Полимерная композиция и содержащее ее изделие
Номер патента: 16024
Опубликовано: 30.01.2012
Авторы: Эль-Хибри Мохаммед Джамал, Шоррок Шон, Вейнберг Шари
Формула / Реферат
1. Полимерная композиция, содержащая
Полиарилэфиркетон (Р1), выбранный из полиэфирэфиркетонов, полиэфиркетонкетонов и сополимеров полиэфирэфиркетона-полиэфиркетонкетона, где более 50 мас.% повторяющихся звеньев полиэфирэфиркетонов представляют собой звенья формулы

более 50 мас.% повторяющихся звеньев полиэфиркетонкетона представляют собой звенья формулы

не более 50 мас.% повторяющихся звеньев сополимера полиэфирэфиркетона-полиэфиркетонкетона представляют собой звенья формулы

и не более 50 мас.% повторяющихся звеньев сополимера полиэфирэфиркетона-полиэфиркетонкетона представляют собой звенья формулы

но более 50 мас.% повторяющихся звеньев сополимера полиэфирэфиркетона-полиэфиркетонкетона составляют звенья (I) и (II),
полифенилсульфон (Р2), где более 50 мас.% повторяющихся звеньев полифенилсульфона (Р2) представляют собой звенья формулы

и армирующее волокно (F) в количестве от более 12 до менее 60 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции.
2. Полимерная композиция по п.1, отличающаяся тем, что масса полиарилэфиркетона (Р1) в расчете на общую массу полиарилэфиркетона (Р1) и полифенилсульфона (Р2) составляет менее 70%.
3. Полимерная композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что масса полиарилэфиркетона (Р1) в расчете на общую массу полиарилэфиркетона (Р1) и полифенилсульфона (Р2) составляет менее 60%.
4. Полимерная композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что масса полиарилэфиркетона (Р1) в расчете на общую массу полиарилэфиркетона (Р1) и полифенилсульфона (Р2) составляет более 30%.
5. Полимерная композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что масса полиарилэфиркетона (Р1) в расчете на общую массу полиарилэфиркетона (Р1) и полифенилсульфона (Р2) составляет более 40%.
6. Полимерная композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что общая масса полиарилэфиркетона (Р1) и полифенилсульфона (Р2) в расчете на общую массу полимерной композиции составляет более 55%.
7. Полимерная композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что количество армирующего волокна (F) в расчете на общую массу полимерной композиции составляет более 24 мас.%.
8. Полимерная композиция по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что полиарил-эфиркетон (Р1) является полиэфирэфиркетоном.
9. Полимерная композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что полиарилэфиркетон (Р1) является гомополимером полиэфирэфиркетона.
10. Полимерная композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что полифенилсульфон (Р2) является гомополимером полифенилсульфона.
11. Полимерная композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что армирующее волокно (F) является стекловолокном.
12. Полимерная композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что дополнительно содержит сульфид цинка.
13. Профилированное изделие, содержащее полимерную композицию по любому из пп.1-12.
Текст
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ Дата публикации и выдачи патента Полимерная композиция (С), содержащая поли(арилэфиркетон) (Р 1), выбранный из полиэфирэфиркетонов, полиэфиркетонкетонов и сополимеров полиэфирэфиркетонполиэфиркетонкетон, полифенилсульфон (Р 2), и армирующее волокно (F), за исключением полимерной композиции, содержащей 90 мас.%, в расчете на общую массу полимерной композиции, полимерной смеси, содержащей 85 мас.ч. полифенилсульфона и 15 мас.ч. полиэфирэфиркетона и 10 мас.%, в расчете на общую массу полимерной композиции,стекловолокна. Вейнберг Шари, Шоррок Шон, ЭльХибри Мохаммед Джамал (US) Медведев В.Н. (RU) 016024 Настоящее изобретение относится к новой армированной полимерной композиции. Поли(бифенилэфирсульфон)ы, в особенности полифенилсульфоны (ПФСУ) являются аморфными технополимерами, которые являются материалами выбора в основном благодаря их предельной твердости, с довольно хорошей жесткостью, довольно хорошей устойчивостью к химическому воздействию,превосходящими большинство коммерчески доступных прозрачных смол, но они ниже чем у полимеров со сверхвысокими характеристиками, подобных поли(арилэфиркетон)ам. В частности, поли(арилэфиркетон)ы, в особенности полиэфирэфиркетоны (ПЭЭК) и полиэфиркетонкетоны (ПЕКК) обладают исключительным балансом технологических свойств, а именно, высокой точкой плавления, превосходной термической стабильностью, высокой жесткостью и прочностью, хорошей твердостью и действительно превосходной устойчивостью к химическому воздействию, включая превосходное сопротивление химическим веществам после воздействия упомянутого химического вещества находясь в напряженном состоянии ("предел прочности под действием напряжения окружающей среды"). Однако для определенных применений требуется более высокий уровень твердости, который не может быть достигнут с поли(арилэфиркетон)ом, взятым в отдельности и, тем более, с поли(бифенил эфир сульфоном) взятым в отдельности. Известное решение, среди других, состоит во введении армирующего наполнителя в полимер без примесей. Неограничивающие примеры армирующих наполнителей включают наполнители микроскопических размеров, подобные наноглинам, и волокнистым наполнителям, подобным стекловолокну и углеродистому волокну. Таким образом, например, были разработаны определенные стеклонаполненные ПЭЭКи, и они нашли определенный коммерческий успех. Все же, что касается упомянутых стеклонаполненных ПЭЭКов и в общем армированных поли(арил эфир кетон)ов, их высокая стоимость (которая происходит из-за высокой стоимости самих поли(арил эфир кетон)ов), остается часто сдерживающим обстоятельством для специалиста в данной области техники от использования их так широко как технически желательно для такого применения как профилированные изделия, в особенности когда высокая начальная твердость является обязательной и должна быть сохранена, поскольку возможно после того, как профилированные изделия или по меньшей мере некоторая их часть(и) подвергаются временно или постоянно контакту с агрессивной химической средой, находясь в напряженном состоянии. Таким образом, остается потребность в композиции, обладающей уровнем свойств (в особенности,устойчивостью к химическому воздействию, и особенно пределом прочности под действием напряжения окружающей среды), столь же высокими или существенно столь же высокими как те, что достигнуты с армированным поли(арил эфир кетон)ом при более низкой стоимости чем та, что у упомянутых армированных поли(арилэфиркетон)ов. Задача оказалась сложной для Заявителя, особенно ввиду US 4804724, как прокомментировано ниже.US 4804724, полное содержание которого включено здесь ссылкой, описывает неармированные смеси, содержащие поли(арилэфиркетон) и поли(бифенилэфирсульфон). Как ожидалось, эти смеси, как промежуточные составы (типа 50 частей ПФСУ и 50 частей ПЭЭК), обладают промежуточными свойствами, в особенности, промежуточной жесткостью (модуль) и промежуточной устойчивостью к химическому воздействию (включая предел прочности под действием напряжения окружающей среды) в определенных химических средах (этилацетате, 1,1,1-трихлорэтане, толуоле и ацетоне) в диапазоне между(высокой) устойчивостью к химическому воздействию поли(арилэфиркетон)а и (существенно более низкой) устойчивостью к химическому воздействию поли(бифенилэфирсульфона). Таким образом, кратко говоря, специалист в данной области техники ввиду US '724, понял бы, что замена части поли(арилэфиркетон)а, содержащегося в композиции поли(арилэфиркетон)а, в независимости от того, армированный он или нет, обычно более привлекательным по стоимости полимером, в частности поли(бифенилэфирсульфоном), не может быть подходящим средством решения сложной проблемы снижения стоимости композиции поли(арилэфиркетон)а, при этом, по меньшей мере, в основном сохраняя устойчивость к химическому воздействию, придаваемую поли(арилэфиркетон)ом.US 5916958 направлен на проблему улучшения огнестойкости композиций поли(бифенилэфирсульфона), включая, но не ограничиваясь композицией ПФСУ; для решения этой проблемы к композиции поли(бифенилэфирсульфона) должны быть добавлены полимер фторуглерода и диоксид титана. Необязательно, композиции поли(бифенилэфирсульфона) в US'958 содержат дополнительно поли(арилэфиркетон), включая, но не ограничиваясь ПЭЭК и ПЭКК. Другие не обязательные компоненты включают волокнистые наполнители, такие как стекловолокно, так же как наполнители микрочастицы, типа волластонита, талька, кварца и подобного. US 5916958 не раскрывает никакой композиции, которая определенно включала бы поли(бифенилэфирсульфон), поли(арилэфиркетон) и волокнистый наполнитель, за исключением сравнительного примера N, который относится к композиции, состоящей из (i) 90 мас.%, в расчете на общую массу композиции, смеси полимера, состоящей из 85 мас.ч. полифенилсульфона (RADEL(r) R 5000) и 15 мас.ч. полиэфирэфиркетона (VICTREX ПЭЭК 150 Р), и(ii) 10 мас.%, в расчете на общую массу композиции стекловолокна. Как упоминалось ранее, этот пример приводится как сравнительный пример, с единственной целью продемонстрировать, что стекловолокно-1 016024 позволяет достигнуть хороших тепловыделяющих свойств, даже в отсутствии полимера фторуглерода иTiO2, но вызвало бы недопустимые нерабочие ударные вязкости. Это раскрытие абсолютно не связано со сложной проблемой, на которую направлено настоящее изобретение. Изобретение Заявитель неожиданно нашел, что сложную задачу создания композиции, имеющей свойства (в частности устойчивость к химическому воздействию, особая устойчивость к механическому разрушению под действием окружающей среды), по меньшей мере, существенно столь же высокие как те, что достигнуты с армированными поли(арилэфиркетон)ами, можно решить при более низкой стоимости, чем стоимость упомянутых поли(арилэфиркетон)ов, при помощи полимерной композиции, содержащей поли(арилэфиркетон)(Р 1), выбранный из полиэфирэфиркетонов, полиэфиркетонкетонов и сополимеров полиэфирэфиркетона-полиэфиркетонкетона, где более 50 мас.% повторяющихся звеньев полиэфирэфиркетонов представляют собой звенья формулы более 50 мас.% повторяющихся звеньев полиэфиркетонкетона представляют собой звенья формулы не более 50 мас.% повторяющихся звеньев сополимера полиэфирэфиркетона-полиэфиркетонкетона представляют собой звенья формулы И не более 50 мас.% повторяющихся звеньев полиэфиркетонкетона представляют собой звенья формулы полиэфирэфиркетона Но более 50 мас.% повторяющихся звеньев сополимера полиэфирэфиркетона-полиэфиркетонкетона составляет звенья (I) и (II),полифенилсульфон (Р 2), где более 50 мас.% повторяющихся звеньев полифенилсульфона (Р 2) представляют собой звенья формулы и армирующее волокно (F) в количестве от более 12 мас.% до менее 60 мас.%, в расчете на общую массу полимерной композиции,за исключением полимерной композиции, содержащей 90 мас.%, в расчете на общую массу полимерной композиции, полимерной смеси, содержащей 85 мас.ч. полифенилсульфона и 15 мас.ч. полиэфирэфиркетона, и 10 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции стекловолокна. Другой объект настоящего изобретения направлен на профилированное изделие, содержащее полимерную композицию, как описано выше. Полифенилсульфон (Р 2) может применяться для растворения поли(арил эфир кетон)а (Р 1), выбранного из полиэфирэфиркетонов, полиэфиркетонкетонов и сополимеров полиэфирэфиркетонполиэфиркетонкетон, причем упомянутый поли(арилэфиркетон) содержится в полимерной композиции,которая перед растворением полифенилсульфоном (Р 2), состоит из поли(арилэфиркетон)а (P1), армирующего волокна (F) и, необязательно дополнительно, одного или более компонентов иных, чем поли(арилэфиркетон) (Р 1), полифенилсульфон (Р 2) и армирующее волокно (F), при сохранении, по меньшей мере, существенной устойчивости к химическому воздействию полимерной композиции, в частности устойчивости к механическому разрушению под действием окружающей среды в химической среде,которая является более агрессивной по отношению к полифенилсульфону (Р 2), чем по отношению к поли(арил эфир кетон)у (Р 1). Согласно изобретению из полимерной композиции можно получить профилированное изделие или часть профилированного изделия. Подробное описание изобретения Масса поли(арилэфиркетон)а (Р 1), в расчете на общую массу поли(арилэфиркетон)а (Р 1) и полифенилсульфона (Р 2) составляет предпочтительно более 20%, предпочтительно более 30%, более предпочтительно более 40% и еще более предпочтительно более 45%. С другой стороны, масса поли(арилэфиркетон)а (Р 1), в расчете на общую массу поли(арилэфиркетон)а (Р 1) и полифенилсульфона(Р 2) составляет предпочтительно менее 80%, предпочтительно менее 70%, составляет более предпочтительно менее 60% и еще более предпочтительно менее 55%. Полная масса поли(арилэфиркетон)а (Р 1) и полифенилсульфона (Р 2), в расчете на общую массу полимерной композиции (С), составляет предпочтительно более 35%, предпочтительно более 55% и более предпочтительно более 65%. С другой стороны, полная масса поли(арилэфиркетон)а (Р 1) и полифенилсульфона (Р 2), в расчете на общую массу полимерной композиции (С), составляет предпочтительно, менее 85%, предпочтительно, менее 80%, более предпочтительно менее 75%, и еще более предпочтительно,самое большее 70%. Масса поли(арил эфир кетон) а (Р 1), в расчете на общую массу полимерной композиции (С), составляет предпочтительно, более 15%, предпочтительно, более 25%, и более предпочтительно, более 30%. С другой стороны, масса поли(арилэфиркетон)а (Р 1), в расчете на общую массу полимерной композиции (С), составляет предпочтительно, менее 50%, предпочтительно менее 45%, более предпочтительно менее 40% и еще более предпочтительно, самое большее 35%. Масса полифенилсульфона (Р 2), в расчете на общую массу полимерной композиции (С), составляет предпочтительно более 15%, предпочтительно более 25%, и более предпочтительно более 30%. С другой стороны, масса полифенилсульфона (Р 2), в расчете на общую массу полимерной композиции (С), составляет предпочтительно менее 50%, предпочтительно менее 45%, более предпочтительно менее 40% и еще более предпочтительно самое большее 35%. Количество армирующего волокна (F), в расчете на общую массу полимерной композиции (С), составляет предпочтительно, более 12 мас.%, предпочтительно более 18 мас.% и более предпочтительно более 24 мас.%. С другой стороны, количество армирующего волокна (F), в расчете на общую массу полимерной композиции (С), составляет предпочтительно менее 60 мас.%, предпочтительно менее 48 мас.%, более предпочтительно менее 36 мас.%, и еще более предпочтительно, самое большее 30 мас.%. Поли(арилэфиркетон)(Р 1) Как ранее упомянуто, полимерная композиция (С) содержит поли(арилэфиркетон) (Р 1), выбранный из полиэфирэфиркетонов,полиэфирэфиркетонов и сополимеров полиэфирэфиркетонполиэфиркетонкетон. В соответствии с настоящим изобретением термин "полиэфирэфиркетон" означает любой полимер,в котором более чем 50 мас.% повторяющихся звеньев составляют повторяющиеся звенья формулы В соответствии с настоящим изобретением термин "полиэфиркетонкетон" означает любой полимер,в котором более чем 50 мас.% повторяющихся звеньев составляют повторяющиеся звенья формулы В соответствии с настоящим изобретением термин "сополимер полиэфирэфиркетонполиэфиркетонкетон" означает любой полимер, в котором не более чем 50 мас.% повторяющихся звеньев формулы и не более чем 50 мас.% повторяющихся звеньев формулы но более чем 50 мас.% повторяющихся звеньев составляют повторяющиеся звенья (I) и (II). В соответствии с настоящим изобретением повторяющиеся звенья (I) и (II) в целом относятся к повторяющимся звеньям (R1). Поли(арилэфиркетон) (Р 1) является предпочтительно полиэфирэфиркетоном. Поли(арилэфиркетон) (Р 1) может быть в частности гомополимером, статистическим, чередующимся или блок-сополимером. Когда поли(арилэфиркетон) (Р 1) является сополимером, его повторяющиеся звенья могут в частности быть составлены из (i) повторяющихся звеньев (R1) формул (I) и (II) или (ii) повторяющихся звеньев(R1) одной или более формул (I) и (II) и повторяющихся звеньев (R1), отличающихся от повторяющихся звеньев (R1), таких как Предпочтительно более чем 70 мас.% и более предпочтительно более чем 85 мас.% повторяющихся звеньев поли(арилэфиркетон)а (Р 1) являются повторяющимися звеньями (R1). Еще более предпочтительно, по существу, все повторяющиеся звенья поли(арилэфиркетон)а (Р 1) являются повторяющимися звеньями (R1). Наиболее предпочтительно все повторяющиеся звенья поли(арилэфиркетон)а (Р 1) являются повторяющимися звеньями (R1). Превосходные результаты были получены, когда поли(арилэфиркетон) (Р 1) являлся гомополимером полиэфирэфиркетона, то есть поли(арилэфиркетон)ом, в котором все повторяющиеся звенья являлись повторяющимися звеньями (I). Поли(арилэфиркетон) (Р 1) имеет предпочтительно уменьшенную вязкость (УВ) по меньшей мере 0,60 дл/г, измеренную в 95-98% серной кислоте на (d=1,84 г/мл) при концентрации по-4 016024 ли(арилэфиркетон)а 1 г/100 мл. Измерение выполнено, используя 50 Cannon-Fleske вискозиметр. УВ измеряют при 25 С через меньше чем 4 ч после растворения. УВ поли(арилэфир етон)а (Р 1) составляет предпочтительно по меньшей мере 0,65 дл/г, более предпочтительно по меньшей мере 0,70 дл/г. Кроме того, УВ поли(арилэфиркетон)а (Р 1) составляет предпочтительно самое большее 1,20 дл/г и предпочтительно самое большее 1,10 дл/г. В определенных примерах получают лучший результат, когда поли(арилэфиркетон) (Р 1) имеет УВ от 0,70 до 0,90 дл/г; в определенных других примерах, лучший результат получают, когда поли(арилэфиркетон) (Р 1) имеет УВ от 0,90 до 1,10 дл/г. Поли(арилкетон) (Р 1) может быть получен любым способом. Один хорошо известный в данной области техники способ для получения поли(арил эфир кетона)ов, в особенности ПЭЭК гомополимеров, включает стадию реакции обычно по существу эквимолярной смеси по меньшей мере одного бисфенола с по меньшей мере с одним дигалобензоидным соединением и/или по меньшей мере одним галогенфенольным соединением (реакция нуклеофильной поликонденсации), как описано в СА 847963 и US4176222, полное содержание обоих включено сюда ссылкой. Предпочтительным бисфенолом в таком процессе является гидрохинон; предпочтительными дигалобензоидными соединениями в таком процессе являются 4,4'-дифторбензофенон, 4,4'дихлорбензофенон и 4-хлор-4'-фторбензофенон; предпочтительными галогенофенольными соединениями в таком процессе являются 4-(4-хлорбензоил)фенол и 4-(4-фторбензоил)фенол. Другой хорошо известный в данной области техники способ получения ПЭЭК гомополимеров включает стадию электрофильной полимеризации феноксифеноксибензойной кислоты или подобного,используя алкансульфокислоту в качестве растворителя и в присутствии конденсирующего агента, как процесс описан в US 6566484, полное содержание которого включено сюда ссылкой. Другие поли(арилэфиркетон)ы могут быть получены тем же самым способом, начиная с иных мономеров чем феноксифеноксибензойная кислота, таких как те, что описаны в US 2003/0130476, полное содержание которого также включено сюда ссылкой. Полиэфирэфиркетон гомополимеры являются коммерчески доступными в частности от Solvay Advanced Polymers, L.L.C. как KETASPIRE и GATONE поли(арилэфиркетон)ы. Полиэфирэфиркетон гомополимеры являются также коммерчески доступными от VICTREX Manuftacturing Limited. Полифенилсульфон(Р 2) Для цели настоящего изобретения полифенилсульфон предназначен для обозначения поликонденсационного полимера в котором более чем 50 мас.% повторяющихся звеньев являются повторяющимися звеньями (R2) формулы Полифенилсульфон (Р 2) может быть в частности гомополимером, статистическим, чередующимся или блок-сополимером. Когда полифенилсульфон (Р 2) является сополимером, его повторяющиеся звенья могут в частности быть составлены из повторяющихся звеньев (R2) формулы (1) и повторяющихся звеньев (R2), отличных от повторяющихся звеньев (R2), таких как Предпочтительно более чем 70 мас.%, и более предпочтительно более чем 85 мас.% повторяющихся звеньев полифенилсульфона (Р 2) являются повторяющимися звеньями (R2). Еще более предпочтительно, по существу, все повторяющиеся звенья полифенилсульфона (Р 2) являются повторяющимися звеньями (R2). Наиболее предпочтительно все повторяющиеся звенья полифенилсульфона (Р 2) являются повторяющимися звеньями (R2), то есть полифенилсульфон (Р 2) является гомополимером. RADEL R полифенилсульфоны от Solvay Advanced Polymers, L.L.C. являются примерами коммерчески доступных полифенилсульфон-гомополимеров. Полифенилсульфон (Р 2) может быть получен любым способом. Способы хорошо известные в данной области техники описаны в US3634355; 4008203; 4108837 и 4175175, полное содержание которых включено сюда ссылкой. Армирующее волокно (F) Любое армирующее волокно является желательным в качестве армирующего волокна (F). Специалист в данной области техники легко определит армирующее волокно, которое подходит лучше всего-5 016024 данной композиции и охватывает конечные использования. В основном, армирующее волокно (F) выбирают в зависимости от его химической природы, его длины, диаметра, способности хорошо подаваться в смешивающее оборудование, без сшивания и поверхностной обработки (особенно потому, что хорошая граничная адгезии между армирующим волокном (F) и полимером улучшает жесткость и твердость смеси). Неограничивающие примеры подходящих армирующих волокон включают стекловолокно, асбест,графитовые углеродные волокна (некоторые из них имеют, возможно, содержание графита более 99%),аморфные углеродные волокна, углеродные волокна на основе пека (некоторые из них имеют возможно содержание графита более 99%), PAN-основанные углеродистые волокна, синтетические полимерные волокна, алюминиевые волокна, алюмосиликатные волокна, волокна оксидов металлов, таких как алюминий, волокна титана, волокна магния, волокна каменной ваты, стальные волокна, волокна карбида кремния, волокна бора и так далее. Предпочтительно армирующее волокно (F) выбирают из стекловолокна и углеродного волокна. Более предпочтительно это стекловолокно. Армирующее волокно (F), в особенности стекловолокно, имеет диаметр предпочтительно, менее 40 мкм: Заявитель заметил, что это привело к увеличению армирования. Более предпочтительно, его диаметр составляет менее 20 мкм, и еще более предпочтительно, менее 15 мкм. С другой стороны, диаметр армирующего волокна (F), в особенности стекловолокна, составляет предпочтительно более 5 мкм. Армирующее волокно (F), в особенности стекловолокно, имеет длину предпочтительно менее 20 мм, более предпочтительно менее 10 мм. Кроме того, оно имеет длину предпочтительно более 1 мм, более предпочтительно более 2 мм. Предпочтительно армирующее волокно (F), в особенности стекловолокно, сформулировано с высокотемпературным распределением по размеру. Заявитель заметил, что упомянутое высокотемпературное распределение по размеру обеспечивает превосходную пограничную адгезию с полимерами, что требует в основном обработки при высоких температурах, подобно ПЭЭК, ПЭКК и ПФСУ. Особенно хорошо подходящими армирующими волокнами являются VETROTEX сорта SGVA 910, толченое стекловолокно от VETROTEX SAINT-GOBAIN и эквиваленты этого. Необязательные компоненты полимерной композиции (С) Полимерная композиция (С) может дополнительно содержать обычные компоненты композиций поли(арилэфиркетон)а и поли(арилэфирсульфона), включая смазочные агенты, термостабилизаторы, антистатические агенты, разбавители, органические и/или неорганические пигменты как TiO2, сажу, кислотные акцепторы, типа MgO, стабилизаторы, то есть оксиды металлов и сульфиды, такие как оксид цинка и сульфид цинка, антиоксиданты, ингибиторы горения, дымоподавляющие агенты и микрочастицы наполнители и нуклеирующие агенты, такие как тальк, слюда, диоксид титана, каолин и т.п. Масса упомянутых необязательных компонентов, в расчете на общую массу полимерной композиции (С) располагается в диапазоне предпочтительно от 0 до 15%, предпочтительно от 0 до 10% и более предпочтительно от 0 до 5%. Вариант осуществления изобретения (1) В определенном варианте осуществления настоящего изобретения является желательной композиция пигментированного полимера (С). В этом случае пигмент является предпочтительно, сульфидом цинка. Заявитель обнаружил, что в композициях изобретения сульфид цинка, в отличие от других широко используемых пигментов, типа диоксида титана, проявляет себя особенно хорошо в комбинации с армирующим волокном (F), в частности со стекловолокном. В частности и противоположно диоксиду титана, сульфид цинка не имел "эффекта нарезания кристалла" и не служил причиной разрушения армирующего волокна (F), что в противном случае привело бы к нежелательной потере твердости. Согласно этому осуществлению, сульфид цинка предпочтительно, присутствует в количестве менее 10 мас.% и более предпочтительно самое большее 5%, в расчете на общую массу полимерной композиции (С); с другой стороны, сульфид цинка предпочтительно присутствует в массовом количестве по меньшей мере 1% и предпочтительно по меньшей мере 2%, в расчете на общую массу полимерной композиции (С). Вариант осуществления изобретения (2) В другом определенном варианте осуществления изобретения количества компонентов полимерной композиции (С) в их предпочтительных диапазонах значений могут отличаться от подробно описанных выше, которые были оптимизированы для достижения лучшего баланса свойств для большинства пользователей. В то же время полимерная композициясогласно варианту осуществления (2) может применяться в различных областях, она особенно хорошо подходит для определенных областей применений, таких как пластины компрессора. Согласно варианту осуществления (2) масса поли(арилэфиркетон)а (Р 1), в расчете на общую массу поли(арилэфиркетон)а (Р 1) и полифенилсульфона (Р 2), составляет предпочтительно более 20%, предпочтительно более 30%, более предпочтительно более 40%, еще более предпочтительно более 45%, еще более предпочтительно более 50% и наиболее предпочтительно более чем или равна 60%; с другой стороны, масса поли(арилэфиркетон)а (Р 1), в расчете на общую массу поли(арилэфиркетон)а (Р 1) и полифенилсульфона (Р 2) составляет предпочтительно менее 80% и предпочтительно менее 70%;-6 016024 полная масса поли(арилэфиркетон)а (Р 1) и полифенилсульфона (Р 2) в расчете на общую массу полимерной композиции (С) составляет предпочтительно более 35%, предпочтительно более 55% и более предпочтительно более 65%; с другой стороны, полная масса поли(арилэфиркетон)а (Р 1) и полифенилсульфона (Р 2), в расчете на общую массу полимерной композиции (С), составляет предпочтительно менее 85%, предпочтительно менее 80 и более предпочтительно менее 75%; масса поли(арилэфиркетон)а (Р 1), в расчете на общую массу полимерной композиции (С), составляет предпочтительно более 15%, предпочтительно более 25%, более предпочтительно более 30%, еще более предпочтительно более 35% и наиболее предпочтительно более 40%; с другой стороны, масса поли(арилэфиркетон)а (Р 1), в расчете на общую массу полимерной композиции (С), составляет предпочтительно менее 50% и предпочтительно самое большее 45%; масса полифенилсульфона (Р 2), в расчете на общую массу полимерной композиции (С), составляет предпочтительно более 15%, предпочтительно более 20% и более предпочтительно по меньшей мере 25%; с другой стороны, масса полифенилсульфона (Р 2), в расчете на общую массу полимерной композиции (С) составляет предпочтительно менее 50%, предпочтительно менее 45%, более предпочтительно менее 40%, еще более предпочтительно самое большее 35% и наиболее предпочтительно самое большее 30%; количество армирующего волокна (F), в расчете на общую массу полимерной композиции (С), составляет предпочтительно более 12 мас.%, предпочтительно более 18 мас.% и более предпочтительно более 24 мас.%; с другой стороны, количество армирующего волокна (F) в расчете на общую массу полимерной композиции (С), составляет предпочтительно менее 60 мас.%, предпочтительно менее 48 мас.% и более предпочтительно менее 36 мас.%, и еще более предпочтительно самое большее 30 мас.%. Полимерную композицию (С) предпочтительно получают любым обычным способом смешения. Предпочтительный способ содержит сухое смешение компонентов заявленной полимерной композиции в порошковой или гранулированной форме, используя, например, механический блендер, затем экструзию смеси в нити и измельчение нитей в гранулы. Неограничивающие примеры формованных изделий или деталей формованных изделий в соответствии с настоящим изобретением включают детали узлов для обслуживания пассажиров самолета, решетки для рециркуляции воздуха в самолетах, детали систем нагрева самолета, детали систем вентиляции самолета, детали, включающие в себя капсулу сухого трансформатора или моторную катушку, оборудование для службы питания, стоматологическое оборудование, медицинские инструменты, приспособления для слесарного дела, крепления и пластины компрессора. Химическая среда Полимерная композиция временно или постоянно находится в контакте с химической средой; часто такой временный или постоянный контакт достигается успешно. Неограничивающие примеры химической среды являются составляющими или частью окружающей среды и включают эфиры карбоксильных кислот, карбоксильные кислоты, гликолевые эфиры, алифатические углеводороды, ароматические углеводороды, типа бензола и толуола, моностирол, фенолы,эпоксисоединения, предшественники эпоксисоединений, такие как моноэфир пропиленгликоля и этиленгликоль диглицидиловый эфир, кетоны, подобные метилэтилкетону и ацетону, хлорированные углеводороды, такие как метиленхлорид, хлороформ и четыреххлористый углерод, и водные растворы неорганических кислот, таких как азотная кислота и серная кислота. Полимерная композиция может подвергаться временно или постоянно воздействию напряжения; часто полимерную композицию эффективно временно или постоянно подвергают напряжению. В определенном варианте осуществления настоящего изобретения, полимерная композиция временно или постоянно находится в контакте с химической средой, и в то же самое время и/или в разное время она временно или постоянно подвергается напряжению. Выражение "для растворения поли(арилэфиркетон)а (Р 1) , содержащегося в полимерной композиции (С)", как ранее использовано, должно здесь пониматься в его широком смысле, а именно: "для уменьшения концентрации поли(арилэфиркетон)а (Р 1), содержащегося в полимерной композиции (С)". Как правило, такого растворения достигают, заменяя часть поли(арилэфиркетон)а (Р 1) полифенилсульфоном (Р 2). Выгодным результатом от растворения "концентрированной" полимерной композиции, то есть состоящего из поли(арилэфиркетон)а (Р 1), армирующего волокна (F) и, необязательно, кроме того,одного или более компонентов, кроме поли(арилэфиркетон)а (Р 1), полифенилсульфона (Р 2) и армирующего волокна (F)] является то, что полученная таким образом "растворенная" полимерная композиция(С) имеет более низкую стоимость, потому что полифенилсульфоны не являются столь же дорогими как поли(арилэфиркетон)ы. Полимерная композиция (С) может быть получена и ее устойчивость к химическому воздействию может быть оценена специалистом в данной области, прежде чем упомянутый специалист в данной области использует полифенилсульфон (Р 2) для растворения поли(арилэфиркетон)а (Р 1) в соответствии с использованием по изобретению. Эта методика, однако, не требуется вообще: настоящее изобретение является промышленно применимым, в частности, как только концентрация полимера определена специалистом в данной области с целью получить в определенной среде устойчивость к химическому воз-7 016024 действию по меньшей мере существенно равную эффективно измеренной или разумно оцененной устойчивости к химическому воздействию поли(арилэфиркетон)содержащую полимерную композицию в отсутствии полифенилсульфона, независимо от способа, которым этот специалист сделал осознанное эффективное измерение или разумную оценку устойчивости к химическому воздействию этой поли(арилэфиркетон)содержащей полимерной композиции в отсутствии полифенилсульфона, и так составленную полимерную композицию (С) затем получают на этом основании. Факт, что согласно настоящему изобретению устойчивость к химическому воздействию полимерной композиции (С) является, по меньшей мере, в основном поддерживаемым значением, которое обычно имеет устойчивость к химическому воздействию полимерной композиции (С) ("растворенной" полимерной композиции) в химической среде, которая является или ниже, но близка к этой "концентрированной" полимерной композиции, или равной этой концентрации полимера, или превышает эту концентрацию полимера. Иначе говоря, в этой химической среде полимерная композиция не имеет существенно меньшей устойчивости к химическому воздействию, чем эта устойчивость в "концентрированной" полимерной концентрации. Предпочтительно в настоящем изобретении устойчивость к химическому воздействию "концентрированной" полимерной композиции, по меньшей мере, по существу поддерживают, то есть полимерная композиция (С) имеет обычно устойчивость к химическому воздействию в химической среде, которая является той же самой или, по существу, той же самой как та, что в "концентрированной" полимерной концентрации или она даже превышает ее в "концентрированной" концентрации полимера. Полимерная композиция (С) показывает выдающийся баланс свойств, включая очень высокую твердость и очень высокую устойчивость к химическому воздействию. Весьма удивительно, что ее устойчивость к внешнему разрывающему напряжению является, по меньшей мере, существенно столь же высокой, как в армированных поли(арилэфиркетон)ах и намного выше, чем в армированных полифенилсульфонах. Кроме того, полимерная композиция (С) является менее дорогой, чем армированные поли(арилэфиркетон)ы. Настоящее изобретение описано ниже в больших деталях, обращаясь к примерам, однако, настоящее изобретение не ограничено этими примерами. Пример 1. Первая полимерная композиция (Е 1) была получена согласно настоящему изобретению Полифенилсульфон, полиэфирэфиркетон, стекловолокно и сульфид цинка были смешаны и перемешаны в расплаве, используя двухшнековый, двухклапанный экструдер Berstorff диметром 25 мм,имеющий отношение L/D 33/1. Композиция примера показала выдающиеся свойства, как подробно описано в изобретении. Пример 2. Вторую полимерную композицию (Е 2) получают согласно настоящему изобретению Полифенилсульфон, полиэфирэфиркетон, стекловолокно и сульфид цинка были смешаны и перемешаны в расплаве, используя двухшнековый, двухклапанный экструдер Berstorff диаметром 25 мм,имеющий отношение L/D 33/1. Композиция примера показала выдающиеся свойства, как подробно описано в изобретении. Пример 3. Третью полимерную композицию (ЕЗ) получают согласно настоящему изобретению Таким образом, полифенилсульфон, полиэфирэфиркетон, стекловолокно и сульфид цинка были смешаны и перемешаны в расплаве, используя двухшнековый, двухклапанный экструдер Berstorff диаметром 25 мм, имеющий отношение L/D 33/1. Делают пластину компрессора из полимерной композиции. Она показывает выдающиеся свойства.-8 016024 Пример 4. Четвертую полимерную композицию (Е 4) получают согласно настоящему изобретению Таким образом, полифенилсульфон, полиэфирэфиркетон, стекловолокно и сульфид цинка были смешаны и перемешаны в расплаве, используя двухшнековый, двухклапанный экструдер Berstorff диаметром 25 мм, имеющий отношение L/D 33/1. Делают пластину компрессора из полимерной композиции. Она также показывает выдающиеся свойства. Пример 5. Пятую полимерную композицию (Е 5) получают согласно настоящему изобретению. Также были получены пять сравнительных полимерных композиций (СЕ 1)-(СЕ 5). Природа и массовое количество их компонентов показаны в табл. 1 (Массовые количества в расчете на общую массу рассматриваемых полимерных композиций). Таблица 1. Природа и массовое количество компонентов (Е 5) и (СЕ 1)-(СЕ 5)Victrex 150P полиэфирэфиркетон был получен в грубой порошковой форме. VETROTEX сортSGVA 910 стекловолокно является стекловолокном с номинальным диаметром 10 мкм доступным отSaint Gobain VETROTEX. За исключением (СЕ 1), которая была получена в форме гранул и непосредственно формована литьем под давлением с получением эластичных испытательных образцов, полимерные композиции были смешаны на Berstorff ZE 25 мм экструдере с двумя шнеками, находящимися в зацеплении, вращающимися в одном направлении, имеющем восемь цилиндрических секций и общее отношение L/D 40:1. Используемые условия перемешивания показаны в табл. 2.-9 016024 Таблица 2. Условия перемешивания полимерных композиций (Е 5) и (СЕ 2)-(СЕ 5) Для оценки способностей устойчивости к химическому воздействию полимерных композиций (Е 5) и (СЕ 1)-(СЕ 5), каждую из них сначала формовали в 5 дюймов длины 5 дюймов ширины 0,125 дюймов толщины ASTM эластичный брусок, используя 150 т Toshiba машину для литья под давлением, при температурах цилиндра в диапазоне 350-375 С, с получением температуры плавления в диапазоне 380395 С. Температуры формования поддерживали при 170-190 С. Этим путем достигли низких напряжений при формовании; также для полимерных композиций, содержащих полиэфирэфиркетон ПЭЭК (который является полукристаллическим), были достигнуты высокие уровни кристалличности. Перед тем,как подвергнуть любой из образцов испытаниям на устойчивость к химическому воздействию, все эластичные бруски были отожжены в воздушной конвекционной печи при 200 С в течение 2 ч. Это было сделано с двойной целью удаления любых оставшихся от формования напряжений от формованных частей и достижения полной кристалличности кристаллизуемого компонента ПЭЭК, когда присутствует в полимерных композициях. Это гарантирует, что связанные с процессом неустойчивости были взяты из сравнения образцов различных составов. При подготовке оценок устойчивости к химическому воздействию отожженные гнутые бруски были прикреплены к параболическому эластичному зажимному приспособлению из нержавеющей стали,которое создавало напряжение 2,0%. Каждый брусок был прикреплен к параболическому зажимному приспособлению посредством четырех равномерно размещенных рукавных зажима. Зажимные приспособления с прикрепленными образцами были погружены в три растворителя при комнатной температуре (23 С), а именно, ацетон, метилэтилкетон и хлорбензол, для оценки сопротивления химическому воздействию, выполняемому в резких химических средах ускоренным способом. Ацетон, метилэтилкетон и хлорбензол были выбраны для этих оценок как образцы промышленных растворителей, которые широко используются во многих отраслях промышленности. Они также представляют два класса химикалий (кетоны и хлорированные углеводороды), которые являются вообще очень резкими по отношению к аморфным техническим пластмассам и к ароматическим сульфоновым полимерам и особенно полифенилсульфону. Эти растворители были выбраны только для иллюстрации особенностей и выгоды этого изобретения, но не должны быть рассмотрены как ограничивающие. Образцы под напряжением были вымочены в химикалиях при полной продолжительности 96 ч (4 дня). Специалисту в данной области известно, что напряжение при химическом воздействии может вызвать трещину или разлом в испытательных параболических зажимных приспособлениях. Образцы были осмотрены на признаки возможного механического отказа или физического повреж- 10016024 дения в конце этих четырех дней; они были также исследованы на признаки растворения, размягчения или разбухания после впитывания каждого из рассмотренных растворителей. Испытание полимерной композиции в данном растворителе рассматривали как успешно пройденное, когда не наблюдали механического отказа, никакого физического повреждения, никакого признака растворения, никакого признака размягчения и никакого признака разбухания. С другой стороны, обнаружение любого из таких явлений рассматривалось отказом полимерного материала в испытании. Должно быть подчеркнуто, что вышеупомянутые подробные условия с таким высоким напряжением, как 2,0% и 4-дневной продолжительностью, являются крайне резкими, поэтому материал, проходящий это испытание, обычно рассматривается специалистом в денной области техники, как способный на практике удовлетворить требования, необходимые для самых серьезных применений. Результаты оценки устойчивости к растворителю приведены в табл. 3. "V" признак означает, что рассматриваемая полимерная композиция в рассматриваемом растворителе прошла испытание успешно; с другой стороны, признак "О" означает, что рассматриваемая полимерная композиция в рассматриваемом растворителе была не в состоянии перенести испытание. Таблица 3. Результаты испытаний после погружения в различные химически агрессивные растворители Армированная полифенилсульфоновая композиция (СЕ 4) была не в состоянии выдержать испытания в любом из рассмотренных растворителей. Неожиданно армированная полимерная композиция (Е 5) изобретения прошла испытания во всех трех растворителях успешно также блестяще, как армированная полиэфирэфиркетона (СЕ 5). Армированная полимерная композиция (Е 5) изобретения является менее дорогой, чем армированный полиэфирзфиркетон (СЕ 5). Ни один из неармированных материалов (СЕ 1), (СЕ 2) и (СЕ 3) не прошел какое-либо испытание успешно. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Полимерная композиция, содержащая полиарилэфиркетон (Р 1), выбранный из полиэфирэфиркетонов, полиэфиркетонкетонов и сополимеров полиэфирэфиркетона-полиэфиркетонкетона, где более 50 мас.% повторяющихся звеньев полиэфирэфиркетонов представляют собой звенья формулы более 50 мас.% повторяющихся звеньев полиэфиркетонкетона представляют собой звенья формулы не более 50 мас.% повторяющихся звеньев сополимера полиэфирэфиркетона-полиэфиркетонкетона представляют собой звенья формулы и не более 50 мас.% повторяющихся звеньев полиэфиркетонкетона представляют собой звенья формулы полиэфирэфиркетона но более 50 мас.% повторяющихся звеньев сополимера полиэфирэфиркетона-полиэфиркетонкетона составляют звенья (I) и (II),полифенилсульфон (Р 2), где более 50 мас.% повторяющихся звеньев полифенилсульфона (Р 2) представляют собой звенья формулы и армирующее волокно (F) в количестве от более 12 до менее 60 мас.% в расчете на общую массу полимерной композиции. 2. Полимерная композиция по п.1, отличающаяся тем, что масса полиарилэфиркетона (Р 1) в расчете на общую массу полиарилэфиркетона (Р 1) и полифенилсульфона (Р 2) составляет менее 70%. 3. Полимерная композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что масса полиарилэфиркетона (Р 1) в расчете на общую массу полиарилэфиркетона (Р 1) и полифенилсульфона(Р 2) составляет менее 60%. 4. Полимерная композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что масса полиарилэфиркетона (Р 1) в расчете на общую массу полиарилэфиркетона (Р 1) и полифенилсульфона(Р 2) составляет более 30%. 5. Полимерная композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что масса полиарилэфиркетона (Р 1) в расчете на общую массу полиарилэфиркетона (Р 1) и полифенилсульфона(Р 2) составляет более 40%. 6. Полимерная композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что общая масса полиарилэфиркетона (Р 1) и полифенилсульфона (Р 2) в расчете на общую массу полимерной композиции составляет более 55%. 7. Полимерная композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что количество армирующего волокна (F) в расчете на общую массу полимерной композиции составляет более 24 мас.%. 8. Полимерная композиция по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что полиарилэфиркетон (Р 1) является полиэфирэфиркетоном. 9. Полимерная композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что полиарилэфиркетон (Р 1) является гомополимером полиэфирэфиркетона. 10. Полимерная композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что полифенилсульфон (Р 2) является гомополимером полифенилсульфона. 11. Полимерная композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что армирующее волокно (F) является стекловолокном. 12. Полимерная композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что дополнительно содержит сульфид цинка. 13. Профилированное изделие, содержащее полимерную композицию по любому из пп.1-12.
МПК / Метки
МПК: C08L 71/00, C08L 81/06
Метки: полимерная, композиция, содержащее, изделие
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/13-16024-polimernaya-kompoziciya-i-soderzhashhee-ee-izdelie.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Полимерная композиция и содержащее ее изделие</a>
Предыдущий патент: Композиция липосом для введения млекопитающему, в том числе человеку
Следующий патент: Приводное устройство для емкости с содержимым под давлением и способ распыления содержимого под давлением
Случайный патент: Синергические смеси антраниламидных средств для борьбы с беспозвоночными вредителями