CN107835828B - 己内酰胺制剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包含至少一种内酰胺和至少一种纤维材料的母料(M)的生产方法。本发明还涉及母料(M)和可聚合的双组分体系(pS)。本发明还涉及生产聚酰胺(P)的方法，涉及母料(M)用于生产聚酰胺(P)的用途，还涉及聚酰胺(P)。本发明进一步涉及由聚酰胺(P)制成的模制品。

Description

己内酰胺制剂
本发明涉及包含至少一种内酰胺和至少一种纤维材料的母料(M)的生产方法。本发明还涉及该母料(M)和可聚合的双组分体系(pS)。本发明还涉及生产聚酰胺(P)的方法，涉及母料(M)用于生产聚酰胺(P)的用途，还涉及该聚酰胺(P)。本发明进一步涉及由聚酰胺(P)制成的模制品。
聚酰胺通常是半结晶聚合物，由于它们具有非常好的机械性能，因此工业上特别重要。特别是它们具有高强度、刚度和韧性，良好的耐化学性，以及高耐磨性和耐电痕性。这些性能对于注塑模具的生产尤为重要。高韧性对于聚酰胺作为包装膜的用途特别重要。聚酰胺的特性使得其在工业上用于生产纺织品，如钓鱼线、攀爬绳和地毯。聚酰胺也用于生产壁塞(wall plug)、螺丝和螺栓、以及电缆扎带(cable binder)。聚酰胺也被用作粘合剂、涂料和涂料材料。
近年来，聚酰胺模制品作为材料本身和作为例如在汽车制造中的金属材料的替代品越来越多地被使用，不仅能够替代动力传动机构中的部件，还能够替代金属车体部件。具体而言，纤维增强聚酰胺模制品被用于该目的。在现有技术中描述了用于生产纤维增强聚酰胺模制品的各种方法：例如，在其中待生产模制品的模具可以包括纤维材料，并且可将用于生产聚酰胺的相应单体加入到模具中，于是单体开始原位聚合。这通常只需要加热至高于单体熔点但不高于待生产的聚酰胺熔点的温度。
WO 2014/086757中描述了用于生产包含纤维增强材料的聚酰胺模制品的另一种可能的方法。在此，将包含内酰胺、催化剂和活化剂的可聚合组合物以自由流动固体的形式施加到纤维材料上，然后在升高的压力和该固体可聚合组合物能够流动的温度下处理所述纤维材料，最后冷却纤维材料。然后该纤维材料可以进行成型过程。在此过程中，内酰胺聚合。
所得的聚酰胺模制品具有良好的机械稳定性。
EP 2 789 641描述了生产包含内酰胺和/或内酯、催化剂和活化剂的组合物的方法。它们通过将组分例如在挤出机中混合而生产。EP 2 789641中描述的方法在这些组合物的生产中给出了良好的结果。该组合物还可以包含填料和/或增强材料。然而，如果在混合其它组分的过程中在挤出机内加入这些填料和/或增强材料，则通常会获得具有形成团块倾向的不均匀混合物，有时会导致模头堵塞。
US 2010/0286343描述了一种生产玻璃纤维增强聚酰胺的方法。在此，在挤出机中将玻璃纤维材料与内酰胺单体和聚合催化剂混合并加热以使内酰胺聚合。这生成玻璃纤维增强聚酰胺。然而，US 2010/0286343没有描述制备其中内酰胺以未聚合形式存在的母料的任何方法。
EP 0 459 199描述了具有较高粘度的内酰胺熔体的生产。内酰胺熔体包含内酰胺和任选的填料和增强材料。对于生产过程，通过搅拌使它们均质化。不利的是，这些内酰胺熔体在挤出机中不能生产或难以生产，因为经常获得具有形成团块倾向且有时堵塞模头的不均匀混合物。
因此需要由聚酰胺(P)制得的具有良好机械稳定性的的模制品的其他生产方法，并且还需要能够生产这些模制品的可聚合双组分体系(pS)，还需要可用于可聚合双组分体系(pS)的母料(M)，以及用于生产相应母料(M)的方法。
因此，本发明的目的是提供一种能够生产由聚酰胺(P)制得的模制品的母料(M)的生产方法。
所述目的通过用于生产母料(M)的方法来实现，所述母料(M)包含以下组分：
(A)至少一种内酰胺和
(D)至少一种纤维材料，
其包括在挤出机中以至少500s-1的剪切速率配混组分(A)和(D)。
本发明生产的母料(M)可以储存、运输和处理，也可以在随后的时刻用于生产聚酰胺(P)。
此外，用本发明生产的母料(M)生产的聚酰胺(P)、特别是用本发明的可聚合双组分体系(pS)生产的聚酰胺(P)、以及由所述聚酰胺制得的模塑品表现出所述至少一种纤维材料(组分(D))的特别均匀的分布，并且这提供了特别好的机械稳定性和模制品的增强。
包含母料(M)的本发明的可聚合双组分体系(pS)还特别适用于注塑成型过程，其中喷嘴——尤其是母料(M)所通过的喷嘴——出乎意料地在注塑成型过程中不堵塞，尽管所述至少一种纤维材料(组分(D))包含于母料(M)中。此外，可聚合双组分体系(pS)的聚合特别完全，且这在所得的聚酰胺(P)中提供了低的残留单体含量。
下面更详细地解释本发明方法。
在本发明的方法中，所述组分(A)——至少一种内酰胺和(D)——至少一种纤维材料在挤出机中以至少500s-1的剪切速率配混。
对于本发明，“配混”是指组分(A)和(D)的混合。
组分(A)和(D)可以通过本领域技术人员已知的任何方法在挤出机中配混。例如，可以将组分(A)和(D)一起引入挤出机中并在其中配混。同样可能的是，并且在本发明中优选的是，首先将组分(A)引入挤出机中，然后引入组分(D)。再将组分(A)和(D)配混。
在本发明中最优选的是，首先将组分(A)的第一部分引入至挤出机中，然后引入组分(D)，并将组分(D)和组分(A)的第一部分配混以得到包含组分(D)和组分(A)的第一部分的第一混合物(M1)。然后将组分(A)的第二部分引入至挤出机中，将第一混合物(M1)和组分(A)的第二部分配混以得到母料(M)。
配混可以在任何所需温度下进行，其前提条件是组分(A)在挤出机中的条件下为液体。例如，配混可以在挤出机的夹套温度为20至220℃的范围下进行，优选挤出机的夹套温度为30至180℃，并且特别优选挤出机的夹套温度为35至170℃。
对于本发明，“液体”是指组分(A)可以在挤出机内输送。
“挤出机的夹套温度”是指挤出机夹套的温度。挤出机的夹套温度因此是挤出机机筒外壁的温度。
挤出机的夹套温度可高于挤出机中组分的温度；同样可能的是挤出机的夹套温度低于挤出机中组分的温度。例如，当组分被加热时，挤出机的夹套温度最初可能高于挤出机中组分的温度。如果挤出机中的组分被冷却，那么挤出机的夹套温度可能低于挤出机中组分的温度。
在本发明的过程中，挤出机通常被加热或冷却。挤出机的加热和冷却可以通过本领域技术人员已知的任何方法来实现。通常通过在组分(A)和(D)配混期间释放的摩擦热量加热挤出机。挤出机也可以外源加热，例如通过在挤出机机筒内循环液体进行。该液体也可以用于挤出机的冷却。这些方法本身对于本领域技术人员而言是已知的。
组分(A)和(D)配混后，通常将母料(M)从挤出机中移除。母料(M)可以通过本领域技术人员已知的任何方法(例如通过模头)从挤出机中移除。优选将母料(M)造粒，得到粒状母料(gM)。
母料(M)造粒的方法本身是本领域技术人员已知的。例如，母料(M)可以在传送带上冷却，然后进行造粒。另外可能的是，例如通过模头从挤出机中移除母料(M)时，其直接以粒料形式获得，如粒状母料(gM)。在该实施方案中，不需要任何额外的造粒。该实施方案是优选的。
本发明中挤出机的剪切速率为至少500s-1，优选至少800s-1，特别优选至少1000s-1。
例如挤出机的剪切速率为500至25000s-1，优选800至25000s-1，特别优选1000至25000s-1。
挤出机的剪切速率可以用下式计算：
S＝(π·d·N)/Δ
其中
S是剪切速率，
d是挤出机螺杆的直径，
N是挤出机螺杆的转速，
Δ是螺杆外壁与挤出机内壁之间的间隙宽度。
螺杆的直径(d)通常为10至300mm，优选为20至200mm，特别优选为50至100mm。
螺杆的转速(N)例如为50至2000rpm(转每分钟)，优选为80至1500rpm，特别优选为100至1200rpm。
间隙的宽度(Δ)通常为10至500μm，优选为50至250μm，特别优选为100至200μm。
由挤出机施加在包含的组分上的剪切应力(σ)由挤出机的剪切速率(S)和挤出机中包含的组分的粘度(η)的乘积获得：
σ＝S·η
在挤出机中的组分的粘度(η)通常为2至1000mPas，优选为5至500mPas，并且特别优选为10至300mPas，该粘度在剪切速率100s-1、温度100℃下由剪切应力可控的旋转粘度计所测量。
因此剪切应力(σ)例如为2.5至12500Pa，优选为4至12500Pa，并且特别优选为5至12500Pa。
合适的挤出机是本领域技术人员已知的任何挤出机，例如单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。本发明优选双螺杆挤出机。单螺杆挤出机和双螺杆挤出机是本领域技术人员已知的。
挤出机优选包含至少两个区段。
特别优选的是，挤出机至少包括以下区段：
(I)第一区段，
(II)第二区段，和
(III)第三区段。
挤出机的各个区段在组分(A)和(D)的浓度、以及挤出机的所述区段中的任选包含的组分(B)、(C)和(E)的浓度方面不同。
因此，本发明还提供了一种方法，其中挤出机的第一区段(I)中的组分(A)和(D)的浓度不同于挤出机的第二区段(II)和第三区段(III)中的组分(A)和(D)的浓度，并且其中挤出机的第二区段(II)中的组分(A)和(D)的浓度不同于挤出机的第三区段(III)中的组分(A)和(D)的浓度。
此外，这些区段可以例如在挤出机的各个区段中的温度范围、以及任选地在挤出机的各个区段中的压力范围方面不同。
例如，在挤出机的第一区段(I)中可以为第一温度(T1)。对于本发明，“第一温度(T1)”意味着在第一区段(I)中可以存在恰好一个第一温度，该第一温度在整个第一区段(I)中是相等(恒定)的；同样，挤出机中可存在两个或更多个第一温度(T1)。如果在挤出机的第一区段(I)中存在两个或更多个第一温度(T1)，则可能的是第一区段(I)中存在温度梯度，并且第一温度(T1)连续地增加或减少。同样地，恒定的第一温度(T1)的区域可以与第一温度连续地增加或减少的区域交替。此外，在恒定的第一温度(T1)的区域之间温度突然变化也是可能的。
第一温度(T1)优选为20至70℃，特别优选为25至50℃，尤其优选为30至40℃。
在挤出机的第二区段(II)中可以为第二温度(T2)。对于本发明，“第二温度(T2)”意味着在挤出机的第二区段(II)中，可以存在恰好一个第二温度，该第二温度在整个第二区段(II)中是相等(恒定)的；同样，挤出机中可存在两个或更多个第二温度(T2)。如果在挤出机的第二区段(II)中存在两个或更多个第二温度(T2)，则可能的是第二区段(II)中存在温度梯度，并且第二温度(T2)连续地增加或减少。同样地，恒定的第二温度(T2)的区域可以与第二温度连续地增加或减少的区域交替。此外，在恒定的第二温度(T2)的区域之间温度突然变化也是可能的。
第二温度(T2)优选为105至220℃，特别优选为110至180℃，尤其优选为115至175℃。
例如，在挤出机的第三区段(III)中存在第三温度(T3)。对于本发明，“第三温度(T3)”意味着在挤出机的第三区段(III)中，可以存在恰好一个第三温度，该第三温度在整个第三区段(II)中是相等(恒定)的；同样，挤出机中可存在两个或更多个第三温度(T3)。如果在挤出机的第三区段(III)中存在两个或更多个第三温度(T3)，则可能的是第三区段(III)中存在温度梯度，并且第三温度(T3)连续地增加或减少。同样地，恒定的第三温度(T3)的区域可以与第三温度连续地增加或减少的区域交替。此外，在恒定的第三温度(T3)的区域之间温度突然变化也是可能的。
第三温度(T3)优选为20至<105℃，特别优选30至102℃，尤其优选35至100℃。
第二温度(T2)优选不同于第一温度(T1)和第三温度(T3)。
因此，本发明还提供了其中第二温度(T2)不同于第一温度(T1)并且其中第二温度(T2)不同于第三温度(T3)的方法。
因此挤出机优选至少包括以下区段：
(I)第一区段，
(II)第二区段，和
(III)第三区段，
其中在挤出机的第一区段(I)中为第一温度(T1)，在第二区段(II)中为第二温度(T2)，而在第三区段(III)中为第三温度(T3)，其中所述第二温度(T2)为105至220℃。
因此，本发明还提供了一种方法，其中挤出机至少包括以下区段：
(I)第一区段，
(II)第二区段，和
(III)第三区段，
其中在挤出机的第一区段(I)中为第一温度(T1)，在第二区段(II)中为第二温度(T2)，而在第三区段(III)中为第三温度(T3)，其中所述第二温度(T2)为105至220℃。
此外优选在挤出机的第一区段(I)中存在20至70℃的范围内的第一温度(T1)和/或在挤出机的第三区段(III)中存在20至<105℃的范围内的第三温度(T3)。
因此，本发明还提供了一种方法，其中在挤出机的第一区段(I)中存在20至70℃的范围内的第一温度(T1)和/或在挤出机的第三区段(III)中存在20至<105℃范围内的第三温度(T3)。
第一温度(T1)、第二温度(T2)和第三温度(T3)的表述分别是指在各个区段中的挤出机的夹套温度。因此挤出机的第一区段(I)中存在的第一温度(T1)也称为挤出机的第一夹套温度。因此，“第一温度(T1)”和“第一夹套温度”的表述被用作本发明目的的同义词，因此具有相同的含义。因此挤出机的第二区段(II)中的第二温度(T2)也称为挤出机的第二夹套温度。因此，术语“第二温度(T2)”和“第二夹套温度”被用作本发明目的的同义词，因此具有相同的含义。因此挤出机的第三区段(III)中的第三温度(T3)也被称为挤出机的第三夹套温度。因此，术语“第三温度(T3)”和“第三夹套温度”被用作本发明目的的同义词，因此具有相同的含义。
以上关于挤出机的夹套温度的描述相应地适用于第一夹套温度、第二夹套温度和第三夹套温度的确定。
挤出机的每个区段还包括至少一个区域。
对于本发明，“至少一个区域”意指恰好一个区域或者两个或更多个区域。
如果挤出机的一个区段恰好包含一个区域，则挤出机的该区段对应于该区域。
这些区域例如在区域内的温度、区域内的压力和/或区域内包括的元件上不同。
此外，这些区域可以在所包括的元件的长度上不同。
“包括的元件”的表述例如是指输送元件、流动限制元件、混合元件和捏合元件。可以在挤出机中包括的合适的输送元件、流动限制元件、混合元件和捏合元件是本领域技术人员已知的。
输送元件用于挤出机内包含的组分的向前输送。通过输送元件作用在挤出机中的组分上的剪切速率小于通过混合元件或捏合元件作用在挤出机中的组分上的剪切速率。合适的输送元件是本领域技术人员已知的，并且例如是螺旋输送元件。
混合元件用于混合挤出机中包含的各组分。通过混合元件作用在挤出机中的组分上的剪切速率通常小于通过捏合元件作用在组分上的剪切速率。合适的混合元件对于本领域技术人员而言是已知的，并且例如是齿形混合元件或螺杆混合元件。
捏合元件同样用于混合挤出机中包含的各组分。同时，它们粉碎例如组分(D)。通过捏合元件作用在挤出机中的组分上的剪切速率通常高于通过混合元件和通过输送元件作用于组分上的剪切速率。合适的捏合元件是本领域技术人员已知的，并且例如为捏合螺杆或捏合块，例如盘型捏合块或肩型捏合块。
流动限制元件不同于输送元件之处在于具有反向输送效果，因此限制了包含在挤出机中的组分的流动。通常使用的流动限制元件是以使其输送方向与挤出机中的输送方向相反的方式而安装的输送元件。
包括输送元件的区域也被称为“输送区域”。包括流动限制元件的区域也被称为“流动限制区域”。包括混合元件的区域也被称为“混合区域”，而包括捏合元件的区域也被称为“捏合区域”。
在一个实施方案中，挤出机包含1至20个输送区域、1至10个流动限制区域、1至10个混合区域、1至10个捏合区域，优选2至15个输送区域、1至8个流动限制区域、1至5个混合区域和2至10个捏合区域，特别优选5至13个输送区域、1至5个流动限制区域、1至3个混合区域，以及3至7个捏合区域。
例如，挤出机的第一区段(I)优选包含1至5个输送区域和任选的1至3个混合区域，特别优选1至3个输送区域和任选的一个混合区域，并且特别优选恰好一个输送区域。
同样，挤出机的第二区段(II)优选包含2至10个捏合区域和1至10个输送区域，优选2至8个捏合区域和1至8个输送区域，并且特别优选2至5个捏合区域和1至4个输送区域。
此外，挤出机的第三区段(III)优选包含1至5个混合区域、1至5个捏合区域、2至10个输送区域和1至5个流动限制区域，优选1至4个混合区域、1至3个捏合区域、2至8个输送区域和1至4个流动限制区域，特别优选1至3个混合区域、1至2个捏合区域、2至5个输送区域和1到3个流动限制区域。
因此，本发明还提供了一种方法，其中挤出机的第二区段(II)包含2至10个捏合区域和1至10个输送区域，和/或挤出机的第三区段(III)包含1至5个混合区域，1至5个捏合区域，2至10个输送区域，以及1至5个流动限制区域。
通常，至少一个输送区域之后总是至少一个混合区域，或者至少一个捏合区域，或者至少一个流动限制区域。
通常，输送区域之后总是恰好一个混合区域，或者恰好一个捏合区域，或者恰好一个流动限制区域。
在本发明中优选的是，挤出机包括紧接在母料(M)的移除点之前的混合区域，优选紧接在用于移除母料(M)的模头之前的混合区域。特别优选的是，挤出机包括在螺杆构造中具有至少一个齿盘式元件(toothed-disk element)的混合区域，紧接在母料(M)的移除点之前，优选紧接在用于移除母料(M)的模头之前。
对于本发明，“至少一个齿盘式元件”意味着恰好一个齿盘式元件或者两个或更多个齿盘式元件。优选两个或更多个齿盘式元件，并且特别优选2至5个齿盘式元件。
在本发明优选的一个实施方案中，通过首先将组分(A)引入挤出机中而配混组分(A)和(D)。可以以本领域技术人员已知的任何形式将组分(A)引入挤出机中，例如以粒料或粉末的形式或以液体形式。
如果将组分(A)以固体形式(即例如粒料或粉末)引入挤出机中，则通常首先在挤出机中将其液化并引入至少一个输送区域中，优选引入恰好一个输送区域中。优选在所述至少一个输送区域之后是其中添加了组分(D)的至少一个捏合区域，特别优选恰好一个捏合区域。通常在其中添加了组分(D)的至少一个捏合区域、优选恰好一个捏合区域之后是至少一个另外的输送区域和至少一个另外的捏合区域，优选2至10个捏合区域和1至10个输送区域。这些2至10个捏合区域和1至10个输送区域优选以这样的方式交替，即每个捏合区域之后是输送区域，而每个输送区域之后是捏合区域。在其中，随后将组分(A)与组分(D)配混以得到母料(M)。
在一个优选的实施方案中，首先将组分(A)的第一部分引入挤出机中。以上与引入组分(A)有关的描述和优选相应地适用于此引入。
然后在捏合区域中添加组分(D)。优选在其中添加了组分(D)的该捏合区域之后是至少一个输送区域和至少一个其中所述组分(A)的第一部分与组分(D)配混以得到第一混合物(M1)的捏合区域，所述第一混合物包含组分(D)和所述组分(A)的第一部分。上面的描述和优选相应地适用于所述至少一个输送区域和所述至少一个捏合区域。
然后在另一捏合区域中添加组分(A)的第二部分。通常在该捏合区域之后是至少一个输送区域和至少一个捏合区域，以及任选的至少一个流动限制区域和至少一个混合区域，其中所述组分(A)的第二部分与所述第一混合物(M1)配混以得到母料(M)。
该实施方案是优选的。在该实施方案中，例如，挤出机的第一区段(I)是其中挤出机包含所述组分(A)的第一部分的区段。第二区段(II)从将组分(D)加入挤出机开始。第三区段(III)从将所述组分(A)的第二部分加入挤出机开始。
在挤出机的第一区段(I)中，挤出机因此包含组分(A)；在挤出机的第二区段(II)中，挤出机包含组分(A)和(D)，而在挤出机的第三区段(III)中，挤出机包含组分(A)和组分(D)，但第三区段(III)中组分(A)和(D)的浓度不同于第二区段(II)中组分(A)和(D)的浓度。
不言自明的是，当组分(B)至少一种催化剂、(C)至少一种活化剂或(E)至少一种增稠剂中的至少一种——这些组分描述于下文稍后的部分——也被添加到挤出机的一个区段中的情况下，所述区段以及其后的区段也包括所述组分。
在挤出机中配混的组分(A)和(D)的定量比通常与生产的母料(M)中意欲包含的那些相同。例如，在每种情况下基于组分(A)和(D)的重量百分比的总和计，10至99重量％的组分(A)和1至90重量％的组分(D)在挤出机中配混。
优选地，在每种情况下基于组分(A)和(D)的重量百分比的总和计，25至85重量％的组分(A)和15至75重量％的组分(D)在挤出机中配混。
特别优选地，在每种情况下基于组分(A)和(D)的重量百分比的总和计，50至75重量％的组分(A)和25至50重量％的组分(D)在挤出机中配混。
在本发明的优选实施方案中，当首先将组分(A)的第一部分、随后是组分(D)、然后是组分(A)的第二部分引入至挤出机中时，优选地，引入20至80％的组分(A)作为组分(A)的第一部分，并引入80至20％的组分(A)作为组分(A)的第二部分，在每种情况下基于引入至挤出机中的组分(A)的总量计。特别优选地，引入40至60％的组分(A)作为组分(A)的第一部分，并引入60至40％的组分(A)作为组分(A)的第二部分，在每种情况下基于引入至挤出机中的组分(A)的总量计。
如果母料(M)旨在包含其他组分、以及任选的组分(B)至少一种催化剂、组分(C)至少一种活化剂和/或组分(E)至少一种增稠剂，它们同样在挤出机中配混。
组分(A)、(D)和任选的(B)、(C)和(E)、以及合适的话可以在挤出机中配混的其他组分受在下文中关于组分(A)、(D)和任选的(B)、(C)和(E)、以及关于包含在母料(M)中的任选的其它组分的描述和优选的限制。
如果母料(M)旨在包含组分(E)至少一种增稠剂，则优选将其与组分(A)一起引入挤出机中，特别是与组分(A)的第一部分一起。不言自明地，挤出机的该区段因此也包含组分(E)。
如果母料(M)旨在包含组分(B)至少一种催化剂和/或组分(C)至少一种活化剂，则优选同样将它们与组分(A)一起引入挤出机中。
组分(B)和组分(C)可以与组分(A)的第一部分或与组分(A)的第二部分一起引入挤出机中。然而，在本发明中优选的是将组分(B)至挤出机中的引入与组分(C)的引入分开。因此，例如优选将组分(B)与组分(A)的第一部分一起引入挤出机中，并将组分(C)与组分(A)的第二部分一起引入挤出机中。同样，可以将组分(C)与组分(A)的第一部分一起引入挤出机中，并将组分(B)与组分(A)的第二部分一起引入挤出机中。
母料(M)
在本发明中，通过本发明方法获得的母料(M)包含组分(A)——至少一种内酰胺和(D)——至少一种纤维材料。
例如，母料(M)包含1至90重量％的组分(D)，优选15至75重量％，并且特别优选25至50重量％，每种情况基于母料(M)的总重量计。
因此，本发明还提供了一种方法，其中母料(M)包含1至90重量％的组分(D)，基于母料(M)的总重量计。
在另一个实施方案中，母料(M)包含10至99重量％的组分(A)和1至90重量％的组分(D)，在每种情况下基于组分(A)和(D)的重量百分比的总和计，优选基于母料(M)的总重量计。
优选地，母料(M)包含25至85重量％的组分(A)和15至75重量％的组分(D)，在每种情况下基于组分(A)和(D)重量百分比的总和计，优选基于母料(M)的总重量计。
特别优选母料(M)包含50至75重量％的组分(A)和25至50重量％的组分(D)，在每种情况下基于组分(A)和(D)重量百分比的总和计，优选基于母料(M)的总重量计。
在一个优选的实施方案中，母料(M)还包含组分(B)——至少一种催化剂。组分(B)受以下的描述和优选的限制。
母料(M)包含例如1至20重量％的组分(B)，优选2至10重量％的组分(B)，特别优选3至6重量％的组分(B)，在每种情况下基于母料(M)的总重量计。
在另一个优选的实施方案中，母料(M)不包含组分(B)。
在另一个优选的实施方案中，母料(M)还包含组分(C)——至少一种活化剂。组分(C)相应地受到在下文稍后的部分提供的描述和优选的限制。
母料(M)可以包含例如0.5至10重量％、优选1至5重量％、特别优选1.5至3重量％的组分(C)，基于母料(M)的总重量计。
在另一个优选实施方案中，母料(M)不包含组分(C)。
在本发明中特别优选母料(M)包含组分(B)或组分(C)。如果母料(M)包含组分(B)，则因此优选不包含组分(C)。
如果母料包含组分(C)，则因此优选不包含组分(B)。
在一个优选的实施方案中，母料(M)还包含组分(E)——至少一种增稠剂。增稠剂本身是本领域技术人员已知的。组分(E)优选选自热塑性聚苯乙烯、聚砜、聚苯醚、聚丁二烯、聚异戊二烯和纳米填料。
合适的纳米填料的实例是硅酸盐、石墨烯和碳纳米管。
因此，本发明还提供一种方法，其中母料(M)还包含组分(E)至少一种增稠剂，其中组分(E)选自热塑性聚苯乙烯、聚砜、聚苯醚、聚丁二烯、聚异戊二烯和纳米填料。
母料(M)包含例如0.1至50重量％、优选0.5至30重量％、特别优选1至20重量％的组分(E)，基于母料(M)的总重量计。
母料(M)还可以包含其他组分。
这些其它组分本身对于本领域技术人员而言是已知的，并且例如是稳定剂、染料、抗静电剂、填充油、表面改进剂、干燥剂、脱模剂、其他脱模剂、抗氧化剂、光稳定剂、PVC稳定剂、润滑剂、阻燃剂、发泡剂、抗冲击改性剂和成核剂。
母料(M)包含例如0.1至10重量％、优选0.2至7重量％、特别优选0.3至5重量％的其它组分，基于母料(M)的总重量计。
母料中任选地包含的其他组分、以及任选的组分(B)、(C)和(E)通常同样在挤出机中与组分(A)和(D)一起配混用于生产母料(M)。
包含在母料(M)中的组分(A)和(D)的重量百分比的总和通常为100％。不言自明地，当母料(M)包含其它组分和任选的组分(B)、(C)和/或(E)时，组分(A)和(D)以及任选地包含的其他组分和合适的话组分(B)、(C)和(E)的重量百分比的总和通常为100％。
此外，本发明提供了通过本发明的方法可获得的母料(M)。
以上关于本发明方法的描述和优选相应地适用于通过本发明的方法可获得的母料(M)。
以下更详细地解释了组分(A)和(D)以及任选地包含在母料(M)中的组分(B)和(C)。
组分(A)：内酰胺
本发明中的组分(A)是至少一种内酰胺。
术语“组分(A)”和“至少一种内酰胺”在本发明中用作同义词，因此具有相同的含义。
本发明中的“内酰胺”是指在环中具有4至12个碳原子、优选6至12个碳原子的环状酰胺。
因此，本发明还提供了一种方法，其中组分(A)包含至少一种具有4至12个碳原子的内酰胺。
合适的内酰胺的实例选自4-氨基丁内酰胺(γ-内酰胺；γ-丁内酰胺；吡咯烷酮)、5-氨基戊内酰胺(δ-内酰胺；δ-戊内酰胺；哌啶酮)、6-氨基己内酰胺(ε-内酰胺；ε-己内酰胺)，7-氨基庚内酰胺(ζ-内酰胺；ζ-庚内酰胺；庚内酰胺)、8-氨基辛内酰胺(η-内酰胺；η-辛内酰胺；辛内酰胺)、9-壬内酰胺(θ-内酰胺；θ-壬内酰胺)、10-癸内酰胺(ω-癸内酰胺；癸内酰胺)、11-十一内酰胺(ω-十一内酰胺)和12-十二内酰胺(ω-十二内酰胺；月桂内酰胺)。
因此，本发明还提供了一种方法，其中组分(A)选自吡咯烷酮、哌啶酮、ε-己内酰胺、庚内酰胺、辛内酰胺、癸内酰胺和月桂内酰胺。
内酰胺可以是未取代的或可以是至少单取代的。如果使用至少单取代的内酰胺，则它们可以在环碳原子上带有一个、两个或更多个彼此独立地选自C1至C10烷基、C5至C6环烷基和C5到C10芳基的取代基。
组分(A)优选是未取代的。
合适的C1-C10烷基取代基的实例是甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基和叔丁基。合适的C5至C6环烷基取代基的实例是环己基。优选的C5至C10芳基取代基是苯基和蒽基。
特别优选使用未取代的内酰胺，此处优选12-十二内酰胺(ω-十二内酰胺)和ε-内酰胺(ε-己内酰胺)。最优选的是ε-内酰胺(ε-己内酰胺)。
ε-己内酰胺是己酸的环状酰胺。它也被称为6-氨基己内酰胺、6己内酰胺或己内酰胺。其IUPAC名称是“氮杂环庚烷-2-酮”。己内酰胺的CAS号为105-60-2，分子式为C6H11NO。生产己内酰胺的方法是本领域技术人员已知的。
组分(B)：催化剂
本发明中的组分(B)是至少一种催化剂。
术语“组分(B)”和“至少一种催化剂”在本发明中用作同义词，因此具有相同的含义。
所述至少一种催化剂优选为用于内酰胺的阴离子聚合的催化剂。因此，所述至少一种催化剂优选使内酰胺阴离子的形成成为可能。所述至少一种催化剂因此能够通过除去所述至少一种内酰胺(组分(A))的与氮结合的质子而形成内酰胺盐(lactamate)。
内酰胺阴离子本身可以同样地起所述至少一种催化剂的作用。所述至少一种催化剂也可以被称为引发剂。
合适的组分(B)本身是本领域技术人员已知的，并且例如描述于“Polyamide.Kunststoff-Handbuch”[聚酰胺.塑料手册]，Carl-Hanser-Verlag 1998。
组分(B)优选选自碱金属内酰胺盐、碱土金属内酰胺盐、碱金属、碱土金属、碱金属氢化物、碱土金属氢化物、碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属醇盐、碱土金属醇盐、碱金属酰胺、碱土金属酰胺、碱金属氧化物、碱土金属氧化物和有机金属化合物。
因此，本发明还提供了一种方法，其中组分(B)选自碱金属内酰胺盐、碱土金属内酰胺盐、碱金属、碱土金属、碱金属氢化物、碱土金属氢化物、碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属醇盐、碱土金属醇盐、碱金属酰胺、碱土金属酰胺、碱金属氧化物、碱土金属氧化物和有机金属化合物。
组分(B)特别优选选自碱金属内酰胺盐和碱土金属内酰胺盐。
碱金属内酰胺酸盐本身对本领域技术人员而言是已知的。合适的碱金属内酰胺酸盐的例子是己内酰胺钠和己内酰胺钾。
合适的碱土金属内酰胺盐的实例是己内酰胺溴化镁、己内酰胺氯化镁和双己内酰胺镁。合适的碱金属的实例是钠和钾，合适的碱土金属的实例是镁和钙。合适的碱金属氢化物的实例是氢化钠和氢化钾，合适的碱金属氢氧化物是氢氧化钠和氢氧化钾。合适的碱金属醇盐的实例是甲醇钠、乙醇钠、丙醇钠、丁醇钠、甲醇钾、乙醇钾、丙醇钾和丁醇钾。
在特别优选的另一个实施方案中，组分(B)选自氢化钠、钠、己内酰胺钠和己内酰胺钠在己内酰胺中的溶液。特别优选己内酰胺钠和/或己内酰胺钠在己内酰胺中的溶液(例如Brüggolen C10，17至19重量％的己内酰胺钠和己内酰胺)。所述至少一种催化剂可以以固体或溶液形式使用。所述至少一种催化剂优选以固体形式使用。特别优选的是将催化剂加入它可以溶于其中的己内酰胺熔体中。
本领域技术人员清楚，如果组分(B)例如是碱金属，则其与所述至少一种内酰胺(组分(A))一接触即发生反应并因此形成碱金属内酰胺盐。
组分(C)：活化剂
本发明中的组分(C)是至少一种活化剂。
对于本发明，术语“组分(C)”和“至少一种活化剂”被用作同义词，因此具有相同的含义。
本领域技术人员已知的适合于活化所述至少一种内酰胺(组分(A))的阴离子聚合的任何活化剂适合作为所述至少一种活化剂。优选所述至少一种活化剂选自N-取代内酰胺、二异氰酸酯、多异氰酸酯、脲基甲酸酯和二酰基卤化物；特别优选所述至少一种活化剂选自N-取代内酰胺。
因此，本发明还提供了一种方法，其中组分(C)选自N-取代内酰胺、二异氰酸酯、多异氰酸酯、脲基甲酸酯和二酰基卤化物。
N-取代内酰胺优选具有亲电子的N-取代。合适的具有亲电子的N-取代的内酰胺的实例是酰基内酰胺，例如N-乙酰基己内酰胺，以及这些物质的前体，所述前体与所述至少一种内酰胺(组分(A))一起原位形成活化的内酰胺。另一种合适的N-取代内酰胺的实例是封端的二异氰酸酯。
可以使用的二异氰酸酯不仅是脂族二异氰酸酯，而且还有芳族二异氰酸酯。在脂族二异氰酸酯中，例如可以为亚丁基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、八亚甲基二异氰酸酯、十亚甲基二异氰酸酯、十一亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、4,4'-亚甲基双(环己基异氰酸酯)和异佛尔酮二异氰酸酯。芳族二异氰酸酯的实例是甲苯基二异氰酸酯和4,4'-亚甲基双(苯基)异氰酸酯。多异氰酸酯的实例是由六亚甲基二异氰酸酯(Basonat HI100/BASF SE)衍生的异氰酸酯。合适的脲基甲酸酯的实例是脲基甲酸乙酯。
合适的二酰基卤化物不仅是脂族二酰基卤化物，而且还有芳族二酰基卤化物。合适的脂族二酰基卤化物是例如以下的化合物：丁二酰基氯(butylenedioyl chloride)、丁二酰基溴、六亚甲基二酰基氯、六亚甲基二酰基溴、八亚甲基二酰基氯、八亚甲基二酰基溴、十亚甲基二酰基氯、十亚甲基二酰基溴、十二亚甲基二酰基氯、十二亚甲基二酰基溴、4,4’-亚甲基双(环己酰基氯)、4,4’-亚甲基双(环己酰基溴)、异佛尔酮二酰基氯和异佛尔酮二酰基溴；合适的芳族二酰基卤是例如以下的化合物：甲苯基亚甲基二酰基氯、甲苯基亚甲基二酰基溴、4,4’-亚甲基双(苯酰基氯)、以及4,4’-亚甲基双(苯酰基溴)。
在一个优选的实施方案中，组分(C)选自六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二酰基溴、六亚甲基二酰基氯及其混合物；特别优选使用六亚甲基二异氰酸酯。
所述至少一种活化剂可以在溶液中使用。特别地，所述至少一种活化剂可以溶于己内酰胺中。
适合作为所述至少一种活化剂的另一种产品的实例是来自Brüggemann，DE的
Figure BDA0001544917080000171
C20——80％的在己内酰胺中的己内酰胺封端的六亚甲基1,6-二异氰酸酯。
组分(D)：纤维材料
本发明中的组分(D)是至少一种纤维材料。
对于本发明，术语“组分(D)”和“至少一种纤维材料”被用作同义词，因此具有相同的含义。
本领域技术人员已知的任何纤维材料适合作为所述至少一种纤维材料。组分(D)优选选自无机纤维材料、有机纤维材料和天然纤维材料。
无机纤维材料的实例是硼纤维材料、玻璃纤维材料、碳纤维材料、二氧化硅纤维材料、陶瓷纤维材料和玄武岩纤维材料。
有机纤维材料的实例是芳族聚酰胺纤维材料、聚(对亚苯基-2,6-苯并二噁唑)纤维材料、聚酯纤维材料、尼龙纤维材料和聚乙烯纤维材料。
天然纤维材料的实例是木纤维材料、亚麻纤维材料、大麻纤维材料和剑麻纤维材料。
组分(D)优选选自玻璃纤维材料、碳纤维材料、芳族聚酰胺纤维材料、聚(对亚苯基-2,6-苯并二噁唑)纤维材料、硼纤维材料、金属纤维材料和钛酸钾纤维材料。组分(D)特别优选为玻璃纤维材料。
因此，本发明还提供了一种方法，其中组分(D)选自玻璃纤维材料、碳纤维材料、芳族聚酰胺纤维材料、聚(对亚苯基-2,6-苯并二噁唑)纤维材料、硼纤维材料、金属纤维材料和钛酸钾纤维材料。
所述至少一种纤维材料可以以本领域技术人员已知的任何形式使用。所述至少一种纤维材料例如可以以纺织片的形式、以单根纤维的形式或者以纤维束的形式使用。
纺织片是本领域技术人员已知的。术语纺织片例如用于编织织物、针织织物、平纹织物(laid scrim)和不织布。术语纤维束例如用于粗纱、短切玻璃纤维和预浸料。成分(D)优选为纤维束。
优选的纤维束例如由100至100000个单根纤维组成，优选1000至70000个单根纤维，特别优选2000至50000个单根纤维。
纤维束的线密度例如为50至10000tex(1tex＝1g纤维/1000m)，优选为500至8000tex，并且特别优选为800至6000tex。
在本发明的方法中，优选当组分(D)引入挤出机中时，其为选自粗纱、短切玻璃纤维、研磨玻璃纤维和预浸料的形式。
因此，本发明还提供了一种方法，其中在组分(A)和(D)配混之前，当组分(D)引入挤出机中时，其为选自粗纱、短切玻璃纤维、研磨玻璃纤维和预浸料的形式。
特别优选地，当在本发明的方法中将组分(D)引入挤出机中时，其为选自粗纱、短切玻璃纤维和预浸料的形式。
因此，本发明还提供了一种方法，其中在组分(A)和(D)配混之前，当组分(D)引入挤出机中时，其为选自粗纱、短切玻璃纤维和预浸料的形式。
在特别优选的实施方案中，母料(M)的生产包括以下步骤：
a)将组分(A)引入挤出机中，
b)将组分(D)添加至挤出机中的组分(A)中，所述组分(D)为选自粗纱、短切玻璃纤维、研磨玻璃纤维和预浸料的形式，优选为选自粗纱、短切玻璃纤维和预浸料的形式，和
c)在挤出机中配混组分(A)和(D)以得到母料(M)。
本发明因此还提供了一种方法，其中母料(M)的生产包括以下步骤：
a)将组分(A)引入挤出机中，
b)将组分(D)添加至挤出机中的组分(A)中，所述组分(D)为选自粗纱、短切玻璃纤维、研磨玻璃纤维和预浸料的形式，和
c)在挤出机中配混组分(A)和(D)以得到母料(M)。
在另一个特别优选的实施方案中，母料(M)的生产包括以下步骤：
a)将组分(A)的第一部分引入挤出机中，
b)将组分(D)添加至挤出机中的所述组分(A)的第一部分中，所述组分(D)为选自粗纱、短切玻璃纤维、研磨玻璃纤维和预浸料的形式，优选为选自粗纱、短切玻璃纤维和预浸料的形式，
c)将组分(D)和所述组分(A)的第一部分在挤出机中配混，得到包含组分(D)和所述组分(A)的第一部分的第一混合物(M1)，
d)将组分(A)的第二部分添加至挤出机中的所述第一混合物(M1)中，
e)在挤出机中配混所述第一混合物(M1)和所述组分(A)的第二部分以得到母料(M)。
所述组分(A)的第一部分和所述组分(A)的第二部分相应地受到以上关于所述组分(A)的第一部分和所述组分(A)的第二部分的描述和优选限制。
在特别优选的另一个实施方案中，母料(M)还包含组分(E)至少一种增稠剂。母料(M)的生产因而优选包括以下步骤：
a)将组分(E)至少一种增稠剂和组分(A)的第一部分引入挤出机中，
b)将组分(D)添加至挤出机中的组分(E)和所述组分(A)的第一部分中，所述组分(D)为选自粗纱、短切玻璃纤维、研磨玻璃纤维和预浸料的形式，优选为选自粗纱、短切玻璃纤维和预浸料的形式，
c)在挤出机中配混组分(E)、组分(D)和所述组分(A)的第一部分，得到包含组分(E)和(D)以及所述组分(A)的第一部分的第一混合物(M1)，
d)将组分(A)的第二部分添加至挤出机中的所述第一混合物(M1)中，
e)在挤出机中配混所述第一混合物(M1)和所述组分(A)的第二部分以得到还包含组分(E)的母料(M)。
所述组分(A)的第一部分和所述组分(A)的第二部分相应地受到以上关于所述组分(A)的第一部分和所述组分(A)的第二部分的描述和优选限制。
在挤出机中配混组分(A)和(D)期间，组分(D)通常被粉碎。对于本发明，“粉碎”是指使组分(D)、特别是优选用作组分(D)的纤维束变短。另外优选用作组分(D)的纤维束分解。这意味着纤维束被分开，然后采取单根纤维的形式。因此母料(M)优选含有作为组分(D)的单根纤维。特别优选地，母料(M)包含引入挤出机中且优选用作组分(D)的纤维束形式是单根纤维的形式。
例如，母料(M)中包含的组分(D)采取长度为10至1000μm、优选为20至500μm、并且特别优选为30至300μm的单根纤维的形式。
因此，本发明还提供了一种方法，其中组分(D)采取长度为10至1000μm的单根纤维的形式。
在不意欲限制本发明的情况下，应认为组分(D)特别是在挤出机的捏合区域中被粉碎。
可聚合的双组分体系(pS)
本发明的可聚合的双组分体系(pS)彼此分开地包含
i)包含本发明生产的母料(M)和作为附加组分的(B)——至少一种催化剂或(C)——至少一种活化剂的第一体系组分(sK1)，和
ii)包含组分(A)——至少一种内酰胺和(B)——至少一种催化剂或(C)——至少一种活化剂的第二体系组分(sK2)，
其中可聚合的双组分体系(pS)包含组分(B)和(C)。
因此，本发明还提供了一种可聚合的双组分体系(pS)，其彼此分开地包含
i)第一体系组分(sK1)，其包含本发明生产的母料(M)和作为附加组分的
(B)至少一种催化剂或
(C)至少一种活化剂，
和
ii)包含以下组分的第二体系组分(sK2)：
(A)至少一种内酰胺和
(B)至少一种催化剂或
(C)至少一种活化剂，
其中可聚合的双组分体系(pS)包含组分(B)和(C)。
所述第一体系组分(sK1)此外可以包含组分(A)至少一种内酰胺。同样地，第二体系组分(sK2)也可以包含母料(M)。
因此，本发明还提供了一种可聚合的双组分体系(pS)，其彼此分开地包含
i)第一体系组分(sK1)，其包含本发明生产的母料(M)、组分(A)——至少一种内酰胺和作为附加组分的
(B)至少一种催化剂或
(C)至少一种活化剂，
和
ii)包含以下组分的第二体系组分(sK2)
(A)至少一种内酰胺和
(B)至少一种催化剂或
(C)至少一种活化剂，
其中可聚合的双组分体系(pS)包含组分(B)和(C)。
本发明还提供了一种可聚合的双组分体系(pS)，其彼此分开地包含
i)第一体系组分(sK1)，其包含本发明生产的母料(M)和作为附加组分的
(B)至少一种催化剂或
(C)至少一种活化剂，
和
ii)包含母料(M)和以下组分的第二体系组分(sK2)
(A)至少一种内酰胺和
(B)至少一种催化剂或
(C)至少一种活化剂，
其中可聚合的双组分体系(pS)包含组分(B)和(C)。
本发明还提供了一种可聚合的双组分体系(pS)，其彼此分开地包含
i)第一体系组分(sK1)，其包含本发明生产的母料(M)、组分(A)——至少一种内酰胺和作为附加组分的
(B)至少一种催化剂或
(C)至少一种活化剂，
和
ii)包含母料(M)和以下组分的第二体系组分(sK2)
(A)至少一种内酰胺和
(B)至少一种催化剂或
(C)至少一种活化剂，
其中可聚合的双组分体系(pS)包含组分(B)和(C)。
在另一个实施方案中，所述第二体系组分(sK2)包含母料(M)和组分(B)或组分(C)。在该实施方案中，所述第二体系组分(sK2)可不含组分(A)。
因此，本发明还提供了一种可聚合的双组分体系(pS)，其彼此分开地包含
i)第一体系组分(sK1)，其包含本发明生产的母料(M)和作为附加组分的
(B)至少一种催化剂或
(C)至少一种活化剂，
和
ii)第二体系组分(sK2)，其包含本发明生产的母料(M)和作为附加组分的
(B)至少一种催化剂或
(C)至少一种活化剂，
其中可聚合的双组分体系(pS)包含组分(B)和(C)。
在适当的情况下，在所述第一体系组分(sK1)和第二体系组分(sK2)中包含的组分(A)、(B)和(C)相应地受到以上关于组分(A)、(B)和(C)的描述和优选的限制。
对于本发明，“彼此分开”是指所述第一体系组分(sK1)和所述第二体系组分(sK2)彼此空间分离。这意味着所述第一体系组分(sK1)和所述第二体系组分(sK2)可以例如存在于两个分开的容器中。同样地，所述第一体系组分(sK1)和所述第二体系组分(sK2)可以一起存在于相同的容器中，但是例如通过屏障而彼此空间分离。
可聚合的双组分体系(pS)包含例如1至99重量％的所述第一体系组分(sK1)和1至99重量％的所述第二体系组分(sK2)，基于可聚合的双组分体系(pS)的总重量计。
可聚合的双组分体系(pS)优选包含4至98重量％的所述第一体系组分(sK1)和2至96重量％的所述第二体系组分(sK2)，在每种情况下基于可聚合的双组分体系(pS)的总重量计。
可聚合的双组分体系(pS)特别优选包含45至55重量％的所述第一体系组分(sK1)和45至55重量％的所述第二体系组分(sK2)，在每种情况下基于可聚合的双组分体系(pS)的总重量计。
本发明中的所述第一体系组分(sK1)包含本发明生产的母料(M)和作为附加组分的(B)——至少一种催化剂或(C)——至少一种活化剂。
在本发明中优选母料(M)不含组分(B)——至少一种催化剂且不含组分(C)——至少一种活化剂。具体而言，该实施方案中的母料(M)优选由组分(A)、组分(D)和任选的组分(E)构成。
所述第一体系组分(sK1)包含作为附加组分的(B)——至少一种催化剂或(C)——至少一种活化剂。这意味着本发明的一个实施方案中的所述第一体系组分(sK1)包括组分(B)而不包含组分(C)。
在另一个实施方案中，这意味着所述第一体系组分(sK1)包含组分(C)而不包含组分(B)。
所述第一体系组分(sK1)可以以任何所需量包含母料(M)和附加组分(B)或附加组分(C)、以及任选的组分(A)。
所述第二体系组分(sK2)包含组分(A)和(B)或(C)。这意味着所述第二体系组分(sK2)例如包含组分(A)和组分(B)，而不包含组分(C)。
在另一个实施方案中，所述第二体系组分(sK2)包含组分(A)和组分(C)而不包含组分(B)。
在一个实施方案中，所述第二体系组分(sK2)因此由组分(A)和组分(B)组成。
在另一个实施方案中，所述第二体系组分(sK2)由组分(A)和组分(C)组成。
所述第二体系组分(sK2)可以以任何所需量包含组分(A)和组分(B)或组分(C)以及任选的母料(M)。
优选所述第一体系组分(sK1)和所述第二体系组分(sK2)以如此的量包含组分(A)、(B)和(C)以及母料(M)，即，使得在本发明的一个优选实施方案中在混合所述第一体系组分(sK1)和所述第二体系组分(sK2)之后获得的可聚合的混合物(pM)的组成为在下文的稍后部分中所描述的。
不言自明地，当所述第一体系组分(sK1)包含组分(B)时，所述第二体系组分(sK2)包含组分(C)。
相反，当所述第一体系组分(sK1)包含组分(C)时，所述第二体系组分(sK2)则包含组分(B)。
聚酰胺(P)
本发明的可聚合的双组分体系(pS)可用于生产聚酰胺(P)。
聚酰胺(P)可以通过本领域技术人员已知的任何方法由所述可聚合的双组分体系(pS)生产。
使用所述可聚合的双组分体系(pS)生产聚酰胺(P)的方法优选包括以下步骤：
a)提供本发明的所述可聚合的双组分体系(pS)
b)将所述可聚合的双组分体系(pS)的所述第一体系组分(sK1)和所述可聚合的双组分体系(pS)的所述第二体系组分(sK2)混合以得到可聚合的混合物(pM)
c)将步骤b)中获得的所述可聚合的混合物(pM)聚合以得到聚酰胺(P)。
因此，本发明还提供了一种包括以下步骤的方法：
a)提供本发明的所述可聚合的双组分体系(pS)
b)将所述第一体系组分(sK1)和所述第二体系组分(sK2)混合以得到可聚合的混合物(pM)，
c)将步骤b)中获得的所述可聚合的混合物(pM)聚合以得到聚酰胺(P)。
可以通过本领域技术人员已知的任何方法在步骤a)中提供所述可聚合的双组分体系(pS)。
本领域技术人员已知的任何方法适合于在步骤b)中混合所述第一体系组分(sK1)和所述第二体系组分(sK2)。例如，所述第一体系组分(sK1)和所述第二体系组分(sK2)可以在它们被注入到模具中时混合。
所述第一体系组分(sK1)和所述第二体系组分(sK2)可以直接在模具中混合以得到所述可聚合的混合物(pM)。同样地可以，并且在本发明中优选地，将所述第一体系组分(sK1)和所述第二体系组分(sK2)在合适的混合装置中混合以得到所述可聚合的混合物(pM)，然后将其引入至模具中。优选地，生产所述可聚合的混合物(pM)并随后引入至模具中。这些混合装置本身对于本领域技术人员是已知的，并且例如是静态和/或动态混合器。
因此，步骤b)中获得的所述可聚合的混合物(pM)包含母料(M)以及组分(B)和组分(C)。换言之，所述可聚合的混合物(pM)包含组分(A)——至少一种内酰胺、(B)——至少一种催化剂、(C)——至少一种活化剂和(D)——至少一种纤维材料。
例如，所述可聚合的混合物(pM)包含28.5至90重量％的组分(A)、1至20重量％的组分(B)、0.5至10重量％的组分(C)和8.5至70重量％的组分(D)，在每种情况下基于组分(A)、(B)、(C)和(D)的重量百分数的总和计，优选基于所述可聚合的混合物(pM)的总重量计。
优选地，所述可聚合的混合物(pM)包含37至80重量％的组分(A)、2至10重量％的组分(B)、1至5重量％的组分(C)和17至60重量％的组分(D)，在每种情况下基于组分(A)、(B)、(C)和(D)的重量百分数的总和计，优选基于所述可聚合的混合物(pM)的总重量计。
特别优选地，所述可聚合的混合物(pM)包含45.5至70重量％的组分(A)、3至6重量％的组分(B)、1.5至3重量％的组分(C)和25.5至50重量％的组分(D)，在每种情况下基于组分(A)、(B)、(C)和(D)的重量百分数的总和计，优选基于所述可聚合的混合物(pM)的总重量计。
所述可聚合的混合物(pM)包含分散在组分(A)、(B)、(C)以及任选的(E)中的组分(D)。组分(D)因此也称为“分散相”，而组分(A)、(B)、(C)以及任选的(E)也称为“连续相”。
包含在所述可聚合的混合物(pM)中的所述连续相，即组分(A)、(B)、(C)和任选的(E)——不包含组分(D)——的粘度例如为2至1000mPas，优选为5至500mPas，特别优选为10至300mPas，用剪切应力可控的旋转粘度计在100s-1的剪切速率和100℃的温度下测量。
步骤c)中所述可聚合的混合物(pM)通常通过将所述可聚合的混合物(pM)加热至高于所述至少一种内酰胺的熔点的温度而开始聚合。优选将所述可聚合的混合物(pM)加热至低于聚酰胺(P)的熔点的温度。
不言自明地，所述至少一种内酰胺的熔点低于聚酰胺(P)的熔点。
例如，对于步骤c)中的聚合，将所述可聚合的混合物(pM)加热至130至180℃、优选135至170℃、并且特别优选140至160℃的温度。
所述可聚合的混合物(pM)中包含的所述至少一种内酰胺在此聚合，并获得聚酰胺(P)。
因此，本发明还提供可通过用于生产聚酰胺(P)的所述方法获得的聚酰胺(P)。
对于聚合，例如可以将所述可聚合的混合物(pM)引入至模具中。在那种情况下，在所述可聚合的混合物(pM)聚合期间由聚酰胺(P)获得模制品。
因此，本发明还提供由本发明的聚酰胺(P)制得的模制品。
本发明还提供本发明生产的母料(M)用于生产聚酰胺(P)的用途。
以下通过实施例更详细地解释本发明，但本发明不限于此。
比较实施例1
使用具有三个区段的挤出机。第一区段(I)包括温度为35℃的区域，第二区段(II)包括4个区域，温度如下：170℃，170℃，130℃和90℃。第三区段(III)包括8个区域，温度如下：70℃，60℃，50℃，50℃，40℃，40℃，40℃和40℃。各自的温度基于挤出机的夹套温度。
将200g增稠剂(来自Styrolution的Styroflex，2G66)与5000g己内酰胺混合。将该混合物引入挤出机的第一区段(I)(35℃)的第一区域中。在第二区域(第二区段(II)的第一区域)中，以1.5kg/h将1kg玻璃纤维计量加入到体系中。在第六区域(第三区段(III)的第一区域，70℃)中，每小时加入1.5kg己内酰胺。得到的挤出产品是不均匀的，并且包含团块。
本发明的实施例2
使用具有三个区段的挤出机。第一区段(I)包括温度为35℃的区域，第二区段(II)包括4个区域，温度如下：170℃，170℃，150℃和120℃。第三区段(III)包括8个区域，温度如下：100℃，80℃，60℃，50℃，40℃，40℃，40℃和40℃。各自的温度基于挤出机的夹套温度。
将200g增稠剂(来自Styrolution的Styroflex，2G66)与5000g己内酰胺混合。将该混合物引入挤出机的第一区段(I)(35℃)的第一区域中。在第二区域(第二区段(II)的第一区域，170℃)中，以1.5kg/h将1kg的玻璃纤维计量加入到体系中。在第六区域(第三区段(III)的第一区域，70℃)中，每小时加入1.5kg己内酰胺。得到的挤出产品是均匀的，并且不含团块。
可以看出，产品的质量取决于挤出机的夹套温度，而且夹套温度尤其影响产品的均匀性。

Claims (14)

1.一种用于生产母料(M)的方法，所述母料(M)包含以下组分：
(A)至少一种内酰胺和
(D)至少一种纤维材料，
其包括在挤出机中以至少500s-1的剪切速率配混组分(A)和(D)，其中所述挤出机至少包括以下区段：
(I)第一区段，
(II)第二区段，和
(III)第三区段，
其中在挤出机的所述第一区段(I)中存在第一温度(T1)，在所述第二区段(II)中存在第二温度(T2)，且在所述第三区段(III)中存在第三温度(T3)，其中所述第二温度(T2)为110至180℃，其中挤出机的第一区段(I)是其中挤出机包含所述组分(A)的第一部分的区段，第二区段(II)从将组分(D)加入挤出机开始且第三区段(III)从将所述组分(A)的第二部分加入挤出机开始。
2.根据权利要求1所述的方法，其中挤出机的所述第一区段(I)中的第一温度(T1)为20至70℃和/或挤出机的所述第三区段(III)中的第三温度(T3)为20至<105℃。
3.根据权利要求1或2中所述的方法，其中挤出机的所述第二区段(II)包含2至10个捏合区域和1至10个输送区域和/或挤出机的所述第三区段(III)包含1至5个混合区域、1至5个捏合区域、2至10个输送区域和1至5个流动限制区域。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述母料(M)包含1至90重量％的组分(D)，基于所述母料(M)的总重量计。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中组分(D)选自玻璃纤维材料、碳纤维材料、芳族聚酰胺纤维材料、聚(对亚苯基-2,6-苯并二噁唑)纤维材料、硼纤维材料、金属纤维材料和钛酸钾纤维材料。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中组分(D)采取长度为10至1000μm的单根纤维的形式。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述母料(M)还包含组分(E)至少一种增稠剂，其中组分(E)选自热塑性聚苯乙烯、聚砜、聚苯醚、聚丁二烯、聚异戊二烯和纳米填料。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述母料(M)的生产包括以下步骤：
a)将组分(A)引入挤出机中，
b)将组分(D)添加至挤出机中的组分(A)中，所述组分(D)为选自粗纱、短切玻璃纤维、研磨玻璃纤维和预浸料的形式，
c)在挤出机中配混组分(A)和(D)以得到母料(M)。
9.通过根据权利要求1或2所述的方法可获得的母料(M)。
10.一种可聚合的双组分体系(pS)，其彼此分开地包含
i)第一体系组分(sK1)，其包含如权利要求9所述的母料(M)和作为附加组分的
(B)至少一种催化剂或
(C)至少一种活化剂，
和
ii)包含以下组分的第二体系组分(sK2)：
(A)至少一种内酰胺
和
(B)至少一种催化剂或(C)至少一种活化剂，
其中所述可聚合的双组分体系(pS)包含组分(B)和(C)。
11.一种生产聚酰胺(P)的方法，其包括以下步骤：
a)提供根据权利要求10所述的可聚合的双组分体系(pS)，
b)将所述第一体系组分(sK1)和所述第二体系组分(sK2)混合以得到可聚合的混合物(pM)
c)将步骤b)中获得的所述可聚合的混合物(pM)聚合以得到聚酰胺(P)。
12.根据权利要求9所述的母料(M)用于生产聚酰胺(P)的用途。
13.通过根据权利要求11所述的方法可获得的聚酰胺(P)。
14.由根据权利要求13所述的聚酰胺(P)制得的模制品。
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