顏色穩(wěn)定的熱塑性組合物的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】顏色穩(wěn)定的熱塑性組合物
【背景技術(shù)】
[0001] 本公開(kāi)涉及顏色穩(wěn)定的熱塑性組合物，并且具體涉及包含聚芳基酯的顏色穩(wěn)定的 熱塑性聚合物組合物，其制造方法，以及用途。
[0002] 各種組合物的熱塑性聚合物，如聚酯和聚酯-聚碳酸酯共聚物，用于制造制 品和部件，該制品和部件用于大范圍的應(yīng)用，如機(jī)動(dòng)車(chē)零部件，電子電器（electronic appliances)，和眾多的其它應(yīng)用。因?yàn)樗鼈兊膹V泛的應(yīng)用，對(duì)于各種原因（包括美學(xué)和功 能的原因），經(jīng)常需要提供根據(jù)有針對(duì)性的顏色規(guī)格的塑料制品和部件，這經(jīng)常通過(guò)將染料 或顏料結(jié)合至聚合物熔體來(lái)完成。也可以重要的是，在暴露于各種條件（如熱暴露，光暴露 (包括紫外（UV)光暴露），等等）之后熱塑性組合物的顏色是穩(wěn)定的。許多聚合物，包括上 述的聚酯和聚酯-聚碳酸酯共聚物，在光暴露之后已經(jīng)發(fā)現(xiàn)變黃，這可以不利地影響熱塑 性組合物的顏色穩(wěn)定性性能。這種變黃現(xiàn)象，有時(shí)稱作光致泛黃（photoyellowing)，經(jīng)常利 用各種技術(shù)（如UV吸收劑（UVA的），穩(wěn)定劑（如受阻胺光穩(wěn)定劑（HALS))，以及染料和顏 料（例如，用于顏色補(bǔ)償，光過(guò)濾，或它們的組合））解決。
[0003]聚芳基酯，正如在本文中使用的術(shù)語(yǔ)，包括衍生自芳香族二酸（即，聚芳基化物） 和衍生自芳香族二醇的聚酯。聚芳基酯被認(rèn)為易于光致泛黃，這難以利用公知技術(shù)和材料 解決，尤其是對(duì)于一些顏料和/或一些顏料的一些陰暗部分（shade)。因此，對(duì)于橫跨多種 針對(duì)性顏色規(guī)格解決聚芳基酯的顏色穩(wěn)定性的新的解決方案仍然存在需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本領(lǐng)域的上述和其它不足通過(guò)熱塑性組合物解決，該熱塑性組合物包含聚芳基酯 聚合物或共聚物和根據(jù)下式的酞酮化合物：
[0005]
[0006] ZiR表完成9-至13-元單個(gè)或稠合芳香族環(huán)結(jié)構(gòu)所需要的原子，Z 2代表完成吡啶 或喹啉環(huán)所需要的原子，每個(gè)&和每個(gè)R 2可以獨(dú)立地是鹵素、烷基基團(tuán)、芳基基團(tuán)、雜環(huán)基 團(tuán)、烷氧基基團(tuán)、芳氧基基團(tuán)、芳香族或脂肪族硫醚基團(tuán)、芳香族或脂肪族羧酸酯基團(tuán)，或芳 香族或脂肪族酰胺基團(tuán)，a是0至6的整數(shù)，b是0至4的整數(shù)，η是1或2,并且X只有當(dāng)η =2時(shí)存在并且是單鍵或通過(guò)醚、酮、或硫鍵結(jié)合至Zi環(huán)結(jié)構(gòu)的二價(jià)有機(jī)基團(tuán)。
[0007] 在另一個(gè)方面中，成形的塑料制品包括上述的熱塑性組合物。
[0008] 在還有另一個(gè)方面中，制造塑料制品的方法包括將上述熱塑性組合物加熱至至少 250°C的恪融溫度（melt temperature)，以及擠出或模制塑料制品。又一個(gè)方面涉及由此方 法制造的制品。
[0009] 在還有另一個(gè)方面中，制造塑料制品的方法包括由溶液鑄造上述熱塑性組合物的 膜。又一個(gè)方面涉及由此方法制造的制品。
[0010] 通過(guò)以下【具體實(shí)施方式】舉例說(shuō)明上述和其它特征。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 如上所述，聚芳基酯是包含具有芳香族內(nèi)含物的酯重復(fù)單元的聚合物。在一些實(shí) 施方式中，這種芳香族內(nèi)含物可以衍生自芳香族二酸，在這種情況下，聚合物被稱作為聚芳 基化物，和/或芳香族內(nèi)含物可以衍生自芳香族二醇。芳香族二酸或多種二酸可以包括間 苯二甲酸，對(duì)苯二甲酸，或間苯二甲酸和對(duì)苯二甲酸的混合物。適合的二羧酸還包括衍生自 芳香族多環(huán)化合物的那些，其示例性的實(shí)例包括二苯基二羧酸、二苯基醚二羧酸，和萘二羧 酸，如萘-2, 6-二羧酸。可替代地，二羧酸衍生物，如二羧酸的二酯或二羧酸的酸鹵化物（例 如，二酰氯），可以用于制備聚芳基酯。
[0012] 在一些實(shí)施方式中，基于聚芳基酯的重量，聚芳基酯聚合物或共聚物包含至少 5wt%的根據(jù)下式（A)的重復(fù)單元：
[0013]
[0014] 其中，T基團(tuán)總數(shù)的至少百分之80,和/或全部J基團(tuán)的至少百分之80含有芳香 族部分并且其余量是脂肪族、脂環(huán)族，或芳香族。芳香族T基團(tuán)可以衍生自芳香族二羧酸， 如或C62。亞芳基基團(tuán)的二酸。更具體地，可以使用間苯二甲酸或?qū)Ρ蕉姿帷?，2_二（對(duì) 羧苯基）乙烷、4, 4'-二羧基二苯基醚、4, 4'-雙苯甲酸，或包含上述酸的至少一種的組合。 含有稠合環(huán)的酸也可以存在，如1，4-、1，5_、或2, 6-萘二羧酸。具體的二羧酸包括對(duì)苯二 甲酸、間苯二甲酸、萘二羧酸、環(huán)己烷二羧酸，或包含上述酸中至少一種的組合。具體的二羧 酸包括間苯二甲酸和對(duì)苯二甲酸的組合，其中，間苯二甲酸與對(duì)苯二甲酸的重量比是97:3 至2:98。在另一具體的實(shí)施方式中，J是C2 6亞烷基基團(tuán)或亞苯基基團(tuán)并且T是對(duì)亞苯基、 間-亞苯基、萘?？梢允褂闷渌欠枷阕宥幔鏑2 18亞烷基基團(tuán)或C6 2。亞環(huán)烷基的二酸， 包括已二酸、琥珀酸、癸二酸、十二烷酸二價(jià)環(huán)脂肪族基團(tuán)，或它們的組合。在一些實(shí)施方式 中，T基團(tuán)總數(shù)的至少百分之80含有芳香族部分。在更具體的實(shí)施方式中，T基團(tuán)的至少百 分之90 (更具體地百分之95,甚至更具體地百分之100)含有芳香族部分。
[0015] 芳香族J基團(tuán)可以衍生自芳香族二醇，如間苯二酚、氫醌、兒茶酚、4, 4'-二羥基聯(lián) 苯、1，6-二羥基萘、2, 6-二羥基萘、雙酚A、雙（4-羥苯基）甲烷、和各種其它公知的雙酚化 合物以及C6 2。亞芳基二醇。在一些更具體的實(shí)施方式中，芳香族J基團(tuán)衍生自間苯二酚。 非芳香族J基團(tuán)可以衍生自C2i。亞烷基，C6 2。亞環(huán)烷基，或聚氧亞烷基基團(tuán)（其中，亞烷基 含有2至6個(gè)碳原子，具體地2、3,或4個(gè)碳原子）的二羥基化合物。聚（對(duì)苯二甲酸乙二 醇酯）是具有衍生自對(duì)苯二甲酸的T基團(tuán)和衍生自乙二醇的J基團(tuán)的聚酯?？梢允褂煤?多種或不同的T和/或J基團(tuán)的組合的共聚酯。在下面的式（2)、（3)和（6)的描述中，在 下面可以發(fā)現(xiàn)可以形成T和/或J基團(tuán)的二醇的另外的實(shí)例。
[0016] 聚芳基酯可以是支鏈或直鏈。在另一種實(shí)施方式中，J是C23。亞烷基基團(tuán)，其具有 直鏈、支鏈，或環(huán)狀（包括多環(huán)）結(jié)構(gòu)。J可以衍生自上面式（3)的芳香族二羥基化合物，或 衍生自上面式（4)的芳香族二羥基化合物，或衍生自上面式（6)的芳香族二羥基化合物。
[0017] 下面的式（B)包括在由二醇和間苯二甲酸和/或?qū)Ρ蕉姿岷?或酸的衍生物 (如間苯二甲酸和/或?qū)Ρ蕉姿岬乃猁u化物、羧酸酯以及羧酸鹽）反應(yīng)所制成的聚芳基化 物中的二羧酸殘基：
[0018]
其中垂直波浪線表示二羧酸殘基 的外周，因此定位不同于常規(guī)位置（如用于表示聚合物重復(fù)單元）。
[0019] 如上所述，在聚芳基酯中的芳香族內(nèi)含物也可以衍生自在聚酯鏈形成中使用的芳 香族二醇。間苯二酚是已經(jīng)用于聚芳基酯的芳香族二醇的實(shí)例。其它示例性的芳香族二醇 包括4, 4'-二羥基聯(lián)苯、1，6-二羥基萘、2, 6-二羥基萘、雙（4-羥苯基）甲烷，以及各種其 它公知的雙酚化合物。當(dāng)芳香族二醇（如間苯二酚）用于形成聚芳基酯時(shí)，得到的結(jié)構(gòu)示 于下面式（C)中：
[0020]
[0021] 其中，每個(gè)R獨(dú)立地是Q 12烷基、C6_C24芳基、烷基芳基、烷氧基或鹵素中的至少一 種，η是0至4的整數(shù)。
[0022] 在本文中所述的聚芳基酯可以是常規(guī)的聚酯，其中，在聚合物中所有重復(fù)單 元是根據(jù)式（Α)的酯單元，或它們可以是共聚物，其中，至少5wt% (例如，5-30wt. %， 5_20wt. % )的單元，更具體地至少70wt. % (例如，75_90wt. %，75_85wt. % )的單元是根 據(jù)式A的酯單元。剩余的聚合物單元可以是已知與聚酯（如聚碳酸酯）可共聚的任何其它 類(lèi)型聚合物單元，具有基于共聚物的總重量的重量百分?jǐn)?shù)。
[0023] "聚碳酸酯"是指具有式（1)的重復(fù)結(jié)構(gòu)碳酸酯單元的組合物
[0024]
[0025] 其中，R1基團(tuán)總數(shù)的至少百分之60含有芳香族部分并且其余量是脂肪族、脂環(huán)族， 或芳香族。正如在本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)"聚碳酸酯"包括聚碳酸酯共聚物，如聚芳基酯聚 碳酸酯共聚物。
[0026] 聚碳酸酯可以源自在二醇和碳酸酯前體之間的溶液、界面或熔融聚合反應(yīng)并且很 容易與聚酯（包括如在本文中所述的聚芳基酯）共聚。在界面聚合的情況下，碳酸酯前體可 以包括碳酰鹵，如碳酰溴或碳酰氯，或鹵代甲酸酯，如二元酚的雙鹵代甲酸酯（例如，雙酚 A、氫醌，等等的雙氯甲酸酯）或二醇的雙鹵代甲酸酯（例如，乙二醇、新戊二醇、聚乙二醇， 等等的雙鹵代甲酸酯）。還可以使用包括上述類(lèi)型的碳酸酯前體的至少一種的組合。在形 成碳酸酯鍵的界面聚合反應(yīng)（其稱作為光氣化反應(yīng)）中，光氣也可以是碳酸酯前體。在熔融 聚合的情況下，在容器或混合器或容器/混合器的組合，如CSTR (連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器）、班伯 里（Banbury)**混合器、雙螺桿擠出機(jī)等等中，在酯轉(zhuǎn)移催化劑存在下，可以通過(guò)在熔融狀 態(tài)下，二羥基反應(yīng)物和碳酸二芳基酯（如碳酸二苯基酯）共反應(yīng)來(lái)制備共聚物，從而形成均 勻分散體。通過(guò)蒸餾從熔融的反應(yīng)物中去除易揮發(fā)的一元酚并且將聚合物分離作為熔融殘 余物。制造聚碳酸酯的具體熔融過(guò)程使用在芳基上具有吸電子取代基的碳酸二芳基酯。具 有吸電子取代基的碳酸二芳基酯的實(shí)例包括雙（4-硝基苯基）碳酸酯、雙（2-氯苯基）碳 酸酯、雙（4-氯苯基）碳酸酯、雙（甲基水楊基）碳酸酯、雙（4-甲基羧基苯基）碳酸酯、二 (2-乙?；交人狨?、二（4-乙酰基苯基）羧酸酯，或包括上述酯中至少一種的組合。
[0027] 在聚碳酸酯組合物中考慮所有類(lèi)型的聚碳酸酯末端基團(tuán)，條件是這樣的末端基團(tuán) 并不顯著不利地影響組合物所希望的性能。
[0028] 關(guān)于在聚碳酸酯的制造中使用的二醇（即，二羥基化合物），在一些實(shí)施方式中， 式⑴的每個(gè)R1是C63。芳香族基團(tuán)，也就是說(shuō)，含有至少一個(gè)芳香族部分。R1可以衍生自 式HO-f-OH的二羥基化合物，特別是式（2)
[0029] HO-A-Y^A^OH (2)
[0030] 其中，每個(gè)A1和A2是單環(huán)二價(jià)芳香族基團(tuán)并且Y1是單鍵或橋連基團(tuán)，該橋連基團(tuán) 具有分離A2和A1的一個(gè)或多個(gè)原子。在一些實(shí)施方式中，一個(gè)原子分開(kāi)A1和A2。具體地， 每個(gè)R1可以衍生自式（3)的二羥基芳香族化合物
[0031]
[0032] 其中，RlPRb各自獨(dú)立地是?'素、Ci12烷氧基，或Ci12烷基；并且p和q各自獨(dú)立 地是〇至4的整數(shù)。將要理解的是，當(dāng)p是0，Ra是氫，同樣當(dāng)q是0時(shí)，Rb是氫。同樣在 式（3)中，Γ是橋連基團(tuán)，其連接兩個(gè)羥基取代的芳香族基團(tuán)，其中，每個(gè)C6亞芳基基團(tuán)的 橋連基團(tuán)和羥基取代基彼此在(：6亞芳基基團(tuán)上的鄰、間、或?qū)ξ唬ň唧w地對(duì)位）。在一些實(shí) 施方式中，橋連基團(tuán)父 3是單鍵、_〇_、_s_、-s(o)-、_s(o) 2-、-c(o)-、或G18有機(jī)基團(tuán)。Ci18 有機(jī)橋連基團(tuán)可以是環(huán)狀或非環(huán)狀、芳香族或非芳香族，并且可以進(jìn)一步包含雜原子，如鹵 素、氧、氮、硫、硅，或磷?？梢圆贾肅i18有機(jī)基團(tuán)，使得與其連接的c6亞芳基基團(tuán)各自連接 至共同的烷叉基碳或連接至C11S有機(jī)橋連基團(tuán)的不同的碳。在實(shí)施方式中，p和q各自是 1，以及Ra和Rb各自是Ci3烷基基團(tuán)，具體地甲基，位于每個(gè)亞芳基基團(tuán)上羥基基團(tuán)的間位。
[0033] 在一些實(shí)施方式中，Xa是取代或未取代的C3 18環(huán)烷叉基，式-C(IT) (Rd)-的Q25烷 叉基，其中，"PRd各自獨(dú)立地是氫、q12烷基、q12環(huán)烷基、C712芳基烷基、q12雜芳基，或 環(huán)狀C712雜芳基烷基，或式-c( =m-的基團(tuán)，其中，IT是二價(jià)q12烴基團(tuán)。這種類(lèi)型的 基團(tuán)包括亞甲基、環(huán)己基亞甲基、乙叉基、新戊叉基，和異丙叉基，以及2-[2. 2. 1]-二環(huán)庚 叉基、環(huán)己叉基、環(huán)戊叉基、環(huán)十二烷叉基、和金剛烷叉基。
[0034] 在一些實(shí)施方式中，Xa可以是