CN109071933A - 包含聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的聚苯砜组合物 - Google Patents

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Abstract

一种聚合物组合物包含至少一种聚(芳醚砜)(PAES)聚合物，其中该至少一种聚(芳醚砜)(PAES)包含聚苯砜(PPSU)和至少一种聚碳酸酯‑聚硅氧烷共聚物(SiPC)。该聚合物组合物可以任选地包含一种或多种除该聚苯砜(PPSU)之外的聚(芳醚砜)(PAES)聚合物。该聚合物组合物还可以任选地包含一种或多种聚芳醚酮(PAEK)，优选聚醚醚酮(PEEK)。任选地，该聚合物组合物可以另外包含二氧化钛(TiO2)。

Description

包含聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的聚苯砜组合物
相关申请
本申请要求2016年5月9日提交的美国临时申请号62/333435以及2016年9月8日提交的欧洲专利申请号16187802.0的优先权，出于所有目的将这些申请中的每一个的全部内容通过援引方式并入本申请。
技术领域
本发明涉及聚苯砜聚合物和聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的高性能共混物，这些共混物具有增强的白度、抗冲击性、以及耐化学性的组合。这些组合物尤其可用于制造用于电子装置的零件。
背景技术
出于便携性和便利性，移动电子装置变得越来越小并且越来越轻；然而，它们仍需要具有一定的结构强度，使得它们不会被正常处理和偶然掉落所损坏。因此，通常内置在这样的装置中的是结构零件，其主要功能是向装置提供强度和/或刚度和/或抗冲击性，并且有可能还提供装置的各种内部部件和/或部分或全部移动电子装置壳体(外部外壳)的安装位置。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。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(包括出色的抗冲击性)，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/塑料复合零件通常用于阳极化，即电化学过程，其目的是特别地通过使用侵蚀性化学品在铝表面上建立氧化层。鉴于在已经包含/组装到聚合物元件中的零件上进行阳极化，这些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，聚合物材料应具有适用于电子装置的优异的抗冲击性；然而，着色剂如二氧化钛(TiO2)的添加在某些情况下可能导致韧性降低。
因此需要提供除了具有高抗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。
具体实施方式
示例性实施例是针对一种包含至少一种聚(芳醚砜)(PAES)聚合物的聚合物组合物，其中该至少一种聚(芳醚砜)(PAES)包含聚苯砜(PPSU)和至少一种聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物(SiPC)。该聚合物组合物可以任选地包含一种或多种除该聚苯砜(PPSU)之外的聚(芳醚砜)(PAES)聚合物。该聚合物组合物还可以任选地包含一种或多种聚芳醚酮(PAEK)，优选聚醚醚酮(PEEK)。任选地，该聚合物组合物另外包括二氧化钛(TiO2)。
为了清楚起见，贯穿本申请：
-术语“卤素”包括氟、氯、溴和碘，除非另外指出；
-形容词“芳族的”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；芳族基团(或部分)可以是芳基和亚芳基基团(或部分)部分。
-在此使用的术语“烃基”是指通过从母体烃中除去氢原子而获得的单价部分。烃基的代表是1至25个碳原子的烷基，包括诸如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、十一烷基、癸基、十二烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基、二十四烷基、二十五烷基及其异构形式；6至25个碳原子的芳基，包括如苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、联苯基、四苯基等；7至25个碳原子的芳烷基，包括如苄基、苯乙基、苯丙基、苯丁基、苯己基、萘辛基等；以及3至8个碳原子的环烷基，包括如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基等。
-如在此所用的术语“卤素取代的烃基”是指如先前所定义的烃基部分，其中一个或多个氢原子已经被卤素置换。
聚(芳醚砜)(PAES)
为了本发明的目的，“聚(芳醚砜)(PAES)”表示其重复单元的至少50mol.％是具有式(K)的重复单元(RPAES)的任何聚合物：
其中：
(i)每个R，彼此相同或不同，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；
(ii)每个h，彼此相同或不同，是范围从0至4的整数；以及
(iii)T选自由一个键、砜基[-S(＝O)2-]、以及基团–C(Rj)(Rk)-组成的组，其中，Rj和Rk，彼此相同或不同，选自氢、卤素、烷基、烯基、炔基、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。Rj和Rk优选是甲基。
PAES中优选至少60mol％、70mol％、80mol％、90mol％、95mol％、99mol％的并且最优选所有的重复单元是重复单元(RPAES)。
该聚合物组合物的该至少一种PAES包括聚苯砜(PPSU)。如在此所使用的，“聚苯砜(PPSU)”表示其重复单元的多于50mol％是具有式(K’-A)的重复单元的任何聚合物：
PPSU中优选至少60mol％、70mol％、80mol％、90mol％、95mol％、99mol％的并且最优选所有的重复单元是具有式(K’-A)的重复单元。
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。
在一些实施例中，该聚合物组合物进一步包含至少一种除PPSU之外的PAES。该至少一种除PPSU之外的PAES优选地是聚醚砜(PES)、聚砜(PSU)、或其组合。
如在此所使用的，“聚醚砜(PES)”表示其重复单元的至少50mol％是具有式(K’-B)的重复单元的任何聚合物：
PES中优选至少60mol％、70mol％、80mol％、90mol％、95mol％、99mol％的并且最优选所有的重复单元是具有式(K’-B)的重复单元。
PES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有限责任公司作为 PESU可获得的。
如在此所使用的，“聚砜(PSU)”表示其重复单元的至少50mol％是具有式(K’-C)的重复单元的任何聚合物：
PSU中优选至少60mol％、70mol％、80mol％、90mol％、95mol％、99mol％的并且最优选所有的重复单元是具有式(K’-C)的重复单元。
PSU可以通过已知的方法制备，并且是从美国苏威特种聚合物有限责任公司作为 PSU可获得的。
在一些实施例中，该至少一种除聚苯砜(PPSU)之外的聚(芳醚砜)(PAES)聚合物占该聚合物组合物中聚合物总重量的至多约25wt.％。
聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物(SiPC共聚物)
该聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物(“SiPC共聚物”)包含按重量计总和多于50mol％的聚碳酸酯嵌段和聚硅氧烷嵌段的任何共聚物。优选地，该SiPC共聚物包含：
1)聚碳酸酯嵌段，这些嵌段具有式(L)的重复单元：
其中X表示键、具有1至8个碳原子的亚烷基、具有2至8个碳原子的烷叉基、具有5至15个碳原子的亚环烷基、具有5至15个碳原子的环烷叉基、
-S-、-SO-、-SO2-、-O-或–CO-(优选地X是基团-C(R1)(R2)-，其中R1和R2独立地表示氢或具有1-4个碳原子的烷基，优选地R1和R2是甲基)；R3表示卤素、具有1-20个碳原子的烷基、或芳基；并且n是范围从0至4的整数，以及
2)聚硅氧烷嵌段，这些嵌段具有式(M)的重复单元：
其中R4和R5独立地表示氢、卤素、烃基或卤素取代的烃基(优选地R4是甲基并且R5是甲基或苯基)，R6和R7独立地表示具有芳香核的有机残基，m是范围从约5至大于100(优选从约5至约1000、优选约5至约200)的整数。
在示例性实施例中，R6和R7独立地表示3-(邻-羟苯基)亚丙基、2-(对羟苯基)亚乙基、或由下式表示的基团：
在一些实施例中，以上式M中的部分-O-R6-是具有下式的基团：
其中Y是氢、烃基、或卤素取代的烃基(优选甲氧基)，并且
以上式M中的部分-R7-O-是具有下式的基团：
其中Y是如以上所定义的。
优选地大于75mol％、优选大于85mol％、优选大于95mol％、优选大于99mol％、优选所有的SiPC共聚物是聚碳酸酯嵌段和聚硅氧烷嵌段。
该聚硅氧烷嵌段优选地是聚二甲基硅氧烷嵌段。
在一些实施例中，该聚碳酸酯嵌段的重量与该聚硅氧烷嵌段的重量的比率在从0.05至3的范围内。该SiPC共聚物优选包含按重量计约0.5％至约30％、优选约1％至约30％、优选约4％至约8％的该聚硅氧烷嵌段。
该SiPC共聚物的粘均分子量优选地在从10,000g/mol至50,000g/mol、优选12,000g/mol至30,000g/mol、优选13,000g/mol至24,000g/mol、优选14,000g/mol至24,000g/mol的范围内。
例如，在美国专利号3,189,662、5,502,134、6,072,011、和8,981,017中，对聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物、其前体、以及用于其制备的方法进行了描述，将所述专利中的每一个以其全文通过援引方式并入本申请。
根据示例性实施例，该SiPC共聚物表现出以下特性中的至少一种：
1)如通过ISO 1183所测量的约1.18g/cm3的密度；
2)如通过ISO 1133(300℃，1.20kg)所测量的范围从约8cm3/10min至约16cm3/10min、优选约12cm3/10min至约13cm3/10min的熔体体积流速(MVR)；以及
3)如通过ASTM D256(0℃)所测量的约700J/m至约800J/m的悬臂梁缺口冲击强度。
聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物是例如从出光兴产株式会社(Idemitsu Kosan Co.,Ltd)作为 NEO、以及从沙特基础工业公司(Saudi Basic IndustriesCorporation)(SABIC)作为 EXL可获得的。
在一些实施例中，该SiPC共聚物的量基于组合物的总重量在从约5wt.％至约45wt.％、优选地从约10wt.％至约40wt.％、优选地从约15wt.％至约35wt.％、优选地从约20wt.％至约35wt.％的范围内。
该SiPC共聚物的量基于该SiPC共聚物和该PPSU聚合物的总重量可在从约10wt.％至约40wt.％的范围内。
任选的聚(芳醚酮)(PAEK)
如在此所使用的，“聚(芳醚酮)(PAEK)”表示包含多于50mol％的重复单元(RPAEK)的任何聚合物，该重复单元包含Ar’-C(＝O)-Ar*基团，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)选自由具有以下式(J-A)至(J-D)的单元组成的组：
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；以及
-j’是零或范围从1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与该重复单元(RPAEK)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。
在重复单元(RPAEK)中，j'在每次出现时优选为零，使得亚苯基部分除了键联该聚合物的主链的那些取代基之外，不具有其他取代基。
在一些实施例中，PAEK是聚(醚醚酮)(PEEK)。如在此所使用的，“聚(醚醚酮)(PEEK)”表示其重复单元(RPAEK)的多于50mol％是具有式J’-A的重复单元的任何聚合物：
优选至少60mol％、70mol％、80mol％、90mol％、95mol％、99mol％并且最优选所有的重复单元(RPAEK)是重复单元(J'-A)。
在另一个优选的实施例中，PAEK是聚(醚酮酮)(PEKK)。如在此所使用的，“聚(醚酮酮)(PEKK)”表示其重复单元(RPAEK)的多于50mol％是具有式J’-B和式J”-B的重复单元的组合的任何聚合物：
优选至少60mol％、70mol％、80mol％、90mol％、95mol％、99mol％并且最优选所有的重复单元(RPAEK)是重复单元(J'-B)和(J”-B)的组合。
在又另一个优选的实施例中，PAEK是聚(醚酮)(PEK)。如在此所使用的，“聚(醚酮)(PEK)”表示其重复单元(RPAEK)的多于50mol％是具有式(J'-C)的重复单元的任何聚合物：
优选至少60mol％、70mol％、80mol％、90mol％、95mol％、99mol％并且最优选所有的重复单元(RPAEK)是重复单元(J'-C)。
在一些实施例中，PAEK是PEEK-PEDEK共聚物。如在此所使用的，“PEEK-PEDEK共聚物”表示其重复单元(RPAEK)的多于50mol％是具有式J’-A(PEEK)和式J’-D(聚(二苯醚酮)(PEDEK))的两种重复单元的任何聚合物：
该PEEK-PEDEK共聚物可以包括范围从95/5至60/40的相对摩尔比例的重复单元J’-A与J’-D(PEEK/PEDEK)。优选地，重复单元J’-A和J’-D的总和占PAEK中重复单元的至少60mol％、70mol％、80mol％、90mol％、95mol％、99mol％。在一些方面，重复单元J’-A和J’-D表示PAEK中的所有重复单元。
最优选地，PAEK是PEEK。 PEEK是从美国苏威特种聚合物有限责任公司可商购的。
任选的聚芳醚酮(PAEK)有利地以基于组合物中所有聚合物的组合重量的至多约30wt.％的量存在。
优选地，该聚芳醚酮(PAEK)以基于该聚合物组合物的总重量在从0wt.％至约25t.％，优选从5wt.％至20wt.％范围内的量存在。
其他任选成分
在一些实施例中，该聚合物组合物包括二氧化钛(TiO2)。二氧化钛(TiO2)的量优选地在从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6pph至15pph的范围内。
二氧化钛(TiO2)的量可以是至多约25phr、优选至多约20phr、优选至多约20phr、优选至多约15phr、优选至多约10phr、优选至多约8phr、优选至多约6phr。
该聚合物组合物可以进一步任选地包含附加的添加剂，如紫外光稳定剂(例如从巴斯夫公司(BASF)可获得的234)、热稳定剂、抗氧化剂、颜料、加工助剂、润滑剂、阻燃剂、和/或导电添加剂如炭黑或碳纳米原纤。
该聚合物组合物还可以进一步包含如聚醚酰亚胺和/或聚碳酸酯的其他聚合物。
该聚合物组合物可以进一步包含阻燃剂如含卤素和不含卤素的阻燃剂。
制造聚合物组合物的方法
该聚合物组合物可以通过以下方式制造：熔融混合聚苯砜(PPSU)、聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物(SiPC)、和任选的成分如除该聚苯砜(PPSU)之外的聚(芳醚砜)(PAES)、聚(芳醚酮)(PAEK)、以及二氧化钛(TiO2)以提供熔融混合物，接着是挤出并冷却该熔融混合物。
示例性实施例还包括通过向所述组合物中添加如本文所描述的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物(SiPC)来增加包含聚苯砜(PPSU)的组合物的耐化学性和/或冲击强度的方法。
在此描述的组合物有利地以粒料的形式提供，其可以用于本领域已知的注塑模制或挤出工艺中。
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，它们是通过注塑模制或挤出模制制成的。注塑模制是优选的方法。
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)的表面功能化或这些的任何组合。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制品
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以下大的制品清单，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、挤出或其他成型工艺生产。
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制品或者更经常地可以包含两个或更多个部件。“骨架”指的是结构部件，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。
用于制造成形制品的方法
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)的成形制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塑模制、挤出、注塑模制、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，注塑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)以使该制品脱模。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制品不同尺寸和形状的所述零件。所述标准形状的制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塑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。
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/或抗冲击性，并且可能还提供装置的各种内部部件和/或部分或全部移动电子装置壳体(例如外部外壳)的安装位置，同时保证在部件之间的电绝缘/电屏障。在一些实施例中，该聚合物组合物可具有至少300焦耳/米(“J/m”)、优选至少400J/m、优选至少约450J/m、优选至少约500J/m、优选至少约550J/m、优选至少约600J/m、优选至少约650J/m的悬梁臂缺口冲击强度。在一些方面，该聚合物组合物具有范围从约400J/m至约800J/m、优选约450J/m至约800J/m、优选约500J/m至约800J/m、优选约550J/m至约800J/m、优选约600J/m至约800J/m的悬梁臂缺口冲击强度。如实例中进一步描述的，可以使用悬梁臂缺口冲击测试根据ASTM D256标准来测量抗冲击性。
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。在此类设置中，塑料部件的暴露部分可以与包括但不限于与移动电子装置相互作用的人体部分的外部环境接触。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。耐沾染性可以通过确定用沾染剂(例如芥末)沾染该聚合物组合物的模制样品之前和之后的CIE L*、a*和b*值的变化(ΔE＝sqrt((ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2))来测量。耐沾染性的测量在以下实例中详细描述。在一些实施例中，使用以下实例中所描述的芥末测试，该聚合物组合物可以具有不大于约3、优选不大于约2.5、优选不大于约2.0、优选不大于约1.5、优选不大于约1.0、优选不大于约0.7.的ΔE。
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临界应变，在样品在应力下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开裂或龟裂所需的最低应变。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)。临界应变的防晒剂测试和测量在以下实例中进一步描述。
这些聚合物组合物还具有希望的可着色性和/或白度。在一些实施例中，该聚合物组合物具有范围从约88.0至约98.0、优选从约90.0至约98.0、优选从约91.0至约98.0、优选从约91.0至约96.0、优选从约91.0至约95.0的CIE L*值。在一些实施例中，该聚合物组合物具有至少约90.0、优选至少约91.0、优选至少约92.0的CIE L*值。
在一些实施例中，该聚合物组合物具有范围从约-2.0至约+2.0、优选从约-1.0至约+1.0、优选从约-0.5至约+0.5、优选从约-0.5至约0、优选从约-0.2至约0的CIE a*值。
在一些实施例中，该聚合物组合物具有从约-2.0至约+6.0、优选从约0至约+6.0、优选从约0至约+4.0、优选从约+1.0至约+4.0、优选从约+2.0至约+4.0的CIE b*值。
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.％硫酸持续24小时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5MPa、优选不大于约4MPa、优选不大于约3MPa、优选不大于约2MPa、优选不大于约1MPa的拉伸强度上的差异。
在一些实施例中，该聚合物组合物可以表现出不大于约0.10GPa、优选不大于约0.09GPa、0.08GPa、0.07GPa、0.06GPa、0.05GPa、0.04GPa、最优选不大于约0.03GPa的拉伸模量上的差异。
在一些实施例中，该聚合物组合物可以表现出不大于约20％、优选不大于约15％、优选不大于约10％的断裂拉伸伸长率上的差异。
例如，该聚合物组合物可以表现出不小于约450J/m的悬梁臂缺口冲击、大于或等于2.0％的防晒霜测试临界应变、小于或等于约2.2的芥末沾染ΔE、以及范围从约90.0至约95.0的CIE颜色L*的组合。
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
现在将参考以下实例更详细地描述本发明，这些实例的目的仅是说明性的并且不旨在限制本发明的范围。
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14-20g/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。
聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物(PC-PDMS共聚物)–等级：从出光化学品公司(Idemitsu Chemical Co.)可获得的 AG1760。
聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物(PC-PDMS共聚物)–等级：从出光化学品公司(Idemitsu Chemical Co.)可获得的 RC1760。
二氧化钛(TiO2)–等级：从克隆那斯公司(Kronos Corp)可获得的2233。
从巴斯夫公司可获得的234。
共混物制备
实例和对比实例的聚合物共混物通过首先将聚合物成分在干燥烘箱中干燥至少16小时来制备。将PPSU在300℃的温度下干燥，而将PC和SiPC在175°F的温度下干燥。干燥后，将每个实例的成分翻转共混持续约20分钟。然后使用具有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熔融混配每种配制品。将机筒段2至12和模口加热至如下设定点温度：
机筒2：345℃
机筒4-6：365℃
机筒7：360℃
机筒8：350℃
机筒9-12：340℃
模口：340℃
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30-35lb/hr范围内的吞吐率进料。该挤出机以大约200RPM的螺杆速度操作。用650-700mm汞的真空度在机筒区10处施加真空。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的粒料。
注塑模制
用实例配制品进行注射模制以生产用于机械性能测试的3.2mm(0.125英寸)厚的ASTM拉伸和挠曲样品。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：
后区：330℃
中间区：330℃
前区：335℃
喷嘴：335℃
模具：140℃
机械、颜色和耐化学性测试
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：悬梁臂缺口抗冲击性。
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，则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。抵抗防晒霜的耐化学性(防晒剂测试)通过将Banana SPF30广谱防晒霜施用于被安装到抛物线挠曲夹具上的ASTM挠曲棒上来进行测试，这些抛物线挠曲夹具将塑料材料上施加的应变从接近零改变至2.0％。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的环境室中老化72小时，之后将组件从室中取出，并检查安装在应变夹具上的挠曲棒的任何开裂或龟裂的迹象。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。抵抗沾染的颜色稳定性是通过在模制原样的I型ASTM拉伸棒与在65℃的温度和90％的相对湿度下的受控湿度和温度室中暴露于芥末持续72小时的棒之间根据CIE Lab方案测量ΔE色差来评估的。
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，然后测试拉伸特性。将在该酸暴露之前和之后的拉伸特性作为材料承受具有金属和塑料部件零件的组合的移动装置制造中通常应用的阳极化步骤的能力的指示进行评估，其中塑料材料暴露于阳极化浴中的化学条件-典型地包括各种强酸性环境。
芥末沾染测试是通过以下方式进行的：将至少1mm厚的一层品牌黄色芥末施加到I型ASTM拉伸试样，之后将经涂覆的试样在65℃和90％的相对湿度下的温度和湿度受控的室中老化持续24小时的一段时间。在芥末暴露之后，将这些零件用水冲洗并且用干燥擦除器(dry eraser)通过摩擦进行清洁。然后对这些试样的CIE L*、a*和b*颜色坐标进行测试并且与相同共混物组合物的原始模制原样的试样相比，对颜色的ΔE进行测量。在经暴露的试样与模制原样的对照试样之间的ΔE为3.0或更小被认为是优异的耐沾染性。
结果
实例和对比实例的特性测试数据在下表1中示出。
如表1中所示，当在共混物中使用SiPC嵌段共聚物代替PC时，抗冲击性大大增强。实例的所有配制品在延性断裂模式下表现出至少450J/m的悬梁臂缺口抗冲击性，然而对比实例的材料在脆性断裂下表现出仅115J/m的悬梁臂缺口抗冲击性。
芥末耐沾染性结果示出了根据本发明的所有配制品–对比实例以及实例--表现出由小于3个单位的ΔE值所证明的优异的耐沾染性。
出人意料地且出乎意料地发现，与其中将标准PC在组合物的25wt.％的相同低水平下用于配制品中的共混物相比，包含SiPC的共混物的防晒剂耐化学性显著增强。
配制品的耐酸性(其是对于阳极化浴耐受性的代用品)在所有情况下是非常良好的，在酸处理后的强度和模量(刚度)上没有显著变化，仅观察到断裂伸长率的轻微降低。
配制品的白度在所有情况下是优异的，其中L*(明度刻度)值在90-95的范围内，并且其中色度坐标(a*+b*)的组合绝对值小于4个单位。尽管所有配制品表现出由高L*值所证明的优异的明度，但利用 RC1760SiPC的实例2的明度比利用标准PC的对比实例的明度稍高。该结果也是出人意料的且出乎意料的，因为没有预期到使用SiPC产生与包括PC和相同量的TiO2的对比实例相比的改进的白度。
也没有预期到包含SiPC的本发明的组合物相对于标准PC将表现出与PPSU更强的相容性程度。的确，SiPC嵌段共聚物的聚二甲基硅氧烷组分与PPSU非常不相容。因此，预期与标准PC均聚物相比，SiPC共聚物将与PPSU更不相容。同样地，也将预期这些共混物具有低劣的特性。然而，出人意料地且出乎意料地发现，有可能配制表现出增强的抗冲击性和耐化学性的组合、同时保持优异的白度和耐沾染性的根据本发明的组合物。
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。

Claims (15)

1.一种聚合物组合物，包含：
-至少一种聚(芳醚砜)(PAES)聚合物，
其中该至少一种聚(芳醚砜)(PAES)包含聚苯砜(PPSU)，以及
-至少一种聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物(SiPC)。
2.如权利要求1所述的聚合物组合物，进一步包含至少一种除该聚苯砜(PPSU)之外的聚(芳醚砜)(PAES)聚合物，优选聚醚砜(PES)、聚砜(PSU)、或其组合。
3.如权利要求1至2中任一项所述的聚合物组合物，进一步包含至少一种聚(芳醚酮)(PAEK)。
4.如权利要求1至3中任一项所述的聚合物组合物，进一步包含二氧化钛(TiO2)。
5.如权利要求1至4中任一项所述的聚合物组合物，其中，该至少一种聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物(SiPC)包含：
-聚碳酸酯嵌段，这些嵌段具有式(L)的重复单元：
其中：
X表示键、具有1至8个碳原子的亚烷基、具有2至8个碳原子的烷叉基、具有5至15个碳原子的亚环烷基、具有5至15个碳原子的环烷叉基、-S-、-SO-、-SO2-、-O-或-CO-；
R3表示卤素、具有1-20个碳原子的烷基、或芳基；以及
n是范围从0至4的整数，以及
-聚硅氧烷嵌段，这些嵌段具有式(M)的重复单元：
其中：
R4和R5独立地表示氢、卤素、烃基或卤素取代的烃基，并且
R6和R7独立地表示具有芳香核的有机残基，m是范围从约5至大于100的整数。
6.如权利要求5所述的聚合物组合物，其中，X是基团
–C(CH3)(CH3)-。
7.如权利要求5和6中任一项所述的聚合物组合物，其中，R4和R5是甲基。
8.如权利要求5至7中任一项所述的聚合物组合物，其中，R6和R7独立地表示3-(邻羟苯基)亚丙基、2-(对羟苯基)亚乙基或由下式表示的基团：
9.如权利要求5至8中任一项所述的聚合物组合物，其中：
-式(M)中的部分-O-R6-是具有下式的基团：
以及
-式(M)中的部分-R7-O-是具有下式的基团：
其中Y是氢、烃基、或卤素取代的烃基，优选甲氧基。
10.如权利要求1至9中任一项所述的聚合物组合物，其中，聚苯砜(PPSU)的量基于该聚合物组合物的总重量在从约60wt.％至约90wt.％的范围内。
11.如权利要求1至10中任一项所述的聚合物组合物，其中，该至少一种聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物(SiPC)在基于该聚合物组合物的总重量的约5wt.％至约45wt.％的范围内存在。
12.如权利要求1至11中任一项所述的聚合物组合物，其中，该至少一种聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物(SiPC)在基于该聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物(SiPC)和该聚苯砜(PPSU)的组合重量的约10wt.％至约40wt.％的范围内存在。
13.一种成形制品，包含如权利要求1至12中任一项所述的聚合物组合物。
14.一种移动电子装置，包括至少一个结构件，该至少一个结构件包含如权利要求1至12中任一项所述的聚合物组合物。
15.如权利要求1至12中任一项所述的聚合物组合物，其中，该聚合物组合物表现出不小于约450J/m的悬梁臂缺口冲击(ASTM D-256)、大于或等于2.0％的防晒剂测试临界应变、以及范围从约90.0至约95.0的CIE颜色L*的组合。
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