具有至少一个金属层和至少一个聚酰胺层的多层结构制造技术

本发明专利技术涉及一种层结构(1)，其具有至少一个金属元件(2)和至少区域性地设置在金属元件(2)上的至少一个聚酰胺层(3)，所述层结构的特征在于，聚酰胺层(3)由聚酰胺模塑组合物组成，所述聚酰胺模塑组合物是由以下组分组成的混合物：(a)基于脂环族二胺和/或脂环族二羧酸的聚酰胺或者这些聚酰胺的混合物；(b)聚烯烃；(c)任选的不同于(a)的脂肪族聚酰胺，或者这些聚酰胺的混合物；(d)任选的添加剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有至少一个金属层和至少一个聚酰胺层的多层结构，更特别是作为或用作经绝缘的电导体，并且还涉及聚酰胺用于包覆金属的用途。
技术介绍
金属线材(例如铜或铝)被广泛地用作导体，例如，用于电力输送或用于例如汽车、电动机、三相电动机和变压器等之中的绕组。在线材表面上提供电绝缘包层以保护导体和使导体绝缘——例如，用于保护线材和使线材各匝之间彼此绝缘，以防止短路。因此，为了保护免受损害并为了绝缘，经常用聚合物层包覆或漆包(enamel)金属导体。绝缘层要具有高的耐刮性和粘合强度以及高耐磨性，并且还必须足够柔软；换言之，作为进一步处理的部件，在线材弯曲和相应的拉伸时，该包层不应破裂。这种包层还应在与水、盐溶液和化学品特别是燃料和油接触时保持稳定，尤其是在汽车行业中。US-A-2004/0028921涉及经包覆的金属表面，特别是用于汽车行业中用于例如制动液的金属线管，其中在施加由聚酰胺与羧酸酐改性的聚烯烃的混合物组成的包层之前，首先向金属提供任选的底涂层或粘合促进涂层。该金属可以是铝；所引用的聚酰胺是例如半结晶聚酰胺如PA11和PA12，以及还是脂肪族聚酰胺。EP-A-1351000描述了任选用铝包覆的钢燃料管线，其通过与PA12层挤出来提供。US-A-2001/0023537涉及挤出包覆的金属制品，其中首先用有机硅烷化合物包覆金属，随后用聚酰胺包覆金属。所引用的聚酰胺包括常规聚酰胺的广泛选择而没有特别优选的。>在DE-T-69704007和DE-T-69526745中描述了在流化床烧结过程中用聚酰胺粉末包覆金属的一个实例。在金属被包覆之后，通过热作用熔化聚酰胺粉末以得到包覆在金属上的粘附塑料。使用PA11包覆钢板，任选地使用填料。DE-A-102007054004描述了由金属基型材和一个或两个部分重叠的塑料型材组成的金属复合材料。特别引用的是用于塑料元件A的聚酰胺PA6和PA66以及用于塑料元件B的聚酰胺PA12。US-B-6291024描述了经包覆的金属表面，其中该结构由连续的金属、热塑性聚氨酯层和另一不同的热塑性塑料层组成。可任选地采用粘合促进层。这种结构用于上下文中的管道、电力电缆和通信电缆中。所提到的热塑性材料包含聚酰胺和聚烯烃。一个非常相似的专利是US-B-6235361。其描述了一种结构，在所述结构中在金属表面上首先是环氧树脂层，随后是聚丙烯基粘合促进剂层，接着轮为热塑性塑料层。可能的热塑性塑料包括聚酰胺。EPA2746342公开了一种聚酰胺模塑化合物的用途，其用于生产着色倾向(SP)为至少2的耐着色制品。该复合物包含30重量％至100重量％聚酰胺或聚酰胺混合物，所述聚酰胺或聚酰胺混合物基于具有至少6个碳原子的脂环族二胺和芳香族二羧酸或脂肪族二羧酸，由50重量％至100重量％至少一种非晶形或微晶的玻璃化转变温度为至少100℃的聚酰胺组成。DE102007003327公开了一种包含以下层的膜：I.基于聚酰胺的层，所述聚酰胺的单体单元平均包含至少8个碳原子，II.模塑化合物的直接相邻层，其包含如I.的聚酰胺并且还包含具有官能团的共聚物。所述膜用于生产与基体(其包含PA6、PA66、PA6/66或PPA)结合的组件，产生牢固的粘合。WO-A-2014170148描述了热塑性模塑化合物作为冲击改性剂用于通过灼热线材电阻生产阻燃剂模具的用途，所述热塑性模塑化合物包含热塑性聚酰胺、红磷、二烷基磷酸盐以及乙烯共聚物。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供改善的层结构，其具有金属元件和至少区域性地设置在金属元件上的聚酰胺层。对于长期在电压和升高的温度下在盐溶液中的储存，该层结构(特别是以电导体形式)应具有高电阻，甚至在这些条件下就聚酰胺层的粘合和脆性而言也不应该表现出任何有害性质。根据本专利技术，该目的分别通过例如根据权利要求1所述的层结构和所提出的用途来实现的。本专利技术特别涉及一种层结构，所述层结构具有至少一个金属元件和至少区域性地设置在金属元件上的至少一个聚酰胺层，所述结构的特征在于，所述聚酰胺层由为一种混合物的聚酰胺模塑组合物组成。该混合物由以下组分(a)和(b)，以及任选地(c)和/或(d)组成：(a)聚酰胺——优选非晶形的，所述聚酰胺基于脂环族二胺、脂环族二羧酸、或脂环族二胺与脂环族二羧酸二者，或这些优选的非晶形聚酰胺的混合物，其玻璃化转变温度(Tg)为至少130℃；(b)聚烯烃，所述聚烯烃基于支化或非支化形式的C2至C12烯烃，优选C2至C8烯烃或C2至C5烯烃或其混合物，以及另外选自以下的至少一种单体：马来酸酐、衣康酸酐、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、乙酸乙烯酯、丙烯酸C1至C12烷基酯，优选丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸C1至C12烷基酯、取代的或未取代的苯乙烯，或这些单体的混合物；(c)不同于(a)的脂肪族聚酰胺，或这些聚酰胺的混合物；(d)添加剂。其前提为组分(c)和(d)的分数也可以是零(因此这些组分是任选的)，并且其前提为组分(a)至(d)的总和为100重量％，即除了组分(a)和(b)以及任选地(c)和/或(d)之外没有其他组分。所述烯烃的概念涵盖了脂肪族烃，其由碳和氢组成并且在其分子中任何所期望的位置上具有至少一个碳-碳双键。相应地也包括多烯烃如二烯和三烯，但是所述烯烃的概念不包括芳香烃体系，即具有根据休克尔法则的共轭双键的环形体系。事实上已发现，包含聚酰胺12的已知包层没有通过用于电导体(尤其是在汽车行业中)的测试，例如在升高的温度和电压下在盐溶液中经过长的时间段如1000小时。在包覆有聚酰胺12的聚酰胺层的铝导体的情况下，离子穿过聚酰胺层迁移到铝导体，使得在铝上发生电化学反应。该电化学反应，在该反应中所形成的化学物质，以及这些物质与铝的随后反应如氯化铝或氢氧化铝的形成，以及例如与聚酰胺层的反应，导致金属元件和聚酰胺层之间粘合性的减弱和聚酰胺层的降解。因此，最终所有这些反应可能导致覆层从金属元件的部分剥离和对覆层的损坏，这将因覆层的破裂或局部剥落而变得明显，从而使覆层丧失绝缘作用。因此具有聚酰胺12包层的导体不能满足这些新的更苛刻的要求。现在所提出的优选非晶形的组分(a)不仅解决了这些问题本身，还导致在金属导体上的充分粘合，但在没有额外存在的组分(b)的情况下，这种由组分(a)制成的包层缺乏足够的柔性并且太易碎。因此，组分(a)和(b)以及任选地还有组分(c)和/或(d)的特定组合能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种层结构(1)，具有至少一个金属元件(2)和至少区域性设置在所述金属元件(2)上的至少一个聚酰胺层(3)，所述层结构的特征在于所述聚酰胺层(3)由聚酰胺模塑组合物组成，所述聚酰胺模塑组合物是由以下组分组成的混合物：(a)基于脂环族二胺、脂环族二羧酸、或脂环族二胺与脂环族二羧酸二者的聚酰胺或者这些聚酰胺的混合物，玻璃化转变温度(Tg)为至少130℃；(b)聚烯烃，所述聚烯烃基于支化或非支化形式的C2至C12烯烃或其混合物，以及另外的选自以下组的至少一种单体：马来酸酐、衣康酸酐、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、乙酸乙烯酯、丙烯酸C1至C12烷基酯、甲基丙烯酸C1至C12烷基酯、取代或未取代的苯乙烯、或者这些单体的混合物；(c)不同于(a)的脂肪族聚酰胺，或这些聚酰胺的混合物；(d)添加剂；前提是组分(c)和(d)的分数也可以为零，和前提是组分(a)至组分(d)的总和为100重量％。

【技术特征摘要】
2014.12.11 EP 14197318.01.一种层结构(1)，具有至少一个金属元件(2)和至少区域性设置在所述金属元件(2)
上的至少一个聚酰胺层(3)，
所述层结构的特征在于
所述聚酰胺层(3)由聚酰胺模塑组合物组成，所述聚酰胺模塑组合物是由以下组分组
成的混合物：
(a)基于脂环族二胺、脂环族二羧酸、或脂环族二胺与脂环族二羧酸二者的聚酰胺或者
这些聚酰胺的混合物，玻璃化转变温度(Tg)为至少130℃；
(b)聚烯烃，所述聚烯烃基于
支化或非支化形式的C2至C12烯烃或其混合物，以及另外的
选自以下组的至少一种单体：马来酸酐、衣康酸酐、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩
水甘油酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、乙酸乙烯酯、丙烯酸C1至C12烷基酯、甲基丙烯酸C1至C12烷
基酯、取代或未取代的苯乙烯、或者这些单体的混合物；
(c)不同于(a)的脂肪族聚酰胺，或这些聚酰胺的混合物；
(d)添加剂；
前提是组分(c)和(d)的分数也可以为零，和
前提是组分(a)至组分(d)的总和为100重量％。
2.根据权利要求1所述的层结构(1)，其特征在于，所述聚酰胺模塑组合物是具有以下
分数的所述组分(a)至(d)的混合物：
(a)60重量％至90重量％，优选65重量％至90重量％的基于脂环族二胺、脂环族二羧
酸、或脂环族二胺与脂环族二羧酸二者的聚酰胺或者这些聚酰胺的混合物，玻璃化转变温
度(Tg)为至少130℃；
(b)10重量％至40重量％，优选10重量％至20重量％的聚烯烃，所述聚烯烃基于
支化或非支化形式的C2至C12烯烃，优选C2至C8烯烃或C2至C5烯烃，或其混合物，以及
另外的
选自以下组的至少一种单体：马来酸酐、衣康酸酐、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩
水甘油酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、乙酸乙烯酯、丙烯酸C1至C12烷基酯、甲基丙烯酸C1至C12烷
基酯、取代或未取代的苯乙烯、或这些单体的混合物；
(c)0重量％至20重量％，优选10重量％至20重量％的不同于(a)的脂肪族聚酰胺，或这
些聚酰胺的混合物；
(d)0重量％至25重量％，优选0.1重量％至5重量％的添加剂；
前提是组分(a)至组分(d)的总和为100重量％。
3.根据前述权利要求中任一项所述的层结构(1)，其特征在于，组分(a)优选的一种或
多种非晶形聚酰胺由以下结构单元组成：
(a1)50摩尔％至100摩尔％或60摩尔％至100摩尔％，优选80摩尔％至100摩尔％脂环
族二胺，所述脂环族二胺优选选自：双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷(MACM)、双(4-氨基环己
基)甲烷(PACM)、双(4-氨基-3-乙基环己基)甲烷(EACM)、双(4-氨基-3,5-二甲基环己基)甲
烷(TMACM)、1,3-双(氨基甲基)环己烷(BAC)、1,4-双(氨基甲基)环己烷或其混合物，和
(a2)0摩尔％至50摩尔％、或0摩尔％至40摩尔％的具有4至36个碳原子的脂肪族二胺
或芳香族二胺或其混合物，在每种情况下都基于二胺的摩尔总量，和
(a3)一种或多于一种脂肪族二羧酸或脂环族二羧酸，具有4至36个碳原子，优选8至18
个碳原子，
(a4)一种或多于一种脂肪族或芳香族的内酰胺或氨基羧酸，具有4至36个碳原子，优选
10至18个碳原子，
组分(a4)的分数优选为0摩尔％至50摩尔％，特别优选2摩尔％至45摩尔％，并且更优
选3摩尔％至35摩尔％，在每种情况下都基于形成(a)的所有单体的总和。
4.根据前述权利要求中任一项所述的层结构(1)，其特征在于，组分(a)包含选自以下
的聚酰胺：MACM9、MACM10、MACM11、MACM12、MACM13、MACM14、MACM16、MACM18、PACM9、PACM10、
PACM11、PACM12、PACM13、PACM14、PACM16、PACM18、TMDC9、TMDC10、TMDC11、TMDC12、TMDC13、
TMDC14、TMDC15、TMDC16、TMDC17、TMDC18、MACMI/12、MACMT/12、MACMI/MACMT/12、6I/6T/
MACMI/MACMT/12、6I/MACMI/MACMT、6I/PACMI/PACMT、6I/6T/MACMI、MACMI/MACM36、12/
PACMI、12/MACMT、6/PACMT、6/IPDT、10I/10T/BACI/BACT、MACM9-18/PACM9-18、MACM9-18/
TMDC9-18、TMDC9-18/PACM9-18，更特别地MACM10/PACM10、MACM12/PACM12和MACM14/
PACM14，或其混合物。
5.根据前述权利要求中任一项所述的层结构(1)，其特征在于，组分(b)中支化或非支
化形式的C2至C12烯烃、优选C2至C8烯烃或其混合物的分数，优选乙烯、丙烯、丁烯或其混合
物的分数在50重量％至95重量％的范围内，优选在65重量％至93重量％的范围内，并且更
优选在80重量％至95重量％或85重量％至94重量％的范围内，并且特别优选仅存在乙烯，
或者其特征在于，组分(b)中C2至C3烯烃或其混合物的分数在50重量％至95重量％的
范围内，优选在65重量％至93重量％的范围内，并且更优选在80重量％至95重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔治·施特佩尔曼，加布里埃尔·加西亚，
申请(专利权)人：EMS专利股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH