聚(亞芳基醚)/聚醯胺組合物的製作方法

2023-10-07 23:55:04

專利名稱：聚(亞芳基醚)/聚醯胺組合物的製作方法
技術領域：
本公開涉及聚(亞芳基醚)/聚醯胺組合物。
背景技術：
聚(亞芳基醚)/脂族聚醯胺組合物已得到廣泛應用，該組合物的特徵至少部分是聚(亞芳基醚)和聚醯胺的特徵的結果。無論其應用如何廣泛，採用脂族聚醯胺的組合物都會遇到諸如討厭的低尺寸穩定性和高吸溼性的缺陷。已經試圖通過改變聚醯胺結構使其包括芳族元素來改善其物理性能分布。採用這些脂族-芳族聚醯胺的組合物在諸如耐熱性、 尺寸穩定性和吸水性的許多物理性能上已得到改善，但損失了其他期望的性能。例如，許多脂族-芳族聚醯胺具有高於許多聚合物降解溫度的熔化溫度。因此這些脂族-芳族聚醯胺不能與許多聚合物摻和而不導致聚合物的至少部分降解。某些脂族-芳族聚醯胺雖然具有低於許多聚合物降解溫度的熔化溫度，但這些聚醯胺對於大部分應用要求的尺寸穩定性通常都不足，而且採用這種聚醯胺的摻和物的尺寸穩定性一般都較差。另外，聚(亞芳基醚)/聚醯胺組合物一般具有至少兩個不混溶的相，且該組合物的物理性能會受到這些相的形態學影響。例如，聚(亞芳基醚)/聚醯胺組合物在流動方向上可具有尺寸穩定性，而在非流動方向上的尺寸穩定性則不然。然而，相的形態學很難控制，且控制方法會根據聚醯胺而不同。因此，需要這樣的聚(亞芳基醚)/脂族-芳族聚醯胺組合物，該組合物將高耐熱性、可加工性、在不存在填料的情況下在流動方向和非流動方向上具有可比的尺寸穩定性與低吸水率相結合。

發明內容
上述需要可通過包含衝擊改性劑和聚(亞芳基醚)與脂族-芳族聚醯胺的相容摻和物的組合物滿足。該聚醯胺由包含60-100mol%對苯二酸單元的二元羧酸單元和包含 60-100mol% 1，9-壬二胺單元和/或2-甲基-1，8-辛二胺單元的二胺單元組成。該聚醯胺具有大於45 μ mol/g聚醯胺的胺端基含量。當用該組合物形成製品時，聚(亞芳基醚) 就作為顆粒分散在聚醯胺中，該聚(亞芳基醚)顆粒具有小於和等於0.6平方微米的平均顆粒面積。在另一個實施方案中，組合物包含衝擊改性劑和聚(亞芳基醚)與脂族-芳族聚醯胺的相容摻和物，其中脂族-芳族聚醯胺由包含60-100mOl%對苯二酸單元的二元羧酸單元和包含60-100mOl% 1，9-壬二胺單元和/或2-甲基_1，8-辛二胺單元的二胺單元組成，且該脂族-芳族聚醯胺具有大於45 μ mol/g聚醯胺的胺端基含量，而且更進一步的是， 在不存在填料和/或增強劑的情況下，該組合物具有根據ASTM D 3763測量的多軸值測定小於或等於0. 30的多軸損耗(multi-axial loss)。本發明包括以下內容實施方式1. 一種組合物，包含衝擊改性劑；和聚(亞芳基醚)與脂族-芳族聚醯胺的相容摻和物，其中脂族-芳族聚醯胺由包含60-100mol %對苯二酸單元的二元羧酸單元和包含60-100mol % 1,9-壬二胺單元和/或 2-甲基-1，8-辛二胺單元的二胺單元組成，且該脂族-芳族聚醯胺具有大於45 μ mol/g聚醯胺的胺端基含量，且進一步的是，其中當該組合物成型時，聚(亞芳基醚)就作為顆粒分散在聚醯胺中，且該聚(亞芳基醚)顆粒具有小於或等於0. 6 μ m2的平均顆粒面積。實施方式2. —種組合物，包含衝擊改性劑；和聚(亞芳基醚)與脂族-芳族聚醯胺的相容摻和物，其中脂族-芳族聚醯胺由包含60-100mol %對苯二酸單元的二元羧酸單元和包含60-100mol % 1,9-壬二胺單元和/或 2-甲基-1，8-辛二胺單元的二胺單元組成，且該脂族-芳族聚醯胺具有大於45 μ mol/g聚醯胺的胺端基含量，而且更進一步的是，其中在不存在填料和/或增強劑的情況下，該組合物具有用根據ASTM D 3763測量的多軸值確定小於或等於0. 30的多軸損耗。實施方式3. —種組合物，包含
衝擊改性劑；和聚(亞芳基醚)與脂族-芳族聚醯胺的相容摻和物，其中脂族-芳族聚醯胺由包含60-100mol %對苯二酸單元的二元羧酸單元和包含60-100mol % 1,9-壬二胺單元和/或 2-甲基-1，8-辛二胺單元的二胺單元組成，且該脂族-芳族聚醯胺具有大於45 μ mol/g聚醯胺的胺端基含量。實施方式4.任何上述實施方式的組合物，其中以聚(亞芳基醚)、脂族-芳族聚醯胺和衝擊改性劑的結合重量計，聚(亞芳基醚)的含量為10-70重量％，脂族-芳族聚醯胺的含量為5-80重量％，衝擊改性劑的含量為3-30重量％。實施方式5.任何上述實施方式的組合物，其中聚(亞芳基醚)和脂族-芳族聚醯胺的相容摻和物進一步包含脂族聚醯胺。實施方式6.任何上述實施方式的組合物，其中聚(亞芳基醚)和脂族-芳族聚醯胺的相容摻和物是聚(亞芳基醚)、脂族-芳族聚醯胺與選自下述物質的相容劑的反應產物帶有碳-碳雙鍵和至少一個羧酸、酐、環氧、二醯亞胺、醯胺、酯基或其官能當量的多官能化合物；具有其中R是氫或烷基、芳基、醯基或羰基二氧基的通式(OR)代表的基，和選自羧酸、醯基滷、酐、醯基滷酐、酯、原酸酯、醯胺、亞氨基、氨基和它們的鹽的至少兩個相同或不同的基的多官能化合物；以及上述兩種或多種多官能化合物的結合。實施方式7.實施方式6的組合物，其中相容劑包含檸檬酸、富馬酸、馬來酐或上述兩種或幾種的結合。
實施方式8.任何上述實施方式的組合物，其中衝擊改性劑包括鏈烯基芳族化合物與共軛二烯的嵌段共聚物、鏈烯基芳族化合物與共軛二烯的氫化嵌段共聚物、官能化彈性聚烯烴或上述兩種或多種的結合。實施方式9.任何上述實施方式的組合物，進一步包含抗氧化劑、阻燃劑、阻滴劑、 染料、顏料、著色劑、穩定劑、小顆粒礦物質、增強劑、導電填料、抗靜電劑、增塑劑、潤滑劑、 發泡劑或包含上述兩種或多種的混合物。實施方式10.任何上述實施方式的組合物，其中胺端基含量大於或等於50 μ mol。實施方式11.任何上述實施方式的組合物，其中聚(亞芳基醚)顆粒具有小於或等於0.5 μ m2的平均顆粒面積。實施方式12.任何上述實施方式的組合物，其中聚(亞芳基醚)顆粒具有小於或等於0. 4 μ m2的平均顆粒面積。實施方式13. —種組合物，包含衝擊改性劑；導電填料；和聚(亞芳基醚)與脂族-芳族聚醯胺的相容摻和物，其中脂族-芳族聚醯胺由包含60-100mol %對苯二酸單元的二元羧酸單元和包含60-100mol % 1,9-壬二胺單元和/或 2-甲基-1，8-辛二胺單元的二胺單元組成，且該脂族-芳族聚醯胺具有大於45 μ mol/g聚醯胺的胺端基含量，而且更進一步的是，其中在存在填料和/或增強劑的情況下，該組合物具有根據ASTM D 3763測量的多軸值確定的小於或等於0. 60的多軸損耗。實施方式14.包含任何上述實施方式的組合物的製品。


圖1是用於透射式電子顯微鏡的截面的示意圖。圖2-6是包含聚(亞芳基醚)與脂族-芳族聚醯胺的相容摻和物的組合物的透射式電子顯微照片。圖7和8是描述顆粒面積分布的圖。
具體實施例方式本申請公開的組合物包含聚(亞芳基醚)與脂族-芳族聚醯胺的相容摻和物以及衝擊改性劑。該聚醯胺包含二元羧酸單元和二胺單元。至少60mOl%的二元羧酸單元是對苯二酸單元，至少60mol %的二胺單元是1，9-壬二胺單元和/或2-甲基-1，8-辛二胺單元。芳族單元與9碳脂族單元的結合得到了具有熔化溫度、低吸收性和尺寸穩定性的獨特結合的聚醯胺，當在聚(亞芳基醚)/聚醯胺摻和物中採用這種聚醯胺時，會得到具有優異的尺寸穩定性、衝擊強度和吸收性的組合物。然而令人吃驚的是，相容的聚(亞芳基醚)/ 脂族-芳族聚醯胺摻和物的流變學控制與相容的聚(亞芳基醚)/脂族聚醯胺摻和物的流變學控制不同。顯而易見的是，聚(亞芳基醚)相的尺寸及其分布與相容劑的類型、聚醯胺中存在的胺基團的數量，某些情況下還有相容方法有關。本申請描述的相容的聚(亞芳基醚)/ 聚醯胺摻和物具有包括良好的尺寸穩定性的物理性能的結合，這一點可通過低熱膨脹係數(CTE)、低吸水率和高抗衝擊性證明(甚至在低溫下也如此)。在一個實施方案中，在不含填料和/或增強劑的情況下，該組合物具有 6X 10_5-9X 10_5讓/讓.°C的熱膨脹係數(CTE)(根據ISO 11359-2在23_60°C下測量)。在該範圍內，CTE可大於或等於6. 2X10_5mm/mm. °C，或更具體地是大於或等於6. 4X 10_5mm/ mm. °C。同樣在該範圍內，CTE可小於或等於8. 7X10_5mm/mm. °C，或更具體地小於或等於 8. 5 X 10-Wmm. °C。值得注意的是，包含衝擊改性劑和聚(亞芳基醚)/脂族_芳族聚醯胺的組合物與包含聚(亞芳基醚)/脂族聚醯胺的組合物O3-60°C)比較，前者具有在更寬的溫度範圍(15-10(TC)內基本保持恆定的CTE。在某些實施方案中，流動方向上的CTE與垂直於流動方向上的CTE的比值為0. 90-1. 10，更特別的是0. 95-1. 05。在一個實施方案中，該組合物在M小時後具有通過ASTM D 570測量小於或等於 0. 3%的吸水率值，或更具體地說，M小時後小於或等於0. 25%，或甚至更特別的在M小時後小於或等於0.2%。抗衝擊性可用Notched Izod(NI)試驗根據ASTM D256和多軸衝擊試驗根據ASTM D3763測定。在一個實施方案中，該組合物具有大於或等於180焦耳/米(J/m)，或更特別的大於或等於200，或甚至更特別的大於或等於210J/m的23°C下的NI值。另外，該組合物可具有大於或等於lOOJ/m，或更特別的大於或等於llOJ/m，或甚至更特別的大於或等於 120J/m 的-30°C下的 Ni。在一個實施方案中，該組合物具有大於或等於30焦耳(J)，或更特別的大於或等於35，或甚至更特別的大於或等於40J的23°C下的多軸衝擊值。另外，該組合物可具有大於或等於5J，或更特別的大於或等於7J，或甚至更特別的大於或等於10J的_30°C下的多軸衝擊值。多軸衝擊是最大受力下的能量(the energy at the energy at maximum force)。在一個實施方案中，在不含填料和/或增強劑的情況下，該組合物具有小於或等於0. 30，或更特別的小於或等於0. 27，或甚至更特別的小於或等於0. 25的多軸損耗。多軸損耗通過(23°C下的多軸值一30°C下的多軸值)/23°C下的多軸值確定。在另一個實施方案中，進一步包含填料和/或增強劑，特別是導電填料的組合物具有小於或等於0. 60，或更特別的小於或等於0. 67，或甚至更特別的小於或等於0. 55的多軸損耗。本申請所用「聚(亞芳基醚)」包含許多通式(I)的結構單元
權利要求
1.一種組合物，包含衝擊改性劑；和聚(亞芳基醚)與脂族-芳族聚醯胺的相容摻和物，其中脂族-芳族聚醯胺具有大於 45 μ mol/g聚醯胺的胺端基含量和脂族-芳族聚醯胺由包含60-100mol %對苯二酸單元的二元羧酸單元和包含60-100mOl% 1,9-壬二胺單元和/或2-甲基-1，8-辛二胺單元的二胺單元組成，其中以聚(亞芳基醚)、脂族-芳族聚醯胺和衝擊改性劑的結合重量計，聚(亞芳基醚)的含量為10-70重量％，脂族-芳族聚醯胺的含量為5-80重量％，衝擊改性劑的含量為3-30重量％，而且更進一步的是，其中在不存在填料和/或增強劑的情況下，該組合物具有用根據ASTM D 3763測量的多軸值確定小於或等於0.27的多軸損耗，其中當該組合物成型時，聚(亞芳基醚)就作為顆粒分散在聚醯胺中，且該聚(亞芳基醚)顆粒具有小於或等於0. 6 μ m2的平均顆粒面積。
2.權利要求1的組合物，其中聚(亞芳基醚)和脂族-芳族聚醯胺的相容摻和物進一步包含脂族聚醯胺。
3.權利要求1的組合物，其中聚(亞芳基醚)和脂族-芳族聚醯胺的相容摻和物是聚 (亞芳基醚)、脂族-芳族聚醯胺與選自下述物質的相容劑的反應產物帶有碳-碳雙鍵和至少一個羧酸、酐、環氧、醯亞胺、醯胺、酯基或其官能等價物的多官能化合物；具有其中R 是氫或烷基、芳基、醯基或羰基二氧基的通式OR代表的基團，和選自羧酸、醯基滷、酐、醯基滷酐、酯、原酸酯、醯胺、亞氨基、氨基和它們的鹽的至少兩個相同或不同的基團的多官能化合物；以及上述兩種或多種多官能化合物的結合。
4.權利要求3的組合物，其中相容劑包含檸檬酸、富馬酸、馬來酐或上述兩種或更多種的組合。
5.權利要求1的組合物，其中衝擊改性劑包括鏈烯基芳族化合物與共軛二烯的嵌段共聚物、鏈烯基芳族化合物與共軛二烯的氫化嵌段共聚物、官能化彈性聚烯烴或上述兩種或更多種的組合。
6.權利要求1的組合物，進一步包含抗氧化劑、阻燃劑、阻滴劑、染料、顏料、著色劑、穩定劑、小顆粒礦物質、增強劑、導電填料、抗靜電劑、增塑劑、潤滑劑、發泡劑或包含上述兩種或更多種的混合物。
7.權利要求1的組合物，其中胺端基含量大於或等於50μ mol/g。
8.權利要求1的組合物，其中聚(亞芳基醚)顆粒具有小於或等於0.5 μ m2的平均顆粒面積。
9.權利要求1的組合物，其中聚(亞芳基醚)顆粒具有小於或等於0.4μ m2的平均顆粒面積。
10.一種組合物，包含衝擊改性劑；導電填料；和聚(亞芳基醚)與脂族-芳族聚醯胺的相容摻和物，其中在成型相容摻和物之前，脂族-芳族聚醯胺由包含60-100mol%對苯二酸單元的二元羧酸單元和包含60-100mol% 1， 9-壬二胺單元和/或2-甲基-1，8-辛二胺單元的二胺單元組成，且該脂族-芳族聚醯胺具有大於45 μ mol/g聚醯胺的胺端基含量，其中以聚(亞芳基醚)、脂族-芳族聚醯胺和衝擊改性劑的結合重量計，聚(亞芳基醚)的含量為10-70重量％，脂族-芳族聚醯胺的含量為 5-80重量％，衝擊改性劑的含量為3-30重量％，導電填料的含量是基於該組合物總重量的至多50重量％，而且更進一步的是，其中在存在填料和/或增強劑的情況下，該組合物具有根據ASTM D 3763測量的多軸值確定的小於或等於0. 60的多軸損耗。
11.包含權利要求1或10的組合物的製品。
12.—種組合物，包含衝擊改性劑；和聚(亞芳基醚)與脂族-芳族聚醯胺的相容摻和物，其中脂族-芳族聚醯胺具有大於 45 μ mol/g聚醯胺的胺端基含量和脂族-芳族聚醯胺由包含60-100mol %對苯二酸單元的二元羧酸單元和包含60-100mOl% 1，9-壬二胺單元和/或2-甲基_1，8-辛二胺單元的二胺單元組成，其中以聚(亞芳基醚)、脂族-芳族聚醯胺和衝擊改性劑的結合重量計，聚(亞芳基醚)的含量為10-70重量％，脂族-芳族聚醯胺的含量為5-80重量％，衝擊改性劑的含量為3-30重量％，而且更進一步的是，其中在不存在填料和/或增強劑的情況下，該組合物具有用根據ASTM D 3763測量的多軸值確定小於或等於0.27的多軸損耗，和大於或等於 210J/m的23 °C下的缺口伊佐德值。
全文摘要
一種組合物包含衝擊改性劑和聚(亞芳基醚)與脂族-芳族聚醯胺的相容摻和物。該聚醯胺由包含60-100mol％對苯二酸單元的二元羧酸單元和包含60-100mol％1，9-壬二胺單元和/或2-甲基-1，8-辛二胺單元的二胺單元組成。該聚醯胺具有大於45μmol/g聚醯胺的胺端基含量。
文檔編號C08L77/02GK102352108SQ20111034918
公開日2012年2月15日 申請日期2004年8月16日 優先權日2003年8月16日
發明者J.R.費什博恩, M.D.埃爾科維奇, S.-P.亭 申請人:沙伯基礎創新塑料智慧財產權有限公司