由半结晶聚酰胺制成的热塑性复合材料及其制造方法技术

本发明专利技术涉及用于热塑性复合材料的成分或热塑性复合材料的成分，其特征在于所述基体热塑性聚合物为包括酰胺单元Z、10T和6T的半结晶聚酰胺聚合物；其中Z对应于得自至少一种内酰胺或至少一种C6‑C14氨基酸的缩合、得自二胺和二酸X.Y的缩合的酰胺单元，X和Y为C4‑C18的、特别地C10‑C12的，Z的摩尔比率为0.0％＜Z≤30.0％；10T为以40.0％至95.0％的摩尔比率提供的得自C10二胺、特别地癸二胺和对苯二甲酸的缩合的主要酰胺单元；且6T为以5.0％至60.0％的摩尔比率提供的得自C6二胺、特别地己二胺和对苯二甲酸的缩合的酰胺单元，且条件是摩尔比率之和Z+10T+6T等于100％。本发明专利技术还涉及用于制造所述复合材料的方法、本发明专利技术的成分和聚合物用于复合材料部件的用途、以及得到的材料和复合物部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及热塑性复合材料的成分(组合物)或用于热塑性复合材料的成分(组合物)，所述热塑性复合材料具有包括酰胺单元Z、10T和6T的半结晶聚酰胺(PA)的基体，所述成分具有小于260℃的负荷变形温度(载荷挠曲温度)(HDTA)和小于或等于270℃的熔融温度Tm，并且本专利技术还涵盖用于制造所述复合材料、特别地基于所述材料的机械或结构部件的方法，本专利技术的成分(组合物)用于复合材料部件的用途以及由其得到的复合物部件、和本专利技术的成分用于如下中的应用的用途：机动车、电气或电子、铁路、海运、道路运输、风力、运动、航空和航天、建筑、面板和休闲领域。国际申请WO2013/060976描述了前体组合物及其在熔融态下的用途，并且所述前体组合物包括：a)所述热塑性聚合物的至少一种预聚物P(X)n，包括在其末端具有n个相同的反应性官能团X的分子链P，所述预聚物具有半芳族和/或半脂环族结构，其中X为如下之中的反应性官能团：OH、NH2或COOH，其中n范围为1至3；b)至少一种包括两个相同的官能团Y的扩链剂，所述官能团Y与所述官能团X的至少一个为反应性的。没有提及该组合物的HDT。WO2011/015790描述了包括如下的组合物：45重量％至95重量％的具有小于3.5的多分散指数的式A/X.T的半芳族共聚酰胺、和5重量％至55重量％的至少一种经交联的聚烯烃。EP2586585描述了用合成纤维增强的具有大于或等于80℃的Tg的热塑性复合材料。EP1988113描述了基于10T/6T共聚酰胺的模塑成分，具有-40至95摩尔％的10T-5至40摩尔％的6T。这些成分具有高于270℃的熔点，并且根据该专利，如下不是已知的：该特定摩尔比例的PA10T/6T和包括增强纤维的组合还具有令人惊讶地高的HDTA，特别地高于260℃、优选地高于270℃、特别地270℃至320℃。包括增强纤维、特别地玻璃纤维的基于所要求比例的PA10T/6T的成分的所有实施例描述了高于260℃的HDTA值。在该专利中还指出，30摩尔％的对应于10T/6T的组分(A)的单体可被替代，条件是所有单体的不超过30％是通过如下形成的：内酰胺或氨基酸，如己酰胺、α,ε-氨基己酸、α,ε-氨基壬酸、α,ε-氨基十一烷酸、月桂内酰胺和α,ε-氨基十二烷酸。恰巧地，申请人完全出乎预料地发现，如下的在EP1988113中描述的成分不仅具有低于270℃的熔点值，还具有远远低于260℃的HDTA值：其中，在增强纤维的存在下，用最高达30％的α,ε-氨基酸或内酰胺、特别地α,ε-氨基十一烷酸替代组分(A)，得到式Z/10T/6T的聚酰胺。作为本专利技术的复合材料的基体，该特定的半结晶聚酰胺Z/10T/6T的选择相较于其它具有如下的优势：显著改善的机械性能水平、特别地热机械性能水平，如抗蠕变性或抗疲劳性。另外，具有高于200℃的熔点在机动车业中具有如下的优势：与通过电泳的处理相容。相反地，另一方面，太高的、特别地高于280℃的熔点是有害的，因为它需要在较高的温度下加工(处理)复合物，具有在使用的模塑材料(和相关的加热系统)方面的限制和能量的过度消耗，另外具有由于在高于所述聚酰胺的熔融温度的温度下加热而引起的热降解的风险，作为结果，对最终的热塑性基体和由其得到的复合物的性质具有影响。所述聚合物的结晶度必须尽可能高，但是熔融温度Tm不太高(Tm≤270℃)以优化机械性能水平和结晶速率，和/或结晶温度必须尽可能高，以减少在经模塑的复合物部件排出之前的模塑时间，在所述半结晶聚酰胺的成分的选择性选择的情况下。因此，本专利技术的主题是新型特定的热塑性复合物的成分的加工(处理)，其特别地基于半结晶聚酰胺，具有在高的机械性能水平(机械强度)、特别地热机械性能水平和容易加工之间的良好折衷。这意味着，目标是这样的成分(组合物)，其容易采用转化(变形)和比现有技术的其它成分低的加工温度进行加工，具有更有利的总加工能量平衡、较短的循环时间和较高的生产率。更特别地，在反应性成分的情况下，本专利技术的方案使用基于半结晶反应性聚酰胺预聚物的成分而容许快速的反应动力学和快速的结晶动力学二者以及较短的循环时间。因此，本专利技术的第一主题涉及用于热塑性复合材料的配方的半结晶聚酰胺(PA)的特定成分(组合物)或者热塑性复合材料的成分(组合物)，所述热塑性复合材料具有热塑性基体，所述成分具有低于260℃、特别地低于240℃、特别地210℃至小于240℃的HDTA(如根据标准ISO75f(平放条)方法A(载荷1.8MPa)，加热温度斜坡50℃.h-1测定的)和小于或等于270℃、特别地约260℃的Tm。该成分可借助于如下的预聚物而为反应性的：其为通过缩合的彼此反应性的或者为通过加聚的与扩链剂反应性的，且不消除挥发性副产物。替代地，其可为基于对应于热塑性基体的最终聚合物的聚合物聚酰胺的非反应性成分。所述特定的成分是基于特定摩尔比例的酰胺单元Z、10T和6T的选择性选择。本专利技术的第二主题涉及用于制造所述热塑性复合材料、更特别地用于制造基于所述复合材料的机械部件或结构部件的特定方法。本专利技术的另一主题涉及本专利技术的PA的特定成分用于制造相同成分(组成)的热塑性复合材料、更特别地基于该材料的机械或结构部件的用途。本专利技术的另一主题涉及由用于复合材料的所述成分得到的热塑性复合材料。最后，本专利技术涵盖基于借助于本专利技术的特定方法获得的或者得自本专利技术的PA的特定成分的使用的复合材料的机械部件或结构部件。因此，第一主题涉及用于热塑性复合材料的成分(组合物)或热塑性复合材料的成分，所述复合材料包括增强纤维或换言之纤维增强物和浸渍所述纤维(或所述纤维增强物)的热塑性基体，所述基体基于至少一种热塑性聚合物，其中，关于所述成分：-所述基体热塑性聚合物为包括酰胺单元Z、10T和6T的半结晶聚酰胺聚合物；-除所述增强纤维之外，所述成分还包括：a)包括如下或由如下构成的反应性成分：至少一种反应性聚酰胺预聚物(或低聚物，其中对于文本的其余部分，低聚物和预聚物指的是相同的事物)，所述成分是所述基体的所述聚酰胺聚合物的前体成分，或者作为a)的替代，b)至少一种聚酰胺聚合物的非反应性成分，包括源自反应性成分a)的聚合物，所述成分为所述热塑性基体的成分，并且其中：-所述成分a)或b)包括一种或多种聚酰胺或由一种或多种聚酰胺组成，所述聚酰胺包括无规或嵌段共聚酰胺，其为根据a)的预聚物(或低聚物)或其为根据b)的聚合物并且其包括如下选择的酰胺单元Z、10T和6T：-Z对应于得自如下的酰胺单元：o至少一种C6-C14氨基酸或内酰胺的缩合，o二胺和二酸X.Y的缩合，X和Y为C4-C18的、特别地C10-C12的，Z的摩尔含量为：0.0＜Z≤30.0％，-10T为主要酰胺单元，得自C10二胺、特别地癸二胺和对苯二甲酸的缩合，以范围为40.0％-95.0％的摩尔含量存在，-6T为酰胺单元，得自C6二胺、特别地己二胺和对苯二甲酸的缩合，以范围为5.0％-60.0％的摩尔含量存在，并且条件是摩尔含量之和Z+10T+6T等于100％，所述成分具有低于260℃、特别地210℃至小于240℃的负荷变形温度(HDTA)和小于或等于270℃、特别地小于或等于265℃、特别地小于或等于本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于热塑性复合材料的成分或热塑性复合材料的成分，所述复合材料包括增强纤维或纤维增强物和浸渍所述纤维(或所述纤维增强物)的热塑性基体，所述基体基于至少一种热塑性聚合物，所述成分的特征在于所述基体热塑性聚合物为包括酰胺单元Z、10T和6T的半结晶聚酰胺聚合物；‑除所述增强纤维之外，所述成分还包括：a)包括以下或由以下组成的反应性成分：至少一种反应性聚酰胺预聚物(或低聚物，其中对于文本的其余部分，低聚物和预聚物指的是相同的事物)，所述成分是所述基体的所述聚酰胺聚合物的前体成分，或者作为a)的替代，b)至少一种聚酰胺聚合物的非反应性成分，包括源自反应性成分a)的聚合物，所述成分为所述热塑性基体的成分，并且其中：‑所述成分a)或b)包括一种或多种聚酰胺或由一种或多种聚酰胺组成，所述聚酰胺包括无规或嵌段共聚酰胺，其为根据a)的预聚物(或低聚物)或其为根据b)的聚合物并且其包括如下选择的酰胺单元Z、10T和6T：‑Z对应于得自如下的酰胺单元：o至少一种C6‑C14氨基酸或内酰胺的缩合，o二胺和二酸X.Y的缩合，X和Y为C4‑C18的、特别地C10‑C12的，Z的摩尔含量为：0.0＜Z≤30.0％，‑10T为主要酰胺单元，得自C10二胺、特别地癸二胺和对苯二甲酸的缩合，以范围40.0％‑95.0％的摩尔含量存在，‑6T为酰胺单元，得自C6二胺、特别地己二胺和对苯二甲酸的缩合，以范围5.0％‑60.0％的摩尔含量存在，并且条件是摩尔含量之和Z+10T+6T等于100％，所述成分具有低于260℃、特别地210℃至小于240℃的负荷变形温度(HDTA)和小于或等于270℃、特别地小于或等于265℃、特别地小于或等于260℃的熔融温度Tm。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.15 FR 14533551.用于热塑性复合材料的成分或热塑性复合材料的成分，所述复合材料包括增强纤维或纤维增强物和浸渍所述纤维(或所述纤维增强物)的热塑性基体，所述基体基于至少一种热塑性聚合物，所述成分的特征在于所述基体热塑性聚合物为包括酰胺单元Z、10T和6T的半结晶聚酰胺聚合物；-除所述增强纤维之外，所述成分还包括：a)包括以下或由以下组成的反应性成分：至少一种反应性聚酰胺预聚物(或低聚物，其中对于文本的其余部分，低聚物和预聚物指的是相同的事物)，所述成分是所述基体的所述聚酰胺聚合物的前体成分，或者作为a)的替代，b)至少一种聚酰胺聚合物的非反应性成分，包括源自反应性成分a)的聚合物，所述成分为所述热塑性基体的成分，并且其中：-所述成分a)或b)包括一种或多种聚酰胺或由一种或多种聚酰胺组成，所述聚酰胺包括无规或嵌段共聚酰胺，其为根据a)的预聚物(或低聚物)或其为根据b)的聚合物并且其包括如下选择的酰胺单元Z、10T和6T：-Z对应于得自如下的酰胺单元：o至少一种C6-C14氨基酸或内酰胺的缩合，o二胺和二酸X.Y的缩合，X和Y为C4-C18的、特别地C10-C12的，Z的摩尔含量为：0.0＜Z≤30.0％，-10T为主要酰胺单元，得自C10二胺、特别地癸二胺和对苯二甲酸的缩合，以范围40.0％-95.0％的摩尔含量存在，-6T为酰胺单元，得自C6二胺、特别地己二胺和对苯二甲酸的缩合，以范围5.0％-60.0％的摩尔含量存在，并且条件是摩尔含量之和Z+10T+6T等于100％，所述成分具有低于260℃、特别地210℃至小于240℃的负荷变形温度(HDTA)和小于或等于270℃、特别地小于或等于265℃、特别地小于或等于260℃的熔融温度Tm。2.如权利要求1所述的成分，其特征在于聚酰胺聚合物选自6/10T/6T、12/10T/6T或11/10T/6T、特别地11/10T/6T。3.如权利要求1所述的成分，其特征在于聚酰胺聚合物选自10.10/10T/6T、12.10/10T/6T、10.12/10T/6T和12.12/10T/6T、优选地10.10/10T/6T和10.12/10T/6T。4.如权利要求1-3之一所述的成分，其特征在于单元Z的摩尔比例为5.0％至20.0％、特别地9.0％至20.0％、特别地10.0％至20.0％、更优选地8.0％至15.0％。5.如权利要求1-4之一所述的成分，其特征在于10T的摩尔比例为55.0％至65.0％、特别地55.0％至60.0％、更优选地60.0％至65.0％。6.如权利要求1-5之一所述的成分，其特征在于6T的摩尔比例为15.0％至60.0％、更优选地20.0％至45.0％、甚至更优选地20.0％至30.0％、特别地15.0％至25.0％。7.如权利要求1-6之一所述的成分，其特征在于本发明的聚酰胺聚合物为11/10T/6T，其中单元11的比例为5.0％至20.0％、特别地9.0％至20.0％、特别地10.0％至20.0％、更优选地8.0％至15.0％，10T的比例为55.0％至65.0％、特别地55.0％至60.0％、更优选地60.0％至65.0％，并且6T的比例为15.0％至60.0％、更优选地20.0％至45.0％、甚至更优选地20.0％至30.0％、特别地15.0％至25.0％。8.如权利要求1-7之一所述的成分，其特征在于所述聚酰胺成分为根据b)的非反应性成分。9.如权利要求1-7之一所述的成分，其特征在于所述聚酰胺成分为根据a)的反应性预聚物成分和复合物的所述基体的所述聚酰胺聚合物的前体。10.如权利要求9所述的成分，其特征在于所述成分a)包括至少一种反应性预聚物或由至少一种反应性预聚物组成，所述反应性预聚物在同一个链上具有两个末端官能团X'和Y'，所述官能团分别为通过缩合彼此共反应性的，其中X'和Y'分别为胺和羧基或者羧基和胺。11.如权利要求9所述的成分，其特征在于所述反应性成分a)包括至少两种聚酰胺预聚物，其为彼此反应性的且其各自分别具有两个相同的末端官能团X'或Y'，一种预聚物的所述官能团X'能够仅与另一预聚物的所述官能团Y'反应，特别地通过缩合，更特别地其中X'和Y'分别为胺和羧基或者羧基和胺。12.如权利要求9所述的成分，其特征在于所述成分a)或前体成分包括如下或由如下组成：a1)所述热塑性聚酰胺聚合物的至少一种预聚物，具有n个选自如下的末端反应性官能团X1：-NH2、-CO2H和–OH、优选地-NH...

【专利技术属性】
技术研发人员：T布里福德，G霍赫斯泰特，M卡普洛特，
申请(专利权)人：阿科玛法国公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR