耐漏电起痕组合物、由其形成的制品及其制造方法与流程

文档序号:11331468阅读:358来源:国知局
本公开涉及聚(硅氧烷-醚酰亚胺)组合物,以及具体涉及耐漏电起痕的聚醚酰亚胺组合物、由其形成的制品及其制造方法。
背景技术
:聚(硅氧烷-醚酰亚胺)共聚物是已知的突出的高性能材料,具有高玻璃化转变温度(tg)、高模量、和升高的温度下的强度以及优异的耐化学性。它们可用于制造用于各种各样应用的制品和组件。因为它们的用途广泛,特别是在电气和电子工业中,所以期望提供具有良好的耐漏电性的聚醚酰亚胺。漏电起痕是在一定条件下以及在一定电压下在聚合物的表面上形成导电通路。聚合物的漏电起痕可能是火的起源,因此耐漏电起痕经常是对用于某些电气应用的材料的重要的安全要求。报告聚合物的耐漏电起痕性的常用方法是通过其相对漏电起痕指数等级(cti)。因此本领域仍存在对于具有优异的漏电起痕耐性的聚(硅氧烷-醚酰亚胺)组合物的需要。如果在不显著不利地影响材料成本、可加工性和机械性能中的一种或多种的情况下可以使组合物耐漏电起痕,这将是进一步的优势。技术实现要素:本领域的上述和其他不足由包含以下的聚(硅氧烷-醚酰亚胺)组合物满足:基于组合物的总重量,70wt%至90wt%的聚(硅氧烷-醚酰亚胺);以及添加剂,添加剂包括聚醚、填料、或它们的组合;其中填料包括滑石、碳酸钙或包含上述中的至少一种的组合;并且其中,组合物具有根据astmd-3638-85测定的大于或等于50滴的250伏特下的至漏电起痕的滴数。在另一个实施方式中,制造方法包括组合上述的组分以形成聚(硅氧烷-醚酰亚胺)组合物。在又一个实施方式中,制品包含以上描述的聚(硅氧烷-醚酰亚胺)组合物。在再一个实施方式中,制品的制造方法包括将以上描述的聚(硅氧烷-醚酰亚胺)组合物模制、挤出或成型为制品。通过以下附图、详细描述、实施例和权利要求举例说明上述的及其他特征。具体实施方式本发明人已经发现,向聚(硅氧烷-醚酰亚胺)添加聚酯、或填料如滑石和碳酸钙、或聚酯和填料的组合会导致聚(硅氧烷-醚酰亚胺)的耐漏电起痕性的显着改善。结果是出乎意料的,因为其它填料如涂覆的二氧化钛或云母均不改善或仅稍微改善聚(硅氧烷-醚酰亚胺)的耐漏电起痕性。本发明人还已经发现,向聚(硅氧烷-醚酰亚胺)添加聚酯、或填料如滑石和碳酸钙、或聚酯和填料的组合,会提供具有可接受的机械性能的组合物。聚(醚酰亚胺-硅氧烷)共聚物包含聚醚酰亚胺单元和聚硅氧烷单元,例如5至1000、或10至500、或10至100个醚酰亚胺单元和硅氧烷单元。聚醚酰亚胺单元包含式(1)的结构单元其中每个r是相同或不同的,并且是取代或未取代的二价有机基团,如c6-20芳香族烃基团或它们的卤代衍生物、直链或支链c2-20亚烷基基团或它们的卤代衍生物、c3-8亚环烷基基团或它们的卤代衍生物,具体地一种或多种式(2)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,或它们的卤代衍生物(包括全氟亚烷基基团)、或-(c6h10)z-,其中z是1至4的整数。在一种实施方式中,r是间亚苯基、对亚苯基或二亚芳砜。进一步地,在式(1)中,t是-o-或式-o-z-o-的基团,其中-o-或-o-z-o-基团的二价键处于3,3'、3,4'、4,3'或4,4'位置。式(1)的-o-z-o-中的基团z还是取代或未取代的二价有机基团,并且可以是芳香族的,可选地被1至6个c1-8烷基基团、1至8个卤素原子或它们的组合取代的c6-24单环或多环部分,条件是不超过z的化合价。示例性的基团z包括衍生自式(3)的二羟基化合物的基团:其中,ra和rb可以相同或不同且是例如卤素原子或一价的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;并且xa是连接羟基取代的芳香族基团的桥连基团,其中每个c6亚芳基基团的桥连基团和羟基取代基彼此排列在c6亚芳基基团上的邻位、间位或对位(特别是对位)。桥连基团xa可以是单键、-o-、-s-、-s(o)-、-s(o)2-、-c(o)-或c1-18有机桥连基团。c1-18有机桥连基可以是环状或非环状的、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。可以排列c1-18有机基团,使得与其连接的c6亚芳基基团各自连接至共同的烷叉基碳或连接至c1-18有机桥连基团的不同碳。基团z的具体实例是式(3a)的二价基团其中,q是-o-、-s-、-c(o)-、-so2-、-so-或-cyh2y-,其中y是1至5的整数,或它们的卤代衍生物(包括全氟亚烷基基团)。在具体的实施方式中,z衍生自双酚a,使得在式(3a)中的q是2,2-异丙叉基。在一个实施方式中,在式(1)中,r是间亚苯基或对亚苯基或包含上述中的至少一种的组合,以及t是-o-z-o-,其中z是式(3a)的二价基团。可替换地,r是间亚苯基或对亚苯基或包含上述中的至少一种的组合,以及t是-o-z-o,其中z是式(3a)的二价基团以及q是2,2-异丙叉基。聚醚酰亚胺嵌段可以由本领域技术人员熟知的任何方法制备,包括式(5)的芳香族双(醚酐)与式(6)的有机二胺的反应:h2n-r-nh2(6)其中t和r是如上述所定义的。可以使用式(5)的芳族双(醚酐)和不同的双(酸酐),例如其中t不含有醚官能团,例如t是砜的双(酸酐)的组合来制备聚醚酰亚胺的共聚物。式(5)的双(醚酐)和双(酸酐)的示例性实例包括3,3-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐;4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯基醚二酐;4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐;4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酐;4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯基砜二酐;2,2-双[4-(2,3-二羟基苯氧基)苯基]丙烷二酐;4,4'-双(2,3-二羧基苯氧基)二苯基醚二酐;4,4'-双(2,3-二羧基苯氧基)二苯基硫醚二酐;4,4'-双(2,3-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酐;4,4'-双(2,3-二羧基苯氧基)二苯基砜二酐;4-(2,3-二羧基苯氧基)-4'-(3,4-二羧基苯氧基)二苯基-2,2-丙烷二酐;4-(2,3-二羧基苯氧基)-4'-(3,4-二羧基苯氧基)二苯基醚二酐;4-(2,3-二羧基苯氧基)-4'-(3,4-二羧基苯氧基)二苯基硫醚二酐;4-(2,3-二羧基苯氧基)-4'-(3,4-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酐;和4-(2,3-二羧基苯氧基)-4'-(3,4-二羧基苯氧基)二苯基砜二酐,以及包括上述中的至少一种的各种组合。有机二胺的实例包括己二胺、聚甲基化的1,6-正己二胺、庚二胺、辛二胺、壬二胺、癸二胺、1,12-十二烷二胺、1,18-十八烷二胺、3-甲基庚二胺、4,4-二甲基庚二胺、4-甲基壬二胺、5-甲基壬二胺、2,5-二甲基己二胺、2,5-二甲基庚二胺、2,2-二甲基丙二胺、n-甲基-双(3-氨基丙基)胺、3-甲氧基己二胺、1,2-双(3-氨基丙氧基)乙烷、双(3-氨基丙基)硫醚、1,4-环己二胺、双-(4-氨基环己基)甲烷、间苯二胺、对苯二胺、2,4-二氨基甲苯、2,6-二氨基甲苯、间二甲苯二胺、对二甲苯二胺、2-甲基-4,6-二乙基-1,3-苯二胺、5-甲基-4,6-二乙基-1,3-苯二胺、联苯胺、3,3’-二甲基联苯胺、3,3’-二甲氧基联苯胺、1,5-二氨基萘、双(4-氨基苯基)甲烷、双(2-氯-4-氨基-3,5-乙基苯基)甲烷、双(4-氨基苯基)丙烷、2,4-双(对氨基-叔丁基)甲苯、双(对氨基-叔丁基苯基)醚、双(对甲基-邻氨基苯基)苯、双(对甲基-邻氨基戊基)苯、1,3-二氨基-4-异丙基苯、双(4-氨基苯基)硫醚、双-(4-氨基苯基)砜(也称为4,4’-二氨基二苯基砜(dds))和双(4-氨基苯基)醚。可以使用上述化合物的任何结构异构体(regioisomer)。也可以使用这些化合物的组合。在一些实施方式中,有机二胺是间苯二胺、对苯二胺、4,4′-二氨基二苯砜或包含上述中的至少一种的组合。硅氧烷嵌段含有式(7)的单元其中e具有2至100、2至31、5至75、5至60、5至15、或15至40的平均值,并且每个r’独立地是c1-13单价烃基团。例如,每个r’可以独立地是c1-13烷基基团、c1-13烷氧基基团、c2-13烯基基团、c2-13烯氧基基团、c3-6环烷基基团、c3-6环烷氧基基团、c6-14芳基基团、c6-10芳氧基基团、c7-13芳烷基基团、c7-13芳基烷氧基基团、c7-13烷芳基基团、或c7-13烷基芳氧基基团。可以用氟、氯、溴、或碘、或包含上述中的至少一种的组合来完全或部分卤化前述基团。在一种实施方式中,不存在溴或氯,以及在另一种实施方式中,不存在卤素。在同一共聚物中可以使用前述r’基团的组合。在一种实施方式中,聚硅氧烷嵌段包含具有最小烃含量的r’基团。在具体实施方式中,具有最小烃含量的r’基团是甲基基团。可以通过芳香族二(醚酐)(5)和二胺组分的聚合来形成聚(硅氧烷-醚酰亚胺),该二胺组分包含如上所述的有机二胺(6)或二胺的混合物、以及式(8)的聚硅氧烷二胺其中r’和e是如在式(7)中所描述的,并且每个r4独立地是c2-c20烃部分,具体地c2-c20亚芳基、亚烷基、或亚芳基亚烷基基团。在一种实施方式中,r4是c2-c20亚烷基基团,具体地c2-c10亚烷基基团如亚丙基,并且e具有5至100、5至75、5至60、5至15、或15至40的平均值。用于制备式(8)的聚硅氧烷二胺的步骤在本领域中是公知的。在一些聚(硅氧烷-醚酰亚胺)共聚物中,在共聚物的制造中所使用的二胺组分可以含有10至90摩尔百分数(mol%)、或20至50mol%、或25至40mol%的聚硅氧烷二胺(8)和10至90mol%、或50至80mol%、或60至75mol%的二胺(6),例如在美国专利4,404,350中所描述的。可以在与双酐反应之前使二胺组分物理混合,从而形成基本上无规的共聚物。可替换地,可以通过(6)和(8)与芳香族双(醚酐)(5)的选择性反应来形成嵌段或交替共聚物,以制备随后一起反应的聚酰亚胺嵌段。因而,聚(硅氧烷-酰亚胺)共聚物可以是嵌段、无规、或接枝共聚物。嵌段聚(硅氧烷-醚酰亚胺)共聚物包含在聚合物主链中的醚酰亚胺嵌段和硅氧烷嵌段。醚酰亚胺嵌段和硅氧烷嵌段可以以随机顺序,作为嵌段(即,aabb)、交替(即,abab)、或它们的组合存在。接枝聚(硅氧烷-醚酰亚胺)共聚物是非直链共聚物,其包含连接于包含醚酰亚胺嵌段的直链或支链聚合物主链的硅氧烷嵌段。具体的聚(硅氧烷-醚酰亚胺)的实例描述于美国专利号4,404,350、4,808,686和4,690,997中。在一种实施方式中,聚(硅氧烷-醚酰亚胺)具有式(9)的单元其中硅氧烷的r’和e如式(7),酰亚胺的r和z如式(1),r4与式(8)中的r4相同,并且n是5至100的整数。在具体的实施方式中,r是亚苯基,z是双酚a的残基,r4是亚正丙基,e是2至50、5至30、或10至40,n是5至100,且硅氧烷的每个r’是甲基。聚(硅氧烷-醚酰亚胺)中的聚硅氧烷单元和醚酰亚胺单元的相对量取决于期望的性能,并且使用本文提供的准则选择。具体地,选择聚(硅氧烷-醚酰亚胺)共聚物以具有特定的e的平均值,以及以在热塑性组合物中有效提供硅氧烷单元的期望的重量百分比(wt%)的量选择和使用。在一种实施方式中,基于聚(硅氧烷-醚酰亚胺)的总重量,聚(硅氧烷-醚酰亚胺)包含5至50wt%、10至40wt%、或20至35wt%硅氧烷单元。在一些实施方式中,共聚物的聚硅氧烷嵌段具有300至3000克/摩尔(道尔顿)的数均分子量(mn)。聚醚酰亚胺可以具有如通过美国材料与试验学会(astm)d1238在340至370℃下使用6.7千克(kg)重量测量的0.1至10克/分钟(g/min)的熔融指数。在一些实施方式中,聚醚酰亚胺聚合物具有如通过凝胶渗透色谱法、使用聚苯乙烯标准测量的1,000至150,000道尔顿或1,0000至80,000道尔顿的重均分子量(mw)。这种聚合物通常具有在间甲酚中在25℃下测量的大于0.2分升/克(dl/g)、或更具体地0.35至0.7dl/g的特性粘度。聚(硅氧烷-醚酰亚胺)共聚物可以具有5,000至50,000道尔顿或1,0000至30,000道尔顿的数均分子量(mn)。热塑性组合物可以包含两种或更多种聚(醚酰亚胺-硅氧烷)共聚物的组合。可以以任何比例来使用共聚物。例如,当使用两种共聚物时,第一共聚物与第二共聚物的重量比可以是1:99至99:1。还可以设想三元共混物和更多元的共混物。聚(硅氧烷-醚酰亚胺)组合物中使用的的聚(硅氧烷-醚酰亚胺)的量可以大幅变化,并且是有效地提供期望的机械性能和耐漏电起痕性的量。在一些情况下,聚(硅氧烷-醚酰亚胺)以70wt%至90wt%、具体地75wt%至90wt%、以及更具体地80wt%至90wt%的量存在,各自基于聚(硅氧烷-醚酰亚胺)组合物的总重量。聚(硅氧烷-醚酰亚胺)组合物可以包含聚酯。聚酯的存在可以改善聚(硅氧烷-醚酰亚胺)的cti性能。适合的聚酯包括含有式(11)的结构单元的那些其中每个r1独立地是二价脂肪族、脂环族、或芳香族烃基团、或包含上述中的至少一种的组合,并且每个a1独立地是二价脂肪族、脂环族、或芳香族基团、或包含上述中的至少一种的组合。式(11)的适合的聚酯的实例是聚(二羧酸亚烷基酯)、液晶聚酯、聚芳酯、以及聚酯共聚物如共聚酯碳酸酯和聚酯酰胺。还包括已用相对低水平的二环氧或多环氧化合物处理的聚酯。还可以使用支化的聚酯,其中已经并入支化剂,例如,具有三个或更多个羟基基团的多元醇或者三官能或多官能的羧酸。用三官能或多官能环氧化合物,例如,异氰脲酸三缩水甘油酯处理聚酯也可以用来制备支化聚酯。此外,有时期望在聚酯上具有各种浓度的酸和羟基端基,其取决于组合物的最终用途。在一些实施方式中,至少一些聚酯包含亲核基团如,例如,羧酸基团。在一些情况下,期望通过使用酸反应性物质,来减少羧酸端基的数目,通常减少至小于20微当量/克聚酯。在其他情况下,期望聚酯具有相对较高羧酸端基浓度,在20至250微当量/克聚酯,更具体地,30至100微当量/克聚酯范围内。在一些实施方式中,式(11)中的r1基团是c2-10亚烷基基团、c6-10脂环族基团或c6-20芳香族基团,优选c2-10亚烷基或c2-10亚烷基。式(11)中的a1基团最通常是对亚苯基或间亚苯基或它们的组合。这类聚酯包括聚(对苯二酸(c2-10)亚烷基酯)、聚(萘二甲酸亚烷基酯)和聚芳酯。示例性的聚(对苯二酸亚烷基酯)包括直链脂肪族聚酯如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(pet)和聚(对苯二甲酸丁二醇酯)(pbt),以及环状脂肪族聚酯如聚(对苯二酸环己烷二甲醇酯)(pct)。示例性的聚(萘二甲酸亚烷基酯)包括聚(亚丁基-2,6-萘二甲酸酯)(pbn)和聚(亚乙基-2,6-萘二甲酸酯)(pen)。其它有用的聚酯包括聚(乙烯-共-对苯二甲酸环己烷二甲醇酯)(petg)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(ptt)、聚(二甲醇-1,4-环己烷二羧酸酯)(pccd)、和聚对苯二酸亚二甲苯酯(pxt)。聚酯在本领域中是公知的,如由美国专利号2,465,319、2,720,502、2,727,881、2,822,348、3,047,539、3,671,487、3,953,394、以及4,128,526所说明的。具有小于380℃的熔点并且包含衍生自芳香族二醇、脂肪族或芳香族二羧酸、和芳香族羟基羧酸的重复单元的液晶聚酯也是有用的。有用的液晶聚酯的实例包括但不限于在美国专利号4,664,972和5,110,896中描述的那些。聚酯的混合物有时也是适合的。可以通过它们的相应的玻璃化转变温度(tg)和熔点(tm)来区分各种聚酯。液晶聚酯通常具有比萘二甲酸酯类聚酯更高的tg和tm。萘二甲酸酯类聚酯通常具有比对苯二酸酯类聚酯更高的tg和tm。因此采用的聚酯或聚酯组合的选择部分取决于组合物的最终用途所需要的期望的性能特征。由于在高挤出和模塑温度下聚酯经历水解降解的倾向,在一些实施方式中,聚酯基本上不含水。在与其他成分混合以前,可以预干燥聚酯。可替换地,可以在没有预干燥的情况下使用聚酯并可以通过真空排气挤出机来除去挥发性物质。聚酯通常具有如通过凝胶渗透色谱法(gpc),在30℃下,在苯酚和1,1,2,2-四氯乙烷的按重量计60:40的混合物中确定的15,000-100,000的数均分子量。已发现滑石、碳酸钙、或包含上述中的至少一种的组合作为有用的添加剂,用于改善聚(硅氧烷-醚酰亚胺)的耐漏电起痕性,尤其是与填料如涂覆的tio2和云母相比。基于聚醚酰亚胺组合物的总重量,滑石、碳酸钙、或包含上述中的至少一种的组合的量为1至20wt%、或5至20wt%、或12至18wt%。在一些实施方式中,聚醚酰亚胺组合物包含75至90wt%的聚(硅氧烷-醚酰亚胺),10至25wt%的聚酯,以及5至15wt%的包含滑石、碳酸钙、或包含上述中的至少一种的组合的填料。在一些实施方式中,组合物不含滑石和碳酸钙,并且包含18至25wt%的聚酯。在另一种实施方式中,组合物不含聚酯并且含有12至18wt%或13至17wt%的包含滑石、碳酸钙、或包含上述中的至少一种的组合的填料。聚(硅氧烷-醚酰亚胺)组合物可以包括通常并入该类型的聚合物组合物的各自添加剂,条件是选择这些添加剂使得不能显著不利地影响组合物的期望的性质。示例性的添加剂包括催化剂、抗冲改性剂、填料、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外光(uv)吸收添加剂、淬灭剂、增塑剂、润滑剂、脱模剂、抗静电剂、视觉效果添加剂如染料、颜料、和光效应添加剂、阻燃剂、抗滴落剂和辐射稳定剂。可以使用添加剂的组合,例如,热稳定剂、脱模剂以及可选地紫外光稳定剂的组合。在一些实施方式中,聚(硅氧烷-醚酰亚胺)组合物进一步包含选自加工助剂、热稳定剂、紫外光吸收剂、着色剂、阻燃剂或包含上述中的至少一种的组合的添加剂。通常,以通常已知有效的量使用添加剂。基于组合物的总重量,上述添加剂(除任何填料之外)通常以0.0001wt%至20wt%或0.005至20wt%、具体地0.01至10wt%的量存在。可替换地,在一些实施方式中,组合物不包含可估计的量的添加剂,并且在一些实施方式中,不存在可检测的量的添加剂,即,组合物中基本不存在或不存在添加剂。因此,基于组合物的总重量,上述添加剂(除了任何填料之外)可以以0至0.1wt%或0至0.01wt%、或0至0.001wt%、或0至0.0001wt%的量存在。在另一个实施方式中,除了热稳定剂、脱模剂和可选地紫外光稳定剂之外,组合物中不存在可估计量的任何添加剂。在又一个实施方式中,没有除了热稳定剂、脱模剂以及可选地紫外光稳定剂之外的可检检测量的任何添加剂存在于组合物中。合适的抗氧化剂可以是化合物如亚磷酸酯、亚膦酸酯和受阻酚或它们的组合。含磷稳定剂,包括亚磷酸三芳酯和膦酸芳酯是有用的添加剂。双官能的含磷化合物也可以是非种子的(unseeded)。优选的稳定剂可以具有大于300的分子量。一些示例性的化合物是作为irgafos168可获得自cibachemicalco.的三-二叔丁基苯基亚磷酸酯和作为doverphoss-9228可商购自doverchemicalco.的双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。亚磷酸酯和亚膦酸酯的实例包括:亚磷酸三苯酯、二苯基烷基亚磷酸酯、苯基二烷基亚磷酸酯、三(壬基苯基)亚磷酸酯、三月桂基亚磷酸酯、三(十八烷基)亚磷酸酯、二硬脂基二亚磷酸季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、二异癸基二亚磷酸季戊四醇酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)-季戊四醇二亚磷酸酯、二异癸氧基季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基-6-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4,6-三(叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、三硬脂基山梨醇三亚磷酸酯、四(2,4-二叔丁基-苯基)4,4'-亚联苯基二亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基-6-甲基苯基)甲基亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基-6-甲基苯基)乙基亚磷酸酯、2,2',2”-次氮基[三乙基三(3,3',5,5'-四叔丁基-1,1'-联苯基-2,2'-二基)亚磷酸酯]、2-乙基己基(3,3',5,5'-四叔丁基-1,1'-联苯基-2,2'-二基)亚磷酸酯和5-丁基-5-乙基-2-(2,4,6-三叔丁基苯氧基)-1,3,2-二氧杂磷杂环丙烷。设想了包含多于一种的有机磷化合物的组合。当组合使用时,有机磷化合物可以是相同类型或不同类型的。例如,组合可以包含两种亚磷酸酯或组合可以包含亚磷酸酯和亚膦酸酯。在一些实施方式中,具有大于300的分子量的含磷稳定剂是有用的。基于组合物的总重量,含磷稳定剂,例如亚磷酸芳酯通常以0.005至3wt%的量、具体地0.01至1.0wt%的量存在于组合物中。也可以将受阻苯酚用作抗氧化剂,例如烷基化的一元酚,以及烷基化的双酚或多酚。示例性的烷基化的一元酚包括2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚;2-叔丁基-4,6-二甲基苯酚;2,6-二-叔丁基-4-乙基苯酚;2,6-二-叔丁基-4-正-丁基苯酚;2,6-二-叔丁基-4-异丁基苯酚;2,6-二环戊基-4-甲基苯酚;2-(α-甲基环己基)-4,6-二甲基苯酚;2,6-双十八烷基-4-甲基苯酚;2,4,6-三环己基苯酚;2,6-二-叔丁基-4-甲氧基甲基苯酚;在侧链上是直链或支链的壬基苯酚,例如,2,6-二-壬基-4-甲基苯酚;2,4-二甲基-6-(1'-甲基十一-1'-基)苯酚;2,4-二甲基-6-(1'-甲基十七-1'-基)苯酚;2,4-二甲基-6-(1'-甲基十三-1'-基)苯酚或包含上述中的至少一种的组合。示例性的烷叉基双酚包括2,2'-亚甲基双(6-叔丁基-4-甲基苯酚)、2,2'-亚甲基双(6-叔丁基-4-乙基苯酚)、2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-(α-甲基环己基)-苯酚]、2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-环己基苯酚)、2,2'-亚甲基双(6-壬基-4-甲基苯酚)、2,2'-亚甲基双(4,6-二-叔丁基苯基)、2,2'-乙叉基(4,6-二-叔丁基苯酚)、2,2'-乙叉基(6-叔-丁基-4-异丁基苯酚)、2,2'-亚甲基双[6-(α-甲基苄基)-4-壬基苯酚]、2,2'-亚甲基双[6-(α,α-二甲基苄基-4-壬基苯酚]、4,4'-亚甲基双-(2,6-二-叔-丁基苯酚)、4,4'-亚甲基双(6-叔丁基-2-甲基苯酚)、1,1-双(5-叔丁基-4-羟基-2-甲基苯基)丁烷、2,6-双(3-叔丁基-5-甲基-2-羟基苄基)-4-甲基苯酚、1,1,3-三(5-叔-丁基-4-羟基-2-甲基苯基)丁烷、1,1-双(5-叔丁基-4-羟基-2-甲基-苯基)-3-正癸基巯基丁烷、乙二醇双[3,3-双(3'-叔丁基-4'-羟苯基)丁酸酯]、双(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基-苯基)二环戊二烯、双[2-(3'-叔丁基-2'-羟基-5'-甲基苄基)-6-叔丁基-4-甲基苯基]对苯二甲酸酯、1,1-双-(3,5-二甲基-2-羟基苯基)丁烷、2,2-双-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双-(5-叔丁基-4-羟基2-甲基苯基)-4-正癸基巯基丁烷、1,1,5,5-四-(5-叔丁基-4-羟基-2-甲基苯基)戊烷或包含上述中的至少一种的组合。受阻酚化合物可以具有大于300g/mol的分子量。高分子量可以在高加工温度,例如大于300℃下,帮助保留聚合物中的受阻酚部分。基于组合物的总重量,受阻酚稳定剂通常以0.005wt%至2wt%、具体地0.01至1.0wt%的量存在于组合物中。脱模剂的实例包括脂肪族和芳香族羧酸和它们的烷基酯,例如,硬脂酸、山嵛酸、季戊四醇四硬脂酸酯、丙三醇三硬脂酸酯和乙二醇二硬脂酸酯。也可以将聚烯烃,如高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯和类似的聚烯烃均聚物和共聚物用作脱模剂。基于组合物的总重量,脱模剂通常以0.05至10wt%、具体地0.1至5wt%存在于组合物中。优选地脱模剂将具有一般大于300的高分子量,以防止在熔融加工过程中脱模剂从熔融聚合物混合物中损失。特别地,可以添加可选的聚烯烃来改变组合物的耐化学性和脱模特性。可以单独或组合地使用均聚物如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯。可以作为高密度聚乙烯(hdpe)、低密度聚乙烯(ldpe)或支链聚乙烯添加聚乙烯。也可以以与包含碳酸基团的化合物如马来酸或柠檬酸或它们的酸酐、包含丙烯酸基团的酸化合物如丙烯酸酯等以及包含上述中的至少一种的组合的共聚物形式使用聚烯烃。当存在时,以大于0至10wt%、具体地0.1至8wt%、更具体地0.5至5wt%的量使用聚烯烃,特别是hdpet,全部基于组合物的总重量。在一些实施方式中,聚(硅氧烷-醚酰亚胺)组合物可以进一步包含至少一种另外的聚合物。这种另外的聚合物的实例包括但不限于ppsu(聚苯砜)、聚醚酰亚胺、psu(聚砜)、ppet(聚苯醚)、pfa(全氟烷氧基烷烃)、mfa(tfe四氟乙烯和pfve全氟乙烯基醚的共聚物)、fep氟化乙烯丙烯聚合物)、pps(聚(苯硫醚))、ptfe(聚四氟乙烯)、pa(聚酰胺)、pbi(聚苯并咪唑)和pai(聚(酰胺-酰亚胺))、聚(醚砜)、聚(芳砜)、聚苯、聚苯并噁唑、聚苯并噻唑以及它们的共混物和共聚物。当存在时,以大于0至20wt%、具体地0.1至15wt%、更具体地0.5至10wt%的量使用聚合物,全部基于组合物的总重量。在一些实施方式中,除本文描述的聚醚酰亚胺外,没有聚合物存在于聚(硅氧烷-醚酰亚胺)组合物中。还可以可选地存在着色剂,如颜料和/或染料添加剂。有用的颜料可以包括例如无机颜料如金属氧化物和混合的金属氧化物如氧化锌、二氧化钛、氧化铁等;硫化物如硫化锌等;铝酸盐;磺酰硅酸钠(sodiumsulfo-silicates)、硫酸盐、铬酸盐等;炭黑;铁酸锌;群青蓝;有机颜料如偶氮,二偶氮,喹吖啶酮,苝,萘四羧酸,黄烷士酮,异吲哚啉酮,四氯异吲哚啉酮,蒽醌,蒽酮,二噁嗪,酞菁和偶氮色淀;颜料红101、颜料红122、颜料红149、颜料红177、颜料红179、颜料红202、颜料紫29、颜料蓝15、颜料蓝60、颜料绿7、颜料黄119、颜料黄147、颜料黄150和颜料棕24;或包含上述颜料中的至少一种的组合。基于组合物的总重量,通常以0至10wt%、具体地0至5wt%的量使用颜料。在某些情况下,在期望改进冲击的情况下,颜料如二氧化钛将具有小于5微米的平均粒径。在一些情况下,期望具有基本不含溴和氯的聚(硅氧烷-醚酰亚胺)组合物。“基本上不含”溴和氯是指按组合物的重量计,组合物具有小于3wt%的溴和氯,以及在其他实施方式中,具有小于1wt%的溴和氯。在其他实施方式中,组合物不含卤素。将“不含卤素”定义为具有每百万重量份总的组合物小于1000重量份卤素(ppm)的卤素含量(氟、溴、氯和碘的总量)。通过普通的化学分析如原子吸收可以确定卤素的量。可以通过在用于形成紧密共混物的条件下,共混成分来制备聚(硅氧烷-醚酰亚胺)组合物。这样的条件经常包括在单或双螺杆挤出机、搅拌钵或类似的混合设备中的熔融混合,该设备可以向组分施加剪切。由于它们的更强的混合能力和自卸脱(selfwiping)能力,所以双螺杆挤出机相比单螺杆挤出机经常是优选的。通过挤出机中的至少一个排气口向共混物施加真空来去除组合物中的挥发性杂质通常是有利的。经常有利的是,在熔融之前干燥pet和聚酰亚胺聚合物。经常在290至340℃下完成熔融加工,以避免过多的聚合物降解,同时仍然允许足够的熔融以获得不含任何脱离的成分的紧密的聚合物混合物。也可以使用40微米至100微米的烛式过滤器或网式过滤器熔融过滤聚合物,以除去不期望的黑斑或其他非均匀的污染物。在示例性的过程中,将各种组分放置到挤出混合机中,以产生连续的丝束,将其冷却然后切成粒料。在另一个步骤中,通过干燥共混将组分混合,然后在研磨机中流体化并分割,或挤出并切割。例如,还可以通过注射模制或传递模制技术混合和直接模制组合物和任何可选的组分。优选地,所有组分尽可能地不含水。此外,进行混合以确保在机器中较短的停留时间;仔细控制温度;利用摩擦热;以及获得组分之间的紧密共混物。然后,在便于用于热塑性组合物的任何设备,如newbury或vandorn型注射模塑机中,使用250℃至320℃的常规缸体温度和55℃至120℃的常规模具温度模制聚(硅氧烷-醚酰亚胺)组合物。如以上的讨论,将聚(硅氧烷-醚酰亚胺)组合物配制为具有优异的耐漏电起痕性。在一些实施方式中,组合物具有根据astmd-3638-85确定的大于或等于50滴、大于或等于60滴、大于或等于70滴、大于或等于70滴、或大于或等于80滴的250伏特下的至漏电起痕的滴数。聚醚酰亚胺组合物可以进一步具有根据astmd638确定的大于或等于20mpa(兆帕斯卡)、大于或等于25mpa的拉伸强度。聚(硅氧烷-醚酰亚胺)组合物可以进一步具有根据astmd638测定的大于或等于600gpa(千兆帕斯卡)、或大于或等于700gpa的拉伸模量。聚(硅氧烷-醚酰亚胺)组合物可以具有根据astmd256,在室温下,对3.2毫米厚的棒测定的大于或等于200、大于或等于300、大于或等于400、大于或等于500、大于或等于600j/m、大于或等于700j/m、或大于或等于800j/m的无缺口悬臂梁冲击。还提供了包含聚(硅氧烷-醚酰亚胺)组合物的成形、成型或模制的制品。通过各种方式如注射模制、挤出、旋转模制、吹塑和热成型可以将聚(硅氧烷-醚酰亚胺)组合物模制成有用的成型制品。因此,聚(硅氧烷-醚酰亚胺)组合物可以用于形成泡沫制品、模制品、热成型制品、挤出膜、挤出片材、多层制品的一个或更多个层(例如,盖层)、用于涂覆的制品的基底或用于金属化的制品的基底。在另一个实施方式中,以下制品中至少一种包含在本公开所涵盖的组合物中或源自本公开所涵盖的组合物:太阳能装置、电气接线盒、电气连接件、电动汽车充电器、室外电器外壳、智能电表外壳、智能电网电力节点、pv(光伏)框架和微型断路器(mcb)应用。通过以下非限制性实施例进一步示出具有改善的cti性能和平衡的机械性质的聚(硅氧烷-醚酰亚胺)组合物。除非另外明确指出,否则所有份数和百分比是按重量计。除非另外明确指出,否则所有温度是摄氏度。实施例在表1中描述了用于实施例的材料。表1.共混、挤出和模制条件通过熔融混合聚(硅氧烷-醚酰亚胺)、填料和pbt(如果存在的话)来形成组合物。在2.5英寸的双螺杆真空排气挤出机中进行挤出。将挤出机设定在约280-300℃。在真空下以约300转/分钟(rpm)运行共混。以一次方法制造组合物。将挤出物在150℃下冷却、造粒和干燥。使用30秒的循环时间在290-300℃的设定温度和100-120℃的模具温度下注射模制测试样品。测试步骤在测试之前使所有模制样品处于50%相对湿度条件下至少48小时。使用astm测试方法测定性质。除非本文指定相反,否则所有测试标准是在提交本申请时有效的最新标准。根据astmd256在3.2毫米厚的棒上测量无缺口悬臂梁冲击值。在室温下测试样品。结果以焦耳/米(j/m)表示。根据astm方法d638在23℃下用5毫米/分钟的十字头(crosshead)速度在3.2毫米的i型棒上测量拉伸性能。报告断裂(b)时的伸长率(伸长率%)。以mpa(兆帕斯卡)或gpa(千兆帕斯卡)报告拉伸模量、屈服拉伸强度和断裂拉伸强度。根据astmd1238在337℃下使用6.7千克(kg)重量测量熔体流动速率(mfr)。mfr以克/10分钟(g/10min)报告。根据astmd1525/b120使用50n负载来测量vst。根据astmd-3638用3mm正方形板(6x6cm)进行耐漏电起痕测试。可以在任何给定电压下开始测试。在每个电压下,测试5个试样并记录平均滴数。在(至少)4个不同电压下进行测试,其中应有至少两个平均滴数高于50的数据点和两个平均滴数低于50的数据点。进行至50滴的电压外推,并基于该电压(vastm)指定plc类别。根据下表提供该指定。聚合物的cti等级指示了在特定电压下聚合材料对于漏电起痕的耐性如何。cti等级在cti-0至cti-5范围内,其中cti-1等级指示聚合物比具有较低cti等级(例如cti-3)的聚合物更耐漏电起痕。vastmplc<1005100-1744175-2493250-3992400-5991≥6000采用筛选法来预测聚(硅氧烷-醚酰亚胺)组合物的cti-2性能。该方法采用astmd-3638方法,但仅在一个电压(250v)下进行测试。记录滴数直到失效并且施加不超过100滴。样品的cti-2等级的预测是基于在250v下在失效以前达到至少50滴的电解质溶液。未获得cti评级的预测是基于在250v下在达到50滴电解质溶液以前失效。用于预测cti-2等级的筛选方法在本公开中被确定为cti测试。实施例1-7实施例1-7显示将不同量的pbt和/或滑石添加至聚(硅氧烷-醚酰亚胺)对机械和cti性能的影响。配方和结果示于表2。表2*比较例结果表明,含有100%pei-si的对照具有较差的cti性能,其中在250伏下滴数为25。10wt%(实施例1)或15wt%(实施例2)的单独的pbt添加仅稍微改善pei-si的cti性能,其中这些共混物仍然没有通过50滴cti测试。实施例3和4显示,通过增加pbt的量至20wt%或25wt%,250伏下的滴数会增加到大于50滴。实施例3和4的配方具有大于25mpa的拉伸强度、大于840gpa的拉伸模量、大于130的伸长率%、大于840j/m的无缺口冲击、大于65g/10min的熔体流动速率、以及大于或等于250伏的漏电电压。实施例5显示,添加10wt%的具有3.5微米的d95的滑石会改善pei-si的cti性能。然而,共混物仍然没有通过50滴cti测试。当具有3.5的d95的滑石的量增加至15wt%时,共混物通过50滴cti测试(实施例6)。实施例6的组合物还具有可接受的机械性能。实施例7显示,添加10wt%的pbt和5wt%的具有3.5微米的d95的滑石会显著改善pei-si的cti性能。实施例7的配方呈现出100滴的性能并通过cti测试。实施例7的配方还具有平衡的机械性能,其中拉伸强度为28mpa,拉伸模量大于840gpa,伸长率%大于130,无缺口冲击为612j/m,且熔体流动速率为35g/10min。实施例8-14实施例8-14显示添加各种填料至对于pei-si和pbt的共混物对机械和cit性能的影响。配方和结果示于表3。表3*比较例这些实施例显示,含有85wt%的pei-si、10wt%的pbt、和5wt%的滑石或caco3的组合物通过50滴cti测试。这些组合物具有大于或等于25mpa的拉伸强度、大于630gpa的拉伸模量、大于400j/m的无缺口冲击、大于或等于35g/10min的熔体流动速率。相比之下,含有云母或涂覆的二氧化钛的组合物没有通过50滴cti测试。以下所阐述的是聚醚酰亚胺组合物的具体实施方式、制造方法以及包含其的制品。一种组合物,基于组合物的总重量,包含:70至90wt%的聚(硅氧烷-醚酰亚胺);以及添加剂,其包含聚酯、填料、或包含上述中的至少一种的组合;其中填料包含滑石、碳酸钙、或包含上述中的至少一种的组合;并且其中组合物具有根据astmd-3638-85测定的大于或等于50滴的250伏下至漏电起痕的滴数。在具体的实施方式中,基于组合物的总重量,组合物包含:75至90wt%的聚(硅氧烷-醚酰亚胺);5至18wt%的填料;以及5至25wt%的聚酯。可选地,组合物具有根据astmd638测定的大于或等于20mpa的拉伸强度;根据astm方法d638测定的大于或等于600gpa的拉伸模量;根据astmd256在室温下对3.2毫米厚的棒测定的大于或等于400j/m的无缺口悬臂梁冲击;以及根据astmd1238在337℃下使用6.7千克(kg)重量测量的大于或等于35g/10min的熔体流动速率。在另一具体实施方式中,基于组合物的总重量,组合物包含75至80wt%的聚(硅氧烷-醚酰亚胺);以及20至25wt%的聚酯、填料、或包含上述中的至少一种的组合。可选地,组合物具有根据astmd638测定的大于或等于25mpa的拉伸强度;根据astm方法d638测定的大于或等于800gpa的拉伸模量;根据astmd256在室温下对3.2毫米厚的棒测定的大于或等于800j/m的无缺口悬臂梁冲击;以及根据astmd1238在337℃下,使用6.7千克(kg)重量测量的大于或等于60g/10min的熔体流动速率。在又一具体实施方式中,基于组合物的总重量,组合物包含75至92wt%的聚(硅氧烷-醚酰亚胺);以及12至18wt%的填料。对于任何前述实施方式,聚(硅氧烷-醚酰亚胺)包含式(1)的醚酰亚胺单元,其中r是相同或不同的,并且是取代或未取代的二价有机基团,t是-o-或式-o-z-o-的基团,其中-o-或-o-z-o-基团的二价键处于3,3'、3,4'、4,3'、或4,4'位置;并且其中z是可选地由1至6个c1-8烷基基团、1至8个卤素原子、或它们的组合所取代的芳香族c6-24单环或多环部分,条件是不超过z的化合价,优选地,r是式(2)的二价基团,其中q1是-o-、-s-、-c(o)-、-so2-、-so-、或-cyh2y-或它们的卤代衍生物,其中y是1至5的整数,并且z是式(3a)的二价基团,其中q是-o-、-s-、-c(o)-、-so2-、-so-、或-cyh2y-,其中y是1至5的整数或它们的卤代衍生物,更优选地,r是间亚苯基且q是异丙叉基。聚(硅氧烷-醚酰亚胺)还包含式(7)的硅氧烷单元,其中每个r’独立地是c1-13单价烃基团,可选为甲基,且e是2至100。在一种实施方式中,聚(硅氧烷-醚酰亚胺)可以包含式(9)的单元。对于任何前述实施方式,以下一个或多个条件可以适用:(1)聚酯是聚(对苯二甲酸(c1-6)亚烷基酯);(2)聚酯包含聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)、或包含上述中的至少一种的组合;(3)组合物进一步包含添加剂,其选自加工助剂、热稳定剂、紫外光吸收剂、着色剂、阻燃剂、或包含上述中的至少一种的组合;或(4)基于组合物的总重量,组合物包含0.0001至20wt%的每种在组合物中存在的添加剂。在其他实施方式中,绝缘材料包含上述实施方式中的任一项或多项的组合物。还公开了选自模制品、热成型制品、挤出膜、挤出片材、多层制品的一个或多个层、用于涂覆制品的基底和用于金属化制品的基底的制品。制造制品的方法包括模制、挤出或浇铸任意上述实施方式中的组合物以形成制品。一种控制制品的电流的漏电起痕的方法,包括:提供上述实施方式的组合物,以及加工组合物以形成制品。对于上述制品或方法中任一种,制品可以是太阳能装置、电接线盒、电气连接器、电动车辆充电器、室外电器外壳、智能电表外壳、智能电网电力节点、光伏框架和微型断路器。除非上下文另有明确规定,否则单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指示物。“或”是指“和/或”。涉及相同组分或性质的所有范围的端点包括在内并且可独立地组合。除非另有定义,否则在本文中使用的技术和科学术语具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的相同的含义。如在本文中使用的,“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。利用标准命名法描述化合物。例如,未由任何指定基团取代的任何位置应被理解为具有由指定键或氢原子填充的化合价。使用不在两个字母或符号之间的短线(“-”)来指示取代基的连接点。例如,-cho通过羰基的碳附接。术语“烷基”包含支链或直链、未取代的脂肪族c1-30烃基团,例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、仲戊基、正己基和仲己基、正庚基和仲庚基、以及正辛基和仲辛基。“烯基”指的是直链或支链,具有至少一个碳-碳双键的一价烃基团(例如,乙烯基(-hc=ch2))。“烷氧基”是指经由氧连接的烷基基团(即烷基-o-),例如甲氧基、乙氧基和仲丁氧基基团。“亚烷基”是指直链或支链、饱和的、二价的脂肪族烃基团(例如亚甲基(-ch2-)或亚丙基(-(ch2)3-))。“环亚烷基”指的是二价环状的亚烷基基团,-cnh2n-x,其中x是由环化替代的氢的数量。术语“芳基”是指含有特定数量的碳原子的芳香族烃基团,如苯基、环庚三烯酮、茚满基或萘基。前缀“杂”是指包含至少一个是杂原子(例如,1、2或3个杂原子)的环成员的化合物或基团,其中杂原子各自独立地是n、o、s或p。“取代的”是指由至少一个(例如1、2、3或4个)取代基代替氢取代化合物或基团,其中各个取代基独立地是硝基(-no2)、氰基(-cn)、羟基(-oh)、卤素、硫醇(-sh)、硫代氰基(-scn)、c1-6烷基、c2-6烯基、c2-6炔基、c1-6卤烷基、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芳基亚烷基(例如苄基)、c7-12烷基亚芳基(例如甲苯酰基)、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,且取代不会显著不利地影响制造、稳定性或期望的化合物的性质。当化合物被取代时,指定数目的碳原子是在基团中碳原子的总数,包括取代基的那些。通过引证将所有引用的参考文献以它们的全部内容合并于此。尽管出于举例说明的目的已经阐述了典型的实施方式,但是上述说明书不应当被认为是对本文中的范围的限制。因此,在不背离本文中的精神和范围的情况下,本领域的技术人员可以想到各种修改、适应和替换。当前第1页12
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