本發(fā)明涉及新型熱塑性聚合物組合物的用途,用于制造顯示出優(yōu)越的透明度性質(zhì)(特別地高透射率)以及低霧度的制品。
本發(fā)明的主題更特別地是制造在汽車部件、照明或光學裝置、電氣器具、電子器具和電信器具(特別地移動電話)中使用的透明裝置。
術語“優(yōu)越的透明度性質(zhì)”在本發(fā)明的意義內(nèi)應理解為意指顯示出以下的材料:
-對厚度2mm的片材,在560nm處的透射率至少等于75%、特別地85%(根據(jù)標準ISO 13468-2:2006測量),
-根據(jù)標準ASTM D1003-97測量的小于15%(霧度單位)的霧度。術語“霧度”應理解為意指表面的失去光澤,在材料的表面處的起霧、模糊、“朦朧”或凝露(霧化)效果。該效果可不利地影響制品表面的透明度、美學外觀和光澤。
由無定形的PA形成的透明材料用于制造透明光學裝置。它們具有明亮的優(yōu)點,但是它們的剛性必須通過添加增強材料(例如增強纖維、特別地玻璃纖維、無機填料或橡膠成分)來改善。
專利文獻EP 2 169 008描述了包括玻璃填料的無定形的聚酰胺(PA)樹脂組合物,所述玻璃填料和聚酰胺之間的折射率的差異不超過0.002。該組合物使得可獲得顯示出約65%的透射率和約25%的霧度的模塑制品(具有2mm厚度的片材),但這些性能經(jīng)證明對于實現(xiàn)如本發(fā)明情況中的優(yōu)越的透明度是不足的。
此外,這些增強的透明PA的大于150℃的高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)可使這些材料的轉(zhuǎn)化(特別地注射模塑)更加困難,有時具有材料收縮的問題。
文獻US 4 404 317描述了包括半結晶性的聚酰胺、無定形的聚酰胺和玻璃纖維的特定的模塑混合物。該文獻未提及關于這些混合物的透射率性質(zhì)。
因此,現(xiàn)在正在尋找更透明(具有最高可能的透射率和最低可能的霧度)、更剛性且易于用現(xiàn)有的用于使聚合物成形的方法或裝置來處理的材料。
本發(fā)明的另一目標是提供用于制造這樣的制品的方法,所述方法是簡單的、容易實施的和快速的(其顯示出最少可能的步驟),且其避免收縮的問題(特別地在注射模塑之后)。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn),通過在包括玻璃作為填料的無定形的聚酰胺樹脂中使用至少一種半結晶性的聚酰胺以獲得組合所有這些性質(zhì)的制品的方法。
具體實施方式
在本說明書中,規(guī)定:
-當書寫“在”兩個限值“之間”時,排除限值,且
-當書寫“X至Z的范圍”或“占X至Y%”時,包括限值。
因此,本發(fā)明的主題是至少一種半結晶性的聚酰胺在玻璃填充的無定形的聚酰胺樹脂中用于制造比所述樹脂更透明的組合物的用途。
因此,如根據(jù)標準ISO 13468-2:2006的透射率測量而測定的根據(jù)本發(fā)明的另外包括半結晶性的聚酰胺的玻璃填充的無定形的聚酰胺樹脂的透明度大于如根據(jù)標準ISO 13468-2:2006的透射率測量而測定的單獨的所述玻璃填充的無定形的聚酰胺樹脂的透明度。
本發(fā)明的主題特別地是基于聚酰胺的組合物,所述組合物包括:
-半結晶性的聚酰胺,
-無定形的聚酰胺,和
-玻璃填料。
術語“半結晶性的聚酰胺”在本發(fā)明的意義內(nèi)理解為通常意指線性脂族聚酰胺,其結晶性由具有以下尺寸的球粒的存在所反映,所述尺寸足夠大使得材料對厚度2mm的片材在560nm處顯示出小于75%的透射率(根據(jù)標準ISO 13468-2:2006)。
特別地,在本發(fā)明中所使用的半結晶性的聚酰胺選自:PA 4.10、PA 4.T、PA 6、PA 6.6、PA 4.6、PA 6.10、PA 6.12、PA 11、PA 12、PA 9.10、PA 9.12、PA 9.13、PA 9.14、PA 9.15、PA 9.16、PA 9.18、PA 9.36、PA 10.10、PA 10.12、PA 10.13、PA 10.14、PA 12.10、PA 12.12、PA 12.13、PA12.14、PA 6.14、PA 6.13、PA 6.15、PA 6.16、PA 6.18、PA MXD.6、PA MXD.10、PA 12.T、PA 10.T、PA 9.T、PA 18.T、PA 6.T/6.6、PA 6.6/6.T/6.I和PA 6/6.T。
所述半結晶性的PA占5.0重量%至40.0重量%、優(yōu)選地10.0重量%至30.0重量%、優(yōu)選地10.0重量%至20.0重量%,相對于根據(jù)本發(fā)明所使用的組合物的總重量。
術語“無定形的聚酰胺”在本發(fā)明的意義內(nèi)理解為意指如下的透明聚酰胺:其是無定形的(ΔHm(2)=0J/g)或不是非常半結晶性的(在DSC二次加熱期間的熔化焓小于30J/g(ISO 11357-3:2013)),其為剛性的(撓曲模量ISO>1300MPa),且其在60℃的熱下不變形,因為它們具有大于75℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg。然而,它們對沖擊是相當不具抗性的,與經(jīng)沖擊(抗沖)改性的聚酰胺相比顯示出低得多的缺口沙爾皮(Charpy)ISO沖擊,且它們的化學耐性不優(yōu)越,特別是因為它們的無定形性質(zhì)。
無定形的聚酰胺選自脂族、脂環(huán)族和芳族聚酰胺或其混合物。
在根據(jù)本發(fā)明的組合物中可使用的透明的無定形的聚酰胺(均聚酰胺或共聚酰胺)(或PA)特別地描述于專利文獻EP1595907和WO09153534中??商峒癙A B.12、PA 11/B.14、PA 11/B.10和12/B.I/B.T作為透明的無定形的聚酰胺類的實例。
在整個說明書中,表述“無定形的聚酰胺(或PA)”和“透明的無定形的聚酰胺(或PA)”具有相同的含義。
在一個實施方案中,所述透明的無定形的聚酰胺包括至少一種脂族無定形的聚酰胺和至少一種芳族無定形的聚酰胺的混合物。
優(yōu)選地,脂族無定形的聚酰胺的重量含量占脂族無定形的聚酰胺和芳族無定形的聚酰胺的混合物的總重量的10%至80%。
優(yōu)選地,根據(jù)本發(fā)明使用的透明的無定形的PA是非芳族的,這樣的情況是為了不提高所述組合物的Tg,為了促進所述組合物的均勻化,不增加所述組合物的轉(zhuǎn)化或成形溫度且不冒破壞所述組合物的其它成分的風險。
根據(jù)本發(fā)明,所述無定形的PA包括超過50摩爾%的至少一種脂環(huán)族二胺和至少一種脂族二羧酸的等摩爾組合,優(yōu)選地主要地(超過50摩爾%)為線性的,具有10至36個碳原子、優(yōu)選地10至18個碳原子。
所述無定形的PA的該特別組成(含量和化學性)特別地促進實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明要求的透明度(透射率至少等于85%且甚至至少90%)。
根據(jù)優(yōu)選的實施方案,在本發(fā)明中使用的無定形的PA包括超過70摩爾%、優(yōu)選地超過80摩爾%、優(yōu)選地超過90摩爾%、優(yōu)選地100摩爾%的至少一種脂環(huán)族二胺和至少一種脂族二羧酸的等摩爾組合,優(yōu)選地為線性的,具有10至18個碳原子。
所述至少一種脂環(huán)族二胺有利地選自:雙(3,5-二烷基-4-氨基環(huán)己基)甲烷、雙(3,5-二烷基-4-氨基環(huán)己基)乙烷、雙(3,5-二烷基-4-氨基環(huán)己基)丙烷、雙(3,5-二烷基-4-氨基環(huán)己基)丁烷、雙(3-甲基-4-氨基環(huán)己基)甲烷(縮寫為“BMACM”或“MACM”或“B”)、雙(對氨基環(huán)己基)甲烷(PACM)、異亞丙基二(環(huán)己基胺)(PACP)、異佛爾酮二胺(IPD)、2,6-雙(氨基甲基)降莰烷(BAMN)、和它們的混合物。
有利地,僅一種脂環(huán)族二胺、特別地雙(3-甲基-4-氨基環(huán)己基)甲烷用作制備PA的二胺。
至少一種非脂環(huán)族二胺可以至多30摩爾%的比例參與到所述無定形的PA的單體的組成中,相對于所述組成的二胺??商峒跋铝凶鳛榉侵h(huán)族二胺:線性脂族二胺,例如1,4-四亞甲基二胺、1,6-六亞甲基二胺、1,9-壬二胺和1,10-十亞甲基二胺。
脂族C10至C18二羧酸優(yōu)選地選自1,10-癸烷二羧酸或癸二酸、1,12-十二烷二羧酸、1,14-十四烷二羧酸和1,18-十八烷二羧酸。
所述二羧酸可任選地通過至少一個C1至C3烷基(具有1至3個碳原子)而至少部分地支化。
至少一種非脂族二羧酸可參與到所述無定形的PA的單體的組成中。
在一個實施方案中,所述非脂族二羧酸以至多15摩爾%的比例存在,相對于所述無定形的PA的二羧酸。有利地,所述非脂族二羧酸選自芳族二酸,特別地間苯二甲酸(I)、對苯二甲酸(T)和它們的混合物。
在聚酰胺的當前描述中的術語“單體”必須在“重復單元”的意義之內(nèi)理解。這是因為其中PA的重復單元由二酸與二胺的組合構成時的情況是特殊的。認為,二胺和二酸的組合,即二胺.二酸對(以等摩爾量),對應于單體。這由以下事實解釋:所述二酸或所述二胺單獨地僅為結構單元,其自身單獨的不足以聚合。
所述PA可任選地包括小于50摩爾%的至少一種聚酰胺共聚單體,即具有與以上所定義的所述主要等摩爾組合不同的組成的單體。
優(yōu)選地,所述無定形的PA包括小于30摩爾%、優(yōu)選地小于20摩爾%、優(yōu)選地小于10摩爾%的聚酰胺共聚單體,所述至少一種共聚單體可選自:內(nèi)酰胺、α,ω-氨基羧酸、不同于以上所定義的二胺.二酸組合、和它們的混合物。
所述內(nèi)酰胺例如選自己內(nèi)酰胺、庚內(nèi)酰胺和月桂內(nèi)酰胺。所述α,ω-氨基羧酸例如選自氨基己酸、7-氨基庚酸、11-氨基十一烷酸或12-氨基十二烷酸。
優(yōu)選地,所述無定形的PA基本上(超過80摩爾%)由選自B.10、B.12、B.14、B.16、B.18、它們的無規(guī)和/或嵌段共聚物(共聚酰胺)、和它們的混合物的至少一種單體形成。
所述無定形的PA占20.0重量%至80.0重量%、優(yōu)選地30.0重量%至70.0重量%、優(yōu)選地40.0重量%至70.0重量%,相對于根據(jù)本發(fā)明使用的組合物的總重量。
無定形的聚酰胺樹脂類型的實例特別地包括:聚酰胺PA 12/MACM.I(PA12/雙(3-甲基-4-氨基環(huán)己基)甲烷,間苯二甲酸)、PA 12/MACM.T(PA12/雙(3-甲基-4-氨基環(huán)己基)甲烷,對苯二甲酸)、PA MACM.12(雙(3-甲基-4-氨基環(huán)己基)甲烷,十二烷二羧酸)、PA PACM.12(4,4-雙(氨基環(huán)己基甲烷),十二烷二羧酸)、PA 6.I/6.T和PA 6.I/6.T/MACM.I??墒褂檬袌錾峡傻玫腜A,例如由EMS Chemie制造的包括PA 12/MACM.I的Grilamid包括PA MACM.12的Grilamid和由Evonik Degussa-Chemie制造的包括PA PACM.12的Trogamid和包括PA 12/MACM.I/MACM.T的Clear(由Arkema制造)。
術語“玻璃填料”在本發(fā)明的意義內(nèi)理解為意指任何玻璃填料,特別地如由Frederick T.Wallenberger,James C.Watson and Hong Li,PPG industries Inc.(ASM Handbook,Vol.21:composites(#06781G),2001ASM International)所描述的,條件是如通過根據(jù)標準ISO 13468-2:2006的透射率測量而測定的根據(jù)本發(fā)明的包括所述玻璃填料和另外地包括半結晶性的聚酰胺的無定形的聚酰胺樹脂的透明度大于如通過根據(jù)標準ISO 13468-2:2006的透射率測量而測定的包括所述玻璃填料的單獨地所述無定形的聚酰胺樹脂的透明度。
在一個實施方案中,所述玻璃填料包括以下(實際上甚至由以下組成):以重量%表示,60.0至65.5%的二氧化硅(SiO2)、23.0至25.0%的氧化鋁(Al2O3)、0.0至5.0%的氧化硼(B2O3)、0.0至9.0%的氧化鈣(CaO)、0.0至5.0%的氧化鋅(ZnO)、0.0至1.0%的氧化鋯(Zr2O3)、0.0至5.0%的氧化鍶(SrO)、0.0至1.0%的氧化鋇(BaO)、6.0至11.0%的氧化鎂(MgO)、0.0至5.0%的氧化鋰(Li2O)、0.0至0.1%的氧化鈉(Na2O)、0.0至10.0%的氧化鉀(K2O)和0.0至0.1%的氧化鐵(Fe2O3)。
在另一實施方案中,所述填料包括以下(實際上甚至由以下組成):以重量%表示,68.0至74.0%的二氧化硅(SiO2)、2.0至5.0%的氧化鋁(Al2O3)、2.0至5.0%的氧化硼(B2O3)、2.00至10.0%的氧化鈣(CaO)、0.0至5.0%的氧化鋅(ZnO)、0至5%的氧化鍶(SrO)、0.0至1.0%的氧化鋇(BaO)、1至5%的氧化鎂(MgO)、0至5%的氧化鋰(Li2O)、5.0至12.0%的氧化鈉(Na2O)、和0.0至10.0%的氧化鉀(K2O),其中氧化鋰(Li2O)、氧化鈉(Na2O)和氧化鉀(K2O)的總量為8.0至12.0%。
在一個實施方案中,在玻璃填料和本發(fā)明的組合物之間的折射率的差異為:0.010或更小,對于具有589nm波長的光;0.010或更小,對于具有486nm波長的光;和0.010或更小,對于具有656nm波長的光。
折射率由得自Atago的阿貝(Abbe)折射計(Model NAR_1T SOLID)在23℃下于給定波長下測量。
優(yōu)選地,在玻璃填料和本發(fā)明的組合物之間的折射率的差異為:0.006或更小,對于具有589nm波長的光;0.006或更小,對于具有486nm波長的光;和0.006或更小,對于具有656nm波長的光。
優(yōu)選地,在玻璃填料和本發(fā)明的組合物之間的折射率的差異為:0.002或更小,對于具有589nm波長的光;0.002或更小,對于具有486nm波長的光;和0.002或更小,對于具有656nm波長的光。
在一個實施方案中,本發(fā)明的無定形的聚酰胺樹脂組合物使用如下玻璃填料:在其組成中呈現(xiàn)出6至20重量%的氧化鈣(CaO)和氧化鎂(MgO)的總含量,相對于所述玻璃填料的總重量。
清楚地理解,所述組合物的制備不限于將半結晶性的聚酰胺添加至包括玻璃作為填料的無定形的聚酰胺。其也可通過如下制備:先混合所述半結晶性的聚酰胺和所述無定形的聚酰胺,和添加玻璃填料。
表述“本發(fā)明的無定形的聚酰胺樹脂組合物”僅表示在添加所述半結晶性的聚酰胺之前的包括玻璃作為填料的無定形的聚酰胺。
優(yōu)選地,本發(fā)明的無定形的聚酰胺樹脂組合物使用如下玻璃填料:在其組成中呈現(xiàn)出83.0至90.5重量%的二氧化硅(SiO2)和氧化鋁(Al2O3)的總含量,相對于所述玻璃填料的總重量。
有利地,本發(fā)明的無定形的聚酰胺樹脂組合物使用以下玻璃填料:其具有60.0至65.5%的二氧化硅(SiO2)的總含量,按照氧化物以所述玻璃填料的重量%表示。
有利地,本發(fā)明的無定形的聚酰胺樹脂組合物使用以下玻璃填料:其具有0.0至0.1%的Na2O含量,相對于所述玻璃填料的總重量。
有利地,本發(fā)明的無定形的聚酰胺樹脂組合物使用以下玻璃填料:其具有23.0至25.0%的Al2O3含量,相對于所述玻璃填料的總重量。
有利地,本發(fā)明的無定形的聚酰胺樹脂組合物使用以下玻璃填料:其具有0.0至9.0%的CaO含量,相對于所述玻璃填料的總重量。
有利地,本發(fā)明的無定形的聚酰胺樹脂組合物使用以下玻璃填料:其具有6.0至11.0%的MgO含量,相對于所述玻璃填料的總重量。
有利地,本發(fā)明的無定形的聚酰胺樹脂組合物使用以下玻璃填料:其具有0.0至5.0%的B2O3含量,相對于所述玻璃填料的總重量。
有利地,本發(fā)明的無定形的聚酰胺樹脂組合物使用以下玻璃填料:其具有0.0至0.1%的氧化鋰(Li2O)、氧化鈉(Na2O)和氧化鉀(K2O)的總含量,相對于所述玻璃填料的總重量。
在另一實施方案中,本發(fā)明的無定形的聚酰胺樹脂組合物使用以下玻璃填料:在其組成中呈現(xiàn)出3.0至15.0重量%的氧化鈣(CaO)和氧化鎂(MgO)的總含量,相對于所述玻璃填料組成的總重量。
優(yōu)選地,本發(fā)明的無定形的聚酰胺樹脂組合物使用以下玻璃填料:在其組成中呈現(xiàn)出70.0至79.0重量%的二氧化硅(SiO2)和氧化鋁(Al2O3)的總含量,相對于所述玻璃填料組成的總重量。
優(yōu)選地,本發(fā)明的無定形的聚酰胺組合物使用以下玻璃填料:在其組成中基本上或完全不含氧化鈦(TiO2)。
優(yōu)選地,本發(fā)明的透明聚酰胺組合物具有5.0至40.0重量%、優(yōu)選地5.0至30.0%、特別地5.0至20.0%的玻璃填料含量,相對于根據(jù)本發(fā)明使用的組合物的總重量。
在一個實施方案中,根據(jù)本發(fā)明的透明組合物包括以下,相對于所述組合物的總重量:
-5.0至40.0重量%、優(yōu)選地10.0至30.0重量%、優(yōu)選地10.0至20.0重量%的半結晶性的聚酰胺,
-20.0至80.0重量%的至少一種無定形的、透明的且至少部分地脂環(huán)族的聚酰胺,
-5.0至40.0重量%的玻璃填料。
在一個實施方案中,根據(jù)本發(fā)明的透明組合物包括以下,相對于根據(jù)本發(fā)明所使用的組合物的總重量:
-5.0至40.0重量%、優(yōu)選地10.0至30.0重量%、優(yōu)選地10.0至20.0重量%的半結晶性的聚酰胺,
-20.0至80.0重量%的至少一種無定形的、透明的且至少部分地脂環(huán)族的聚酰胺,
-5.0至30.0重量%的玻璃填料。
在一個實施方案中,根據(jù)本發(fā)明的透明組合物包括以下,相對于根據(jù)本發(fā)明所使用的組合物的總重量:
-5.0至40.0重量%、優(yōu)選地10.0至30.0重量%、優(yōu)選地10.0至20.0重量%的半結晶性的聚酰胺,
-20.0至80.0重量%的至少一種無定形的、透明的且至少部分地脂環(huán)族的聚酰胺,
-5.0至20.0重量%的玻璃填料。
在一個實施方案中,根據(jù)本發(fā)明的透明組合物包括以下,相對于根據(jù)本發(fā)明所使用的組合物的總重量:
-5.0至40.0重量%、優(yōu)選地10.0至30.0重量%、優(yōu)選地10.0至20.0重量%的半結晶性的聚酰胺,
-30.0至70.0重量%的至少一種無定形的、透明的且至少部分地脂環(huán)族的聚酰胺,
-5.0至40.0重量%的玻璃填料。
在一個實施方案中,根據(jù)本發(fā)明的透明組合物包括以下,相對于根據(jù)本發(fā)明所使用的組合物的總重量:
-5.0至40.0重量%、優(yōu)選地10.0至30.0重量%、優(yōu)選地10.0至20.0重量%的半結晶性的聚酰胺,
-30.0至70.0重量%的至少一種無定形的、透明的且至少部分地脂環(huán)族的聚酰胺,
-5.0至30.0重量%的玻璃填料。
在一個實施方案中,根據(jù)本發(fā)明的透明組合物包括以下,相對于根據(jù)本發(fā)明所使用的組合物的總重量:
-5.0至40.0重量%、優(yōu)選地10.0至30.0重量%、優(yōu)選地10.0至20.0重量%的半結晶性的聚酰胺,
-30.0至70.0重量%的至少一種無定形的、透明的且至少部分地脂環(huán)族的聚酰胺,
-5.0至20.0重量%的玻璃填料。
在一個實施方案中,根據(jù)本發(fā)明的透明組合物包括以下,相對于根據(jù)本發(fā)明所使用的組合物的總重量:
-5.0至40.0重量%、優(yōu)選地10.0至30.0重量%、優(yōu)選地10.0至20.0重量%的半結晶性的聚酰胺,
-40.0至70.0重量%的至少一種無定形的、透明的且至少部分地脂環(huán)族的聚酰胺,
-5.0至40.0重量%的玻璃填料。
在一個實施方案中,根據(jù)本發(fā)明的透明組合物包括以下,相對于根據(jù)本發(fā)明所使用的組合物的總重量:
-5.0至40.0重量%、優(yōu)選地10.0至30.0重量%、優(yōu)選地10.0至20.0重量%的半結晶性的聚酰胺,
-40.0至70.0重量%的至少一種無定形的、透明的且至少部分地脂環(huán)族的聚酰胺,
-5.0至30.0重量%的玻璃填料。
在一個實施方案中,根據(jù)本發(fā)明的透明組合物包括以下,相對于根據(jù)本發(fā)明所使用的組合物的總重量:
-5.0至40.0重量%、優(yōu)選地10.0至30.0重量%、優(yōu)選地10.0至20.0重量%的半結晶性的聚酰胺,
-40.0至70.0重量%的至少一種無定形的、透明的且至少部分地脂環(huán)族的聚酰胺,
-5.0至20.0重量%的玻璃填料。
有利地,以上定義的本發(fā)明的組合物任選地包括0.0至5.0重量%的PEBA。
有利地,以上定義的組合物包括0.0至5.0重量%的添加劑。
有利地,以上定義的本發(fā)明的組合物任選地包括0至5.0重量%的PEBA和0.0至5.0重量%的添加劑。
有利地,以上定義的本發(fā)明的組合物包括0.1至5.0重量%的PEBA。
有利地,以上定義的本發(fā)明的組合物包括0.1至5.0重量%的添加劑。
有利地,以上定義的本發(fā)明的組合物包括0.1至5.0重量%的PEBA和0.1至5.0重量%的添加劑。
有利地,在根據(jù)本發(fā)明的組合物中所使用的玻璃填料包括選自下列的至少一種成分:玻璃纖維、玻璃粉末、玻璃薄片(玻璃片)、磨碎纖維(經(jīng)研磨的纖維)和玻璃珠。
本發(fā)明的另一主題是通過模塑根據(jù)本發(fā)明的組合物而制造的模塑制品。
本發(fā)明的組合物和玻璃填料的折射率之間的非常小的差異使得可獲得具有非常高的透明度的模塑產(chǎn)物。
包括所述無定形的聚酰胺樹脂的組合物的折射率優(yōu)選地是:1.505至1.545,對于具有589nm波長;1.512至1.555,對于具有486nm波長的光;和1.502至1.541,對于具有656nm波長的光。特別地,為了減小在樹脂成分和玻璃填料之間的折射率之間的差異,包括所述無定形的聚酰胺樹脂的樹脂成分的折射率特別優(yōu)選地是:1.507至1.540、特別地1.508至1.520,對于具有589nm波長的光;1.515至1.527,對于具有486nm波長的光;和1.505至1.517,對于具有656nm波長的光。
在一個實施方案中,在本發(fā)明的聚酰胺組合物中所使用的玻璃填料包括下列或由下列組成:按照氧化物以重量%表示,68.0至74.0%的二氧化硅(SiO2)、2.0至5.0%的氧化鋁(Al2O3)、2.0至5.0%的氧化硼(B2O3)、2.0至10.0%的氧化鈣(CaO)、0.0至5.0%的氧化鋅(ZnO)、0.0至5.0%的氧化鍶(SrO)、0.0至1.0%的氧化鋇(BaO)、1.0至5.0%的氧化鎂(MgO)、0.0至5.0%的氧化鋰(Li2O)、5.0至12.0%的氧化鈉(Na2O)、和0.0至10.0%的氧化鉀(K2O),其中氧化鋰(Li2O)、氧化鈉(Na2O)和氧化鉀(K2O)的總量為8.0至12.0%,相對于所述組合物的重量。
玻璃填料優(yōu)選地按照68.0至74.0%、且優(yōu)選地68.0至72.0%的濃度包括二氧化硅(SiO2)。如果二氧化硅(SiO2)的含量小于68.0%,則難以使玻璃填料的折射率與無定形的聚酰胺樹脂的折射率相符合。另一方面,如果二氧化硅(SiO2)的含量超過74.0%,則所述組合物中的玻璃填料的溶解性大幅減小。特別地,在其中玻璃填料以玻璃纖維的形式使用的情況中,紡絲溫度高,導致制造困難。
所述玻璃填料優(yōu)選地按照2.0至5.0%且優(yōu)選地2.0至4.0%的濃度包括氧化鋁(Al2O3)。如果氧化鋁(Al2O3)含量小于2.0%,對水的化學耐性降低。
另一方面,如果氧化鋁(Al2O3)含量大于5.0%,玻璃具有為非均質(zhì)的傾向。
二氧化硅(SiO2)和氧化鋁(Al2O3)的總含量優(yōu)選地為70.0至79.0%且更優(yōu)選地為71.0至76.0%。于是,易于使玻璃填料的折射率與無定形的聚酰胺樹脂的折射率相合。
有利地,玻璃填料按照5.0至12.0%和優(yōu)選地8.0至11.0%的含量包括氧化鈉(Na2O)。如果氧化鈉(Na2O)含量超過12.0%,則玻璃的耐水性具有下降的傾向。另一方面,如果氧化鈉(Na2O)含量小于5.0%,則難以使玻璃填料的折射率與無定形的聚酰胺樹脂的折射率相合。
在另一實施方案中,所述組合物中所使用的玻璃填料包括下列或由下列組成:以重量%表示,60.0至65.5%的二氧化硅(SiO2)、23.0至25.0%的氧化鋁(Al2O3)、0.0至5.0%的氧化硼(B2O3)、0.0至9.0%的氧化鈣(CaO)、0.0至5.0%的氧化鋅(ZnO)、0.0至1.0%的氧化鋯(Zr2O3)、0.0至5.0%的氧化鍶(SrO)、0.0至1.0%的氧化鋇(BaO)、6.0至11.0%的氧化鎂(MgO)、0.0至5.0%的氧化鋰(Li2O)、0.0至0.1%的氧化鈉(Na2O)、0.0至10.0%的氧化鉀(K2O)和0.0至0.1%的氧化鐵(Fe2O3)。
在后者實施方案中的較低比例的SiO2由較高比例的Al2O3進行補償,因此使得可使玻璃填料的折射率與本發(fā)明的組合物的折射率相符合。
優(yōu)選地,在后者實施方案中,使用的玻璃填料包括83.0至90.5重量%的二氧化硅(SiO2)和氧化鋁(Al2O3)的總含量,相對于所述組合物的重量。
無論哪種實施方案,玻璃填料可按照0.0至5.0%和優(yōu)選地0.0至2.0%的濃度包括氧化鋰(Li2O)。玻璃填料可按照0.0至10.0%和優(yōu)選地0.0至5.0%的濃度包括氧化鉀(K2O)。氧化鈉(Na2O)可部分地被氧化鋰(Li2O)或氧化鉀(K2O)代替,其使得可改善玻璃的耐水性。
玻璃填料可按照總共8.0至12.0%且優(yōu)選地8.0至11.0%的濃度包括堿金屬成分氧化鋰(Li2O)、氧化鈉(Na2O)和氧化鉀(K2O)。如果所述堿金屬成分的總量大于12.0%,則玻璃的耐水性具有下降的傾向。另一方面,如果所述堿金屬成分的總量小于8.0%,則難以制造玻璃填料,因為玻璃變得難以熔化。
優(yōu)選地,玻璃填料按照0.0至9.0%、特別地2.0至10.0%和優(yōu)選地6.0至9.0%的濃度包括氧化鈣(CaO)。如果氧化鈣(CaO)含量小于2.0%,則玻璃的熔化能力具有下降的傾向,但仍然是足夠的。另一方面,如果氧化鈣(CaO)含量超過10.0%,則難以使所述玻璃填料的折射率與所述無定形的聚酰胺樹脂的折射率相合。
氧化鋅(ZnO)是任選的成分且所述玻璃填料可按照0.0至5.0%、優(yōu)選地0.0至2.0%的濃度包括氧化鋅。氧化鋅(ZnO)的添加可改善玻璃的耐水性。然而,優(yōu)選的是避免氧化鋅(ZnO)的含量超過該上限,因為玻璃具有被反玻璃化(失去玻璃光澤)的傾向。
氧化鍶(SrO)是任選的成分且所述玻璃填料可按照0.0至5.0%且優(yōu)選地0.0至2.0%的濃度包括氧化鍶。
氧化鋇(BaO)是任選的成分且所述玻璃填料可按照0.0至1.0%的濃度包括氧化鋇。
氧化鈣(CaO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鍶(SrO)和氧化鋇(BaO)的總含量優(yōu)選地為0.0至10.0%、特別地4.0至10.0%且還更佳地6.0至10.0%。如果這些元素的總含量小于4.0%,則玻璃的熔化能力降低,但仍然是可接受的。另一方面,如果它們的含量超過10.0%,則難以使所述玻璃填料的折射率與所述無定形的聚酰胺樹脂的折射率相合。
玻璃填料優(yōu)選地按照1.0至5.0%且優(yōu)選地1.0至3.0%的濃度或按照6.0至11.0%的濃度包括氧化鎂(MgO)。氧化鎂(MgO)的添加可改善玻璃的機械性質(zhì)。超過5.0%的氧化鎂(MgO)含量是不推薦的,因為玻璃的熔化能力趨于下降,但仍是可接受的。
玻璃填料可包含或可不包含氧化硼(B2O3)。
玻璃填料優(yōu)選地按照2.0至5.0%且優(yōu)選地2.0至4.0%的濃度包括氧化硼(B2O3)。小于2.0%的氧化硼(B2O3)含量是不合乎需要的,因為其變得難以使所述玻璃填料的折射率與所述無定形的聚酰胺樹脂的折射率相合。于是,必須改變玻璃纖維的其它成分的比例以使所述玻璃填料的折射率更接近所述無定形的聚酰胺樹脂的折射率,或使用無定形的聚酰胺混合物。
超過5.0%的氧化硼(B2O3)含量不是優(yōu)選的,由于在玻璃的熔化期間形成揮發(fā)性化合物,其可導致制造裝置的腐蝕問題或需要另外的用于收集所述揮發(fā)性化合物的設備。
玻璃填料的TiO2含量優(yōu)選地為小于0.1%。
理想地,所述玻璃填料不含氧化鈦(TiO2)以防止著色現(xiàn)象。
玻璃填料或本發(fā)明的組合物可包括不同于以上提及的成分的一種或多種成分,例如金屬如Fe、Co、Ni、Sn、Zr或Mo的氧化物。
根據(jù)本發(fā)明所使用的上述玻璃填料具有:對于具有589nm波長的光的1.505至1.545的折射率;對于具有486nm波長的光的1.512至1.555的折射率;和對于具有656nm波長的光的1.502至1.541的折射率,且這些折射率與無定形的聚酰胺樹脂的折射率實質(zhì)上相同。特別地,為了減小樹脂成分和玻璃填料成分之間的折射率之間的差異,包含無定形的聚酰胺樹脂的樹脂成分的折射率特別優(yōu)選地為:1.507至1.540、特別地1.508至1.520,對于具有589nm波長的光;1.515至1.527,對于具有486nm波長的光;和1.505至1.517,對于具有656nm波長的光。
因此,玻璃填料可用于制造本發(fā)明的聚酰胺樹脂的(注射)模塑產(chǎn)物,其具有高的透明度和優(yōu)越的機械強度。
例如,如果玻璃填料包括68.0至72.0%的二氧化硅(SiO2)、2.0至4.0%的氧化鋁(Al2O3)、2.0至4.0%的氧化硼(B2O3)、6.0至9.0%的氧化鈣(CaO)、0.0至2.0%的氧化鋅(ZnO)、0.0至2.0%的氧化鍶(SrO)、0.0至1.0%的氧化鋇(BaO)、1.0至3.0%的氧化鎂(MgO)、0.0至2.0%的氧化鋰(Li2O)、8.0至11.0%的氧化鈉(Na2O)、和0.0至5.0%的氧化鉀(K2O),則所述玻璃填料具有擁有以下的傾向:對于具有589nm波長的光的1.508至1.520的折射率、對于具有486nm波長的光的1.515至1.527的折射率和對于具有656nm波長的光的1.505至1.517的折射率。
在另一實例中,如果玻璃填料包含60.0至65.5%的二氧化硅(SiO2)、23.0至25.0%的氧化鋁(Al2O3)、0.0至5.0%的氧化硼(B2O3)、0.0至9.0%的氧化鈣(CaO)、0.0至5.0%的氧化鋅(ZnO)、0.0至1.0%的氧化鋯(Zr2O3)、0.0至5.0%的氧化鍶(SrO)、0.0至1.0%的氧化鋇(BaO)、6.0至11.0%的氧化鎂(MgO)、0.0至5.0%的氧化鋰(Li2O)、0.0至0.1%的氧化鈉(Na2O)、0.0至10.0%的氧化鉀(K2O)和0.0至0.1%的氧化鐵(Fe2O3),則所述玻璃填料具有擁有以下的傾向:對于具有589nm波長的光的1.508至1.523的折射率。
二氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)和堿金屬成分可減小所述玻璃填料的折射率。不同于以上提及的成分的可減小所述玻璃填料的折射率的成分的實例包括P2O5和F2。
因此,在其中所述玻璃填料的折射率小于期望的折射率(即所述無定形的聚酰胺樹脂的折射率)的情況中,折射率可例如通過以氧化鈣(CaO)代替部分的二氧化硅(SiO2)而增加。例如,如果0.4%的氧化鈣(CaO)代替0.4%的二氧化硅(SiO2),則所述玻璃填料的折射率增加約0.002。在其中所述玻璃填料的折射率高于期望的折射率(即所述無定形的聚酰胺樹脂的折射率)的情況中,折射率可例如通過以堿金屬化合物代替部分的氧化鈣(CaO)而降低。具體地,例如,如果0.8%的氧化鈉(Na2O)代替0.5%的氧化鈣(CaO),則所述玻璃填料的折射率降低約0.002。
所述玻璃填料的折射率可適當?shù)卣{(diào)節(jié),且可制造具有與所述無定形的聚酰胺樹脂的折射率相同的折射率范圍的玻璃填料。
在本發(fā)明中,使用的玻璃填料可包括以下(實際上甚至由以下組成):玻璃纖維、玻璃粉末、玻璃薄片、磨碎纖維或玻璃珠。在玻璃填料的這些可能形式中,玻璃纖維由于其機械強度而是優(yōu)選的。其類似于常規(guī)的增強纖維例如玻璃纖維E,且在無定形的聚酰胺樹脂的模塑產(chǎn)物的增強中是高度有效的。另外的優(yōu)選的纖維是由AGY銷售的S型、特別地S-2型的玻璃纖維。所述玻璃纖維可通過常規(guī)已知的用于連續(xù)玻璃纖維(長玻璃纖維)的任何紡絲方法制造。例如,可通過不同的方法使玻璃形成原纖維,所述方法例如:直接熔化方法,其中使玻璃經(jīng)歷在爐中的連續(xù)玻璃化,然后引入坩堝中并經(jīng)歷通過安裝到所述坩堝下部的套管的紡絲;和再熔化方法,其中使熔化的玻璃轉(zhuǎn)化成珠或棒,隨后進行再熔化和紡絲。
玻璃纖維的直徑優(yōu)選地為5至50μm、優(yōu)選地10至45μm。
玻璃粉末可通過任何制造方法來制造,例如熔化玻璃,隨后在水中?;?造粒)。顆粒的平均尺寸優(yōu)選地為1至100μm,如使用激光衍射粒度分析儀或根據(jù)ISO 13320-1:2009測定的。
玻璃填料也可為玻璃薄片的形式,其可通過任何常規(guī)的制造方法來制造,特別地通過噴射熔化的物料。玻璃薄片的厚度優(yōu)選為0.1至10μm。
磨碎纖維可通過任何已知的常規(guī)方法制造。例如,磨碎纖維可通過使用錘磨機或珠磨機粉碎玻璃纖維的股(束)而制造。磨碎纖維的纖維直徑和長度對直徑比優(yōu)選地分別為5至50μm和2至150。
玻璃珠可通過常規(guī)已知的任何制造方法來制造,例如通過熔化和噴射熔化的玻璃物料。所述玻璃珠的粒度優(yōu)選地為5至300μm。
在本發(fā)明中,選自玻璃纖維、玻璃粉末、玻璃薄片、磨碎纖維和玻璃珠的兩種或更多種形式的填料可被組合使用作為玻璃填料。
有利地,玻璃填料用偶聯(lián)劑表面處理以增加包括所述無定形的聚酰胺樹脂的樹脂成分與所述玻璃纖維之間的親和性和粘附,其防止由于空隙的形成所引起的模塑產(chǎn)物的透明度的任何降低。
作為偶聯(lián)劑,可提及基于硅烷、硼烷、鋁酸鹽的那些、鈦酸酯(鹽)類型的那些等。特別地,硅烷偶聯(lián)劑是優(yōu)選的,因為它們使所述無定形的聚酰胺樹脂與所述玻璃填料之間的良好粘附成為可能。可使用氨基硅烷、環(huán)氧硅烷和丙烯酰基硅烷偶聯(lián)劑等作為硅烷類型的偶聯(lián)劑。在硅烷偶聯(lián)劑中,氨基硅烷偶聯(lián)劑是優(yōu)選的。
此外,除了偶聯(lián)劑之外,填料的處理可任選地包括成膜劑、潤滑劑、抗靜電劑等。這些成分可單獨地或組合使用??商峒耙宜嵋蚁?、氨基甲酸酯、丙烯酸類、聚酯、聚醚、苯氧基、聚酰胺和環(huán)氧樹脂和/或類似物作為成膜劑的實例。可提及脂族酯、脂族醚、芳族酯或芳族醚表面活性劑作為潤滑劑的實例。可提及無機鹽(例如氯化鋰或碘化鉀)以及季銨鹽(例如氯化銨或乙基硫酸銨)作為抗靜電劑的實例。
在本發(fā)明中,聚酰胺組合物中的玻璃填料的含量優(yōu)選地為5.0至40.0重量%、特別地5.0至30.0%、優(yōu)選地5.0至20.0重量%,相對于所述組合物的總重量。如果玻璃填料含量小于5.0重量%,則通過模塑所述聚酰胺樹脂組合物獲得的模塑產(chǎn)物具有擁有差的機械性質(zhì)的傾向,而如果玻璃填料含量大于40重量%,則所述樹脂和玻璃填料之間的接觸表面積增加,其趨于降低被模塑的能力和得到的模塑產(chǎn)物的透明度。
當聚酰胺組合物中的玻璃填料的量在上述范圍內(nèi)時,可制造同時結合有良好的機械性質(zhì)和優(yōu)越的透明度的模塑產(chǎn)品。
根據(jù)本發(fā)明的組合物可另外包括至少一種包括PE嵌段和PA嵌段的共聚物,在下文中包括一個或多個PE嵌段和一個或多個PA嵌段的PEBA。
“包括聚醚嵌段和聚酰胺嵌段的共聚物”(縮寫為“PEBA”)得自包括反應性末端的聚酰胺嵌段與包括反應性末端的聚醚嵌段的縮聚,特別地例如:
1)包括二胺鏈端的聚酰胺嵌段與包括二羧基鏈端的聚氧化烯嵌段,
2)包括二羧基鏈端的聚酰胺嵌段與包括二胺鏈端的聚氧化烯嵌段,其通過稱為聚醚二醇的脂族α,ω-二羥基化的聚氧化烯嵌段的氰乙基化和氫化而獲得,
3)包括二羧基鏈端的聚酰胺嵌段與聚醚二醇,在該具體情況中,獲得的產(chǎn)物是聚醚酯酰胺。
包括二羧基鏈端的聚酰胺嵌段源自例如在鏈限制性的二羧酸的存在下的聚酰胺的前體的縮合。包括二胺鏈端的聚酰胺嵌段源自例如在鏈限制性的二胺的存在下的聚酰胺的前體的縮合。
所述聚酰胺嵌段的數(shù)均摩爾質(zhì)量Mn在400和20 000g/mol之間、優(yōu)選地在500和10 000g/mol之間。
包括聚酰胺嵌段和聚醚嵌段的聚合物還可包括無規(guī)分布的單元。
可有利地使用三種類型的聚酰胺嵌段。
根據(jù)第一類型,所述聚酰胺嵌段源自二羧酸(特別地具有4至20個碳原子的那些、優(yōu)選地具有6至18個碳原子的那些)和脂族或芳基脂族二胺(特別地具有2至20個碳原子的那些、優(yōu)選地具有6至14個碳原子的那些)的縮合。
可提及下列作為二羧酸的實例:1,4-環(huán)己烷二羧酸、1,2-環(huán)己基二羧酸、1,4-丁二酸、己二酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸、1,12-十二烷二羧酸、1,14-十四烷二羧酸和1,18-十八烷二羧酸、對苯二甲酸和間苯二甲酸、萘二羧酸、以及二聚的脂肪酸。
可提及下列作為二胺的實例:1,5-四亞甲基二胺、1,6-六亞甲基二胺、1,10-十亞甲基二胺、1,12-十二亞甲基二胺、三甲基-1,6-六亞甲基二胺、2-甲基-1,5-五亞甲基二胺、以下的異構體:雙(3-甲基-4-氨基環(huán)己基)甲烷(BMACM)、和2,2-雙(3-甲基-4-氨基環(huán)己基)丙烷(BMACP)、和雙(對氨基環(huán)己基)甲烷(PACM)、和異佛爾酮二胺(IPD)、2,6-雙(氨甲基)降莰烷(BAMN)、和哌嗪(Pip)、和間苯二甲胺(MXD)、和對苯二甲胺(PXD)。
有利地存在下列嵌段:PA 4.12、PA 4.14、PA 4.18、PA 6.10、PA 6.12、PA 6.14、PA 6.18、PA 9.12、PA 10.10、PA 10.12、PA 10.14、PA 10.18、MXD.6、PXD.6、MXD.10和PXD.10。
根據(jù)第二類型,所述聚酰胺嵌段得自在具有4至12個碳原子的二羧酸或二胺的存在下的具有6-12個碳原子的一種或多種內(nèi)酰胺和/或一種或多種α,ω-氨基羧酸的縮合??商峒耙褍?nèi)酰胺、庚內(nèi)酰胺和月桂內(nèi)酰胺作為內(nèi)酰胺的實例??商峒鞍被核帷?-氨基庚酸、11-氨基十一烷酸和12-氨基十二烷酸作為α,ω-氨基羧酸類的實例。
有利地,第二類型的聚酰胺嵌段為聚酰胺11、聚酰胺12或聚酰胺6。
根據(jù)第三類型,所述聚酰胺嵌段得自至少一種α,ω-氨基羧酸(或一種內(nèi)酰胺)、至少一種二胺和至少一種二羧酸的縮合。
在該情況下,聚酰胺PA嵌段是通過在選自二羧酸的鏈限制劑的存在下的下列的縮聚制備的:
-具有X個碳原子的線性脂族或芳族二胺;
-具有Y個碳原子的二羧酸;和
-選自下列的共聚單體{Z}:具有Z個碳原子的內(nèi)酰胺和α,ω-氨基羧酸、和具有X1個碳原子的至少一種二胺和具有Y1個碳原子的至少一種二羧酸的等摩爾混合物,(X1,Y1)不同于(X,Y),
-所述共聚單體{Z}以相對于組合的聚酰胺前體單體的最高達50%、優(yōu)選地最高達20%或還更有利地最高達10%的重量比例引入。
有利地是使用具有Y個碳原子的二羧酸作為鏈限制劑,其相對于二胺的化學計量過量地引入。
根據(jù)該第三類型的替代形式,所述聚酰胺嵌段得自在鏈限制劑的任選的存在下具有6至12個碳原子的至少兩種α,ω-氨基羧酸或至少兩種內(nèi)酰胺或不具有相同碳原子數(shù)的內(nèi)酰胺和氨基羧酸的縮合??商峒鞍被核?、7-氨基庚酸、11-氨基十一烷酸和12-氨基十二烷酸作為脂族α,ω-氨基羧酸的實例??商峒凹簝?nèi)酰胺、庚內(nèi)酰胺、和月桂內(nèi)酰胺作為內(nèi)酰胺的實例??商峒傲鶃喖谆?、十二亞甲基二胺和三甲基六亞甲基二胺作為脂族二胺的實例??商峒?,4-環(huán)己烷二羧酸作為脂環(huán)族二酸的實例??商峒岸《帷⒓憾?、壬二酸、辛二酸、癸二酸及十二烷二羧酸、二聚的脂肪酸(這些二聚的脂肪酸優(yōu)選地具有至少98%的二聚物含量;有利地,它們被氫化;它們以“Pripol”商品名由“Uniqema”或以“Empol”商品名由Henkel銷售)以及聚氧化烯-α,ω-二酸作為脂族二酸的實例??商峒皩Ρ蕉姿?T)和間苯二甲酸(I)作為芳族二酸的實例。作為脂環(huán)族二胺的實例,可提及以下的異構體:雙(3-甲基-4-氨基環(huán)己基)甲烷(BMACM)和2,2-雙(3-甲基-4-氨基環(huán)己基)丙烷(BMACP)、及雙(對氨基環(huán)己基)甲烷(PACM)。常用的其它二胺可為異佛爾酮二胺(IPD)、2,6-雙(氨基甲基)降莰烷(BAMN)和哌嗪??商峒伴g苯二甲胺(MXD)和對苯二甲胺(PXD)作為芳基脂族二胺的實例。
可提及下列作為第三類型的聚酰胺嵌段的實例:
-6.6/6,其中6.6表示與己二酸縮合的六亞甲基二胺單元,且6表示由己內(nèi)酰胺的縮合得到的單元。
-6.6/6.10/11/12,其中6.6表示與己二酸縮合的六亞甲基二胺,6.10表示與癸二酸縮合的六亞甲基二胺,11表示由氨基十一烷酸的縮合得到的單元且12表示由月桂內(nèi)酰胺的縮合得到的單元。
所述PE嵌段占10至80重量%、優(yōu)選地20至60重量%、優(yōu)選地20至40重量%,相對于共聚物的總重量。
PE嵌段的數(shù)均分子量在200和1000g/mol之間(不包括限值),優(yōu)選地在400至800g/mol(包括限值)、優(yōu)選地500至700g/mol的范圍內(nèi)。
PE(聚醚)嵌段得自例如至少一種聚亞烷基醚多元醇,特別地聚亞烷基醚二醇,其優(yōu)選地選自聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)、聚三亞甲基二醇(PO3G)、聚四亞甲基二醇(PTMG)和它們的混合物或它們的共聚物。PE嵌段可包括包含NH2鏈端的聚氧化烯序列,這樣的序列可通過脂族α,ω-二羥基化的聚氧化烯序列(稱為聚醚二醇)的氰乙酰化而獲得。更特別地,可使用Jeffamines(例如來自Huntsman的商品D400、D2000、ED 2003或XTJ 542)。
所述至少一種PE嵌段優(yōu)選地包括選自如下的至少一種聚醚:聚亞烷基醚多元醇例如PEG、PPG、PO3G、PTMG、包括包含NH2鏈端的聚氧化烯序列的聚醚、它們的無規(guī)和/或嵌段共聚物(共聚醚)和它們的混合物。
本發(fā)明的主題特別地是組合物和其用于制造根據(jù)本發(fā)明以上定義的具有透明度的制品的用途,所述組合物包括:
-5.0至40.0重量%的如上定義的半結晶性的聚酰胺,
-20.0至80.0重量%的至少一種無定形的、透明的且至少部分地脂環(huán)族的(優(yōu)選地非芳族的)聚酰胺,
-5.0至40.0重量%、優(yōu)選地5至30重量%的玻璃填料,
-0.0至5.0%的PEBA,
-0.0至5.0%的添加劑,
相對于所述組合物的總重量。
所述無定形的聚酰胺的化學組成優(yōu)選地選自對于以上PEBA的聚酰胺嵌段已經(jīng)描述的組成,其確保PA與所述PEBA的相容性。
將這樣含量的嵌段共聚物添加至根據(jù)本發(fā)明的組合物使得可改善所述組合物的加工性:改善的流動性(或流動能力)和改善的延性,同時保持其透明度性質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的組合物的注射模塑是容易的且在注射模塑之后導致材料的非常小的收縮,其使得可獲得高的尺寸精度的部件。
在本發(fā)明的組合物中使用的所述半結晶性的PA、所述無定形的PA和任選的PEBA優(yōu)選地具有實質(zhì)上相同的根據(jù)標準ISO 489:1999所測量的折射率。也可改變用于合成所述PEBA和所述PA的初始材料的性質(zhì)。通常,芳族化合物(例如芳族二酸)的添加提高產(chǎn)物的折射率。對于PEBA,如果例如PTMG含量增加,則與具有與PEBA的PA 嵌段相同的組成的純PA相比,折射率降低。在Y為脂族二酸的BMACM.Y類型的PA系列中,Y越長,則折射率下降越多。對于線性脂族PA,在單元中CH2數(shù)目增加越多,折射率下降越多。
如果在所述組合物中存在不同于玻璃填料或PEBA的添加劑,則該添加劑以0.01至5.0重量%存在,相對于所述組合物的總重量。所述添加劑特別地選自:著色劑,特別地顏料、染料、效果(特效)顏料例如衍射顏料、干涉顏料例如珠光劑、反射顏料和其混合物;UV穩(wěn)定劑、抗老化劑、抗氧化劑、流化劑、抗磨損劑、脫模劑、穩(wěn)定劑、增塑劑、沖擊改性劑、表面活性劑、增白劑(增亮劑)、填料、纖維、蠟和其混合物,和/或任何其它在聚合物領域中公知的添加劑。
在不同于以上所述的玻璃填料的填料中,特別地可提及二氧化硅、炭黑、碳納米管、膨脹石墨或氧化鈦。
根據(jù)本發(fā)明的用途使得可獲得比由包括玻璃作為填料的無定形的聚酰胺制成的相同形狀的制品更容易加工(處理)的更透明的制品,如在以下實施例的表中所證明的。
根據(jù)有利的實施方案,本發(fā)明的組合通過配混或通過干混其各種成分而制造。干混是優(yōu)選的,因為與通過配混相比,其包括較少的步驟且通常導致較少的組合物的污染(黑點、凝膠)的風險。
所述組合物可根據(jù)本發(fā)明用于制造粒料(顆粒)或粉末,其又可用在常規(guī)的用于使聚合物成形的方法中以制造經(jīng)模塑且透明的制品、絲(長絲)、管、膜、和/或片材。
本發(fā)明的主題特別地是用于制造透明制品的方法,所述方法包括:
-供應根據(jù)以上所定義的半結晶性的聚合物的步驟;
-混合所述共聚物與至少一種透明的無定形的PA及至少一種玻璃填料和/或至少一種PEBA和/或至少一種添加劑以制造如以上所定義的組合物的步驟;
-在50至120℃、優(yōu)選地60至100℃、優(yōu)選地60至95℃的范圍內(nèi)的溫度T0下,特別地在模具或模頭中,加工(處理)所述共聚物或所述組合物的步驟;
-和然后收取透明制品的步驟。
術語“加工”在這里理解為意指由根據(jù)本發(fā)明的組合物開始的用于使聚合物成形的任何方法,例如模塑、注射模塑、擠出、共擠出、熱壓、多重注射模塑、旋轉(zhuǎn)模塑、燒結、激光燒結等。
對于根據(jù)本發(fā)明的用于制造制品(特別地模塑、注射模塑或擠出制品)的方法,粒料是有利的。較少使用具有如使用激光衍射粒度分析儀所測定的在400至600μm范圍內(nèi)的平均直徑的粉末。根據(jù)本發(fā)明的方法的具體實施方案,特別是通過燒結例如激光燒結,以及通過旋轉(zhuǎn)模塑,根據(jù)本發(fā)明的組合物優(yōu)選地以粉末形式提供,其顆粒具有小于400μm、優(yōu)選地小于200μm的體均中值粒徑。在用于制造粉末的方法中,可提及低溫(冷凍)研磨和微?;?。
本發(fā)明的方法的另一可能實施方案可另外包括在所述粒料或粉末的制造步驟之前,配混PA與染料和/或任何其它添加劑的預備步驟。
本發(fā)明的另一主題是如上定義的組合物用于制造如下的用途:透明設備,例如眼鏡、框架和/或透鏡、彈道玻璃制品(玻璃窗,窗玻璃)、透明片材、頭盔、護目鏡、護罩(護盾)、防護服;運動設備;表(面)玻璃;太空設備,特別地衛(wèi)星或航天飛船設備;航空或機動車設備,例如擋風玻璃、釉、舷窗、座艙、飛機座艙罩、窗、防彈玻璃制品(特別地用于汽車或建筑物)、聚光燈或前燈玻璃制品;顯示玻璃制品,特別地廣告、電子或電腦玻璃制品;屏幕組件;用于熱面板、太陽能面板或光伏面板的玻璃制品;用于建筑、裝飾、電氣用具或裝修工業(yè)的制品;用于游戲或玩具工業(yè)的制品;用于時尚工業(yè)的制品,例如鞋踵或珠寶;用于家具工業(yè)的制品,例如桌子、椅子或扶手椅組件;展示、包裝、殼、盒、容器或瓶制品或組件;用于香料、用于化妝或醫(yī)藥工業(yè)的制品;行李(皮箱);用于運輸期間的防護的組件;計算、電子或通信裝置、特別是電話的防護殼。
本發(fā)明還涉及任何具有根據(jù)以上定義的組合物的透明制品。
實施例
以下實施例說明本發(fā)明而不限制其范圍。在實施例中,除非另外指明,所有百分比和份以重量表示。
所有的在溶液中的粘度根據(jù)標準ISO 307:2007在間甲酚中測量。
-使用的透明的無定形的聚酰胺:
PAam1:PA 11/B.10,其包括小于80摩爾%的單體B.10(其中“10”代表包括10個碳原子的癸二酸)和超過20摩爾%的通過11-氨基十一烷酸形成的共聚單體,B.10的摩爾比例>0%且PA 11的摩爾比例<100%。
PAam2:PA 11/B.10,具有低的在溶液中的粘度(小于1.10),其包括超過80摩爾%的單體B.10(其中“10”代表包括10個碳原子的癸二酸)和小于20摩爾%的通過11-氨基十一烷酸形成的共聚單體,PA 11的摩爾比例>0%且B.10的摩爾比例<100%。
PAam3:PA 11/B.10,具有正常的在溶液中的粘度(大于1.10),其包括超過80摩爾%的單體B.10(其中“10”代表包括10個碳原子的癸二酸)和小于20摩爾%的通過11-氨基十一烷酸形成的共聚單體,PA 11的摩爾比例>0%且B.10的摩爾比例<100%。
PAam4:PA 12/B.I/B.T,其包括超過60摩爾%的共聚單體B.I(其中“I”代表間苯二甲酸)和B.T(其中“T”代表對苯二甲酸)和小于40摩爾%的通過內(nèi)酰胺12形成的共聚單體,PA 12共聚單體的摩爾比例>0%且B.I和B.T的摩爾比例<100%。
這些聚酰胺根據(jù)在專利文獻WO 2009153534的第20頁第12行至第21頁第9行中所描述的方法制備。
-使用的玻璃纖維:對應于專利EP 2 169 008且通過Asahi Fiber Glass Company制造的那些,或由AGY銷售的玻璃纖維。
-使用的半結晶性的聚酰胺:
PAc:PA11,其具有小于1.30的在溶液中的粘度(根據(jù)Arkema方法測量的特性(固有)粘度:在25℃下于間甲酚中的0.5g/dl)。
PAc2:PA 11,具有大于1.30的在溶液中的粘度。
-使用的PEBA:PA 12-PTMG
(其中PA-PE嵌段的數(shù)均分子量:2000-1000)。
所有以上提及的PA和PEBA由Arkema銷售。
透明度性質(zhì):對厚度2mm的片材測量透射率和霧度。根據(jù)表1中所使用且顯示的標準對標準化的試樣測試透明度性質(zhì)。
在相同的螺旋流動測試條件(螺桿的轉(zhuǎn)速、在注射點處的噴嘴的進料溫度等)下還在表3中測量組合物的流動或流動性性質(zhì)(MVR)(例如流動長度)。
這些片材和試樣由以下起始通過注射模塑得到:預先干混的PAam、Psc、玻璃填料和任選的PEBA和添加劑的粒料,具有以上所述的組成且如在表2和3中所示的。
顯示的百分比以重量計。
表1至3顯示:與對比例1至4(Cp 1至Cp 4)相比,僅根據(jù)本發(fā)明的實施例1至10(Ex.1至Ex.10)組合有高透明度(大于75%的透射率和小于15%的霧度,在560nm下對厚度2mm的片材,根據(jù)用于透射率的標準ISO 13468-2:2006和用于霧度的標準ASTM D 1003-97(A)使用Konica-Minolta 3610d分光光度計測量)和較好的流動性(MVR大于10)。
表1
表2
MB對應于Blue Masterbatch(Renol Blue AG51425029-ZA Clariant Taiwan)表3
表3(續(xù))