用于模制的聚醚酰亚胺组合物的制作方法

背景技术：
：聚醚酰亚胺是常用于注射模制来使制品具有高光泽度的工程热塑性塑料。存在几种用于制备聚醚酰亚胺的不同合成方法。用于制造聚醚酰亚胺的一种方法是通过二羟基芳香族化合物的碱金属盐，如双酚a二钠盐(“bpana2”)，与取代的双(邻苯二甲酰亚胺)，如双(卤代邻苯二甲酰亚胺)、双(硝基邻苯二甲酰胺)或双(卤代邻苯二甲酰亚胺)和双(硝基邻苯二甲酰胺)的组合的聚合。通过这种方法制成的聚醚酰亚胺具有含卤素端基、含硝基端基、或含卤素端基和含硝基端基的组合。用于制造聚醚酰亚胺的另一种方法是通过芳香族双(醚酐)或其化学等价物与有机二胺的聚合。通过这种方法制成的聚醚酰亚胺具有酸端基、胺端基、或酸端基和胺端基的组合。即使当通过这两种方法制成的聚醚酰亚胺具有相同的结构单元和相似的分子量时，它们的一些物理性质也可以不同。存在改善通过这些方法制备的聚醚酰亚胺的可互换性的需要。技术实现要素：一种组合物，包含聚醚酰亚胺，聚醚酰亚胺含有含卤素端基、含硝基端基、或包括含卤素端基和含硝基端基的组合；以及三(c8-20酰基)甘油酯。组合物可以通过将含有含卤素端基、含硝基端基、或包括含卤素端基和含硝基端基的组合的聚醚酰亚胺与三(c8-20酰基)甘油酯组合而制成。包含组合物的制品也描述在本文中。上述的和其他的特征通过以下附图和具体实施方式举例说明。附图说明现在参考附图，其是示例性的实施方式，其中，类似的元素编号相同。图1-3是来自实施例的数据的图示。具体实施方式使用含有含卤素端基、含硝基端基、或包括含卤素端基和含硝基端基的组合的聚醚酰亚胺的模制操作遇到了困难，特别是在模制高光泽度部件时。由于表面缺陷、失光、或两者的存在，短时间之后模制操作必须停止，使得可以清洁模具。使用具有酸端基、胺端基、或酸端基和胺端基的组合的聚醚酰亚胺的模制操作没有遇到相同的问题。发现将三(c8-20酰基)甘油酯与含有含卤素端基、含硝基端基、或包括含卤素端基和含硝基端基的组合组成的聚醚酰亚胺组合产生了以与具有酸端基、胺端基、或酸端基和胺端基的组合的聚醚酰亚胺相似的方式在模制操作中发挥作用的组合物。换句话说，添加三(c8-20酰基)甘油酯至含有含卤素端基、含硝基端基、或包括含卤素端基和含硝基端基的组合的聚醚酰亚胺解决了模制问题，并且与使用含有含卤素端基、含硝基端基、或包括含卤素端基和含硝基端基的组合且没有三(c8-20酰基)甘油酯的聚醚酰亚胺的模制操作相比，在模具清洁之间持续了至少长四倍的时间。此外，包含三(c8-20酰基)甘油酯的组合物在800纳米处具有良好的透光率以及与具有酸端基、胺端基、或酸端基和胺端基的组合的聚醚酰亚胺相似的熔体稳定性。包含本文描述的组合物的模制样品具有在800纳米(nm)波长处的70至95％的透射率和2.5毫米(mm)的厚度。在一些实施方式中，组合物具有在800nm波长处的75至95％的透射率和2.5mm的厚度。在一些实施方式中，组合物具有在800nm波长处的80至87％的透射率和2.5mm的厚度。组合物具有良好的熔体稳定性，并且当在390℃下在氮气中以恒定切变维持30分钟时，熔体粘度变化0至15％。在一些实施方式中，当在390℃下在氮气中以恒定切变维持30分钟时，组合物熔体粘度变化5至15％。聚醚酰亚胺包含多于1个，例如2至1000个、或5至500个、或10至100个式(1)的结构单元。其中，每个r独立地是相同或不同的，并且是取代或未取代的二价有机基团，如取代或未取代的c6-20芳香族烃基团、取代或未取代的直链或支链c4-20亚烷基基团、或取代或未取代的c3-8环亚烷基基团，特别是上述中的任一种的卤代衍生物。在一些实施方式中，r是下列式(2)的一种或多种二价基团其中，q1是-o-、-s-、-c(o)-、-so2-、-so-、-p(ra)(＝o)-，其中，ra是c1-8烷基或c6-12芳基、-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团)、或-(c6h10)z-，其中，z是1至4的整数。在一些实施方式中，r是间亚苯基、对亚苯基、二亚芳基砜，特别是双(4,4’-亚苯基)砜、双(3,4’-亚苯基)砜、双(3,3’-亚苯基)砜、或至少包含上述中至少的一种的组合。在一些实施方式中，至少10摩尔百分数的r基团含砜团，并且在其他实施方式中，没有r基团包含砜基团。示例性的基团z包括式(3)的基团其中，每个ra和rb独立地是相同或不同的，例如，是卤素原子或一价c1-6烷基基团；每个p和q独立地是0至4的整数；c是0至4；xa是与羟基取代的芳基基团相连的桥连基，其中每个c6亚芳基基团的桥连基和羟基取代基在c6亚芳基基团上为彼此邻位、间位、或对位(特别是对位)布置。桥连基xa可以是单键、-o-、-s-、-s(o)-、-s(o)2-、-c(o)-，或c1-18有机桥连基。c1-18有机桥连基可以是环状或非环的、芳香族或非芳香族的、并且可以进一步包含杂原子，如卤素、氧、氮、硫、硅、或磷。c1-18有机基团可以配置使得每个与其相连的c6亚芳基连接至c1-18有机桥连基的共同的烷叉基碳或不同的碳。基团z的具体实施例是式(3a)的二价基团。其中，q是-o-、-s-、-c(o)-、-so2-、-so-、-p(ra)(＝o)-，其中，ra是c1-8烷基或c6-12芳基、或-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团)。在具体的实施方式中，z衍生自双酚a，使得(3a)中的q是2,2-异丙叉基。在式(1)的实施方式中，r是间亚苯基、对亚苯基、或包含上述中的至少一种的组合，z是式(3a)的二价基团。可替换地，r是间亚苯基、对亚苯基、或包含上述中的至少一种的组合，z是式(3a)的二价基团，q是2,2-异丙叉基。可替换地，聚醚酰亚胺可以是包含式(1)的其他结构聚醚酰亚胺单元的共聚物，其中，至少50摩尔百分数(mol％)的r基是双(3,4’-亚苯基)砜、双(3,3’-亚苯基)砜、或包含上述中的至少一种的组合，其余的r基是间亚苯基、对亚苯基或包含上述中的至少一种的组合；z是2,2-(4-亚苯基)异丙叉基，即双酚a部分。在一些实施方式中，聚醚酰亚胺是可选地包含不是聚醚酰亚胺单元的其他结构酰亚胺单元，例如式(4)的酰亚胺单元的共聚物。其中，式(1)中描述的r和每个v是相同或不同的，且是取代或未取代的c6-20芳香族烃基团，例如下式的四价连接基团其中，w是单键、-o-、-s-、-c(o)-、-so2-、-so-、-p(ra)(＝o)-，其中，ra是c1-8烷基或c6-12芳基、或-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)。这些其他的结构酰亚胺单元优选占总单元数的少于20mol％，更优选地可以以总单元数的0至10mol％、或单元数的0至5mol％、或单元数的0至2摩尔％的量存在。在一些实施方式中，聚醚酰亚胺中不存在其他酰亚胺。通过使取代的邻苯二甲酸酐与有机二胺反应制备聚醚酰亚胺，其中，取代的邻苯二甲酸酐具有式且有机二胺具有式h2n-r-nh2以提供下式的双(邻苯二甲酰亚胺)并且使双(邻苯二甲酰亚胺)与下式的二羟基芳香族化合物的碱金属盐聚合以形成聚醚酰亚胺mo-z-om其中，m是碱金属离子。聚醚酰亚胺可以包含下式的结构单元在上述式中，x是氟基、氯基、溴基、碘基、硝基、或包含上述中的至少一种的组合，且n具有1至40的值。r和z定义如上。同样考虑到，聚醚酰亚胺可以具有大于0而小于或等于按重量计600份每百万(ppm)的oh含量。同样考虑到，聚醚酰亚胺可以是封端的。有用的封端剂包括氯代邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸酐、取代的邻苯二甲酸酐、烷基酸酐、环烷基酸酐、取代的芳基酸酐、酰基烷基卤化物、酰基芳基卤化物、醛、酮、酯、异氰酸酯、氯甲酸酯、磺酰氯、脂肪醇、脂肪醇的盐、芳香醇如对枯基苯酚、芳香醇的盐、和它们的组合。聚醚酰亚胺可以具有100至10,000ppm的卤素含量。在一些实施方式中，聚醚酰亚胺具有200至4,000ppm的卤素含量。在一些实施方式中，聚醚酰亚胺具有800至2500ppm的卤素含量。在一些实施方式中，聚醚酰亚胺具有100至10,000ppm的氯含量。在一些实施方式中，聚醚酰亚胺具有200至4,000ppm的氯含量。在一些实施方式中，聚醚酰亚胺具有500至2500ppm的氯含量。聚醚酰亚胺可以具有由美国材料与试验学会(astm)d1238在340至370℃下使用6.7千克(kg)的重量测量的0.1至10克每分钟(g/min)的熔体指数。在一些实施方式中，聚醚酰亚胺具有使用聚苯乙烯标准通过凝胶渗透色谱法测量的1,000至150,000克/摩尔(道尔顿)的重均分子量(mw)。在一些实施方式中，聚醚酰亚胺具有10,000至80,000道尔顿的重均分子量。在一些实施方式中，聚醚酰亚胺具有40,000至60,000道尔顿的重均分子量。这种聚醚酰亚胺通常具有在25℃下在间甲酚中测量的大于0.2分升每克(dl/g)，或者更具体地0.35至0.7dl/g的特性粘度。组合物进一步包含式(i)的三酰基甘油酯其中，r1、r2、和r3可以是相同或不同的具有8至20个碳原子和0至6的不饱和度的烃链。在一些实施方式中，r1、r2、和r3独立地选自c8-c20烷基、c8-c20卤代烷基、c8-c20聚卤代烷基、c8-c20亚烷基、和c8-c20烷氧基。在一些实施方式中，r1、r2、和r3独立地选自c17h35，且在一些实施方式中全部是c17h35。三酰基甘油酯可以是三硬脂酸甘油酯(gts)。gts是在室温下具有72至75℃的熔点的固体，其便于操作。三酰基甘油酯以基于聚醚酰亚胺和三酰基甘油酯的组合重量0.01重量百分数至0.5重量百分数的量存在。在这个范围内，三酰基甘油酯可以以基于聚醚酰亚胺和三酰基甘油酯的组合重量0.03重量百分数至0.3重量百分数的量存在。在一些实施方式中，三酰基甘油酯可以以基于聚醚酰亚胺和三酰基甘油酯的组合重量0.05重量百分数至0.25重量百分数的量存在。组合物可以不含不同于三酰基甘油酯的脱模剂。其他脱模剂的实例包括单酰基甘油酯，如单硬脂酸甘油酯；聚α烯烃，如饱和的聚(α)低聚物和饱和的聚(1-癸烯)低聚物；线性低密度聚乙烯(lldpe)；酸酯，如二辛基-4,5-环氧基-六氢邻苯二甲酸酯；三-(辛氧基羰基乙基)异氰脲酸酯；环氧化大豆油；硅酮，包括硅油；酯，例如脂肪酸酯，如烷基硬脂酰酯，例如硬脂酸甲酯、硬脂酸十八醇酯、四硬脂酸季戊四醇酯等；硬脂酸甲酯与亲水性和疏水性非离子表面活性剂的组合，非离子表面活性剂包含聚乙二醇聚合物、聚丙二醇聚合物、聚(乙二醇-丙二醇)共聚物、或包含上述二醇聚合物中的至少一种的组合，例如溶剂中的硬脂酸甲酯和聚乙二醇-聚丙二醇共聚物；蜡，如蜂蜡、褐煤蜡、和石蜡；如下面所示的结构(a)和(b)的烷基酰胺，烷基酰胺包含直链或支链c12-36烷基羧酸、芥酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、肉豆蔻酸、软脂酸、花生四烯酸、二十二酸、木蜡酸的伯酰胺、c1-6n-烷基酰胺、c1-6仲酰胺以及c2-6亚烷基二胺的c6-20双酰胺或上述烷基酰胺中的至少一种的组合；其中，ra或ra1是c1-30烷基基团且rb、rc、和rc1独立地是h或c1-30烷基基团且rd是c2-6烷基基团。基于组合物的总重量，组合物可以包含小于或等于0.01重量百分数，具体地0重量百分数的不是三酰基甘油酯的脱模剂的总量。组合物可以可选地包括多种通常并入这种类型的聚合物组合物的添加剂，条件是选择添加剂使得不会对热塑性组合物的期望的性质，特别是在800nm处的透光率有显著不利的影响。这种添加剂可以在用于形成组合物的组合物混合期间的适当的时间混合。添加剂包括抗冲改性剂、填料、增强剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外(uv)光稳定剂、增塑剂、润滑剂、抗静电剂、着色剂如二氧化钛、炭黑、和有机染料、表面效应添加剂、辐射稳定剂、阻燃剂、和防滴剂。可以使用添加剂的组合，例如，热稳定剂和紫外光稳定剂的组合。通常，通常已知有效的量使用添加剂。例如，基于组合物的总重量，添加剂(除任何冲击改性剂、填料、或增强剂外)的总量可以是0.01至5wt.％。实施例下列实施例使用表1中的材料制成。表1.使用表2中的方法进行测试。表2.实施例1-5将聚醚酰亚胺与如表3中所示的材料熔融共混。根据表2的方法测试产生的组合物的一系列物理性质。也测试单独的聚醚酰亚胺。结果如表3所示。表3.*比较例表3中的数据显示不能选择使用fc-1，因为其在熔体稳定性测试期间导致粘度大幅减小。不受理论约束，在fc-1的存在下，减小似乎是由聚醚酰亚胺的显著分子量分解引起的。粘度的减小由较大的变化显示(负的变化值)。其他添加剂都没有对期望的性能显示出负面影响。实施例6-8以大于实施例1-5的量制造实施例6-8。它们在高光表面模具上模制。组合物如表4所示。确定从模制开始到模具需要清洁的时间。当最终部件的质量受到影响时，模具需要清洁。结果如表5所示。表4.单位6*78*pei-149.949.949.95pei-2wt％505050水滑石wt％--0.05petswt％0.1--gtswt％-0.1-表5.从开始到清洁模具的时间pei-1*大于4小时pei-2*小于1小时实施例6*2至4小时实施例7大于4小时实施例8*1至2小时*比较例表4中所示的组合物的流变行为(熔体稳定性)是通过在390℃下在氮气氛和标准大气下将少量材料置于平行板流变仪中来检测的。在30分钟期间内，在固定量的剪切下持续测量材料的粘度以确定是否发生任何显著的变化，表明分子量损失或支化效应。结果如图1(氮气)和图2所示(空气)。图1和2中的数据表明，三酰基甘油酯(gts)不仅作用为脱模剂，而且还出乎意料地改变了pei的流变行为，使其表现得更像对比的pei-1*。实施例6-8的uv-可见-近红外光谱在2.5mm厚的板坯上测量。结果如图3所示。如图3中所见，具有三酰基甘油酯的材料(实施例7)具有等于通过将二酐与二胺聚合制成的聚醚酰亚胺(pei-1*)的高透射率。权利要求进一步通过下列实施方式说明。实施方式1：一种组合物，包含聚醚酰亚胺，聚醚酰亚胺含有含卤素端基、含硝基端基、或包括含卤素端基和含硝基端基的组合；以及三(c8-20酰基)甘油酯。实施方式2：实施方式1的组合物，其中，聚醚酰亚胺具有式其中，每个r独立地是相同或不同的，并且是取代或未取代的c6-20芳香族烃基团、取代或未取代的直链或支链的c4-20亚烷基基团、取代或未取代的c3-8环亚烷基基团，z是式(3)的基团。其中，ra和rb各自独立地是相同或不同的，并且是卤素原子或一价c1-6烷基基团；p和q各自独立地是0至4的整数；c是0至4；xa是单键、-o-、-s-、-s(o)-、-s(o)2-、-c(o)-、或c1-18有机桥连基，且n具有1至40的值。实施方式3：实施方式1的组合物，其中，每个r独立地是下式的二价基团其中，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的整数实施方式4：实施方式3的组合物，其中，r是苯基基团且z是实施方式5：实施方式1至4中任一项的组合物，其中，聚醚酰亚胺具有500至2500ppm的氯含量。实施方式6：实施方式1至5中任一项的组合物，其中，聚醚酰亚胺具有40,000道尔顿至60,000道尔顿的重均分子量。实施方式7：实施方式1至6中任一项的组合物，其中，聚醚酰亚胺通过使式mo-z-om的二羟基芳香族化合物的碱金属盐聚合产生，其中m是碱金属离子且z是式(3a)的二价基团其中，q是-o-、-s-、-c(o)-、-so2-、-so-、-p(ra)(＝o)-，其中ra是c1-8烷基或c6-12芳基、或-cyh2y-，其中y是1至5的整数或其卤代衍生物和下式的双(邻苯二甲酰亚胺)其中，r是下列式(2)中的一种或多种的二价基团其中，q1是-o-、-s-、-c(o)-、-so2-、-so-、-p(ra)(＝o)-，其中ra是c1-8烷基或c6-12芳基、-cyh2y-，其中y是1至5的整数或其卤代衍生物且x是卤素或硝基基团。实施方式8：实施方式1至7中任一项的组合物，其中，组合物不含四硬脂酸季戊四醇酯。实施方式9：实施方式1至8中任一项的组合物，其中，三酰基甘油酯具有式其中，每个r1、r2、和r3独立地是取代或未取代的c8-20烷基基团，可选地具有0至6的不饱和度。实施方式10：实施方式9的组合物，其中，每个r1、r2、和r3独立地是可选地被一个或多个卤素取代，并且可选地具有0至6的不饱和度c8-20烷基基团。实施方式11：实施方式9的组合物，其中，三酰基甘油酯包括三硬脂酸甘油酯。实施方式12：实施方式1至11中任一项的组合物，其中，三酰基甘油酯以基于聚醚酰亚胺的总重量0.01至0.5重量百分数的量存在。实施方式13：实施方式1至12中任一项的组合物，其中，当以2.5毫米的厚度测量时，包含组合物的模制样品在800nm处具有80至87％的透射率。实施方式14：实施方式1至13中任一项的组合物，其中，当在氮气气氛中以恒定切变在390℃下维持30分钟时，包含组合物的模制样品具有5％至15％的熔体粘度的变化。实施方式15：包含实施方式1至14中任一项的组合物的制品。实施方式16：用于制造实施方式1至14中任一项的组合物的方法，方法包括：将含有含卤素端基、含硝基端基、或包括含卤素端基和含硝基端基的组合的聚醚酰亚胺与三(c8-20酰基)甘油酯组合。本文中使用的术语“烃基”包括含有碳、氢、和可选的一个或多个杂原子(例如1、2、3、或4个原子如卤素、o、n、s、p、或si)的基团。“烷基”意为支链或直链的、饱和的、一价的烃基团，例如甲基、乙基、异丙基、和正丁基。“亚烷基”意为直链或支链的、饱和的二价烃基团(例如亚甲基(-ch2-)或亚丙基(-(ch2)3-))。“烯基”和“亚烯基”分别意为一价或二价的、至少具有一个碳-碳双键的直链或支链烃基(例如乙烯基(-hc＝ch2)或亚丙烯基(-hc(ch3)＝ch2-))。“炔基”意为直链或支链的、至少具有一个碳-碳三键的一价烃基(例如乙炔基)。“烷氧基”意为通过氧连接的烷基(即烷基-o-)，例如甲氧基、乙氧基、和仲丁氧基。“环烷基”和“环亚烷基”分别意为具有式-cnh2n-x和-cnh2n-2x-的一价和二价环烃基，其中，x是环化数。“芳基”意为一价的、单环或多环的芳香族基团(例如苯基或萘基)。“亚芳基”意为二价的、单环或多环芳香族基团(例如亚苯基或亚萘基)。“亚芳基”是指二价芳基。“亚烷芳基”意为被烷基取代的亚芳基。“亚芳烷基”意为被芳基取代的亚烷基(例如苯甲基)。前缀“卤素-”意为包括一种或多种卤素(f、cl、br、或i)取代基的基团或化合物，它们可以是相同或不同的。前缀“杂原子-”意为包括至少一个成员是杂原子(例如1、2、或3个杂原子)的环，其中每个杂原子独立地是n、o、s、或p。“取代的”意为被至少一个(例如1、2、3、或4个)非氢的取代基取代的化合物或基团，其中每个取代基独立地是硝基(-no2)、氰基(-cn)、羟基(-oh)、卤素、巯基(-sh)、硫氰基(-scn)、c1-6烷基、c2-6烯基、c2-6炔基、c1-6卤代烷基、c1-9烷氧基、c1-6卤代烷氧基、c3-12环烷基、c5-18环烯基、c6-12芳基、c7-13亚芳烷基(例如苄基)、c7-12亚烷芳基(例如甲苯甲酰基)、c4-12杂环烷基、c3-12杂芳基、c1-6烷基磺酰基(-s(＝o)2-烷基)、c6-12芳基磺酰基(-s(＝o)2-芳基)、或甲苯磺酰基(ch3c6h4so2-)，条件是不超过取代原子的正常化合价，并且取代对化合物的制造、稳定性、或期望的性质没有显著不利影响。当化合物被取代时，所指出的碳原子数是包括取代基的基团中的碳原子的总数。通常，本发明可以可替换地包含任何在此公开的适当成分由其组成，或基本由其组成。本发明可以另外地或可替换地配置为使得其不含或基本不含用于现有技术组合物中，或者另外为达到本发明的功能和/或目标不是必需的任何成分、材料、原料、佐剂或物质。在此公开的所有范围都包括端点，这些端点可以独立地与彼此组合(例如范围“小于25wt.％，或者更具体地，5wt.％至20wt.％”包括范围“5wt.％至25wt.％，”的端点和所有中间值等)。“或”意为“和/或”。“组合”包括混合物、合剂、合金、反应产物等。此外，术语“第一”、“第二”等在此不表示任何顺序、数量、或重要性，而是用来表示一个元素区别于另一个元素。术语“一个”和“一种”和“该”在此不表示数量的限制，解释为既包括单数也包括复数，除非本文中另有说明或明显与上下文矛盾。本文中使用的后缀“(s)”旨在包括其所修饰术语的单数和复数，从而包括该术语的一个或多个(例如膜(film(s))包括一个或多个膜)。整个说明书提及的“一种实施方式”、“另一种实施方式”、“实施方式”等意为与该实施方式相关描述的特定要素(例如特征、结构、和/或特性)包括在至少一个本文描述的实施方式中，并且可能在其他实施方式中出现。另外，需要理解的是，所述要素可以以任何适当方式结合于多种实施方式中。虽然已经描述了特定的实施方式，但申请人或其他领域内技术人员可能想到目前未预见或可能未预见的替换、修改、变更、改进、和实质等价物。因此，提交的并可能修改的所附权利要求旨在包含所有这类替换、修改、变更、改进、和实质等价物。当前第1页12