專利名稱：聚酰胺模塑復合物在生產(chǎn)光學或光電模塑部件中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為光學或光電目的的聚酰胺模塑復合物的應(yīng)用，其合金或摻合物中至少含有一種均聚聚酰胺。
使用透明塑料作為礦物玻璃等的替代的應(yīng)用越來越多，同時也使用透明塑料作為其它材料的替代。其原因是重量上相當經(jīng)濟，清潔簡單，重新使用簡單，在回收上大大提高，更具多樣性，應(yīng)用上更迅速更無風險，提供特殊性能的可能性大，有時尚效果，處理上經(jīng)濟，價格上越來越具競爭性。
除透明塑料如PMMA，PS，ABS，PVC，丁酸纖維素，乙酸纖維素和CR39外，它們已經(jīng)被部分認識有一段時間，人們越來越了解其它材料如PC，SAN，SB，CAP，PET，PBT，PSU，PVF，PU，APEC，COC和無定形聚烯烴。除這些之外，透明聚酰胺也已被建立并在汽車和電子工業(yè)，精密技術(shù)，醫(yī)療技術(shù)和鑄造工業(yè)中作為工作部件。
除PC，PMMA之外，在其它材料中，透明聚酰胺是鏡框和柔性焦距透鏡組的理想材料；由于透明性，純度，韌性，抗溶劑性，抗刮痕性(刮痕硬度)和形狀穩(wěn)定性的不足，它們還沒有在光學領(lǐng)域如透鏡，放大鏡，太陽鏡等中被實際使用。以前公知的透明聚酰胺的缺點主要是它們不同時具有低密度，高折光指數(shù)和高阿貝系數(shù)。然而，這些參數(shù)對聚酰胺的光學應(yīng)用特別重要，因為例如透鏡不僅應(yīng)具有高折光指數(shù)和高阿貝系數(shù)，而且同時應(yīng)具有較低的密度。只有這樣才可能制造功能性透鏡，還具有相應(yīng)的柔軟度。除這些需求外，對多數(shù)光學和光電應(yīng)用來說，這里討論的材料還必須應(yīng)具備抗熱性，抗溶劑性和抗刮痕性。在這些應(yīng)用中，材料還應(yīng)具有高度的交變彎曲疲勞強度和高度的韌性。
從這一點出發(fā)，本發(fā)明的目的是提供可用于光學應(yīng)用的聚酰胺，一方面它具有高折光指數(shù)和高阿貝系數(shù)，同時它具有較低的密度。這些聚酰胺還要具有高度的交變彎曲疲勞強度，抗化學品性和抗熱變形性。
這一目的可通過權(quán)利要求1的特征實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求表明了進一步有利的結(jié)果。
申請人驚奇地發(fā)現(xiàn)由EP0725101A1公知的透明聚酰胺本身可實現(xiàn)所設(shè)定的全部需求。本發(fā)明使用EP0725101A1的透明聚酰胺制造光學或光電應(yīng)用的模塑部件。該透明聚酰胺特別適用于透鏡，柔性焦距透鏡組或放大鏡和光學纖維或光波導向用的電纜保護管。顯然透明聚酰胺還可用于制造無色或有色的光學半成品或柔性焦距透鏡組，或透鏡或鏡框以及它們的結(jié)合。
聚酰胺也可用于生產(chǎn)防護面具，護目鏡，一些器具如表，鏡子和過濾杯的發(fā)光玻璃中的觀察和外殼部分，交通工具，運動和休閑器具的防護窗和視窗，醫(yī)療，通訊，化妝用品，家務(wù)，汽車和運輸領(lǐng)域的工作部件。
由透明聚酰胺制得的光學和光電模塑體的顯著特征是其表面性能優(yōu)異，類似玻璃一樣的光亮，層厚度≥5mm時光透過率超過90％的無形變透明性，按DIN 53442的測試體的交替彎曲疲勞強度大于200萬個循環(huán)，大于12KJ/m2的高缺口沖擊強度，小于1.1g/cm3的低密度，nD20為1.50的高折光指數(shù)，相應(yīng)于玻璃化溫度157℃的抗熱變形性，優(yōu)良的耐化學品和溶劑(如醇，酮，酯，芳族和鹵化的KW)性，優(yōu)良的刮痕強度(Clemens)和小于1.5％的低吸水性。
不論與其表面，透明性，光亮度相關(guān)或與機械性能如拉伸沖擊強度和斷裂時的伸長相關(guān)，模塑部件還具有良好的耐候性；它們易于涂裝，著色，并且抗刮痕和磨損。
模塑體可簡單地于平均溫度250℃至280℃通過注射成型，注射吹塑，深拉，擠出和類似的加工方法進行加工，以生產(chǎn)模塑和中空制品。
因此由透明聚酰胺生產(chǎn)的光學或光電模塑制品的特征是透明性極佳并具有良好的表面，比重低，韌性和交變彎曲疲勞強度高，耐溶劑和耐熱性突出，以及磨損硬度，抗刮痕性，剛度和形狀穩(wěn)定性突出，易于涂裝并具有良好的光學特性(nD20阿貝系數(shù))。
即使了解已經(jīng)公知的EP0725101A1，本領(lǐng)域技術(shù)人員也不會設(shè)想這些聚酰胺會具有這些結(jié)合的所需性能，而且因為許多不同種類的塑料以前已被用于光學應(yīng)用，特別是透鏡和柔性焦距透鏡組，但仍沒有使用過無定形聚酰胺。因此令人驚奇的是，這一選定的聚酰胺類實現(xiàn)了所有這些性能的結(jié)合。
作為相關(guān)材料，本發(fā)明涉及EP0725101A1公開的所有聚酰胺的應(yīng)用。由此該文件公開的內(nèi)容即被引為參考。
然而在那些均聚聚酰胺中，雙(氨基)環(huán)烷烴，特別是雙(3-甲基-4-氨基-環(huán)己基)甲烷被用作環(huán)脂族二胺。對于后者環(huán)烷烴也可用50％的其它雙(氨基)環(huán)烷烴代替。然而在一優(yōu)選的實施方案中，所用的透明聚酰胺使用了上述環(huán)脂族二胺，即與具有8-12個碳原子的脂族二元羧酸結(jié)合。十二碳烷二酸是特別優(yōu)選的。十二碳烷二酸可被至多50％的芳族羧酸代替。現(xiàn)已證明用癸二酸或壬二酸或其它具有多于十二個碳原子的脂族二元羧酸部分或全部代替十二碳烷二酸也是有利的。
通過上述原料的特別組合生產(chǎn)透明聚酰胺，可進一步優(yōu)化其光學性能。例如通過雙(3-甲基-4-氨基環(huán)己基)甲烷和十二碳烷二酸，可制造密度小于1.1g/cm3，折光指數(shù)nD20≥1.50，阿貝系數(shù)＞40的光學透鏡。
如在EP0725101A1中公開的，當然也可使用上述聚酰胺模塑復合物的透明合金或摻合物。在合金中，聚酰胺12或聚酰胺11作為合金組分是優(yōu)選的。在摻合物的情況下，也可使用其它無定形聚酰胺。聚酰胺模塑復合物可含有所有通常公知的添加劑，如熱穩(wěn)定劑，紫外線穩(wěn)定劑，添加劑，填料，纖維，顏料，所有類型的抗沖擊改性劑，和增塑劑。
參考下述兩個實施方案，本發(fā)明將被進一步詳細描述。
實施例1注射成型制造透鏡將0.5％間-甲酚溶液粘度為1.71，水氣含量為0.06％的雙(3-甲基-4-氨基環(huán)己基)甲烷和十二碳烷二酸的均聚聚酰胺的干燥透明粒料，通過一氮氣噴霧的加料斗送入Arburg 320-210-75型的注射成型機中，并在15分鐘的沖洗時間后注射成型生產(chǎn)厚1.5mm，直徑65mm的柔性焦距透鏡組。筒體溫度為265，270，275，280℃，物料溫度為275℃，注射壓力和暫停壓力為50巴，生產(chǎn)周期為19秒。模具有12個半殼腔沿中央流道呈星形放置；模具溫度為80℃。所得的透鏡完全透明并非常清潔，通過常用于光學目的的測試方法測試，結(jié)果良好。
對單獨鏡片進行滴涂并干燥，其它的在真空蒸發(fā)裝置中進行鏡面拋光。兩種涂裝均產(chǎn)生與聚酰胺鏡片的均勻良好的粘接。類似地，磨損測試也令人滿意。鏡片試樣用于制備好的相同聚酰胺材料的鏡框上。整個鏡體重34g。鏡片的密度為1.01g/cm3，折光指數(shù)為1.510，阿貝系數(shù)為52。
實施例2光波導向用封裝管的生產(chǎn)將與實施例1中相同的聚酰胺粒料送入Nokia擠出機SLC 24中。在240至280℃下，擠出壁厚0.5mm的3mm中空管，并將DowCorning的光學纖維嵌入膠狀物中，擠出速度為100米/分鐘。通過兩個水浴和一個空氣浴冷卻并成卷。在-30至80℃的溫度范圍內(nèi)測定100米的松散緩沖的電纜體系的衰減；由于松散的聚酰胺材料夾套的高形狀穩(wěn)定性，衰減的增加非常低。
權(quán)利要求
1.用于生產(chǎn)光學或光電用模塑體的聚酰胺模塑復合物的應(yīng)用，其合金或摻合物中含有至少一種由長鏈脂族單體嵌段和環(huán)脂族單體嵌段得到的均聚聚酰胺。
2.權(quán)利要求1的應(yīng)用，其特征是生產(chǎn)的是鏡片，柔性焦距透鏡組或放大鏡。
3.權(quán)利要求1或2的應(yīng)用，其特征是生產(chǎn)的鏡片的密度小于1.1g/cm3，折光指數(shù)nD20≥1.50，阿貝系數(shù)＞40。
4.權(quán)利要求1的應(yīng)用，其特征是生產(chǎn)的是無色或有色的光學半成品或透鏡或柔性焦距透鏡組，或鏡框以及它們的結(jié)合。
5.權(quán)利要求1的應(yīng)用，其特征是生產(chǎn)的是光學纖維或光波導向用的電纜防護管。
6.權(quán)利要求1至5中至少一項的應(yīng)用，其特征是所用的均聚聚酰胺基本上是由14至22個碳原子的烷基取代的環(huán)脂族二胺和8至14個碳原子的非支鏈化脂族二元羧酸構(gòu)成的，其中非支化脂族二元羧酸可被至多50mol％的芳族二元羧酸替代，或者均聚聚酰胺是由8至14個碳原子的非支鏈化脂族二胺和7至36個碳原子的環(huán)脂族二元羧酸構(gòu)成的，其中環(huán)脂族二元羧酸可被至多50mol％的芳族二元羧酸替代。
7.權(quán)利要求6的應(yīng)用，其特征是雙(氨基)-環(huán)烷烴化合物被用作環(huán)脂族二胺。
8.權(quán)利要求7的應(yīng)用，其特征是可被至多50％其它雙(氨基)-環(huán)烷烴化合物替代的雙(3-甲基-4-氨基環(huán)己基)甲烷被用作環(huán)脂族二胺。
9.權(quán)利要求1至8中至少一項的應(yīng)用，其特征是所用的脂族二元羧酸含有8至12個碳原子。
10.權(quán)利要求9的應(yīng)用，其特征是可被至多50％芳族羧酸替代的十二碳烷二酸被用作二元羧酸。
11.權(quán)利要求10的方法，其特征是十二碳烷二酸可部分或全部被癸二酸或壬二酸或其它具有多于十二個碳原子的脂族二元羧酸替代。
全文摘要
本發(fā)明涉及為生產(chǎn)光學或光電用模塑部件的聚酰胺模塑復合物的應(yīng)用,其合金或摻合物中含有至少一種由長鏈脂族單體嵌段和環(huán)脂族單體嵌段得到的均聚聚酰胺。
文檔編號C08L77/00GK1185375SQ97118960
公開日1998年6月24日 申請日期1997年10月7日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月17日
發(fā)明者漢斯·達拉·托爾, 拉爾夫·哈拉 申請人:Ems－英芬塔股份有限公司