CN1471559A - 包含聚亚芳基醚和聚酰胺的热塑性共混物 - Google Patents
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Abstract
包含聚亚芳基醚、相容剂和聚酯离聚物的热塑性组合物呈现出减小的吸湿性和改善的涂料结合性。使用聚酯离聚物可以使用较低含量的导电性填料。
Description
发明背景
本发明涉及一种热塑性共混物。特别地，本发明涉及一种包含聚亚芳基醚和聚酰胺并且吸水率降低的共混物。
包含聚亚芳基醚和聚酰胺的热塑性共混物是市售的材料，其将无定形聚亚芳基醚相的耐热性、刚性和冲击强度与结晶聚酰胺相的耐化学性和可加工性组合。它们的热性质和力学性质的优越平衡导致了这些共混物被汽车工业采用，用于涂膜车身板。已知的聚亚芳基醚和聚酰胺共混物的缺点是聚酰胺相的吸水率。这些树脂共混物含水量的变化伴随着热性能的变化和尺寸稳定性的变化，这些有时使得部件不适合于其预定用途。还希望改善用于涂膜部件的共混物的稳定性。具体地，希望具有改善的涂料结合性并且减小昂贵的导电填料含量的配方。
所以，对于吸水率减小且涂料结合性改善的聚亚芳基醚/聚酰胺共混物仍然存在需求。
发明概述
吸水率减小的聚亚芳基醚/聚酰胺共混物包含：
约5-约95重量％的聚亚芳基醚；
约5-约95重量％的聚酰胺；
约0.01-约10重量％的相容剂；和
约0.1-约20重量％的聚酯离聚物，其是以下物质的缩聚产物：(1)芳族二羧酸或其酯形成衍生物；(2)二醇化合物或其酯形成衍生物；和(3)含有离子型磺酸酯基团的酯形成化合物；
其中，重量百分数基于该组合物的总重量。
优选的实施方案详述
吸水率减小、涂料结合性和导电性改善的热塑性共混物包含：
约5-约95重量％的聚亚芳基醚；
约5-约95重量％的聚酰胺；
约0.01-约10重量％的相容剂；和
约0.1-约20重量％的聚酯离聚物，其是以下物质的缩聚产物：(1)芳族二羧酸或其酯形成衍生物；(2)二醇化合物或其酯形成衍生物；和(3)含有离子型磺酸酯基团的酯形成化合物；
其中，重量百分数基于该组合物的总重量。
该组合物可以包含任何传统的聚亚芳基醚。术语聚亚芳基醚包括聚苯醚(PPE)和聚亚芳基醚共聚物；接枝共聚物；聚亚芳基醚的醚离聚物；和烯基芳族化合物、乙烯基芳族化合物和聚亚芳基醚的嵌段共聚物等；以及包含前述至少一种的组合等。聚亚芳基醚本身是包含多个下式的结构单元的已知聚合物：
其中，对于每个结构单元，每个Q1独立地为卤素、含有1-约7个碳原子的伯或仲低级烷基、苯基、卤代烷基、氨基烷基、烃氧基、或其中至少两个碳原子分开卤素和氧原子的卤代烃氧基；且每个Q2独立地是氢、卤素、伯或仲低级烷基、苯基、卤代烷基、烃氧基或如对Q1所定义的卤代烃氧基。优选地，每个Q1是烷基或苯基，尤其是C1-4烷基，并且每个Q2是氢。
包括均聚物和共聚物聚亚芳基醚。优选的均聚物是含有2，6-二甲基亚苯基醚单元的那些。合适的共聚物包括含有例如此类单元与2，3，6-三甲基-1，4-亚苯基醚单元组合的无规共聚物，或者由2，6-二甲基苯酚与2，3，6-三甲基苯酚的共聚产生的共聚物。还包括含有通过接枝乙烯基单体或聚合物如聚苯乙烯所制备的部分的聚亚芳基醚，以及偶联的聚亚芳基醚，其中，偶联剂如低分子量聚碳酸酯、醌、杂环化合物和甲醛以已知方式经过与两个聚亚芳基醚链的羟基的反应，产生高分子量聚合物。本发明的聚亚芳基醚还包括上述任何物质的组合。
聚亚芳基醚一般具有约3,000-约40,000的数均分子量和约20,000-约80,000的重均分子量，如通过凝胶渗透色谱法所测定的。聚亚芳基醚一般具有约0.10-约0.60分升/克(dl/g)，优选约0.29-约0.48dl/g的特性粘度，所有的粘度都在25℃的氯仿中测定。还可以组合使用高特性粘度聚亚芳基醚和低特性粘度亚芳基醚。当使用两种特性粘度时，确定精确的比例将在某种程度上取决于所用聚亚芳基醚的准确特性粘度和所希望的最终物理性能。
聚亚芳基醚通常通过至少一种单羟基芳族化合物如2，6-二甲苯酚或2，3，6-三甲苯酚的氧化偶联来制备。催化剂体系一般用于这样的偶联；它们通常含有至少一种重金属化合物如铜、锰或钴化合物，通常与各种其它物料组合。
用于许多目的的特别有用的聚亚芳基醚是包含具有至少一个含氨基烷基端基的分子的那些。氨基烷基通常位于羟基的邻位。含有此类端基的产物可以通过引入合适的伯或仲单胺如二正丁胺或二甲胺作为氧化偶联反应混合物的成分之一来获得。还常常存在4-羟基联苯端基，其通常由其中特别是在铜-卤化物-仲或叔胺体系中存在副产物二苯酚合苯醌的反应混合物获得。显著比例的聚合物分子，通常多达聚合物重量的约90％，可以含有所述含氨基烷基和4-羟基联苯端基的至少之一。
由上述内容，对本领域技术人员明显的是合适的聚亚芳基醚包括目前已知的所有聚亚芳基醚，与结构单元或辅助化学特征的变化无关。
该组合物的聚亚芳基醚含量可以为约5-约95重量％，以该组合物的总重量为基准。优选的是使用含量约20-约60重量％，更优选约30-约45重量％的聚亚芳基醚。
合适的聚酰胺树脂是称为尼龙的树脂类，特征在于存在酰胺基(-C(O)NH-)。尼龙-6和尼龙-6，6是一般优选的聚酰胺，并且可以得自许多商品来源。但是，其它聚酰胺如具有低于约0.5重量％三胺含量的尼龙-4，6、尼龙-12、尼龙-6，10、尼龙-6，9、尼龙-6/6T和尼龙-6，6/6T以及其它的尼龙如无定形尼龙可以用于特定的聚亚芳基醚-聚酰胺的用途。各种聚酰胺的混合物以及各种聚酰胺共聚物也是可用的。高度优选的聚酰胺是尼龙-6，6。
可以通过许多熟知的方法获得聚酰胺，如在美国专利2,071,250、2,071,251、2,130,523、2,130,948、2,241,322、2,312,966和2,512,606中所述的那些方法。例如，尼龙-6是己内酰胺的聚合产物。尼龙-6，6是己二酸和1，6-二氨基己烷的缩合产物。类似地，尼龙-4，6是己二酸与1，4-二氨基丁烷的缩合产物。除了己二酸以外，制备尼龙的其它可用酸包括壬二酸、癸二酸、十二烷二酸以及对苯二甲酸和邻苯二甲酸等。其中，其它有用的二胺包括间二甲苯二胺、二-(4-氨基苯基)甲烷、二-(4-氨基环己基)甲烷、2，2-二-(4-氨基苯基)丙烷、2，2-二-(4-氨基环己基)丙烷。己内酰胺与二酸和二胺的共聚物也是可用的。
可以使用粘度最高约400毫升/克(ml/g)的聚酰胺，粘度约90-约350ml/g是优选的，并且约110-约240ml/g是特别优选的，根据ISO 307在96重量％硫酸中的0.5重量％溶液中测定。
该组合物可以包含含量约5-约95重量％的聚酰胺，以该组合物的总重量为基准。优选的是使用含量约30-约70重量％，更优选约40-约60重量％的聚酰胺。
该组合物还可以包含相容剂。相容剂一般改善聚亚芳基醚-聚酰胺树脂共混物的物理性质，并且它们使得能够使用更大比例的聚酰胺组分。在本文中使用时，表述“相容剂”是指与聚亚芳基醚、聚酰胺树脂或二者相互作用的那些多官能化合物。这种相互作用可以是化学的(例如接枝)或物理的(例如影响分散相的表面特性)。在任一种情况下，所得的聚亚芳基醚-聚酰胺组合物似乎表现出改善的相容性，特别是由提高的冲击强度、模具汇合线强度和/或伸长率而得到证实。如本文所用的，表述“相容的聚亚芳基醚-聚酰胺基础树脂”是指已经用以上讨论的试剂物理或化学相容化的那些组合物，以及不与此类试剂物理相容的那些组合物，例如在美国专利3,379,792中所述。
可以采用的各种非聚合相容剂的实例包括：a)液体二烯聚合物，b)环氧化合物，c)氧化的聚烯烃蜡，d)醌，e)有机硅烷化合物，f)多官能化合物，和g)如下所述通过使一种或多种前述相容剂与聚亚芳基醚反应获得的官能化的聚亚芳基醚。
合适的液体二烯聚合物(a)包括共轭二烯的均聚物以及共轭二烯与至少一种选自其它共轭二烯的单体；乙烯基单体如苯乙烯和α-甲基苯乙烯；烯烃如乙烯、丙烯、丁烯-1、异丁烯、己烯-1、辛烯-1和十二烯-1及其混合物的共聚物。液体二烯聚合物优选具有约150-约10,000，优选约150-约5,000的数均分子量。这些均聚物和共聚物可以用例如美国专利4,054,612、3,876,721和3,428,699中所述的方法来生产，并且其中包括聚丁二烯、聚异戊二烯、聚(1，3-戊二烯)、聚(丁二烯-异戊二烯)、聚(苯乙烯-丁二烯)、聚氯丁二烯、聚(丁二烯-α-甲基苯乙烯)、聚(丁二烯-苯乙烯-异戊二烯)、聚(丁烯-丁二烯)等。
适合于使用的环氧化合物(b)包括：(1)通过缩合多羟基苯酚(例如双酚A、四溴双酚A、间苯二酚和氢醌)和表氯醇所产生的环氧树脂；(2)通过缩合多羟基醇(例如乙二醇、丙二醇、丁二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、季戊四醇、三羟甲基乙烷等)和表氯醇所产生的环氧树脂；(3)单羟基醇和单羟基苯酚的缩水甘油基醚化产物，包括苯基缩水甘油基醚、丁基缩水甘油基醚和甲苯基缩水甘油基醚；(4)氨基化合物的缩水甘油基衍生物，包括苯胺的二缩水甘油基衍生物；和(5)高级烯烃、环烯烃、天然不饱和油(例如豆油)、前述液体二烯聚合物等的环氧化产物。
氧化的聚烯烃蜡(c)是众所周知的，并且其说明性的描述及其生产方法见于美国专利3,822,227和3,756,999中。一般地，这些通过聚烯烃的氧化或悬浮氧化来制备。一种特别优选的聚烯烃蜡是“HoechstWachs” 。
合适的醌化合物(d)特征为在未取代衍生物分子中具有至少一个6元碳环；在该环结构中具有至少两个羰基，如果存在多于一个的环，这两个羰基可以在相同环或不同环中，条件是它们占据相当于单环醌的1，2-或1，4-取向的位置；在该环结构中具有至少两个碳-碳双键，所述碳-碳双键和羰基碳-氧双键相互之间是共轭的。当在未取代的醌中存在多于一个的环时，这些环可以是稠合的、非稠合的、或者两者都有：非稠合环可以被一个直接碳-碳双键键合，或者由具有共轭不饱和键如-C＝C-C＝C-的烃基键合。
取代的醌也在苯发明范围内。在希望取代时，取代度可以为1到最大可取代氢原子数。可以存在于醌核上的各种取代基的实例包括卤素(例如氯、溴和氟)、烃基包括分支和未分支的、饱和和不饱和的烷基、芳基、烷基芳基和环烷基及其卤化衍生物；和其中有杂原子的类似烃，特别是其中有氧、硫或磷的类似烃，并且其中的杂原子把该基团连接到醌环上。
典型的醌包括1，2-和1，4-苯醌、2，6-二苯基-1，4-苯醌、3，3’，5，5’-四甲基-4，4’-二苯酚合苯醌、2，2’-和4，4’-二苯酚合苯醌、1，2-、1，4-和2，6-萘醌、2，3，5，6-四氯-2，5-环己二烯-1，4-二酮(四氯化苯醌)、2-氯-1，4-苯醌、2，6-二甲基苯醌等。
适合于作为相容剂的有机硅烷化合物(e)特征为在分子(1)中具有通过一个氧键键合到碳的至少一个硅原子和(2)至少一个选自胺基或巯基的碳-碳双键或碳-碳三键和/或官能团，条件是该官能团不直接连接到硅原子上。
在此类化合物中，一般存在C-O-Si成分作为直接连接到硅原子上的烷氧基或乙酰氧基，其中，烷氧基或乙酰氧基通常具有少于约15个碳原子并且还可以含有杂原子(例如氧)。此外，在化合物中还可以有一个以上的硅原子，这些多个硅原子如果存在，则通过氧原子(例如硅氧烷)、硅-硅键或二价有机基团(例如亚甲基或亚苯基)等连接。
合适的有机硅烷化合物的实例包括γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、2-(3-环己基)乙基三甲氧基硅烷、1，3-二乙烯基四乙氧基硅烷、乙烯基三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷、5-双环庚烯基三乙氧基硅烷、和γ-巯基丙基三甲氧基硅烷。
可以用作相容剂的多官能化合物(f)具有三种类型。第一种类型包括具有碳-碳双键或碳-碳三键和至少一个羧酸、酸酐、酰胺、酯、酰亚胺、氨基、环氧、原酸酯、或羟基的分子。此类多官能化合物包括马来酸；马来酸酐；富马酸；丙烯酸缩水甘油酯；衣康酸；乌头酸；马来酰亚胺；马来酰肼；二胺与马来酸酐、马来酸、富马酸等的反应产物；二氯代马来酸酐；马来酰胺；不饱和二羧酸(如丙烯酸、丁烯酸、甲基丙烯酸、戊烯酸、壬烯酸、十一碳烯酸、十二碳烯酸、亚油酸等)；前述不饱和羧酸的酯、酰胺或酸酐；不饱和醇(例如，巴豆醇、甲基乙烯基甲醇、4-戊烯-1-醇、1，4-己二烯-3-醇、3-丁烯-1，4-二醇、2，5-二甲基-3-己烯-2，5-二醇和分子式为CnH2n-1OH、CnH2n-3OH、CnH2n-5OH、CnH2n-7OH和CnH2n-9OH的醇，其中，n是不大于约30的正整数)；用-NH2基团取代上述不饱和醇的-OH基团所得的不饱和胺；官能化二烯聚合物和共聚物等。当然，马来酸、富马酸和马来酸酐是优选的。
适合于本文使用的第二类多官能相容剂化合物特征在于具有由式(OG)表示的基团和至少两个选自羧酸、酰基卤、酸酐、卤代酸酐、酯、原酸酯、酰胺、酰亚胺基、氨基及其各种盐的相同或不同的基团，其中，G是氢或烷基、芳基、酰基或碳酰二氧基。这一类的典型实例包括由下式表示的脂肪族多羧酸、酸酯和酰胺：
(RIO)mR(COORII)n(CONRIIIRIV)s其中，R是2-20、优选2-10个碳原子的直链或支链、饱和或不饱和脂肪烃；RI是氢或1-10、优选1-6、最优选1-4个碳原子的烷基、芳基、酰基或碳酰二氧基；每个RII独立地是氢或1-约20、优选1-约10个碳原子的烷基或芳基；每个RIII和RIV独立地是氢或1-约10、优选1-约6、更优选1-约4个碳原子的烷基或芳基；m等于1；(n+s)大于或等于2，优选等于2或3，且n和s各自大于或等于0；(ORI)相对于羰基是α或β位的并且至少两个羰基被2-6个碳原子分开。当各个取代基含有少于6个碳原子时，RI、RII、RIII和RIV不可能是芳基。
该第二类的典型成员包括柠檬酸、苹果酸、松蕈酸等，包括其各种商品形式，例如酸酐和水合酸。可用的酯的实例包括例如柠檬酸乙酰基酯和单-和/或二硬脂酰基的柠檬酸酯等。合适的酰胺包括例如N，N-二乙基柠檬酰胺、N-苯基柠檬酰胺、N-十二烷基柠檬酰胺、N，N-双十二烷基柠檬酰胺和N-十二烷基苹果酸。特别优选的衍生物是其盐，包括与胺的盐，且优选的是碱金属和碱土金属盐。典型的盐包括苹果酸钙、柠檬酸钙、苹果酸钾和柠檬酸钾。
第三类多官能相容剂化合物特征在于在分子中同时有(1)酰基卤，最优选的是酰基氯基团，和(2)至少一种羧酸、酸酐、酯、环氧、原酸酯、或酰胺基团，优选的是羧酸或酸酐基团。在该类内的相容剂的实例包括苯偏三酸酐酰基氯、氯甲酰基琥珀酸酐、氯甲酰基琥珀酸、氯甲酰基戊二酸酐、氯甲酰基戊二酸、氯乙酰基琥珀酸酐、氯乙酰基琥珀酸、苯偏三酸酰基氯和氯乙酰基戊二酸。其中，苯偏三酸酰基氯是优选的。此外，特别优选的是该类相容剂与至少一部分聚亚芳基醚预反应，从而该相容剂是聚亚芳基醚官能化的化合物。
前述相容剂更充分地描述于美国专利4,315,086、4,600,741、4,642,358、4,826,933、4,927,894、4,980,424、5,041,504和5,115,042中。
前述相容剂可以单独使用或者以各种组合形式使用。此外，它们可以直接加入到熔体共混物中，或者与聚亚芳基醚和聚酰胺的任一种或与二者以及与其它树脂材料预反应。用许多前述相容剂，特别是多官能化合物，发现可以更大地改善相容性，其中至少一部分相容剂，在熔体中或者在适当溶剂的溶液中，与所有或部分聚亚芳基醚预反应。可以认为，这样的预反应可能导致相容剂与聚合物反应，因此使聚亚芳基醚官能化。例如，聚亚芳基醚可以与马来酸酐预反应，形成酸酐官能化的聚亚芳基醚，与未官能化的聚亚芳基醚相比，已经改善了与聚酰胺的相容性。
当使用相容剂时，其用量取决于所选的具体相容剂和其加入的具体聚合体系。本领域技术人员可以容易地确定这样的用量。在其中相容剂是马来酸、马来酸酐、柠檬酸或富马酸的优选实施方案中，合适的用量为约0.01-约10重量％，优选约0.1-约3重量％，更优选约0.3-约1.5重量％，以整个组合物的重量为基准。
在根据本发明的组合物中可以使用任何已知的相容化体系。其它体系例如已经描述于美国专利4,866,114中。
本文所用术语聚酯离聚物是指芳族二羧酸或其酯形成衍生物、二醇或其酯形成衍生物以及包含离子型磺酸酯基团的酯形成化合物的缩聚反应产物。
聚酯离聚物可以包含由下式表示的一价和/或二价芳基含羧基磺酸盐单元：
其中，p＝1-3，d＝1-3，p+d＝2-6，M是金属，n＝1-5，且A是含有一个或多个芳环的芳基，例如苯、萘、蒽、联苯、三联苯、氧联苯、磺酰基联苯、或烷基联苯，其中，磺酸盐取代基直接连接到芳环上。这些基团通过羧酸酯键引入到聚酯中。芳基可以含有一个或多个磺酸盐取代基(d＝1-3)，并且可以有一个或多个羧酸键(p＝1-3)。具有一个磺酸盐取代基(d＝1)和两个羧酸键(p＝2)的基团是优选的。
优选的金属是碱金属或碱土金属，其中，n＝1-2。锌和锡也是优选的金属。
聚酯离聚物替代地可以包含由下式表示的磺酸盐单元：
(1/nMn+-O3S)d-A-(OR”OH)p其中，p、d、M、n和A是如上所定义的，并且其中，R”是二价亚烷基或亚烷基氧基，例如，
-CH2CH2-、-CH2CH2OCH2CH2-、-CH(CH3)CH2-、-CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2-等。
优选的聚酯离聚物包括由下式表示的二价离聚物：
其中，R是氢、卤素、具有1-约20个碳的烷基、或具有1-约20个碳的芳基；M是金属，且n＝1-5。
可以引入金属磺酸盐聚酯共聚物的典型磺酸盐取代基可以得自以下羧酸或它们的酯形成衍生物：5-磺基间苯二甲酸钠、磺基对苯二甲酸钾、磺基萘二甲酸钠、5-磺基间苯二甲酸钙、4，4’-二(甲酯基)联苯磺酸钾、3，5-二(甲酯基)苯磺酸锂、对甲酯基苯磺酸钠、5-甲酯基-1，3-二磺酸二钾、钠代4-磺基萘-2，7-二甲酸、4-锂代磺基苯基-3，5-二羧基苯磺酸盐、6-钠代磺基-2-萘基-3，5-二甲酯基苯磺酸盐、和5-[4-(钠代磺基)苯氧基]间苯二甲酸二甲酯。
其它合适的磺化羧酸及其酯形成衍生物描述在美国专利3,018,272和3,546,008中，这两个美国专利包括在本文中作为参考。优选的磺酸盐聚酯包括由3，5-二甲酯基苯磺酸钠产生的那些：5-磺基间苯二甲酸钠的双(乙二醇)酯：或5-磺基间苯二甲酸钠的双(二乙二醇)酯：
典型的二醇反应物是脂肪族二醇，包括直链、支链或脂环族烷烃二醇，并且可以含有2-12个碳原子。此类二醇的实例包括乙二醇；丙二醇即1，2-和1，3-丙二醇；丁二醇即1，2-、1，3-和1，4-丁二醇；二乙二醇；2，2-二甲基-1，3-丙二醇；2-乙基-和2-甲基-1，3-丙二醇；1，3-和1，5-丙二醇；二丙二醇；2-甲基-1，5-戊二醇；1，6-己二醇；二甲醇萘烷；二甲醇双环辛烷；1，4-环己烷二甲醇且特别是其顺式和反式异构体；三甘醇；1，10-癸二醇；和前述任何物质的混合物。优选的脂环族二醇是1，4-环己烷二甲醇或其化学等效物。当使用脂环族二醇作为二醇成分时，可以使用顺式-与反式-异构体的混合物，优选的是反式异构体含量为70％或更多。该二醇的化学等效物包括酯，如二烷基酯、二芳基酯等。
芳族二羧酸反应物的实例是间苯二甲酸或对苯二甲酸、1，2-二(羧基苯基)乙烷、4，4’-二羧基二苯基醚、4，4’-二苯甲酸及其混合物。所有这些酸含有至少一种芳核。含有稠环的酸也可以存在，例如1，4-、1，5-或2，6-萘二甲酸。优选的二羧酸包括对苯二甲酸、间苯二甲酸或其混合物。
非常优选的聚酯离聚物包含下式的重复单元：其中，R是氢、卤素、具有1-约20个碳的烷基、或具有1-20个碳原子的芳基；M是金属；n＝1-5；R1是具有1-约20个碳原子的亚烷基；A1是1，2-亚苯基、1，3-亚苯基、或1，4-亚苯基；并且磺酸根取代的单元的摩尔分数x为x与y总和的约0.1-约50％，且约0.2-20摩尔％是优选的，约0.5-约10摩尔％是更优选的，约1-约5摩尔％是仍然更优选的。优选地，R是氢。R1优选为具有1-约6个碳原子的亚烷基；更优选R1是乙基或丁基。M优选为碱金属或碱土金属；M更优选为钠或钾。
高度优选的离聚物聚酯包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)离聚物，和聚(对苯二甲酸1，4-丁二酯)(PBT)离聚物，以及聚(对苯二甲酸1，3-丙二酯)(PPT)离聚物。
本文还预期的是含有少量，例如约0.5-约15重量％的得自脂肪酸和/或脂族多元醇的单元以形成共聚酯的上述聚酯离聚物。脂族多元醇包括二元醇如聚乙二醇或聚丁二醇。这样的聚酯可以根据美国专利2,465,319和3,047,539的说明来制备。
优选的聚(对苯二甲酸1，4-丁二酯)离聚物树脂是通过使包含二元醇组分和一种酸组分的离聚物组分聚合所获得的，其中，所述醇组分包含至少70摩尔％，优选至少90摩尔％的1，4-丁二醇；所述酸组分包含约1-约10摩尔％的二甲基5-钠磺基-1，3-亚苯基二甲酸酯和至少70摩尔％，优选至少90摩尔％的对苯二甲酸，和其酯形成衍生物。
二元醇组分优选包含不大于30摩尔％，更优选不大于20摩尔％的另一种二元醇，如乙二醇、1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，6-己二醇、癸1，10-二醇、环己烷二甲醇，或新戊二醇。
酸组分优选包含不大于30摩尔％，优选不大于20摩尔％的另一种酸，如间苯二甲酸、2，6-萘二甲酸、1，5-萘二甲酸、4，4’-二苯基二甲酸、4，4’-二苯氧基乙烷二甲酸、对羟基苯甲酸、癸二酸、己二酸及其酯形成衍生物。
还可以使用包含支化剂的支化的聚酯离聚物，支化剂例如具有三个或多个羟基的二元醇，或者具有三个或多个羧酸基的芳族羧酸。此外，有时还希望在聚酯上有各种浓度的酸和羟基端基，这取决于组合物的最终用途。
在一些情况下，希望用酸活性物质减少酸端基数，通常到小于约30微当量/克。在另一些情况下，希望聚酯具有较高的羧基端基浓度。
优选的聚酯离聚物具有足够的热稳定性，以承受至少约250℃，优选至少约275℃，更优选至少约300℃的配料温度。
聚酯离聚物与非磺酸盐聚酯的共混物也可以用作聚酯离聚物组合物。例如，可以使用磺酸盐PBT和未改性的PBT树脂的共混物。优选的非磺酸盐聚酯是亚烷基邻苯二甲酸酯聚酯。优选的是磺酸盐聚酯的存在量大于或等于非磺酸盐聚酯量。
聚酯离聚物的可用量约为0.01-约15重量％，且约1-约10重量％是优选的，约2-约8重量％是特别优选的，其中，重量百分数是以组合物的总重量为基准的。
该组合物任选包含抗冲击改性剂。一般用于包含聚亚芳基醚、聚酰胺或聚亚芳基醚与聚酰胺组合的组合物的所有抗冲击改性剂都可以使用。特别合适的是所谓嵌段共聚物，例如A-B-A三嵌段共聚物和A-B二嵌段共聚物。可以使用的A-B和A-B-A型嵌段共聚物橡胶添加剂是包含一种或两种烯基芳族嵌段的热塑性橡胶，所述烯基芳族嵌段通常是苯乙烯嵌段和橡胶嵌段，例如可能部分氢化的丁二烯嵌段。这些三嵌段共聚物和二嵌段共聚物的混合物通常是特别有用的。在一个优选的实施方案中，聚亚芳基醚相包含至少50％，优选至少75％，更优选至少90％的嵌段共聚物。
合适的A-B和A-B-A型嵌段共聚物公开在例如美国专利3,078,254、3,402,159、3,297,793、3,265,765和3,594,452以及英国专利1,264,741中。典型的A-B和A-B-A嵌段共聚物的实例包括聚苯乙烯-聚丁二烯、聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)、聚苯乙烯-聚异戊二烯、聚(α-甲基苯乙烯)-聚丁二烯、聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯、聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-聚苯乙烯、聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯、聚(α-甲基苯乙烯)-聚丁二烯-聚(α-甲基苯乙烯)、聚苯乙烯-聚(乙烯-丁二烯)-聚苯乙烯，及其选择氢化的种类等。聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)和聚苯乙烯-聚(乙烯-丁二烯)-聚苯乙烯是目前优选的。也可以使用上述嵌段共聚物的混合物。这些A-B和A-B-A嵌段共聚物可以购自许多来源，包括Phillips Petroleum，商标为SOLPRENE、ShellChemical Co.，商标为KRATON、Dexco，商标为VECTOR和Kuraray，商标为SEPTON。
其它有用的抗冲击改性剂包括官能化的弹性体聚烯烃，如包含诸如酸酐、环氧、噁唑啉、原酸酯等官能团的弹性体聚烯烃。弹性体聚烯烃的基本结构单元得自乙烯和至少一种C3-8的1-烯烃，如丙烯、1-丁烯、1-己烯和1-辛烯。乙烯和C3-8的1-烯烃的比例并不重要，只要它们能一起构成聚合物的主要部分。官能化弹性体聚烯烃的实例是官能化的乙烯-丙烯橡胶或官能化的乙烯-丙烯-二烯弹性体。二烯部分是至少一种非共轭二烯，如亚乙基降冰片烯、1，4-己二烯或二环戊二烯。这些弹性体聚烯烃在本领域中已知为EPR和EPDM弹性体，并且它们更详细描述在1998年4月22日提出的美国专利申请系列No.09/064,270和1999年5月7日提出的美国专利申请系列No.09/307,194中。在一个优选的实施方案中，热塑性组合物的聚酰胺相包含至少50％，优选至少75％，更优选至少90％的官能化弹性体聚烯烃。
可以使用的抗冲击改性剂最多约20重量％，约1-约15重量％是优选的，约5-约12重量％是特别优选的，其中，重量％按该组合物的总重量计。前述抗冲击改性剂的各种混合物也是可以使用的。
该组合物任选包含导电填料。导电填料可以是增强模塑组合物的导电性的任何填料。合适的导电填料可以是纤维状的、圆盘形的、球形的或者无定形的，并且包括例如导电炭黑、导电碳纤维(包括研磨的纤维)、导电气相生长的碳纤维，及其各种混合物。可以使用的其它导电填料是金属涂敷的碳纤维；金属纤维；金属片；金属颗粒；金属涂敷的片状填料如金属涂敷的滑石、云母和高岭土等。优选的导电填料包括碳纤维、特别是直径约3.5-约500纳米的石墨或部分石墨气相生长碳纤维。典型的碳纤维是在例如Tibbetts等人的美国专利4,565,684和5,024,818、Arakawa等人的4,572,813、Tennent的4,663,230和5,165,909、Komatsu等人的4,816,289、Arakawa等人的4,876,078、Tennent等人的5,589,152、Nahass等人的5,591,382中所述的气相生长碳纤维。导电添加剂可以在熔体加工步骤中加入到相容化后的共混物中，或者优选的是导电添加剂可以预分散在聚亚芳基醚树脂或聚酰胺树脂中。优选的是把导电添加剂预分散到聚酰胺相中，以制造在树脂中的导电添加剂浓缩物，其最终成为连续相。导电材料主要存在于聚酰胺相中是优选的，因为用更少量的导电添加剂可以获得更大的电导率。在树脂组合物制备过程中，也可以使用多于一种的导电添加剂浓缩物。在一个优选的实施方案中，可以以聚酰胺中的所谓母料形式向该组合物中引入碳纤维。该母料可以包含约1-约40重量％的碳纤维，其余为聚酰胺。导电填料的合适量为使模塑组合物的比体积电导率降低到小于约105欧姆-厘米，优选小于约104欧姆-厘米，更优选约103-104欧姆-厘米的量。
本发明的组合物可以包含不干扰前述希望性质但是提高其它有益性质的额外组分，如抗氧化剂、润滑剂、脱模剂、色剂、成核剂和紫外线(UV)稳定剂。
合适的抗氧化剂包括有机亚磷酸酯，例如三(壬基-苯基)亚磷酸酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、二(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯和二硬脂酰基季戊四醇二亚磷酸酯；烷基化的一元酚、多元酚以及多元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-羟基氢化肉桂酸酯)]甲烷、3，5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯十八烷基、2，4-二叔丁基苯基亚磷酸酯、对甲酚与二环戊丁二烯的丁基化反应产物、烷基化的氢醌、羟基化的硫代二苯基醚、亚烷基双酚、苄基化合物、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸与一羟基或多羟基醇的酯、以及β-(5-叔丁基-4-羟基-3-甲基苯基)丙酸与一羟基或多羟基醇的酯；硫代烷基或硫代芳基化合物的酯，例如二硬脂酰基硫代丙酸酯，以及二月桂酰基硫代丙酸酯、双十三烷基硫代二丙酸酯。
常常希望在本发明的组合物中使用金属盐。这样的金属盐在本领域中一般是已知的，如在van der Meer等人的美国专利4,857,575中所举例说明的，并且可以由以下通式表示：
M+y(X-z)n
其中，M表示金属离子如铜、镍、锡、铈等。X表示带负电荷的离子，优选的是卤化物如Cl、Br、F、I；或者羧酸根如硬脂酸根或乙酸根；n表示1-约6的整数，y是表示金属离子的正离子电荷的整数，其中，z是表示X的负离子电荷的整数。
其中，适用于本发明的合适的金属盐是CuCl2、CuI、乙酸铜和硬脂酸铈，所有这些都可以购自各种来源。当然，CuI是优选的，并且常常与额外的卤化物源组合使用，例如KI。CuI可以以商品获得，或者可以通过由金属铜与HI的反应进行的沉淀和分离来制备。
金属卤化物盐将以提供有效稳定化必需的量来使用。对于每100重量份的PPE-聚酰胺基树脂，常常需要至少0.001重量份的金属卤化物。大于约0.5重量金属卤化物/100份PPE-聚酰胺树脂常常不能提供足够的额外益处以证明其按此用量的使用。已经发现，对于本发明的PPE-聚酰胺共混物的稳定化，低至200ppm的量的金属盐是有效的。也可以在卤化物源如KI的存在下使用金属羧酸盐来提供金属卤化物的原位生成。
本发明的组合物的制备通常通过在形成良好的共混物的条件下仅共混各个成分获得。这样的条件常常包括在单螺杆型挤出机或双螺杆挤出机或可以对各个组分施加剪切力的类似混合装置中混合。
所有的成分可以在开始时加入到加工系统中。替代地，一些添加剂可以与一种或多种主要成分预先混合，优选与聚亚芳基醚、抗冲击改性剂和聚酰胺预混合。如果在聚酰胺加入的下游加入聚酯离聚物，似乎改善了一些物理性质。例如，在第一个挤出机进料口(其中加入了聚亚芳基醚、相容剂、任选的抗冲击改性剂以及任选的一部分聚酰胺)的下游的第三个挤出机进料口和第二个挤出机进料口(其中加入所有的或其余的聚酰胺)中加入聚酯离聚物。替代地，聚酯离聚物可以作为所谓粒状共混物刚好在注塑成型之前加入。虽然在加工过程中可以使用独立的挤出机，但是该组合物优选的是使用在其长度方向上有多个进料口以容纳各种组分加入的单一挤出机来制备。通过挤出机中的至少一个或多个排气孔向熔体施加真空或气体排出以排出组合物中的挥发性杂质常常是有利的。本领域技术人员能够调节共混时间和温度，以及组分的加入，而不用非常规的额外实验。
本发明的共混物可以通过各种技术来加工，包括注塑成型、吹制成型、挤出成薄板、薄膜或型材，压制成型等。它们也可以成形成许多制品，用于例如电连接器、电器装置、计算机、建筑和构造、室外设备、卡车和汽车等。
通过以下非限制形式实例进一步说明本发明。
材料
聚(2，6-二甲基亚苯基醚)从GE Plastics获得，并且具有约44,000的重均分子量(Mw)和约0.4分升/克(dl/g)的特性粘度，该特性粘度在23℃的氯仿中测定。
尼龙-6，6以24 FE1从Rhodia获得，并且具有69,000的重均分子量(Mw)和126ml/g的粘度值ISO 307(Vz)。
聚对苯二甲酸乙二酯离聚物(PET-I)从DuPont以商标CRYSTAR以CRYSTARMerge 3918和Merge 1908形式获得。这些材料分别含有1.72摩尔％和2.0摩尔％的5-磺基间苯二甲酸钠单元，其中，摩尔分数以对苯二甲酸酯和磺基间苯二甲酸酯单元的总量为基准。Merge3918和Merge 1908还分别含有0.03重量％和0.29重量％的二氧化钛。两种材料的熔点均为255℃。
聚对苯二甲酸丁二酯离聚物(PBT-I)是对苯二甲酸二甲酯(DMT)、二甲基-5-磺基间苯二甲酸钠(DMSIP)和1，4-丁二醇(BDO)的共聚物。这些材料的合成描述在1999年2月17日提出的美国专利申请No.09/251,507中。在这些实验中所用的PBT-离聚物树脂组合物含有3摩尔％(PBT-I 3％)、1摩尔％(PBT-I 1％)或0.5摩尔％(PBT-I 0.5％)磺酸钠取代单体，以间苯二甲酸酯和对苯二甲酸酯单体的总摩尔数为基准。
聚苯乙烯-聚(乙烯丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)以KRATONG1651E从Shell Nederland BV获得，并且具有267,500的Mw。聚苯乙烯-聚(乙烯丙烯)嵌段共聚物(SEP)以KRATONG1701E从ShellNederland BV获得，并且具有152400的Mw。
柠檬酸从Jungbunzlauer BV获得。富马酸从Lonza Benelux BV获得。碘化钾从GE Plastics获得并且以在水中的50重量％溶液使用。碘化亚铜(CuI)从DSM Adeno获得。受阻酚抗氧化剂以IRGANOX从Ciba Gergy获得。
气相生长的碳纤维从Hyperion Catalysis International获得，并且根据Nahass等人的美国专利No.5,591,382制备。纤维的平均直径约为15纳米。以在尼龙-6，6中的20重量％母料形式使用碳纤维。
实施例1
本实施例描述包含PET离聚物且改变PET离聚物种类、PET离聚物的量(其与尼龙-6，6的量分不清)和PET离聚物加入位置的组合物的配制和测试。Izod缺口冲击强度根据ISO 180在23℃测定。Vicat B软化温度根据ISO 306测定。在圆盘形样品上在三种条件下进行不同时间的吸湿性测试：23℃/50％相对湿度、23℃/100％相对湿度和80℃/100％相对湿度。在其初始称重之前，所有的样品在120℃的真空烘箱中干燥4小时。报告在80℃和100％相对湿度下经过69小时的湿度结果。
表1中给出组合物和测试结果。这些结果表明，Izod缺口冲击强度在4.88重量％离聚物时比在9.76重量％离聚物时更高(见配方2与3、4与5、6与7、8与9)。还显然的是，与离聚物的下游加入相比，在粒状共混物中加入离聚物(刚好在模塑之前)与更高的Izod缺口冲击强度有关(见配方4与2、5与3、8与6、9与7)。所有的实验样品2-9比对比配方1具有更低的吸水性。虽然每个实验配方可以适合于一些目的，对于试样4和8观察到了最好的性能平衡，其每一个包含以粒状共混物形式加入(刚好在模塑之前)的4.88重量％的离聚物。
表1
*PB＝粒状共混物**DDS5＝下游
| 对比 | 实验配方 | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| 组成(重量％) | |||||||||
| PPO803 | 38.8 | 38.8 | 38.8 | 38.8 | 38.8 | 38.8 | 38.8 | 38.8 | 38.8 |
| SEBS | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 |
| SEP | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 |
| 柠檬酸 | 0.65 | 0.65 | 0.65 | 0.65 | 0.65 | 0.65 | 0.65 | 0.65 | 0.65 |
| IRGANOX1076 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| 水中50％KI | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| CuI | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 |
| Merge 3918(1.72mol％) | -- | 4.88 | 9.76 | 4.88 | 9.76 | -- | -- | -- | -- |
| Merge 1908(2mol％) | -- | -- | -- | -- | -- | 4.88 | 9.76 | 4.88 | 9.76 |
| 离聚物添加位置 | -- | DDS** | DDS | PB* | PB | DDS | DDS | PB | PB |
| Nylon-6，6 | 44 | 39.12 | 34.24 | 39.12 | 34.24 | 39.12 | 34.24 | 39.12 | 34.24 |
| PA中的20％CF | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
| 性能 | |||||||||
| Lzod缺口冲击(kJ/m2) | 22.1 | 8.1 | 5.2 | 18.4 | 15.2 | 15.5 | 9.1 | 19.7 | 14 |
| Vicat-B(℃) | 199.8 | 196.5 | 192.1 | 199.5 | 194.3 | 195.5 | 192.9 | 195.7 | 190.6 |
| 吸水性(80℃/100％相对湿度时经过69小时后的增重％) | 3.56 | -- | -- | 3.36 | 3.18 | 3.38 | 3.10 | 3.41 | 3.21 |
实施例2
本实施例描述包含PBT离聚物且变化PBT离聚物类型(即离子型单体的摩尔分数)、PBT离聚物的量和相容剂(柠檬酸与富马酸)的同一性的组合物的配方和测试。在所有的情况下，PBT离聚物以粒状共混物形式加入。
变化离聚物的量(总组合物的0、5或10重量％)、离聚物中磺化单体的摩尔分数(0.5、1或3摩尔％)和非聚合的相容剂(柠檬酸或富马酸)来制备10个配方10-19。Izod缺口冲击强度、Vicat B软化温度和吸水性按实施例1中所描述的进行测定。在80℃和100％相对湿度经过24小时报告湿度结果。组合物和测试结果表示在表2中。
这些结果表明，Izod缺口冲击强度对离聚物的磺化单体含量比较敏感(配方11与14与17、12与15与18、13与16与19)。这些结果还表明，高离聚物含量略微降低Izod缺口冲击强度(11与13、14与16、17与19)，且用富马酸相容剂比柠檬酸相容剂的Izod缺口冲击强度略高(11与12、14与15、17与18)。更高的离聚物含量一般与更低的VicatB温度有关(11与13、14与16、17与19)，具有4.88％离聚物的所有样品都表现出优异的VicatB温度。这些结果与实施例1中的结果相比表明，PBT离聚物测试能够具有比所测定的PET离聚物的VicatB温度更高。这是未预料到的，因为PET离聚物具有更高的熔化温度。VicatB温度是否受到所测定的PET离聚物中少量二氧化钛存在的不利影响还不清楚。
表2
| 对比 | 实验配方 | |||||||||
| 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | |
| 组成(重量％) | ||||||||||
| PPO803 | 38.8 | 38.8 | 38.8 | 38.8 | 38.8 | 38.8 | 38.8 | 38.8 | 38.8 | 38.8 |
| SEBS | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 |
| SEP | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 |
| 柠檬酸 | 0.65 | 0.65 | -- | 0.65 | 0.65 | -- | 0.65 | 0.65 | -- | 0.65 |
| 富马酸 | -- | -- | 0.65 | -- | -- | 0.65 | -- | -- | 0.65 | -- |
| IRGANOX1076 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| 水中50％KI | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| CuI | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 |
| Nylon-6，6 | 44 | 39.12 | 39.12 | 34.24 | 39.12 | 59.12 | 34.24 | 39.12 | 39.12 | 34.24 |
| PA中20％CF | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
| PBTI-0.5％ | -- | 4.88 | 4.88 | 9.76 | -- | -- | -- | -- | -- | -- |
| PBTI-1％ | -- | -- | -- | -- | 4.88 | 4.88 | 9.76 | -- | -- | -- |
| PBTI-3％ | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | 4.88 | 4.88 | 9.76 |
| 性能 | ||||||||||
| Izod缺口冲击(kJ/m2) | 23.1 | 19.7 | 20.2 | 14.1 | 19.4 | 20 | 13.6 | 18.5 | 20.7 | 12.9 |
| Vicat-B(℃) | 198.9 | 198.8 | 196.5 | 193.7 | 196.9 | 198.2 | 195.2 | 196.6 | 196.8 | 193.9 |
| 吸水性(在80℃/100％湿度时，经24小时后的增重％ | 2.98 | 2.73 | 2.80 | 2.47 | 2.46 | 2.49 | 2.29 | 2.53 | 2.54 | 238 |
实施例3
本实施例描述参考组合物加上15个实验组合物的配方和测试，所述15个实验组合物构成所设计的变化PBT离聚物浓度、尼龙-6，6浓度、碳纤维浓度、PBT离聚物类型(0.5摩尔％或1.0摩尔％离子型单体)和相容剂(柠檬酸或富马酸)的实验。除了尼龙-6，6和碳纤维/尼龙-6，6共混物在下游加入以及PBT离聚物以粒状共混物在模塑之前加入以外，所有的成分在挤出机的进料口加入。Izod缺口冲击强度和VicatB软化温度如实施例1中所述的进行测定。比体积电阻率测定如下。模塑的拉伸样条(MPTS型，ISO 3167)的端部以脆性方式断裂，以产生约75毫米长的样条，其截面为10毫米×4毫米。两个断裂表面涂敷导电银浆，一旦银浆干燥，就用通常的万用表测定沿样条长度方向的电阻率。体积电阻率ρ根据以下公式计算：
ρ[欧姆-厘米＝(R测定值[欧姆])×(断裂面积[cm2])/长度[cm]其中，R测定值是所测量的电阻。样品电导率与模塑条件有关，对于相同的组合物，有时观察到样品与样品的变化性。
组合物和测试结果在表3中给出。性能值与组合物关系的统计分析对于Izod缺口冲击(R2＝0.9837、R2(adj)＝0.9764)和比体积电阻率(R2＝0.8966、R2(adj)＝0.8684)产生了有意义的模型。更大的尼龙-6，6量和更低的PBT离聚物量支持更高的Izod缺口冲击值。一般来说，实验配方的Izod缺口冲击性能相当好，15个样品中的11个获得了非常希望的值，即16kJ/m2或更大。如所预期的，更低的电阻率由更高浓度的碳纤维以及更高浓度的离聚物和使用柠檬酸代替富马酸支持。更高浓度离聚物降低电阻率的结果具有实际意义，因为这意味着可以使用更少量的昂贵碳纤维来获得给定的希望电阻率值，可以降低配方的总成本。
表3
| 对比 | 实验配方 | |||||||||||||||
| 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | |
| 组成(重量％) | ||||||||||||||||
| PPO803 | 38.8 | 38.8 | 38.8 | 38.8 | 38.8 | 38.8 | 38.8 | 38.8 | 38.8 | 38.8 | 38.8 | 38.8 | 38.8 | 38.8 | 38.8 | 38.8 |
| SEBS | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 |
| SEP | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 |
| 柠檬酸 | 0.65 | -- | -- | -- | 0.65 | 0.65 | -- | 0.65 | 0.65 | -- | 0.65 | 0.65 | -- | -- | 0.65 | -- |
| 富马酸 | -- | 0.65 | 0.65 | 0.65 | -- | -- | 0.65 | -- | -- | 0.65 | -- | -- | 0.65 | 0.65 | -- | 0.65 |
| IRGANOX1076 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| 水中50％KI | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| CuI | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 |
| 尼龙-6，6 | 44 | 39.8 | 37.32 | 38.2 | 39.8 | 38.2 | 34.64 | 38.56 | 35.98 | 36.64 | 38.2 | 34.64 | 36.64 | 38.2 | 36.98 | 37.32 |
| PA中20％CF | 6 | 4 | 5 | 6 | 4 | 6 | 6 | 4.5 | 5.5 | 4 | 6 | 6 | 4 | 6 | 4.5 | 5 |
| PBTI-1％ | -- | 5.84 | -- | -- | 5.84 | 5.44 | 9 | -- | -- | 9 | 5.44 | 9 | 9 | 5.44 | -- | -- |
| PBTI-0.5％ | -- | -- | 7.32 | 5.44 | -- | -- | -- | 6.58 | 8.16 | -- | -- | -- | -- | -- | 8.16 | 7.32 |
| 性能 | ||||||||||||||||
| Izod缺口冲击(kJ/m2) | 22.8 | 19.4 | 17.7 | 19.2 | 17.4 | 17.6 | 15.4 | 16.8 | 14.6 | 17.5 | 17.8 | 14.8 | 17.2 | 20.0 | 15.7 | 17.8 |
| 比体积电阻率(千欧姆.厘米) | 2.8 | -- | 8.8 | 22.5 | 12.9 | 0.61 | 8.1 | 5.8 | 0.81 | -- | 0.4 | 0.44 | -- | 46.0 | 3.5 | -- |
实施例4
本实验描述包含柠檬酸、具有0.5摩尔％或1.0摩尔％离子型单体的PBT离聚物、和碳纤维量减少的附加组合物的配方和测试。组合物和Izod缺口冲击、Vicat B温度和比体积电阻率的结果表示在表4中。这些结果表明，配方36和37都表现出物理和导电性能的良好平衡，并且比对比配方需要更少量的碳纤维。在25℃、50％相对湿度下，吸湿性随时间变化的数据在表5中给出。结果表明，实验配方36和37的吸水性(约1.15重量％增重)低于对比配方20(约1.35重量％增重)。
| 对比 | 实验配方 | ||
| 20 | 36 | 37 | |
| 组成(重量％) | |||
| PPO803 | 38.8 | 38.8 | 38.8 |
| SEBS | 7 | 7 | 7 |
| SEP | 3.5 | 3.5 | 3.5 |
| 柠檬酸 | 0.65 | 0.65 | 0.65 |
| IRGANOX1076 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| 水中50％KI | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| CuI | 0.01 | 0.01 | 0.01 |
| 尼龙-6，6 | 44 | 39.92 | 39.92 |
| PA中20％CF | 6 | 5 | 5 |
| PBTI-0.5％ | -- | 4.88 | -- |
| PBTI-1％ | -- | -- | 4.88 |
| 性能 | -- | -- | -- |
| Izod缺口冲击(kJ/m2) | 22.8 | 16.9 | 17.9 |
| Vicat-B(℃) | 202.4 | 197.4 | 196.7 |
| 比体积电阻率(千欧姆.厘米) | 2.8 | 1.6 | 1.3 |
表5
| 由于吸水的增重(重量％) | |||
| 对比 | 实验配方 | ||
| 天 | 20 | 36 | 37 |
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0.23 | 0.21 | 0.21 |
| 3 | 0.39 | 0.42 | 0.43 |
| 5 | 0.50 | 0.52 | 0.52 |
| 7 | 0.60 | 0.61 | 0.61 |
| 8 | 0.64 | 0.67 | 0.67 |
| 10 | 0.74 | 0.73 | 0.72 |
| 12 | 0.79 | 0.75 | 0.74 |
| 13 | 0.84 | 0.78 | 0.79 |
| 14 | 0.86 | 0.82 | 0.84 |
| 15 | 0.89 | 0.84 | 0.85 |
| 17 | 0.95 | 0.87 | 0.86 |
| 19 | 1.00 | 0.90 | 0.91 |
| 21 | 1.04 | 0.94 | 0.94 |
| 24 | 1.14 | 0.95 | 0.94 |
| 26 | 1.14 | 1.02 | 0.99 |
| 27 | 1.13 | 1.02 | 1.00 |
| 28 | 1.13 | 1.02 | 1.01 |
| 29 | 1.12 | 1.03 | 1.02 |
| 31 | 1.20 | 1.03 | 1.02 |
| 33 | 1.30 | 1.05 | 1.05 |
| 35 | 1.36 | 1.08 | 1.07 |
| 38 | 1.34 | 1.09 | 1.10 |
| 39 | 1.30 | 1.10 | 1.12 |
| 42 | 1.30 | 1.15 | 1.15 |
| 43 | 1.34 | 1.16 | 1.15 |
| 45 | 1.31 | 1.17 | 1.15 |
| 48 | 1.28 | 1.21 | 1.21 |
| 52 | 1.27 | 1.24 | 1.27 |
| 56 | 1.23 | 1.26 | 1.27 |
| 57 | 1.22 | 1.25 | 1.27 |
| 59 | 1.22 | 1.24 | 1.26 |
| 60 | 1.24 | 1.21 | 1.26 |
| 66 | 1.26 | 1.18 | 1.17 |
| 74 | 1.28 | 1.11 | 1.1 |
| 78 | 1.32 | 1.14 | 1.15 |
用吸湿的重量％增重达到平台的点计算单向方差分析。对于对比配方20，在约30天后达到平台(约1.35重量％增重)，对于实验配方36和37，在约50天后达到平台(约1.15重量％增重)。以下总结的分析表明，这种差别是令人满意地显著的。这种差别预计表现为由于降低吸湿性产生的尺寸稳定性改善的实用差异。重量％的方差分析来源 DF SS MS F PPBTI-％ 2 0.05432 0.02716 10.62 0.000误差 33 0.08440 0.00256总和 35 0.13872平均值的各个95％CIs基于合并标准(偏)差
量 N 平均值 StDev对比配方20 0.0 16 1.2856 0.0437实验配方36 0.5 10 1.2000 0.0508实验配方37 1.0 10 1.2170 0.0602合并标准(偏)差＝0.0506 1.200 1.240 1.280
实施例5
本实验表明用该组合物模塑成型的制品的涂料结合性改善。
以三组分形式研究含有1.72摩尔％磺酸钠取代的间苯二甲酸基团的聚对苯二甲酸乙二酯离聚物和含有0.5、1.0或3摩尔％磺酸钠取代的间苯二甲酸基团的三种不同的聚对苯二甲酸丁二酯离聚物。这些离聚物在实验配方中的加入量在总组合物的1-4重量％之间变化。
根据上述过程测定Izod缺口冲击强度、Vicat B软化温度和比体积电阻率。根据ISO 306测定拉伸伸长率。涂料结合性测试进行如下。直径10厘米的圆盘用以下涂料体系喷涂：
-Sandouville底漆50062
-Flins底漆71432“base Blue de methyl”
-FLIns透明涂层81038H
以获得约40-80微米厚的涂层。在涂敷的圆盘中心，用锋利的刀子在涂敷表面刻一个十字，通过涂层延伸到模塑塑料层。然后蒸汽喷嘴(65巴、70℃)从10厘米的距离对准十字中心，并且用蒸汽喷射样品30秒。如果不是全部失效，涂料结合失效通常首先发生在十字的交叉点，并且涂料从该点剥落。通过在圆盘顶上覆盖2毫米×2毫米正方形的网格并数出至少部分涂料可以看到被去除的正方形个数来评估涂料被去除的面积。涂料结合性的总失效相当于392个失效的正方形。
配方和测试结果在表6中给出。
表6
| 对比 | 实验配方 | ||||||||||||
| 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | |
| 组成(重量％) | |||||||||||||
| PPO803 | 38.44 | 38.44 | 38.44 | 38.44 | 38.44 | 38.44 | 38.44 | 38.44 | 38.44 | 38.44 | 38.44 | 38.44 | 38.44 |
| SEBS橡胶 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 |
| SEP橡胶 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 |
| 柠檬酸 | 0.65 | 0.65 | 0.65 | 0.65 | 0.65 | 0.65 | 0.65 | 0.65 | 0.65 | 0.65 | 0.65 | 0.65 | 0.65 |
| IRGANO×1076 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| 水中50％KI | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| CuI | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.0l | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.l | 0.01 | 0.01 | 0.01 |
| PA6，6 | 44 | 43 | 42 | 40 | 43 | 42 | 40 | 43 | 42 | 40 | 43 | 42 | 40 |
| PA6，6中20％CF | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
| PBT-离聚物0.5％ | -- | 1 | 2 | 4 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- |
| PBT-离聚物1％ | -- | -- | -- | -- | 1 | 2 | 4 | -- | -- | -- | -- | -- | -- |
| PBT-离聚物3％ | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | 1 | 2 | 4 | -- | -- | -- |
| PBT-离聚物1.72％ | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | 1 | 2 | 4 |
| 性能 | |||||||||||||
| Izod缺口冲击(kJ/m2) | 23.6 | 22.1 | 17.9 | 16.7 | 19.0 | 18.2 | 16.7 | 20.9 | 18.0 | 17.5 | 20.6 | 19.5 | 18.0 |
| 拉伸伸长率(％) | 30.5 | 37.1 | 42.1 | 34.1 | 38.2 | 45.0 | 36.0 | 37.6 | 34.0 | 26.4 | 29.7 | 39.8 | 28.9 |
| VicatB(℃) | 198.1 | 199.8 | 200.1 | 198.6 | 203.5 | 201.5 | 200.1 | 202.5 | 200．2 | 199.2 | 199．6 | 199.4 | 199.8 |
| 体积电阻率(千欧姆·厘米) | 2.8 | 3.8 | 2.1 | 1.6 | 2.2 | 1.1 | 1.3 | -- | L3 | 0.9 | 2.8 | -- | 3.0 |
| 涂料正方形失效(392总正方形中失效数) | 90 | 29 | 4 | 0 | 18 | 5 | 0 | 0 | 8 | 0 | 35 | 2 | 0 |
实验数据表明，与对比配方相比，对于含有PBT-离聚物和PET-离聚物的所有配方，涂料结合性明显增大。即使在非常低离聚物含量(例如1重量％)下也获得了涂料结合性这一优点。结果还表明，涂料结合性对离聚物的离子型单体含量相当敏感。即PBT-I 0.5％与PBT-I 3％大约一样良好地提高涂料结合性。离子含量因此可以由其它性能表示，如离聚物与尼龙6，6的相容性。这些实验还表明，向配方中加入最多4％的离聚物对Vicat-B软化温度影响很小。实际上，对于本发明配方39-50，Vicat-B甚至比对比配方38高几摄氏度。类似地，1-4％离聚物的加入似乎对力学性能影响很小。虽然Izod冲击强度略有降低，但是在大多数情况下，与对比配方38相比，对于本发明配方39-50，拉伸伸长性能略有改善。
所有引用的专利和其它参考文献引入本文作为参考。
虽然已经说明并描述了优选的实施方案，但是可以对其进行各种改进和替换而不脱离本发明的实质和范围。因此，应当理解，已经通过说明性而非限制性的方式描述了本发明。
Claims (32)
1.一种热塑性组合物，其包含：
约5-约95重量％的聚亚芳基醚；
约5-约95重量％的聚酰胺；
约0.01-约10重量％的相容剂；和
约0.1-约20重量％的聚酯离聚物，该离聚物是以下物质的缩聚产物：(1)芳族二羧酸或其酯形成衍生物；(2)二醇化合物或其酯形成衍生物和(3)含有离子型磺酸根基团的酯形成化合物；
其中，重量百分数以该组合物的总重量为基准。
2.权利要求1的组合物，其中，聚亚芳基醚包含许多下式的重复结构单元：
其中，对于每个结构单元，每个Q1独立地为卤素、含有1-约7个碳原子的伯或仲烷基、苯基、卤代烷基、氨基烷基、烃氧基、或其中至少两个碳原子分开卤素和氧原子的卤代烃氧基；且每个Q2独立地是氢、卤素、含有1-约7个碳原子的伯或仲烷基、苯基、卤代烷基、烃氧基或如对Q1所定义的卤代烃氧基。
3.权利要求1的组合物，其中，聚亚芳基醚包含许多2，6-二甲基亚苯基醚单元。
4.权利要求1的组合物，其包含约20-约60重量％的聚亚芳基醚。
5.权利要求1的组合物，其中，聚酰胺包含至少一种选自尼龙-6、尼龙-6，6、尼龙-4，6、尼龙-12、尼龙-6，10、尼龙-6，9和尼龙6/6T以及三胺含量低于约0.5重量％的尼龙6，6/6T的材料。
6.权利要求1的组合物，其中，聚酰胺包括尼龙-6或尼龙-6，6。
7.权利要求1的组合物，其包含约20-约60重量％聚酰胺。
8.权利要求1的组合物，其中，相容剂包括柠檬酸或富马酸。
9.权利要求1的组合物，其包含约0.1-约3重量％的相容剂。
10.权利要求1的组合物，其中，芳族二羧酸或其酯形成衍生物包括对苯二甲酸或间苯二甲酸。
11.权利要求1的组合物，其中，二醇化合物或其酯形成衍生物包括乙二醇或丁二醇。
12.权利要求1的组合物，其中，聚酯离聚物包含由下式代表的磺酸盐单元：
或式：
(1/nMn+-O3S)d-A-(OR”OH)p其中，p＝1-3、d＝1-3、p+d＝2-6；A是含有至少一个芳环的芳基；且磺酸根取代基直接连接到芳环上。
13.权利要求1的组合物，其中，聚酯离聚物包含由下式表示的二价离聚物单元：其中，R是氢、卤素、含有1-约20个碳的烷基或者含有6-约20个碳的芳基；M是金属；且n＝1-5。
14.权利要求1的组合物，其中，含有离子型磺酸根基团的酯形成化合物选自3，5-二甲酯基苯磺酸钠、5-磺基间苯二甲酸钠的二(乙二醇)酯和5-磺基间苯二甲酸钠的二(二乙二醇)酯。
15.权利要求1的组合物，其中，聚酯离聚物包含约0.1-约50摩尔％的得自含有离子型磺酸根基团的酯形成化合物的单元，以得自含有离子型磺酸根基团的酯形成化合物的单元和得自芳族二羧酸或其酯形成衍生物的单元的总和为基准。
16.权利要求1的组合物，其包含约1-约15重量％的聚酯离聚物。
17.权利要求1的热塑性组合物，其还包含抗冲击改性剂。
18.权利要求17的热塑性组合物，其中，抗冲击改性剂选自聚苯乙烯-聚(乙烯-丁二烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物和聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)嵌段共聚物。
19.权利要求1的热塑性组合物，其还包含导电性增强填料。
20.权利要求19的热塑性组合物，其在模塑后具有不大于约1×104欧姆-厘米的体积电阻率。
21.权利要求19的热塑性组合物，其在模塑后具有约1×103-约1×104欧姆-厘米的体积电阻率。
22.权利要求19的热塑性组合物，其中，导电性增强填料包含碳纤维。
23.权利要求22的热塑性组合物，其中，碳纤维的直径为约3.5-约500纳米。
24.权利要求1的热塑性组合物，其还包含选自有机亚磷酸酯；烷基化一元酚、多元酚及多元酚与二烯的烷基化反应产物；以及硫代烷基或硫代芳基化合物的酯的抗氧化剂。
25.一种热塑性组合物，其包含：
约30-约50重量％的聚亚芳基醚，其包含重复的2，6-二甲基苯氧基单元；
约30-约50重量％的尼龙-6，6；
约2-约8重量％的聚对苯二甲酸丁二酯离聚物，其包含约0.5-约1.0摩尔％的5-磺基间苯二甲酸钠单元，其中，摩尔百分数以对苯二甲酸酯和磺基-间苯二甲酸单元的总量为基准。
约5-约12重量％的抗冲击改性剂，其选自聚苯乙烯-聚(乙烯丁烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物和聚苯乙烯-聚(乙烯丙烯)嵌段共聚物；
约0.3-约1.5重量％的柠檬酸或富马酸；和
约0.2-约2重量％的直径约3.5-约500纳米的碳纤维；
其中，所有的重量百分数以组合物总重量为基准；且其中该组合物在模塑后具有约1×103-约1×104欧姆-厘米的体积电阻率。
26.一种热塑性组合物，其基本由以下物质组成：
约5-约95重量％的聚亚芳基醚；
约5-约95重量％的聚酰胺；
约0.01-约10重量％的相容剂；和
约0.1-约20重量％的聚酯离聚物，该离聚物是以下物质的缩聚产物：(1)芳族二羧酸或其酯形成衍生物；(2)二醇化合物或其酯形成衍生物和(3)含有离子型磺酸根基团的酯形成化合物；
最多约20重量％的抗冲击改性剂；和
产生在模塑后不大于约1×105欧姆-厘米的体积电阻率有效的导电性填料量；
其中，重量百分数以该组合物的总重量为基准。
27.一种热塑性组合物，其包含以下物质的反应产物：
约5-约95重量％的聚亚芳基醚；
约5-约95重量％的聚酰胺；
约0.01-约10重量％的相容剂；和
约0.1-约20重量％的聚酯离聚物，该离聚物是以下物质的缩聚产物：(1)芳族二羧酸或其酯形成衍生物；(2)二醇化合物或其酯形成衍生物和(3)含有离子型磺酸根基团的酯形成化合物；
其中，重量百分数以该组合物的总重量为基准。
28.一种制造热塑性组合物的方法，其包括：
共混约5-约95重量％的聚亚芳基醚和约0.01-约10重量％的相容剂，以形成第一种良好共混物；
把第一种良好的共混物与约5-约95重量％的聚酰胺共混，以形成第二种良好共混物；和
把第二种良好的共混物与约0.1-约20重量％的聚酯离聚物共混，以形成第三种良好共混物，该离聚物是以下物质的缩聚产物：(1)芳族二羧酸或其酯形成衍生物；(2)二醇化合物或其酯形成衍生物和(3)含有离子型磺酸根基团的酯形成化合物；
其中，重量百分数以该组合物的总重量为基准。
29.一种制造热塑性组合物的方法，其包括：
共混约5-约93重量％的聚亚芳基醚和约0.01-约10重量％的相容剂，以形成第一种良好共混物；
把第一种良好的共混物与约5-约93重量％的聚酰胺和约2-约30重量％碳纤维母料共混，以形成第二种良好共混物，其中所述母料包含约0.01-约0.40重量分数的碳纤维和约0.60-约0.99重量分数的聚酰胺；和
把第二种良好的共混物与约0.1-约20重量％的聚酯离聚物共混，以形成第三种良好共混物，该离聚物是以下物质的缩聚产物：(1)芳族二羧酸或其酯形成衍生物；(2)二醇化合物或其酯形成衍生物和(3)含有离子型磺酸根基团的酯形成化合物；
其中，重量百分数以该组合物的总重量为基准。
30.一种包含权利要求1的组合物的模塑制品。
31.权利要求30的模塑制品，其还包含被涂敷的表面。
32.一种包含权利要求1的组合物的模塑汽车部件。
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