CN103415566A - 激光透明性聚酯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及热塑性模塑物,其包含A)29至99.7重量%的热塑性聚酯,B)0.3至3重量%(相对于100重量%的A)+B))的式(I)或式(II)或式(III)或其混合物的酰亚胺盐
Figure DDA0000379341930000012

Description

激光透明性聚酯
本发明涉及热塑性模塑组合物,其包含
A)29至99.7重量%的热塑性聚酯,
B)0.3至3重量%(基于100重量%的A)+B)计)的下式的酰亚胺盐
Figure BDA0000379341920000012
Figure BDA0000379341920000013
或其混合物,
其中Me表示碱金属,
C)0至70重量%的其他添加剂,
其中A)至C)的重量百分比的总和为100%。
本发明还涉及所述模塑组合物用于制备纤维、箔、以及模制品——尤其是激光透明性模制品——的用途,以及用于通过激光透射熔接法来制备模制品的用途、用于制备这类模制品的方法,以及还涉及这些模制品在各种应用领域中的用途。
例如在EP021648和EP2022826中提及了作为用于复合PET材料的成核剂的所述类型的组分B)。对于该复合材料的光学性能没有进行研究。
有各种方法(Kunststoffe87,(1997),11,1632-1640)用于熔接塑性模制品。对于广泛使用的(例如机动车辆进气歧管的)热烙铁熔接(heated-tool welding)和振动熔接的方法,稳定熔接的前提是在产生接合处的实际步骤之前使接触区中的粘合体充分软化。
激光透射熔接是一种提供振动熔接和热烙铁熔接的替代方案的方法,并且近来已发现激光透射熔接的应用——特别是使用二极管激光器的激光透射熔接的应用——不断增加。
技术文献记载了激光透射熔接的基本原理(Kunststoffe87,(1997)3,348-350;Kunststoffe88,(1998),2,210-212;Kunststoffe87(1997)11,1632-1640;Plastverarbeiter50(1999)4,18-19;Plastverarbeiter46(1995)9,42-46)。
使用激光透射熔接机的前提是从激光发出的辐射首先穿过对于所用波长的激光具有足够的透明度的模制品(所述模制品在本专利申请的后文被称为激光透明性模制品),然后在薄层中被第二模制品吸收,所述第二模制品与激光透明性模制品接触且其在后文被称为激光吸收性模制品。在吸收激光的薄层中,激光的能量转化成热量,这导致在接触区内的熔融,并且最后使得激光透明性模制品与激光吸收性模制品通过熔接接合。
激光透射性熔接通常使用波长范围为600至1200nm的激光。在用于热塑性熔接的激光的波长范围内,通常使用Nd:YAG激光器(1064nm)或大功率的二极管激光器(800至1000nm)。当在后文中使用术语激光透明和激光吸收时,其总是意指上述波长范围。
与激光吸收性模制品相反,激光透明性模制品需要在优选的波长范围内有高激光透明度,从而使激光束可穿透至熔接区并具有必需的能量。例如,通过使用分光光度计和积分球光度计来测量IR激光的透过率。该测量系统还可检测透过辐射的散射比例(diffuse fraction)。该测量不仅在一个波长下进行,而是在包括所有目前用于熔接工序的激光波长的光谱范围内进行。
用户目前可获得许多基于透射原理的激光熔接法的变型。例如,周线熔接为一种顺序熔接法,其中激光束沿可自由设计的熔接缝周线传导或者组件相对于固定的激光移动。在同步熔接方法中,从单个大功率二极管发出的线性辐射沿待熔接的熔接缝周线排列。因此,整个周线同时进行熔融和熔接。准同步熔接法为周线熔接与同步熔接的结合。镜式检流计(扫描仪)用于使10m/s或10m/s以上的非常高速度的激光束沿着熔接缝的周线传导。该高横移速率提供了接合区的渐进加热和熔融。与同步熔接法相比,对于熔接缝周线的改变具有高灵活性。掩模熔接(maskwelding)为一种其中线性激光束横向移动穿过粘合体的方法。掩膜用于辐射的受控筛选,且这仅影响要熔接的待接合区域。该方法可制备非常精确定位的熔接点。这些方法为本领域技术人员已知且记载于例如“Handbuch Kunststoff-Verbindungstechnik”[Handbook of plasticsbonding technology](G.W.Ehrenstein,Hanser,ISBN3-446-22668-0)和/或DVS-Richtlinie2243“
Figure BDA0000379341920000031
thermoplastischerKunststoffe”[German Welding Society Guideline2243“Laser welding ofthermoplastics”]中。
与所用的方法变型无关,激光熔接法高度依赖于两种粘合体的材料性能。透明组分的激光透明度(LT)通过每单位时间可引入的能量的量而直接影响该方法的速度。半结晶热塑性材料的内在微结构——主要以球粒的形式——通常赋予其较低的激光透明度。与纯无定形热塑性材料的内部结构相比,这些球粒使入射激光散射至更高的程度:后向散射导致透射能量的总量降低,且漫(侧向)散射通常导致激光束变宽并因此有损熔接精密度。这些现象在聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)中特别明显,其与其他结晶良好的热塑性材料(例如PA)相比呈现特别低的激光透明度和高水平的光束扩展度。因此,PBT一直较少用作激光熔接组件的材料,尽管其性能特征的其他方面(例如良好的尺寸稳定性和低吸水性)使其对于这类应用非常具有吸引力。尽管半结晶的形态通常无益于高激光透明度,但是其在其他性能方面具有优势。例如,半结晶材料在玻璃转变温度之上都具有机械强度且通常具有比无定形材料更好的化学品抗性。结晶迅速的材料还具有加工优势,特别是快速脱模和因此引起较短的循环次数。因此,需要将半结晶与快速结晶和高激光透明度结合起来。
存在各种已知的改进聚酯,特别是PBT的激光透明度的方法。原则上,所述方法可分成共混物/混合物和折射率匹配。
使用共混物/混合物的方法基于通过在共混物/混合物中使用高激光透明度成分配对“稀释”低激光透明度PBT。其实例见于以下说明书中:JP2004/315805A1(PBT+PC/PET/SA+填料+弹性体),DE-A1-10330722(半结晶热塑性材料与无定形热塑性材料的全面共混以提高LT;特别是PBT+PET/PC+玻璃纤维),JP2008/106217A(PBT+含1,4-环己烷二甲醇的共聚物;LT由16%增加至28%)。其中的缺点是所得的聚合物共混物不可避免地具有显著区别于主要基于作为基质的PBT的产物的性能。
折射率匹配法基于无定形与结晶PBT,以及填料的不同折射率。例如,此处已使用的共聚单体:可作为实例可以提及JP2008/163167(PBT与硅氧烷的共聚物)、JP2007/186584(PBT+双酚A二缩水甘油醚)和JP2005/133087(PBT+PC+弹性体+高折射率硅油)。虽然这导致激光透明度的增加,但是其是伴随着机械性能的损失而实现的。也可降低填料与基质之间的折射率差,参见JP2009/019134(在玻璃纤维上涂覆环氧树脂以在纤维与基质之间的光学界面处提供匹配),或JP2007/169358(含高折射率玻璃纤维的PBT)。然而,这类起始材料由于其高成本和/或其在生产过程中需要额外的步骤因而是不利的。
相对于激光透明度增加所获得的效果总体上也是较小的并因此不完全令人满意。
因此,本发明的目的是改善聚酯的激光透明度。由此发现了引言中所限定的模塑组合物。从属权利要求给出了优选的实施方案及其用途。
本发明的模塑组合物包含29至99.7重量%,优选80至99.6重量%,及特别为80至99.2重量%的至少一种热塑性聚合物作为组分A),基于组分A)计。
组分A)中的至少一种聚酯为半结晶聚酯。优选包含至少50重量%的半结晶聚酯的组分A)。所述比例特别优选70重量%(在每种情况下基于100重量%的A)计)。
基于100%的由A)至C)组成的模塑组合物(即包含C)),这些组合物包含
30至100重量%,优选50至100重量%的A)+B),以及
0至70重量%,优选0至50重量%的C)。
上述相对量级的基本要素是组分B)的比例总是基于聚酯计,因为所述比例意欲在上述限度内。添加剂C)可能影响激光透明度。该效果实质上取决于添加剂的散射性能和吸收性能。所述复合材料的光学性能实质上为本发明基质(组分A+B)与添加剂(组分C)的光学性能的总和。
所用的聚酯A)通常基于芳族二羧酸以及脂族或脂族二羟基化合物。
第一组优选的聚酯为在醇部分中特别具有2至10个碳原子的聚对苯二甲酸亚烷基酯。
这类聚对苯二甲酸亚烷基酯本身已知并记载于文献中。其主链包含衍生自芳族二羧酸的芳环。所述芳环也可例如被卤素,如氯或溴,或C1-C4-烷基,如甲基、乙基、异丙基或正丙基、或正丁基、异丁基或叔丁基取代。
所述聚对苯二甲酸亚烷基酯可通过芳族二羧酸或其酯或其他酯形成的衍生物与脂族二羟基化合物以本身已知的方式反应来制备。
优选的二羧酸为2,6-萘二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸或其混合物。最高30mol%,优选不超过10mol%的芳族二羧酸可被脂族或脂环族二羧酸如己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸和环己烷二羧酸替代。
优选的脂族二羟基化合物为具有2至6个碳原子的二醇,特别是1,2-乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,4-己二醇、1,4-环己烷二醇、1,4-环己烷二甲醇和新戊二醇及其混合物。
特别优选的聚酯(A)为衍生自具有2至6个碳原子的烷二醇的聚对苯二甲酸亚烷基酯。其中,特别优选聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯,及其混合物。优选PET和/或PBT,其包含作为其他单体单元的最高1重量%,优选最高0.75重量%的1,6-己二醇和/或2-甲基-1,5-戊二醇。
聚酯(A)的特性粘度通常为50至220,优选80至160(在25℃下在0.5重量%强度的重量比为1:1的苯酚/邻二氯苯混合物的溶液中测量)(根据ISO1628)。
特别优选羧基端基含量为0至100毫当量/kg(meq/kg)聚酯,优选10至50毫当量/kg聚酯,尤其是15至40毫当量/kg聚酯的聚酯。可例如通过DE-A44 01 055的方法制备这类聚酯。所述端羧基含量通常通过滴定法(例如电势测定法)来测定。
特别优选的模塑组合物包含聚酯混合物(至少一种为PBT)作为组分A)。混合物中聚对苯二甲酸乙二醇酯比例的实例优选为最高50重量%,特别为10至35重量%,基于100重量%的A)计。
使用PET回收料(recyclate)(也称为废PET),任选与聚对苯二甲酸亚烷基酯(例如PBT)的混合物也是有利的。
回收料通常为:
1)称为工业后回收料的那些物料:其为缩聚或加工过程中的生产废料,例如来自注塑成型法的注入物、来自注塑成型法或挤压法的起始材料、或来自挤出板或挤出膜的边角料。
2)消费后回收料:其为最终消费者使用后收集并处理的塑料物品。用于矿泉水、软饮料和果汁的吹塑PET瓶很可能是数量上占主导的物品。
两种类型的回收料均可以重磨料(regrind)或以粒料形式使用。在以粒料形式使用的情况下,粗回收材料被分离和纯化接着使用挤出机熔融并造粒。这通常有利于操作和自由流动性,以及在加工的其他步骤进行计量。
所用的回收材料可以粒化或为重磨料的形式。其边长应当不超过10mm并应当优选小于8mm。
由于聚酯在加工过程中经受水解裂解(由于微量的水分),因此将回收材料预干燥是可取的。干燥后的残留含水量优选为<0.2%,特别是<0.05%。
待提及的另一类为衍生自芳族二羧酸和芳族二羟基化合物的全芳族聚酯。
合适的芳族二羧酸为先前对苯二甲酸亚烷基酯所描述的化合物。所用的混合物优选由5至100mol%的间苯二甲酸和0至95mol%的对苯二甲酸,特别是约50至约80%的对苯二甲酸和20至约50%的间苯二甲酸组成。
所述芳族二羟基化合物优选具有以下通式
Figure BDA0000379341920000061
其中Z为具有最高8个碳原子的亚烷基或亚环烷基、具有最高12个碳原子的亚芳基、羰基、磺酰基、氧原子或硫原子或化学键,并且其中m具有0至2的值。所述化合物中的亚苯基还可被C1-C6-烷基或烷氧基以及氟、氯或溴取代。
这些化合物的母体化合物的实例为
二羟基联苯,
二(羟基苯基)烷烃,
二(羟基苯基)环烷烃,
二(羟基苯基)硫醚,
二(羟基苯基)醚,
二(羟基苯基)酮,
二(羟基苯基)亚砜,
α,α’-二(羟基苯基)二烷基苯,
二(羟基苯基)砜,二(羟基苯甲酰基)苯,
间苯二酚和对苯二酚,及上述化合物的环-烷基化和环-卤代的衍生物。
其中,优选
4,4’-二羟基联苯,
2,4-二(4’-羟基苯基)-2-甲基丁烷,
α,α’-二(4-羟基苯基)-对二异丙基苯,
2,2-二(3’-甲基-4’-羟基苯基)丙烷,以及
2,2-二(3’-氯-4’-羟基苯基)丙烷,
以及特别为
2,2-二(4’-羟基苯基)丙烷,
2,2-二(3’,5-二氯二羟基苯基)丙烷,
1,1-二(4’-羟基苯基)环己烷,
3,4’-二羟基二苯甲酮,
4,4’-二羟基二苯基砜,以及
2,2-二(3’,5’-二甲基-4’-羟基苯基)丙烷
或其混合物。
当然,还可使用聚对苯二甲酸亚烷基酯与全芳族聚酯的混合物。它们通常包含20至98重量%的聚对苯二甲酸亚烷基酯和2至80重量%的全芳族聚酯。
当然,还可使用聚酯嵌段共聚物,例如共聚醚酯。这类产物本身已知并记载于文献中,例如US-A3 651 014中。相应的产品也是市售可得的,例如
Figure BDA0000379341920000081
(DuPont)。
在本发明中,术语聚酯包括不含卤素的聚碳酸酯。合适的不含卤素的聚碳酸酯的实例为基于以下通式的双酚的那些化合物
其中Q为单键、C1至C8亚烷基、C2至C3亚烷基、C3至C6亚环烷基、C6至C12亚芳基、或-O-、-S-或-SO2-,且m为0至2的整数。
双酚的亚苯基基团还可具有取代基,例如C1至C6烷基或C1至C6烷氧基。
该式优选的双酚的实例为对苯二酚、间苯二酚、4,4’-二羟基联苯、2,2-二(4-羟基苯基)丙烷、2,4-二(4-羟基苯基)-2-甲基丁烷和1,1-二(4-羟基苯基)环己烷。特别优选2,2-二(4-羟基苯基)丙烷和1,1-二(4-羟基苯基)环己烷以及1,1-二(4-羟基苯基)-3,3,5三甲基环己烷。
均聚碳酸酯或共聚碳酸酯均适于作为组分A,且优选双酚A的共聚碳酸酯,以及双酚A均聚物。
合适的聚碳酸酯可以已知方式、特别并优选通过引入0.05至2.0mol%的至少三官能的化合物——例如具有三个或更多酚OH基团的那些化合物——而支化,基于所用双酚的总量计。
已证明特别合适的聚碳酸酯具有1.10至1.50,特别是1.25至1.40的相对粘度η相对。这对应于10000至200000g/mol,优选20000至80000g/mol的平均摩尔质量MW(重均)。
所述通式的双酚本身已知或可通过已知的方法制备。
所述聚碳酸酯可例如通过双酚与光气以界面法反应来制备,或使双酚与光气以均相法(称为吡啶法)反应来制备,且在每种情况下通过使用合适量的已知链终止剂以已知方式获得所需的分子量。(对于含聚二有机硅氧烷的聚碳酸酯,参见例如DE-A33 34 782)。
合适的链终止剂的实例为苯酚、对叔丁基苯酚,或长链烷基酚,例如如DE-A28 42 005中的4-(1,3-四甲基丁基)苯酚,或如DE-A35 06472中的在烷基取代基中具有总计8至20个碳原子的单烷基苯酚或二烷基苯酚,例如对壬基苯酚、3,5-二叔丁基苯酚、对叔辛基苯酚、对十二烷基苯酚、2-(3,5-二甲基庚基)苯酚和4-(3,5-二甲基庚基)苯酚。
对于本发明而言,不含卤素的聚碳酸酯为由不含卤素的双酚、不含卤素的链终止剂以及任选的不含卤素的支化剂制成的聚碳酸酯,其中例如用光气在界面法中制备聚碳酸酯而产生的ppm水平的少量可水解氯含量不被认为配得上本发明目的的术语“含卤素”。这种具有ppm水平的可水解氯的含量的聚碳酸酯是本发明目的的不含卤素的聚碳酸酯。
其他可提及的合适的组分A)为无定形聚酯碳酸酯,其中在制备过程中光气被芳族二羧酸单元如间苯二甲酸和/或对苯二甲酸单元替代。对此,进一步的细节可参考EP-A711 810。
其他合适的具有环烷基基团作为单体单元的共聚碳酸酯已记载于EP-A365 916中。
还可用双酚TMC代替双酚A。这类聚碳酸酯以商标市购自Bayer。
本发明的模塑组合物包含0.3至3重量%,优选0.4至2.5重量%,以及特别为0.8至2重量%下式的酰亚胺盐作为组分B)
Figure BDA0000379341920000092
Figure BDA0000379341920000093
Figure BDA0000379341920000094
或其混合物,
其中Me表示碱金属,优选钠和/或钾。
优选的化合物B为:
Figure BDA0000379341920000101
糖精钠
CAS号128-44-9
摩尔质量:205.2g/mol
Figure BDA0000379341920000102
邻苯二甲酰亚胺钾盐
CAS号1074-82-4
摩尔质量:185.2g/mol
Figure BDA0000379341920000103
乙酰磺胺钾盐(2个互变异构形式)
CAS号55589-62-3
摩尔质量:201.2g/mol
或其混合物。
制备方法为本领域技术人员已知,因此无需任何其他相关的细节。
本发明的模塑组合物可包含0至70重量%,特别为最高50重量%的其他添加剂和加工助剂作为组分C),其中所述添加剂和加工助剂不同于B)和/或A),基于100重量%的A)、B)和C)计。
常规添加剂C)的实例是量为弹性聚合物(通常还称为抗冲改性剂、弹性体或橡胶)的最高40重量%,优选最高15重量%。
这些非常一般地涉及共聚物,其优选由至少两种以下的单体构成:乙烯、丙烯、丁二烯、异丁烯、异戊二烯、氯丁二烯、乙酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯腈以及各自在醇组分中具有1至18个碳原子的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。
这类聚合物记载于例如Houben-Weyl,Methoden der organischenChemie,第14/1卷(Georg Thieme Verlag,Stuttgart,Germany,1961),第392-406页,以及C.B.Bucknall的专著“Toughened Plastics”(Applied Science Publishers,London,1977)中。
所述弹性体的一些优选类型描述如下。
此类弹性体的优选类型是已知为乙烯-丙烯(EPM)橡胶和乙烯-丙烯-二烯(EPDM)橡胶。
EPM橡胶通常基本上没有残余双键,而EPDM橡胶可具有1至20个双键/100个碳原子。
可提及的用于EPDM橡胶的二烯单体的实例为共轭双烯,例如异戊二烯和丁二烯;具有5至25个碳原子的非共轭双烯,例如1,4-戊二烯、1,4-己二烯、1,5-己二烯、2,5-二甲基-1,5-己二烯和1,4-辛二烯;环二烯,例如环戊二烯、环己二烯、环辛二烯和二环戊二烯;以及链烯基降冰片烯,例如5-亚乙基-2-降冰片烯、5-亚丁基-2-降冰片烯、2-甲代烯丙基-5-降冰片烯和2-异丙烯基-5-降冰片烯;以及三环二烯,例如3-甲基三环[5.2.1.02,6]-3,8-癸二烯;或其混合物。优选1,5-己二烯、5-亚乙基降冰片烯和二环戊二烯。EPDM橡胶的二烯含量优选为0.5至50重量%,特别为1至8重量%,基于橡胶的总重量计。
EPM和EPDM橡胶还可优选用反应性羧酸或其衍生物接枝。其实例为丙烯酸、甲基丙烯酸及其衍生物,例如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯以及马来酸酐。
乙烯与丙烯酸和/或甲基丙烯酸和/或与这些酸的酯的共聚物为另一组优选的橡胶。所述橡胶还可包含二羧酸,例如马来酸和富马酸,或这些酸的衍生物,例如酯和酸酐,和/或含有环氧基团的单体。优选通过向单体混合物中添加含有二羧酸基团和/或环氧基团且具有通式I、II、III或IV的单体以将这些含有二羧酸衍生物或含有环氧基团的单体掺入橡胶中。
Figure BDA0000379341920000121
其中R1至R9为氢或具有1至6个碳原子的烷基,且m为0至20的整数,g为0至10的整数且p为0至5的整数。
R1至R9优选为氢,其中m为0或1且g为1。相应的化合物为马来酸、富马酸、马来酸酐、烯丙基缩水甘油醚和乙烯基缩水甘油醚。
优选的式I、II和IV化合物为马来酸、马来酸酐和含有环氧基团的(甲基)丙烯酸酯,例如丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯,以及与叔醇的酯,例如丙烯酸叔丁酯。虽然与叔醇的酯不具有游离的羰基,但其性质接近游离酸的性质,因此其被称为具有潜在羰基的单体。
所述共聚物有利地由50至98重量%的乙烯、0.1至20重量%的含有环氧基的单体和/或甲基丙烯酸和/或含有酸酐基团的单体、余量为(甲基)丙烯酸酯组成。
优选由以下化合物组成的共聚物:
50至98重量%,特别为55至95重量%的乙烯,
0.1至40重量%,特别为0.3至20重量%的丙烯酸缩水甘油酯和/或甲基丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸和/或马来酸酐,以及
1至45重量%,特别为10至40重量%的丙烯酸正丁酯和/或丙烯酸2-乙基己酯。
其他优选的(甲基)丙烯酸酯为甲酯、乙酯、丙酯、异丁酯和叔丁酯。
除此之外,还可使用的共聚单体为乙烯酯和乙烯醚。
上述乙烯共聚物可通过本身已知的方法——优选通过高压和高温下的无规共聚而制备。合适的方法是众所周知的。
其他优选的弹性体为乳液聚合物,其制备记载于例如Blackley的专著“Emulsion polymerization”中。可使用的乳化剂和催化剂为本身已知。
原则上可使用具有均匀结构的弹性体或具有壳结构的弹性体。所述壳类结构通过各个单体的加入顺序而确定。聚合物的形态也受到该加入顺序的影响。
此处可提及的仅作为实例的用于制备弹性体的橡胶部分的单体为丙烯酸酯如丙烯酸正丁酯和丙烯酸2-乙基己酯、相应的甲基丙烯酸酯、丁二烯和异戊二烯及其混合物。这些单体可与其他单体如苯乙烯、丙烯腈、乙烯基醚及与其他丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丙酯共聚。
弹性体的软化相或橡胶相(具有低于0℃的玻璃化转变温度)可为核、外部壳或中间壳(在弹性体结构具有多于两个壳的情况下)。具有多于一个壳的弹性体还可具有多于一个由橡胶相制成的壳。
如果在弹性体的结构中除了橡胶相外还包括一种或多种硬性组分(玻璃化转变温度高于20℃),则这些硬性组分通常通过使以下作为主要单体的成分聚合来制备:苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、或丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸甲酯。除此之外,此处还可使用较少比例的其他共聚单体。
已经证明在某些情况下使用在其表面上具有反应性基团的乳液聚合物是有利的。这类基团的实例是为环氧基团、羧基、潜在羧基、氨基和酰胺基,以及可通过同时使用以下通式的单体而引入的官能团
Figure BDA0000379341920000131
其中取代基可如下定义:
R10为氢或C1-C4烷基,
R11为氢、C1-C8烷基或芳基,尤其是苯基,
R12为氢、C1-C10烷基、C6-C12芳基或-OR13
R13为C1-C8烷基或C6-C12芳基,其可任选地被含O或含N的基团取代,
X为化学键或C1-C10亚烷基或C6-C12亚芳基或
Y为O-Z或NH-Z,和
Z为C1-C10亚烷基,或C6-C12亚芳基。
记载于EP-A208 187中的接枝单体也适于在表面上引入反应性基团。
可提及的其他实例为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和取代的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,例如甲基丙烯酸(N-叔丁基氨基)乙酯、丙烯酸(N,N-二甲基氨基)乙酯、丙烯酸(N,N-二甲基氨基)甲酯和丙烯酸(N,N-二乙基氨基)乙酯。
橡胶相的颗粒还可已被交联。交联单体的实例为1,3-丁二烯、二乙烯基苯、邻苯二甲酸二烯丙酯和丙烯酸二氢二环戊二烯酯,以及记载于EP-A50 265中的化合物。
还可使用被称为接枝连接单体的单体,即具有两个或更多个可聚合双键的单体,所述双键在聚合过程中以不同速率反应。优选使用如下类型的化合物:其中至少一个反应性性基团以与其他单体大致相同的速率聚合,而另一个反应性基团(或多个反应性基团)则例如明显更慢地聚合。这种不同的聚合速率使橡胶中产生特定比例的不饱和双键。如果随后将另一相接枝到此类橡胶上,则至少一些存在于橡胶中的双键与接枝单体反应从而形成化学键,即被接枝的相与接枝基质具有至少某种程度的化学键合。
此类接枝连接单体的实例为含烯丙基的单体,尤其是烯属不饱和羧酸的烯丙酯,例如丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、马来酸二烯丙酯、富马酸二烯丙酯和衣康酸二烯丙酯,以及这些二羧酸相应的单烯丙酯化合物。除此之外还存在很多其他合适的接枝连接单体。此处进一步的细节可参考例如US-A4 148 846。
一些优选的乳液聚合物在下文列出。此处可首先提及具有核和至少一个外壳且具有以下结构的接枝聚合物:
这些接枝聚合物——尤其是ABS聚合物和/或ASA聚合物——优选以最高40重量%的量,任选以与最高40重量%的聚对苯二甲酸乙二醇酯的混合物用于PBT的抗冲改性。合适的共混产品可以商标
Figure BDA0000379341920000152
获得(以前以
Figure BDA0000379341920000153
得自BASF AG)。
除了其结构具有不止一层壳的接枝聚合物外,还可使用由1,3-丁二烯、异戊二烯和丙烯酸正丁酯或其共聚物制成的均匀(即单壳)弹性体。这些产物也可通过同时使用交联单体或具有反应性基团的单体而制备。
优选的乳液聚合物的实例为丙烯酸正丁酯-(甲基)丙烯酸共聚物、丙烯酸正丁酯-丙烯酸缩水甘油酯或丙烯酸正丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、具有由丙烯酸正丁酯构成或基于丁二烯的内部核且具有由上述共聚物构成的外部壳的接枝聚合物,以及乙烯与提供反应性基团的共聚单体的共聚物。
所述弹性体还可通过其他常规方法如通过悬浮聚合而制备。
还优选硅橡胶,如记载于DE-A37 25 576、EP-A235 690、DE-A38 00 603和EP-A319 290中。
当然,还可使用上文列出的各类橡胶的混合物。
可提及的纤维状填料和粒状填料C)为玻璃纤维、玻璃珠、无定形二氧化硅、石棉、硅酸钙、偏硅酸钙、碳酸镁、高岭土、白垩、粉末状石英、云母、硫酸钡和长石。纤维状填料C)的用量为最高60重量%,尤其是最高35重量%,且粒状填料的用量为最高30重量%,尤其是最高10重量%。
可提及的优选的纤维状填料为芳族聚酰胺纤维和钛酸钾纤维,此处特别优选E玻璃形式的玻璃纤维。其可以市售可得形式的粗纱和碎玻璃的形式使用。
具有高激光吸光率的填料,例如碳纤维、炭黑、石墨、石墨烯或碳纳米管的用量优选为1重量%以下,特别优选0.05重量%以下。
所述纤维状填料可以用硅烷化合物进行表面预处理以改善与热塑性材料的相容性。
合适的硅烷化合物具有如下通式:
(X–(CH2)n)k–Si–(O–CmH2m+1)4–k
其中取代基的定义如下:
Figure BDA0000379341920000161
n为2至10,优选3至4的整数,
m为1至5,优选1至2的整数,
k为1至3,优选1的整数。
优选的硅烷化合物为氨基丙基三甲氧基硅烷、氨基丁基三甲氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷和氨基丁基三乙氧基硅烷,以及相应的含有缩水甘油基作为取代基X的硅烷。
用于表面涂层的硅烷化合物的用量通常为0.05至5重量%,优选0.1至1.5重量%以及特别是0.2至0.5重量%(基于C计)。
针状矿物填料也是合适的。
为了本发明的目的,针状矿物填料为具有显著针状特性的矿物填料。可提及的实例为针状硅灰石。该矿物的L/D(长径比)优选为8:1至35:1,优选8:1至11:1。所述矿物填料可任选地用上述硅烷化合物预处理;然而,这种预处理不是必要的。
本发明的热塑性模塑组合物可包含常规的加工助剂作为组分C),例如稳定剂、氧化抑制剂、抵抗热分解剂和抵抗紫外光分解剂、润滑剂和脱模剂、着色剂如染料和颜料、增塑剂等。
可提及的氧化抑制剂和热稳定剂的实例为空间位阻的酚和/或亚磷酸酯、对苯二酚类、芳族仲胺如二苯胺类、所述类别的各种取代成员,以及其混合物,其浓度最高为1重量%,基于热塑性模塑组合物的重量计。
可提及的UV稳定剂为各种取代的间苯二酚、水杨酸酯、苯并三唑类和二苯甲酮,其用量通常为最高2重量%,基于模塑组合物计。
可加入的作为着色剂包括无机颜料和有机颜料以及染料,例如苯胺黑和蒽醌。特别合适的着色剂为例如在EP1722984B1、EP1353986B1或DE10054859A1中提及的着色剂。
还优选具有10至40个,优选16至22个碳原子的饱和或不饱和的脂族羧酸与包含2至40个,优选2至6个碳原子的饱和脂族醇或胺的酯或酰胺。
羧酸可为一元或二元的。可提及的实例为壬酸、棕榈酸、月桂酸、十七烷酸、十二烷二酸、山嵛酸,并且特别优选硬脂酸、癸酸,以及褐煤酸(具有30至40个碳原子的脂肪酸的混合物)。
脂族醇可为一元至四元的。醇的实例为正丁醇、正辛醇、硬脂醇、乙二醇、丙二醇、新戊二醇和季戊四醇,优选甘油和季戊四醇。
脂族胺可为单官能至三官能的。其实例为硬脂胺、乙二胺、丙二胺、六亚甲基二胺和二(6-氨基己基)胺,其中特别优选乙二胺和六亚甲基二胺。优选的酯或酰胺相应地为二硬脂酸甘油酯、三硬脂酸甘油酯、二硬脂酸乙二胺、单棕榈酸甘油酯、三月桂酸甘油酯、单山嵛酸甘油酯和四硬脂酸季戊四醇酯。
还可以任何所需的混合比使用各种酯或酰胺的混合物,或酯与酰胺的组合。
其他润滑剂和脱模剂的常用量通常为最高1重量%。优选使用长链脂肪酸(例如硬脂酸或山嵛酸),其盐(例如硬脂酸钙或硬脂酸锌),或褐煤蜡(由链长为28至32个碳原子的直链饱和羧酸组成的混合物),或褐煤酸钙或褐煤酸钠,或低分子量的聚乙烯蜡或低分子量的聚丙烯蜡。
可提及的增塑剂的实例为邻苯二甲酸二辛脂、邻苯二甲酸二苄酯、邻苯二甲酸丁基苄基酯、烃油以及N-(正丁基)苯磺酰胺。
本发明的模塑组合物还可包含0至2重量%的含氟乙烯聚合物。其为氟含量为55至76重量%,优选70至76重量%的乙烯聚合物。
此处的实例为聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物或具有较小比例(通常最高50重量%)的可共聚烯属不饱和单体的四氟乙烯共聚物。其记载于例如Schildknecht的“Vinyl and RelatedPolymers”,Wiley-Verlag,1952,第484-494页中和Wall的“Fluorpolymers”(Wiley Interscience,1972)中。
在模塑组合物中存在的这些含氟乙烯聚合物的形式为均匀分散体,且其d50(数均)粒径优选为0.05至10μm,特别为0.1至5μm。这些小粒径可特别优选通过使用含氟乙烯聚合物的水分散体并将其掺入聚酯熔体中而实现。
本发明的热塑性模塑组合物可通过本身已知的方法,通过在常规混合装置——例如螺杆挤出机、Brabender混合机或Banbury混合机——中将起始组分混合,然后将其挤出而制备。挤出后,将挤出物冷却并粉碎。还可将各组分预混(例如组分B)施用于粒料,例如在转鼓中),然后单独和/或在同样将其混合后加入剩余的起始物料。混合温度通常为230至290℃。组分B)还可优选通过热进料法或直接法加入到挤出机的入口。
在另一个优选的操作方法中,组分B)以及任选的C)可与聚酯预聚物混合、配混并造粒。然后在惰性气体中在低于组分A)熔点的温度下连续或分批地将所得的粒料进行固相缩合直至达到所需的粘度。
本发明可使用的模塑组合物适于制备激光透明性模制品。其激光透明度优选为至少33%,特别为至少40%(通过实施例中所述的测试法在1064nm下对厚度为2mm的模制品进行测量)。
本发明通过激光透射熔接法使用这类激光透明性模制品来制备模制品。
所用的激光透明性模制品通常包括由任何激光吸收性材料制成的模制品。例如其可为复合物、热固性塑料或优选的由特定的热塑性模塑组合物制成的模制品。合适的热塑性模塑组合物为在所用的波长范围内具有足够的激光吸收的模塑组合物。例如,合适的热塑性模塑组合物可优选为通过添加无机颜料(例如炭黑)和/或通过添加有机颜料或其他添加剂而可吸收激光的热塑性材料。可实现激光吸收的合适的有机颜料的实例优选为IR吸收性有机化合物,例如记载于例如DE19916104A1中的那些颜料。
本发明还提供已经通过激光透射熔接而结合本发明的模制品的模制品和/或模制品组合。
本发明的模制品对于通过激光透射熔接法以持久并稳定的方式应用于激光吸收性模制品具有优异的适用性。因此其特别适用于覆盖层、外壳、附加组件和传感器的材料,例如用于机动车辆、电子产品、电信、信息技术、计算机、家庭、运动、医疗或娱乐领域。
实施例
组分A/1:
特性粘度为130ml/g且端羟基含量为34毫当量/kg的聚对苯二甲酸丁二醇酯(购自BASF SE的
Figure BDA0000379341920000191
B450)(根据ISO1628在25℃下在0.5重量%强度的苯酚/邻二氯苯1:1混合物的溶液中测量的IV)。
组分B)
Figure BDA0000379341920000192
所述模塑组合物在具有250至260℃的均匀温度分布和造粒的ZSK25中制备。
根据ISO11357通过DSC以20K/m的加热和冷却速率进行量热研究。在第一冷却步骤中测定结晶的峰值温度Tpc
根据ISO527进行拉伸测试且根据ISO179进行抗冲击测试。
激光透明度测量
使用热电功率测量法(thermoelektrischen Leistungsmessung)在波长1064nm下测定激光透过率。测量几何学设定如下:使用光束分配器(来自Laseroptik GmbH的SQ2无偏振光束分配器)以90°的角度由总功率为2瓦的激光束(波长为1064nm的二极管泵浦Nd-YAG激光器,FOBA DP50)分出功率为1瓦的基准光束。该基准光束冲击基准传感器。通过光束分配器的那部分原始光束提供了功率同样为1瓦的测量光束。该光束通过该光束分配器后方的波型孔(modenblende)(5.0)聚焦成焦点直径为0.18μm。激光透明度(LT)测量传感器置于焦点下方80mm处。测试片材置于LT测量传感器上方2mm处。所用的注塑测试片材为60*60*2mm3且其具有侧缘浇口。在片材中央(两条对角线的交点)进行测量。注塑成形的参数设置如下:
Figure BDA0000379341920000202
总测量时间为30秒,且在最后5秒内测定测量结果。同时记录来自基准传感器和测量传感器的信号。该测量方法由插入样品开始。
由下式获得透过率及由此所得的激光透明度:
LT=(信号(测量传感器)/信号(基准传感器))×100%。
该测量法排除了激光系统中的变化和主观读取误差。
片材的平均LT值由至少五次测量来计算。对于每种材料,对于10个片材计算平均值。对于该材料,将来自对各个片材的测量平均值用于计算平均值以及标准偏差。
表1
Figure BDA0000379341920000211
表2:
浓度系列,未增强
Figure BDA0000379341920000212
*对照

Claims (9)

1.热塑性模塑组合物,其包含
A)29至99.7重量%的热塑性聚酯,
B)0.3至3重量%(基于100重量%的A)+B)计)的下式的酰亚胺盐
Figure FDA0000379341910000011
Figure FDA0000379341910000012
或其混合物,
其中Me表示碱金属,
C)0至70重量%的其他添加剂,
其中A)至C)的重量百分比的总和为100%。
2.根据权利要求1的热塑性模塑组合物,其包含0.4至2.5重量%的B),基于100%的A)+B)计。
3.根据权利要求1或2的热塑性模塑组合物,其包含
Figure FDA0000379341910000014
Figure FDA0000379341910000021
Figure FDA0000379341910000022
或其混合物作为组分B)。
4.根据权利要求1至3的热塑性模塑组合物用于制备纤维、箔或模制品的用途。
5.根据权利要求4的用途,其中所述模制品为激光透明性的。
6.根据权利要求4或5的用途,其中所述模制品的激光透明度为至少33%(在1064nm下对厚度为2mm的模制品测量)。
7.根据权利要求4至6的激光透明性模制品用于通过激光透射熔接法来制备模制品的用途。
8.用于制备熔接模制品的方法,其包括使用激光透射熔接使根据权利要求7或根据权利要求4至6中的用途的激光透明性模制品与激光透激光吸收性模制品接合。
9.可根据权利要求7或8获得的熔接模制品,其适合于电气、电子、电信、信息技术、计算机、家庭、运动、医疗、机动车辆或娱乐领域的应用。
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