[发明专利]具有高流动性的热塑性组合物

说明书

本发明涉及经由用至少一种呈熔融状态的热塑性聚合物(特别是聚酰胺)浸渍织物(增强材料)产生的复合材料的领域以及用于生产它们的方法。

包含热塑性基质的复合材料现今构成用于大众市场工业，如陆路运输(机动车辆等)、能源、运动和休闲、以及农业机械或土木工程机械，或更受限制的但是发展中的市场，如航空学的高性能材料。它们实际上具有良好的固有机械性能水平，特别是延展性、抗冲击性、良好的化学稳定性(特别地相对于溶剂)、以及完全再循环能力。

在用于生产复合结构的方法之中，将提到使用半成品(预浸料、片材、带)的方法，如冲压和包覆模制、纤维或带的长丝卷绕或者定位，以及直接方法如液体复合模制(LCM)或连续方法如拉挤成型-注射。

不幸地，在热塑性基复合物的情况下，就该方法而言的限制性约束是通过呈熔融状态的聚合物浸渍纤维增强物的程度。

在过去几年里已经开发了各种解决方案，特别是或者通过使用在浸渍增强物之后的低聚物和/或单体进行原位聚合，或者通过使用具有高流动性的聚合物。

因此，具有低熔体粘度的新热塑性聚合物的开发已经使得可能获得纤维增强物的更好的浸渍(纤维的量的增加，方法周期时间的减少)。

然而，这些聚合物的仍然高水平的粘度强加了限制。

出乎意料地已经观察到，两种特定化合物的组合使用使得可能非常显著地降低热塑性聚合物(特别是聚酰胺类型)的熔体粘度。

因此，根据其方面之一，本发明涉及一种在熔融状态下具有高流动性的热塑性组合物，该热塑性组合物至少包含：

(a)一种热塑性聚合物基质；

(b)一种选自环状酯低聚物、醚低聚物及其混合物的低聚物；以及

(c)一种酚类聚合物；

所述化合物(b)和(c)以从0.25至6、并且优选地从大约0.75至2.75变化的重量比(c)/(b)存在。

在本文中，术语“热塑性聚合物基质”用于指示单一热塑性聚合物或热塑性聚合物的共混物。

为了本发明的目的，术语“热塑性聚合物基质”旨在意指热塑性聚合物或热塑性聚合物的共混物。

为了本发明的目的，术语“热塑性聚合物”旨在意指具有小于或等于325℃的熔点的任何聚合物。

公认地，例如在申请WO 2011/048055 A1、WO 2009/037276 A1和WO 2011/003786 A1中已经描述了向聚酰胺中加入酚类聚合物类型的反增塑剂，特别是为了增加该呈熔融状态的聚酰胺的流动性。

特别地在申请WO 2013/190224 A1中还披露了向聚酰胺中加入选自环状酯低聚物和醚低聚物的低聚物类型的增塑剂。然而，这些低聚物产生了该聚酰胺的熔体粘度的受限制的降低，并且可引起其特性的损害，例如其玻璃化转变温度Tg的改变或在由以这种方式已经加入的聚合物生产复合材料期间的界面纤维-基质内聚力的改变。

就诸位发明人的知识所及，在当前时间未知的是这两种化合物与热塑性基质的组合。

出乎意料地，诸位发明人因此已经发现，选自环状酯低聚物、醚低聚物及其混合物的低聚物和酚类聚合物类型的添加剂的组合使用使得可能非常显著地降低该热塑性基质的熔体粘度。

诸位发明人还已经注意到，这两种添加剂的组合使得可能协同地增加该热塑性基质的熔融状态下的流动性，并且特别是当它们以少量(从1％至10％)引入时，没有上述缺点。

如特别地从在下文中的实例中显现的，本发明的组合物在若干方面证明是有利的。

首先，使用具有高流动性的热塑性组合物允许该增强材料的更好的浸渍，并且因此更快获得复合物品，这些复合物品还具有低孔隙率。使用此种组合物还使得可能生产具有高纤维含量的物品。

此外，本发明的组合物的低粘度，特别地当它小于25Pa.s时，使得可能根据LCM或拉挤成型类型(特别是拉挤成型-注射类型)的直接方法，也就是说在与工业需要相容的速率下生产复合物品。

根据其另一个方面，本发明针对一种用于生产复合物品的方法，该方法包括至少一个用呈熔融状态的根据本发明的组合物浸渍增强织物或预成型件的步骤。

根据该方面，该方法可以是优选地通过直接注射的拉挤成型方法，或通过闭合模制注射的RTM方法。

根据其又另一个方面，本发明涉及一种通过如以上定义的方法获得的复合物品。

本发明的另一个主题是与至少一种酚类聚合物(c)组合的选自环状酯低聚物或醚低聚物及其混合物的低聚物(b)作为热塑性聚合物基质中的增塑添加剂的用途。