耐电起痕组合物、由其形成的制品及其制备方法与流程

文档序号:13039641阅读:326来源:国知局
本公开涉及聚醚酰亚胺组合物,并且具体涉及耐电起痕(electricaltrackingresistant)的聚醚酰亚胺组合物、由其形成的制品及其制备方法。
背景技术
:聚醚酰亚胺已知为突出的高性能材料,具有高玻璃化转变温度(tg)、高模量和高温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电起痕耐性的聚醚酰亚胺。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。聚合物的电起痕可以是火灾来源,因此电起痕耐性经常是对用于某些电气应用的材料的重要的安全要求。报告聚合物的电起痕耐性的常用方法是通过其相对漏电起痕指数等级(cti)。目前已知的聚醚酰亚胺可以具有100至175伏特的相对漏电起痕指数(cti)。然而,一些应用可能要求具有较高的cti的材料。因此本领域仍需要具有优异的电起痕耐性的聚醚酰亚胺组合物。如果在不显著不利地影响材料成本、可加工性和机械性质中的一种或多种的情况下可以使组合物耐电起痕,则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各项的聚醚酰亚胺组合物弥补:基于组合物的总重量,25wt%至50wt%的聚醚酰亚胺;和50wt%至75wt%的聚邻苯二甲酰胺;其中,组合物具有根据astmd-3638-85确定的大于或等于50滴的250伏特下的起痕滴数(anumberofdropstotracking)。一种示例性的组合物,基于组合物的总重量,包含25wt%至60wt%的聚醚酰亚胺;和40wt%至75wt%的聚酯;其中,组合物具有根据astmd-3638-85确定的大于或等于50滴的250伏特下的起痕滴数。另一种示例性的组合物,基于组合物的总重量,包含25wt%至75wt%的聚醚酰亚胺;和25wt%至75wt%的脂肪族聚酰胺;其中,组合物具有根据astmd-3638-85确定的大于或等于50滴的250伏特下的起痕滴数。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醚酰亚胺组合物。在又一个实施方式中,制品包含上述的聚醚酰亚胺组合物。在又一个实施方式中,制品的制造方法包括将上述的聚醚酰亚胺组合物模制、挤出或成型为制品。通过以下附图、详细说明、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发现添加25wt%至75wt%的聚合物如聚邻苯二甲酰胺、聚酯、脂肪族聚酰胺或包含上述中的至少一种的组合到聚醚酰亚胺中导致聚醚酰亚胺的电起痕耐性显著改善。聚醚酰亚胺组合物具有根据astmd-3638-85确定的大于或等于50滴的250伏特下的起痕滴数和根据astmd-3638-85确定的大于或等于270伏特的起痕电压。聚醚酰亚胺组合物可以进一步具有平衡的机械性质如拉伸强度、拉伸模量、熔体流动性或热挠曲温度。聚醚酰亚胺包含大于1、例如2至1000、或5至500、或10至100个式(1)的结构单元:其中,每个r独立地相同或不同,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、取代或未取代的直链或支链c2-20亚烷基、取代或未取代的c3-8亚环烷基,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是下式(2)中的一种或多种的二价基团: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)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-亚苯基或二亚芳砜,特别是双(4,4’-亚苯基)砜、双(3,4’-亚苯基)砜、双(3,3’-亚苯基)砜或包含上述中的至少一种的组合。在一些实施方式中,至少10摩尔百分数的r基团包含砜基,以及在其他实施方式中,r基团都不包含砜基。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-基团的二价键是在3,3'、3,4'、4,3'或4,4'位,并且z是可选地被1至6个c1-8烷基、1至8个卤素原子或包含上述中的至少一种的组合取代的芳香族c6-24单环或多环部分,条件是不超过z的化合价。示例性的基团z包括式(3)的基团:其中,ra和rb各自独立地相同或不同且是例如卤素原子或单价的c1-6烷基;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,其中,桥连基和每个c6亚芳基的羟基取代基彼此布置在c6亚芳基上的邻位、间位或对位(特别是对位)。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。可以将c1-18有机基团布置为使得与其连接的c6亚芳基各自连接至共同的烷叉基碳或连接至c1-18有机桥连基的不同碳。基团z的特定实例是式(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)。在一个具体的实施方式中,z源自双酚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、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、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。可替换地,聚醚酰亚胺可以是包含式(1)的另外的结构聚醚酰亚胺单元的共聚物,其中r基团的至少50摩尔百分数(mol%)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,以及剩余的r基团是对-亚苯基、间-亚苯基或包含上述中的至少一种的组合;以及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另外的结构酰亚胺单元的共聚物,例如式(4)的酰亚胺单元:其中,r如式(1)中所描述的且每个v相同或不同,并且是取代或未取代的c6-20芳香族烃基,例如下式的四价连接基:或其中,w是单键、-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)。这些另外的结构酰亚胺单元优选地占总单元数的小于20mol%,以及更优选地可以以单元总数的0至10mol%、或单元总数的0至5mol%、或单元总数的0至2mol%的量存在。在一些实施方式中,没有另外的酰亚胺单元存在于聚醚酰亚胺中。聚醚酰亚胺可以由本领域技术人员已知的任何方法制备,包括式(5)的芳香族双(醚酐)或它们的化学等价物与式(6)的有机二胺的反应:h2n-r-nh2(6)其中,t和r如以上描述所定义的。可以使用式(5)的芳香族双(醚酐)和不是双(醚酐)的另外的双(酸酐)的组合制备聚醚酰亚胺的共聚物,例如苯均四酸二酐或双(3,4-二羧基苯基)砜二酐。芳香族双(醚酐)的示例性实例包括2,2-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(也称为双酚a二酐或bpada)、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;4,4'-双(2,3-二羧基苯氧基)二苯醚二酐;4,4'-双(2,3-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐;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;4,4’-(六氟异丙叉基)邻苯二甲酸酐;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。可以使用不同的芳香族双(醚酐)的组合。有机二胺的实例包括1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺、1,7-庚二胺、1,8-辛二胺、1,9-壬二胺、1,10-癸二胺、1,12-十二烷二胺、1,18-十八烷二胺、3-甲基七亚甲基二胺、4,4-二甲基七亚甲基二胺、4-甲基九亚甲基二胺、5-甲基九亚甲基二胺、2,5-二甲基六亚甲基二胺、2,5-二甲基七亚甲基二胺、2,2-二甲基丙二胺、n-甲基-双(3-氨基丙基)胺、3-甲氧基六亚甲基二胺、1,2-双(3-氨基丙氧基)乙烷、双(3-氨基丙基)硫醚、1,4-环己烷二胺、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-亚苯基-二胺、5-甲基-4,6-二乙基-1,3-亚苯基-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-3,5-二乙基苯基)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位置异构体(regioisomer)。可以使用上述中的任一种的c1-4烷基化或聚(c1-4)烷基化衍生物,例如聚甲基化的1,6-已二胺。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、3,4′-二氨基二苯砜、3,3′-二氨基二苯砜或包含上述中的至少一种的组合。聚醚酰亚胺可以具有如通过美国材料试验学会(astm)d1238在340至370℃下,使用6.7千克(kg)重量测量的0.1至10克每分钟(g/min)的熔融指数。在一些实施方式中,聚醚酰亚胺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mw。这种聚醚酰亚胺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。用于聚醚酰亚胺组合物的聚醚酰亚胺的量可以广泛地变化,并且是有效提供期望的机械性质和电起痕耐性的量。在有些情况下,聚醚酰亚胺以25wt%至75wt%、25wt%至60wt%、或25wt%至50wt%的量存在,各自是基于组合物的总重量。聚醚酰亚胺组合物进一步包含聚邻苯二甲酰胺。聚邻苯二甲酰胺包含具有式(7)的重复单元:其中,每个g1独立地是支链或非支链的c4-8烷基。在一些实施方式中,每个g1是1,6-己基。聚酰胺通常由存在酰胺基团(-c(o)nh-)表征,酰胺基团(-c(o)nh-)是羧酸和胺的缩合产物。聚邻苯二甲酰胺是对苯二甲酸和胺、间苯二甲酸和胺或对苯二甲酸、间苯二甲酸的组合和胺的缩合产物。当采用多于一种二胺时,二胺的比例可以影响得到的聚合物的一些物理性质如熔融温度。当采用多于一种酸时,酸的比值也可以影响得到的聚合物的一些物理性质。尽管一种或另一种的过量可用于确定端基的官能度,但是二胺与二羧酸的比值通常是等摩尔的。此外,反应可进一步包括一元胺和单羧酸,它们起到链终止剂的作用,并且至少部分地确定端基的官能度。在一些实施方式中,优选的是具有大于或等于约30毫当量每克(meq/g)或更具体地大于或等于约40meq/g的胺端基含量。在一个实施方式中,聚邻苯二甲酰胺是包含式(7)的单元以及式(8)的单元的嵌段共聚物或无规共聚物:其中,各个g2和g3独立地是支链或非支链的c4-12烷基基团。在一个实施方式中,聚醚酰亚胺组合物包含尼龙,即脂肪族聚酰胺。脂肪族聚酰胺包含式(8)的单元。脂肪族聚酰胺通常源自本领域已知的对应的c4-12有机内酰胺或c4-12氨基酸和c4-12羧酸的聚合。可用的实例是尼龙6、尼龙6,6、尼龙4,6、尼龙6,12、尼龙10等或包含上述聚酰胺中的至少一种的组合。聚醚酰亚胺组合物可以包含聚酯。合适的聚酯包括包含式(9)的结构单元的那些:其中,每个r1独立地是二价的脂肪族、脂环族、或芳香族烃基或包含上述中的至少一种的组合,以及各个a1独立地是二价的脂肪族、脂环族、或芳香族烃基或包含上述中的至少一种的组合。包含式(9)的结构的合适的聚酯的实例是聚(亚烷基二羧酸酯)、液晶聚酯、聚丙烯酸酯和聚酯共聚物如共聚酯碳酸酯和聚酰胺酯。还包括已经用相对低水平的二环氧或多环氧化合物处理的聚酯。还可以使用支链聚酯,其中已经结合了支化剂,例如具有三个或更多个羟基的二醇或三官能或多官能羧酸。也可以将用三官能或多官能环氧化合物例如异氰尿酸三缩水甘油酯对聚酯的处理用于制备支链聚酯。此外,根据组合物的最终用途,有时期望在聚酯上具有各种浓度的酸和羟基端基。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。在有些情况下,期望借助于酸反应性物质将羧酸端基的数目减少到典型地小于20微当量/克聚酯。在其他情况下,期望聚酯具有相对高的羧基端基浓度,例如20至250微当量/克聚酯或更具体地30至100微当量/克聚酯。在一些实施方式中,式(9)中的r1是c2-10亚烷基基团、c6-10脂环族基团或c6-20芳香族基团,优选地c2-6或c2-4亚烷基基团。式(9)中的a1基团最常见地是对-亚苯基或间-亚苯基或它们的混合物。这类聚酯包括聚(对苯二甲酸亚烷基酯)、聚(萘二甲酸亚烷基酯)和聚丙烯酸酯。示例性的聚(对苯二甲酸亚烷基酯)包括线性脂肪族聚酯如聚(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(环己烷二甲醇对苯二甲酸酯)(pct)。示例性的聚(萘二甲酸亚烷基酯)包括聚(2,6-萘二甲酸丁二醇酯)(pbn)和聚(2,6-萘二甲酸乙二醇酯)(pen)。其他有用的聚酯包括聚(亚乙基-共-环己烷二甲醇对苯二甲酸酯)(petg)、聚对苯二甲酸三亚甲基酯(ptt)、聚(1,4-环己烷二羧酸二甲醇酯)(pccd)和聚对苯二甲酸二甲苯酯(pxt)。如以下美国专利第2,465,319、2,720,502、2,727,881、2,822,348、3,047,539、3,671,487、3,953,394和4,128,526号所举例说明的,聚酯是本领域已知的。具有小于380℃的熔点并包含源自芳香族二醇、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可用的。有用的液晶聚酯的实例包括但不限于在美国专利第4,664,972和5,110,896中所描述的那些。聚酯的混合物有时也是合适的。可以通过它们对应的玻璃化转变温度(tg)和熔点(tm)来区分各种聚酯。液晶聚酯通常具有高于萘酸酯类聚酯的tg和tm。萘酸酯类型聚酯通常具有高于对苯二甲酸酯类聚酯的tg和tm。因此部分通过组合物的最终应用所要求的期望的性质来确定选择利用的聚酯或聚酯的组合。由于在一些实施方式中聚酯在高挤出和模制温度下趋向于经历水解降解,所以聚酯基本上不含水。在与其他成分混合之前,可以预干燥聚酯。可替换地,可以在不预干燥的情况下使用聚酯,并可以通过真空排出挤出机的气体来除去易挥发的材料。聚酯通常具有通过凝胶渗透色谱法(gpc)在30℃下在按重量计60:40的苯酚和1,1,2,2-四氯乙烷的混合物中确定的15,000-100,000范围内的数均分子量。聚醚酰亚胺组合物还包含滑石。基于聚醚酰亚胺组合物的总重量,滑石的量在5至20wt%或5至15wt%的范围内。滑石的粒径还影响聚醚酰亚胺组合物的cti性能。在一个实施方式中,二氧化钛具有2微米至6微米的d95。如在本文中使用的,d95是指颗粒的切割粒径,其中参考样品的总分布中的95wt%的颗粒具有所述粒径或更小的粒径。例如,3.5微米的d95粒径是指样品中的95wt%的颗粒具有3.5微米或更小的直径。在一个实施方式中,通过sedigraph分析,使用例如micromeriticssedigraph5120粒径分析系统确定粒径。聚醚酰亚胺组合物可以包括通常结合至该类型的聚合物组合物的多种添加剂,条件是选择添加剂使得不能显著不利影响期望的组合物的性质。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、视觉效应添加剂如染料、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、脱模剂以及可选的紫外光稳定剂的组合。在一个实施方式中,聚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。一般而言,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)各自通常以0.0001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,组合物不包含很大量的添加剂,并且在一些实施方式中,不存在可检测量的添加剂,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,可以存在0至0.1wt%、0至0.01wt%、或0至0.001wt%、或0至0.0001wt%的量的上述添加剂(除了任何填料之外)。在另一个实施方式中,除了热稳定剂、脱模剂和可选的紫外光稳定剂之外,组合物中不存在可估计量的任何添加剂。在另一个实施方式中,没有除了热稳定剂、脱模剂以及可选的紫外光稳定剂之外的可检出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包含上述中的至少一种的组合。包含亚磷酸三芳酯和膦酸芳酯的含磷稳定剂是有用的添加剂。二官能含磷化合物也可以是未加晶种的。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从cibachemicalco.作为irgafos168获得的三-二-叔丁基苯基亚磷酸酯和从doverchemicalco.作为doverphoss-9228商购的双(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:三苯基亚磷酸酯、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、二硬脂酰基季戊四醇二亚磷酸酯、三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯、二异葵基季戊四醇二亚磷酸酯、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)-1,3,2-二氧基磷杂环丙烷。设想了包含多于一种有机磷化合物的组合。当结合使用时,有机磷化合物可以是相同类型或不同类型的。例如,组合可包括两种亚磷酸酯或组合可包括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,通常在组合物中存在0.005至3wt%的量、具体地0.01至1.0wt%的含磷稳定剂,例如芳基亚磷酸酯。也可以将受阻酚用作抗氧化剂,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;直链或侧链支化的壬基苯酚,例如2,6-二-壬基-4-甲基苯酚;2,4-二甲基-6-(1'-甲基十一烷-1'-基)苯酚;2,4-二甲基-6-(1'-甲基十七烷-1'-基)苯酚;2,4-二甲基-6-(1'-甲基三癸-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-丁基苯酚)、2,2'-乙叉基双(4,6-二-叔-丁基苯酚)、2,2'-乙叉基双(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-十二烷基巯基丁烷、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-羟苯基)丁烷、2,2-双-(3,5-二-叔-丁基-4-羟苯基)丙烷、2,2-双-(5-叔-丁基-4-羟基2-甲基苯基)-4-正十二烷基巯基丁烷、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。高分子量可在高的加工温度下帮助保留聚合物熔体中的受阻酚部分,例如大于300℃。基于组合物的总重量,受阻酚稳定剂往往以0.005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两者和它们的烷基酯,例如,硬脂酸、二十二烷酸、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,脱模剂一般以0.05至10wt%、具体地0.1至5wt%的量存在于组合物中。优选的脱模剂将具有典型地大于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如马来酸或柠檬酸或它们的酸酐的化合物、包含丙烯酸基团(如丙烯酸酯等)的酸化合物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,所有都基于组合物的总重量,使用大于0至10wt%、具体地0.1至8wt%、更具体地0.5至5wt%的量的聚烯烃,特别是hdpet。在一些实施方式中,聚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(氟代乙烯丙烯聚合物)、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,所有都基于组合物的总重量,以大于0至20wt%、具体地0.1wt%至15wt%、更具体地0.5wt%至10wt%的量使用聚合物。在一个实施方式中,除了本文所描述的聚醚酰亚胺之外,在组合物中不存在其他聚合物。还可以可选地存在着色剂如颜料和/或染料添加剂。有用的颜料可以包含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;磺基硅酸硫酸钠(sodiumsulfo-silicatesulfate)、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、二萘嵌苯、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,在期望改进冲击的地方,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醚酰亚胺组合物。“基本上不含”溴和氯是指组合物具有小于3wt%的溴和氯,以及在其他实施方式中,具有按组合物的重量计小于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。可以通过在用于密切共混物的形成条件下,共混成分来制备聚醚酰亚胺组合物。这样的条件经常包括在单或双螺杆型挤出机、搅拌钵或类似的混合设备中的熔融混合,所述混合设备可向组分应用剪切。由于它们超过单螺杆挤出机的更强混合能力和自擦拭能力,所以双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,在熔化之前干燥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,以获得不含任何未松开(unbelted)的组分的密切的聚合物混合物。也可使用40至100微米烛形过滤器或筛网过滤器熔融过滤聚合物共混物,以去除非期望的黑色污点或其他异种的污染物。在示例性的方法中,将各种组分放置到挤出混合机中以产生冷却的连续的丝束,然后切成粒料。在另一个步骤中,通过干燥共混将组分混合,然后在研磨机中流动和粉碎,或挤出和短切。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密切共混物。然后,在便于用于聚醚酰亚胺组合物的任何设备中模制聚醚酰亚胺组合物,如常见的圆柱体温度为250℃至320℃以及常规的模具温度为55℃至120℃的newbury或vandorn型注射模制机。正如以上所讨论的,将聚醚酰亚胺组合物配制为具有优异的电起痕耐性。在一个实施方式中,组合物具有根据astmd-3638-85确定的大于或等于50滴的250伏特下的起痕滴数。还提供了包含聚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醚酰亚胺组合物模制成有用的成型制品。因此,聚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(extrudedsheet)、多层制品的一个或多个层(例如,顶盖层)、用于涂覆制品的基板或用于金属化制品的基板。在另一个实施方式中,至少以下制品之一包含在或源自由本公开所涵盖的组合物:太阳能装置、电气接线盒(electricaljunctionbox)、电气连接器(electricalconnector)、电动车辆充电器(electricalvehiclecharger)、室外电器外罩(outdoorelectricalenclosure)、智能电表围栏(smartmeterenclosure)、智能电网电力节点(smartgridpowernode)、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温度。实施例在表1中示出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醚酰亚胺和ppa或尼龙6,6形成组合物。在2.5英寸的双螺杆真空排气的挤出机中进行挤出。将挤出机设定在约300-350℃。在真空下在约250转/分钟(rpm)下运行共混物。以一次通过方法制备组合物。在150℃下冷却、造粒和干燥挤出物。使用30秒的循环时间在340-350℃的设定温度和150-160℃的模具温度下注射模制测试样品。测试流程在测试之前,在50%相对湿度下,将所有模制样品处理(condition)至少48小时。使用astm测试方法测量性质。除非本文指出相反,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(thick)的棒上在室温下测量缺口悬臂梁冲击值。在烘箱老化前在棒上形成缺口;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℃下利用5毫米/分钟的十字头(crosshead)速度在3.2毫米i型棒上测量拉伸性质。报告断裂时的伸长率百分比(伸长率%)(b)。以mpa(兆帕斯卡)或gpa(吉帕斯卡)报告拉伸模量、屈服拉伸强度和断裂拉伸强度结果。根据astmd1238在337℃下使用6.7千克(kg)重量测量熔体流动速率(mfr)。以克/10分钟(g/10min)报告mfr。根据astmd648在3.2毫米注射模制棒上在1.82mpa应力下测量热挠曲温度(hdt)。以摄氏度(c)报告hdt。根据astmd-3638在3mm正方形板(6x6cm)上进行电起痕耐性测试。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。根据下表提供这种指定。聚合物的cti等级表明在某些电压下聚合材料对于电起痕的耐性如何。cti等级为cti-0至cti-5,其中cti-1等级指示聚合物比具有较低cti等级(例如cti-3)的聚合物更耐电起痕。vastmplc<1005100-1744175-2493250-3992400-5991≥6000采用筛选法来预测聚醚酰亚胺组合物的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。记录直到失败的滴数并且施加不超过100滴。试样的cti-2等级的预测是基于在250v下在失败以前达到至少50滴的电解质溶液。未获得cti等级的预测是基于在250v下在达到50滴电解质溶液以前的失败。用于预测cti-2等级的筛选方法在贯穿本公开被确定为cti测试。实施例1-4实施例1-4表明了在聚醚酰亚胺组合物中添加各种量的ppa对机械和cti性质的影响。在表2中示出了配方和结果。表2.组分123*4*pei25406075ppa75604025性质拉伸强度(mpa)70728871拉伸模量(gpa)2982303131283090伸长率%33528弯曲强度(gpa)123131149155弯曲模量(mpa)2962295831863203mfr337℃,6.7kg,5min(g/10min)-52.423.75.6缺口冲击(j/m)52504444hdt(1.82mpa)115114134169250伏特下的起痕滴数1001003119plc等级2233*比较例这些实施例表明共混大于50wt%至小于或等于75wt%的ppa与pei提供了能够实现以下各项的组合的组合物:大于或等于70mpa的拉伸强度、大于等于2900gpa的拉伸模量、大于或等于50g/10分钟的熔体流动速率、大于或等于110℃的hdt、大于或等于50滴的250伏特下的起痕滴数和大于或等于45j/m的缺口悬臂梁冲击强度。实施例5-10实施例5-10表明了在聚醚酰亚胺组合物中添加不同量的尼龙6,6对机械和cti性质的影响。在表3中示出了配方和结果。表3组分5678*910pei254060755047尼龙6,6756040253353jet细滑石3ca1715性质拉伸强度(mpa)728079947971拉伸模量(gpa)301829232979304041274438伸长率%474644弯曲强度(gpa)107117124141139128弯曲模量(mpa)258227632840297441614534mfr337℃,6.7kg,5min(g/10min)201311683hdt(1.82mpa)75108152174170164250伏特下的起痕滴数1001001001310093*比较例这些实施例表明共混大于25wt%至小于或等于75wt%的尼龙6,6与pei提供了能够实现以下各项的组合的组合物:大于或等于70mpa的拉伸强度、大于等于2900gpa的拉伸模量、大于或等于3g/10分钟的熔体流动速率、大于或等于75℃的hdt和大于或等于50滴的250伏特下的起痕滴数。如由hdt数据(170℃)所示,数据示出添加滑石改善组合物的热性质(实施例9)。实施例11-14实施例11-14表明添加各种量的pbt到聚醚酰亚胺组合物中对拉伸强度、拉伸模量和cti性质的影响。在表4中示出了配方和结果。表4组分11121314*pei25406075pbt75604025jet细滑石3ca性质拉伸强度(mpa)597050101拉伸模量(gpa)2689254629683075伸长率%33724弯曲强度(gpa)909874141弯曲模量(mpa)2362232426832987mfr337℃,6.7kg,5min(g/10min)2152111.23.5hdt(1.82mpa)726592119250伏特下的起痕滴数691001005*比较例这些实施例表明共混大于或等于40wt%至小于或等于75wt%的pet与pei提供了能够实现以下各项的组合的组合物:大于或等于50mpa的拉伸强度、大于等于2500gpa的拉伸模量、大于或等于10g/10分钟的熔体流动速率、大于或等于60℃的hdt和大于或等于50滴的250伏特下的起痕滴数。以下阐述了聚醚酰亚胺组合物、制备方法以及包含其的制品的具体实施方式。在一个实施方式中,基于组合物的总重量,组合物包含25wt%至50wt%的聚醚酰亚胺;和50wt%至75wt%的聚邻苯二甲酰胺;其中,组合物具有根据astmd-3638-85确定的大于或等于50滴的250伏特下的起痕滴数。可以应用以下条件中的一个或多个:聚邻苯二甲酰胺包含式(7)的单元,其中q1在每次出现时独立地是具有4至8个碳的支链或非支链的脂环族烷基基团,优选地q1在每次出现时独立地是1,6-己基基团;组合物具有根据astmd638确定的大于或等于60mpa的拉伸强度、根据astmd638确定的大于等于2500gpa的拉伸模量和根据astmd256在室温下在3.2毫米厚的棒上测量的大于或等于45j/m的缺口悬臂梁冲击强度;或组合物具有根据astmd648在3.2毫米注射模制棒上在1.82mpa应力下测量的大于或等于110℃的热挠曲温度。基于组合物的总重量,示例性的组合物包含25wt%至60wt%的聚醚酰亚胺;和40wt%至75wt%的聚酯;其中,组合物具有根据astmd-3638-85确定的大于或等于50滴的250伏特下的起痕滴数。可以应用以下条件中的一个或多个:聚酯是线性脂肪族聚酯;聚酯包含聚(对苯二甲酸乙二醇酯)和聚(对苯二甲酸丁二醇酯)或包含上述中的至少一种的组合;组合物具有根据astmd638确定的大于或等于40mpa的拉伸强度、根据astmd638确定的大于等于2200gpa的拉伸模量;或组合物具有根据astmd648在3.2毫米注射模制棒上在1.82mpa应力下测量的大于或等于50℃的热挠曲温度。基于组合物的总重量,另一种示例性的组合物包含25wt%至75wt%的聚醚酰亚胺;和25wt%至75wt%的脂肪族聚酰胺;其中,组合物具有根据astmd-3638-85确定的大于或等于50滴的250伏特下的起痕滴数。可以应用以下条件中的一个或多个:脂肪族聚酰胺包含式(8)的单元,其中g2和g3各自独立地是支链或非支链c4-12烷基基团;组合物具有根据astmd638确定的大于或等于60mpa的拉伸强度和根据astmd638确定的大于等于2500gpa的拉伸模量;或组合物具有根据astmd648在3.2毫米注射模制棒上在1.82mpa应力下测量的大于或等于65℃的热挠曲温度。对于上述任一实施方式,聚醚酰亚胺包含式(1)的单元,其中,r相同或不同,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-基团的二价键在3,3'、3,4'、4,3'或4,4'位;并且其中,z是可选地被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-、-cyh2y-(其中y是1至5的整数)或它们的卤代衍生物或-(c6h10)z-(其中z是1至4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-亚苯基以及q是异丙叉基。可选地,上述组合物进一步包含5wt%至20wt%的滑石。在一个实施方式中,绝缘材料包含上述实施方式中的任一项的组合物。还公开了由上述实施方式中任一项的组合物制成的制品,制品选自模制品、热成型制品、挤出膜、挤出片、多层制品的一个或多个层、用于涂覆制品的基板和用于金属化制品的基板。制造制品的方法包括模制、挤出或浇铸上述实施方式中任一项的组合物来形成制品。一种控制制品的电流的起痕的方法,包括:提供上述实施方式中任一项的组合物,以及处理组合物以形成制品。对于任何上述制品或方法,制品是太阳能装置、电接线盒、电气连接器、电动车辆充电器、室外电器外罩、智能电表围栏、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”。包括并且可独立地组合指向相同组分或性质的所有范围的端点。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。使用并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,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”是指直链或支链,具有至少一个碳-碳双键(例如,乙烯基(-hc=ch2))的单价烃基团。“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(例如亚甲基(-ch2-)或亚丙基(-(ch2)3-))。“亚环烷基”指的是二价环状的亚烷基基团,-cnh2n-x,其中,x代表由环化替换的氢的数量。术语“芳基”是指含有特定数量的碳原子的芳烃基团,如苯基、环庚三烯酮、茚满基或萘基。前缀“杂”指的是化合物或基团,其包含杂原子(例如,1、2、或3个杂原子)的至少一个环成员,其中,杂原子各自独立地是n、o、s或p。“取代的”是指被代替氢的至少一个(例如1、2、3、或4个)取代基取代的化合物或基团,其中取代基各自独立地是硝基(-no2)、氰基(-cn)、羟基(-oh)、卤素、硫醇(-sh)、硫氰基(-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价态,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,包括一个或多个取代基的那些。通过引证以它们的全部内容将所有引用的参考合并于此。尽管为了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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