超细聚(亚苯基醚)颗粒及获得自其的组合物的制作方法
【专利摘要】公开了包含以下各项的组合物：(a)按重量计10％至40％的超细微粒聚(亚苯基醚)，其中，聚(亚苯基醚)的平均粒径是9微米或更小；(b)按重量计60％至90％的环氧树脂；其中，重量百分数是基于组合物的总重量。还公开了用于制备这种组合物以及由其获得的制品的方法。
【专利说明】超细聚（亚苯基醚）颗粒及获得自其的组合物
【技术领域】
[0001] 本发明涉及聚（亚苯基醚）的超细颗粒，以及它们的制备和在热固性树脂和获得 自其的制品中的用途。
【背景技术】
[0002] 可以用许多试剂配制环氧树脂以改变和提高它们的性能。重要的焦点在于增加固 化环氧树脂的韧性。关于在环氧树脂中使用工程热塑性塑料以提高性能，已经存在大量的 研究。与弹性体改性的系统相比，热塑性塑料改性的环氧树脂的主要优点在于增加了韧性 以及模量或玻璃化转变温度（Tg)没有显著降低。最终材料的性能通常由材料的形态决定。 两相形态可以比单相形态更具韧性。
[0003] -般而言，用于制备包含热塑性塑料的环氧树脂的方法包括"溶液法"，其中，将热 塑性塑料溶解在热环氧树脂中以形成均匀溶液。在固化过程中，通过温度诱导的相分离和 反应诱导的相分离，可以获得相分离形态。在温度诱导的相分离中，当温度降低时，相分离 开始出现。在反应诱导的相分离中，当环氧树脂固化时，第二相形成以产生多相形态。
[0004] 溶液法的复杂性不出在如由 Venderbosch 等[1?.￥./011(161'1308(311，!1· E. H. Mei jer, P. J. Lemstra, Polymer, 35, 43491994]报道的，在 175 °C 下形成均勻溶液的 PPE (0. 40IV dl/g)环氧树脂（双酚A的二缩水甘油醚；Epon 828)的温度-组成相图中。在 冷却溶液时，存在如通过浊点曲线指示的相分离的开始。在浊点曲线以下，溶液进行液-液 相分离。然而，在进一步冷却相分离溶液时，产生了约l〇〇°C的Tg。在两相区中的另一种 现象是当PPE含量增加时的相转化。在低PPE含量下，环氧树脂是连续相中的主要材料， 分散相中主要是PPE。在约20重量百分数（wt%)PPE的范围内，出现共连续形态。在大 于20wt %的PPE下，PPE是连续相中的主要材料，并且环氧树脂是分散相。术语如"主要 材料"或"富含PPE"或"富含环氧树脂"用于暗示在相之间不总是存在完全的分离或偏析 (segregation)〇
[0005] PPE环氧树脂的温度-组成相图示出在图1中。如在图1中所描绘的，存在多个不 同的组成/形态区域。这些区域的描述出现在表1中。对于这些不同的区域，需要考虑组 成和固化温度的位置。在完全固化的环氧树脂中，热塑性塑料可以是分散相、连续相，或取 决于许多因素可以表现出某种程度的共连续形态。
[0006] 表1相图中的形态区域
【权利要求】
1. 一种组合物，包含： (a) 按重量计10%至40%的超细微粒聚（亚苯基醚），其中，所述聚（亚苯基醚）的平 均粒径是9微米或更小； (b) 按重量计60 %至90 %的环氧树脂； 其中，重量百分数是基于所述组合物的总重量。
2. 根据权利要求1所述的组合物，进一步包含硬化剂。
3. 根据权利要求2所述的组合物，其中，所述硬化剂可以是： (a) 芳香族二胺； (b) 脂肪族二胺； (c) (a)和（b)的混合物； (d) 羧酸酐； (e) 咪唑；或 (f) 金属乙酰基丙酮酸盐。
4. 根据权利要求1所述的组合物，其中，所述聚（亚苯基醚）是具有在25°C在氯仿中测 定的〇. 30分升/克至1. 5分升/克之间的特性粘度的聚（2, 6-二甲基-1，4-亚苯基醚）。
5. 根据权利要求1所述的组合物，包含具有3. 8微米至8. 4微米的平均粒径的聚（亚 苯基酿）的超细颗粒。
6. 根据权利要求1所述的组合物，包含具有6微米的平均粒径的聚（亚苯基醚）的超 细颗粒。
7. 根据权利要求1-6中任一项所述的组合物，包含聚（亚苯基醚）的超细颗粒，其中， 所述超细微粒聚（亚苯基醚）的90%的颗粒体积分布低于8微米。
8. 根据权利要求1-6中任一项所述的组合物，包含： (a) 按重量计10 %至40 %的所述超细微粒聚（亚苯基醚）； (b) 按重量计30 %至80 %的环氧树脂；以及 (c) 按重量计1 %至30%的硬化剂。
9. 根据权利要求1-6中任一项所述的组合物，包含： (a) 按重量计15%至35%的所述超细微粒聚（亚苯基醚）； (b) 按重量计30 %至80 %的DGEBPA ;以及 (c) 按重量计5%至25%的MDA;其中，如通过ASTM D4812测定的，所述组合物的冲击 强度大于或等于500J/m。
10. -种用于制备包含以下各项的组合物的方法： (a) 按重量计15%至35%的超细微粒聚（亚苯基醚），其中，所述聚（亚苯基醚）的平 均粒径是6至40微米， (b) 按重量计40 %至70%的环氧树脂，以及 (c) 按重量计5%至25%的硬化剂；所述方法包括以下步骤： (i) 在环境温度将所述聚（亚苯基醚）和环氧树脂组合以形成混合物； (ii) 将所述硬化剂添加至（i)的所述混合物； (iii) 将（ii)的所述混合物从环境加热至200°C。
11. 根据权利要求10所述的方法，进一步包括共混步骤（i)的所述混合物以形成分散 体。
12. 根据权利要求10所述的方法，进一步包括在减压将所述混合物脱气。
13. 根据权利要求10所述的方法，进一步包括以下步骤： (iv) 将所述硬化剂添加至（iii)的所述混合物； (v) 将（iv)的所述混合物从环境加热至200°C。
14. 根据权利要求13所述的方法，进一步包括将所述混合物从室温加热至200°C持续 充分的时间以产生具有如通过ASTM D4812测定的大于或等于500J/m的冲击强度的材料。
15. 根据权利要求13所述的方法，进一步包括将所述混合物从室温加热至20(TC持续 充分的时间以产生具有如通过ASTM D4812测定的大于或等于500J/m的冲击强度以及小于 或等于0. 1 %的密度分布的铸件。
16. -种用于制备包含以下各项的组合物的方法： (a) 按重量计15%至35%的超细微粒聚（亚苯基醚），其中，所述聚（亚苯基醚）的平 均粒径是6至40微米， (b) 按重量计40 %至70 %的DGEBPA，以及 (c) 按重量计5%至25%的MDA ;所述方法包括以下步骤： (i) 在环境温度将所述聚（亚苯基醚）和环氧树脂组合以形成混合物； (ii) 将硬化剂添加至（i)的所述混合物； (iii) 将（ii)的所述混合物从50C加热至200C以产生具有均匀密度的铸件，并且如通 过ASTM D4812测定的冲击强度大于或等于500J/m。
17. -种包括权利要求1-6中任一项所述的组合物的制品。
18. 根据权利要求17所述的制品，包含： (a) 按重量计15%至35%的所述超细微粒聚（亚苯基醚），其中，所述聚（亚苯基醚） 的平均粒径是9微米或更小； (b) 按重量计40 %至70 %的DGEBPA ;以及 (c) 按重量计5 %至25 %的MDA ; 其中，所述制品具有小于或等于〇. 1 %的密度分布和如通过ASTM D4812测定的大于或 等于500J/m的冲击强度。
【文档编号】C08K5/17GK104411768SQ201280074401
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2012年12月13日 优先权日:2012年6月29日
【发明者】爱德华·诺曼·彼得斯, 斯科特·迈克尔·费希尔 申请人:沙特基础创新塑料Ip私人有限责任公司