专利名称：共聚酰胺、包含该共聚酰胺的组合物、以及它们的用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及共聚酰胺及其用途，特别是在各种物品，例如常用品(staple)，诸如眼 镜架，眼镜片，电气、电子或机动车配件，外科材料，包装物或运动器材的制造中的用途。本发明还涉及包含这种共聚酰胺的组合物和该组合物的用途，特别是该组合物在 以上列出的全部或部分物品的制造中的用途。通过二胺和二酸的缩聚获得的透明无定形聚酰胺是目前已知的。这种聚酰胺是特 别有利的，因为它们表现出很多种机械性能(例如冲击强度、拉伸强度和/或压缩强度、对 外部侵袭(例如热、化学品、UV辐射等)的高耐受性)以及透明性。因此，已经出现了基于聚酰胺的物品，例如眼镜架、各种容器、机动车配件、外科材 料、包装物或运动器材。适合用于制造这种类型物品的透明无定形聚酰胺已经具体地描述于本申请人的 文献EP1595907和US2005/027^08中。这些聚酰胺通过至少一种脂环族二胺和至少50摩 尔％的十四烷二酸的缩聚获得，也可使用选自脂族二羧酸、芳族二羧酸和脂环族二羧酸的 一种或多种其它额外的二羧酸。这些聚酰胺不仅表现出以上列出的所有性质，而且还表现出典型地为约130°C 160°C的相对高的玻璃化转变温度Tg。然而，近些年来对环境的关注有利于这样的材料的开发，该材料通过在其制造中 特别限制得自石油工业的原材料的供应而尽可能满足可持续发展的需要。因此，本发明的目的是提供具有以上列出的至少一些机械性能并同时由根据标准 ASTM D6866的能再生的或生物来源的原材料形成的聚酰胺。根据本发明，所述聚酰胺更具体地为共聚酰胺。通常，共聚酰胺包含至少两种不同的重复单元，这些不同的单元由两种相应的单 体或共聚单体形成。因而，共聚酰胺由选自氨基酸、内酰胺、和/或二羧酸和二胺的两种或 更多种单体或共聚单体制备。本发明共聚酰胺包含至少两种单元(分别表示为“A”和“(二胺).(Cw 二酸)”) 且对应于(即，至少包括)如下通式A/(二胺)·(Cw 二酸)，在该通式中，·所述二胺为脂环族二胺，· w表示所述二酸的碳原子数并优选为4 36，和· A选自由氨基酸或由内酰胺获得的单元以及对应于式(Cx 二胺).(Cy 二酸)的 单元，其中χ表示二胺的碳原子数且y表示二酸的碳原子数，χ和y各自优选为4 36。根据本发明，选自A和所述Cw 二酸的(共聚)单体中的至少一种全部或部分地由 根据标准ASTM D6866的能再生的或生物来源的原材料获得，以使所述共聚酰胺中的能再生 有机碳(也称作生物来源的碳或“现代”碳)的以百分数表示的含量严格地大于0，该含量 以％ Craiew. _表示且对应于如下等式(I)
权利要求
1.包含至少两种单元且对应于如下通式的共聚酰胺 A/(二胺)· (Cw 二酸)，在该通式中，所述二胺为脂环族二胺，w表示所述二酸的碳原子数并优选为4 36，和A选自由氨基酸或由内酰胺获得的单元以及对应于式(Cx 二胺).(Cy 二酸)的单元，其 中χ表示所述二胺的碳原子数且y表示所述二酸的碳原子数，χ和y各自优选为4 36，而且，在该通式中，选自A和所述Cw 二酸的单体中的至少一种全部或部分地由根据标 准ASTM D6866的能再生原材料获得，以使所述共聚酰胺中的能再生有机碳的以百分数表示 的含量严格地大于0，该含量以％ Craiew. 8表示，且该含量％ Craiew. 8对应于如下等式(I)Fi χ Ci+ Yd Fk χ Ck'%crmrg =~-丨--k--:-^xlOO (I)Yd Fj X Cj+ J^j Fi X Ci+ Yj Fk X CkV J‘k/在该等式中，i =百分之百地由在标准ASTM D6866含义内的能再生原材料获得的单体， j =百分之百地由在标准ASTM D6866含义内的化石原材料获得的单体， k =部分地由在标准ASTM D6866含义内的能再生原材料获得的单体， Fi>Fj\Fk =所述单体i、j和k在所述共聚酰胺中的各自的摩尔分数， Ci、Cj、Ck =在所述共聚酰胺中的所述单体i、j和k的各自碳原子数， Ck'=所述单体k中的在标准ASTM D6866含义内的能再生有机碳原子的数量。
2.权利要求1的共聚酰胺，特征在于，所述％Cremw. 8含量大于或等于20%、有利地大 于或等于50%、优选大于或等于52%、且更优选大于或等于M%。
3.权利要求1或2的共聚酰胺，特征在于-A的摩尔含量为20 82%、有利地为22 64%，和 -脂环族二胺和Cw 二酸的摩尔含量各自为9 40%、有利地为18 39%。
4.权利要求1 3中任一项的共聚酰胺，特征在于，所述脂环族二胺选自二(3，5_二烷 基-4-氨基环己基)甲烷、二(3，5-二烷基-4-氨基环己基)乙烷、二(3，5-二烷基-4-氨 基环己基)丙烷、二(3，5-二烷基-4-氨基环己基)丁烷、二(3-甲基-4-氨基环己基)甲 烷(MACM)、对-二(氨基环己基)甲烷(PACM)和异亚丙基二(环己基胺)(PACP)。
5.权利要求1 4中任一项的共聚酰胺，特征在于，所述Cw二酸选自琥珀酸(w = 4)、 己二酸(w = 6)、庚二酸(w = 7)、壬二酸(w = 9)、癸二酸(w = 10)、i^一烷二酸(w = 11)、 十二烷二酸(w = 12)、十三烷二酸(w = 13)、十四烷二酸(w = 14)、十六烷二酸(w = 16)、 十八烷二酸(w = 18)、十八碳烯二酸(w = 18)、二十烷二酸(w = 20)、二十二烷二酸(w = 22)和包含36个碳的二聚体脂肪酸。
6.权利要求1 5中任一项的共聚酰胺，特征在于，A为由氨基酸获得的单元，所述氨 基酸选自9-氨基壬酸、10-氨基癸酸、12-氨基十二烷酸和11-氨基十一烷酸及其衍生物， 特别是N-庚基-11-氨基十一烷酸。
7.权利要求1 6中任一项的共聚酰胺，特征在于，其对应于选自如下的式之一11/B. 10U1/P. 10,11/B. 12,12/B. 12,11/P. 12U2/P. 12,11/B. 14,11/P. 14U1/B. 18 和 11/ P. 18，优选地，所述共聚酰胺对应于式11/B. 10和11/P. 10。
8.权利要求1 5中任一项的共聚酰胺，特征在于，A为对应于式(Cx二胺).(Cy 二 酸)的单元，所述Cx 二胺选自丁二胺(x = 4)、戊二胺(x = 5)、己二胺(x = 6)、庚二胺(χ =7)、壬二胺(χ = 9)、癸二胺(χ = 10)、十一烷二胺(χ = 11)、十二烷二胺(χ = 12)、十三 烷二胺(χ = 13)、十四烷二胺(χ = 14)、十六烷二胺(χ = 16)、十八烷二胺(χ = 18)、十八 碳烯二胺(χ = 18)、二十烷二胺(χ = 20)、二十二烷二胺(χ = 22)和由脂肪酸获得的二胺 (χ = 36)。
9.权利要求1 5和8中任一项的共聚酰胺，特征在于，所述Cy二酸选自琥珀酸(y = 4)、己二酸(y = 6)、庚二酸(y = 7)、壬二酸(y = 9)、癸二酸(y = 10) ^^一烷二酸(y = 11)、十二烷二酸(y = 12)、十三烷二酸(y = 13)、十四烷二酸(y = 14)、十六烷二酸(y = 16)、十八烷二酸(y = 18)、十八碳烯二酸(y = 18)、二十烷二酸(y = 20)、二十二烷二酸 (y = 22)和包含36个碳的二聚体脂肪酸。
10.权利要求1 5、8和9中任一项的共聚酰胺，特征在于，其对应于选自如下的 式之一 6. 10/B. 10,6. 10/B. 12,6. 10/B. 14,6. 10/B. 1810. 10/B. 10、10.10/B.12、10.10/ B.14,10.10/B.18,10.12/B.10,10.12/B. 12,10. 12/B. 14,10. 12/B. 18,6. 10/P. 10,6. 10/ P. 12,6. 10/P. 14,6. 10/P. 18,10. 10/P. 10,10. 10/P. 12,10. 10/P. 14,10. 10/P. 18,10. 12/ P. 10、10. 12/P. 12、10. 12/P. 14 和 10. 12/P. 18，优选地，所述共聚酰胺对应于式 6. 10/B. 10、 10. 10/B. 10、10. 12/B. 10,6. 10/P. 10、10. 10/P. 10 和 10. 12/P. 10。
11.权利要求1 10中任一项的共聚酰胺，特征在于，其还含有至少一种第三单元且对 应于如下通式A/(二胺)· (Cw 二酸)/(Ct 二胺)· (Cu 二酸)在该通式中，t表示所述二胺的碳原子数且u表示所述二酸的碳原子数，t和u优选各 自为4 36，而且，在该通式中，选自A、所述Cw 二酸、所述Ct 二胺和所述Cu 二酸的单体中的至少一 种全部或部分地由根据标准ASTM D6866的能再生原材料获得。
12.权利要求11的共聚酰胺，特征在于-A的摩尔含量为20 82%、有利地为22 64%，-一方面的脂环族二胺与Ct 二胺的摩尔含量之和以及另一方面的Cw 二酸与Cu 二酸的 摩尔含量之和各自为9 40%、有利地为18 39%。
13.权利要求11或12的共聚酰胺，特征在于，所述Ct二胺为优选选自如下的脂环族 二胺二(3，5-二烷基-4-氨基环己基)甲烷、二(3，5-二烷基-4-氨基环己基)乙烷、二 (3，5_ 二烷基-4-氨基环己基)丙烷、二(3，5-二烷基-4-氨基环己基)丁烷、二(3-甲 基-4-氨基环己基)甲烷(MACM)、对-二(氨基环己基)甲烷(PACM)和异亚丙基二(环己 基胺)(PACP)。
14.权利要求11 13中任一项的共聚酰胺，特征在于，所述Cu二酸选自琥珀酸(u = 4)、己二酸(u = 6)、庚二酸(u = 7)、壬二酸(u = 9)、癸二酸(u = 10)、i^一烷二酸(u = 11)、十二烷二酸(u = 12)、十三烷二酸(u = 13)、十四烷二酸(u = 14)、十六烷二酸(u = 16)、十八烷二酸(u = 18)、十八碳烯二酸(u = 18)、二十烷二酸(u = 20)、二十二烷二酸(u = 22)和包含36个碳的二聚体脂肪酸。
15.权利要求11 14中任一项的共聚酰胺，特征在于，其对应于选自如下的式之 一 :11/Β. 10/Ρ. 10、11/Β· 12/Ρ. 12、11/Β· 14/Ρ. 14、12/Β· 10/Ρ. 10、12/Β· 12/Ρ. 12、12/Β· 14/ P. 14,6. 10/Β. 10/Ρ. 10,6. 10/Β. 12/Ρ. 12,10. 10/Β. 10/Ρ. 10,10. 10/Β. 12/Ρ. 12,10. 12/ P. 10/Β. 10 和 10. 12/Ρ. 12/Β. 12，优选地，所述共聚酰胺对应于式 11/Β. 10/Ρ. 10 和 11/Β. 12/ P. 12。
16.包含至少一种根据权利要求1 15中任一项的共聚酰胺的组合物。
17.权利要求16的组合物，特征在于，其还包含选自如下的至少一种第二聚合物半结 晶或无定形聚酰胺、半结晶或无定形共聚酰胺、聚醚酰胺、聚酯酰胺、以及它们的共混物。
18.权利要求16或17的组合物，特征在于，所述第二聚合物全部或部分地由根据标准 ASTM D6866的能再生原材料获得。
19.权利要求16 18中任一项的组合物，特征在于，其还包含至少一种添加剂，所述添 加剂优选为根据标准ASTM D6866的天然和能再生来源的添加剂，所述添加剂选自填料、纤 维、染料、稳定剂特别是UV稳定剂、增塑剂、抗冲改性剂、表面活性剂、颜料、增亮剂、抗氧化 剂、天然蜡、以及它们的混合物。
20.权利要求1 15中任一项的共聚酰胺或者权利要求16 19中任一项的组合物在 构成单层结构体或多层结构体的至少一个层中的用途。
21.权利要求20的用途，特征在于，所述结构体以纤维、膜、管、中空体或注射部件的形 式提供。
22.权利要求1 15中任一项的共聚酰胺或者权利要求16 19中任一项的组合物在 透镜、眼镜片或眼镜架的制造中的用途。
全文摘要
本发明涉及包含至少两种单元且对应于通式A/(二胺).(Cw二酸)的共聚酰胺，在该通式中，所述二胺为脂环族二胺，w表示所述二酸的碳原子数，A选自由氨基酸或由内酰胺获得的单元以及对应于式(Cx二胺).(Cy二酸)的单元(x表示所述二胺的碳原子数且y表示所述二酸的碳原子数)，其中，选自A和所述Cw二酸的单体中的至少一种全部或部分地由根据标准ASTMD6866的能再生原材料获得。本发明还涉及包含该共聚酰胺的组合物以及该共聚酰胺和这种组合物的用途。
文档编号C08G69/36GK102067014SQ200980123313
公开日2011年5月18日 申请日期2009年6月22日 优先权日2008年6月20日
发明者克莱尔·I·米查洛维茨, 本杰明·塞拉德, 菲利普·布隆德尔 申请人:阿克马法国公司