DE112008000196B4

DE112008000196B4 - Aushärtbare Zusammensetzung, Verfahren zu ihrer Herstellung, ausgehärtete Zusammensetzung sowie deren Verwendung

Info

Publication number: DE112008000196B4
Application number: DE112008000196.0T
Authority: DE
Inventors: Edward Norman Peters; Christina Louise Braidwood
Original assignee: SABIC Innovative Plastics IP BV
Current assignee: SHPP Global Technologies BV
Priority date: 2007-01-17
Filing date: 2008-01-17
Publication date: 2014-07-17
Anticipated expiration: 2028-01-18
Also published as: US20080171817A1; DE112008000196T5; KR101452008B1; WO2008089314A1; US7582691B2; KR20090106397A; CN101589109A; CN101589109B

Abstract

Aushärtbare Zusammensetzung, umfassend: ein Vinyl-Duroplastharz, das eine Verbindung ist, die eine polymerisierbare Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung oder -Dreifachbindung umfasst; einen funktionalisierten Poly(arylenether), der eine Funktionalität umfasst, die mit dem Vinyl-Duroplastharz copolymerisierbar ist; und eine flammhemmende Zusammensetzung, umfassend ein Phosphinoxid mit drei Kohlenwasserstoffresten und einen stickstoffhaltigen Flammhemmer, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Melaminphosphat, Melaminpyrophosphat, Melaminpolyphosphaten und Gemischen davon.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Duroplastharze sind Materialien, die unter Bildung von sehr harten Kunststoffen aushärten. Diese Materialien können in einer breiten Vielfalt von Gebrauchs- und Industrieprodukten verwendet werden. Zum Beispiel werden Duroplaste in Schutzbeschichtungen, Klebstoffen, elektronischen Laminaten (wie diejenigen, die bei der Fertigung von Computerplatinen verwendet werden), Bodenbelags- und Straßenbelagsanwendungen, mit Glasfasern verstärkten Leitungen und Automobilteilen (einschließlich Blattfedern, Pumpen und elektrischen Bestandteilen) verwendet. Hinsichtlich anderer Kunststofftypen sind ausgehärtete Duroplaste in aller Regel brüchig. Es ist bekannt, dass die Zugabe eines Poly(arylenether)s zu einer aushärtbaren Duroplastzusammensetzung die Brüchigkeit des ausgehärteten Harzes herabsetzt.
Für viele Verwendungen müssen Poly(arylenether) enthaltende Duroplastzusammensetzungen flammhemmend sein. Viele Jahre lang sind den Duroplastzusammensetzungen halogenierte Flammhemmer, insbesondere bromierte Flammhemmer zugesetzt worden. Während diese halogenierten Flammhemmer wirksam sind, zeigte es sich auch, dass sie bioakkumulieren und Fragen über ihre Wirkungen auf Umwelt und Gesundheit aufwarfen. Es besteht daher der Wunsch, die Verwendung von halogenierten Flammhemmern zu reduzieren oder zu eliminieren.
Wenngleich nicht-halogenierte Flammhemmer bekannt sind, sind viele, verglichen auf gleicher Gewichtsbasis, in Duroplastzusammensetzungen weniger wirksam als halogenierte Flammhemmer. Dies bedeutet, dass größere Mengen der nicht-halogenierten Flammhemmer verwendet werden müssen, und dies beeinträchtigt die physikalischen Eigenschaften der ausgehärteten Zusammensetzung. Des Weiteren sind manche nicht-halogenierte Flammhemmer, einschließlich Phosphatester, für eine Langzeitverwendung in der Gegenwart von flüssigem Wasser oder Wasserdampf instabil, und deren Zersetzung kann Säureprodukte hervorbringen. Dieses Problem ist besonders bedeutend, wenn die Duroplastharze bei der Fertigung von Platinen verwendet werden, da die Säureprodukte elektrische Verbindungen an den Platinen korrodieren können.
Es besteht daher der Wunsch nach flammhemmenden Poly(arylenether) enthaltenden Duroplastzusammensetzungen, die die Verwendung von halogenierten Flammhemmern vermeiden, mit relativ kleinen Mengen an flammhemmendem Zusatz hohe Grade an Flammhemmung aufweisen und die Bildung von Säurezersetzungsprodukten vermeiden. EP 1 486 536 A1 offenbart flammhemmende thermoplastische Harzzusammensetzungen. Aus DE 37 32 907 A1 und DE 37 34 907 A1 sind selbstverlöschende thermoplastische Formmassen bekannt. US 7,119,136 B2 betrifft flammhemmende aushärtbare Zusammensetzungen. Die US 4,115,349 A ist auf ein Flammschutzmittel gerichtet, das ein phosphorhaltiges Flammschutzmittel und Triphenylphosphinoxid enthält und in synthetischen Harzen verwendet werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine aushärtbare Zusammensetzung gemäß Patentanspruch 1. Die aushärtbare Zusammensetzung umfasst einen funktionalisierten Poly(arylenether); ein Vinyl-Duroplastharz; und eine flammhemmende Zusammensetzung.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die aushärtbare Zusammensetzung aus: dem funktionalisierten Poly(arylenether); dem Vinyl-Duroplastharz; und der flammhemmenden Zusammensetzung; wahlweise einem Füllstoff; wahlweise einem Aushärtungsinitiator, einem Aushärtungshemmer oder einer Kombination davon; und wahlweise einem Zusatz, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Farbstoffen, Pigmenten, Farbmitteln, Antioxidationsmitteln, Wärmestabilisatoren, Lichtstabilisatoren, Weichmachern, Schmiermitteln, Flussmodifikatoren, Tropfhemmern, Flammhemmern, Antiblockiermitteln, Antistatikmitteln, Fließaktivatoren, Verarbeitungshilfen, Substrathaftmitteln, Formtrennmitteln, Zähmachern, schrumpfarmen Zusätzen, spannungsarmen Zusätzen und Kombinationen davon.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die aushärtbare Zusammensetzung einen überkappten Poly(arylenether); Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat oder eine Kombination davon; und eine flammhemmende Zusammensetzung, umfassend Triphenylphosphinoxid und Melaminpolyphosphat.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die aushärtbare Zusammensetzung aus: einem überkappten Poly(arylenether); Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat oder einer Kombination davon; einer flammhemmenden Zusammensetzung, bestehend aus Triphenylphosphinoxid und Melaminpolyphosphat; wahlweise einem Füllstoff, wahlweise einem Aushärtungsinitiator, einem Aushärtungshemmer oder einer Kombination davon; und wahlweise einem Zusatz, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Farbstoffen, Pigmenten, Farbmitteln, Antioxidationsmitteln, Wärmestabilisatoren, Lichtstabilisatoren, Weichmachern, Schmiermitteln, Flussmodifikatoren, Tropfhemmern, Flammhemmern, Antiblockiermitteln, Antistatikmitteln, Fließaktivatoren, Verarbeitungshilfen, Substrathaftmitteln, Formtrennmitteln, Zähmachern, schrumpfarmen Zusätzen, spannungsarmen Zusätzen und Kombinationen davon.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die aushärtbare Zusammensetzung: 10 bis 60 Gewichtsteile eines mit Methacrylatgruppen überkappten Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether)-Harzes mit einer in Chloroform bei 25°C gemessenen Grenzviskosität von 0,03 bis 0,30 Deziliter pro Gramm; 40 bis 90 Gewichtsteile Triallylisocyanurat; und 10 bis 40 Gewichtsteile einer flammhemmenden Zusammensetzung, umfassend 2 bis 38 Gewichtsteile Triphenylphosphinoxid und 2 bis 38 Gewichtsteile Melaminpolyphosphat; wobei sämtliche Gewichtsteile auf insgesamt 100 Gewichtsteilen des mit Methacrylatgruppen überkappten Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether)-Harzes und des Triallylisocyanurats basieren.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist eine aushärtbare Zusammensetzung, bestehend aus: 10 bis 60 Gewichtsteilen eines mit Methacrylatgruppen überkappten Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether)-Harzes mit einer in Chloroform bei 25°C gemessenen Grenzviskosität von 0,03 bis 0,30 Deziliter pro Gramm; 40 bis 90 Gewichtsteilen Triallylisocyanurat; und 10 bis 40 Gewichtsteilen einer flammhemmenden Zusammensetzung, bestehend aus 2 bis 38 Gewichtsteilen Triphenylphosphinoxid und 2 bis 38 Gewichtsteilen Melaminpolyphosphat; wahlweise bis zu 900 Gewichtsteilen eines Füllstoffs; wahlweise eines Aushärtungsinitiators, eines Aushärtungshemmers oder einer Kombination davon; und wahlweise eines Zusatzes, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Farbstoffen, Pigmenten, Farbmitteln, Antioxidationsmitteln, Wärmestabilisatoren, Lichtstabilisatoren, Weichmachern, Schmiermitteln, Flussmodifikatoren, Tropfhemmern, Flammhemmern, Antiblockiermitteln, Antistatikmitteln, Fließaktivatoren, Verarbeitungshilfen, Substrathaftmitteln, Formtrennmitteln, Zähmachern, schrumpfarmen Zusätzen, spannungsarmen Zusätzen und Kombinationen davon; wobei sämtliche Gewichtsteile auf insgesamt 100 Gewichtsteilen des mit Methacrylatgruppen überkappten Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether)-Harzes und des Triallylisocyanurats basieren.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist eine aushärtbare Zusammensetzung, umfassend: 10 bis 60 Gewichtsteile eines mit Methacrylatgruppen überkappten Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether)-Harzes mit einer in Chloroform bei 25°C gemessenen Grenzviskosität von 0,03 bis 0,30 Deziliter pro Gramm; 40 bis 90 Gewichtsteile Triallylisocyanurat; und 15 bis 30 Gewichtsteile einer flammhemmenden Zusammensetzung, umfassend 2 bis 28 Gewichtsteile Triphenylphosphinoxid und 2 bis 28 Gewichtsteile Melaminpolyphosphat; wobei sämtliche Gewichtsteile auf insgesamt 100 Gewichtsteilen des mit Methacrylatgruppen überkappten Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether)-Harzes und des Triallylisocyanurats basieren.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist eine aushärtbare Zusammensetzung, bestehend aus: 10 bis 60 Gewichtsteilen eines mit Methacrylatgruppen überkappten Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether)-Harzes mit einer in Chloroform bei 25°C gemessenen Grenzviskosität von 0,03 bis 0,30 Deziliter pro Gramm; 40 bis 90 Gewichtsteilen Triallylisocyanurat; und 15 bis 30 Gewichtsteilen einer flammhemmenden Zusammensetzung, bestehend aus 2 bis 28 Gewichtsteilen Triphenylphosphinoxid und 2 bis 28 Gewichtsteilen Melaminpolyphosphat; wahlweise bis zu 900 Gewichtsteilen eines Füllstoffs; wahlweise eines Aushärtungsinitiators, eines Aushärtungshemmers oder einer Kombination davon; und wahlweise eines Zusatzes ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Farbstoffen, Pigmenten, Farbmitteln, Antioxidationsmitteln, Wärmestabilisatoren, Lichtstabilisatoren, Weichmachern, Schmiermitteln, Flussmodifikatoren, Tropfhemmern, Flammhemmern, Antiblockiermitteln, Antistatikmitteln, Fließaktivatoren, Verarbeitungshilfen, Substrathaftmitteln, Formtrennmitteln, Zähmachern, schrumpfarmen Zusätzen, spannungsarmen Zusätzen und Kombinationen davon; wobei sämtliche Gewichtsteile auf insgesamt 100 Gewichtsteilen des mit Methacrylatgruppen überkappten Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether)-Harzes und des Triallylisocyanurats basieren.
Eine Ausführungsform ist ein Verfahren zur Herstellung einer aushärtbaren Zusammensetzung nach Anspruch 26. Das Verfahren umfasst: Mischen eines funktionalisierten Poly(arylenether)s, eines Vinyl-Duroplastharzes und einer flammhemmenden Zusammensetzung.
Andere Ausführungsformen, einschließlich durch Aushärten der aushärtbaren Zusammensetzungen erhaltener ausgehärteter Zusammensetzungen und die ausVerwendung ausgehärteter Zusammensetzungen sind detailliert nachstehend beschrieben.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung führten Versuche hinsichtlich der Suche nach flammhemmenden Poly(arylenether) enthaltenden Duroplastzusammensetzungen durch, die die Verwendung von halogenierten Flammhemmern vermeiden, mit relativ kleinen Mengen an flammhemmendem Zusatz hohe Grade an Flammhemmung aufweisen und die Bildung von Säurezersetzungsprodukten vermeiden. Besonders wirksame flammhemmende Eigenschaften wurden für die Kombination eines Phosphinoxids mit drei Kohlenwasserstoffresten bzw. Trihydrocarbylphosphinoxids und eines stickstoffhaltigen Flammhemmers, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Melaminphosphat, Melaminpyrophosphat, Melaminpolyphosphaten und Gemischen davon beobachtet. Die Wirksamkeit dieser Kombination war in Anbetracht der deutlich schlechteren Leistungsfähigkeit von Kombinationen eines Phosphinoxids mit drei Kohlenwasserstoffresten bzw. Trihydrocarbylphosphinoxids mit anderen Flammhemmern auf Melamin-Basis wie Melamincyanurat unerwartet.
Eine Ausführungsform ist eine aushärtbare Zusammensetzung gemäß Patentanspruch 1, umfassend: einen funktionalisierten Poly(arylenether); ein Vinyl-Duroplastharz; und eine flammhemmende Zusammensetzung, umfassend ein Phosphinoxid mit drei Kohlenwasserstoffresten bzw. Trihydrocarbylphosphinoxid und einen stickstoffhaltigen Flammhemmer, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Melaminphosphat, Melaminpyrophosphat, Melaminpolyphosphaten und Gemischen davon. Der funktionalisierte Poly(arylenether) ist ein Poly(arylenether), umfassend eine Funktionalität, die mit dem Vinyl-Duroplastharz copolymerisierbar ist. In manchen Ausführungsformen ist der funktionalisierte Poly(arylenether) ein überkapptes Poly(arylenether). Der überkappte Poly(arylenether) umfasst eine copolymerisierbare Funktionalität an mindestens einem Ende der Poly(arylenether)-Kette. In anderen Ausführungsformen ist der funktionalisierte Poly(arylenether) ein ringfunktionalisierter Poly(arylenether). Der ringfunktionalisierte Poly(arylenether) umfasst die copolymerisierbare Funktionalität direkt gebunden an den Phenylenring von einer oder mehreren Phenylenethergruppen, die irgendwo in der Poly(phenylenether)-Kette vorliegen können.
In einer Ausführungsform umfasst der funktionalisierte Poly(arylenether) einen überkappten Poly(arylenether) mit der Formel Q(J-K)_y wobei Q der Rest eines einwertigen, zweiwertigen oder mehrwertigen Phenols ist; y 1 bis 100, spezieller 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 ist; J die Formel
aufweist, wobei für jede Struktureinheit jedes Q¹ und Q² unabhängig Halogen, unsubstituierter oder substituierter C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl, mit der Maßgabe, dass der Kohlenwasserstoff bzw. das Hydrocarbyl kein tertiärer Kohlenwasserstoff bzw. tertiäres Hydrocarbyl ist, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffthio bzw. -Hydrocarbylthio (d. h. (C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoff)S- bzw. C₁-C₁₂-Hydrocarbyl)S-), C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffoxy bzw. -Hydrocarbyloxy oder C₂-C₁₂-Halogenkohlenwasserstoffoxy bzw. -hydrocarbyloxy, wobei mindestens zwei Kohlenstoffatome die Halogen- und Sauerstoffatome voneinander trennen, ist; und jedes Q³ und Q⁴ unabhängig Wasserstoff, Halogen, unsubstituierter oder substituierter C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl, mit der Maßgabe, dass der Kohlenwasserstoff bzw. das Hydrocarbyl kein tertiärer Kohlenwasserstoff bzw. tertiäres Hydrocarbyl ist, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffthio bzw. -Hydrocarbylthio, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffoxy bzw. -Hydrocarbyloxy oder C₂-C₁₂-Halogenkohlenwasserstoffoxy bzw. -hydrocarbyloxy, wobei mindestens zwei Kohlenstoffatome die Halogen- und Sauerstoffatome voneinander trennen, ist; m 1 bis 200 ist; und K eine überkappte Gruppe ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus
wobei R⁵ C₁-C₁₂-Alkyl ist; R¹ C₁-C₁₂-Brückenkohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbylen ist; n 0 oder 1 ist; R², R³ und R⁴ jeweils unabhängig Wasserstoff oder C₁-C₁₈-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl sind; R⁶, R⁷, R⁸, R⁹ und R¹⁰ jeweils unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, unsubstituiertem oder substituiertem C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl, Hydroxy, Amino, Nitril, Formyl, Carboxylat, Imidat und Thiocarboxylat; und Y eine zweiwertige Gruppe ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus
wobei jedes Vorkommen von R¹⁴ unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff und C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl und jedes Vorkommen von R¹⁵ und R¹⁶ unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl und C₁-C₆-Brückenkohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbylen, wobei R¹⁵ und R¹⁶ miteinander eine C₄-C₁₂-Alkylengruppe bilden. Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff „Hydrocarbyl”, selbst oder als Vorsilbe, Nachsilbe oder Fragment eines anderen Begriffs verwendet, auf einen Rest, der nur Kohlenstoff und Wasserstoff enthält. Der Rest kann aliphatisch oder aromatisch, geradkettig, cyclisch, bicyclisch, verzweigt, gesättigt oder ungesättigt sein. Er kann auch Kombinationen von aliphatischen, aromatischen, geradkettigen, cyclischen, bicyclischen, verzweigten, gesättigten und ungesättigten Kohlenwasserstoffeinheiten enthalten. Der Hydrocarbylrest kann, wenn als substituiert beschrieben, Heteroatome zusätzlich zu den Kohlenstoff- und Wasserstoffelementen des Substituentenrests enthalten. So könnte der Hydrocarbylrest, wenn speziell spezifiziert wurde, dass er derartige Heteroatome enthält, auch eine oder mehrere Carbonylgruppen; Aminogruppen (einschließlich Mono(C₁-C₁₂)alkylamino- und Di(C₁-C₁₂)alkylaminogruppen), Hydroxygruppen oder dergleichen enthalten, oder er könnte Heteroatome im Gerüst des Hydrocarbylrests enthalten.
In manchen Ausführungsformen ist Q der Rest eines Phenols, einschließlich einwertiges, zweiwertiges oder mehrwertiges Phenol, und schließt Reste der Struktur
ein, wobei jedes Vorkommen von Q⁷, Q⁸, Q⁹, und Q¹⁰ unabhängig Wasserstoff, Halogen, unsubstituierter oder substituierter C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl, mit der Maßgabe, dass der Kohlenwasserstoff bzw. das Hydrocarbyl kein tertiärer Kohlenwasserstoff bzw. tertiäres Hydrocarbyl ist, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffthio bzw. -Hydrocarbylthio, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffoxy bzw. -Hydrocarbyloxy oder C₂-C₁₂-Halogenkohlenwasserstoffoxy bzw. -hydrocarbyloxy, wobei mindestens zwei Kohlenstoffatome die Halogen- und Sauerstoffatome voneinander trennen, ist; X Wasserstoff, C₁-C₁₈-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl oder C₁-C₁₈-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl, enthaltend einen Substituenten wie Carbonsäure-, Aldehyd-, Alkohol-, Aminoreste oder dergleichen, sein könnte; X auch Schwefel, Sulfonyl, Sulfuryl, Sauerstoff, C₁-C₁₂-Alkyliden oder andere derartige Brückengruppen mit einer Wertigkeit von 2 oder größer, wie wenn Q von einem zweiwertigen oder mehrwertigen Phenol abgeleitet ist, sein könnte; t die Anzahl an Phenylenethergruppen, die direkt an X gebunden sind (nicht die Anzahl an Phenylenethergruppen in einer an X entspringenden Poly(phenylenether)-Kette) bezeichnet und 1 bis 100, speziell 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 und spezieller 1 bis 2 ist; in einer bevorzugten Ausführungsform y = t. Q könnte der Rest eines einwertigen Phenols sein. Q könnte auch der Rest eines Diphenols wie 2,2',6,6'-Tetramethyl-4,4'-diphenol sein. Q könnte auch der Rest eines Bisphenols wie 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan („Bisphenol A” oder „BPA”) sein.
In einer Ausführungsform wird der überkappte Poly(arylenether) hergestellt, indem ein Poly(arylenether), der im Wesentlichen aus dem Polymerisationsprodukt mindestens eines einwertigen Phenols mit der Struktur
wobei jedes Q¹ und Q² unabhängig Halogen, unsubstituierter oder substituierter C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl, mit der Maßgabe, dass der Kohlenwasserstoff bzw. das Hydrocarbyl kein tertiärer Kohlenwasserstoff bzw. tertiäres Hydrocarbyl ist, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffthio bzw. -Hydrocarbylthio, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffoxy bzw. -Hydrocarbyloxy oder C₂-C₁₂-Halogenkohlenwasserstoffoxy bzw. -hydrocarbyloxy, wobei mindestens zwei Kohlenstoffatome die Halogen- und Sauerstoffatome voneinander trennen, ist; und jedes Q³ und Q⁴ unabhängig Wasserstoff, Halogen, unsubstituierter oder substituierter C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl, mit der Maßgabe, dass der Kohlenwasserstoff bzw. das Hydrocarbyl kein tertiärer Kohlenwasserstoff bzw. tertiäres Hydrocarbyl ist, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffthio bzw. -Hydrocarbylthio, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffoxy bzw. -Hydrocarbyloxy oder C₂-C₁₂-Halogenkohlenwasserstoffoxy bzw. -hydrocarbyloxy, wobei mindestens zwei Kohlenstoffatome die Halogen- und Sauerstoffatome voneinander trennen, ist, besteht, überkappt wird. Geeignete einwertige Phenole schließen diejenigen ein, die in US-Patent Nr. 3,306,875 an Hay beschrieben sind, und stark bevorzugte einwertige Phenole schließen 2,6-Dimethylphenol und 2,3,6-Trimethylphenol ein. Der Poly(arylenether) könnte ein Copolymer von mindestens zwei einwertigen Phenolen wie 2,6-Dimethylphenol und 2,3,6-Trimethylphenol sein.
In einer Ausführungsform umfasst der überkappte Poly(arylenether) mindestens eine überkappende Gruppe mit der Struktur
wobei R², R³ und R⁴ jeweils unabhängig Wasserstoff, C₁-C₁₈-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl, C₂-C₁₈-Kohlenwasserstoffoxycarbonyl bzw. -Hydrocarbyloxycarbonyl, Nitril, Formyl, Carboxylat, Imidat, Thiocarboxylat oder dergleichen sind. In manchen Ausführungsformen umfasst der überkappte Poly(arylenether) mindestens eine überkappende Acrylat-(R¹¹=R¹²=R¹³=Wasserstoff) oder Methacrylat(R¹¹=Methyl, R¹²=R¹³=Wasserstoff)-Gruppe. Es ist klar, dass die Vorsilbe „(Meth)acryl-” sowohl „Acryl-” als auch „Methacryl-” einschließt.
In manchen Ausführungsformen entspricht der überkappte Poly(arylenether) der vorstehenden Q(J-K)_y-Struktur, wobei Q der Rest eines einwertigen Phenols ist und y 1 ist. Zum Beispiel könnte der überkappte Poly(arylenether) ein überkappter Poly(arylenether) mit der Struktur
sein, wobei jedes Vorkommen von Q¹ und Q² unabhängig Halogen, unsubstituierter oder substituierter C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl, mit der Maßgabe, dass der Kohlenwasserstoff bzw. das Hydrocarbyl kein tertiärer Kohlenwasserstoff bzw. tertiäres Hydrocarbyl ist, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffthio bzw. -Hydrocarbylthio, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffoxy bzw. -Hydrocarbyloxy oder C₂-C₁₂-Halogenkohlenwasserstoffoxy bzw. -hydrocarbyloxy, wobei mindestens zwei Kohlenstoffatome die Halogen- und Sauerstoffatome voneinander trennen, ist; jedes Vorkommen von Q³ und Q⁴ unabhängig Wasserstoff, Halogen, unsubstituierter oder substituierter C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl, mit der Maßgabe, dass der Kohlenwasserstoff bzw. das Hydrocarbyl kein tertiärer Kohlenwasserstoff bzw. tertiäres Hydrocarbyl ist, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffthio bzw. -Hydrocarbylthio, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffoxy bzw. -Hydrocarbyloxy oder C₂-C₁₂-Halogenkohlenwasserstoffoxy bzw. -hydrocarbyloxy, wobei mindestens zwei Kohlenstoffatome die Halogen- und Sauerstoffatome voneinander trennen, ist; p 1 bis 100, speziell 1 bis 30, spezieller 1 bis 20 ist; R¹ C₁-C₁₂-Brückenkohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbylen ist; n 0 oder 1 ist; und R², R³ und R⁴ jeweils unabhängig Wasserstoff oder C₁-C₁₈-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl sind; wobei der überkappte Poly(arylenether) eine in Chloroform bei 25°C gemessene Grenzviskosität von 0,03 bis 0,20 Deziliter pro Gramm aufweist.
In manchen Ausführungsformen ist der überkappte Poly(arylenether) ein mit einer überkappten Poly(arylenether) mit der Struktur
wobei Q⁵ und Q⁶ jeweils unabhängig Methyl oder Di-n-butylaminomethyl sind; s 1 bis 20, speziell 1 bis 15, spezieller 1 bis 10, noch spezieller 1 bis 8 ist; und der überkappte Poly(arylenether) eine in Chloroform bei 25°C gemessene Grenzviskosität von 0,03 bis 0,20 Deziliter pro Gramm aufweist.
In manchen Ausführungsformen entspricht der überkappte Poly(arylenether) der vorstehenden Q(J-K)_y-Struktur, wobei Q der Rest eines zweiwertigen Phenols ist und y 2 ist. Zum Beispiel könnte der überkappte Poly(arylenether) ein mit zwei überkappenden Poly(arylenether) mit der Struktur
sein, wobei jedes Vorkommen von Q¹ und Q² unabhängig Halogen, unsubstituierter oder substituierter C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl, mit der Maßgabe, dass der Kohlenwasserstoff bzw. das Hydrocarbyl kein tertiärer Kohlenwasserstoff bzw. tertiäres Hydrocarbyl ist, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffthio bzw. -Hydrocarbylthio, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffoxy bzw. -Hydrocarbyloxy oder C₂-C₁₂-Halogenkohlenwasserstoffoxy bzw. -hydrocarbyloxy, wobei mindestens zwei Kohlenstoffatome die Halogen- und Sauerstoffatome voneinander trennen, ist; jedes Vorkommen von Q³ und Q⁴ unabhängig Wasserstoff, Halogen, unsubstituiertes oder substituiertes C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl, mit der Maßgabe, dass der Kohlenwasserstoff bzw. das Hydrocarbyl kein tertiärer Kohlenwasserstoff bzw. tertiäres Hydrocarbyl ist, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffthio bzw. -Hydrocarbylthio, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffoxy bzw. -Hydrocarbyloxy oder C₂-C₁₂-Halogenkohlenwasserstoffoxy bzw. -hydrocarbyloxy, wobei mindestens zwei Kohlenstoffatome die Halogen- und Sauerstoffatome voneinander trennen, ist; jedes Vorkommen von x und y unabhängig 0 bis 100 ist, mit der Maßgabe, dass die Summe von x und y 2 bis 100 ist; jedes Vorkommen von R¹ unabhängig C₁-C₁₂-Hydrocarbylen ist; jedes Vorkommen von n unabhängig 0 oder 1 ist; jedes Vorkommen von R²-R⁴ unabhängig Wasserstoff oder C₁-C₁₈-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl ist; und L die Struktur
aufweist, wobei jedes Vorkommen von Q³ unabhängig Wasserstoff, Halogen, unsubstituierter oder substituierter C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl, mit der Maßgabe, dass der Kohlenwasserstoff bzw. das Hydrocarbyl kein tertiärer Kohlenwasserstoff bzw. tertiäres Hydrocarbyl ist, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffthio bzw. -Hydrocarbylthio, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffoxy bzw. -Hydrocarbyloxy oder C₂-C₁₂-Halogenkohlenwasserstoffoxy bzw. -hydrocarbyloxy, wobei mindestens zwei Kohlenstoffatome die Halogen- und Sauerstoffatome voneinander trennen, ist; z 0 oder 1 ist; und X¹ eine Struktur aufweist, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus
wobei jedes Vorkommen von R¹⁴ unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff und C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl, und jedes Vorkommen von R¹⁵ und R¹⁶ unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl und C₁-C₆-Brückenkohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbylen, wobei R¹⁵ und R¹⁶ miteinander eine C₄-C₁₂-Alkylengruppe bilden; wobei der überkappte Poly(arylenether) eine in Chloroform bei 25°C gemessene Grenzviskosität von 0,03 bis 0,20 Deziliter pro Gramm, speziell 0,06 bis 0,15 Deziliter pro Gramm, spezieller 0,06 bis 0,12 Deziliter pro Gramm, noch spezieller 0,06 bis 0,09 Deziliter pro Gramm aufweist.
In manchen Ausführungsformen ist der funktionalisierte Poly(arylenether) ein überkappter Poly(arylenether) mit der Struktur
wobei jedes Vorkommen von Q⁵ und Q⁶ unabhängig Methyl oder Di-n-butylaminomethyl ist; jedes Vorkommen von x und y unabhängig 0 bis 100 ist, mit der Maßgabe, dass die Summe von x und y 2 bis 100 ist.
In manchen Ausführungsformen ist der funktionalisierte Poly(arylenether) ein überkappter Poly(arylenether) mit der Struktur
wobei U eine C₆-C₁₈-Arylgruppe, wahlweise substituiert mit einer oder mehreren C₁-C₆-Alkylgruppen ist; V eine Phenylenethergruppe ist; k 1 bis 100 ist; r 1 bis 6 ist; W eine Phenylengruppe oder ein Sauerstoffatom ist; jedes Vorkommen von R¹⁷, R¹⁸ und R¹⁹ unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, C₁-C₆-Alkyl, C₂-C₆-Alkenyl und C₂-C₆-Alkinyl; und q 1, 2, 3 oder 4 ist. Vorgehensweisen zum Synthetisieren von überkappten Poly(arylenether)n mit dieser Struktur sind in der US-Patentanmeldung, Publikationsnr. US 2004/0146692 A1 an Inoue et al., beschrieben.
Der funktionalisierte Poly(arylenether) könnte ein ringfunktionalisierter Poly(arylenether) sein. Geeignete ringfunktionalisierte Poly(arylenether) schließen diejenigen ein, die wiederkehrende Struktureinheiten der Formel
umfassen, wobei jedes L¹-L⁴ unabhängig Wasserstoff, eine C₁-C₁₂-Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe oder eine Alkinylgruppe ist; wobei die Alkenylgruppe dargestellt ist durch
wobei L⁵, L⁶ und L⁷ jeweils unabhängig Wasserstoff oder Methyl sind und c 0, 1, 2, 3 oder 4 ist; wobei die Alkinylgruppe dargestellt ist durch
wobei L⁸ Wasserstoff, Methyl oder Ethyl ist und d 0, 1, 2, 3 oder 4 ist; und wobei 0,02 Molprozent bis 25 Molprozent der gesamten L¹-L⁴-Substituenten im ringfunktionalisierten Poly(arylenether) Alkenyl- und/oder Alkinylgruppen sind. Innerhalb dieses Bereichs könnte der Molprozentanteil der gesamten L¹-L⁴-Substituenten, die Alkenyl- und/oder Alkinylgruppen sind, speziell mindestens 0,1 Molprozent, spezieller mindestens 0,5 Molprozent betragen. Auch könnte es innerhalb dieses Bereichs bevorzugt sein, dass bis zu 15 Molprozent, stärker bevorzugt bis zu 10 Molprozent Alkenyl- und/oder Alkinylgruppen vorliegen. Der ringfunktionalisierte Poly(arylenether) dieser Ausführungsform könnte gemäß bekannten Verfahren hergestellt werden. Zum Beispiel könnte ein nicht-funktionalisierter Poly(arylenether) wie Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether) mit einem Reagens wie n-Butyllithium metallisiert und anschließend mit einem Alkenylhalogenid wie Allylbromid und/oder einem Alkinylhalogenid wie Propargylbromid umgesetzt werden. Dieses und andere Verfahren zur Herstellung von ringfunktionalisierten Poly(arylenether)-Harzen sind z. B. in US-Patent Nr. 4,923,932 an Katayose et al. beschrieben. In manchen Ausführungsformen ist der ringfunktionalisierte Poly(arylenether) das Produkt der Schmelzreaktion eines Poly(arylenether)s und einer α,β-ungesättigten Carbonylverbindung oder einer β-Hydroxycarbonylverbindung. Beispiele für α,β-ungesättigte Carbonylverbindungen schließen z. B. Maleinsäureanhydrid, Citriconsäureanhydrid und dergleichen ein. Beispiele für β-Hydroxycarbonylverbindungen schließen z. B. Zitronensäure und dergleichen ein. Eine derartige Funktionalisierung wird in aller Regel durch Schmelzmischen eines Poly(arylenether)s mit der gewünschten Carbonylverbindung bei einer Temperatur von etwa 190 bis etwa 290°C durchgeführt.
Beliebige der vorstehend beschriebenen funktionalisierten Poly(arylenether) könnten geringe Mengen von Struktureinheiten enthalten, die infolge von während der Poly(arylenether)-Synthese oder -Verarbeitung auftretenden Nebenreaktionen gebildet werden. Wird beispielsweise ein funktionalisierter Poly(arylenether) durch ein die oxidative Polymerisation von 2,6-Dimethylphenol in der Gegenwart eines sekundären Amins umfassendes Verfahren hergestellt, könnte eine thermische Zersetzung geringe Mengen der Struktureinheiten

bilden, wobei die wellenförmigen Bindungen Anbindungen an den Rest des funktionalisierten Poly(arylenether)-Moleküls darstellen.
Zusätzlich zu dem funktionalisierten Poly(arylenether) umfasst die aushärtbare Zusammensetzung ein Vinyl-Duroplastharz. Ein Vinyl-Duroplastharz ist eine Verbindung, die eine polymerisierbare Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung oder -Dreifachbindung umfasst. Geeignete Klassen von Vinyl-Duroplastharzen schließen Maleimidharze, Benzoxazinharze, Vinylbenzyletherharze, alken- oder alkinhaltige Monomere, Arylcyclobutenharze, Perfluorvinyletherharze, Oligomere und Polymere mit aushärtbarer Vinylfunktionalität und Kombinationen davon ein.
Das Vinyl-Duroplastharz könnte ein Maleimidharz sein. Geeignete Maleimide schließen diejenigen mit der Struktur
ein, wobei M ein Rest ist und eine Wertigkeit n aufweist und 2 bis 40 Kohlenstoffatome und wahlweise ein oder mehrere Heteroatome enthält; jedes Vorkommen von Z unabhängig Wasserstoff, Halogen oder C₁-C₁₈-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl ist; und n 1 bis 10, speziell 2 oder 3 oder 4 ist. M kann z. B. aliphatisch, cycloaliphatisch, aromatisch oder heterocyclisch sein. Geeignete Maleimide schließen diejenigen ein, die durch die Strukturen

dargestellt sind, wobei jedes Vorkommen von Z unabhängig Wasserstoff, C₁-C₁₈-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl oder Halogen ist; ein C₁-C₁₈-Brückenkohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbylen, Oxy, Sulfon, Sulfinyl, Carboxylat, Carbonyl, Carbonamid oder Sulfid ist; und n 0 bis 10 ist.
Spezifische Beispiele für Maleimidharze schließen 1,2-Bismaleimidoethan, 1,6-Bismaleimidohexan, 1,3-Bismaleimidobenzol, 1,4-Bismaleimidobenzol, 2,4-Bismaleimidotoluol, 4,4'-Bismaleimidodiphenylmethan, 4,4'-Bismaleimidodiphenylether, 3,3'-Bismaleimidodiphenylsulfon, 4,4'-Bismaleimidodiphenylsulfon, 4,4'-Bismaleimidodicyclohexylmethan, 3,5-Bis(4-maleimidophenyl)pyridin, 2,6-Bismaleimidopyridin, 1,3-Bis(maleimidomethyl)cyclohexan, 1,3-Bis(maleimidomethyl)benzol, 1,1-Bis(4-maleimidophenyl)cyclohexan, 1,3-Bis(dichlormaleimido)benzol, 4,4'-Bis(citraconimido)diphenylmethan, 2,2-Bis(4-maleimidophenyl)propan, 1-Phenyl-1,1-bis(4-maleimidophenyl)ethan, α,α-Bis(4-maleimidophenyl)toluol, 3,5-Bismaleimido-1,2,4-triazol, N,N'-Ethylenbismaleimid, N,N'-Hexamethylenbismaleimid, N,N'-m-Phenylenbismaleimid, N,N'-p-Phenylenbismaleimid, N,N'-4,4'-Diphenylmethanbismaleimid, N,N'-4,4'-Diphenyletherbismaleimid, N,N'-4,4'-Diphenylsufonbismaleimid, N,N'-4,4'-Dicyclohexylmethanbismaleimid, N,N'-α,α'-4,4'-Dimethylencyclohexanbismaleimid, N,N'-m-Methaxylenbismaleimid, N,N'-4,4'-Diphenylcyclohexanbismaleimid und N,N'-Methylenbis(3-chlor-p-phenylen)bismaleimid, sowie die Maleimidharze, offenbart in den US-Pat. Nr. 3,562,223 an Bargain et al. und 4,211,860 und 4,211,861 an Stenzenberger ein. Maleimidharze können durch auf dem Fachgebiet bekannte Verfahren wie z. B. beschrieben in US-Pat. Nr. 3,018,290 an Sauters et al. hergestellt werden. In manchen Ausführungsformen ist das Maleimidharz N,N'-4,4'-Diphenylmethanbismaleimid.
Das Maleimidharz kann ein Reaktionsprodukt oder Präpolymer eines polyfunktionellen ungesättigten Imids wie eines Bisimids und eines wirksamen Kettenverlängerungsmittels wie einer Amingruppen enthaltenden Verbindung sein. Geeignete Amingruppen enthaltende Verbindungen schließen Diamine, Hydroxylamine und Polyamine ein. Beispiele schließen Bis(4-(N-methylamino)phenyl)methan, N,N'-Dimethyl-1,3-diaminobenzol 4,4'-Diaminodicyclohexylmethan, 1,4-Diaminocyclohexan, 2,6-Diaminopyridin, m-Phenylendiamin, p-Phenylendiamin, 4,4'-Diaminodiphenylmethan, 2,2'-Bis(4-aminophenyl)propan, Benzidin, 4,4'-Diaminophenyloxid, 4,4'-Diaminodiphenylsulfon, Bis(4-aminophenyl)phenylphosphinoxid, Bis(4-aminophenyl)methylamin, 1,5-Diaminonaphthalin, m-Xyloldiamin, p-Xyloldiamin, Hexamethylendiamim, 6,6'-Diamin-2,2'-pyridyl, 4,4'-Diaminobenzophenon, 4,4'-Diaminoazobenzol, Bis(4-aminophenyl)phenylmethan, 1,1-Bis(4-aminophenyl)cyclohexan, 1,1-Bis(4-amino-3-methylphenyl)cyclohexan, 2,5-Bis(m-aminophenyl)-1,3,4-oxadiazol, 2,5-Bis(p-aminophenyl)-1,3,4-oxadiazol, 2,5-Bis(m-aminophenyl)thiazo(4,5-d)thiazol, 5,5'-Di(m-aminophenyl)-(2,2')-bis(1,3,4-oxadiazolyl), 4,4'-Diaminodiphenylether, 4,4'-Bis(p-aminophenyl)-2,2'-dithiazol, m-Bis(4-p-aminophenyl-2-thiazolyl)benzol, 4,4'-Diaminobenzanilid, 4,4'-Diaminophenylbenzoat, N,N'-Bis(4-aminobenzyl)-p-phenylendiamin, 4,4'-Methylenbis(2-chloranilin) und dergleichen ein.
Derartige Reaktionsprodukte können durch auf dem Fachgebiet bekannte Verfahren, wie Inkontaktbringen von etwa 0,1 bis etwa 0,8 mol des Kettenverlängerungsmittels mit jedem Mol des Bisimids in einem organischen Lösungsmittel bei einer Temperatur von etwa 40 bis etwa 200°C für eine Zeitdauer von etwa 5 Minuten bis etwa 5 Stunden, hergestellt werden. Das Maleimidharz kann z. B. ein hydrazidmodifiziertes Bismaleimid, wie beschrieben in den US-Pat. Nr. 4,211,860 und 4,211,861 an Stenzenberger, sein. Geeignete N,N'-ungesättigte Bismaleimidharze sind im Handel von Technochemie GmbH als Compimidharze erhältlich. Das Maleimidharz kann ein Gemisch aus Maleimidharzen sein, das darauf zugeschnitten ist, den spezifischen Verarbeitungsanforderungen zu genügen.
Das Vinyl-Duroplastharz könnte ein Benzoxazinharz sein. Geeignete Benzoxazinharze schließen diejenigen mit der Struktur
ein, wobei B eine lineare oder verzweigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 80 Kohlenstoffatomen, speziell 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist (in manchen Ausführungsformen ist B eine Alkylgruppe, eine Cycloalkylgruppe, Carbonyl, Sulfonyl, Sulfinyl, Sulfid, Oxy, Alkylphosphonyl, Arylphosphonyl, Isoalkyliden, Cycloalkyliden, Arylalkyliden, Diarylmethyliden, Methylidendialkylsilanyl, Arylalkylsilanyl oder Diarylsilanyl); n 1 bis 20, speziell 1, 2, 3 oder 4, spezieller 2 ist; und X Wasserstoff, C₁-C₁₈-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl, wahlweise substituiert mit einem oder mehreren Fluoratomen, oder C₁-C₄₀-Kohlenwasserstoffamin bzw. -Hydrocarbylamin (einschließlich Polyamine) ist. Je nachdem, ob wiederkehrende phenolische oder Phenoxyeinheiten in dem Polybenzoxazin erwünscht sind, könnte es erwünscht sein, dass mindestens ein X-Substituent, bei welchem es sich nicht um Wasserstoff handelt, in ortho-, meta- oder para-Stellung am Sauerstoffatom des Benzoxazin vorliegt.
Wie bekannt, werden Benzoxazinmonomere aus der Umsetzung von Aldehyden, Phenolen und primären Aminen mit oder ohne Lösungsmittel hergestellt. US-Pat. Nr. 5,543,516 an Ishida beschreibt ein lösungsmittelfreies Verfahren zum Bilden von Benzoxazinmonomeren. Ein Artikel von Ning und Ishida in Journal of Polymer Science, Chemistry Edition, Bd. 32, Seite 1121 (1994), beschreibt eine Vorgehensweise unter Verwendung eines Lösungsmittels. Die Vorgehensweise unter Verwendung von Lösungsmittel ist im Allgemeinen in der Literatur von Benzoxazinmonomeren üblich. Geeignete phenolische Verbindungen schließen Phenole und Polyphenole ein. Die Verwendung von Polyphenolen mit zwei oder mehr beim Bilden von Benzoxazinen reaktiven Hydroxygruppen könnte zu verzweigten und/oder vernetzten Produkten führen. Die die phenolischen Gruppen zu einem Phenol verbindenden Gruppen können Verzweigungspunkte oder Verbindungsgruppen im Polybenzoxazin sein.
Phenole, die zur Verwendung bei der Herstellung von Benzoxazinmonomeren geeignet sind, schließen Phenol, Cresol, Resorcinol, Catechol, Hydrochinon, 2-Allylphenol, 3-Allylphenol, 4-Allylphenol, 2,6-Dihydroxynaphthalin, 2,7-Dihydrooxynapthalin, 2-(Diphenylphosphoryl)hydrochinon, 2,2'-Biphenol, 4,4-Biphenol, 4,4'-Isopropylidendiphenol (Bisphenol A), 4,4'-Isopropylidenbis(2-methylphenol), 4,4'-Isopropylidenbis(2-allylphenol), 4,4'(1,3-Phenylendiisopropyliden)bisphenol (Bisphenol M), 4,4'-Isopropylidenbis(3-phenylphenol) 4,4'-(1,4-Phenylendiisoproyliden)bisphenol (Bisphenol P), 4,4'-Ethylidendiphenol (Bisphenol E), 4,4'-Oxydiphenol, 4,4'-Thiodiphenol, 4,4'-Sulfonyldiphenol, 4,4'-Sulfinyldiphenol, 4,4'-Hexafluorisoproylidenbisphenol (Bisphenol AF), 4,4'-(1-Phenylethyliden)bisphenol (Bisphenol AP), Bis(4-hydroxyphenyl)-2,2-dichlorethylen (Bisphenol C), Bis(4-hydroxyphenyl)methan (Bisphenol-F), 4,4'-(Cyclopentyliden)diphenol, 4,4'-(Cyclohexyliden)diphenol (Bisphenol Z), 4,4'-(Cyclododecyliden)diphenol 4,4'-(Bicyclo[2,2,1]heptyliden)diphenol, 4,4'-(9H-Fluoren-9,9-diyl)diphenol, Isopropylidenbis(2-allylphenol), 3,3-Bis(4-hydroxyphenyl)isobenzofuran-1(3H)-on, 1-(4-Hydroxyphenyl)-3,3-dimethyl-2,3-dihydro-1H-inden-5-ol, 3,3,3',3'-Tetramethyl-2,2',3,3'-tetrahydro-1,1'-spirobi[inden]-5,6'-diol (Spirobiindan), Dihydroxybenzophenon (Bisphenol K), Tris(4-hydroxyphenyl)methan, Tris(4-hydroxyphenyl)ethan, Tris(4-hydroxyphenyl)propan, Tris(4-hydroxyphenyl)butan, Tris(3-methyl-4-hydroxyphenyl)methan, Tetrakis(4-hydroxyphenyl)ethan, Dicyclopentadienylbis(2,6-dimethylphenol), Dicyclopentadienylbis(ortho-cresol), Dicyclopentadienylbisphenol und dergleichen ein.
Der zum Bilden des Benzoxazins verwendete Aldehyd kann ein beliebiger Aldehyd sein. In manchen Ausührungsformen weist der Aldehyd 1 bis 10 Kohlenstoffatome auf. In manchen Ausführungsformen ist der Aldehyd Formaldehyd. Das zum Bilden des Benzoxazins verwendete Amin kann ein aromatisches Amin, ein aliphatisches Amin, ein alkylsubstituiertes aromatisches Amin oder ein aromatisches substituiertes Alkylamin sein Das Amin kann auch ein Polyamin sein, wenngleich durch die Verwendung von Polyaminen unter manchen Umständen polyfunktionelle Benzoxazinmonomere erhalten werden. Durch polyfunktionelle Benzoxazinmonomere werden eher verzweigte und/oder vernetzte Polybenzoxazine als durch monofunktionelle Benzoxazine erhalten, die den Erhalt von thermoplastischen Polybenzoxazinen erwarten lassen würde.
Die Amine weisen im Allgemeinen 1 bis 40 Kohlenstoffatome auf, wenn sie keine aromatischen Ringe einschließen, und könnten dann 6 bis 40 Kohlenstoffatome aufweisen. Das Amin eines di- oder polyfunktionellen Amins könnte auch als Verzweigungspunkt zum Anbinden von einem Polybenzoxazin an einem anderen dienen. Eine thermische Polymerisation war bisher das bevorzugte Verfahren zum Polymerisieren von Benzoxazinmonomeren. Die Temperatur zum Initiieren einer thermischen Polymerisation wird in aller Regel von etwa 150 bis etwa 300°C variiert. Die Polymerisation wird in aller Regel in der Masse durchgeführt, könnte aber auch in Lösung durchgeführt werden. Von Katalysatoren wie Carbonsäuren ist bekannt, dass sie die Polymerisationstemperatur leicht senken oder die Polymerisationsgeschwindigkeit bei gleicher Temperatur beschleunigen.
Von kationischen Polymerisationsinitiatoren wurde gefunden, dass sie bei Temperaturen so niedrig wie kryogenischen Temperaturen zu einer Polymerisation von Benzoxazinmonomeren führen. Bevorzugte Temperaturen betragen zur Leichtigkeit der Handhabung der Reaktanten und Produkte –100 bis etwa 250°C, speziell etwa –60 bis etwa 150°C. Manche der kationischen Initiatoren, z. B. PCl₅ bilden aus den Benzoxazinmonomeren wiederkehrende Einheiten, die ein Salz des Amins einschließen. Diese wiederkehrenden Einheiten weisen in polaren Lösungsmitteln wie Wasser eine bessere Löslichkeit als ähnliche wiederkehrende Einheiten ohne des Aminsalzes auf. Die Initiatoren können entweder in der Benzoxazinschmelze oder in der Gegenwart von Lösungsmittel verwendet werden, wodurch erlaubt wird, dass der Lösungsmittelgehalt 0 bis nahezu 100% beträgt. Manche Lösungsmittel können in kationischen Polymerisationen verwendet werden, und deren Auswahl ist dem Fachmann der kationischen Polymerisation bekannt.
Die Polymere aus der kationisch initiierten Polymerisation von Benzoxazin sind als Formgegenstände mit guter Wärmestabilität und/oder Feuerfestigkeit wie Platinen, feuerfeste Laminate oder andere Formgegenstände nützlich und eine Quelle für einen Vorläufer für hochtemperaturbeständige Kohlen. Die üblichen Verwendungen für hochtemperaturbeständige Kohlen schließen Flugzeugbremsscheiben, Apparaturen für Sinterreaktionen und Wärmeschirme oder Wärme abschirmendes Material ein. Die Polymere, die wiederkehrende Einheiten mit Aminsalzen einschließen, können in Anwendungen für teilweise oder vollständig wasserlösliche Polymere wie Viskositätssteuermittel verwendet werden.
Im Allgemeinen können kationische Initiatoren Benzoxazinmonomere oder -oligomere polymerisieren. Geeignete kationische Initiatoren schließen H₂SO₄, HClO₄, BF₃, AlCl₃, t-BuCl/Et₂AlCl, Cl₂/BCl₃, AlBr₃, AlBr3, TiCl₄, I₂, SnCl₄, WCl₆, AlEt₂Cl, PF₅, VCl₄, AlEtCl₂ und BF₃Et₂O ein. In manchen Ausführungsformen ist der Polymerisationsinitiator PCl₅, PCl₃, POCl₃, TiCl₅, SbCl₅, (C₆H₅)₃C⁺(SbCl₆)^– oder Metallophorphyrinverbindungen wie Aluminiumphthalocyaninchlorid, von welchen allen bekannt ist, dass sie zu ähnlichen Polymeren aus einer kationisch initiierten Polymerisation von ungesättigten Monomeren führen. Geeignete kationische Initiatoren schließen des Weiteren Ethyltosylat, Methyltriflat und Triflinsäure ein. In aller Regel initiiert jeder Initiator ein Polymer mit etwa 3 bis etwa 3.000 wiederkehrenden Einheiten, sodass die benötigte Initiatormenge auf Molprozentbasis in Bezug auf das Monomer klein ist. Allerdings könnte zusätzlicher Initiator benötigt werden, um den Verlust aufgrund von hinzukommender Feuchtigkeit und anderen Kationen deaktivierenden Reaktanten auszugleichen. In manchen Ausführungsformen werden etwa 0,001 bis etwa 50 Molprozent Initiator auf der Basis des Monomers, speziell etwa 0,01 bis etwa 10 Molprozent Initiator für diese kationisch initiierten Polymerisationen verwendet.
Das Vinyl-Duroplastharz könnte ein Vinylbenzyletherharz sein. Vinylbenzyletherharze schließen diejenigen mit der Struktur
ein, wobei A ein organischer oder anorganischer Rest mit einer Wertigkeit j ist und j 1 bis 100, speziell 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, spezieller 2, 3 oder 4 beträgt. Vinylbenzyletherharze könnten besonders leicht aus der Kondensation eines Phenols mit einem Vinylbenzylhalogenid wie Vinylbenzylchlorid hergestellt werden, um einen Vinylbenzylether herzustellen. Bisphenol-A und Trisphenole und Polyphenole werden im Allgemeinen zur Herstellung von Poly(vinylbenzylether)n, verwendet, die zum Herstellen von vernetzten Duroplastharzen verwendet werden könnten. Geeignete Vinylbenzylether schließen diejenigen ein, die aus der Umsetzung von Vinylbenzylchlorid oder Vinylbenzylbromid mit Resorcinol, Catechol, Hydrochinon, 2,6-Dihydroxynaphthalin, 2,7-Dihydroxynapthalin, 2-(Diphenylphosphoryl)hydrochinon, Bis(2,6-dimethylphenol)-2,2'-biphenol, 4,4-Biphenol, 2,2',6,6'-Tetramethylbiphenol, 2,2',3,3',6,6'-Hexamethylbiphenol, 3,3',5,5'-Tetrabrom-2,2'6,6'-tetramethylbiphenol, 3,3'-Dibrom-2,2',6,6'-tetramethylbiphenol, 2,2',6,6'-Tetramethyl-3,3'5-dibrombiphenol, 4,4'-Isopropylidendiphenol (Bisphenol A), 4,4'-Isopropylidenbis(2,6-dibromphenol) (Tetrabrombisphenol A), 4,4'-Isopropylidenbis(2,6-dimethylphenol) (Teramethylbisphenol A), 4,4'-Isopropylidenbis(2-methylphenol), 4,4'-Isopropylidenbis(2-allylphenol), 4,4'(1,3-Phenylendiisopropyliden)bisphenol (Bisphenol M), 4,4'-Isopropylidenbis(3-phenylphenol), 4,4'-(1,4-Phenylendiisoproyliden)bisphenol (Bisphenol P), 4,4'-Ethylidendiphenol (Bisphenol E), 4,4'-Oxydiphenol, 4,4'-Thiodiphenol, 4,4'-Thiobis(2,6-dimethylphenol), 4,4'-Sulfonyldiphenol, 4,4'-Sulfonylbis(2,6-dimethylphenol) 4,4'-Sulfinyldiphenol, 4,4'-Hexafluorisoproyliden)bisphenol (Bisphenol AF), 4,4'-(1-Phenylethyliden)bisphenol (Bisphenol AP), Bis(4-hydroxyphenyl)-2,2-dichlorethylen (Bisphenol C), Bis(4-hydroxyphenyl)methan (Bisphenol-F), Bis(2,6-dimethyl-4-hydroxyphenyl)methan, 4,4'-(Cyclopentyliden)diphenol, 4,4'-(Cyclohexyliden)diphenol (Bisphenol Z), 4,4'-(Cyclododecyliden)diphenol 4,4'-(Bicyclo[2,2,1]heptyliden)diphenol, 4,4'-(9H-Fluoren-9,9-diyl)diphenol, 3,3-Bis(4-hydroxyphenyl)isobenzofuran-1(3H)-on, 1-(4-Hydroxyphenyl)-3,3-dimethyl-2,3-dihydro-1H-inden-5-ol, 1-(4-Hydroxy-3,5-dimethylphenyl)-1,3,3,4,6-pentamethyl-2,3-dihydro-1H-inden-5-ol, 3,3,3',3'-Tetramethyl-2,2',3,3'-tetrahydro-1,1'-spirobi[inden]-5,6'-diol (Spirobiindan), Dihydroxybenzophenon (Bisphenol K), Tris(4-hydroxyphenyl)methan, Tris(4-hydroxyphenyl)ethan, Tris(4-hydroxyphenyl)propan, Tris(4-hydroxyphenyl)butan, Tris(3-methyl-4-hydroxyphenyl)methan, Tris(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)methan, Tetrakis(4-hydroxyphenyl)ethan, Tetrakis(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)ethan, Bis(4-hydroxyphenyl)phenylphosphinoxid, Dicyclopentadienylbis(2,6-dimethyl phenol), Dicyclopentadienylbis(ortho-cresol), Dicyclopentadienylbisphenol und dergleichen hergestellt werden.
Das Vinyl-Duroplastharz könnte ein alkenhaltiges Monomer oder ein alkinhaltiges Monomer sein. Geeignete alken- und alkinhaltige Monomere schließen diejenigen ein, die in US-Patent Nr. 6,627,704 an Yeager et al. beschrieben sind. Eine Klasse von alkenhaltigen Monomeren ist die acrylathaltigen Verbindungen mit der Struktur
wobei A ein organischer oder anorganischer Rest mit einer Wertigkeit n ist; X Stickstoff oder Sauerstoff ist; Y Sauerstoff oder Schwefel ist; und jedes Vorkommen von Z unabhängig ausgewählt ist aus Wasserstoff, Halogen und C₁-C₂₄-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl. Geeignete alkenhaltige Monomere schließen acrylat- und methacrylatfunktionalisierte Materialien ein, die in der Lage sind, eine Radikalpolymerisation durchzumachen. Sie können Monomere und/oder Oligomere wie (Meth)acrylate, (Meth)acrylamide, N-Vinylpyrrolidon und Vinylazlactone wie offenbart in U-S-Pat. Nr. 4,304,705 von Heilman et al. sein. Derartige Monomere schließen Mono-, Di- und Polyacrylate und Methacrylate wie Methylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylacrylat, Isopropylmethacrylat, Isooctylacrylat, Isobornylacrylat, Isobornylmethacrylat, Acrylsäure, n-Hexylacrylat, Tetrahydrofurfurylacrylat, N-Vinylcaprolactam, N-Vinylpyrrolidon, Acrylonitril, Stearylacrylat, Allylacrylat, Glycerindiacrylat, Glycerintriacrylat, Ethylenglycoldiacrylat, Diethylenglycoldiacrylat, Triethylenglycoldimethacrylat, 1,6-Hexandioldiacrylat, 1,3-Propandioldiacrylat, 1,3-Propandioldimethacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, 1,2,4-Butantrioltrimethacrylat, 2-Phenoxyethylacrylat, 1,4-Cyclohexandioldiacrylat, Pentaerythritoltriacrylat, Pentaerythritoltetraacrylat, Pentaerythritoltetramethacrylat, Sorbithexaacrylat, Bis[1-(2-acryloxy)]-p-ethoxyphenyldimethylmethan, 2,2-Bis[1-(3-acryloxy-2-hydroxy)]propoxyphenylpropan, Tris(hydroxyethyl)isocyanurattrimethacrylat; die Bisacrylate und Bismethacrylate von Polyethylenglycolen mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von 200–500 Atommasseneinheiten und Bisacrylate und Bismethacrylate von Polybutadienen mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von 1000–10.000 Atommasseneinheiten, copolymerisierbare Gemische von acrylierten Monomeren wie diejenigen, offenbart in US-Pat. Nr. 4,652,274 an Boettcher et al.; und acrylierte Oligomere wie diejenigen, offenbart in US-Patent Nr. 4,642,126 an Zador et al. ein.
Es könnte erwünscht sein, das alken- oder alkinhaltige Monomer zu vernetzen. Besonders nützlich als Vernetzerverbindungen sind Acrylate wie Allylacrylat, Glycerindiacrylat, Glycerintriacrylat, Ethylenglycoldiacrylat, Diethylenglycoldiacrylat, Triethylenglycoldimethacrylat, 1,6-Hexandioldiacrylat, 1,3-Propandioldiacrylat, 1,3-Propandioldimethacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, 1,2,4-Butantrioltrimethacrylat, 1,4-Cyclohexandioldiacrylat, Pentaerythritoltriacrylat, Pentaerythritoltetraacrylat, Pentaerythritoltetramethacrylat, Sorbithexaacrylat, Bis[1-(2-acryloxy)]-p-ethoxyphenyldimethylmethan, 2,2-Bis[1-(3-acryloxy-2-hydroxy)]-propoxyphenylpropan, Tris(hydroxyethyl)isocyanurattrimethacrylat; und die Bisacrylate und Bismethacrylate von Polyethylenglycolen mit einem mittleren Molekulargewicht von 200–500 Atommasseneinheiten.
Auch eingeschlossen unter alken- und alkinhaltigen Monomeren sind Allylharze und Styrolharze, z. B. Triallylisocyanurat, Trimethallylisocyanurat, Trimethallylcyanurat, Triallylcyanurat, Divinylbenzol und Dibromstyrol, sowie andere, die in US-Patent Nr. 6,627,704 an Yeager et al. beschrieben sind.
Das Vinyl-Duroplastharz könnte ein Arylcyclobutenharz sein. Arylcyclobutene schließen diejenigen ein, die von Verbindungen der allgemeinen Struktur
abgeleitet sind, wobei B ein organischer oder anorganischer Rest mit einer Wertigkeit n (einschließlich Carbonyl, Sulfonyl, Sulfinyl, Sulfid, Oxy, Alkylphosphonyl, Arylphosphonyl, Isoalkyliden, Cycloalkyliden, Arylalkyliden, Diarylmethyliden, Methylidendialkylsilanyl, Arylalkylsilanyl, Diarylsilanyl und C₆-C₂₀-phenolische Verbindungen) ist; jedes Vorkommen von X unabhängig Hydroxy oder C₁-C₂₄-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl (einschließlich lineares und verzweigtes Alkyl und Cycloalkyl) ist; jedes Vorkommen von Z unabhängig Wasserstoff, Halogen oder C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl ist; und n 1 bis 1000, speziell 1 bis 8, spezieller 2 oder 3 oder 4 ist. Andere nützliche Arylcyclobutene und Verfahren zur Arylcyclobutensynthese könnten in den US-Patenten Nr. 4,743,399 , 4,540,763 , 4,642,329 , 4,661,193 und 4,724,260 an Kirchhoff et al. und 5,391,650 an Brennan et al. gefunden werden.
Das Vinyl-Duroplastharz könnte ein Perfluorvinyletherharz sein. Nützliche Perfluorvinylether schließen diejenigen mit der Struktur
ein, wobei A ein zweiwertiger organischer oder anorganischer Rest mit einer Wertigkeit n ist; und n 1 bis 1000, speziell 1 bis 8, spezieller 2 oder 3 oder 4 ist.
Perfluorvinylether werden in aller Regel aus Phenolen und Bromtetrafluorethan, gefolgt von zinkkatalysierter reduktiver Eliminierung unter Herstellung von ZnFBr und des gewünschten Perfluorvinylethers synthetisiert. Auf diesem Weg können Bis-, Tris- und andere Polyphenole Bis-, Tris- und Poly(perfluorvinylether) herstellen. Phenole, die bei deren Synthese nützlich sind, schließen Resorcinol, Catechol, Hydrochinon, 2,6-Dihydroxynaphthalin, 2,7-Dihydroxynapthalin, 2-(Diphenylphosphoryl)hydrochinon, Bis(2,6-dimethylphenol)-2,2'-biphenol, 4,4-Biphenol, 2,2',6,6'-Tetramethylbiphenol, 2,2',3,3',6,6'-Hexamethylbiphenol, 3,3',5,5'-Tetrabrom-2,2'6,6'-tetramethylbiphenol, 3,3'-Dibrom-2,2',6,6'-tetramethylbiphenol, 2,2',6,6'-Tetramethyl-3,3'5-dibrombiphenol, 4,4'-Isopropylidendiphenol (Bisphenol A), 4,4'-Isopropylidenbis(2,6-dibromphenol) (Tetrabrombisphenol A), 4,4'-Isopropylidenbis(2,6-dimethylphenol) (Teramethylbisphenol A), 4,4'-Isopropylidenbis(2-methylphenol), 4,4'-Isopropylidenbis(2-allylphenol), 4,4'-(1,3-Phenylendiisopropyliden)bisphenol (Bisphenol M), 4,4'-Isopropylidenbis(3-phenylphenol)-4,4'-(1,4-phenylendiisoproyliden)bisphenol (Bisphenol P), 4,4'-Ethylidendiphenol (Bisphenol E), 4,4'-Oxydiphenol, 4,4'-Thiodiphenol, 4,4'-Thiobis(2,6-dimethylphenol), 4,4'-Sulfonyldiphenol, 4,4'-Sulfonylbis(2,6-dimethylphenol)-4,4'-sulfinyldiphenol, 4,4'-Hexafluorisoproylidenbisphenol (Bisphenol AF), 4,4'(1-Phenylethyliden)bisphenol (Bisphenol AP), Bis(4-hydroxyphenyl)-2,2-dichlorethylen (Bisphenol C), Bis(4-hydroxyphenyl)methan (Bisphenol-F), Bis(2,6-dimethyl-4-hydroxyphenyl)methan, 4,4'-(Cyclopentyliden)diphenol, 4,4'-(Cyclohexyliden)diphenol (Bisphenol Z), 4,4'-(Cyclododecyliden)diphenol-4,4'-(bicyclo[2,2,1]heptyliden)diphenol, 4,4'-(9H-Fluoren-9,9-diyl)diphenol, 3,3-Bis(4-hydroxyphenyl)isobenzofuran-1(3H)-on, 1-(4-Hydroxyphenyl)-3‚3-dimethyl-2,3-dihydro-1H-inden-5-ol, 1-(4-Hydroxy-3,5-dimethylphenyl)-1,3,3,4,6-pentamethyl-2,3-dihydro-1H-inden-5-ol, 3,3,3',3'-Tetramethyl-2,2',3,3'-tetrahydro-1,1'-spirobi[inden]-5,6'-diol (Spirobiindan), Dihydroxybenzophenon (Bisphenol K), Tris(4-hydroxyphenyl)methan, Tris(4-hydroxyphenyl)ethan, Tris(4-hydroxyphenyl)propan, Tris(4-hydroxyphenyl)butan, Tris(3-methyl-4-hydroxyphenyl)methan, Tris(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)methan, Tetrakis(4-hydroxyphenyl)ethan, Tetrakis(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)ethan, Bis(4-hydroxyphenyl)phenylphosphinoxid, Dicyclopentadienylbis(2,6-dimethylphenol), Dicyclopentadienylbis(2-methylphenol), Dicyclopentadienylbisphenol und dergleichen ein.
Das Vinyl-Duroplastharz könnte ein Oligomer oder Polymer mit aushärtbarer Vinylfunktionalität sein. Derartige Materialien schließen Oligomere und Polymere mit vernetzbarer ungesättigter Bindung ein. Beispiele schließen Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Butadien-Kautschuk (BR) und Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR) mit ungesättigter Bindung auf der Basis von Butadien; natürlichen Kautschuk (NR), Isopren-Kautschuk (IR), Chloropren-Kautschuk (CR), Butyl-Kautschuk (IIR) und halogenierten Butyl-Kautschuk mit ungesättigter Bindung auf der Basis von Isopren; Ethylen-α-Olefin-Copolymerelastomere mit ungesättigter Bindung auf der Basis von Dicyclopentadien (DCPD), Ethylidennorbornen (ENB) oder 1,4-Dihexadien (1,4-HD) (nämlich Ethylen-α-Olefin-Copolymere, die durch Copolymerisieren von Ethylen, einem α-Olefin und einem Dien erhalten werden, wie Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer (EPDM) und Ethylen-Buten-Dien-Terpolymer (EBDM)) ein. In manchen Ausführungsformen wird ein EBDM verwendet., Beispiele schließen auch hydrierten Nitrilkautschuk, Fluorkohlenstoffkautschuks wie Vinylidenfluorid-Hexafluorpropen-Copolymer und Vinylidenfluorid-Pentafluorpropen-Copolymer, Epichlorhydrinhomopolymer (CO), Copolymerkautschuk (ECO), hergestellt aus Epichlorhydrin und Ethylenoxid, Epichlorhydrin-Allylglycidyl-Copolymer, Propylenoxid-Allylglycidylether-Copolymer, Propylenoxid-Epichlorhydrin-Allylglycidylether-Terpolymer, Acrylkautschuk (ACM), Urethankautschuk (U), Siliconkautschuk (Q), chlorsulfonierten Polyethylenkautschuk (CSM), Polysulfidkautschuk (T) und Ethylenacrylkautschuk ein. Weitere Beispiele schließen verschiedene Flüssigkautschuks, z. B. verschiedene Typen von Butadienflüssigkautschuks und die ataktischen Butadienflüssigkautschuks, d. h. Butadienpolymer mit einer 1,2-Vinylanbindung, hergestellt durch anionische Lebendpolymerisation, ein. Es ist auch möglich, Styrol-Butadien-Flüssigkkautschuk, Nitril-Butadien-Flüssigkautschuk (CTBN, VTBN, ATBN usw. von Ube Industries, Ltd.), Chloroprenflüssigkautschuk, flüssiges Polyisopren, Kohlenwasserstoffpolymer vom Dicyclopentadien-Typ und Polynorbornen (z. B. wie vertrieben von Elf Atochem) zu verwenden.
Polybutadienharze, im Allgemeinen Polybutadiene, die hohe Grade an 1,2 Addition enthalten, sind für Duroplastmatrizen nützlich. Auch eingeschlossen sind die funktionalisierten Polybutadiene und statistischen Poly(Butadien-Styrol)-Copolymere, vertrieben von Ricon Resins, Inc. unter den Markennamen RICON-, RICACRYL- und RICOBOND-Harze. Diese schließen sowohl Polybutadiene, die einen niedrigen Vinylgehalt aufweisen, wie RICON 130, 131, 134, 142, als auch Polybutadiene, die einen hohen Vinylgehalt aufweisen, wie RICON 150, 152, 153, 154, 156, 157 und P30D; auch statistische Copolymere von Styrol und Butadien, einschließend RICON 100, 181, 184, und mit Maleinsäureanhydrid gepfropfte Polybutadiene und die davon abgeleiteten Alkoholkondensate wie RICON 130MA8, RICON MA13, RICON 130MA20, RICON 131MAS, RICON 131MA10, RICON MA17, RICON MA20, RICON 184MA6 und RICON 156MA17 ein; auch eingeschlossen sind die Polybutadiene, die zum Verbessern des Haftvermögens verwendet werden könnten, einschließlich RICOBOND 1031, RICOBOND 1731, RICOBOND 2031, RICACRYL 3500, RICOBOND 1756 und RICACRYL 3500; auch eingeschlossen sind die Polybutadiene RICON 104 (25% Polybutadien in Heptan), RICON 257 (35% Polybutadien in Styrol) und RICON 257 (35% Polybutadien in Styrol); auch eingeschlossen sind die (meth)acrylfunktionalisierten Polybutadiene wie Polybutadiendiacrylate und Polybutadiendimethacrylate. Diese Materialien werden unter den Markennamen RICACRYL 3100, RICACRYL 3500 und RICACRYL 3801 vertrieben. Auch eingeschlossen sind Pulverdispersionen von funktionellen Polybutadienderivaten, einschließlich z. B. RICON 150D, 152D, 153D, 154D, P30D, RICOBOND 1731 HS und RICOBOND 1756 HS. Weitere Butadienharze schließen Poly(Butadien-Isopren)-Block- und ebensolche statistische Copolymere, wie diejenigen mit Zahlenmitteln des Molekulargewichts von etwa 3.000 bis etwa 50.000 Atommasseneinheiten und Polybutadienhomopolymere mit Zahlenmitteln des Molekulargewichts von etwa 3.000 bis etwa 50.000 Atommasseneinheiten ein. Auch eingeschlossen sind Polybutadien, Polyisopren und Polybutadien-Isopren-Copolymere, funktionalisiert mit Maleinsäureanhydrid, 2-Hydroxyethylmaleinsäure oder hydroxylierter Funktionalität.
Weitere Beispiele für Oligomere und Polymere mit aushärtbarer Vinylfunktionalität schließen die ungesättigten Polyesterharze auf der Basis von Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Itaconsäure und Citraconsäure, ungesättigtes Epoxyacrylatharz auf der Basis einer Acryloylgruppe, Methacryloylgruppe und Allylgruppe, Urethanacrylatharz, Polyetheracrylatharz, Polyalkoholacrylatharz, Alkydacrylatharz, Polyesteracrylatharz, spiroacetales Acrylatharz, Diallylphthalatharz, Diallyltetrabromphthalatharz, Diethylenglycolbisallylcarbonatharz und Polyethylenpolythiolharz ein.
In manchen Ausführungsformen ist das Vinyl-Duroplastharz Triallylcyanurat (CAS Reg. Nr. 101-37-1), Triallylisocyanurat (CAS Reg. Nr. 1025-15-6) oder eine Kombination davon. In manchen Ausführungsformen ist das Vinyl-Duroplastharz Triallylisocyanurat.
Zusätzlich zu dem funktionalisierten Poly(arylenether) und dem Vinyl-Duroplastharz umfasst die aushärtbare Zusammensetzung eine flammhemmende Zusammensetzung, umfassend ein Phosphinoxid mit drei Kohlenwasserstoffresten bzw. Trihydrocarbylphosphinoxid und einen stickstoffhaltigen Flammhemmer, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Melaminphosphat, Melaminpyrophosphat, Melaminpolyphosphaten und Gemischen davon. Geeignete Phosphinoxide mit drei Kohlenwasserstoffresten bzw. Trihydrocarbylphosphinoxide schließen diejenigen mit der Struktur
ein, wobei R²⁰, R²¹ und R²² jeweils unabhängig C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoff bzw. -Hydrocarbyl sind, mit der Maßgabe, dass das Phosphinoxid mit drei Kohlenwasserstoffresten bzw. Trihydrocarbylphosphinoxid mindestens sechs Kohlenstoffatome aufweist. In manchen Ausführungsformen umfasst mindestens eines von R²⁰, R²¹ und R²² eine aliphatische Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung oder -Dreifachbindung. In manchen Ausführungsformen ist mindestens einer von R²⁰, R²¹ und R²² eine Arylgruppe. In manchen Ausführungsformen sind sämtliche R²⁰, R²¹ und R²² Arylgruppen. Geeignete Phosphinoxide mit drei Kohlenwasserstoffresten bzw. Trihydrocarbylphosphinoxide schließen z. B. Triphenylphosphinoxid, Allyldiphenylphosphinoxid, Diallylphenylphosphinoxide, Triallylphosphinoxide, Bis(1-naphthyl)(4-hydroxyphenyl)phosphinoxid, Bis(4-hydroxyphenyl)(1-naphthyl)-phosphinoxid, Tris(4-hydroxyphenyl)phosphinoxid, Tris(1-naphthyl)phosphinoxid, Tris(2-naphthyl)phosphinoxid, Bis(4-phenoxyphenyl)(4-hydroxyphenyl)phosphin-oxid, Bis(4-hydroxyphenyl)(4-phenoxyphenyl)phosphinoxid, Tris(4-phenoxyphenyl)phosphinoxid, Bis(2,4,5-trimethylphenyl)(4-hydroxyphenyl)phosphinoxid, Bis(4-hydroxyphenyl)(2,4,5-trimethylphenyl)phosphinoxid, Tris(2,4,5-trimethylphenyl)phosphinoxid, Bis(tert-butyl)(4-hydroxyphenyl)phosphinoxid, Bis(4-hydroxyphenyl)(tert-butyl)phosphinoxid, Tris(tert-butyl)phosphinoxid und dergleichen und Kombinationen davon ein. In manchen Ausführungsformen ist das Trihydrocarbylphosphinoxid Triphenylphosphinoxid.
Die Zusammensetzung umfasst einen stickstoffhaltigen Flammhemmer, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Melaminphosphat, Melaminpyrophosphat, Melaminpolyphosphaten und Gemischen davon. Diese stickstoffhaltigen Flammhemmer können gemeinsam durch die Formel
dargestellt werden, wobei g 1 bis 10,000 ist und das Verhältnis von f zu g 0,5:1 bis 1,7:1, speziell 0,7:1 bis 1,3:1, spezieller 0,9:1 bis 1,1:1 beträgt. Es ist klar, dass diese Formel Spezies einschließt, in welchen ein oder mehrere Protonen von der Polyphosphatgruppe auf die Melamingruppe(n) übertragen wurde. Ist g 1, ist der stickstoffhaltige Flammhemmer Melaminphosphat (CAS Reg. Nr. 20208-95-1). Ist g 2, ist der stickstoffhaltige Flammhemmer Melaminpyrophosphat (CAS Reg. Nr. 15541-60-3). Ist g durchschnittlich größer als 2, ist der stickstoffhaltige Flammhemmer Melaminpolyphosphat (CAS Reg. Nr. 56386-64-2). In manchen Ausführungsformen ist der stickstoffhaltige Flammhemmer Melaminpyrophosphat, Melaminpolyphosphat oder ein Gemisch davon. In manchen Ausführungsformen, in welchen der stickstoffhaltige Flammhemmer Melaminpolyphosphat ist, weist g einen Mittelwert von größer als 2 bis 10.000, speziell 5 bis 1.000, spezieller 10 bis 500 auf. In manchen Ausführungsformen, in welchen der stickstoffhaltige Flammhemmer Melaminpolyphosphat ist, weist g einen Mittelwert von größer als 2 bis 500 auf. Verfahren zur Herstellung von Melaminphosphat, Melaminpyrophosphat und Melaminpolyphosphat sind auf dem Fachgebiet bekannt, und sämtliche sind im Handel erhältlich. Zum Beispiel könnten Melaminpolyphosphate durch Umsetzen von Polyphosphorsäure und Melamin, wie z. B. beschrieben in US-Pat. Nr. 6,025,419 an Kasowski et al., oder durch Erwärmen von Melaminpyrophosphat unter Stickstoff bei 290°C auf ein konstantes Gewicht, wie beschrieben in der Internationalen Patentanmeldung Nr. WO 98/08898 A1 an Jacobson et al. hergestellt werden.
Der stickstoffhaltige Flammhemmer könnte in Bezug auf zum thermischen Aushärten der aushärtbaren Zusammensetzung verwendete Temperaturen eine geringe Flüchtigkeit aufweisen. Zum Beispiel weist der stickstoffhaltige Flammhemmer in manchen Ausführungsformen durch thermogravimetrische Analyse beim Erwärmen mit einer Geschwindigkeit von 20°C pro Minute von 25 auf 280°C, speziell 25 auf 300°C, spezieller 25 auf 320°C, einen Gewichtsverlust von weniger 1 Prozent auf.
Die Bestandteile der aushärtbaren Zusammensetzung könnten in einem breiten Mengenbereich gemischt werden. Zum Beispiel umfasst die aushärtbare Zusammensetzung in manchen Ausführungsformen 5 bis 70 Gewichtsteile des funktionalisierten Poly(arylenether)s; 30 bis 95 Gewichtsteile des Vinyl-Duroplastharzes; und 5 bis 50 Gewichtsteile einer flammhemmenden Zusammensetzung, umfassend 2 bis 48 Gewichtsteile des Phosphinoxids mit drei Kohlenwasserstoffresten bzw. Trihydrocarbylphosphinoxids und 2 bis 48 Gewichtsteile des stickstoffhaltigen Flammhemmers, wobei sämtliche Gewichtsteile auf insgesamt 100 Gewichtsteilen des funktionalisierten Poly(arylenether) und Vinyl-Duroplastharzes basieren. Innerhalb des vorstehenden Bereichs von 5 bis 70 Gewichtsteilen könnte die Menge an funktionalisiertem Poly(arylenether) 10 bis 60 Gewichtsteile betragen. Innerhalb des vorstehenden Bereichs von 30 bis 95 Gewichtsteilen könnte die Menge an Vinyl-Duroplastharz 40 bis 90 Gewichtsteile betragen. Innerhalb des vorstehenden Bereichs von 5 bis 50 Gewichtsteilen könnte die Menge der flammhemmenden Zusammensetzung 10 bis 40 Gewichtsteile, speziell 15 bis 30 Gewichtsteile betragen. Innerhalb des vorstehenden Bereichs von 2 bis 48 Gewichtsteilen könnte die Menge an Phosphinoxid mit drei Kohlenwasserstoffresten bzw. Trihydrocarbylphosphinoxid 5 bis 30 Gewichtsteile, speziell 10 bis 20 Gewichtsteile, spezieller 10 bis 15 Gewichtsteile betragen. Innerhalb des vorstehenden Bereichs von 2 bis 48 Gewichtsteilen, könnte die Menge an stickstoffhaltigem Flammhemmer 5 bis 30 Gewichtsteile, speziell 10 bis 25 Gewichtsteile, spezieller 10 bis 20 Gewichtsteile, noch spezieller 10 bis 15 Gewichtsteile betragen.
Zusätzlich zu dem funktionalisierten Poly(arylenether), dem Vinyl-Duroplastharz und der flammhemmenden Zusammensetzung könnte die aushärtbare Zusammensetzung wahlweise des Weiteren einen Aushärtungsinitiator, einen Aushärtungshemmer oder eine Kombination davon umfassen. Nicht beschränkende Beispiele für Aushärtungsinitiatoren schließen diejenigen ein, die in den US-Pat. Nr. 5,407,972 an Smith et al., 5,218,030 an Katayose et al. und 7,067,595 an Zarnoch et al. beschrieben sind. Der Aushärtungsinitiator könnte eine beliebige Verbindung einschließen, die in der Lage ist, bei erhöhten Temperaturen Radikale zu bilden. Derartige Aushärtungsinitiatoren könnten Radikalhemmer sowohl auf Peroxy- als auch auf Nicht-Peroxy-Basis einschließen. Beispiele für nützliche Peroxyinitiatoren schließen z. B. Benzoylperoxid, Dicumylperoxid, Methylethylketonperoxid, Laurylperoxid, Cyclohexanonperoxid, t-Butylhydroperoxid, t-Butylbenzolhydroperoxid, t-Butylperoctoat, 2,5-Dimethylhexan-2,5-dihydroperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)-hex-3-in, Di-t-butylperoxid, t-Butylcumylperoxid, alpha,alpha'-Bis(t-butylperoxy-m-isopropyl)benzol, 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan, Di(t-butylperoxy)isophthalat, t-Butylperoxybenzoat, 2,2-Bis(t-butylperoxy)butan, 2,2-Bis(t-butylperoxy)octan, 2,5-Dimethyl-2,5-di(benzoylperoxy)hexan, Di(trimethylsilyl)peroxid, Trimethylsilylphenyltriphenylsilylperoxid und dergleichen und Gemische davon ein. Geeignete Nicht-Peroxy-Initiatoren schließen z. B. 2,3-Dimethyl-2,3-diphenylbutan, 2,3-Trimethylsilyloxy-2,3-diphenylbutan und dergleichen und Gemische davon ein. Der Aushärtungsinitiator könnte ferner eine beliebige Verbindung einschließen, die in der Lage ist, eine anionische Polymerisation der ungesättigten Bestandteile zu initiieren. Derartige anionische Polymerisationsinitiatoren schließen z. B. Alkalimetallamide wie Natriumamid (NaNH₂) und Lithiumdiethylamid (LiN(C₂H₅)₂), Alkalimetall- und Ammoniumsalze von C₁-C₁₀-Alkoxiden, Alkalimetalhydroxide, Ammoniumhydroxide, Alkalimetallcyanide, organometallische Verbindungen wie die Alkyllithiumverbindung n-Butyllithium, Grignard-Reagenzien wie Phenylmagnesiumbromid und dergleichen und Kombinationen davon ein. In einer bevorzugten Ausführungsform könnte der Aushärtungsinitiator t-Butylperoxybenzoat oder Dicumylperoxid umfassen. Der Aushärtungsinitiator könnte die Aushärtung bei einer Temperatur in einem Bereich von etwa 0°C bis etwa 200°C fördern. Falls eingesetzt, wird der Aushärtungsinitiator in aller Regel in einer Menge von etwa 0,005 bis etwa 1 Gewichtsteil pro insgesamt 100 Gewichtsteile des funktionalisierten Poly(arylenether)s und des Vinyl-Duroplastharzes eingesetzt.
Geeignete Aushärtungshemmer schließen z. B. Diazoaminobenzol, Phenylacetylen, sym-Trinitrobenzol, p-Benzochinon, Acetaldehyd, Anilinkondensate, N,N'-Dibutyl-o-phenylendiamin, N-Butyl-p-aminophenol, 2,4,6-Triphenylphenoxyl, Pyrogallol, Catechol, Hydrochinon, Monoalkylhydrochinone, p-Methoxyphenol, t-Butylhydrochinon, C₁-C₆-alkylsubstituierte Catechole (wie 4-tert-Butylcatechol), Dialkylhydrochinon, 2,4,6-Dichlornitrophenol, Halogen-ortho-nitrophenol, Alkoxyhydrochinone, Mono- und Di- und Polysulfide von Phenolen und Catecholen, Thiole, Oxime und Hydrazone von Chinon, Phenothiazin, Dialkylhydroxylamine und dergleichen und Kombinationen davon ein. Geeignete Aushärtungshemmer schließen des Weiteren Poly(arylenether) mit freien Hydroxygruppen ein. Falls vorliegend, könnte die Menge an Aushärtungshemmer etwa 0,001 bis etwa 10 Gewichtsteile pro insgesamt 100 Gewichtsteile an funktionalisiertem Poly(arylenether) und des Vinyl-Duroplastharzes betragen.
Die aushärtbare Zusammensetzung könnte wahlweise des Weiteren einen anorganischen Füllstoff umfassen. Geeignete anorganische Füllstoffe schließen z. B. Aluminiumoxid, Siliciumdioxid (einschließlich Quarzglas und kristallines Siliciumdioxid), Bornitrid (einschließlich kugelförmiges Bornitrid), Aluminiumnitrid, Siliciumnitrid, Magnesiumoxid, Magnesiumsilicat, Glasfasern, Glasfaservlies und dergleichen und Kombinationen davon ein. Falls vorliegend, könnte der anorganische Füllstoff in einer Menge von etwa 2 bis etwa 95 Gewichtsprozent auf der Basis des Gesamtgewichts der aushärtbaren Zusammensetzung verwendet werden. In manchen Ausführungsformen umfasst die aushärtbare Zusammensetzung weniger als 50 Gewichtsprozent Füllstoff oder weniger als 30 Gewichtsprozent Füllstoff oder weniger als 10 Gewichtsprozent Füllstoff. In manchen Ausführungsformen ist die aushärtbare Zusammensetzung im Wesentlichen frei von anorganischem Füllstoff (d. h., die Zusammensetzung umfasst weniger als 0,1 Gewichtsprozent an zugesetztem anorganischem Füllstoff).
Die Zusammensetzung könnte wahlweise des Weiteren einen oder mehrere Zusätze wie z. B. Farbstoffe, Pigmente, Farbmittel, Antioxidationsmittel, Wärmestabilisatoren, Lichtstabilisatoren, Weichmacher, Schmiermittel, Flussmodifikatoren, Tropfhemmer, Flammhemmer, Antiblockiermittel, Antistatikmittel, Fließaktivatoren, Verarbeitungshilfen, Substrathaftmittel, Formtrennmittel, Zähmacher, schrumpfarme Zusätze, spannungsarme Zusätze und Kombinationen davon umfassen.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist eine aushärtbare Zusammensetzung, bestehend aus: dem funktionalisierten Poly(arylenether); dem Vinyl-Duroplastharz; der flammhemmenden Zusammensetzung, bestehend aus einem Phosphinoxid mit drei Kohlenwasserstoffresten bzw. Trihydrocarbylphosphinoxid und einem stickstoffhaltigen Flammhemmer; wahlweise einem Füllstoff; wahlweise einem Aushärtungsinitiator, einem Aushärtungshemmer oder einer Kombination davon; und wahlweise einem Zusatz, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Farbstoffen, Pigmenten, Farbmitteln, Antioxidationsmitteln, Wärmestabilisatoren, Lichtstabilisatoren, Weichmachern, Schmiermitteln, Flussmodifikatoren, Tropfhemmern, Flammhemmern, Antiblockiermitteln, Antistatikmitteln, Fließaktivatoren, Verarbeitungshilfen, Substrathaftmitteln, Formtrennmitteln, Zähmachern, schrumpfarmen Zusätzen, spannungsarmen Zusätzen und Kombinationen davon.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist eine aushärtbare Zusammensetzung, umfassend: einen überkappten Poly(arylenether); Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat oder eine Kombination davon; und eine flammhemmende Zusammensetzung, umfassend Triphenylphosphinoxid und Melaminpolyphosphat.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist eine aushärtbare Zusammensetzung, bestehend aus: einem überkappten Poly(arylenether); Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat oder einer Kombination davon; einer flammhemmenden Zusammensetzung, bestehend aus Triphenylphosphinoxid und Melaminpolyphosphat; wahlweise einem Füllstoff; wahlweise einem Aushärtungsinitiator, einem Aushärtungshemmer oder einer Kombination davon; und wahlweise einem Zusatz, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Farbstoffen, Pigmenten, Farbmitteln, Antioxidationsmitteln, Wärmestabilisatoren, Lichtstabilisatoren, Weichmachern, Schmiermitteln, Flussmodifikatoren, Tropfhemmern, Flammhemmern, Antiblockiermitteln, Antistatikmitteln, Fließaktivatoren, Verarbeitungshilfen, Substrathaftmitteln, Formtrennmitteln, Zähmachern, schrumpfarmen Zusätzen, spannungsarmen Zusätzen und Kombinationen davon.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist eine aushärtbare Zusammensetzung, umfassend: 10 bis 60 Gewichtsteile eines mit Methacrylatgruppen überkappten Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether)-Harzes mit einer in Chloroform bei 25°C gemessenen Grenzviskosität von 0,03 bis 0,30 Deziliter pro Gramm; 40 bis 90 Gewichtsteile Triallylisocyanurat; und 5 bis 40 Gewichtsteile einer flammhemmenden Zusammensetzung, umfassend 2 bis 38 Gewichtsteile Triphenylphosphinoxid und 2 bis 38 Gewichtsteile Melaminpolyphosphat; wobei sämtliche Gewichtsteile auf insgesamt 100 Gewichtsteilen des mit Methacrylatgruppen überkappten Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether)-Harzes und des Triallylisocyanurats basieren.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist eine aushärtbare Zusammensetzung, bestehend aus: 10 bis 60 Gewichtsteilen eines mit Methacrylatgruppen überkappten Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether)-Harzes mit einer in Chloroform bei 25°C gemessenen Grenzviskosität von 0,03 bis 0,30 Deziliter pro Gramm; 40 bis 90 Gewichtsteilen Triallylisocyanurat; und 5 bis 40 Gewichtsteilen einer flammhemmenden Zusammensetzung, bestehend aus 2 bis 38 Gewichtsteilen Triphenylphosphinoxid und 2 bis 38 Gewichtsteilen Melaminpolyphosphat; wahlweise bis zu 900 Gewichtsteilen eines Füllstoffs; wahlweise einem Aushärtungsinitiator, einem Aushärtungshemmer oder einer Kombination davon; und wahlweise einem Zusatz, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Farbstoffen, Pigmenten, Farbmitteln, Antioxidationsmitteln, Wärmestabilisatoren, Lichtstabilisatoren, Weichmachern, Schmiermitteln, Flussmodifikatoren, Tropfhemmern, Flammhemmern, Antiblockiermitteln, Antistatikmitteln, Fließaktivatoren, Verarbeitungshilfen, Substrathaftmitteln, Formtrennmitteln, Zähmachern, schrumpfarmen Zusätzen, spannungsarmen Zusätzen und Kombinationen davon; wobei sämtliche Gewichtsteile auf insgesamt 100 Gewichtsteilen des mit Methacrylatgruppen überkappten Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether)-Harzes und des Triallylisocyanurats basieren.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist eine aushärtbare Zusammensetzung, umfassend: 10 bis 60 Gewichtsteile eines mit Methacrylatgruppen überkappten Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether)-Harzes mit einer in Chloroform bei 25°C gemessenen Grenzviskosität von 0,03 bis 0,30 Deziliter pro Gramm; 40 bis 90 Gewichtsteile Triallylisocyanurat; und 15 bis 30 Gewichtsteile einer flammhemmenden Zusammensetzung, umfassend 2 bis 28 Gewichtsteile Triphenylphosphinoxid und 2 bis 28 Gewichtsteile Melaminpolyphosphat; wobei sämtliche Gewichtsteile auf insgesamt 100 Gewichtsteilen des mit Methacrylatgruppen überkappten Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether)-Harzes und des Triallylisocyanurats basieren.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist eine aushärtbare Zusammensetzung, bestehend aus: 10 bis 60 Gewichtsteilen eines mit Methacrylatgruppen überkappten Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether)-Harzes mit einer in Chloroform bei 25°C gemessenen Grenzviskosität von 0,03 bis 0,30 Deziliter pro Gramm; 40 bis 90 Gewichtsteilen Triallylisocyanurat; und 15 bis 30 Gewichtsteilen einer flammhemmenden Zusammensetzung, bestehend aus 2 bis 28 Gewichtsteilen Triphenylphosphinoxid und 2 bis 28 Gewichtsteilen Melaminpolyphosphat; wahlweise bis zu 900 Gewichtsteilen eines Füllstoffs; wahlweise einem Aushärtungsinitiator, einem Aushärtungshemmer oder einer Kombination davon; und wahlweise einem Zusatz, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Farbstoffen, Pigmenten, Farbmitteln, Antioxidationsmitteln, Wärmestabilisatoren, Lichtstabilisatoren, Weichmachern, Schmiermitteln, Flussmodifikatoren, Tropfhemmern, Flammhemmern, Antiblockiermitteln, Antistatikmitteln, Fließaktivatoren, Verarbeitungshilfen, Substrathaftmitteln, Formtrennmitteln, Zähmachern, schrumpfarmen Zusätzen, spannungsarmen Zusätzen und Kombinationen davon; wobei sämtliche Gewichtsteile auf insgesamt 100 Gewichtsteilen des mit Methacrylatgruppen überkappten Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether)-Harzes und des Triallylisocyanurats basieren.
Eine andere Ausführungsform ist ein Verfahren zur Herstellung einer aushärtbaren Zusammensetzung gemäß Patentanspruch 26, umfassend: Mischen eines funktionalisierten Poly(arylenether)s, eines Vinyl-Duroplastharzes und einer flammhemmenden Zusammensetzung, umfassend ein Phosphinoxid mit drei Kohlenwasserstoffresten bzw. Trihydrocarbylphosphinoxid und einen stickstoffhaltigen Flammhemmer, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Melaminphosphat, Melaminpyrophosphat Melaminpolyphosphaten und Gemischen davon.
Andere Ausführungsformen schließen ausgehärtete Zusammensetzungen ein, die durch Aushärten von beliebigen der vorstehend beschriebenen aushärtbaren Zusammensetzungen erhalten werden. Es gibt keine bestimmte Beschränkung auf das Verfahren, durch welches die Zusammensetzung ausgehärtet werden könnte. Die Zusammensetzung könnte z. B. thermisch oder durch Verwendung von Bestrahlungstechniken, einschließlich Radiofrequenzerwärmen, UV-Bestrahlung und Elektronenstrahlbestrahlung ausgehärtet werden. Zum Beispiel könnte die Zusammensetzung ausgehärtet werden, indem eine Kettenreaktion mit 10-sekündigem Radiofrequenzerwärmen initiiert wird. Wird Wärmeaushärten verwendet, könnte die ausgewählte Temperatur etwa 80° bis etwa 300°C betragen und könnte die Erwärmungsdauer etwa 5 Sekunden bis etwa 24 Stunden betragen. Das Aushärten könnte in mehreren Schritten unter Verwendung von verschiedenen Zeitdauern und Temperaturen für jeden Schritt durchgeführt werden. Zum Beispiel könnte das Aushärten stufenweise ausgeführt werden, um ein Teilausgehärtetes und häufig klebfreies Harz zu erhalten, das dann durch Erwärmen für längere Zeitdauern oder bei höheren Temperaturen vollständig ausgehärtet werden kann. Der Fachmann auf dem Gebiet der Duroplaste ist in der Lage, geeignete Aushärtungsbedingungen ohne übermäßige Versuchsführung zu bestimmen. In manchen Ausführungsformen könnte die Zusammensetzung teilausgehärtet werden. Allerdings beziehen sich Bezugnahmen hier auf Eigenschaften der „ausgehärteten Zusammensetzung” oder der „Zusammensetzung nach dem Aushärten” im Allgemeinen auf Zusammensetzungen, die im Wesentlichen vollständig ausgehärtet sind. Der Fachmann auf dem Gebiet der Thermoplaste könnte ohne übermäßige Versuchsführung bestimmen, ob eine Probe im Wesentlichen vollständig ausgehärtet ist. Zum Beispiel könnte man die Probe durch Differentialscanningkalorimetrie analysieren, um nach einer Exotherme zu suchen, die auf ein während der Analyse auftretendes zusätzliches Aushärten hinweist. Eine Probe, die im Wesentlichen vollständig ausgehärtet ist, weist eine kleine oder keine Exotherme in einer derartigen Analyse auf.
Die ausgehärtete Zusammensetzung ist in Bezug auf die Menge der eingesetzten flammhemmenden Zusammensetzung stark flammhemmend. In manchen Ausführungsformen weist die ausgehärtete Zusammensetzung eine V-0-Bewertung für den Vertical Burning Flame Test of Underwriters Laboratories Standard UL 94, „Test for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices und Appliances”, 5. Auflage, 29. Oktober 1996 auf. Diese Anforderungen für eine V-0-Bewertung schließen keine einzelnen Verbrennungszeiten von größer als 10 Sekunden ein, wobei die kombinierten ersten und zweiten Verbrennungszeiten für jeden Stab nicht größer als 10 Sekunden sind und keine Entzündung von Baumwollindikator durch Flammenteilchen oder -tropfen erfolgt.
Die Erfindung schließt die Verwendung der ausgehärteten Zusammensetzung zur Herstellung von Gegenständen ein. Die Flammfestigkeit, Schlagzähigkeit und ausgezeichneten dielektrischen Eigenschaften der Zusammensetzung machen sie für die Fertigung von elektronischen Bestandteilen besonders nützlich. Zum Beispiel könnte die aushärtbare Zusammensetzung zum Bilden von Prepregs verwendet werden, die wiederum zum Bilden von Platinen verwendet werden könnten. Die hier beschriebenen Zusammensetzungen sind auch bei der Herstellung von syntaktischen Schäumen wie denjenigen, die als Isolationsmaterialien und verschiedenen Faserverstärkungsanwendungen wie BMC-Massen und SMC-Massen verwendet werden, nützlich.
Die Erfindung wird durch die folgenden nicht-beschränkenden Beispiele weiter veranschaulicht.
BEISPIELE 1–4, VERGLEICHSBEISPIELE 1–8
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorteilhafte flammhemmende Wirkung, die durch die Kombination eines Phosphinoxids mit drei Kohlenwasserstoffresten bzw. Trihydrocarbylphosphinoxids und eines stickstoffhaltigen Flammhemmers bereitgestellt wird.
Sämtliche flammhemmenden Zusammensetzungen wurden mit der Duroplast-Harzzusammensetzung getestet, die in Tabelle 1 dargelegt ist, in welcher sämtliche Bestandteilsmengen in Gewichtsteilen (Parts per weight; pbw) ausgedrückt sind. Triallylisocyanurat, gehemmt mit 500 Gewichtsteilen pro Million tert-Butylhydrochinon wurde von Degussa Corporation erhalten. Der Poly(arylenether) war ein mit Methacrylatgruppen überkappter Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether) mit einer in Chloroform bei 25°C gemessenen Grenzviskosität von 0,12 Deziliter pro Gramm, erhalten als PPO* SA5587-111 von GE Plastics. Glasfaser mit einem Durchmesser von etwa 14 Mikrometern und einer anfänglichen Länge von etwa 4 Millimeter wurden als 497-14C von Owens-Corning erhalten. Der Peroxidaushärtungsaktivator 2,5-Bis(tert-butylperoxy)-2,5-dimethylhexan (CAS Reg. Nr. 78-63-7) wurde als Trigonox 101 von Akzo-Nobel erhalten. Der Aushärtungshemmer 4-tert-Butylcatechol (CAS Reg. Nr. 98-29-3) wurde von Sigma-Aldrich (Katalognummer 19671) erhalten. Das Formtrennmittel Zinkstearat (CAS Reg. Nr. 557-05-1) wurde von Sigma-Aldrich (Katalognummer 307564) erhalten. Tabelle 1

Bestandteil Menge (pbw)

Triallylisocyanurat 47,5

Poly(arylenether) 27,2

Glasfaser 25,3

Aushärtungsaktivator 0,59

Aushärtungshemmer 0,11

Zinkstearat 0,55
Zusätzlich zu der Duroplast-Harzzusammensetzung von Tabelle 1 schloss die aushärtbare Zusammensetzung Melaminpolyphosphat, Triphenylphosphinoxid oder beides mit den in Tabelle 2 spezifizierten Konzentrationen ein. Die Flammhemmerkonzentrationen sind in Gewichtsprozent (Gew.%) auf der Basis des Gesamtgewichts der Zusammensetzung ausgedrückt. Melaminpolyphosphat wurde als Melapur 200 („MPP”; CAS Reg. Nr. 56386-64-2 („Phosphorsäure, Polymer mit 1,3,5-Triazin-2,4,6-triamin”) und 218768-84-4 („Melapur^® 200” und „Ein Flammhemmer auf der Basis von Melaminpolyphosphat”)) von Ciba Specialty Chemicals erhalten. Triphenylphosphinoxid („TPPO”; CAS Reg. Nr. 791-28-6) wurde von Sigma-Aldrich (Katalognummer T84603) erhalten.
Aushärtbare Zusammensetzungen wurden hergestellt, indem ein Gemisch aus mit Methacrylatgruppen überkappten Poly(arylenether), Triallylisocyanurat und t-Butylcatechol bei 80–95°C erwärmt wurde, bis der Poly(arylenether) gelöst war. Als nächstes wurden das Melaminpolyphosphat und/oder Triphenylphosphinoxid zugesetzt und gemischt, während die Temperatur bei 90–95°C gehalten wurde. Dann wurden zerkleinerte Glasfaser zugesetzt und gemischt, während die Temperatur bei 90–95°C gehalten wurde. Schließlich wurde das Peroxid zugesetzt und schnell gemischt. Die aushärtbaren Zusammensetzungen wurden geformt, indem sie in eine auf 100°C vorgewärmte Form von 254 Millimeter × 254 Millimeter × 3,175 Millimeter (10 Zoll × 10 Zoll × 0,125 Zoll) überführt und 15–18 Stunden lang in einen Ofen bei 100°C gegeben wurden. Dann wurde die Temperatur schrittweise erhöht: eine Stunde bei 110°C, zwei Stunden bei 125°C, eine Stunde bei 150°C und dann zehn Minuten bei 175°C. Der Ofen wurde abgeschaltet, und man ließ die Temperatur über Nacht auf Umgebungstemperatur abkühlen. Das ausgehärtete Plaque wurde aus der Form entfernt und Unter Verwendung einer Fliesenschneidesäge mit einer Diamantschneideklinge in Testgegenstände mit den Maßen 127 Millimeter × 12,7 Millimeter × 3,175 Millimeter (5 Zoll × 0,5 Zoll × 0,125 Zoll) geschnitten.
Die Flammhemmung der Testgegenstände wurden gemäß dem Underwriters Laboratory UL 94, „Test for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices und Appliances”, 5. Auflage (1996), Vertikalverbrennungsflammtest, bestimmt. Bei dieser Vorgehensweise wird ein Teststab senkrecht befestigt. Eine Flamme von 1,9 Zentimetern (0,75 Inch) wird 10 Minuten lang an das Ende des Teststabs gehalten und entfernt. Die Erlöschungszeit wird gemessen (erste Brennzeit). Die Flamme wird erneut weitere 10 Sekunden lang daran gehalten und entfernt. Die Erlöschungszeit wird gemessen (zweite Brennzeit). Die in Tabelle 2 dargelegten mittleren Brennzeiten stellen den Durchschnitt der ersten und der zweiten Brennzeit für fünf Proben dar. Die mittleren Brennzeiten sind in Sekunden (s) ausgedrückt.
Die Ergebnisse für Vergleichsbeispiel 1 in Tabelle 2 zeigen, dass ein Vergleich ohne jeglichen zugesetzten Flammhemmer eine mittlere Brennzeit von 225,4 Sekunden aufwies. Die Vergleichsbeispiele 2–5 stellen zunehmende Konzentrationen an Melaminpolyphosphat dar. Wenngleich mittlere Brennzeiten mit zunehmenden Konzentrationen an Melaminpolyphosphat abnehmen, enthielt die einzige Probe, die eine Brennzeit von weniger als 10 Sekunden aufwies, 25 Gewichtsprozent Melaminpolyphosphat. Die Vergleichsbeispiele 6–8 stellen zunehmende Konzentrationen an Triphenylphosphinoxid dar. Wiederum nehmen die mittleren Brennzeiten mit zunehmenden Konzentrationen des Flammhemmers ab, jedoch sind sämtliche mittleren Zeiten ziemlich lang: von 91,08 bis 162,45 Sekunden. Man beachte, dass die erwünschte UL 94 V-0-Bewertung keine einzelnen Brennzeiten von größer als 10 Sekunden erfordert. Die Beispiele 1–4 stellen Kombinationen von Melaminpolyphosphat und Triphenylphosphinoxid dar. Sehr niedrige Durchbrennzeiten von 1,8 bis 10,64 Sekunden werden für diese Proben beobachtet. Die Ergebnisse zeigen, dass hier ein Vorteil für die Kombination des Melaminpolyphosphats und Triphenylphosphinoxids in Bezug auf die Verwendung von jedem allein besteht.
VERGLEICHSBEISPIELE 9–16
Diese Vergleichsbeispiele zeigen, dass im Gegensatz zu dem durch die Kombination eines Phosphinoxids mit drei Kohlenwasserstoffresten bzw. Trihydrocarbylphosphinoxids mit einem Melaminphosphat/-pyrophosphat/-polyphosphat gezeigten Vorteil, kein für die Kombination eines Phosphinoxids mit drei Kohlenwasserstoffresten bzw. Trihydrocarbylphosphinoxids mit einem Melamincyanurat gezeigter Vorteil besteht.
Melamincyanurat (CAS Reg. Nr. 37640-57-6) wurde als Bandit 315 von der Chemischen Fabrik Budenheim erhalten. Das Harzsystem, in welchem Flammhemmer getestet wurden, ist das gleiche, wie dasjenige, das in vorstehender Tabelle 1 spezifiziert ist. Flammhemmungsergebnisse für sämtliche Flammhemmervariationen sind in Tabelle 3 dargelegt. Die Daten ohne Flammhemmer und für Triphenylphosphinoxid allein sind die gleichen wie diejenigen, die in Tabelle 2 dargelegt sind.
Die Ergebnisse zeigen, dass Melamincyanurat selbst ein viel weniger wirksamer Flammhemmer als Melaminpolyphosphat selbst ist (siehe Vergleichsbeispiele 1 und 10–12 aus Tabelle 3 gegenüber den Vergleichsbeispielen 1–5 in Tabelle 2). Die Ergebnisse zeigen auch, dass die Kombinationen von Melamincyanurat und Triphenylphosphinoxid keine mittlere Brennzeit von weniger als 85 Sekunden erzeugten.
Diese niedergeschriebene Beschreibung verwendet Beispiele zum Offenbaren der Erfindung, einschließlich des Besten Modus, und ermöglicht es auch dem Fachmann, die Erfindung herzustellen und zu verwenden. Der patentierbare Umfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und könnte andere Beispiele einschließen, die dem Fachmann in den Sinn kommen. Derartige andere Beispiele sollen im Umfang der Ansprüche liegen, wenn sie strukturelle Elemente aufweisen, die sich von der wortgetreuen Redeweise der Ansprüche nicht unterscheiden, oder wenn sie gleichwertige strukturelle Elemente mit unwesentlichen Unterschieden von der wortgetreuen Redeweise der Ansprüche einschließen.
Sämtliche zitierten Patente, Patentanmeldungen und anderen Literaturangaben sind hier in ihrer Ganzheit unter Bezugnahme eingebracht. Bestreitet oder widerspricht allerdings ein Begriff in der eingebrachten Literaturangabe, ist der Begriff aus der vorliegenden Erfindung gegenüber dem widersprechenden Begriff aus der eingebrachten Literaturangabe vorrangig.
Sämtliche hier offenbarten Bereiche schließen die Endpunkte ein, und die Endpunkte sind miteinander unabhängig kombinierbar.
Die Verwendung der Begriffe „ein” und „eine” und „der/die/das” und ähnliche Betitelungen im Zusammenhang mit dem Beschreiben der Erfindung (insbesondere in Zusammenhang mit den folgenden Ansprüchen) sollen sowohl die Einzahl als auch die Mehrzahl abdecken, wenn hier nicht anders angegeben oder durch den Text deutlich widersprochen. Des Weiteren sollte angemerkt werden, dass die Begriffe „erste/r” und „zweite/r” und dergleichen hier keinerlei Reihenfolge, Menge oder Wichtigkeit bezeichnen, sondern eher zum Unterscheiden eines Elements vom anderen verwendet werden. Der in Zusammenhang mit einer Menge verwendete Modifikator „etwa” schließt den genannten Wert ein und weist die durch den Zusammenhang auferlegte Bedeutung auf (z. B. schließt er den mit einer Messung der bestimmten Menge verbundenen Fehlergrad ein).

Claims

Aushärtbare Zusammensetzung, umfassend: ein Vinyl-Duroplastharz, das eine Verbindung ist, die eine polymerisierbare Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung oder -Dreifachbindung umfasst; einen funktionalisierten Poly(arylenether), der eine Funktionalität umfasst, die mit dem Vinyl-Duroplastharz copolymerisierbar ist; und eine flammhemmende Zusammensetzung, umfassend ein Phosphinoxid mit drei Kohlenwasserstoffresten und einen stickstoffhaltigen Flammhemmer, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Melaminphosphat, Melaminpyrophosphat, Melaminpolyphosphaten und Gemischen davon.
Aushärtbare Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der funktionalisierte Poly(arylenether) ein überkappter Poly(arylenether) mit der Struktur
ist, wobei jedes Vorkommen von Q¹ und Q² unabhängig Halogen, unsubstituierter oder substituierter C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoff, mit der Maßgabe, dass der Kohlenwasserstoff kein tertiärer Kohlenwasserstoff ist, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffthio, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffoxy oder C₂-C₁₂Halogenkohlenwasserstoffoxy, wobei mindestens zwei Kohlenstoffatome die Halogen- und Sauerstoffatome voneinander trennen, ist; jedes Vorkommen von Q³ und Q⁴ unabhängig Wasserstoff, Halogen, unsubstituierter oder substituierter C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoff, mit der Maßgabe, dass der Kohlenwasserstoff kein tertiärer Kohlenwasserstoff ist, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffthio, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffoxy oder C₂-C₁₂-Halogenkohlenwasserstoffoxy, wobei mindestens zwei Kohlenstoffatome die Halogen- und Sauerstoffatome voneinander trennen, ist; p 1 bis 100 ist; R¹ ein C₁-C₁₂-Brückenkohlenwasserstoff ist; n 0 oder 1 ist; und R² und R³ und R⁴ jeweils unabhängig Wasserstoff oder C₁-C₁₈-Kohlenwasserstoff sind; wobei der überkappte Poly(arylenether) eine in Chloroform bei 25°C gemessene Grenzviskosität von 0,03 bis 0,20 Deziliter pro Gramm aufweist.
Aushärtbare Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der funktionalisierte Poly(arylenether) ein überkappter Poly(arylenether) mit der Struktur
ist, wobei Q⁵ und Q⁶ jeweils unabhängig Methyl oder Di-n-butylamino-methyl sind; s 1 bis 20 ist; und der überkappte Poly(arylenether) eine in Chloroform bei 25°C gemessene Grenzviskosität von 0,03 bis 0,20 Deziliter pro Gramm aufweist.
Aushärtbare Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der funktionalisierte Poly(arylenether) ein überkappter Poly(arylenether) mit der Struktur
ist, wobei jedes Vorkommen von Q¹ und Q² unabhängig Halogen, unsubstituierter oder substituierter C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoff, mit der Maßgabe, dass der Kohlenwasserstoff kein tertiärer Kohlenwasserstoff ist, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffthio, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffoxy oder C₂-C₁₂-Halogenkohlenwasserstoffoxy, wobei mindestens zwei Kohlenstoffatome die Halogen- und Sauerstoffatome voneinander trennen, ist; jedes Vorkommen von Q³ und Q⁴ unabhängig Wasserstoff, Halogen, unsubstituierter oder substituierter C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoff, mit der Maßgabe, dass der Kohlenwasserstoff kein tertiärer Kohlenwasserstoff ist, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffthio, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffoxy oder C₂-C₁₂-Halogenkohlenwasserstoffoxy, wobei mindestens zwei Kohlenstoffatome die Halogen- und Sauerstoffatome voneinander trennen, ist; jedes Vorkommen von x und y unabhängig 0 bis 100 ist, mit der Maßgabe, dass die Summe von x und y 2 bis 100 ist; jedes Vorkommen von R¹ unabhängig ein C₁-C₁₂-Brückenkohlenwasserstoff ist; jedes Vorkommen von n unabhängig 0 oder 1 ist; jedes Vorkommen von R²-R⁴ unabhängig Wasserstoff oder C₁-C₁₈-Kohlenwasserstoff ist; und L die Struktur
aufweist, wobei jedes Vorkommen von Q³ unabhängig Wasserstoff, Halogen, unsubstituierter oder substituierter C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoff, mit der Maßgabe, dass der Kohlenwasserstoff kein tertiärer Kohlenwasserstoff ist, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffthio, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoffoxy oder C₂-C₁₂-Halogenkohlenwasserstoffoxy, wobei mindestens zwei Kohlenstoffatome die Halogen- und Sauerstoffatome voneinander trennen, ist; z 0 oder 1 ist; und X¹ eine Struktur aufweist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus
wobei jedes Vorkommen von R¹⁴ unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff und C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoff; und jedes Vorkommen von R¹⁵ und R¹⁶ unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoff und einem C₁-C₆-Brückenkohlenwasserstoff, wobei R¹⁵ und R¹⁶ miteinander eine C₄-C₁₂-Alkylengruppe bilden; wobei der überkappte Poly(arylenether) eine in Chloroform bei 25°C gemessene Grenzviskosität von 0,03 bis 0,20 Deziliter pro Gramm, speziell 0,06 bis 0,15 Deziliter pro Gramm, spezieller 0,06 bis 0,12 Deziliter pro Gramm, noch spezieller 0,06 bis 0,09 Deziliter pro Gramm aufweist.
Aushärtbare Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 4, wobei der funktionalisierte Poly(arylenether) ein überkappter Poly(arylenether) mit der Struktur
ist, wobei jedes Vorkommen von Q⁵ und Q⁶ unabhängig Methyl oder Di-n-butylaminomethyl ist; jedes Vorkommen von x und y unabhängig 0 bis 100 ist, mit der Maßgabe, dass die Summe von x und y 2 bis 100 ist.
Aushärtbare Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der funktionalisierte Poly(arylenether) ein überkappter Poly(arylenether) mit der Struktur
ist, wobei U eine C₆-C₁₈-Arylgruppe, wahlweise substituiert mit einer oder mehreren C₁-C₆-Alkylgruppen, ist; V eine Phenylenethergruppe ist; k 1 bis 100 ist; r 1 bis 6 ist; W eine Phenylengruppe oder ein Sauerstoffatom ist; jedes Vorkommen von R¹⁷, R¹⁸ und R¹⁹ unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, C₁-C₆-Alkyl, C₂-C₆-Alkenyl und C₂-C₆-Alkinyl; und q 1, 2, 3 oder 4 ist.
Aushärtbare Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der funktionalisierte Poly(arylenether) ein ringfunktionalisierter Poly(arylenether), umfassend wiederkehrende Struktureinheiten der Formel
ist, wobei jedes L¹-L⁴ unabhängig Wasserstoff, eine C₁-C₁₂-Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe oder eine Alkinylgruppe ist; wobei die Alkenylgruppe dargestellt ist durch
wobei L⁵, L⁶ und L⁷ jeweils unabhängig Wasserstoff oder Methyl sind und c 1, 2, 3 oder 4 ist; wobei die Alkinylgruppe dargestellt ist durch
wobei L⁸ Wasserstoff, Methyl oder Ethyl ist und d 0, 1, 2, 3 oder 4 ist; und wobei 0,02 Molprozent bis 25 Molprozent der gesamten L¹-L⁴-Substituenten im ringfunktionalisierten Poly(arylenether) Alkenyl- und/oder Alkinylgruppen sind.
Aushärtbare Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1–7, wobei das Vinyl-Duroplastharz ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Maleimidharzen, Benzoxazinharzen, Vinylbenzyletherharzen, alkenhaltigen Monomeren, alkinhaltigen Monomeren, Arylcyclobutenharzen, Perfluorvinyletherharzen, Oligomeren und Polymeren mit aushärtbarer Vinylfunktionalität und Kombinationen davon.
Aushärtbare Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1–8, wobei das Vinyl-Duroplastharz Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat oder eine Kombination davon ist.
Aushärtbare Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1–9, wobei das Vinyl-Duroplastharz Triallylisocyanurat ist.
Aushärtbare Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1–10, wobei das Phosphinoxid mit drei Kohlenwasserstoffresten die Struktur
aufweist, wobei R²⁰, R²¹ und R²² jeweils unabhängig C₁-C₁₂-Kohlenwasserstoff sind, mit der Maßgabe, dass das Phosphinoxid mit drei Kohlenwasserstoffresten mindestens sechs Kohlenstoffatome aufweist.
Aushärtbare Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1–11, wobei das Phosphinoxid mit drei Kohlenwasserstoffresten ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Triphenylphosphinoxid, Allyldiphenylphosphinoxid, Diallylphenylphosphinoxid, Triallylphosphinoxid, Bis(1-naphthyl)(4-hydroxyphenyl)phosphinoxid, Bis(4-hydroxyphenyl)(1-naphthyl)phosphinoxid, Tris(4-hydroxyphenyl)phosphinoxid, Tris(1-naphthyl)phosphinoxid, Tris(2-naphthyl)phosphinoxid, Bis(4-phenoxyphenyl)(4-hydroxyphenyl)phosphinoxid, Bis(4-hydroxyphenyl)(4-phenoxyphenyl)phosphinoxid, Tris(4-phenoxyphenyl)phosphinoxid, Bis(2,4,5-trimethylphenyl)(4-hydroxyphenyl)phosphinoxid, Bis(4-hydroxyphenyl)(2,4,5-trimethylphenyl)phosphinoxid, Tris(2,4,5-trimethylphenyl)phosphinoxid, Bis(tert-butyl)(4-hydroxyphenyl)phosphinoxid, Bis(4-hydroxyphenyl)(tert-butyl)phosphinoxid, Tris(tert-butyl)phosphinoxid und dergleichen und Kombinationen davon.
Aushärtbare Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1–12, wobei das Phosphinoxid mit drei Kohlenwasserstoffresten Triphenylphosphinoxid ist.
Aushärtbare Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1–13, wobei der stickstoffhaltige Flammhemmer Melaminpyrophosphat, Melaminpolyphosphat oder ein Gemisch davon ist.
Aushärtbare Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1–14, wobei der stickstoffhaltige Flammhemmer ein Melaminpolyphosphat ist.
Aushärtbare Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1–15, wobei der stickstoffhaltige Flammhemmer Melaminpolyphosphat, dargestellt durch die Formel
ist, wobei g einen Mittelwert von größer als 2 bis 500 aufweist; und das Verhältnis von f zu g 0,5:1 bis 1,7:1 beträgt.
Aushärtbare Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1–16, wobei der stickstoffhaltige Flammhemmer durch thermogravimetrische Analyse beim Erwärmen von 25°C auf 280°C mit einer Geschwindigkeit von 20°C pro Minute einen Gewichtsverlust von weniger als 1 Prozent aufweist.
Aushärtbare Zusammensetzung nach Anspruch 1, umfassend 5 bis 70 Gewichtsteile des funktionalisierten Poly(arylenether)s; 30 bis 95 Gewichtsteile des Vinyl-Duroplastharzes; und 5 bis 50 Gewichtsteile einer flammhemmenden Zusammensetzungen umfassend 2 bis 48 Gewichtsteile Triphenylphosphinoxid und 2 bis 48 Gewichtsteile Melaminpolyphosphat; wobei sämtliche Gewichtsteile auf insgesamt 100 Gewichtsteilen des funktionalisierten Poly(arylenether) und des Vinyl-Duroplastharzes basieren.
Aushärtbare Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die aushärtbare Zusammensetzung besteht aus: einem funktionalisierten Poly(arylenether); einem Vinyl-Duroplastharz; einer flammhemmenden Zusammensetzung, bestehend aus einem Phosphinoxid mit drei Kohlenwasserstoffresten und einem stickstoffhaltigen Flammhemmer; wahlweise einem Füllstoff; wahlweise einem Aushärtungsinitiator, einem Aushärtungshemmer oder einer Kombination davon; und wahlweise einem Zusatz, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Farbstoffen, Pigmenten, Farbmitteln, Antioxidationsmitteln, Wärmestabilisatoren, Lichtstabilisatoren, Weichmachern, Schmiermitteln, Flussmodifikatoren, Tropfhemmern, Flammhemmern, Antiblockiermitteln, Antistatikmitteln, Fließaktivatoren, Verarbeitungshilfen, Substrathaftmitteln, Formtrennmitteln, Zähmachern, schrumpfarmen Zusätzen, spannungsarmen Zusätzen und Kombinationen davon.
Aushärtbare Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der funktionalisierte Poly(arylenether) ein überkappter Poly(arylenether) ist; wobei das Vinyl-Duroplastharz Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat oder eine Kombination davon ist; und wobei die flammhemmende Zusammensetzung Triphenylphosphinoxid und Melaminpolyphosphat umfasst.
Aushärtbare Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die aushärtbare Zusammensetzung besteht aus: einem überkappten Poly(arylenether); Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat oder einer Kombination davon; einer flammhemmenden Zusammensetzung, bestehend aus Triphenylphosphinoxid und Melaminpolyphosphat; wahlweise einem Füllstoff; wahlweise einem Aushärtungsinitiator, einem Aushärtungshemmer oder einer Kombination davon; und wahlweise einem Zusatz, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Farbstoffen, Pigmenten, Farbmitteln, Antioxidationsmitteln, Wärmestabilisatoren, Lichtstabilisatoren, Weichmachern, Schmiermitteln, Flussmodifikatoren, Tropfhemmern, Flammhemmern, Antiblockiermitteln, Antistatikmitteln, Fließaktivatoren, Verarbeitungshilfen, Substrathaftmitteln, Formtrennmitteln, Zähmachern, schrumpfarmen Zusätzen, spannungsarmen Zusätzen und Kombinationen davon.
Aushärtbare Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die aushärtbare Zusammensetzung 10 bis 60 Gewichtsteile des funktionalisierten Poly(arylenether)s umfasst; wobei der funktionalisierte Poly(arylenether) ein mit Methacrylatgruppen überkapptes Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether)-Harz mit einer in Chloroform bei 25°C gemessenen Grenzviskosität von 0,03 bis 0,30 Deziliter pro Gramm umfasst; wobei die aushärtbare Zusammensetzung 40 bis 90 Gewichtsteile des Vinyl-Duroplastharzes umfasst; wobei das Vinyl-Duroplastharz Triallylisocyanurat umfasst; wobei die aushärtbare Zusammensetzung 10 bis 40 Gewichtsteile der flammhemmenden Zusammensetzung umfasst; wobei die flammhemmende Zusammensetzung 2 bis 38 Gewichtsteile Triphenylphosphinoxid und 2 bis 38 Gewichtsteile Melaminpolyphosphat umfasst; und wobei sämtliche Gewichtsteile auf insgesamt 100 Gewichtsteilen des mit Methacrylatgruppen überkappten Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether)-Harzes und des Triallylisocyanurat basieren.
Aushärtbare Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die aushärtbare Zusammensetzung besteht aus: 10 bis 60 Gewichtsteilen eines Methacrylatgruppen überkappten Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether)-Harzes mit einer in Chloroform bei 25°C gemessenen Grenzviskosität von 0,03 bis 0,30 Deziliter pro Gramm; 40 bis 90 Gewichtsteilen Triallylisocyanurat; und 10 bis 40 Gewichtsteilen einer flammhemmenden Zusammensetzung, bestehend aus 2 bis 38 Gewichtsteilen Triphenylphosphinoxid und 2 bis 38 Gewichtsteilen Melaminpolyphosphat; wahlweise bis zu 900 Gewichtsteilen eines Füllstoffs; wahlweise einem Aushärtungsinitiator, einem Aushärtungshemmer oder einer Kombination davon; und wahlweise einem Zusatz, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Farbstoffen, Pigmenten, Farbmitteln, Antioxidationsmitteln, Wärmestabilisatoren, Lichtstabilisatoren, Weichmachern, Schmiermitteln, Flussmodifikatoren, Tropfhemmern, Flammhemmern, Antiblockiermitteln, Antistatikmitteln, Fließaktivatoren, Verarbeitungshilfen, Substrathaftmitteln, Formtrennmitteln, Zähmachern, schrumpfarmen Zusätzen, spannungsarmen Zusätzen und Kombinationen davon; wobei sämtliche Gewichtsteile insgesamt auf 100 Gewichtsteilen des mit Methacrylatgruppen überkappten Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether)-Harzes und des Triallylisocyanurat basieren.
Aushärtbare Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die aushärtbare Zusammensetzung umfasst 10 bis 60 Gewichtsteile des funktionalisierten Poly(arylenether)s; wobei der funktionalisierte Poly(arylenether) ein mit Methacrylatgruppen überkapptes Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether)-Harz mit einer in Chloroform bei 25°C gemessenen Grenzviskosität von 0,03 bis 0,30 Deziliter pro Gramm umfasst; wobei die aushärtbare Zusammensetzung 40 bis 90 Gewichtsteile des Vinyl-Duroplastharzes umfasst; wobei das Vinyl-Duroplastharz Triallylisocyanurat umfasst; wobei die aushärtbare Zusammensetzung 15 bis 30 Gewichtsteile der flammhemmenden Zusammensetzung umfasst; wobei die flammhemmende Zusammensetzung 2 bis 28 Gewichtsteile Triphenylphosphinoxid und 2 bis 28 Gewichtsteile Melaminpolyphosphat umfasst; wobei sämtliche Gewichtsteile auf insgesamt 100 Gewichtsteilen des mit Methacrylatgruppen überkappten Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether)-Harzes und des Triallylisocyanurat basieren.
Aushärtbare Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die aushärtbare Zusammensetzung besteht aus: 10 bis 60 Gewichtsteilen eines mit Methacrylatgruppen überkappten Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether)-Harzes mit einer in Chloroform bei 25°C gemessenen Grenzviskosität von 0,03 bis 0,30 Deziliter pro Gramm; 40 bis 90 Gewichtsteilen Triallylisocyanurat; und 15 bis 30 Gewichtsteilen einer flammhemmenden Zusammensetzung, bestehend aus 2 bis 28 Gewichtsteilen Triphenylphosphinoxid, und 2 bis 28 Gewichtsteilen Melaminpolyphosphat; wahlweise bis zu 900 Gewichtsteilen eines Füllstoffs; wahlweise einem Aushärtungsinitiator, einem Aushärtungshemmer oder einer Kombination davon; und wahlweise einem Zusatz, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Farbstoffen, Pigmenten, Farbmitteln, Antioxidationsmitteln, Wärmestabilisatoren, Lichtstabilisatoren, Weichmachern, Schmiermitteln, Flussmodifikatoren, Tropfhemmern, Flammhemmern, Antiblockiermitteln, Antistatikmitteln, Fließaktivatoren, Verarbeitungshilfen, Substrathaftmitteln, Formtrennmitteln, Zähmachern, schrumpfarmen Zusätzen, spannungsarmen Zusätzen und Kombinationen davon; wobei sämtliche Gewichtsteile auf insgesamt 100 Gewichtsteilen des mit Methacrylatgruppen überkappten Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether)-Harzes und des Triallylisocyanurat basieren.
Verfahren zur Herstellung einer aushärtbaren Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, umfassend: Mischen eines Vinyl-Duroplastharzes, das eine Verbindung ist, die eine polymerisierbare Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung oder -Dreifachbindung umfasst; eines funktionalisierten Poly(arylenether)s, der eine Funktionalität umfasst, die mit dem Vinyl-Duroplastharz copolymerisierbar ist; und einer flammhemmenden Zusammensetzung, umfassend ein Phosphinoxid mit drei Kohlenwasserstoffresten und einen stickstoffhaltigen Flammhemmer, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Melaminphosphat, Melaminpyrophosphat, Melaminpolyphosphaten und Gemische davon.
Ausgehärtete Zusammensetzung, umfassend ein Reaktionsprodukt, erhältlich durch Aushärten der aushärtbaren Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 25.
Ausgehärtete Zusammensetzung nach Anspruch 27, aufweisend eine Bewertung von V-0 gemäß dem UL 34 Vertical Burning Flame Test.
Verwendung einer ausgehärteten Zusammensetzung nach Anspruch 27 oder 28 zur Herstellung eines Gegenstandes.
Verwendung nach Anspruch 29 zur Herstellung eines Prepregs.
Verwendung nach Anspruch 29 zur Herstellung einer Platine.