CN115551919A - 用于改进噪声振动和声振粗糙度的聚酰胺配制剂 - Google Patents

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Abstract

本申请提供聚酰胺组合物,其包含一种或多种半结晶聚酰胺,和包含无定形聚酰胺或半结晶共聚酰胺,例如PA66/6。所述组合物可以特别用作隔振器,其具有比常规聚酰胺组合物更有效的高温噪声和声振粗糙度阻尼性能。本申请也提供制备所述组合物的方法,以及包含所述组合物的制品。

Description

用于改进噪声振动和声振粗糙度的聚酰胺配制剂
对相关申请的交叉引用
本申请要求2020年5月14日递交的美国临时申请No.63/024,872、2020年6月26日递交的美国临时申请No.63/045,009和2020年11月30日递交的美国临时申请No.63/119,201的优先权,将这些申请引入本文以供参考。
领域
本申请涉及聚酰胺组合物,特别是具有改进的在较高温度下的阻尼性能的聚酰胺组合物,使得所述组合物可以特别用于汽车隔振器中。
背景
在许多市场例如汽车市场、家用电器市场和电子市场中需要减少不期望的振动和相关产生的噪声。例如,汽车工业的发展趋势是日益增加使用重量较轻的车辆。因此,已经增加使用重量较轻的铝和聚合物材料。但是,这些设计和材料的使用引起在车辆振动和与振动相关的噪声方面的额外问题。另外,消费者对于车舱噪声的关注越来越高,趋向于使用缺少与燃料发动机相关产生声音的问题的电动车辆。
一般而言,这种噪声和振动问题是通过两种方式来控制:增强几何构造以更加抗振动,和使用结构阻尼以减少振动幅度。与这些解决方案一起,声学技术可以用于从声源吸收、反射和隔离声波,例如在这些声波到达车舱内的乘客之前。
结构阻尼方式可以涉及在例如制造隔振器的过程中使用聚合物材料,例如汽车发动机托架支架。这些材料的阻尼性能可以部分地依赖于聚合物网络在形变之后的松弛和恢复。这些聚合物性能在很大程度上同时取决于频率作用和温度作用,这是由于在材料温度和分子运动之间有直接关系。因此,已经开发不同的聚合物材料以在选定的温度和频率范围内具有各种阻尼、强度、耐久性、耐蠕变性、热稳定性和其它所需的性能。
尽管已进行这些努力,但是仍然难以设计能在各种操作条件下同时满足多于一种这些性能的聚合物材料。例如,玻璃纤维强化(GFR)的尼龙化合物已经广泛用于内燃机的隔振配件。但是,这些化合物在操作温度达到70℃时变得显著不太有效。
因此,仍然需要聚酰胺组合物,其能在较高的温度下提供有效的噪声振动吸收,且同时保持所需的机械强度性能。
概述
一方面,本申请涉及组合物,其包含一种或多种无定形聚酰胺和一种或多种半结晶聚酰胺。当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,所述组合物在大于40℃、例如大于50℃(在73℃至103℃的范围内)的温度下显示最大粘弹损耗因子(tan(δ))。在一些实施方案中,在所述组合物中的一种或多种无定形聚酰胺的总浓度是在10重量%至70重量%的范围内(3重量%至65重量%,或3重量%至53重量%)。在一些实施方案中,所述一种或多种无定形聚酰胺中的至少一种显示大于100℃的玻璃化转变温度(Tg)(在100℃至150℃的范围内)。在一些实施方案中,至少一种无定形聚酰胺包括无定形共聚酰胺。在一些情况下,无定形聚酰胺包含MPMD-T和MPMD-I的聚酰胺共混物,和/或半结晶聚酰胺包含PA66/6C。在一些实施方案中,在所述组合物中的一种或多种半结晶聚酰胺的总浓度是在10重量%至70重量%的范围内,例如30重量%至80重量%。在一些实施方案中,至少一种半结晶聚酰胺是PA66聚酰胺。在一些实施方案中,至少一种半结晶聚酰胺是PA6聚酰胺。在一些实施方案中,至少一种半结晶聚酰胺是PA66/6(共)聚酰胺和/或PA66/6C。在一些实施方案中,至少一种半结晶聚酰胺是PA66/6I聚酰胺。在一些实施方案中,至少一种PA66/6I聚酰胺包含5摩尔%至13摩尔%的间苯二甲酸含量。在一些实施方案中,在组合物中的一种或多种半结晶聚酰胺的总重量与在组合物中的一种或多种无定形聚酰胺的总重量之间的比率是在0.06:1至13:1的范围内(1:1至13:1)。在一些实施方案中,所述组合物还包含0.1重量%至2重量%的至少一种润滑剂。在一些实施方案中,至少一种润滑剂包含硬脂酸铝。在一些实施方案中,所述组合物还包含0.1重量%至2重量%的至少一种热稳定剂。在一些实施方案中,至少一种热稳定剂包含铜。在一些实施方案中,所述组合物还包含15重量%至60重量%的至少一种矿物或纤维增强剂。在一些实施方案中,至少一种矿物或纤维增强剂包含玻璃纤维。在一些实施方案中,当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,最大tan(δ)值是在0.057至0.245的范围内(0.095至0.245)。在一些实施方案中,当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,在(1)所述组合物在1.82MPa下的热变形温度(HDT)与(2)所述组合物的熔融温度之间的差别是在1℃至100℃的范围内(15℃至45℃)。在一些实施方案中,所述组合物包含:20重量%至55重量%的半结晶PA66聚酰胺;20重量%至55重量%的半结晶PA66/6I聚酰胺;0至11重量%的半结晶PA6聚酰胺;8重量%至40重量%的无定形聚酰胺;15重量%至60重量%的玻璃纤维;0.1重量%至2重量%的硬脂酸铝;0.1重量%至2重量%的铜热稳定剂;0-6重量%的着色剂;和小于0.2重量%的水分含量;其中所述组合物的最大tan(δ)值是在0.095至0.15的范围内并在75℃至95℃的温度下显示。在一些实施方案中,根据标准试验方法ASTM D882-18(2018)检测,所述组合物显示在150MPa至255MPa范围内的拉伸强度。在一些实施方案中,根据标准试验方法ASTM D882-18(2018)检测,所述组合物显示在1.5%至5%范围内的断裂伸长率。在一些实施方案中,根据标准试验方法ASTM D882-18(2018)检测,所述组合物显示在9.5GPa至20.5GPa范围内的拉伸模量。在一些实施方案中,所述组合物显示在7kJ/m2至15kJ/m2范围内的切口却贝冲击强度。在一些实施方案中,所述组合物显示在50kJ/m2至100kJ/m2范围内的无切口却贝冲击强度。在一些实施方案中,所述组合物显示在205℃至285℃范围内的Tm。在一些实施方案中,所述组合物显示在1.82MPa下的HDT是在185℃至255℃的范围内。在一些实施方案中,所述组合物包含:20重量%至55重量%的半结晶PA66聚酰胺;20重量%至55重量%的半结晶PA66/6I聚酰胺;0至11重量%的半结晶PA6聚酰胺;8重量%至40重量%的无定形聚酰胺;15重量%至60重量%的玻璃纤维;0.1重量%至2重量%的硬脂酸铝;0.1重量%至2重量%的铜热稳定剂;0至6重量%的着色剂;和小于0.2重量%的水分含量;其中所述组合物的最大tan(δ)是在75℃至95℃范围内的温度下显示;和其中(1)所述组合物在1.82MPa下的HDT与(2)所述组合物的Tm之间的差别是在15℃至45℃的范围内。在一些实施方案中,所述组合物包含:20重量%至55重量%的半结晶PA66聚酰胺;20重量%至55重量%的半结晶PA66/6I聚酰胺;0至11重量%的半结晶PA6聚酰胺;8重量%至40重量%的无定形聚酰胺;15重量%至60重量%的玻璃纤维;0.1重量%至2重量%的硬脂酸铝;0.1重量%至2重量%的铜热稳定剂;0至6重量%的着色剂;和小于0.2重量%的水分含量;其中所述组合物的最大tan(δ)是在75℃至95℃范围内的温度下显示;和其中所述组合物的拉伸强度是在185MPa至205MPa的范围内。在一些情况下,拉伸模量是大于9.5GPa,和当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,所述组合物在大于42℃的温度下显示最大粘弹损耗因子(tan(δ))。在一些情况下,拉伸模量大于9.5GPa,且热变形温度大于185℃。在一些实施方案中,所述组合物包含20重量%至55重量%的半结晶PA66聚酰胺;0至11重量%的半结晶PA6聚酰胺;10重量%至70重量%的具有MPMD-T/MPMD-I的聚酰胺共混物;15重量%至60重量%的玻璃纤维;0.1重量%至2重量%的硬脂酸盐;0.1重量%至2重量%的热稳定剂;0至6重量%的着色剂;和小于0.2重量%的水分含量。在一些情况下,所述组合物包含10重量%至70重量%的半结晶P;0至11重量%的半结晶PA6聚酰胺;10重量%至70重量%的无定形聚酰胺;15重量%至60重量%的玻璃纤维;0.1重量%至2重量%的硬脂酸盐;0.1重量%至2重量%的热稳定剂;0至6重量%的着色剂;和小于0.2重量%的水分含量。在一些情况下,所述组合物包含具有Tg为100℃至200℃的低Tg聚合物,和具有Tg为0℃至160℃的高Tg聚合物。
另一方面,本申请涉及组合物,其包含:1重量%至50重量%的半结晶PA66/6(共)聚酰胺,和4重量%至32重量%的第二种半结晶聚酰胺或无定形树脂。当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,所述组合物在大于50℃(在73℃至103℃的范围内)的温度下显示最大tan(δ)。在一些实施方案中,半结晶PA66/6I聚酰胺包含在5摩尔%至30摩尔%范围内的间苯二甲酸含量。在一些实施方案中,当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,最大tan(δ)具有在0.057至0.245范围内的数值(0.095至0.245)。在一些实施方案中,无定形聚酰胺显示大于100℃的玻璃化转变温度(Tg)(在100℃至150℃的范围内)。在一些实施方案中,无定形聚酰胺包含部分芳族聚酰胺。在一些实施方案中,无定形聚酰胺包含无定形共聚酰胺。在一些实施方案中,第二种半结晶聚酰胺包含PA66聚酰胺。在一些实施方案中,第二种半结晶聚酰胺包含PA6聚酰胺。在一些实施方案中,第二种半结晶聚酰胺包含PA66/I聚酰胺。在一些实施方案中,所述组合物还包含0.1重量%至2重量%的至少一种润滑剂。在一些实施方案中,润滑剂包括硬脂酸铝。在一些实施方案中,所述组合物还包含0.1重量%至2重量%的至少一种热稳定剂。在一些实施方案中,热稳定剂包括铜。在一些实施方案中,所述组合物还包含15重量%至60重量%的至少一种矿物或纤维增强剂。在一些实施方案中,矿物或纤维增强剂包括玻璃纤维。在一些实施方案中,根据标准试验方法ASTMD882-18(2018)检测,所述组合物显示在150MPa至255MPa范围内的拉伸强度。在一些实施方案中,根据标准试验方法ASTM D882-18(2018)检测,所述组合物显示在1.5%至5%范围内的断裂伸长率。在一些实施方案中,根据标准试验方法ASTM D882-18(2018)检测,所述组合物显示在9.5GPa至20.5GPa范围内的拉伸模量。在一些实施方案中,所述组合物显示在7kJ/m2至15kJ/m2范围内的切口却贝冲击强度。在一些实施方案中,所述组合物显示在50kJ/m2至100kJ/m2范围内的无切口却贝冲击强度。
另一方面,本申请涉及由具有任一种本文所述组合物的树脂模塑得到的制品。所述制品可以是连接部件,其可以包含:部件主体,其用于接触第一个配件;和部件接头,其用于接触第二个配件以将第一个和第二个配件连接;任选的结构支撑件;所述部件主体和部件接头中的至少一个可以包含上述组合物。在一些情况下,所述部件是发动机托架,差动托架,扭力杆,和HVAC压缩机支架,支柱托架,减震器托架,或变速器托架,或其组合。
在一些实施方案中,本申请涉及使第一个配件连接至第二个配件的方法,此方法包括:提供连接部件,其包含部件主体和部件接头;使部件主体与第一个配件接触;和使部件接头与第二个配件接触以将第一个和第二个配件连接,其中当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,所述部件在大于40℃的温度下显示最大tan(δ)。连接部件可以是发动机托架,第一个配件可以是发动机,并且第二个配件可以是底盘。
附图简述
图1是显示本文所述聚酰胺组合物的一些实施方案的tan(δ)性能的图表。
详述
本申请总体涉及聚酰胺组合物,其在例如用作阻尼材料时能提供在较高操作温度下的振动噪声隔离特性方面的有利改进效果。
例如,虽然迄今尚未实现,但是有益的是聚酰胺组合物具有足够的阻尼能力,例如由粘弹损耗因子tan(δ)来衡量,从而在某些汽车应用中可存在的和可包括超过72℃温度的操作条件下有效地隔离振动。一种衡量所述组合物的阻尼性能的手段是在粘弹损耗因子(tan(δ))显示其最大值时的温度。一般而言,在达到这种最大值时的温度越高,所述组合物在较高温度下对振动和噪声的阻尼和隔离作用就越有效。也有益的是,聚酰胺组合物显示优良的强度特性,例如在这些升高的环境温度下的高的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度和耐疲劳性。
聚酰胺是吸湿性的和倾向于吸收水分,并且聚酰胺组合物的性能特性可以根据组合物的水分含量而变化。而且,因为一些应用、例如汽车部件经常在较高的温度条件和/或高湿度条件下操作,例如在湿度可以根据地理状况而变化的情况下,发现特别需要具有低水分含量的组合物。尤其是,当使用(重量轻的)吸湿性聚合物、例如尼龙时,应当考虑/考察组合物中的水分。因此发现在低水分含量下检测的性能,例如在低水分含量下(例如小于或等于0.2重量%)的tan(δ)性能是特别适合的标准,因为这使得基准标准受到极少的外部环境影响或不受外部环境影响。当使用较高的水分含量和检测性能重量时,在性能及其检测方面可能存在更多的不确定性。重要的是,在低水分含量下的检测/性能可能不对应于在高水分含量下的检测/性能。这对于吸湿性聚合物而言尤其如此。有利的是,本文公开的聚酰胺组合物一般具有多种性能特性的协同组合,和尤其当在低的水含量下检测时具有这种协同组合。
但是,对于常规聚酰胺组合物而言难以实现这些性能特征。一个原因是常规组合物(低水分含量或其它)在等于或低于40℃的低温、例如等于或低于72℃的温度下显示它们的峰值tan(δ),这表明仅仅在较低的温度下观察到组合物的最大阻尼能力。另外,典型的用于增强聚酰胺组合物的改进措施大多数通常具有降低这些材料的热和阻尼性能的影响,这进而降低它们显示峰值tan(δ)时的温度。
本发明人惊人地发现,本文公开的聚酰胺的特定组合,任选地按照特定的类型、用量和比率加入,可以用于形成具有改进的较高的最大tan(δ)温度的组合物。特别是,这些结果发现使用组合物,其包含半结晶聚酰胺(A)与以下组分之一的组合:1)无定形聚酰胺(B1);和/或2)另一种半结晶共聚酰胺(B2),例如PA66/6聚酰胺或PA66/6C聚酰胺,(其中A可以与B2不同)。需要说明是,以前尚未发现无定形聚酰胺或PA66/6聚酰胺在改进高温阻尼方面的重要性。改进的阻尼性能不仅体现为较高的最大tan(δ)温度,而且在许多情况下体现为较高的最大tan(δ)粘弹值。重要的是,因为机械特性、例如强度和冲击强度保持在高水平(以前仅仅在不存在无定形或PA66/6I聚酰胺添加剂的情况下观察到),所以所述组合物十分适合用于具有对于高稳定性和高阻尼的双重需求的应用。
此外,因为其它热性能相似地保持在与不含无定形或PA66/6添加剂的那些配制剂相似的水平,所以本发明组合物也显示优良的与现有生产方法的相容性,例如模塑和热成型方法。另外,在一些实施方案中,所述组合物的热变形温度(HDT)接近所述组合物的熔融温度(Tm),例如其差别在45℃或35℃内。因为聚合物组合物的Tm基本上不受在组合物中存在其它填料和添加剂的影响,而聚合物组合物的HDT通常随着填料载荷水平的增加而提高,所以在本文公开的增强组合物的一些实施方案中,在HDT与Tm之间的惊人相似性可以提供与易于加工性相关的其它益处。
总体性能对于一些特定应用而言是特别重要的,例如上述汽车部件,它们用于将一个汽车配件连接至另一个汽车配件,例如它们将发动机安装至底盘。在这些应用中,(由本文公开的NVH组合物制成的)部件的有效隔离振动的能力导致降噪性能。常规的连接部件经常使用橡胶件,其通常与多个刚性结构(金属)件一起使用,从而实现相似的性能。认为当本文公开的NVH组合物用于连接这些部件时,可以减少/避免使用这种多部件结构,这减少/免去多个部件的数目/尺寸,进而改进了制造效率。
在一些实施方案中,本申请涉及聚酰胺组合物,其包含一种或多种无定形聚酰胺和一种或多种半结晶聚酰胺。在一些实施方案中,本申请涉及聚酰胺组合物,其包含第一种半结晶(共)聚酰胺,例如PA66/6(共)聚酰胺,和包含第二种半结晶聚酰胺和/或无定形聚酰胺。发现这些聚酰胺组合物能提供在高温阻尼方面的惊人改进效果。例如,当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,所述组合物在大于40℃、例如大于72℃的温度下显示最大粘弹损耗因子(tan(δ))。
组合物
无定形聚酰胺
一方面,本文公开了聚酰胺组合物,其包含一种或多种无定形聚酰胺。这里使用的术语“聚酰胺”或“尼龙”表示聚合物含有至少50摩尔%、例如至少60摩尔%、至少70摩尔%、至少80摩尔%、至少90摩尔%、至少92摩尔%、至少94摩尔%、至少96摩尔%、至少98摩尔%或至少99摩尔%的含至少一个酰胺基团的重复单元。本文使用的术语“无定形聚酰胺”表示基本上不含结晶区域、例如不含结晶区域并且不显示清晰熔点的聚酰胺。所述组合物还包含一种或多种半结晶聚酰胺。本文使用的术语“半结晶聚酰胺”表示包含至少一个结晶区域并且显示清晰熔点的聚酰胺。发现这些聚酰胺组合物能提供在高温阻尼方面的惊人改进效果。例如,当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,所述组合物在上文和下文所述的温度下显示最大粘弹损耗因子(tan(δ))。在一些实施方案中,当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,在所述组合物的HDT与所述组合物的Tm之间的差别是小于35℃。其它性能特征如下文所述。
在一些实施方案中,在组合物中的一种或多种无定形聚酰胺的总浓度是在3重量%至75重量%的范围内,例如3重量%至65重量%,3重量%至60重量%,5重量%至55重量%,3重量%至53重量%,3重量%至33重量%,7重量%至32重量%,8重量%至38重量%,13重量%至43重量%,18重量%至48重量%,30重量%至60重量%,或23重量%至53重量%。无定形聚酰胺的总浓度可以在8重量%至40重量%的范围内,例如8重量%至27.2重量%,11.2重量%至30.4重量%,14.4重量%至33.6重量%,17.6重量%至36.8重量%,或20.8重量%至40重量%。就上限而言,无定形聚酰胺的浓度可以小于75重量%,例如小于70重量%,小于65重量%,小于60重量%,小于55重量%,小于53重量%,小于48重量%,小于43重量%,小于40重量%,小于36.8重量%,小于33.6重量%,小于30.4重量%,小于27.2重量%,小于24重量%,小于20.8重量%,小于17.6重量%,小于14.4重量%,小于11.2重量%,或小于8重量%。就下限而言,无定形聚酰胺的浓度可以大于3重量%,例如大于7重量%,大于11.2重量%,大于14.4重量%,大于17.6重量%,大于20.8重量%,大于24重量%,大于27.2重量%,大于30.4重量%,大于33.6重量%,大于36.8重量%,大于40重量%,大于43重量%,或大于48重量%。也考虑较高的浓度,例如大于53重量%,以及较低的浓度,例如小于3重量%。
本文使用的术语“大于”和“小于”限值也可以包括与之联用的数值。换句话说,“大于”和“小于”可以解释为“大于或等于”和“小于或等于”。考虑此用语可以随后在权利要求中修改为包括“或等于”。例如,“大于4.0”可以解释为和随后在权利要求中修改为“大于或等于4.0”。
在一些实施方案中,无定形聚酰胺的浓度是在4重量%至32重量%的范围内,例如4重量%至20.8重量%,6.8重量%至23.6重量%,9.6重量%至26.4重量%,12.4重量%至29.2重量%,或15.2重量%至32重量%。就上限而言,无定形聚酰胺的浓度可以小于32重量%,例如小于29.2重量%,小于26.4重量%,小于23.6重量%,小于20.8重量%,小于18重量%,小于15.2重量%,小于12.4重量%,小于9.6重量%,或小于6.8重量%。就下限而言,无定形聚酰胺的浓度可以大于4重量%,例如大于6.8重量%,大于9.6重量%,大于12.4重量%,大于15.2重量%,大于18重量%,大于20.8重量%,大于23.6重量%,大于26.4重量%,或大于29.2重量%。也考虑较高的浓度,例如大于32重量%,以及较低的浓度,例如小于4重量%。
在一些实施方案中,无定形聚酰胺的浓度是在10重量%至70重量%的范围内,例如15重量%至60重量%,15重量%至50重量%,20重量%至45重量%,25重量%至40重量%,30重量%至40重量%,或30重量%至37重量%。就上限而言,无定形聚酰胺的浓度可以小于70重量%,例如小于65重量%,小于60重量%,小于65重量%,小于55重量%,小于50重量%,小于45重量%,小于40重量%,或小于37重量%。就下限而言,无定形聚酰胺的浓度可以大于10重量%,例如大于15重量%,大于20重量%,大于25重量%,大于27重量%,大于30重量%,或大于31重量%。也考虑较高的浓度,例如大于70重量%,以及较低的浓度,例如小于10重量%。
在一些实施方案中,无定形聚酰胺包含具有间苯二甲酰和/或对苯二甲酰含量的聚酰胺。例如,无定形聚酰胺可以包含PA-4T/4I;PA-4T/6I;PA-5T/5I;PA-6,6/6T;PA-6T/6I;PA-6T/6I/6;PA-6T/6;PA-6T/6I/66;PA-6T/66;PA-6I/6T,PA-6T/6;PA-6,6/6I/6;PA-6I/6;或6T/6I/6,PA-6T/610;PA-10T/612;PA-10T/106;PA-6T/612;PA-6T/10T;PA-6T/10I;PA-9T;PA-10T;PA-12T;PA-10T/10I;PA-10T/12;PA-10T/11;PA-6T/9T;PA-6T/12T;PA-6T/10T/6I;PA-6T/6I/6;PA-6T/61/12;MPMD-T;MPMD-I;或具有MPMD-T/MPMD-I的聚酰胺共混物,例如DT/DI共混物;或其组合。在一些情况下,聚酰胺的无定形或半结晶性质可以是各种聚合物单元的百分比的函数。在一些情况下,上述聚酰胺可以配制成如本文所定义的“无定形”或“半结晶”形式。在一些实施方案中,这些聚酰胺可以是半结晶的,或可以是无定形的,这取决于聚合物单元。本领域技术人员能理解如何确定聚合物的无定形或半结晶(如本文所定义)性质。例如,如果PA-6I/6T聚酰胺的配制使得其基本上不含结晶区域,例如不含结晶区域,而且不显示清晰的熔点,则认为PA-6I/6T是“无定形PA-6I/6T”。
在一些情况下,无定形聚酰胺的间苯二甲酰与对苯二甲酰含量之间的摩尔比率可以例如在37:63至15:85的范围内,例如37:63至70:30,43:57至75:25,48:52至79:21,54:46至82:18,或60:40至85:15。就上限而言,间苯二甲酰与对苯二甲酰含量之间的比率可以小于85:15,例如小于82:18,小于79:21,小于75:25,小于70:30,小于65:35,小于60:40,小于54:46,小于48:52,或小于43:57。就下限而言,间苯二甲酰与对苯二甲酰含量之间的比率可以大于37:63,例如大于43:57,大于48:52,大于54:46,大于60:40,大于65:35,大于70:30,大于75:25,大于79:81,或大于82:18。也考虑较高的比率,例如大于85:15,以及较低的比率,例如小于37:63。适合用于所述组合物的示例性的无定形聚酰胺市售产品包括来自EMSChemie的
Figure BDA0003920212510000111
G-21和来自DuPont的
Figure BDA0003920212510000112
PA3426。
在所述组合物中的不同种类无定形聚酰胺的数目可以例如是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10种或多于10种。在一些实施方案中,所述组合物中的一种或多种无定形聚酰胺包括部分芳族聚酰胺。在一些实施方案中,所述组合物中的每种无定形聚酰胺是部分芳族聚酰胺。在一些实施方案中,一种或多种无定形聚酰胺包括无定形共聚酰胺。在一些实施方案中,每种无定形聚酰胺是无定形共聚酰胺。
在一些实施方案中,所述组合物中的无定形聚酰胺是部分芳族聚酰胺。在一些实施方案中,无定形聚酰胺是无定形共聚酰胺。在一些实施方案中,无定形聚酰胺是透明的。无定形聚酰胺的使用可以是特别有益的,例如在需要观察液体水平、所包装的食品或被使用所述组合物生产的聚合物材料包裹或参与的其它材料的那些应用中。
在一些情况下,聚合物组合物(或在一种或多种其组分中)的化学特性至少部分地对性能的改进做出贡献。不论聚合物组合物的组成、例如各种聚酰胺如何,所述组合物和部件可以用化学特性表征。在一些情况下,所述组合物包含具有Tg为100℃至200℃的低Tg聚合物和具有Tg为0℃至160℃的高Tg聚合物。
在一些实施方案中,所述组合物中的至少一种无定形聚酰胺(具有极少的水分含量或不具有水分含量)具有在100℃至200℃范围内的玻璃化转变温度(Tg),例如100℃至175℃,100℃至150℃,100℃至130℃,105℃至135℃,110℃至140℃,115℃至145℃,或120℃至150℃。就上限而言,无定形聚酰胺的Tg可以小于200℃,例如小于175℃,小于150℃,小于145℃,小于140℃,小于135℃,小于130℃,小于125℃,小于120℃,小于115℃,小于110℃,或小于105℃。就下限而言,无定形聚酰胺的Tg可以大于100℃,例如大于105℃,大于110℃,大于115℃,大于120℃,大于125℃,大于130℃,大于135℃,大于140℃,或大于145℃。在一些实施方案中,所述组合物中的每种无定形聚酰胺独立地具有本文所述的在100℃至150℃范围内的Tg。也考虑较高的温度,例如大于150℃,以及较低的温度,例如小于100℃。
这些范围和限值也适用于上述低Tg聚合物。
在一些实施方案中,高Tg聚合物具有在0℃至160℃范围内的Tg,例如10℃至120℃,20℃至100℃,30℃至90℃,或40℃至90℃。就上限而言,高Tg聚合物可以具有小于160℃的Tg,例如小于140℃,小于120℃,小于100℃,小于90℃,小于80℃,或小于70℃。就下限而言,高Tg聚合物可以具有大于0℃的Tg,例如大于10℃,大于20℃,大于30℃,大于40℃,大于50℃,或大于60℃。
在一些实施方案中,所述组合物中的至少一种无定形聚酰胺具有在2.6GPa至3.2GPa范围内的挠曲/拉伸模量,例如2.6GPa至2.96GPa,2.66GPa至3.02GPa,2.72GPa至3.08GPa,2.78GPa至3.14GPa,或2.84GPa至3.2GPa。就上限而言,无定形聚酰胺的拉伸模量可以小于3.2GPa,例如小于3.14GPa,小于3.08GPa,小于3.02GPa,小于2.96GPa,小于2.9GPa,小于2.84GPa,小于2.78GPa,小于2.72GPa,或小于2.66GPa。就下限而言,无定形聚酰胺的挠曲模量可以大于2.6GPa,例如大于2.66GPa,大于2.72GPa,大于2.78GPa,大于2.84GPa,大于2.9GPa,大于2.96GPa,大于3.02GPa,大于3.08GPa,或大于3.14GPa。在一些实施方案中,所述组合物中的每种无定形聚酰胺独立地具有本文所述的在2.6GPa至3.2GPa范围内的拉伸模量。也考虑较高的拉伸模量,例如大于3.2GPa,以及较低的拉伸模量,例如小于2.6GPa。
在一些实施方案中,所述组合物中的至少一种无定形聚酰胺具有在1.16g/cm3至1.21g/cm3范围内的密度,例如1.17g/cm3至1.19g/cm3,1.165g/cm3至1.195g/cm3,1.17g/cm3至1.2g/cm3,1.175g/cm3至1.205g/cm3,或1.118g/cm3至1.21g/cm3。就上限而言,无定形聚酰胺的密度可以小于1.21g/cm3,例如小于1.205g/cm3,小于1.2g/cm3,小于1.195g/cm3,小于1.19g/cm3,小于1.185g/cm3,小于1.18g/cm3,小于1.175g/cm3,小于1.17g/cm3,或小于1.165g/cm3。就下限而言,无定形聚酰胺的密度可以大于1.16g/cm3,例如大于1.165g/cm3,大于1.17g/cm3,大于1.175g/cm3,大于1.18g/cm3,大于1.185g/cm3,大于1.19g/cm3,大于1.195g/cm3,大于1.2g/cm3,或大于1.205g/cm3。在一些实施方案中,所述组合物中的每种无定形聚酰胺独立地具有本文所述的在1.16g/cm3至1.21g/cm3范围内的密度。也考虑较高的密度,例如大于1.21g/cm3,以及较低的密度,例如小于1.16g/cm3
DT/DI
在一些情况下,无定形聚酰胺包含具有MPMD-T/MPMD-I的聚酰胺共混物,例如DT/DI。在一些情况下,使用DT/DI是特别有利的。不受限于任何理论,DT/DI的Tg在聚酰胺组合物中(与半结晶聚酰胺)协同操作。在一些情况下,DT/DI可以较少量使用(相对于一些其它无定形聚酰胺),同时仍然达到相似或更好的NVH性能。也有益地发现,可以需要较少量的DT/DI、例如本文所述的那些用量来提供所需的NVH改进效果。因此,可以使用较大量的具有较高性能的聚合物,这惊人地改进有利的机械性能(与改进NVH一起)。DT/DI可以按照上述量存在。
适用于所述组合物的示例性的基于DT/DI的无定形聚酰胺市售产品包括来自Shakespeare的SVPx-129 Novadyn DT/DI。
半结晶聚酰胺
所述组合物中的不同种类半结晶聚酰胺的数目可以例如是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10种或多于10种。在一些实施方案中,所述组合物中的一种或多种半结晶聚酰胺包括PA66聚酰胺,PA6聚酰胺,PA66/6聚酰胺,或PA66/6I聚酰胺,或其组合。
这里使用的术语“PA66”、“尼龙66”和“聚酰胺66”表示由六亚甲基二胺和己二酸单体子单元制备的均聚物。PA66聚酰胺可以是在聚合物主链中含有显著比例的PA66单元的那些聚酰胺,此比例例如是至少5重量%,至少10重量%,至少20重量%,至少30重量%,至少40重量%,至少50重量%,至少60重量%,至少70重量%,至少80重量%或至少90重量%。这里使用的术语“PA6”、“尼龙6”和“聚酰胺6”表示由己内酰胺单体子单元制备的均聚物。这里使用的术语“PA66/6”、“尼龙66/6”和“聚酰胺66/6”表示由六亚甲基二胺和己二酸单体子单元制备、并引入己内酰胺单体子单元所得的共聚物。这里使用的术语“PA66/6I”、“尼龙66/6I”和“聚酰胺66/6I”表示由六亚甲基二胺和己二酸单体子单元制备、并引入间苯二甲酸单体子单元所得的共聚物。
所述组合物中的半结晶聚酰胺可以包括例如:PA66;PA6;PA66/6;PA66/6T;PA66/6I;PA66/6C;PA9T;PA10T;PA12T;或PA-6T/9T;或它们的组合或共聚物。此列表并不限制半结晶聚酰胺的范围。
示例性的组合包括:PA66和PA6;PA66和PA66/6;PA66和PA66/6I;PA6和PA66/6;PA6和PA66/6I;PA6和PA66/6C;PA66/6和PA66/6I;PA66、PA6和PA66/6;PA66,PA6和PA66/6C;以及PA66、PA66/6、PA66/6C和PA66/6I;或PA66、PA6、PA66/6和PA66/6I。
在一些实施方案中,一种或多种半结晶聚酰胺的浓度是在30重量%至80重量%的范围内,例如30重量%至60重量%,31重量%至63重量%,35重量%至65重量%,31重量%至55重量%,40重量%至70重量%,45重量%至75重量%,或50重量%至80重量%。就上限而言,半结晶聚酰胺的浓度可以小于80重量%,例如小于75重量%,小于70重量%,小于65重量%,小于60重量%,小于55重量%,小于50重量%,小于45重量%,小于40重量%,或小于35重量%。就下限而言,半结晶聚酰胺的浓度可以大于30重量%,例如大于35重量%,大于40重量%,大于45重量%,大于50重量%,大于55重量%,大于60重量%,大于65重量%,大于70重量%,或大于75重量%。也考虑较高的浓度,例如大于80重量%,以及较低的浓度,例如小于30重量%。
在一些实施方案中,一种或多种半结晶聚酰胺、例如PA66的浓度是在10重量%至70重量%的范围内,例如15重量%至60重量%,15重量%至50重量%,20重量%至45重量%,30重量%至45重量%,25重量%至40重量%,30重量%至40重量%,或30重量%至37重量%。就上限而言,半结晶聚酰胺的浓度可以小于70重量%,例如小于65重量%,小于60重量%,小于65重量%,小于55重量%,小于50重量%,小于45重量%,小于40重量%,或小于37重量%。就下限而言,半结晶聚酰胺的浓度可以大于10重量%,例如大于15重量%,大于20重量%,大于25重量%,大于27重量%,大于30重量%,或大于31重量%。也考虑较高的浓度,例如大于70重量%,以及较低的浓度,例如小于10重量%。
PA66/6(共)聚酰胺
PA66/6(共)聚酰胺是半结晶聚合物的一个实例,其可以如本文所述使用。
一方面,本文公开了聚酰胺组合物,其包含其它上述半结晶聚酰胺以及半结晶PA66/6共聚酰胺。在一些情况下,所述组合物还包含PA66/6共聚酰胺和:1)第二种半结晶聚酰胺,或2)无定形聚酰胺。发现此聚酰胺组合物能提供如上文所述的惊人改进效果。例如,当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,所述组合物在高温例如大于40℃或大于72℃的温度下显示最大粘弹损耗因子(tan(δ))。
在一些实施方案中,在所述组合物中的半结晶PA66/6共聚酰胺的浓度是在1重量%至50重量%的范围内,例如5重量%至40重量%,5重量%至30重量%,7重量%至30重量%,7重量%至25重量%,或10重量%至20重量%。就上限而言,PA66/6共聚酰胺的浓度可以小于50重量%,例如小于40重量%,小于35重量%,小于30重量%,小于25重量%,小于20重量%,或小于17重量%。就下限而言,PA66/6共聚酰胺的浓度可以大于5重量%,例如大于7重量%,大于9重量%,大于10重量%,大于12重量%,大于13重量%,或大于14重量%。也考虑较高的浓度,例如大于70重量%,以及较低的浓度,例如小于30重量%。
在一些实施方案中,半结晶PA66/6共聚酰胺的浓度是在4重量%至32重量%的范围内,例如4重量%至20.8重量%,6.8重量%至23.6重量%,9.6重量%至26.4重量%,12.4重量%至29.2重量%,或15.2重量%至32重量%。就上限而言,半结晶PA66/6共聚酰胺的浓度可以小于32重量%,例如小于29.2重量%,小于26.4重量%,小于23.6重量%,小于20.8重量%,小于18重量%,小于15.2重量%,小于12.4重量%,小于9.6重量%,或小于6.8重量%。就下限而言,半结晶PA66/6共聚酰胺的浓度可以大于4重量%,例如大于6.8重量%,大于9.6重量%,大于12.4重量%,大于15.2重量%,大于18重量%,大于20.8重量%,大于23.6重量%,大于26.4重量%,或大于29.2重量%。也考虑较高的浓度,例如大于32重量%,以及较低的浓度,例如小于4重量%。
PA66/6I
PA66/6I是半结晶聚合物的一个实例,其可以如本文所述使用。另一方面,本文公开了包含半结晶PA66/6I共聚酰胺的聚酰胺组合物。发现所述聚酰胺组合物能提供在高温阻尼方面的惊人改进效果。例如,当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,所述组合物在大于72℃的温度下显示最大粘弹损耗因子(tan(δ))。
在一些实施方案中,在所述组合物中的半结晶PA66/6I共聚酰胺的浓度是在30重量%至70重量%的范围内,例如30重量%至54重量%,34重量%至58重量%,38重量%至62重量%,46重量%至55重量%,42重量%至66重量%,或46重量%至70重量%。就上限而言,PA66/6I的浓度可以小于70重量%,例如小于66重量%,小于62重量%,小于58重量%,小于54重量%,小于50重量%,小于46重量%,小于42重量%,小于38重量%,或小于34重量%。就下限而言,PA66/6I的浓度可以大于30重量%,例如大于34重量%,大于38重量%,大于42重量%,大于46重量%,大于50重量%,大于54重量%,大于58重量%,大于62重量%,或大于66重量%。也考虑较高的浓度,例如大于70重量%,以及较低的浓度,例如小于30重量%。
在一些实施方案中,所述组合物包含具有5摩尔%至30摩尔%的间苯二甲酸含量的PA66/6I聚酰胺,例如5摩尔%至20摩尔%,7.5摩尔%至22.5摩尔%,10摩尔%至25摩尔%,12.5摩尔%至27.5摩尔%,或15摩尔%至30摩尔%。就上限而言,PA66/6I聚酰胺的间苯二甲酸含量可以小于30摩尔%,例如小于27.5摩尔%,小于25摩尔%,小于22.5摩尔%,小于20摩尔%,小于17.5摩尔%,小于15摩尔%,小于12.5摩尔%,小于10摩尔%,或小于7.5摩尔%。就下限而言,PA66/6I聚酰胺的间苯二甲酸含量可以大于5摩尔%,例如大于7.5摩尔%,大于10摩尔%,大于12.5摩尔%,大于15摩尔%,大于17.5摩尔%,大于20摩尔%,大于22.5摩尔%,大于25摩尔%,或大于27.5摩尔%。在一些实施方案中,所述组合物中的每种PA66/6I聚酰胺独立地具有如本文所述的在5摩尔%至30摩尔%范围内的间苯二甲酸含量。也考虑较高的含量,例如大于30摩尔%,以及较低的含量,例如小于5摩尔%。
在一些实施方案中,在所述组合物中的一种或多种半结晶聚酰胺的总重量与在所述组合物中的一种或多种无定形聚酰胺的总重量之间的比率是在0.01:1至20:1的范围内,例如0.05:1至18:1;0.05:1至15:1,0.06:1至13:1,0.1:1至13:1,0.5:1至12:1,0.75:1至12:1,1:1至13:1,1:1至4.7:1,1.3:1至6:1,1.7:1至7.8:1,2.2:1至10:1,或2.8:1至13:1。就上限而言,半结晶聚酰胺重量与无定形聚酰胺重量之间的比率可以小于20:1,例如小于18:1,小于15:1,小于10:1,小于7.8:1,小于6:1,小于4.7:1,小于3.6:1,小于2.8:1,小于2.2:2,小于1.7:1,或小于1.3:1。就下限而言,半结晶聚酰胺重量与无定形聚酰胺重量之间的比率可以大于0.01:1,例如大于0.05:1,大于0.06:1,大于0.1:1,大于0.5:1,大于0.75:1,大于1:1,大于1.3:1,大于1.7:1,大于2.2:1,大于2.8:1,大于3.6:1,大于4.7:1,大于6:1,大于7.8:1,或大于10:1。也考虑较高的比率,例如大于13:1,以及较低的比率,例如小于1:1。这些范围和限值通常适用于半结晶聚酰胺和无定形聚酰胺,和各自例如适用于PA66/6I或PA66/6C。
PA66/6C
PA66/6C是半结晶聚合物的一个实例,其可以如本文所述使用。在一些实施方案中,本文公开了包含半结晶PA66/6C共聚物的聚酰胺组合物。在一些情况下,(聚酰胺组合物的)半结晶聚酰胺包含PA66/6C。PA66/6C可以单独使用,或与额外的半结晶聚酰胺组合使用,其例子如本文所述。
在一些情况下,发现此聚酰胺组合物提供在高温阻尼方面的惊人改进效果。例如,当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,所述组合物在上述温度下显示最大粘弹损耗因子(tan(δ))。
发现半结晶聚酰胺、例如PA66/6C能与无定形聚酰胺协同相互作用。例如,半结晶聚酰胺有利地平衡、例如减少无定形聚酰胺的一些影响。半结晶聚酰胺和无定形聚酰胺的组合,例如PA66/6C,惊人地提供同时在NVH性能和机械性能例如刚度方面的改进效果。
在一些情况下,发现半结晶聚酰胺能改进刚度性能、例如拉伸模量的降低,这种降低可能与无定形聚合物含量相关。这种出人意料的改进效果可以在(操作)温度下、例如在使用聚酰胺组合物的温度下检测时是特别明显的。
也发现当使用一些半结晶聚酰胺、例如PA66/6C时,可以需要较少量的半结晶聚酰胺,例如本文公开的那些较少量,以提供所需的改进效果。因此,可以使用较大量的具有较高性能的聚合物,这惊人地提高了有利的机械性能。
不受限于任何理论,推测PA66/6C的非芳族(平面)结构允许其与一些不具有这种结构和进而不易于结晶/与酸共结晶的芳族聚酰胺相比更好地结晶/更多地与其它聚酰胺的酸、例如己二酸共结晶。认为这种结晶能提供上述协同性能的益处(通过半结晶聚酰胺和无定形聚酰胺的组合来提供)。
在一些实施方案中,PA66/6C的浓度是在10重量%至70重量%的范围内,例如15重量%至60重量%,15重量%至50重量%,20重量%至45重量%,25重量%至40重量%,25重量%至30重量%,30重量%至40重量%,30重量%至37重量%,或28重量%至35重量%。就上限而言,PA66/6C的浓度可以小于70重量%,例如小于65重量%,小于60重量%,小于65重量%,小于55重量%,小于50重量%,小于45重量%,小于40重量%,小于37重量%,或小于35重量%。就下限而言,PA66/6C的浓度可以大于10重量%,例如大于15重量%,大于20重量%,大于25重量%,大于27重量%,大于28重量%,大于30重量%,或大于31重量%。也考虑较高的浓度,例如大于70重量%,以及较低的浓度,例如小于10重量%。
其它添加剂
在一些实施方案中,聚合物组合物可以任选地包含一种或多种添加剂。在一些实施方案中,添加剂包含一种或多种催化剂,与聚酰胺不同的聚合物,粘合促进剂,离子化合物,防腐剂例如热稳定剂和抗氧化剂,润滑剂,流动改进剂,或本领域公知的其它成分。所述添加剂可以包括至少一种以下物质: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,抗冲改进剂,抗静电剂,导电添加剂,脱模剂,荧光增白剂,粘合促进剂,老化抑制剂,抗氧化剂,抗臭氧剂,光稳定剂,UV稳定剂,UV吸收剂,UV阻隔剂,无机热稳定剂,有机热稳定剂,加工助剂,结晶促进剂,结晶延迟剂,流动助剂,增强剂,例如纤维材料和颗粒填料。认为这些组分可以是非必要的。在一些情况下,所述组合物可以明确地排除一种或多种上述添加剂,例如经由权利要求的表述。在这里考虑这种情况。例如,所述组合物可以不包含阻燃剂和/或增强剂(或任何其它上述添加剂)。这支持在权利要求表述中关于排除一种或多种这些组分的表达。
在一些实施方案中,所述组合物包含一种或多种热稳定剂。可以选择所述组合物中的一种或多种热稳定剂以改进性能,例如在较高操作温度下的性能,且不会显著不利地影响材料的强度或其它热性能。至少一种热稳定剂可以包含铜。在一些实施方案中,膜中的所有热稳定剂包含铜。适合用作所述膜的组分的铜稳定剂包括铜的卤化物,例如氯化物、溴化物、碘化物或其组合。铜稳定剂也可以包括氰化铜,氧化铜,硫酸铜,磷酸铜,乙酸铜,丙酸铜,苯甲酸铜,己二酸铜,对苯二甲酸铜,间苯二甲酸铜,水杨酸铜,烟酸铜,硬脂酸铜,与螯合胺、例如乙二胺和乙二胺四乙酸络合的铜络合盐,或它们的组合。
在一些实施方案中,所述组合物中的一种或多种热稳定剂的总浓度是在0.1重量%至2重量%的范围内,例如0.1重量%至0.6重量%,0.13重量%至0.81重量%,0.18重量%至1.1重量%,0.25重量%至1.5重量%,或0.33重量%至2重量%。就上限而言,热稳定剂的浓度可以小于2重量%,例如小于1.5重量%,小于1.1重量%,小于0.81重量%,小于0.6重量%,小于0.45重量%,小于0.33重量%,小于0.25重量%,小于0.18重量%,或小于0.13重量%。就下限而言,热稳定剂的浓度可以大于0.1重量%,例如大于0.13重量%,大于0.18重量%,大于0.25重量%,大于0.33重量%,大于0.45重量%,大于0.6重量%,大于0.81重量%,大于1.1重量%,或大于1.5重量%。也考虑较高的浓度,例如大于2重量%,以及较低的浓度,例如小于0.1重量%。
在一些实施方案中,所述组合物包含一种或多种润滑剂,其用作加工助剂。可以选择润滑剂的类型和相对用量以改进组合物的加工,并对材料的高强度做出贡献。在一些实施方案中,润滑剂包括蜡。在一些实施方案中,润滑剂由蜡组成。在一些实施方案中,蜡包括脂肪酸。在一些实施方案中,润滑剂由脂肪酸组成。在一些实施方案中,蜡包括饱和脂肪酸。在一些实施方案中,润滑剂由饱和脂肪酸组成。在一些实施方案中,蜡包括硬脂酸,山嵛酸,或其盐或其组合。在一些实施方案中,润滑剂由硬脂酸、山嵛酸或其盐或其组合组成。硬脂酸盐润滑剂可以例如包括硬脂酸锌、硬脂酸钙、二硬脂酸铝、硬脂酸锌和/或硬脂酸钙。
在一些实施方案中,所述组合物中的一种或多种润滑剂的总浓度是在0.1重量%至2重量%的范围内,例如0.1重量%至0.6重量%,0.13重量%至0.81重量%,0.18重量%至1.1重量%,0.25重量%至1.5重量%,或0.33重量%至2重量%。就上限而言,润滑剂的浓度可以小于2重量%,例如小于1.5重量%,小于1.1重量%,小于0.81重量%,小于0.6重量%,小于0.45重量%,小于0.33重量%,小于0.25重量%,小于0.18重量%,或小于0.13重量%。就下限而言,润滑剂的浓度可以大于0.1重量%,例如大于0.13重量%,大于0.18重量%,大于0.25重量%,大于0.33重量%,大于0.45重量%,大于0.6重量%,大于0.81重量%,大于1.1重量%,或大于1.5重量%。也考虑较高的浓度,例如大于2重量%,以及较低的浓度,例如小于0.1重量%。
在一些实施方案中,所述组合物包含一种或多种增强剂,例如矿物增强剂或纤维增强剂或其组合。可以选择增强剂以进一步改进组合物的强度特性,且不会损害所需的组合物的热性能。对于填料的材料没有特别的限制,可以选自本领域已知的聚酰胺填料。作为非限制性例子,填料可以包含玻璃纤维和/或碳纤维,颗粒填料,例如基于天然和/或合成层状硅酸盐的矿物填料,滑石,云母,硅酸盐,石英,二氧化钛,硅灰石,高岭土,无定形硅酸,碳酸镁,氢氧化镁,白垩,石灰,长石,硫酸钡,
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纤维,玄武岩纤维,实心或中空的玻璃球或玻璃粉,永磁性或可磁化的金属化合物和/或其合金和/或其组合,以及它们的组合。
在一些实施方案中,所述组合物中的一种或多种增强剂的总浓度是在15重量%至60重量%的范围内,例如15重量%至42重量%,19.5重量%至46.5重量%,24重量%至51重量%,28.5重量%至55.5重量%,或33重量%至60重量%。就上限而言,增强剂的浓度可以小于60重量%,例如小于55.5重量%,小于51重量%,小于46.5重量%,小于42重量%,小于37.5重量%,小于33重量%,小于28.5重量%,小于24重量%,或小于19.5重量%。就下限而言,增强剂的浓度可以大于15重量%,例如大于19.5重量%,大于24重量%,大于28.5重量%,大于33重量%,大于37.5重量%,大于42重量%,大于46.5重量%,大于51重量%,或大于55.5重量%。也考虑较高的浓度,例如大于60重量%,以及较低的浓度,例如小于15重量%。
在其它情况下,聚酰胺组合物是“纯的”组合物,例如聚酰胺组合物包含极少的填料或不含填料。例如,聚酰胺组合物可以包含小于20重量%的填料,例如小于17重量%,小于15重量%,小于10重量%,或小于5重量%。就范围而言,聚酰胺组合物可以包含0.01重量%至20重量%的填料,例如0.1重量%至15重量%,或0.1重量%至5重量%。在这种情况下,可以基于上述组分范围和限值相应地调节其它组分的量。在考虑包含或不包含玻璃填料时,认为本领域技术人员能够调节聚酰胺组合物中的其它组分的浓度。
性能特性
本文所述组合物的优点是它们惊人地能在高的操作温度、例如在大于72℃的温度下同时提供有效的阻尼性能和强的机械性能。由于上述原因,对于常规聚酰胺组合物而言在这些温度条件下同时提供这些不同的性能特性是有挑战性的。
因为聚酰胺是吸湿性的和倾向于吸收水分,而且聚酰胺组合物的性能特性可以根据组合物的水分含量而变化,所以可以在限定的水分含量下描述性能特性,这反映针对最终用途的具体类别所预期的操作条件。例如,性能特性可以在水分含量小于0.2重量%的情况下来表征。
衡量所述组合物的阻尼性能的一个手段是在粘弹损耗因子(tan(δ))达到最大值时的温度。一般而言,在达到这种最大值时的温度越高,所述组合物在较高温度下对振动和噪声的阻尼和隔离作用就越有效。粘弹损耗因子可以例如根据标准试验方法ISO 6721-1(2019)和ASTM D5023-15(2015)来检测。
在一些实施方案中,当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,所述组合物在40℃至140℃的温度下显示最大tan(δ),例如50℃至140℃,50℃至120℃,60℃至115℃,72℃至110℃,73℃至103℃,例如73℃至91℃,76℃至94℃,79℃至97℃,82℃至100℃,或85℃至103℃。所述组合物可以在75℃至95℃的温度下显示最大tan(δ),例如75℃至87℃,77℃至89℃,79℃至91℃,81℃至93℃,或83℃至95℃。就上限而言,最大tan(δ)可以在小于140℃的温度下显示,例如小于130℃,小于120℃,小于115℃,小于110℃,小于105℃,小于103℃,小于100℃,小于97℃,小于95℃,小于93℃,小于91℃,小于89℃,小于87℃,小于85℃,小于83℃,小于81℃,小于79℃,小于77℃,或小于75℃。就下限而言,最大tan(δ)可以在大于40℃的温度下显示,例如大于42℃,大于50℃,大于55℃,大于60℃,大于65℃,大于70℃,大于72℃,大于73℃,大于75℃,大于77℃,大于79℃,大于81℃,大于83℃,大于85℃,大于87℃,大于89℃,大于91℃,大于93℃,大于95℃,大于97℃,或大于100℃。也考虑较高的最大tan(δ)温度,例如大于103℃。
在一些实施方案中,当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,所述组合物显示例如在0.01至0.275范围内的tan(δ)最大值,例如0.01至0.245,0.03至0.245,0.05至0.245,0.057至0.245,0.07至0.245,0.095至0.245,0.095至0.185,0.11至0.2,0.125至0.215,0.14至0.23,或0.155至0.245。所述组合物可以显示在0.095至0.15范围内的tan(δ)最大值,例如0.095至0.128,0.1005至0.1335,0.106至0.139,0.1115至0.1445,或0.117至0.15。就上限而言,tan(δ)最大值可以小于0.275,例如小于0.265,小于0.245,小于0.23,小于0.215,小于0.2,小于0.185,小于0.17,小于0.155,小于0.15,小于0.1445,小于0.139,小于0.1335,小于0.128,小于0.1225,小于0.117,小于0.1115,小于0.106,或小于0.1005。就下限而言,tan(δ)最大值可以大于0.01,例如大于0.03,大于0.05,大于0.095,大于0.1005,大于0.106,大于0.1115,大于0.117,大于0.1225,大于0.128,大于0.1335,大于0.139,大于0.1445,大于0.15,大于0.155,大于0.17,大于0.185,大于0.2,大于0.215,或大于0.23。也考虑较高的tan(δ)最大值,例如大于0.245。
聚合物材料的热变形温度(HDT)是当材料在暴露于固定载荷的情况下开始软化和变形时的温度。热变形温度可以例如用标准试验方法ISO75-2/A(2013)检测。在一些实施方案中,当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,所述组合物显示在1.82MPa下的HDT是在185℃至255℃的范围内,例如185℃至227℃,192℃至234℃,199℃至241℃,206℃至248℃,或213℃至255℃。就上限而言,HDT可以小于255℃,例如小于248℃,小于241℃,小于234℃,小于227℃,小于220℃,小于213℃,小于206℃,小于199℃,或小于192℃。就下限而言,HDT可以大于185℃,例如大于192℃,大于199℃,大于206℃,大于213℃,大于220℃,大于227℃,大于234℃,大于241℃,或大于248℃。也考虑较高的温度,例如大于255℃,以及较低的温度,例如小于185℃。
聚合物材料的熔融温度(Tm)是当材料从结晶发生相转变时的温度。熔融温度可以例如用标准试验方法ISO 11357-3(2018)检测。在一些实施方案中,当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,所述组合物显示在205℃至285℃范围内的Tm,例如205℃至253℃,213℃至261℃,221℃至269℃,229℃至277℃,或237℃至285℃。就上限而言,Tm可以小于285℃,例如小于277℃,小于269℃,小于261℃,小于253℃,小于245℃,小于237℃,小于229℃,小于221℃,或小于213℃。就下限而言,Tm可以大于205℃,例如大于213℃,大于221℃,大于229℃,大于237℃,大于245℃,大于253℃,大于261℃,大于269℃,或大于277℃。也考虑较高的温度,例如大于285℃,以及较低的温度,例如小于205℃。
在聚合物材料的HDT与Tm之间的差别可以指示增强剂或其它添加剂对材料热性能的作用,和暗示材料的加工性。当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,在所述组合物的HDT与Tm之间的差别可以例如在1℃至100℃的范围内,例如5℃至95℃,5℃至80℃,5℃至65℃,10℃至60℃,15℃至60℃,15℃至50℃,15℃至45℃,15℃至35℃,15℃至27℃,17℃至29℃,19℃至31℃,21℃至33℃,或23℃至35℃。在所述组合物的HDT与Tm之间的差别可以在20℃至30℃的范围内,例如20℃至26℃,21℃至27℃,22℃至28℃,23℃至29℃或24℃至30℃。就上限而言,在HDT与Tm之间的差别可以小于100℃,例如小于95℃,小于90℃,小于85℃,小于80℃,小于75℃,小于70℃,小于65℃,小于55℃,小于50℃,小于45℃,小于40℃,小于35℃,小于33℃,小于31℃,小于30℃,小于29℃,小于28℃,小于27℃,小于26℃,小于25℃,小于24℃,小于23℃,小于22℃,小于21℃,小于20℃,小于19℃,或小于17℃。就下限而言,在HDT与Tm之间的差别可以大于1℃,大于3℃,大于5℃,大于7℃,大于10℃,大于15℃,大于17℃,大于19℃,大于20℃,大于21℃,大于22℃,大于23℃,大于24℃,大于25℃,大于26℃,大于27℃,大于28℃,大于29℃,大于30℃,大于31℃,或大于33℃。也考虑较小的差别,例如小于15℃。
在一些实施方案中,聚合物组合物显示在0.095至0.245范围内的中心点束tan(δ)值。这种中心点束tan(δ)值可以提供一种衡量组合物阻尼性能的优良手段,因为其定量了横跨宽操作频率谱的tan(δ)值,例如1Hz至4000Hz。中心点束tan(δ)值可以例如是0.095至0.185,0.11至0.2,0.125至0.215,0.14至0.23,或0.155至0.245。中心点束tan(δ)值可以在0.095至0.15的范围内,例如0.095至0.128,0.1005至0.1335,0.106至0.139,0.1115至0.1445,或0.117至0.15。就上限而言,中心点束tan(δ)值可以小于0.245,例如小于0.23,小于0.215,小于0.2,小于0.185,小于0.17,小于0.155,小于0.15,小于0.1445,小于0.139,小于0.1335,小于0.128,小于0.1225,小于0.117,小于0.1115,小于0.106,或小于0.1005。就下限而言,中心点束tan(δ)值可以大于0.095,例如大于0.1005,大于0.106,大于0.1115,大于0.117,大于0.1225,大于0.128,大于0.1335,大于0.139,大于0.1445,大于0.15,大于0.155,大于0.17,大于0.185,大于0.2,大于0.215,或大于0.23。也考虑较高的中心束点tan(δ)值,例如大于0.245。
聚合物组合物可以有益地具有高的拉伸强度,例如因为由这些组合物制成的产品伴随着具有抵抗由拉伸力所引起的失效的性能。与未改进高温阻尼性能的常规聚合物组合物相比,本文公开的组合物可以有益地显示拉伸强度不会降低。拉伸强度可以例如用标准试验方法ASTM D882-18(2018)或ISO 527-2(2012)检测。
在一些实施方案中,所述组合物显示在150MPa至255MPa范围内的拉伸强度,例如150MPa至213MPa,160.5MPa至223.5MPa,171MPa至234MPa,181.5MPa至244.5MPa,或192MPa至255MPa。所述组合物的拉伸强度可以在185MPa至205MPa的范围内,例如185MPa至197MPa,187MPa至199MPa,189MPa至201MPa,191MPa至203MPa,或193MPa至205MPa。就上限而言,拉伸强度可以小于255MPa,例如小于244.5MPa,小于234MPa,小于223.5MPa,小于213MPa,小于205MPa,小于203MPa,小于201MPa,小于199MPa,小于197MPa,小于195MPa,小于193MPa,小于191MPa,小于189MPa,小于187MPa,小于185MPa,小于181.5MPa,小于171MPa,或小于160.5MPa。就下限而言,拉伸强度可以大于150MPa,例如大于160.5MPa,大于171MPa,大于181.5MPa,大于185MPa,大于187MPa,大于189MPa,大于191MPa,大于193MPa,大于195MPa,大于197MPa,大于199MPa,大于201MPa,大于203MPa,大于205MPa,大于213MPa,大于223.5MPa,大于234MPa,或大于244.5MPa。也考虑较高的拉伸强度,例如大于255MPa,以及较低的强度,例如小于150MPa。
聚合物组合物的强度也可以用其伸长率性能来表征。对于聚合物材料而言有益的是具有高的伸长率,因为从这些材料制成的产品经常经受拉伸力,这种拉伸力可以导致具有低伸长率的材料发生撕裂或破裂。与未改进高温阻尼性能的常规聚合物组合物相比,本文公开的组合物有益地显示伸长率不会降低。伸长率可以例如用标准试验方法ASTM D882-18(2018)检测。
在一些实施方案中,所述组合物显示在1.5%至5%范围内的断裂伸长率,例如1.5%至3.6%,1.85%至3.95%,2.2%至4.3%,2.55%至4.65%,或2.9%至5%。就上限而言,伸长率可以小于5%,例如小于4.65%,小于4.3%,小于3.95%,小于3.6%,小于3.25%,小于2.9%,小于2.55%,小于2.2%,或小于1.85%。就下限而言,伸长率可以大于1.5%,例如大于1.85%,大于2.2%,大于2.55%,大于2.9%,大于3.25%,大于3.6%,大于3.95%,大于4.3%,或大于4.65%。也考虑较大的伸长率,例如大于5%,以及较小的伸长率,例如小于1.5%。
聚合物组合物的拉伸模量是一种衡量组合物抵抗拉伸力的能力的手段。对于聚合物组合物而言有益的是具有低的拉伸模量,因为较低的模量可以提高由这些组合物制成的产品的弹性,并使得这些产品更适合用于涉及拉伸或热成型的加工步骤。与未改进高温阻尼性能的常规聚合物组合物相比,本文公开的组合物可以有益地显示拉伸模量不会增加。拉伸模量可以例如用标准试验方法ASTM D882-18(2018)检测。
在一些实施方案中,所述组合物显示在9.5GPa至20.5GPa范围内的拉伸模量,例如9.5GPa至16.1GPa,10.6GP至17.2GPa,11.7GPa至18.3GPa,12.8GPa至19.4GPa,或13.9GPa至20.5GPa。就上限而言,拉伸模量可以小于20.5GPa,例如小于19.4GPa,小于18.3GPa,小于17.2GPa,小于16.1GPa,小于15GPa,小于13.9GPa,小于12.8GPa,小于11.7GPa,或小于10.6GPa。就下限而言,拉伸模量可以大于9.5GPa,例如大于10.6GPa,大于11.7GPa,大于12.8GPa,大于13.9GPa,大于15GPa,大于16.1GPa,大于17.2GPa,大于18.3GPa,或大于19.4GPa。也考虑较高的拉伸模量,例如大于20.5GPa,以及较低的拉伸模量,例如小于9.5GPa。
聚合物组合物的冲击强度是衡量组合物抵抗由冲击载荷引起断裂的能力的手段。与未改进高温阻尼性能的常规聚合物组合物相比,本文公开的组合物可以有益地显示冲击强度不会降低。冲击强度可以例如使用标准试验方法ISO 179(2010)作为切口却贝冲击强度或无切口却贝冲击强度来检测。
在一些实施方案中,所述组合物显示在7kJ/m2至15kJ/m2范围内的切口却贝冲击强度,例如7kJ/m2至11.8kJ/m2,7.8kJ/m2至12.6kJ/m2,8.6kJ/m2至13.4kJ/m2,9.4kJ/m2至14.2kJ/m2,或10.2kJ/m2至15kJ/m2。就上限而言,切口却贝冲击强度可以小于15kJ/m2,例如小于14.2kJ/m2,小于13.4kJ/m2,小于12.6kJ/m2,小于11.8kJ/m2,小于11kJ/m2,小于10.2kJ/m2,小于9.4kJ/m2,小于8.6kJ/m2,或小于7.8kJ/m2。就下限而言,切口却贝冲击强度可以大于7kJ/m2,例如大于7.8kJ/m2,大于8.6kJ/m2,大于9.4kJ/m2,大于10.2kJ/m2,大于11kJ/m2,大于11.8kJ/m2,大于12.6kJ/m2,大于13.4kJ/m2,或大于14.2kJ/m2。也考虑较高的强度,例如大于15kJ/m2,以及较低的强度,例如小于7kJ/m2
在一些实施方案中,所述组合物显示在50kJ/m2至100kJ/m2范围内的无切口却贝冲击强度,例如50kJ/m2至80kJ/m2,55kJ/m2至85kJ/m2,60kJ/m2至90kJ/m2,65kJ/m2至95kJ/m2,或70kJ/m2至100kJ/m2。就上限而言,无切口却贝冲击强度可以小于100kJ/m2,例如小于95kJ/m2,小于90kJ/m2,小于85kJ/m2,小于80kJ/m2,小于75kJ/m2,小于70kJ/m2,小于65kJ/m2,小于60kJ/m2,或小于55kJ/m2。就下限而言,无切口却贝冲击强度可以大于50kJ/m2,例如大于55kJ/m2,大于60kJ/m2,大于65kJ/m2,大于70kJ/m2,大于75kJ/m2,大于80kJ/m2,大于85kJ/m2,大于90kJ/m2,或大于95kJ/m2。也考虑较高的强度,例如大于100kJ/m2,以及较低的强度,例如小于50kJ/m2
聚合物组合物的强度也可以通过其耐疲劳性能表征,例如张力疲劳或承载疲劳。对于聚合物材料而言有益的是具有高的耐疲劳性,因为由这些材料制成的产品经常经受载荷,此载荷可能引起具有低耐疲劳性的材料发生断裂。与未改进高温阻尼性能的常规聚合物组合物相比,本文公开的组合物有益地显示耐疲劳性不会降低。
应用(连接部件/汽车部件)
本申请也涉及由所述聚合物组合物生产的制品和(连接)部件。所述聚酰胺组合物的特性提供了在制品/部件性能方面的出人意料的改进效果。在一些情况下,所述部件是连接部件,并且其可以用于将一个(汽车)配件连接至另一个(汽车)配件。例如,连接部件可以将发动机安装到底盘上。所述制品/部件(由本文公开的NVH组合物生产)的有效隔离振动(在第一个和第二个配件之间)的能力实现了降噪性能。而且,出人意料的机械性能的额外益处也可以促进替代较重的结构件,这对所期望的减重做出贡献。
而且,常规的连接部件经常使用常规的NVH降低部件,例如橡胶件,其经常与多个刚性结构(金属)件一起使用,由此实现合适的连接和NVH性能。当本文公开的NVH组合物用于连接部件时,可以避免使用这种多件式构造,这免去了使用多个部件并改进了生产效率。
发现本文公开的连接部件特别有效地用于汽车领域。这至少部分地由于用于生产连接部件的所述组合物如上所述能同时提供NVH和机械性能。
在一些实施方案中,本申请涉及(汽车)部件,其可以从本文公开的聚酰胺组合物生产。由于聚酰胺组合物的上述性能特性,所得的部件显示在NVH性能与机械性能平衡方面的惊人改进效果。
在一些情况下,连接部件包括部件主体(用于接触第一个配件)和部件接头(用于连接第二个配件)。在使用时,主体将配件连接至汽车的一个部分,同时接头将配件安装到汽车的其它部分上。例如,所述部件可以是发动机托架,并且部件主体位于发动机组件和底盘之间。部件主体可以安装到发动机组件,并且接头可以安装到底盘。部件主体和部件接头中的至少一个包含本文所述的聚酰胺组合物(或由该聚酰胺组合物生产)。
可以考虑任何其它部件。在大多数情况下,部件用于将一个配件连接至另一个配件,同时提供上述在NVH和机械性能方面的出人意料的改进效果。例如,部件可以是发动机托架,例如用于燃料发动机或电动发动机,差动托架,扭力杆,加衬套管,HVAC压缩机支架,支柱托架,减震器托架,底盘托架,附件托架,例如水泵托架或压缩机托架,或变速器托架,或其组合。在一些情况下,所述部件可以简单地是插入件,其可以用于减少NVH。
虽然不是必需的,但是连接部件可以还包含结构支撑件。结构支撑件是本领域公知的。具体例子包括金属支撑件,例如铝或钢插入件。
本申请也涉及使用连接部件将第一个配件连接至第二个配件的方法。此方法可以包括提供连接部件的步骤,所述连接部件包含部件主体和部件接头。此方法还包括以下步骤:使部件主体与第一个配件接触,并使部件接头与第二个配件接触以连接第一个和第二个配件。此部件显示上述性能益处,这尽可能减少NVH问题。在具体的非限制性情况下,连接部件是发动机托架,第一个配件是发动机,且第二个配件是底盘。
方法
另一方面,本文公开制备聚酰胺组合物的方法。此方法包括提供一种或多种半结晶聚酰胺。半结晶聚酰胺可以是本文所述的任何一种。在一些实施方案中,此方法还包括提供一种或多种无定形聚酰胺或PA66/6I共聚酰胺。无定形聚酰胺或PA66/6I共聚酰胺可以是本文所述的任何一种。在一些实施方案中,此方法还包括提供一种或多种热稳定剂、润滑剂和/或增强剂。在一些实施方案中,此方法还包括选择半结晶聚酰胺、无定形聚酰胺、PA66/6I共聚酰胺、热稳定剂、润滑剂和/或增强剂的类型,从而向所得的聚酰胺组合物提供所需的热性能、阻尼性能和机械性能。
所述方法还包括使一种或多种半结晶聚酰胺与无定形聚酰胺或PA66/6I共聚酰胺进行共混。在一些实施方案中,此方法还包括将一种或多种热稳定剂、润滑剂和/或增强剂共混入聚酰胺组合物。在一些实施方案中,此方法还包括选择半结晶聚酰胺、无定形聚酰胺、PA66/6I共聚酰胺、热稳定剂、润滑剂和/或增强剂的用量,从而向所得的聚酰胺组合物提供所需的热性能、阻尼性能和机械性能。本文使用的术语“共混”包括向组合物添加材料本身,或在现场形成在组合物中的材料。在一些实施方案中,要与所述组合物合并的两种或更多种材料同时经由母料添加。
实施例
参考以下非限制性实施例以更好地理解本申请。以下实施例仅仅用于说明目的,且不以任何方式限制本申请公开的范围。
使用表1所示的材料和用量制备实施例1–10和对比例A的聚酰胺组合物。对于无定形聚酰胺,对于每种组合物,根据本文所述的标准工艺检测机械性能、热性能和阻尼性能。
无定形聚酰胺具有125℃的Tg,并且具有极少的水分含量或不具有水分含量;拉伸模量是约3GPa;并且密度是约1.18g/cm3
表1
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实施例1和2的组合物是各自基于半结晶PA66和PA6聚酰胺与无定形聚酰胺的共混物。表1中的数据显示这些实施例的峰值tan(δ)温度和峰值tan(δ)数值都高于对比例A。另外,每个实施例的热变形温度和熔融温度之间的差别是小于30℃。这些数据也显示与对比例相比,这些实施例对热性能或物理性能没有不利影响。所以,这些结果表明对于本文所述的包含无定形聚酰胺添加剂的聚酰胺组合物而言,可以在不影响机械性能的情况下改进高温阻尼性能。
实施例3的组合物是基于半结晶PA66聚酰胺与无定形聚酰胺的共混物。表1中的数据显示此实施例的峰值tan(δ)温度和峰值tan(δ)数值都高于对比例A。另外,此实施例的热变形温度和熔融温度之间的差别是小于30℃。这些数据也显示与对比例相比,此实施例对热性能或物理性能没有不利影响。所以,这些结果表明对于本文所述的包含无定形聚酰胺添加剂的聚酰胺组合物而言,可以在不影响机械性能的情况下改进高温阻尼性能。
实施例4的组合物是基于半结晶PA66/6I和PA66/6(共)聚酰胺的共混物。表1中的数据显示这些实施例的峰值tan(δ)温度和峰值tan(δ)数值都高于对比例A。另外,此实施例的热变形温度和熔融温度之间的差别是小于30℃。这些数据也显示与对比例相比,此实施例对热性能或物理性能没有不利影响。所以,这些结果表明对于本文所述的包含PA66/6I共聚物添加剂的聚酰胺组合物而言,可以在不影响机械性能的情况下改进高温阻尼性能。
实施例5和6的组合物是各自基于半结晶PA66/6I聚酰胺与无定形聚酰胺的共混物。表1中的数据显示这些实施例的峰值tan(δ)温度和峰值tan(δ)数值都高于对比例A。另外,此实施例的热变形温度和熔融温度之间的差别是小于30℃。这些数据也显示与对比例相比,这些实施例对热性能或物理性能没有不利影响。所以,这些结果表明对于本文所述的包含无定形聚酰胺或PA66/6I共聚物添加剂的聚酰胺组合物而言,可以在不影响机械性能的情况下改进高温阻尼性能。
图1显示实施例1–10的模塑干态(dry-as-molded)(DAM)的tan(δ)性能,其中使用表1所示的半结晶和无定形聚酰胺。如图所示,实施例1–10显示与对比例A相比改进的tan(δ)性能。例如,这些实施例显示与对比例A相比显著更高的峰值tan(δ)温度–参见处于下部的线(对比例A)相对于处于上部的线(实施例1–10)。
实施方案
考虑以下实施方案。考虑这些特征和实施方案的所有组合。
实施方案1:一种组合物,其包含:一种或多种无定形聚酰胺;和一种或多种半结晶聚酰胺;其中当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,所述组合物在大于50℃(在73℃至103℃的范围内)的温度下显示最大粘弹损耗因子(tan(δ))。
实施方案2:根据实施方案1所述的实施方案,其中在所述组合物中的一种或多种无定形聚酰胺的总浓度是在3重量%至65重量%的范围内(3重量%至53重量%)。
实施方案3:根据实施方案1或2所述的实施方案,其中在所述组合物中的一种或多种半结晶聚酰胺的总浓度是在30重量%至80重量%的范围内(10重量%至70重量%)。
实施方案4:根据实施方案1-3中任一项所述的实施方案,其中在所述组合物中的一种或多种半结晶聚酰胺的总重量与在所述组合物中的一种或多种无定形聚酰胺的总重量之间的比率是在0.06:1至13:1的范围内(1:1至13:1)。
实施方案5:根据实施方案1-4中任一项所述的实施方案,其中当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,最大tan(δ)具有在0.057至0.245(0.095至0.245)范围内的数值。
实施方案6:根据实施方案1-5中任一项所述的实施方案,其中当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,在(1)所述组合物在1.82MPa下的热变形温度(HDT)与(2)所述组合物的熔融温度(Tm)之间的差别是在1℃至100℃的范围内(15℃至45℃或小于30℃)。
实施方案7:根据实施方案1-6中任一项所述的实施方案,其中一种或多种无定形聚酰胺中的至少一种显示大于100℃的玻璃化转变温度(Tg)(在100℃至150℃的范围内)。
实施方案8:根据实施方案1-7中任一项所述的实施方案,其中一种或多种无定形聚酰胺包含无定形共聚酰胺。
实施方案9:根据实施方案1-8中任一项所述的实施方案,其中一种或多种半结晶聚酰胺包含一种或多种PA66聚酰胺。
实施方案10:根据实施方案1-9中任一项所述的实施方案,其中一种或多种半结晶聚酰胺包含一种或多种PA6聚酰胺。
实施方案11:根据实施方案1-10中任一项所述的实施方案,其中一种或多种半结晶聚酰胺包含一种或多种PA66/6(共)聚酰胺。
实施方案12:根据实施方案1-11中任一项所述的实施方案,其中一种或多种半结晶聚酰胺包含一种或多种PA66/6I聚酰胺和/或PA66/6C。
实施方案13:根据实施方案12中的任一项所述的实施方案,其中一种或多种PA66/6I聚酰胺中的至少一种包含在5摩尔%至30摩尔%范围内的间苯二甲酸含量。
实施方案14:根据实施方案1-13中任一项所述的实施方案,其还包含:0.1重量%至2重量%的一种或多种润滑剂。
实施方案15:根据实施方案14所述的实施方案,其中一种或多种润滑剂包含硬脂酸铝。
实施方案16:根据实施方案1-15中任一项所述的实施方案,其还包含:0.1重量%至2重量%的一种或多种热稳定剂。
实施方案17:根据实施方案16所述的实施方案,其中一种或多种热稳定剂中的至少一种包含铜。
实施方案18:根据实施方案1-17中任一项所述的实施方案,其还包含:15重量%至60重量%的一种或多种矿物或纤维增强剂。
实施方案19:根据实施方案18所述的实施方案,其中一种或多种矿物或纤维增强剂包含玻璃纤维.
实施方案20:根据实施方案1所述的实施方案,其包含:20重量%至55重量%的半结晶PA66聚酰胺;20重量%至55重量%的半结晶PA66/6I聚酰胺;0至11重量%的半结晶PA6聚酰胺;8重量%至40重量%的无定形聚酰胺;15重量%至60重量%的玻璃纤维;0.1重量%至2重量%的硬脂酸铝;0.1重量%至2重量%的铜热稳定剂;0至6重量%的着色剂;和小于0.2重量%的水分含量;其中所述组合物的最大tan(δ)的数值是在0.095至0.15的范围内并在75℃至95℃的温度下显示。
实施方案21:根据实施方案1所述的实施方案,其包含:20重量%至55重量%的半结晶PA66聚酰胺;20重量%至55重量%的半结晶PA66/6I聚酰胺;0至11重量%的半结晶PA6聚酰胺;8重量%至40重量%的无定形聚酰胺;15重量%至60重量%的玻璃纤维;0.1重量%至2重量%的硬脂酸铝;0.1重量%至2重量%的铜热稳定剂;0至6重量%的着色剂;和小于0.2重量%的水分含量;其中所述组合物的最大tan(δ)是在75℃至95℃范围内的温度下显示;和其中在(1)所述组合物在1.82MPa下的HDT与(2)所述组合物的Tm之间的差别是在15℃至45℃的范围内。
实施方案22:根据实施方案1-21中任一项所述的实施方案,其中根据标准试验方法ASTM D882-18(2018)检测,所述组合物显示在150MPa至255MPa范围内的拉伸强度。
实施方案23:根据实施方案1所述的实施方案,其包含:20重量%至55重量%的半结晶PA66聚酰胺;20重量%至55重量%的半结晶PA66/6I聚酰胺;0至11重量%的半结晶PA6聚酰胺;8重量%至40重量%的无定形聚酰胺;15重量%至60重量%的玻璃纤维;0.1重量%至2重量%的硬脂酸铝;0.1重量%至2重量%的铜热稳定剂;0至6重量%的着色剂;和小于0.2重量%的水分含量;其中所述组合物的最大tan(δ)是在75℃至95℃范围内的温度下显示;和其中所述组合物的拉伸强度是在185MPa至205MPa的范围内。
实施方案24:根据实施方案1-23中任一项所述的实施方案,其中根据标准试验方法ASTM D882-18(2018)检测,所述组合物显示在1.5%至5%范围内的断裂伸长率。
实施方案25:根据实施方案1-24中任一项所述的实施方案,其中根据标准试验方法ASTM D882-18(2018)检测,所述组合物显示大于9.5GPa的拉伸模量,例如在9.5GPa至20.5GPa的范围内。
实施方案26:根据实施方案1-25中任一项所述的实施方案,其显示在7kJ/m2至15kJ/m2范围内的切口却贝冲击强度。
实施方案27:根据实施方案1-26中任一项所述的实施方案,其显示在50kJ/m2至100kJ/m2范围内的无切口却贝冲击强度。
实施方案28:根据实施方案1-27中任一项所述的实施方案,其显示在205℃至285℃范围内的Tm
实施方案29:根据实施方案1-28中任一项所述的实施方案,其显示在1.82MPa下的HDT是大于185℃,例如在185℃至255℃的范围内。
实施方案30:一种组合物,其包含:1重量%至50重量%的半结晶PA66/6(共)聚酰胺;30重量%至80重量%的选自第二种半结晶聚酰胺和无定形聚酰胺的材料;其中当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,所述组合物在大于50℃的温度下(在73℃至103℃的范围内)显示最大tan(δ)。
实施方案31:根据实施方案30所述的实施方案,其中第二种半结晶聚酰胺包含PA66/I聚酰胺,其包含5摩尔%至30摩尔%的间苯二甲酸含量。
实施方案32:根据实施方案30或31所述的实施方案,其中当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,最大tan(δ)具有在0.057至0.245(0.095至0.245)范围内的数值。
实施方案33:根据实施方案30-32中任一项所述的实施方案,其中无定形聚酰胺显示大于100℃的玻璃化转变温度(Tg)(在100℃至150℃的范围内)。
实施方案34:根据实施方案30-33中任一项所述的实施方案,其中无定形聚酰胺包含部分芳族聚酰胺。
实施方案35:根据实施方案30-34中任一项所述的实施方案,其中无定形聚酰胺包含无定形共聚酰胺。
实施方案36:根据实施方案30-35中任一项所述的实施方案,其中第二种半结晶聚酰胺包含PA66聚酰胺。
实施方案37:根据实施方案30-35中任一项所述的实施方案,其中第二种半结晶聚酰胺包含PA6聚酰胺。
实施方案38:根据实施方案30-35中任一项所述的实施方案,其中第二种半结晶聚酰胺包含PA66/I聚酰胺。
实施方案39:根据实施方案30-38中任一项所述的实施方案,其还包含:0.1重量%至2重量%的一种或多种润滑剂。
实施方案40:根据实施方案39所述的实施方案,其中一种或多种润滑剂包含硬脂酸铝。
实施方案41:根据实施方案30-40中任一项所述的实施方案,其还包含:0.1重量%至2重量%的一种或多种热稳定剂。
实施方案42:根据实施方案41所述的实施方案,其中一种或多种热稳定剂中的至少一种包含铜。
实施方案43:根据实施方案30-42中任一项所述的实施方案,其还包含:15重量%至60重量%的一种或多种矿物或纤维增强剂。
实施方案44:根据实施方案43所述的实施方案,其中一种或多种矿物或纤维增强剂包含玻璃纤维。
实施方案45:根据实施方案30-44中任一项所述的实施方案,其中根据标准试验方法ASTM D882-18(2018)检测,其显示在150MPa至255MPa范围内的拉伸强度。
实施方案46:根据实施方案30-45中任一项所述的实施方案,其中根据标准试验方法ASTM D882-18(2018)检测,其显示在1.5%至5%范围内的断裂伸长率。
实施方案47:根据实施方案30-46中任一项所述的实施方案,其中根据标准试验方法ASTM D882-18(2018)检测,其显示在9.5GPa至20.5GPa范围内的拉伸模量。
实施方案48:根据实施方案30-47中任一项所述的实施方案,其显示在7kJ/m2至15kJ/m2范围内的切口却贝冲击强度。
实施方案49:根据实施方案30-48中任一项所述的实施方案,其显示在50kJ/m2至100kJ/m2范围内的无切口却贝冲击强度。
实施方案50:一种由树脂模塑制得的制品,所述树脂具有根据实施方案1-49中的任一个实施方案所述的组合物。
实施方案51:一种组合物,其包含:一种或多种无定形聚酰胺;一种或多种半结晶聚酰胺;其中当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,所述组合物在大于40℃的温度下显示最大粘弹损耗因子(tan(δ))。
实施方案52:根据实施方案51所述的实施方案,其中在所述组合物中的一种或多种无定形聚酰胺的总浓度是在10重量%至70重量%的范围内。
实施方案53:根据实施方案51或52所述的实施方案,其中在所述组合物中的一种或多种半结晶聚酰胺的总浓度是在10重量%至70重量%的范围内。
实施方案54:根据实施方案51-53中任一项所述的实施方案,其中半结晶聚酰胺包含PA66/6C。
实施方案55:根据实施方案51-54中任一项所述的实施方案,其中组合物包含10重量%至70重量%的PA66/6C。
实施方案56:根据实施方案51-55中任一项所述的实施方案,其中拉伸模量大于9.5GPa,和其中当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,所述组合物在大于42℃的温度下显示最大粘弹损耗因子(tan(δ))。
实施方案57:根据实施方案51-56中任一项所述的实施方案,其中拉伸模量大于9.5GPa,且热变形温度大于185℃。
实施方案58:根据实施方案51-57中任一项所述的实施方案,其中无定形聚酰胺包含MPMD-T和MPMD-I的聚酰胺共混物。
实施方案59:根据实施方案51-58中任一项所述的实施方案,其中无定形聚酰胺包含MPMD-T和MPMD-I的聚酰胺共混物,并且半结晶聚酰胺包含PA66/6C。
实施方案60:根据实施方案51-59中任一项所述的实施方案,其包含20重量%至55重量%的半结晶PA66聚酰胺;0至11重量%的半结晶PA6聚酰胺;10重量%至70重量%的具有MPMD-T/MPMD-I的聚酰胺共混物;15重量%至60重量%的玻璃纤维;0.1重量%至2重量%的硬脂酸盐;0.1重量%至2重量%的热稳定剂;0至6重量%的着色剂;和小于0.2重量%的水分含量。
实施方案61:根据实施方案51-60中任一项所述的实施方案,其包含10重量%至70重量%的半结晶PA66/6C;0至11重量%的半结晶PA6聚酰胺;10重量%至70重量%的无定形聚酰胺;15重量%至60重量%的玻璃纤维;0.1重量%至2重量%的硬脂酸盐;0.1重量%至2重量%的热稳定剂;0至6重量%的着色剂;和小于0.2重量%的水分含量。
实施方案62:一种组合物,其包含:具有Tg为100℃至200℃的低Tg聚合物,和具有Tg为0℃至160℃的高Tg聚合物,其中当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,所述组合物在大于40℃的温度下显示最大tan(δ)。
实施方案63:一种连接部件,所述部件包含:部件主体,其用于接触第一个配件;和部件接头,其用于接触第二个配件以将第一个和第二个配件连接,其中所述部件主体和部件接头中的至少一个包含组合物,所述组合物包含一种或多种无定形聚酰胺和一种或多种半结晶聚酰胺;其中当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,所述部件在大于40℃的温度下显示最大粘弹损耗因子(tan(δ))。
实施方案64:一种连接部件,所述部件包含:部件主体,其用于接触第一个配件;和部件接头,其用于接触第二个配件以将第一个和第二个配件连接,其中所述部件主体和部件接头中的至少一个包含组合物,所述组合物包含:1重量%至50重量%的半结晶PA66/6(共)聚酰胺;30重量%至80重量%的选自第二种半结晶聚酰胺和无定形聚酰胺的材料;其中当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,所述部件在大于40℃的温度下显示最大粘弹损耗因子(tan(δ))。
实施方案65:根据实施方案63或64所述的实施方案,其还包含结构支撑件。
实施方案66:根据实施方案63-65中任一项所述的实施方案,其中所述部件是发动机托架,差动托架,扭力杆,HVAC压缩机支架,支柱托架,减震器托架,或变速器托架,或其组合。
实施方案67:一种使第一个配件连接至第二个配件的方法,此方法包括:提供包含部件主体和部件接头的连接部件;使所述部件主体与第一个配件接触;和使部件接头与第二个配件接触以将第一个和第二个配件连接,其中当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,所述部件在大于40℃的温度下显示最大粘弹损耗因子(tan(δ))。
实施方案68:根据实施方案67所述的实施方案,其中连接部件是发动机托架,第一个配件是发动机,并且第二个配件是底盘。
虽然已经详细描述了本发明,但是在上述讨论、本领域相关知识和上文背景和详述部分中提到的文献的基础上,本领域技术人员显然能够进行在本发明的主旨和范围内的改进,将所述文献的全部公开内容引入本文以供参考。另外,应当理解的是,本发明的各个方面和各种实施方案的部分以及在下文和所附权利要求中所述的各种特征可以整体或部分地组合或交换。在上文关于各种实施方案的描述中,本领域技术人员能够理解其中一种实施方案可以合适地与其它实施方案组合的那些实施方案。另外,本领域技术人员能够理解上文的描述仅仅是示例性的,并不限制本发明。

Claims (15)

1.一种组合物,其包含:
一种或多种无定形聚酰胺,其优选是PA66聚酰胺和优选以3重量%至65重量%的量存在;
一种或多种半结晶聚酰胺,其优选以10重量%至70重量%的量存在;
其中当所述组合物具有小于或等于0.2重量%的水分含量时,所述组合物在大于40℃的温度下显示最大粘弹损耗因子(tan(δ))。
2.权利要求1的组合物,其中在所述组合物的热变形温度和熔融温度之间的差别小于45℃。
3.权利要求1的组合物,其中半结晶聚酰胺包含PA66/6C。
4.权利要求1的组合物,其中当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,最大tan(δ)具有在0.057至0.245范围内的数值。
5.权利要求1的组合物,其中所述组合物显示大于9.5Gpa的拉伸模量,和其中当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,所述组合物在大于42℃的温度下显示最大粘弹损耗因子(tan(δ)),和/或显示大于9.5GPa的拉伸模量和/或大于185℃的热变形温度。
6.权利要求1的组合物,其中无定形聚酰胺包含MPMD-T和MPMD-I的聚酰胺共混物。
7.权利要求1的组合物,其包含:
20重量%至55重量%的半结晶PA66聚酰胺;
0至11重量%的半结晶PA6聚酰胺;
10重量%至70重量%的具有MPMD-T/MPMD-I的聚酰胺共混物;
15重量%至60重量%的玻璃纤维;
0.1重量%至2重量%的硬脂酸盐;
0.1重量%至2重量%的热稳定剂;
0至6重量%的着色剂;和
小于0.2重量%的水分含量。
8.权利要求1的组合物,其包含:
10重量%至70重量%的半结晶PA66/6C;
0至11重量%的半结晶PA6聚酰胺;
10重量%至70重量%的无定形聚酰胺;
15重量%至60重量%的玻璃纤维;
0.1重量%至2重量%的硬脂酸盐;
0.1重量%至2重量%的热稳定剂;
0至6重量%的着色剂;和
小于0.2重量%的水分含量。
9.一种组合物,其包含:
1重量%至50重量%的半结晶PA66/6(共)聚酰胺;
30重量%至80重量%的选自第二种半结晶聚酰胺和无定形聚酰胺的材料;
其中当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,所述组合物在大于40℃的温度下显示最大tan(δ)。
10.一种组合物,其包含:
低Tg聚合物,其具有100℃至200℃的Tg,和
高Tg聚合物,其具有0℃至160℃的Tg
其中当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,所述组合物在大于40℃的温度下显示最大粘弹损耗因子(tan(δ))。
11.一种连接部件,所述部件包含:
部件主体,其用于接触第一个配件;和
部件接头,其用于接触第二个配件以将第一个和第二个配件连接,
其中部件主体和部件接头中的至少一个包含组合物,所述组合物包含:
一种或多种无定形聚酰胺;和
一种或多种半结晶聚酰胺;
其中当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,所述部件在大于40℃的温度下显示最大粘弹损耗因子(tan(δ))。
12.一种连接部件,所述部件包含:
部件主体,其用于接触第一个配件;和
部件接头,其用于接触第二个配件以将第一个和第二个配件连接,
其中部件主体和部件接头中的至少一个包含组合物,所述组合物包含:
1重量%至50重量%的半结晶PA66/6(共)聚酰胺;和
30重量%至80重量%的选自第二种半结晶聚酰胺和无定形聚酰胺的材料;
其中当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,所述部件在大于40℃的温度下显示最大tan(δ)。
13.权利要求11的连接部件,其中所述部件是发动机托架,差动托架,扭力杆,HVAC压缩机支架,支柱托架,减震器托架,或变速器托架,或其组合。
14.一种使第一个配件连接至第二个配件的方法,此方法包括:
提供包含部件主体和部件接头的连接部件;
使所述部件主体与第一个配件接触;和
使所述部件接头与第二个配件接触以将第一个和第二个配件连接,
其中当所述组合物具有小于0.2重量%的水分含量时,所述部件在大于40℃的温度下显示最大tan(δ)。
15.权利要求14的连接部件,其中连接部件是发动机托架,第一个配件是发动机,并且第二个配件是底盘。
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