[发明专利]耐热的模塑或挤塑的热塑性制品

说明书

发明领域

本发明涉及具有提高的长期高温老化特性的模塑或挤塑的热塑性制品的领域。

发明背景

基于聚酰胺和聚酯的高温树脂具有所期望的耐化学品性、可加工性和耐热性。这使它们尤其适用于高性能要求的机动车和电气/电子器件应用。在机动车领域，目前普遍需要耐高温结构，这是因为汽车发动机舱区域内的温度通常达到150℃以上，甚至达到200℃以上。塑性部件(如机动车机罩下方的应用或电气/电子器件应用中的塑性部件)长时间暴露于此类高温下时，由于聚合物发生热氧化，其机械特性通常会降低。这种现象称为热老化。

在试图改善热老化性能的过程中，常规的做法是向包含聚酯或聚酰胺树脂的热塑性组合物中添加热稳定剂(也称为抗氧化剂)。此类热稳定剂的例子包括受阻酚类抗氧化剂、胺类抗氧化剂和基于磷的抗氧化剂。对于聚酯组合物，通常使用的是任选地结合基于磷的增效剂的酚类抗氧化剂。对于聚酰胺组合物，通常使用三类热稳定剂让暴露于高温中的组合物得以保持其机械特性。一类是使用先前提到的任选地结合基于磷的增效剂的酚类抗氧化剂，第二类是使用任选地结合基于磷的增效剂的芳香胺，第三类是使用铜盐和衍生物。已知的是，使用酚类抗氧化剂可提高热塑性组合物在最高达120℃的老化温度下的机械/物理特性。

美国专利5,965,652公开了包含原位形成的胶态铜的热稳定聚酰胺模制组合物。然而，公开的组合物仅在140℃的热老化温度下才能保持抗冲击强度。

GB专利839,067公开了包含铜盐和强有机碱的卤化物的聚酰胺组合物。然而，公开的组合物仅在170℃的热老化温度下才能表现出改善的热弯曲稳定性。

现有的技术不仅对长期耐热老化性能的改善效果不明显，而且改善的热老化性能无法满足要求更高的、涉及暴露于更高温度的应用，例如机动车机罩下方的应用和电气/电子器件中的应用。

US 2006/0155034和US 2008/0146718专利公布公开了包含金属粉末(用作热稳定剂)和纤维增强剂的聚酰胺组合物。公开的组合物在215℃的长期热老化温度下表现出改良的机械特性(例如拉伸强度和断裂伸长率)。然而，此类金属粉末不但昂贵，而且还因为易于自燃而高度不稳定。

EP 1041109公开了包含聚酰胺树脂、熔点为150-280℃的多元醇的聚酰胺组合物，该组合物具有良好的流动性和机械强度，并可用于注塑焊接工艺。

遗憾的是，使用现有技术制得的基于聚酰胺或聚酯组合物的模制制品要么在长期暴露于高温后其机械特性出现不能接受的劣化，要么因为使用高成本的热稳定剂而变得非常昂贵。

一直以来，人们需要的是适于制造制品并且在长时间暴露于高温后仍具备良好机械特性的低成本聚酰胺和聚酯组合物。

发明内容

本文公开并受权利要求书保护的是包含热塑性组合物的模塑或挤塑的热塑性制品，其中热塑性组合物包含：

(a)热塑性树脂，其选自聚酰胺、聚酯以及它们的混合物；

(b)0.25至15重量％的一种或多种多元醇，其具有两个以上的羟基并具有小于2000的数均分子量(M_n)；

(c)10至约60重量％的一种或多种增强剂；和

(d)0至50重量％的包含活性官能团和/或羧酸的金属盐的聚合物增韧剂；

其中所有重量百分比均基于热塑性组合物的总重量计，并且其中由所述热塑性组合物制备的4mm测试棒，在空气气氛中暴露于170℃的测试温度500小时的测试时间后，按照ISO 527-2/1A进行测试，与具有相同组成和形状的未经暴露的对照物的拉伸强度相比，具有至少50％的平均拉伸强度保持率。

还公开了模塑或挤塑的热塑性制品，如上文所公开，其中所述热塑性树脂包括聚酰胺树脂，并且其中由所述热塑性组合物制备的4mm测试棒，在空气气氛中暴露于210℃的测试温度500小时的测试时间后，按照ISO527-2/1A进行测试，与具有相同组成和形状的未经暴露的对照物的拉伸强度相比，具有至少70％的平均拉伸强度保持率。

发明详述

就本发明而言，除非另外指明，否则“高温”是指等于或高于170℃的温度，优选等于或高于210℃，并且最优选等于或高于230℃。

在本发明中，除非另外指明，否则“长期”是指等于或长于500小时，优选等于或长于1000小时的老化期。