專利名稱：純化的聚合物材料以及純化聚合物材料的方法
相關(guān)申請的交叉引用本申請為2003年8月26日提交的美國專利申請10/648604(代理人案號126750-1)的部分繼續(xù)申請，該專利通過全文引用結(jié)合到本文中來。
背景技術(shù)：
本方法涉及通過過濾包含聚(亞芳基醚)和/或聚(烯基芳烴)(poly(alkenyl aromatic))樹脂的熔體來純化聚合物材料。更具體地講，本方法涉及過濾包含聚(亞芳基醚)和/或聚(烯基芳烴)樹脂的熔體，使得已過濾的聚合物材料的顆粒雜質(zhì)的含量降低。
光學、磁性和磁光介質(zhì)為高性能存儲技術(shù)的主要材料，其存儲容量高且每兆存儲的價格合理。通常表示為每平方英寸碟表面以十億計的數(shù)據(jù)位數(shù)的面密度(Gbits/in2)等于線密度(每英寸磁道上的信息位數(shù))乘以每英寸的磁道數(shù)(磁道密度)。在降低每兆的價格方面，增大面密度為一個關(guān)鍵的因素，本行業(yè)也持續(xù)需要增大面密度。
在光學存儲方面，各種進展集中于存取時間、存儲體系的體積以及具有競爭力的價格方面。增大面密度主要通過以下方法來解決光學器件的衍射界限(使用近場光學器件)、研究三維存儲、研究可能的全息記錄方法以及其他技術(shù)。
聚合物數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)已用于以下領(lǐng)域，例如壓縮碟(CD)和可記錄的或可重寫的壓縮碟(例如CD-RW)以及類似的較低面密度(例如低于約1Gbits/in2)的器件，這些通常為需要使用雙折射低的光學性能好的底材的通讀器件。
與CD不同，為了增大面密度，面密度容量高(通常高達或大于約5Gbits/in2)的存儲介質(zhì)使用第一表面(first surface)或近場讀/寫技術(shù)。對于這種存儲介質(zhì)，雖然與該底材的光學性能無關(guān)，但該底材的物理性能和機械性能變得越來越重要。對于高面密度應(yīng)用(包括第一表面應(yīng)用)，存儲介質(zhì)的表面性能會影響閱讀設(shè)備的精確性、存儲數(shù)據(jù)的能力以及該底材的復制性能。
雖然目前有用于數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)的材料，但還需要具有綜合特性以滿足數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)應(yīng)用的日益苛求的其他聚合物材料。
發(fā)明概述在一個實施方案中，通過一種純化聚合物材料的方法可緩和上述需要，所述方法包括在擠出機中熔融共混聚(亞芳基醚)和聚(烯基芳烴)以形成熔體(也稱為熔體混合物)，隨后通過熔體過濾體系過濾所述熔體以制備已過濾的聚合物材料。
在另一個實施方案中，所述熔體過濾體系使用過濾網(wǎng)板、燒結(jié)金屬過濾器或其組合。在另一個實施方案中，所述熔體在擠出機中的平均停留時間少于或等于約5分鐘。
在另一個實施方案中，提供了一種包含聚(亞芳基醚)和聚(烯基芳烴)的組合物，其中每克所述組合物含有少于30個，優(yōu)選少于20個，更優(yōu)選少于10個平均直徑為30微米的顆粒。
在另一個實施方案中，提供了一種包含聚(亞芳基醚)和聚(烯基芳烴)的組合物，其中每克所述組合物含有少于200個，優(yōu)選少于140個，更優(yōu)選少于100個平均直徑為20微米的顆粒。
在另一個實施方案中，提供了一種已過濾的聚合物組合物，其中每克所述已過濾的組合物含有少于30個，優(yōu)選少于20個，更優(yōu)選少于10個平均直徑為30微米的顆粒，同時每克所述已過濾的組合物含有少于200個，優(yōu)選少于140個，更優(yōu)選少于100個平均直徑為20微米的顆粒。
在另一個實施方案中，提供了已過濾的組合物(包括上述已過濾的組合物)，其中每克所述已過濾的組合物不含平均直徑等于或大于175微米，優(yōu)選等于或大于140微米，更優(yōu)選等于或大于100微米的顆粒。其他實施方案，包括由所述已過濾的聚合物材料制備的制品在下文中有描述。
發(fā)明詳述由于高面密度存儲介質(zhì)要求高表面質(zhì)量，希望目前的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)由含有有限量的顆粒雜質(zhì)的材料制備。不希望有影響美觀的可見的顆粒雜質(zhì)(例如凝膠和碳化的聚合物材料)讓消費者感到產(chǎn)品的質(zhì)量差。在模塑制品中，大于約50微米的顆粒可成為應(yīng)力集中點，從而降低該制品的抗沖強度。約1微米大小的顆粒雜質(zhì)會增加霧度，可影響由包含這種雜質(zhì)的材料制成的模塑制品的透光性或透明度。最重要的是，顆粒雜質(zhì)可影響存儲介質(zhì)的表面品質(zhì)，從而影響閱讀的精確性、數(shù)據(jù)存儲和復制。
可見的顆?；颉昂诎?black speck)”為無需放大通常肉眼可見的暗色或有色的顆粒，平均直徑等于或大于30微米。雖然某些人能無需放大可目測到平均直徑小于30微米的顆粒，但是其他人僅能目測到平均直徑大于30微米的顆粒，因此本文使用的沒有涉及具體平均直徑的術(shù)語“可見的顆粒(particle)”、“可見的微粒(particulate)”和“黑斑”是指平均直徑等于或大于30微米的顆粒。由于聚(亞芳基醚)在高溫下氧化降解，在聚(亞芳基醚)組合物中通常存在黑斑以及其他更小的微粒。在通常用于制備聚(亞芳基醚)和聚(烯基芳烴)樹脂的組合物的擠出機的高剪切速率和/或長時間高溫加工的情況下，聚(亞芳基醚)易形成碳化的“黑斑”。
通過一種純化聚合物材料的方法可緩和上述需要，所述方法包括在擠出機中熔融共混聚(亞芳基醚)和聚(烯基芳烴)以形成熔體，隨后通過熔體過濾體系過濾所述熔體以制備已過濾的聚合物材料。所述熔體在擠出機中的平均停留時間通常少于或等于約5分鐘。濾除存在于所述聚合物材料中的顆粒雜質(zhì)使得已過濾的聚合物材料的顆粒雜質(zhì)的含量降低。
本文使用的術(shù)語“聚合物材料”包括包含聚(亞芳基醚)樹脂和聚(烯基芳烴)樹脂的組合物。
如本文所述，可熔體過濾聚合物混合物的熔體(例如聚(亞芳基醚)和聚(烯基芳烴)的混合物)，以除去顆粒雜質(zhì)。應(yīng)控制熔體在擠出機中的停留時間、溫度和剪切速率，以最大程度地減小聚合物材料(特別是聚(亞芳基醚)組分)的分解。已知如果保持在高溫下，聚(亞芳基醚)氧化并形成凝膠。如果在高溫下長時間加工，則這些樹脂還可形成碳化的“黑斑”或顏色變差(變暗)。因此，優(yōu)選通過選擇擠出機的長度和擠出機的螺桿設(shè)計以及通過控制螺桿速度和加料速率來最大程度地減少熔體的停留時間。平均停留時間可少于或等于約5分鐘，優(yōu)選少于或等于約2分鐘，更優(yōu)選少于或等于約1分鐘。
還優(yōu)選最大程度地減少熔體通過熔體過濾體系的停留時間?？苫诙喾N因素來設(shè)計熔體過濾體系，其中特別是基于選擇過濾器的表面積、過濾器的類型和熔體過濾腔的體積來設(shè)計所述熔體過濾體系，使得停留時間短。過濾器的表面積越大、腔體積越小，則停留時間越短。
優(yōu)選將擠出機的熔體過濾體系置于擠出機的末端機筒中，更優(yōu)選置于擠出機的模頭處。所述擠出機可包括單個熔體過濾體系或多個熔體過濾體系(包括不同類型的熔體過濾體系的組合)。
可使用能提供聚(亞芳基醚)、聚(烯基芳烴)和/或其他樹脂和添加劑的均勻熔體的任何類型的擠出機?？捎玫臄D出機的類型的實例有雙螺桿反向旋轉(zhuǎn)擠出機、雙螺桿同向旋轉(zhuǎn)擠出機、單螺桿擠出機、單螺桿往復式擠出機、捏合機、環(huán)形擠出機(ring extruder)、上述擠出機的組合等。優(yōu)選使用單個擠出機，但也可使用多個擠出機。
雖然可使用單螺桿擠出機，但由于多螺桿擠出機通過熔體過濾體系的擠出量更大，通常優(yōu)選使用多螺桿擠出機。可使用雙螺桿反向旋轉(zhuǎn)擠出機，例如購自Leistritz Extrusionstechnik and NFMWelding-Engineers的那些雙螺桿反向旋轉(zhuǎn)擠出機，當希望更高壓力或更長的停留時間時，優(yōu)選這些雙螺桿反向旋轉(zhuǎn)擠出機。由于其加料容量大和擠出效率高，還優(yōu)選圓錐形反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機。由于其擠出速率高、停留時間短、柔韌的螺桿設(shè)計、良好的共混和其他設(shè)計上的優(yōu)點，特別優(yōu)選雙螺桿同向旋轉(zhuǎn)嚙合型擠出機，例如購自Coperion Werner-Pfleideren的那些雙螺桿同向旋轉(zhuǎn)嚙合型擠出機。由于其擠出速率更高，通常使用三突起(lobe)和兩突起機器，通常優(yōu)選兩突起機器。還可使用環(huán)狀擠出機，例如購自3+Extruder GmbH的那些環(huán)狀擠出機，環(huán)狀擠出機通常包括3-12個小螺桿或凹槽輥圍繞在靜態(tài)桿或中心周圍形成的環(huán)。這些螺桿同向旋轉(zhuǎn)并在兩側(cè)嚙合，使得分散和分配混合得好，還能控制材料在擠出機中的停留時間。嚙合設(shè)計還能對螺桿的剪切、混合和捏合部件進行兩次清潔擦拭(cleanwipe)。
擠出機的長度應(yīng)足夠長，使得能熔融并完全混合各聚合物組分和其他添加劑，還能任選放空所述熔體混合物。也可使用短至5個機筒部分的擠出機，但也可使用更長的擠出機。
當制備聚(亞芳基醚)的共混物時，將溶劑、單體和其他低分子量材料通過放空體系從擠出機放空。一種特別有用的改進從聚(亞芳基醚)或聚(烯基芳烴)樹脂共混物中除去揮發(fā)物的方法包括描述于US5,204,410(Banevicius等)、US 5,102,591(Hasson等)、US4,994,217(Banevicius)和4,992,222(Banevicius等)的汽提法。通常在包括用于注入水或蒸汽的口和足夠的真空放空能力以除去汽提出的揮發(fā)物和水的擠出機中進行汽提。水或蒸汽為優(yōu)選的汽提劑，使用比例最高達所述聚合物組合物重量的約15％，在沿著擠出機機筒的長度方向設(shè)置的兩個或三個注入口相等地或不相等地分配。優(yōu)選的用量為約0.25-約15％重量，原因是在該范圍內(nèi)的用量通?？煞浅Ｓ行У爻]發(fā)物而不會對真空體系造成負擔。最優(yōu)選0.5-約5％重量。
還可用惰性氣體保護擠出機的內(nèi)部自由空間以最大程度地減少熔融聚合物在氧中的暴露，以最大程度地減少凝膠和黑斑的形成?！岸栊詺怏w”是指這樣的氣體，由于其通常基本不含氧，因此不與熔融聚合物組合物發(fā)生氧化反應(yīng)或其他化學反應(yīng)。通常，由于成本低且非常易得，使用氮作為惰性氣體，但也可考慮使用其他惰性氣體?？蓪⒌?或其他惰性氣體)加至一個或多個加料體系、擠出機加料區(qū)、放空區(qū)(vent)、熔體過濾體系和熔融聚合物可與氧接觸的擠出機的其他區(qū)域中。
還可考慮這樣的擠出機，沿著該擠出機機筒有一個或多個側(cè)加料器，適合往所述熔體中加入其他組分，所述其他組分包括其他樹脂、功能試劑和/或添加劑。
優(yōu)選擠出機的運行溫度適于使組成熔體混合物的各組分完全共混，但溫度要足夠低以最大程度地減少所述熔體混合物的分解。擠出機的溫度范圍可為約260-約380℃。在該范圍內(nèi)溫度可低于或等于約340℃，更優(yōu)選低于或等于約320℃。在該范圍內(nèi)溫度還可高于或等于約280℃，優(yōu)選高于或等于約290℃。在該擠出機溫度范圍內(nèi)，所述熔體混合物的溫度通常為約280-約340℃之間。
所選的開始和結(jié)束熔體共混和熔體過濾操作的條件對于控制以便最大程度地減少在加工過程中凝膠和黑斑的形成很重要。當使用擠出機時，剩余的殘余物更長時間地置于高溫下，可導致形成凝膠和黑斑。在本發(fā)明的實踐中，優(yōu)選用已拆卸和已清洗除去殘余物的設(shè)備開始加工，使得用空設(shè)備開始加工，盡管在工業(yè)操作中，這種拆卸通常不是切實可行的。通常與所述樹脂組合物相容的材料(例如聚苯乙烯)熱穩(wěn)定性和抗氧化穩(wěn)定性好，可用于啟動該機器。在達到穩(wěn)定運行狀態(tài)時，調(diào)節(jié)組成以得到所需的制劑。通常在啟動操作中凝膠和黑斑的數(shù)量上升，隨后降至穩(wěn)定的狀態(tài)，這點可通過在線或離線質(zhì)量監(jiān)控體系來測定。
當使用雙螺桿擠出機時，擠出機的比擠出速率(specific throughputrate)可限定為約0.5-約8.0kg/hr/cm3。比擠出速率定義為熔體的擠出速率除以擠出機機筒直徑的立方。在該范圍內(nèi)比擠出速率可低于或等于約7.5kg/hr/cm3，優(yōu)選低于或等于約7kg/hr/cm3。在該范圍內(nèi)擠出速率還可高于或等于約3kg/hr/cm3，優(yōu)選高于或等于約5kg/hr/cm3。
在一個實施方案中，熔體泵或齒輪泵與擠出機結(jié)合使用，以提供足夠速率和壓力的熔體流通過熔體過濾體系。熔體泵還能控制和保持熔體流均勻通過擠出機體系以得到更均勻的聚合物材料。
在一個實施方案中，可在熔融共混步驟之前將聚(亞芳基醚)、聚(烯基芳烴)和任選的其他組分混合在一起?？墒褂萌魏我阎哪芡耆旌细鹘M分的設(shè)備，例如能剪切各組分的混合機、圓錐形螺桿混合機、V-共混機、雙螺桿混料機、Henschel混合機、帶式混合機等。
可使用能從包含聚(亞芳基醚)、聚(烯基芳烴)樹脂或二者組合的熔體混合物中除去顆粒雜質(zhì)的任何合適的熔體過濾體系或裝置。優(yōu)選將熔體過濾通過單個熔體過濾體系，但也考慮使用多個熔體過濾體系。
合適的熔體過濾體系包括由各種材料制成的過濾器，所述材料例如但不局限于燒結(jié)金屬、金屬網(wǎng)孔或篩、纖維金屬氈、陶瓷或上述材料的組合等。特別可用的過濾器為彎曲度高的燒結(jié)金屬過濾器，包括Pall Corporation and Martin Kurz & Company，Inc.制備的燒結(jié)金屬絲網(wǎng)孔過濾器。
可使用任何形狀的熔體過濾器，包括但不局限于圓錐形、褶狀、棒、堆、扁平的、卷繞的、網(wǎng)狀、盒式、pack disc以及上述形狀的組合等?？筛鶕?jù)不同的參數(shù)(例如擠出機的大小、所需的擠出速率以及所需的顆粒過濾的程度)對形狀進行選擇。優(yōu)選的組成材料有不銹鋼、鈦、鎳以及其他金屬合金?？墒褂貌煌木幙椥问降慕饘俳z網(wǎng)，包括平紋織法、dutch織法、平衡織法和斜紋織法。特別可用的過濾器設(shè)計成可最大程度地減小內(nèi)部體積和降低流動面積以承受反復清洗操作。
所述熔體過濾體系可包括周期的或連續(xù)的換篩網(wǎng)過濾器或間歇過濾器。例如，連續(xù)的換篩網(wǎng)過濾器可包括緩慢進入擠出機中熔體流動路徑的帶式篩網(wǎng)過濾器。熔體混合物流經(jīng)過濾器，過濾器將熔體中的顆粒雜質(zhì)收集起來，當周期地或連續(xù)地用新帶更換時，這些雜質(zhì)被過濾帶帶出擠出機外。
熔體過濾器的孔徑大小可為約0.5-約200微米。在該范圍內(nèi)孔徑大小可小于或等于約100微米，優(yōu)選小于或等于約50微米，更優(yōu)選小于或等于約20微米。在該范圍內(nèi)孔徑大小還可大于或等于約1微米，優(yōu)選大于或等于約7微米，更優(yōu)選大于或等于約15微米。
熔體過濾體系的溫度要足以保持材料為熔融狀態(tài)且粘度要足夠低，使得材料通過過濾器時沒有過多的壓降。通?？捎玫臏囟确秶鸀榧s260-約380℃。在該范圍內(nèi)溫度可小于或等于約340℃，更優(yōu)選小于或等于約320℃。在該范圍內(nèi)溫度還可大于或等于約280℃，優(yōu)選大于或等于約290℃。
為了能長時間以連續(xù)的方式進行整個熔體過濾過程，通常希望對熔體過濾體系或裝置使用旁路體系。在旁路體系中，保持連續(xù)的熔體流，且改變方向進入備用熔體過濾體系或裝置中。所述旁路體系可通過一系列設(shè)定在預(yù)定值(例如預(yù)定的壓降或在預(yù)定量的材料已過濾后)下接合的自動閥來操作，或可與在線或離線質(zhì)量監(jiān)控體系相連，或可手動操作或接合。在一個優(yōu)選的實施方案中，該過程的運行條件為與使用清潔的過濾體系得到的初始壓降相比，壓降要小于5倍，更優(yōu)選小于3倍。長時間以連續(xù)方式進行熔體過濾操作有助于最大程度地減少在啟動和停止操作過程中形成凝膠和黑斑，并且可獲得更穩(wěn)定的加工狀態(tài)。在啟動和停止操作過程中制得的已加工的材料的顆粒水平在所需的顆粒水平之外，可重新加工以避免浪費材料。
優(yōu)選制得的已過濾的聚合物材料基本不含可見的顆粒。“基本不含可見的顆粒雜質(zhì)”是指將10g聚合物材料試樣溶解于50ml氯仿(CHCl3)中，用燈箱(light box)幫助觀察，可見的斑點少于5個。如上所述，肉眼可見的顆粒通常為直徑大于30微米的顆粒。
在一個優(yōu)選的實施方案中，從擠出機回收的的已過濾的聚合物材料基本不含大于約20微米的顆粒雜質(zhì)，更優(yōu)選基本不含大于約10微米的顆粒雜質(zhì)。“基本不含大于約20(或10)微米的顆粒雜質(zhì)”是指按下述方法測定將40g聚合物材料試樣溶解于400ml CHCl3中，使用Pacific Instruments ABS2分析儀測定，將20ml已溶解的聚合物材料以1ml/分鐘(±5％)的流速流經(jīng)該分析儀，取5個試樣的平均值，每克試樣中平均直徑為約20(或10)微米的顆粒數(shù)目少于200個。
在另一個實施方案中，每15g已過濾的聚合物材料中含有少于10個，優(yōu)選少于5個，更優(yōu)選少于2個平均直徑大于100微米的黑斑。在另一個實施方案中，每15g已過濾的聚合物材料中含有少于5個，優(yōu)選少于2個，更優(yōu)選不含平均直徑大于140微米的黑斑。在另一個實施方案中，每15g已過濾的聚合物材料中含有少于100個，優(yōu)選少于75個，更優(yōu)選少于50個平均直徑為20-100微米的黑斑。
在擠塑時，可采用本領(lǐng)域已知的方法將所述已過濾的聚合物材料造粒。例如，從擠出機或類似裝置中擠出的已過濾的聚合物材料線材可在干凈的水浴中冷卻或通過噴水冷卻，隨后切碎成粒料。水在用于水浴或噴水之前，可將水過濾，以除去雜質(zhì)。同樣，可在循環(huán)回路中循環(huán)水并過濾。通常過濾水，以除去大于約20微米的顆粒。還通常優(yōu)選去離子過濾水，以除去可粘附于所述已過濾的材料的離子雜質(zhì)。當在切割前使用水浴或噴水來調(diào)節(jié)擠出物的溫度時，優(yōu)選將擠出物的溫度調(diào)節(jié)至最大程度地減少形成粉塵并助于提供較均勻的粒料大小的溫度。當使用水浴和/或噴水時，通常在切割擠出物時使用氣刀。優(yōu)選在氣刀中使用已過濾的空氣，以避免微米大小的顆粒污染熱的線材。線材的溫度優(yōu)選低于約130℃，通常更優(yōu)選低于約90℃。
通常粒料的大小約為2-3mm，但是也可需要更小或更大的粒料。雖然可使用多種裝置將擠出物切成所需的粒料大小，但通常優(yōu)選具有多個旋轉(zhuǎn)刀片和金屬輥(例如不銹鋼輥)的切割裝置。使用橡膠輥會污染已過濾的聚合物材料。通常優(yōu)選使用粒料篩分機以除去太小或太大的不需要的粒料。當使用篩分機和其他裝置(例如傳輸體系)來處理粒料時，通常避免使用可污染粒料的具有彈性體部件的設(shè)備?？墒褂帽绢I(lǐng)域的標準技術(shù)(包括離心干燥機、間歇或連續(xù)烘箱干燥機、流化床等)來干燥粒料。任選所述已過濾的聚合物材料可在“潔凈室”中以粒料形式傳輸和分離，例如使用HEPA空氣過濾，以防止受環(huán)境污染。通常優(yōu)選在百級環(huán)境中收集和處理已過濾的樹脂材料。粒料可用各種容器包裝，條件是這些容器不能污染已過濾的聚合物材料。在一個優(yōu)選的實施方案中，真空包裝粒料以將容器緊緊貼近內(nèi)含物，以降低在處理和運輸過程中粒料移動和破裂成更細微的顆粒。此外，真空包裝可保持無氧和無污染物的環(huán)境。
一種優(yōu)選的造粒方法使用水下模頭面造粒機體系。另一種優(yōu)選的造粒方法使用水環(huán)式造粒機體系。合適的造粒方法概括地描述于US 6,372,175?？捎玫脑炝C(包括模頭面造粒機)概括地描述于US3,973,890、4,421,470和5,607,700。
除了擠成粒料，所述已過濾的聚合物材料還可通過適當?shù)剡x擇模頭組件，擠成纖維狀、管狀、薄膜或片材。
還可使用各種在線和離線監(jiān)控器來判斷在過濾過程中的已過濾的材料的質(zhì)量。這些監(jiān)控器通常使用光或激光傳感器來檢測在擠出物和/或粒料中的可見斑點。
監(jiān)控器可與加工設(shè)備的操作關(guān)聯(lián)并編程，以便基于預(yù)定的標準自動調(diào)節(jié)該過程。同樣，監(jiān)控器還可基于預(yù)定的標準用聲音報警以提醒操作者。
術(shù)語“聚(亞芳基醚)”包括聚苯醚(PPE)和聚(亞芳基醚)共聚物；接枝共聚物；聚(亞芳基醚)醚離聚物；烯基芳族化合物、乙烯基芳族化合物和聚(亞芳基醚)等的嵌段共聚物；以及包含至少一種上述物質(zhì)的組合等。聚(亞芳基醚)本身為已知的包含多個下式(I)結(jié)構(gòu)單元的聚合物 其中對于每個結(jié)構(gòu)單元，Q1各自獨立為鹵素、伯或仲低級烷基(例如含有最高達7個碳原子的烷基)、苯基、鹵代烷基、氨基烷基、烴氧基或鹵素和氧原子被至少兩個碳原子分隔的鹵代烴氧基等；Q2各自獨立為氫、鹵素、伯或仲低級烷基、苯基、鹵代烷基、烴氧基或鹵素和氧原子被至少兩個碳原子分隔的鹵代烴氧基等。應(yīng)理解的是，術(shù)語“鹵代烷基”包括被一個或多個鹵原子取代的烷基，包括部分或全鹵代的烷基。優(yōu)選各Q1為烷基或苯基，特別是C1-4烷基，各Q2為氫或C1-4烷基。
聚(亞芳基醚)包括均聚物和共聚物。優(yōu)選的均聚物為包含2，6-二甲基亞苯基醚單元的均聚物。合適的共聚物包括含有例如2，6-二甲基亞苯基醚單元與2，3，6-三甲基-1，4-亞苯基醚單元的組合的無規(guī)共聚物或衍生自2，6-二甲基苯酚與2，3，6-三甲基苯酚的共聚反應(yīng)的共聚物。所述聚(亞芳基醚)還包括含有通過接枝乙烯基單體或聚合物(例如聚苯乙烯)制備的部分的聚(亞芳基醚)，以及采用已知的方法使偶聯(lián)劑(例如低分子量的聚碳酸酯、醌、雜環(huán)和縮甲醛)與兩條聚(亞芳基醚)鏈的羥基進行反應(yīng)以制備更高分子量的聚合物，這樣偶聯(lián)得到的聚(亞芳基醚)。本文使用的聚(亞芳基醚)還包括包含至少一種上述物質(zhì)的組合。優(yōu)選的聚(亞芳基醚)為聚(2，6-二甲基亞苯基醚)和2，6-二甲基苯醚-2，3，6-三甲基苯醚共聚物，例如描述于US 6,407,200(Singh等)和US6,437,084(Birsak等)的那些。
用凝膠滲透色譜法測定，通常所述聚(亞芳基醚)的數(shù)均分子量為約3,000-40,000原子質(zhì)量單位(amu)，重均分子量為約20,000-80,000amu。于25℃下，在氯仿中測定，所述聚(亞芳基醚)的特性粘度(IV)可為約0.10-約0.60分升/克(dl/g)。在該范圍內(nèi)優(yōu)選IV小于或等于約0.48dl/g，更優(yōu)選小于或等于約0.40dl/g。在該范圍內(nèi)還優(yōu)選IV大于或等于約0.29dl/g，更優(yōu)選IV大于或等于約0.33dl/g。還可使用高特性粘度的聚(亞芳基醚)和低特性粘度的聚(亞芳基醚)的組合。當使用兩種特性粘度的聚(亞芳基醚)時，兩種聚(亞芳基醚)的確切比率在一定程度上取決于使用的聚(亞芳基醚)的確切的特性粘度和所需的最終的物理性能。
合適的聚(亞芳基醚)包括但不局限于聚(2，6-二甲基-1，4-亞苯基醚)、聚(2，3，6-三甲基-1，4-亞苯基)醚、2，6-二甲基苯醚-2，3，6-三甲基苯醚共聚物、聚(2，6-二乙基-1，4-亞苯基)醚、聚(2-甲基-6-丙基-1，4-亞苯基)醚、聚(2，6-二丙基-1，4-亞苯基)醚、聚(2-乙基-6-丙基-1，4-亞苯基)醚、聚(2，6-二月桂基-1，4-亞苯基)醚、聚(2，6-二苯基-1，4-亞苯基)醚、聚(2，6-二甲氧基-1，4-亞苯基)醚、聚(2，6-二乙氧基-1，4-亞苯基)醚、聚(2-甲氧基-6-乙氧基-1，4-亞苯基)醚、聚(2-乙基-6-硬脂酰氧基-1，4-亞苯基)醚、聚(2，6-二氯-1，4-亞苯基)醚、聚(2-甲基-6-苯基-1，4-亞苯基)醚、聚(2-乙氧基-1，4-亞苯基)醚、聚(2-氯-1，4-亞苯基)醚、聚(2，6-二溴-1，4-亞苯基)醚、聚(3-溴-2，6-二甲基-1，4-亞苯基)醚或上述聚(亞芳基醚)的混合物。
合適的可堿滴定的官能的聚(亞芳基醚)樹脂包括但不局限于那些通過與適當?shù)乃峄蛩狒倌芑噭┓磻?yīng)制備的物質(zhì)。例如可使用那些通過聚(亞芳基醚)與以下化合物的熔融反應(yīng)制備的物質(zhì)α，β不飽和羰基化合物，包括馬來酸酐、馬來酸、富馬酸、檸康酸酐、檸康酸、衣康酸酐、衣康酸、烏頭酸酐、烏頭酸及其酯和胺；α-羥基羰基化合物，包括羧酸，例如檸檬酸和馬來酸；5-羥基苯-1，2，4-三羧酸酸酐的衍生物，例如5-乙?；?衍生物或4-酯-衍生物例如苯基酯；1，2，4-苯三酸酐芳基酯，包括1，2，4-苯三酸酐苯基水楊酸酯(trimelliticanhydride phenyl salicylate)；以及包含至少一種上述物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物和組合物?；蛘?，可在合適的溶劑中用酸性基團或潛酸性基團將聚(亞芳基醚)官能化。這些方法的實例有在四氫呋喃(THF)中金屬化聚(亞芳基醚)，隨后用二氧化碳猝滅或者在甲苯溶液中用1，2，4-苯三酸酐酰氯封端聚(亞芳基醚)。通?？墒褂谜妓鼍蹃啽交押退鲈噭┛傊亓康纳儆诨虻扔诩s10％的官能化試劑，優(yōu)選少于或等于約6％，特別優(yōu)選約1.5-約4％。
在一個實施方案中，所述聚(亞芳基醚)包括封端的聚(亞芳基醚)?？刹捎梅舛藖斫档驮诰?亞芳基醚)鏈上的末端羥基的氧化。例如可通過?；磻?yīng)用鈍化封端劑封端來使末端羥基失去活性。希望所選的封端劑能使聚(亞芳基醚)的活性減少，從而降低或防止在升高的溫度下加工的過程中聚合物鏈交聯(lián)和形成凝膠或黑斑。合適的封端劑的實例有水楊酸、鄰氨基苯甲酸的酯或其取代的衍生物等，優(yōu)選水楊酸的酯，特別是水楊酸碳酸酯(salicylic carbonate)和線形聚水楊酸酯。本文使用的術(shù)語“水楊酸的酯”包括其中羧基、羥基或二者被酯化的化合物。合適的水楊酸酯的實例有水楊酸芳酯，例如水楊酸苯基酯、乙?；畻钏?、水楊酸碳酸酯和聚水楊酸酯，包括線形聚水楊酸酯和環(huán)狀化合物，例如二水楊酸內(nèi)酯和三水楊酸內(nèi)酯。優(yōu)選的封端劑為水楊酸碳酸酯和聚水楊酸酯，特別是線形聚水楊酸酯。封端時，聚(亞芳基醚)可以任何希望的程度封端，最高達80％，更優(yōu)選最高達約90％，甚至更優(yōu)選最高達100％的羥基被封端。合適的封端的聚(亞芳基醚)及其制備方法描述于US 4,760,118(White等)和6,306,978(Braat等)。
還認為用聚水楊酸酯封端聚(亞芳基醚)降低了聚(亞芳基醚)鏈中的氨基烷基端基的量。所述氨基烷基由在制備聚(亞芳基醚)的過程中使用胺的氧化偶聯(lián)反應(yīng)產(chǎn)生。所述在聚(亞芳基醚)的末端羥基鄰位的氨基烷基在高溫下易分解。認為分解導致再次形成伯胺或仲胺，產(chǎn)生醌甲基化物端基，該端基可再次產(chǎn)生2，6-二烷基-1-羥基苯基端基。認為用聚水楊酸酯封端含有氨基烷基的聚(亞芳基醚)除去了這種氨基，得到聚合物鏈的封端的末端羥基，并形成2-羥基-N，N-烷基苯甲酰胺(水楊酰胺)。除去氨基并封端使得聚(亞芳基醚)在高溫下更穩(wěn)定，從而導致在加工聚(亞芳基醚)的過程中降解產(chǎn)物(例如凝膠或黑斑)更少。
基于以上的說明，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，顯然所考慮的聚(亞芳基醚)樹脂可包括許多目前已知的聚(亞芳基醚)樹脂，而不論其結(jié)構(gòu)單元的變化或輔助的化學特性。
通常在催化劑體系和溶劑存在下，通過至少一種一羥基的芳族化合物的氧化偶聯(lián)反應(yīng)制備聚(亞芳基醚)。不特別限定用于聚(亞芳基醚)合成的一元酚。合適的一羥基的芳族化合物包括下式(II)的化合物 其中Q1各自獨立為鹵素、伯或仲低級烷基(例如含有最高達7個碳原子的烷基)、苯基、鹵代烷基、氨基烷基、烴氧基或鹵素和氧原子被至少兩個碳原子分隔的鹵代烴氧基等；Q2各自獨立為氫、鹵素、伯或仲低級烷基、苯基、鹵代烷基、烴氧基或鹵素和氧原子被至少兩個碳原子分隔的鹵代烴氧基等。優(yōu)選各Q1為烷基或苯基，特別是C1-4烷基，各Q2為氫或C1-4烷基。優(yōu)選的一元酚包括2，6-二甲基苯酚和2，3，6-三甲基苯酚。
在一個實施方案中，所述一元酚為純度大于約99％重量，優(yōu)選大于99.67％重量，更優(yōu)選大于99.83％重量的2，6-二甲基苯酚。優(yōu)選所述2，6-二甲基苯酚包含少于約0.004％重量的苯酚，更優(yōu)選少于0.003％重量的苯酚。優(yōu)選所述2，6-二甲基苯酚包含少于約0.12％重量的甲酚，更優(yōu)選少于0.087％重量的甲酚。甲酚的實例有鄰-甲酚、間-甲酚、對-甲酚或包含至少一種上述甲酚的組合物。在一個優(yōu)選的實施方案中，所述2，6-二甲基苯酚包含少于約0.107％重量，優(yōu)選少于0.084％重量的其他單-、二-和/或三烷基苯酚。所述其他單-、二-和/或三烷基苯酚的實例有2，3，6-三甲基苯酚、2，6-乙基甲基苯酚、2-乙基苯酚、2，4，6-三甲基苯酚或包含至少一種上述其他單-、二-和/或三烷基苯酚的組合。在另一個優(yōu)選的實施方案中，優(yōu)選所述2，6-二甲基苯酚包含少于約0.072％重量的除2，6-二甲基苯酚以外的另一種二甲基苯酚，更優(yōu)選少于約0.055％重量的另一種二甲基苯酚。所述其他二甲基苯酚可為2，4-二甲基苯酚、2，3-二甲基苯酚、2，5-二甲基苯酚、3，5-二甲基苯酚、3，4-二甲基苯酚或包含至少一種上述二甲基苯酚的組合。認為最大程度地減少2，6-二甲基苯酚單體中的苯酚、甲酚、其他二甲基苯酚和單-、二-和/或三烷基苯酚的含量可減少不希望的支化或鏈終止反應(yīng)，有助于保持所得到的聚苯醚的物理性能的完整性。
所述一元酚的氧化偶聯(lián)反應(yīng)使用含氧的氣體，通常為氧氣(O2)或空氣，優(yōu)選氧。
適用于所述氧化偶聯(lián)反應(yīng)的有機溶劑包括脂肪醇、酮、脂族和芳族烴、氯代烴、硝基烴、醚、酯、酰胺、混合的醚-酯、亞砜等以及包含至少一種上述有機溶劑的組合，條件是所述有機溶劑不能影響或進行氧化反應(yīng)。優(yōu)選的溶劑包括C6-C18芳烴，例如苯、甲苯和二甲苯；鹵代烴，例如二氯甲烷和氯仿；以及鹵代的芳烴，例如氯苯和二氯苯。
除了C6-C18芳烴以外，所述溶劑還可包括對聚(亞芳基醚)為不良溶劑的C3-C8脂肪醇，例如正丙醇、異丙醇、正丁醇、叔丁醇、正戊醇等以及包含至少一種上述C3-C8脂肪醇的組合。除了C6-C18芳烴和C3-C8脂肪醇以外，所述溶劑還可包括用作所述聚(亞芳基醚)的抗溶劑的甲醇或乙醇。所述C6-C18芳烴、C3-C8脂肪醇和甲醇或乙醇可以任意比例組合，但是在某些實施方案中，優(yōu)選所述溶劑包含至少約50％重量的C6-C18芳烴。
通?？捎玫拇呋瘎w系包含至少一種重金屬化合物，例如銅、錳或鈷化合物，通常與各種其他材料組合使用。合適的催化劑體系包括氯化亞銅、氯化銅、溴化亞銅、溴化銅、硫酸亞銅、硫酸銅、硫酸四胺合亞銅(cuprous tetraamine sulfate)、硫酸四胺合銅、乙酸亞銅、乙酸銅、丙酸亞銅、丁酸銅、月桂酸銅、棕櫚酸亞銅和苯甲酸亞銅以及類似的錳鹽和鈷鹽。除了直接加入上述示例性的金屬鹽以外，還可加入金屬或金屬氧化物和無機酸、有機酸或這種酸的水溶液，形成相應(yīng)的金屬鹽或水合物。
所述催化劑體系還可與單-或二烷基胺、芳胺或N，N′-二烷基亞烷基二胺絡(luò)合。合適的伯、仲或叔胺的非限制性的實例有單-和二甲胺、單-和二乙胺、單-和二丙胺、單-和二丁胺、單-和二芐胺、單-和二環(huán)己胺、單-和二乙醇胺、甲基乙胺、甲基丙胺、甲基環(huán)己胺、乙基異丙胺、芐基甲胺、辛基氯芐胺、甲基苯乙胺、芐基乙胺、二甲基丁胺、N，N′-二烷基乙二胺例如N，N′-二叔丁基乙二胺和N，N′-二異丙基乙二胺、N，N，N′-三烷基乙二胺、N，N′-二烷基丙二胺和N，N，N′-三烷基丙二胺。
已知的制備聚苯醚的方法有EP 1167421A2、EP 1167419A2和EP1167420Al，所有的這些專利文獻通過引用結(jié)合到本文中來。制備聚苯醚的其他方法例如描述于US 6,407,200、5,250,486、5,017,655、4,092,294、4,083,828、4,054,553、3,962,181、3,838,102、3,733,299、3,661,848、3,642,699、3,639,656、3,365,422、3,306,875和3,306,874?；谏鲜龇椒?，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，顯然所考慮的聚(亞芳基醚)可由所有目前已知的方法制備，而不論加工條件、試劑或催化劑的變化。
在一個實施方案中，通過沉淀分離所述聚(亞芳基醚)，優(yōu)選銅含量少于約15ppm，更優(yōu)選少于5ppm。此外，已沉淀的聚苯醚包含少于約1.27％重量，優(yōu)選少于1.18％重量的可滴定的胺?？傻味ǖ陌泛刻邔е戮郾矫训臍馕短兀泛刻涂蓪е戮酆衔锏臋C械性能差。在另一個實施方案中，在分離聚苯醚之前，將所述聚苯醚反應(yīng)混合物過濾，以除去至少部分凝膠和其他顆粒。
本文使用的術(shù)語“聚(烯基芳烴)樹脂”包括由本領(lǐng)域已知的方法制備的聚合物，所述方法包括本體聚合、懸浮聚合和乳液聚合，所述聚(烯基芳烴)樹脂包含至少25％重量的衍生自具有結(jié)構(gòu)(III)的烯基芳族單體的結(jié)構(gòu)單元 其中R1為氫、C1-C8烷基或鹵素；Z1為乙烯基、鹵素或C1-C8烷基；p為0-5。優(yōu)選的烯基芳族單體包括苯乙烯、氯苯乙烯和乙烯基甲苯。所述聚(烯基芳烴)樹脂包括烯基芳族單體的均聚物；烯基芳族單體(如苯乙烯)與一種或多種不同的單體(例如丙烯腈、丁二烯、α-甲基苯乙烯、乙基乙烯基苯、二乙烯基苯和馬來酸酐)的無規(guī)共聚物；以及包含橡膠改性劑的共混物和/或接枝物(graft)和烯基芳族單體(如上所述)的均聚物的橡膠改性的聚(烯基芳烴)樹脂，其中所述橡膠改性劑可為至少一種C4-C10非芳族二烯單體(例如丁二烯或異戊二烯)的聚合產(chǎn)物，其中所述橡膠改性的聚(烯基芳烴)樹脂包含約98-約70％重量的烯基芳族單體的均聚物和約2-約30％重量的橡膠改性劑，優(yōu)選約88-約94％重量的烯基芳族單體的均聚物和約6-約12％重量的橡膠改性劑。這些橡膠改性的聚苯乙烯包括高抗沖聚苯乙烯(通常稱為HIPS)。
所述聚(烯基芳烴)樹脂還包括非彈性體嵌段共聚物，例如苯乙烯和一種或多種聚烯烴的二嵌段、三嵌段和多嵌段共聚物。還可使用具有線形嵌段、星形(radial)嵌段或遞變嵌段共聚物結(jié)構(gòu)的苯乙烯和丁二烯的非彈性體嵌段共聚物組合物，其中丁二烯的含量最高達約35％重量。這些物質(zhì)為商品，例如購自Atofina的商標為FINACLEAR的商品和購自Chevron Phillips Chemical Company的商標為K-RESINS的商品。
所述聚(烯基芳烴)樹脂還可包括苯乙烯-聚烯烴-甲基丙烯酸甲酯的嵌段共聚物，特別是包含聚苯乙烯、1，4-聚丁二烯和間同立構(gòu)的聚甲基丙烯酸甲酯的苯乙烯-(β-1，4-丁二烯)-(β-甲基丙烯酸甲酯)共聚物(SBM)，購自Atofina。購自Atofina的SBM嵌段共聚物包括AF-X223、AF-X333、AF-X012、AF-X342、AF-X004和AF-X250。
優(yōu)選的聚(烯基芳烴)為烯基芳族單體(III)的均聚物，其中R1為氫、低級烷基或鹵素；Z1為乙烯基、鹵素或低級烷基；p為0-5。特別優(yōu)選的烯基芳族單體的均聚物為衍生自苯乙烯的均聚物(即均聚聚苯乙烯)。優(yōu)選所述均聚聚苯乙烯包含至少其重量的99％，更優(yōu)選100％的苯乙烯。
所述聚(烯基芳烴)樹脂的立體有規(guī)性可為無規(guī)立構(gòu)的或間同立構(gòu)的。高度優(yōu)選的聚(烯基芳烴)樹脂包括無規(guī)立構(gòu)和間同立構(gòu)的均聚聚苯乙烯。合適的無規(guī)立構(gòu)的均聚聚苯乙烯為商品，例如EB3300(購自Chevron)和P1800(購自BASF)。有時本文中無規(guī)立構(gòu)的均聚聚苯乙烯稱為“晶體聚苯乙烯”樹脂?？捎玫拈g同立構(gòu)的聚苯乙烯樹脂(SPS)為購自The Dow Chemical Company的商標為QUESTRA的商品。
所述聚(烯基芳烴)的數(shù)均分子量可為約20,000-100,000原子質(zhì)量單位(amu)，重均分子量為約10,000-300,000amu。
所制得的已過濾的聚合物材料可包含占所述聚(烯基芳烴)和聚(亞芳基醚)樹脂總重量的約90-約10％的聚(亞芳基醚)和約10-約90％的聚(烯基芳烴)。在該范圍內(nèi)聚(亞芳基醚)的量可小于或等于約80％重量，優(yōu)選小于或等于約70％重量，更優(yōu)選小于或等于約60％重量。在該范圍內(nèi)聚(亞芳基醚)的量還可大于或等于約20％重量，更優(yōu)選大于或等于約30％重量，還更優(yōu)選大于或等于約40％重量。在該范圍內(nèi)聚(烯基芳烴)的量可小于或等于約80％重量，優(yōu)選小于或等于約70％重量，更優(yōu)選小于或等于約60％重量。在該范圍內(nèi)聚(烯基芳烴)的量還可大于或等于約20％重量，優(yōu)選大于或等于約30％重量，更優(yōu)選大于或等于約40％重量。
所述聚合物組合物還可包含各種抗沖改性劑用以改進所述組合物的延展性。可用的抗沖改性劑包括彈性體嵌段共聚物，例如A-B-A三嵌段共聚物和A-B二嵌段共聚物以及其他多嵌段，例如A-B-A-B和B-A-B-A-B嵌段共聚物。這些多種嵌段共聚物為包含烯基芳烴嵌段(通常為苯乙烯嵌段)和橡膠嵌段(如可部分或完全氫化丁二烯嵌段)的熱塑性橡膠。典型的嵌段共聚物的實例有聚苯乙烯-聚丁二烯(SBR)、聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)(SEP)、聚苯乙烯-聚異戊二烯、聚(α-甲基苯乙烯)-聚丁二烯、聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯(SBS)、聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯(SEBS)、聚苯乙烯-聚異戊二烯-聚苯乙烯和聚(α-甲基苯乙烯)-聚丁二烯-聚(α-甲基苯乙烯)及其選擇性氫化的變體。為了在長時間高溫老化或經(jīng)高溫加工后保持其物理性能，通常優(yōu)選部分或完全氫化的嵌段共聚物。當制成各種制品時，為了保持光學透明性，可調(diào)節(jié)嵌段的大小?？捎玫那抖喂簿畚餅閬碜远喾N來源的商品，包括購自Phillips Petroleum Co.，LTD.的商標為SOLPRENE的商品、購自Kraton polymers的商標為KRATON的商品、購自Dexcopolymers LP的商品名為VECTOR的商品、購自Asahi Kasei ChemicalCorporation的商品名為ASAFLEX和TUFTEC的商品以及購自Kuraray Co.，LTD.的商標為SEPTON的商品。
其他可用的抗沖改性劑包括通常所說的由橡膠狀的核和其上接枝的一種或多種殼組成的核殼聚合物。所述核通常主要由丙烯酸酯橡膠、丁二烯橡膠或硅基橡膠組成。可在所述核上接枝一種或多種殼。通常這些殼大部分由乙烯基芳族化合物和/或丙烯腈和/或(甲基)丙烯酸烷基酯和/或(甲基)丙烯酸組成。在一個優(yōu)選的實施方案中，為了使抗沖改性劑與所述聚合物組合物的相容性好，所述殼主要衍生自乙烯基芳族化合物，優(yōu)選苯乙烯和/或α-甲基苯乙烯。通常所述核和/或一種或多種殼包含可用作交聯(lián)劑和/或接枝劑的多官能的化合物。通常使用公知的乳液化學方法，多步法制備這些聚合物。當制成各種制品時，為了保持光學透明性并提高延展性，可調(diào)節(jié)這些聚合物的粒徑和組成。這些核-殼聚合物為來自多種來源的商品，包括購自Rohm and Haas Company的商品名為PARALOID的商品。
其他抗沖改性劑包括聚(亞芳基醚)和聚硅氧烷的嵌段和接枝共聚物。通常更優(yōu)選具有A-B和A-B-A結(jié)構(gòu)的嵌段共聚物，其中A嵌段表示聚(亞芳基醚)。這些共聚物的制備在本領(lǐng)域是公知的，通常包括用聚(亞芳基醚)再分配羥基封端的硅氧烷。(至少部分)基于所需的已過濾的聚合物組合物的所需物理性能，可很容易地最佳化各組分即羥基封端的硅氧烷和聚(亞芳基醚)的分子量及其重量比率。
所述抗沖改性劑可以能有效改進組合物的延展性的量存在于所述聚合物組合物中，其用量通常占所述聚合物組合物總重量的最高達約12.0％，或更優(yōu)選約6.0％。
除了聚(亞芳基醚)和/或聚(烯基芳烴)以外，所考慮的已過濾的聚合物材料還包含其他樹脂。這些其他樹脂的實例有聚酰胺、聚(苯硫醚)、聚醚酰亞胺、聚烯烴等。
所述已過濾的聚合物材料還可任選包含添加劑，所述添加劑選自阻燃劑、脫模劑、其他潤滑劑、抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑、紫外線穩(wěn)定劑、顏料、染料、著色劑、抗靜電劑、導電劑、填料等以及包含至少一種上述添加劑的組合。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可選擇具體的添加劑及其用量。如果在過濾之前所述聚合物材料中存在添加劑，應(yīng)選擇該添加劑以便不影響所選方法的具體的過濾體系。任選在過濾步驟之后，采用本領(lǐng)域已知的方法，在分離已過濾的聚合物材料之前或之后加入添加劑。此外，對于某些應(yīng)用，添加劑的存在必須不能對由所述材料模塑的制品的表面性能或徑向傾斜性能有不利的影響。當模塑填充的制品時，在模塑過程中需要特定的加工條件以保證該制品的表面足夠光滑。
本領(lǐng)域已知的顏料和染料的實例有“Plastic AdditivesHahdbook(塑料添加劑手冊)，第4版”，R.Gachter和H.Muller(編輯)，P.P.Klemchuck(聯(lián)合編輯)Hansen Publishers，New York 1993的“Colorants(著色劑)”一章中描述的那些。
著色劑包括有機和無機顏料和染料。合適的無機著色劑包括炭黑、氧化鐵、二氧化鈦、氧化鋅、硫化鋅等。合適的有機著色劑包括以下化學品二苯并[cd，jk]芘-5，10-二酮、蒽醌、苯并咪唑酮、二酮基吡咯并吡咯、二嗪、重氮染料、陰丹酮、異吲哚啉、異吲哚啉酮、萘酚、索南士、苝、酞菁、皮蒽酮、喹吖啶酮、奎酞酮等。
所述已過濾的聚合物材料還可包含阻燃劑，所述阻燃劑包括非鹵代的阻燃劑(例如磷酸酯阻燃劑)和鹵代的阻燃劑。合適的阻燃劑的實例有“Plastic Additives Handbook(塑料添加劑手冊)”的“FlameRetardants(阻燃劑)”一章中描述的那些。
在一個實施方案中，在熔體過濾之前，可將聚(亞芳基醚)和/或聚(烯基芳烴)溶解于合適的溶劑中以形成溶液，可通過一個或多個溶液過濾體系過濾，形成濾液?？蓪⒕?亞芳基醚)和/或聚(烯基芳烴)與濾液分離，隨后將其引入形成熔體的擠出機。任選將該濾液濃縮至一定重量百分比的固含量，形成濃縮物，隨后加至包括熔體過濾體系的擠出機中。包含聚(亞芳基醚)和/或聚(烯基芳烴)的濃縮物的固含量可占所述聚合物材料和溶劑總重量的約10-約99％。
適用于上述實施方案的待過濾的溶液的溶劑包括鹵代的芳族溶劑、鹵代的脂族溶劑、非鹵代的芳族溶劑、非鹵代的脂族溶劑或其混合物。合適的鹵代的芳族溶劑包括但不局限于鹵代苯、鄰-二氯苯、氯苯等。合適的鹵代的脂族溶劑包括但不局限于氯仿、二氯甲烷、1，2-二氯乙烷等。合適的非鹵代的芳族溶劑包括但不局限于苯、甲苯、二甲苯、甲氧基苯、硝基苯等。合適的非鹵代的脂族溶劑包括但不局限于丙酮、乙酸乙酯等。這些溶劑可與用于制備聚(亞芳基醚)樹脂的方法中使用的聚合反應(yīng)的溶劑相同。
合適的溶液過濾體系包括由各種材料制成的過濾器，所述材料例如但不局限于燒結(jié)金屬纖維、濾布、聚合物纖維、天然纖維、紙、金屬網(wǎng)孔、漿粕、陶瓷或上述材料的組合等。
用于溶液過濾體系的過濾器的形狀可為圓錐形、褶狀、棒、堆、扁平的、卷繞的或上述形狀的組合等。
用于溶液過濾體系的過濾器的孔徑可為0.01-100微米的任何尺寸或更大。在該范圍內(nèi)孔徑可小于或等于約50微米，優(yōu)選小于或等于約20微米，更優(yōu)選小于或等于約15微米。在該范圍內(nèi)孔徑還可大于或等于約0.1微米，更優(yōu)選大于或等于約3微米，特別優(yōu)選大于或等于約5微米。
合適的溶液過濾方法可包括重力過濾、加壓過濾、真空過濾、間歇式過濾、連續(xù)過濾或上述過濾方法的組合等。
不特別限定將聚(亞芳基醚)和/或聚(烯基芳烴)從濾液中分離的方法。通常優(yōu)選那些不將大量的雜質(zhì)和黑斑重新引入已過濾的材料中的分離方法和相關(guān)的方法。本領(lǐng)域已知的從樹脂中除去溶劑的合適的方法通常是可用的。這些方法包括但不局限于沉淀、蒸餾、噴霧干燥、薄膜蒸發(fā)、脫揮發(fā)組分和使用閃蒸器蒸發(fā)溶劑。本文所述的幾種分離方法可單獨使用或組合使用。分離時，所述聚(亞芳基醚)和/或聚(烯基芳烴)可為粉末、粒料、薄片或直接將來自分離過程的物料進入包括熔體過濾體系的擠出機中。
許多上述分離方法可用于濃縮濾液，而無需將將溶劑從濾液中完全除去，而是提供可加至使用熔體過濾器的擠出機中的固含量提高的濃縮物。當將濃縮物加至擠出機時，優(yōu)選擠出機為能除去熔體中的溶劑的脫揮發(fā)組分擠出機。
脫揮發(fā)組分擠出機和脫揮發(fā)組分方法是本領(lǐng)域已知的，通常包括配備用于除去溶劑的多個放空區(qū)的雙螺桿擠出機。通常脫揮發(fā)組分擠出機包含適用于以下操作的具有多種類型的構(gòu)件的螺桿，例如單一加料、脫揮發(fā)組分和形成液封。這些構(gòu)件包括用于單向傳輸?shù)恼蚵菁y螺桿構(gòu)件和提供充分混合和/或產(chǎn)生密封的反向螺紋和圓筒形構(gòu)件。特別可用的有反向旋轉(zhuǎn)、非嚙合雙螺桿擠出機，其中通常一個螺桿比另一個螺桿長，以促進待擠出的材料有效流經(jīng)模頭。這種設(shè)備可購自各生產(chǎn)商，包括Welding Engineers，Inc。
在一個實施方案中，分離過程包括預(yù)濃縮濾液(部分蒸發(fā)溶劑)和脫揮發(fā)組分擠出步驟。在預(yù)濃縮過程中，通過蒸發(fā)除去大部分溶劑，優(yōu)選在升高的溫度和/或升高的壓力下進行，溫度例如約150-約300℃，更優(yōu)選約180-約260℃，壓力例如約2-約75巴，更優(yōu)選約5-約50巴。預(yù)濃縮除去存在于濾液中的約1.0-99％的溶劑。在該范圍內(nèi)優(yōu)選除去少于或等于約90％，更優(yōu)選少于或等于約80％的溶劑。預(yù)濃縮之后進行脫揮發(fā)組分擠出步驟，以除去殘余的溶劑。
如果在脫揮發(fā)組分步驟之前采取預(yù)濃縮步驟，則優(yōu)選將濾液濃縮至固含量占溶劑和聚合物材料總重量的約10-約99％?？赏ㄟ^脫揮發(fā)組分過程將濾液的已濃縮溶液從剩余的溶劑中分離。
在另一個實施方案中，純化聚合物材料的方法包括在雙螺桿擠出機中熔融共混聚(亞芳基醚)和聚(烯基芳烴)以形成熔體，隨后通過熔體過濾體系熔體過濾所述熔體，以制備已過濾的聚合物材料；其中擠出機的比擠出速率為約0.5-約8kg/cm3。
在一個實施方案中，純化聚合物材料的方法包括在擠出機中熔融共混占聚苯醚和聚苯乙烯總重量的約60-約30％的聚苯醚和約40-約70％的聚苯乙烯以形成熔體；隨后通過熔體過濾體系熔體過濾所述熔體，以制備已過濾的聚合物材料，其中所述已過濾的聚合物材料基本不含可見的顆粒雜質(zhì)；其中熔體在擠出機中的平均停留時間小于或等于約1分鐘。
在再一個實施方案中，由本文所述的任一種方法制備的已過濾的聚合物材料制備制品。特別優(yōu)選的制品包括數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，例如但不局限于光學、磁性或磁光數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)。這種介質(zhì)包括CD、RW-CD、DVD、用于數(shù)據(jù)庫技術(shù)的高密度碟(DVR，例如BLU-RAY碟)等。
在一個優(yōu)選的實施方案中，用本文所述的任一種方法制備的已過濾的聚合物材料制備用于存儲介質(zhì)的底材層。優(yōu)選這些存儲介質(zhì)能用405nm波長的光源閱讀，且優(yōu)選物鏡標稱孔徑(aperture)為0.85。或者，優(yōu)選這些存儲介質(zhì)能用450nm波長且物鏡標稱孔徑為0.65的光源閱讀。為了提高存儲介質(zhì)的整體容量，還考慮波長降低且物鏡標稱孔徑更大的介質(zhì)，但是有可能降低光學耐受性。
可由多種模塑和加工技術(shù)來制備制品。合適的制備制品的技術(shù)包括注塑、發(fā)泡法、注射壓塑、旋轉(zhuǎn)模塑、二次注射模塑(two shotmolding)、微孔模塑、薄膜流延、擠塑、壓塑、吹塑、直接模塑(通常參考WO 02/43943(Adedeji等))等。
在一個實施方案中，通過注塑聚(亞芳基醚)和聚(烯基芳烴)的已過濾的聚合物組合物，通過控制注塑參數(shù)使形成的碟底材的模塑應(yīng)力下降。該底材的模塑應(yīng)力下降使得碟組件的尺寸穩(wěn)定性提高，從而當該組件暴露于升高的溫度下時，傾斜程度最小。當注塑聚(亞芳基醚)和聚(烯基芳烴)的已過濾的聚合物組合物時，熔體溫度可為約330-約370℃。在該范圍內(nèi)優(yōu)選熔體溫度大于或等于約340℃，更優(yōu)選大于或等于約350℃。在該范圍內(nèi)還優(yōu)選熔體溫度小于或等于約360℃，更優(yōu)選小于或等于約355℃。
在上一個實施方案中，模塑溫度可為約90-約130℃。在該范圍內(nèi)模塑溫度可大于或等于約100℃，優(yōu)選大于或等于約110℃，更優(yōu)選大于或等于約115℃。在該范圍內(nèi)還優(yōu)選模塑溫度小于或等于約125℃，更優(yōu)選小于或等于約120℃。合模力噸數(shù)可大于或等于約12噸，優(yōu)選大于或等于約20噸，更優(yōu)選大于或等于約35噸。
當由已過濾的聚合物組合物注塑制備底材時，冷卻時間可為約1-約35秒。在該范圍內(nèi)優(yōu)選冷卻時間大于或等于約5秒，更優(yōu)選大于或等于約7秒，還更優(yōu)選大于或等于約12秒。在該范圍內(nèi)冷卻時間還可小于或等于約25秒，優(yōu)選小于或等于約20秒，更優(yōu)選小于或等于約15秒。
此外，當由已過濾的聚合物組合物注塑制備底材時，保壓壓力可為約1-約40kgf/cm2。在該范圍內(nèi)優(yōu)選保壓壓力大于或等于約5kgf/cm2，更優(yōu)選大于或等于約10kgf/cm2，還更優(yōu)選大于或等于約15kgf/cm2。在該范圍內(nèi)固定壓力還可小于或等于約35kgf/cm2，優(yōu)選小于或等于約30kgf/cm2，更優(yōu)選小于或等于約25kgf/cm2。
如果已過濾的聚合物材料用于形成數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)底材，在本領(lǐng)域已知的常規(guī)的方法中，特別是可使用以下方法將所需各層應(yīng)用在所述聚合物材料底材之上，例如電鍍、涂布技術(shù)(旋涂、噴涂、蒸氣淀積、絲網(wǎng)印刷、油漆、浸涂、濺射、真空淀積、電沉積、液面涂布等)、層壓、數(shù)據(jù)沖壓(data stamping)、壓花、表面拋光、固定以及包括至少一種上述方法的組合?；旧峡扇芜x在所述底材的一側(cè)或兩側(cè)上原位形成具有所需表面特性的底材，在一側(cè)或兩側(cè)上還形成數(shù)據(jù)存儲層(例如磁光材料)和任選的保護層、介電層和/或反射層。所述底材可具有基本均勻的、遞變的、凹的或凸的形狀，任選使用各種類型和形狀的增強層，以增強硬度而不會對表面的完整性和光滑性有不利的影響。
一種聚合物材料存儲介質(zhì)的實例包括注塑的可任選包括空的(氣泡、腔等)或填充的(各種形式的金屬、塑料、玻璃、陶瓷等，例如金屬絲、球形等)中心的已過濾的聚合物材料底材。在所述底材上排列的包括以下的各層數(shù)據(jù)層、一層或多層介電層、反射層和/或保護層。這些層包含常規(guī)的材料，根據(jù)制備的介質(zhì)的類型排列。例如，對于第一表面介質(zhì)，與所述底材接觸排列的各層可為保護層、介電層、數(shù)據(jù)存儲層、介電層和反射層。可由本文所述的聚合物材料制備的優(yōu)選的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)公開于2003年8月26日提交的并與本申請同時待審的題目為“SUBSTRATE AND STORAGE MEDIA FORDATA PREPARED THEREFROM”的申請系列第10/648609號。
在一個實施方案中，所述存儲介質(zhì)包括底材層，優(yōu)選所述底材層的厚度為1.1mm，采用本文所述的任一種方法由已過濾的聚合物組合物制備。所述存儲介質(zhì)還包括與所述底材層相鄰的數(shù)據(jù)層和與所述數(shù)據(jù)層相鄰并與所述底材層相對的覆蓋層，組成底材層-數(shù)據(jù)層-覆蓋層結(jié)構(gòu)，但是其他層(例如反射層和粘合層)可置于該結(jié)構(gòu)的順序之間。所述覆蓋層的厚度等于或小于100微米，光源通過該覆蓋層可讀、寫或讀和寫所述數(shù)據(jù)。上述結(jié)構(gòu)通常稱為“單層碟”。在另一個實施方案中，存儲介質(zhì)的底材層采用本文所述的任一種方法由所述已過濾的聚合物材料制備，優(yōu)選所述底材層的厚度為1.1mm，所述存儲介質(zhì)還包括與所述底材層相鄰的第一記錄層，接著是25微米厚的間隔層、第二記錄層和75微米厚的覆蓋層，光源通過該覆蓋層可讀、寫或讀和寫記錄層中的數(shù)據(jù)。上述各層的排列通常稱為“雙層碟”。在所有的情況下，重要的是所述覆蓋層的厚度高度精確，對激光(例如405nm)的透過率高，且雙折射低。此外，對于未裝在保護殼中的存儲介質(zhì)來說，需要所述覆蓋層耐劃傷和耐指印。因此，在許多情況下，所述覆蓋層包含具有所需厚度的多層組合。例如所需的100微米的“覆蓋層”可包含98微米實際的覆蓋層和2微米硬涂層以獲得所需的耐劃傷和耐指印性。
采用本文所述的任一種方法由所述已過濾的聚合物材料制備的底材層和所述覆蓋層之間的實際的層的組成可根據(jù)存儲介質(zhì)的數(shù)據(jù)格式而變化。例如，對于只讀、只寫一次介質(zhì)和可重寫的介質(zhì)以及單層和雙層介質(zhì)和不同的波長和物鏡標稱孔徑使用不同的層。采用本文所述的任一種方法制備的已過濾的聚合物材料被考慮用作存儲介質(zhì)的底材層，而不必考慮輔助層。
應(yīng)清楚的是，本發(fā)明包括一種聚(亞芳基醚)/聚(烯基芳烴)組合物以及制備該組合物的方法，每克所述組合物平均含有少于1個，優(yōu)選少于0.5個，更優(yōu)選不含平均直徑為175微米，優(yōu)選140微米，更優(yōu)選100微米的顆粒。應(yīng)清楚的是，本發(fā)明包括一種聚(亞芳基醚)/聚(烯基芳烴)組合物以及制備該組合物的方法，每克所述組合物平均含有少于10個，優(yōu)選少于5個，更優(yōu)選少于3個平均直徑為50微米的顆粒。應(yīng)清楚的是，本發(fā)明包括一種聚(亞芳基醚)/聚(烯基芳烴)組合物以及制備該組合物的方法，每克所述組合物平均含有少于10個，優(yōu)選少于5個，更優(yōu)選少于3個平均直徑為40微米的顆粒。應(yīng)清楚的是，本發(fā)明包括一種聚(亞芳基醚)/聚(烯基芳烴)組合物以及制備該組合物的方法，每克所述組合物平均含有少于30個，優(yōu)選少于20個，更優(yōu)選少于10個，還更優(yōu)選少于5個平均直徑為30微米的顆粒。此外，應(yīng)清楚的是，本發(fā)明包括一種聚(亞芳基醚)/聚(烯基芳烴)組合物以及制備該組合物的方法，每克所述組合物平均含有少于200個，優(yōu)選少于50個，更優(yōu)選少于40個，還更優(yōu)選少于25個平均直徑為20微米的顆粒。應(yīng)清楚的是，本發(fā)明包括一種聚(亞芳基醚)/聚(烯基芳烴)組合物以及制備該組合物的方法，每15克所述組合物含有少于60個，優(yōu)選少于50個，更優(yōu)選少于40個平均直徑為20-100微米的顆粒。上述粒徑基于對每個試樣進行5次測定(即5個試樣測定)來計算。
本發(fā)明還包括數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，所述數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)包含含有本文所述的聚(亞芳基醚)樹脂和聚(烯基芳烴)樹脂的已過濾的聚合物組合物的底材層，其中所述底材層含有少于50個平均粒徑為20-100微米，更特別是30-100微米的顆粒。在一個優(yōu)選的實施方案中，上述底材還不含平均粒徑大于175微米，更特別是不含平均粒徑大于100微米的顆粒。
在一個實施方案中，一種純化聚合物組合物的方法包括在擠出機中熔融共混聚(亞芳基醚)和聚(烯基芳烴)，形成熔體；隨后通過熔體過濾體系熔體過濾所述熔體，制備已過濾的聚合物組合物；其中基于5個試樣測定的平均值，所述已過濾的聚合物組合物符合至少一種以下情況(a)每克所述已過濾的聚合物材料含有少于200個平均直徑為20微米的顆粒，(b)每克所述已過濾的聚合物材料含有少于30個平均直徑為30微米的顆粒，(c)每克所述已過濾的聚合物材料含有少于5個平均直徑為50微米的顆粒，(d)每15克所述已過濾的聚合物材料含有少于50個平均直徑為20-100微米的顆粒，和(e)每克所述已過濾的聚合物材料不含平均直徑至少為175微米的顆粒。所述方法還包括以下步驟中的至少一步(a)將所述已過濾的聚合物組合物造粒，(b)通過溶液過濾體系過濾包含溶劑和聚(亞芳基醚)的溶液，形成濾液，從所述濾液中除去溶劑，形成包含所述聚(亞芳基醚)的濃縮物，(c)以約0.5-約8kg/cm3的比擠出速率運行擠出機，其中所述擠出機為雙螺桿擠出機，(d)進行熔體過濾，其中所述熔體在擠出機中的平均停留時間小于或等于約1分鐘，(e)將所述熔體與添加劑熔融共混，所述添加劑選自阻燃劑、脫模劑、潤滑劑、抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑、紫外線穩(wěn)定劑、顏料、染料、著色劑、抗靜電劑、導電劑以及包含至少一種上述添加劑的組合，(f)將所述熔體與抗沖改性劑熔融共混，(g)將所述熔體過濾體系置于擠出機的模頭處，(h)用惰性氣體保護擠出機的內(nèi)部自由空間，(i)使用熔體泵，(j)與用清潔的過濾體系得到的初始壓降相比，在小于5倍的壓降條件下熔體過濾，(k)使用在線或離線質(zhì)量監(jiān)控體系，(l)用已過濾的去離子水冷卻所述熔體，(m)在百級環(huán)境下熔體過濾所述熔體，(n)在百級環(huán)境下包裝所述已過濾的聚合物組合物，(o)其中所述熔體過濾體系包括旁路體系，和(p)使用水下模頭面造粒機體系或水環(huán)式造粒機體系將所述已過濾的聚合物組合物造粒。
在一個實施方案中，數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)包括底材層、數(shù)據(jù)層和覆蓋層，其中數(shù)據(jù)層置于所述底材層和所述覆蓋層之間，其中所述覆蓋層的厚度等于或小于100微米，光源通過所述覆蓋層讀、寫或讀和寫所述數(shù)據(jù)；其中所述底材層包含已過濾的聚合物組合物；其中所述已過濾的聚合物組合物包含約90-約10％重量的聚(亞芳基醚)樹脂和約10-約90％重量的聚(烯基芳烴)樹脂，其中基于5個試樣測定的平均值，所述已過濾的聚合物組合物符合至少一種以下情況(a)每克所述已過濾的聚合物材料含有少于200個平均直徑為20微米的顆粒，(b)每克所述已過濾的聚合物材料含有少于30個平均直徑為30微米的顆粒，(c)每克所述已過濾的聚合物材料含有少于5個平均直徑為50微米的顆粒，(d)每15克所述已過濾的聚合物材料含有少于50個平均直徑為20-100微米的顆粒，和(e)每克所述已過濾的聚合物材料不含平均直徑至少為175微米的顆粒。
所有引用的專利、專利申請和其他參考文獻均通過全文引用結(jié)合到本文中來。用以下非限制性的實施例來進一步說明本發(fā)明。
實施例進行4個實施例(實施例1-4)來說明熔體過濾包含聚苯醚和聚苯乙烯的熔體，形成顆粒雜質(zhì)含量降低的聚合物材料的方法。
實施例1將40/60％重量的聚苯醚(PPE，粉末，IV0.33，購自GE Advanced Materials，Plastics)和聚苯乙烯(xPS，Novacor 2272；Mw214,000，Mn 71,600，Mw/Mn 2.99；購自Nova Chemical)的共混物在配備真空放空的40毫米(mm)雙螺桿混料機中混配。向放空區(qū)施加約20英寸汞柱(508mmHg)的真空。將該已混配的原料加至配備3個機筒(區(qū))的單螺桿擠出機中。該擠出機配備置于該擠出機模頭處的燒結(jié)金屬纖維過濾器(PALL，孔徑3微米，棒形)。
將已擠出的熔體線材流經(jīng)干凈的、已過濾的水浴，該水浴的水已經(jīng)過10微米過濾器過濾以除去銹(rust)和雜質(zhì)。將已冷卻的擠出的熔體線材干燥并造粒。約每半小時收集各批已擠出的熔體。擠出機的加工條件示于表1。
重復實施例1的方法進行實施例2，不同之處在于使用30mm的雙螺桿擠出機。實施例2的擠出機的加工條件也示于表1。
重復實施例1的方法進行實施例3和4。實施例3和4的PPE-xPS制劑為50/50％重量的IV為0.33的PPE和EB3300級xPS(Mw276,000，Mn 51,500，Mw/Mn 5.36；購自Chevron Phillips Chemical)。實施例3使用40mm的雙螺桿擠出機，實施例4使用30mm的雙螺桿擠出機。實施例3和4的加工條件示于表1。對于所有的實施例，動力(drive)、速率、壓力和熔體溫度取整個操作的平均值。
表1
根據(jù)以下方法測定實施例1-4中各試樣的可見的顆粒。對于實施例1-4，每半小時取出各聚合物材料的試樣。每一個試樣測定兩次可見的顆粒。平均直徑等于或大于30微米的顆粒無需放大很易觀察到。將帶有密封蓋(polyseal cap)的2盎司的試樣瓶置于已過濾的空氣流中，以除去存在的任何顆粒。將該試樣瓶用少量HPLC級的氯仿(CHCl3)漂洗，隨后向各試樣瓶中加入50毫升(ml)HPLC級的CHCl3。使用光箱，記錄每一個CHCl3空白樣的可見的斑點或顆粒數(shù)。在干凈的鋁秤盤上稱取10.00g試樣，加至含有CHCl3的一個試樣瓶中。對每個試樣重復該過程。將試樣溶解，隨后觀察在燈箱下存在的可見斑點。對每一個實施例共計4個實施例(實施例1-4)計算斑點的平均數(shù)。對實施例1-4的可見顆粒的分析結(jié)果見表1。對于10g試樣來說，通常未使用熔體過濾器的相同組合物的可見斑點數(shù)超過50個。這些數(shù)據(jù)是非常不期望的，原因是在未過濾的材料中斑點的數(shù)量較大，預(yù)計在這些實施例中使用小孔徑的過濾器會很快堵塞。此外，預(yù)計凝膠化的顆粒會變形并通過過濾器，導致顆粒數(shù)目明顯較高。出于比較的目的，孔徑為25微米的500目編織的金屬網(wǎng)孔過濾器使得每10g已過濾的材料含有超過10個可見的斑點(即大于30微米的斑點)。應(yīng)清楚的是，本發(fā)明的一個實施方案是一種制備每10g試樣含有少于20個，優(yōu)選少于10個，更優(yōu)選少于5個可見斑點的包含聚(亞芳基醚)和聚(烯基芳烴)的組合物的方法。
另外還分析了實施例1-4的幾個試樣，得到存在于材料中的顆粒污染物的大小分布。根據(jù)以下方法測試了實施例2的兩個試樣(實施例2，S1和實施例2，S2)、實施例3的一個試樣(實施例3，S1)和實施例4的兩個試樣(實施例4，S1和實施例4，S2)的顆粒含量。使用激光散射技術(shù)，使用Pacific Instruments ABS2分析儀，測定5-100微米大小的顆粒數(shù)。將40.0g各試樣溶解于盛在干凈的聚乙烯瓶中的400ml HPLC級的CHCl3中。將20ml各試樣溶液以1ml/分鐘(±5％)的流速流經(jīng)ABS2分析儀檢測器。在該過程中，在檢測器中測定存在于試樣中的不同大小的顆粒數(shù)。每個試樣測試5次，取平均，得到最后的數(shù)值。制備并測試兩個比較實施例。比較實施例1(CE 1)為未過濾的50/50％重量的0.33IV的PPE/EB3300級xPS的共混物。比較實施例2(CE 2)為光學品質(zhì)的聚碳酸酯(OQ-PC，LEXAN1050，購自GE Advanced Materials，Plastics)。ABS2分析儀分析出的每克試樣中的顆粒結(jié)果以及空白值(只有CHCl3)見表2。
表2
上述實驗結(jié)果表明，比起未過濾的試樣(CE 1)，已過濾的試樣(實施例2，S1；實施例2，S2；實施例3，S1；實施例4，S1；和實施例4，S2)的顆粒雜質(zhì)的總數(shù)顯著下降。此外，對于等于或大于15微米的顆粒，本方法的實施例的顆粒雜質(zhì)的水平與OQ-PC(CE 2)相當或好于OQ-PC(CE 2)。非常意外的是，通過使用燒結(jié)金屬纖維過濾器，每克聚(亞芳基醚)/聚(烯基芳烴)組合物中粒徑為20-100微米的顆粒數(shù)下降如此之大。如上所述，預(yù)計聚(亞芳基醚)/聚(烯基芳烴)組合物會污損或快速堵塞過濾器，或者將較大的顆粒推過過濾器或者使過濾器失效(collapse)。相反，重復使用40mm的雙螺桿擠出機的實施例1的方法，使用相同的熔體過濾體系，連續(xù)工作超過40小時后，直接在熔體過濾體系之前的位置測定，背壓增加小于10％，意外的是，即使經(jīng)40小時連續(xù)操作后，未見該已過濾的聚合物組合物中的顆粒數(shù)顯著增加。還預(yù)料該聚(亞芳基醚)/聚(烯基芳烴)組合物必須僅在非常低的比擠出速率下操作。但是，相反，意外地得到超過5kg/hr/cm3的比擠出速率。
雖然參考優(yōu)選的實施方案說明了本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解的是，在不脫離本發(fā)明的范圍的前提下，可進行各種變化并用等價物代替其元素。此外，在不脫離本發(fā)明的基本范圍的情況下，根據(jù)本發(fā)明的教導可進行許多改變，以適應(yīng)具體的情況或材料。因此，本發(fā)明不是要局限于本文所公開的實施本發(fā)明的最佳方式的具體的實施方案，而是本發(fā)明包括在附加的權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有的
權(quán)利要求
1.一種已過濾的聚合物組合物，其中所述已過濾的聚合物組合物包含約90-約10％重量的聚(亞芳基醚)樹脂和約10-約90％重量的聚(烯基芳烴)樹脂，且其中基于5個試樣測定的平均值，所述已過濾的聚合物組合物符合至少一種以下情況(a)每克所述已過濾的聚合物材料含有少于200個平均直徑為20微米的顆粒，(b)每克所述已過濾的聚合物材料含有少于30個平均直徑為30微米的顆粒，(c)每克所述已過濾的聚合物材料含有少于5個平均直徑為50微米的顆粒，(d)每15克所述已過濾的聚合物材料含有少于50個平均直徑為20-100微米的顆粒，和(e)每克所述已過濾的聚合物材料不含平均直徑至少為175微米的顆粒。
2.權(quán)利要求1的已過濾的聚合物組合物，其中所述聚(亞芳基醚)包含至少一種(a)聚(2，6-二甲基-1，4-亞苯基醚)和(b)2，6-二甲基苯醚-2，3，6-三甲基苯醚共聚物，其中于25℃下，在氯仿中測定，所述聚(亞芳基醚)的特性粘度為約0.10-約0.60分升/克；其中所述聚(烯基芳烴)為至少一種(i)無規(guī)立構(gòu)的均聚聚苯乙烯和(ii)苯乙烯和一種或多種聚烯烴的非彈性體嵌段共聚物。
3.一種純化聚合物組合物的方法，所述方法包括在擠出機中熔融共混聚(亞芳基醚)和聚(烯基芳烴)形成熔體；隨后通過熔體過濾體系熔體過濾所述熔體，制備已過濾的聚合物組合物；其中基于5個試樣測定的平均值，所述已過濾的聚合物組合物符合至少一種以下情況(a)每克所述已過濾的聚合物材料含有少于200個平均直徑為20微米的顆粒，(b)每克所述已過濾的聚合物材料含有少于30個平均直徑為30微米的顆粒，(c)每克所述已過濾的聚合物材料含有少于5個平均直徑為50微米的顆粒，(d)每15克所述已過濾的聚合物材料含有少于50個平均直徑為20-100微米的顆粒，和(e)每克所述已過濾的聚合物材料不含平均直徑至少為175微米的顆粒。
4.權(quán)利要求3的方法，所述方法還包括以下步驟中的至少一步(a)將所述已過濾的聚合物組合物造粒，(b)通過溶液過濾體系過濾包含溶劑和聚(亞芳基醚)的溶液，形成濾液，從所述濾液中除去溶劑，形成包含所述聚(亞芳基醚)的濃縮物，(c)以約0.5-約8kg/cm3的比擠出速率運行擠出機，其中所述擠出機為雙螺桿擠出機，(d)進行熔體過濾，其中所述熔體在擠出機中的平均停留時間小于或等于約1分鐘，(e)將所述熔體與添加劑熔融共混，所述添加劑選自阻燃劑、脫模劑、潤滑劑、抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑、紫外線穩(wěn)定劑、顏料、染料、著色劑、抗靜電劑、導電劑以及包含至少一種上述添加劑的組合，(f)將所述熔體與抗沖改性劑熔融共混，(g)將所述熔體過濾體系置于擠出機的模頭處，(h)用惰性氣體保護所述擠出機的內(nèi)部自由空間，(i)使用熔體泵，(j)與用清潔的過濾體系得到的初始壓降相比，在小于5倍的壓降條件下熔體過濾，(k)使用在線或離線質(zhì)量監(jiān)控體系，(l)用已過濾的去離子水冷卻所述熔體，(m)在百級環(huán)境下熔體過濾所述熔體，(n)在百級環(huán)境下包裝所述已過濾的聚合物組合物，(o)其中所述熔體過濾體系包括旁路體系，和(p)使用水下模頭面造粒機體系或水環(huán)式造粒機體系將所述已過濾的聚合物組合物造粒。
5.權(quán)利要求3或4的方法，其中所述熔體過濾體系包括燒結(jié)金屬過濾器、金屬網(wǎng)孔過濾器、纖維金屬氈濾器、陶瓷過濾器或包括至少一種上述過濾器的組合，其中所述熔體過濾體系包括孔徑為約1.0-約50微米的過濾器。
6.一種純化聚合物材料的方法，所述方法包括在擠出機中熔融共混占聚(亞芳基醚)和聚苯乙烯總重量的約60-約30％的聚(亞芳基醚)和約40-約70％的聚苯乙烯，形成熔體；隨后通過熔體過濾體系熔體過濾所述熔體，制備已過濾的聚合物材料，其中所述已過濾的聚合物材料基本不含可見的顆粒雜質(zhì)；和其中所述熔體在擠出機中的停留時間小于或等于約1分鐘。
7.上述權(quán)利要求3-6中任一項的方法，其中所述聚(亞芳基醚)包含至少一種(a)聚(2，6-二甲基-1，4-亞苯基醚)和(b)2，6-二甲基苯醚-2，3，6-三甲基苯醚共聚物，其中于25℃下，在氯仿中測定，所述聚(亞芳基醚)的特性粘度為約0.10-約0.60分升/克；其中所述聚(烯基芳烴)為至少一種(i)無規(guī)立構(gòu)的均聚聚苯乙烯和(ii)苯乙烯和一種或多種聚烯烴的非彈性體嵌段共聚物。
8.一種制品，所述制品包含權(quán)利要求1或2的已過濾的聚合物組合物，其中所述制品通過以下方法制備注塑、吹塑、擠塑、片材擠塑、薄膜擠塑、型材擠塑、拉擠成型、壓塑、熱成型、加壓成型、液壓成型或真空成型。
9.一種數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，所述數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)包括底材層、數(shù)據(jù)層和覆蓋層，其中所述數(shù)據(jù)層置于所述底材層和所述覆蓋層之間；其中所述覆蓋層的厚度等于或小于100微米，光源通過所述覆蓋層讀、寫或讀和寫所述數(shù)據(jù)；其中所述底材層包含已過濾的聚合物組合物；其中所述已過濾的聚合物組合物包含約90-約10％重量的聚(亞芳基醚)樹脂和約10-約90％重量的聚(烯基芳烴)樹脂；和其中所述底材層含有少于50個平均直徑為30-100微米的顆粒。
10.一種數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，所述數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)包括底材層、數(shù)據(jù)層和覆蓋層，其中所述數(shù)據(jù)層置于所述底材層和所述覆蓋層之間；其中所述覆蓋層的厚度等于或小于100微米，光源通過所述覆蓋層讀、寫或讀和寫所述數(shù)據(jù)；其中所述底材層包含已過濾的聚合物組合物；其中所述已過濾的聚合物組合物包含約90-約10％重量的聚(亞芳基醚)樹脂和約10-約90％重量的聚(烯基芳烴)樹脂；和其中基于5個試樣測定的平均值，所述已過濾的聚合物組合物符合至少一種以下情況(a)每克所述已過濾的聚合物材料含有少于200個平均直徑為20微米的顆粒，(b)每克所述已過濾的聚合物材料含有少于30個平均直徑為30微米的顆粒，(c)每克所述已過濾的聚合物材料含有少于5個平均直徑為50微米的顆粒，(d)每15克所述已過濾的聚合物材料含有少于50個平均直徑為20-100微米的顆粒，和(e)每克所述已過濾的聚合物材料不含平均直徑至少為175微米的顆粒。
11.權(quán)利要求9或10的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，其中所述底材層不含平均粒徑大于175微米的顆粒；其中所述聚(亞芳基醚)包含至少一種(a)聚(2，6-二甲基-1，4-亞苯基醚)和(b)2，6-二甲基苯醚-2，3，6-三甲基苯醚共聚物，其中于25℃下，在氯仿中測定，所述聚(亞芳基醚)的特性粘度為約0.10-約0.60分升/克；其中所述聚(烯基芳烴)為至少一種(i)無規(guī)立構(gòu)的均聚聚苯乙烯和(ii)苯乙烯和一種或多種聚烯烴的非彈性體嵌段共聚物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通過熔體過濾體系過濾包含聚(亞芳基醚)和聚(烯基芳烴)的熔體來純化聚合物材料的方法。所述方法使得已過濾的聚合物組合物的顆粒雜質(zhì)的含量降低。所述制備的已過濾的聚合物組合物適用于數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)應(yīng)用。
文檔編號C11D17/00GK1871301SQ200480031453
公開日2006年11月29日 申請日期2004年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月26日
發(fā)明者J·董, H·郭, R·J·霍桑, C·利曹, V·R·梅特 申請人:通用電氣公司