CN108026278A - 增韧的聚(芳醚砜)/聚(芳醚酮)共混物 - Google Patents

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Abstract

增韧的聚(芳醚砜)/聚(芳醚酮)共混物。本发明涉及包括至少一种聚(芳醚砜)(PAES)聚合物、至少一种聚(芳醚酮)(PAEK)聚合物、和至少一种抗冲击改性剂(IM)的聚合物组合物。该聚合物组合物可以任选地包括至少一种芳香族聚碳酸酯(PC)和/或二氧化钛(TiO2)。该聚合物组合物特别适用于移动电子装置。

Description

增韧的聚(芳醚砜)/聚(芳醚酮)共混物
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年9月9日提交的美国临时申请号62/216,115和2015年11月23日提交的欧洲申请号EP 15195914.5的优先权，这些申请各自以其全文通过援引方式并入本申请。
技术领域
本发明涉及包括聚(芳醚砜)聚合物、聚(芳醚酮)聚合物、和抗冲击改性剂的高性能聚合物组合物，这些聚合物组合物表现出改进的冲击强度和耐化学性。
背景技术
当今，移动电子装置(如移动电话、个人数字助理(PDA)、笔记本电脑、MP3播放器等)在世界各地广泛使用。为了甚至更具便携性和便利性，移动电子装置变得越来越小并且越来越轻，而同时变得越来越能够执行更先进的功能和服务，这都是由于装置和网络系统的发展。
为了方便起见，经常希望的是这些装置是小型且重量轻的，然而，它们仍然需要具有一定的结构强度，从而使它们不会通过正常操作和偶然掉落而被损坏。因此，通常内置在这样的装置中的是结构件，其主要功能是向装置提供强度和/或刚度和/或耐冲击性，并且有可能还提供装置的各种内部部件的安装空间和/或部分或全部移动电子装置壳体(外部外壳)。尽管在过去，如镁或铝等的低密度金属是选择用于此类结构件的材料，但由于成本降低、设计灵活性、重量减轻和美学特性的原因，合成树脂已逐渐至少部分地取代了此类金属。与在电子装置中使用金属相关的另一个问题是它们对射频不透明；因此，电子装置不能被金属覆盖。电子装置的塑料零件因此由以下材料制成，这些材料易于加工为各种各样且复杂的形状，能够承受频繁使用的严格性(包括出色的耐冲击性)，并且这些材料可以满足具有挑战性的美观需求而不干扰它们预期的可操作性。
然而，在某些情况下，并非所有的移动电子装置结构件能用塑料材料代替，而且经常遇到金属/合成树脂组件。在这些情况下，一般使存在于移动装置中的金属零件，例如铝零件和/或铝/塑料复合零件经受阳极化，即，经受其目的是值得注意地通过使用侵蚀性化学品在铝表面上建立氧化层的电化学过程。鉴于在已经包含/组装成聚合物元件的零件上进行阳极化的情况，聚合物材料必须对侵蚀性酸是高度耐受的。
移动电子零件中使用的塑料材料的附加要求是这些材料耐受经常与它们接触、特别是与外壳接触的消费化学品和沾染剂。典型的消费化学品和沾染剂包括：乳液(润手乳液、防晒乳液等)，化妆品(如口红、唇彩、唇线笔、唇蜜、唇膏、粉底、蜜粉、腮红)，食品(橄榄油、咖啡、红酒、芥末、番茄酱以及番茄汁)，染料以及颜料(例如在染色的纺织品和皮革中发现的，用于制造便携式电子装置外壳的那些)。在与这些沾染剂接触中，这些便携式电子装置外壳可能易被沾染：防沾染特性因此对于维持所述装置的良好美学外观是希望的，特别是在所述装置是白色或具有鲜艳或透明颜色时。
如果塑料材料的耐化学性不足，暴露于消费化学品可能导致零件过早失效和/或环境应力开裂。
此外，聚合物材料应该具有优异的耐冲击性以用于电子装置中；然而，添加着色剂如二氧化钛(TiO2)可能在某些情况下导致韧性降低。
因此需要提供除了具有高耐冲击性和良好美学特性外，还表现出高耐化学性的塑料材料。
发明内容
示例性实施例是针对包括至少一种聚(芳醚砜)(PAES)聚合物、至少一种聚(芳醚酮)(PAEK)聚合物、和至少一种抗冲击改性剂(IM)的聚合物组合物。该聚合物组合物可以任选地包括至少一种芳香族聚碳酸酯(PC)和/或二氧化钛(TiO2)。该聚合物组合物特别适用于移动电子装置。
示例性实施例是针对一种包括至少一种聚(芳醚砜)(PAES)聚合物、至少一种聚(芳醚酮)(PAEK)聚合物、和至少一种抗冲击改性剂(IM)的聚合物组合物。
该聚(芳醚砜)(PAES)聚合物可以包括由式(A)表示的重复单元：
-Ar1-(T’-Ar2)n-O-Ar3-SO2-[Ar4-(T-Ar2)n-SO2]m-Ar5-O- (A)
其中Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、和Ar5，彼此相同或不同并且在每次出现时，独立地是芳香族单核或多核基团；T和T’，彼此相同或不同并且在每次出现时，独立地是键或任选地包括一个或多于一个杂原子的二价基团；并且n和m，彼此相同或不同，独立地是零或从1至5的整数。
Ar1、Ar2、Ar3、Ar4和Ar5可以彼此相同或不同并且可以由选自以下式的组的式表示：
其中每个R独立地选自下组，该组由以下各项组成：氢、卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵；并且其中j、k和l，彼此相同或不同，独立地是0、1、2、3或4。
在一些实施例中，该聚(芳醚砜)(PAES)聚合物包括选自下述式组的重复单元：
其中每个R’，彼此相同或不同，选自下组，该组由以下各项组成：卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵；j’是零或为从0至4的整数；并且T和T’，彼此相同或不同，选自下组，该组由以下各项组成：键，-CH2-；-O-；-SO2-；-S-；-C(O)-；-C(CH3)2-；-C(CF3)2-；-C(＝CCl2)-；-C(CH3)(CH2CH2COOH)-；-N＝N-；-RaC＝CRb-，其中Ra和Rb各自彼此独立地是氢或C1-C12-烷基、C1-C12-烷氧基或C6-C18-芳基；-(CH2)n-和-(CF2)n-，其中n为从1至6的整数；直链的或支链的具有最高达6个碳原子的脂肪族二价基团；以及其组合。
该聚(芳醚砜)(PAES)可以包括选自由具有下式的那些组成的组的重复单元：
优选地，该聚(芳醚砜)(PAES)的大于50mol％的重复单元是具有下式的重复单元：
根据示例性实施例，该至少一种聚(芳醚酮)(PAEK)的大于50摩尔％的重复单元是选自由式(J-A)至(J-P)组成的组的重复单元(RPAEK)：
其中每个R’，彼此相同或不同，选自下组，该组由以下各项组成：卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵，并且j为零或范围从1至4的整数。
优选地，这些重复单元(RPAEK)选自由具有此处下述的式(J’-A)至(J’-P)的那些组成的组：
优选地，该至少一种聚(芳醚酮)(PAEK)聚合物是聚醚醚酮(PEEK)。
在一些实施例中，该至少一种抗冲击改性剂(IM)包含丙烯酸弹性体共聚物。
该抗冲击改性剂(IM)可以选自以下共聚物：
(i)弹性体共聚物，其具有在根据ASTM D 3418测量时低于25℃的玻璃化转变温度，并且包含衍生自一种或多于一种选自由(甲基)丙烯酸烷基酯和丙烯腈组成的组的丙烯酸单体的重复单元；以及
(ii)核-壳弹性体，包括中央核心以及至少部分包围该核心的壳，所述核心和所述壳具有不同的单体组成，并且其中的至少一种具有在根据ASTM D3418测量时低于25℃的玻璃化转变温度的弹性体性质，并且其中的至少一种包含衍生自一种或多于一种选自由(甲基)丙烯酸烷基酯和丙烯腈组成的组的丙烯酸单体的重复单元。
根据示例性实施例，该聚合物组合物另外包含下述聚碳酸酯聚合物，该聚碳酸酯包含由下式(IX)表示的重复单元(Rpc)：
其中Ar’由下式(XII)表示
并且
其中：每个独立地选自卤素、烷基、全卤化烷基、烯基、全卤化炔基、芳基、全卤化芳基、醚、硫醚、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺、季铵、或其任何组合；n”是范围从1至20的整数；并且t是范围从0至2的整数。
该聚合物组合物还可以包含二氧化钛(TiO2)。
在一些实施例中，该至少一种聚(芳醚砜)(PAES)聚合物以该PAES和该PAEK的组合重量的从约40wt.％至约99wt.％范围的量存在。
示例性实施例包括包含如在此描述的聚合物组合物的成形物品。
示例性实施例还包括一种移动电子装置，其包括至少一个包含如在此描述的聚合物组合物的结构件。
该聚合物组合物可以展现出不小于约200J/m的缺口艾佐德冲击性、大于或等于2.0％的防晒剂测试临界应变(如以下描述的)和至少91.0的CIE颜色L*的组合。
具体实施方式
示例性实施例包括包含至少一种聚(芳醚砜)(PAES)聚合物、至少一种聚芳醚酮(PAEK)和至少一种抗冲击改性剂(IM)的聚合物组合物，其中该聚(芳醚砜)(PAES)优选为聚苯砜(PPSU)，其中该聚芳醚酮(PAEK)优选为聚醚醚酮(PEEK)。任选地，该聚合物组合物可以包括至少一种聚碳酸酯(PC)。该聚合物组合物还可以任选包括二氧化钛(TiO2)。
为了清楚起见，贯穿本申请：
-除非另外指出，否则术语“卤素”包括氟、氯、溴和碘；
-术语“方法(method)”被用作方法(process)的同义词并且反之亦然；
-形容词“芳香族的”表示具有等于4n+2的π电子数的任何单核或多核环状基团(或部分)，其中n是0或任何正整数；芳香族基团(或部分)可以是芳基和亚芳基(或部分)部分。
-“芳基”是由一个核以及一个末端组成的烃单价基团，该核是由一个苯环或通过共享两个或更多个相邻的环碳原子而稠合在一起的多个苯环构成的。芳基的非限制性实例是苯基、萘基、蒽基、菲基、并四苯基、三苯基、芘基和苝基。芳基的末端是包含在芳基的一个(或该)苯环中的碳原子的自由电子，其中连接至所述碳原子的氢原子已经被去除。芳基的末端能够与另一个化学基团形成键联。
-“亚芳基”是由一个核以及两个末端组成的烃二价基团，该核是由一个苯环或通过共享两个或更多个相邻的环碳原子而稠合在一起的多个苯环构成。亚芳基的非限制性的实例是亚苯基、亚萘基、亚蒽基、亚菲基、亚并四苯基、亚三苯基、亚芘基、以及亚苝基(peryleneylene)。亚芳基的一端是包含在亚芳基的一个(或该)苯环中的碳原子的自由电子，其中连接至所述碳原子的氢原子已经被去除。亚芳基的每个端都能够与另一个化学基团形成键联。
-“便携式电子装置”是指被设计为方便地被运输并且用于不同场所的电子装置。便携式电子装置的代表性实例包括移动电话、个人数码助理、笔记本电脑、平板电脑、收音机、摄像机以及摄像机附件、手表、计算器、音乐播放机、全球定位系统接收器、便携式游戏机、硬盘驱动器以及其他电子存储装置等等。
-“移动电子装置的结构件”是指任何结构件，包括移动电子装置的外部结构件(例如外壳)，以及可能经常是不可见的内部结构件，即它们可以是在移动电子装置的内部，在其中移动电子装置正常使用的配置中通常是不可见的(尽管如果移动电子装置被拆卸时它们可以是可见的)。
结构件可以呈任何形状，以使它执行其所希望的功能。例如，它可以是围绕着移动电子装置的外围的完整的或部分的“框架”，它可以呈一个或多个分开的梁的形式和/或呈栅格结构的形式的许多梁，或这些的任意组合。它可以在其中形成其他项目，诸如安装孔或其他紧固装置，诸如介于它本身与移动电子装置的其他项目(如电路板、麦克风、扬声器、显示器、电池、盖、外壳、电气或电子连接器、铰链、天线、开关、以及开关面板)之间的卡扣配合连接件。其中本结构件是有用的移动电子装置包括蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、音乐存储和收听装置、便携式DVD播放器、电气万用表、移动电子游戏机、移动个人计算机(如笔记本电脑等等)。
聚(芳醚砜)
为了本发明的目的，表述“聚(芳醚砜)”和“PAES”旨在表示其中至少50mol％的重复单元是具有含有至少一个亚芳基、至少一个醚基(-O-)以及至少一个砜基[-S(＝O)2-]的一种或多种式的重复单元(RPS)的任何聚合物。
在如上所详述的PAES中，优选地大于60％、更优选地大于80％、还更优选地大于90％摩尔的重复单元是重复单元(RPS)。尽管如此，一般来说优选的是，基本上PAES的所有重复单元是重复单元(RPS)。
该PAES的亚芳基可以是包含从6至36个碳原子的芳族基团，这些基团任选地被至少一个选自下组的取代基取代，该组由以下各项组成：卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、芳烷基、硝基、氰基、烷氧基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵。
这些重复单元(RPS)有利地是具有如以下所示的式(A)的重复单元：
-Ar1-(T’-Ar2)n-O-Ar3-SO2-[Ar4-(T-Ar2)n-SO2]m-Ar5-O- (A)
其中
-Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、和Ar5，彼此相同或不同并且在每次出现时，独立地是芳香族单核或多核基团；
-T和T’，彼此相同或不同并且在每次出现时，独立地是键或任选地包含一个或多于一个杂原子的二价基团；
-n和m彼此相等或不同，独立地是0或1至5的整数；
优选地，Ar1、Ar2、Ar3、Ar4和Ar5彼此相同或不同并且是芳香族部分，这些芳香族部分优选选自由符合以下式的那些组成的组：
其中每个R独立地选自下组，该组由以下各项组成：
氢、卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵，并且j、k和l彼此相同或不同，独立地是0、1、2、3或4。
Ar2可以进一步选自由以下各项组成的组：稠合苯环，如亚萘基(并且特别是2,6-亚萘基)、亚蒽基(并且特别是2,6-亚蒽基)和亚菲基(并且特别是2,7-亚菲基)、亚并四苯基(naphthacenylene)和亚芘基；包含从5至24个原子(其中至少一个是杂原子)的芳香族碳环体系，诸如吡啶、苯并咪唑、喹啉等。该杂原子经常选自N、O、Si、P和S。它更经常选自N、O和S。
优选地，具有式(A)的T和T’，彼此相同或不同，选自由以下各项组成的组：键，-CH2-；-O-；-SO2-；-S-；-C(O)-；-C(CH3)2-；-C(CF3)2-；-C(＝CCl2)-；-C(CH3)(CH2CH2COOH)-；-N＝N-；-RaC＝CRb-；其中每个Ra和Rb；彼此独立，是氢或C1-C12-烷基、C1-C12-烷氧基、或C6-C18-芳基；-(CH2)n-和-(CF2)n-，其中n＝从1至6的整数，或是直链的或支链的具有最高达6个碳原子的脂肪族二价基团；及其混合物。
重复单元(RPS)值得注意地可以选自由具有此处下述的式(B)至(E)的那些组成的组：
其中：
-每个R’，彼此相同或不同，选自下组，该组由以下各项组成：卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺以及季铵；
-j’是零或为从0至4的整数；
-T和T’，彼此相同或不同，选自下组，该组由以下各项组成：键，-CH2-；-O-；-SO2-；-S-；-C(O)-；-C(CH3)2-；-C(CF3)2-；-C(＝CCl2)-；-C(CH3)(CH2CH2COOH)-；-N＝N-；-RaC＝CRb-；其中每个Ra和Rb；彼此独立，是氢或C1-C12-烷基、C1-C12-烷氧基、或C6-C18-芳基；-(CH2)n-和-(CF2)n-，其中n是从1至6的整数，或是直链的或支链的具有最高达6个碳原子的脂肪族二价基团；及其混合物。
如以下所详述的，PAES包括聚(联苯基醚砜)(例如聚苯砜(PPSU))、聚醚砜(PESU)、聚醚醚砜(PEES)或聚砜(即双酚A型聚砜)(PSU)。
为了本发明的目的，聚(联苯基醚砜)旨在表示其中至少50mol％的重复单元是具有含有至少一个醚基团(-O-)、至少一个砜基团[-S(＝O)2-]以及至少两个基团(G*)的一种或多种式的重复单元(RPSa)的任何聚合物，该至少两个基团(G*)选自亚苯基、亚萘基(如2,6-亚萘基)、亚蒽基(如2,6-亚蒽基)以及亚菲基(如2,7-亚菲基)、亚并四苯基和亚芘基，所述基团(G*)各自直接通过至少一个单键并且任选地另外通过最多一个亚甲基连接到至少一个不同于其本身的基团(G*)上。因而，基团(G*)可以如此连接在一起以便值得注意地形成亚联苯基诸如对-亚联苯基、1,2’-亚联萘基、苯并菲基团诸如对-苯并菲和亚芴基(即，衍生自芴的二价基团)。
重复单元(RPSa)有利地是具有如以上定义的式(A)的重复单元，其条件是Ar1至Ar5中的至少一个是芳香族部分，该芳香族部分优选地选自由符合以下式的那些组成的组：
其中R独立地选自下组，该组由以下各项组成：
氢、卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵，并且k和l彼此相同或不同，独立地是0、1、2、3或4。
以上对于T、T’、Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、Ar5、n和m所描述的定义和优选项在此同样适用。
在某些实施例中，重复单元(RPSa)优选选自此处下述的式(F)至(H)：
及其混合物。
因此，在某些优选实施例中，PAES是聚苯砜(PPSU)。
为了本发明的目的，聚苯砜(PPSU)旨在表示其中大于50mol％的重复单元是取代的或未取代的(优选未取代的)具有式(F)的重复单元(RPSa)的任何聚合物。该聚(联苯基醚砜)的优选大于75mol％、优选大于85mol％、优选大于95mol％、优选大于99mol％的重复单元是重复单元(RPSa)。
PPSU可以通过已知的方法制备，并且值得注意地是从美国苏威特种聚合物公司(Solvay Specialty Polymers USA,L.L.C)作为PPSU可获得的。
在某些其他优选实施例中，PAES是聚醚砜、聚醚醚砜或双酚A型聚砜。
为了本发明的目的，聚醚砜(PESU)旨在表示其中至少50mol％的重复单元是具有式(I-1)的重复单元(RPSb)的任何聚合物：
该PESU的优选大于75wt.％、优选大于85wt.％、优选大于95wt.％、优选大于99wt.％的重复单元是具有式(I-1)的重复单元(RPSb)。最优选地，该PESU的所有重复单元是具有式(I-1)的重复单元(RPSb)。
PESU可以通过已知的方法制备，并且值得注意地是从美国苏威特种聚合物公司作为PESU可获得的。
为了本发明的目的，聚醚醚砜(PEES)旨在表示其中至少50mol％的重复单元是具有式(I-2)的重复单元(RPSc)的任何聚合物：
该PEES的优选大于75wt.％、优选大于85wt.％、优选大于95wt.％、优选地大于99wt.％的重复单元(RPSc)是具有式(I-2)的重复单元。最优选地，该PEES的所有重复单元是具有式(I-2)的重复单元(RPSc)。
为了本发明的目的，双酚A型聚砜(PSU)旨在表示其中至少50mol％的重复单元是具有式(I-3)的重复单元(RPSd)的任何聚合物：
该PSU的优选大于75wt.％、优选大于85wt.％、优选大于95wt.％、优选地大于99wt.％的重复单元是具有式(I-3)的重复单元(RPSd)。最优选地，该PSU的所有重复单元是具有式(I-3)的重复单元(RPSd)。
PSU可以通过已知的方法制备，并且值得注意地是从美国苏威特种聚合物公司作为PSU可获得的。
当该聚(芳醚砜)(PAES)是选自由PPSU、PESU、PSU或其混合物组成的组时，获得了优异的结果。最优选地，该PAES是PPSU。
在一些实施例中，该PAES(优选PPSU)占该PAES、该PAEK、和该抗冲击改性剂(IM)的组合重量的约30％至约94％、优选约40wt.％至约90wt.％、优选约50wt.％至约85wt.％、优选约55wt.％至约80wt.％、优选约60wt.％至约75wt.％、优选约65wt.％至约70wt.％。
本领域技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加浓度范围被考虑并且是在本披露的范围内。
聚(芳醚酮)
出于本发明的目的，术语“聚(芳醚酮)(PAEK)”旨在表示包括下述重复单元的任何聚合物，大于50％摩尔的所述重复单元是包含Ar-C(＝O)-Ar’基团的重复单元(RPAEK)，其中Ar和Ar’，彼此相同或不同，是芳香族基团。这些重复单元(RPAEK)总体上选自由此处下述的式(J-A)至(J-P)组成的组：
其中：
-每个R’，彼此相同或不同，选自下组，该组由以下各项组成：卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺以及季铵；
-j’是零或从0至4的整数。
在重复单元(RPAEK)中，对应的亚苯基部分可以独立地具有到在该重复单元中不同于R’的其他部分的1,2-、1,4-或1,3-键联。优选地，所述亚苯基部分具有1,3-或1,4-键联，更优选地它们具有1,4-键联。
尽管如此，在重复单元(RPAEK)中，j’在每次出现时为零，也就是说，这些亚苯基部分除了在聚合物的主链中使得能够进行键联的那些之外，没有其他取代基。
因此，优选的重复单元(RPAEK)选自具有此处下述的式(J’-A)至(J’-O)的那些：
聚芳醚酮(PAEK)总体上是结晶的芳香族聚合物，容易地从多种商业来源可获得。聚芳醚酮(PAEK)优选地具有如在25℃和大气压下在浓硫酸中测量的在从约0.8至约1.8dl/g范围内的比浓粘度。
在本发明的一个优选的实施例中，聚芳醚酮(PAEK)的至少50％摩尔的重复单元是重复单元(J’-A)。聚芳醚酮(PAEK)的优选至少60％摩尔、更优选至少70％摩尔、还更优选至少80％摩尔并且最优选至少90％摩尔的重复单元是重复单元(J’-A)。当聚芳醚酮(PAEK)不含除重复单元(J’-A)以外的重复单元时，获得优异的结果。
在本发明的另一个优选的实施例中，聚芳醚酮(PAEK)的至少50％摩尔的重复单元是重复单元(J’-B)。聚芳醚酮(PAEK)的优选至少60％摩尔、更优选至少70％摩尔、还更优选至少80％摩尔并且最优选至少90％摩尔的重复单元是重复单元(J’-B)。当聚芳醚酮(PAEK)不含除重复单元(J’-B)以外的重复单元时，获得优异的结果。
在本发明的又另一个优选的实施例中，聚芳醚酮(PAEK)的至少50％摩尔的重复单元是重复单元(J’-C)。聚芳醚酮(PAEK)的优选至少60％摩尔、更优选至少70％摩尔、还更优选至少80％摩尔并且最优选至少90％摩尔的重复单元是重复单元(J’-C)。当聚芳醚酮(PAEK)不含除重复单元(J’-C)以外的重复单元时，获得优异的结果。
最优选地，聚合物组合物(C)的聚芳醚酮(PAEK)是聚醚醚酮(PEEK)。使用从美国苏威特种聚合物公司可商购的或者从威格斯公司(Victrex PLC)可商购的150P PEEK可以获得优异的结果。
在一些实施例中，该聚芳醚酮(PAEK)占该PAES、该PAEK、和该抗冲击改性剂(IM)的组合重量的约1％至约57％、优选约5％至约50％、优选约10％至约40％、优选约15％至约30％、优选约20％至约25％。
本领域技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加浓度范围被考虑并且是在本披露的范围内。
抗冲击改性剂(IM)
出于本说明书的目的，表述“抗冲击改性剂”表示能够改进对另一材料的变形或断裂的耐受性的任何材料。
在该聚合物组合物中，抗冲击改性剂(IM)典型地选自以下中的至少一种：
-包含苯乙烯单元和橡胶单体单元的嵌段共聚物[抗冲击改性剂(IM-1)]；和
-丙烯酸弹性体共聚物[抗冲击改性剂(IM-2)]
抗冲击改性剂(IM-1)可以具有A-B-A嵌段类型(即(苯乙烯/橡胶/苯乙烯)的直链结构、(A-B)n类型(苯乙烯橡胶)的支链结构、A-B类型(苯乙烯橡胶)的二嵌段结构或其组合。
橡胶单体单元可以选自丁二烯或异戊二烯单元或选自乙烯与丁烯、和乙烯与丙烯的组合。
包含丁二烯或异戊二烯单元的抗冲击改性剂(IM-1)是在市场上从科腾聚合物公司(Kraton Polymers)作为D聚合物可获得的，而包含乙烯/丁烯或乙烯/丙烯单元的抗冲击改性剂是在市场上作为G聚合物可获得的。
有利地，抗冲击改性剂(IM-1)包含苯乙烯单元和乙烯/丁烯。使用在市场上以商标G 1651可获得的具有苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯类型结构的三嵌段共聚物可以获得优异的结果。
抗冲击改性剂(IM-2)典型地是选自以下共聚物的弹性体：
(i)弹性体共聚物，其具有在根据ASTM D 3418测量时低于25℃的玻璃化转变温度，以及衍生自一种或多于一种选自由(甲基)丙烯酸烷基酯和丙烯腈组成的组的丙烯酸单体的重复单元；和
(ii)核-壳弹性体，包括中央核心以及至少部分包围该核心的壳，所述核心和所述壳具有不同的单体组成，并且其中的至少一种具有在根据ASTM D3418测量时低于25℃的玻璃化转变温度的弹性体性质，并且其中的至少一种包含衍生自一种或多于一种选自由(甲基)丙烯酸烷基酯和丙烯腈组成的组的丙烯酸单体的重复单元。
在一个实施例中，抗冲击改性剂(IM-2)是如以上描述的弹性体共聚物(i)。在弹性体共聚物(i)中，可以值得注意地提及：
(i-A)主要由衍生自丙烯腈的重复单元以及衍生自一种或多于一种选自下组的单体的重复单元组成的弹性体，该组由乙烯、丁二烯、异戊二烯、(甲基)丙烯酸酯单体和苯乙烯组成；和
(i-B)主要由衍生自一种或多于一种(甲基)丙烯酸酯单体的重复单元以及衍生自一种或多于一种选自乙烯、丁二烯、异戊二烯、丙烯腈和苯乙烯的单体的重复单元组成的弹性体。
在此使用表述(甲基)丙烯酸酯单体来表示具有通式CH2＝C(RM)-C(＝O)-ORMA的单体，其中RM是H或CH3，并且RMA是烃基，该烃基优选包含一个或多于一个选自O、S、卤素的杂原子，或者RMA是H(即，提供(甲基)丙烯酸)。
烃基RMA没有特别限定并且值得注意地包含烷基(并且在这种情况下，该(甲基)丙烯酸酯单体将被称为(甲基)丙烯酸烷基酯)、羟烷基、含环氧的烃基等。
其中RMA是羟烷基的(甲基)丙烯酸酯单体的非限制性实例值得注意地是(甲基)丙烯酸羟乙酯和(甲基)丙烯酸羟丙酯异构体。
弹性体(i-B)的实例值得注意地是乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯弹性体。
在一些实施例中，抗冲击改性剂(IM-2)是乙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物，和/或乙烯、丙烯酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规三聚物。在一些实施例中，抗冲击改性剂(IM)不是乙烯、丙烯酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规三聚物。
有利地，抗冲击改性剂(IM-2)是弹性体(i-B)。此类弹性体从阿科玛公司(Arkema)以商标可获得的。使用AX 8900(乙烯、丙烯酸酯(24％wt)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(8％wt)的无规三聚物)获得优异的结果。
在另一个实施例中，抗冲击改性剂(IM-2)是如以上描述的核-壳弹性体(ii)。
如所述的，这些核-壳弹性体以具有一般从0.1μm至5μm、优选地从0.1μm至1μm的尺寸的颗粒的形式提供。
根据优选的实施例，这些核-壳弹性体由弹性体核心和热塑性壳构成。
该弹性体核心一般选自：
-弹性体二烯均聚物或共聚物，一般选自由异戊二烯或丁二烯均聚物、具有最多30摩尔百分比的乙烯基单体的异戊二烯共聚物、以及具有最多30摩尔百分比的乙烯基单体的丁二烯共聚物组成的组。该乙烯基单体可以是如以上详述的苯乙烯、烷基苯乙烯、丙烯腈或(甲基)丙烯酸酯单体，优选地(甲基)丙烯酸烷基酯；
-不同于MMA的(甲基)丙烯酸烷基酯的均聚物以及具有最多30摩尔百分比的选自另一种(甲基)丙烯酸烷基酯的单体的不同于MMA的所述(甲基)丙烯酸烷基酯和乙烯基单体的共聚物。有利地，不同于MMA的(甲基)丙烯酸烷基酯是丙烯酸丁酯。该乙烯基单体可以是苯乙烯、烷基苯乙烯、丙烯腈、丁二烯或异戊二烯。
该核-壳共聚物的弹性体核心可以是完全或部分交联的。
为了实现该弹性体核心的交联，有可能的实践是在产生所述弹性体核心的聚合过程中结合至少一种二官能单体；这些二官能单体有可能选自多元醇的聚(甲基)丙烯酸酯如二(甲基)丙烯酸亚丁基酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。其他合适的双官能单体是例如二乙烯基苯、三乙烯基苯、丙烯酸乙烯基酯和甲基丙烯酸乙烯基酯。
该弹性体核心还可以通过将不饱和官能单体如不饱和的羧酸酸酐、不饱和的羧酸以及不饱和的环氧化合物引入到其中、通过将其接枝或在聚合过程中作为共聚单体而进行交联。例如，可以提及马来酸酐、(甲基)丙烯酸和甲基丙烯酸缩水甘油酯。
该热塑性核心可以值得注意地是苯乙烯、烷基苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯均聚物或共聚物中的任一种，这些共聚物含有至少70摩尔百分比的以上提及的这些单体之一以及至少一种选自以上提及的其他单体的共聚单体，另一种(甲基)丙烯酸烷基酯、乙酸乙烯酯和丙烯腈。该壳可以通过将不饱和官能单体如不饱和的羧酸酸酐、不饱和的羧酸以及不饱和的环氧化合物引入到其中、通过将其接枝或在聚合过程中作为共聚单体而进行官能化。作为实例可以提及马来酸酐、(甲基)丙烯酸和甲基丙烯酸缩水甘油酯。
以下专利中描述了共聚物的实例及其制备方法：美国专利号4,180,494、美国专利号3,808,180、美国专利号4,096,202、美国专利号4,260,693、美国专利号3,287,443、美国专利号3,657,391、美国专利号4,299,928、美国专利号3,985,704和美国专利号5,773,520。
有利地，该核心占该核-壳弹性体的按重量计70％至90％并且该壳占30％至10％。
作为可以使用的具体的核-壳弹性体的实例，可以提及：
(1)由以下各项制成的核-壳弹性体：
(i)从25至95重量百分比的丙烯酸橡胶核心：
-所述核心包含从90％wt至100％wt的衍生自C1-C6丙烯酸酯的重复单元(优选地丙烯酸丁酯)；
-所述核心有可能与0.1％wt至5％wt的具有多个可加成聚合反应基团的交联单体交联，所有这些基团以大体上相同的反应速率聚合，该交联单体优选地选自多元醇的聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯(优选地二丙烯酸亚丁基酯、二甲基丙烯酸亚丁基酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯)；二-和三-乙烯基苯、丙烯酸乙烯基酯以及甲基丙烯酸乙烯基酯；以及
-所述核心可能进一步含有0.1％wt至5％wt的接枝单体，即，具有多个可加成聚合反应基团的多烯键式不饱和单体，这些基团中的至少一个以所述反应性基团的显著更低的速率聚合，以便提供在该弹性体相中的不饱和的残余水平以使得该热塑性壳能够接枝，所述接枝单体优选地选自含有烯丙基的单体、特别地烯键式不饱和酸的烯丙基酯(优选地丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、马来酸二烯丙酯、富马酸二烯丙酯、衣康酸二烯丙酯)；以及
(ii)从75至5重量百分比的热塑性壳，所述壳由包含有可能与小于30％wt的衍生自苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸二烯丙酯中任一项的重复单元结合的至少70％重量的衍生自C1至C4甲基丙烯酸烷基酯(优选地甲基丙烯酸甲酯)的重复单元的聚合物组成；
(2)由以下各项制成的核-壳弹性体：
(i)从25至95重量百分比的基于1,3-丁二烯弹性体的核心：
-所述核心包含至少70％wt的衍生自1,3-丁二烯的重复单元、以及小于30％wt的衍生自除了1,3-丁二烯之外的单体的重复单元，这些单体选自由苯乙烯、丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯(优选地苯乙烯)组成的组；
-所述核心有可能包含少量(例如0.01％wt至1％wt)的来自一种或多种多不饱和的交联单体例如二乙烯基苯的重复单元；以及
(ii)从75至5重量百分比的热塑性壳，所述壳由以下任一项制成：(k)可能用少量(例如从0.1％wt至1％wt)的交联单体改性的甲基丙烯酸甲酯均聚物，该交联单体优选地选自多元醇的聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯(优选地二丙烯酸亚丁基酯、二甲基丙烯酸亚丁基酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯)，(kk)苯乙烯、丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯的聚合物，以及(kkk)可能用少量(例如从0.1％wt至1％wt)的优选地选自二乙烯基苯的交联单体改性的苯乙烯均聚物；
(3)核-壳弹性体，其包含
(j)75至80重量份的核心，该核心包含至少94％wt的衍生自1,3-丁二烯的重复单元、5％wt或更少的衍生自苯乙烯的重复单元、以及0.5％wt至1％wt百分比的衍生自二乙烯基苯的重复单元，以及
(jj)25至20重量份的一般具有相同重量分数的两个壳，该内壳由聚苯乙烯制成并且另一个外壳由甲基丙烯酸甲酯均聚物制成，该甲基丙烯酸甲酯均聚物可能用少量(例如从0.1％wt至1％wt)的交联单体改性，该交联单体优选地选自多元醇的聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯(优选地二丙烯酸亚丁基酯、二甲基丙烯酸亚丁基酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯)。
还存在其他类型的核-壳共聚物，如硬/软/硬共聚物，也就是说，这些核-壳共聚物具有这种顺序的硬核心、软壳和硬壳。这些硬的部分可以包含以上软/硬共聚物的壳的聚合物，并且该软的部分可以包含以上软/硬共聚物的核心的聚合物。此类核-壳聚合物的非限制性实例按顺序包含：
-由甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯共聚物制成的核心；
-由丙烯酸丁酯/苯乙烯共聚物制成的壳；以及
-由甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯共聚物制成的核心。
还存在其他类型的核-壳共聚物，如硬(核心)/软/半硬共聚物。与前述这些核-壳共聚物相比，区别源自于包含两个壳的“半硬”外壳，一个是中间壳并且另一个是外壳。该中间壳是甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和至少一种选自丙烯酸烷基酯、丁二烯和异戊二烯的单体的共聚物。该外壳是PMMA均聚物或共聚物。此类共聚物的非限制性实例按顺序包含：
-由甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯共聚物制成的核心；
-由丙烯酸丁酯/苯乙烯共聚物制成的壳；
-由甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸丁酯/苯乙烯共聚物制成的壳；以及
-由甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯共聚物制成的壳。
在一些实施例中，抗冲击改性剂(IM)是PAES和PAEK聚合物组合重量的约5wt.％至约30wt.％、优选约5wt.％至约20wt.％、优选约5wt.％至约15wt.％。
在一些实施例中，抗冲击改性剂(IM)占该PAES、该PAEK、和该抗冲击改性剂(IM)的组合重量的约4.5％至约23％、优选约5％至约20％、优选约7.5％至约18％、优选约10％至约15％。
聚合物组合物可以包括约10wt.％至约20wt.％、优选约15wt.％的抗冲击改性剂(IM)。
本领域技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加浓度范围被考虑并且是在本披露的范围内。
任选的芳香族聚碳酸酯(PC)
聚合物组合物可以任选地包括一种或多种芳香族聚碳酸酯聚合物(PC)。如在此使用的，“芳香族聚碳酸酯聚合物”是指其中至少50mol％的重复单元是含有至少一个亚芳基单体和至少一个碳酸酯单体(-O-C(＝O)-O-)的重复单元(Rpc)的任何聚合物。在一些实施例中，芳香族聚碳酸酯聚合物可以具有至少约60mol％、至少约80mol％、至少约90mol％、至少约95mol％、或至少约99mol％的重复单元(Rpc)。本领域普通技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加重复单元(Rpc)浓度的范围被考虑并且在本披露的范围内。
在一些实施例中，重复单元(Rpc)可以由下式之一表示：
其中每个Ro和Rp独立地选自卤素、C1-C20烷基、C5-C15环烷基、C1-C20烯基、炔基、C1-C20芳基、C1-C20烷芳基、C1-C20芳烷基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵；其中Ar’是芳香族单核或多核基团；并且(iii)其中每个l独立地为从0至4的整数。
在一些实施例中，Ar’可以选自含有一个或多个稠合苯环的部分，这些稠合苯环包括但不限于亚萘基(例如2,6-亚萘基)、亚蒽基(例如，2,6-亚蒽基)、亚菲基(例如，2,7-亚菲基)、亚并四苯基和亚芘基；或者含有包括从5至24个原子的芳香族碳环体系的部分，这些原子中的至少一个是杂原子(例如，吡啶、苯并咪唑、和喹诺酮)。该杂原子可以是N、O、Si、P或S。在一些实施例中，该杂原子可以是N、O或S。
在一些实施例中，Ar’可以由以下式之一表示：
每个Rq、Rr和Rs独立地选自卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵；其中T选自C1-C20烷基、C5-C15环烷基、C1-C20芳基、C1-C20烷芳基、C1-C20芳烷基、C1-C20烯基、和卤素；并且其中q、r和s是从0至4的独立整数。
在一些实施例中，该Ar’可以由以下表示：
其中每个独立地选自卤素、烷基、全卤化烷基、烯基、全卤化炔基、芳基、全卤化芳基、醚、硫醚、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺、季铵、或其任何组合；其中n”是从1至20的整数；并且其中t是从0至2的整数。在一些此类实施例中，每个可以独立地为C1-C20烷基，包括但不限于甲基、乙基、正丙基；异丙基或丁基(正、异、仲或叔)。在一些实施例中，n”可以是1并且t可以是2。在一些此类实施例中，每个Rt可以是甲基。
芳香族聚碳酸酯(PC)可以不含分支或者它可以是支链的。芳香族聚碳酸酯(PC)可以是半结晶的(它有熔点)或无定形的(它无熔点)。在一些实施例中，芳香族聚碳酸酯(PC)优选为无定形的。例如，具有式(VIII)的芳香族聚碳酸酯(PC)可以通过碳酸二苯酯单体和芳香族二醇单体的缩聚来合成。作为另一个实例，具有式(IX)的芳香族聚碳酸酯(PC)可以通过光气单体和芳香族二醇单体的缩聚来合成。希望的芳香族聚碳酸酯聚合物(PC)及其相应的合成在2009年2月26日提交的El-Hibri等人的并且名称为“Aromatic PolycarbonateComposition[芳香族聚碳酸酯组合物]”的美国公开申请号2010/0016518中进行讨论，该申请以其全文通过援引方式并入本申请。
除了重复单元(Rpc)之外，芳香族聚碳酸酯(PC)可以包括一种或多种不同于重复单元(Rpc)的附加的重复单元(Rpc*)。希望的重复单元(Rpc*)包括但不限于以上关于重复单元(Rpc)描述的那些。在一些此类实施例中，芳香族聚碳酸酯(PC)可以包含不超过约49mol％、不超过约40mol％、不超过约30mol％、不超过约20mol％、不超过约10mol％、不超过约5mol％、或者不超过约1mol％的该一种或多种附加的重复单元(Rpc*)。本领域技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加重复单元(Rpc*)浓度范围被考虑并且在本披露的范围内。
聚碳酸酯(PC)的量优选是基于PAES和PAEK聚合物与抗冲击改性剂(IM)的总重量在从0wt.％至约40wt.％、优选从0wt.％至约30wt.％、优选从0wt.％至约30wt.％的范围内。在一些实施例中，聚碳酸酯(PC)的量是PAES和PAEK聚合物与抗冲击改性剂(IM)的组合重量的最多40wt.％、优选最多35wt.％、优选最多30wt.％、优选最多25wt.％、优选最多20wt.％。
在一些实施例中，聚碳酸酯(PC)的量是在该聚合物组合物的从0至约10wt.％、优选约5wt.％的范围内。
本领域技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加浓度范围被考虑并且是在本披露的范围内。
在一些实施例中，该聚合物组合物可以包含附加的不同聚碳酸酯聚合物。附加的不同聚碳酸酯聚合物可以包括以上描述的那些聚碳酸酯聚合物(PC)。在此类实施例中，聚碳酸酯聚合物与聚碳酸酯聚合物和附加的不同聚碳酸酯聚合物的组合重量的重量比(聚碳酸酯/(聚碳酸酯+附加的聚碳酸酯))为至少约0.5、至少约0.6、至少约0.7、至少约0.8、至少约0.9、至少约0.95、或至少约0.99。在一些实施例中，聚碳酸酯聚合物与聚碳酸酯聚合物和附加的不同聚碳酸酯聚合物的组合重量的重量比可以是1。本领域普通技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加重量比范围被考虑并且在本披露的范围内。
在一些实施例中，聚合物组合物不包括芳香族聚碳酸酯(PC)。在一些实施例中，聚合物组合物包括芳香族聚碳酸酯(PC)，但不包括作为乙烯、丙烯酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规三聚物的抗冲击改性剂(IM)。
其他任选成分
在一些实施例中，聚合物组合物包括二氧化钛(TiO2)。二氧化钛的量优选是在从0pph至约25pph、优选从约0.1pph至约25pph、优选从约5pph至约20pph、优选从约10pph至约20pph的范围内、优选约15pph的范围内。
二氧化钛(TiO2)的量可以是最多约25pph、优选最多约20pph、优选最多约20pph、优选最多约15pph。
本领域技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加浓度范围被考虑并且是在本披露的范围内。
聚合物组合物可以进一步任选地包含附加的添加剂，诸如紫外光稳定剂、热稳定剂、抗氧化剂、颜料、加工助剂、润滑剂、阻燃剂、和/或导电添加剂诸如炭黑和碳纳米原纤。
聚合物组合物还可以进一步包含诸如聚醚酰亚胺、聚苯硫醚和/或聚碳酸酯的其他聚合物。
聚合物组合物可以进一步包含阻燃剂如卤素和不含卤素的阻燃剂。
制造聚合物组合物的方法
聚合物组合物可以通过以下步骤制造：熔融混合聚(芳醚砜)(PAES)(优选聚苯砜(PPSU))、聚(芳醚酮)(PAEK)(优选聚醚醚酮(PEEK))、抗冲击改性剂(IM)、和任选成分如芳香族聚碳酸酯(PC)和二氧化钛(TiO2)以提供熔融混合物，然后挤出并且冷却该熔融混合物。
示例性实施例还包括通过向所述组合物添加抗冲击改性剂来增加包含聚(芳醚砜)(PAES)和聚(芳醚酮)(PAEK)的组合物的耐化学性和/或冲击强度的方法。
在此描述的聚合物组合物有利地以球粒的形式提供，其可以用于本领域已知的注射模制或挤出工艺中。
该聚合物组合物的制备可以通过任何适合于制备热塑性模制组合物的已知的熔融混合方法来进行。这样的方法典型地通过将热塑性聚合物加热到高于该热塑性聚合物的熔融温度由此形成该热塑性聚合物的熔融物来进行。该用于制备组合物的方法可以在熔融混合装置中进行，其中可以使用在通过熔融混合制备聚合物组合物的领域中的技术人员已知的任何熔融混合装置。适合的熔融混合装置是，例如，捏合机、班伯里密炼机、单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。优选地，使用这样的挤出机，该挤出机装有用于将所有希望的组分投料进该挤出机(投料进该挤出机的喉部或者投料到熔融物)的器件。在制备该聚合物组合物的方法中，将形成该组合物的构成组分进料到熔融混合装置中并在该装置中熔融混合。可以将构成组分以粉末混合物或料粒混合物(还称为干混料)的形式同时进料或可以分别进料。
根据本发明的移动电子装置的结构件是使用任何合适的熔体加工方法从该聚合物组合物制成的。特别地，它们是通过注射模制或挤出模制制成的。注射模制是优选的方法。
根据本发明的移动电子装置的结构件可以通过任何已知的用于实现此的方法用金属涂覆，如真空沉积法(包括加热待沉积的金属的各种方法)、化学镀、电镀、化学气相沉积、金属溅射、以及电子束沉积。虽然金属可很好地粘附到结构件而无须任何特殊的处理，通常将使用一些本领域众所周知的方法来改进粘附性。这个的范围可以为：合成树脂表面的简单磨损以使其变粗糙、粘合促进剂的添加、化学刻蚀、通过暴露于等离子体和/或辐射(例如激光或UV辐射)的表面功能化、或它们的任意组合。另外，一些金属涂覆方法包括至少一个步骤，其中将结构件浸入酸浴中。多于一种金属或金属合金可以被镀在由聚合物组合物(C)制成的结构件上，例如一种金属或合金因为其良好的粘附性可以直接镀在合成树脂表面上，而另一种金属或合金因为它具有更高的强度和/或刚度可以镀在其之上。形成该金属涂层的有用的金属和合金包括铜、镍、铁-镍、钴、钴-镍、和铬，以及这些在不同的层中的组合。优选的金属和合金是铜、镍、和铁-镍，并且镍是更优选的。结构件的表面可以被完全地或部分地用金属涂覆。优选地大于50％的表面积将被涂覆，更优选全部表面将被涂覆。在结构件的不同区域，金属层的厚度和/或数量、和/或金属层的组成可以不同。金属可以图案形式进行涂覆以有效地改善结构件的某些区段中的一种或多种特性。
本发明的一个方面是针对包括由在此描述的聚合物组合物制成的至少一个结构件的移动电子装置，并且特别是针对笔记本电脑、移动电话、GPS、平板、个人数字助理、便携式记录装置、便携式再现装置以及便携式无线电接收器。
包含聚合物组合物的成形物品
在此描述的聚合物组合物可以用于制造成形制品，特别是电子装置的零件、更特别地是便携式或移动电子装置的零件。
术语“移动电子装置”旨在表示被设计用于便利地运送并且在各种地点使用，同时例如通过无线连接或移动网络连接来交换/提供数据访问的任何电子装置。移动电子装置的代表性实例包括移动电话、个人数码助理、笔记本电脑、平板电脑、收音机、照相机以及照相机附件、手表、计算器、音乐播放机、全球定位系统接收器、便携式游戏机、硬盘驱动器以及其他电子存储装置等等。根据本发明的移动电子装置的至少一个零件可以选自大的物品清单，如配件、卡扣式零件、相互可移动的零件、功能元件、操作元件、追踪元件、调节元件、载体元件、框架元件、开关、接插件和外壳的(内部和外部)部件，这些可以值得注意地通过注塑模制、挤出或其他成型技术生产。
尤其，在此描述的聚合物组合物非常适合用于生产移动电子装置的外壳部件。
因此，根据本发明的移动电子装置的该至少一个零件有利地是移动电子装置外壳的部件。“移动电子装置外壳”是指移动电子装置的后盖、前盖、天线外壳、框架和/或骨架中的一个或多个。该外壳可以是单部件物品或者更经常地可以包含两个或更多个部件。“骨架”是指结构部件，其上安装有该装置的其他部件如电子器件、微处理器、屏幕、键盘以及小键盘、天线、电池插座等。该骨架可以是从该移动电子装置的外部不可见或者仅部分可见的内部部件。该外壳可以为该装置的内部部件提供保护使其免受来自环境因素(如液体、灰尘等)的冲击以及污染和/或损害。外壳部件如盖也可以为暴露于该装置外部的某些部件(如屏幕和/或天线)提供实质性的或主要的结构支撑以及冲击防护。还可以设计外壳部件用于其美学外观和触感。
在优选的实施例中，该移动电子装置外壳选自下组，该组由以下各项组成：移动电话外壳、平板外壳、笔记本电脑外壳、以及平板电脑外壳。当根据本发明的移动电子装置的零件是移动电话外壳时获得了优异的结果。
用于制造成形物品的方法
由在此描述的聚合物组合物获得(或包含在此描述的聚合物组合物)的成形物品可以通过模制技术制造。
为此目的，可以使用任何标准模制技术；可以有利地施用包括以熔融/软化形式使聚合物组合物成形的标准技术，并且值得注意地包括压缩模制、挤出模制、注射模制、传递模制等。
然而，一般应理解，特别当该移动电子装置的所述零件具有复杂的设计时，注射模制技术是最通用的，并且被广泛使用。根据此技术，使用活塞或螺旋式柱塞来使呈其熔融状态的聚合物组合物的一部分进入到模腔内，其中该聚合物组合物凝固为符合该模具的轮廓的形状。然后，打开模具并且向前驱动合适的装置(例如一系列销、套筒、脱模机等)以使该物品脱模。然后，关闭模具并且重复该过程。
在另一个实施例中，用于制造电子装置的零件的方法包括以下步骤：机加工标准形状的物品以便获得具有与所述标准形状的物品不同尺寸和形状的所述零件。所述标准形状的物品的非限制性实例值得注意地包括板、棒、厚片等。所述标准形状的零件可以由聚合物组合物的值得注意地包括挤出或注射模制的任何加工技术得到。
根据本发明的电子装置的零件可以通过任何已知的用于实现此的方法用金属涂覆，如真空沉积法(包括加热待沉积的金属的各种方法)、化学镀、电镀、化学气相沉积、金属溅射、以及电子束沉积。因此，如以上详述的方法可以另外包括至少一个另外的步骤，该步骤包括将至少一种金属涂覆到所述零件的表面的至少一部分上。
虽然金属可很好地粘附到零件上而无须任何特殊的处理，但通常可以使用一些本领域众所周知的方法来改进粘附性。这个的范围可以为表面的简单磨损使其变粗糙、粘合促进剂的添加、化学刻蚀、通过暴露于等离子体和/或辐射(例如激光或UV辐射)的表面功能化或这些的任何组合。
另外，一些金属涂覆方法可以包括至少一个步骤，其中零件被浸在酸浴中。多于一种金属或金属合金可以被镀在由聚合物组合物制成的零件上，例如一种金属或合金因为其良好的粘附性可以直接镀在表面上，而另一种金属或合金因为它具有更大的强度和/或刚度可以镀在其之上。形成该金属涂层的有用的金属和合金包括铜、镍、铁-镍、钴、钴-镍、和铬，以及这些在不同的层中的组合。优选的金属和合金是铜、镍、和铁-镍，并且镍是更优选的。零件的表面可以完全地或部分地用金属涂覆。在零件的不同区域，金属层的厚度和/或数量、和/或金属层的组成可以不同。金属可以图案形式进行涂覆以有效地改善零件的某些区段中的一种或多种特性。
如从以上方法获得的零件一般与其他部件组装以便制造电子装置、特别地移动电子装置。
因此，本发明的另一目的是制造电子装置、特别是移动电子装置，所述方法包括以下步骤：
a.提供作为部件的至少电路板、屏幕和电池；
b.提供至少一个由如以上所述的聚合物组合物制成的零件；
c.将所述部件中的至少一个与所述零件进行组装或者将所述部件中的至少一个安装在所述零件上。
聚合物组合物的化学和机械特性
聚合物组合物可以表现出改进的冲击性能。虽然经常希望移动电子装置(及其零件)是小型且重量轻的，但是非常希望优异的结构强度，使得装置在正常操作和偶然的突然冲击(例如掉落)下不被损坏。因此，通常将结构件内置在移动电子装置中，这些结构件赋予装置强度、刚度、和/或耐冲击性，并且可能还提供装置的各种内部部件的安装空间和/或部分或全部移动电子装置壳体(例如外部外壳)，同时保证在部件之间的电绝缘/电屏障。在一些实施例中，聚合物组合物可以具有至少200焦耳/米(“J/m”)、优选至少250J/m的缺口艾佐德抗冲击性。在一些方面，聚合物组合物具有从约200J/m至约250J/m范围内、优选从约200J/m至约300J/m范围内的缺口艾佐德抗冲击性。本领域普通技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加缺口艾佐德抗冲击性范围被考虑并且在本披露的范围内。如实例中进一步描述的，可以使用根据ASTM D256标准的缺口艾佐德冲击性测试来测量抗冲击性。
该聚合物组合物也可以表现出改进的耐化学性和耐沾染性。在一些应用设置中，移动电子装置的塑料部件的至少一部分可以暴露于移动电子装置(例如移动电话或平板电脑)外部的环境。在这样的设置中，塑料部件的暴露部分可能与外部环境接触。可能与塑料部件的暴露部分接触的外部环境中的试剂包括但不限于酸性试剂和沾染剂。
典型的沾染剂包括但不限于消费产品例如像化妆品(例如口红、唇彩、唇线笔、唇蜜、唇膏、粉底、蜜粉、和腮红)，人工或天然着色剂(例如在软饮料、咖啡、红酒、芥末、番茄酱以及番茄汁中发现的那些)，染料以及颜料(例如在染色的纺织品和皮革中发现的，用于制造便携式电子装置外壳的那些)。当与沾染剂接触时，塑料部件的暴露部分可能容易被沾染，并且相应地，具有防沾染特性的塑料部件特别是在塑料部件被着色为白色色调或透明着色的情况下是希望的。
如在65℃/90％RH和>2％的应变下暴露于消费产品24小时后没有可见的缺陷所测量的，本发明的聚合物组合物可以具有对消费产品的耐化学性。
装置部件对极性有机化学品的耐受性可以通过其对防晒乳液的耐受性来测量，该防晒乳液通常代表装置部件在其预期应用设置中预期忍受的最苛刻的消费化学品之一。特别地，防晒乳液通常含有可以对塑料具有高度侵蚀性的一系列紫外线吸收化学品。代表性的防晒剂可以包括至少1.8体积％的阿伏苯宗(1-(4-甲氧基苯基)-3-(4-叔丁基苯基)-1,3-丙二酮)、至少7体积％的胡莫柳酯(3,3,5-三甲基环己基水杨酸酯)和至少5体积％的奥利克林(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸2-乙基己酯)。上述防晒剂的实例是从Edgewell(密苏里州圣路易斯市)以商品名Banana Sport (SPF 30)可商购的。可以将聚合物组合物的耐化学性测量为在样品暴露于侵蚀性化学品并且在受控环境中老化之后目视观察聚合物组合物的模制样品中的裂缝或裂纹所需的最低应变(“临界应变”)。通常，临界应变越高，聚合物组合物对极性有机试剂的耐化学性越高。在一些方面，该聚合物组合物具有大于或等于1.7％、优选大于或等于约1.8％、优选大于或等于约1.9％、优选大于或等于约2.0％的防晒剂测试失效应变％(即临界应变)。临界应变的测量在以下实例中进一步描述。
该聚合物组合物也具有希望的可着色性。在一些实施例中，该聚合物组合物可以具有从约90.0至约94.0、优选约91.0至约94.0、优选约92.0至约94.0、优选约93.0至约94.0范围内的CIE L*值。本领域普通技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加L*范围被考虑并且在本披露的范围内。
该聚合物组合物还可以表现出耐阳极化性。存在于移动电子装置中的金属零件(例如铝零件)或金属-塑料复合零件(例如，铝-塑料零件)通常经历阳极化处理。阳极化处理可以包括电化学过程，其目的是通常通过使用侵蚀性化学品在金属表面上建立氧化层。相应地，在已经含有聚合物元件或组装到聚合物元件上的移动电子零件上进行阳极化的应用设置中，表现出优异的耐阳极化性的聚合物材料是希望的。耐阳极化性可以测量为聚合物组合物的模制原样样品和已经在23℃下暴露于70wt.％硫酸的模制样品在拉伸强度、拉伸模量和断裂伸长率上的对应差异。在实例中进一步描述耐阳极化性的测量。
在一些实施例中，该聚合物组合物可以表现出不大于约3Mpa、优选不大于约2Mpa、优选不大于约1Mpa、优选不大于约0MPa的拉伸强度上的相对差异。
该聚合物组合物可以表现出不大于约0.10GPa的拉伸模量上的相对差异。
该聚合物组合物可以表现出不大于约5％、优选不大于约4％、优选不大于约3％、优选不大于约2％的断裂拉伸伸长率上的相对差异。
本领域普通技术人员将认识到在明确披露的范围内的附加相对拉伸强度、拉伸模量和断裂拉伸伸长率的范围被考虑并且在本披露的范围内。
在示例性实施例中，该聚合物组合物表现出不小于约200J/m的缺口艾佐德冲击性、大于或等于2.0％的防晒剂测试失效应变和范围从91.0至94.0的CIE颜色L*的组合。
如果通过援引方式并入本申请的任何专利、专利申请、以及公开物的披露内容与本申请的说明相冲突到了可能导致术语不清楚的程度，则本说明应该优先。
本发明将在下文在以下部分中通过非限制性实例更详细地说明。
实例
材料
使用以下材料来制备实例和对比实例：
聚苯砜(PPSU)-等级：从美国苏威特种聚合物公司可获得的R-5100LC1100(如根据ASTM D-1238在365℃的温度和5.0kg重量下测量的16-22g/10min的熔体流动速率(MFR)范围)。
聚碳酸酯(PC)-等级：从拜耳材料科技公司(Bayer Materials Science,Inc)可商购的3108。这是具有如根据ASTM D1238在300℃的温度下在1.2kg重量下测量的4.9至8.4g/10min的规格熔体流动范围的PC。
聚醚醚酮(PEEK)-来自威格斯公司的Victrex 150P这是如在400℃下根据ISO11443测量的具有130Pa.s的熔体粘度的PEEK。
抗冲击改性剂A-AX8900是从阿科玛公司可获得的乙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯(8wt.％)的无规共聚物。
抗冲击改性剂B-AX8840是从阿科玛公司可获得的乙烯、丙烯酸酯(24wt.％)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(8wt.％)的无规三聚物。
二氧化钛(TiO2)-等级：从科慕公司(Chemours)可获得的R105。
共混物制备
使用具有48:1的L/D比的26mm直径的ZSK-26同向旋转部分相互啮合的双螺杆挤出机使每种配制品经受熔融混配。将机筒段2至12和模口加热至如下设定点温度：
机筒2-6：360℃
机筒7-12：360℃
模口：360℃
在每种情况下，将树脂和添加剂在机筒段1处使用重力送料器以30-40lb/hr范围内的通过率进料。挤出机在约200RPM的螺杆速度下操作。在机筒区域10处以约27英寸汞柱的真空水平施加真空。对于所有化合物使用单孔模口，并将离开模口的熔融聚合物股在水槽中冷却，并且然后在造粒机中切割以形成约3.0mm长、直径为2.7mm的球粒。
注射模制
为了生产用于机械特性测试的3.2mm(0.125英寸)厚的ASTM拉伸和挠曲试样，对实例配制品进行注射模制。使用在机筒和模具上的以下近似温度条件对I型拉伸ASTM试样和5英寸×0.5英寸×0.125英寸的挠曲试样进行注射模制：
后方区域：680℉
中间区域：680℉
前方区域：700℉
喷嘴：700℉
模具：285℉
测试
机械特性是对于所有配制品使用注射模制的0.125英寸厚的ASTM测试试样进行测试，这些试样由以下各项组成：1)I型拉伸棒，2)5英寸×0.5英寸×0.125英寸的挠曲棒，以及3)4英寸×4英寸×0.125英寸薄板，用于仪器化冲击(Dynatup)测试。采用以下ASTM测试方法评估所有组合物：
D-638：拉伸特性：断裂拉伸强度、拉伸模量和断裂拉伸伸长率
D-256：缺口艾佐德抗冲击性
测量每种配制品的模制原样的颜色以评估配制品的白度。根据其中L*坐标代表明度(黑到白)刻度、a*坐标代表绿-红色度并且b*刻度代表蓝-黄色度的CIE L-a-b坐标标准测量颜色。如果L*值是大于90.0并且色度坐标a*和b*的组合的绝对值是小于4.0单位，该材料的白度被认为是可接受的。
以两种方式测试配制品的耐化学性。抵抗防晒乳液的耐化学性通过将BananaSPF30广谱防晒霜施用于已经被安装到抛物线挠曲夹具(Bergen夹具)上的ASTM挠曲棒上来进行测试，该抛物线挠曲夹具可以将塑料材料上的施加的应变从接近零改变至2.0％(防晒剂测试)。将这些受应力的组件在65℃的温度和90％的相对湿度下的受控湿度环境室中老化24小时的持续时间，之后将这些组件从该室中取出，并检查安装在应变夹具上的挠曲棒的任何裂缝或裂纹的迹象。临界失效应变被记录为观察到裂缝或裂纹的抛物线上的最低应变水平。
进行的第二耐化学性测试是酸浴浸泡测试，其中将I型ASTM拉伸试样在23℃下浸入70wt.％的硫酸中，之后取出试样，用水洗涤，然后测试其拉伸特性。在此酸暴露之前和之后的拉伸特性用作当移动电话由金属和塑料零件的组合构成时材料耐受电话制造步骤中应用的阳极化步骤的能力的指示，其中该塑料材料必须经历暴露于阳极化浴(典型地包括各种强酸性环境)的化学条件。
结果
与所有实例和对比实例相关的特性测试数据在表1中示出。
表1
预期抗冲击改性剂(IM)不能经受PPSU和PEEK的加工温度；然而，如表1中所示的，实例E1、E2和E3的聚合物组合物出人意料地并且出乎意料地表现出显著改进的缺口艾佐德冲击强度。
此外，出人意料地并且出乎意料地发现加入抗冲击改性剂(IM)增加聚合物组合物在防晒剂测试中对化学暴露的耐受性。虽然对比实例的PPSU/PEEK共混物在65℃/90％RH下暴露24小时后对防晒乳液失效，但这些实例(含有抗冲击改性剂(IM))的共混物甚至在应变>2％下没有表现出任何改变。
此外，这些实例的聚合物组合物的拉伸特性在23℃下在70wt.％的硫酸中浸泡24小时后保持基本不变。

Claims (15)

1.一种聚合物组合物，其包含：
-至少一种聚(芳醚砜)(PAES)聚合物，
-至少一种聚(芳醚酮)(PAEK)聚合物，以及
-至少一种抗冲击改性剂(IM)。
2.如权利要求1所述的聚合物组合物，其中该聚(芳醚砜)(PAES)聚合物包含由式(A)表示的重复单元：
-Ar1-(T’-Ar2)n-O-Ar3-SO2-[Ar4-(T-Ar2)n-SO2]m-Ar5-O- (A)
其中
Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、和Ar5，彼此相同或不同并且在每次出现时，独立地是芳香族单核或多核基团；
T和T’，彼此相同或不同并且在每次出现时，独立地是键或任选地包括一个或多于一个杂原子的二价基团；并且
n和m，彼此相同或不同，独立地是零或从1至5的整数。
3.如权利要求2所述的聚合物组合物，其中Ar1、Ar2、Ar3、Ar4和Ar5彼此相同或不同并且由选自以下式的组的式表示：
其中每个R独立地选自下组，该组由以下各项组成：氢、卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵，并且其中j、k和l彼此相同或不同，独立地是0、1、2、3或4。
4.如权利要求1至3中任一项所述的聚合物组合物，其中该聚(芳醚砜)(PAES)聚合物包含选自下式的组的重复单元：
其中
每个R’，彼此相同或不同，选自下组，该组由以下各项组成：卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵；
j’是零或为从0至4的整数；并且
T和T’，彼此相同或不同，选自下组，该组由以下各项组成：键，-CH2-；-O-；-SO2-；-S-；-C(O)-；-C(CH3)2-；-C(CF3)2-；-C(＝CCl2)-；-C(CH3)(CH2CH2COOH)-；-N＝N-；-RaC＝CRb-，其中Ra和Rb各自彼此独立地是氢或C1-C12-烷基、C1-C12-烷氧基或C6-C18-芳基；-(CH2)n-和-(CF2)n-，其中n为从1至6的整数；直链的或支链的具有最高达6个碳原子的脂肪族二价基团；以及其组合。
5.如权利要求1至4中任一项所述的聚合物组合物，其中该聚(芳醚砜)(PAES)包含选自由具有下式的那些组成的组的重复单元：
6.如权利要求1至5中任一项所述的聚合物组合物，其中该聚(芳醚砜)(PAES)的大于50mol％的重复单元是具有下式的重复单元：
7.如权利要求1至6中任一项所述的聚合物组合物，其中该至少一种聚(芳醚酮)(PAEK)的大于50摩尔％的重复单元是选自由式(J-A)至(J-P)组成的组的重复单元(RPAEK)：
其中：
-每个R’，彼此相同或不同，选自由以下各项组成的组：卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵，并且
-j是零或范围从1至4的整数。
8.如权利要求7所述的聚合物组合物，其中这些重复单元(RPAEK)选自以下由具有式(J’-A)至(J’-P)的那些组成的组：
9.如权利要求1至8中任一项所述的聚合物组合物，其中该至少一种聚(芳醚酮)(PAEK)聚合物是聚醚醚酮(PEEK)。
10.如权利要求1至9中任一项所述的聚合物组合物，其中该至少一种抗冲击改性剂(IM)包含丙烯酸弹性体共聚物。
11.如权利要求1至10中任一项所述的聚合物组合物，其中该抗冲击改性剂(IM)选自以下共聚物：
(i)弹性体共聚物，其具有在根据ASTM D 3418测量时低于25℃的玻璃化转变温度，并且包含衍生自一种或多于一种选自由(甲基)丙烯酸烷基酯和丙烯腈组成的组的丙烯酸单体的重复单元；以及
(ii)核-壳弹性体，包括中央核心以及至少部分包围该核心的壳，所述核心和所述壳具有不同的单体组成，并且其中的至少一种具有在根据ASTM D 3418测量时低于25℃的玻璃化转变温度的弹性体性质，并且其中的至少一种包含衍生自一种或多于一种选自由(甲基)丙烯酸烷基酯和丙烯腈组成的组的丙烯酸单体的重复单元。
12.如权利要求1至11中任一项所述的聚合物组合物，其还包含下述聚碳酸酯聚合物，该聚碳酸酯聚合物包含由下式(IX)表示的重复单元(Rpc)：
其中Ar’由下式(XII)表示
并且
其中：
-每个独立地选自卤素、烷基、全卤化烷基、烯基、全卤化炔基、芳基、全卤化芳基、醚、硫醚、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺、季铵、或其任何组合；
n”是范围从1至20的整数；并且
t是范围从0至2的整数。
13.如权利要求1至12中任一项所述的聚合物组合物，其中该至少一种聚(芳醚砜)(PAES)聚合物以该PAES和该PAEK的组合重量的从约40wt.％至约99wt.％范围的量存在。
14.一种移动电子装置，其包含至少一个结构件，该至少一个结构件包含如权利要求1至13中任一项所述的聚合物组合物。
15.如权利要求1至13中任一项所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物表现出不小于约200J/m的缺口艾佐德冲击性、大于或等于2.0％的防晒剂测试临界应变和至少91.0的CIE颜色L*的组合。
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