Полимерные листы, способы их получения и использования и изделия, содержащие полимерные листы
Иллюстрации
Показать всеИзобретение относится к полимерным листам, содержащим вспененный внутренний слой или вспененный защитный слой(слои). Полимерный лист содержит вспененный слой, содержащий полимерный материал, причем полимерный материал характеризуется Tg большей или равной 100°С, и при этом вспененный слой представляет собой вспененный слой с ячейками закрытого типа, который вспенивают химическим вспенивающим средством, содержащим по меньшей мере одно из цитрата мононатрия, лимонной кислоты, 5-фенил-3,6-дигидро-2Н-1,3,4-оксадиазин-2-она, 5-фенил-1Н-тетразола и комбинаций, содержащих по меньшей одно из вышеуказанного; причем лист характеризуется уменьшением веса на 10-60% по сравнению с монолитным листом такой же геометрии и размера, полученным из такого же полимерного материала; и причем лист толщиной 1,0 мм удовлетворяет по меньшей мере одному из следующих требований к выделению тепла: 1) характеризуется общей скоростью выделения тепла за две минуты меньшей или равной 65 киловатт-минутам на квадратный метр и пиковой скоростью выделения тепла release меньшей 65 киловатт на квадратный метр согласно части IV, теста OSU на выделение тепла FAR/JAR 25.853, поправке 25-116; 2) характеризуется максимальной средней скоростью теплового излучения (MARHE) меньшей или равной 90 кВт/м2 при условии испытания на уровень излучения 50 кВт/м2 согласно ISO 5660-1; причем лист толщиной 1,0 мм характеризуется плотностью дыма меньшей или равной 200 через четыре минуты горения согласно ASTM Е662-06; и причем лист термоформуемый. 3 н. и 37 з.п. ф-лы, 11 ил., 17 табл.
Реферат
Область техники, к которой относится настоящее изобретение
В настоящем документе раскрыты текстурированные полимерные листы, в частности полимерные листы, содержащие вспененный внутренний слой или вспененный защитный слой (слои).
Предшествующий уровень техники настоящего изобретения
Полимерный (например, поликарбонатный) листовой материал обычно используют в применениях для железнодорожного транспорта и авиации, например, для сидений или облицовочных применений. Эти применения обычно требуют, чтобы удовлетворялись строгие требования к пожарной безопасности, такие как огнестойкость, плотность дыма, токсичность дыма и выделение тепла. Полимерные материалы, такие как поликарбонат, имеют проблемы соответствия требованиям к выделению тепла для применений в железнодорожном транспорте и авиации и часто должны быть объединены с другими более дорогостоящими материалами, чтобы успешно проходить испытания для применений в железнодорожном транспорте и авиации. Различные требования устанавливались для таких свойств, как огнестойкость, плотность дыма, токсичность дыма и выделение тепла, листовых материалов, используемых при конструировании панелей и частей интерьера для применений в железнодорожном транспорте и авиации.
Легкие полимерные листы и продукты, полученные из них, имели значительный и важный коммерческий успех в ряде областей. Эти легкие листы использовали в самолетах и других устройствах для изоляционных и конструктивных назначений. В электронных устройствах и электронной промышленности используют полимерные пены для электрической и тепловой изоляции и для конструктивных назначений. В элементах интерьера самолетов на данный момент используют вспененные и пористые конструкционные материалы низкой плотности. Эти материалы обеспечивают отличную жесткость и легкий вес, но их сложно термоформовать, и они требуют нанесения дополнительного слоя из других листовых и/или пленочных материалов для получения листа с эстетичным видом поверхности.
Многослойные листы, которые могут удовлетворять или превышать различные требования к пожарной безопасности (например, для применений в железнодорожном транспорте и/или авиации), желательны в промышленности. Кроме того, также желательны многослойные листы, которые могут удовлетворять или превышать различные требования к пожарной безопасности для применений в интерьере транспортных средств; которые можно термоформовать без отрицательного влияния на липкость или термостойкость слоев многослойного листа и которые характеризуются низкими уровнями блеска для минимизации отражения света.
Таким образом, существует потребность в легких полимерных листах, которые можно термоформовать и которые не требуют нанесения дополнительных слоев из других листов/пленок для получения листа с функциональным назначением, состоящим, например, в уменьшении общего веса, улучшенной пожарной безопасности и/или наличии эстетичного вида поверхности.
Краткое раскрытие настоящего изобретения
Согласно различным вариантам осуществления раскрыты полимерные листы и способы их получения и изделия, в которых их используют.
Согласно одному варианту осуществления полимерный лист может содержать: вспененный слой, содержащий полимерный материал, причем полимерный материал характеризуется Tg большей или равной 100°C; и причем лист характеризуется уменьшением веса на 10-60% по сравнению с монолитным листом такой же геометрии и размера, полученным из такого же полимерного материала; и причем лист с толщиной 1,0 мм удовлетворяет по меньшей мере одному из следующих требований к выделению тепла: 1) характеризуется общей скоростью выделения тепла за две минуты меньшей или равной 65 киловатт-минутам на квадратный метр и пиковой скоростью выделения тепла меньшей 65 киловатт на квадратный метр согласно части IV, теста OSU на выделение тепла FAR/JAR 25.853, поправке 25-116; 2) характеризуется максимальной средней скоростью теплового излучения (MARHE) меньшей или равной 90 кВт/м2 при условии испытания на уровень излучения 50 кВт/м2 согласно ISO 5660-1; причем лист толщиной 1,0 мм характеризуется плотностью дыма меньшей или равной 200 через четыре минуты горения согласно ASTM E662-06; и причем лист термоформуемый.
Согласно варианту осуществления способ получения листа может предусматривать: плавление полимерного материала с образованием расплава; объединение расплава и химического вспенивающего средства с образованием смеси; нейтрализацию противоионов, образованных вспенивающим средством; образование зародышей пузырьков в смеси для получения ячеек и формование смеси в лист, содержащий вспененный внутренний слой.
Эти и другие признаки и характеристики более конкретно описаны ниже.
Краткое описание фигур
Далее следует краткое описание фигур, на которых подобные элементы пронумерованы одинаково и которые представлены только с целями иллюстрации типичных вариантов осуществления, раскрытых в настоящем документе, а не с целями их ограничения.
На фиг. 1 представлена схема непрерывного процесса получения легкого полимерного листа.
На фиг. 2 представлено изображение многослойного листа с внутренним слоем и необязательными защитными слоями.
На фиг. 3 представлен вид спереди самотекстурирующего легкого листа.
На фиг. 4 представлен вид спереди каландрованного текстурированного листа.
На фиг. 5 представлено поперечное сечение легкого полимерного листа.
На фиг. 6 представлена микрофотография поперечного сечения листа образца 17, взятого перпендикулярно направлению потока.
На фиг. 7 представлена микрофотография поперечного сечения листа образца 18, взятого перпендикулярно направлению потока.
На фиг. 8 представлена микрофотография поперечного сечения листа образца 20, взятого вдоль направления потока.
На фиг. 9 представлена микрофотография поперечного сечения листа образца 21, взятого вдоль направления потока.
На фиг. 10 представлена микрофотография поперечного сечения листа образца 22, взятого вдоль направления потока.
На фиг. 11 представлена микрофотография поперечного сечения листа образца 23, взятого вдоль направления потока.
Подробное раскрытие настоящего изобретения
В настоящем документе в различных вариантах осуществления раскрыты легкие конструкционные полимерные листы, содержащие полимерный материал внутреннего слоя, характеризующийся температурой стеклования большей или равной 100°C. Легкие полимерные листы характеризуются более низкой плотностью, чем монолитный лист (например, лист, который не был вспенен), но достаточно высокой плотностью, чтобы быть по существу термоформуемыми после обработки в экструдере. Например, легкие полимерные листы можно затем формовать в сложные профили посредством термоформования, и в то же время они могут обеспечивать дополнительное преимущество, заключающееся в значительном уменьшении веса по сравнению с монолитными листами. Внутренний слой может быть вспененным, что способствует уменьшению веса по сравнению с монолитными листами. Легкие полимерные листы можно термоформовать при помощи способов глубокой вытяжки. Легкие полимерные листы можно использовать в различных применениях, включая, помимо прочего, элементы интерьера самолетов, чемоданы, навесы, ангары, различные применения для транспортных средств, включая борта прицепов автомобилей-тягачей, ветроотбойники и панели на грузовиках, стены, полы, вывески и пр. Легкие полимерные листы могут дополнительно содержать необязательный защитный слой(слои) с одной или обеих сторон для обеспечения повышенной жесткости листов, а также соответствующего цвета и внешнего вида. Кроме того, необязательно можно наносить пленку на поверхность легкого полимерного листа. Легкие полимерные листы можно также необязательно отпечатывать на одной или обеих поверхностях для обеспечения эстетичных поверхностей, при необходимости. Текстуру можно также необязательно отпечатывать на одной или обеих поверхностях легкого полимерного листа для эстетичного вида поверхностей, используя текстурированный валок во время операции каландрования с охлаждением.
Термоформование представляет собой способ производства, при котором пластмассовый лист нагревают до температуры формования сгибанием, что обычно выше температуры стеклования пластмассового листа, лист затем формуют в конкретную форму в форме (в геометрию, отличную от исходного пластмассового листа) при помощи вакуума, при помощи давления или обоих и обрабатывают для создания пригодного продукта. Термоформуемый лист означает, что лист можно термоформовать по форме формы без механического повреждения листа во время процесса термоформования (например, без раскалывания, разрыва или другого механического повреждения).
Самотекстурирование может происходить за счет микроячеек под поверхностью защитного слоя или в отсутствие защитного слоя части самого материала. Распределение микроячеек, например, размер, форму и концентрацию, регулируют для осуществления признака самотекстурирования. Самотекстурирование может быть отдельным признаком или использоваться в комбинации с целенаправленно нанесенной текстурой при помощи каландрующего валка. Признак самотекстурирования не ухудшается после термоформования, что является общей проблемой для отпечатанных текстур, которые нагревают до температур термоформования обычно в диапазоне от 160°C до 185°C. Шероховатость поверхности (Ra) самотекстурирующей части может составлять от 0,076 микрон (мкм) до 30,48 мкм, в частности диапазон составляет от 10,16 мкм до 15,24 мкм для менее блестящих применений. Блеск может составлять в диапазоне от 2 до 90 единиц блеска (е.б.), обычно менее 50 е.б., и в частности менее 20 е.б., и более конкретно менее 10 е.б., что измерено при 60 градусах при помощи ATSM DS2457-08el и измерителя блеска BYK Gardner.
Уменьшения веса (масс.) на 5-60% можно достичь при помощи легких полимерных листов, раскрытых в настоящем документе, в частности уменьшение веса на 10-60%, более конкретно на 25-50% и еще более конкретно на 30-40% можно достичь по сравнению с монолитным листом такого же размера и из такого же полимерного материала (т.е. монолитным листом такого же состава, но без какого-либо вспенивающего средства или зародышеобразующего средства). Например, плотность легкого полимерного листа может быть больше 0,61 грамма на кубический сантиметр (г/см3), в частности большей или равной от 0,61 г/см3 до 1,0 г/см3, более конкретно от 0,65 г/см3 до 0,97 г/см3, еще более конкретно от 0,7 г/см3 до 0,95 г/см3 и еще более конкретно от 0,75 г/см3 до 0,90 г/см3. Легкие полимерные листы, характеризующиеся плотностями, раскрытыми в настоящем документе, могут успешно проходить испытания для элементов интерьера самолетов и на токсичность, как описано в настоящем документе, в то же время одновременно обеспечивая меньший вес по сравнению с монолитным листом. Защитный слой можно необязательно совместно экструдировать с внутренним слоем для получения многослойного легкого листа и эстетичного вида поверхности. Необязательный защитный слой (слои) можно также совместно экструдировать с использованием химических вспенивающих средств и использовать с монолитным внутренним слоем. Применение совместной экструзии может предусматривать много преимуществ относительно других способов обработки, включая, помимо прочего, более высокую эффективность формования, большую жесткость листов, лучший контроль цвета, простоту использования рецикла и дополнительные параметры текстурирования. Различные реологические характеристики (например, значительно различающиеся вязкости) между внутренним слоем и защитным слоем могут вызывать проблемы при формовании, такие как складки, находящиеся на листе, или волнистость края листа. При использовании материалов с различными реологическими характеристиками для внутреннего слоя и защитного слоя использование кольцевой экструзионной головки при совместной экструзии может исключать эти проблемы, а также способствовать сохранению сферической формы ячеек в легком внутреннем слое. Альтернативно, многоручьевую головку можно использовать для независимого регулирования температур экструзии защитного и внутреннего слоев.
Во время обработки легких полимерных листов при вспенивании внутреннего слоя или защитного слоя вспенивающее средство можно добавлять в сырье-смолу во время экструзии полимера. При нагревании вспенивающее средство разлагается и выделяет газ, который в результате выходит из экструдера в виде пузырьков, диспергированных в расплаве полимера (например, бикарбонат натрия, используемый в качестве вспенивающего средства, выделяет диоксид углерода в виде газа). Полученный расплав можно затем пропускать через ряд охлаждающих валков с получением легкого полимерного листа с более низкой плотностью, чем монолитный полимерный лист. Дополнительные стадии обработки на охлаждающих валках включают текстурирование, штампование, ламинирование и пр. Как указано, легкие полимерные листы, раскрытые в настоящем документе, могут обеспечивать уменьшение веса на 10-60% по сравнению с монолитными полимерными листами.
Легкие полимерные листы, раскрытые в настоящем документе, можно использовать в разнообразных применениях для интерьера самолетов и железнодорожного транспорта, а также интерьерных применений для других видов транспорта, таких как автобус, поезд, метро и подобное. Типичные элементы интерьера самолетов могут включать, помимо прочего, перегородки, стены кабины, панели боковых стенок, потолочные панели, панели пола, панели оборудования, панели освещения, оконные профили, оконные задвижки, камеры для хранения, кухонные поверхности, корпуса оборудования, корпуса сидений, корпуса громкоговорителей, оболочки трубопроводов, корпуса емкостей, полки, поддоны и подобное. То же самое используется для применений в железнодорожном транспорте. Обычно отмечают, что общий размер, форму, толщину, оптические свойства, электрические свойства и подобное легких полимерных листов, раскрытых в настоящем документе, можно изменять в зависимости от желаемого применения.
Применения в интерьере железнодорожного транспорта в Европе обычно требуют материалов или изделий, сделанных из них, которые удовлетворяют стандарту EN45545, который требует, чтобы материал или изделия успешно проходили испытание на плотность дыма согласно стандарту, изложенному Международной организацией по стандартизации (ISO) 5659-2:2003, испытание на выделение тепла согласно ISO 5660-1 и испытание на распространение пламени, изложенное в ISO 5658-2. Для применений в железнодорожном транспорте три степени опасности представлены в испытаниях, которые излагают допустимые пределы для испытаний на плотность дыма и выделение тепла. Для целей этого применения допустимый уровень опасности также рассматривали, который устанавливает предел для плотности дыма (Ds за 4 минуты) менее 300 и предел на выделение тепла (максимальное среднее выделение тепла (МСВТ) (МСВТ киловатт (кВт) при 50 кВт)) менее 90 киловатт на квадратный метр (кВт/м2). Удельная оптическая плотность (т.е. Ds) является безразмерной величиной количества дыма, выделяемого на единицу площади материалом, когда он горит. В испытании на плотность дыма согласно Национальному бюро стандартов (НБС), проводимом согласно § 25.853 статьи 14 Свода федеральных нормативных актов, измеряют максимальное значение Ds, которое возникает в течение первых 4 минут испытания. Примеры таких материалов, удовлетворяющих различным стандартам для железнодорожного транспорта, включают листовые продукты серии Н6000, стандартные и легкие формы, от фирмы SABIC Innovative Plastics.
Легкие листовые продукты, произведенные при помощи смолы (смол) Lexan* FST, продаваемых формой SABIC Innovative Plastics, испытывали на соответствие по плотности дыма для применений в интерьерах самолетов. Для авиационных применений материал или изделие должно удовлетворять требованиям, изложенным в стандарте E662 (2006) Американского общества специалистов по испытаниям и материалам (ASTM). Состав, соответствующий требованиям к образованию дыма для интерьеров кабин самолетов, подразумевает состав, который соответствует допустимым пределам, изложенным в ASTM E662 (2006). В этом методе испытания используют фотометрическую шкалу для измерения плотности дыма, выделяемого материалом. Легкие полимерные листы, удовлетворяющие требованиям к выделению дыма для интерьеров самолетов, характеризуются плотностью дыма меньшей 200 согласно ASTM E662-06. Хотя описанные испытания выбирали, чтобы показать способность легких полимерных листов, описанных в настоящем документе, удовлетворять требованиям как по образованию дыма, так и воспламеняемости для интерьеров самолетов, листы могут предпочтительно удовлетворять другим испытаниям, связанным с воспламеняемостью и безопасностью. Примеры других таких испытаний могут включать, помимо прочего, тесты FR-1, такие как NF Р 92-505, испытание ADB0031, разработанное производителем самолетов Airbus, FAR 25.853, испытания на токсичность и испытание OSU на выделение тепла 65/65, опубликованное производителем самолетов Boeing.
Согласно некоторым применениям для интерьеров может быть желательно, чтобы легкий полимерный лист характеризовался конкретными оптическими свойствами. Например, может быть желательным прозрачный лист, полупрозрачный лист или непрозрачный лист. Непрозрачный лист обычно относится к листу, который характеризуется светопроницаемостью меньшей или равной 3%, в частности светопроницаемостью меньшей или равной 1%, более конкретно светопроницаемостью меньшей или равной 0,5% и еще более конкретно светопроницаемостью меньшей или равной 0,25%. В отношении прозрачности или непрозрачности многослойного листа кратко отмечают, что в требованиях конечного пользователя (например, требованиях коммерческих авиалиний или применениях для коммерческого железнодорожного транспорта) обычно указывается, что элемент соответствует конкретному заранее определенному пороговому значению. Значения мутности, измеренные согласно ANSI/ASTM D1003-00, могут быть удобным определением оптических свойств прозрачного огнестойкого поликарбонатного листа. Чем ниже уровни мутности, тем выше значение светопроницаемости готового листа. Мутность можно измерять при помощи ASTM D1003-00, процедуре В, используя стандартный осветительный прибор С согласно МСК (Международной светотехнической комиссии). Полупрозрачный легкий лист будет определять условие, при котором свет может проходить через образец; а прозрачный будет разновидностью полупрозрачного, в котором оптическое изображение может также проходить через лист со светом. Огнезащитные добавки, например, натрия п-толуолсульфонат, могут иметь влияние на мутность готового полимерного листа. Таким образом, может быть желательно контролировать уровни мутности листа вместе со свойствами воспламенямости и дымообразования для получения изделия, которое соответствует требованиям как по безопасности, так и по эстетическим качествам.
Дополнительный полезный признак легких полимерных листов, производимых описанным способом, состоит в по существу более низкой теплопроводности по сравнению с монолитным листом такой же толщины. Теплопроводность характеризует перенос тепла через легкий полимерный лист, что измерено в ваттах на квадратный метр кельвин (Ватт/м2 К). Более конкретно, значение U представляет собой количество тепловой энергии, которая проходит через один квадратный метр листа низкой плотности при разнице температур между обеими сторонами листа и обычно называется термоизоляция или теплопроводность.
Как указывалось ранее, легкие полимерные листы, описанные в настоящем документе, могут содержать внутренний слой и необязательный защитный слой (слои). Внутренний слой и необязательный защитный слой (слои) могут содержать одинаковые или различные материалы. Внутренний слой и/или защитный слой (слои) могут содержать пластмассовые материалы, такие как полимерные смолы, термоотверждающиеся пластики и комбинации, содержащие по меньшей мере одно из вышеуказанного. Возможные полимерные смолы, которые можно использовать, включают, помимо прочего, олигомеры, полимеры, иономеры, дендримеры, сополимеры, такие как привитые сополимеры, блок-сополимеры (например, звездообразные блок-сополимеры, статистические сополимеры и пр.) и комбинации, содержащие по меньшей мере одно из вышеуказанного. Примеры таких полимерных смол, включают, помимо прочего, поликарбонаты (например, смеси поликарбонатов (такие как смеси поликарбоната-полибутадиена, сополимеры сложных полиэфиров и поликарбонатов)), полистиролы (например, сополимеры поликарбоната и стирола, смеси полифениленового эфира-полистирола), полиимиды (например, полиэфиримиды), акрилонитрил-стирол-бутадиен (АСБ), полиалкилметакрилаты (например, полиметилметакрилаты), сложные полиэфиры (например, сополимеры сложных полиэфиров, сложные политиоэфиры), полиолефины (например, полипропилены и полиэтилены, полиэтилены высокой плотности, полиэтилены низкой плотности, линейные полиэтилены низкой плотности), полиамиды (например, полиамидимиды), полиарилаты, полисульфоны (например, полиарилсульфоны, полисульфонамиды), полифениленсульфиды, политетрафторэтилены, полиэфиры (например, полиэфиркетоны, полиэфир (эфир)кетоны, полиэфирсульфоны), полиакрилаты, полиацетали, полибензоксазолы (например, полибензотиазинофенотиазины, полибензотиазолы), полиоксадиазолы, полипиразинохиноксалины, полипиромеллитимиды, полихиноксалины, полибензимидазолы, полиоксиндолы, полиоксоизоиндолины (например, полидиоксоизоиндолины), политриазины, полипиридазины, полипиперазины, полипиридины, полипиперидины, политриазолы, полипиразолы, полипирролидины, поликарбораны, полиоксабициклононаны, полидибензофураны, полифталиды, полиацетали, полиангидриды, поливинилы (например, поливиниловые эфиры, поливиниловые тиоэфиры, поливиниловые спирты, поливинилкетоны, поливинилгалогениды, поливинилнитрилы, сложные поливиниловые эфиры, поливинилхлориды), полисульфонаты, полисульфиды, полимочевины, полифосфазены, полисилазаны, полисилоксаны и комбинации, содержащие по меньшей мере одно из вышеуказанного.
Более конкретно, полимерный материал, используемый для внутреннего слоя и/или защитного слоя, может содержать, помимо прочего, поликарбонатные смолы (например, смолы LEXAN™, коммерчески доступные от фирмы SABIC Innovative Plastics, такие как LEXAN XHT, LEXAN HFD и пр.), смеси полифениленового эфира-полистирола (например, смолы NORYL™, коммерчески доступные от фирмы SABIC Innovative Plastics), полиэфиримидные смолы (например, смолы ULTEM™, коммерчески доступные от фирмы SABIC Innovative Plastics), смеси полибутилентерефталата-поликарбоната (например, смолы XENOY™, коммерчески доступные от фирмы SABIC Innovative Plastics), смолы сополимера сложного эфира и карбоната (например, смолы LEXAN SLX или LEXAN FST, коммерчески доступные от фирмы SABIC Innovative Plastics), акрилонитрил-бутадиен-стирольные смолы (например, смолы CYCOLOY™, коммерчески доступные от фирмы SABIC Innovative Plastics), смолы полиэфиримида/силоксана (например, SILTEM™, коммерчески доступные от фирмы SABIC Innovative Plastics) и комбинации, содержащие по меньшей мере одну из вышеуказанных смол. Еще более конкретно полимерные смолы могут содержать, помимо прочего, гомополимеры и сополимеры поликарбоната, сложного полиэфира, полиакрилата, полиамида, полиэфиримида, полифениленового эфира или комбинации, содержащей по меньшей мере одну из вышеуказанных смол. Поликарбонат может содержать сополимеры поликарбоната (например, поликарбонат-полисилоксан, такие как блок-сополимер поликарбоната-полисилоксана), линейный поликарбонат, разветвленный поликарбонат, поликарбонат с реакционными группами на конце (например, поликарбонат с нитрилом на конце), смеси ПК, такие как смесь ПК/АСБ, и комбинации, содержащие по меньшей мере одно из вышеуказанного, например, комбинацию разветвленного и линейного поликарбоната.
Внутренний и/или защитный слой(слои) полимерного легкого листа могут необязательно содержать различные добавки, обычно включенные в полимерные составы этого типа при условии, что добавка(и) выбраны так, чтобы они существенно отрицательно не влияли на желаемые свойства листа, в частности огнестойкость, плотность дыма, токсичность дыма, выделение тепла, термоформуемость, липкость после термоформования; устойчивость к гидротермическому воздействию, устойчивость к прониканию водяных паров, прочность на пробой и термическую усадку. Такие добавки можно примешивать в подходящее время при перемешивании компонентов для образования составов внутреннего и защитного слоя (слоев). Типичные добавки включают эластификаторы, наполнители, армирующие средства, антиоксиданты, термостабилизаторы, светостабилизаторы, светостабилизаторы ультрафиолетового (УФ) света, пластификаторы, смазывающие средства, смазки для форм, антистатические средства, красители (такие как сажа и органические красящие средства), добавки для поверхностного эффекта, стабилизаторы излучения (например, поглотители инфракрасного излучения), огнезащитные средства и средства против стекания по каплям. Можно использовать комбинацию добавок, например, комбинацию огнезащитного средства, термостабилизатора, смазки для форм и стабилизатора для ультрафиолетового света. В общем, добавки можно использовать в количествах, которые известны как эффективные. Общее количество добавок (отличных от любых эластификаторов, наполнителей или армирующих средств) может обычно составлять от 0,001 до 5 массовых процентов (масс. %) на основе общей массы состава конкретного слоя. Внутренний слой и/или защитный слой (слои) могут также необязательно дополнительно содержать огнезащитное средство. Огнезащитные средства содержат органические и/или неорганические материалы. Органические соединения включают, например, фосфор, сульфонаты и/или галогенированные материалы (например, содержащие бром, хлор и т.д., такие как бромированный поликарбонат). Небромированные и нехлорированные фосфорсодержащие огнезащитные добавки могут быть предпочтительными в некоторых применениях по нормативным причинам, например, органические фосфаты и органические соединения, содержащие связи фосфор-азот.
Неорганические огнезащитные средства включают, например, C1-16-алкилсульфонатные соли, такие как перфторбутансульфонат калия (соль Римара), перфтороктансульфонат калия, перфторгексансульфонат тетраэтиламмония и дифенилсульфонсульфонат калия (например, KSS); соли, такие как Na2CO3, K2CO3, MgCO3, СаСО3 и ВаСО3, или комплексы аниона фтора, такие как Li3AlF6, BaSiF6, KBF4, K3AlF6, KAlF4, K2SiF6 и/или Na3AlF6. Если присутствуют, неорганические соли-огнезащитные средства находятся в количествах от 0,01 до 1 масс, части, более конкретно от 0,02 до 0,5 масс, части, на основе 100 масс, частей всего состава слоя многослойного листа, в который он включен (т.е. внутренний слой), исключая любой наполнитель.
Средства против стекания по каплям можно также использовать в составе, образующем внутренний слой или защитный слой (слои), например, волокнообразующий фторполимер, такой как политетрафторэтилен (ПТФЭ). Средство против стекания по каплям может быть покрыто оболочкой из жесткого сополимера, например, сополимера стирола-акрилонитрила (САН). ПТФЭ, покрытый оболочкой из САН, известен как TSAN. Типичный TSAN содержит 50 масс. % ПТФЭ и 50 масс. % САН на основе всей массы покрытого оболочкой фторполимера. САН может содержать, например, 75 масс. % стирола и 25 масс. % акрилонитрила на основе всей массы сополимера. Средства против стекания по каплям можно использовать в количествах от 0,1 до 1 масс, части на основе 100 масс, частей всего состава конкретного слоя, исключая любой наполнитель.
При использовании в настоящем документе выражение "поликарбонат" означает составы, имеющие повторяющиеся структурные звенья карбоната формулы (1)
,
где по меньшей мере 60 процентов всего количества R1-групп содержат ароматические фрагменты, а остальные представляют собой алифатические, алициклические или ароматические. Согласно варианту осуществления каждый R1 представляет собой C6-30-ароматическую группу, а именно, содержит по меньшей мере один ароматический фрагмент. R1 можно получать из дигидроксисоединения формулы HO-R1-OH, в частности формулы (2)
,
где каждый из A1 и A2 представляет собой моноциклическую двухвалентную ароматическую группу, a Y1 представляет собой простую связь или мостиковую группу, имеющую один или несколько атомов, которые отделяют A1 от A2. Согласно типичному варианту осуществления один атом отделяет A1 от A2. В частности, каждый R1 может быть получен из дигидроксиароматического соединения формулы (3)
,
где каждый из Ra и Rb представляет собой галоген или C1-12-алкильную группу и может быть одинаковым или различным; и каждый из р и q независимо представляет собой целые числа от 0 до 4. Будет понятно, что Ra представляет собой водород, когда p равно 0, и аналогично Rb представляет собой водород, когда q равно 0. Также в формуле (3) Ха представляет собой мостиковую группу, соединяющую две гидроксизамещенные ароматические группы, где мостиковая группа и гидрокси-заместитель каждой C6-ариленовой группы имеют орто-, мета- или пара- (в частности пара-) размещение относительно друг друга на C6-ариленовой группе. Согласно варианту осуществления мостиковая группа Ха представляет собой простую связь, -О-, -S-, -S(O)-, -S(O)2-, -С(О)-или C1-18-органическую группу. C1-18-органическая мостиковая группа может быть циклической или ациклической, ароматической или неароматической и может также содержать гетероатомы, такие как галогены, кислород, азот, сера, кремний или фосфор. C1-18-органическая группа может располагаться так, что каждая из C6-ариленовых групп, присоединенных к ней, присоединяется к общему алкилиденовому углероду или к различным углеродам C1-18-органической мостиковой группы. Согласно одному варианту осуществления каждый из р и q равняется 1, а каждый из Ra и Rb представляет собой C1-3-алкильную группу, в частности метил, расположенный в мета-положении относительно гидроксигруппы на каждой ариленовой группе.
Согласно варианту осуществления Xa представляет собой замещенный или незамещенный C3-18-циклоалкилиден, C1-25-алкилиден формулы -C(Rc)(Rd) -, где каждый из Rc и Rd независимо представляет собой водород, С1-12-алкил, C1-12-циклоалкил, С7-12-арилалкил, С1-12-гетероалкил или циклический С7-12-гетероарилалкил, или группу формулы -C(=Re)-, где Re представляет собой двухвалентную С1-12-углеводородную группу. Типичные группы этого типа включают метилен, циклогексилметилен, этилиден, неопентилиден и изопропилиден, а также 2-[2.2.1]-бициклогептилиден, циклогексилиден, циклопентилиден, циклододецилиден и адамантилиден. Конкретный пример, где Ха представляет собой замещенный циклоалкилиден, представляет собой алкилзамещенный бисфенол с циклогексилиденовым мостиком формулы (4)
,
где каждый из Ra' и Rb' независимо представляет собой С1-12-алкил, Rg представляет собой С1-12-алкил или галоген, каждый из r и s независимо равняется 1-4, a t равняется 0-10. Согласно конкретному варианту осуществления по меньшей мере один из каждого из Ra' и Rb' расположен в мета-положении относительно циклогексилиденовой мостиковой группы. Заместители Ra', Rb' и Rg могут, когда содержат подходящее число атомов углерода, быть прямоцепочечными, циклическими, бициклическими, разветвленными, насыщенными или ненасыщенными. Согласно варианту осуществления каждый из Ra' и Rb' независимо представляет собой C1-4-алкил, Rg представляет собой C1-4-алкил, каждый из r и s равняется 1, a t равняется 0-5. Согласно другому конкретному варианту осуществления каждый из Ra', Rb' и Rg представляет собой метил, каждый из r и s равняется 1, at равняется 0-3. Бисфенол с циклогексилиденовым мостиком может представлять собой продукт реакции двух моль о-крезола с одним молем циклогексанона. Согласно другому типичному варианту осуществления бисфенол с циклогексилиденовым мостиком представляет собой продукт реакции двух моль крезола с одним молем гидрированного изофорона (например, 1,1,3-триметил-3-циклогексан-5-она). Такие циклогексансодержащие бисфенолы, например, продукт реакции двух моль фенола с одним молем гидрированного изофорона, пригодны для получения поликарбонатных полимеров с высокими температурами стеклования и высокими температурами деформации при нагреве.
Согласно другому варианту осуществления Xa представляет собой C1-18-алкиленовую группу, C3-18-циклоалкиленовую группу, сконденсированную C6-18-циклоалкиленовую группу или группу формулы -В1-W-B2-, где B1 и B2 представляют собой одинаковую или различную C1-6-алкиленовую группу, a W представляет собой C3-12-циклоалкилиденовую группу или C6-16-ариленовую группу.
Xa может также представлять собой замещенный C3-18-циклоалкилиден формулы (5)
,
где Rr, Rp, Rq и Rt независимо представляют собой водород, галоген, кислород или C1-12-органическую группу; I представляет собой простую связь, углерод или двухвалентный кислород, серу или -N(Z)-, где Z представляет собой водород, галоген, гидрокси, С1-12-алкил, C1-12-алкокси или С1-12-ацил; h равно 0-2, j равно 1 или 2, i представляет собой целое число 0 или 1, а k представляет собой целое число от 0 до 3 при условии, что по меньшей мере два из Rr, Rp, Rq и Rt, взятые вместе, представляют собой сконденсированное циклоалифатическое, ароматическое или гетероароматическое кольцо. Будет понятно, что, если сконденсированное кольцо ароматическое, кольцо, показанное в формуле (5), будет иметь ненасыщенную углерод-углеродную связь, если кольцо сконденсировано. Когда k равно 1, a i равно 0, кольцо, показанное в формуле (5), содержит 4 атома углерода, когда k равно 2, кольцо, показанное в формуле (5), содержит 5 атомов углерода, а когда k равно 3, кольцо содержит 6 атомов углерода. Согласно одному варианту осуществления две соседние группы (например, Rq и Rt, взятые вместе) образуют ароматическую группу, и согласно другому варианту осуществления Rq и Rt, взятые вместе, образуют одну ароматическую группу, a Rr и Rp, взятые вместе, образуют вторую ароматическую группу. Когда Rq и Rt, взятые вместе, образуют ароматическую группу, Rp может представлять собой атом кислорода с двойной связью, т.е. кетон.
Другие пригодные ароматические дигидроксисоединения формулы HO-R1-OH включают соединения формулы (6)
,
где каждый Rh независимо представляет собой атом галогена, C1-10-гидрокарбил, такой как C1-10-алкильная группа, галогензамещенная С1-10-алкильная группа, C6-10-арильная группа или галогензамещенная C6-10-арильная группа, а n равняется 0-4. Галоген обычно представляет собой бром.
Некоторые типичные примеры конкретных ароматических дигидроксисоединений включают следующие: 4,4'-дигидроксибифенил, 1,6-дигидроксинафталин, 2,6-дигидроксинафталин, бис(4-гидроксифенил)метан, бис(4-гидроксифенил)дифенилметан, бис(4-гидроксифенил)-1-нафтилметан, 1,2-бис(4-гидроксифенил)этан, 1,1 -бис(4-гидроксифенил)-1-фенилэтан, 2-(4-гидроксифенил)-2-(3-гидроксифенил)пропан, бис(4-гидроксифенил)фенилметан, 2,2-бис(4-гидрокси-3-бромфенил)пропан, 1,1-бис(гидроксифенил)циклопентан, 1,1-бис(4-гидроксифенил)циклогексан, 1,1-бис(4-гидроксифенил)изобутен, 1,1-бис(4-гидроксифенил)циклододекан, транс-2,3-бис(4-гидроксифенил)-2-бутен, 2,2-бис(4-гидроксифенил)адамантан, альфа,альфа-бис(