聚芳醚酮组合物制造技术

提供了含有聚芳醚酮和多个增强纤维的聚合物组合物。增强纤维具有约1.5至约10的宽厚比，所述宽厚比被定义为纤维的横截面宽度除以纤维的横截面厚度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚芳醚酮组合物相关申请本申请要求2016年3月18日提交的美国临时申请序列号62/310,277和2016年10月14日提交的美国临时申请序列号62/408,229的优先权，其以全文引用的方式并入本文中。
技术介绍
聚醚醚酮(“PEEK”)通常用于制造用于多个工程应用的成型的部件。PEEK聚合物的特征在于高玻璃化转变温度，通常高于100℃，这使得它们适合用于要求暴露于高温的应用。然而，由这样的材料形成的成型的部件的一个缺点在于它们倾向于具有相对差的冲击强度性质并且还倾向于显示出相当高的翘曲度。因此，仍需要存在具有改进的性质的聚芳醚酮组合物。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施方案，公开了聚合物组合物，其含有约20重量％至约95重量％的至少一种聚芳醚酮和按每100重量份的聚芳醚酮计约10至约80份的量的多个增强纤维。该增强纤维具有约1.5至约10的宽厚比，该宽厚比被定义为纤维的横截面宽度除以纤维的横截面厚度。根据本专利技术的另一个实施方案，公开了成形的部件，其包含聚合物组合物。该聚合物组合物包含至少一种聚芳醚酮和多个增强纤维。该增强纤维具有约1.5至约10的宽厚比，该宽厚比被定义为纤维的横截面宽度除以纤维的横截面厚度。该聚合物组合物具有约20至约2,000Pa-s的熔体粘度，如根据ISO测试号11443:2005在400℃的温度和1000s-1的剪切速率测定。本专利技术的其它特征和方面在下文进行更详细地描述。具体实施方式要理解的是，本文中所使用的术语仅出于描述特定实施方案的目的，并且不旨在限制本专利技术的方面。“烷基”是指具有1至10个碳原子和在一些实施方案中具有1至6个碳原子的一价饱和脂族烃基。“Cx-y烷基”是指具有x至y个碳原子的烷基。作为实例，此术语包括直链和支链烃基，诸如甲基(CH3)、乙基(CH3CH2)、正丙基(CH3CH2CH2)、异丙基((CH3)2CH)、正丁基(CH3CH2CH2CH2)、异丁基((CH3)2CHCH2)、仲丁基((CH3)(CH3CH2)CH)、叔丁基((CH3)3C)、正戊基(CH3CH2CH2CH2CH2)和新戊基((CH3)3CCH2)。“烯基”是指具有2至10个碳原子和在一些实施方案中具有2至6个碳原子或2至4个碳原子和具有至少1个乙烯基不饱和度位点(＞C＝C＜)的直链或支链烃基。例如，(Cx-Cy)烯基是指具有x至y个碳原子的烯基，且意欲包括例如乙烯基、丙烯基、1,3-丁二烯基等。“炔基”是指含有至少一个三键的直链或支链一价烃基。术语“炔基”还可以包括具有其它类型的键如双键的那些烃基。“芳基”是指具有3至14个碳原子且无环杂原子并且具有单个环(例如苯基)或多个缩合(稠合)环(例如萘基或蒽基)的芳族基团。对于多环体系，包括具有不含环杂原子的芳族和非芳族环的稠合、桥接及螺环体系，当连接点在芳族碳原子处时，适用术语“芳基”(例如5,6,7,8四氢萘-2-基为芳基，因为其连接点在芳族苯环的2位处)。“环烷基”是指具有3至14个碳原子且无环杂原子且具有单个环或多个环(包括稠合、桥接及螺环体系)的饱和或部分饱和的环状基团。对于具有不含环杂原子的芳族和非芳族环的多环体系，当连接点在非芳族碳原子处时，适用术语“环烷基”(例如5,6,7,8-四氢萘-5-基)。术语“环烷基”包括环烯基，诸如金刚烷基、环丙基、环丁基、环戊基、环辛基及环己烯基。“卤代”或“卤素”是指氟(代)、氯(代)、溴(代)和碘(代)。“卤代烷基”是指用1至5个或在一些实施方案中1至3个卤代基团取代烷基。“杂芳基”是指1至14个碳原子和1至6个选自氧、氮和硫的杂原子的芳基，并且包括单环体系(例如咪唑基)和多环体系(例如苯并咪唑-2-基和苯并咪唑-6-基)。对于多环体系，包括具有芳族和非芳族环的稠合、桥接和螺环体系，如果存在至少一个环杂原子并且附着点在芳族环的原子处(例如1,2,3,4-四氢喹啉-6-基和5,6,7,8-四氢喹啉-3-基)，则适用术语“杂芳基”。在一些实施方案中，杂芳基的氮环原子和/或硫环原子任选地经氧化以提供N氧化物(N→O)、亚磺酰基或磺酰基结构部分。杂芳基的实例包括，但不限于：吡啶基、呋喃基、噻吩基、噻唑基、异噻唑基、三唑基、咪唑基、咪唑啉基、异噁唑基、吡咯基、吡唑基、哒嗪基、嘧啶基、嘌呤基、酞嗪基、萘基吡啶基、苯并呋喃基、四氢苯并呋喃基、异苯并呋喃基、苯并噻唑基、苯并异噻唑基、苯并三唑基、吲哚基、异吲哚基、吲哚嗪基、二氢吲哚基、吲唑基、吲哚啉基、苯并噁唑基、喹啉基、异喹啉基、喹嗪基、喹唑啉基(quianazolyl)、喹喔啉基、四氢喹啉基、异喹啉基、喹唑啉基(quinazolinonyl)、苯并咪唑基、苯并异噁唑基、苯并噻吩基、苯并哒嗪基、喋啶基、咔唑基、咔啉基、啡啶基、吖啶基、菲咯啉基、吩嗪基、phenoxazinyl、吩噻嗪基及邻苯二甲酰亚氨基。“杂环的(Heterocyclic)”或“杂环(heterocycle)”或“杂环烷基”或“杂环基”是指具有1至14个碳原子和1至6个选自氮、硫或氧的杂原子的饱和或部分饱和的环状基团，且包括单环和多环体系(包括稠合、桥接及螺环体系)。对于具有芳族和/或非芳族环的多环体系，当存在至少一个环杂原子并且连接点在非芳族环的原子处时，适用术语“杂环的”、“杂环”、“杂环烷基”或“杂环基”(例如十氢喹啉-6-基)。在一些实施方案中，杂环基团的氮原子和/或硫原子任选地经氧化以提供N氧化物、亚磺酰基或磺酰基结构部分。杂环基的实例包括，但不限于：吖丁啶基、四氢吡喃基、哌啶基、N-甲基哌啶-3-基、哌嗪基、N-甲基吡咯烷-3-基、3-吡咯烷基、2-吡咯烷酮-1-基、吗啉基、硫代吗啉基、咪唑烷基及吡咯烷基。应当理解的是，前述定义涵盖未经取代的基团以及被本领域中已知的一个或多个其它官能基团取代的基团。例如，芳基、杂芳基、环烷基或杂环基可以被1至8个，在一些实施方案中1至5个，在一些实施方案中1至3个，和在一些实施方案中1至2个选自以下的取代基取代：烷基、烯基、炔基、烷氧基、酰基、酰氨基、酰氧基、氨基、季氨基、酰胺、亚氨基、脒基、氨基羰基氨基、脒基羰基氨基、氨基硫代羰基、氨基羰基氨基、氨基硫代羰基氨基、氨基羰基氧基、氨基磺酰基、氨基磺酰氧基、氨基磺酰氨基、芳基、芳氧基、芳硫基、叠氮基、羧基、羧基酯、(羧基酯)氨基、(羧基酯)氧基、氰基、环烷基、环烷基氧基、环烷基硫基、胍基、卤代、卤代烷基、卤代烷氧基、羟基、羟基氨基、烷氧基氨基、肼基、杂芳基、杂芳氧基、杂芳硫基、杂环基、杂环基氧基、杂环硫基、硝基、氧代、氧基、硫酮、磷酸酯/盐、膦酸酯/盐、次膦酸酯/盐、膦酰氨基、二氨基磷酸酯/盐、氨基磷酸单酯、环状氨基磷酸酯/盐、环状二氨基磷酸酯/盐、氨基磷酸二酯、硫酸酯/盐、磺酸酯/盐、磺酰基、取代的磺酰基、磺酰基氧基、硫代酰基、硫代氰酸酯/盐、硫醇、烷硫基等，以及这样的取代基的组合。当引入本专利技术的聚合物中时，这样的取代基可以为侧基基团或接枝的基团，或它们本身可以形成聚合物主链的一部分。本领域技术人员将要理解的是，本讨论仅是对示例性实施方案的描述，和不意欲限制本专利技术的更宽的方面。一般而言，本专利技术涉及含有多个增强纤维和至少一种聚芳醚酮的聚合物组合物。增强纤维具有相对平坦的横截面尺寸，这在于它本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.聚合物组合物，其包含约20重量％至约95重量％的至少一种聚芳醚酮和按每100重量份的所述聚芳醚酮计约10至约80份的量的多个增强纤维，其中所述增强纤维具有约1.5至约10的宽厚比，所述宽厚比被定义为所述纤维的横截面宽度除以所述纤维的横截面厚度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.18 US 62/310,277;2016.10.14 US 62/408,2291.聚合物组合物，其包含约20重量％至约95重量％的至少一种聚芳醚酮和按每100重量份的所述聚芳醚酮计约10至约80份的量的多个增强纤维，其中所述增强纤维具有约1.5至约10的宽厚比，所述宽厚比被定义为所述纤维的横截面宽度除以所述纤维的横截面厚度。2.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述增强纤维包括无机纤维。3.根据权利要求2所述的聚合物组合物，其中所述无机纤维包括玻璃纤维。4.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述增强纤维具有低于约76GPa的杨氏弹性模量，如根据ASTMC1557-14测定。5.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述纤维的横截面宽度为约1至约50微米。6.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述纤维的横截面厚度为约0.5至约30微米。7.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述增强纤维具有椭圆形形状。8.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述增强纤维占所述聚合物组合物的约5重量％至约60重量％。9.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物的熔体粘度比所述聚芳醚酮的熔体粘度的比例为约2.0以下，如根据ISO测试号11443:2005在400℃的温度和1000s-1的剪切速率测定。10.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物具有约20至约2,000Pa-s的熔体粘度，如根据ISO测试号11443:2005在400℃的温度和1000s-1的剪切速率测定。11.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚芳醚酮含有具有式(I)和/或式(II)结构的结构部分：其中，m和r独立地为零或正整数，s和w独立地为零或正整数，E和E'独立地为氧原子或直接连接；G为氧原子、直接连接或-O-Ph-O-，其中Ph为苯基；和Ar为以下结构部分(i)至(vi)之一，其经由一个或更多个苯基结构部分键合至相邻结构部分：12.根据权利要求11所述的聚合物组合物，其中所述聚芳醚酮含有以下通式(III)的重复单元：其中，A和B独立地为0或1。13.根据权利要求11所述的聚合物组合物，其中所述聚芳醚酮含有以下通式(IV)的重复单元：其中，A和B独立地为0或1。14.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚芳醚酮为聚醚醚酮、聚醚酮、聚醚酮酮、聚醚酮醚酮酮、聚醚醚酮酮、聚醚-二苯基-醚-醚-二苯基-醚-苯基-酮-苯基，或其共混物或共聚物。15.根据权利要求1所述的聚合物组合物，所述聚合物组合物另外包含液晶聚合物。16.根据权利要求15所述的聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕兵，骆蓉，赵新宇，
申请(专利权)人：提克纳有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US