[发明专利]具有改善的阻隔性能的磺酸(盐)改性聚酰胺

说明书

本发明涉及通过磺酸(盐)(sulfonate)官能团改性的具有改善的阻隔性能的聚酰胺的用途。更具体地，本发明涉及磺酸(盐)、脂肪族或芳香族化合物用于生产具有改善的流体阻隔层性能的改性聚酰胺的用途。优选地，包含改性聚酰胺的根据本发明的组合物是通过注射成型或挤出吹塑成型方法用于制造物品的颗粒或粉末的形式的组合物。

工业聚酰胺被用于制备在特别希望刚度、冲击强度、尺寸稳定性(特别是在相对高的温度下)、表面形貌、密度和重量特性的各种领域(如机动车辆领域中)的许多物品。针对给定应用的材料选择总体上是由关于某些特性所需要的性能水平以及其成本所引导的。事实上，一直在寻求能够满足性能和/或成本方面要求的新材料。已知在现有技术中使用聚酰胺物质来制造旨在容纳或运输流体的单-或多层物品，例如管子、管道或罐。

但是，通常必需改善这些材料以使它们对气体或流体具有令人满意的阻隔性能。

例如，使用多层，特别是三层，管或罐是已知的，其中每一层可以是由不同的材料构成以产生取决于应用要求的阻隔和机械性能效果。然而，此多层物品生产昂贵，并且在不同层的不相容的材料之间会发生分层问题。

已知使用塑料基体，特别是聚酰胺基体和层状纳米填料，来降低渗透率。此降低的渗透率归因于纳米填料引起的“曲折”(tortuosity)效应。当今探讨最多的层状纳米填料是蒙脱石粘土，主要是蒙脱石。但是，就需要使这些产品在基体中剥落特别是使用插层剂以获得具有高形状因子的单个片层而言，很难使用这些产品。

此外，还已知使用磺酸(盐)-衍生的芳香族聚酰胺来制造选择性渗透膜。然而，芳香族聚酰胺是很难使用的。

因此，到现在为止，现有技术已经提出了复杂的解决方案以改善在塑料材料中的阻隔性能，这是难以实施且昂贵的；而且往往需要考虑到塑料材料的其他性能，例如特别是机械性能和加工性能。因此，发展多种实现有效的抗渗性水平并避免前面提到的缺点的聚酰胺材料是可取的。

发明

诸位申请人以非常出人意料的方式展示了使用有机芳香族或脂肪族“磺酸(盐)化合物”改善了聚酰胺的流体阻隔性能，更重要的是，这样做没有负面改变所述材料的其他性能。本发明的解决方案不仅使能够避免现有技术已知的缺点，而且还实现了非常高的流体阻隔性能。

本发明的聚酰胺材料还呈现了良好的机械性能，例如，良好的模量/冲击折衷，和/或允许在高温下操作和使用的耐热性。

本发明的主要目的是包含至少脂肪族单体以及任选的芳香族单体和磺酸(盐)化合物改性的(共)聚酰胺的用途，用于制造具有改善的流体阻隔性能的物品；特别是旨在容纳或运输流体的物品，例如管子、管道或罐。本发明还涉及包含至少一种(共)聚酰胺的组合物用于制造具有改善的流体阻隔性能的物品的用途，该(共)聚酰胺包含至少脂肪族单体以及任选的芳香族单体，并被磺酸(盐)化合物改性。

本发明还涉及包含至少脂肪族单体和任选的芳香族单体并被磺酸(盐)化合物改性的(共)聚酰胺用于改善聚酰胺组合物的流体阻隔性能的用途。

具有改善的流体阻隔性能的材料或物品应理解为是指表现出降低的流体渗透率的物体。根据本发明，该流体可以是气体或液体。作为气体，特别是氧气、二氧化碳、氢气、氦气、氮气，轻质烃类，如乙烷、丙烷、乙烯和丙烯以及水蒸汽可以被引用。作为液体，非极性溶剂，特别是以汽油为代表的溶剂，如甲苯、异辛烷和/或极性溶剂，例如水和醇(甲醇、乙醇、等)，制冷剂(乙二醇)和非极性溶剂的混合物，极性溶剂和非极性/极性溶剂，例如醇-掺混汽油，如E10和E85汽油可以被引用。应指出的是，液体可以具有不同的粘度，如特别是与凝胶或膏状物有关的高粘度流体。

“磺酸(盐)化合物”应理解为是指包含至少一个-SO₃X官能团的芳香族或脂肪族有机化合物。-SO₃X代表-SO₃H或-SO₃M，M是取代-SO₃H的质子以形成非活性的盐化基团的取代基。具体地，M可以选自周期表中的元素，如碱金属，特别包含Li、Na、K、Cs，碱土金属，特别包含Ca、Mg、Ba，过渡金属，特别包含Ti、Zr、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ag，主族金属，特别包含Al、Pb、Sn、Ga，准金属，特别包含Sb、Ge、Si，稀土，或任何其他类型的阳离子如铵NH₄⁺。