高溫聚酮共聚物制造技術(shù)

本文描述了摻入了2H

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】高溫聚酮共聚物
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求享有2020年9月17日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)63/079,587的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)通過引用完整并入，就好像完全陳述一樣。
[0003]關(guān)于聯(lián)邦政府贊助的研究或開發(fā)的聲明
[0004]不適用
[0005]聯(lián)合研究協(xié)議各方的名稱
[0006]不適用
[0007]對(duì)“序列表”、表格或計(jì)算機(jī)程序的引用
[0008]不適用
[0009]關(guān)于專利技術(shù)人或共同專利技術(shù)人的事先披露的聲明
[0010]不適用
專利

[0011]本專利技術(shù)總體上涉及具有改進(jìn)的耐熱性和耐化學(xué)品性的無定形聚酮共聚物組合物，其制造方法，以及其在有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中的用途。
[0012]專利技術(shù)背景
[0013]諸如聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚砜、聚(芳醚酮)的高性能聚合物具有高強(qiáng)度、耐熱性、模量、低重量、電絕緣性、阻燃性和寬泛的耐化學(xué)品性，因此廣泛應(yīng)用于汽車、石油和天然氣、電信、電氣/電子、運(yùn)輸、醫(yī)療保健等各種應(yīng)用。
[0014]聚(芳醚酮)(PAEK)聚合物，如聚(醚醚酮)(PEEK)聚合物，以其高溫性能、優(yōu)異的耐化學(xué)品性、固有的阻燃性、低煙毒、高強(qiáng)度和低重量而聞名。PAEK已廣泛應(yīng)用于石油和天然氣生產(chǎn)、飛機(jī)和汽車組件以及醫(yī)療設(shè)備的各種要求苛刻的應(yīng)用中。PEEK材料廣泛用作密封和備用環(huán)，用于石油和天然氣生產(chǎn)中的閥門、管道、壓縮機(jī)、包裝機(jī)、歧管和防噴器等各種密封應(yīng)用。它還用于電氣連接器、電氣絕緣、流體輸送管和壓縮機(jī)組件。由于其相對(duì)較低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(約145℃)，PEEK在一定程度上限制了其承受在150℃或更高溫度下連續(xù)運(yùn)行的能力。
[0015]已經(jīng)提出了其他具有增加的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的PAEK聚合物，例如聚醚酮(PEK)(Victrex
TM
PEEK
?
HT)，聚(醚酮酮)(Arkema Kepstan
TM
PEKK)和聚(醚酮醚酮酮)(PEKEKK)(Victrex
TM
PEEK
?
ST)。所有這些PAEK雖然具有增加的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，但它們的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在150至165℃之間，并且在一定程度上限制了它們承受在170℃或更高溫度下連續(xù)運(yùn)行的能力。還已知這些PAEK對(duì)腐蝕性環(huán)境中的化學(xué)物質(zhì)更敏感，例如，它們具有較低的耐蒸汽性，并且可能熔融溫度過高，因此導(dǎo)致加工困難。
[0016]在美國專利8,609,801中，Hay等人教導(dǎo)了一類含有2H
?
苯并咪唑
?2?
酮部分的新型聚合物和共聚物。特別地，Hay等人公開了2H
?
苯并咪唑
?2?
酮和2,2
?
雙(4
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羥基苯基)丙烷(雙酚A)與4,4
’?
二氟二苯甲酮的聚酮共聚物：
[0017][0018]其中m:n的摩爾比為30:70至50:50，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為170℃至200℃；
[0019]以及2H
?
苯并咪唑
?2?
酮和對(duì)苯二酚與4,4
’?
二氟二苯甲酮的聚酮共聚物：
[0020][0021]其中m:n的摩爾比為12.5:87.5至30:70，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為163℃至186℃；
[0022]以及2H
?
苯并咪唑
?2?
酮和4,4
’?
聯(lián)苯酚與4,4
’?
二氟二苯甲酮的聚酮共聚物：
[0023][0024]其中m:n的摩爾比為30:70至70:30，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為217℃至235℃。
[0025]中國專利CN103450478B教導(dǎo)了一種玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為226℃的2H
?
苯并咪唑
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酮和4,4
’?
二氟二苯甲酮的聚酮均聚物。
[0026][0027]由于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度相對(duì)較低，這些來自2H
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苯并咪唑
?2?
酮的聚酮聚合物在240℃以上的使用溫度下應(yīng)用有限。
[0028]聚醚酰亞胺如SABIC樹脂和聚砜如BASF樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度T
g
小于230℃，其耐熱性通常限制在210℃以下。
[0029]聚酰亞胺如Misui熱塑性聚酰亞胺樹脂和聚酰胺酰亞胺如Solvay樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度T
g
大于250℃，并可以承受在高達(dá)260℃的溫度下的連續(xù)工作。然而，聚酰亞胺和聚酰胺酰亞胺都可以在潮濕環(huán)境中吸收大量的水分，因此由于吸濕而具有較差的尺寸穩(wěn)定性和水解穩(wěn)定性。
[0030]雖然聚酰胺酰亞胺樹脂可以通過擠出、注塑和壓塑進(jìn)行熔融加工，以實(shí)現(xiàn)理想的機(jī)械性能和熱性能，但模塑的形狀和零件需要在升高的溫度下長時(shí)間(通常在高達(dá)260℃的溫度下從10到20天)進(jìn)行繁瑣的固化過程。這種成型后工藝顯著增加了加工復(fù)雜性和制造成本，并限制了其在多種應(yīng)用中的使用。
[0031]電子器件的小型化和耐用性的提高越來越需要更高性能的材料。這些器件需要注塑成型的聚合物組件，因?yàn)樵撝圃旃に嚪浅＿m合大批量和低成本制造。成型的組件需要在超過240℃的溫度下保持其形狀，因?yàn)檫@些組件在通過焊料回流工藝或焊料浴(尤其是無鉛焊料工藝)放置在印刷電路板上時(shí)會(huì)暴露在高溫下。因此，只能使用具有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚合物。
[0032]因此，一直需要在超過240℃的溫度下具有良好性能和易于加工的聚合物，它結(jié)合了聚酰胺酰亞胺的高溫特性和聚芳醚酮的耐化學(xué)品性和耐濕性，但仍具有足夠的熔融加工性以易于通過傳統(tǒng)的成型技術(shù)，如注塑、氣體輔助成型、擠出、熱成型、吹塑、壓塑、旋轉(zhuǎn)成型和涂覆，形成為形狀和組件，無需冗長的成型后處理。
[0033]專利技術(shù)簡述
[0034]本專利技術(shù)提供了一種無定形聚酮共聚物，其摻入了2H
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苯并咪唑
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酮和4,4
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二鹵代二苯甲酮與雙(4
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鹵代苯甲酰基)苯作為共聚單體單元。雙(4
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鹵代苯甲酰基)苯可以選自1,4
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雙(4
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鹵代苯甲酰基)苯、1,3
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雙(4
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鹵代苯甲酰基)苯或者1,4
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雙(4
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鹵代苯甲酰基)苯與1,3
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雙(4
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鹵代苯甲酰基)苯的組合。
[0035]根據(jù)本專利技術(shù)的含有2H
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苯并咪唑
?2?
酮與4,4
’?
二鹵代二苯甲酮和雙(4
?
鹵代苯甲酰基)苯共聚單體單元的無定形聚酮共聚物具有有利的性能，特別是在其從270℃到300℃的高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(T
g
)方面。考慮到如中國專利CN103450478B所本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】1.一種包含共聚物的聚合物組合物，所述共聚物具有選自以下的至少兩個(gè)重復(fù)單元：式I的第一重復(fù)單元：式II的第二重復(fù)單元：和式III的第三重復(fù)單元：其中下標(biāo)x的值為0至5000，下標(biāo)y的值為0至5000，下標(biāo)z的值為0至5000，其限制是x:(y+z)的比例為99:1至0:100；當(dāng)x大于0時(shí)，y:z的比例為100:0到0:100，而當(dāng)x為0時(shí)，y:z的比例為99:1到1:99；其中所述共聚物的固有溶液粘度大于0.1dL/g，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度T
g
大于240℃。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述共聚物由式I的重復(fù)單元和式II的重復(fù)單元組成，且其中x:y的比例為99:1至1:99。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述共聚物由式I的重復(fù)單元和式III的重復(fù)單元組成，且其中x:z的比例為99:1至1:99。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述共聚物由式II的重復(fù)單元和式III的重復(fù)單元組成，且其中y:z的比例為99:1至1:99。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述共聚物由三種重復(fù)單元I、II和III中的至少兩種組成，其中所述共聚物的固有溶液粘度為至少0.3dL/g且小于3.0dL/g。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述共聚物由三種重復(fù)單元I、II和III中的至少兩種組成，其中所述共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度T
g
大于265℃。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其中所述共聚物由三種重復(fù)單元I、II和III中的至少兩種組成，另外還包含選自聚苯并咪唑、聚芳酰胺、聚砜、聚酮、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚苯硫
醚、含氟聚合物、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯及其混合物的聚合物。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的材料，其還包含一種微粉狀含氟聚合物，所述微粉狀含氟聚合物的平均粒徑為0.01至50μm，熔融溫度為150至400℃。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其中所述共聚物由三種循環(huán)單元I、II和III中的至少兩種組成，另外還包含填料，所述填料選自纖維填料和非纖維填料。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的材料，其中所述填料的重量百分比為10重量百分比至80重量百分比。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的材料，其中所述填料選自玻璃纖維、碳纖維、炭黑、石墨、石墨烯、含氟聚合物及其混合物。12.一種組合物，其包含權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述共聚物由三種重復(fù)單元I、II和III中的至少兩種組成，其包含至少一種纖維填料和一種或多種附加成分，所述附加成分選自著色劑、顏料、光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、抗氧化劑、除酸劑、加工助劑、成核劑、潤滑劑、阻燃劑、抑煙劑、抗靜電劑、防粘連劑、導(dǎo)電添加劑、增塑劑、流動(dòng)改性劑、填充劑、金屬鈍化劑及其混合物。13.一種制品，其包...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王益鋒，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：奧瑞隆新材料山東有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：