TW201422696A - 聚醯胺成型組成物及彼等應用 - Google Patents

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Abstract

本發明描述一種熱塑性成型組成物，特定言之一種由以下組成之聚醯胺成型組成物：(A)20-88重量%熱塑性合成物，較佳為聚醯胺；(B)10-70重量%纖維成形聚集體；(B1)10-70重量%玻璃纖維，該等玻璃纖維主要由二氧化矽、氧化鋁及氧化鎂組成；(B2)0-20重量%玻璃纖維，該等玻璃纖維不同於成分(B1)中之纖維；(B3)0-20重量%其他纖維成形聚集體，該等纖維成形聚集體不同於成分(B1)及(B2)中之纖維，並非基於玻璃，且係選自以下群：碳纖維、石墨纖維、芳族聚醯胺纖維、奈米管；(C)2-40重量%微粒填充材料；(D)0-2重量%添加劑；其中(A)至(D)之總和等於100重量%。

Description

聚醯胺成型組成物及彼等應用
本發明係關於使用玻璃纖維及微粒填充材料製成的增強型熱塑性成型組成物，詳言之聚醯胺成型組成物及其所製成的成分。特定言之，本發明係關於熱塑性成型組成物，尤其具有改良之機械特徵的聚醯胺成型組成物。此組成物係經由組合熱塑性合成物(尤其聚醯胺)、微粒填充材料以及包含二氧化矽、氧化鋁及氧化鎂之高強度玻璃纖維獲得的。此處發明之成型組成物將用於製造成型物/成分及半成品，以及成品。
聚醯胺廣泛用作室內及戶外應用中之結構要素，主要歸因於其突出的機械特徵。
對此等機械特徵(諸如強度及硬度)之改良可尤其藉由添加纖維成形之加強材料(諸如玻璃纖維)來獲得。在許多情況下，不論是藉由使用無機顏料對成型組成物染色抑或進行特徵之其他特定修改，微粒材料均與玻璃纖維一起使用。
然而，向玻璃纖維加強之成型組成物添加微粒填充材料常常顯著削弱機械特徵，詳言之減少拉伸強度、最終伸長率及抗衝擊性。若將拉伸強度及抗衝擊性視為成型之部件的關鍵參數，則此添加使得連接至玻璃纖維的微粒填充材料含量不存在或極少。
一方面，向玻璃纖維加強之成型組成物中添加微粒填充材料產生所需之著色或功能，但另一方面，就機械特徵(諸如拉伸強度及抗衝 擊性)而言，此添加導致劣化。
當用玻璃纖維加強聚醯胺成型組成物時，幾乎完全使用具有圓形截面之所謂E-玻璃纖維。根據ASTM D578-00，E-玻璃纖維由52%-62%二氧化矽、12%-16%氧化鋁、16%-25%氧化鈣、0%-10%硼砂、0%-5%氧化鎂、0%-2%鹼金屬氧化物、0%-1.5%二氧化鈦及0%-0.3%氧化鐵組成。E-玻璃纖維之密度為2.54-2.62g/cm3，拉伸模數為70-75GPa，拉伸強度為3000-3500MPa，且最終伸長率為4.5%-4.8%，其中個別纖維之機械特徵係在23℃及相對濕度50%下量測得到，包括直徑為10μm，長度為12.7mm。
若對機械特徵(尤其抗衝擊性或橫向強度或翹曲性)具有更高要求，則具有非圓形截面之E-玻璃纖維(所謂扁平玻璃纖維)提供可能之解決方案。存在具有2：4之橫截面軸之軸率的扁平玻璃纖維。應預期此軸率之橫截面幾何形狀的進一步最佳化僅可在機械特徵及翹曲性中達成微小改良。
本發明的目的之一為提供使用玻璃纖維及微粒填充材料製成的增強型熱塑性成型組成物，詳言之聚醯胺成型組成物及其所製成的成分。
藉由根據技術方案1之成型組成物以及基於該等成型組成物所製造之成分來達成此任務。
若考慮具有相等橫截面積(transverse cross-sectional area)及直徑之玻璃纖維，則可僅藉由改良玻璃長絲之強度、拉伸特性及硬度的原始玻璃材料不同組成來獲得改良。一個該實例為S-玻璃纖維，其目前幾乎完全以粗紗(連續長絲)形式用於軍事應用，且就玻璃長絲特徵而言優於E-玻璃纖維。根據ASM Handbook，第21卷：Composites(#06781G)，相比於E-玻璃纖維，S-玻璃纖維顯示硬度高12%，拉伸強度高25%，且最終伸長率 高20%。然而，對用S-玻璃纖維加強之聚醯胺成型組成物的實驗顯示，即使對此等成型組成物進行尺寸最佳化，此等玻璃纖維之優點亦無法向玻璃纖維加強之聚醯胺成型組成物轉移，或轉移程度可極受限制。在不含任何微粒填充材料之許多組成物中，具有圓形或扁平橫截面之E-玻璃纖維甚至優於高性能S-玻璃纖維。
已意外地顯示，可製備含有玻璃纖維及微粒填充材料兩者之聚醯胺成型組成物，該等聚醯胺成型組成物可製造具有良好機械特徵(尤其高硬度、高拉伸強度及良好抗衝擊性)之成型物，而均不具有目前先進技術中明顯之上述缺點。
特定言之，本發明係關於一種主要基於聚醯胺的具有高硬度、拉伸強度及抗衝擊性的成型組成物，其由以下組成：(A)20%-88%熱塑性合成物(以重量計)。此熱塑性成分(A)較佳由聚醯胺(A1)製成，規定高達40%，但理想地僅高達20%、10%或5%，或在3%-20%或5%-20%之範圍內(相對於成型組成物中全部成分(A)之比例重量)之聚醯胺(A1)可由不基於聚醯胺的熱塑性合成物(A2)替換；(B)10-70重量%之纖維成形添加劑，該等添加劑完全由下列成分(B1)、(B2)及(B3)組成；(B1)10-70重量%之高強度玻璃纖維，主要由二氧化矽、氧化鋁及氧化鎂、或其混合物組成，較佳地氧化鎂含量為至少5重量%，且氧化鈣含量為至多10重量%，但尤佳地後者不超過5重量%；(B2)0-20重量%的除成分(B1)之彼等玻璃纖維外的玻璃纖維；不同玻璃纖維，較佳為主要由二氧化矽、氧化鈣及氧化鋁製成的彼等玻璃纖維，SiO2/(CaO+MgO)重量比較佳小於2.7，又更佳小於2.5且尤佳在2.1與2.4之間；(B3)0-20重量%之額外的纖維成形聚集體，不同於成分(B1)及(B2)中 之纖維，較佳係選自以下群：碳纖維、石墨纖維、芳族聚醯胺纖維、奈米管；(C)2-40重量%微粒填充材料；(D)0-2重量%添加劑；其中(A)至(D)之總和等於100重量%。
成分(A)較佳為選自以下群的熱塑性合成物：聚醯胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚烯烴、聚甲醛、聚酯(尤其聚對苯二甲酸伸乙酯、聚對苯二甲酸伸丁酯)、聚碸(尤其PSU、PESU、PPSU類型)、聚苯醚(polyphenylene ether)、聚苯碸、聚苯醚(polyphenylene oxide)、液晶聚合物、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醯亞胺、聚醯胺-醯亞胺、聚酯醯亞胺、聚醚醯胺、聚酯醯胺、聚醚酯醯胺、聚胺基甲酸酯(尤其TPU、PUR類型)、聚矽氧烷、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、以及基於該等系統之混合物或共聚物。該等系統亦可較佳與在(A2)下鑑別及論述之抗衝擊性改質劑組合建構。
成分(A)之較佳比例應為25-82重量%，尤其在30-77重量%之範圍內。
成分(B1)之較佳比例應為15-65重量%，尤其在20-60重量%之範圍內。
成分(C)之較佳比例應為3-25重量%，尤其在3-15重量%之範圍內。
如所解釋，相對於其成分(A)，成型組成物較佳主要由與塑膠基質有關之聚醯胺組成，或更具體而言，較佳量為大於60%之量。換言之，在任何情況下，(A1)與(A2)之比率較佳>1.5，較佳>2，且理想地>5。
其他熱塑性合成物(成分A2)亦可採取聚醯胺成分之混合物(A1)的形式，較佳係選自由以下組成之群：聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基 丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚烯烴、聚甲醛、聚酯(尤其聚對苯二甲酸伸乙酯、聚對苯二甲酸伸丁酯)、聚碸(尤其PSU、PESU、PPSU類型)、聚苯醚、聚苯碸、聚苯醚、液晶聚合物、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醯亞胺、聚醯胺-醯亞胺、聚酯醯亞胺、聚醚醯胺、聚酯醯胺、聚醚酯醯胺、聚胺基甲酸酯(尤其TPU、PUR類型)、聚矽氧烷、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、以及基於該等系統之混合物或共聚物。
在另一個具體實例中，本發明之成型組成物含有高達40重量%的一種或若干種作為成分(A2)之抗衝擊性改質劑(impact resistance modifier，IRM)。
在5重量%與40重量%之間，理想地在7-30重量%之間的IRM濃度為較佳的。抗衝擊性改質劑可為天然橡膠、聚丁二烯、聚異戊二烯、聚異丁烯、丁二烯及/或異戊二烯與苯乙烯或苯乙烯衍生物及其他共聚單體之混合聚合物、或藉由與酸酐、(甲基)丙烯酸或其酯接枝或共聚合而產生的經氫化之混合聚合物或混合聚合物。抗衝擊性改質劑(A2)亦可由具有包含丁二烯、異戊二烯或丙烯酸烷酯之交聯彈性體核心的接枝橡膠組成，且可具有由以下製成之接枝包封：聚苯乙烯；非極性或極性烯烴均聚物/共聚物，諸如乙烯-丙烯、乙烯-丙烯-二烯及乙烯-辛烯-或乙烯-乙酸乙烯酯橡膠；或藉由與酸酐、(甲基)丙烯酸或其酯接枝或共聚合而產生的非極性或極性烯烴均聚物/共聚物。抗衝擊性改質劑(A2)亦可為羧酸官能化之共聚物，諸如聚(乙烯-共-(甲基)丙烯酸)或聚(乙烯-共-1-烯烴-共-(甲基)丙烯酸)，其中該1-烯烴可為具有超過4個原子的烯烴或不飽和(甲基)丙烯酸酯，包括其中酸基部分地經金屬離子中和之彼等共聚物。
基於苯乙烯單體(苯乙烯及苯乙烯衍生物)及其他乙烯基芳族單體的較佳之成分(A2)抗衝擊性改質劑為由烯基芳族化合物或共軛二烯構築之嵌段共聚物，以及由烯基芳族化合物及共軛二烯構築的經氫化之嵌 段共聚物，或此等IRM類型之組合。該嵌段共聚物含有至少一個衍生自烯基芳族化合物之嵌段(A)及至少一個衍生自共軛二烯之嵌段(B)。
經由氫化來減少脂族不飽和碳碳雙鍵之比例。具有直鏈結構之二嵌段、三嵌段、四嵌段及多嵌段共聚物適合作為嵌段共聚物。然而，亦可使用分支鏈及徑向結構。
使用典型方法以產生分支鏈嵌段共聚物，例如經由將「側分支鏈」聚合物接枝到聚合物主鏈上之接枝反應。在芳環上及/或在C=C雙鍵上由C1-20烴殘基或鹵原子取代之乙烯基芳族單體亦可與含苯乙烯之組成物一起或在其中用作烯基芳族單體。
烯基芳族單體之實例為苯乙烯、對甲基苯乙烯(α-甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、第三丁基苯乙烯、乙烯基甲苯、1,2-二苯基乙烯、1,1-二苯基乙烯、乙烯基二甲苯、乙烯基甲苯、乙烯基萘、二乙烯基苯、溴苯乙烯、氯苯乙烯、以及其組合。苯乙烯、對甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯及乙烯基萘為較佳的。
使用苯乙烯、α-甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、第三丁基苯乙烯、乙烯基甲苯、1,2-二苯基乙烯、1,1-二苯基乙烯或其組成物為較佳的。苯乙烯尤佳。然而，亦可使用烯基萘。
以下二烯單體為適合的：1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯、異戊二烯、氯丁二烯及戊二烯。1,3-丁二烯及異戊二烯為較佳的，尤其1,3-丁二烯(下文稱為丁二烯)。
較佳之烯基芳族單體為具有作為二烯單體之丁二烯的苯乙烯，意謂苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物為較佳的。嵌段聚合物典型地經由熟悉之方法中的陰離子聚合來產生。
此外，除苯乙烯及二烯單體之外亦可使用共聚單體。相對於所用單體之總量，共聚單體之比例較佳為0-50重量%，甚至更佳為0-30重 量%，且理想地為0-15重量%。適合之共聚單體為例如丙烯酸酯，尤其丙烯酸C1-12烷酯，諸如丙烯酸正丁酯或丙烯酸2-乙基己酯，及相應甲基丙烯酸酯，尤其甲基丙烯酸C1-12烷酯，諸如甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate，MMA)。
其他可能之共聚單體為(甲基)丙烯腈、縮水甘油(甲基)丙烯酸酯、乙烯基甲基醚、雙官能醇之二烯丙醚及二乙烯醚、二乙烯基苯及乙酸乙烯酯。
除共軛二烯之外，必要時成分(A2)的經氫化之嵌段共聚物亦含有低碳數烴部分，諸如乙烯、丙烯、1-丁烯、二環戊二烯或非共軛二烯。由經氫化之嵌段共聚物中的嵌段B所產生的非還原之脂族不飽和鍵的比例為小於50%，較佳小於25%，且理想地小於10%。嵌段A之芳族部分最多減少25%。由於苯乙烯-丁二烯之氫化，經氫化之嵌段共聚物苯乙烯-(乙烯-丁烯)二嵌段及苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯三嵌段共聚物會含有苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物。嵌段共聚物較佳由20-90重量%之嵌段A，尤其50-85重量%之嵌段A組成。二烯可以1,2或1,4定向整合至嵌段B中。
嵌段共聚物在成分(A2)中之莫耳質量較佳為5,000至500,000g/mol，較佳為20,000至300,000g/mol，尤其為40,000至200,000g/mol。適合的經氫化之嵌段共聚物為市售產品，諸如KRATON®(Kracon Polymers)G1650、G1651及G1652，以及TUFTEC®(Asahi Chemical)H104I、H1043、H1052、H1062、H1141及H1272。
非氫化之嵌段共聚物的實例為聚苯乙烯-聚丁二烯、聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)、聚苯乙烯-聚異戊二烯、聚(α-甲基苯乙烯)-聚丁二烯、聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯(SBS)、聚苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-聚苯乙烯、聚苯乙烯-聚異戊二烯-聚苯乙烯及聚(α-甲基苯乙烯-聚丁二烯-聚(α-甲基苯乙烯)、以及其組成物。
市售之適合的非氫化之嵌段共聚物為具有商標名稱SOLPRENE®(Phillips)、KRATON®(Shell)、VECTOR®(Dexco)及SEPTON®(Kuraray)的各種產品。
根據另一個較佳具體實例，此處發明之成型組成物的特徵在於以下事實：成分(A2)含有聚烯烴均聚物或乙烯-α-烯烴共聚物，詳言之較佳為EP及/或EPDM彈性體(乙烯-丙烯橡膠或甚至乙烯-丙烯-二烯橡膠)的乙烯-α-烯烴共聚物。舉例而言，此共聚物可為含有20-96重量%、較佳地25-85重量%之乙烯的基於乙烯-C3-12-α-烯烴共聚物之彈性體，其中在C3-12-α-烯烴中之烯烴尤佳選自以下之群：丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯及/或1-十二烯，且成分C尤佳為乙烯-丙烯-橡膠及/或LLDPE及/或VLDPE。
作為替代或另外(例如在組成物中)，(A2)可含有具有非共軛二烯的基於乙烯-C3-12-α-烯烴之三元共聚物，其中此三元共聚物含有25-85重量%乙烯及最高達10重量%之非共軛二烯，其中在C3-12-α-烯烴中之烯烴尤佳選自以下之群：丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯及/或1-十二烯，及/或其中非共軛二烯較佳係選自以下之群：雙環(2.2.1.)庚二烯、己二烯-1.4、二環戊二烯及/或尤其5-亞乙基降冰片烯。
乙烯丙烯酸酯共聚物亦可被視為用於成分(A2)之要素。作為用於成分(A2)之要素的其他可能成型物為乙烯-丁烯共聚物或含有該等系統之組成物(摻合物)。
成分(A2)較佳具有含酸酐基團之要素，該等酸酐基團經由與含非飽和二羧酸酐、非飽和二羧酸或非飽和二羧酸單烷酯的主鏈聚合物進行熱或自由基反應，可達到足以與聚醯胺形成良好鍵結之濃度，其中試劑較佳係選自以下群：順丁烯二酸、順丁烯二酸酐、順丁烯二酸單丁酯、反丁烯二酸、烏頭酸及/或伊康酸酐(itaconic acid anhydride)。
較佳地將0.1重量%至4.0重量%之非飽和酸酐接枝至作為(A2)之要素的抗衝擊性成分上，或將非飽和二羧酸酐或其前驅物與另一種非飽和單體接枝在一起。一般而言，接枝程度較佳在0.1%-1.0%之範圍內，理想地在0.3%-0.7%之範圍內。
成分(A2)亦可含有乙烯-丙烯共聚物與乙烯-丁烯共聚物之組成物，其中順丁烯二酸酐接枝程度(MAH接枝程度)在0.3%-0.7%之範圍內。以上列出的用於成分之可能系統亦可在組成物中使用。
此外，成分(A2)可具有含如下官能基之要素，該等官能基諸如羧酸基、酯基、環氧基、噁唑啉基、碳化二亞胺基、異氰酸酯基、矽烷醇基及羧酸酯基，或含有兩種或兩種以上前述官能基之組合。具有此等官能基之單體可經由共聚合或接枝而鍵結至彈性體聚烯烴。另外，IRM亦可基於烯烴聚合物經由與非飽和矽烷化合物接枝而改質，該非飽和矽烷化合物諸如乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三乙醯基矽烷、甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷或丙烯基三甲氧基矽烷。
彈性體聚烯烴為具有直鏈、分支鏈或核-殼型結構的無規(static)、交替或嵌段共聚物，且含有可與聚醯胺之端基反應以使得在聚醯胺與IRM之間產生充分相容性的官能基。
用作成分(A2)之IRM因此包括烯烴(諸如乙烯、丙烯、丁烯-1)之均聚物或共聚物，或烯烴與可共聚合之單體(諸如乙酸乙烯酯、(甲基-)丙烯酸酯及甲基己二烯)的共聚物。
結晶烯烴聚合物之實例為低、中及高密度聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、聚-4-甲基戊烯、乙烯-丙烯-嵌段或無規共聚物、乙烯-甲基己二烯共聚物、丙烯-甲基己二烯共聚物、乙烯-丙烯-丁烯共聚物、乙烯-丙烯-己烯共聚物、乙烯-丙烯-甲基己二烯共聚物、聚(乙烯乙酸乙烯酯)(EVA)、聚(乙烯-丙烯酸乙酯)(EEA)、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯- 己烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物，以及所提出聚合物之組合。
可用作成分(A2)之要素的市售抗衝擊性改質劑的實例為：TAFMER MC201：67% EP共聚物(20mol-%丙烯)+33% EB共聚物(15mol-%丁烯-1)之g-MAH(-0.6%)摻合物；TAFMER MH5010：g-MAH(-0.6%)乙烯-丁烯共聚物；TAFMER MH7010：g-MAH(-0.7%)乙烯-丁烯共聚物；Mitsui。
TAFMER MH7020：來自Mitsui Chemicals之g-MAH(-0.7%)EP共聚物；EXXELOR VA1801：g-MAH(-0.7%)EP共聚物；EXXELOR VA1803：g-MAH(0.5%-0.9%)EP共聚物，無晶型；EXXELOR VA1810：g-MAH(-0.5%)EP copolymer；EXXELOR MDEX 94-11：g-MAH(0.7%)EPDM，Exxon Mobile Chemical；FUSABOND MN493D：g-MAH(-0.5%)乙烯-辛烯共聚物；FUSABOND A EB560D(g-MAH)乙烯-丙烯酸正丁酯共聚物；ELVALOY,DuPont。
在其中聚合物所鍵結之羧基完全或部分經由金屬離子彼此鍵結的成分(A2)中，離聚物較佳。
尤佳為丁二烯與藉由與順丁烯二酸酐接枝而官能化之苯乙烯的組成聚合產物；藉由接枝順丁烯二酸酐產生之非極性或極性烯烴均聚物及共聚物；及由羧酸官能化之共聚物，諸如其中酸基由金屬離子部分地中和的聚(乙烯-共-(甲基)丙烯酸)。
額外基質成分(A2)之較佳比例應為0-20重量%，較佳在0-10重量%之範圍內，且理想地在0-5重量%之範圍內。較佳不存在其他基質成分(A2)，意謂成分(A1)在成型組成物中較佳具有唯一性。
以纖維比例計，以及以其中主要玻璃纖維比例計，除了在成型組成物中主要存在之高強度玻璃纖維(成分B1)之外，在成型組成物中亦可存在其他玻璃纖維，其不同於(B1)，呈成分(B2)形式及/或呈成分(B3)之非基於玻璃之纖維形式，意謂相對於玻璃纖維比例，較佳超過50%由成分(B1) 組成。換言之，(B1)與(B2)及(B3)之總和的比率較佳在所有情況下均>1，較佳>2，且理想地>5。
成分(B2)較佳係選自由以下組成之群：E-玻璃纖維(根據ASTM D578-00包含52%-62%二氧化矽、12%-16%氧化鋁、16%-25%氧化鈣、0%-10%硼砂、0%-5%氧化鎂、0%-2%鹼金屬氧化物、0%-1.5%二氧化鈦及0%-0.3%氧化鐵；較佳地，其密度為2.58±0.04g/cm3；拉伸模數為70-75GPa，拉伸強度為3000-3500MPa，且最終伸長率為4.5%-4.8%)，A-玻璃纖維(63%-72%二氧化矽、6%-10%氧化鈣、14%-16%氧化鈉及氧化鉀、0%-6%氧化鋁、0%-6%氧化硼、0%-4%氧化鎂)，C-玻璃纖維(64%-68%二氧化矽、11%-15%氧化鈣、7%-10%氧化鈉及氧化鉀、3%-5%氧化鋁、4%-6%氧化硼、2%-4%氧化鎂)，D-玻璃纖維(72%-75%二氧化矽、0%-1%氧化鈣、0%-4%氧化鈉及氧化鉀、0%-1%氧化鋁、21%-24%氧化硼)，玄武岩纖維(basalt fibre)(大致組成如下之礦物纖維：52% SiO2、17% Al2O3、9% CaO、5% MgO、5% Na2O、5%氧化鐵以及其他金屬氧化物)，AR玻璃纖維(55%-75%二氧化矽、1%-1.0%氧化鈣、11%-21%氧化鈉及氧化鉀、0%-5%氧化鋁、0%-8%氧化硼、0%-12%二氧化鈦、1%-18%氧化鋯、0%-5%氧化鐵)，以及其組成物。
成分B2尤佳為由二氧化矽、氧化鈣及氧化鋁製成或主要包含二氧化矽、氧化鈣及氧化鋁的玻璃纖維，SiO2/(CaO+MgO)重量比小於2.7，較佳小於2.5且尤其在2.1與2.4之間。
成分B2尤其為根據ASTM D578-00之E-玻璃纖維。
成分(B3)較佳係選自由以下組成之群：碳纖維、石墨纖維、芳族聚醯胺纖維、奈米管。
成分(B2)之比例及(B3)之比例較佳為零。成分(B1)及/或(B2)及/或(B3)之纖維可具有圓形或非圓形橫斷面。
典型地，成分(B2)及/或成分(B3)之比例較佳應為0-10重量 %，較佳在0-5重量%之範圍內。纖維成形之聚集體(B)較佳僅為成分B1，意謂成分(B2)及(B3)之比例為零。
高強度玻璃纖維(B1)因此佔成型組成物之10-70重量%或高達65重量%；此纖維係以所謂短纖維(例如長度為0.2-20mm之雕花玻璃)或粗紗形式使用。
本發明的成分(B1)之高強度玻璃纖維較佳基於三元系統二氧化矽-氧化鋁-氧化鎂或基於四元系統二氧化矽-氧化鋁-氧化鎂-氧化鈣，其中58-70重量%二氧化矽(SiO2)、15-30重量%氧化鋁(Al2O3)、5-15重量%氧化鎂(MgO)、0-10重量%氧化鈣(CaO)及0-2重量%其他氧化物(諸如二氧化鋯(ZrO2)、氧化硼(B2O3)、二氧化鈦(TiO2)或氧化鋰(Li2O))的組成為較佳的。
在另一個具體實例中，高強度玻璃纖維的組成為60-67重量%二氧化矽(SiO2)、20-28重量%氧化鋁(Al2O3)、7-12重量%氧化鎂(MgO)、0-9重量%氧化鈣(CaO)及1.5重量%其他氧化物，諸如二氧化鋯(ZrO2)、氧化硼(B2O3)、二氧化鈦(TiO2)或氧化鋰(Li2O)。
尤佳為具有以下組成之高強度玻璃纖維：62-66重量%二氧化矽(SiO2)、22-27重量%氧化鋁(Al2O3)、8-12重量%氧化鎂(MgO)、0-9重量%氧化鈣(CaO)及0-1重量%其他氧化物，諸如二氧化鋯(ZrO2)、氧化硼(B2O3)、二氧化鈦(TiO2)或氧化鋰(Li2O)。
較佳地，高強度玻璃纖維之拉伸強度大於或等於4000MPa，及/或最終伸長率為至少5%且拉伸模數大於80GPa。
本發明的成分(B1)之高強度玻璃纖維較佳具有圓形或非圓形橫斷面。
具有圓形特徵之玻璃纖維(意謂圓形玻璃纖維)的直徑典型地為5-20μm，較佳為6-17μm，且理想地為6-13μm。其較佳建構為短玻 璃纖維(長度為0.2至20mm，較佳為2-12mm之雕花玻璃)。
對成分(B1)及/或(B2)之扁平玻璃纖維(意謂具有非圓形橫斷面之玻璃纖維)而言，使用主橫軸與垂直之次橫軸的比例尺寸超過2，較佳為2至8，且理想地為2至5的纖維。所謂扁平玻璃纖維具有卵形、橢圓形、有收縮之橢圓形(繭形纖維)、多角形、矩形或接近矩形之橫斷面。所用扁平玻璃纖維之另一種識別特徵為主橫軸之長度較佳為6至40μm，尤其15-30μm，而次橫軸之長度為3-20μm，較佳為4-10μm。此賦予扁平玻璃纖維最高之可能填充密度，意謂玻璃纖維之橫斷面填充圍繞玻璃纖維橫截面的所需矩形，最完全可達到至少70%，較佳至少80%且理想地至少85%。
為增強本發明之成型組成物，亦可在成分(B1)內及在成分(B2)內使用具有圓形及非圓形橫截面之玻璃纖維的組成物，其中扁平玻璃纖維之比例較佳佔大多數，意謂超過纖維總質量之50重量%。
本發明之玻璃纖維較佳用適合於熱塑物(尤其適合於聚醯胺)之表面來密封，並含有例如基於胺基或環氧基矽烷鍵之黏結劑。根據另一個具體實例，在成分(B1)內及在成分(B2)內所用的呈粗紗形式之高強度玻璃纖維的直徑為8-20μm，較佳為12-18μm，其中該等玻璃纖維之橫截面可為圓形、卵形、橢圓形、有收縮之橢圓形、多角形、矩形或接近矩形。
尤佳為橫軸比率為2至5的所謂扁平玻璃纖維。此等粗紗(尤佳在成分(B1)內)藉助於用於製造長纖維加強之棒狀微粒的已知方法，尤其藉助於拉製加工整合至本發明的聚醯胺成型組成物中，其中環形纖維股線(粗紗)完全浸透聚合物熔融物，且隨後經冷卻及切割。在此方法中獲得的長纖維加強之棒狀微粒的微粒長度較佳為3-25mm，尤其為4-12mm，其可用習知加工方法(諸如射出成形或衝壓)進一步加工。
另一個較佳具體實例的特徵亦在於以下事實：成分(B1)之玻璃纖維為基於三元系統二氧化矽-氧化鋁-氧化鎂或基於四元系統二氧化矽- 氧化鋁-氧化鎂-氧化鈣的高強度玻璃纖維，其中該等纖維較佳具有以下組成：58-70重量%，較佳60-67重量%二氧化矽；15-30重量%，較佳20-28重量%氧化鋁；5-15重量%，較佳7-12重量%氧化鎂；0-10重量%，較佳0-9重量%氧化鈣；及0-2重量%，較佳0-1.5重量%其他氧化物，尤其二氧化鋯、氧化硼、二氧化鈦、氧化鋰，或此等氧化物之組合。此外，成分(B1)之玻璃纖維較佳為具有以下組成之高強度玻璃纖維：62-66重量%二氧化矽、22-27重量%氧化鋁、8-12重量%氧化鎂、0-5重量%氧化鈣、0-1重量%其他氧化物，尤其二氧化鋯、氧化硼、二氧化鈦、氧化鋰，或此等氧化物之組合。
較佳地，成分(B1)之玻璃纖維的拉伸強度為至少3700MPa，較佳為至少3800或4000MPa；及/或最終伸長率為至少4.8%，較佳為至少4.9%或5.0%；及/或拉伸模數超過75GPa，較佳超過78或80GPa，其中個別纖維(原始單根長絲)在溫度23℃及相對濕度50%下的玻璃特性須為直徑10μm及長度12.7mm。
用於成分(B1)之此等高強度玻璃纖維的特定實例為來自Owens Corning的具有995-表面之S-玻璃纖維、來自Nittobo之T-玻璃纖維、來自3B之HiPertex、來自Sinoma Jinjing Fiberglass之HS4-玻璃纖維、來自Vetrotex之R-玻璃纖維以及來自AGY之S-1-玻璃纖維及S-2-玻璃纖維。
成分(B1)及/或(B2)之玻璃纖維以短纖維形式，較佳以長度為0.2-20mm之雕花玻璃形式，或以粗紗形式存在。
成分(C)之微粒填充材料包含專業人員所熟悉的針對此功能之填充材料。此填充材料尤其包括選自由以下組成之群的微粒填充材料：滑石、雲母、矽酸鹽、石英、矽灰石、高嶺土、矽酸、碳酸鎂、氫氧化鎂、白堊、經研磨或切割之碳酸鈣、石灰、長石、無機顏料(諸如硫酸鋇、氧化鋅、硫化鋅、二氧化鈦、氧化鐵、氧化鐵錳)、金屬氧化物(尤其尖晶石，諸如銅鐵尖晶石、氧化銅鉻、氧化鋅鐵、氧化鈷-鉻、氧化鈷-鋁、氧化鎂鋁、 銅-鉻-錳-組成物氧化物、銅-錳-鐵-組成物氧化物)、金紅石顏料(諸如鈦-鋅-金紅石、鎳-銻-鈦酸鹽)、永久磁性或可磁化之金屬或合金、凹面矽酸鹽填充材料、氧化鋁、氮化硼、碳化硼、氮化鋁、氟化鈣、及其組成物。填充材料亦可具有經處理之表面。
較佳地，成分(C)之平均粒徑(D50)為0.1-40μm，較佳為0.2-20μm，且尤其為0.3-10μm。微粒填充材料之較佳形式的L/b1及L/b2之縱橫比不大於10，但較佳不大於5，其中縱橫比由粒子之最大長度L與其平均寬度b1或b2的商來描述。彼此垂直的此等寬度b1及b2處於與長度L垂直之平面中。
此外，成分(C)對於電磁波，尤其UV、VIS或IR輻射，較佳對於1064nm之波長的吸收係數不為零，較佳在可見及/或紅外輻射光譜中具有吸收能力，其吸收係數為至少0.05，較佳為至少0.1，且理想地為至少0.2。
成型組成物之成分(A)含有聚醯胺或較佳由聚醯胺製成，該聚醯胺可由脂族、環脂族或芳族單體製成。
本發明之成型組成物尤其含有部分結晶之脂族聚醯胺、部分結晶或無晶型之部分芳族聚醯胺、及例如基於環脂族二胺之部分結晶或無晶型的聚醯胺。
如上文所描述，與聚醯胺成型組成物之發明相關的基質更佳地係基於至少一種部分結晶之脂族(成分A1_1)及/或部分芳族(成分A1_2)聚醯胺及/或至少一種基於環脂族二胺之無晶型聚醯胺(成分A1_3)，或基於成分A1_1及A1_2、A1_1及A1_3之組成物、或A1_1、A1_2及A1_3類型之組成物。
所提出之聚醯胺可由以下二羧酸製成：己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷 酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、C36-二聚體脂肪酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、萘二甲酸、順-及/或反-環己烷-1.4-二甲酸、及/或順-及/或反-環己烷-1,3-二甲酸(CHDA)、及其組成物。
以下單體被視為二胺：1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、2-甲基-1,5-戊二胺、2-丁基-2-乙基-1,5-戊二胺、1,6-己二胺、2,2,4-三甲基六亞甲基二胺、2,4,4-三甲基六亞甲基二胺、1,8-辛二胺、2-甲基-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、間苯二甲胺及對苯二甲胺。
此外，聚醯胺亦可在內醯胺或胺基羧酸、α,ω胺基酸或具有6與12個之間碳原子的內醯胺上構築，其中提出以下選擇作為例示性的：間胺基苯甲酸、對胺基苯甲酸、己內醯胺(CL)、ω-胺基己酸、ω-胺基庚酸、ω-胺基辛酸、ω-胺基壬酸、ω-胺基癸酸、ω-胺基十一烷酸(AUA)、月桂內醯胺(LL)及ω-胺基十二烷酸(ADA)。己內醯胺、胺基己酸、月桂內醯胺及胺基十二烷酸尤佳。
適合之環脂族二胺為具有6至24個碳原子之彼等環脂族二胺，諸如雙(4-胺基-3-甲基-環己基)-甲烷(MACM)、雙(4-胺基-環己基)-甲烷(PACM)、雙(4-胺基-3-乙基-環己基)-甲烷(EACM)、雙(4-胺基-3,5-二甲基-環己基)-甲烷(TMACM)、2,6-降冰片烷二胺或2,6-雙(胺甲基)-降冰片烷、或1,3-環己二胺、1,4-環己二胺、雙(1,3-胺甲基)環己烷、異佛爾酮二胺、環己二胺、1,3-雙(胺甲基)環己烷、1,4-雙(胺甲基)環己烷、異佛爾酮二胺、降冰片烷二甲基胺、2,2-(4,4'-二胺基二環己基)丙烷(PACP)、或其組成物。經烷基取代之雙(胺基環己基)甲烷或雙(胺基環己基)丙烷尤佳。烷基取代基為直鏈及/或分支鏈C1-C6、較佳地C1-C4烷基，尤其為甲基、乙基、丙基、異丙基、或丁基，其中甲基尤佳。在一個尤佳具體實例中，使用雙(4-胺基-3-甲基-環己基)-甲烷(MACM)作為經烷基取代之雙(胺基環己基)甲烷。較佳 地，聚醯胺A1_1、A1_2或A1_3在間甲酚(0.5重量%，20℃)中量測之溶液黏度ηrel在1.4至3.0之範圍內，較佳在1.5至2.7之範圍內，尤其在1.5至2.4之範圍內。
以下脂族聚醯胺較佳：聚醯胺46、聚醯胺6、聚醯胺66、聚醯胺11、聚醯胺12、聚醯胺1212、聚醯胺1010、聚醯胺1012、聚醯胺1112、聚醯胺610、聚醯胺612、聚醯胺69、聚醯胺810、或其混合物、組成物或合金。
基於環脂族二胺之較佳無晶型或部分結晶聚醯胺尤其為MACM9、MACM10、MACM11、MACM12、MACM13、MACM14、MACM16、MACM18、PACM9、PACM10、PACM11、PACM12、PACM13、PACM14、PACM16、PACM18或共聚醯胺，諸如MACMI/12、MACMT/12、6I/6T/MACMI/MACMT/12、3-6T、6I/MACMI/MACMT、6I/PACMI/PACMT、6I/6T/MACMI、MACMI/MACM36、12/PACMI、或12/MACMT、6/PACMT、6/IPDT或其混合物、MACM10/PACM10及MACM12/PACM12、及其混合物。
部分芳族聚醯胺較佳基於具有8至18個、較佳8至14個碳原子之芳族二羧酸，或基於具有芳族結構單元之二胺，諸如PXDA及/或MXDA。較佳之芳族二羧酸為TPS、萘二甲酸及IPS。較佳之部分芳族聚醯胺係基於以下聚醯胺系統：4T、5T、DT、6T、9T、MT、10T、12T、4I、5I、DI、6I、9I、MI、10I、12I。只要加工溫度允許，此等聚醯胺可彼此組合成均聚醯胺、以及二元、三元及四元共聚醯胺。此外，亦可組合脂族聚醯胺系統，諸如PA46、PA6、PA66、PA11、PA12、PA1212、PA1010、PA1012、PA610、PA612、PA69、PA810。
較佳之部分芳族聚醯胺為：MXD6、MXD10、MXDI/MXD6、6T/6I、6T/66、6T/10T、6T/12、11/10T、12/10T、10T/1010、10I/10T、10T/1012、9MT(M代表2-甲基辛二胺)、12T。
對於A1_2聚醯胺而言，共聚醯胺6T/6I、10I/10T、MXD6/MXDI、及均聚醯胺MACM12及MXD6為較佳的。對6T/61共聚醯胺而言，兩種不同組成範圍尤佳。首先為6T單元之份額小於50莫耳%的無晶型共聚醯胺，其中20：80至45：55之6T：6I組成範圍為較佳；其次為6T比例大於50莫耳%之高熔點共聚醯胺，其中55：45至80：20，尤其65：35至75：25之6T：6I組成範圍為較佳。關於共聚醯胺MXD6/MXDI，富含MXD6的組成為較佳的，尤其MXD6含量大於80莫耳%，理想地在82莫耳%至95莫耳%之間。
就含有聚醯胺成分A1_1及A1_2、A1_1及A1_3、A1_2及A1_3、以及A1_1、A1_2及A1_3的聚合物摻合物而言，以下組成為較佳的：
(A1_1)：PA66
(A1_2)：PA 6I/6T，其中莫耳比在65：35至75：25之範圍內，或尤其為67：33。
(A1_1)：PA 610及/或PA1010，其中在混合物中，各成分以1：1至4：1之比率使用。
(A1_2)：PA 6I/6T，其中莫耳比在65：35至75：25之範圍內，或尤其為67：33。
(A1_1)：PA 6與PA66比率為1：2至1：4，尤其為1：4之組成物。
(A1_2)：PA 6I/6T，其中莫耳比在65：35至75：25之範圍內，或尤其為67：33。
(A1_1)：PA 66
(A1_2)：PA 6T/6I，其中莫耳比在60：40至75：25之範圍內，或尤其為70：30。
(A11)：PA 66
(A1_2)：PA 6T/66，其中莫耳比在50：50至70：30之範圍內，或尤其為 55：45。
(A1 1)：PA 66
(A1_2)：MXD6、MXD10或PA MXD6/MXDI，其中共聚醯胺中之莫耳比在70：30至90：10之範圍內，或尤其為88：12。
(A1_1)：PA 12
(A1_3)：PA MACM12。
(A1_1)：PA 12
(A1_3)：PA MACMI/12，其中月桂內醯胺之含量在15-45莫耳%之範圍內，較佳地小於40莫耳%，尤其在20-35莫耳%之範圍內。
成分(A1_1)之較佳比例在50-90重量%，尤其60-85重量%之範圍內，且成分(A1_2)及/或(A1_3)較佳在10-50重量%之範圍內，尤其在15-40重量%之範圍內。
在一個特定具體實例中，以下組成較佳用於聚合物摻合物(聚醯胺基質)：
(A1_1)：50-100重量% PA 1010或PA 1012或PA 11或PA 12
(A1_3)：0-50重量% PA MACM12或PA MACMI/12或PA PACM12/MACM12，
(A1_1)：55-85重量% PA 610或PA 612或PA 1010或PA 1012或PA 1210或PA1212
(A1_2)：15-45重量% PA 6T/6I或PA 10T/10I，其中6I或10I比例為55-80莫耳%，較佳為60-75莫耳%。
(A1_1)：70-100重量% PA 6與PA66比率為1：2至1：4，尤其為1：4之組成物
(A1_2)：0-30重量% PA 6I/6T，其中莫耳比在65：35至75：25之範圍內，或尤其為67：33。
在另一個具體實例中，成分A1_2之玻璃轉移溫度為90℃，較佳大於110℃，且理想地大於140℃。
以下具體實例尤佳：
(A1_1)：55-85重量% PA 610或PA 612或PA 1010或PA 1012或PA 1210或PA1212
(A1_2)：15-45重量% PA 6T/6I或PA 10T/10I，其中6I或10I之比例為55-80莫耳%，較佳為60-75莫耳%。
可使用部分芳族、部分結晶之系統作為成分(A1)。
亦較佳為適合於回焊之成型組成物，意謂其可耐受260℃-270℃之短期溫度而不發生翹曲及起泡。
根據一個較佳具體實例，隨後較佳構成(A)之全部的成分(A1)由PA 10T/6T共聚醯胺製成，該共聚醯胺由以下構築：(AA)40-95莫耳%，較佳60-95莫耳%的由單體1,10-癸二胺及對苯二甲酸形成之10T單元；(BB)5-60莫耳%，較佳5-40莫耳%的由單體1,6-己二胺及對苯二甲酸形成之6T單元。
在此組態中成分(A1)內的高達30%之單體可經置換，意謂以上內容一方面適用於如下規定：在成分(A1)中，(AA)及/或(BB)彼此獨立，相對於二羧酸之總量，高達30莫耳%之對苯二甲酸可由具有6至36個碳原子的其他芳族、脂族或環脂族二羧酸置換。此外，以上內容另一方面適用於如下規定：在成分(A1)中，(AA)及/或(BB)彼此獨立，相對於二胺之總量，分別高達30莫耳%之1,10-癸二胺及1,6-己二胺可由具有4至36個碳原子的其他二胺置換。最後，以上內容進一步適用於如下規定：相對於單體之總體積，不超過30莫耳%之成分(A1)可由內醯胺或胺基酸形成。然而，較佳地，根據以上規定，成分(A1)內之單體的此取代小於20%，較佳小於10%， 且理想地完全不存在取代。總之，額外規定亦適用：相對於用於成分A之單體的總量，置換對苯二甲酸、1,6-己二胺及1,10-癸二胺之單體的總和(意謂具有6至36個碳原子之其他芳族、脂族或環脂族二羧酸的總比例，具有4至36個碳原子之其他二胺的總比例及內醯胺或胺基酸的總比例)不超過30莫耳%，較佳20莫耳%，尤其10莫耳%之濃度。
根據一個較佳具體實例，隨後較佳構成(A)之全部的成分(A1)由聚醯胺10T/10I/6T/6I，即部分芳族、部分結晶之共聚醯胺製成，該共聚醯胺由100重量%的包含以下之二酸：72.0-98.3重量%對苯二甲酸(TPS)；28.0-1.7重量%間苯二甲酸(IPS)及100%重量的包含以下之二胺比例製成：51.0-80.0重量% 1,6-己二胺(HMDA)；20.0-49.0重量% C9-C12二胺；其中C9-C12二胺為來自以下群的二胺：1,9-壬二胺、甲基-1,8-辛二胺、1,10-癸二胺、1,11-十一烷二胺、1,12-十二烷二胺、或該等二胺之混合物，其中1,10-癸二胺及1,12-十二烷二胺較佳，且單獨之1,10-癸二胺尤佳。因此，PA 10T/10I/6T/6I之聚醯胺系統較佳，其中以上濃度適用。
根據一個較佳具體實例，隨後較佳構成(A)之全部的成分(A1)由聚醯胺6T/6I/6，即由對苯二甲酸(TPS)、間苯二甲酸(IPS)、1,6-己二胺(HMDA)及己內醯胺(CLM)或胺基己酸製成的部分芳族、部分結晶之共聚醯胺製成，其中共聚醯胺6T/6I/6之組成為60-80/15-25/5-15重量%，尤佳為65-75/17.5-22.5/7.5-12.5重量%。
總體而言，成分(A1)為由脂族、環脂族及/或芳族單體製成之均聚醯胺及/或共聚醯胺，較佳為由部分結晶的脂族聚醯胺(A1_1)及/或部分芳族聚醯胺(A1_2)、及/或無晶型聚醯胺(A1_3)製成的組成物，其中成分(A1) 中之聚醯胺較佳係選自以下群：聚醯胺46、聚醯胺6、聚醯胺66、聚醯胺11、聚醯胺12、聚醯胺1212、聚醯胺1010、聚醯胺1012、聚醯胺1112、聚醯胺610、聚醯胺612、聚醯胺69、聚醯胺810、MACM9、MACM10、MACM11、MACM12、MACM13、MACM14、MACM16、MACM18、PACM9、PACM10、PACM11、PACM12、PACM13、PACM14、PACM16、PACM18或共聚醯胺，諸如MACMI/12、MACMT/12、6I/6T/MACMI/MACMT/12、3-6T、6I/MACMI/MACMT、6I/PACMI/PACMT、6I/6T/MACMI、MACMI/MACM36、12/PACMI、12/MACMT、6/PACMT、6/IPDT、MACM10/PACM10、MACM12/PACM12、MXD6、MXD10、MXDI/MXD6、6T/6I、6T/66、6T/10T、6T/12、11/10T、12/10T、10T/1010、10I/10T、10T/1012、9MT、12T，以及其各別摻合物之組成物。
當然，本發明之熱塑性聚醯胺成型組成物亦可含有呈成分(D)形式的習知及一般已知之添加劑，其由包含以下之群組成：黏結劑、含鹵素阻燃劑、無鹵素阻燃劑、穩定劑、抗氧化試劑、抗氧化劑、抗臭氧劑、光穩定劑、UV穩定劑、UV吸收劑、UV阻斷劑、無機熱穩定劑(尤其基於銅鹵化物及鹼金屬鹵化物)、有機熱穩定劑、導電性添加劑、碳黑、光學增亮劑、加工助劑、成核助劑、結晶催化劑、結晶抑制劑、引流劑、潤滑劑、脫模劑、軟化劑、顏料、染色劑、示蹤劑及其組成物。特定言之，成分(D)較佳係選自由以下組成之群：黏結劑、阻燃劑(尤其含有或不含鹵素之阻燃劑)、穩定劑、抗氧化試劑、抗氧化劑、抗臭氧劑、光穩定劑、UV穩定劑、UV吸收劑、UV阻斷劑、無機熱穩定劑(尤其基於銅鹵化物及/或鹼金屬鹵化物)、有機熱穩定劑、導電性添加劑、碳黑、光學增亮劑、加工助劑、成核劑、結晶催化劑、結晶抑制劑、引流劑、潤滑劑、脫模劑、軟化劑、有機顏料及染色劑、示蹤劑及其組成物。
此外，本發明係關於一種裝置，尤其基於根據前述申請專利 範圍中任一項之成型組成物具有導電路徑之裝置。
額外設計列於附屬申請專利範圍中。
以下將藉助於特定具體實例實施例(B)描述本發明，且與較差之目前先進技術系統(VB)進行比較。以下提供之具體實例實施例用於支持本發明，且為其與目前先進技術之差異提供證據；然而，其不應視為將本發明之一般目標限制為如在此列舉之專利申請範圍中所定義。
實施例B1至B6及比較實施例VB1至VB6：
將表1至4中所顯示之成分在由Werner and Pfleiderer公司製造之雙重壁擠壓機中用25mm之螺桿直徑在指定加工參數(參見表1)下混配，其中聚醯胺顆粒以及填充材料在進料區中量測，而玻璃纖維經由側進料器來量測，該側進料器穿過在使聚合物熔融之噴嘴正對面的3個殼體單元。在表2、3及4中所概述之組成物以股線形式自具有3mm直徑之噴嘴移除，且在水冷卻之後顆粒化。顆粒在110℃下於30mbar之真空中脫水24小時。對表5中之成型組成物而言，顆粒化藉助於水下製粒及水下熱切割來進行，在此期間，推動聚合物熔融物通過孔型噴嘴，且在離開噴嘴之後藉由水流中之旋轉刀片來直接製粒。在顆粒化及在120℃下脫水24小時之後，量測顆粒特性且製造樣本。
加工： 在區1至4之確定的圓柱體溫度及確定之工具溫度(參見表1)下用Arburg Allrounder 320-210-750射出成形機將組成物噴射到樣本上。
PA 6T/6I(30：70)基於對苯二甲酸、間苯二甲酸及1,6-己二胺的無晶型、部分芳族聚醯胺，玻璃轉移溫度為125℃且溶液黏度為1.54。
PA 1010基於1,10-癸二胺及癸二酸的部分結晶之脂族聚醯胺，熔點為200℃且溶液黏度為1.78。
PA 12基於月桂內醯胺的部分結晶之脂族聚醯胺，熔點為178℃且溶液黏度為1.96。
PA MACM12基於雙(4-胺基-3-甲基-環己基)-甲烷及十二烷二甲酸的無晶型聚醯胺，玻璃轉移溫度為156℃且溶液黏度為1.82。
玻璃纖維E10 E-玻璃之雕花玻璃纖維Vetrotex 995，長度為4.5mm且直徑為10μm(圓形橫截面)，來自Owens Corning Fiberglass。
F7x28玻璃纖維由E-玻璃製成之雕花玻璃纖維CSG3PA-820，長度為3mm，主橫軸為28μm，次橫軸為7μm且軸率為4(非圓形橫截面)，來自NITTO BOSEKI,Japan。
玻璃纖維S10 S-玻璃之雕花玻璃纖維Vetrotex 995，長度為4.5mm且直徑為10μm(圓形橫截面)，來自Owens Corning Fiberglass。
亞鉻酸銅Shepherd Schwarz 30C965(The Shepherd Color公司)，氧化銅鉻(CuCr2O4)，平均粒徑(d50)在0.6μm之範圍內。
硫化鋅Sachtolith HD-S(Sachtleben)，平均粒徑在0.30至0.35μm之範圍內。
二氧化鈦Ti-Pure R-104(DuPont)，平均粒徑在0.22μm之範圍內。
碳酸鈣Socal P3(Solvay)，平均粒徑在0.18-0.50μm之範圍內。
與期望相反，相比於圓形或扁平E-玻璃纖維，S-玻璃纖維在VB1-3至VB1-5中之比較測試未產生優點。針對成型組成物所選擇的拉伸強度、最終伸長率及抗衝擊性之值不傾向選擇S-玻璃纖維。圓形E-玻璃纖維之拉伸模數幾乎高達相同；扁平E-玻璃纖維在拉伸強度及抗衝擊性方面明 顯優越。
若現在以例如4%之濃度向此等成型組成物中添加微粒填充材料(諸如亞鉻酸銅(CuCr2O4))，則所有所觀測之成型組成物的機械特徵劣化，在一些情況下急劇劣化。
然而，用S-玻璃纖維加強之成型組成物(B1)的機械特徵不如基於E-玻璃之成型組成物(VB1-1及VB1-2)劣化得快。
基於聚醯胺12之成型組成物的表現方式類似，且概述於表2中。就機械特徵而言，相比於廉價E-玻璃纖維(VB2-5)，無填充劑的S-玻璃加強之成型組成物(VB2-3)幾乎不具任何優點，且相比於扁平E-玻璃纖維(VB2-4)甚至具有缺點。僅當添加亞鉻酸銅(CuCr2O4)時，S-玻璃纖維之優點才變得顯而易見，即顯著改良之拉伸強度、更高之最終伸長率及抗衝擊性。
如在實施例B3、B4、VB3-1至VB3-3及VB4中，即使在幾乎完全無晶型之基質中，亦產生與上文所描述大致相同之關係。本發明之成型組成物產生顯著更高之拉伸強度及改良之抗衝擊性，且具有顯著更高之硬度。未著色的基於PA MACM12之成型組成物或PA MACM12與PA12之混合物在具有高S-玻璃纖維含量之情況下意外地具有良好透明度。50重量% S-玻璃加強之PA MACM12在ASTM D1003方法(光型CIE-C)下的光透射率為80%。在以下實驗中，光透射率之量測在來自於BYK Gardner公司(德國)之稱為Haze Guard Plus的裝置上於70×2mm圓盤上進行。
量測根據以下標準及以下樣本進行： 拉伸模數： ISO 527，拉伸速度為1mm/min
ISO拉桿，標準：ISO/CD 3167，A1型，170×20/10×4mm，溫度23℃
拉伸強度，最終伸長率： ISO 527，拉伸速度為5mm/min
ISO拉桿，標準：ISO/CD 3167，A1型，170×20/10×4mm，溫度23℃
抗衝擊性，凹口抗衝擊性(根據沙比(Charpy))：ISO 179
ISO測試棒，標準：ISO/CD 3167，B1型，80×10×4mm，溫度23℃下
熔點(Tm)，熔融焓(△Hm)及玻璃轉移溫度(Tg)：ISO標準11357-11-2
顆粒
差示掃描熱量測定(DSC)以20℃/min之加熱速率進行。為玻璃轉移溫度(Tg)指定起始溫度。
相對黏度： DIN EN ISO 307，在0.5重量%間甲酚溶液中，溫度20℃
顆粒

Claims (17)

  1. 一種熱塑性成型組成物，其由以下組成：(A)20-88重量%熱塑性合成物；(B)10-70重量%纖維成形聚集體；(B1)10-70重量%玻璃纖維，該等玻璃纖維主要由二氧化矽、氧化鋁及氧化鎂組成；(B2)0-20重量%之玻璃纖維，該等玻璃纖維不同於成分(B1)中之纖維；(B3)0-20重量%之額外纖維成形聚集體，該等纖維成形聚集體不同於成分(B1)及(B2)中之纖維，並非基於玻璃，且係選自以下群：碳纖維、石墨纖維、芳族聚醯胺纖維、奈米管；(C)2-40重量%微粒填充材料；(D)0-2重量%添加劑；其中(A)至(D)之總和等於100重量%。
  2. 根據申請專利範圍第1項之成型組成物，其特徵在於成分(B1)之玻璃纖維的氧化鎂含量為至少5重量%。
  3. 根據申請專利範圍第1項或第2項之成型組成物，其特徵在於成分(B1)之玻璃纖維的氧化鈣含量為至多10重量%，較佳為至多5重量%。
  4. 根據申請專利範圍第1項至第3項中任一項之成型組成物，其特徵在於該熱塑性成分(A)由聚醯胺(A1)或聚醯胺之混合物組成，其限制條件為高達40%，較佳高達20%、10%或5%，或在3-20%或5-20%之範圍內的聚醯胺可由不基於聚醯胺之熱塑性合成物(A2)置換，其中較佳地熱塑性合成物(A2)不基於聚醯胺。
  5. 根據申請專利範圍第4項之成型組成物，其特徵在於成分(A)之比例 為25-82重量%，尤其在30-77重量%之範圍內。
  6. 根據前述申請專利範圍第4項至第5項中任一項之成型組成物，其特徵在於成分(B1)之比例為15-60重量%，尤其在20-55重量%之範圍內。
  7. 根據前述申請專利範圍第4項至第6項中任一項之成型組成物，其特徵在於成分(C)之比例為3-25重量%，尤其在3-15重量%之範圍內。
  8. 根據前述申請專利範圍中任一項之成型組成物，其特徵在於成分(A)係選自由以下組成之群：聚醯胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚烯烴、聚甲醛、聚酯(尤其聚對苯二甲酸伸乙酯、聚對苯二甲酸伸丁酯)、聚碸(尤其PSU、PESU、PPSU類型)、聚苯醚(polyphenylene ether)、聚苯碸、聚苯醚(polyphenylene oxide)、液晶聚合物、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醯亞胺、聚醯胺-醯亞胺、聚酯醯亞胺、聚醚醯胺、聚酯醯胺、聚醚酯醯胺、聚胺基甲酸酯(尤其TPU、PUR類型)、聚矽氧烷、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、及基於該等系統之組成物或共聚物，進一步較佳具有一種或若干種抗衝擊性改質劑，及/或其特徵在於較佳選自由E玻璃纖維、A-玻璃纖維、C-玻璃纖維、D-玻璃纖維、玄武岩纖維以及其組成物組成之群且各自具有圓形或非圓形橫斷面的成分(B2)之比例在0-10重量%之範圍內，較佳在0-5重量%之範圍內，其中尤其青睞於完全為成分(B1)。
  9. 根據前述申請專利範圍中任一項之成型組成物，其特徵在於成分(B1)之玻璃纖維為基於三元系統二氧化矽-氧化鋁-氧化鎂或基於四元系統二氧化矽-氧化鋁-氧化鎂-氧化鈣之高強度玻璃纖維，其中該等玻璃纖維較佳具有以下組成：58-70重量%，較佳60-67重量%二氧化矽(SiO2)；15-30重量%，較佳20-28重量%氧化鋁(Al2O3)；5-15重量%，較佳7-12重量%氧化鎂(MgO)；0-10重量%，較佳0-9重量%氧化鈣(CaO)；及0-2重量%，較佳 0-1.5重量%其他氧化物，尤其二氧化鋯(ZrO2)、氧化硼(B2O3)、二氧化鈦(TiO2)或氧化鋰(Li2O)、或此等氧化物之組合。
  10. 根據申請專利範圍第9項之成型組成物，其特徵在於成分(B1)之玻璃纖維為具有以下組成之高強度玻璃纖維：62-66重量%二氧化矽(SiO2)、22-27重量%氧化鋁(Al2O3)、8-12重量%氧化鎂(MgO)、0-5重量%氧化鈣(CaO)及0-1重量%其他氧化物，諸如二氧化鋯(ZrO2)、氧化硼(B2O3)、二氧化鈦(TiO2)、氧化鋰(Li2O)或此等氧化物之組合。
  11. 根據前述申請專利範圍中任一項之成型組成物，其特徵在於成分(B1)之玻璃纖維的拉伸強度為至少3700MPa，較佳地至少3800MPa，理想地至少4000MPa；以及最終伸長率為至少4.8%，較佳至少4.9%，較佳至少5.0%；且拉伸模數為75-90GPa，較佳超過78GPa，較佳超過80GPa。
  12. 根據前述申請專利範圍中任一項之成型組成物，其特徵在於成分(B1)及/或(B2)之玻璃纖維以短纖維之形式，較佳以長度為0.2-20mm之雕花玻璃形式，或以粗紗形式存在。
  13. 根據前述申請專利範圍中任一項之成型組成物，其特徵在於成分(C)為選自由以下組成之群的微粒填充材料：滑石、雲母、矽酸鹽、石英、矽灰石、高嶺土、矽酸、碳酸鎂、氫氧化鎂、白堊、經研磨或切割之碳酸鈣、石灰、長石、無機顏料(諸如尤其硫酸鋇、氧化鋅、硫化鋅、二氧化鈦、氧化鐵、氧化鐵錳)、金屬氧化物(尤其尖晶石，諸如尤其銅鐵尖晶石、氧化鎂鋁、銅-鉻-錳-組成物氧化物、銅-錳-鐵-組成物氧化物、氧化銅鉻、氧化鋅鐵、氧化鈷-鉻、氧化鈷-鋁、氧化鎂鋁)、金紅石顏料(諸如鈦-鋅-金紅石、鎳-銻-鈦酸鹽、鉻-銻-鈦酸鹽)、永久磁性或可磁化之金屬或合金、凹面矽酸鹽填充材料、氧化鋁、氮化硼、碳化硼、氮化鋁、氟化鈣、及其組成物及/或經表面處理之形式。
  14. 根據申請專利範圍第11項之成型組成物，其特徵在於成分(C)之粒 子的平均粒徑(D50)為0.1-40μm，較佳為0.2-20μm，尤其為0.3-10μm，及/或縱橫比為至多10，尤其為至多5，或成分(C)主要由該等粒子形成；及/或其特徵在於成分(C)對電磁波，尤其UV、VIS或IR輻射，尤其對雷射輻射的吸收係數不為零，較佳在可見及/或紅外輻射光譜中具有吸收能力，其吸收係數為至少0.05，較佳為至少0.1且尤佳為至少0.2。
  15. 根據前述申請專利範圍第4項至第14項中任一項之成型組成物，其特徵在於以下事實：成分(A1)為由脂族、環脂族及/或芳族單體製成之均聚醯胺及/或共聚醯胺，較佳為由部分結晶的脂族聚醯胺(A1_1)及/或部分芳族聚醯胺(A1_2)、及/或無晶型聚醯胺(A1_3)製成的組成物，其中成分(A1)中之聚醯胺較佳係選自以下群：聚醯胺46、聚醯胺6、聚醯胺66、聚醯胺11、聚醯胺12、聚醯胺1212、聚醯胺1010、聚醯胺1012、聚醯胺1112、聚醯胺610、聚醯胺612、聚醯胺69、聚醯胺810、MACM9、MACM10、MACM11、MACM12、MACM13、MACM14、MACM16、MACM18、PACM9、PACM10、PACM11、PACM12、PACM13、PACM14、PACM16、PACM18或共聚醯胺，諸如MACMI/12、MACMT/12、6I/6T/MACMI/MACMT/12、3-6T、6I/MACMI/MACMT、6I/PACMI/PACMT、6I/6T/MACMI、MACMI/MACM36、12/PACMI、12/MACMT、6/PACMT、6/IPDT、MACM10/PACM10、MACM12/PACM12、MXD6、MXD10、MXDI/MXD6、6T/6I、6T/66、6T/10T、6T/12、11/10T、12/10T、10T/1010、10T/1012、PA10T/6T、PA6T/10I/10T、PA6T/6I/6、PA10I/10T、9MT、12T，以及其混合物及摻合物。
  16. 根據前述申請專利範圍中任一項之成型組成物，其特徵在於成分(A)或成分(A2)係根據申請專利範圍第4項選自由以下組成之群：抗衝擊性改質劑，較佳為MBS及/或核-鞘型抗衝擊性改質劑，尤其基於甲基丙烯酸酯丁二烯苯乙烯、SEBS共聚物；及/或其特徵在於該成分(D)係選自由以下組成之群：黏結劑、阻燃劑(尤其含有或不含鹵素之阻燃劑)、穩定劑、抗氧化 試劑、抗氧化劑、抗臭氧劑、光穩定劑、UV穩定劑、UV吸收劑、UV阻斷劑、無機熱穩定劑(尤其基於銅鹵化物及/或鹼金屬鹵化物)、有機熱穩定劑、導電性添加劑、碳黑、光學增亮劑、加工助劑、成核劑、結晶催化劑、結晶抑制劑、引流劑、潤滑劑、脫模劑、軟化劑、顏料、染色劑、示蹤劑及其組成物。
  17. 一種裝置，尤其基於根據前述申請專利範圍中任一項之成型組成物的具有導電路徑之裝置。
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