[发明专利]用于复合材料的具有高玻璃化转变温度的半结晶聚酰胺成分、其制造方法及其用途

说明书

本发明涉及用于热塑性复合材料的成分，其包含：30至60体积％，优选35体积％至50体积％的热塑性基质，所述热塑性基质包含50重量％‑100重量％的半结晶聚酰胺聚合物和0重量％‑50重量％的至少一种添加剂和/或至少一种其他聚合物；40体积％‑70体积％、优选50体积％‑65体积％的长增强纤维(或长纤维增强物)；所述半结晶聚酰胺聚合物为：a)包含至少一种半结晶聚酰胺聚合物的反应性聚酰胺预聚物前体或由至少一种半结晶聚酰胺聚合物的反应性聚酰胺预聚物前体组成的反应性成分，或，作为a)的替代物，b)至少一种聚酰胺聚合物的非反应性成分，所述成分为上述热塑性基质的成分，且所述组合物a)的反应性聚酰胺预聚物和所述组合物b)的聚酰胺组合物包括至少一种BACT/XT共聚酰胺或由至少一种BACT/XT共聚酰胺组成。

本发明涉及具有高玻璃化转变温度的新的半结晶(sc)聚酰胺成分(组合物，composition)，其基于用于热塑性复合材料的双(氨基甲基)环己烷(BAC)和长增强纤维。

本发明还涉及用于制造所述复合材料的方法以及所述成分用于制造用于复合材料部件的基于所述复合材料的机械或结构部件的用途以及由此产生的复合物部件，并且其用于汽车、铁路、海运、道路运输、风力、体育、航空航天、建筑、面板和休闲领域。

复合材料中的主要挑战是找到符合以下规格的聚酰胺树脂：

-用于广泛的工作温度的高Tg；

-尽可能低的Mp，以便可易于加工而不依赖过度的特定模具冶金；

-非常良好的结晶，以便能够快速脱模，从而与密集的生产周期(例如汽车工业中使用的生产周期)相容；

-高刚度，包括在热条件下，以便能够获得最终材料的最高可能模量。

文献CN104211953记载了一种聚酰胺成分，其包含30重量％至99.9重量％的聚酰胺树脂、0重量％至70重量％的增强填料和0.1重量％至50重量％的添加剂，所述聚酰胺树脂包含60至95mol％的10T、5至40mol％的5'T，5'对应于2-甲基-1,5-五亚甲基二胺。

所述聚酰胺树脂的熔点高于260℃。

EP 550 314在其实施例中记载了(非反应性)共聚酰胺成分以寻找大于250℃的熔点和有限的Tg值，其中所列的大部分实施例具有过低的Tg(80℃)或过高的Mp(300℃)。

EP 1 988 113记载了基于10T/6T共聚酰胺的模塑成分，其具有：

-40至95mol％的10T

-5至40％的6T。

特别地，目标是具有大于270℃的高熔点的聚酰胺。所提及的实施例和图1教导了这些成分的熔点为至少约280℃。

WO 2011/003973记载了包含50mol％至95mol％的基于包含9至12个碳原子的直链脂族二胺和对苯二甲酸的单元以及5％至50％的将对苯二甲酸与2,2,4-三甲基己二胺和2,4,4-三甲基己二胺的混合物相组合的单元。

US 2011/306718记载了与带有若干个(并且远多于2个)酸酐或环氧化物官能团的聚合结构的扩链剂组合的具有低Tg值的反应性脂族聚酰胺的拉挤方法。该文献没有记载任何非聚合扩链剂。

WO 2014/064375特别记载了一种PA MXDT/10T，其在上述各种特性之间展现出优异的折衷。不幸的是，所用的间二甲苯二胺(MXD)单体极其容易发生副反应，特别地引起支化的形成。