[发明专利]用特殊活化剂制备浇铸聚酰胺

说明书

技术领域

本发明涉及一种可用于制备浇铸聚酰胺的组合物，和一种使用该组合物进行的制备浇铸聚酰胺的方法。本发明的其它主题一方面是通过该方法可获得的聚酰胺模塑制品，另一方面是特殊活化剂以及催化剂和活化剂的特殊组合物用于制备浇铸聚酰胺的用途。

背景技术

大体上，有两种制备聚酰胺模塑制品的方法。一种方法包括将已经制备的聚酰胺注塑到相应的模具中。另一种方法包括制备所谓浇铸聚酰胺。浇铸聚酰胺是特别高分子量的聚酰胺。以纯粹的化学方式进行制备，通常不使用压力。在制备浇铸聚酰胺的过程中，向模具中倒入内酰胺以及至少一种催化剂和至少一种活化剂，然后在该模具中进行阴离子聚合。在该方法中，存在于模具中的母体化合物通常在热作用下聚合。结果是均匀的材料，其在结晶度方面优于挤出的聚酰胺。

浇铸聚酰胺，作为热塑性材料，适于用作制造复杂的元件。与许多热塑性材料相比，它们不需要熔融，而是在120～150℃下在模具中仅仅几分钟之内就由内酰胺的无压阴离子聚合而得到。所有已知的浇铸方法如静置浇铸(standingcasting)、旋转浇铸和离心浇铸都可以用于该方法；在各自情形中，获得的最终产品是来自高分子量结晶聚酰胺的模塑制品，其特征在于低重量、高机械耐久度、非常优秀的滑动性能和优异的耐化学性，并且其仅具有少量的内应力，因为不是在压力条件下填充模具。浇铸聚酰胺可以锯、钻、粉碎、研磨、熔接和印刷或涂漆；除了复杂的中空模具之外，由该聚合物制造了用于旅客升降梯的辊和半成品例如用于汽车工业的管、杆和板。

通过所谓的活化阴离子聚合由低粘度内酰胺熔体和催化剂以及活化剂开始制造浇铸聚酰胺元件本身是已知的(例如，Vieweg，Müller；Kunststoff-Handbuch，vol.VI，Carl Hansa Verlag，München，1966)。为此，通常分别制备两种混合物，催化剂和内酰胺的混合物或活化剂和内酰胺的混合物，在开始前不久才在模具中混合(For this purpose，two mixtures of catalyst and lactam or activator and lactam areusually prepared separate from each other and are mixed in the mold ar shortlybefore)。

例如在Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research IAP的2003年度报告(54页)中描述了通过阴离子聚合ε-己内酰胺制备浇铸聚合物的相应方法。

EP 0641816A1公开了一种制备填充的或增强的浇铸聚酰胺的方法，其中用于聚合的熔体达到触变(thixotropic)状态，然后引发聚合。碱金属或碱土金属的actamate作为催化剂，六亚甲基二异氰酸酯的低聚物优选作为活化剂。

现有技术中已知的制备浇铸聚酰胺的方法的特征在于，一旦内酰胺接触到由催化剂和活化剂组成的体系就开始发生产生聚酰胺的阴离子聚合。

然而，有时候希望阴离子聚合迟一点开始，即时间上延后一点，例如在给内酰胺的母体化合物与添加剂足以在适当的模具中混合均匀的时间之后。迄今为止，为了使阴离子聚合开始的时间迟一点，需要迟一点向包含内酰胺的离析物(educt)混合物加入活化剂或者催化剂。然而，如果可能的话，在阴离子聚合开始时，推迟加入的这一活化剂或催化剂必须在相应的内酰胺中以均匀分布的状态存在。反之，只有如果催化剂和活化剂以均匀的形式与内酰胺一起填充到模具中的话，这通常是可能的。

发明内容

因此，本发明的目标在于提供一种体系，其包括催化剂，和分开地，活化剂，其各自适用于内酰胺阴离子聚合，其中形成浇铸聚酰胺的阴离子聚合未直接发生，即在内酰胺与由催化剂和活化剂组成的体系接触之后未立即发生。

此外，需要浇铸聚酰胺的优异的结晶性能，使得本发明的另一个目标在于，提供一种用于内酰胺阴离子聚合的由催化剂和活化剂构成的体系，它同时生产出具有良好结晶度的浇铸聚酰胺。

根据本发明，这些目标由下述体系实现，该体系包括：

a)至少一种用于内酰胺阴离子聚合的催化剂，和

b)至少一种用于内酰胺阴离子聚合的活化剂。

根据本发明的组合物的特征在于，所用的活化剂选自环异氰酸酯(cyclicisocyanate)、脲基甲酸酯(allophanate)和其混合物。

在本发明意义内的体系被理解为以下根据本发明使用的a)和b)的单元：