[发明专利]含有半结晶的透明共聚酰胺的、用于制备具有高缺口冲击强度、低吸水性和优异耐化学品性的高挠性透明模制部件的聚酰胺模塑材料

说明书

技术领域

本发明涉及具有低吸水性和优异耐化学品性(即高的耐醇性)的透明、抗冲击的挠性聚酰胺模塑材料，其基于部分结晶但同时透明的共聚酰胺，该共聚酰胺主要基于脂肪族单体。存在于模塑材料中的共聚酰胺总是由至少两种不同的二胺和脂肪族二羧酸形成，所述二胺一种为环脂肪族的，一种为具有9至14个碳原子的直链和/或支链脂肪族二胺。然而，晶体的尺寸小于可见光的波长，因此这些部分结晶的共聚酰胺是透明的。透明的共聚酰胺优选由基于可再生原料的单体制得。其中生物基含量为至少70％。

上述根据ASTM D6866-06a的生物基含量为非矿物(即可再生)碳的比例的量度。生物基含量源自碳同位素C₁₂和C₁₄的比率。由于该比率在矿物和可再生原料中显著不同，所以在本发明的聚酰胺模塑材料中的生物基含量可作为清楚表征产品的特性通过简单的测量技术进行检测。

将聚酰胺模塑材料进一步加工至例如模制品，并希望例如根据标准ISO 14000组的认证的使用者致力于可持续发展。例如，他们拟定关于产品的CO₂平衡的生命周期评估(LCA)。一个有利的因素是CO₂释放(源)和再固定(汇集)之间的短时间间隔，其可以通过使用本发明的具有所述生物基含量的设定值的生物可再生原料实现。因此，本领域技术人员面临不得不使用迄今为止与不利的材料性质相关的经济上有利的材料的问题。在一个实施方案中，本发明在此方面提供了克服该问题的教导，因为本发明出人意料地提供了意料不到的高品质透明共聚酰胺作为材料，由于所述共聚酰胺基本上由可再生原料形成，其无论如何是经济上基本上有益的。

本发明同样涉及制备上述基于部分结晶的透明共聚酰胺的聚酰胺模塑材料的方法，并涉及由该模塑材料制得的模制品，例如应用于运动装备、运动鞋领域，如滑雪靴、滑雪缚靴带、头盔的运动装备物品领域，或如用于手机的外壳和显示材料、GPS元件、MP3播放器、眼镜、镜头、相机、光学设备和双筒望远镜的高品质模制品的产品。

高品质表面用于提升汽车设备、家用电器、消费型电子产品、运动装备和易清洁工业表面的“高端品质”定位。为此目的，对材料提出高要求，材料必须不仅具有高价值外观，还要是抗断裂、自由流动的和可伸长的，并具有低翘曲。这需要结晶所引起的体积变化小，以及低的吸湿性。此外，需要优异的耐磨性和动态载荷承载能力，这是可伸长聚酰胺的典型性质。因此由本发明的聚酰胺模塑材料形成的模制品具有优异的透明性、韧性和耐磨性。高耐化学品性和在弯曲应力下的耐疲劳性使得这些模制品可用于苛刻环境。

本发明的模塑材料可通过已知方法在已知的加工体系进行加工以得到所述高品质模制品。

背景技术

目前，聚合物的起始化合物或单体仍通常获自化石源(矿物油)。然而，这些资源是受限制的，因此寻求替代物。因此，可用于制备“生物塑料”或具有高生物基含量的塑料的可再生原料日益受到关注。通过裂解和再聚合的化学过程，目前有可能制得与基于矿物油的分子链相当的性质的分子链。可能的起始植物为，例如制备植物油(例如蓖麻油、妥尔油脂肪酸和油酸、亚油酸或亚麻酸)的植物。例如由油菜籽、芥末籽、糖芥籽或水田芥籽获得芥酸。

特别是由于全球矿物油价格的增长和能源需求，以及生产国的政治不稳定性，因此可再生原料也正变成塑料领域的实际替代品。

由于它们的有利性质，生物塑料在许多领域是常规化石塑料的实际替代品。因此得到生物基含量为50％以上的聚酰胺是可能的。然而，这些是不透明的部分结晶的聚酰胺。如今，部分结晶的聚酰胺的典型代表，如尼龙-6、尼龙-11、尼龙-6，6、尼龙-6，9、尼龙-6，10等仍然由矿物油基单体制得。理论上有可能获得几乎100％的生物基含量。

然而，不考虑原料基础，透明聚酰胺模塑材料还必须满足高的消费需求，即除了极好的光学性质之外，机械性能和耐化学品性必须为高水平。

一些专利文献描述了适用于制备具有优异表面的高品质模制品的无定形、透明或部分结晶透明的聚酰胺模塑材料。已描述了如韧性、耐化学品性、抗弯曲疲劳性等有利性质的形成。

许多单体可用于形成这种聚酰胺或共聚酰胺。用于制备透明模制品的透明聚酰胺或共聚酰胺可以无定形或部分结晶的形式制得。通常将玻璃化转变温度设定为显著高于80℃以获得具有足够的抗热变形性的产品。作为弹性拉伸模量报道的刚度大于1500MPa。在23℃下的摆锤式缺口冲击强度远低于15kJ/m²。