CN102558854B - 基于由透明共聚酰胺和脂族均聚酰胺制得的混合物用于生产透明模塑品的聚酰胺模塑组合物 - Google Patents

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Abstract

一种用于生产透明模塑品的聚酰胺模塑组合物,其基于由透明共聚酰胺和半结晶脂族聚酰胺制成的混合物,模塑品的实例特别是用于装置如手机等的外壳的材料。在这种情况下,模塑组合物以如下组成包含如下组分(A)-(C),其中组分(A)、(B)和(C)的全体构成100重量%:(A)25-75重量%的至少一种由如下成分构成的透明共聚酰胺:(a)占二胺总量的50-90摩尔%的脂环族二胺,和(b)占二胺总量的10-50摩尔%的具有9-14个碳原子的无支链脂族二胺或其混合物,以及(c)一种或更多种具有10-36个碳原子的脂族和脂环族二羧酸,(B)25-75重量%的至少一种PAXY类型的其他聚酰胺,其中X和Y可彼此独立地取9-14的值,(C)0-10重量%的添加剂。

Description

基于由透明共聚酰胺和脂族均聚酰胺制得的混合物用于生产透明模塑品的聚酰胺模塑组合物
技术领域
本发明涉及新型聚酰胺模塑组合物,所述组合物特别是在注塑工艺中具有显著较好的可加工性、良好的耐化学品性、非常好的透明度和低雾度。
背景技术
WO-A-2009/132989公开了基于可再生原材料的透明共聚酰胺,其中这些共聚酰胺在限定的温度和湿度(55℃/95%相对湿度)条件下的试验中表现出低变形。所述共聚酰胺由脂环族和脂族二胺以及脂族二酸制得。所述共聚酰胺具有良好的雾度和良好的透明度,但雾度可例如随着在醇中老化而增高,因此所述共聚酰胺的耐化学品性不足。实施例仅描述了共聚酰胺自身,但概述宽泛地提及了混合其他聚合物的可能性而未对具体的此类体系和在此类混合物中的比例作任何公开。
DE10009756A1描述了具有改进的透明度和耐化学品性而无任何力学性能牺牲的共聚酰胺混合物。所述混合物由无定形或微晶聚酰胺和半结晶聚酰胺以及两种不同的磷添加剂构成。表示所述无定形或微晶聚酰胺的式允许多种可能的二胺和脂族二羧酸组合作为起始组分。但未描述两种不同的二胺或两种不同的二酸的特定组合。实施例描述的无定形聚酰胺总是基于仅一种二胺即双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷(MACM)与一种芳族二羧酸即间苯二甲酸(IPS)和内酰胺-12的组合。
发明内容
如上所述,本发明提供了新型聚酰胺模塑组合物,所述组合物特别是在注塑工艺中比现有技术的材料具有显著较好的可加工性,并具有良好的耐化学品性、非常好的透明度和低雾度。
本发明因此特别是涉及基于由透明共聚酰胺和特定的半结晶脂族均聚酰胺制得的混合物的新型模塑组合物,其中这些组合物用于生产透明的模塑品,特别是符合严苛的技术要求并特别是在可见区中具有高质量表面的注塑品。这里的表述均聚酰胺具有通常的含义:仅基于一种内酰胺或仅分别基于一种二酸单体和一种二胺单体的聚酰胺体系,因此所述表述不仅包括体系如PA12还包括体系如PA1012。根据本发明的模塑组合物的其他特征为高韧性、低吸水性和良好的耐化学品性。本发明还提供了用于制备这种类型的聚酰胺模塑组合物的方法以及由该模塑组合物生产的模塑品,实例为用于手机、GPS设备、MP3播放器、眼镜、透镜、照相机、光学器件和双筒望远镜的外壳或显示器的材料。
高质量表面用来支持汽车配件、家用设备、消费电子产品、运动器材和易清洁工业表面的“高端质量”定位。为此,对材料提出了严苛的要求,其必须不仅具有高质量外观,而且耐破损、可流动、可延展并耐变形。这要求因结晶所致的体积变化小且吸湿性小。还需要优异的耐磨性和动力学强度,这些是可延展聚酰胺的典型性质。由根据本发明的聚酰胺模塑组合物制得的模塑品具有优异的透明度、韧性和耐磨性。赋予所述模塑品在稳健环境中的应用的性质特别是高耐化学品性和高耐挠曲应力循环性。根据本发明的模塑组合物可通过已知的方法在已知的加工装置上加工以得到高质量模塑品。如上所述,高质量模塑品可用作用于手机、GPS设备、MP3播放器、眼镜、透镜、照相机、光学器件和双筒望远镜等的外壳或显示器的材料。
因此,本发明的一个目的是提供模塑组合物,所述组合物基于由透明共聚酰胺和半结晶脂族聚酰胺制成的混合物并可用于生产符合严苛技术要求并特别是在可见区中具有高质量表面(“高端质量”)的透明模塑品,但其与已知的透明均聚酰胺的不同之处在于不具有对于加工不利的高玻璃化转变温度。预期所述模塑组合物特别是在注塑工艺中具有高韧性、低吸水性、良好的耐化学品性(特别是对于醇)和改进的可加工性。
具体而言,本发明因此提供了一种用于生产具有高韧性、低吸水性和良好的耐化学品性的透明模塑品、特别是注塑品的聚酰胺模塑组合物,所述聚酰胺模塑组合物基于由透明共聚酰胺和半结晶脂族聚酰胺制成的混合物。
该模塑组合物由如下组分(A)-(C)构成,组分(A)-(C)的构成如下:
(A)25-75重量%的至少一种由如下成分构成的透明共聚酰胺:
(a)占二胺总量的50-90摩尔%的脂环族二胺,所述脂环族二胺选自双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷(MACM)、双(4-氨基环己基)甲烷(PACM)、双(4-氨基-3-乙基环己基)甲烷(EACM)、双(4-氨基-3,5-二甲基环己基)甲烷(TMACM)、以及它们的混合物,和
(b)占二胺总量的10-50摩尔%的具有9-14个碳原子的无支链脂族二胺或其混合物,以及
(c)一种或更多种具有10-36个碳原子的脂族和脂环族二羧酸,
(B)25-75重量%的至少一种PAXY类型的其他聚酰胺,其中X和Y可彼此独立地取9-14的值,
(C)0-10重量%的添加剂,所述添加剂选自UV稳定剂、热稳定剂、自由基清除剂、加工助剂、夹杂物抑制剂、润滑剂、脱模助剂、增塑剂、用于影响光学性质特别是折射率的功能性添加剂、冲击改性剂、填料如特别是纳米尺度的填料和/或纳米尺度的集料、光学增白剂、染料、以及它们的混合物,
其中组分(A)、(B)和(C)的全体构成100重量%。
由于就透明聚合物混合物和自其制造的透明模塑品的性能特征和期望应用而论,透明度和雾度是最重要的,因而下面对耐化学品性的评价基于的是在各种环境中老化后的残留透明度和雾度性质。为此,将通过注塑制得的尺寸为100×100×2mm的模塑品在各种环境中在室温下老化60分钟。在室温下干燥12小时后按ASTMD1003测定透明度和雾度。这里发现组分A自身或与少量的至多20重量%的组分B共混后在醇中或在含醇的烃(例如E85)中发展出非常严重的雾度。另一方面,单独的组分B或B与少量(至多约20重量%)组分A的混合物所具有的透明度对于所提及的应用来说是不够的,甚至不与醇接触也不够,且具有不可接受地高的雾度。出乎意料地是,特别地,仅仅由25-75重量%的组分A和75-25重量%的组分B制得的混合物具有优异的透明度值和优异的雾度值,其中这些值不因在醇中或在含醇溶剂中老化而削弱或仅轻微削弱。
由所述透明模塑组合物生产的厚2mm的板(plaque)按ASTMD1003以透光率度量的透明度优选高于85%、特别优选至少90%,雾度优选至多15%、特别优选至多12%。所获得的刚度值(拉伸弹性模量高于1300MPa)和高韧性值(优选在23℃和-30℃下的耐冲击试验中无断裂)对于根据本发明的模塑组合物的期望用途来说是适宜的。此外,由根据本发明的模塑组合物生产的模塑品获得了良好的耐化学品性,特别是耐与醇的接触。
所用组分(B)包含半结晶脂族聚酰胺XY,其中X和Y可彼此独立地取9-14的值。根据第一实施方案,组分(B)优选选自PA1010、PA1012和PA1212,这里特别优选PA1010。
根据另一优选的实施方案,组分(B)的脂族聚酰胺的溶液粘度ηrel在1.4-2.4范围内,优选1.6-2.2,特别是1.7-2.0。这些值是针对0.5g聚合物在100ml间甲酚的溶液在20℃下所测得。
在另一优选的实施方案中,聚合物混合物由30-70重量%、特别优选35-65重量%的组分(A)和70-30重量%、特别优选65-35重量%的组分(B)构成。组分(B)的其他聚酰胺的优选存在比例因此在30-70重量%范围内,优选在35-65重量%范围内,特别优选在40-65%范围内。
出乎意料地是,特别地,已确定由透明共聚酰胺MACM10-36/9-1410-36、优选MACM10-18/10-1410-18、特别优选MACM10-14/1010-14和半结晶脂族聚酰胺PAXY、特别是聚酰胺PA1010、PA1012和PA1212制成的混合物具有所需的性质。举例来说,由聚酰胺PA1010和MACM10比例为66摩尔%的共聚酰胺MACM10/1010制成的混合物在整个组成范围内(组分B占30-70重量%)对厚2mm的板测得的透明度高于91%、雾度至多为11%。突出的是,在宽的组成范围内,所述透射率值和雾度值甚至优于纯组分(A)的对应值。在角度20℃下测得的最大光泽度值为约150%。高度透明材料的光泽度值超过100%,这是因为除上表面外,下表面也反射光。
就本申请的目的而论,本文中用作透明度的量度的透光率值总是按ASTM1003方法(照明体CIE-C)测定。在下面给出的实验中,该透光率在来自BYKGardner(DE)的haze-gardplus装置上对70×2mm的圆盘或尺寸为60×60×2mm的板进行测定。透射率值表示的是CIE-C所限定的可见波长范围,即在约400-770nm具有显著强度。为此目的,70×2mm圆盘在例如Arburg注塑机中于抛光模具中制得,料筒温度为200℃到340℃,模具温度为20℃到140℃。
因此,根据本发明的由透明共聚酰胺和半结晶脂族聚酰胺制成的透明混合物以及由其生产的模塑品优选具有这里所定义的透光率,并且其具有微晶形态。优选根据本发明的聚合物混合物为当以高分子量形式并无其他成分进行加工时产生透明模塑品的聚酰胺体系,因此微晶体的尺寸小于可见光的波长。
此外,根据本发明使用的基于MACM、PACM、TMACM和EACM的共聚酰胺以及由其产生的根据本发明的聚合物混合物优选在整个要求保护的组成范围内具有高透明度并仅具有低雾度。具体而言,聚酰胺模塑组合物的这种高透明度和低雾度指由所述透明模塑组合物生产的厚2mm的板按ASTMD1003以透光率度量的透明度优选如上所述高于85%、特别优选至少90%,雾度优选至多15%、特别优选至多12%。根据本发明的聚酰胺模塑组合物不仅具有优异的透明度和低雾度,而且在与醇接触时不消弱或仅稍微削弱透明度和雾度。根据本发明,在醇中老化1小时后的雾度不高于15%、优选不高于12%、非常特别优选不高于5%。
因在醇中老化1小时所致的雾度值的变化(A雾度)因此不高于10%、优选不高于6%、非常特别优选不高于3%。A雾度为在醇中或在溶剂与醇的混合物(例如E85)中于室温老化1小时前后测得的模塑品雾度值的差异。
根据聚酰胺模塑组合物的另一优选实施方案,其特征在于,组分(A)的脂环族二胺的浓度占总二胺含量的50-80摩尔%、特别是55-75摩尔%,无支链脂族二胺的使用浓度占总二胺含量的25-40摩尔%。
组分(A)优选玻璃化转变温度(Tg)至少为80℃或特别是至少为85℃并且至多为150℃、由至少两种彼此不同的二胺和至少一种脂族二羧酸构成的透明共聚酰胺。二胺为由脂环族和无支链脂族二胺制成的混合物。脂环族二胺(组分(A)内的成分(a))选自:双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷(MACM)、双(4-氨基环己基)甲烷(PACM)、双(4-氨基-3-乙基环己基)甲烷(EACM)和双(4-氨基-3,5-二甲基环己基)甲烷(TMACM),而无支链脂族二胺(组分(A)内的成分(b))优选选自:1,9-壬二胺、1,10-癸二胺、1,11-十一烷二胺、1,12-十二烷二胺、1,13-十三烷二胺和1,14-十四烷二胺。
为使根据本发明使用的透明共聚酰胺具有所要求的性质,脂环族二胺(组分(A)内成分(a))的浓度应因此优选占总二胺含量的50-80摩尔%、特别优选占55-75摩尔%。
根据本发明,特别是当如最优选地选择1,10-癸二胺时,脂族二胺(组分(A)内的成分(b))的浓度总是占总二胺含量的至少10摩尔%、但优选至少占20摩尔%、特别优选至少占32摩尔%,并因此优选占总二胺含量的20-50摩尔%、特别优选25-45摩尔%。
根据另一优选实施方案,共聚酰胺(A)的玻璃化转变温度为90℃到135℃,特别优选至少100℃到135℃。共聚酰胺(A)的玻璃化转变温度(Tg)至少为80℃,优选至少85℃,特别是至少90℃或100℃。另一方面,共聚酰胺(A)的玻璃化转变温度(Tg)至多为150℃,优选至多135℃,特别优选至多125℃。组分(A)的优选玻璃化转变温度(Tg)因此在80-135℃范围内、特别是85-125℃范围内。
通过与组分B混合,组分A的Tg范围将进一步降低。根据本发明,与基于脂环族二胺的均聚酰胺如MACM10相比,玻璃化转变温度(Tg)的降低获得了更高的聚合物熔体流动性和因此更好的可加工性。本发明的聚酰胺模塑组合物(比均聚酰胺模塑组合物)固化慢,注塑工艺因此将通过避免流线或其他伪差(artefact)而获得质量更好的表面(更光滑的表面)和更高的熔接线强度值。此外,根据本发明的聚合物混合物可在侵蚀性较小的条件下即低10℃到40℃的温度下制备和加工,并且由其制造的模塑品因此具有显著较少的夹杂物(源自缩聚过程)和显著较少的变色,这对于透明材料及其特别在是光学领域中的应用来说格外重要。
根据另一优选实施方案,所用混合物由占二胺总量的60-90摩尔%的双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷(MACM)和/或双(4-氨基环己基)甲烷(PACM)和/或双(4-氨基-3-乙基环己基)甲烷(EACM)和/或双(4-氨基-3,5-二甲基环己基)甲烷(TMACM)和占二胺总量的10-40摩尔%的至少一种具有9-14个碳原子、特别优选具有10-12个碳原子的脂族二胺特别是癸二胺(优选1,10-癸二胺)制成。根据本发明,优选使用脂族二胺1,10-癸二胺和1,12-十二烷二胺,作为脂族二胺,这里特别优选使用占脂族二胺总含量的至少20摩尔%或至少30摩尔%的1,10-癸二胺。
所述脂族二羧酸优选具有10-18个碳原子、特别是10-14个碳原子。
所用脂族二酸(组分(A)内的成分(c))优选包含选自癸二酸、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、十七烷二酸、十八烷二酸、C36二聚体脂肪酸及它们的混合物中的酸,其中所述脂族二酸特别包含占二酸总量的至少20摩尔%、优选至少30摩尔%、特别优选至少50摩尔%的癸二酸,并且其中所述脂族二酸非常特别优选全部为癸二酸。
根据本发明特别优选的共聚酰胺(A)因此为MACM10/1010、MACM12/1012和MACM14/1014。PACM、EACM或TMACM可完全或在一定程度上代替二胺MACM。优选PACM完全或在一定程度上代替MACM,即下述体系同样特别优选:PACM10/1010、PACM12/1012、PACM14/1014、以及它们的混合物。
一个特别优选的实施方案的特征在于,共聚酰胺(A)为MACM10/1010,并且组分(B)为PA1010。
根据本发明的聚酰胺模塑组合物优选包含:35-70重量%的组分(A)、30-65重量%的组分(B)和0-5重量%的组分(C)。
特别优选所述模塑组合物包含如下比例的组分:40-65重量%的组分(A)、35-60重量%的组分(B)和0-3重量%的组分(C)。
根据本发明的基于由透明共聚酰胺和半结晶脂族聚酰胺制成的混合物的聚酰胺模塑组合物可主要基于可以由可再生原材料得到的单体,其中,根据ASTMD6866-068a,共聚酰胺(A)和/或其他组分(B)的生物能含量(biocontent)为至少50重量%、特别是50-85重量%。
然而,根据本发明的聚酰胺模塑组合物可包含通常小比例(低于10重量%、优选低于5重量%、特别优选低于3重量%)的常用添加剂(组分C)。所述添加剂可以是稳定剂(例如UV稳定剂、热稳定剂)或自由基清除剂和/或可以是加工助剂、夹杂物抑制剂、润滑剂、脱模助剂或增塑剂,和/或可以是优选用于影响光学性质(特别地,实例为折射率)的功能性添加剂,或可以是其组合或混合物。所述模塑组合物还可含(作为组分C)纳米尺度的填料和/或纳米尺度的功能性材料,例如提高折射率的层状矿物或金属氧化物,或者是光学增白剂或染料如光致变色染料。
为了本发明的目的,模塑组合物还可包含本领域技术人员熟知的填料和/或集料,实例为玻璃纤维、玻璃珠粒、碳纤维、炭黑、石墨、阻燃剂、矿物(例如二氧化钛)、碳酸钙或硫酸钡或例如冲击改性剂(例如官能化聚烯烃)。
优选的冲击改性剂源自选自酸改性的乙烯-α-烯烃共聚物、乙烯-缩水甘油-甲基丙烯酸共聚物和甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物的组。
还可向根据本发明的模塑组合物中添加填料或增强剂。在这种情况下,由所述模塑组合物生产的模塑品自然未必透明。除玻璃纤维和碳纤维外,可使用的增强剂特别是基于可再生原材料且生物能含量高于50%的那些。特别优选使用天然纤维,例如纤维素纤维、大麻纤维、亚麻纤维、棉纤维、羊毛纤维或木纤维。
聚合物组分(A)和(B)在已知的压力容器中制备。先在250℃到320℃下运行压力阶段。然后在250℃到320℃下降压。脱挥发分在260℃到320℃下进行。然后以股线(strand)形式排出聚酰胺模塑组合物,在水浴中冷却至5℃到80℃,并造粒。粒料于80℃干燥12小时至含水量低于0.06%。在同时搅动粒料的干燥过程中,可将添加剂施加至粒料或烧结到粒料上,实例为润滑剂、染料、稳定剂和其他添加剂。
(组分(A)和(B))所需的为1.40-2.40、优选1.6-2.20、特别优选1.70-2.00的相对粘度(对0.5g聚合物在100ml间甲酚中的溶液在20℃下测得)可通过使用轻微过量0.01-2摩尔%的二胺或二羧酸获得。调节方法优选使用0.01-2.0重量%、优选0.05-0.5重量%的单胺或单羧酸。适宜的调节剂为苯甲酸、乙酸、丙酸、硬脂胺或它们的混合物。特别优选具有胺基或具有羧酸基团并且还包含HALS类型或叔丁基酚类型的稳定剂基团的调节剂,实例为间苯二甲酸的三丙酮二胺和双三丙酮二胺衍生物。
适宜的加速缩聚反应的催化剂为含磷的酸如H3PO2、H3PO3、H3PO4、它们的盐或有机衍生物,其中这些同时减少加工过程中的变色。所述催化剂的加入量在0.01-0.5重量%范围内,优选在0.03-0.1重量%范围内。适宜的在脱挥发分过程中避免起泡的消泡剂为包含0.01-1.0重量%、优选0.01-0.10重量%的量的有机硅或有机硅衍生物的水性乳液(对于10%的乳液)。
可在缩聚过程之前向混合物中加入量为0.01-0.5重量%的适宜热稳定剂或适宜UV稳定剂。优选使用高熔点类型。特别优选使用Irganox1098。
可使用已知的混合工艺、特别是在单或多螺杆挤出机中于250℃到350℃的熔融温度下挤出以提供含添加剂的根据本发明的透明模塑组合物,添加剂的实例为稳定剂、润滑剂(例如石蜡油或硬脂酸盐/酯)、染料、填料、冲击改性剂(例如优选具有根据本发明的模塑组合物的范围内的折射率的乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、或马来酸酐接枝聚乙烯、或丙烯)或增强材料(例如可分散而给出透明材料的玻璃纤维或玻璃珠粒或纳米颗粒)或所述添加剂的混合物。
本发明还提供了一种用于制备这些聚酰胺模塑组合物的方法,前述目的还通过要求保护的用于制备这些聚酰胺模塑组合物的方法达到。这里优选在已知的压力容器中制备聚合物组分(A)和(B),压力阶段在250℃到320℃下进行,随后的降压在250℃到320℃下进行,随后的脱挥发分在260℃到320℃下进行,以股线形式排出聚酰胺模塑组合物,冷却,造粒并干燥粒料,混合(compounding)呈粒料形式的组分(A)和(B)和任选地(C),在挤出机中于220℃到350℃的熔融温度下模塑得到股线,通过适宜的造粒机切割得到粒料,其中可在混合过程中加入添加剂,其中这些添加剂可能是为模塑组合物提供性能所需要的,实例为加工稳定剂、着色颜料、UV吸收剂、热稳定剂、阻燃剂及其他透明聚酰胺。
适于由根据本发明的透明聚酰胺模塑组合物生产高透明度模塑品的方法因此为注塑法和注射压缩模塑法,熔融温度为230℃到320℃,其中模具被调节至40℃到130℃的温度,且其中根据需要,在材料已被装入模腔后,处于40℃到130℃的温度下的模具对热模塑品施加压缩。膨胀注射压缩模塑法是用于产生由根据本发明的透明聚酰胺模塑组合物制得的模塑品的无缺陷、低应力表面的特别适用的方法,实例为眼镜镜片或高质量外壳部件,其中材料被装入壁厚1-5mm的模腔中并然后在继续装料的同时扩大模腔以得到更高的壁厚。
适于产生由根据本发明的透明聚酰胺模塑组合物制成的单或多层设计的箔、管和半成品的方法是在单或多螺杆挤出机中于250℃到350℃的熔融温度下的挤出法,其中可根据各层的相容性的需要使用适宜的共聚物或共混物形式的粘合促进剂。
由根据本发明的聚酰胺模塑组合物构成的模塑品可通过常规方法彼此结合,例如通过超声焊、白热焊丝焊(incandescent-wirewelding)、摩擦焊、旋转焊(spinwelding)或通过提供在800nm到2000nm范围内吸收的激光活性染料的激光焊。
适于产生由根据本发明的透明聚酰胺模塑组合物制成的单或多层设计的空心体和瓶的方法为注射吹塑法、注射拉伸吹塑法和挤出吹塑法。
根据本发明的模塑组合物还可加工得到箔,例如扁平箔、吹塑箔、流延箔和多层箔。箔的进一步加工优选使用层压、模具内涂布、拉伸、取向、印刷或染色。
模塑品可随后通过被称为浸渍浴的措施整体染色或着色。模塑品的任选机械加工采用铣削、钻孔、研磨、激光打标、激光切割和/或激光焊。
由根据本发明的透明聚酰胺模塑组合物构成的模塑品的适宜用途为用于与油直接接触的技术加热装置用检视窗、用于处理饮用水的过滤杯、婴儿瓶、碳酸饮料瓶、陶器、气体或液体流量计、时钟外壳、手表外壳、灯外壳或汽车灯反射镜。
本发明因此还提供了要求保护的由这些聚酰胺模塑组合物制成的模塑品,其中所述模塑品优选通过上述方法生产。换句话说,前述目的还通过这些可从上面描述的聚酰胺模塑组合物获得的模塑品达到,所述模塑品优选通过在230℃到320℃的熔融温度下的注塑法和注射压缩模塑法产生,其中模具被调节至40℃到130℃的温度,且其中根据需要,在材料已被装入模腔后,处于40℃到130℃的温度下的模具对热模塑品施加压缩。
由未经增强的根据本发明的模塑组合物制得的模塑品的刚度值为1300-2000MPa的弹性模量,优选1400-1800MPa的弹性模量。当测定试样的夏比(Charpy)冲击值时,在室温(23℃)下或在-30℃下未发生试样断裂。
这些模塑品因此优选通过使用注塑法和注射压缩模塑法在230℃到320℃的熔融温度下生产,其中模具被调节至40℃到130℃的温度,且其中根据需要,在材料已被装入模腔后,处于40℃到130℃的温度下的模具对热模塑品施加压缩。
该模塑品优选特征在于:用来自BykGardner的haze-gardplus试验装置并使用CIE照明体C按ASTMD1003对尺寸为2×60×60mm的板或尺寸为2×70mm的圆盘于23℃的温度下测得的透光率至少为85%、优选至少88%、特别优选至少90%。
进一步优选的该模塑品具有如下特征:由根据权利要求1-6的透明聚酰胺模塑组合物生产的厚2mm的板在醇中老化1小时后按ASTMD1003测得的雾度至多为15%、优选至多12%、非常特别优选至多5%。
所述模塑品可采取非常广泛的形式,例如为箔、管或半成品、或者是空心体或瓶等。该模塑品特别优选涉及到外壳或显示器的元件,因此优选涉及到机器、汽车、家用设备或特别是便携式电气或电子设备如特别是手机、计算机、膝上型电脑、GPS装置、MP3播放器、照相机、光学器件或其组合的这类元件,或者所述模塑品可涉及到运动器材、眼镜架、眼镜镜片或其他透镜、双筒望远镜或其元件,或者还可涉及到上面提到的其他部件。
附随的权利要求将述及进一步的实施方案。
具体实施方式
下面通过采用实施例更详细地描述本发明,但本发明不限于此。
实施例IE1:透明共聚酰胺MACM10/1010(66∶34)
向130L高压釜中装入16.93kg双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷、6.30kg癸二胺、21.76kg癸二酸和18kg水。先在290℃下进行压力阶段。然后在280℃下降压,随后在相同的温度下进行脱挥发分过程。达到所需的转矩后,以股线形式排出聚酰胺模塑组合物,在水浴中冷却并造粒。粒料于80℃干燥12小时至含水量低于0.06%。
实施例IE2-IE6及对比例CE1-CE4
在来自WernerandPfleiderer的螺杆直径为25mm的双螺杆挤出机中使用指定的工艺参数(机筒温度:260,螺杆转速:200rpm,生产能力:10kg/小时)按表2混合未经处理的聚合物IE2以产生聚合物共混物IE2-IE6以及CE1-CE3。为此,将表1和2的所有组分预混并用天平计量到双螺杆挤出机的入口中。根据需要,使熔体在区10中通过氮气流轻度脱挥发分。自直径3mm的模头(dye)以股线形式排出产物并造粒。粒料在80℃和30毫巴的真空下干燥24小时。
在Arburg420CAllrounder1000-250注塑机中于230℃到280℃的熔融温度下由根据本发明的透明聚酰胺模塑组合物生产高透明度模塑品或试样,其中模具温度设置为40℃或60℃。螺杆转速为150-400rpm。
表1和2列出了所得材料或模塑品的性质。
表1
表2
nf:无断裂
相对粘度(ηrel)按DINENISO307对0.5g聚合物在100ml间甲酚中的溶液于20℃的温度下测定。
玻璃化转变温度(Tg)、熔点(Tm)和熔化焓(Hm)按ISO11357-1/2测定。差示扫描量热法(DSC)所用的加热速率为20K/分钟。
拉伸弹性模量、极限拉伸强度和拉伸断裂应变在ISO拉伸试样上按ISO527测定,拉伸试验速度为1mm/分钟(拉伸弹性模量)或50mm/分钟(极限拉伸强度、拉伸断裂应变),标准:ISO/CD3167、A1型、170×20/10×4mm、温度23℃。
夏比抗冲击性和缺口抗冲击性在ISO试样上按ISO179/keU测定,标准:ISO/CD3167、B1型、80×10×4mm、温度-30℃和23℃。
透光率(透明度)和雾度用来自BykGardner的haze-gardplus试验装置并使用CIE照明体C按ASTMD1003在尺寸为2×60×60mm的板或尺寸为2×70mm的圆盘上于23℃的温度下测定。透光率值以%入射光能表示。
光泽度按DINENISO2813在70×2mm的圆盘上于23℃的温度下以20°和60°的角度用MinoltaMultiGloss268测定。
MVR(熔体体积流率)按ISO1133在275℃和5kg载荷下测定。
流道长度通过Arburg注塑机(ARBURG-ALLROUNDER320-210-750)测定。产生1.5mm×10mm流动螺旋,熔融温度为250℃,模具温度为40℃。
由根据本发明的聚合物混合物制得的模塑品具有良好的机械性能和足够的热性能。根据本发明的模塑品具有优异的透明度(透射率),其在宽的聚合物混合物组成范围内高于纯组分(A)的值。举例来说,尽管单独的组分(A)(作为无定形共聚酰胺)是透明的而组分(B)(作为半结晶聚酰胺)是不透明的,但聚合物混合物IE1-IE6的透明度取值91-93%。
IE1-IE5的雾度优异,至少与CE1的雾度相当。对于高比例的组分(B),雾度则升至约12%的值。(B)的重量含量为70%的IE6仍取得可接受的雾度:约10。此外,根据本发明的模塑组合物还具有良好的机械抗性,特别是对醇。举例来说,在醇中或在含醇燃料(包含15%乙醇的E85)中老化后,IE1-IE6的雾度不增高或仅略微增高,而在CE1和CE2的情况下雾度则显著增高。即便不与醇接触,CE3和CE4也具有不可接受地高的雾度值,并且透明度不够,分别为75和82%。

Claims (34)

1.一种用于生产透明模塑品的聚酰胺模塑组合物,其基于透明共聚酰胺和半结晶脂族聚酰胺的混合物,其中所述模塑组合物包含以下组分:
(A)25-75重量%的至少一种由如下成分构成的透明共聚酰胺
(a)占二胺总量的50-90摩尔%的脂环族二胺,所述脂环族二胺选自:双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷(MACM)、双(4-氨基环己基)甲烷(PACM)或它们的混合物,和
(b)占二胺总量的10-50摩尔%的无支链脂族二胺或它们的混合物,所述无支链脂族二胺选自1,10-癸二胺、1,12-十二烷二胺,以及
(c)一种或更多种具有10-36个碳原子的脂族二羧酸,所述脂族二羧酸选自癸二酸、十二烷二酸,
(B)25-75重量%的至少一种选自PA1010、PA1012、PA1212以及它们的混合物的聚酰胺,
(C)0-10重量%的添加剂,所述添加剂选自:UV稳定剂、热稳定剂、自由基清除剂、加工助剂、用于影响光学性质的功能性添加剂、冲击改性剂、填料、染料、和它们的混合物,所述光学性质包括折射率,
其中组分(A)、(B)和(C)的全体构成100重量%。
2.根据权利要求1的聚酰胺模塑组合物,其特征在于,所述组分(B)为PA1010。
3.根据权利要求1的聚酰胺模塑组合物,其特征在于,所述组分(B)的聚酰胺的存在比例在30-70重量%范围内。
4.根据权利要求1的聚酰胺模塑组合物,其特征在于,所述组分(B)的聚酰胺的存在比例在35-65重量%范围内。
5.根据权利要求1的聚酰胺模塑组合物,其特征在于,所述组分(B)的聚酰胺的存在比例在40-65重量%范围内。
6.根据权利要求1的聚酰胺模塑组合物,其特征在于,对0.5g所述组分(B)的聚酰胺在100ml间甲酚中的溶液在20℃下所测得的所述组分(B)的聚酰胺的溶液粘度ηrel在1.4-2.4范围内。
7.根据权利要求1的聚酰胺模塑组合物,其特征在于,对0.5g所述组分(B)的聚酰胺在100ml间甲酚中的溶液在20℃下所测得的所述组分(B)的聚酰胺的溶液粘度ηrel在1.6-2.2范围内。
8.根据权利要求1的聚酰胺模塑组合物,其特征在于,对0.5g所述组分(B)的聚酰胺在100ml间甲酚中的溶液在20℃下所测得的所述组分(B)的聚酰胺的溶液粘度ηrel在1.7-2.0范围内。
9.根据权利要求1的聚酰胺模塑组合物,其特征在于,组分(A)的所述脂环族二胺的浓度占总二胺含量的50-80摩尔%,所述无支链脂族二胺的所用浓度占总二胺含量的25-40摩尔%。
10.根据权利要求1的聚酰胺模塑组合物,其特征在于,组分(A)的所述脂环族二胺的浓度占总二胺含量的55-75摩尔%,所述无支链脂族二胺的所用浓度占总二胺含量的25-40摩尔%。
11.根据权利要求1的聚酰胺模塑组合物,其特征在于,其中组分(A)的所述二羧酸包含占二羧酸总量的至少20摩尔%的癸二酸。
12.根据权利要求1的聚酰胺模塑组合物,其特征在于,其中组分(A)的所述二羧酸包含占二羧酸总量的至少30摩尔%的癸二酸。
13.根据权利要求1的聚酰胺模塑组合物,其特征在于,其中组分(A)的所述二羧酸包含占二羧酸总量的至少50摩尔%的癸二酸。
14.根据权利要求1的聚酰胺模塑组合物,其特征在于,其中组分(A)的所述二羧酸全部为癸二酸。
15.根据权利要求1-14中的任一项的聚酰胺模塑组合物,其特征在于,所述组分(A)的玻璃化转变温度至少为85℃。
16.根据权利要求1-14中的任一项的聚酰胺模塑组合物,其特征在于,所述组分(A)的玻璃化转变温度为90℃到135℃。
17.根据权利要求1-14中的任一项的聚酰胺模塑组合物,其特征在于,所述组分(A)的玻璃化转变温度为100℃到135℃。
18.根据权利要求1-14中的任一项的聚酰胺模塑组合物,其特征在于,所述组分(A)选自:MACM10/1010、MACM12/1012、PACM10/1010、PACM12/1012。
19.根据权利要求1-14中的任一项的聚酰胺模塑组合物,其特征在于,所述组分(A)为MACM10/1010,所述组分(B)为PA1010。
20.根据权利要求1-14中的任一项的聚酰胺模塑组合物,其特征在于,所述添加剂选自:夹杂物抑制剂、润滑剂、脱模助剂、增塑剂、集料、光学增白剂和它们的混合物。
21.一种用于制备根据权利要求1-20中的任一项的聚酰胺模塑组合物的方法,其特征在于,在压力容器中制备聚合物组分(A)和(B),压力阶段在250℃到320℃下进行,随后的降压在250℃到320℃下进行,随后的脱挥发分在260℃到320℃下进行,以股线形式排出所述聚酰胺模塑组合物,冷却、造粒并干燥所述粒料,混合呈粒料形式的组分(A)和(B)和任选地组分(C),并在挤出机中于220℃到350℃的熔融温度下模塑得到股线,通过造粒机切割得到粒料,其中可在所述混合过程中加入添加剂。
22.根据权利要求21所述的方法,其特征在于,其中所述添加剂是为所述模塑组合物提供性能所需要的,包括加工稳定剂、着色颜料、UV吸收剂、热稳定剂、阻燃剂和除组分(A)之外的透明聚酰胺。
23.一种由根据权利要求1-20中的任一项的聚酰胺模塑组合物获得的模塑品,所述模塑品可通过注塑法或注射压缩模塑法在230℃到320℃的熔融温度下获得,其中模具被调节至40℃到130℃的温度。
24.根据权利要求23的模塑品,其特征在于,用来自BykGardner的haze-gardplus试验装置并使用CIE照明体C按ASTMD1003对尺寸为2×60×60mm的板或尺寸为2×70mm的圆盘于23℃的温度下测得的透光率至少为85%。
25.根据权利要求23的模塑品,其特征在于,用来自BykGardner的haze-gardplus试验装置并使用CIE照明体C按ASTMD1003对尺寸为2×60×60mm的板或尺寸为2×70mm的圆盘于23℃的温度下测得的透光率至少为88%。
26.根据权利要求23的模塑品,其特征在于,用来自BykGardner的haze-gardplus试验装置并使用CIE照明体C按ASTMD1003对尺寸为2×60×60mm的板或尺寸为2×70mm的圆盘于23℃的温度下测得的透光率至少为90%。
27.根据前述权利要求23的模塑品,其特征在于,由根据权利要求1-10的透明聚酰胺模塑组合物生产的厚2mm的板在醇中老化1小时后按ASTMD1003测得的雾度至多为15%。
28.根据前述权利要求23的模塑品,其特征在于,由根据权利要求1-10的透明聚酰胺模塑组合物生产的厚2mm的板在醇中老化1小时后按ASTMD1003测得的雾度至多为12%。
29.根据前述权利要求23的模塑品,其特征在于,由根据权利要求1-10的透明聚酰胺模塑组合物生产的厚2mm的板在醇中老化1小时后按ASTMD1003测得的雾度至多为5%。
30.根据前述权利要求23的模塑品,其特征在于,其涉及到用于机器、汽车、家用设备的外壳或显示器的元件。
31.根据前述权利要求23的模塑品,其特征在于,其涉及到以下制品或这些制品的元件:运动器材、眼镜架、眼镜镜片或不同于眼镜镜片的透镜、双筒望远镜、与油直接接触的技术加热装置用检视窗、用于处理饮用水的过滤杯、婴儿瓶、碳酸饮料瓶、陶器、气体或液体流量计、时钟外壳、手表外壳、灯外壳或汽车灯反射镜。
32.根据前述权利要求23的模塑品,其特征在于,其涉及到用于便携式电气或电子设备的外壳或显示器的元件,所述便携式电气或电子设备包括手机、计算机、GPS装置、MP3播放器、照相机、光学器件或其组合。
33.根据前述权利要求23的模塑品,其特征在于,在材料已被装入模腔后,处于40℃到130℃的温度下的所述模具对热模塑品施加压缩。
34.根据前述权利要求23的模塑品,其特征在于,其涉及到用于膝上型电脑的外壳或显示器的元件。
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