CN112601782B - 聚酰胺组合物及其镀敷应用 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及聚酰胺组合物和所得注射成型制品,所述制品可镀,例如可金属涂布,以形成结构上美观的注射成型制品。所述聚酰胺组合物可包括40重量%至80重量%的聚酰胺、0.5重量%至40重量%的可蚀刻填料、5重量%至30重量%的玻璃纤维、任选小于40重量%的半结构矿物和任选0.1重量%至13重量%的添加剂。所述聚酰胺组合物赋予注射成型制品极好的表面外观和优异的机械性质以使其基本没有视觉缺陷。

Description

聚酰胺组合物及其镀敷应用
对相关申请的交叉引用
本申请要求2018年6月27日提交的美国临时申请No.62/690,755的权益和优先权,其出于各种目的全文经此引用并入本文。
领域
本公开大体上涉及聚酰胺组合物。特别地,本公开涉及用于镀金属的注射成型制品的(增强)聚酰胺组合物,所述制品表现出极好的表面外观,例如平滑度和图像鲜映度,以及优异的机械性质。
背景
由于它们的优异机械性质,聚酰胺组合物用于各种应用。特别地,包括增强填料的聚酰胺组合物显著改进注射成型制品的强度和刚度。例如,聚酰胺组合物可包含增强填料,例如玻璃纤维,以改进机械性质或降低该材料的成本。在热塑性材料中使用高玻璃载量倾向于提高增强塑料的劲度(stiffness),例如拉伸和弯曲模量,和强度,例如拉伸和弯曲强度。但是,玻璃纤维对注射成型制品的表面质量和美观性具有负面影响。
常将微粒填料添加到聚酰胺组合物中以实现注射成型制品的所需表面外观。但是,将微粒填料添加到玻璃纤维增强的聚酰胺组合物中显著损害机械特性,特别是降低拉伸强度、极限伸长和耐冲击性。在所得组合物中,几乎没有微粒填料能够结合玻璃纤维,且模制部件的拉伸强度和耐冲击性降低。一方面,将微粒填料添加到玻璃纤维增强的注射成型制品中带来所需的着色或功能性,但另一方面,其导致机械特性,例如拉伸强度和耐冲击性变差。
此外,如果玻璃纤维和/或微粒填料大量存在,制品的表面外观可能变得不令人满意,例如从美学角度看。在许多应用中,聚酰胺组合物必须形成具有所需表面质量,例如光泽度或反射率的注射成型制品。例如,用于汽车行业的部件需要具有类似金属的性质的注射成型制品,这通过高度填充的增强模制化合物实现。但是,在模制后,在制品外表面上的玻璃纤维和/或微粒填料造成暗淡或亚光的饰面,而且这些纤维干扰原本将覆盖纤维的后续涂装或镀层的附着力。在薄壁部件的情况下,模制化合物的高流动长度是必要的,但当使用玻璃纤维时这完全无法实现或只能很差地实现。
其它类型的填充或增强塑料具有类似的问题。传统“高模量”材料含有玻璃或云母或能够提高该材料的模量或劲度的其它填料。实例包括玻璃填充的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚酰胺(PA)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯/丙烯腈丁二烯苯乙烯(PC/ABS)、聚丙烯(PP)等。但是,填料的加入也对部件的表面质量具有不利影响。因此,这些类型的材料在低光泽的纹理化应用中模制。这些部件也可涂装,但在面漆层之前通常需要底漆以覆盖表面瑕疵。由于与填料相关的问题,“美学”材料通常是无填料的无定形树脂,其容易彩色模制、涂装或镀金属。这些材料包括无填料的PBT、PA、ABS、PC/ABS、PP、聚苯醚(PPO)等。遗憾地,这些材料没有提供许多金属替代应用所必需的结构强度。
仍然越来越需要除优异的表面外观和更复杂设计的可能性外还可提供更好的机械性质、减轻的设备磨损并能够改进生产率、节省成本和实现可替代设计的聚酰胺。
概述
根据一个实施方案,本公开涉及一种聚酰胺组合物,其包含:40重量%至80重量%的聚酰胺;0.5重量%至40重量%的可蚀刻填料;5重量%至30重量%的具有最多10微米的平均直径的玻璃纤维;小于40重量%的半结构矿物(semi-structural mineral);和0.1重量%至13重量%的添加剂。在一些实施方案中,所述聚酰胺包含PA-6、PA-6,6、PA4,6、PA-6,9、PA-6,10、PA-6,12、PA11、PA12、PA9,10、PA9,12、PA9,13、PA9,14、PA9,15、PA-6,16、PA9,36、PA10,10、PA10,12、PA10,13、PA10,14、PA12,10、PA12,12、PA12,13、PA12,14、PA-6,14、PA-6,13、PA-6,15、PA-6,16、PA-6,13、PAMXD,6、PA4T、PA5T、PA-6T、PA9T、PA10T、PA12T、PA4I、PA5I、PA-6I、PA10I、它们的共聚物、三元共聚物和混合物。在一些实施方案中,所述聚酰胺是包含PA-6,6和PA-6I的共聚物,其中PA-6I为2重量%至20重量%。在一些实施方案中,所述聚酰胺是包含PA-6,6、PA-6和PA-6I的三元共聚物,其中所述三元共聚物包含2重量%至20重量%的PA-6I和2重量%至20重量%的PA-6。在一些实施方案中,所述添加剂包括以下至少一种:无机稳定剂、有机稳定剂、阻燃剂、润滑剂、染料、颜料、成核剂、金属薄片、冲击改性剂、抗静电剂、电导率添加剂、脱模剂、荧光增白剂、附着力促进剂、老化抑制剂、抗氧化剂、抗臭氧剂、光稳定剂、紫外线稳定剂、紫外线吸收剂、紫外线阻断剂、无机热稳定剂、有机热稳定剂、加工助剂、结晶促进剂、结晶阻滞剂、流动助剂、纤维材料和微粒填料。在一些实施方案中,所述添加剂包含1重量%至10重量%的颜料、0.05重量%至1重量%的润滑剂和/或0.25重量%至2重量%的加工助剂,其中所述颜料包含热稳定的苯胺黑,其中所述润滑剂包含硬脂酸锌,并且其中所述加工助剂包含取代哌啶化合物。在一些实施方案中,所述聚酰胺组合物包括0.5重量%至25重量%的可蚀刻填料,且所述可蚀刻填料被有机硅烷涂层、乙烯基硅烷涂层或氨基硅烷涂层的一种或多种涂布。在一些实施方案中,所述可蚀刻填料包含氢氧化镁、碳酸钙和硅灰石的一种或多种。在一些实施方案中,所述玻璃纤维具有4微米至8微米的平均直径。在一些实施方案中,所述组合物包含半结构矿物,其中所述半结构矿物包含高岭土、云母、滑石和硅灰石的一种或多种。在一些实施方案中,所述组合物具有如通过Byk Gardner Wave Scan仪表测得的大于50的图像鲜映度,并且其中所述组合物具有如通过Byk Gardner Wave Scan仪表测得的大于5的R值。在一些实施方案中,所述组合物具有1.25g/cm3至1.6g/cm3的密度,并且其中所述组合物具有220℃至260℃的熔点。在一些实施方案中,所述聚酰胺是包含PA-6,6和PA-6I的共聚物,其中所述组合物包括具有4微米至8微米的平均直径的玻璃纤维,其中所述组合物具有1.3g/cm3至1.6g/cm3的密度,其中所述组合物具有如通过Byk Gardner Wave Scan仪表测得的大于65的图像鲜映度,其中所述组合物具有如通过Byk Gardner Wave Scan仪表测得的大于7的R值。在一些实施方案中,所述聚酰胺是包含PA-6,6、PA-6I和PA-6的三元共聚物,其中所述组合物包括具有4微米至8微米的平均直径的玻璃纤维,其中所述组合物具有1.3g/cm3至1.6g/cm3的密度,其中所述组合物具有如通过Byk Gardner Wave Scan仪表测得的大于65的图像鲜映度,其中所述组合物具有如通过Byk Gardner Wave Scan仪表测得的大于7的R值。在一些实施方案中,由本文所述的组合物形成注射成型制品,其中所述注射成型制品被金属镀敷(plating),所述金属包含铜、锰、锡、镍、铁、铬、锌、金、铂、钴、磷、铝及其合金的一种或多种。
在一些实施方案中,本公开涉及一种聚酰胺组合物,其包含:40重量%至80重量%的聚酰胺;0.5重量%至40重量%的硅烷涂布氢氧化镁;5重量%至30重量%的具有最多10微米的平均直径的玻璃纤维;小于40重量%的高岭土;和0.1重量%至13重量%的添加剂。在一些实施方案中,所述添加剂包含0.5重量%至10重量%的热稳定的苯胺黑、0.05重量%至1重量%的硬脂酸锌和/或0.25重量%至2重量%的取代哌啶化合物。
在一些实施方案中,本公开涉及一种制备注射成型制品的方法,其包含:提供一种聚酰胺组合物,其包含:40重量%至80重量%的聚酰胺;0.5重量%至40重量%的可蚀刻填料;5重量%至30重量%的具有最多10微米的平均直径的玻璃纤维;小于40重量%的半结构矿物;和0.1重量%至13重量%的添加剂;加热所述聚酰胺组合物;用加热的聚酰胺组合物填充模腔;冷却加热的聚酰胺组合物以形成注射成型制品。在一些实施方案中,所述方法进一步包含用蚀刻溶液蚀刻注射成型制品的表面,其中所述蚀刻溶液不包含任何六价铬。在一些实施方案中,所述方法进一步包含用金属镀敷注射成型制品的蚀刻表面,所述金属包含铜、锰、锡、镍、铁、铬、锌、金、铂、钴、磷、铝及其合金的一种或多种。
详述
引言
一般而言,本公开涉及聚酰胺组合物和由其制成的注射成型制品,所述制品可镀,例如可金属涂布,以形成具有理想的结构性质和美观性质的注射成型制品。在一些实施方案中,该聚酰胺组合物包含40重量%至80重量%的聚酰胺、0.5重量%至40重量%的可蚀刻填料、5重量%至30重量%的玻璃纤维、任选小于40重量%的半结构矿物和任选0.1重量%至13重量%的添加剂。该聚酰胺组合物包括聚酰胺、玻璃纤维、可蚀刻填料、半结构矿物(任选)和添加剂(任选)的特定组合,这已被发现赋予注射成型制品极好的表面外观和优异的机械性质的协同组合。另外,所得注射成型制品可镀,以形成在表面上基本不含视觉缺陷并具有高剥离强度的制品。该聚酰胺组合物有益地可用于注射成型制品的机械性质和表面外观都重要的结构应用。
如上文论述,用于注射成型应用的常规聚合物组合物无法在保持理想机械性质的同时实现良好的表面外观质量。例如,常规聚合物组合物添加高浓度玻璃纤维以改进所得模制品的机械性质,例如剥离强度、密度和劲度。但是,具有玻璃纤维的聚酰胺组合物受困于表面外观缺陷。例如,所得注射成型产品由于玻璃纤维出现在模制品表面上而具有不良外观。
另外,其它类型的填充或增强塑料具有类似的问题。传统“高模量”材料含有玻璃或云母或能够提高该材料的模量或劲度的其它填料。但是,填料的加入也对模制品的表面质量具有不利影响。因此,这些类型的材料在低光泽的纹理化(非美学)应用中模制。如上所述,美学材料通常是无填料的无定形树脂,其容易彩色模制、涂装或镀金属。但是,这些材料没有提供许多金属替代应用所必需的结构强度。
现在已经令人惊讶地和出乎意料地发现,具有特定量的聚酰胺、玻璃纤维、表面处理的可蚀刻填料、任选矿物和任选添加剂的聚酰胺组合物形成表现出改进的美观性质和机械性质的增强注射成型制品。该聚酰胺组合物的组分的协同组合改进注射成型制品的表面外观,同时为所得注射成型制品提供结构完整性。此外,通过采用具有特定直径和/或长度的玻璃纤维,与常规的增强聚酰胺组合物相比,该聚酰胺组合物令人惊讶地在高玻璃载量下表现出良好的表面外观。已经发现,包括上述组分的聚酰胺组合物改进注射成型制品的如通过桔皮等级(orange peel Rating)(R值)、图像鲜映度(DOI)、长波和短波表征的表面外观。
本文中公开的聚酰胺组合物提供结构性质和美观性质。在一些情况下,这些组合可有效替代没有结构完整性(纯装饰性)的常规ABS和PC/ABS注射成型制品。另外,常规ABS和PC/ABS具有低吸热温度(HDT)并且无法容忍高温漆层,以致难以施加美学涂层。有益地,该聚酰胺组合物具有高HDT并且在高温涂装过程中没有形成起泡,这提供额外的生产选择。
该聚酰胺组合物中的共聚物,例如PA-6,6/6I和/或三元共聚物,例如PA-6,6/6I/6的特定组合已经表明增强注射成型制品的表面外观。已经发现特定聚酰胺的使用提高聚酰胺的熔点(到相对较高的范围内)。有益地,与常规聚酰胺组合物相比,该聚酰胺的较高熔点防止蚀刻诱发的起泡,也降低废品率。通过采用特定聚酰胺,例如本文中描述的共聚物和三元共聚物,也有益地扩大用于注射成型应用的加工时间和温度范围。
本文所述的聚酰胺组合物也制成能与镀层,例如铬镀层牢固结合的注射成型制品。特别地,该聚酰胺组合物使用表面处理的可蚀刻填料以制成具有明显更高剥离强度的可镀注射成型制品,这在实现良好表面美观性的同时有助于模制品的耐久性。例如,该聚酰胺组合物包括表面处理的可蚀刻填料,其改进所得注射成型制品的蚀刻性质。改进的蚀刻性质提供注射成型制品的表面与金属镀层之间的界面的高剥离强度。
还已经发现,任选以特定量提供某些添加剂有益地改进由聚酰胺组合物形成的注射成型制品的表面外观、结构性质和可加工性。该添加剂可以是例如特定颜料、润滑剂和/或加工助剂。在一些方面中,该聚酰胺组合物包含1重量%至10重量%的颜料、0.05重量%至1重量%的润滑剂和/或0.25重量%至2重量%的加工助剂。在本文中更详细论述了性能特征的协同组合。
聚酰胺
聚酰胺组合物可包括多种多样的聚酰胺。在一些实施方案中,聚酰胺可包含PA-6、PA-6,6、PA4,6、PA-6,9、PA-6,10、PA-6,12、PA11、PA12、PA9,10、PA9,12、PA9,13、PA9,14、PA9,15、PA-6,16、PA9,36、PA10,10、PA10,12、PA10,13、PA10,14、PA12,10、PA12,12、PA12,13、PA12,14、PA-6,14、PA-6,13、PA-6,15、PA-6,16、PA-6,13、PAMXD,6、PA4T、PA5T、PA-6T、PA9T、PA10T、PA12T、PA4I、PA5I、PA-6I、PA10I、它们的共聚物、三元共聚物和混合物。
在一些实施方案中,聚酰胺组合物可包含一种或多种聚酰胺,例如共聚物和/或三元共聚物。已经发现,使用共聚物或三元共聚物不仅增强注射成型制品的表面外观,还提高所得注射成型制品的熔点。通过在聚酰胺组合物中采用共聚物或三元共聚物,所得注射成型制品实现理想的机械性质和表面外观。例如,在一些实施方案中,聚酰胺组合物包含PA-6、PA-6,6和PA-6I的共聚物或三元共聚物。在一些方面中,聚酰胺组合物包括PA-6,6/6、PA-6,6/6I和PA-6,6/6/I的一种或多种。
在一些实施方案中,聚酰胺组合物可包含PA-6,6/6I的共聚物。在一些实施方案中,PA-6,6/6I的共聚物包含基于共聚物的总重量计1重量%至20重量%,例如4重量%至19重量%、6重量%至18重量%、10重量%至17重量%、12重量%至16重量%、或14重量%至16重量%的量的PA-6I。就上限而言,PA-6,6/6I的共聚物包含小于20重量%,例如小于19重量%、小于18重量%、小于17重量%、小于16重量%或小于15重量%的量的PA-6I。就下限而言,PA-6,6/6I的共聚物包含大于1重量%,例如大于2重量%、大于4重量%、大于6重量%、大于8重量%、大于10重量%或大于12重量%的量的PA-6I。该共聚物的余量可包含PA-6,6。
在一些方面中,聚酰胺组合物可包含含PA-6,6的三元共聚物。在一些实施方案中,该三元共聚物可包含基于三元共聚物的总重量计60重量%至98重量%,例如65重量%至96重量%、70重量%至90重量%、75重量%至85重量%、或80重量%至85重量%的量的PA-6,6。就上限而言,该三元共聚物可包含小于98重量%,例如小于96重量%、小于94重量%、小于92重量%、小于90重量%或小于85重量%的量的PA-6,6。就下限而言,该三元共聚物可包含大于60重量%PA-6,6,例如大于65重量%、大于70重量%、大于75重量%、大于80重量%或大于84重量%的量的PA-6,6。
在一些实施方案中,聚酰胺组合物可包含含PA-6I的三元共聚物。在一些实施方案中,该三元共聚物可包含基于三元共聚物的总重量计2重量%至20重量%,例如4重量%至18重量%、5重量%至16重量%、6重量%至14重量%、或8重量%至12重量%的量的PA-6I。就上限而言,该三元共聚物可包含小于20重量%,例如小于18重量%、小于16重量%、小于14重量%、小于12重量%或小于10重量%的量的PA-6I。就下限而言,该三元共聚物可包含大于2重量%,例如大于3重量%、大于4重量%、大于5重量%、大于6重量%、大于7重量%或大于8重量%的量的PA-6I。
在一些实施方案中,聚酰胺组合物可包含含PA-6的三元共聚物。在一些实施方案中,该三元共聚物可包含基于三元共聚物的总重量计1重量%至15重量%,例如2重量%至12重量%、3重量%至10重量%、4重量%至8重量%、或5重量%至7重量%的量的PA-6。就上限而言,该三元共聚物可包含小于15重量%,例如小于14重量%、小于12重量%、小于10重量%、小于8重量%或小于7重量%的量的PA-6。就下限而言,该三元共聚物可包含大于1重量%,例如大于2重量%、大于3重量%、大于4重量%、大于5重量%或大于6重量%的量的PA-6。
在一些实施方案中,聚酰胺组合物可包含PA-6,6/6I/6的三元共聚物。在一些方面中,PA-6,6/6I/6的三元共聚物包含60重量%至98重量%的PA-6,6、2重量%至20重量%的PA-6I和1重量%至15重量%的PA-6。在一些方面中,PA-6,6/6I/6的三元共聚物包含1重量%至20重量%PA-6,例如2重量%至18重量%、4重量%至16重量%、5重量%至12重量%、或6重量%至10重量%。在一些方面中,PA-6,6/6I/6的三元共聚物包括小于14重量%PA-6、小于12重量%、小于10重量%、小于8重量%或小于7重量%。在一些方面中,PA-6,6/6I/6的三元共聚物包括大于1重量%PA-6,例如大于2重量%、大于3重量%、大于4重量%、大于5重量%或大于6重量%。
在一些方面中,聚酰胺组合物可包含通过内酰胺的开环聚合或缩聚,包括共聚和/或共缩聚制成的聚酰胺。不受制于理论,这些聚酰胺可包括例如由丙内酰胺、丁内酰胺、戊内酰胺和己内酰胺制成的那些。例如,在一些实施方案中,该聚酰胺是衍生自己内酰胺的聚合的聚合物。此外,该聚酰胺组合物可包含通过内酰胺与尼龙的共聚制成的聚酰胺,例如己内酰胺与PA-6,6的共聚产物。
在一些实施方案中,聚酰胺可以是一种或多种二羧酸、一种或多种二胺、一种或多种氨基羧酸的缩合产物,和/或一种或多种环内酰胺,例如己内酰胺和十二内酰胺的开环聚合产物。在一些方面中,聚酰胺可包括脂族、芳族和/或半芳族聚酰胺并且可以是均聚物、共聚物、三元共聚物或更高级聚合物。在一些方面中,聚酰胺包括两种或更多种聚酰胺的共混物。在一些实施方案中,聚酰胺包含脂族或芳族聚酰胺或两种或更多种聚酰胺的共混物。
在一些方面中,二羧酸可包含己二酸、壬二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、癸二酸和十二烷二酸的一种或多种。在一些方面中,二羧酸可包含己二酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸。在一些方面中,二羧酸可包含氨基羧酸,例如11-氨基十二烷酸。
在一些方面中,二胺可包含丁二胺、己二胺、辛二胺、壬二胺、2-甲基戊二胺、2-甲基辛二胺、三甲基己二胺、双(对氨基环己基)甲烷、间苯二甲胺、对苯二甲胺、癸二胺、十一烷二胺、十二烷二胺、十三烷二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺等的一种或多种。仅示例性的芳族二胺组分的另一些实例包括苯二胺,如1,4-二氨基苯、1,3-二氨基苯和1,2-二氨基苯;二苯基(硫)醚二胺,如4,4′-二氨基二苯基醚、3,4′-二氨基二苯基醚、3,3′-二氨基二苯基醚和4,4′-二氨基二苯基硫醚;二苯甲酮二胺,如3,3′-二氨基二苯甲酮和4,4′-二氨基二苯甲酮;二苯基膦二胺,如3,3′-二氨基二苯基膦和4,4′-二氨基二苯基膦;二苯基亚烷基二胺,如3,3′-二氨基二苯甲烷、4,4′-二氨基二苯甲烷、3,3′-二氨基二苯丙烷和4,4′-二氨基二苯丙烷;二苯硫二胺,如3,3′-二氨基二苯硫和4,4′-二氨基二苯硫;二苯砜二胺,如3,3′-二氨基二苯砜和4,4′-二氨基二苯砜;和联苯胺,如联苯胺和3,3′-二甲基联苯胺。
在一些实施方案中,聚酰胺可包含半芳族聚酰胺。在一些方面中,半芳族聚酰胺可包含聚间苯二甲酰胺、聚对苯二甲酰胺或PA-MXD,6。在一些方面中,聚对苯二甲酰胺包含PA-12,T、PA-10,T、PA-9,T、PA-6,T/6,6、PA-6,T/D,T、它们的共聚物、三元共聚物或混合物。在一些方面中,半芳族聚酰胺可包含间苯二甲酰己二胺(PA-6T/6I)、己二酰己二胺(PA-61/6,6)、己二酰己二胺/对苯二甲酰己二胺/间苯二甲酰己二胺共聚酰胺(PA-6,6/6,T/6,I);聚(己内酰胺-对苯二甲酰己二胺)(PA-6/6,T);和这些聚合物的共聚物、三元共聚物和混合物。
在一些实施方案中,聚酰胺可包含脂族聚酰胺。在一些实施方案中,聚酰胺包含脂族聚酰胺共聚物和三元共聚物,包含PA-6,6/6;PA-6,6/68;PA-6,6/610;PA-6,6/612;PA-6,6/10;PA-6,6/12;PA-6/68;PA-6/610;PA-6/612;PA-6/10;PA-6/12;PA-6/6,6/610;PA-6/6,6/69;PA-6/6,6/11;PA-6/6,6/12;PA-6/610/11;PA-6/610/12;和PA-6/6,6/PACM(双-p-{氨基环己基}甲烷)。
在一些方面中,聚酰胺包含脂族聚酰胺、半芳族聚酰胺和/或芳族聚酰胺的物理共混物以获得在各聚酰胺的性质中间或协同的性质。
可蚀刻填料
聚酰胺组合物可进一步包括可蚀刻填料,例如可蚀刻微粒填料。在一些实施方案中,可通过在不会有害地影响该聚合物组合物的条件下的处理(酸、碱、热、溶剂等)部分除去和/或改变可蚀刻填料(以实现蚀刻)。在一些实施方案中,可蚀刻填料是可被酸性水溶液除去,例如侵蚀的材料,如氢氧化镁、碳酸钙或氧化锌。由于聚合物基质通常基本不受该处理影响,只影响,例如完全或部分除去注射成型制品的表面附近的可蚀刻填料。
可蚀刻填料能够通过金属化的表面准备过程蚀刻或除去,由此建立表面粗糙度,这可改进所得注射成型制品与金属镀层的附着力。可蚀刻填料(例如酸可蚀刻)可以是可通过表面准备过程除去的任何填料。该填料可独自或与其它填料结合使用。在一些实施方案中,可蚀刻填料是氢氧化镁或碳酸钙。已经发现,表面处理的氢氧化镁为所得注射成型制品提供更高的剥离强度。
在一些方面中,可蚀刻填料可用蚀刻溶液蚀刻。如同处理温度、搅拌和时间,用于处理聚合物制品表面的蚀刻溶液的pH是处理的重要方面。在一些方面中,蚀刻溶液可以是具有小于7,例如小于6、小于5、小于4、小于3或小于2的pH的水性酸性液体混合物。在一些实施方案中,蚀刻溶液可以是具有1-7,例如2-6、3-6、4-6、5-6或2-5的pH的水性酸性液体混合物。可使用酸如无机酸和有机酸建立酸性。可用作蚀刻剂的无机酸的非限制性实例包括盐酸、硫酸、硝酸和氢氟酸。有机酸的非限制性实例包括草酸、乙酸、苯甲酸等。也可通过碳酸氢盐、氟氢化物、硫酸氢盐或类似化合物的一种或多种与碳酸、碳酸盐、氢氟酸、氟化物、硫酸、硫酸盐或类似化合物的一种或多种一起存在而建立缓冲体系(buffers)。
在一些实施方案中,聚酰胺组合物包含基于聚酰胺组合物的总重量计0.5重量%至40重量%,例如1重量%至38重量%、2重量%至36重量%、4重量%至32重量%、6重量%至28重量%、8重量%至24重量%、10重量%至20重量%、12重量%至18重量%、或14重量%至16重量%的量的可蚀刻填料。就上限而言,聚酰胺组合物包括小于40重量%的可蚀刻填料,例如小于38重量%、小于34重量%、小于30重量%、小于26重量%、小于22重量%、小于18重量%或小于16重量%。就下限而言,聚酰胺组合物包括大于0.5重量%的可蚀刻填料,例如大于1重量%、大于2重量%、大于4重量%、大于6重量%、大于8重量%、大于10重量%、大于12重量%、大于14重量%或大于15重量%。
常规地,用于注射成型制品的聚酰胺组合物在聚酰胺组合物中使用至少25重量%的可蚀刻填料以实现所需镀敷性质。已经发现,在聚酰胺组合物中使用小于25重量%的可蚀刻填料为金属镀敷应用提供改进的剥离性质,例如剥离强度。换言之,本聚酰胺组合物能够在可蚀刻填料的较低载量下实现所需镀敷性质。在一些方面中,聚酰胺组合物包括小于25重量%的可蚀刻填料,例如小于24重量%、小于22重量%、小于20重量%、小于18重量%或小于16重量%。在一些方面中,聚酰胺组合物包括大约15重量%的可蚀刻填料。
在一些实施方案中,可蚀刻填料具有0.1微米至2.0微米,例如0.2微米至1.9微米、0.3微米至1.8微米、0.4微米至1.6微米、0.5微米至1.4微米、0.6微米至1.2微米、或0.8微米至1.1微米的平均粒度。就上限而言,可蚀刻填料具有小于2.0微米,例如小于1.8微米、小于1.7微米、小于1.6微米、小于1.5微米、小于1.4微米、小于1.2微米或小于1微米的平均粒度。就上限而言,可蚀刻填料具有大于0.1微米,例如大于0.2微米、大于0.3微米、大于0.4微米、大于0.5微米、大于0.6微米、大于0.7微米或大于0.8微米的平均粒度。
在一些实施方案中,可蚀刻填料具有1.4微米至1.9微米,例如1.5微米至1.8微米或1.6微米至1.7微米的d90。在一些实施方案中,可蚀刻填料具有0.8微米至1.1微米,例如0.85微米至1.05微米或0.9微米至1微米的d50。在一些实施方案中,可蚀刻填料具有0.3微米至0.6微米,例如0.35微米至0.55微米或0.4微米至0.5微米的d10。在这方面,d20、d50和d90基于如通过激光衍射,例如使用激光衍射软件包测得的体积分布(d50是中值粒度值)。
在一些实施方案中,可蚀刻填料的平均粒子尺寸可具有通常单峰分布。例如,所有粒子可具有相同的平均粒子尺寸,或作为另一实例,粒子可具有平均粒子尺寸的分布,如高斯分布,以使平均粒子尺寸在某一均值以上和以下波动。
在一些实施方案中,可蚀刻填料的平均粒子尺寸可具有多峰分布。例如,平均粒子尺寸可具有双峰分布或更高模态的分布,例如三峰。粒子尺寸的多峰分布有助于例如调节聚酰胺组合物的性质。除尺寸分布外,其它粒子特征,例如粒子形状和粒子组成可围绕单个均值分布或可具有多峰分布。粒子特征的这些其它分布也可用于调节注射成型制品的一个或多个性质。
在一些方面中,可蚀刻填料的粒径分布可具有1.4微米至1.9微米的第一最大值和2.4微米至4.4微米的第二最大值。在一些方面中,粒径分布可具有0.8微米至1.1微米的第一最大值和1.5微米至2微米的第二最大值。在一些方面中,粒径分布可具有0.3微米至0.6的第一最大值和0.7微米至1.1微米的第二最大值。在一些方面中,粒径的双峰分布可以是这些范围组合的任一个。
在一些实施方案中,可蚀刻填料具有6m2/g至12m2/g,例如7m2/g至11.5m2/g、8m2/g至11m2/g、或9m2/g至10m2/g的表面积。就上限而言,可蚀刻填料具有小于12m2/g,例如小于11.5m2/g、小于11m2/g、小于10.5m2/g或小于10m2/g的表面积。就下限而言,可蚀刻填料具有大于6m2/g,例如大于6.5m2/g、大于7m2/g、大于7.5m2/g或大于8m2/g的表面积。
在一些实施方案中,可蚀刻填料包含金属盐和矿物,如:(a)金属碳酸盐,其中金属包含钡、铋、镉、钙、钴、铜、铅、镁、铁、镍和锌的一种或多种;(b)金属氧化物,其中金属包含铝、锑、铋、镉、铈、钴、铜、镓、锗、铟、铁、铅、锰、镍、锡、锌和锆的一种或多种;(c)金属氢氧化物,其中金属包含铋、铈、钴、铜、镁和锰的一种或多种;(d)金属草酸盐,其中金属包含铝、钙、钴、铁、铅、镁、锰、镍和锡的一种或多种;(e)金属正磷酸盐,其中金属包含铝、镉、铈、铬、钴、铅、锂、镁、镍、锶、锡和锌的一种或多种;(f)金属偏硅酸盐,其中金属包含钡、钙(硅灰石)、铅和锂的一种或多种;和(g)金属焦磷酸盐,其中金属包含镁、锰和镍的一种或多种。
此外,这些可蚀刻填料可用化合物处理以改变可蚀刻填料的性质。有益地,聚酰胺组合物中所用的处理过的,例如表面处理过的可蚀刻填料可使该组合物与聚酰胺,例如尼龙更相容。在另一些方面中,处理过的可蚀刻填料也可为蚀刻提供相容表面。例如,可蚀刻填料可用偶联剂涂布处理。在一些实施方案中,可在聚酰胺组合物中提供处理过的可蚀刻填料。在一些实施方案中,可蚀刻填料可与偶联剂一起挤出以形成处理过的可蚀刻填料。
在一些方面中,可蚀刻填料用硅烷偶联剂涂布处理。硅烷偶联剂可包含乙烯基硅烷,如乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷,(甲基)丙烯酰硅烷,如γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,环氧硅烷,如β-(3,4-环氧基-环己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧基-环己基)甲基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧基-环己基)乙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷和γ-环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷,氨基硅烷,如N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷和N-苯基-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷,和硫代硅烷,如γ-巯丙基三甲氧基硅烷和γ-巯丙基三乙氧基硅烷。在一些方面中,可蚀刻填料用乙烯基硅烷偶联剂涂布处理。在一些方面中,可蚀刻填料用氨基硅烷偶联剂表面处理。
已经发现,采用包含用硅烷偶联剂涂布处理的氢氧化镁的可蚀刻填料改进由聚酰胺组合物形成的注射成型制品的热性质和剥离强度。在一些实施方案中,硅烷偶联剂包含脂肪酸、烷基硅烷、有机钛酸酯(organic litanates)、有机锆酸酯、氨基硅烷、乙烯基硅烷或硅氧烷衍生物的一种或多种。在一些方面中,可蚀刻填料上的乙烯基硅烷涂层提供了具有高剥离强度的聚合物组合物。
在一些实施方案中,可蚀刻填料,例如氢氧化镁,包括基于可蚀刻填料的总重量计0.05重量%至5.0重量%,例如0.08重量%至4.5重量%、0.1重量%至4.0重量%、0.5重量%至3.5重量%、1重量%至3重量%、或1.5重量%至2.5重量%的硅烷偶联剂。就上限而言,可蚀刻填料包括小于5.0重量%的硅烷偶联剂,例如小于4.0重量%、小于4.0重量%、小于3.5重量%或小于3.0重量%或小于2.0重量%。就下限而言,可蚀刻填料包括大于0.05重量%的硅烷偶联剂,例如大于0.08重量%、大于0.1重量%、大于0.5重量%或大于1重量%。
在一些实施方案中,可蚀刻填料可用其它化合物处理以改变聚酰胺组合物的性质。在一些方面中,可蚀刻填料用偶联剂,如异氰酸酯化合物、有机硅烷化合物、有机钛酸酯化合物、有机硼烷化合物或环氧化合物;增塑剂,如聚环氧烷低聚物化合物、硫醚化合物、酯化合物或有机磷化合物;晶体成核剂,如滑石、高岭土、有机磷化合物或聚醚醚酮;金属皂,如褐煤蜡、硬脂酸锂或硬脂酸铝;脱模剂,如乙二胺/硬脂酸/癸二酸缩聚物或有机硅化合物;颜色保护剂,如次磷酸盐;和其它通用添加剂,如润滑剂、紫外线保护剂、着色剂、阻燃剂和发泡剂处理。
半结构矿物
聚酰胺组合物可任选包括一种或多种半结构矿物,例如半结构矿物填料。聚酰胺组合物可包括具有各种平均直径、横截面、长度和纵横比的任何半结构矿物。在一些方面中,半结构矿物可包括如玻璃、碳、石墨、聚合物之类的成分。在一些实施方案中,半结构矿物包含高岭土粒子。聚酰胺组合物中所用的任选半结构矿物可以基于聚酰胺组合物的总重量计小于40重量%的量存在。
在一些实施方案中,聚酰胺组合物可包括0.01重量%至40重量%,例如1重量%至36重量%、2重量%至32重量%、6重量%至28重量%、8重量%至24重量%、10重量%至20重量%、12重量%至18重量%、或14重量%至16重量%的量的半结构矿物。就上限而言,聚酰胺组合物包括小于40重量%的半结构矿物,例如小于36重量%、小于32重量%、小于28重量%、小于24重量%、小于20重量%或小于16重量%。就下限而言,聚酰胺组合物包括大于0重量%的半结构矿物,例如大于2重量%、大于4重量%、大于8重量%、大于10重量%、大于12重量%或大于14重量%。在一些实施方案中,聚酰胺组合物可基本不含半结构矿物,例如不含半结构矿物。
在一些方面中,半结构矿物可包含以下一种或多种:滑石、云母、硅酸盐、石英、硅灰石、高岭土、煅烧高岭土、含水高岭土、硅酸、碳酸镁、白垩、研磨或切割的(ground或cut)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、三氧化二铁、氧化铁锰、金属氧化物,尤其是尖晶石,例如铜铁尖晶石、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、金红石颜料如钛-锌-金红石、镍-锑-钛酸盐、永磁性或可磁化金属或合金、凹(concave)硅酸盐填料、氧化铝、氮化硼、碳化硼、氮化铝、氟化钙及其化合物。在一些方面中,半结构矿物可以是高岭土、云母、滑石和硅灰石的一种或多种。在一些方面中,半结构矿物可如本文所述表面处理。
在一些方面中,聚酰胺组合物中所用的半结构矿物可以是水合的,如含水高岭土或含水粘土,以在配混和模制过程中释放蒸气以用于在聚酰胺内形成孔隙。在一些方面中,当该复合材料受到过热时可释放化学结合到半结构矿物上的水并且也可充当阻燃剂。在一些方面中,聚酰胺组合物包括方解石高岭土、处理过的高岭土或其混合物。在一些方面中,高岭土是表面处理过的高岭土,例如来自Imerys的市售Polarite 102A,其是煅烧和硅烷处理过的高岭土。在一些方面中,半结构矿物包含煅烧和表面处理过的铝硅酸盐,例如Al2Si2O5(OH)4
在一些实施方案中,聚酰胺组合物可包括一种或多种市售半结构矿物,例如市售高岭土。市售半结构矿物可包括来自Imerys Kaolin的
Figure BDA0002953459640000161
SB 100s、来自ImerysKaolin的Polarite 102A、Polarite 502A、Polarite 702A或Polarite 902A,和/或来自BASF的
Figure BDA0002953459640000162
445或
Figure BDA0002953459640000163
555。在一些方面中,市售半结构矿物可以喷雾干燥和/或粉化,例如喷雾干燥的Polarite 702A。在一些方面中,市售半结构矿物可与任何上述半结构矿物混合。
玻璃纤维
聚酰胺组合物包括玻璃纤维,以例如形成玻璃增强的聚酰胺组合物。玻璃增强的聚酰胺组合物极大改进注射成型制品的强度、刚度、耐热性和冲击强度。在一些实施方案中,聚酰胺组合物包括10重量%至30重量%,例如12重量%至28重量%、12重量%至26重量%、14重量%至24重量%、16重量%至22重量%、或18重量%至20重量%的量的玻璃纤维。就上限而言,聚酰胺组合物包括小于30重量%的玻璃纤维,例如小于26重量%、小于24重量%、小于22重量%、小于20重量%、小于18重量%或小于16重量%。就下限而言,聚酰胺组合物包括大于2重量%的玻璃纤维,例如大于4重量%、大于8重量%、大于10重量%、大于12重量%或大于14重量%。
在一些实施方案中,聚酰胺组合物可包含具有1微米至10微米,例如2微米至9.5微米、3微米至9微米、3.5微米至8.5微米、4微米至8微米、4.5微米至7.5微米、5微米至7微米、或5.5微米至6.5微米的平均直径的玻璃纤维。就上限而言,聚酰胺组合物包括具有最多10微米(包括10微米),例如最多9.5微米、最多9微米、最多8.5微米、最多8微米、最多7.5微米或最多7微米的平均直径的玻璃纤维。就下限而言,聚酰胺组合物包括具有大于1微米,例如大于2微米、大于3微米、大于4微米、大于5微米或大于6微米的平均直径的玻璃纤维。在一些方面中,至少70%的玻璃纤维具有1微米至10微米的直径,例如至少75%、至少80%、至少85%、至少90%、至少95%或至少99%。
在一些实施方案中,聚酰胺组合物包括具有3mm至5mm的配混前长度和1微米至10微米的平均直径的短玻璃纤维。在配混后,玻璃纤维可具有0.1mm至1mm的长度。在一些方面中,短玻璃纤维具有圆形和/或非圆形横截面。
在一些方面中,玻璃纤维包含一种或多种玻璃纤维的混合物。玻璃纤维可切成一定长度或“连续”并具有各种平均直径、横截面、长度和纵横比。在一些方面中,玻璃纤维可包含如玻璃、碳、石墨、石墨烯和聚合物之类的成分。在一些方面中,玻璃纤维是具有圆形横截面的短切玻璃纤维。在一些方面中,也可使用具有圆形和非圆形横截面的玻璃纤维的混合物以加强注射成型制品。在一些方面中,玻璃纤维,无论横截面的形状和纤维的长度如何,可包含A玻璃纤维、C玻璃纤维、D玻璃纤维、M玻璃纤维、S玻璃纤维和/或R玻璃纤维和E玻璃纤维的一种或多种。可能合适的市售玻璃纤维包括来自Nippon Electric的NEG T-289DE–圆形横截面玻璃纤维(具有6.5微米直径的E-玻璃纤维)。
添加剂
在一些实施方案中,该聚合物组合物可任选包括一种或多种添加剂。在一些实施方案中,添加剂包含催化剂、非聚酰胺的聚合物、附着力促进剂、离子、化合物、保存剂(preservatives)如热稳定剂和抗氧化剂、润滑剂、流动增强剂或如本领域中已知的其它成分的一种或多种。添加剂可包括以下至少一种:无机稳定剂、有机稳定剂、阻燃剂、润滑剂、染料、颜料、成核剂、金属薄片、冲击改性剂、抗静电剂、电导率添加剂、脱模剂、荧光增白剂、附着力促进剂、老化抑制剂、抗氧化剂、抗臭氧剂、光稳定剂、紫外线稳定剂、紫外线吸收剂、紫外线阻断剂、无机热稳定剂、有机热稳定剂、加工助剂、结晶促进剂、结晶阻滞剂、流动助剂、纤维材料和微粒填料。
在一些实施方案中,聚酰胺组合物可包括基于聚酰胺组合物的总重量计0.1重量%至13重量%,例如0.5重量%至12重量%、0.8重量%至10重量%、1重量%至9重量%、2重量%至8重量%、3重量%至7重量%、或4重量%至6重量%的量的一种或多种任选添加剂。就上限而言,聚酰胺组合物包括小于13重量%的添加剂,例如小于12重量%、小于11重量%、小于10重量%、小于9重量%、小于8重量%、小于6重量%、小于4重量%或小于2重量%。就下限而言,聚酰胺组合物包括大于0.1重量%的添加剂,例如大于0.1重量%、大于0.2重量%、大于0.4重量%、大于0.6重量%、大于0.8重量%、大于1重量%或大于1.5重量%。
在一些实施方案中,添加剂包含至少颜料。在一些方面中,该颜料可以是苯胺黑。在一些实施方案中,聚酰胺组合物包括基于聚酰胺组合物的总重量计1重量%至10重量%,例如2重量%至9重量%、3重量%至8重量%、4重量%至7重量%、或5重量%至6重量%的量的颜料。就上限而言,聚酰胺组合物包括小于10重量%的颜料,例如小于9重量%、小于8重量%、小于7重量%、小于6重量%或小于5重量%。就下限而言,聚酰胺组合物包括大于1重量%的颜料,例如大于1.5重量%、大于2重量%、大于2.5重量%、大于3重量%、大于4重量%或大于4.5重量%。
在一些实施方案中,添加剂包含至少润滑剂。在一些方面中,该润滑剂可以是硬脂酸锌。在一些实施方案中,聚酰胺组合物包括基于聚酰胺组合物的总重量计0.05重量%至1重量%,例如0.06重量%至0.8重量%、0.08重量%至0.6重量%、0.1重量%至0.4重量%、或0.2重量%至0.3重量%的量的润滑剂。就上限而言,聚酰胺组合物包括小于1重量%的润滑剂,例如小于0.8重量%、小于0.6重量%、小于0.4重量%、小于0.3重量%、小于0.2重量%或小于0.15重量%。就下限而言,聚酰胺组合物包括大于0.05重量%的润滑剂,例如大于0.06重量%、大于0.07重量%、大于0.08重量%、大于0.09重量%、大于0.1重量%或大于0.125重量%。
在一些实施方案中,添加剂包含至少一种加工助剂。在一些实施方案中,聚酰胺组合物包括基于聚酰胺组合物的总重量计0.25重量%至2重量%,例如0.3重量%至1.8重量%、0.4重量%至1.6重量%、0.8重量%至1.4重量%、或1.0重量%至1.2重量%的量的加工助剂。就上限而言,聚酰胺组合物包括小于2重量%的加工助剂,例如小于1.8重量%、小于1.6重量%、小于1.4重量%、小于1.2重量%、小于1.1重量%或小于1重量%。就下限而言,聚酰胺组合物包括大于0.25重量%的加工助剂,例如大于0.3重量%、大于0.4重量%、大于0.4重量%、大于0.6重量%、大于0.7重量%或大于0.8重量%。在一些方面中,加工助剂可包含NYLOSTAB S-EED。NYLOSTAB S-EED提供了化合物熔体加工和在聚合过程中的熔体压力(melt pressure)的稳定性。NYLOSTAB S-EED也改进注射成型部件的表面外观,包括但不限于窄部件区域或锐角区域,如模制部件浇口区域的雾斑(blush)减少。
在一些实施方案中,聚酰胺组合物中的添加剂包含1重量%至10重量%的颜料、0.05重量%至1重量%的润滑剂和/或0.25重量%至2重量%的加工助剂。在一些方面中,颜料包含热稳定的苯胺黑。在一些方面中,润滑剂包含硬脂酸锌。在一些方面中,加工助剂包含取代哌啶化合物,例如NYLOSTAB
Figure BDA0002953459640000201
在一些实施方案中,添加剂可进一步包括交联剂,例如三氨基壬烷。在一些方面中,交联剂是用于制备共聚物的共聚单体,例如TAN,三氨基壬烷(PA-6,6/6,I/TAN(84.5%/15%/0.5%),使用2.7-3.1微当量/克乙酸封端剂)。在一些方面中,在聚酰胺组合物的聚合过程中加入交联剂。
聚酰胺组合物的性质
如上文提到,本文所述的聚酰胺组合物有益地赋予所得注射成型制品美观性质和结构性质。该聚酰胺组合物中的组分的特定组合协同改进所得注射成型制品的结构性质,例如熔点、密度、拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量、伸长和/或HDT,同时也改进表面精致度(surface finish),例如DOI和R值。不同于ABS或PC/ABS,发现聚酰胺组合物的物理性质足够用于结构工程应用,因为它们的拉伸强度和HDT超过对工程塑料的要求。
在一些实施方案中,该聚酰胺组合物可具有大于200℃,例如大于210℃、大于220℃、大于230℃或大于240℃的熔点。在一些实施方案中,聚酰胺可具有小于300℃,例如小于290℃、小于280℃、小于275℃、小于270℃或小于260℃的熔点。在一些实施方案中,聚酰胺可具有200℃至290℃,例如210℃至280℃、220℃至270℃、230℃至260℃、235℃至255℃、或240℃至250℃的熔点。
在一些实施方案中,该聚酰胺组合物可具有1.1g/cm3至2.0g/cm3,例如1.2g/cm3至1.9g/cm3、1.25g/cm3至1.85g/cm3、1.3g/cm3至1.8g/cm3、1.4g/cm3至1.7g/cm3、1.3g/cm3至1.6g/cm3、或1.5g/cm3至1.7g/cm3的密度。在一些实施方案中,该聚酰胺组合物可具有小于2.0g/cm3,例如小于1.9g/cm3、小于1.8g/cm3、小于1.7g/cm3、小于2.5g/cm3、小于1.6g/cm3或小于1.55g/cm3的密度。在一些实施方案中,该聚酰胺组合物可具有大于1.1g/cm3,例如大于1.2g/cm3、大于1.25g/cm3、大于1.3g/cm3、大于1.35g/cm3、大于1.4g/cm3或大于1.45g/cm3的密度。
在一些实施方案中,该聚酰胺组合物可具有195℃至225℃,例如198℃至222℃、200℃至220℃、204℃至216℃、205℃至215℃、或210℃至220℃的热变形温度(HDT)。在一些实施方案中,该聚酰胺组合物可具有大于195℃,例如大于198℃、大于200℃、大于202℃、大于205℃或大于208℃的HDT。在一些实施方案中,该聚酰胺可具有小于225℃,例如小于222℃、小于220℃、小于218℃、小于215℃或小于210℃的HDT。
在一些实施方案中,该聚酰胺组合物可具有120MPa至150MPa,例如125MPa至145MPa、130MPa至140MPa、135MPa至145MPa、或140MPa至150MPa的拉伸强度。在一些实施方案中,该聚酰胺组合物可具有小于150MPa,例如小于148MPa、小于146MPa、小于144MPa、小于142MPa或小于140MPa的拉伸强度。在一些实施方案中,该聚酰胺组合物可具有大于120MPa,例如大于122MPa、大于124MPa、大于126MPa、大于128MPa或大于130MPa的拉伸强度。可使用ASTM D638(本年度)测量拉伸强度。
在一些实施方案中,该聚酰胺组合物可具有6900MPa至10,000MPa,例如7000MPa至9600MPa、7200MPa至9400MPa、7500MPa至9000MPa、7800MPa至8800MPa、8000MPa至8600MPa、或8200MPa至8500MPa的拉伸模量。在一些方面中,该聚酰胺组合物可具有小于10,000MPa,例如小于9800MPa、小于9400MPa、小于9200MPa、小于9000MPa或小于8500MPa的拉伸模量。在一些方面中,该聚酰胺组合物可具有大于6900MPa,例如大于7200MPa、大于7400MPa、大于7800MPa、大于8000MPa或大于8200MPa的拉伸模量。可使用ASTM D638(本年度)测量拉伸模量。
在一些实施方案中,该聚酰胺组合物可具有160MPa至220MPa,例如170MPa至210MPa、175MPa至205MPa、180MPa至200MPa、或185MPa至195MPa的弯曲强度。在一些方面中,该聚酰胺组合物可具有小于220MPa,例如小于215MPa、小于210MPa、小于205MPa、小于200MPa或小于195MPa的弯曲强度。在一些方面中,该聚酰胺组合物可具有大于160MPa,例如大于165MPa、大于170MPa、大于175MPa、大于180MPa或大于185MPa的弯曲强度。可使用ASTMD790(本年度)测量弯曲或挠曲强度。
在一些实施方案中,该聚酰胺组合物可具有1%至5%,例如1.5%至4.5%、2%至4%、2.5%至3.5%、或2%至3%的伸长。在一些方面中,该聚酰胺组合物可具有小于5%,例如小于4.5%、小于4.0%、小于3.5%、小于3.25%或小于3%的伸长。在一些方面中,该聚酰胺组合物可具有大于1%,例如大于1.5%、大于2%、大于2.25%、大于2.5%或大于2.75%的伸长。可使用ASTM D638(本年度)测量伸长。
在一些实施方案中,该聚酰胺组合物可具有2kJ/m2至5kJ/m2,例如2.5kJ/m2至4.5kJ/m2、3kJ/m2至4kJ/m2、3.5kJ/m2至4.5kJ/m2、或4kJ/m2至5kJ/m2的缺口悬臂梁冲击强度。在一些实施方案中,该聚酰胺组合物可具有小于5kJ/m2,例如小于4.8kJ/m2、小于4.5kJ/m2、小于4kJ/m2、小于3.75kJ/m2或小于3.5kJ/m2的缺口悬臂梁冲击强度。在一些实施方案中,该聚酰胺组合物可具有大于2g/cm3,例如大于2.2kJ/m2、大于2.4kJ/m2、大于2.6kJ/m2、大于2.8kJ/m2、大于3kJ/m2或大于3.2kJ/m2的缺口悬臂梁冲击强度。可使用ASTM D256(本年度)测量冲击强度。
已经发现,包括聚酰胺、可蚀刻填料、玻璃纤维和任选添加剂的特定组合的聚酰胺组合物改进表面外观。镀金属的注射成型制品的表面外观通过标称桔皮(nominal orangepeel)(R值)和图像鲜映度(DOI)表征。使用Byk Gardner Wave Scan仪表(BYK-Gardner,Columbia,MD制造)评估镀金属的注射成型制品以测定DOI和R值。可使用BYK-Gardner建立的公开可得的试验参数和程序(本年度)测量R值和DOI。
DOI是亮度和光泽度的客观外观标准,其包括来自粗糙或崎岖涂层表面的视觉效应,有时被称为“桔皮”。由本文所述的聚酰胺组合物制成的注射成型制品的镀金属表面表现出高DOI。
由与
Figure BDA0002953459640000231
(USA)公司的桔皮板的视觉评级相关联的长波和短波计算R值。根据公式(I)计算R值:
R=10.5-4*log(a-0.02*|b-20|)(I),
长波是长波信号的振幅方差,对R作出主要贡献(major contribution)(a)。短波是短波信号的振幅方差,对R作出非常轻微的贡献(b)。
在一些实施方案中,由聚酰胺组合物制成的注射成型制品可具有大于50,例如大于55、大于60、大于65、大于70或大于75的DOI。在一些方面中,该注射成型制品具有50至99.9,例如55至90、60至85、65至80、或70至75的DOI。就上限而言,DOI小于99.9,例如小于99、小于95、小于90、小于85、小于80或小于75。接近100的值意味着如通过Byk GardnerWave Scan仪表测得的更光滑和更有光泽的表面。
在一些实施方案中,由聚酰胺组合物制成的注射成型制品可具有如通过BykGardner Wavescan仪表测得的高R值。该注射成型制品具有大于5,例如大于5.2、大于5.4、大于5.6、大于5.8、大于6.0、大于6.2、大于6.4或大于6.5的R值。在一些方面中,该注射成型制品具有5至11,例如5.5至10.5、6.2至9、6.4至8.5、或6.5至7.5的R值。就上限而言,R值小于11,例如小于10.5、小于10、小于9.5或小于9.0。
在一些实施方案中,由聚酰胺组合物制成的注射成型制品可具有5至20,例如6至18、7至16、8至15、9至14、10至13.5、或10.5至13的如通过Byk Gardner Wavescan仪表测得的长波。就上限而言,由聚酰胺组合物制成的注射成型制品可具有小于20,例如小于19、小于18、小于17、小于16或小于15的长波。就下限而言,由聚酰胺组合物制成的注射成型制品可具有大于5,例如大于5.5、大于6、大于6.5、大于7、大于7.5、大于8、大于8.5或大于9的长波。
镀金属的注射成型制品
本文所述的聚酰胺组合物可用于形成可用于各种应用的注射成型制品。通常,可通过将聚酰胺组合物注射成型和随后从模具中取出模制品并冷却来形成注射成型制品。在一些实施方案中,制备注射成型制品的方法包括:提供本文所述的聚酰胺组合物的任一种;加热所述聚酰胺组合物;用加热的聚酰胺组合物填充模腔;和冷却加热的聚酰胺组合物以形成注射成型制品。
有可能用金属涂布热塑性聚合物。这样的涂层用于美学目的,例如镀铬,用于改进注射成型制品的机械性质,和用于改进其它性质,如电磁屏蔽。金属涂层最好牢固结合到聚合物的表面以使该涂层在正常使用中不容易脱除或受损。已经发现,采用被硅烷偶联剂涂布处理的可蚀刻填料,例如氢氧化镁改进了由聚酰胺组合物形成的注射成型制品的剥离强度。特别地,与常规镀敷的注射成型制品相比,可蚀刻填料上的乙烯基硅烷涂层提供了具有更高剥离强度的聚合物组合物。
可通过测量金属-聚合物界面的剥离强度测定金属涂层与注射成型制品之间的结合强度。聚酰胺组合物与涂布在该聚合物上的金属之间的剥离强度/附着力,由于它们的附着性能差,传统上仅用于装饰/美学应用。提高基底与沉积金属之间的剥离强度/附着力能使金属涂布的聚酰胺制品用于要求更高的高性能应用。
在一些实施方案中,本文所述的聚酰胺组合物形成能镀金属的注射成型制品。可使用各种方法将金属置于注射成型制品上,如无电金属沉积、电解电镀、真空金属化、不同的溅射法、金属箔层压到热塑性塑料上,等等。在一些实施方案中,镀敷注射成型制品的方法包括用稀酸溶液蚀刻填充的热塑性树脂基底、用敏化剂如锡盐处理、用贵金属盐溶液活化、使用无电镀铜或镀镍溶液无电沉积金属和用选自铜、镍、铬或其组合的金属电解电镀。
常规地,已由包括六价形式的铬的水性铬酸浴镀铬。其它聚合物组合物,例如ABS和PC/ABS要求在镀铬应用的准备中使用六价铬蚀刻出丁二烯。在这种方法中,由析氢带出的铬酸雾造成显著的健康危害。The Center for Disease Control(CDC)早已将六价铬认定为是公认致癌物,源于在某些应用,例如电镀、焊接和镀铬的过程中暴露于高浓度的空气传播六价铬。此外,这些浴中的铬浓度极高,以致由于铬化合物的所谓“带出(drag-out)”到镀浴后的冲洗槽中而造成浪费或回收的问题。
已经发现,由本文所述的聚酰胺组合物形成的注射成型制品可用不含有毒或致癌材料,例如六价铬的溶液蚀刻。
一般而言,用金属涂布或镀敷聚酰胺制品的方法包含几个步骤。在一些实施方案中,通过用蚀刻溶液蚀刻注射成型制品的表面,处理聚酰胺表面。该蚀刻溶液可包含酸,例如酸溶液、稀酸溶液、浓酸混合物,或其混合物。在一些方面中,当使用本公开的聚酰胺组合物时,在蚀刻溶液中不使用致癌材料,例如六价铬。聚合物表面准备可包括除蚀刻外的其它步骤。在蚀刻后,用金属镀敷注射成型制品的蚀刻表面,所述金属包含铜、锰、锡、镍、铁、铬、锌、金、铂、钴、磷、铝及其合金的一种或多种。在一些方面中,用铬镀敷注射成型制品的蚀刻表面。
在一些实施方案中,用蚀刻溶液处理过的注射成型制品的表面用金属离子活化,然后用金属无电镀敷。最后一个步骤是将金属电解电镀到注射成型制品表面上。某些步骤通常依序进行,在这种情况下有利的是在这些操作的过程中在任选搅动处理溶液或使处理溶液经受超声作用的同时进行预处理或后处理(如洗涤、清洁、干燥、加热和部分或完全中和极端pH)。在一些实施方案中,本文中公开的聚酰胺组合物能够使用包含低量(如果有的话)六价铬的蚀刻溶液镀敷。
有益地,该聚酰胺组合物还制成在制品与金属镀层之间具有改进的剥离强度的注射成型制品。在一些实施方案中,由本文所述的聚酰胺组合物制成的注射成型制品具有足够的附着力以使其在使用过程中不与热塑性基底分离。所得电镀制品表现出镜面饰面和高剥离强度。在一些方面中,该注射成型制品被金属镀敷,所述金属包括铜、锰、锡、镍、铁、铬、锌、金、铂、钴、磷、铝和这些金属的合金的至少一种。
在一些实施方案中,金属涂层可包含至少一种元素形式的金属、其合金或金属基质复合材料。该涂层可逐层施加,并可具有1微米至50微米,例如2微米至48微米、5微米至45微米、10微米至42微米、15微米至40微米、18微米至38微米、20微米至36微米、25微米至35微米、26微米至34微米、或28微米至32微米的厚度。在一些方面中,该涂层的厚度小于50微米,例如小于48微米、小于46微米、小于44微米、小于42微米、小于40微米、小于38微米或小于35微米。在一些方面中,该涂层的厚度大于1微米,例如大于2微米、大于5微米、大于8微米、大于10微米、大于10微米、大于20微米或大于25微米。
在一些方面中,有用的是组合施加不同金属的多于一个层,这可能提供所需优点。例如,较延性的金属,如铜可用于第一层,强度较高的金属,例如钯、镍、铁、钴、锡或其它金属或它们的合金因其强度和硬度而可用于外层。在一些方面中,注射成型制品可被多个层涂布,这些层包含钯、镍、无电镍、铜、无电铜和铬的一种或多种。在一些方面中,可为注射成型制品提供钯基层(palladium base),并用镍、无电镍、铜、或铬的一种或多种处理,例如涂布。
在一些方面中,该聚酰胺组合物可包括包含PA-6,6和PA-6I的共聚物,其中该组合物包括具有4μm至8μm的平均直径的玻璃纤维,其中该组合物具有1.3g/cm3至1.6g/cm3的密度,其中该组合物具有如通过Byk Gardner Wave Scan仪表测得的大于65的图像鲜映度,其中该组合物具有如通过Byk Gardner Wave Scan仪表测得的大于7的R值。
在一些方面中,该聚酰胺组合物可包括包含PA-6,6、PA-6I和PA-6的三元共聚物,其中该组合物包括具有4μm至8μm的平均直径的玻璃纤维,其中该组合物具有1.3g/cm3至1.6g/cm3的密度,其中该组合物具有如通过Byk Gardner Wave Scan仪表测得的大于65的图像鲜映度,其中该组合物具有如通过Byk Gardner Wave Scan仪表测得的大于7的R值。
由该聚酰胺组合物制成的注射成型制品具有如通过Byk Gardner Wavescan仪表测得的低消光度(dullness)。在一些实施方案中,该注射成型制品具有1至80,例如2至60、3至50、4至40、5至30、6至20、或7至15的消光度。就上限而言,该注射成型制品具有小于80,例如小于70、小于60、小于50、小于40、小于30、小于25、小于20或小于10的消光度。就下限而言,该注射成型制品具有大于1,例如大于2、大于3、大于4、大于5、大于6、大于7、大于8或大于9的消光度。
需要高剥离强度的应用包括电气和电子元件、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话和移动电话组件、笔记本电脑组件等、汽车组件、航空部件、防御部件(defense parts)、消费品、医疗组件和体育用品。合适的部件包括体育用品中所用的管或轴,如滑雪和登山杖、钓鱼竿、高尔夫球杆、曲棍球棍、长曲棍球棍、棒球/垒球棒、自行车架、滑冰刀、滑雪板。其它应用包括板,如高尔夫球杆头面板和复杂形状,如运动球拍(网球、美式壁球(racquetball)、壁球等)、高尔夫球杆头、汽车防护格栅、脚踏板如刹车和油门踏板、燃油轨道、踏板(runningboards)、扰流板、消音器tips、轮(wheels)、车架、结构支架和类似制品。可通过如下方法形成表面将用金属涂布的制品:将聚合物组合物注射成型,随后从模具中取出模制品并冷却。
实施例
通过以表1中所示的量掺合下列组分,制备实施例1和2:
·包含6重量%的PA-6,I的PA-6,6/6I(实施例1)或包含10重量%的PA-6I和6重量%的PA-6的PA-6/6I/6(实施例2);
·玻璃纤维,即来自Nippon Electric的NEG T-289DE–圆形横截面玻璃纤维(具有6.5微米直径的E-玻璃纤维);
·乙烯基硅烷涂布的氢氧化镁,即来自的Magnifin GmbH in Bergheim的
Figure BDA0002953459640000281
H-10A(可蚀刻填料);
·来自Orient Chemicals的苯胺黑颜料(NA-143);
·硬脂酸锌(添加剂)(NA-095);和
·NYLOSTAB S-EED(Clariant GmbH,Augsburg,Germany出售的受阻胺稳定剂(添加剂)并被描述为1,3-苯二甲酰胺,N,N′-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基))
Figure BDA0002953459640000282
根据本文中论述的方法形成注射成型制品。与由传统聚酰胺组合物形成的注射成型制品相比,该注射成型制品表现出美观性质和改进的结构性质的优异组合。
通过以表2中所示的量掺合下列组分,制备实施例3-5和对比例A-H。实施例3-5包含聚酰胺、可蚀刻填料和具有例如最多10微米(~6.5微米)的低平均中值直径的玻璃纤维。对比例A-E包含具有例如大于10微米的高平均中值直径的玻璃纤维。对比例F-H不包含任何可蚀刻填料。聚酰胺组合物用于生产注射成型的聚酰胺制品。除非另行指明,重量百分比基于聚酰胺组合物的总重量计。测试注射成型制品的美观性质和物理性质。结果显示在表3和4中。
Figure BDA0002953459640000291
用于对比例F的半结构矿物是POLARITE 902A且用于对比例G&H的是POLARITE702A
“MDH-VS”是指乙烯基硅烷涂布的氢氧化镁
“S-EED”是指NYLOSTAB S-EED.
如表3中所示,聚酰胺的组合、玻璃纤维的类型和尺寸和可蚀刻填料的量在协同组合中改进各自的注射成型制品的表面外观。例如,实施例3-5各自表现出大于6的R值和大于68的DOI。
相反,对比例A-E制成具有极差表面外观的注射成型制品,例如R值小于5且DOI小于50。至于对比例F-H,表面外观甚至更差并且经常太暗淡以致无法测量。尽管对比例F-H包含具有小于10微米的平均中值直径的玻璃纤维,但这些对比例不包含任何可蚀刻填料。另外,包含PA6,6/6共聚物并且不包括任何PA6,I的对比例A表现出差的表面外观。
Figure BDA0002953459640000301
如表4中所示,实施例3-5也表现出良好的机械性质。实施例3-5包含具有大约15重量%PA6,I的PA6/6,I共聚物和具有大约6.5微米的平均中值直径的玻璃纤维。实施例3-5表现出大于125MPa的拉伸强度和大于8000MPa的弯曲强度。
尽管对比例E-H实现了中等/良好的物理性质,但由这些聚酰胺组合物形成的注射成型制品的表面外观性质极差。如表3和4中所示,由实施例3-5的聚酰胺组合物形成的注射成型制品令人惊讶地在保持大多数对注射成型制品而言理想的机械性质的同时实现中等/良好的表面外观性质。
Figure BDA0002953459640000311
实施方案
设想了下列实施方案。设想了特征和实施方案的所有组合。
实施方案1:一种聚酰胺组合物,其包含:40重量%至80重量%的聚酰胺;0.5重量%至40重量%的可蚀刻填料;5重量%至30重量%的玻璃纤维;任选小于40重量%的半结构矿物;和任选0.1重量%至13重量%的添加剂。
实施方案2:实施方案1的实施方案,其中所述聚酰胺包含PA-6、PA-6,6、PA4,6、PA-6,9、PA-6,10、PA-6,12、PA11、PA12、PA9,10、PA9,12、PA9,13、PA9,14、PA9,15、PA-6,16、PA9,36、PA10,10、PA10,12、PA10,13、PA10,14、PA12,10、PA12,12、PA12,13、PA12,14、PA-6,14、PA-6,13、PA-6,15、PA-6,16、PA-6,13、PAMXD,6、PA4T、PA5T、PA-6T、PA9T、PA10T、PA12T、PA4I、PA5I、PA-6I、PA10I、它们的共聚物、三元共聚物和混合物。
实施方案3:实施方案1或2任一项的实施方案,其中所述聚酰胺是包含PA-6,6和PA-6I的共聚物。
实施方案4:实施方案3的实施方案,其中所述共聚物包含2重量%至20重量%的PA-6I。
实施方案5:实施方案1或2任一项的实施方案,其中所述聚酰胺是包含PA-6,6、PA-6和PA-6I的三元共聚物。
实施方案6:实施方案5的实施方案,其中所述三元共聚物包含2重量%至20重量%的PA-6I和2重量%至20重量%的PA-6。
实施方案7:前述实施方案任一项的实施方案,其中所述添加剂包括以下至少一种:无机稳定剂、有机稳定剂、阻燃剂、润滑剂、染料、颜料、成核剂、金属薄片、冲击改性剂、抗静电剂、电导率添加剂、脱模剂、荧光增白剂、附着力促进剂、老化抑制剂、抗氧化剂、抗臭氧剂、光稳定剂、紫外线稳定剂、紫外线吸收剂、紫外线阻断剂、无机热稳定剂、有机热稳定剂、加工助剂、结晶促进剂、结晶阻滞剂、流动助剂、纤维材料和微粒填料。
实施方案8:实施方案7的实施方案,其中所述添加剂包含1重量%至10重量%的颜料、0.05重量%至1重量%的润滑剂和/或0.25重量%至2重量%的加工助剂。
实施方案9:实施方案7或8的实施方案,其中所述颜料包含热稳定的苯胺黑。
实施方案10:实施方案7或8的实施方案,其中所述润滑剂包含硬脂酸锌。
实施方案11:实施方案7或8的实施方案,其中所述加工助剂包含取代哌啶化合物。
实施方案12:前述实施方案任一项的实施方案,其中所述可蚀刻填料被有机硅烷涂层涂布。
实施方案13:实施方案12的实施方案,其中所述有机硅烷涂层包含乙烯基硅烷。
实施方案14:实施方案12的实施方案,其中所述有机硅烷涂层包含氨基硅烷。
实施方案15:前述实施方案任一项的实施方案,其中所述可蚀刻填料包含氢氧化镁、碳酸钙和硅灰石的一种或多种。
实施方案16:前述实施方案任一项的实施方案,其中所述玻璃纤维具有小于10微米的平均直径。
实施方案17:前述实施方案任一项的实施方案,其中所述玻璃纤维具有4微米至8微米的平均直径。
实施方案18:前述实施方案任一项的实施方案,其中所述组合物包含半结构矿物,其中所述半结构矿物包含高岭土、云母、滑石和硅灰石的一种或多种。
实施方案19:前述实施方案任一项的实施方案,其中所述组合物具有如通过BykGardner Wave Scan仪表测得的大于65的图像鲜映度。
实施方案20:前述实施方案任一项的实施方案,其中所述组合物具有如通过BykGardner Wave Scan仪表测得的大于7的R值。
实施方案21:前述实施方案任一项的实施方案,其中所述组合物具有1.25g/cm3至1.6g/cm3的密度。
实施方案22:前述实施方案任一项的实施方案,其中所述组合物具有220℃至260℃的熔点。
实施方案23:前述实施方案任一项的实施方案,其中所述聚酰胺是包含PA-6,6和PA-6I的共聚物,其中所述组合物包括具有4微米至8微米的平均直径的玻璃纤维,其中所述组合物具有1.3g/cm3至1.6g/cm3的密度,其中所述组合物具有如通过Byk Gardner WaveScan仪表测得的大于65的图像鲜映度,其中所述组合物具有如通过Byk Gardner WaveScan仪表测得的大于7的R值。
实施方案24:前述实施方案任一项的实施方案,其中所述聚酰胺是包含PA-6,6、PA-6I和PA-6的三元共聚物,其中所述组合物包括具有4微米至8微米的平均直径的玻璃纤维,其中所述组合物具有1.3g/cm3至1.6g/cm3的密度,其中所述组合物具有如通过BykGardner Wave Scan仪表测得的大于65的图像鲜映度,其中所述组合物具有如通过BykGardner Wave Scan仪表测得的大于7的R值。
实施方案25:由前述实施方案任一项的组合物形成的注射成型制品。
实施方案26:实施方案25的实施方案,其中所述注射成型制品被金属镀敷,所述金属包含铜、锰、锡、镍、铁、铬、锌、金、铂、钴、磷、铝及其合金的一种或多种。
实施方案27:实施方案26的实施方案,其中所述注射成型制品被镀铬。
实施方案28:一种聚酰胺组合物,其包含:40重量%至80重量%的聚酰胺;0.5重量%至40重量%的硅烷涂布氢氧化镁;5重量%至30重量%的具有小于10微米的直径的玻璃纤维;任选小于40重量%的高岭土;和任选0.1重量%至13重量%的添加剂。
实施方案29:实施方案28的实施方案,其中所述添加剂包括至少一种无机稳定剂、有机稳定剂、阻燃剂、润滑剂、染料、颜料、成核剂、金属薄片、冲击改性剂、抗静电剂、电导率添加剂、脱模剂、荧光增白剂、附着力促进剂、老化抑制剂、抗氧化剂、抗臭氧剂、光稳定剂、紫外线稳定剂、紫外线吸收剂、紫外线阻断剂、无机热稳定剂、有机热稳定剂、加工助剂、结晶促进剂、结晶阻滞剂、流动助剂、纤维材料和微粒填料。
实施方案30:实施方案28或29的实施方案,其中所述添加剂包含1重量%至10重量%的苯胺黑、0.05重量%至1重量%的硬脂酸锌、0.25重量%至2重量%的NYLOSTAB S-EED。
实施方案31:一种制备注射成型制品的方法,其包含:提供一种聚酰胺组合物,其包含:40重量%至80重量%的聚酰胺;0.5重量%至40重量%的可蚀刻填料;5重量%至30重量%的玻璃纤维;任选小于40重量%的半结构矿物;和任选0.1重量%至13重量%的添加剂;加热所述聚酰胺组合物;用加热的聚酰胺组合物填充模腔;冷却加热的聚酰胺组合物以形成注射成型制品。
实施方案32:实施方案31的实施方案,其进一步包含用蚀刻溶液蚀刻注射成型制品的表面。
实施方案33:实施方案31或32任一项的实施方案,其中所述蚀刻溶液不包含任何六价铬。
实施方案34:实施方案31至33任一项的实施方案,其进一步包含用金属镀敷注射成型制品的蚀刻表面,所述金属包含铜、锰、锡、镍、铁、铬、锌、金、铂、钴、磷、铝及其合金的一种或多种。
实施方案35:实施方案31至34任一项的实施方案,其中用铬镀敷注射成型制品的蚀刻表面。
实施方案36:实施方案31至35任一项的实施方案,其中所述添加剂包括至少一种无机稳定剂、有机稳定剂、阻燃剂、润滑剂、染料、颜料、成核剂、金属薄片、冲击改性剂、抗静电剂、电导率添加剂、脱模剂、荧光增白剂、附着力促进剂、老化抑制剂、抗氧化剂、抗臭氧剂、光稳定剂、紫外线稳定剂、紫外线吸收剂、紫外线阻断剂、无机热稳定剂、有机热稳定剂、加工助剂、结晶促进剂、结晶阻滞剂、流动助剂、纤维材料和微粒填料。
实施方案37:一种聚酰胺组合物,其包含:40重量%至80重量%的聚酰胺;0.5重量%至40重量%的可蚀刻填料;5重量%至30重量%的具有最多10微米的平均直径的玻璃纤维;小于40重量%的半结构矿物;和0.1重量%至13重量%的添加剂。
实施方案38:实施方案37的实施方案,其中所述聚酰胺包含PA-6、PA-6,6、PA4,6、PA-6,9、PA-6,10、PA-6,12、PA11、PA12、PA9,10、PA9,12、PA9,13、PA9,14、PA9,15、PA-6,16、PA9,36、PA10,10、PA10,12、PA10,13、PA10,14、PA12,10、PA12,12、PA12,13、PA12,14、PA-6,14、PA-6,13、PA-6,15、PA-6,16、PA-6,13、PAMXD,6、PA4T、PA5T、PA-6T、PA9T、PA10T、PA12T、PA4I、PA5I、PA-6I、PA10I、它们的共聚物、三元共聚物和混合物。
实施方案39:实施方案37或38任一项的实施方案,其中所述聚酰胺是包含PA-6,6和PA-6I的共聚物,其中PA-6I为2重量%至20重量%。
实施方案40:实施方案37或38任一项的实施方案,其中所述聚酰胺是包含PA-6,6、PA-6和PA-6I的三元共聚物,其中所述三元共聚物包含2重量%至20重量%的PA-6I和2重量%至20重量%的PA-6。
实施方案41:实施方案37-40任一项的实施方案,其中所述添加剂包括以下至少一种:无机稳定剂、有机稳定剂、阻燃剂、润滑剂、染料、颜料、成核剂、金属薄片、冲击改性剂、抗静电剂、电导率添加剂、脱模剂、荧光增白剂、附着力促进剂、老化抑制剂、抗氧化剂、抗臭氧剂、光稳定剂、紫外线稳定剂、紫外线吸收剂、紫外线阻断剂、无机热稳定剂、有机热稳定剂、加工助剂、结晶促进剂、结晶阻滞剂、流动助剂、纤维材料和微粒填料。
实施方案42:实施方案37-41任一项的实施方案,其中所述添加剂包含1重量%至10重量%的颜料、0.05重量%至1重量%的润滑剂和/或0.25重量%至2重量%的加工助剂,其中所述颜料包含热稳定的苯胺黑,其中所述润滑剂包含硬脂酸锌,并且其中所述加工助剂包含取代哌啶化合物。
实施方案43:实施方案37-42任一项的实施方案,其中所述聚酰胺组合物包括0.5重量%至25重量%的可蚀刻填料,并且其中所述可蚀刻填料被有机硅烷涂层、乙烯基硅烷涂层或氨基硅烷涂层的一种或多种涂布。
实施方案44:实施方案37-43任一项的实施方案,其中所述可蚀刻填料包含氢氧化镁、碳酸钙和硅灰石的一种或多种。
实施方案45:实施方案37-44任一项的实施方案,其中所述玻璃纤维具有4微米至8微米的平均直径。
实施方案46:实施方案37-45任一项的实施方案,其中所述组合物包含半结构矿物,其中所述半结构矿物包含高岭土、云母、滑石和硅灰石的一种或多种。
实施方案47:实施方案37-46任一项的实施方案,其中所述组合物具有如通过BykGardner Wave Scan仪表测得的大于50的图像鲜映度,并且其中所述组合物具有如通过BykGardner Wave Scan仪表测得的大于5的R值。
实施方案48:实施方案37-47任一项的实施方案,其中所述组合物具有1.25g/cm3至1.6g/cm3的密度,并且其中所述组合物具有220℃至260℃的熔点。
实施方案49:实施方案37-39和41-48任一项的实施方案,其中所述聚酰胺是包含PA-6,6和PA-6I的共聚物,其中所述组合物包括具有4微米至8微米的平均直径的玻璃纤维,其中所述组合物具有1.3g/cm3至1.6g/cm3的密度,其中所述组合物具有如通过Byk GardnerWave Scan仪表测得的大于65的图像鲜映度,其中所述组合物具有如通过Byk GardnerWave Scan仪表测得的大于7的R值。
实施方案50:实施方案37、38和40-48任一项的实施方案,其中所述聚酰胺是包含PA-6,6、PA-6I和PA-6的三元共聚物,其中所述组合物包括具有4微米至8微米的平均直径的玻璃纤维,其中所述组合物具有1.3g/cm3至1.6g/cm3的密度,其中所述组合物具有如通过Byk Gardner Wave Scan仪表测得的大于65的图像鲜映度,其中所述组合物具有如通过BykGardner Wave Scan仪表测得的大于7的R值。
实施方案51:由实施方案37-50任一项的组合物形成的注射成型制品,其中所述注射成型制品被金属镀敷,所述金属包含铜、锰、锡、镍、铁、铬、锌、金、铂、钴、磷、铝及其合金的一种或多种。
实施方案52:一种聚酰胺组合物,其包含:40重量%至80重量%的聚酰胺;0.5重量%至40重量%的硅烷涂布氢氧化镁;5重量%至30重量%的具有最多10微米的平均直径的玻璃纤维;小于40重量%的高岭土;和0.1重量%至13重量%的添加剂。
实施方案53:实施方案52的实施方案,其中所述添加剂包含0.5重量%至10重量%的热稳定的苯胺黑、0.05重量%至1重量%的硬脂酸锌和/或0.25重量%至2重量%的取代哌啶化合物。
实施方案54:一种制备注射成型制品的方法,其包含:提供一种聚酰胺组合物,其包含:40重量%至80重量%的聚酰胺;0.5重量%至40重量%的可蚀刻填料;5重量%至30重量%的具有最多10微米的平均直径的玻璃纤维;小于40重量%的半结构矿物;和0.1重量%至13重量%的添加剂;加热所述聚酰胺组合物;用加热的聚酰胺组合物填充模腔;冷却加热的聚酰胺组合物以形成注射成型制品。
实施方案55:实施方案54的实施方案,其进一步包含用蚀刻溶液蚀刻注射成型制品的表面,其中所述蚀刻溶液不包含任何六价铬。
实施方案56:实施方案54或55任一项的实施方案,其进一步包含用金属镀敷注射成型制品的蚀刻表面,所述金属包含铜、锰、锡、镍、铁、铬、锌、金、铂、钴、磷、铝及其合金的一种或多种。
尽管已经详细描述了本公开,但本领域技术人员容易看出在本公开的精神和范围内的修改。基于上文的论述、本领域中的相关知识和上文联系背景和详述论述的参考文献(它们的公开内容全部经此引用并入本文)。此外,应该理解的是,本公开的实施方案和各种实施方案的一部分和在下文中和/或在所附权利要求书中列举的各种特征可以整体或部分组合或互换。在各种实施方案的上述描述中,如本领域技术人员认识到,涉及另一实施方案的那些实施方案可以适当地与其它实施方案组合。

Claims (27)

1.一种聚酰胺组合物,其包含:
40重量%至80重量%的聚酰胺,其包括含有6,6、6I和6单元的共聚物或三元共聚物;
1重量%至26重量%的表面处理的可蚀刻填料,其包含以下一种或多种:
(a)金属碳酸盐,其中金属包含钡、铋、镉、钙、钴、铜、铅、镁、铁、镍和锌的一种或多种;
(b)金属氧化物,其中金属包含铝、锑、铋、镉、铈、钴、铜、镓、锗、铟、铁、铅、锰、镍、锡、锌和锆的一种或多种;
(c)金属氢氧化物,其中金属包含铋、铈、钴、铜、镁和锰的一种或多种;
(d)金属草酸盐,其中金属包含铝、钙、钴、铁、铅、镁、锰、镍和锡的一种或多种;
(e)金属正磷酸盐,其中金属包含铝、镉、铈、铬、钴、铅、锂、镁、镍、锶、锡和锌的一种或多种;
(f)金属偏硅酸盐,其中金属包含钡、铅和锂的一种或多种;
(g)金属焦磷酸盐,其中金属包含镁、锰和镍的一种或多种;和
(h)硅烷处理的氢氧化镁;
5重量%至30重量%的具有最多9.5微米的平均直径的玻璃纤维;
小于40重量%的半结构矿物;和
0.1重量%至13重量%的添加剂。
2.根据权利要求1的组合物,其中所述聚酰胺是包含PA-6,6和PA-6I的共聚物,其中PA-6I为2重量%至20重量%。
3.根据权利要求1的组合物,其中所述聚酰胺是包含PA-6,6、PA-6和PA-6I的三元共聚物,其中所述三元共聚物包含2重量%至20重量%的PA-6I和2重量%至20重量%的PA-6。
4.根据权利要求1的组合物,其中所述添加剂包括以下至少一种:颜料、电导率添加剂、脱模剂、抗氧化剂、结晶促进剂、结晶阻滞剂、纤维材料和微粒填料。
5.根据权利要求1的组合物,其中所述添加剂包括以下至少一种:无机稳定剂、有机稳定剂、阻燃剂、润滑剂、染料、成核剂、金属薄片、冲击改性剂、抗静电剂、荧光增白剂、附着力促进剂和老化抑制剂。
6.根据权利要求1的组合物,其中所述添加剂包括以下至少一种:紫外线稳定剂、紫外线吸收剂、紫外线阻断剂、抗臭氧剂和流动助剂。
7.根据权利要求1的组合物,其中所述添加剂包括以下至少一种:光稳定剂、无机热稳定剂、有机热稳定剂和加工助剂。
8.根据权利要求1的组合物,其中所述添加剂包含1重量%至10重量%的颜料、0.05重量%至1重量%的润滑剂和/或0.25重量%至2重量%的加工助剂,其中所述颜料包含热稳定的苯胺黑,其中所述润滑剂包含硬脂酸锌,并且其中所述加工助剂包含取代哌啶化合物。
9.根据权利要求1的组合物,其中可蚀刻填料被有机硅烷涂层涂布。
10.根据权利要求1的组合物,其中所述可蚀刻填料包含氢氧化镁和碳酸钙的一种或多种。
11.根据权利要求1的组合物,其中所述玻璃纤维具有4微米至8微米的平均直径。
12.根据权利要求1的组合物,其中所述组合物包含半结构矿物,其中所述半结构矿物包含高岭土、云母和滑石的一种或多种。
13.根据权利要求1的组合物,其中所述组合物具有如通过Byk Gardner Wave Scan仪表测得的大于50的图像鲜映度,并且其中所述组合物具有如通过Byk Gardner Wave Scan仪表测得的大于5的R值。
14.根据权利要求1的组合物,其中所述组合物具有1.25g/cm3至1.6g/cm3的密度,并且其中所述组合物具有220℃至260℃的熔点。
15.根据权利要求1的组合物,其中所述聚酰胺是包含PA-6,6和PA-6I的共聚物,其中所述组合物包括具有4微米至8微米的平均直径的玻璃纤维,其中所述组合物具有1.3g/cm3至1.6g/cm3的密度,其中所述组合物具有如通过Byk Gardner Wave Scan仪表测得的大于65的图像鲜映度,其中所述组合物具有如通过Byk Gardner Wave Scan仪表测得的大于7的R值。
16.根据权利要求1的组合物,其中所述聚酰胺是包含PA-6,6、PA-6I和PA-6的三元共聚物,其中所述组合物包括具有4微米至8微米的平均直径的玻璃纤维,其中所述组合物具有1.3g/cm3至1.6g/cm3的密度,其中所述组合物具有如通过Byk Gardner Wave Scan仪表测得的大于65的图像鲜映度,其中所述组合物具有如通过Byk Gardner Wave Scan仪表测得的大于7的R值。
17.根据权利要求1的组合物,其中所述聚酰胺组合物包括0.5重量%至25重量%的可蚀刻填料,并且其中可蚀刻填料被乙烯基硅烷涂层或氨基硅烷涂层的一种或多种涂布。
18.根据权利要求1的组合物,其中半结构矿物包含以下一种或多种:滑石、云母、硅酸盐、石英、高岭土、硅酸、碳酸镁、白垩、研磨或切割的碳酸钙、石灰、长石、无机颜料、镍-锑-钛酸盐、永磁性或可磁化金属、凹硅酸盐填料、氧化铝、氮化硼、碳化硼、氮化铝或氟化钙。
19.根据权利要求1的组合物,其中半结构矿物包含以下一种或多种:煅烧高岭土、含水高岭土、金红石颜料或永磁性或可磁化合金。
20.由权利要求1-19任一项的组合物形成的注射成型制品,其中所述注射成型制品被金属镀敷,所述金属包含铜、锰、锡、镍、铁、铬、锌、金、铂、钴、铝及其合金的一种或多种。
21.一种聚酰胺组合物,其包含:
40重量%至80重量%的聚酰胺,其包括含有6,6、6I和6单元的共聚物或三元共聚物;
1重量%至26重量%的硅烷涂布氢氧化镁;
5重量%至30重量%的具有最多9.5微米的平均直径的玻璃纤维;
小于40重量%的高岭土;和
0.1重量%至13重量%的添加剂。
22.根据权利要求21的组合物,其中所述添加剂包含0.5重量%至10重量%的热稳定的苯胺黑、0.05重量%至1重量%的硬脂酸锌和/或0.25重量%至2重量%的取代哌啶化合物。
23.一种制备注射成型制品的方法,其包含:
提供一种聚酰胺组合物,其包含:40重量%至80重量%的聚酰胺;1重量%至26重量%的表面处理的可蚀刻填料;5重量%至30重量%的玻璃纤维,其中所述玻璃纤维具有最多9.5微米的平均直径;小于40重量%的半结构矿物;和0.1重量%至13重量%的添加剂;
加热所述聚酰胺组合物;
用加热的聚酰胺组合物填充模腔;
冷却加热的聚酰胺组合物以形成注射成型制品。
24.根据权利要求23的方法,其进一步包含用蚀刻溶液蚀刻注射成型制品的表面,其中所述蚀刻溶液不包含任何六价铬。
25.根据权利要求23或24任一项的方法,其进一步包含用金属镀敷注射成型制品的蚀刻表面,所述金属包含铜、锰、锡、镍、铁、铬、锌、金、铂、钴、铝及其合金的一种或多种。
26.根据权利要求23或24任一项的方法,其进一步包含用磷镀敷注射成型制品的蚀刻表面。
27.一种由权利要求1的组合物形成的注射成型制品,其中注射成型制品被磷镀敷。
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