聚合物片材、其制造和使用方法、以及包括聚合物片材的制品

摘要

在一个实施方式中，聚合物片材包括：包含聚合物材料的泡沫层，其中，所述聚合物材料具有大于或等于100℃的Tg；以及其中，与由相同的聚合物材料形成的相同的几何形状和尺寸的实心片材相比，所述片材具有10％至60％的重量减轻。燃烧四分钟后，所述片材在1.0mm厚度下具有根据ASTM？E662-06的小于或等于200颗粒的烟密度。所述片材是可热成型的。

说明书

技术领域

本文公开了纹理化的聚合物片材(textured polymeric sheet)，特别是 包括泡沫核心层或泡沫顶盖层(foamed cap layer)的聚合物片材。

背景技术

聚合物(例如，聚碳酸酯)片材材料常用于铁路和飞机应用中，例如， 在座椅或覆层应用中。这些应用通常要求满足严格的火灾安全要求，诸如 阻燃性、烟密度、烟毒性和热释放。聚合物材料，如聚碳酸酯难以满足用 于飞机和铁路应用的热释放要求，并且通常必须与其它更昂贵的材料结 合，以通过飞机和铁路应用试验。对于用于航空和铁路应用的内部面板和 部件的构造中使用的片材材料的阻燃性、烟密度、烟毒性以及热释放特性 设置了多种要求。

轻质聚合物片材和由其衍生的产品在多个领域获得了相当大的和显 著的商业成功。已经在飞机和用于绝缘和结构目的的其它结构中使用这些 轻质片材。电子和电器工业使用聚合物泡沫用于电气和热绝缘以及用于结 构目的。飞机内部部件通常利用低密度泡沫材料和蜂窝结构材料。这些材 料提供了优异的硬度和较轻的重量，但是难于热成型并且需要其他片材或 膜材料的另外的层压(lamination)以产生具有美观表面的片材。

可以满足或超过各种防火安全要求(例如，在铁路和/或飞机应用中) 的多层片材在工业上是期望的。此外，可以满足或超过运输工具内部应用 中的各种防火安全要求；可以热成型而对多层片材的层的粘附性和热稳定 性不产生负面影响；以及具有低的光泽水平用于最小化光反射的多层片材 也是期望的。

因此，存在对于可以热成型而不要求其他片材/膜的额外层压的轻质聚 合物片材的需要以便生产具有例如，降低整体重量、提高防火安全，和/ 或具有美观表面的功能目的的片材。

发明内容

在各种实施方式中公开的是聚合物片材，和用于制备其的方法以及使 用其的制品。

在一个实施方式中，聚合物片材可以包括：包含聚合物材料的泡沫层， 其中，与由相同的聚合物材料形成的相同的几何形状和尺寸的实心片材 (solid sheet)相比，聚合物材料具有大于或等于100℃的Tg；并且其中， 片材重量减轻10％-60％；以及其中，在1.0mm的厚度下，片材通过以下 热释放要求中的至少一种：1)具有根据FAR/JAR 25.853,Amendment  25-116的Part IV,OSU Heat Release的小于或等于65千瓦-分钟/平方米的2 分钟积分放热速率(integrated heat release rate)以及小于65千瓦/平方米 的峰值放热速率；2)具有根据ISO 5660-1，在50kW/m²辐照水平测试条 件下小于或等于90kW/m²的最大平均热量排放率(maximum averaged rate  of heat emission)(MARHE)，其中，在燃烧四分钟后，片材在厚度为1.0mm 下具有根据ASTM E662-06小于或等于200颗粒的烟密度；并且其中，片 材是可热成型的。

在实施方式中，制造片材的方法可以包括：熔融聚合物材料以形成熔 体；结合熔体和化学发泡剂以形成混合物；中和由发泡剂产生的反离子； 在混合物中使泡沫成核以产生泡孔(cell)；以及使混合物成型为包括膨胀 (expanded)的核心层的片材。

下面更具体地描述这些和其它特征和特性。

附图说明

以下是附图的简要说明，其中，相同的元件标号相同，并且提供它们 用于说明本文公开的示例性实施方式的目的而不是用于限制其的目的。

图1是用于生产轻质聚合物片材的连续方法的示意图。

图2描述了具有核心层和可选的顶盖层的多层片材。

图3是自身纹理的轻质片材的前视图。

图4是压延的纹理化片材(calendered textured sheet)的前视图。

图5是轻质聚合物片材的剖视图。

图6是垂直于流动方向截取的样品17的片材的横截面的显微图。

图7是垂直于流动方向截取的样品18的片材的横截面的显微图。

图8是沿着流动方向截取的样品20的片材的横截面的显微图。

图9是沿着流动方向截取的样品21的片材的横截面的显微图。

图10是沿着流动方向截取的样品22的片材的横截面的显微图。

图11是沿着流动方向截取的样品23的片材的横截面的显微图。

具体实施方式

在各种实施方式中，本文公开的是包括具有玻璃化转变温度为大于或 等于100℃的核心层聚合物材料的轻质结构聚合物片材。轻质聚合物片材 具有低于实心片材(例如，并未发泡的片材)的密度，但是轻质聚合物片 材具有足够高的密度以便在通过挤出机处理后为随后可热成型的。例如， 轻质聚合物片材可以随后通过热成型形成为复杂形状并且同时，与实心片 材相比，可以提供显著重量减轻的额外的优点。与实心片材相比，核心层 可以发泡，有助于重量减轻。轻质聚合物片材可以使用深拉拔方法(deep  draw method)热成型。轻质聚合物片材可以用于各种应用，包括但不限于， 飞机内部组件、旅行包、棚、车库、各种运输用途，包括牵引车卡车拖车 裙板(tractor truck trailer skirt)、挡风板和卡车、墙壁、地板、标牌等上的 面板。轻质聚合物片材可以在一个侧面或两个侧面上另外地包括可选的顶 盖层，以提供给片材增加的刚性以及以及一致的颜色和表面外观。进一步 可选地，膜可以层压至轻质聚合物片材的表面。可选地，如果期望的话， 轻质聚合物片材也可以印至一个或两个表面上以提供美观表面。在冷却压 延操作期间，通过使用刻花辊(textured roll)也可以将纹理可选地印至轻 质聚合物片材的一个或两个表面上用于美观的表面。

热成型是一种制造方法，其中，将塑料片材加热至可弯曲成型的温度 (pliable forming temperature)(其通常高于塑料片材的玻璃化转变温度)， 然后利用真空辅助、压力辅助或者二者将片材形成为特定形状的模具(与 原始塑料片材不同的几何形状)并且修整以生产可用的产品。可热成型的 片材是指在热成型过程中，片材可以热成型为模具形状而无片材的机械损 坏(例如，不破裂、撕裂或其它机械损坏)。

由于顶盖层的表面下的微泡孔(microcell)(或者如果没有顶盖层，则 是部件自身)，可以发生自身纹理。控制微泡孔的分布(例如尺寸、形状 和频率)以影响自身纹理特征。自身纹理可以是独立的特征或者与利用压 延辊有目的地施加的纹理结合使用。该自身纹理的特征在热成型后并不降 低，这是利用压印纹理(其加热至通常在160℃至185℃的范围内的热成 型温度)的常见问题。对于较低的光泽度的应用，自身纹理部分的表面粗 糙度(Ra)可以是0.076微米(μm)至30.48μm，特别地范围为10.16μm 至15.4μm。光泽度可以是使用ATSM DS2457-08e1和BYK Gardner光泽 计在60度测得的2至90光泽单位(g.u.)，通常小于50g.u.，以及特别地 小于20g.u.，以及最特别地小于10g.u.。

与相同尺寸和聚合物材料的实心片材(即，相同组成的实心片材但不 含任何发泡剂或成核剂)相比，利用本文公开的轻质聚合物片材，可以实 现重量(wt)减轻5％至60％，可以实现特别地10％至60％，更特别地， 25％至50％，甚至更特别地，30％至40％重量减轻。例如，轻质聚合物片 材的密度可以大于0.61克/立方厘米(g/cm³)，特别地大于或等于0.61g/cm³至1.0g/cm³，更特别地，0.65g/cm³至0.97g/cm³，还更特别地，0.7g/cm³至0.95g/cm³，以及甚至更特别地，0.75g/cm³至0.90g/cm³。具有本文公 开的密度的轻质聚合物片材可以通过本文描述的飞机内部和毒性试验，并 且同时提供与实心片材相比更低的重量。顶盖层可以可选地与核心层共挤 出，以提供多层轻质片材和美观的表面。可选的顶盖层也可以通过使用化 学发泡剂共挤出，并且与实心核心层一起使用。使用共挤出可以提供超过 其他加工方法的多种优点，包括但不限于，更高的成形效率、更高的片材 刚性、更高的颜色控制、易于循环使用，以及另外的纹理选项。在核心层 和顶盖层之间的不同的流变特性(例如显著不同的粘度)可以引起成型问 题，如存在于片材上的波纹皱褶(corrugation)或片材上的边缘波纹(edge  waviness)。对于核心层和顶盖层如果使用具有不同流变特性的材料，在共 挤出期间使用圆形模具可以消除这些问题，并且也可以帮助保留轻质核心 层中的泡孔的球形形状。可替代地，可以使用多歧管模具(multi-manifold  die)以独立地控制顶盖和核心层的挤出温度。

在轻质聚合物片材的处理期间，当发泡核心层或顶盖层时，在聚合物 挤出期间可以将发泡剂加入至树脂进料。加热时，发泡剂分解并且释放气 体，该气体最终离开挤出机作为分散于聚合物熔体中的气泡(例如，用作 发泡剂的碳酸氢钠释放二氧化碳作为气体)。随后，获得的熔体可以通过 一系列冷却辊以生产具有比实心聚合物片材更低密度的轻质聚合物片材。 在冷却辊处的另外的加工步骤包括纹理化(texturing)、压印(embossing)、 层压等。如提及的，本文公开的轻质聚合物片材可以提供与实心聚合物片 材相比10％至60％的重量减轻。

在各种飞机和铁路车厢内部应用中，以及用于其他运输方式，如汽车、 火车、地铁等的内部应用中，可以使用本文公开的轻质聚合物片材。示例 性飞机内部组件可以包括，但不限于，隔断墙、机舱壁(cabinet wall)、 侧壁板、天花板、地板、设备面板、发光面板、窗口压条、窗滑道(window  slide)、贮藏室、厨房表面(galley surface)、设备壳体、座椅壳体、扬声 器壳体，管道壳体、仓库壳体、支架、托盘等。这同样适用于铁路应用。 通常要注意的是，本文公开的轻质聚合物片材的整体尺寸、形状、厚度、 光学特性、电气特性等可以根据期望的应用而变化。

欧洲的铁路内部应用通常要求由其制成的材料或制品满足EN45545 标准，这要求材料或制品通过根据由International Standards Organization (ISO)5659-2:2003提出的标准的烟密度试验，根据ISO5660-1的热释放试 验以及在ISO 5658-2中提出的火焰蔓延试验。对于铁路应用，在试验中存 在三种危险水平，其提出了对于烟密度和热释放试验的规格限制。对于本 申请的目的，也考虑规格危险水平，这对烟密度(Ds@4分钟)设置了限 制为小于300颗粒和对于热释放(最大平均热量释放(MAHRE)(MAHRE 千瓦(kW)@50kW))设置了限制为小于90千瓦/平方米(kW/m²)。比 光密度(specific optical density)(即，Ds)是当材料燃烧时材料的每单位 面积产生的烟的量的无量纲测量。按照14C.F.R.§25.853进行的National  Bureau of Standards(NBS)烟密度试验测量了在试验的最初4分钟期间发生 的Ds的最大值。满足各种铁路标准的这种材料的实例包括来自SABIC  Innovative Plastics Business的标准和轻质形式的H6000系列片材产品。

测试了使用由SABIC’s Innovative Plastics Business供应的Lexan*FST 树脂制成的轻质片材产品对用于内部应用的飞机烟密度的顺应性。对于飞 机应用，材料或制品应该能够满足由American Society for Testing and  Materials(ASTM)标准E662(2006)提出的要求。一种满足用于飞机隔 间内部的烟产生要求的组合物是指满足ASTM E662(2006)中提出的规 格限制的组合物。该测试方法使用光度计刻度以测量由材料产生的烟的密 度。满足用于飞机内部的烟产生要求的轻质聚合物片材具有根据ASTM  E662-06小于200颗粒的烟密度。虽然选择描述的试验以显示本文描述的 轻质聚合物片材的能够满足用于飞机内部的烟产生和可燃性要求二者，片 材可以有利地符合其它相关的可燃性和安全性试验。其它这些测试的实例 可以包括，但不限于，FR-1试验，如NF P 92-505、由飞机制造商AirBus 提出的ADB0031试验、FAR 25.853、毒性试验，以及由飞机制造商Boeing 公布的热释放试验OSU 65/65。

在一些内部区室应用中，可以期望的是使轻质聚合物片材具有某些光 学特性。例如，可以期望具有透明片材、半透明片材或不透明片材。不透 明片材通常是指具有小于或等于3％光透射率，特别地小于或等于1％光透 射率，更特别地小于或等于0.5％光透射率，以及甚至更具体地小于或等 于0.25％光透射率的片材。对于多层片材的透明性或不透明性，简要指出 的是最终使用说明书(例如，商业航空公司规范或商业铁路应用)通常规 定，组件满足特定的预定阈值。通过ANSI/ASTM D1003-00测得的浊度值 可以是透明阻燃聚碳酸酯片材的光学特性的有用的测量。浊度值越低，成 品片材的光透射率值越高。使用ASTM D1003-00，规程B，使用CIE(国 际照明委员会，International Commission on Illumination)标准光源C可以 测量浊度。半透明轻质片材可以限定由其光可以通过样品的条件；以及透 明可以是由其光学图像也可以与光一起通过片材的半透明的子集。阻燃添 加剂，例如对甲苯磺酸钠可以具有对最终的聚合物片材的浊度的影响。因 此，可以期望监测片材的浊度水平连同可燃性和烟生成特性，以便生产满 足安全和美学质量规格二者的制品。

与相同厚度的实心片材相比，在本文描述的方法中制造的轻质聚合物 片材的另外的有益特征是固有地更低的热导率。热导率表征通过轻质聚合 物片材的热传递以瓦特/平方米开尔文(W/m²K)测量。更特别地说，U 值是在片材的两侧之间的温度差下通过一平方米的低密度片材的热能的 量，通常称为热绝缘或热导率。

如之前提及的，本文描述的轻质聚合物片材可以包括核心层和可选的 顶盖层。核心层和可选的顶盖层可以包括相同或不同的材料。核心层和/ 或顶盖层可以包括塑料材料，如聚合物树脂、热固性塑料以及包括前述中 至少一种的组合。可以使用的可能的聚合物树脂包括，但不限于，低聚物、 聚合物、离聚物、树状聚合物、共聚物如接枝共聚物、嵌段共聚物(例如， 星形嵌段共聚物、无规共聚物等)以及包括前述中至少一种的组合。这类 聚合树脂的实例包括，但不限于，聚碳酸酯(例如，聚碳酸酯的共混物(如， 聚碳酸酯-聚丁二烯共混物、共聚酯聚碳酸酯))、聚苯乙烯(例如聚碳酸酯 和苯乙烯的共聚物、聚亚苯基醚-聚苯乙烯共混物)、聚酰亚胺(例如，聚 醚酰亚胺)、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯(ABS)、聚甲基丙烯酸烷基酯(例如， 聚甲基丙烯酸甲酯)、聚酯(例如，共聚酯、聚硫酯)、聚烯烃(例如，聚 丙烯和聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯)、聚 酰胺(例如聚酰胺酰亚胺)、多芳基化合物(polyarylate)、聚砜(例如， 聚芳基砜，聚磺酰胺)、聚亚苯基硫醚、聚四氟乙烯、聚醚(例如，聚醚 酮、聚醚醚酮、聚醚砜)、聚丙烯酸类、聚缩醛、聚苯并恶唑(例如，聚 苯并噻嗪并吩噻嗪、聚苯并噻唑)、聚恶二唑、聚吡嗪并喹恶啉，聚均苯 四酸酰亚胺、聚喹喔啉、聚苯并咪唑，聚羟吲哚，聚氧代异吲哚啉(例如 聚二氧代异吲哚啉)、聚三嗪、聚哒嗪、聚哌嗪、聚吡啶、聚哌啶、聚三 唑、聚吡唑、聚吡咯烷、聚碳硼烷、聚氧基双环壬烷、聚二苯并呋喃、聚 苯酞、聚缩醛、聚酐、聚乙烯类(例如，聚乙烯基醚、聚乙烯基硫醚、聚 乙烯醇、聚乙烯基酮、聚乙烯基卤化物、聚乙烯基腈、聚乙烯基酯、聚氯 乙烯)、聚磺酸酯、聚硫醚、聚脲、聚磷腈、聚硅氮烷、聚硅氧烷以及包 括前述中至少一种的组合。

更特别地，用于核心层和/或顶盖层的聚合物材料可以包括，但不局限 于，聚碳酸酯树脂(例如，LEXAN^TM树脂，可商购自SABIC’s Innovative  Plastics business，如LEXAN^TM XHT、LEXAN^TM HFD等)、聚亚苯基醚- 聚苯乙烯共混物(例如，NORYL^TM树脂，可商购自SABIC’s Innovative  Plastics business)、聚醚酰亚胺树脂(例如ULTEM^TM树脂，可商购自 SABIC’s Innovative Plastics business)、聚对苯二甲酸丁二酯-聚碳酸酯共混 物(如XENOY^TM树脂，可商购自SABIC’s Innovative Plastics business)、 共聚酯碳酸酯树脂(例如，LEXAN^TM SLX或LEXAN^TM FST树脂，可商 购自SABIC’s Innovative Plastics business)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(例 如，CYCOLOY^TM树脂，可商购自SABIC’s Innovative Plastics business)、 聚醚酰亚胺/硅氧烷树脂(例如SILTEM^TM，可商购自SABIC’s Innovative  Plastics business)以及包括前述树脂中至少一种的组合。甚至更特别地， 聚合树脂可以包括，但不限于，以下各项的均聚物和共聚物：聚碳酸酯、 聚酯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚醚酰亚胺、聚亚苯基醚或包括前述树脂中 至少一种的组合。聚碳酸酯可以包括聚碳酸酯的共聚物(例如，聚碳酸酯 -聚硅氧烷，如聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物)、直链聚碳酸酯、支链聚碳 酸酯、PC的封端聚碳酸酯(例如，腈封端聚碳酸酯)共混物，如PC/ABS 共混物，以及包括前述中至少一种的组合，例如支链和直链聚碳酸酯的组 合。

聚合物轻质片材的核心和/或顶盖层，可选地可以包括通常加入到这种 类型的聚合物组合物中的各种添加剂，条件是选择添加剂以便不会显著不 利地影响片材的期望的性能，特别是阻燃性、烟密度、烟毒性、热释放、 热成型性、热成型后的粘附性、耐水热性、抗水蒸汽穿透性、抗穿刺性和 热收缩性。这样的添加剂可以在用于形成核心和顶盖层的组合物的组分混 合期间在合适时间混合。示例性的添加剂包括抗冲改性剂、填料、增强剂、 抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外(UV)光稳定剂、增塑剂、润滑 剂、脱模剂、抗静电剂、着色剂(如炭黑和有机染料)、表面效应添加剂、 辐射稳定剂(例如，红外吸收)、阻燃剂，以及抗滴落剂。可以使用添加 剂的组合，例如阻燃剂热稳定剂、脱模剂和紫外光稳定剂的组合。一般地， 以通常已知有效的量使用添加剂。基于特定层的组合物的总重量，添加剂 的总量(除了任何抗冲改性剂、填料或增强剂)可以通常是0.001至5重 量百分数(wt.％)。核心层和/或顶盖层也可以可选地，另外地包括阻燃剂。 阻燃剂包括有机和/或无机材料。有机化合物包括，例如，磷、磺酸酯和/ 或卤化材料(例如，包括氯，溴等，如溴化聚碳酸酯)。出于调整的原因， 非溴化和非氯化含磷阻燃剂添加剂在某些应用中可以是优选的，例如有机 磷酸酯和含磷-氮键的有机化合物。

无机阻燃剂包括，例如C_1-16烷基磺酸盐，如全氟丁烷磺酸钾(Rimar 盐)、全氟辛烷磺酸钾、全氟己烷磺酸四乙基铵和二苯基砜磺酸钾(例如， KSS)；盐如Na₂CO₃、K₂CO₃、MgCO₃、CaCO₃和BaCO₃或氟阴离子复合 物，如Li₃AlF₆、BaSiF₆、KBF₄、K₃AlF₆、KAlF₄、K₂SiF₆和/或Na₃AlF₆。 当存在时，基于100重量份的其中包括其的，但不包括任何填料的多层片 材的层(即，核心层)的总组合物，无机阻燃剂盐以0.01至1重量份，更 特别地0.02至0.5重量份的量存在。

在形成核心层或者顶盖层的组合物中也可以使用抗滴落剂，例如形成 含氟聚合物(fluoropolymer)，如聚四氟乙烯(PTFE)的原纤维(fibril)。 抗滴落剂可以用刚性共聚物封装，例如苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)。封 装在SAN中的PTFE称为TSAN。基于封装的含氟聚合物的总重量，示例 性TSAN包括50wt.％的PTFE和50wt.％的SAN。基于共聚物的总重量， SAN可以包括，例如75wt.％的苯乙烯和25wt.％的丙烯腈。基于100重 量份不包括任何填料的特定层的总组合物，可以以0.1至1重量份的量使 用抗滴落剂。

如本文使用的，术语“聚碳酸酯”表示具有式(1)的重复结构碳酸 酯单元的组合物

其中，R¹基团的总数的至少60％包括芳族部分，其余量为脂族、脂环族或 芳族。在实施方式中，每个R¹是C_6-30芳族基团，即，包括至少一个芳族 部分。R¹可以衍生自式HO-R¹-OH，尤其是式(2)的二羟基化合物

HO–A¹–Y¹–A²–OH   (2)

其中，每个A¹和A²是单环二价芳族基团，和Y¹为单键或具有将A¹与A²分开的一个或多个原子的桥连基。在示例性实施方式中，一个原子将A¹和A²分开。特别地，每个R¹可以是衍生自式(3)的二羟基芳族化合物

其中，R^a和R^b各自表示卤素或C_1-12烷基基团并且可以相同或不同；以及 p和q各自独立地是0至4的整数。应该理解的是，当p为0时，R^a是氢， 以及同样地，当q为0时R^b是氢。同样在式(3)中，X^a表示连接两个羟 基-取代的芳族基团的桥连基，其中，每个C₆亚芳基的桥连基团和羟基取 代基彼此位于C₆亚芳基上的邻、间或对位(特别是对位)。在一个实施方 式中，桥连基团X^a可以是单键、-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)₂-、-C(O)-，或 C_1-18有机基团。C_1-18有机桥连基团可以是环状的或非环状的、芳香族或非 芳香族，并且可以进一步包括杂原子，如卤素、氧、氮、硫、硅或磷。可 以设置C_1-18有机基团，使得与其连接的C₆亚芳基基团各自连接至共同的 烷叉基碳或连接至C_1-18有机桥连基团的不同的碳上。在一个实施方式中， p和q各自是1，以及R^a和R^b各自是C_1-3烷基基团，特别地甲基，设置在 每个亚芳基基团上的羟基的间位。

在实施方式中，X^a是取代的或未取代的C_3-18环烷叉基、式–C(R^c)(R^d) 的C_1-25烷叉基，其中，R^c和R^d各自独立地是氢、C_1-12烷基、C_1-12环烷基、 C_7-12芳烷基、C_1-12杂烷基，或环C_7-12杂芳基烷基，或式–C(＝Re)-的基 团，其中，R^e是二价C_1-12烃基团。这种类型的示例性基团包括亚甲基、 亚环己基甲基、乙叉基、新戊叉基和异丙叉基，以及2-[2.2.1]-双环庚叉基、 环己叉基、环戊叉基、环十二烷叉基和亚金刚烷叉基。特定的实施例(其 中，X^a是取代的环烷叉基)是式(4)的环己叉基-桥接的烷基-取代的双酚

其中，R^a’和R^b’各自独立地是C_1-12烷基，R^g是C_1-12烷基或卤素，r和s各 自独立地是1至4，以及t是0至10。在特定的实施方式中，每个R^a’和 R^b’中的至少一个设置成环己叉基桥接基的间位。取代基R^a’、R^b’和R^g，当 包括适当数目的碳原子时，可以是是直链、环、双环、支链、饱和的或不 饱和的。在实施方式中，R^a’和R^b’各自独立地是C_1-4烷基，R^g是C_1-4烷基， r和s各自是1，和t是0至5。在另一特定的实施方式中，R^a’、R^b’和R^g各自是甲基，r和s各自是1，以及t是0或3。环己叉基-桥连的双酚可以 是两摩尔的邻甲酚与一摩尔的环己酮的反应产物。在另一示例性实施方式 中，环己叉基-桥连的双酚是两摩尔的甲酚与一摩尔的氢化异佛尔酮的(例 如，1,1,3-三甲基-3-环己烷-5-酮)的反应产物。这种含环己烷的双酚，例 如两摩尔的苯酚与一摩尔的氢化异佛尔酮的反应产物用于制备具有高的 玻璃化转变温度和高的热变形温度的聚碳酸酯聚合物是有用的。

在另一实施方式中，X^a是C_1-18亚烷基基团、C_3-18亚环烷基基团、稠 合的C_6-18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C_1-6亚烷基基团，以及W是C_3-12环烷叉基基团或C_6-16亚芳基 基团。

X^a也可以是式(5)的取代的C_3-18环烷叉基

其中，R^r、R^p、R^q和R^t独立地是氢、卤素、氧或C_1-12有机基团；I是直连 键、碳或二价氧、硫或-N(Z)-，其中，Z是氢、卤素、羟基、C_1-12烷基、 C_1-12烷氧基或C_1-12酰基；h是0至2，j是1或2，i是0或1的整数，以 及k为0-3的整数，条件是R^r、R^p、R^q和R^t中的至少两个放在一起是稠 合的脂环族、芳族或杂芳族环。应该理解的是，当稠环是芳族时，式(5) 中示出的环将具有不饱和碳-碳键，其中，环是稠合的。当k是1和i是0 时，式(5)中示出的环包括4个碳原子，当k是2时，式(5)所示的环 包括5个碳原子，以及当k为3时，该环包括6个碳原子。在一个实施方 式中，两个相邻的基团(例如，R^q和R^t一起)形成芳族基团，在另一实 施方式中，R^q和R^t一起形成一个芳族基团，以及R^r和R^p一起形成第二芳 族基团。当R^q和R^t一起形成芳族基团时，R^p可以是双键氧原子，即酮。

式HO-R¹-OH的其它有用的芳族二羟基化合物包括式(6)的化合物

其中，每个R^h独立地是卤素原子、C_1-10烃基，如C_1-10烷基基团，卤素- 取代的C_1-10烷基基团、C_6-10芳基基团，或卤素取代的C_6-10芳基基团，以 及n是0至4。卤素通常是溴。

特定的芳族二羟基化合物的一些示例性实例包括以下各项：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)氟、2,7-二羟基芘、 6,6'-二羟基-3,3,3',3'-四甲基螺(双)茚满(“螺双茚满双酚”)、3,3-双(4-羟基 苯基)邻苯二甲酰亚胺、2,6-二羟基二苯并-对-二恶英、2,6-二羟基噻蒽、2,7- 二羟基吩噻噁、2,7-二羟基-9,10-二甲基酚嗪、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、间苯二酚、取代的间苯二酚化合 物，如5-甲基间苯二酚、5-乙基间苯二酚、5-丙基间苯二酚、5-丁基间苯 二酚、5-叔-丁基间苯二酚、5-苯基间苯二酚、5-枯基间苯二酚、2,4,5,6-四 氟间苯二酚、2,4,5,6-四溴间苯二酚等；邻苯二酚；氢醌；取代的氢醌，如 2-甲基氢醌、2-乙基氢醌、2-丙基氢醌、2-丁基氢醌、2-叔丁基氢醌、2- 苯基氢醌、2-枯基氢醌、2,3,5,6-四甲基氢醌、2,3,5,6-四叔丁基氢醌、2,3,5,6- 四氟氢醌、2,3,5,6-四溴氢醌等、或包括前述二羟基化合物中至少一种的组 合。

式(3)的双酚化合物的特定的实例包括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(以下称为“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-2-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)苯并吡咯酮、2- 苯基-3,3-双(4-羟基苯基)苯并吡咯酮(p,p-PPPBP)、和1,1-双(4-羟基-3-甲 基苯基)环己烷(DMBPC)。也可以使用包括前述二羟基化合物中至少一 种的组合。在一个特定的实施方式中，聚碳酸酯是衍生自双酚A的线性均 聚物，其中，在式(3)中每个A¹和A²是对亚苯基以及Y¹是异丙叉基。

该DMBPC碳酸酯的均聚物，其是由式(7)的x部分表示，或其与 BPA碳酸酯的共聚物，具有由式(7)表示的总体化学结构

DMBPC碳酸酯可以与BPA碳酸酯共聚以形成DMBPC BPA共聚碳酸 酯。例如，作为共聚物或均聚物的基于DMBPC的聚碳酸酯(DMBPC) 可以包括10摩尔％至100摩尔％的DMBPC碳酸酯和90摩尔％至0摩尔％ 的BPA碳酸酯。

没有特别限制制备本文公开的任何聚碳酸酯的方法。它可以通过生产 聚碳酸酯的任何已知的方法生产，包括使用光气的界面方法和/或使用碳酸 二芳基酯，如碳酸二苯酯或双甲基水杨基碳酸酯作为碳酸酯源的熔融方 法。

本文使用的“聚碳酸酯”进一步包括均聚碳酸酯，(其中，聚合物中 的每个R¹是相同的)，包括碳酸酯中不同的R¹部分的共聚物(此处称为 “共聚碳酸酯”)，包括碳酸酯单元和其它类型的聚合物单元的共聚物， 如酯单元，以及包括均聚碳酸酯和/或共聚碳酸酯中至少一种的组合。如本 文中使用的，“组合”是包括共混物、混合物、合金、反应产物等。

例如，在核心和/或顶盖层中可以利用聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物。聚 碳酸酯-聚硅氧烷共聚物组合物可以包括除了可选的式(1)的重复碳酸酯 链单元之外的聚酯单元。如本文公开的，聚酯单元或聚合物包括式(8) 的重复酯单元：

其中，D是衍生自二羟基化合物的二价基团，并且可以是，例如C_6-20脂环 族基团或C_6-20芳族基团；并且T是衍生自二羧酸的二价基团，并且可以 是，例如C_6-20脂环族基团，C_6-20的亚烷基-亚芳基基团，或C_6-20亚芳基基 团。在特定的实施方式中，T是C_6-20亚芳基基团。在实施方式中，D衍生 自二羟基芳族化合物，包括式(2)、式(3)、式(4)、式(6)，或包括前 述二羟基芳族化合物中至少一种的组合。D和T基团期望用含烃取代基如 烷基，烷氧基，或亚烷基取代基最小程度地取代。在实施方式中，用含烃 取代基，如烷基、烷氧基或亚烷基取代基取代小于5摩尔％，特别地小于 或等于2摩尔％，以及还更特别地小于或等于1摩尔％的组合的摩尔数的 D和T基团。

芳族二羧酸(由其衍生式(8)的酯单元中的T基团)的实例包括以 下各项：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'-双安息香酸，或包括前述酸中至少一种的组合。也可以 存在包括稠合环的酸，如，1,4-、1,5-或2,6-萘基二羧酸。特定的二羧酸是 对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二羧酸、环己烷二羧酸，或它们的组合。特 定的二羧酸包括间苯二甲酸和对苯二甲酸的组合，其中，间苯二甲酸和对 苯二甲酸的重量重比是99:1至1:99。

在实施方式中，含芳基化物(arylate)单元的芳基化物酯单元衍生自 1当量的间苯二甲酸衍生物和/或对苯二甲酸衍生物的反应产物。在这样的 实施方式中，芳基化物单元如式(9)中所示：

其中，R^f和u如之前式(6)所定义的，并且m大于或等于4。在实施方 式中，m是4至50，特别地5至30，更特别地5至25，以及还更特别地 10至20。同样在实施方式中，m小于或等于100，特别地小于或等于90， 更特别地小于或等于70，更特别地小于或等于50。应该理解的是m的低 端点值和高端点值是独立地可组合的。在另一实施方式中，间苯二甲酸酯 与对苯二甲酸酯的摩尔比可以是约0.25:1至约4.0:1。在特定的实施方式 中，芳基化物酯单元由间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯单元组成。在另一实 施方式中，芳基化物酯单元衍生自1当量的间苯二甲酸衍生物和/或对苯二 甲酸衍生物与式(6)的间苯二酚的反应产物。这样的芳基化物酯单元对 应于下式(14)，其中，R¹衍生自间苯二酚。

示例性芳基化物酯单元是芳族聚酯单元，如间苯二甲酸酯-对苯二甲 酸酯-间苯二酚酯单元、间苯二甲酸-对苯二甲酸-双酚酯单元，或包括这些 中的每一种的组合。特定的芳基化物酯单元包括聚(间苯二甲酸-对苯二甲 酸-间苯二酚)酯、聚(间苯二甲酸-对苯二甲酸-双酚-A)酯、聚[(间苯二甲酸- 对苯二甲酸-间苯二酚)酯-共-(间苯二甲酸-对苯二甲酸-双酚-A)]酯，或包括 这些中至少一种的组合。在实施方式中，有用的芳基化物酯单元是聚(间 苯二甲酸-对苯二甲酸-间苯二酚)酯。在实施方式中，基于多芳基化物单元 中酯单元的总摩尔数，芳基化物酯单元包括大于或等于95摩尔％，特别 地大于或等于99摩尔％，以及还更特别地大于或等于99.5摩尔％的量的 间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚酯单元。在另一实施方式中，芳基 化物酯单元未被非芳族含烃取代基，如烷基、烷氧基，或亚烷基取代基取 代。

在一个实施方式中，本文公开的聚硅氧烷共聚物组合物是包括间苯二 甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚酯单元的耐候性组合物。将间苯二甲酸酯- 对苯二甲酸酯，如(10)暴露于紫外线辐射下可以引起称为Photo-Fries 重排的快速的、光化学诱导的重排以在表面形成式(11)的2-羟基二苯甲 酮，其用作紫外吸收剂和稳定剂用于下面的聚合物。因此在组合物的表面 之下包括间苯二酚酯单元的组合物也仅经历缓慢的Photo-Fries重排，并且 因此都抗气候老化以及适用于本文公开的聚合物组合物。

其它酯单元，如式(12)的含双酚的酯单元也经历了Photo-Fries重排 以形成相应的具有式(13)的2-羟基二苯甲酮。由于这些物质的电子结构， 在约400nm的波长下存在较大的光吸收。因此，与其它结构，如化学式 (11)表示的结构相比，透射光或反射光具有可观察到的及不希望的更黄 的颜色，(通过泛黄指数(“YI”)可测量)。因此，对于耐候应用，进一 步期望最小化存在于这类树脂和由其衍生的制品中的双酚酯单元的数量。

在实施方式中，芳基化物酯单元是具有式(14)所示结构的聚酯-聚 碳酸酯单元：

其中，R^f、u、和m如式(9)中限定的，每个R¹独立地是C_6-30亚芳基基 团，以及n为大于或等于1。在实施方式中，n是3至50，特别地5至25， 更特别地5至20。同样在实施方式中，n小于或等于50，特别地小于或等 于25，以及更特别地小于或等于20。应该理解的是，n的端点值是独立可 结合的。在实施方式中，m为5至75，特别地5至30，以及更特别地10 至25。在特定的实施方式中，m是5至75，n是3至50。在特定的实施 方式中，m是10至25，n是5至20。在实施方式中，聚酯-聚碳酸酯单元 是间苯二甲酸和对苯二甲酸(或它们的衍生物)的组合与式(6)的二羟 基化合物的反应产物，其中，间苯二甲酸酯单元与对苯二甲酸酯单元的摩 尔比是99:1至1:99，特别地95:5至5:95，更特别地，90:10至10:90，以 及还更特别地80:20至20:80。在实施方式中，聚酯-聚碳酸酯中的间苯二 甲酸酯-对苯二甲酸酯单元与碳酸酯单元的摩尔比可以是1:99至99:1，特 别地5:95至90:10，更特别地10:90至80:20。

在特定的实施方式中，聚酯聚碳酸酯单元包括衍生自式(6)的间苯 二酚的间苯二酚碳酸酯单元，并且具有式(15)：

其中，R^f和u如上所述，并且n^a大于或等于1。在另一实施方式中，聚酯 -聚碳酸酯单元进一步包括衍生自式(3)和(4)的双酚的双酚碳酸酯单 元，具有式(16)

其中，R^a和R^b各自单独地是C_1-8烷基，R^c和R^d独立地是C_1-8烷基或C_1-8亚环烷基，p和q是0至4，以及n^b大于或等于1。在另一实施方式中， 聚酯-聚碳酸酯单元以间苯二酚碳酸酯单元与双酚碳酸酯单元的摩尔比为 1:99至100:0包括式(15)的间苯二酚碳酸酯单元与式(16)的双酚碳酸 酯单元。在特定的实施方式中，聚酯-聚碳酸酯单元衍生自间苯二酚(即， 1,3-二羟基苯)或包括间苯二酚和双酚A的组合。在特定的实施方式中， 聚酯-聚碳酸酯单元是聚(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚酯)-共-(间 苯二酚碳酸酯)-共-(双酚A碳酸酯)聚合物。

聚硅氧烷共聚物组合物期望地包括以取代基或结构基团，如桥连基或 其它连接基团形式存在的最小量的饱和烃。在另一实施方式中，小于或等 于25摩尔％，特别地小于或等于15摩尔％，以及更特别地小于或等于10 摩尔％的组合的芳基化物酯单元和碳酸酯单元包括烷基、烷氧基或亚烷基 基团。在特定的实施方式中，当聚硅氧烷共聚物组合物包括碳酸酯单元时， 基于芳基化物酯单元和碳酸酯单元的组合摩尔数，小于或等于25摩尔％， 特别地小于或等于15摩尔％，以及更特别地小于或等于10摩尔％的碳酸 酯单元包括烷基、烷氧基或亚烷基基团。在另一实施方式中，芳基化物酯 单元和碳酸酯单元不被非芳族含烃取代基，如烷基、烷氧基，或亚烷基取 代基取代。

在实施方式中，聚硅氧烷共聚物组合物的含芳基化物酯单元由以下各 项组成：50至100摩尔百分数(摩尔％)的芳基化物酯单元，特别地58 摩尔％至90摩尔％的芳基化物酯单元；0摩尔％至50摩尔％的芳族碳酸酯 单元(例如，间苯二酚碳酸酯单元，双酚碳酸酯单元以及其它碳酸酯单元， 如脂族碳酸酯单元)；0摩尔％至30摩尔％的间苯二酚碳酸酯单元，特别 地5摩尔％至20摩尔％的间苯二酚碳酸酯单元；以及0摩尔％至35摩尔％ 的双酚碳酸酯单元，特别地5摩尔％至35摩尔％的双酚碳酸酯单元。

在示例性实施方式中，含芳基化物的单元是聚酯-聚碳酸酯单元，其 可以具有2,000至100,000g/mol，特别地3,000至75,000g/mol，更特别地， 4,000至50,000g/mol，更特别地5,000至35,000g/mol，以及还更特别地 17,000至30,000g/mol的重均分子量(Mw)。使用GPC使用交联的苯乙 烯-二乙烯基苯柱，以1毫克/毫升的样品浓度进行分子量测定，并且用聚 碳酸酯标准物校准。用二氯甲烷作为洗脱剂以约1.0ml/min的流速洗脱样 品。

聚硅氧烷共聚物组合物进一步包括除含芳基化物的单元之外的聚硅 氧烷(本文也称为“聚二有机硅氧烷”)单元。聚硅氧烷单元包括式(17) 的重复的硅氧烷单元(本文也称为“二有机硅氧烷单元”)：

其中，R每次出现时相同或不同，并且是C_1-13单价有机基团。例如，R可 独立地是C_1-13烷基基团、C_1-13烷氧基基团、C_2-13烯基基团、C_2-13烯氧基基 团，C_3-6环烷基基团、C_3-6环烷氧基基团、C_6-14芳基基团、C_6-10芳氧基基 团、C_17-13芳烷基基团、C_7-13芳基烷氧基基团、C_7-13烷基芳基基团，或C_7-13烷基芳氧基基团。前述基团可以全部或部分地用氟、氯、溴或碘或它们的 组合卤化。前述R基团的组合可以用于相同的共聚物中。在实施方式中， 聚硅氧烷包括具有最小烃含量的R基团。在特定的实施方式中，具有最小 烃含量的R基团是甲基基团。

取决于聚合物组合物中每种组分的类型和相对量、组合物的期望的性 能等考虑因素，式(17)中E的值可以广泛地变化。此处，E具有4至50 的平均值。在实施方式中，E具有16至50，特别地20至45，以及更特 别地25至45的平均值。在另一实施方式中，E具有4至15，特别地5至 15，更特别地6至15，以及更特别地7至10的平均值。

在实施方式中，聚二有机硅氧烷单元由式(18)的重复结构单元提供：

其中，E如上所定义的；每个R可以独立地相同或不同，并且如上所定义 的；以及每个Ar可以独立地相同或不同，并且是取代或未取代的C_6-30亚 芳基基团，其中，键直接连接至芳族部分。式(18)中合适的Ar基团可 以衍生自C_6-30二羟基芳族化合物，例如上面的式(2)、(3)、(4)或(6) 的二羟基芳族化合物。也可以使用包括前述二羟基芳族化合物中至少一种 的组合。示例性的二羟基芳族化合物是间苯二酚(即，1,3-二羟基苯)、4- 甲基-1,3-二羟基苯、5-甲基-1,3-二羟基苯、4,6-二甲基-1,3-二羟基苯、1,4- 二羟基苯、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)，以及1,1-双(4-羟基- 叔丁基苯基)丙烷。也可以使用包括前述二羟基化合物中至少一种的组合。 在实施方式中，二羟基芳族化合物是未取代的，或未被非芳族含烃取代基， 如烷基、烷氧基，或亚烷基取代基取代。

式(18)的单元可以衍生自式(19)的相应的二羟基芳族化合物：

其中，R、Ar和E如上所述。在特定的实施方式中，当Ar衍生自间苯二 酚时，聚硅氧烷具有式(20)：

或，当Ar衍生自双酚-A时，聚硅氧烷具有式(21)

其中，通式(20)和(21)的E是如上式(17)所定义的。

在另一实施方式中，聚二有机硅氧烷单元是式(22)的单元：

其中，R和E如式(17)所描述，以及R²每次出现独立地是二价C_1-30亚 烷基或C_7-30亚芳基-亚烷基，并且其中，聚合的聚硅氧烷单元是其相应的 二羟基芳族化合物的反应残基。在特定的实施方式中，当R²是C_7-30亚芳 基-亚烷基时，聚二有机硅氧烷单元具有通式(23)：

其中，R和E如式(17)所定义的。式(23)中的每个R³独立地是二价 C_2-8脂族基团。式(23)中的每个M可以相同或不同，并且可以是卤素、 氰基、硝基、C_1-8烷硫基、C_1-8烷基、C_1-8烷氧基、C_2-8烯基、C_2-8烯氧基、 C_3-8环烷基、C_3-8环烷氧基、C_6-10芳基、C_6-10芳氧基、C_7-12芳烷基、C_7-12芳基烷氧基、C_7-12烷芳基或C_7-12烷芳氧基，其中，每个n独立地是0、1、 2、3或4。

在实施方式中，M是溴或氯、烷基基团，如甲基、乙基或丙基，烷氧 基，如甲氧基、乙氧基或丙氧基，或芳基基团，如苯基、氯苯基或甲苯基； R³是二亚甲基、三亚甲基或四亚甲基基团；以及R是C_1-8烷基，卤代烷基， 如三氟丙基、氰基烷基，或芳基，如苯基、氯苯基或甲苯基。在另一实施 方式中，R是甲基，或甲基和三氟丙基的组合，或甲基和苯基的组合。在 另一实施方式中，M是甲氧基，n是0或1，R³是二价C_1-3脂族基团，以 及R是甲基。

式(23)的单元可以衍生自相应的二羟基聚二有机硅氧烷(24)：

其中，R、E、M、R³和n如式(23)所描述的。

在特定的实施方式中，二羟基低聚二有机硅氧烷具有式(25)中给出 的结构：

其中，E如上式(17)所描述的。

在另一特定的实施方式中，聚二有机硅氧烷单元衍生自式(26)的二 羟基低聚二有机硅氧烷：

其中，E如上式(17)所限定的。

在特定的实施方式中，在聚硅氧烷共聚物组合物形成期间，通式(21) 的羟基芳族封端的聚硅氧烷(其中，Ar衍生自双酚-A)与羧酸衍生物形 成酯连接结构，其具有式(27)的结构：

或，其中，式(21)的羟基芳族封端的聚硅氧烷(衍生自双酚)与碳 酸酯前体或卤代甲酸酯共聚，在聚硅氧烷共聚物组合物中形成碳酸酯连接 结构，具有式(28)结构：

或包括前述聚硅氧烷的组合，其中，对于式(27)和式(28)，R和E如 上式(17)描述的；式(27)中的T是C_6-30亚芳基基团；以及式(28) 中的R¹是C_6-30亚芳基基团。在实施方式中，T衍生自间苯二甲酸和/或对 苯二甲酸的反应衍生物的反应产物。在实施方式中，R¹衍生自式(6)的 间苯二酚或式(6)的间苯二酚与式(3)的双酚的组合的碳酸酯反应产物。

在另一特定的实施方式中，在聚硅氧烷共聚物组合物形成期间，通式 (19)的羟基芳族封端的聚硅氧烷(其中，Ar衍生自间苯二酚)与羧酸 衍生物形成酯连接结构，其具有式(29)的结构：

或，其中，式(20)的羟基芳族封端的聚硅氧烷(衍生自间苯二酚) 与碳酸酯前体或卤代甲酸酯共聚，在聚硅氧烷共聚物组合物中形成碳酸酯 连接的结构，具有式(30)结构：

其中，对于式(29)和式(30)，R和E如上式(17)中描述，式(29) 中的T是C_6-30亚芳基基团；以及式(30)中的R¹是C_6-30亚芳基基团。在 实施方式中，T衍生自间苯二甲酸和/或对苯二甲酸的反应性衍生物的反应 产物。在实施方式中，R¹衍生自式(6)的间苯二酚或式(6)的间苯二酚 与式(3)的双酚的组合的碳酸酯反应产物。

在另一特定的实施方式中，在聚硅氧烷共聚物组合物形成期间，通式 (23)的羟基芳族封端的聚硅氧烷(其中，R³是三亚甲基)可以与羧酸衍 生物形成酯连接结构，其具有式(31)的结构：

或，其中，式(23)的羟基芳族封端的聚硅氧烷(其中，R³为三亚甲基) 与碳酸酯前体或卤代甲酸酯共聚，在聚硅氧烷共聚物组合物中形成碳酸酯 连接的结构，具有式(32)的结构：

或包括这些聚硅氧烷的组合，其中，对于式(31)和式(32)，R和E如 式(17)描述的，以及M和n如上式(23)描述的；式(31)中的T是 C_6-30亚芳基基团；以及式(32)中R¹是C_6-30亚芳基基团。在实施方式中， T衍生自间苯二甲酸和/或对苯二甲酸的反应性衍生物的反应产物。如式 (23)中，式(31)和式(32)的亚芳基部分都具有与以下二者的连接性： 氧原子，其提供与相邻的芳基化物酯单元和/或芳族碳酸酯单元的连接性， 并且衍生自羟基基团；以及聚硅氧烷端基的亚烷基部分，其进一步具有与 聚硅氧烷部分的末端硅原子，以及聚硅氧烷单元的亚芳基部分二者的连接 性。在实施方式中，氧原子和亚烷基基团(将亚芳基部分连接至聚硅氧烷 单元的末端硅原子)可以设置成式(31)或(32)的亚芳基部分上的彼此 邻位、间位，或对位。在实施方式中，R¹衍生自式(6)的间苯二酚或式 (6)的间苯二酚与式(3)的双酚的组合的碳酸酯反应产物。

二羟基聚硅氧烷通常可以通过官能化式(33)的取代的硅氧烷低聚物 制备：

其中，R和E如之前限定的，并且Z是H、卤素(Cl、Br、I)，或羧酸酯。 示例性的羧酸酯包括乙酸酯、甲酸酯、苯甲酸酯等。在示例性实施方式中， 当Z是H时，式(33)的化合物可以通过与脂族不饱和一元酚的铂催化 加成制备。合适的脂族不饱和一元酚包括，例如丁香酚、2-烯丙基苯酚、 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-烯丙基苯酚、2-甲基-4-丙烯基苯酚、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- 甲基苯酚以及2-烯丙基-4,6-二甲基苯酚。也可以使用包括前述中至少一种 的组合。当Z是卤素或羧酸酯时，可以通过与式(2)、(3)、(4)、(6)的 二羟基芳族化合物，或包括前述二羟基芳族化合物中至少一种的组合的反 应完成官能化。在示例性实施方式中，式(19)的化合物可以由α,ω-双乙 酰氧基聚二有机硅氧烷和二羟基芳族化合物在相转移条件下形成。

在实施方式中，基于硅氧烷单元、芳基化物酯单元和碳酸酯单元的合 并摩尔百分数，聚硅氧烷共聚物组合物以0.5至20摩尔％，特别地1摩尔％ 至10摩尔％的硅氧烷单元的量包括硅氧烷单元，并且条件是硅氧烷单元 由共价键合在聚硅氧烷共聚物组合物的聚合物骨架中的聚硅氧烷单元提 供。

聚硅氧烷共聚物组合物包括0.1wt.％至25wt.％的量的硅氧烷单元。 在实施方式中，基于聚硅氧烷共聚物组合物的总重量，聚硅氧烷共聚物组 合物包括0.2wt.％至10wt.％、特别地0.2wt.％至6wt.％、更特别地0.2wt.％ 至5wt.％，以及还更特别地0.25wt.％至2wt.％的量的硅氧烷单元，条件 是硅氧烷单元由共价键合在聚硅氧烷共聚物组合物的聚合物骨架中的聚 硅氧烷单元提供。

聚硅氧烷共聚物组合物可以进一步包括式(1)的碳酸酯单元。在实 施方式中，聚硅氧烷共聚物组合物包括0.2wt.％至6wt.％的聚硅氧烷单元、 50wt.％至99.8wt.％的酯单元，以及0wt.％至49.85wt.％碳酸酯单元，其 中，聚硅氧烷单元、酯单元和碳酸酯单元的组合的重量百分数是100wt.％ 的总重量的聚硅氧烷共聚物组合物。在另一实施方式中，聚硅氧烷共聚物 组合物包括0.25wt.％至2wt.％的聚硅氧烷单元、60wt.％至94.75wt.％的 酯单元和3.25wt.％至39.75wt.％的碳酸酯单元，其中，聚硅氧烷单元、酯 单元和碳酸酯单元的组合的重量百分数是100wt.％的总重量的聚硅氧烷 共聚物组合物。

在实施方式中，上述聚硅氧烷共聚物组合物具有小于或等于165℃， 特别地小于或等于160℃，以及更特别地小于或等于155℃的Tg。相似地， 在实施方式中，上述聚硅氧烷共聚物组合物具有大于或等于115℃，特别 地大于或等于120℃的聚碳酸酯单元的Tg。

本文描述的聚硅氧烷共聚物可以通过以下不同的方法制造，如溶液聚 合、界面聚合和熔融聚合。其中，特别有用的方法是界面聚合。尽管界面 聚合的反应条件可以变化，方法通常包括将二元酚反应物溶解或分散于苛 性钠水溶液或苛性钾水溶液，或可替代地将二元酚反应物悬浮或溶解于水 中，将获得的混合物加入至水不混溶的溶剂介质，并且在催化剂存在下， 例如三乙基胺或相转移催化剂，在受控的pH条件下，例如8至11.5使反 应物与碳酸酯前体接触。最常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，如二元酚的双卤代甲酸酯(例如，双酚A、 氢醌等的双氯甲酸酯)或二醇的双卤代甲酸酯(例如，乙二醇、新戊二醇、 聚乙二醇等的双卤代甲酸酯)。也可以使用包括前述类型的碳酸酯前体中 至少一种的组合。在示例性实施方式中，形成碳酸酯键的界面聚合反应使 用光气作为碳酸酯前体，并且称为光气化反应。

聚硅氧烷单元添加至聚酯-聚碳酸酯组合物可以增加获得的聚硅氧烷 共聚物组合物的放热率性能，其中，增加量的聚硅氧烷-聚碳酸酯可以提 供增加的放热率性能。然而，使用大于6wt.％的总重量的组合物中聚硅氧 烷的浓度的量的聚硅氧烷可以导致不期望的浊度水平和/或热释放速率性 能的劣化。

此外，聚硅氧烷单元的尺寸可能影响聚硅氧烷共聚物组合物的浊度和 /或透明度。共聚物中组成不同的组合物的单元，如，例如聚碳酸酯、聚酯， 或组合中的聚硅氧烷单元，可以排序形成较大的离散相，其中，更有序的 单元相与周围的聚合物基质分离。当大单元的聚硅氧烷(即，大于15个 硅氧烷单元)、大于30个芳基化物酯单元的多芳基化合物单元，和/或聚碳 酸酯单元不均匀地分散于聚合物链中时，可以发生这些大的，相分离域。 从而该单元可以形成相分离区域(本文中有时称为“域”)。域可以定义 为周围基质内的区域，具有将其从周围基质中分开的离散的和可观察的边 界。通过合适的分析方法，如透射电子显微镜(TEM)可以观察到不混溶 的、相分离区域的特定的域的存在。这些相分离区域的尺寸可以有很大变 化，但通常可以具有20到200纳米，或更长的连续长度的长尺寸，以及 在挤出或注射成型过程中长度与聚合物组合物的流动方向一致。应该相信 的是在共聚物中存在的这些相分离区域可以散射入射光。增加相分离的区 域的大小，增加相分离的区域的数量，以及增加相分离单元的链内浓度， 被认为各自单独地与入射光增加的散射相关。因此，使用浊度和/或光透射 测量可以观察域形成的本体性质。因此，缺少机制以防止、降低、减轻或 排除这些相分离区域的形成，可以观察到这类域形成，其中使用不类似的、 不混溶的聚合物单元的组合。用于控制域形成的机制包括限制单元尺寸， 限制共聚物中单元的浓度，以及增加分布于聚碳酸酯中的单元的随机性和 均匀的间隔。因此，较小的相分离区域和减少数量的相分离区域可以减少 散射的入射光的量，并且从而降低组合的可测量的浊度，并且当需要时， 提供增加的光透射率。

增加单元长度，同时保持聚硅氧烷的总重量作为聚硅氧烷共聚物组合 物的重量的百分数导致在OSU试验中降低的放热率性能。将聚硅氧烷单 元长度增加到大于15的值导致更低的放热率性能用于包括不同单元长度 的聚硅氧烷且具有恒定的总聚硅氧烷负载的组合物。用短的聚硅氧烷单元 长度(小于或等于15个重复单元)以给定的总负载的聚硅氧烷单元下(作 为聚硅氧烷-聚碳酸酯的重量百分数)获得最高的放热率性能。以这种方 式，贯穿聚合物基质的更多数量的短的聚硅氧烷的分布提供了更高的阻燃 性(flame retrace)和最佳透明度。最好的延展性通过使用最大的硅氧烷单 元获得。对于需要高韧性和优良的FR性能的组合物，可以使用更大的硅 氧烷单元或大的和小的硅氧烷单元的组合。对于具有优良的FR的需要中 等水平韧性的组合物，可以使用较短的硅氧烷单元。

因此，可以期望具有用于聚硅氧烷共聚物组合物的聚硅氧烷单元的单 元尺寸，其具有足够大的尺寸以确保聚硅氧烷共聚物组合物具有基于聚硅 氧烷分布的有效的放热率性能，并且这些单元是足够小的以便不会形成一 定尺寸的域，这可以导致可观察的光散射(即，浊度)。单元也可以期望 地以足够的浓度存在于聚硅氧烷共聚物组合物中以提供期望的抗冲击性 能，同时保持低的浊度。进一步地，出于改善的热释放率性能和低的浊度 的以上原因，期望的是单元足够随机且均匀地间隔贯穿整个聚硅氧烷共聚 物组合物分布。

包括低水平，例如小于或等于10wt.％，特别地小于或等于6wt.％的 聚硅氧烷单元、4至50，特别地大于15，以及更特别地大于25个硅氧烷 重复单元(分布在聚酯单元、聚碳酸酯单元，或在聚酯单元和聚碳酸酯单 元中)的聚硅氧烷共聚物组合物可以具有通过由聚硅氧烷共聚物组合物组 成的制品的燃烧测定的低的放热率。当与聚碳酸酯、聚酯-聚碳酸酯以及 包括这些的组合相比时，具有聚硅氧烷单元的聚硅氧烷共聚物组合物可以 具有改进的固有热释放性能。当与具有优良的热释放性能的聚酰亚胺和聚 硅氧烷-聚酰亚胺相比时，聚硅氧烷共聚物组合物可以进一步具有可比较 的或更低的浊度以及可比较的或改进的透明度性能。当与具有良好的热释 放性能，但是具有高浊度和低透明度的聚合物，如，例如聚酰亚胺和聚硅 氧烷-聚酰亚胺相比时，具有聚硅氧烷单元的聚硅氧烷共聚物组合物具有 更低浊度、更低颜色以及可比较的或改善的透明性能。

进一步地，具有聚硅氧烷单元的聚硅氧烷共聚物组合物的低浊度提供 了具有其它期望的性能，如优良的耐候性以及高光泽保持的聚合物组合 物。多芳基化合物具有针对由紫外线辐射和或空气中的湿气引起气候老化 的更高抗性，这优于其它抗冲改性的、阻燃组合物。应该相信的是使用前 面的多芳基化合物单元制备聚硅氧烷共聚物组合物提供根据适当的耐候 方案，如根据ASTM G155-04a的优异的耐候性。此外，多芳基化合物单 元的耐候性提供了改善的透明性、黄度(如通过气候老化后的黄色指数变 化测得的)，气候老化后的表面光泽，以及针对聚硅氧烷共聚物组合物中 的浊度形成的抗性。此外，使用聚硅氧烷单元(散布在如本文所述的聚合 物链上)，提供了期望的放热率性能、冲击性能和延展性，同时保持或改 善期望的低浊度和透明度。

而且聚硅氧烷共聚物组合物中小于或等于0.25wt.％聚硅氧烷的低负 载可以提供期望的热释放性能，同时保持期望的低浊度。本领域技术人员 应该理解的是，在这样的限制内，相对于组成参数(提供以获得期望的聚 硅氧烷共聚物组合物的浊度和抗冲击性能)内的其他事物，也可以各自调 整包括聚硅氧烷单元尺寸、聚硅氧烷单元数量、聚硅氧烷单元分布以及聚 硅氧烷单元组成的参数组合。包含本文公开的聚硅氧烷共聚物组合物的组 合物可以进一步具有改善的延展性以及与其他的抗冲改性聚碳酸酯的改 善的熔体流动特性相比，在较高的剪切速率下的更低的熔体粘度。

为了获得期望的轻质片材，核心层的聚合物组合物也可以包括发泡 剂。发泡剂可以是分解类型(化学分解后释放气体(例如，二氧化碳(CO₂)、 氮气(N₂)和/或氨气))，和/或蒸发类型(其蒸发而不进行化学反应)。可 能的发泡剂包括，二氧化碳、碳酸氢钠、叠氮化合物、碳酸铵、亚硝酸铵、 柠檬酸一钠、与水反应时释放氢气的轻金属、氯化烃、氯氟碳、偶氮二甲 酰胺、N,N′-二亚硝基五亚甲基四胺、三氯单氟代甲烷、三氯三氟代乙烷、 二氯甲烷、有机羧酸(如甲酸、乙酸、草酸、蓖麻油酸等)、戊烷、丁烷、 乙醇、丙酮、氮气(N₂)、氨气等，以及包括前述中至少一种的组合。用 于挤出和模制的示例性的商业化发泡剂包括，但不限于，6257 ID Endo  Foam 35 XFC、5767 ID Endo Foam 100FC、8812 ID Exo Foam 80、8861 ID  25、6851 ID 35 MFC、6400 ID 35 NA、6295 ID 70 XFC、6265 ID 70 MFC、 7800 ID 70 NA、6905 ID 90 NA、6906 ID 90 NA FC、6258 ID 100 XFC 100、 6836 ID 130 MFC、6950 ID 40 EEFC、6952 ID 40 EEXFC、6112 ID 70  EEFC、6833 ID 70 EEFC、8085 ID 70 EEMFC、7236 ID Foam EEFC、7284  ID 80 2300 EXO、7285 OD 80 2400 EXO、71531 ID 100 MFC EXO、8016 ID  120 EXO、6831 ID 135 EXO、Palmarole EXP 141/92B、Palmarole BA.K2.S1、 Palmarole BA.F4.S、Palmarole BA.F2.S、Palmarole BA.K5.S、Palmarole  BA.F4.E.MG、Palmarole BA.K3.EF、Palmarole BA.M4.E、Palmarole  MB.BA10、Palmarole MB.BA.13、Palmarole MB.BA.15、Palmarole  MB.BA.16、Palmarole MB.BA.18、Palmarole BA.M7.E、Palmarole  BA.K2.S1、Palmarole BA.F4.S、Palmarole BA.K4.S、Palmarole BA.F2.S、 Palmarole BA.K3.EF、Palmarole BA.K4.C、以及Bergen International  FoamazolTM系列32、40、41、43、50、57、60、61、62、63、70、71、 72、73、73S、90、91、92、93、94、95、96以及X0-255、X0-256、X0286、 X0-330、X0-339、X0-355、X0-379、X0-385、X0-423、X0P-300、X0P-301、 X0P-305和X0P-341。如前所述，当使用某些种类的发泡剂、吸热类型或 放热类型或它们的组合时，CO₂气体将释放并且最终离开挤出机，作为分 散于聚合物熔体中的气泡。该气泡膨胀以形成构成轻质聚合物片材的泡 孔。这些泡孔可以是打开或关闭的，但通常是关闭的。这些泡孔可以具有 小于或等于10，特别地，小于或等于7.5，更特别地小于或等于5，甚至 更特别地小于或等于3的长宽比。泡孔可以具有小于或等于500微米 (μm)，特别地小于或等于250微米，更特别地小于或等于200微米，甚 至更特别地小于或等于100微米，仍更特别地小于或等于50微米，以及 还更特别地小于或等于20μm的尺寸。使用的化学发泡剂的量取决于方 法、加工条件以及特定的聚合物材料。在一些实施方式中，发泡剂的量可 以是0.1wt.％至10wt.％，或特别地0.1wt.％至5wt.％，或更特别地，1wt.％ 至4wt.％，其中，重量百分数是基于聚合物组合物的总重量(例如，聚合 物材料、添加剂、发泡剂、成核剂等)。在一些实施方式中，发泡剂可以 是0.1wt.％至4wt.％，或特别地，0.5wt.％至3wt.％以及0.25wt.％至2wt.％ 的另外的、不同的发泡剂，或特别地，0.5wt.％至1.5wt.％的另外的发泡 剂。

物理发泡剂的量可以是在约0.02wt.％的范围，以便获得相同的轻质 片材。这些物理发泡剂包括之前描述的CO₂、N₂、H₂O、丙酮、丁烷、氩 气。由于环境问题，优选避免使用臭氧消除剂(ozone depleting agent)。

预期的是树脂添加剂包的选择将基于发泡剂。换句话说，将包括添加 剂包从而抵消由发泡剂产生的任何反离子。因此，添加剂可以包括在组合 物中使得pH可以保持在期望的范围内，使得当产生反离子时，它们被中 和。期望的pH取决于特定的聚合物材料。将缓冲液加入至组合物(聚合 物材料)以中和由发泡剂产生的反离子。对于包括低和高温循环性能、高 温性能、耐环境影响，如高湿度等的长期的物理性能和机械性能，轻质片 材的性能受到树脂稳定性的影响。应该要求树脂添加剂包提供水解稳定性 用于化学和/或物理发泡剂的性能、副产物、以及成核位点(以在例如主动 挤出加工步骤期间它防止过早的树脂降解相同方式)。

在轻质聚合物片材的制造期间，大部分化学发泡剂将分解产物的残余 物保留在聚合物基质中，这对于聚合物是有害的，例如，这可以劣化聚合 物基质的耐化学性或耐水热性。对于缩聚类型的聚合物，如聚碳酸酯、多 芳基化合物、聚酯和聚醚酰亚胺，化学发泡剂的选择是重要的以最小化伤 害。例如，如果使用碳酸氢钠作为化学发泡剂用于制造轻质聚碳酸酯片材， 碳酸氢钠在聚碳酸酯熔体加工步骤期间热分解成碳酸钠、水和二氧化碳， 其中的水和二氧化碳作为发泡剂气体起作用以便在聚碳酸酯片材中形成 泡沫结构，而残留在最终的聚碳酸酯泡沫片材中的碳酸钠残余物是相对强 的碱，其可以损害聚碳酸酯基质的耐水热性，如果耐水热特性或长期的物 理和机械性能的保留是合乎需要的。另一方面，一些其它化学发泡剂，在 发泡过程的温度下它们的分解产物残余物具有中性或弱酸性或弱碱性的 性质，对于聚碳酸酯更友好。实例包括柠檬酸单钠、柠檬酸、5-苯基-3,6- 二氢-2H-1,3,4-恶二嗪-2-酮(PEDOX)、5-苯基-1H-四唑(5-PT)，以及包 括这些化学发泡剂中至少一种的组合。

可以使用加速水稳定性试验用于预测轻质聚合物片材的更长期的可 靠性。这类测试包括使聚合物材料经受在90℃在95％相对湿度下14天， 或甚至更加速的在压力锅条件下，如121℃和18psi(磅/平方英寸)湿气 压力下24小时(hr)。在此期间，树脂会期望地丢失不超过30％，或更期 望地丢失不超过10％的初始起始分子量。这些类型的加速老化试验可以用 作挠曲强度和多轴冲击性能保留的指示。

在本体树脂本身，或者在包括化学发泡剂的母料中选择其它树脂包 (package)添加剂或泡孔控制剂的另外的考虑通过改变聚合物组合物的表 面张力或通过作为由其泡孔可以生长的成核位置可以影响泡沫泡孔的成 核。可以将成核剂加入至聚合物组合物中以促进在加工期间形成气泡。可 以选择成核剂以便在挤出的或模制的片材或薄膜，或部件中产生特定尺寸 和密度的泡孔。一些可能的成核剂包括滑石(硅酸镁)、玻璃-纤维、气相 二氧化硅、二氧化钛、碳酸钙、氧化锌等，以及包括前述中至少一种的组 合。使用的成核剂的量和尺寸取决于方法、加工条件、特定的聚合物材料、 发泡剂、期望的泡孔尺寸以及树脂添加剂包的整体平衡和性能。在一些实 施方式中，成核剂的量可以小于或等于10wt.％，或特别地，0.01wt.％至 5wt.％，或者，更特别地，0.02wt.％至1wt.％，其中，重量百分比是基于 聚合物组合物的总重量。

已经发现，当泡沫气泡的长宽比接近1时，机械性能得到改善。出人 意料地发现，通过使用大于10wt.％的盘状无机填料，长宽比(长度/宽度 (l/w))可以减小，例如，从约5至约2。因此，可以获得具有长宽比小 于3，甚至小于或等于2的挤出的发泡的片材。可能的盘状无机填料包括 滑石和云母，以及包括前述中至少一种的组合。

可以采用各种技术以形成轻质聚合物片材，包括连续法或分批法。分 批法主要用于制备具有非常特定特性的泡沫或每批较小的体积(如在共注 射成型、注射成型、旋转成型、气体反压成型，以及结构发泡成型中)。 然而，连续方法允许有利于生产规模操作的高输出。这些连续方法可以包 括挤出、共挤出、化学泡沫挤出、以及电线和电缆挤出(wire-and-cable  extrusion)。连续方法中的一种类型示于图1。在实施方式中，连续方法使 用挤出机，例如，单螺杆挤出机或串联设置。任一方法均可以使用同向旋 转双螺杆。该方法包括：将聚合物材料和任何添加剂加入至挤出机进料喉、 熔融聚合物材料、将发泡剂溶解于熔融的聚合物材料中、将聚合物材料进 行塑化、气泡的成核(例如，由于模具中的降压)、冲模后气泡生长、泡 孔结构稳定化(例如，在冷却和压延)步骤。期望地，泡孔同时地以相同 的速度在所有方向以限定的数目成核并生长以产生具有均质的三维机械 性能的泡沫。

图1示出了用于生产轻质聚合物片材的示例性连续方法。从图1可以 看出，聚合物材料(树脂)和化学发泡剂通过料斗10送入主挤出机13的 进料喉11。取决于期望的轻质片材的构造，可选地可以使用具有关联的料 斗12的一个或多个侧挤出机14。注意的是通过气体注入口21引入的化学 发泡剂或可选的物理发泡剂可以在任何挤出机排放系统的下游添加或者 与没有排气口的挤出机一起使用。将树脂和化学发泡剂引入至进料喉11 以便与旋转螺杆的混合部部15接触。当通过加热的挤出机前进时树脂熔 融，以及化学发泡剂分解以便释放在高压和高温下溶解于树脂的气体。树 脂熔体通过多孔板(breaker plate)和滤网板(screen pack)22离开挤出机 筒，其通过增加背压有助于保持气体溶解于挤出机筒中。现在挤出物进入 进料块(feedblock)16，其控制来自主挤出机13和侧挤出机14的树脂流 股以定位可选的顶盖层49a和49b(参见图2)。熔融树脂从进料块16进 入模具18，其中，其分布以通过模唇(die lip)19以片材的形式挤出。在 模具19的出口压力下降，使得溶解的气体膨胀并产生泡孔52。例如，通 过将熔体通过压延辊20特别地进而控制这些泡孔52的尺寸、形状和频率。 压延辊20可以提供多种功能，如控制最终片材的厚度，冷却片材以锁定 泡孔52尺寸，以及纹理化共挤出层。

在片材的生产期间也可以使用共挤出法和/或涂覆方法(线上和线下， on-and-off line)，以便将不同的聚合物供应至片材几何形状的任何表面部 分，从而改进和/或改变片材的性能，和/或降低原材料成本。例如，可以 使用共挤出方法以便将顶盖层应用至片材的一侧或两侧。在一个实施方式 中，可以使用共挤出方法将美学着色剂添加至顶层。涂层可以设置于任何 的片材表面以改善片材性能和/或特性。示例性的涂层或共挤出层可以包括 抗真菌涂层、疏水涂层、亲水涂层、光分散涂层、抗冷凝涂层、抗刮涂层、 紫外线吸收涂层、光稳定剂涂层等。对于共挤出领域技术人员显然的是大 量的实施方式可以利用共挤出方法产生。

轻质聚合物片材可以与其它层共挤出。例如，如提及的，轻质聚合物 片材也可以可选地包括顶盖层。该轻质聚合物片材可以与位于邻近轻质片 材的任一侧(例如，顶部、底部和/或侧面)的顶盖层一起共挤出、层压、 胶合等。通常，顶盖层可以是任何厚度，并且前至后或侧至前至后分布， 从而满足密度、机械性能、成型、纹理化、美观等的要求。如之前描述的， 顶盖层可以包括与核心层相同或不同的材料。如前面描述的那样，如果对 于最终的使用应用是期望的，顶盖层可以可选地包括UV吸收剂和其它添 加剂、有机或无机物(针对定制性能)。

图2示出了包括核心层42的多层片材40，其中，核心层可以包括具 有泡孔52的泡沫聚合物片材。核心层42可以具有第一表面44和第二表 面46。顶盖层可以共挤出至第一表面和/或第二表面上。第一顶盖层48可 以设置在核心层42的第一表面44之上并且与其紧密接触(例如，物理接 触)和/或第二顶盖层50可以布置在核心层42的第二表面46之上并且与 其紧密接触(例如，物理接触)。顶盖层48的外表面49a和可选地顶盖层 50的外表面49b可以使用压延辊20进行纹理化。

该轻质片材还可以是多壁片材或波纹片材等。这些预计为本文解释的 一般概念的的变体，涉及使用的不同的模具构造和/或下游的加工设备。例 如，多壁将使用专用的模具以生产横向层用于结构完整性并且使用下游校 准器以控制部件的总厚度。波纹部件将使用，例如，计算机控制的线上或 线下(in-or-off line)的成型设备来制造轻质波纹产品。光透射率和光泽控 制可以全部通过之前描述的方法控制。

进一步考虑的是，轻质聚合物片材可以包括另外的核心层和顶盖层 (例如，大于或等于两个核心层和/或大于或等于两个顶盖层)。此外，轻 质聚合物片材也可以包括分散于核心层和顶盖层之间的层，例如，中间层 或粘附层，从而然后使核心层可以与中间层接触以及中间层可以与顶盖层 接触，或它们的任何组合。其它层或涂层也可以存在于顶盖层的表面(使 得顶盖层在涂层与核心层之间)。这些层可以包括，但不限于，硬涂层(例 如，如之前描述的耐磨涂层)、抗UV层、红外线吸收层等。可以加入另 外的考虑的层，条件是它们不会不利地影响多层片材的期望的性能(即， 阻燃性(在厚度为1.0mm下保持至少V0的UL等级)，和/或烟密度(一 致通过烟密度试验))。也可以考虑上述另外的层的任何可行的组合。

图3、图4及图5表示本文描述的发明的各种实施方式。图3是没有 顶盖层48或50的自身纹理的核心片材42的实例。纹理化核心层第一表 面44，以及可选地核心层第二表面，具有自身闭合结构的泡孔以产生低光 泽的表面。泡孔尺寸、频率和分布允许自身纹理的特征。令人惊讶的是， 热成型操作期间保留这些泡孔特征以保持它们的低光泽外观，而不随着施 加的热量而洗掉。

图4是压延至顶盖层48的低光泽表面的实例。核心层42(图4中未 示出)可以具有不同的泡孔尺寸、分布和频率，以能够在较高的力下压延 复制(calendaring replication)而不引起塌陷或另外地改变期望的泡孔结构。

最后，图5是核心层42，可选的顶盖层48及它们相关的表面46、44 和49a的剖视图。在横截面中示出的泡孔52是闭合的泡孔结构，其对于 预期的应用是优选的。

片材材料的光泽具有用于多种预期的运输应用的美学目的。例如，它 可以降低穿过并进入飞机、火车和汽车的乘客舱的太阳光的眩光。自身纹 理的和压延的轻质片材独特地适用于该目的。光泽是简单地限定为材料在 指定的角度下如何反射。使用具有折射率为1.567，具有根据ATSM D523 的光泽单位值为100的抛光的黑色玻璃比较这些片材样品。采用测量几何 学作为垂直于样品的光源偏移(offset)。因此，通常在20°、60°，和85° 的几何学下进行测量。高光泽度通常描述为在20°下大于70光泽单位 (g.u.)、在60°下半光泽度为10至70g.u.，以及低光泽度描述为在85°几 何学下为<10g.u。表1描述了由图3和图4测得的光泽单位，这将被认为 是具有测试的任何几何学的低光泽。在样品的三个不同的位置，在机器方 向(MD)和横向方向(TD)上进行测量。

该片材可形成为各种形状用于预期应用而不会损失所产生的表面的 特性。因此，在成型后，轻型片材中的44或49a的低光泽外表面可以具 有保留的纹理和光泽水平。成型技术可以是，例如，包膜成型(drape)、 niebling和其它深拉伸成型方法。

下面列出了轻质聚合物片材、制造方法和使用其的制品的一些实施方 式。

实施方式1：聚合物片材，包括：包含聚合物材料的泡沫层，其中， 聚合物材料具有大于或等于100℃的Tg；以及其中，与由相同的聚合物 材料形成的相同的几何形状和尺寸的实心片材(solid sheet)相比，所述片 材的重量减轻10％至60％；并且其中，片材，在1.0mm厚度下，通过以 下的热释放要求中的至少一种：1)具有根据FAR/JAR 25.853,Amendment  25-116的Part IV,OSU Heat Release的小于或等于65千瓦-分钟/平方米的2 分钟积分放热速率(integrated heat release rate)以及小于65千瓦/平方米 的峰值放热速率；2)具有根据ISO 5660-1，在50kW/m²辐照水平测试条 件下小于或等于90kW/m²的最大平均热量排放率(maximum averaged rate  of heat emission)(MARHE)，其中，在燃烧四分钟后，片材在厚度为1.0mm 下具有根据ASTM E662-06小于或等于200颗粒的烟密度；并且其中，片 材是可热成型的。

实施方式2：聚合物片材，包括：包含聚合物材料的泡沫层，其中， 聚合物材料具有大于或等于100℃的Tg；以及其中，与由相同的聚合物 材料形成的相同的几何形状和尺寸的实心片材相比，所述片材的重量减轻 10％至60％；并且其中，所述片材是可热成型的。

实施方式3：实施方式1-2中任一项所述的片材，其中，所述片材具 有自身纹理(self-texturing)。

实施方式4：实施方式1-3中任一项所述的片材，其中，所述片材的 至少一个侧面具有使用ATSM DS2457-08e1和BYK Gardner光泽计在60 度下测得的小于90g.u.的光泽水平。

实施方式5：实施方式4的片材，其中，光泽水平小于50g.u。

实施方式6：实施方式4至5中任一项的片材，其中，在所述片材的 至少一个侧面，其中，光泽水平小于20g.u。

实施方式7：实施方式4至6中任一项所述的片材，其中，在片材的 至少一个侧面，其中，光泽水平小于5g.u。

实施方式8：实施方式1-7中任一项的片材，其中，热成型后，所述 片材的至少一个侧面保持使用ATSM DS2457-08e1和BYK Gardner光泽计 在60度下测得的小于95g.u.的光泽水平。

实施方式9：实施方式1-8中任一项所述的片材，其中，热成型后， 所述片材的至少一个侧面保持使用ATSM DS2457-08e1和BYK Gardner 光泽计在60度下测得的小于60g.u.的光泽水平。

实施方式10：实施方式1-9中任一项的片材，其中，热成型后，所述 片材的至少一个侧面保持使用ATSM DS2457-08e1和BYK Gardner光泽计 在60度下测得的小于30g.u.的光泽水平。

实施方式11：实施方式1-10中任一项所述的片材，其中，热成型后， 所述片材的至少一个侧面保持使用ATSM DS2457-08e1和BYK Gardner 光泽计在60度下测得的小于10g.u.的光泽水平。

实施方式12：实施方式1-11中任一项所述的片材，其中，聚合物材 料包括以下各项中的至少一种：聚碳酸酯、多芳基化合物(polyarylate)、 聚酯、聚亚苯基醚、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚醚、聚酰亚胺、 聚醚酰亚胺、聚砜、聚醚酮、聚醚醚酮、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚氯乙烯、 聚硅氧烷、以及包括前述中至少一种的组合。

实施方式13：实施方式1-12中任一项的片材，其中，聚合物材料包 括以下各项中的至少一种：聚碳酸酯、多芳基化合物、聚酯、聚亚苯基醚、 聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚醚酰亚胺、聚硅氧烷，以及包括前 述中至少一种的组合。

实施方式14：实施方式1-12中任一项的片材，其中，聚合物材料包 括以下各项中的至少一种：多芳基化合物、聚酯、聚亚苯基醚、聚苯乙烯、 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚醚酰亚胺、聚硅氧烷，以及包括前述中至少一 种的组合。

实施方式15：实施方式1-14中任一项所述的片材，其中，泡沫层用 包括以下中至少一种的化学发泡剂进行发泡：二氧化碳、碳酸氢钠、柠檬 酸一钠、柠檬酸、5-苯基-3,6-二氢-2H-1,3,4-恶二嗪-2-酮、5-苯基-1H-四唑， 以及包括前述中至少一种的组合。

实施方式16：实施方式1-15中任一项所述的片材，其中，泡沫层用 包括以下中至少一种的化学发泡剂进行发泡：柠檬酸一钠、柠檬酸、5-苯 基-3,6-二氢-2H-1,3,4-恶二嗪-2-酮，5-苯基-1H-四唑，以及包括前述中至少 一种的组合。

实施方式17：实施方式1-16中任一项的片材，其中，泡沫层进一步 包括分散于聚合物材料中的核-壳橡胶颗粒，其中，核-壳橡胶颗粒具有0.1 微米至100微米的中值粒径(D₅₀)。

实施方式18：实施方式17所述的片材，其中，核-壳橡胶颗粒包括交 联的橡胶核心，所述交联的橡胶核心包括丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡 胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、聚(丙烯酸烷基酯)橡胶，以及硅酮-丙烯酸橡胶 中的至少一种。

实施方式19：实施方式1-18中任一项所述的片材，其中，基于泡沫 层的总重量，泡沫层进一步包括大于最高达10wt.％(greater than to 10 wt.％)的分散于聚合物材料中的盘状无机填料。

实施方式20：实施方式19所述的片材，其中，无机填料包括滑石和 云母中的至少一种。

实施方式21：实施方式20所述的片材，其中，无机填料包括滑石。

实施方式22：实施方式1-21中任一项的片材，其中，泡沫层具有小 于或等于100微米，或优选小于或等于50μm的平均泡沫气泡尺寸(average  foam bubble size)；并且其中，平均泡沫气泡尺寸是由垂直于泡沫层挤出 方向的横截面样品的二维显微图测得的泡沫气泡的数均直径。

实施方式23：实施方式1-22中任一项的片材，其中，片材在厚度为 3.0mm下具有小于或等于15秒的燃烧时间以及小于或等于6英寸的燃烧 长度，其中，最长燃烧颗粒自动熄灭为根据按照FAR 25.853,Appendix F (2012),Part I,a,1,i的60秒垂直燃烧试验的小于或等于3秒。

实施方式24：实施方式1-23中任一项的片材，其中，片材在厚度为 3.0mm，和/或2.0mm，和/或1.0mm下具有小于或等于55千瓦-分钟/平 方米的2分钟积分放热速率，以及小于55千瓦/平方米的峰值放热速率， 并且通过FAR/JAR 25.853,Amendment 25-116的Part IV，OSU Heat  Release。

实施方式25：实施方式1-24中任一项所述的片材，其中，燃烧四分 钟后，片材在厚度为3.0mm，和/或2.0mm，和/或1.0mm下具有根据ASTM  E662-06的小于或等于150颗粒的烟密度。

实施方式26：实施方式25所述的片材，其中，烟密度小于或等于100 颗粒。

实施方式27：实施方式1-26中任一项所述的片材，其中，片材在厚 度为3.0mm，和/或2.0mm，和/或1.0mm下，通过由Airbus ABD0031,Issue: F(2005)和/或Boeing BSS 7239,Revision A(1988)公布的气体毒性试验。

实施方式28：实施方式1-27中任一项所述的片材，其中，片材在厚 度为3.0mm，和/或2.0mm，和/或1.0mm下获得当根据ASTM E162-08 测试时的小于或等于35的火焰蔓延指数(flame spread index)。

实施方式29：实施方式1-28中任一项所述的片材，其中，当根据NF  P 92-503测试时，片材等级为M1。

实施方式30：实施方式1-29中任一项所述的片材，其中，当根据NF  F16-101(1988)测试时，片材等级为M1类别F1(M1 class F1)。

实施方式31：实施方式1-30中任一项所述的片材，其中，片材符合 欧洲铁路和美国铁路标准。

实施方式32：实施方式1-31中任一项的片材，片材具有起始重均分 子量(initial weight average molecular weight)，并且其中，在样品在121℃ 和18psi湿气压力条件下进行24小时的压力锅处理后，所述片材保持70％ 以上的起始重均分子量。

实施方式33：实施方式32的片材，在样品在121℃和18psi湿气压 力条件下进行24小时的压力锅处理后，所述片材保持90％以上的起始重 均分子量。

实施方式34：实施方式1-33中任一项所述的片材，其中，所述片材 具有大于0.60g/cm³至小于或等于1.1g/cm³的密度。

实施方式35：实施方式1-34中任一项的片材，其中，片材在厚度为 2.0mm下通过以下的热释放要求中的至少一种：1)具有根据FAR/JAR  25.853,Amendment 25-116的Part IV,OSU Heat Release的小于或等于65 千瓦-分钟/平方米的2分钟积分放热速率以及小于65千瓦/平方米的峰值 放热速率；2)具有根据ISO 5660-1，在50kW/m²辐照水平测试条件下小 于或等于90kW/m²的最大平均热量排放率(MARHE)，其中，在燃烧四 分钟后，片材在厚度为1.0mm下具有根据ASTM E662-06的小于或等于 200颗粒的烟密度。

实施方式36：实施方式1-34中任一项所述的片材，其中，片材，在 厚度为3.0mm下，通过以下热释放要求中的至少一种：1)具有根据 FAR/JAR 25.853,Amendment 25-116的Part IV,OSU Heat Release的小于或 等于65千瓦-分钟/平方米的2分钟积分放热速率以及小于65千瓦/平方米 的峰值放热速率；以及2)具有根据ISO 5660-1，在50kW/m²辐照水平测 试条件下小于或等于90kW/m²的最大平均热量排放率(MARHE)，其中， 在燃烧四分钟后，片材在厚度为1.0mm下具有根据ASTM E662-06小于 或等于200颗粒的烟密度。

实施方式37：一种由实施方式1-36中任一项所述的片材形成的制品。

实施方式38：实施方式37所述的制品，进一步包括邻近片材的至少 一个实心层(solid layer)。

实施方式39：实施方式38所述的制品，其中，片材位于两个实心层 之间。

实施方式40：实施方式37-39中任一项的制品，进一步包括邻近实心 层或片材的第二泡沫层。

实施方式41：实施方式37至40中任一项所述的制品，其中，制品包 括一个以上的片材，并且其中，结构包括交替实心层和片材。

实施方式42：实施方式37至41中任一项的制品，其中，制品是飞机 内部部件、铁路车内部部件、机动车辆内部零件、旅行包、棚、车库、牵 引车卡车拖车裙板(tractor truck trailer skirt)、挡风板或面板。例如，制品 可以是卡车上的面板，墙上的面板、地板上的面板或标牌(sign)上的面 板。

实施方式43：制备实施方式1-36中任一项所述的片材的方法，包括： 熔融聚合物材料以形成熔体；将熔体和化学发泡剂结合以形成混合物；中 和由发泡剂产生的反离子；在混合物中使气泡成核以产生泡孔(cell)；以 及使混合物成型为包括膨胀的核心层(expanded core layer)的片材。

实施方式44：实施方式43的方法，其中，将混合物成型为片材包括 挤出混合物。

实施方式45：实施方式43-44中任一项所述的方法，其中，在挤出机 中结合熔体和化学发泡剂。

以下实施例仅是本文公开的装置的说明，并不旨在限制本发明的范 围。

实施例

实施例1

在该实施例中，生产使用SABIC Lexan^TM 103R聚碳酸酯树脂的两种 聚碳酸酯轻质片材(样品2和3)。使用加热后释放二氧化碳气体(CO₂) 的碳酸氢钠(NaHCO₃)作为发泡剂。这是在实验室规模的具有30英寸(762 毫米(mm))单腔模具(single cavity die)的挤出生产线上生产。挤出生 产线装置包括3辊叠层(3roll stack)和2.5英寸(63.5mm)的主挤出机。 使用获得自SABIC的Lexan^TM 103R聚碳酸酯树脂在熔融温度为240至 270℃以及操作压力为50至200巴(5000至20000千帕斯卡Pa(kPa)) 下在实心片材上启动挤出机生产线。加入约1.2wt.％的化学发泡剂以生产 具有目标密度为0.84g/cm³的聚碳酸酯轻质片材。获得具有均匀顶盖层厚 度(cap layer thickness)的轻质泡沫片材。平均样品厚度、顶部/底部顶盖 层厚度以及整体密度列于表2。样品1是使用相同的树脂，和挤出设备用 于比较物理性能的聚碳酸酯实心片材。测试样品的多轴冲击性能 (multiaxial impact property)(ASTM D3763)，包括最大负荷能量、失效 能量，以及总能量，所有测量的单位是焦耳(J)；断裂前维持的最大负载 (单位为千牛顿(kN))，最大负载时的挠曲(单位为mm)，以及延展性 (单位为％)，如表3所示。还测试了样品在机器方向(MD)和横向方向 (TD)上的挠曲性能(ASTM D790)用于挠曲模量和挠曲应力(单位为 兆帕(MPa))，如表4中给出的。尽管顶盖层厚度不同，两种轻质样品都 具有相似厚度和重量减轻(约30％)。样品3具有更厚的顶盖层以及更好 的机械性能(冲击强度和刚性)。

实施例2

在该实施例中，制备样品并进行测试以评价设备的需求，例如速率、 螺杆设计、熔体泵、辊叠层限制，进料条件等，以及与生产具有密度为0.61 g/cm³-1.0g/cm³，特别地，0.7g/cm³-0.85g/cm³的聚碳酸酯轻质片材有关的 方法考虑。挤出生产线装置包括带有3辊叠层和6英寸的主挤出机，以及 随后齿轮泵的机器。使用的齿轮泵用来隔离由于起伏(surging)导致的压 力变化，从而提供更加一致的规格。期望的是具有单相，以便在模具腔中， 在高压下具有一致的泡孔分散(cell dispersion)和一致的顶盖层(cap layer) 厚度。不利的是在模具中在低压下具有气体和熔体两相。使用初始的设备 制造商(OEM)通气孔塞(vent plug)塞紧通气孔以便防止发泡剂逸出。 使用加热时释放二氧化碳气体(CO₂)的碳酸氢钠(NaHCO₃)作为发泡 剂。使用单腔56英寸(142厘米(cm))的模具(间隙最大为(gapped to) 0.100英寸(2.5毫米(mm))。挤出生产线也装备有间歇混合器(batch  blender)，以8千克(kg)批次递送重力分析控制的共混物。填充传感器 重新定位邻近进料喉部以便最小化挤出机螺杆上材料的量以及在4至12 kg之间循环以允许最快的配方改变。使用共挤出机以便递送作为顶盖层的 纯聚碳酸酯树脂至泡沫核心层。

使用可获得自SABIC的Lexan^*103R聚碳酸酯树脂在熔融温度为 240℃至270℃以及操作压力为50巴至200巴(5,000至20,000千帕斯卡 (kPa))下在实心片材上启动挤出机生产线。加入0.8至1.2wt.％的化学 发泡剂以生产轻质聚碳酸酯片材。熔体泵以15转/分钟(rpm)和550千 克/小时(kg/hr)，生产目标密度范围为0.7g/cm³至0.85g/cm³的轻的重量 (light weight)，导致1,230磅/平方英寸的排出压力(discharge pressure) (psi，8.48兆帕(MPa))。还以10rpm和370kg/hr生产轻质片材，导致 2,030磅/平方英寸(psi)的排出压力(14MPa)。

通过相对于更轻重量的核心层调节顶盖层的熔融温度来控制轻质片 材的外观，例如，消除拖痕(drag mark)。对于样品5，这也改善了横过 网的顶盖层厚度的一致性，如表5所示。本文中，EDGE1是指轻质片材 的一个边缘，MID是指片材的中部以及EDGE2是指片材的另一侧。EDGE1 和MID之间的2/3是指EDGE1和MID之间的距离的2/3厚度测量，1/3 是指EDGE1和MID之间距离的1/3厚度测量，类似地MID和EDGE2之 间的测量。通过总的流动速率可以调节熔体的速率以及调节模具间隙以生 产具有均匀的泡孔形态(cell morphology)(大小和分布)的轻质片材结构， 如图5所示。

表6列出了样品的厚度，以及用于使用SABIC Lexan*103R聚碳酸酯 树脂的聚碳酸酯轻质样品4至8的顶部/底部顶盖层的厚度。如表6可以看 出，以克/立方厘米(g/cm³)为单位测量的每种轻质片材的密度的期望的 范围为0.61g/cm³至1.0g/cm³，特别地，0.7g/cm³至0.85g/cm³。样品4 没有顶盖层。在23℃下速度为3.3m/s测量那些5种片材样品的MAI(多 轴冲击，ASTM D3763)，如表7所列。对于具有相同厚度的片材样品，顶 盖层越厚，冲击越高。根据ASTM D790在23℃，测试速度为1.27mm/ 分钟也测量了3-点挠曲测试，列于表8。轻质样品在机器方向(MD)上 的挠曲模量比横向方向(TD)更高，表明某些泡孔各向异性。通过显微 镜的检查显示泡孔优选地在机器方向上定向，这被认为有助于各向异性的 物理性能。

在挤出期间，控制用于轻质核心层的主齿轮泵中的真空压力(例如， 用于消除冲击及压力波动)。熔融温度是使模具的中心(其通过空气冷却) 不能降低低于240℃(464°F)(在15转/分钟下)或低于220℃(428°F) (在10转/分钟下)，但边缘可以控制至215℃(419°F)。与导致10MPa (1,450psi)的排放压力的15转/分的螺杆速度相比，与10转/分钟的螺杆 速度相关联的较低的熔融温度(例如，220℃(428°F))导致显著更高的 14.5MPa(2,100psi)的齿轮泵排出压力。

在实施例2中，在顶盖层存在下，0.8-1.25wt.％的化学发泡剂负载导 致轻质片材具有0.7g/cm³-0.85g/cm³的目标密度。在没有顶盖层的情况下， 1.2wt.％的化学发泡剂负载导致0.93g/cm³的密度。模具间隙与给定厚度 和密度相关(独立于速率)，以便匹配熔体速度与片材的速率，由于膨胀 其将变得更大。

实施例3

在此实施例中，获得了具有厚度为2mm(样品9)，厚度为1.5mm(样 品11)的使用SABIC Lexan^TM FR聚碳酸酯树脂的聚碳酸酯轻质片材。两 种样品具有顶部/底部顶盖层厚度为0.1mm，并且满足0.84g/cm³的目标 总密度(30％重量减轻)。作为对照，使用具有厚度分别为2.0mm和1.5mm 的Lexan^TM 103R制造样品10和12作为实心片材。测试这些聚碳酸酯轻 质和实心片材的多轴冲击性能(ASTM D3763)以及在MD和TD上的拉 伸性能(ASTM D638)，如表9和表10所示。使用Instron 3366在23℃ 利用2kN负载泡孔以应变速率为5mm/分钟直至失效测试拉伸样品。测 量的值是拉伸模量、断裂应力、屈服应力，所有的单位为MPa；和断裂应 变、屈服％应变，所有单位为％。根据之前列出的标准测试方法，轻质片 材也通过了FR和烟测试。

实施例4

在该实施例中，使用SABIC Lexan^TM FST树脂生产四种聚碳酸酯轻质 片材(样品13至样品16)。在表11中示出厚度、顶部/底部顶盖层厚度、 和密度。所有样品具有约30％重量减轻(目标为0.93g/cm³的密度)。评 价轻质Lexan*FST片材在机器方向(MD)和横向方向(TD)上的多轴冲 击性能(ASTM D3763)和挠曲性能(ASTM D790)，如表12和表13所 示。根据之前列出的标准测试方法，那些轻质片材通过FR和OSU测试。

实施例5

在该实施例中，除了使用SABIC Lexan^TM FST树脂和其他的化学发泡 剂替代Lexan 103R树脂和碳酸氢钠，使用与实施例1中描述的类似的方 法生产两种单层泡沫轻质片材(样品17和18)。这两种泡沫片材样品都不 具有实心顶盖层。在表14中总结了组合物差异。表15中总结了两种片材 样品的厚度、密度、数均泡沫气泡尺寸和机械数据。与由相同的树脂组成 而不具有泡沫结构的实心对照片材(样品19)相比，两种样品都具有35％ 至40％的重量减轻。如所预期的，样品18中的PARALOID^TM EXL2335 抗冲改性剂的存在(获得自The Dow Chemical Company)有助于提高泡沫 片材的延展性，如与样品17的拉伸伸长相比，样品18的更长的拉伸伸长 所示出的。令人惊奇地发现，如图6(样品17)、图7(样品18)和表15 所示，样品18也具有比样品17更小的平均泡沫气泡泡孔尺寸。

不受理论的束缚，应该相信的是核-壳(core-shell)橡胶颗粒，如 PARALOID^TM EXL2335作为有效的成核剂，在泡沫片材挤出过程中其促 进泡沫气泡从最初溶解于聚合物熔体中的气体初始形成。这就解释了在实 施例5中样品18相对于样品17中在核-壳(core-cell)橡胶颗粒存在下， 为什么平均泡沫气泡尺寸更小。PARALOID^TM EXL2335抗冲改性剂具有 交联的聚(丙烯酸丁酯)核以及接枝的聚甲基丙烯酸甲酯壳。核-壳结构允许 抗冲改性剂作为离散颗粒分散于Lexan^TMFST树脂基质中，并且交联的核 保持了橡胶颗粒尺寸(其不受混合和挤出方法影响)，这对于抗冲改性剂 和/或泡沫成核剂是期望的特性。虽然该实施例说明了仅特定类型的基于交 联的聚(丙烯酸丁酯)核的核-壳橡胶添加剂的有效性，具有不同的交联或部 分交联的橡胶核的其它类型的核-壳橡胶可以以相似的方式工作，其包括 基于丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶，和硅酮-丙烯 酸橡胶的核-壳橡胶添加剂。

*平均泡沫气泡尺寸是由垂直于轻质聚合物片材的挤出方向(TD)的横截面样品 表面的二维显微图像测得的泡沫气泡的数均直径。尽管直径意味着球形或圆形的形状， 本文使用的术语直径也指在二维图像上不是球形或不是圆形的泡沫气泡的平均间距或 宽度。通过假设单个气泡都是圆形形状，但仍然保持着它们的个体尺寸的相同面积， 使用Clemex图像分析软件计算上述泡沫气泡的数均直径。

**压力锅处理条件设置为121℃和18psi(0.124MPa)湿气压力。

实施例6

在该实施例中，使用SABIC Cycoloy^TM树脂以及与实施例1中描述的 类似的方法生产四种单层泡沫片材(样品20至样品23)和它们对应的实 心片材对照(样品24至样品27，即，由相同的树脂制造，而不使用发泡 剂)。为制造泡沫片材样品20至27，使用1wt.％的化学发泡剂。样品20 和样品24包括制剂A，样品21和样品25包括制剂C，样品22和26包 括制剂C，以及样品23和样品27包括制剂D。这些片材样品的Cycoloy^TM树脂制剂如表16中描述的。在表17中总结了泡沫片材和实心对照片材样 品的厚度、密度、平均泡沫气泡伸长率和机械性能。与它们的实心片材对 照相比，所有的泡沫片材具有26％至32％的重量减轻。如所预期的，当滑 石负载水平增加时，泡沫片材或实心对照片材的拉伸模量增加。然而，我 们还意外地发现，与具有较少的填料成分或没有填料的其他泡沫片材相 比，包括15％滑石(样品23)的泡沫片材具有伸长更少的泡沫气泡，相 比于图8至图10，如图11所示。

使用不同的化学发泡剂成功地获得具有30％重量减轻的来自不同的 聚合物树脂的轻质泡沫片材以满足重量减轻并且，令人惊讶地，满足用于 运输的专门的防火安全试验要求，并且在压延操作期间具有纹理化的能力 以及在热成型期间自身纹理化。

教导性地解释本文描述的某些名称和术语。橡胶颗粒或无机填料的粒 径，除非另有规定，单位为微米(10^-6米)。本领域技术人员应该理解的是 粒径以直径表示。尽管直径会暗示球形或圆形，本文使用的术语直径也指 不是球形的颗粒的平均间距或宽度。本文使用的名称“D₅₀”，定义为在 累积粒径分布中在数量基础上从较小尺寸侧开始计数为50％的粒径。本文 公开的所有范围都包括端点，并且端点可以是彼此独立结合的(例如范围 “最多至25wt.％，或更特别地，5wt.％至20wt.％”包括端点和范围“5 wt.％至25wt.％”内的所有中间值等)。“组合物”包括共混物、混合物、 合金、反应产物等。此外，术语“第一”、“第二”等，在本文中不表示 任何顺序、数量或重要性，而是用于区别一种元素与另一种元素。术语“一 个”和“一种”和“该”在本文中并不表示对数量的限制，而是应理解为 包括单数和复数，除非本文另有说明或明显地与上下文相矛盾。本文使用 的后缀“(s)”旨在包括它修饰的术语的单数和复数，从而包括一个或多个 该术语(例如，膜包括一种或多种膜)。贯穿说明书提到的“一种实施方 式”、“另一实施方式”、“实施方式”等是指结合实施例描述的特定元 素(例如特征、结构和/或特性)包括在本文描述的至少一个实施例中，并 且可以存在或可以不存在于其它实施例中。此外，应该理解的是描述的要 素可以以任何合适的方式结合于各种实施方式中。如本文使用的，除非特 别指出，“或”是指“和/或”。

附图(本文也称为“图”)仅是基于便于和易于说明本公开的示意性 表示，并且因此，并不旨在表示装置或其部件的相对尺寸和大小和/或限定 或限制示例性实施方式的范围。尽管为了清楚起见在附图的说明中使用了 特定的术语，这些术语旨在仅仅涉及针对附图中说明选择的实施方式的特 定的结构，并不旨在限定或限制本公开的范围。在附图及其相应的说明中， 应该理解的是相同的数字标记是指功能相同的部件。

所有引用的专利、专利申请以及其它参考文献通过引用将其整体结合 于此。然而，如果本申请中的术语与结合的参考文献中的术语相矛盾或抵 触，来自本申请的术语优先于来自结合参考文献的相冲突的术语。

虽然已经描述了特定的实施方式，目前无法预见或可能无法预见的替 代、修改、变更、改进和基本等价物对于申请人或本领域其他技术人员而 言可以想见。因此，所提交的以及可以被修改的所附权利要求旨在包括所 有的这类替代、修改、变更、改进和基本等价物。