快速结晶聚酯组合物制造技术

快速结晶聚酯组合物，包括半结晶各向同性聚酯以及特定量的液晶聚合物、固体颗粒材料和用于各向同性聚酯的增塑剂。与不存在这些组分的对应组合物相比，这些组合物通常更快和／或更广泛和／或在更低温度结晶。该组合物特别可用于模塑和挤出部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
快速结晶聚酯组合物包括各向同性聚酯、液晶聚合物、任选的固体颗粒材料以及用于各向同性聚酯的增塑剂。
技术介绍
热塑性各向同性聚酯(IPEs)是重要的商业制品，被用于纤维、模塑和挤出部件、泡沫塑料以及其它应用。许多这些IPEs是半结晶的，也就是该IPE的一部分在最终应用部件中是结晶形式。半结晶聚合物中，通常聚合物的一部分以无定形(通常是玻璃态的)形式存在，聚合物的一部分以晶粒的形式存在，通常遍及聚合物分布。大多数情况下，优选的是可以结晶的IPEs以半结晶形式使用，并且通常有用的或必要的是IPE相对快速地结晶以便形成最终部件。例如，在热塑性塑料注塑中，将熔融聚合物注入模具并快速冷却直至固态。然后开模，从模具中顶出固体部件。如果该部件不是固态和/或从模具中顶出时容易变形，那么可能产生变形并由此导致不可用。从半结晶IPEs得到相对坚固部件的一个重要方面是当从模具移出时，它们是(至少部分是)结晶的。但是，一些半结晶IPEs结晶非常缓慢，这样它们将不得不长时间留在模具中，以使它们能够脱模而没有显著的变形。这将导致模塑周期长，这是非常不理想的并且不经济。为了解决一些IPEs结晶缓慢这一问题，已经发展所谓的“结晶包(crystallization packages)”或“结晶引发剂体系”用于结晶缓慢的聚酯。这些包提供快得多的结晶引发和/或自身结晶和/或低得多的结晶温度。例如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)是一种结晶缓慢的IPE，由于模塑周期非常长和/或所需模具温度高，其自身通常不适合注塑。但是，已经发展了用于该IPE的结晶包，使其适于注塑及其它成型方法。用于PET的典型结晶包为钠离子源，例如钠或含羧酸的聚合物的钠盐以及用于PET的少量增塑剂，参见例如US专利Re32,334。由于不是所有的IPEs都结晶缓慢，更快的结晶可以产生更理想的，更短的熔融加工周期。US专利6,221,962记载了含有LCP、具有反应性官能团的增韧剂以及热塑性塑料的组合物。但是并未提及存在含有增塑剂的特定组合物。US专利4,753,980记载了含有某些增韧剂的聚酯组合物。但是在专利中没有提及使用LCPs。US专利4,438,236和4,433,083记载了LCPs与各种热塑性塑料的共混物。但是没有特别提及含有聚酯和增塑剂的组合物。S.H.Kim等人在J.Appl.Polym.Sci.，67卷，1383-1392页(1998)报道“……添加10重量％的液晶聚合物增强填充料加快了PET的结晶速率”。但是没有提及在这些组合物中使用增塑剂。
技术实现思路
本专利技术涉及一种组合物，其包括(a)至少35重量％的半结晶各向同性聚酯(IPE)，其熔点为约100℃或更高；(b)约0.1到约40重量％的液晶聚合物(LCP)，其熔点至少比所述各向同性聚酯的冷却结晶点(CCP)高50℃，或者如果所述各向同性聚酯没有冷却结晶点，那么所述液晶聚合物的所述熔点为约150℃或更高；(c)0.0到约60重量％的固体颗粒材料；以及(d)约0.2到约15重量％的用于所述各向同性聚酯的增塑剂；其中(a)和(c)的重量百分比基于全部组合物的重量，(b)和(d)的重量百分比基于所述组合物中(a)的重量。本专利技术还涉及一种用于由各向同性聚酯形成成型部件的方法，包括将组合物从高于所述各向同性聚酯熔点的温度冷却到低于所述熔点的温度，其中所述组合物包括(a)至少35重量％的半结晶各向同性聚酯，其熔点为约100℃或更高；(b)约0.1到约40重量％的液晶聚合物，其熔点至少比所述各向同性聚酯的冷却结晶点高50℃，或者如果所述各向同性聚酯没有冷却结晶点，那么所述液晶聚合物的所述熔点为约150℃或更高；(c)0.0到约60重量％的固体颗粒材料；以及(d)约0.2到约15重量％的用于所述各向同性聚酯的增塑剂； 其中(a)和(c)的重量百分比基于全部组合物的重量，(b)和(d)的重量百分比基于所述组合物中(a)的重量。用于该方法的优选组合物对于上述组合物(本身)也是优选的。专利技术详述在此使用某些术语，并且在下文对其中的一些进行定义。“液晶聚合物”表示当使用TOT测试或其任何适当变化加以测试时各向异性的聚合物，如US专利4,118,372中所述，在此通过引用包括在本专利技术中。有用的LCPs包括聚酯、聚(酯-酰胺)以及聚(酯-酰亚胺)。一种LCP的优选形式为“全芳香族的”，也就是说聚合物主链中的所有基团都是芳香族的(除连接基团，例如酯基以外)，但可以存在不是芳香族的侧基。“各向同性”在此表示当通过如上所述的TOT测试加以测试时，是各向同性的聚合物。LCPs和各向同性聚合物是相互排除的物质。优选IPE在组合物中为连续相。这一点可以通过适当形式的显微镜测定。“IPE”表示各向同性的缩聚物，其中连接重复单元的基团50％以上为酯基。因此IPEs可以包括聚酯、聚(酯-酰胺)和聚(酯-酰亚胺)，只要超过一半的连接基团为酯基。优选至少70％的连接基团为酯，更优选至少90％的连接基团为酯，以及尤其优选基本上所有的连接基团为酯。酯连接基团的比例可以根据用于制备IPE的单体的摩尔比率初步近似估算。除非另有说明，根据ASTM方法D3418，使用10℃/分钟的加热速率测量熔点。熔融吸热的最大值作为熔点，并在首次加热时测量。如果存在多个熔点，最高熔点作为聚合物的熔点。除LCPs之外，熔点优选具有与该熔点有关的至少3J/g的熔化热。LCPs的熔点在第二次加热取得。在此对于组合物中的组分，包括(a)、(b)、(c)和(d)，使用的单数形式，例如“一种IPE”或“一种颗粒固体”也表示复数形式，这样可以存在多种这些物质，所述这些物质满足在此阐明的限制条件。“颗粒固体”表示细分的，在熔融混合条件(参见下文)下足以分散到组合物中的任何固体(在组合物通常经受的温度下不熔)。通常，颗粒固体是已经用于热塑性组合物的材料，例如颜料、增强剂和填料。颗粒固体在其上可以有或没有涂层，例如施胶和/或改善颗粒固体对组合物的聚合物的粘附。颗粒固体可以是有机或无机的。有用的颗粒固体包括矿物，例如粘土、滑石、硅灰石、云母和碳酸钙；各种形式的玻璃，例如玻璃纤维、碎玻璃、实心或空心玻璃球；碳，例如碳黑或碳纤维；二氧化钛；短纤、原纤或类纤维形式的芳族聚酰胺；以及阻燃剂，例如氧化锑、偏锑酸钠和适当的不熔有机化合物。优选的颗粒固体为硅灰石、云母、滑石、玻璃，特别是玻璃纤维、以及碳酸钙。“CCP”表示如下测定的值。使用温度为50℃的模具将“纯”(在组合物中除少量材料，例如在注塑工艺中可能需要抗氧化剂以稳定IPE之外，没有其它组分)IPE或含IPE的组合物注塑成1.59毫米(1/16″)厚的样片。从样片将一个合适尺寸的试样(对于测试仪)置于差示扫描量热计(DSC)中，并以10℃/分的速率从环境温度(大约20-35℃)加热。当受热时，来自IPE结晶的放热峰作为CCP。如果在IPE熔点下没有结晶放热，那么IPE没有CCP。“CCP”也可以通过“快速骤冷法”测定。在该方法中，纯IPE或含IPE的组合物被模塑成样条。将来自样条的试样置于DSC盘中并快速加热到高于该材料的熔点(对于PET通常为约270℃)的温度，然后在干冰/丙酮混合物或液氮中快速骤冷。然后将材料置于DSC中并平衡到0℃。然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，包括，（ａ）至少３５重量％的具有约１００℃或更高熔点的半结晶各向同性聚酯；（ｂ）约０．１到约４０重量％的液晶聚合物，其熔点至少比所述各向同性聚酯的冷却结晶点高５０℃，或者如果所述各向同性聚酯没有冷却结晶点，那么所 述液晶聚合物的所述熔点为约１５０℃或更高；（ｃ）０．０到约６０重量％的固体颗粒材料；以及（ｄ）约０．２到约１５重量％的用于所述各向同性聚酯的增塑剂；其中（ａ）和（ｃ）的重量百分比基于全部组合物的重量，（ｂ）和（ｄ）的 重量百分比基于所述组合物中（ａ）的重量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：GR阿尔姆斯，NJ克罗夫特，C格鲁纳，T科巴雅施，MJ莫利托尔，C布里索特，H施特根，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]