[发明专利]用于金属涂层的聚合物组合物和由此制成的制品及其制备方法

说明书

发明领域

本文所公开的是适于被涂覆金属的聚合物组合物，其包含热塑性聚合物和“扁平”增强纤维。

发明背景

使用金属涂覆热塑性聚合物(TP)是本领域中众所周知的，并已应用于商业。此类涂层用于美观的目的(即铬镀层)以改善聚合物基底的机械特性，并提供其他改良特性诸如电磁屏蔽。可以使用多种方法将金属涂覆到热塑性聚合物上，例如无电镀或电镀、真空金属喷镀、不同的溅射方法、以及在热塑性塑料上层压金属箔等。

使用这些方法中的任意一种所得的产品必然具有某些有用的特性。一般来讲，金属涂层应具有足够的粘附力，使得其不会在使用期间与热塑性基底分离。如果产品必须经历高于和/或低于环境温度的反复加热和冷却的温度循环，这可能尤其困难。因为大多数热塑性组合物具有不同于大多数金属的热膨胀系数，所以反复加热和冷却的循环过程会给金属与热塑性聚合物之间的界面施加应力，导致热塑性聚合物与金属涂层之间的界面弱化，而最终导致金属与热塑性聚合物分离。因此，人们期望的是用于(尤其是在热循环环境中)改善热塑性聚合物对金属涂层的粘附力的方法和/或组合物。

在热塑性塑料中使用非圆形横截面玻璃已为本领域所知，参见例如欧洲专利申请246,620和376,616、以及美国专利公布20080132633。这些专利均未描述涂覆有金属的聚合物组合物。

发明概述

本文所公开的是：1.制品，其包含组合物，所述组合物包含：(a)至少约30重量％的热塑性塑料；以及(b)约5重量％至约70重量％的扁平增强纤维；其中所述的重量百分比是按总组合物的重量计的，并且前提条件是所述组合物的一个或多个表面的至少一部分涂覆有金属。

本文还公开了一种通过用金属涂覆所述热塑性塑料而将金属涂覆到热塑性组合物表面上的方法，其中改良处包括所述组合物，该组合物包含：

(a)至少约30重量％的热塑性塑料；以及

(b)约5重量％至约70重量％的扁平增强纤维；

并且其中所述重量百分比是按总组合物计的。

发明详述

本文中的一些术语的使用如下所定义：

所谓“扁平增强纤维”(FRF)，是指具有非圆形横截面的纤维。优选地，横截面的纵横比(最长横截面长度与最短横截面长度的比率)为约1.5或更大，更优选地为约2.0或更大。横截面可以是除圆形以外的任意形状，包括但不限于椭圆形、卵形、矩形、三角形等。此类纤维是已知的，参见例如欧洲专利申请190,001和196,194。

所谓“热塑性聚合物”(TP)，是指通常意义上非交联并且具有玻璃化转变温度(Tg)和/或高于30℃的熔点(Tm)的有机聚合材料。Tm和Tg是采用ASTM方法D3418-82、使用25℃/min的升温速率而测得的。测量在第二次升温时完成。将熔化吸热的峰值记为Tm，而将转变的拐点记为Tg。要被认定为Tm，则任何熔点下的熔化热都应至少为约1.0J/g。

所谓“部分芳族聚酰胺”(PAP)，是指聚酰胺部分衍生自一种或多种芳族二元羧酸，其中总计的芳族二元羧酸为至少50摩尔％、优选地为至少80摩尔％，并且更优选地是，衍生出聚酰胺的基本上全部二元羧酸均为芳族二元羧酸。优选的芳族二元羧酸为对苯二甲酸和间苯二甲酸、以及它们的组合。

所谓“脂族聚酰胺”(AP)，是指聚酰胺衍生自一种或多种脂族二胺和一种或多种二元羧酸，和/或一种或多种脂族内酰胺，前提条件是总计的二元羧酸衍生出的单元以小于60摩尔％、更优选小于20摩尔％的量存在，并且尤其优选基本上没有单元衍生自芳族二元羧酸。所谓“半结晶热塑性聚合物”，是指熔点在30℃以上，并且熔化热为至少约2.0J/g、更优选地为至少约5.0J/g的热塑性塑料。

所谓“用金属涂覆所述热塑性塑料”，是指用金属涂覆热塑性塑料的常规方法，此类方法如无电镀、电解镀、真空金属喷镀、各种溅射方法、以及层压金属箔。涂覆的方法可以是简单的一步涂层法，其中金属被“施加”到热塑性聚合物上，但其也可以包括其他步骤，诸如表面处理、施用粘合剂等。此类方法均为人们所熟知，参见例如美国专利5,762,777、6,299,942和6,570,085，这些专利均据此以引用方式并入本文。可以施加组成相同或不同的多层金属。