[发明专利]偶联玻璃纤维增强的聚甲醛

说明书

本发明涉及模塑组合物、所述模塑组合物的制备方法、可由其获得的模塑部件以及该模塑组合物用于制造汽车工业中用于外壳、撞锁、摇窗(window winding)系统、雨刷系统、天窗系统、座椅调节装置、杠杆、齿轮、卡爪、枢轴外壳或雨刷臂的模塑部件的用途。

聚甲醛(POM)模塑组合物的优异机械性能是它们用于许多应用的原因。为改进它们的性能，为聚甲醛均聚物和共聚物提供添加剂以将性能调节于所述应用，例如通过使用增强纤维。

这些添加剂对模塑组合物的性能的作用受该添加剂与塑料基体的偶联作用影响。使玻璃纤维偶联到聚甲醛基体上的尝试是现有技术中已知的。

DE2162345公开了包含聚甲醛、异氰酸酯偶联剂和增强玻璃纤维的热塑性组合物，其中用氨基烷基硅烷化合物将玻璃纤维施胶。二异氰酸酯偶联剂用于改进聚甲醛基体与增强纤维的相容性。

异氰酸酯偶联剂与亲核基团，如OH或NH₂基团是高度反应性的。因此，使用进一步添加剂增强包含基于异氰酸酯的偶联剂的聚甲醛组合物受到了限制。

US2005/0107513试图避免这些问题并使用催化聚缩醛基体聚合物与添加剂，即玻璃纤维的表面之间的化学反应的催化剂。因此，避免使用偶联剂。但是，偶联剂，如异氰酸酯，非常有效并有助于纤维增强的聚甲醛组合物的机械性能。另一方面，据信应避免可与偶联剂反应的敏感添加剂。因此，由于存在高度反应性的异氰酸酯偶联剂，减少甲醛排放的添加剂在现有技术中尚未用于纤维增强的聚甲醛模塑组合物。

还使用POM来生产长玻璃纤维POM复合物。标准POM对长玻璃纤维显示出如对于短玻璃纤维所看到的差的附着性。如专利EP-B1-1483333和US-B2-7169887中所描述，克服附着性问题的方法是使用乙基三苯基溴化鏻催化剂来促进标准POM对长玻璃纤维的附着。与标准POM/长玻璃纤维复合物相比，催化剂技术改善了POM/长玻璃纤维复合物的机械强度，但是该产品对于某些应用仍不具有足够的拉伸强度，所述应用例如汽车的座椅导轨，其要求良好的拉伸强度以及良好的挠曲疲劳和蠕变性能。

本发明的目的是提供在具有低甲醛排放的同时表现出改进的机械性能的纤维增强的聚甲醛组合物。

本发明的进一步目的是提供纤维增强的聚甲醛组合物，其显示出优异的拉伸强度并同时具有良好的挠曲疲劳和蠕变性能。

已经令人惊讶地发现，包含至少一种具有高的羟基量的聚甲醛、至少一种偶联剂、至少一种增强纤维和任选的至少一种甲醛清除剂的纤维增强的组合物导致产生具有对于许多应用（尤其是在汽车工业中）和由于环境方面所要求的优异机械性能和低甲醛排放的模塑组合物。此外，该组合物特别在较高温度下显示出优异的拉伸强度并同时具有良好的挠曲疲劳和蠕变性能。

本发明的一个实施方案是模塑组合物，其包含

a)至少一种聚甲醛(A)，其具有大于15mmol/kg的端OH基团，

b)至少一种偶联剂(B)，

c)至少一种增强纤维(C)，和

d)任选的至少一种甲醛清除剂(D)。

组分(A)

根据本发明的模塑组合物包含至少一种具有大于15mmol/kg的端OH基团的聚甲醛(A)（下文也称作“组分(A)”）。根据本发明的模塑组合物的组分(A)是聚甲醛均聚物或共聚物。优选地，该聚甲醛(A)具有高含量的端羟基基团和更优选不含有低分子量成分或只含有小比例的低分子量成分。聚甲醛(A)优选具有端羟基基团，例如，羟基亚乙基基团(-OCH₂CH₂-OH)和半缩醛基团(-OCH₂-OH)。根据优选实施方案，聚甲醛(A)的端基的至少25％，优选至少50％，更优选至少75％是羟基，尤其是羟基亚乙基。

羟基端基的含量尤其优选为基于所有端基计的至少80％。在本发明的含义内，术语“所有端基”应被理解为是指所有末端的基团以及，如果存在，所有侧端基。

除了端羟基基团之外，该POM也可以具有对于这些聚合物而言常见的其它端基。这些基团的实例为烷氧基基团，甲酸酯基团，乙酸酯基团或醛基团。依照本发明优选的实施方案，聚甲醛(A)是均聚物或共聚物，其包含至少50mol％，优选至少75mol％，更优选至少90mol％和最优选至少95mol％的-CH₂O-重复单元。