聚砜和聚苯硫醚的共混物转让专利

申请号 : CN201380058353.0

文献号 : CN104812840B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 马克·A·桑纳哈里哈兰·拉马林加姆卡皮尔·钱德拉坎特·谢特

申请人 : 沙特基础全球技术有限公司

摘要 :

组合物,包括以下组分的共混物:a)聚砜;b)聚苯硫醚;以及(c)聚醚酰亚胺和环氧树脂,其中所述聚醚酰亚胺和环氧树脂可以以有效量存在以用作所述聚砜和聚苯硫醚的增容剂。各种实施方式涉及增容聚砜和聚苯硫醚的共混物的方法。所述方法可以包括a)熔融混合聚砜和聚醚酰亚胺;和b)熔融混合聚苯硫醚和环氧树脂。步骤a)和b)可以通过顺序混合和同时混合中的一种进行。可替代地,所述方法可以包括a)熔融混合聚苯硫醚、聚醚酰亚胺、和环氧树脂以形成最初的混合物;和b)熔融混合步骤a)的最初的混合物和聚砜。

权利要求 :

1.一种组合物,包含以下物质的共混物:

a)聚砜;

b)聚苯硫醚;以及

c)2.5-30wt%的聚醚酰亚胺和0.5-1.5wt%的环氧树脂,其中,所述聚醚酰亚胺和所述环氧树脂以有效量存在以用作所述聚砜和所述聚苯硫醚的增容剂,以及其中,这些量是基于所述组合物的总重量,其中,所述聚砜以45-67.5wt%范围存在并且所述聚苯硫醚以25-75wt%范围存在,其中,所述组合物具有大于70MPa的拉伸强度、至少35J/m的冲击强度,和至少105%的断裂伸长率,其中,所述共混物中所有组分的总和等于100wt%。

2.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述环氧树脂是环氧甲酚酚醛清漆树脂,或其中,所述聚苯硫醚是线性聚苯硫醚。

3.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述组合物具有包括聚砜和聚苯硫醚的精细的、良好分散的结构域的形态,其中,所述分散的结构域具有0.1至100微米的平均最大尺寸。

4.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述组合物显示出至少90℃的热变形温度。

5.一种包括权利要求1所述的组合物的挤出物或模制品。

6.一种增容聚砜和聚苯硫醚的共混物的方法,包括:

a)熔融混合聚砜和聚醚酰亚胺;以及

b)熔融混合聚苯硫醚和环氧树脂;

其中,步骤a)和b)通过顺序混合或同时混合进行,其中,所述方法通过双行程方法进行,其中,在挤出机中在最初的行程中形成步骤a)的最初的混合物并且通过所述挤出机在第二行程中进行步骤b),或其中,步骤a)和b)在挤出机中在单行程中进行,其中,所述聚砜以45-67.5wt%范围存在并且所述聚苯硫醚以25-75wt%范围存在,其中,所述共混物中所有组分的总和等于100wt%。

7.根据权利要求6所述的方法,其中当所述方法通过双行程方法进行时,包括在300至

360℃范围内的温度下进行所述步骤a);并且在330至340℃的温度下进行步骤b),或其中,当所述方法在挤出机中在单行程中进行时,包括在300至360℃范围内的温度下进行所述步骤a)和b)。

8.根据权利要求6所述的方法,包括在双螺杆、排气式挤出机中进行步骤a)和b),其中,在真空下以200至300转/分钟的旋转运行所述螺杆。

说明书 :

聚砜和聚苯硫醚的共混物

背景技术

[0001] 长期以来一直对开发热塑性、无定形、半结晶共混物有兴趣,该共混物在高温下表现出良好的机械保留和耐化学性。许多显示出结晶特性的聚合物共混物在本领域中是已知
的。然而,这些聚合物通常倾向于与其它聚合物不相容。当希望聚砜和其他聚合物的相容共
混物时,通常需要添加少量的其他成分或增容剂以促进在两种聚合物之间更充分共混。另
外的成分可以通过促进在不同的聚合物分子之间的键形成而起作用。然而,在一种系统中
有效的增容剂在其它系统中可能不是有效的;大量取决于分子的特定功能。
[0002] 在寻找新的聚合物共混物中,重要驱动力是成本效率。例如,发现新的共混物(其具有一种或多种在昂贵的聚合物中发现的希望的特性)通常是希望的,但成本更低。这通常
是通过寻求合适的共混物(包括昂贵聚合物与较便宜的聚合物)而实现。
[0003] 共混聚合物的另一个原因是产生组合物,其比本领域已知的聚合物能更好地满足特定需要。因此,有时希望将聚砜与具有特殊特性的其他聚合物结合以希望产生共混物(表
现出两种聚合物希望的特性)。例如,聚苯硫醚(PPS)具有非常好的热稳定性和耐化学性(对
于PPS共混物潜在重要的特性)。聚砜(PSU)在高温下表现出机械性能的良好保留。然而,聚
砜通常与PPS不相容。PSU/PPS共混物倾向于具有单独聚合物较大的区域或结构域
(domains)而不是精细的、良好分散的结构域;较大的结构域倾向于产生较差的性能,例如,具有较差拉伸性能的部件。因此,在本领域中仍然需要增容聚砜/PPS共混物的方法。

发明内容

[0004] 各种实施方式涉及聚砜和聚苯硫醚相容的不混合的共混物的制备。新组合物共混物(具有聚醚酰亚胺和环氧树脂作为增容剂)在机械性能、耐热性能,和良好的熔体流动特
性中表现出优异的改进。这种相分离的共混物改善了PPS的高温承载性能(high 
temperature load bearing property)和尺寸稳定性并且改善了聚砜的流动、耐化学性,
和阻燃性能。
[0005] 各种实施方式涉及一种方法,其中,使用聚醚酰亚胺和环氧树脂作为增容剂,使具有反应性末端基团(例如巯基和氯)的PPS与聚砜、或其衍生物相容。在根据各种实施方式的
方法中,将待共混的两种聚合物与增容剂组合物熔融混合并挤出。
[0006] 某些实施方式提供了用于形成相容的PPS共混物的方法。各种实施方式提供了反应性增容聚砜和PPS的方法。通过改变PPS、聚砜、环氧树脂,和聚醚酰亚胺的量和类型,PPS的结晶速率以及其它性能(如流动、耐热性、耐化学性和成本)可以根据需要调整。
[0007] 参考下面的描述和所附的权利要求,本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。

具体实施方式

[0008] 通过参考以下本发明优选实施方式的详细描述以及其中所包括的实施例,可以更容易地理解本发明。无论是否明确指出,在本文中的所有数值被认为由术语“约”修改。术语“约”通常是指本领域的技术人员认为等效于所述值(即,具有相同的功能或结果)的数量范
围。在许多情况下,术语“约”可以包括四舍五入至最接近有效数字的数量。
[0009] 各种实施方式涉及一种组合物,该组合物包括以下组分的共混物:a)聚砜(PSU);b)聚苯硫醚(PPS);以及,c)聚醚酰亚胺和环氧树脂。聚醚酰亚胺和环氧树脂可以以有效的
量存在以用作聚砜(PSU)和聚苯硫醚(PPS)的增容剂。
[0010] 组合物可以具有在具有下限和/或上限范围内的拉伸强度。该范围可以包括或不包括下限和/或上限。下限和/或上限可以是选自60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、
115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、180、185、190、195、200、205、
210、215、220、225、230、235、240、245、250、255、260、265、270、275、280、285、290、295、300、
305、310、315、320、325、330、335、340、345、350、355、360、365、370、375、380、385、390、395、和400MPa。例如,根据某些优选的实施方式,组合物可以具有大于70Mpa,优选地大于75-
150MPa的拉伸强度。
[0011] 组合物可以具有在具有下限和/或上限范围内的冲击强度。该范围可以包括或不包括下限和/或上限。下限和/或上限可以选自20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、
80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、
180、185、190、195、200、205、210、215、220、225、230、235、240、245、250、255、260、265、270、
275、280、285、290、295、300、305、310、315、320、325、330、335、340、345、350、355、360、365、
370、375、380、385、390、395、400、405、410、415、420、425、430、435、440、445、450、455、460、
465、470、475、480、485、490、495、和500J/m。例如,根据某些优选的实施方式,组合物可以具有至少35J/m,优选地至少35至100J/m的冲击强度。
[0012] 组合物可以具有在具有下限和/或上限范围内的断裂伸长率。该范围可以包括或不包括下限和/或上限。下限和/或上限可以选自75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、
125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、180、185、190、195、200、205、210、215、
220、225、230、235、240、245、250、255、260、265、270、275、280、285、290、295和300%。例如,根据某些优选的实施方式,组合物可以具有至少105%、优选地至少105-150%的断裂伸长
率。
[0013] 组合物可显示出在具有下限和/或上限范围内的热变形温度(HDT)。该范围可以包括或不包括下限和/或上限。下限和/或上限可以选自80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、
90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、
111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、130、135、140、145、
150、155、160、165、170、175、180、185、190、195、200、210、220、230、240、250、260、270、280、
290和300摄氏度。例如,根据某些优选的实施方式,组合物可显示出至少90℃,优选地至少
90至150℃的热变形温度(HDT)。
[0014] 增容的聚合物共混组合物通过多于一个分散相表征,其中第一相是连续的或半连续的,并且至少一个另外的相分散在第一相中呈节结(nodule)、薄层(lamella)、棒状结构
域(rod like domain)、无定形结构域(amorphous shape domain),和/或相互渗透网状结
构。组合物的形态可以包括聚醚砜和聚苯硫醚的精细的、良好分散的结构域。例如,共混物
可以显示出在连续相内分散的一种非连续相的较大结构域,其中,非连续相由共混物的少
量组分(minor component)构成并且连续相由共混物的主要组分(major component)构成。
分散的结构域具有0.1至100微米的平均最大尺寸,例如1至50微米,优选地0.1至10微米。
[0015] 聚砜(PSU)可以以具有下限和/或上限范围内的量存在。该范围可以包括或不包括下限和/或上限。基于组合物的总重量,下限和/或上限可以选自10、10.5、11、11.5、12、
12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、20.5、21、21.5、
22、22.5、23、23.5、24、24.5、25、25.5、26、26.5、27、27.5、28、28.5、29、29.5、30、30.5、31、
31.5、32、32.5、33、33.5、34、34.5、35、35.5、36、36.5、37、37.5、38、38.5、39、39.5、40、40.5、
41、41.5、42、42.5、43、43.5、44、44.5、45、45.5、46、46.5、47、47.5、48、48.5、49、49.5、50、
50.5、51、51.5、52、52.5、53、53.5、54、54.5、55、55.5、56、56.5、57、57.5、58、58.5、59、59.5、
60、60.5、61、61.5、62、62.5、63、63.5、64、64.5、65、65.5、66、66.5、67、67.5、68、68.5、69、
69.5、70、70.5、71、71.5、72、72.5、73、73.5、74、74.5、75、75.5、76、76.5、77、77.5、78、78.5、
79、79.5,和80重量百分数。例如,根据某些优选的实施方式,基于组合物的总重量,聚砜
(PSU)可以以22.5-67.5重量百分数的量存在。
[0016] 聚苯硫醚(PPS)可以以具有下限和/或上限的范围内的量存在。该范围可以包括或不包括下限和/或上限。基于组合物的总重量,下限和/或上限可以选自10、10.5、11、11.5、
12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、20.5、21、
21.5、22、22.5、23、23.5、24、24.5、25、25.5、26、26.5、27、27.5、28、28.5、29、29.5、30、30.5、
31、31.5、32、32.5、33、33.5、34、34.5、35、35.5、36、36.5、37、37.5、38、38.5、39、39.5、40、
40.5、41、41.5、42、42.5、43、43.5、44、44.5、45、45.5、46、46.5、47、47.5、48、48.5、49、49.5、
50、50.5、51、51.5、52、52.5、53、53.5、54、54.5、55、55.5、56、56.5、57、57.5、58、58.5、59、
59.5、60、60.5、61、61.5、62、62.5、63、63.5、64、64.5、65、65.5、66、66.5、67、67.5、68、68.5、
69、69.5、70、70.5、71、71.5、72、72.5、73、73.5、74、74.5、75、75.5、76、76.5、77、77.5、78、
78.5、79、79.5、80、80.5、81、81.5、82、82.5、83、83.5、84、84.5、85、85.5、86、86.5、87、87.5、
88、88.5、89、89.5,和90重量百分数。例如,根据某些优选的实施方式,基于组合物的总重量,聚苯硫醚(PPS)可以以25-75重量百分数的量存在。
[0017] 环氧树脂是树脂,即,含有两个以上环氧基团的化合物。环氧树脂可以具有至少150、至少200,或至少500道尔顿,最高达15,000道尔顿的重均分子量,并且优选地重均分子量是250至10,000道尔顿。环氧树脂可以具有10-500,优选地100-500,最优选地150-400环
氧当量重量(epoxy equivalent weight)(EEW)。优选地,环氧树脂是甲基丙烯酸缩水甘油
酯环氧树脂或环氧甲酚酚醛清漆树脂(epoxy cresol novolac resin)。
[0018] 环氧树脂可以以具有下限和/或上限范围内的量存在。该范围可以包括或不包括下限和/或上限。基于组合物的总重量,下限和/或上限可以选自0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、
0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、
2.6、2.7、2.8、2.9、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、和
25重量百分数。例如,根据某些优选的实施方式,基于组合物的总重量,环氧树脂可以以
0.5-1.5重量百分数的量存在。
[0019] 聚醚酰亚胺可以以具有下限和/或上限的范围内的量存在。该范围可以包括或不包括下限和/或上限。基于组合物的总重量,下限和/或上限可以选自0.5、1、1.5、2、2.5、3、
3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、
14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、20.5、21、21.5、22、22.5、23、23.5、
24、24.5、25、25.5、26、26.5、27、27.5、28、28.5、29、29.5、30、30.5、31、31.5、32、32.5、33、
33.5、34、34.5、35、35.5、36、36.5、37、37.5、38、38.5、39、39.5、和40重量百分数。例如,根据某些优选的实施方式,基于组合物的总重量,聚醚酰亚胺可以以2.5-30重量百分数的量存
在。
[0020] 各种实施方式涉及一种挤出物,包括各种其它实施方式的组合物。其他实施方式涉及一种模制品,包括各种其它实施方式的组合物。
[0021] 各种实施方式涉及增容聚砜和聚苯硫醚的共混物的方法。该方法可以包括a)熔融混合聚砜和聚醚酰亚胺;和b)熔融混合聚苯硫醚和环氧树脂。步骤a)和b)可以通过顺序混
合(sequential mixing)和同时混合(simultaneous mixing)中的一种进行。
[0022] 该方法可以通过双行程方法(two pass method)进行,其中,在挤出机中在最初的行程中形成步骤a)的最初的混合物并且通过挤出机在第二行程中进行步骤b)。该方法的步
骤a)和b)可以在挤出机中在单行程中进行,其中所有组分同时进行混合。方法的步骤a)和
b)可以在双螺杆、排气式挤出机中进行。
[0023] 步骤a)和b)可以在具有下限和/或上限范围内的温度下进行。该范围可以包括或不包括下限和/或上限。下限和/或上限可以选自250、255、260、265、270、275、280、285、290、
291、292、293、294、295、296、297、298、299、300、301、302、303、304、305、306、307、308、309、
310、311、312、313、314、315、316、317、318、319、320、321、322、323、324、325、326、327、328、
329、330、331、332、333、334、335、336、337、338、339、340、341、342、343、344、345、346、347、
348、349、350、351、352、353、354、355、356、357、358、359、360、361、362、363、364、365、366、
367、368、369、370、375、380、385、390、395、和400摄氏度。例如,根据某些优选的实施方式,步骤a)和b)可以在300-360摄氏度的范围内的温度下进行。
[0024] 螺杆可以在具有下限和/或上限范围内的旋转下运行。该范围可以包括或不包括下限和/或上限。在真空下,下限和/或上限可以选自150、155、160、165、170、175、180、185、
190、195、200、205、210、215、220、225、230、235、240、245、250、255、260、265、270、275、280、
285、290、295、300、305、310、315、320、325、330、335、340、345、350、355、360、365、370、375、
380、385、390、395、和400转/分钟(rpm)。例如,根据某些优选的实施方式,可以在真空下以约200至200rpm(优选地约250转/分钟(rpm))的旋转运行螺杆。
[0025] 在具有下限和/或上限范围内的温度下可以进行该方法的步骤a)。该范围可以包括或不包括下限和/或上限。下限和/或上限可以选自250、255、260、265、270、275、280、285、
290、291、292、293、294、295、296、297、298、299、300、301、302、303、304、305、306、307、308、
309、310、311、312、313、314、315、316、317、318、319、320、321、322、323、324、325、326、327、
328、329、330、331、332、333、334、335、336、337、338、339、340、341、342、343、344、345、346、
347、348、349、350、351、352、353、354、355、356、357、358、359、360、361、362、363、364、365、
366、367、368、369、370、375、380、385、390、395、400、405、410、415、420、425、430、435、440、
445和450摄氏度。例如,根据某些优选的实施方式,在300-360摄氏度范围内的温度下可以
进行该方法的步骤a)。
[0026] 在具有下限和/或上限范围内的温度下可以进行该方法的步骤b)。该范围可以包括或不包括下限和/或上限。下限和/或上限可以选自250、255、260、265、270、275、280、285、
290、295、300、305、310、315、320、321、322、323、324、325、326、327、328、329、330、331、332、
333、334、335、336、337、338、339、340、341、342、343、344、345、346、347、348、349、350、355、
360、365、370、375、380、385、390、395、400、405、410、415、420、425、430、435、440、445、450、
455、460、465、470、475、480、485、490、495、和500摄氏度。例如,根据某些优选的实施方式,在330-340℃摄氏度的温度下可以进行该方法的步骤b)。
[0027] 各种其它的实施方式涉及增容聚砜(PSU)和聚苯硫醚(PPS)的共混物的方法。该方法可以包括a)熔融混合聚苯硫醚、聚醚酰亚胺、和环氧树脂以形成最初的混合物;和b)熔融
混合步骤a)的最初的混合物与聚砜(PSU)。在排气式、双螺杆挤出机中进行该方法的步骤a)
和b)。
[0028] 在具有下限和/或上限的范围内的温度下可以进行该方法的步骤a)。该范围可以包括或不包括下限和/或上限。下限和/或上限可以选自280、
[0029] 285、290、295、300、305、310、315、320、325、330、330.5、331、331.5、332、332.5、333、333.5、334、334.5、335、335.5、336、336.5、337、337.5、338、338.5、339、339.5、340、
340.5、341、341.5、342、342.5、343、343.5、344、344.5、345、345.5、346、346.5、347、347.5、
348、348.5、349、349.5、350、350.5、351、351.5、352、352.5、353、353.5、354、354.5、355、
355.5、356、356.5、357、357.5、358、358.5、359、359.5、360、365、370、375、380、385、390、
395、400、405、410、415、420、425、430、435、440、445、450、455、460、465、470、475、480、485、
490、495,和500摄氏度。例如,根据某些优选的实施方式,在340-350摄氏度的范围内的温度下可以进行该方法的步骤a)。
[0030] 在具有下限和/或上限的范围内的温度下可以进行该方法的步骤b)。该范围可以包括或不包括下限和/或上限。下限和/或上限可以选自280、285、290、295、300、305、310、
315、320、325、330、330.5、331、331.5、332、332.5、333、333.5、334、334.5、335、335.5、336、
336.5、337、337.5、338、338.5、339、339.5、340、340.5、341、341.5、342、342.5、343、343.5、
344、344.5、345、3.45.5、346、346.5、347、347.5、348、348.5、349、349.5、350、350.5、351、
351.5、352、352.5、353、353.5、354、354.5、355、355.5、356、356.5、357、357.5、358、358.5、
359、359.5、360、365、370、375、380、385、390、395、400、405、410、415、420、425、430、435、
440、445、450、455、460、465、470、475、480、485、490、495,和500摄氏度。例如,根据某些优选的实施方式,在340-350摄氏度的范围内的温度下可以进行该方法的步骤b)。
[0031] 根据该方法的不同的其它实施方式,可以挤出聚砜和聚苯硫醚增容的共混物。在具有下限和/或上限范围内的温度下可以冷却、制粒,并且干燥挤出的共混物。该范围可以
包括或不包括下限和/或上限。下限和/或上限可以选自100、105、110、115、120、125、130、
135、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、
158、159、160、165、170、175、180、185、190、195、200、205、210、215、220、225、230、235、240、
245、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、425、450、
475、500、525、550、575、和600摄氏度。例如,根据某些优选的实施方式,在100-200℃,优选地约150℃的温度下可以冷却、制粒,并且干燥挤出的共混物。
[0032] 该方法可以进一步包括在具有下限和/或上限范围内的温度下由球粒注射模制熔体。该范围可以包括或不包括下限和/或上限。下限和/或上限可以选自300、305、310、315、
320、325、330、331、332、333、334、335、336、337、338、339、340、341、342、343、344、345、346、
347、348、349、350、351、352、353、354、355、356、357、358、359、360、365、370、375、380、385、
390、395、400、405、410、415、420、425、430、435、440、445、450、475、500、525、550、575、600、
625、650、675,和700℃。例如,根据某些优选的实施方式,该方法可以进一步包括在300-375℃,优选地340-350℃的温度下由球粒注射模制熔体。
[0033] 注射模制的温度可以在具有下限和/或上限的范围内。该范围可以包括或不包括下限和/或上限。下限和/或上限可以选自50、55、60、65、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、
80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、
104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、
123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、
142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、
165、170、175、180、185、190、195、200、205、210、215、220、225、230、235、240、245、250、275、
300、325、350、375、400、425、450、475,和500摄氏度。例如,根据某些优选的实施方式,注射模制的温度可以在80-150℃范围内。
[0034] 注射成型的产品可以通过根据各个实施方式的方法形成。
[0035] 这些组合物可以用于形成导线涂层(wire coating)。
[0036] 总之,在本文中公开的是包含聚砜和聚苯硫醚(优选地线性PPS,更优选地其中,聚砜以22.5-67.5wt%范围存在并且聚苯硫醚以25-75wt%范围存在)的共混物;以及,环氧树
脂(优选环氧甲酚酚醛清漆树脂),和聚醚酰亚胺(优选地其中,聚醚酰亚胺和环氧树脂以有
效量存在以增容聚醚砜和聚苯硫醚,优选地其中聚醚酰亚胺以2.5-30wt%范围存在,并且
环氧树脂以0.5-1.5wt%范围存在)的组合物。在任何前述的实施方式中,包含环氧甲酚酚
醛清漆树脂的组合物具有大于70MPa,优选地大于70至150MPa的拉伸强度,至少35J/m,优选
地至少35至100J/m的冲击强度,和至少105%,优选地至少105至150%的断裂伸长率;以及
组合物具有一种形态,包括聚醚砜和聚苯硫醚的精细的、良好分散的结构域;可选地组合物
表现出至少90C的热变形温度。描述了包括任何上述实施方式的挤出物,以及包括任一种上
述共混物的组合物的模制品。增容聚砜和聚苯硫醚的共混物的方法,包括通过以下步骤熔
融混合任何前述的组合物:a)熔融混合聚砜和聚醚酰亚胺;和,b)熔融混合聚苯硫醚和环氧
树脂;其中,步骤a)和b)是通过顺序混合或同时混合进行,其中同时混合在排气挤出机中在
单行程中进行,优选地在300至360C范围内的温度下,并且通过双行程方法进行顺序混合,
其中在挤出机中在最初的行程中形成步骤a)的最初的混合物,优选地在300至360C范围内
的温度下,并且在第二行程中进行步骤b),优选地在330至340C的温度下。增容任何上述聚
砜和聚苯硫醚的共混物的其他方法包括:a)熔融混合聚苯硫醚、聚醚酰亚胺和环氧树脂以
形成最初的混合物;和b)熔融混合步骤a)的最初的混合物与聚砜,优选地包括在排气式、双
螺杆挤出机中进行步骤a)和b),并且更优选地其中,在340-350C的范围内的温度下进行步
骤a),和在340-350C的范围内的温度下进行步骤b)。在任何方法中,最优选地挤出机是双螺
杆、排气式挤出机,优选地其中,在真空下在约200至约300转/分钟的旋转下运行螺杆。在
100-200C的范围内的温度下挤出、冷却、制粒和干燥增容共混物。该方法进一步包括在340-
350C的温度下由球粒注射模制熔体,其中,注射模制的温度在80-150C范围内。还描述了通
过这种方法形成的注射成型的产品。
[0037] 实施例
[0038] 表1概述了在实施例中使用的物质。
[0039]
[0040] 聚砜的通式是:
[0041]
[0042] 以及聚苯硫醚的通式是
[0043]
[0044] 其中,在每个分子式中,n大于1,例如100至100,000或更多。
[0045] 技术和步骤
[0046] 组合物制备技术:树脂组合物通过熔融混合聚砜和聚苯硫醚形成。在2.5-英寸双螺杆、真空排气式挤出机中通过挤出制备共混物。基于下表中组合物的总重量,组合物以重
量百分数列出。设定挤出机在约300-350℃。在真空下大约250转/分钟(rpm)运行共混物。在
单行程方法(one pass method)(根据组合物制备步骤,其中,聚砜、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚
和酚醛清漆树脂在单一行程中混合);或双行程方法(two pass method)(其中聚砜和聚醚
酰亚胺在350至360摄氏度下熔融混合以形成最初的混合物,随后在330至340摄氏度下将最
初的混合物与聚苯硫醚和环氧树脂熔融混合);或改进的双行程方法(modified two pass 
method)(其中聚醚酰亚胺、聚苯硫醚和环氧树脂在340至350摄氏度下熔融混合以形成最初
的混合物,然后在340至350摄氏度下将最初的混合物与聚砜树脂熔融混合)中制备组合物。
在150℃下冷却、制粒、和干燥挤出物。使用30秒的循环时间在340-350摄氏度的设定温度和
80-150摄氏度的模具温度下注射成型试验样品。
[0047] 性能测试
[0048] 使用ASTM试验方法测定性能。在试验之前,在50%相对湿度下预处理所有模塑的样品至少48小时。
[0049] ASTM D 256:按照ASTM D256在3.2毫米厚棒上在室温下测量缺口悬臂梁冲击值。在烘箱老化前将棒形成缺口;在室温下测试样品。结果以焦耳/米(J/m)表示。
[0050] ASTM D 638:利用5毫米/分钟的十字头速度(crosshead speed)在23℃下根据ASTM方法D638在3.2毫米I型棒上测量拉伸性能。在屈服(Y)时报告拉伸强度,在断裂时(B)
报告百分比伸长率(%伸长率)。拉伸模量、屈服拉伸强度,断裂拉伸强度的结果是以MPa报
告。
[0051] ASTM D648:在1.82MPa应力下在3.2毫米注射成型的棒上测量热变形温度(HDT)。HDT以摄氏度(℃)报告。
[0052] 结果
[0053] 组合物在表中以wt%列出。根据各种实施方式,聚砜和聚苯硫醚是不混溶的但是表现出与聚醚酰亚胺和环氧树脂优异的相容性。在共混物中聚醚酰亚胺的量限定在小于
30wt%并且环氧树脂从0.5-1.5wt.%变化。共混物表现出优异的加工性能与改进的拉伸和
冲击性能。如下表所示,在某些组合物下,共混物显示出良好的机械、热和流动性能。
[0054] 实施例1-8
[0055] 实施例1-8的目的是证明在具有聚砜和聚苯硫醚的组合物中不同数量和类型的聚合物增容剂的效果。根据在上面描述的组合物制备步骤制造组合物。组合物按上述的进行
测试并且结果如表2所示。
[0056]
[0057] 这些实施例证明仅通过使用所需量的环氧树脂化合物产生了能够实现大于或等于70MPa的拉伸强度,大于或等于33J/m的冲击强度,和大于或等于105%的断裂伸长率的组
合的组合物。这些实施例证明仅通过使用所需量的环氧甲酚酚醛清漆树脂产生了能够实现
大于或等于70MPa的拉伸强度,大于或等于35J/m的冲击强度,和大于或等于112%的断裂伸
长率的组合的组合物。
[0058] 实施例9-20
[0059] 实施例9-20的目的是证明不同量的环氧甲酚酚醛清漆树脂的效果以及在具有聚苯硫醚和聚砜的组合物中具有侧链环氧基团的可替换的聚合物化合物(alternative 
polymeric compound)的效果。根据在上面描述的组合物制备步骤制造组合物。组合物按上
述进行测试并且结果显示在表3A和3B中。
[0060]
[0061]
[0062] 这些实施例证明仅通过使用所需量的环氧甲酚酚醛清漆树脂产生了能够实现大于或等于70MPa的拉伸强度、大于或等于35J/m的冲击强度,大于或等于90摄氏度的热变形
温度,和大于或等于105%的断裂伸长率的组合的组合物。
[0063] 实施例21-32
[0064] 实施例20-32的目的是证明不同量的聚醚酰亚胺的效果并且也证明了用于制造组合物的方法对于具有聚砜和聚苯硫醚的组合物的最终物理特性的影响。根据上面描述的双
行程法制造组合物。对于不含有ECN的组合物,仅将聚苯硫醚添加至最初的混合物中。组合
物按上述进行测试并且结果显示在表4A和4B中。
[0065]
[0066]
[0067] 这些结果示出了随着增加量的聚醚酰亚胺,组合物仍实现理想水平的拉伸强度、冲击强度,和%伸长率。
[0068] 实施例21-32的比较示出了在包含聚砜、线性聚苯硫醚和聚醚酰亚胺的组合物中,在酚醛清漆树脂存在下,拉伸强度,断裂伸长率和冲击强度存在显著增加。比较实施例示出
了这种改善在包括聚砜、线性聚苯硫醚和聚醚酰亚胺的实施例中并未看见并且也没有组合
物具有大于或等于70MPa的拉伸强度、大于或等于35J/m的冲击强度和大于或等于105%的
断裂伸长率的组合。
[0069] 结果是进一步出乎意料的,因为(如通过%断裂伸长率和冲击强度结果所证实的)线性聚苯硫醚、聚醚酰亚胺和聚砜(它们不混溶且不相容)的组合当与酚醛清漆树脂(具有
平均2个以上环氧基团/分子)结合使用时,产生一种组合物,该组合物表现出的延展性高于
在富含线性聚苯硫醚的组合物中单独地线性聚苯硫醚的延展性。
[0070] 相比于在一些富含PPS和富含聚砜组合物中的对照共混物,添加环氧树脂示出了在拉伸强度和冲击强度上良好的改善。两种不同类型的多官能环氧树脂已经被评价为在聚
砜-PPS系统中的增容剂。组合物中环氧树脂的量从0.5至1.5wt%变化并且发现1%是最佳
水平以示出性能(如拉伸性能和冲击性能)的增强。同时相比于聚砜树脂,该共混物示出了
更好的流动性能。
[0071] 已经发现,相比于纯的聚砜和PPS,通过添加有或没有环氧树脂的第三种成分(PEI)至聚砜-PPS共混物导致共混物冲击强度性能和拉伸强度性能的改进。有可能的是,
PEI用作聚砜-PPS共混物的增容剂特别是在富含聚砜的共混物中,因为PEI与聚砜相容以及
与PPS部分相容。预测其它类型的聚醚酰亚胺,包括含有聚二甲基硅氧烷嵌段的那些,也将
是聚砜-PPS共混物良好的增容剂(例如,EXTEM XH 100、VH 1003、ULTEM 6000、SILTEM、和
ULTEM 5001,来自SABIC)。
[0072] 为了制造二元(聚砜-PPS)或三元共混物(聚砜-聚醚酰亚胺-PPS)共混物,可以共混所有三种成分并且在单行程中挤出。可替代地,在双行程方法中,组分中的两种(例如,聚砜和PEI)可以首先被挤出,随后PPS和环氧树脂添加在第二行程中。由于更好的反应性和可
混溶性,双行程有助于实现优于单行程和改进的双行程方法的相容性。
[0073] 尽管本发明已经参照某些优选版本相当详细地进行了描述,其他版本也是可能的。因此,所附权利要求的精神和范围不应局限于在此包含的优选版本的描述。
[0074] 除非另有明确说明,否则在本说明书中公开的所有特征(包括任何所附的权利要求、摘要和附图)可以通过用于相同的、等同的或类似目的的替代特征替换。因此,除非另有明确说明,否则所公开的每个特征仅是通用系列的等效或类似特征的一个实施例。