由重塑性材料制成的物品制造技术

本发明专利技术涉及一种由以下材料制成的物品，该材料按重量计包含：以大于或等于50％和小于或等于85％的百分比存在的金属和/或陶瓷填料，以大于或等于15％和小于或等于50％的百分比存在的至少一种聚合物，任选地，以大于或等于0％和小于10％的百分比存在的至少一种偶联剂，其特征在于所述聚合物键合至填料，和/或当所述材料包括至少一种偶联剂时，偶联剂通过一个或多个氢键分别键合至聚合物和填料，其特征在于聚合物和/或偶联剂包括与氢键受体(其是基团C＝O)相邻的氢键供体(其是基团NH

【技术实现步骤摘要】
由重塑性材料制成的物品


[0001]本专利技术涉及一种物品(item)，例如涉及一种钟表组件(horological component)，其由重且抗震的(heavy and shock
‑
resistant)塑性材料(plastic material)制成。
[0002]本专利技术还涉及一种制造这样的由重塑料制成的物品的方法。
技术背景
[0003]许多外部零部件(external part component)，如表壳中心(middles)和腕带(bracelets)，由塑性材料制成。这些组件(component)可以使用模制工艺制成，这提供能够获得各种形状而没有任何校正操作的优点。这些塑性材料组件具有密度接近1并因此很轻的特征。这对于追求在手腕上佩戴具有一定重量的手表的用户是一个缺点。
[0004]为了弥补这一缺点，例如在文献EP 2 482 142中已经提出，由填充有高密度金属粉末(如钨粉)的塑性材料生产钟表组件，无论它们是机芯(movement)还是外部零部件。这些组件使用注射成型工艺生产，这使得能够在提高其密度的同时保持在模具中成形而无需后续校正的优点。
[0005]这些材料因此兼具塑料的某些优点(如易于注射成型)与金属的某些优点(如密度、冷触感和金属外观)。
[0006]但是，在这些材料中可以观察到与主体聚合物基质(host polymeric matrix)相比抗断裂性和抗伸长性的降低。这种降低归因于由于微米大小的金属粉末并入纳米级聚合物链中而导致材料缺乏内聚力。因此对于包含金属(或陶瓷)填料、作为聚合物的聚烯烃(聚乙烯、聚丙烯)和作为偶联剂的聚氨酯的材料，观察到由于材料缺乏内聚力而导致的这种性能下降。
[0007]机械性质的这种降低将影响材料的减震能力(shock absorption capacity)。这种类型的材料因此不适用于需要抗震性的应用，例如在钟表领域中用于制造表壳中心(middles)等。

技术实现思路

[0008]专利技术概述
[0009]本专利技术的目标是提供一种新型重塑性材料组合物(heavy plastic material composition)以增强材料的内聚力并由此增强材料的机械性质。
[0010]本专利技术在制表领域中具有特别有意义的应用；但是，本专利技术不限于这种应用。
[0011]为此，本专利技术提供一种由以下材料制成的物品，以总量为100％，所述材料按重量计包含：
[0012]‑
由密度大于或等于3g/cm3的金属和/或陶瓷材料制成的填料，所述填料以大于或等于50％和小于或等于85％的百分比存在，
[0013]‑
至少一种聚合物，其以大于或等于15％和小于或等于50％的百分比存在，
[0014]‑
任选地，至少一种偶联剂，其以大于或等于0％和小于10％的百分比存在，
[0015]‑
任选地，至少一种增强剂，其以在0至10％之间的百分比存在，
[0016]‑
任选地，至少一种颜料，其以在0至5％之间的百分比存在，
[0017]‑
任选地，至少一种增量剂(extender)和/或一种增塑剂，其以在0至5％之间的百分比存在。
[0018]根据本专利技术，聚合物键合至填料，和/或当该材料包括至少一种偶联剂时，偶联剂通过一个或多个氢键分别键合至填料和聚合物。
[0019]聚合物和/或偶联剂包括与氢键受体(其是基团C＝O)相邻的氢键供体(其是基团NH
x
)；以形成单元
‑
[(C＝O)NH]‑
。
[0020]单元
‑
[(C＝O)NH]‑
构成聚合物和/或偶联剂的至少1摩尔％。
[0021]键合填料、聚合物和在适用时偶联剂的这些氢键使得能够确保该材料的良好内聚力。它们具有相互作用能(interaction energy)通常小于100kJ/mol或50kJ/mol的特征，这使得能够在制造过程中的温度升高期间破坏分子之间的键并由此确保在冷却和键重新形成后该材料的更好混合和更好内聚力(cohesion)。
[0022]对钟表应用而言，根据本专利技术的材料具有杨氏模量大于或等于2.5GPa的足够刚度、大于或等于5％的足够断裂伸长率和大于或等于30MPa的足够拉伸强度。其还具有良好的韧度和在2至7g/cm3之间的密度。
[0023]除上一段中提到的特征外，根据本专利技术的物品还可具有以下一个或多个补充特征，在单个基础上或根据技术上可行的任何组合进行考虑：
[0024]‑
填料以在60至80％之间的重量百分比存在，并且聚合物以在20至40％之间的重量百分比存在；
[0025]‑
填料以在65至75％之间的重量百分比存在，并且聚合物以在25至35％之间的重量百分比存在；
[0026]‑
填料以在50至75％之间的重量百分比存在，并且聚合物以在25至50％之间的重量百分比存在；
[0027]‑
填料以在50至65％之间的重量百分比存在，并且聚合物以在35至50％之间的重量百分比存在；
[0028]‑
偶联剂以在0.1至10％之间的重量百分比存在；
[0029]‑
偶联剂以在0.1至5％之间的重量百分比存在；
[0030]‑
偶联剂以在0.5至3％之间的重量百分比存在；
[0031]‑
所述金属和/或陶瓷材料在其表面上包含参与与聚合物和/或偶联剂形成氢键、配位键和离子键的氧化物、氢氧化物和/或电子空穴；
[0032]‑
聚合物和/或偶联剂带有一个或多个选自NHx、OH、COC、C＝O和COOH的基团；
[0033]‑
聚合物是聚酰胺，优选聚酰胺11；
[0034]‑
偶联剂是聚氨酯；
[0035]‑
聚合物键合至填料，和/或当所述材料包括至少一种偶联剂时，偶联剂通过一个或多个离子键分别键合至聚合物和填料，所述聚合物带有键合至填料和/或偶联剂的阴离子的基团NH
x
+；
[0036]‑
填料带有阴离子O
‑
；
[0037]‑
偶联剂带有阴离子R
‑
COO
‑
；
[0038]‑
聚合物键合至填料，和/或当所述材料包括至少一种偶联剂时，偶联剂通过一个或多个配位键分别键合至聚合物和填料，其中聚合物和/或偶联剂带有胺或羧酸官能以与填料表面上的电子空穴形成所述配位键；
[0039]‑
偶联剂包括至少20个碳原子；
[0040]‑
所述材料包括填料和聚合物，所述聚合物是聚氨酯，没有添加所述偶联剂；
[0041]‑
所述材料包括填料以及作为聚合物的聚酰胺和作为偶联剂的聚氨酯；
[0042]‑
所述材料包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.由密度在2至7g/cm3之间的材料制成的物品，以总量为100％，所述材料按重量计包含：
‑
由密度大于或等于3g/cm3的金属和/或陶瓷材料制成的填料(2)，所述填料(2)以大于或等于50％和小于或等于85％的百分比存在，
‑
至少一种聚合物(4)，其以大于或等于15％和小于或等于50％的百分比存在，
‑
任选地，至少一种偶联剂(3)，其以大于或等于0％和小于10％的百分比存在，
‑
任选地，至少一种增强剂，其以在0至10％之间的百分比存在，
‑
任选地，至少一种颜料，其以在0至5％之间的百分比存在，
‑
任选地，至少一种增量剂和/或一种增塑剂，其以在0至5％之间的百分比存在，所述聚合物(4)键合至填料(2)，和/或当所述材料包括至少一种偶联剂(3)时，偶联剂(3)通过一个或多个氢键分别键合至聚合物(4)和填料(2)；其特征在于聚合物(4)和/或偶联剂(3)包括与氢键受体相邻的氢键供体，所述氢键供体是基团NH
x
，所述氢键受体是基团C＝O；以形成单元
‑
[(C＝O)NH]
‑
；其特征在于所述单元
‑
[(C＝O)NH]
‑
构成聚合物(4)和/或偶联剂(3)的至少1摩尔％。2.根据权利要求1的物品，其特征在于填料(2)以在60至80％之间的重量百分比存在，并且其特征在于聚合物(4)以在20至40％之间的重量百分比存在。3.根据权利要求1或2的物品，其特征在于填料(2)以在65至75％之间的重量百分比存在，并且其特征在于聚合物(4)以在25至35％之间的重量百分比存在。4.根据权利要求1的物品，其特征在于填料(2)以在50至75％之间的重量百分比存在，并且其特征在于聚合物(4)以在25至50％之间的重量百分比存在。5.根据权利要求1的物品，其特征在于填料(2)以在50至65％之间的重量百分比存在，并且其特征在于聚合物(4)以在35至50％之间的重量百分比存在。6.根据前述权利要求之一的物品，其特征在于偶联剂(3)以在0.1至10％之间的重量百分比存在。7.根据前一项权利要求的物品，其特征在于偶联剂(3)以在0.1至5％之间的重量百分比存在。8.根据权利要求6或7的物品，其特征在于偶联剂(3)以在0.5至3％之间的重量百分比存在。9.根据前述权利要求之一的物品，其特征在于所述金属和/或陶瓷材料在其表面上包含参与与聚合物(4)和/或偶联剂(3)形成氢键、配位键和离子键的氧化物、氢氧化物和/或电子空穴。10.根据前述权利要求之一的物品，其特征在于聚合物(4)和/或偶联剂(3)带有一个或多个选自NHx、OH、COC、C＝O和COOH的基团。11.根据前述权利要求之一的物品，其特征在于聚合物(4)是聚酰胺，优选聚酰胺11。12.根据权利要求11的物品，其特征在于偶联剂(3)是聚氨酯。13.根据前述权利要求之一的物品，其特征在于所述聚合物(4)键合至填料(2)，和/或当所述材料包括至少一种偶联剂(3)时，偶联剂(3)通过一个或多个离子键分别键合至聚合物(4)和填料(2)，所述聚合物(4)带有键合至填料(2)和/或偶联剂(3)的阴离子的基团NH
x
+。
14.根据前一项权利要求的物品，其特征在于填料(2)带有阴离子O
‑
。15.根据权利要求13或14的物品，其特征在于偶联剂(3)带有阴离子R
‑
COO
‑
。16.根据前述权利要求之一的物品，其特征在于所述聚合物(4)键合至填料(2)，和/或当所述材料包括至少一种偶联剂(3)时，偶联剂(3)通过一个或多个配位键分别键合至聚合物(4)和填料(2)，其中聚合物(4)和/或偶联剂(3)带有胺或羧酸官能以与填料(2)的表面上的电子空穴形成所述配位键。17.根据权利要求6至16之一的物品，其特征在于偶联剂(3)包括至少20个碳原子。18.根据前述权利要求之一的物品，其特征在于所述材料包括填料(2)和聚合物(4)，所述聚合物是聚氨酯，没有添加所述偶联剂(3)。19.根据权利要求6至17之一的物品，其特征在于所述材料包括填料(2)以及作为聚合物(4)的聚酰胺和作为偶联剂(3)的聚氨酯。20.根据前述权利要求的物品，其特征在于所述材料包括，基于100％的百分比计，65至80％百分比的所述填料(2)、19.5至34.5％百分比的所述聚合物(4)和0.5至5％百分比的所述偶联剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：ETA瑞士钟表制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：