用扁平玻璃纖維增強的高溫聚酰胺成型材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及增強的聚酰胺成型材料，其包括高熔融的部分芳香族聚酰胺和扁平玻璃纖維，特別是帶有矩形橫截面的玻璃纖維，即該玻璃纖維具有非圓形橫截面的區(qū)域和主橫截面軸與次橫截面軸的尺寸比率為2-6，尤其是3-6，最優(yōu)選為3.5-5.0。本發(fā)明還涉及制備聚酰胺成型材料的方法及由其制得的成型物品，即，特別是注射成型的部件。本發(fā)明的成型部件具有高的橫向剛度和橫向強度。
【專利說明】用扁平玻璃纖維增強的高溫聚酰胺成型材料
[0001]本申請為申請日為2008年8月22日、申請?zhí)枮?00810214041.5、名稱為“用扁平玻璃纖維增強的高溫聚酰胺成型材料”的發(fā)明專利申請的分案申請。
[0002]本申請主張2007年8月24日提交的歐洲專利申請EP07016687.1的優(yōu)先權(quán)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及增強的聚酰胺成型材料(molding compounds),其包括高熔融的部分芳香族聚酰胺和扁平玻璃纖維，特別是具有矩形橫截面的玻璃纖維，即該玻璃纖維具有非圓形橫截面的區(qū)域和主橫截面軸與次橫截面軸的尺寸比率為2-6，尤其是3-6，最優(yōu)選為
3.5-5.0。本發(fā)明還涉及制備聚酰胺成型材料的方法及由其制得的成型物品，即，特別是注射成型的部件。本發(fā)明的成型部件具有高的橫向剛度和橫向強度。
【背景技術(shù)】
[0004]根據(jù)本發(fā)明，高熔融的聚酰胺被認為是具有至少270°C熔點(DSC，IS011357)的聚酰胺。當用至少50被％玻璃纖維增強時，本發(fā)明的聚酰胺具有至少260°C的HDT A (1.8MPa)。
[0005]因為增強的聚酰胺除了具有高的硬度外，這種材料還具有好的沖擊強度和高的變形溫度，所以其在人造建筑材料領(lǐng)域起到越來越多的作用。例如，應(yīng)用的區(qū)域包括，汽車部門和其它運輸工具范圍的內(nèi)部的和外部的部件，用于電訊的用具和設(shè)備的家用材料，娛樂電子技術(shù)，家庭用具，機械工程設(shè)備，在加熱領(lǐng)域的設(shè)備和用于安裝的緊固部件。在用于汽車部門的部件，例如，類金屬性質(zhì)是非常重要的，然而這種性質(zhì)僅僅通過高填充增強的成型材料才能達到。在部件是薄壁的情況下，特別需要成型材料具有高流動長度，但是在使用常規(guī)的長玻璃纖維和短玻璃纖維時這根本是不可能實現(xiàn)的或是僅僅可實現(xiàn)很少。
[0006]增強的聚酰胺的獨特優(yōu)勢還在于在聚合物基體和該增強材料間的特別優(yōu)良的粘結(jié)。甚至在高度增強導(dǎo)致產(chǎn)品具有高的拉伸模量E時這也是事實。然而現(xiàn)有技術(shù)陳述的產(chǎn)品的沖擊強度、橫向強度和剛度、以及變形性和可加工性不能滿足所有的需求，特別是當在同時必需要高熱穩(wěn)定性和高變形溫度時。
[0007]在本專利申請中，如下所使用的聚酰胺被認為涉及聚合物，該聚合物的基本構(gòu)建塊體是由酰胺鍵合在一起的，其可通過單體的縮聚或聚合反應(yīng)合成得到，所述單體例如，二羧酸、二羧酸齒化物、二腈、二胺、氨基羧酸和/或內(nèi)酰胺。所述聚酰胺可以是均聚酰胺或共聚酰胺或是它們的混合物。所述聚酰胺的數(shù)均分子量應(yīng)該大于5，000，優(yōu)選大于8，000但小于30，000，特別是小于20，OOOg/mol，相應(yīng)的溶液粘度η rel小于2.3，特別是η 小于1.9，特別優(yōu)選地n rel小于1.8 (在間甲酚中測得，0.5wt%, 20°C )。
[0008]EP0196194B1描述了由多個具有非圓形橫截面的玻璃細絲組成的一股繩及其產(chǎn)品。所述玻璃纖維的橫截面可以是卵形、橢圓形、壓縮的橢圓形(也稱作繭狀纖維)或多邊形。
[0009]EP0246620B1描述了一種由玻璃纖維增強的熱塑材料組成的物體,所述玻璃纖維具有一矩形的、橢圓形的或繭形的橫截面。在EP0246620B1中該繭形橫截面被認為是涉及具有一拉長的或卵形的或曲線形的玻璃纖維，每種形狀都有一收縮截面。這些玻璃纖維具有的長徑比為2。
[0010]EP0376616B1描述了一種熱塑性聚合物的對照，其包括一熱塑材料和I到65%具有非圓形橫截面纖維的增強，橫截面范圍和彼此垂直的增強纖維的橫截面的軸的比率被比較詳細地表征。增強纖維的橫截面具有曲線形或半圓形輪廓。該組合物表現(xiàn)出高尺寸穩(wěn)定性和低變形性的特征。 [0011]為了減少在熱塑性條件下生產(chǎn)的模塑物件的變形性，根據(jù)JP10219026A2，用具有圓形橫截面的玻璃纖維和具有扁平橫截面的玻璃纖維的混合物增強該熱塑性基體。在這個文獻中給出的一個實施例中，提到使用聚酰胺66 (尼龍66)作為聚合物基體。
[0012]JP2006045390A2描述了用長玻璃纖維增強的顆粒，其包括一熱塑性基體和高達60wt%的具有扁平橫截面的玻璃纖維。該顆粒的長度和該纖維的長度是相等的。從根據(jù)JP2006045390A2的增強的組合物生產(chǎn)的模塑對象的有利性能包括優(yōu)良的表面品質(zhì)和高的沖擊強度。
[0013]JP8259808A2描述了聚酰胺成型材料，其包括50_80wt%聚酰胺樹脂，優(yōu)選地具有相對粘度2.5-4.0的聚酰胺6和20-50wt%扁平纖維加上任選地高達30wt%的填料。
[0014]EP1788026B1描述了由聚酰胺66和共聚酰胺6T/6I的共混物組成的增強的聚酰胺成型材料。使用玻璃纖維和碳纖維的混合物作為增強材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]因此，本發(fā)明的目的在于提供新型的基于高熔融聚酰胺的增強的聚酰胺成型材料，即，具有至少270°C熔點，與包括具有圓形橫截面玻璃纖維的成型材料相比，其在高變形溫度、機械性能和加工性能方面明顯出眾。
[0016]通過一具有高缺口沖擊強度的增強聚酰胺成型材料來實現(xiàn)上面的目的，所述成型材料包括部分芳香族聚酰胺和增強介質(zhì)，其改進在于:
[0017]-該聚酰胺包括
[0018]-一聚酰胺基體，其包括下面的組分:
[0019](A) 20-60wt%的至少一個高熔融的聚酰胺，其具有至少270 °C的DSC熔點(IS011357)，優(yōu)選具有在間甲酚中(0.5wt%, 20°C )測得的溶液粘度ηΜ?小于2.3，該聚酰胺的組成為
[0020](A1) 二羧酸，包括
[0021]50-100mol%的對苯二酸，以存在的二羧酸的總量為基準，
[0022]0-50mol%的另一具有8~20個碳原子的芳香族二羧酸，以酸的總量為基準，
[0023]0-50mol%的具有6~36個碳原子的脂肪族二羧酸，
[0024]0-50mol%的具有8~20個碳原子的脂環(huán)族二羧酸，
[0025](A2) 二胺，包括
[0026]50_100mol%的至少一個二胺，選自1，6_己二胺、2-甲基-1，5_戊二胺、1，7_庚二胺、1，8-辛二胺、1，11- ^一烷二胺、1，12-十二烷二胺、MACM、PACM、1，3- 二 -(氨甲基)-環(huán)己烷和MXDA，以存在的二胺的總量為基準，
[0027]0-50mol%的其它具有6~18個碳原子的脂肪族二胺，[0028]0-50mol%具有6~20個碳原子的脂環(huán)族二胺，
[0029]0_50mol% 芳香脂肪族二胺(araliphatic diamines) MXDA、PXDA，
[0030]和任選的(A3)氨基羧酸和/或內(nèi)酰胺，包括
[0031]0-100mol%具有6~12個碳原子的內(nèi)酰胺，
[0032]0-100mol%具有6~12個碳原子的氨基羧酸，
[0033]其中使用大約等摩爾量的組分(A1)和(A2)，和(A3)的濃度不超過(A1)~(A3)總量的35wt%，和
[0034]其中增強介質(zhì)包括
[0035](B) 40-80wt% 至少一填料，包括:
[0036](B1) 20-80wt%,任選地40_80wt%的具有拉長形狀的扁平玻璃纖維，其中該玻璃纖維具有一非圓形的橫截面區(qū)域和主橫截面軸與次橫截面軸的尺寸比率為2-6，任選地為
3-6，或任選地從3.5到5.0，
[0037](B2) 0-30wt%微粒或分層的填料，
[0038](B3) 0_30wt%碳纖維和/或玄武巖纖維(basalt fibers)和/或芳絕纖維(aramidfibers) (p-或m_芳纟侖纖維)，
[0039](B4) 0-30wt%具有圓形橫截面的玻璃纖維，和
[0040](C)0_20wt9^^加劑和輔料，
[0041]-其中組分㈧~(C)的量以重量計總共為100%。
[0042]通過在常規(guī)的混和設(shè)備上設(shè)定筒內(nèi)溫度為280°C -350溫度來制備以上指定的聚酰胺成型材料的方法來實現(xiàn)上面的目的，該方法首先熔融所述聚合物組分，然后加入短切扁平玻璃纖維和/或其它填料。
[0043]通過模制的方法(任選地注射成型)來實現(xiàn)上面的目的，所述方法包括將一成型材料模制生產(chǎn)出一個模塑對象或是模塑對象的部件，其改進在于上面所指定的成型材料具有超過20kJ/m2的缺口沖擊強度(根據(jù)Charpy于23°C測得，根據(jù)IS0179/2_leA)。
[0044]上面的目的是通過注射成型、擠出、拉擠成型、吹塑成型來實現(xiàn)的，或者通過一個模塑體，任選地由上面所指定的成型材料而形成的注射模塑部件來實現(xiàn)。
[0045]根據(jù)本發(fā)明可以發(fā)現(xiàn)，扁平玻璃纖維，特別是那些具有矩形橫截面的玻璃纖維，即非圓形橫截面(橫截面軸的比率> 2，尤其是> 3)，與那些具有圓形橫截面的玻璃纖維(例如，常規(guī)的短切玻璃纖維，其通常具有一圓形橫截面)相比，在機械性能、加工和表面品質(zhì)方面具有一定的優(yōu)勢。特別是在> 50%的高玻璃纖維含量時這也是事實。
【具體實施方式】
[0046]談及下面的矩形玻璃纖維，這是指玻璃纖維的橫截面是矩形的，或者幾乎是矩形的，或者是一個圓形矩形(rounded rectangle),該矩形的長邊是幾乎彼此平行排列的和該矩形的短邊在其末端是彎的或整個短邊是彎曲的，在后面這種情況短邊的形狀象橢圓或圓形的一部分。與繭形纖維相比，矩形玻璃纖維的橫截面沒有任何收縮。
[0047]因此，根據(jù)本發(fā)明，當在具有60wt%玻璃纖維的PA6T/6I (70:30)成型材料中使用扁平玻璃纖維時，與同樣配方但是使用具有圓形形貌的玻璃纖維相比，其缺口沖擊強度幾乎是兩倍高。當使用的PA6T/6I(70:30)材料具有低分子量(ηΜ?=1.57)時，也能獲得高沖擊強度值。具有低分子量的PA6T/6I(70:30)具有低的熔融粘度和因此在注射成型的加工工藝中具有優(yōu)勢。
[0048]使用具有低分子量的聚酰胺比那些具有較高分子量的聚酰胺通常能獲得較低的沖擊強度值。然而，在高度填充時，由于較高分子量聚酰胺的較大的粘度，熱塑性加工工藝是困難的。在模塑填充、麻點和很差的表面品質(zhì)方面的麻煩證明了這一點。
[0049]根據(jù)本發(fā)明現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，尤其是在大量的扁平玻璃纖維(50被％或者更多)的情況下，與使用含有圓形橫截面玻璃纖維的材料相比，使用本發(fā)明的成型材料可以生產(chǎn)出具有優(yōu)良可加工性、低變形性、高表面品質(zhì)和特別高的沖擊強度的產(chǎn)品，特別是當使用具有低粘度的部分芳香族聚酰胺時，尤其優(yōu)選使用低粘度PA6T/6I或PA6T/66。
[0050]與使用圓形橫截面的玻璃纖維相比，具有主軸和次軸為不同值的橫截面的玻璃纖維(扁平玻璃纖維)允許在高增強度時具有明顯更高的堆積密度，因此導(dǎo)致更高的模量值，更高的強度，特別是橫切纖維的方向。然而，僅僅當扁平玻璃纖維間的間隔(其往往是比較小)被聚合物基體充分滲入時，并且該基體允許在變形時產(chǎn)生的力充分的傳導(dǎo)時，在那時完全證實了關(guān)于剛度和強度的預(yù)期改進。只有根據(jù)本發(fā)明所用的具有低粘度的聚酰胺完全利用了扁平玻璃纖維的形貌優(yōu)勢的這種潛能。
[0051]在使用時承受壓縮負載的直立的建筑部件，例如用于壓力表、閥門或水表的外殼，得益于橫切過纖維排列方向的增加的剛性和強度，因為以這種方式改進了爆炸壓力和空間穩(wěn)定性。由于由本發(fā)明的成型材料制得的建筑部件的較高的橫向剛度，其比包含了具有圓形橫截面的玻璃纖維的成型材料高出10%_40%，取決于其組成，在交互的壓縮負載下使得所述建筑部件發(fā)生的變形更小。這是特別有意義的，因為當用常規(guī)的圓形橫截面的玻璃纖維增強時，基于部分芳香族的聚酰胺，特別是那些主要包括對苯二甲酰胺單元(6T單元)的聚酰胺，具有與縱向剛度相比較低的橫向剛度。與縱向剛度相比較低的橫向剛度在模塑部件的設(shè)計中具有較好的平坦作用。通過使用扁平玻璃纖維結(jié)合低粘度聚酰胺可以補償這種不足之處，因為以這種方式不僅僅是縱向和橫向剛度以及縱向強度和橫向強度的單個數(shù)值增加了，而且橫向剛度對縱向剛 度的比值和橫向強度對縱向強度的比值也增加了。在與加工方向成直角上和因此也是在與該模塑部件的玻璃纖維的取向方向成直角上，測定橫向剛度和橫向強度。
[0052]根據(jù)本發(fā)明所用的聚酰胺成型材料的基體是基于至少一種高熔融的聚酰胺(組分(A))，其具有至少270°C的熔點和至少260°C的HDT A (至少50wt%的增強度)。
[0053]該高熔融的聚酰胺(組分(A))具有在間甲酚(0.5wt%, 20°C )中測得的溶液粘度nrei小于2.3，優(yōu)選地小于1.9，更優(yōu)選地小于1.8。
[0054]一個可能特別被考慮的高熔融的聚酰胺是基于芳香族的二羧酸和脂肪族的二胺的聚酰胺。芳香族二羧酸的一部分可被脂肪族和/或脂環(huán)族的二羧酸所取代，部分的脂肪族二胺可被脂環(huán)族和/或芳香脂肪族的二胺所取代。該二羧酸和二胺還可以被內(nèi)酰胺和/或氨基羧酸部分地取代。
[0055]因此該高熔融的聚酰胺是從下面的組分形成的:
[0056](A1) 二羧酸:
[0057]50-100mol%的對苯二酸，以存在的酸的總量為基準，
[0058]0-50mol%的另一具有8~20個碳原子的芳香族二羧酸和/或O □ 50mol%的具有6~36個碳原子的脂肪族二羧酸和/或0-50mol%的具有8~20個碳原子的脂環(huán)族二羧酸。
[0059](A2) 二胺:
[0060]50_100mol%的至少一個二胺，選自1，6_己二胺、2-甲基-1，5_戊二胺、1，7_庚二胺、1，8-辛二胺、1，11- ^一烷二胺、1，12-十二烷二胺、MACM、PACM、1，3- 二 -(氨甲基)-環(huán)己烷和MXDA，以存在的二胺的總量為基準，
[0061]0-50mol%的其它脂肪族二胺，和/或
[0062]0-50mol%的具有6~20個碳原子的脂環(huán)族二胺，和/或
[0063]0-50mol% 芳香脂肪族二胺 MXDA、PXDA,
[0064]其中在高熔融的聚酰胺中，二羧酸的摩爾含量百分數(shù)總計100%和二胺
[0065]的摩爾含量百分數(shù)總計100%，和任選的從:
[0066](A3)氨基羧酸和/或內(nèi)酰胺，包括
[0067]0-100mol%具有6~12個碳原子的內(nèi)酰胺，和/或
[0068]0-100mol%具有6~12個碳原子的氨基羧酸。
[0069]盡管主要地使用等摩爾量的組分(A1)和(A2)，(A3)的濃度總計最多為基于(A1)~(A3)總量的35wt%，優(yōu)選最多為25wt%，特別優(yōu)選地最多為20wt%。
[0070]除了以大量等摩爾量使用的組分AJP A2以外，還可以使用二羧酸(A1)或二胺(A2)來調(diào)節(jié)分子量或是用于補償在聚酰胺合成時損失的單體，以使得組分AjPA2的濃度在它們的總量中是占主要的。
[0071]部分對苯二酸(TPA)可被高達50mol%，優(yōu)選高達48mol%和特別是高達46mol%的其它具有6~36個碳原子的芳香族、脂肪族或脂環(huán)族的二羧酸取代(以二羧酸的總量為基準)。適宜的芳香族二羧酸包括萘二甲酸(NDA)和間苯二甲酸(IPA)。適宜的脂肪族二羧酸包括己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、十六烷二酸、十八烷二酸和二聚酸。適宜的脂環(huán)族二羧酸包括cis-和/或trans-環(huán)己燒-1, 4- 二羧酸和/或cis-和/或trans-環(huán)己燒-1, 3- 二羧酸(CHDA)。
[0072] 以50_100mol%的量作為組分(A2)使用的二胺選自1，6_己二胺、2-甲基_1，5_戊二胺、1，7-庚二胺、1，8-辛二胺、1，11-十一烷二胺、1，12-十二烷二胺、MACM、PACM、1，3_ 二-(氨甲基)-環(huán)己烷和MXDA。優(yōu)選這些二胺中的1，6_己二胺、2-甲基_1，5-戊二胺和1，12-十二烷二胺，特別優(yōu)選1，6-己二胺。
[0073]上述必須使用的二胺可以被其它具有4~36個碳原子的二胺以不多于50mol%的次要量所取代，優(yōu)選不多于40mol%和更優(yōu)選不多于30mol% (以二胺的總量為基準)。線性的或支化的脂肪族二胺的實例包括1，4- 丁二胺、1，5-戊二胺、1，6-己二胺、1，7-庚二胺、1，8_辛二胺(0MDA)、1，9-壬二胺(NMDA)、2_ 甲基-1,8-辛二胺(MODA)、2，2，4-三甲基己二胺(TMHMD)、2，4，4-三甲基己二胺(TMHMD)、5_ 甲基-1，9-壬二胺、1，10-癸二胺、1，11-^^一燒二胺、2_ 丁基-2-乙基-1，5-戍二胺、1，12-十二燒二胺、1，13-十二燒二胺、1，14-十四烷二胺、1，16-十六烷二胺和1，18-十八烷二胺?？赡苁褂玫闹h(huán)族二胺的實例包括環(huán)己烷二胺、1，3-二-(氨甲基)-環(huán)己燒(BAC)、異佛爾酮二胺(isophoronediamine)、降茨燒二甲胺(norbornanedimethylamine)、4, 4' - 二氨基二環(huán)己基甲燒(PACM)、2，2-(4，4' -二氨基二環(huán)己基)丙烷(PACP)和3，3' - 二甲基-4,4' -二氨基二環(huán)己基-甲烷(MACM)。芳香脂肪族二胺的實例是間苯二胺(MXDA)。
[0074]除了在此所描述的二羧酸和二胺以外，內(nèi)酰胺和/或氨基羧酸也可用作形成聚酰胺的組分(組分(A3))。適宜的化合物包括，例如，己內(nèi)酰胺(CL)、ω-氨基己酸、ω-氨基壬酸、(0-氨基一烷酸(AUA)，十二內(nèi)酰胺(LL)和ω-氨基十二烷酸(ADA)。與組分A1和A2一起使用的氨基羧酸和/或內(nèi)酰胺的濃度是最多35wt%，優(yōu)選最多為25wt%，特別優(yōu)選地最多為20wt%，以組分A1和^的總量為基準。特別優(yōu)選的內(nèi)酰胺包括具有4、6、7、8、11或12個碳原子的α，ω-氨基酸。這些內(nèi)酰胺包括內(nèi)酰胺2-吡咯烷酮(4個碳原子)、ε -己內(nèi)酰胺(6個碳原子)、庚內(nèi)酰胺(enanthlactam)(7個碳原子)、癸內(nèi)酰胺(capryl lactam) (8個碳原子)、十二燒內(nèi)酰胺(lauryl lactam) (12個碳原子)和/或α，ω -氨基酸1，4_氨基丁酸、1，6-氨基己酸、1，7-氨基庚酸、1，8-氨基辛酸、1，11-氨基十一烷酸和1，12-氨基十二烷酸。
[0075]因為二胺是比二羧酸更易揮發(fā)的化合物，一些二胺會在合成過程中損失。在水蒸發(fā)過程、預(yù)縮聚(precondensate)的排放和在熔融時或固相時的后縮聚(postcondensation)中都會損失二胺。為了補償二胺的損失，因此優(yōu)選地向單體混合物內(nèi)加入基于二胺總量的過量l_8wt%的二胺。由于二胺的過量，還調(diào)節(jié)了分子量和末端基的分布。使用根據(jù)在此所用實施例的方法，使用過量少于3%的二胺會產(chǎn)生羧基末端基過量10_150mmol/kg。當二胺過量大于3%時,氨基末端基過量10_150mmol/kg。
[0076]為了調(diào)節(jié)分子量、相對粘度和/或流動性或MVR，可以向混合物中和/或向預(yù)縮聚物(在后縮聚之前)中加入以一元羧酸或一元胺形式的調(diào)節(jié)物。適宜作為調(diào)節(jié)物的脂肪族、脂環(huán)族或芳香族的一元羧酸或一元胺包括乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、月桂酸、硬脂酸、2-乙基己酸、環(huán)己酸、苯甲酸、丁胺、戊胺、己胺、2-乙基己胺、η-辛胺、η-十二烷基胺、η-十四烷基胺、η-十六烷基胺、十八烷基胺、環(huán)己胺、3-(環(huán)己氨基)丙胺、甲基環(huán)己胺、二甲基環(huán)己胺、芐胺、2-苯基乙胺等?？梢詥为毷褂没蚪M合使用這些調(diào)節(jié)物。如果能夠和氨基基團或羧基基團反應(yīng)，還可使用其它單官能化合物作為調(diào)節(jié)物，例如酸酐、異氰酸酯、酸鹵或酯。調(diào)節(jié)物的通常用量是介于10和200mmol/kg聚合物。
[0077]可通過已知的方法合成部分芳香族的共聚酰胺(A)。適宜的方法已被記錄在各處，一些在本專利文獻中討論的可能的方法將在下面給出，下面所列文獻中公開的內(nèi)容被明確地包括在本專利申請的公開內(nèi)容中，其涉及用于本發(fā)明的組分(A)的共聚酰胺的合成方法:DE19513940、EP0976774、EP0129195、EP0129196、EP0299444、US4,831，106、US4, 607，073、DE1495393 和 US3, 454，536。
[0078]最常見的方法其也是最適宜用于組分(A)的合成方法是兩步合成法，首先是一低粘度、低分子量的預(yù)縮聚，然后是在固相或在熔融(例如，在擠出機中)下的后縮聚。也可能是如在DE69630260中描述的三步合成法，1.預(yù)縮聚，2.固相聚合和3.熔融聚合。
[0079]對于熔點低于300°C的產(chǎn)品，所描述的一步混和的方法，例如，在US3，843，611和US3, 839，296中，單體或其鹽的混合物被加熱到250_320°C并保持1_16小時，伴隨著氣態(tài)物料的蒸發(fā)壓力從最大值被降低至最低壓力直到ImmHg，任選地借助于惰性氣體。
[0080]根據(jù)本發(fā)明，下面的芳香族共聚酰胺被特別的優(yōu)選作為高熔融的聚酰胺(A):
[0081]-由至少50mol%對苯二酸和己二胺合成的部分結(jié)晶的聚酰胺，作為單一的二胺組分；[0082]-由至少52mol%對苯二酸和己二胺合成的部分結(jié)晶的聚酰胺；
[0083]-由至少54mol%對苯二酸和己二胺合成的部分結(jié)晶的聚酰胺；
[0084]-由至少62mol%對苯二酸和己二胺合成的部分結(jié)晶的聚酰胺；
[0085]-由至少50mol%對苯二酸和2_甲基-1，5_戍二胺合成的部分結(jié)晶的聚酰胺；
[0086]-由至少50mol%對苯二酸與己二胺和2_甲基-1，5_戍二胺的混合物合成的部分結(jié)晶的聚酰胺；
[0087]-由至少50mol%對苯二酸與至少兩種二胺的混合物合成的部分結(jié)晶的聚酰胺，所述二胺選自己二胺、壬二胺、甲基辛二胺和癸二胺，其中使用基于總的二胺含量的至少
5Omo I % 己二胺；
[0088]-由至少50mol%對苯二酸與己二胺和十二烷二胺的混合物合成的部分結(jié)晶的聚酰胺，其中使用基于總的二胺含量的至少50mol%己二胺；
[0089]-由至少50mol%對苯二酸與己二胺和三甲基己二胺的混合物合成的部分結(jié)晶的聚酰胺，其中使用基于總的二胺含量的至少50mol%己二胺；
[0090]-由至少50mol%對苯二酸與己二胺和間苯二胺的混合物合成的部分結(jié)晶的聚酰胺，其中使用基于總的二胺含量的至少50mol%己二胺；
[0091]-由至少50mol%對苯二酸與己二胺和二-(4-氨基環(huán)己基)_甲烷的混合物合成的部分結(jié)晶的聚酰胺，其中使用基于總的二胺含量的至少50mol%己二胺；
[0092]-由至少50mol%對苯二酸與己二胺和二-(4-氨基-3-甲基-環(huán)己基)_甲燒的混合物合成的部分結(jié)晶的聚酰胺，其中使用基于總的二胺含量的至少50mol%己二胺；
[0093]-具有50_80mol% 六次甲基對苯二甲酸胺(hexamethyleneterephthal-amide)單兀和20_50mol%六次甲基鄰苯二甲酸胺(hexamethyleneisophthalamide)單兀的部分結(jié)晶的聚酰胺6T/6I ；
[0094]-具有55_75mol%六次甲基對苯二甲酰胺單元和25_45mol%六次甲基鄰苯二甲酰胺單元的部分結(jié)晶的聚酰胺6T/6I ；
[0095]-具有62_73mol%六次甲基對苯二甲酰胺單元和25_38mol%六次甲基鄰苯二甲酰胺單元的部分結(jié)晶的聚酰胺6T/6I ；
[0096]-具有70mol%六次甲基對苯二甲酰胺單元和30mol%六次甲基鄰苯二甲酰胺單元的部分結(jié)晶的聚酰胺6T/6I ；
[0097]-具有50_80mol%六次甲基對苯二甲酰胺單元和20_50mol%己二酰己二胺(hexamethyleneadipamide) (66)單元的部分結(jié)晶的聚酰胺 6T/66 ；
[0098]-具有50_65mol%六次甲基對苯二甲酰胺單元和35_50mol%己二酰己二胺(66)單元的部分結(jié)晶的聚酰胺6T/66 ；
[0099]-具有52-62mol%六次甲基對苯二甲酰胺單元和38_48mol%己二酰己二胺(66)單元的部分結(jié)晶的聚酰胺6T/66 ；
[0100]-具有55mol%六次甲基對苯二甲酰胺單元和45mol%己二酰己二胺(66)單元的部分結(jié)晶的聚酰胺6T/66 ；
[0101]-具有50-70mol%六次甲基對苯二甲酰胺單元、5-45mol%六次甲基鄰苯二甲酰胺單元和5-45mol%己二酰己二胺(66)單元的部分結(jié)晶的聚酰胺6T/6I/66 ；
[0102]-具有至少50mol%六次甲基對苯二甲酰胺單元、0_40mol%六次甲基鄰苯二甲酰胺單元和10-50mol%式NH-(CH2)lr1-CO (其中，η是6、11或12)的脂肪族單元的部分結(jié)晶的ΡΑ6Τ/6Ι/Χ ；
[0103]-具有至少50mol%六次甲基對苯二甲酰胺單元、10_30mol%六次甲基鄰苯二甲酰胺單元和IOIOm0WSNH-(CH2)lr1-CO (其中，η是6、11或12)的脂肪族單元的部分結(jié)晶的ΡΑ6Τ/6Ι/Χ ； [0104]-具有52_73mol%六次甲基對苯二甲酰胺單元、0_36mol%六次甲基鄰苯二甲酰胺單元和12-48mol%式NH-(CH2)lr1-CO (其中，η是6、11或12)的脂肪族單元的部分結(jié)晶的三元ΡΑ6Τ/6Ι/Χ ；
[0105]-具有52-73mol%六次甲基對苯二甲酰胺單元、10-36mol%六次甲基鄰苯二甲酰胺單元和12-38mol%式NH-(CH2)lr1-CO (其中，η是6、11或12)的脂肪族單元的部分結(jié)晶的ΡΑ6Τ/6Ι/Χ ；
[0106]-具有至多40mol%六次甲基對苯二甲酰胺單元和至少60mol%六次甲基鄰苯二甲酰胺單元的無定型聚酰胺6T/6I和具有至少52mol%六次甲基對苯二甲酰胺單元的過量的部分結(jié)晶的聚酰胺6T/6I或6T/66的混合物；
[0107]-部分芳香族和部分結(jié)晶的聚酰胺，包括高達26mol%脂肪族單元，其是通過多至44個碳原子的二聚脂肪酸與脂肪族或脂環(huán)族二胺(特別是與己二胺)的縮聚來合成的。
[0108]具體的，本發(fā)明聚酰胺的典型代表如下:
[0109]PA6T/61、PA6T/66、PA6T/610、PA6T/612、PA6T/12、PA6T/11、PA6T/6、PA6T/10T、PA6T/101、PA6T/106、PA6T/1010、PA6T/66/106、PA6T/MACM10、PA6T/MACM12、PA6T/MACM18、PA6T/MACM1、PAMACMT/61、PA6T/PACM6、PA6T/PACM10、PA6T/PACM12、PA6T/PACM18、PA6T/PACM1、PACMT/61、PA MPT/MP1、PA MPT/MP6、PA6T/MP1、PA6T/9T、PA6T/12T、PA6T/6I/66、PA6T/6I/6、PA6T/6I/12、PA6T/66/6、PA6T/66/12、PA6T/6I/MACM1、PA6T/66/PACM6。
[0110]在第一實施方式中，根據(jù)本發(fā)明使用的扁平玻璃纖維(組分(BI))是一具有扁平形狀和非圓形橫截面區(qū)域的短玻璃纖維，其彼此垂直的橫截面軸的比率大于或等于2，特別是大于或等于3，較小的橫截面軸的長度> 3μπι。特別的，優(yōu)選具有一盡可能接近矩形橫截面的玻璃纖維，橫截面軸的比率大于3，特別是大于或等于3.5。該玻璃纖維是具有長2mm-50mm長度的短切玻璃形式。在本發(fā)明成型材料中的該玻璃纖維濃度介于20wt%和80wt%間，優(yōu)選介于40wt%和80wt%間，特別優(yōu)選介于48wt%和75wt%間，最優(yōu)選介于48wt%和65wt%間，在本發(fā)明的一個【具體實施方式】中，該玻璃纖維總是以至少60wt%的量存在。
[0111]在第二實施方式中，根據(jù)本發(fā)明使用的扁平玻璃纖維是一具有扁平形狀和非圓形橫截面區(qū)域的長玻璃纖維，其彼此垂直的橫截面軸的比率大于或等于2，特別是大于或等于3，較小的橫截面軸的長度> 3 μ m。特別地優(yōu)選具有一最可能矩形橫截面的長玻璃纖維，橫截面軸的比率大于3，特別是大于或等于3.5。根據(jù)本發(fā)明的作為粗紗使用的玻璃纖維(組分B1)具有一直徑(小的橫截面軸是3 μ m-20 μ m，優(yōu)選3 μ m-10 μ m)。特別優(yōu)選橫截面軸比率為3.5-5.0的所謂扁平玻璃纖維。特別是根據(jù)本發(fā)明使用E-玻璃纖維。除了優(yōu)選的E-玻璃纖維外，還特別使用S-玻璃纖維，因為與E-玻璃纖維相比，S-玻璃纖維具有高出30%的拉伸強度。然而，也可使用所有其它類型的玻璃纖維，例如A、C、D、M、R玻璃纖維，或者其混合物，或者與E-和/或S-玻璃纖維的混合物。
[0112]在本發(fā)明的可選擇的實施方式中，僅使用具有拉長形狀和一個幾乎是矩形橫截面的扁平玻璃纖維，其長徑比(即主軸/橫截面軸與次軸/橫截面軸的尺寸比率)為2-6，特別是3-6，特別優(yōu)選的是3.5-5.0。在本實施方式中不使用繭形玻璃纖維或所謂的玻璃纖維繭狀物(繭纖維)，即具有至少一個收縮部分的拉長的或卵形或曲線形的玻璃纖維。
[0113]在本發(fā)明的另一個可選的實施方式中，根據(jù)本發(fā)明所用的扁平玻璃纖維和碳纖維(石墨纖維)結(jié)合在一起使用。用碳纖維替換部分的玻璃纖維，其結(jié)果是與純玻璃纖維相比，這樣的雜纖維增強的材料改進了其剛性。玻璃纖維和碳纖維的混合物可以具有玻璃纖維:碳纖維的重量比為70/30-97/3，特別是80/20-95/5。
[0114]本發(fā)明的聚酰胺成型材料可以通過已知的生產(chǎn)長纖維增強的棒狀顆粒的方法生產(chǎn)而得，特別是通過拉擠成型方法，在此方法中連續(xù)的纖維繩(粗紗)用聚合物融體充分浸潰，然后冷卻和切碎。
[0115]以這種方式得到的長纖維增強的棒狀顆粒(優(yōu)選地具有3mm-25mm顆粒長度，特別是4mm-12mm)可通過常規(guī)的加工方法(例如,注射成型、擠壓)被進一步地加工成模塑部件，由此通過溫和的加工方法可以達到特別優(yōu)良性能的模塑部件。在本文中，溫和特別是指大大避免了過多的纖維破裂和相關(guān)聯(lián)的在纖維長度上的強烈收縮。在注射成型中，這是指在此優(yōu)選使用具有大直徑和低壓縮比的蝸輪(特別是壓縮比低于2)，以及大尺寸的噴嘴信道和注入口信道。此外，還應(yīng)采取步驟確保棒狀顆粒借助于高的筒內(nèi)溫度(接觸加熱)將快速熔融和確保所述纖維將不會由于過多的剪切壓力而在尺寸上減少太多。考慮了這些措施，可以得到模塑部件，其具有在平均水平上比由短纖維增強的成型材料制得的對照模塑部件更大的纖維長度。以這種方式，可以實現(xiàn)在性能上的另外改進，特別是在彈性模量、拉伸強度和缺口沖擊強度方面。
[0116]在拉擠成型方法中所用的連續(xù)的碳纖維具有5μπι-10μπι的直徑，優(yōu)選
6μ m_8 μ m。 [0117]為了促進纖維的浸潰，可以借助于適宜的IR預(yù)熱、接觸預(yù)熱、輻射預(yù)熱或熱氣預(yù)熱來預(yù)先加熱該纖維到高達400°c的溫度。在浸潰腔內(nèi)帶有延展表面的裝置確保纖維在聚合物融體中的完全浸潰。從浸潰部分形成的繩通過控制滾筒系統(tǒng)成形，以得到具有圓形、橢圓形或矩形橫截面的顆粒。
[0118]為了改善基體粘結(jié)和纖維處理，可以用化學不同的層包覆該纖維，例如那些在文獻中的已知用于玻璃纖維和碳纖維的物質(zhì)。
[0119]根據(jù)本發(fā)明，即使是在使用短切的玻璃時，令人驚訝地可能達到高缺口沖擊強度值，否則其是僅僅在用長纖維增強和用高分子量的聚酰胺才能得到。根據(jù)本發(fā)明，特別的，高的缺口沖擊強度值是使用高的增強值得到的:用50wt%-60wt%含量的玻璃纖維得到大于20kJ/m2的缺口沖擊強度值，用大于60wt%含量的玻璃纖維得到大于23kJ/m2的缺口沖擊強度值。
[0120]此外，根據(jù)本發(fā)明達到高的流動長度，特別是在由成型材料生產(chǎn)的薄壁部件(注射成型)中:增強度65wt%，流動長度>120mm。然而,如在實施例11中所示，另外使用內(nèi)部的和/或外部的潤滑劑，可以容易地達到明顯較大的流動長度。
[0121]任選地，還可以2_30wt%的量向成型材料中加入其它填料和增強材料(組分B2~B4)。作為優(yōu)選的另外的增強材料，實例包括碳纖維(石墨纖維)、硼纖維、芳綸纖維(P-或m-芳纟侖纖維(例如，Kevlar?__Nomex?，DuPont)或其混合物)和玄武巖纖維，和具有圓形橫截面的玻璃纖維或其混合物也被提及，這些增強纖維可作為短纖維或長纖維，也可以不同纖維的混和物的形式來被使用。
[0122]根據(jù)本發(fā)明的熱塑性成型材料可以優(yōu)選地包括作為組分(B2)微粒狀的填料或者兩個或多個不同填料甚至是結(jié)合了增強材料的混合物。例如，可以使用基于滑石、云母、硅酸鹽、石英、二氧化鈦、鈣硅石、高嶺土、無定形的硅酸、碳酸鎂、氫氧化鎂、白堊、石灰、長石、硫酸鋇的礦物微粒填料，實心的或空心的玻璃小珠或磨砂玻璃，特別是磨砂扁平玻璃纖維，永磁的和/或可磁化的金屬化合物和/或合金。這些填料還可是已經(jīng)表面處理過的。
[0123]然而，本方面的成型材料還可以包括其它添加劑(C)，例如，其選自諸如鹵化銅的無機穩(wěn)定劑、有機穩(wěn)定劑、潤滑劑、染料、成核劑、金屬顏料、金屬薄片、金屬包覆的顆粒(metal-coated particles)、鹵化阻燃劑、不含鹵素的阻燃劑、沖擊改性劑、諸如聚苯醚、聚苯硫醚的其它聚合物、抗靜電劑、導(dǎo)電添加劑、模具釋放助劑(mold release aids)、突光增白劑、天然的層狀硅酸鹽、合成的層狀硅酸鹽或前述添加劑的混合物。
[0124]某些添加劑負面影響成型材料的流動性，因此負面影響它們加工成模塑部件，因而成型材料的組成很快地到達其增強度的極限。然而，通過使用扁平玻璃纖維，特別是具有幾乎是矩形橫截面的玻璃纖維，例如，即使在高的增強度時，防火成型材料的流動性也可令人滿意地被調(diào)整。例如，即使是50wt%-60wt%的增強度時，具有阻燃劑外層的PA6T/6I成型材料仍可被很好的加工并具有優(yōu)良的表面，所述的阻燃劑外層使用例如亞膦酸鹽和/和二亞膦酸鹽，特別是亞膦酸鋁和亞膦酸鈣，和任選地聚磷酸三聚氰胺(使用0.8mm厚的測試體時，根據(jù)UL-94的火災(zāi)等級..W)。阻燃劑的濃度優(yōu)選在10wt%-18wt%的范圍，特別是在llwt%-15wt%的范圍，以增強的聚酰胺成型材料為基準。特別的，所述阻燃劑為由8.0-17.8被％鋁、鋅和/或鈣的膦酸鹽和/或二膦酸鹽以及0.2 口 10.0被％聚磷酸三聚氰胺組成。
[0125]例如，可以使用碳黑和/或碳納米管作為本發(fā)明成型材料中的抗靜電劑。
[0126]然而，除已存在的碳纖維以外使用碳黑還會改進該成型材料的黑色澤。
[0127]在本發(fā)明成型材料中使用的層狀硅酸鹽可以包括，例如，高嶺土、蛇紋石、滑石、云母、蛭石、伊利石、蒙脫石、蒙脫土、鋰蒙脫石、雙氫氧化物或其混合物。所述的層狀硅酸鹽可以是表面處理過的或是未處理過的。
[0128]在本發(fā)明成型材料中使用的穩(wěn)定劑和/或抗老化劑可以包括，例如，抗氧化劑、光保護劑、UV穩(wěn)定劑、UV吸收劑或UV阻斷劑。
[0129]如上已經(jīng)解釋過的，根據(jù)本發(fā)明所述扁平玻璃纖維(B1)也可作為短切玻璃(短玻璃纖維)或作為粗紗(連續(xù)的纖維或長玻璃纖維)被使用。這些玻璃纖維的橫截面短軸的直徑為3 μ m-20 μ m,橫截面長軸的直徑為6 μ m-40 μ m,彼此垂直的橫截面軸的比率在2-6的范圍，特別是在3-6，更特別優(yōu)選在3.5-5.0。特別的，根據(jù)本發(fā)明使用E-和/或S-玻璃纖維。然而，也可以使用所有其它類型的玻璃纖維，例如，A-、C-、D-、M-和R-玻璃纖維或其混合物或其與E-和/或S-玻璃纖維的混合物。使用通常用于聚酰胺的常規(guī)膠料(sizings)，例如各種氨基硅烷，但是優(yōu)選在高溫時穩(wěn)定的膠料。
[0130]可在常規(guī)的混和機上生產(chǎn)本發(fā)明的聚酰胺成型材料，所述的混和機例如單螺桿或雙螺桿擠出機或螺桿捏煉機。通常，首先是熔融聚合物組分，在擠出機的同一位點或不同位點加入增強材料(玻璃纖維和/或碳纖維)，例如通過側(cè)面的進料器。優(yōu)選在設(shè)定筒內(nèi)溫度280°C _360°C時進行混和。由于本發(fā)明成型材料的溫和加工過程，可得到增強的模塑部件，在此部件中的纖維長度分布明顯朝著較大纖維長度的方向轉(zhuǎn)變。因此與基于圓形橫截面的玻璃纖維的模塑部件相比，本發(fā)明的模塑部件平均具有高出20-200%的平均纖維長度。
[0131]從本發(fā)明成型材料生產(chǎn)的模塑對象被用于生產(chǎn)內(nèi)部的和外部的部件，優(yōu)選具有承載或機械功能，用于電子學、家具、體育、機器建造、管道設(shè)備和衛(wèi)生、醫(yī)藥、能源和驅(qū)動技術(shù)、汽車和其它運輸工具領(lǐng)域，或用于電訊、娛樂電子技術(shù)、家庭用具、機械工程設(shè)備、加熱的設(shè)備和用具的外殼材料，或作為緊固部件用于安裝或用于集裝箱和各種類型的通風部件。
[0132]對于由本發(fā)明成型材料生產(chǎn)的模塑部件的可能的應(yīng)用，可特別提及金屬壓鑄替換領(lǐng)域，其需要特別高的剛性以及優(yōu)良的沖擊強度。
[0133]應(yīng)思
[0134]電氣設(shè)備領(lǐng)域
[0135]-用于具有或沒有綜合電氣功能的手持電氣工具的制動組件和/或調(diào)節(jié)組件(模塑互聯(lián)設(shè)備，MID)
[0136]-在均一設(shè)計中(即由一種材料制得)或作為一個混和部件(即幾種材料的組合)用于風鉆的拉桿和/或活塞
[0137]-外殼，在均一設(shè)計中具有或沒有綜合電氣功能(MID)的用于角度研磨機、鉆孔機、電規(guī)劃機器或打磨機的齒輪殼，或是作為一個混和部件，其中的某些功能區(qū)域(例如，力傳動表面、滑動表面、可見的裝飾區(qū)域、觸摸區(qū)域)可由另一種兼容的或不兼容的材料制得(例如，用于靶向分層和/或變形、意欲破裂點、力和/或扭矩限制)
[0138]-工具容器，例如 ，卡盤和/或安全設(shè)備
[0139]-具有或沒有綜合電氣功能(MID)的縫紉機外殼、滑臺
[0140]-用于電訊(例如移動電話)、辦公室電子設(shè)備(便攜式電腦外殼和放映機外殼)和娛樂電子設(shè)備的外殼或殼部件
[0141]管道設(shè)備和衛(wèi)生領(lǐng)域
[0142]-在均一設(shè)計中具有或沒有綜合電氣功能(MID)的或者作為混和部件的，用于口腔清洗、牙齒刷洗、露營衛(wèi)生間、淋浴房、衛(wèi)生中心的外殼和/或功能部件(例如，用于泵、齒輪、閥門)
[0143]-各種連接器或管接頭模具
[0144]-在均一設(shè)計中具有或沒有綜合電氣功能(MID)的或者作為混和部件的泵外殼、閥門外殼或水表外殼
[0145]家庭用具領(lǐng)域
[0146]具有或沒有綜合電氣功能(MID)的用于機械的、電動的或電動機械的關(guān)閉系統(tǒng)、鎖定系統(tǒng)或傳感器的外殼和/或功能部件，用于
[0147]-冰箱、冰柜、臥式冰柜
[0148]-烤箱、烹飪爐、蒸氣蒸煮機
[0149]-洗碗機
[0150]汽車領(lǐng)域
[0151]在均一設(shè)計中具有或沒有綜合電氣功能(MID)的或者作為混和部件的外殼和/或裝配，用于
[0152]-操作組件/開關(guān)(例如，用于外部鏡調(diào)節(jié)、座椅位置調(diào)節(jié)、光照、行進指示器的方向)
[0153]-內(nèi)部傳感器，例如，用于座椅的占用
[0154]-外部傳感器(例如，用于停車協(xié)助、帶有超聲波和/或雷達的里程表)
[0155]-在發(fā)動機艙的傳感器(例如，振動傳感器和/或敲擊傳感器)
[0156]-內(nèi)部和外部的照明
[0157]-在內(nèi)部和外部區(qū)域的發(fā)動機和/或驅(qū)動組件(例如，用于座椅舒適功能、外部后視鏡調(diào)節(jié)、主前燈調(diào)節(jié)和/或再調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)向指示燈)
[0158]-用于交通工具的調(diào)節(jié)和/或控制系統(tǒng)(例如，用于燃料、空氣、冷卻劑、潤滑劑的介質(zhì)指引和/或調(diào)節(jié))
[0159]具有或沒有綜合電氣功能(MID)的機械功能組件和/或傳感器外殼，用于
[0160]-關(guān)閉系統(tǒng)、鎖定系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)，例如，具有自動的旋轉(zhuǎn)門、滑門、發(fā)動機艙閥門和
/或引擎罩、箱蓋、車窗
[0161]-用于流體管道的連接器、在自動的電動的和電子的系統(tǒng)的區(qū)域內(nèi)的連接器。
[0162]機械工程領(lǐng)域
[0163]-標準尺寸的或?qū)ｉT應(yīng)用設(shè)計的或均一實施的ISO標準部件和/或機械組件(例如，螺絲釘、螺母、螺釘、楔子、軸、齒輪)
[0164]-1SO標準部件和/或機械組件，例如，螺絲釘、螺母、螺釘、楔子、軸，其是標準尺寸的或?qū)ｉT應(yīng)用設(shè)計的或是作為一個混和部件，其中的某些功能區(qū)域(例如力傳動表面、滑動表面、裝飾的視察區(qū)域)可由另一種兼容的或不兼容的材料制得(例如，用于靶向分層、意欲破裂點、力和/或扭矩限制)
[0165]-用于機械設(shè)備的架子、底部、基底，所述的機械設(shè)備例如立式鉆孔機、臺式鉆孔機、銑床或金屬加工和/或木工加工的組合設(shè)備
[0166]-插入部件，例如螺紋襯套
[0167]-自行式螺釘
[0168]能量和驅(qū)動【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0169]-在均一設(shè)計中具有或沒有綜合電氣功能(MID)的或者作為混和部件的用于太陽能電池的框架、外殼、支撐部件(基座)和/或緊固組件
[0170]-用于收集器的調(diào)節(jié)和/或再調(diào)節(jié)組件(例如，用于軸承、鉸鏈、連接、牽引桿、緩沖器)
[0171]-在均一設(shè)計中具有或沒有綜合電氣功能(MID)的或者作為混和部件的泵外殼和/或閥門外殼
[0172]醫(yī)學設(shè)備領(lǐng)域
[0173]-在均一設(shè)計中具有或沒有綜合電氣功能(MID)的或者作為混和部件的用于監(jiān)控設(shè)備和/或用于支撐關(guān)鍵功能的設(shè)備的框架、外殼、裝載部件
[0174]-均一設(shè)計的或作為混和部件的可任意使用的設(shè)備，例如剪刀、夾子、鑷子、刀柄
[0175]-均一設(shè)計的或作為混和部件的用于短時間或緊急情況的骨折的穩(wěn)定性的建立
[0176]-均一設(shè)計的或作為混和部件的具有或沒有綜合電氣功能(MID)的步行輔助器和/或用于負載監(jiān)控的傳感器
[0177]下面的實施例和附圖用于說明本發(fā)明但是本發(fā)明不局限于此。
[0178]實施例
[0179]下面列出的材料被用于實施例中:
[0180]A 型 PA:聚酰胺 6T/6I (70:30)，Mn 約 11，000g/mol (Jirel =1.57)，EMS-CHEMIE AG,瑞士
[0181]A-VK型PA:聚酰胺6T/6I (70:30)，Mn約 I, 000g/mol (Jirel =1.12),EMS-CHEMIE AG,瑞士
[0182]B 型 PA:聚酰胺 6T/66(60:40)，nrel=l.67，EMS-CHEMIE AG，瑞士
[0183]A型玻璃纖維:NITTOBO CSG3PA-820，3mm長，28 μ m寬，7 μ m厚，橫截面軸的長徑比=4，氨基硅烷膠料，NITTO BOSEKI,日本(扁平玻璃纖維，根據(jù)本發(fā)明)
[0184]B型玻璃纖維:NITTOBO CSH3PA-870，3mm長，20 μ m寬，10 μ m厚，橫截面軸的長徑比=2，氨基硅烷膠料，NITTO BOSEKI,日本(扁平玻璃纖維，繭形，根據(jù)本發(fā)明)
[0185]C型玻璃纖維:CS 7928，4.5mm長，10 μ m直徑，BAYER AG，德國(具有圓形橫截面的玻璃纖維，文獻所述)
[0186]Melapur?200/70:聚磷酸三聚氰胺(Ciba Spez.GmbH),阻燃劑，CASN0.:218768-84-4 [0187]E.xol ifGP 1230:有機膦鹽(ciariant Produkte GmbH),阻燃劑。
[0188]在Werner&PfIeiderer公司的雙螺桿擠出機model ZSK30上生產(chǎn)表1_3中組分的成型材料。按劑量將顆粒的PA6T/61、PA6T/66和添加劑加入到入口區(qū)中。按劑量將玻璃纖維通過側(cè)面進料器的從噴嘴處向上游的三個殼單元加入到聚合物融體中。
[0189]調(diào)節(jié)殼溫呈上升狀至350°C。在150rpm-200rpm達到IOkg生產(chǎn)能力。進行造粒是借助于水中造粒和/或水中脫去熱鑄模，其中聚合物融體被迫通過一穿孔的噴嘴，并在其離開噴嘴后立即用一旋轉(zhuǎn)刀片在水流中切割而被造粒。造粒后在110°c干燥24小時，測定該顆粒的性質(zhì)并制造測試體。
[0190]在Arburg注射成型系統(tǒng)中制造測試體,筒內(nèi)溫度設(shè)定在300°C _350°C,設(shè)定螺桿的圓周速率為15m/min。所選定的模具溫度被設(shè)定于100_140°C。
[0191]根據(jù)下列標準和使用下面的測試物體來實行測試。
[0192]彈性模量:
[0193]IS0527,使用lmm/min的牽引速度
[0194]ISO拉桿，標準:IS0/CD3167，Al型，170x20/10x4mm，溫度23°C拉伸強度和斷裂伸長率:
[0195]IS0527,使用5mm/min的牽引速度
[0196]ISO 拉桿，標準:IS0/CD3167，A1 型，170x20/10x4mm，溫度 23°C根據(jù) Charpy 的沖擊強度:
[0197]IS0179/*eU
[0198]ISO 測試棒，標準:IS0/CD3167，BI 型，80x10x4mm，溫度 23°C
[0199]*1=沒有測試，2=測試[0200]根據(jù)Charpy的缺口沖擊強度:
[0201]IS0179/*eA
[0202]ISO 測試棒，標準:IS0/CD3167，BI 型，80x10x4mm，溫度 23°C
[0203]*1=沒有測試，2=測試
[0204]玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，熔融熱焓(Λ H)
[0205]ISO 標準 11357-1/-2
[0206]顆粒
[0207]以20°C /min的加熱速率實施差熱掃描測量儀(DSC)。
[0208]相對粘度:
[0209]DIN EN IS0307，在 0.5wt% 間甲酚溶液中，溫度 20°C
[0210]MVR:(融體流動速率)
[0211]根據(jù)IS01133，在 330 或 340°C，負載 2L6kg
[0212]流動長度:
[0213]使用Arburg 注射成型機(型號:ARBURG-ALLR0UNDER320_210-750)測定流動長度。在330-340°C的熔融溫度和120-130°C的模具溫度制備1.5mmX IOmm尺寸的流動螺旋。
[0214]收縮:
[0215]根據(jù)130294-4在一60\60\2111111尺寸的盤子(收縮盤)的基礎(chǔ)上通過注射成型在加工過程中測定收縮。在Ferromatik Milacron K85D-S/2F注射成型機上于320_340°C的筒內(nèi)溫度、600bar的保壓壓力和160°C的模具溫度下制造該收縮盤。
[0216]爆破壓力:
[0217]一端密封(內(nèi)徑27.2mm ;厚度4mm)的一圓柱形注塑體，被水填滿，借助于一快速反應(yīng)水壓聯(lián)結(jié)被安在爆破壓力測試臺里，并以lObar/s的壓力增加率承受爆破壓力測試(短時內(nèi)部壓力負載直到減退)。表中給出了達到的最大壓力值。
[0218]除非在表中另外注明，測試物都是在干燥狀態(tài)被使用。為此，在經(jīng)由注射成型被制造后需在室溫在一干燥的環(huán)境中儲存該測試物至少48小時。
[0219]表1:實施例1-5和比較例I (VBl)
[0220]
【權(quán)利要求】
1.一具有高缺口沖擊強度的增強聚酰胺成型材料，所述成型材料包括部分的芳香族聚酰胺和增強介質(zhì)，其改進在于: -該聚酰胺包括 -一聚酰胺基體，其包括下面的組分: (A)20-60wt%的至少一個高熔融的聚酰胺，其具有至少270°C的DSC熔點(IS011357)，優(yōu)選具有在間甲酚中(0.5wt%, 20°C )測得的溶液粘度η -小于2.3，該聚酰胺的組成為 (A1) 二羧酸，包括 50-100mol%的對苯二酸，以存在的二羧酸的總量為基準， 0-50mol%的另一具有8~20個碳原子的芳香族二羧酸，以酸的總量為基準， 0-50mol%的具有6~36個碳原子的脂肪族二羧酸， 0-50mol%的具有8~20 個碳原子的脂環(huán)族二羧酸， (A2) 二胺，包括 50-100mol%的至少一個二胺，選自1，6-己二胺、2-甲基_1，5-戊二胺、1，7-庚二胺、I,8-辛二胺、1，11-1^一烷二胺、1，12-十二烷二胺、MACM、PACM、1，3-二-(氨甲基)-環(huán)己烷和MXDA，以存在的二胺的總量為基準， 0-50mol%的其它具有6~18個碳原子的脂肪族二胺， 0-50mol%具有6~20個碳原子的脂環(huán)族二胺， 0-50mol% 芳香脂肪族二胺 MXDA、PXDA, 和任選的(A3)氨基羧酸和/或內(nèi)酰胺，包括 0-100mol%具有6~12個碳原子的內(nèi)酰胺， 0-100mol%具有6~12個碳原子的氨基羧酸， 其中使用大約等摩爾量的組分(A1)和(A2)，和(A3)的濃度不超過(A1)~(A3)總量的35wt%,和 其中增強介質(zhì)包括 (B)40-80wt%至少一填料,包括: (B1) 20-80wt%,任選地40-80wt%的具有拉長形狀的扁平玻璃纖維，其中該玻璃纖維具有一非圓形的橫截面區(qū)域和主橫截面軸與次橫截面軸的尺寸比率為2-6，任選地為3-6，或任選地從3.5到5.0， (B2) 0-30wt%微粒或分層的填料， (B3) 0-30wt%碳纖維和/或玄武巖纖維和/或芳綸纖維(P-或m-芳綸纖維)， (B4) 0-30wt%具有圓形橫截面的玻璃纖維，和 (C)0-20wt%添加劑和輔料， -其中組分㈧~(C)的量以重量計總共為100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺成型材料，其特征在于:不存在具有至少一個收縮部分的拉長形或卵形或曲線形的玻璃纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺成型材料，其特征在于:使用具有矩形或幾乎是矩形橫截面的玻璃纖維作為所述的扁平玻璃纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺成型材料，其特征在于:具有至少260°C的高變形溫度HDTA (1.8MPa)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺成型材料，其特征在于:所述扁平玻璃纖維是具有2-50mm長度的短玻璃(短切玻璃)的形式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺成型材料，其特征在于:所述扁平玻璃纖維是長玻璃(粗紗)的形式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺成型材料，其特征在于:在成型材料中存在的扁平玻璃纖維的濃度介于48-75wt%，以成型材料的總重量為基準。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺成型材料，其特征在于:所述扁平玻璃纖維具有6-40 μ m的主橫截面軸直徑和3-20 μ m的次橫截面直徑，其中彼此垂直的橫截面軸的比率在3-6的范圍，任選地在3.5-5.0。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺成型材料，其特征在于:所述的扁平玻璃纖維選自E-玻璃纖維、A-玻璃纖維、C-玻璃纖維、D-玻璃纖維、M-玻璃纖維S-玻璃纖維或R-玻璃纖維或其混合物，任選地僅E-和S-玻璃纖維，這些纖維任選地用氨基硅烷或環(huán)氧基硅烷包覆。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺成型材料，其特征在于:所述高熔融的部分芳香族聚酰胺(A)具有在間甲酚中(0.5wt%, 20°C )測得的溶液粘度n,el小于2.3，任選地小于1.9，優(yōu)選地小于1.8。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺成型材料，其特征在于:所述玻璃纖維存在于與碳纖維的混合物中，玻璃纖維/碳纖維的重量混合比例為70/30-97/3。
12.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的聚酰胺成型材料，其特征在于:至少一種高熔融的部分芳香族聚酰胺是選自:PA6T/61、PA6T/66、PA6T/610、PA6T/612、PA6T/12、PA6T/11、PA6T/6、PA6T/10T、PA6T/101、PA6T/106、PA6T/1010、PA6T/66/106、PA6T/MACM10、PA6T/MACM12、PA6T/MACM18、PA6T/MACM1、PA MACMT/61、PA6T/PACM6、PA6T/PACM10、PA6T/PACM12、PA6T/PACM18、PA6T/PACM1、PACMT/61、PA MPT/MP1、PA MPT/MP6、PA6T/MP1、PA6T/9T、PA6T/12T、PA6T/6I/66、PA6T/6I/6、PA6T/6I/12、PA6T/66/6、PA6T/66/12、PA6T/6I/MACM1、PA6T/66/PACM6、和混合物、其共混物或合金。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺成型材料，其特征在于:所述部分的芳香族聚酰胺是由至少50mol%對苯二酸和己二胺合成的部分結(jié)晶聚酰胺。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺成型材料，其特征在于:所述部分的芳香族聚酰胺是部分結(jié)晶的聚酰胺6T/6I，其包含50-80mol%六次甲基對苯二甲酰胺單元和20_50mol%六次甲基鄰苯二甲酰胺單元。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺成型材料，其特征在于:所述部分的芳香族聚酰胺是部分結(jié)晶的聚酰胺6T/66，其包含50-80mol%六次甲基對苯二甲酰胺單元和20_50mol%己二酰己二胺(66)單元。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺成型材料，其特征在于:所述部分的芳香族聚酰胺是部分結(jié)晶的三元聚酰胺6T/61/66，其包含50-70mo 1%六次甲基對苯二甲酰胺單元、5-45mol%六次甲基鄰苯二甲酰胺單元和5-45mol%己二酰己二胺(66)單元。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺成型材料，其特征在于:所述部分的芳香族聚酰胺是部分結(jié)晶的PA6T/6I/X，其包含至少50mol%六次甲基對苯二甲酰胺單元、0-40mol%六次甲基鄰苯二甲酰胺單元和10-50mol%式NH-(CH2)lr1-CO的脂肪族單元，其中，η是6、11或12。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺成型材料，其特征在于:所述部分的芳香族聚酰胺是部分結(jié)晶的具有至少52mol%六次甲基對苯二甲酰胺單元的聚酰胺6T/6I或聚酰胺6T/66。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺成型材料，其特征在于:所述部分的芳香族聚酰胺包括高達26mol%脂肪族單元，其是通過多至44個碳原子的二聚脂肪酸與己二胺的縮聚來合成的。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺成型材料，其特征在于:所述成型材料在玻璃纖維含量≥60wt%時具有至少23kJ/m2的缺口沖擊強度(根據(jù)IS0179/2-leA根據(jù)Charpy在23°C測定)，或者在玻璃纖維含量為50-60wt%時具有大于20kJ/m2的缺口沖擊強度(根據(jù)IS0179/2-leA 根據(jù) Charpy 在 23°C測定)。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺成型材料，其特征在于:在用組分(B)的增強度介于40wt%-65wt%范圍時，具有高流動長度>120mm。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺成型材料，在成型材料中還包括另外的常規(guī)添加劑和輔料，至少一種選自無機穩(wěn)定劑、有機穩(wěn)定劑、潤滑劑、染料、金屬顏料、金屬薄片、金屬包覆的顆粒、鹵化阻燃劑、不含鹵素的阻燃劑、沖擊強度改性劑、可以是聚苯醚或聚苯硫醚的其它聚合物、抗靜電劑、可以是碳黑和/或碳納米管的導(dǎo)電添加劑、模具釋放助劑、熒光增白劑、天然的層狀硅酸鹽、合成的層狀硅酸鹽或前述添加劑的混合物。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的聚酰胺成型材料，包括:作為阻燃劑的5wt%-20wt%膦酸鹽化合物，任選地8wt%-17.8wt%膦酸鹽化合物，和0.2wt%-10wt%的1，3，5-三嗪化合物的聚磷酸鹽。
24.一種制備權(quán)利要求1所述的聚酰胺成型材料的方法，在常規(guī)混合設(shè)備上，筒內(nèi)溫度設(shè)定為280°C-350°C，由此首先熔融聚合物組分，然后加入短切扁平玻璃纖維和/或其它填料。
25.在一成型方法中，任選地注射成型，包括將一成型材料模制生產(chǎn)出一個模塑對象或是模塑對象的部件，其改進在于所述成型材料是根據(jù)權(quán)利要求1所述和具有超過20kJ/m2的缺口沖擊強度(根據(jù)Charpy于23°C測得，根據(jù)IS0179/2_leA)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其中所述的成型是通過注射成型、擠出、拉擠成型、吹塑成型來實施的。
27.一模塑體，任選一注射成型的部件，由權(quán)利要求1的成型材料形成。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的模塑體，用于移動電話外殼或移動電話的殼部件。
【文檔編號】C08K7/14GK103467735SQ201310368571
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2008年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2007年8月24日
【發(fā)明者】菲利普·哈德, 托馬斯·杰爾茨克, 尼克萊·蘭伯茨 申請人:Ems專利股份公司