专利名称：由不同聚酰胺模制物料制成的模制品的接合的制作方法
技术领域：
本发明涉及连接两种模制品的方法，其中所述两种模制品中 一种由
PAU模塑物料组成，而另一种由PA12模塑物料组成。所述两种模制品 为例如聚酰胺制成的供给管线或排出管线。
背景技术：
目前为输送例如气体、油或盐类而具有提高的技术要求的管主要由 PA11制造。其包括例如气体管线体系，工业管线(例如用于含化学物质 的废水)和输油管线(海上管线)。若这些管受损之后必须加以修理或 更换，或若供应网需要通过新的部件进行扩展，则要对端部或接头进行 焊接。为此，可以通过众多塑料焊接技术来连接所述塑料模制品。高容 量管特别地主要通过加热元件对焊、加热元件套管焊接或加热盘管焊接 进行连接。
最近由于新处理技术的引入，PA12;f莫塑物料由于对上迷应用的突出 适用性已经在这些应用中有了越来越多的使用。预期现有供应网必将需 要扩展或修补。这些网络目前由PA11构成，使用由PA12构成的零件通 过由PAU或PA12构成的所谓的配件进行扩展会遇到难题，因为由PAU 和PA12制成的零件在焊接工艺中仅能以不足的强度连接。因此，如果需 要重新连接、修复或更新聚酰胺管，则必须在注意聚酰胺种类的条件下 才能进行。换句话说，PA11必须只与PA11—起铺设，PA12必须只与PA12 一起铺设。这些状况的前提条件是，在施工现场这些前提要求是公知的 且必须老老实实地遵守。因此存在材料错用的严重危险。除了材料错用 的危险之外，另一个后果是增加的后勤贮存费用，因为现在必须既要贮 存由PA11制成的连接件，同时还要贮存由PA12制成的连接件。
已知聚酰胺制造的模制体(例如管连接元件)与聚乙紼或聚丙烯制 造的模制品(例如燃料箱)是通过用马来酸酐接枝的既能与PA11又能与 PA12牢牢附着的聚烯烃(DE19535413C1 )彼此连接到一起的。对于聚 酰胺到聚酰胺的接头，此类连接并不适用，因为聚酰胺主要用于较高压 力区，在其中由官能化的聚烯烃制造的连接元件由于机械性能不够所以
不能使用。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种既适于接合PA11模制品也适于接 合PA12模制品的模塑物料。
此目的可以通过使用一种用于接合两个各自由PA11和/或PA12模塑 物料制成的模制品的模塑物料实现，所述模塑物料包含至少50重量％、 优选至少60重量c/。、尤其优选至少70重量％、特别优选地至少80重量％ 和极特别优选地至少90重量％的聚酰胺组分，所述聚酰胺组分的选择要 使得其可以由直链脂族二胺和二羧酸和/或内酰胺或co-氨基羧酸制备，同 时在重复单元中每羧酰胺基存在11-12个碳原子，且还需满足以下前提条 件，即所述聚酰胺組分中包含不超过80重量％、优选地不超过75重量％、 更优选地不超过70重量％且特别优选地不超过65重量％的所述聚酰胺 PA11和PA12中的任何一种。所述聚酰胺组分优选地选自PA1012、 PA1210、 PA1212、 PA814、 PA1014、 PA618、 PAU和PA12。
具体实施例方式
在第一个优选实施方案中，所迷模塑物料中包含的聚酰胺是重量比 为100:0-20:80、优选地100:0-25:75、更优选地100:0-30:70并特别优选地 99.9:0.卜35:65的PA1012与PAU。
在第二个优选实施方案中，所迷;f莫塑物料中包含的聚酰胺是重量比 为100:0-20:80、优选地100:0-25:75、更优选地100:0-30:70并特别优选地 99.9:0.卜35:65的PA1012与PA12。
在第三个优选实施方案中，所迷才莫塑物料中包含的聚酰胺是重量比 为100:0-20:80、优选地100:0-25:75、更优选地100:0-30:70并特别优选地 99.9:0. l-35:65的PA1212与PA11。
在第四个优选实施方案中，所述;f莫塑物料中包含的聚酰胺是重量比 为100:0-20:80、优选地100:0-25:75、更优选地100:0-30:70并特别优选地 99.9:0.1國35:65的PA1212与PA12。
在第五个优选实施方案中，所述才莫塑物料中包含的聚酰胺是重量比 为100:0-20:80、优选地100:0-25:75、更优选地100:0-30:70并特别优选地 99.9:0. l-35:65的PA1210与PAU。
在第六个优选实施方案中，所述才莫塑物料中包含的聚酰胺是重量比
为100:0-20:80、优选地100:0-25:75、更优选地100:0-30:70并特别优选地 99.9:0.1-35:65的PA1210与PA12。
在第七个优选实施方案中，所迷^^莫塑物料中包含的聚酰胺是重量比 为100:0-20:80、优选地100:0-25:75、更优选地100:0-30:70并特别优选地 99.9:0. l-35:65的PA618与PA11 。
在第八个优选实施方案中，所述^=莫塑物料中包含的聚酰胺是重量比 为100:0-20:80、优选地100:0-25:75、更优选地100:0-30:70并特别优选地 99.9:0.1-35:65的PA814与PA11。
在第九个优选实施方案中，所迷模塑物料中包含的聚酰胺是重量比 为100:0-20:80、优选地100:0-25:75、更优选地100:0-30:70并特别优选地 99.9:0.1-35:65的PA8M与PA12。
在第十个优选实施方案中，所迷模塑物料中包含的聚酰胺是重量比 为100:0-20:80、优选地100:0-25:75、更优选地100:0-30:70并特别优选地 99.9:0. N35:65的PA1014与PA11 。
在第十一个优选实施方案中，所述^f莫塑物料中包含的聚酰胺是重量 比为100:0-20:80、优选地100:0-25:75、更优选地100:0-30:70并特别优选 地99.9:0.1-35:65的PA1014与PA12。
在第十二个优选实施方案中，所述;f莫塑物料中包含的聚酰胺是重量 比为100:0-20:80、优选地100:0-25:75、更优选地100:0-30:70并特别优选 地99.9:0,1-35:65的PA618与PA12。
在第十三个优选实施方案中，所述模塑物料中包含的聚酰胺是重量 比为80:20-20:80、优选地75:25-25:75、更优选地30:70-30:70并特别优选 地35:65-65:35的PAll与PA12。
第十四个优选实施方案是第一和第三个实施方案的组合，所述 PA1012在此被重量比为99.9:0.1-0.1:99.9、优选地95:5-5:95且更优选地 90:10-10:90的PA1012与PA1212的混合物替代。
第十五个优选实施方案是第二和第四个实施方案的组合，所述 PA1012在此同样被重量比为99.9:0.1-0.1:99.9、优选地95:5-5:95且更优选 地90:10-10:90的PA1012与PA1212的混合物替代。
第十六个优选实施方案源于第十三个实施方案，其中0.1-99.9重量 %、优选地5-95重量。/n且更优选地10-90重量。/。的PAU和/或PA12被
PA1012、 PA1212、 PA1210、 PA814、 PA1014和/或PA618替代。 这些以及更进一步的实施方案可以任意彼此组合。 PAll是通过o)-氨基十一酸的缩聚反应制备的，而PA12是通过月桂 内酰胺的开环聚合获得的。两种聚合物都可以多种类型商购获得。 PA1012通过l,10-癸二胺与l，12-十二烷二酸的当量混合物的缩聚反应制 备，而PA1212由l，12-十二烷二胺与l,12-十二烷二酸以同样的方式获得。 类似地，PA1210通过l,12-十二烷二胺与癸二酸的等摩尔混合物的缩聚反 应制备，PA618通过己二胺与l,18-十八烷二酸的等摩尔混合物的缩聚反 应制备。PA814相应地由辛二胺与l，14-十四烷二酸荻得,PA1014由1,10-癸二胺与l,14-十四烷二酸获得。所迷缩聚反应通常在熔体中进行。
所采用的模塑物料可以包含不超过约50重量％的添加剂，其选自抗 冲改性橡胶和/或常规的辅剂和助剂。
用于聚酰胺模塑物料的抗沖改性橡胶是现有技术。它们包含来源于 不饱和官能化合物的官能团，所迷官能团或者通过共聚并入主链或者接 枝到主链上。最常见的是用马来酸酐自由基接枝的EPM橡胶或EPDM橡 胶。此外，乙烯、丙烯酸酯与马来酸酐的共聚物或三聚物，或乙烯与丙 烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物或三聚物，以及酐官 能化的、任选地经氢化的笨乙烯-丁二烯嵌段共聚物也是常用的。这些橡 胶也可以与非官能化的聚烯烃如全同聚丙烯一起使用，如EP-A-0683210 中所述。
所述模塑物料可以进一步包含少量的为设定某种特性所需的辅刑 和/或助剂。其例子有增塑剂，颜料或填料如炭黑、二氧化钛、硫化锌、 硅酸盐或碳酸盐，处理助剂如蜡、硬脂酸锌或硬脂酸^H，阻燃剂如氢氧 化镁、氢氧化铝或三聚氰胺氰脲酸酯，玻璃纤维，抗氧化刑，紫外线稳 定剂，以及能赋予产品抗静电特性或导电性的添加剂如碳纤维、石墨纤 丝、不锈钢纤维或导电炭黑。
在一个可能的实施方案中所述模塑物料包含1-25重量％、更优选地 2-20重量％并特别优选地3-15重量％的增塑剂。增塑剂及其在聚酰胺中的 应用是已知的。在Gachter/Mtiller, Kunststoffadditive, C.Hanser Verlag, 第二版，296页中可见对适用于聚酰胺的增塑剂的一般综迷。
适合作增塑剂的典型化合物有，例如，在醇组分中具有2-20个C原 子的对羟基苯甲酸的酯，或在胺组分中具有2-12个C原子的芳基磺酸的
酰胺，优选地笨磺酸的酰胺。
适合的增塑剂包括对羟基笨甲酸乙酯、对羟基苯甲酸辛酯、对羟基
苯甲酸异十六酯、N-(正辛基)甲苯磺酰胺、N-(正丁基)苯磺酰胺或 N- (2-乙基己基)苯磺酰胺。
如权利要求所述的两种模制品的连接可以包括两个任何种类的模 制品的连接，如任何种类的壳部件、管、管状工件、封头、阀和配件。
接合可借助于任意焊接工艺进行；例如加热元件对焊、加热元件套 管焊接、加热盘管焊接、振动焊接、超声波焊接、激光焊接、各种热气 焊接方法(热气鼓风焊接、热气拉焊、热气搭焊和热气挤出焊接)以及 旋转焊接。通常，对于典型的焊接方法，采用由按权利要求所迷的模塑 物料制造的连接元件。此外，连接元件也可以就地成型，例如通过多组 分注塑成型。
对于加热元件对焊，使用一或多个加热元件在接合面上对工件加 热，并在施力条件下进行焊接，用或者不用焊接添加料。当接合面不与 加热元件(辐射加热器)直接接触时，该技术称为间接加热元件对焊。
对于加热盘管焊接，借助于保留在焊接结合内的加热线圈在接合面 处对工件进行加热。接合力是由工件的热膨胀产生的，或者是从外部施 力口的。
对于加热元件套管焊接，通过可加热的芯轴元件或套管在接合面处 对工件进行加热，然后将其中一个工件插入另一个。所必需的接合力可 以通过工件的压力配合进行施加。
对于热气焊接，使用热气体在接合面处对工件进行加热，并在施力 条件下焊接，用或者不用烊接添加料。接合力可以手动或机械施加。
振动焊接是一种摩擦焊接技术，其中用于熔融和焊接待连接零件的 能量是通过接合部件之间的振荡相对摩擦运动在足够高的摩擦压力下 产生的。在磨擦运动中止之后，被摩擦热塑化的接合面对准并在规定压 力下被彼此焊接在一起。
对于超声波焊接，纵向振动从烊机的^i声烊极传送到待连接的零件 上，在待连接的零件内产生驻波图案。在最大交变应变和交变应力区域 中，塑料由于分子间摩擦的结果而熔融。
激光焊接可以以激光对接焊或激光透射焊接的方式进行。在工艺程 序方面，激光对接焊与无接触加热元件焊接相同。对于激光透射焊接，
焊接的是具有不同吸收特性的热塑性待焊零件。在焊接之前，使待连接
零件发生接触；激光束穿过对其来说是透明的待焊零件并被另一通常用 添加剂改性过的待焊零件吸收，接合区域被塑化。
对于旋转焊接(摩擦焊)，通过磨擦在接合面处对工件进行加热并 在施力条件下焊接，用或者不用焊接添加料。热可以通过工件的彼此相 对运动或通过摩擦元件产生。力通过手动或机械施加。
有关焊接技术的进一步信息，可以参考DIN1910,第3部分。
在本发明的范围内，不仅可以通过连接元件(例如加热元件套管焊 接中的套管接头或加热盘管焊接中的加热盘管套管)提供适合的接合连 接，对于一些上述的焊接技术，特别是对于热气焊接，还可以通过由按 权利要求所迷的聚酰胺模塑物料制成的焊接添加料提供适合的接合连 接。然后连接元件由所述焊接添加料就地产生。
有利的是如下进行多组分注塑成型，即通过将预成型的待接合零件 放入模具中并通过注入连接元件模塑物料的熔体将其相互连结在一起， 其中连接元件成型。 一种适合方案变体为例如模座注塑成型(Die Slide Injection Moulding)。
所有这些接合技术对于本领域技术人员来说都是已知的，因此对它 们的进一步详迷将是多余的。
在以下实施例中，相互比较了不同聚酰胺组合的结合力。
为评价模塑物料的可能连接，通过加热元件对接烀进行焊接试验， 因为加热元件对接焊是一种简单且普通的技术。这对于面板和管以及注 射成型的生产线制品如热塑性塑料制成的壳和容器的接合来说非常重 要。焊接试验按DVS 2207的规程进行。
首先，将待连接的板夹紧。将加热元件插入接合面之间，从而使接 合面与加热元件直接接触。从加热元件进入待接合零件的热流导致焊接 区溶融。此熔融，被称作加热阶段，由加压均衡工艺和不加压加热组成。
将移去加热元件和两个滑块移向一起直至待接合零件发生接触的 时间称为转换时间。在此时间内，接合面暴露于环境温度并冷却。在接 合时，熔体在接合压力下发生挤压流动。在此阶段，熔体流入焊缝 (Wulst)。
对于这些测试，根据模塑物料的熔点的不同而改变不加压加热时 间。这具体意味着在模制品被彼此接合之前，熔点较高的模制品比熔点 较低的模制品被加热更长的时间。
通过在接合压力下冷却结束焊接。所述接合压力在整个冷却阶段都 是恒定的。在冷却操作之后，移去所述零件。
垂直于所述接合面从板上切条。然后在快速拉伸试验中，按DVS 2203的规程对所述条进行测试，并确定结合粘合力。 参照1:PA11/PA11组合；结合粘合力34MPa 参照2:PA12/PA12组合；结合粘合力35MPa 对比实施例1:PA11/PA12组合；结合粘合力9MPa
实施例1 :PA11/PA1012組合 实施例2:PAU/PA1212组合 实施例3:PA12/PA1012组合 实施例4:PA12/PA1212组合 实施例5:PA11/PA210组合
结合粘合力27MPa 结合粘合力30MPa 结合粘合力40MPa 结合粘合力36MPa 结合粘合力27MPa 结合粘合力32MPa
实施例6:PA12/PA1210组合； 实施例7:PA11/PA618组合；结合粘合力24MPa 实施例8:PA12/PA618组合；结合粘合力31MPa 基于二元连接获得的这些结果完全适用于相应的三元连接,
权利要求
1. 模塑物料在接合两种各自由PA11和/或PA12模塑物料制成的模制品中的应用，其中所述模塑料包含至少50重量％的聚酰胺组分，所述聚酰胺组分的选择要使得其可以由直链脂族二胺和二羧酸和/或内酰胺或ω-氨基羧酸制备，在重复单元中每羧酰胺基存在11-12个碳原子，此外，该聚酰胺组分中还包含不超过80重量％的所述聚酰胺PA11和PA12中的任何一种。
2. 权利要求1的应用，特征在于所迷聚酰胺組分选自PA1012、 PA1210、 PA1212、 PA8M、 PA1014、 PA618、 PA11和PA12。
3. 权利要求1或2的应用，特征在于所述接合通过焊接工艺进行。
4. 权利要求3的应用，特征在于使用由用于接合的模塑物料制成的 连接元件。
5. 权利要求1或2的应用，特征在于所迷接合通过多组分注塑成型 进行。
6. 根据权利要求1-5中任何一项获得的连接部件。
全文摘要
本发明涉及由不同聚酰胺模制物料制成的模制品的接合。一种用于接合两个各自由PA11和/或PA12模塑物料制成的模制品的模塑化合物，其包含至少50重量％的聚酰胺组分，所述聚酰胺组分的选择使得其可以由直链脂族二胺和二羧酸和/或内酰胺或ω-氨基羧酸制备，在重复单元中每羧酰胺基存在11-12个碳原子，此外，该聚酰胺组分中还包含不超过80重量％的所述聚酰胺PA11和PA12中的任何一种。使用此化合物既可以获得向PA11模塑件的牢固焊接又可以获得向PA12模塑件的牢固焊接。
文档编号C08L77/00GK101376794SQ20081013096
公开日2009年3月4日 申请日期2008年8月29日 优先权日2007年8月31日
发明者A·道, F·-E·鲍曼, R·戈林, S·博尔曼, V·希曼 申请人:赢创德固赛有限责任公司