CN101670638A - 聚(亚芳基醚)压塑 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种压塑聚亚芳基醚粉末的方法，其包括：将包括未加热的聚亚芳基醚粉末的粉末加入至包括压塑模的压缩装置中，对压塑模中的粉末施加足够的压力来制得密度大于该未加热聚亚芳基醚粉末的制品，其中压力在低于聚亚芳基醚粉末的玻璃化转变温度的温度下施加。

Description

聚(亚芳基醚)压塑
本发明申请是基于申请日为2005年4月7日，申请号为200580014972.5(PCT/US2005/011754)，发明名称为：“聚(亚芳基醚)压塑”的专利申请的分案申请。
发明背景
本发明涉及聚(亚芳基醚)，更具体地说，涉及由聚(亚芳基醚)形成制品的方法。
由于其独特的物理、化学和电学性能的结合，使得聚(亚芳基醚)树脂成为具有市场吸引力的材料。它们为一类广泛应用的热塑性工程树脂，特征在于优异的水解稳定性、尺寸稳定性、韧性、耐热性和介电性。此外，聚(亚芳基醚)与其它树脂的组合提供了共混物，这些共混物产生了其它综合的适宜性能，如耐化学性、高强度和高流动性。
聚(亚芳基醚)与诸如聚苯乙烯、聚丙烯和聚酰胺的其它树脂的共混物可以从市场上买到。这些共混物通常使用聚(亚芳基醚)粉末制得。用于制备聚合物共混物的聚(亚芳基醚)粉末可能具有较大的粒度分布，这会影响加工性能。而且，聚(亚芳基醚)粉末的密度通常小于或等于0.6g/cm3。如此低的密度，需要较大的体积来存放和运输。此外，由于聚(亚芳基醚)粉末的松软性，使得其难以在较高的加料速度下喂入挤出机中。
因此，在本领域中需要一种将聚(亚芳基醚)粉末制成具有较好加工性能和较高密度的压缩形式(compressed form)的方法。
发明的简要描述
本发明为一种聚(亚芳基醚)粉末的压塑法。该方法包括：将包括未加热的聚(亚芳基醚)粉末的粉末加入到包含压塑模(compression mold)的压缩装置中，然后对压塑模中的粉末施加足够的压力来制得密度大于未加热聚(亚芳基醚)粉末的制品，其中压力在低于聚(亚芳基醚)粉末的玻璃化转变温度的温度下施加。
发明详述
一种压塑聚(亚芳基醚)粉末的方法包括：将包括未加热的聚(亚芳基醚)粉末的粉末加入到包含压塑模的压缩装置中，然后对压塑模中的粉末施加足够的压力制得制品。在此聚(亚芳基醚)粉末指的是基本上由聚(亚芳基醚)树脂或者两种或多种聚(亚芳基醚)树脂的组合组成的粉末。所述的压塑法可以通过分段或连续处理来进行。
在此所有的范围均为包含式和可结合式的(例如，“至多约25wt％，或者更特别地约5wt％-约20wt％”的范围包含端点值和“约5wt％-约25wt％”范围内的所有中间值等)。术语“第一”、“第二”等在此不是表示任何次序、数量或重要性，而是用来区别一个要素与其它要素。术语“一个”不表示数量的限定，而是表示至少一个参考类别的存在。
聚(亚芳基醚)为已知聚合物，其包括多个式(I)表示的结构单元：
Figure G2009102049083D00021
在每个结构单元中，每个Q1分别为氢、卤素、伯或仲低级烷基(例如包括至多7个碳原子的烷基)、苯基、卤烷基、氨烷基、烃氧基、至少两个碳原子隔开卤素和氧原子的卤代烃氧基；每个Q2分别为氢、卤素、伯或仲低级烷基、苯基、卤烷基、烃氧基、至少两个碳原子隔开卤素和氧原子的卤代烃氧基。在一个实施方案中，每个Q1为烷基或苯基，特别是C1-4的烷基，且每个Q2为氢。
可以包括聚(亚芳基醚)的均聚物和共聚物。均聚物的实例包括包括2，6-二甲基-1，4-亚苯基醚单元的那些。合适的共聚物包括包括所述单元与(例如)2，3，6-三甲基-1，4-亚苯基醚单元结合的无规共聚物。还包括包括由接枝乙烯基单体或者诸如聚苯乙烯和弹性体的聚合物制得的部分的聚(亚芳基醚)，以及偶联聚(亚芳基醚)，其中诸如的低分子量聚碳酸酯、醌、杂环物质和甲缩醛的偶联剂以已知的方式与两个聚(亚芳基醚)链的氢基团反应，制得更高分子量聚合物。聚(亚芳基醚)还包括上述任意的组合。
所述的聚(亚芳基醚)通常具有约3,000-40,000原子质量单位(amu)的数均分子量和约20,000-80,000amu的重均分子量，分子量由凝胶渗透色谱测得。所述的聚(亚芳基醚)可以具有约0.08-约0.60分升每克(dl/g)的特性粘度，或者更特别地约0.29-约0.48dl/g，粘度在25℃下氯仿中测得。也可以使用高特性粘度的聚(亚芳基醚)和低特性粘度的聚(亚芳基醚)的组合。当使用两种特性粘度时，确定它们之间准确的比例多少取决于使用的聚(亚芳基醚)的准确的特性粘度和最终需要的物理性能。
聚(亚芳基醚)通常通过诸如2，6-二甲苯酚或2，3，6-三甲基酚的至少一种单羟基芳香化合物的氧化偶合制得。通常为上述偶合提供催化剂体系，催化剂体系通常包括至少一种重金属化合物，如铜、镁或钴化合物，并通常与各种其它材料组合使用。
在很多场合特别有用的聚(亚芳基醚)为包含具有至少一个含氨基烷基的端基的分子的聚(亚芳基醚)。所述的氨基烷基通常位于羟基的邻位。包括上述端基的产物可以通过结合适宜的、作为氧化偶合反应混合物的一种组分的伯或仲一元胺(如二正丁基胺或二甲胺)来得到。也常常存在为4-羟基联苯端基，通常由其中存在副产物二苯基醌的反应混合物得到，特别是在铜-卤化物-仲或叔氨系统中。通常组成占聚合物90wt％的相当大比例的聚合物分子可以包括所述的含氨基烷基的端基和4-羟基联苯端基中的至少一个。
所述的聚(亚芳基醚)可以用官能剂来官能化，所述官能剂包括(a)至少一个碳-碳双键或碳-碳三键和(b)至少一种选自羧酸、酸酐、酰胺、酰亚胺、酯、氨基、羟基等的官能团。在一种实施方式中，官能剂包括马来酸酐。其它官能剂和官能化方法见例如van der Meer等的US4888397和Tokiwa等的日本专利公开No.2003-183385中的描述。
从前面的描述，本领域技术人员可以清楚的知道本发明的聚(亚芳基醚)包括多种已知的类型，无论结构单元和辅助的化学特征如何变化。
所述的聚(亚芳基醚)为粉末形式并可具有约50微米-约1500微米的平均粒度，更特别的为约75微米-约1250微米，或者更特别的为约90微米-约1000微米。在某些实施方案中，所述的聚(亚芳基醚)粉末具有较宽的粒度分布，尺寸范围为约0.2微米至约5,000微米。在此“颗粒”可以为独立的颗粒或者作为块和/或聚集体结合在一起的独立颗粒。在某些实施方案中，基于聚(亚芳基醚)的总体积，聚(亚芳基醚)粉末包括约5-约70、或者更特别地约10-约65、或更特别地约15-约60体积百分比的粒度低于约100微米的颗粒。不局限于理论，可以相信不同尺寸的颗粒组合使得较小的颗粒填充在较大的颗粒之间，从而形成具有更大压缩强度的制品。
所述聚(亚芳基醚)粉末的密度低于或等于约0.6克每立方厘米(g/cm3)，更特别地为约0.2-约0.5g/cm3，或者更特别地为约0.4-约0.5g/cm3。
所述的聚(亚芳基醚)粉末任选地可以包括各种添加剂，例如：抗氧剂、阻燃剂、脱模剂、紫外吸收剂、诸如光稳定剂和其它稳定剂的稳定剂、润滑剂、增塑剂、颜料、染料、着色剂、抗静电剂、发泡剂以及它们的混合物。抗氧化剂的实例包括有机亚磷酸酯，例如：三(壬基-苯基)亚磷酸酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、2，4-二叔丁基苯基亚磷酸酯或二硬脂酰基季戊四醇二亚磷酸酯；烷基化一元酚、多元酚和多元酚与二烯烃的烷基化反应产物，例如四[亚甲基(3，5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)]甲烷和3，5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸十八酯；对甲酚和双环戊二烯的丁基化反应产物；烷基化氢醌；羟基化硫代二苯醚；亚烷基-双酚；苄基化合物；β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸与一元醇或多元醇生成的酯；β-(5-叔丁基-4-羟基-3-甲基苯基)-丙酸与一元醇或多元醇生成的酯；硫代烷基或硫代芳基化合物的酯，例如，二硬脂酰基硫代丙酸酯、二月桂基硫代丙酸酯和双十三烷基硫代二丙酸酯；以及β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸的酰胺。也可以使用填料和增强剂，例如：硅酸盐、二氧化钛、纤维、玻璃纤维(包括长纤维和切断纤维)、碳黑、石墨、碳酸钙、滑石和云母。上述每一种添加剂、特别是增强性添加剂，必须是压塑合适的尺寸。
适宜的阻燃剂可以为包括磷、溴和/或氯的有机化合物。由于受到限制，未溴化和未氯化的含磷阻燃剂在某些应用中优选，例如有机磷酸酯和包括磷-氮键的有机化合物。
有机磷酸酯的一个类型的实例有通式(GO)3P＝O表示的芳族磷酸酯，其中G分别为烷基、环烷基、芳基、烷基芳基或芳基烷基，前提是至少一个G为芳基。G基团中的两个可以连接在一起形成环状基团，例如，二苯基季戊四醇二磷酸酯，见Axelrod在US4154775中的描述。其它适用的芳族磷酸酯可以为，例如：苯基二(十二烷基)磷酸酯、苯基二(新戊基)磷酸酯、苯基二(3，5，5’-三甲基己基)磷酸酯、乙基二苯基磷酸酯、2-乙基己基二(对甲苯基)磷酸酯、二(2-乙基己基)对甲苯基磷酸酯、磷酸三甲苯酯、二(2-乙基己基)苯基磷酸酯、三(壬基苯基)磷酸酯、二(十二基)对甲苯基磷酸酯、二丁基苯基磷酸酯、2-氯乙基二苯基磷酸酯、对甲苯基二(2，5，5’-三甲基己基)磷酸酯、2-乙基己基二苯基磷酸酯等等。特别的芳族磷酸酯中每个G均为芳基，例如，磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、异丙基化三苯基磷酸酯等等。
双或多官能的芳族含磷化合物也可以使用，例如，下式表示的化合物：
Figure G2009102049083D00051
其中每个G1分别为具有1至约30个碳原子的烃；每个G2分别为具有1至约30个碳原子的烃基或烃氧基；每个X分别为溴或氯；m为0至4，且n为1至约30。适宜的双或多官能芳族含磷化合物的实例包括间苯二酚四苯基二磷酸酯(RDP)、氢醌的二(二苯基)磷酸酯和双酚A的二(二苯基)磷酸酯、它们各自的低聚物和聚合对应物等等。制备上述双或多官能团芳族化合物的方法见英国专利No.2043083中的描述。
当存在阻燃剂时，基于混合物的总重量，混合物中可以包括约1至约40wt％的阻燃剂，更特别地为约1至约30wt％、或更特别地为约1至约20wt％。
粘合剂可以加入至所述的聚(亚芳基醚)中形成聚(亚芳基醚)粉末颗粒之间粘结力增加的混合物。所述的粘合剂在使用所述压塑法制备制品中提供了柔韧性。当所述的粘合剂在模塑之前与聚(亚芳基醚)粉末混合时，其不会引起聚(亚芳基醚)粉末颗粒的不可逆团聚。当存在所述粘合剂时，基于混合物的总重量，混合物中可以包括约60至约99.99wt％的聚(亚芳基醚)粉末、更特别地为约90至约99.9wt％、或者更特别地为约95至约99.5wt％。基于混合物的总重量，混合物可以包括约0.01至约40wt％的粘合剂，更特别地为约0.1至约10wt％、或更特别地为约0.5至约5wt％。
所述的粘合剂可为反应性粘合剂、非反应性粘合剂或者两者的组合。当粘合剂为聚合物或低聚物时，可以为结晶性的或无定形的。当粘合剂为结晶性的时，其具有小于或等于所述聚(亚芳基醚)的玻璃化转变温度(Tg)的熔融温度。当粘合剂为无定形的时，其具有小于或等于所述聚(亚芳基醚)的Tg的Tg。非反应性粘合剂可以为与聚(亚芳基醚)粉末及其自身不反应的任何聚合物或低聚物。适用的非反应性粘合剂包括醋酸乙烯酯及其衍生物，所述衍生物包括醋酸乙烯酯的低聚物和聚合物、乙烯醋酸乙烯酯的低聚物、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、聚烯烃和分散在苯乙烯-丙烯腈共聚物中的聚四氟乙烯。基于分散体的总重量，所述的聚四氟乙烯通常占分散体的约40至约60wt％。
其它适用的非反应性粘合剂包括弹性嵌段共聚物，例如，A-B-A型三嵌段共聚物和A-B双嵌段共聚物。适宜的A-B和A-B-A型嵌段共聚物见诸如US3078254、3402159、3297793、3265765和3594452以及U.K.专利1264741中的描述。在一种实施方式中，弹性嵌段共聚物包括聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯(SEBS)、聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯(SBS)、聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)(SEP)共聚物或者上述两种或多种弹性嵌段共聚物的组合。
反应性粘合剂可以为自反应性或者与聚(亚芳基醚)粉末发生反应。粘合剂的存在可以改善压缩聚(亚芳基醚)粉末的外观并且在从所述压缩聚(亚芳基醚)粉末制备制品中增强柔韧性。
适用的反应性粘合剂包括官能化的低聚物，其中官能团选自羧基、酰氧基、亚氨基、酰亚胺基(imido)、羟基、缩水甘油基、胺和环氧基。反应性粘合剂的实例包括但是不限定于羟基封端的聚丁二烯、环氧化聚丁二烯、环氧化植物油、胺封端的聚乙二醇、聚缩水甘油叠氮油(poly glycidyl axideoils)、羟基封端的三甘醇琥珀酸酯聚酯以及前述两种或多种反应性粘合剂的组合。
在所述聚(亚芳基醚)粉末中可以存在一种或多种挥发性组分。当压塑在室温下进行时，这些挥发性组分可以用作粘合剂。
包括一种或多种极性基团的改性剂可以加入至聚(亚芳基醚)粉末中。适用的改性剂包括酰卤、含羰基的化合物、酸酐、酰胺、羧酸盐、酰基叠氮、含砜化合物、含腈化合物、含氰基化合物、异氰酸酯、含胺化合物、含酰亚胺化合物、含羟基化合物、含环氧基化合物、含噁唑啉化合物以及含硫醇化合物。
所述的压塑法可以包括聚(亚芳基醚)粉末的冷压(cold compaction)或热压(warm compaction)，并可以制得单相或多相的致密体(compact)。多相(或两相)固体(so1id)制品可以包括环绕压缩的聚(亚芳基醚)粉末混合物核的所述混合物的熔融外壳。可选择的是，多相制品可以包括延伸遍及所述制品的熔融粘合剂。所述的粘合剂可被接枝或覆盖(capped)在聚(亚芳基醚)粉末上。压塑增加了聚(亚芳基醚)的堆积密度，因而减少了体积。
冷压包括：将未加热的聚(亚芳基醚)粉末和任选的组分施加足够的压力形成制品，该制品具有约0.6g/cm3至约1.2g/cm3的密度和约5千克(kg)至约3000千克(kg)的压缩强度。在上述范围内，密度可以大于或等于约0.6g/cm3、更特别地大于或等于约0.65g/cm3。同时在上述范围内密度可以小于或等于约1.2g/cm3、或者更特别地小于或等于约1.1g/cm3。所述的压缩强度可以大于或等于约5kg、或者更特别地大于或等于约25kg、更特别地优选大于或等于约100kg。所述的压缩强度可以小于或等于3000kg，更特别地小于或等于2500kg，更特别地，小于或等于2000kg。
在加入至压缩装置之前，所述的聚(亚芳基醚)粉末可以与任选的组分混合，或者当压缩装置包含混合组分的装置时，所述的聚(亚芳基醚)粉末与任选的组分可以同时或顺序添加。
施加的压力为约0.05吨每平方厘米(tons/cm2)至约50.0tons/cm2。在上述范围内，施加的压力可以大于或等于约1ton/cm2，更特别地大于或等于约2tons/cm2，更特别地大于或等于约3tons/cm2。同时在上述范围内，施加的压力可以小于或等于约20tons/cm2，更特别地，小于或等于15tons/cm2，更特别地，小于或等于约7tons/cm2。在此，所述吨(ton)指的是公吨。
压力施加约0.1秒至约100秒。在上述范围内，施加压力的时间可以大于或等于约2秒，或更特别地大于或等于约5秒。同时在上述范围内，施加压力的时间可以小于或等于约15秒，更特别地小于或等于约10秒。
压缩在低于聚(亚芳基醚)的Tg的温度下进行，通常为约0℃至约70℃。在上述范围内，温度可以大于或等于约5℃，更特别地大于或等于约10℃，或者更特别地大于或等于约15℃。同时在上述范围内，温度可以低于或等于约65℃，更特别地低于或等于约60℃，或者更特别地低于或等于约55℃。
热压包括：将未加热的聚(亚芳基醚)和任选的其它组分加入至压缩装置中并且对该聚(亚芳基醚)粉末和任选的组分施加足够的压力和温度来形成制品。压缩温度低于聚(亚芳基醚)的Tg。一旦聚(亚芳基醚)粉末和任选的其它组分加入在压缩装置中，它们被加热至足够的温度，其至少使得粘合剂(若存在)软化，或者使得聚(亚芳基醚)和粘合剂软化(若粘合剂存在)，或者在不存在粘合剂的情况下使得聚(亚芳基醚)软化，由此制得至少软化的聚(亚芳基醚)粉末或者聚(亚芳基醚)粉末组合物；对至少软化的聚(亚芳基醚)粉末或者聚(亚芳基醚)粉末混合物上施加并保持足够的压力，而所述的至少软化的聚(亚芳基醚)粉末或粉末混合物的温度降低，从而形成了具有大于或等于约0.95g/cm3的密度和大于或等于约4000kg的压缩强度的制品。所述的制品密度可以低于或等于约1.2g/cm3。该密度可以大于或等于约1.0g/cm3，或者更特别地大于或等于约1.05g/cm3。在上述范围内，密度可以小于或等于约1.5g/cm3，更特别地小于或等于约1.1g/cm3。所述压缩强度可以大于或等于约5000kg，更特别地大于或等于约6000kg。
当将聚(亚芳基醚)粉末或聚(亚芳基醚)粉末混合物加入至压缩装置后，该粉末或粉末混合物可以通过处理减少或除去粉末颗粒间截留的气体，如空气。有用的处理包括振动、超声处理、真空处理等，当气体截留在至少软化的聚(亚芳基醚)中，其可以通过简单的排气、使用真空或者本领域其它已知方法来释放出。
当对聚(亚芳基醚)混合物实施热压时，各个单独的组分可以同时或顺序加入至压缩装置中。在将混合物加入至封闭式压力装置(confined pressuredevice)的空腔或挤出机的进料口(feedthroat)之前，所述聚(亚芳基醚)粉末可以与诸如粘合剂的任选组分在干式混合器中混合。可以使用间歇或半连续的流动混合。在一个实施方案中，粘合剂和某些或全部的其它任选组分可以通过挤出机的第一进料口加入，并且通过加热挤出机或者依靠挤出机的剪切作用使粘合剂熔融或软化。聚(亚芳基醚)粉末通过挤出机的第二进料口加入并与熔融的粘合剂混合，其中第二进料口位于第一进料口的下游。
当存在粘合剂时，如果粘合剂为结晶性的，则所述的压缩通常在大于该粘合剂的熔融温度并低于聚(亚芳基醚)粉末的Tg的温度下进行。如果粘合剂为无定形的，则所述的压缩通常在大于粘合剂的Tg且低于聚(亚芳基醚)粉末的Tg的温度下进行。
施加的压力为约0.2tons/cm2至约20tons/cm2。在此范围内，施加的压力可以大约或等于约0.25tons/cm2，更特别地大于或等于约0.5tons/cm2，或者更特别地大于或等于约1.0tons/cm2。同时在此范围内，施加的压力可以低于或等于约10.0tons/cm2，更特别地低于或等于约5.0tons/cm2，或者更特别地低于或等于约2.5tons/cm2。
压力可以施加约300秒至约2000秒。在此范围内，压力可以施加大于或等于约500秒，更特别地大于或等于约900秒。同时在此范围内，压力可以施加为低于或等于约1500秒，更特别地，低于或等于约1200秒。
在另一个实施方案中，压缩方法包括：将聚(亚芳基醚)粉末与溶剂中的粘合剂溶液混合，然后该混合物通过脱挥发(devolatilization)溶剂而分离。适宜的粘合剂溶液包括从粘合剂聚合或其后的处理中得到的溶液，或者从单独的粘合剂在溶剂中溶解得到的溶液。对于此处使用的粘合剂溶液，术语溶液包括溶液和悬浮液二者。脱挥发是通过提高温度、降低压力或二者的组合来去除溶剂。该脱挥发在低于聚(亚芳基醚)的Tg的温度下进行。混合物的分离可以在脱挥发挤出机中进行，当然也可以使用其它的方法，包括喷雾干燥、转膜蒸发器、片状蒸发器、带有金属泵的闪蒸器或者前述两种或多种方法的组合。如果需要，分离后的组合物可随后通过前述的冷压或热压被压缩。
脱挥发挤出机和工艺为本领域已知，通常包括装配有多个用于除去溶剂的排气区的双螺杆挤出机。所述脱挥发挤出机通常包含带有适应诸如简单加料、脱挥发和形成液体密封等操作的多类部件的螺杆。所述的部件包括用于简单传输的正螺纹(forward-flighted)螺杆部件和用于提供增强混合和/或产生密封的反螺纹(reverse-flighted)螺杆和圆柱体部件。特别有用的为相对旋转、非啮合的双螺杆挤出机，其中一个螺杆通常长于另一个螺杆，从而促进被挤出材料通过口模的有效流动。这样的装置可以从包括WeldingEngineers，Inc的各个制造商处得到。
通过使用冷压或热压法，聚(亚芳基醚)粉末可以被压缩成小颗粒、厚度不同的小片或厚度不同的大片。适用的压缩装置包括封闭式压力装置和挤出装置。在封闭式压力装置中，聚(亚芳基醚)粉末或粉末混合物直接固结在密闭的模具中或者固定在两个相对的表面之间。压缩可以在模具中进行得到最终的形状，或者成为片状或块状物，其随后被破碎得到需要的形状和尺寸。在挤出装置中，聚(亚芳基醚)粉末或粉末混合物被剪切并且在口模中受到压力而固结。挤出物可以在压力下、在具有不同横截面的口模中成型，当其离开口模时，可以被破碎或切割成需要的尺寸。适用的封闭式压力装置包括活塞、压模机、压片机、辊压机(roll compactors)、预吸气轧辊(pre-getting rolls)、轧辊(briquetting rolls)、齿轮制片机(gear pelletes)以及它们的组合。需要注意的是：一些压辊自身不包括空腔，但是当与第二个压辊组合使用时，在这两个压辊之间就包含了空腔。挤出装置包括制片机(pelletmills)、环形制片机(ring pellet mills)、双辊挤出机、单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。在此以及整个说明书中，术语“压塑模”指的是聚(亚芳基醚)粉末被压缩的空腔，包括与挤出机相连的模头。在一个实施方案中，颗粒具有约2毫米(mm)至约25mm的直径，且高度为约1mm至约50mm。在另一个实施方案中，小片具有约1mm至约50mm的厚度。在另一个实施方案中，大片具有约2mm至约50mm的厚度。
压塑法可以用来制备具有任意形状的颗粒。特别适用的颗粒横截面形状包括：球形、圆柱形、立方体、椭圆正棱柱(elliptical right prism)、椭圆形、带有torrispherical头的圆柱形、带有椭圆头的椭圆形、矩形或方形正棱柱、带有倒圆的棱边的矩形或方形正棱柱。
所述的压塑法在制备比聚(亚芳基醚)粉末具有更高堆积密度的颗粒上是有效的。压缩颗粒的高堆积密度减少了材料在存储和运输期间占用的体积，从而减少了聚(亚芳基醚)颗粒的存储和运输费用。并且压缩后的聚(亚芳基醚)颗粒可以在比聚(亚芳基醚)粉末提供的加料速度更高的速度下，加入至挤出机中。
经压塑的聚(亚芳基醚)制品可以进行包括打磨、涂漆或粉末涂覆的其它处理，并且用于各种用途，如家用电器、电器和电子部件、建筑材料、汽车部件、通信设备和信息管理传输部件。特别地，该模塑材料可以用于电视机外壳、电视机底盘(chassis)、偏移减震、其它电视机部件、AC适配器、电源盒、空调部件、音频部件、散热器外壳、监视器外壳、监视器底盘、液晶投影仪外壳、天线外壳、打印机外壳、打印机底盘、扫描仪外壳、扫描仪底盘、终端适配器、调制解调器以及电线绝缘部件。
此外，其也可以用于浴缸部件、喷头、泵外壳、空气净化器的部件、厨房用部件、管道、排水沟、隔音墙、窗框、玩具、园艺工具、钓具、食品容器和化妆品包装。
此外汽车部件的实例包括：仪表盘、中心控制台、偏控制台(metaconsole)、手套箱、气囊、除雾器装饰、风道、加热控制器、驾驶杆外壳、除雾器、门密封面、遮光罩、顶部衬垫(roof liner)、柱壳、柱冲击吸收器、导气管阀盖(bonnet air scoop)、散热器格栅、信号灯部件、雾灯部件、门把手、门镜、门心板、四等分板(quarter panel)、电池槽和电池外壳。
所述的压塑聚(亚芳基醚)也可以用于航天工业。用途包括发射器和飞行器的稳定翼片、翼肋和翼板、机身壁衬里、吊式存储隔间、管道、紧固件、引擎外壳和直升机整流片。
此外，由于具有高抗冲强度和高耐磨性，所述的聚(亚芳基醚)压塑片材可以应用在矿山和热电站。聚(亚芳基醚)的压塑片材可以用于加热炉的料斗的衬里。在上述用途中，所述衬里通常直接暴露在火中。聚(亚芳基醚)的超高分子量聚合物具有优异的耐化学性，并可以得到上述苛刻应用所需的具有高抗冲强度和耐磨性的片材。
本发明将通过下述非限定性的实施例进行进一步的解释说明。
实施例1-3
用于下述实施例的原材料为聚(2，6-二甲基-1，4-亚苯基)醚粉末，其具有0.45/cm3的密度和在25℃下氯仿中测定的0.41dl/g的特性粘度，并且包括约35至约45体积％的尺寸低于100微米尺寸的颗粒。
压塑模由具有环绕铝套管的中空不锈钢圆柱体空腔组成，测得该圆柱体外直径为55mm，内直径或底座直径为10mm，高为45mm。同时，该压塑模包括不锈钢活塞，该活塞测得高度为60mm且直径为10mm。
在室温下，将0.38g聚(亚芳基醚)粉末加入至压塑模中。固定活塞，并用水压机施加压力5秒钟，随后该模塑片从模具中取出。这些经模塑的丸粒在Zwick Z010机器中在压缩载荷下进行测试，测得丸粒开始破碎时的载荷，下文中称为压缩强度。
表1显示了以℃表示的温度值、以吨每平方厘米(tons/cm2)表示的压力、以克(g)表示的聚(亚芳基醚)粉末的重量、以克每立方厘米(g/cm3)表示的模塑丸粒的密度、以牛顿(N)表示的模塑丸粒的压缩载荷、以千克(kg)表示的模塑丸粒的压缩强度以及以兆帕(MPa)表示的模塑丸粒的压缩应力。表1也显示了模塑丸粒的尺寸比例，其为以毫米(mm)表示的模塑丸粒的直径和以mm表示的模塑丸粒高度的比例。表中显示的压缩载荷为屈服点处样品上的载荷。表中显示的所有数值均为五个测试样品的平均值。
表1
  实施例   温度   压力   高度   尺寸比   重量   密度   压缩载荷   压缩强度   压缩应力
  1   25   1   6.27   1.606   0.37   0.748   1705.96   173.90   21.42
  2   25   2   5.63   1.790   0.38   0.858   3709.14   378.10   46.57
  3   25   3   5.15   1.945   0.38   0.948   4997.89   509.47   63.51
在上述压塑丸粒的表面上没有看到分离和裂缝。从上表可以得出，由聚(亚芳基醚)粉末的压塑制得的制品具有大于该聚(亚芳基醚)粉末的密度。
实施例4-6
除了组成模具的圆柱体具有16mm的底座直径，进行与实施例1相同的步骤。
在室温下，将1.5g聚(亚芳基醚)粉末填充至压塑模中。然后固定活塞，并用水压机施加压力5秒钟，随后该模塑片从模具中取出。这些模塑丸粒如实施例1-3的方式测试。数据见表2。
表2
  实施例   温度   压力   高度   尺寸比   重量   密度   压缩载荷   压缩强度   压缩应力
  4   25   1   9.67   1.663   1.51   0.768   4599.54   468.86   22.68
  5   25   2   8.04   1.999   1.50   0.917   11217.94   1143.52   55.31
  6   25   3   7.87   2.043   1.52   0.951   12792.18   1303.99   63.07
在上述压塑丸粒的表面上没有看到分离和裂缝。制品具有大于该聚(亚芳基醚)粉末的密度。
实施例7-9
除了压塑丸粒的尺寸比例约为1，进行与实施例4-6相同的步骤。
在室温下，将3.0g聚(亚芳基醚)粉末填充至压塑模中。然后固定活塞，并用水压机施加压力5秒钟，随后该模塑片从模具中取出。这些模塑丸粒如实施例1-6的方式测试。数据见表3。
表3
  实施例   温度   压力   高度   尺寸比   重量   密度   压缩载荷   压缩强度   压缩应力
  7   25   1   19.68   0.817   0.93   0.733   1982.56   202.10   9.77
  8   25   2   16.17   0.994   0.99   0.913   7389.22   753.23   36.43
  9   25   3   15.43   1.041   3.01   0.960   9653.25   984.02   47.59
在上述压塑丸粒或片剂的表面上没有看到分离和裂缝。实施例7-9的压塑丸粒的压缩强度低于实施例4-6的丸粒的压缩强度。
实施例10
除了使用特性粘度为0.46且包括约35至约45体积％的尺寸低于100微米的聚(亚芳基醚)粉末作为原材料，进行与实施例4-6相同的步骤。
在室温下，将1.5g聚(亚芳基醚)粉末填充至压塑模中。固定活塞，并用水压机施加压力5秒钟，随后该模塑片从模具中取出。这些模塑丸粒如实施例1-9的方式测试。数据见表4。
表4
  实施例   温度   压力   高度   尺寸比   重量   密度   压缩载荷   压缩强度   压缩应力
  10   25   3   7.65   2.101   1.49   0.957   18110.86   1846.16   89.29
在上述压塑丸粒的表面上没有看到分离和裂缝。
尽管已经参照示例性的实施方案对本发明进行了描述，本领域技术人员需要明白在不脱离本发明范围内，本发明可以作出各种变化并可以用等同物取代。另外，在不脱离本发明范围内，根据本说明书的教导，为了适应特定的场合或材料，本发明可以作出多种变化。因此，本发明不限定于用于解释本发明、作为最佳实施方式的具体的实施方案，而是包括在附属的权利要求的范围内的所有实施方案。
本发明包括：
1.一种压塑聚(亚芳基醚)粉末的方法，包括：
将包括未加热的聚(亚芳基醚)粉末的粉末加入至包含压塑模的压缩装置中；和
对压塑模中的粉末施加足够的压力来制得密度大于未加热聚(亚芳基醚)粉末的制品，其中所述压力在低于聚(亚芳基醚)粉末的玻璃化转变温度的温度下施加。
2.项1的方法，其中所述的压力为约0.05至约50吨每平方厘米，温度约为0至约70℃，且施加压力约0.1至约100秒。
3.项2的方法，其中所述的制品具有约5至约3000千克的压缩强度。
4.项2的方法，其中所述的制品具有约0.6至约1.2克每立方厘米的密度。
5.项1的方法，其中所述压力为约0.2至约20吨每平方厘米，施加压力约300至约2000秒，并且所述温度足以至少软化聚(亚芳基醚)粉末和/或粘合剂，当存在粘合剂时。
6.项5的方法，其中制品具有大于约4000千克的压缩强度和大于或等于约0.95克每立方厘米的密度。
7.项5的方法，其中所述的聚(亚芳基醚)通过处理去除或减少截留在颗粒间的气体。
8.项1的方法，其中该粉末还包括粘合剂、阻燃剂、添加剂、改性剂或者上述两种或多种的组合。
9.项8的方法，其中粘合剂为结晶性的，并且具有低于聚(亚芳基醚)粉末的玻璃化转变温度的熔融温度。
10.项8的方法，其中粘合剂为无定形的，并具有低于聚(亚芳基醚)粉末的玻璃化转变温度的玻璃化转变温度。
11.项8的方法，其中粘合剂为反应性粘合剂。
12.项8的方法，其中粘合剂为非反应性粘合剂。
13.项8的方法，其中添加剂选自抗氧剂、脱模剂、紫外线吸收剂、稳定剂、润滑剂、增塑剂、颜料、染料、着色剂、抗静电剂、发泡剂以及它们的混合物。
14.项8的方法，其中基于混合物的总重量，粘合剂占约0.01至约40wt％。
15.项1的方法，其中压塑模在加入所述粉末时未被加热。
16.项1的方法，其中压塑模在加入所述粉末后被加热。
17.项16的方法，其中压塑模在压缩过程中未被加热。
18.项1的方法，其中压塑模在加入所述粉末之前被加热。
19.项18的方法，其中压塑模在加入所述粉末之后被加热。
20.项18的方法，其中压塑模在施加压力的过程中未被加热。
21.项1的方法，其中压塑模为挤出机的口模。
22.项1的方法，其中所述制品为单相致密体。
23.项1的方法，其中所述制品为多相致密体。
24.项1的方法，其中基于聚(亚芳基醚)粉末的总体积，所述的聚(亚芳基醚)粉末包括约5至约70体积％的粒度低于约100微米的颗粒。
25.项1的方法，其中聚(亚芳基醚)粉末具有约50至约1500微米的平均粒度。
26.项1的方法，其中压缩装置为封闭式压力装置。
27.项1的方法，其中压缩装置为挤出装置。
28.一种压塑聚(亚芳基醚)粉末制得制品的方法，包括：
将包括粘合剂和聚(亚芳基醚)粉末的混合物加入至包括压塑模的压缩装置中；
对压塑模中的混合物施加足够的压力来形成密度大于聚(亚芳基醚)粉末的制品，其中所述压力在低于聚(亚芳基醚)的玻璃化转变温度的温度下施加。
29.项28的方法，其中粘合剂在与聚(亚芳基醚)粉末混合之前被加热。
30.项28的方法，其中粘合剂为溶液形式，并且所述的混合物在施加压力之前，进行脱挥发处理。
31.项28的方法，基于聚(亚芳基醚)粉末的总体积，所述的聚(亚芳基醚)粉末包括约5至约70体积％的粒度低于约100微米的颗粒。
32.一种压塑聚(亚芳基醚)粉末的方法，包括：
将未加热的聚(亚芳基醚)粉末加入至包括压塑模的压缩装置中；
对压塑模中的未加热聚(亚芳基醚)粉末施加足够的压力来制得密度大于该未加热聚(亚芳基醚)粉末的制品，其中压力在低于聚(亚芳基醚)的玻璃化转变温度的温度下施加。

Claims (10)

1.一种压塑聚(亚芳基醚)粉末的方法，包括：
将包括未加热的聚(亚芳基醚)粉末的粉末加入至包含压塑模的压缩装置中；和
对压塑模中的粉末施加足够的压力来制得密度大于未加热聚(亚芳基醚)粉末的制品，其中所述压力在低于聚(亚芳基醚)粉末的玻璃化转变温度的温度下施加。
2.权利要求1的方法，其中所述的压力为约0.05至约50吨每平方厘米，温度约为0至约70℃，且施加压力约0.1至约100秒。
3.权利要求2的方法，其中所述的制品具有约5至约3000千克的压缩强度。
4.权利要求2的方法，其中所述的制品具有约0.6至约1.2克每立方厘米的密度。
5.权利要求1的方法，其中所述压力为约0.2至约20吨每平方厘米，施加压力约300至约2000秒，并且所述温度足以至少软化聚(亚芳基醚)粉末和/或粘合剂，当存在粘合剂时。
6.权利要求5的方法，其中制品具有大于约4000千克的压缩强度和大于或等于约0.95克每立方厘米的密度。
7.权利要求5的方法，其中所述的聚(亚芳基醚)通过处理去除或减少截留在颗粒间的气体。
8.权利要求1的方法，其中该粉末还包括粘合剂、阻燃剂、添加剂、改性剂或者上述两种或多种的组合。
9.权利要求8的方法，其中粘合剂为结晶性的，并且具有低于聚(亚芳基醚)粉末的玻璃化转变温度的熔融温度。
10.权利要求8的方法，其中粘合剂为无定形的，并具有低于聚(亚芳基醚)粉末的玻璃化转变温度的玻璃化转变温度。
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