高流动性聚醚酰亚胺组合物制造技术

一种高流动性组合物，包含聚醚酰亚胺(PEI)、PEEK‑PEDEK共聚物、以及任选地不同于PEEK‑PEDEK共聚物的聚(芳醚酮)(PAEK)。该聚合物组合物出人意料地展现了改进的韧性和耐化学性，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。

High fluidity polyetherimide compositions

A highly mobile composition comprising a polyetherimide (PEI), a PEEK PEDEK copolymer, and a poly (aryl ether ketone) (PAEK), optionally different from the PEEK PEDEK copolymer. The polymer composition unexpectedly exhibits improved toughness and 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】高流动性聚醚酰亚胺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62/456,964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醚酰亚胺(PEI)、PEEK-PEDEK共聚物、以及任选地不同于PEEK-PEDEK共聚物的聚(芳基醚酮)(PAEK)的高流动性聚合物组合物，制备这些聚合物组合物的方法，以及包含这些聚合物组合物的成形制品。
技术介绍
聚醚酰亚胺(PEI)是以其耐热性、耐溶性、和阻燃性著称的高性能聚合物。对于许多工程应用，PEI具有良好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PEI所希望的特性的高流动性PEI组合物的需求。具体实施方式本文描述的是包含聚醚酰亚胺(PEI)、PEEK-PEDEK共聚物(如以下描述的)、以及任选地不同于PEEK-PEDEK共聚物的聚(芳基醚酮)(PAEK)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。申请人出人意料地发现，PEEK-PEDEK共聚物与PEI共混产生了展现出改进的可流动性、抗冲击性、以及在一些情况下改进的耐化学性的聚合物组合物。传统上，增加PEI可流动性是通过降低其分子量来实现的，这也导致抗冲击性能和耐化学性的显著降低。申请人出人意料地发现，添加PEEK-PEDEK共聚物到PEI中产生了具有其相对于单独PEI的增加的可流动性的聚合物组合物，同时还克服了前述传统限制。与降低PEI的分子量的常规方法不同，本方法并不损害，并且事实上改进了本文描述的聚合物组合物的仪器标靶(Dynatup)抗冲击性。而且，申请人出人意料地发现，至少在一些实例中，即使添加相对少量的PEEK-PEDEK共聚物到PEI中，也会产生展现比单独PEI或PEEK-PEDEK共聚物更强的耐化学性的聚合物组合物。聚合物组合物的可流动性可以通过测量熔体流动速率(MFR)来确定。在一些实施例中，该聚合物组合物具有如根据ASTMD1238在400℃下用2.16kg重量所测量的范围从约40g/10min至约60g/10min、优选从约42g/10min至约59g/10min的MFR。在一些方面，聚合物组合物的熔体流动速率比单独PEI(即聚合物组合物中没有其他组分的PEI)的熔体流动速率大出至少25％、优选至少50％，其中该熔体流动速率是根据ASTMD1238在365℃下用5.0kg重量测量的。在可替代的实施例中，该聚合物组合物的熔体流动速率比单独PEI可大出高达150％。聚合物组合物的韧性可以通过测量伊佐德(Izod)和仪器标靶抗冲击性来确定。该聚合物组合物可以具有如根据ASTMD3763所测量的范围从约62ft-lb至约72ft-lb的仪器标靶抗冲击性。而且，聚合物组合物可以具有如根据ASTMD3763所测量的范围从约0.75至约0.85英寸的在最大负载下的仪器标靶抗冲击性。在一些实施例中，该聚合物组合物可以具有经ASTMD256所测定的范围从0.80ft-lb/in至2.25ft-lb/in、优选从0.85ft-lb/in至2.0ft-lb/in的缺口伊佐德抗冲击性。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从Edgewell(密苏里州圣路易斯市)以商品名BananaSport(SPF30)可商购的。聚合物组合物对化学品(如防晒剂)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，该聚合物组合物具有≥1.0％、优选≥1.5％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。该聚合物组合物优选具有范围从约160℃至约210℃、优选从约165℃至约200℃、最优选从约169℃至约200℃的玻璃化转变温度(Tg)，其中Tg是根据ASTMD3418使用20.00℃/min加热速率通过差示扫描量热法(DSC)在第二次热扫描时所测定的中点Tg。在一些实施例中，该聚合物组合物具有经ASTMD648所测定的范围从约145℃至约185℃、优选从约150℃至约180℃的热挠曲温度。以上特性使得流动增强的PEI配制品适用于要求将韧性和耐化学性连同高可流动性组合在一起的应用。此类应用的实例包括以下薄壁制品(例如，具有厚度小于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：用于航空器内部的零件、餐具和食品加工部件、用于织造织物或非织造织物的纤维、可热成形的层压板、以及通过增材制造(如通过熔结丝沉积)的成形制品。聚醚酰亚胺(PEI)如在此所使用的，聚醚酰亚胺(PEI)表示其重复单元(RPEI)的多于50mol％是选自由具有下式的单元组成的组的任何聚合物：及其组合，其中：每个B彼此相同或不同，独立地选自由–O–和–O–Ar–O–组成的组，其中Ar选自下组，该组由具有下式的部分组成：其中每个R彼此相同或不同，是独立地选自下组，该组由以下各项组成：氢、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j、k、l、m和n彼此相同或不同，独立地选自0、1、2、3和4，优选0；并且W选自由以下各项组成的组：具有1至6个碳原子的亚烷基，特别是–C(CH3)2–和–CrH2r–(r是范围从1至6的整数)；具有1至6个碳原子的全氟亚烷基，特别是–C(CF3)2–和–CsF2s–(s是范围从1至6的整数)；具有4至8个碳原子的环亚烷基；具有1至6个碳原子的烷叉；具有4至8个碳原子的环烷叉；–O–；–S–；–C(O)–；–SO2–；以及–SO–。优选地，B是具有如以上所示的式(B-6)的基团。更优选地，B是具有下式的基团：每个A彼此相同或不同，是选自下组，该组由以下各项组成：–CtH2t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)聚醚酰亚胺(PEI)，该聚醚酰亚胺包含至少50mol％的选自下组的重复单元(RPEI)，该组由具有下式的单元组成：

【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)聚醚酰亚胺(PEI)，该聚醚酰亚胺包含至少50mol％的选自下组的重复单元(RPEI)，该组由具有下式的单元组成：及其组合，其中：每个B彼此相同或不同，独立地选自由–O–和–O–Ar–O–组成的组，其中：Ar选自下组，该组由具有下式的部分组成：其中：每个R彼此相同或不同，独立地选自下组，该组由以下各项组成：氢、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j、k、l、m和n彼此相同或不同，独立地选自0、1、2、3和4，优选0；并且W选自下组，该组由以下各项组成：具有1至6个碳原子的亚烷基，特别是–C(CH3)2–和–CrH2r–，其中r是范围从1至6的整数；具有1至6个碳原子的全氟亚烷基，特别是–C(CF3)2–和–CsF2s–，其中s是范围从1至6的整数；具有4至8个碳原子的环亚烷基；具有1至6个碳原子的烷叉；具有4至8个碳原子的环烷叉；–O–；–S–；–C(O)–；–SO2–；以及–SO–；每个A彼此相同或不同，选自下组，该组由以下各项组成：–CtH2t–，其中t是范围从1至6的整数；以及具有下式的部分：其中：每个R’彼此相同或不同，独立地选自下组，该组由以下各项组成：氢、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；o、p、q、v和x彼此相同或不同，独立地选自0、1、2、3和4，优选0；并且Y选自下组，该组由以下各项组成：具有1至6个碳原子的亚烷基，特别是-C(CH3)2–和–CuH2u–，其中u是范围从1至6的整数；具有1至6个碳原子的全氟亚烷基，特别是–C(CF3)2–和–CwF2w–，其中w是范围从1至6的整数；具有4至8个碳原子的环亚烷基；具有1至6个碳原子的烷叉；具有4至8个碳原子的环烷叉；–O–；–S–；–C(O)–；–SO2–；以及–SO–；(ii)PEEK-PEDEK共聚物，该共聚物包含：-具有下式的重复单元(RPEEK)：以及-具有下式的重复单元(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h彼此相同或不同，是范围从0至4的整数，每个i彼此相同或不同，是范围从0至4的整数；并且重复单元(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％；以及(iii)任选地聚(芳基醚酮)(PAEK)，该聚(芳基醚酮)包含多于50mol％的选自下组的重复单元(RPAEK)，该组由具有下式的单元组成：其中：R2、R3、R4、R5和R6各自彼此相同或不同，独立地选自下组，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a、b、c、d和e各自彼此相同或不同，独立地选自0、1、2、3和4。2.如权利要求1所述的聚合...

【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