CN102958708A - 用于车辆的注塑的复合材料车轮 - Google Patents

用于车辆的注塑的复合材料车轮 Download PDF

Info

Publication number
CN102958708A
CN102958708A CN2011800316704A CN201180031670A CN102958708A CN 102958708 A CN102958708 A CN 102958708A CN 2011800316704 A CN2011800316704 A CN 2011800316704A CN 201180031670 A CN201180031670 A CN 201180031670A CN 102958708 A CN102958708 A CN 102958708A
Authority
CN
China
Prior art keywords
weight
poly
fiber
composite material
amilan
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011800316704A
Other languages
English (en)
Inventor
S.元
K.P.莫雷尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical EI Du Pont de Nemours and Co
Publication of CN102958708A publication Critical patent/CN102958708A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2360/00—Materials; Physical forms thereof
    • B60B2360/30—Synthetic materials
    • B60B2360/32—Plastic compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/06—Elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/14—Glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08—Copolymers of ethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L51/00—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L51/06—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to homopolymers or copolymers of aliphatic hydrocarbons containing only one carbon-to-carbon double bond

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了包含聚酰胺组合物的注塑的复合材料车轮，所述聚酰胺组合物包含：(A)约20至约70重量％的至少一种聚酰胺树脂；(B)约30至约65重量％的一种或多种纤维增强剂，其中所述纤维具有0.1至0.9mm的平均长度；和(C)0至约20重量％的一种或多种聚合物抗冲改性剂；其中由所述聚酰胺组合物制成的4mm测试棒具有大于或等于约9GPa的平均拉伸模量和至少4％的断裂伸长率。

Description

用于车辆的注塑的复合材料车轮
发明领域
本发明涉及用于车辆包括机动车辆的注塑的复合材料车轮的领域。
发明背景
在所有类型的车辆(包括机动车辆)中，减轻重量是提高车辆的能量效率的方法。玻璃增强塑料已成为替代金属以减轻车辆重量的主要候选材料。塑料轮辋是一个实例。低密度增强塑料已成为用于下述交通工具中的塑料车轮的关键因素：自行车、全地形车(ATV)、多用途车辆(UTV)、以及潜在地机动车辆。
然而，与金属相比，热塑性塑料具有较低的强度和模量。纤维增强材料显著改善了热塑性塑料的强度和模量，但降低了断裂伸长率并且最终使得塑料更脆。希望获得具有高强度、高刚度和高伸长率的增强热塑性塑料。大部分30～40重量％的纤维增强的热塑性聚酰胺和其它聚合物产生10～12Gpa的拉伸模量和2.5～3.0％的断裂伸长率。
US4,072,358公开了压塑的切割玻璃纤维增强塑料车轮，所述切割玻璃纤维的长度为0.125至1.5英寸。
US5,277,479公开了包括轮辋和整体模塑的轮盘的树脂车轮，并且所述车轮通过将纤维增强的热塑性树脂注塑成型来形成，其中纤维增强的热塑性树脂包括短纤维(0.1-0.5mm)和长纤维(＞1mm)。
伸长率是用于材料韧性的关键指标。韧性为样本在断裂之前可吸收的能量的量度。能量吸收通过在张力测试中应力-应变曲线下的面积来表征。对于具有拉伸强度的聚合物，断裂伸长率越大，则能量吸收越高并且韧性也越高。
需要如下纤维增强车轮，所述纤维增强车轮可通过低成本的注塑成型工艺制造，并且表现出高的拉伸模量(即，大于或等于9Gpa)和高的断裂伸长率(即，大于或等于4％的断裂伸长率)。此类纤维增强车轮将为多种车辆应用提供满意的韧性特性。
发明概述
本发明公开了注塑的复合材料车轮，其包含基本上由以下物质组成的聚酰胺组合物：
(A)约20至约70重量％的至少一种聚酰胺树脂，其包含：
(i)约60至100摩尔％的衍生自一种或多种脂族二羧酸和一种或多种脂族二胺的重复单元，其中至少约50摩尔％的脂族二羧酸和脂族二胺为具有10个或更多个碳原子的脂族二羧酸和/或脂族二胺，
(ii)0至约40摩尔％的衍生自一种或多种芳族二羧酸的重复单元，以及
(B)约30至约65重量％的一种或多种纤维增强剂，其中所述纤维具有为0.1到0.9mm的平均长度；以及
(C)0至约20重量％的一种或多种聚合物抗冲改性剂；
其中(A)、(B)、和(C)的重量百分比是基于(A)+(B)+(C)的总重量计的，并且其中由所述聚酰胺组合物制成的4mm测试棒具有如由ISO 527-1/2测量的大于或等于约9GPa的平均拉伸模量，以及如通过ISO 527-2/1A测量的至少4％的断裂伸长率；前提条件是，当所述至少一种聚酰胺树脂由PA610组成时，提供至少2重量％的一种或多种聚合物抗冲改性剂。
附图简述
图1为用于向上和向下(抛下)冲击测试的车轮试件的剖视图。
图2示出了理想化的应力-应变曲线。
发明详述
“车辆”是指靠车轮移动的并且运输人员和/或货物或执行其它功能的任何装置。车辆可为自推进的或不是自推进的。适用的车辆包括机动车辆、摩托车、有轮构造车辆、农田或草坪拖拉机、全地形车辆(ATVs)、货车、拖车、自行车、婴儿车、购物推车、独轮推车、以及小轮手推车。
注塑的复合材料车轮包含聚酰胺组合物，所述聚酰胺组合物包含：(A)约20至约70重量％的至少一种聚酰胺树脂；(B)约30至约65重量％的一种或多种纤维增强剂，其中所述纤维具有0.1到0.9mm的平均长度；和(C)0至约20重量％的一种或多种聚合物抗冲改性剂。
优选地，注塑的复合材料车轮基本上由以下物质组成：(A)约20至约70重量％的至少一种聚酰胺树脂；(B)约30至约65重量％的一种或多种纤维增强剂，其中所述纤维具有0.1到0.9mm的平均长度；和(C)0至约20重量％的一种或多种聚合物抗冲改性剂。
另一个实施方案为基本上由以下物质组成的注塑的复合材料车轮：(A)约20重量％至约68重量％的至少一种聚酰胺树脂；(B)约30至约65重量％的一种或多种纤维增强剂，其中所述纤维具有0.1到0.9mm的平均长度；和(C)2重量％至约20重量％的一种或多种聚合物抗冲改性剂。
另一个实施方案为基本上由以下物质组成的注塑的复合材料车轮：(A)约25至约65重量％的至少一种聚酰胺树脂；(B)约30至约65重量％的一种或多种纤维增强剂，其中所述纤维具有0.1到0.9mm的平均长度；和(C)5至约12重量％的一种或多种聚合物抗冲改性剂。
用于本发明中的聚酰胺树脂具有熔点和/或玻璃化转变点。本文的熔点和/或玻璃化转变点用差示扫描量热法(DSC)(扫描速率为10℃/min)来确定，其中熔点在吸热峰的最大值出取点，并且玻璃化转变点(如果明显)被认为是焓变的中点。
聚酰胺为一个或多个二羧酸和一个或多个二胺、和/或一个或多个氨基羧酸的缩合产物，和/或一个或多个环状内酰胺的开环聚合反应产物。适宜的环状内酰胺为己内酰胺和月桂内酰胺。聚酰胺可为全脂族或半芳族的。
用于本发明的树脂组合物的全脂族聚酰胺由脂族和脂环族单体(例如二胺、二羧酸、内酰胺、氨基羧酸、以及它们的反应等同物)形成。适宜的氨基羧酸为11-氨基十二烷酸。适宜的内酰胺为己内酰胺和月桂内酰胺。在本发明的上下文中，术语“全脂族聚酰胺”也指衍生自两种或更多种此类单体的共聚物以及两种或更多种全脂族聚酰胺的共混物。可使用直链、支化和环状的单体。
半芳族聚酰胺为共聚物、三元共聚物或由包含芳族基团的单体形成的更高级的聚合物。
本文所公开的优选聚酰胺为均聚物或共聚物，其中术语共聚物是指具有两种或更多种酰胺和/或二酰胺分子重复单元的聚酰胺。通过均聚物和共聚物各自的重复单元对其进行标识。对于本文所公开的共聚物，重复单元是按它们在共聚物中的摩尔％从高到低的顺序列出的。以下列表例示了标识均聚物和共聚物聚酰胺(PA)中的单体和重复单元的缩写：
HMD    己二胺(或6，当与二酸联合使用时)
T      对苯二甲酸
AA     己二酸(或6，当与二胺联合使用时)
DMD    癸二胺
6
Figure BDA00002654137400041
-己内酰胺
DDA    癸二酸
DDDA   十二烷二酸
I      间苯二甲酸
MXD    间苯二甲基二胺
TMD    1，4-丁二胺
4T     由TMD和T形成的聚合物重复单元
6T     由HMD和T形成的聚合物重复单元
DT     由2-MPMD和T形成的聚合物重复单元
MXD6   由MXD和AA形成的聚合物重复单元
66     由HMD和AA形成的聚合物重复单元
10T    由DMD和T形成的聚合物重复单元
410    由TMD和DDA形成的聚合物重复单元
510    由1，5-戊二胺和DDA形成的聚合物重复单元
610    由HMD和DDA形成的聚合物重复单元
612    由HMD和DDDA形成的聚合物重复单元
6      由-己内酰胺形成的聚合物重复单元
11     由11-氨基十一酸形成的聚合物重复单元
12     由12-氨基十二酸形成的聚合物重复单元
注意，在本领域中，术语“6”单独使用时是指由
Figure BDA00002654137400043
-己内酰胺形成的聚合物重复单元。作为另外一种选择，当“6”与二酸例如T联合使用时(例如6T)，“6”是指HM。在包括二胺和二酸的重复单元中，首先指定二胺。此外，当“6”与二胺联合使用时，例如66，第一个“6”是指二胺HMD，第二个“6”是指己二酸。同样地，衍生自其它氨基酸或内酰胺的重复单元被指定为代表碳原子数的单一数字。
用于本发明的聚酰胺树脂包含：(i)约60至100摩尔％的衍生自一种或多种脂族二羧酸和一种或多种脂族二胺的重复单元，其中至少约50摩尔％的脂族二羧酸和脂族二胺为具有10个或多个碳原子，任选地0至约40摩尔％的重复单元衍生自一种或多种芳族二羧酸。聚酰胺树脂可为全脂族或半芳族。
聚酰胺树脂基本上由以下物质组成：70至100摩尔％的衍生自一种或多种脂族二羧酸和一种或多种脂族二胺的重复单元和0至约30摩尔％的衍生自一种或多种芳族二羧酸的重复单元。
用于本发明的聚酰胺树脂的适宜脂族二羧酸包括但不限于脂族羧酸，例如己二酸(C6)、庚二酸(C7)、辛二酸(C8)、任二酸(C9))。具有10个或多个碳原子的适宜脂族二羧酸包括但不限于癸二酸(C10)、十二烷二酸(C12)、十三烷二酸(C13)、十四烷二酸(C14)、以及十五烷二酸(C15)。
用于本发明的聚酰胺的适宜芳族二羧酸包括但不限于对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、2-甲基对苯二甲酸、以及萘二甲酸。优选地，芳族二羧酸为对苯二甲酸和间苯二甲酸。
用于本发明的聚酰胺树脂的适宜脂族二胺包括但不限于四亚甲基二胺、1，6-己二胺、亚辛基二胺、2-甲基戊二胺、2-乙基丁二胺、2-甲基辛二胺；三甲基六亚甲基二胺。
具有10个或多个碳原子的适宜脂族二胺包括但不限于癸二胺、十亚甲基二胺、以及十四亚甲基二胺。具有10个或多个碳原子的优选脂族二胺为癸二胺和十亚甲基二胺。
聚酰胺为一种或多种二羧酸和一种或多种二胺，和/或一种或多种氨基羧酸的缩合产物，和/或一种或多种环状内酰胺的开环聚合反应产物。适宜的环状内酰胺为己内酰胺和月桂内酰胺。
在一个实施例中，聚酰胺基本上由选自以下物质的一种或多种聚酰胺树脂组成：聚(癸二酰己二胺)(PA610)、聚(十二烷酰己二胺)(PA612)、聚(癸二酰癸二胺)(PA1010)、以及聚(十二烷酰己二胺)/对苯二甲酰己二胺(PA612/6T)，其中所述PA612/6T具有以20至30摩尔％存在的6T重复单元。
一种或多种纤维增强剂，其中所述纤维具有0.1到0.9mm的平均长度并可选自玻璃纤维、碳纤维、以及它们的混合物。玻璃纤维可具有圆形或非圆形的横截面。
具有非圆形横截面的玻璃纤维是指具有横截面的玻璃纤维，所述横截面具有长轴处于与所述玻璃纤维纵向垂直，并且对应所述横截面中的最长直线距离。所述非圆形横截面在与长轴垂直的方向具有对应横截面中最长直线距离的短轴。所述纤维的非圆形横截面可具有多种形状，包括茧形(8字形)、矩形；椭圆形；大致三角形；多边形；和长方形。本领域的技术人员将会理解，横截面可具有其它形状。所述长轴长度与所述短轴长度的比率优选介于约1.5∶1和约6∶1之间。所述比率更优选介于2∶1和5∶1之间，并且还更优选介于3∶1和约4∶1之间。适宜的玻璃纤维公开于EP 0190001和EP 0196194中。
注塑的复合材料车轮任选地包含0至20重量％的一种或多种聚合物抗冲改性剂。聚合物抗冲改性剂包括羧酸的活性官能团和/或金属盐。
在一个实施方案中，注塑的复合材料车轮包含2重量％至20重量％的，以及优选的5重量％至12重量％的聚合物抗冲改性剂。在另一个实施方案中，聚合物抗冲改性剂选自：乙烯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、以及任选的一种或多种(甲基)丙烯酸酯的共聚物；接枝有不饱和羧酸酐的乙烯/α-烯烃或乙烯/α-烯烃/二烯共聚物；乙烯、(甲基)丙烯酸2-异氰酸根合乙酯、以及任选的一种或多种(甲基)丙烯酸酯的共聚物；以及与锌、锂、镁或锰化合物反应以生成相应的离聚物的乙烯与丙烯酸的共聚物。
在本发明中，聚酰胺组合物还可包含本领域使用的添加剂，例如热稳定剂或抗氧化剂、抗静电剂、润滑剂、增塑剂、以及着色剂和颜料。热稳定剂包括多元醇(例如二季戊四醇)、铜稳定剂、受阻酚、以及它们的混合物。
本文中，聚酰胺组合物为通过熔融共混获得的混合物，其中所有的聚合物成分均被充分混合，并且所有非聚合物成分均匀地分散在聚合物基质中。可使用任何熔融共混方法来混合本发明的聚合物成分和非聚合物成分。例如，可将聚合物成分和非聚合物成分一次全部加入或以分批的方式逐步加入熔融搅拌器中，例如单螺杆挤塑机或双螺杆挤塑机、搅拌器、单螺杆捏合机或双螺杆捏合机、或班伯里密炼机。当分批方式逐步加入聚合物成分和非聚合物成分时，可首先加入部分聚合物成分和/或非聚合物成分，然后将其与随后加入的剩余聚合物成分和非聚合物成分熔融混合，直至获得充分混合的组合物。可在初始混合时或混合过程期间的某个时刻加入一种或多种纤维增强剂。
伸长率是用于材料韧性的关键指标。韧性为样本在断裂之前可吸收的能量的量度。图2示出了理想化的应力-应变曲线(11)。能量吸收通过在张力测试中应力-应变曲线(12)下的面积来表征。当比较类似的材料的拉伸强度时，断裂伸长率越高，则能量吸收越高并且韧性也越高。
本发明将在下面的实施例中得到进一步阐述。应该理解，这些实施例尽管说明了本发明的优选实施方案，但仅是以例证的方式给出的。从上文的讨论和这些实施例中，本领域的技术人员能够确定本发明的特性，并且在不脱离其实质和范围的情况下，能对本发明进行各种变化和修改以适应不同的用途和条件。
方法
测试方法
在得自Instru-Met Corporation的张力检验器上，通过ISO 527-1/-2在23℃和5mm/min的应变速率测试干燥模塑的样本的拉伸强度、断裂伸长率和拉伸模量。
在CEAST冲击测试机上，按照ISO 180，在23℃、在端部突出部被切除的条件下，测试对1A型多用途试样的缺口悬臂梁式冲击。所得测试样本经测量为80×10×4mm。(试样缺口下的深度为8mm)。试样为干燥模塑的。
在CEAST冲击测试机上，通过ISO 180在23℃下在端部突出部被切除的情况下测试1A型多用途试样的无缺口悬臂梁式冲击。所得测试样本经测量为80×10×4mm。试样为干燥模塑的。
根据ASTM D3763，使用10000LB电池，在23℃时进行Dynatup跌落重量冲击测试。样本被模塑为具有4英寸的直径和0.125英寸的厚度的盘。环的尺寸为0.5英寸并且跌落速度为3.2米/秒。该测试的结果列于表2中。
车轮测试试样的冲击测试
图1示出了用于向上和向下(抛下)冲击测试的车轮试件的剖视图。车轮试件是标称直径为约10英寸、标称深度为4英寸的轮形体(1)，所述轮形体具有环形宽度为大约0.75英寸的凸缘(2)，并且所述凸缘(2)以约90度的角度从轮形体壁(3)向外突出，所述凸缘(2)围绕着轮形体的开口端延伸。
使用下述方法将轮形体注塑：在干燥的(露点为-40°F)烘干机中于180°F下干燥片状组合物5小时，随后进料到500Ton Van Dom注塑机中，并且使用具有275至280°F的芯温度的通用螺杆在约580至590°F的熔融温度、255到265°F的成型温度下进行处理。轮形体的厚度为约0.200至0.250英寸。允许模塑的组分静置10至12小时以冷却并缓和因模塑过程产生的应力。
向上竖直冲击测试
用手抓住凸缘来拿住轮形体以使得手指包裹在轮形体的内表面上并且手掌放在轮形体的外壁上。牢固地把持住轮形体，通过臂将轮形体摆回到大约45度，随后尽可能垂直地抛到至少25英尺至约30英尺的空中，尝试引起轮形体围绕其轴线旋转，并且让轮形体跌落到利用混凝土铺砌的水平开阔区域上。检查轮形体是否破裂。记录致使轮形体破裂(通过视觉检查)所需的抛出次数。
向下冲击测试
操作员按如上所述的方式抓住轮形体，与抓住轮形体的手同一侧的脚退一小步，并且围绕360度摆动轮形体，随后以尽可能接近垂直于混凝土的方式抛投到利用混凝土铺砌的水平开阔区域上。检查轮形体是否破裂。记录致使轮形体破裂(通过视觉检查)所需的抛出次数。
如果在5次循环后轮形体有明显破裂则被视为轮形体的勉强合格性能，并且可接受的性能为通过各步骤和10次循环后轮形体无破裂。高度期望的性能是通过各步骤和15次循环后无破裂。15次循环后轮形体显示无破裂表明，组成该轮形体的材料适合用于严苛的动力结构应用，例如ATV车轮。
材料
PA66是指由1，6-己二酸和1，6-己二胺制成的脂族聚酰胺，所述脂族聚酰胺具有在46-51范围内的相对粘度和263℃的熔点，以商品名
Figure BDA00002654137400091
101NC010购自E.I.DuPont de Nemours and Company，Wilmington，Delaware，USA。
PA6是指
Figure BDA00002654137400092
B27聚(ε-己内酰胺)，购自美国BASF。
PA610是指由1，6-二氨基己烷和1，10-癸二酸制成的FE310064聚酰胺610，购自E.I.DuPont de Nemours and Company，Wilmington，Delaware，USA。
聚酰胺1010为由1，10-癸二酸和1，10-二氨基癸烷聚酰胺制成的聚酰胺1010(12型)，购自中国无锡的新大公司。
PA612/6T共聚物由1，6-二氨基己烷、75摩尔％的1，12-十二烷二酸和25摩尔％的对苯二甲酸制成，购自E.I.du Pont de Nemours and Company，Wilmington，DE(
Figure BDA00002654137400094
FE310054)。
玻璃纤维是指
Figure BDA00002654137400095
3660短切玻璃纤维(标称长度3.2mm)，购自PPG Industries，Pittsburgh，PA 15272，USA。
玻璃粗纱是指PPG4588玻璃粗纱(连续纤维)，购自PPG Industries，Pittsburgh，PA 15272，USA。
碳纤维是指
Figure BDA00002654137400096
35碳纤维(标称长度0.8cm)，其由ZoltekCorp.，Bridgeton，MO 63304，USA制造。在配混中，该纤维分解，从而得到通常小于0.5mm的平均纤维长度。
Figure BDA00002654137400097
共聚物为购自Dow Chemical，Houston，TX，USA的乙烯/辛烷共聚物。
Figure BDA00002654137400098
共聚物为购自E.I.DuPont de Nemours and Company，Wilmington，Delaware，USA的马来酸酐改性的EPDM。
色母料I是指聚酰胺三元共聚物中44％的炭黑母料，购自AmerichemInc.，Cuyahoga，OH，USA。
色母料II是指聚酰胺6中20％的炭黑母料，购自Clariant Corp.。
色母料III是指聚酰胺6中40％的苯胺黑母料，购自Dupont，Wilmington，DE。
铜热稳定剂是指7份碘化钾、1份碘化铜与0.5份硬脂酸酯蜡粘合剂的混合物。
Figure BDA00002654137400101
细颗粒为褐霉酸的钙盐，购自Clariant Corp.，4132Mattenz，Switzerland。
二硬脂酸铝为由PMC Global，Inc.Sun Valley，CA，USA供应的蜡。
实施例1-4和C1-C2
利用26～30mm10-圆筒双螺杆挤出机、以250RPM的旋转速度、30磅/小时的生产能力、以及设置为270～290℃的圆筒温度来配混列于表1中的成分。除玻璃纤维以外，所有成分从挤出机的后面进料，而玻璃纤维从挤出机的侧面进料。在Nessei注塑机FN3000上、利用280-285℃的熔化温度并且利用常规压紧螺杆将混合的球剂干燥并模塑为4mm ISO的多用途拉力试棒。物理测试结果列于表1中。
实施例1-4示出了9Gpa或更大的拉伸模量，这表明该组合物具有适宜的刚性，并且其它实施例表现出的断裂伸长率基本上高于比较实施例，从33％至150％更高的伸长率。
表1
Figure BDA00002654137400102
实施例5、6以及C3、C4和C5
利用58mm10-圆筒双螺杆挤出机、以约300RPM的旋转速度、约600磅/小时的通量和330-340℃的熔化温度来配混列于表2中的实施例5、6和C3的成分。
利用26～30mm10-圆筒双螺杆挤出机、以250RPM的旋转速度、30磅/小时的通过量、以及设置为270～290℃的圆筒温度来配混组合物C4。除了玻璃纤维和碳纤维以外，所有成分从挤出机的后面进料，而玻璃纤维和碳纤维从挤出机的侧面进料。
在Nessei注塑机FN3000上，利用280-285℃的熔化温度并且利用常规压紧螺杆将混合的球剂干燥并模塑为4mm ISO的多用途拉力试棒。物理测试结果列于表2中。
组合物C5在挤拉成型机上制成并且在处理后切割成11-14mm的球剂。
将车轮测试试样注塑为轮形体的形式并且利用“车轮测试样本的冲击测试”中所述的工序对其进行测试。
具有与比较实施例C3(PA66/PA6共混物)相同含量的抗冲改性剂和玻璃纤维的实施例5(PA612/6T)和6(PA610)显示可与C3相当的拉伸模量，另外表现出约50至66％的更高的断裂伸长率。测试轮形体的向上竖直冲击测试和向下冲击测试表明：实施例5和6相对于比较实施例C3表现出令人惊讶且出乎意料的性能改善；并且显示出相对高的断裂伸长率(即，4％或更大)，所述断裂伸长率与改善的测试轮形体的抗断裂相关。
包含无聚合物抗冲改性剂的PA610的比较实施例C4表现出3.35％的伸长率。
比较实施例C5示出了利用挤拉成型法制成的长玻璃纤维表现出仅2.2％的断裂伸长率。
表2
a在测试之前将样本静置至少2小时

Claims (6)

1.注塑的复合材料车轮，包含基本上由以下物质组成的聚酰胺组合物：
(A)约20至约70重量％的至少一种聚酰胺树脂，所述聚酰胺树脂包含：
i.约60至100摩尔％的衍生自一种或多种脂族二羧酸和一种或多种脂族二胺的重复单元，其中至少约50摩尔％的脂族二羧酸和脂族二胺为具有10个或更多个碳原子的脂族二羧酸和/或脂族二胺，和
ii 0至约40摩尔％的衍生自一种或多种芳族二羧酸的重复单元，
(B)约30至约65重量％的一种或多种纤维增强剂，其中所述纤维具有0.1至0.9mm的平均长度；和
(C)0至约20重量％的一种或多种聚合物抗冲改性剂；
其中(A)、(B)、和(C)的重量百分比是基于(A)+(B)+(C)的总重量计的，并且其中由所述聚酰胺组合物制成的4mm测试棒具有通过ISO527-1/2测量的大于或等于约9GPa的平均拉伸模量，以及根据ISO527-2/1A测量的至少4％的断裂伸长率；前提条件是，当所述至少一种聚酰胺树脂由PA610组成时，存在至少2重量％的一种或多种聚合物抗冲改性剂。
2.根据权利要求1所述的复合材料车轮，其中所述至少一种聚酰胺树脂包含：70至100摩尔％的衍生自一种或多种脂族二羧酸和一种或多种脂族二胺的重复单元和0至约30摩尔％的衍生自一种或多种芳族二羧酸的重复单元。
3.根据权利要求1所述的复合材料车轮，其中所述至少一种聚酰胺树脂选自：聚(癸二酰己二胺)(PA610)、聚(十二烷酰己二胺)(PA612)、聚(癸二酰癸二胺)(PA1010)、以及聚(癸二酰己二胺)/对苯二甲酰己二胺(PA612/6T)，其中所述PA612/6T具有以20至30摩尔％存在的6T重复单元。
4.根据权利要求1所述的复合材料车轮，其中(B)一种或多种纤维增强剂以约30至约50重量％存在。
5.根据权利要求1所述的复合材料车轮，其中一种或多种纤维增强剂选自玻璃纤维、碳纤维、或它们的混合物。
6.根据权利要求1所述的复合材料车轮，所述复合材料车轮基本上由以下物质组成：(A)约25至约65重量％的至少一种聚酰胺树脂，(B)约30至约65重量％的一种或多种纤维增强剂，和(C)5至约12重量％的一种或多种聚合物抗冲改性剂。
CN2011800316704A 2010-06-30 2011-06-29 用于车辆的注塑的复合材料车轮 Pending CN102958708A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US35998010P 2010-06-30 2010-06-30
US61/359980 2010-06-30
PCT/US2011/042320 WO2012012164A2 (en) 2010-06-30 2011-06-29 Injection molded composite wheel for a vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102958708A true CN102958708A (zh) 2013-03-06

Family

ID=45399161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011800316704A Pending CN102958708A (zh) 2010-06-30 2011-06-29 用于车辆的注塑的复合材料车轮

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20120001476A1 (zh)
EP (1) EP2588325A4 (zh)
JP (1) JP2013531722A (zh)
CN (1) CN102958708A (zh)
BR (1) BR112012033679A2 (zh)
WO (1) WO2012012164A2 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103804897A (zh) * 2014-02-14 2014-05-21 张家港大塚化学有限公司 工程塑料
CN105593032A (zh) * 2013-11-12 2016-05-18 株式会社普利司通 非充气轮胎
CN113677497A (zh) * 2019-01-31 2021-11-19 奥升德功能材料运营有限公司 抗冲改性的注射成型聚酰胺

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9765208B2 (en) 2011-08-29 2017-09-19 E I Du Pont De Nemours And Company Composite wheel for a vehicle
WO2014078137A1 (en) * 2012-11-19 2014-05-22 E. I. Du Pont De Nemours And Company Thermoplastic melt-blended compositions
US20150130261A1 (en) * 2013-11-08 2015-05-14 Patrick Warren Method of Designing and Producing Carbon Fiber Wheels
FR3015360B1 (fr) * 2013-12-20 2016-01-01 Michelin & Cie Jante souple a crochets flottants
FR3015359B1 (fr) * 2013-12-20 2016-01-01 Michelin & Cie Jante souple a crochets flottants
DE102014107852A1 (de) * 2014-06-04 2015-12-17 Rehau Ag + Co Verfahren zur Herstellung von Pedelec-Rahmen aus Kunststoff und entsprechend hergestellter Pedelec Rahmen
CN107857996B (zh) * 2017-11-22 2019-11-08 中国科学院化学研究所 一种聚酰胺共混物及其制备方法与应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5246275A (en) * 1987-08-21 1993-09-21 Arredondo Jr Rene N Wheel for bicycles and method of producing
US5268139A (en) * 1992-08-06 1993-12-07 Carlisle Tire & Rubber Company Method of molding a plastic wheel
US6284830B1 (en) * 1997-07-21 2001-09-04 Basf Aktiengesellschaft Molding compositions comprising random copolyamides, their use, and process for their preparation
US20080119603A1 (en) * 2006-11-22 2008-05-22 Georgios Topoulos Mobile telephone housing comprising polyamide resin composition
US20090005502A1 (en) * 2006-11-22 2009-01-01 Georgios Topoulos Mobile telephone housing comprising polyamide resin composition
CN101622313A (zh) * 2007-01-29 2010-01-06 阿克马法国公司 基于聚酰胺和聚(乳酸)的复合材料、其制造方法和用途

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4930844A (en) * 1988-10-17 1990-06-05 Giroux Edward J Wheel
US5277479A (en) * 1991-02-04 1994-01-11 Bridgestone Corporation One piece type resin wheel
US7446144B2 (en) * 2005-09-14 2008-11-04 Bayer Materialscience Llc Thermoplastic molding composition and articles thermoformed therefrom
EP1961787B1 (de) * 2007-02-07 2009-04-15 Ems-Chemie Ag Gefüllte Polyamidformmassen mit reduzierter Wasseraufnahme
WO2009095441A1 (de) * 2008-01-31 2009-08-06 Basf Se Faserverstärkte polyamid[5,10] formmassen
CA2726010A1 (en) * 2008-07-30 2010-02-04 E.I. Du Pont De Nemours And Company Heat resistant thermoplastic articles including polyhydroxy polymers

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5246275A (en) * 1987-08-21 1993-09-21 Arredondo Jr Rene N Wheel for bicycles and method of producing
US5268139A (en) * 1992-08-06 1993-12-07 Carlisle Tire & Rubber Company Method of molding a plastic wheel
US6284830B1 (en) * 1997-07-21 2001-09-04 Basf Aktiengesellschaft Molding compositions comprising random copolyamides, their use, and process for their preparation
US20080119603A1 (en) * 2006-11-22 2008-05-22 Georgios Topoulos Mobile telephone housing comprising polyamide resin composition
US20090005502A1 (en) * 2006-11-22 2009-01-01 Georgios Topoulos Mobile telephone housing comprising polyamide resin composition
CN101622313A (zh) * 2007-01-29 2010-01-06 阿克马法国公司 基于聚酰胺和聚(乳酸)的复合材料、其制造方法和用途

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105593032A (zh) * 2013-11-12 2016-05-18 株式会社普利司通 非充气轮胎
CN105593032B (zh) * 2013-11-12 2018-01-23 株式会社普利司通 非充气轮胎
CN103804897A (zh) * 2014-02-14 2014-05-21 张家港大塚化学有限公司 工程塑料
CN113677497A (zh) * 2019-01-31 2021-11-19 奥升德功能材料运营有限公司 抗冲改性的注射成型聚酰胺
CN113677497B (zh) * 2019-01-31 2024-02-23 奥升德功能材料运营有限公司 抗冲改性的注射成型聚酰胺

Also Published As

Publication number Publication date
BR112012033679A2 (pt) 2016-11-29
JP2013531722A (ja) 2013-08-08
WO2012012164A3 (en) 2012-04-19
US20120001476A1 (en) 2012-01-05
WO2012012164A2 (en) 2012-01-26
EP2588325A4 (en) 2013-12-11
EP2588325A2 (en) 2013-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102958708A (zh) 用于车辆的注塑的复合材料车轮
US8691911B2 (en) Melt-blended thermoplastic composition
CN102264839B (zh) 具有浅缩痕和极佳表面外观的增强聚酰胺组合物
CN101432362B (zh) 树脂组合物及由该树脂组合物制造的汽车发动机罩内部件
JP5911877B2 (ja) ポリアミド複合構造体及びその製造方法
EP2792714B2 (en) Molded products
US7977449B2 (en) Polyamide piece reinforced with long fibers
JP6081687B2 (ja) ガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物
US11555117B2 (en) Polyamide formulations comprising semi-crystalline copolyamide and flat glass fibers
EP3310859A1 (en) Polyamide compositions with high melt flow and good mechanical properties
US20120136103A1 (en) Thermoplastic polymer composition containing polyamide
TWI675884B (zh) 聚醯胺樹脂組成物、成形品及成形品之製造方法
CN103068566A (zh) 聚酰胺复合结构及其制备方法
WO1995034598A1 (en) Long-fiber-reinforced polymer alloy resin composition
JP2018538174A (ja) 反応性プレポリマー前駆体組成物から繊維強化ポリアミドマトリックス複合材料を製造する方法
JP2005532934A (ja) ガラス繊維強化された熱可塑性プラスチック
JP5485836B2 (ja) 長繊維強化ポリアミド樹脂組成物及び成形体
JP2016113603A (ja) ポリアミド樹脂組成物及びそれからなるポリアミド樹脂成形体
JP6075691B2 (ja) 吸水時の振動性に優れたポリアミド樹脂組成物
KR102514248B1 (ko) 선형 고분자를 포함하는 유동성 개질제 및 이를 포함하여 유동성이 향상된 고분자 조성물
KR20180038266A (ko) 장섬유 강화 사출 성형품 및 그 조성물
US20230060165A1 (en) Use of a reinforced thermoplastic composition
CN118043400A (zh) 聚酰胺树脂组合物和由其形成的模制品
US20220153998A1 (en) Copolyamide compositions comprising reinforcing fibers and having high modulus stability and uses thereof
JPS6038435A (ja) 繊維強化耐衝撃性ポリアミド樹脂製ホイ−ル

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130306