專利名稱:制造包含高溫聚合物的飲食業(yè)制品的制作方法
背景技術(shù):
本公開涉及飲食業(yè)制品。具體地,本公開涉及包含高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度熱塑性塑料的飲食業(yè)制品。
飲食業(yè)是正在擴張和不斷變化的產(chǎn)業(yè)。隨著生活方式的日益緊張忙碌,居家和商業(yè)烹飪中的食物制備變得更加高效和流水線化。消費者期待和要求能夠迅速制備營養(yǎng)豐富和令人滿意的食物的方法和制品。另外,隨著環(huán)境責任的日益加重,期望制品可重復使用。
充當烹飪用具、容器、器皿和餐具的制品必須經(jīng)受得住復雜的條件。理想的是,它們能夠經(jīng)受極低溫度(冰箱)至高溫烹飪而不破裂、變形或脫色。另外,它們必須是水解穩(wěn)定的(就洗碟過程而言),并且在化學上耐受油、弱酸和弱堿以阻止吸味,同時允許該制品可用于各種食物。另外,在某些烹飪方法中傳熱也是重要的。同樣重要的是,使與食物(食物表面)接觸的表面免于食物的粘附。
人們需要各種各樣的滿足若干或所有這些標準的飲食業(yè)制品。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及包含高溫熱塑性組合物的飲食業(yè)制品,該高溫熱塑性組合物包含下列中的任意一種a)不混溶性聚合物共混物,其包含一種或多種聚醚酰亞胺,具有多于一個的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,其中所述聚醚酰亞胺具有大于217℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度;b)混溶性聚合物共混物,其包含一種或多種聚醚酰亞胺,具有大于180℃的單一玻璃化轉(zhuǎn)變溫度;或者c)單一的聚醚酰亞胺,其具有大于247℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
本發(fā)明還涉及包含聚醚酰亞胺的成型制品,該聚醚酰亞胺的氫原子數(shù)/碳原子數(shù)之比為0.45~0.85、0.50~0.80、0.55~0.75或0.60~0.70。
本發(fā)明還涉及包含一種或多種聚醚酰亞胺的成型制品,該一種或多種聚醚酰亞胺基本上不含芐型質(zhì)子。
具體實施例方式 本文所述飲食業(yè)制品具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性,使其可應(yīng)用于一系列烹飪方法中。
就本發(fā)明目的而言,術(shù)語“飲食業(yè)制品”意指與食物接觸的制品。照此,術(shù)語“飲食業(yè)制品”包括器皿如盤、碗、杯、罐等,各種尺寸的用具如餐叉、餐刀和匙勺等,容器如有蓋或無蓋容器、烹飪?nèi)萜魅珏伜推降族伒取?br>
對于本發(fā)明目的而言,視攜帶或承載食物的盤碟為容器。
“高Tg”是指聚合物具有180℃以上的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
“芐型質(zhì)子”的定義在本領(lǐng)域是眾所周知的,按照本發(fā)明,“芐型質(zhì)子”包括至少一個直接化學鍵接在至少一個芳環(huán)(如苯基或苯環(huán))上的脂族碳原子,其中該脂族碳原子另外具有至少一個與之相連的質(zhì)子。
在本申請的上下文中,實質(zhì)上或基本上不含芐型質(zhì)子,意指聚合物如聚酰亞胺砜產(chǎn)物具有小于約5%摩爾,在一些實施方案中具有小于約3%摩爾,在其它實施方案中具有小于約1%摩爾源自含芐型質(zhì)子的結(jié)構(gòu)單元。不含芐型質(zhì)子(也稱作芐型氫),意指聚醚酰亞胺制品具有0%摩爾源自含芐型質(zhì)子或芐型氫的單體和封端劑的結(jié)構(gòu)單元。芐型質(zhì)子的量可根據(jù)化學結(jié)構(gòu)通過普通的化學分析測定。
術(shù)語“氫原子數(shù)/碳原子數(shù)之比”是指聚合物或構(gòu)成聚合物的重復單元(單體)中氫原子的數(shù)目與碳原子的數(shù)目的比例。
本發(fā)明還涉及包含聚醚酰亞胺的成型制品,該聚醚酰亞胺的氫原子數(shù)/碳原子數(shù)之比為0.45~0.85、0.50~0.80、0.55~0.75或0.60~0.70。
本發(fā)明還涉及包含一種或多種聚醚酰亞胺的成型制品,該一種或多種聚醚酰亞胺基本上不含芐型質(zhì)子。
在一個實施方案中,飲食業(yè)制品包括適于在微波中使用的碟、烹飪用具或容器。對形狀沒有限制。制品可具有一致的形狀,也可以包括形成單獨隔室的隔板以及蓋子。制品還可以包含一或多個電磁磁化物,以促進烹調(diào)食物至棕褐色或者更均勻的烹制。電磁磁化物在本領(lǐng)域是眾所周知的,參見包括美國專利4962000在內(nèi)的各種專利,該美國專利引入本文中作為參考。
碟或容器可包括蓋子或罩。蓋子或罩可以是非獨立的或獨立的。在一個實施方案中,蓋子或罩包含高溫熱塑性組合物,該高溫熱塑性組合物包含下列中的任意一種a)不混溶性聚合物共混物,其具有多于一個的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,且聚合物之一具有大于180℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度;b)混溶性聚合物共混物,其具有大于217℃的單一玻璃化轉(zhuǎn)變溫度;或者c)單一的純聚合物,其具有大于247℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。蓋子或罩可具有能夠釋放烹飪中產(chǎn)生的蒸汽或者用于過濾的開孔。在一個實施方案中,開孔是可調(diào)節(jié)的,其尺寸是可選的。
在一個實施方案中,飲食業(yè)制品包括適于在常規(guī)烤箱或爐頂中使用的烹飪用具。制品可具有一致的形狀,也可以包括形成單獨隔室的隔板。制品可包括非獨立的或獨立的蓋子或罩。在一個實施方案中,蓋子或罩包含高溫熱塑性組合物,該高溫熱塑性組合物包含下列中的任意一種a)不混溶性聚合物共混物,其具有多于一個的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,且聚合物之一具有大于180℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度;b)混溶性聚合物共混物,其具有大于217℃的單一玻璃化轉(zhuǎn)變溫度;或者c)單一的具有大于247℃玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的純聚合物。在一些實施方案中,蓋子包括用于釋放蒸汽或過濾的開孔。在一個實施方案中,開孔的存在與否是可調(diào)整的。在一個實施方案中,開孔的尺寸可調(diào)整的。
在一些實施方案中,該飲食業(yè)制品具有低溫延性,使得該飲食業(yè)制品可經(jīng)受如5℃至-60℃,具體地是5℃至-30℃,更具體地是5℃至-10℃的低溫。
在一些實施方案中,該飲食業(yè)制品的至少部分食物表面覆有非粘性涂層。該非粘性涂層在本領(lǐng)域是眾所周知的,參見例如美國專利6737164和EP 0199020,二者引入本文作為參考。
在一些實施方案中,通過包含下列中的一種或多種來降低食物對高溫熱塑性組合物表面的粘附性氟化聚烯烴,脂肪酸酰胺,脂肪酸酯,及陰離子型表面活性劑,如美國專利6846864、6649676和6437031中所教導,這些專利引入本文作為參考。
飲食業(yè)制品中采用的高溫熱塑性組合物可呈膨脹(泡沫化)或未膨脹形式。該高溫熱塑性組合物可與一種或多種其它熱塑性塑料組合物組合使用。另外,飲食業(yè)制品可以包括金屬部分,該金屬部分通常完全被高溫熱塑性組合物所包覆。
在一些實施方案中,高溫熱塑性組合物包含一種或多種導熱填料。包含導熱填料的高溫熱塑性組合物可用于整個的飲食業(yè)制品,也可以僅用于部分的飲食業(yè)制品。例如,含導熱填料的高溫熱塑性組合物可用于炒鍋的底部和側(cè)面,而把手卻包含沒有導熱填料的高溫熱塑性組合物。
高溫熱塑性組合物可包含顏料或染料,以取得所需要的色彩。
高溫熱塑性組合物也可以包含補強性填料。示例性的補強性填料包括提供補強作用的片狀填料如玻璃片,片狀碳化硅,二硼化鋁,鋁片,及鋼片。示例性的補強性填料還包括纖維狀填料,如短無機纖維,天然纖維填料,單晶纖維,玻璃纖維,及有機補強性纖維填料。短無機纖維包括那些源于包含硅酸鋁、氧化鋁、氧化鎂和半水合硫酸鈣中至少一種的混合物的無機纖維。天然纖維填料包括通過粉碎木材而制得的木粉,以及纖維產(chǎn)物如纖維素、棉花、劍麻、黃麻、淀粉、軟木粉、木質(zhì)素、花生殼、玉米、稻谷殼。單晶纖維或“晶須”包括碳化硅,氧化鋁,碳化硼,鐵,鎳,及銅單晶纖維。也可以使用玻璃纖維,包括紡織玻璃纖維如E、A、C、ECR、R、S、D和NE玻璃和石英等。另外,還可以使用有機補強性纖維填料,包括能夠形成纖維的有機聚合物。這種有機纖維狀填料的示例性實例包括,例如,聚(醚酮),聚酰亞胺,聚苯并噁唑,聚(苯硫醚),聚酯,聚乙烯,芳族聚酰胺,芳族聚酰亞胺或聚醚酰亞胺,聚四氟乙烯,丙烯酸類樹脂,及聚(乙烯醇)。這種補強性填料可以單絲或復絲纖維的形式提供,并且可以單獨使用,或者通過例如共紡或皮芯法,并排法,桔型(orange-type)或基質(zhì)和原纖維構(gòu)建法,或者纖維制造領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的其它方法與其它類型纖維組合使用。典型的共紡結(jié)構(gòu)包括玻璃纖維-碳纖維,碳纖維-芳族聚酰亞胺(aramid)纖維,及芳族聚酰亞胺纖維-玻璃纖維。纖維狀填料可以下列形式提供,例如,粗紗,紡織纖維補強劑如0~90度織物,無紡纖維補強劑如連續(xù)原絲薄氈、短切原絲薄氈、薄紗、紙張和毛氈,以及三維紡織補強劑、預制件和編織物。
飲食業(yè)制品可利用合適的方法或方法的組合形成,所述方法包括注塑法、熱成型、吹塑、擠塑和冷壓法。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以很好地選擇所述方法或方法的組合。當飲食業(yè)制品包括涂層時,該涂層可通過本領(lǐng)域公知的方法如各種層壓法、噴涂法、刷涂法、浸涂法等中的一種或多種方法涂布。
用于本發(fā)明的聚合物、共聚物和共混物的代表性實例列舉如下 A.砜類聚合物或混合物;硅氧烷共聚物;及源于間苯二酚的聚芳基酯的高Tg聚合物共混物。
本文所公開的是包含聚合物共混物的制品,其中該聚合物共混物的部分或全部表面涂有包覆材料,其中該包覆材料的組成不同于所述聚合物共混物,及其中所述聚合物共混物包含a)第一樹脂,其選自聚砜(PSu)、聚(醚砜)(PES)和聚(苯醚砜)(PPSU),具有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg≥180℃);b)硅氧烷共聚物,如硅氧烷聚酰亞胺或硅氧烷聚碳酸酯;及任選的c)間苯二酚類聚芳酯,其中該共混物具有預料不到低的放熱值(heat release value)。
1.共混物的聚砜,聚醚砜和聚苯醚砜組分 可用于本文所述制品中的聚砜、聚(醚砜)和聚(苯醚砜)為例如美國專利3634355、4008203、4108837和4175175中所述的熱塑性樹脂。
聚砜、聚(醚砜)和聚(苯醚砜)線形熱塑性聚合物,具有很多吸引人的特性,例如耐高溫性、良好的電性能和良好的水解穩(wěn)定性。
聚砜包括具有下面式I所示結(jié)構(gòu)的重復單元
式中R為芳基,其包含碳-碳單鍵、碳-氧-碳鍵或者碳-碳和碳-氧-碳單鍵,所述單鍵構(gòu)成部分的聚合物主鏈。
聚(醚砜)在聚合物主鏈中包含如下面式II所示的既具有醚鏈節(jié)又具有砜鏈節(jié)的重復單元
式中Ar和Ar′為可以相同或相異的芳基。Ar和Ar′可以相同或相異。當Ar和Ar′二者均為亞苯基時,該聚合物通稱為聚(苯醚砜)。當Ar和Ar′二者均為亞芳基時,該聚合物通稱為聚(亞芳基醚砜)。砜鏈節(jié)的數(shù)目和醚鏈節(jié)的數(shù)目可以相同或相異。示范砜鏈節(jié)的數(shù)目不同于醚鏈節(jié)的數(shù)目的示例性結(jié)構(gòu)如下面的式(III)所示
式中Ar、Ar′和Ar"為可以相同或相異的芳基。Ar、Ar′和Ar"可以相同或相異,例如,Ar和Ar′可以均為亞苯基而Ar"可以為二(1,4-亞苯基)異丙基。
商業(yè)上可得到多種聚砜和聚(醚砜),包括二羥基二苯砜與二氯二苯砜的縮聚產(chǎn)物,及雙酚A和/或雙酚與二氯二苯砜的縮聚產(chǎn)物。商業(yè)上可得到的樹脂的實例包括得自Solvay,Inc.的RADEL R、RADEL A和UDEL,以及得自BASF Co.的ULTRASON E。
制備聚砜和聚(醚砜)的方法是眾所周知的,而且若干適宜的方法已在現(xiàn)有技術(shù)中有充分的描述。本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的兩種方法是碳酸酯法和堿金屬氫氧化物法。在堿金屬氫氧化物法中,令二元酚的雙堿金屬鹽,在基本無水和偶極非質(zhì)子溶劑存在的條件下,與二鹵代苯型化合物接觸。碳酸酯法,其中二元酚和二鹵代苯型化合物與例如碳酸鈉或碳酸氫鈉以及第二堿金屬碳酸鹽或碳酸氫鹽一起加熱,同樣公開于現(xiàn)有技術(shù)如美國專利4176222中。作為選擇,聚砜和聚(醚砜)可通過現(xiàn)有技術(shù)中各種已知的任何方法制備。
聚砜或聚(醚砜)的分子量,以在二氯甲烷、氯仿、N-甲基吡咯烷酮等適宜溶劑中的比濃粘度(reduced viscosity)數(shù)據(jù)表示,可以為大于或等于約0.3dl/g,更具體地為大于或等于約0.4dl/g,且通常不超過約1.5dl/g。
在某些情形,聚砜或聚(醚砜)的重均分子量可以為約10000~100000,其是利用ASTM方法D5296通過凝膠滲透色譜法測定的。聚砜和聚(醚砜)在某些情形可具有約180~250℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。當聚砜、聚(醚砜)和聚(苯醚砜)與本文所述的樹脂共混時,聚砜、聚(醚砜)和聚(苯醚)砜會具有大于或等于約180℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。聚砜樹脂進一步描述于砜塑料標準規(guī)范ASTM方法D6394中。
在某些情形,聚砜、聚(醚砜)和聚(苯醚砜)及其共混物,會具有小于或等于約0.85的氫原子/碳原子比例(H/C)。拋開理論的束縛,碳含量高于氫含量即具有低的氫原子/碳原子比例的聚合物,常常具有更高的FR性能。這些聚合物具有較低的燃燒值,在燃燒時釋放較少的能量。它們還可以阻止燃燒以在聚合物燃料與點火源之間形成絕熱焦化層的趨勢。不依賴于任何的具體機理或作用方式,已經(jīng)觀察到這種具有低H/C比例的聚合物具有優(yōu)異的阻燃性。在某些情形,H/C比例可以小于或等于0.75,也可以小于0.65。在其它情形,優(yōu)選H/C比例大于或等于約0.4,以得到具有足夠柔性鏈節(jié)的聚合物結(jié)構(gòu),進而實現(xiàn)熔體加工性能。所得聚合物或共聚物的H/C比例可由其化學結(jié)構(gòu),通過計算出化學重復單元中獨立于任何其它原子之外的碳和氫原子的數(shù)目來確定。
在聚合物共混物中,聚砜、聚(醚砜)和聚(苯醚砜)及其共混物可以約1~99%重量的量存在,基于聚合物共混物的總重量。在該范圍內(nèi),聚砜、聚(醚砜)和聚(苯醚砜)及其混合物的量可以為大于或等于約20%重量,具體地為大于或等于約50%重量,更具體地為大于或等于約70%重量。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解,聚砜、聚(醚砜)和聚(苯醚砜)及其混合物,按聚合物共混物總重量的重量百分數(shù)計,可以約1~99%重量、特別是1~70%重量之間的任何實數(shù)存在。
2.共混物的硅氧烷組分 硅氧烷共聚物包括有效提高組合物放熱性能的任何硅氧烷共聚物。在某些情形,可以使用聚醚酰亞胺、聚醚酰亞胺砜、聚砜、聚(苯醚砜)、聚(醚砜)或聚(苯醚)的硅氧烷共聚物。在某些情形,硅氧烷聚醚酰亞胺共聚物或硅氧烷聚碳酸酯共聚物可有效地降低放熱和提高流速性能。不同類型硅氧烷共聚物的混合物也是可以的。在一個實施方案中,按共聚物的總重量計,硅氧烷共聚物包含約5~70%重量及在其它情形約20~50%重量的硅氧烷。
共聚物中硅氧烷鏈段的鏈段長度可以為任何有效的長度。在一些實例中,該鏈段長度可以為約2~70個硅氧烷重復單元。在其它情形,硅氧烷鏈段長度可以為約5~50個重復單元。在多數(shù)情形,可以使用二甲基硅氧烷。
硅氧烷聚醚酰亞胺共聚物是可用于聚合物共混物中的硅氧烷共聚物的具體實施方案。這種硅氧烷聚醚酰亞胺共聚物的實例示于美國專利4404350、4808686和4690997中。在一種情形,硅氧烷聚醚酰亞胺共聚物可以類似于用于聚醚酰亞胺的方式制備,所不同的是,用胺端基有機硅氧烷代替部分或全部的有機二胺反應(yīng)物,例如下面式IV的胺端基有機硅氧烷,式中g(shù)為約1~50的整數(shù),更具體地為約5~30的整數(shù),R′為具有約2~20個碳原子的芳基、烷基或芳基烷基。
式IV 硅氧烷聚醚酰亞胺共聚物可通過本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何方法制備,包括下面式V的芳族二(醚酸酐)與下面式VII的有機二胺反應(yīng)
式中T為-O-、-S-、-SO2-或者式-O-Z-O-所示的基團,其中-O-或-O-Z-O-基團的二價鍵為3,3′、3,4′、4,3′或4,4′位,及其中Z包括但不限于取代或未取代的二價有機基團,例如(a)具有約6~20個碳原子的芳烴基團及其鹵化衍生物,(b)具有約2~20個碳原子的直鏈或支鏈亞烷基,(c)具有約3~20個碳原子的亞環(huán)烷基,或者(d)下面通式VI的二價基團
式中Q包括但不限于選自下列的二價基團-O-,-S-,-C(O)-,-SO2-,-SO-,-CyH2y-(y為1~8的整數(shù))及其氟化衍生物(包括全氟亞烷基), H2N-R1-NH2 (VII) 其中式VII中的R1包括但不限于取代或未取代的二價有機基團如(a)具有約6~24個碳原子的芳烴基團及其鹵化衍生物,(b)具有約2~20個碳原子的直鏈或支鏈亞烷基,(c)具有約3~20個碳原子的亞環(huán)烷基,或者(d)通式VI的二價基團。
具體的芳族二酸酐和有機二胺的實例公開于例如美國專利3972902和4455410中。式(XIV)的芳族二酸酐的實例包括 3,3-二[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酸酐; 4,4′-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯醚二酸酐; 4,4′-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酸酐; 4,4′-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酸酐; 4,4′-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯砜二酸酐; 2,2-二[4-(2,3-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酸酐; 4,4′-二(2,3-二羧基苯氧基)二苯醚二酸酐; 4,4′-二(2,3-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酸酐; 4,4′-二(2,3-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酸酐; 4,4′-二(2,3-二羧基苯氧基)二苯砜二酸酐; 4-(2,3-二羧基苯氧基)-4′-(3,4-二羧基苯氧基)二苯基-2,2-丙烷二酸酐; 4-(2,3-二羧基苯氧基)-4′-(3,4-二羧基苯氧基)二苯醚二酸酐; 4-(2,3-二羧基苯氧基)-4′-(3,4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酸酐; 4-(2,3-二羧基苯氧基)-4′-(3,4-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酸酐; 4-(2,3-二羧基苯氧基)-4′-(3,4-二羧基苯氧基)二苯砜二酸酐, 以及它們的混合物。
除上述硅氧烷二胺之外,適宜二胺的實例還包括乙二胺,丙鄰二胺,三亞甲基二胺,二乙三胺,三乙四胺,己二胺,庚二胺,辛二胺,壬二胺,癸二胺,1,12-十二烷二胺,1,18-十八烷二胺,3-甲基庚二胺,4,4-二甲基庚二胺,4-甲基壬二胺,5-甲基壬二胺,2,5-二甲基己二胺,2,5-二甲基庚二胺,2,2-二甲基1,3-丙二胺,N-甲基-二(3-氨基丙基)胺,3-甲氧基己二胺,1,2-二(3-氨基丙氧基)乙烷,二(3-氨基丙基)硫醚,1,4-環(huán)己烷二胺,二(4-氨基環(huán)己基)甲烷,間苯二胺,對苯二胺,2,4-二氨基甲苯,2,6-二氨基甲苯,間二甲苯二胺,對二甲苯二胺,2-甲基-4,6-二乙基-1,3-亞苯基-二胺,5-甲基-4,6-二乙基-1,3-亞苯基-二胺,聯(lián)苯胺,3,3′-二甲基聯(lián)苯胺,3,3′-二甲氧基聯(lián)苯胺,1,5-二氨基萘,二(4-氨基苯基)甲烷,二(2-氯-4-氨基-3,5-二乙基苯基)甲烷,二(4-氨基苯基)丙烷,2,4-二(氨基-叔丁基)甲苯,二(p-氨基-叔丁基苯基)醚,二(p-甲基-o-氨基苯基)苯,二(p-甲基-o-氨基戊基)苯,1,3-二氨基-4-異丙基苯,二(4-氨基苯基)硫醚,二(4-氨基苯基)砜,二(4-氨基苯基)醚,及包含前述兩種或多種的組合。硅氧烷二胺的具體實例為1,3-二(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷。在一個實施方案中,與硅氧烷二胺共同使用的二氨基化合物為芳族二胺,特別是間和對苯二胺、磺?;桨芳捌浠旌衔铩?br>
一些硅氧烷聚醚酰亞胺共聚物可通過式VII的有機二胺或其混合物與上述式VI的胺端基有機硅氧烷反應(yīng)來制備。二氨基組分可在與二酸酐反應(yīng)之前物理混合,進而形成充分無規(guī)的共聚物。作為選擇,可通過這樣的方法形成嵌段或交替共聚物式VII和IV與二酸酐(如式V的二酸酐)選擇性反應(yīng),制得的聚酰亞胺鏈段繼而一起反應(yīng)。在另一情形,用于制備聚醚酰亞胺共聚物的硅氧烷可以具有酸酐而非胺官能端基。
在一種情形,硅氧烷聚醚酰亞胺共聚物可為式VIII的硅氧烷聚醚酰亞胺共聚物,式中T、R′和g如上所述,b的數(shù)值為約5~100,Ar1為具有6~36個碳的芳基或烷基芳基。
式VIII 在一些硅氧烷聚醚酰亞胺共聚物中,硅氧烷聚醚酰亞胺共聚物的二胺組分可包含約20~50%摩爾式IV的胺端基的有機硅氧烷和約50~80%摩爾式VII的有機二胺。在一些硅氧烷共聚物中,硅氧烷組分源于約25~40%摩爾的胺或酸酐端基的有機硅氧烷。
聚合物共混物的硅氧烷共聚物組分,按聚合物共混物的總重量計,可以約0.1~40%重量或者作為選擇以約0.1~20%重量的量存在。在該范圍內(nèi),硅氧烷共聚物也可以約0.1~10%甚至以約0.5~5.0%的量存在。
3.共混物的間苯二酚類聚芳酯組分 間苯二酚類聚芳酯為包含芳基化聚酯結(jié)構(gòu)單元的聚合物,所述芳基化聚酯結(jié)構(gòu)單元為二元酚和芳族二羧酸的反應(yīng)產(chǎn)物。至少部分的芳基化聚酯結(jié)構(gòu)單元包含如式I中所示的1,3-二羥基苯基團,在整個說明書中常稱作間苯二酚或間苯二酚基團。應(yīng)當理解,用于本發(fā)明的間苯二酚或間苯二酚基團包括未取代的1,3-二羥基苯和取代的1,3-二羥基苯,除非另外明確地說明。
式IX 在式IX中,R2每次出現(xiàn)時獨立地為C1-12烷基,C6-C24芳基,C7-C24烷基芳基,烷氧基或鹵素;n為0~4。
在一個實施方案中,間苯二酚類聚芳酯樹脂包含大于或等于約50%摩爾的下列單元,該單元源于間苯二酚與芳基二羧酸的反應(yīng)產(chǎn)物,或者間苯二酚與適于形成芳基酯鏈段的芳基二羧酸衍生物如羧酸酰鹵、羧酸酯和羧酸鹽的反應(yīng)產(chǎn)物。
適宜的二羧酸包括單環(huán)或多環(huán)芳族二羧酸。示例性的單環(huán)二羧酸包括間苯二甲酸,對苯二甲酸,或者間苯二甲酸與對苯二甲酸的混合物。多環(huán)二羧酸包括聯(lián)苯二羧酸,二苯醚二羧酸,及萘二羧酸如萘-2,6-二羧酸。
因此,在一個實施方案中,聚合物共混物包含熱穩(wěn)定的聚合物,該熱穩(wěn)定的聚合物具有如下面式X所示的間苯二酚芳基化聚酯單元,式中R2和n如前面所定義的
式X 包含間苯二酚芳基化聚酯單元的聚合物可通過界面聚合法制備。為了制備包括基本不含酸酐鏈節(jié)的間苯二酚芳基化聚酯單元的聚合物,可以采用這樣的方法,其中第一步是在水和基本不與水混溶的有機溶劑的混合物中,混合間苯二酚化合物和催化劑。適宜的間苯二酚化合物如式XI所示
式XI 式中R2每次出現(xiàn)時獨立地為C1-12烷基,C6-C24芳基,C7-C24烷基芳基,烷氧基或鹵素;及n為0~4。如果存在烷基,則該烷基通常為直鏈、支鏈或環(huán)狀烷基,且最經(jīng)常位于兩個氧原子的鄰位,盡管其它的環(huán)位置也是可以的。適宜的C1-12烷基包括但不限于甲基,乙基,正丙基,異丙基,丁基,異丁基,叔丁基,己基,環(huán)己基,壬基,癸基,及芳基取代的烷基(包括芐基)。在具體的實施方案中,所述烷基為甲基。適宜的鹵素基團為溴,氯,及氟。在各實施方案中n的數(shù)值可以為0~3,在一些實施方案中可以為0~2,在另一些實施方案中可以為0~1。在一個實施方案中,間苯二酚基團為2-甲基間苯二酚。在另一實施方案中,間苯二酚基團為其中n為0的未取代間苯二酚基團。該方法還包括將一種催化劑與反應(yīng)混合物混合。在各實施方案中,按酰氯基團的總摩爾量計,所述催化劑可以0.01~10%摩爾的總含量存在,在一些實施方案中以0.2~6%摩爾的總含量存在。適宜的催化劑包括叔胺,季銨鹽,季鏻鹽,六烷基胍鹽,及其混合物。
適宜的二羧酰鹵可包括源于單環(huán)部分的芳族二羧酰氯,其示例性實例包括間苯二甲酰氯,對苯二甲酰氯,或者間苯二甲酰氯和對苯二甲酰氯的混合物。適宜的二羧酰鹵還可以包括源于多環(huán)部分的芳族二羧酰氯,其示例性實例包括聯(lián)苯二甲酰氯,二苯醚二甲酰氯,及萘二甲酰氯,尤其是萘-2,6-二甲酰氯;也可以包括單環(huán)和多環(huán)的芳族二羧酰氯的混合物。在一個實施方案中,二羧酰氯包括間苯二甲酰氯和/或?qū)Ρ蕉柞B鹊幕旌衔铮渫ǔH缦旅娴氖絏II所示
式XII 可以存在間苯二甲酰氯和對苯二甲酰氯之一或二者。在一些實施方案中,二羧酰氯包括間苯二甲酰與對苯二甲酰氯的摩爾比為0.25~4.0:1的間苯二甲酰氯和對苯二甲酰氯的混合物;在另外的實施方案中,所述摩爾比為約0.4~2.5:1;在其它實施方案中,所述摩爾比為約0.67~1.5:1。
二羧酰鹵僅提供一種制備本文所述聚合物的方法。制備間苯二酚芳基化鏈節(jié)的其它方法也是可以的,例如,采用二羧酸、二羧酸酯(特別是活化酯)或者二羧酸鹽或部分成鹽的鹽的方法。
也可以使用一種鏈終止劑(下文中有時稱作封端劑)。添加鏈終止劑的目的是限制包含間苯二酚芳基化聚酯鏈段的聚合物的分子量,進而提供具有可控分子量和良好加工性能的聚合物。通常,鏈終止劑是在含間苯二酚芳基化物的聚合物無需具有進一步應(yīng)用的反應(yīng)性端基的情況下添加。在沒有鏈終止劑的情況下,含間苯二酚芳基化物的聚合物可以在溶液中的形式使用,也可以從溶液中回收,再用于后續(xù)的使用中,例如用于要求間苯二酚芳基化聚酯鏈段上存在反應(yīng)性端基(通常為羥基)的共聚物形成中。鏈終止劑可以為單酚化合物,一羧酰氯,一氯甲酸酯,或者兩種或多種前述的組合。通常,鏈終止劑可以0.05~10%摩爾的量存在,基于單酚化合物時的間苯二酚,以及基于一羧酰氯和/或一氯甲酸酯時的二酰氯。
適宜的單酚化合物包括單環(huán)酚,如苯酚,C1-C22烷基取代的苯酚,對枯基苯酚,對叔丁基苯酚,羥基聯(lián)苯;二元酚的單醚,如對甲氧基苯酚。烷基取代的苯酚包括那些具有8~9個碳原子的支鏈烷基取代基的烷基取代苯酚,參見美國專利4334053。在一些實施方案中,單酚類鏈終止劑為苯酚,對枯基苯酚,及間苯二酚單苯甲酸酯。
適宜的一羧酰氯包括單環(huán)的一羧酰氯,如苯甲酰氯,C1-C22烷基取代的苯甲酰氯,甲苯酰氯,鹵素取代的苯甲酰氯,溴苯甲酰氯,肉桂酰氯,4-NA酰亞胺基苯甲酰氯,及其混合物;多環(huán)的一羧酰氯,如偏苯三酸酐酰氯,及萘甲酰氯;以及單環(huán)和多環(huán)一羧酰氯的混合物。具有至多22個碳原子的一元脂肪酸氯化物也是適宜的。同樣適宜的還有官能化的一元脂肪酸氯化物,例如,丙烯酰氯和甲基丙烯酰氯同樣是合適的。適宜的一氯甲酸酯包括單環(huán)的一氯甲酸酯,如氯甲酸苯基酯,氯甲酸烷基取代的苯基酯,氯甲酸對枯基苯基酯,氯甲酸甲苯酯,及其混合物。
鏈終止劑可與間苯二酚混合,可以包含在二羧酰氯的溶液中,也可以在制備預縮合物之后添加到反應(yīng)混合物中。如果使用一羧酰氯和/或一氯甲酸酯作為鏈終止劑,則它們經(jīng)常與二羧酰氯一起引入。這些鏈終止劑也可以在二羧酰氯的反應(yīng)完成或基本完成時加到反應(yīng)混合物中。如果使用酚類化合物作為鏈終止劑,在一個實施方案中,它們可以在反應(yīng)期間加到反應(yīng)混合物中,或者在另一實施方案中,于間苯二酚與二酰氯反應(yīng)開始之前加到反應(yīng)混合物中。如果制備含有羥基封端的間苯二酚芳基化物的預縮合物或低聚物,則可以不存在鏈終止劑,也可以僅存在少量的鏈終止劑,以幫助控制低聚物的分子量。
在另一實施方案中,還可以包含支化劑,如三官能或更多官能的羧酰氯和/或三官能或更多官能的酚。如果包含這種支化劑,則該支化劑通常可以0.005~1%摩爾的量使用,分別基于所使用的二羧酰氯或間苯二酚。適宜的支化劑包括,例如,三官能或更多官能的羧酰氯,如均苯三酸三酰氯、3,3′,4,4′-二苯甲酮四羧酸四酰氯、1,4,5,8-萘四甲酸四酰氯或苯均四酸四酰氯,以及三官能或更多官能的酚,如4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羥基苯基)-2-庚烯、4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羥基苯基)-庚烷、1,3,5-三(4-羥基苯基)-苯、1,1,1-三(4-羥基苯基)-乙烷、三(4-羥基苯基)-苯基甲烷、2,2-二[4,4-二(4-羥基苯基)-環(huán)己基]-丙烷、2,4-二(4-羥基苯基異丙基)-苯酚、四(4-羥基苯基)-甲烷、2,6-二(2-羥基-5-甲基芐基)-4-甲基苯酚、2-(4-羥基苯基)-2-(2,4-二羥苯基)-丙烷、四-(4-[4-羥基苯基異丙基]-苯氧基)-甲烷、1,4-二[(4,4-二羥基三苯基)甲基]-苯。酚類支化劑可先與間苯二酚部分混合,而酰氯支化劑則可以與二酰氯混合在一起。
在其一個實施方案中,制品包括熱穩(wěn)定的間苯二酚芳基化聚酯,該間苯二酚芳基化聚酯是由所述方法制備,并且基本上不含連接至少兩個聚酯鏈鏈節(jié)的酸酐鏈節(jié)。在具體的實施方案中,所述聚酯包含下面式XIII所示的源于間苯二甲酸和對苯二甲酸的混合物的二羧酸殘基
式XIII 式中R2每次出現(xiàn)時獨立地為C1-12烷基,C6-C24芳基,烷基芳基,烷氧基或鹵素,n為0~4,m為大于或等于約5。在很多實施方案中,n為0,m為約10~300。在一個實施方案中,間苯二甲酸酯和對苯二甲酸酯的摩爾比為約0.25~4.0:1;在另一實施方案中,該摩爾比為約0.4~2.5:1;在又一實施方案中,該摩爾比為約0.67~1.5:1?;旧喜缓狒逆湽?jié)意指當在約280~290℃的溫度時加熱所述聚合物5分鐘時,所述聚酯的分子量減少量在一個實施方案中小于30%,在另一實施方案中小于10%。
同樣包括的是含有間苯二酚芳基化物共聚聚酯的制品,所述間苯二酚芳基化物共聚聚酯包含軟嵌段鏈段,參見公有的美國專利5916997。本文所用術(shù)語“軟嵌段”是指聚合物的一些鏈段是由非芳族的單體單元制成的。這種非芳族的單體單元通常為脂肪族的,并且已知賦予含該軟嵌段的聚合物以彈性。共聚物包括那些含有下面式IX、XIV和XV之結(jié)構(gòu)單元的共聚物
式IX
式XIV
式XV 式中R2和n如前面所定義的;Z1為二價芳族基團;R3為直鏈的C3-20亞烷基,支鏈的C3-10亞烷基,或者C4-10亞環(huán)烷基或亞二環(huán)烷基;及R4和R5各自獨立地代表
或 —CH2-O-, 其中式XV貢獻約1~45%摩爾的聚酯的酯鏈節(jié)。其它實施方案提供這樣的組成,其中式XV在各實施方案中貢獻約5~40%摩爾的聚酯的酯鏈節(jié),在其它實施方案中貢獻約5~20%摩爾的聚酯的酯鏈節(jié)。另一實施方案提供這樣的組成,其中R3在一個實施方案中代表C3-14直鏈亞烷基或C5-6亞環(huán)烷基,在另一實施方案中R3代表C3-10直鏈亞烷基或C6亞環(huán)烷基。式XIV代表芳族二羧酸殘基。式XIV中的二價芳族基團Z1在各實施方案可源于上文所定義的適宜的二羧酸殘基,在一些實施方案中包括1,3-亞苯基、1,4-亞苯基、2,6-亞萘基或者前述兩種或多種的組合。在各實施方案中,Z1包含大于或等于約40%摩爾的1,3-亞苯基。在含軟嵌段鏈結(jié)構(gòu)單元的共聚聚酯的很多實施方案中,式IX中的n為0。
在其另一實施方案中,間苯二酚類聚芳酯可以是嵌段共聚聚酯碳酸酯,其包括與有機碳酸酯鏈段組合的含間苯二酚芳基化物的鏈段。這種共聚物中含有間苯二酚芳基化物鏈結(jié)構(gòu)單元的鏈段基本上不含酸酐鏈節(jié)。基本上不含酸酐鏈節(jié)意指當所述共聚聚酯碳酸酯在約280~290℃的溫度時加熱5分鐘時,共聚聚酯碳酸酯的分子量減少量在一個實施方案中小于10%,在另一實施方案中小于5%。
碳酸酯鏈段包含碳酸酯鏈節(jié),該碳酸酯鏈節(jié)源于雙酚與制備聚酯碳酸酯共聚物時形成碳酸酯的物質(zhì)如光氣之間的反應(yīng)。例如,間苯二酚聚芳酯碳酸酯共聚物可包含間苯二甲酸和對苯二甲酸、間苯二酚和雙酚A以及光氣的反應(yīng)產(chǎn)物。間苯二酚聚酯碳酸酯共聚物可以使雙酚二羧酸酯鏈節(jié)數(shù)目最小化的方式制備,例如使間苯二酚與二羧酸預先反應(yīng)形成芳基聚酯鏈段,然后使該鏈段與雙酚和碳酸酯反應(yīng),形成共聚物的聚碳酸酯部分。
為了獲得最好的效果,間苯二酚聚酯碳酸酯中的間苯二酚酯含量(REC)應(yīng)當大于或等于約50%摩爾的源于間苯二酚的聚合物鏈節(jié)。在某些情形,依據(jù)應(yīng)用,可以優(yōu)選大于或等于約75%摩爾的REC,乃至高達約90或100%摩爾的源于間苯二酚的鏈節(jié)。
嵌段共聚聚酯碳酸酯包括那些含有交替的芳基化物和有機碳酸酯鏈段的嵌段共聚聚酯碳酸酯,通常如下面的式XVI所示,式中R2和n如前面所定義的,R6為二價有機基團
式XVI 芳基化物鏈段的聚合度(DP)以m表示,其在一個實施方案中大于或等于約4,在另一實施方案中大于或等于約10,在又一實施方案中大于或等于約20,在再一實施方案中為約30~150。有機碳酸酯鏈段的DP以p來表示,其在一個實施方案中大于或等于約2,在另一實施方案中為約10~20,在又一實施方案中為約2~200??梢钥刂奇湺蔚姆植?,以提供具有任何所需重量比的芳基化物鏈段/碳酸酯鏈段的共聚物。一般地,芳基化物鏈段的含量在一個實施方案中為約10~95%重量,在另一實施方案中為約50~95%重量,相對于聚合物的總重量。
盡管間苯二甲酸酯和對苯二甲酸酯的混合物如式XVI所示,但是芳基化物鏈段中的二羧酸殘基可以源于上文所定義的任何適宜的二羧酸殘基,或者適宜的二羧酸殘基的混合物,包括那些源于脂族二酰氯(所謂"軟嵌段"鏈段)的二羧酸殘基。在很多實施方案中,n為0,且芳基化物鏈段包含源于間苯二甲酸和對苯二甲酸殘基的混合物的二羧酸殘基,其中間苯二甲酸酯和對苯二甲酸酯的摩爾比在一個實施方案中為約0.25~4.0:1,在另一實施方案中為約0.4~2.5:1,在又一實施方案中為約0.67~1.5:1。
在有機碳酸酯鏈段中,每個R6每次出現(xiàn)時獨立地為二價有機基團。在很多實施方案中,所述基團包括二羥基取代的芳烴,且聚合物中大于或等于R6基團總數(shù)約60%的R6基團為芳族有機基團,余下的R6基團為脂族、脂環(huán)族或芳族基團。適宜的R6基團包括間亞苯基,對亞苯基,4,4′-亞聯(lián)苯基,4,4′-二(3,5-二甲基)-亞苯基,2,2-二(4-亞苯基)丙烷,6,6′-(3,3,3′,3′-四甲基-1,1′-螺二[1H-茚滿]),及類似的基團,如那些與美國專利4217438中以名稱或化學式(通式或具體的化學式)公開的二羥基取代芳烴相對應(yīng)的基團。
在一些實施方案中,每個R6為芳族有機基團,在其它實施方案為下面式XVII所示的基團 ——A1—Y—A2—— 式XVII 式中每個A1和A2為單環(huán)的二價芳基,Y為其中一或兩個碳原子分隔A1和A2的橋接基團。式XVII中的自由價鍵通常處于A1和A2上相對于Y的間位和對位。其中R6具有式XVII的化合物為雙酚類,為了簡介起見,本文所用術(shù)語"雙酚"有時是指二羥基取代的芳烴。然而,應(yīng)當理解,適當時也可以采用這種類型的非雙酚化合物。
在式XVII中,A1和A2通常代表未取代的亞苯基或者其取代的衍生物,示例性的取代基(一或多個)為烷基、鏈烯基和鹵素(特別是溴)。在一個實施方案中,優(yōu)選未取代的亞苯基。A1和A2二者通常為對亞苯基,盡管二者也可以均為鄰或間亞苯基,或者一個為鄰或間亞苯基而另一個為對亞苯基。
橋接基團Y是一或兩個原子分隔A1和A2的基團。在具體的實施方案中,一個原子分隔A1和A2。該類型的示例性基團為-O-,-S-,-SO-,-SO2-,亞甲基,環(huán)己基亞甲基,2-[2.2.1]-二環(huán)庚基亞甲基,亞乙基,異丙叉,新戊叉,環(huán)己叉,環(huán)十五烷叉,環(huán)十二烷叉,金剛烷叉,及類似的基團。
在一些實施方案中,優(yōu)選偕亞烷基(通稱為"烷叉")基團。但是,還包括不飽和基團。在一些實施方案中,雙酚為2,2-二(4-羥基苯基)丙烷(雙酚A或BPA),其中Y為異丙叉,及A1和A2各自為對亞苯基。依靠反應(yīng)混合物中存在摩爾過量的間苯二酚,碳酸酯鏈段中的R6可至少部分地包含間苯二酚基團。換言之,在一些實施方案中,式X的碳酸酯鏈段可包含與至少一種其它二羥基取代芳烴組合的間苯二酚基團。
包括二嵌段、三嵌段和多嵌段共聚聚酯碳酸酯。含間苯二酚芳基化物鏈節(jié)的嵌段與含有機碳酸酯鏈節(jié)的嵌段之間的化學鍵可以包括下列中的至少一種 (a)介于芳基化物的適宜二羧酸殘基與有機碳酸酯基團的-O-R6-O-基團之間的酯鍵,例如通常如下面式XVIII所示,式中R6如前面所定義的
及 式XVIII (b)介于間苯二酚芳基化物基團的二元酚殘基與有機碳酸酯基團的-(C=O)-O-基團之間的碳酸酯鍵,如下面的式XIX所示,式中R2和n如前面所定義的
式XIX 在一個實施方案中,共聚聚酯碳酸酯實質(zhì)上由二嵌段共聚物組成,其在間苯二酚芳基化物鏈段與有機碳酸酯鏈段之間具有碳酸酯鏈節(jié)。在另一實施方案中,共聚聚酯碳酸酯主要由三嵌段的碳酸酯-酯-碳酸酯共聚物組成,其在間苯二酚芳基化物鏈段和有機碳酸酯末端鏈段之間具有碳酸酯鏈節(jié)。
熱穩(wěn)定的間苯二酚芳基化物鏈段與有機碳酸酯鏈段之間具有碳酸酯鏈節(jié)的共聚聚酯碳酸酯通常是由含間苯二酚芳基化物的低聚物制備的,且所述低聚物在一個實施方案中包含至少一個端位羥基,在另一實施方案中包含至少兩個端位羥基。通常,該低聚物的重均分子量在一個實施方案中為約10000~40000,在另一實施方案中為約15000~30000。熱穩(wěn)定的共聚聚酯碳酸酯可在諸如叔胺等催化劑存在下,通過所述包含間苯二酚芳基化物的低聚物與光氣、鏈終止劑和二羥基取代的芳烴反應(yīng)而制備。
在一種情形,制品可包含選自下列的樹脂的共混物聚砜、聚(醚砜)和聚(苯醚砜),及其混合物;硅氧烷共聚物和間苯二酚類聚芳酯,其中大于或等于50%摩爾的芳基聚酯鏈節(jié)為源于間苯二酚的芳基酯鏈節(jié)。
在用于制備制品的聚合物共混物中,間苯二酚類聚芳酯的用量可依據(jù)制品的最終用途而大幅度地變化。例如,當制品用于放熱或者峰值放熱時間增加是重要的最終應(yīng)用時,可以使含間苯二酚酯的聚合物的量最大化,以降低放熱并延長峰值放熱的時限。在某些情形,間苯二酚類聚芳酯可以為聚合物共混物的約1~50%重量。一些重要的組合物會具有約10~50%重量的間苯二酚類聚芳酯,按聚合物共混物的總重量計。
在另一實施方案中,包含成分如下的聚合物共混物的制品也是可以的 a)約1~99%重量的聚砜、聚(醚砜)和聚(苯醚砜),或者其混合物; b)約0.1~30%重量的硅氧烷共聚物; c)約99~1%重量的間苯二酚類聚芳酯,其包含大于或等于約50%摩爾源于間苯二酚的鏈節(jié);及 d)約0~20%重量的金屬氧化物, 其中的重量百分數(shù)按聚合物共混物的總重量計。
在另一方面,包含成分如下的聚合物共混物的制品也是可以的 a)約50~99%重量的聚砜,聚(醚砜),聚(苯醚砜),或者它們的混合物; b)約0.1~10%重量的硅氧烷共聚物; c)約1~50%重量的間苯二酚類聚芳酯樹脂,其包含大于或等于約50%摩爾源自間苯二酚的鏈節(jié); d)約0~20%重量的金屬氧化物;及 e)約0~2%重量的含磷穩(wěn)定劑。
B.PEI、PI、PEIS及其混合物,硅氧烷共聚物,及間苯二酚類芳基聚酯樹脂的高Tg共混物 硅氧烷共聚物(如硅氧烷聚醚酰亞胺共聚物或硅氧烷聚碳酸酯共聚物)與高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的聚酰亞胺(PI)、聚醚酰亞胺(PEI)或聚醚酰亞胺砜(PEIS)樹脂以及間苯二酚類聚芳酯的組合,具有預料不到的低放熱值和提高的耐溶劑性。
源于間苯二酚的芳基聚酯也可以是包含非間苯二酚類鏈節(jié)的共聚物(如間苯二酚-雙酚A共聚聚酯碳酸酯)。為了獲得最佳效果,間苯二酚酯含量(REC)應(yīng)當為大于約50%摩爾的源自間苯二酚的聚合物鏈節(jié)。優(yōu)選更高的REC。在某些情形,優(yōu)選大于75%摩爾的REC,甚至優(yōu)選高達90%摩爾或100%摩爾的源自間苯二酚的鏈節(jié)。
用于阻燃劑共混物中的含間苯二酚酯的聚合物的量可以大幅度地變化,利用有效量減少放熱、增加峰值放熱時間或者提高耐溶劑性。在某些情形,含間苯二酚酯的聚合物可以為聚合物共混物的約1%重量~80%重量。某些重要的組合物可具有10~50%的間苯二酚類聚酯。在其它情形,聚醚酰亞胺或聚醚酰亞胺砜與高REC共聚物的共混物可具有約150~210℃的僅一個的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。
間苯二酚類聚芳酯樹脂應(yīng)當包含大于或等于約50%摩爾的下列單元,該單元源于間苯二酚或官能化間苯二酚與芳基二羧酸或適于形成芳基酯鏈段的二羧酸衍生物(如羧酰鹵、羧酸酯和羧酸鹽)的反應(yīng)產(chǎn)物。
為了其它的聚合物共混物,這里更詳細地說明可用于本發(fā)明的間苯二酚類聚芳酯。
在熱穩(wěn)定的間苯二酚芳基化物鏈段與有機碳酸酯鏈段之間具有至少一種碳酸酯鏈節(jié)的共聚聚酯碳酸酯,通常是由含間苯二酚芳基化物的低聚物制備的,該含間苯二酚芳基化物的低聚物是通過本發(fā)明的各實施方案制備的,并且在一個實施方案中包含至少一個端位羥基,在另一實施方案中包含至少兩個端位羥基。通常,所述低聚物在一個實施方案中具有約10000~40000的重均分子量,在另一實施方案中具有約15000~30000的重均分子量。熱穩(wěn)定的共聚聚酯碳酸酯可如此制備,即令所述含間苯二酚芳基化物的低聚物與光氣、至少一種鏈終止劑和至少一種二羥基取代的芳烴在催化劑如叔胺存在下進行反應(yīng)。
在一種情形,阻燃性得以改進的聚合物共混物包含選自下列的樹脂聚酰亞胺,聚醚酰亞胺,聚醚酰亞胺砜,及其混合物;硅氧烷共聚物;及間苯二酚類芳基聚酯樹脂,其中大于或等于50%摩爾的芳基聚酯鏈節(jié)為源自間苯二酚的芳基酯鏈節(jié)。術(shù)語"聚合物鏈節(jié)"或"一種聚合物鏈節(jié)"定義為形成聚合物的至少兩種單體的反應(yīng)產(chǎn)物。
在某些情形,值得注意的是,聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚醚酰亞胺砜及其混合物應(yīng)具有小于或等于約0.85的氫原子/碳原子比例(H/C)。碳含量高于氫含量的聚合物,即氫原子/碳原子比例低的聚合物常常具有改進的FR性能。這些聚合物具有較低的燃燒值,在燃燒時釋放較少的能量。它們還可以阻止燃燒以在聚合物燃料與點火源之間形成絕熱焦化層的趨勢。不依賴于任何的具體機理或作用方式,已經(jīng)觀察到這種具有低H/C比例的聚合物具有優(yōu)異的阻燃性。在某些情形,H/C比例可以小于或等于0.85。在其它情形,優(yōu)選H/C比例大于或等于約0.4,以得到具有足夠柔性鏈節(jié)的聚合物結(jié)構(gòu),進而實現(xiàn)熔體加工性能。所得聚合物或共聚物的H/C比例可由其化學結(jié)構(gòu),通過計算出化學重復單元中獨立于任何其它原子之外的碳和氫原子的數(shù)目來確定。
在某些情況下,阻燃劑聚合物共混物以及由其制成的制品的2分鐘放熱會小于約65kW-min/m2。在其它情形,峰值放熱會小于約65kW/m2。峰值放熱的時間大于約2分鐘,也是某些組合物及由其制成的制品的有利方面。在其它情形,可以實現(xiàn)大于約4分鐘的峰值放熱時間。
在一些組合物中,聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚醚酰亞胺砜或其混合物與硅氧烷共聚物以及包含大于或等于約50%摩爾源于間苯二酚的鏈節(jié)的芳基聚酯樹脂的共混物是透明的。在一個實施方案中,當根據(jù)ASTM方法D1003以2毫米的厚度進行測量時,該共混物具有大于約50%的透光百分率。在其它情形,當根據(jù)ASTM方法D1003進行測量時,這些透明性組合物的百分比霧度為小于約25%。在其它實施方案中,透光百分率為大于約60%,及百分比霧度為小于約20%。在另外的情形,組合物及由其制成的制品具有大于約50%的透射率和低于約25%的霧度值,同時峰值放熱為小于或等于50kW/m2。
在阻燃劑共混物中,聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚醚酰亞胺砜或其混合物可以約1~99%重量的量存在,基于組合物的總重量。在該范圍內(nèi),聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚醚酰亞胺砜或其混合物的量可以為大于或等于約20%重量,具體地為大于或等于約50%重量,甚至更具體地為大于或等于約70%重量。
在另一實施方案中,組合物包括成分如下的阻燃劑聚合物共混物 a)約1~99%重量的聚醚酰亞胺、聚醚酰亞胺砜及其混合物, b)約99~1%重量的芳基聚酯樹脂,其包含大于或等于約50%摩爾的源自間苯二酚的鏈節(jié), c)約0.1~30%重量的硅氧烷共聚物, d)約0~20%重量的金屬氧化物, 其中%重量的基礎(chǔ)是組合物的總重量。
另一方面,包括成分如下的阻燃劑聚合物共混物的組合物也是可以的 a)約50~99%重量的聚醚酰亞胺或聚醚酰亞胺砜樹脂, b)約1~50%重量的間苯二酚類聚芳酯,其包含大于或等于約50%摩爾的源自間苯二酚的鏈節(jié), c)約0.1~10%重量的硅氧烷共聚物, d)約0~20%重量的金屬氧化物,及 e)0~2%重量的含磷穩(wěn)定劑。
聚酰亞胺具有下面的通式(XX)
(式XX) 式中的a大于1,通常為約10~1000或更大,或者更具體地為約10~500;式中的V為四價的連接基團(linker),對此沒有限制,只要該連接基團不妨礙聚酰亞胺的合成和使用即可。適宜的連接基團包括但不限于(a)具有約5~50個碳原子的取代或未取代的、飽和或不飽和的芳族單環(huán)或多環(huán)基團,(b)具有1~30個碳原子的取代或未取代的、直鏈或支鏈的飽和或不飽和烷基,或者它們的組合。優(yōu)選的連接基團包括但不限于式(XXI)的四價芳族,如
及
(式XXI) 式中W為選自下列的二價基團-O-,-S-,-C(O)-,SO2-,-SO-,-CyH2y-(y為1~8的整數(shù))及其氟化衍生物(包括全氟烷撐),或者式-O-Z-O-所示的基團,其中-W-或-O-Z-O-的二價鍵處于3,3′-、3,4′-、4,3′-或4,4′-位,及其中Z的定義如上。Z可以包括式(XXII)的示例性二價基團。
(式XXII) 式(XX)中的R7包括但不限于取代或未取代的二價有機基團如(a)具有約6~24個碳原子的芳烴基團及其鹵化衍生物,(b)具有約2~20個碳原子的直鏈或支鏈的亞烷基,(c)具有約3~24個碳原子的亞環(huán)烷基,或者(d)下面通式(VI)所示的二價基團
(式 VI) 式中Q如上面所定義的。
一些種類的聚酰亞胺包括聚酰胺酰亞胺、聚醚酰亞胺砜和聚醚酰亞胺,特別是那些本領(lǐng)域中公知的可熔體加工的聚醚酰亞胺,如其制備方法和性質(zhì)記載于美國專利3803085和3905942中的聚醚酰亞胺。
聚醚酰亞胺樹脂可以包含1個以上,通常為約10~1000個或更多,或者更具體地為約10~500個下面式(XXIII)的結(jié)構(gòu)單元,
(式XXIII) 式中T為-O-或者式-O-Z-O-所示的基團,其中-O-或-O-Z-O-基團的二價鍵位于3,3′-、3,4′-、4,3′-或4,4′-位,Z定義如上。在一個實施方案中,聚酰亞胺、聚醚酰亞胺或聚醚酰亞胺砜可以為共聚物。也可以采用聚酰亞胺、聚醚酰亞胺或聚醚酰亞胺砜的混合物。
聚醚酰亞胺可以根據(jù)本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何方法制備,包括式(XVIII)的芳族二(醚酸酐)與式(VII)的有機二胺反應(yīng)
(式V) H2N-R1-NH2 (式 VII) 式中T和R1如上所定義的。
芳族二酸酐和有機二胺的具體實例參見例如美國專利3972902和4455410中。芳族二酸酐的示例性實例包括 3,3-二[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酸酐; 4,4′-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯醚二酸酐; 4,4′-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酸酐; 4,4′-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酸酐; 4,4′-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯砜二酸酐; 2,2-二[4-(2,3-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酸酐; 4,4′-二(2,3-二羧基苯氧基)二苯醚二酸酐; 4,4′-二(2,3-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酸酐; 4,4′-二(2,3-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酸酐; 4,4′-二(2,3-二羧基苯氧基)二苯砜二酸酐; 4-(2,3-二羧基苯氧基)-4′-(3,4-二羧基苯氧基)二苯基-2,2-丙烷二酸酐; 4-(2,3-二羧基苯氧基)-4′-(3,4-二羧基苯氧基)二苯醚二酸酐; 4-(2,3-二羧基苯氧基)-4′-(3,4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酸酐; 4-(2,3-二羧基苯氧基)-4′-(3,4-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酸酐;及 4-(2,3-二羧基苯氧基)-4′-(3,4-二羧基苯氧基)二苯砜二酸酐,以及它們的各種混合物。
上面的式(XVIII)所包括的另一類芳族二(醚酸酐),包括但不限于其中T如下面的式(XXIV)所示且其中的醚鍵例如處于3,3′-、3,4′-、4,3′-或4,4′-位的化合物,及其混合物
(式XXIV) 式中Q如上面所定義的。
可以使用任何的二氨基化合物。該化合物的適宜實例為乙二胺,丙鄰二胺,三亞甲基二胺,二乙三胺,三乙四胺,己二胺,庚二胺,辛二胺,壬二胺,癸二胺,1,12-十二烷二胺,1,18-十八烷二胺,3-甲基庚二胺,4,4-二甲基庚二胺,4-甲基壬二胺,5-甲基壬二胺,2,5-二甲基己二胺,2,5-二甲基庚二胺,2,2-二甲基1,3-丙二胺,N-甲基-二(3-氨基丙基)胺,3-甲氧基己二胺,1,2-二(3-氨基丙氧基)乙烷,二(3-氨基丙基)硫醚,1,4-環(huán)己烷二胺,二(4-氨基環(huán)己基)甲烷,間苯二胺,對苯二胺,2,4-二氨基甲苯,2,6-二氨基甲苯,間二甲苯二胺,對二甲苯二胺,2-甲基-4,6-二乙基-1,3-亞苯基-二胺,5-甲基-4,6-二乙基-1,3-亞苯基-二胺,聯(lián)苯胺,3,3′-二甲基聯(lián)苯胺,3,3′-二甲氧基聯(lián)苯胺,1,5-二氨基萘,二(4-氨基苯基)甲烷,二(2-氯-4-氨基-3,5-二乙基苯基)甲烷,二(4-氨基苯基)丙烷,2,4-二(p-氨基-叔丁基)甲苯,二(p-氨基-叔丁基苯基)醚,二(p-甲基-o-氨基苯基)苯,二(p-甲基-o-氨基戊基)苯,1,3-二氨基-4-異丙基苯,二(4-氨基苯基)硫醚,二(4-氨基苯基)砜,及二(4-氨基苯基)醚。也可以使用這些化合物的混合物。優(yōu)選的二氨基化合物為芳族二胺,特別是間苯二胺和對苯二胺,磺?;桨?,及其混合物。
在一個實施方案中,聚醚酰亞胺樹脂包含與式(XVII)一致的結(jié)構(gòu)單元,式中每個R獨立地為對亞苯基或間亞苯基或者它們的混合物,T為式(XXV)的二價基團
(式XXV) 在很多制備聚酰亞胺、特別是聚醚酰亞胺的方法中,包括美國專利3847867、3852242、3803085、3905942、3983093和4443591中所公開的那些方法。提及這些專利的目的是以舉例方式教導制備聚酰亞胺的一般和具體方法。
聚酰亞胺、聚醚酰亞胺和聚醚酰亞胺砜可具有約0.1~10克/分鐘(g/min)的熔體指數(shù),其是根據(jù)美國試驗材料學會(ASTM)D1238,在340~370℃,利用6.6千克(kg)砝碼測量的。在一個實施方案中,聚醚酰亞胺樹脂具有約10000~150000克/摩爾(g/摩爾)的重均分子量(Mw),其是根據(jù)凝膠滲透色譜法,利用聚苯乙烯標準物測量的。在另一實施方案中,聚醚酰亞胺具有20000~60000的Mw。這種聚醚酰亞胺樹脂通常具有大于約0.2分升/克(dl/g),更具體地為約0.35~0.7dl/g的本征粘度,其是在25℃于間甲酚中測量的。一些可用于本發(fā)明的共混物中的聚醚酰亞胺的實例列舉在ASTM D5205“Standard Classification System for Polyetherimide(PEI)Materials”中。
共聚物的硅氧烷鏈段的鏈段長度可以為任何有效的長度。在一些實例中,該長度為2~70個硅氧烷重復單元。在其它情形,硅氧烷鏈段長度可以為約5~30個重復單元。在多數(shù)情況下,可以使用二甲基硅氧烷。
硅氧烷聚醚酰亞胺共聚物是可以使用的硅氧烷共聚物的具體化。這種硅氧烷聚醚酰亞胺的實例示于美國專利4404350、4808686和4690997中。在一種情形,聚醚酰亞胺硅氧烷可以類似于聚醚酰亞胺所使用的方法制備,所不同的是,部分或全部的有機二胺反應(yīng)物被胺端基的有機硅氧烷代替,例如,式XXII的有機硅氧烷,式中g(shù)為1~50的整數(shù),在一些其它情形g可以為約5~30,R′為具有約2~20個碳原子的芳基、烷基或芳基烷基。
(式XXII) 一些聚醚酰亞胺硅氧烷,可通過式XIX的有機二胺或二胺的混合物與式XXII的胺端基有機硅氧烷及式XVIII的一種或多種二酸酐反應(yīng)形成。二氨基組分可在反應(yīng)之前與二酸酐物理混合,由此形成充分無規(guī)的共聚物。作為選擇,可通過這樣的方法形成嵌段或交替共聚物XIX和XXII與二酸酐的選擇性反應(yīng),制得的聚酰亞胺嵌段繼而一起反應(yīng)。在另一情況下,用于制備聚醚酰亞胺共聚物的硅氧烷可具有酸酐而不是胺官能端基,如美國專利4404350中所述。
在一種情形,硅氧烷聚醚酰亞胺共聚物可具有式XXIII,式中T、R′和g如上面所定義的,n的數(shù)值為約5~100,Ar為具有6~36個碳的芳基或烷基芳基。
(式XXIII) 在一些硅氧烷聚醚酰亞胺中,硅氧烷聚醚酰亞胺共聚物的二胺組分可包含約20%摩爾~50%摩爾式XXII的胺端基有機硅氧烷和約50~80%摩爾式XIX的有機二胺。在一些硅氧烷共聚物中,硅氧烷組分包含約25~40%摩爾的胺或酸酐端基有機硅氧烷。
C.高Tg相分離的聚合物共混物 本文還公開了相分離的聚合物共混物,該聚合物共混物包含下列成分的混合物a)聚芳基醚酮(PAEK),其選自聚芳基醚酮、聚芳基酮、聚醚酮、聚醚醚酮以及它們的組合;與b)聚醚酰亞胺砜(PEIS),其具有大于或等于50%摩爾的包含芳基砜基團的鏈節(jié)。
相分離意指PAEK和PEIS以分離的化學個體存在于混合物中,所述化學個體可以利用標準分析方法如顯微鏡法、差示掃描量熱法或動態(tài)力學分析法進行區(qū)分,顯示出至少兩個不同的聚合物相,一相包含PAEK樹脂,一相包含PEIS樹脂。在某些情形,每一相包含大于約80%重量的相應(yīng)的樹脂。在其它情形,共混物會形成分離的尺寸為約0.1~50微米的明顯區(qū)域,在另外的情形,所述區(qū)域為約0.1~20微米。區(qū)域尺寸是指通過顯微鏡方法顯示的最長的線性長度。相分離的共混物可以完全不相容,也可以具有部分相容性,但是其行為必須使得至少在固態(tài)時該共混物具有兩個或多個不同的聚合物相。
PAEK/PEIS的比例可以為形成具有改進性能的共混物的任意值,依據(jù)最終用途,所述性能可優(yōu)于或不及單獨的任一樹脂。按重量份計,該比例可以為1:99~99:1,依據(jù)最終用途和需要改進的性能而定。該比例的范圍還可以為15:85~85:15,乃至25:75~75:25。依據(jù)應(yīng)用,該比例也可以為40:60~60:40。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解,依據(jù)所需要的結(jié)果,PAEK/PEIS比例的變化可為所述范圍的任意實數(shù)比例。
最終共混物的性能包括熱變形溫度和承載能力,其可通過改變成分的比例進行調(diào)整。例如,在一個實施方案中,聚醚酰亞胺砜樹脂可以相對于各組分本身有效改變(即通過提高而改進)PEAK共混物承載能力的任意量而存在。在某些情形,PAEK可以整個混合物的約30~70%重量的量存在,而PEIS的量則可以為約70~30%重量,其中“%重量”的基礎(chǔ)是PAEK和PEIS的重量之和。
在一些實施方案中,相分離的聚合物共混物會具有大于或等于約170℃的熱變形溫度(HDT),其是利用ASTM方法D5418在0.46MPa(66psi)于3.2mm試條上測量的。在其它情形,0.46MPa(66psi)時的HDT可以為大于或等于200℃。在另外的情形,以維卡(Vicat)溫度給出的PAEK-PEIS的承載能力為大于或等于約200℃,其是根據(jù)ASTM方法D1525于50牛頓(N)測量的。
在其它情形,以彎曲模量給出的相分離的聚合物共混物的承載能力為大于或等于約200兆帕(MPa),其是根據(jù)ASTM方法D5418在200℃于3.2mm的試條上測量的。
相分離的聚合物共混物可通過在熔融狀態(tài)混合一定量的PAEK和一定量的PEIS來制備。這兩個組分可通過本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的形成相分離共混物的任何方法混合。這類方法包括擠出、熔結(jié)等。
用于本文的術(shù)語“聚芳基醚酮(PAEK)”包括幾種類型的聚合物,該聚合物包含主要通過酮和醚基以不同順序連接的芳環(huán),通常是苯環(huán)。PAEK樹脂的實例包括聚醚酮(PEK),聚醚醚酮(PEEK),聚醚酮醚酮酮(PEKEKK),聚醚酮酮(PEKK),含有這類基團的共聚物,以及它們的共混物。PAEK聚合物可包含這樣的單體單元,該單體單元包含任意順序的芳環(huán)(通常為苯環(huán))、酮基和醚基??梢源嬖诘退降睦缧∮?0%摩爾的附加連接基團,只要它們不從根本上改變PAEK樹脂的性能。
例如,幾種熔點為300℃以上的高度結(jié)晶的聚芳基醚酮,可用于相分離的共混物中。這些結(jié)晶的聚芳基醚酮的實例示于下面的結(jié)構(gòu)式XXVI、XXVII、XXVIII、XXIX和XXX中。
適用于本發(fā)明的結(jié)晶聚芳基醚酮的其它實例可以一般性地表征為包含下面式(XXXI)的重復單元
式中Ar2獨立地為選自亞苯基、亞聯(lián)苯基或亞萘基的二價芳族基團,L獨立地為-O-、-C(O)-、-O-Ar-C(O)-、-S-、-SO2-或全然的化學鍵,h為0~10的整數(shù)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道,存在完備和大量涉及聚芳基醚酮的形成和性能的專利和其它文獻。例如,一些早期的工作(如美國專利3065205)涉及含有未取代芳族化合物如二苯醚與芳族二酰鹵的親電芳族取代(如Friedel-Crafts催化的)反應(yīng)。這類反應(yīng)的進展實現(xiàn)于美國專利4175175中,該專利表明,例如通過活化的芳族二鹵化物和芳族二酚或其鹽的親核芳族取代反應(yīng),可以形成多種樹脂。
制備聚芳基酮的這類方法之一,包括加熱基本等摩爾的雙酚(通常以其雙酚鹽進行反應(yīng))與二鹵代苯型化合物或者其它情形的鹵代酚化合物的混合物。在其它情形,可以使用這些化合物的混合物。例如,可以使對苯二酚與二鹵代芳基酮如二氯二苯甲酮或二氟二苯甲酮反應(yīng),形成聚芳基醚酮。在其它情況下,二羥基芳基酮如二羥基二苯甲酮可與芳基二鹵化物如二氯苯聚合,形成PAEK樹脂。在另外的情形,可使二羥基芳基醚如二羥基二苯醚與二鹵代芳基酮如二氟二苯甲酮反應(yīng)。在其它的變體中,不含醚鍵的二羥基化合物如二羥基聯(lián)苯或?qū)Ρ蕉樱梢耘c可能具有醚鍵和酮鍵的二鹵代化合物如二(二氯苯基)二苯甲酮反應(yīng)。在其它情形,可以聚合二芳基醚羧酸或羧酰鹵,以形成聚芳基醚酮。這類化合物的實例為二苯醚羧酸,二苯醚羧酰氯,苯氧基-苯氧基苯甲酸,或者它們的混合物。在另外的情形,可使二羧酸或二羧酰鹵與二芳基醚縮合,例如,可使間苯二甲酰氯或?qū)Ρ蕉柞B?或者它們的混合物)與二苯醚反應(yīng),形成PAEK樹脂。
該方法記載在例如美國專利4176222中。該方法包括在100~400℃的溫度范圍加熱基本等摩爾的(a)雙酚,與(b.i)二鹵代苯型化合物和/或(b.ii)鹵代酚的混合物,其中在二鹵代苯型化合物或鹵代酚中,利用碳酸鈉或碳酸氫鈉與第二堿金屬碳酸鹽或碳酸氫鹽的混合物,使鹵原子被其鄰位或?qū)ξ坏?C=O-基團所活化,所述第二堿金屬碳酸鹽或碳酸氫鹽的堿金屬具有比鈉更高的原子序數(shù),所述第二堿金屬碳酸鹽或碳酸氫鹽的量使得相對于每克的鈉原子,所述原子序數(shù)更高的堿金屬原子為0.001~0.2克,堿金屬碳酸鹽或碳酸氫鹽的總量使得對于出現(xiàn)的每個酚基團存在至少一個堿金屬原子;及其后從堿金屬鹵化物中分離聚合物。
其它的聚芳基醚酮也可以根據(jù)例如美國專利4396755中所述的方法制備。在該方法中,使反應(yīng)物如(a)二羧酸,(b)二價芳族基團和一芳族二羧酸,及(c)即(a)和(b)的組合,在氟代烷磺酸特別是三氟甲磺酸存在下進行反應(yīng)。
另外的聚芳基醚酮可以根據(jù)例如美國專利4398020中所述的方法制備,其中芳族二?;衔锱c芳族化合物和一酰鹵進行聚合反應(yīng)。
聚芳基醚酮可具有大于或等于約0.4~5.0dl/g的比濃粘度,其是在25℃于濃硫酸中測量的。PAEK的重均分子量(Mw)可以為約5000~150000g/摩爾。在其它情形,Mw可以為約10000~80000g/摩爾。
第二樹脂組分為聚醚酰亞胺砜(PEIS)樹脂。用于本文時,PEIS包括具有通式(VII)的結(jié)構(gòu)單元,其中大于或等于約50%摩爾的聚合物鏈節(jié)具有芳基砜基團
式中a為1以上,通常為約10~1000或更大,更具體地為約10~500;V為四價連接基團,對此沒有限制,只要該連接基團不妨礙聚砜醚酰亞胺的合成和使用即可。適宜的連接基團包括但不限于(a)具有約5~50個碳原子的取代或未取代的飽和或不飽和的芳族單環(huán)或多環(huán)基團;(b)具有1~30個碳原子的取代或未取代的直鏈或支鏈的飽和或不飽和的烷基;或者(c)它們的組合。優(yōu)選的連接基團包括但不限于四價式(VIII)的芳族基團,
及
式中W在一些實施方案中為選自下列的二價基團-SO2-,-O-,-S-,-C(O)-,CyH2y-(y為1~5的整數(shù)),及其鹵化衍生物,包括全氟亞烷基,或者式-O-D-O-所示的基團?;鶊FD可包含雙酚化合物的殘基。例如,D可為式IX所示的任何分子,
及
-W-或-O-D-O-基團的二價鍵可以處于3,3′-、3,4′-、4,3′-或4,4′-位。也可以使用前述各化合物的混合物。為了優(yōu)異的熔體穩(wěn)定性,經(jīng)常優(yōu)選不含芐型質(zhì)子的基團。其中W為-SO2-的基團特別重要,因為它們是將芳基砜鏈節(jié)引入到聚砜醚酰亞胺樹脂中的方法之一。
用于本文的術(shù)語"聚合物鏈節(jié)"或者"一種聚合物鏈節(jié)"定義為至少兩種形成聚合物的單體的反應(yīng)產(chǎn)物,其中至少一種單體為二酸酐或其化學等價物,及其中第二單體為至少一種二胺或其化學等價物。該聚合物是由100%摩爾的這種鏈節(jié)組成的。舉例來說,具有50%摩爾芳基砜鏈節(jié)的聚合物,其一半的鏈節(jié)(按摩爾計)是包含源于二酸酐或二胺的具有至少一個芳基砜基團的鏈節(jié)。
用作-O-D-O-基團前體的適宜的二羥基取代芳烴還包括下面式(X)所示的二羥基取代芳烴
式中每個R7獨立地為氫、氯、溴、烷氧基、芳氧基或者C1-30一價烴或烴氧基,R8和R9獨立地為氫、芳基、氟代烷基或C1-30烴基。
可用作-O-D-O-基團的前體的二羥基取代芳烴包括美國專利2991273、2999835、3028365、3148172、3153008、3271367、3271368和4217438中以名稱或化學式公開的那些二羥基取代芳烴??墒褂玫亩u基取代芳烴的具體實例包括但不限于,二(4-羥基苯基)砜,二(4-羥基苯基)硫醚,二(4-羥基苯基)醚,二(4-羥基苯基)亞砜,1,4-二羥基苯,4,4′-氧二苯酚,2,2-二(4-羥基苯基)六氟丙烷,4,4′-(3,3,5-三甲基環(huán)己叉)聯(lián)苯酚,4,4′-二(3,5-二甲基)聯(lián)苯酚,1,1-二(4-羥基-3-甲基苯基)環(huán)己烷,4,4-二(4-羥基苯基)庚烷,2,4′-二羥基二苯基甲烷,二(2-羥基苯基)甲烷,二(4-羥基苯基)甲烷,二(4-羥基-5-硝基苯基)甲烷,二(4-羥基-2,6-二甲基-3-甲氧基苯基)甲烷,1,1-二(4-羥基苯基)乙烷,1,2-二(4-羥基苯基)乙烷,1,1-二(4-羥基-2-氯苯基)乙烷,2,2-二(3-苯基-4-羥基苯基)丙烷,2,2-二(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷,2,2-二(4-羥基-3-乙基苯基)丙烷,2,2-二(4-羥基-3-異丙基苯基)丙烷,2,2-二(4-羥基-3,5-二甲基苯基)丙烷,3,5,3′,5′-四氯-4,4′-二羥苯基)丙烷,二(4-羥基苯基)環(huán)己基甲烷,2,2-二(4-羥基苯基)-1-苯基丙烷,2,4′-二羥苯基砜,二羥基萘,2,6-二羥基萘,對苯二酚,間苯二酚,C1-3烷基取代的間苯二酚,甲基間苯二酚,1,4-二羥基-3-甲基苯,2,2-二(4-羥基苯基)丁烷,2,2-二(4-羥基苯基)-2-甲基丁烷,1,1-二(4-羥基苯基)環(huán)己烷,4,4′-二羥基聯(lián)苯,2-(3-甲基-4-羥基苯基-2-(4-羥基苯基)丙烷,2-(3,5-二甲基-4-羥基苯基)-2-(4-羥基苯基)丙烷,2-(3-甲基-4-羥基苯基)-2-(3,5-二甲基-4-羥基苯基)丙烷,二(3,5-二甲基苯基-4-羥基苯基)甲烷,1,1-二(3,5-二甲基苯基-4-羥基苯基)乙烷,2,2-二(3,5-二甲基苯基-4-羥基苯基)丙烷,2,4-二(3,5-二甲基苯基-4-羥基苯基)-2-甲基丁烷,3,3-二(3,5-二甲基苯基-4-羥基苯基)戊烷,1,1-二(3,5-二甲基苯基-4-羥基苯基)環(huán)戊烷,1,1-二(3,5-二甲基苯基-4-羥基苯基)環(huán)己烷,二(3,5-二甲基-4-羥基苯基)亞砜,二(3,5-二甲基-4-羥基苯基)砜,及二(3,5-二甲基苯基-4-羥基苯基)硫醚。也可以使用包含任意前述二羥基取代的芳烴的混合物。
在具體的實施方案中,包含具有砜鍵的雙酚的二羥基取代芳烴是重要的,因為這是將芳基砜鏈節(jié)引入到聚砜醚酰亞胺樹脂中的另一途徑。在其它情形,可優(yōu)選不含芐型質(zhì)子的雙酚化合物,以制備具有優(yōu)異熔體穩(wěn)定性的聚醚酰亞胺砜。
在式(VII)中,R基團為二氨基化合物或其化學等價物的殘基,其包括但不限于取代或未取代的二價有機基團,如(a)具有約6~24個碳原子的芳烴基團及其鹵化衍生物;(b)具有約2~20個碳原子的直鏈或支鏈的亞烷基;(c)具有約3~24個碳原子的亞環(huán)烷基;或者(d)通式(XI)的二價基團
式中Q包括但不限于選自下列的二價基團-SO2-,-O-,-S-,-C(O)-,CyH2y-(y為1~5的整數(shù))及其鹵化衍生物(包括全氟亞烷基)。在具體的實施方案中,R基本上不含芐型氫??梢詮幕瘜W結(jié)構(gòu)式推斷芐型質(zhì)子的存在。
在某些具體實施方案中,適宜的芳族二胺包括間苯二胺;對苯二胺;間苯二胺和對苯二胺的混合物;異構(gòu)的2-甲基-和5-甲基-4,6-二乙基-1,3-苯二胺或其混合物;二(4-氨基苯基)-2,2-丙烷;二(2-氯-4-氨基-3,5-二乙基苯基)甲烷,4,4′-二氨基聯(lián)苯,3,4′-二氨基聯(lián)苯,4,4′-二氨基二苯醚(有時稱作4,4′-氧聯(lián)二苯胺);3,4′-二氨基二苯醚,3,3′-二氨基二苯醚,4,4′-二氨基二苯砜,3,4′-二氨基二苯砜,3,3′-二氨基二苯砜,4,4′-二氨基二苯硫醚;3,4′-二氨基二苯硫醚;4,4′-二氨基二苯甲酮,3,4′-二氨基二苯甲酮,4,4′-二氨基二苯基甲烷(常用名為4,4′-亞甲基二苯胺);4,4′-二(4-氨基苯氧基)聯(lián)苯,4,4′-二(3-氨基苯氧基)聯(lián)苯,1,5-二氨基萘;3,3-二甲基聯(lián)苯胺;3,3-二甲氧基聯(lián)苯胺;聯(lián)苯胺;間二甲苯二胺;二(氨基苯氧基)芴,二(氨基苯氧基)苯,1,3-二(3-氨基苯氧基)苯,1,3-二(4-氨基苯氧基)苯,1,4-二(4-氨基苯氧基)苯,二(氨基苯氧基)苯基砜,二(4-(4-氨基苯氧基)苯基)砜,二(4-(3-氨基苯氧基)苯基)砜,二氨基苯甲酰苯胺,3,3′-二氨基二苯甲酮,4,4′-二氨基二苯甲酮,2,2′-二(4-(4-氨基苯氧基)苯基)丙烷,2,2-二[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷,4,4′-二(氨基苯基)六氟丙烷,1,3-二氨基-4-異丙基苯;1,2-二(3-氨基苯氧基)乙烷;2,4-二(β-氨基-叔丁基)甲苯;二(p-β-甲基-o-氨基苯基)苯;二(p-β-氨基-叔丁基苯基)醚;及2,4-甲苯二胺。也可以使用兩種或多種二胺的混合物。二氨基二苯砜(DDS)、二(氨基苯氧基苯基)砜(BAPS)及其混合物是優(yōu)選的芳族二胺。
本文所述的熱塑聚砜醚酰亞胺可來源于這樣的反應(yīng)物,該反應(yīng)物包括一種或多種芳族二胺或其化學上等價的衍生物以及一種或多種芳族四羧酸環(huán)狀二酸酐(下文中有時稱作芳族二酸酐),芳族四羧酸,或者其能夠形成環(huán)狀酸酐的衍生物或預制的聚異酰亞胺(polyisoimide)的熱/催化重排產(chǎn)物。另外,對于包含芳族二胺和芳族二酸酐的反應(yīng)物而言,一種反應(yīng)物或另一反應(yīng)物的至少一部分,或者每種反應(yīng)物的至少一部分,包含芳基砜鍵,使得至少50%摩爾所得的聚合物鏈節(jié)包含至少一個芳基砜基團。在具體的實施方案中,對于包含芳族二胺和芳族二酸酐的反應(yīng)物而言,一種反應(yīng)物或另一反應(yīng)物的全部,或者每種反應(yīng)物的全部具有至少一個砜鏈節(jié)。該反應(yīng)物聚合,形成包含環(huán)狀酰亞胺鏈節(jié)和砜鏈節(jié)的聚合物。
芳族二酸酐的示例性實例包括 4,4′-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯砜二酸酐; 4,4′-二(2,3-二羧基苯氧基)二苯砜二酸酐; 4-(2,3-二羧基苯氧基)-4′-(3,4-二羧基苯氧基)二苯砜二酸酐, 及其混合物。
其它可用的芳族二酸酐包括 2,2-二(4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基)丙烷二酸酐; 4,4′-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯醚二酸酐; 4,4′-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酸酐; 4,4′-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酸酐; 2,2-二([4-(2,3-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酸酐; 4,4′-二(2,3-二羧基苯氧基)二苯醚二酸酐; 4,4′-二(2,3-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酸酐; 4,4′-二(2,3-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酸酐; 2-[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]-2-[4-(2,3-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酸酐; 4-(2,3-二羧基苯氧基)-4′-(3,4-二羧基苯氧基)二苯醚二酸酐; 4-(2,3-二羧基苯氧基)-4′-(3,4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酸酐; 4-(2,3-二羧基苯氧基)-4′-(3,4-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酸酐; 1,4,5,8-萘四甲酸二酸酐; 3,4,3′,4′-二苯甲酮四羧酸二酸酐; 2,3,3′,4′-二苯甲酮四羧酸二酸酐; 3,4,3′,4′-氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐;2,3,3′,4′-氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐; 3,3′,4,4′-聯(lián)苯四羧酸二酸酐; 2,3,3′,4′-聯(lián)苯四羧酸二酸酐; 2,3,2′,3′-聯(lián)苯四羧酸二酸酐; 均苯四酸二酐; 3,4,3′,4′-二苯砜四羧酸二酸酐; 2,3,3′,4′-二苯砜四羧酸二酸酐; 1,4-二(3,4-二羧基苯氧基)苯二酸酐;及 2,2-二(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酸酐。
具有源于包含上述兩種或多種二酸酐的混合物的結(jié)構(gòu)單元的聚砜醚酰亞胺也是可以的。
在其它情形,聚砜醚酰亞胺具有大于或等于約50%摩爾源于芳族醚酸酐即氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐的酰亞胺鏈節(jié),在可供選擇的實施方案中,具有約60~100%摩爾源于氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐的酰亞胺鏈節(jié)。在可供選擇的實施方案中,約70~99%摩爾的酰亞胺鏈節(jié)源于氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐或化學等價物。
術(shù)語“氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐”是指式(XII)的氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐
及其衍生物,如下面所進一步定義的。
式(XII)的氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐包括4,4′-氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐,3,4′-氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐,3,3′-氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐,及其任意的混合物。例如,包含大于或等于約50%摩爾源于氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐的酰亞胺鏈節(jié)的聚砜醚酰亞胺,可源于式(XIII)的4,4′-氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐結(jié)構(gòu)單元
如上所述,可以采用氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐的衍生物制備聚砜醚酰亞胺??沙洚旛啺沸纬煞磻?yīng)中氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐的化學等價物的衍生酸酐基團的實例,包括式(XIV)的氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐衍生物
式中R1和R2可為下列的任何基團氫,烷基,及芳基。R1和R2可以相同或相異,以產(chǎn)生氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐的酸、氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐的酯及氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐的酸酯。
這里的聚砜醚酰亞胺可包含源于氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐衍生物的酰亞胺鏈節(jié),該氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐衍生物具有兩個衍生的酸酐基團,例如,式(XV)的氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐衍生物
式中R1、R2、R3和R4可以為下列的任何基團氫,烷基,及芳基。R1、R2、R3和R4可以相同或相異,以產(chǎn)生氧聯(lián)二鄰苯二甲酸的酸、氧聯(lián)二鄰苯二甲酸的酯及氧聯(lián)二鄰苯二甲酸的酸酯。
包含下述結(jié)構(gòu)單元的聚砜醚酰亞胺的共聚物也是可以的,該結(jié)構(gòu)單元源于具有兩種、三種或多種上面列舉的不同二酸酐的氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐混合物與大約等摩爾量的具有柔性鏈節(jié)的有機二胺的酰亞胺化反應(yīng)。另外,下述共聚物也是可以的,該共聚物具有大于或等于約50%摩爾源于上述氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐(包括其衍生物)的酰亞胺鏈節(jié),及至多50%摩爾與所述氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐不同的可供選擇的二酸酐。換言之,在某些情形,優(yōu)選制備這樣的共聚物,該共聚物除具有大于或等于約50%摩爾源于氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐的鏈節(jié)之外,還包含源于與氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐不同的芳族二酸酐的酰亞胺鏈節(jié),這種芳族二酸酐的例子有雙酚A二酸酐(BPADA),二砜二酸酐,二苯甲酮二酸酐,二(羰苯氧基苯基)六氟丙烷二酸酐,雙酚二酸酐,均苯四酸二酐(PMDA),聯(lián)苯二酸酐,硫聯(lián)二酸酐,磺基二酸酐,及其混合物。
在另一實施方案中,上述二酸酐與具有砜鍵的芳基二胺反應(yīng)。在一個實施方案中,聚砜醚酰亞胺包括源于式(XVI)的芳基二氨基砜的結(jié)構(gòu)單元 H2N—Ar—SO2—Ar-NH2 (XVI) 式中Ar可以為含有單環(huán)或多環(huán)的芳基。幾個芳基環(huán)可連接在一起,例如通過醚鍵、砜鍵或一個以上的砜鍵連接在一起。芳基環(huán)也可以稠合。
在可供選擇的實施方案中,芳基二氨基砜的胺基可處于砜鍵的間位或?qū)ξ?,例如?XVII)中所示
芳族二胺包括但不限于,例如,二氨基二苯砜(DDS)和二(氨基苯氧基苯基)砜(BAPS)??墒褂蒙鲜鲅趼?lián)二鄰苯二甲酸酐,通過與芳基二氨基砜反應(yīng)形成聚砜醚酰亞胺,進而形成聚酰亞胺鏈節(jié)。
在一些實施方案中,聚砜醚酰亞胺樹脂可由芳族二酸酐單體(或芳族二(醚酸酐)單體)與有機二胺單體反應(yīng)制備,其中這兩種單體以基本上相等的摩爾量存在,或者其中一種單體以不大于約20%摩爾過量,優(yōu)選以小于約10%摩爾過量(相對于另一單體)存在于反應(yīng)混合物中,或者其中一種單體以不大于約5%摩爾過量存在于反應(yīng)混合物中。在其它情形,各單體以差異小于1%摩爾過量的量存在。
可以使用烷基伯胺如甲胺作為鏈終止劑。舉例來說,也可以使用伯一元胺封端或鏈終止聚砜醚酰亞胺,以控制分子量。在具體的實施方案中,伯一元胺包括芳族伯一元胺,其示例性實例包括苯胺,氯苯胺,全氟甲基苯胺,萘胺等。芳族伯一元胺的芳環(huán)上可連接有其它的官能團,例如(但不限于)芳基,烷基,芳基-烷基,砜基,酯基,酰胺基,鹵素,鹵代烷基或芳基,烷醚基,芳醚基,或者芳酮基。所連接的官能團不應(yīng)妨礙芳族伯一元胺控制聚砜醚酰亞胺分子量的作用。適宜的一元胺化合物參見美國專利6919422。
也可以使用芳族二羧酸酐,即包含一個環(huán)狀酸酐基團的芳基,以控制聚酰亞胺砜的分子量。示例性實例包括鄰苯二甲酸酐,取代的鄰苯二甲酸酐如氯代鄰苯二甲酸酐等。所述酸酐的芳環(huán)上可連接有其它官能團,其示例性實例包括上面所述的芳族伯一元胺的那些官能團。
在某些情形,優(yōu)選可具有低含量的異烷叉鏈節(jié)(isoalkylidene linkage)的聚砜醚酰亞胺。據(jù)信,在某些PAEK共混物中,異烷叉鏈節(jié)的存在會促進相容性,這會降低高溫下的承載能力,因而是不可取的。具有包含異烷叉的聚合物的相容性PEEK共混物參見例如美國專利5079309和5171796。在某些情形,低含量的異烷叉基團可意味著小于30%摩爾的聚砜醚酰亞胺鏈節(jié)會包含異烷叉基團;在其它情形,聚砜醚酰亞胺鏈節(jié)會包含小于20%摩爾的異烷叉基團。在另外的情形,小于10%摩爾的異烷叉基團會存在于聚砜醚酰亞胺鏈節(jié)中。
聚砜醚酰亞胺可具有約0.1~10克/分鐘(g/min)的熔體指數(shù),其是根據(jù)美國試驗材料學會(ASTM)D1238于340~425℃測量的。在一個實施方案中,聚砜醚酰亞胺樹脂具有約10000~150000克/摩爾(g/摩爾)的重均分子量(Mw),其是通過凝膠滲透色譜法利用聚苯乙烯標準物測量的。在另一實施方案中,聚砜醚酰亞胺具有20000~60000g/摩爾的Mw。一些聚醚酰亞胺的實例列舉在ASTM D5205“Standard Classification System for Polyetherimide(PEI)Materials”中。
在某些情形,特別是在需要形成薄膜和纖維的情形,組合物應(yīng)基本不含纖維補強劑如玻璃、碳、陶瓷或金屬纖維。在某些情形,“基本不含”意指小于整個組合物的5%重量。在其它情況下,組合物應(yīng)具有小于1wt%的纖維補強劑。
在其它情形,通過冷卻使組合物顯現(xiàn)一定程度的結(jié)晶是有用的。這對于具有高表面積的制品如纖維和薄膜會更重要,這種制品會因其高表面積而迅速冷卻,不會發(fā)展到獲得最佳性能所需要的完全結(jié)晶。在某些情形,結(jié)晶的形成反映在結(jié)晶溫度(Tc)中,結(jié)晶溫度可通過諸如差示掃描量熱法(DSC)等方法,例如ASTM方法D3418,進行測量??蓽y量最大結(jié)晶速度的溫度作為Tc。在某些情形,例如,在80℃/分鐘的冷卻速度時,可優(yōu)選具有大于或等于約240℃的Tc。在其它情形,例如,在較慢的20℃/分鐘的冷卻速度時,可優(yōu)選大于或等于約280℃的結(jié)晶溫度。
在某些情形,組合物會具有至少兩個截然不同的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg),第一個Tg源于PAEK樹脂或部分相容的PAEK共混物,第二個Tg與聚砜醚酰亞胺樹脂或者這種樹脂占主導地位的混合物有關(guān)。這些玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)可通過任何常規(guī)方法如DSC或動態(tài)力學分析(DMA)測量。在某些情形,第一個Tg可以為約120~200℃,第二個Tg可以為約240~350℃。在其它情形,具有約280~350℃更高第二Tg可能是有益的。在某些情形,依據(jù)具體的樹脂以及該共混物的分子量和組成,各Tg可以截然不同或者各轉(zhuǎn)變可以部分地重疊。
在另一實施方案中,聚砜醚酰亞胺PEAK共混物在380℃具有約200~10000帕-秒(Pa-s)的熔體粘度,其是根據(jù)ASTM方法D3835,利用毛細管流變儀在100~100001/秒的剪切速率時測量的。380℃時的熔體粘度為約200~10000帕-秒的樹脂共混物,允許組合物更容易利用熔體加工方法成形為制品。在其它情形,約200~5000Pa-s的更低的熔體粘度會是有益的。
熔體加工的另一方面,特別是本發(fā)明的PAEK-聚砜醚酰亞胺組合物所需要的高溫時,是組合物的熔體粘度在模塑或擠出期間不經(jīng)受過多的變化。測量熔體穩(wěn)定性的方法之一是,利用平行板流變儀在加工溫度(如380℃)時,測定粘度隨時間的變化。在某些情形,于一定溫度時保持大于或等于約10分鐘之后,應(yīng)當保留大于或等于約50%的初始粘度。在其它情形,至少約10分鐘的熔體粘度變化應(yīng)當小于約35%的初始值。初始熔體粘度值可在組合物熔化并達到平衡之后測量1~5分鐘。通常的作法是,在測量(記錄)粘度之前,在施熱于樣品之后等待1~5分鐘,以確保樣品完全熔化并達到平衡。適宜的測量熔體粘度-時間的方法為例如ASTM方法D4440。注意,熔體粘度可以泊(P)或帕·秒(Pa-s)為單位記錄;1Pa-s=10P。
C.共聚醚酰亞胺 可使用的聚合物還包括玻璃化轉(zhuǎn)變溫度大于或等于約218℃的共聚醚酰亞胺的共聚物,該共聚醚酰亞胺包含式(I)和式(II)的結(jié)構(gòu)單元
以及任選的式(III)的結(jié)構(gòu)單元
式中R1包括未取代的C6-22二價芳烴基或取代的C6-22二價芳烴基,后者包含鹵素或烷基取代基或其混合物;或者通式(IV)的二價基團
式中未指定的有關(guān)芳環(huán)的位置異構(gòu)體或者為Q的間位或者為Q的對位,Q為共價鍵,-C(CH3)2-或者選自下面式(V)的成員
以及式CyH2y的烷撐或烷叉基團,其中y為1~5的整數(shù),R2為二價芳族基團;式(I)的單元與式(II)的單元的重量比為約99.9:0.1至約25:75。具有這些組成部分的共聚物更詳細的論述,參見2005年2月1日以Brunelle等人的名義發(fā)布的題為“COPOLYMETHERIMIDES”的美國專利6849706,該專利全文地引入本文作為參考。
E.共混物的其它添加劑 除共混物的聚合物組分之外,還可以添加其它有益的成分以制備改進的制品。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解,可以向聚合物中加入很多配料,以提高一種或多種制造或使用性能。
在某些情況下,可以向本發(fā)明的聚合物中添加金屬氧化物。在某些情形,該金屬氧化物可通過降低放熱或增加峰值放熱的時間而進一步地提高阻燃(FR)性能。有名的是二氧化鈦。其它金屬氧化物包括氧化鋅、氧化硼、氧化銻、氧化鐵和過渡金屬氧化物。在某些情形,優(yōu)選白色的金屬氧化物。金屬氧化物可單獨使用,也可以與其它金屬氧化物組合使用。金屬氧化物可以任何有效量,在某些情形以聚合物共混物的0.01~20%重量使用。
其它可使用的添加劑包括諸如金屬硼酸鹽等抑煙劑,如硼酸鋅、堿金屬或堿土金屬硼酸鹽或者其它硼酸鹽。另外,還可以使用其它的含硼化合物,如硼酸、硼酸酯、氧化硼或硼的其它氧化合物。再者,可以采用其它的阻燃添加劑,如磷酸芳基酯和溴化的芳族化合物,包括含有由溴化芳基化合物制成的鏈節(jié)的聚合物。鹵代芳族化合物的實例是溴化苯氧基樹脂,鹵代聚苯乙烯,鹵代酰亞胺,溴化聚碳酸酯,溴化環(huán)氧樹脂,及其混合物。
也可以采用常規(guī)的阻燃添加劑,例如,磷酸酯、磺酸鹽和鹵代芳族化合物。同樣可以采用任何這些阻燃劑或所有這些阻燃劑的混合物。鹵代芳族化合物的實例是溴化苯氧基樹脂,鹵代聚苯乙烯,鹵代酰亞胺,溴化聚碳酸酯,溴化環(huán)氧樹脂,及其混合物?;撬猁}的實例是全氟丁磺酸鉀,甲苯磺酸鈉,苯磺酸鈉,二氯苯磺酸鈉,二苯砜磺酸鉀,及甲烷磺酸鈉。在某些情形,優(yōu)選堿金屬或堿土金屬的磺酸鹽。磷酸酯阻燃劑的實例是磷酸三芳基酯,磷酸三甲苯酯,磷酸三苯酯,二磷酸雙酚A苯酯,二磷酸間苯二酚苯酯,苯基-二(3,5,5′-三甲基己基磷酸酯),磷酸乙基二苯基酯,磷酸二(2-乙基己基)對甲基苯基酯,磷酸二(2-乙基己基)苯基酯,磷酸三(壬基苯基)酯,磷酸一氫苯基甲基酯,磷酸二(十二烷基)對甲基苯基酯,鹵代磷酸三苯酯,磷酸二丁基苯基酯,磷酸2-氯乙基二苯基酯,磷酸對甲苯基二(2,5,5′-三甲基己基)酯,磷酸2-乙基己基二苯基酯,磷酸一氫二苯基酯,二磷酸間苯二酚酯等。在某些情形,可優(yōu)選基本不含鹵原子特別是溴和氯的阻燃劑組合物。基本不含鹵原子意指在一些實施方案中組合物具有小于其重量約3%的鹵素,在其它實施方案中具有小于含鹵原子組合物重量約1%重量的鹵素。鹵原子的量可通過普通化學分析測定。該組合物還可以任選包含數(shù)量為組合物重量0.01~5.0%的含氟聚合物。含氟聚合物可以賦予樹脂組合物以防滴性能的任何有效量使用。適宜的含氟聚合物的一些可行的實例及其制備方法參見例如美國專利3671487、3723373和3383092。適宜的含氟聚合物包括那些含有如下結(jié)構(gòu)單元的均聚物和共聚物,該結(jié)構(gòu)單元源于一種或多種氟化α-烯烴單體。術(shù)語“氟化α-烯烴單體”意指包含至少一個氟原子取代基的α-烯烴單體。一些適宜的氟化α-烯烴單體包括,例如,氟乙烯如CF2=CF2、CHF=CF2、CH2=CF2和CH2=CHF,及氟丙烯如CF3CF=CF2、CF3CF=CHF、CF3CH=CF2、CF3CH=CH2、CF3CF=CHF、CHF2CH=CHF和CF3CF=CH2。
一些適宜的氟化α-烯烴共聚物包括含有源自兩種或多種氟化α-烯烴單體的結(jié)構(gòu)單元的共聚物如聚(四氟乙烯-六氟丙烯),以及含有源自一種或多種氟化單體及一種或多種可與該氟化單體聚合的非氟化單烯鍵不飽和單體的結(jié)構(gòu)單元的共聚物如(四氟乙烯-乙烯-丙烯)共聚物。適宜的非氟化單烯鍵不飽和單體的實例包括α-烯烴單體如乙烯、丙烯、丁烯,丙烯酸酯單體如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯等,優(yōu)選聚(四氟乙烯)均聚物(PTFE)。
共混物可進一步包含填料和補強劑,例如玻璃纖維、碎玻璃、玻璃珠、薄片等??梢蕴砑拥V物,如滑石、硅灰石、云母、高嶺土或蒙脫粘土、二氧化硅、石英和重晶石。組合物也可以用有效量的無機填料改性,如碳纖維和納米管、金屬纖維、金屬粉末、導電的碳及包括納米尺度補強劑在內(nèi)的其它添加劑。
其它添加劑包括抗氧劑如亞磷酸酯、亞膦酸酯和受阻酚。作為可使用的添加劑,包括三芳基亞磷酸酯和芳基膦酸酯在內(nèi)的含磷穩(wěn)定劑是有名的。也可以使用二官能的含磷化合物。優(yōu)選穩(wěn)定劑具有大于或等于約300的分子量。在其它情形,可以使用分子量大于或等于500的含磷穩(wěn)定劑。含磷穩(wěn)定劑通常以配方的0.05~0.5%重量存在于組合物中。在共混物中還可以存在著色劑以及光穩(wěn)定劑和UV吸收劑。流動性助劑和脫模劑也是可以的。脫模劑的實例為烷基羧酸酯,例如四硬脂酸季戊四醇酯、三硬脂酸甘油酯和二硬脂酸乙二醇酯。脫模劑通常以配方的0.05~0.5%重量存在于組合物中。優(yōu)選的脫模劑具有高分子量,通常為大于約300,以防止熔體加工期間脫模劑從熔融聚合物混合物中損失。
用于根據(jù)本發(fā)明的制品的聚合物共混物同樣可以包含各種添加劑如成核劑、澄清劑、剛度劑和/或結(jié)晶速度劑。這些添加劑以常規(guī)方式和常規(guī)量使用。
3.制備根據(jù)本發(fā)明的共混物的方法 用于根據(jù)本發(fā)明的制品的聚合物共混物可通過各種方法與前述成分共混,包括材料與配方中需要的任何其它添加劑的均勻混合。優(yōu)選的方法包括熔體共混,但是溶液共混也是可行的。由于可從商業(yè)聚合物加工設(shè)施中得到熔體共混設(shè)備,所以一般優(yōu)選熔體加工方法。用于這種熔體加工方法的設(shè)備的示例性實例包括同向旋轉(zhuǎn)擠出機和反向旋轉(zhuǎn)擠出機,單螺桿擠出機,共擠出機,盤組件式處理機(disc-pack processor),及各種其它類型的擠出設(shè)備。在該方法中,優(yōu)選熔體的溫度最小化,以避免樹脂過度降解,在一些實施方案中,熔體加工的組合物通過模具中的小出口脫離加工設(shè)備如擠出機,并且使所得熔融樹脂條經(jīng)過水浴而冷卻。冷卻的樹脂條可以短切和/或模制成其它適于包裝、進一步加工或易于最終應(yīng)用的適宜形狀,即粒狀。
本文所述的共混物可通過各種熔體共混方法制備。優(yōu)選具有優(yōu)良混合螺桿的真空排氣型單螺桿或雙螺桿擠出機。一般地,這種擠出機可以工作的熔體加工溫度比熱塑性塑料的Tg高約100~150℃。各成分的混合物可利用個別的進料器或者以混合物的形式全部一起給料于擠出機的進料口。在某些情況下,例如在兩種或多種樹脂的共混物中,有利的是,先于第一擠出中擠出部分的成分。然后在第二擠出中加入混合物的剩余部分??赡苡幸娴氖?,先將著色劑預混成濃縮物,接著將該濃縮物與樹脂組合物的余下部分混合。在其它情況下,可能有益的是,在擠出機進料口的下游加入部分的混合物。擠出之后,可將聚合物熔體鑄帶和冷卻,然后短切或切割成適當尺寸的顆粒,以用于下一制造步驟。優(yōu)選的顆粒為約1/16至1/8英寸長,但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解,任何顆粒尺寸都是可以的。然后干燥顆?;臒崴苄詷渲猿ニ植⒛V瞥杀景l(fā)明的制品。優(yōu)選干燥在約135~150℃時進行約4~8小時,但是干燥時間會隨樹脂類型而變化。優(yōu)選注塑法,其采用適當?shù)臏囟?、壓力和夾具,制備具有光亮表面的制品。模塑的熔體溫度高于樹脂的Tg約100~200℃。對于Tg較高的樹脂,優(yōu)選油加熱的模具,且模具溫度可以為約50~175℃,優(yōu)選為約120~175℃。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解,可以采用這些摻混和模塑條件的很多變體,以制備本發(fā)明的組合物和制品。
根據(jù)本發(fā)明的聚合物共混物也可以成型或制造成彈性薄膜、涂料、片材、板條(strip)、帶材(tape)、有肋帶材等。本發(fā)明的彈性薄膜、涂料和片材可以通過本領(lǐng)域公知的任何方法制備,包括吹脹法(如簡單氣脹以及雙軸取向法如吹塑薄膜擠塑法、雙氣脹法和拉幅法),澆注成型法,注塑法,熱成型法,擠出貼合法,型材擠塑,及片材擠出法。
壓塑成型是本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的,其中將聚合物共混物置于模腔或使之與具有特定斷面形狀的金屬表面接觸。然后在給定的時間、壓力和溫度下,通過例如液壓機施加熱量和/或壓力于聚合物共混物,條件可依據(jù)共混物的性質(zhì)而變化。來自模具的壓力迫使聚合物共混物充滿整個模具腔。一旦模制品冷卻,即可借助逐出機構(gòu)從模具中取出。待該過程完成時,聚合物共混物會呈模具腔或具有特定斷面形狀的金屬表面的形狀。Visamara的美國專利4698001公開了實施壓塑成型的方法。
注塑法是最普遍的制造無補強劑塑料部件的方法,也常用于短纖維補強的塑料復合物。注塑法可用于生產(chǎn)本發(fā)明的制品。注塑法是這樣的方法,其中幾倍于生產(chǎn)制品所需量的聚合物共混物在加熱室加熱成粘性流體,然后在壓力下注入到模具腔。聚合物共混物在高壓下保留在模具腔中直至冷卻,然后取出。注塑法和注塑設(shè)備的更詳細內(nèi)容參見Hujick的美國專利3915608,Ludwig的美國專利3302243,及Lameris的美國專利3224043。注塑法常用于大規(guī)模的應(yīng)用如汽車和消費品。循環(huán)時間為20~60秒。注塑法也能生產(chǎn)可高度重復的接近網(wǎng)狀的部件。另一優(yōu)點是,能夠圍繞插入物、孔和芯型材料進行模塑。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會知道注塑法是否是生產(chǎn)本發(fā)明的給定制品的最精確的加工方法。
吹塑是生產(chǎn)中空塑料制品的方法。吹塑包括將根據(jù)本發(fā)明的熱塑性聚合物的擠塑管放置在模具中,并向管內(nèi)施加足夠的氣壓,以使管的外部與模腔的內(nèi)表面一致。美國專利5551860更詳細地公開了通過吹塑生產(chǎn)制品的方法。吹塑不限于生產(chǎn)中空的物品。例如,可以制備“外殼”,即通過吹制一個部件,然后將其切成兩半,制得兩個外殼。還公開了簡單的吹脹薄膜工藝,例如,參見The Encyclopedia of Chemical Technology,Kirk-Othmer,Third Edition,John Wiley & Sons,New York,1981,Vol.16,pp.416-417及Vol.18,pp.191-192。
通過吹脹薄膜擠塑,或者利用常規(guī)的拉伸方法通過在熱變形溫度附近拉伸鑄塑或壓延薄膜,可以制備取向的薄膜。例如,可采用徑向拉伸縮放儀進行多軸同時拉伸;可以利用X-Y方向拉伸縮放儀在二維的X-Y方向上同時或相繼地拉伸。還可以采用具有相繼的同軸向拉伸部件的設(shè)備,以實現(xiàn)單軸和雙軸拉伸,如裝有用于軸向拉伸的差速輥部件和用于橫向拉伸的拉幅機部件的機器。
熱塑性塑料成型系統(tǒng)包括用于擠出熱塑性塑料板材的熱塑性塑料擠塑模頭,其通過可調(diào)的模頭閘口件(即動態(tài)模頭調(diào)定)確定板材的剖面,以改變擠出的板材在不同部分的擠出材料的厚度。熱塑性塑料擠塑模頭具有切刀,用于切割自熱塑性塑料擠塑模頭擠出的熱塑性塑料板材。多個可以為真空模也可以為壓模的熱塑性塑料模具各自安裝在活動平臺(如旋轉(zhuǎn)平臺)上,該平臺每次移動一個模具至一定的位置,以接收從熱塑性塑料擠塑模具上切割的熱塑性塑料板材。通過進料來自擠塑模頭的仍然熱著的熱塑性材料,由該熱著的熱塑性材料板材形成具有可變厚度的模制件。多個模頭安裝在平臺上,以使一個模頭進入接收來自擠塑模頭的熱塑性塑料板材的裝料位置,并使第二模具進入移除該模具的成型部件的移除位置。該平臺可以是往返或旋轉(zhuǎn)的平臺,并允許在冷卻每個模制件的同時,另一個模制件正在接收熱塑性塑料板材。規(guī)定熱塑性塑料成型方法具有下列步驟根據(jù)設(shè)備選擇熱塑性塑料擠塑模頭調(diào)定,調(diào)整熱塑性塑料擠塑模頭以改變經(jīng)過模頭的擠出板材不同部分的擠出材料的厚度。將熱塑性材料加熱至流態(tài)并通過選定的熱塑性塑料模頭擠出,所述模頭已經(jīng)過調(diào)整以改變擠出板材不同部分的擠出材料的厚度,同時修整擠出的具有可變厚度的熱塑性塑料板材至預定的尺寸,將每個熱著的熱塑性材料修整板材引導至熱成型模具上,并于該模具中成型預定的部件,進而由擠出期間加熱的板材形成具有可變厚度的模制件。關(guān)于注塑法、熱成型、擠塑貼合、型材擠出和片材擠出工藝的描述,參見例如“Plastics Materialsand Processes”,Seymour S.Schwartz and Sidney H.Goodman,Van NostrandReinhold CoMPany,New York,1982,pp.527-563,pp.632-647,及pp.596-602。
可以采用真空成型法生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的成型制品。根據(jù)該方法,用鐵框或其它裝置固定式1的聚合材料的片材,安裝到容易拆卸的夾具上,然后引入到設(shè)備中,在那里用排布在上下位置的陶瓷加熱器或?qū)Ь€加熱器對其進行加熱。加熱時片材開始熔化。一旦片材發(fā)生下垂之后繼續(xù)加熱,片材在鐵框中伸展。當觀察到這種伸展時,片材即可模制得具有均勻厚度而無皺紋或其它缺陷。此時,自加熱設(shè)備中取出片材框,緊鄰模具布置,并在1個大氣壓的對比壓力(reduced pressure)下真空成型,由此可得到所需模具形狀的制品。其后,可將制品空冷或噴水,并從模具中取出。
根據(jù)加壓成型,將已經(jīng)加熱或者變得容易處理的片材放置在模具上,對該片材施加壓力,通過施壓使該片材呈模具的形狀。
包含式(I)的樹脂的制品也可以用燙印成型法制造。例如,將式(I)聚合物的成型片材在擠壓模中裝入立式壓力機,然后在所需成型制品上施加5~500kg/cm2(優(yōu)選10~20kg/cm2)的壓力時進行熱成型。接著通過空冷或噴水使模具冷卻,并從模具中取出制品。在這種成型中,施壓時間通常為至少15秒,一般為15~40秒。為了提高表面特性,優(yōu)選成型在二階段壓力條件時進行。在第一階段,聚合物材料在10~20kg/cm2的壓力時保持15~40秒。然后在第二階段,于40~50kg/cm2的壓力時保持至少5秒,由此可以制得具有優(yōu)異表面平滑度的模制品。當使用含有無機填料的流動性差的式(I)的熱塑性樹脂時,可優(yōu)選該方法。
也可以使用眾所周知的注塑法,利用具有式(I)的樹脂生產(chǎn)制品。注塑法是在壓力下將樹脂注入模具腔的方法。注入壓力通常為40~140kg/cm2,優(yōu)選為70~120kg/cm2。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解,由本文所公開的聚合物共混物制成的制品,可通過本領(lǐng)域已知的任何方法,制成任何所需的飲食業(yè)制品。這些形狀可以是用于復雜最終應(yīng)用的單層或多層形狀。本文所述的聚合物共混物可以形成與電有關(guān)的飲食業(yè)制品,該與電有關(guān)的飲食業(yè)制品在某些情形下受限于可能的模腔,該模腔與使用高溫聚合物的各種最終應(yīng)用有關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明,飲食業(yè)制品的一個或多個表面涂有與構(gòu)成該飲食業(yè)制品的基礎(chǔ)性聚合物共混物不同的組合物。根據(jù)本發(fā)明的涂料應(yīng)當包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的所有涂料,包括所有類型的漆、片材、薄膜等。
根據(jù)本發(fā)明的飲食業(yè)制品可以用金屬處理,例如,利用諸如等離子體沉積、濺射、真空沉積和金屬箔層疊等標準方法。本發(fā)明的制品還可以涂布單層或多層涂層,以賦予其它性能如美學吸引力(裝飾性圖案等)、導電性、電磁屏蔽、抗劃傷、抗紫外線等。
對于本發(fā)明而言,術(shù)語“漆”打算包括油漆,真漆,以及厚度為約1~500nm、特別是約10~250nm的聚合物涂層。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解,根據(jù)本發(fā)明可以采用任何厚度的涂層,具體的厚度范圍如10~70nm、甚至10~50nm僅代表本發(fā)明的某些最終用途可以采用的涂層厚度,其中所述涂層包括漆、金屬和聚合物。
本發(fā)明還涉及片材和薄膜,其包含式(I)的樹脂,具有遮蓋制品的一個或多個表面的全部或部分的涂層。
可以采用各種方法生產(chǎn)其一個表面上配有漆的聚合物制品,該制品由包含式(I)之聚醚酰亞胺的共混物的組合物制造。根據(jù)這些方法的典型實例,在成型制品的全部或部分表面上涂布底漆或打底涂布劑,然后干燥形成涂層。對于本發(fā)明而言,遮蓋成型制品的一個或多個表面的全部或部分的嚴格方法并不重要。例如,涂層可以用下列標準的涂布方法進行涂布采用輥涂機的輥涂,采用噴槍的噴涂(具有或沒有在前的底漆),浸涂,刷涂,或者流涂。為了商業(yè)或大規(guī)模生產(chǎn)涂布的成型制品,采用噴槍的方法是高效的。具體地,優(yōu)選采用使用機器人進行涂布的方法。
本文所公開的所有專利、專利申請及其它出版物都整體性地引入,如同全文闡述一樣。
實施例 配方 1-9 一些性能是利用ASTM試驗方法測量的。所有模制樣品均在試驗之前于50%相對濕度時調(diào)整至少48小時。逆向切口伊佐德沖擊值是根據(jù)ASTMD256在室溫時于3.2mm厚的試條上測量的。熱變形溫度(HDT)是根據(jù)ASTMD648在0.46MPa(66psi)時于3.2mm厚的試條上測量的。拉伸性能是根據(jù)ASTM方法D638于3.2mm的I型試條上測量的。彎曲性能是根據(jù)ASTM方法D790于3.2mm試條上測量的。維卡溫度是根據(jù)ASTM方法D1525在50N時測量的。差示掃描量熱計(DSC)是根據(jù)ASTM方法D3418運行的,只是采用不同的加熱和冷卻速度。樣品以20℃/min加熱至350℃并以20或80℃/min冷卻,以記錄峰值結(jié)晶溫度(Tc)。動態(tài)力學分析(DMA)在彎曲狀態(tài)于3.2mm試條上進行,加熱速度為3℃/min,擺動頻率為1赫茲。DMA試驗根據(jù)ASTM方法D5418由約30運行至300℃。粘度-剪切速率根據(jù)ASTM方法D3835采用1×10mm模頭在380℃于毛細管流變儀上進行測量。共混物的顆粒,在采用平行板流變儀以10弧度/分鐘測量380℃時熔體粘度隨時間的變化之前,于150℃干燥至少3小時。
玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)可通過本領(lǐng)域中已知的若干方法進行測量,例如ASTM方法D34318。在Tg測量中,可以采用不同的加熱速度,例如每分鐘5~30℃,或者在其它情形為每分鐘10~20℃。
材料 PCE是BPA共聚碳酸酯,其包含約60%重量的間苯二甲酸酯和對苯二甲酸酯基團的1:1混合物以及余下的BPA碳酸酯基團,Mw為約28300,Tg為約175℃。
PSEI-1是聚砜醚酰亞胺,其是通過4,4′-氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐(ODPA)與約等摩爾量的4,4′-二氨基二苯砜(DDS)反應(yīng)而制備的,Mw為約33000,Tg為約310℃。
PSEI-2是聚砜醚酰亞胺共聚物,其是通過約80%摩爾4,4′-氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐(ODPA)和約20%摩爾雙酚A二酸酐(BPADA)的混合物與約等摩爾量的4,4′-二氨基二苯砜(DDS)反應(yīng)而制備的,Mw為約28000,Tg為約280℃。
PSEI-3是聚砜醚酰亞胺,其是通過雙酚A二酸酐(BPADA)與約等摩爾量的4,4′-二氨基二苯砜(DDS)反應(yīng)而制備的,Mw為約34000,Tg為約247℃。
PSEI-4是聚砜醚酰亞胺,其是通過雙酚A二鈉鹽與等摩爾量的1H-異吲哚-1,3(2H)-二酮,2,2′-(磺?;?4,1-亞苯基)二[4-氯-(9CI)反應(yīng)制備的,Mw為約50000,Tg為約265℃。
本發(fā)明的配方1-9是利用表1中列舉的組合物制備的。所有組分的量均以相對于每100重量份樹脂的重量份數(shù)(phr)表示,其中全部樹脂重量包括存在時的穩(wěn)定劑。聚碳酸酯(PCE)共聚物是在堿和三乙胺相轉(zhuǎn)移催化劑存在下,于間苯二甲酰氯和對苯二甲酰氯與雙酚A的兩相(二氯甲烷/水)反應(yīng)中制備的。該類型合成反應(yīng)的具體內(nèi)容,可參見例如美國專利5521258(第13欄第15~45行)。所得聚酯碳酸酯共聚物具有60%酯單元(1:1重量/重量的間苯二甲酸酯單元和對苯二甲酸酯單元的混合物)和40%基于雙酚A的碳酸酯單元。表1中列舉的成分在涂料混合器中混合在一起,并在2.5英寸的真空排氣單螺桿擠出機上于575~640℉時以80~90rpm速度擠出。將所得共混物切粒,并在注塑成5×7×1/8英寸板之前,在275℉時干燥4小時。設(shè)置成型機為675℉的熔體溫度和275℉的模具溫度。對每個模制的樣品,進行20°光澤、CIE L*值和外觀的測定。二十度光澤是根據(jù)ASTM D523采用黑瓷磚測量的。CIE光亮度(L*)值是按照R.McDonald(ed.),"Colour Physics for Industry,SecondEdition"The Society of Dyers and Colourists,Bradford,UK(1997)中所述測量的。外觀是指模制件色彩和半透明度/不透明度的主觀視覺檢查。
表1 實施例2 利用一種或多種上面所述的方法,將本發(fā)明的上述配方1、2、3、4和5注塑成盤狀、杯狀和淺盤狀。
實施例3 將根據(jù)表1中配方6、7、8和9制備的材料注塑到呈大圓碗、盤和器皿柄形狀的模具腔中。
實施例4 配方 10-11 材料 用于這些配方中的間苯二酚酯聚碳酸酯(ITR)樹脂是通過間苯二甲酰氯和對苯二甲酰氯的1:1混合物與間苯二酚、雙酚A(BPA)和光氣縮合而制備的聚合物。ITR聚合物由酯鏈節(jié)/碳酸酯鏈節(jié)的近似摩爾比命名。ITR9010具有約82%摩爾的間苯二酚酯鏈節(jié),8%摩爾的間苯二酚碳酸酯鏈節(jié),及約10%摩爾的BPA碳酸酯鏈節(jié)。Tg=131℃。
PEI=ULTEM 1000聚醚酰亞胺,其是由雙酚A二酸酐與約等摩爾量的間苯二胺反應(yīng)制備的,得自GE Plastics。
PEI-硅氧烷是聚醚酰亞胺二甲基硅氧烷共聚物,其是由間苯二胺、BPA-二酸酐和二氨基丙基官能的甲基硅氧烷(平均含約10個硅原子)的酰亞胺化反應(yīng)制備的。其具有約34%重量的硅氧烷含量,通過凝膠滲透色譜法測量的Mn為約24000。
PC為BPA聚碳酸酯,LEXAN 130,得自GE Plastics。
共混物是通過在2.5英寸的單螺桿真空排氣擠出機中,擠出間苯二酚類聚酯碳酸酯樹脂與聚醚酰亞胺和硅氧烷聚酰亞胺共聚物樹脂的混合物而制備的。除非另外注明,各組分是以占整個組合物的%重量列舉的。擠出機設(shè)置在約285~340℃。共混在真空下以約90rpm的速度進行。將擠出物冷卻、切粒并于120℃干燥。采用30秒循環(huán)時間,在320~360℃的設(shè)定溫度和120℃的模具溫度時,將試驗樣品注塑。
表2 將根據(jù)配方10和11制備的材料注塑到呈大圓碗、盤和器皿柄形狀的模具腔中。
實施例5 利用與制備前面實施例所述共混物相同的方法,制備共混物12-18。
表3
將配方12-18各自注塑到呈大圓碗、盤和器皿柄形狀的模具腔中。
實施例6 利用與制備前面實施例所述共混物相同的方法,制備共混物19-25。
表4 利用一種或多種上述方法,將本發(fā)明的上述配方19-25注塑成盤狀、杯狀和淺盤狀。
實施例7 利用與制備前面實施例所述共混物相同的方法,制備共混物26-31。
表5 將配方26-31各自注塑到呈大圓碗、盤和器皿柄形狀的模具腔中。
實施例8 材料 用于這些實施例的間苯二酚酯聚碳酸酯(ITR)樹脂是通過間苯二甲酰氯和對苯二甲酰氯的1:1混合物與間苯二酚、雙酚A(BPA)和光氣縮合而制備的聚合物。ITR聚合物由酯鏈節(jié)/碳酸酯鏈節(jié)的近似摩爾比命名。ITR9010具有約82%摩爾的間苯二酚酯鏈節(jié),8%摩爾的間苯二酚碳酸酯鏈節(jié),及約10%摩爾的BPA碳酸酯鏈節(jié)。Tg=131℃。PEI-硅氧烷是聚醚酰亞胺二甲基硅氧烷共聚物,其是由間苯二胺、BPA-二酸酐和二氨基丙基官能的甲基硅氧烷(平均含約10個硅原子)的酰亞胺化反應(yīng)制備的。其具有約34%重量的硅氧烷含量,通過凝膠滲透色譜法測量的Mn為約24000。
PSu是通過雙酚A和二氯二苯砜的反應(yīng)而制備的聚砜,并由Solvay Co.以UDEL 1700出售。
PES是由二羥基二苯基砜和二氯二苯砜制備的聚醚砜,并由BASF Co.以ULTRASON E出售。
請注意,根據(jù)該實施例的共混物具有3phr在摻混期間添加的二氧化鈦(TiO2)。該共混物是通過在2.5英寸的單螺桿真空排氣擠出機上,擠出間苯二酚類聚酯碳酸酯樹脂與聚砜或聚醚砜以及硅氧烷聚酰亞胺共聚物樹脂的混合物而制備的。除非另外注明,各組分是以占整個組合物的%重量列舉的。擠出機設(shè)置為約285~340℃。共混在真空下以約90rpm的速度進行。將擠出物冷卻、切粒并于120℃干燥。
表6 采用30秒循環(huán)時間,在320~360℃的設(shè)定溫度和120℃的模具溫度時,將配方32-34注塑,以形成餐盤、茶杯、茶碟和器皿把手。
實施例9 表7中的配方35和36示出了PSu或PES與較高含量(60%重量)的間苯二酚酯聚碳酸酯共聚物的共混物。這些共混物是根據(jù)前述實施例中所述的方法制備的。
表7 *共混物具有3phr的TiO2 采用30秒循環(huán)時間,在320~360℃的設(shè)定溫度和120℃的模具溫度時,將配方35-36注塑,以形成餐盤、茶杯、茶碟和器皿把手。
無需進一步的詳述,據(jù)信,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可利用本說明書制造和使用本發(fā)明。上述實施例的目的是為本領(lǐng)域的技術(shù)人員實施本發(fā)明提供指導。這些實施例是本發(fā)明的代表性工作并有助于教導本發(fā)明。因此,這些實施例不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。除非另外指明,所有的份均按重量計。
權(quán)利要求
1.一種包含高溫熱塑性組合物的飲食業(yè)制品,該高溫熱塑性組合物包含選自下列的聚合物、共聚物或聚合物共混物a)不混溶性聚合物共混物,其包含一種或多種聚醚酰亞胺,具有多于一個的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,其中所述聚醚酰亞胺具有大于217℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度;b)混溶性聚合物共混物,其包含一種或多種聚醚酰亞胺,具有大于180℃的單一玻璃化轉(zhuǎn)變溫度;或者c)單一的聚醚酰亞胺,其具有大于247℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中所述聚醚酰亞胺具有約0.4~0.85的氫原子/碳原子比例。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中所述聚醚酰亞胺基本不含芐型質(zhì)子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含多于一個玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的不混溶性聚合物共混物,且其中非聚醚酰亞胺聚合物具有大于約180℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含具有單一玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的混溶性聚合物共混物,所述玻璃化轉(zhuǎn)變溫度大于200℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含單一的聚醚酰亞胺聚合物,該聚醚酰亞胺聚合物具有大于247℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含第一樹脂、第二樹脂和第三樹脂的共混物,其中所述第一樹脂選自聚砜,聚醚砜,聚苯醚砜,及其混合物;所述第二樹脂包含硅氧烷共聚物;及所述第三樹脂包含間苯二酚類芳基聚酯樹脂,其中大于或等于50%摩爾的芳基聚酯鏈節(jié)是源自間苯二酚的芳基酯鏈節(jié)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中所述硅氧烷共聚物選自聚酰亞胺硅氧烷,聚醚酰亞胺硅氧烷,聚醚酰亞胺砜硅氧烷,聚碳酸酯硅氧烷,聚酯碳酸酯硅氧烷,聚砜硅氧烷,聚醚砜硅氧烷,聚苯醚砜硅氧烷,及其混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中所述硅氧烷共聚物的含量為聚合物共混物的約0.1~10.0%重量。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中所述硅氧烷共聚物具有約5~70%重量的硅氧烷含量。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中所述聚砜、聚醚砜、聚苯醚砜及其混合物具有小于或等于0.85的氫原子/碳原子比例。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含一種或多種占聚合物共混物0.1~20%重量的金屬氧化物。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中所述間苯二酚類芳基聚酯具有如下所示的結(jié)構(gòu)
式中R為下列中的至少一種C1-12烷基,C6-C24芳基,烷基芳基,烷氧基或鹵素;及
n為0~4,及m為至少約8。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中所述間苯二酚類聚酯樹脂為包含結(jié)構(gòu)如下所示的碳酸酯鏈節(jié)的共聚物
式中R為下列中的至少一種C1-12烷基,C6-C24芳基,烷基芳基,烷氧基或鹵素,n為0~4,R5為至少一種二價有機基團,m為約4~150,p為約2~200。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中R5源自雙酚化合物。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中所述不混溶性的相分離的聚合物共混物包含下列樹脂組分的混合物a)第一樹脂組分,其為選自聚芳基醚酮,聚芳基酮,聚醚酮和聚醚醚酮中的一種或多種;與b)第二樹脂組分,其包含至少一種聚砜醚酰亞胺,該聚砜醚酰亞胺具有大于或等于50%摩爾的含有至少一種芳基砜基團的鏈節(jié)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中所述聚砜醚酰亞胺包含芳基砜和芳基醚鏈節(jié),使得聚砜醚酰亞胺的至少50%摩爾的重復單元包含至少一種芳基醚鏈節(jié)、至少一種芳基砜鏈節(jié)和至少兩種芳基酰亞胺鏈節(jié)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中至少50%摩爾的聚砜醚酰亞胺鏈節(jié)源于氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐或其化學等價物。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中小于30%摩爾的聚砜醚酰亞胺鏈節(jié)源于含異烷叉基團的二胺或二酸酐。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中當根據(jù)ASTM方法D648在66psi(0.46MPa)測量3.2mm的樣品時,該成型制品具有大于或等于170℃的熱變形溫度(HDT)。
21.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中所述聚砜醚酰亞胺占整個成型制品的約30~70%重量。
22.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中該成型制品具有小于5%重量的纖維補強劑。
23.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中當根據(jù)ASTM D5418于3.2mm樣品上測量時,該成型制品在200℃的模量大于約200MPa。
24.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中當根據(jù)ASTM方法D3835于380℃進行測量時,該成型制品的熔體粘度為200~10000帕·秒。
25.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中當該成型制品在380℃保持10分鐘之后,熔體粘度的變化不超過其初始值的35%。
26.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中所述聚砜醚酰亞胺基本不含芐型質(zhì)子。
27.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中所述聚芳基醚酮、聚芳基酮、聚醚酮和聚醚醚酮中的一種或多種具有300~380℃的晶體熔點。
28.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中所述聚砜醚酰亞胺具有250~350℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。
29.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,當根據(jù)ASTM方法D5418進行測量時,其具有至少兩個不同的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,其中第一玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為120~200℃,且第二玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為250~350℃。
30.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含第一樹脂、第二樹脂和第三樹脂的共混物,所述第一樹脂選自聚酰亞胺,聚醚酰亞胺,聚醚酰亞胺砜,及其混合物;所述第二樹脂包含硅氧烷共聚物;及所述第三樹脂包含間苯二酚類芳基聚酯樹脂,其中大于或等于50%摩爾的芳基聚酯鏈節(jié)是源自間苯二酚的芳基酯鏈節(jié)。
31.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中所述硅氧烷共聚物為選自下列中的一種或多種聚酰亞胺硅氧烷,聚醚酰亞胺硅氧烷,聚醚酰亞胺砜硅氧烷,聚碳酸酯硅氧烷,聚酯碳酸酯硅氧烷,聚砜硅氧烷,聚醚砜硅氧烷,及聚苯醚砜硅氧烷。
32.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中所述硅氧烷共聚物的含量為聚合物共混物的約0.1~10.0%重量。
33.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中所述硅氧烷共聚物具有5~70%重量的硅氧烷含量。
34.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中所述聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚醚酰亞胺砜及其混合物具有小于或等于0.75的氫原子/碳原子比例。
35.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其進一步包含一種或多種金屬氧化物,該金屬氧化物占聚合物共混物的0.1~20%重量。
36.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中所述間苯二酚類芳基聚酯具有如下所示的結(jié)構(gòu)
式中R為下列中的至少一種C1-12烷基,C6-C24芳基,烷基芳基,烷氧基或鹵素,
n為0~4,且m為至少約8。
37.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中所述間苯二酚類聚酯樹脂為包含結(jié)構(gòu)如下所示的碳酸酯鏈節(jié)的共聚物
式中R為下列中的至少一種C1-12烷基,C6-C24芳基,烷基芳基,烷氧基或鹵素,n為0~4,R5為至少一種二價有機基團,m為約4~150,且p為約2~200。
38.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中R5源于雙酚化合物。
39.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中所述聚醚酰亞胺是由下列物質(zhì)制備的
(a)芳基二酸酐,其選自雙酚A二酸酐,氧聯(lián)二鄰苯二甲酸酐,均苯四酸二酐,二鄰苯二甲酸酐,磺?;狒?,硫聯(lián)二酸酐,二苯甲酮二酸酐,及其混合物;以及
(b)芳基二胺,其選自間苯二胺,對苯二胺,二氨基二苯砜,氧聯(lián)二苯胺,二氨基苯氧基苯,二氨基苯氧基聯(lián)苯,二氨基苯基苯砜,二氨基二苯硫醚,及其混合物。
40.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中該成型制品包含玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為至少約218℃的共聚醚酰亞胺,該共聚醚酰亞胺包含式(I)和式(II)的結(jié)構(gòu)單元
以及任選的式(III)的結(jié)構(gòu)單元
式中R1包括未取代的C6-22二價芳烴基或者取代的C6-22二價芳烴基,所述取代的C6-22二價芳烴基包含鹵素或烷基取代基,或者所述取代基的混合物;或者通式(IV)的二價基團
其中芳環(huán)的未指定的位置異構(gòu)或者為Q的間位或者為Q的對位,及Q為共價鍵或者為選自下面式(V)中的成員
(V)-O-,-S-,
及式CyH2y的烷撐或烷叉基團,其中y為包括端值在內(nèi)的1~5的整數(shù),R2為二價芳族基團;式(I)的單元與式(II)的單元的重量比為約99.9:0.1至約25:75。
41.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含Tg大于225℃的共聚醚酰亞胺。
42.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含共聚醚酰亞胺,該共聚醚酰亞胺包含式(III)的結(jié)構(gòu)單元。
43.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中R1源于至少一種選自下列的二胺間苯二胺,對苯二胺,2-甲基-4,6-二乙基-1,3-苯二胺,5-甲基-4,6-二乙基-1,3-苯二胺,二(4-氨基苯基)-2,2-丙烷,二(2-氯-4-氨基-3,5-二乙基苯基)甲烷,4,4′-二氨基聯(lián)苯,3,4′-二氨基聯(lián)苯,4,4′-二氨基二苯醚,3,4′-二氨基二苯醚,4,4′-二氨基二苯砜,3,4′-二氨基二苯砜,4,4′-二氨基二苯甲酮,3,4′-二氨基二苯甲酮,2,4-甲苯二胺,及其混合物。
44.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中R2源于至少一種式(VI)的二羥基取代芳烴
HO---D---OH (VI)
式中D具有下面式(VII)的結(jié)構(gòu)
式中A1代表芳基;
E包括含硫鏈節(jié),硫醚,亞砜,砜;含磷鏈節(jié),氧膦基,膦?;幻焰湽?jié);羰基;叔氮基團;含硅鏈節(jié);硅烷;甲硅烷氧基;脂環(huán)族基團;環(huán)戊叉,3,3,5-三甲基環(huán)戊叉,環(huán)己叉,3,3-二甲基環(huán)己叉,3,3,5-三甲基環(huán)己叉,甲基環(huán)己叉,2-[2.2.1]-二環(huán)庚烷叉,新戊叉,環(huán)十五烷叉,環(huán)十二烷叉,金剛烷叉;烷撐或烷叉基團,該基團任選為一個或多個稠環(huán)的一部分,所述稠環(huán)連接在一個或多個具有一個羥基取代基的芳基上;不飽和的烷叉基團;或者通過不同于烷撐或烷叉的部分而連接的兩個或多個烷撐或烷叉基團,所述不同于烷撐或烷叉的部分選自芳族鏈節(jié)、叔氮鏈節(jié),醚鏈節(jié),羰基鏈節(jié),含硅鏈節(jié)、硅烷、甲硅烷氧基,含硫鏈節(jié)、硫醚、亞砜、砜,含磷鏈節(jié)、氧膦基和膦?;?;
R3包括氫;一價烴基,鏈烯基,烯丙基,烷基,芳基,芳烷基,烷芳基,或者環(huán)烷基;
Y1每次出現(xiàn)時獨立地選自無機原子,鹵素;無機基團,硝基;有機基團,一價烴基,鏈烯基,烯丙基,烷基,芳基,芳烷基,烷芳基,環(huán)烷基,及烷氧基;
字母“m”代表包括0在內(nèi)的自0至A1上可取代位置數(shù)目的任何整數(shù);
字母“p”代表包括0在內(nèi)的自0至E上可取代位置數(shù)目的任何整數(shù);
字母“t”代表至少等于1的整數(shù);
字母“s”代表或者等于0或者等于1的整數(shù);及
“u”代表包括0在內(nèi)的任意整數(shù)。
45.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中式(I)、式(II)和式(III)的每一個中的R2結(jié)構(gòu)單元是相同的。
46.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中式(I)、式(II)和式(III)的至少兩個中的至少部分的R2結(jié)構(gòu)單元不是相同的。
47.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中R2源自至少一種選自下列的二羥基取代芳烴4,4′-(環(huán)戊叉)聯(lián)苯酚;4,4′-(3,3,5-三甲基環(huán)戊叉)聯(lián)苯酚;4,4′-(環(huán)己叉)聯(lián)苯酚;4,4′-(3,3-二甲基環(huán)己叉)聯(lián)苯酚;4,4′-(3,3,5-三甲基環(huán)己叉)聯(lián)苯酚;4,4′-(甲基環(huán)己叉)聯(lián)苯酚;4,4′-二(3,5-二甲基)聯(lián)苯酚,1,1-二(4-羥基-3-甲基苯基)環(huán)己烷;4,4-二(4-羥基苯基)庚烷;2,4′-二羥基二苯基甲烷;二(2-羥基苯基)甲烷;二(4-羥基苯基)甲烷;二(4-羥基-5-硝基苯基)甲烷;二(4-羥基-2,6-二甲基-3-甲氧基苯基)甲烷;1,1-二(4-羥基苯基)乙烷;1,2-二(4-羥基苯基)乙烷;1,1-二(4-羥基-2-氯苯基)乙烷;2,2-二(4-羥基苯基)丙烷;2,2-二(3-苯基-4-羥基苯基)丙烷;2,2-二(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷;2,2-二(4-羥基-3-乙基苯基)丙烷;2,2-二(4-羥基-3-異丙基苯基)丙烷;2,2-二(4-羥基-3,5-二甲基苯基)丙烷;3,5,3′,5′-四氯-4,4′-二羥苯基)丙烷;二(4-羥基苯基)環(huán)己基甲烷;2,2-二(4-羥基苯基)-1-苯基丙烷;2,4′-二羥苯基砜;二羥基萘,2,6-二羥基萘;對苯二酚;間苯二酚;C1-3烷基取代的間苯二酚;2,2-二(4-羥基苯基)丁烷;2,2-二(4-羥基苯基)-2-甲基丁烷;1,1-二(4-羥基苯基)環(huán)己烷;二(4-羥基苯基);二(4-羥基苯基)硫醚;2-(3-甲基-4-羥基苯基-2-(4-羥基苯基)丙烷;2-(3,5-二甲基-4-羥基苯基)-2-(4-羥基苯基)丙烷;2-(3-甲基-4-羥基苯基)-2-(3,5-二甲基-4-羥基苯基)丙烷;二(3,5-二甲基苯基-4-羥基苯基)甲烷;1,1-二(3,5-二甲基苯基-4-羥基苯基)乙烷;2,2-二(3,5-二甲基苯基-4-羥基苯基)丙烷;2,4-二(3,5-二甲基苯基-4-羥基苯基)-2-甲基丁烷;3,3-二(3,5-二甲基苯基-4-羥基苯基)戊烷;1,1-二(3,5-二甲基苯基-4-羥基苯基)環(huán)戊烷;1,1-二(3,5-二甲基苯基-4-羥基苯基)環(huán)己烷;二(3,5-二甲基苯基-4-羥基苯基)硫醚,3-(4-羥基苯基)-1,1,3-三甲基茚滿-5-醇,1-(4-羥基苯基)-1,3,3-三甲基茚滿-5-醇,2,2,2′,2′-四氫-3,3,3′,3′-四甲基-1,1′-螺二[1H-茚]-6,6′-二醇。
48.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中R2源于選自下面式(IX)所示的二羥基取代芳烴和下面式(X)所示的二羥基取代芳烴的至少一種二羥基取代芳烴
式中每個R5獨立地為氫、氯、溴或一價的C1-30烴基或烴氧基,每個Z1為氫、氯或溴,條件是至少一個Z1為氯或溴;
式中每個R5獨立地如上面所定義的,Rg和Rh獨立地為氫或C1-30烴基。
49.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中R2源自雙酚A。
50.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,還包含源于至少一種鏈終止劑的結(jié)構(gòu)單元。
51.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中所述鏈終止劑為至少一種選自下列的未取代或者取代的成員烷基鹵,烷基氯,芳基鹵,芳基氯,以及式(XVII)和式(XVIII)的氯化物
式中氯取代基位于3-或4-位,Z3和Z4包括取代或未取代的烷基或芳基。
52.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中所述鏈終止劑為選自下列中的至少一種一氯二苯甲酮,一氯二苯砜;一氯鄰苯二甲酰亞胺;4-氯-N-甲基鄰苯二甲酰亞胺,4-氯-N-丁基鄰苯二甲酰亞胺,4-氯-N-十八烷基鄰苯二甲酰亞胺,3-氯-N-甲基鄰苯二甲酰亞胺,3-氯-N-丁基鄰苯二甲酰亞胺,3-氯-N-十八烷基鄰苯二甲酰亞胺,4-氯-N-苯基鄰苯二甲酰亞胺,3-氯-N-苯基鄰苯二甲酰亞胺;一取代的二-鄰苯二甲酰亞胺;一氯二鄰苯二甲酰亞氨基苯;1-[N-(4-氯鄰苯二甲酰亞氨基)]-3-(N-鄰苯二甲酰亞氨基)苯;1-[N-(3-氯鄰苯二甲酰亞氨基)]-3-(N-鄰苯二甲酰亞氨基)苯;一氯二鄰苯二甲酰亞氨基二苯砜,一氯二鄰苯二甲酰亞氨基二苯甲酮,一氯二鄰苯二甲酰亞氨基苯基醚;4-[N-(4-氯鄰苯二甲酰亞氨基)]苯基-4′-(N-鄰苯二甲酰亞氨基)苯基醚;4-[N-(3-氯鄰苯二甲酰亞氨基)苯基]-4′-(N-鄰苯二甲酰亞氨基)苯基醚,以及后兩種化合物源于3,4′-二氨基二苯醚的相應(yīng)異構(gòu)體。
53.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中式(I)的單元與式(II)的單元的重量比為約99:1至約25:75。
54.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其在0.455MPa的熱變形溫度為至少205℃。
55.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,當根據(jù)ASTM方法D648進行測量時,其在0.455MPa的熱變形溫度為至少210℃。
56.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,當根據(jù)ASTM方法D3763進行測量時,其在脆性狀態(tài)和延展狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變的溫度為至多30℃。
57.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中當通過凝膠滲透色譜法相對于聚苯乙烯標準物進行測定時,所述聚醚酰亞胺具有約20000~80000的重均分子量。
58.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含單一的聚醚酰亞胺,其中在成型制品的一個或多個表面中,所有或者一些表面涂有包覆材料,其中該包覆材料的組成不同于成型制品,且其中該成型制品包含單一的聚醚酰亞胺,該聚醚酰亞胺具有大于247℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
59.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含聚合物共混物,其中在成型制品的一個或多個表面中,所有或者一些表面涂有包覆材料,其中該包覆材料的組成不同于成型制品,且其中該成型制品包含聚合物共混物,該聚合物共混物包含至少一種聚醚酰亞胺,該聚醚酰亞胺具有大于217℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
60.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含下列樹脂的樹脂共混物a)第一樹脂,其選自聚砜,聚醚砜,聚苯醚砜,及其混合物;b)第二樹脂,其包含硅氧烷共聚物;c)第三樹脂,其包含間苯二酚類芳基聚酯樹脂,其中大于或等于50%摩爾的芳基聚酯鏈節(jié)為源于間苯二酚的芳基酯鏈節(jié);及d)第四樹脂,其包含一種或多種選自聚芳基醚,聚碳酸酯,聚酯碳酸酯,聚芳酯,聚酰胺,及聚酯的樹脂。
61.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中該成型制品包含選自下列的單相無定形樹脂共混物聚醚酰亞胺,及包含聚酯和聚醚酰亞胺的單相共混物。
62.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,還包含至少含有一個硼原子的化合物。
63.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,當根據(jù)FAR25.853進行測量時,其兩分鐘峰值放熱為小于約60kW-min/m2。
64.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,當根據(jù)FAR25.853進行測量時,其總放熱為小于約80kW/m2。
65.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中該成型制品包含聚合物共混物,當根據(jù)ASTM D638進行測量時,該聚合物共混物的斷裂拉伸伸長率為大于或等于約50%。
66.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中當根據(jù)ASTM D790進行測量時,阻燃劑聚合物共混物的彎曲模量為大于或等于約300Kpsi(2070MPa)。
67.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中該成型制品選自片材,薄膜,多層片材,纖維,薄膜,多層膜,模制件,擠出型材,涂制件,及泡沫。
68.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含具有至少一個Tg的材料,所述Tg為218℃或更高。
69.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含具有至少一個Tg的材料,所述Tg為219℃或更高。
70.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其中該成型制品包含具有至少一個Tg的材料,所述Tg為220℃或更高。
71.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含具有至少一個Tg的材料,所述Tg為221℃或更高。
72.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含具有至少一個Tg的材料,所述Tg為222℃或更高。
73.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含具有至少一個Tg的材料,所述Tg為223℃或更高。
74.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含具有至少一個Tg的材料,所述Tg為224℃或更高。
75.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含具有至少一個Tg的材料,所述Tg為225℃或更高。
76.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含具有至少一個Tg的材料,所述Tg為230℃或更高。
77.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含具有至少一個Tg的材料,所述Tg為235℃或更高。
78.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含具有至少一個Tg的材料,所述Tg為240℃或更高。
79.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含具有至少一個Tg的材料,所述Tg為245℃或更高。
80.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含具有至少一個Tg的材料,所述Tg為250℃或更高。
81.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含具有至少一個Tg的材料,所述Tg為255℃或更高。
82.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含具有至少一個Tg的材料,所述Tg為260℃或更高。
83.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含具有至少一個Tg的材料,所述Tg為265℃或更高。
84.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含具有至少一個Tg的材料,所述Tg為270℃或更高。
85.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含具有至少一個Tg的材料,所述Tg為275℃或更高。
86.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含具有至少一個Tg的材料,所述Tg為300℃或更高。
87.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含具有至少一個Tg的材料,所述Tg為350℃或更高。
88.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含具有至少一個Tg的材料,所述Tg為225~250℃。
89.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含具有至少一個Tg的材料,所述Tg為250~275℃。
90.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含具有至少一個Tg的材料,所述Tg為275~300℃。
91.根據(jù)權(quán)利要求1的飲食業(yè)制品,其包含具有至少一個Tg的材料,所述Tg為300~350℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及電插接件領(lǐng)域,包括a)不混溶性聚合物共混物,其包含一種或多種聚醚酰亞胺,具有多于一個的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,其中所述聚醚酰亞胺具有大于217℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度;b)混溶性聚合物共混物,其包含一種或多種聚醚酰亞胺,具有大于180℃的單一玻璃化轉(zhuǎn)變溫度;或者c)單一的聚醚酰亞胺,其具有大于247℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
文檔編號C08L79/08GK101370872SQ200680052616
公開日2009年2月18日 申請日期2006年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月16日
發(fā)明者邁克爾·S·多諾萬, 羅伯特·R·加盧奇, 羅伊·R·奧德爾, 馬克·A·桑納, 卡皮爾·C·謝思, 拉詹德拉·K·辛格 申請人:通用電氣公司