聚亚芳基醚砜(paes)组合物的制作方法_3

文档序号:9438062阅读:来源:国知局
另一个方面设及如W上所述的GPC测量。
[0124] 本发明的(t-PAE巧聚合物有利地具有大于1. 90、优选地大于1. 95、更优选地大于 2. 00的多分散性指数(PDI)。
[0125] 本发明的(t-PAE巧聚合物通常具有小于4. 0、优选地小于3.8、更优选地小于3. 5 的多分散性指数。
[0126] 此外,可W使用一些其他分析方法作为用于测定分子量包括值得注意地粘度测量 的间接方法。
[0127] 此外,可W使用一些其他分析方法作为用于测定分子量包括值得注意地粘度测量 的间接方法。
[0128] 在本发明的一个实施例中,如根据ASTMD4440使用平行板粘度计(例如TAARES 畑A3模型)测量的,本发明的(t-PAE巧聚合物具有在410°C下并且在lOrad/sec的剪切速 率下有利地至少0. 7kPa.S、优选地至少1. 25kPa.S、更优选地至少2. 3kPa.S的烙体粘度。如 根据ASTMD4440使用平行板粘度计(例如TAARES畑A3模型)测量的,本发明的(t-PAE巧 聚合物具有在410°C下并且在lOrad/sec的剪切速率下有利地最多46kPa.S、优选地最多 34kPa.S、更优选地最多25kPa.S的烙体粘度。
[0129] 在本发明的另一个实施例中,如根据ASTMD4440使用平行板粘度计例如灯AARES 畑A3模型)测量的,本发明的(t-PAE巧聚合物具有在410°C下并且在Irad/sec的剪切速率 下有利地至少2. 2kPa.S、优选地至少4.IkPa.S、更优选地至少7. 4kPa.S的烙体粘度。如根 据ASTMD4440使用平行板粘度计(例如TAARES畑A3模型)测量的,本发明的(t-PAE巧 聚合物具有在410°C下并且在Irad/sec的剪切速率下有利地最多149kPa.S、优选地最多 lllkPa.S、更优选地最多82kPa.S的烙体粘度。
[0130] 本发明的(t-PAE巧聚合物有利地具有至少210°C、优选地220°C、更优选地至少 230°C的玻璃化转变溫度。
[013。 根据ASTMD3418,玻璃化转变溫度灯g)通常通过DSC测定。
[0132] 本发明的(t-PAE巧聚合物有利地具有至少330°C、优选地340°C、更优选地至少 350°C的烙化溫度。本发明的(t-PAE巧聚合物有利地具有低于430°C、优选地低于420°C并 且更优选地低于410°C的烙化溫度。
[0133] 根据ASTMD3418,烙化溫度灯m)通常通过DSC测定。
[0134] 制造本发明的(t-PAE巧聚合物没有特别地限制。该(t-PAE巧聚合物可W按照EP 0 383 600A2中描述的或值得注意地如我们的共同未决的美国临时专利申请中描述的来 制备。
[0135] 本申请人已经发现如W上详述的该(t-PAE巧聚合物特别良好地适合于提供具有 W下各项的优异平衡的聚合物组合物(C) :(1)刚性和延展性,(2)可结晶性和耐化学性(3) 耐高溫性(例如Tg〉230°C)、长期热稳定性和充足的可加工性(例如Tm<420°C)。
[0136] 在该聚合物组合物(C)中,如W上详述的该(t-PAE巧聚合物存在的量基于该聚合 物组合物(C)的总重量有利地为至少35wt. %、甚至更优选地至少45wt. %、仍然更优选地 至少55wt. %、最优选地至少70wt. %。
[0137] 如W上详述的该(t-PAE巧聚合物存在的量基于该聚合物组合物(C)的总重量还 有利地为最多95wt. %、优选地最多90wt. %、更优选地最多85wt. %、仍然更优选地最多 82wt. %。
[0138] 优选地,该(t-PAE巧聚合物存在的量基于该聚合物组合物(C)的总重量是在从 35wt. %至90wt. %并且更优选地从45wt. %至85wt. %的范围内。
[0139] 增强填充剂
[0140] 可W将大量选定的增强填充剂加入到该组合物(C)中。它们优选地选自纤维状的 和微粒状的填充剂。在本文中,纤维状的增强填充剂被认为是具有长度、宽度和厚度的材 料,其中平均长度显著地大于宽度和厚度二者。总体上,运样的一种材料具有至少5的长径 比(定义为长度与宽度和厚度中最大者之间的平均比率)。优选地,运些增强纤维的长径比 是至少10、更优选地至少20、仍然更优选地至少50。
[0141] 优选地,该增强填充剂选自矿物填充剂(值得注意地如滑石、云母、二氧化铁、高 岭±、碳酸巧、娃酸巧、碳酸儀);玻璃纤维;碳纤维(值得注意地如石墨碳纤维(它们中的 一些有可能具有含量大于99 %的石墨)、无定形碳纤维,渐青基碳纤维(它们中的一些有 可能具有含量大于99%的石墨)、PAN基碳纤维;合成的聚合物纤维;芳绝纤维;侣纤维;娃 酸侣纤维;此类侣纤维的金属氧化物;铁纤维;儀纤维;碳化棚纤维;岩棉纤维;钢纤维;石 棉;娃灰石;碳化娃纤维;棚纤维、石墨締、碳纳米管(CNT)W及类似物。
[0142] 应理解的是普通技术人员将容易地识别出最好地适合于它的组合物W及所涵盖 的最终用途的增强填充剂。总的来说,增强填充剂取决于W下条件进行选择:其化学性质、 其长度、直径、其能够很好地进料至配料设备中而不用桥连W及表面处理(值得注意的是 因为在该增强填充剂与聚合物之间的良好的界面粘合性改进了共混物的强度和初性)。
[0143] 在一个实施例中,该填充剂选自纤维质填充剂。优选地,该纤维质填充剂是玻璃纤 维。
[0144] 在其他实施例中,运些填充剂是非纤维状的。
[0145] 玻璃纤维是含有若干种金属氧化物的二氧化娃基玻璃化合物,运些化合物可被定 制W产生不同类型的玻璃。主要氧化物是呈娃砂形式的二氧化娃;并入了其他氧化物(如 巧、钢和侣)W降低烙化溫度并阻碍结晶。玻璃纤维可W具有圆形截面或非圆形截面(所 谓的"扁平玻璃纤维"),包括卵形、楠圆形或矩形的。玻璃纤维可W作为连续纤维、作为短 切玻璃纤维或作为磨碎玻璃纤维添加。玻璃纤维总体上具有5至20、优选5至15ym并且 更优选5至10ym的等效直径。可W使用所有的玻璃纤维类型,如A、C、D、E、M、S、R、T玻 璃纤维(如在化hnMu巧hy的塑料添加剂手册(Additives化rPlasticsHan化ook)第二 版,第5. 2. 3章,第43-48页所描述的),或者它们的任何混合物或它们的混合物。例如,R、 S和T玻璃纤维是典型地具有如根据ASTMD2343测量的至少76、优选至少78、更优选至少 80、并且最优选至少82GPa的弹性模量的高模量玻璃纤维。
[0146]E、R、S和T玻璃纤维是本领域众所周知的。值得注意地,它们描述于玻璃纤 维和玻璃技术(FiberglassandGlassTechnology),Wallenbei'geriRrederickT.; Bin曲am,PaulA.(合编)2010,XIV,第5章,第197-225页中。R、S和T玻璃纤维主要由 娃、侣和儀的氧化物构成。具体地,那些玻璃纤维典型地包含从62wt. % -75wt. %的Si〇2、 从16wt. % -28wt. %的AI2O3W及从5wt. % -14wt. %的MgO。与在聚合物组合物中广泛使 用的常规E-玻璃纤维不同,R、S和T玻璃纤维包含小于lOwt. %的化0。
[0147] 该纤维质填充剂,特别是玻璃纤维具有优选地低于40ym的直径,更优选地,其直 径是低于20ym,并且还更优选地低于15ym。从另一方面来说,该纤维质填充剂,特别是玻 璃纤维,的直径优选地是高于5ym。
[014引该纤维质填充剂,特别是玻璃纤维,具有优选地低于20mm、更优选地低于10mm的 长度。此外,它具有优选地高于1mm、更优选地高于2mm的长度。
[0149] 优选地,该纤维质填充剂,特别是玻璃纤维,是使用高溫上浆配制的。本申请人观 察到所述高溫上浆提供了如W上详述的(t-PAE巧聚合物的优越的界面粘合。
[0150] 在特别优选的实施例中,该纤维质填充剂是磨碎玻璃纤维,当如W上详述的组合 物(C)通过包括如W下指出的干混或浆料共混技术的方法制备时是特别合适的。
[0151] 特别良好地合适的增强填充剂是等级MF739DC的欧文斯科宁(Owens-Corning)磨 碎玻璃纤维W及其等效物。
[0152] 在另一个实施例中,该聚合物组合物(C)中的增强填充剂是碳纤维。
[0153] 为了本发明的目的,术语"碳纤维"旨在包括石墨化的、部分石墨化的W及未石墨 化的碳增强纤维或其混合物。
[0154] 为了本发明的目的,术语"纤维"是指其特征为相对高的初性W及高的长径比的固 体(经常是结晶的)的一种基本形式。
[01巧]术语"石墨化的"旨在表示通过碳纤维高溫热解(2000°CW上)而获得的碳纤维, 其中碳原子W与石墨结构相似的方式排列。
[0156] 可用于本发明中的碳纤维可W有利地通过对不同聚合物前体(例如人造纤维、聚 丙締腊(PAN)、芳族聚酷胺或酪醒树脂)进行热处理和热解而获得;可用于本发明中的碳纤 维还可W从渐青材料中获得。
[0157] 可用于本发明中的碳纤维优选地选自下组,该组由W下各项组成:PAN基碳纤维 (PAN-CF)、渐青基碳纤维、石墨化的渐青基碳纤维W及其混合物。
[0158]PAN基碳纤维(PAN-CF)有利地具有在3与20ym之间、优选地从4至15ym、更优 选地从5至10ym、最优选地从6至8ym的直径。使用具有7ym的直径的PAN基碳纤维 (PAN-C巧获得了良好的结果。
[0159] 该PAN-CF可W具有任何长度。通常,PAN-CF的长度是至少50ym。
[0160] 石墨化的渐青基碳纤维是可容易从商业来源获得的,运些碳纤维含有至少约50% 重量的石墨碳、大于约75%重量的石墨碳、W及最高达基本上100%的石墨碳。特别地适合 在本发明实践中使用的高度石墨化的碳纤维可W进一步被表征为高度传导性的,并且通常 使用具有约80至约120百万磅/平方英寸、即百万化s/in2(MSI)的模量的运种纤维。在 某些实施例中,该高度石墨化的碳纤维具有约85MSI至约120MSI的模量,并且在其它某些 实施例中具有约100MSI至约115MSI的模量。
[0161] 渐青基的CF有利地具有在5ym至20ym之间、优选地从7ym至15ym、更优选地 从Slim至12]im的直径。
[0162] 该渐青基的CF可W具有任何长度。该渐青基的CF有利地具有从1ym至1cm、优 选地从10ym至1mm、更优选地从25ym至500ym并且仍然更优选地从50ym至250ym的 长度。
[0163] 碳纤维可W短切碳纤维或W颗粒形式(如可通过研磨或粉碎该纤维获得的)使 用。适合用于本发明的实践中的粉碎的石墨化的渐青基碳纤维可W从商业来源获得,包括 从氯特碳纤维公司(切tec Carbon Fibers) WT'hermalGraph D邸X和C邸X级的渐青基 碳纤维和S菱碳纤维公司(
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