CN116888216B - 具有高介电常数、高耐热性和改善的机械性质的热塑性组合物以及因此的成形制品 - Google Patents

具有高介电常数、高耐热性和改善的机械性质的热塑性组合物以及因此的成形制品 Download PDF

Info

Publication number
CN116888216B
CN116888216B CN202180094134.2A CN202180094134A CN116888216B CN 116888216 B CN116888216 B CN 116888216B CN 202180094134 A CN202180094134 A CN 202180094134A CN 116888216 B CN116888216 B CN 116888216B
Authority
CN
China
Prior art keywords
thermoplastic composition
ppo
weight
composition
styrene
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202180094134.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116888216A (zh
Inventor
宋士杰
汪剑
杜垠龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SABIC Global Technologies BV
Original Assignee
SABIC Global Technologies BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SABIC Global Technologies BV filed Critical SABIC Global Technologies BV
Publication of CN116888216A publication Critical patent/CN116888216A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116888216B publication Critical patent/CN116888216B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L71/00Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L71/08Polyethers derived from hydroxy compounds or from their metallic derivatives
    • C08L71/10Polyethers derived from hydroxy compounds or from their metallic derivatives from phenols
    • C08L71/12Polyphenylene oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/30Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/49Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/52Phosphorus bound to oxygen only
    • C08K5/524Esters of phosphorous acids, e.g. of H3PO3
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L25/00Compositions of, homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L25/02Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08L25/04Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08L25/06Polystyrene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L53/00Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L53/02Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers of vinyl-aromatic monomers and conjugated dienes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2237Oxides; Hydroxides of metals of titanium
    • C08K2003/2241Titanium dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/30Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
    • C08K2003/3009Sulfides
    • C08K2003/3036Sulfides of zinc
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/014Additives containing two or more different additives of the same subgroup in C08K
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00Applications
    • C08L2203/20Applications use in electrical or conductive gadgets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C08L2205/035Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

热塑性组合物包括:(a)约10重量%至60重量%的第一聚亚苯基氧化物PPO;(b)约0.5重量%至约10重量%的具有低的聚合度和当使用粘度计在25℃在氯仿中测量时在0.1dl/g和0.3dl/g之间的粘度的第二PPO;(c)约0.5重量%至约10重量%的通用聚苯乙烯GPPS,(d)约0.5重量%至约10重量%的抗冲改性剂;和(e)约30重量%至约70重量%的无机陶瓷填料。所述第一PPO与所述第二PPO对聚苯乙烯的比为1:1至6:1。所有组分的组合重量百分数值不超过100重量%,并且所有重量百分数值均基于所述组合物的总重量计。

Description

具有高介电常数、高耐热性和改善的机械性质的热塑性组合 物以及因此的成形制品
技术领域
本公开内容涉及表现出高介电常数和低耗散因子的材料,并且特别是涉及用于移相(相移、相位位移,phase shift)天线应用的这些性质的基于聚亚苯基氧化物(聚苯醚,polyphenylene oxide)的材料。
背景技术
本文中描述的为对基站的移相有用的材料。移相器是基站中的关键部件。移相器包括改变输入信号的相位(phase)的电子装置。移相器可远程倾斜或调整天线的传输角。移相器以多种不同的方式设计和制造。经常,期望具有高介电常数dK和低耗散因子DF性质的特种工程塑料。聚苯基醚(polyphenyl ether)例如聚亚苯基氧化物PPO由于其优异的介电性质而代表了生产这种塑料的有用的基础树脂。常规地,将PPO与不同加载量的陶瓷填料一起配混以满足不同的移相器设计。然而,PPO可能受到一些加工缺点的困扰。
因此,本领域中仍然需要表现出高介电常数(DK)、超低介电损耗角正切(DF)、高耐热性、易于加工和强机械性质的材料。
发明内容
本领域的上述和其它不足通过包含如下的热塑性组合物来满足:(a)约10重量%至60重量%的第一聚亚苯基氧化物PPO;(b)约0.5重量%至约10重量%的具有低的聚合度和当使用粘度计在25℃在氯仿中测量时在0.1dl/g和0.3dl/g之间的粘度的第二PPO;(c)约0.5重量%至约10重量%的通用聚苯乙烯GPPS,(d)约0.5重量%至约10重量%的抗冲改性剂;和(e)约30重量%至约70重量%的无机陶瓷填料。所述第一PPO与所述第二PPO对聚苯乙烯的比为1:1至6:1。所有组分的组合重量百分数值不超过100重量%,并且所有重量百分数值均基于所述组合物的总重量计。
通过如下具体实施方式、实施例和声明来举例说明上述和其它特征。
具体实施方式
通过参考期望的实施方式的如下详细描述和包括在其中的实施例可更容易地理解本公开内容。在如下说明和所附权利要求中,将参考具有如下含义的多个术语。
移相器为基站中的关键部件。移相器可包括介电板(电介质板,dielectricplate)。移相器经常包括具有高介电常数dK和低耗散因子DF性质的特种工程塑料。聚亚苯基氧化物PPO由于其优异的介电性质而是生产这种塑料的有用的基础树脂。常规地,将PPO与不同加载量的陶瓷填料一起配混以满足不同的移相器设计。然而,PPO可能受到一些加工缺点的困扰。PPO本身非常难以进行熔体加工,并且经常与聚苯乙烯PS共混以得到期望的熔体流动性。不幸的是,这种共混策略可能牺牲最终塑料组合物的耐热性,因为PS的玻璃化转变温度仅为90℃。现代移相器设计同时需要高Dk、高HDT和高熔体流动性。传统组合物已经满足不了这样苛刻的要求。
美国公布的专利申请No.US20180258282公开了包含聚(亚芳基醚)、通用聚苯乙烯、抗冲改性剂和陶瓷填料的复合物,其表现出不同的Dk值,同时保持低耗散因子。然而,这些复合物没有表现出足够高的耐热性。
中国专利申请No.CN108164973A公开了包含聚-对-亚苯基氧化物、耐冲击性聚苯乙烯(HIPS)、高介电填充剂、抗氧化剂和润滑剂的高介电聚苯基醚材料。然而,这些复合物没有表现出足够高的耐热性以及改善的延展性和高流动性。
美国公布的专利申请No.US20090054553A1公开了介电填料和热塑性聚合物。一些聚亚乙基醚未被公开。这些复合物不具有抗冲改性剂,并且没有表现出足够高的耐热性或低的介电损耗以及改善的延展性和高流动性。
欧洲专利No.EP 3546409公开了包括如下的组合物:包括聚-对-亚苯基氧化物的聚合物基础树脂、导热填料、和介电陶瓷填料。
中国专利No.CN 110698839公开了包括如下的高介电常数聚苯基醚/高抗冲聚苯乙烯组合物:高粘度和低粘度聚亚苯基氧化物树脂、高抗冲聚苯乙烯树脂、和高介电常数填料。
中国专利No.CN 110776729公开了包括如下的阻燃组合物:高粘度和低粘度聚亚苯基氧化物(聚-对-亚苯基氧化物)、和高抗冲聚苯乙烯树脂。
欧洲专利No.3591004公开了包括如下的热塑性组合物:聚(对-亚苯基氧化物);聚苯乙烯树脂;和抗冲改性剂,包括聚碳酸酯-硅氧烷共聚物、聚烯烃-硅氧烷共聚物、或其组合。
美国公布的专利申请No.2003125478公开了聚合物树脂和低特性粘度聚(亚芳基醚)。
因此,尽管PPO/GPPS共混物为具有介电性质的合适组合物,但本公开内容结合了PPO树脂、GPPS、抗冲改性剂和陶瓷填料的特定组合以优化Dk、Df、耐热性和延展性。本文中提供了表现出高介电常数和低耗散因子以及保持的热变形温度(即大于170℃的热变形温度)的基于聚亚苯基氧化物的材料。
根据本文中描述的任意方法制备的制品也在本公开内容的范围内。例如,可使用本公开内容的材料和方法生产的制品包括电场中的那些制品,例如计算机、天线和照明制品。
在公开和描述本发明的配混物、组合物、制品、系统、装置和/或方法之前,应理解,除非另有说明,否则它们不限于特定的合成方法,或者除非另有说明,否则不限于特定的试剂,因为这当然可以变化。还应理解,本文中使用的术语仅用于描述具体方面的目的,且不意图是限制性的。
本公开内容涵盖本公开内容的要素的各种组合,例如,来自从属于相同独立权利要求的从属权利要求的要素的组合。
此外,应理解,除非另有明确说明,否则决不意图将本文中阐述的任意方法解释为要求以特定顺序执行其步骤。因此,在方法权利要求实际上没有叙述其步骤所要遵循的顺序或者在权利要求或说明书中没有另外具体说明步骤要限于特定顺序的情况下,决不意图在任意方面推断出顺序。这适用于任意可能的非明示的解释基础,包括:关于步骤或操作流程的排列的逻辑问题;从语法组织或标点符号衍生出的普通含义;以及说明书中描述的实施方式的数量或类型。
热塑性组合物
本公开内容的方面涉及至少包含含有聚亚苯基氧化物(PPO)和聚苯乙烯(PS)的基础树脂、抗冲改性剂和陶瓷填料的热塑性组合物。
在多个方面,本公开内容提供可用于制造可调节天线的传输角的移相器的复合材料。已经评估了这些材料的介电性质,例如尤其是在从约1GHz和120GHz的频率下的介电常数Dk和耗散因子Df。这些材料表现出一定的介电性质,同时保持期望地高的热变形温度(即大于170℃)。
聚亚苯基氧化物
所公开的组合物可包含聚(亚芳基醚)例如聚亚苯基氧化物PPO。当通过凝胶渗透色谱法测定时,聚(亚芳基)醚可具有约3000至约30000g/mol(克/摩尔)的数均分子量和约30000至约60000g/mol的重均分子量。当在25℃在氯仿中测量时,聚(亚芳基醚)可具有约0.10至约0.60分升/克(dl/g)的特性粘度。也可组合使用高特性粘度聚(亚芳基醚)(PPO)和低特性粘度聚(亚芳基醚)(PPO)。当使用两种特性粘度时,确定精确(确切,exact)的比将在一定程度上取决于所使用的聚(亚芳基醚)的精确特性粘度和期望的最终物理性质。用于许多目的的特别有用的聚(亚芳基醚)为包括具有特定端基、例如含有端基-SH的分子的那些。
在多个方面,所公开的组合物可包含聚亚苯基醚例如聚亚苯基氧化物(“聚(对-亚苯基氧化物”)PPO。PPO可描述含有与氧(O)连接的任选地被取代的苯基环的聚合物,并且可与聚(对-亚苯基醚)或聚(2,6二甲基-对-亚苯基氧化物)可互换地使用。进一步地,所公开的组合物可包含为组合物提供一些性质的平衡的PPO树脂的特定组合。
根据本公开内容的多个方面,组合物可包含至少第一PPO和第二PPO。所述第一PPO可具有特定的分子量。在进一步的方面,所述第一PPO可具有特定的特性粘度。例如,所述第一PPO可具有约0.3至约0.5分升每克(dl/g)的特性粘度。在进一步的实例中,所述第一PPO可包含具有高聚合度的PPO。高聚合度的特征可为分子量大于20000道尔顿(Da)。该分子量可定义为数均分子量Mn(即当使用凝胶渗透色谱法使用聚苯乙烯标准物测量时大于20000道尔顿的Mn)。
所述组合物的一些方面包括约10重量%至约60重量%的所述第一PPO,或约10重量%至约40重量%、或约20重量%至约50重量%、或约12重量%至约55重量%的所述第一PPO,基于所述组合物的总重量计。如本文提供的,所公开的组合物还包含通用聚苯乙烯。在一些实例中,总PPO内容物和通用苯乙烯GPPS(包括作为抗冲改性剂存在的聚苯乙烯)可以约1:1至约5:1的比存在。在进一步的实例中,所述PPO和GPPS以PPO:GPPS为1:1至6:1的比存在。
所述第二PPO可具有特定的分子量。在进一步的方面,所述第二PPO可具有特定的特性粘度。在又进一步的方面,所述第二PPO可包含具有低聚合度的PPO。低聚合度的特征可为分子量小于10000道尔顿。该分子量可定义为数均分子量Mn(即,当使用凝胶渗透色谱法使用聚苯乙烯标准物测量时小于10000道尔顿的Mn)。在进一步的实例中,所述第二PPO可具有约0.1至约0.3分升/克(dl/g)或约0.1dl/g至约0.2dl/g的特性粘度。所述第二PPO可进一步表现出比本文中描述的GPPS组分的玻璃化转变温度高的玻璃化转变温度。所述组合物的一些方面包括约0.5重量%至约10重量%的所述第二PPO,或约0.5重量%至约8重量%、或约0.5重量%至约7重量%、或约1重量%至约8重量%、或约2重量%至约8重量%的所述第二PPO,基于所述组合物的总重量计。
聚苯乙烯
在多个方面,所公开的组合物可包含聚苯乙烯聚合物。本文中使用的术语“聚苯乙烯”包括通过本体、悬浮和乳液聚合制备的聚合物,其含有至少25重量%的具有衍生自式(I)的单体的结构单元的聚合物前体:
其中R为氢、低级烷基或卤素;Z为乙烯基、卤素或低级烷基;并且p为0至约5。这些有机聚合物包括苯乙烯、氯代苯乙烯和乙烯基甲苯的均聚物,苯乙烯与由丙烯腈、丁二烯、α-甲基苯乙烯、乙基乙烯基苯、二乙烯基苯和马来酸酐所示的一种或多种单体的无规共聚物,以及经橡胶改性的聚苯乙烯,包括共混物和接枝物,其中所述橡胶为聚丁二烯或约98至约70重量%苯乙烯和约2至约30重量%二烯单体的橡胶状共聚物。聚苯乙烯一般与聚亚苯基醚混溶。在一些方面,所述组合物可包含通用聚苯乙烯。本组合物可包含约0.5重量%至约10重量%的聚苯乙烯例如通用聚苯乙烯。
如本文中提供的,所述第一PPO与所述第二PPO对聚苯乙烯的比为1:1至6:1、或1:1至5:1。在所述比中,聚苯乙烯可指通用聚苯乙烯以及本文中其它地方描述的抗冲改性剂中存在的聚苯乙烯。
抗冲改性剂
所公开的组合物可包含抗冲改性剂,其可为完全或部分氢化的衍生自烯烃、单乙烯基芳族单体、丙烯酸和甲基丙烯酸及其酯衍生物以及共轭二烯的高分子量弹性体材料。所述弹性体材料可呈均聚物或共聚物的形式,包括无规、嵌段、放射状嵌段、接枝和核-壳共聚物。
一种具体类型的抗冲改性剂可为经弹性体改性的接枝共聚物,其包含(i)具有小于约10℃、小于约0℃、小于约-10℃、或在约-40℃至-80℃之间的Tg的弹性体(即橡胶状)聚合物基材,和(ii)接枝到所述弹性体聚合物基材的刚性聚合物。适合用作弹性体相的材料包括例如共轭二烯橡胶,例如聚丁二烯和聚异戊二烯;共轭二烯与小于约50重量%的可共聚单体(例如单乙烯基化合物,例如苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸正丁酯或丙烯酸乙酯)的共聚物;烯烃橡胶,例如乙烯-丙烯共聚物(EPR)或乙烯-丙烯-二烯单体橡胶(EPDM);乙烯-乙酸乙烯酯橡胶;硅橡胶;弹性体(甲基)丙烯酸C1-C8烷基酯;(甲基)丙烯酸C1-C8烷基酯与丁二烯和/或苯乙烯的弹性体共聚物;或包含前述弹性体中的至少一种的组合。适合用作刚性相的材料包括例如单乙烯基芳族单体例如苯乙烯和α-甲基苯乙烯,以及单乙烯基单体例如丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸,以及丙烯酸和甲基丙烯酸的C1-C6酯、特别是甲基丙烯酸甲酯。
具体的抗冲改性剂包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)、苯乙烯乙烯丙烯苯乙烯(SEPS)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、丙烯腈-乙烯-丙烯-二烯-苯乙烯(AES)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)和苯乙烯-丙烯腈(SAN)。合适的SEBS抗冲改性剂为在230℃/5kg下的熔体流动指数大于3g/10min的高流动SEBS。在一种具体的实例中,组合物包含含有40重量%聚苯乙烯的SEBS抗冲改性剂。
抗冲改性剂可以0.5重量%至15重量%的量包括在本发明的组合物中,基于所述组合物的总重量计。例如,抗冲改性剂可以0.5重量%至12重量%、0.5重量%至10重量%、0.5重量%至8重量%、1重量%至15重量%、2重量%至15重量%、2重量%至10重量%、2重量%至8重量%的量存在。
陶瓷填料
本发明的组合物包括陶瓷填料。这种填料可包括例如硫化钼MoS2、硫化锌ZnS、钛酸钡BaTiO3、钛酸钙CaTiO3、钡铁氧体BaFe12O19、硫酸钡BaSO4、重晶石、二氧化钛TiO2、钛酸锶SrTiO3、钛酸镁MgTiO3、二氧化锆ZrO2、氧化铝Al2O3、或氧化镁MgO。在一个方面,陶瓷填料包含TiO2
在一些实例中,陶瓷填料组分可以约40重量%至约70重量%的量存在。在进一步的实例中,陶瓷填料可以50重量%至约60重量%、或约40重量%至65重量%的量存在。
添加剂
所述组合物可包括寻常并入这种类型的聚合物组合物中的各种添加剂,条件是所述添加剂选择成未显著不利地影响该热塑性组合物的期望的性质(例如良好的相容性)。这样的添加剂可在用于形成组合物的组分的混合期间在合适的时间进行混合。树脂组合物中所有添加剂的总量可为例如0.001至12重量%,各自基于所述组合物的总重量计。
根据一些方面,即使使用高水平的填料(例如,大于30重量%填料,基于所述聚合物组合物的总重量计),所述聚合物组合物也可保持机械性能和介电强度。
本文中公开的复合物可包含一种或多种另外的填料。所述填料可选择成赋予另外的冲击强度和/或提供可基于所述聚合物组合物的最终的所选择特性的另外的特性。在一些方面,所述填料可包含无机材料,其可包括粘土、钛氧化物、石棉纤维、硅酸盐和二氧化硅粉、硼粉、碳酸钙、滑石、高岭土、硫化物、钡化合物、金属和金属氧化物、硅灰石、玻璃球、玻璃纤维、片状填料、纤维状填料、天然填料和增强剂、以及增强用有机纤维状填料。在一些方面,所述复合物可包含玻璃纤维填料。在又进一步的方面中,所述复合物可不含或基本上不含玻璃填料。
适当的填料或增强用试剂可包括例如云母、粘土、长石、石英、石英岩、珍珠岩、硅藻岩(tripoli)、硅藻土、硅酸铝(莫来石)、合成硅酸钙、熔凝硅石(fused silica)、热解法二氧化硅(fumed silica)、沙、氮化硼粉、硼-硅酸盐粉、硫酸钙、碳酸钙(例如白垩、石灰石、大理石和合成的沉淀碳酸钙)、滑石(包括纤维状、模块化(modular)、针形和层状滑石)、硅灰石、空心或实心玻璃球、硅酸盐球、空心微珠、铝硅酸盐或(阿尔莫斯菲尔飞灰微珠填充剂(armosphere))、高岭土,碳化硅、氧化铝、碳化硼、铁、镍或铜的晶须,连续和短切碳纤维或玻璃纤维,钼硫化物、锌硫化物、钛酸钡、钡铁氧体、硫酸钡、重晶石、二氧化钛、铝氧化物、镁氧化物、颗粒或纤维状铝、青铜、锌、铜或镍、玻璃片、片状碳化硅、片状二硼化铝、片状铝、钢片,天然填料例如木粉、纤维状纤维素、棉、剑麻、黄麻、淀粉、木质素、磨碎的坚果壳或稻谷壳,增强用有机纤维状填料例如聚(醚酮)、聚酰亚胺、聚苯并噁唑、聚(亚苯基硫化物)、聚酯、聚乙烯、芳族聚酰胺、芳族聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚四氟乙烯和聚(乙烯醇),以及包含前述填料或增强用试剂中的至少一种的组合。所述填料和增强用试剂可用例如硅烷涂布(包覆)或表面处理,以改善与聚合物基质的粘附性和分散性。填料一般可以1至200重量份的量使用,基于100重量份的总组合物计。
添加剂组合物可包括流动改性剂、增强用试剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外光稳定剂、紫外线吸收添加剂、增塑剂、润滑剂、离型剂(脱离剂,release agent)、抗静电剂、防雾剂、抗微生物剂、扩链剂、着色剂、去模剂(de-molding agent)、流动促进剂、流动改性剂、表面效应添加剂、辐射稳定剂、阻燃剂、防滴剂或其任意组合。
热稳定剂添加剂包括有机亚磷酸酯(盐)(例如三苯基亚磷酸酯、三-(2,6-二甲基苯基)亚磷酸酯、三-(混合的单壬基苯基和二壬基苯基)亚磷酸酯等)、膦酸酯(例如二甲基苯膦酸酯等)、磷酸酯(例如三甲基磷酸酯等)、或包含前述热稳定剂中的至少一种的组合。热稳定剂可为可作为IRGAPHOSTM 168获得的三(2,4-二叔丁基苯基)磷酸酯。热稳定剂一般以0.01至5重量%的量使用,基于所述组合物中聚合物的总重量计。
增塑剂、润滑剂和脱模剂之间存在相当大的重叠,其包括例如甘油三硬脂酸酯(GTS)、邻苯二甲酸酯(例如辛基-4,5-环氧基-六氢邻苯二甲酸酯)、三-(辛氧基羰基乙基)异氰脲酸酯、三硬脂精(三硬脂酸甘油酯,tristearin)、二官能或多官能的芳族磷酸酯(例如间苯二酚四苯基二磷酸酯(RDP)、对苯二酚的双(二苯基)磷酸酯和双酚A的双(二苯基)磷酸酯);聚α-烯烃;环氧化的大豆油;硅酮,包括硅酮油(例如,聚(二甲基二苯基硅氧烷);酯,例如脂肪酸酯(例如烷基硬脂酸酯,例如硬脂酸甲酯、硬脂酸硬脂基酯等),蜡(例如蜂蜡、蒙旦蜡、石蜡等),或包含前述增塑剂、润滑剂和脱模剂中的至少一种的组合。这些一般以0.01至5重量%的量使用,基于所述组合物中聚合物的总重量计。
光稳定剂,特别是紫外光(UV)吸收添加剂,也称为UV稳定剂,包括羟基二苯甲酮类(例如2-羟基-4-正-辛氧基二苯甲酮)、羟基苯并三嗪类、氰基丙烯酸酯、草酰替苯胺类(oxanilides)、苯并噁嗪酮类(benzoxazinones)(例如2,2'-(1,4-亚苯基)双(4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮,可从Cytec Industries Inc.,Woodland,NJ以商品名CYASORBTMUV-3638市售获得)、芳基水杨酸酯、羟基苯并三唑类(例如2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑和2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-苯酚,可从Cytec Industries Inc.,Woodland,NJ以商品名CYASORBTM5411市售获得)、或包含前述光稳定剂中的至少一种的组合。UV稳定剂可以0.01至1重量%、特别是0.1至0.5重量%且更特别是0.15至0.4重量%的量存在,基于所述组合物中聚合物的总重量计。
抗氧化剂添加剂包括有机亚磷酸酯(盐)例如三(壬基苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯;烷基化的单酚或多酚;多酚与二烯的烷基化反应产物,例如四[亚甲基(3,5-二叔丁基-4-羟基氢肉桂酸酯)]甲烷;对甲基苯酚或双环戊二烯的丁基化反应产物;烷基化的对苯二酚;羟基化的硫代二苯基醚;烷叉基双酚;苄基化合物;β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸与一元醇或多元醇的酯;β-(5-叔丁基-4-羟基-3-甲基苯基)-丙酸与一元醇或多元醇的酯;硫代烷基或硫代芳基化合物的酯例如二硬脂基硫代丙酸酯、二月桂基硫代丙酸酯、二-十三烷基硫代二丙酸酯、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、季戊四醇基-四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯;β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸的酰胺,或包含前述抗氧化剂中至少一种的组合。抗氧化剂以0.01至0.1重量份的量使用,基于100重量份的排除任意填料的总组合物计。
有用的阻燃剂包括包含磷、溴和/或氯的有机化合物。出于监管原因,非溴化的和非氯化的含磷阻燃剂在一些应用中可为优选的,例如有机磷酸酯(盐)和含有磷-氮键的有机化合物。
也可使用无机阻燃剂,例如如下的盐:C1-16烷基磺酸盐,例如全氟丁烷磺酸钾(Rimar盐)、全氟辛烷磺酸钾、全氟己烷磺酸四乙基铵和二苯基砜磺酸钾;盐例如Na2CO3、K2CO3、MgCO3、CaCO3和BaCO3,或氟代阴离子络合物例如Li3AlF6、BaSiF6、KBF4、K3AlF6、KAlF4、K2SiF6和/或Na3AlF6。当存在时,无机阻燃剂盐以0.01至10重量份、更特别地0.02至1重量份的量存在,基于100重量份的排除任意填料的总组合物计。
组合物中也可使用防滴剂,例如形成原纤维或不形成原纤维的含氟聚合物例如聚四氟乙烯(PTFE)。防滴剂可由刚性共聚物例如苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)包封。包封在SAN中的PTFE被称为TSAN。TSAN包含50重量%PTFE和50重量%SAN,基于包封的含氟聚合物的总重量计。SAN可包含例如75重量%苯乙烯和25重量%丙烯腈,基于所述共聚物的总重量计。防滴剂可以0.1至10重量份的量使用,基于100重量份的排除任意填料的总组合物计。
所述树脂组合物可通过本领域技术人员已知的技术形成。例如,可利用挤出和混合技术以组合树脂组合物的组分。
本公开内容的树脂组合物可通过多种方法与上述成分共混,所述方法涉及将材料与配制物中期望的任意另外的添加剂紧密混合。由于熔体共混设备在商业聚合物加工设施中的可用性,因此熔体加工方法一般是优选的。在这种熔体加工方法中使用的设备的示例性实例包括:同向旋转和反向旋转挤出机、单螺杆挤出机、共捏合机、盘组加工机(disc-pack processor)和各种其它类型的挤出设备。优选使本发明工艺中的熔体的温度最小化以避免树脂的过度降解。在熔融树脂组合物中经常期望将熔体温度保持在约230℃和约350℃之间,尽管可使用更高的温度,条件是保持树脂在加工设备中的停留时间短。在一些实施方式中,经熔体加工的组合物通过模头中的小出口孔离开加工设备例如挤出机。熔融树脂的所得拉条(strand)通过如下冷却:使所述拉条穿过水浴。冷却的拉条可切碎成小颗粒料用于包装和进一步处理(运输,handling)。
组合物可通过多种方法制造,包括使用捏合机、挤出机、混合器等的分批(间歇)或连续技术。例如,所述组合物可使用双螺杆挤出机形成为熔体共混物。在一些实施方式中,组分中的至少一些是按顺序添加的。例如,聚(亚芳基醚)组分、聚苯乙烯组分和抗冲改性剂组分可在进料喉部处或在邻近所述进料喉部的进料段中、或者在邻近所述进料喉部的进料段中添加到挤出机,而填料组分可在下游的随后进料段中添加到挤出机。替代地,组分的顺序添加可通过多次挤出来完成。可通过如下来制备组合物:将选定组分例如聚(亚芳基醚)组分、聚苯乙烯组分和抗冲改性剂组分预挤出以生产经造粒的混合物。然后可采用第二次挤出来将预挤出的组分与剩余组分组合。填料组分可作为母料的部分添加或直接添加。挤出机可为两叶或三叶双螺杆挤出机。
在一个方面,本公开内容涉及例如已经至少部分地由本文中描述的组合物成形、形成或模塑的塑料部件。还提供了包含根据所当前公开的用于形成树脂组合物的方法形成的树脂组合物的塑料部件。
性质和制品
所公开的组合物表现出介电性质和物理性质之间的平衡。这些组合物实现了高Dk、低DF、高HDT和强机械性质。
在一些方面,所公开的复合物可表现出一定的介电性质。根据多个方面,可根据谐振腔方法来测量这种介电性质,其中使用中空金属盒来对模塑样品测量在多种频率的性质。
当根据谐振腔方法测量时,包含所述复合物的模塑制品或板可表现出在约1GHz至约20GHz的频率下小于0.002或在约20GHz至约120GHz的频率下小于0.003的耗散因子Df(tanδ,ε”/ε’)。在进一步的方面中,当根据谐振腔方法测量时,包含所述复合物的模塑制品或板可表现出在1.1GHz的频率下大于5的介电常数Dk。
所公开的组合物进一步表现出高耐热性、高流动性和改善的延展性。所述组合物可表现出高耐热性,其通过如下表征:当根据ISO 75测试时在0.45MPa大于170℃或在1.8MPa大于160℃的热变形温度。所述组合物可表现出高流动性,其通过如下表征:当根据ISO 1133进行测试时在320℃和5千克(kg)下大于15cm3/10分钟的熔体体积流速。进一步地,所述组合物可表现出改善的延展性,其可通过观测到的拉伸伸长率和冲击强度的值表征。例如,当根据ISO 527测试时,拉伸伸长率大于2.5%,并且缺口悬臂梁(Izod)冲击强度大于5KJ/m2
在多个方面,本公开内容涉及包含本文中的组合物的制品。所述组合物可通过各种手段例如注射模塑、挤出、旋转模塑、吹塑和热成型来模塑成有用的成形制品以形成制品。所述组合物可用于制造需要具有良好流动性、良好冲击强度和良好介电强度的材料的制品。所述组合物也可用于导电目的。
在多个方面,本公开内容提供可用于制造用于基站的移相器的复合材料,所述移相器可调节基站中天线的入射传输角。已经评估了这些材料的介电性质,例如尤其是在约10GHz和120GHz的频率下的耗散因子Df。所公开的组合物可用作用于5G基站的移相器的介电板。
本文中公开的组合物的有利特性使得它们适合于一系列的用途。
制造方法
本公开内容的方面进一步涉及用于制备热塑性组合物的方法。本文中描述的一种或任意前述组分可首先彼此干混,或与前述组分的任意组合干混,然后从一个或多个进料器进料到挤出机中,或从一个或多个进料器单独进料到挤出机中。本公开内容中使用的填料也可首先加工成母料,然后进料到挤出机中。组分可从喉部料斗或任意侧面进料器进料到挤出机中。
本公开内容中使用的挤出机可具有单个螺杆、多个螺杆、相互啮合的同向旋转或反向旋转螺杆、非相互啮合的同向旋转或反向旋转螺杆、往复式螺杆、带销的螺杆、带筛网的螺杆、带销的机筒、辊、柱塞(ram)、螺旋转子、共捏合机、盘组加工机、各种其它类型的挤出设备、或包括前述中至少一种的组合。
也可将组分混合在一起,然后进行熔体共混以形成热塑性组合物。组分的熔体共混涉及使用剪切力、拉伸力、压缩力、超声能、电磁能、热能或包括前述力或能量形式中的至少一种的组合。
可将配混期间挤出机上的机筒温设定为其中至少一部分聚合物已达到如下温度的温度:如果树脂为半结晶有机聚合物,其大于或等于约熔融温度,或者如果树脂为无定形树脂,则其大于或等于约流动点(例如玻璃化转变温度)。
如果需要,可使包括前述组分的混合物经受多个共混和形成(成型)步骤。例如,可首先将热塑性组合物挤出并形成颗粒料。然后可将颗粒料进料到成型机中,在那里可将其形成(成型)为任意期望的形状或产品。替代地,从单个熔体共混器产生的热塑性组合物可形成为片材或拉条,并经受后挤出工艺,例如退火、单轴或双轴定向(取向)。
本发明工艺中的熔体温度在一些方面可保持尽可能低以避免组分的过度热降解。在一些方面,将熔体温度保持在约230℃和约350℃之间,尽管可使用更高的温度,条件是将树脂在加工设备中的停留时间保持相对短。在一些方面,经熔体加工的组合物通过模头中的小出口孔离开加工设备例如挤出机。熔融树脂的所得拉条可通过如下冷却:使所述拉条穿过水浴。冷却后的拉条可切碎成颗粒料用于包装和进一步处理。
方法可进一步包括加工所述复合物以提供期望厚度的板。板可为挤出、注塑、压缩模塑(压塑)或注射-压缩模塑的,并且可具有在约0.5毫米和6毫米之间的厚度。也可将其它工艺应用于薄的热塑性膜,包括但不限于层压、共挤出、热成型或热压。在这样的方面中,可将其它材料的进一步的层(例如,其它热塑性聚合物层、金属层等)与所述复合物组合。
本公开内容涵盖本公开内容的要素的各种组合,例如,来自从属于相同独立权利要求的从属权利要求的要素的组合。
定义
还应理解,本文中使用的术语仅用于描述具体方面的目的且不意图是限制性的。如在说明书中和在权利要求书中所使用的,术语“包含”可包括实施方式“由……组成”和“基本上由……组成”。除非另有定义,否则本文中使用的所有技术和科学术语均具有与本公开内容所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。在本说明书中和在所附权利要求书中,将提及本文中将定义的许多术语。
如在说明书和所附权利要求书中所使用的,单数形式“(不定冠词)一个(种)(a,an)”和“所述(该)”包括复数个指示物,除非上下文另有明确规定。因此,例如,提及“热塑性聚合物组分”包括两种或更多种热塑性聚合物组分的混合物。如本文中使用的,术语“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。
范围在本文中可表示为从一个值(第一值)到另一个值(第二值)。当表达这样的范围时,所述范围在一些方面包括所述第一值和所述第二值中的一个或两个。类似地,当通过使用先行词“约”将值表示为近似值时,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其它端点都是有重要意义的,并且独立于其它端点。还理解,本文中公开了许多值,并且除了该值本身之外,每个值在本文中也被公开为“约”该具体值。例如,如果公开了值“10”,则还公开了“约10”。还理解,还公开了两个具体单位之间的每个单位。例如,如果公开了10和15,则还公开了11、12、13和14。
如本文中使用的,术语“约”和“在(为)或约(at or about)”意指所讨论的量或值可为指定值、近似为所述指定值或与所述指定值大约相同。如本文中使用的,一般理解,除非另有指示或推断,否则标称值表示±10%变化。该术语意图传达类似的值促进权利要求中列举的等同结果或效果。也就是说,理解,量、尺寸、配制物、参数和其它数量和特征不是且也不需要是精确的,而是可视需要而是近似的和/或更大或更小的,从而反映公差、换算因子、四舍五入、测量误差等,以及本领域技术人员已知的其它因素。一般来说,量、尺寸、配制物、参数或其它数量或特征是“约”或“近似的”,无论是否明确说明如此。理解,在数量值之前使用“约”的情况下,除非另有具体说明,否则参数还包括具体数量值本身。
如本文中使用的,术语“任选的”或“任选地”意指随后描述的事件或情况可发生或可不发生,并且所述描述包括其中所述事件或情况发生的实例和其中所述事件或情况不发生的实例。例如,短语“任选的另外的工艺”意指可包括或可不包括所述另外的工艺,并且所述描述包括包含所述另外的工艺和不包含所述另外的工艺两者的方法。
公开了要用于制备本公开内容的组合物的组分以及要在本文中公开的方法中使用的组合物本身。本文中公开了这些和其它材料,并且理解,当公开了这些材料的组合、子集、相互作用、组等时,尽管不能明确公开具体提及这些化合物的每种不同的单独的和集合性的组合和排列,但是本文中具体考虑和描述了每种。例如,如果公开和讨论了特定化合物,并且讨论了可对包括所述化合物的许多分子进行的许多修改,则具体考虑的是所述化合物的每种组合和排列以及可能的修改,除非明确相反指出。因此,如果公开了一类分子A、B和C以及一类分子D、E和F并且公开了组合分子的实例A-D,则即使没有单独列举每一个,每一个也被单独地和集合地考虑,意指组合A-E、A-F、B-D、B-E、B-F、C-D、C-E和C-F被认为是公开的。类似地,这些的任意子集或组合也被公开。因此,例如,A-E、B-F和C-E的子组将被认为是公开的。该概念适用于本申请的所有方面,包括但不限于制备和使用本公开内容的组合物的方法中的步骤。因此,如果存在可被执行的各种另外的步骤,则理解,这些另外的步骤中的每一个可用本公开内容的方法的任意特定方面或方面的组合来执行。
在说明书和结尾的方面中提及组合物或制品中具体要素或组分的重量份表示以重量份表述的组合物或制品中要素或组分与任意其它要素或组分之间的重量关系。因此,在含有2重量份组分X和5重量份组分Y的配混物中,X和Y以2:5的重量比存在,并且无论该配混物中是否含有另外的组分都以这种比存在。
除非明确相反说明,否则组分的重量百分数是基于其中包括所述组分的配制物或组合物的总重量计。
关于聚合物的成分使用的术语“残基”和“结构单元”贯穿本说明书是同义的。
如本文中使用的,除非另有说明,否则可为可互换使用的术语“重量百分数”、“重量%(wt%)”和“重量%(wt.%)”表示给定组分基于组合物的总重量计的重量百分数。也就是说,除非另有说明,否则所有重量%值均基于所述组合物的总重量计。应理解,所公开的组合物或配制物中所有组分的重量%值的总和为100。
如本文使用的,术语“数均分子量”或“Mn”可为可互换使用的,并且是指样品中所有聚合物链的统计平均分子量,并且由下式定义:
其中Mi为链的分子量,并且Ni为该分子量的链的数量。对于聚合物例如聚碳酸酯聚合物,Mn可通过本领域普通技术人员熟知的方法使用分子量标准物例如聚碳酸酯标准物或聚苯乙烯标准物、优选经认证的或可追溯的分子量标准物来测定。
如本文使用的,术语“重均分子量”或“Mw”可为可互换使用的,并由下式定义:
其中Mi为链的分子量,并且Ni为该分子量的链的数量。与Mn相比,Mw在确定对分子量平均值的贡献时考虑了给定链的分子量。因此,给定链的分子量越大,所述链对Mw的贡献越大。对于聚合物例如聚碳酸酯聚合物,Mw可通过本领域普通技术人员熟知的方法使用分子量标准物例如聚碳酸酯标准物或聚苯乙烯标准物、优选经认证的或可追溯的分子量标准物来测定。
如本文中使用的,聚合度n可描述给定聚合物分子中单体单元(或重复单元)的数量。
除非本文中另有相反说明,否则所有测试标准都是在提交本申请时有效的最新标准。
本文中公开的每种材料都是市售可得的和/或用于生产其的方法是本领域技术人员已知的。
理解,本文中公开的组合物具有一些功能。本文中公开了用于执行所公开的功能的一些结构要求,并且理解,存在与所公开的结构相关的可执行相同功能的多种结构,并且这些结构通常将实现相同的结果。
公开内容的方面
在多个方面,本公开内容关于并包括至少如下方面。
方面1A.热塑性组合物,其包含:约10重量%至60重量%的第一聚亚苯基氧化物PPO和通用聚苯乙烯GPPS;约0.5重量%至约10重量%的具有低的聚合度和当使用粘度计在25℃在氯仿中测量时在0.1dl/g和0.3dl/g之间的粘度的第二PPO;约0.5重量%至约10重量%的抗冲改性剂;和约30重量%至约70重量%的无机陶瓷填料,其中所述第一PPO与所述第二PPO对聚苯乙烯的比为1:1至6:1,并且其中所有组分的组合重量百分数值不超过100重量%,并且所有重量百分数值均基于所述组合物的总重量计。
方面1A.热塑性组合物,其基本上由如下组成:约10重量%至60重量%的第一聚亚苯基氧化物PPO和通用聚苯乙烯GPPS;约0.5重量%至约10重量%的具有低的聚合度和当使用粘度计在25℃在氯仿中测量时在0.1dl/g和0.3dl/g之间的粘度的第二PPO,约0.5重量%至约10重量%的抗冲改性剂;和约30重量%至约70重量%的无机陶瓷填料,其中所述第一PPO与所述第二PPO对聚苯乙烯的比为1:1至6:1,并且其中所有组分的组合重量百分数值不超过100重量%,并且所有重量百分数值均基于所述组合物的总重量计。
方面1C.热塑性组合物,由如下组成:约10重量%至60重量%的第一聚亚苯基氧化物PPO和通用聚苯乙烯GPPS;约0.5重量%至约10重量%的具有低的聚合度和当使用粘度计在25℃在氯仿中测量时在0.1dl/g和0.3dl/g之间的粘度的第二PPO,约0.5重量%至约10重量%的抗冲改性剂;和约30重量%至约70重量%的无机陶瓷填料,其中所述第一PPO与所述第二PPO对聚苯乙烯的比为1:1至6:1,并且其中所有组分的组合重量百分数值不超过100重量%,并且所有重量百分数值均基于所述组合物的总重量计。
方面2.根据方面1A-1C任一项所述的热塑性组合物,其中所述第一PPO具有高聚合度。
方面3.根据方面1A-1C任一项所述的热塑性组合物,其中当使用凝胶渗透色谱法测定时,所述第一PPO具有大于20000道尔顿的数均分子量。
方面4.根据方面1A-1C任一项所述的热塑性组合物,其中当使用粘度计在25℃在氯仿中测量时,所述第一PPO具有大于0.13dl/g的粘度。
方面5.根据方面1A-1C任一项所述的热塑性组合物,其中当使用粘度计在25℃在氯仿中测量时,所述第一PPO具有约0.3至0.5dl/g的特性粘度。
方面6.根据方面1A-5任一项所述的热塑性组合物,其中根据聚苯乙烯标准物,所述第二PPO具有小于10000道尔顿的分子量。
方面7.根据方面1A-6任一项所述的热塑性组合物,其中所述抗冲改性剂包含乙烯-丙烯橡胶、经马来酸酐接枝的聚乙烯;经马来酸酐官能化的共聚物、ACR(丙烯酸类橡胶)型抗冲改性剂;MBS(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物)型抗冲改性剂;EGMA(乙烯-共-甲基丙烯酸缩水甘油酯)或EMAGMA(乙烯-丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸缩水甘油酯)型抗冲改性剂;SBS或SEBS型抗冲改性剂;聚酯醚弹性体、乙烯-丙烯酸乙酯,或其组合。
方面8.根据方面1A-7任一项所述的热塑性组合物,其中所述抗冲改性剂包含具有大于40重量%的聚苯乙烯嵌段共聚物的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)。
方面8B.根据方面1A-7任一项所述的热塑性组合物,其中所述抗冲改性剂包含大于40重量%的聚苯乙烯嵌段共聚物。
方面9.根据方面1A-8B任一项所述的热塑性组合物,其中无机陶瓷填料包含TiO2、BaTiO3、SrTiO3、CaTiO3、MgTiO3、Al2O3、ZrO2
方面10.根据方面1A-8任一项所述的热塑性组合物,其中所述无机陶瓷填料包含二氧化钛。
方面11.根据方面1A-10任一项所述的热塑性组合物,其中当在1.1GHz的频率下观测时,所述组合物表现出大于3.5的介电常数Dk。
方面12.根据方面1A-10任一项所述的热塑性组合物,其中当在1.1GHz的频率下观测时,所述热塑性组合物表现出小于0.0003的介电损耗角正切Df。
方面13.根据方面1A-10任一项所述的热塑性组合物,其中当在1.1GHz的频率下观测时,所述热塑性组合物表现出小于0.0002的介电损耗角正切Df。
方面14.根据方面1A-10任一项所述的热塑性组合物,其中当根据ISO 75测试时,所述热塑性组合物表现出大于170℃的热变形温度。
方面15.根据方面1A-14任一项所述的热塑性组合物,其中所述热塑性组合物进一步包含至少一种另外的添加剂,其中所述至少一种另外的添加剂包含填料、除酸剂、防滴剂、抗氧化剂、抗静电剂、扩链剂、着色剂、去模剂、流动促进剂、润滑剂、脱模剂、增塑剂、猝灭剂、阻燃剂、UV反射添加剂、及其组合。
方面16.由根据方面1A-15任一项所述的热塑性组合物形成的制品。
方面17.根据方面16所述的制品,其中所述制品为用于移相器的介电板。
方面18.热塑性组合物,其包含:约10重量%至约65重量%的聚亚苯基氧化物PPO;约0.5重量%至约10重量%的聚苯乙烯,其中PPO对聚苯乙烯的比为约1:1至约5:1;约0.5重量%至约10重量%的抗冲改性剂;和约30重量%至约70重量%的陶瓷填料,其中所有组分的组合重量百分数值不超过100重量%,并且所有重量百分数值均基于所述组合物的总重量计。
方面19.根据权利要求18所述的热塑性组合物,其中PPO对聚苯乙烯的比为约3:1至约5:1。
方面20.热塑性组合物,其包含:约10重量%至60重量%的第一聚亚苯基氧化物PPO和聚苯乙烯;约0.5重量%至约10重量%的具有小于10000道尔顿的分子量和在0.1dl/g和0.3dl/g之间的粘度的第二PPO,约0.5重量%至约10重量%的抗冲改性剂;和约30重量%至约70重量%的无机陶瓷填料,其中所述第一PPO与所述第二PPO对聚苯乙烯的比为1:1至6:1,并且其中所有组分的组合重量百分数值不超过100重量%,并且所有重量百分数值均基于所述组合物的总重量计。
实施例
给出如下实施例以便为本领域普通技术人员提供如何制备和评估本文中声明的配混物、组合物、制品、装置和/或方法的完整的公开内容和描述,并且其意图纯粹是示例性的且不意图限制本公开内容。已做出努力以确保关于数值(例如,量、温度等)的准确性,但应当考虑一些误差和偏差。除非另有说明,否则份数是重量份,温度以℃计或为环境温度,并且压力为大气压或接近大气压。除非另有说明,否则涉及组合物(composition,组成)的百分数以重量%表示。
混合条件例如组分浓度、挤出机设计、进料速率、螺杆速度、温度、压力和可用于优化由所描述的工艺获得的产物纯度和产率的其它混合范围和条件有许多变化和组合。将仅需要合理和常规的实验来优化这样的工艺条件。
由表1中呈现的材料制备各种PPO组合物样品。本文中描述的特性粘度(IV)可根据如下过程来测定:将聚合物(例如PPO)溶解在合适的溶剂(例如氯仿)中以在适当的温度(例如室温RT或25℃)形成具有不同浓度的多个试样。可使用粘度计在25℃(或RT)测量每个试样的粘度。特性粘度可通过将粘度作为浓度的函数作图并外推回零浓度的值来得到。在一个具体的实例中,特性粘度可在25℃在氯仿中获得。
表1.用于组合物的材料。
/>
在实验室挤出机(Toshiba TEM-37BS)上进行配混工艺。如果没有特别指出,则所有的基础树脂、抗冲改性剂、添加剂和陶瓷填料都是从挤出机喉部进料的。在300RPM的螺杆转速和30-40kg/小时输出量下进行配混,正常地,扭矩将为约50-60%。温度分布和模塑条件显示在表2和表3中。
表2.用于配混的温度分布。
参数 单位 挤出条件
配混机类型 \ TEM-37BS
机筒尺寸 mm 1500
模头 mm 3
进料(0区)温度 \ 50
1区温度 150
2区温度 280
3区温度 280
4区温度 280
5区温度 280
6区温度 280
7区温度 290
8区温度 290
9区温度 290
10区温度 290
11区温度 290
模头温度 290
表3.注射模塑条件。
模塑参数 单位
预干燥时间 小时 4
预干燥温度 120
料斗温度 50
1区温度 280
2区温度 290
3区温度 300
喷嘴温度 300
模具温度 120-140
如下评估所制备的组合物的性质。拉伸性质根据ISO 527方法使用5mm/分钟的测试速度测量。冲击测试根据ISO 180在室温在摆锤能量5磅力/英尺(lbf/ft)的情况下进行。HDT使用方法ISO 75在0.45MPa和1.82MPa的应力下在零件厚度4.0mm的情况下测量。使用分裂后介质谐振器(SPDR,split post dielectric resonator)和网络分析仪在模塑样品上测试在固定频率下的介电常数(DK)和耗散因子(DF)。MVR根据ISO 1133在5kg的负荷和320℃下测量。
比较配制物C1、C2和C3呈现在表4中。所述组合物仅包括第一PPO1(较高IV)。比较样品的物理和介电性质也呈现在表4中。每种测试参数的期望值显示在“SPEC”栏下。这些值归因于在移相设计中有用的材料。例如,在1.1Ghz下的介电常数Dk为5.5并且方差为0.15,在1.1GHz下的Df小于0.002,并且在0.45Mpa下的HDT大于170℃,同时保持熔体体积流速MVR大于15cm3/10分钟。
表4.比较PPO/GPPS组合物的物理和介电性质。
根据我们先前关于Dk对PPO中二氧化钛的回归曲线的研究,计算出55重量%的二氧化钛以满足5.5的Dk值。为研究HDT和MVR之间的平衡,将不同加载量的GPPS和SEBS配混,并且结果显示为C1、C2和C3。此处使用的SEBS包括约30%重量的PS嵌段,所述配制物中按重量计的总GPPS含量也显示在表4中。
结果表明,尽管实现了许多期望值,但HDT和MVR之间观测到的平衡表明,随着MVR值增加,HDT性质下降。C3显示在总GPPS加载量为10.6重量%的情况下,HDT已达到边界,意指任意另外的GPPS都将对观测到的HDT过于有害(降低到在170℃的阈值以下)。并且,C3的MVR仅为8.2cm3/10分钟,远低于15cm3/10分钟的期望值。因此,比较样品表明,减少GPPS的量改善了HDT,但降低了MVR。
制备了进一步的样品。表5显示了基于PPO、PPOSA120和GPPS的新的配制物的物理和介电性质。
表5.PPO/SA120/GPPS树脂的物理和介电性质。
C1为没有SA120的对照样品,并且E1和E2分别为具有5重量%和7重量%SA120的实施例组合物。随着PPO2(SA120)的加入,在HDT和MVR之间形成了新的平衡。具有5% PPO2的样品表现出几乎两倍的MVR,而HDT仍然大于170℃。进一步增加SA120至7重量%进一步改善了MVR至21,并且HDT仍保持在170℃以上。与表4中的C3相比,E2表现出类似的HDT水平,但熔体流动性显著增加。
如表6中显示的,还对多种抗冲改性剂就它们对组合物性质的影响进行了评估。表6还呈现了总PPO对GPPS(包括抗冲改性剂中的聚苯乙烯嵌段)的比。
表6
通过比较表6中的G型和A型SEBS,A型SEBS实现了比G型更高的延展性,如由更高的拉伸伸长率所证明的。G型和A型的其它性质基本一致。因此,A型SEBS对于改善高Dk PPO配混物中的延展性更有效。
上述描述意图是说明性的而非限制性的。例如,上文描述的实例(或其一个或多个方面)可彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述后可使用其它实施方式。提供摘要以允许读者快速确定技术公开内容的性质。兹认为并且理解,其将不用于解释或限制权利要求的范围或含义。此外,在上述具体实施方式中,可将各种特征归类在一起以精简本公开内容。这不应被解释为意图是,未声明的公开的特征对于任意权利要求是必要的。相反,本发明的主题可在于少于具体公开实施方式的所有特征。因此,所附权利要求由此作为实例或实施方式并入到具体实施方式中,其中每个权利要求独立地作为单独的实施方式,并且预期这样的实施方式可以以各种组合或排列彼此组合。本公开内容的范围应当参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定。
对本领域技术人员明晰的是,在不背离本公开内容的范围或精神的情况下,可在本公开内容中进行各种修改和变化。考虑本文中公开的公开内容的说明和实践,本公开内容的其它实施方式对于本领域技术人员而言将是明晰的。意图是,所述说明和实例仅被认为是示例性的,本公开内容的真实范围和精神由所附权利要求指示。
本公开内容的可专利范围由权利要求限定,并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构要素,或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差异的等同结构要素,则这些其它实例意图落入权利要求的范围内。

Claims (13)

1.热塑性组合物,其包含:
a.10重量%至60重量%的第一PPO,其中当使用粘度计在25℃在氯仿中测量时,所述第一PPO具有0.3dl/g至0.5dl/g的特性粘度;
b.0.5重量%至10重量%的具有低的聚合度和当使用粘度计在25℃在氯仿中测量时在0.1dl/g和0.3dl/g之间的特性粘度的第二PPO,所述低的聚合度意指当使用凝胶渗透色谱法使用聚苯乙烯标准物测量时小于10000道尔顿的数均分子量;
c.0.5重量%至10重量%的通用聚苯乙烯(GPPS);
d.0.5重量%至10重量%的抗冲改性剂;和
e.30重量%至70重量%的无机陶瓷填料,
其中所述第一PPO与所述第二PPO对所述通用聚苯乙烯的比为1:1至6:1,并且
其中所有组分的组合重量百分数值不超过100重量%,并且所有重量百分数值均基于所述组合物的总重量计,
其中PPO意指聚亚苯基氧化物。
2.根据权利要求1所述的热塑性组合物,其中所述第一PPO具有高的聚合度,其中所述高的聚合度意指当使用凝胶渗透色谱法使用聚苯乙烯标准物测量时大于20000道尔顿的数均分子量。
3.根据权利要求1至2任一项所述的热塑性组合物,其中所述抗冲改性剂包括:乙烯-丙烯橡胶;经马来酸酐接枝的聚乙烯;经马来酸酐官能化的共聚物;丙烯酸类橡胶(ACR);甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS);乙烯-共-甲基丙烯酸缩水甘油酯(EGMA);乙烯-丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸缩水甘油酯(EMAGMA);苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS);苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS);聚酯醚弹性体;乙烯丙烯酸乙酯;或其组合。
4.根据权利要求1至2任一项所述的热塑性组合物,其中所述抗冲改性剂包括具有大于40重量%的聚苯乙烯嵌段共聚物的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)。
5.根据权利要求1至2任一项所述的热塑性组合物,其中所述无机陶瓷填料包括TiO2、BaTiO3、SrTiO3、CaTiO3、MgTiO3、Al2O3、ZrO2、或其组合。
6.根据权利要求1至2任一项所述的热塑性组合物,其中所述无机陶瓷填料包括二氧化钛。
7.根据权利要求1至2任一项所述的热塑性组合物,其中当根据谐振腔方法在1.1GHz的频率下观测时,所述热塑性组合物表现出大于3.5的介电常数Dk。
8.根据权利要求1至2任一项所述的热塑性组合物,其中当根据谐振腔方法在1.1GHz的频率下观测时,所述热塑性组合物表现出小于0.0003的介电损耗角正切Df。
9.根据权利要求1至2任一项所述的热塑性组合物,其中当根据谐振腔方法在1.1GHz的频率下观测时,所述热塑性组合物表现出小于0.0002的介电损耗角正切Df。
10.根据权利要求1至2任一项所述的热塑性组合物,其中当根据ISO 75测试时,所述热塑性组合物表现出大于170℃的热变形温度。
11.根据权利要求1至2任一项所述的热塑性组合物,其中所述热塑性组合物进一步包含至少一种另外的添加剂,其中所述至少一种另外的添加剂包括填料、除酸剂、防滴剂、抗氧化剂、抗静电剂、扩链剂、着色剂、去模剂、流动促进剂、润滑剂、脱模剂、增塑剂、猝灭剂、阻燃剂、UV反射添加剂、或其组合。
12.由根据权利要求1至11任一项所述的热塑性组合物形成的制品。
13.根据权利要求12所述的制品,其中所述制品为用于移相器的介电板。
CN202180094134.2A 2020-12-22 2021-12-22 具有高介电常数、高耐热性和改善的机械性质的热塑性组合物以及因此的成形制品 Active CN116888216B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20216593.2 2020-12-22
EP20216593.2A EP4019590A1 (en) 2020-12-22 2020-12-22 Thermoplastic compositions with high dielectric constant, high heat resistance and improved mechanical properties and the shaped article therefore
PCT/IB2021/062215 WO2022137180A1 (en) 2020-12-22 2021-12-22 Thermoplastic compositions with high dielectric constant, high heat resistance and improved mechanical properties and the shaped article therefore

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116888216A CN116888216A (zh) 2023-10-13
CN116888216B true CN116888216B (zh) 2024-03-19

Family

ID=74194469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180094134.2A Active CN116888216B (zh) 2020-12-22 2021-12-22 具有高介电常数、高耐热性和改善的机械性质的热塑性组合物以及因此的成形制品

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230392007A1 (zh)
EP (2) EP4019590A1 (zh)
KR (1) KR102661810B1 (zh)
CN (1) CN116888216B (zh)
WO (1) WO2022137180A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114989556B (zh) * 2022-08-03 2022-10-28 宁波湍流电子材料有限公司 一种介电弹性体复合材料及其制备方法
CN117447806A (zh) * 2023-12-08 2024-01-26 扬州大学 一种大应变磁电响应弹性体及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3546509A1 (en) * 2018-03-26 2019-10-02 SABIC Global Technologies B.V. Thermally conductive thermoplastic compositions with good dielectric property and the shaped article therefore
EP3591004A1 (en) * 2018-07-06 2020-01-08 SABIC Global Technologies B.V. Thermoplastic compositions having good dielctric and ductility properties
CN110698839A (zh) * 2019-11-19 2020-01-17 广东圆融新材料有限公司 高介电常数聚苯醚/高抗冲聚苯乙烯组合物及其制备方法
CN110776729A (zh) * 2019-11-19 2020-02-11 广东圆融新材料有限公司 阻燃聚苯醚/高抗冲聚苯乙烯组合物及其制备方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6576700B2 (en) * 2000-04-12 2003-06-10 General Electric Company High flow polyphenylene ether formulations
US6673872B2 (en) * 2000-05-17 2004-01-06 General Electric Company High performance thermoplastic compositions with improved melt flow properties
US20090054553A1 (en) 2007-08-20 2009-02-26 General Electric Company High dielectric constant thermoplastic composition, methods of manufacture thereof and articles comprising the same
US20170005387A1 (en) * 2015-07-01 2017-01-05 Wha Yu Industrial Co., Ltd. Phase shifter with asymmetric dielectric unit
US10557035B2 (en) 2015-08-20 2020-02-11 Sabic Global Technologies B.V. Resin composition for high frequency electronic components
EP3511376A1 (en) * 2018-01-10 2019-07-17 SABIC Global Technologies B.V. Polyphenylene ether composition, method for the manufacture thereof, and articles comprising the composition
CN108164973B (zh) 2018-01-18 2021-03-30 广东中塑新材料有限公司 一种高介电聚苯醚材料及其制备方法和应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3546509A1 (en) * 2018-03-26 2019-10-02 SABIC Global Technologies B.V. Thermally conductive thermoplastic compositions with good dielectric property and the shaped article therefore
EP3591004A1 (en) * 2018-07-06 2020-01-08 SABIC Global Technologies B.V. Thermoplastic compositions having good dielctric and ductility properties
CN110698839A (zh) * 2019-11-19 2020-01-17 广东圆融新材料有限公司 高介电常数聚苯醚/高抗冲聚苯乙烯组合物及其制备方法
CN110776729A (zh) * 2019-11-19 2020-02-11 广东圆融新材料有限公司 阻燃聚苯醚/高抗冲聚苯乙烯组合物及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20230392007A1 (en) 2023-12-07
EP4019590A1 (en) 2022-06-29
EP4267676A1 (en) 2023-11-01
KR20230117249A (ko) 2023-08-07
WO2022137180A1 (en) 2022-06-30
KR102661810B1 (ko) 2024-04-30
CN116888216A (zh) 2023-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110959026B (zh) 用于纳米成型技术(nmt)的低介电常数(dk)和耗散系数(df)材料
CN116888216B (zh) 具有高介电常数、高耐热性和改善的机械性质的热塑性组合物以及因此的成形制品
EP3337854B1 (en) Resin composition for high frequency electronic components
KR20150013579A (ko) 유동성이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물, 및 그 성형체
KR20200088910A (ko) 충전제 분산을 위한 가공 보조제 및 이의 용도
EP4124635A1 (en) Platable poly(phenylene sulfide) and poly(phenylene ether) compositions
JP7288752B2 (ja) 熱可塑性樹脂組成物及び成形体
CN111315822B (zh) 具有良好机械性能的经玻璃纤维填充的热塑性组合物
CN116981552A (zh) 用于激光直接成型工艺的聚苯硫醚组合物及其成型制品
TWI478974B (zh) 樹脂組成物
JP7262282B2 (ja) 熱可塑性樹脂組成物及び成形体
JP7288789B2 (ja) 熱可塑性樹脂組成物及び成形体
WO2020111011A1 (ja) 熱可塑性樹脂組成物及び成形体
EP4293080A1 (en) Polyphenylene ether composition with excellent flammability and dielectric properties
US11958972B2 (en) Polyphenylene ether compositions having improved mechanical and heat properties
KR102646945B1 (ko) 고강도 유리섬유 강화 폴리카보네이트 수지 조성물
EP4141058A1 (en) High dielectric thermoplastic composition with ceramic titanate and the shaped article thereof
JP7288751B2 (ja) 熱可塑性樹脂組成物及び成形体
KR100831083B1 (ko) 고용융장력을 가지는 폴리에스테르계 열가소성 수지 조성물
JP2024007431A (ja) 樹脂組成物、ペレット、および、成形品
KR20220112423A (ko) 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 금속-플라스틱 하이브리드 제품
JP2023103599A (ja) ポリアリーレンスルフィド樹脂成形用材料

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant