[发明专利]用酰亚胺化丙烯酸类树脂来改性聚甲醛

说明书

综述

本发明涉及使用酰亚胺化丙烯酸类树脂作为聚甲醛的改性剂来改善其高温性能。

聚甲醛[POM]组合物包含甲醛或甲醛的环状低聚物(如三烷)的均聚物，和/或甲醛或甲醛的环状低聚物的共聚物。POM均聚物具有经酯化或醚化反应封端的末端基团。在POM共聚物中，氧化烯基团在主链中含有至少两个相邻碳原子，并且末端基团可以为羟基封端的或经酯化或醚化反应封端。共聚单体的比例可以为至多20重量百分比。

含有较高分子量POM(即，介于50,000和100,000之间)的POM组合物，可用于通过常用于热塑性材料的技术(例如压塑、注塑、挤出、吹塑、溶体纺丝、压印和热成形)中的任一种来制备制品。由此类较高分子量POM组合物制成的制品具有期望的物理性能，如刚度、强度、韧性、尺寸稳定性和耐溶剂性。

POM组合物可以商品名从杜邦商购获得，并且用于机动车工业、工业产业、电子工业以及消费品工业。

未改性的POM具有大约97℃至100℃的热挠曲温度[HDT]和大约3000兆帕斯卡[MPa]的弯曲模量。对于多数工程应用来说，这两种性能并不够高。增加POM的刚度和HDT的常规方法曾经为添加玻璃纤维。虽然增大了HDT，但是添加玻璃纤维增加了重量，提升了不良的表面外观、模塑难度和各向异性特性(如收缩)，并且降低了韧性。

美国专利2,146,209、3,284,425、4,169,924和4,246,374公开了聚戊二酰亚胺，也称为酰亚胺化丙烯酸类聚合物或聚丙烯酸的酰亚胺。美国专利4,246,374和4,217,424描述了混合酰亚胺化丙烯酸类聚合物与其它材料，如抗冲改性剂、颜料、纤维、稳定剂、润滑剂等。美国专利4,255,322、4,595,727和5,502,111公开了具有改善的热挠曲温度的PVC与聚戊二酰亚胺的共混物。

酰亚胺化丙烯酸类树脂已用于改性聚酰胺以改善它们的熔体流动、熔体强度、拉伸强度和模量。与纯酰亚胺化丙烯酸类树脂相比，聚酰胺与酰亚胺化丙烯酸类树脂的相容性共混高聚物具有改善的抗冲击性和延展性。向较低工作温度的尼龙中添加高工作温度的酰亚胺化丙烯酸类树脂导致提高了尼龙的工作温度。酰亚胺化丙烯酸类树脂与尼龙以及常规抗冲改性剂的相容性共混高聚物表现出比用等量的常规抗冲改性剂改性的酰亚胺化丙烯酸类树脂改善的冲击响应(参见美国专利4,415,706和4,874,817)。

已使酰亚胺化丙烯酸树脂与包含POM和热塑性聚氨酯的组合物共混，以提供改善的模压收缩率，同时仍保持特性(如刚度、伸长和韧性)的可用平衡(参见美国专利5,318,813和欧洲专利EP0424755)。美国专利4,727,117、4,954,574、5,004,777、和5,264,483公开了POM与酰亚胺化丙烯酸树脂的50/50共混物。日本专利申请公布JP1990-015585公开了聚戊二酰亚胺与聚缩醛的共混物，以提供抗冲击性和流动性，同时保持聚戊二酰亚胺的热挠曲温度。德国专利申请DE4132638公开了POM与酰亚胺化丙烯酸类树脂的共混物。

希望开发聚甲醛组合物，所述组合物具有增大的热挠曲温度、在室温和低于聚甲醛熔点的熔点的升高的温度下增大的刚度/模量、在给定刚度下增大的上部使用温度，以及在升高的温度下减小的长期蠕变。也希望开发具有这些特性的组合物，所述组合物具有改善的热稳定性、在升高的温度下的抗分解性。

本文所述的是热塑性组合物，所述组合物包含以下、基本上由以下组成或由以下制备：

(a)基于(a)和(b)的合并重量计，约92至约99重量百分比的数均分子量为20,000至250,000g/mol的聚甲醛；和

(b)基于(a)和(b)的合并重量计，约1至约8重量百分比的通过用单烷基胺处理丙烯酸类聚合物而获得的酰亚胺化丙烯酸类树脂，其中单烷基具有一至五个碳原子，酰亚胺化度为20％至100％，并且酸含量为酰亚胺化丙烯酸类树脂的0至约2重量百分比。

值得注意的是，所述组合物基本上不含热塑性聚氨酯。优选地，通过用甲基胺处理聚甲基丙烯酸甲酯来获得酰亚胺化丙烯酸类树脂。优选地，酰亚胺化丙烯酸类树脂以约1至约5重量百分比的量存在于组合物中。

本文还描述了包含本文所述组合物的制品。所述制品具有根据ASTM D-648测定的超过对照标准制品的热挠曲温度的热挠曲温度，其中所述成型制品与对照标准制品具有相同的形状和结构，除了对照标准制品由不含酰亚胺化丙烯酸类树脂的聚甲醛组合物制备。

本文还描述了用于制备包含组合物的成型制品的方法，所述方法包括：