本发明专利技术涉及具有改善的热老化性的复合结构、制备它们的方法、和最终制品。本发明专利技术的复合结构包含聚酰胺基质树脂组合物，所述聚酰胺基质树脂组合物包含基于所述聚酰胺基质树脂组合物重量计0.1至3或至约3重量％的基质热稳定剂；纤维材料和聚酰胺表面树脂组合物，所述聚酰胺表面树脂组合物包含基于所述聚酰胺表面树脂组合物重量计0.1至3重量％的铜基热稳定剂；其中所述基质热稳定剂不同于铜基热稳定剂；并且其中用所述聚酰胺基质树脂组合物浸渍所述纤维材料。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有改善的热老化性的复合结构、制备它们的方法、和最终制品。
技术介绍
为了代替金属部件以减轻重量和降低成本并同时保持相当的或更优的机械性能，开发了基于复合材料的结构，这些复合材料具有包含纤维材料的聚合物基质。随着对此领域关注度的日益增长，已设计了纤维增强的塑性复合结构，原因在于其具有由纤维材料和聚合物基质的组合而产生的优异物理特性，并且这些纤维增强的塑性复合结构已用于多种最终应用中。已开发了多种制造技术来改善聚合物基质对纤维材料的浸溃，从而优化复合结构的特性。在要求很高的应用中，例如机动车和航空航天应用中的结构部件，由于复合材料具有重量轻、高强度和耐温性的独特组合，因此是所期望的。可使用热固性树脂或热塑性树脂作为聚合物基质来获得高性能复合结构。基于热塑性的复合结构相对于基于热固性的复合结构表现出若干优点，包括通过施热和施压而可再成型或再加工的能力。此外，制造复合结构所需的时间由于不需要固化步骤而降低，并且它们具有增加的回收利用可能性。在热塑性树脂中，聚酰胺尤其适合制造复合结构。因为热塑性聚酰胺组合物具有良好的机械特性、耐热性、抗冲击性和耐化学品性，并且人们可方便灵活地将其模塑成多种不同复杂度与精细度的制品，因此期望将热塑性聚酰胺组合物用于各种不同的应用中，包括汽车用的部件、电子/电气部件、家用电器和家具。为了改进复合结构和集成的复合结构的制造方法并且使纤维材料的混合或浸溃更容易、更快和均匀，已经开发了多种方法以降低聚合物基质的熔融粘度。由于具有低熔融粘度，聚合物组合物流动更快，因此更易于加工。通过降低聚合物基质的熔融粘度，可缩短达到期望混合程度所需的时间，从而提高总体制造速度，从而导致产量提高。然而，使用低熔融粘度的聚酰胺组合物来改善或加速纤维材料的混合或浸溃，可导致复合结构因不良的机械和热老化特性而在高要求应用如机动车领域中不理想。将热稳定剂加入到聚合物基质组合物中，可允许更高的浸溃温度，这降低了聚合物基质组合物的粘度，但是这些热稳定剂还可妨碍重叠注塑树脂的粘附力。US7, 763，674公开了用碘化铜/碘化钾混合物热稳定的纤维强化聚酰胺组合物。US2010/0120959公开了包含过渡金属离子改性的粘土作为热稳定剂的聚酰胺组合物。用于改性粘土的金属离子是过渡金属，选自元素周期表第IB族、VIIB族、VIIB族和VIII族的过渡金属、以及它们的组合。US2009/0269532提出了包含至少一个稳定层的多层结构。稳定层用0.5%的基于碘化铜和碘化钾的稳定剂稳定。该稳定剂由10%的碘化铜、80%的碘化钾和10%的硬脂酸锌组成。US2008/0146718公开了包含金属粉末作为热稳定剂的非纤维强化的热塑性模塑组合物，其中所述金属粉末具有最大1_的重均粒度，并且所述金属粉末中的金属选自元素周期表第VB族、VIIB族、VIIB族和VIIIB族的元素金属、以及它们的混合物。US7, 811，671公开了包含聚酰胺组合物的膜，所述组合物使用碘化钾和碘化亚铜以及硬脂酸镁基料作为热稳定剂。FR2, 158，422公开了由低分子量聚酰胺基质和强化纤维制成的复合结构。由于聚酰胺的低分子量，所述聚酰胺具有低粘度。聚酰胺基质的低粘度使得强化纤维有效的浸溃。US7, 323，241公开了由强化纤维和具有星形结构的支化聚酰胺树脂制成的复合结构。公开的具有星状结构的聚酰胺据说在熔融状态下表现出高流动性，因此可能很好地浸溃强化纤维以形成具有良好机械特性的复合结构。W02007/149300公开了半芳族聚酰胺复合材料制品，其包括包含纤维强化材料的组分、包含聚酰胺组合物的重叠注塑组分、和其间任选的接合层，所述纤维强化材料包括聚酰胺基质组合物，其中聚酰胺组合物中的至少一种是半芳族聚酰胺组合物。然而，仍需要包含基质树脂组合物的复合结构，所述组合物可快速并且有效的浸溃纤维材料，并且其中所述复合结构表现出良好的长期热稳定性。
技术实现思路
本文公开并且受权利要求书保护的是复合结构，所述复合结构包含:聚酰胺基质树脂组合物，所述组合物包含:基于所述聚酰胺基质树脂组合物重量计0.1至3或至约3重量％的基质热稳定剂；纤维材料，所述纤维材料选自织造或非织造结构、毡、针织物、编织物、纺织品、纤维絮或垫、以及这些的组合；以及聚酰胺表面树脂组合物，所述组合物包含:基于所述聚酰胺表面树脂组合物重量计0.1至3重量％的铜基热稳定剂其中:所述基质热稳定剂不同于铜基热稳定剂；并且用所述聚酰胺基质树脂组合物浸溃所述纤维材料。优选地，在本专利技术复合结构中，所述基质热稳定剂选自二季戊四醇、三季戊四醇、季戊四醇、以及这些的混合物。更优选地，所述基质热稳定剂选自二季戊四醇。在第二方面，本专利技术提供由本专利技术复合结构制得的制品。在又一方面，本专利技术公开并且要求保护制备本专利技术复合结构的方法。具体实施例方式如本专利技术所述的复合结构在它们的制备期间提供良好的热稳定性、良好的热老化特性、长期高温暴露后的机械特性保持性。此外，在重叠注塑复合结构中实现复合结构与重叠注塑组分之间的良好的粘结强度保持性。为制备重叠注塑复合结构并提高聚合物性能，通常期望将一种或多种聚合物组合物“重叠注塑”到顶部或组分的整个表面上，以包围或包封组分结构。重叠注塑涉及将第二聚合物(第二组分)直接模塑在组分结构(第一组分)的一个或多个表面上，以形成重叠注塑复合结构，其中所述第一组分和第二组分在至少一个界面处彼此粘合，以制得重叠注塑复合结构。第一组分可为复合结构，并且第一组分可包含多种聚合和纤维材料。用于浸溃第一组分或复合结构纤维材料的本专利技术聚合物组合物(即基质聚合物组合物)是与包含第一组分或复合结构表面的一种或多种树脂(即表面树脂组合物)不同的组合物，但是它们可包含相同的聚酰胺聚合物。期望重叠注塑复合结构中的第一组分或复合结构与第二组分彼此具有良好的粘附力。期望复合结构和/或重叠注塑复合结构具有良好的尺寸稳定性，并且在不利条件下(包括热循环)保持它们的机械特性。聚酰胺因它们的优异机械特性，是可用于制备复合结构或重叠注塑复合结构的优异聚合物例子。遗憾的是，聚酰胺组合物在它们的制造期间以及在使用期间长期高温暴露后可使得它们的机械特性发生无法接受的劣化，因此就制备用于高要求应用例如机动车领域的重叠注塑复合结构而言它们是不理想的。实际上，目前在机动车领域对耐高温轻型结构具有普遍的需求。需要此类耐高温结构在暴露于高于120°C或甚至高于200°C的温度时保持它们的机械特性，例如汽车发动机舱区域常达到的那些温度，或需要它们在长期暴露于中等温度如90°C时保持它们的机械特性。当塑料部件暴露于此类时间和温度的组合时，由于聚合物的热氧化，机械特性趋于降低是常见现象。这种现象称为热老化。遗憾的是，现有的技术不能将与聚合物对纤维材料浸溃速率相关的便宜和高效可加工性与良好的耐热性、长期高温暴露下机械特性的良好保持性和对重叠注塑组合物的优异粘附性组合起来。本专利技术涉及复合结构及其制备方法。如本专利技术所述的复合结构包含至少一种浸溃于至少一种纤维材料中的聚酰胺基质树脂，并且其中所述聚酰胺基质树脂包含基质热稳定齐U。优选地，所述基质热稳定剂选自二季戊四醇、三季戊四醇、季戊四醇、以及这些的混合物，并且甚至更优选地，所述基质热稳定剂为二季戊四醇本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：AE艾丽娅，ON基尔希纳，MD瓦克曼，S袁，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：
国别省市：
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