專利名稱：聚酰胺復(fù)合結(jié)構(gòu)以及它們的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚酰胺復(fù)合結(jié)構(gòu)、重疊注塑的復(fù)合結(jié)構(gòu)、以及它們的制備方法的領(lǐng)域， 所述聚酰胺復(fù)合結(jié)構(gòu)適于將重疊注塑性樹脂組合物重疊注塑在它們的表面的至少一部分 之上。
背景技術(shù)：
為了替換金屬部件以減輕重量和降低成本并同時(shí)保持相當(dāng)?shù)幕蚋鼉?yōu)的機(jī)械性能， 開發(fā)了基于包含聚合物基質(zhì)的復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)，所述聚合物基質(zhì)包含纖維材料。隨著對(duì)此 領(lǐng)域關(guān)注度的日益增長(zhǎng)，已設(shè)計(jì)了纖維增強(qiáng)的塑性復(fù)合結(jié)構(gòu)，原因在于其具有由纖維材料 和聚合物基質(zhì)的組合而產(chǎn)生的優(yōu)異物理特性，并且這些纖維增強(qiáng)的塑性復(fù)合結(jié)構(gòu)已用于多 種最終用途應(yīng)用。已開發(fā)了多種制造技術(shù)來改善聚合物基質(zhì)對(duì)纖維材料的浸潰，從而優(yōu)化 復(fù)合結(jié)構(gòu)的特性。
在要求很高的應(yīng)用中，如汽車和航空應(yīng)用中的結(jié)構(gòu)部件，由于復(fù)合材料具有重量 輕、強(qiáng)度高和耐溫性的獨(dú)特組合，因而是所期望的。
可使用熱固性樹脂或熱塑性樹脂作為聚合物基質(zhì)來獲得高性能復(fù)合結(jié)構(gòu)?；跓?塑性的復(fù)合結(jié)構(gòu)相對(duì)于基于熱固性的復(fù)合結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出若干優(yōu)點(diǎn)，例如以下事實(shí)它們可通 過施加熱量和壓力而后成型或再加工，由于不需要固化步驟而減少制造復(fù)合結(jié)構(gòu)所需的時(shí) 間，以及增加回收利用的可能性。實(shí)際上，在熱塑性塑料的加工過程中，不需要熱固性樹脂 耗時(shí)的化學(xué)交聯(lián)(固化)反應(yīng)。在熱塑性樹脂中，聚酰胺尤其適合制造復(fù)合結(jié)構(gòu)。
因?yàn)樗鼈儍?yōu)良的機(jī)械特性、耐熱性、抗沖擊性和耐化學(xué)品性，并且因?yàn)樗鼈兛杀憷?并靈活地模塑成多種不同復(fù)雜和錯(cuò)綜程度的制品，熱塑性聚酰胺組合物期望用于范圍廣泛 的應(yīng)用，包括裝有發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)載工具應(yīng)用、娛樂和體育設(shè)施部件、家用電器、電氣部件/電 子部件、電力設(shè)備、以及建筑或機(jī)械裝置。
基于熱塑性聚酰胺的復(fù)合結(jié)構(gòu)的實(shí)例公開于美國(guó)專利申請(qǐng)公布2008/0176090 中。公開的復(fù)合結(jié)構(gòu)據(jù)稱具有優(yōu)良的機(jī)械特性和光滑的表面外觀。
美國(guó)專利4，255，219公開了可用于形成復(fù)合材料的熱塑性片材料。本發(fā)明公開的 熱塑性片材由聚酰胺6和二元羧酸或其酸酐或酯以及包封于所述層內(nèi)的至少一個(gè)長(zhǎng)玻璃 纖維增強(qiáng)墊制成。
為了制備整合的復(fù)合結(jié)構(gòu)并提高對(duì)于最低的制品重量的聚合物的性能，常期望將 由聚合物制成的一個(gè)或多個(gè)部件“重疊注塑”成復(fù)合結(jié)構(gòu)表面的一部分或全部以包圍或包 封所述表面。重疊注塑涉及成型，例如通過注射成型直接將第二聚合物部件制成所述復(fù)合 結(jié)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)表面的至少一部分以形成兩部件復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中所述兩個(gè)部件在至少一 個(gè)接口上彼此粘附。期望用于浸潰纖維材料的聚合物組合物(即基質(zhì)聚合物組合物)和用 于重疊注塑浸潰過的纖維材料(即重疊注塑聚合物組合物)的聚合物組合物彼此粘附良 好，具有極好的尺寸穩(wěn)定性并在不利條件下保持它們的機(jī)械特性，以便復(fù)合結(jié)構(gòu)在運(yùn)行條 件下受到保護(hù)并因此具有提高的壽命。
遺憾的是，用來浸潰一個(gè)或多個(gè)纖維增強(qiáng)層和重疊注塑一個(gè)或多個(gè)經(jīng)浸潰的纖維 層的常規(guī)聚酰胺組合物可在重疊注塑聚合物與含有纖維增強(qiáng)材料的組件表面之間表現(xiàn)出 差的粘附性。差的粘附性可能會(huì)導(dǎo)致在重疊注塑的制品的界面處形成裂紋，導(dǎo)致過早老化 以及隨著使用次數(shù)增多和時(shí)間流逝而出現(xiàn)與制品分層和劣化的相關(guān)問題。為了克服介于重 疊注塑的聚合物和包含纖維增強(qiáng)材料的組件的表面之間的差的粘附性，常規(guī)的實(shí)踐是在重 疊注塑的步驟之前，在接近但低于聚合物基質(zhì)的熔融溫度的溫度下預(yù)加熱包含纖維增強(qiáng)材 料的組件，然后迅速傳送加熱的結(jié)構(gòu)用于重疊注塑。然而，因?yàn)樗鼋Y(jié)構(gòu)可能的熱降解，以 及傳送用于重疊注塑在自動(dòng)化裝置和成本方面可能是復(fù)雜的，所以此類預(yù)加熱步驟可能是 受批評(píng)的。
為了克服在介于重疊注塑的聚合物和包含纖維增強(qiáng)材料的組件的表面之間的差 的粘附性，國(guó)際專利申請(qǐng)公布WO 2007/149300和美國(guó)專利申請(qǐng)公布2008/0176090公開了 在介于重疊注塑的部件和包含纖維增強(qiáng)材料的組件之間的接合層的使用。
國(guó)際專利申請(qǐng)公布WO 2007/149300公開了半芳族聚酰胺復(fù)合材料制品，其包括 包含纖維強(qiáng)化材料的組件、包含聚酰胺組合物的重疊注塑的組件、和其間任選的接合層，所 述纖維強(qiáng)化材料包括聚酰胺基質(zhì)組合物，其中聚酰胺組合物中的至少一種是半芳族聚酰胺 組合物。美國(guó)專利申請(qǐng)公布2008/0176090公開了包括模塑部件的復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述模塑部件 包含纖維增強(qiáng)材料，所述纖維增強(qiáng)材料包含聚酰胺和/或聚酯基質(zhì)和形成復(fù)合結(jié)構(gòu)表面的 熱塑性聚合物膜。本著增強(qiáng)膜與模塑部件的表面的粘附性的目的，熱塑性聚合物膜可為包 含接合層的多層。
盡管在介于復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面和重疊注塑性樹脂之間使用接合層來增強(qiáng)粘附性，然 而添加接合層給重疊注塑方法引入了附加步驟和產(chǎn)量的減少。除了在介于重疊注塑的聚合 物和包含纖維增強(qiáng)材料的組件的表面之間高粘附性的有益效果以外，具有高機(jī)械性能、尤 其是撓曲強(qiáng)度的重疊注塑的復(fù)合結(jié)構(gòu)是受關(guān)注的，尤其對(duì)于大多數(shù)高度苛刻的應(yīng)用。在這 些大多數(shù)高度苛刻的應(yīng)用中，較低的撓曲強(qiáng)度會(huì)隨著使用次數(shù)的增多和時(shí)間的流逝而損害 制品的耐久性和安全性。撓曲強(qiáng)度，即在彎曲測(cè)試期間由測(cè)試樣品承受的最大撓曲應(yīng)力，通 常被用作當(dāng)撓曲時(shí)材料承載(或承受)載荷的能力的指示。當(dāng)將樹脂組合物重疊注塑在至 少一部分復(fù)合結(jié)構(gòu)上時(shí)，由于復(fù)合結(jié)構(gòu)與重疊注塑性樹脂之間不佳的粘結(jié)強(qiáng)度，所述結(jié)構(gòu) 的高機(jī)械性能可能被削弱，例如就撓曲強(qiáng)度而言，由于粘結(jié)強(qiáng)度不佳，界面首先破裂，因此 所述結(jié)構(gòu)的撓曲強(qiáng)度小于其組件的撓曲強(qiáng)度。
需要有適于重疊注塑的重疊注塑性樹脂的復(fù)合結(jié)構(gòu)，以便重疊注塑的復(fù)合結(jié)構(gòu)在 缺乏接合層的情況下表現(xiàn)出優(yōu)良的機(jī)械特性，尤其是撓曲模量。發(fā)明內(nèi)容具體實(shí)施方式

定義
以下定義旨在用來解釋說明書中所討論的以及權(quán)利要求書中所引用的術(shù)語的含 義。
如本文所用，冠詞“ 一個(gè)”是指一個(gè)以及一個(gè)以上的，并且不必限制其所指名詞為單數(shù)。
如本文所用，術(shù)語“約”和“為...或約...”是指所述量或數(shù)值可為指定值或與指定值近似的某個(gè)其他值。所述短語旨在表示類似的值產(chǎn)生了相同的結(jié)果或效果。
復(fù)合結(jié)構(gòu)
本文所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)包含用基質(zhì)樹脂組合物浸潰的纖維材料，并且所述復(fù)合結(jié)構(gòu)尤其適于將重疊注塑性樹脂組合物重疊注塑在其表面的至少一部分之上。復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面的至少一部分由表面樹脂組合物制成。
纖維材料
出于本文的目的，“纖維材料用基質(zhì)樹脂組合物浸潰”是指基質(zhì)樹脂組合物包封并包埋纖維材料從而形成基本上被基質(zhì)樹脂組合物圍繞的纖維材料的互穿網(wǎng)狀物。出于本文的目的，術(shù)語“纖維”被定義為宏觀上均勻并在垂直于長(zhǎng)度方向的橫截面上具有較高的長(zhǎng)寬比的主體。所述纖維橫截面可為任何形狀，但通常為圓形。
纖維材料可為本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何適宜的形式。優(yōu)選地，纖維材料選自非織造結(jié)構(gòu)、紡織品、纖維絮、以及它們的組合。非織造結(jié)構(gòu)可選自無規(guī)纖維取向的或?qū)R的纖維結(jié)構(gòu)。無規(guī)纖維取向的實(shí)例無限制地包括短切和連續(xù)的纖維，其可為墊、針刺墊或氈的形式。對(duì)齊的纖維結(jié)構(gòu)的實(shí)例無限制地包括單向纖維股線、雙向股線、多向股線、多軸向紡織品。紡織品可為織造形式、針織品、編織品、以及它們的組合。
纖維材料可以為連續(xù)或不連續(xù)的形式。根據(jù)復(fù)合結(jié)構(gòu)的最終應(yīng)用以及所需的機(jī)械特性，可通過采用相同的纖維材料或不同纖維材料的組合使用多于一種的纖維材料，即本文所述復(fù)合結(jié)構(gòu)可包含一種或多種纖維材料。不同纖維材料的組合的實(shí)例是這樣的組合， 其包含布置成中間層的非織造結(jié)構(gòu)例如平面無規(guī)墊，以及布置成外層的一種或多種織造的連續(xù)纖維材料。此組合可改善加工和復(fù)合結(jié)構(gòu)的同質(zhì)性，從而得到改善的 機(jī)械特性。纖維材料可為任何合適的材料或材料混合物，前提條件是材料或材料混合物能夠經(jīng)受在基質(zhì)樹脂組合物和聚酰胺表面樹脂組合物浸潰過程中所用的加工條件。
優(yōu)選地，纖維材料由玻璃纖維、碳纖維、芳族聚酰胺纖維、石墨纖維、金屬纖維、陶瓷纖維、天然纖維、或它們的組合制成；更優(yōu)選地纖維材料由玻璃纖維、碳纖維、芳族聚酰胺纖維、天然纖維、或它們的混合物制成；還更優(yōu)選地，纖維材料由玻璃纖維、碳纖維和芳族聚酰胺纖維、或它們的混合物制成。如上文提及的，可使用一種以上的纖維材料。可使用由不同纖維制成的纖維材料的組合，例如這樣的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其包括由玻璃纖維或天然纖維制成的一個(gè)或多個(gè)中間層，以及由碳纖維或玻璃纖維制成的一個(gè)或多個(gè)表面層。優(yōu)選地，纖維材料選自織造結(jié)構(gòu)、非織造結(jié)構(gòu)、或它們的組合，其中所述結(jié)構(gòu)由玻璃纖維制成并且其中所述玻璃纖維為E-玻璃長(zhǎng)絲，其直徑在8 μ m和30 μ m之間，優(yōu)選在10 μ m至24 μ m之間。
纖維材料可為熱塑性材料和上述材料的混合物。例如，纖維材料可以為以混纖紗或混編紗的形式，或纖維材料可以用適合隨后加工成織造或非織造形式的熱塑性材料制成的粉末進(jìn)行浸潰，或者纖維材料可以為用作單向材料的混合物。
優(yōu)選地，介于纖維材料與聚合物材料(即基質(zhì)樹脂組合物和表面樹脂組合物的組合)之間的比率為至少30%，并且更優(yōu)選地介于40%和80%之間，所述百分比是基于復(fù)合結(jié)構(gòu)總體積計(jì)的體積百分比。
基質(zhì)樹脂組合物和表面樹脂組合物
基質(zhì)樹脂組合物和表面樹脂組合物是相同的或不同的，并且選自熱塑性組合物， 所述熱塑性組合物包含a) —種或多種聚酰胺jPb)l重量％或約I重量％至15重量％或約 15重量％的一種或多種官能化的聚烯烴，所述重量百分比是基于所述熱塑性組合物的總重 量計(jì)的。根據(jù)最終用途應(yīng)用和期望的性能，一種或多種聚酰胺選自脂族聚酰胺、半芳族聚酰 胺、以及它們的組合。
聚酰胺為一種或多種二羧酸和一種或多種二胺，和/或一種或多種氨基羧酸的縮 合產(chǎn)物，和/或一種或多種環(huán)狀內(nèi)酰胺的開環(huán)聚合反應(yīng)產(chǎn)物。優(yōu)選地，所述一種或多種聚酰 胺優(yōu)選選自全脂族聚酰胺、半芳族聚酰胺、以及它們的共混物，優(yōu)選半芳族聚酰胺。
術(shù)語“半芳族”描述包含至少一些含有芳族基團(tuán)的單體的聚酰胺，相比之下，“全脂 族”聚酰胺則描述包含脂族羧酸單體和脂族二胺單體的聚酰胺。
半芳族聚酰胺可衍生自一種或多種脂族羧酸組分和芳族二胺組分。例如，間苯二 甲二胺和對(duì)苯二甲二胺可衍生自一種或多種芳族羧酸組分和一種或多種二胺組分，或可衍 生自羧酸組分和二胺組分。
優(yōu)選地，半芳族聚酰胺由以下物質(zhì)形成一種或多種芳族羧酸組分和一種或多種 二胺組分。所述一種或多種芳族羧酸可以為對(duì)苯二甲酸或者對(duì)苯二甲酸與一種或多種其它 羧酸的混合物，所述其它羧酸例如間苯二甲酸、取代的鄰苯二甲酸如2-甲基對(duì)苯二甲酸、 以及萘二甲酸的未取代或取代的異構(gòu)體，其中所述羧酸組分包含至少55摩爾％的對(duì)苯二 甲酸(摩爾％基于羧酸混合物計(jì))。優(yōu)選地，所述一種或多種芳族羧酸選自對(duì)苯二甲酸、間 苯二甲酸、以及它們的混合物。更優(yōu)選地，所述一種或多種羧酸為對(duì)苯二甲酸與間苯二甲酸 的混合物，其中所述混合物包含至少55摩爾％的對(duì)苯二甲酸。更優(yōu)選地，所述一種或多種 羧酸為100%的對(duì)苯二甲酸。
此外，可以將所述一種或多種羧酸與一種或多種脂族羧酸如己二酸、庚二酸、辛二 酸、壬二酸、癸二酸和十二烷二酸混合，己二酸是優(yōu)選的。半芳族聚酰胺的一種或多種羧酸 混合物中包含的對(duì)苯二甲酸和己二酸的混合物更優(yōu)選包含至少55摩爾％的對(duì)苯二甲酸。 本文所述的一種或多種半芳族聚酰胺包含一種或多種二胺，所述二胺可選自具有四個(gè)或更 多個(gè)碳原子的二胺，包括但不限于丁二胺、己二胺、辛二胺、癸二胺、2-甲基戊二胺、2-乙基 丁二胺、2-甲基辛二胺；三甲基己二胺、雙(對(duì)氨基環(huán)己基)甲烷；和/或它們的混合物。優(yōu) 選地，本文所述的半芳族聚酰胺的一種或多種二胺選自己二胺、2-甲基戊二胺、以及它們 的混合物，并且更優(yōu)選地，本文所述的半芳族聚酰胺的一種或多種二胺選自己二胺、以及 己二胺和2-甲基戊二胺的混合物，其中混合物包含至少50摩爾％的己二胺(摩爾％基于 二胺混合物計(jì))?？捎糜诒疚乃龅慕M合物中的半芳族聚酰胺的實(shí)例以商標(biāo)Zytelk HTN由 E.1.du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware 商購獲得。
全脂族聚酰胺為由脂族和脂環(huán)族單體，如二胺、二元羧酸、內(nèi)酰胺、氨基羧酸以及 它們的反應(yīng)等同物形成的均聚物、共聚物或三元共聚物。全脂族聚酰胺優(yōu)選由脂族重復(fù)單 元組成，所述脂族重復(fù)單元衍生自選自一種或多種下列單體
i)具有6個(gè)至20個(gè)碳原子的脂族二元羧酸和具有4個(gè)至20個(gè)碳原子的脂族二 胺；和
ii)具有4個(gè)至20個(gè)碳原子的內(nèi)酰胺和/或氨基羧酸。
如本文所用，術(shù)語“全脂族聚酰胺”也指衍生自兩種或更多種此類單體以及兩種或更多種全脂族聚酰胺的共混物的共聚物。
具有6個(gè)至20個(gè)碳原子的適宜脂族二元羧酸包括己二酸(C6)、庚二酸(C7)、辛二酸(CS)、壬二酸(C9)、癸二酸(CIO)^一烷二酸(C11)、十二烷二酸(C12)、十三烷二酸 (C13)、十四烷二酸(C14)和十五烷二酸(C15)、十六烷酸(C16)、十八烷酸(C18)和二十烷酸(C20)。
具有4個(gè)至20個(gè)碳原子的適宜脂族二胺包括四亞甲基二胺、己二胺、1，8_辛二胺、 1,9-壬二胺、十亞甲基二胺、十二亞甲基二胺、2-甲基戊二胺、2-乙基四亞甲基二胺、2-甲基辛二胺、三甲基六亞甲基二胺和雙(對(duì)氨基環(huán)己基)甲烷。
適宜的內(nèi)酰胺為己內(nèi)酰胺和月桂內(nèi)酰胺。
優(yōu)選全脂族聚酰胺包括PA46、PA6、PA66、PA610、PA612、PA613、PA614、PA615、 PA616、ΡΑΙΟ、PA11、PA12、PA1010、PA1012、PA1013、PA1014、PA1210、PA1212、PA1213、1214、 以及它們的共聚物和共混物。在本文所述的基質(zhì)樹脂組合物和/或表面樹脂組合物和/ 或重疊注塑性樹脂組合物中的全脂族聚酰胺更優(yōu)選的實(shí)例為PA66(聚(己二酰己二胺))、 PA612(聚(十二酰己二胺))、以及它們的共混物，并且以商標(biāo)ZyteP由E.1.du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware 商購獲得的。
在包含二胺和二羧酸的重復(fù)單元中，二胺首先命名。來源于其它氨基酸或內(nèi)酰胺的重復(fù)單元被指定為代表碳原子數(shù)量的單一數(shù)字。以下列表例示了標(biāo)識(shí)聚酰胺(PA)中的單體和重復(fù)單元的縮寫
HMD 己二胺(或6，與二酸聯(lián)合使用時(shí))
AA己二酸
DMD 癸二胺
DDMD 十二烷二胺
TMD 丁二胺
46由TMD和AA形成的聚合物重復(fù)單元
6由ε -己內(nèi)酰胺形成的聚合物重復(fù)單元
66由HMD和AA形成的聚合物重復(fù)單元
610由HMD和癸二酸形成的聚合物重復(fù)單元
612由HMD和十二烷二酸形成的聚合物重復(fù)單元
613由HMD和十三烷二羧酸形成的聚合物重復(fù)單元
614由HMD和十四烷二羧酸形成的聚合物重復(fù)單元
615由HMD和十五烷二羧酸 形成的聚合物重復(fù)單元
616由HMD和十六烷酸形成的聚合物重復(fù)單元
10由10-氨基癸酸形成的聚合物重復(fù)單元
1010由DMD和癸二酸形成的聚合物重復(fù)單元
1012由DMD和十二烷二酸形成的聚合物重復(fù)單元
1013由DMD和十三烷二酸形成的聚合物重復(fù)單元
1014由DMD和十四烷二酸形成的聚合物重復(fù)單元
11由I1-氨基i^一烷酸形成的聚合物重復(fù)單元
12由12-氨基十二烷酸形成的聚合物重復(fù)單元
1210 由DDMD和癸二酸形成的聚合物重復(fù)單元
1212 由DDMD和十二烷二酸形成的聚合物重復(fù)單元
1213 由DDMD和十三烷二酸形成的聚合物重復(fù)單元
1214 由DDMD和十四烷二酸
官能化的聚烯烴
本文所述的熱塑性組合物包含I重量％或約I重量％至15重量％或約15重量?jī)?yōu)選3重量％或約3重量％至10重量％或約10重量％的一種或多種官能化的聚烯烴，所述重量百分比是基于所述熱塑性組合物的總重量計(jì)的。術(shù)語“官能化的聚烯烴”是指烷基羧基取代的聚烯烴，它是在聚烯烴主鏈自身上或在側(cè)鏈上連接有羧酸部分的聚烯烴。術(shù)語 “羧酸部分”是指羧酸基團(tuán)，如羧酸、羧酸酯、羧酸酐和羧酸鹽。
一種或多種官能化的聚烯烴優(yōu)選選自接枝聚烯烴、乙烯酸共聚物、離聚物、環(huán)氧乙烷共聚物、以及它們的混合物。
官能化的聚烯烴可通過直接合成或通過接枝制成。直接合成的實(shí)例是乙烯和/或至少一種α-烯烴與至少一種具有羧酸部分的烯鍵式不飽和單體的聚合反應(yīng)。接枝方法的實(shí)例是至少一種具有至少一個(gè)羧酸部分的烯鍵式不飽和單體加入到聚烯烴主鏈上。具有至少一個(gè)羧酸部分的烯鍵式不飽和單體可為例如一元、二元或多元羧酸、和/或它們的衍生物，包括酯、酸酐、鹽、酰胺、酰亞胺等。
適宜的烯鍵式不飽和單體包括甲基丙烯酸；丙烯酸；乙基丙烯酸；甲基丙烯酸縮水甘油酯；丙烯酸-2-羥基乙酯；甲基丙烯酸-2-羥基乙酯；丙烯酸丁酯；丙烯酸正丁酯；馬來酸二乙酯；馬來酸單乙基酯；馬來酸二正丁酯；馬來酸酐；馬來酸；富馬酸；富馬酸一鈉和二鈉；丙烯酰胺；甲基丙烯酸縮水甘油酯；延胡索酸二甲酯；巴豆酸、衣康酸、衣康酸酐 ； 四氫鄰苯二甲酸酐；這些二元羧酸的單酯；十二烯基琥珀酸酐；5_降冰片烯-2，3-酸酐；納迪克酸酐(3，6_內(nèi)亞甲基-1，2，3，6-四氫鄰苯二甲酸酐)；甲基納迪克酸酐等等。
接枝聚烯烴的接枝劑，即至少一種具有至少一個(gè)羧酸部分的單體優(yōu)選存在于一種或多種官能化的聚烯烴中，其量為O. 05重量％或約O. 05重量％至6重量％或約6重量?jī)?yōu)選為O.1重量％或約O.1重量％至2. O重量％或約2. O重量％ ,所述重量百分比是基于一種或多種官能化的聚烯烴的總重量計(jì)的。優(yōu)選通過將至少一種具有至少一個(gè)羧酸部分的單體接枝到聚烯烴、乙烯α-烯烴或衍生自至少一種α-烯烴和二烯的共聚物上，衍生出接枝聚烯烴。優(yōu)選地，一種或多種接枝聚烯烴選自接枝聚乙烯、接枝聚丙烯、接枝乙烯Ct-烯烴共聚物、衍生自至少一個(gè)α-烯烴和二烯的接枝共聚物、以及它們的組合。更優(yōu)選，一種或多種官能化的聚烯烴選自馬來酸酐接枝聚烯烴，其選自馬來酸酐接枝聚乙烯、馬來酸酐接枝聚丙烯、馬來酸酐接枝乙烯α-烯烴共聚物、衍生自至少一個(gè)α-烯烴和二烯的馬來酸酐接枝共聚物、以及它們的混合物。用于制備馬來酸酐接枝聚乙烯(MAH-g-PE)的聚乙烯是通常可得的聚乙烯樹脂，其選自HDPE (密度高于O. 94g/cm3) ,LLDPE (密度為O. 915-0. 925g/ cm3)或LDPE(密度為0.91-0.94g/cm3)。用于制備馬來酸酐接枝聚丙烯(MAH-g-PP)的聚丙烯是通?？傻玫墓簿畚锘蚓畚锞郾渲?br> 乙烯α -烯烴共聚物包含乙烯和一種或多種α -烯烴，所述一種或多種α -烯烴優(yōu)選具有3-12個(gè)碳原子。α-烯烴的實(shí)例包括但不限于丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、 4-甲基-1-戍烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一碳烯和1-十二碳烯。所述乙烯α -烯烴共聚物優(yōu)選包含20重量％或約20重量％至96重量％或約96重量％,并且更優(yōu)選 25重量％或約25重量％至85重量％或約85重量％的乙烯；和4重量％或約4重量％至80 重量％或約80重量％ ,并且更優(yōu)選15重量％或約15重量％至75重量％或約75重量％的一種或多種α-烯烴，所述重量百分比是基于乙烯α-烯烴共聚物的總重量計(jì)的。優(yōu)選的乙烯α-烯烴共聚物是乙烯-丙烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物。衍生自至少一種α-烯烴和二烯的共聚物優(yōu)選衍生自優(yōu)選具有3-8個(gè)碳原子的α-烯烴。衍生自至少一種α-烯烴和二烯的優(yōu)選共聚物是乙烯丙烯二烯彈性體。術(shù)語“乙烯丙烯二烯彈性體(EPDM) ”是指任何彈性體，所述彈性體為乙烯、至少一種α烯烴和共聚非共軛二烯(例如降冰片二烯、5-亞乙基-2-降冰片烯、二環(huán)戊二烯、1，4-己二烯等)的三元共聚物。當(dāng)官能化乙烯丙烯二烯彈性體包含于本文所述的樹脂組合物中時(shí)，所述乙烯丙烯二烯聚合物優(yōu)選包含50重量％或約50重量％至80重量％或約80重量％的乙烯，10重量％或約10重量％至50重量％或約 50重量％的丙烯,和O. 5重量％或約O. 5重量％至10重量％或約10重量％的至少一種二烯，所述重量百分比是基于乙烯丙烯二烯彈性體的總重量計(jì)的。
乙烯酸共聚物為熱塑性乙烯共聚物，其包含衍生自乙烯和一種或多種包含3個(gè)至 8個(gè)碳原子的α，β_烯鍵式不飽和羧酸的重復(fù)單元。乙烯酸共聚物可任選地包含第三軟化單體。該“軟化”單體降低乙烯酸共聚物的結(jié)晶度。因此，乙烯酸共聚物可被描述為Ε/Χ/ Y共聚物，其中E為烯烴如乙烯，其中X為α，β-烯鍵式不飽和羧酸，并且其中Y表示軟化共聚單體的共聚單元(如，丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯，其中所述烷基具有I個(gè)至8 個(gè)碳原子)。在乙烯酸共聚物中的X的量為I重量％或約I重量％至35重量％或約35重量％，并且Y的量為O重量％至約59重量％，所述重量百分比是基于所述乙烯酸共聚物的總重量計(jì)的。乙烯酸共聚物優(yōu)選的實(shí)例為乙烯丙烯酸和乙烯甲基丙烯酸共聚物，尤其優(yōu)選乙烯甲基丙烯酸。
離聚物為除了聚合物的有機(jī)主鏈外還包含金屬離子的熱塑性樹脂。離聚物為具有部分中和的(3至99.9%) α，不飽和羧酸的離子乙烯共聚物，所述羧酸選自丙烯酸 (AA)，甲基丙烯酸(MAA)，馬來酸，富馬酸，衣康酸，以及馬來酸、馬來酸單乙基酯(MAME)、富馬酸和衣康酸的半酯。
離聚物可任選地包含式(A)的軟化共聚單體
權(quán)利要求
1.復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述復(fù)合結(jié)構(gòu)具有表面且適于將重疊注塑性樹脂組合物重疊注塑在所述表面的至少一部分之上，所述表面的至少一部分由表面樹脂組合物制成，并且包含選自非織造結(jié)構(gòu)、紡織品、纖維絮、以及它們的組合的纖維材料，所述纖維材料用基質(zhì)樹脂組合物浸潰， 其中所述表面樹脂組合物和所述基質(zhì)樹脂組合物是相同的或不同的，并且各自選自熱塑性組合物，所述熱塑性組合物包含a) —種或多種聚酰胺；和b) I或約I至15重量％或約15重量％的一種或多種官能化的聚烯烴，所述重量百分比是基于所述熱塑性組合物的總重量計(jì)的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中所述纖維材料由玻璃纖維、碳纖維、芳族聚酰胺纖維、天然纖維、或它們的組合制成。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中所述一種或多種官能化的聚烯烴選自馬來酸酐接枝聚烯烴、乙烯酸共聚物、離聚物和環(huán)氧乙烷共聚物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中所述一種或多種官能化的聚烯烴為選自E/X/Y共聚物的離聚物，其中E為烯烴；并且其中X為a，￠-不飽和羧酸，所述a，P -不飽和羧酸選自丙烯酸(AA)，甲基丙烯酸(MAA)，馬來酸，富馬酸，衣康酸，以及馬來酸、馬來酸單乙基酯(MAME)、富馬酸和衣康酸的半酯；并且其中Y為式(A)的軟化共聚單體，其中X為所述E/X/Y共聚物的I重量％或約I重量％至20重量％或約20重量％，并且其中Y能夠以所述E/X/Y共聚物的約0至約50重量％的量存在，其中所述羧酸官能團(tuán)是至少部分中和的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中所述一種或多種官能化的聚烯烴為選自E/X/Y共聚物的離聚物，其中E為烯烴如乙烯；X為a，￠-不飽和羧酸，所述a，￠-不飽和羧酸選自丙烯酸(AA)，甲基丙烯酸(MAA)，馬來酸，富馬酸，衣康酸，以及馬來酸、馬來酸單乙基酯(MAME)、富馬酸和衣康酸的半酯；并且Y為式(A)的軟化共聚單體，其中X為所述E/X/Y共聚物的I重量％或約I重量％至20重量％或約20重量％ ,并且Y能夠以所述E/X/Y共聚物的約5至約35重量％的量存在，其中羧酸官能團(tuán)是至少部分中和的。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中所述羧酸官能團(tuán)是被選自鈉、鉀、鋅、鈣和鎂的一種或多種金屬離子至少部分中和的。
7.根據(jù)權(quán)利要求4、5或6所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中所述一種或多種官能化的聚烯烴為選自E/X/Y共聚物的離聚物，所述E/X/Y共聚物具有3%或約3%至90%或約90%的中和的羧酸官能團(tuán)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中所述熱塑性組合物包含a)—種或多種聚酰胺，所述一種或多種聚酰胺選自選擇的全脂族聚酰胺、半芳族聚酰胺、以及它們的共混物。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述復(fù)合結(jié)構(gòu)的形式為片材結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述復(fù)合結(jié)構(gòu)的形式為汽車組件、卡車組件、商用飛機(jī)組件、航空航天器組件、軌道組件、家用電器組件、計(jì)算機(jī)硬件組件、手持式裝置組件、娛樂和體育設(shè)施組件、機(jī)器結(jié)構(gòu)組件、建筑結(jié)構(gòu)組件、光伏設(shè)備結(jié)構(gòu)組件或機(jī)械裝置結(jié)構(gòu)組件。
11.制備權(quán)利要求1的具有表面的復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括以下步驟 用所述基質(zhì)樹脂組合物浸潰所述纖維材料，其中所述復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面的至少一部分由所述表面樹脂組合物制成。
12.重疊注塑的復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括 i)具有表面的第一組件，所述表面的至少一部分由表面樹脂組合物制成，并且包含選自非織造結(jié)構(gòu)、紡織品、纖維絮、以及它們的組合的纖維材料，所述纖維材料用基質(zhì)樹脂組合物浸潰， ii)包含重疊注塑性樹脂組合物的第二組件，所述重疊注塑性樹脂組合物包含一種或多種聚酰胺， 其中所述表面樹脂組合物和所述基質(zhì)樹脂組合物是相同的或不同的，并且選自權(quán)利要求I或權(quán)利要求3至8中任一項(xiàng)所述的熱塑性組合物，并且 其中在所述第一組件的表面的至少一部分之上將所述第二組件粘附到所述第一組件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的重疊注塑的復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述復(fù)合結(jié)構(gòu)的形式為汽車組件、卡車組件、商用飛機(jī)組件、航空航天器組件、軌道組件、家用電器組件、計(jì)算機(jī)硬件組件、手持式裝置組件、娛樂和體育設(shè)施組件、機(jī)器結(jié)構(gòu)組件、建筑結(jié)構(gòu)組件、光伏設(shè)備結(jié)構(gòu)組件或機(jī)械裝置結(jié)構(gòu)組件。
14.制備重疊注塑的復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法，包括將包含重疊注塑性樹脂組合物的第二組件重疊注塑在第一組件上的步驟， 其中所述第一組件包含纖維材料并具有表面，所述表面的至少一部分由表面樹脂組合物制成， 所述纖維材料選自非織造結(jié)構(gòu)、紡織品、纖維絮、以及它們的組合，并且所述纖維材料用基質(zhì)樹脂組合物浸潰， 其中所述表面樹脂組合物和所述基質(zhì)樹脂組合物是相同的或不同的，并且選自權(quán)利要求I或權(quán)利要求3至8中任一項(xiàng)所述的熱塑性組合物。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括用所述基質(zhì)樹脂組合物浸潰所述纖維材料的步驟，其中所述第一組件的表面的至少一部分由所述表面樹脂組合物制成，所述步驟發(fā)生在所述重疊注塑的步驟之前。
全文摘要
本發(fā)明涉及復(fù)合結(jié)構(gòu)和重疊注塑的結(jié)構(gòu)，它們包含纖維材料、基質(zhì)樹脂組合物和由表面樹脂組合物制成的其表面的一部分，其中所述表面樹脂組合物選自包含一種或多種聚酰胺和一種或多種官能化的聚烯烴的組合物。
文檔編號(hào)B32B27/34GK103003046SQ201080068166
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2010年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月27日
發(fā)明者A.E.艾麗婭 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司