高熔体流动性PEAK组合物制造技术

一种组合物[组合物(C)]，包含至少一种在400℃下并且在2.16kg的负荷下具有等于或高于8g/10min的熔体流动速率(MFR)的聚(芳基醚酮)聚合物，[(PAEKHMF)聚合物]，从0.1wt.％至50wt.％的至少一种具有等于或低于10μm的D50粒度并且具有在372℃下等于或小于1×105Pa.s的熔体粘度的聚(四氟乙烯)聚合物，从0至50％wt.％的至少一种在365℃下并且在5.0kg的负荷下具有至少15g/10min的熔体流量的聚(芳基醚砜)聚合物，[(PAES)聚合物]，从0至50％wt.％的至少一种增强填充剂，其条件是-如果该组合物(C)包含具有大于22g/10min的MFR的(PAES)聚合物，则该(PTFE)聚合物以小于40wt.％的量存在，并且-如果该组合物(C)包含具有22g/10min或更小的MFR的(PAES)聚合物，则该(PTFE)聚合物以小于30wt.％的量存在，并且其中所有的％是基于该组合物(C)的总重量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高熔体流动性PEAK组合物本申请要求于2012年9月04日提交的美国临时申请号61/696528以及2012年11月28日提交的欧洲申请号12194544.8的优先权，出于所有的目的这些申请中每一个的全部内容通过引用结合在此。专利
本专利技术涉及高性能聚(芳基醚酮)(PAEK)-基聚合物组合物(对于制造薄膜和线材涂层非常有用)，以及一种用于制造所述组合物的方法。本专利技术进一步涉及所述PAEK-基薄膜和线材涂层以及其制造方法。专利技术背景PAEK聚合物，具体地包括聚(醚醚酮)(PEEK)、聚(醚酮)(PEK)和聚(醚酮酮)(PEKK)聚合物由于其卓越的技术特性的平衡而众所周知，这些特性是：高熔点，良好的热稳定性、高的坚挺度和强度、良好的韧性以及尤其是优异的化学耐性。因此，PAEK具有用于多种多样的用途的潜力，并且其有利的特性将它们归为最佳的工程聚合物。例如，PEEK聚合物已经在制造高温和耐火膜中找到了日益增加的用途(因为PEEK在薄区段(例如膜)具有良好的伸长和良好的柔性)，或用于涂覆线材(因为PEEK具有良好的耐火性，是自熄性的具有非常低的烟雾)。还广泛认可的是PAEK聚合物特别是在薄膜和线材涂层中的某些应用要求材料还具有增强的电绝缘特性和低的电弧起痕倾向(tendencytoarctrack)。然而，PAEK聚合物是相当易受电弧起痕影响的。聚四氟乙烯(PTFE)聚合物，尽管由于其热稳定性、高熔化温度、化学惰性、和润滑性(低摩擦系数和非粘性特征)、优异的电绝缘性、非常低的介电常数并且当用于线材涂层中时包括非常低的电弧起痕倾向而已知，它们还以其非熔体加工性而已知，即，它们不能通过此类通常的熔体制造技术如熔体挤出(包括注射成型)制造。相反，(PTFE)通过此类非-熔体流技术如糊料挤出(精细粉末类型(PTFE))以及压缩模制(颗粒类型(PTFE))加工成强力物品，其强度可以通过烧结增强。具有较低分子量(典型地，相对于标准(PTFE)50,000至700,000，通常具有超过2,000,000的质量)并且具有较低熔体粘度(MV)的(PTFE)树脂在本领域是熟知的。尽管这些(PTFE)是熔体可流动的，但是远远更低的分子量使得它们没有强度，由此由这种低MV(PTFE)通过熔体挤出模制的物品在加工时断裂。因此，尽管是熔体可流动的，这种低MV(PTFE)并非是熔体可加工的。低MV(PTFE)与非氟化的热稳定聚合物(例如PAEK聚合物)一起使用已经在本领域进行了讨论。例如，美国专利6,013,719披露了具有熔体可加工成改进物品的实用性的PAEK/(PTFE)组合物。具体而言，在实例中已经描述了PEKK与某些低MV(PTFE)聚合物，更确切地说与MP1600(PTFE)粉末的共混物，该粉末具有17g/10min的MFR(在372℃下)，根据ASTMD4894测量的325℃的熔化峰温度以及通过激光Microtrac测量的约12μm的粒度分布。JP-A58-160，346披露了一种PAEK/(PTFE)树脂组合物，该组合物具有优异的滑动特征并且包含一种热塑性的芳香族聚醚酮(例如PEEK)作为基础材料，按重量计10％至40％的具有小于20μm的平均粒度的聚四氟乙烯作为碳氟聚合物以及按重量计10％至40％的一种碳纤维。据称通过以上树脂组合物获得了高热变形温度(HDT)和高极限PV值。该热塑性的芳香族聚(醚酮)可以具有在100mlH2SO4(具有1.84g/cm3的密度)中的0.1g聚合物溶液上在25℃下测量的在0.7与2.6(dL/g)之间的特性粘度(IV)。美国专利5,131,827披露了一种适合用于涡旋式压缩机部件的PEEK/(PTFE)组合物，包含60重量份PEEK、30重量份SiC晶须、10重量份碳纤维、7重量份(PTFE)，特别是L150J(PTFE)(所述(PTFE)具有9μm的平均粒径)，以及3重量份的氮化硼(BN)。EP1454963A1披露了低分子量(PTFE)的合成，其特征在于5μm的数均粒度、在380℃下测量的2.0×105泊(2.0×104Pa.s)的熔体粘度和327℃的熔点。包含PEEK(VictrexPEEK450G)和相对于PEEK和(PTFE)的总质量0.025％和0.005％质量的所述低分子量(PTFE)的树脂组合物在实例8和9中例示。所述PEEK/(PTFE)树脂用作一种模制材料。然而，在本领域对于PAEK/(PTFE)组合物仍然存在不足，这些PAEK/(PTFE)组合物尤其适合于制造薄PAEK-基膜和线材涂层，因此具有低的电弧起痕倾向和非常低的介电常数由此提供增强的电绝缘特性，但是还具有高性能特性(包括高温性能、机械强度、化学耐性、高耐摩擦和磨损性，良好的耐火性、低烟雾)的组合并且此外提供了优异的可加工性/流动能力，尤其提供了改进的熔体和涂层挤出。因此，对于薄PAEK-基膜仍然存在高度需求，该膜在熔体制造过程中具有降低的撕裂和/或成孔的倾向和/或具有改进的表面外观(例如，具有更低量的表面缺陷)和/或具有增加的平滑度。对于薄PAEK-基线材涂层也仍然存在一种高度需求，这些涂层在涂层挤出过程中具有降低的撕裂和/或表面断裂倾向。专利技术概述本申请人现已出人意料地发现了有可能提供有利地满足上述需要(包括增强的电绝缘特性和改进的适合于优异的熔体和涂层挤出的熔体可加工性)的PAEK/PTFE组合物。因此，本专利技术涉及一种组合物[组合物(C)]，包括：-按重量计(wt.％)从0.1％至99.9％的至少一种聚(芳基醚酮)聚合物[下文中为(PAEKHMF)聚合物]，该聚合物具有根据ASTM方法D1238测量的在400℃下并且在2.16kg的负荷下等于或高于8g/10min的熔体流动速率(MFR)，-从0.1wt.％至50wt.％的至少一种聚(四氟乙烯)聚合物[下文中为(PTFE)聚合物]，该聚合物具有等于或低于10μm的D50粒度，并且具有在372℃下根据修改的ASTMD-1238-52T方法测量的等于或低于1×105Pa.s的熔体粘度，-从0至50wt.％的至少一种聚(芳基醚砜)聚合物[下文中为(PAES)聚合物]，该聚合物具有根据ASTM方法D1238测量的在365℃下并且在5.0kg的负荷下至少15g/10min的熔体流量，-从0至50％wt.％的至少一种增强填充剂，并且其条件是：-如果该组合物(C)包含当根据ASTM方法D1238在365℃下并且在5.0kg的负荷下测量时具有大于22g/10min的熔体流量的(PAES)聚合物，则该(PTFE)聚合物以小于40wt.％的量存在，并且-如果该组合物(C)包含当根据ASTM方法D1238在365℃下并且在5.0kg的负荷下测量时具有22g/10min或更小的熔体流量的(PAES)聚合物，则该(PTFE)聚合物以小于30wt.％的量存在，并且其中所有的％是基于该组合物(C)的总重量。在本文的其余部分，为了本专利技术的目的，表述“(PAEKHMF)聚合物”理解为既是复数也是单数，也就是说，本专利技术的组合物可包含一种或多于一种(PAEKHMF)聚合物。应理解的是这同样适用于表述“(PAES)聚合物”，“(PTFE)聚合物”和“增强填充剂”。聚(芳基醚酮)聚合物为了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物[组合物(C)]，包含：‑按重量计(wt.％)从0.1％至99.9％的至少一种聚(芳基醚酮)聚合物[下文中为(PAEKHMF)聚合物]，该聚(芳基醚酮)聚合物具有根据ASTM方法D1238测量的在400℃下并且在2.16kg的负荷下等于或高于8g/10min的熔体流动速率(MFR)，‑从0.1wt.％至50wt.％的至少一种聚(四氟乙烯)聚合物[下文中为(PTFE)聚合物]，该聚合物具有等于或低于10μm的D50粒度，并且具有在372℃下根据修改的ASTM D‑1238‑52T方法测量的等于或低于1×105Pa.s的熔体粘度，‑从0至50％wt.％的至少一种聚(芳基醚砜)聚合物[下文中为(PAES)聚合物]，该聚合物具有根据ASTM方法D1238测量的在365℃下并且在5.0kg的负荷下至少15g/10min的熔体流量，以及‑从0至50％wt.％的至少一种增强填充剂，其条件是：‑如果该组合物(C)包含当根据ASTM方法D1238在365℃下并且在5.0kg的负荷下测量时具有大于22g/10min的熔体流量的(PAES)聚合物，则该(PTFE)聚合物以小于40wt.％的量存在，并且‑如果该组合物(C)包含当根据ASTM方法D1238在365℃下并且在5.0kg的负荷下测量时具有22g/10min或更小的熔体流量的(PAES)聚合物，则该(PTFE)聚合物以小于30wt.％的量存在，并且其中所有的％是基于该组合物(C)的总重量。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.11.28 EP 12194544.8;2012.09.04 US 61/6965281.一种组合物[组合物(C)]，包含：-按重量计从40wt.％至90wt.％的至少一种聚(芳基醚酮)聚合物[下文中为(PAEKHMF)聚合物]，该聚(芳基醚酮)聚合物具有根据ASTM方法D1238测量的在400℃下并且在2.16kg的负荷下15g/10min至80g/10min的熔体流动速率(MFR)，-从8wt.％至50wt.％的至少一种聚(四氟乙烯)聚合物[下文中为(PTFE)聚合物]，该聚合物具有通过动态或激光散射技术或根据DIN53196使用筛析测量的2μm至8μm的D50粒度，并且具有在372℃下根据修改的ASTMD-1238-52T方法测量的等于或低于1×105Pa.s的熔体粘度，其中所述ASTMD-1238-52T方法被修改如下：筒体、孔口和活塞尖端由耐腐蚀合金，哈氏合金19制成，-从0至50wt.％的至少一种聚(芳基醚砜)聚合物[下文中为(PAES)聚合物]，该聚合物具有根据ASTM方法D1238测量的在365℃下并且在5.0kg的负荷下至少15g/10min的熔体流量，以及-从0至50wt.％的至少一种增强填充剂，其条件是：-如果该组合物(C)包含(PAES)聚合物，则该(PAEKIIMF)聚合物以40wt.％至70wt.％的量存在，-如果该组合物(C)包含当根据ASTM方法D1238在365℃下并且在5.0kg的负荷下测量时具有大于22g/10min的熔体流量的(PAES)聚合物，则该(PTFE)聚合物以小于40wt.％的量存在，并且-如果该组合物(C)包含当根据ASTM方法D1238在365℃下并且在5.0kg的负荷下测量时具有22g/10min或更小的熔体流量的(PAES)聚合物，则该(PTFE)聚合物以小于30wt.％的量存在，并且其中所有的％是基于该组合物(C)的总重量。2.根据权利要求1所述的组合物(C)，其中该(PAEKHMF)聚合物的重复单元的大于50％摩尔是选自下组的重复单元(RPAEK_HMF)，该组由在此以下的式(J-A)至(J-O)组成：其中：-每个R’，彼此相同或不同，选自由卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚基、硫醚基、羧酸基、酯基、酰胺基、酰亚胺基、碱金属或碱土金属磺酸基、烷基磺酸基、碱金属或碱土金属膦酸基、烷基膦酸基、胺基...

【专利技术属性】
技术研发人员：A克汉，DA菲什，MJ埃希布里，
申请(专利权)人：索尔维特殊聚合物美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US