NL8701585A

NL8701585A - Polymeermengsel met gefunctionaliseerde polyfenyleenether en polyetherimide.

Info

Publication number: NL8701585A
Application number: NL8701585A
Authority: NL
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 1987-07-06
Filing date: 1987-07-06
Publication date: 1989-02-01
Also published as: EP0322444B1; EP0322444A1; WO1989000179A1; US4942206A; JPH03502107A

Description

» 8-CB-10.382 -1- 1 General Electric Company te Schenectady/ New York/

Verenigde Staten van Amerika.

Aanvraagster noemt als uitvinder: Roelof van der Meer.

5 Polymeermengsel met gefunctionaliseerde polyfeny-leenether en polyetherimide.

De uitvinding heeft betrekking op een polymeermengsel dat A) een polyfenyleenether en B) een 10 polyetherimide bevat.

Polymeermengsels die een polyfenyleenether en een polyetherimide bevatten zijn bekend uit US—A-4/431/779.

15

De uitvinding berust op de ontdekking dat door toepassing van een bijzonder type polyfenyleenether een polymeermengsel met goede mechanische eigenschappen/ in het bijzonder een goede slagsterkte en een goede 20 treksterkte/ kan worden verkregen.

Het polymeermengsel volgens de uitvinding heeft het kenmerk/ dat de polyfenyleenether geheel of gedeeltelijk is vervangen door een gefunctionaliseerde 25 polyfenyleenether.

Met gefunctionaliseerde polyfenyleenether worden polyfenyleenethers bedoeld die een of meer reac-tieve groepen bevatten die met aminegroepen (of daarvan 30 afgeleide groepen) of carbonzuurgroepen (of daarvan afgeleide groepen) van het polyetherimide kunnen reageren. Voorbeelden van reactieve groepen in de gefunctionaliseerde polyfenyleenethers zijn anhydride groepen/ carbonzuurgroepen en epoxy groepen.

8701585 ♦ 8-CB-10.382 - 2 - 1 Als functionele polyfenyleenether bevat het polymeermengsel volgens de uitvinding bij voorkeur het reactieproduct van (a) een polyfenyleenether en (b) een verbinding met de algemene formule (i)-Z-(ii)# waar-5 bij (i) ten minste een groep met formule [X-C(O)] voorstelt met X = F# Cl# Br# I, OH, -OR, of -0-C(0)-R met R = H/ alkyl of aryl# waarbij (ii) ten minste een carbonzuur/ zuur anhydride# zuur amide# imido# carbon-zuur ester# amino of hydroxylgroep voor stelt en waar-10 bij de groepen (i) en (ii) covalent via een brug Z met elkaar zijn verbonden en waarbij Z een tweewaardige koolwaterstofradicaal voorstelt.

Het polymeermengsel volgens de uitvinding kan 15 behalve de hierboven genoemde bestanddelen nog vele andere bestanddelen bevatten. In de polymeermengsels volgens de uitvinding kan het wenselijk zijn een deel van de gefunctionaliseerde polyfenyleenether te vervangen door een "gewone" dat wil zeggen niet gefunc-20 tionaliseerde polyfenyleenether.

Het polymeermengsel volgens de uitvinding kan als gefunctionaliseerde polyfenyleenether bij voorbeeld ook het produkt bevatten dat is verkregen door 25 smeltextrusie van een polyfenyleenether en maleïnezuur anhydride of een derivaat daarvan. In plaats van maleïne zuur anhydride kan men ook fumaarzuur of derivaten daarvan toepassen.

30 Het polymeermengsel volgens de uitvinding bevat bij voorkeur een polyetherimide dat reactieve eindgroepen bevat# die met de gefunctionaliseerde polyfenyleenether kunnen reageren. Geschikte reactieve eindgroepen zijn aminegroepen# die bij voorbeeld kunnen 35 reageren met anhydride groepen van een gefunc-tionaliseerde polyfenyleenether.

870 1 585 e 8-CB-10.382 - 3 - 1 Het polymeermengsel volgens de uitvinding kan zoals boven aangegeven een gefunctionaliseerde polyfe-nyleenether of een mengsel van een "gewone" polyfeny-leenether (G) en een gefunctionaliseerde 5 polyfenyleenether (A) bevatten.

Het polymeermengsel volgens de uitvinding is bij voorkeur zo samengesteld dat het 5-95 gew.% gefunctionaliseerde polyfenyleenether (A) of gefunc-10 tionaliseerde polyfenyleenether (A) plus polyfenyleenether (C) en 95-5 gew.% polyetherimide (B) bevat/ waarbij het gehalte gefunctionaliseerde polyfenyleenether (A) ten minste 1 gew.% bedraagt en waarbij de gewichtspercentages van de bestanddelen k, B en C 15 zijn berekend ten opzichte van de som van de gewichts-delen van A plus B plus C.

Het polymeermengsel volgens de uitvinding kan behalve de hierboven genoemde bestanddelen nog verdere 20 bestanddelen bevatten. Dit wordt hieronder nader toegelicht.

De uitvinding heeft tevens betrekking op voorwerpen gevormd uit het polymeermengsel volgens de 25 uitvinding. De polymeermengsels volgens de uitvinding zijn in het bijzonder geschikt om daaruit door spuitgieten voorwerpen te vervaardigen. Het is ook mogelijk uit de polymeermengsels volgens de uitvinding films te gieten.

30

Het polymeermengsel volgens de uitvinding bevat in elk geval de volgende bestanddelen : A. een gefunctionaliseerde polyfenyleenether en B. een polyetherimide.

8701585 « % 8-CB-lO.382 - 4 - 1 A. gefunctionaliseerde polyfenyleenethers.

Gefunctionaliseerde polyfenyleenethers zijn produkten afgeleid van de algemeen bekende 5 polyfenyleenethers. Zij worden over het algemeen verkregen door een "nabehandeling" van de algemeen bekende polyfenyleenethers. Deze "nabehandeling" kan bestaan uit een reactie van een polyfenyleenether met een reagens in oplossing of in een smeltextrusie van 10 een polyfenyleenether tezamen met een reagens.

Het reagens moet dusdanig gekozen worden dat dit resulteert in een reactieprodukt met de polyfenyleenether dat een groep bevat die reactief is met de 15 aminegroepen (of derivaten daarvan) die in het polyetherimide molecuul aanwezig zijn.

Het zojuist bedoelde type functionele polyfenyleenethers is op zich bekend. Deze bekende polyfeny-20 leenethers worden tot nu toe vooral toegepast in polymeermengsels die een polyfenyleenether en een polyamide bevatten.

Geschikte functionele polyfenyleenethers zijn 25 bij voorbeeld beschreven in WO-A-86/02086/ W0-A-87/00540 en JP-A-59(1984)-66452.

W0-A-86/02086 beschrijft het reactieproduct van a) een polyfenyleenether en (b) een verbinding met 30 de algemene formule (i)-Z-(ii)/ waarbij (i) ten minste een groep met formule [X-C(O)] voorstelt met X = F, Cl/ Br/ 1/ OH/ -OR/ of -0-C(0)-R met R = H/ alkyl of aryl/ waarbij (ii) ten minste een carbonzuur/ zuur anhydride/ zuur amide/ imido/ carbonzuur ester/ amino of hydroxyl-35 groep voor stelt en waarbij de groepen (i) en (ii) covalent via een brug Z met elkaar zijn verbonden en waarbij Z een tweewaardige koolwaterstofradicaal voorstelt.

8701585 * 8-CB-10.382 - 5 - 1 Bij voorkeur wordt het reactieprodukt van een polyfenyleenether en trimellitic anhydride acid chloride toegepast. Dit reactieprodukt is bijzonder geschikt als gefunctionaliseerde polyfenyleenether in 5 de polymeermengsels volgens de uitvinding.

Eveneens geschikt zijn de reactieprodukten van een onverzadigd dicarbonzuur zoals fumaarzuur of maleïnezuur anhydride of derivaten daarvan met een 10 polyfenyleenether zoals beschreven in W0-A-87/00540.

JP-A-59(1984)-66452 beschrijft geschikte gefunctionaliseerde polyfenyleenethers die zijn verkregen door een verbinding met een carbonzuur radicaal of 15 met een zuuranhydride (bij voorbeeld maleïnezuur anhydride) in aanwezigheid van een radicaal initiator met een polyfenyleenether te laten reageren. Deze reactie kan in de smelt of in oplossing worden uitgevoerd.

Als radicaal initiator kan bij voorbeeld dicumyl 20 peroxide worden toegepast.

De hierboven genoemde typen gefunctionaliseerde polyfenyleenether bevatten als functionele groep een carbonzure groep of een daarvan 25 afgeleide groep/ zoals een anhydride groep.

B. Polyetherimides.

Polyetherimides zijn op zich bekende 30 verbindingen. Hiervoor kan bij voorbeeld worden verwezen naar het hierbovengenoemde US-A-4431779 en de daarin genoemde publicaties. Polyetherimides worden over het algemeen bereid uitgaande van een aromatisch bis (etheranhydride) en een organisch diamine.

35 Voorbeelden van geschikte bis (etheranhydrides) en geschikte diamines zijn aangegeven in de zojuist bedoelde publikaties.

8701585 8-CB-10.382 - 6 - 1 Wanneer men exakt equimolaire hoeveelheden bis (etheranhydride) en diamine met elkaar laat reageren verkrijgt men een polymeer met één eindstandige reactieve aminegroep en één eindstandige reactieve 5 anhydride groep. Wanneer men» zoals in praktijk wel wordt toegepast» een geringe overmaat diamine toepast verkrijgt men polyetherimides met gemiddeld meer dan een eindstandige amine groep.

10 Bij de polymerisatie van polyetherimides kan men als ketenstopmiddel een geringe hoeveelheid monoamine en/of mono (etheranhydride) toepassen. Zo worden polyetherimides met een lagere concentratie reactieve eindgroepen verkregen.

15

In het polymeermengsel volgens de uitvinding wordt bij voorkeur een polyetherimide toegepast dat reactieve amine eindgroepen bevat. Door hydrolyse (bij voorbeeld met water bij verhoogde temperatuur) kunnen 20 uit polyetherimides met een lage concentratie amine eindgroepen» polyetherimides met een hogere concentratie amine eindgroepen worden verkregen.

Het polymeermengsel volgens de uitvinding kan 25 behalve de hierboven genoemde bestanddelen nog vele andere bestanddelen bevatten.

Het polymeermengsel volgens de uitvinding kan ook een of meer middelen voor het verbeteren van de 30 slagsterkte bevatten. Alle bekende middelen voor het verbeteren van de slagsterkte van polyetherimides en/of voor het verbeteren van de slagsterkte van polyfeny-leenethers komen in aanmerking. Het is ook goed mogelijk een middel in het bijzonder geschikt voor het 35 verbeteren van de slagsterkte van polyfenyleenethers in combinatie met een middel in het bijzonder geschikt voor het verbeteren van de slagsterkte van polyetherimides toe te passen.

8701585 8-CB-10.382 -ΤΙ Van de bekende middelen voor het verbeteren van de slagsterkte van polyfenyleenethers komen in het bijzonder in aanmerking de, eventueel gehydrogeneerde, blokcopolymeren met één of meer blokken afgeleid van 5 geconjugeerde dieeneenheden en met één of meer blokken afgeleid van vinylaromatische verbindingen.

Van de bekende middelen voor het verbeteren van de slagsterkte van polyetherimides komen in het 10 bijzonder in aanmerking op zich bekende polysiloxanen met amine eindgroepen.

15

Het polymeermengsel volgens de uitvinding kan verder gebruikelijke toeslagstoffen bevatten zoals mineralen, vulstoffen, glasvezels of andere minerale 20 vezels, stabilisatoren, middelen voor het verbeteren van de vlamvertragende eigenschappen, antistatisch werkende middelen.

Het polymeermengsel volgens de uitvinding kan 25 verder polystyreen of high impact polystyreen bevatten.

De polymeermengsels volgens de uitvinding kunnen volgens algemeen gebruikelijk werkwijze voor het bereiden van polymeermengsels worden verkregen. De 30 voorkeur wordt gegeven aan compounderen in een extrusie machine.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van 35 de volgende voorbeelden.

8701585 8-CB-10.382 - 8 - 1 Voorbeeld I en vergelijkend voorbeeld A.

Er werden twee verschillende polymeermengsels bereid uitgaande van een polyetherimide afgeleid van 5 bisfenol-A-diftaalzuuranhydride en m-fenyleendiamine.

Het polyetherimide bezit een intrinsieke viscositeit van 34 ml/g/ gemeten bij 25°C in dichloormethaan.

Er werd een ongedroogd polyetherimide met een vochtgehalte van ongeveer 1% toegepast om er zeker van te zijn 10 dat het polyetherimide door hydrolyse onder de extru-sieomstandigheden een verhoogde concentratie reactieve aminegroepen bevat.

Als gefunctionaliseerde polyfenyleenether werd 15 bij voorbeeld I het reactieproduct van trimellitic anhydride acid chloride en polyfenyleenether toegepast. Het reactieproduct bezat een intrinsieke viscositeit van 57 ml/g gemeten bij 25°C in chloroform en een OH eindgroep concentratie van ongeveer 100 ppm.

20

Bij vergelijkend voorbeeld A werd gewone/ dat wil zeggen/ niet-gefunctionaliseerde polyfenyleenether met een intrinsieke viscositeit van 46 ml/g gemeten in chloroform bij 25°C toegepast. Het bezat een 25 OH-eindgroep concentratie van ongeveer 750 ppm.

De genoemde bestanddelen werden gecompoundeerd in een extrusie machine met een gemiddeld ingestelde temperatuur van 340eC (toerental : 300 omwentelingen 30 per minuut). Uit het verkegen extrudaat werden pellets gehakt. Uit de pellets werden door spuitgieten genormeerde plaatjes gevormd voor het bepalen van de eigenschappen.

87 0 1 58 5 8-CB-10.382 - 9 - * 1 De samenstelling en de gevonden eigenschappen zijn aangegeven in de hieronder volgende tabel :

5 TABEL

Vergelijkend Voorbeeld I voorbeeld A.

Samenstelling 10 (gew. delen) o Polyfenyleenether — 50 o Gefunctionaliseerde polyfenyleenether 50 — 15 o Polyetherimide 50 50

Eigenschappen o Kerfslagwaarde volgens IZOD (J/m) 36 19 20 o Treksterkte (MPa) 81.2 74.2 o Rek bij breuk (%) 10 8

Uit de resultaten van de tabel kan men duide-25 lijk zien dat het polymeermengsel volgens de uitvinding (voorbeeld I) betere eigenschappen bezit dan het bekende polymeermengsel (vergelijkend voorbeeld A).

8701 585

Claims

1. Polymeermengsel dat A) een polyfenyleenether en B) een polyetherimide bevat 5 met het kenmerk# dat de polyfenyleenether A geheel of gedeeltelijk is vervangen door een gefunctionaliseerde polyfenyleenether.

2. Polymeermengsel volgens conclusie 1# met 10 het kenmerk# dat het polymeermengsel als polyfenyleenether A een gefunctionaliseerde polyfenyleenether bevat bestaande uit het reactieprodukt van (a) een polyfenyleenether en (b) een verbinding met de algemene formule (i)-Z-(ii)# waarbij (i) ten minste een groep 15 met formule [X-C(O)] voorstelt met X = F# Cl# Br# I# OH# -OR# of —0—C(O)—R met R = H# alkyl of aryl# waarbij (ii) ten minste een carbonzuur# zuur anhydride# zuur amide# imido# carbonzuur ester# amino of hydroxylgroep voor stelt en waarbij de groepen (i) en (ii) covalent 20 via eén brug Z met elkaar zijn verbonden en waarbij Z een tweewaardige koolwaterstofradicaal voorstelt.

3. Polymeermengsel volgens conclusie 2# met het kenmerk# dat het polymeermengsel als gefunc- 25 tionaliseerde polyfenyleenether het reactieprodukt bevat van een polyfenyleenether en trimellitic anhydride acid chloride.

4. Polymeermengsel volgens conclusie 1# met 30 het kenmerk# dat het polymeermengsel als gefunctionaliseerde polyfenyleenether het produkt verkrijgt dat is verkregen door reactie van een polyfenyleenether met fumaarzuur of maleïnezuur anhydride of een derivaat 35 daarvan. 8701585 s 5

5. Polymeermengsel volgens conclusie 1/ met het kenmerk/ dat de polyetherimide reactieve eindgroepen bevat/ die met de gefunctionaliseerde polyfenyleenether kunnen reageren. 5

6. Polymeermengsel volgens conclusie 5/ met het kenmerk, dat de polyetherimide reactieve amine eindgroepen bevat.

7. Polymeermengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het polymeermengsel de volgende bestanddelen bevat : A. een gefunctionaliseerde polyfenyleenether B. een polyetherimide en 15 C. een polyfenyleenether.

8-CB-10.382 - 12-

8. Polymeermengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het polymeermengsel 5-95 gew.% van de bestanddelen A plus C en 95-5 gew.% bestanddeel B, 20 bevat', waarbij het gehalte van bestanddeel A ten minste 1 gew.% bedraagt en waarbij de gewichtspercentages van de bestanddelen A, B en C zijn berekend ten opzichte van de som van de gewichtsdelen van A plus B plus C.

8-CB-10.382 - 11-

8-CB-10.382 - ΙΟ Ι Conclusies

9. Polymeermengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het polymeermengsel een of meer middelen bevat voor het verbeteren van de slagsterkte.

10. Polymeermengsel volgens conclusie 9, met 30 het kenmerk, dat het polymeermengsel als middel voor het verbeteren van de slagsterkte een, eventueel gehydrogeneerd, blokcopolymeer met één of meer blokken afgeleid van geconjugeerde dieeneenheden en met één of meer blokken afgeleid van vinylaromatische eenheden 35 bevat. 8701585 > i

11. Polymeermengsel volgens conclusie 9/ met het kenmerk, dat het polymeermengsel als middel voor het verbeteren van de slagsterkte een polysiloxaan met amine eindgroepen bevat. 5

12. Polymeermengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk/ dat het polymeermengsel een of meer van de volgende bestanddelen bevat : minerale vulstoffen/ glasvezels of andere minerale vezels/ stabilisatoren/ 10 middelen voor het verbeteren van de vlamvertragende eigenschappen/ anti-statisch werkende middelen.

13. Polymeermengsel volgens conclusie 1/ met het kenmerk/ dat het polymeermengsel polystyreen of 15 high impact polystyreen bevat.

14. Voorwerpen gevormd uit het polymeermengsel volgens een der voorafgenoemde conclusies. 870 1 58 5