[发明专利]填充组合物及制备方法

说明书

发明背景

本发明涉及含有无机填料的聚(亚芳基醚)/聚酰胺组合物，以及制备这些组合物的方法。

向聚合物材料添加无机填料以使材料具有改进的物理性质如增加的刚度是公知的。通过包括注塑的许多技术可以将无机物填充的聚合物材料模塑成制品。该模塑制品可以进行涂刷或经过进一步处理以获得最终制品。其他应用要求模塑制品具有优良的表面外观而无需进一步处理，以避免额外的费用，因此，希望模塑制品没有表面瑕疵或其他缺陷。此外，填充的聚合物材料在包括机械应力的通常环境条件下应具有稳定的机械强度和抗冲性能。

尽管为制备结合有抗冲性能和表面外观的组合物进行了大量尝试，但是，对于具有改进的抗冲强度和表面外观的组合物，以及制备这些组合物的方法仍存在不断的需要。

发明简述

本申请公开了组合物及其制备方法，以及由该组合物制得的制品。在一实施方式中，公开了一种组合物，其包括：聚(亚芳基醚)、聚酰胺、碳黑和无机填料，其中聚(亚芳基醚)颗粒分散在聚酰胺基质中。大于或等于95％的聚(亚芳基醚)颗粒的横截面积小于或等于2.5平方微米，和/或颗粒的最大粒度小于或等于3.2微米。

在另一实施方式中，制备热塑性材料的方法包括：向挤出机的进料口添加聚(亚芳基醚)，和在该进料口下游的一个或多个进料孔加入聚酰胺、第一母料和第二母料，其中第一母料包含聚酰胺和碳黑，而第二母料包含聚酰胺和无机填料。

附图说明

图1示出了在第一比较例中聚(亚芳基醚)分散相的扫描电子显微(SEM)图像。

图2示出了在第二比较例中聚(亚芳基醚)分散相的扫描电子显微(SEM)图像。

图3示出了在第一实施例中聚(亚芳基醚)分散相的扫描电子显微(SEM)图像。

图4示出了在比较例中聚(亚芳基醚)分散相的粒度分布。

图5示出了在第一实施例中聚(亚芳基醚)分散相的粒度分布。

图6示出了在比较例中聚(亚芳基醚)分散相的横截面积分布。

图7示出了在第一实施例中聚(亚芳基醚)分散相的横截面积分布。

发明详述

通过使用碳黑母料和无机填料母料，可以制备具有改进的物理性质的组合物，该组合物包含聚(亚芳基醚)分散相、聚酰胺连续相、碳黑和无机填料，其中在挤出机进料口的下游的一处或多处一起或分别添加所述母料。另外，至少一部分聚酰胺在位于进料口下游的位置添加。聚酰胺可与一种母料、两种母料一起或单独添加。在将经造粒的组合物模塑或挤出之后，聚(亚芳基醚)分布在整个聚酰胺连续相或基质中，聚(亚芳基醚)的粒度与制备该热塑性组合物的方法有关。

在一方面，与包含未含碳黑的类似组合物的模塑制品相比，包含含有大于或等于1重量份碳黑(基于填充聚合物材料的总重量)的填充聚合物材料的模塑或挤出制品显示出改进的表面外观。当该填充材料进一步包含碳黑时，碳黑起着外部润滑剂的作用，且降低了填充聚合物材料熔体和冷模具表面之间的摩擦力，由此通过降低不均匀度(splay)量而改善了模塑制品的表面美观。另外，在作为母料分散且不是作为单独成分添加碳黑时，碳黑的添加对于获得低缺陷性(defectivity)表面外观方面更加有效。碳黑母料包括碳黑和聚酰胺稀释剂。此外，组合物还包含无机填料，该无机填料分散在聚酰胺中作为母料添加时增加了组合物的刚度。

尽管不希望受理论束缚，但认为使用碳黑母料和无机填料母料令人惊讶地影响最终制品中聚(亚芳基醚)的粒度。聚(亚芳基醚)颗粒相对小的粒度和几乎均匀的分布赋予最终制品改进的抗冲强度。

正如本申请中使用的，“聚亚芳基醚”包括多个式(I)表示的结构单元：

其中，对于每个结构单元，每个Q¹和Q²独立地为氢、卤素、伯或者仲低级烷基(例如包含1至7个碳原子的烷基)、苯基、卤代烷基、氨基烷基、烯基烷基、炔基烷基、烃氧基、芳基和至少两个碳原子分开卤素和氧原子的卤代烃氧基。在一些实施方式中，每个Q¹独立地为烷基或苯基例如C_1-4烷基，每个Q²独立地为氢或甲基。聚(亚芳基醚)可包括具有含氨基烷基的端基的分子，所述端基通常位于羟基的邻位。也经常出现的是四甲基二苯醌(TMDQ)端基，其通常从存在四甲基二苯醌副产物的反应混合物中获得。