CN103665853B

CN103665853B - 聚酰胺模塑复合物及其应用

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Publication number: CN103665853B
Application number: CN201310378756.5A
Authority: CN
Inventors: 马克·弗莱格哈尔; 乔治·施特佩尔曼; 菲利普·哈德; 尼古拉·朗伯
Original assignee: EMS Patent AG
Current assignee: EMS Patent AG
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2013-08-27
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2033-08-27
Also published as: KR20140029234A; EP2703436B1; DK2703436T3; KR101626783B1; SI2703436T1; CN103665853A; JP5902131B2; JP2014043577A; TW201422696A; EP2703436A1; ES2621053T3; TWI563023B; US20140066561A1; PL2703436T3

Abstract

本发明描述一种热塑性模塑复合物，尤其是聚酰胺模塑复合物，其由以下组成：（A）20‑88重量%的热塑性合成物；（B）10‑70重量%的纤维状聚集体；（B1）10‑70重量%的主要由二氧化硅、氧化铝和氧化镁组成的玻璃纤维；（B2）0‑20重量%的与所述组分（B1）中的纤维不同的玻璃纤维；（B3）0‑20重量%的另外的纤维状聚集体，其与组分（B1）和（B2）中的纤维不同，不是基于玻璃的，并且选自碳纤维、石墨纤维、芳族聚酰胺纤维、纳米管；（C）2‑40重量%的粒状填充材料；（D）0‑2重量%的添加剂；其中（A）至（D）之和等于100重量%。

Description

聚酰胺模塑复合物及其应用

技术领域

本发明涉及利用玻璃纤维和粒状填充材料制成的增强热塑性模塑复合物，特别是聚酰胺模塑复合物以及由其制成的构件。具体地，本发明涉及热塑性模塑复合物，尤其是具有改进的机械特性的聚酰胺模塑复合物。这通过热塑性合成物（尤其是聚酰胺）、粒状填充材料和由二氧化硅、氧化铝和氧化镁构成的高强度玻璃纤维的组合来获得。本文所发明的模塑复合物将用于制造模具/构件和半成品以及成品。

背景技术

聚酰胺主要由于其突出的机械特性而广泛用于户内和户外应用中的结构元件。

这些机械特性如强度和刚度的改进尤其是可以通过添加纤维状增强材料如玻璃纤维来获得。在许多情况下，将粒状材料与玻璃纤维一起使用，可以通过利用无机颜料使模塑复合物着色，或者进行特性的其它特定改变。

然而，向玻璃纤维增强的模塑复合物添加粒状填充材料经常明显损害机械特性，特别是降低拉伸强度、极限伸长率和抗冲击性。这导致如下状态：如果将拉伸强度和抗冲击性视为模塑的部件的关键参数，则其不允许或几乎不允许将粒状填充材料成分与玻璃纤维相连。

一方面，向玻璃纤维增强的模塑复合物添加粒状填充材料导致期望的着色或功能性，然而，另一方面，这导致机械特性如拉伸强度和抗冲击性方面的劣化。

当利用玻璃纤维增强聚酰胺模塑复合物时几乎仅使用具有圆形截面的所谓的E-玻璃纤维。根据ASTM D578-00，E-玻璃纤维由52-62%的二氧化硅、12-16%的氧化铝、16-25%的氧化钙、0-10%的硼砂、0-5%的氧化镁、0-2%的碱金属氧化物、0-1.5%的二氧化钛和0-0.3%的氧化铁组成。E-玻璃纤维的密度为2.54-2.62g/cm³，拉伸模量为70-75GPa，拉伸强度为3000-3500MPa，极限伸长率为4.5-4.8%，其中单个纤维的机械特性包括在23℃和50%的相对湿度下测量的10μm的直径和12.7mm的长度。

如果对机械特性，尤其是抗冲击性或横向强度或翘曲提出更高的要求，则具有非圆形截面的E-玻璃纤维，即所谓的扁平形玻璃纤维提供了一种可能的解决方案。存在截面轴的轴比为2:4的扁平形玻璃纤维。一定可以预计的是，进一步优化该轴比的截面几何形状仅可以获得机械特性和翘曲的少量改进。

发明内容

本发明的目的之一是提供利用玻璃纤维和粒状填充材料制成的增强热塑性模塑复合物，特别是聚酰胺模塑复合物以及由其制成的构件。

该任务通过根据权利要求1所述的模塑复合物以及基于这样的模塑复合物制造的构件来实现。

如果考虑具有相等横截面面积和直径的玻璃纤维，则只能通过改进玻璃丝的强度、拉伸性能和刚度的玻璃原料的不同组成来获得改进。一个这样的例子是S-玻璃纤维，其目前几乎专门以粗纱（连续丝）形式用于军事应用，并且在玻璃丝特性方面优于E-玻璃纤维。根据ASM手册第21卷：复合材料（#06781G），与E-玻璃纤维相比，S-玻璃纤维表现出高12%的刚度、高25%的拉伸强度以及高20%的极限伸长率。然而，利用以S-玻璃纤维强化的聚酰胺模塑复合物的实验表明，即使对这些模塑复合物的尺寸进行优化，这些玻璃纤维的优点也不能传递或者能够以非常有限的程度传递至玻璃纤维强化的聚酰胺模塑复合物。在许多不包含任何粒状填充材料的复合物中，具有圆形或扁平截面的E-玻璃纤维甚至优于高性能S-玻璃纤维。

出乎意料地，已经表明，可以制备包含玻璃纤维和粒状填充材料两者的聚酰胺模塑复合物，其使得能够制造具有良好的机械特性，尤其是高刚度、高拉伸强度和良好的抗冲击性的模具，所有这些模具都没有现有技术明显具有的前述缺点。

具体地，本发明涉及具有高刚度、拉伸强度和抗冲击性的主要基于聚酰胺的模塑复合物，所述模塑复合物由以下组分组成：

（A）20-88%热塑性合成物（以重量计）。该热塑性组分（A）优选由聚酰胺（A1）制成，条件是至多40%、但是理想地仅至多20%、10%或5%或者在3-20%或5-20%的范围内（与模塑复合物中的总组分（A）的比例重量相关）的聚酰胺（A1）可以由不是基于聚酰胺的热塑性合成物（A2）替代；

（B）10-70重量%的纤维状添加剂，其仅由以下组分（B1）、（B2）和（B3）组成；

（B1）10-70重量%的高强度玻璃纤维，其主要由二氧化硅、氧化铝和氧化镁或者其混合物组成，优选具有至少5重量%的氧化镁含量和最多10重量%的氧化钙含量，但是尤其优选的是氧化钙含量不超过5重量%；

（B2）0-20重量%的除组分（B1）的玻璃纤维之外的玻璃纤维；不同的玻璃纤维，优选主要由二氧化硅、氧化钙和氧化铝制成的那些玻璃纤维，具有优选小于2.7，还更优选小于2.5，特别优选在2.1和2.4之间的SiO₂/(CaO+MgO)的重量比；

（B3）0-20重量%的不同于组分（B1）和（B2）中的纤维的另外的纤维状聚集体，其优选选自碳纤维、石墨纤维、芳族聚酰胺纤维、纳米管；

（C）2-40重量%的粒状填充材料；

（D）0-2重量%的添加剂；

其中（A）至（D）之和等于100重量%。

组分（A）优选为选自以下的热塑性合成物：聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚烯烃、聚甲醛、聚酯（尤其是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯）、聚砜（尤其是PSU、PESU、PPSU型）、聚苯醚（polyphenylene ether）、聚苯砜、聚亚苯基氧（polyphenylene oxide）、液晶聚合物、聚醚酮、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺、聚酯酰亚胺、聚醚酰胺、聚酯酰胺、聚醚酯酰胺、聚氨酯（尤其是TPU、PUR型）、聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯，以及基于这样的体系的混合物或共聚物。这样的体系也可以优选地与根据（A2）确定和讨论的抗冲击性改性剂结合实施。

组分（A）的优选比例应当为25-82重量%，尤其是在30-77重量%的范围内。

组分（B1）的优选比例应当为15-65重量%，尤其是在20-60重量%的范围内。

组分（C）的优选比例应当为3-25重量%，尤其是在3-15重量%的范围内。

如所解释的，模塑复合物相对于其组分（A）优选主要由与塑性基体相关的聚酰胺组成，或者更具体而言，优选的量大于60%。换言之，（A1）与（A2）之比优选在任意情况下均>1.5，优选>2，并且理想地>5。

另一热塑性合成物（组分A2），其也可以采取聚酰胺组分（A1）的混合物的形式，优选选自聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚烯烃、聚甲醛、聚酯（尤其是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯）、聚砜（尤其是PSU、PESU、PPSU型）、聚苯醚、聚苯砜、聚亚苯基氧、液晶聚合物、聚醚酮、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺、聚酯酰亚胺、聚醚酰胺、聚酯酰胺、聚醚酯酰胺、聚氨酯（尤其是TPU、PUR型）、聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯，以及基于这样的体系的混合物或共聚物。

在另一实施方案中，本发明的模塑复合物包含至多40重量%的一种或几种抗冲击性改性剂（IRM）作为组分（A2）。

优选的是在5重量%和40重量%之间、理想地7-30重量%的IRM浓度。抗冲击性改性剂可以是天然橡胶、聚丁二烯、聚异戊二烯、聚异丁烯、丁二烯和/或异戊二烯与苯乙烯或苯乙烯衍生物和其它共聚单体的混合聚合物或者通过利用酸酐、（甲基）丙烯酸或其酯进行接枝或共聚所产生的混合聚合物或氢化的混合聚合物。抗冲击性改性剂（A2）也可以由具有由丁二烯、异戊二烯或丙烯酸烷基酯构成的交联弹性体芯的接枝橡胶组成，并且可以具有由聚苯乙烯、非极性或极性烯烃均聚物/共聚物如乙烯-丙烯、乙烯-丙烯-二烯和乙烯-辛烯-或乙烯-乙酸乙烯酯橡胶或者通过利用酸酐、（甲基）丙烯酸或其酯接枝或共聚产生的非极性或极性烯烃均聚物/共聚物制成的接枝包裹物（graft envelope）。抗冲击性改性剂（A2）也可以为羧酸官能化的共聚物如聚(乙烯-共-(甲基)丙烯酸)或聚(乙烯-共-1-烯烃-共-(甲基)丙烯酸)，其中1-烯烃可以为具有多于4个碳原子的不饱和（甲基）丙烯酸酯或链烯烃，包括其中酸基团被金属离子部分中和的那些共聚物。

优选的基于苯乙烯单体（苯乙烯和苯乙烯衍生物）和其它乙烯基芳族单体的组分（A2）的抗冲击性改性剂是由烯基芳族化合物或共轭二烯构成的嵌段共聚物以及由烯基芳族化合物和共轭二烯构成的氢化嵌段共聚物或者这些IRM类型的组合。嵌段共聚物包含衍生自烯基芳族化合物（A）的至少一个嵌段和衍生自共轭二烯（B）的至少一个嵌段。

脂肪族不饱和碳-碳双键的比例经过氢化而减小。具有线性结构的二-、三-、四-和多嵌段共聚物适合作为嵌段共聚物。然而，也可以使用支链结构和辐射状结构。

使用典型方法来产生支链的嵌段共聚物，例如通过“侧链”聚合物与主聚合物链的接枝反应。也可以使用利用C1-20烃残基或卤素原子在芳族环上和/或在C=C双键上取代的乙烯基芳族单体作为与苯乙烯一起的或与苯乙烯形成化合物的烯基芳族单体。

烯基芳族单体的实例是苯乙烯、p-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、乙烯基甲苯、1,2-二苯基乙烯、1,1-二苯基乙烯、乙烯基二甲苯、乙烯基甲苯、乙烯基萘、二乙烯基苯、溴苯乙烯、氯苯乙烯以及其组合。优选苯乙烯、p-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯和乙烯基萘。

优选使用苯乙烯、α-甲基苯乙烯、p-甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、乙烯基甲苯、1,2-二苯基乙烯、1,1-二苯基乙烯或其组合。特别优选苯乙烯。然而，也可以使用烯基萘。

以下二烯单体是合适的：1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯、异戊二烯、氯丁二烯和戊间二烯。优选1,3-丁二烯和异戊二烯，尤其是1,3-丁二烯（在下文称为丁二烯）。

优选的烯基芳族单体是苯乙烯与作为二烯烃单体的丁二烯，也就是说，优选苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物。嵌段聚合物一般以常见的方法通过阴离子聚合来产生。

此外，也可以使用除苯乙烯和二烯单体之外的共聚单体。共聚单体的比例相对于所使用的单体的总量优选为0-50重量%，甚至更优选为0-30重量%，理想地为0-15重量%。合适的共聚单体为例如丙烯酸酯，特别是丙烯酸C1-12烷基酯，如丙烯酸正丁酯或丙烯酸2-乙基己酯，以及相应的甲基丙烯酸酯，特别是甲基丙烯酸C1-12烷基酯，如甲基丙烯酸甲酯（MMA）。

其它可能的共聚单体是（甲基）丙烯腈、（甲基）丙烯酸缩水甘油酯、乙烯基甲醚、双官能醇的二烯丙基-和二乙烯基醚、二乙烯基苯和乙酸乙烯酯。

除了共轭二烯之外，如果必要的话，组分（A2）的氢化嵌段共聚物包含低级烃如乙烯、丙烯、1-丁烯、二环戊二烯或非共轭二烯的部分。得自氢化嵌段共聚物中的嵌段B的未还原脂肪族不饱和键的比例小于50%，优选小于25%，理想地小于10%。嵌段A的芳族部分最多被还原25%。氢化嵌段共聚物苯乙烯-（乙烯-丁烯）二嵌段和苯乙烯-（乙烯-丁烯）-苯乙烯三嵌段共聚物由于苯乙烯-丁二烯的氢化而包含苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物。嵌段共聚物优选由20-90重量%的嵌段A、特别是50-85重量%的嵌段A组成。二烯可以以1,2或1,4取向结合到嵌段B中。

嵌段共聚物在组分（A2）中的摩尔质量优选为5000至500000克/摩尔，优选20000至300000克/摩尔，尤其为40000至200000克/摩尔。合适的氢化嵌段共聚物是市售产品，例如(Kraton Polymers)G1650、G1651和G1652以及(Asahi Chemical)H1041、H1043、H1052、H1062、H1141和H1272。

非氢化嵌段共聚物的实例是聚苯乙烯-聚丁二烯、聚苯乙烯-聚（乙烯-丙烯）、聚苯乙烯-聚异戊二烯、聚（α-甲基-苯乙烯）-聚丁二烯、聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯（SBS）、聚苯乙烯-聚（乙烯-丙烯）-聚苯乙烯、聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯和聚（α-甲基苯乙烯-聚丁二烯-聚（α-甲基苯乙烯）以及它们的复合物。

市售的合适非氢化嵌段共聚物是具有商品名(Phillips)、(Shell)、(Dexco)和(Kuraray)的各种产品。

根据另一优选实施方案，本文发明的模塑复合物的特征在于如下事实：组分（A2）包含聚烯烃均聚物或乙烯-α-烯烃共聚物，具体地优选为EP和/或EPDM弹性体（乙烯-丙烯橡胶或确切地乙烯-丙烯-二烯橡胶）的一种。例如，其可以为基于具有20-96重量%、优选25-85重量%的乙烯的乙烯-C3-12-α-烯烃共聚物的弹性体，其中特别优选的是在C3-12-α-烯烃中的烯烃选自丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯和/或1-十二碳烯，特别优选的是组C是乙烯-丙烯橡胶和/或LLDPE和/或VLDPE。

替代地或另外地（例如在复合物中），（A2）可以包含基于具有非共轭二烯的乙烯-C3-12-α-烯烃的三元共聚物，其中该三元共聚物包含25-85重量%的乙烯和至多最大为10重量%的非共轭二烯，其中特别优选的是在C3-12-α-烯烃中的烯烃选自丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯和/或1-十二碳烯，和/或其中非共轭二烯优选选自双环（2.2.1）庚二烯、己二烯-1.4、二环戊二烯和/或尤其是5-亚乙基降冰片烯。

乙烯丙烯酸酯共聚物也可以被考虑为用于组分（A2）的成分。作为用于组分（A2）的其它可能的模块是乙烯-丁烯共聚物或包含这样的体系的复合物（共混物）。

组分（A2）优选具有带有酸酐基团的成分，通过主链聚合物与不饱和二羧酸酐、不饱和二羧酸或不饱和二羧酸单烷基酯的热反应或自由基反应，可以使所述带有酸酐基团的成分达到足以与聚酰胺良好键合的浓度，其中试剂优选选自马来酸、马来酸酐、马来酸单丁酯、富马酸、乌头酸和/或衣康酸酐。

优选0.1重量%至4.0重量%的不饱和酸酐接枝到作为（A2）的成分的抗冲击性组分，或者不饱和二羧酸酐或其前体与另一不饱和单体接枝在一起。一般地，接枝度优选在0.1-1.0%的范围内，理想地在0.3-0.7%的范围内。

组分（A2）也可以包含乙烯-丙烯共聚物和乙烯-丁烯共聚物的复合物，其中马来酸酐接枝度（MAH接枝度）在0.3-0.7%的范围内。上述列举的用于组分的可能体系也可以用在复合物中。

另外，组分（A2）可以具有带有官能团如羧酸、酯、环氧基、唑啉、碳化二亚胺、异氰酸酯、硅醇和羧酸酯基团，或包含两种或更多种前述官能团的组合的成分。具有这些官能团的单体可以通过共聚或接枝与弹性体聚烯烃键合。此外，IRM也可以基于烯烃聚合物通过与不饱和硅烷化合物如乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰基硅烷（vinyltriacetosilane）、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或丙烯基三甲氧基硅烷接枝来进行改性。

弹性体聚烯烃是具有直链、支链或核-壳结构的静态、交替或嵌段的共聚物，并且包含可以与聚酰胺的端基反应以使得在聚酰胺和IRM之间产生足够的相容性的官能团。

因此，用作组分（A2）的IRM包括烯烃如乙烯、丙烯、丁烯-1的均聚物或共聚物或者烯烃和可共聚单体如乙酸乙烯酯、（甲基）丙烯酸酯和甲基己二烯的共聚物。

结晶烯烃聚合物的实例是低-、中-和高密度聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、聚-4-甲基戊烯、乙烯-丙烯嵌段或静态共聚物、乙烯-甲基己二烯共聚物、丙烯-甲基己二烯共聚物、乙烯-丙烯-丁烯共聚物、乙烯-丙烯-己烯共聚物、乙烯-丙烯-甲基己二烯共聚物、聚（乙烯乙酸乙烯酯）（EVA）、聚（乙烯-丙烯酸乙酯）（EEA）、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物以及所提及的聚合物的组合。

可以用作用于组分（A2）的成分的市售抗冲击性改性剂的实例为：TAFMER MC201：67%EP共聚物（20摩尔%的丙烯）+33%EB共聚物（15摩尔%的丁烯-1）的g-MAH（-0.6%）共混物；TAFMER MH5010：g-MAH（-0.6%）乙烯-丁烯共聚物；TAFMER MH7010：g-MAH（-0.7%）乙烯-丁烯共聚物；Mitsui。

TAFMER MH7020：来自Mitsui Chemicals的g-MAH（-0.7%）EP-共聚物;EXXELORVA1801：g-MAH（-0.7%）EP共聚物；EXXELOR VA1803：g-MAH（0.5-0.9%）EP共聚物，非晶的；EXXELOR VA1810：g-MAH（-0.5%）EP共聚物；EXXELOR MDEX94-11：g-MAH（0.7%）EPDM，ExxonMobile Chemical；FUSABOND MN493D：g-MAH（-0.5%）乙烯-辛烯共聚物；FUSABOND A EB560D（g-MAH）乙烯-丙烯酸正丁酯共聚物；ELVALOY，DuPont。

在组分（A2）中优选其中聚合物键合的羧基完全或部分地与金属离子彼此键合的离聚物。

特别优选的是丁二烯与通过与马来酸酐接枝官能化的苯乙烯的化合聚合产物（polymersates）、通过对马来酸酐接枝产生的非极性或极性烯烃均聚物和共聚物以及利用其中酸基团被金属离子部分中和的羧酸如聚（乙烯-共-（甲基）丙烯酸）官能化的共聚物。

额外的基体组分（A2）的优选比例应当为0-20重量%，优选在0-10重量%的范围内，理想地在0-5重量%的范围内。优选地，不存在另外的基体组分（A2），即优选组分（A1）作为模塑复合物中的唯一组分。

除了在模塑复合物中主要存在的高强度玻璃纤维（组分B1）之外，在模塑复合物中也可以存在与（B1）不同的、为组分（B2）的形式和/或为组分（B3）的非玻璃基纤维形式的其它玻璃纤维，其中纤维比例以及其中的主玻璃纤维比例（表示优选相对于玻璃纤维比例大于50%）由组分（B1）组成。换言之，（B1）与（B2）和（B3）之和的比例在所有情况下均优选>1，优选>2，并且理想地>5。

组分（B2）优选选自E-玻璃纤维（其根据ASTM D578-00包含52-62%的二氧化硅、12-16%的氧化铝、16-25%的氧化钙、0-10%的硼砂、0-5%的氧化镁、0-2%的碱金属氧化物、0-1.5%的二氧化钛和0-0.3%的氧化铁；它们优选具有2.58±0.04g/cm³的密度；70-75GPa的拉伸模量、3000-3500MPa的拉伸强度和4.5-4.8%的极限伸长率）、A-玻璃纤维（63-72%的二氧化硅、6-10%的氧化钙、14-16%的钠和钾氧化物、0-6%的氧化铝、0-6%的氧化硼、0-4%的氧化镁）、C-玻璃纤维（64-68%的二氧化硅、11-15%的氧化钙、7-10%的钠和钾氧化物、3-5%的氧化铝、4-6%的氧化硼、2-4%的氧化镁）、D-玻璃纤维（72-75%的二氧化硅、0-1%的氧化钙、0-4%的钠和钾氧化物、0-1%的氧化铝、21-24%的氧化硼）、玄武岩纤维（具有大致以下组成的矿物纤维：52%的SiO₂、17%的Al₂O₃、9%的CaO、5%的MgO、5%的Na₂O、5%的氧化铁以及其它金属氧化物）、AR玻璃纤维（55-75%的二氧化硅、1-1.0%的氧化钙、11-21%的钠和钾氧化物、0-5%的氧化铝、0-8%的氧化硼、0-12%的二氧化钛、1-18%的氧化锆、0-5%的氧化铁）及其复合物。

特别优选的是，组分B2为由二氧化硅、氧化钙和氧化铝制成或主要由它们构成的玻璃纤维，其中SiO₂/(CaO+MgO)的重量比小于2.7，优选小于2.5，并且尤其在2.1和2.4之间。组分B2具体为根据ASTM D578-00的E-玻璃纤维。

组分（B3）优选选自碳纤维、石墨纤维、芳族聚酰胺纤维、纳米管。

组分（B2）和（B3）的比例优选为零。

组分（B1）和/或（B2）和/或（B3）的纤维可以具有圆形或非圆形的横截表面。

一般地，组分（B2）和/或组分（B3）的比例应当优选为0-10重量%，优选在0-5重量%的范围内。纤维状聚集体（B）优选仅为组分B1，即组分（B2）和（B3）的比例为零。

因此，高强度玻璃纤维（B1）占模塑复合物的10-70重量%或至多65重量%；其以所谓的短纤维（例如长度为0.2-20mm的切割玻璃）或粗纱的形式使用。

本发明的组分（B1）的高强度玻璃纤维优选基于三元体系二氧化硅-氧化铝-氧化镁或基于四元体系二氧化硅-氧化铝-氧化镁-氧化钙，其中优选58-70重量%的二氧化硅（SiO₂）、15-30重量%的氧化铝（Al₂O₃）、5-15重量%的氧化镁（MgO）、0-10重量%的氧化钙（CaO）和0-2重量%的其它氧化物如二氧化锆（ZrO₂）、氧化硼（B₂O₃）、二氧化钛（TiO₂）或氧化锂（Li₂O）的组成。

在另一实施方案中，高强度玻璃纤维具有60-67重量%的二氧化硅（SiO₂）、20-28重量%的氧化铝（Al₂O₃）、7-12重量%的氧化镁（MgO）、0-9重量%的氧化钙（CaO）和1.5重量%的其它氧化物如二氧化锆（ZrO₂）、氧化硼（B₂O₃）、二氧化钛（TiO₂）或氧化锂（Li₂O）的组成。

特别优选的是具有以下组成的高强度玻璃纤维：62-66重量%的二氧化硅（SiO₂）、22-27重量%的氧化铝（Al₂O₃）、8-12重量%的氧化镁（MgO）、0-9重量%的氧化钙（CaO）和0-1重量%的其它氧化物如二氧化锆（ZrO₂）、氧化硼（B₂O₃）、二氧化钛（TiO₂）或氧化锂（Li₂O）。

高强度玻璃纤维优选具有大于或等于4000MPa的拉伸强度，和/或至少5%的极限伸长率和大于80GPa的拉伸模量。

本发明的组分（B1）的高强度玻璃纤维优选具有圆形或非圆形横截表面。

具有圆形轮廓的玻璃纤维即圆形玻璃纤维的直径一般为5-20μm、优选6-17μm和理想地6-13μm。它们优选地实施为短玻璃纤维（长度为0.2至20mm、优选2-12mm的切割玻璃）。

对于组分（B1）和/或（B2）的扁平形玻璃纤维即具有非圆形横截表面的玻璃纤维，使用从主横轴到垂直次横轴的比例尺寸为大于2、优选为2至8且理想地为2至5的玻璃纤维。所谓的扁平形玻璃纤维具有卵形、椭圆形、具有收缩的椭圆形（茧形纤维）、多边形、矩形或接近矩形的横截表面。所使用的扁平形玻璃纤维的另一区别特征在于主横轴的长度优选为6至40μm，尤其为15-30μm，而次横轴的长度为3-20μm，优选为4-10μm。这为扁平形玻璃纤维提供了最高可能的堆积密度，意味着玻璃纤维的横截表面尽可能完全地填充围绕玻璃纤维截面的期望矩形至至少70%，优选至少80%，理想地至少85%。

为了增强本发明的模塑复合物，也可以在组分（B1）和组分（B2）两者中使用具有圆形和非圆形截面的玻璃纤维的复合物，其中扁平形玻璃纤维的比例优选占优，即多于总纤维质量的50重量%。

本发明的玻璃纤维优选用适用于热塑性塑料、尤其是聚酰胺的表面进行密封，该表面包含例如基于氨基-或环氧硅烷键的键合剂。

根据另一实施方案，在组分（B1）中和组分（B2）中用作粗纱的高强度玻璃纤维的直径为8-20μm、优选12-18μm，其中玻璃纤维的截面可以为圆形、卵形、椭圆形、具有收缩的椭圆形、多边形、矩形或接近矩形。

特别优选的是横轴比为2至5的所谓的扁平形玻璃纤维。这些粗纱，尤其优选在组分（B1）中的粗纱通过用于制造长纤维强化的棒状颗粒的已知方法，尤其是通过拉挤成型加工结合到本发明的聚酰胺模塑复合物中，在所述拉挤成型加工中连续的纤维束（粗纱）用聚合物熔体完全饱和，然后进行冷却和切割。在该方法中获得的长纤维强化的棒状颗粒，其颗粒长度优选为3-25mm、尤其为4-12mm，可以用常规加工方法（例如注射成型或压制）进一步加工。

另一优选实施方案的特征还在于如下事实：组分（B1）的玻璃纤维是基于三元体系二氧化硅-氧化铝-氧化镁或基于四元体系二氧化硅-氧化铝-氧化镁-氧化钙的高强度玻璃纤维，其中它们优选具有以下组成：58-70重量%、优选60-67重量%的二氧化硅；15-30重量%、优选20-28重量%的氧化铝；5-15重量%、优选7-12重量%的氧化镁、0-10重量%、优选0-9重量%的氧化钙；和0-2重量%、优选0-1.5重量%的其它氧化物，尤其是二氧化锆、氧化硼、二氧化钛、氧化锂、或者这些氧化物的组合。组分（B1）的玻璃纤维进一步优选为具有以下组成的高强度玻璃纤维：62-66重量%的二氧化硅、22-27重量%的氧化铝、8-12重量%的氧化镁、0-5重量%的氧化钙、0-1重量%的其它氧化物尤其是二氧化锆、氧化硼、二氧化钛、氧化锂、或者这些氧化物的组合。

组分（B1）的玻璃纤维优选具有至少3700MP、优选至少3800或4000MPa的拉伸强度和/或至少4.8%、优选至少4.9或5.0%的极限伸长率和/或大于75GPa、优选大于78或80GPa的拉伸模量，其中各纤维（初始单丝）的玻璃性能必须在23℃的温度和50%的相对湿度下具有10μm的直径和12.7mm的长度。

用于组分（B1）的这些高强度玻璃纤维的具体实例是Owens Corning的具有995-表面的S-玻璃纤维、Nittobo的T-玻璃纤维、3B的HiPertex、Sinoma Jinjing Fiberglass的HS4-玻璃纤维、Vetrotex的R-玻璃纤维以及AGY的S-1-和S-2-玻璃纤维。

组分（B1）和/或（B2）的玻璃纤维以短纤维的形式、优选以长度为0.2-20mm的切割玻璃的形式或者以粗纱的形式存在。

用于组分（C）的粒状填充材料由用于该功能的本领域技术人员熟悉的填充材料组成。这具体地包括选自以下的粒状填充材料：滑石、云母、硅酸盐、石英、硅灰石、高岭土、硅酸、碳酸镁、氢氧化镁、白垩、研磨或切削碳酸钙、石灰、长石、无机颜料如硫酸钡、氧化锌、硫化锌、二氧化钛、氧化铁、铁锰氧化物、金属氧化物、特别是尖晶石如铜铁尖晶石、铜铬氧化物、锌铁氧化物、钴-铬氧化物、钴-铝氧化物、镁铝氧化物、铜-铬-锰复合氧化物、铜-锰-铁复合氧化物、金红石型颜料如钛-锌金红石、镍-锑-钛酸盐、永磁性或可磁化的金属或合金、凹硅酸盐填充材料、氧化铝、氮化硼、碳化硼、氮化铝、氟化钙以及其组合。填充材料也可以具有经处理的表面。

组分（C）的平均粒径（D50）优选为0.1-40μm，优选0.2-20μm，尤其是0.3-10μm。粒状填充材料的优选形式具有不大于10、优选不大于5的L/b1与L/b2的纵横比，其中所述纵横比通过颗粒的最大长度L与其平均宽度b1或b2之商来描述。这些相互垂直的宽度b1和b2在与长度L垂直的平面内。

此外，组分（C）优选对电磁辐射，尤其是UV、VIS或IR辐射，优选对于1064nm的波长具有零差吸收系数，优选在可见和/或红外辐射光谱中具有吸收能力，其吸收系数为至少0.05，优选至少0.1且理想地为至少0.2。

模塑复合物的组分（A）包含聚酰胺或优选由聚酰胺制成，所述聚酰胺可以由脂肪族、脂环族或芳族单体制成。

本发明的模塑复合物具体包含部分结晶的脂肪族聚酰胺、部分结晶的或非晶的部分芳族聚酰胺和部分结晶的或非晶的聚酰胺，例如基于脂环族二胺的那些。

如上所述，与本发明相关的聚酰胺模塑复合物的基体还优选基于至少一种部分结晶的脂肪族（组分A1_1）和/或部分芳族（组分A1_2）聚酰胺，和/或至少一种基于脂环族二胺的非晶聚酰胺（组分A1_3），或者基于组分A1_1和A1_2、A1_1和A1_3或类型A1_1、A1_2和A1_3的复合物。

所提及的聚酰胺可以由以下二羧酸制成：己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二羧酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、C36-二聚脂肪酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘二羧酸、顺式-和/或反式-环己烷-1.4-二羧酸和/或顺式和/或反式-环己烷-1,3-二羧酸（CHDA）及其复合物。

考虑以下单体作为二胺：1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、2-甲基-1,5-戊二胺、2-丁基-2-乙基-1,5-戊二胺、1,6-己二胺、2,2,4-三甲基六亚甲基二胺、2,4,4-三甲基六亚甲基二胺、1,8-辛二胺、2-甲基-1,8-辛二胺、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、1,14-十四烷二胺、间-苯二甲胺和对-苯二甲胺。

另外，聚酰胺还可以基于内酰胺或氨基羧酸，具有6至12个碳原子的α、ω氨基酸或内酰胺，其中列举以下选择作为示例：间氨基苯甲酸、对氨基苯甲酸己内酰胺（CL）、ω-氨基己酸、ω-氨基庚酸、ω-氨基辛酸、ω-氨基壬酸、ω-氨基癸酸、ω-氨基十一烷酸（AUA）、月桂内酰胺（LL）和ω-氨基十二烷酸（ADA）。己内酰胺、氨基己酸、月桂内酰胺和氨基十二烷酸是特别优选的。

合适的脂环族二胺是具有6至24个碳原子的那些，例如双-（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）、2,6-降冰片烷二胺或2,6-双-（氨基甲基）-降冰片烷或1,3-环己基二胺、1,4-环己基二胺、双-（1,3-氨基甲基）环己烷、异佛尔酮二胺、环己烷二胺、1,3-双-（氨基甲基）环己烷、1,4-双-（氨基甲基）环己烷、异佛尔酮二胺、降冰片烷二甲基胺、2,2-（4,4'-二氨基二环己基）丙烷（PACP）或其复合物。烷基取代的双-（氨基环己基）甲烷或双-（氨基环己基）丙烷是特别优选的。烷基取代物是直链和/或支链的C1-C6、优选C1-C4烷基、特别是甲基、乙基、丙基、异丙基或丁基基团，特别优选甲基。在一个特别优选的实施方案中，使用双-（4-氨基-3-甲基-环己基）-甲烷（MACM）作为烷基取代的双-（氨基环己基）甲烷。

聚酰胺A1_1、A1_2或A1_3优选具有在1.4至3.0的范围内、优选在1.5至2.7的范围内、特别是在1.5至2.4的范围内的溶液粘度η_rel，所述溶液粘度在间甲酚（0.5重量%，20℃）中测得。

优选以下脂肪族聚酰胺：聚酰胺46、聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺1212、聚酰胺1010、聚酰胺1012、聚酰胺1112、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺69、聚酰胺810或其混合物、复合物或合金。

优选的基于脂环族二胺的非晶或部分结晶的聚酰胺具体为MACM9、MACM10、MACM11、MACM12、MACM13、MACM14、MACM16、MACM18、PACM9、PACM10、PACM11、PACM12、PACM13、PACM14、PACM16、PACM18或共聚酰胺如MACMI/12、MACMT/12、6I/6T/MACMI/MACMT/12、3-6T、6I/MACMI/MACMT、6I/PACMI/PACMT、6I/6T/MACMI、MACMI/MACM36、12/PACMI或12/MACMT、6/PACMT、6/IPDT或其混合物、MACM10/PACM10和MACM12/PACM12及其混合物。

部分芳族聚酰胺优选基于具有8至18、优选8至14个碳原子的芳族二羧酸或基于具有芳族结构单元的二胺，如PXDA和/或MXDA。优选的芳族二羧酸为TPS、萘二羧酸和IPS。优选的部分芳族聚酰胺基于以下聚酰胺体系：4T、5T、DT、6T、9T、MT、10T、12T、4I、5I、DI、6I、9I、MI、10I、12I。只要加工温度允许，这些可以彼此结合作为均聚酰胺以及二元、三元和四元的共聚酰胺。此外，脂肪族聚酰胺体系如PA46、PA6、PA66、PA11、PA12、PA1212、PA1010、PA1012、PA610、PA612、PA69、PA810也可以结合。

优选的部分芳族聚酰胺为：MXD6、MXD10、MXDI/MXD6、6T/6I、6T/66、6T/10T、6T/12、11/10T、12/10T、10T/1010、10I/10T、10T/1012、9MT（M表示2-甲基辛烷二胺）、12T。

对于A1_2聚酰胺，优选共聚酰胺6T/6I、10I/10T、MXD6/MXDI和均聚聚酰胺MACM12和MXD6。对于6T/6I共聚酰胺，两种不同的组成范围是特别优选的。首先，存在6T单元的份数为小于50摩尔%的非晶共聚酰胺，其中优选6T:6I为20:80至45:55的组成范围；其次，存在6T比例大于50摩尔%的高熔点共聚酰胺，其中优选6T:6I为55:45至80:20、尤其为65:35至75:25的组成范围。关于共聚酰胺MXD6/MXDI，富含MXD6的组成是优选的，尤其是MXD6含量大于80摩尔%，理想地在82摩尔%至95摩尔%之间。

就含有聚酰胺组分A1_1和A1_2、A1_1和A1_3、A1_2和A1_3以及A1_1、A1_2和A1_3的聚合物共混物而言，优选以下组成：

(A1_1)：PA66

(A1_2)：PA6I/6T，其中摩尔比在65:35至75:25的范围内或具体为67:33。

(A1_1)：PA610和/或PA1010，其中在混合物中组分使用1:1至4:1的比例。

(A1_1)：PA6和PA66的复合物，比例为1:2至1:4，具体为1:4。(A1_2)：PA6I/6T，其中摩尔比在65:35至75:25的范围内或具体为67:33。

(A1_1)：PA66

(A1_2)：PA6T/6I，其中摩尔比在60:40至75:25的范围内或具体为70:30。

(A1_1)：PA66

(A1_2)：PA6T/66，其中摩尔比在50:50至70:30的范围内或具体为55:45。

(A1_1)：PA66

(A1_2)：MXD6、MXD10或PA MXD6/MXDI，其中共聚酰胺的摩尔比在70:30至90:10的范围内或具体为88:12。

(A1_1)：PA12

(A1_3)：PA MACM12.

(A1_1)：PA12

(A1_3)：PA MACMI/12，其中月桂内酰胺的含量在15-45摩尔%的范围内，优选小于40摩尔%，尤其是在20-35摩尔%的范围内。

组分（A1_1）的优选比例在50-90重量%、尤其是60-85重量%的范围内，组分（A1_2）和/或（A1_3）优选在10至50重量%、尤其是在15至40重量%的范围内。

在一个具体的实施方案中，对于聚合物共混物（聚酰胺基体）优选以下组成：

(A1_1)：50-100重量%的PA1010或PA1012或PA11或PA12

(A1_3)：0-50重量%的PA MACM12或PA MACMI/12或PAPACM12/MACM12，

(A1_1)：55-85重量%的PA610或PA612或PA1010或PA1012或PA1210或PA1212

(A1_2)：15-45重量%的PA6T/6I或PA10T/10I，其中6I或10I比例为55-80摩尔%，优选60-75摩尔%。

(A1_1)：70-100重量%的PA6和PA66的复合物，比例为1:2至1:4，具体为1:4

(A1_2)：0-30重量%的PA6I/6T，其中摩尔在65:35至75:25的范围内或具体为67:33。

在另一实施方案中，组分A1_2的玻璃化转变温度为90℃，优选大于110℃，且理想地为大于140℃。

特别优选以下组成：

(A1_1)：55-85重量%的PA610或PA612或PA1010或PA1012或PA1210或PA1212

(A1_2)：15-45重量%的PA6T/6I或PA10T/10I，其中6I或10I的比例为55-80摩尔%，优选为60-75摩尔%。

可以使用部分芳族、部分结晶的体系作为组分（A1）。

还优选的是适合于回流焊接的模塑复合物，意味着它们能够耐受260-270℃的短期温度而不翘曲和起泡。

根据一个优选实施方案，此时优选组成（A）的全部的组分（A1）由PA10T/6T共聚酰胺制成，PA10T/6T共聚酰胺由以下组成：

(AA)40-95摩尔%，优选60-95摩尔%的10T单元，其由单体1,10-癸烷二胺和对苯二甲酸形成；

(BB)5-60摩尔%，优选5-40摩尔%的6T单元，其由单体1,6-己烷二胺和对苯二甲酸形成。

在该配置中组分（A1）内至多30%的单体可以被代替，意味着一方面上文适用于如下规定：在组分（A1）中，在(AA)和/或(BB)中彼此独立地，相对于二羧酸的总量至多30摩尔%的对苯二甲酸可以被具有6至36个碳原子的其它芳族、脂肪族或脂环族二羧酸代替。此外，另一方面上文适用于如下规定：在组分（A1）中，在(AA)和/或(BB)中彼此独立地，相对于二胺的总量至多30摩尔%的1,10-癸二胺和1,6-己二胺分别可以被具有4至36个碳原子的其它二胺代替。最后，上文进一步适用于如下规定：相对于单体的总量，不大于30摩尔%的组分（A1）可以由内酰胺或氨基酸形成。然而，优选地，根据上述规定，组分（A1）内单体的取代小于20%，优选小于10%，并且理想地完全不取代。总体而言，适用另外的规定：代替对苯二甲酸、1,6-己烷二胺和1,10-癸烷二胺的单体之和（即具有6至36个碳原子的其它芳族、脂肪族或脂环族二羧酸、具有4至36个碳原子的其它二胺以及内酰胺或氨基酸的总比例）相对于组分A中使用的单体总量不超过30摩尔%，优选20摩尔%，尤其是10摩尔%的浓度。

根据一个优选实施方案，此时优选组成（A）的全部的组分（A1）由聚酰胺10T/10I/6T/6I制成，聚酰胺10T/10I/6T/6I为由100重量%的二酸和100重量%的二胺部分制成的部分芳族、部分结晶的共聚酰胺，所述二酸由以下组成：

72.0-98.3重量%的对苯二甲酸（TPS）；

28.0-1.7重量%的间苯二甲酸（IPS）

所述二胺部分由以下组成：

51.0-80.0重量%的1,6-己二胺（HMDA）；

20.0-49.0重量%的C9-C12二胺；

其中，C9-C12二胺是选自以下的二胺：1,9-壬二胺、甲基-1,8-辛二胺、1,10-癸二胺、1,11-十一烷二胺、1,12-十二烷二胺或这样的二胺的混合物，其中优选1,10-癸二胺和1,12-十二烷二胺，并且特别优选单独的1,10-癸二胺。因此，优选PA10T/10I/6T/6I的聚酰胺体系，其中适用上述浓度。

根据一个优选实施方案，此时优选占（A）的全部的组分（A1）由聚酰胺6T/6I/6制成，聚酰胺6T/6I/6为由对苯二甲酸（TPS）、间苯二甲酸（IPS）、1,6-己二胺（HMDA）和己内酰胺（CLM）或氨基己酸制成的部分芳族、部分结晶的共聚酰胺，其中共聚酰胺6T/6I/6具有组成60-80/15-25/5-15重量%，特别优选地65-75/17.5-22.5/7.5-12.5重量%。

总之，组分（A1）为由脂肪族、脂环族和/或芳族单体制成的均聚酰胺和/或共聚酰胺，优选由部分结晶的脂肪族聚酰胺（A1_1）和/或部分芳族聚酰胺（A1_2）和/或非晶聚酰胺（A1_3）制成的复合物制成，其中组分（A1）中的聚酰胺优选选自以下组：聚酰胺46、聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺1212、聚酰胺1010、聚酰胺1012、聚酰胺1112、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺69、聚酰胺810、MACM9、MACM10、MACM11、MACM12、MACM13、MACM14、MACM16、MACM18、PACM9、PACM10、PACM11、PACM12、PACM13、PACM14、PACM16、PACM18或共聚酰胺如MACMI/12、MACMT/12、6I/6T/MACMI/MACMT/12、3-6T、6I/MACMI/MACMT、6I/PACMI/PACMT、6I/6T/MACMI、MACMI/MACM36、12/PACMI、12/MACMT、6/PACMT、6/IPDT、MACM10/PACM10、MACM12/PACM12、MXD6、MXD10、MXDI/MXD6、6T/6I、6T/66、6T/10T、6T/12、11/10T、12/10T、10T/1010、10I/10T、10T/1012、9MT、12T以及其各自的共混物的复合物。

当然，本发明的热塑性聚酰胺模塑复合物也可以包含组分（D）形式的常规和公知的添加剂，其由以下组成：键合剂、含卤素的阻燃剂、不含卤素的阻燃剂、稳定剂、抗氧剂、抗氧化试剂、抗臭氧剂、光稳定剂、紫外稳定剂、紫外吸收剂、紫外阻挡剂、无机热稳定剂尤其是基于铜的卤化物和碱金属卤化物的无机热稳定剂、有机热稳定剂、导电添加剂、炭黑、光学增亮剂、加工助剂、成核助剂、结晶催化剂、结晶抑制剂、流动诱导剂、润滑剂、脱模剂、软化剂、颜料、色素、示踪物及其复合物。特别地，组分（D）优选选自：键合剂、阻燃剂尤其是含卤素或不含卤素的阻燃剂、稳定剂、抗氧剂、抗氧化试剂、抗臭氧剂、光稳定剂、紫外稳定剂、紫外吸收剂、紫外阻挡剂、无机热稳定剂尤其是基于铜的卤化物和/或碱金属卤化物的无机热稳定剂、有机热稳定剂、导电添加剂、炭黑、光学增亮剂、加工助剂、成核剂、结晶催化剂、结晶抑制剂、流动诱导剂、润滑剂、脱模剂、软化剂、有机颜料和色素、示踪物及其复合物。

另外，本发明涉及一种基于所附权利要求中任一项所述的模塑复合物的装置，尤其是具有导电路径的装置。

另外的设计在从属权利要求中列出。

具体实施方式

在下文中通过具体的实施方案实施例（B）来描述本发明，并将其与效果较差的现有技术水平体系（VB）进行比较。下文中提供的实施方案实施例用于支持本发明并且提供其与现有技术水平相区别的证据；然而，它们不应被视为限制本文列举的专利权利要求中限定的本发明的总体目的。

实施例B1至B6以及对比例VB1至VB6：

在表1至4中展示的组分在给定的工艺参数（见表1）下在由Werner&Pfleiderer公司制造的双壁挤出机中复合，螺杆直径为25mm，其中聚酰胺颗粒以及填充材料在进料部中量出，而玻璃纤维经由侧边进料器穿过在通向聚合物熔体的喷嘴前方的3个容纳单元量出。在表2、3和4中汇总的复合物作为股线从直径为3mm的喷嘴移出并且在水冷却之后造粒。在30毫巴的真空和110℃下干燥颗粒24小时。对于表5中的模塑复合物，通过水下丸粒化和水下热切割来进行造粒，其间推动聚合物熔体穿过孔型喷嘴并且在从喷嘴出来之后在水流中利用旋转刀片直接丸粒化。在造粒并且在120℃下干燥24小时之后，测量颗粒性能并且制造试样。

表1：实施例和对比例的复合及注射成型条件

加工：在区域1至4的规定料筒温度和规定刀具温度（见表1）下利用ArburgAllrounder320-210-750注射成型机将复合物喷洒在试样上。

表2：实施例B1和对比例VB1-1至VB1-5的组成和机械特性

表3：实施例B2和对比例VB2-1至VB2-5的组成和机械特性

表4：实施例B3和B4以及对比例VB3-1至VB3-3和VB4的组成和机械特性

表5：实施例B5和B6以及对比例VB5和VB6的组成和机械特性

说明：

PA6T/6I（70:30）：基于对苯二甲酸、间苯二甲酸和1,6-己二胺的部分结晶的部分芳族聚酰胺，其熔点为325℃，溶液粘度为1.58。

PA6T/6I（30:70）：基于对苯二甲酸、间苯二甲酸和1,6-己二胺的非晶的部分芳族聚酰胺，其玻璃化转变温度为125℃，溶液粘度为1.54。

PA1010：基于1,10-癸二胺和癸二酸的部分结晶的脂肪族聚酰胺，其熔点为200℃，溶液粘度为1.78。

PA12：基于月桂内酰胺的部分结晶的脂肪族聚酰胺，其熔点为178℃，溶液粘度为1.96。

PA MACM12：基于双-（4-氨基-3-甲基-环己基）-甲烷和十二烷二羧酸的非晶聚酰胺，其玻璃化转变温度为156℃下，溶液粘度为1.82。

玻璃纤维E10：E-玻璃纤维的切割玻璃纤维Vetrotex995，其长度为4.5mm，直径为10μm（圆形截面），由Owens Corning Fiberglass制造。

F7x28玻璃纤维：由E-玻璃纤维制成的切割玻璃纤维CSG3PA-820，其长度为3mm，主横轴为28μm，次横轴为7μm，轴比为4（非圆形截面），由日本的NITTO BOSEKI制造。

玻璃纤维S10：S-玻璃纤维的切割玻璃纤维Vetrotex995，其长度为4.5mm，直径为10μm（圆形截面），由Owens Corning Fiberglass制造。

亚铬酸铜：Shepherd Schwarz30C965（The Shepherd ColorCompany），铜铬氧化物（CuCr₂O₄），平均粒径（d50）在0.6μm的范围内。

硫化锌：Sachtolith HD-S（Sachtleben），平均粒径在0.30-0.35μm的范围内。

二氧化钛：Ti-Pure R-104（DuPont），平均粒径在0.22μm的范围内。

碳酸钙：Socal P3（Solvay），平均粒径在0.18-0.50μm的范围内。

与预期的相反，在S-玻璃纤维的VB1-3至VB1-5中的对比试验与圆形或扁平形E-玻璃纤维相比并未导致优点。对于模塑复合物选定的拉伸强度、极限伸长率和抗冲击性的值阻碍选择S-玻璃纤维。圆形E-玻璃纤维在拉伸模量方面几乎相同；扁平形E-玻璃纤维在拉伸强度和抗冲击性方面明显优异。

如果此时向这些模塑复合物添加粒状填充材料，例如浓度为4%的亚铬酸铜（CuCr₂O₄），则所有所观察到的模塑复合物的机械特性劣化，在一些情况下急剧劣化。

然而，利用S-玻璃纤维强化的模塑复合物（B1）的机械特性并未与基于E-玻璃纤维的模塑复合物（VB1-1和VB1-2）一样迅速劣化。

基于聚酰胺12的模塑复合物表现出类似的方式并且在表2中汇总。不含填料的经S-玻璃强化的模塑复合物（VB2-3）与廉价的E-玻璃纤维（VB2-5）相比在机械特性方面几乎没有任何优势，并且与扁平形E-玻璃纤维（VB2-4）相比甚至具有劣势。只有当添加了亚铬酸铜（CuCr2O4）时S-玻璃纤维的优势才变得明显，即具有显著改进的拉伸强度、较高的极限伸长率和抗冲击性。

即使在大部分非晶的基体中，如在实例B3、B4、VB3-1至VB3-3和VB4中一样，导致如上所述的大致相同的关系。本发明的模塑复合物导致显著更高的拉伸强度和改进的抗冲击性以及显著更高的刚度。基于PA MACM12或PA MACM12与PA12的混合物的未加颜料的模塑复合物在具有高S-玻璃纤维含量的情况下具有出乎意料良好的透明度。50重量%的S-玻璃强化的PA MACM12根据ASTM D1003方法（轻型CIE-C）具有80%的光透射。光透射的测量在以下实验中在70×2mm的圆形板上的来自BYK Gardner公司（德国）的称为Haze Guard Plus的设备上进行。

测量根据以下标准和以下试样来完成：

拉伸模量：

ISO527，拉伸速度为1mm/分钟

ISO张力杆，标准：ISO/CD3167，A1型，170×20/10×4mm，温度23℃

拉伸强度、极限伸长率：

ISO527，拉伸速度为5mm/分钟

ISO张力杆，标准：ISO/CD3167，A1型，170×20/10×4mm，温度23℃

根据Charpy的抗冲击性、抗缺口冲击性：

ISO179

ISO测试杆，标准：ISO/CD3167，B1型，80×10×4mm，温度为23℃

熔点（Tm）、熔融焓（ΔHm）和玻璃化转变温度（Tg）：

ISO标准11357-11-2

造粒

以20℃/分钟的加热速率进行差示扫描量热法（DSC）。起始的温度基于玻璃化转变温度（Tg）给出。

相对粘度：

DIN EN ISO307，0.5重量%的间甲酚溶液，温度20℃

造粒。

Claims

1.一种热塑性模塑复合物，其由以下组成：

(A)20-88重量％的热塑性合成物，所述热塑性合成物由聚酰胺(A1)或聚酰胺的混合物组成，条件是其至多40％由不是基于聚酰胺的热塑性合成物(A2)代替；

(B)10-70重量％的纤维状聚集体；

(B1)10-70重量％的由58-70重量％的二氧化硅(SiO₂)；15-30重量％的氧化铝(Al₂O₃)；5-15重量％的氧化镁(MgO)、0-10重量％的氧化钙(CaO)和0-2重量％的其它不同的氧化物组成的玻璃纤维；

(B2)0-20重量％的与所述组分(B1)中的纤维不同的玻璃纤维；

(B3)0-20重量％的另外的纤维状聚集体，其与所述组分(B1)和(B2)中的纤维不同，不是基于玻璃的，并且选自碳纤维、石墨纤维、芳族聚酰胺纤维、纳米管；

(C)2-40重量％的粒状填充材料；

(D)0-2重量％的添加剂；

其中(A)至(D)之和等于100重量％。

2.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中组分(A)的比例为25-82重量％。

3.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中组分(B1)的比例为15-60重量％。

4.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中组分(C)的比例为3-25重量％。

5.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中组分(A2)选自聚碳酸酯，聚甲基丙烯酸甲酯，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，丙烯腈-苯乙烯共聚物，聚烯烃，聚甲醛，聚酯，聚砜，聚亚苯基氧，液晶聚合物，聚醚酮，聚醚醚酮，聚酯酰亚胺，聚氨酯，聚硅氧烷，以及基于这样的体系的复合物或共聚物。

6.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中组分(A2)选自聚丙烯酸酯、聚酰亚胺以及基于这样的体系的复合物或共聚物。

7.根据权利要求5所述的模塑复合物，其中所述聚烯烃为聚苯乙烯，所述聚砜为聚苯砜。

8.根据权利要求6所述的模塑复合物，其中所述聚丙烯酸酯为聚丙烯酸甲酯。

9.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中所述组分(B1)的玻璃纤维是基于三元体系二氧化硅-氧化铝-氧化镁或基于四元体系二氧化硅-氧化铝-氧化镁-氧化钙的高强度玻璃纤维。

10.根据权利要求9所述的模塑复合物，其中所述组分(B1)的玻璃纤维是具有以下组成的高强度玻璃纤维：62-66重量％的二氧化硅(SiO₂)、22-27重量％的氧化铝(Al₂O₃)、8-12重量％的氧化镁(MgO)、0-5重量％的氧化钙(CaO)和0-1重量％的其它氧化物。

11.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中所述组分(B1)的玻璃纤维具有至少3700MPa的拉伸强度，以及至少4.8％的极限伸长率，和75-90GPa的拉伸模量。

12.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中所述组分(B1)和/或(B2)的玻璃纤维以短纤维的形式或者以粗纱的形式存在。

13.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中组分(C)为选自以下的粒状填充材料：滑石、云母、硅酸盐、石英、硅灰石、高岭土、硅酸、碳酸镁、氢氧化镁、白垩、研磨或切削碳酸钙、石灰、长石、无机颜料、金属氧化物、镍-锑-钛酸盐、铬-锑-钛酸盐、永磁性或可磁化的金属或合金、氮化硼、碳化硼、氮化铝、氟化钙以及它们的复合物和/或经表面处理的形式。

14.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中组分(C)为选自以下的粒状填充材料：滑石、云母、石英、硅灰石、高岭土、硅酸、碳酸镁、氢氧化镁、白垩、研磨或切削碳酸钙、石灰、长石、无机颜料、金属氧化物、镍-锑-钛酸盐、铬-锑-钛酸盐、永磁性或可磁化的金属或合金、凹硅酸盐填充材料、氮化硼、碳化硼、氮化铝、氟化钙以及它们的复合物和/或经表面处理的形式。

15.根据权利要求13所述的模塑复合物，其中所述金属氧化物为：氧化铁、铁锰氧化物、镁铝氧化物、铜-铬-锰复合氧化物、铜-锰-铁复合氧化物、铜铬氧化物、锌-铁氧化物、钴铬氧化物、钴-铝氧化物、镁铝氧化物、氧化铝，所述无机颜料为金红石型颜料。

16.根据权利要求11所述的模塑复合物，其中组分(C)的颗粒具有0.1-40μm的平均粒径D₅₀，和/或最多为10的纵横比，或者主要由这样的颗粒形成。

17.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中组分(A1)为由脂肪族、脂环族和/或芳族单体制成的均聚酰胺和/或共聚酰胺，和/或非晶聚酰胺(A1_3)以及其混合物和共混物。

18.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中组分(A2)选自：抗冲击性改性剂，和/或其中组分(D)选自：键合剂、导电添加剂、光学增亮剂、加工助剂、成核剂、结晶催化剂、结晶抑制剂、示踪物及其复合物。

19.根据权利要求18所述的模塑复合物，其中所述导电添加剂是炭黑。

20.根据权利要求18所述的模塑复合物，其中所述加工助剂选自阻燃剂、稳定剂、抗氧化试剂、流动诱导剂、润滑剂、脱模剂、软化剂、颜料和色素。

21.根据权利要求20所述的模塑复合物，其中所述稳定剂为光稳定剂和无机热稳定剂。

22.根据权利要求21所述的模塑复合物，其中所述光稳定剂为紫外稳定剂。

23.根据权利要求22所述的模塑复合物，其中所述紫外稳定剂选自紫外吸收剂和紫外阻挡剂。

24.根据权利要求20所述的模塑复合物，其中所述抗氧化试剂为抗臭氧剂。

25.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中所述组分(B1)的玻璃纤维具有5重量％的氧化钙含量。

26.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中所述热塑性合成物(A)由聚酰胺(A1)或聚酰胺的混合物组成，条件是其至多20％由不是基于聚酰胺的热塑性合成物(A2)代替。

27.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中所述热塑性合成物(A)由聚酰胺(A1)或聚酰胺的混合物组成。

28.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中组分(A)的比例在30-77重量％的范围内。

29.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中组分(B1)的比例在20-55重量％的范围内。

30.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中组分(C)的比例在3-15重量％的范围内。

31.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中组分(A2)选自聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚烯烃、聚甲醛、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、PSU、PESU、聚苯砜、聚亚苯基氧、液晶聚合物、聚醚酮、聚醚醚酮、聚酯酰亚胺、聚氨酯、聚硅氧烷、以及基于这样的体系的复合物或共聚物，任选地具有一种或几种抗冲击性改性剂。

32.根据权利要求31所述的模塑复合物，其中所述聚烯烃为聚苯乙烯，所述聚氨酯为热塑性聚氨酯。

33.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中组分(B2)的比例在0-10重量％的范围内，所述组分(B2)选自E-玻璃纤维、A-玻璃纤维、C-玻璃纤维、D-玻璃纤维、玄武岩纤维及其复合物，各自具有圆形或非圆形的横截表面。

34.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中组分(B2)的比例在0-5重量％的范围内，所述组分(B2)选自E-玻璃纤维、A-玻璃纤维、C-玻璃纤维、D-玻璃纤维、玄武岩纤维及其复合物，各自具有圆形或非圆形的横截表面。

35.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中仅存在(B1)而不存在(B2)或(B3)。

36.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中所述组分(B1)的玻璃纤维是基于三元体系二氧化硅-氧化铝-氧化镁或基于四元体系二氧化硅-氧化铝-氧化镁-氧化钙的高强度玻璃纤维，其中它们具有以下组成：60-67重量％的二氧化硅(SiO₂)；20-28重量％的氧化铝(Al₂O₃)；7-12重量％的氧化镁(MgO)；0-9重量％的氧化钙(CaO)；和0-1.5重量％的其它氧化物，即二氧化锆(ZrO₂)、氧化硼(B₂O₃)、二氧化钛(TiO₂)或氧化锂(Li₂O)或者这些氧化物的组合。

37.根据权利要求9所述的模塑复合物，其中所述组分(B1)的玻璃纤维是具有以下组成的高强度玻璃纤维：62-66重量％的二氧化硅(SiO₂)、22-27重量％的氧化铝(Al₂O₃)、8-12重量％的氧化镁(MgO)、0-5重量％的氧化钙(CaO)和0-1重量％的其它氧化物，即二氧化锆(ZrO₂)、氧化硼(B₂O₃)、二氧化钛(TiO₂)、氧化锂(Li₂O)或者这些氧化物的组合。

38.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中所述组分(B1)的玻璃纤维具有至少4000MPa的拉伸强度，以及至少5.0％的极限伸长率和80Gpa的拉伸模量。

39.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中所述组分(B1)和/或(B2)的玻璃纤维以短纤维的形式、以长度为0.2-20mm的切割玻璃的形式或以粗砂的形式存在。

40.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中组分(C)是选自以下的粒状填充材料：滑石、云母、硅酸盐、石英、硅灰石、高岭土、硅酸、碳酸镁、氢氧化镁、白垩、研磨或切削碳酸钙、石灰、长石、硫酸钡、氧化锌、硫化锌、二氧化钛、氧化铁、铁锰氧化物、铜铁尖晶石、镁铝氧化物、铜-铬-锰复合氧化物、铜-锰-铁复合氧化物、铜铬氧化物、锌-铁氧化物、钴铬氧化物、钴-铝氧化物、镁铝氧化物、钛-锌金红石、镍-锑-钛酸盐、铬-锑-钛酸盐、永磁性或可磁化的金属或合金、氧化铝、氮化硼、碳化硼、氮化铝、氟化钙以及它们的复合物和/或经表面处理的形式。

41.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中组分(C)是选自以下的粒状填充材料：滑石、云母、石英、硅灰石、高岭土、硅酸、碳酸镁、氢氧化镁、白垩、研磨或切削碳酸钙、石灰、长石、硫酸钡、氧化锌、硫化锌、二氧化钛、氧化铁、铁锰氧化物、铜铁尖晶石、镁铝氧化物、铜-铬-锰复合氧化物、铜-锰-铁复合氧化物、铜铬氧化物、锌-铁氧化物、钴铬氧化物、钴-铝氧化物、镁铝氧化物、钛-锌金红石、镍-锑-钛酸盐、铬-锑-钛酸盐、永磁性或可磁化的金属或合金、凹硅酸盐填充材料、氧化铝、氮化硼、碳化硼、氮化铝、氟化钙以及它们的复合物和/或经表面处理的形式。

42.根据权利要求11所述的模塑复合物，其中所述组分(C)的颗粒具有0.3-10μm的平均粒径D₅₀，和/或最多为5的纵横比，或者主要由这样的颗粒形成。

43.根据权利要求11所述的模塑复合物，其中组分(C)对UV、VIS或IR辐射具有不为零的吸收系数。

44.根据权利要求11所述的模塑复合物，其中组分(C)对UV、VIS或IR激光辐射具有不为零的吸收系数，在可见和/或红外辐射光谱中具有吸收系数为至少0.2的吸收能力。

45.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中组分(A1)为由脂肪族、脂环族和/或芳族单体制成的均聚酰胺和/或共聚酰胺，即由部分结晶的脂肪族聚酰胺(A1_1)和/或部分芳族聚酰胺(A1_2)和/或非晶聚酰胺(A1_3)制成的复合物，其中组分(A1)中的聚酰胺选自：聚酰胺46、聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺1212、聚酰胺1010、聚酰胺1012、聚酰胺1112、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺69、聚酰胺810、MACM9、MACM10、MACM11、MACM12、MACM13、MACM14、MACM16、MACM18、PACM9、PACM10、PACM11、PACM12、PACM13、PACM14、PACM16、PACM18或共聚酰胺以及其混合物和共混物。

46.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中组分(A1)为由脂肪族、脂环族和/或芳族单体制成的均聚酰胺和/或共聚酰胺，即由部分结晶的脂肪族聚酰胺(A1_1)和/或部分芳族聚酰胺(A1_2)和/或非晶聚酰胺(A1_3)制成的复合物，其中组分(A1)中的聚酰胺选自：聚酰胺46、聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺1212、聚酰胺1010、聚酰胺1012、聚酰胺1112、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺69、聚酰胺810、MACM9、MACM10、MACM11、MACM12、MACM13、MACM14、MACM16、MACM18、PACM9、PACM10、PACM11、PACM12、PACM13、PACM14、PACM16、PACM18或共聚酰胺以及其混合物和共混物，所述共聚酰胺选自MACMI/12、MACMT/12、6I/6T/MACMI/MACMT/12、3-6T、6I/MACMI/MACMT、6I/PACMI/PACMT、6I/6T/MACMI、MACMI/MACM36、12/PACMI、12/MACMT、6/PACMT、6/IPDT、MACM10/PACM10、MACM12/PACM12、MXD6、MXD10、MXDI/MXD6、6T/6I、6T/66、6T/10T、6T/12、11/10T、12/10T、10T/1010、10T/1012、PA10T/6T、PA6T/10I/10T、PA6T/6I/6、PA10I/10T、9MT、12T。

47.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中组分(A2)选自：基于甲基丙烯酸酯丁二烯苯乙烯、SEBS共聚物的核-壳型抗冲击性改性剂和/或MBS，和/或其中组分(D)选自：键合剂、导电添加剂、光学增亮剂、加工助剂、示踪物及其复合物。

48.根据权利要求47所述的模塑复合物，其中所述导电添加剂是炭黑。

49.根据权利要求47所述的模塑复合物，其中所述加工助剂选自含卤素或不含卤素的阻燃剂、稳定剂、抗氧化试剂、流动诱导剂、润滑剂、脱模剂、软化剂、颜料和色素。

50.根据权利要求49所述的模塑复合物，其中所述稳定剂为光稳定剂和无机热稳定剂。

51.根据权利要求50所述的模塑复合物，其中所述光稳定剂为紫外稳定剂。

52.根据权利要求51所述的模塑复合物，其中所述紫外稳定剂选自紫外吸收剂和紫外阻挡剂。

53.根据权利要求49所述的模塑复合物，其中所述抗氧化试剂为抗臭氧剂。

54.根据权利要求50所述的模塑复合物，其中所述无机热稳定剂为基于铜的卤化物和/或碱金属卤化物的无机热稳定剂。

55.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中所述热塑性组分(A)由聚酰胺(A1)或聚酰胺的混合物组成，条件是其3-20％由不是基于聚酰胺的热塑性合成物(A2)代替。

56.根据权利要求1所述的模塑复合物，其中所述热塑性组分(A)由聚酰胺(A1)或聚酰胺的混合物组成，条件是其5-20％由不是基于聚酰胺的热塑性合成物(A2)代替。

57.一种基于根据前述权利要求中任一项所述的模塑复合物的具有导电路径的装置。

58.一种基于根据权利要求1所述的模塑复合物的装置。