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聚(亞苯基醚)纖維、形成方法及來(lái)自其的制品的制作方法

文檔序號(hào):10475467閱讀:645來(lái)源:國(guó)知局
聚(亞苯基醚)纖維、形成方法及來(lái)自其的制品的制作方法
【專利摘要】由包含特定量的聚(亞苯基醚)、加工助劑、和可選的聚(烯基芳香族化合物)的組合物可以不斷形成小直徑的聚(亞苯基醚)纖維。加工助劑可以是LLDPE、石油樹(shù)脂、或它們的組合。加工助劑可以可選地進(jìn)一步包含亞磷酸酯或膦酸酯。阻燃劑從組合物最小化或排除。纖維可以在沒(méi)有纏結(jié)或斷裂的情況下熔融紡絲,并且該改善的可加工性允許形成小直徑的纖維。得到的纖維可以用于印刷電路板的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
【專利說(shuō)明】聚(亞苯基離)纖維、形成方法及來(lái)自其的制品
【背景技術(shù)】
[0001 ] 聚(亞苯基酸)和聚苯乙締的共混物可W烙融紡絲成纖維。由于聚(亞苯基酸)和聚 苯乙締可互溶,所W它們形成單個(gè)無(wú)定形相。因此,聚(亞苯基酸)的性質(zhì)如烙體粘度可W影 響由聚(亞苯基酸)/聚苯乙締共混物W及由聚(亞苯基酸)本身紡絲纖維的難易。隨著共混 物中聚(亞苯基酸)的水平增加,在沒(méi)有過(guò)多纖維斷裂的情況下,尤其是在細(xì)纖維直徑下,越 來(lái)越難W紡絲纖維。對(duì)于聚(亞苯基酸)/聚苯乙締纖維,聚(亞苯基酸)的性質(zhì),例如它的介 電性質(zhì)、耐熱性、和耐水解性,比聚苯乙締的性質(zhì)更重要。因而,期望能夠烙融紡絲具有高聚 (亞苯基酸)含量的纖維。
[000^ 包含大約50和70重量百分?jǐn)?shù)的聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基酸)的聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基酸)和聚苯乙締的共混物是商業(yè)可獲得的。當(dāng)試圖在紡絲生產(chǎn)線上烙融紡絲運(yùn) 些共混物時(shí),在啟動(dòng)期間避免纖維纏結(jié)和在運(yùn)行的同時(shí)避免纖維斷裂是非常困難的。隨著 聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基酸)/聚苯乙締共混物中的聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基酸)的量 增加,紡絲小直徑纖維更困難。例如,通過(guò)50重量百分?jǐn)?shù)的聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基酸) 可得到的最小纖維直徑可比通過(guò)70百分?jǐn)?shù)的聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基酸)共混物的最小 纖維直徑小。
[0003] 期望使聚(亞苯基酸)組合物具有通過(guò)烙融紡絲可W不斷轉(zhuǎn)化為小直徑纖維的高 聚(亞苯基酸)含量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] -個(gè)實(shí)施方式是包含含有W下各項(xiàng)的組合物的纖維:50至99.9重量百分?jǐn)?shù)的聚 (亞苯基酸);0.1至10重量百分?jǐn)?shù)的包含線性低密度聚乙締、石油樹(shù)脂、或它們的組合的加 工助劑;和0至0.5重量百分?jǐn)?shù)的阻燃劑;其中,所有重量百分?jǐn)?shù)是基于組合物的總重量。
[0005] 另一個(gè)實(shí)施方式是包含含有W下各項(xiàng)的組合物的纖維:基于組合物的總重量, 79.8至99.8重量百分?jǐn)?shù)的聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基酸);0至20重量百分?jǐn)?shù)的無(wú)規(guī)聚苯乙 締;0.1至5重量百分?jǐn)?shù)的線性低密度聚乙締;0.1至5重量百分?jǐn)?shù)的=異癸基亞憐酸醋;和0 至0.5重量百分?jǐn)?shù)的阻燃劑,其包含有機(jī)憐酸醋、氧化麟、含憐和含氮有機(jī)化合物、聚合娃氧 燒化合物(polymeric Siloxane compound)、棚化合物、或它們的組合;其中,所有重量百分 數(shù)是基于組合物的總重量。
[0006] 另一個(gè)實(shí)施方式是紡絲纖維的方法,包括通過(guò)噴絲頭擠出包含W下各項(xiàng)的組合 物:50至99.9重量百分?jǐn)?shù)的聚(亞苯基酸);0.1至10重量百分?jǐn)?shù)的選自線性低密度聚乙締、 石油樹(shù)脂、和它們的組合的加工助劑;和0至0.5重量百分?jǐn)?shù)的阻燃劑;其中,所有重量百分 數(shù)是基于組合物的總重量。
[0007] 另一個(gè)實(shí)施方式是包含纖維的制品。
[000引 W下詳細(xì)地描述了運(yùn)些及其他實(shí)施方式。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 附圖是包含實(shí)施例1的組合物的纖維的一部分截面的掃描電子顯微圖象。特征I是 纖維忍,特征2是纖維的外表面,并且線性低密度聚乙締化LDPE)層存在于箭頭3之間。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 本發(fā)明人已經(jīng)確定由包含特定量的聚(亞苯基酸)、加工助劑、和可選地聚(締基芳 香族化合物)(p〇ly(alkenyl aromatic))的組合物可W不斷地烙融紡絲小直徑的聚(亞苯 基酸)纖維。纖維可W在沒(méi)有纏結(jié)或斷裂的情況下烙融紡絲,并且與缺少加工助劑的聚(亞 苯基酸)組合物相比,該改善的可加工性允許形成更小直徑的纖維。不希望受任何具體操作 理論的約束,本發(fā)明人相信烙融紡絲改善是由于聚(亞苯基酸)纖維表面的修飾。具體地,相 信一薄層加工助劑粘附到纖維表面。本發(fā)明人還已經(jīng)確定噴絲頭孔徑提供了聚(亞苯基酸) 組合物到小直徑纖維的一致和可靠的烙融紡絲。運(yùn)些纖維可W形成紗線、或織造或非非織 造紡織品。纖維還可W形成可用于纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料如印刷電路板的增強(qiáng)紡織品。
[0011] 在一個(gè)實(shí)施方式中,纖維包含含有W下各項(xiàng)的組合物:50至99.9重量百分?jǐn)?shù)的聚 (亞苯基酸);〇至49.9重量百分?jǐn)?shù)的聚(締基芳香族化合物);0.1至10重量百分?jǐn)?shù)的選自線 性低密度聚乙締、石油樹(shù)脂、和它們的組合的加工助劑;和0至0.5重量百分?jǐn)?shù)的阻燃劑,其 中,所有重量百分?jǐn)?shù)是基于組合物的總重量。
[0012] 纖維包含含有聚(亞苯基酸)的組合物。聚(亞苯基酸)的實(shí)例包括包含具有下式的 重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的那些:
[0013]
[0014] 其中,每次出現(xiàn)的Zi獨(dú)立地是面素、未取代的或取代的Ci-Cu控基,條件是控基不 是叔控基、Ci-Ci絶硫基、Ci-Cu控氧基、或其中至少兩個(gè)碳原子將面素和氧原子分隔的C2-Ci2面代控氧基;并且每次出現(xiàn)的Z 2獨(dú)立地是氨、面素、未取代的或取代的Ci-Cu控基,條件是 控基不是叔控基、Ci-Cu控硫基、Ci-Cu控氧基、或其中至少兩個(gè)碳原子將面素和氧原子分隔 的C2-C12面代控氧基。如在本文中使用的,術(shù)語(yǔ)"控基"不論W其本身使用,或是作為其他術(shù) 語(yǔ)的前綴、后綴、或片段,是指僅包含碳和氨的殘基。該殘基可W是脂肪族或芳香族、直鏈、 環(huán)狀、雙環(huán)、支鏈、飽和、或不飽和的。其還可W包含脂肪族、芳香族、直鏈、環(huán)狀、雙環(huán)、支鏈、 飽和、和不飽和的控部分的組合。然而,當(dāng)將控基殘基描述為取代的時(shí),除了碳和氨之外,其 可W可選地包含氮、氧、硫。因此,當(dāng)確切地描述為取代的時(shí),控基殘基還可W包含一個(gè)或多 個(gè)幾基、氨基、徑基,或其在控基殘基的骨架內(nèi)可W包含氮、氧、或硫原子。例如,Zi可W是由 3,5-二甲基-1,4-苯基與氧化聚合催化劑的二-正下胺組分的反應(yīng)形成的二-正下基氨基甲 基;或Zi可W是由3,5-二甲基-1,4-苯基與氧化聚合催化劑的嗎嘟組分反應(yīng)形成的嗎嘟代 甲基。
[0015] 聚(亞苯基酸)可W是均聚物、共聚物、接枝共聚物、離子聚合物、或嵌段共聚物、W 及它們的組合。
[0016] 用于制備纖維的聚(亞苯基酸)可W包含2,6-二甲基-1,4-亞苯基酸單元、2,3,6-=甲基-1,4-亞苯基酸單元、或它們的組合。在一些實(shí)施方式中,聚(亞苯基酸)包含聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基酸)。
[0017] 用于制備纖維的聚(亞苯基酸)可W基本上不含結(jié)合的聯(lián)苯釀殘基。在上下文中, "基本上不含"是指小于1重量百分?jǐn)?shù)的聚(亞苯基酸)分子包含聯(lián)苯釀殘基。如在化y的美國(guó) 專利號(hào)3,306,874中描述的,通過(guò)一元酪的氧化聚合合成的聚(亞苯基酸)不僅產(chǎn)生期望的 聚(亞苯基酸)還有作為副產(chǎn)物的聯(lián)苯釀。例如,當(dāng)一元酪是2,6-二甲苯酪時(shí),生成3,3',5, 5'-四甲基聯(lián)苯釀。通常,通過(guò)加熱聚合反應(yīng)混合物將聯(lián)苯釀"再平衡"至聚(亞苯基酸)(即, 將聯(lián)苯釀結(jié)合至聚(亞苯基酸)鏈中),W產(chǎn)生包含端部和內(nèi)部聯(lián)苯釀殘基的聚(亞苯基酸)。 例如,如在W下方案中示出的,當(dāng)通過(guò)氧化聚合2,6-二甲苯酪來(lái)產(chǎn)生聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基酸)和3,3',5,5'-四甲基聯(lián)苯釀來(lái)制備聚(亞苯基酸)時(shí),反應(yīng)混合物的再平衡可W 產(chǎn)生具有聯(lián)苯醜的端部和內(nèi)部殘基的聚(亞苯基醜)。
[0018:
[0019] 方案
[0020]然而,運(yùn)種再平衡降低聚(亞苯基酸)的分子量(例如,P和q+r小于n)。因此,當(dāng)期望 較高分子量的聚(亞苯基酸)時(shí),可能期望從聚(亞苯基酸)中分離聯(lián)苯釀而不是將聯(lián)苯釀再 平衡至聚(亞苯基酸)鏈中??蒞通過(guò)例如在其中聚(亞苯基酸)是不溶的而聯(lián)苯釀是可溶的 溶劑或溶劑混合物中的聚(亞苯基酸)的沉淀實(shí)現(xiàn)分離。例如,當(dāng)通過(guò)2,6-二甲基苯酪在甲 苯中的氧化聚合產(chǎn)生包含聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基酸)和3,3',5,5'-四甲基聯(lián)苯釀的甲 苯溶液來(lái)制備聚(亞苯基酸)時(shí),可W通過(guò)混合1體積的甲苯溶液與約1至約4體積的甲醇或 甲醇/水混合物得到基本上不含聯(lián)苯釀的聚(2,6二甲基-1,4-亞苯基酸)。可替代地,可W將 在氧化聚合期間產(chǎn)生的聯(lián)苯釀副產(chǎn)物的量最小化(例如,通過(guò)在小于10重量百分?jǐn)?shù)的一元 酪的存在下開(kāi)始氧化聚合W及在至少50分鐘的過(guò)程內(nèi)添加至少95重量百分?jǐn)?shù)的一元酪), 和/或可W最小化聯(lián)苯釀到聚(亞苯基酸)鏈中的再平衡(例如,通過(guò)在終止氧化聚合之后分 離聚(亞苯基酸)不超過(guò)200分鐘)DDelsman等人在國(guó)際專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)W02009/104107A1中 描述了運(yùn)些方法。在利用聯(lián)苯釀在甲苯中的溫度-依賴性溶解度的可替代的方法中,可W將 包含聯(lián)苯釀和聚(亞苯基酸)甲苯溶液調(diào)節(jié)到約25°C的溫度,在該溫度下聯(lián)苯釀很少溶解, 但是聚(亞苯基酸)是可溶的,并且通過(guò)固-液分離(例如,過(guò)濾)可W除去不溶的聯(lián)苯釀。
[0021] 用來(lái)制備纖維的聚(亞苯基酸)可W包含聚(亞苯基酸)重排產(chǎn)物,如橋聯(lián)產(chǎn)物和支 化產(chǎn)物。例如,聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基酸何W包含W下的橋聯(lián)基團(tuán):
[0022]
[0023] 在本文中將該橋聯(lián)基團(tuán)稱為"亞乙基橋聯(lián)基團(tuán)"。作為另一個(gè)實(shí)例,聚(2,6-二甲 基-1,4-亞苯基酸)可W包含W下的支化基團(tuán):
[0024]
[0025] 在本文中該橋聯(lián)基團(tuán)稱為"重排的骨架基團(tuán)"。通過(guò)Sip核磁共振譜可W識(shí)別和定量 運(yùn)些片段。
[00%]本發(fā)明人已經(jīng)確定聚(亞苯基酸)的特性粘度和分子量越低,由聚(亞苯基酸)組合 物紡絲纖維越容易。不希望受理論的約束,相信改善的紡絲難易度與較高的烙體體積速率 有關(guān),該烙體體積速率與聚(亞苯基酸)組合物的較低的烙體粘度相關(guān)。因此,用于制備纖維 的聚(亞苯基酸)可W具有在25°C下于氯仿中測(cè)量的0.25至1分升/克的特性粘度。在此范圍 內(nèi),聚(亞苯基酸)可W具有0.25至0.5分升/克,確切地0.3至0.4分升/克的特性粘度。聚(亞 苯基酸)可W具有通過(guò)凝膠滲透色譜法測(cè)量的10,000至60,000原子質(zhì)量單位的重均分子 量。在此范圍內(nèi),聚(亞苯基酸)的重均分子量可W是20,000至50,000原子質(zhì)量單位,確切地 25,000至35,000原子質(zhì)量單位。在一些實(shí)施方式中,聚(亞苯基酸)具有在25°C于氯仿中測(cè) 量的0.25至0.5分升/克的特性粘度。
[0027] 基于組合物的總重量,組合物可W包含50至99.9重量百分?jǐn)?shù),確切地60至99重量 百分?jǐn)?shù),更確切地70至98重量百分?jǐn)?shù),W及仍更確切地85至95重量百分?jǐn)?shù)的聚(亞苯基酸)。
[0028] 組合物可選地包含聚(締基芳香族化合物)。用于制備聚(締基芳香族化合物)的締 基芳香族單體可W具有W下結(jié)構(gòu):
[0029]
[0030] 其中,R哺R2各自獨(dú)立地表示氨原子、打-C偏基、或C2-C8締基;R哺R7各自獨(dú)立地表 示氨原子、Ci-Cs烷基、氯原子、或漠原子;并且R 4、R5和R6各自獨(dú)立地表示氨原子、C廣Cs烷基、 或C2-C8締基,或R 4和R5與中屯、芳香環(huán)一起形成糞基,或R5和R6與中屯、芳香環(huán)一起形成糞基。 具體的締基芳香族單體包括例如苯乙締、氯代苯乙締如對(duì)-氯苯乙締、和甲基苯乙締如a-甲 基苯乙締和對(duì)-甲基苯乙締。
[0031] 在一些實(shí)施方式中,締基芳香族單體是苯乙締,并且聚(締基芳香族化合物)是聚 苯乙締。聚苯乙締是指苯乙締的均聚物。因此,聚苯乙締不包含除苯乙締之外的任何單體殘 基。聚苯乙締可W是無(wú)規(guī)、間規(guī)、或等規(guī)的。在一些實(shí)施方式中,聚苯乙締由無(wú)規(guī)聚苯乙締組 成。在一些實(shí)施方式中,聚苯乙締具有根據(jù)ISO 1133在200°C和5千克負(fù)載下測(cè)量的1.5至5 立方厘米/10分鐘的烙體體積流動(dòng)速率。
[0032] 在一些實(shí)施方式中,組合物不包含聚(締基芳香族化合物)。如在本文中使用的,術(shù) 語(yǔ)"排除的"是指不添加排除的組分,并且因此其不存在于組合物中。因此,在一些實(shí)施方式 中,組合物包含90至99.9重量百分?jǐn)?shù)的聚(亞苯基酸);0.1至10重量百分?jǐn)?shù)的選自線性低密 度聚乙締、石油樹(shù)脂、和它們的組合的加工助劑;和0至0.5重量百分?jǐn)?shù)的阻燃劑;其中,組合 物不包含聚(締基芳香族化合物);并且其中,所有重量百分?jǐn)?shù)是基于組合物的總重量。
[0033] 基于組合物的總重量,組合物可W包含0至49.9重量百分?jǐn)?shù),確切地1至49.9重量 百分?jǐn)?shù),更確切地1至40重量百分?jǐn)?shù),仍更確切地5至30重量百分?jǐn)?shù),W及再更確切地5至15 重量百分?jǐn)?shù)的聚(締基芳香族化合物)。在一些實(shí)施方式中,組合物包含50至99.9重量百分 數(shù)的聚(亞苯基酸);1至49.9重量百分?jǐn)?shù)的聚(締基芳香族化合物);0.1至10重量百分?jǐn)?shù)的 選自線性低密度聚乙締、石油樹(shù)脂、和它們的組合的加工助劑;和小于或等于0.5重量百分 數(shù)的阻燃劑;其中,所有重量百分?jǐn)?shù)是基于組合物的總重量。
[0034] 本發(fā)明人已經(jīng)確定在聚(亞苯基酸)組合物中使用加工助劑導(dǎo)致可W不斷地烙融 紡絲成比在沒(méi)有加工助劑的情況下可W得到的小的直徑的纖維的組合物。在一些實(shí)施方式 中,加工助劑包含線性低密度聚乙締化LDPE) dLLDPE是通過(guò)在催化劑存在下乙締與a-締控 共聚單體的共聚制備的。W運(yùn)種方式,W受控的方式引入均勻鏈長(zhǎng)度的支化。一般而言,共 聚單體可W是1-下締、1-己締、1-庚締、1-辛締、和4-甲基-1-戊締(4M1P)。制備化D陽(yáng)的方法 是本領(lǐng)域已知的,并包括例如在美國(guó)專利號(hào)4,076,698中公開(kāi)的低壓方法。催化劑可W是齊 格勒-納塔催化劑、茂金屬催化劑、或Phillips催化劑,其包含鐵、銘、錯(cuò)、儀、和它們的組合。 催化劑殘留可W存在于LLDPE中。
[0035] LLD陽(yáng)可W具有0.88至0.96克/立方厘米,確切地0.90至0.94克/立方厘米,W及更 確切地0.92至0.93克/立方厘米的密度。LLDPE可W具有100°C至136 °C,確切地110°C至130 °(:的烙點(diǎn)?;?陽(yáng)可^具有根據(jù)45110-1238在190°(:和2.16千克下測(cè)量的10至40克/10分 鐘,確切地10至30克/10分鐘,更確切地10至25克/10分鐘,W及仍更確切地17至23克/10分 鐘的烙融指數(shù)。在一些實(shí)施方式中,組合物包含具有根據(jù)451101238-10在190°(:和2.16千 克負(fù)載下測(cè)量的10至40克/10分鐘的烙體體積速率的線性低密度聚乙締。
[0036] 基于組合物的總重量,組合物可W包含0.1至10重量百分?jǐn)?shù),確切地0.5至5重量百 分?jǐn)?shù),更確切地1至4重量百分?jǐn)?shù)的LLDPE。
[0037] 在一些實(shí)施方式中,加工助劑包含石油樹(shù)脂。石油樹(shù)脂是由蒸汽裂解的石油饋分 制備的低分子量的熱塑性石油樹(shù)脂。由化合物的混合物產(chǎn)生的運(yùn)些樹(shù)脂不同于由純單體產(chǎn) 生的較高分子量的聚合物如聚乙締、聚丙締、聚苯乙締、和它們共聚物。石油樹(shù)脂因?yàn)樗鼈?的低分子量也不同于由純單體產(chǎn)生的聚合物。石油樹(shù)脂具有通過(guò)凝膠滲透色譜法測(cè)量的小 于或等于5,000、2,000、或1,000原子質(zhì)量單位并大于或等于200、400、或500原子質(zhì)量單位 的數(shù)均分子量;和500至5,000原子質(zhì)量單位的重均分子量。
[0038] 石油樹(shù)脂原料由多種反應(yīng)性和非反應(yīng)性的脂肪族和芳香族化合物組成。石油樹(shù)脂 可W分類為巧(脂肪族的)、C9(芳香族的)X5/C9(芳香族改性的脂肪族的)、和脂環(huán)族二締 類。石油樹(shù)脂的實(shí)例是脂肪族石油樹(shù)脂、氨化的脂肪族石油樹(shù)脂、脂肪族/芳香族石油樹(shù)脂、 氨化脂肪族/芳香族石油樹(shù)脂、脂環(huán)族石油樹(shù)、氨化脂環(huán)族樹(shù)脂、脂環(huán)族/芳香族石油樹(shù)脂、 氨化脂環(huán)族/芳香族石油樹(shù)脂、氨化芳香族石油樹(shù)脂、聚祗締樹(shù)脂、祗稀-酪醒樹(shù)脂、松香和 松香醋、氨化松香和松香醋、和它們的組合。如本文所使用的,當(dāng)提及石油樹(shù)脂時(shí),"氨化"包 括完全、基本上、和部分氨化的樹(shù)脂。芳香族樹(shù)脂的實(shí)例包括具有1至30重量百分?jǐn)?shù)的芳香 族含量的芳香族改性的脂肪族樹(shù)脂、芳香族改性的脂環(huán)族樹(shù)脂、和氨化芳香族石油樹(shù)脂???W使用本領(lǐng)域已知的方法,用不飽和的醋或酸酢接枝運(yùn)些樹(shù)脂中的任一種。運(yùn)種接枝可W 為樹(shù)脂提供增強(qiáng)的性質(zhì)。在一些實(shí)施方式中,石油樹(shù)脂具有60至150°C,確切地80至140°C, 更確切地100至140°C,W及仍更確切地120至130°C的軟化點(diǎn)。根據(jù)ASTM E28-99作為環(huán)球軟 化點(diǎn)測(cè)量軟化點(diǎn)。
[0039] 石油樹(shù)脂可W包括衍生自巧單體的脂肪族石油。C5單體混合物可W包括環(huán)狀締控 或二締控,例如環(huán)戊締、環(huán)戊二締、環(huán)戊二締二聚體、甲基環(huán)戊二締、甲基環(huán)戊二締二聚體、 環(huán)己締、環(huán)己二締、或它們的組合。石油樹(shù)脂還可W包括衍生自C9單體的芳香族石油樹(shù)脂。 C9單體混合物可W包括苯乙締、甲基苯乙締、乙締基甲苯、巧、甲基巧、或它們的組合。石油 樹(shù)脂還可W包括衍生自C5/C9單體的芳香族改性的脂肪族石油樹(shù)脂。石油樹(shù)脂可W是部分 或完全氨化的。因此,加工助劑可W包含線性低密度聚乙締、衍生自締屬不飽和的巧單體、 締屬不飽和的C9單體、締屬不飽和的巧/C9單體的部分或完全氨化的脂肪族石油樹(shù)脂、或它 們的組合。在一些實(shí)施方式中,加工助劑包含衍生自締屬不飽和的巧單體、締屬不飽和的C9 單體、締屬不飽和的巧/C9單體的部分或完全氨化的脂肪族石油樹(shù)脂、或它們的組合。
[0040] 衍生自C9單體的氨化芳香族石油樹(shù)脂是由Arakawa化emical Inc.作為A服0??-140、?-125、?-115、?-90、和?-70(完全氨化)、和]?-135、]\1-115、]\1-100、]\1-90(部分氨化)商業(yè) 可獲得的。每個(gè)的數(shù)字標(biāo)識(shí)是指根據(jù)ASTM E28-99測(cè)量的樹(shù)脂的近似環(huán)球軟化點(diǎn)。在一些實(shí) 施方式中,加工助劑包含衍生自締屬不飽和的C9單體并具有根據(jù)ASTM E28-99測(cè)量的60至 15(TC的軟化點(diǎn)的完全氨化的芳香族石油樹(shù)脂,例如具有125°C軟化點(diǎn)的ARKON? P-125。
[0041] 其他商業(yè)可獲得的石油樹(shù)脂的實(shí)例是由ExxonMobil化學(xué)公司可獲得的EMPR? 100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、116、117、和 118 樹(shù)脂、和 OP 陽(yáng) RA? 樹(shù)脂; 由Cray Val 1巧可獲得的NORS化6肥?脂肪族芳香族樹(shù)脂;由Eastman化學(xué)公司可獲得的 EAST0TAC?樹(shù)脂、PICC0TAC?樹(shù)脂、W及REGALITE?和REGALREZ?氨化的脂環(huán)族/芳香族樹(shù)脂; 由Goodyear化學(xué)公司可獲得的WINGTACK?樹(shù)脂;由化Ville化學(xué)公司可獲得的香豆酬/巧樹(shù) 月旨;由Nippon Zeon可獲得的QUINTOW?酸改性的巧樹(shù)脂、C5/C9樹(shù)脂、和酸改性的巧/C9樹(shù) 月旨;W及由Goodyear化學(xué)公司可獲得的WINGTACK?樹(shù)脂。
[0042] 加工助劑還可W包含香豆酬-巧樹(shù)脂(煤焦油樹(shù)脂)、聚祗締樹(shù)脂、聚祗締共聚物、 松香、松香醋、或它們的組合。實(shí)例是由日本的Arakawa化學(xué)公司可獲得的洲陽(yáng)R ESTER?樹(shù) 月旨;由Arizona化學(xué)公司可獲得的SYLVARES?樹(shù)脂、聚祗締樹(shù)脂、苯乙締化的祗締樹(shù)脂、和祗 稀酪醒樹(shù)脂;由Arizona化學(xué)公司可獲得的SYLVATAC?和SYLVALITE?松香醋;由DRT化學(xué)公 司可獲得的DERTOP皿肥了》祗締酪醒樹(shù)脂和DERC0LYTE?聚祗締樹(shù)脂;由Eastman化學(xué)公司可 獲得的PICCDLYTE?和PERMALYN?聚祗締樹(shù)脂、松香、和松香醋;由化Vi 11 e化學(xué)公司可獲得 的香豆酬/巧樹(shù)脂;和由化SUhara可獲得的化EAR0N?氨化的祗締樹(shù)脂。
[0043] 基于組合物的總重量,組合物可W包含0.1至10重量百分?jǐn)?shù),確切地0.5至5重量百 分?jǐn)?shù),W及更確切地1至4重量百分?jǐn)?shù)的加工助劑。本發(fā)明人已經(jīng)確定當(dāng)纖維組合物包含0.1 至10重量百分?jǐn)?shù)的選自線性低密度聚乙締、石油樹(shù)脂、和它們的組合的加工助劑時(shí),與缺少 加工助劑的纖維組合物相比,可W不斷產(chǎn)生的最小纖維直徑減小。因此,纖維組合物可W提 供小直徑的纖維。在一些實(shí)施方式中,纖維直徑是1至50微米,確切地5至40微米,更確切地 10至40微米,W及仍更確切地15至40微米。
[0044] 在一些實(shí)施方式中,除了選自線性低密度聚乙締、石油樹(shù)脂、和它們的組合的加工 助劑之外,組合物包含含有W下各項(xiàng)的有機(jī)憐化合物:下式的亞憐酸醋:
[0045:
[00的
[0047:
[004引或它們的組合,其中,每個(gè)R獨(dú)立地是C2-18烷基或C6-15芳基。亞憐酸醋的實(shí)例包括S 乙基亞憐酸醋、正下基亞憐酸醋、= (2-乙基己基)亞憐酸醋、=辛基亞憐酸醋、=癸基亞 憐酸醋、=異癸基亞憐酸醋、=十二烷基亞憐酸醋、=十八烷基亞憐酸醋、=苯基亞憐酸醋、 =甲苯基亞憐酸醋、=(壬基苯基)亞憐酸醋、二癸基亞憐酸醋、二異癸基苯基亞憐酸醋、辛 基二苯基亞憐酸醋、癸基二苯基亞憐酸醋、異癸基二苯基亞憐酸醋、或它們的組合。麟酸醋 的實(shí)例包括二乙基麟酸醋、二-正下基麟酸醋、二(2-乙基己基)麟酸醋、二癸基麟酸醋、二異 癸基麟酸醋、二十二烷基麟酸醋、二十八烷基麟酸醋、二苯基麟酸醋、二甲苯基麟酸醋、二 (壬基苯基)麟酸醋、或它們的組合??蒞使用一種或多種亞憐酸醋和/或麟酸醋的組合。在 一些實(shí)施方式中,有機(jī)磯化合物包含下式的亞憐酸醋:
[0049]
[0050] 其中,每個(gè)財(cái)蟲(chóng)立地是C2-18烷基。在一些實(shí)施方式中,有機(jī)憐化合物包含S異癸基 亞憐酸醋。當(dāng)存在時(shí),基于組合物的總重量,組合物可W包含0.1至10重量百分?jǐn)?shù)的W上限 定的有機(jī)憐化合物。在此范圍內(nèi),組合物可W包含0.5至5重量百分?jǐn)?shù),W及更確切地1至4重 量百分?jǐn)?shù)的有機(jī)憐化合物。
[0051] 本發(fā)明人已經(jīng)確定通過(guò)添加有機(jī)憐化合物,例如=異癸基亞憐酸醋,組合物的烙 體體積速率增加,該烙體體積速率與烙體粘度成反比。在累速、壓力、和溫度方面,包含有機(jī) 憐化合物的組合物的較低粘度導(dǎo)致比不含有機(jī)憐化合物的組合物寬的加工窗口。例如,通 過(guò)在給定累速和烙融溫度下增加的烙體體積速率,向噴絲頭進(jìn)料的擠出機(jī)中存在較小的背 壓。運(yùn)意味著有利地是累速可W增加,和/或烙融溫度可W降低。不希望受理論的約束,發(fā)明 人相信亞憐酸醋通過(guò)兩種機(jī)制可W降低烙體粘度。當(dāng)有機(jī)憐化合物是亞憐酸醋時(shí),通過(guò)起 抗氧化劑的作用,其可W減少在烙融加工期間可W發(fā)生的聚(亞苯基酸)分子量的增加。另 夕h當(dāng)有機(jī)憐化合物在加工溫度下是液體時(shí),因?yàn)槠渥陨淼恼扯鹊?,其可W降低與組合物共 混時(shí)的烙體粘度。
[0052] 組合物包含最少量的阻燃劑或不包含阻燃劑。在一些實(shí)施方式中,排除的阻燃劑 包括有機(jī)憐酸醋、氧化麟、含憐和含氮有機(jī)化合物、聚合硅氧烷化合物、棚化合物、或它們的 組合?;诮M合物的總重量,組合物可W包含0至0.5重量百分?jǐn)?shù)的阻燃劑。在此范圍內(nèi),組 合物可W包含0至0.1重量百分?jǐn)?shù),確切地0至0.0 l重量百分?jǐn)?shù),W及更確切地0至0.0 Ol重量 百分?jǐn)?shù)的阻燃劑。在一些實(shí)施方式中,組合物不包含阻燃劑。
[0化3]在一些實(shí)施方式中,組合物包含:50至98.9重量百分?jǐn)?shù)的聚(2,6-二甲基-4-亞苯 基酸);1至49.9重量百分?jǐn)?shù)的無(wú)規(guī)聚苯乙締;和0.1至10重量百分?jǐn)?shù)的線性低密度聚乙締; 其中,組合物不包含阻燃劑;并且其中,所有重量百分?jǐn)?shù)是基于組合物的總重量。
[0化4]在一些實(shí)施方式中,組合物包含:基于組合物的總重量,79.8至99.8重量百分?jǐn)?shù)的 聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基酸);0至20重量百分?jǐn)?shù)的無(wú)規(guī)聚苯乙締;0.1至5重量百分?jǐn)?shù)的 線性低密度聚乙締;0.1至5重量百分?jǐn)?shù)的亞憐酸=異癸基醋;和0至0.5重量百分?jǐn)?shù)的阻燃 劑,其包含有機(jī)憐酸醋、氧化麟、含憐和含氮有機(jī)化合物、聚合硅氧烷化合物、棚化合物、或 它們的組合;其中,所有重量百分?jǐn)?shù)是基于組合物的總重量。
[0化5] 可W通過(guò)混合W下各項(xiàng)形成組合物:50至99.9重量百分?jǐn)?shù)的聚(亞苯基酸);0至 49.9重量百分?jǐn)?shù)的聚(締基芳香族化合物);0.1至10重量百分?jǐn)?shù)的加工助劑;和小于或等于 0.5重量百分?jǐn)?shù)的阻燃劑,其中,所有重量百分?jǐn)?shù)是基于組合物的總重量。W上描述的組合 物的所有變化也應(yīng)用于形成組合物的方法。例如,在一些實(shí)施方式中,混合聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基酸)、無(wú)規(guī)均聚苯乙締、和LLD陽(yáng)來(lái)形成組合物。
[0056] 在一些實(shí)施方式中,由烙融共混形成纖維組合物??蒞使用已知的設(shè)備如班拍里 混煉機(jī)(Banbury mixer)、單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)、多螺旋擠壓機(jī)、共捏合機(jī)等進(jìn)行烙 融共混。例如,可W通過(guò)在雙螺桿擠出機(jī)中在290至370°C、確切地320至340°C的溫度下擠出 組分來(lái)制備纖維組合物。
[0057] 可W通過(guò)溶液共混形成組合物。在溶液共混中,將聚(亞苯基酸)、加工助劑、和可 選地聚(締基)芳香族化合物溶解在溶劑中W實(shí)現(xiàn)混合。然后通過(guò)蒸發(fā),例如通過(guò)真空蒸饋 除去溶劑,W提供粉末形式的組合物。有利地,溶液共混提供了沒(méi)有經(jīng)受烙融共混的聚(亞 苯基酸)粒料經(jīng)受的熱歷程化eat Mstory)的聚(亞苯基酸)組合物。當(dāng)通過(guò)溶液共混而不 是烙融共混形成組合物時(shí),與通過(guò)烙融共混制備的組合物相比,可W降低與亞乙基橋連基 團(tuán)連接的徑基和與重排的骨架基團(tuán)連接的徑基的含量。
[005引紡絲纖維的方法包括通過(guò)噴絲頭擠出包含W下各項(xiàng)的組合物:50至99.9重量百分 數(shù)的聚(亞苯基酸);0至49.9重量百分?jǐn)?shù)的聚(締基芳香族化合物);0.1至10重量百分?jǐn)?shù)的 選自線性低密度聚乙締、石油樹(shù)脂、和它們的組合的加工助劑;和小于或等于0.5重量百分 數(shù)的阻燃劑;其中,所有重量百分?jǐn)?shù)是基于組合物的總重量。W上描述的組合物的所有變化 也適用于紡絲包含組合物的纖維的方法。例如,該方法可W包括通過(guò)噴絲頭擠出包含聚(2, 6二甲基-1,4-亞苯基酸)、LLD陽(yáng)、和無(wú)規(guī)均聚苯乙締的組合物。
[0059] 可W使用若干紡絲方法中的任一種來(lái)紡絲纖維。紡絲方法可W是例如烙融紡絲、 烙噴紡絲、涂層紡絲(spunbound spinning)、溶液紡絲、濕法紡絲、干法紡絲、靜電紡絲 (electrospinning)、擠出紡絲、直接紡絲或凝膠紡絲。濕法紡絲、干法紡絲、和靜電紡絲都 是溶液紡絲的變體。在運(yùn)些方法中,將聚合物溶解在溶劑中,并且通過(guò)具有一個(gè)或多個(gè)小孔 的噴絲頭或模頭累送聚合物溶液。在濕法紡絲中,噴絲頭浸入當(dāng)它從噴絲頭出現(xiàn)時(shí)導(dǎo)致纖 維沉淀和固化的抗溶劑浴中。在干法紡絲中,通過(guò)蒸發(fā)溶劑,經(jīng)常通過(guò)空氣或惰性氣體流實(shí) 現(xiàn)纖維固化。在靜電紡絲中,由聚合物溶液和祀向物之間的較大電勢(shì)差提供纖維抽出力。
[0060] 在一些實(shí)施方式中,通過(guò)烙融紡絲形成纖維。在烙融紡絲中,通過(guò)稱為"噴絲頭"的 專用模頭擠出聚合物烙體。粘性烙體流出進(jìn)入冷空氣并凝固成纖維。噴絲頭可W配備有分 配盤(pán)、或其他設(shè)計(jì)特征,與沒(méi)有分配盤(pán)的噴絲頭相比,其可W導(dǎo)致縮短的或延長(zhǎng)的用于烙體 的流體通道,或其另外可W導(dǎo)致噴絲頭中的高的壓力下降。有利地,省略噴絲頭的分配盤(pán)可 W降低壓力下降。此外,除去分配盤(pán)可W減小每個(gè)單位面積孔的數(shù)目,其也可W是有利的。 每單位面積噴絲頭或分配盤(pán)的孔的數(shù)目可W影響烙融紡絲的難易。作為粘性烙體擠出纖維 直到它們冷卻并凝固。每單位面積孔的數(shù)目越少,單根纖維在噴絲頭或分配盤(pán)處彼此粘附 W及捆在一起的可能越小。因此,當(dāng)每單位面積孔的數(shù)目減少時(shí),可W不斷產(chǎn)生的纖維的直 徑可W降低。
[0061] 本發(fā)明人已經(jīng)確定通過(guò)使用不包括增加噴絲頭的壓力下降的分配盤(pán)或其他設(shè)計(jì) 特征的噴絲頭可W降低可W不斷產(chǎn)生的纖維的直徑。發(fā)明人還確定當(dāng)噴絲頭中的孔的直徑 增加時(shí),可W降低可W不斷產(chǎn)生的纖維的直徑,運(yùn)與直覺(jué)運(yùn)行相反。因此,在一些實(shí)施方式 中,噴絲頭的孔具有0.5至2毫米,確切地0.5至1.5毫米,W及更確切地0.6至1毫米的直徑, 并且可W不斷生產(chǎn)的纖維具有比當(dāng)孔具有0.1至小于0.5毫米,確切地0.1至0.3毫米的直徑 時(shí)紡絲的纖維細(xì)的直徑。
[0062] 本發(fā)明人已經(jīng)確定組合物的烙體體積速率還影響烙融紡絲的難易。具體地,與具 有較低烙體體積速率的組合物相比,根據(jù)ASTM D1238在300°C與5千克負(fù)載下,當(dāng)烙體體積 速率是1至30立方厘米/10分鐘,確切地5至20立方厘米/10分鐘,更確切地10至20立方厘米/ 10分鐘時(shí),可W不斷生產(chǎn)的纖維的直徑可W降低。
[0063] 纖維可W是實(shí)屯、或空屯、的,并且可W具有多種截面形狀,如例如圓形、楠圓形、平 坦的、=角形、四方形、多邊形、雙葉形、=葉形、或多葉形??胀?、纖維由濕紡絲過(guò)程制成,其 中,通過(guò)環(huán)形噴嘴將聚合物溶液注射到抗溶劑槽??胀?、纖維可W具有約100微米的壁厚和數(shù) 毫米的直徑。它們被用于氣體分離應(yīng)用中。在一些實(shí)施方式中,纖維是實(shí)屯、纖維。
[0064] 在一些實(shí)施方式中,制品包含纖維,其中,纖維包含含有W下各項(xiàng)的組合物:50至 99.9重量百分?jǐn)?shù)的聚(亞苯基酸);0至49.9重量百分?jǐn)?shù)的聚(締基芳香族化合物);0.1至10 重量百分?jǐn)?shù)的選自線性低密度聚乙締、石油樹(shù)脂的加工助劑;和小于或等于0.5重量百分?jǐn)?shù) 的阻燃劑;其中,所有重量百分?jǐn)?shù)是基于組合物的總重量。
[0065] 可W W多種構(gòu)造如連續(xù)的、割斷的、梳刷的、松散地、紡絲成紗線、或形成為紡織或 非紡織的紡織品提供纖維。術(shù)語(yǔ)"紗線"是指至少兩根纖維的束,纖維中的至少一根是本發(fā) 明的纖維。因此,在一些實(shí)施方式中,制品包含紗線、或紡織或非紡織的紡織品。上述組合物 的所有變化也適用于由纖維制成的制品。例如,在一些實(shí)施方式中,包含制成制品的纖維的 組合物包含聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基酸)、無(wú)規(guī)均聚苯乙締、和LLD陽(yáng)。
[0066] 在一些實(shí)施方式中,制品包含由纖維制成的增強(qiáng)紡織品。增強(qiáng)紡織品可W用于纖 維增強(qiáng)的復(fù)合材料,例如環(huán)氧復(fù)合材料。增強(qiáng)紡織品可W具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu),例如二維或=維 編織的、針織的、織造的、或細(xì)絲纏繞的。在一些實(shí)施方式中,增強(qiáng)紡織品包含其他纖維,例 如碳纖維、玻璃纖維、芳香族聚酷胺纖維、或它們的組合。增強(qiáng)紡織品可W包括與環(huán)氧樹(shù)脂 相容的涂料。在纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料中,增強(qiáng)紡織品浸潰有可固化組合物,例如環(huán)氧樹(shù)脂, 并固化或部分固化W形成復(fù)合材料。因此,在一些實(shí)施方式中,制品包括由增強(qiáng)紡織品制成 的復(fù)合材料。上述組合物的所有變化也適用于由纖維制成的增強(qiáng)紡織品和復(fù)合材料。例如, 在一些實(shí)施方式中,包含制成增強(qiáng)紡織品或復(fù)合材料的纖維的組合物包含聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基酸)、無(wú)規(guī)均聚苯乙締、和LLD陽(yáng)。
[0067] 預(yù)浸潰的復(fù)合材料,稱為"預(yù)浸材料",是可固化組合物在其中部分固化的復(fù)合材 料。部分固化是足W降低或消除可固化組合物的濕度和粘度而不是足W完全固化組合物的 固化??蒞層壓多種預(yù)浸材料并使其完全固化W形成電子層壓制品,例如印刷電路板。因 此,在一些實(shí)施方式中,制品包括由復(fù)合材料制成的印刷電路板。上述纖維的所有變化也適 用于由纖維制成的印刷電路板。例如,在一些實(shí)施方式中,包含制成印刷電路板的纖維的組 合物包含聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基酸)、無(wú)規(guī)均聚苯乙締、和LLD陽(yáng)。
[0068] 本發(fā)明包括至少W下的實(shí)施方式。
[0069] 實(shí)施方式1: 一種包含含有W下各項(xiàng)的組合物的纖維:50至99.9重量百分?jǐn)?shù)的聚 (亞苯基酸);0.1至10重量百分?jǐn)?shù)的包含線性低密度聚乙締、石油樹(shù)脂、或它們的組合的加 工助劑;和0至0.5重量百分?jǐn)?shù)的阻燃劑;其中,所有重量百分?jǐn)?shù)是基于組合物的總重量。
[0070] 實(shí)施方式2:根據(jù)實(shí)施方式1的纖維,其中,組合物包含90至99.9重量百分?jǐn)?shù)的聚 (亞苯基酸);并且其中,組合物不包含聚(締基芳香族化合物)。
[0071 ]實(shí)施方式3:根據(jù)實(shí)施方式1的纖維,其中,組合物包含50至98.9重量百分?jǐn)?shù)的聚 (亞苯基酸);并且進(jìn)一步包含1至49.9重量百分?jǐn)?shù)的聚(締基芳香族化合物)。
[0072] 實(shí)施方式4:根據(jù)實(shí)施方式1-3中任一項(xiàng)的纖維,其中,加工助劑包含線性低密度聚 乙締、衍生自締屬不飽和的巧單體、締屬不飽和的C9單體、締屬不飽和的巧/C9單體的部分 或完全氨化的脂肪族石油樹(shù)脂、或它們的組合。
[0073] 實(shí)施方式5:根據(jù)實(shí)施方式1-3中任一項(xiàng)的纖維,其中,加工助劑包含線性低密度聚 乙締,線性低密度聚乙締具有根據(jù)451101238-10在190°(:和2.16千克負(fù)荷下測(cè)量的10至40 克/10分鐘的烙體體積速率。
[0074] 實(shí)施方式6:根據(jù)實(shí)施方式1-3中任一項(xiàng)的纖維,其中,加工助劑包含衍生自締屬不 飽和的巧單體、C9單體、締屬不飽和的巧/C9單體的部分或完全氨化的脂肪族石油樹(shù)脂、或 它們的組合。
[0075] 實(shí)施方式7:根據(jù)實(shí)施方式1-3中任一項(xiàng)的纖維,其中,加工助劑包含衍生自締屬不 飽和的C9單體并具有根據(jù)ASTM E28-99測(cè)量的60至15(TC的軟化點(diǎn)的完全氨化的芳香族石 油樹(shù)脂。
[0076] 實(shí)施方式8:根據(jù)實(shí)施方式1-7中任一項(xiàng)的纖維,基于組合物的總重量,進(jìn)一步包含 0.1至10重量百分?jǐn)?shù)的包含W下各項(xiàng)的有機(jī)憐化合物:下式的亞憐酸醋:
[0077]
[007引
[0079]
[0080] 中,每個(gè)R獨(dú)立地是C2-18烷基或C6-15芳基。
[0081] t施方式8的纖維,其中,有機(jī)憐化合物包含下式的亞憐酸醋:
[0082]
[0083] 其中,每個(gè)R獨(dú)立地是C2-18烷基。
[0084] 實(shí)施方式10:根據(jù)實(shí)施方式1-9中任一項(xiàng)的纖維,其中,聚(亞苯基酸)具有在25°C 下于氯仿中測(cè)量的0.25至0.5分升/克的特性粘度。
[0085] 實(shí)施方式11:根據(jù)權(quán)利要求1和3-10中任一項(xiàng)的纖維,其中,聚(亞苯基酸)包含聚 (2,6-二甲基-4-亞苯基酸);聚(締基芳香族化合物)包含無(wú)規(guī)聚苯乙締;加工助劑包含線性 低密度聚乙締;并且組合物不包含阻燃劑。
[0086] 實(shí)施方式12:根據(jù)實(shí)施方式1的纖維,其中,組合物包含:79.8至99.8重量百分?jǐn)?shù)的 聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基酸);0至20重量百分?jǐn)?shù)的無(wú)規(guī)聚苯乙締;0.1至5重量百分?jǐn)?shù)的 線性低密度聚乙締;0.1至5重量百分?jǐn)?shù)的=異癸基亞憐酸醋;和基于組合物的總重量,0至 0.5重量百分?jǐn)?shù)的阻燃劑,其包含有機(jī)憐酸醋、氧化麟、含憐和含氮有機(jī)化合物、聚合硅氧烷 化合物、棚化合物、或它們的組合;其中,所有重量百分?jǐn)?shù)是基于組合物的總重量。
[0087] 實(shí)施方式12a:-種包含含有W下各項(xiàng)的組合物的纖維:基于組合物的總重量, 79.8至99.8重量百分?jǐn)?shù)的聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基酸);0至20重量百分?jǐn)?shù)的無(wú)規(guī)聚苯乙 締;0.1至5重量百分?jǐn)?shù)的線性低密度聚乙締;0.1至5重量百分?jǐn)?shù)的=異癸基亞憐酸醋;和0 至0.5重量百分?jǐn)?shù)的阻燃劑,其包含有機(jī)憐酸醋、氧化麟、含憐和含氮有機(jī)化合物、聚合娃氧 燒化合物、棚化合物、或它們的組合;其中,所有重量百分?jǐn)?shù)是基于組合物的總重量。
[0088] 實(shí)施方式13:根據(jù)實(shí)施方式1-12中任一項(xiàng)的纖維,其中,纖維通過(guò)烙融紡絲制成, 并且纖維的直徑是1至50微米。
[0089] 實(shí)施方式14:一種包含纖維的制品,其中,纖維包含含有W下各項(xiàng)的組合物:50至 99.9重量百分?jǐn)?shù)的聚(亞苯基酸);0.1至10重量百分?jǐn)?shù)的選自線性低密度聚乙締、石油樹(shù) 月旨、和它們的組合的加工助劑;和0至0.5重量百分?jǐn)?shù)的阻燃劑;其中,所有重量百分?jǐn)?shù)是基 于組合物的總重量。
[0090] 實(shí)施方式15:根據(jù)實(shí)施方式14的制品,包括紗線、或織造或非織造的紡織品。
[0091] 實(shí)施方式16:根據(jù)實(shí)施方式14的制品,包括由纖維制成的增強(qiáng)紡織品。
[0092] 實(shí)施方式17:根據(jù)實(shí)施方式16的制品,其中,增強(qiáng)紡織品進(jìn)一步包含碳纖維、玻璃 纖維、芳香族聚酷胺纖維、金屬纖維、或它們的組合。
[0093] 實(shí)施方式18:根據(jù)實(shí)施方式16的制品,包括由增強(qiáng)紡織品制成的復(fù)合材料。
[0094] 實(shí)施方式19:根據(jù)實(shí)施方式18的制品,包括由復(fù)合材料制成的印刷電路板。
[00M]實(shí)施方式20:-種形成纖維的方法,包括通過(guò)噴絲頭擠出包含W下各項(xiàng)的組合物: 50至99.9重量百分?jǐn)?shù)的聚(亞苯基酸);0.1至10重量百分?jǐn)?shù)的選自線性低密度聚乙締、石油 樹(shù)脂、和它們的組合的加工助劑;和0至0.5重量百分?jǐn)?shù)的阻燃劑;其中,所有重量百分?jǐn)?shù)是 基于組合物的總重量。
[0096] 實(shí)施方式21:根據(jù)實(shí)施方式20的方法,其中,紡絲是烙融紡絲。
[0097] 實(shí)施方式22:根據(jù)實(shí)施方式21的方法,其中,噴絲頭的孔具有0.5至2毫米的直徑, 并且纖維具有小于當(dāng)孔具有0.1至小于0.5毫米的直徑時(shí)紡絲的纖維的直徑。
[0098] 通過(guò)W下非限制性的實(shí)施例進(jìn)一步地說(shuō)明本發(fā)明。
[0099] 實(shí)施例
[0100] 運(yùn)些實(shí)施例示出添加化D陽(yáng)和S異癸基亞憐酸醋到烙融紡絲纖維的聚(2,6-二甲 基-1,4-亞苯基酸)/聚苯乙締共混物的出乎意料的益處。
[0101] 在表1中描述了用于制備組合物的組分。
[0102] 表1
[0103]
[0104] 實(shí)施例1和比較例I
[0105] 在25毫米的雙螺桿擠壓機(jī)上混合實(shí)施例1和比較例1(表2)的組分。組成總結(jié)在表2 中。
[0106] 表2
[0107]
[0108] 在配備有在320°C下操作的144孔噴絲頭的化Ils Pilot纖維紡絲生產(chǎn)線上烙融紡 絲運(yùn)些組合物??蒞在沒(méi)有纖維頻繁斷裂的情況下生產(chǎn)的最小直徑的纖維對(duì)于比較例1是 約32微米,W及對(duì)于實(shí)施例1是28微米。開(kāi)始烙融紡絲時(shí),比較例1的纖維看起來(lái)更脆,并且 比實(shí)施例1的纖維更容易陷入紡絲塵籠。在烙融紡絲期間,比較例1的纖維非常難處理。難W 將纖維收集到線軸上W量化旦尼爾數(shù)。與此相反,實(shí)施例1的纖維較容易纏繞(string up), 并且可W容易和可再現(xiàn)地將纖維收集到線軸上。
[0109] 出乎意料地,纖維的掃描電子顯微分析指示實(shí)施例1的組合物中的幾乎所有的 LLDPE形成約200納米厚的連續(xù)表面層。附圖是包含實(shí)施例1的組合物的纖維的一部分截面 的掃描電子顯微圖象。特征I是纖維忍,特征2是纖維的外表面,并且在箭頭3之間可看到 LLDPE表面層。不希望受理論的約束,相信該LLDPE的表層是實(shí)施例改善的紡絲性能的原因。
[0110] 實(shí)施例2-6
[0111] 在25毫米的雙螺桿擠出機(jī)上混合實(shí)施例2-6的組分。得到的組合物包含大約90重 量百分?jǐn)?shù)的具有不同分子量的聚(2,6-二甲基-4-亞苯基酸),并評(píng)估多種量的加工助劑。組 成總結(jié)在表3中。
[0112] 表3
[0113]
[0114] 根據(jù)ASTM D1238在300°C與5千克負(fù)載下使用Goettfert烙體指數(shù)測(cè)定儀測(cè)量運(yùn)些 組合物的烙體體積流動(dòng)速率。在配備有72孔噴絲頭的化Ils Pilot纖維紡絲生產(chǎn)線上使用 1.0毫米直徑的孔烙融紡絲運(yùn)些組合物。結(jié)果總結(jié)在表3中。分析具有最低MVR并因此具有最 高烙體粘度的實(shí)施例2最難加工,并且由于纖維持續(xù)斷裂而不能收集纖維。最容易烙融紡絲 的組合物是實(shí)施例6,其具有最高的MVR(最低的粘度)。烙融紡絲條件總結(jié)在表4中。由于所 有組合物中最低的壓力,由于其高M(jìn)VR,實(shí)施例6在流動(dòng)速率、壓力、和溫度方面具有最大的 烙融紡絲窗口。對(duì)于實(shí)施例6,在沒(méi)有頻繁斷裂的情況下可實(shí)現(xiàn)的最小纖維直徑是31微米。 運(yùn)些結(jié)果示出例如通過(guò)使用PPE 0.33(實(shí)施例6)取代P陽(yáng)0.46(實(shí)施例2)或PPE 0.40(實(shí)施 例3和4),W及通過(guò)添加=異癸基亞憐酸醋降低聚(2,6-二甲基-4-亞苯基酸)的分子量來(lái)增 加組合物的烙體粘度改善組合物的可紡性,并能夠生產(chǎn)具有高聚(2,6-二甲基-4-亞苯基 酸)含量(大約90重量百分?jǐn)?shù))的低直徑的纖維。
[01巧]表4
[0116]
[0117]實(shí)施例7
[011引使用320°C的烙融溫度在Hills Pilot纖維紡絲生產(chǎn)線上烙融紡絲由50份PPE 0.46、50份聚苯乙締、和2.4份化D陽(yáng)組成的組合物。當(dāng)使用144個(gè)0.6毫米直徑的孔的矩形紡 絲組件時(shí),在沒(méi)有纖維持續(xù)斷裂的情況下可實(shí)現(xiàn)的最小纖維直徑是35微米。
[0119] 將分配盤(pán)用于將烙體分配到噴絲頭的所有144個(gè)孔。然而,非常窄的流體通道存在 于分配盤(pán)中。除去運(yùn)些盤(pán)創(chuàng)造大得多的流體通道,并將孔的總數(shù)限制到72,其降低每單位面 積孔的數(shù)目。當(dāng)在除去噴絲頭的分配盤(pán)的情況下進(jìn)行實(shí)施例7的烙融紡絲時(shí),更容易紡絲纖 維,且可實(shí)現(xiàn)的最小纖維直徑降低至20微米。
[0120] 實(shí)施例8
[0121] 在化Ils Pilot纖維紡絲生產(chǎn)線上烙融紡絲實(shí)施例1的組合物。預(yù)料不到的是,1.0 或0.6毫米直徑孔的噴絲頭比0.4或0.2毫米直徑孔的噴絲頭產(chǎn)生更小直徑的纖維。在300至 315°C的溫度下,進(jìn)行了用0.4和0.2毫米直徑孔來(lái)烙融紡絲纖維的多次嘗試,其長(zhǎng)度與直徑 比是2至4,但是都沒(méi)有成功。在所有試驗(yàn)中,組件中的壓力是或接近最大可能值,但是仍不 能將纖維收集到線軸上。與此相反,通過(guò)0.6和1.0毫米噴絲頭都將纖維收集到了線軸上。
[0122] 本文公開(kāi)的所有范圍都包括端點(diǎn),并且端點(diǎn)可互相獨(dú)立地結(jié)合。本文公開(kāi)的每個(gè) 范圍構(gòu)成位于公開(kāi)范圍內(nèi)的任何點(diǎn)或子范圍的公開(kāi)。
[0123] 除非本文另外指出或上下文明顯矛盾,否則在描述發(fā)明的上下文中(尤其是在W 下權(quán)利要求的上下文中)使用的術(shù)語(yǔ)"一種"、"一個(gè)"和"該"和類似對(duì)象應(yīng)被解釋為涵蓋單 數(shù)和復(fù)數(shù)兩者。此外,應(yīng)當(dāng)注意的是,本文中的術(shù)語(yǔ)"第一"、"第二"等不表示任何順序、數(shù) 量、或重要性,而是用于區(qū)別一個(gè)要素與另一要素。所使用的與數(shù)量有關(guān)的修飾語(yǔ)"約"包括 所述值,并具有上下文所表示的含義(例如,它包括與測(cè)量的特定數(shù)量相關(guān)的誤差程度)。
[0124] 如在本文中使用的"最小化的"是指基于組合物的總重量,組合物包含0至0.5重量 百分?jǐn)?shù),確切地0至0.1重量百分?jǐn)?shù),更確切地0至0.01重量百分?jǐn)?shù),W及仍更確切地0至 0.001百分比的最小化的或排除的組分。如在本文中使用的,術(shù)語(yǔ)"排除的"是指不添加排除 的組分,并且因此其不存在于組合物中。
[0125]如在本文中使用的,術(shù)語(yǔ)"排除的"是指不添加排除的組分,并且因此其不存在于 組合物中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種包含組合物的纖維,所述組合物包含: 50至99.9重量百分?jǐn)?shù)的聚(亞苯基醚); 0.1至10重量百分?jǐn)?shù)的加工助劑,所述加工助劑包含線性低密度聚乙烯、石油樹(shù)脂、或 它們的組合;以及 0至0.5重量百分?jǐn)?shù)的阻燃劑; 其中,所有重量百分?jǐn)?shù)基于所述組合物的總重量。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維,其中,所述組合物包含90至99.9重量百分?jǐn)?shù)的所述聚 (亞苯基醚);并且其中,從所述組合物排除聚(烯基芳香族化合物)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維,其中,所述組合物包含50至98.9重量百分?jǐn)?shù)的所述聚 (亞苯基醚);并且進(jìn)一步包含1至49.9重量百分?jǐn)?shù)的聚(烯基芳香族化合物)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的纖維,其中,所述加工助劑包含線性低密度聚乙 烯,衍生自烯屬不飽和C5單體、烯屬不飽和C9單體、烯屬不飽和C5/C9單體的部分或完全氫 化的脂肪族石油樹(shù)脂、或它們的組合。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的纖維,其中,所述加工助劑包含線性低密度聚乙 烯,所述線性低密度聚乙烯具有根據(jù)43了101238-10在190°(:和2.16千克負(fù)荷下測(cè)量的10至 40克/10分鐘的熔體體積速率。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的纖維,其中,所述加工助劑包含衍生自烯屬不飽和 C5單體、C9單體、烯屬不飽和C5/C9單體的部分或完全氫化的脂肪族石油樹(shù)脂、或它們的組 合。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的纖維,其中,所述加工助劑包含衍生自烯屬不飽和 C9單體并具有根據(jù)ASTM E28-99測(cè)量的60至150°C的軟化點(diǎn)的完全氫化的芳香族石油樹(shù)脂。8. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的纖維,基于所述組合物的總重量,進(jìn)一步包含0.1 至10重量百分?jǐn)?shù)的有機(jī)磷化合物,所述有機(jī)磷化合物包含: 下式的亞磷酸酯下式的膦酸酯或它們的組合,其中,每個(gè)R獨(dú)立地是C2-18烷基或C6-15芳基。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的纖維,其中,所述有機(jī)磷化合物包含下式的亞磷酸酯其中,每個(gè)R獨(dú)立地是C2-18烷基。10. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的纖維,其中,所述聚(亞苯基醚)具有在25°C下在 氯仿中測(cè)量的〇. 25至0.5分升/克的特性粘度。11. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的纖維,其中,所述聚(亞苯基醚)包含聚(2,6_二甲基-4-亞苯 基醚),聚烯基芳香族化合物包含無(wú)規(guī)聚苯乙烯;所述加工助劑包含線性低密度聚乙烯;并 且從所述組合物排除阻燃劑。12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維,其中,基于所述組合物的總重量,所述組合物包含: 79.8至99.8重量百分?jǐn)?shù)的聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基醚); 0至20重量百分?jǐn)?shù)的無(wú)規(guī)聚苯乙烯; 0.1至5重量百分?jǐn)?shù)的線性低密度聚乙烯; 0.1至5重量百分?jǐn)?shù)的三異癸基亞磷酸酯;以及 0至0.5重量百分?jǐn)?shù)的阻燃劑,所述阻燃劑包含有機(jī)磷酸酯、氧化膦、含磷和含氮有機(jī)化 合物、聚合硅氧烷化合物、硼化合物、或它們的組合; 其中,所有重量百分?jǐn)?shù)基于所述組合物的總重量。13. 根據(jù)權(quán)利要求1-3和12中任一項(xiàng)所述的纖維,其中,所述纖維通過(guò)熔融紡絲制備,并 且所述纖維的直徑是1至50微米。14. 一種包含纖維的制品,其中,所述纖維包括含有以下的組合物: 50至99.9重量百分?jǐn)?shù)的聚(亞苯基醚); 0.1至10重量百分?jǐn)?shù)的加工助劑,所述加工助劑選自線性低密度聚乙烯、石油樹(shù)脂、以 及它們的組合;以及 0至0.5重量百分?jǐn)?shù)的阻燃劑; 其中,所有重量百分?jǐn)?shù)基于所述組合物的總重量。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的制品,包括紗線、或者織造或非織造紡織品。16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的制品,包括由所述纖維制成的增強(qiáng)紡織品。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的制品,其中,所述增強(qiáng)紡織品進(jìn)一步包含碳纖維、玻璃纖維、 芳香族聚酰胺纖維、金屬纖維、或它們的組合。18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的制品,包括由所述增強(qiáng)紡織品制成的復(fù)合材料。19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的制品,包括由所述復(fù)合材料制成的印刷電路板。20. -種形成纖維的方法,包括通過(guò)噴絲頭擠出包含以下的組合物: 50至99.9重量百分?jǐn)?shù)的聚(亞苯基醚); 0.1至10重量百分?jǐn)?shù)的加工助劑,所述加工助劑選自線性低密度聚乙烯、石油樹(shù)脂、以 及它們的組合;以及 0至0.5重量百分?jǐn)?shù)的阻燃劑; 其中,所有重量百分?jǐn)?shù)基于所述組合物的總重量。21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法,其中,紡絲是熔融紡絲。22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法,其中,所述噴絲頭的孔具有0.5至2毫米的直徑,并且 當(dāng)所述孔具有〇. 1至小于〇. 5毫米的直徑時(shí),所述纖維具有小于紡絲的纖維的直徑。
【文檔編號(hào)】D01F9/00GK105829591SQ201480070022
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2014年9月29日
【發(fā)明人】羅伯特·約翰·胡薩恩, 理查德·H·彼得斯
【申請(qǐng)人】沙特基礎(chǔ)工業(yè)全球技術(shù)有限公司
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