[发明专利]耐长期热老化的聚酰胺组合物

说明书

发明领域

本发明涉及聚酰胺组合物领域，该聚酰胺组合物具有改善的长期高温老化特性。

发明背景

基于聚酰胺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，故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)此类热稳定剂的实例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，第二类是任选地结合基于磷的增效剂的芳香胺，第三类是铜盐和衍生物。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塑组合物。然而，公开的组合物在不高于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，公开的组合物在不高于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至280℃的多元醇的聚酰胺组合物，其具有良好的流动性和机械强度，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组合物的模塑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组合物。

发明概述

本发明公开了热塑性组合物，所述热塑性组合物包含：

A)包含一种或多种聚酰胺的聚酰胺树脂，这些聚酰胺选自第(III)组聚酰胺，该第(III)组聚酰胺包含：

(a)约20至约35摩尔％的半芳族重复单元，所述半芳族重复单元源自选自以下一种或多种的单体：

(i)具有8至20个碳原子的芳族二元羧酸和具有4至20个碳原子的脂族二胺；和

(b)约65至约80摩尔％的脂族重复单元，所述脂族重复单元源自选自以下一种或多种的单体：

(ii)具有6至20个碳原子的脂族二元羧酸和具有4至20个碳原子的所述脂族二胺；

(iii)具有4至20个碳原子的内酰胺和/或氨基羧酸；

B)约0.25至约15重量％的一种或多种多元醇，所述多元醇具有两个以上的羟基，其中重量百分比基于所述热塑性组合物的总重量计；和

C)0至60重量％的一种或多种增强剂。

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、优选地等于或高于210℃、并最优选地等于或高于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、优选地等于或长于1000小时的老化期。