CN113166527B - 具有高硬度的热塑性组合物和其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种挤出热塑性组合物，其包括：(a)约20重量％至约75重量％陶瓷纤维组分；(b)约15重量％至约70重量％聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)组分，所述PBT组分包括高分子量PBT和低分子量PBT；(c)约5重量％至约23重量％聚碳酸酯组分；以及(d)约1重量％至约10重量％增容剂组分。还描述了制造所述挤出热塑性组合物的方法。

Description

具有高硬度的热塑性组合物和其制造方法
技术领域
本公开涉及热塑性组合物，尤其涉及具有高陶瓷纤维含量以及良好的强度和伸长性质的挤出热塑性组合物。
背景技术
挤出热塑性材料的性质大致上受聚合物基质分子量的影响，并且在材料包括纤维的情况下，其也会受最终模塑部件中的残余纤维长度的影响。双螺杆挤出工艺可以有效地将纤维分散在聚合物熔体中，但是，挤出机机筒内部极高的剪切应力会极大地破环纤维，导致残留纤维长度减小。当使用脆性纤维(如α-氧化铝纤维)进行加工时，这种效果更加明显。此外，高剪切混合会产生过多的热量，这会破坏基质中的聚合物链。
长纤维热塑性(LFT)化合物(如SABIC VERTONTM和PolyOne OnForceTM)已用于形成具有更长残留纤维长度的组合物；然而，如果纤维长度太长，则该组合物的熔体流动特征受到不利影响，使得进一步的下游工艺，如注塑非常困难。通常需要特殊的工具或模具设计来容纳这些组合物。此外，由于在拉挤成型工艺中聚合物熔体在模块中的停留时间通常很长，因此基质聚合物经常降解，从而进一步降低了组合物的性质。
本公开的各方面则解决了这些和其它缺点。
发明内容
本公开的各方面涉及挤出热塑性组合物，其包括：(a)约20重量％至约75重量％陶瓷纤维组分；(b)约15重量％至约70重量％聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)组分，所述PBT组分包括高分子量PBT和低分子量PBT；(c)约5重量％至约23重量％聚碳酸酯组分；以及(d)约1重量％至约10重量％增容剂组分。
本公开的各方面进一步涉及制造热塑性组合物的方法，其包括：
a)将以下组合以形成混合物：包括高分子量PBT和低分子量PBT的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)组分；聚碳酸酯组分；以及增容剂组分；
b)在挤出条件下将该混合物挤出以形成所述热塑性组合物，所述挤出条件在少于70秒的停留时间下，对所述热塑性组合物施加小于约90瓦时/千克(W-Hr/kg)的比能，或在少于少于60秒或少于少于45秒的停留时间下，对所述热塑性组合物施加小于约150瓦时/千克的比能；以及
c)在步骤(a)期间或在步骤(b)期间将陶瓷纤维组分添加到所述混合物中。
所述挤出热塑性组合物包括：
i)约20重量％至约75重量％陶瓷纤维组分；
ii)约15重量％至约70重量％包括高分子量PBT和低分子量PBT的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)组分；
iii)约5重量％至约23重量％聚碳酸酯组分；以及
iv)约1重量％至约10重量％增容剂组分。
附图说明
在不一定按比例绘制的图式中，相同数字在不同视图中可以描述相同组分。具有不同字母后缀的相同标号可表示相同组分的不同实例。图式借助于实例而非限制性地总体上说明本文件中所讨论的各种实施例。
图1是显示根据本公开的各方面的热塑性组合物的PBT分子量相对于比能的图。
图2是显示根据本公开的各方面的热塑性组合物的PC分子量相对于比能的图。
图3是显示根据本公开的各方面的热塑性组合物的艾氏缺口冲击强度相对于比能的图。
图4是显示根据本公开的各方面的热塑性组合物的艾氏无缺口冲击强度相对于比能的图。
图5是显示根据本公开的各方面的热塑性组合物的断裂伸长率相对于比能的图。
图6是显示在本公开的实例中描述的组合物(1号)的聚合物基质内的纤维粘附的SEM图像。
图7是显示在本公开的实例中描述的组合物(2号)的聚合物基质内的纤维粘附的SEM图像。
图8是显示在本公开的实例中描述的组合物(6号)的聚合物基质内的纤维粘附的SEM图像。
具体实施方式
通过参考以下本公开的具体实施方式及其中所包括的实例，可以更容易地理解本公开。在各种方面中，本公开涉及挤出热塑性组合物，其包括：(a)约20重量％至约75重量％陶瓷纤维组分；(b)约15重量％至约70重量％聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)组分，所述PBT组分包括高分子量PBT和低分子量PBT；(c)约5重量％至约23重量％聚碳酸酯组分；以及(d)约1重量％至约10重量％增容剂组分。在某些方面，在对挤出热塑性组合物施加小于约90瓦时/千克的比能的条件下挤出热塑性组合物。已经发现在这些条件下挤出的热塑性组合物具有改善的纤维长度和聚合物分子量(Mw)保持力，这使得组合物具有改善的机械性质，包括但不限于冲击强度和伸长率。
在公开和描述本公开化合物、组合物、制品、系统、设备和/或方法之前，应理解，除非另外指定，否则它们不限于特定的合成方法，或除非另外指定，否则不限于特定的试剂，因此它们当然可以进行改变。还应理解，本文中所使用的术语仅出于描述特定方面的目的，并非旨在具有限制性。
本公开涵盖本公开的要素的各种组合，例如来自附属于同一独立权利要求的附属权利要求的要素的组合。
此外，应理解，除非另外明确陈述，否则本文中阐述的任何方法绝非旨在理解为要求以特定次序执行其步骤。因此，在方法权利要求实际上不叙述其步骤所遵循的顺序或者在权利要求书或说明书中没有另外具体地说明步骤被限制为特定顺序的情况下，绝不旨在任何方面推断顺序。这适用于任何可能的非明确解释基础，包括：关于步骤安排或操作流程的逻辑问题；由语法组织或标点符号得出的简单含义；以及说明书中所描述的方面的数目或类型。
本文中提及的所有公开案均以引用的方式并入本文中，从而公开和描述与所列公开案相关的方法和/或材料。
定义
还应理解，本文中所使用的术语仅出于描述特定方面的目的，并非旨在具有限制性。如说明书中和权利要求书中所使用的，术语“包含”可以包括“由……组成”和“基本上由……组成”的方面。除非另外定义，否则本文所使用的所有技术术语和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。在本说明书和随后的权利要求中，将参考应在本文中定义的许多术语。
在说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一(a/an)”以及“所述”包括复数指示物，除非上下文另外清楚地指明。因此，例如，提及“聚碳酸酯”包括两种或更多种聚碳酸酯聚合物的混合物。
如本文所用，术语“组合”包括掺合物、混合物、合金、反应产物和其类似物。
范围可以在本文中表达为从一个值(第一值)至另一值(第二值)。当表达这样的范围时，所述范围在一些方面包括第一值和第二值中的一个或两个。类似地，当通过使用先行词“约”来将值表达为近似值时，应理解，所述特定值形成了另一方面。应进一步理解，每个范围的端点在与另一端点相关以及独立于另一端点的情况下都是有效的。还应理解，本文公开了多个值，并且每个值在本文中还被公开为“约”为除了所述值本身之外的所述特定值。例如，如果公开值“10”，那么还公开“约10”。还应理解，还公开两个特定单元之间的每个单元。例如，如果公开了10和15，那么还公开了11、12、13和14。
如本文所用，术语“约”和“处于或约”意指所论述的量或值可以是特指值、近似特指值或约与特指值相同。通常应理解，如本文所用，除非另外指示或推断，否则标称值指示±10％的变化。所述术语旨在传达：类似值促进权利要求中所叙述的等效结果或作用。也就是说，应理解，量、大小、调配物、参数和其它数量和性质不是并且不必是精确的，而是根据需要可以是近似的和/或更大或更小，从而反映公差、转换因子、舍入、测量误差等以及本领域的技术人员已知的其它因素。一般来说，量、大小、配方、参数或其它数量或特征是“约”或“近似”，无论是否明确陈述如此。应理解，当在定量值之前使用“约”时，除非另外具体陈述，否则参数还包括特定的定量值本身。
如本文所用，术语“任选的”或“任选地”是指随后描述的事件或情形可以或可以不发生，并且所述描述包括所述事件或情形发生的情况以及所述事件或情形不发生的情况。例如，短语“任选的添加剂材料”意指添加剂材料可以或不可以包括在热塑性组合物中，并且所述描述包括包含添加剂材料的热塑性组合物且包括不包含添加剂材料的热塑性组合物。
公开用于制备本公开的组合物的组分以及在本文公开的方法中使用的组合物本身。本文公开了这些和其它材料，并且应当理解，当公开了这些材料的组合、子集、相互作用、组等时，尽管不能明确地公开这些化合物的各种不同个别和集体组合和排列的具体参考，但本文具体考虑和描述了每一种。例如，如果公开和讨论了特定化合物，并且讨论了可能对包括化合物的多个分子做出的多种改性，则除非具体地相反地指明，否则具体地设想化合物中每个组合及排列和可能的改性。因此，如果公开一类分子A、B和C以及一类分子D、E和F并公开组合分子A-D的实例，那么即使每个并未单独地叙述，其仍单独地且共同地被涵盖，从而意味着视为公开组合A-E、A-F、B-D、B-E、B-F、C-D、C-E和C-F。同样，还公开了这些组合的任何子集或组合。因此，例如，视为公开了A-E、B-F和C-E的子群组。此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公开组合物的方法中的步骤。因此，如果存在可执行的各种额外步骤，那么应理解，可在本公开的方法的方面中的任何特定方面或其组合的情况下执行这些额外步骤中的每个。
在说明书和结尾的权利要求书中对组合物或制品中的特定要素或组分的重量份的提及，指示组合物或制品中要素或组分与任何其它要素或组分之间的重量关系，对此表达为重量份。因此，在含有2重量份的组分X和5重量份的组分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含有另外的组分都以此类比率存在。
除非具体相反地陈述，否则组分的重量百分比是按包括所述组分的配制物或组合物的总重量计的。
如本文所用，可互换使用的术语“BisA”、“BPA”或“双酚A”是指具有由下式表示的结构的化合物：
Figure GDA0003063994590000051
BisA也可以由名称4,4'-(丙烷-2,2-二基)二酚；p,p'-异亚丙基双酚；或2,2-双(4-羟苯基)丙烷提及。BisA的CAS号为80-05-7。
如本文所用，“聚碳酸酯”是指寡聚物或聚合物，其包括通过碳酸酯键连接的一种或多种二羟基化合物(例如二羟基芳香族化合物)的残基；其还涵盖均聚碳酸酯、共聚碳酸酯和(共)聚酯碳酸酯。
在整个说明书中，关于聚合物的成分所使用的术语“残基”和“结构单元”是同义的。
除非另外规定，否则如本文所用的术语“重量百分比”，“重量％(wt％)”和“重量％(wt.％)”可互换使用，指示按组合物总重量计的给定组分的重量百分比。即除非另外规定，否则所有重量％值均按组合物的总重量计。应当理解，所公开的组合物或调配物中所有组分的重量％值的总和等于100。
除非在本文中另外相反地陈述，否则所有测试标准在提交本申请时都是最新有效标准。
本文公开的材料中的每种材料是可商购获得的和/或其生产方法是本领域的技术人员已知的。
应理解，本文公开的组合物具有某些功能。本文公开针对进行所公开功能的某些结构要求，并且应理解，存在可以进行与所公开结构相关的相同功能的各种结构，并且这些结构通常会实现相同的结果。
热塑性组合物
本公开的各方面涉及热塑性组合物，其包括：(a)约20重量％至约75重量％陶瓷纤维组分；(b)约15重量％至约70重量％聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)组分，所述PBT组分包括高分子量PBT和低分子量PBT；(c)约5重量％至约23重量％聚碳酸酯组分；以及(d)约1重量％至约10重量％增容剂组分。所有组分的组合重量百分比值不超过100重量％，并且所有重量百分比值都按所述挤出热塑性组合物的总重量计。
所述组合物可包括约5重量％至约23重量％、或约5重量％至约15重量％、或约5重量％至约12重量％、或约3重量％至约12重量％任何合适的聚碳酸酯组分。在某些方面，聚碳酸酯组分可以包括任何聚碳酸酯材料或材料的混合物，例如，如美国专利第7,786,246中所叙述，出于公开各种聚碳酸酯组合物和方法的特定目的，其全部内容并入本文中。在一些方面，聚碳酸酯是包括衍生自双酚A的重复单元的均聚物。聚碳酸酯可包括聚碳酸酯单体，如但不限于2-苯基-3,3'-双(4-羟基苯基)苄甲内酰胺(PPPBP)和二甲基双酚环己烷(DMBPC)。
在特定方面，聚碳酸酯是包括衍生自双酚A、癸二酸、聚硅氧烷、间苯二甲酸酯对苯二甲酸间苯二酚(ITR)、磷酸酯或其组合的重复单元的聚碳酸酯共聚物。示例性聚碳酸酯共聚物包括但不限于聚碳酸酯-硅氧烷共聚物(如可购自沙特基础工业公司(SABIC)的EXL树脂)、间苯二甲酰基和对苯二甲酰基间苯二酚(ITR)聚酯-碳酸酯(如可购自沙特基础工业公司的SLX树脂)、高流动性高热量聚碳酸酯共聚物(如可购自沙特基础工业公司的XHT树脂)、寡聚膦酸酯(如可购自FRX聚合物公司(FRX Polymers,Inc.)的FRX树脂)。聚碳酸酯可被封端，并且可包括但不限于以下封端剂：1,1',1",-参(4'-羟基苯基)乙烷(THPE)和对羟基苯甲腈(HBN)。确切地说，HBN封端的聚碳酸酯(如可购自沙特基础工业公司的CFR聚碳酸酯树脂)可有助于热塑性组合物的阻燃性(FR)性能。聚碳酸酯可包括消费后再循环的聚碳酸酯。在一个实例中，聚碳酸酯组分是
在一些方面，组合物包括约15重量％至约70重量％PBT组分，在一些方面，所述PBT组分包括高分子量PBT和低分子量PBT。在其它方面，组合物包括约15重量％至约35重量％、或约10重量％至约70重量％、或约10重量％至约50重量％、或约15重量％至约50重量％、或约15重量％至约45重量％包括高分子量PBT和低分子量PBT的PBT组分(按所述热塑性组合物的总重量计)。
如本文所用，PBT可以与聚(1,4-对苯二甲酸丁二醇酯)互换使用。PBT是聚酯的一种类型。包括聚(亚烷基二羧酸酯)、液晶聚酯和聚酯共聚物的聚酯可以适用于本公开所公开的热塑性组合物。组合物中可包括任何合适的高分子量PBT和低分子量PBT。如本文所用，高分子量PBT是Mw大于约100,000克/摩尔(g/mol)的PBT，而低分子量PBT是Mw小于约70,000克/摩尔的PBT。高分子量PBT和低分子量PBT也可参考PBT的固有粘度(IV)来描述。高Mw PBT的IV可大于约1.0分升/克(dL/g)，而低Mw PBT的IV可小于约0.8dL/g。聚对苯二甲酸丁二醇酯可包括化学上未循环的PBT，如可购自沙特基础工业公司的VALOXTM树脂。合适的高Mw PBT是可购自沙特基础工业公司的VALOXTM树脂315。合适的低Mw PBT是也可购自沙特基础工业公司的VALOXTM树脂195。在一些方面，PBT组分中高Mw PBT与低Mw PBT的比率为约15:85至约35:65。在其它方面，PBT组分中高Mw PBT与低Mw PBT的比率为约20:80至约25:75。在各种实例中，高分子量PBT可以按组合物的总重量计的约1重量％至约10重量％、或约2重量％至约12重量％、或约3重量％至约15重量％的量存在。低分子量PBT可以按组合物的总重量计的约8重量％至约20重量％、或约2重量％至约25重量％、或约8重量％至约30重量％、或约10重量％至约25重量％的量存在。
在一些方面，热塑性组合物包括约20重量％至约75重量％，或在特定方面，约50重量％至约75重量％、或约30重量％至约75重量％、或约45重量％至约75重量％陶瓷纤维组分。陶瓷纤维由于其以下性质而越来越多地用于一些组合物中：高强度和超高的硬度、极低的热膨胀性、耐火性、电绝缘性和超过2,000℃的耐高温性。与其它常见的增强纤维相比，陶瓷纤维(如3MTM Nextel 610α-氧化铝)在370吉帕斯卡(GPa)下具有较高的长丝拉伸模量，远高于在9.7GPa下的无碱玻璃纤维(E-glass fiber)，在89GPa下的S玻璃纤维和甚至在240GPa下的碳纤维。而且，碳纤维是导电的并且干扰电磁信号的传输，并且玻璃纤维具有相对较高的5至10的介电常数(Dk)。相比之下，陶瓷纤维是电绝缘的，且其在9.5吉兆赫(GHz)下的Dk较低，为约4.7，且因此是一种用于生产用于薄壁应用的超硬复合材料的理想的增强纤维，其中无线电传输很重要。在本公开的某些方面，所述组合物不含或基本上不含玻璃纤维填料。
陶瓷纤维组分可以包括任何合适类型的陶瓷纤维。在某些方面，陶瓷纤维包括但不限于氧化铝、多晶氧化铝、硅酸铝和其组合。在特定方面，陶瓷纤维组分包括短切陶瓷纤维，如可购自3MTM的Nextel 610，其为1/4英寸(6毫米(mm))短切陶瓷氧化纤维。在一些方面，陶瓷纤维的拉伸模量为至少约150吉帕斯卡(GPa)。在其它方面，陶瓷纤维的拉伸模量为约150GPa至约500GPa，或约150GPa至约300GPa。在一个实例中，陶瓷纤维是阿尔法-氧化铝(α-氧化铝)。
在一些方面，热塑性组合物可包括酯交换淬灭剂。可以包括酯交换淬灭剂作为加工助剂，并且可以帮助防止聚碳酸酯和PBT之间的酯交换反应。在另一方面，酯交换淬灭剂是含磷稳定剂。在仍另一方面，酯交换淬灭剂包括含磷稳定剂。在又另一方面，酯交换淬灭剂是酸性磷酸盐，例如磷酸单锌、磷酸二氢钠、磷酸氢钾、磷酸氢钙、焦磷酸钠和其混合物。在更进一步的方面，酯交换淬灭剂包括亚磷酸酯化合物，例如具有通式P-(OR')3的亚磷酸酯化合物，其中每个R'是相同或不同的且独立地表示氢、烷基、芳基或其任何混合物，其条件是R'基团中的至少一者是氢或烷基。说明性地，这些包括但不限于亚磷酸二苯基异癸酯、亚磷酸二异辛基酯、亚磷酸二月桂基酯、亚磷酸二苯酯、苯基二异癸基亚磷酸酯、乙基己基二苯基亚磷酸酯、硬脂基亚磷酸酯和其混合物。在又另一方面，酯交换淬灭剂包括IB族或IIB族磷酸盐，如磷酸锌。在另一方面，酯交换淬灭剂包括磷氧酸，如亚磷酸、磷酸、聚磷酸或次磷酸。
在另一方面，含磷稳定剂选自磷酸锌、亚磷酸二苯基异癸酯、磷酸单钠和焦磷酸钠以及其混合物。在仍另一方面，含磷稳定剂是磷酸锌。
在另一方面，酯交换淬灭剂选自酸性磷酸盐、第IB族磷酸盐、第IIB族磷酸盐、磷含氧酸和其混合物。在仍另一方面，酯交换淬灭剂是酸性磷酸盐。在又另一方面，酯交换淬灭剂选自第IB族磷酸盐和第IIB族磷酸盐。在更进一步方面，酯交换淬灭剂是磷酸单锌。在仍另一方面，酯交换淬灭剂是磷含氧酸。酯交换淬灭剂可以是硬脂酸钠。在特定方面，酯交换淬灭剂可包括但不限于酸性磷酸盐、第IB族磷酸盐、第IIB族磷酸盐、磷含氧酸和其组合。
当包括上述时，酯交换淬灭剂可以大于约0重量％至约1重量％的量存在于热塑性组合物中。
除前述组分以外，所公开的热塑性组合物可任选地包括余量的一种或多种通常并入这种类型的热塑性组合物中的添加剂材料，其条件是添加剂经选择以便不会显著不利地影响热塑性组合物的所要性质。可以使用添加剂的组合。可以在混合组分以形成组合物的期间，在适当时间混合此类添加剂。可以存在于所公开的热塑性组合物中的添加剂材料的示例性和非限制性实例包括抗冲击改性剂、抗氧化剂、着色剂、脱模剂、染料、流动促进剂、流动改性剂、光稳定剂、润滑剂、离型剂、颜料、淬灭剂、热稳定剂、紫外线UV吸收剂、UV反射剂、UV稳定剂、环氧树脂扩链剂、阻燃剂和其组合。
在一些方面，组合物包括1重量％至约10重量％、或约2重量％至约8重量％、或约2重量％至约6重量％增容剂组分。在某些方面，增容剂组分是乙烯/丙烯酸烷基酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物增容剂组分。乙烯/丙烯酸烷酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物增容剂组分可包括但不限于乙烯丙烯酸甲酯甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯丙烯酸乙酯甲基丙烯酸缩水甘油酯和其组合。在特定方面，乙烯/丙烯酸烷基酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物增容剂组分是可购自阿科玛(Arkema)的PC/三元共聚物共混物，如LotaderTMAX8900。
在某些方面，在对组合物施加小于约90瓦时/千克的比能的条件下挤出热塑性组合物。比能是对挤出电动机输入到每千克待加工材料中的功率量的测量值。分两步确定比能：(1)确定施加的功率；(2)计算比能(SE)。根据以下公式计算施加的功率：
kW(施加)＝(电动机额定功率(kW))*(％扭矩)*(运行之rpm/最大rpm*.97(齿轮箱效率))
其中kW是千瓦，而rpm是以每分钟转数为单位的螺杆速度。
然后根据以下公式计算比能：
比能＝kW(施加)/挤出流量速率(以千克/小时(kg/hr)为单位)
比能可以以瓦时/千克(W-Hr/kg)为单位报告。较低的比能表明较少的机械能被施加于组合物，而较大的比能表明较多的能量被施加于组合物。关于比能的额外信息可以在例如雷普卡(Repka)，兰利(Langley)和迪农齐奥(DiNunzio)(编)，《熔体挤出材料，技术和药品设计(Melt Extrusion Materials,Technology and Drug Product Design)》，2013年，XII，第2章中找到，所述文献的公开内容通过引用全文的方式并入本文。因此，可以通过改变上述一个或多个变量来改变施加到挤出组合物上的比能的量，所述变量包括但不限于螺杆速度和挤出流量(通过量)速率。
停留时间(聚合物保留在挤出机中的时间)也可以影响挤出热塑性组合物的性质。因此，在一些方面，所述挤出热塑性组合物是在少于70秒的停留时间下对所述组合物施加小于约90瓦时/千克的比能的条件下被挤出在某些方面，可以增加在挤出过程中施加于组合物的比能，并减少组合物在挤出机中的停留时间，并获得具有良好性质的挤出组合物。因此，在特定方面在少于少于60秒的停留时间下，或在其它方面在少于少于45秒的停留时间下，在对所述组合物施加小于约150瓦时/千克的比能的条件下挤出热塑性组合物。
已经发现，本文所述的热塑性组合物的一些性质可以通过降低挤出过程中施加于组合物的比能来改善。这些性质包括但不限于聚碳酸酯组分的较高分子量Mw、较长的陶瓷纤维长度、较高的强度(例如通过艾氏缺口和/或无缺口冲击强度证明)和较高的断裂伸长率。
因此，在一些方面，在少于约60秒的停留时间下，在对组合物施加小于约90瓦时/千克或小于约150瓦时/千克的比能的条件下挤出的热塑性组合物具有如通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的分子量，所述分子量比在常规挤出条件下的对挤出热塑性组合物施加大于90瓦时/千克(例如，约95瓦时/千克)的比能挤出的基本相同的挤出热塑性组合物的分子量高至少30％。在其它方面，在少于少于60秒的停留时间下，在对组合物施加小于约90瓦时/千克或小于约150瓦时/千克的比能的条件下挤出的热塑性组合物具有如通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的分子量，所述分子量比在常规挤出条件下的对挤出热塑性组合物施加大于90瓦时/千克(例如，约95瓦时/千克)的比能挤出的基本相同的挤出热塑性组合物的分子量高约30％至约100％，或高约30％至约70％。
在某些方面，在少于少于60秒的停留时间下，在对组合物施加小于约90瓦时/千克或小于约150瓦时/千克的比能的条件下挤出的热塑性组合物的陶瓷纤维组分包括陶瓷纤维，所述陶瓷纤维的纤维长度比在常规挤出条件下的对挤出热塑性组合物施加约95瓦时/千克的比能被挤出的基本相同的挤出热塑性组合物的陶瓷纤维的纤维长度高至少4％。在某些方面，在少于60秒的停留时间下，在对组合物施加小于约90瓦时/千克或小于约150瓦时/千克的比能的条件下挤出的热塑性组合物的陶瓷纤维组分包括陶瓷纤维，其纤维长度比在常规挤出条件下的对挤出热塑性组合物施加约95瓦时/千克的比能被挤出的基本相同的挤出热塑性组合物的纤维长度高约4％至约30％，或高约4％至约25％。
在特定方面，在少于60秒的停留时间下，在对组合物施加小于约90瓦时/千克或小于约150瓦时/千克的比能的条件下挤出的热塑性组合物具有如根据ASTM D256测试的艾氏缺口冲击强度，所述艾氏缺口冲击强度比在常规挤出条件下的对挤出热塑性组合物施加约95瓦时/千克的比能被挤出的基本相同的挤出热塑性组合物的艾氏缺口冲击强度高至少25％。在某些方面，在少于60秒的停留时间下，在对组合物施加小于约90瓦时/千克或小于约150瓦时/千克的比能的条件下挤出的热塑性组合物具有如根据ASTM D256测试的缺口悬臂梁氏冲击强度，所述艾氏缺口冲击强度比在常规挤出条件下的对挤出热塑性组合物施加约95瓦时/千克的比能被挤出的基本相同的挤出热塑性组合物的缺口悬臂梁氏冲击强度高约5％至约150％，或高约25％至约125％。
在一些方面，在少于60秒的停留时间下，在对组合物施加小于约90瓦时/千克或小于约150瓦时/千克的比能的条件下挤出的热塑性组合物具有如根据ASTM D638测试的断裂伸长率，所述断裂伸长率比在常规挤出条件下的对挤出热塑性组合物施加约95瓦时/千克的比能被挤出的基本相同的挤出热塑性组合物的断裂伸长率高至少15％。在其它方面，在少于60秒的停留时间下，在对组合物施加小于约90瓦时/千克或小于约150瓦时/千克的比能的条件下挤出的热塑性组合物具有如根据ASTM D638测试的断裂伸长率，所述断裂伸长率比在常规挤出条件下的对挤出热塑性组合物施加约95瓦时/千克的比能被挤出的基本相同的挤出热塑性组合物的断裂伸长率高约15％至约200％，或高约15％至约150％。
根据本公开的各方面的热塑性组合物还可对各种化学品具有良好的耐化学性，所述多种化学品包括但不限于脂肪族和芳香族有机溶剂，如在防晒剂中发现的那些。
制品的制造
在某些方面，本公开涉及包括热塑性组合物的成形制品、成型制品或模制制品。可以通过如下所述的各种方式将热塑性组合物模制成有用的成形制品。
由根据本公开的热塑性组合物形成的制品可包括但不限于壳体、外壳或内部结构组件：用于蜂窝通信设备的扬声器；智能手表；手持式便携式智能设备；能量储存设备；通信设备；计算机设备；电磁干扰设备；印刷电路；Wi-Fi设备；蓝牙设备；GPS设备；蜂窝天线设备；智能电话设备；无线通信设备；结构化媒体外壳；天线隐藏外壳；用于网络装备的外壳；电子设备的结构组件；便携式计算设备；手持式电子设备；汽车设备；医疗设备；传感器设备；安全设备；屏蔽设备；RF天线设备；发光二极管(LED)设备；或RFID设备。
在特定方面，制品是用于蜂窝通信设备的扬声器壳体、用于智能手表的壳体、用于手持便携式智能设备的壳体或用于能量储存设备的壳体。蜂窝通信设备可以包括智能电话。能量储存设备可以包括电池。
制造包括热塑性组合物的制品的方法
可以根据任何常规方法形成包括根据本文所述方面的热塑性组合物的制品。在一些方面，制品是挤出模制、注射模制、压缩模制、热成型、包覆模制或用金属或复合层压插入物插入模制的。
如果是挤出模制的，那么本文所述的一种或任何前述组分可以首先被干式共混在一起，接着从一个进料器或多进料器进料到挤出机中，或从一个进料器或多进料器分开进料到挤出机中。一种或任何前述组分可以首先被与彼此干式共混，或与前述组分的任何组合干式共混，接着从一个进料器或多进料器进料到挤出机中，或从一个进料器或多进料器分开进料到挤出机中。组分可以从喉式料斗(throat hopper)或任何侧进料器(sidefeeder)进料到挤出机中。
本公开中使用的挤出机可以具有单螺杆、多螺杆、啮合型同向旋转或反向旋转螺杆、非啮合型同向旋转或反向旋转螺杆、往复螺杆、锥形螺杆、具有销钉的螺杆、具有筛子的螺杆、具有销钉的机筒、辊、柱塞、螺旋转子、共捏合机(co-kneader)、磁盘组加工器(disc-pack processor)、各种其它类型的挤出装备或包括前述组件中的至少一者的组合。在特定方面，挤出机是同向旋转双螺杆挤出机。
如果期望的话，包括前述组分的混合物可以经历多次共混和成型步骤。举例来说，热塑性组合物可以首先被挤出并成型为球粒。球粒可以接着被进料到模制机中，在模制机中，其可以成型为任何期望的形状或产品。或者，产自单一熔融共混器的热塑性组合物可以被成型为薄片或股束，并且经历挤出后工艺，如退火、单轴或双轴定向。
在其中制品被挤出模制的特定方面，一种用于制造热塑性组合物的方法包括：组合热塑性组合物的组分以形成混合物；在挤出机的进料喉处添加混合物，并在挤出机中将混合物混配；并将混合物挤出到模具中以形成制品。在其它方面，可以根据常规方法将热塑性组合物的一种或多种组分(例如，陶瓷纤维组分)添加到挤出机中的下游处。
具体而言，对于本文所述的热塑性组合物，制造热塑性组合物的方法包括：
a)将以下组合以形成混合物：包括高分子量PBT和低分子量PBT的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)组分；聚碳酸酯组分；以及增容剂组分；
b)在挤出条件下将该混合物挤出以形成热塑性组合物，所述挤出条件在少于70秒的停留时间下，对热塑性组合物施加小于约90瓦时/千克(W-Hr/kg)的比能，或在少于60秒或少于45秒的停留时间下，对热塑性组合物施加小于约150瓦时/千克的比能；以及
c)在步骤(a)期间或在步骤(b)期间将陶瓷纤维组分添加到所述混合物中。
所述挤出热塑性组合物包括：
i)约20重量％至约75重量％陶瓷纤维组分；
ii)约15重量％至约70重量％包括高分子量PBT和低分子量PBT的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)组分；
iii)约5重量％至约23重量％聚碳酸酯组分；以及
iv)约1重量％至约10重量％增容剂组分。
所有组分的组合重量百分比值不超过100重量％，并且所有重量百分比值都按所述热塑性组合物的总重量计。
在特定方面，可能需要在挤出步骤(步骤(b))中，以及在特定方面在挤出机的下游，将陶瓷纤维组分添加到混合物中，使得陶瓷纤维仅穿过挤出机机筒一段短距离。在这些方面，陶瓷纤维组分应尽早添加到挤出机中，以使纤维与熔融聚合物基质充分混合，但为了最大程度地减少纤维在机筒内的磨损或断裂应尽可能晚地添加。与较早地在挤出机中或甚至在挤出之前(例如，在上述步骤(a)期间)具有陶瓷纤维相比，以这种方式添加的陶瓷纤维可以具有更长的纤维长度(更少的纤维磨损)。
根据本文所述方法形成的热塑性组合物和由其形成的制品可以具有上述任何组分和性质。
本公开涵盖本公开的要素的各种组合，例如来自附属于同一独立权利要求的附属权利要求的要素的组合。
本公开的各方面
在各个方面中，本公开涉及并包括至少以下方面。
方面1A.一种挤出热塑性组合物，其包含：
a)约20重量％至约75重量％陶瓷纤维组分；
b)约15重量％至约70重量％聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)组分，所述PBT组分包含高分子量PBT和低分子量PBT；
c)约5重量％至约23重量％聚碳酸酯组分；以及
d)约1重量％至约10重量％增容剂组分，
其中
所有组分的组合重量百分比值不超过100重量％，并且
所有重量百分比值均按所述挤出热塑性组合物的总重量计。
方面1B.一种挤出热塑性组合物，其基本上由以下组成：
a)约20重量％至约75重量％陶瓷纤维组分；
b)约15重量％至约70重量％聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)组分，所述PBT组分包含高分子量PBT和低分子量PBT；
c)约5重量％至约23重量％聚碳酸酯组分；以及
d)约1重量％至约10重量％增容剂组分，
其中
所有组分的组合重量百分比值不超过100重量％，并且
所有重量百分比值均按所述挤出热塑性组合物的总重量计。
方面1C.一种挤出热塑性组合物，其由以下组成：
a)约20重量％至约75重量％陶瓷纤维组分；
b)约15重量％至约70重量％聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)组分，所述PBT组分包含高分子量PBT和低分子量PBT；
c)约5重量％至约23重量％聚碳酸酯组分；以及
d)约1重量％至约10重量％增容剂组分，
其中
所有组分的组合重量百分比值不超过100重量％，并且
所有重量百分比值均按所述挤出热塑性组合物的总重量计。
方面2.根据方面1A至1C所述的挤出热塑性组合物，其中所述聚碳酸酯组分是包含衍生自双酚A的重复单元的均聚物，是包含衍生自双酚A、癸二酸、聚硅氧烷、间苯二甲酸酯对苯二甲酸酯间苯二酚(ITR)、磷酸酯或其组合的重复单元的聚碳酸酯共聚物。
方面3.根据方面1或2所述的挤出热塑性组合物，其中所述陶瓷纤维组分的拉伸模量为至少150GPa。
方面4.根据方面1至3中任一项所述的挤出热塑性组合物，其中所述陶瓷纤维组分包含氧化铝。
方面5.根据权利要求1至4中任一项所述的挤出热塑性组合物，其进一步包含酯交换淬灭剂。
方面6.根据方面5所述的挤出热塑性组合物，其中所述酯交换淬灭剂选自由以下组成的群组：酸性磷酸盐；第IB族磷酸盐；第IIB族磷酸盐；磷含氧酸；和其组合。
方面7.根据方面5或6所述的挤出热塑性组合物，其中所述酯交换淬灭剂包含磷酸单锌。
方面8.根据方面5至7中任一项所述的挤出热塑性组合物，其中所述酯交换淬灭剂以大于约0重量％至约1重量％的量存在。
方面9.根据方面1至8中任一项所述的挤出热塑性组合物，其进一步包含添加剂材料，所述添加剂材料选自由以下组成的群组：抗冲击改性剂；抗氧化剂；着色剂；脱模剂；染料；流动促进剂；流动改性剂；光稳定剂；润滑剂；离型剂；颜料；淬灭剂；热稳定剂；UV吸收剂；UV反射剂；UV稳定剂；环氧树脂扩链剂；阻燃剂；和其组合。
方面10.根据方面1至9中任一项所述的挤出热塑性组合物，其中所述挤出热塑性组合物是在对所述挤出热塑性组合物施加小于约90瓦时/千克的比能的条件下被挤出。
方面11.根据方面10所述的挤出热塑性组合物，其中所述挤出热塑性组合物中的所述聚碳酸酯组分具有如通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的分子量，所述分子量比在对所述挤出热塑性组合物施加大于90瓦时/千克的比能的常规挤出条件下被挤出的基本相同的挤出热塑性组合物中的聚碳酸酯组分的分子量高至少30％。
方面12.根据方面1至11中任一项所述的挤出热塑性组合物，其中所述挤出热塑性组合物是在少于70秒的停留时间下对所述组合物施加小于约90瓦时/千克的比能的条件下被挤出。
方面13.根据方面1至11中任一项所述的挤出热塑性组合物，其中所述挤出热塑性组合物在少于60秒的停留时间下，在对所述挤出热塑性组合物施加小于约150瓦时/千克的比能的条件下挤出。
方面14.根据方面10至13中任一项所述的挤出热塑性组合物，其中所述挤出热塑性组合物的所述陶瓷纤维组分包含陶瓷纤维，所述陶瓷纤维的纤维长度比在对所述挤出热塑性组合物施加约95瓦时/千克的比能的常规挤出条件下被挤出的基本相同的挤出热塑性组合物的陶瓷纤维的纤维长度高至少4％。
方面15.根据方面10至14中任一项所述的挤出热塑性组合物，其中所述挤出热塑性组合物具有如根据ASTM D256所测试的艾氏缺口冲击强度，所述艾氏缺口冲击强度比在对所述挤出热塑性组合物施加约95瓦时/千克的比能的常规挤出条件下被挤出的基本相同的挤出热塑性组合物的艾氏缺口冲击强度高至少25％。
方面16.根据方面10至15中任一项所述的挤出热塑性组合物，其中所述挤出热塑性组合物具有如根据ASTM D638所测试的断裂伸长率，所述断裂伸长率比在对所述挤出热塑性组合物施加约95瓦时/千克的比能的常规挤出条件下被挤出的基本相同的挤出热塑性组合物的断裂伸长率高至少15％。
方面17A.一种制造热塑性组合物的方法，其包含：
a)将以下组合以形成混合物：包含高分子量PBT和低分子量PBT的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)组分；聚碳酸酯组分；以及增容剂组分；
b)在少于70秒的停留时间下对所述热塑性组合物施加小于约90瓦时/千克的比能或在少于60秒的停留时间下对所述组合物施加小于约150瓦时/千克的比能的挤出条件下将所述混合物挤出以形成所述热塑性组合物；以及少于60秒
c)在步骤(a)期间或在步骤(b)期间将陶瓷纤维组分添加到所述混合物中，
其中
所述挤出热塑性组合物包含：
i)约20重量％至约75重量％陶瓷纤维组分；
ii)约15重量％至约70重量％聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)组分，所述PBT组分包含高分子量PBT和低分子量PBT；
iii)约5重量％至约23重量％聚碳酸酯组分；以及
iv)约1重量％至约10重量％增容剂组分，
所有组分的组合重量百分比值不超过100重量％，并且
所有重量百分比值均按所述热塑性组合物的总重量计。
方面17B.一种制造热塑性组合物的方法，所述方法基本上由以下组成：
a)将以下组合以形成混合物：包含高分子量PBT和低分子量PBT的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)组分；聚碳酸酯组分；以及增容剂组分；
b)在少于70秒的停留时间下对所述热塑性组合物施加小于约90瓦时/千克的比能或在少于60秒的停留时间下对所述组合物施加小于约150瓦时/千克的比能的挤出条件下将所述混合物挤出以形成所述热塑性组合物；以及少于60秒
c)在步骤(a)期间或在步骤(b)期间将陶瓷纤维组分添加到所述混合物中，
其中
所述挤出热塑性组合物包含：
i)约20重量％至约75重量％陶瓷纤维组分；
ii)约15重量％至约70重量％聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)组分，所述PBT组分包含高分子量PBT和低分子量PBT；
iii)约5重量％至约23重量％聚碳酸酯组分；以及
iv)约1重量％至约10重量％增容剂组分，
所有组分的组合重量百分比值不超过100重量％，并且
所有重量百分比值均按所述热塑性组合物的总重量计。
方面17C.一种制造热塑性组合物的方法，所述方法由以下组成：
a)将以下组合以形成混合物：包含高分子量PBT和低分子量PBT的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)组分；聚碳酸酯组分；以及增容剂组分；
b)在少于70秒的停留时间下对所述热塑性组合物施加小于约90瓦时/千克的比能或在少于60秒的停留时间下对所述组合物施加小于约150瓦时/千克的比能的挤出条件下将所述混合物挤出以形成所述热塑性组合物；以及少于60秒
c)在步骤(a)期间或在步骤(b)期间将陶瓷纤维组分添加到所述混合物中，
其中
所述挤出热塑性组合物包含：
i)约20重量％至约75重量％陶瓷纤维组分；
ii)约15重量％至约70重量％聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)组分，所述PBT组分包含高分子量PBT和低分子量PBT；
iii)约5重量％至约23重量％聚碳酸酯组分；以及
iv)约1重量％至约10重量％增容剂组分，
所有组分的组合重量百分比值不超过100重量％，并且
所有重量百分比值均按所述热塑性组合物的总重量计。
方面18.根据方面17所述的方法，其中所述聚碳酸酯组分是包含衍生自双酚A的重复单元的均聚物，是包含衍生自双酚A、癸二酸、聚硅氧烷、间苯二甲酸酯对苯二甲酸酯间苯二酚(ITR)、磷酸酯或其组合的重复单元的聚碳酸酯共聚物。
方面19.根据方面17或18所述的方法，其中所述陶瓷纤维组分的拉伸模量为至少150GPa。
方面20.根据方面17至19中任一项所述的方法，其中所述陶瓷纤维组分包含氧化铝。
方面21.根据方面17至20中任一项所述的方法，其进一步包含酯交换淬灭剂。
方面22.根据方面21所述的方法，其中所述酯交换淬灭剂选自由以下组成的群组：酸性磷酸盐；第IB族磷酸盐；第IIB族磷酸盐；磷含氧酸；和其组合。
方面23.根据方面21或22所述的方法，其中所述酯交换淬灭剂包含磷酸单锌。
方面24.根据方面21至23中任一项所述的方法，其中所述酯交换淬灭剂以大于约0重量％至约1重量％的量存在。
方面25.根据方面17至24中任一项所述的方法，其进一步包含添加剂材料，所述添加剂材料选自由以下组成的群组：抗冲击改性剂；抗氧化剂；着色剂；脱模剂；染料；流动促进剂；流动改性剂；光稳定剂；润滑剂；离型剂；颜料；淬灭剂；热稳定剂；UV吸收剂；UV反射剂；UV稳定剂；环氧树脂扩链剂；阻燃剂；和其组合。
方面26.根据方面17至25所述的方法，其中所述挤出热塑性组合物中的所述聚碳酸酯组分具有如通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的分子量，所述分子量比在约60秒的停留时间下，在对所述挤出热塑性组合物施加大于约95瓦时/千克的比能的常规挤出条件下被挤出的基本相同的挤出热塑性组合物中的聚碳酸酯组分的分子量高至少30％。
方面27.根据方面17至26中任一项所述的方法，其中所述挤出热塑性组合物的所述陶瓷纤维组分包含陶瓷纤维，所述陶瓷纤维的纤维长度比在约60秒的停留时间下，在对所述挤出热塑性组合物施加约95瓦时/千克的比能的常规挤出条件下被挤出的基本相同的挤出热塑性组合物的陶瓷纤维的纤维长度高至少4％。
方面28.根据方面17至27中任一项所述的方法，其中所述挤出热塑性组合物具有如根据ASTM D256所测试的艾氏缺口冲击强度，所述艾氏缺口冲击强度比在约60秒的停留时间下，在对所述挤出热塑性组合物施加约95瓦时/千克的比能的常规挤出条件下被挤出的基本相同的挤出热塑性组合物的艾氏缺口冲击强度高至少25％。
方面29.根据方面17至28中任一项所述的方法，其中所述挤出热塑性组合物具有如根据ASTM D638所测试的断裂伸长率，所述断裂伸长率比在约60秒的停留时间下，在对所述挤出热塑性组合物施加约95瓦时/千克的比能的常规挤出条件下被挤出的基本相同的挤出热塑性组合物的断裂伸长率高至少15％。
方面30.一种制品，其包含根据方面1至29中任一项所述的热塑性组合物。
方面31.一种根据方面30所述的制品，其中所述制品是用于以下的壳体、外壳或内部结构组件：用于蜂窝通信设备的扬声器；智能手表；手持式便携智能设备；能量储存设备；通信设备；计算机设备；电磁干扰设备；印刷电路；Wi-Fi设备；蓝牙设备；GPS设备；蜂窝天线设备；智能电话设备；无线通信设备；结构化媒体外壳；天线隐藏外壳；用于网络装备的外壳；电子设备的结构组件；便携式计算设备；手持式电子设备；汽车设备；医疗设备；传感器设备；安全设备；屏蔽设备；RF天线设备；LED设备；或RFID设备。
实例
提出以下实例以便向所属领域的技术人员提供如何制造和评估本文所要求的化合物、组合物、制品、设备和/或方法的完整公开和描述，并且旨在单纯作为示例而非意图限制本公开。已经做出努力来确保关于数字(例如，量、温度等)的准确性，但应考虑一些误差和偏差。除非另外指明，否则份数是重量份，温度以℃为单位或在环境温度下，并且压力处于或接近大气压。除非另外指明，否则提及组合物的百分比是就重量％而言的。
存在许多反应条件变化和组合，例如组分浓度、期望溶剂、溶剂混合物、温度、压力，以及可以用于优化从所述工艺获得的产物纯度和产出的其它反应范围和条件。将仅需要合理和常规的实验来优化此类工艺条件。
表1中列出的组分包括在本文所述的一种或多种组合物中：
表1-组分
Figure GDA0003063994590000191
具体组合物A至E包括图2中所示的组分。包括陶瓷纤维的实例组合物A至C；包括玻璃纤维的比较组合物D和E：
表2-组合物
Figure GDA0003063994590000201
组合物A至E用表3A和3B中列出的加工条件形成，并具有列出的性质：
表3A-由各种挤出条件形成的组合物
Figure GDA0003063994590000211
表3B-由各种挤出条件形成的组合物
Figure GDA0003063994590000221
根据表3A和3B中列出的数据，可以进行许多观察。随着聚合物分子量的增加，拉伸伸长率增加。较高的聚合物Mw还有利于冲击性质，包括缺口和艾氏无缺口冲击性质。
参考图1至5，可以评估比能对实例A组合物(1至8)的各种性质的影响。如图1中所示，组合物中PBT的Mw通常不受挤出期间施加到组合物的比能的影响。在图2中可以看到PCMw的更清楚的趋势；较低的比能挤出(小于90瓦时/千克)引起较高的PC Mw，表明较少的聚合物断裂。值得注意的是，以相对高的比能水平(146瓦时/千克)被挤出、但仅具有42秒停留时间(与全部被加工超过60秒的其它组合物形成对比)的组合物8号具有相对高的PBT和PCMw值。这种情况表明只要减少组合物在挤出机中的停留时间，就可以将较高的比能施加至挤出物中。
如图3和4中所示，如果将较低的比能(小于90瓦时/千克)施加至挤出物中，那么艾氏缺口和无缺口冲击强度可以得到改善。应注意，这些图式显示，即使在较高的比能下(但伴随较短的驻留时间)，组合物8号仍具有相对高的冲击强度。
断裂伸长率在图5中示出，图5还显示了在较低的比能(小于90瓦时/千克)下伸长率改善的趋势。与其它结果一致，组合物8号也具有良好的伸长率性能。
如双螺杆挤出工艺的挤出工艺由于机筒内部极高的剪切力而使纤维剧烈地断裂并缩短了纤维长度。举例来说，常规的短切无碱玻璃纤维(chopped E-glass fiber)在加工之前具有约3至6毫米(mm)的纤维长度，但是在加工之后具有仅约0.3mm的残留纤维长度。此外，陶瓷纤维，如α-Al2O3陶瓷纤维是一种高度结晶的矿物，其本质上非常脆。纤维长度在挤出期间会更明显地断裂，从而不利地影响材料性质，特别是抗冲击性能。从上面呈现的数据中可以明显看出，通过在挤出期间对组合物施加小于约90瓦时/千克的比能，纤维长度保留率、聚合物Mw、抗冲击性和伸长率性质可以得到改善。
组合物1号、2号和6号的扫描电子显微镜(SEM)图像分别显示在图6至8中。如图6(组合物1号)中所示，纤维表面绝大部分是干净的，表明纤维与聚合物的粘合性差。另外，纤维与聚合物基质之间的间隙显而易见，进一步证明粘合性差。如通过干净/扁平的破裂横截面所证明，以非常高的比能被挤出的图7(组合物2号)显示出更好的纤维粘合性，但是可能由于分子量降低，聚合物基质是脆性的。最后，显示伴随高生产率和低温的复合工艺的图8(组合物6号)具有大大改善的纤维粘合性，这有助于解释这一组合物的改善的机械性质(例如，拉伸伸长率和抗冲击性)。
根据数据，确定了生产高性能复合材料的加工条件；如有利于分子量和纤维长度保留率的加工条件，从而改善了机械性质。另外，包括陶瓷纤维的组合物(具有极高的硬度)表现出非常高的弹性模量，使其适合于非常苛刻的应用，如但不限于非常薄壁的电子设备。
以上描述意在为说明性的而非限制性的。例如，上述实例(或其一个或多个方面)可以彼此结合使用。如本领域的一般技术人员在审阅以上描述之后可以使用其它方面。提供摘要以允许读者快速确定本技术公开的性质。基于其将不被用于解释或者限制权利要求书的范围或者含义的理解提交所述摘要。而且，在以上具体实施方式中，可将各种特征分组在一起以简化本公开。不应将这一情况解释为意图未要求保护的公开特征对于任何权利要求来说是必需的。相反，本发明主题可在于比特定公开方面的全部特点要少。因此，所附权利要求书特此作为实例或方面并入具体实施方式中，其中每一权利要求作为单独方面单独存在，并且在此考虑了这类方面可以与彼此组合成各种组合或排列。本公开的范围应参考所附权利要求书以及此权利要求书所授予的同等物的完整范围来确定。

Claims (11)

1.一种挤出热塑性组合物，其包含：
a)20重量％至75重量％陶瓷纤维组分；
b)15重量％至70重量％聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)组分，所述PBT组分包含高分子量PBT和低分子量PBT；
c)5重量％至23重量％聚碳酸酯组分；以及
d)1重量％至10重量％增容剂组分，
其中
所述挤出热塑性组合物是在少于70秒的停留时间下对所述挤出热塑性组合物施加小于90瓦时/千克的比能或在少于60秒的停留时间下对所述组合物施加小于150瓦时/千克的比能的条件下被挤出的，
所有组分的组合重量百分比值不超过100重量％，并且
所有重量百分比值均按所述挤出热塑性组合物的总重量计。
2.根据权利要求1所述的挤出热塑性组合物，其中所述聚碳酸酯组分包含：(a)包含衍生自双酚A的重复单元的均聚物；或(b)包含衍生自双酚A、癸二酸、聚硅氧烷、间苯二甲酸酯对苯二甲酸酯间苯二酚(ITR)、磷酸酯或其组合的重复单元的聚碳酸酯共聚物。
3.根据权利要求1所述的挤出热塑性组合物，其中所述陶瓷纤维组分包含氧化铝。
4.根据权利要求1所述的挤出热塑性组合物，其进一步包含选自由以下组成的群组的酯交换淬灭剂：酸性磷酸盐；第IB族磷酸盐；第IIB族磷酸盐；磷含氧酸；和其组合。
5.根据权利要求4所述的挤出热塑性组合物，其中所述酯交换淬灭剂以大于0重量％至1重量％的量存在。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的挤出热塑性组合物，其进一步包含添加剂材料，所述添加剂材料选自由以下组成的群组：抗冲击改性剂；抗氧化剂；着色剂；脱模剂；染料；流动促进剂；流动改性剂；光稳定剂；润滑剂；离型剂；颜料；淬灭剂；热稳定剂；UV吸收剂；UV反射剂；环氧树脂扩链剂；阻燃剂；和其组合。
7.根据权利要求1所述的挤出热塑性组合物，其中所述挤出热塑性组合物中的所述聚碳酸酯组分具有如通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的分子量，所述分子量比在对所述挤出热塑性组合物施加大于90瓦时/千克的比能的常规挤出条件下被挤出的对照挤出热塑性组合物中的聚碳酸酯组分的分子量高至少30％。
8.根据权利要求1所述的挤出热塑性组合物，其中所述挤出热塑性组合物具有如根据ASTM D256所测试的艾氏缺口冲击强度(notched Izod impact strength)，所述艾氏缺口冲击强度比在对所述挤出热塑性组合物施加95瓦时/千克的比能的常规挤出条件下被挤出的对照挤出热塑性组合物的艾氏缺口冲击强度高至少25％。
9.根据权利要求1所述的挤出热塑性组合物，其中所述挤出热塑性组合物具有如根据ASTM D638所测试的断裂伸长率，所述断裂伸长率比在对所述挤出热塑性组合物施加95瓦时/千克的比能的常规挤出条件下被挤出的对照挤出热塑性组合物的断裂伸长率高至少15％。
10.一种制造挤出热塑性组合物的方法，其包含：
a)将以下组合以形成混合物：聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)组分，其包含高分子量PBT和低分子量PBT；聚碳酸酯组分；以及增容剂组分；
b)在少于70秒的停留时间下对所述热塑性组合物施加小于90瓦时/千克的比能或在少于60秒的停留时间下对所述组合物施加小于150瓦时/千克的比能的挤出条件下将所述混合物挤出以形成所述挤出热塑性组合物；以及
c)在步骤(a)期间或在步骤(b)期间将陶瓷纤维组分添加到所述混合物中，其中
所述挤出热塑性组合物包含：
i)20重量％至75重量％所述陶瓷纤维组分；
ii)15重量％至70重量％所述聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)组分，所述PBT组分包含所述高分子量PBT和所述低分子量PBT；
iii)5重量％至23重量％所述聚碳酸酯组分；以及
iv)1重量％至10重量％所述增容剂组分，
所述挤出热塑性组合物的所述陶瓷纤维组分包含陶瓷纤维，所述陶瓷纤维的纤维长度比在对所述挤出热塑性组合物施加95瓦时/千克的比能的常规挤出条件下被挤出的对照挤出热塑性组合物的陶瓷纤维的纤维长度高至少4％，
所有组分的组合重量百分比值不超过100重量％，并且
所有重量百分比值均按所述热塑性组合物的总重量计。
11.一种制品，其包含根据权利要求1至5中任一项所述的热塑性组合物，其中所述制品是用于以下的壳体、外壳或内部结构组件：用于蜂窝通信设备的扬声器；智能手表；手持式便携式智能设备；能量储存设备；通信设备；计算机设备；电磁干扰设备；印刷电路；Wi-Fi设备；蓝牙设备；GPS设备；蜂窝天线设备；智能电话设备；无线通信设备；结构化媒体外壳；天线隐藏外壳；用于网络装备的外壳；电子设备的结构组件；便携式计算设备；手持式电子设备；汽车设备；医疗设备；传感器设备；安全设备；屏蔽设备；RF天线设备；LED设备；或RFID设备。
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