含炭黑的导电聚醚酯组合物及其制品的制作方法

文档序号:3634986阅读:538来源:国知局
专利名称:含炭黑的导电聚醚酯组合物及其制品的制作方法
技术领域
本发明涉及含炭黑的导电聚醚酯组合物、其制备方法及其制品。
背景技术
炭黑填充聚合物在技术领域内通常根据其电性质被分为三类抗静电的、静电耗散或中等导电的以及导电的。导电材料通常定义为表面电阻率低于100,000欧/□的材料。这样的材料不产生电荷或允许电荷定域在部件表面并可快速将电荷转移到地或将部件从电磁场屏蔽开来。参见例如US 6,540,945和US 6,545,081。
可将导电炭黑分散在绝缘的聚合物基质内。随着分散的炭黑颗粒的量增大并达到“渗滤阈值”浓度,导电颗粒彼此充分接触,使导电性得到显著提高。期望的电性质可通过控制导电炭黑的浓度“量身定制”。
已知的导电聚酯组合物其炭黑填充量高,削弱了其他的期望性质。参见例如JP61000256A2、US3803453、US4559164、JP01022367、JP61000256、JP3327426 B2、US5262470、US5484838、US5643991、US5698148、US5776608、US5952099、US5726283、US5916506、US6242094、JP06340799A2、US6096818、US6291567、US6139943、US6174427、US6331586和EP1277807A2。
炭黑已被加到聚醚酯组合物中以改进电性质。参见例如US4351745、US4610925、US4610925和JP50133243。
难于分散到聚酯基质中的炭黑能提高炭黑填充聚酯组合物的熔体粘度。这样的组合物可能在高剪切和温度条件下过劳,从而使树脂降解并失去部分有价值的物理和热性质。炭黑填充聚酯组合物的高熔体粘度可能使生产有用的成型制品(如单丝、织物纤维、膜、片材、模制件等)的生产工艺复杂化。自炭黑填充聚酯组合物生产的成型制品的性质会变劣。参见例如US3969559、US4255487、US5952099、US6037395、US6139943和US6331586。
具有高结构和高表面积的高度导电炭黑填料的出现未能克服这些缺点。尽管其允许减少炭黑的用量来获得期望的电性质,但所述炭黑材料的高结构和高表面积性质影响聚酯组合物熔体粘度的程度实际较它们所代替的炭黑材料更甚。参见例如US6331586、US6441084和EP1277807A2。
减少这些高度导电炭黑填料的用量以避免上述缺点的做法还未见公开能提供期望的电性质。事实上,US6037395不主张在某些通过熔融混合工艺生产的聚碳酸酯/聚酯共混物中使用<约5%重量的导电炭黑(包括Ketjenblack EC 600 JD炭黑),原因是导电性低(US6037395)。也参见US6096818、US6291567、US6331586和US6096818(所有这些均不主张使用低含量的导电炭黑)。
在聚酯聚合介质中加入炭黑为聚酯组合物着色的做法已有公开。参见例如JP02043764、JP08026137、JP45023029、JP48056251、JP48056252、JP49087792、JP50037849、JP51029898、JP51029899、JP55066922、JP57041502、JP58030414、JP59071357、US3275590、US4408004、US4476272、US4535118、US5925710、US6503586和DE10118704。
因此,需要开发一种包含低含量的炭黑的聚醚酯组合物及制备方法,所得组合物应具有期望的电性质而不过度降低其他有价值的熔体粘度、加工性和成型制品性质。减少聚醚酯组合物中的炭黑量可减少冲击改性剂和增韧剂的用量或不再需要冲击改性剂和增韧剂;当使用高含量的炭黑时,它们通常是需要的。通过加入低含量的导电炭黑材料,聚醚酯组合物的熔体粘度相对稳定,为加工提供了方便。加入低含量的导电炭黑材料的导电聚醚酯组合物可将加工过程(如模塑操作)及最终产品中的炭黑脱落和擦除量降到最低。
发明简述本发明涉及一种组合物,所述组合物具有期望的性质(包括电性质),包含含炭黑的聚醚酯或基本由含炭黑的聚醚酯组成,所述组合物包含小于或等于约3.5%重量、约0.5-约3.5%重量或约1-约3.5%重量的DBP(邻苯二甲酸二丁酯吸油值)大于约420cm3/100g的炭黑。
所述组合物可包含小于或等于约15%重量、约1-约10%重量或约2-约10%重量的DBP介于约220cm3/100g-约420cm3/100g之间的炭黑。
所述组合物也可包含小于或等于15%重量、约2-约12.5%重量或约6-约10%重量的DBP介于约150cm3/100g-约210cm3/100g之间的炭黑。
所述组合物也可包含炭黑颗粒的组合,所述组合含两种或多种(a)约0.1-约3.5%重量、约0.5-约3%重量或约0.5-约2%重量的DBP大于约420cm3/100g的炭黑;(b)约0.1-约10%重量、约0.5-约7.5%重量或约0.5-约5%重量的DBP介于约220cm3/100g-约420cm3/100g之间的炭黑;和(c)约1-约12.5%重量、约2-约10%重量或约2-约7.5%重量的DBP介于约150cm3/100g-约210cm3/g之间的炭黑,由其生产的产品及由所述产品形成的成型制品。优选炭黑(a)、(b)和/或(c)的总量占聚醚酯组合物重量的约1-约15%、约1.5-约12.5%或约2-约7.5%。
本发明也涉及包含所述组合物或自所述组合物生产的成型制品。
本发明也涉及包括炭黑与混合物接触的方法或基本由炭黑与混合物接触所组成的方法,其中所述混合物包含至少一种二羧酸、至少一种二元醇和至少一种聚(亚烷基醚)二醇;所述炭黑的含量小于所述混合物重量的3.5%;且所述炭黑的邻苯二甲酸二丁酯吸油值(按ASTM D2414-93测得)大于420cm3/100g。所述方法能产生具有改进的电性质的聚醚酯组合物且可回收。
发明详述导电炭黑填料的颗粒尺寸、颗粒结构、多孔性或挥发物含量可影响导电性。优选的导电炭黑具有较小的颗粒尺寸以使每单位体积能填充更多颗粒,从而减小颗粒间距。这样的炭黑也可具有高结构以增加导电通路,当电子穿过碳时正是通过导电通路行进的。虽然旨在不受理论束缚,我们还是认为具有高结构时,绝缘带隙的数量减少,电子穿行炭黑间的阻力较小,使炭黑具有更高的导电性。也更优选炭黑具有多孔性以与较少孔的颗粒相比单位重量对应更多颗粒,因为更多孔的炭黑可进一步减小颗粒间距,从而提供更高的导电性。也优选低挥发物含量的炭黑,以促进电子隧穿炭黑并继而提高导电性。
在本文中,导电炭黑填料由其结构定义,即由邻苯二甲酸二丁酯吸油值定义。邻苯二甲酸二丁酯吸油值按ASTM方法D2414-93测定。在本领域内,DBP已与炭黑的结构挂钩。高结构炭黑通常也具有高表面积。炭黑的表面积可通过ASTM方法D3037-81测定。该方法测定炭黑的氮吸附(BET)。
具有期望性质(如电性质)的含炭黑聚醚酯组合物可含小于或等于约3.5%重量、约0.5-约3.5%重量或约1.0-约3.5%重量的DBP大于约420cm3/100g的炭黑。在低ppm水平(5-25ppm)下,炭黑可用作熔融吹塑过程中预成型物的再热催化剂以生产容器如苏打瓶。在中等水平下,例如介于组合物总重量的0.05-0.5%重量之间时,炭黑可用作潜在的成核剂以提高某些聚醚酯组合物的结晶速率。
炭黑组分其DBP吸收值可大于约420cm3/100g,氮吸附表面积可大于约1000m2/g。适合本发明的这类炭黑组分的商品例为Ketjenblack EC 600 JD炭黑(可从Akzo公司买到),其DBP吸收值介于480-520cm3/100g之间,氮吸附介于1250-1270m2/g之间。加入本发明的聚醚酯组合物中的炭黑材料的量可实现所期望的整个范围的电性质抗静电、静电耗散或中等导电以及导电。对于提高电性质和降低树脂的熔体粘度而言,加入的炭黑组分可小于或等于约3.5%重量、介于约0.5-约3.5%重量之间或介于约1.0-约3.5%重量之间。
DBP大于约420cm3/100g、氮吸附表面积大于约1000m2/g的炭黑其商品例包括Akzo公司的商品如Ketjenblack EC 600 JD炭黑(DBP介于480-520cm3/100g之间,BET介于1250-1270m2/g之间)。
DBP介于约220cm3/100g-约420cm3/100g之间、氮吸附表面积大于约700m2/g的炭黑其商品例包括Akzo公司的商品如KetjenblackEC 300 J炭黑(DBP介于350-385cm3/100g之间,氮吸附为800m2/g)、Black Pearls 2000炭黑(DBP吸收值为330cm3/100g,BET介于1475-1635m2/g之间)和Printex XE-2炭黑(DBP吸收值介于380-400cm3/100g之间,氮吸附为1300m2/g)。
DBP介于约150cm3/100g-约210cm3/100g之间、氮吸附表面积大于约200m2/g的炭黑其商品例包括Columbian公司的商品(Conductex 975,DBP 170cm3/100g、BET 250m2/g)和Cabot公司的商品(Vulcan XC-72,DBP介于78-192cm3/100g之间、氮吸附为245m2/g)。
聚醚酯包含或基本由衍生自二羧酸、二元醇、聚(亚烷基醚)二醇及任选多官能团支化剂组分的重复单元组成。
二羧酸组分可包括未取代和取代的、线形和支化的二羧酸、含2-36个碳原子的二羧酸的低级烷基酯以及二羧酸的双羟乙酸酯(bisglycolate)。二羧酸的实例包括对苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸、间苯二甲酸二甲酯、2,6-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸二甲酯、2,7-萘二甲酸、2,7-萘二甲酸二甲酯、5-磺基间苯二甲酸的金属盐、5-钠代磺基间苯二甲酸二甲酯、5-锂代磺基间苯二甲酸二甲酯、3,4’-二苯醚二甲酸、3,4’-二苯醚二甲酸二甲酯、4,4’-二苯醚二甲酸、4,4’-二苯醚二甲酸二甲酯、3,4’-二苯硫醚二甲酸、3,4’-二苯硫醚二甲酸二甲酯、4,4’-二苯硫醚二甲酸、4,4’-二苯硫醚二甲酸二甲酯、3,4’-二苯砜二甲酸、3,4’-二苯砜二甲酸二甲酯、4,4’-二苯砜二甲酸、4,4’-二苯砜二甲酸二甲酯、3,4’-二苯甲酮二甲酸、3,4’-二苯甲酮二甲酸二甲酯、4,4’-二苯甲酮二甲酸、4,4’-二苯甲酮二甲酸二甲酯、1,4-萘二甲酸、1,4-萘二甲酸二甲酯、4,4’-亚甲基双(苯甲酸)、4,4’-亚甲基双(苯甲酸甲酯)、对苯二甲酸双(2-羟乙酯)、间苯二甲酸双(2-羟乙酯)、对苯二甲酸双(3-羟丙酯)、间苯二甲酸双(3-羟丙酯)、对苯二甲酸双(4-羟丁酯)、间苯二甲酸双(4-羟丁酯)、草酸、草酸二甲酯、丙二酸、丙二酸二甲酯、琥珀酸、琥珀酸二甲酯、甲基琥珀酸、戊二酸、戊二酸二甲酯、2-甲基戊二酸、3-甲基戊二酸、己二酸、己二酸二甲酯、3-甲基己二酸、2,2,5,5-四甲基己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、壬二酸二甲酯、癸二酸、1,11-十一烷二酸、1,10-癸烷二酸、十一烷二酸、1,12-十二烷二酸、十六烷二酸、二十二烷二酸、二十四烷二酸、二聚酸、戊二酸双(2-羟乙酯)、戊二酸双(3-羟丙酯)、戊二酸双(4-羟丁酯)等及衍生自它们的混合物。
优选所述二羧酸为芳族二羧酸如对苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸双(2-羟乙酯)、对苯二甲酸双(3-羟丙酯)、对苯二甲酸双(4-羟丁酯)、间苯二甲酸、间苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸双(2-羟乙酯)、间苯二甲酸双(3-羟丙酯)、间苯二甲酸双(4-羟丁酯)、2,6-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸二甲酯及衍生自它们的混合物。基本上本领域内已知的任何二羧酸均可用在本发明中。引入聚醚酯中的二羧酸组分的量可占二羧酸组分、聚(亚烷基醚)二醇组分和二元醇组分的总量(200%摩尔)的约90-约110%摩尔、约95-约105%摩尔、或约97.5-约102.5%摩尔。
二元醇可包括含2-36个碳原子的未取代和取代、直链和支化的环脂族、脂族-芳族或芳族二醇。理想的二元醇组分的具体实例包括乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇、1,12-十二烷二醇、1,14-十四烷二醇、1,16-十六烷二醇、二聚二醇、4,8-双(羟甲基)-三环[5.2.1.0/2.6]癸烷、1,4-环己烷二甲醇、异山梨醇、二甘醇、三甘醇等及衍生自它们的混合物。基本上本领域内已知的任何二元醇均可用于本发明。引入聚醚酯组合物中的二元醇组分的量可占聚(亚烷基醚)二醇组分和二元醇组分的总量(100%摩尔)的约50.0-约99.99%摩尔、约75.0-约99.9%摩尔或约75.0-约99.0%摩尔。
聚(亚烷基醚)二醇优选分子量在约500-约4000的范围内。所述聚(亚烷基醚)二醇组分的具体实例包括聚乙二醇、聚(1,3-丙二醇)、聚(1,4-丁二醇)、聚四氢呋喃、聚(1,5-戊二醇)、聚(1,6-己二醇)、聚(1,7-庚二醇)、乙二醇-丙二醇-乙二醇嵌段共聚物、4,4′-亚异丙基二苯酚乙氧基化物(双酚A乙氧基化物)、4,4′-(1-苯基亚乙基)二苯酚乙氧基化物(双酚AP乙氧基化物)、4,4′-亚乙基二苯酚乙氧基化物(双酚E乙氧基化物)、双(4-羟苯基)甲烷乙氧基化物(双酚F乙氧基化物)、4,4′-(1,3-亚苯基二亚异丙基)二苯酚乙氧基化物(双酚M乙氧基化物)、4,4′-(1,4-亚苯基二亚异丙基)二苯酚乙氧基化物(双酚P乙氧基化物)、4,4′-磺酰基二苯酚乙氧基化物(双酚S乙氧基化物)、4,4′-亚环己基二苯酚乙氧基化物(双酚Z乙氧基化物)及衍生自它们的混合物。但基本上已知的任何聚(亚烷基醚)二醇均可用。引入聚醚酯组合物中的聚(亚烷基醚)二醇的量可占聚(亚烷基醚)二醇组分和二元醇组分的总量(100%摩尔)的约0.01-约50.0%摩尔、约0.1-约25.0%摩尔或约1.0-约25.0%摩尔。引入聚醚酯组合物中的二元醇组分和聚(亚烷基醚)二醇组分的量的和可占二羧酸组分、聚(亚烷基醚)二醇组分和二元醇组分的总量(200%摩尔)的约90-约110%摩尔、约95-约105%摩尔、约97.5-约102.5%摩尔或约100%摩尔。
任选的多官能团支化剂组分可包括任何具有三个或多个羧酸官能团、羟基官能团或其混合的物质。理想的多官能团支化剂组分的具体实例包括1,2,4-苯三甲酸(偏苯三酸)、1,2,4-苯三甲酸三甲酯、1,2,4-苯三甲酸酐(偏苯三酸酐)、1,3,5-苯三甲酸、1,2,4,5-苯四甲酸(均苯四酸)、1,2,4,5-苯四甲酸二酐(均苯四酸酐)、3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐、1,4,5,8-萘四甲酸二酐、柠檬酸、四氢呋喃-2,3,4,5-四甲酸、1,3,5-环己烷三甲酸、季戊四醇、甘油、2-(羟甲基)-1,3-丙二醇、2,2-双(羟甲基)丙酸等及其混合物。但这不应认为是限制性的。基本上任何含三个或多个羧酸或羟基官能团的多官能团物质均可用于本发明。当特定的最终用途需要较高的树脂熔体粘度时,可加入多官能团支化剂。所述最终用途的实例包括熔融挤出涂层、熔体喷射膜或容器、泡沫等。聚醚酯可含占二羧酸组分(100%摩尔)的0-1.0%摩尔的多官能团支化剂。
所述聚醚酯中可加入本领域内已知的添加剂或填料,包括热稳定剂(如酚类抗氧剂)、辅助的热稳定剂(如硫醚和磷酸酯)、UV吸收剂(如二苯甲酮和苯并三唑衍生物)、UV稳定剂(如位阻胺光稳定剂或HALS)等。所述添加剂可进一步包括增塑剂、加工助剂、流动促进添加剂、润滑剂、颜料、阻燃剂、冲击改性剂、增加结晶度的成核剂、防粘连剂(如二氧化硅)、碱缓冲剂(如醋酸钠、醋酸钾和四甲基氢氧化铵)等(参见例如US 3779993、US 4340519、US 5171308、US 5171309和US 5219646及本文所引参考文献中的公开)。可添加以改善加工性、最终力学性质或减轻本发明的膜、涂层和层压层的嘎吱或沙沙声的增塑剂的实例包括豆油、环氧化豆油、玉米油、蓖麻油、亚麻籽油、环氧化亚麻籽油、矿物油、烷基磷酸酯、Tween 20增塑剂、Tween 40增塑剂、Tween 60增塑剂、Tween 80增塑剂、Tween85增塑剂、单月桂酸失水山梨醇酯、单油酸失水山梨醇酯、单棕榈酸失水山梨醇酯、三油酸失水山梨醇酯、单硬脂酸失水山梨醇酯、柠檬酸酯(如柠檬酸三甲酯、柠檬酸三乙酯(Citroflex 2增塑剂,Morflex,Inc.,Greensboro,NC生产)、柠檬酸三丁酯(Citroflex 4增塑剂,Morflex,Inc.,Greensboro,NC生产)、柠檬酸三辛酯、乙酰柠檬酸三正丁酯(Citroflex A-4增塑剂,Morflex,Inc.,Greensboro,NC生产)、乙酰柠檬酸三乙酯(Citroflex A-2增塑剂,Morflex,Inc.,Greensboro,NC生产)、乙酰柠檬酸三正己酯(Citroflex A-6增塑剂,Morflex,Inc.,Greensboro,NC生产)和柠檬酸丁酰三正己酯(Citroflex B-6增塑剂,Morflex,Inc.,Greensboro,NC生产))、酒石酸酯(如酒石酸二甲酯、酒石酸二乙酯、酒石酸二丁酯和酒石酸二辛酯)、聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、石蜡、单酰基碳水化合物(如6-O-sterylglucopyranoside)、单硬脂酸甘油酯、Myvaplex 600增塑剂(浓缩的单硬脂酸甘油酯)、Nyvaplex增塑剂(浓缩的单硬脂酸甘油酯,它是自氢化豆油生产并经蒸馏、浓度至少为90%的单酸甘油酯,主要由硬脂酸酯构成)、Myvacet增塑剂(改性脂肪的乙酰化单甘油酯的蒸馏产物)、Myvacet507增塑剂(48.5-51.5%乙酰化)、Myvacet 707增塑剂(66.5-69.5%乙酰化)、Myvacet 908增塑剂(最小96%乙酰化)、Myverol增塑剂(浓缩的单硬脂酸甘油酯)、Acrawax增塑剂、N,N-亚乙基双硬脂酰胺、N,N-亚乙基双油酰胺、己二酸二辛酯、己二酸二异丁酯、二苯甲酸二甘醇酯、二苯甲酸二丙二醇酯、高分子型增塑剂(如聚(己二酸1,6-己二醇酯)、聚(己二酸乙二醇酯))、Rucoflex增塑剂和其他相容的低分子量聚合物等及其混合物。
所述组合物或聚醚酯可填充以占最终组合物总重量的约1-约40%或约1-约30%的无机、有机和粘土填料,例如木粉、石膏、滑石粉、云母、炭黑、硅灰石、蒙脱石矿物、自垩、硅藻土、沙子、砂砾、碎石、铝矾土、石灰石、砂石、气凝胶、干凝胶、微球、多孔陶瓷球、二水合石膏、铝酸钙、碳酸镁、陶瓷材料、火山灰材料、锆化合物、硬硅钙石(结晶硅酸钙凝胶)、珍珠岩、蛭石、氢化或未氢化的水硬水泥颗粒、浮石、珍珠岩、沸石、粘土填料、氧化硅、对苯二甲酸钙、氧化铝、二氧化钛、氧化铁、磷酸钙、硫酸钡、碳酸钠、硫酸镁、硫酸铝、碳酸镁、碳酸钡、氧化钙、氧化镁、氢氧化铝、硫酸钙、硫酸钡、氟化锂、聚合物颗粒、金属粉、浆粉、橡胶、纤维素、淀粉、化学改性淀粉、热塑性淀粉、木素粉、小麦、甲壳质、脱乙酰的甲壳质、角蛋白、谷蛋白、坚果壳粉、木粉、玉米芯粉、碳酸钙、氢氧化钙、玻璃珠、空心玻璃珠、海凝胶、软木、种子、明胶、木粉、锯屑、基于琼脂的材料、增强剂(如玻璃纤维、天然纤维(如剑麻、大麻、棉、羊毛、木材、亚麻、马尼拉麻、剑麻、苎麻、甘蔗渣)和纤维素纤维、碳纤维、石墨纤维、二氧化硅纤维、陶瓷纤维、金属纤维、不锈钢纤维、再生纸纤维(例如来自二次打浆操作))等。填料可提高组合物的韧性,增大杨氏模量,改善死褶性,提高膜、涂层、层压层或模制件的刚性,同时降低成本,减少膜、涂层或层压层在加工或使用过程中的粘连或自粘趋势。填料的使用也可生产具有纸张的许多性质(如质地和手感)的塑料制品。参见例如US4578296。所述添加剂、填料或共混物材料可在聚合过程之前、聚合过程中的任何阶段或聚合过程后加入。
粘土填料包括天然和合成粘土以及未经处理和处理过的粘土,如经硅烷或硬脂酸表面处理以增强与共聚酯基质间的附着力的有机粘土和粘土。实例包括高岭土、绿土粘土、硅酸镁铝、膨润土粘土、蒙脱石粘土、锂蒙脱石粘土等及其混合物。所述粘土可用有机物如表面活性剂处理以使它们亲有机质。市售粘土的实例包括SouthernClay公司的商品(如Gelwhite MAS 100粘土,为白色的绿土粘土(硅酸镁铝))和Nanocor公司的商品(如Nanomer粘土,为经增容剂处理的蒙脱石矿物)。
一些粘土填料可剥脱以提供纳米复合物,层状硅酸盐粘土如绿土粘土、硅酸镁铝、膨润土粘土、蒙脱石粘土、锂蒙脱石粘土尤其如此。
填料粒径可根据填充的聚醚酯组合物的预期用途量身定制。例如,填料的平均直径可小于约200微米或小于约40微米或小于约20微米。所述填料可包括高达40目(美国标准)或更高目数的粒径的颗粒。也可使用不同粒径的填料的混合物。例如,平均粒径为约5微米和约0.7微米的碳酸钙填料的混合物可在聚酯基质中提供更好的空间填充。两种或多种填料粒径的使用可实现更好的颗粒压实密度。两种或多种填料粒径范围的选择应使较大的颗粒之间的空间基本上被选定的较小粒径的填料所占据。通常,任何时候只要将任何给定的一组颗粒与另一组粒径至少比第一组颗粒大或小约2倍的颗粒混用,颗粒压实密度将增加。任何时候只要给定一组颗粒的粒径为另一组颗粒的粒径的约3-约10倍,二颗粒体系的颗粒压实密度将达到最大限度。同样,可使用三组或多组不同的颗粒来进一步增大颗粒压实密度。优选的压实度取决于多个因素如热塑性相和固体填料相内各种组分的类型和浓度,所用的成膜、涂覆或层压方法,待制造的最终产品期望具有的力学、热学和其他性能。参见例如US5,527,387。包含混合粒径填料、基于上述颗粒压实技术的填料浓缩物商品可从Shulman公司以商品名Papermatch买到。
所述填料或添加剂可在聚合期间的任何阶段或是聚合完成后加入。例如,所述填料可与聚醚酯单体在聚合开始时一起加入。这优选适用于例如二氧化硅和二氧化钛填料,以使填料在聚醚酯基质中充分分散。所述填料可在当预缩合物进入聚合釜时或在聚醚酯离开聚合器后加入。例如,按本发明的方法生产的聚醚酯组合物可熔融进料至任何充分混合的操作(例如静态混合器或单螺杆或双螺杆挤出机)中并与填料混合。聚醚酯组合物可与填料在随后的后聚合过程中混合。通常这类过程包括熔融聚醚酯与填料的充分混合,所述充分混合可由例如静态混合器、Brabender混合器、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机等提供。聚醚酯和填料可进料至挤出机的两个不同位置处。参见例如US 6,359,050。或者,所述填料可在下文所述形成本发明的膜或涂层的过程中与聚醚酯共混。
所述聚醚酯可与其他聚合物共混,包括聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线形低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、聚烯烃、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸甲酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-丙烯酸正丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的金属盐、聚((甲基)丙烯酸酯)(如聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸乙酯)等)、乙烯-一氧化碳共聚物、聚(醋酸乙烯酯)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚(乙烯醇)、乙烯-乙烯醇共聚物、聚丙烯、聚丁烯、聚酯、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸1,3-丙二醇酯)、聚(对苯二甲酸1,4-丁二醇酯)、PETG、乙烯-对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯共聚物、聚醚酯、聚氯乙烯、PVDC、聚(偏二氯乙烯)、聚苯乙烯、间规立构聚苯乙烯、聚(4-羟基苯乙烯)、线形酚醛树脂、聚(甲酚)、聚酰胺、尼龙、尼龙6、尼龙46、尼龙66、尼龙612、聚碳酸酯、聚(双酚A碳酸酯)、聚硫化物、聚苯硫醚、聚醚、聚(2,6-二甲基苯醚)、聚砜、磺化脂族-芳族共聚酯(如Biomax(E.I.du Pont de Nemours andCompany))、脂族-芳族共聚酯((己二酸1,4-丁二醇)-(对苯二甲酸1,4-丁二醇)共聚物(摩尔比55∶45)、(对苯二甲酸1,4-丁二醇)-(己二酸1,4-丁二醇)共聚物(摩尔比50∶50))、脂族聚酯(聚(琥珀酸乙二醇酯)、(己二酸1,4-丁二醇)-(琥珀酸1,4-丁二醇)共聚物、聚(己二酸-1,4-丁二醇酯))、聚(酰胺酯)、聚碳酸酯、聚(羟基链烷酸酯)、聚(己内酯)和聚(丙交酯)等及其共聚物和其混合物。
可共混的天然聚合物的实例包括淀粉、淀粉衍生物、改性淀粉、热塑性淀粉、阳离子淀粉、阴离子淀粉、淀粉酯(如醋酸淀粉酯)、淀粉羟乙基醚、烷基淀粉、糊精、胺淀粉、磷酸酯淀粉、二醛淀粉、纤维素、纤维素衍生物、改性纤维素、纤维素酯(如乙酸纤维素、二乙酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素、戊酸纤维素、三乙酸纤维素、三丙酸纤维素、三丁酸纤维素)和纤维素混合酯(如醋酸丙酸纤维素和醋酸丁酸纤维素)、纤维素醚(如甲基羟乙基纤维素、羟甲基乙基纤维素、羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素和羟乙基丙基纤维素)、多糖、海藻酸、海藻酸盐、藻胶、琼脂、阿拉伯树胶、瓜尔胶、金合欢胶、角叉菜胶、角叉藻胶、达瓦树胶、车前子胶、温柏树胶、罗望子胶、槐豆胶、刺梧桐树胶、黄原胶、黄耆胶、蛋白质、骨胶原、其衍生物如明胶和动物胶、酪蛋白(牛奶中的主要蛋白)、向日葵蛋白、卵蛋白、大豆蛋白、植物明胶、谷蛋白等及其混合物。
待与本发明的聚合物共混的聚合物材料可在聚合期间的任何阶段或是聚合完成后加到本发明的聚合物中,与填料部分的公开相似。例如,可将聚醚酯和聚合物材料熔融进料至任何充分混合的操作(例如静态混合器或单螺杆或双螺杆挤出机)中并与聚合物材料混合。
或者,聚醚酯可与聚合物材料在随后的后聚合过程中混合。这类过程包括熔融聚醚酯与聚合物材料的充分混合,所述充分混合可由静态混合器、Brabender混合器、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机等提供。
成型制品包括膜、片材、纤维、单丝、无纺结构、熔体喷射容器、模塑件、发泡件、底材上的聚合物熔融挤出涂层、底材上的聚合物溶液涂层等,均可自本发明所公开的组合物制得。
将聚醚酯模塑为成型制品可通过本领域内已知的任何方法进行,如压模或熔融成型。熔融成型可通过热塑性塑料的常用方法进行,如注塑、热成形、挤出、吹塑或这些方法的任意组合。压模可通过本领域内已知的任何方法进行。压模工艺的实例包括例如手工模、半自动模和自动模。三种普通类型的模具款式包括溢式、不溢式和半不溢式。在一般的压模操作中,聚醚酯(基本上可呈任何形式,如粉、粒或圆片)优选经干燥和加热。然后将加热后的聚醚酯装入模具中,模具通常保持在150-300℃的温度下,具体温度取决于待用的实际的聚醚酯组合物。然后部分闭合模具并施加压力。所述压力通常介于2000-5000psi之间,但具体压力取决于所用的实际的压模工艺、实际的聚醚酯材料、待成型的制件等。聚醚酯在热和所施压力的作用下熔融并流进型腔中形成成型模制件。
注塑可通过本领域内已知的任何方法进行。聚醚酯可以任何形式(如粉、粒或圆片)进到挤出机的后端,通常用自动进料器如K-Tron或Acm3urate进料器。其他如上文所述的期望的添加剂、增塑剂、共混物材料等可与本发明的聚酯预混或共进料至挤出机中。聚醚酯组合物然后在挤出机中熔融并被传送到挤出机末端。然后通常由液压缸推动螺杆向前而将熔融的树脂组合物注入模中。通常在压力下合模。模温通常设定在能使聚酯组合物结晶和凝固的温度。通常该温度介于约室温-200℃之间。通常模温的设定应提供最短可能的模塑周期。对于结晶慢的材料,如聚(对苯二甲酸乙二醇酯),通常需要使用电热器或热油。对于结晶快的材料,如聚(对苯二甲酸1,4-丁二醇酯),蒸汽热可能就足够了。成型制品一固化,模压即被释放,模打开,制件脱离型腔(通常通过顶出销、顶杆、顶出板、脱模圈、压缩空气或其组合的帮助)。
模塑可提供广泛的成型制品,包括碟子、板、衬套、汽车零件(如门把手、窗摇把)、电气零件、电化学传感器、正温度系数器件、温度传感器、用于导体屏蔽的半导体屏蔽件、电热传感器、电屏蔽、高电容器件、电子设备的外壳、用于易燃固体、粉末、液体和气体的容器和管道等。所述模制件也可用于识别目的的激光标记。所述组合物也可用作“外观件”,外观件是表面外观很重要的制件。无论组合物的表面是裸露在外还是被覆以油漆或另外的材料(如金属),这均适用。这样的制件包括汽车车身镶板,如翼子板、仪表板、发动机罩、油箱盖、车门下围板、扰流翼和其他内部和外部件;汽车内板、汽车修饰件、应用件(如把手)、控制面板、底盘、洗衣机桶和外部件、内部或外部冷冻板、及洗碗机前面板和内部面板;电动工具外壳(如钻子和锯);电子机柜和电子设备外壳(如个人计算机外壳、打印机外壳、外围设备外壳、服务器外壳);车辆如火车、拖拉机、割草机、卡车、雪上汽车、航空器和船舶的外部和内部面板;建筑物的装饰性内部面板;家具如办公和/或家居椅和桌;及电话机和其他电话设备。这些制件可涂以漆或不涂漆而呈组合物的颜色。汽车车身镶板是特别具有挑战性的应用。这些材料优选具有光滑和可复现的外观表面、耐热以至于能通过汽车电泳涂装和烤漆炉(温度可高达约200℃,每一步持续的时间达约30分钟)而无显著变形、足够坚韧以至于能抗凹或因微小冲击引起的其他机械损伤。
含炭黑的聚醚酯可让制件耗散静电喷漆时制件上形成的电荷,使油漆在整个制件表面均匀涂布。与非静电喷漆工艺相比,底材的静电喷漆可减少油漆浪费和排放,实现相当大的制件上喷漆的一致性,使制件表面上无色差。本文所公开的聚醚酯组合物可静电喷涂,同时由于其中的含碳量低而保持了理想的物理性质。
包含聚醚酯的膜有多种用途,例如用于包装,特别是食品包装、粘胶带、绝缘体、电容器、照相显影、x-射线显影以及做例如层压材料。特别值得一提的是,所述膜可用于EMI屏蔽中,作为微波天线的防护膜,作为天线罩,作为遮阳板,作为电敏产品(如电子设备、导电膜、电图影像装置的电荷传输元件等)的包装,并可用于识别目的的激光标记。需要具有更高熔点、玻璃化转变温度和结晶度的膜,以提供更好的耐热性和更稳定的电性能。也需要膜具有良好的阻隔性(例如防潮、隔氧和隔二氧化碳)、抗油性、拉伸强度和较高的断裂伸长率。
所述聚醚酯可形成膜,用于许多不同应用的任一种中,例如包装、标签、EMI屏蔽等。并非限制,但优选选择可得到部分结晶聚合物的聚醚酯的单体组合物,部分结晶的聚合物对于膜的形成是理想的,其中结晶度提供强度和弹性。刚生产出来时,聚醚酯通常为半结晶结构。与生产膜时所发生的一样,再热和/或拉伸聚合物时结晶度将增加。
可用本领域内已知的任何方法制膜,如US 4,372,311(薄膜可通过浸涂法形成)、US 4,427,614(压模法)、US 4,880,592(熔融挤出法)、US 5,525,281(熔融喷射法)中的公开或其他方法如溶液流延。由于这些方法广为人知,故为简洁起见,本文中略去其描述。膜的厚度小于或等于0.25毫米(10密耳)、介于约0.025毫米和0.15毫米(1密耳和6密耳)之间或为约0.50毫米(20密耳)。
挤出可形成呈连续长度的“无端”产品,如膜和片材。聚合物材料,无论是作为熔融聚合物或作为塑料粒料或颗粒提供,均被流化和均匀化。如果需要,可加入上文所述的添加剂,如热或UV稳定剂、增塑剂、填料和/或可共混的聚合物材料。由于挤出是本领域技术人员熟知的,故为简洁起见,本文中略去其描述。
要大量制备膜,可使用片材压延机。片材压延机是包含许多可加热的平行圆柱辊的机器,平行圆柱辊反向旋转,将聚合物铺展开并拉伸到所需厚度。粗膜被送进压延机间隙中。最后一级辊将膜压平。如果希望膜具有压花表面,则可由最后一级辊提供适当的压花图案。或者膜可被重新加热,然后经过压花机。在压延机后是一个或多个冷却鼓。最后,成品膜被卷起。
可用挤塑膜作为其他产品的起始物料。挤塑膜可被切成小段,用作其他加工方法(如注塑)的进料。作为又一个例子,所述膜可按下文所述被层压到底材上。作为再一个例子,所述膜可用本领域内已知的方法金属化。来自吹膜操作的膜管可通过例如热封变为袋子。
也可生产多层膜,如双层、三层和多层膜结构,以便可赋予膜特定的性质来满足严苛的使用需要,同时可将更贵的组分用到外层中,使它们在那里满足更高的需要。多层膜结构可通过共挤出、吹膜、浸涂、溶液涂覆、刮涂、搅涂、气刀涂覆、印刷、Dahlgren、凹版印刷、粉末涂布、喷涂或本领域技术人员也熟知的其他方法形成。参见例如US4842741、US6309736、US3748962、US4522203、US4734324、US5261899和US6309736。
膜可经单轴或双轴取向,这也是本领域技术人员熟知的。
取向可在吹膜操作中通过调节吹胀比(BUR)得以加强,吹胀比是膜泡直径与模头直径之比。对于均衡膜,约3∶1的BUR通常是适宜的。如果希望得到一个方向上容易撕裂的“分裂”膜,则优选BUR为1∶1-约1.5∶1。
收缩性可通过将膜固定在拉伸位置上并在骤冷前加热数分钟得到控制。热起到稳定取向膜的作用,膜然后可被迫仅在高于热稳定温度的温度下收缩。此外,膜也可受到辊压、压光、涂覆、压花、印花或任何其他本领域内已知的典型的后续加工操作。
如US4626252、US5073316和US6359050中的公开,如果希望,可形成微孔性的膜,特别是填充膜。为提高表面的适印性(吸墨性)、粘着性或其他期望的性质,膜可通过已知的常规的后成型操作如电晕放电、化学处理或火焰处理等加以处理。膜可经进一步加工来生产其他需要的制品如容器。例如,如US3303628、US3674626和US5011735中的公开,所述膜可被热成型。
含炭黑的聚醚酯可被涂覆或层压到底材上。由此可生产成型制品。涂层可用本发明的共聚酯的聚合物溶液、分散体、乳胶和乳液通过辊涂、展涂、喷涂、刷涂或浇涂涂布底材、然后干燥;或共挤出聚醚酯与其他材料、粉末涂布到预成型的底材上;或用本发明的聚醚酯通过熔融/挤出涂覆预成型的底材产生。涂覆了的底材可具有多种用途,如用在包装(特别是用于如敏感电子零件的静电耗散包装)、半导体的电缆外壳、EMI屏蔽中以及用作一次性产品。此外,需要更高的熔点、玻璃化转变温度和结晶度以提供更好的耐热性,还希望涂层提供良好的湿气、油脂、氧气和二氧化碳阻隔性,并具有良好的拉伸强度和较高的断裂伸长率。
涂层可自聚合物用本领域已知的任何方法制得,如浸涂(参见例如US4372311和US4503098)、挤出到底材上(参见例如US5294483、US5475080、US5611859、US5795320、US6183814和US6197380)、喷涂(参见例如US4117971、US4168676、US4180844、US4211339、US4283189、US5078313、US5281446和US5456754)、刮涂、搅涂、气刀涂覆、印刷、Dahlgren、凹版印刷、粉末涂布、喷涂或其他方法。也参见US3924013、US4147836、US4391833、US4595611、US4957578、US5942295、US3924013、US4836400、US5294483。
涂层可为任何厚度,包括小于或等于2.5毫米(100密耳)或小于或等于0.25毫米(10密耳),或介于约0.025毫米和0.15毫米(1密耳和6密耳)之间,或厚度达约0.50毫米(20密耳)或更大。由于涂覆是本领域技术人员熟知的,故为简洁起见,本文中略去其描述。
涂覆的底材可包括金属、玻璃、瓷砖、砖、混凝土、木材、砖石、纤维、皮革、膜、塑料、聚苯乙烯泡沫、聚合物泡沫、有机泡沫、无机泡沫、有机-无机泡沫、石材、箔材、金属箔、纸板、卡纸、纤维板、纤维素、卷材(如有机聚合物)、金属箔、漂白和未漂白的纸和板、无纺织物及这类材料的组合物。
为改善涂覆方法,底材可用已知的常规的后成型操作(如电晕放电)、化学处理(如打底剂)、火焰处理、粘合剂等加以处理。底材层可用例如聚乙烯亚胺(Adcote 313)的水溶液或苯乙烯-丙烯酸胶乳打底或可火焰处理,如US 4,957,578和US 5,868,309中的公开。
底材可被覆以粘合剂,如胶、明胶、酪素、淀粉、纤维素酯、脂族聚酯、聚(链烷酸酯)、脂族-芳族聚酯、磺化脂族-芳族聚酯、聚酰胺酯、松香/聚己内酯三嵌段共聚物、松香/聚(己二酸乙二醇酯)三嵌段共聚物、松香/聚(琥珀酸乙二醇酯)三嵌段共聚物、聚(醋酸乙烯酯)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-(1-丁烯)共聚物、乙烯-(1-戊烯)共聚物、聚苯乙烯、丙烯酸树脂类、Rhoplex N-1031(一种丙烯酸类胶乳,来自Rohm & Haas公司)等及其混合物。所述粘合剂可通过熔融法或通过溶液、乳液、分散体或其他涂覆方法施用。
底材可在涂覆前或涂覆后形成一定的制品。
包含聚醚酯的膜可通过热成形、真空热成形、真空层压、加压层压、机械层压、贴体包装或粘合层压被层压到多种底材上。
例如,生产用作容器和纸板箱的涂布或层压纸和纸板底材的方法是本领域内广为人知的(参见例如US 3,863,832、US 3,866,816、US4,337,116、US 4,456,164、US 4,698,246、US 4,701,360、US 4,789,575、US 4,806,399、US 4,888,222、US 5,002,833、US 3,924,013、US4,130,234、US 6,045,900和US 6,309,736)。取决于层压了聚酯的底材的预期用途,底材可被单面或双面层压。
本发明的聚醚酯组合物可进一步以片材的形式应用。聚合物片材具有多种用途,如用在标识、玻璃窗、热成型制品、显示器和显示器底材中。聚醚酯中的炭黑组分使片材可以耗散静电喷漆时制件上形成的电荷,从而使油漆在整个片材表面均匀涂布。这可实现相当大的片材上喷漆的一致性,使制件表面无色差。聚醚酯组合物可静电喷涂,同时由于其中的含碳量低而保持了大多数理想的物理性质。由此生产的片材可用作识别目的的激光标记。
片材可用本领域内已知的任何方法如挤出、溶液流延、注塑法形成,或直接从聚合熔体形成。由于这些方法是本领域技术人员熟知的,故为简洁起见,本文中略去其描述。片材可用来形成标识、玻璃窗(如公共汽车候车亭、天窗或休闲车中)、显示器、车灯和用在热成型制品、盖子、天窗、异形温室玻璃窗、食品托盘等中。片材也可像上文公开的膜一样被取向。
片材和片材样制品如盘可用本领域内已知的任何方法通过注塑形成。
片材与膜的区别在于厚度,但就膜何时成为片材并没有规定的工业标准。片材厚度大于约0.25毫米(10密耳),介于约0.25毫米-25毫米、约2毫米-约15毫米、约3毫米-约10毫米之间。可形成厚度大于25毫米和小于0.25毫米的片材。
含炭黑的聚醚酯可以纤维的形式使用,这对于在纺织品特别是和天然纤维如棉和羊毛的组合使用中是理想的。衣服、地毯和其他制品可从这些纤维生产。此外,由于其弹性和强度,聚酯纤维在工业应用中的使用是理想的。特别是它们被用于生产如轮胎帘布和绳索等制品。
包含含炭黑的聚醚酯的纤维(“纤维”包括连续的单丝、未加捻或交缠的复丝、短纤维、细纱、熔喷纤维、无纺材料和熔喷无纺材料)涵盖了电性质的整个范围抗静电、静电耗散或中等导电、及导电。所述纤维可呈多种形式,包括均匀的和双组分的。聚醚酯可用作导电芯,外面包以绝缘包皮材料。自所述聚醚酯生产的抗静电纤维可在所有类型的织物最终用途(包括针织物、簇绒织物、机织物和无纺织物)、毛刷、带材(例如用于造纸、服装、poultry belts、包装传送带)等中提供静电防护。包含含炭黑的聚醚酯的纤维可为地毯结构提供静电防护。
所述纤维可与另外的合成或天然聚合物一起使用以形成不均匀的纤维,从而提供具有改进性质的纤维,或可用有效量(如占聚醚酯的0.1-10.0%重量)的任何已知的水解稳定添加剂稳定化。水解稳定添加剂与羧酸端基发生化学反应,优选碳化二亚胺。水解稳定添加剂可包括重氮甲烷、碳化二亚胺、环氧化物、环状碳酸酯、唑啉、氮丙啶、烯酮亚胺、异氰酸酯、烷氧基封端的聚亚烷基二醇等。这类添加剂的加入是本领域技术人员熟知的。
含炭黑的聚醚酯可用本领域内已知的任何方法形成单丝,如US3,051,212、US 3,999,910、US 4,024,698、US 4,030,651、US 4,072,457和US 4,072,663中的公开。
在低ppm水平(5-25ppm重量)下,炭黑可用作熔融吹塑过程中预成型物的再热催化剂以生产容器如汽水瓶。在中等水平(0.05-0.5%重量)下,炭黑可用作潜在的成核剂以提高某些聚醚酯组合物的结晶速率。
炭黑组分可以干燥的粗制炭黑、以在适当流体(优选上述二元醇组分)中的淤浆或以在适当流体(优选上述二元醇组分)中的分散体加到本发明的方法中。炭黑可以解聚的分散体(优选分散于上文所述用来生产某些聚醚酯组合物的二元醇中)加到聚酯聚合过程中。
炭黑可以干燥的粗制炭黑、以在适当流体(如上文所公开的二元醇或聚(亚烷基醚)二醇)中的淤浆或以在适当流体(如二元醇或聚(亚烷基醚)二醇)中的分散体加到所述方法中。
为产生炭黑分散体,优选的二元醇-炭黑淤浆可用机械分散设备(包括球磨机、Epenbauch搅拌机、Kady高剪切磨机、砂磨机(如3PRedhead砂磨机)和研磨器具)充分混合并研磨。
炭黑分散体可通过例如球磨工艺产生,做法是将炭黑加到有陶瓷或不锈钢球的二元醇(如乙二醇)中,然后转动球磨机,持续必要的时间直至达到期望的分散。通常,该时间为0.5-50小时。如果需要,分散体可进一步经离心除去任何较大的炭黑颗粒或研磨介质。
分散在二元醇中的炭黑的量取决于待分散的炭黑的结构和性质,可为均匀分散在二元醇中的量。
如果需要,可向炭黑组分中加入分散剂以增强二元醇对碳粒子的润湿性并帮助维持分散体的稳定性。适合的分散剂的实例包括聚乙烯吡咯烷酮、环氧化聚丁二烯、磺化萘的钠盐以及脂肪酸。分散剂的水平可为分散体(炭黑、分散剂和二元醇)总重量的约0.1-8%重量的范围内。
炭黑组分可在聚醚酯的IV达到约0.20dL/g以上前的聚醚酯聚合过程的任何阶段加入或在单体阶段加入,如与二羧酸、与聚(亚烷基醚)二醇、或与二元醇一起加入,或加到最初的酯化(酯交换)产物(预缩合物,聚合度(DP)为约10或以下,从双羟乙酸酯(bis(glycolate))到聚醚酯低聚物的系列产物)中,或与二元醇一起加入或加到最初的酯化(酯交换)产物中。
聚醚酯组合物可通过人们熟知的常规的缩聚法制备。例如,二羧酸的酰氯可与二元醇和聚(亚烷基醚)二醇在溶剂(如甲苯)中以及碱如吡啶(可中和制备时产生的盐酸)的存在下化合。这样的方法广为人知。参见例如R.Storbeck等,J.Appl.Polymer Science,59卷,第1199-1202页(1996)。
当使用酰氯制备聚合物时,产品聚合物中单体单元的比例与反应单体的比例大致相同。因此,装入反应器中的单体比例与产品中期望的比例大致相同。可使用化学计量相等的(二元醇+聚(亚烷基醚)二醇)和二羧酸来获得高分子量聚合物。
聚醚酯可通过熔融聚合法生产。在熔融聚合法中,二羧酸(酸、酯、双羟乙酸酯(bis(glycolate))或其混合物)、二元醇、聚(亚烷基醚)二醇、炭黑及任选多官能团支化剂在催化剂存在下于足够高的温度下化合,形成酯和二酯,然后形成低聚物,并最终形成聚合物。聚合过程结束时的聚合产物为熔融产物,随着聚合的进行二元醇组分从反应器中蒸馏出。这种方法是本领域技术人员普遍熟知的。
二元醇组分、聚(亚烷基醚)二醇组分、二羧酸组分、炭黑组分和任选多官能团支化剂的量的选择最好应使最终产物中含期望量的各种单体单元,如上文的公开。装入特定反应器中的单体的确切的量可由技术人员容易地确定,如以下范围。通常需要加入过量的二羧酸和二元醇,并且需要在聚合反应进行中通过蒸馏或其他蒸发手段除去过量的二羧酸和二元醇。理想的是优选的二元醇组分(如乙二醇、1,3-丙二醇和1,4-丁二醇)以比最终聚合物中期望的结合水平高10-100%的量加入。例如,乙二醇以比最终聚合物中期望的结合水平高40-100%的量加入,1,3-丙二醇和1,4-丁二醇以比最终聚合物中期望的结合水平高20-70%的量加入。理想的是其他二元醇组分以比最终产物中期望的结合水平高0-100%的量加入,具体的量取决于其他二元醇组分的具体挥发性。
给出的单体用量范围较宽,这是因为单体在聚合期间的损失(取决于例如蒸馏塔和其他类型的回收和循环体系等的效率)变化大,所以其仅是一个近似值。要获得特定的组合物而待装入特定反应器中的单体的确切的量可由技术人员容易地确定。
聚合可包括边搅拌边逐渐加热包含单体和炭黑及任选的催化剂或催化剂混合物的混合物至约200-约330℃的温度范围内,优选220-295℃。确切的条件和催化剂取决于二酸组分是以真正的酸形式,还是以二甲酯形式或是以双羟乙酸酯(bis(glycolate))形式。催化剂可在开始时与反应剂一起加入,和/或在加热时分一次或多次加入混合物中。在反应进行过程中可更变所用的催化剂。持续加热和搅拌足够长的时间至足够的温度,通常同时通过蒸馏除去过量的反应物,以获得具有足够高分子量以适于制备加工物品的熔融聚合物。
催化剂可包括所有的聚酯缩聚催化剂,如Li、Ca、Mg、Mn、Zn、Pb、Sb、Sn、Ge和Ti的盐,如乙酸盐和氧化物,包括二元醇加合物和Ti的醇盐。这些催化剂是本领域内普遍熟知的,故为简洁起见,本文中略去其描述。
期望的物理性质包括至少≥0.25或≥0.35或≥0.5dL/g的特性粘度(IV)(在室温下用0.5%(重量/体积)的聚酯溶液测定,溶液的溶剂体系为50∶50(重量)的三氟乙酸∶二氯甲烷);特性粘度是分子量的指示。其他应用如膜、瓶、片材和模塑树脂等可能需要更高的特性粘度。可调节聚合条件以获得期望的达至少约0.5、最好大于0.65dL/g的IV。聚醚酯的进一步处理可获得为0.7、0.8、0.9、1.0、1.5、2.0dL/g及甚至更高的特性粘度。
分子量通常不直接测量,而是用聚合物在溶液中的特性粘度或者熔体粘度作为分子量的指示。特性粘度是分子量的指示,用来对一类聚合物(如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)等)中的样品进行比较,在本文中用作分子量的指示。可用固态聚合获得甚至更高的特性粘度(分子量)。
通过熔融聚合制备的产物在挤出、冷却和造粒后可基本是非晶的。通过加热至高于其玻璃化转变温度的温度并保持较长的时间,可将非晶材料变成半结晶材料。这样可诱导结晶,使得产品可随后被加热到更高的温度以提高分子量。
可在固态聚合前通过用聚醚酯的相对不良溶剂处理来使聚合物结晶。这样的溶剂降低玻璃化转变温度(Tg)从而诱导结晶。参见例如US 5,164,478和US 3,684,766。
可让半结晶聚合物经历固态聚合,做法是将粒状或粉状聚合物放在惰性气流(通常为氮气)中或者1托的真空下,在升高的温度但低于聚合物的熔化温度下并保持较长的时间。
炭黑组分可以干燥的粗制炭黑、以在适当流体(优选上述二元醇组分)中的淤浆或以在适当流体(优选上述二元醇组分)中的分散体加到本发明的方法中。
通过本发明的方法生产的聚醚酯组合物可掺入上述添加剂、增塑剂、填料或其他共混材料。所产生的聚醚酯可成型为成型制品,如上文所公开的模制件、膜、片材、纤维、单丝、无纺结构、熔体喷射容器、涂层、层压层等。
实施例和对照实施例测试方法差示扫描量热(DSC)在TA Instruments的2920型仪器上进行。样品在氮气氛中以20℃/分钟的速率加热至300℃,以20℃/分钟的速率程序冷却回室温,然后以20℃/分钟的速率重新加热至300℃。下文提到的观察到的样品玻璃化转变温度(Tg)和结晶熔融温度(Tm)来自第二次加热。
IV的定义见“Preparative Methods of Polymer Chemistry”,W.R.Sorenson and T.W.Campbell,1961,35页。IV在室温和0.5g/100mL的浓度下通过Goodyear R-103B法测定,溶剂体系为50∶50(重量)的三氟乙酸∶二氯甲烷。
实验室相对粘度(LRV)为0.6g聚酯样品溶于10mL含80ppm硫酸的六氟异丙醇(HFIP)制得的溶液其粘度与含硫酸的六氟异丙醇本身的粘度的比值,二者均在25℃下用毛细管粘度计测得。LRV可与IV数学相关。当利用到这种关系时,将提到“计算IV”这一术语。
表面电阻率在10伏的测试电压下于T Rex 152CE型电阻计(T Rek,Inc.)上对组合物的熔融压膜进行测定得到。该电阻计最低仅测定到103欧/□。任何测定为103欧/□的表面电阻率可能低于103欧/□。
实施例1向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸二甲酯(65.87克)、1,4-丁二醇(39.74克)、聚(四亚甲基醚)二醇(74.63克,平均分子量1400)、Ketjenblack EC 600 JD(0.75克)和异丙氧基钛(IV)(0.1174克)。反应混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.2小时内加热至190℃。达到190℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于190℃搅拌0.5小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.3小时内将反应混合物加热至200℃。达到200℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于200℃搅拌0.6小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.4小时内将反应混合物加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.6小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.4小时内将反应混合物加热至255℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于255℃搅拌0.6小时。这个加热周期中收集到17.3克无色馏出物。然后在255℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌2.2小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外7.1克馏出物并回收到127.0克固体产物。
按前述方法测定样品的LRV,得到LRV为44.33,经计算,该样品的1V为1.05dL/g。
对样品进行DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为174.3℃,峰值为168.2℃(27.2J/g)。在198.4℃(24.8J/g)观察到结晶Tm。
表面电阻率为1.54×1012欧/□。
实施例2向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸二甲酯(65.54克)、1,4-丁二醇(39.54克)、聚(四亚甲基醚)二醇(74.25克,平均分子量1400)、Ketjenblack EC 600 JD(1.50克)和异丙氧基钛(IV)(0.1220克)。反应混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌1.0小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.3小时内加热至200℃。达到200℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于200℃搅拌0.6小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.2小时内将反应混合物加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.6小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.8小时内将反应混合物加热至255℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于255℃搅拌0.8小时。这个加热周期中收集到12.8克无色馏出物。然后在255℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌1.3小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外8.1克馏出物并回收到97.0克固体产物。
样品的LRV为20.16,IV为0.61dL/g。
DSC分析表明,在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为173.6℃,峰值为168.0℃(23.8J/g)。在197.7℃(17.9J/g)观察到结晶Tm。
实施例3向500毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸双(2-羟乙酯)(165.45克)、聚乙二醇(22.05克,平均分子量=1500)、1.0%重量的KetjenblackEC 600 JD在乙二醇中的球磨分散体(227.3克,以Aquablak 6025提供,来自Solution Dispersions,Inc.)、四水合醋酸锰(II)(0.0669克)和三氧化锑(III)(0.0539克)。混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.6小时内加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.6小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于1.1小时内将反应混合物加热至295℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于295℃搅拌0.7小时。这个加热周期中收集到244.4克无色馏出物。然后在295℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌3.1小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外18.9克馏出物并回收到136.7克固体产物。
样品的LRV为17.63,IV为0.56dL/g。
DSC分析表明,在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为196.3℃,峰值为191.0℃(32.9J/g)。在232.5℃(32.5J/g)观察到结晶Tm。
表面电阻率为3.93×105欧/□。
实施例4向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸二甲酯(65.21克)、1,4-丁二醇(39.34克)、聚(四亚甲基醚)二醇(73.88克,平均分子量1400)、Ketjenblack EC 600 JD(2.25克)和异丙氧基钛(IV)(0.1188克)。反应混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.6小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.3小时内加热至190℃。达到190℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于190℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.3小时内加热至200℃。达到200℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于200℃搅拌0.5小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.5小时内将反应混合物加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.5小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.3小时内将反应混合物加热至255℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于255℃搅拌0.6小时。这个加热周期中收集到17.3克无色馏出物。然后在255℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌2.1小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外7.3克馏出物并回收到134.4克固体产物。
样品的LRV为23.21,IV为0.67dL/g。
DSC分析表明,在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为173.7℃,峰值为168.0℃(28.4J/g)。在197.5℃(30.8J/g)观察到结晶Tm。
实施例5向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸二甲酯(105.07克)、间苯二甲酸二甲酯(11.77克)、1,4-丁二醇(73.00克)、聚(四亚甲基醚)二醇(14.93克,平均分子量1000)、Ketjenblack EC 600 JD(3.00克)和异丙氧基钛(IV)(0.1580克)。反应混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.2小时内加热至190℃。达到190℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于190℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.2小时内加热至200℃。达到200℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于200℃搅拌1.0小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.3小时内将反应混合物加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.7小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.4小时内将反应混合物加热至255℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于255℃搅拌0.6小时。这个加热周期中收集到26.5克无色馏出物。然后在255℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌1.2小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外8.8克馏出物并回收到127.6克固体产物。
样品的LRV为24.40,IV为0.69dL/g。
DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为176.6℃,峰值为173.1℃(40.4J/g)。在205.9℃(35.8J/g)观察到Tm。
表面电阻率为1.15×104欧/□。
实施例6向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸双(2-羟乙酯)(170.82克)、聚乙二醇(18.00克,平均分子量1400)、Ketjenblack EC 600 JD(3.00克)、四水合醋酸锰(II)(0.0676克)和三氧化锑(III)(0.0540克)。混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.4小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.4小时内加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.6小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.6小时内将反应混合物加热至295℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于295℃搅拌1.1小时。这个加热周期中收集到22.6克无色馏出物。然后在295℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌3.1小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外17.4克馏出物并回收到132.3克固体产物。
样品的LRV为13.88,IV为0.50dL/g。
DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为210.3℃,峰值为205.5℃(36.5J/g)。在247.0℃(37.6J/g)观察到Tm。
表面电阻率为6.17×103欧/□。
实施例7向500毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸双(2-羟乙酯)(170.82克)、聚乙二醇(18.00克,平均分子量=1500)、2.9%重量的KetjenblackEC 600 JD和0.7%重量的聚乙烯吡咯烷酮在乙二醇中的球磨分散体(103.45克,以Aquablak 6026提供,来自Solution Dispersions,Inc.)、四水合醋酸锰(II)(0.0669克)和三氧化锑(III)(0.0539克)。混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.7小时内加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.6小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.9小时内将反应混合物加热至295℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于295℃搅拌0.7小时。这个加热周期中收集到127.6克无色馏出物。然后在295℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌2.9小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外16.3克馏出物并回收到133.8克固体产物。
样品的LRV为13.12,IV为0.48dL/g。
DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为204.5℃,峰值为200.2℃(39.2J/g)。在240.8℃(41.8J/g)观察到结晶Tm。
表面电阻率为3.94×104欧/□。
实施例8向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸双(2-羟乙酯)(165.45克)、聚乙二醇(22.05克,平均分子量1500)、Ketjenblack EC 600 JD(3.00克)、四水合醋酸锰(II)(0.0669克)和三氧化锑(III)(0.0539克)。混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.5小时内加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.5小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.9小时内将反应混合物加热至295℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于295℃搅拌0.8小时。这个加热周期中收集到27.3克无色馏出物。然后在295℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌3.4小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外15.8克馏出物并回收到137.5克固体产物。
样品的LRV为10.70,IV为0.44dL/g。
DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为205.9℃,峰值为201.0℃(36.5J/g)。在247.4℃(38.5J/g)观察到结晶Tm。
实施例9向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸二甲酯(64.88克)、1,4-丁二醇(39.14克)、聚(四亚甲基醚)二醇(73.50克,平均分子量1400)、Ketjenblack EC 600 JD(3.00克)和异丙氧基钛(IV)(0.1175克)。反应混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.4小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.2小时内加热至190℃。达到190℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于190℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.3小时内加热至200℃。达到200℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于200℃搅拌0.6小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.3小时内将反应混合物加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.5小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.4小时内将反应混合物加热至255℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于255℃搅拌0.7小时。这个加热周期中收集到17.7克无色馏出物。然后在255℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌2.6小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外6.7克馏出物并回收到131.1克固体产物。
样品的LRV为17.83,IV为0.57dL/g。
DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为173.3℃,峰值为168.2℃(28.5J/g)。在197.7℃(32.7J/g)观察到结晶Tm。
实施例10向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸二甲酯(64.55克)、1,4-丁二醇(38.94克)、聚(四亚甲基醚)二醇(73.13克,平均分子量1400)、Ketjenblack EC 600 JD(3.75克)和异丙氧基钛(IV)(0.1172克)。反应混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.2小时内加热至190℃。达到190℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于190℃搅拌0.6小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.4小时内加热至200℃。达到200℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于200℃搅拌0.5小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.4小时内将反应混合物加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.5小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.4小时内将反应混合物加热至255℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于255℃搅拌0.5小时。这个加热周期中收集到18.0克无色馏出物。然后在255℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌2.0小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外5.7克馏出物并回收到134.5克固体产物。
样品的LRV为17.16,IV为0.56dL/g。
DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为174.1℃,峰值为169.4℃(29.9J/g)。在197.5℃(28.7J/g)观察到结晶Tm。
表面电阻率为3.80×104欧/□。
实施例11向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸二甲酯(48.00克)、1,3-丙二醇(19.00克)、乙二醇-丙二醇-乙二醇嵌段共聚物(59.00克,平均分子量1100,含10%重量的聚乙二醇,CAS号9003-11-6)、KetjenblackEC 600 JD(3.00克)和异丙氧基钛(IV)(0.1250克)。反应混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.4小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.1小时内加热至190℃。达到190℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于190℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.1小时内加热至200℃。达到200℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于200℃搅拌0.5小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.2小时内将反应混合物加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.9小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.3小时内将反应混合物加热至255℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于255℃搅拌0.7小时。这个加热周期中收集到0.9克无色馏出物。然后在255℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌3.1小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外0.7克馏出物并回收到88.9克固体产物。
样品的LRV为15.66,IV为0.53dL/g。
DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为158.8℃,峰值为143.7℃(16.9J/g)。在207.6℃(15.0J/g)观察到结晶Tm。
表面电阻率为3.15×103欧/□。
实施例12向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸二甲酯(64.22克)、1,4-丁二醇(38.74克)、聚(四亚甲基醚)二醇(72.75克,平均分子量1400)、Ketjenblack EC 600 JD(4.50克)和异丙氧基钛(IV)(0.1188克)。反应混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.2小时内加热至190℃。达到190℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于190℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.4小时内加热至200℃。达到200℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于200℃搅拌0.5小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.4小时内将反应混合物加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.5小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.5小时内将反应混合物加热至255℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于255℃搅拌0.6小时。这个加热周期中收集到16.8克无色馏出物。然后在255℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌2.1小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外5.6克馏出物并回收到133.9克固体产物。
样品的LRV为16.78,IV为0.55dL/g。
DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为173.5℃,峰值为168.9℃(27.5J/g)。在196.7℃(32.9J/g)观察到结晶Tm。
表面电阻率为3.75×103欧/□。
实施例13向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸二甲酯(82.10克)、间苯二甲酸二甲酯(4.32克)、1,3-丙二醇(44.03克)、聚乙二醇(4.83克,平均分子量3400)、Ketjenblack EC 600 JD(3.50克)和异丙氧基钛(IV)(0.1179克)。反应混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.6小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.3小时内加热至190℃。达到190℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于190℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.3小时内加热至200℃。达到200℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于200℃搅拌0.5小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.3小时内将反应混合物加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.5小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.5小时内将反应混合物加热至255℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于255℃搅拌0.6小时。这个加热周期中收集到18.4克无色馏出物。然后在255℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌2.3小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外2.7克馏出物并回收到88.9克固体产物。
样品的LRV为13.48,IV为0.49dL/g。
DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为177.9℃,峰值为168.2℃(49.6J/g)。在226.3℃(41.0J/g)观察到结晶Tm。
表面电阻率为1.88×103欧/□。
实施例14向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸二甲酯(63.92克)、1,4-丁二醇(38.58克)、聚(四亚甲基醚)二醇(72.48克,平均分子量1400)、Ketjenblack EC 600 JD(5.40克)和异丙氧基钛(IV)(0.1280克)。反应混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.7小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.1小时内加热至190℃。达到190℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于190℃搅拌0.6小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.1小时内加热至200℃。达到200℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于200℃搅拌0.6小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.2小时内将反应混合物加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.6小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.3小时内将反应混合物加热至255℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于255℃搅拌0.6小时。这个加热周期中收集到13.5克无色馏出物。然后在255℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌0.8小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外4.5克馏出物并回收到122.9克固体产物。
样品的LRV为32.07,IV为0.83dL/g。
DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为170.7℃,峰值为164.8℃(21.3J/g)。在195.4℃(15.8J/g)观察到结晶Tm。
表面电阻率为4.20×103欧/□。
实施例15向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸二甲酯(42.48克)、1,4-丁二醇(19.27克)、聚(四亚甲基醚)二醇(109.00克,平均分子量2000)、Ketjenblack EC 600 JD(5.25克)和异丙氧基钛(IV)(0.1320克)。反应混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.7小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.2小时内加热至190℃。达到190℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于190℃搅拌0.8小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.1小时内加热至200℃。达到200℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于200℃搅拌0.4小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.2小时内将反应混合物加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.5小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.2小时内将反应混合物加热至255℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于255℃搅拌0.7小时。这个加热周期中收集到6.5克无色馏出物。然后在255℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌0.8小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到120.5克固体产物。
样品的LRV为48.56,IV为1.12dL/g。
DSC分析。未观察到结晶Tm。
表面电阻率为9.52×104欧/□。
对照实施例CE 1向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸二甲酯(63.56克)、1,4-丁二醇(38.40克)、聚(四亚甲基醚)二醇(72.34克,平均分子量1400)、Ketjenblack EC 600 JD(6.12克)和异丙氧基钛(IV)(0.1930克)。反应混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.6小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.1小时内加热至190℃。达到190℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于190℃搅拌0.4小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.2小时内加热至200℃。达到200℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于200℃搅拌0.6小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.4小时内将反应混合物加热至222℃。达到222℃后,观察到所得反应混合物非常稠并糊在了搅拌器上。没有观察到尚在搅拌中的物料。在此点结束反应。
实施例16向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸双(2-羟乙酯)(162.87克)、乙二醇-丙二醇-乙二醇嵌段共聚物(22.50克,平均分子量2000,含10%重量的乙二醇,CAS号9003-11-6)、Printex XE-2炭黑(4.50克)、四水合醋酸锰(II)(0.0669克)和三氧化锑(III)(0.0539克)。反应混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.5小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.6小时内将反应混合物加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.5小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于1.1小时内将反应混合物加热至295℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于295℃搅拌0.6小时。这个加热周期中收集到28.2克无色馏出物。然后在295℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌2.6小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外14.2克馏出物并回收到139.8克固体产物。
样品的LRV为7.61,IV为0.38dL/g。
DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为211.8℃,峰值为207.9℃(37.0J/g)。在243.4℃(34.6J/g)观察到结晶Tm。
表面电阻率为9.47×104欧/□。
实施例17向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸双(2-羟乙酯)(162.87克)、乙二醇-丙二醇-乙二醇嵌段共聚物(22.50克,平均分子量2000,含10%重量的乙二醇,CAS号9003-11-6)、5.88%重量的Printex XE-2炭黑和0.7%重量的聚乙烯吡咯烷酮的分散体(76.53克,以Aquablak6024提供,来自Solution Dispersions公司)、四水合醋酸锰(II)(0.0669克)和三氧化锑(III)(0.0539克)。反应混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.5小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.5小时内将反应混合物加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.5小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.8小时内将反应混合物加热至295℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于295℃搅拌0.7小时。这个加热周期中收集到100.0克无色馏出物。然后在295℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌3.3小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外13.5克馏出物并回收到134.2克固体产物。
样品的LRV为8.66,IV为0.40dL/g。
DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为210.7℃,峰值为206.8℃(43.0J/g)。在242.3℃(43.4J/g)观察到结晶Tm。
表面电阻率为6.96×104欧/□。
实施例18向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸二甲酯(64.00克)、1,4-丁二醇(38.34克)、聚(四亚甲基醚)二醇(72.00克,平均分子量2000)、Printex XE-2炭黑(6.15克)和异丙氧基钛(IV)(0.130克)。反应混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.4小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.1小时内加热至190℃。达到190℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于190℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.1小时内加热至200℃。达到200℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于200℃搅拌0.3小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.6小时内将反应混合物加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.6小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.4小时内将反应混合物加热至255℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于255℃搅拌0.6小时。这个加热周期中收集到13.1克无色馏出物。然后在255℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌0.9小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外1.3克馏出物并回收到120.0克固体产物。
样品的LRV为22.24,IV为0.65dL/g。
DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为189.3℃,峰值为185.5℃(17.9J/g)。在207.4℃(15.4J/g)观察到结晶Tm。
表面电阻率为7.52×103欧/□。
实施例19向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸二甲酯(47.00克)、1,3-丙二醇(19.00克)、乙二醇-丙二醇-乙二醇嵌段共聚物(59.00克,平均分子量1100,CAS号9003-11-6)、Ketjenblack EC 300 J(2.50克)和异丙氧基钛(IV)(0.1350克)。反应混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.2小时内加热至190℃。达到190℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于190℃搅拌0.7小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.2小时内加热至200℃。达到200℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于200℃搅拌0.8小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.4小时内将反应混合物加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.5小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.4小时内将反应混合物加热至255℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于255℃搅拌0.9小时。这个加热周期中收集到4.4克无色馏出物。然后在255℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌3.2小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外0.4克馏出物并回收到90.6克固体产物。
样品的LRV为26.36,IV为0.73dL/g。
DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为157.2℃,峰值为143.6℃(19.3J/g)。在204.2℃(17.8J/g)观察到结晶Tm。
表面电阻率为2.99×106欧/□。
实施例20向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸二甲酯(64.22克)、1,4-丁二醇(38.74克)、聚(四亚甲基醚)二醇(72.75克,平均分子量1400)、Ketjenblack EC 300 J(4.50克)和异丙氧基钛(IV)(0.1175克)。反应混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.2小时内加热至190℃。达到190℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于190℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.3小时内加热至200℃。达到200℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于200℃搅拌0.6小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.5小时内将反应混合物加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.6小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.4小时内将反应混合物加热至255℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于255℃搅拌0.5小时。这个加热周期中收集到16.6克无色馏出物。然后在255℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌2.7小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外8.0克馏出物并回收到131.1克固体产物。
样品的LRV为19.22,IV为0.59dL/g。
DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为173.9℃,峰值为168.0℃(28.7J/g)。在197.5℃(28.2J/g)观察到结晶Tm。
表面电阻率为2.55×104欧/□。
实施例21向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸二甲酯(42.00克)、1,4-丁二醇(19.27克)、聚(四亚甲基醚)二醇(108.56克,平均分子量2000)、Ketjenblack EC 300 J(5.25克)和异丙氧基钛(IV)(0.1390克)。反应混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.1小时内加热至190℃。达到190℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于190℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.1小时内加热至200℃。达到200℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于200℃搅拌0.6小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.2小时内将反应混合物加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.6小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.3小时内将反应混合物加热至255℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于255℃搅拌0.7小时。这个加热周期中收集到4.9克无色馏出物。然后在255℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌1.3小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到137.6克固体产物。
样品的LRV为49.27,IV为1.14dL/g。
DSC分析。未观察到结晶Tm。
表面电阻率为1.06×106欧/□。
实施例22向500毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸双(2-羟乙酯)(166.85克)、聚乙二醇(18.00克,平均分子量=1500)、8.0%重量的KetjenblackEC 300 J和0.7%重量的聚乙烯吡咯烷酮在乙二醇中的分散体(75.00克,以Aquablak 6071提供,来自Solution Dispersions Inc.)、四水合醋酸锰(II)(0.0669克)和三氧化锑(III)(0.0539克)。混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.4小时内加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.5小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.7小时内将反应混合物加热至295℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于295℃搅拌0.7小时。这个加热周期中收集到95.4克无色馏出物。然后在295℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌2.6小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外14.0克馏出物并回收到130.8克固体产物。
样品的LRV为20.76,IV为0.62dL/g。
DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为206.2℃,峰值为200.9℃(38.6J/g)。在242.1℃(40.1J/g)观察到结晶Tm。
表面电阻率为1.90×105欧/□。
实施例23向500毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸双(2-羟乙酯)(166.85克)、聚乙二醇(18.00克,平均分子量=1500)、Ketjenblack EC 300 J(6.00克)、四水合醋酸锰(II)(0.0669克)和三氧化锑(III)(0.0539克)。混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.6小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.5小时内加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.5小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.9小时内将反应混合物加热至295℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于295℃搅拌0.8小时。这个加热周期中收集到25.5克无色馏出物。然后在295℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌3.6小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外14.1克馏出物并回收到135.0克固体产物。
样品的LRV为9.76,IV为0.42dL/g。
DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为208.9℃,峰值为203.6℃(38.6J/g)。在247.0℃(57.3J/g)观察到结晶Tm。
表面电阻率为1.35×104欧/□。
实施例24向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸二甲酯(63.55克)、1,4-丁二醇(38.34克)、聚(四亚甲基醚)二醇(72.00克,平均分子量1400)、Ketjenblack EC 300 J(6.00克)和异丙氧基钛(IV)(0.1176克)。反应混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.2小时内加热至190℃。达到190℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于190℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.3小时内加热至200℃。达到200℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于200℃搅拌0.5小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.5小时内将反应混合物加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.6小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.5小时内将反应混合物加热至255℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于255℃搅拌0.6小时。这个加热周期中收集到15.5克无色馏出物。然后在255℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌3.1小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外9.2克馏出物并回收到132.8克固体产物。
样品的LRV为13.66,IV为0.49dL/g。
DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为175.4℃,峰值为170.1℃(26.8J/g)。在199.8℃(27.4J/g)观察到结晶Tm。
表面电阻率为8.00×103欧/□。
实施例25向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸二甲酯(61.24克)、1,4-丁二醇(36.94克)、聚(四亚甲基醚)二醇(69.38克,平均分子量1400)、Ketjenblack EC 300 J(11.25克)和异丙氧基钛(IV)(0.1207克)。反应混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.6小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.2小时内加热至190℃。达到190℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于190℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.2小时内加热至200℃。达到200℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于200℃搅拌0.5小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.4小时内将反应混合物加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.5小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.5小时内将反应混合物加热至255℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于255℃搅拌0.6小时。这个加热周期中收集到15.2克无色馏出物。然后在255℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌1.9小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外6.7克馏出物并回收到126.7克固体产物。
样品的LRV为16.30,IV为0.54dL/g。
DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为172.7℃,峰值为167.0℃(24.9J/g)。在196.7℃(32.6J/g)观察到结晶Tm。
表面电阻率为1.45×103欧/□到低于1.00×103欧/□。
实施例26向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸二甲酯(59.58克)、1,4-丁二醇(35.95克)、聚(四亚甲基醚)二醇(67.50克,平均分子量1400)、Ketjenblack EC 300 J(15.00克)和异丙氧基钛(IV)(0.1188克)。反应混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.6小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.3小时内加热至190℃。达到190℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于190℃搅拌0.6小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.3小时内加热至200℃。达到200℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于200℃搅拌0.5小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.9小时内将反应混合物加热至255℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于255℃搅拌0.6小时。这个加热周期中收集到14.7克无色馏出物。然后在255℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌1.6小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外6.6克馏出物并回收到129.3克固体产物。
样品的LRV为28.80,IV为0.77dL/g。
DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为172.6℃,峰值为168.0℃(22.6J/g)。在193.9℃(20.3J/g)观察到结晶Tm。
表面电阻率低于1.0×103欧/□。
实施例27向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸双(2-羟乙酯)(177.00克)、聚(四亚甲基醚)二醇(7.50克,平均分子量=2000)、Vulcan XC-72炭黑(9.00克)、四水合醋酸锰(II)(0.0681克)和三氧化锑(III)(0.0541克)。混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.3小时内加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.6小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.6小时内将反应混合物加热至295℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于295℃搅拌0.6小时。这个加热周期中收集到27.0克无色馏出物。然后在295℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌1.4小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外15.5克馏出物并回收到142.4克固体产物。
样品的LRV为15.06,IV为0.52dL/g。
DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为211.3℃,峰值为207.6℃(39.7J/g)。在247.2℃(35.0J/g)观察到结晶Tm。
表面电阻率为3.12×105欧/□。
实施例28向500毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸双(2-羟乙酯)(176.78克)、聚(四亚甲基醚)二醇(7.50克,平均分子量=2000)、10.88%重量的Vulcan XC-72和0.7%重量的聚乙烯吡咯烷酮在乙二醇中的球磨分散体(82.72克,以Aquablak 6027提供,来自Solution Dispersions,Inc.)、四水合醋酸锰(II)(0.0669克)和三氧化锑(III)(0.0539克)。混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.6小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.6小时内加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.6小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于1.1小时内将反应混合物加热至295℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于295℃搅拌0.7小时。这个加热周期中收集到84.2克无色馏出物。然后在295℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌3.6小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外15.8克馏出物并回收到137.7克固体产物。
样品的LRV为17.17,IV为0.56dL/g。
DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为199.4℃,峰值为194.6℃(40.6J/g)。在240.4℃(37.3J/g)观察到结晶Tm。
表面电阻率为2.75×107欧/□。
实施例29向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸二甲酯(44.91克)、1,3-丙二醇(17.87克)、乙二醇-丙二醇-乙二醇嵌段共聚物(55.80克,平均分子量1100,CAS号9003-11-6)、Vulcan XC-72(7.00克)和异丙氧基钛(IV)(0.1198克)。反应混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.6小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.3小时内加热至190℃。达到190℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于190℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.2小时内加热至200℃。达到200℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于200℃搅拌0.6小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.4小时内将反应混合物加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.5小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.5小时内将反应混合物加热至255℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于255℃搅拌0.6小时。这个加热周期中收集到7.1克无色馏出物。然后在255℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌3.0小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外1.0克馏出物并回收到95.2克固体产物。
样品的LRV为22.37,IV为0.65dL/g。
DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为126.1℃,峰值为112.5℃(19.7J/g)。在176.5℃(16.6J/g)观察到结晶Tm。
表面电阻率为1.90×105欧/□。
实施例30
向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸二甲酯(61.00克)、1,4-丁二醇(37.00克)、聚(四亚甲基醚)二醇(70.00克,平均分子量1400)、Vulcan XC-72炭黑(11.00克)和异丙氧基钛(IV)(0.120克)。反应混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.4小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.2小时内加热至190℃。达到190℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于190℃搅拌0.4小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.5小时内加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌1.3小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.4小时内将反应混合物加热至255℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于255℃搅拌0.5小时。这个加热周期中收集到13.9克无色馏出物。然后在255℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌1.3小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外4.9克馏出物并回收到118.6克固体产物。
样品的LRV为17.48,IV为0.56dL/g。
DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为166.7℃,峰值为161.9℃(24.2J/g)。在192.6℃(24.4J/g)观察到结晶Tm。
表面电阻率为6.19×105欧/□。
实施例31向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸二甲酯(78.27克)、间苯二甲酸二甲酯(4.12克)、1,3-丙二醇(41.97克)、聚乙二醇(4.60克,平均分子量3400)、Vulcan XC-72(8.00克)和异丙氧基钛(IV)(0.1171克)。反应混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.2小时内加热至190℃。达到190℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于190℃搅拌0.6小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.3小时内加热至200℃。达到200℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于200℃搅拌0.6小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.5小时内加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.6小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.5小时内将反应混合物加热至255℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于255℃搅拌0.6小时。这个加热周期中收集到18.6克无色馏出物。然后在255℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌2.7小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外4.3克馏出物并回收到89.7克固体产物。
样品的LRV为26.57,IV为0.73dL/g。
DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为152.9℃,峰值为141.5℃(42.4J/g)。在222.1℃(39.4J/g)观察到结晶Tm。
表面电阻率为7.45×105欧/□。
实施例32向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸二甲酯(59.58克)、1,4-丁二醇(35.95克)、聚(四亚甲基醚)二醇(67.50克,平均分子量1400)、Vulcan XC-72(15.00克)和异丙氧基钛(IV)(0.1206克)。反应混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.3小时内加热至190℃。达到190℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于190℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.3小时内加热至200℃。达到200℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于200℃搅拌0.6小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.6小时内加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.5小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.3小时内将反应混合物加热至255℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于255℃搅拌0.8小时。这个加热周期中收集到17.9克无色馏出物。然后在255℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌2.0小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外6.5克馏出物并回收到106.2克固体产物。
样品的LRV为25.63,IV为0.71dL/g。
DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为166.0℃,峰值为161.6℃(25.3J/g)。在191.5℃(27.6J/g)观察到结晶Tm。
实施例33向250毫升的玻璃烧瓶中加入对苯二甲酸双(2-羟乙酯)(113.22克)、聚乙二醇(12.00克,平均分子量=1500)、8.0%重量的KetjenblackEC 300 J和0.7%重量的聚乙烯吡咯烷酮在乙二醇中的球磨分散体(25.00克,以Aquablak 6071提供,来自Solution Dispersions,Inc.)、Ketjenblack EC 600 JD(0.50克)、四水合醋酸锰(II)(0.0446克)和三氧化锑(III)(0.0359克)。混合物在缓慢的氮气吹扫下搅拌加热至180℃。达到180℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于180℃搅拌0.5小时。然后将反应混合物在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.5小时内加热至225℃。达到225℃后,将所得反应混合物在缓慢的氮气吹扫下于225℃搅拌0.6小时。然后在搅拌和缓慢的氮气吹扫下于0.9小时内将反应混合物加热至295℃。将所得反应混合物在轻微的氮气吹扫下于295℃搅拌0.5小时。这个加热周期中收集到40.2克无色馏出物。然后在295℃下搅拌反应混合物并分段达到完全真空。所得反应混合物在完全真空下(压力小于100毫托)搅拌3.5小时。然后用氮气释放真空并让反应物质冷却至室温。回收到另外12.7克馏出物并回收到90.4克固体产物。
样品的LRV为18.10,IV为0.57dL/g。
DSC分析。在第一个加热周期后的程序冷却阶段发现重结晶温度,其起点为298.1℃,峰值为203.3℃(39.9J/g)。在244.3℃(38.9J/g)观察到结晶Tm。
表面电阻率为5.15×104欧/□。
权利要求
1.一种包含含炭黑的聚醚酯组合物,所述组合物包含小于或等于约3.5%重量的DBP大于约420cm3/100g的炭黑,或者所述组合物包含小于或等于约15%重量的DBP介于约220cm3/100g和约420cm3/100g之间或介于约150cm3/100g和约210cm3/100g之间的炭黑,其中按ASTM D3037-81测得所述炭黑的氮吸附表面积大于700m2/g,按ASTM D2414-93测得邻苯二甲酸二丁酯吸油值DBP。
2.权利要求1的组合物,其中所述炭黑的DBP大于约420cm3/100g或介于480-520cm3/100g之间,在含炭黑的聚醚酯中的含量在约0.5-约3.5%重量或约1-约3.5%重量的范围内;且所述炭黑的氮吸附优选介于1250-1270m2/g之间。
3.权利要求1的组合物,其中所述炭黑的DBP为约220cm3/100g-约420cm3/100g,在含炭黑的聚醚酯中的含量在约1-约10%重量或约2-约10%重量的范围内;所述炭黑任选经解聚;并优选所述炭黑其(1)DBP介于350-385cm3/100g之间、氮吸附为约800m2/g,(2)DBP为330cm3/100g,氮吸附介于约1475-约1635m2/g之间,(3)DBP为380-400cm3/100g,氮吸附为约1300m2/g,或(4)(1)、(2)和(3)中两种或多种的组合。
4.权利要求1的组合物,其中所述炭黑的DBP为约150cm3/100g-约210cm3/100g,在含炭黑的聚醚酯中的含量在约2-约12.5%重量或约6-约10%重量的范围内;所述炭黑任选经解聚;并优选所述炭黑其(1)DBP为约170cm3/100g、氮吸附为约250m2/g,(2)DBP介于约78cm3/100g和约192cm3/100g之间、氮吸附为约245m2/g,或(3)(1)和(2)的组合。
5.权利要求1的组合物,其中所述炭黑为第一种炭黑、第二种炭黑和第三种炭黑中的两种或多种的组合;第一种炭黑的含量为约0.1-约3.5%重量、约0.5-约3%重量或约0.5-约2%重量,其DBP大于约420cm3/100g;第二种炭黑的含量为约0.1-约10%重量、约0.5-约7.5%重量或约0.5-约5%重量,其DBP介于约220cm3/100g和约420cm3/100g之间;第三种炭黑的含量为约1-约12.5%重量、约2-约10%重量或约2-约7.5%重量,其DBP介于约150cm3/100g和约210cm3/100g之间;优选第二种炭黑、第三种炭黑或二者均为解聚的。
6.权利要求1、2、3或4中任一项的组合物,其中所述组合物或含炭黑的聚醚酯还包含占最终组合物总重量的约1-约40%的增强剂或约1-约30%的增韧剂或二者;所述增强剂包括玻璃纤维、天然纤维、碳纤维、石墨纤维、二氧化硅纤维、陶瓷纤维、金属纤维、不锈钢纤维、再生纸纤维或其中的两种或多种的组合;所述增韧剂包括橡胶。
7.权利要求9的组合物,其中所述组合物或含炭黑的聚醚酯还包含增强剂橡胶。
8.一种成型制品,所述成型制品包含如权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的组合物或由如权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的组合物制备,其中所述制品为单丝、纤维、织物、膜、片材、模制件、泡沫、底材上的聚合物熔融挤出涂层、底材上的聚合物溶液涂层、层压材料、容器、吹塑瓶或其中的两种或多种的组合。
9.一种方法,所述方法包括任选在分别如权利要求6或7所述的增强剂或增韧剂存在下,将如权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的炭黑与混合物接触,其中所述混合物包含至少一种二羧酸、至少一种二元醇和至少一种聚(亚烷基醚)二醇。
10.权利要求9的方法,其中所述接触产生含炭黑的聚醚酯,且所述方法还包含回收含炭黑的聚醚酯。
全文摘要
一种包含含炭黑的聚醚酯组合物,所述组合物包含小于或等于约3.5%重量的DBP大于约420cm
文档编号C08K3/04GK1969000SQ200580020157
公开日2007年5月23日 申请日期2005年6月15日 优先权日2004年6月18日
发明者R·A·海斯 申请人:纳幕尔杜邦公司
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