用作流動(dòng)促進(jìn)劑的熱塑性聚酰亞胺和用于填充的聚酰胺組合物的阻燃協(xié)同劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開涉及包含聚酰胺、熱塑性聚酰亞胺（如聚醚酰亞胺）、和無機(jī)填料的組合物 以及由其制成的制品。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)聚合物（如聚碳酸酯、聚酰胺、聚酯等）與玻璃纖維和阻燃添加劑組合時(shí)，其可 以實(shí)現(xiàn)高模量和良好的阻燃性，并且其可以用于多種應(yīng)用中，例如，個(gè)人計(jì)算機(jī)（筆記本） 中金屬的替代材料，以實(shí)現(xiàn)輕重量和降低的成本。為了使筆記本或膝上型電腦變得更薄和 更輕，需要具有強(qiáng)阻燃性和更好的流動(dòng)性的好材料。為了同時(shí)滿足高模量和良好的阻燃性， 需要更多的增強(qiáng)填料和阻燃添加劑，其通常會(huì)降低流動(dòng)性和延性。因此，很難平衡材料的流 動(dòng)性、延性、剛度、和阻燃性能，使它們適用于期望的應(yīng)用。
[0003] 目前，半結(jié)晶聚合物如某些聚酰胺（也被稱為尼龍）由于它們的剛度性質(zhì)，作為 用于替代計(jì)算機(jī)部件的金屬的材料比無定形聚合物（如聚碳酸酯）更有吸引力。然后，某 些聚酰胺如聚酰胺66和聚酰胺6具有對(duì)于該類型應(yīng)用的一些不期望的性質(zhì)如高水分吸收 (high moisture uptake)、翅曲問題和一些其他缺點(diǎn)。在抗水分和翅曲控制方面，高溫聚酰 胺或半芳香族聚酰胺示出比聚酰胺66和聚酰胺6更好的性能。然而，尤其是當(dāng)結(jié)合高負(fù)載 的無機(jī)填料和阻燃劑以增加剛度和阻燃性時(shí)，含聚酰胺的組合物具有不期望的流動(dòng)性。同 時(shí)，隨著膝上型電腦和筆記本設(shè)計(jì)變得更微小，它需要越來越薄的部件。例如，期望具有1. 8 毫米（mm)至2. 5mm、I. 2mm至I. 6_、>1. 0_、以及甚至0. 6mm至0. 8mm厚度的部件。為了 滿足這些要求，需要新的和更有效的方法/組分來改善用于這些應(yīng)用的材料的流動(dòng)性和阻 燃性。改善聚酰胺的流動(dòng)性的一般方法是通過與脂肪族聚酰胺共聚或共混降低芳香族基團(tuán) 的百分比。然而，該方法降低阻燃性、熱穩(wěn)定性，并且導(dǎo)致與尺寸穩(wěn)定性和水分吸收等相關(guān) 的問題。
[0004] 因此，存在對(duì)于具有以上討論的期望性質(zhì)的材料的需要。本文中公開了這種組合 物、材料和用該組合物制造的制品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)目的，如本文中實(shí)施和廣泛描述的，在一個(gè)實(shí)施方式中， 本公開涉及包含聚酰胺、熱塑性聚酰亞胺（如聚醚酰亞胺（PEI))、和無機(jī)填料的組合物。還 公開的是包含公開的組合物的制品。
[0006] 本文公開的是包含熱塑性聚酰亞胺（如聚醚酰亞胺）和聚酰胺的組合物。與聚酰 胺相比，PEI是具有較高的加工溫度和較高粘度的無定形聚合物。如本文所公開的，與僅聚 酰胺相比，包含PEI和聚酰胺的組合物有效降低了組合物的粘度。因此，這種組合物具有較 好的流動(dòng)性，并且具有與其他阻燃添加劑的某些組合的阻燃協(xié)同效應(yīng)（synergy effect)。 在一個(gè)實(shí)施方式中，通過雙螺桿配混得到包含聚酰胺和PEI的組合物。這種組合物具有良 好平衡的剛度、改善的流動(dòng)性、穩(wěn)定的阻燃性，同時(shí)保持了其他機(jī)械性質(zhì)。當(dāng)涉及阻燃性時(shí)， 組合物還表現(xiàn)出協(xié)同性質(zhì)。
[0007] 本文還公開的是包含以下的組合物：按重量計(jì)約30%至約99. 5%的聚酰胺；按重 量計(jì)大于〇 %至約20%的熱塑性聚酰亞胺如聚醚酰亞胺；和按重量計(jì)大于0 %至約60%的 無機(jī)填料。在一個(gè)實(shí)施方式中，組合物進(jìn)一步包含按重量計(jì)大于0 %至約20 %的阻燃添加 劑。
[0008] 本文還公開的是制造描述的組合物的方法和包含描述的組合物的制品。
【附圖說明】
[0009] 結(jié)合到本說明書中并且構(gòu)成本說明書的一部分的附圖示出了幾個(gè)實(shí)施方式并且 連同說明書一起用來解釋本發(fā)明的原理。
[0010] 圖1示出在不同的剪切速率下，PEI對(duì)玻璃纖維填充的PPA組合物的熔融粘度的 影響。
[0011] 圖2示出PEI負(fù)載為0-40%的40%玻璃纖維填充的PPA的DSC曲線。
[0012] 圖3示出PEI負(fù)載為0-40%的40%玻璃纖維填充的PPA的流變曲線。
[0013] 圖4A-F示出不同PEI負(fù)載的40%玻璃纖維填充的PPA的SEM圖像。
[0014] 圖5A-E示出用30 %碳纖維填充的PPA/PEI共混物的形態(tài)。
[0015] 本發(fā)明的另外的實(shí)施方式將在以下說明中部分地闡明，并且部分地由以下說明可 以清楚，或者可通過本發(fā)明的實(shí)踐來了解。通過所附權(quán)利要求中具體指出的要素和組合來 實(shí)現(xiàn)以及得到本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)當(dāng)理解的是，如所要求保護(hù)的，前面的一般性描述和以下詳 細(xì)描述都是示例性的而且僅用于舉例說明，而并非限制本發(fā)明。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 通過參考本發(fā)明的以下詳細(xì)描述和其中包括的實(shí)施例，可以更容易地理解本發(fā) 明。
[0017] 在公開和描述本發(fā)明的化合物、組合物、制品、系統(tǒng)、裝置、和/或方法之前，應(yīng)當(dāng) 理解的是，除非另有說明，否則它們不限于特定的合成方法，或除非另有說明，否則它們不 限于具體的試劑，同樣地當(dāng)然可以改變。還應(yīng)當(dāng)理解的是，本文使用的術(shù)語僅是為了描述具 體實(shí)施方式的目的，而并非旨在進(jìn)行限制。盡管與本文描述的那些相似或等效的任何方法 和材料可以用于本發(fā)明的實(shí)踐或試驗(yàn)中，但是現(xiàn)在描述實(shí)例方法和材料。
[0018] 本文中提到的所有出版物通過引用合并于此，以便與所引用的出版物的內(nèi)容相關(guān) 聯(lián)公開和描述這些方法和/或材料。
[0019] A.定義
[0020] 除非另有定義，否則本文中使用的所有技術(shù)與科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域普 通技術(shù)人員通常理解的相同含義。盡管與本文描述的那些相似或等效的任何方法和材料可 以用于本發(fā)明的實(shí)踐或試驗(yàn)中，但是現(xiàn)在描述實(shí)例方法和材料。
[0021] 如在說明書和所附權(quán)利要求中使用的，除非上下文明確地另外指出，否則單數(shù)形 式"一個(gè)"、"一種"和"該"包括復(fù)數(shù)指示物。因此，例如，提到"納米復(fù)合物"包含兩種或多 種納米復(fù)合物的混合物，等。
[0022] 在本文中范圍可以表示為從"約"一個(gè)具體值和/或至"約"另一個(gè)具體值。當(dāng)表 示這樣的范圍時(shí)，另一個(gè)實(shí)施方式包括從該一個(gè)具體值和/或至該其他具體值。類似地，當(dāng) 值表示為近似值時(shí)（通過使用先行詞"約")，應(yīng)當(dāng)理解的是具體值形成另一個(gè)實(shí)施方式。將 進(jìn)一步理解的是，每個(gè)范圍的端點(diǎn)明顯地與其他端點(diǎn)相關(guān)且獨(dú)立于其他端點(diǎn)。還應(yīng)理解的 是，存在本文中公開的許多值，并且本文中還將每個(gè)值公開為除了該值本身外"約"該具體 值。例如，如果公開了值"10"，那么也公開了"約10"。還應(yīng)理解的是，還公開了兩個(gè)具體單 元之間的每個(gè)單元。例如,如果公開了 10和15,那么也公開了 11、12、13、和14。
[0023] 如在本文中使用的，術(shù)語"可選的"或"可選地"是指隨后描述的事件或情況可以 出現(xiàn)或可以不出現(xiàn)，并且描述包括所述事件或情況出現(xiàn)的實(shí)例和沒有出現(xiàn)的實(shí)例。
[0024] 如在本文中所使用的，術(shù)語"有效量"是指足以實(shí)現(xiàn)組合物或材料的期望物理性質(zhì) 改進(jìn)的量。例如，阻燃添加劑的"有效量"是指足以實(shí)現(xiàn)與阻燃添加劑等相關(guān)的期望性質(zhì)的 量。組合物中所需的有效量以重量百分?jǐn)?shù)（％)表示的特定水平取決于多種因素，包括阻燃 添加劑的量和類型，熱塑性聚酰亞胺和聚酰胺的量和類型。
[0025] 如本文所使用的，術(shù)語"約X%"或類似術(shù)語是指在X值內(nèi)加或減（±)0.5%。例 如，"約 10%" 是指 9. 5% -10. 5%。
[0026] 如本文所使用的，術(shù)語"不含聚醚酰亞胺的組合物"或類似的術(shù)語是指與另一種組 合物相同，但是不包含聚醚酰亞胺的組合物。例如，如果組合物包含聚酰胺、填料、聚醚酰亞 胺、和阻燃添加劑，那么不含聚醚酰亞胺的組合物包含聚酰胺、填料、和阻燃添加劑。
[0027] 如本文所使用的，術(shù)語"阻燃添加劑"或類似的術(shù)語是指預(yù)防、延遲、或抑制火焰蔓 延的材料。在塑料中結(jié)合阻燃添加劑可以降低可燃性。阻燃添加劑的實(shí)例包括但不限于次 膦酸鹽、三聚氰胺的縮合產(chǎn)物和/或三聚氰胺與磷酸的反應(yīng)產(chǎn)物和/或三聚氰胺的縮合產(chǎn) 物與磷酸的反應(yīng)產(chǎn)物、和磷腈化合物。每種阻燃添加劑可以單獨(dú)使用，或可以與其他阻燃添 加劑結(jié)合使用。如本文所使用的，次膦酸鹽包括式（XI)的次膦酸鹽和/或式（XII)的二次 膦酸鹽和/或這些的聚合物：
[0028]
[0029] 其中，&和R2相同或不同并且獨(dú)立地是C1-C6烷基、直鏈、或支鏈、和/或芳基；R 3 是Cl-ClO亞烷基、直鏈、或支鏈、C6-C10亞芳基、烷基亞芳基或芳基亞烷基；M可以是鈣離 子、鎂離子、鋁離子和/或鋅離子；m可