模塑和成型聚合物共混料的方法技术

提供了一种模塑和成型含有至少一种热塑性聚合物和未交联热固性和／或可聚合的环氧树脂的聚合物共混料的方法。该方法用来制造增强预浸料坯。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，该共混料包括至少一种热塑性聚合物和未交联的热固性和/或可聚合的环氧树脂。对有关申请的交互参考没有可适用的。有关联邦赞助的研究的陈述没有可适用的。本专利技术涉及由包括分散了交联的或聚合的环氧颗粒的热塑性相的材料制成的成形制品。所述的制品可以用本专利技术的方法得到。包括与环氧树脂共混的热塑性聚合物的聚合物共混料的模塑和成型方法是已知的。所述方法的优点涉及一个事实，即某些热塑性聚合物从其高加工温度的观点看是难于模塑和成型的。通过将聚合物与没有交联的或低分子量环氧树脂共混，就能够在较低的温度下成型该聚合物。为了得到具有有效的热塑性聚合物良好性能的成型制品，在成型步骤之后需要将环氧树脂和热塑性聚合物分离，以得到分散环氧颗粒的热塑性聚合物与连续基质。制造在交联环氧树脂的连续相中分散了热塑性聚合物颗粒的材料，由这种材料制成产品的方法也是已知的。在后一种情况下，得到的产品的性能是由分散的热塑性树脂颗粒稍微调节的交联环氧树脂的性能。美国专利3,763,088叙述了一种方法，其中非结晶的热塑性树脂与未交联的环氧树脂共混。可以在高温下，在熔体挤塑机中通过干共混和熔融混合各个组分来制备共混料。可以通过注塑成型热熔体。要选择环氧树脂的相对数量，使得最终的结构得到聚合物颗粒的连续相，其中分散了未交联的环氧树脂颗粒。为了得到这样的结构，重要的是要使用具有足够高分子量的环氧树脂。实施例中使用了分子量为3600-8000的环氧树脂。美国专利4,623,558叙述了一种方法，其中，在低于系统交联温度的温度下，热塑性树脂与未交联的环氧树脂及热引发剂或光引发剂共混。在与玻璃织物合并后，将共混料加热和交联。然而，对于具有高熔点或高玻璃化温度的聚合物，比如聚亚苯基醚，当热塑性树脂的相对量太高时，在低于交联温度的温度下，不可能得到均匀的聚合物、环氧树脂和引发剂共混料。实际上，本专利的方法只适合于加工在交联后形成在其中分散了热塑性聚合物颗粒的交联环氧树脂连续相的共混料。美国专利5,382,384及其母专利美国专利5,250,228叙述了一种方法，其中热塑性树脂、热固性树脂、导电填料和交联剂混合在一起，其中在混合物交联温度以下的温度下成型，其中被成型的混合物被迅速地加热到交联温度，并在交联温度下交联。在低于交联剂的交联温度以下进行混合。如上所述，这使如聚亚苯基醚这样的高熔点聚合物不可能使用比较多的数量。欧洲专利申请EP-B-0 537 005叙述了一种制造预浸料坯的方法，其中在100-130℃的温度下，将聚亚苯基醚聚合物与液体环氧材料共混，任选地加入阻燃剂和催化剂。然后将该共混料造粒成为颗粒，将此颗粒与一种或几种增强织物或增强纤维混合，在210-250℃的温度和压力下，将如此得到的混合物交联。在低于环氧树脂交联温度的温度下进行聚亚苯基醚和环氧树脂的共混。这就极大地限制了此方法的可能性。在《聚合物》(Polymer)35卷，第20期，1994，第3450页中叙述了一种方法，其中在175℃下，在Brabender捏炼机中捏炼大约1个小时制备环氧树脂和聚亚苯基醚(PPE，一种热塑性树脂)的溶液。作为一种选择方案，建议通过在共转双螺杆挤塑机中，混合5-10分钟来制备共混料。然后在Brabender混合机中，在大约2分钟内，将交联剂加到均匀的溶液中。得到的化合物被加压模塑和交联，交联周期2小时，然后在200℃下后交联4小时。在175℃的温度下混合环氧树脂/PPE混合物，特别是与多于20％(重量)的PPE混合，得到对于许多工程上使用的成型方法，如注塑来说太粘稠的组合物。现在已经发现，即使在所选择的熔体混合温度下是快的交联剂或催化剂，也可以在高温(对于PPE是在220℃以上的温度)下操作而不会引起环氧树脂的过早反应。通过快速的混合就可以保证做到这一点。根据各个组分的性质和所需要的温度不同，本专利技术方法第二步的混合时间可以远低于2分钟。本专利技术提供了一种成型聚合物共混料的简单而有效的方法，该共混料包含一种或几种热塑性聚合物和未交联的热固性和/或可聚合的环氧树脂。用本专利技术的方法，可以使用比较快速的交联和/或聚合系统，导致短的周期。用本专利技术的方法使得可以在低于其正常的加工温度下成型聚合物。对于在其加工温度下是不稳定或对氧化敏感的热塑性材料的加工来说，这是很重要的。使用本专利技术的方法，还可以加入一般聚合物加工温度下是热不稳定的聚合物材料中。使用本专利技术的方法，可以成型共混料，和在成型步骤之后交联和/或聚合共混料中的环氧树脂，即使使用比较多的具有高熔点或高玻璃化温度的热塑性树脂时。本专利技术提供了一种制备聚合物组合物的方法，该方法包括(a)在高于热塑性聚合物的玻璃化温度或熔点以上的温度下，将至少一种热塑性聚合物与(ⅰ)未交联的环氧树脂，或(ⅱ)环氧交联剂或催化剂中的一种熔融混合，形成共混料；(b)在高于热塑性聚合物的玻璃化温度或熔点以上，将(ⅰ)环氧树脂，或(ⅱ)环氧交联剂或催化剂中的另一种与(a)中的共混料熔融混合，形成基本上未交联，但实质上可交联的和/或可聚合的组合物；(c)任选地由(b)中的组合物形成成型制品；和(d)将任选形成的成型制品快速交联和/或快速聚合。附图示意地说明适合于本专利技术方法的设备。附图说明图1表示所谓双组分共注塑机的改进注嘴。图2表示适合于本专利技术方法的修改的挤塑机。图3表示连续制造预浸料坯的设备。在图1中，示意地显示了双组分共注塑机的混合头。通过通道1和2，将两种低粘度的聚合体送到装在注嘴3中的静态混合芯4中。该聚合体可以是比如热塑性聚合物和未交联的环氧树脂的共混料在一方，载体树脂和交联剂或催化剂为另一方。在静态混合芯4中混合后，得到基本上未交联，但实质可交联的组合物，它离开注嘴3的孔进行任选的进一步的成型和交联。图2的修改的挤塑机安装有两个加料口。加料口(1)在挤塑机的喉部，而加料口(2)靠近挤塑机的出口注嘴处。挤塑机主要包括一连串的机筒，形成一个长管状结构，该长管是一个其中安装单螺杆或双螺杆的机构。该螺杆包括了几种截面。如通过不同类型的阴影表示的图2所示，在靠近加料口(2)处的螺杆优选具有能保证充分混合全部组分的截面。图3示意性地表示图2的挤塑机和制备预浸料坯的装置。在图3中，一个，或者如实际所示的两个辊(3)将玻璃织物和来自挤塑机的低粘度组合物一起，送入两对辊(4)中。辊(4)将玻璃织物与来自挤塑机的组合物结合成为预浸料坯。本专利技术提供了一种制备聚合物组合物的方法，该方法包括(a)将至少一种热塑性聚合物与(ⅰ)未交联的环氧树脂，或(ⅱ)环氧交联剂或催化剂中的一种熔融混合，形成共混料；(b)进一步将(ⅰ)环氧树脂，或(ⅱ)环氧交联剂或催化剂中的另一种与步骤(a)中的共混料熔融混合，形成基本上未交联，但实质可交联的和/或可聚合的组合物；(c)任选地由步骤(b)中的组合物形成成型制品；和(d)将任选形成的成型制品快速交联和/或快速聚合。一个优选的实施方案提供了一种方法，其中一起使用环氧树脂和环氧交联剂或催化剂，在上述方法的步骤(b)的熔体混合使用的温度下，在2分钟之内显示出相分离，这为粘度增加所证实。在另一个优选的实施方案中，上述方法的交联步骤(d)在60分钟内完成。另一个优选的实施方案提供了一个方法，其中选择至少一种热塑性聚合物、未交本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备聚合物组合物的方法，该方法包括如下的步骤： （ａ）将至少一种热塑性聚合物，在高于该热塑性聚合物的玻璃化温度或熔融温度的温度下与（ｉ）未交联的环氧树脂，或（ｉｉ）环氧交联剂或催化剂中的一种熔融混合，形成共混料； （ｂ）在高于该热塑性聚合物的玻璃化温度或熔融温度的温度下，进一步将（ｉ）环氧树脂，或（ｉｉ）环氧交联剂或催化剂中的另一种与步骤（ａ）中的共混料熔融混合，形成基本上未交联，但实质上可交联的组合物、可聚合的组合物，或者可交联且可聚合的组合物； （ｃ）任选地由步骤（ｂ）中的组合物形成成型制品；和 （ｄ）将任选形成的成型制品快速交联和／或快速聚合。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：EA范登贝里，MCA范德尔雷，CME拜利，RW文德尔波施，JE福尔图恩，FJ维尔森，G德维特，王华，SC雅纳，AJ萨勒姆，JM卡拉赫尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]