[发明专利]由反应性预聚物前体成分制造纤维增强的聚酰胺基体复合材料的方法

说明书

本发明涉及用于制造具有纤维增强物和基体的热塑性复合材料的方法，所述基体为通过如下的经由缩聚的熔融状态的本体聚合原位制备的具有至少80℃的Tg和不高于280℃且高于200℃的Tf的半结晶聚酰胺：根据A的包括携带两个相同的官能团X或Y的至少一种第一聚酰胺预聚物A1和携带两个与A1的那些不同且相对于A1的那些为共反应性的相同的官能团X或Y的至少一种第二聚酰胺预聚物A2的反应性前体成分，或者根据B的包括(在相同的链上)携带彼此共反应性的两个不同官能团X和Y的至少一种预聚物的前体成分、或者根据(A+B)混合物的前体成分，其中X和Y分别为羧基或胺且反之亦然，所述工艺包括以下的相继步骤：i)制备反应性混合物A：(A1+A2)或反应性混合物(A+B)：(A1+A2+B)、或者使根据B的所述预聚物熔融，ii)通过注射熔融状态的所述反应性前体成分将所述纤维浸渍，iii)经由缩聚的熔融状态的原位本体聚合，iv)使所述材料冷却和脱模，所述基体的所述最终聚酰胺和所述预聚物A1、A2或B具有在酰胺单元方面相同的具体组成。本发明还涉及所述反应性前体成分、所得到的复合物部件及其用途。

本发明涉及使用基于预聚物的特定反应性成分(组合物)在封闭式模具(闭式压模)中制造由用纤维(其在下文中也称为具有“纤维增强物(增强材料)”)增强的复合材料制成的部件的方法，优选地通过树脂传递模塑(RTM)、特别地c-RTM(压缩RTM)技术或者通过RIM(反应注射模塑)、特别地S-RIM(结构RIM)技术、更优选地通过c-RTM，所述反应性成分为热塑性基体的最终聚合物的前体，该热塑性基体具有大于80℃的高玻璃化转变温度(Tg)和小于280℃的高熔点的半结晶聚酰胺，所述方法在受控的温度下容易地加工所述复合材料和容易地浸渍纤维基材(基底)，没有所述热塑性基体聚合物的热劣化的风险。由该方法得到的复合材料产品在机动车领域中、在公路、铁路、航海、航空或航天运输领域中、或者在机械构造中或者在建筑工业中或者在公园和娱乐中的结构部件类型的机械应用中、或者用于保护免受抛射体的冲击的防护物或面板的增强物的结构部件类型的机械应用中使用。

EP 0 261 020描述了使用基于PA6、11和12的反应性半结晶预聚物通过挤拉成型工艺制造热塑性复合物。所描述的脂族结构的预聚物呈现低的Tg值和在热条件下不足的机械性能品质。

EP 550 314在其实施例中描述了(非反应性的)共聚酰胺组合物以寻求大于250℃的熔融温度(Tm)和受限的Tg值，其中所列举的实施例的大多数具有过低的Tg(80℃)或过高的Tm(300℃)。

EP 1 988 113描述了基于具有如下的10T/6T共聚酰胺的模塑成分：

-40-95摩尔％的10T

-5-40摩尔％的6T。

具体地以具有大于270℃的高熔融温度的聚酰胺为目标。该文献中提到的实施例和图1教导了，这些成分的熔融温度为至少大约280℃。

WO 2011/003973描述了包括50-95摩尔％的基于包含9-12个碳原子的线型脂族二胺和对苯二甲酸的单元、和5％-50％的组合对苯二甲酸与2,2,4-和2,4,4-三甲基己烷二胺混合物的单元的组成。

US 2011/306718描述了用于将具有低的Tg值的反应性脂族聚酰胺和带有若干个(且许多大于2个)酸酐或环氧化物官能团的聚合结构的扩链剂的组合的挤拉成型的工艺。

WO 2013/060976描述了基于反应性前体组合物的复合材料工艺，该反应性前体组合物包括具有相同的反应性官能团的反应性预聚物和带有与所述预聚物的官能团经由加聚进行反应的官能团的非聚合的链增长剂(扩链剂)。

WO 2014/064375描述了半结晶聚酰胺预聚物的反应性组合物，但是在使用反应性前体组合物的所有实施例中，增长是通过相对于聚酰胺预聚物不同性质的增长剂进行的。