包含由非晶形聚酰胺构成的基体材料的复合材料及其用图
【技术领域】
[0001] 本发明设及包含由具有至少180°c的玻璃化转变溫度的非晶形聚酷胺构成的基体 材料的复合材料。根据本发明的复合材料用于运动、休闲、工程工业、电子、建筑、医疗技术、 通信和交通工具、W及航空航天工程领域中制造增强部件。
【背景技术】
[0002] 由纤维-树脂复合材料制造的具有高强度-重量比的材料被用于其中需要强度、 抗腐蚀性和低重量的很多领域。因此，运种纤维-树脂复合材料能够被很好地用于例如航 空用部件。同样地，运些复合材料特别适合运动设备的物品，例如网球拍或高尔夫球棒。
[0003] 在运些复合材料中，增强元件W单向长丝、纤维网络、纤维织物或者纤维铺网 (Faser-Gelegen)的形式存在。
[0004] 长丝、网络、织物或铺网形式的纤维通常被固定或稳定，运起到简化操作的作用， 并且通过溫度或压力效应使得运些扁平结构的单个或多个的黏附成为可能。使经固定或胶 合的单层或多层扁平结构稳定预形成来形成预制件同样可W通过溫度和压力的影响来控 审IJ。然后将由此产生的和预处理的增强材料包埋在聚合物基体中。增强材料和聚合物之间 的黏附力因此是特别重要的。
[0005] 此外，现有技术已知其中省去纤维的额外固定或稳定并将纤维直接包埋在聚合物 基体中的方法。
[0006] 因此由EP0229731B1已知其中将长丝包埋在由非晶形聚酷胺构成的基体中的复 合材料。由此使用部分芳香族聚酷胺。
[0007] 由EP2479217A1已知其基体由具有环己基甲烧骨架的非晶形聚酷胺W及横胺构 成、纤维包埋在基体中的复合材料。
[0008] 现有技术已知的体系实际上具有良好的机械性能，特别是良好的强度和刚性，然 而它们经常具有关于热稳定性和吸水性的缺点。例如在汽车领域在CDC炉（阴极浸溃涂覆） 中高的热稳定性和低的吸水性基本上是必需的。在于憐酸盐水浴中阴极浸溃涂覆的情况 下，用用作腐蚀保护的涂料层涂覆汽车体。浸浴后，使该涂料层在CDC炉中在180°C-190°C 的溫度下硬化20分钟-30分钟。复合材料部件如耐受CDC炉的顶部具有W下优点：它们不 需要像传统的部件那样只能在CDC过程之后被模块化地应用至汽车体。复合材料部件的水 含量和由此的吸水性在CDC炉中起着至关重要的作用。由于在CDC炉中水分离开材料，所 W可能导致不规则的涂层表面，因此具有低吸水性的材料是有利的。
【发明内容】
[0009] 因此本发明的一个目的是提供消除现有技术的缺点并具有高耐热性、热稳定性、 低吸水性且无结晶收缩同时还呈现出相同的或提高的机械性能的复合材料。
[0010] 该目的通过具有权利要求1的特征的复合材料来实现。在权利要求15中示出根 据本发明的用途。进一步的从属权利要求显示其有利的发展方案。
[0011] 根据本发明，提供一种复合材料，其包含由具有至少180°c的玻璃化转变溫度的非 晶形聚酷胺构成的基体材料。非晶形聚酷胺因此由W下单体形成：
[0012] a) 10摩尔％至50摩尔％的选自对苯二甲酸、间苯二甲酸和糞二甲酸中的至少一 种芳香族二簇酸，
[0013] b)0摩尔％至40摩尔％的至少一种脂肪族二簇酸，
[0014] c)0摩尔％至10摩尔％的至少一种二聚脂肪酸，
[0015]d) 17摩尔％至50摩尔％的选自经烷基取代的双（4-氨基环己基）甲烧和经烷基 取代的双（4-氨基环己基）丙烷的至少一种脂环族二胺，
[0016]e)0摩尔％至33摩尔％的与组分（d)不同的至少一种另外的二胺，和
[0017]f)0摩尔％至30摩尔％的至少一种内酷胺或0摩尔％至30摩尔％的a，O-氨基 酸，
[0018] 全部单体的摩尔比例的总和合计为100摩尔％，并且所述至少一种内酷胺或 a，CO-氨基酸W相对于全部二胺和全部二簇酸的摩尔比例的总和的最高30摩尔％的浓度 被包含。
[0019] 根据本发明的非晶形聚酷胺优选具有180°C至220°C、特别是190°C至210°C的玻 璃化转变溫度灯g)。
[0020] 根据本发明，组分（d)的脂环族二胺通常选自经烷基取代的双（4-氨基环己基） 甲烧和经烷基取代的双（4-氨基环己基）丙烷。在本发明的意义中，经烷基取代的是指双 (4-氨基环己基）甲烧和双（4-氨基环己基）丙烷每个环己基环、优选在3位和/或5位 带有具有1至4个C原子的一个或两个烷基基团。优选甲基基团或乙基基团作为烷基基 团。组分（d)的脂环族二胺因此特别优选选自双（4-氨基-3-甲基环己基）甲烧（MACM)、 2, 2-双（4-氨基-3-甲基环己基）丙烷、双（4-氨基-3-乙基环己基）甲烧（EACM)、双 (4-氨基-3, 5-二甲基环己基）甲烧灯MDC)。优选使用脂环族二胺MCM和TMDC。
[0021] 相对于全部二簇酸总和，最高40摩尔％的组分（a)的芳香族二簇酸能够被组分 化）的脂肪族二簇酸替代。优选地，脂肪族二簇酸选自己二酸、壬二酸、癸二酸、1,12-十二 烧二酸、1，14-十四烧二酸、1，18-十八烧二酸、1，3-环己烧二簇酸和1，4-环己烧二簇酸及 其组合，相对于非晶形聚酷胺，分别地优选具有0. 1摩尔％至37摩尔％的比例和特别优选 5摩尔％至35摩尔％的比例。
[0022] 此外，组分（C)的脂肪族二簇酸优选选自具有36个C原子的二聚脂肪酸和具有44 个C原子的二聚脂肪酸，相对于非晶形聚酷胺，分别地优选具有0摩尔％至7摩尔％的比例 和特别优选0. 1摩尔％至5摩尔％的比例。
[0023]根据本发明，内酷胺或a，O-氨基酸的存在可W同样地用于非晶形聚酷胺的形 成。内酷胺或a,O-氨基酸因此优选选自E-己内酷胺、月桂精内酷胺、1,6-氨基已酸和 1，12-氨基十二烧酸，相对于非晶形聚酷胺的全部二胺和全部二簇酸的摩尔比例总和，分别 地优选具有0摩尔％至25摩尔％的比例和特别优选0. 1摩尔％至20摩尔％的比例。
[0024] 在其中组分（d)的脂环族二胺的一部分被组分（e)的其他二胺替代的情况下，优 选的是该至少一种二胺是与组分（d)不同的脂环族二胺或者是直链的或带支链的脂肪族 二胺，相对于非晶形聚酷胺，分别地优选具有0摩尔％至25摩尔％的比例和特别优选0. 1 摩尔％至15摩尔％的比例。
[00巧]优选的直链的或带支链的脂肪族二胺（e)选自下二胺、甲基戊二胺、六亚甲基二 胺、甲基辛二胺、壬二胺、癸二胺、十二烧二胺和=甲基六亚甲基二胺。
[0026] 优选的脂环族二胺（e)是异弗尔酬二胺化氨基-1，3, 3-S甲基环己烧甲胺）、 1,3-环己二胺、1,3-甲基环己二胺、2, 5-双（氨基甲基）降茨烧或2, 6-双（氨基甲基）降 茨烧、2, 5-降茨烧二胺或2, 6-降茨烧二胺、2, 2-双（4-氨基环己基）甲烧、2, 2-双（4-氨 基环己基）丙烷。
[0027]非晶形聚酷胺优选选自PAMACMI/12、PAMACMT/12、PA6I/MACMI/12、PA6T/ MACMT/12、PAMACMI/MACMT/12、PA6I/6T/MACMI/MACMT、PA6I/6T/MACMI/MACMT/12、 PA6I/6T/MACMI/MACMT/MACM12、PAMACMI/MACMT/MACM12、PATMDC12/TMDCT/TMDC36、PA TMDC12/TMDCI/TMDC36、PATMDC12/TMDCI和PATMDC12/TMDCT，优选选自PAMACMI/12、 PA6I/6T/MACMI/MACMT、PAMACMI/MACMT/MACM12、PATMDC12/TMDCT/TMDC36和PATMDC12/ TMDCTo
[0028] 根据本发明的非晶形聚酷胺具有根据IS0307测量的（100mL间甲酪中的0. 5g)优 选1. 3至1. 8、优选1. 4至1. 7和特别优选1. 45至1. 65的相对黏度。
[0029] 关于末端基团浓度，根据本发明的非晶形聚酷胺优选具有lOmmol/kg至ISOmmol/ kg、特别是 20mmol/kg至 120mmol/kg的COOH末端基团浓度，W及lOmmol/kg至ISOmmol/ kg、特别是20mmol/kg至120mmol/kg的NHz末端基团浓度。优选地，氨基末端基团浓度大 于簇基末端基团浓度。
[0030] 根据本发明的非晶形聚酷胺优选具有根据ISOl133在275°C和5kg负载下测定的 100帕?秒至5000帕?秒、特别是500帕?秒至3000帕?秒的烙融黏度。
[0031]优选的实施方案提供了包含W下材料的复合材料：至少一种含有纤维的材料，特 别是单向长丝或选自织造织物、抓绒、针织物、钩编织物、成层织物及其组合的其他扁平的 含有纤维的材