结晶聚碳酸酯制品及其制备方法技术

在一个实施方案中，制品包含结晶聚碳酸酯，其中所述制品具有基于聚碳酸酯的总重量大于或等于10wt％的聚碳酸酯结晶度。在另一个实施方案中，制备制品的方法包括将结晶聚碳酸酯粉末添加到压模的空腔中；其中所述结晶聚碳酸酯粉末具有基于所述结晶聚碳酸酯粉末的总重量大于或等于10wt％的结晶度；在压缩温度小于结晶聚碳酸酯粉末的熔化温度10℃或更高(Tcomp≥Tm‑10℃)下和在压缩压力大于或等于1MPa下在所述空腔中压缩所述结晶聚碳酸酯粉末；和从空腔中移开制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】结晶聚碳酸酯制品及其制备方法相关申请的引用本申请要求于2015年3月24日提交的美国临时申请序列号62/137,353的权益。相关申请的全部内容通过引用并入本文。
技术介绍
由聚碳酸酯形成的制品通常显示出高冲击强度和高透明度，但在例如高于在一些应用中待使用的150摄氏度(℃)的玻璃化转变温度的温度下，缺乏足够的耐溶剂性、耐刮擦性或机械性能。为了显著提高无定形聚碳酸酯组合物的耐溶剂性、耐刮擦性和机械性能中的一种或多种，通常加入聚(对苯二甲酸亚烷基酯)(例如，聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯))。由于聚碳酸酯本身的存在，没有观察到这些改进的性能。因此，需要具有改善性能的聚碳酸酯，例如能够显示增加的耐溶剂性和增加硬度中的一种或两种。
技术实现思路
本文公开了结晶聚碳酸酯(crystallinepolycarbonate)、其制造方法和由其形成的制品。在一个实施方案中，制品包含结晶聚碳酸酯，其中所述制品具有基于聚碳酸酯的总重量大于或等于10wt％的聚碳酸酯结晶度。在另一个实施方案中，制备制品的方法包括将结晶聚碳酸酯粉末添加到压模的空腔中；其中所述结晶聚碳酸酯粉末具有0.5至4,000微米的平均粒度(averageparticlesize)，和基于所述结晶聚碳酸酯粉末的总重量大于或等于10wt％的结晶度；在压缩温度和压缩压力下在空腔内压缩所述结晶聚碳酸酯粉末1至30分钟以形成制品，其中压缩温度小于结晶聚碳酸酯粉末的熔化温度10℃或更高(thecompressiontemperatureisgreaterthanorequalto10℃lessthanthemeltingtemperatureofthecrystallinepolycarbonatepowder)(Tcomp≥Tm-10℃)，并且其中压缩压力大于或等于1MPa；和从空腔中移开制品。通过下面附图和详细描述例示上述和其它特征。附图说明以下是附图的简要说明，其中相同的元件的编号相同，并且提供附图是为了说明本文公开的示例性实施方案的目的而不是为了限制本文公开的示例性实施方案。图1-图6是成型装置(moldingdevice)的实施方案的图示；图7是实施例1的无定形PC粉末的DSC的图示；图8是实施例1的压缩成型的无定形PC粉末的DSC的图示；图9是实施例2的丙酮结晶的PC粉末的DSC的图示；图10是实施例2的压缩成型的结晶PC粉末的DSC的图示；图11实施例2的坯料(billet)的DSC的图示；图12是实施例6的无定形坯料(amorphousbillet)的照片；图13是实施例6的结晶坯料(crystallinebillet)的照片；且图14是注射成型皮芯聚乙烯制品(injectionmoldedskincorepolyethylenearticle)的照片。具体实施方式不同的聚合物显示实现结晶度的不同能力。例如，一些聚合物总是包含晶畴(crystallinedomain)，无论是粉末还是颗粒形式，并且不能形成无定形制品。这种聚合物的实例是聚乙烯、等规聚丙烯和聚对苯二甲酸丁二醇酯。相反，一些聚合物总是无定形的，其中结晶度被抑制，例如由于侧链的空间位阻或无规立构度。无定形聚合物的实例是无规立构聚苯乙烯和聚(甲基丙烯酸甲酯)。聚合物的第三子集包括可包含晶畴或可以是无定形的聚合物，例如取决于制品的形成条件，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。此处，由于热力学和动力学限制，可能难以获得均匀的结晶制品。使用这种聚合物，通常无意地(inadvertently)形成其中制品的芯是晶体并且皮是无定形的皮芯(skincore)形态。当制品厚度过大(例如，大于1mm)时，产生皮芯形态，并且在厚度的中部开始结晶和/或模具温度过高(其中，例如在模具温度为20℃下注射成型产生皮芯结晶制品，参见图14)。尽管事实是可获得结晶聚碳酸酯粉末，但聚碳酸酯在工业中被普遍视为无定形聚合物。因此，用于形成聚碳酸酯制品的常规注射成型或挤出方法产生无定形聚碳酸酯制品，其中未观察到皮芯形态。虽然无定形聚碳酸酯制品由于它们的高透明度和冲击强度而被普遍使用，但无定形聚碳酸酯制品具有有限的耐化学性(例如，当暴露于丙酮蒸气时，这种制品易于开裂)，并且被限制在高于其玻璃化转变温度的应用中使用，例如高于150摄氏度(℃)。已经做出了形成结晶聚碳酸酯制品的努力，但即使在高温或高压条件下也难以获得这种制品。当暴露于高温下时，聚碳酸酯从熔融状态结晶，其中结晶被动力学阻碍，并且可能花费例如数百小时。对于从熔融结晶聚碳酸酯制造制品的工业方法，该长时间是不切实际的。当暴露于高压例如500MPa时，仅在剪切区中形成暗示结晶度的模糊区(hazyregion)，其在模具壁上的固化材料和材料芯体中的流动材料之间发生。(参见聚碳酸酯科技手册(HandbookofPolycarbonateScienceandTechnology),JohnT.Bendler,MarcelDekker,Inc.,NewYork,NY2000,第300页)。因此，这种技术不仅不能产生结晶制品(因为假定的结晶仅存在于非常薄的层中)，而且由于500MPa的高压对于大多数注塑机而言过高的事实，因此该技术工业上不适用。用于结晶聚碳酸酯制品的其它方法包括将聚碳酸酯制品暴露于诸如丙酮或超临界二氧化碳的溶剂。虽然丙酮暴露导致聚碳酸酯制品在表面附近结晶，并且还导致制品表面中的孔结构(其可以最终导致应力开裂)。制品对超临界二氧化碳的暴露也具有显著的缺点，因为暴露于超临界二氧化碳需要高压、高热和长结晶时间(例如，以小时的时间尺度发生)。例如，在100℃和300巴条件下用超临界二氧化碳处理无定形聚碳酸酯片材花费12小时进行结晶，并且基于聚碳酸酯的总重量，达到仅为8重量百分比(wt％)的结晶度。如本文所述，令人惊奇地发现，结晶聚碳酸酯制品可通过例如以大于或等于10wt％的结晶度压缩成型结晶聚碳酸酯粉末形成。进一步令人惊奇地发现，所得制品能够实现以下一种或多种：大于或等于180℃的维卡软化温度；150至210℃的范围内的尺寸稳定性，使得x、y和z尺寸改变小于或等于5％，具体地小于或等于1％；增加对丙酮的耐溶剂性；洛氏硬度(Rockwellhardness)增加的M值；和改善的脱模；其中所有的比较是针对相同尺寸和相同组成但没有结晶度的等效无定形聚碳酸酯制品(例如，小于或等于1wt％的结晶度)。如根据ASTMD1003-00程序A测量的，该制品可具有小于或等于85％的总光透射比，具体地小于或等于80％。该制品可具有0至85％，具体地为0至80％，更具体地为5至50％的总光透射比，甚至更具体地如根据ASTMD1003-00程序A测量的。该制品可具有大于或等于5％的雾度，如根据ASTM-D1003-00使用3.18或2.5mm厚的板测量的。如根据ASTM-D1003-00使用1mm厚的板测量的，该制品可具有5％至80％，具体地为5％至50％，更具体地为10％至15％的雾度。如本文所用，“聚碳酸酯”意指具有下式的重复结构碳酸酯单元的聚合物或共聚物，其中R1基团的总数的至少60％是芳香族的，或者每个R1包含至少一个C6-30芳香族基团。聚碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含结晶聚碳酸酯的制品，其中所述制品具有基于所述结晶聚碳酸酯的总重量大于或等于10wt％的聚碳酸酯结晶度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.24 US 62/137,3531.一种包含结晶聚碳酸酯的制品，其中所述制品具有基于所述结晶聚碳酸酯的总重量大于或等于10wt％的聚碳酸酯结晶度。2.根据权利要求1所述的制品，其中所述结晶聚碳酸酯具有以下一种或多种：大于或等于5J/g的熔化热、大于或等于205℃的熔融峰、大于或等于160℃的维卡软化温度。3.根据前述权利要求中任一项所述的制品，其中所述制品具有大于或等于0.2毫米的最短尺寸。4.根据前述权利要求中任一项所述的制品，其中所述制品具有大于或等于1:1或大于或等于1:10的最短尺寸与最长尺寸的长径比。5.一种制备权利要求1-4中任一项所述的制品的方法，包括：将结晶聚碳酸酯粉末添加到压模的空腔中；其中所述结晶聚碳酸酯粉末具有0.5至4,000微米的平均粒度和基于所述结晶聚碳酸酯粉末的总重量大于或等于10wt％的结晶度；在压缩温度下和压缩压力下在所述空腔中压缩所述结晶聚碳酸酯粉末1至30分钟以形成所述制品，其中所述压缩温度小于结晶聚碳酸酯粉末的熔化温度10℃或更高(Tcomp≥Tm-10℃)，并且其中所述压缩压力大于或等于1MPa；和从所述空腔中移开所述制品。6.一种制备制品的方法，包括：将结晶聚碳酸酯粉末添加到压模的空腔中；其中所述结晶聚碳酸酯粉末具有0.5至4,000微米的平均粒度和基于所述结晶聚碳酸酯粉末的总重量大于或等于10wt％的结晶度；在压缩温度下和压缩压力下在所述空腔中压缩所述结晶聚碳酸酯粉末1至30分钟以形成所述制品，其中所述压缩温度小于所述结晶聚碳酸酯粉末的熔化温度10℃或更高(Tcomp≥Tm-10℃)，并且其中所述压缩压力大于或等于1MPa；和从所述空腔中移开所述制品。7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：查希尔·巴希尔，阿卜杜·萨拉姆·特拉卡丹，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL