[发明专利]半芳香族模塑料及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及基于半晶态半芳香族聚酰胺的耐热老化聚酰胺模塑料、其制备方法及其应用。

背景技术

热塑性聚酰胺通常以玻璃纤维增强模塑料的形式用作在其使用寿命期间暴露于高温的部件的构成材料，其使用寿命以热氧化损坏而告终。例如以力学特性下降的形式表现的热氧化损坏的发生可以通过添加已知的热稳定剂而得到延迟，但是其不能被永久地防止。聚酰胺的热老化稳定性的改善是非常受到期望的，因为通过这一点，可以实现受热应力的部件的更长使用寿命，或者降低其失效风险。作为另外一种选择，改善的热老化稳定性也能使部件在更高温度使用。

已知的聚酰胺模塑料的热老化稳定性(特别是较长期暴露于热和处于高于200℃的温度下)仍然不足。

为改善所提出的种类的半芳香族聚酰胺PA9T的加工性，US 2003/0023008A1提出了添加浓度为10重量%～50重量%的碳/酰胺比为7-12的特定聚酰胺。据描述PA9T的玻璃化转变温度和结晶温度得到明显降低，而熔融温度得到保持，从而实现了较低的模塑温度，和对注射模具的常规加热。然而，如比较例CE5所确认的，PA9T与20重量%PA6的混合并未显示优势。此外，与半芳香族聚酰胺相比，未显示出热稳定性的改善。

WO 2006/74934A1涉及基于聚酰胺混合物和过渡金属化合物的热稳定的熔融模塑料，其可以用于例如汽车的发动机区域或电气/电子领域中。所述聚酰胺混合物由至少50重量%的熔点或玻璃化转变温度为至少200℃的半晶态或非晶聚酰胺(a1)和熔点或玻璃化转变温度比(a1)低至少20℃的最大C/N比为7的第二半晶态或非晶聚酰胺(a2)构成。优选的过渡金属是铁，其在实施例中以氧化铁形式使用。优选的聚酰胺(a2)为PA6。在实施例中，只将脂肪族聚酰胺PA46和PA46/6用作与25重量%PA6组合的混合组分。另外，只有铜和铁稳定作用的组合显示了耐热性的改善。如比较例A～E明确地显示，向PA46中添加PA6或PA11与常规的铜稳定的PA46相比不产生任何热稳定性的改善。

US 2009/0127740A1描述了一种由至少两个彼此附着的零件构成的部件的制造方法，其中至少一个零件由半芳香族和脂肪族酰胺的混合物制得。在此处最优选的变体中，将65重量%～95重量%半芳香族聚酰胺(A)与5重量%～35重量%脂肪族聚酰胺(B)混合，以改善基于半芳香族聚酰胺模塑料制造的热塑性超模塑(overmolded)零件的附着。其中还提到PA6，其为脂肪族聚酰胺并被加入在实施例1中，但是其中必须添加进行了特定改性的聚烯烃。部件(A)由等重量份的PA 6T/DT和PA 6T/66(D=2-甲基戊二胺)构成。并未报道这些模塑料的热稳定性的改善。

发明内容

本发明的任务是提供基于半晶态半芳香族酰胺的聚酰胺模塑料，由该聚酰胺模塑料优选可以制备用于汽车和电气/电子领域的部件，该部件的特征特别在于在至少180℃的温度、尤其是在超过200℃的温度下的热老化稳定性，和高温稳定性，尤其是超过220℃(HDTA)及尤其优选超过240℃(HDTA)的高温稳定性。良好的热老化稳定性本文中应被理解为是指断裂强度和断裂伸长率在220℃经2500小时后仍为初始值的50%和40%，并且在180℃经2500小时后仍为初始值的60%和50%。同时，该部件在较高温度、特别是在高于100℃的温度下具有充分的强度/刚度。

该任务通过具有以下组成的聚酰胺模塑组合物来实现：

(A)27重量%～84.99重量%的聚酰胺混合物，该聚酰胺混合物由以下(A1)和(A2)构成：

(A1)熔点为255℃～330℃的至少一种半芳香族半晶态聚酰胺，

(A2)至少一种含有己内酰胺的聚酰胺，该含有己内酰胺的聚酰胺不同于所述至少一种半芳香族半晶态聚酰胺(A1)并且具有至少50%的己内酰胺含量，

其中，己内酰胺的总含量，即聚酰胺(A1)和聚酰胺(A2)中含有的己内酰胺之和相对于聚酰胺混合物为22重量%～30重量%，

(B)15重量%～65重量的至少一种填料和增强剂，

(C)0.01重量%～3.0重量%的至少一种热稳定剂，

(D)0重量%～5.0重量%的至少一种添加剂，

其中组分(A)～(D)总和为100重量%，并且所述聚酰胺模塑料中没有添加元素周期表的VB、VIB、VIIB或VIIIB族过渡金属的金属盐和/或金属氧化物。