高流动性聚苯砜组合物制造技术

一种高流动性聚合物组合物，包含聚苯砜(PPSU)和PEEK‑PEDEK共聚物。该聚合物组合物出人意料地展现了改进的韧性，同时保持耐化学性，这使得该聚合物组合物适用于制造需要高流动性、抗冲击性和耐化学性的成形制品。

Composition of High Fluidity Polyphenyl Sulfone

A high flowability polymer composition comprising a polyphenylsulfone (PPSU) and PEK PEDEK copolymer. The polymer composition unexpectedly exhibits improved toughness while maintaining chemical resistance, which makes the polymer composition suitable for manufacturing shaped products requiring high fluidity, impact resistance and chemical resistance.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高流动性聚苯砜组合物相关申请的交叉引用本申请要求2016年4月29日提交的美国临时申请号62/329,482、2016年9月8日提交的欧洲专利申请号16187796.4以及2017年2月9日提交的美国临时申请号62/456,955的优先权，出于所有目的将这些申请中的每一个的全部内容通过引用结合在此。
本专利技术涉及包含聚苯砜(PPSU)和PEEK-PEDEK共聚物的高流动性聚合物组合物。
技术介绍
PPSU是高性能聚(芳醚砜)聚合物，该聚合物提供比例如聚砜(PSU)和聚醚酰亚胺(PEI)更好的抗冲击性和耐化学性。对于许多工程应用，PPSU具有出色的机械韧性和耐化学特性；然而，由于其相对较高的熔体粘度，这些优势并不总是可以利用的。对于需要非常薄的零件或层(如移动电子或线材涂层)的应用中的情况尤其如此。另一个实例是熔结丝成形加工增材制造，其中由于聚合物沉积所需的粘度可以通过使用较低的熔体粘度材料在较低温度下实现，因此聚合物沉积需要低熔体粘度，无需使用极度高的熔体温度。随时间推移，高温可能使聚合物降解并产生烧焦的物质，该物质可能堵塞增材制造设备的沉积喷嘴，或可能引入到正在制造的部分中。因此，存在对于不损害PPSU所希望的特性的高流动性PPSU组合物的需求。具体实施方式本文描述的是包含聚苯砜(PPSU)和PEEK-PEDEK共聚物(如以下描述的)的聚合物组合物，制备该聚合物组合物的方法以及包含该聚合物组合物的成形制品。诸位申请人出人意料地发现，PEEK-PEDEK共聚物与PPSU共混产生了展现出改进的可流动性和抗冲击性而不降低耐化学性的聚合物组合物。传统上，增加的PPSU可流动性已经意味着抗冲击性和耐化学性的折中。例如，已经尝试通过添加芳香族高流动性聚合物如聚醚醚酮(PEEK)、PSU，或熔体可加工的全氟聚合物如MFA、通过四氟乙烯与乙烯基甲醚共聚的共聚物，来改进PPSU流动。PEEK的添加总是造成PPSU韧性的损失。PSU的添加也损害PPSU的韧性，并且在流动方面的改进通常不是很重要。MFA的添加在熔体可流动性产生显著改进的同时，由于熔体可加工的氟聚合物(如MFA和PPSU)之间的总热力学的不相容性，导致了由组合物模制的零件的韧性降低和审美缺陷。申请人发现，PEEK-PEDEK共聚物增加了PPSU可流动性，同时克服了以上所有限制。与以上描述的其他流动增强方法不同，本方法并不损害，并且事实上改进了本专利技术聚合物组合物的韧性。而且，尽管PEEK-PEDEK共聚物的耐化学性相对弱，但申请人出人意料地发现，即使添加了显著量的PEEK-PEDEK共聚物，但添加PEEK-PEDEK共聚物到PPSU并不损害PPSU的耐化学性。因此，聚合物组合物可以展现以下描述的有利的化学和机械特性。聚合物组合物的可流动性可以通过测量熔体流动速率(MFR)和熔体粘度来确定。在一些实施例中，聚合物组合物具有如根据ASTMD1238在365℃下用5.0kg重量所测量的范围从约25g/10min至约70g/10min、优选从约35g/10min至约60g/10min、更优选从约40g/10min至约50g/10min的MFR。在可替代的实施例中，聚合物组合物具有范围从约25g/10min至约45g/10min、优选从约27g/10min至约41g/10min的MFR。在一些方面，聚合物组合物的熔体流动速率比单独PPSU(即聚合物组合物中没有其他组分的PPSU)的熔体流动速率大出约30％、优选约60％，其中该熔体流动速率是根据ASTMD1238在365℃下用5.0kg重量测量的。而且，聚合物组合物可以具有如根据ASTMD3835以380℃的温度，500s-1的剪切速率和具有15.240±0.025mm的孔口长度和1.016±0.008mm的孔口直径的模具所测量的优选范围从约200Pa·s至约550Pa·s、约250Pa·s至约500Pa·s、约300Pa·s至约450Pa·s、约350Pa·s至约550Pa·s、约365Pa·s至约500Pa·s的熔体粘度。在一些方面，聚合物组合物的熔体粘度比单独PPSU的熔体粘度低出约12％、优选约25％。伊佐德抗冲击性(Izodimpactresistance)是测量聚合物的韧性的常用方法。聚合物组合物可以具有根据ASTMD256所测量的优选范围从约11ft-lb/in至约21ft-lb/in、约12ft-lb/in至约20ft-lb/in、约13ft-lb/in至约19ft-lb/in、约14ft-lb/in至约18ft-lb/in的伊佐德缺口抗冲击性。塑料对极性有机化学品的耐化学性可以通过其对防晒乳液的耐受性来测量，该防晒乳液通常代表最苛刻的消费化学品之一。特别地，防晒乳液通常含有一系列对塑料可能是高度腐蚀的紫外线吸收化学品。代表性的防晒剂可以包含至少1.8wt.％的阿伏苯宗((1-(4-甲氧基苯基)-3-(4-叔丁基苯基)-1,3-丙二酮)、至少7wt.％的胡莫柳酯(3,3,5-三甲基环己基水杨酸酯)和至少5wt.％的奥克立林(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸2-乙基己基酯)。上述防晒剂的实例是伊洁维公司(Edgewell)(密苏里州圣路易斯)以商品名BananaSport(SPF30)可商购的。聚合物组合物的耐化学性可以使用耐环境应力开裂(ESCR)测试来测量。通过测量在样品暴露于侵蚀性化学品并且在受控环境中老化之后目视观察聚合物组合物的模制样品中的开裂或龟裂所需的最低应变(“临界应变”)来评估ESCR。通常，临界应变越高，聚合物组合物的耐化学性越高。在一些实施例中，关注的聚合物组合物具有>2.0％的对防晒剂的ESCR临界应变。临界应变的测量在以下实例中进一步描述。在一些实施例中，当根据实例中描述的程序进行评估时，聚合物组合物具有>2.0％的“对防晒剂的耐环境应力开裂(ESCR)临界应变”。以上特性使得流动增强的PPSU配制品适用于要求将韧性和耐化学性连同非常低的熔体粘度组合在一起的应用。此类应用的实例包括薄壁制品(例如，具有有厚度小于2.0mm、优选小于1.5mm以及总平均流动长度与厚度比大于50、优选大于100、并且更优选大于150的部分的制品)的注塑模制、纤维纺丝、薄成形制品(例如，小于0.05mm、优选0.025mm)的熔融挤出、用于线材的绝缘性或保护性涂层、以及通过熔结丝沉积增材制造成形制品。聚苯砜(PPSU)如在此所使用的，“聚苯砜(PPSU)”表示其重复单元的至少50mol％是式(I)的重复单元的(RPPSU)：其中：每个R彼此相同或不同，选自卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵；并且每个h彼此相同或不同，是范围从0至4的整数。PPSU中优选至少60mol％、70mol％、80mol％、90mol％、95mol％，并且最优选至少99mol％的重复单元是重复单元(RPPSU)。在一些实施例中，重复单元(RPPSU)由下式(Ia)表示：其中R和h是如以上描述的。在一些这样的实施例中，每个h为零。PPSU是从美国苏威特种聚合物公司(SolvaySpecialtyPo本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚合物组合物，包含：(i)聚苯砜(PPSU)，该聚苯砜包含至少50mol％的式(I)的重复单元：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.08 EP 16187796.4;2016.04.29 US 62/329482;21.一种聚合物组合物，包含：(i)聚苯砜(PPSU)，该聚苯砜包含至少50mol％的式(I)的重复单元：其中：每个R彼此相同或不同，是选自下组，该组由以下各项组成：卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵，并且每个h彼此相同或不同，是范围从0至4的整数；以及(ii)从约1wt.％至约40wt.％、优选从约25wt.％至约40wt.％的PEEK-PEDEK共聚物，该共聚物包含：-式(II)的重复单元(RPEEK)：和-式(III)的重复单元(RPEDEK)：其中：每个R’彼此相同或不同，是选自下组，该组由以下各项组成：卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵，每个i彼此相同或不同，是范围从0至4的整数，每个j彼此相同或不同，是范围从0至4的整数；重复单元(RPEEK)和(RPEDEK)的总浓度相对于该PEEK-PEDEK共聚物中的重复单元的总摩尔数是至少50mol％；并且该PEEK-PEDEK共聚物的重量百分比是相对于该PEEK-PEDEK共聚物和该聚苯砜(PPSU)的组合重量。2.如权利要求1所述的聚合物组合物，其中，该聚苯砜(PPSU)包含至少50mol％的式(I)的重复单元：3.如权利要求1和2中任一项所述的聚合物组合物，其中，该PEEK-PEDEK共聚物包含：-式(IIb)的重复单元(RPEEK)：以及-式(IIIb)的重复单元(RPEDEK)：4.如权利要求1至3中任一项所述的聚合物组合物，其中，该聚合物组合物包含基于该PEEK-PEDEK共聚物和该聚苯砜(PPSU)的组合重量，范围从约99wt.％至约60wt.％...

【专利技术属性】
技术研发人员：MJ埃尔伊布拉，
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