CN107683307A - 改进的介电强度的组合物 - Google Patents

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Abstract

公开了具有改进的介电强度的模制制品。该模制制品通过如下步骤形成：(a)提供包括基础聚合物树脂和脱模剂的热塑性树脂组合物；和(b)模制该热塑性树脂组合物以形成模制制品，其中形成的模制制品的介电强度高于包括缺少脱模剂的热塑性树脂组合物的比较模制制品。

Description

改进的介电强度的组合物
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年5月18日提交的美国临时申请号62/163,120的权益，其全部内容通过引用被并入本文。
技术领域
本公开内容一般地涉及用于电气和电子部件中的具有改进的性质的制品，并且更具体地涉及具有改进介电强度的模制制品和其生产方法。
背景技术
热塑性树脂广泛地用于电气和电子工业中以形成各种各样的不同部件比如电线涂层、接头和封装(potting)。通常，这些电气部件必须是具有优越电绝缘性质的坚韧、柔性产品。因此，这些部件必须具有高介电强度(也被称为击穿电压)，但是仍然具备期望的机械性质。
常常通过在用于生产模制制品的热塑性树脂中使用大体积分数的填料在模制制品中实现高介电强度。然而，这通常降低模制制品的期望机械性质比如冲击强度和延展性。而且，电气部件快速获得小型化。在较薄零件中提供等价电绝缘能力还需要具有改进的介电强度的材料。因此，存在对于可以生产具有高介电强度以及良好机械强度和加工性能的模制制品的热塑性树脂组合物的需要。
因此，本公开内容提供了这样的热塑性树脂和由其形成的模制制品，该模制制品相对于当前存在的制品具有改进的介电强度和机械强度。本文也描述了用于生产具有改进的介电强度的这些模制制品的方法。
发明内容
根据本公开内容的一个方面，公开了用于生产模制制品的方法。该方法包括(a)提供包括基础聚合物树脂和脱模剂的热塑性树脂组合物，和(b)模制该热塑性树脂组合物以形成模制制品。形成的模制制品的介电强度高于包括缺少脱模剂的热塑性树脂组合物的比较模制制品。
根据本公开内容的另一方面，公开了具有改进的介电强度的模制制品。该模制制品通过如下步骤形成：(a)提供包括基础聚合物树脂和脱模剂的热塑性树脂组合物；和(b)模制该热塑性树脂组合物以形成模制制品。形成的模制制品的介电强度高于包括缺少脱模剂的热塑性树脂组合物的比较模制制品。
具体实施方式
在本公开内容的某些方面中，公开了具有改进的介电强度的模制制品。该模制制品使用热塑性树脂组合物形成。在本公开内容的一个方面中，热塑性树脂组合物可以包括基础聚合物树脂和脱模剂。然而，其它成分也可以包含在热塑性树脂组合物中。通常，热塑性树脂组合物适合用于熔融加工使得模制制品可以使用熔融方法形成，并且具体而言注塑。
基础聚合物树脂
在本公开内容的某些方面中，热塑性树脂组合物包括基础聚合物树脂。该基础聚合物树脂可以是本领域中已知的任何聚合材料。基础聚合物树脂的选择可以取决于由其形成的模制制品的期望性质和应用。基础聚合物树脂可以由多于一种基础聚合物树脂组成。
在本公开内容的一个方面中，在热塑性树脂组合物中使用的基础聚合物树脂可以选自多种热塑性聚合物和热塑性聚合物的混合物。基础聚合物树脂可以包括均聚物、共聚物、离聚物、树枝状大分子或包括前述中至少一种的组合，共聚物比如星形嵌段共聚物、接枝共聚物、交替嵌段共聚物或无规共聚物。基础聚合物树脂也可以是聚合物、共聚物、三元共聚物等的混合物或者包括前述中至少一种的组合。
可以被用作基础聚合物树脂的热塑性聚合物的实例包括聚缩醛类、聚丙烯酸类、聚碳酸酯类、聚醇酸树脂类(polyalkyd)、聚苯乙烯类、聚烯烃类、聚酯类、聚酰胺类、聚芳酰胺类(polyaramide)、聚酰胺酰亚胺类、聚芳酯类、聚氨酯类、环氧树脂类、酚醛树脂类、硅树脂类、聚芳砜类、聚醚砜类、聚苯硫醚类、聚砜类、聚酰亚胺类、聚醚酰亚胺类、聚四氟乙烯类、聚醚酮类、聚醚醚酮类、聚醚酮酮类、聚苯并唑类、聚二唑类、聚苯并噻嗪并吩噻嗪类(polybenzothiazinophenothiazine)、聚苯并噻唑类、聚吡嗪并喹喔啉类(polypyrazinoquinoxalines)、聚均苯聚酰亚胺类、聚喹喔啉类、聚苯并咪唑类、聚羟吲哚类、聚氧异吲哚啉类(polyoxoisoindoline)、聚二氧异吲哚啉类(polydioxoisoindoline)、聚三嗪类、聚哒嗪类、聚哌嗪类、聚吡啶类、聚哌啶类、聚三唑类、聚吡唑类、聚碳硼烷类、聚氧杂二环壬烷类(polyoxabicyclononanes)、聚二苯并呋喃类、聚苯酞类、聚缩醛类、聚酸酐类、聚乙烯醚类、聚乙烯硫醚类、聚乙烯醇类、聚乙烯酮类、聚乙烯卤化物类、聚乙烯腈类、聚乙烯酯类、聚磺酸酯类、聚硫化物类、聚硫酯类、聚砜类、聚磺酰胺类、聚脲类、聚磷腈类、聚硅氮烷类、聚丙烯类、聚乙烯类、聚对苯二甲酸乙二酯类、聚偏氟乙烯类、聚硅氧烷类等，或者包括前述热塑性聚合物中至少一种的组合。
可以被用作基础聚合物树脂的热塑性聚合物的实例包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/尼龙、聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚苯醚/聚苯乙烯、聚苯醚/聚酰胺、聚碳酸酯/聚酯、聚苯醚/聚烯烃等，或者包括前述中至少一种的组合。
在本公开内容的一个方面中，基础聚合物树脂可以包括聚碳酸酯类、聚砜类、聚酯类、聚酰胺类、聚丙烯。在进一步方面中，在公开的热塑性树脂组合物中使用的聚酰亚胺类可以包括聚酰胺酰亚胺类、聚醚酰亚胺类和聚苯并咪唑类。在进一步方面中，聚醚酰亚胺类包括可熔融加工的聚醚酰亚胺类。
在本公开内容的一方面中，基础聚合物树脂以热塑性树脂组合物的总重量的至少85重量％的量存在于热塑性树脂组合物中。在进一步方面中，基础聚合物树脂为热塑性树脂组合物的总重量的至少90重量％。在仍进一步方面中，基础聚合物树脂为热塑性树脂组合物的总重量的至少95重量％。在仍进一步方面中，基础聚合物树脂为热塑性树脂组合物的总重量的至少96重量％。在仍进一步方面中，基础聚合物树脂为热塑性树脂组合物的总重量的至少97重量％。在仍进一步方面中，基础聚合物树脂为热塑性树脂组合物的总重量的至少98重量％。在进一步方面中，基础聚合物树脂为热塑性树脂组合物的总重量的至少99重量％。
聚醚酰亚胺类
可以在公开的组合物中使用的适合的聚醚酰亚胺类包括但不限于ULTEMTM。ULTEMTM是由Saudi Basic Industries Corporation(SABIC)出售的聚醚酰亚胺类(PEI)家族的聚合物。ULTEMTM可以具有提高的耐热性、高强度和刚性、和宽的耐化学性。除非另有说明，如本文所使用的ULTEMTM指的是包括在该家族中的任何或所有ULTEMTM聚合物。在进一步方面中，ULTEMTM是ULTEMTM1000。在一方面中，聚醚酰亚胺可以包括任何聚碳酸酯材料或材料的混合物，例如，如在美国专利号4,548,997；美国专利号4,629,759；美国专利号4,816,527；美国专利号6,310,145；和美国专利号7,230,066中叙述的，其所有在此出于公开各个聚醚酰亚胺组合物和方法的具体目的以其全部被并入。
在某些方面，基础聚合物树脂是具有包括由式(I)的有机基团表示的结构单元的结构的聚醚酰亚胺聚合物：
其中式(I)中的R包括取代的或未取代的二价有机基团，比如(a)具有大约6至大约20个碳原子的芳香族烃基和其卤代衍生物；(b)具有大约2至大约20个碳原子的直链或支链亚烷基；(c)具有大约3至大约20个碳原子的环亚烷基；或(d)通式(II)的二价基团：
其中Q包括选自—O—、—S—、—C(O)—、—SO2-、—SO—、—CyH2y-(y为从1到5的整数)的二价部分，和其卤代衍生物，包括全氟亚烷基基团；其中T是—O—或者式—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′位置，并且其中Z包括但不限于式(III)的二价基团：
并且其中由式(I)包含的聚醚酰亚胺类具有至少大约20,000的Mw。
在进一步方面，聚醚酰亚胺聚合物可以是共聚物，除了上面描述的醚酰亚胺单元之外，其进一步包含式(IV)的聚酰亚胺结构单元：
其中R如前面对式(I)所限定，并且M包括但不限于式(V)的基团：
在进一步方面，热塑性树脂是具有由下式表示的结构的聚醚酰亚胺聚合物：
其中聚醚酰亚胺聚合物具有至少40,000道尔顿、50,000道尔顿、60,000道尔顿、80,000道尔顿、或100,000道尔顿的分子量。
聚醚酰亚胺聚合物可以通过本领域技术人员已知的方法制备，包括式(VI)的芳香族双(醚酐)与式(IX)的有机二胺的反应：
H2N—R—NH2(VII)，
其中T和R如在上面式(I)中所描述的限定。
式(VI)的芳香族双(醚酐)类的说明性、非限制性实例包括2,2-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)二苯酮二酐；4,4′-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯砜二酐；2,2-双[4-(2,3-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐；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)二苯酮二酐；4,4′-双(2,3-二羧基苯氧基)二苯砜二酐；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)二苯酮二酐和4-(2,3-二羧基苯氧基)-4′-(3,4-二羧基苯氧基)二苯砜二酐，以及其各种混合物。
双(醚酐)类可以通过在偶极非质子溶剂的存在下硝基取代的苯基二腈与二元酚化合物的金属盐的反应产物的水解，然后脱水来制备。由上面的式(VI)包含的有用种类的芳香族双(醚酐)类包括但不限于这样的化合物：其中T为式(VIII)：
并且醚键，例如，有益地在3,3′、3,4′、4,3′或4,4′位置，和其混合物，并且其中Q如上面所限定。
任何二氨基化合物可以在聚酰亚胺和/或聚醚酰亚胺类的制备中采用。式(VII)的适合二氨基化合物的说明性、非限制性实例包括乙二胺、丙邻二胺、亚丙基二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、六亚甲基二胺、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、2,5-二甲基六亚甲基二胺、2,5-二甲基庚二胺、2,2-二甲基丙邻二胺、N-甲基-双(3-氨丙基)胺、3-甲氧基六亚甲基二胺、1,2-双(3-氨基丙氧基)乙烷、双(3-氨丙基)硫化物、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、间苯二甲胺、对苯二甲胺、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′-联甲苯胺、3,3′-二甲氧基联苯胺、1,5-二氨基萘、双(4-氨苯基)甲烷、双(2-氯-4-氨基-3,5-二乙基苯基)甲烷、双(4-氨苯基)丙烷、2,4-双(b-氨基叔丁基)甲苯、双(对b-氨基叔丁基苯基)醚、双(对-b-甲基邻氨苯基)苯、双(对-b-甲基邻氨戊基)苯、1,3-二氨基-4-异丙基苯、双(4-氨苯基)硫化物、双(4-氨苯基)砜、双(4-氨苯基)醚和1,3-双(3-氨丙基)四甲基二硅氧烷。也可以存在这些化合物的混合物。有益的二氨基化合物是芳香族二胺类，尤其是间和对苯二胺及其混合物。
在进一步方面，聚醚酰亚胺树脂包括根据式(I)的结构单元，其中每个R独立地是对亚苯基或间亚苯基或其混合物，并且T是式(IX)的二价基团：
在各个方面，可以在大约100℃至大约250℃下采用溶剂比如邻二氯苯、间甲酚/甲苯等实施反应以实现式(VI)的酸酐与式(VII)的二胺之间的反应。可选地，聚醚酰亚胺可以通过在搅拌的同时加热起始原料的混合物至升高温度熔融聚合式(VI)的芳香族双(醚酐)类和式(VII)的二胺类来制备。熔融聚合可以采用大约200℃至大约400℃的温度。也可以在反应中采用链终止剂和支化剂。聚醚酰亚胺聚合物可以任选地由芳香族双(醚酐)与有机二胺的反应制备，其中二胺以不多于大约0.2摩尔过量，并且有益地少于大约0.2摩尔过量存在于反应混合物中。在这种条件下，聚醚酰亚胺树脂在一个实施方式中具有少于大约15微当量/克(μeq/g)酸可滴定基团，并且在可选实施方式中具有少于大约10μeq/g可滴定基团，如通过利用具有33重量百分比(wt％)氢溴酸在冰醋酸中的溶液的氯仿溶液进行滴定显示的。酸可滴定基团本质上是由于聚醚酰亚胺树脂中的胺末端基团。
在进一步方面，聚醚酰亚胺树脂具有至少大约20,000至大约150,000克/摩尔(g/摩尔)的重均分子量(Mw)，如使用聚苯乙烯标准通过凝胶渗透色谱测量的。在仍进一步方面，热塑性树脂可以具有至少40,000道尔顿、50,000道尔顿、60,000道尔顿、80,000道尔顿、或100,000道尔顿的分子量。在又进一步方面，热塑性树脂可以具有至少40,000道尔顿的分子量。在甚至进一步方面，热塑性树脂可以具有至少45,000道尔顿的分子量。在仍进一步方面，热塑性树脂可以具有至少50,000道尔顿的分子量。在又进一步方面，热塑性树脂可以具有至少60,000道尔顿的分子量。在甚至进一步方面，热塑性树脂可以具有至少70,000道尔顿的分子量。在仍进一步方面，热塑性树脂可以具有至少100,000道尔顿的分子量。
在进一步方面，热塑性树脂可以包括具有至少40,000道尔顿、50,000道尔顿、60,000道尔顿、80,000道尔顿、或100,000道尔顿的分子量的聚醚酰亚胺聚合物。在又进一步方面，聚醚酰亚胺聚合物具有至少40,000道尔顿或50,000道尔顿的分子量。在仍进一步方面，聚醚酰亚胺聚合物具有至少40,000道尔顿的分子量。在又进一步方面，聚醚酰亚胺聚合物具有至少50,000道尔顿的分子量。在甚至进一步方面，聚醚酰亚胺聚合物具有至少60,000道尔顿的分子量。在仍进一步方面，聚醚酰亚胺聚合物具有至少70,000道尔顿的分子量。在又进一步方面，聚醚酰亚胺聚合物具有至少100,000道尔顿的分子量。
脱模剂
在本公开内容的某些方面，热塑性树脂组合物还包括脱模剂。可以在热塑性树脂中使用多种脱模剂。热塑性树脂还可以包括多于一种脱模剂。通常，选择的脱模剂与热塑性树脂组合物中基础聚合物树脂和其它成分应当是化学相容的。
脱模剂可以以添加其它成分的标准方式被加入至热塑性树脂，例如在干燥或液体阶段中被加入，并被共挤出或在溶剂中和与热塑性树脂组合物熔融挤出。
在进一步方面，脱模剂为热塑性树脂组合物的总重量的至少1.0重量百分比。在仍进一步方面，脱模剂为热塑性树脂组合物的总重量的至少2.0重量百分比。
在进一步方面，脱模剂以热塑性树脂组合物的总重量的大约0.01至大约3.0重量百分比存在于热塑性树脂组合物中。在又另一方面，脱模剂以热塑性树脂组合物的总重量的大约0.1至大约0.4重量百分比存在于热塑性树脂组合物中。
脱模剂通常被加入至基础聚合物树脂以降低在熔融加工或注塑操作期间组合物与模具的粘附。然而，出人意料地发现了使用包括脱模剂的热塑性树脂组合物模制的制品的介电强度显著地高于包括相同热塑性树脂组合物而不含脱模剂的比较模制制品。下面的实施例中呈现了包括脱模剂的模制制品中的这些更高的介电强度。
适合的脱模剂可以包括，例如邻苯二甲酸酯比如二辛基-4,5-环氧-六氢邻苯二甲酸酯；三硬脂酸甘油酯；聚α-烯烃类；环氧化豆油；硅树脂类，包括硅油类；酯类，例如，脂肪酸酯类比如十八酸烷基酯类，例如，硬脂酸甲酯、硬脂酸十八酯、四硬脂酸季戊四醇酯等；硬脂酸甲酯与亲水性和疏水性非离子表面活性剂的组合，非离子表面活性剂包括聚乙二醇聚合物、聚丙二醇聚合物、聚(乙二醇-共-丙二醇)共聚物，或者包括前述二醇聚合物中至少一种的组合，例如，在适合溶剂中的硬脂酸甲酯和聚乙二醇-聚丙二醇共聚物；和蜡类比如蜂蜡、石蜡等。在一个实施方式中，脱模剂是具有12至36个碳原子的一个或多个长链、脂肪族羧酸的盐或酯。
在进一步方面，脱模剂可以选自脂肪族聚酯类、聚α-烯烃类、脂肪族聚酰胺类、羧酸盐类，和其混合物。在又进一步方面，脱模剂可以包括硅树脂、聚丙烯、聚苯醚或聚乙烯。在仍进一步方面，脱模剂可以是高密度聚乙烯。聚乙烯
各种分子结构的聚乙烯类是商业可得的。这些聚合物的化学和物理性质主要取决于在制造聚乙烯中使用的温度、压力、催化剂类型、改性剂和反应器设计。为了在本公开内容中使用，聚乙烯可以具有高密度类型(在下文中被称为HDPE)。这些树脂通常具有0.95g/cm3或更高的标称密度。高分子量高密度聚乙烯也可以在本发明中使用。高分子量高密度聚乙烯是给予具有在300,000和500,000之间的重均分子量(Mw)的那些高密度聚乙烯树脂的名称。可以在本公开内容中使用的又另一种高密度聚乙烯已知为超高分子量聚乙烯。通常，这些树脂具有3百万至大约6百万范围内的分子量。
其它成分
在本公开内容的某些方面，增强填料可以包括热塑性树脂组合物的额外任选成分。增强填料自身也是本领域中熟知的。因此，事实上，本领域中已知的任何增强填料是根据本发明适合的。例如，本公开内容可以包括至少一种无机填料，其选自玻璃、石棉、滑石、石英、碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、碳纤维、硅石、氧化锌、氧化锆、硅酸锆、硫酸锶、氧化铝、无水硅酸铝、钡铁氧体、云母、长石、粘土、氧化镁、硅酸镁、霞石正长岩、酚醛树脂类、硅灰石、和二氧化钛或其混合物。术语玻璃填料意欲包括用作填料的任何类型的玻璃，比如玻璃纤维、磨玻璃(mill glass)、玻璃球和微球等。
在进一步方面，热塑性树脂组合物可以包括炭黑。在仍进一步方面，热塑性树脂组合物可以包括添加剂比如着色剂以增强模制制品的美学。
模制制品
在本公开内容的某些方面，模制制品通过如下步骤形成：(a)提供包括基础聚合物树脂和脱模剂的热塑性树脂组合物；和(b)模制该热塑性树脂组合物以形成模制制品。形成的模制制品的介电强度高于包括缺少脱模剂的热塑性树脂组合物的比较模制制品。
在一方面，模制制品使用熔融成形方法形成。在进一步方面，熔融成形方法可以包括注塑、吹塑、片材(sheet)和膜挤出、型材挤出、热成型、增材制造(additivemanufacturing)、压塑、纤维挤出(fiber extrusion)和粉末烧结。在另一方面，模制制品使用熔融成形方法例如注塑，然后热成型的组合形成。
在本公开内容的某些方面中，模制制品可以是各种结构性或非结构性制品，包括但不限于电线涂层、封装材料、接头或其它应用——其中使用具有高介电强度的制品可以是期望的。在本公开内容的进一步方面，本公开内容的模制制品可以被用于分电器盖(distributor cap)、电池外壳、电线绝缘、湿-干应用(wet-dry application)、自动润滑零件、耐物理冲击零件(physical-shock endurance part)、电气用具，例如锅柄、把手和仪表基座(appliance base)；和电气/电子附件，比如连接器、布线设备、断路器、接线盒、电度表基座等。本公开内容的模制制品不限于这些应用。其它适合的应用也是预期的。
下列实施例将用于进一步说明本发明，但是应当理解本发明不限于这些具体实施例。除非另有说明，部分和百分比是按重量计的。
实施例
根据上面描述的步骤制备两种热塑性树脂组合物。实施例1是不包含脱模剂的热塑性树脂组合物。实施例2是包含HDPE作为脱模剂的热塑性树脂组合物。实施例1和2二者使用以商品名出售的聚醚酰亚胺作为基础聚合物树脂。
实施例1：使用1000(数均分子量(Mn)21,000；重均分子量(Mw)54,000；分散度2.5)和热稳定剂制备组合物。在实施例1中不使用脱模剂。
实施例2：使用99.7重量％1010(数均分子量(Mn)19,000；重均分子量(Mw)47,000；分散度2.5)、0.3重量％HDPE作为脱模剂、0.3重量％炭黑和热稳定剂制备组合物。
实施例1和2组合物和它们的性质在表1中概括。除非另有说明，所有成分的量以按重量计百分比表达。
表1
来自实施例1和2中每个的样品在300°F(150℃)的模具温度和680-700°F(360-370℃)的熔融温度下被注塑，总循环时间为大约30-40秒。样品被注塑入3.2mm(125密耳)厚的圆盘。所得到的模制圆盘的介电强度根据ASTM D149测量。使用在油中的2型1英寸电极，上升速率为500伏/秒。也计算击穿电压。使用来自实施例1的组合物形成的模制圆盘的结果在表2中概括。使用来自实施例2的组合物形成的模制圆盘的结果在表3中概括。
表2
表3
表2和3中的结果示出了与不使用任何脱模剂形成的模制圆盘相比，使用脱模剂形成的模制圆盘实现了显著更高的介电强度和击穿电压。如表2中所示出，使用实施例1组合物形成的模制圆盘(样品1-5)具有379V/密耳的平均介电强度和50,400V的平均击穿电压。如表3中所示出，使用实施例2组合物形成的模制圆盘(样品6-10)具有547V/密耳的平均介电强度和70,420V的平均击穿电压。
先前形成的样品模制圆盘中每个的表面被机器加工以降低圆盘的总体厚度125密耳至75密耳。在机器加工之后，然后再次根据ASTM D149测量模制圆盘的介电强度。使用油中的2型1英寸电极，上升速率为500伏/秒。将机器加工的圆盘的介电强度与模制圆盘的介电强度进行比较。使用来自实施例1的组合物形成的机器加工的圆盘的结果在表4中概括。使用来自实施例2的组合物形成的机器加工的圆盘的结果在表5中概括。
表4
表5
在表4和5中的结果继续示出了与不使用脱模剂形成的机器加工的圆盘相比，使用脱模剂形成的机器加工的圆盘的介电强度和击穿电压更高。如表4中所示出的，不使用HDPE形成的机器加工的圆盘(样品11-15)具有535V/密耳的平均介电强度和40,120V的平均击穿电压。如表5中所示出的，使用HDPE形成的机器加工的圆盘(样品11-15)具有591V/密耳的平均介电强度和44,360V的平均击穿电压。
表4和5中的结果进一步示出了与没有机器加工的模制圆盘(样品6-10)相比，机器加工的模制圆盘(样品16-20)的介电强度和击穿电压的差别没有显著增加。机器加工过程不利地影响了在模制部分中观察到的介电强度和击穿电压的改进。对于模制圆盘(样品1-10)，平均介导强度从379V/密耳(样品1-5)增加至547V/密耳(样品6-10)。对于机器加工的圆盘(样品11-20)，平均介导强度从535V/密耳(样品11-15)增加至591V/密耳(样品16-20)。
结果进一步示出了将脱模剂并入用于形成模制圆盘的热塑性树脂组合物中是介电强度和击穿电压显著增加的原因。在模制过程期间，脱模剂迁移至模制圆盘的表面。机器加工模制圆盘的表面至少部分地去除了脱模剂集中的表面，从而削弱了在使用脱模剂的模制圆盘中观察到的益处。
方面
在各个方面中，本公开内容涉及并包括至少下列方面：方面1：用于生产模制制品的方法，该方法包括(a)提供包括基础聚合物树脂和脱模剂的热塑性树脂组合物；和(b)模制该热塑性树脂组合物以形成模制制品，其中模制制品的介电强度高于包括缺少脱模剂的热塑性树脂组合物的比较模制制品。
方面2：方面1的方法，其中模制包括选自如下的至少一种熔融成形方法：注塑、吹塑、片材和膜挤出、型材挤出、热成型、增材制造、压塑、纤维挤出和粉末烧结。
方面3：方面2的方法，其中熔融成形方法包括注塑。
方面4：前述方面中任一个的方法，其中基础聚合物树脂包括选自如下的至少一种聚合物：聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚砜、聚酯类、聚酰胺类和聚丙烯。
方面5：方面4的方法，其中基础聚合物树脂包括聚醚酰亚胺。
方面6：前述方面中任一个的方法，其中脱模剂包括选自如下的至少一种聚合物：硅树脂、聚丙烯、聚苯醚或聚乙烯。
方面7：方面6的方法，其中脱模剂包括聚乙烯。
方面8：方面7的方法，其中聚乙烯包括高密度聚乙烯或超高密度聚乙烯。
方面9：前述方面中任一个的方法，其中模制制品是挤出膜或电线涂层。
方面10：前述方面中任一个的方法，其中模制制品的介电强度与比较模制制品的介电强度相比高至少10％。
方面11：方面10的方法，其中模制制品的介电强度与比较模制制品的介电强度相比高至少40％。
方面12：前述方面中任一个的方法，其中模制制品具有大约0.075英寸至大约0.125英寸的壁厚度。
方面13：前述方面中任一个的方法，其中模制制品的介电强度为至少400V/密耳。
方面14：前述方面中任一个的方法，其中脱模剂为热塑性树脂组合物的0.01wt％至5wt％。
方面15：方面14的方法，其中脱模剂为热塑性树脂组合物的0.1wt％至0.4wt％。
方面16：前述方面中任一个的方法，其中基础聚合物树脂为热塑性树脂组合物的至少85wt％。
方面17：前述方面中任一个的方法，其中热塑性树脂组合物进一步包括增强填料。
方面18：前述方面中任一个的方法，其中热塑性树脂组合物进一步包括炭黑。
方面19：前述方面中任一个的方法，其中聚醚酰亚胺具有至少大约20,000至大约150,00克/摩尔(g/mol)的重均分子量。
方面20：前述方面中任一个的方法，其中聚醚酰亚胺具有至少40,000道尔顿的分子量。
方面21：前述方面中任一个的方法，其中聚乙烯具有大约300,000至500,000的重均分子量。
方面22：前述方面中任一个的方法，其中聚乙烯具有大约3百万至6百万的分子量。
方面23：通过包括下列步骤的方法制备的模制制品：(a)提供包括基础聚合物树脂和脱模剂的热塑性树脂组合物；和(b)模制该热塑性树脂组合物以形成模制制品，其中模制制品的介电强度高于包括缺少脱模剂的热塑性树脂组合物的比较模制制品。
方面24：方面23的模制制品，其中模制包括选自如下的至少一种熔融成形方法：注塑、吹塑、片材和膜挤出、型材挤出、热成型、增材制造、压塑、纤维挤出和粉末烧结。
方面25：方面24的模制制品，其中熔融成形方法包括注塑。
方面26：前述方面中任一个的模制制品，其中基础聚合物树脂包括选自如下的至少一种聚合物：聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚砜、聚酯类、聚酰胺类和聚丙烯。
方面27：方面26的模制制品，其中基础聚合物树脂包括聚醚酰亚胺。
方面28：前述方面中任一个的模制制品，其中脱模剂包括选自如下的至少一种聚合物：硅树脂、聚丙烯、聚苯醚或聚乙烯。
方面29：方面28的模制制品，其中脱模剂包括聚乙烯。
方面30：方面29的模制制品，其中聚乙烯包括高密度聚乙烯或超高密度聚乙烯。
方面31：前述方面中任一个的模制制品，其中模制制品是挤出膜或者电线涂层。
方面32：前述方面中任一个的模制制品，其中模制制品的介电强度与比较模制制品的介电强度相比高至少10％。
方面33：方面32的模制制品，其中模制制品的介电强度与比较模制制品的介电强度相比高至少40％。
方面34：前述方面中任一个的模制制品，其中模制制品具有大约0.075英寸至大约0.125英寸的壁厚度。
方面35：前述方面中任一个的模制制品，其中模制制品的介电强度为至少400V/密耳。
方面36：前述方面中任一个的模制制品，其中脱模剂为热塑性树脂组合物的0.01wt％至5wt％。
方面37：前述方面中任一个的模制制品，其中脱模剂为热塑性树脂组合物的0.1wt％至0.4wt％。
方面38：前述方面中任一个的模制制品，其中基础聚合物树脂为热塑性树脂组合物的至少85wt％。
方面39：前述方面中任一个的模制制品，其中热塑性树脂组合物进一步包括增强填料。
方面40：前述方面中任一个的模制制品，其中热塑性树脂组合物进一步包括炭黑。
方面41：前述方面中任一个的模制制品，其中聚醚酰亚胺具有至少大约20,000至大约150,00克/摩尔(g/mol)的重均分子量。
方面42：前述方面中任一个的模制制品，其中聚醚酰亚胺具有至少40,000道尔顿的分子量。
方面43：前述方面中任一个的模制制品，其中聚乙烯具有大约300,000至500,000的重均分子量。
方面44：前述方面中任一个的模制制品，其中聚乙烯具有大约3百万至6百万的分子量。
将领会，前面的描述提供了公开的系统和技术的实例。然而，可以预期本公开内容的其它实施可以在细节上不同于前述实例。公开内容或其实例的所有参照意欲提及在该点下正在讨论的具体实例并且不意欲更普遍地暗示对本公开内容的范围的任何限制。关于某些特征的区别或轻视的所有语言意欲表明对那些特征缺乏偏爱，但是不完全从本公开内容排除这些，除非另有说明。
定义
除非另有规定，本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。虽然与本文中描述的那些类似或等价的任何方法和材料可以被用于实践或测试本发明，但是现在描述了实例方法和材料。
如在说明书中和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一个(a,an)”和“该(the)”包括复数参照对象，除非上下文另有明确规定。因而，例如，提及“一种纳米复合材料”包括两种或多种纳米复合材料的混合物，等。
范围在本文中可以表达为从“大约”一个具体值，和/或到“大约”另一个具体值。当表达这样的范围时，另一方面包括从这一个具体值和/或到其它具体值。类似地，当通过使用先行词“大约”值被表达为近似值时，将理解该具体值形成另一方面。将进一步理解，每个范围的端点相对于另一个端点和独立于另一个端点二者都是有意义的。还将理解，存在本文公开的许多值，并且除了该值自身之外，每个值在本文中也被公开为“大约”该具体值。例如，如果公开了值“10”，那么也公开了“大约10”。也将理解，在两个具体单位之间的每个单位也被公开。例如，如果公开了10和15，那么也公开了11、12、13和14。
术语“介电强度”和“击穿电压”在本文中可交换地使用。如本文所使用，术语“介电强度”或“击穿电压”指的是以伏特每微米的施加的电场强度为单位和泄漏电流限定的击穿电压的性质二者，该泄漏电流是在规定的电场强度下通常以安培每平方厘米或皮安培每平方厘米的电流密度。
如本文所使用术语“模制制品”指的是通过本领域中已知的任何类型的模制方法或模制方法的组合形成的制品。这些模制方法包括但不限于各种熔融成形方法、注塑、吹塑(拉伸、挤出或注射)、片材和膜挤出、型材挤出、热成型、增材制造、压塑、纤维挤出、粉末烧结、传递模塑、反应注(RIM)塑、真空成形、冷铸、浸渍模塑、搪塑和模压成型。
如本文所使用，术语“任选的”或“任选地”意思是随后描述的事件或情况可以发生或可以不发生，并且该描述包括其中所述事件或情况发生的例子和其不发生的例子。
公开了用于制备本发明的组合物的成分以及在本文公开的方法内使用的组合物自身。本文中公开了这些和其它材料，并且将理解，当这些材料的组合、子集、相互作用、组等被公开时，同时每个不同的单独和共同组合的具体引用和这些化合物的排列不能被明确地公开时，每个被具体地预期并且在本文中描述。例如，如果具体化合物被公开和讨论并且可以对包括化合物的许多分子进行的许多修改被讨论，具体预期的是化合物的每个和每种组合和排列以及可能的修改，除非明确地指示为相反。因而，如果一类分子A、B和C以及一类分子D、E和F以及组合分子A-D的实例被公开，那么即使每个不被单独地叙述，每个也单独地和共同地被预期，这意味着组合A-E、A-F、B-D、B-E、B-F、C-D、C-E和C-F被视为公开。同样，这些的任何子集或组合物也被公开。因而，例如，A-E、B-F和C-E的子组将被视为公开。该概念适用于本申请的所有方面，包括但不限于制造和使用本发明的组合物的方法中的步骤。因而，如果存在可以执行的多个额外步骤，则将理解这些额外步骤中的每个可以与本发明的方法的任何具体实施方式或实施方式的组合一起执行。
在说明书和权利要求书中提及组合物或制品中具体要素或成分的按重量计的份表示要素或成分与组合物或制品中以按重量计的份表达的任何其它要素或成分之间的重量关系。因而，在包含按重量计2份成分X和按重量计5份成分Y的化合物中，X和Y以2：5的重量比存在，并且不管化合物中是否包含额外成分以这样的比率存在。
除非具体陈述为相反，成分的重量百分比基于包含该成分的制剂或组合物的总重量。例如，如果组合物或制品中的具体要素或成分被描述为具有8％重量，则应当理解该百分比相对于100％的总组成百分比。
本文公开的每种材料是商业可得的和/或其生产方法是本领域技术人员已知的。
应当理解，本文公开的组合物具有某些功能。本文公开了用于执行公开的功能的某些结构性要求，并且应当理解，存在可以执行相同功能的与公开的结构相关的多种结构，并且这些结构将通常实现相同结果。

Claims (20)

1.用于生产模制制品的方法，所述方法包括：
(a)提供包括基础聚合物树脂和脱模剂的热塑性树脂组合物；和
(b)模制所述热塑性树脂组合物以形成所述模制制品，其中所述模制制品的介电强度高于包括缺少所述脱模剂的所述热塑性树脂组合物的比较模制制品。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述模制包括选自如下的至少一种熔融成形方法：注塑、吹塑、片材和膜挤出、型材挤出、热成型、增材制造、压塑、纤维挤出和粉末烧结。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述熔融成形方法包括注塑。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述基础聚合物树脂包括聚醚酰亚胺并且所述聚醚酰亚胺具有至少大约20,000至大约150,000克/摩尔(g/mol)的重均分子量。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述脱模剂包括高密度聚乙烯。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述模制制品的所述介电强度与所述比较模制制品的所述介电强度相比高至少10％。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述模制制品的所述介电强度与所述比较模制制品的所述介电强度相比高至少40％。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述模制制品的所述介电强度为至少400V/密耳。
9.一种模制制品，其通过包括如下步骤的方法制备：
(a)提供包括基础聚合物树脂和脱模剂的热塑性树脂组合物；和
(b)模制所述热塑性树脂组合物以形成所述模制制品，其中所述模制制品的介电强度高于包括缺少所述脱模剂的所述热塑性树脂组合物的比较模制制品。
10.根据权利要求9所述的模制制品，其中所述基础聚合物树脂包括聚醚酰亚胺，所述聚醚酰亚胺具有至少大约20,000至大约150,000克/摩尔(g/mol)的重均分子量。
11.根据前述权利要求中任一项所述的模制制品，其中所述脱模剂包括选自如下的至少一种聚合物：硅树脂、聚丙烯、聚苯醚或聚乙烯。
12.根据权利要求11所述的模制制品，其中所述脱模剂包括聚乙烯。
13.根据权利要求12所述的模制制品，其中所述聚乙烯包括高密度聚乙烯或超高密度聚乙烯。
14.根据前述权利要求中任一项所述的模制制品，其中所述模制制品的所述介电强度与所述比较模制制品的所述介电强度相比高至少10％。
15.根据权利要求14所述的模制制品，其中所述模制制品的所述介电强度与所述比较模制制品的所述介电强度相比高至少40％。
16.根据前述权利要求中任一项所述的模制制品，其中所述模制制品具有大约0.075英寸至大约0.125英寸的壁厚度。
17.根据前述权利要求中任一项所述的模制制品，其中所述模制制品的所述介电强度为至少400V/密耳。
18.根据前述权利要求中任一项所述的模制制品，其中所述脱模剂为所述热塑性树脂组合物的0.01wt％至5wt％。
19.根据前述权利要求中任一项所述的模制制品，其中所述脱模剂为所述热塑性树脂组合物的0.1wt％至0.4wt％。
20.根据前述权利要求中任一项所述的模制制品，其中所述基础聚合物树脂为所述热塑性树脂组合物的至少85wt％。
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