由聚酰胺mxd.10制成的组合物的制作方法_2

文档序号:9528922阅读:来源:国知局
胺与所述 第二共聚酰胺和所述碳基纳米填料且如果适当的话与所述增强剂同时配混。
[0041] 根据一个实施方案,所述组合物以细粒的形式收集。
[0042] 本发明还涉及前述组合物的用途,用以形成单层结构体或者多层结构体的至少一 个层。
[0043] 根据一个实施方案,所述结构体具有纤维、膜、管、空心体或者注塑部件的形式。
[0044] 本发明还涉及物品的制造方法,包括对前述组合物进行注塑的步骤。
[0045] 本发明还涉及由前述组合物制造的物品,优选地通过注塑制造。
[0046] 根据一个实施方案,所述物品是:用于运输工具且尤其是用于机动车、客车、 卡车、火车、船舶或航空器的机械部件;旨在用于建筑工业的物体;家居用品;电器用品 (electricalitem);电子用品(electronicitem);医疗用品;或者体育用品且特别是滑 雪用品。
[0047] 本发明能够克服现有技术的缺点。更具体地说,其提供了基于聚酰胺MXD. 10或 者基于包含MXD. 10单元的共聚酰胺的组合物,其相对于现有技术且尤其是相对于文献 TO2011/010039表现出加速的结晶动力学、同时保持结晶材料的机械性能和尺寸稳定性能。
[0048] 此外,相对于使用常规成核剂(例如滑石),本发明提供了在结晶动力学上的加 速。
[0049] 所述的结晶动力学上的加速使得能够减少注射循环时间并且提高生产率。
[0050] 这是借助于如下实现的:除了表现出与第一聚酰胺的熔点相近的熔点的第二半结 晶聚酰胺以外,使用碳基纳米填料作为成核剂,所述第二聚酰胺还与碳基纳米填料一起作 为成核剂。
[0051] 本发明组合物使得能够获得具有优异机械性能(特别是约3GPa的拉伸模量)的 材料或者物品,该组合物此外同时表现出:
[0052] -约为聚酰胺MXD. 10的转变温度的转变温度,也就是说,有利地在210°C和260°C 之间(和因此低于PPA和MXD. 6的转变温度并且适宜于引入在PPA或者MXD. 6的转变温度 处发生分解的增强剂和/或添加剂);
[0053] -适宜于使用水作为热交换流体并因此典型地低于100°C和优选地低于90°C的模 塑温度(尤其是用于通过注塑方法来成型的模塑温度)。
[0054] 第二聚酰胺和碳基纳米填料的共同存在使得能够有效地控制基于聚酰胺MXD. 10 的组合物的结晶。
【附图说明】
[0055] 图1是说明了关于根据本发明的两种组合物(B、C)和参比组合物(A)(参见下面 的实施例)的差示扫描量热法测量结果的图。温度(单位为°0示于横坐标上和热流量 (单位为mW/mg)示于纵坐标上。
【具体实施方式】
[0056] 现在,在下面的说明书中更详细地且无隐含限制地描述本发明。
[0057] 聚酰胺
[0058] 本发明组合物的第一聚酰胺是式MXD. 10的均聚酰胺、或者对应于通式MXD. 10/Z 的共聚酰胺(即,包含MXD. 10单元和其他单元Z的共聚酰胺)(理解为所述共聚酰胺可以 包含仅仅一个其他(重复)单元Z,或者在一些情况下,包含两个或者多于两个的其他不同 单元Z)。
[0059] 所述单元Z(或者每个单元Z)可特别地是由氨基酸获得的单元、由内酰胺获得的 单元、或者对应于Ca二胺和Cb二酸的缩合的单元(a代表二胺的碳数和b代表二酸的碳数)。
[0060] 所述均聚酰胺得自间苯二甲二胺(也称为MXD或者1,3-苯二甲二胺)或者MXD 和对苯二甲二胺(也称为PXD或者1,4-苯二甲二胺)的混合物(MXD在所述混合物中是占 主导的)与癸二酸(其是直链脂族(;。二酸)的缩聚。
[0061] 所述共聚酰胺得自下列物质的缩聚:
[0062] -MXD或者MXD和PXD的混合物(MXD在所述混合物中是占主导的),
[0063] -癸二酸,其是直链脂族Q。二酸,并且
[0064] -α,ω-氨基羧酸、内酰胺或者Ca二胺和Cb二酸的至少之一。
[0065] 在1?0.10/2共聚酰胺中的单元2的摩尔比例可例如为0.1至10%和有利地为0.5 至5% 〇
[0066]当所述单元Z代表α,ω-氨基羧酸的缩合的残基时,α,ω-氨基羧酸可以例如 选自9-氨基壬酸(Ζ= 9)、10-氨基癸酸(Ζ= 10)、12-氨基十二烷酸(Ζ= 12)和11-氨 Si烷酸(Z= 11)以及其衍生物(特别是N-庚基-11-氨基^^一烷酸)。
[0067] 当所述单元Z代表内酰胺的缩合的残基时,其可以特别地选自己内酰胺(Z= 6) 和十二内酰胺(Z= 12)。
[0068] 当所述单元Z代表Ca二胺和Cb二酸的缩合的残基时,所述Ca二胺可以是直链或 者支链的脂族二胺、脂环族二胺或者芳族二胺。所述Cb二酸可以是直链或支链的脂族二羧 酸、脂环族二酸或者芳族二酸。
[0069] 指定,a代表Ca二胺的碳数和b代表Cb二羧酸的碳数。优选地,a和b各自具有 从6至36的数值。
[0070] 根据本发明的组合物可以包含:仅一种第一聚酰胺,或者任选地,若干种如前所定 义的第一聚酰胺。
[0071] 所述第二聚酰胺是不同于所述第一聚酰胺的聚酰胺。
[0072] 其表现出大于或者等于Tf^CTC(且优选地低于了匕+60°(:)的熔点Tf2, 了匕是所 述第一聚酰胺的熔点。
[0073] 所述熔点是根据标准ISO11357-3测定。
[0074] 所述第二聚酰胺是半结晶聚酰胺,不同于无熔点的无定形聚酰胺。
[0075] 根据本发明的有利方案,所述熔点Tf2使得Tf^401:彡Tf^Tf^OT;且优选地, 使得 了匕-3〇。(:彡Tf2<Tfjure。
[0076]在本发明的有利方案中,该第二聚酰胺选自PA11 (聚^^一烷酰胺)、PA12(聚月 桂酰胺)、PA10. 10(聚十亚甲基癸二酰胺)、PA10. 12(聚十亚甲基十二烷二酰胺)、PA 6 (聚己内酰胺)、PA6. 10 (聚六亚甲基癸二酰胺)、PA6. 12 (聚六亚甲基十二烷二酰胺)、 PA6.14(聚六亚甲基十四烷二酰胺)和PA10.14(聚十亚甲基十四烷二酰胺)。PA11、PA 12、PA10. 10和PA10. 12是优选的,因为它们表现出相对低的熔点(低于了匕+20°(:),这导 致改善的结晶。PA11是特别优选的。
[0077] 还可想到使用两种或者更多种如前所定义的第二聚酰胺。
[0078] 本发明组合物包含重量比例为0. 1至20%、且有利地1至10%的所述第二聚酰 胺,相对于第一聚酰胺和第二聚酰胺的总重量。
[0079] 第一聚酰胺和/或第二聚酰胺可以全部或者部分地是基于生物的,也就是说,包 含得自生物质且根据标准ASTMD6866测定的有机碳。在这样的假定下,可认为,本发明组 合物其自身部分地是基于生物的,相对于基于得自化石原材料的聚酰胺(例如基于MXD. 6 的聚酰胺和PPA)的组合物,这表现出优势。
[0080] 特别地,单元MXD. 10和/或单元Z的癸二酸可以是基于生物的。同样地,所述第 二聚酰胺可以是基于生物的,如在其中第二聚酰胺是PA11(来源于蓖麻油的聚酰胺)的特 定情况中。
[0081] 碳基纳米填料
[0082] 根据本发明,使用碳基纳米填料作为成核剂用于聚酰胺组合物的结晶。
[0083] "碳基纳米填料"理解为意指主要由碳组成且表现出至少一个小于或者等于 100nm、优选地小于或者等于50nm和更特别优选地小于或者等于20nm的尺寸(最小尺寸) 的填料。
[0084] 优选地,碳基纳米填料的最小尺寸大于或者等于0.4nm、优选地大于或者等于 lnm〇
[0085] 所述碳基纳米填料可以特别地是碳纳米管、碳纳米纤维、炭黑、石墨烯或者这些的 混合物。优选地,它们是各向异性的纳米填料,且因此,它们尤其是碳纳米管、碳纳米纤维、 石墨烯或者这些的混合物。特别优选地,它们是碳纳米管。
[0086] 碳纳米管是包含位于纵轴周围的石墨平面或者同心地位于纵轴周围的若干个石 墨平面(或者片)的中空管状结构体。
[0087] 碳纳米管可以是单壁、双壁或者多壁类型的。双壁纳米管可以特别地如由Flahaut 等在Chem.Comm. (2003年,第1442页)中所描述的那样来制备。多壁纳米管可以如文献 TO03/02456中所描述的那样来制备。
[0088] 碳纳米管通常具有0. 4至100nm、优选地1至50nm且还更好地2至30nm、实际上 甚至10至15nm的平均直径(垂直于纵轴,所述平均值是沿着纵轴的线性平均数和相对于 纳米管组合的统计平均数)以及有利地0.1至10μm的长度。长度/直径比率优选地大于 10和最经常地大于100。这些值是针对在引入至聚合物基体中之前的碳纳米管而言的。这 是因为:在结合到聚合物基体中的过程期间,纳米管具有发生破碎的趋势并因此表现出在 最终组合物中的降低的长度(例如5至10的长度/直径比率)。
[0089] 比表面积具有例如100至300m2/g、有利地200至30
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