CN113969055B - 具有尺寸稳定性的复合树脂组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合树脂组合物和包含该复合树脂组合物的制品。复合树脂组合物可以包括半结晶聚酰胺;无定形聚酰胺;丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯(ABS)树脂;相容剂;和强度增强剂。该制品可表现出与常规长纤维热塑性塑料相当或更大的优异刚性和显著优异的尺寸稳定性。此外,复合树脂组合物和包括该复合数值组合物的模制品可以用于代替钢部件,以便将重量减轻约30%。

Description

具有尺寸稳定性的复合树脂组合物
发明领域
本发明涉及一种具有优异的尺寸稳定性、优异的刚性和减轻的重量的复合树脂组合物,以及由其制造的模制品。
背景技术
随着汽车工业对高强度和高功能聚合物材料的需求日益增加,对具有改善的阻燃性、改善的尺寸稳定性、高抗冲击性、降低的重量和改善的耐电痕性(trackingresistance)的塑料材料的需求日益增加。
例如,作为热塑性树脂,聚酰胺是一种工程塑料,并且由于其优点(即,高的热稳定性和高的机械刚性)而已经用于各种工业领域。然而,由于在潮湿环境中水解导致的物理性能劣化和注射成型后的尺寸稳定性差,其使用范围受到限制。
为了改善这种聚酰胺树脂的尺寸稳定性,最近已经通过将长纤维热塑性(long-fiber thermoplastic,LFT)方法应用于聚酰胺来制备功能性树脂。然而,由于长纤维热塑性塑料在使用功能添加剂的一次挤出之后应当经受额外的将塑料浸渍到长纤维中的二次加工,因此加工成本高。另外,应用LFT方法的材料在熔融状态下具有非常低的流动性,并且聚合物材料在高温下反复熔融,不利地导致由于材料的劣化而在最终成型产品中产生气体。
为了克服现有技术的缺点,需要开发具有与长纤维热塑性塑料相比相当或更高的性能以及改进的尺寸稳定性的树脂组合物及其模制品。
该背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明背景的理解,因此其可能包含不构成本国本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
在优选的方面,提供了一种复合树脂组合物,其具有与长纤维热塑性塑料相比相当或更好的物理特性和改进的尺寸稳定性。特别地,复合树脂组合物可以包括半结晶聚酰胺、无定形聚酰胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂、增容剂和强度增强剂。
本发明的目的不限于上述那些。本发明的目的将从以下描述中清楚地理解,并且可以通过权利要求及其组合中限定的方式来实施。
一方面,提供了一种复合树脂组合物,其包括半结晶聚酰胺、无定形聚酰胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂、增容剂和强度增强剂。
本文所用的术语“半结晶(物)”或“半结晶聚合物”是指部分地或基本上以特定顺序填充或排列的聚合物或单体复合物。半结晶聚合物可以表现出无定形物和完美结晶结构之间的10%至80%的结晶度。
本文所用的术语“无定形(物)”或“无定形聚合物”是指无规取向和/或缠绕(intertwined)而没有规则性或配位性(coordination)的聚合物或单体复合物。无定形聚合物可以具有玻璃状微结构,其不具有特定形态。
复合树脂组合物可以包括含量约30-59wt%的半结晶聚酰胺、含量约5-20wt%的无定形聚酰胺、含量约5-30wt%的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂、含量约0.5-5wt%的增容剂和含量约30-50w%的强度增强剂。所有wt%均基于复合树脂组合物的总重量。
复合树脂组合物可以进一步包括含量约0.1-10wt%的添加剂,所述添加剂包括选自耐光稳定剂、耐热稳定剂、抗氧化剂、分散剂、润滑剂、成核剂、脱模剂(releasingagent)、金属离子稳定剂、阻燃剂、染料和颜料中的一种或多种。
半结晶聚酰胺在98%硫酸溶剂中测量的相对粘度可以为约 2.0-2.7。
半结晶聚酰胺可以包括选自聚酰胺3、聚酰胺4、聚酰胺6、聚酰胺8、聚酰胺9、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺6,6、聚酰胺6,10和聚酰胺6,12的一种或多种。
无定形聚酰胺在98%硫酸溶剂中测量的相对粘度可以为约 1.7-2.4。
ABS树脂在220℃的温度下在10kg的负载下的熔体流动指数可以为约15-40g/min。
相容剂可以包括苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺共聚物。
强度增强剂可以包括,例如,扁平玻璃纤维(flat glass fiber)。也可以使用其他纤维和聚合物作为强度增强剂。
如果使用扁平玻璃纤维作为强度增强剂,扁平玻璃纤维的横截面的纵横比(宽度/长度)可以为约2:1至4:1。
扁平玻璃纤维还可以适当地包括选自SiO2和Al2O3中的一种或多种。
强度增强剂还可以适当地进一步包括偶联剂。
另一方面,提供了一种由本文所述的复合树脂组合物制造的模制品。
模制品可以是车辆全景天窗架(automobile panorama sunroof frame)。
还提供了一种包括本文所述的模制品的车辆。
下文讨论本发明的其他方面。
具体实施方式
从以下优选的实施方式中,将会清楚地理解本发明的上述以及其他的目的、特征和优势。但是,本发明并不限于这些实施方式,而是可以各种方式实施。这些实施方式仅仅是用来提供对于所公开的背景提供透彻、完整的理解,并向本领域技术人员充分地传达本发明的技术构思。
还将理解到,当在本说明书中使用术语“包括”和/或“具有”时,其规定了所陈述的特征、数字、步骤、操作、元件、组分或其组合的存在,但并不排除一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、元件、组分或其组合的存在或添加。
除非上下文清楚地另有说明,否则表达说明书中所用的成分、反应条件、聚合物组成和混合物的量的所有数字、值和/或表达均为近似值,其反应了在获得这些值等时内在发生的各种测量不确定性。
出于这一原因,应当理解到,在所有情况下,术语“约”应理解成修饰所有的数字、值和/或表达。除非另有说明,本文所用的所有涉及成分的量、反应条件、聚合物组成和配方的数字、值和/或表达在所有情况下均应理解成被术语“约”修饰,因为这些数字本质上是近似值,它们尤其反映了在获得这些数值时遇到的各种测量不确定性。
而且,除非具体说明或从上下文明显得出,本文中所用的术语“约”应理解为在本领域的正常公差范围内,例如在均值的2个标准差内。“约”可以理解为在所述值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、 3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%或0.01%内。除非另外从上下文清楚地得出,本文提供的所有数值都由术语“约”所修饰。
此外,在本说明书中公开数值范围时,这些范围是连续的,并且除非另有说明,否则包括各个范围内的最小值至最大值(包括最大值) 的所有数值。而且,当该范围涉及整数时,除非另有说明,其包括该范围内的从最小值到最大值(包括最大值)的所有整数。
在本说明书中,当针对一参数描述范围时,应当理解到,参数包括所有值,包括在所述范围内描述的端点。例如,范围“5-10”包括任何数值5、6、7、8、9和10,以及任何子范围,例如范围6-10、7-10、 6-9、7-9等,以及落入该范围内的适当整数之间的任何数值,例如5.5、 6.5、7.5、5.5-8.5、6.5-9。此外,例如,范围“10%至30%”包括所有包括例如10%、11%、12%、13%以及30%的数字的所有整数,以及任何子范围,例如范围10%至15%、12%至18%、20%至30%,以及落入该范围的适当整数之间的任何数值,例如10.5%、15.5%和25.5%。
应当理解到,本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常的机动车辆,例如,包括运动型多功能车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车,包括各种船只和船舶的水运工具,飞行器等等,并且包括混合动力车、电动车、插电式混合电动车、氢动力车和其它代用燃料车(例如,来源于石油以外的资源的燃料)。如本文所提及,混合动力车是具有两种或多种动力源的车辆,例如,具有汽油动力和电动力的车辆。
复合树脂组合物(“组合物”)可以包括半结晶聚酰胺、无定形聚酰胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂、增容剂和强度增强剂,并且可以进一步包括添加剂。优选地,基于复合树脂组合物的总重量,复合树脂组合物可以包括含量约30-59wt%的半结晶聚酰胺、含量约 5-20wt%的无定形聚酰胺、含量约5-30wt%的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 (ABS)树脂、含量约0.5-5wt%的增容剂和含量约30-50w%的强度增强剂。复合树脂组合物还可以包括含量约0.1-10wt%的添加剂。
复合树脂组合物可以包括上述含量的组分,使得由其制造的模制品不仅具有与常规的长纤维热塑性树脂相比相当或更大的优异的刚性,而且具有显著优异的尺寸稳定性。因此,复合树脂组合物预期有利地广泛应用于汽车部件、电工电子电部件以及工业材料领域。
如本文所用,半结晶聚酰胺是指基础树脂(base resin),对其没有特别限制,只要其为在骨架中包括结晶部分和无定形部分的聚酰胺即可。
无定形部分可以包括与无定形聚合物材料无规缠绕的链,结晶部分可以包括其中结晶材料以聚合物链的有序排列堆积的区域,其中结晶区域可以嵌入在无定形聚合物基体(matrix)中。
半结晶聚酰胺可以使用常规的半结晶聚酰胺树脂例如己内酰胺作为单体来聚合。半结晶聚酰胺可以是通过酰胺键-[CONH]-构成主链的半结晶线性聚合物,优选为脂族聚酰胺,例如,选自聚酰胺3、聚酰胺 4、聚酰胺6、聚酰胺8、聚酰胺9、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺6,6、聚酰胺6,10、聚酰胺6,12及其组合中的一种或多种,更优选为具有2.4 或更低的低粘度的聚酰胺6,其可以具有用于大型部件的优异的注射成型性和优异的表面性质。
半结晶聚酰胺在98%硫酸溶剂中测量的相对粘度可以为约 2.0-2.7。当半结晶聚酰胺的相对粘度小于约2.0时,含有包括半结晶聚酰胺的复合树脂组合物的模制品的机械强度可能降低,而当相对粘度大于约2.7时,由于与无定形聚酰胺和丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)树脂的流动性差异,复合树脂的合金特性(alloy properties)可能劣化,并且模制品的外观可能劣化。
基于100wt%的总复合树脂组合物,半结晶聚酰胺的含量可以是约 30-59wt%。当半结晶聚酰胺的含量小于约30wt%时,由于在由包括半结晶聚酰胺的复合树脂组合物制造模制品时的成型性问题,可能无法适当地进行成型。当半结晶聚酰胺的含量大于约59wt%时,含有半结晶聚酰胺的模制品的机械性能可能会查,因此可能难以用作结构元件。
半结晶聚酰胺可以以上述的相对粘度和含量存在于总复合树脂组合物中,因此包括该组合物的模制品可以保持刚性和尺寸稳定性,并且由于由低粘度引起的合金特性的改善而保持优异的品质。
对无定形聚酰胺没有特别限制,只要其能够延迟复合树脂组合物和包括复合树脂组合物的模制品的结晶速率、从而导致作为最终产品的模制品的优异表面外观即可。
无定形聚酰胺可以包括常规无定形聚酰胺,其表现出优异的透明性和对气体如O2和CO2、水和溶剂的优异阻隔性能。例如,无定形聚酰胺可以是具有其中聚邻苯二甲酰胺中的对苯二甲酸单体被间苯二甲酸取代的形式的聚合物,并且可以优选为PA6I,当其作为与半结晶树脂的混合物使用时,由于其无定形特性,其可以显著改善注射成型产品的表面特性和尺寸稳定性。
无定形聚酰胺在98%硫酸溶剂中测量的相对粘度可以为约 1.7-2.4,玻璃化转变温度可以为约100-130℃。当无定形聚酰胺的相对粘度小于约1.7时,含有无定形聚酰胺的模制品的机械刚性可能降低,而当相对粘度大于约2.4时,由于无定形聚酰胺和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂的流动性差异,复合树脂的合金特性可能劣化,并且模制品的外观可能劣化。此外,当无定形聚酰胺的玻璃化转变温度低于约100℃时,其可能影响注射循环时间,不利地导致生产效率降低,并且当无定形聚酰胺的玻璃化转变温度高于约130℃时,注射成型产品的外观不利地变差。
基于100wt%的总复合树脂组合物,无定形聚酰胺的含量可以是约 5-20wt%,优选为约5-15wt%。当无定形聚酰胺的含量小于约5wt%时,改善尺寸稳定性和外观的效果可能不足,而当无定形聚酰胺的含量大于约20wt%时,在注射到成型产品中期间冷却速率可能缓慢,导致循环时间延长,并因此降低生产率。
无定形聚酰胺可以以上述相对粘度和含量存在于复合树脂组合物中,从而在与半结晶聚酰胺一起制备复合树脂组合物时,改善包括无定形聚酰胺的模制品的尺寸稳定性,并且通过控制半结晶聚酰胺的结晶,表现出克服注射成型制品的翘曲(warpage)问题和改善模制品外观的优点。
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂可以包括使用三种单体即丙烯腈、丁二烯和苯乙烯聚合的三元共聚物,并且可以优选地包括聚(丙烯腈-co-丁二烯-co-苯乙烯)。
ABS树脂在220℃的温度下在10kg的负载下的熔体流动指数可以为约15-40g/min,优选为约20-35g/min。当ABS树脂的熔体流动指数小于约15g/min时,树脂的注射表面的外观可能不利地恶化,当ABS 树脂的熔体流动指数大于40g/min时,材料的机械特性可能不利地恶化。
基于100wt%的总复合树脂组合物,ABS树脂的含量可以为约5-30 wt%,优选为约10-30wt%。当ABS树脂的含量小于约5wt%时,改善尺寸稳定性的效果可能不足,而当ABS树脂的含量大于约30wt%时,机械特性和耐热性可能会变差。
对相容剂没有具体限制,只要其可以改善半结晶聚酰胺、无定形聚酰胺和ABS树脂之间的合金特性即可。聚酰胺树脂可以优选地在主链上具有极性酰胺键-[CONH]-,但ABS树脂可以是非极性树脂,因此与其相容性较差。出于该原因,在不使用相容剂的情况下,刚性、产品外观和尺寸稳定性可能会恶化。
相容剂可以包括可用于本发明的常规相容剂,并且不限于含有特定组分。相容剂可以包括,例如,选自苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺共聚物、马来酸接枝聚苯乙烯和马来酸接枝聚乙烯中的一种或多种,优选地包括苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺共聚物,其通过合金化(alloying) ABS防止耐热性的劣化。
苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺共聚物可以优选地包括下式1表示的化合物。
[式1]
在式1中,x可以约10wt%至30wt%的量存在,y可以约50wt%至90wt%的量存在,z可以约0.5wt%至5wt%的量存在。
例如,苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺共聚物可以具有改善聚酰胺树脂和ABS树脂相容性的优势,因为其通过并入作为单体的苯乙烯(其改善与ABS树脂的复合性能)和马来酸(其具有优异的与聚酰胺树脂的复合性能)而制备。
相容剂可以使用基于100wt%的总相容剂含量约50-90wt%的苯乙烯单体、含量约10-30wt%的酰亚胺单体和含量约0.5-5wt%的马来酸单体制备。当苯乙烯单体的含量低于约50wt%时,与ABS的相容性劣化,因此不利地使注射成型产品的外观和机械特性劣化。苯乙烯单体的含量大于约90wt%时,酰亚胺单体的含量降低,不利地导致耐热性和粘度降低,并使合金特性劣化。此外,当酰亚胺单体的含量小于约 10wt%时,耐热性可能劣化,而当酰亚胺单体的含量大于约30wt%时,相容剂的耐热性可能会过高,因此加工性能受到限制。此外,当马来酸单体的含量小于约0.5wt%时,与聚酰胺树脂的相容性可能会差,并且机械特性可能会劣化。当马来酸单体的含量大于约5wt%时,材料的粘度变得过高,注射成型产品的外观可能会劣化,并且注射期间可能产生气体。
基于100wt%的总复合树脂组合物,相容剂的含量可以为约0.5-5 wt%。当相容剂的含量小于约0.5wt%时,相容性可能会劣化,并且材料的机械特性和注射成型产品的外观可能由此劣化。当相容剂的含量大于约5wt%时,由于相容剂含量过量,机械特性可能降低,而且注射过程中可能产生气体。
对强度增强剂没有具体限制,只要其能够增加包括其的模制品的尺寸稳定性即可。
强度增强剂可以包括通常的强度增强剂。例如,强度增强剂可以包括选自玻璃纤维、碳纤维、玄武岩(basalt)纤维中的一种或多种,并且不限于含有特定的组分,优选地可以包括具有优异的刚性和价格竞争力的玻璃纤维。
玻璃纤维可以具有扁平(flat)形状、圆形或其组合的横截面,并且不限于特定的横截面。优选地,玻璃纤维可以具有能够防止或减少翘曲的扁平形状,因为圆形可能由于在相对于注射流动方向的x、y和 z轴之间收缩率(shrinkage)的差异而导致注射成型产品中的翘曲。包括扁平横截面的玻璃纤维可以具有非圆形的横截面,例如,椭圆形(elliptical)横截面、长方形-圆形(oblong-circular)横截面、矩形横截面、半圆与矩形的两个短边连接的横截面或茧形(cocoon)横截面,并且不限于具有任何特定扁平形状的横截面。
扁平玻璃纤维的横截面的纵横比(=宽度/长度)可以是约2:1至4:1,或优选为4:1。扁平玻璃纤维横截面的纵横比(=宽度/长度)可以通过以下方法测量:用扫描电子显微镜(SEM)观察扁平玻璃纤维横截面以分析获得的图像,并且绘制外接扁平玻璃纤维横截面的矩形。纵横比(=宽度/长度)可以通过计算宽度(=Ra的长度)/长度(=Rb的长度)来获得,其中宽度和长度分别是外接各个观察图像中的扁平玻璃纤维的横截面的矩形的水平长度(Ra)和垂直长度(Rb)。
扁平玻璃纤维的特性可以包括E玻璃、T玻璃、NE玻璃、C玻璃、 S2玻璃、R玻璃等的特性,并且不限于特定的特性。此外,扁平玻璃纤维可以包括选自SiO2、Al2O3、CaO和B2O3中的一种或多种,并且不限于包括特定的组分,而是优选包括所有四种组分。为了提高含有扁平玻璃纤维的复合树脂组合物的组分之间的粘合性,以及为了增加刚性和分散性,扁平玻璃纤维可以优选地进一步包括偶联剂。
基于100wt%的总复合树脂组合物,根据本发明实施方式的强度增强剂的含量可以是约30-50wt%。当强度增强剂的含量小于约30wt%时,机械性能劣化,当强度增强剂的含量大于约50wt%时,注射成型产品的外观可能劣化,注塑产品的重量可能增加,因此重量减轻效果可能劣化。
例如,通过在复合树脂组合物和模制品中加入强度增强剂,可以优选地使刚性、尺寸稳定性和比重之间的平衡最优化,通过加入扁平玻璃纤维,可以进一步获得含有该玻璃纤维的模制品的尺寸稳定性。
此外,复合树脂组合物可以进一步包括添加剂。添加剂可以进一步包括可用于本发明的常规添加剂,例如,选自耐光稳定剂、耐热稳定剂、抗氧化剂、分散剂、润滑剂、成核剂、脱模剂、金属离子稳定剂、阻燃剂、染料和颜料中的一种或多种,但不限于特定组分。
基于100wt%的总复合树脂组合物,添加剂的含量可以是约0.1-10 wt%,或优选为约0.1-5wt%。当添加剂的含量小于约0.1wt%时,物理特性或性能例如耐光性可能由于加工过程中和产品成型后的外部因素的劣化而劣化。当添加剂的含量大于约10wt%时,由于在加工过程中低分子量材料的量较大,机械特性可能降低,并且在产品成型过程中可能产生气体。
复合树脂组合物可以包括上述量的上述组分,从而有利地表现出与常规长纤维热塑性塑料的刚性相当或更高的优异刚性以及特别优异的尺寸稳定性。
通过加入复合树脂组合物可以制造模制品。可以通过常用的共混方法来共混复合树脂组合物,然后在约200-260℃的温度下用双螺杆挤出机挤出所得物,并且进一步进行各种额外的工艺,例如注射成型、吹塑成型、挤出成型和模压成型,优选注射成型,从而制造模制品。
例如,复合树脂组合物和由其制造的模制品可以广泛地用于各种车辆部件、电气和电子部件和工业材料,特别是用于需要用于大型注射成型产品的精细外观以及高刚性和尺寸稳定性的部件,例如全景天窗框架。另外,复合树脂组合物和含有其的模制品能够代替以前由钢制成的部件,因此具有重量减轻约30%的优点。.
实施例
在下文中,将参考具体实施例更详细地描述本发明。然而,提供以下实施例仅用于说明本发明,因此不应理解成限制本发明的范围。
实施例1-4和比较例1-6:制造含有复合树脂组合物的制品样品
将包括下表1所示含量的成分的复合树脂组合物用螺带式混合器 (ribbonmixer)混合均匀,并在双螺杆挤出机(L/D 40和40mm)中在200-260℃的温度下挤出成型,以制造粒料,并将样品在250-270℃的温度下注射成型,以制造含有根据实施例1-4和比较例1-6的复合树脂组合物的各制品样品。
表1
测量方法
根据以下方法测量制造的各样品的物理特性。
-拉伸强度和伸长率:ASTM D635
-挠曲强度:ASTM D790
-冲击强度:ASTM D256
-收缩率:ASTM D955,树脂流动方向(MD),树脂流动的横向方向(TD)
-注射翘曲高度:平模(flat mold)中最弯曲部分的高度
-注射外观:具有肉眼可见的光泽,没有G/F突出实验例:由复合树脂组合物制造的 制品样品之间的尺寸稳定性和物理特性的比较
测量根据本发明的实施方式根据上表1制备的实施例1-4和根据上表1制备的比较例1-6以及作为对照组的长纤维热塑性(FT)材料(其为在聚酰胺6中含有40wt%玻璃纤维的产品)的尺寸稳定性和物理特性例如拉伸强度,结果示于下表2中。
表2
如上表2所示,由实施例1-4的复合树脂组合物制造的所有制品均表现出优异的机械刚性、注射外观和尺寸稳定性。相反,由比较例1-6 的复合树脂组合物制造的制品或LFT材料则表现出低的机械强度或劣化的制品尺寸稳定性和劣化的注射成型产品外观。
因此,本发明各种示例性实施方式中的复合树脂组合物和含有该复合树脂组合物的制品表现出与常规长纤维热塑性塑料的刚性相当或更大的优异刚性以及显著优异的尺寸稳定性,因此有利地广泛用于车辆部件、电气和电子部件以及工业材料领域。特别地,本发明的各种示例性实施方式中的复合树脂组合物和包含复合树脂组合物的制品可以用于在大型注射成型产品中需要精细外观以及高刚性和尺寸稳定性的部件,例如全景天窗框架。此外,根据本发明的各种示例性实施方式的复合树脂组合物和包含复合树脂组合物的模制品可以用于代替钢部件,因此具有重量减轻约30%的优点。
本发明的效果并不限于上述那些。应当理解到,本发明的效果包括可以从本发明的描述推出的所有效果。
已经参照本发明的示例性实施例详细描述了本发明。然而,本领域技术人员将理解,在不脱离本发明的原理和精神的情况下,可以对这些实施方式进行变化,本发明的范围由所附权利要求及其等同方式限定。

Claims (13)

1.一种复合树脂组合物,包括:
半结晶聚酰胺;
无定形聚酰胺;
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯ABS树脂;
相容剂;和
强度增强剂,
其中所述复合树脂组合物包括:
含量30-59wt%的半结晶聚酰胺;
含量5-20wt%的无定形聚酰胺;
含量5-30wt%的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯ABS树脂;
含量0.5-5wt%的相容剂;和
含量30-50wt%的强度增强剂,
所有wt%均基于所述复合树脂组合物的总重量,并且
其中所述强度增强剂包括扁平玻璃纤维。
2.根据权利要求1所述的复合树脂组合物,其还包括:
含量0.1-10wt%的添加剂,所述添加剂包括选自耐光稳定剂、耐热稳定剂、抗氧化剂、分散剂、润滑剂、成核剂、脱模剂、金属离子稳定剂、阻燃剂、染料和颜料中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的复合树脂组合物,其中所述半结晶聚酰胺在98%硫酸溶剂中测量的相对粘度为2.0-2.7。
4.根据权利要求1所述的复合树脂组合物,其中所述半结晶聚酰胺包括选自聚酰胺3、聚酰胺4、聚酰胺6、聚酰胺8、聚酰胺9、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺6,6、聚酰胺6,10和聚酰胺6,12的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的复合树脂组合物,其中所述无定形聚酰胺在98%硫酸溶剂中测量的相对粘度为1.7-2.4。
6.根据权利要求1所述的复合树脂组合物,其中所述ABS树脂在220℃的温度下在10kg的负载下的熔体流动指数为15-40g/min。
7.根据权利要求1所述的复合树脂组合物,其中所述相容剂包括苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺共聚物。
8.根据权利要求1所述的复合树脂组合物,其中所述扁平玻璃纤维的横截面的纵横比为2:1至4:1。
9.根据权利要求1所述的复合树脂组合物,其中所述扁平玻璃纤维包括选自SiO2和Al2O3中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的复合树脂组合物,其中所述扁平玻璃纤维还包含偶联剂。
11.一种模制品,其由根据权利要求1所述的复合树脂组合物制造。
12.根据权利要求11所述的模制品,其中所述模制品是车辆全景天窗架。
13.一种车辆,其包括根据权利要求11所述的模制品。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112805324A (zh) * 2018-10-22 2021-05-14 巴斯夫欧洲公司 具有改进的抗疲劳性的包含扁平玻璃纤维(b)的聚酰胺组合物

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1340125C (en) * 1988-10-06 1998-11-10 Dieter Freitag Mixture of special new polycarbonates with other thermoplastics or with elastomers
DE10254877A1 (de) * 2002-11-25 2004-06-03 Bayer Ag Schlagzähmodifizierte Polymer-Zusammensetzungen
DE102006020984A1 (de) 2006-05-04 2007-11-08 Lanxess Deutschland Gmbh Leichtbauteil in Hybridbauweise
FR2921069B1 (fr) * 2007-09-18 2010-07-30 Rhodia Operations Composition polyamide
US20100249292A1 (en) * 2009-03-30 2010-09-30 E. I. Du Pont De Nemours And Company Flame resistant semicaromatic polyamide resin composition and articles therefrom
EP2423263A1 (de) 2010-08-27 2012-02-29 Ems-Patent Ag Polyamidformmasse und daraus hergestellte Gegenstände
KR20160094724A (ko) * 2015-02-02 2016-08-10 현대자동차주식회사 탄소 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이에 의해 제조된 성형품
KR20180037010A (ko) 2015-08-14 2018-04-10 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. 착색 마스터배치 유리-충전 나일론 복합물
KR20190054102A (ko) * 2016-09-08 2019-05-21 이네오스 스티롤루션 그룹 게엠베하 선택적 레이저 소결(sls)을 위한 열가소성 중합체 분말
JP6938908B2 (ja) 2016-12-26 2021-09-22 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 樹脂組成物、及び樹脂成形体
KR20200055223A (ko) 2018-11-13 2020-05-21 현대자동차주식회사 탄소섬유 강화플라스틱용 코팅 조성물 및 이를 이용한 탄소섬유 강화플라스틱 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112805324A (zh) * 2018-10-22 2021-05-14 巴斯夫欧洲公司 具有改进的抗疲劳性的包含扁平玻璃纤维(b)的聚酰胺组合物

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