TWI792098B - 鈰穩定化的聚醯胺及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種熱穩定化的聚醯胺組合物,其包含25重量%至90重量%的醯胺聚合物、0.01重量%至10重量%的基於鈰的熱穩定劑、第二熱穩定劑、鹵化物添加劑和小於0.3重量%的硬脂酸鹽添加劑。鹵化物添加劑與硬脂酸鹽添加劑的重量比小於45.0。

Description

鈰穩定化的聚醯胺及其製造方法
本公開涉及聚醯胺的穩定化,特別是抗熱降解,涉及用於這種穩定化的添加劑,還涉及所得穩定化聚合物組合物。
常規聚醯胺通常已知用於許多用途,包括例如紡織品、汽車部件、地毯和運動服。
在這些用途的一些中,所涉聚醯胺可能暴露於高溫,例如大約150℃至250℃。已知的是,當暴露於這樣的高溫時,許多不可逆化學和物理變化影響聚醯胺,它們通過一些不利的性質顯現出來。聚醯胺可能例如變脆或變色。此外,聚醯胺的合意機械性質,如拉伸強度和抗衝擊性通常在暴露于高溫時下降。熱塑性聚醯胺特別常以玻璃纖維增強的模塑配混物(molding compounds)的形式用於建築材料。在許多情況下,這些材料經受提高的溫度,這對聚醯胺造成損傷,例如熱氧化損傷。
在一些情況下,可將熱穩定劑或熱穩定劑套裝(heat stabilizer packages)添加到聚醯胺混合物中以改進例如在高溫下的性能。常規熱穩定劑套裝的加入已表明延遲一些熱氧化損傷,但通常這些熱穩定劑套裝僅延遲該損傷而非永久預防。如上文提到,熱氧化損傷的實例包括拉伸強度和抗衝擊性的降低。
此外,已經發現常規穩定劑套裝在較高溫度範圍內無效,例如在特定溫度區間,如180℃至240℃或190℃至230℃內無效。特別地,許多已知穩定劑套裝的使用產生在寬溫度範圍(例如上述溫度區間)內具有穩定性/性能差距的聚醯胺。例如,使用基於銅的穩定劑的聚醯胺產生在180℃以上的溫度下具有性能差距的聚醯胺。類似地,使用基於多元醇的穩定劑的聚醯胺產生在190℃以上的溫度下具有性能差距的聚醯胺。因此,當聚醯胺暴露于這些溫度時,聚醯胺表現不佳,例如尤其在拉伸強度和/或抗衝擊性方面。此外,儘管這些穩定劑許多可改進在某些溫度下的性能,但各穩定劑套裝通常表現出其自己的一系列額外缺點。例如,使用基於鐵的穩定劑的穩定劑套裝已知需要鐵化合物的平均細微性的高精確度,這在生產中造成困難。此外,這些基於鐵的穩定劑套裝表現出穩定性問題,例如聚醯胺可能在各種生產階段的過程中降解。因此,必須小心監控在生產工藝的各種階段的過程中的停留時間。在使用基於鋅的穩定劑的聚醯胺中存在類似問題。
作為常規穩定劑套裝的一個實例,EP 2535365A1公開了一種聚醯胺模塑配混物,其包含:(A) 聚醯胺混合物(27-84.99重量%),其包含(A1) 至少一種具有255 – 330℃的熔點的半芳族半結晶聚醯胺,和(A2) 至少一種不同於所述至少一種半芳族半結晶聚醯胺(A1)並具有至少50重量%的己內醯胺含量的含己內醯胺的聚醯胺;(B1) 至少一種填料和增強劑(15-65重量%);(C) 至少一種熱穩定劑(0.01-3重量%);和(D) 至少一種添加劑(0-5重量%)。該聚醯胺模塑配混物包含:(A) 聚醯胺混合物(27-84.99重量%),其包含(A1) 至少一種具有255 – 330℃的熔點的半芳族半結晶聚醯胺,和(A2) 至少一種不同於所述至少一種半芳族半結晶聚醯胺(A1)並具有至少50重量%的己內醯胺含量的含己內醯胺的聚醯胺。聚醯胺(A1)和聚醯胺(A2)中所含的己內醯胺總量為該聚醯胺混合物的22-30重量%。該聚醯胺混合物進一步包含:(B1) 至少一種填料和增強劑(15-65重量%);(C) 至少一種熱穩定劑(0.01-3重量%);和(D) 至少一種添加劑(0-5重量%)。在該聚醯胺模塑配混物中不存在週期表第VB、VIB、VIIB或VIIIB族的過渡金屬的金屬鹽和/或金屬氧化物。
GB 904,972公開了含有0.5至2重量%的連二磷酸(hypophosphoric acid)和/或連二磷酸鹽(hypophosphate)和0.001至1重量%的水溶性鈰(III)鹽和/或水溶性鈦(III)鹽作為穩定劑的穩定化聚醯胺。指定的連二磷酸鹽(hydrophosphates)是鋰、鈉、鉀、鎂、鈣、鋇、鋁、鈰、釷、銅、鋅、鈦、鐵、鎳和鈷連二磷酸鹽。指定的水溶性鈰(III)和鈦(III)鹽是氯化物、溴化物、鹵化物、磺酸鹽、甲酸鹽和乙酸鹽。指定的聚醯胺是衍生自己內醯胺、辛內醯胺、o-氨基-十一烷酸;己二酸、辛二酸、癸二酸或十亞甲基二碳酸(decamethylene dicarbonic acid)與六亞甲基或十亞甲基二胺的鹽、庚烷二甲酸與雙-(4-氨基環己基)-甲烷的鹽、四亞甲基二異氰酸酯和己二酸的鹽以及脂族w-氨基醇和二羧酸的鹽(各自在官能團之間具有4至34個碳原子)的那些。可在縮聚反應的過程中或之後將穩定劑添加到聚醯胺中。也可將消光劑,例如二氧化鈰、二氧化鈦、二氧化釷或三氧化二釔添加到聚醯胺中。實施例(1)和(2)描述了:(1) 己二酸六亞甲基二銨在六水合連二磷酸二氫二鈉和(a) 六水合氯化鈦(III)、(b) 氯化鈰(III)存在下的聚合;(2) 己內醯胺在(a) 連二磷酸釷和六水合氯化鈦(III)存在下的聚合,在實施例(3)中將聚辛內醯胺與連二磷酸四鈉、乙酸鈦(III)和二氧化鈦混合。
EP 1832624A1也公開了自由基捕獲劑用於穩定有機聚合物以防止光化學、熱、物理和/或化學誘發的自由基分解,較佳防紫外線暴露的用途。使用二氧化鈰作為無機自由基捕獲劑。包括獨立請求項:(1) 包含二氧化鈰、紫外線吸收劑和/或第二自由基捕獲劑的聚合物組合物;(2) 用於穩定有機聚合物的試劑,其包含二氧化鈰、紫外線吸收劑和/或至少第二自由基捕獲劑的組合;和(3) 用於穩定較佳為基於聚合物的配製劑、漆、著色(color)或塗布(coating)物料(mass)形式的有機聚合物以防止光化學、熱、物理和/或化學誘發的自由基分解的程式,其包含混合作為無機自由基捕獲劑的二氧化鈰,視需要與紫外線吸收劑或與第二自由基捕獲劑結合。
US2004/0006168A1公開了一種阻燃模塑組合物。該組合物含有聚合物組分,較佳聚醯胺,紅磷、硼酸鋅、滑石和鑭系化合物。該組合物的特徵在於其兼具阻燃性和良好的機械性質。該組合物還可含有填料或增強物質、抗沖改性劑和其它常規添加劑。
即使考慮到這些參考文獻,也需要改進的聚醯胺化合物,其在寬溫度範圍內表現出優異性能,特別是在許多聚醯胺結構使用時存在的較高溫度範圍,例如高於190℃或190℃至230℃(溫度區間)(例如在面對發動機熱的汽車用途中)內表現出拉伸強度和抗衝擊性(以及其它性能特徵)的顯著改進。
在一個實施方案中,本公開涉及一種熱穩定化的聚醯胺組合物,其包含25重量%至90重量%的醯胺聚合物(視需要第一醯胺聚合物和第二醯胺聚合物)、0.01重量%至10重量%的基於鈰的熱穩定劑、第二熱穩定劑,例如基於銅的化合物(以0.01重量%至5重量%或大於350 wppm的量存在)、0重量%至60重量%的填料、鹵化物添加劑和小於0.3重量%的硬脂酸鹽添加劑。鹵化物添加劑與硬脂酸鹽添加劑的重量比小於45.0,例如小於10和/或基於鈰的熱穩定劑與第二熱穩定劑的重量比為0.1至8.5。所述聚醯胺組合物當在180℃的溫度下熱老化3000小時並在23℃下測量時或當在190℃至230℃的溫度範圍內熱老化3000小時並在23℃下測量時可具有至少75 MPa的拉伸強度。基於鈰的熱穩定劑可以是選自鈰水合物(hydrates)、乙酸鈰、鈰氧水合物(oxyhydrate)、磷酸鈰及其組合的鈰配體化合物且基於鈰的熱穩定劑的活化溫度比第二熱穩定劑的活化溫度高至少10%。在一些情況下,基於鈰的熱穩定劑是基於鈰的配體化合物;第二熱穩定劑是基於銅的熱穩定劑,且所述聚醯胺組合物當在至少220℃的溫度下熱老化3000小時並在23℃下測量時具有至少80 MPa的拉伸強度。
在一些實施方案中,本公開涉及一種熱穩定化的聚醯胺組合物,其包含25重量%至99重量%的醯胺聚合物、0.01重量%至10重量%的基於鈰的熱穩定劑和第二熱穩定劑。所述醯胺聚合物可包含基於醯胺聚合物的總重量計大於90重量%的低己內醯胺含量聚醯胺;和基於醯胺聚合物的總重量計小於10重量%的非低己內醯胺含量聚醯胺和/或非低熔融溫度聚醯胺。低己內醯胺含量聚醯胺可包括PA-6,6/6;PA-6T/6;PA-6,6/6T/6;PA-6,6/6I/6;PA-6I/6;或6T/6I/6;或其組合並可包含小於50重量%己內醯胺。低熔融溫度聚醯胺可具有低於210℃的熔融溫度。所述聚醯胺組合物當在190℃至230℃的溫度範圍內熱老化3000小時並在23℃下測量時可具有至少75 MPa的拉伸強度。
在一些實施方案中,本公開涉及一種熱穩定化的聚醯胺組合物,其包含25重量%至99重量%的醯胺聚合物、0.01重量%至10重量%,例如10 ppm至9000 ppm的鈰氧化物和/或鈰氧水合物、第二熱穩定劑、鹵化物添加劑和小於0.3重量%的硬脂酸鹽添加劑。鹵化物添加劑與硬脂酸鹽添加劑的重量比可以小於45.0,且所述聚醯胺組合物視需要當在至少180℃的溫度下熱老化3000小時並在23℃下測量時可具有至少75 MPa的拉伸強度。所述聚醯胺組合物還可包含以30 wppm至5000 wppm的量存在的碘化物(離子)。所述醯胺聚合物可包含基於醯胺聚合物的總重量計大於90重量%的低己內醯胺含量聚醯胺;和基於醯胺聚合物的總重量計小於10重量%的非低己內醯胺含量聚醯胺或非低熔融溫度聚醯胺。所述聚醯胺組合物當在190℃至230℃的溫度範圍內熱老化3000小時並在23℃下測量時可具有至少75 MPa的拉伸強度。
對相關申請的交叉引用
本申請涉及並要求2018年3月30日提交的美國臨時專利申請No. 62/650,731和2019年1月23日提交的美國臨時專利申請No. 62/795,798的優先權,它們全文經此引用併入本文。
本公開涉及包含獨特和協同增效(synergistic)的熱穩定劑套裝的熱穩定化的聚醯胺組合物,其提供在較高溫度下的性能,例如拉伸強度和/或抗衝擊性的顯著改進。常規熱穩定劑套裝受困於在寬溫度範圍內的穩定性/性能差距,並且常在使用聚醯胺結構(例如汽車元件)的溫度下發生這些性能差距。結果,聚醯胺結構表現出性能和/或結構失效。本公開的聚醯胺組合物和由其製成的結構能夠用於需要暴露于更高溫度的用途。熱老化回彈性的改進特別理想,因為其可以使得熱負荷聚醯胺元件的壽命更長。此外,改進的熱老化回彈性可降低熱負荷聚醯胺元件的失效風險。
現在已經發現,協同增效的熱穩定劑(熱穩定劑套裝)的使用(較佳以特定量)出乎意料地提供在寬溫度範圍內的優異性能。更具體地,令人驚訝地發現本文中公開的聚醯胺組合物實現在190℃至230℃,例如190℃至210℃的溫度下,尤其在長時間暴露於這樣的溫度時的顯著性能改進。重要地,這一溫度範圍是許多聚醯胺結構的使用範圍,例如在汽車用途中。示例性的汽車用途可包括各種“發動機罩內”用途,如內燃機冷卻系統。特別地,許多聚醯胺結構用於汽輪增壓器和增壓空氣冷卻器系統,這使聚醯胺暴露於高溫。由於該熱穩定化的聚醯胺組合物的出乎意料優異的性能,它們特別適用於這些用途。
此外,本發明人已經發現,特定(更高)量的低己內醯胺含量聚醯胺,例如PA-66/6共聚物,例如大於90重量%(因此更低量的較高己內醯胺含量聚醯胺,例如PA-6)的使用令人驚訝地提供在上述溫度範圍內的更好的熱穩定性,尤其是在與協同增效的熱穩定劑套裝一起使用時。還已經出乎意料地發現,特定(更高)量的具有低熔融溫度(例如低於210℃)的聚醯胺(和因此更低量的較高熔融溫度聚醯胺,例如PA-6)的使用實際上改進熱穩定性。傳統上相信,低己內醯胺含量聚醯胺和/或低熔融溫度聚醯胺的使用對所得聚合物組合物的極限高溫性能有害,例如因為這些低溫聚醯胺具有比高己內醯胺含量聚醯胺低的熔融溫度。本發明人已經出乎意料地發現,一定量的低己內醯胺含量聚醯胺和/或低熔融溫度聚醯胺的加入實際上改進高溫熱性能。不受制於理論,據推測,在較高溫度下,這些醯胺聚合物實際上“解體(unzip)”並轉向單體相,這令人驚訝地帶來高的熱性能改進。還相信,具有低熔融溫度的聚醯胺的使用實際上導致解體(unzipping)溫度的降低,由此出乎意料地進一步有助於改進熱穩定性。
一些聚醯胺可能是低己內醯胺含量聚醯胺以及低熔融溫度聚醯胺,例如PA-66/6。在另一些情況下,低熔融溫度聚醯胺可能不包括一些低己內醯胺含量聚醯胺,反之亦然。
在一些情況下,本文中公開的熱穩定化的聚醯胺組合物包含醯胺聚合物和含第一熱穩定劑和第二熱穩定劑的特定穩定劑套裝。這些組分以本文中論述的特定量、界限和比率存在於熱穩定化的聚醯胺組合物中。第一熱穩定劑可包含基於鑭系元素的化合物,例如基於鈰的化合物。第二熱穩定劑可變,並且在較佳實施方案中,其是基於銅的化合物,例如鹵化銅。在一些實施方案中,基於鈰的熱穩定劑以特定量或濃度範圍使用。在一些情況下,基於鈰的熱穩定劑和第二熱穩定劑以使得基於鈰的熱穩定劑與第二熱穩定劑的重量比落在如本文中論述的特定範圍或界限內的量使用。
在一些實施方案中,該熱穩定劑包含特定氧化物/氧水合物化合物,較佳鈰氧化物和/或鈰氧水合物。在一些情況下,鈰氧水合物和鈰氧化物可具有1306-38-3的CAS號;鈰水合物可具有12014-56-1的CAS號。 •鈰氧水合物(oxyhydrate) = CeO2 *H2 O •鈰氧化物 = CeO2 ;CAS 1306-38-3 •鈰水合物(hydrate) = 氫氧化鈰 = Ce(OH)4
該聚醯胺可進一步包含(除基於鈰的化合物和第二熱穩定劑外)鹵化物添加劑,例如氯化物、溴化物和/或碘化物。在一些情況下,鹵化物添加劑的作用是改進聚醯胺組合物的穩定化。令人驚訝地,本發明人已經發現,當如本文所述使用時,鹵化物添加劑與該穩定劑套裝通過減輕聚醯胺的自由基氧化而協同增效地工作。示例性的鹵化物添加劑包括氯化鉀、溴化鉀和碘化鉀。在一些情況下,這些添加劑以本文中論述的量使用。
在一些實施方案中,該熱穩定化的聚醯胺較佳可包含硬脂酸鹽添加劑,例如硬脂酸鈣或硬脂酸鋅,但以少量,如果有的話。通常,硬脂酸鹽已知沒有穩定化作用;硬脂酸鹽添加劑反而通常用於潤滑和/或輔助脫模。由於使用協同增效性的少量,本公開的熱穩定化的聚醯胺組合物能夠有效製造聚醯胺結構而不需要常規聚醯胺中通常存在的大量硬脂酸鹽潤滑劑,因此提供生產效率。本發明人還已經發現,少量硬脂酸鹽添加劑降低形成有害的硬脂酸鹽降解產物的潛力。特別地,已經發現硬脂酸鹽添加劑在較高溫度下降解,以造成聚醯胺組合物中的進一步的穩定性問題。
本發明人還已經發現,當鹵化物添加劑與硬脂酸鹽添加劑的重量比保持在特定範圍和/或界限內時,協同增效地改進穩定化。在一些實施方案中,鹵化物添加劑(例如溴化物或碘化物)與硬脂酸鹽添加劑(例如硬脂酸鈣或硬脂酸鋅)的重量比小於45.0,例如小於40.0、小於35.0、小於30.0、小於25.0、小於20.0、小於15.0、小於10.0、小於5.0、小於4.1、小於4.0或小於3.0。就範圍而言,這一重量比可為0.1至45,例如0.1至35、0.5至25、0.5至20.0、1.0至15.0、1.0至10.0、1.5至8、1.5至6.0、2.0至6.0、或2.5至5.5。就下限而言,這一比率可大於0.1,例如大於0.5、大於1.0、大於1.5、大於2.0、大於2.5、大於5.0或大於10.0。
在一些情況下,第二熱穩定劑(例如基於銅的穩定劑)與鹵化物添加劑的重量比小於0.175,例如小於0.15、小於0.12、小於0.1、小於0.075、小於0.05或小於0.03。就範圍而言,基於鈰的熱穩定劑與鹵化物的重量比可為0.001至0.174,例如0.001至0.15、0.005至0.12、0.01至0.1、或0.5至0.5。就下限而言,基於鈰的熱穩定劑與鹵化物的重量比為至少0.001,例如至少0.005、至少0.01或至少0.5。
重要地,基於鈰的熱穩定劑與第二熱穩定劑(例如基於銅的熱穩定劑)的重量比可以小於8.5:1。這一重量比在本文中可被稱為“鈰比”。較佳地,第二熱穩定劑不包含硬脂酸鹽化合物,例如硬脂酸鈣,並照此計算該比率。在另一些實施方案中,鈰比大於14.5。在本文中提供了鈰比的另外界限和範圍。不受制於理論,但相信,特定量的基於鈰的熱穩定劑(如本文提到)的使用影響穩定劑套裝的活化。由上文提到的穩定劑套裝提供的活化協同增效地有助於穩定化狀況的改進,尤其是在更寬(更高)溫度範圍內。在一些情況下,基於鈰的熱穩定劑可具有特定活化溫度且第二熱穩定劑可具有不同於基於鈰的熱穩定劑的特定活化溫度。基於鈰的熱穩定劑例如可具有比第二熱穩定劑(例如基於銅的化合物)高的活化溫度。這兩種熱穩定劑的協同增效組合(在上述鈰比下)使得基於鈰的熱穩定劑能夠防止聚醯胺組合物的熱損傷,特別是在更高溫度下,同時第二熱穩定劑補充對(略微)較低溫度下的熱損傷的預防。因此,已經發現基於鈰的熱穩定劑與第二熱穩定劑的重量比對所得聚醯胺的性能屬性(例如拉伸強度和抗衝擊性)具有影響。
相反,儘管一些常規的熱穩定劑套裝使用鈰和其它穩定劑,但幾乎沒有指示如本文中公開的基於鈰的熱穩定劑與第二(非硬脂酸鹽)熱穩定劑的重量比的重要性。此外,一些常規穩定劑套裝可能依賴於第二熱穩定劑的組合,例如基於銅的化合物和硬脂酸鹽(如硬脂酸鈣)的組合。但是,許多這些套裝使用量低得多的基於銅的化合物和高量的硬脂酸鹽和/或連二磷酸和/或連二磷酸鹽,因此沒有提供穩定化狀況的改進,例如始終如一地延遲在本文論述的寬溫度範圍內的熱損傷。基於磷的化合物在本領域中眾所周知是一類抗氧化穩定劑。但是,已經發現,這些磷穩定劑僅提供短期穩定性,因此不理想。已經發現本公開的穩定劑套裝不需要額外的磷基穩定劑如連二磷酸和/或連二磷酸鹽就有效發揮作用。因此,可以有益地消除這些添加劑在熱穩定化的聚醯胺中的使用並簡化穩定劑套裝。
作為使用這些組分,較佳以指定的範圍、界限和/或比率使用這些組分的一個結果,該熱穩定化的聚醯胺組合物在暴露於高溫後表現出意外地高的拉伸強度。因此,通過摻入本文中公開的熱穩定劑套裝,本發明人已經發現,可以改進聚醯胺組合物的性能,例如在更高溫度下,並減輕聚醯胺組合物在更高溫度下通常受到的損傷,例如熱氧化損傷。作為一個實例,當在至少180℃的溫度下熱老化3000小時並在23℃下測量(根據對拉伸強度使用ISO 527-1 (2018)和對熱老化使用ISO 180 (2018)測量)時,該聚醯胺組合物有益地具有至少75 MPa的拉伸強度。這些熱穩定劑套裝因此能夠改進聚醯胺組合物在高溫環境中,例如在汽車用途中的效用和功能。本領域中已知的聚醯胺組合物在暴露於這樣的高溫後變得脆得多,而本文中公開的組合物能夠保持明顯更高的拉伸強度。
熱穩定劑套裝
本文中公開的熱穩定劑套裝通過減輕、延遲或防止由聚醯胺暴露於熱造成的損傷效應(例如熱氧化損傷)來改進聚醯胺組合物的效用和功能。在一個實施方案中,該熱穩定劑套裝包含基於鑭系元素的熱穩定劑,例如基於鈰的熱穩定劑,和第二熱穩定劑。在一些情況下,基於鈰的熱穩定劑以大於第二熱穩定劑的量的量存在。在一些情況下,該聚醯胺組合物有益地含有很少或不含硬脂酸鹽,例如硬脂酸鈣或硬脂酸鋅。在一些情況下,鹵化物添加劑與硬脂酸鹽添加劑的重量比和/或第二熱穩定劑與鹵化物添加劑的重量比保持在特定範圍和/或界限內。
基於鑭系元素的熱穩定劑,例如基於鈰的熱穩定劑,可廣為不同。在一些情況下,基於鈰的熱穩定劑是包含鈰的化合物。在一些情況下,基於鈰的熱穩定劑通常為結構CeXn ,其中X是配體且n是非零整數。也就是說,在一些實施方案中,基於鈰的熱穩定劑是基於鈰的配體化合物。本發明人已經發現,特定的鈰配體能夠特別好地穩定聚醯胺,尤其是在以上文提到的量、界限和/或比率使用時。在一些情況下,該配體可以是氧化物和/或氧水合物。
在一些實施方案中,該配體可選自乙酸鹽、水合物、氧水合物、磷酸鹽、溴化物、氯化物、氧化物、氮化物、硼化物、碳化物、碳酸鹽、硝酸銨、氟化物、硝酸鹽、多元醇、胺、酚類、氫氧化物、草酸鹽、硫酸鹽、鋁酸鹽及其組合。在一些較佳實施方案中,基於鈰的熱穩定劑可包含鈰水合物或乙酸鈰或其組合。在一些情況下,基於鈰的熱穩定劑可包含鈰水合物、乙酸鈰、鈰氧水合物或磷酸鈰或其組合。本發明人已經發現,令人驚訝地,使用這些特定的基於鈰的熱穩定劑產生提供本文中論述的益處的熱穩定劑套裝。通過選擇多種基於鈰的熱穩定劑,能夠協同增效地改進各單獨熱穩定劑的熱穩定作用。此外,包含多種基於鈰的熱穩定劑的聚醯胺組合物可在更寬溫度範圍內或在更高溫度下提供改進的熱穩定性。在一些情況下,該聚醯胺組合物不使用磷酸鈰。
在一些實施方案中,該聚醯胺組合物包含0.01重量%至10.0重量%,例如0.01重量%至8.0重量%、0.01重量%至7.0重量%、0.02重量%至5.0重量%、0.03至4.5重量%、0.05重量%至4.5重量%、0.07重量%至4.0重量%、0.07重量%至3.0重量%、0.1重量%至3.0重量%、0.1重量%至2.0重量%、0.2重量%至1.5重量%、0.1重量%至1.0重量%、或0.3重量%至1.2重量%的量的基於鑭系元素的熱穩定劑,例如基於鈰的熱穩定劑。就下限而言,該聚醯胺組合物可包含大於0.01重量%基於鈰的熱穩定劑,例如大於0.02重量%、大於0.03重量%、大於0.05重量%、大於0.07重量%、大於0.1重量%、大於0.2重量%或大於0.3重量%。就上限而言,該聚醯胺組合物可包含小於10.0重量%基於鈰的熱穩定劑,例如小於8.0重量%、小於7.0重量%、小於5.0重量%、小於4.5重量%、小於4.0重量%、小於3.0重量%、小於2.0重量%、小於1.5重量%、小於1.2重量%、小於1.0重量%或小於0.7重量%。
在一些情況下,該聚醯胺組合物含有很少或不含鈰水合物,例如小於10.0重量%鈰水合物,例如小於8.0重量%、小於7.0重量%、小於5.0重量%、小於4.5重量%、小於4.0重量%、小於3.0重量%、小於2.0重量%、小於1.5重量%、小於1.2重量%、小於1.0重量%、小於0.7重量%、小於0.5重量%、小於0.3重量%或小於0.1重量%。在一些情況下,該聚醯胺組合物基本不含鈰水合物,例如完全不含鈰水合物。
在一些實施方案中,該聚醯胺組合物包含鈰氧化物(視需要作為唯一的基於鈰的熱穩定劑)或鈰氧水合物(視需要作為唯一的基於鈰的熱穩定劑),或鈰氧化物和鈰氧水合物的組合,以10 ppm至1重量%,例如10 ppm至9000 ppm、20 ppm至8000 ppm、50 ppm至7500 ppm、500 ppm至7500 ppm、1000 ppm至7500 ppm、2000 ppm至8000 ppm、1000 ppm至9000 ppm、1000 ppm至8000 ppm、2000 ppm至8000 ppm、2000 ppm至7000 ppm、2000 ppm至6000 ppm、2500 ppm至7500 ppm、3000 ppm至7000 ppm、3500 ppm至6500 ppm、4000 ppm至6000 ppm、或4500 ppm至5500 ppm的量。
就下限而言,該聚醯胺組合物可包含大於10 ppm鈰氧化物或鈰氧水合物或其組合,例如大於20 ppm、大於50 ppm、大於100 ppm、大於200 ppm、大於500 ppm、大於1000 ppm、大於2000 ppm、大於2500 ppm、大於3000 ppm、大於3200 ppm、大於3300 ppm、大於3500 ppm、大於4000 ppm或大於4500 ppm。就上限而言,該聚醯胺組合物可包含小於1重量%鈰氧化物或鈰氧水合物或其組合,例如小於9000 ppm、小於8000 ppm、小於7500、小於7000 ppm、小於6500 ppm、小於6000 ppm或小於5500 ppm。
在一些實施方案中,當使用鈰氧化物或鈰氧水合物或鈰氧化物和鈰氧水合物的組合時,該聚醯胺包含10 ppm至9000 ppm,例如20 ppm至7000 ppm、50 ppm至7000 ppm、50 ppm至6000 ppm、50 ppm至5000 ppm、100 ppm至6000 ppm、100 ppm至5000 ppm、200 ppm至4500 ppm、500 ppm至5000 ppm、1000 ppm至5000 ppm、1000 ppm至4000 ppm、1500 ppm至4500 ppm、2000 ppm至5000 ppm、2000 ppm至4500 ppm、2000 ppm至4000 ppm、2500 ppm至3500 ppm、2700 ppm至3300 ppm、或2800 ppm至3200 ppm的量的鈰(不包括配體)。
就下限而言,該聚醯胺組合物包含大於10 ppm,例如大於20 wppm、大於50 wppm、大於100 wppm、大於200 wppm、大於500 wppm、大於1000 wppm、大於1500 wppm、大於2000 wppm、大於2500 wppm、大於2700 wppm或大於2800 wppm的量的鈰(不包括配體)。就上限而言,該聚醯胺組合物包含小於9000 ppm,例如小於7000 ppm、小於6000 ppm、小於5000 ppm、小於4500 ppm、小於4000 ppm、小於3500 ppm、小於3300 ppm或小於3200 ppm的量的鈰(不包括配體)。
第二熱穩定劑可廣為不同。本發明人已經發現,特定的第二熱穩定劑出乎意料地提供協同增效結果,尤其是在以上文提到的量、界限和/或比率與基於鈰的穩定劑、硬脂酸鹽添加劑和鹵化物添加劑一起使用時。
在一些實施方案中,第二熱穩定劑可選自酚類、胺、多元醇及其組合。在一些情況下,第二熱穩定劑可包括如下酚類,如:N,N′-六亞甲基-雙-3-(3,5-二-叔丁基-4-羥苯基)-丙醯胺、雙-(3,3-雙-(4′-羥基-3′-叔丁基苯基)-丁酸)-二醇酯、2,1′-硫乙基雙-(3-(3,5-二-叔丁基-4-羥苯基)-丙酸酯、4-4′-亞丁基-雙-(3-甲基-6-叔丁基酚)、或三乙二醇-3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)-丙酸酯或其組合。
在較佳實施方案中,第二熱穩定劑包含基於銅的穩定劑。本發明人已經令人驚訝地發現,以本文中論述的量使用基於銅的穩定劑和基於鈰的穩定劑具有協同增效效應。不受制於理論,但相信,基於鈰的熱穩定劑和基於銅的穩定劑的活化溫度的組合出乎意料地提供在特別有用的範圍,例如190℃至230℃或190℃至210℃下的熱氧化穩定。當使用常規穩定劑套裝時,這一特定範圍已經表明造成性能差距。通過以本文中論述的量使用基於銅的穩定劑和基於鈰的穩定劑的組合,出乎意料地實現熱穩定化。
作為非限制性實例,第二熱穩定劑的基於銅的化合物可包括一價或二價銅的化合物,如一價或二價銅與無機或有機酸或與一價或二價酚的鹽、一價或二價銅的氧化物、或銅鹽與氨、胺、醯胺、內醯胺、氰化物或膦的絡合物及其組合。在一些較佳實施方案中,該基於銅的化合物可包括一價或二價銅與氫鹵酸、氫氰酸或脂族羧酸的鹽,如氯化銅(I)、溴化銅(I)、碘化銅(I)、氰化銅(I)、氧化銅(II)、氯化銅(II)、硫酸銅(II)、乙酸銅(II)或磷酸銅(II)。較佳地,該基於銅的化合物是碘化銅和/或溴化銅。第二熱穩定劑可與下文論述的鹵化物添加劑一起使用。也考慮了硬脂酸銅作為第二熱穩定劑(不是作為硬脂酸鹽添加劑)。
在一些實施方案中,該聚醯胺組合物包含0.001重量%至5.0重量%,例如0.005重量%至5.0重量%、0.01重量%至5.0重量%、0.01重量%至4.0重量%、0.02重量%至3.0重量%、0.03至2.0重量%、0.03重量%至1.0重量%、0.04重量%至1.0重量%、0.05重量%至0.5重量%、0.05重量%至0.2重量%、或0.07重量%至0.1重量%的量的第二熱穩定劑。就下限而言,聚醯胺組合物可包含大於0.001重量%第二熱穩定劑,例如大於0.005重量%、大於0.01重量%、大於0.02重量%、大於0.03重量%、大於0.035重量%、大於0.04重量%、大於0.05重量%、大於0.07重量%或大於0.1重量%。就上限而言,該聚醯胺組合物可包含小於5.0重量%第二熱穩定劑,例如小於4.0重量%、小於3.0重量%、小於2.0重量%、小於1.0重量%、小於0.5重量%、小於0.2重量%、小於0.1重量%、小於0.05重量%或小於0.035重量%。
在第二熱穩定劑是基於銅的穩定劑的情況下,基於銅的穩定劑可以本文中籠統地對第二熱穩定劑論述的量存在於熱穩定劑套裝(和聚醯胺組合物)中。
如上所述,已經意外地發現鈰比極大影響所得聚醯胺組合物的整體熱穩定性。在一些實施方案中,鈰比小於8.5,例如小於8.0、小於7.5、小於7.0、小於6.5、小於6.0、小於5.5、小於5.0、小於4.5、小於4.0、小於3.5、小於3.0、小於3.5、小於3.0、小於2.5、小於2.0、小於1.5、小於1.0或小於0.5。就範圍而言,鈰比可為0.1至8.5,例如0.2至8.0;0.3至8.0、0.4至7.0、0.5至6.5、0.5至6、0.7至5.0、1.0至4.0、1.2至3.0、或1.5至2.5。就下限而言,鈰比可大於0.1,例如大於0.2、大於0.3、大於0.5、大於0.5、大於0.7、大於1.0、大於1.2、大於1.5、大於2.0、大於3.0或大於4.0。
在一些實施方案中,鈰比大於14.5,例如大於15.0、大於16.0、大於18.0、大於20.0、大於25.0、大於30.0或大於35.0。就範圍而言,鈰比可為14.5至50.0,例如14.5至40.0;15.0至35.0、16.0至30.0、18.0至30.0、18.0至25.0、或18.0至23.0。就上限而言,鈰比可以小於50.0,例如小於40.0、小於35.0、小於30.0、小於25.0或小於23.0。
在一些實施方案中,鈰比大於5,例如大於6.0、大於7.0、大於8.0或大於9.0。就範圍而言,鈰比可為5.0至50.0,例如5至40.0;5.0至30.0、5.0至20.0、5.0至15.0、7.0至15.0、或8.0至13.0。就上限而言,鈰比可以小於50.0,例如小於40.0、小於30.0、小於20.0、小於15.0或小於13.0。
鹵化物添加劑可廣為不同。在一些情況下,鹵化物添加劑可與第二熱穩定劑一起使用。在一些情況下,鹵化物添加劑不是與第二熱穩定劑相同的組分,例如第二熱穩定劑鹵化銅不被視為鹵化物添加劑。鹵化物添加劑通常是已知的並可購得。示例性的鹵化物添加劑包括碘化物和溴化物。該鹵化物添加劑較佳包含氯化物、碘化物和/或溴化物。
在一些實施方案中,鹵化物添加劑以0.001重量%至5重量%,例如0.001重量%至2重量%、0.01重量%至1重量%、0.01重量%至0.75重量%、0.01重量%至0.75重量%、0.05重量%至0.75重量%、0.05重量%至0.5重量%、0.075重量%至0.75重量%、或0.1重量%至0.5重量%的量存在於聚醯胺組合物中。就上限而言,鹵化物添加劑可以小於5重量%,例如小於1重量%、小於2重量%、小於0.75重量%或小於0.5重量%的量存在。就下限而言,鹵化物添加劑可以大於0.001重量%,例如大於0.01重量%、大於0.05重量%、大於0.075重量%或大於0.1重量%的量存在。
在一些情況下,例如,當使用鈰氧化物/氧水合物作為第一熱穩定劑時,鈰氧化物/氧水合物穩定劑與碘化物的重量比已表明表現出出乎意料的熱性能。不受制於理論,但推測,碘化物對鈰的再生而言重要,可能提供使一些鈰離子恢復原始狀態的能力,這帶來改進的和更一致的隨時間經過的熱性能。在一些情況下,當使用鈰氧化物和/或鈰氧水合物時,特定(更高)量的碘化物與其結合使用。有益地,當使用這些量的碘化物和鈰氧化物/氧水合物和/或其重量比時,可以有利地消除含溴組分的使用。此外,碘離子可起到穩定鈰的更高氧化態的作用,這可進一步有助於鈰氧化物/氧水合物體系的熱穩定性。
在一些實施方案中,碘化物(總碘離子,例如氯化物和/或溴化物)以30 wppm至10000 wppm,例如100 wppm至8000 wppm、500 wppm至8000 wppm、500 wppm至6000 wppm、1000 wppm至6000 wppm、1000 wppm至5000 wppm、2000 wppm至4000 wppm、或2500 wppm至3500 wppm的量存在。就下限而言,碘化物可以至少30 wppm,例如至少50 wppm、至少75 wppm、至少100 wppm、至少500 wppm、至少1000 wppm 至少2000 wppm或至少2500 wppm的量存在。就上限而言,碘化物可以小於10000 wppm,例如小於8000 wppm、小於6000 wppm、小於5000 wppm、小於4000 wppm、小於3500 wppm或小於3000 wppm的量存在。
在一些實施方案中,當使用鈰氧化物和/或鈰氧水合物時,碘化物以30 wppm至5000 wppm,例如30 wppm至3000 wppm、50 wppm至2000 wppm、50 wppm至1000 wppm、75 wppm至750 wppm、100 wppm至500 wppm、150 wppm至450 wppm、或200 wppm至400 wppm的量存在。就下限而言,碘化物可以至少30 wppm,例如至少50 wppm、至少75 wppm、至少100 wppm、至少150 wppm或至少200 wppm的量存在。就上限而言,碘化物可以小於5000 wppm,例如小於3500 wppm、小於3000 wppm、小於2000 wppm、小於1000 wppm、小於750 wppm、小於500 wppm、小於450 wppm或小於400 wppm的量存在。
總碘含量(total iodide content)包括來自所有碘化物來源的碘化物,例如第一和第二熱穩定劑,例如碘化銅,和添加劑,例如碘化鉀。
硬脂酸鹽添加劑可廣為不同。硬脂酸鹽添加劑是眾所周知的並可購得。示例性的硬脂酸鹽添加劑包括硬脂酸鋅和硬脂酸鈣。較佳地,鹵化物添加劑包含碘化物和/或溴化物。
硬脂酸鹽添加劑可以以協同增效的少量存在。例如,該聚醯胺組合物可包含小於1.0重量%硬脂酸鹽添加劑,例如小於0.5重量%、小於0.3重量%、小於0.25重量%、小於0.2重量%、小於0.15重量%、小於0.10重量%、小於0.05重量%、小於0.03重量%、小於0.01重量%或小於0.005重量%。就範圍而言,該聚醯胺組合物可包含1 wppm至1.0重量%硬脂酸鹽添加劑,例如1 wppm至0.5重量%、1 wppm至0.3重量%、1 wppm至0.25重量%、5 wppm至0.1重量%、5 wppm至0.05重量%、或10 wppm至0.005重量%。就下限而言,該聚醯胺組合物可包含大於1 wppm 硬脂酸鹽添加劑,例如大於5 wppm、大於10 wppm或大於25 wppm。在一些實施方案中,該聚醯胺組合物基本不含硬脂酸鹽添加劑,例如完全不含硬脂酸鹽添加劑。
在一些情況下,該聚醯胺組合物含有很少或不含抗氧化劑添加劑,例如酚類抗氧化劑。如上所述,抗氧化劑是已知的聚醯胺穩定劑,其在本公開的聚醯胺組合物中不必要。該聚醯胺組合物較佳不含抗氧化劑。因此,有利地幾乎不需要抗氧化劑添加劑,並實現生產效率。例如,該聚醯胺組合物可包含小於5重量%抗氧化劑添加劑,例如小於4.5重量%、小於4.0重量%、小於3.5重量%、小於3.0重量%、小於2.5重量%、小於2.0重量%、小於1.5重量%、小於1.0重量%、小於0.5重量%或小於0.1重量%。就範圍而言,該聚醯胺組合物可包含0.0001重量%至5重量%抗氧化劑,例如0.001重量%至4重量%、0.01重量%至3重量%、0.01重量%至2重量%、0.01重量%至1重量%、0.01重量%至0.5重量%、或0.05重量%至0.5重量%。就下限而言,該聚醯胺組合物可包含大於0.0001重量%抗氧化劑添加劑,例如大於0.001重量%、大於0.01重量%、大於0.05或大於0.1重量%。
已經發現,當製備本文中公開的熱穩定化的聚醯胺組合物時,可有益地基於活化溫度選擇基於鈰的熱穩定劑。還已經發現,基於鈰的熱穩定劑的穩定化能力在較低溫度下可能不充分啟動。在一些情況下,基於鈰的熱穩定劑可具有大於180℃,例如大於183℃、大於185℃、大於187℃、大於190℃、大於192℃、大於195℃、大於197℃、大於200℃、大於202℃、大於205℃、大於207℃、大於210℃、大於212℃或大於215℃的活化溫度。就範圍而言,基於鈰的熱穩定劑可具有180℃至230℃,例如180℃至220℃、185℃至230℃、185℃至220℃、190℃至220℃、190℃至210℃、195℃至205℃、或200℃至205℃的活化溫度。就上限而言,基於鈰的熱穩定劑可具有小於230℃,例如小於220℃、小於210℃或小於205℃的活化溫度。在較佳實施方案中,基於鈰的熱穩定劑具有大約230℃的活化溫度。
聚醯胺熱穩定劑的活化溫度可以是“有效活化溫度”。有效活化溫度涉及該添加劑的穩定化功能變得比聚醯胺組合物的熱氧化降解更活躍的溫度。有效活化溫度反映穩定動力學與降解動力學之間的平衡。
在一些情況下,當熱穩定化目標已知時,可以基於熱穩定化目標選擇基於鈰的熱穩定劑或基於鈰的熱穩定劑的組合。例如,在一些實施方案中,較佳選擇基於鈰的熱穩定劑以使基於鈰的熱穩定劑具有落在本文中提到的範圍和界限內的活化溫度。
在一些實施方案中,第二熱穩定劑可具有小於200℃,例如小於190℃、小於180℃、小於170℃、小於160℃、小於150℃或小於148℃的活化溫度。就下限而言,第二熱穩定劑可具有大於100℃,例如大於110℃、大於120℃、大於130℃、大於140℃或大於142℃的活化溫度。就範圍而言,第二熱穩定劑可具有100℃至200℃,例如120℃至160℃、110℃至190℃、110℃至180℃、120℃至170℃、130℃至160℃、140℃至150℃、或142℃至148℃的活化溫度。有效活化溫度也可在這些範圍和界限內。
在較佳實施方案中,選擇第二熱穩定劑以使其活化溫度低於基於鈰的熱穩定劑的活化溫度。通過採用具有比基於鈰的熱穩定劑低的活化溫度的第二熱穩定劑,所得聚醯胺組合物可表現出提高的熱穩定性和/或在更寬溫度範圍內的熱穩定性。在一些實施方案中,以攝氏度測得的基於鈰的熱穩定劑的活化溫度高於以攝氏度測得的第二熱穩定劑(例如基於銅的穩定劑)的活化溫度,例如高至少10%、高至少12%、高至少15%、高至少17%、高至少20%、高至少25%、高至少30%、高至少40%或高至少50%。
在一些情況下,以攝氏度測得的基於鈰的熱穩定劑的活化溫度高於以攝氏度測得的第二熱穩定劑(例如基於銅的穩定劑)的活化溫度,例如高至少10℃、高至少15℃、高至少20℃、高至少25℃、高至少35℃或高至少50℃。
如上所述,一些常規穩定劑套裝可能依賴第二熱穩定劑的組合,例如硬脂酸鹽(如硬脂酸鈣或硬脂酸鋅)、連二磷酸和/或連二磷酸鹽。已經發現,上述基於鈰的熱穩定劑和較低量(如果有的話)的這些化合物的使用已被令人驚訝地發現改進所得聚醯胺組合物的穩定化狀況。在一些實施方案中,該聚醯胺組合物包含小於0.5重量%的連二磷酸和/或連二磷酸鹽,例如小於0.3重量%、小於0.1重量%、小於0.05重量%或小於0.01重量%。就範圍而言,該聚醯胺組合物可包含1 wppm至0.5重量%的連二磷酸和/或連二磷酸鹽,例如1 wppm至0.3重量%、1 wppm至0.1重量%、5 wppm至0.05重量%、或5 wppm至0.01重量%。在一個較佳實施方案中,該聚醯胺組合物不含連二磷酸和/或連二磷酸鹽。
在一些實施方案中,該聚醯胺組合物包含小於1.0重量%的二氧化鈰,例如小於0.7重量%、小於0.5重量%、小於0.3重量%、小於0.1重量%、小於0.05重量%或小於0.01重量%。就範圍而言,該聚醯胺組合物可包含1 wppm至1重量%的二氧化鈰,例如1 wppm至0.5重量%、1 wppm至0.1重量%、5 wppm至0.05重量%、或5 wppm至0.01重量%。在一個較佳實施方案中,該聚醯胺組合物不含二氧化鈰。
在一個特定實施方案中,第二熱穩定劑是基於銅的化合物且該聚醯胺具有至少50%的抗衝擊性。
在另一特定實施方案中,基於鈰的熱穩定劑是基於鈰的配體,第二熱穩定劑是基於銅的熱穩定劑,該聚醯胺組合物當在至少190℃的溫度下熱老化3000小時並在23℃下測量時具有至少80 MPa的拉伸強度,和視需要地,鈰比為0.2至8.0。
在另一特定實施方案中,基於鈰的熱穩定劑是基於鈰的配體;第二熱穩定劑是基於銅的熱穩定劑,該聚醯胺組合物具有3至80的相對粘度,且該聚醯胺組合物當在190℃至210℃的溫度下熱老化3000小時並在23℃下測量時具有50 MPa至150 MPa的拉伸強度。
在另一特定實施方案中,基於鈰的熱穩定劑是基於鈰的配體,第二熱穩定劑是基於銅的熱穩定劑,該聚醯胺組合物具有5至75的相對粘度,且該聚醯胺組合物當在190℃至210℃的溫度下熱老化3000小時並在23℃下測量時具有95 MPa至200 MPA的拉伸強度。
熱穩定化的聚醯胺組合物的一些實施方案包含填料,例如玻璃。在這些情況下,填料可以0重量%至60重量%,例如20重量%至60重量%、25重量%至55重量%、或30重量%至50重量%的量存在。就下限而言,該聚醯胺組合物可包含至少20重量%填料,例如至少25重量%、至少30重量%、至少35重量%或至少40重量%。就上限而言,該聚醯胺組合物可包含小於60重量%填料,例如小於55重量%、小於50重量%、小於45重量%或小於40重量%。其它組分的範圍和界限基於“含填料(filled)”組合物。對於淨組合物,可能需要調節範圍和界限以補償填料的缺失。填料的材料不受特別限制並可選自本領域中已知的聚醯胺填料。作為非限制性實例,填料可包含玻璃和/或碳纖維、微粒填料,如礦物填料,其基於天然和/或合成層狀矽酸鹽、滑石、雲母、矽酸鹽、石英、二氧化鈦、矽灰石、高嶺土、非晶矽酸、碳酸鎂、氫氧化鎂、白堊、石灰、長石、硫酸鋇、固體或中空玻璃球或磨砂玻璃、永磁性或可磁化金屬化合物和/或合金和/或其組合,以及它們的組合。
在另一些情況下,該熱穩定化的聚醯胺組合物是“淨”組合物,例如該聚醯胺組合物含有很少或不含填料。例如,該聚醯胺組合物可包含小於20重量%填料,例如小於17重量%、小於15重量%、小於10重量%或小於5重量%。就範圍而言,該聚醯胺組合物可包含0.01重量%至20重量%填料,例如0.1重量%至15重量%或0.1重量%至5重量%。在這樣的情況下,可以基於上述組分範圍和界限相應地調節其它組分的量。預計本領域普通技術人員能夠根據包括或不包括玻璃填料來調節聚醯胺組合物的其它組分的濃度。
含填料和淨實施方案都各自表現出令人驚訝的改進的機械性質。但是,對於無填料的聚醯胺樹脂,通常不參照聚醯胺組合物的拉伸強度測量熱穩定性;相反,通常使用相對熱指數(RTI)測量熱穩定性。RTI是指通過對照已知材料或參考材料的性能比較該材料的性能而將材料熱分級。通常,RTI通過測量在各種溫度下暴露設定的時間量時材料保持其拉伸強度的至少50%的能力來評估該材料的耐高溫暴露的能力。該熱穩定化的聚醯胺組合物的無玻璃填料的實施方案表現出改進的RTI。
性能特徵
上述熱穩定化的聚醯胺組合物表現出令人驚訝的性能結果。例如,該聚醯胺組合物在寬溫度範圍內,甚至在已知的性能區間(performance gaps),例如溫度區間(例如190℃至230℃)內表現出優異的拉伸強度。這些性能參數是示例性的並且實施例支持本公開設想的其它性能參數。例如,設想了在其它熱老化溫度(特別是在例如190℃至230℃的許多熱老化溫度範圍內)和熱老化持續時間下獲取的其它性能特徵並可用於表徵本公開的聚醯胺組合物。
在一些實施方案中,當在至少180℃,例如180℃或190℃的溫度下熱老化3000小時並在23℃下測量時,該聚醯胺組合物表現出至少75 MPa,例如至少80 MPa、至少90 MPa、至少100 MPa、至少110 MPa、至少120 MPa、至少130 MPa或至少140 MPa的拉伸強度。就範圍而言,拉伸強度可為80 MPa至200 MPa,例如90 MPa至180 MPa、100 MPa至180 MPa、或120 MPa至175 MPa。
在一些實施方案中,當在至少210℃,例如210℃或220℃的溫度下熱老化3000小時並在23℃下測量時,該聚醯胺組合物表現出至少6.5 MPa,例如至少50 MPa、至少80 MPa、至少90 MPa、至少100 MPa、至少105 MPa或至少110 MPa的拉伸強度。就範圍而言,拉伸強度可為6.5 MPa至200 MPa,例如50 MPa至200 MPa、80 MPa至180 MPa、或100 MPa至160 MPa。
在一些實施方案中,當在190℃至230℃的整個溫度範圍內熱老化3000小時並在23℃下測量時,該聚醯胺組合物表現出至少75 MPa,例如至少80 MPa、至少90 MPa、至少100 MPa、至少110 MPa、至少120 MPa、至少130 MPa或至少140 MPa的拉伸強度。
在190℃至230℃範圍內的這種熱老化性能(如這一節各處所示)例示本公開的聚醯胺組合物的出乎意料的性能,尤其是在該溫度區間內。這也適用於性能特徵,例如拉伸保持率或抗衝擊性。實施例也支援並設想了其它溫度範圍,例如190℃至220℃或210℃至230℃,但沒有明確列舉所有這些具體的性能特徵(為了間接扼要起見)。
在一些實施方案中,當在至少190℃,例如180℃或190℃的溫度下熱老化3000小時並在23℃下測量時,該聚醯胺組合物表現出至少38%,例如至少40%、至少42%、至少43%或至少45%的拉伸強度保持率。就範圍而言,拉伸強度保持率可為38%至80%,例如40%至75%、42%至75%。
在一些實施方案中,當在至少210℃,例如210℃或220℃的溫度下熱老化3000小時並在23℃下測量時,該聚醯胺組合物表現出至少3%,例如至少30%、至少40%、至少42%、至少43%、至少44%或至少50%的拉伸強度保持率。就範圍而言,拉伸強度保持率可為3%至95%,例如30%至80%、40%至70%。
在一些實施方案中,當在190℃至230℃的整個溫度範圍內熱老化3000小時並在23℃下測量時,該聚醯胺組合物表現出至少38%,例如至少40%、至少42%、至少43%、至少44%或至少45%的拉伸強度保持率。
拉伸強度不是聚醯胺受高溫暴露損害的唯一機械性質。熱對聚醯胺造成的損傷以許多方式顯現出來。已經發現,該熱穩定化的聚醯胺組合物也對其它形式的損傷表現出改進的恢復力(resilience)。也就是說,該聚醯胺組合物在暴露於高溫後表現出其它理想的機械性質。
在一些實施方案中,當在至少190℃,例如180℃或190℃的溫度下熱老化3000小時並在23℃下測量時,該聚醯胺組合物表現出至少0.78%,例如至少0.80%、至少0.85%、至少0.90%或至少1.0%的拉伸伸長。就範圍而言,拉伸伸長可為0.78%至2.0%,例如0.80%至1.75%、0.85%至1.5%、或0.90%至1.46%。
在一些實施方案中,當在至少210℃,例如210℃或220℃的溫度下熱老化3000小時並在23℃下測量時,該聚醯胺組合物表現出至少0.29%,例如至少0.50%、至少0.75%、至少0.85%、至少0.90%或至少1.0%的拉伸伸長。就範圍而言,拉伸伸長可為0.29%至2.0%,例如0.50%至1.75%、0.75%至1.65%、或0.9%0至1.6%。
在一些實施方案中,當在190℃至230℃的整個溫度範圍內熱老化3000小時並在23℃下測量時,該聚醯胺組合物表現出至少0.78%,例如至少0.80%、至少0.85%、至少0.90%或至少1.0%的拉伸伸長。
在一些實施方案中,當在至少190℃,例如180℃或190℃的溫度下熱老化3000小時並在23℃下測量時,該聚醯胺組合物表現出至少10600 MPa,例如至少10900 MPa、至少11000 MPa或至少11750 MPa的拉伸模量。就範圍而言,拉伸模量可為10600 MPa至14000 MPa,例如10900 MPa至13000 MPa、11000 MPa至12850 MPa、或11750 MPa至12750 MPa。
在一些實施方案中,當在至少210℃,例如210℃或220℃的溫度下熱老化3000小時,該聚醯胺組合物表現出至少2175 MPa,例如至少7500 MPa、至少11000 MPa、至少11750 MPa或至少12000 MPa的拉伸模量。就範圍而言,拉伸模量可為2175 MPa至14000 MPa,例如7500 MPa至13000 MPa、11000 MPa至12850 MPa、或11750 MPa至12850 MPa。
在一些實施方案中,當在190℃至230℃的整個溫度範圍內熱老化3000小時並在23℃下測量時,該聚醯胺組合物表現出至少2175 MPa,例如至少6800 MPa、至少7500 MPa、至少10600 MPa、至少11000 MPa、至少11750 MPa或至少12000 MPa的拉伸模量。
在一些實施方案中,當在至少190℃,例如180℃或190℃的溫度下熱老化3000小時並在23℃下測量時,該聚醯胺組合物表現出至少12.2 kJ/m2 ,例如至少14.0 kJ/m2 、至少15.0 kJ/m2 、至少17.0 kJ/m2 或至少20.0 kJ/m2 的(無缺口)抗衝擊性。就範圍而言,抗衝擊性可為12.5 kJ/m2 至50.0 kJ/m2 ,例如14.0 kJ/m2 至40.0 kJ/m2 、15.0 kJ/m2 至35.0 kJ/m2 、17.0 kJ/m2 至30.0 kJ/m2 、或20.0 kJ/m2 至30.0 kJ/m2
在一些實施方案中,當在至少210℃,例如210℃或220℃的溫度下熱老化3000小時並在23℃下測量時,該聚醯胺組合物表現出至少0.9 kJ/m2 ,例如2.7 kJ/m2 、至少5.0 kJ/m2 、至少10.0 kJ/m2 、至少15.0 kJ/m2 、至少20.0 kJ/m2 或至少25.0 kJ/m2 的(無缺口)抗衝擊性。就範圍而言,抗衝擊性可為0.9 kJ/m2 至50.0 kJ/m2 ,例如2.7 kJ/m2 至40.0 kJ/m2 、5.0 kJ/m2 至40.0 kJ/m2 、10.0 kJ/m2 至35.0 kJ/m2 、或17.0 kJ/m2 至35.0 kJ/m2
在一些實施方案中,當在190℃至230℃的整個溫度範圍內熱老化3000小時並在23℃下測量時,該聚醯胺組合物表現出至少12.2 kJ/m2 ,例如至少12.9 kJ/m2 、至少14.0 kJ/m2 、至少15.0 kJ/m2 、至少17.0 kJ/m2 或至少20.0 kJ/m2 的(無缺口)抗衝擊性。
當通過ISO 179 (2018)測量時,該熱穩定化的聚醯胺組合物的一些實施方案表現出大於25 kJ/m2 ,例如大於30 kJ/m2 、大於35 kJ/m2 、大於40 kJ/m2 、大於45 kJ/m2 、大於50 kJ/m2 、大於70 kJ/m2 、大於80 kJ/m2 或大於100 kJ/m2 的抗衝擊性。就範圍而言,該熱穩定化的聚醯胺組合物表現出25 kJ/m2 至500 kJ/m2 、30 kJ/m2 至250 kJ/m2 、35 kJ/m2 至150 kJ/m2 、35 kJ/m2 至100 kJ/m2 、25 kJ/m2 至75 kJ/m2 、或35 kJ/m2 至750 kJ/m2 的抗衝擊性。
通常,拉伸強度、拉伸伸長和拉伸模量測量可依據ISO 527-1(2018或2019)進行,並且熱老化測量可依據ISO 188(2018或2019)進行。
可通過測量處理之前和之後的拉伸強度並計算測量值的比率來測量拉伸強度保持率。
抗衝擊性可根據ISO 179/1eU(2018或2019)測量。
此外,該熱穩定劑套裝已經表明甚至暴露于更高溫度也延遲對聚醯胺的損傷。當在更高溫度下測量拉伸強度時,該熱穩定化的聚醯胺組合物的拉伸強度保持令人驚訝地高。通常,當在更高溫度下測量時,聚醯胺組合物的拉伸強度低得多。儘管本文中公開的熱穩定化的聚醯胺組合物的趨勢仍然如此,但甚至在溫度下測量時實際拉伸強度也保持令人驚訝地高。在一些情況下,當在至少190℃的溫度下熱老化3000小時並在190℃下測量時,該聚醯胺組合物表現出至少25 MPa,例如至少15 MPa、至少25 MPa、至少35 MPa、至少40 MPa、至少50 MPa、至少60 MPa或至少80 MPa的拉伸強度。就範圍而言,拉伸強度可為15 MPa至100 MPa,例如25 MPa至100 MPa、35 MPa至90 MPa、40 MPa至90 MPa、40 MPa至75 MPa、或40 MPa至65 MPa。在已暴露於此類溫度後表現出如此高的拉伸強度的聚醯胺組合物構成與本領域中已知的其它將聚醯胺熱穩定化的方法相比顯著的改進。
在一個實施方案中,當在至少230℃的溫度下熱老化3000小時並在23℃下測量時,該聚醯胺組合物表現出至少1 MPa,例如至少5 MPa、至少10 MPa、至少12 MPa、至少15 MPa、至少20 MPa或至少30 MPa的拉伸強度。就範圍而言,拉伸強度可為1 MPa至100 MPa,例如5 MPa至100 MPa、5 MPa至50 MPa、5 MPa至40 MPa、或10 MPa至30 MPa。儘管這些拉伸強度降低,但這些值仍令人驚訝地高於使用常規穩定劑套裝的常規聚醯胺組合物的值。
在一個實施方案中,當在190℃至210℃的溫度下熱老化3000小時並在23℃下測量時,該聚醯胺組合物表現出至少50 MPa,例如至少55 MPa、至少60 MPa、至少70 MPa、至少80 MPa、至少100 MPa、至少125 MPa或至少200 MPa的拉伸強度。就範圍而言,拉伸強度可為50 MPa至150 MPa,例如60 MPa至125 MPa、70 MPa至100 MPa、75 MPa至95 MPa、或80 MPa至95 MPa。
在一個實施方案中,當在至少190℃的溫度下熱老化3000小時並在190℃下測量時,該聚醯胺組合物表現出至少1 MPa,例如至少5 MPa、至少10 MPa、至少12 MPa、至少15 MPa、至少20 MPa或至少30 MPa的拉伸強度。就範圍而言,拉伸強度可為1 MPa至100 MPa,例如5 MPa至100 MPa、5 MPa至50 MPa、5 MPa至40 MPa、或80 MPa至90 MPa。儘管這些拉伸強度降低,但這些值仍令人驚訝地高於使用常規穩定劑套裝的常規聚醯胺組合物的值。
聚醯胺
如上所述,本公開涉及用於聚醯胺的熱穩定添加劑。由於它們的高耐久性和強度,許多種類的天然和人造聚醯胺已用於各種用途。常見的聚醯胺包括尼龍和芳族聚醯胺。例如,聚醯胺可包括PA-4T/4I;PA-4T/6I;PA-5T/5I;PA-6;PA-6,6;PA-6,6/6;PA-6,6/6T;PA-6,6/6T(35)/6(7);PA-6,6/6T(35)/6(5);PA-6T/6I;PA-6T/6I/6;PA-6T/6;PA-6T/6I/66;PA-6T/MPDMT(其中MPDMT是基於六亞甲基二胺和2-甲基五亞甲基二胺的混合物作為二胺組分和對苯二甲酸作為二酸組分的聚醯胺);PA-6T/66;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-10,12;PA-10T/12;PA-10T/11;PA-6T/9T;PA-6T/12T;PA-6T/10T/6I;PA-6T/6I/6;或PA-6T/61/12;或其組合。
該熱穩定化的聚醯胺組合物可包含聚醯胺的組合。通過組合各種聚醯胺,最終組合物能夠包含各成分聚醯胺的理想性質,例如機械性質。
該熱穩定化的聚醯胺組合物可包含基於熱穩定化的聚醯胺組合物的總重量計25重量%至99重量%的醯胺聚合物(整體而言)。在一些情況下,該熱穩定化的聚醯胺組合物可包含25重量%至99重量%、30重量%至95重量%、30重量%至85重量%、50重量%至95重量%、50重量%至90重量%、70重量%至95重量%、70重量%至90重量%、和80重量%至95重量%、或80重量%至90重量%的量的醯胺聚合物。就下限而言,該熱穩定化的聚醯胺組合物可包含小於99重量%,例如小於95重量%、小於90重量%或小於85重量%的量的醯胺聚合物。就下限而言,該熱穩定化的聚醯胺組合物可包含大於25重量%,例如大於30重量%、大於50重量%、大於70重量%、大於80重量%、大於85重量%或大於90重量%的量的醯胺聚合物。
不受制於理論,聚醯胺組合可包含任何數量的已知聚醯胺。例如,在一些實施方案中,該聚醯胺包含PA-6與PA-6,6和/或PA-6,6/6T的組合。在這些實施方案中,該聚醯胺可包含1重量%至99重量% PA-6、1重量%至99重量% PA-6,6、和/或1重量%至99重量% PA-6,6/6T。特別地,PA-6可以1重量%至80重量%、5重量%至70重量%、10重量%至50重量%、10重量%至30重量%、和10重量%至20重量%的量存在。就上限而言,PA-6可以一直到99重量%,例如一直到90重量%、一直到80重量%、一直到70重量%、一直到50重量%、一直到30重量%和一直到20重量%的量存在。PA-6,6和/或PA-6,6/6T可以20重量%至99重量%、30重量%至85重量%、50重量%至90重量%、70重量%至90重量%、和80重量%至90重量%的量存在。就下限而言,PA-6,6和/或PA-6,6/6T可以大於1重量%,例如大於10重量%、大於20重量%、大於30重量%、大於50重量%、大於70重量%和大於80重量%的量存在。在一些實施方案中 ,該聚醯胺包含PA-6、PA-6,6和PA-6,6/6T的一種或多種。
該熱穩定化的聚醯胺組合物還可包含通過內醯胺的開環聚合或縮聚,包括共聚和/或共縮聚製成的聚醯胺。不受制於理論,這些聚醯胺可包括例如由丙內醯胺、丁內醯胺、戊內醯胺和己內醯胺製成的那些。例如,在一些實施方案中,該聚醯胺是衍生自己內醯胺的聚合的聚合物。在這些實施方案中,己內醯胺較佳為該聚合物的至少2重量%,例如至少10重量%、至少15重量%、至少20重量%和至少25重量%。就範圍而言,該聚合物包含2重量%至50重量%己內醯胺,例如10重量%至50重量%、15重量%至47重量%、20重量%至47重量%、25重量%至45重量%、或30重量%至45重量%。就上限而言,該聚合物包含小於50重量%己內醯胺,例如小於47重量%、小於45重量%、小於42重量%、小於40重量%、小於35重量%或小於30重量%。
在一些實施方案中,如本文所述,使用低己內醯胺含量聚醯胺,例如包含小於50重量%己內醯胺的聚醯胺,例如小於49重量%、小於48重量%、小於47重量%、小於46重量%、小於45重量%、小於44重量%、小於42重量%、小於 40重量%、小於37重量%、小於35重量%、小於33重量%、小於30重量%、小於28重量%、小於25重量%、小於23重量%或小於20重量%。就範圍而言,低己內醯胺含量聚醯胺可包含5重量%至50重量%己內醯胺,例如10重量%至49.9重量%、15重量%至49.5重量%、20重量%至49.5重量%、25重量%至48重量%、30重量%至48重量%、35重量%至48重量%、37重量%至47重量%、39重量%至46重量%、40重量%至45重量%、41重量%至45重量%、41重量%至44重量%、或41重量%至43重量%。就下限而言,低己內醯胺含量聚醯胺可包含大於2重量%己內醯胺,例如大於5重量%、大於10重量%、大於15重量%、大於20重量%、大於25重量%、大於30重量%、大於35重量%、大於37重量%、大於39重量%、大於40重量%或大於41重量%。
在一些實施方案中,使用低熔融溫度聚醯胺,例如具有低於210℃,例如低於208℃、低於205℃、低於203℃、低於200℃、低於198℃、低於195℃、低於193℃、低於190℃、低於188℃、低於185℃、低於183℃、低於180℃、低於178℃或低於175℃的熔融溫度的聚醯胺。
在一些實施方案中,低己內醯胺含量聚醯胺包括PA-6,6/6;PA-6T/6;PA-6,6/6T/6;PA-6,6/6I/6;PA-6I/6;或6T/6I/6、或其組合。在一些情況下,低己內醯胺含量聚醯胺包括PA-6,6/6和/或PA-6,6/6T/6。在一些實施方案中,低己內醯胺含量聚醯胺包含PA-6,6/6。
在一些實施方案中,低熔融溫度聚醯胺包括PA-6,6/6;PA-6T/6;PA-6,6/6I/6;PA-6I/6;或6T/6I/6、或其組合。在一些情況下,低己內醯胺含量聚醯胺包含PA-6,6/6。在一些情況下,可通過控制單體組分來控制低熔融溫度聚醯胺的熔融溫度。
在一些情況下,該聚醯胺包括特定(高)濃度的低己內醯胺含量聚醯胺和/或低熔融溫度聚醯胺。例如,該聚醯胺可包含大於90重量%的低己內醯胺含量聚醯胺和/或低熔融溫度聚醯胺,例如大於91重量%、大於92重量%、大於93重量%、大於94重量%、大於95重量%、大於96重量%、大於97重量%、大於98重量%、大於99重量%或大於99.5重量%。就範圍而言,該聚醯胺可包含90重量%至100重量%低己內醯胺含量聚醯胺和/或低熔融溫度聚醯胺,例如90重量%至99重量%、90重量%至98重量%、90重量%至96重量%、91重量%至99重量%、91重量%至98重量%、91重量%至97重量%、91重量%至96重量%、92重量%至98重量%、92重量%至97重量%、或92重量%至96重量%。就上限而言,該聚醯胺可包含小於100重量%低己內醯胺含量聚醯胺和/或低熔融溫度聚醯胺,例如小於99重量%、小於98重量%、小於97重量%、小於96重量%、小於95重量%、小於94重量%、小於93重量%、小於92重量%或小於91重量%。
在一些情況下,該聚醯胺包括特定(低)濃度的其它非低己內醯胺含量和/或高熔融溫度聚醯胺,例如PA-6。例如,該聚醯胺可包含小於10重量%的非低己內醯胺含量聚醯胺和/或低熔融溫度聚醯胺,例如小於9重量%、小於8重量%、小於7重量%、小於6重量%、小於5重量%、小於4重量%、小於3重量%、小於2重量%或小於1重量%。就範圍而言,該聚醯胺可包含0.5重量%至10重量%其它非低己內醯胺含量和/或高熔融溫度聚醯胺,例如1重量%至9重量%、1重量%至8重量%、2 重量%至8重量%、3重量%至8重量%、3重量%至7重量%、4重量%至9重量%、4重量%至8重量%、5重量%至9重量%、5重量%至8重量%、或6重量%至8重量%。就下限而言,該聚醯胺可包含大於0.5重量%的非低己內醯胺含量聚醯胺和/或低熔融溫度聚醯胺,例如大於1重量%、大於2重量%、大於3重量%、大於4重量%、大於5重量%、大於6重量%、大於7重量%、大於8重量%或大於9重量%。
此外,該熱穩定化的聚醯胺組合物可包含通過內醯胺與尼龍的共聚產生的聚醯胺,例如己內醯胺與PA-6,6的共聚產物。
除聚醯胺組合物的組成外,還已經發現,與該穩定劑套裝結合,醯胺聚合物的相對粘度在性能和加工方面都具有許多驚人的益處。例如,如果醯胺聚合物的相對粘度在特定範圍和/或界限內,生產率和拉伸強度(和視需要之抗衝擊性)改進。
在該熱穩定化的聚醯胺組合物中,聚醯胺可具有3至100,例如10至80、20至75、30至60、35至55、40至50、或42至48的相對粘度。就下限而言,聚醯胺的相對粘度可以大於3,例如大於10、大於20、大於30、大於35、大於36、大於40或大於42。就上限而言,聚醯胺的相對粘度可以小於100,例如小於80、小於75、小於60、小於55、小於50或小於48。可以通過甲酸法測定相對粘度。
附加組分
該熱穩定化的聚醯胺組合物的一些實施方案進一步包含附加熱穩定劑(除基於鈰的熱穩定劑和第二熱穩定劑外)。附加熱穩定劑的加入可協同增效地改進使聚醯胺組合物熱穩定化以在暴露於高溫後保持理想機械性質的能力。特別地,附加熱穩定劑的加入可產生在暴露於高溫後具有更高拉伸強度的聚醯胺組合物。在一些實施方案中,附加熱穩定劑可包含本領域中已知的任何熱穩定劑或其組合。例如,附加熱穩定劑可選自酚類、胺、多元醇、基於銅的穩定劑及其組合。
生產方法
本公開還涉及生產熱穩定化的聚醯胺組合物的方法。一種較佳方法包括提供聚醯胺、確定所需熱穩定化目標、基於所需熱穩定化目標選擇基於鈰的穩定劑和將基於鈰的穩定劑添加到聚醯胺中以形成熱穩定化的聚醯胺組合物。例如,如果需要在180℃至220℃或190℃至230℃的溫度下熱老化3000小時(並在23℃下測量)時至少75 MPa的拉伸強度,可以使用具有乙酸鹽和/或水合物配體的基於鈰的穩定劑,例如乙酸鈰和/或鈰水合物以實現在特定熱老化溫度範圍內的所需性能(可以這種方式類似地採用本文中論述的其它熱老化溫度範圍和界限和本文中論述的其它配體)。由此可使用具有所選基於鈰的穩定劑和第二熱穩定劑的熱穩定劑套裝製造在所需溫度下表現出熱穩定性的聚醯胺組合物。
該方法還可包括基於所需熱穩定化目標和基於鈰的穩定劑選擇第二熱穩定劑的進一步步驟。可以基於其活化溫度選擇基於鈰的熱穩定劑。類似地,也可基於所需熱穩定化水準和/或所選的基於鈰的熱穩定劑選擇第二熱穩定劑。所得聚醯胺組合物具有本文中論述的有益性能特徵。
在這一方法的較佳實施方案中,基於鈰的穩定劑是基於鈰的配體且第二熱穩定劑是基於銅的熱穩定劑。在這些實施方案中,基於鈰的配體的選擇可進一步包含基於所需熱穩定化水準選擇基於鈰的配體的配體組分。
較佳地,這一方法的結果是當在至少190℃的溫度下熱老化3000小時並在23℃下測量時具有至少75 MPa,例如至少200 MPa的拉伸強度的熱穩定化的聚醯胺組合物。
此外,本公開還涉及生產熱穩定化的聚醯胺組合物的方法。該方法可包括步驟:提供醯胺聚合物;向所述聚合物中加入本文中論述的基於鈰的熱穩定劑和第二熱穩定劑以形成中間聚醯胺組合物,將中間聚醯胺組合物加熱到預定溫度,例如至少180℃,和冷卻已加熱的中間聚醯胺組合物以形成熱穩定化的聚醯胺組合物。有益地,聚醯胺的加熱有助於活化該穩定劑套裝,這又使中間聚醯胺組合物熱穩定化。結果,(冷卻的)熱穩定化的聚醯胺組合物具有本文中論述的改進的性能特徵。
該方法的一些實施方案包括研磨醯胺聚合物和將基於鈰的熱穩定劑添加到磨碎的醯胺聚合物中的中間步驟。然後將剩餘組分添加到所得磨碎的醯胺聚合物和基於鈰的熱穩定劑混合物中。本發明人已經發現,這種方法有利地使得基於鈰的熱穩定劑更均勻分散在最終熱穩定化的聚醯胺組合物中。
實施方案
設想了下列實施方案。設想了特徵和實施方案的所有組合。
實施方案1:一種熱穩定化的聚醯胺組合物,其包含:25重量%至90重量%的醯胺聚合物、0.01重量%至10重量%的基於鈰的熱穩定劑、第二熱穩定劑、0重量%至60重量%的填料、鹵化物添加劑和小於0.3重量%的硬脂酸鹽添加劑,其中鹵化物添加劑與硬脂酸鹽添加劑的重量比小於45.0,且視需要地其中所述聚醯胺組合物當在至少180℃的溫度下熱老化3000小時並在23℃下測量時具有至少75 MPa的拉伸強度,或其中所述聚醯胺組合物當在190℃至230℃的溫度範圍內熱老化3000小時並在23℃下測量時視需要具有至少75 MPa的拉伸強度。
實施方案2:實施方案1的實施方案,其中所述聚醯胺組合物包含小於5重量%的抗氧化劑添加劑。
實施方案3:實施方案1和2任一項的實施方案,其中所述聚醯胺組合物包含小於0.5重量%的連二磷酸和/或連二磷酸鹽。
實施方案4:實施方案1-3任一項的實施方案,其中基於鈰的熱穩定劑以大於第二熱穩定劑的量存在。
實施方案5:實施方案1-4任一項的實施方案,其中第二熱穩定劑以0.01重量%至5重量%的量存在。
實施方案6:實施方案1-5任一項的實施方案,其中基於鈰的熱穩定劑與第二熱穩定劑的重量比為0.1至8.5。
實施方案7:實施方案1-6任一項的實施方案,其中第二熱穩定劑包含基於銅的化合物。
實施方案8:實施方案1-7任一項的實施方案,其中所述聚醯胺組合物包含大於350 wppm基於銅的化合物。
實施方案9:實施方案1-8任一項的實施方案,其中所述醯胺聚合物的相對粘度為3至100。
實施方案10:實施方案1-9任一項的實施方案,其中鹵化物添加劑與硬脂酸鹽添加劑的重量比小於10。
實施方案11:實施方案1-11任一項的實施方案,其中所述基於鈰的熱穩定劑是選自乙酸鹽、水合物、氧水合物、磷酸鹽、溴化物、氯化物、氧化物、氮化物、硼化物、碳化物、碳酸鹽、硝酸銨、氟化物、硝酸鹽、多元醇、胺、酚類、氫氧化物、草酸鹽、硫酸鹽、鋁酸鹽及其組合的鈰配體。
實施方案12:實施方案1-11任一項的實施方案,其中所述基於鈰的熱穩定劑是選自鈰水合物、乙酸鈰及其組合的鈰配體。
實施方案13:實施方案1-12任一項的實施方案,其中所述基於鈰的熱穩定劑是乙酸鈰。
實施方案14:實施方案1-13任一項的實施方案,其中所述基於鈰的熱穩定劑具有180℃至230℃的活化溫度。
實施方案15:實施方案1-14任一項的實施方案,其中所述聚醯胺組合物包含小於1重量%二氧化鈰。
實施方案16:實施方案1-15任一項的實施方案,其中所述聚醯胺組合物不含二氧化鈰。
實施方案17:實施方案1-16任一項的實施方案,其中所述聚醯胺組合物當在至少190℃的溫度下熱老化3000小時並在23℃下測量時具有至少200 MPa的拉伸強度。
實施方案18:實施方案1-17任一項的實施方案,其中所述聚醯胺組合物當在至少190℃的溫度下熱老化3000小時並在190℃下測量時具有至少25 MPa的拉伸強度。
實施方案19:實施方案1-18任一項的實施方案,其中所述聚醯胺組合物當在190℃至210℃的溫度下熱老化3000小時並在23℃下測量時具有75 MPa至175 MPa的拉伸強度。
實施方案20:實施方案1-19任一項的實施方案,其中所述聚醯胺組合物當在至少230℃的溫度下熱老化3000小時並在23℃下測量時具有5 MPa至100 MPa的拉伸強度。
實施方案21:實施方案1-20任一項的實施方案,其具有通過ISO 179 (2018)測得的至少25 kJ/m2 的抗衝擊性。
實施方案22:實施方案1-21任一項的實施方案,其具有通過ISO 179 (2018)測得的至少75 kJ/m2 的抗衝擊性。
實施方案23:實施方案1-22任一項的實施方案,其中第二熱穩定劑是基於銅的化合物且其中聚醯胺具有至少50%的抗衝擊性。
實施方案24:實施方案1-23任一項的實施方案,其中以攝氏度測得的基於鈰的熱穩定劑的活化溫度比以攝氏度測得的第二熱穩定劑的活化溫度高至少10%。
實施方案25:實施方案1-24任一項的實施方案,其中基於鈰的熱穩定劑是基於鈰的配體;其中第二熱穩定劑是基於銅的熱穩定劑,且其中所述聚醯胺組合物當在至少190℃的溫度下熱老化3000小時並在23℃下測量時具有至少200 MPa的拉伸強度。
實施方案26:實施方案1-25任一項的實施方案,其中基於鈰的熱穩定劑是基於鈰的配體;其中第二熱穩定劑是基於銅的熱穩定劑;且其中所述聚醯胺組合物具有3至80的相對粘度;且其中所述聚醯胺組合物當在190℃至210℃的溫度下熱老化3000小時並在23℃下測量時具有50 MPa至150 MPa的拉伸強度。
實施方案27:實施方案1-26任一項的實施方案,其中基於鈰的熱穩定劑是基於鈰的配體;其中第二熱穩定劑是基於銅的熱穩定劑;且其中所述聚醯胺組合物具有5至75的相對粘度;且其中所述聚醯胺組合物當在190℃至210℃的溫度下熱老化3000小時並在23℃下測量時具有95 MPa至200 MPA的拉伸強度。
實施方案28:實施方案1-27任一項的實施方案,其中第二熱穩定劑選自酚類、胺、多元醇及其組合。
實施方案29:實施方案1-28任一項的實施方案,其中所述醯胺聚合物包含:0重量%至99重量% PA-6,6;0重量%至99重量% PA-6,6/6T;和0重量%至30重量% PA-6。
實施方案30:實施方案1-29任一項的實施方案,其中所述醯胺聚合物包含第一醯胺聚合物和第二醯胺聚合物。
實施方案31:實施方案1-30任一項的實施方案,其中所述醯胺聚合物具有至少10重量%的己內醯胺含量。
實施方案32:實施方案1-31任一項的實施方案,其進一步包含填料,較佳以20重量%至60重量%的量存在。
實施方案33:實施方案1-32任一項的實施方案,其中所述聚醯胺組合物包含小於20重量%的填料,較佳小於1重量%。
實施方案34:一種生產熱穩定化的聚醯胺組合物的方法,所述方法包括:提供醯胺聚合物;確定所需熱穩定化目標;基於所需熱穩定化水準選擇基於鈰的熱穩定劑;和將鈰化合物添加到醯胺聚合物中以形成熱穩定化的聚醯胺組合物。
實施方案35:實施方案34的實施方案,其中所述熱穩定化的聚醯胺組合物當在至少190℃的溫度下熱老化3000小時並在23℃下測量時具有至少200 MPa的拉伸強度。
實施方案36:實施方案34和35任一項的實施方案,其進一步包含基於所需熱穩定化水準和所選的基於鈰的熱穩定劑選擇第二熱穩定劑。
實施方案37:實施方案34-36任一項的實施方案,其中基於鈰的穩定劑是基於鈰的配體且第二熱穩定劑是基於銅的熱穩定劑。
實施方案38:實施方案34-37任一項的實施方案,其中所述選擇包括基於所需熱穩定化水準選擇配體組分。
實施方案39:實施方案34-38任一項的實施方案,其進一步包括基於所選的基於鈰的熱穩定劑、所選第二熱穩定劑和所選熱穩定化水準選擇鈰比。
實施方案40:實施方案34-39任一項的實施方案,其進一步包括在所選鈰比下使用所選基於鈰的熱穩定劑和第二熱穩定劑。
實施方案50:一種熱穩定化的聚醯胺組合物,其包含: 25重量%至99重量%的醯胺聚合物,其包含:基於醯胺聚合物的總重量計大於90重量%的低己內醯胺含量聚醯胺;和基於醯胺聚合物的總重量計小於10重量%的非低己內醯胺含量聚醯胺,0.01重量%至10重量%的基於鈰的熱穩定劑和第二熱穩定劑,其中所述聚醯胺組合物視需要當在190℃至230℃的溫度範圍內熱老化3000小時並在23℃下測量時具有至少75 MPa的拉伸強度。
實施方案51:實施方案50的實施方案,其中所述低己內醯胺含量聚醯胺包含PA-6,6/6;PA-6T/6;PA-6,6/6T/6;PA-6,6/6I/6;PA-6I/6;或6T/6I/6;或其組合。
實施方案52:實施方案50和51任一項的實施方案,其中所述低己內醯胺含量聚醯胺包含PA-6,6/6和/或PA-6,6/6T/6。
實施方案53:實施方案1-3任一項的實施方案,其中所述低己內醯胺含量聚醯胺包含小於50重量%己內醯胺。
實施方案54:實施方案51-53任一項的實施方案,其中所述基於鈰的熱穩定劑包含乙酸鹽、水合物、氧水合物、磷酸鹽、溴化物、氯化物、氧化物、氮化物、硼化物、碳化物、碳酸鹽、硝酸銨、氟化物、硝酸鹽、多元醇、胺、酚類、氫氧化物、草酸鹽、硫酸鹽、鋁酸鹽及其組合。
實施方案55:一種熱穩定化的聚醯胺組合物,其包含: 25重量%至99重量%的醯胺聚合物,其包含:基於醯胺聚合物的總重量計大於90重量%的低熔融溫度聚醯胺;和基於醯胺聚合物的總重量計小於10重量%的非低熔融溫度聚醯胺;0.01重量%至10重量%的基於鈰的熱穩定劑和第二熱穩定劑,其中所述聚醯胺組合物視需要當在190℃至230℃的溫度範圍內熱老化3000小時並在23℃下測量時具有至少75 MPa的拉伸強度。
實施方案56:實施方案55的實施方案,其中所述低熔融溫度聚醯胺包括PA-6,6/6;PA-6T/6;PA-6,6/6I/6;PA-6I/6;或6T/6I/6;或其組合。
實施方案57:實施方案55和56任一項的實施方案,其中所述低熔融溫度聚醯胺包括PA-6,6/6。
實施方案58:實施方案55-57任一項的實施方案,其中所述低熔融溫度聚醯胺具有低於210℃的熔融溫度。
實施方案59:實施方案55-58任一項的實施方案,其中所述基於鈰的熱穩定劑包括乙酸鹽、水合物、氧水合物、磷酸鹽、溴化物、氯化物、氧化物、氮化物、硼化物、碳化物、碳酸鹽、硝酸銨、氟化物、硝酸鹽、多元醇、胺、酚類、氫氧化物、草酸鹽、硫酸鹽、鋁酸鹽及其組合。
實施方案60:一種熱穩定化的聚醯胺組合物,其包含: 25重量%至9重量%的醯胺聚合物、0.01重量%至10重量%的鈰氧化物和/或鈰氧水合物、第二熱穩定劑、鹵化物添加劑和小於0.3重量%的硬脂酸鹽添加劑,其中鹵化物添加劑與硬脂酸鹽添加劑的重量比小於45.0,且其中所述聚醯胺組合物視需要當在190℃至230℃的溫度範圍內熱老化3000小時並在23℃下測量時具有至少75 MPa的拉伸強度。
實施方案61:實施方案60的實施方案,其中所述聚醯胺組合物包含以30 wppm至5000 wppm的量存在的碘化物。
實施方案62:實施方案60和61任一項的實施方案,其中所述聚醯胺組合物包含10 ppm至9000 ppm的量的鈰氧化物。
實施方案63:實施方案60-62任一項的實施方案,其中所述聚醯胺組合物包含10 ppm至9000 ppm的量的鈰氧水合物。
實施方案64:實施方案60-63任一項的實施方案,其中所述聚醯胺組合物包含鈰氧化物且其中所述聚醯胺組合物具有10 ppm至9000 ppm的鈰含量。
實施方案65:實施方案60-64任一項的實施方案,其中所述聚醯胺組合物包含鈰氧水合物且其中所述聚醯胺組合物具有10 ppm至9000 ppm的鈰含量。
實施方案66:實施方案60-65任一項的實施方案,其中所述醯胺聚合物包含:基於醯胺聚合物的總重量計大於90重量%的低己內醯胺含量聚醯胺;和基於醯胺聚合物的總重量計小於10重量%的非低己內醯胺含量聚醯胺。
實施方案67:實施方案60-66任一項的實施方案,其中所述醯胺聚合物包含:基於醯胺聚合物的總重量計大於90重量%的低熔融溫度聚醯胺;和基於醯胺聚合物的總重量計小於10重量%的非低熔融溫度聚醯胺。
實施方案68:實施方案60-67任一項的實施方案,其中鈰氧化物和/或鈰氧水合物與第二熱穩定劑的重量比為5.0至50.0。 實施例
通過合併表1中所示的組分並在雙螺杆擠出機中配混,製備實施例1 – 13和對比例A – D。將聚合物熔融,將添加劑加入熔體中並將所得混合物擠出和制丸。百分比作為重量比表示。
第二熱穩定劑套裝包含CuI(7.67%)、KBr(67.33%)、硬脂酸鋅(16.67%)和亞乙基雙(硬脂醯胺)(8.33%)的共混物。
表1:實施例和對比例組合物
   Comp. Ex. A Comp. Ex. B Comp. Ex. C Comp. Ex. D
組分            
PA-66 51.90% 63.91% 51.00 % 51.00%
PA-66/6T            
Nigrosine 0.45% 0.45% 0.45% 0.45%
玻璃纖維 35.00% 35.30% 35.00% 35.00%
PA-6 12.00%    12.00% 12.00%
炭黑 0.05% 0.04% 0.05% 0.05%
第二熱穩定劑pkg. 0.60% 0.30%      
鈰水合物母料(master)            
乙酸鈰            
鈰水合物       0.50%   
鈰氧水合物          0.50%
磨碎的 PA-66       1.00% 1.00%
PA-66/6            
PA-66/6 (23% 6)            
PA-66/6T(35)/6(7)            
PA-66/6T(35)/6(5)            
PA-6/66            
磷酸鈰            
PA-10,12            
鹵化物:硬脂酸鹽重量比 0.25 0.25 0.25 0.25
表1(續):實施例和對比例組合物
   Ex. 1 Ex. 2 Ex. 3 Ex. 4
組分            
PA-66 50.90% 51.20%    50.40%
PA-66/6T       50.90%   
Nigrosine 0.45% 0.45% 0.45% 0.45%
玻璃纖維 35.00% 35.00% 35.00% 35.00%
PA-6 12.00% 12.00% 12.00% 12.00%
炭黑 0.05% 0.05% 0.05% 0.05%
第二熱穩定劑pkg. 0.60% 0.60% 0.60% 0.60%
鈰水合物母料 1.00%    1.00%   
乙酸鈰    0.70%      
鈰水合物            
鈰氧水合物          0.50%
磨碎的PA-66          1.00%
PA-66/6            
PA-66/6 (23% 6)            
PA-66/6T(35)/6(7)            
PA-66/6T(35)/6(5)            
PA-6/66            
磷酸鈰            
PA-10,12            
鹵化物:硬脂酸鹽重量比 0.25 0.25 0.25 0.25
表1(續):實施例和對比例組合物
   Ex. 5 Ex. 6 Ex. 7 Ex. 8
組分            
PA-66 40.20% 38.20%      
PA-66/6T       41.65%   
Nigrosine 0.45% 0.45% 0.45% 0.45%
玻璃纖維 35.00% 35.00% 35.00% 35.00%
PA-6 5.00% 5.00% 5.00% 5.00%
炭黑 0.05% 0.05% 0.05% 0.05%
第二熱穩定劑pkg. 0.60% 0.60% 0.60% 0.60%
鈰水合物母料 1.70% 1.70% 1.70% 1.70%
乙酸鈰            
鈰水合物            
鈰氧水合物            
磨碎的PA-66            
PA-66/6 17.00%    15.55%   
PA-66/6 (23% 6)    19.00%      
PA-66/6T(35)/6(7)          56.05%
PA-66/6T(35)/6(5)            
PA-6/66            
磷酸鈰            
PA-10,12            
鹵化物:硬脂酸鹽重量比 0.25 0.25 0.25 0.25
表1(續):實施例和對比例組合物
   Ex. 9 Ex. 10 Ex. 11 Ex. 12 Ex. 13
組分               
PA-66    50.90% 50.60%    50.90%
PA-66/6T          50.60%   
Nigrosine 0.45% 0.45% 0.45% 0.45% 0.45%
玻璃纖維 35.00% 35.00% 35.00% 35.00% 35.00%
PA-6 5.00%    12.00% 12.00%   
炭黑 0.05% 0.05% 0.05% 0.05% 0.05%
第二熱穩定劑pkg. 0.60% 0.60% 0.60% 0.60% 0.60%
鈰水合物母料 1.70% 1.00%       1.00%
乙酸鈰               
鈰水合物               
鈰氧水合物               
磨碎的PA-66       1.00% 1.00%   
PA-66/6               
PA-66/6 (23% 6)               
PA-66/6T(35)/6(7)               
PA-66/6T(35)/6(5) 57.20%            
PA-6/66    12.00%         
磷酸鈰       0.30% 0.30%   
PA-10,12             12.00%
鹵化物:硬脂酸鹽重量比 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
將樣品熱老化並測試拉伸強度。結果概括在表2a – 2e中。
表2a:在170℃下的拉伸強度,MPa
老化時間 1000 2000 3000
Comp. A 178.3 160.7 133.4
Comp. B 170.0 144.7 126.0
Comp. C 185.3 162.4 123.2
Comp. D 185.2 154.2 114.1
範圍 170 - 185 145 - 162 114 - 133
Ex. 1 176.5 164.2 157.2
Ex. 2 156.8 143.3 134.5
Ex. 3 187.5 175.4 173.7
Ex. 4 188.2 178.2 154.4
Ex. 5         
Ex. 6         
Ex. 7         
Ex. 8         
Ex. 9         
Ex. 10 176.3 156.0 142.4
Ex. 11 157.6 146.1 130.9
Ex. 12 183.8 167.2 158.4
Ex. 13 147.8 144.6 126.3
範圍 148-188 143-178 126-174
表2b:在190℃下的拉伸強度,MPa
老化時間 1000 1500 2000 2500 3000
Comp. A 153.5 139.0 138.1    76.8
Comp. B 147.8 114.1 92.1    41.6
Comp. C 160.9 120.9 85.9    36.0
Comp. D 159.9 109.1 75.7    27.2
範圍 148-161 109-139 76-138    27-77
Ex. 1 162.2 162.1 148.5 118.0 101.1
Ex. 2 149.9 153.0 142.0 132.8 126.1
Ex. 3 171.9 172.0 169.2 157.6 145.1
Ex. 4 162.6 138.1 138.1    96.6
Ex. 5 159.8 157.5 128.2 123.2 99.0
Ex. 6 152.5 147.1 126.7 109.6 94.5
Ex. 7 142.4 140.6 131.3 133.4 111.5
Ex. 8 136.7 141.0 125.4 110.6 86.9
Ex. 9 135.5 141.2 132.4 119.5 93.5
Ex. 10 153.1 146.5 122.9 97.5 84.8
Ex. 11 136.5 128.0 122.8 86.1 51.3
Ex. 12 166.2 158.9 161.9 146.0 148.7
Ex. 13 124.4 120.7 123.1 119.6 102.3
範圍 124-172 124-172 123-169 86-158 51-149
表2c:在210℃下的拉伸強度,MPa
老化時間 500 1000 1500 2000 2500 3000
Comp. A 174.0 126.4 76.4 25.8    1.4
Comp. B 156.0 67.7 10.5 1.2    1.2
Comp. C 180.4 122.3 90.2 64.6    6.4
Comp. D 174.4 120.2 81.2 51.8    4.5
範圍 156-180 68-126 11-90 1-65    1-6
Ex. 1 176.2 158.2 141.4 125.1 98.5 81.6
Ex. 2 155.2 130.4 130.4 123.1 111.8 93.2
Ex. 3 197.3 182.4 173.1 152.2 150.0 156.5
Ex. 4 175.0 159.3 139.6 130.8    95.3
Ex. 5 167.9 147.0 134.8 124.6 122.0 124.8
Ex. 6 157.3 149.6 122.4 111.2 106.5 98.2
Ex. 7 154.7 141.9 125.2 120.7 131.2 133.1
Ex. 8 153.9 138.2 125.1 113.8 117.8 121.5
Ex. 9 155.2 146.2 125.1 113.0 111.6 120.7
Ex. 10 177.6 139.9 125.7 111.4 103.4 106.6
Ex. 11 160.6 132.5 74.6 23.8 2.8 2.8
Ex. 12 199.7 178.3 180.3 168.3 137.1 128.2
Ex. 13 153.7 114.2 90.7 92.5 88.5 84.1
範圍 154-200 114-182 75-180 24-168 3-150 3-156
表2d:在220℃下的拉伸強度,MPa
老化時間 500 1000 1500 2000 2500 3000
Comp. A                  
Comp. B                  
Comp. C                  
Comp. D                  
範圍                  
Ex. 1                  
Ex. 2                  
Ex. 3                  
Ex. 4                  
Ex. 5 144.9 167.0 184.6 171.3 166.0 181.6
Ex. 6 131.6 144.7 156.8 158.0 164.7 148.0
Ex. 7 135.6 148.9 167.1 176.8 180.7 178.1
Ex. 8 148.2 142.8 150.5 170.6    171.2
Ex. 9 151.1 149.1 149.1 170.4    179.7
Ex. 10                  
Ex. 11                  
Ex. 12                  
Ex. 13                  
範圍 132-151 143-167 149-185 158-177 165-181 148-182
表2e:在230℃下的拉伸強度,MPa
老化時間 500 1000 1500 2000 2500 3000
Comp. A 198.5 163.3 194.2 206.9    209.1
Comp. B 83.4 8.5 0.0 1.0    1.2
Comp. C 200.4 174.4 153.6 130.6    79.4
Comp. D 204.2 148.6 148.4 121.5    59.7
範圍 83-204 9-174 0-194 1-207    1-209
Ex. 1 164.2 182.3 180.2 171.6 171.1 166.3
Ex. 2 151.2 174.2 162.6 153.8 149.0 147.1
Ex. 3 168.5 201.0 203.9 196.5 192.3 194.8
Ex. 4 179.4 196.2 198.0 192.9 -- 186.0
Ex. 5 164.9 174.2 167.7 160.4 158.4 157.3
Ex. 6 151.8 173.0 164.1 152.2 165.1 166.2
Ex. 7 164.6 184.1 178.0 166.5 165.1 167.1
Ex. 8 162.8 185.9 178.3 178.4 178.6 173.4
Ex. 9 156.1 186.3 183.5 184.3 179.0 181.5
Ex. 10 165.6 170.2 180.6 178.2 161.9 167.1
Ex. 11 193.2 188.7 189.8 194.5 169.0 192.0
Ex. 12 205.5 206.4 206.9 210.8 202.0 215.4
Ex. 13 158.8 156.1 157.4 157.5 153.5 150.3
範圍 151-205 156-206 157-207 152-211 149-202 147-215
將樣品熱老化並測試拉伸強度保持率。結果概括在表3a – 3e中。
表3a:在170℃下的拉伸強度保持率
老化時間 1000 2000 3000
Comp. A 87.98% 79.31% 65.83%
Comp. B 85.26% 72.57% 63.18%
Comp. C 95.98% 84.14% 63.82%
Comp. D 91.10% 75.88% 56.15%
範圍 85-96 73-84 56-66
Ex. 1 89.53% 83.28% 79.74%
Ex. 2 84.86% 77.57% 72.81%
Ex. 3 92.71% 86.70% 85.86%
Ex. 4 89.65% 84.91% 73.58%
Ex. 5 0.00% 0.00% 0.00%
Ex. 6 0.00% 0.00% 0.00%
Ex. 7 0.00% 0.00% 0.00%
Ex. 8 0.00% 0.00% 0.00%
Ex. 9 0.00% 0.00% 0.00%
Ex. 10 90.99% 80.52% 73.51%
Ex. 11 82.13% 76.15% 68.21%
Ex. 12 90.90% 82.70% 78.33%
Ex. 13 75.35% 73.73% 64.39%
範圍 75-93 74-89 64-86
表3b:在190℃下的拉伸強度保持率
老化時間 1000 1500 2000 2500 3000
Comp. A 75.73% 68.58% 68.15% 0.00% 37.92%
Comp. B 74.13% 57.22% 46.17% 0.00% 20.89%
Comp. C 83.33% 62.64% 44.52% 0.00% 18.65%
Comp. D 78.65% 53.69% 37.24% 0.00% 13.36%
範圍 74-83 54-69 37-68 -- 13-38
Ex. 1 82.27% 82.22% 75.33% 59.87% 51.29%
Ex. 2 81.13% 82.81% 76.85% 71.87% 68.24%
Ex. 3 84.99% 85.06% 83.63% 77.92% 71.72%
Ex. 4 77.49% 65.79% 65.79% 0.00% 46.04%
Ex. 5 78.18% 77.06% 62.73% 60.25% 48.41%
Ex. 6 78.02% 75.27% 64.84% 56.06% 48.37%
Ex. 7 74.31% 73.39% 68.49% 69.60% 58.19%
Ex. 8 70.82% 73.04% 64.97% 57.30% 44.99%
Ex. 9 71.60% 74.60% 69.96% 63.16% 49.39%
Ex. 10 79.00% 75.63% 63.41% 50.32% 43.79%
Ex. 11 71.15% 66.69% 64.00% 44.86% 26.74%
Ex. 12 82.19% 78.60% 80.06% 72.23% 73.54%
Ex. 13 63.40% 61.52% 62.78% 61.00% 52.15%
範圍 63-85 62-85 63-84 45-78 27-74
表3c:在210℃下的拉伸強度保持率
老化時間 500 1000 1500 2000 2500 3000
Comp. A 85.86% 62.39% 37.71% 12.73% 0.00% 0.67%
Comp. B 78.23% 33.94% 5.28% 0.59% 0.00% 0.60%
Comp. C 93.43% 63.38% 46.71% 33.48% 0.00% 3.30%
Comp. D 85.82% 59.12% 39.92% 25.50% 0.00% 2.21%
範圍 78-93 34-63 5-47 1-33    1-3
Ex. 1 89.35% 80.26% 71.73% 63.44% 49.97% 41.40%
Ex. 2 83.99% 70.57% 70.57% 66.62% 60.48% 50.45%
Ex. 3 97.53% 90.19% 85.56% 75.23% 74.18% 77.37%
Ex. 4 83.40% 75.89% 66.51% 62.33% 0.00% 45.42%
Ex. 5 82.15% 71.91% 65.97% 60.95% 59.68% 61.07%
Ex. 6 80.47% 76.57% 62.61% 56.89% 54.48% 50.24%
Ex. 7 80.70% 74.06% 65.35% 62.99% 68.48% 69.45%
Ex. 8 79.72% 71.61% 64.79% 58.97% 61.04% 62.92%
Ex. 9 82.02% 77.24% 66.09% 59.71% 58.98% 63.77%
Ex. 10 91.67% 72.22% 64.86% 57.48% 53.36% 55.03%
Ex. 11 83.70% 69.05% 38.88% 12.41% 1.44% 1.47%
Ex. 12 98.78% 88.18% 89.18% 83.21% 67.79% 63.41%
Ex. 13 78.34% 58.24% 46.26% 47.17% 45.12% 42.89%
範圍 78-99 58-90 39-89 12-83 1-74 1-77
表3d:在220℃下的拉伸強度保持率
老化時間 500 1000 1500 2000 2500 3000
Comp. A 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
Comp. B 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
Comp. C 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
Comp. D 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
範圍 -- -- -- -- -- --
Ex. 1 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
Ex. 2 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
Ex. 3 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
Ex. 4 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
Ex. 5 70.87% 81.68% 90.33% 83.80% 81.22% 88.86%
Ex. 6 67.33% 74.05% 80.22% 80.85% 84.27% 75.75%
Ex. 7 70.77% 77.70% 87.22% 92.26% 94.30% 92.95%
Ex. 8 76.75% 73.98% 77.94% 88.35% 0.00% 88.67%
Ex. 9 79.82% 78.78% 78.77% 90.01% 0.00% 94.92%
Ex. 10 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
Ex. 11 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
Ex. 12 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
Ex. 13 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
範圍 67-80 74-82 78-90 81-92 81-94 76-95
表3e:在230℃下的拉伸強度保持率
老化時間 500 1000 1500 2000 2500 3000
Comp. A 97.94% 80.57% 95.84% 102.11% 0.00% 103.20%
Comp. B 41.81% 4.27% 0.00% 0.51% 0.00% 0.58%
Comp. C 103.79% 90.32% 79.56% 67.65% 0.00% 41.12%
Comp. D 100.47% 73.09% 73.01% 59.80% 0.00% 29.39%
範圍 42-104 4-90 73-96 1-102 -- 1-103
Ex. 1 83.30% 92.45% 91.42% 87.04% 86.80% 84.34%
Ex. 2 81.81% 94.29% 87.97% 83.21% 80.64% 79.62%
Ex. 3 83.32% 99.36% 100.80% 97.13% 95.07% 96.32%
Ex. 4 85.49% 93.50% 94.32% 91.93% 0.00% 88.63%
Ex. 5 80.66% 85.23% 82.04% 78.49% 77.49% 76.94%
Ex. 6 77.66% 88.52% 83.97% 77.88% 84.49% 85.04%
Ex. 7 85.90% 96.08% 92.90% 86.90% 86.16% 87.21%
Ex. 8 84.33% 96.31% 92.37% 92.44% 92.51% 89.83%
Ex. 9 82.45% 98.40% 96.94% 97.38% 94.58% 95.88%
Ex. 10 85.47% 87.82% 93.23% 91.99% 83.56% 86.22%
Ex. 11 100.68% 98.33% 98.93% 101.34% 88.05% 100.05%
Ex. 12 101.61% 102.08% 102.32% 104.23% 99.89% 106.52%
Ex. 13 80.97% 79.59% 80.24% 80.32% 78.27% 76.62%
範圍 78-102 80-102 80-102 78-104 77-100 77-107
將樣品熱老化並測試拉伸伸長。結果概括在表4a – 4e中。
表4a:在170℃下的拉伸伸長,%
老化時間 1000 2000 3000
Comp. A 2.0496 1.6958 1.3276
Comp. B 2.0338 1.4938 1.3402
Comp. C 2.1584 1.7298 1.2296
Comp. D 2.15 1.6216 1.1548
範圍 2.0-2.2 1.5-1.7 1.2-1.3
Ex. 1 2.0488 1.7286 1.608
Ex. 2 1.7688 1.4604 1.3734
Ex. 3 2.1548 1.89025 1.8476
Ex. 4 2.1722 1.906 1.555
Ex. 5         
Ex. 6         
Ex. 7         
Ex. 8         
Ex. 9         
Ex. 10 2.0468 1.6488 1.2896
Ex. 11 1.816 1.6312 1.3868
Ex. 12 2.1068 1.7702 1.6138
Ex. 13 1.5858 1.5158 1.25
範圍 1.6-2.2 1.5-1.9 1.3-1.8
表4b:在190℃下的拉伸伸長,%
老化時間 1000 1500 2000 2500 3000
Comp. A 1.6132 1.366 1.3464 0.7708
Comp. B 1.5094 1.19025 0.9906 0.6488
Comp. C 1.6376 1.2136 0.9282 0.5424
Comp. D 1.6714 1.1346 0.9354 0.4628
範圍 1.5-1.7 1.1-1.4 0.9-1.3    0.5-0.8
Ex. 1 1.6366 1.6472 1.507 1.804 1.1802
Ex. 2 1.5328 1.6072 1.454 1.5412 1.313
Ex. 3 1.7624 1.7678 1.7256 1.668 1.4568
Ex. 4 1.5948 1.425 1.425 1.1328
Ex. 5 1.5168 1.4908 1.1494 1.236 1.030975
Ex. 6 1.5218 1.4732 1.1784 1.0994 0.992928
Ex. 7 1.5212 1.4634 1.3256 1.4052 1.0588
Ex. 8 1.3934 1.4264 1.2082 1.119 0.7683
Ex. 9 1.3434 1.4358 1.2938 1.2044 0.86082
Ex. 10 1.5932 1.4986 1.171 0.9536 0.8202
Ex. 11 1.3682 1.2618 1.228 0.8216 0.69175
Ex. 12 1.6802 1.5658 1.6632 1.3842 1.4786
Ex. 13 1.1824 1.1974 1.24 1.222 1.0112
範圍 1.6-2.1 1.2-1.8 1.1-1.7 0.8-1.8 0.7-1.5
表4c:在210℃下的拉伸伸長,%
老化時間 500 1000 1500 2000 2500 3000
Comp. A 1.7708 1.193 0.77625 0.339    0.231
Comp. B 1.6324 0.9766 0.6576 0.214333333    0.074333
Comp. C 1.949 1.4812 1.3524 1.2696    0.2708
Comp. D 1.849 1.5506 1.448 1.002    0.17475
範圍 1.6-1.9 1.0-1.6 0.7-1.4 0.2-1.3 -- 0.1-0.3
Ex. 1 1.8628 1.5986 1.393 1.2262 1.088586 0.9392
Ex. 2 1.57336 1.273 1.3288 1.2112 1.0132 0.8748
Ex. 3 2.2458 1.9592 1.8126 1.5088 1.4322 1.5486
Ex. 4 1.8428 1.5434 1.3194 1.2424    0.8954
Ex. 5 1.569 1.3704 1.2636 1.1318 1.160366 1.215
Ex. 6 1.5004 1.498 1.1312 1.01418 1.063116 0.942288
Ex. 7 1.6278 1.5174 1.2932 1.2658 1.4486 1.3024
Ex. 8 1.6134 1.4498 1.2746 1.1336 1.2132 1.162
Ex. 9 1.6208 1.5132 1.2296 1.1036 1.116 1.131
Ex. 10 1.9174 1.457 1.3242 1.1166 1.021 0.9814
Ex. 11 1.702 1.3194 0.723 0.2756    0.793
Ex. 12 2.3162 1.8844 1.9434 1.7552 1.2522 1.2334
Ex. 13 1.676 1.1304 0.9808 1.2526 1.3412 1.4784
範圍 1.5-2.3 1.1-2.0 0.7-1.9 0.3-1.8 1.0-1.4 0.8-1.5
表4d:在220℃下的拉伸伸長,%
老化時間 500 1000 1500 2000 2500 3000
Comp. A
Comp. B
Comp. C
Comp. D                  
範圍                  
Ex. 1                  
Ex. 2                  
Ex. 3                  
Ex. 4                  
Ex. 5 1.2606 1.5712 2.0752 1.6906 1.7266 1.9586
Ex. 6 1.2154 1.3842 1.963 1.5998 1.8246 1.544
Ex. 7 1.2692 1.5416 1.9256 2.0694 2.2454 1.938
Ex. 8 1.5354 1.4062 1.4476 1.8494 -- 1.9182
Ex. 9 1.5362 1.6692 1.4228 1.7984 -- 2.1008
Ex. 10                  
Ex. 11                  
Ex. 12                  
Ex. 13                  
範圍 1.2-1.5 1.4-1.7 1.4-2.1 1.6-2.1 1.7-2.2 1.5-2.1
表4e:在230℃下的拉伸伸長,%
老化時間 500 1000 1500 2000 2500 3000
Comp. A 2.1466 1.685 2.1742 2.344    2.4398
Comp. B 1.091 0.793667 0 0.13075    0.075907
Comp. C 2.2706 1.8632 1.9042 1.6504    1.7505
Comp. D 2.3886 1.9016 1.9952 1.7436    1.3556
範圍 1.1-2.4 0.8-1.9 1.9-2.2 0.1-2.3 - 0.1-2.4
Ex. 1 1.68 2.1772 2.0986 1.926 1.8824 1.8004
Ex. 2 1.6038 2.0152 1.7642 1.5846 1.5282 1.5022
Ex. 3 1.7174 2.3138 2.3416 2.1284 2.0754 2.137
Ex. 4 1.796 2.1856 2.0964 2.023    1.923
Ex. 5 1.545 1.8598 1.717 1.4966 1.6175 1.5072
Ex. 6 1.3984 1.8602 1.77 1.5204 1.6808 1.8244
Ex. 7 1.7658 2.15 2.0128 1.8342 1.9398 1.681
Ex. 8 1.724 2.1248 1.847 1.8392 2.014 1.771
Ex. 9 1.5956 2.1906 2.0028 1.9938 2.0312 1.8578
Ex. 10 1.75 1.8282 1.963 1.9158 1.7516 1.6982
Ex. 11 2.4625 2.2688 2.2344 2.519667 1.987667 2.406333
Ex. 12 2.6084 2.3326 2.0536 2.55375 2.3264 2.8295
Ex. 13 1.805 2.4212 2.2292 2.1516 2.064 2.0616
範圍 1.4-2.6 1.8-2.4 1.7-2.3 1.5-2.0 1.5-2.3 1.5-2.8
將樣品熱老化並測試拉伸模量。結果概括在表5a – 5e中。
表5a:在170℃下的拉伸模量,MPa
老化時間 1000 2000 3000
Comp. A 11228 11568 11696
Comp. B 11088 11610 11490
Comp. C 12014 11302 11906
Comp. D 11748 11338 11926
範圍 11088-12014 11302-11610 11490-11926
Ex. 1 11472 12354 11658
Ex. 2 10310 11740 11324
Ex. 3 11358 11900 11490
Ex. 4 11842 12254 11592
Ex. 5
Ex. 6
Ex. 7
Ex. 8
Ex. 9
Ex. 10 11172 11261 12690
Ex. 11 11050 11158 11484
Ex. 12 11604 11478 11560
Ex. 13 11714 11836 11796
範圍 10310-11842 11158-12354 11324-12690
表5b:在190℃下的拉伸模量,MPa
老化時間 1000 1500 2000 2500 3000
Comp. A 11532 12150 11594 10566.2
Comp. B 11436 11087.5 10296 7173
Comp. C 12184 11350 11106 7592
Comp. D 11614 11498 10581 6792.4
範圍 11436-12184 11088-12150 10296-11594 -- 6792-10566
Ex. 1 12258 11970 12194 10658.8 11106
Ex. 2 11640 11776 11814 9994.2 11136
Ex. 3 11564 11794 11910 12352 11650
Ex. 4 12492 12216 12216 11098
Ex. 5 12688 12580 13058 10637.6 11587.5
Ex. 6 12050 11140 12404 11190 11430
Ex. 7 10928 11468 11678 11084.8 11956
Ex. 8 11836 11140 12074 10738 12722
Ex. 9 11798 10910 12206 11162 12292
Ex. 10 11364 11344 11708 11602 11359.8
Ex. 11 11424 11582 11418 11662 9976.75
Ex. 12 11748 11526 10972 12290 12028
Ex. 13 12024 10854 10744 10850 10922
範圍 10928-12688 10854-12580 10744-13058 9994-12352 9977-12722
表5c:在210℃下的拉伸模量,MPa
老化時間 500 1000 1500 2000 2500 3000
Comp. A 11868 11778 10226.25 7446.333333 0
Comp. B 11554 7013.8 2357.8 83.69 0
Comp. C 12460 10922 8707.4 6345 2172.5
Comp. D 12300 10148.6 7275.4 5588.6 0
範圍 11554-12460 7013- 11778 2358- 10226 84-7446 -- 2172
Ex. 1 12726 11862 11960 12218 11533.6 9750.2
Ex. 2 12178 12028 12082 12322 10058 11874
Ex. 3 11800 11438 11860 12188 12532 12200
Ex. 4 12172 12260 12332 12246 11010
Ex. 5 14164 13182 14040 13580 10800.6 12466
Ex. 6 13590 12272 13140 12710 11206.8 11478
Ex. 7 12792 11762 12040 12184 11622 12680
Ex. 8 12026 11484 11476 11878 11244 12492
Ex. 9 12304 11870 12168 12274 11238 12850
Ex. 10 11114 11170 11206 11512 11590 12386
Ex. 11 11646 11612 11046 8203.75
Ex. 12 11684 11644 11518 11606 12430 11834
Ex. 13 11166 11618 10124 8993 8245.6 7923.2
範圍 11114-14164 11170- 13182 10124- 14040 8204-13580 8246- 12532 7923- 12850
表5d:在220℃下的拉伸模量,MPa
老化時間 500 1000 1500 2000 2500 3000
Comp. A
Comp. B
Comp. C
Comp. D
範圍                  
Ex. 1
Ex. 2
Ex. 3
Ex. 4
Ex. 5 13832 13894 12274 14418 12590 12756
Ex. 6 13322 12920 9414.5 13880 12748 11554
Ex. 7 14160 12370 11840 12884 11532 12902
Ex. 8 10820 12660 13278 12164 -- 11312
Ex. 9 11395.8 9639 13262 12720 -- 11074
Ex. 10
Ex. 11
Ex. 12
Ex. 13
範圍 10820- 14160 9639- 13894 9414- 13278 12164-14418 11532-12748 11074-12902
表5e:在230℃下的拉伸模量,MPa
老化時間 500 1000 1500 2000 2500 3000
Comp. A 12226 12258 11320 12286 11734
Comp. B 8344.2 2032.75 0 218 0
Comp. C 12724 11091.4 10478 9847.2 5535.25
Comp. D 12810 10804.6 9665.6 9449.6 5678.4
範圍 8344- 12810 2033- 12258 9666- 13260 218- 12286 -- 55535-11734
Ex. 1 12124 12152 12054 12372 12456 11886
Ex. 2 11930 10748 11838 12232 12038 11988
Ex. 3 11852 11292 11610 12178 12116 11782
Ex. 4 13762 12250 12798 12168 11604
Ex. 5 14842 12448 10873.4 14032 11986 12928
Ex. 6 14050 12076 11604 12904 11852 12354
Ex. 7 13920 11916 12440 12626 11970 12922
Ex. 8 12420 11370 13260 13060 11422 12848
Ex. 9 12682 10530 12340 12710 11784 13004
Ex. 10 11002 11750 11564 11864 11954 12600
Ex. 11 12052 11870 11206 11853.33 12603.33 12086.67
Ex. 12 11984 11994 11736 12354 12642 12050
Ex. 13 11006 10764 9881.8 10944.2 10200.6 10732
範圍 11002-14842 10530- 12448 9882- 13260 10944- 14032 10201- 12642 10732-13004
將樣品熱老化並測試抗衝擊性。結果概括在表6a – 6e中。
表6a:在170℃下的抗衝擊性,kJ/m2
老化時間 1000 2000 3000
Comp. A 35.9 32.3 23.7
Comp. B 35.5 29.8 19.9
Comp. C 35.2 29.7 16.5
Comp. D 37.5 26.4 17.7
範圍 35.2-37.5 26.4-32.3 16.5-23.7
Ex. 1 42.7 36.3 28.6
Ex. 2 35.7 29.8 24.8
Ex. 3 44.3 34.5   
Ex. 4 42.7 34.5 27.6
Ex. 5         
Ex. 6         
Ex. 7         
Ex. 8         
Ex. 9         
Ex. 10 39.2 30.8 25.2
Ex. 11 35.3 30.7 22.8
Ex. 12 38.7 33.8 28.1
Ex. 13 34.4 30.5 19.9
範圍 34.4-44.3 29.8-36.3 19.9-28.6
表6b:在190℃下的抗衝擊性,kJ/m2
老化時間 1000 1500 2000 2500 3000
Comp. A 27.1 31.2 27.7    12.1
Comp. B 28.3 19.5 15.9    8.6
Comp. C 29.8 16.5 13.0    5.5
Comp. D 29.1 15.5 12.7    4.4
範圍 27.1-29.8 15.5-31.2 12.7-27.7    4.4-12.1
Ex. 1 31.1 29.6 26.0 19.7 17.0
Ex. 2 35.4 34.7 28.5 27.1 25.1
Ex. 3 37.7 36.5 33.0 30.2 27.4
Ex. 4 31.1 19.6 19.6    16.3
Ex. 5 37.3 33.9 27.1 20.2 15.5
Ex. 6 34.2 29.8 23.2 23.9 15.3
Ex. 7 30.1 27.7 27.9 28.8 22.8
Ex. 8 27.8 26.9 28.4 21.8 12.6
Ex. 9 33.0 24.6 29.2 23.9 17.7
Ex. 10 29.0 30.6 21.4 14.9 12.6
Ex. 11 24.4 26.9 23.5 16.8 11.1
Ex. 12 32.1 34.9 32.0 32.4 29.0
Ex. 13 25.8 27.7 26.9 25.1 21.0
範圍 24.4-37.7 19.6-36.5 19.6-33.0 14.9-32.4 11.1-29.0
表6c:在210℃下的抗衝擊性,kJ/m2
老化時間 500 1000 1500 2000 2500 3000
Comp. A 32.2 22.9 10.9 6.3    0.5
Comp. B 30.0 10.9 2.6 0.7    0.5
Comp. C 35.3 21.7 15.1 13.0    2.6
Comp. D 32.9 20.4 17.5 12.6    2.2
範圍 30.0-35.3 10.9-22.9 2.6-17.5 0.7-13.0 -- 0.5-2.6
Ex. 1 34.0 34.2 28.3 22.6 16.5 13.0
Ex. 2 26.8 19.9 22.3 21.7 22.1 20.6
Ex. 3 38.7 43.5 35.2 34.9 33.1 34.8
Ex. 4 39.5 32.5 36.2 28.9    16.2
Ex. 5 35.6 35.0 24.0 24.8 24.8 25.6
Ex. 6 38.2 36.9 24.7 23.7 18.9 19.0
Ex. 7 37.0 34.7 26.5 28.2 31.7 33.4
Ex. 8 35.2 32.6 25.0 20.7 29.2 25.9
Ex. 9 32.6 38.4 27.3 21.3 26.4 22.5
Ex. 10 36.8 29.5 22.6 20.3 17.2 17.0
Ex. 11 30.0 27.6 11.0 5.4 1.2 0.9
Ex. 12 37.8 40.8 36.9 33.9 30.2 23.0
Ex. 13 32.2 21.8 14.5 15.6 18.3 15.4
範圍 26.8-39.5 19.9-43.5 11.0-36.9 5.4-34.9 1.2-33.1 0.9-34.8
表6d:在220℃下的抗衝擊性,kJ/m2
老化時間 500 1000 1500 2000 2500 3000
Comp. A                  
Comp. B                  
Comp. C                  
Comp. D                  
範圍                  
Ex. 1                  
Ex. 2                  
Ex. 3                  
Ex. 4                  
Ex. 5 32.6 35.1 105.2 47.3 44.8 55.2
Ex. 6 31.4 30.8 29.4 38.5 40.3 50.1
Ex. 7 27.6 -- 44.5 70.4 55.9 52.5
Ex. 8 30.0 30.6 32.7 37.0 -- 45.9
Ex. 9 31.5 32.9 37.6 52.6 -- 52.6
Ex. 10                  
Ex. 11                  
Ex. 12                  
Ex. 13                  
範圍 27.6-32.6 30.6-35.1 29.4-105.2 37.0-70.4 40.3-55.9 45.9-55.2
表6e:在230℃下的抗衝擊性,kJ/m2
老化時間 500 1000 1500 2000 2500 3000
Comp. A 43.4 37.5 30.0 34.8    12.8
Comp. B 17.0 3.0 4.0 0.7    0.6
Comp. C 52.5 44.1 36.9 32.3    17.8
Comp. D 54.6 43.1 36.5 31.6    16.0
範圍 17.0-54.6 3.0-44.1 4.0-36.9 0.7-34.8 -- 0.6-17.8
Ex. 1 30.9 39.0 53.7 47.5 44.0 40.0
Ex. 2 30.7 43.5 44.9 44.0 36.9 40.3
Ex. 3 34.1 49.3 58.7 54.6 55.4 54.8
Ex. 4 38.2 48.9 53.4 47.9    45.6
Ex. 5 41.4 56.8 51.8 44.3 45.8 44.9
Ex. 6 34.6 55.3 49.1 -- 43.0 41.7
Ex. 7 54.4 -- 51.0 50.5 50.7 45.9
Ex. 8 33.4 51.3 56.9 53.3 52.6 49.2
Ex. 9 39.6 31.5 58.2 55.6 53.7 52.5
Ex. 10 29.7 39.6 58.1 52.2 50.6 45.3
Ex. 11 40.9 28.8 15.6 2.2 2.2 2.1
Ex. 12 49.2 50.0 51.3 51.6 55.2 57.5
Ex. 13 30.0 48.6 50.2 45.3 43.4 34.3
範圍 29.7-54.4 3.0-56.8 15.6-58.7 0.7-55.6 2.2-55.4 2.1-57.5
如表中所示,實施例1 – 13通常在所有測量的性能特徵 – 拉伸強度、拉伸強度保持率、拉伸伸長、拉伸模量和抗衝擊性中都表現出出乎意料的協同增效結果。
重要地,本公開的聚醯胺組合物在190℃ – 230℃的(整個)溫度範圍(“溫度區間”)內表現出顯著改進。當熱老化時間多於1000小時,例如多於2000小時或多於2500小時時,性能的改進甚至更加顯著。該溫度區間和這些延長的熱老化時間是重要和有意義的,因為它們代表通常使用聚醯胺組合物時的條件,例如汽車發動機罩內用途。
工作實施例的平均值和範圍高於各自的對比例的值,尤其是在該溫度區間內和在更高的熱老化時間下。例如,對於在190℃和3000小時熱老化下測得的拉伸強度,工作實施例的拉伸強度範圍是51 – 149 MPa,而對比例的範圍明顯更低,27 – 77 MPa。該比較在210℃和3000小時熱老化下更明顯。工作實施例的拉伸強度範圍是82 – 156 MPa(如果去掉實施例11),而對比例的範圍小一個量級,1 – 6 MPa。這仍證實在該溫度區間內和在更高的熱老化時間下的性能改進。
作為另一實例,對於在190℃和3000小時熱老化下測得的耐衝擊性,工作實施例的範圍是11.1 – 29.0 kJ/m2 ,而對比例的範圍明顯更低,4.4 – 12.1 kJ/m2 。該比較在210℃和3000小時熱老化下更明顯。工作實施例的耐衝擊性的範圍是13.0 – 34.8 kJ/m2 (如果去掉實施例11),而對比例的範圍是0.5 – 2.6 kJ/m2 MPa。
當在190℃至230℃的整個溫度範圍內熱老化3000小時並在23℃下測量時,該聚醯胺組合物也表現出至少80 MPa的拉伸強度(如果去掉實施例11)。在190℃至230℃範圍內的這種熱老化性能表明本公開的聚醯胺組合物在整個溫度區間內的出乎意料的性能。
逐個比較也支持本公開的配製劑的協同增效效應的表現。作為一個實例,實施例1和對比例A的比較證實本公開的穩定劑套裝的令人驚訝的協同增效效應。對比例A僅使用銅穩定劑,而實施例1使用銅穩定劑和基於鑭系元素的穩定劑。在210℃下,對比例A的拉伸強度在2000和3000小時下分別為25.8 MPa和1.4 MPa。令人驚訝地,實施例1在相同試驗條件下表現出125.1 MPa(提高385%)和81.6 MPa(提高5700%)的拉伸強度。這些改進的幅度是出乎意料的。
作為另一實例,在210℃下,對比例A的耐衝擊性在2000和3000小時下分別為6.3 kJ/m2 和0.5 kJ/m2 。令人驚訝地,實施例1在相同試驗條件下表現出22.6 kJ/m2 (提高260%)和13.0 kJ/m2 (提高2600%)的耐衝擊性。
重要地,在許多情況下,隨著溫度提高,性能令人驚訝地改進。例如,在表2c中,在210℃和3000小時下,工作實施例的拉伸強度為3 – 156 MPa,但在230℃下(表2e),工作實施例的拉伸強度為147 – 215 MPa。在更高溫度下的熱老化性能提高是非常出乎意料的。
這些表充滿了幾百個類似的比較,且類似的分析也適用於其它性能特徵。
儘管已經詳細描述了本發明,但在本發明的精神和範圍內的修改是本領域技術人員基於上文的論述、本領域中的相關知識和上文聯繫“背景”和“詳述”論述的參考文獻(其公開內容全部經此引用併入本文)顯而易見的。此外,應該理解的是,本發明的方面和各種實施方案的部分和在下文中和/或在所附請求項書中列舉的各種特徵可全部或部分組合或互換。在各種實施方案的之前的描述中,參考另一實施方案的那些實施方案可如本領域技術人員所認識適當地與其它實施方案組合。此外,本領域普通技術人員會認識到,之前的描述僅作為實例並且無意構成限制。

Claims (10)

  1. 一種熱穩定化的聚醯胺組合物,其包含:25重量%至90重量%的醯胺聚合物,視需要包含第一醯胺聚合物和第二醯胺聚合物;0.01重量%至10重量%的基於鑭系元素的熱穩定劑,第二熱穩定劑,視需要以0.01重量%至5重量%的量存在,及小於0.3重量%的硬脂酸鹽添加劑,其中該基於鑭系元素的熱穩定劑與該第二熱穩定劑的重量比為:小於8.5:1,或大於14.5,其中所述聚醯胺組合物當在190℃至230℃的溫度範圍內熱老化3000小時並在23℃下測量時具有至少75MPa的拉伸強度。
  2. 如請求項1的聚醯胺組合物,其中該醯胺聚合物包括PA-66/6T;PA-66/6;PA-6/66;PA-66/6T/6;或PA-10,12;或其組合。
  3. 如請求項1的聚醯胺組合物,其中該醯胺聚合物包括12重量%或以下之量的PA-6。
  4. 如請求項1的聚醯胺組合物,其中該聚醯胺組合物進一步包含鹵化物添加劑,且其中該第二熱穩定劑與該鹵化物添加劑的重量比小於0.175。
  5. 如請求項1的聚醯胺組合物,其中該第二熱穩定劑包含碘化銅,且該碘化銅係以大於0.04重量%的量存在。
  6. 一種熱穩定化的聚醯胺組合物,其包含:25重量%至90重量%的醯胺聚合物,視需要包含第一醯胺聚合物和第二醯胺聚合物;0.01重量%至10重量%的基於鑭系元素的熱穩定劑,第二熱穩定劑,視需要以0.01重量%至5重量%的量存在,1wppm至0.5重量%的硬脂酸鹽添加劑,及鹵化物添加劑,其中該第二熱穩定劑與該鹵化物添加劑的重量比小於0.175。
  7. 如請求項6的聚醯胺組合物,其中該醯胺聚合物包括PA-66/6T;PA-66/6;PA-6/66;PA-66/6T/6;或PA-10,12;或其組合。
  8. 如請求項6的聚醯胺組合物,其中該醯胺聚合物包括12重量%或以下之量的PA-6。
  9. 如請求項6的聚醯胺組合物,其中該基於鑭系元素的熱穩定劑與該第二熱穩定劑的重量比為小於8.5:1或大於14.5。
  10. 如請求項6的聚醯胺組合物,其中該第二熱穩定劑包含碘化銅,且該碘化銅係以大於0.04重量%的量存在。
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