[发明专利]热塑性复合材料和相应的制造方法以及制品

摘要

本文描述的热塑性复合材料和相应的制造方法以及制品是热塑性复合材料，该热塑性复合材料包含具有至少一种半结晶聚邻苯二甲酰胺(“PPA”)聚合物的聚合物基质以及至少一种连续增强纤维。出人意料地发现，将具有选定熔体特征的半结晶PPA聚合物掺入到聚合物基质中提供了无裂缝热塑性复合材料。相对于掺有无定形PPA聚合物的复合材料，至少部分地基于PPA聚合物的半结晶结构的热塑性复合材料可以具有改进的拉伸强度、耐化学性以及热稳定性。这些复合材料可以使用本领域众所周知的熔融浸渍技术形成。这些复合材料可以希望地用于宽范围的应用环境中，包括但不限于汽车、航空航天、汽车和油气以及移动电子设备应用。

主权项

1.一种热塑性复合材料，包含：/n相对于该热塑性复合材料的总重量为至少20wt.％的包含至少一种半结晶聚邻苯二甲酰胺(“PPA”)聚合物的聚合物基质，以及/n相对于该热塑性复合材料的总重量为至少45wt.％的至少一种连续增强纤维，其中该至少一种连续增强纤维是碳纤维；/n其中该至少半结晶PPA聚合物包含分别由下式表示的重复单元(R_PA)和(R*_PA)/n[-M_A-M_B-]以及(1)/n[-M*_A-M*_B-]，以及(2)/n其中/n(i)-M_A-和-M*_A-分别由下式表示：/n /n(ii)-M_B-由下式表示：/n 并且/n(iii)-M_B*-由下式之一表示：/n 并且/n其中/n(i)R¹、R²、R^1*和R^2*在每种情况下独立地选自下组，该组由以下各项组成：卤素、烷基、烯基、醚、硫醚、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属磺酸盐或碱土金属磺酸盐、磺酸烷基酯、碱金属膦酸盐或碱土金属膦酸盐、膦酸烷基酯、胺和季铵；/n(ii)i和i*在每种情况下是独立选择的从0至2的整数；/n(iii)j和j*是独立选择的从0至4的整数；并且/n(iv)n和n*是独立选择的从5至9的整数；并且/n其中，/n(i)-M_A-和-M*_A-相同并且-M_B-和-M*_B-不同；/n(ii)-M*_B-由式(7)表示；/n(iii)重复单元(R_PA)的摩尔数:重复单元(R*_PA)的摩尔数不超过65:35；/n或者/n(iv)-M_A-和-M*_A-不同并且-M_B-和-M*_B-相同；/n(v)n是9并且n*是8；/n(vi)至少一个R^1*由下式表示：-(CH₂)_m-(CH₃)，其中m是从0至3、优选从0至2、更优选从0至1或最优选为0的整数；/n(vii)-M*_B-由式(6)表示并且/n(viii)重复单元(R_PA)的摩尔数:重复单元(R*_PA)的摩尔数不超过75:25；并且/n其中该至少一种半结晶聚合物具有/n(i)如根据ASTM D5336测量的至少0.8分升/克(“dL/g”)的特性粘度(“η_inh”)，/n(ii)如根据ASTM D3418、使用20℃/min的加热速率和冷却速率测量的不超过50焦耳/克(“J/g”)的熔化热(“ΔH_f”)，以及/n(iii)至少为60℃的在起始降解温度(“T_d”)与熔融温度(“T_m”)之间的差——T_d-T_m，其中T_d是根据ASTM E1131-08、使用10℃/min的加热速率测量的，并且T_m是根据ASTM D3418、使用20℃/min的加热速率和冷却速率测量的。/n