聚酰胺复合结构及其制备方法
2019-11-22

聚酰胺复合结构及其制备方法

本发明涉及复合结构和重叠注塑的结构,所述结构包含纤维材料、基质树脂组合物,并且所述结构的表面的一部分由表面树脂组合物制成,其中所述组合物选自包含一种或多种聚酰胺和一种或多种官能化聚烯烃的组合物。

出于本文的目的,"用基质树脂组合物浸渍的纤维材料"是指基质树脂组合物包封并包埋纤维材料从而形成基本上被基质树脂组合物围绕的纤维材料的互穿网络。出于本文的目的,术语"纤维"被定义为宏观上均匀并在垂直于长度方向的横截面上具有较高的长宽比的主体。所述纤维横截面可为任何形状,但通常为圆形。

本文所述的表面树脂组合物和/或基质树脂组合物可进一步包含一种或多种冲击改性剂、一种或多种热稳定剂、一种或多种增强剂、一种或多种紫外线稳定剂、一种或多种阻燃剂或它们的混合物。

环氧乙烷共聚物是用环氧基团官能化的乙烯共聚物;所谓"官能化的"是指基团与有机官能团接枝和/或共聚。用于官能化共聚物的环氧化物的实例为包含4-11个碳原子的不饱和环氧化物,例如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚、乙烯基缩水甘油醚和衣康酸缩水甘油酯,尤其优选的是(甲基)丙烯酸缩水甘油酯(GMA)。环氧乙烷共聚物优选包含0.05重量%至15重量%的环氧化物基团,所述重量百分比是基于所述环氧乙烷共聚物的总重量计的。优选地,用于官能化乙烯共聚物的环氧化物为(甲基)丙烯酸缩水甘油酯。乙烯/(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物可进一步包含具有1-6个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯和具有1-8个碳原子的α-烯烃的共聚单元。代表性的(甲基)丙烯酸烷基酯包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸己酯或它们中的两种或更多种的组合。值得注意的是丙烯酸乙酯和丙烯酉支丁醋。

615由HMD和十五烷二羧酸形成的聚合物重复单元

组合物的制备

半芳族聚酰胺可衍生自一种或多种脂族羧酸组分和芳族二胺组分。例如,间苯二甲二胺和对苯二甲二胺可衍生自一种或多种芳族羧酸组分和一种或多种二胺组分,或者可衍生自羧酸组分和二胺组分。

技术领域

此外,一种或多种羧酸可以与一种或多种脂族羧酸如己二酸混合;庚二酸;辛二酸;壬二酸;癸二酸和十二烷二酸,优选己二酸。更优选地,包含在半芳族聚酰胺的一种或多种羧酸混合物中的对苯二甲酸与己二酸的混合物包含至少55摩尔%的对苯二甲酸。本文所述的一种或多种半芳族聚酰胺包含一种或多种二胺,所述二胺可选自具有四个或更多个碳原子的二胺,包括但不限于丁二胺、1,6_己二胺、辛二胺、癸二胺、2-甲基戊二胺、2-乙基丁二胺、2-甲基辛二胺;三甲基己二胺、双(p-氨基环己基)甲烷;和/或它们的混合物。优选地,本文所述的半芳族聚酰胺的一种或多种二胺选自1,6_己二胺、2-甲基戊二胺以及它们的混合物,并且更优选地,本文所述的半芳族聚酰胺的一种或多种二胺选自1,6_己二胺以及1,6-己二胺与2-甲基戊二胺的混合物,其中混合物包含至少50摩尔%的1,6-己二胺(所述摩尔百分比是基于所述二胺混合物计的)。用于本文所述的组合物中的半芳族聚酰胺的实例可以商标Zytel^HTN从E.I.duPontdeNemoursandCompany,Wilmington,Delaware商购获得。

本发明的另一个实施方案涉及重叠注塑的复合结构以及制备它们的方法。根据本发明的重叠注塑的复合结构包括至少两个组件,即第一组件和第二组件。所述第一组件包含如上所述的复合结构。第二组件包含重叠注塑性树脂组合物。重叠注塑的复合结构可包括多于一个的第一组件,即它可包括多于一个的复合结构。

聚酰胺复合结构及其制备方法

本发明涉及复合结构、重叠注塑复合结构及其制备方法领域。具体地讲,本发明涉及聚酰胺复合结构领域。本发明公开的复合结构具有表面,所述表面的至少一部分由表面聚酰胺树脂组合物制成,并且所述复合结构包含选自非织造结构、纺织物、纤维絮以及它们的组合的纤维材料,所述纤维材料用基质树脂组合物浸渍,其中所述表面聚酰胺树脂组合物选自包含如下物质共混物的聚酰胺组合物:a)一种或多种半芳族聚酰胺(A),所述半芳族聚酰胺包含衍生自芳族二元羧酸和脂族二胺的重复单元,和b)一种或多种全脂族聚酰胺(B),所述全脂族聚酰胺选自:包含衍生自脂族二元羧酸和脂族二胺的重复单元的聚酰胺、包含衍生自脂族氨基羧酸的重复单元的聚酰胺、以及衍生自内酰胺的聚酰胺。

使用具有金刚石刀刃的MK-377瓦锯并以水作为润滑剂,将如上所述获得的重叠注塑复合结构切割成1/2英寸宽X21/2英寸长的测试样品。

本文所述的表面聚酰胺树脂组合物和/或基质树脂组合物和/或重叠注塑树脂组合物还可以包含改性剂和其他成分,包括但不限于助流添加剂、润滑剂、抗静电剂、着色剂(包括染料、颜料、炭黑等)、阻燃剂、成核剂、晶化助剂以及聚合物配混领域已知的其他加工助剂。

表面聚酰胺树脂组合物和/或基质树脂组合物和/或重叠注塑树脂组合物还可以包含一种或多种氧化稳定剂,例如磷抗氧化剂(如亚磷酸盐或亚膦酸盐稳定剂)、受阻酚稳定剂、芳族胺稳定剂、硫酯和酚醛基抗氧化剂,在高温应用中它们可以阻止聚合物的热诱导氧化。当存在一种或多种氧化稳定剂时,其量为〇.1重量%或约〇.1重量%至3重量%或约3重量%,或优选地为0.1重量%或约0.1重量%至为1重量%或约1重量%,或更优选地为0.1重量%或约0.1重量%至为或约为0.7重量%,所述重量百分比是按组合物的总重量计的。

根据本发明的复合结构和根据本发明的重叠注塑复合结构可用于许多应用,例如用作汽车组件、卡车组件、商用飞机组件、航空航天器组件、轨道组件、家用电器组件、计算机硬件组件、手持装置组件、娱乐和体育设施组件、机器结构组件、建筑结构组件、光伏设备结构组件、或机械装置结构组件。

横梁样品(12.6mmX76mm)由板坯加工而成。测试前使用手锯在横梁的重叠注塑层上切割出大约为重叠注塑层深度95%的缺口。使用新的剃刀刀片在预缺口上滑动,使预缺口加深。

横梁样品(12.6mmX76mm)由板坯加工而成。测试前使用手锯在横梁的重叠注塑层上切割出大约为重叠注塑层深度95%的缺口。使用新的剃刀刀片在预缺口上滑动,使预缺口加深。

全脂族聚酰胺(PA):由己二酸和1,6-己二胺制成的聚酰胺,该聚合物称为PA6,6,可从例如E.I.duPontdeNemoursandCompany商购获得。

表面聚酰胺树脂组合物和/或基质树脂组合物和/或重叠注塑树脂组合物还可以包含一种或多种氧化稳定剂,例如磷抗氧化剂(如亚磷酸盐或亚膦酸盐稳定剂)、受阻酚稳定剂、芳族胺稳定剂、硫酯和酚醛基抗氧化剂,在高温应用中它们可以阻止聚合物的热诱导氧化。当存在一种或多种氧化稳定剂时,其量为〇.1重量%或约〇.1重量%至3重量%或约3重量%,或优选地为0.1重量%或约0.1重量%至为1重量%或约1重量%,或更优选地为0.1重量%或约0.1重量%至为或约为0.7重量%,所述重量百分比是按组合物的总重量计的。

本文所述的表面聚酰胺树脂组合物和/或基质树脂组合物和/或重叠注塑树脂组合物还可以包含改性剂和其他成分,包括但不限于助流添加剂、润滑剂、抗静电剂、着色剂(包括染料、颜料、炭黑等)、阻燃剂、成核剂、晶化助剂以及聚合物配混领域已知的其他加工助剂。

令人吃惊的是,发明人发现上述提及的问题可通过下述复合结构解决,其具有表面,所述表面的至少一部分由表面聚酰胺树脂组合物制成,并且所述复合结构包含纤维材料,所述纤维材料选自非织造结构、纺织物、纤维絮以及它们的组合,所述纤维材料用基质树脂组合物浸渍,并且其中所述表面聚酰胺树脂组合物选自包含如下物质共混物的聚酰胺组合物:

本发明涉及复合结构、制作方法以及用复合结构制成的重叠注塑结构。根据本发明的复合结构包含用基质树脂组合物浸渍的纤维材料。复合结构的至少一部分表面由表面聚酰胺树脂组合物制成,所述表面聚酰胺树脂组合物选自包含如下物质共混物的聚酰胺组合物:a)-种或多种半芳族聚酰胺(A),和b)-种或多种全脂族聚酰胺(B)。