聚(亞芳基醚)組合物和由該組合物得到的擠出製品的製作方法

2023-04-30 08:01:11 1

專利名稱：聚(亞芳基醚)組合物和由該組合物得到的擠出製品的製作方法
聚(亞芳基醚)組合物和由該組合物得到的擠出製品
背景技術：
聚(亞芳基醚)樹脂是因其優越的耐水性、尺寸穩定性、和固有阻燃性而聞名的一類塑料。可以調整設計性質例如強度、剛度、耐化學性、和耐熱性，這通過將其與各種其它塑料共混進行，由此滿足各種消費產品的需求，所述消費產品例如管子附件、電氣箱、汽車部件、和線材和纜線的絕緣體。不同的塑料聚(氯乙烯)，是目前商業上用於阻燃線材和纜線絕緣體的主要材料。 然而，聚(氯乙烯)是滷化材料。正在擔憂滷化材料的環境影響，因此正在尋求非滷化的可替代物。因此存在強烈的期望-和在一些地點存在立法要求-使用非滷化聚合物組合物來替代聚(氯乙烯)。最近研究已經表明，某些無滷素聚(亞芳基醚)組合物可以具有用作線材和纜線絕緣體所需的物理性質和阻燃性質。參見，例如，Kosaka等人的美國專利申請公開US 2006/0106139A1和US 2006/01^967Α1。這些參考文獻中披露的組合物可以表現良好的阻燃性和良好的物理性質如撓性和斷裂拉伸應力。儘管這些組合物的聚(亞芳基醚)組分本身是相對阻燃的，典型地加入充分量的其它阻燃劑以確保組合物整體是充分阻燃的。各物理性質的平衡通常伴隨相對大量的所需阻燃劑。例如，當阻燃組合物包含充分量的金屬氫氧化物如氫氧化鎂時，則將損害撓性(例如，通過目的性質拉伸伸長率所測量)。作為另一個實例，當阻燃組合物包含充分量的液態有機磷酸酯阻燃劑時，阻燃劑可以遷移到絕緣體的表面，這將產生美學問題和，更重要地，損害組合物的阻燃性。仍然期望這樣的阻燃聚 (亞芳基醚)組合物，其表現阻燃性、物理性質、和美學性質的改善的平衡。

發明內容
上述的和其它缺點通過包含下列物質的組合物緩解5至55wt%的聚(亞芳基醚)-聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物，所述聚(亞芳基醚)-聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物包含聚(亞芳基醚)均聚物和聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物，所述聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物包含聚(亞芳基醚)嵌段和平均包含35至80個矽氧烷重複單元的聚矽氧烷嵌段；其中所述聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物包含1至8wt% 的矽氧烷重複單元和92至99wt %的亞芳基醚重複單元；其中所述聚(亞芳基醚)-聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物是以下方法的產物，所述方法包括使包含一元酚和羥芳基封端的聚矽氧烷的單體混合物氧化共聚；和其中所述聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物的重均分子量為至少30，000原子質量單位；10至55wt%的烯基芳族化合物和共軛二烯的氫化嵌段共聚物；和2至25wt%的阻燃劑；其中所有的重量百分比均基於組合物的總重量。另一種實施方式是擠出或注塑的製品，其包括將組合物擠塑或注塑的產品，所述組合物包含，5至55wt%的聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物，所述聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物包含聚(亞芳基醚)均聚物和聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物，所述聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物包含聚(亞芳基醚)嵌段和平均包含35至80個矽氧烷重複單元的聚矽氧烷嵌段；其中所述聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物包含1至8wt%的矽氧烷重複單元和92至99wt%的亞芳基醚重複單元；其中所述聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物是以下方法的產物，所述方法包括使包含一元酚和羥芳基封端的聚矽氧烷的單體混合物氧化共聚；和其中所述聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物的重均分子量為至少30，000原子質量單位；10至 50wt%的烯基芳族化合物和共軛二烯的氫化嵌段共聚物；和2至20wt%的阻燃劑；其中所有的重量百分比均基於組合物的總重量。這些和其它實施方式如下詳述。
具體實施例方式本發明人已經確定，用特定聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物代替還包含氫化嵌段共聚物和阻燃劑的組合物中的一些聚(亞芳基醚)均聚物會改善組合物的阻燃性，和在一些情況下，改善組合物的物理性質。阻燃性的改善可以用來降低阻燃劑含量，從而獲得在物理性質和美學性質上的進一步改善。如以下工作實例中所表明，當向組合物中添加等量的聚矽氧烷時，不能獲得這些優點。因此，顯著和意料不到的優點是使用聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物的結果。一種實施方式是組合物，其包含5至55wt%的聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物，所述聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物包含聚(亞芳基醚) 均聚物和聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物，所述聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物包含聚(亞芳基醚)嵌段和平均包含35至80個矽氧烷重複單元的聚矽氧烷嵌段；其中所述聚(亞芳基醚)-聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物包含1至8wt %的矽氧烷重複單元和 92至99wt%亞芳基醚重複單元；其中所述聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物是以下方法的產物，所述方法包括使包含一元酚和羥芳基封端的聚矽氧烷的單體混合物氧化共聚；和其中所述聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物的重均分子量為至少 30，000原子質量單位；10至55wt%的烯基芳族化合物和共軛二烯的氫化嵌段共聚物；和2 至25wt%的阻燃劑；其中所有的重量百分比均基於組合物的總重量。本發明組合物的重要組分是聚(亞芳基醚)-聚矽氧烷嵌段共聚物。該組分通過一元酚和羥芳基封端的聚矽氧烷的混合物的氧化聚合而合成。該氧化聚合產生作為所需產物的聚(亞芳基醚)-聚矽氧烷嵌段共聚物和作為副產物的聚(亞芳基醚)(不包含結合的聚矽氧烷嵌段)。難以也不必要將該聚(亞芳基醚)-聚矽氧烷嵌段共聚物與該聚(亞芳基醚)分離。聚(亞芳基醚)-聚矽氧烷嵌段共聚物從而作為同時包括聚(亞芳基醚)和聚(亞芳基醚)-聚矽氧烷嵌段共聚物的「反應產物」結合到本發明組合物中。某些分離過程，如從異丙醇中沉澱，使得可以確保反應產物基本上不含剩餘的羥芳基封端的聚矽氧烷起始物質。換言之，這些分離過程確保反應產物的聚矽氧烷含量基本上全部呈聚(亞芳基醚)-聚矽氧烷嵌段共聚物的形式。聚(亞芳基醚)-聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物包含聚(亞芳基醚)和聚(亞芳基醚)-聚矽氧烷嵌段共聚物；該聚(亞芳基醚)-聚矽氧烷嵌段共聚物包含聚(亞芳基醚) 嵌段和平均包含35至80個矽氧烷重複單元的聚矽氧烷嵌段；其中所述聚(亞芳基醚)-聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物包含1至8wt%的矽氧烷重複單元和92至99wt%的亞芳基醚重複單元；其中所述聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物是以下方法的產物，所述方法包括使包含一元酚和羥芳基封端的聚矽氧烷的單體混合物氧化共聚；和其中所述聚 (亞芳基醚)-聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物的重均分子量為至少30，000原子質量單位。聚(亞芳基醚)-聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物包含聚(亞芳基醚)。聚(亞芳基醚)是使單獨的一元酚聚合的產物，並且其是該嵌段共聚物合成的副產物。當一元酚由單獨的化合物(例如，2，6-二甲基苯酚)組成時，聚(亞芳基醚)是使該單獨的一元酚均聚合的產物。當一元酚包含兩種或更多種不同的一元酚物質(例如，2，6_ 二甲基苯酚和2，3， 6-三甲基苯酚的混合物)時，聚(亞芳基醚)是使兩種或更多種不同的一元酚物質共聚的產物。使用工作實施例中所描述的核磁共振方法，尚不可以定位聚(亞芳基醚)和聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物之間的亞苯基醚基團。然而，從以下推斷出存在聚(亞芳基醚)檢測和量化以下限定的「尾」基團(例如，當一元酚是2，6_ 二甲基苯酚時，為2，6_ 二甲基苯氧基基團)的和/或在分離的產物中存在以下限定的「聯苯基」基團(例如，3，3』， 5，5』 -四甲基4，4』 -聯苯酚的部分)。除了聚(亞芳基醚)之外，聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物包含聚 (亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物。聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物包含聚(亞芳基醚)嵌段和聚矽氧烷嵌段。聚(亞芳基醚)嵌段是一元酚的聚合反應的剩餘部分。在一些實施方式中，聚(亞芳基醚)嵌段包含具有下列結構的亞芳基醚重複單元
權利要求
1.一種組合物，其包含5至55wt %的聚(亞芳基醚)-聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物，其包含聚(亞芳基醚)均聚物，和聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物，其包含聚(亞芳基醚)嵌段，和聚矽氧烷嵌段，其平均包含35至80個矽氧烷重複單元；其中所述聚(亞芳基醚)-聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物包含1至8wt %的矽氧烷重複單元和92至99wt%的亞芳基醚重複單元；其中所述聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物是以下方法的產物，所述方法包括使包含一元酚和羥芳基封端的聚矽氧烷的單體混合物氧化共聚；和其中所述聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物的重均分子量為至少30，000 原子質量單位；10至55wt%的烯基芳族化合物和共軛二烯的氫化嵌段共聚物；和2至25wt%的阻燃劑；其中所有的重量百分比均基於所述組合物的總重量。
2.權利要求1中所述的組合物，其中所述聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物的重均分子量為30，000至150，000原子質量單位.
3.權利要求1或2中所述的組合物，其中所述聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物的特性粘度為0. 3至0. 6分升每克，如在25°C的氯仿中測得。
4.權利要求1-3中任一項所述的組合物，其中所述聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物包含小於25wt%的分子量小於10，000原子質量單位的分子。
5.權利要求4中所述的組合物，其中所述分子量小於10，000原子質量單位的分子平均包含5至IOwt%的矽氧烷重複單元。
6.權利要求1-5中任一項所述的組合物，其中所述聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物包含小於25wt%的分子量大於100，000原子質量單位的分子。
7.權利要求6中所述的組合物，其中所述分子量大於100，000原子質量單位的分子平均包含3至6wt%的矽氧烷重複單元。
8.權利要求1-7中任一項所述的組合物，其中所述一元酚由2，6_二甲基苯酚組成，其中所述聚(亞芳基醚)-聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物包含小於或等於0. 4wt%的2，6- 二甲基苯氧基基團。
9.權利要求1-8中任一項所述的組合物，其中所述一元酚由2，6_二甲基苯酚組成，和其中所述聚(亞芳基醚)-聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物包含小於或等於Iwt %的2，6- 二甲基苯氧基基團。
10.權利要求1-9中任一項所述的組合物，其中所述聚(亞芳基醚)嵌段包含具有下列結構的亞芳基醚重複單元
11.權利要求1-10中任一項所述的組合物，其中所述聚(亞芳基醚)嵌段包含具有下列結構的亞芳基醚重複單元其中所述聚矽氧烷嵌段具有下列結構
12.權利要求1-11中任一項所述的組合物，其包含小於或等於55wt%的總聚烯烴，基於所述組合物的總重量，其中總聚烯烴由聚烯烴、嵌段共聚物中的聚烯烴嵌段、和接枝共聚物中的聚烯烴骨架和接枝組成。
13.權利要求1-12中任一項所述的組合物，其中總聚烯烴與聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物的重量比小於或等於1.5 1 ；其中總聚烯烴由聚烯烴、嵌段共聚物中的聚烯烴嵌段、和接枝共聚物中的聚烯烴骨架和接枝組成。
14.權利要求1-13中任一項所述的組合物，其中總聚烯烴同阻燃劑和聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物的總和的重量比小於或等於1.2 1;其中總聚烯烴由聚烯烴、嵌段共聚物中的聚烯烴嵌段、和接枝共聚物中的聚烯烴骨架和接枝組成。
15.權利要求1-14中任一項所述的組合物，其中聚烯烴同阻燃劑和聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物的總和的重量比小於或等於1 1 ；其中聚烯烴由烯烴均聚物和共聚物組成。
16.權利要求1-15中任一項所述的組合物，其中所述氫化嵌段共聚物包含聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯-苯乙烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物。
17.權利要求1-16中任一項所述的組合物，其中所述氫化嵌段共聚物包含聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯-苯乙烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物和聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物。
18.權利要求1-17中任一項所述的組合物，其中所述阻燃劑選自金屬二烷基亞膦酸鹽、磷酸三芳基酯、金屬氫氧化物、金屬硼酸鹽、三聚氰胺鹽、及其混合物。
19.權利要求1-18中任一項所述的組合物，其中所述阻燃劑包括金屬二烷基亞膦酸鹽。
20.權利要求1-19中任一項所述的組合物，其中所述阻燃劑包括磷酸三芳基酯。
21.權利要求1-20中任一項所述的組合物，其中所述阻燃劑包括金屬二烷基亞膦酸鹽和磷酸三芳基酯。
22.權利要求1-21中任一項所述的組合物，其進一步包含1至50wt%的聚烯烴。
23.權利要求1中所述的組合物，其中所述組合物包含25至42wt %的所述聚(亞芳基醚)-聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物；其中所述聚(亞芳基醚)嵌段包含具有下列結構的亞芳基醚重複單元
24.權利要求23中所述的組合物，其進一步包含3至15wt%的聚丁烯。
25.權利要求23中所述的組合物，其進一步包含3至15wt%的聚丙烯。
26.一種擠出或注塑的製品，其包括擠塑或注塑包含下列組分的組合物的產品 5至55wt %的聚(亞芳基醚)-聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物，其包含聚(亞芳基醚)均聚物，和聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物，其包含聚(亞芳基醚)嵌段，和聚矽氧烷嵌段，其平均包含35至80個矽氧烷重複單元；其中所述聚(亞芳基醚)-聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物包含1至8wt %的矽氧烷重複單元和92至99wt%的亞芳基醚重複單元；其中所述聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物是以下方法的產物，所述方法包括使包含一元酚和羥芳基封端的聚矽氧烷的單體混合物氧化共聚；和其中所述聚(亞芳基醚)_聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物的重均分子量為至少30，000 原子質量單位；10至50wt%的烯基芳族化合物和共軛二烯的氫化嵌段共聚物；和2至20wt%的阻燃劑；其中所有的重量百分比均基於所述組合物的總重量。
27.權利要求沈中所述的擠出製品，其中所述擠出或注塑的製品是包覆線材，其包括導線，和置於所述導線上的護層； 其中所述護層包括所述組合物。
全文摘要
聚(亞芳基醚)組合物包括烯基芳族化合物和共軛二烯的氫化嵌段共聚物、阻燃劑、和本身包括聚(亞芳基醚)-聚矽氧烷嵌段共聚物的聚(亞芳基醚)-聚矽氧烷嵌段共聚物反應產物。該組合物用來形成擠出製品，包括線材和纜線的絕緣體。聚(亞芳基醚)-聚矽氧烷嵌段共聚物賦予組合物以改善的阻燃性和在很多情況下改善的物理性質。
文檔編號B29C47/00GK102245705SQ200980148936
公開日2011年11月16日 申請日期2009年11月12日 優先權日2008年12月10日
發明者小阪一成, 李秀錯, 郭健, 郭樺 申請人:沙伯基礎創新塑料智慧財產權有限公司