用于注塑-方法中的复合材料的制作方法_3

文档序号:9291038阅读:来源:国知局
实施例中,本发明复合材料的组合物3.A至3.E各包含13重量%的聚酰胺PA12作为聚合物组分,70重量%的根据表1的金属粉末A、B、C、D或者E作为第一填充组 分,15重量%的纤维长度为约250Mm和纤维直径为约15Mm的娃灰石作为第二填充组分和 2重量%的由3-氨基丙基三乙氧基硅烷和3- (2, 3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷以1:1 的重量比构成的增粘剂组分。下表6含有根据体积含量换算的组合物: 表6
[0062] 对应于较小的金属含量,本发明材料的比密度也降低了。根据作为比较的青铜的 密度来换算,得到表7中的值。
[0063]表 7
*在相同的体积含量下,根据青铜(8.0g/cm3)的理论重量含量来换算。
[0064] 在本发明的复合材料中,代替硅灰石也可以使用玻璃纤维或者煅烧的硅土或者类 似的无机-矿物组分作为第二填充组分。同样地,可以使用具有其它的纤维参数的硅灰石 或者不同的两种填充组分的混合物。
[0065] 实施例 4、5、6 在另一个测试系列中,使用马来酸酐-接枝的聚乙烯(PEgMAH)作为增粘剂。其显示比 实施例1、2和3的类似组合物略微较不好的性能,因为键合是较不特定的。
[0066] 这样获得的本发明复合材料的组合物4.A至4.E为:10重量%的聚酰胺PA12作为 聚合物组分,80重量%的根据表1的金属粉末A、B、C、D或者E作为第一填充组分,9重量% 的纤维长度为约250Mm和纤维直径为约15Mm的娃灰石作为第二填充组分和1重量%的 马来酸酐-接枝的聚乙烯作为增粘剂组分。
[0067] 本发明的复合材料5.A至5.E进而具有以下的组合物:9重量%的聚酰胺PA12,85 重量%的根据表1的金属粉末A、B、C、D或者E,5重量%的纤维长度为约250Mm和纤维直 径为约15Mm的娃灰石和1重量%的马来酸酐-接枝的聚乙稀。
[0068] 本发明复合材料的组合物6.A至6.E为:14重量%的聚酰胺PA12, 70重量%的根 据表1的金属粉末A、B、C、D或者E,15重量%的纤维长度为约250Mm和纤维直径为约15 Mm的娃灰石和1重量%的马来酸酐-接枝的聚乙稀。
[0069] 代替马来酸酐_接枝的聚乙烯,也可以使用马来酸酐-接枝的聚丙烯作为增粘剂 组分。
[0070] 本发明的复合材料还可以用于多组分-注塑中。例如可以在一个工序中制造部分 地由本发明复合材料和部分地由传统的热塑性材料构成的工件。例如可以在注塑工具中生 产由复合材料1.A构成的插头的基础体,并且随后直接注塑热塑性弹性体的密封元件。同 样地,可以在一个工序中制造组件,其中将两个由本发明材料构成的导电区域通过注入其 间的聚合物区域(Polymerdomjine)而绝缘地分离。
[0071] 本发明的复合材料还可以用于迄今为止同样为热塑性聚合物所用的其它的制造 方法中,例如不同的吹塑-方法,例如挤出吹塑和注射吹塑。
[0072] 代替铜或者基于铜的合金,可以如同在之前提及的实施例中那般也使用其它的金 属或者矿物化合物作为第一填充组分。例如可以使用钢或者不锈钢(密度约7.4-8. 0g/ cm3)、锌(约7. 1g/cm3)或者钛(约4. 5g/cm3)的粉末。还可以以粉末-混合物的形式使用 不同的金属粉末,以结合这些金属的不同性能。
[0073] 使用例如铁、钴或镍的铁磁性化合物或者例如磁铁矿和赤铁矿或铁素体的它们的 铁磁性氧化物作为第一填料,能够制造具有提高的机械强度的永磁体。其可以比烧结或者 浇铸的磁体更成本有利地制造,并且相比于传统的具有聚合物基体的磁体而言,具有提高 的机械强度。
[0074] 代替相对重的金属,还可以用轻金属或者轻金属合金,例如铝(约2. 7 g/cm3)或者 镁(约1.7 g/cm3)实现本发明的复合材料。在该情况中,比密度类似于聚合物-组分和硅 灰石的密度。类似于实施例1的具有80重量%的铝或者镁作为第一填充组分的复合材料, 产生密度为2. 3 g/cm3或者1.7 g/cm 3的可注塑的本发明材料。这样的材料和注塑-方法 的组合能够成本有利地替代铝-压铸,以及具有注塑-方法的附加的优点。
[0075] 对于本发明复合材料,还可以使用较重的金属,例如银(约10. 5 g/cm3)、钯(约 12. 2 g/cm3)、金(约 19. 3 g/cm3)、妈(约 19. 6 g/cm3)或者钼(约 21. 4 g/cm3)。这样的组合 物例如适用于特殊的应用,例如首饰和钟表领域中,特别是用于钟表外壳的部件,或者用于 军事工业应用。
[0076] 例如,用类似于实施例1的具有80重量%的金的组合物可以实现密度为约5. 7 g/ cm3的本发明复合材料,其视觉上非常类似于金属金,但是在可加工性、重量和材料成本上 优于金属金。
[0077] 类似于金属和金属合金,还可以使用金属氧化物,例如已提及的磁铁矿或者共价 的碳化物和类金属的碳化物,例如碳化硅和碳化钨作为第一填充组分或者第一填充组分的 部分。
[0078] 根据本发明可注塑的复合材料还可以与其它的可注塑的材料用于多组分-注塑 方法中,例如得以仅制造由该复合材料构成的工件的外层或者内芯。
[0079] 其它实施例 为了研究机械强度,制备具有铜作为金属组分的不同的组合物。为了获得参照值,在某 些组合物中不用增粘剂涂敷金属-组分和硅灰石_组分。
[0080] 根据以下的表8制备不同的混合物。在此使用聚酰胺PA6(PATechnyl206f,密 度 1.14g/cm3,制造商:RhodiaEngineeringPlastics,FR_69192Saint-Fons)作为聚合 物。
[0081] 在某些混合物中,混入第二聚合物组分,即马来酸酐-改性的均聚丙烯(Bondyram 1001,密度 0.9g/cm3,制造商:Polyram,Ram_0nIndustriesLP,ISL_19205Ram-〇n)。
[0082] 在流化床涂敷方法中,用SilanJH-0187和SilanJH-A110的50:50重量%的混 合物涂敷球形铜粉(RogalKupferGK0/80)形式的铜。将经涂敷的铜粉贮存三周,在其上形 成团块。随后,借助球磨机将铜再次粉末化。粉尘形成较少,这显示了仅仅少的硅烷磨损。
[0083] 有利地,还可以首先用JH-0187,和随后用JH-A110涂敷铜粉。
[0084] 作为无机/矿物的填充组分,使用娃灰石(WollastoniteSubmicro,密度2. 8g/ cm3,制造商:KjjrntnerMontanindustrieGes.m.b.H.,AT_9400Wolfsberg),其在流化床涂 敷方法中用SilanJH-0187 和SilanJH-A110 涂敷。
[0085] 在此,在第一方案中使用两种组分SilanJH-0187和SilanJH-A110的50:50重 量%的混合物(平均密度1.0075g/cm3)。在第二方案中错开地,首先加入SilanJH-A110, 并且随后加入SilanJH-0187。
[0086] 通过(A)-(G)表示所使用的不同批次的铜和硅灰石的涂敷条件。(A):无涂敷; (B):用2. 5重量%的硅烷在60 °C至30 °C下涂敷;(C)用0. 5重量%的硅烷在30 °C下涂敷; (D);两个批次的1:1混合物,其各用5重量%的硅烷在30°C和90°C下涂敷;(E)用5重量% 的硅烷错开地,首先用JH-A110然后用JH-0187在30°C下涂敷;(F)用5重量%的硅烷错开 地,首先用JH-A110然后用JH-0187在60°C下涂敷;(G)用5重量%的硅烷错开地,首先用 JH-A110然后用JH-0187在90°C下涂敷。
[0087] 因此,具有65重量%铜-批次⑶的组合物对应于65重量%*10(V(100+2. 5)= 63. 4重量%的铜,和65重量%*2. 5八100+2. 5) = 1.6重量%的硅烷作为增粘剂。对于其 它批次的计算是类似的。由此得到以下在表9中的重量含量:
*平均密度1. 08g/cm3。
[0088] 根据式(I),由此得到以下的体积含量(表10):
[0089] 在同向的双螺杆挤出机(具有中等大的剪切速率的标准螺杆)上实施这些组合物 的配混。通过量为15
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