具有高熔融溫度的可熔融加工的聚酰胺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及聚酰胺，其包含衍生自以下的單元：A.結(jié)構(gòu)中包含至少一種根據(jù)結(jié)構(gòu)1的環(huán)己烷片段的二胺，結(jié)構(gòu)1的取代是在1，4-反式位置，n是至少為1的正整數(shù)，前提條件是當(dāng)n是2或者更大的數(shù)時(shí)，環(huán)己烷環(huán)通過1，4-反式位置相互連接，B.具有至少13個(gè)碳原子的脂肪族二羧酸，并且可選地包含衍生自以下的單元：C.除了B以外的一種或更多種脂肪族二羧酸，D.除了A以外的一種或更多種二胺，E.一種或更多種單官能羧酸或單官能胺，F(xiàn).一種或更多種包含羧酸基和/或氨基的多官能單體，G.一種或更多種內(nèi)酰胺或相應(yīng)的氨基酸。本發(fā)明進(jìn)一步涉及包含這樣的聚酰胺的組合物和其用途。
【專利說明】具有高熔融溫度的可熔融加工的聚酰胺
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚酰胺，其是可熔融加工的同時(shí)具有高熔融溫度。本發(fā)明也涉及 包含這樣的聚酰胺的組合物，涉及聚酰胺的制備工藝和聚酰胺的用途。
[0002] 通常，聚酰胺具有一系列使其在多種多樣的工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用中非常有用的性能。它 們通常表現(xiàn)為好的機(jī)械性能、電子性能和熱性能的組合。此外，一般聚酰胺可以容易地加工 成各種制品。這個(gè)良好性能和易于加工的組合使聚酰胺成為一類廣泛使用的聚合物。聚酰 胺廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域例如在汽車行業(yè)、在電氣/電子行業(yè)、在建筑行業(yè)。取決于精確的應(yīng)用范 圍，對(duì)聚酰胺提出了附加要求。
[0003] 當(dāng)聚酰胺用于汽車行業(yè)時(shí)，關(guān)于機(jī)械性能提出了高要求，例如高剛度、抗疲勞、耐 韌性和耐沖擊性。此外，關(guān)于熱變形溫度和吸濕方面的良好性能對(duì)于滿足在這個(gè)行業(yè)部門 中的嚴(yán)格要求是必須的。
[0004] 當(dāng)聚酰胺用于電氣/電子行業(yè)時(shí)，通常聚酰胺需要具有高熔融溫度，因?yàn)槠鋺?yīng)該 能夠抵抗高溫，例如當(dāng)將元件安裝到電路板上時(shí)在應(yīng)用的焊接步驟過程中應(yīng)用高溫。然而 不是所有的具有足夠高的熔融溫度的聚酰胺都能夠容易地加工成小部件。此外，用于電氣 /電子行業(yè)的聚酰胺也需要表現(xiàn)低的吸水/濕氣傾向，由于當(dāng)聚酰胺吸收太多濕氣時(shí)，用聚 酰胺制造的元件趨向于尺寸不穩(wěn)定，這意味著可以發(fā)生元件的變形，于是元件能夠喪失其 功能。
[0005] 在建筑行業(yè)，也對(duì)于用于生產(chǎn)例如齒輪、開關(guān)等的材料提出了高要求。此處特定性 能是例如吸濕性、耐化學(xué)性和耐磨損性。
[0006] 清楚地是聚酰胺需要復(fù)雜混合的性能并且精確的混合由聚酰胺將用于的行業(yè)而 定。
[0007] W098/40428描述了尤其適合制備汽車零件的聚酰胺組合物，其中熱變形溫度和 吸濕為最重要的性能。根據(jù)W098/40428,可以制備合適的聚酰胺，當(dāng)在脂肪族聚酰胺中 l-40wt%的鏈單元由衍生自以下的單元代替：i) 一種或更多種脂環(huán)族二羧酸和脂肪二胺 或ii) 一種或更多種脂環(huán)族二胺和脂肪族二羧酸。因此最高40wt%的鏈單元應(yīng)該基于脂環(huán) 族化合物。顯然，對(duì)酸或胺沒有脂環(huán)族的偏好。高于40wt%的量的摻入導(dǎo)致非常不利的結(jié) 晶行為和不可接受的高熔點(diǎn)。兩種影響都使得通過例如注射成型法的工藝成為不可能。
[0008] W097/11108描述了非常適合電氣和電子元件制備的聚酰胺組合物。此處最重要的 性能是在焊接條件下的抗性。因此，根據(jù)W097/11108,聚酰胺的熔融溫度應(yīng)該要顯著高于焊 接操作時(shí)的溫度。根據(jù)W097/11108,這個(gè)目標(biāo)能夠通過脂肪族聚酰胺達(dá)到，其中鏈單元的 l-40wt%被衍生自1，4環(huán)己烷二胺和脂肪族二羧酸或1，4-環(huán)己烷二羧酸和脂肪二胺的單 元取代。因此，在脂肪族聚酰胺中，最高40wt%的鏈單元是基于環(huán)己烷二羧酸或環(huán)己烷二胺 的。高于40wt%的量的摻入導(dǎo)致不良的影響例如受損的結(jié)晶行為，這些影響導(dǎo)致不能再用 通常的工藝技術(shù)例如注射成型法來加工聚合物。此外，W097/11108中的材料表現(xiàn)相當(dāng)高的 吸濕水平，這在許多應(yīng)用中太高了。
[0009] 從W097/11108和W098/40428,清楚地是基本上脂肪族聚酰胺的某種材料性質(zhì)可 以通過摻入有限量的某種脂肪族化合物來提高。然而聚酰胺的有的材料性質(zhì)仍然不能令人 滿意，例如結(jié)晶行為，熔點(diǎn)和吸濕性。因此需要一種改良的克服了或者至少減少了現(xiàn)有技術(shù) 材料的缺點(diǎn)的聚酰胺材料。
[0010] 現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了，能夠得到在結(jié)晶行為、熔點(diǎn)和吸濕性方面具有改良性能的聚酰胺。根 據(jù)本發(fā)明的聚酰胺包括衍生自以下的單元：
[0011] A.其結(jié)構(gòu)中包含至少一種根據(jù)結(jié)構(gòu)1的環(huán)己烷片段的二胺，結(jié)構(gòu)1中的取代是在 1,4-反式位置，
[0012]
【權(quán)利要求】
1. 聚酰胺，其包括衍生自以下的單元： A. 其結(jié)構(gòu)中包含至少一種根據(jù)結(jié)構(gòu)1的環(huán)己烷片段的二胺，結(jié)構(gòu)1中的取代是在1， 4_反式位置，
n是至少為1的正整數(shù)，前提條件是當(dāng)n是2或者更大的數(shù)時(shí)，環(huán)己烷環(huán)通過1，4-反式 位置相互連接， B. 具有至少13個(gè)碳原子的脂肪族二羧酸，其中 1) 衍生自二胺A的單元組成基于二胺總量的多于40摩爾％， 2) 衍生自二羧酸B的單元組成二羧酸總量的至少70摩爾％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的聚酰胺，其進(jìn)一步包括一種或更多種衍生自以下的單元： C. 除了 B以外的一種或更多種脂肪族二羧酸， D. 除了 A以外的一種或更多種二胺， E. -種或更多種單官能羧酸或單官能胺， F. -種或更多種包含至少三個(gè)選自羧酸基、氨基和其組合的基團(tuán)的多官能單體， G. -種或更多種內(nèi)酰胺或相應(yīng)的氨基酸，其中： 3) 衍生自單官能單體E的單元以最多0. 3摩爾每千克所有單體A-G總量的量存在，并 且 4) 衍生自多官能單體F的單元以以最多0. 3摩爾每千克所有單體A-G總量的量存在。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的聚酰胺，其特征在于二胺A是1，4-反式-環(huán)己烷二胺。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)的聚酰胺，其特征在于所述脂肪族二羧酸具有至少16個(gè) 碳原子。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)的聚酰胺，其特征在于所述脂肪族二羧酸B是二聚脂肪 酸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的聚酰胺，其特征在于所述二聚脂肪酸是氫化的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2-6任意一項(xiàng)的聚酰胺，其特征在于除A以外所述二胺中的至少一種 是1，4-二氨基丁烷。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的聚酰胺，其特征在于基于二胺的總量，1，4-二氨基丁烷以至少10 摩爾％的量存在。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2-8任意一項(xiàng)的聚酰胺，其特征在于除了 B以外的二羧酸具有至少12 個(gè)碳原子。
10. 組合物，其包含根據(jù)權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)的聚酰胺和至少一種次級(jí)組分。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)的聚酰胺或根據(jù)權(quán)利要求10的組合物用于生產(chǎn)注射成 型或擠壓制品或作為電氣和電子應(yīng)用、汽車應(yīng)用、包裝應(yīng)用或太陽背板應(yīng)用中的部件的用 途。
【文檔編號(hào)】C08G69/34GK104364295SQ201380027533
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2013年5月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月25日
【發(fā)明者】魯?shù)稀斂纤? 阿茲·簡·尼簡惠斯 申請(qǐng)人:帝斯曼知識(shí)產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)管理有限公司