专利名称：聚醚酮的制作方法
技术领域：
本发明涉及聚合物材料，具体地说，本发明涉及聚芳基醚酮，特别是聚醚醚酮，但并不是排它性的。
背景技术：
已知热塑性聚芳醚酮、聚醚醚酮已二十余年，EP 0001879B(Imperial Chemical Industries)已对其制备和用途作了介绍，并说明为使聚醚醚酮成为实用材料，其比浓对数粘度(IV)(根据EP 0001879B所述方法测定)必须为至少0. 7分升/克(相当于比浓粘度 (RV)为至少0. 8分升/克)。据认为，如果IV低于0. 7分升/克，制得的聚合物不呈韧性， 而呈脆性。因此，虽然已制备出IV低于0. 7分升/克的聚合物，但还没有一种实施大批量生产，也没有一种已例如通过注塑或挤塑制得了零部件。许多年来，Imperial Chemical hdustries和它的后继者-标题材料制造者 Victrex Plc是聚醚醚酮的唯一制造者。鉴于上述公司指出的任何适用聚合物的IV必须符合为至少0.7分升/克的要求，该公司大批量制造并销售的聚醚醚酮(Victrex PEEK(商标)150)的最低熔体粘度MV为0. 15千牛秒/平方米(相当于IV为0. 755分升/克)。该公司还销售两种较高粘度的材料，即中等粘度品级(Victrex PEEK380，MV为0. 38千牛秒/ 平方米)和标准粘度品级(Victrex PEEK 450，MV为0. 45千牛秒/平方米。自从EP 0001879B到期后，有其它公司制造了聚醚醚酮。例如US 6566484B2 (Gharda chemicals)介绍了制备可进行熔体加工的聚醚醚酮聚合物的方法。该文件说明了具有不同IV聚合物的制备，但没有指出IV低于0.7的聚合物可能具有的任何优良性能或工业用途。(Gharda Chemicals制造和销售的聚醚醚酮的最低粘度品级为品级 5600，据知，其熔体流动速率(MFR)为30-40立方厘米/10分钟。该品级的IV/MV大体上与上述Victrex PEEK 150相同。该公司还销售品级5400和5300的产品，它们的IV/MV大体上分别与Victrex PEEK 380和450相同。许多年来，聚芳基醚酮特别是聚醚醚酮(这是最主要的市售聚芳基醚酮)领域似乎已经认可IV低于0. 7分升/克的聚合物没有工业用途。然而，本发明出人意料地发现， 这类聚合物具有实用的性能，而EP 0001879B中所认可的条件是不准确的。具体地说，据认为，EP 0001879B中所述的韧性试验对于聚芳基醚酮聚合物的性能和/或实用性来说，可能不是一种准确的预测指标。本发明的目的是提供具有优良和实用性能的聚芳基醚酮聚合物。根据本发明的第一方面，本发明提供一种包含熔体粘度(MV)为0.05-0. 12千牛秒 /平方米的聚合物材料的组件，其中所述这类聚合物材料包含
(a)苯基部分；(b)羰基部分；和(c)醚部分。MV是采用毛细管流变仪测定的，操作温度为400°C，剪切速率为1000/秒，采用 0.5X3. 175毫米的碳化钨模头。虽然本发明是依据MV来加以说明的，但根据后面
图1可知，MV大体上与IV(按EP 0001879B所述方法测定)等同。已出人意料地发现，虽然聚合物材料的粘度大大低于市售聚芳基醚酮的最低粘度，但该聚合物材料仍具有与市售Victrex PEEK 150相似的机械性能。有利的是，这种较低粘度的聚合物材料可应用于例如高度填充的复合材料和/或薄壁型注塑料或挤塑件的制造，而较高粘度的材料(如PEEK150)就不能应用于这些领域中。所述聚合物材料的适用MV为0. 06千牛秒/平方米，优选的MV为至少0. 07千牛秒/平方米，更优选为至少0. 08千牛秒/平方米。所述聚合物材料的MV可低于0. 11千牛秒/平方米，优选低于0. 10千牛秒/平方米。所述聚合物材料的MV可为0. 07-0. 12千牛秒/平方米，优选为0. 08-0. 11千牛秒 /平方米，更优选为0. 08-0. 10千牛秒/平方米。所述聚合物材料的MV优选为0. 07-0. 10千牛秒/平方米，更优选为0. 08-0. 10千
牛秒/平方米。所述聚合物材料的拉伸强度(按照ASTM D790测定)可为至少80兆帕，优选为 80-110兆怕，更优选为80-100兆帕。所述聚合物的挠曲强度(按照ASTM D790测定)可为至少145兆帕，优选为 145-180兆帕，更优选为145-165兆帕。所述聚合物的挠曲模量(按照ASTM D790测定)可为至少3. 5吉帕，优选为 3. 5-4. 5吉帕，更优选为3. 5-4. 1吉帕。所述组件可包含至少1千克，适宜为至少5千克，优选至少10千克，更优选至少14 千克的至少一部分是由所述聚合物材料构成的材料。所述组件可包含1000千克或以下，优选500千克或以下的所述材料。优选的组件包含10-500千克所述材料。所述组件可包含如下所述的包含所述聚合物材料的复合材料。所述组件可包含至少1千克，适宜为至少5千克，优选至少10千克，更优选至少14 千克的所述聚合物材料。所述组件可包含1000千克或以下，优选500千克或以下的所述聚合物材料。优选的组件包含10-500千克所述聚合物材料。在所述组件中的材料(如复合材料或所述聚合物材料本身)可呈粉末状或颗粒状。所述组件可包含包装材料(打算丢弃的或重复使用)和所需要的材料(例如复合材料和/或所述聚合物材料)。所述包装材料优选基本上完全包裹所述的所需材料。所述包装材料可包括第一容器，例如柔软的容器如放置所需材料的塑料袋等。第一容器可放置在第二容器如纸箱等箱中。组件中的所述所需材料可包含至少90重量％的所述聚合物材料，优选基本上由所述聚合物材料所构成。优选的是，所述聚合物材料具有式I部分和/或式II部分
权利要求
1. 一种制造复合材料的方法，该方法包括(i)选择一种在剪切速率为1000/秒时测定的MV为0. 07-0. 11千牛秒/平方米的聚合物材料，其中所述聚合物材料具有式I部分和/或式II部分
2.根据权利要求1的方法，其中所述填充材料包括纤维填料或非纤维填料。
3.根据权利要求1的方法，其中所述填充材料包括非纤维填料。
4.根据权利要求1的方法，其中所述填充材料包括一种或多种选自玻璃纤维、碳纤维、 炭黑和氟碳树脂的填料。
5.根据权利要求1的方法，其中所述复合材料包含40-65重量％聚合物材料和35-60 重量％填充材料。
6.根据权利要求1的方法，其中所述复合材料呈颗粒状。
7.根据权利要求1的方法，其中所述选择的聚合物材料的MV的范围为0.05-0.10千牛秒/平方米。
8.根据权利要求1的方法，其中所述选择的聚合物材料的MV为至少0.06千牛秒/平方米。
9.根据权利要求1的方法，其中所述选择的聚合物材料的MV为至少0.08千牛秒/平方米。
10.根据权利要求1的方法，其中所述聚合物材料选自聚醚醚酮和聚醚酮。
11.根据权利要求1的方法，其中所述聚合物材料是聚醚醚酮。
12.根据权利要求1的方法，其中所述聚合物材料是具有通式IV重复单元的均聚物或是至少两种不同的式IV单元的无规共聚物或嵌段共聚物
13.根据权利要求12的方法，其中所述选择的聚合物材料包括含至少两种由以下选择的单元的共聚物(a)主要由式IV单元构成的聚合物，其中Ar代表部分(iv)，E和E'代表氧原子，m代表0，w代表1，G代表直接连接键，S代表0，A与B代表1 (即聚醚醚酮)；(b)主要由式IV单元构成的聚合物，其中E代表氧原子，E'代表直接连接键，Ar代表结构⑴部分，m代表0，A代表1，B代表0(即聚醚酮)；(c)主要由式IV单元构成的聚合物，其中E代表氧原子，Ar代表部分(1)*，!11代表0， E'代表直接连接键，A代表1，B代表0(即聚醚酮酮)；(d)主要由式IV单元构成的聚合物，其中Ar代表部分(i)，E和E'代表氧原子，G代表直接连接键，m代表0，w代表1，r代表0，s代表1，A与B代表1 (即聚醚酮醚酮酮)；(e)主要由式IV单元构成的聚合物，其中Ar代表部分(iv)，E和E'代表氧原子，G代表直接连接键，m代表0，w代表0，s、r、A与B代表1 (即聚醚醚酮酮)；和(f)包括式IV单元构成的聚合物，其中Ar代表部分(iv)，E和E'代表氧原子，m代表 l，w代表1，A代表1，B代表1，1~与8代表0，G代表直接连接键(即聚醚-二苯基-醚-苯基-酮-苯基-)。
14.根据权利要求13的方法，其中所述共聚物包含单元(a)。
15.根据权利要求13的方法，其中所述共聚物包含单元(a)和(f)。
16.根据权利要求13的方法，其中所述共聚物包含单元(a)和(e)。
17.—种包括含熔体粘度MV为0.07-0. 11千牛秒/平方米的聚合物材料的粉末或颗粒的组件，其中所述聚合物材料具有以下类型，包含(a)苯基部分；(b)羰基部分；和(c)醚部分。
18.根据权利要求17的组件，包括所述聚合物材料MV范围为0.08-0.10千牛秒/平方米的粉末或颗粒。
19.一种包括主要由一种聚合物材料构成的粉末或颗粒的组件，所述聚合物材料是包含至少两种选自以下的单元的共聚物(a)主要由式IV单元构成的聚合物，其中Ar代表部分(iv)，E和E'代表氧原子，m代表0，w代表1，G代表直接连接键，S代表0，A与B代表1 (即聚醚醚酮)；(b)主要由式IV单元构成的聚合物，其中E代表氧原子，E'代表直接连接键，Ar代表结构⑴部分，m代表0，A代表1，B代表0(即聚醚酮)；(c)主要由式IV单元构成的聚合物，其中E代表氧原子，Ar代表部分(1)*，!11代表0， E'代表直接连接键，A代表1，B代表0(即聚醚酮酮)；(d)主要由式IV单元构成的聚合物，其中Ar代表部分(i)，E和E'代表氧原子，G代表直接连接键，m代表0，w代表1，r代表0，s代表1，A与B代表1 (即聚醚酮醚酮酮)；(e)主要由式IV单元构成的聚合物，其中Ar代表部分(iv)，E和E'代表氧原子，G代表直接连接键，m代表0，w代表0，s、r、A与B代表1 (即聚醚醚酮酮)；和(f)包括式IV单元构成的聚合物，其中Ar代表部分(iv)，E和E'代表氧原子，m代表 l，w代表1，A代表1，B代表1，1~与8代表0，G代表直接连接键(即聚醚-二苯基-醚-苯基-酮-苯基-)。其中所述式IV为
20.根据权利要求19的组件，其中所述共聚物包含单元(a)。
21.一种复合材料，该复合材料包含MV为0. 07-0. 11千牛秒/平方米的聚合物材料和填充材料。
22.根据权利要求21的复合材料，其中所述聚合物材料的MV为0.08-0.10千牛秒/平方米。
23.根据权利要求21的复合材料，其中所述聚合物材料是包含至少两种选自以下的单元的共聚物(a)主要由式IV单元构成的聚合物，其中Ar代表部分(iv)，E和E'代表氧原子，m代表0，w代表1，G代表直接连接键，S代表0，A与B代表1 (即聚醚醚酮)；(b)主要由式IV单元构成的聚合物，其中E代表氧原子，E'代表直接连接键，Ar代表结构(i)部分，m代表0，A代表1，B代表0(即聚醚酮)；(c)主要由式IV单元构成的聚合物，其中E代表氧原子，Ar代表部分(i)*，m代表0， E'代表直接连接键，A代表1，B代表0(即聚醚酮酮)；(d)主要由式IV单元构成的聚合物，其中Ar代表部分(i)，E和E'代表氧原子，G代表直接连接键，m代表0，w代表1，r代表0，s代表1，A与B代表1 (即聚醚酮醚酮酮)；(e)主要由式IV单元构成的聚合物，其中Ar代表部分(iv)，E和E'代表氧原子，G代表直接连接键，m代表0，w代表0，s、r、A与B代表1 (即聚醚醚酮酮)；和(f)包括式IV单元构成的聚合物，其中Ar代表部分(iv)，E和E'代表氧原子，m代表 l，w代表1，A代表1，B代表1，1~与8代表0，G代表直接连接键(即聚醚-二苯基-醚-苯基-酮-苯基-)，其中所述式IV为
24.根据权利要求23的复合材料，其中所述共聚物包含单元(a)。
全文摘要
本发明提供一种包含熔体粘度(MV)为0.05-0.12千牛秒/平方米的聚合物材料的组件，其中所述聚合物材料是一类包含(a)苯基部分；(b)羰基部分和(c)醚部分的材料。优选的聚合物材料选自聚醚醚酮和聚醚酮。这类低MV材料可通过注塑或挤塑而制成薄壁零部件，或用作高度填充组合物的部件。
文档编号C08L71/10GK102311632SQ20111020128
公开日2012年1月11日 申请日期2004年9月27日 优先权日2003年9月26日
发明者B·维尔森, C·米金, D·弗拉思 申请人:维克特雷斯制造有限公司