混合型玻璃纤维碳纤维热塑性复合物的制作方法_3

文档序号:9793115阅读:来源:国知局
,并且更 优选地大于或等于500g/m2的基重。
[0089] 用于本发明复合结构的纤维材料不能为短切纤维或颗粒。需要明确的是,所述复 合结构中的纤维材料不能是未互联形成连续垫、幅材或类似层状结构的纤维或颗粒。换句 话讲,它们不能是被聚酰胺基质树脂组合物包围的独立或单独的单纤维或颗粒。
[0090] 优选地,所述复合结构中纤维材料和聚酰胺树脂组合物之间的比率为40至75重 量%的纤维材料,并且更优选地65至75重量%的纤维材料,所述百分比是基于所述复合结 构总重量计的重量百分比。这对应于40至60%纤维材料的复合结构中的纤维材料和聚酰胺 树脂组合物之比率,所述百分比是基于所述第一组分结构或复合结构的总体积计的体积百 分比。 _1] 聚酰胺树脂组合物
[0092] 用于制造本发明的复合结构的聚酰胺树脂为一种或多种二羧酸与一种或多种二 胺、和/或一种或多种氨基羧酸的缩合产物,和/或一种或多种环状内酰胺的开环聚合产物。 所述聚酰胺树脂选自全脂族聚酰胺树脂、半芳族聚酰胺树脂、以及它们的混合物。术语"半 芳族"描述包含至少一些含有芳族羧酸单体和脂族二胺单体的聚酰胺树脂,相比之下,"全 脂族"聚酰胺则描述包含脂族羧酸单体和脂族二胺单体的聚酰胺树脂。
[0093] 全脂族聚酰胺树脂由脂族和脂环族单体(例如二胺、二羧酸、内酰胺、氨基羧酸、以 及它们的反应性等同物)形成。适宜的氨基羧酸包括11-氨基十二烷酸。在本发明的上下文 中,术语"全脂族聚酰胺树脂"是指衍生自两种或更多种此类单体的共聚物和两种或更多种 全脂族聚酰胺树脂的共混物。可使用直链、支链和环状的单体。
[0094] 可用于全脂族聚酰胺树脂制备中的羧酸单体包括但不限于脂族羧酸,如己二酸 (C6)、庚二酸(C7)、辛二酸(C8)、壬二酸(C9)、癸二酸(C10)、十二烷二酸(C12)和十四烷二酸 (C14)。可用的二胺包括具有四个或更多个碳原子的那些,包括但不限于丁二胺、己二胺、辛 二胺、癸二胺、2-甲基戊二胺、2-乙基丁二胺、2-甲基辛二胺、三甲基己二胺和/或它们的混 合物。全脂族聚酰胺树脂的合适示例包括PA6; PA6,6; PA4,6; PA6,10; PA6,12; PA6,14; P 6, 13;PA 6,15;PA6,16;PA11;PA 12;PA10;PA 9,12;PA9,13;PA9,14;PA9,15;P 6,16;PA9,36; PA10,10;PA10,12;PA10,13;PA10,14;PA12,10 ;PA12,12;PA12,13;PA12,14 以及它们的共聚 物和共混物。包含于本文所述聚酰胺组合物中的优选全脂族聚酰胺树脂的示例包括PA6; PA11; PA12; PA4,6; PA6,6; PA,10; PA6,12; PA10,10以及它们的共聚物和共混物。
[0095] 半芳族聚酰胺树脂是均聚物、共聚物、三元共聚物、或更高的聚合物,其中酸单体 的至少一部分选自一种或多种芳族羧酸。所述一种或多种芳族羧酸可为对苯二甲酸或对苯 二甲酸与一种或多种其它羧酸的混合物,所述其它羧酸如问苯二甲酸、取代的邻苯二甲酸 如2-甲基对苯二甲酸、以及萘二甲酸的未取代或取代的异构体,其中所述羧酸组分优选包 含至少55摩尔%的对苯二甲酸(摩尔百分比基于羧酸混合物)。优选地,所述一种或多种芳 族羧酸选自对苯二甲酸、问苯二甲酸以及它们的混合物,并且更优选地,所述一种或多种羧 酸为对苯二甲酸与问苯二甲酸的混合物,其中所述混合物优选地包含至少55摩尔%的对苯 二甲酸。此外,可以将所述一种或多种羧酸与一种或多种脂族羧酸如己二酸、庚二酸、辛二 酸、壬二酸、癸二酸和十二烷二酸混合,优选己二酸。更优选地,包含在半芳族聚酰胺树脂的 一种或多种羧酸混合物中的对苯二甲酸与己二酸的混合物包含至少25摩尔%的对苯二甲 酸。半芳族聚酰胺树脂包含一种或多种二胺,所述二胺可选自具有四个或更多个碳原子的 二胺,包括但不限于丁二胺、己二胺、辛二胺、壬二胺、癸二胺、2-甲基戊二胺、2-乙基丁二 胺、2-甲基辛二胺;三甲基己二胺、双(对氨基环己基)甲烷;问苯二甲胺;对苯二甲胺和/或 它们的混合物。半芳族聚酰胺树脂的合适示例包括聚(对苯二甲酰己二胺)(聚酰胺6,T)、聚 (对苯二甲酰壬二胺)(聚酰胺9,Τ)、聚(对苯二甲酰癸二胺)(聚酰胺10,Τ)、聚(对苯二甲酰 十二碳二胺)(聚酰胺12,Τ)、己二酰己二胺/对苯二甲酰己二胺共聚酰胺(聚酰胺6,Τ/6,6)、 对苯二甲酰己二胺/问苯二甲酰己二胺(6J/6,〗)、聚(己二酰问苯二甲胺 )(聚酰胺MXD,6)、 己二酰己二胺/对苯二甲酰己二胺共聚酰胺(聚酰胺6,176,6)、对苯二甲酰己二胺/对苯二 甲酰2-甲基戊二胺共聚酰胺(聚酰胺6,1'/0,1')、己二酰己二胺/对苯二甲酰己二胺/问苯二 甲酰己二胺共聚酰胺(聚酰胺6,6/6,176,1);聚(己内酰胺-对苯二甲酰己二胺)(聚酰胺6/ 6,T)以及它们的共聚物和共混物。包含于本文所述聚酰胺组合物中的半芳族聚酰胺树脂的 优选示例包括ΡΑ6,Τ; ΡΑ6,Τ/6,6,ΡΑ6,Τ/6,I; PAMXD,6;ΡΑ6,T/D,Τ以及它们的共聚物和共混 物。
[0096] 优选的聚酰胺树脂选自ΡΑ6、ΡΑ66和PA6T/DT以及它们的共聚物和共混物。
[0097]脂族或半芳族聚酰胺的任何组合可用作聚酰胺基质树脂组合物、聚酰胺表面树脂 组合物、以及第二组分聚酰胺树脂中的聚酰胺。根据最终用途选择适当的聚酰胺组合在本 领域人员的正常能力范围内。
[0098] 所述聚酰胺树脂组合物还可包含一种或多种常用添加剂,所述添加剂无限制地包 括紫外光稳定剂、阻燃剂、流动促进添加剂、润滑剂、防静电剂、着色剂(包括染料、颜料、炭 黑等)、成核剂、结晶促进剂和聚合物混配领域已知的其它加工助剂或它们的混合物。
[0099] 上述填料、改性剂和其它成分可以本领域熟知的量和形式存在,包括所谓的纳米 材料的形式,其中颗粒的至少一个尺寸在lnm至lOOOnm的范围内。
[0100] 优选地,用于所述聚酰胺树脂组合物的任意添加剂在所述聚酰胺树脂中分散良 好。可使用任何熔融混合方法来混合本发明的聚酰胺树脂和添加剂。例如,可以将聚酰胺树 脂和添加剂加入到熔融混合机中,例如单螺杆或双螺杆挤出机、共混机、单螺杆或双螺杆捏 合机或班伯里密炼机,可以通过单步加料一次性完成,也可以分步进行,然后进行熔融混 合。当以分步方式加入聚酰胺树脂和附加添加剂时,首先加入一部分聚酰胺树脂和/或添加 剂,并且熔融混合,随后加入余下的一种或多种聚酰胺树脂和添加剂,并且进一步熔融混 合,直至获得均匀混合或均质的组合物。
[0101] 在一个优选的实施例中,本发明的聚酰胺树脂具有大于或等于15,000g/mol的重 均分子量。
[0102] 在另一个优选的实施例中,所述聚酰胺树脂组合物在290°C下具有10Pa s至200Pa s,更优选地50Pa s至150Pa s的恪体粘度,以及大于或等于15,000g/mol的重均分子量。
[0103] 根据本发明的复合结构可用于许多应用,例如用作机动车部件、货车部件、商用飞 机部件、航空航天器部件、轨道部件、家用电器部件、计算机硬件部件、便携式手持电子装置 部件、娱乐和体育设施部件、机器结构部件、建筑结构部件、光伏设备结构部件或机械装置 结构部件。
[0104] 机动车应用的示例无限制地包括座椅部件和座椅框架、引擎盖支架、引擎架、悬臂 和悬架、备胎槽、底盘加强件、车身底板、前端模组、驾驶杆框架、仪表盘、车门系统、车身面 板(例如水平车身面板和门面板)、后挡板、硬顶框架结构、敞篷车顶框架结构、顶板结构、弓丨 擎盖、传动装置和动力传动部件的外壳、油底壳、气囊外壳、机动车内部抗冲结构、引擎支 架、横梁、保险杠梁、行人保护横梁、防火墙、后置物板、舱壁、压力容器(例如制冷剂瓶、灭火 器以及货车压缩空气制动系统容器)、混合内燃机/电动车电池托架、机动车悬吊横臂和控 制臂、悬吊平衡杆接杆、叶片弹簧、车轮、游艺车和摩托车摆臂、挡泥板、车顶框架以及油箱 盖板。
[0105] 家用电器的示例无限制地包括洗衣机、烘干机、冰箱、空调和暖气。娱乐和体育设 施的示例无限制地包括单线滚轴溜冰鞋部件、棒球棒、曲棍球棍、雪橇和滑雪板固定器、背 包背衬和框架以及自行车架。机器结构部件的示例包括电气/电子零件,例如手持式电子装 置和计算机的外壳。
[0106] 优选地,本发明的复合结构用作其中存在高温环境的车盖下机动车部件。
[0107] 实例:
[0108] ^材料用于制备如本发明所述的复合结构实例(表中缩写为?")和复合结构比 较例(表中缩写为T')。
[0109] 聚酰胺树脂组合物
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