具体实施方式
在本发明的以下详细说明中将更完整地说明本发明,其中说明了本发明的一些实施方式,但不是全部。实际上本发明可以多种不同形式实施,并不应理解成限制为本说明书列出的实施方式;而提供这些实施方式是为了使得本公开满足适用的法律要求。
根据一个实施方式的热塑性树脂组合物包含100重量份的基体树脂,所述基体树脂包含(A)16wt%至73wt%,例如19wt%至70wt%的聚苯醚;(B)18wt%至82wt%,例如20wt%至80wt%的聚酰胺;和(C)1wt%至20wt%,例如1wt%至10wt%的聚乙烯类聚合物;和相对于100重量份的基体树脂,(D)0.05重量份至1重量份的具有至少两个羧基的多官能增容剂,和(E)0.05重量份至1重量份的具有羧基或酸酐基以及碳-碳双键的多官能增容剂。下文中,具体地描述每种组分。
(A)聚苯醚
在热塑性树脂组合物中,聚苯醚(PPE)为包括下述亚苯氧基重复单元的聚合物:
如文中使用,每个R1相同或不同,并且各自独立地为卤素、取代的或未取代的C1至C30脂肪族有机基团、取代的或未取代的C2至C30芳香族有机基团、或取代的或未取代的C1至C30烷氧基,在各个重复单元中的每个n1相同或不同,并且各自独立地为0到4的整数。
如本文所用,在没有另外提供具体定义时,术语“取代的”可指至少一个氢被卤素(F、Cl、Br或I)、羟基、C1至C20烷氧基、硝基、氰基、胺基、亚氨基、叠氮基、脒基、肼基、亚肼基、羰基、氨基甲酰基、硫醇基、酯基、醚基、羧基或其盐、磺酸基或其盐、磷酸基或其盐、C1至C20烷基、C2至C20烯基、C2至C20炔基、C6至C30芳基、C3至C20环烷基、C3至C20环烯基、C3至C20环炔基、C2至C20杂环烷基、C2至C20杂环烯基、C2至C20杂环炔基、C3至C30杂芳基或它们的组合取代的一种物质。
如文中所用,在没有另外提供具体定义时,术语“杂”可指环中包含N、O、S、P或它们的组合中的至少一个杂原子取代环状取代基中的至少一个C的一种物质。
如文中所用,在没有另外提供具体定义时,术语“脂肪族”可指C1至C30烷基、C2至C30烯基、C2至C30炔基、C1至C30亚烷基、C2至C30亚烯基或C2至C30亚炔基,例如C1至C20烷基、C2至C20烯基、C2至C20炔基、C2至C20亚烷基、C2至C20亚烯基或C2至C20亚炔基。如文中使用,在没有另外提供具体定义时,术语脂肪族还可指C3至C30环烷基、C3至C30环烯基、C3至C30环炔基、C3至C30亚环烷基、C3至C30亚环烯基或C3至C30亚环炔基,例如C3至C20环烷基、C3至C20环烯基、C3至C20环炔基、C3至C20亚环烷基、C3至C20亚环烯基或C3至C20亚环炔基。如文中所用,在没有另外提供具体定义时,术语“芳香族”可指C6至C30芳基、C2至C30杂芳基、C6至C30亚芳基或C2至C30杂亚芳基,例如C6至C16芳基、C2至C16杂芳基、C6至C16亚芳基或C2至C16杂亚芳基。
可以通过缩聚合至少一种下面化学式1表示的苯酚化合物制备所述聚苯醚:
[化学式1]
在化学式1中,R1、R2、R3、R4和R5相同或不同,并独立地为氢、卤素或取代的或未取代的C1至C20脂肪族和/或芳香族有机基团(例如,烃基),条件是R1、R2、R3、R4和R5的至少一个是氢。
在示例性实施方式中,在上述化学式1中,R1、R2、R3、R4和R5相同或不同,并可以独立地为氢、氯、溴、氟、碘、伯C1至C7低级烷基和/或仲C1至C7低级烷基、苯基、卤代烷基、氨基烷基、烃氧基(hydrocarbonoxy)和/或卤代烃氧基。在上述化学式1中,R1、R2、R3、R4和R5的实例可非限制性地包括甲基、乙基、正丙基和/或异丙基、伯丁基、仲丁基和/或叔丁基、氯代乙基、羟乙基、苯基乙基、苄基、羟甲基、氨基甲基、氨乙基、羧乙基、甲氧基羰基乙基、氰基乙基、苯基、氯代苯基、甲基苯基、二甲基苯基、乙基苯基、烯丙基等,以及它们的组合。
上述化学式1表示的化合物的实例可非限制性地包括苯酚、邻甲酚、间甲酚和/或对甲酚、2,6-二甲基苯酚、2,5-二甲基苯酚、2,4-二甲基苯酚和/或3,5-二甲基苯酚、2-甲基-6-苯基苯酚、2,6-二苯基苯酚、2,6,-二乙基苯酚、2-甲基-6-乙基苯酚、2,3,5-三甲基苯酚、2,3,6-三甲基苯酚和/或2,4,6-三甲基苯酚、3-甲基-6-叔丁基苯酚、2-甲基-6-烯丙基苯酚等,以及它们的组合。聚苯醚树脂的实例可非限制性地包括聚(1,4-亚苯基醚)、聚(1,3-亚苯基醚)、聚(1,2-亚苯基醚)、聚(2-甲基-1,4-亚苯基醚)、聚(3-甲基-1,4-亚苯基醚)、聚(2-甲基-1,3-亚苯基醚)、聚(4-甲基-1,3-亚苯基醚)、聚(5-甲基-1,3-亚苯基醚)、聚(6-甲基-1,3-亚苯基醚)、聚(3-甲基-1,2-亚苯基醚)、聚(4-甲基-1,2-亚苯基醚)、聚(5-甲基-1,2-亚苯基醚)、聚(6-甲基-1,2-亚苯基醚)、聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)、聚(2,3-二甲基-1,4-亚苯基醚)、聚(3,5-二甲基-1,4-亚苯基醚)、聚(2,5-二甲基-1,4-亚苯基醚)、聚(2,4-二甲基-1,3-亚苯基醚)、聚(2,5-二甲基-1,3-亚苯基醚)、聚(2,6-二甲基-1,3-亚苯基醚)、聚(4,5-二甲基-1,3-亚苯基醚)、聚(4,6-二甲基-1,3-亚苯基醚)、聚(5,6-二甲基-1,3-亚苯基醚)、聚(3,4-二甲基-1,2-亚苯基醚)、聚(3,5-二甲基-1,2-亚苯基醚)、聚(3,6-二甲基-1,2-亚苯基醚)、聚(4,5-二甲基-1,2-亚苯基醚)、聚(4,6-二甲基-1,2-亚苯基醚)、聚(5,6-二甲基-1,2-亚苯基醚)等,以及它们的组合。
在所述热塑性树脂组合物中,聚苯醚可以具有9,000g/mol至50,000g/mol的数均分子量(Mn)和1.0至2.5的多分散系数(PDI)。
聚苯醚可以通过任何已知的方法制备或市售可获得。市售可获得的聚苯醚的实例可非限制性地包括MitsubishiengineeringplasticsCorporation的PX100系列、BlueStarCo.,Ltd.的LXR系列,以及它们的组合。
(B)聚酰胺
可以在前述热塑性树脂组合物中使用的聚酰胺(PA)是在它的主链中具有酰胺(-NHCO-)的聚合物,它的类型没有特别地限制。
例如,可以通过内酰胺的开环聚合、二胺和二羧酸的缩聚、氨基羧酸的缩聚等制备聚酰胺,但不限于此。
所述二胺可以是脂肪族二胺、脂环二胺、和/或芳香族二胺。二胺的实例可非限制性地包括四亚甲撑二胺、己二胺、十一撑二胺、十二撑二胺、十三撑二胺、2,2,4-三甲基己二胺、2,4,4-三甲基己二胺、5-甲基壬二胺、1,3-双氨基甲基环己烷、1,4-双氨基甲基环己烷、间苯二胺、对苯二胺、间二甲苯二胺和对二甲苯二胺等,以及它们的组合。
所述二羧酸可包括脂肪族二羧酸、脂环二羧酸和/或芳香族二羧酸。所述二羧酸的实例可非限制性地包括己二酸、辛二酸、壬二酸、己二酸、十四烷二羧酸、1,1,3-十三烷二羧酸、1,3-环己烷二羧酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二甲酸、二聚酸等,以及它们的组合。
所述内酰胺的实例可非限制性地包括ε-己内酰胺、庚内酰胺(enanthlactam)、ω-月桂内酰胺等,以及它们的组合。
氨基羧酸的实例可非限制性地包括ε氨基己酸、7-氨基庚酸、8-氨基辛酸、9-氨基壬酸、11-氨基十一烷酸、12-氨基十二烷酸、13-氨基十三烷酸等,以及它们的组合。
所述内酰胺、二胺、二羧酸和氨基羧酸可以进行单独的缩聚或以至少两种化合物组合进行缩聚,以提供聚酰胺均聚物或聚酰胺共聚物。可以通过任何常规的聚合方法,例如溶液聚合、界面聚合、熔融聚合、本体聚合、固态聚合等制备聚酰胺。
所述聚酰胺的实例可非限制性地包括尼龙6、尼龙66、尼龙46、尼龙11、尼龙12、尼龙610、尼龙612、尼龙6/66、尼龙6/612、尼龙6/MXD(间二甲苯二胺)、聚酰胺6T、聚酰胺6I、聚酰胺66/I、聚酰胺6T/6I、聚酰胺9T等,以及它们的组合。
所述聚酰胺(B)可以具有3,000g/mol至50,000g/mol的数均分子量(Mn)和1.0至5.0的多分散系数(PDI)。
聚酰胺可以通过已知的方法制备或者可以是市售可获得的。市售可获得的聚酰胺树脂的实例可非限制性地包括AscendPerformanceMaterialsLLC.的Vydyne系列、Rhodia有限公司的Stabamid、RadiciPlastics的Radilon、InvistaEngineeringPolymers的Torzen等,以及它们的组合。
(C)聚乙烯类聚合物
聚乙烯类聚合物可以是乙烯均聚物和/或乙烯共聚物。所述聚乙烯类聚合物可以单独使用或以至少两种化合物的混合物使用。聚乙烯类聚合物可以具有小于或等于0.95g/cm3、例如小于或等于0.94g/cm3、作为另一个实例0.91g/cm3至0.94g/cm3的重均密度,但不限于此。通过各种聚乙烯类聚合物的重量乘以聚乙烯类聚合物的密度,并平均其乘积,获得重均密度。当单独使用树脂时,树脂的密度为重均密度。
聚乙烯类聚合物可非限制性地具有0.1g/10分钟至30g/10分钟的熔融指数(MI)。当聚乙烯类聚合物具有在该范围之内的熔融指数时,聚乙烯类聚合物可以容易地与另一种树脂混合,因此可有效地改善包括所述聚乙烯类聚合物的热塑性树脂组合物的机械强度。
聚乙烯类聚合物可非限制性地具有80℃至170℃,例如95℃至135℃,作为另一个实例,105℃至125℃的熔点。当聚乙烯类聚合物具有在上面范围内的熔点时,包括所述聚乙烯类聚合物的热塑性树脂组合物的耐热性和机械强度可以得到有效地改善。
所述聚乙烯类聚合物可非限制性地具有10,000g/mol至300,000g/mol,例如40,000g/mol至150,000g/mol的重均分子量(Mw)。当聚乙烯类树脂具有在前述范围之内的重均分子量(Mw)时,可以容易地加工所述热塑性树脂组合物,并且可有效地改善包括聚乙烯类聚合物的热塑性树脂组合物的机械强度。
聚乙烯类聚合物的具体实例可非限制性地包括高密度聚乙烯(HDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、乙烯-辛烯共聚物、超低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物等,以及它们的组合。
(D)具有至少两个羧基的多官能增容剂
基于100重量份的基体树脂,所述热塑性树脂组合物包含0.05重量份至1重量份,例如0.1重量份至0.5重量份的多官能增容剂。具有至少两个羧基的多官能增容剂的实例可非限制性地包括柠檬酸、苹果酸、松蕈酸等,以及它们的组合。
如上所述,聚苯醚和聚酰胺具有不足的彼此相容性,并且通过任何常规熔融共混制备的它的热塑性树脂组合物不能避免抗冲强度和拉伸强度的减小。认为这样的性能是由所述组合物中分散相和连续相之间的界面粘附性不足引起的。
当仅使用具有至少两个羧基的多官能增容剂时,界面粘附可得到改善,但是聚酰胺可以由于熔融共混加工期间未反应的增容剂而被分解,因此,可劣化模制品的性能,例如机械强度、耐热性等。
在根据本发明的实施方式的热塑性树脂组合物中,具有至少两个羧基的多官能增容剂与具有羧基或酸酐基以及碳-碳双键的多官能增容剂(如下所述)一起使用,因此,它可以改善聚苯醚与聚酰胺的反应性,提高聚苯醚基树脂组合物的活性,并可提供可具有改善的机械强度和耐热性及改善的外观而不会由于未反应的增容剂而劣化性能的模制品。
(E)具有羧基或酸酐基以及碳-碳双键的多官能增容剂
除了具有至少两个羧基的多官能增容剂(D),基于100重量份的基体树脂,所述热塑性树脂组合物包含0.05重量份至1重量份,例如0.1重量份至0.5重量份的具有羧基或酸酐基以及碳-碳双键的多官能增容剂(E)。所述具有羧基或酸酐基以及碳-碳双键的多官能增容剂的实例可非限制性地包括马来酸、富马酸、衣康酸、马来酸酐、衣康酸酐、乌头酸等,以及它们的组合。如上所述,具有羧基或酸酐以及碳-碳双键的多官能增容剂(E)可以改善包括聚苯醚和聚酰胺的热塑性树脂组合物中聚苯醚和聚酰胺之间的相容性,并且当与具有至少两个羧基的多官能增容剂(D)使用时有效地抑制由于未反应的增容剂引起的聚酰胺等的分解,因此,可以提供可具有更高机械强度和耐热性和更加改善的外观的模制品。
具有羧基或酸酐基以及碳-碳双键一起的多官能增容剂(E)相对于具有至少两个羧基的多官能增容剂(D)的比例可以为1:5至5:1。
(F)其它组分
根据需要,除了(A)至(E)的组分之外,所述热塑性树脂组合物可以进一步包括冲击增强剂。所述冲击增强剂可非限制性地包括聚苯醚和聚酰胺的热塑性树脂组合物中通常使用的冲击增强剂,而不限于此。所述冲击增强剂的实例可非限制性地包括ABA三嵌段共聚物和A-B二嵌段共聚物(其中,A为芳香族乙烯基嵌段,B为橡胶嵌段)等,以及它们的组合。ABA三嵌段共聚物和A-B二嵌段共聚物的实例可非限制性地包括聚苯乙烯-聚丁二烯、聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)、聚苯乙烯-聚异戊二烯、聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯、聚苯乙烯-聚乙烯丁烯-聚苯乙烯(SEBS)等,以及它们的组合。所述冲击增强剂的用量可以非限制性地为基于100重量份的基体树脂的小于或等于10重量份,例如0.1重量份至10重量份。
此外,所述热塑性树脂组合物例如可以进一步包括除上述组分之外的一种或多种添加剂,以改善例如注塑性能等的模制性能,并获得所述热塑性树脂组合物的各种性性能之间的平衡和/或满足所述热塑性树脂组合物的最终目的。添加剂的实例可非限制性地包括阻燃剂、表面活性剂、成核剂、偶联剂、填充剂、增塑剂、润滑剂、抗菌剂、释放剂、热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、无机材料添加剂、例如颜料和/或染料的着色剂、稳定剂、抗磨剂、抗静电剂、耐火剂等,这些添加剂可以单独使用或以两种或多种的组合使用。可以不损害所述热塑性树脂树脂组合物的性能的合适的量包含这些添加剂,例如基于100重量份的基体树脂,小于或等于20重量份的量,作为另一个实例,小于或等于10重量份的量,作为另一个实例,小于或等于5重量份的量,作为另一个实例,小于或等于3重量份的量,没有限制。
本发明的另一个实施方式提供包括所述热塑性树脂组合物的模制品。可以通过本领域中熟知的各种方法,例如注塑法、挤塑法等使用所述热塑性树脂组合物制备模制品。
热塑性树脂组合物可以容易地制备成可具有高机械性能,例如抗冲强度、硬度等,耐热性和改善外观的模制品,并且该模制品可几乎不具有任何外观缺陷,且具有非常令人满意的性能平衡,因此本发明的热塑性树脂组合物可以用于电器/电子设备、汽车构件、建筑构件的部分等。