[发明专利]具有降低的结晶速率的共聚酰胺组合物

说明书

一种共聚酰胺组合物，它包括含有70‑99wt％二胺和二羧酸重复单元，以及1‑30wt％内酰胺或AA‑BB重复单元的统计共聚酰胺，其中掺入共聚单体内酰胺或AA‑BB单元降低结晶速率(较长的结晶时间)，同时维持(1)高熔点，(2)低的潜在积垢，(3)低的透氧率，(4)高的拉伸强度和(5)抗穿刺/撕裂性。

背景技术

尼龙6,6广泛用于注塑，纤维，挤出型材和膜应用。对于许多应用来说，相对于其他工程树脂(例如PET和尼龙6)，其快的结晶速率和高的温度性能传达出显著的优点。尼龙6,6高的熔点，韧度，抗穿刺性和氧气阻挡性能使得它具有在膜中所使用的其他热塑性塑料，其中包括尼龙6不可能实现的特殊性能取向。然而，就膜的多样性和挠性来说，尼龙6,6的明显的缺点是其快的结晶速率(即，在200-220℃下大致小于10秒半结晶时间，这得以维持直到约100℃)。这一快速结晶时间的结果是，当使用尼龙6,6时，膜的制造者受到局限，所述快速结晶时间影响(1)吹胀比，(2)取向能力，和(3)热成形能力。

考虑到以上提及的与加工尼龙6,6膜有关的难度，生产者常常挤出尼龙6,6和尼龙6的粒料共混物，以实现所需应用所要求的高熔点，同时生产具有改进的加工性(即，较慢的结晶度)的挤出制品。然而，在熔融和生产最终膜所使用的单螺杆挤出机中，难以生产具有介于尼龙6,6和尼龙6之间的混合性能的均匀物料。在文献中论证了这一难度，其中在单螺杆挤出机内粒料共混和熔融非所需地导致两个熔点而不是打算的单一熔点形式的最终挤出制品内的不均匀度(M.Kohan，Nylon Plastics Handbook，1995；K.Marchildon，Macromol.React.Eng.5,22-54，2011)。

不良混合和不均匀性导致在含有较低熔点聚合物的区域内折中的膜透明度，非所需的机械性能，和烧蚀可能性。在图3中显示了后一个点，以此在膜区域内观察到的热点和烧蚀与富含熔点为220℃的尼龙6相符。

除了较高的热性能以外，尼龙6,6相比于尼龙6的优点是其洁净度(cleanliness)，其中相反的是，将尼龙6引入到膜内可导致热可逆性，以此形成大量己内酰胺单体(M.Kohan，Nylon Plastics Handbook，1995)。这结果是非所需的，因为已知可提取的单体水平会负面牺牲食品接触应用的安全度和认可度(Food and Drug Administration，HHS，21CFR Ch.I，4-1-02Edition，2002)。在典型的尼龙6的加工温度下，相对于尼龙6的重量，己内酰胺的形成为7-8wt％，而相反的是，本发明的共聚物显示出约1.5wt％的显著较低的最大共聚单体形成。

正如所提及的，在其中要求较高热性能和改进强度的膜应用中，尼龙6,6常常用作尼龙6的替代品。然而，尼龙6和富含尼龙6的共聚酰胺覆盖了近8亿磅尼龙市场的大多数，这主要是因为它们容易加工(即，比较缓慢的结晶速率，这会改进拉伸和热成形能力)以及对在生产多层挤出制品中所使用的其他热塑性塑料的热和流变学相容性。在本发明之前，实现热性能大于尼龙6的多层或单层膜所要求的所有功能是不可能的。

膜是其中基于前述优点观察到优势的主要目标应用领域，所述优点通过比较缓慢的结晶行为所实现。关键领域包括要求单层或多层包装的工业或食品应用。其中使用单层膜的实例包括用于固化复合结构(即用于风能的风车叶片)的真空袋/保护膜，蒸煮袋，和在多层层压体结构内出现的双轴取向的尼龙，用于诸如咖啡包装和杀菌袋之类的物品。其中使用多层吹胀膜的实例包括肉和奶酪包装以及直立袋，以及用于肉骨头的收缩膜。另外，导致提高的光泽、透明度和韧度的比较缓慢的结晶行为在单丝(即，钓鱼线)，纤维，和用于填充注塑制品的改进的表面光洁度/光泽中具有优势。