基于聚酰胺、碳纤维和中空玻璃珠的模塑组合物及其用途制造技术

一种模塑组合物，其包含按重量计：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于聚酰胺、碳纤维和中空玻璃珠的模塑组合物及其用途
[0001]本专利技术涉及基于聚酰胺、碳纤维、抗冲改性剂和中空玻璃珠的模塑组合物及其用于制备制品的用途，所述制品特别是电子器件、体育运动、机动车辆或工业领域中的制品，该制品通过注入获得且具有低密度、高刚度、良好的冲击性能和良好的可加工性。
[0002]用于电子器件、体育运动、机动车辆或工业应用的制品必须均变得较轻质，以便特别是在体育运动环境中使用时消耗较少能量或者使所花费的能量最小化。它们还必须允许运动员获得用于控制运动和快速传输肌肉脉冲的必要感官。
[0003]一个部件的刚度与该部件的构成材料的模量直接相关。
[0004]具有高模量的材料可以减小部件的厚度，并因此极大地改善其重量，同时对于运动员而言保持必不可少的良好弹性回弹所需的刚度。
[0005]此外，制品必须能够容易地注入，并且使得部件获得吸引人的外观且能够染成多种颜色。
[0006]国际申请W0 2020/094624描述了聚酰胺模塑组合物，其由以下化合物组成：
[0007](A)63.0
‑
85.0重量％的至少一种聚酰胺，该聚酰胺选自C:N比率为7至13的无环脂族聚酰胺(A1)以及基于二胺MACM、PACM或TMDC的脂环族聚酰胺(A2)，
[0008](B)7.0
‑
20.0重量％的中空玻璃球体，
[0009](C)还有(
é
galement)8.0
‑
20.0重量％碳纤维，
[0010](D)0.0至5.0重量％的至少一种添加剂。
[0011]各成分的总和等于100％，因此组合物不可含有任何其它物质。
[0012]该添加剂是任选的并且选自长列表，如无机稳定剂、有机稳定剂，特别是抗氧化剂、抗臭氧剂、光稳定剂、UV稳定剂、UV吸收剂或UV阻断剂、IR吸收剂、NIR吸收剂、成核剂、结晶促进剂、晶体生长抑制剂、限链剂、脱模剂、润滑剂、染料、标记剂、有机颜料、炭黑、石墨、二氧化钛、硫化锌、氧化锌、硫酸钡、光致变色剂、抗静电剂、脱模剂、荧光增白剂、无卤阻燃剂、金属颜料、金属薄片、金属包覆颗粒、填料、各种(C)增强材料、天然层状硅酸盐、合成层状硅酸盐、抗冲改性剂以及它们的混合物。
[0013]抗冲改性剂(如果存在)选自长列表，如聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃共聚物、丙烯酸酯共聚物、丙烯酸共聚物、乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯共聚物、苯乙烯嵌段共聚物、其中酸基团被金属离子部分中和的离子型乙烯共聚物、核
‑
壳抗冲改性剂以及它们的混合物。
[0014]抗冲改性剂模量并未提及到，并且该长列表中不存在聚醚嵌段酰胺(PEBA)。
[0015]添加剂以最多5重量％存在，并且优先地以0.1至3重量％存在。
[0016]申请US2005/0238864描述了包含一种或多种热塑性树脂、一种或多种基于纤维的增强填料以及中空微球体的组合物。仅给出了PA66作为实例，在该申请中没有提及到抗冲改性剂。
[0017]申请JP 2007/119669描述了包含聚酰胺树脂、中空玻璃珠以及任选地不同于1玻璃珠的无机填料的聚酰胺组合物。该组合物可包含抗冲改性剂而未指定其模量，并且在该申请中没有提及到聚烯烃和PEBA。
[0018]申请JP 2013/010847描述了一种组合物，该组合物包含100重量份的聚酰胺树脂、
10至300重量份的碳纤维以及0.1至30重量份的球形填料。该组合物可包含抗冲改性剂而未指定其模量，并且在该申请中没有提及到聚烯烃和PEBA。
[0019]申请JP 06
‑
271763描述了一种组合物，该组合物包含100重量份的基于聚酰胺的树脂以及5至200重量份的平均颗粒直径小于或等于100μm的中空球体，以及任选地可为碳纤维的无机填料的混合物。该申请中没有提及抗冲改性剂。
[0020]然而，仍然需要成功地配制出在具有低密度、高刚度和良好的冲击性能的同时保持良好的可加工性的组合物。
[0021]因此，申请人已令人惊奇地发现，在还包含至少一种半结晶聚酰胺、中空玻璃珠和碳纤维的组合物中，选择特定范围的具有特定模量的抗冲改性剂使得可以制备出在具有低密度、高刚度和良好的冲击性能的同时保持良好的可加工性的组合物。
[0022]本专利技术涉及一种模塑组合物，该模塑组合物包含按重量计：
[0023](A)38.0至79.5％的至少一种半结晶脂族聚酰胺，
[0024](B)10.0至20.0％的碳纤维，
[0025](C)5.0至20.0％的中空玻璃珠；和
[0026](D)5.5％至20.0％的至少一种抗冲改性剂，该抗冲改性剂具有如根据标准ISO 178:2010在23℃下所测量的小于200MPa，特别地小于100MPa的挠曲模量，
[0027](E)0至2.0重量％，优选地0.1至1.0重量％的至少一种添加剂，
[0028]所述组合物的各成分(A)+(B)+(C)+(D)+(E)的比例的总和等于100％。
[0029]在一个实施方案中，以上所定义的组合物不包括PA6和PA66。
[0030]在一个实施方案中，以上所定义的组合物不包括纳米氧化铝。
[0031]在另一个实施方案中，以上所定义的组合物不包括PA6和PA66以及纳米氧化铝。
[0032]挠曲模量在干燥状态下测定。
[0033]在整个说明书中，所有百分比均按重量表示。
[0034]在整个说明书中，所呈现值的范围的界限包括在内。
[0035]出于本专利技术的目的，半结晶聚酰胺表示这样的聚酰胺：其具有根据标准ISO 11357
‑
3:2013通过DSC所测量的熔融温度(Tm)，以及根据ISO标准11357
‑
3:2013通过DSC在20K/分钟的速率下在冷却步骤期间所测量的大于30J/g，优选地大于40J/g的结晶焓。
[0036]本说明书中使用的术语“聚酰胺”涵盖均聚酰胺和共聚酰胺两者。
[0037]关于抗冲改性剂(D)
[0038]抗冲改性剂是具有根据标准ISO 178:2010在23℃在干燥状态下所测量的小于200MPa，特别地小于100MPa的挠曲模量的聚合物。
[0039]在一个实施方案中，抗冲改性剂选自聚醚嵌段酰胺(PEBA)、官能化或非官能化聚烯烃以及它们的混合物。
[0040]抗冲改性剂以5.5至20.0重量％存在。
[0041]有利地，其以5.5至10.0重量％，更有利地5.5至8.0重量％存在。关于PEBA。
[0042]聚醚嵌段酰胺(PEBA)是具有酰胺单元(Ba1)和聚醚单元(Ba2)的共聚物，所述酰胺单元(Ba1)对应于脂族重复单元，该脂族重复单元选自从至少一种氨基酸获得的单元或从至少一种内酰胺获得的单元、或从以下项缩聚获得的单元X.Y：
[0043]‑
至少一种二胺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种模塑组合物，其包含按重量计：(A)38至79.5％的至少一种半结晶脂族聚酰胺，(B)10至20％的碳纤维，(C)10至20％的中空玻璃珠；和(D)5.5％至20％的至少一种抗冲改性剂，所述抗冲改性剂具有如根据标准ISO 178:2010在23℃下所测量的小于200MPa，特别地小于100MPa的挠曲模量，(E)0.1至1重量％的选自以下的至少一种添加剂：填料，所述填料选自二氧化硅、石墨、膨胀石墨、炭黑、高岭土、氧化镁、矿渣、滑石、硅灰石、纳米填料(碳纳米管)、颜料、金属氧化物(氧化钛)、金属，有利地硅灰石和滑石，优先地滑石，染料，稳定剂，增塑剂，表面活性剂，成核剂，颜料，增白剂，抗氧化剂，润滑剂，阻燃剂，天然蜡以及它们的混合物，所述组合物的各成分(A)+(B)+(C)+(D)+(E)的比例的总和等于100％，PA6和PA66排除在外。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述抗冲改性剂选自聚醚嵌段酰胺(PEBA)、官能化或非官能化聚烯烃以及它们的混合物。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于所述抗冲改性剂选自具有如根据标准ISO 178:2010在23℃下所测量的小于100MPa的挠曲模量的聚醚嵌段酰胺(PEBA)，以及具有如根据标准ISO 178:2010在23℃下所测量的小于100MPa的挠曲模量的聚醚嵌段酰胺(PEBA)与官能化或非官能化聚烯烃的混合物。4.根据权利要求3所述的组合物，其特征在于所述PEBA具有如根据ISO 1183
‑
3:1999所测定的大于或等于1，特别地大于1的密度。5.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于所述抗冲改性剂选自官能化聚烯烃、非官能化聚烯烃以及它们的混合物，所述抗冲改性剂以相对于所述组合物的总重量计7至20.0％存在。6.根据权利要求3至5中的一项所述的组合物，其特征在于所述官能化聚烯烃具有选自马来酸酐、羧酸、羧酸酐和环氧官能团的官能团，并且特别地选自乙烯/辛烯共聚物、乙烯/丁烯共聚物、乙烯/丙烯(EPR)弹性体、乙烯
‑
丙烯
‑
二烯弹性体共聚物(EPDM)和乙烯/甲基丙烯酸烷基酯共聚物。7.根据权利要求1至6中的一项所述的组合物，其特征在于所述碳纤维是短碳纤维，特别地其纤维长度为100至600μm，特别地150至500μm，所述长度在配混到待模塑的所述组合物中之后测量。8.根据权利要求1至7中的一项所述的组合物，其特征在于所述中空玻璃珠具有如根据ASTM B 822
‑
17通过激光衍射所测量的10至80μm，优先地13至50μm的平均体积直径d
50
。9.根据权利要求1至8中的一项所述的组合物，其特征在于所述中空玻璃珠具有采用气体比重仪以及作为测量气体的氦气根据ASTM D 2840
‑
69(1976)所测量的0.10至0.65g/cm3，优先地0.20至0.60g/cm3，特别地0.30至0.50g/cm3的真密度。10.根据权利要求1至9中的一项所述的组合物，其特征在于所述中空玻璃珠具有如...

【专利技术属性】
技术研发人员：M萨巴德，F格拉森，C蒂托托，
申请(专利权)人：阿科玛法国公司，
类型：发明
国别省市：