专利名称：具有提高的热稳定性的聚碳酸酯组合物的制作方法
具有提高的热稳定性的聚碳酸酯组合物
相关申请
本申请要求2009年9月30日提交的德国专利申请第102009043509. 3号的权利， 出于所有有用的目的该申请全文通过弓I用结合至本文。
发明背景
本发明关于聚碳酸酯组合物，由该组合物生产的模制品在加热老化时具有减少的 后泛黄，且在加工时该聚碳酸酯组合物具有好的光学性能。
本发明特别关于包含聚碳酸酯及芳族膦和空间位阻酚的组合物，该聚碳酸酯由双 酚和有机碳酸酯在熔融态通过酯交换程序制备，下文称为“熔融聚碳酸酯”。
除了其良好的机械性能之外，聚碳酸酯尤其以高透明度和色彩的鲜艳度而著名。 评定色彩的鲜艳度的一种可能是所谓的泛黄指数(YI)，其表征了该材料的泛黄程度。对于 高质量聚碳酸酯，低YI值为重要的质量特点。基于双酚A(BPA)的聚碳酸酯的使用跨越了 从-100°C至约+135°C的宽温度范围。特别是在加热老化(即> 100°C的升高的使用温度经 数周或数月的相对长时间在空气中储存模制品时)情况下，聚碳酸酯表现出所谓的随温度 升高的后泛黄，即YI值随时间增加。下文后泛黄(ΔΥΙ)表示模制品在加热老化后的泛黄 程度(以依照ASTM D-1925标准体的YI值来衡量)和新注塑的模制品的泛黄程度(为YI 值)之间的差。
低YI值在生产和后续使用中都是相当重要的。对于色彩重要的聚碳酸酯应用，因 而需要生产具有低初始YI值并在随后的加热老化条件使用时实现尽可能少后泛黄的聚碳 酸酯模制品。后泛黄的发生(例如在聚碳酸酯制成的头灯散射屏中，该散射屏暴露于高于 100°C的连续温度载荷中)取决于尺寸和设计。此种应用需要在高水平时其光学性能基本 未改变且经操作时间其光学性能尽可能少的下降的材料。
聚碳酸酯可通过不同的程序制备。通过由双酚和光气在溶液中界面程序(IPC)制 备聚碳酸酯首先获得了工业价值。如今正变得越来越重要的酯交换程序中，双酚与有机碳 酸酯在熔融态反应以生成所谓的熔融聚碳酸酯(MPC)。
熔融聚碳酸酯(MPC)与界面程序(IPC)制备的聚碳酸酯相比具有很多不同点。MPC 的一个不同点为更显著的后泛黄(特别是在加热老化时)，这是由于更高值的酚OH末端基 团。存在于MPC中并导致更差的初始色彩且在加热老化时导致更高的后泛黄的支链结构构 成另一个不同点。
使聚碳酸酯的后泛黄最小化的基本可能是使用热稳定剂。本领域对于聚碳酸酯的 热稳定化的技术状态主要包含使用合适的有机磷化合物芳族膦、芳族亚磷酸酯及有机抗氧 化剂，特别是空间位阻酚。通常，描述亚磷酸酯与空间位阻酚组合的使用。然而，本领域未 提供关于针对在温度大于100°c经数周及数月使用在大气氧中加热老化的长期稳定化(尤 其熔融聚碳酸酯模制品的长期稳定化)的信息。
German Offenlegungsschrift [German Offenlegungsschrift]DE4419897A1 i^R 由界面程序制备的聚碳酸酯针对在300°C高温下脱色的稳定化。该文件中，提到了膦和位阻 酚的混合物作为合适的用于基于界面程序制备的聚碳酸酯的聚碳酸酯组合物的稳定剂组合物。模制品颜色改变的评估仅在模制品材料成为模制品的程序步骤之后(即在新注塑状 态)进行。然而，该公开文件未提及所谓的加热老化，其中挤压的聚碳酸酯组合物和由其生 产的模制品经相对长时间暴露于升高的温度及大气氧存在下。不能由此发明上下文中得出 任何后泛黄的程度。实际上，在空气中热储存和新注塑的模制品的泛黄指数YI零值之间没 有相关性。
该公开中非常清楚的是，所述聚碳酸酯由光气和双酚通过界面程序制备。此种所 谓的溶液聚碳酸酯(IPC)与所谓的熔融聚碳酸酯(MPC)比较具有不同的性能(如上文已指 出的)，因为通过MPC程序制备的聚碳酸酯具有IPC中不存在的结构。因此IPC比熔融聚碳 酸酯在热载荷时更少趋向于颜色改变，特别在相对长加热老化时。因此预期MPC在加热老 化时将表现得与IPC不同。
欧洲专利申请EP 559953A2提到了有机磷化合物和空间位阻酚的混合物作为合 成此类熔融聚碳酸酯时的热稳定剂混合物。特别是，提到了磷-氧化合物(如，例如亚磷酸 酯)作为合适的磷化合物。纯磷-碳化合物(如，例如膦(phosphanes)，特别是三苯基膦) 未公开为合适的化合物。
因此需要合适的熔融聚碳酸酯模制品材料，其在处理生成模制品后具有极少天然 着色(低YI值)且在加热老化时不表现显著的后泛黄(delta YI值，Δ YI)，如上文所述。
然而令人惊奇的是，据发现特别是膦与空间位阻酚的组合物在熔融聚碳酸酯模制 品材料中比亚磷酸酯与空间位阻酚的组合物具有明显更好的热稳定效果。本发明中这些 MPC模制品材料包含优选膦与空间位阻酚的组合并表现出降低的后泛黄(特别在热老化 中)。
发明实施方案
本发明的实施方案为包含熔融聚碳酸酯、至少一种膦和正十八烷基_3-(3， 5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯的组合物，其中所述至少一种膦为式(I)的化合物
权利要求
1.包含熔融聚碳酸酯、至少一种膦及正十八烷基-3- (3，5- 二-叔丁基-4-羟基苯基) 丙酸酯的组合物，其中所述至少一种膦为式(I)的化合物
2.权利要求1的组合物，还包含至少一种烷基磷酸酯，其中所述至少一种烷基磷酸酯 为式(II)的化合物
3.权利要求1或2的组合物，其中所述熔融聚碳酸酯包含式(IV)的熔融聚碳酸酯
4.权利要求3的组合物，其中所述任选取代的C1-C18烷基基团为苯基、甲基、丙基、乙 基或丁基基团，其中每一个为任选取代。
5.权利要求1或2的组合物，其中所述组合物还包含对应于所述至少一种式(I)的膦 的至少一种膦氧化物。
6.权利要求1或2的组合物，其中所述至少一种式(I)的膦为三苯基膦。
7.权利要求1或2的组合物，其中所述至少一种式(I)的膦以基于所述组合物总重量 的10至2000mg/kg的量使用。
8.权利要求2的组合物，其中所述至少一种式(II)的烷基磷酸酯以基于所述组合物总 重量的0. 5至500mg/kg的量使用。
9.权利要求1或2的组合物，其中正十八烷基-3-(3，5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙 酸酯以基于所述组合物总重量的10至800mg/kg的量使用。
10.权利要求1或2的组合物，其中所述组合物在空气中135°C储存1000小时后具有 小于4. 8的后泛黄ΔΥΙ。
11.制备权利要求1或2的组合物的方法，包括通过双酚和碳酸二酯的熔融酯交换反应 制备所述熔融聚碳酸酯。
12.制备权利要求1或2的组合物的方法，包括通过含有羟基和/或碳酸酯末端基团的 碳酸酯低聚物、双酚及碳酸二酯的缩合制备所述熔融聚碳酸酯。
13.制备权利要求1或2的组合物的方法，包括在多步缩聚的最后缩聚步骤后通过侧向 挤出机向聚碳酸酯熔融流体的熔融物中加入添加剂以形成混合物并在静止混合器中混合 所述混合物。
14.制备权利要求1或2的组合物的方法，包括在多步缩聚的最后缩聚步骤之后通过 侧向挤出机向聚碳酸酯熔融流体的熔融物中加入所述膦与正十八烷基-3-(3，5-二-叔丁 基-4-羟基苯基)丙酸酯的制备的混合物以形成混合物并在静止混合器中混合所述混合 物。
15.权利要求14的方法，其中所述混合物以液体形式添加。
16.包含权利要求1或2的组合物的模制品。
全文摘要
本发明涉及聚碳酸酯组合物，由该组合物生产的模制品在加热老化时具有降低的后泛黄，且在加工时该聚碳酸酯组合物具有好的光学性能。
文档编号C08K5/521GK102030975SQ20101050706
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月27日 优先权日2009年9月30日
发明者D·科克, F·古尔登托普斯, H·亨森, K-H·克勒, M·布茨, S·康拉德 申请人:拜尔材料科学股份公司