CN104704059A - 阻燃性聚碳酸酯组合物、其制造方法和包含该组合物的制品 - Google Patents

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Abstract

本文公开了一种阻燃性组合物，包含20至90wt％的聚碳酸酯组合物；其中聚碳酸酯组合物包含消费后回收的聚碳酸酯和聚硅氧烷-碳酸酯共聚物；以及1至20wt％的磷腈化合物；其中所有的重量百分比是基于阻燃性组合物的总重量。本文还公开了一种阻燃性组合物，包含50至90wt％的聚碳酸酯组合物；其中聚碳酸酯组合物包含聚硅氧烷-碳酸酯共聚物；0.5至10wt％的硅油；以及1至20wt％的磷腈化合物；其中所有的重量百分比是基于阻燃性组合物的总重量；其中组合物显示出当根据UL-94方案测试时在2.0毫米或更大厚度的5VA阻燃性。

Description

阻燃性聚碳酸酯组合物、其制造方法和包含该组合物的制品
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年5月24日提交的美国临时申请号61/651,487和2012年5月24日提交的美国临时申请号61/651,481的优先权，两者的整体内容通过引用包括在此。
技术领域
本公开涉及阻燃性聚碳酸酯组合物、其制造方法以及包含该组合物的制品。
背景技术
在电子和电气装置中，诸如笔记本个人计算机、电子书籍和平板个人计算机，金属主体面板被重量上更轻的材料替换并且提供机械性能的稳健结合。这些更轻的材料导致重量节省、成本节省，并且使复杂的设计制造可行。虽然这些较轻的材料可用于制造具有较薄截面厚度的面板，但是理想的是提高防止翘曲(弯曲，warping)的材料刚度。还期望的是提高材料的阻燃性，以减少火焰相关的危险。
发明内容
在本文中公开的是阻燃性组合物，包含20wt％至90wt％的聚碳酸酯组合物；其中该聚碳酸酯组合物包含消费后(消费者使用后，post-consumer)回收的聚碳酸酯和聚硅氧烷-碳酸酯共聚物；以及1wt％至20wt％的磷腈化合物；其中所有的重量百分比是基于阻燃性组合物的总重量。
在本文中还公开的是包含将20wt％至90wt％的聚碳酸酯组合物和1wt％至20wt％的磷腈化合物共混以及挤出阻燃性组合物的方法；其中聚碳酸酯组合物包含消费后回收的聚碳酸酯和聚硅氧烷-碳酸酯共聚物；其中所有的重量百分比是基于阻燃性组合物的总重量。
在本文中公开的是包含50wt％至90wt％的聚碳酸酯组合物、0.5wt％至10wt％的硅油(silicone oil)以及1wt％至20wt％的磷腈化合物的阻燃性组合物；其中聚碳酸酯组合物包含聚硅氧烷-碳酸酯共聚物；其中所有的重量百分比是基于阻燃性组合物的总重量；其中组合物显示当根据UL-94方案测试时在2.0毫米或更大厚度的5VA阻燃性。
在本文中公开的是制造阻燃性组合物的方法，包括将50wt％至90wt％的聚碳酸酯组合物、0.5wt％至10wt％的硅油以及1wt％至20wt％的磷腈化合物共混以及挤出组合物；其中聚碳酸酯组合物包含聚硅氧烷-碳酸酯共聚物；其中所有的重量百分比是基于阻燃性组合物的总重量；其中组合物显示当根据UL-94方案测试时在2.0毫米或更大厚度的5VA阻燃性。
具体实施方式
在本文中公开了一种阻燃性组合物，其显示刚度和延性以及使得它容易加工的低熔融粘度的适当组合。在一个实施方式中，阻燃性组合物包含聚碳酸酯组合物；其中聚碳酸酯组合物包含消费后回收的聚碳酸酯和聚硅氧烷-碳酸酯共聚物；和磷腈化合物。该聚碳酸酯组合物还可包含衍生自二羟基化合物诸如3,3-双(4-羟基苯基)-2-苯基异吲哚啉-1-酮、1,1-双(4-羟基苯基)-1-苯基-乙烷)或1,1-双((4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷)的高热共聚碳酸酯。
在本文中还公开了一种制造阻燃性组合物的方法，包含将聚碳酸酯组合物和磷腈化合物共混；其中聚碳酸酯组合物包含消费后回收的聚碳酸酯和聚硅氧烷-碳酸酯共聚物。
在另一个实施方式中，阻燃性组合物包含50wt％至90wt％的聚碳酸酯组合物、0.5wt％至10wt％的硅油以及1wt％至20wt％的磷腈化合物；其中聚碳酸酯组合物包含聚硅氧烷-碳酸酯共聚物；其中所有的重量百分比是基于阻燃性组合物的总重量。阻燃性组合物显示当根据UL-94方案测试时在2.0毫米或更大厚度的5VA阻燃性。
制造阻燃性组合物的方法包括将聚碳酸酯组合物、硅油和磷腈化合物共混；以及挤出并且模制阻燃性组合物。
术语“聚碳酸酯组合物”、“聚碳酸酯”和“聚碳酸酯树脂”是指具有式(1)重复结构碳酸酯单元的组合物：
其中至少60％的R1基团的总数可包含芳族有机基团，并且其余量是脂族或脂环族或芳族基团。在式(1)的碳酸酯单元中的R1可以是C6-C36芳族基团，其中至少一个部分是芳族。每个R1可以是芳族有机基团，例如式(2)的基团：
-A1-Y1-A2   (2)
其中A1和A2的每个是单环二价芳基基团，并且Y1是具有将A1和A2分开的一个或两个原子的桥连基团。例如，一个原子可将A1和A2分开，其中这些基团的说明性实例是-O-、-S-、-S(O)-、-S(O2)-、-C(O)-、亚甲基、环己基-亚甲基、2-[2.2.1]-双环庚叉基、乙叉基、异丙叉基、新戊叉基、环己叉基、环十五烷叉基(cyclopentadecylidene)、环十二烷叉基和金刚烷叉基(adamantylidene)。Y1的桥连基团可以是烃基或饱和烃基，如亚甲基、环己叉基或异丙叉基。
聚碳酸酯可通过具有式HO-R1-OH的二羟基化合物制备，其中R1如上述对式(1)所定义的。式HO-R1-OH包括式(3)的双酚化合物：
HO-A1-Y1-A2-OH   (3)
其中Y1、A1和A2如上所述。例如，一个原子可将A1和A2分开。每个R1可包括通式(4)的双酚化合物：
其中Xa是连接两个羟基取代的芳族基团的桥连基团，其中桥连基团和每个C6亚芳基基团的羟基取代基彼此邻位、间位或对位(特别是对位)布置在C6亚芳基上。例如，桥接基团Xa可以是单键、--O--、--S--、--C(O)--或C1-18有机基团。C1-18有机桥连基团可以是环状的或无环的、芳族或非芳族的，并且可以进一步包含杂原子如卤素、氧、氮、硫、硅或磷。C1-18有机基团可以被设置为使得连接到其上的C6亚芳基基团每一个都连接到共有的烷叉基碳或连接到C1-18有机桥连基团的不同碳。Ra和Rb可各表示表卤素、C1-12烷基，或它们的组合。例如，Ra和Rb可以各自是C1-3烷基基团，尤其是相对于羟基基团间位设置到每个亚芳基基团上的甲基。标号(e)为0或1。数字p和q各自独立地是0到4的整数。应当理解的是，当p或q小于4时，任何可利用的碳价被氢填充。
Xa可以是取代或未取代的C3-18环烷叉基，式--C(Rc)(Rd)--的C1-25烷叉基，其中Rc和Rd各自独立地是氢、C1-12烷基、C1-12环烷基、C7-12芳烷基、C1-12杂烷基，或环状C7-12杂芳基烷基，或式--C(＝Re)--的基团，其中Re是二价C1-12烃基。这可包括亚甲基、环己基亚甲基、乙叉基、新戊叉基、异丙叉基、2-[2.2.1]-双环庚叉基、环己叉基、环戊叉基、环十二烷叉基和金刚烷叉基。其中Xa是取代的环烷叉基的具体实例是式(5)的环己叉基桥连的、烷基取代的双酚：
其中Ra'和Rb'各自独立地是C1-12烷基，Rg是C1-12烷基或卤素，r和s各自独立地是1至4，并且t为0至10。Ra'和Rb'可以被间位设置到环己叉基桥联基团。当包含合适数量的碳原子时，取代基Ra'、Rb'和Rg可以是直链、环状、双环、支链、饱和或不饱和的。例如，Rg可各自独立地为C1-4烷基、Rg为C1-4烷基，r和s各自为1，并且t是0至5。在另一个实例中，Ra'、Rb'和Rg可以各是甲基，r和s各自为1，并且t为0或3。环己叉基桥连的双酚可以是2摩尔邻-甲酚与1摩尔环己酮的反应产物。在另一个实例中，环己叉基桥连的双酚可以是2摩尔甲酚与1摩尔氢化异佛尔酮(例如1,1,3-三甲基-3-环己烷-5-酮)的反应产物。这种包含环己烷的双酚，例如2摩尔苯酚与1摩尔氢化异佛尔酮的反应产物，可用于制备具有高的玻璃化转变温度和高的热变形温度的聚碳酸酯聚合物。包含环己双酚的聚碳酸酯或包含具有其它双酚聚碳酸酯的前述中的至少一种的组合由Bayer Co.以商品名提供。
在实施方式中，Xa是C1-18亚烷基基团、C3-18亚环烷基团、稠合的C6-18亚环烷基基团，或式--B1—W—B2--的基团，其中B1和B2是相同的或不同的C1-6亚烷基，并且W是C3-12环烷叉基基团或C6-16亚芳基基团。
在另一个实施方式中，Xa可以是式(6)的取代的C3-18环烷叉基：
其中Rr、Rp、Rq和Rt独立地是氢、卤素、氧或C1-12有机基团；I为直接键、碳，或二价氧、硫或N(Z)-其中Z为氢、卤素、羟基、C1-12烷基、C1-12烷氧基、C6-12芳基或C1-12酰基；h是0至2，j是1或2，i是0或1的整数，并且k是0至3的整数，条件是Rr、Rp、Rq和Rt中的至少两个一起是稠合的脂环族环、芳族环、或杂芳族环。应当理解的是，在稠合环是芳族的情况下，在式(5)中所示的环将具有在其中环被稠合的连接处的不饱和碳-碳键。当i为0、h为0且k为1时，如式(5)中示出的环包含4个碳原子；当i为0、h为0且k为2时，所示的环包含5个碳原子，并且当i为0、h为0且k为3时，该环含有6个碳原子。在一个实例中，两个相邻的基团(例如，Rq和Rt一起)形成芳族基团，并且在另一个实施方式中，Rq和Rt一起形成一个芳族基团并且Rr和Rp一起形成第二芳族基团。当Rq和Rt一起形成芳族基团时，Rp可以是双键氧原子，即酮。
具有式HO-R1-OH的其它有用的二羟基化合物包括式(7)的芳族二羟基化合物：
其中，每个Rh独立地是卤素原子，C1-10烃基如C1-10烷基基团，卤素取代的C1-10烃基如卤素-取代的C1-10烷基基团，并且n是0到4。卤素通常是溴。
双酚类二羟基芳族化合物可包括如下：4,4'-二羟基联苯、1,6-二羟基萘、2,6-二羟基萘、双(4-羟基苯基)甲烷、双(4-羟基苯基)二苯基甲烷、双(4-羟基苯基)-1-萘基甲烷、1,2-双(4-羟基苯基)乙烷、1,1-双(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷、2-(4-羟基苯基)-2-(3-羟基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)苯基甲烷、2,2-双(4-羟基-3-溴苯基)丙烷、1,1-双(羟基苯基)环戊烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷、1,1-双(4-羟基苯基)异丁烯、1,1-双(4-羟基苯基)环十二烷、反式-2,3-双(4-羟基苯基)-2-丁烯、2,2-双(4-羟基苯基)金刚烷、α,α'-双(4-羟基苯基)甲苯、双(4-羟基苯基)乙腈、2,2-双(3-甲基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-乙基-4-羟基苯基)丙烷，2,2-双(3-正丙基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-异丙基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-仲丁基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-叔丁基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-环己基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-烯丙基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-甲氧基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基苯基)六氟丙烷、1,1-二氯-2,2-双(4-羟基苯基)乙烯、1,1-二溴-2,2-双(4-羟基苯基)乙烯、1,1-二氯-2,2-双(5-苯氧基-4-羟基苯基)乙烯、4,4'-二羟基二苯甲酮、3,3-双(4-羟基苯基)-2-丁酮、1,6-双(4-羟基苯基)-1,6-己二酮、乙二醇双(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基苯基)硫醚、双(4-羟基苯基)亚砜、双(4-羟基苯基)砜、9,9-双(4-羟基苯基)芴、2,7-二羟基芘、6,6'-二羟基-3,3,3',3'-四甲基螺(二)茚满(“螺二茚满双酚”)、3,3-双(4-羟基苯基)苯酞、2,6-二羟基二苯并-对-二噁英、2,6-二羟基噻蒽、2,7-二羟基噻噁(phenoxathin)、2,7-二羟基-9,10-二甲基吩嗪、3,6-二羟基二苯并呋喃、3,6-二羟基二苯并噻吩和2,7-二羟基咔唑等以及包含至少一种前述二羟基芳族化合物的组合。
由式(3)表示的双酚化合物的类型实例可以包括1,1-双(4-羟基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(下文为“双酚A”或“BPA”)、2,2-双(4-羟基苯基)丁烷、2,2-双(4-羟基苯基)辛烷、1,1-双(4-羟基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)正丁烷、2,2-双(4-羟基-1-甲基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷、3,3-双(4-羟基苯基)苯并[C]吡咯酮、2-苯基-3,3-双(4-羟基苯基)苯并[C]吡咯酮(“PBPP”)、9,9-双(4-羟基苯基)芴和1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷(“DMBPC”)。也可以使用包含至少一种前述二羟基芳族化合物的组合。
式(3)的二羟基化合物可以以如下式(8)的形式存在：
其中R3和R5各自独立地为卤素或C1-6烷基，R4是C1-6烷基、苯基、或以至多达5个卤素或C1-6烷基基团取代的苯基，并且c为0至4。在具体实施方式中，R4是C1-6烷基或苯基基团。在另一个实施方式中，R4是甲基或苯基基团。在另一个具体实施方式中，每个c为0。
式(3)的二羟基化合物可以是以下式(9)：
(也称为3,3-双(4-羟基苯基)-2-苯基异吲哚啉-1-酮(PPPBP))。
可替代地，式(3)的二羟基化合物可具有以下式(10)：
(也称为4,4'-(1-苯基乙烷-1,1-二基)双酚(双酚AP)或1,1-双(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷)。
可替代地，式(3)的二羟基化合物可具有以下式(11)：
这也被称为1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷，或4,4'-(3,3,5-三甲基环己烷-1,1-二基)双酚(双酚TMC)。当包含衍生自式(9)、(10)和(11)的聚碳酸酯的共聚碳酸酯在阻燃性组合物中使用时，基于该阻燃剂组合物的总重量，通常以2wt％至30wt％的量使用，尤其是3wt％至25wt％，并且更尤其是4wt％至20wt％。
包含聚碳酸酯单元的示例性共聚物可以衍生自双酚A。在一个实施方式中，聚碳酸酯组合物可包含聚酯-聚碳酸酯共聚物。共聚物的具体类型可以是聚酯碳酸酯，也称为聚酯-聚碳酸酯。如在本文中所用，这些术语(即，聚酯碳酸酯和聚酯-聚碳酸酯)是同义的。除了重复的上述式(1)的碳酸酯链单元，这种共聚物进一步包含式(12)的重复酯单元：
其中O-D-O是衍生自二羟基化合物的二价基团，并且D可以是例如，一个或多个包含烷基的C6-C20芳族基团，或一个或多个C6-C20芳族基团，C2-10亚烷基基团，C6-20脂环族基团，C6-20芳族基团或聚氧化亚烷基基团，其中亚烷基基团含有2至6个碳原子，尤其是2、3或4个碳原子。D可以是具有直链、支链或环状(包括多环)结构的C2-30亚烷基基团。O-D-O可以衍生自以上式(3)的芳族二羟基化合物。O-D-O可衍生自以上式(4)的芳族二羟基化合物。O-D-O可衍生自以上式(7)的芳族二羟基化合物。
在共聚物中酯单元与碳酸酯单元的摩尔比可以广泛变化，例如1:99至99:1，尤其为10:90至90:10，并且更尤其为25:75至75:25，取决于最终组合物的所需性质。
式(12)的T可以是衍生自二羧酸的二价基团，并且可以例如是C2-10亚烷基基团、C6-20脂环族基团、C6-20烷基芳族基团、C6-20芳族基团，或衍生自二羟基化合物或其化学等价物的C6至C36二价有机基团。在实施方式中，T是脂族基团。T可以衍生自C6-C20直链脂族α-ω(αΩ)二羧酸酯。
从其中式(12)的酯单元中T基团衍生的二元酸包括6至36个碳原子、可选地6至20个碳原子的脂族二羧酸。C6-C20直链脂族α-ω(αΩ)二羧酸酯可以衍生自己二酸、癸二酸、3,3-二甲基己二酸、3,3,6-三甲基癸二酸、3,3,5,5-四甲基癸二酸、壬二酸、十二烷二酸、二聚酸、环己烷二羧酸、二甲基环己烷二羧酸、降冰片烷二羧酸、金刚烷二羧酸、环己烯二羧酸、C14、C18和C20二元酸。
在实施方式中，可与双酚进行反应而形成聚酯的脂族α-ω-二羧酸包括己二酸、癸二酸或十二烷二酸。癸二酸是具有下述式(13)的二羧酸：
癸二酸具有202.25g/mol的分子量，1.209g/cm3(25℃)的密度和在100mm Hg的294.4℃的熔点。癸二酸可源自蓖麻油。
可用于制备聚酯单元的芳香族二羧酸的其它实例包括间苯二甲酸或对苯二甲酸、1,2-二(对羧基苯基)乙烷、4,4'-二羧基二苯基醚、4,4'-二苯甲酸，以及包含至少一种前述酸的组合。含有稠环的酸也可存在，诸如1,4-、1,5-或2,6-萘二羧酸。具体的二羧酸可以是对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二羧酸、环己烷二羧酸、癸二酸，或它们的组合。
也可使用二元酸的混合物。应当指出的是，虽然被称为二元酸，但是任何酯前体可以采用如酰卤，尤其是酰氯，和如二苯基的二元酸的二芳基酯，例如，癸二酸的二苯基酯。二元酸碳原子数不包括可被包括在酯前体部分例如二苯基中的任何碳原子。至少四个、五个或六个碳键将酸性基团分离，这是可取的。这可以减少不希望的和不想要的环状物质的形成。芳族二羧酸可结合饱和脂族α-ω-二羧酸使用来生产聚酯。在示例性实施方式中，间苯二甲酸或对苯二甲酸可以结合癸二酸使用来生产聚酯。
总体上，聚酯-聚碳酸酯的D可以是C2-9亚烷基基团，并且T是对亚苯基、间亚苯基、萘基、二价脂环族基团，或它们的组合。这类聚酯包括聚(对苯二甲酸亚烷基酯)。
聚酯-聚碳酸酯可以基于聚碳酸酯组合物的总重量，具有根据2重量％(wt％)至65wt％的ASTM-D-6866的生物含量(即，癸二酸含量)。在一个实施方式中，聚酯-聚碳酸酯可以具有至少2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％、55wt％、60wt％、或65wt％的组合物衍生自其的根据ASTM-D-6866的生物含量。聚酯-聚碳酸酯可以具有至少5wt％的聚碳酸酯组合物的根据ASTM-D-6866的生物含量。换句话说，该聚碳酸酯组合物可具有至少5wt％的癸二酸。
在一个实施方式中，两种聚碳酸酯共聚物可以在阻燃性组合物中使用。第一聚碳酸酯共聚物包括衍生自与聚碳酸酯共聚的癸二酸的聚酯。第一聚碳酸酯聚合物用苯酚或叔丁基苯酚封端。第二聚碳酸酯共聚物还包括从与聚碳酸酯共聚的癸二酸衍生的聚酯单元。第二聚碳酸酯共聚物用对-枯基苯酚(PCP)封端。第一聚碳酸酯具有比第二聚碳酸酯共聚物更低的分子量。
第一聚碳酸酯共聚物具有通过使用聚碳酸酯标准的凝胶渗透色谱法测定的15,000道尔顿至28,000道尔顿，尤其是17,000道尔顿到25,500道尔顿，尤其是19,000道尔顿至23,000道尔顿，并且更尤其是20,000道尔顿至22,000道尔顿的重均分子量。第一聚碳酸酯共聚物可包含3.0mol％至8.0mol％，尤其是4.0mol％至7.5mol％，并且更尤其是5.0mol％至6.5mol％，由癸二酸衍生的聚酯。
基于阻燃性组合物的总重量，第一聚碳酸酯共聚物以10wt％至60wt％，尤其是15wt％至58wt％，尤其是20wt％至55wt％，并且更尤其是23wt％至52wt％的量使用。在示例性实施方式中，基于阻燃性组合物的总重量，第一聚碳酸酯共聚物以35wt％至55wt％的量存在。
在实施方式中，第二聚碳酸酯共聚物用对-枯基苯酚封端，并且具有通过使用聚碳酸酯标准的凝胶渗透色谱法测定的30,000道尔顿至45,000道尔顿，尤其是32,000道尔顿至40,000道尔顿，尤其是34,000到39,000道尔顿，更尤其是35,000道尔顿至38,000道尔顿的重均分子量。第二聚碳酸酯共聚物可包含7mol％至12mol％，尤其是7.5mol％至10mol％，并且更尤其是8.0mol％至9.0mol％由癸二酸衍生的聚酯。
基于阻燃性组合物的总重量，第二聚碳酸酯共聚物以10wt％至35wt％，尤其是12wt％至60wt％，尤其是13wt％至58wt％，尤其是14wt％至57wt％，并且更尤其是15wt％至55wt％的量使用。
总体上，第一和第二聚碳酸酯共聚物可以含有1wt％至15wt％，尤其是2wt％至12wt％，尤其是3wt％至10wt％，尤其是4wt％至9wt％，并且更尤其为5wt％至8wt％由癸二酸衍生的聚酯。聚酯-聚碳酸酯共聚物可包含1.0wt％、2.0wt％、3.0wt％、4.0wt％、5.0wt％、6.0wt％、7.0wt％、8.0wt％、9.0wt％、10.0wt％、11.0wt％、12.0wt％、13.0wt％、14.0wt％以及15.0wt％由癸二酸衍生的聚酯。
在一种形式中，第一和第二聚碳酸酯共聚物是其中通过将癸二酸与双酚A反应得到的聚酯以及其中从双酚A与光气的反应获得的聚碳酸酯的聚酯-聚碳酸酯共聚物。含有聚酯-聚碳酸酯共聚物的第一和第二聚碳酸酯共聚物具有以下式(14)：
式(14)可以被设计为高流动延性(HFD)的聚酯-聚碳酸酯共聚物(HFD)。高流动延性共聚物具有从癸二酸衍生的低分子(LM)量的聚酯单元。在高流动延性共聚物中由癸二酸衍生的聚酯以6.0mol％至8.5mol％的量存在。在实施方式中，由癸二酸衍生的聚酯的重均分子量为21,000道尔顿至36,500道尔顿。在示例性实施方式中，高流动延性聚酯-聚碳酸酯共聚物可具有通过使用聚碳酸酯标准的凝胶渗透色谱法测定的21,500道尔顿的重均分子量平均值。对于高流动延性的聚酯-聚碳酸酯共聚物可取的是包含从癸二酸衍生的6.0mol％。
包含聚酯-聚碳酸酯共聚物的第一和第二聚碳酸酯共聚物有利地具有低水平的羧酸酐基团。酸酐基团中两个脂族二酸或化学等价物反应以形成酸酐键。在这种酸酐连接键中结合的羧酸基团的量应小于或等于在共聚物中羧酸含量的总量的10mol％。在其它实施方式中，酸酐含量应小于或等于在共聚物中5mol％的羧酸含量，并且在其它实施方式中，在共聚物中的羧酸含量应小于或等于2mol％。
低水平的酸酐基团可以通过最初在低的pH值(4-6)处进行二羧酸、双酚和光气的界面聚合反应来实现，以得到在聚合物中二元酸的高并入，并且然后在一部分单体已并入增长的聚合物链中，转换到高的pH值(10至11)以将任何酸酐基团转换成酯连接键。酐连接键可以通过许多方法诸如，例如示出与羰基基团邻近的氢信号的质子NMR分析来测定。在实施方式中，第一和第二聚碳酸酯共聚物具有低量的酐键，诸如例如，小于或等于5mol％，尤其是小于或等于3mol％，并且更尤其是小于或等于2mol％，如通过质子NMR分析所测定。在聚酯-聚碳酸酯共聚物中低量的酐连接键有助于在共聚物中优异的熔体稳定性以及其它所需的性能。
可与聚碳酸酯共聚的有用聚酯可包括芳族聚酯、包括聚(亚烷基芳基化物)的聚(亚烷基酯)，和聚(亚环烷基二酯)。芳族聚酯可具有根据式(12)的聚酯结构，其中D和T各自为如上文所述的芳族基团。在一个实施方式中，有用的芳族聚酯可包括例如聚(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚)酯、聚(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-双酚A)酯、聚[(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚)酯-共聚-(异邻苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-双酚A)]酯，或者包含至少一种这些的组合。还可以设想的是基于由脂肪族二元酸和/或脂族多元醇衍生以制备共聚酯的单元的聚酯总重量，具有少量例如0.5wt％至10wt％的芳族聚酯。聚(亚烷基芳基化物)可具有根据式(12)的聚酯结构，其中T包含由芳族二羧酸酯、脂环族二羧酸，或其衍生物衍生的基团。尤其有用的T基团的实例包括1,2，1,3-和1,4-亚苯基；1,4-和1,5-萘基；顺式或反式-1,4-亚环己基等。具体地，其中T是1,4-亚苯基、聚(亚烷基芳基化物)是聚(亚烷基对苯二甲酸酯)。此外，对于聚(亚烷基芳基化物)，尤其有用的亚烷基基团D包括，例如，亚乙基、1,4-亚丁基，和双-(亚烷基-二取代的环己烷)，包括顺式-和/或反式-1,4-(亚环己基)-二亚甲基。聚(亚烷基对苯二甲酸酯)的实例包括聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、聚(1,4-对苯二甲酸丁二醇酯)(PBT)和聚(对苯二甲酸丙二醇酯)(PPT)。也有用的是聚(亚烷基萘甲酸酯)，如聚(乙烯萘二甲酸酯)(PEN)和聚(丁烯萘二甲酸酯)(PBN)。尤其专门有用的聚(亚环烷基二酯)是聚(环己烷二亚甲基对苯二甲酸酯)(PCT)。包含至少一种前述聚酯的组合也可以使用。
包含亚烷基对苯二甲酸酯重复酯单元与其它酯基团的共聚物也可以是有用的。尤其有用的酯单元可包括不同的亚烷基对苯二甲酸酯单元，其可在聚合物链中作为单独的单元存在，或作为聚(亚烷基对苯二甲酸酯)的嵌段。这类共聚物包括聚(环己烷二亚甲基对苯二甲酸酯)-共聚-聚(对苯二甲酸亚乙酯)，缩写为PETG，其中聚合物包括大于或等于50mol％的聚(对苯二甲酸亚乙酯)，并且缩写为PCTG，其中该聚合物包括超过50mol％的聚(1,4-环己烷二亚甲基对苯二甲酸酯)。
聚(亚环烷基二酯)也是可以包括聚(亚烷基环己烷二羧酸酯)。在这些中，具体的实例是聚(1,4-环己烷二甲醇-1,4-环己烷二羧酸酯)(PCCD)，具有式(14a)的重复单元
其中，如使用式(12)所述的，D是从1,4-环己烷二甲醇衍生的1,4-环己烷二亚甲基基团，而T是从环己烷二羧酸酯或其化学等价物衍生的环己烷环，并且可包括顺式异构体、反式异构体，或包含至少一种前述异构体的组合。
聚碳酸酯和聚酯可以以1:99至99:1，尤其是10:90至90:10，更尤其是30:70至70:30的重量比，这取决于所需的功能和性能。
对于这种聚酯和聚碳酸酯的共混物可取的是根据ASTM D1238-04在300℃和1.2千克载荷测量的具有5cc/10min至150cc/10min，尤其是7cc/10min至125cc/10min，更尤其是9cc/10min至110cc/10min，并且还更尤其是10cc/10min至100cc/10min的MVR。
在示例性实施方式中，聚碳酸酯组合物包含共聚酯碳酸酯，其包含聚(1,4-环己烷-二甲醇-1,4-环己烷二羧酸酯)(PCCD)。基于阻燃性组合物的总重量，共聚酯碳酸酯以量为5wt％至25wt％，尤其是6wt％至15wt％，并且更尤其是7wt％至12wt％存在。
聚碳酸酯可通过例如界面聚合和熔融聚合的工艺来制造。具有高玻璃化转变温度的共聚碳酸酯通常使用界面聚合制造。虽然用于界面聚合的反应条件可以变化，但是示例性方法通常包括在含水苛性钠或苛性钾中溶解或分散二元酚反应物，将所得混合物加入到水不混溶的溶剂介质中，并在催化剂如三乙胺或相转移催化剂存在下，在控制的pH条件下，例如8至10，将反应物与碳酸酯前体接触。最常见使用的水不混溶的溶剂包括二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯苯、甲苯等。
示例性的碳酸酯前体可以包括，例如，碳酰卤如碳酰溴或碳酰氯，或卤代甲酸酯，如二元酚的二卤代甲酸酯(如双酚A的二氯甲酸酯、氢醌等)或二醇(例如乙二醇、新戊二醇、聚乙二醇等的二卤甲酸酯)。也可以使用包含碳酸酯前体的至少一种上述类型的组合。例如，形成碳酸酯连接键的界面聚合反应使用光气作为碳酸酯前体，并且被称之为光气化反应。
在可使用的叔胺之间是脂族叔胺，如三乙胺、三丁胺，脂环族胺，例如N,N-二乙基环己胺，和芳族叔胺，如N,N-二甲基苯胺。
在可以使用的相转移催化剂之间是式(R3)4Q+X的催化剂，其中每个R3相同的或不同，并且是C1-10烷基基团；Q是氮或磷原子；并且X是卤原子或C1-8烷氧基基团或C6-18芳氧基基团。示例性的相转移催化剂包括，例如，[CH3(CH2)3]4NX、[CH3(CH2)3]4PX、[CH3(CH2)5]4NX、[CH3(CH2)6]4NX、[CH3(CH2)4]4NX、CH3[CH3(CH2)3]3NX和CH3[CH3(CH2)2]3NX，其中X为Cl-、Br-、C1-8烷氧基或C6-18芳氧基基团。基于在光气化混合物中双酚的重量，相转移催化剂的有效量可以是0.1wt％至10wt％。例如，基于在光气化混合物中双酚的重量，相转移催化剂的有效量可以是0.5wt％至2wt％。
可替代地，熔融过程可以用于制造聚碳酸酯。熔融聚合可作为间歇法或连续法进行。在任一情况下，使用的熔融聚合条件可以包含两个或更多不同的反应阶段，例如，在第一反应阶段，其中起始的二羟基芳族化合物和碳酸二芳酯被转化成低聚的聚碳酸酯，以及第二反应阶段，其中在第一反应阶段形成的低聚的聚碳酸酯转化为高分子量聚碳酸酯。这样的“分级”聚合反应条件特别适合于在连续聚合***中使用，其中起始单体在第一反应容器中低聚，并且在其中形成的低聚聚碳酸酯连续地传送到一个或多个下游的反应器，其中低聚的聚碳酸酯转化成高分子量的聚碳酸酯。通常，在低聚反应阶段中，产生的低聚聚碳酸酯具有约1000道尔顿至约7500道尔顿的数均分子量。在一个或多个后续的聚合阶段中，聚碳酸酯的数均分子量(Mn)增加到在约8,000道尔顿到约25,000道尔顿之间(使用聚碳酸酯标准)。
术语“熔融聚合条件”应理解为是指所需的那些条件，以在酯交换催化剂的存在下，在二羟基芳族化合物和碳酸二芳酯之间进行反应。通常，溶剂在过程中没有使用，并且反应物二羟基芳族化合物和碳酸二芳酯处于熔融状态。反应温度可以是约100℃至约350℃，尤其约180℃至约310℃。压力可以是大气压、超大气压或是在反应初始阶段中从大气压至约15托的压力范围，以及在稍后阶段的减压，例如约0.2托至约15托。反应时间通常为约0.1小时至约10小时。
碳酸二芳基酯可以是碳酸二苯酯，或具有芳基基团上的吸电子取代基的活化碳酸二苯基酯，如双(4-硝基苯基)碳酸酯、双(2-氯苯基)碳酸酯、双(4-氯苯基)碳酸酯、双(甲基水杨基)碳酸酯、双(4-甲基羧基苯基)碳酸酯、双(2-乙酰基苯基)羧酸酯、双(4-乙酰基苯基)羧酸酯，或者包含至少一种前述物质的组合。
在聚碳酸酯的熔融聚合中使用的催化剂可包括α或β催化剂。β催化剂通常在高温可挥发和降解。因此，β催化剂在早期的低温聚合阶段优选使用。α催化剂通常更加热稳定并且比β催化剂不易挥发。
α催化剂可包含碱金属或碱土金属离子的源。这些离子的源包括碱金属氢氧化物，如氢氧化锂、氢氧化钠和氢氧化钾，以及碱土金属氢氧化物如氢氧化镁和氢氧化钙。碱金属和碱土金属离子的其它可能的源包括羧酸的相应盐(如乙酸钠)和乙二胺四乙酸(EDTA)的衍生物(如EDTA四钠盐和EDTA镁二钠盐)。其它α酯交换催化剂包括非挥发性无机酸的碱金属或碱土金属盐如NaH2PO3、NaH2PO4、Na2HPO3、KH2PO4、CsH2PO4、Cs2HPO4等，或磷酸的混合盐，如NaKHPO4、CsNaHPO4、CsKHPO4等。可以使用包含至少一种任何上述催化剂的组合。
可能的β催化剂可包含季铵化合物、季磷化合物，或包含至少一种前述物质的组合。季铵化合物可以是结构(R4)4N+X-的化合物，其中每个R4是相同的或不同的，并且是C1-20烷基、C4-20环烷基或C4-20芳基基团；并且X-是有机或无机阴离子，例如，氢氧化物、卤化物、羧酸根、磺酸根、硫酸根、甲酸根、碳酸根，或碳酸氢根。有机季铵化合物的实例包括四甲基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、四甲基铵乙酸盐、四甲基铵甲酸盐、四丁基铵乙酸盐，以及包含至少一种前述物质的组合。通常使用四甲基氢氧化铵。季磷化合物可以是结构(R5)4P+X-的化合物，其中每个R5是相同的或不同的，并且是C1-20烷基、C4-20环烷基或C4-20芳基基团；并且X-是有机或无机阴离子，例如，氢氧化物、卤化物、羧酸根、磺酸根、硫酸根、甲酸根、碳酸根，或碳酸氢根。其中X-是多价阴离子如碳酸根或硫酸根，可以理解的是，在季铵和季磷结构中的正电荷和负电荷适当地平衡。例如，其中R20至R23各自是甲基基团并且X-是碳酸根，应当理解的是，X-表示2(CO3 -2)。有机季磷化合物的实例包括四甲基氢氧化磷、四甲基乙酸磷、四甲基甲酸磷、四丁基氢氧化磷、四丁基乙酸磷(TBPA)、四苯基乙酸磷、四苯基苯酚磷，以及包含至少一种前述物质的组合。通常使用TBPA。
使用的α和β催化剂的量可以基于聚合反应中所用的二羟基化合物的总摩尔数。当提及β催化剂例如磷盐的比例，对于在聚合反应中使用的全部二羟基化合物，方便的是指每摩尔二羟基化合物的磷盐的摩尔数，表示磷盐的摩尔数除以存在于反应混合物中各单独的二羟基化合物摩尔数的加和。α催化剂可以以足够提供每摩尔所使用的二羟基化合物的1x 10-2至1x 10-8摩尔，尤其是1x 10-4至1x 10-7摩尔金属的量使用。β催化剂(例如，有机铵或磷盐)的量可以是反应混合物中每总摩尔二羟基化合物的1x10-2至1x 10-5，尤其为1x 10-3至1x 10-4。
所有类型的聚碳酸酯端基在高和低的玻璃化转变温度的聚碳酸酯中设想是有用的，只要这种端基不显著不利地影响组合物的所需性质。封端剂(也称为止链剂(链终止剂，chain-stopper))可以用来限制分子量增长速率，并因此控制第一和/或第二聚碳酸酯的分子量。示例性的止链剂包括某些单酚化合物(即，具有单个游离羟基基团的苯基化合物)、一元羧酸氯化物，和/或单氯甲酸酯。酚止链剂是由苯酚和C1-C22烷基取代的酚如对枯基苯酚、间苯二酚单苯甲酸酯，及对-和叔-丁基苯酚、甲酚，和如对甲氧基苯酚的二酚的单醚举例说明。烷基取代的酚与具有8至9个碳原子的支链烷基取代基可特别提及。在实施方式中，共聚物中的至少一种以对-枯基苯酚(PCP)封端。
从单体比率的选择、不完全聚合、断链等，以及任何添加的封端基团，端基可从羰基源(即碳酸二芳基酯)衍生，并且可以包括可衍生的官能基团如羟基基团、羧酸基团等。在实施方式中，聚碳酸酯的端基可以包含从碳酸二芳酯衍生的结构单元，其中结构单元可以是端基。在进一步的实施方式中，端基是由活化的碳酸酯衍生。这种端基可从适当取代的活化碳酸酯的烷基酯与聚碳酸酯聚合物链末端的羟基基团的酯交换反应获得，该反应在其中羟基基团与来自活化的碳酸酯的酯羰基(而不是与活化的碳酸酯的碳酸酯羰基)反应的条件下进行。以这种方式，衍生自包含酯的化合物的结构单元或衍生自活化碳酸酯并且以熔融聚合反应存在的子结构可形成酯端基。在实施方式中，从水杨酸酯衍生的酯端基可以是BMSC的残基或其它取代或未取代的双(烷基水杨基)碳酸酯，如双(乙基水杨基)碳酸酯、双(丙基水杨基)碳酸酯、二(苯基水杨基)碳酸酯、双(苄基水杨基)碳酸酯等。在具体实施方式中，其中BMSC用作活化羰基源，端基衍生自BMSC并且是BMSC的残基，并且是衍生自水杨酸酯的酯端基，具有式(15)的结构：
使用活化的芳族碳酸酯，用于聚合反应的反应物可以以固体形式或熔融的形式加入到反应器中。反应物初始加入反应器中以及在用于聚合反应的反应条件下的这些材料的随后混合可在例如在氮气氛的惰性气体气氛中进行。一种或多种反应物的装料也可以在聚合反应的稍后阶段进行。反应混合物的混合通过搅动或其它形式的搅拌来完成。反应条件包括时间、温度、压力和影响反应物聚合的其它因素。在实施方式中，相对于单体单元化合物的总摩尔数，活化的芳族碳酸酯以0.8至1.3的摩尔比加入，并且更尤其为0.9至1.3，以及所有存在其间的子范围。在具体的实施方式中，活化的芳族碳酸酯与单体单元化合物的摩尔比为1.013至1.29，尤其是1.015至1.028。在另一个具体实施方式中，活化的芳族碳酸酯是BMSC。
支链聚碳酸酯嵌段可通过在聚合期间加入支化剂来制备。这些支化剂包括含有选自羟基、羧基、羧酸酐、卤代甲酰基和前述官能团的混合物中的至少三个官能团的多官能有机化合物。具体实例包括偏苯三甲酸、偏苯三甲酸酐、三酚TC(1,3,5-三((对羟基苯基)异丙基)苯)，三酚PA(4(4(1,1-双(对羟基苯基)-乙基)α,α-二甲基苄基)苯酚)、4-氯甲酰基邻苯二甲酸酐、均苯三甲酸，及二苯甲酮四羧酸。可以使用包含直链聚碳酸酯和支化(支链，branched)聚碳酸酯的组合。
在一些实施方式中，特定类型的支化剂用来产生支化聚碳酸酯的材料。这些支化的聚碳酸酯材料具有统计学上超过两个的端基。支化剂以足以实现所需的支化含量的量(相对于双酚单体)加入，也就是说超过两个的端基。在加入支化剂后，聚合物的分子量可以变得非常高，并且为避免在聚合过程中过量的粘度，相对于当特定的支化剂不存在时所用的量，可以使用止链剂的增加量。与双酚单体相比较，所使用的止链剂的量通常高于5mol％并且低于20mol％。
这种支化剂包括芳族三酰基卤，例如式(16)的三酰基氯化物
其中Z是卤素、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C7-12芳基亚烷基、C7-12烷基亚芳基或硝基，且z为0至3；式(17)的三取代的苯酚
其中，T是C1-20烷基、C1-20亚烷氧基(烯氧基，alkyleneoxy)、C7-12芳基烷基或C7-12烷基芳基，Y是卤素、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C7-12芳烷基、C7-12烷基芳基或硝基，s是0至4；或式(18)的(靛红-双酚)化合物。
在组合物中特别有效的具体支化剂的实例包括偏苯三酰氯(TMTC)、三-对-氢氧苯基乙烷(THPE)，和靛红-双酚。
在聚合物的制造中使用支化剂的量将取决于多种考虑因素，例如R1基团的类型，止链剂例如氰基酚的量，以及聚碳酸酯的所需分子量。在一般情况下，支化剂的量有效地提供约每100R1单元的0.1至10的支化单元，尤其约每100R1单元0.5至8的支化单元，并且更尤其每100R1单元约0.75到5支化单元。对于具有式(16)的支化剂，支化剂三酯基团以每100R1单元的约0.1至10支化单元的量存在，尤其每100R1单元约0.5至8的支化单元，并且更尤其每100R1单元约0.75至5支化剂三酯单元。对于具有式(17)或(18)的支化剂，所形成的支化剂三苯基碳酸酯基团以每100R1单元约0.1至10支化单元的量存在，尤其每100R1单元约0.5至8的支化单元，并更尤其每100R1单元约0.75至5的三苯基碳酸酯单元。在一些实施方式中，可以使用两种或更多种支化剂的组合。可替代地，支化剂可以以约0.05wt％至约2.0wt％的水平添加。
在实施方式中，聚碳酸酯是支化的聚碳酸酯，包括如上所述的单元；基于聚碳酸酯的总摩尔数，大于或等于3mol％的衍生自支化剂的部分；以及衍生自具有约8.3至约11的pKa的封端剂的封端基团。支化剂可以包含偏苯三酰氯、1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷或偏苯三酰氯和1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷的组合，并且封端剂是苯酚或含氰基基团、脂族基团、烯基、芳基、卤素、酯基、醚基或包含至少一种前述各项的组合的取代基的酚。在具体实施方式中，封端剂是苯酚、对-叔丁基苯酚、对甲氧基苯酚、对-氰基苯酚、对-枯基苯酚，或包含至少一种前述物质的组合。
如上所述，聚碳酸酯组合物可包括直链聚碳酸酯、支链聚碳酸酯，或者直链和支链聚碳酸酯的混合物。当聚碳酸酯组合物包括直链和支链聚碳酸酯的混合物时，基于聚碳酸酯组合物的总重量，该支链聚碳酸酯以5wt％至95wt％的量存在，尤其是10wt％至25wt％，更尤其12wt％至20wt％。基于聚碳酸酯组合物的总重量，直链聚碳酸酯以5wt％至95wt％的量存在，尤其是20wt％至60wt％，并且更尤其25wt％至55wt％。
在一个实施方式中，聚碳酸酯组合物包括从先前制造的包含聚碳酸酯的物品(例如，饮料瓶、水瓶等)得到的消费后回收(PCR)的聚碳酸酯。PCR材料有时包含聚酯，其降低了阻燃特性。基于PCR聚碳酸酯的总重量，在PCR聚碳酸酯中存在的聚酯通常以0.05wt％至1wt％的量存在，尤其是0.1wt％至0.25wt％。当PCR聚碳酸酯在阻燃性组合物中使用时，基于该阻燃剂组合物的总重量，其以20wt％至60wt％的量存在，尤其是40wt％至55wt％。
基于该阻燃剂组合物的总重量，聚碳酸酯以20wt％至90wt％的量存在，尤其是30wt％至85wt％，更尤其40wt％至80wt％。
聚碳酸酯组合物可进一步包括聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物，也称为聚硅氧烷-碳酸酯共聚物。共聚物的聚二有机硅氧烷(在此也称为“聚硅氧烷”)嵌段包括重复的如式(19)中的二有机硅氧烷单元
其中每个R独立地为C1-13一价有机基团。例如，R可以为C1-C13烷基、C1-C13烷氧基、C2-C13烯基、C2-C13烯氧基、C3-C6环烷基、C3-C6环烷氧基、C6-C14芳基、C6-C10芳氧基、C7-C13芳烷基、C7-C13芳烷氧基、C7-C13烷芳基，或C7-C13烷基芳氧基。上述基团可用氟、氯、溴或碘，或它们的组合完全或部分卤代。前述R基团的组合，可以在同一共聚物中使用。
在式(19)中E值可以广泛变化，这取决于在阻燃性组合物中各组分的类型和相对量、组合物的期望性质等考虑因素。通常，E具有2至1000的平均值，尤其为3至500，更尤其为5至100。在实施方式中，E具有10至75的平均值，并且在另一个实施方式中，E具有40至60的平均值。其中E是较低的值，例如小于40，则可以期望使用相对较大量的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。相反，其中E是一个较大的值，例如大于40，则相对较低量的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物可被使用。
第一和第二(或更多)聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的组合可以使用，其中第一共聚物的E平均值小于第二共聚物的E平均值。
在实施方式中，聚硅氧烷嵌段是式(20)
其中E如上定义；每个R可以相同或不同，并如上所定义；并且Ar可以相同或不同，并且是取代或未取代的C6-C30亚芳基，其中键直接连接到芳族部分。在式(20)中的Ar基团可以从C6-C30二羟基亚芳基化合物例如式(4)或(6)中的二羟基亚芳基化合物衍生。示例性的二羟基亚芳基化合物是1,1-双(4-羟基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丁烷、2,2-双(4-羟基苯基)辛烷、1,1-双(4-羟基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)正丁烷、2,2-双(4-羟基-1-甲基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、双(4-羟基苯基硫醚)，和1,1-双(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷。包含至少一种前述二羟基化合物的组合也可使用。
在另一个实施方式中，聚硅氧烷嵌段是式(21)
其中R和E如上所述，且每个R5独立地为二价的C1-C30有机基团，并且其中聚合的聚硅氧烷单元是其相应的二羟基化合物的反应残基。在具体实施方式中，聚硅氧烷嵌段是式(22)：
其中R和E如上定义。在式(22)中的R6是二价的C2-C8脂族基团。在式(22)中的每个M可以是相同的或不同的，并且可以是卤素、氰基、硝基、C1-C8烷基硫基、C1-C8烷基、C1-C8烷氧基、C2-C8烯基、C2-C8烯基氧基团、C3-C8环烷基、C3-C8环烷氧基、C6-C10芳基、C6-C10芳氧基、C7-C12芳烷基、C7-C12芳烷氧基、C7-C12烷芳基，或C7-C12烷基芳氧基，其中每个n独立地为0、1、2、3或4。
在实施方式中，M为溴或氯，烷基如甲基、乙基或丙基，烷氧基如甲氧基、乙氧基或丙氧基，或者芳基如苯基、氯苯基或甲苯基；R6是二亚甲基、三亚甲基或四亚甲基；并且R是C1-8烷基，卤代烷基如三氟丙基、氰基烷基，或者芳基如苯基、氯苯基或甲苯基。在另一个实施方式中，R为甲基，或者甲基和三氟丙基的组合，或甲基和苯基的组合。在另一个实施方式中，M为甲氧基，n是1，R6是二价C1-C3脂族基团，R为甲基。
具体的聚二有机硅氧烷嵌段是式
或包含至少一种前述物质的组合，其中E具有为2至200、2至125、5至125、5至100、5至50、20至80或5至20的平均值。
在实施方式中，式(19)的锁可从相应的二羟基聚硅氧烷(23)衍生
其中，R、E、M、R6和n如上所述。这种二羟基聚硅氧烷可通过进行在式(24)硅氧烷氢化物和脂肪族不饱和一元酚之间的铂催化的加成来制备
其中R和E如前面所定义。示例性的脂肪族不饱和一元酚包括丁子香酚、2-烷基苯酚、4-烯丙基-2-甲基苯酚、4-烯丙基-2-苯基苯酚、4-烯丙基-2-溴苯酚、4-烯丙基-2-叔丁氧基苯酚、4-苯基-2-苯基苯酚、2-甲基-4-丙基苯酚、2-烯丙基-4,6-二甲基苯酚、2-烯丙基-4-溴-6-甲基苯酚、2-烯丙基-6-甲氧基-4-甲基苯酚和2-烯丙基-4,6-二甲基苯酚。也可以使用包含至少一种前述物质的组合。
该聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物可以包括50wt％至99wt％的碳酸酯单元和1wt％至50wt％的硅氧烷单元。在此范围内，聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物可以包括70wt％至98wt％，更尤其75wt％至97wt％的碳酸酯单元，以及和2wt％至30wt％，更尤其3wt％至25wt％的硅氧烷单元。在示例性实施方式中，聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物以对-枯基苯酚封端。
在实施方式中，示例性的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物是具有下面式(25)所示结构的嵌段共聚物：
其中聚硅氧烷嵌段以丁子香酚封端，其中x是1至100，尤其是5至85，尤其是10至70，尤其是15至65，并且更尤其是40至60。在实施方式中，y为1至90，并且z是1到600。聚硅氧烷嵌段可以在聚碳酸酯嵌段之间随机分布或控制分布。在实施方式中，x是30至50，y为10至30，并且z是450到600。
当聚硅氧烷聚碳酸酯共聚物包括丁子香酚封端的聚硅氧烷，阻燃性组合物包括5wt％至85wt％的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物。基于聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的总重量，聚硅氧烷的含量为1wt％至25wt％，尤其是1wt％至16wt％，尤其是2wt％至14wt％，并且更尤其是3wt％至6wt％。在实施方式中，聚硅氧烷嵌段的重均分子量是使用凝胶渗透色谱法以双酚A聚碳酸酯绝对分子量标准的25,000到30,000道尔顿。在示例性实施方式中，基于聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的总重量，聚硅氧烷含量为15wt％至25wt％。
在实施方式中，基于聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的总重量，聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物包含10wt％或更少，尤其为6wt％或更少，并且更尤其为4wt％或更少的聚硅氧烷。含有10wt％或更少的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物一般光学透明的，并且有时被称为可从SABIC商购的EXL-T。
在另一个实施方式中，基于聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的总重量，聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物包含10wt％或更多，尤其是12wt％或更多，并且更尤其是14wt％或更多的聚硅氧烷。含有10wt％或更多聚硅氧烷的聚硅氧烷-碳酸酯共聚物通常是不透光的，并且有时被称为可从SABIC商购的EXL-P。
聚硅氧烷聚碳酸酯共聚物可具有通过凝胶渗透色谱法使用交联的苯乙烯-二乙烯基苯柱，在1毫克每毫升的样品浓度，并且以聚碳酸酯标准校准所测定的2,000道尔顿至100,000道尔顿，尤其5,000道尔顿至50,000道尔顿的重均分子量。在实施方式中，聚硅氧烷聚碳酸酯共聚物可具有通过凝胶渗透色谱法使用交联的苯乙烯-二乙烯基苯柱，在1毫克每毫升的样品浓度并且以聚碳酸酯标准校准所测定的大于或等于30,000道尔顿，尤其大于或等于31,000道尔顿，并且更尤其大于或等于32,000道尔顿的重均分子量。
聚硅氧烷聚碳酸酯共聚物可具有在300℃/1.2kg测量的1至50立方厘米每10分钟(cc/10min)，尤其是2cc/10min至30cc/10min的熔体体积流动速率。不同流动性的聚硅氧烷聚碳酸酯共聚物的混合物可以用于实现总体所需的流动性能。
当聚碳酸酯组合物包含不透明的聚硅氧烷-碳酸酯共聚物时，基于阻燃性组合物的总重量，通常以5wt％至27wt％，10wt％至25wt％，并且更尤其12wt％至22wt％的量使用。
阻燃性组合物可以可选地包含抗冲改性剂。合适的抗冲改性剂一般是从烯烃、单乙烯基芳族单体、丙烯酸和甲基丙烯酸以及它们的酯衍生物以及共轭二烯衍生的高分子量弹性材料。由共轭二烯形成的聚合物可以被完全或部分氢化。该弹性体材料可以是均聚物或共聚物的形式，包括无规、嵌段、星形嵌段、接枝和核-壳共聚物。可以使用抗冲改性剂的组合。
具体类型的抗冲改性剂是弹性体改性的接枝共聚物，包含(i)弹性体(即橡胶状)聚合物基体，其具有低于10℃，更尤其低于-10℃或更尤其-40℃至-80℃的Tg，以及(ii)接枝到弹性聚合物基体的刚性聚合物壳。适合用作弹性体相的材料包括例如共轭二烯橡胶，例如聚丁二烯和聚异戊二烯；共轭二烯与小于50wt％的可共聚单体的共聚物，例如单乙烯基化合物如苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸正丁酯，或丙烯酸乙酯；烯烃橡胶如乙烯丙烯共聚物(EPR)或乙烯-丙烯-二烯单体橡胶(EPDM)；乙烯-乙酸乙烯酯橡胶；硅橡胶；弹性体C1-8烷基(甲基)丙烯酸酯；C1-8烷基(甲基)丙烯酸酯与丁二烯和/或苯乙烯的弹性共聚物；或包含至少一种前述弹性体的组合。适合用作刚性相的材料包括，例如，单乙烯基芳族单体如苯乙烯和α-甲基苯乙烯，和单乙烯基单体如丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸，以及丙烯酸和甲基丙烯酸的C1-C6酯，尤其是甲基丙烯酸甲酯。
具体示例性的弹性体-改性的接枝共聚物包括由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、丙烯腈-乙烯-丙烯-二烯-苯乙烯(AES)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)和苯乙烯-丙烯腈(SAN)制成的那些。
基于在阻燃性组合物中的聚合物总重量，抗冲改性剂通常以1wt％至30wt％，尤其是3wt％至20wt％。基于阻燃性组合物的总重量，示例性的抗冲改性剂包含2wt％至15wt％，尤其是3wt％至12wt％的量的丙烯酸聚合物。
阻燃性组合物还可以包含无机填料。在实施方式中，矿物填料用作增效剂。增效剂有助于促使当加入到阻燃性组合物时在阻燃性性质上相对于包含全部相同量的相同成分(除了增效剂)的比较聚碳酸酯组合物的改善。矿物填料的实例是云母、滑石、碳酸钙、白云石、硅灰石、硫酸钡、二氧化硅、高岭土、长石、重晶石等，或包括至少一种前述无机填料的组合。矿物填料可具有0.1微米至20微米，尤其为0.5微米至10微米，并且更尤其为1微米至3微米的平均粒径。示例性的矿物填料是具有1微米至3微米平均粒径的滑石。
基于阻燃性组合物的总重量，该矿物填料以0.1wt％至20wt％，尤其为0.5wt％至15wt％，并且更尤其为1wt％至5wt％的量存在。
阻燃性组合物还可以可选地含有添加剂，如抗氧化剂、抗臭氧剂、稳定剂、热稳定剂、脱模剂、染料、着色剂、颜料、流动改性剂等，或包含至少一种前述添加剂的组合。
如上所述，阻燃性组合物包含阻燃剂。阻燃剂是磷腈化合物。在实施方式中，阻燃剂是苯氧基磷腈低聚物。
在阻燃性组合物中所用的磷腈化合物是在分子中具有-P═N-键的有机化合物。在实施方式中，磷腈化合物包含选自由以下各项组成的组的化合物的至少一种物质：由下面式(26)表示的环状苯氧基磷腈；由下面式(27)表示的链状苯氧基磷腈；以及通过将选自下式(26)和(27)表示的那些的苯氧基磷腈的至少一种物质与由下式(28)所表示的交联基团交联所得到的交联苯氧基磷腈化合物：
其中在式(26)中，m表示3至25的整数，R1和R2相同或不同，并且独立地为氢、羟基、C7-30芳基、C1-12烷氧基或C1-12烷基。
由下面式(27)表示的链状苯氧基磷腈：
其中在式(27)中，X1表示—N═P(OPh)3基团或—N═P(O)OPh基团，Y1表示—P(OPh)4基团或—P(O)(OPh)2基团，n表示从3到10000的整数，Ph表示苯基，R1和R2相同或不同，并独立地为氢、卤素、C1-12烷氧基，或C1-12烷基。
该苯氧基磷腈可以同样具有由下面式(28)表示的交联基团：
其中在式(18)中，A表示-C(CH3)2-、-SO2-、-S-或-O-，并且q为0或1。
在实施方式中，苯氧基磷腈化合物具有由式(29)表示的结构
其中，R1至R6可以相同或不同，并且可以是芳基基团、芳烷基基团，C1-12烷氧基、C1-12烷基，或它们的组合。
在实施方式中，苯氧基磷腈化合物具有由式(30)表示的结构
具有上述结构的可商购苯氧基磷腈是由Lanyin Chemical Co.,Ltd制造并配售的由Fushimi Pharmaceutical Co.,Ltd制造并配售的和由Otsuka Chemical Co.,Ltd制造并配售的
由式(26)表示的环状苯氧基磷腈化合物可以由诸如苯氧基环三磷腈、辛苯氧基环四磷腈和癸氧基环四磷腈的化合物示例，其通过使氯化铵和五氯化磷在120℃至130℃下反应以获得含有环状和直链氯磷腈的混合物，提取环状氯磷腈如六氯环三磷腈、八氯环四磷腈和十氯环五磷腈，然后用苯氧基取代它来获得。环状苯氧基磷腈化合物可以是其中在式(26)中的m表示3至8整数的化合物。
由式(27)表示的链状苯氧基磷腈化合物通过这样的化合物示例，该化合物通过将由上述方法获得的
通过由以下得到的化合物举例说明由式(27)代表的链状苯氧基磷腈化合物：使由上述方法得到的六氯环三磷腈在220至250℃经受开环聚合反应，然后用苯氧基基团取代由此得到的具有3至10000的聚合程度的链状二氯磷腈。该链状苯氧基磷腈化合物在式(27)中具有3至1000，尤其是5至100，以及更尤其是6至25的n值。
可以通过具有4,4′-亚联苯基基团交联结构的化合物如具有4,4′-磺酰基亚联苯基(双酚S残基)交联结构的化合物、具有2,2-(4,4′-亚联苯基)异丙叉基基团交联结构的化合物、具有4,4′-氧基亚联苯基基团交联结构的化合物、和具有4,4′-硫代亚联苯基基团交联结构的化合物举例说明交联的苯氧基磷腈。基于在由式(26)代表的环状磷腈化合物和/或由式(27)代表的链状苯氧基磷腈化合物中包含的苯基基团和亚苯基基团的总数，交联的苯氧基磷腈化合物中的亚苯基基团含量一般是50至99.9wt％，以及更尤其是70至90wt％。如果交联的苯氧基磷腈化合物在其分子中不具有任何自由的羟基基团，它可以是特别优选的。在一个示例性的实施方式中，磷腈化合物包括环磷腈。
基于阻燃性组合物的总重量，对于阻燃性组合物，包含量为1wt％至20wt％，尤其为2wt％至16wt％，并且更尤其为2.5wt％至14wt％，并且更尤其为3wt％至10wt％的磷腈化合物是可取的。
阻燃性组合物还可以可选地包含酸或酸式盐，以减缓在加工过程期间聚碳酸酯或聚酯分子量上的降低。可以在阻燃性组合物中使用的酸的实例是磷酸、亚磷酸、次磷酸、连二磷酸(hypophosphoric acid)、次膦酸、膦酸、膦酸酯、偏磷酸、六偏磷酸、硫代磷酸、氟代磷酸、二氟代磷酸、氟代亚磷酸、二氟代亚磷酸、氟代次磷酸或氟代连二磷酸。可替代地，酸和酸式盐，诸如例如，硫酸、亚硫酸盐、单磷酸锌、单磷酸钙、单磷酸钠等，或包含至少一种前述酸的组合可以在阻燃性组合物中使用。该酸或酸式盐被选择以使得它可以有效地与无机填料组合，以产生协同效应和性质平衡，例如在阻燃性组合物中的流动性和冲击。
基于阻燃性聚碳酸酯组合物的总重量，酸可以以约0.00001wt％至约1.0wt％，尤其是约0.0001wt％至约0.1wt％的量存在。
在一个实施方式中，阻燃性组合物可以含有增强填料。增强填料的实例是玻璃纤维、碳纤维、金属纤维等。
玻璃纤维可以是平的或圆的纤维。平的玻璃纤维具有椭圆形截面面积，而圆形纤维具有圆形截面面积，其中截面面积垂直于纤维的纵向轴线来测量。该玻璃纤维可由“E-玻璃”、“A-玻璃”、“C-玻璃”、“D-玻璃”、“R-玻璃”、“S-玻璃”以及无氟和/或无硼的E-玻璃衍生物来制造。玻璃纤维可以是纺织或无纺的。玻璃纤维可以具有约3微米至约25微米，尤其约4微米至约20微米，并且更尤其约8微米至约15微米的直径。
碳纤维可以是由沥青或聚丙烯腈衍生的碳纳米管或碳纤维。碳纳米管可以是单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。碳纳米管可具有约2.7纳米至约100纳米的直径，并且可具有约5至约100的长径比(纵横比，aspect ratio)。该长径比被定义为长度与直径之比。
从沥青和聚丙烯腈衍生的碳纤维具有与碳纳米管不同的微观结构。碳纤维的直径可具有约3微米至约25微米，尤其约4微米至约20微米，并且更尤其约8微米至约15微米，并且可具有约0.5至约100的长径比。
金属纤维可以是晶须(具有小于100纳米的直径)，或者可以具有以微米制(micriometer regime)的直径。微米制的金属纤维可具有约3至约30微米的直径。示例性的金属纤维包括不锈钢、铝、铁、镍、铜等，或包括至少一种前述金属的组合。在示例性实施方式中，加强纤维包括玻璃纤维。玻璃纤维可以是粘合的或可以未粘合的。
基于阻燃性组合物的总重量，阻燃性组合物包含量为约5wt％至约45wt％，尤其约20wt％至约40wt％，并且更尤其约28wt％至约33wt％的增强纤维。在示例性实施方式中，基于阻燃性组合物的总重量，增强纤维是玻璃纤维并且包含10wt％至30wt％。
基于阻燃性组合物的总重量，阻燃性组合物还可含有量为0.01wt％至2.0wt％的季戊四醇四硬脂酸酯。
在实施方式中，阻燃性组合物可以包含抗滴落剂。氟化的聚烯烃和/或聚四氟乙烯可以用作抗滴落剂。还可以使用抗滴落剂，例如原纤维(纤丝，fibril)形成的或非原纤维形成的氟聚合物如聚四氟乙烯(PTFE)。可以通过刚性聚合物如例如苯乙烯丙烯腈(SAN)包封抗滴落剂。包封在SAN中的PTFE被称为TSAN。例如，可以通过在氟聚合物存在下在水性分散体中使包封聚合物聚合来制备包封的氟聚合物。TSAN可以提供优于PTFE的显著优点，因为TSAN可以更容易地分散在组合物中。例如，基于包封的氟聚合物的总重量，合适的TSAN可以包含50wt％的PTFE和50wt％的SAN。例如，基于共聚物的总重量，SAN可以包含75wt％的苯乙烯和25wt％的丙烯腈。可替代地，可以以某种方式使氟聚合物与第二聚合物如芳香族聚碳酸酯树脂或SAN预共混以形成用作抗滴落剂的聚集(团聚，agglomerated)材料。可以使用任一种方法来制备包封的氟聚合物。
该抗滴落剂可以以具有0.3mm至0.7mm，尤其是0.4毫米至0.6毫米的数均粒径的相对大颗粒的形式添加。基于阻燃性组合物的总重量，抗滴落剂可以以量为0.01wt％至5.0wt％，尤其是0.1wt％至1.0wt％，并且更尤其是0.2wt％至0.8wt％使用。
在实施方式中，阻燃性组合物可以包含硅油。硅油是包含直链硅酮流体和溶解在流体中的硅酮树脂的组合的高粘度硅酮。
基于阻燃性组合物的总重量，硅油以0.5至10wt％，尤其是1至5wt％的量存在。在一个实施方式中，硅油包含用三甲基硅烷封端的聚硅氧烷聚合物；其中，硅油具有在25℃的20,000至900,000平方毫米/秒的粘度。用于阻燃性组合物的商购硅油是从Momentive商购的
在实施方式中，阻燃性组合物可以可选地包含除了苯氧基磷腈化合物之外或代替其的其他阻燃剂。这些另外的阻燃剂可以是双酚A二磷酸酯、间苯二酚二磷酸酯、溴化聚碳酸酯、Rimar盐(全氟丁磺酸钾)、KSS(二苯基砜磺酸钾)等。基于阻燃性组合物的总重量，可以以0.5至10wt％，尤其是1至5wt％的量使用这些另外的阻燃剂。
在另一个实施方式中，颜料可以加入到阻燃性组合物。该颜料可与磷腈化合物、聚硅氧烷-碳酸酯共聚物协同作用，以产生在厚度2毫米显示5VA阻燃性的阻燃制品。颜料的实例是碳纳米管、二氧化硅、氧化铝、氧化锌、二氧化钛、BaSO4、CaCO3、BaTiO3、氧化铁、硫化锌、铝酸盐；磺基硅酸钠(sodium sulfo-silicate)；硫酸盐和铬酸盐；铁酸锌；群青；颜料棕24；颜料红101；颜料黄119；颜料黑28；有机颜料，如偶氮、二偶氮、喹吖啶酮、苝、萘四羧酸、黄烷士酮、异吲哚啉酮、四氯异吲哚啉酮、蒽醌类、蒽嵌蒽二酮、二噁嗪、酞菁，和偶氮色淀；颜料蓝60、颜料红122、颜料红149、颜料红177、颜料红179、颜料红202、颜料紫29、颜料蓝15、颜料绿7、颜料黄147和颜料黄150、香豆素460(蓝)、香豆素6(绿)、尼罗红、镧系元素络合物、烃和取代的烃染料、多环芳香烃、闪烁染料(如噁唑或噁二唑)，芳基或杂芳基取代的聚(2-8烯烃)、羰花青染料、酞菁染料和颜料、噁嗪染料、喹诺酮(carbostyryl)染料、卟啉染料、吖啶染料、蒽醌染料、花青甲烷染料、偶氮染料、双偶氮染料、硝基染料、醌亚胺染料、四唑染料、噻唑染料、苝染料、紫环酮染料、二-苯并噁唑基噻吩(BBOT)、和呫吨染料、荧光团，如抗斯托克司频移染料，其吸收近红外波长并发射可见波长等，发光染料，如5-氨基-9-二乙基亚氨基苯并(a)吩噁嗪酮高氯酸盐、7-氨基-4-甲基喹诺酮、7-氨基-4-甲基香豆素、3-(2'-苯并咪唑基)-7-N,N-二乙氨基香豆素、3-(2'-苯并噻唑基)-7-二乙氨基香豆素、2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑、2-(4-联苯基)-6-苯基苯并噁唑-1,3,2,5-双-(4-联苯基)-1,3,4-噁二唑、2,5-双(4-联苯基)-噁唑、4,4’-双-(2-丁基辛基氧基)-对-四联苯，对-双(邻-甲基苯乙烯基)苯、5,9-氨基苯并(a)吩噁嗪酮高氯酸盐、4-二氰基亚甲基-2-甲基-6(对-二甲氨基苯乙烯基)-4H-吡喃、1,1'-二乙基-2,2'-羰花青碘化物、3,3'-二乙基-4,4',5,5'-二苯并硫代三羰花青碘化物、7-二乙氨基-4-甲基香豆素、7-二乙基氨基-4-三氟甲基香豆素、2,2’-二甲基-对-联四苯、2,2-二甲基-对联三苯、7-乙基氨基-6-甲基-4-三氟甲基香豆素、7-乙基氨基-4-三氟甲基香豆素、尼罗红、罗丹明700、噁嗪750、罗丹明800、IR 125、IR 144、IR 140、IR 132、IR 26、IR5、二苯基己三烯、二苯基丁二烯、四苯基丁二烯、萘、蒽、9,10-二苯基蒽、芘、(chrysene)、红荧烯、晕苯、菲等，或者包含至少一种前述颜料的组合。示例性的阻燃性组合物可以含有二氧化钛和炭黑作为颜料。基于阻燃性组合物的总重量，阻燃性组合物包含0.5wt％至15wt％，尤其为2wt％至12wt％的颜料。
其他添加剂是如抗氧化剂、抗臭氧剂、脱模剂、热稳定剂、流平剂、粘度调节剂、自由基淬灭剂，其它聚合物或共聚物如抗冲改性剂等。
通过在产生紧密共混的条件下共混组分，可以实现阻燃性组合物的制备。开始时可以将所有的组分添加至处理***，或可以使某些添加剂与一种或多种主要组分预混合。
在实施方式中，通过使聚碳酸酯组合物与磷腈化合物和激光直接成型添加剂(laser direct structuring additive)共混制造阻燃性组合物。共混可以是干共混、熔融共混、溶液共混、或包括上述共混形式中的至少一种的组合。
在实施方式中，在进料至混合物在其中被熔融共混的挤出机之前，可以在装置如亨舍尔混合机或Waring掺混机中干燥共混阻燃性组合物以形成混合物。在另一个实施方式中，可以使一部分聚碳酸酯组合物与磷腈化合物预混合以形成干燥的预共混物。然后使干燥的预共混物与挤出机中剩余的聚碳酸酯组合物熔融共混。在实施方式中，可以首先在挤出机的开口处进料一些阻燃性组合物，而通过开口下游的口进料剩余部分的阻燃性组合物。
共混阻燃性组合物涉及使用剪切力、拉伸力、压缩力、超声波能、电磁能、热能或包括上述力或能量形式中的至少一种的组合，并且在处理设备中进行，其中，通过以下施加上述的力：单螺杆、多螺杆、啮合同向旋转或反向旋转螺杆、非啮合同向旋转或反向旋转螺杆、往复螺杆、具有销的螺杆、具有钉(pin)、辊、锤、螺旋转子的料筒或包括上述中的至少一种的组合。
可以在机器如单螺杆或多螺杆挤出机、Buss捏合机、亨舍尔混合机(Henschel)、螺旋混合机(helicone)、Ross混合机、密炼机(Banbury)、辊磨机、模制机(如注射模制机、真空模制机、吹塑模制机)等，或包含上述机器中的至少一种的组合中进行涉及上述力的共混。
阻燃性组合物可以以母料的形式引入到熔融共混装置中。例如，聚碳酸酯组合物的一部分可以与磷腈阻燃剂预先共混以形成母料，然后将其与其余的成分共混以形成阻燃性组合物。在这样的过程中，母料可以被引入到其中阻燃性组合物的其余成分被引入的点下游的共混装置中。
在实施方式中，本文公开的阻燃性组合物被用于制备模制品如例如耐久制品、电气和电子组件、汽车部件等。使用通常的热塑性方法如膜和片材挤出、注射模制、气体辅助注射模制、挤出模制、压缩模制和吹塑模制，可以将组合物转化成制品。
在实施方式中，当阻燃性组合物被制备成具有至少1.2mm的厚度的测试样品时，其显示根据Uderwriters实验室(Uderwriters LaboratoriesInc.)UL-94的至少V-2，更尤其是至少V-1，以及再更尤其是至少V-0的可燃性级别等级。在另一个实施方式中，当阻燃性组合物被制备成具有至少2.0毫米的厚度的样品时，其显示根据Uderwriters实验室UL-94的至少V-2，更尤其是至少V-1，以及再更尤其是至少V-0的可燃性级别等级。
按照题目为“用于塑料材料的可燃性测试，UL94(Tests forFlammability of Plastic Materials,UL 94)”的Uderwriter实验室公告94的步骤进行可燃性测试。基于燃烧速率、熄灭时间、抗滴落的能力、和滴落物是否燃烧，可以应用若干等级。用于测试的样品是具有125mm长度×13mm宽度乘以不大于13mm厚度的尺寸的棒。棒厚度是0.6mm或0.8mm。基于得到的五个样品的测试结果，根据该步骤UL 94HB(水平燃烧)可以将材料分类为V0、V1、V2、5VA和/或5VB；然而，测试本文的组合物并仅将其分类为V0、V1和V2，其中每个的标准如以下所描述。
V0：在放置以使其长轴相对于火焰是180度的试样中，在除去点燃火焰以后，燃烧和/或闷烧的时间不超过十(10)秒，并且垂直放置的试样没有产生引燃脱脂棉的燃烧颗粒的滴落物。五根棒的熄灭时间是对于五个棒的熄灭时间，每个点燃两次，其中，第一(t1)和第二(t2)点燃的熄灭时间的和小于或等于50秒的最大熄灭时间(t1+t2)。
V1：在放置使其长轴相对于火焰是180度的试样中，在除去点燃火焰以后，燃烧和/或闷烧的时间不超过三十(30)秒，并且垂直放置的试样没有产生点燃脱脂棉的燃烧颗粒的滴落物。五根棒的熄灭时间是对于五个棒的熄灭时间，每个点燃两次，其中，第一(t1)和第二(t2)点燃的熄灭时间的和小于或等于250秒的最大熄灭时间(t1+t2)。
V2：在放置使其长轴相对于火焰是180度的试样中，在除去点燃火焰以后，燃烧和/或闷烧的平均时间不超过三十(30)秒，但是垂直放置的试样产生点燃棉花的燃烧颗粒的滴落物。五根棒的熄灭时间是对于五个棒的熄灭时间，每个点燃两次，其中，第一(t1)和第二(t2)点燃的熄灭时间的和小于或等于250秒的最大熄灭时间(t1+t2)。
在实施方式中，阻燃性组合物在制造通过UL94垂直燃烧测试、特别是UL945VB标准的阻燃制品中具有特别的效用。在UL94垂直燃烧测试中，将火焰施加在放置在脱脂棉垫上的垂直固定的测试样品上。为了达到5VB等级，在将火焰应用至测试棒五次后，燃烧必须在60秒内停止，并且不能存在点燃垫的滴落物。
如果试样可以通过5VB，那么可以根据5VA继续测试试样以得到5VA列表。关于5VA描述的组合物的不同实施方式满足UL945VB标准。如下进行测试：
在水平面上通过环支架上的夹子支撑饰板样品(150±5mm×150±5mm)。然后以与垂直方向成20±5°的角度将火焰施加在饰板的底表面的中心，使得蓝色焰晕的尖端正好接触样品。施加火焰5±0.5秒，然后移去5±0.5秒。重复操作直到饰板样品已经经受五次施加测试火焰。当期望时，为了完成测试，手握燃烧器和夹具，使得内部蓝色焰晕的尖端保持与饰板的表面接触。在施加第五次测试火焰之后，并且在所有燃烧或闷烧已经停止之后，观察和记录火焰是否贯穿(烧穿)饰板。
悬臂梁冲击强度用于比较塑料材料的耐冲击性。在23℃和0℃使用3.2mm厚的模制的缺口悬臂梁冲击棒确定悬臂梁冲击强度。按照ASTMD256确定悬臂梁冲击强度。结果以焦每米报告。在室温(23℃)和在低温(-20℃)进行测试。
热变形温度(HDT)是在升高的温度进行很短时间同时支持载荷的材料能力的相对度量。该测试测定了温度对硬度的影响：标准的试验样品被赋予限定的表面应力并且温度以均匀的速率升高。根据ASTM D648，在1.82MPa的负载下，用3.2mm厚的棒在平放的状态下确定HDT。结果以℃报告。
按照ASTM D 1238，以300℃/1.2kg测量熔融体积速率(MVR)。
阻燃性组合物显示性质如延性、熔体加工性、冲击强度、和阻燃性的有利组合。
以下实施例，其旨在示例而非限制，示出了阻燃性组合物和制造一些本文描述的多个实施方式中的阻燃性组合物的方法。
实施例
实施例1
进行本实施例以证明所公开的组合物和制造包含聚碳酸酯组合物、磷腈阻燃剂和颜料(例如，TiO2)填料的阻燃性组合物的方法。该实施例也证明了聚硅氧烷-碳酸酯共聚物和苯氧基磷腈之间的协同作用(synergy)。该聚碳酸酯组合物包含：聚碳酸酯(PC1、PC2和/或PC3)，不透明的聚硅氧烷-碳酸酯共聚物(PC4)，具有大于或等于170℃的玻璃化转变温度的共聚碳酸酯(PC5)，和包含聚酯污染物的消费后回收的聚碳酸酯(PC6)。如可以在下面的表中看出的，基于阻燃性组合物的总重量，聚碳酸酯组合物以45wt％到90wt％的量使用。
磷腈是可从Otsuka商购的SPB-100。也使用比较性阻燃剂如BPADP、Rimar盐和KSS。在该实施例中，BPADP、Rimar盐和KSS是比较性阻燃剂，因此含有BPADP、RDP和KSS的组合物是比较性组合物。
与在该实施例中使用的其它成分一起的聚碳酸酯组合物在表1中示出。表2列出了在挤出机中的混炼(compounding)条件，而表3列出在模制机中的混炼条件。表4、表5和表6列出了与本公开的组合物一起的比较性组合物。
表1
混炼在具有11个料筒的Toshiba SE37mm双螺杆挤出机上进行。对每个料筒的温度在表2中详述。模制条件在表3中详述。所有组分从上游的主料口(throat)送入。连同属性的各种组合物在表4中详述。用于特性测量的测试标准在各自的属性表中详述。
表2
参数 测量单位 设定值
混炼机类型 无 Toshiba TEM-37BS
料筒大小 mm 1500
模 mm 4
区域1温度 ℃ 50
区域2温度 ℃ 100
区域3温度 ℃ 200
区域4温度 ℃ 250
区域5温度 ℃ 260
区域6温度 ℃ 260
区域7温度 ℃ 260
区域8温度 ℃ 260
区域9温度 ℃ 260
区域10温度 ℃ 260
区域11温度 ℃ 260
模温度 ℃ 265
螺杆速度 rpm 300
产量 kg/hr 40
真空 MPa -0.08
表3
参数 测量单位 设定值
预干燥时间 小时 4
预干燥温度 ℃ 100
料斗温度 ℃ 50
区域1温度 ℃ 280
区域2温度 ℃ 300
区域3温度 ℃ 300
喷嘴温度 ℃ 290
模具温度 ℃ 80-100
螺杆速度 rpm 60-100
背压 kgf/cm2 30-50
冷却时间 s 20
模制机 无 FANUC
投射量 mm 84
注射速度(mm/s) mm/s 60
保压 kgf/cm2 800
最大注射压力 kgf/cm2 1000
将组合物全部从双螺杆挤出机混炼，并且粒料被收集用于评估和模制。ASTM标准模制部件根据用于弯曲、拉伸、缺口悬臂梁和多轴冲击的标准来评估。使用的标准在上面详述。
表4、5、6、7和8全部详述了阻燃性组合物(比较性组合物以及所公开的组合物)，以及每种组合物的属性。在这些表中，包含BPADP、KSS或Rimar盐的比较性阻燃剂组合物与含有磷腈化合物所公开的阻燃性组合物进行比较。在表4至8中的全部组合物如在表2和表3中所示的被挤出并且模制。
表4
从表4可以看出，较低水平的磷腈化合物可以用于获得当与比较性阻燃剂BPADP比较时在最终配制品中同一水平的磷。换句话说，将比较例2(比较例#2)与实施例#1(Ex.#1)的比较示出，较少量的磷腈化合物(2wt％对1.37wt％)可用于向各自的阻燃性组合物赋予相同量的磷(0.18wt％)。
结果示出利用BPADP，在2wt％的水平处没有获得坚实的1mm V-0等级，而类似磷水平的磷腈化合物给出较低的火焰熄灭时间(FOT)和具有大于或等于1.0毫米厚度的样品的较高的第一次通过概率p(FTP)。
在较高的载荷水平处，BPADP也可以给出在1.0mm厚度处的V-0阻燃性，但维卡(Vicat)硬度和冲击强度两者严重下降。含有磷腈化合物的阻燃性组合物分别示出优异的维卡硬度和冲击强度。对于含有BPADP的样品，在耐热性上的损失可以通过使用高耐热聚碳酸酯的增加量(例如，18wt％的PC5)进行补偿，但是这促使在冲击强度上的进一步下降。将比较例4(比较例#4)与实施例#2(其是所公开的组合物)比较，熔体体积速率(MVR)、维卡和第一次通过概率(P(FTP))相似，但是在两个样品之间的缺口悬臂梁中存在很大的差异。用于含有磷腈化合物的组合物缺口悬臂梁冲击强度比含有BPADP样品大至少10％。
表5示出了对于结合来自聚碳酸酯回收水瓶的消费后回收(PCR)所使用的各种比较阻燃添加剂的结果。表5示出了包含比较阻燃剂BPADP、Rimar盐或KSS与消费后回收的聚碳酸酯(PC6)一起的比较组合物(比较例#5-13)的组成和属性。基于阻燃性组合物的总重量，PC6以27wt％的量存在。表示所公开的组合物的样品没有在表5中反映(即没有含有苯氧基磷腈的样品)。在一些比较阻燃性组合物中，高耐热聚碳酸酯PC5也在这些组合物中以4.5wt％和9wt％的量分别使用。
表5
在表5的配制品(比较例#5)中，可以看出，2wt％的BPADP足以在1.5毫米厚度处给出V-0的阻燃性。PCR原料可污染有来自水瓶的聚酯，并且比较例#6示出如果PCR仅具有0.5％的聚酯污染，这在PCR材料中经常发现，则阻燃性变得不太稳健(robust)。
当需要白色材料时，非常高水平的二氧化钛(TiO2)(以大于或等于5％的量)用于隐藏PCR的蓝色。在5.7wt％的TiO2(比较例#7)处，获得好看的白色着色组合物，但是第一次通过概率P(FTP)下降到0.00。换句话说，二氧化钛的添加降低了组合物的阻燃性。比较例#8和#9示出阻燃性稳健性可通过同时增加BPADP和PC5水平以在使耐热性维持在同一水平来恢复。然而，可再次看出聚酯污染导致非稳健性能(比较例#10)。从表5中可以看出，即使没有污染或具有小于或等于5％的TiO2，其它阻燃添加剂(比较例#11至13)导致非稳健行为。
在表6中，可以看出该比较阻燃剂用来自Otsuka的磷腈化合物SPB-100来取代。表6的结果(所公开的组合物)可以与来自表5的结果比较。表6示出，SPB-100有效得多，并且在1.5mm的厚度处以更大的1.5wt％的磷腈水平，甚至在5.7wt％的TiO2存在下并且使用包含聚酯污染因而向阻燃性组合物提供聚酯污染的PCR聚碳酸酯，可以提供V-0的稳健阻燃性。
表6
从在上述表6中的实施例#4-7可以看出，随着磷腈化合物的量从1.5wt％增加至2.25wt％，由p(FTP)表示的阻燃性在1.5毫米厚度处从0.74增加到1.0。在表5中含有2.5wt％至3wt％BPADP(比较例#8和比较例#9)的阻燃性组合物示出比包含2.25wt％磷化合物(例如在表6中的实施例#7)的阻燃性组合物更低的P(FTP)值，尽管在表6中的实施例#7包含聚酯污染，但来自表5的比较样品(比较例#8和比较例#9)的样品不包含。
进行表7的实施例以示出使用BPADP的一些结果，以获得薄壁阻燃性质和比较起痕指数(tracking index)(CTI2)等级。表7包含所有的比较例。比较起痕指数或CTI用于测量绝缘材料的电击穿(起痕)性能。为测量起痕，52滴0.1％的氯化铵溶液滴落在材料上，并且针对3mm厚样品所测量的电压被认为代表材料的性能。
表7
从表7可以看出，大量的TiO2(基于组合物的总重量，大于或等于3wt％)用于促使当BPADP用作阻燃剂时在250伏特处大于50滴的所需CTI2规格的实现。即使在高BPADP水平处，也难以获得可再现的0.8mmV-0等级。因此，高水平的PC5被加入到含有BPADP的阻燃性组合物中，以通过在125℃的BPT。
表8示出可能不能使用BPADP获得的性能平衡在磷腈阻燃剂而不是BPADP、Rimar盐或KSS在阻燃性组合物中使用时更容易获得。表8包含证明公开的阻燃性组合物的实例。如在表8中可看到的，在大于或等于3.5wt％的水平处，可达到坚实的0.8毫米V-0，同时保持足够良好的耐热性以在125℃通过BPT测试。将TSAN水平降低到0.3wt％进一步提高了FR稳健性。当炭黑用作颜料以达到较深的颜色时，仅使用2.5wt％的磷腈化合物，虽然EXL水平增加以在-30℃达到100％的延性。
表8
从上述表8可以看出，包含量为1wt％至15wt％的二氧化钛和/或量约0.1wt％至5wt％的炭黑、包含量为约20wt％至90wt％的聚碳酸酯的聚碳酸酯组合物的阻燃性组合物中的苯氧基磷腈的使用，产生阻燃性、流动性和冲击强度的有效组合。在聚碳酸酯组合物中，基于该阻燃剂组合物的总重量，聚硅氧烷-碳酸酯共聚物以约5wt％至约30wt％的量使用，并且XHT聚碳酸酯(从式(9)的结构衍生的聚碳酸酯-也称为3,3-双(4-羟苯基)-2-苯基异吲哚啉-1-酮(PPPBP))以约5wt％至约30wt％的量使用。
在一个实施方式(从表8)中，可以看出基于阻燃性组合物的总重量，阻燃性组合物包含量为1wt％至15wt％的二氧化钛和/或量约0.1wt％至5wt％的炭黑，包含量约20wt％至70wt％的聚碳酸酯的聚碳酸酯组合物，以及量为约5wt％至30wt％的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物，产生阻燃性、流动性和冲击强度的有效组合。
从上述的表4-8中，可看出阻燃性组合物显示当根据UL-94方案测试时在至少0.8毫米的样品厚度处达到V-0阻燃性的90％或更大，尤其92％或更大，尤其94％或更大，并且更尤其99％或更大的第一次通过概率。
在另一个实施方式中，组合物显示当根据ASTM D 256在23℃测试时50至80千焦每平方米，尤其52至65千焦每平方米的冲击强度，当根据B120测试时大于或等于130℃，尤其大于或等于135℃的维卡软化点，以及当根据UL-94方案测试小于60秒，尤其小于或等于50秒的火焰熄灭时间。
在一个实施方式中，阻燃性组合物显示当根据ASTM D 256在23℃测试时50至80千焦每平方米的冲击强度，当根据UL-94方案测试时在至少0.8毫米的样品厚度处达到V-0阻燃性的90％或更大的第一次通过概率；当根据B120测试时大于或等于130℃的维卡软化点，以及当根据UL-94方案测量时小于50秒的火焰熄灭时间。
实施例2
进行该实施例以证明公开的阻燃性组合物可在2.0毫米的样品厚度处达到5VA的阻燃性。聚碳酸酯树脂在许多重要的商业应用中使用。聚碳酸酯树脂固有地可燃，并且当燃烧时，热的熔融材料可随着使位于聚碳酸酯附近的其它材料也着火的火焰滴落。因此，为在许多商业应用中安全地利用聚碳酸酯，可取的是包括阻碍材料可燃性的添加剂并且减少滴落。聚碳酸酯产品很少得到在2mm样品厚度处5VA的等级。
该实施例利用苯氧基磷腈阻燃剂、包含聚碳酸酯均聚物和聚硅氧烷-碳酸酯共聚物的聚碳酸酯组合物，其中滑石作为增效剂。该示例性组合物显示在2.0mm的样品厚度处5VA的阻燃性等级。成分在表9中示出。混炼条件在表10中示出，而模制条件在表11中示出。
表9
表10示出挤出条件，而表11示出模制条件。
表10
挤出机特征 测量单位 TEM-37BS
料筒大小 mm 1500
螺杆设计 无 L-3-1B
模 mm 3
区域1温度 ℃ 50
区域2温度 ℃ 100
区域3温度 ℃ 270
区域4温度 ℃ 270
区域5温度 ℃ 270
区域6温度 ℃ 270
区域7温度 ℃ 270
区域8温度 ℃ 270
区域9温度 ℃ 270
区域10温度 ℃ 270
区域11温度 ℃ 270
区域12温度 ℃
模温度 ℃ 270
螺杆速度 rpm 400
产量 kg/hr 40
扭矩 ％ 77
真空1 MPa -0.08
表11
在本文中测定的热塑性组合物的性质测定如下。熔体体积率(MVR)和熔体流动速率(MFR)在300℃根据ASTM D 1238在1.2kg的载荷下测定。UL-945VA测试在室温和50％的相对湿度下用调节48小时的火焰棒进行，并且在70℃进行168小时。
一系列比较组合物在下面的表12和表13中示出。表12和表13反映将组合物改变到获得在2.2毫米样品厚度处的5VA阻燃性的尝试。在表12中，使用可从Fushimi Pharmaceutical Co.,Ltd商购的阻燃剂FP110，而在表13中，使用可从Otsuka商购的FP110和SPB-100。在表13中，可以看出，磷腈化合物FP110用在一些组合物中，而磷腈化合物SPB-100在其它组合物中使用。
表12
F＝失败
如可以在表12中看出的，可以看出包含BPADP的比较配制品在2.2毫米(mm)的样品厚度处甚至不能达到5VB(参见实施例#17-70℃在168小时老化之后)。包含具有不透明聚硅氧烷-碳酸酯共聚物和阻燃剂即苯氧基磷腈化合物(即，FP110)以及另外包含聚碳酸酯、滑石和TSAN的配制品显示在2.2毫米样品厚度的在5VB通过阻燃性测试的能力(参见在老化168小时之后在70℃的阻燃性结果)。然而组合物(样品#18-22)无法通过在5VA等级的阻燃性测试。为了通过在2.2毫米样品厚度处的5VA，研究了TSAN、滑石和不透明的聚硅氧烷-碳酸酯共聚物对5VB和5VA的影响(参见下面的表13)。结果表明，虽然TSAN在达到5VB上有帮助，但是它使组合物难以通过在2.2mm样品厚度处的5VA(参见实施例#23和#27)。当不使用TSAN时，即使增加了重量百分比，不透明的聚硅氧烷-碳酸酯共聚物使其难以达到在2.2mm样品厚度处的5VB。
下面的表13使用替代FP110的第二磷腈化合物SPB-100。SPB-100的使用促使在阻燃性测试中显示5VA阻燃性的材料开发。为了通过在2.2mm的5VA，使用硅油SFR-100。如在表6中所示，包含SPB-100和SFR-100的阻燃性组合物可以达到在2.2mm样品厚度处的5VA阻燃性。此外，在SFR-100的帮助下，含有0.05％TSAN的配方也可以达到在2.2mm样品厚度处5VA的阻燃性。
表13
F＝失败
从上述的表12和13，可以看到虽然阻燃剂FP110促使在2.2毫米厚度处5VB的阻燃性的发展(当TSAN不存在于该组合物时)，但是当TSAN不存在并且当样品在70℃老化168小时时，SPB-100的使用促使在2.2毫米样品厚度处5VA的阻燃性的发展。
为了达到在2.2毫米厚度处5VA的阻燃性，包含用三甲基硅烷封端的硅油的硅酮化合物(SFR-100)被添加到阻燃性组合物。SFR100可从Momentive商购，并且是包含直链硅酮流体和在流体中溶解的硅酮树脂的组合的高粘度硅酮流体。所得的硅氧烷流体是透明和无色的。其结果在下面的表14中示出。
表14
F＝失败
从表14可以看出，基于阻燃剂的总重量，以0.5wt％至2wt％的量添加的硅油促使在2.2毫米样品厚度处5VA阻燃性的实现(参见在23℃当老化28小时以及在70℃当老化168小时的结果)。在表14中的实施例#33还示出，以0.5wt％量添加的TSAN不阻碍5VA的阻燃性的发展。
表15显示可以促使在具有2.0毫米厚度的阻燃性组合物中5VA的实现的其它组合。在表15中，溴化聚碳酸酯和碳黑加入到含有硅酮化合物和磷腈化合物的聚碳酸酯。
如在下面的表15中示出的，包含苯氧基磷腈、不透明的聚硅氧烷-碳酸酯共聚物、滑石和硅酮化合物的阻燃性组合物可以通过在2毫米处的5VA。从表中还可以看出，溴化聚碳酸酯和炭黑的添加也可促使在2mm样品厚度处5VA的实现。
表15
在本文中公开的组合物可以有利地用于制造各种不同的制品，例如计算机外壳，用于诸如电视机、移动电话、平板计算机的电子产品的外壳，汽车部件，诸如室内车身面板、用于飞机的部件等。
总之，在本文中所公开的是阻燃性组合物，包含20wt％至90wt％的聚碳酸酯组合物；其中该聚碳酸酯组合物包含消费后回收的聚碳酸酯和聚硅氧烷-碳酸酯共聚物；其中消费后回收的聚碳酸酯以20wt％至60wt％的量存在；以及1wt％至20wt％的磷腈化合物；其中所有的重量百分比是基于阻燃性组合物的总重量。基于消费后回收的聚碳酸酯总重量，消费后回收的聚碳酸酯包含0.05wt％至1wt％的量的聚酯。
在本文中也公开的是阻燃性组合物，包含20wt％至90wt％的聚碳酸酯组合物；其中该聚碳酸酯组合物包含消费后回收的聚碳酸酯和聚硅氧烷-碳酸酯共聚物；其中消费后回收的聚碳酸酯以20wt％至60wt％的量存在；以及1wt％至20wt％的磷腈化合物；并且其中基于阻燃性组合物的总重量，聚硅氧烷-碳酸酯共聚物包含15wt％至25wt％的聚硅氧烷，并且其中聚硅氧烷具有大于30,000道尔顿的分子量；其中所有的重量百分比基于阻燃性组合物的总重量。基于消费后回收的聚碳酸酯总重量，消费后回收的聚碳酸酯包含0.05wt％至1wt％的量的聚酯。
在本文中也公开的是阻燃性组合物，包含20wt％至90wt％的聚碳酸酯组合物；其中该聚碳酸酯组合物包含消费后回收的聚碳酸酯和聚硅氧烷-碳酸酯共聚物；以及2wt％至30wt％的共聚碳酸酯，所述共聚碳酸酯衍生自具有式(9)、式(10)或式(11)中的至少一个的结构的二羟基化合物：
其中重量百分比是基于阻燃性组合物的总重量；其中消费后回收的聚碳酸酯以20wt％至60wt％的量存在；以及1wt％至20wt％的磷腈化合物；并且其中基于阻燃性组合物的总重量，聚硅氧烷-碳酸酯共聚物包含15wt％至25wt％的聚硅氧烷；并且其中聚硅氧烷具有大于30,000道尔顿的分子量；其中所有的重量百分比基于阻燃性组合物的总重量。基于消费后回收的聚碳酸酯总重量，消费后回收的聚碳酸酯包含0.05wt％至1wt％的量的聚酯。所有的重量百分比基于阻燃性组合物的总重量，除非另有说明。
在本文中也公开的是阻燃性组合物，包含20wt％至90wt％的聚碳酸酯组合物；其中该聚碳酸酯组合物包含消费后回收的聚碳酸酯和聚硅氧烷-碳酸酯共聚物，以及2wt％至30wt％的共聚碳酸酯，所述共聚碳酸酯衍生自具有式(9)、式(10)或式(11)中的至少一个的结构的二羟基化合物：
其中重量百分比是基于阻燃性组合物的总重量；其中消费后回收的聚碳酸酯以20wt％至60wt％的量存在；以及1wt％至20wt％的磷腈化合物；并且其中基于阻燃性组合物的总重量，聚硅氧烷-碳酸酯共聚物包含15wt％至25wt％的聚硅氧烷；并且其中聚硅氧烷具有大于30,000道尔顿的分子量；其中所有的重量百分比基于阻燃性组合物的总重量。基于消费后回收的聚碳酸酯总重量，消费后回收的聚碳酸酯包含0.05wt％至1wt％的量的聚酯。苯氧基磷腈化合物可具有一个或多个以下结构：
其中m表示3至25的整数，R1和R2相同或不同，并且独立地是氢、羟基、C7-30芳基基团、C1-12烷氧基或C1-12烷基；
其中X1表示—N═P(OPh)3基团或—N═P(O)OPh基团，Y1表示—P(OPh)4基团或—P(O)(OPh)2基团，Ph表示苯基基团，n表示从3到10000的整数，R1和R2相同或不同，并且独立地是氢、羟基、C7-30芳基、C1-12烷氧基或C1-12烷基；
其中R1至R6可相同或不同，并且可以是芳基基团、芳烷基基团、C1-12烷氧基、C1-12烷基或其组合；以及
前述磷腈化合物可交联。所有的重量百分比是基于阻燃性组合物的总重量。
在本文中也公开的是阻燃性组合物，包含20wt％至90wt％的聚碳酸酯组合物；其中该聚碳酸酯组合物包含消费后回收的聚碳酸酯和聚硅氧烷-碳酸酯共聚物，以及2wt％至30wt％的共聚碳酸酯，所述共聚碳酸酯衍生自具有式(9)、式(10)或式(11)中的至少一个的结构的二羟基化合物：
其中重量百分比是基于阻燃性组合物的总重量；其中消费后回收的聚碳酸酯以20wt％至60wt％的量存在；以及1wt％至20wt％的磷腈化合物；并且其中基于阻燃性组合物的总重量，聚硅氧烷-碳酸酯共聚物包含15wt％至25wt％的聚硅氧烷；并且其中聚硅氧烷具有大于30,000道尔顿的分子量；其中所有的重量百分比基于阻燃性组合物的总重量。基于消费后回收的聚碳酸酯总重量，消费后回收的聚碳酸酯包含0.05wt％至1wt％的量的聚酯。磷腈化合物是苯氧基环三磷腈、辛苯氧基环四磷腈、癸苯氧基环五磷腈，或包含至少一种前述磷腈化合物的组合。阻燃性组合物可进一步包含0.2wt％至15wt％的量的颜料；其中颜料包括二氧化钛或炭黑，并且当根据UL-94方案测试时在至少0.8毫米样品厚度处显示达到V-0阻燃性的90％或更大的第一次通过概率；当根据ASTM D256在23℃测试时50至80千焦每平方米的冲击强度，当根据B120测试时大于或等于130℃的维卡软化点，以及小于50秒的焰火熄灭时间，以及小于50秒的焰火熄灭时间。所有的重量百分比是基于阻燃性组合物的总重量。
在本文中也公开的是制备阻燃性组合物的方法：将20wt％至90wt％的聚碳酸酯组合物共混；其中聚碳酸酯组合物包含消费后回收的聚碳酸酯和聚硅氧烷-碳酸酯共聚物；以及1wt％至20wt％的磷腈化合物，以形成阻燃性组合物；其中所有的重量百分比是基于阻燃性组合物的总重量；挤出阻燃性组合物；以及注射模制该组合物。
在本文中也公开的是阻燃性组合物，包含：50wt％至90wt％的聚碳酸酯组合物；其中聚碳酸酯组合物包含聚硅氧烷-碳酸酯共聚物和聚碳酸酯均聚物，其中聚硅氧烷-碳酸酯共聚物以约5wt％至约27wt％的量存在，并且其中聚碳酸酯均聚物具有15,000道尔顿至40,000道尔顿的重均分子量；0.5wt％至10wt％的硅油；以及1wt％至20wt％的磷腈化合物；其中所有的重量百分比是基于阻燃性组合物的总重量；其中组合物显示当根据UL-94方案测试时在2.0毫米或更大厚度处的5VA的阻燃性。在一个实施方式中，基于所述聚硅氧烷-碳酸酯共聚物的总重量，聚硅氧烷-碳酸酯共聚物可包含15wt％至25wt％的聚硅氧烷，以及其中聚硅氧烷具有大于30,000道尔顿的分子量。在另一个实施方式中，基于所述聚硅氧烷-碳酸酯共聚物的总重量，聚硅氧烷-碳酸酯共聚物包含4wt％至10wt％的聚硅氧烷，以及其中聚硅氧烷具有25,000道尔顿至30,000道尔顿的分子量。基于阻燃性组合物的总重量，阻燃性组合物包含1wt％至10wt％的量的抗滴落剂；其中抗滴落剂是氟化聚烯烃或聚四氟乙烯。阻燃性组合物包含矿物填料，并且在具体实施方式中，矿物填料包含滑石。硅油包含以三甲基硅烷封端的聚硅氧烷聚合物；其中硅油具有在25℃的20,000至900,000平方毫米每秒的粘度。磷腈化合物可包含一个或多个以下结构：
其中m表示3至25的整数，R1和R2相同或不同，并且独立地是氢、羟基、C7-30芳基基团、C1-12烷氧基或C1-12烷基；或以下结构：
其中X1表示—N═P(OPh)3基团或—N═P(O)OPh基团，Y1表示—P(OPh)4基团或—P(O)(OPh)2基团，Ph表示苯基基团，n表示从3到10000的整数，R1和R2相同或不同，并且独立地是氢、羟基、C7-30芳基、C1-12烷氧基或C1-12烷基；或以下结构：
其中R1至R6可相同或不同，并且可以是芳基、芳烷基基团、C1-12烷氧基、C1-12烷基或其组合；或以下结构：
在一个实施方式中，磷腈化合物是苯氧基环三磷腈、辛苯氧基环四磷腈、癸苯氧基环五磷腈，或包含前述磷腈化合物中至少一种的组合。组合物具有当根据ASTM D1238测试时大于或等于4.00cm3/10min的熔体体积率，和当根据UL-94方案测试时在老化48小时之后小于20秒的火焰熄灭时间。
在本文中也公开的是阻燃性组合物，包含：50wt％至90wt％的聚碳酸酯组合物；其中聚碳酸酯组合物包含聚硅氧烷-碳酸酯共聚物和聚碳酸酯均聚物；其中聚硅氧烷-碳酸酯共聚物以约5wt％至约27wt％的量存在，并且其中聚碳酸酯均聚物具有15,000道尔顿至40,000道尔顿的重均分子量；0.5wt％至10wt％的硅油；以及1wt％至20wt％，尤其3wt％至10wt％的磷腈化合物；其中所有的重量百分比是基于阻燃性组合物的总重量；其中组合物显示当根据UL-94方案测试时在2.0毫米或更大厚度处的5VA的阻燃性。在一个实施方式中，基于所述聚硅氧烷-碳酸酯共聚物的总重量，聚硅氧烷-碳酸酯共聚物可包含15wt％至25wt％的聚硅氧烷，以及其中聚硅氧烷具有大于30,000道尔顿的分子量。在另一个实施方式中，基于聚硅氧烷-碳酸酯共聚物的总重量，聚硅氧烷-碳酸酯共聚物包含4wt％至10wt％的聚硅氧烷；以及其中聚硅氧烷具有25,000道尔顿至30,000道尔顿的分子量。基于阻燃性组合物的总重量，阻燃性组合物包含1wt％至10wt％的量的抗滴落剂；其中抗滴落剂是氟化聚烯烃或聚四氟乙烯。阻燃性组合物包含矿物填料，并且在具体实施方式中，矿物填料包含滑石。硅油包含以三甲基硅烷封端的聚硅氧烷聚合物；其中硅油具有在25℃的20,000至900,000平方毫米每秒的粘度。磷腈化合物可包含一个或多个以下结构：
其中m表示3至25的整数，R1和R2相同或不同，并且独立地是氢、羟基、C7-30芳基基团、C1-12烷氧基或C1-12烷基；或以下结构：
其中X1表示—N═P(OPh)3基团或—N═P(O)OPh基团，Y1表示—P(OPh)4基团或—P(O)(OPh)2基团，Ph表示苯基基团，n表示从3到10000的整数，R1和R2相同或不同，并且独立地是氢、羟基、C7-30芳基、C1-12烷氧基或C1-12烷基；或以下结构：
其中R1至R6可相同或不同，并且可以是芳基、芳烷基基团、C1-12烷氧基、C1-12烷基或其组合；或以下结构：
在一个实施方式中，磷腈化合物是苯氧基环三磷腈、辛苯氧基环四磷腈、癸苯氧基环五磷腈，或包含前述磷腈化合物中至少一种的组合。
组合物具有当根据ASTM D1238测试时大于或等于4.00cm3/10min的熔体体积率，和当根据UL-94方案测试时在老化48小时之后小于20秒的焰火熄灭时间。
在本文中也公开的是制备阻燃性组合物的方法，包括：将包含50wt％至90wt％的聚碳酸酯组合物以及1wt％至20wt％的磷腈化合物共混，以形成阻燃性组合物；其中聚碳酸酯组合物包含聚硅氧烷-碳酸酯共聚物；0.5wt％至10wt％的硅油；其中所有的重量百分比是基于阻燃性组合物的总重量；其中组合物显示当根据UL-94方案测试时在2.0毫米或更大厚度处的5VA的阻燃性；挤出组合物；以及模制该组合物。
应当注意的是，本文详述的所有范围包括端点。来自不同范围的数值是可组合的。
过渡术语“包括”涵盖过渡术语“由...组成”和“基本上由......组成”。
术语“和/或”包括“和”以及“或”两者。例如，“A和/或B”将被解释为A、B或A和B。
虽然本发明已参照一些实施方式进行了描述，但是本领域技术人员将理解，可以做出各种变化并且等同物可替代其要素，而不脱离本发明的精神和范围。此外，可以进行许多修改以使特定的情况或材料适合本发明的教导，而不脱离其基本范围。因此，意图是本发明并不限于如用于进行本发明所设想最优模式而公开的特定实施方式，而是本发明将包括落入所附权利要求范围内的所有实施方式。

Claims (42)

1.一种阻燃性组合物，包含：
20至90wt％的聚碳酸酯组合物；其中所述聚碳酸酯组合物包含消费后回收的聚碳酸酯和聚硅氧烷-碳酸酯共聚物；以及
1至20wt％的磷腈化合物；其中所有的重量百分比是基于所述阻燃性组合物的总重量。
2.根据权利要求1所述的阻燃性组合物，其中基于所述阻燃性组合物的总重量，所述消费后回收的聚碳酸酯以20至60wt％的量存在。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的阻燃性组合物，其中基于所述消费后回收的聚碳酸酯的总重量，所述消费后回收的聚碳酸酯包含0.05至1wt％的量的聚酯。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的阻燃性组合物，其中基于所述阻燃性组合物的总重量，所述聚硅氧烷-碳酸酯共聚物包含15至25wt％的聚硅氧烷，以及其中所述聚硅氧烷具有大于30,000道尔顿的分子量。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的阻燃性组合物，其中所述聚碳酸酯组合物进一步包含2至30wt％的共聚碳酸酯，所述共聚碳酸酯衍生自具有下式(9)、式(10)或式(11)中的至少一个的结构的二羟基化合物：
其中重量百分比是基于所述阻燃性组合物的总重量。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的阻燃性组合物，包含2至10wt％的所述磷腈化合物。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的阻燃性聚碳酸酯组合物，其中所述磷腈化合物具有以下结构：
其中m表示3至25的整数，R1和R2相同或不同，并且独立地是氢、羟基、C7-30芳基、C1-12烷氧基或C1-12烷基。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的阻燃性组合物，其中所述磷腈化合物是苯氧基环三磷腈、辛苯氧基环四磷腈、癸苯氧基环五磷腈或包含前述磷腈化合物中的至少一种的组合。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的阻燃性组合物，其中所述磷腈化合物具有以下结构：
其中X1表示—N═P(OPh)3基团或—N═P(O)OPh基团，Y1表示—P(OPh)4基团或—P(O)(OPh)2基团，Ph表示苯基基团，n表示3到10000的整数，R1和R2相同或不同，并且独立地是氢、羟基、C7-30芳基、C1-12烷氧基或C1-12烷基。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的阻燃性组合物，其中所述磷腈化合物是交联的苯氧基磷腈。
11.根据权利要求1至6中任一项所述的阻燃性组合物，其中所述磷腈化合物具有以下结构：
其中R1至R6可以相同或不同，并且可以是芳基基团、芳烷基基团、C1-12烷氧基、C1-12烷基或它们的组合。
12.根据权利要求1至6中任一项所述的阻燃性组合物，其中所述磷腈化合物具有以下结构：
13.根据权利要求1至12中任一项所述的阻燃性组合物，基于所述阻燃性组合物的总重量，进一步包含0.2至15wt％的量的颜料。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的阻燃性组合物，其中所述颜料包含二氧化钛或炭黑。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的阻燃性组合物，显示出当根据UL-94方案测试时在至少0.8毫米的样品厚度达到V-0阻燃性的90％或更大的第一次通过概率。
16.根据权利要求1至13中任一项所述的阻燃性组合物，显示出当根据ASTM D 256在23℃测试时50至80千焦每平方米的冲击强度，当根据B120测试时大于或等于130℃的维卡软化点，以及小于50秒的火焰熄灭时间。
17.根据权利要求1至13中任一项所述的阻燃性组合物，显示出当根据ASTM D 256在23℃测试时50至80千焦每平方米的冲击强度，当根据UL-94方案测试时在至少0.8毫米的样品厚度达到V-0阻燃性的90％或更大的第一次通过概率；当根据B120测试时大于或等于130℃的维卡软化点，以及小于50秒的火焰熄灭时间。
18.一种制造阻燃性组合物的方法：
将20至90wt％的聚碳酸酯组合物与1至20wt％的磷腈化合物共混，以形成所述阻燃性组合物；其中所述聚碳酸酯组合物包含消费后回收的聚碳酸酯和聚硅氧烷-碳酸酯共聚物；其中所有的重量百分比是基于所述阻燃性组合物的总重量；以及
挤出所述阻燃性组合物。
19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括共混2至30wt％的共聚碳酸酯，所述共聚碳酸酯衍生自具有下式(9)、式(10)或式(11)中的至少一个的结构的二羟基化合物：
其中重量百分比是基于所述阻燃性组合物的总重量。
20.根据权利要求18至19中任一项所述的方法，进一步包括基于所述阻燃性组合物的总重量，共混0.2至15wt％的量的颜料。
21.根据权利要求18至20中任一项所述的方法，进一步包括模制所述阻燃性组合物。
22.一种阻燃性组合物，包含：
50至90wt％的聚碳酸酯组合物；其中所述聚碳酸酯组合物包含聚硅氧烷-碳酸酯共聚物；
0.5至10wt％的硅油；以及
1至20wt％的磷腈化合物；其中所有的重量百分比是基于所述阻燃性组合物的总重量；其中所述组合物显示出当根据UL-94方案测试时在2.0毫米或更大厚度的5VA阻燃性。
23.根据权利要求22所述的阻燃性组合物，其中所述聚碳酸酯组合物进一步包含具有15,000至40,000道尔顿的重均分子量的聚碳酸酯均聚物。
24.根据权利要求22至23中任一项所述的阻燃性组合物，其中基于所述阻燃性组合物的总重量，所述聚硅氧烷-碳酸酯共聚物以约5至约27wt％的量存在。
25.根据权利要求22至24中任一项所述的阻燃性组合物，其中基于所述聚硅氧烷-碳酸酯共聚物的总重量，所述聚硅氧烷-碳酸酯共聚物包含15至25wt％的聚硅氧烷，以及其中所述聚硅氧烷具有大于30,000道尔顿的分子量。
26.根据权利要求22至25中任一项所述的阻燃性组合物，其中基于所述聚硅氧烷-碳酸酯共聚物的总重量，所述聚硅氧烷-碳酸酯共聚物包含4至10wt％的聚硅氧烷，以及其中所述聚硅氧烷具有25,000至30,000道尔顿的分子量。
27.根据权利要求22至26中任一项所述的阻燃性组合物，基于所述阻燃性组合物的总重量，进一步包含1至10wt％的量的抗滴落剂；其中所述抗滴落剂是氟化聚烯烃或聚四氟乙烯。
28.根据权利要求22至27中任一项所述的阻燃性组合物，其中所述阻燃性组合物包含矿物填料。
29.根据权利要求22至28中任一项所述的阻燃性组合物，其中所述矿物填料包括滑石。
30.根据权利要求22至29中任一项所述的阻燃性组合物，其中所述硅油包括以三甲基硅烷封端的聚硅氧烷聚合物；其中所述硅油在25℃具有20,000至900,000平方毫米每秒的粘度。
31.根据权利要求22至30中任一项所述的阻燃性组合物，包含3至10wt％的所述磷腈化合物。
32.根据权利要求22至30中任一项所述的阻燃性组合物，其中所述磷腈化合物具有以下结构：
其中m表示3至25的整数，R1和R2相同或不同，并且独立地是氢、羟基、C7-30芳基基团、C1-12烷氧基或C1-12烷基。
33.根据权利要求22至30中任一项所述的阻燃性组合物，其中所述磷腈化合物是苯氧基环三磷腈、辛苯氧基环四磷腈、癸苯氧基环五磷腈或包含前述磷腈化合物中的至少一种的组合。
35.根据权利要求22至30中任一项所述的阻燃性组合物，其中所述磷腈化合物具有以下结构：
其中X1表示—N═P(OPh)3基团或—N═P(O)OPh基团，Y1表示—P(OPh)4基团或—P(O)(OPh)2基团，Ph表示苯基基团，n表示3到10000的整数，R1和R2相同或不同，并且独立地是氢、羟基、C7-30芳基、C1-12烷氧基或C1-12烷基。
36.根据权利要求22至30中任一项所述的阻燃性组合物，其中所述磷腈化合物是交联的苯氧基磷腈。
37.根据权利要求22至30中任一项所述的阻燃性组合物，其中所述磷腈化合物具有以下结构：
其中R1至R6可以相同或不同，并且可以是芳基、芳烷基基团、C1-12烷氧基、C1-12烷基或它们的组合。
38.根据权利要求22至30中任一项所述的阻燃性组合物，其中所述磷腈化合物具有以下结构：
39.根据权利要求22至38中任一项所述的阻燃性组合物，具有当根据ASTM D1238测试时大于或等于4.00cm3/10min的熔体体积速率，以及当根据UL-94方案测试时在老化48小时之后小于20秒的火焰熄灭时间。
40.一种制造阻燃性组合物的方法，包括：
将50至90wt％的聚碳酸酯组合物、0.5至10wt％的硅油和1至20wt％的磷腈化合物共混，以形成所述阻燃性组合物；其中所述聚碳酸酯组合物包含聚硅氧烷-碳酸酯共聚物；其中所有的重量百分比是基于所述阻燃性组合物的总重量；其中所述组合物显示出当根据UL-94方案测试时在2.0毫米或更大厚度的5VA阻燃性；以及
挤出所述组合物。
41.根据权利要求40所述的方法，进一步包括模制所述组合物。
42.一种由权利要求1所述的组合物制造的制品。
43.一种由权利要求22所述的组合物制造的制品。
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