具有改善性能的聚酮模塑料、由其制造的模塑制品及其制造方法与流程

文档序号:12777608阅读:316来源:国知局

本发明涉及基于部分结晶的脂肪族聚酮的聚酮模塑料。特别地,本发明涉及基于脂肪族聚酮的纤维增强的模塑料,所述模塑料优选包含少量的次膦酸或其盐。该模塑料的特征在于改善的机械性能和在注塑成型中的良好可加工性。这些模塑料适合用于制造特别是用于电气和电子工业的薄壁模塑制品,例如壳体、壳体组件或连接器。



背景技术:

脂肪族聚酮已经被了解了许多年,其特征在于在10℃至100℃之间基本上恒定的机械性能、非常良好的耐水解性、高的热尺寸稳定性、良好的耐磨损和耐撕裂性能以及良好的燃料屏蔽性。

另一方面,尽管脂肪族聚酮代表具有十分好的性能的热塑性塑料,但是它们具有如下缺点:它们具有较高的熔融点,所述熔融点接近它们进行化学分解的温度,特别是进行分子间和分子内羟醛缩合反应的温度。这是有问题的,因为聚酮模塑料一方面难以在使用标准加工技术时以熔体加工,另一方面,这样的模塑料的性能会受加工过程中引发的分解反应和交联反应不利影响。

为了克服这些问题,在文献中提出了各种可能的解决方案。例如EP213671和EP257663描述了基于一氧化碳、乙烯和至少一种另外的烯属不饱和单体的脂肪族聚酮,所述脂肪族聚酮具有比只由一氧化碳和乙烯形成的相应聚酮共聚物低的熔融点。举例所示的三元共聚物可以在20℃至30℃的较低温度下加工,在该温度下热分解和交联进行地更为缓慢。因此,这些三元共聚物具有较大的加工窗口。DE2626272通过利用伯一元胺、一元醇或二元醇的聚酮的聚合物-类似物转换来追求相同的目的,初始聚酮的熔融点能够被降低至多80℃。

该解决途径在一定程度上减轻了该问题,但是并没有解决以熔体加工聚酮的过程中的所有问题。因此,为了进一步改善聚酮模塑料,描述了基于添加其他聚合物如聚酰胺或聚烯烃、添加增塑剂或使用特殊添加剂的组合物。然而,其他聚合物的使用具有如下缺点:需要较大的其他聚合物的量,因此尤其是热性能和机械性能完全受损。另外,根据所添加的聚合物,会发生不期望的与聚酮的反应,结果所形成的模塑料的性能处于低水平。另一方面,增塑剂仅代表在需要柔性模塑料的情况下的一种可行的解决途径。

在EP310166和EP326224中描述了铝-氧化合物的添加。例如,氢氧化铝旨在用于确保聚酮流动行为的改善,原因是加工温度下的交联由于添加剂延迟发生,并且在加工持续时间期间也进行得更为缓慢。

根据EP629663或EP896021,聚酮的熔体加工可以通过添加0.01%至10%的拟薄水铝石来进一步改善。拟薄水铝石由此防止在比聚酮熔融温度高20K的加工温度下熔体黏度过快地增加。

根据JP11-181080,添加剂如氧化铝或氧化镁实际上确实可以改善加工期间的流动行为,但是由于聚酮的分解而没有防止挥发性化合物的产生。为了减少或防止脱气,提出了利用氨或伯胺来对聚酮进行处理。

DE19808938尤其涉及聚碳酸酯、聚酯和聚酮对抗氧化分解、热分解和光诱导分解的稳定化,除了苯并呋喃-2-酮化合物之外,还能够向聚合物添加另外的稳定剂,尤其是亚磷酸酯和亚膦酸酯。

除了可流动性之外,如果期望在加工之后还仍然保持聚酮模塑料的颜色和结晶性,EP896021推荐添加氢氧化铝和多元醇的组合。

EP322959描述了纤维增强的聚酮模塑料,特别是利用玻璃纤维增强的模塑料,以及用于由聚酮溶液制备该模塑料的方法。其目的是增加模塑料的强度和模量。



技术实现要素:

因此,本发明的目的尤其是提供基于部分结晶的脂肪族聚酮的模塑料,其具有增强纤维以及次膦酸或其盐,其特征在于改善的机械性能以及在注塑成型过程中的良好可加工性。特别地,旨在相对于现有技术水平改善断裂强度、断裂伸长率和抗冲击强度。此外,需要的是模塑料应当具有足够高的可流动性以能够制造具有良好品质的甚至薄壁的模塑部件。

该目的是根据本发明通过根据权利要求1所述的聚酮模塑料实现的。对于专利权利要求13,提供了能够由根据本发明的聚酮模塑料获得的模塑制品。专利权利要求14涉及一种用于制造根据本发明的模塑制品的方法。各从属权利要求在此代表有利的发展方案。

因此,本发明涉及一种聚酮模塑料,所述聚酮模塑料包含以下组分或由以下组分组成:

(A)25重量%至99.9重量%的至少一种脂肪族聚酮;

(B)0至70重量%的填充材料或增强材料;

(C)0.1重量%至6重量%的至少一种含磷化合物,所述至少一种含磷化合物选自:

(C1)0至6重量%的至少一种次膦酸或至少一种二次膦酸、其金属盐和/或有机衍生物;

(C2)0至2重量%的至少一种有机亚磷酸酯或亚膦酸酯,

含磷化合物(C1)和(C2)中的至少一种存在于聚酮模塑料中,使得含磷化合物(C1)和(C2)之和为至少0.1重量%,

(D)0至20重量%的至少一种添加剂,

(A)至(D)之和为100重量%,包括(C1)和(C2)的(A)至(D)的含量数据分别是相对于模塑料或者(A)至(D)之和而言的,模塑料优选只由组分(A)至(D)组成。

组分A至D的重量百分比在此共同为100%,优选地最终形成总的聚酮模塑料。

此处和下文中表明的浓度或浓度范围在模塑料以开放方式配制(“包含”)的情况下分别是相对于组分A至D之和而言的,或者在模塑料以封闭方式配制(由……组成)的情况下是相对于总的模塑料而言的。在后一情况下,模塑料只由组分A至D组成。

在根据本发明的聚酮模塑料的情况下,一个优选实施方案规定彼此分别独立地或彼此结合地,

(A)至少一种脂肪族聚酮的含量为32重量%至89.7重量%,优选41重量%至84.5重量%,非常特别优选44重量%至79.5重量%或49重量%至69.5重量%,

(B)填充材料或增强材料的含量为10重量%至60重量%,优选15重量%至55重量%,更优选20重量%至50重量%,非常特别优选30重量%至45重量%,

(C)至少一种含磷化合物的含量为0.2重量%至4重量%,优选0.3重量%至3重量%,非常特别优选0.8重量%至3重量%,和

(D)至少一种添加剂的含量为0.1重量%至6重量%,优选0.2重量%至3重量%。

组分(A)-脂肪族聚酮

根据本发明使用的脂肪族聚酮涉及基本上包含1个一氧化碳分子/分子不饱和烃的具有直链交替结构的热塑性聚合物。合适的不饱和烃特别是具有至多20个碳原子、优选至多10个碳原子的烯烃,例如乙烯或其他α-烯烃,包括丙烯、1-丁烯、异丁烯、1-己烯、1-辛烯和1-十二烯。此外,具有芳基取代基的烯属不饱和化合物如苯乙烯、对-甲基苯乙烯、对-乙基苯乙烯和间-异丙基苯乙烯也适合用作单体。

在本发明意义上优选的脂肪族聚酮是由一氧化碳和乙烯制成的交替共聚物或由一氧化碳、乙烯和具有至少3个碳原子的第二烯属不饱和烃、特别是α-烯烃如丙烯或1-丁烯制成的三元共聚物。

特别地,根据本发明使用的聚酮涉及具有以下通式的三元共聚物:

其中Q是来源于具有至少3个碳原子的烯属不饱和化合物的二价基团,摩尔比y:x小于或等于0.5,优选小于0.2,特别是小于或等于0.1,特别是0.01至0.1。Q特别是二价单元-CH2-CH(CH3)-,所述二价单元来源于丙烯。

根据一个优选实施方案,至少一种脂肪族聚酮为部分结晶的聚酮,优选具有根据ISO 11357-3通过DSC以20K/分钟的加热速率测量的180℃至280℃、特别是200℃至240℃的熔融温度。

更有利地,脂肪族聚酮具有根据ISO 1133在240℃和2.16kg负载下测定的5cm3/10分钟至200cm3/10分钟、特别是10cm3/10分钟至100cm3/10分钟、非常特别优选20cm3/10分钟至80cm3/10分钟的熔体黏度(MVR,熔体体积流动速率)。

同样,可能地,脂肪族聚酮具有利用毛细管黏度计在20℃下以溶解在100ml间甲酚中的0.5g聚酮的聚合物浓度测量的1.5至2.5、优选1.6至2.2的相对黏度。

前述提及的脂肪族聚酮的性能可以以替代或累加的方式存在。

脂肪族聚酮的特征还在于相对于PMMA标准通过GPC在六氟异丙醇中测定的20000克/摩尔至100000克/摩尔、特别是30000克/摩尔至60000克/摩尔的优选数均摩尔质量。

优选可用的脂肪族聚酮聚合物是本身已知的。例如,US 4,880,903描述了一种由一氧化碳、乙烯和其他烯属不饱和烃、特别是丙烯制成的直链交替聚酮三元共聚物。在用于制备脂肪族聚酮的方法中,一般提供了由第VIII族金属的化合物制成的催化剂组合物的使用,其选自钯、钴或镍、不属于卤素酸的强酸的阴离子和二合磷、砷或锑配体。在US 4,843,144中,描述了一种用于制备由一氧化碳和至少一种烯属不饱和烃制成的直链交替聚酮聚合物的方法,其中使用包含钯化合物、具有小于6的pKa值且不属于卤素酸的酸的阴离子、和二合磷配体的催化剂。例如,在甲醇中实施聚合,所述甲醇同时具有引发剂功能和链转移功能,使得以该方式制备的聚酮具有典型的酮基和酯基的端基形式。在这些专利说明书中公开的所有聚酮优选也适合于本发明的目的。在前述US专利的该方面中的公开内容因此也共同包含在本申请中。

组分(B)-填充材料和增强材料

适合于本发明目的的优选填充材料或增强材料在此选自纤维填充材料或颗粒填充材料或其混合物,它们优选具有浆料和/或黏合剂。

在一个优选实施方案中,根据本发明的聚酮模塑料另外还包含填充材料和增强材料(组分B),特别是只包含增强材料。

作为组分(B),根据本发明的模塑料可以包含10重量%至60重量%、优选15重量%至55重量%、更优选20重量%至50重量%、非常特别优选30重量%至45重量%的填充材料或增强材料或其混合物。

增强材料也称为增强纤维,其通常优选选自玻璃纤维、碳纤维(碳纤维、石墨纤维)、金属纤维、芳纶纤维(对芳纶纤维或间芳纶纤维(例如或Dupont))、玄武岩纤维和晶须如钛酸钾晶须,及其混合物或组合。

用作增强材料的玻璃纤维优选以连续股线(粗纱)或切割形式、特别是以短玻璃纤维(切割玻璃)的形式存在。

为了改善聚酮的相容性,填充材料、特别是纤维如玻璃纤维优选具有浆料和/或黏合剂。

优选地,使用由E型玻璃制成的玻璃纤维作为组分(B)的填充材料。

一般地,组分(B)的纤维可以具有圆形截面或非圆形截面,也能够使用这样的体系的混合物。

优选地,在圆形纤维的情况下,使用具有5μm至20μm、优选6μm至15μm、特别优选7μm至12μm的直径的那些圆形纤维。

在扁平纤维的情况下,优选具有大于或等于2、特别是2.8至4.5的彼此垂直的截面轴线的比例的那些扁平纤维,其较小的截面轴线具有≥4μm的长度。

玻璃纤维在此优选由E型玻璃构成。然而,也可以使用所有其他类型的玻璃纤维如A型、C型、D型、M型、S型、R型玻璃纤维或其任意混合物或与E型玻璃纤维的混合物。玻璃纤维在此可以作为连续纤维或作为切割玻璃纤维添加,所述纤维能够具有合适的上浆体系和黏合剂或黏合剂体系,例如基于硅烷、氨基硅烷或环氧硅烷的体系。优选地,使用由E型玻璃或S型玻璃制成的、也称为短玻璃纤维的切割玻璃。优选极性浆料,极性浆料也用于聚酯或聚酰胺。

优选地,玻璃纤维(B)选自:

·E型玻璃纤维(根据ASTM D578-00,这些玻璃纤维由以下组分构成:52%至62%的二氧化硅、12%至16%的氧化铝、16%至25%的氧化钙、0至10%的硼砂、0至5%的氧化镁、0至2%的碱金属氧化物、0至1.5%的二氧化钛和0至0.3%的铁氧化物;优选地,它们具有2.58±0.04g/cm3的密度、70GPa至75Gpa的拉伸弹性模量、3000MPa至3500MPa的抗拉强度和4.5%至4.8%的断裂伸长率),

·A型玻璃纤维(63%至72%的二氧化硅、6%至10%的氧化钙、14%至16%的氧化钠和氧化钾、0至6%的氧化铝、0至6%的氧化硼、0至4%的氧化镁),

·C型玻璃纤维(64%至68%二氧化硅、11%至15%的氧化钙、7%至10%的氧化钠和氧化钾、3%至5%的氧化铝、4%至6%氧化硼、2%至4%的氧化镁),

·D型玻璃纤维(72%至75%的二氧化硅、0至1%的氧化钙、0至4%的氧化钠和氧化钾、0至1%的氧化铝、21%至24%的氧化硼)、玄武岩纤维(具有以下近似组成的矿物纤维:52%的SiO2、17%的Al2O3、9%的CaO、5%的MgO、5%的Na2O、5%的铁氧化物以及其他金属氧化物),

·AR型玻璃纤维(55%至75%的二氧化硅、1%至10%的氧化钙、11%至21%的氧化钠和氧化钾、0至5%的氧化铝、0至8%的氧化硼、0至12%的二氧化钛、1%至18%的锆氧化物、0至5%的铁氧化物),

·S型、HS型或T型玻璃纤维(58%至70重量%的二氧化硅(SiO2)、15重量%至30重量%的氧化铝(Al2O3)、5%至15重量%的氧化镁(MgO)、0至10重量%的氧化钙(CaO)和0至2重量%的其他氧化物,例如二氧化锆(ZrO2)、氧化硼(B2O3)、二氧化钛(TiO2)或氧化锂(Li2O))及其混合物。

替代地和同样优选地,玻璃纤维还可以作为连续纤维存在,这样的连续纤维在技术上也称为粗纱。优选地,连续纤维具有圆形截面和10μ至20μm、特别是12μm至17μm的直径。同样,也可以设想其中包含连续纤维和短纤维两者的实施方案。

优选地,在根据本发明的模塑料中也可以使用具有非圆形截面的纤维(扁平玻璃纤维)、优选玻璃纤维,特别是卵形、椭圆形、茧状(两个或更多个圆形玻璃纤维沿纵向结合在一起)或矩形或几乎矩形的玻璃纤维。

具有非圆形截面的玻璃纤维(扁平玻璃纤维)优选具有10μm至35μm、特别是18μm至32μm的主截面轴尺寸和3μm至15μm、特别是4μm至10μm的副截面轴长度。

然后,在由模塑料制造的模塑部件的情况下,这些模塑料表现出刚性和强度方面的优势,特别是在横向方向上。优选使用的扁平玻璃纤维(组分(B))是具有扁平形状和非圆形截面区域的短玻璃纤维(切割纤维),彼此垂直的截面轴线的比例大于或等于2,较小的截面轴线具有≥4μm的长度。特别地,优选截面尽可能为矩形的玻璃纤维。玻璃纤维以长度为2mm至50mm的切割纤维的形式存在。这些玻璃纤维具有4μm至10μm的小截面轴线的优选直径,8μm至30μm的大截面轴线的直径,彼此垂直的截面轴线的比例(主截面轴线与副截面轴线的比例)为2至6,优选2.5至5,非常特别优选2.8至4.5。

玻璃纤维可以部分或全部地用晶须代替。应当理解,晶须指针状晶体,特别是由金属、氧化物、硼化物、碳化物、氮化物、多钛酸盐、碳等制成的、通常具有多边形截面的单晶,例如钛酸钾晶须、氧化铝晶须、碳化硅晶须。一般地,晶须具有0.1μm至10μm的直径和在毫米至厘米范围内的长度。同时,它们具有高的抗拉强度。晶须可以通过固态本体上的气相沉积(VS机理)或三相体系沉积(VLS机理)来制备。

根据本发明的模塑料还可以单独或与其他增强纤维一起包含碳纤维。碳纤维是由含碳起始物料制成的工业制备的增强纤维,所述含碳起始物料通过热解(氧化和碳化)被转化成石墨状布置的碳。各向异性碳纤维表现出高的强度和刚性,同时在轴向方向上具有低的断裂伸长率。

通常,碳纤维是通过由经受交替控制的温度和大气条件的聚丙烯腈、树脂、或人造纤维制成的合适聚合物纤维制备的。例如,碳纤维可以通过在200℃至300℃在氧化性气氛中PAN线或织造织物的稳定化和之后在高于600℃的温度和惰性气氛中的碳化来制备。这样的方法是现有技术水平,例如在H.Heiβler的“Kunststoffe in der Luft-und Raumfahrt”(“Reinforced Plastic Materials in Aviation and Space Travel”)(W.Kohlhammer Press,Stuttgart.1986)中描述的。

碳纤维束由几百至十万碳纤维(也称为单个长丝)构成,所述碳纤维具有5μm至9μm的直径、1000MPa至7000MPa的抗拉强度和200GPa至700GPa的弹性模量。通常,结合1000至24000单个长丝以形成多长丝纱(连续碳纤维束,粗纱),所述多长丝纱被卷绕起来。在纺织机、码布机或多轴针织机上进行进一步的加工以形成织物半成品,例如织造织物、打褶织物、或多轴平面织物,或者,在制造纤维增强的塑料的领域中,直接在预浸料单元、股线拉伸单元(拉挤成型单元)或卷绕机上进行进一步的加工以形成织物半成品,例如织造织物、打褶织物、或多轴平面织物。作为短切纤维,可以将聚酮混合于其中并且经由挤出单元和注塑成型单元加工以形成塑料组件。

组分(B)的颗粒填充材料优选是基于矿物的,特别优选基于以下选择: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,实心或空心的玻璃球或碎玻璃,玻璃片,永久磁性或可磁化的金属化合物和/或合金,颜料,特别是硫酸钡、二氧化钛、氧化锌、硫化锌、铁氧化物、铬酸铜,或它们的混合物。填充材料也可以是经表面处理的。

组分(C):

此外,根据本发明的模塑料包含0.1重量%至6重量%、优选0.2重量%至4重量%、更优选0.3重量%至3重量%、特别是0.8重量%至3重量%的含磷化合物作为组分(C)。

组分(C)优选以至多0.10重量%至6.00重量%被包含在模塑料中,优选由以下组分组成:

0.10重量%至6.00重量%的次膦酸或二次膦酸、或这些次膦酸的金属盐(组分C1),或

0.10重量%至2.00重量%的有机亚磷酸酯或亚膦酸酯(组分C2),或

0.10重量%至6.00重量%的次膦酸或二次膦酸或这些次膦酸的金属盐(组分C1)和有机亚磷酸酯或亚膦酸酯(组分C2)的混合物,

混合物由至多0.05重量%至2.00重量%的组分C2和至多0.05重量%至5.95重量%的组分C1组成。

在组分(C)只由有机亚磷酸酯或亚膦酸酯(组分C2)组成的情况下,总计组分(C)的总含量的上限因此被限制为2重量%。

在一个优选实施方案中,组分(C)以至多0.20重量%至4.00重量%被包含在模塑料中,优选由以下组分组成:

0.20重量%至4.00重量%的次膦酸或二次膦酸、或这些次膦酸的金属盐(组分C1),或

0.20重量%至2.00重量%的有机亚磷酸酯或亚膦酸酯(组分C2),或

0.20重量%至4.00重量%的次膦酸或二次膦酸或这些次膦酸的金属盐(组分C1)和有机亚磷酸酯或亚膦酸酯(组分C2)的混合物,

混合物由至多0.10重量%至2.00重量%的组分C2和至多0.10重量%至5.90重量%的组分C1组成。

在另一优选实施方案中,组分(C)以至多0.30重量%至3.00重量%被包含在模塑料中,优选由以下组分组成:

0.30重量%至3.00重量%的次膦酸或二次膦酸、或这些次膦酸的金属盐(组分C1),或

0.30重量%至1.00重量%的有机亚磷酸酯或亚膦酸酯(组分C2),或

0.30重量%至3.00重量%的次膦酸或二次膦酸或这些次膦酸的金属盐(组分C1)和有机亚磷酸酯或亚膦酸酯(组分C2)的混合物,

混合物由至多0.10重量%至1.00重量%的组分C2和至多0.20重量%至2.90重量%的组分C1组成。

特别优选的是组分(C)以至多0.80重量%至3.00重量%被包含在模塑料中,并且优选由以下组分组成:

0.80重量%至3.00重量%的次膦酸或二次膦酸、或这些次膦酸的金属盐(组分C1),或

0.80重量%至3.00重量%的次膦酸或二次膦酸或这些次膦酸的金属盐(组分C1)和有机亚磷酸酯或亚膦酸酯(组分C2)的混合物,

混合物由至多0.10重量%至1.00重量%的组分C2和至多0.70重量%至2.90重量%的组分C1组成。

针对C、C1和C2提及的所有浓度数据均分别是相对于聚酮模塑料或A至D之和而言的。

根据一个优选实施方案,组分(C1)是具有通式(I)和/或通式(II)的次膦酸(M=H+)或次膦酸盐(M=金属阳离子)和/或其聚合物:

其中,

R1、R2是相同或不同的,优选为直链或支链的、饱和的、不饱和的或部分不饱和的C1-C8烷基、和/或芳基;

R3是直链或支链的、饱和的、不饱和的或部分不饱和的C1-C10亚烷基、C6-C10亚芳基、烷基亚芳基或芳基亚烷基;

M是氢离子(质子)或选自元素周期表的第2或第3主族或副族的金属离子,优选铝、钡、钙、镁和/或锌;m=2或3;n=1或3;x=1或2。

优选地,使用铝、钡、钙、镁和锌作为金属离子M。

适合作为组分(C1)以及用于制备根据本发明的次膦酸盐(组分C1)的次膦酸例如是二甲基次膦酸、乙基甲基次膦酸、二乙基次膦酸、甲基正丙基次膦酸、二(甲基次膦酸)甲烷、1,2-二(甲基次膦酸)乙烷、1,6-二(甲基次膦酸)己烷、1,4-二(甲基次膦酸)苯、甲基苯基次膦酸、二苯基次膦酸。次膦酸盐可以通过例如根据反应条件利用基本上单体结构的金属碳酸盐、金属氢氧化物或金属氧化物转化水溶液中的次膦酸来制备,还可能制备聚合次膦酸盐。

特别优选作为组分C1的是上述次膦酸的铝盐、钙盐和锌盐。特别优选铝-三-二乙基次膦酸盐。

优选的有机亚磷酸酯和亚膦酸酯是亚磷酸三苯基酯、亚磷酸二苯基烷基酯、亚磷酸苯基二烷基酯、亚磷酸三(壬基苯基)酯、亚磷酸三月桂基酯、亚磷酸三-十八烷基酯、二亚磷酸二硬脂基季戊四醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、二亚磷酸二异癸基季戊四醇酯、二亚磷酸双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇酯、二亚磷酸双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇酯、二亚磷酸二异癸氧基季戊四醇酯、二亚磷酸双(2,4-二叔丁基-6-甲基苯基)季戊四醇酯、二亚磷酸双(2,4,6-三(叔丁基苯基))季戊四醇酯、三亚磷酸三硬脂基山梨醇酯、二膦酸四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4’-亚联苯基酯、6-异辛氧基-2,4,8,10-四叔丁基-12H-二苯并[d,g]-1,3,2-二氧磷杂环辛烷、6-氟-2,4,8,10-四叔丁基-12-甲基二苯并[d,g]-1,3,2-二氧磷杂环辛烷、亚磷酸双(2,4-二叔丁基-6-甲基苯基)甲基酯和亚磷酸双(2,4-二叔丁基-6-甲基苯基)乙基酯。特别地,优选亚磷酸三[2-叔丁基-4-硫代(2’-甲基-4’-羟基-5’-叔丁基)苯基-5-甲基]苯基酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯。

特别地,优选二亚磷酸双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇酯、亚磷酸三[2-叔丁基-4-硫代(2’-甲基-4’-羟基-5’-叔丁基)苯基-5-甲基]苯基酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯和二亚膦酸四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4'-亚联苯基酯(由Clariant制备的Sandostab P-EPQ")。

组分(D)

作为组分(D),模塑料包含0至20重量%、优选0至10重量%、更优选0.1重量%至6重量%、特别优选0.2重量%至3重量%的至少一种添加剂或加工助剂。

在此应当强调,组分(D)的添加剂与另外的组分(A)至(C)不同。

模塑料可以包含稳定剂(热稳定剂和光稳定剂、抗氧化剂)、加工助剂和另外的聚合物,特别是聚烯烃、经酸改性或酸酐改性的聚烯烃、聚酯、聚酰胺,特别是脂肪族聚酰胺,抗冲击改性剂和另外的添加剂。

组分(D)通常涉及添加剂和/或另外的聚合物,例如选自以下物质:抗冲击改性剂,黏合剂,结晶促进剂或结晶阻滞剂,流动助剂,润滑剂,脱模剂,增塑剂,稳定剂,特别是UV稳定剂和热稳定剂,抗氧化剂,自由基收集剂,加工助剂,抗静电剂,着色物质和标记物质,薄片状纳米颗粒,层状硅酸盐,导电添加剂,例如炭黑、石墨粉或碳纳米原纤维,来自聚合过程的残留物,例如催化剂、盐及其衍生物,含氧金属化合物、含氮金属化合物或含硫金属化合物,以及调节剂,例如一元酸或一元胺。

在组分(D)中优选的含氧金属化合物、含氮金属化合物或含硫金属化合物主要基于金属铝、钙、镁和锌。合适的化合物选自氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硅酸盐、硼酸盐、磷酸盐、锡酸盐以及这些化合物的组合或混合物,例如氧化物-氢氧化物或氧化物-氢氧化物-碳酸盐。实例为氧化镁、氧化钙、氧化铝、氧化锌、氢氧化铝、勃姆石、拟薄水铝石、三羟铝石,二水滑石、水铝钙石、氢氧化钙、羟基磷灰石钙、氧化锡水合物、氢氧化锌、硼酸锌、硫化锌、磷酸锌、碳酸钙、磷酸钙、碳酸镁、碱性硅酸锌、锡酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸钙、硬脂酸锌,硬脂酸镁、棕榈酸钾、山萮酸镁。

优选地,根据本发明的模塑料在此不包含马来酸酐接枝的PE和/或PP黏合剂。

存在优选的聚酮模塑料,所述聚酮模塑料由以下组分组成:

(A)38重量%至89.2重量%的至少一种脂肪族聚酮;

(B)10重量%至60重量%的玻璃纤维、碳纤维或其混合物;

(C)0.8重量%至6重量%的至少一种含磷化合物,其选自以下组分:

(C1)0至6重量%的至少一种次膦酸或至少一种二次膦酸、其金属盐和/或有机衍生物;

(C2)0至2重量%的至少一种有机亚磷酸或亚膦酸,含磷化合物(C1)和(C2)中的至少一种存在于聚酮模塑料中,使得含磷化合物(C1)和(C2)之和为至少0.8重量%,

(D)0.1重量%至6重量%的至少一种添加剂,

(A)至(D)之和为100重量%,包括(C1)和(C2)的(A)至(D)的含量数据分别是相对于模塑料或(A)至(D)之和而言的。

在此特别优选的是组分(C)由以下组分组成:0.80重量%至6.00重量%的次膦酸或二次膦酸、或这些次膦酸的金属盐(组分C1),或

0.8重量%至6.00重量%的次膦酸或二次膦酸或这些次膦酸的金属盐(组分C1)和有机亚磷酸酯或亚膦酸酯(组分C2)的混合物,混合物由至多0.10重量%至2.00重量%、特别是至多0.10重量%至1.00重量%的组分C2和至多0.70重量%至5.90重量%的组分C1组成。

此外,本发明还涉及模塑制品、上述模塑料用于制造热塑性可加工的模塑制品的用途、以及能够由根据本发明的组合物获得的模塑制品。

这样的模塑制品的实例包括:壳体和用于泵的功能部件,传动装置,阀和水表,节流阀,气缸,活塞,头灯壳体,反射器,弯曲光调整件,齿轮,发动机轴承和传动轴承,插入式连接装置,连接器,型材,箔或数层多层箔,纤维,电子元件,特别是用于便携式电子设备的元件,电子元件的壳体,连接器,移动电话壳体,LED壳体的元件,个人计算机的壳体或壳体部件,特别是笔记本壳体,工具,复合材料,流体传导管和容器,特别是在汽车领域中,光滑的和波纹状的单层或多层管,管段,连接件,用于连接软管的配件,波纹管和介质传导管,多层管(内层、外层或中间层)的部件,多层容器中的各个层,液压管,制动液管,离合器管,冷却剂管、制动液容器等。

模塑制品是可以通过注塑成型、挤出、或吹塑的方法制造的。

具体实施方式

以下参考以举例方式给出的实施方案描述本发明的优选实施方案,所述实施方案仅用于说明,而不应被解释为限制性的。

聚酮模塑料的制备

预先混合组分(A)、(C)和(D)的原料,并且按重量计量添加到ZSK25型的双螺杆挤出机(Werner和Pfleiderer)的进料中。经排放口前方的侧边进料器4壳体单元将组分(B)计量添加至熔体中。该过程在200℃至270℃的料筒温度下以200rpm的螺杆转速和10kg/h的通量进行。材料经喷嘴排放出并在将股流冷却之后进行造粒。之后在100℃下在真空中进行干燥24小时。

模塑制品的制造

模塑制品的制造在注塑成型机Arburg Allrounder 420C-1000-250上进行,采用200℃至270℃的料筒升温曲线和1000巴至1800巴的注射压力。模具温度为80℃。模塑制品的几何形状对应于相应测试标准的规格。

使用以下材料:

PK-EP(LV):由一氧化碳、乙烯和丙烯制成的低黏性脂肪族聚酮,熔融 点为220℃,MFR(240℃、2.16kg)为60克/10分钟,Hyosung Co.Ltd.,

PK-EP(HV):由一氧化碳、乙烯和丙烯制成的高黏性脂肪族聚酮,熔融 点为220℃,MFR(240℃、2.16kg)为6克/10分钟,Hyosung Co.Ltd.,

PA12:聚酰胺PA12,ηrel溶液粘度=1.95(溶解在100ml间甲酚 中的0.5g聚合物,20℃),熔融点为178℃,EMS-CHEMIE AG.

Polybond 3002:马来酸酐改性的聚丙烯,BP Performance Polymers Inc

Exolit OP 1230:铝-三-二乙基次膦酸盐,Clariant,CH

Magnefin H10IV:高纯度氢氧化镁,Albemarle

玻璃纤维:用于聚酰胺的具有圆形截面的玻璃纤维,纤维长度4.5mm, 直径10μm,Vetrotex

Sandostab P-EPQ:二亚膦酸四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4’-亚联苯基酯(CAS: 38613-77-3),Clariant

稳定剂:Irganox 1010,空间位阻酚抗氧化剂(BASF SE)

模塑料的组合物和由其制造的根据本发明的模塑制品的性能汇总在表1中,对比例在表2中示出。

表1:根据本发明的实施例E1-E6:

重量%=重量百分比

表2:对比例CE1-CE7

重量%=重量百分比

根据以下标准对处于干燥状态下的以下测试件进行测量。这意味着在供给测试件进行测试之前,在注塑成型之后在干燥的环境下在室温中将测试件在硅凝胶上存放至少48小时。

通过ISO标准11357(玻璃化转变温度的标准11357-2,熔融温度和熔融焓的标准11357-3)对颗粒测定其热行为(熔融点(TM)、熔融焓(ΔHm)、玻璃化转变温度(Tg))。以20℃/分钟的加热速率实施差示扫描量热法(DSC)。

根据DIN EN ISO 307在20℃的温度下对溶解在100ml间甲酚中的0.5g聚合物的溶液测定相对黏度(ηrel)。使用颗粒作为样品。

拉伸弹性模量、断裂强度和断裂伸长率:根据ISO 527在23℃的温度下对ISO测试条(标准ISO/CD 3167,AI型,170×20/10×4mm)以1mm/分钟(拉伸弹性模量)的拉伸速度或5mm/分钟(断裂强度、断裂拉伸率)的拉伸速度测定拉伸弹性模量、断裂强度和断裂伸长率。

根据ISO 179/keU或ISO 179/keA在23℃的温度下对ISO测试条(标准ISO/CD 3167,BI型,80×10×4mm)测量抗冲击强度和根据Charpy的抗切口冲击强度。

根据ISO 1133通过毛细管流变仪测定MVR(熔体体积流动速率),物料(颗粒)在250℃的温度下在可加热的料筒中熔融,并且在由21.6kg的覆盖负载所产生的压力下被挤压穿过限定的喷嘴(毛细管)。随着时间测定聚合物熔体的挤出体积。

根据ISO 75-1和ISO 75-2对尺寸为80×10×4mm的ISO抗冲击条(处于平坦放置的位置中的测试件)测定HDT A(1.80MPa)和HDT C(8.00MPa)形式的热尺寸稳定性。

通过根据本发明使用组分(C),可以显著改善机械性能,特别是断裂强度、断裂伸长率以及抗冲击强度和抗切口冲击强度。

由此实现比使用普通黏合剂如马来酸酐改性的聚烯烃(CE6)时显著更高的性能改善。通过添加脂肪族聚酰胺如PA12,强度和断裂伸长率事实上增加,但是同时刚性和断裂强度降低(CE7)。仅根据本发明使用组分C实现强度、断裂伸长率和断裂强度的同时改善,而不降低刚性。

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