日光光源D65和不包括光的镜面反射成分(specularcomponent)时在45°角度测量,其中该CIE亮度值比用等重量的炭黑代替该至少两种有机染料的相应组合物的CIE亮度值低至少30%。另一实施方式是一种黑色热塑性组合物,包括约30-约65wt。/。在25。C10氯仿中测量时特性粘度为0.35-0.5分升/克的聚(2,6-二甲基-l,4-亚苯基醚);约15-约70wt。/。的橡胶改性聚苯乙烯;和总共至少0.4wt。/o的至少四种有机染料,其中该至少四种有机染料包括红色染料、绿色染料、黄色染料、和紫色染料;其中所有wt。/。均基于热塑性组合物的总重;和其中该组合物显示60。光泽值至少为94%,根据ASTMD523测量;CIE亮度值LM、于或等于2,根据ASTMD2244使用C正标准日光光源D65和不包括光的镜面反射成分时在45。角度测量,其中该CIE亮度值比用等重量的炭黑代替该至少两种有机染料的相应组合物的C正亮度值^[氐至少50%;C正LAB色移AE小于或等于2,根据ASTMD2244在依照SAEJ1885用氙弧灯照射600小时后测量;热变形温度至少80。C,根据ASTMD648在0.455兆帕的载荷下测量;缺口伊佐德抗冲强度至少20焦耳/米,根据ASTMD256在23°C测量,和弹性模量为2400-3700兆帕,根据ASTMD638在23°C测量。另一实施方式是一种黑色热塑性组合物,包括约40-约70wt。/。在25°C氯仿中测量时特性粘度为0.28-0.38分升/克的聚(2,6-二曱基_1,4-亚苯基醚);约15-约45wt。/。的橡胶改性聚苯乙烯;和总共至少0.4wt。/。的至少四种有机染料,其中该至少四种有机染料包括红色染料、绿色染料、黄色染料、和紫色染料;其中所有wt。/。均基于热塑性组合物的总重;和其中该组合物显示60。光泽值至少为94%,根据ASTMD523测量;CIE亮度值"小于或等于2,根据ASTMD2244使用C正标准日光光源D65和不包括光的镜面反射成分时在45。角度测量,其中该CIE亮度值比用等重量的炭黑代替该至少两种有机染料的相应组合物的CIE亮度值低至少50%;C正LAB色移AE小于或等于3,根据ASTMD2244在依照SAEJ1885用氙弧灯照射600小时后测量;热变形温度至少80°C,根据ASTMD648在0.455兆帕的载荷下测量;缺口伊佐德抗冲强度至少20焦耳/米,根据ASTMD256在23°C测量,和弹性模量为2400-3700兆帕,根据ASTMD638在23°C测量。另一实施方式是制备黑色热塑性组合物的方法,包括熔融捏合包含聚亚芳基醚、聚苯乙烯和至少两种有机染料的组合物以形成黑色热塑性组合物;其中该至少两种有机染料的总浓度为至少0.4wt%,基于黑色热塑性组合物的总重;其中该黑色热塑性组合物显示60。光泽值至少为90%,根据ASTMD523测量,和C正亮度值LH、于或等于4,根据ASTMD2244使用iiCIE标准日光光源D65和不包括光的镜面反射成分时在45。角度测量,其中该CIE亮度值比用等重量的炭黑代替该至少两种有机染料的相应组合物的CIE亮度值低至少30%。另一实施方式是制备黑色热塑性组合物的方法,包括熔融捏合组合物以形成黑色热塑性组合物,该组合物包括约30-约50wt。/。在25。C氯仿中测量时特性粘度为0.35-0.5分升/克的聚(2,6-二甲基-l,4-亚苯基醚);约15-约70wt。/。的橡胶改性聚苯乙烯;和总共至少0.4wt。/。的至少四种有机染料,其中该至少四种有机染料包括红色染料、绿色染料、黄色染料、和紫色染料;其中所有wt。/。均基于黑色热塑性组合物的总重;其中该黑色热塑性组合物显示60。光泽值至少为94%,根据ASTMD523测量;C正亮度值L*小于或等于2,根据ASTMD2244使用CIE标准日光光源D65和不包括光的镜面反射成分时在45°角度测量,其中该C正亮度值比用等重量的炭黑代替该至少两种有机染料的相应组合物的CIE亮度值低至少50%;C正LAB色移AE小于或等于3,根据ASTMD2244在依照SAEJ1885用氙弧灯照射600小时后测量;热变形温度至少80。C,根据ASTMD648在0.455兆帕的载荷下测量;缺口伊佐德抗冲强度至少20焦耳/米j艮据ASTMD256在23°C测量,和弹性模量为2400-3700兆帕,根据ASTMD638在23°C测量。另一实施方式是制备黑色热塑性组合物的方法,包括熔融捏合组合物以形成黑色热塑性组合物,该组合物包括约40-约60wt。/。在25°C氯仿中测量时特性粘度为0.28-0.38分升/克的聚(2,6-二曱基-l,4-亚苯基醚);约15-约45wt。/。的橡胶改性聚苯乙烯;和至少0.4wt。/。的至少四种有机染料,其中该至少四种有机染料包括红色染料、绿色染料、黄色染料、和紫色染料;其中所有wt。/。均基于黑色热塑性组合物的总重;其中该黑色热塑性组合物显示.'60。光泽值至少为94%,根据ASTMD523测量;C正亮度值LM、于或等于2,根据ASTMD2244使用C正标准日光光源D65和不包括光的镜面反射成分时在45。角度测量,其中该C正亮度值比用等重量的炭黑代替该至少两种有机染料的相应组合物的CIE亮度值低至少50%;CIELAB色移AE小于或等于3,根据ASTMD2244在依照SAEJ1885用氙弧灯照射600小时后测量;热变形温度至少80。C,根据ASTMD648在0.455兆帕的载荷下测量;缺口伊佐德抗冲强度至少20焦耳/米,根据ASTMD256在23。C测量,12和弹性模量为2400-3700兆帕,根据ASTMD638在23°C测量。下面详述描述其他实施方式,包括含有所述组合物的制品。附图简述图l是颜色轮,意图说明从颜色轮的对立面选择相应颜色的染料。发明详述本发明的发明人进行研究来寻找聚亚芳基醚/聚苯乙烯共混物,该共混物保持优异的物理、热和电性能,并且还显示深的蓝黑色和良好的光稳定性。最初的实验证实,使用颜料如炭黑不能获得这些性能的组合。例如,含炭黑的共混物的初始颜色不够黑,光稳定性不足以用于有日光照射的应用中。另外,染料基的黑色配制物将比颜料基的黑色配制物光稳定性差也是一种常规认识。例如,Damnjanovic等人的美国专利6,833,184B2提到用炭黑着色的窗户膜的"出色的光稳定性",还声称染料基的膜显示"相对短的寿命期望值",因为"有机染料在暴露于阳光之后往往降解"。因此,本发明的发明人非常惊讶地发现,用有机染料着色的聚亚芳基醚/聚苯乙烯組合物不仅提供了期望的高光泽,而且显示比用炭黑着色的相应组合物明显更深的黑色和显著改进的光稳定性。因此,一种实施方式是黑色热塑性组合物,包括聚亚芳基醚、聚苯乙烯和至少两种有机染料;其中该至少两种有机染料的总浓度为至少0.4wt%,基于热塑性组合物的总重;其中该组合物显示60。光泽值至少为90%,根据ASTMD523测量,和CIE亮度值LM、于或等于4,根据ASTMD2244使用CIE标准日光光源D65和不包括光的镜面反射成分时在45°角度测量,其中该CIE亮度值比用等重量的炭黑代替该至少两种有机染料的相应组合物的CIE亮度值低至少30%。该黑色热塑性组合物包括聚亚芳基醚。合适的聚亚芳基醚包括具有下式重复结构单元的那些13其中对于各结构单元,各Z'独立地表示为卣素,未取代或取代的d-C12烃基,条件是该烃基不是叔烃基,C广Q2烃基硫基(即,(C广d2烃基)S-),C广d2烃基氧基,或至少两个碳原子分隔卣素和氧原子的c2-c12闺代烃基氧基;各Z^虫立地表示为氢,卣素,未取代或取代的d-d2烃基,条件是该烃基不是叔烃基,d-C,2烃基硫基,d-Cu烃基氧基,或至少两个碳原子分隔卣素和氧原子的CVC,2卣代烃基氧基。本文中使用的术语"烃基",无论其本身,或是作为前缀、后缀,或其他术语的片段,均指仅含有碳和氢的基团。该基团可以是脂族或芳族的,直链、环状、双环、支化、饱和、或不饱和的。它还可以含有脂族、芳族、直链、环状、双环、支化、饱和、和不饱和烃部分的组合。在一些实施方式中,聚亚芳基醚包含2,6-二曱基-1,4-亚苯基醚单元、2,3,6-三甲基-1,4-亚苯基醚单元,或其组合。所述聚亚芳基醚可包含具有含氨基烷基端基(通常位于羟基的邻位)的分子。经常存在的是四曱基二苯酚合笨醌(TMDQ)端基,通常从存在四甲基二苯酚合苯醌副产物的含2,6-二曱基苯酚的反应混合物中获得。聚亚芳基醚可以为均聚物、共聚物、接枝共聚物、离聚物或嵌段共聚物的形式,以及包含至少一种上述形式的组合。当在40°C使用单分散聚苯乙烯标准物,苯乙烯二乙烯基苯凝胶和浓度为1毫克/毫升氯仿的样品通过凝胶渗透色谱法测定时,聚亚芳基醚的数均分子量可以为约3,000-约40,000原子质量单位(AMU),重均分子量为约5,000-约80,000AMU。聚亚芳基醚的特性粘度在25°C、氯仿中测量时可以为约0.05-约1.0分升/克(dL/g),具体为约0.1-约0.8dL/g,更具体为约0.2-约0.6dL/g。在一些实施方式中,聚亚芳基醚的特性粘度为约0.28-0.38dL/g。在一些实施方式中,聚亚芳基醚的特性粘度为约0.35-约0.45dL/g。本领域技术人员应认识到,在熔融捏合之后聚亚芳基醚的特性粘度可增加至多30%。上述0.05-约1.0分升/克的特性粘度范围预计包含在熔融捏合形成组合物前后的特性粘度。可以使用具有不同特性粘度的聚亚芳基醚树脂共混物。黑色热塑性组合物的聚亚芳基醚含量根据组合物期望的性能可以大幅度地变化。在一些实施方式中,聚亚芳基醚含量为约10-约90wt。/。,具体为约20-约80wt%,更具体为约25-约75wt%,还更具体为约30-约70wt%,甚至更具体为约35-约65wt%,而更具体为约40-约60wt%,基于组合物的总重。除了聚亚芳基醚之外,黑色热塑性组合物还包括聚苯乙烯。合适的聚苯乙烯包括均聚苯乙烯(包含无规立构、间同立构或全同立构聚苯乙烯)和橡胶改性聚苯乙烯(也称为"高抗冲聚苯乙烯,,或"HIPS")。在一些实施方式中,聚苯乙烯包括均聚苯乙烯,其数均分子量为约30,000-约100,000原子质量单位,具体为约40,000-约60,000原子质量单位。合适的均聚苯乙烯可以商购,例如Chevron的EB3300。在一些实施方式中,聚苯乙烯包括橡胶改性聚苯乙烯,该橡胶改性聚苯乙烯包含约88-约94wt。/。的聚苯乙烯和约6-约12wt。/。的聚丁二烯,有效凝胶含量为约10%_约35%。合适的橡胶改性聚苯乙烯可以商购,例如GEPlastics的GEH1897,和Chevron的D7022.27。在一些实施方式中,聚苯乙烯包括均聚苯乙烯和橡胶改性聚苯乙烯。黑色热塑性组合物的聚苯乙烯含量根据组合物期望的性能可以大幅度地变化。在一些实施方式中,聚苯乙烯含量为约10-约90wt%,具体为约15-约80wt%,更具体为约20-约70wt%,还更具体为约25-约60wt%,甚至更具体为约30-约50wt%,而更具体为约35-约45wt%,基于组合物的总重。在一些实施方式中,黑色热塑性组合物包含约20-约80wt。/。的聚亚芳基醚和约20-约80wt。/。的聚苯乙烯,具体为约30-约70wt。/。的聚亚芳基醚和约30-约70wt。/。的聚苯乙烯,更具体为约35-约65wt。/。的聚亚芳基醚和约35-约65wt。/。的聚苯乙烯。除了聚亚芳基醚和聚苯乙烯之外,黑色热塑性组合物还包含至少两种有机染料。选择该至少两种有机染料以提供期望的黑色。可以用于选择该至少两种有机染料的合适的染料类型包括蒽醌、蒽吡啶酮(anthrapyridone)、15茈、蒽、芘酮(perinones)、阴丹酮,唾吖咬酮、咕吨、噻吨、噁。秦、噁唑啉、靛青类、硫代靛青类、喹吖酞酮(quinophthalone)、萘二曱酰亚胺、花青、次曱基类、吡唑啉酮、内酯、香豆素、二-苯并噁唑基噻吩、萘四羧酸、酞菁、三芳基曱烷、氨基酮、二(苯乙烯基)联苯、吖。秦、罗丹明,前述物质的衍生物,和它们的混合物。适合用于该至少两种有机染料的具体的有机染料包括分散黄201、溶剂绿3、溶剂红52、溶剂红135、溶剂紫13、分散橙47、溶剂橙60和溶剂蓝104。仅使用两种染料可以得到黑色,特别当它们是来自图1所示颜色轮对立面的颜色的染料时。例如,该至少两种有机染料可以包括红色染料和绿色染料,或紫色染料和黄色染料,或橙色染料和蓝色染料。然而,在一些实施方式中,希望使用至少三种有机染料。例如,在制备黑色组合物的过程中在需要时使用至少三种染料来提供更多调节颜色的机会。在一些实施方式中,可以使用两种或三种这样的染料组合。因此,组合物可以包括选自红色染料和绿色染料、紫色染料和黄色染料、及橙色染料和蓝色染料的至少两种染料组合。在一些实施方式中,该至少两种有机染料包括至少一种染料组合,选自溶剂红染料和溶剂绿染料、溶剂紫染料和溶剂黄染料或分散黄染料、及溶剂橙染料和溶剂蓝染料。该至少两种有机染料可以包括至少两种染料组合,或者至少三种这样的染料组合。该至少两种有机染料的总浓度基于热塑性组合物的总重为至少0.4wt%。本领域的技术人员可以选择特定染料的相对量。例如,当该至少两种有机染料包括颜色轮对立面的两种染料时,该两种染料的重量比可以为约0.5-2,具体为约0.7-约1.5。组合物显示60。光泽值为至少卯%,根据ASTMD523测量。该60°光泽值可以为至少94%,具体为至少97%,更具体为至少100%。在一些实施方式中,该60。光泽值为卯-约105%。组合物显示CIE亮度值LM、于或等于4,根据ASTMD2244使用CIE标准日光光源D65和不包括光的镜面反射成分时在45°角度测量。具体地,该LM直可以小于或等于3,更具体小于或等于1.5,还更具体小于或等于l。16在一些实施方式中,该LM直为约0.5-4。本文中CIE参数的所有参考值是基于C正1976L*a*b*(CIELAB)色空间方程。组合物的CIE亮度值比用等重量的炭黑代替该至少两种有机染料的相应组合物的CIE亮度值低至少30%。在一些实施方式中,CIE亮度值的减少为至少40%,更具体为至少50%,还更具体为至少60%,甚至更具体为至少70%,而更具体为至少80%。在一些实施方式中,该CIE亮度值降4氐为30-约95%。适合用于比较组合物的炭黑可以具有邻苯二甲酸二丁酯吸附量60-80毫升/100克,根据ASTMD2414测量,氮表面积约190-约220平方米/克,根据ASTMD3037测量,和着色力(tintstrength)约136-约160,根据ASTMD3265测量。满足这些标准的两种可商购的炭黑为Cabot的CabotMonarch■和Columbian的Raven2000。尽管使用有机染料相对于使用炭黑提供了益处,但少量炭黑并不需要排除在组合物之外。在一些实施方式中,组合物包含至多0.1wt。/。的炭黑,具体为至多0.05wt。/。的炭黑,更具体为至多0.01wt%的炭黑。在一些实施方式中,组合物不含炭黑。除了聚亚芳基醚、聚苯乙烯之外,黑色热塑性组合物可以任选还包含链烯基芳族化合物和共轭二烯的嵌段共聚物。为简便起见,该组分在本文称为"嵌段共聚物"。该嵌段共聚物可以是未氢化的或氢化的。该嵌段共聚物可以包含约15-约80wt。/o的聚链烯基芳族化合物含量和约20-约85wt。/。的未氢化或氢化的聚(共轭二烯)含量。在一些实施方式中,聚链烯基芳族化合物含量为约20-40wt%.在其他实施方式中,聚链烯基芳族化合物含量大于40wt。/。-约90wt%,具体为约55-约80wt%。在一些实施方式中,嵌段共聚物的重均分子量为约40,000-约400,000原子质量单位。数钧分子量和重均分子量可以通过凝胶渗透色谱和根据与聚苯乙烯标样的比较来确定。在一些实施方式中,嵌段共聚物的重均分子量为200,000-约400,000原子质量单位,具体为约220,000-约350,000原子质量单位。在其他实施方式中,嵌段共聚物的重均分子量为约40,000至小于200,000原子质量单位,具体为约40,000-约180,000原子质量单位,更具体为约40,000-约150,000原子质量单位。用于制备嵌段共聚物的链烯基芳族单体可以具有以下结构R1——C=CH—R'R其中R'和W各自独立地表示氢原子、Q-Cs烷基,或C2-Cs链烯基;W和R7各自独立地表示氬原子,或d-Q烷基;以及R4、115和116各自独立地表示氢原子、C,-C8烷基,或CrCs链晞基,或者113和114与中心芳环一起形成萘基,或者R"和R5与中心芳环一起形成萘基。具体的链烯基芳族单体包括,例如,苯乙烯和甲基苯乙烯,如a-曱基苯乙烯和对-曱基苯乙烯。在一些实施方式中,链烯基芳族单体为苯乙烯。用于制备嵌段共聚物的共轭二烯可以为CrC2o共轭二烯。合适的共轭二烯包括,例如,1,3-丁二烯、2画曱基-l,3-丁二烯、2-氯-l,3-丁二烯、2,3-二曱基-l,3-丁二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯,等,以及它们的组合。在一些实施方式中,共轭二烯为1,3-丁二烯、2-曱基-l,3-丁二烯,或它们的组合。在一些实施方式中,该共轭二烯由1,3-丁二烯组成。嵌段共聚物是包含(A)至少一个衍生自链烯基芳族化合物的嵌段和(B)至少一个衍生自共轭二烯的嵌段的共聚物。当嵌段共聚物是氢化嵌段共聚物时,在嵌段(B)中的脂族不饱基团含量至少部分因氢化降低。在一些实施方式中,在嵌段(B)中的脂族不饱和度下降至少50%,具体为至少70%。嵌段(A)和(B)的排列包括线型结构、接枝结构、和放射状远嵌段结构(radialteleblcokstructure),有或者没有支链。线型嵌段共聚物包括递变线型结构和非递变线型结构。在一些实施方式中,嵌段共聚物具有递变线型结构。在一些实施方式中,嵌段共聚物具有非递变线型结构。在一些实施方式中,嵌段共聚物包括含有无规结合的链烯基芳族单体的B嵌段。线型嵌段共聚物结构包括二嵌段(A-B嵌段)、三嵌段(A-B-A嵌段或B-A-B嵌段)、四嵌段(A-B-A-B嵌段),和五嵌段(A-B-A-B-A嵌段或B-A-B-A-B嵌段)结构,以及含有A和B总共6个或更多嵌段的线型结构,其中各A嵌段的分子量与其他A嵌段的分子量相同或不同,各B嵌段的分子量与其他B嵌段的分子量18相同或不同。在一些实施方式中,嵌段共聚物为二嵌段共聚物、三嵌段共聚物,或它们的组合。在一些实施方式中,嵌段共聚物为聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物(即,氢化聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物)。在一些实施方式中,嵌段共聚物不含除链烯基芳族化合物和共轭二埽之外的单体的残基。在这些实施方式中,嵌段共聚物由衍生自链烯基芳族化合物和共辄二烯的嵌段组成,它不包括由这些单体或任何其他单体形成的接枝;它还由碳和氢原子组成,因此不含杂原子。在一些实施方式中,嵌段共聚物包括一种或多种酸官能化试剂如马来酸酐的残基。制备嵌段共聚物的方法是本领域已知的且许多氢化嵌段共聚物可以商购。示例性的可商购的非氢化嵌段共聚物包括得自KratonPolymers的聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物KratonD1101K、D1102K、D1118K、D1133K、D1134K、D1153ES、D1155ES和D1192ES;得自KratonPolymers的放射状三嵌段共聚物D1116K;得自KratonPolymers的支化三嵌段共聚物D1184K;得自TotalPetrochemicals的递变嵌段共聚物FINACLEAR520和540。示例性的可商购的氩化嵌段共聚物包括得自KratonPolymers的聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)二嵌段共聚物KratonG1701和G1702;得自KratonPolymers的聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚笨乙烯三嵌段共聚物KratonG1641、G1650、G1651、G1654、G1657、G1726、G4609、G4610、GRP-6598、RP-6924、MD-6932M、MD-6933和MD-6939;得自KratonPolymers的聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯-苯乙烯)-聚苯乙歸(S-EB/S-S)三嵌段共聚物KratonRP-6935和RP-6936;得自KratonPolymers的聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物KratonG1730;得自KratonPolymers的马来酸酐-接枝的聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物KratonG1901、G1924和MD-6684;得自KratonPolymers的马来酸酐-接枝的聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯-苯乙烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物KratonMD-6670;得自AsahiKaseiElastomer的含有67wt。/。聚苯乙烯的聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物TUFTECH1043;得自AsahiKaseiElastomer的含有42wt。/。聚苯乙烯的聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物TUFTECH1051;得自AsahiKasei19Elastomer的聚笨乙烯-聚(丁二烯-丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物TUFTECP1000和P2000;得自AsahiKaseiElastomer的聚苯乙烯-聚丁二烯-聚(苯乙烯-丁二烯)-聚丁二烯嵌段共聚物S.O.E,SSL601;得自ChevronPWllipsChemicalCompany的氢化的放射状嵌段共聚物K-ResinKK38、KR01、KR03和KR05;得自Kuraray的含有约60\^%聚苯乙烯的聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物SEPTONS8104;得自Kuraray的聚苯乙烯-聚(乙烯-乙蹄/丙烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物SEPTONS4044、S4055、S4077和S4099;烯三嵌段共聚物SEPTONS2104。可以使用两种或更多种嵌段共聚物的混合物,包括至少两种氢化嵌段共聚物的混合物、至少一种非氢化嵌段共聚物和至少一种氢化嵌段共聚物的混合物。在存在时,嵌段共聚物的用量可以为约0.5-约20wt%,具体为约l-约10wt%,更具体为约l-约5wt%,基于组合物的总重。任选地,组合物还可以包括阻燃剂。合适的阻燃剂包括,例如磷酸酯(包括磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、间苯二酚二(磷酸二苯酯)和双酚A二(磷酸二苯酯)),膦氧化物(包括三苯基氧化膦),膦酸烷基酯(包括乙烷膦酸二乙酯),金属二烷基亚膦酸盐(包括铝三(二乙基亚膦酸盐)),三聚氰胺类阻燃剂(包括三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐和三聚氰胺多磷酸盐),硼酸锌,磷酸硼,红磷,等等。例如,在Xu等人的美国专利申请公开US2006/0131059Al中,和P.RRankin在H.Zweifel,ed.,"PlasticsAdditivesHandbook,5thEdition",Cincinnati:Hanser(2001),P681-698中描述了其他阻燃剂。任选地,组合物还可以包括在热塑性塑料
技术领域
已知的一种或多种其他添加剂。有用的添加剂包括,例如,稳定剂、脱4莫剂、加工助剂、滴落阻滞剂、成核剂、染料、颜料、抗氧化剂、抗静电剂、发泡剂、金属钝化剂、防粘连剂、纳米粘土、芳香剂(包括芳香剂-封装的聚合物),等等,和它们的组合。添加剂可以添加的量不会使组合物期望的性能和物理性质不可接受地发生偏离。本领域技术人员无需过多的实验就可以确定这些量。在一些实施方式中,组合物不含无机填料和增强剂。在其他实施方式中,组合物包括一种或多种无机填料。适宜的填料或增强剂包括,例如,硅酸盐和硅石粉末如硅酸铝(莫来石),合成的硅酸4丐,硅酸锆,熔凝硅石,结晶硅石,石墨,天然硅砂等;硼粉如硼-氮化物粉末,硼-硅酸盐粉末等;氧化物如TK)2,氧化铝,氧化镁等;硫酸钓(为其无水物,二水合物或三水合物);碳酸钓如白垩,石灰石,大理石,合成沉淀的碳酸钙等;滑石,包括纤维状的,模块的(modular),针形,层状滑石等;硅灰石;表面处理的硅灰石;玻璃球如中空和实心玻璃球,硅酸盐球,空心煤胞,铝硅酸盐(armospheres)等;高岭土,包括硬高岭土,软高岭土,煅烧高岭土,包含本领域已知的用于促进与聚合物基质树脂的相容性的各种涂层的高岭土等;单晶纤维或"晶须"如碳化硅,氧化铝,碳化硼,铁,镍,铜等;纤维(包括连续的和切断的纤维)如碳纤维,玻璃纤维,如E,A,C,ECR,R,S,D,或NE玻璃等;硫化物如硫化钼,;危化锌等;钡化合物如钛酸钡,铁酸钡,硫酸钡,重晶石等;金属和金属氧化物如粒状或纤维状铝,青铜,锌,铜和镍等;薄片的填料如玻璃片,薄片碳化硅,二硼化铝,铝薄片,钢薄片等;纤维填料,例如,短的无机纤维如由包含硅酸铝、氧化铝、氧化镁和硫酸4丐半水合物等中的至少一种的共混物获得的那些;和它们的混合物。在一些实施方式中,组合物不含除了聚亚芳基醚、聚苯乙烯和任选的嵌段共聚物之外的任何聚合物。例如,在一些实施方式中,组合物不含聚碳酸酯。在一些实施方式中,组合物不含任何折射率小于1.54或大于1.62,具体地小于1.56或大于1.60的聚合物,根据ASTMD542在23。C测量,在一些实施方式中,组合物显示CIELAB色移AE小于或等于3,根据ASTMD2244在依照SAEJ1885用氙弧灯照射600小时后测量。具体地,AE值可以小于或等于2,更具体为小于或等于l,还更具体为小于或等于0.5。在一些实施方式中,AE值为约0.3-3。除了高度期望的初始颜色和颜色稳定性之外,黑色热塑性组合物可以显示优异的热性质和物理性质。例如,組合物可以显示热变形温度至少80。C,根据ASTMD648在0.455兆帕的载荷下测量。具体地,组合物可以显示热变形温度至少卯。C,更具体为至少100°C,还更具体为至少110°C。在一些实施方式中,热变形温度为80-约125°C。组合物可以显示缺口〗尹佐德抗冲强度至少20焦耳/米(J/m),根据ASTMD256在23。C测量。具体地,缺口伊佐德抗冲强度可以为至少50J/m,更具体为至少100J/m,还更具体为至少150J/m,而更具体为至少200J/m。在一些实施方式中,缺口伊佐德抗沖强度为20-约220J/m。组合物可以显示弹性模量为约2400-约3700兆帕,根据ASTMD638在23°C测量。在一些实施方式中,组合物显示至少一种以下性质可燃性等级为V-O,根据UL94垂直燃烧试验在1.5毫米试样厚度测量,灼热丝起燃温度(glowwireignitiontemperature)(GWIT)为700-750°C,根据UL746A在1.0毫米试样厚度测量,灼热丝起燃温度(GWIT)为725-775°C,根据UL746A在3.0毫米试样厚度测量,和灼热丝可燃性指数(glowwireflammabilityindex)(GWFI)为约930-约990°C,根据UL746A在1.0毫米试样厚度测量。UL994V-0等级的要求包括单独燃烧时间都不大于10秒,每根试条的第一和第二燃烧时间之和不大于10秒,以及没有棉花指示物被灼热颗粒或滴落物点燃。灼热丝起燃温度(GWIT)表示为比在三次连续测试期间不引起给定厚度的试样燃烧的灼热丝尖端的最大温度高25k的温度。灼热丝可燃性指数(GWFI)表示为在给定厚度的试样的三次连续测试期间,满足至少一个以下条件的最高测试温度(a)移开灼热丝之后在30秒钟内试样的火焰或辉光熄灭而且没有点燃放置在试样下面的包装用织物;(b)没有点燃试样。一种实施方式是黑色热塑性组合物,包括约30-约65wt。/。在25°C氯仿中测量时特性粘度为0.35-0.5分升/克的聚(2,6-二曱基-l,4-亚苯基醚);约15-约70wt。/。的橡胶改性聚苯乙烯;和总共至少0.4wt。/。的至少四种有机染料,其中该至少四种有机染料包括红色染料、绿色染料、黄色染料、和紫色染料;其中所有wt。/。均基于热塑性组合物的总重;和其中该组合物显示60°光泽值至少为94%,根据ASTMD523测量;C正亮度值L"、于或等于2,根据ASTMD2244使用C正标准日光光源D65和不包括光的镜面反射成分时在45°角度测量,其中该CIE亮度值比用等重量的炭黑代替该至少两种有机染料的相应组合物的CIE亮度值低至少50%;CIELAB色移AE小于或等于2,根据ASTMD2244在依照SAEJ1885用氣弧灯照射600小时后测量;热变形温度至少80。C,根据ASTMD648在0.455兆帕的载荷下测量;缺口伊佐德抗冲强度至少20焦耳/米,根据ASTMD256在23。C测量,和弹性模量为2400-3700兆帕,根据ASTMD638在23。C测量。在一些实施方式中,该黑色热塑性组合物还包括约25-约45wt。/。的均聚苯乙烯。在一些实施方式中,该至少四种有机染料还包括蓝色染料和橙色染料。在一些实施方式中,该组合物还包括阻燃剂。在一些实施方式中,组合物显示CIEbM直为约-2.2至约0。在一些实施方式中,组合物显示铅笔硬度为约HB-约2H,根据JISK56-5-4在23。C、750克载荷下如下测量。将5.1厘米(2英寸)宽和7.6厘米(3英寸)长的模塑色片在23。C和50。/。相对湿度下调节至少16小时。在测试部件的中心(避免在口和边缘区域),将具有规定硬度水平的铅笔的偏平笔尖以0.5-1毫米/秒的速度划过均勻光滑的表面至少7毫米长。对于特定的铅笔硬度水平,进行三次测试,每次均在新的光滑位置,在每次进行之后均将铅笔笔尖的边缘重新修整以具有尖锐的边缘。擦痕(scratch)定义为在环境光条件下人眼可察觉到的至少3毫米长的形变。在测试中所用的铅笔的硬度一步步增加,直到对特定硬度水平在三次测试中有两次产生擦痕。随后表中的铅笔硬度数据显示对于每种组合物,两个独立的测试部件的测试结果,在三次测试中产生不多于一条擦痕的硬度测试水平,和没有擦痕的测试的特定测试水平的硬度值,以及产生擦痕的测试接受的前面用于测试的较软铅笔的硬度值。在一些实施方式中,组合物显示60。光泽值为94-105%,CIE亮度值I^为0.5-2,其中该C正亮度值比用等重量的炭黑代替该至少两种有机染料的相应组合物的CIE亮度值低50-95%,CIELAB色移AE为0.3-3,热变形温度为80-120°C,和缺口伊佐德抗沖强度为20-220焦耳/米。一种实施方式是黑色热塑性组合物,包括约40-约70wt。/。在25°C氯仿中测量时特性粘度为0.28-0.38分升/克的聚(2,6-二曱基-l,4-亚苯基醚);约15-约45wt。/。的橡胶改性聚苯乙烯;和至少0.4wt。/。的至少四种有机染料,其中该至少四种有机染料包括红色染料、绿色染料、黄色染料、和紫色染料;其中所有wt。/。均基于热塑性组合物的总重;和其中该组合物显示60°光泽值至少为94%,根据ASTMD523测量;CIE亮度值LM、于或等于2,根据ASTMD2244使用CIE标准日光光源D65和不包括光的镜面反射成分时在45。角度测量,其中该C正亮度值比用等重量的炭黑代替该至少两种有机染23料的相应组合物的C正亮度值低至少50%;CIELAB色移AE小于或等于3,根据ASTMD2244在依照SAEJ1885用氛弧灯照射600小时后测量;热变形温度至少80。C,根据ASTMD648在0.455兆帕的载荷下测量;缺口伊佐德抗冲强度至少20焦耳/米,根据ASTMD256在23°C测量,和弹性模量为约2400-3700兆帕,根据ASTMD638在23°C测量。在一些实施方式中,该至少四种有机染料还包括蓝色染料和橙色染料。在一些实施方式中,组合物还包括约10-约30wt%的均聚苯乙烯。在一些实施方式中,组合物还包括阻燃剂。在一些实施方式中,其中组合物显示CIEt^值为约-2.2至约0。在一些实施方式中,组合物显示铅笔硬度为约HB-约2H,根据JISK56-5-4在23。C测量。在一些实施方式中,组合物显示60。光泽值为94-105%,C正亮度值P为0.5-2,其中该CIE亮度值比用等重量的炭黑代替该至少两种有机染料的相应组合物的CIE亮度值低50-95%,CIELAB色移AE为0.3-3,热变形温度为80-100。C,和缺口伊佐德抗冲强度为20-100焦耳/米。一种实施方式是制备黑色热塑性组合物的方法,包括熔融捏合包含聚亚芳基醚、聚苯乙烯、和至少两种有机染料的组合物以形成黑色热塑性组合物;其中该至少两种有机染料的总浓度为至少0.4wt%,基于黑色热塑性组合物的总重;其中该黑色热塑性组合物显示60。光泽值至少为90%,根据ASTMD523测量,和C正亮度值LM、于或等于4,根据ASTMD2244使用C正标准日光光源D65和不包括光的镜面反射成分时在45°角度测量,其中该CIE亮度值比用等重量的炭黑代替该至少两种有机染料的相应组合物的C正亮度值低至少30%。对于引入该至少两种有机染料的方法没有特别限制。在一些实施方式中,该至少两种有机染料在熔融捏合之前与其他组分干混。在其他实施方式中,将该至少两种有机染料加入母料,该母料还包括聚亚芳基醚和/或聚苯乙烯和/或嵌段共聚物和/或另一聚合物。一种实施方式是制备黑色热塑性组合物的方法,包括熔融捏合组合物以形成黑色热塑性组合物,该组合物包括约30-约50wt。/。在25°C氯仿中测量时特性粘度为0.35-0.5分升/克的聚(2,6-二曱基-l,4-亚苯基醚);约15-约70wt。/。的橡胶改性聚苯乙烯;和总共至少0.4wt。/。的至少四种有机染料,其中该至少四种有机染料包括红色染料、绿色染料、黄色染料、和紫色染料;其中所有wt。/。均基于黑色热塑性组合物的总重;其中该黑色热塑性组24合物显示60。光泽值至少为94%,根据ASTMD523测量;CIE亮度值L*小于或等于2,根据ASTMD2244使用C正标准日光光源D65和不包括光的镜面反射成分时在45。角度测量,其中该CIE亮度值比用等重量的炭黑代替该至少两种有机染料的相应组合物的CIE亮度值低至少50%;C正LAB色移AE小于或等于3,根据ASTMD2244在依照SAEJ1885用氱弧灯照射600小时后测量;热变形温度至少80。C,根据ASTMD648在0.455兆帕的载荷下测量;缺口伊佐德抗冲强度至少20焦耳/米,根据ASTMD256在23°C测量,和弹性模量为2400-3700兆帕,根据ASTMD638在23°C测量。一种实施方式是制备黑色热塑性组合物的方法,包括熔融捏合组合物以形成黑色热塑性组合物,该组合物包括约40-约60wt。/。在25°C氯仿中测量时特性粘度为0.28-0.38分升/克的聚(2,6-二曱基-l,4-亚苯基醚);约15-约45wt。/。的橡胶改性聚苯乙烯;和总共至少0.4wt。/。的至少四种有机染料,其中该至少四种有机染料包括红色染料、绿色染料、黄色染料、和紫色染料;其中所有wt。/。均基于黑色热塑性组合物的总重;其中该黑色热塑性组合物显示60。光泽值至少为94%,根据ASTMD523测量;CIE亮度值L*小于或等于2,根据ASTMD2244使用C正标准日光光源D65和不包括光的镜面反射成分时在45°角度测量,其中该CIE亮度值比用等重量的炭黑代替该至少两种有机染料的相应组合物的CIE亮度值低至少50%;CIELAB色移AE小于或等于3,根据ASTMD2244在依照SAEJ1885用氱弧灯照射600小时后测量;热变形温度至少80。C,根据ASTMD648在0.455兆帕的载荷下测量;缺口伊佐德抗沖强度至少20焦耳/米,根据ASTMD256在23°C测量,和弹性模量为约2400-约3700兆帕,根据ASTMD638在23。C测量。其他实施方式包括含有上述任何黑色热塑性组合物的制品。该组合物特别适合的制品包括汽车内部件,和电气设备包括,消费电子产品,特别是电视机框(televisionbezel)。通过以下非限制性实施例进一步说明本发明。实施例1-5,比较例1-10这些实施例说明着色剂类型(染料对炭黑)和脱模剂类型(季戊四醇四硬脂酸酯对线型低密度聚乙烯以及聚二曱基硅氧烷)对物理和光学性质的影响。所有这些组合物不含阻燃剂。在表1中归纳了这些组合物,组分含量以重量份给出。比较例1和2、比较例4和5、以及比较例9和10是重复实验(replicate)。在本文中使用的术语"重复实验,,意味着组合物单独干混、挤出和模塑。在25。C氯仿中测量的特性粘度为0.40分升/克的聚(2,6-二曱基-1,4-亚苯基醚)得自GEPlastics的PPO640(表1中的"PPE,0.4dL/g")。抗氧化剂亚磷酸三癸酯是得自DoverChemicalCompany的Doverphos6(表1中的"TDP")。本文中作为脱模剂的季戊四醇四硬脂酸酯为得自Lonza的GlycoLube(表1中的"PETS,,)。本文中作为脱模剂的线型低密度聚乙烯为得自ExxonMobil的LL5100.09(表1中的"LLDPE")。本文中作为脱模剂的数均分子量约10,000原子质量单位的聚二曱基珪氧烷为得自MomentivePerformanceMaterials的Viscasil10M(表1中的"PDMSO,,)。聚苯乙烯含量为91.8wt。/。且聚丁二烯含量为8.2wt。/。的高光泽橡胶改性聚苯乙烯(高抗沖聚苯乙烯)为得自Chevron的D7022.27("HIPS")。数均分子量约52,000原子质量单位的均聚苯乙烯为得自Chevron的EB3300(表l中的"均聚苯乙烯,,)。两种功能相当的炭黑为得自Columbian表面积为200平方米/克的Raven2000和得自Cabot的表面积为210平方米/克的Monarch800(表1中的"炭黑")。黄色染料分散黄201为得自Lanxess的MACROLEXYellow6G(表1中的"分散黄201")。绿色染料溶剂绿3为得自Lanxess的MACROLEXGreen5B(表1中的"溶剂绿3")。红色染料溶剂红135为得自Lanxess的MACROLEXRedEG(表1中的"溶剂红135")。紫色染料溶剂紫13为得自Lanxess的MACROLEXVioletB(表1中的"溶剂紫13")。根据以下通用程序干混、配料、模塑和测试所有组合物。使用高强度共混设备将所有固体组分结合成母料共混物并进行混合,直到目测检查时颜色和内容物均匀一致。将母料共混物输入长径比为32:1的30毫米双螺杆挤出机的进料喉。任选地,可以将粒料形式的聚苯乙烯类组分通过独立的进料器输入进料喉。对于本文所述的不含阻燃剂的组合物,螺杆转速为300转/分钟(rpm),挤出机从进料喉至模口的温度分布设置为220-270-290-300-300-300°C,以获得310-325。C范围的熔融温度。将制成丸粒状的挤出物在60-70。C预干燥两小时。模塑设备筒体和工具的溫度分别设定为300。C和90。C。模塑的色片的尺寸为5.08厘米x7.62厘米x0.254厘米(2英寸x3英寸x0.100英寸)。表1归纳了性质结果。根据JISK56-5-4(ISO/DIS15184)在23。C用上述测试详细内容测量铅笔硬度(表1中的"铅笔硬度,,)。根据ASTMD523-89(1999)使用GretagMacbethCOLOR-EYE740测角分光光度计测量60°光泽。根据ASTMD2244-02,"StandardPracticeforCalculationofColorTolerancesandColorDifferencesfromInstrumentallyMeasuredColorCoordinates"使用CIE标准日光光源D65和不包括光的镜面反射成分时在45°测量CIE亮度(表1中的"L在45。")。对于一些本发明的实施例,根据以下方程计算!^相对于含炭黑的比较物的改进(下降),以%计。改进%=100x(L*CB-L**tt)/L*CB其中"L^B"是对含炭黑的组合物测量的在45°的CIE亮度,"L、料"是对含染料的组合物测量的在45°的C正亮度(表1中的'1*,在45°,%改进,,)。根据ASTMD648-06,方法B使用0.455兆帕载荷和3.20毫米宽、12.80毫米深的注塑样品测量热变形溫度(表1中的"HDT(。C)")。根据ASTMD256-06方法A^f吏用0.907千克(2.00磅)锤子和具有缺口的样品,使得最初1.27厘米(0.5英寸)深度中的至少1.02厘米(0.4英寸)保持在缺口下面,在23°C测量缺口伊佐德抗沖强度(表1中的"抗沖强度(J/m)")。根据ASTMD638-08在23。C使用类型I拉伸条和50毫米/分钟的测试速度测量弹性模量(表l中的"弹性模量(MPa)")。表l的第一部分的特征在于,组合物中的聚笨乙烯是均聚苯乙烯。比较实施例1与比较例1和2(为重复实验)的结果显示,实施例1的含染料的组合物显示比比较例1和2的含炭黑的组合物显著较低的在45°的LM直。具体地,含染料的组合物相对于含炭黑的组合物在45°的LM直下降约77%。实施例1还显示改进的60。光泽和弹性模量。比较例3使用硅油脱模剂,除此之外与比较例1和2相同。注意到,比较例3的LM直、光泽值和模量值均比实施例1差。实施例2与比较例4和5(均为重复实验)都使用季戊四醇四硬脂酸酯脱模剂,但实施例2使用染料,而比较例4和5使用炭黑。实施例2相比于比较例4和5显示LM直显著下降(降低64%)。实施例2还显示改进的60。光泽和弹性模量。表1续的特征在于,组合物中的聚苯乙烯是橡胶改性聚苯乙烯或均聚苯27乙烯和橡胶改性聚苯乙烯的混合物。实施例3与比较例6和7(为重复实验)说明,使用季戊四醇四硬脂酸酯脱模剂时组合物中着色剂类型的影响。实施例3的含染料的组合物显示,相比于比较例6和7的含炭黑的组合物L*值大大下降,光泽值改进,弹性模量提高,以及抗冲强度提高。注意到,含HIPS的组合物的L"直一般比含均聚苯乙烯的组合物的高(例如,实施例3对实施例1)。然而,使用染料类着色剂而非炭黑的益处得以保留。实施例4还显示了均聚苯乙烯对于HIPS的1^的优势,实施例4具有HIPS和均聚苯乙烯的共混物并且比实施例3显示较低的LM直。比较例8与比较例6和7相似,不同之处在于脱模剂是聚二甲基硅氧烷而不是季戊四醇四硬脂酸酯。注意到,比较例8的LMi比含染料的实施例3差。实施例5与比较例9和10(为重复实验)说明,含有线型低密度聚乙烯脱模剂的组合物中着色剂类型的影响。实施例5的含染料的组合物显示较低的LM直(低约49%)。比较例11和12说明,含有均聚苯乙烯/HIPS共混物和季戊四醇四硬脂脱模剂的组合物中两种较高的炭黑含量。即使比较例12中降低的炭黑含量为0.49重量份,LM直仍然明显比实施例4相应的含染料的组合物的值差(较高)。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>表l(续)<table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table>实施例6-10,比较例13-20这些例子说明在含阻燃剂的组合物中着色剂类型、聚苯乙烯类型和脱模剂类型的影响。除了实施例1-5列出的组分之外,这些组合物包括封装在苯乙烯-丙烯腈共聚物中的聚四氟乙烯(表2中的"TSAN"),和阻燃剂间苯二酚二(磷酸二苯酯),其为得自Supresta的FyrolflexRDP(表2中的"RDP")。采用实施例1-5的配料程序,不同之处如下在配料步骤中通过上游侧进料器引入液体阻燃剂;挤出机从进料喉至模口各段的温度分布为200-250-270-280-280-280°C;螺杆转速为300rpm;生产速度为23千克/小时(50磅/小时);排放口的真空度为20-25厘米(8-10英寸)汞柱;以及注塑阻燃材料的筒体温度设为260。C,在100rpm转速下速度为5.08厘米/秒(2英寸/秒),保持压力在5.5-6.9兆帕(800-1000磅/平方英寸)的范围内。在表2中归纳了组分和性质。对含染料的实施例6与含炭黑的比较例13和14(为重复实验)进行比较,含均聚苯乙烯和季戊四醇四硬脂酸酯的组合物中着色剂类型的影响是明显的。对于实施例6,LM直较比较例13和14低(约78%),而60。光泽值较高。比较例15与比较例13和14相似,不同之处为使用聚二甲基硅氧烷脱模剂而不是季戊四醇四硬脂酸酯脱模剂。与实施例6相比,比较例15显示较差的(较高的)LM直和较差的(较低的)60。光泽值。对含染料的实施例7及含炭黑的实施例16和17(为重复实验)进行比较,含均聚苯乙烯和线型低密度聚乙烯脱模剂的组合物中着色剂类型的影响是明显的。对于实施例7,LM直较比较例16和17低(约76%),而60。光泽值较高。实施例7还显示改进的抗沖强度。对含染料的实施例8和含炭黑的实施例18进行比较,含HIPS和线性低密度聚乙烯脱模剂的组合物中着色剂的影响是明显的。对于实施例8,LM直较比较例18低(约47%),而60。光泽值较高。比较例19和比较例18类似,不同之处在于,使用聚二曱基硅氧烷脱模剂而不是线型低密度聚乙烯脱模剂。相比于实施例8,比较例19表现较差的(较高的)LMt和较差的(较低的)60°光泽值。对含染料的实施例9和含炭黑的实施例20进行比较,含HIPS和季戊四醇四硬脂酸酯脱模剂的组合物中着色剂类型的影响是明显的。对于实施例9,LM直较比较例20低(约41%),而60。光泽值较高。对实施例6(全部是均聚苯乙烯)、实施例10(均聚苯乙烯/HIPS共混物)和实施例9(全部是HIPS)进行比较,均聚苯乙烯超出HIPS的L"々优势是明显的。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage33</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage34</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage35</column></row><table>采用如下黑暗循环设置室温二38。C,相对湿度=95%。氛灯内部滤波器是石英的,外部滤波器是"S"型硼硅酸盐玻璃。在600小时照明之后通过计算CIELAB色差参数AE确定各组合物的颜色稳定性。如下根据CIELAB色差公式计算色差(AE)值<formula>formulaseeoriginaldocumentpage36</formula>以及其中1^*、a^和b^分别是照射测试之前的亮度、红-绿坐标和黄-蓝坐标,L2*、a户和b^分别是照射测试之后的亮度、红-绿坐标和黄-蓝坐标。在表3中,"L*,在45。"和"b气在45。"是指初始值(光照射之前)。在表3的第一部分,对含有染料和炭黑的比较例21与仅含有染料的实施例11的比较显示,仅含染料的组合物展现明显更好的初始暗度(在45°的初始LM氐得多)和光稳定性(低得多的AE,600小时)。更好的光稳定性是完全没有预料到的,特别是根据现有技术的教导"颜料比染料更稳定,因此颜料着色的窗户膜比染料着色的窗户膜的光稳定明显更好,,,参见Damnjanovic等人的美国专利6,833,184B2,第3栏,59-61行。仅含染料的实施例11的组合物的初始颜色和颜色稳定性也显著优于含有染料和炭黑的另一种混合物的比较例22,以及仅含有炭黑的比较例23。与实施例11相同,实施例12-21和23全都仅含染料作为着色剂并显示出低的初始LM直和600小时光照射之后低的色移。表3中的本发明的实施例和比较例共同显示,炭黑的存在与不可接受的高色移相关,而染料的使用与可接受的低色移有关。实施例23显示,可以在低的染料载量水平获得优异的初始颜色和颜色稳定性。仅含染料着色剂但紫色染料量较大而无黄色染料的实施例22显示低的初始LM直,但1>*和AE值相对较高。这说明在颜色轮的对立面上的染料的量相对等同是优选的。比较例24仅含有染料着色剂,但总的染料量为0.3wt。/。(它也相当于从实施例23中除去黄色染料)。该例显示相对高的bM直,并且样品实际上呈现深蓝色。这说明具有至少0.4wt。/。总量的染料的重要性,还说明在颜色轮的对立面上的染料的量相对等同是优选的。<table>tableseeoriginaldocumentpage38</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage39</column></row><table>烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物,为得自KratonPolymers的KratonG1651。各含染料的实施例比其后面相应的含炭黑的比较例显示出低得多的1^和明显较高的光泽。含有或不含嵌段共聚物的实施例表明,可以通过选择嵌段共聚物类型和含量、聚苯乙烯的类型和含量,以及聚亚芳基醚的分子量和含量来平衡外观、耐热性和抗冲性。所有前述工作例均表明,可以配制含染料的组合物,该组合物相比于含炭黑的比较物显示至少40%下降的LM直,至少90的60。光泽,至少80。C的热变形温度,和至少20焦耳/米的缺口伊佐德抗冲强度。<table>tableseeoriginaldocumentpage41</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage42</column></row><table>书面描述使用实施例公开了本发明,包括最佳模式,也使得任何本领域技术人员能够实现和利用本发明。本发明可专利保护的范围由权利要求限定,并且可以包括本领域技术人员想到的其他实施例。这些其他实施例如果具有没有不同于权利要求的文字语言的构成要素,或者如果它们包括与权利要求的文字语言无实质性差异的等同构成要素,则意指它们在权利要求的范围内。所有引用的专利、专利申请和其他参考物均整体地在此《1入作为参考。但是,如果本申请中的术语与引入的参考物中术语相矛盾或相沖突,则本申请中的术语优先于参考物中的相冲突的术语。本文中披露的所有范围包含端点,并且端点可以彼此独立组合。在描述本发明的上下文中(尤其是在下面的权利要求的上下文中),术语"一,,和"一个,,和"该"以及类似指代的使用将认为包括单数和复数,除非在本文中另外说明或者明显与上下文矛盾。另外,应该进一步注意本文中的术语"第一"、"第二,,等不表示任何顺序、数量或重要性,而是用于将一个要素与另一个进行区分。与数量结合使用的修饰词"约"包含所述的数值并且具有由上下文说明的含义(例如其包括与特定数量的测量相关的误差程度)。权利要求1.黑色热塑性组合物,包括聚亚芳基醚;聚苯乙烯;和至少两种有机染料;其中该至少两种有机染料的总浓度为至少0.4wt%,基于热塑性组合物的总重;其中该组合物显示60°光泽值至少为90%,根据ASTMD523测量,和CIE亮度值L*小于或等于4,根据ASTMD2244使用CIE标准日光光源D65和不包括光的镜面反射成分时在45°角度测量,其中该CIE亮度值比用等重量的炭黑代替该至少两种有机染料的相应组合物的CIE亮度值低至少30%。2.权利要求1的黑色热塑性组合物,其中该组合物显示的CIELAB色移AE小于或等于3,根据ASTMD2244在依照SAEJ1885用氙弧灯照射600小时后测量。3.权利要求1或2的黑色热塑性组合物,显示至少一种如下性质热变形温度至少80°C,根据ASTMD648在0.455兆帕的载荷下测量,缺口伊佐德抗冲强度至少20焦耳/米,4艮据ASTMD256在23°C测量,和弹性模量为2400-3700兆帕,根据ASTMD638在23°C测量。4.权利要求1-3任一项的黑色热塑性组合物,其中该聚苯乙烯选自均聚苯乙烯,橡胶改性聚苯乙烯,和它们的混合物。5.权利要求l-4任一项的黑色热塑性组合物,包括20-80wt。/。聚亚芳基醚和20-80^%聚苯乙烯。6.权利要求1-5任一项的黑色热塑性组合物,其中该至少两种染料选自蒽醌、蒽吡啶酮、菲、蒽、菲酮、阴丹酮、喹吖啶酮、站吨、噻吨、噁。秦、噁唑啉、靛青类、硫代靛青类、喹吖酞酮、萘二甲酰亚胺、花青、次曱基类、吡唑啉酮、内酯、香豆素、二-苯并噁唑基噻吩、萘四羧酸、酞菁、三芳基曱烷、氨基酮、二(苯乙烯基)联苯、吖嗪、罗丹明,前述物质的^f汙生物,和它们的混合物。7.权利要求l-6任一项的黑色热塑性组合物,包括至少三种有机染详+。8.权利要求1-6任一项的黑色热塑性组合物,其中该至少两种有机染料包括选自以下的至少一种染料组合红色染料和绿色染料、紫色染料和黄色染料,及橙色染料和蓝色染料。9.权利要求8的黑色热塑性组合物,其中该至少两种有机染料包括至少两种染料组合。10.权利要求l-9任一项的黑色热塑性组合物,其中该至少两种有机染料包括选自以下的至少一种染料组合溶剂红染料和溶剂绿染料、溶剂紫染料和溶剂黄染料或分散黄染料,及溶剂纟登染料和溶剂蓝染料。11.权利要求10的黑色热塑性组合物,其中该至少两种有机染料包括至少两种染料组合。12.权利要求1-11任一项的黑色热塑性组合物,其中该组合物包括小于0.1wt。/o的炭黑。13.权利要求1-12任一项的黑色热塑性组合物,其中该组合物不含炭愛14.权利要求1-13任一项的黑色热塑性组合物,其还包含链烯基芳族化合物和共扼二烯的嵌段共聚物。15.权利要求l-14任一项的黑色热塑性组合物,其还包含阻燃剂。16.权利要求1-15任一项的黑色热塑性组合物,其中该组合物不含无机填料。17.权利要求1-16任一项的黑色热塑性组合物,其中该组合物不含聚碳酸酯。18.权利要求1-17任一项的黑色热塑性组合物,其中该组合物不含任何折射率小于1.54或大于1.62的聚合物,根据ASTMD542在23°C测量。19.权利要求1-18任一项的黑色热塑性组合物,其中该组合物不含除了所述聚亚芳基醚、所述聚苯乙烯、及链烯基芳族化合物和共轭二烯的嵌段共聚物之外的任何聚合物。20.权利要求1的黑色热塑性组合物,其中该黑色热塑性组合物包含30-65wt。/。聚亚芳基醚;其中该聚亚芳基醚包括在25。C氯仿中测量时特性粘度为0.35-0.5分升/克的聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚);其中该黑色热塑性组合物包括15-70wt。/。的聚苯乙烯;其中该聚苯乙烯包括橡胶改性聚苯乙烯;其中该黑色热塑性组合物包括总共至少0.4wt%的该至少两种有机染料;其中该至少两种有机染料为至少四种有机染料;其中该至少四种有机染料包括红色染料、绿色染料、黄色染料、和紫色染料;其中所有wt。/。均基于热塑性组合物的总重;和该组合物显示60°光泽值至少为94%,根据ASTMD523测量,和CIE亮度值LM、于或等于2,根据ASTMD2244使用C正标准日光光源D65和不包括光的镜面反射成分时在45。角度测量,其中该CIE亮度值比用等重量的炭黑代替该至少两种有机染料的相应组合物的C正亮度值低至少50%,C正LAB色移AE小于或等于2,根据ASTMD2244在依照SAEJ1885用氣弧灯照射600小时后测量,热变形温度至少80。C,根据ASTMD648在0.455兆帕的载荷下测量,缺口伊佐德抗沖强度至少20焦耳/米,根据ASTMD256在23°C测量,和弹性模量为2400-3700兆帕,根据ASTMD638在23°C测量。21.权利要求20的黑色热塑性组合物,其中该聚苯乙烯还包括25-45wto/。的均聚苯乙烯。22.权利要求20或21的黑色热塑性组合物,其中该至少四种有机染料还包括蓝色染料和橙色染料。23.权利要求20-22任一项的黑色热塑性组合物,其还包括阻燃剂。24.权利要求20-23任一项的黑色热塑性组合物,其中该组合物显示CIEbM直为-2.2至0。25.权利要求20-24任一项的黑色热塑性组合物,其中该组合物显示铅笔硬度为HB至2H,根据JISK56-5-4在23°C测量。26.权利要求20-25任一项的黑色热塑性组合物,其中该组合物显示60。光泽值为94-105%,根据ASTMD523测量,CIE亮度值1.*为0.5-2,根据ASTMD2244使用CIE标准日光光源D65和不包括光的镜面反射成分时在45°角度测量,其中该CIE亮度值比用等重量的炭黑代替该至少两种有机染料的相应组合物的C正亮度值〗氐50-95%,CIELAB色移AE为0.3-3,根据ASTMD2244在依照SAEJ1885用氛弧灯照射600小时后测量,热变形温度为80-120。C,根据ASTMD648在0.455兆帕的载荷下测量,和缺口伊佐德抗冲强度至少20-220焦耳/米,根据ASTMD256在23°C测量。27.权利要求20-26任一项的黑色热塑性组合物,其中该组合物显示至少一种以下性质可燃性等级为V-0,根据UL94垂直燃烧试验在1.5毫米试样厚度测量,灼热丝起燃温度(GWIT)为700-750°C,根据UL746A在1.0毫米试样厚度测量,灼热丝起燃温度(GWIT)为725-775°C,根据UL746A在3.0毫米试样厚度测量,和灼热丝可燃性指数(GWFI)为930-990。C,根据UL746A在1.0毫米试样厚度测量。28.权利要求1的黑色热塑性组合物,其中该黑色热塑性组合物包括40-70wt。/。的聚亚芳基醚;其中该聚亚芳基醚包括在25。C氯仿中测量时特性粘度为0.28-0.38分升/克的聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚);其中该黑色热塑性组合物包括15-45wt%的聚苯乙烯;其中该聚苯乙烯包括橡胶改性聚苯乙烯;和其中该黑色热塑性组合物包含至少0.4wt。/。的至少四种有机染料,该至少四种有机染料包括红色染料、绿色染料、黄色染料和紫色染料;其中所有wt。/。均基于热塑性组合物的总重;以及其中组合物显示60。光泽值至少为94%,根据ASTMD523测量,和CIE亮度值LM、于或等于2,根据ASTMD2244使用C正标准日光光源D65和不包括光的镜面反射成分时在45°角度测量,其中该CIE亮度值比用等重量的炭黑代替该至少两种有机染料的相应组合物的CIE亮度值低至少50%,C正LAB色移AE小于或等于3,根据ASTMD2244在依照SAEJ1885用氛弧灯照射600小时后测量,热变形温度至少80。C,根据ASTMD648在0.455兆帕的载荷下测量,缺口伊佐德抗冲强度至少20焦耳/米,根据ASTMD256在23°C测量,和弹性模量为2400-3700兆帕,根据ASTMD638在23。C测量。29.权利要求28的黑色热塑性组合物,其中该至少四种有机染料还包括蓝色染料和橙色染料。30.权利要求28或29的黑色热塑性组合物,其中该聚苯乙烯还包括10-30wt。/。均聚苯乙烯。31.权利要求28-30任一项的黑色热塑性组合物,其还包括阻燃剂。32.权利要求28-31任一项的黑色热塑性组合物,其中该组合物显示CIEbM直为-2.2至0。33.权利要求28-32任一项的黑色热塑性组合物,其中该组合物显示铅笔硬度为HB至2H,根据JISK56-5-4在23°C测量。34.权利要求28-33任一项的黑色热塑性組合物,其中该组合物显示60。光泽值为94-105°/。,根据ASTMD523测量,C正亮度值y为0.5-2,根据ASTMD2244使用C正标准日光光源D65和不包括光的镜面反射成分时在45。角度测量,其中该C正亮度值比用等重量的炭黑代替该至少两种有机染料的相应组合物的C正亮度值低50-95%,CIELAB色移AE为0.3-3,根据ASTMD2244在依照SAEJ1885用氙弧灯照射600小时后测量,热变形温度为80-100。C,根据ASTMD648在0.455兆帕的载荷下测量,和缺口伊佐德抗沖强度至少20-100焦耳/米,根据ASTMD256在23°C测量。35.权利要求28-34任一项的黑色热塑性组合物,其中该组合物显示至少一种以下性质可燃性等级为V-0,根据UL94垂直燃烧试验在1.5毫米试样厚度测量,灼热丝起燃温度(GWIT)为700-750°C,根据UL746A在1.0毫米试样厚度测量,灼热丝起燃温度(GWIT)为725-775°C,根据UL746A在3.0毫米试样厚度测量,和灼热丝可燃性指数(GWFI)为930-990°C,根据UL746A在1.0毫米试样厚度测量。36.—种制备黑色热塑性组合物的方法,包括熔融捏合包括以下物质的组合物,形成黑色热塑性组合物聚亚芳基醚,聚苯乙烯,和至少两种有机染料;其中该至少两种有机染料的总浓度为至少0.4wt%,基于黑色热塑性组合物的总重量;和其中该黑色热塑性组合物显示60。光泽值至少为90%,根据ASTMD523测量,和CIE亮度值LM、于或等于4,根据ASTMD2244使用C正标准日光光源D65和不包括光的镜面反射成分时在45°角度测量,其中该CIE亮度值比用等重量的炭黑代替该至少两种有机染料的相应组合物的CIE亮度值低至少30%。37.权利要求36的制备黑色热塑性组合物的方法,其中该组合物包括30-50wt。/。的聚亚芳基醚;其中该聚亚芳基醚包括在25。C氯仿中测量时特性粘度为0.35-0.5分升/克的聚(2,6-二曱基-1,4-亚苯基醚);其中该组合物包括15-70wt。/o的聚苯乙烯;其中该聚苯乙烯包括橡胶改性聚苯乙烯;其中该组合物包括总共至少0.4wt。/。的该至少两种有机染料;其中该至少两种有机染料为至少四种有机染料;其中该至少四种有机染料包括红色染料、绿色染料、黄色染料、和紫色染料;其中所有wt。/。均基于黑色热塑性组合物的总重;和该黑色热塑性组合物显示60。光泽值至少为94%,根据ASTMD523测量,和CIE亮度值LM、于或等于2,根据ASTMD2244使用C正标准日光光源D65和不包括光的镜面反射成分时在45。角度测量,其中该C正亮度值比用等重量的炭黑代替该至少两种有机染料的相应组合物的CIE亮度值低至少50%,CIELAB色移AE小于或等于3,根据ASTMD2244在依照SAEJ1885用氙弧灯照射600小时后测量,热变形温度至少80。C,根据ASTMD648在0.455兆帕的载荷下测量,缺口伊佐德抗冲强度至少20焦耳/米,根据ASTMD256在23。C测量,和弹性才莫量为2400-3700兆帕,根据ASTMD638在23°C测量。38.权利要求36的制备黑色热塑性组合物的方法,其中该组合物包括40-60wt。/。的聚亚芳基醚;其中该聚亚芳基醚包括在25°C氯仿中测量时特性粘度为0.28-0.38分升/克的聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚);其中该组合物包括15-45wt。/。的聚苯乙烯;其中该聚苯乙烯包括橡胶改性聚苯乙烯;其中该组合物包括至少0.4wt。/。的该至少两种有机染料;其中该至少两种有机染料为至少四种有机染料;其中该至少四种有机染料包括红色染料、绿色染料、黄色染料、和紫色染料;其中所有wt。/。均基于黑色热塑性组合物的总重;和其中该黑色热塑性组合物显示60。光泽值至少为94%,根据ASTMD523测量,和C正亮度值LH、于或等于2,根据ASTMD2244使用CIE标准日光光源D65和不包括光的镜面反射成分时在45。角度测量,其中该C正亮度值比用等重量的炭黑代替该至少两种有机染料的相应组合物的CIE亮度值低至少50%,CIELAB色移AE小于或等于3,根据ASTMD2244在依照SAEJ1885用氣弧灯照射600小时后测量,热变形温度至少80°C,根据ASTMD648在0.455兆帕的载荷下测量,缺口伊佐德抗冲强度至少20焦耳/米,根据ASTMD256在"。C测量,和弹性模量为2400-3700兆帕,根据ASTMD638在23°C测量。39.包含权利要求l-35任一项的组合物的制品。全文摘要一种黑色塑料组合物,包括聚亚芳基醚、聚苯乙烯和至少两种有机染料。该组合物具有高光泽和深黑色,出乎意料地比使用炭黑颜料的可比较的黑色塑料具有更加好的光稳定性。该组合物可用于制造汽车内部件,和电气设备,包括消费电子产品,特别是电视机框。文档编号C08L71/12GK101568593SQ200880000328公开日2009年10月28日申请日期2008年4月3日优先权日2007年4月5日发明者史蒂文·R·克莱,朱哈-马蒂·利瓦萨尔米申请人:沙伯基础创新塑料知识产权有限公司
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