CN115298264A - 光学元件用聚酰胺组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚酰胺组合物，其包含基于聚酰胺组合物总重量为30‑70重量％的聚酰胺混合物和30‑70重量％的填料混合物以及0‑10重量％的添加剂(E)。所述聚酰胺组合物提供了良好平整度和较少粉尘颗粒的优点，同时保持了机械性能。该优点使得所述聚酰胺组合物特别适于光学元件应用。
Description
发明领域
本发明涉及一种用于照相机模块的材料。更特别地，本发明涉及一种用于照相机模块、透镜组件、透镜单元、照相机模块组件和光学元件的所有塑料零件的聚酰胺组合物。
相关技术描述
热塑性模塑组合物由于其设计灵活性和成本竞争力而被广泛用作消费电子应用如外壳、框架和盖中的结构零件。
然而，对于存在更高和更特殊要求的某些特殊领域，例如光学相关部件，塑料通常不容易平衡所有所需的性能。照相机模块安装在电子设备如移动电话、膝上型计算机、数码照相机、数码摄像机等中。照相机模块的若干零件，例如透镜镜筒部分(放置透镜的部分)、安装支架部分(镜筒安装并固定到基板的部分)和模块基板，可以由塑料材料制造，以降低成本和重量并实现表面安装技术(“SMT”)。
在过去十几年中，结晶聚合物如聚酰胺(PA)或液晶聚合物(LCP)逐渐发展成为该照相机模块的最佳塑料解决方案，因为它们具有用于薄壁精密模塑件的优异流动能力。然而，对于传统的液晶聚合物组合物，由LCP组合物构成的颗粒在镜筒部分的螺纹运动期间从镜筒，以及安装支架与镜筒彼此磨损的部分以及两个塑料零件的表面剥离。如果在照相机模块的制造或使用过程中产生镜筒或支架碎片，其将粘附到图像传感器表面或透镜表面，从而成为图像缺陷(黑色划痕或斑点)的主要原因之一。
EP0856536B1描述了一种填料增强LCP，其具有良好的耐热性和流动能力，适用于该照相机模块应用，但不能解决LCP分子表面取向效应引起的粉尘颗粒问题。
JP5399136B2使用磨碎的玻璃纤维作为填料来解决基于PA9T的解决方案的粉尘颗粒问题，但材料尺寸稳定性，尤其是翘曲控制，仍然是实际应用中的关注点。
为了实现精确的图像拾取并在长期使用期间保持高图像质量，除了基本的机械结构外，照相机模块的塑料零件还需要优异的尺寸稳定性、低粉尘和翘曲控制。然而，到目前为止，两种解决方案在上述性能平衡方面仍有各自的缺点。
发明概述和优点
鉴于上述现有技术，本发明要解决的问题是提供一种聚酰胺组合物，其包含30-70重量％的聚酰胺混合物和30-70重量％的填料混合物，以及0-10重量％的添加剂(E)，基于聚酰胺组合物的总重量；其中所述聚酰胺混合物包含作为组分(A)的半结晶半芳族聚酰胺和作为组分(B)的无定形聚酰胺，(A)/(B)的质量比高于1:1；填料混合物包含作为组分(C)的平均长度等于或小于150μm的针状填料和作为组分(D)的片状填料，(C)/(D)的质量比高于1:1。
术语“一个”、“一种”和“所述”可与术语“至少一个(种)”互换使用。引领列表的短语“至少一种(个)”和“包含至少一种(个)”是指列表中的任一项以及列表中两项或更多项的任何组合。除非另有说明，否则所有数值范围均包括其端点以及端点之间的非整数值。
针状填料的平均长度和平均主直径、片状填料的等效圆直径和厚度通过扫描电子显微镜(“SEM”)经由直接测量照片中填料的尺寸(100-120个计数)测量，并通过算术平均值计算。
本发明提供了一种用于照相机模块、透镜组件、透镜单元、照相机模块组件和光学元件的零件。
本发明提供了一种制备聚酰胺组合物的方法。
本发明提供所述聚酰胺组合物在照相机模块、透镜组件、透镜单元、照相机模块组件和光学元件中的用途。
本发明中的聚酰胺组合物提供了良好平整度和较少粉尘颗粒的优点，同时保持了机械性能。该优点使得所述聚酰胺组合物特别适用于光学元件应用。
发明详述
公开了一种聚酰胺组合物，其包含30-70重量％的聚酰胺混合物和30-70重量％的填料混合物，以及0-10重量％的添加剂(E)，基于聚酰胺组合物的总重量；
其中所述聚酰胺混合物包含作为组分(A)的半结晶半芳族聚酰胺和作为组分(B)的无定形聚酰胺，(A)/(B)的质量比高于1:1；所述填料混合物包含作为组分(C)的平均长度等于或小于150μm的针状填料和作为组分(D)的片状填料，(C)/(D)的质量比高于1:1。
术语半结晶聚酰胺在本文中应理解为具有结晶畴的聚酰胺，如熔融焓为至少5J/g的熔融峰的存在所证明。术语半芳族聚酰胺在本文中应理解为衍生自单体的聚酰胺，所述单体包含至少一种含有芳族基团的单体和至少一种脂族或脂环族单体。
本发明中的半结晶半芳族聚酰胺包含衍生自二羧酸、二胺和任选的其他单体如氨基酸和/或内酰胺的重复单元，例如衍生自包含至少一种芳族二羧酸的二羧酸和包含至少一种脂族二胺的二胺，或衍生自包含至少一种脂族或脂环族二羧酸的二羧酸和包含至少一种芳族二胺的二胺。
其他单体的量优选为0-20mol％，优选为0-15mol％，更优选为0-10mol％，基于构成半结晶半芳族聚酰胺的总单体。
在本发明的优选实施方案中，半结晶半芳族聚酰胺包含衍生自二羧酸和二胺的重复单元，以及0-20mol％的氨基酸和/或内酰胺，基于构成半结晶半芳族聚酰胺的总单体；
其中所述二羧酸为芳族二羧酸(a-1)，或芳族二羧酸(a-1)和包括脂族二羧酸和/或脂环族二羧酸的其他二羧酸(a-2)的组合。芳族二羧酸(a-1)的量优选为60-100mol％、其他二羧酸(a-2)的量优选为0-40mol％，基于构成半结晶半芳族聚酰胺的二羧酸的总摩尔数；
所述二胺为脂族二胺(b-1)，或脂族二胺(b-1)和芳族二胺(b-2)的组合。脂族二胺(b-1)的量优选为80-100mol％、芳族二胺(b-2)的量优选为0-20mol％，基于构成半结晶半芳族聚酰胺的二胺的总摩尔数。
在本发明的优选实施方案中，所述半结晶半芳族聚酰胺包含衍生自二羧酸和二胺的重复单元，以及0-20mol％的氨基酸和/或内酰胺，基于构成半结晶半芳族聚酰胺的总单体；
其中所述二羧酸为脂族二羧酸，或脂族二羧酸和脂环族二羧酸的组合。脂族二羧酸的量优选为80-100mol％，脂环族二羧酸的量优选为0-20mol％，基于构成半结晶半芳族聚酰胺的二羧酸的总摩尔数；
所述二胺为芳族二胺，芳族二胺和脂族二胺的组合。芳族二胺的量优选为80-100mol％，脂族二胺的量优选为0-20mol％，基于构成半结晶半芳族聚酰胺的二胺的总摩尔数。
本发明中的芳族二羧酸优选包含8-20个碳原子，更优选8-14个碳原子，例如对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二甲酸和/或联苯二甲酸。
本发明中的脂族二羧酸优选包含4-36个碳原子，更优选6-18个碳原子，最优选6-18个碳原子或36个碳原子。脂族二羧酸的实例为琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷酸、十六烷二酸、十八烷二酸和/或具有36个碳原子的二聚酸，更优选为己二酸、癸二酸和/或十二烷二酸。
本发明中的脂环族二羧酸优选包含4-20个碳数，更优选8-20个碳数，更优选包含一个选自环己烷、环戊烷、环己基甲烷、二环己基甲基、双(甲基环己基)的碳主链，最优选选自顺-和反-环戊烷-1,3-二甲酸、顺-和反-环戊烷-1,4-二甲酸、顺-和反-环己烷-1,2-二甲酸，顺-和反-环己烷-1,3-二甲酸、顺-和反-环己烷-4-二甲酸。
本发明中的脂族二胺可为直链脂族二胺或支化脂族二胺，优选为直链脂族二胺。脂族二胺优选包含4-36个，更优选6-22个碳原子或36个碳原子，最优选6-12个碳原子。直链脂族二胺的实例为1,4-丁二胺、1,5-戊二胺，1,6-己二胺、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、1,16-十六烷二胺、1,18-十八烷二胺、1,20-二十烷二胺和/或1,22-二十二烷二胺；优选为1,6-己二胺、1,8-辛二胺、1,9-壬二胺、1,10-癸二胺、1,11-十一烷二胺和/或1,12-十二烷二胺；更优选为1,9-壬二胺，1,10-癸二胺、1,11-十一烷二胺和/或1,12-十二烷二胺。支化脂族二胺的实例为2-甲基-1,5-戊二胺、3-甲基-1,5-戊二胺、2-甲基-1,8-辛二胺、5-甲基-1,9-壬二胺、2,4,4-三甲基六亚甲基二胺、2,2,4-三甲基六亚甲基二胺和/或2,4-二甲基辛二胺；优选为2-甲基-1,5-戊二胺、3-甲基-1,5-戊二胺、2-甲基-1,8-辛二胺、2,4,4-三甲基六亚甲基二胺和/或2,2,4-三甲基六亚甲基二胺。
本发明中的芳族二胺优选选自间二甲苯二胺(MXD)、对二甲苯二胺(PXD)、双(4-氨基苯基)甲烷、3-甲基联苯胺、2,2-双(4-氨基苯基)丙烷、1,1-双(4-氨基苯基)环己烷、1,2-二氨基苯、1,3-二氨基苯、1,4-二氨基苯、1,2-二氨基萘、1,3-二氨基萘、1,4-二氨基萘、2,3-二氨基甲苯、N,N’-二甲基-4,4’-联苯二胺、双(4-甲基氨基苯基)甲烷和2,2’-双(4-甲基氨基苯基)丙烷，更优选为MXD和/或PXD。
半结晶半芳族聚酰胺的实例为聚酰胺MXD6、聚酰胺PXD6、聚酰胺MXD9、聚酰胺PXD9、聚酰胺MXD10和/或聚胺PXD10。
本发明中的合适氨基酸优选包含4-12个碳原子。氨基酸的实例为4-氨基丁酸、6-氨基己酸、7-氨基庚酸、8-氨基辛酸、10-氨基癸酸、11-氨基十一烷酸和/或12-氨基十二烷酸。
本发明中的合适内酰胺优选包含4-12个碳原子，更优选6-12个碳原子。内酰胺的实例为2-吡咯烷酮(γ-丁内酰胺)、2-哌啶酮(δ-戊内酰胺)、ε-己内酰胺、辛内酰胺、癸内酰胺、十一内酰胺、庚内酰胺和/或十二内酰胺，优选为ε-己内酰胺和/或十一内酰胺。
在一个优选实施方案中，所述半结晶半芳族聚酰胺包含衍生自二羧酸和二胺的重复单元，
其中所述二羧酸为芳族二羧酸(a-1)，或芳族二羧酸(a-1)和其他二羧酸(a-2)的组合，芳族二羧酸(a-1)为对苯二甲酸、萘二甲酸、联苯二甲酸或其至少两种的组合，优选为对苯二甲酸或对苯二甲酸与萘二甲酸的组合；其他二羧酸(a-2)为脂族二羧酸和/或脂环族二羧酸；芳族二羧酸(a-1)的量优选为60-100mol％，更优选为80-100mol％，进一步优选为90-100mol％，最优选为95-100mol％，基于构成半结晶半芳族聚酰胺的二羧酸的总摩尔数；其他二羧酸(a-2)的量优选为0-40mol％，更优选为0-20mol％，进一步优选为0-10mol％，最优选等于或小于5mol％，基于构成半结晶半芳族聚酰胺的二羧酸的总摩尔数；
所述二胺为脂族二胺(b-1)，或脂族二胺与芳族二胺(b-2)的组合。脂族二胺(b-1)的量优选为80-100mol％，更优选为90-100mol％，最优选为95-100mol％，基于构成半结晶半芳族聚酰胺的二胺的总摩尔数；芳族二胺(b-2)的量优选为0-20mol％，更优选为0-10mol％，最优选为0-5mol％，基于构成半结晶半芳族聚酰胺的二胺的总摩尔数。
在一个优选实施方案中，所述半结晶半芳族聚酰胺包含衍生自至少一种芳族二羧酸(a-1)，和0-10mol％，更优选0-5mol％的其他二羧酸(a-2)和二胺的重复单元；
其中芳族二羧酸(a-1)包含10-40mol％，更优选15-30mol％，最优选20-30mol％的间苯二甲酸和60-90mol％，更优选70-85mol％，最优选70-80mol％的至少一种选自对苯二甲酸、萘二甲酸和联苯二甲酸的芳族二羧酸，优选为对苯二甲酸，或对苯二甲酸与萘二甲酸的组合；其他二羧酸(a-2)为脂族二羧酸和/或脂环族二羧酸；
所述二胺为脂族二胺(b-1)，或脂族二胺与芳族二胺(b-2)的组合。脂族二胺(b-1)的量优选等于90-100mol％，更优选为95-100mol％；芳族二胺(b-2)的量优选为0-10mol％，更优选为0-5mol％，基于二胺的总摩尔数。
在一个更优选的实施方案中，其他二羧酸(a-2)的脂族二羧酸优选为己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷酸、十六烷二酸和十八烷二酸，更优选为己二酸、癸二酸和/或十二烷二酸。
在一个更优选的实施方案中，脂族二胺(b-1)为直链脂族二胺(b-1a)，或直链脂族二胺和支化脂族二碱(b-1b)的组合。直链脂族二胺(b-1a)优选选自1,4-丁二胺、1,5-戊二胺，1,6-己二胺、1.8-辛二胺、1,9-壬二胺、1,10-癸二胺、1,11-十一烷二胺和1,12-十二烷二胺。支化脂族二胺(b-1b)优选选自2-甲基-1,5-戊二胺、3-甲基-1,5-戊二胺、2-甲基-1,8-辛二胺、2,4,4-三甲基六亚甲基二胺和2,2,4-三甲基六亚甲基二胺。
本发明中的聚酰胺可包括聚酰胺共聚物或两种或更多种聚酰胺的共混物及其共聚物。
所述半结晶半芳族聚酰胺适当地由符号表示，
-R表示一种或多种直链脂族二胺，
-B代表一种或多种支化脂族二胺，
-T表示对苯二甲酸，
-I表示间苯二甲酸，
-A表示一种或多种芳族二胺，
-Y表示一种或多种脂族二羧酸，
-V表示一种或多种内酰胺。
合适的半结晶半芳族聚酰胺可由PA RT、PA RT/RI、PA RT/BT、PA RT/BT/RI/BI表示，其包含：
-60-100mol％的(T)，0-40mol％的(I)；优选60-85mol％的(T)，15-40mol％的(I)；进一步优选65-80mol％的(T)，20-35mol％的(I)；基于(T)+(I)的总摩尔数；和
-80-100mol％的(R)，优选90-100mol％的(R)；0-20mol％的(B)，优选0-10mol％的(B)；基于(R)+(B)的总摩尔数；R优选为具有9-36个碳数，更优选具有9-18个碳数的直链脂族聚酰胺。这些聚酰胺的实例包括PA 4T/4I、PA 4T/6I、PA 5T/5I、PA 6T、PA 6T/6I、PA 6T/8T、PA 6T/10T、PA 6T/10I、PA 9T、PA 10T、PA 12T、PA 10T/10I、PA 6T/9T、PA 6T/12T、PA4T/6T/DT、PA 4T/10T/DT、PA 4T/4I/6T/6I/DT/DI、PA6T/12T/6I/12IPA 6T/10T/6I、PA 4T/6T/4I/6I、PA 5T/6T/5I/6I、PA 5T/4T/5I/4I、PA 4T/10T/5I/10I、PA 4T/6T/DT、PA 4T/10T/DT或PA4T/4I/6T/6I/DT/DI，优选为PA6T、PA9T、PA10T、PA 6T/6I、PA 6T/10T、PA6T/12T、PA 6T/10T/6I、PA 6T/DT和/或PA 6T/DT/6I/DI。此处，D为2-甲基五亚甲基二胺或3-甲基-1,5-戊二胺或其混合物。
在一个优选实施方案中，PA 6T/6I包含65-80mol％的(T)，20-35mol％的(I)，基于(T)+(I)的总摩尔数。
在一个优选实施方案中，PA 6T/10T包含10-60mol％的(6T)、40-90mol％的(10T)，优选10-40mol％的(6T)，60-90mol％的(10T)，基于(T)+(I)的总摩尔数。
在一个优选实施方案中，PA 6T/10T/6I包含60-90mol％的(6T)、5-40mol％的(6I)和5-45mol％的(10T)，基于(T)+(I)的总摩尔数。
合适的半结晶半芳族聚酰胺可由PA RT/RY、PA RT/V、PA RT/RI/RY或PA RT/RI/V表示，其包含：
-60-100mol％的(T)，0-40mol％的(I)；0-12mol％的(V)，优选0-5mol％的(V)；0-80mol％的(Y)，优选0-60mol％的(Y)，更优选0-40mol％的(Y)；基于(T)+(I)+(V)+(Y)的总摩尔数；R优选为具有9-36个碳数，更优选具有9-18个碳数的直链脂族聚酰胺。这些聚酰胺的实例包括PA 6T/6、PA 6T/6I/6、PA 6T/66、PA 5T/510、PA4T/410、PA 6T/610、PA 6T/612、PA 6T/1012、PA 9T/612、PA 9T/1012、PA 10T/106、PA 10T/612、PA 10T/1012、PA 6T/6I/66、PA 6T/10T/6、PA 10T/12、PA 10T/11和PA 6T/6I/12，优选为PA 6T/6、PA 6T/610、PA6T/10T/6和/或PA 6T/612。
在一个优选实施方案中，PA RT/RY包含60-100mol％的(T)，0-40mol％的(Y)，R为1,6-己二胺，1,9-壬二胺，1.10-癸二胺，Y为十二烷二酸。
在一个优选实施方案中，PA 6T/10T/6包含60-85mol％的(6T)、15-40mol％的(10T)和5-15mol％的己内酰胺，基于(T)+(I)+己内酰胺的总摩尔数。
本发明中的半结晶半芳族聚酰胺的熔点(Tm)为255-340℃，优选为285-330℃，最优选为305-315℃。熔点定义为对应于差示扫描量热法(DSC)曲线中吸热峰的温度，该曲线通过使用DSC以10℃/分钟的加热速率加热聚酰胺获得。
本发明中的半结晶半芳族聚酰胺优选具有60-120ml/g的粘数，根据ISO307-2007方法在96重量％H2SO4中测量。
在一个优选实施方案中，所述半结晶半芳族聚酰胺包括聚酰胺MXD6、聚酰胺12T、聚酰胺10T、聚酰胺9T、聚酰胺6T/66、聚酰胺6T/DT、聚酰胺66/6T/6l、聚酰胺6T/6、聚酰胺6T/6I共聚物等。
术语无定形聚酰胺在本文中应理解为没有结晶畴或基本上没有结晶畴的聚酰胺，由缺少熔融峰或存在熔融焓小于5J/g的熔融峰所证实。熔融焓相对于聚酰胺的重量表示。
本发明中的无定形聚酰胺包括无定形脂族聚酰胺和/或无定形半芳族聚酰胺。
在一个优选实施方案中，所述无定形脂族聚酰胺包含脂环族二胺和脂族二羧酸。脂环族二胺优选选自双(3,5-二烷基-4-氨基环己基)甲烷、双(3.5-二烷基-4-氨基环己基)乙烷、双(3,5-二烷基-4-氨基环己基)丙烷、双(3,5-二烷基-4-氨基环己基)丁烷、双(3-甲基-4-氨基环己基)甲烷(BMACM或MACM)、4,4'-二氨基二环己基甲烷(PACM)、2,2-(4,4’-二氨基二环己基)丙烷(PACP)、异佛尔酮二胺(IPD)、双(氨基甲基)环己烷(BAC)、双(4-氨基-3-乙基环己基)甲烷(EACM)和双(4-胺-3,5-二甲基环己基)甲烷(TMACM)，更优选为PACM、MACM和/或IPD。无定形脂族聚酰胺可由PA CY表示，C表示一种或多种脂环族二羧酸。无定形脂族聚酰胺的实例为PA MACM6、PA PACM6、PA MACM12、PA PACM10、PA PACM12和PA IPD6，优选为PA MACM12和/或PA PACM12。
在一个优选实施方案中，无定形半芳族聚酰胺包含脂环族二胺和芳族二羧酸。脂环族二胺优选选自PACM、MACM和/或IPD。芳族二羧酸优选选自对苯二甲酸和/或间苯二甲酸。
在一个优选实施方案中，无定形半芳族聚酰胺包含二胺和至少50mol％的间苯二甲酸，优选包含60-100mol％的间苯二甲酸和0-40mol％的对苯二甲酸；基于二羧酸的总摩尔数。无定形半芳族聚酰胺可由PA RI、PA RI/RT、PA BI/BT、PA CT、PA BT、PA CI、PA BI表示，其中I/T的摩尔比至少大于50/50，优选为80:20至60:40。无定形半芳族聚酰胺的实例为PA 6I、PA8I、PA 6I/6T、PA 10I/10T、PA PACMI、PA PACMT、PA MACMT、PA MACMI、PA IPDT、PAIPDI、PA DT/DI、PA DT和PA DI，优选为PA 6I/6T、PA 12I/12T。
在一个优选实施方案中，无定形半芳族聚酰胺包含芳族二胺和脂族二羧酸，并且任选包含0-20mol％的间苯二甲酸。无定形半芳族聚酰胺可由PA AY、PA AY/Al表示。无定形半芳族聚酰胺的实例为PA MXD6/MXDI，其中MXD6的量为80-100mol％，优选为85-95mol％，基于MXD6和MXDI的总摩尔数。
本发明中的无定形聚酰胺优选具有60-150ml/g的粘数，根据ISO307-2007方法在96重量％的H2SO4中测量。
本发明中的无定形聚酰胺优选具有1.3-2.0，优选1.4-1.8，特别是1.45-1.75的溶液粘度ηrel，在20℃下在0.5重量％间甲酚中测量。
本发明中的半结晶半芳族聚酰胺(A)的量优选为30-65重量％，更优选为40-60重量％；本发明中的无定形聚酰胺(B)的量优选为5-40重量％，更优选为10-30重量％；基于聚酰胺组合物的总重量。
组分(A)/组分(B)的重量比高于1:1，优选等于或高于2:1，更优选为3:1至2:1，最优选为3:1至2.5:1。
本发明中的针状填料(C)的平均长度优选为10-150μm，更优选为10-100μm，最优选为10-75μm。针状填料的纵横比(长度/直径)优选等于或高于2:1，更优选为2:1至5000:1，进一步优选为3:1至100:1，最优选为4:1至30:1，或4:1至18:1。纵横比(长度/直径)是平均长度与横截面的平均主直径之比。横截面的形状没有限制，例如为椭圆形、圆形或矩形。
本发明中的针状填料(C)优选选自玻璃纤维、硅灰石、碳纤维、金属纤维、矿物纤维、钛酸钾、硼酸铝，更优选为玻璃纤维、短切玻璃纤维、磨碎的玻璃纤维、钛酸钾和/或硅灰石。优选地，玻璃纤维可为E玻璃纤维、A玻璃纤维、D玻璃纤维、AR玻璃纤维、C玻璃纤维、S玻璃纤维。玻璃纤维的横截面可为圆形或非圆形的，优选为圆形的。
针状填料优选通过硅烷偶联剂进行表面处理，例如乙烯基硅烷基偶联剂、丙烯酸类硅烷基偶联剂、环氧基硅烷基偶联剂和氨基硅烷基偶联剂，优选为氨基硅烷基偶联剂。硅烷偶联剂可以分散在施胶剂中。施胶剂的实例为丙烯酸类化合物、丙烯酸类/马来酸衍生物改性化合物、环氧化合物、氨基甲酸酯化合物、氨基甲酸酯/马来酸衍生物改性化合物和氨基甲酸酯/胺改性化合物。
本发明中的片状填料(D)通常呈堆叠的片、小片、板、叶、粉末或薄片的形式。纵横比(ECD/T)通常等于或大于1:1，优选等于或大于30:1，更优选等于或大于100:1，最优选等于或大于200:1。纵横比(ECD/T)通常等于或小于1000:1，优选等于或小于800:1，更优选等于或小于600:1，最优选等于或小于500:1。ECD表示片状填料的等效圆直径。T表示片状填料的最长厚度。纵横比和等效圆直径可使用扫描电子显微镜(“SEM”)图像测量。等效圆直径可定义为具有与片状填料的片面积相同的面积的圆的直径。
在本发明的一个优选实施方案中，片状填料(D)的纵横比(ECD/T)为1:1至500:1，优选为100:1至500:1，最优选为200:1至400:1。
在本发明的一个优选实施方案中，片状填料(D)在其最长厚度或尺寸方面具有0.001-100μm，优选0.001-50μm，最优选0.001-10μm或0.001-5μm的平均尺寸。
在一些实施方案中，片状填料可具有至少约10μm，通常为10-900μm，优选为20-500μm，最优选为20-300μm或30-200μm的平均等效圆直径。
在本发明的一个实施方案中，片状填料的纵横比(ECD/T)为1:1至300:1，片状填料的平均等效圆直径为20-300μm。
本发明中的片状填料(D)优选选自滑石、云母、硅酸盐、石英、二氧化钛、硅灰石、高岭土、碳酸镁、氢氧化镁、白垩、石灰石、长石、硫酸钡、实心或中空玻璃珠、粉碎的玻璃、玻璃片和耐用磁性材料，例如可磁化金属化合物，和/或合金或其混合物。
本发明中的半结晶半芳族聚酰胺(A)的量优选为30-60重量％，更优选为30-50重量％；本发明中的无定形聚酰胺(B)的量优选为10-30重量％，更优选为10-20重量％；基于聚酰胺组合物的总重量。
组分(C)/组分(D)的重量比优选等于或高于1.5:1，更优选为2:1至4:1。
所述聚酰胺组合物还可包含各种常规添加剂(E)，只要添加剂及其用量不会显著不利地影响本发明组合物的所需性能。添加剂可包括润滑剂、表面效应添加剂、抗氧化剂、着色剂、颜料、稳定剂(热稳定剂、UV稳定剂、辐射稳定剂或水解稳定剂)、流动调节剂、增塑剂、脱模剂、防滴剂、紫外线吸收剂、成核剂、抗静电剂、弹性体改性剂、脱模剂和/或抗菌剂。
润滑剂没有特别的限制，例如具有10-40个碳原子的脂肪酸的酯、酰胺、碱金属盐、碱土金属盐(例如硬脂酸钙、硬脂酸锌、山萮酸镁、硬脂酸镁)、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、酯蜡、EVA蜡、氧化聚乙烯蜡、脂肪醇、脂肪酸、褐煤蜡、季戊四醇四硬脂酸酯(PETS)和聚硅氧烷蜡。优选的润滑剂是亚乙基双硬脂酰胺。
润滑剂优选以约0-3重量％，更优选约0.01-2重量％或0.2-1重量％或0.2-0.8重量％的量存在，基于聚酰胺组合物的总重量。
抗氧化剂没有特别的限制，例如芳族胺基抗氧化剂、受阻酚基抗氧化剂、亚磷酸酯基抗氧化剂、金属盐和碘化物。
芳族胺基抗氧化剂的实例为聚(1,2-二氢-2,2,4-三甲基喹啉)、双(4-辛基苯基)胺、4,4'-双(α,α-二甲基苄基)二苯胺、N,N’-二-2-萘基对苯二胺、N,N’-二苯基对苯二胺、N-苯基-N’-异丙基对苯二胺、N-苯基-N’-(1,3-二甲基丁基)对苯二胺、N-苯基-N’-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙基)对苯二胺、N,N'-双(甲基苯基)-1,4-苯二胺和肼衍生物。
受阻酚基抗氧化剂的实例为聚(氧基-1,2-乙二基)-α-[3-[3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基]-1-氧代丙基]-ω-[3-[3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基]-1-氧代丙氧基]、2,4-双[(辛硫基)甲基]-邻甲酚、3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸辛酯、3,5-双(1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸C7-C9支化烷基酯。优选地，固体受阻酚基抗氧化剂是选自“B-S”组中的一种或多种：2,4-双[(十二烷硫醇)甲基]-邻甲酚、4,4'-亚丁基双-(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸十八烷基酯、季戊四醇(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯)、三甘醇双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-氢苯基)丙酸酯]、2,4-双(正辛硫基)-6-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯胺基)-1,3,5-三嗪、三-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-异氰脲酸酯、2,2-硫代-二亚乙基双[3-(3.5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]。
亚磷酸酯基抗氧化剂的实例为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(
168，BASF SE，CAS 31570-04-4)、双(2,2-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(
626，Chemtura，CAS 26741-53-7)、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四酯二亚磷酸酯(ADK Stab PEP-36，Adeka，CAS 80693-00-1)、双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(
S-9228，Dover Chemical Corporation，CAS 154862-43-8)、三(壬基苯基)亚磷酸酯(
TNPP，BASF SE，CAS 26523-78-4)，(2,4,6-三叔丁基苯酚)-2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇亚磷酸酯(
641，Chemtura，CAS 161717-32-4)和
P-EPQ。
市售抗氧化剂的实例是铜盐与碘化物的组合，例如获自Brüggemann-Gruppe的
H3350或获自PolyAd Services Brüggolen的
PB201。
抗氧剂优选以约0-2重量％，更优选约0.01-1重量％，最优选约0.1-0.8重量％的量存在，各自基于聚酰胺组合物的总重量。
着色剂没有特别的限制，例如炭黑、氧化铁、二氧化钛、群青蓝、硫化锌、酞菁类、喹吖啶酮类、苝类、苯胺黑和蒽醌类。
着色剂优选以约0-5重量％，更优选约0.01-3重量％，最优选约0.1-2重量％的量存在，基于聚酰胺组合物的总重量。
稳定剂优选以约0-2重量％，更优选约0.01-1重量％，最优选约0.01-0.5重量％的量存在，各自基于聚酰胺组合物的总重量。
合适的成核剂的实例是苯基次膦酸钠或苯基次膦酸钙、氧化铝(CAS号1344-28-1)、滑石、二氧化硅、己二酸和二苯基乙酸。
合适的增塑剂的实例是邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二苄基酯、邻苯二甲酸丁酯苄基酯、烃油和N-正丁基苯磺酰胺。
本发明中所有添加剂的量优选不超过10重量％，更优选为5重量％或更少，最优选为2重量％或更少，基于聚酰胺组合物的总重量。
在优选实施方案中，所述聚酰胺组合物包含：
作为组分(A)，30-60重量％的半结晶半芳族聚酰胺；优选选自PA9T、PA10T、PA11T、PA12T、PA13T、PA14T PA6T/8T、PA10T/6T、PA10T/610、PA6T/610、PA5T/510和/或PA4T/410，优选为PA9T、PA10T、PA11T、PA10T/6T PA10T/610和/或PA5T/510；
作为组分(B)，10-30重量％的无定形聚酰胺；优选选自PA6I/6T和PA12I/12T；
作为组分(C)，20-40重量％的平均长度为10-100μm的针状填料；
作为组分(D)，5-20重量％的在其最大厚度或尺寸方面具有0.001-50μm的平均尺寸的片状填料；
作为组分(E)，0-5重量％的添加剂；
全部基于聚酰胺组合物的总重量。
在优选实施方案中，所述聚酰胺组合物包含：
作为组分(A)，30-60重量％的半结晶半芳族聚酰胺，其选自PA9T、PA10T、PA11T、PA12T、PA13T、PA14T PA6T/8T、PA10T/6T、PA10T/610、PA6T/610、PA5T/510和/或PA4T/410，优选为PA9T、PA10T、PA11T、PA10T/6T、PA10T/610和/或PA5T/510；
作为组分(B)，10-30重量％的无定形聚酰胺，其选自PA6I/6T、PA12I/12T；
作为组分(C)，20-40重量％的平均长度为10-100μm、纵横比(长度/直径)为3:1至100:1的针状填料；
作为组分(D)，5-20重量％的在其最大厚度或尺寸方面具有0.001-50μm的平均尺寸和20-300μm的平均等效圆直径的片状填料；
作为组分(E)，0-5重量％的添加剂；
全部基于聚酰胺组合物的总重量。
本发明还公开了一种制备所述聚酰胺组合物的方法，包括将除针状填料和片状填料以外的所有组分供入挤出机，通过下游进料器供入针状填料和片状填料，挤出所有组分并造粒。挤出优选在320℃，优选280-320℃的温度下进行。聚酰胺组合物以颗粒形式获得。
本发明还公开了一种由本发明中的聚酰胺组合物制备的照相机模块、透镜组件、透镜单元、照相机模块组件和光学元件的零件。
本发明提供所述聚酰胺组合物在照相机模块、透镜组件、透镜单元、照相机模块组件和光学元件中的用途。
实施例
下文将参考实施例详细说明本发明，然而，所述实施例不应解释为限制本发明的范围。在实施例和对比实施例中，物理性质的测量和评估如下所述。
A：PA9T，获自Kuraray Co.，Ltd.(具有根据ISO307、1157、1628为79cm3/g的粘数，9600g/mol的数均摩尔分子量(Mn))。
B：PA 6I/6T，
HTN301，获自Dupont Co.,Ltd(具有根据ISO 1183为1.19g/cm3的特性粘度)。
C1：硅灰石CaSiO3，Nyglos 4w，获自Imery Co.，Ltd，具有63μm的平均纤维长度和7μm的平均直径。
C2：玻璃纤维，HP 3660，获自PPG Industries Inc.，具有10μm的平均直径和4.5mm的平均长度。
D1：玻璃片，MEG160FYX(6145)，获自Nippon Sheet Glass Co.，Ltd，具有160μm的平均等效圆直径和0.7μm的厚度。
D2：云母KMg3(Si3Al)O10(FOH)2，325-HK，获自Imery Co.，Ltd.，具有30μm的平均粒度。
E1：抗氧化剂AO1098、BNX 1098，获自Mayzo Inc.。
E2：润滑剂，N,N'-亚乙基双硬脂酰胺，获自Croda Trading(Shanghai)Co.，Ltd。
E3：炭黑，获自Orion Engineered Carbons。
实施例1-2(E1，E2)和对比实施例1-7(C1-C7)
实施例和对比实施例的配方如下表1所示。将除填料以外的原材料在TurbulaT50A高速搅拌器中混合，供入Coperion ZSK26MC双螺杆挤出机中，将填料在下游侧进料机处供入，以保持良好的形状和纵横比；在320℃的温度下熔融挤出，造粒，从而获得颗粒形式的聚酰胺组合物。
将干燥的颗粒在获自Krauss Maffei的注射成型机KM130CX中以130吨的夹紧力在300-330℃的熔体温度下进行加工，从而得到试样。
根据ISO 527-1-2012测量厚度为4mm的样品的断裂拉伸强度、断裂拉伸模量和拉伸伸长率。使用ISO 527-1-2012中所述的1型试样。
HDT根据ISO 75-2-2013的方法A在0.45MPa下测试。
却贝缺口冲击强度和却贝无缺口冲击强度根据ISO 179-1-2010通过边缘冲击进行测试。却贝无缺口测试的试样是具有80*10*4mm(长*宽*厚)尺寸的1型试样。却贝缺口测试的试样是具有缺口A型的1型试样。所有试样均在23℃和50％相对湿度下调节16小时。测试在与调节相同的气氛下进行。
使用带有螺旋流道的螺旋流工具测量流动长度。螺旋流道的横截面厚度为2mm，宽度为5.5mm，沿流道标记有编号和细分厘米数。将测试材料在320℃下熔融，然后在500巴压力和140℃下将熔体注入螺旋流道。螺旋流道从螺旋流道中心的浇口填充，压力和温度保持不变，直至熔体停止，刚好在螺旋熔体尖端的标记号给出了流动长度。
通过目视检查在相同条件下模塑的圆盘(直径＝82mm，厚度＝0.75mm)，并用两个等级评定：好和差，评估材料的平整度(翘曲)性能。
材料的粉尘颗粒由Rion KS-42D液体颗粒计数器测量。详细方法为：首先，用洗涤剂和去离子水冲洗模塑塑料零件(厚度为0.75mm，直径为82mm的圆盘)，用氮气干燥；其次，将塑料零件浸入500ml去离子水中，用功率为200W的超声波清洁机清洁5分钟。然后，立即将去离子水泵入颗粒计数器中，以计数粉尘颗粒浓度。颗粒的检测范围设定为10-100um。
表1
*“好”意指没有明显的翘曲，“差”意指严重翘曲或轻微翘曲。
从表1看出，本发明的实施例保持了良好的流动能力、拉伸性能、冲击性能，对降低粉尘颗粒和翘曲具有优异的效果，这特别适用于照相机模块、光学元件等。
Claims (16)
1.一种聚酰胺组合物，其包含30-70重量％的聚酰胺混合物和30-70重量％的填料混合物，基于聚酰胺组合物总重量；
其中所述聚酰胺混合物包含作为组分(A)的半结晶半芳族聚酰胺和作为组分的(B)无定形聚酰胺，(A)/(B)的质量比高于1:1；所述填料混合物包含作为组分(C)的平均长度等于或小于150μm的针状填料和作为组分(D)的片状填料，(C)/(D)的质量比高于1:1。
2.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其中所述半结晶半芳族聚酰胺包含衍生自二羧酸和二胺的重复单元，以及0-20mol％的氨基酸和/或内酰胺，基于构成半结晶半芳族聚酰胺的总单体；
其中所述二羧酸为芳族二羧酸(a-1)，或芳族二羧酸(a-1)和包括脂族二羧酸和/或脂环族二羧酸的其他二羧酸(a-2)的组合；芳族二羧酸(a-1)的量为60-100mol％，其他二羧酸(a-2)的量为0-40mol％，基于构成半结晶半芳族聚酰胺的二羧酸的总摩尔数；所述二胺为脂族二胺(b-1)，或脂族二胺(b-1)和芳族二胺(b-2)的组合；脂族二胺(b-1)的量为80-100mol％，芳族二胺的量为0-20mol％，基于构成半结晶半芳族聚酰胺的二胺的总摩尔数；
或者，其中所述二羧酸为脂族二羧酸，或脂族二羧酸和脂环族二羧酸的组合；所述脂族二羧酸的量为80-100mol％，所述脂环族二羧酸的量为0-20mol％，基于构成半结晶半芳族聚酰胺的二羧酸的总摩尔数；所述二胺为芳族二胺，芳族二胺和脂族二胺的组合；芳族二胺的量为80-100mol％，脂族二胺为0-20mol％，基于构成半结晶半芳族聚酰胺的二胺的总摩尔数。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的聚酰胺组合物，其中芳族二羧酸(a-1)选自对苯二甲酸、萘二甲酸、联苯二甲酸或其至少两种的组合；其他二羧酸(a-2)选自己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷酸、十六烷二酸和十八烷二酸；脂族二胺(b-1)为直链脂族二胺(b-1a)，或直链脂族二胺和支化脂族二胺(b-1b)的组合；直链脂族二胺(b-1a)选自1,4-丁二胺、1,5-戊二胺，1,6-己二胺、1.8-辛二胺、1,9-壬二胺、1,10-癸二胺、1,11-十一烷二胺和1,12-十二烷二胺；支化脂族二胺(b-1b)选自2-甲基-1,5-戊二胺、3-甲基-1,5-戊二胺、2-甲基-1,8-辛二胺、2,4,4-三甲基六亚甲基二胺和2,2,4-三甲基六亚甲基二胺。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的聚酰胺组合物，其中芳族二羧酸(a-1)包含10-40mol％的间苯二甲酸和60-90mol％的至少一种选自对苯二甲酸、萘二甲酸和联苯二甲酸的二羧酸；其他二羧酸(a-2)的量为0-10mol％，基于构成半结晶半芳族聚酰胺的二羧酸的总摩尔数；
所述二胺包含90-100mol％的脂族二胺(b-1)，或脂族二胺和0-10mol％芳族二胺(b-2)的组合，基于构成半结晶半芳族聚酰胺的二胺的总摩尔数。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的聚酰胺组合物，其中所述无定形聚酰胺选自PAMACM6、PA PACM6、PA PACM10和PA IPD6、PA 6I、PA8I、PA 6I/6T、PA 10I/10T、PA PACMI、PAPACMT、PA MACMT、PA MACMI、PA IPDT、PA IPDI、PA DT/DI、PA DT和PA DI，以及PA MXD6/MXDI。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的聚酰胺组合物，其中半结晶半芳族聚酰胺(A)的量为30-65重量％，更优选为40-60重量％；本发明中的无定形聚酰胺(B)的量为5-40重量％，更优选为10-30重量％；基于聚酰胺组合物的总重量。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的聚酰胺组合物，其中组分(A)/组分(B)的重量比等于或高于2:1，优选为3:1至2:1，更优选为3:1至2.5:1。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的聚酰胺组合物，其中针状填料(C)的长度与直径的纵横比等于或高于2:1，优选为2:1至5000:1，更优选为3:1至100:1。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的聚酰胺组合物，其中针状填料(C)的平均长度为10-150μm，优选为10-100μm。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的聚酰胺组合物，其中片状填料(D)的ECD/T的纵横比等于或大于1:1，优选等于或大于30:1，片状填料(D)的ECD/T的纵横比等于或小于1000:1，优选等于或小于800:1；ECD表示片状填料的等效圆直径；T表示片状填料的最大厚度。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的聚酰胺组合物，其中片状填料(D)在其最大厚度或尺寸方面具有0.001-100μm，优选为0.01-50μm的平均尺寸。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的聚酰胺组合物，其中片状填料的平均等效圆直径为至少约10μm，通常为10-900μm，优选为20-500μm。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的聚酰胺组合物，其中组分(C)/组分(D)的重量比等于或高于1.5:1，优选为2:1至4:1。
14.一种制备根据权利要求1-12中任一项所述的聚酰胺组合物的方法，包括将除针状填料和片状填料以外的所有组分供入挤出机中，将针状填料和片状填料通过下游进料器供入，挤出所有组分并造粒。
15.一种用于照相机模块、透镜组件、透镜单元、照相机模块组件和光学元件的零件，其由根据权利要求1-13中任一项所述的聚酰胺组合物制备。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的聚酰胺组合物在照相机模块、透镜组件、透镜单元、照相机模块组件和光学元件中的用途。
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