增韧聚芳硫醚组合物制造技术

提供了聚合物组合物，其包含聚芳硫醚、无机纤维、冲击改性剂和官能化的偶联体系。官能化的偶联体系包括二硫化物化合物和有机硅烷化合物。有机硅烷化合物与二硫化物化合物的重量比为约0.1‑约10。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求2014年2月11日提交的美国临时申请序列号61/938214的优先权的，其全部内容通过引用并入本文。专利技术背景聚合物材料广泛用于多种不同设备。随着对于更薄设备的需求的增加，因此存在对于具有更高的性能的可以被模制成所需的构型的塑料材料的需求。一种这样的材料是聚苯硫醚(“PPS”)，这是高性能的聚合物，能经受高的热、化学和机械应力。PPS通常经由对二氯苯与碱金属硫化物或碱金属氢硫化物的聚合形成，形成在端基包括氯的聚合物。为了改善冲击强度，通常将冲击改性剂(例如，弹性体聚合物)与PPS组合物共混。遗憾的是，大多数冲击改性剂与PPS不相容，这可能导致组分随着时间发生相分离和相应的机械性能的降低。如此，目前存在对于能够表现出良好的冲击强度而不牺牲其它性质的聚芳硫醚组合物的需要。专利技术概述根据本专利技术的实施方案，公开了聚合物组合物，其包含聚芳硫醚、无机纤维、冲击改性剂和官能化的偶联体系。官能化的偶联体系包括二硫化物化合物和有机硅烷化合物。有机硅烷化合物与二硫化物化合物的重量比为约0.1-约10.将在下面更详细地阐述本专利技术的其它特征和方面。详细说明本领域技术人员理解本申请的讨论仅是示例性实施方案的描述，并且不旨在限制本专利技术的更宽的方面。一般而言，本专利技术涉及聚合物组合物，其包括聚芳硫醚、冲击改性剂和无机纤维(例如，玻璃纤维)。组合物也包含官能化的偶联体系，其包括二硫化物化合物和有机硅烷化合物的组合。不希望受限于理论，据信官能化的偶联体系可以实现多种功能，其全部都可以显著改善冲击改性剂和无机纤维与聚芳硫醚的相容。例如，有机硅烷化合物可以经历与无机纤维和/或冲击改性剂的反应，由此允许这样的组分反应性偶联至聚芳硫醚。同时，二硫化物可以经历与聚芳硫醚的断链反应，以降低其熔体粘度，其可以导致无机纤维磨损降低，并且因此，改善组分之间的相容性。可以选择性控制用于官能化的偶联体系的二硫化物和有机硅烷化合物的相对量，以及聚合物组合物中体系的总量，以有助于实现各种性质之间期望的平衡。更重要的是，体系中有机硅烷化合物与二硫化物化合物的重量比通常为约0.1-约10，在一些实施方案中约0.3-约8，在一些实施方案中约0.5-约5，和在一些实施方案中，约1-约4。有机硅烷化合物，例如，可以占聚合物组合物的约0.02重量％-约4重量％，在一些实施方案中约0.05重量％-约2重量％，和在一些实施方案中，约0.1重量％-约0.8重量％。二硫化物化合物同样可以占聚合物组合物的约0.01重量％-约3重量％，在一些实施方案中约0.02重量％-约1重量％，和在一些实施方案中，约0.05重量％-约0.5重量％。整个官能化的偶联体系通常也占聚合物组合物的约0.05重量％-约5重量％，在一些实施方案中约0.1重量％-约4重量％，和在一些实施方案中，约0.2重量％-约1重量％。现在将在下面更详细地描述本专利技术的各种实施方案。I.聚合物组合物A.聚芳硫醚聚芳硫醚通常占聚合物组合物的约25重量％-约95重量％，在一些实施方案中约30重量％-约80重量％，和在一些实施方案中，约40重量％-约70重量％。用于组合物中的聚芳硫醚(一种或多种)通常具有下式的重复单元：-[(Ar1)n-X]m-[(Ar2)i-Y]j-[(Ar3)k-Z]l-[(Ar4)o-W]p-其中，Ar1、Ar2、Ar3和Ar4是6至18个碳原子的独立的亚芳单元；W、X、Y和Z是选自以下的独立二价连接基团：-SO2-、-S-、-SO-、-CO-、-O-、-C(O)O-或1至6个碳原子的烷叉基或亚烷基，其中该连接基团中的至少一种是-S-；和n、m、i、j、k、l、o和p独立地为0、1、2、3或4，条件是它们的总和不小于2。该亚芳单元Ar1、Ar2、Ar3和Ar4可以选择性地取代或未取代。有利的亚芳基单元是亚苯基、亚联苯基、亚萘基、蒽和菲。聚芳硫醚通常包括大于约30摩尔％，大于约50摩尔％，或大于约70摩尔％的亚芳基硫醚(-S-)单元。例如，聚芳硫醚可以包括至少85摩尔％的直接连接到两个芳族环的硫醚键。在一个具体的实施方案中，聚芳硫醚是聚苯硫醚，本文中的定义为包含亚苯基硫醚结构–(C6H4–S)n–(其中n是1或更大的整数)作为其组成部分。可以用于制造聚芳硫醚的合成技术通常是本领域中已知的。通过举例的方式，用于制造聚芳硫醚的方法可以包括在有机酰胺溶剂中使提供氢硫根离子的物质(例如，碱金属硫化物)与二卤代芳族化合物反应。碱金属硫化物可以是，例如，硫化锂、硫化钠、硫化钾、硫化铷、硫化铯或它们的混合物。当碱金属硫化物是水合物或含水混合物时，碱金属硫化物可以根据脱水操作在聚合反应之前进行处理。碱金属硫化物也可以在原位产生。此外，少量碱金属氢氧化物可以包括在该反应中以除去杂质或使其反应(例如，用于将这样的杂质改变为无害的物质)，例如碱金属多硫化物或碱金属硫代硫酸盐，其可以以非常小的量伴随碱金属硫化物而存在。二卤代芳族化合物可以是，但不限于，邻二卤代苯、间二卤代苯、对二卤代苯、二卤代甲苯、二卤代萘、甲氧基二卤代苯、二卤代联苯、二卤代苯甲酸、二卤代二苯基醚、二卤代二苯砜、二卤代二苯亚砜或二卤代二苯酮。二卤代芳族化合物可以单独或以它们的任意组合使用。具体的示例性二卤代芳族化合物可以包括，但不限于，对二氯苯；间二氯苯；邻二氯苯；2,5-二氯甲苯；1,4-二溴苯；1,4-二氯萘；1-甲氧基-2,5-二氯苯；4,4'-二氯联苯；3,5-二氯苯甲酸；4,4'-二氯二苯基醚；4,4'-二氯二苯基砜；4,4'-二氯代二苯亚砜；和4,4'-二氯二苯酮等。卤原子可以是氟、氯、溴或碘，并在同一二卤代芳族化合物中的两个卤原子可以相同或彼此不同。在一个实施方案中，将邻二氯苯、间二氯苯、对二氯苯或其两种或更多种化合物的混合物作为二卤代芳族化合物使用。如本领域中已知的，也可以组合使用单卤代化合物(不一定是芳族化合物)与二卤芳族化合物，用于形成聚芳硫醚的端基或用于调节聚合反应和/或聚芳硫醚的分子量。聚芳硫醚(一种或多种)可以是均聚物或共聚物。例如，二卤代芳族化合物的选择性组合可导致含不少于两种不同的单元的聚芳硫醚共聚物。例如，当对二氯苯是与间二氯苯或4,4'-二氯二苯砜组合使用时，可以形成包含具有下式的结构的链段：和具有下式的结构的链段：或具有下式的结构的链段的聚芳硫醚共聚物：聚芳硫醚(一种或多种)可以是直链、半直链、支链或交联的。直链聚芳硫醚通常包含80摩尔％或更多的重复单元–(Ar–S)–。这样的线型聚合物还可以包括少量的支链单元或交联单元，但支链或交联单元的量通常小于聚芳硫醚的总单体单元的约1摩尔％。直链聚芳硫醚聚合物可以是包含上述重复单元的嵌段共聚物或无规共聚物。半直链聚芳硫醚可以同样具有交联结构或支链结构，将少量的具有三个或更多个反应性官能团的一种或多种单体引入聚合物。以举例的方式，用于形成半直链聚芳硫醚的单体组分可以包括每个分子具有两个或更多个卤素取代基的一定量的多卤代芳族化合物，其可以用于制备支链聚合物。这样的单体可以由式R'Xn表示，其中各X选自氯、溴和碘，n为3至6的整数，并且R'为价为n的多价芳族基团，其最多可以具有约4个甲基取代基，R'中碳原子的总数为6至约16。可以用于形成半直链聚芳硫醚的每个分子本文档来自技高网...

【技术保护点】
聚合物组合物，其包含聚芳硫醚、无机纤维、冲击改性剂和官能化的偶联体系，其中所述官能化的偶联体系包括二硫化物化合物和有机硅烷化合物，其中有机硅烷化合物与二硫化物化合物的重量比为约0.1‑约10。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.11 US 61/938,2141.聚合物组合物，其包含聚芳硫醚、无机纤维、冲击改性剂和官能化的偶联体系，其中所述官能化的偶联体系包括二硫化物化合物和有机硅烷化合物，其中有机硅烷化合物与二硫化物化合物的重量比为约0.1-约10。2.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述有机硅烷化合物占聚合物组合物的约0.02重量％-约4重量％。3.根据权利要求1或权利要求2所述的聚合物组合物，其中所述二硫化物化合物占聚合物组合物的约0.01重量％-约3重量％。4.根据前述权利要求中任一项的聚合物组合物，其中所述无机纤维占聚合物组合物的约20重量％-约70重量％，所述冲击改性剂占聚合物组合物的约1重量％-约40重量％，和/或所述聚芳硫醚占聚合物组合物的约25重量％-约95重量％。5.根据前述权利要求中任一项的聚合物组合物，其中所述聚芳硫醚为直链聚苯硫醚。6.根据前述权利要求中任一项的聚合物组合物，其中所述二硫化物化合物是二苯基硫醚、二氨基二苯基二硫醚、3,3'-二氨基二苯基二硫醚、4,4’-二氨基二苯基二硫醚、二苄基二硫醚、2,2'-二硫代苯甲酸、二硫代乙醇酸、α,α'-二硫代二乳酸、β,β'-二硫代二乳酸、3,3'-二硫二吡啶、4,4'二硫代吗啉、2,2'-二硫代双(苯并噻唑)、2,2'-二硫代双(苯并咪唑)、2,2'-二硫代双(苯并唑)、2-(4'-吗啉基二硫代)苯并噻唑，或它们的组合。7.根据前述权利要求中任一项的聚合物组合物，其中所述有机硅烷化合物具有以下通式：R5-Si-(R6)3，其中，R5为硫化物基、包含1至10个碳原子的烷基硫化物、包含2至10个碳原子的烯基硫化物、包含2到10个碳原子的炔基硫化...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·R·米勒，X·涂，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