低毒性聚(醚酰亚胺‑硅氧烷)‑芳香族聚酮组合物、制造方法及由其制成的制品技术

一种热塑性组合物，包含具有基于聚(醚酰亚胺‑硅氧烷)共聚物的总重量大于0至小于50重量百分比的硅氧烷含量的聚(醚酰亚胺‑硅氧烷)共聚物；芳香族聚酮和具有0.1‑2微米的粒径的矿物填料。该热塑性组合物具有根据EN53505测定的比不含芳香族聚酮、矿物填料或两者的相同的组合物更低的毒性指数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】低毒性聚(醚酰亚胺-硅氧烷)-芳香族聚酮组合物、制造方法及由其制成的制品
本公开涉及包含聚(醚酰亚胺-硅氧烷)共聚物的热塑性组合物，制造方法和含有该热塑性组合物的制品。
技术介绍
聚(醚酰亚胺-硅氧烷)共聚物(也称为聚硅氧烷/聚酰亚胺嵌段共聚物)由于它们的阻燃性能和高温稳定性而研究于各种各样需要阻燃性的应用，例如作为电线的涂层。共聚物对于这种类型的应用是有吸引力的，因为聚醚酰亚胺嵌段赋予期望的性能，如耐高温性、高强度、良好的耐磨性、良好的阻燃性能和低烟密度，而聚硅氧烷嵌段贡献了柔性、良好的低温性能和温度稳定性。即使如此，难以获得满足最严格的可燃性标准，例如，欧洲EN标准的所有要求的组合物。芳香族聚酮如聚芳醚酮是由于它们的耐高温、可结晶性、熔体挤出性和注塑成型性而具有价值的结晶聚合物，从而使它们在许多应用中是多用途的和有用的。聚合物的结晶是聚合物加工中的重要特征，因为在结晶期间形成的结构可以影响聚合物产品的机械和物理性能。聚合物在加工条件下的结晶对于优化加工条件而获得具有期望的性能的产品是必需的。芳香族聚酮，如聚芳醚酮，经常遭受脆性，例如，不良的韧性(低延展性)的缺点，使其不适于许多应用。长期以来存在开发出具有比芳香族聚酮更好的延展性的组合物，并仍然保留聚芳醚酮组合物中发现的有利加工特征的需要。试图以聚芳醚酮共混物解决这个问题，但是这些共混物已经遭受如延展性不足，分层等的缺陷。因此，本领域仍然存在对于具有期望的物理性能，包括低可燃性、低毒性和高温稳定性的组合的改进的热塑性组合物的需要。特别难以结合高冲击强度获得这些特性。如果组合物还具有低弯曲模量和高拉伸伸长率，其将是进一步特别有用的。对于一些应用，改进的撕裂强度结合上述性能将是特别有用的。
技术实现思路
热塑性组合物包含25至95重量百分比的聚(醚酰亚胺-硅氧烷)共聚物，其基于聚(醚酰亚胺-硅氧烷)共聚物总重量，具有大于0至小于50重量百分比的硅氧烷含量；5至85重量百分比的芳香族聚酮；和大于0至15重量百分比的矿物填料，其优选具有0.1-2微米的粒径；其中矿物填料包括高岭土、滑石或包含上述中的至少一种的组合；其中所有重量百分比都基于组合物的总重量；并且其中热塑性组合物具有根据EN53505测定的比没有芳香族聚酮、矿物填料或两者的相同组合物更低的毒性指数，或热塑性组合物具有比不含芳香族聚酮、矿物填料或两种的相同热塑性组合物更低的HCN/苯比率。在另一个实施方式中，基于组合物的总重量，热塑性组合物包含25至95重量百分比的聚(醚酰亚胺-硅氧烷)共聚物，其基于聚(醚酰亚胺-硅氧烷)共聚物总重量，具有大于0至小于50重量百分比的硅氧烷含量；以及大于0至15重量百分比的高岭土，滑石或包含上述中的至少一种的组合；其中热塑性组合物具有根据EN53505测定的比不包含矿物填料的相同热塑性组合物更低的HCN/苯比率，比没有矿物填料的相同组合物更低的毒性指数，或两者。可替换地，基于组合物的总重量，热塑性组合物包含25至95重量百分比的聚(醚酰亚胺-硅氧烷)共聚物，其基于聚(醚酰亚胺-硅氧烷)共聚物总重量，具有大于0至小于50重量百分比的硅氧烷含量；以及5至75重量百分比的芳香族聚酮，其中热塑性组合物具有根据EN53505测定的比无芳香族聚酮的相同组合物更低的毒性指数，或热塑性组合物具有比不含芳香族聚酮的相同热塑性组合物更低HCN/苯比率，或两者。还描述了包含前述组合物的制品，包括电线，其包括缆芯线(conductorwire)和设置于缆芯线上的包层，其中包层包含热塑性组合物。电线包括缆芯线和设置于缆芯线上的包层，其中包层包括含热塑性组合物，并且其中包覆缆芯线的热塑性组合物具有以下性能中的一种或多种：在23℃下24小时后根据UL-1581测定的大于30MPa的拉伸应力；在23℃下24小时后根据UL-1581测定的大于100％的拉伸伸长率。还公开了包括电线的制品。上述和其它特征由以下附图和详细描述举例说明。附图说明以下附图是示例性实施方式。图1显示了包含聚(醚酰亚胺-硅氧烷)共聚物和不同量的芳香族聚酮的热塑性组合物的毒性数据。在左轴(三角形)上提供了每种组合物根据EN50305测试方法测定的ITC值，并且在右轴(菱形)上提供了每种组合物使用如本文所述的GC-MS测试方法测定的HCN/苯的峰高的比值。图2显示了各种气体对具有不同芳香族聚酮负载量的聚(醚酰亚胺-硅氧烷)组合物的ITC毒性贡献。应注意，HCN与所有其他所示气体相比占ITC毒性值的最大部分。具体实施方式本文描述的是包含聚(醚酰亚胺-硅氧烷)共聚物和芳香族聚酮、矿物填料或两者的热塑性组合物。本专利技术人出乎意料地发现，聚(醚酰亚胺-硅氧烷)与特定的芳香族聚酮、矿物填料或两者的组合可以提供具有改善的物理性能的组合物，且特别是EN50305可燃性测试中的改善的ITC值。该组合物特别适用于制备需要满足严格的可燃性标准的制品，如用于高热应用的电线涂层。热塑性组合物包含聚(醚酰亚胺-硅氧烷)和可选的芳香族聚酮。芳香族聚酮包含式(1)的重复单元，其中Ar在每次出现时独立地是具有6至30个碳的取代或未取代的单环或多环芳香族基团。示例性的Ar基团包括但不限于苯基、甲苯基、萘基和联苯基。芳香族聚酮可以是聚芳醚酮，在这种情况下，其包含式(1)的重复单元和式(2)的重复单元，-Ar-O-(2)其中Ar定义如上。例如，芳香族聚酮可以包含聚醚酮。聚醚酮包含式(3)的重复单元，其中Ar定义如上，且Ar1在每次出现时独立地是具有6至30个碳的取代或未取代的单环或多环芳香族基团。Ar可以与Ar1相同或不同。在一些实施方式中，Ar和Ar1是苯基基团。在一些实施方式中，芳香族聚酮可以包含聚醚醚酮。聚醚醚酮包含式(4)的重复单元，其中Ar和Ar1定义如上。Ar2在每次出现时独立地是具有6至30个碳的取代或未取代的单环或多环芳香族基团。Ar、Ar1和Ar2可以相同或不同。此外，Ar、Ar1和Ar2中的两个可以彼此相同，而第三个可以是不同的。在一些实施方式中，Ar、Ar1和Ar2是苯基基团。芳香族聚酮是公知的，其中许多实例是可商购的。可商购的芳香族聚酮的实例包括以商品名PEEKTM出售，可获自VICTREX的那些。基于组合物的总重量，芳香族聚酮可以以5至75重量百分比(wt.％)的量存在。在该范围内，芳香族聚酮可以以大于或等于5wt％，或大于或等于10wt％，或大于或等于25wt％的量存在。在该范围内，芳香族聚酮还可以以小于或等于75wt％，或小于或等于50wt％的量存在。聚(醚酰亚胺-硅氧烷)共聚物包含聚醚酰亚胺单元和聚硅氧烷单元，例如，5至1000或10至500个醚酰亚胺单元和硅氧烷单元。聚醚酰亚胺单元包含式(5)的结构单元其中每个R是相同的或不同的，并且是取代或未取代的二价有机基团，如C6-20芳香族烃基团或其卤代衍生物、直链或支链C2-20亚烷基基团或其卤代衍生物、C3-8亚环烷基基团或其卤代衍生物，具体地式(6)的二价基团其中Q1是-O-、-S-、-C(O)-、-SO2-、-SO-、-CyH2y-，其中y是1至5的整数，或其卤代衍生物(包括全氟亚烷基基团)，或-(C6H10)z-，其中z是1至4的整数。在一个实施方式中，R是间亚苯基、对亚苯基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热塑性组合物，基于所述组合物的总重量，包含25至小于95重量百分比的聚(醚酰亚胺‑硅氧烷)共聚物，基于所述聚(醚酰亚胺‑硅氧烷)共聚物的总重量，具有大于0至小于50重量百分比的硅氧烷含量；5‑75重量百分比的芳香族聚酮；和大于0至15重量百分比的矿物填料，包含高岭土、滑石或包含上述中的至少一种的组合，并优选地具有0.1至2微米的粒径；其中所述热塑性组合物具有根据EN 53505测定的比不包含所述芳香族酮、所述矿物填料或二者的相同的热塑性组合物更低的毒性指数，或比不包含所述芳香族聚酮、所述矿物填料或二者的相同的热塑性组合物更低的HCN/苯比率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.31 US 62/140,5321.一种热塑性组合物，基于所述组合物的总重量，包含25至小于95重量百分比的聚(醚酰亚胺-硅氧烷)共聚物，基于所述聚(醚酰亚胺-硅氧烷)共聚物的总重量，具有大于0至小于50重量百分比的硅氧烷含量；5-75重量百分比的芳香族聚酮；和大于0至15重量百分比的矿物填料，包含高岭土、滑石或包含上述中的至少一种的组合，并优选地具有0.1至2微米的粒径；其中所述热塑性组合物具有根据EN53505测定的比不包含所述芳香族酮、所述矿物填料或二者的相同的热塑性组合物更低的毒性指数，或比不包含所述芳香族聚酮、所述矿物填料或二者的相同的热塑性组合物更低的HCN/苯比率。2.一种热塑性组合物，基于所述组合物的总重量，包含25至小于100重量百分比、优选85至95重量百分比的聚(醚酰亚胺-硅氧烷)共聚物，基于所述聚(醚酰亚胺-硅氧烷)共聚物的总重量，具有大于0至小于50重量百分比的硅氧烷含量；和大于0至15重量百分比、优选5至15重量百分比的矿物填料，包含高岭土、滑石或包含上述中的至少一种的组合；其中所述热塑性组合物具有根据EN53505测定的比不包含所述矿物填料的相同的热塑性组合物更低的毒性指数，或比不包含所述矿物填料的相同的热塑性组合物更低的HCN/苯比率；优选地其中所述热塑性组合物具有比不包含所述矿物填料的相同的热塑性组合物更低的HCN/苯比率。3.根据权利要求2所述的热塑性组合物，其中，所述矿物填料具有0.1至2微米的粒径。4.一种热塑性组合物，基于所述组合物的总重量，包含15至95重量百分比的聚(醚酰亚胺-硅氧烷)共聚物，基于所述聚(醚酰亚胺-硅氧烷)共聚物的总重量，具有大于0至小于50重量百分比的硅氧烷含量；和5-85重量百分比的芳香族聚酮；其中所述热塑性组合物具有根据EN53505测定的比不包含所述芳香族酮的相同的热塑性组合物更低的毒性指数，或比不包含所述芳香族聚酮的相同的热塑性组合物更低的HCN/苯比率。5.根据权利要求1至4中任一项或多项所述的热塑性组合物，其中，所述热塑性组合物具有以下性质中的一种或多种：根据ASTMD790测定的150至3000MPa的弯曲模量；根据ASTMD790测定的大于50MPa的弯曲强度；根据ASTMD1238测定的大于75的肖氏D硬度；根据ASTMD638测定的大于2500MPa的拉伸模量；根据ASTMD638测定的大于20MPa的拉伸强度；根据ASTMD638在23℃下测定的大于10％的拉伸伸长率；根据ASTMD1238测定的5至150g/10分钟的熔体流动速率；或根据ISO34-1测定的大于20N/mm的撕裂强度。6.根据权利要求1或4至5中任一项或多项所述的热塑性组合物，其中，所述芳香族聚酮包括聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚芳醚酮或包含上述中的至少一种的组合，优选聚醚醚酮。7.根据权利要求1或4至6中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈良，孟凡顺，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL