制备纤维增强复合材料的方法_2

文档序号:9528720阅读:来源:国知局
),
[0050] 基于组合物的总重量计。
[0051] 优选使用包含70至98重量份、特别优选80至95重量份的至少一种内酰胺A)的 可聚合组合物,基于组合物的总重量计。
[0052] 优选使用包含0. 2至8重量份、优选2. 4至8重量份、特别优选3. 2至5. 6重量份 的至少一种活化剂C)的可聚合组合物,基于组合物的总重量计。
[0053] 优选使用包含0. 1至3. 6重量份、优选0. 54至3. 6重量份、特别优选0. 64至3重 量份的至少一种催化剂B)的可聚合组合物,基于组合物的总重量计。
[0054] 在室温下,步骤a)中提供的可聚合组合物稳定且为固体。特别地,本发明中所用 的可聚合组合物在内酰胺组分的熔点以下的温度下不聚合,因此相对于不想要的过早聚合 是稳定的。本发明中所用的可聚合组合物可储存数月并在任意所期望的时机用于制备聚酰 胺。
[0055] 特别合适的内酰胺为ε-己内酰胺、2-哌啶酮(δ-戊内酰胺)、2_吡咯烷酮 (γ-丁内酰胺)、辛内酰胺、庚内酰胺、月桂基内酰胺(laurylolactam)、十二内酰胺及其混 合物。优选的是己内酰胺、月桂基内酰胺及其混合物。特别优选仅使用己内酰胺或仅使用 月桂基内酰胺作为内酰胺。
[0056] 用于本发明的方法中的合适的催化剂B)为通常用于阴离子聚合的常规催化剂。
[0057] 这类催化剂公开于例如 Kunststoff-Handbuch[Plastics handbook],第 3/4 卷, Technische Thermoplaste, Polyamide[Engineering thermoplastics, Polyamides], Carl Hanser Verlag, Munich, Vienna, 1998,特别是第48页及随后页中。优选催化剂B)为选自 以下物质中的一种:己内酰胺钠盐、己内酰胺钾盐、己内酰胺溴镁盐、己内酰胺氯镁盐、双己 内酰胺镁盐、氢化钠、钠、氢氧化钠、甲醇钠、乙醇钠、丙醇钠、丁醇钠、氢化钾、钾、氢氧化钾、 甲醇钾、乙醇钾、丙醇钾、丁醇钾及其混合物。
[0058] 特别优选使用选自氢化钠、钠和己内酰胺钠盐的催化剂B)。特别地,己内酰胺钠盐 用作催化剂B)。在一个具体的实施方案中,使用己内酰胺钠盐在己内酰胺中的溶液,例如购 自Brilggemann的Brtiggolen? C10?其包含17至19重量%的在己内酰胺中的己内酰胺 钠盐。己内酰胺溴镁盐,例如购自Brilggemann的BriiggOlen⑩CU同样特别适合作为催 化剂B)。
[0059] 内酰胺A)与催化剂B)的摩尔比可在宽的范围内变化,通常为1:1至10000:1、优 选5:1至1000:1,特别优选1:1至500:1。
[0060] 本发明中所用的可聚合组合物包含至少一种用于阴离子聚合的活化剂C)。
[0061] 适合作为催化剂C)的化合物通常为异氰酸酯、酸酐和酰卤以及这些物质与内酰 胺单体的反应产物。合适的活化剂的其他实例为与内酰胺A) -起原位形成活性内酰胺的 前体,实例为N-酰基内酰胺。生长链的数量取决于活化剂的量。
[0062] 合适的活化剂C)尤其为脂族二异氰酸酯,如亚丁基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰 酸酯、八亚甲基二异氰酸酯、十亚甲基二异氰酸酯、十一亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二 异氰酸酯、亚甲基双(环己基4-异氰酸酯)、异佛尔酮二异氰酸酯;芳族二异氰酸酯,如甲 苯二异氰酸酯或亚甲基双(苯基-4-异氰酸酯)或多异氰酸酯(例如衍生自六亚甲基二异 氰酸酯的异氰酸酯)或脲基甲酸酯(例如脲基甲酸乙酯)。特别地,可使用所提及的化合物 的混合物作为活化剂C)。
[0063] 其他合适的活化剂C)为脂族二酰卤,如亚丁基二酰氯、亚丁基二酰溴、六亚甲基 二酰氯、六亚甲基二酰溴、八亚甲基二酰氯、八亚甲基二酰溴、十亚甲基二酰氯、十亚甲基二 酰溴、十二亚甲基二酰氯、十二亚甲基二酰溴、4, 4' -亚甲基双(环己酰氯)、4, 4' -亚甲基 双(环己酰溴)、异佛尔酮二酰氯、异佛尔酮二酰溴以及芳族二酰卤,如甲苯基亚甲基二酰 氯、甲苯基亚甲基二酰溴、4, 4' -亚甲基双(苯基)酰氯和4, 4' -亚甲基双(苯基)酰溴。 特别地,可使用所提及的化合物的混合物作为活化剂C)。
[0064] 特别优选的是其中所用的活化剂C)包含至少一种选自脂族二异氰酸酯、芳族二 异氰酸酯、多异氰酸酯、脂族二酰卤和芳族二酰卤的化合物的可聚合组合物。
[0065] 在一个优选的实施方案中,所用的活化剂C)包含至少一种选自六亚甲基二异氰 酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二酰溴、六亚甲基二酰氯及其混合物的化合物。特别 优选使用六亚甲基二异氰酸酯作为活化剂C)。
[0066] 活化剂C)可以固体形式或以溶液形式使用。特别地,活化剂C)可以己内酰胺 的溶液的形式使用。合适的活化剂C)的实例为己内酰胺封端的1,6_六亚甲基二异氰酸 酯。己内酰胺封端的1,6-六亚甲基二异氰酸酯在己内酰胺中的溶液可以BrUggemann的 Bdiggo丨en? C20的形式市售获得。
[0067] 内酰胺A)与活化剂C)的摩尔比可在宽的范围内变化,并且通常为1:1至 10000:1、优选 5:1 至 2000:1、特别优选 20:1 至 1000 :1。
[0068] 本发明步骤a)中提供的固体可聚合组合物,除了上述组分A)、B)和C)外,还包含 其他选自单体、聚合物、填料、纤维材料和其他额外物质的组分。
[0069] 除了至少一种内酰胺A)外,可聚合组合物还可包含至少一种可与其共聚的单体 M)。所述单体M)优选为选自内酯和交联剂中的一种。所述单体M)优选仅为选自内酯中的 一种。优选的内酯的实例为ε-己内酯和/或γ-丁内酯。
[0070] 本发明步骤a)中提供的固体可聚合组合物可包含交联单体Μ)。交联单体可为包 含多于一个可与内酰胺单体共聚的基团的化合物。这类基团的实例为环氧基团、胺基团、羧 基、酸酐基团、噁唑啉基团、碳二亚胺基团、氨基甲酸酯基团、异氰酸酯基团和内酰胺基团。 合适的交联单体M)的实例为氨基取代的内酰胺,如氨基己内酰胺、氨基哌啶酮、氨基辛内 酰胺、氨基庚内酰胺、氨基十二内酰胺、氨基月桂基内酰胺及其混合物,优选的是氨基己内 酰胺、氨基哌啶酮及其混合物,且特别优选的是氨基己内酰胺。
[0071] 优选单体M)的量为至多40重量%,基于用于聚合的单体的总重量计。优选单体 M)的含量为0至30重量%、特别优选0. 1至20重量%,基于用于聚合的单体的总重量计。
[0072] 在一个优选的实施方案中,固体可聚合组合物仅包含内酰胺A)作为单体。
[0073] 所述可聚合组合物可包含一种或多种聚合物。该聚合物原则上可为选自本发明 可聚合组合物的聚合过程中获得的聚合物、不同于这些的聚合物以及聚合物共混物中的一 种。
[0074] 优选步骤a)中提供的可聚合组合物包含0至40重量%、特别优选0至20重量%、 特别是0至10重量%的包含在组合物中的内酰胺A)和一如果存在一单体M)的聚合过 程中获得的聚合物,基于组合物的总重量计。在本文中表述聚合物还包含低聚化合物。
[0075] 此外,步骤a)中提供的可聚合组合物可包含有意地添加到组合物的聚合物。优选 步骤a)中提供的可聚合组合物包含0至40重量%、特别优选0至20重量%、特别是0至 10重量%的添加的聚合物,基于组合物的总重量计。如果可聚合组合物包含至少一种添加 的聚合物,则其量优选为至少〇. 1重量%、特别优选〇. 5重量%,基于可聚合组合物的总重 量计。在一个具体的实施方案中,可聚合组合物不包含聚合本发明中所用的可聚合组合物 的过程中形成的聚合物。在另一个具体的实施方案中,可聚合组合物不包含添加的聚合物。
[0076] 所述可聚合组合物可包含一种或多种优选以聚合物的形式添加至组合物的聚合 物。在一个基本的实施方案中,添加的聚合物包含适于与由内酰胺单体形成的聚合物形成 嵌段共聚物和/或接枝共聚物的基团。这类基团的实例为环氧基团、胺基团、羧基、酸酐基 团、噁唑啉基团、碳二亚胺基团、氨基甲酸酯基团、异氰酸酯基团和内酰胺基团。
[0077] 在另一个实施方案中,所述可聚合组合物包含至少一种选自以下物质的添加的聚 合物:聚苯乙稀、苯乙稀共聚物、聚苯醚醚(polyphenylene oxide ether)、聚稀经、聚酯、聚 醚、聚醚胺、由含乙烯基基团的单体形成的聚合物以及所提及的聚合物的混合物。在一个优 选的实施方案中,所述可聚合组合物包含至少一种选自以下的聚合物:苯乙烯-丙烯腈共 聚物(SAN)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、苯乙烯-丁二烯共聚物(SB)、聚乙烯 (HTPE(高温聚乙烯),LTPE(低温聚乙烯))、聚丙烯、聚-1-丁烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲 酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺、聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇、聚醚砜(PESU或PES)、聚氯乙烯、聚 偏二氯乙烯、聚苯乙烯、抗冲改性的聚苯乙烯、聚乙烯基咔唑、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚 异丁烯、聚丁二烯、聚砜及其混合物。其用于例如改进产品的特性、组分的相容性和粘性。
[0078] 在一个合适的实施方案中,步骤a)中提供的可聚合组合物包含至少一种填料和/ 或纤维材料。为了本发明的目的,表述"填料"和"纤维材料"具有宽的含义并包含例如粒 状填料和纤维材料,以及任意可能的过渡形式。粒状填料可具有宽的粒径范围,从尘状颗 粒到粗颗粒。可用的填料材料包括有机和无机填料和/或有机和无机纤维材料。例如,可 使用以下物质:无机填料,如高岭土、白垩、硅灰石、滑石粉、碳酸钙、硅酸盐、二氧化钛、氧化 锌、石墨、玻璃颗粒(如玻璃珠粒);纳米级填料,如碳纳米管,炭黑、纳米级页娃酸盐和其他 页硅酸盐、纳米级氧化铝(A1203)、纳米级二氧化钛(Ti02)、碳纳米管石墨烯以及纳米级二氧 化硅(Si02)。
[0079] 此外可使用一种或多种纤维材料。其优选选自已知的无机增强纤维,如硼纤维、 玻璃纤维、碳纤维、二氧化硅纤维、陶瓷纤维和玄武岩纤维;有机增强纤维,如芳族聚酰胺纤 维、聚酯纤维、尼龙纤维、聚乙烯纤维和天然纤维,如木质纤维、亚麻纤维、大麻纤维和剑麻 纤维。
[0080] 特别优选的是使用玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、硼纤维、金属纤维或钛酸 钾纤维。具体地,使用短切玻璃纤维。所提及的纤维优选以短纤维的形式用于可聚合组合 物中。本文中短纤维的平均纤维长度优选为0.1至〇.4_。还可使用长纤维或连续长丝纤 维形式的纤维材料。然而,这些纤维材料通常并不用于步骤a)中提供的可聚合组合物中, 而是仅以纤维材料的形式用于制备本发明的纤维增强复合材料。
[0081] 特别地,还可使用所提及的填料和/或纤维材料的混合物。所用的特别优选的填 料和/或纤维材料为玻璃纤维和/或玻璃颗粒,特别是玻璃珠粒。
[0082] 本发明步骤a)中提供的可聚合组合物优选包含0至90重量%、特别是1至80重 量%的至少一种填料和/或纤维材料,基于可聚合组合物的总重量计。在一个具体的实施 方案中,本发明中所用的可聚合组合物包含30至50重量%的至少一种填料和/或纤维材 料,基于可聚合组合物的总重量计。在另一个具体的实施方案中,本发明中所用的可聚合组 合物包含50至90重量%的至少一种填料和/或纤维材料,基于可聚合组合物的总重量计。
[0083] 特别地,步骤a)中提供的可聚合组合物不包含填料和纤维材料。
[0084] 在一个优选的实施方案中,步骤a)中提供的可聚合组合物可包含至少一种其他 额外物质。优选额外物质的量为〇至5重量%,基于可聚合组合物的总重量计,优选0至4 重量%,基于可聚合组合物的总重量计,特别优选0至3. 5重量%,基于可聚合组合物的总 重量计。可添加的额外物质的实例为光稳定剂、PVC稳定剂和其他稳定剂,例如铜盐、染料、 抗静电剂、脱模剂(release agent)、抗氧化剂、润滑剂、阻燃剂、发泡剂、抗
当前第2页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1