具有高熔融温度的可熔融加工的聚酰胺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及聚酰胺，其包含衍生自以下的单元：A.结构中包含至少一种根据结构1的环己烷片段的二胺，结构1的取代是在1，4-反式位置，n是至少为1的正整数，前提条件是当n是2或者更大的数时，环己烷环通过1，4-反式位置相互连接，B.具有至少13个碳原子的脂肪族二羧酸，并且可选地包含衍生自以下的单元：C.除了B以外的一种或更多种脂肪族二羧酸，D.除了A以外的一种或更多种二胺，E.一种或更多种单官能羧酸或单官能胺，F.一种或更多种包含羧酸基和/或氨基的多官能单体，G.一种或更多种内酰胺或相应的氨基酸。本发明进一步涉及包含这样的聚酰胺的组合物和其用途。
【专利说明】具有高熔融温度的可熔融加工的聚酰胺
[0001] 本发明涉及一种聚酰胺，其是可熔融加工的同时具有高熔融温度。本发明也涉及 包含这样的聚酰胺的组合物，涉及聚酰胺的制备工艺和聚酰胺的用途。
[0002] 通常，聚酰胺具有一系列使其在多种多样的工业领域应用中非常有用的性能。它 们通常表现为好的机械性能、电子性能和热性能的组合。此外，一般聚酰胺可以容易地加工 成各种制品。这个良好性能和易于加工的组合使聚酰胺成为一类广泛使用的聚合物。聚酰 胺广泛应用的领域例如在汽车行业、在电气/电子行业、在建筑行业。取决于精确的应用范 围，对聚酰胺提出了附加要求。
[0003] 当聚酰胺用于汽车行业时，关于机械性能提出了高要求，例如高刚度、抗疲劳、耐 韧性和耐冲击性。此外，关于热变形温度和吸湿方面的良好性能对于满足在这个行业部门 中的严格要求是必须的。
[0004] 当聚酰胺用于电气/电子行业时，通常聚酰胺需要具有高熔融温度，因为其应该 能够抵抗高温，例如当将元件安装到电路板上时在应用的焊接步骤过程中应用高温。然而 不是所有的具有足够高的熔融温度的聚酰胺都能够容易地加工成小部件。此外，用于电气 /电子行业的聚酰胺也需要表现低的吸水/湿气倾向，由于当聚酰胺吸收太多湿气时，用聚 酰胺制造的元件趋向于尺寸不稳定，这意味着可以发生元件的变形，于是元件能够丧失其 功能。
[0005] 在建筑行业，也对于用于生产例如齿轮、开关等的材料提出了高要求。此处特定性 能是例如吸湿性、耐化学性和耐磨损性。
[0006] 清楚地是聚酰胺需要复杂混合的性能并且精确的混合由聚酰胺将用于的行业而 定。
[0007] W098/40428描述了尤其适合制备汽车零件的聚酰胺组合物，其中热变形温度和 吸湿为最重要的性能。根据W098/40428,可以制备合适的聚酰胺，当在脂肪族聚酰胺中 l-40wt%的链单元由衍生自以下的单元代替：i) 一种或更多种脂环族二羧酸和脂肪二胺 或ii) 一种或更多种脂环族二胺和脂肪族二羧酸。因此最高40wt%的链单元应该基于脂环 族化合物。显然，对酸或胺没有脂环族的偏好。高于40wt%的量的掺入导致非常不利的结 晶行为和不可接受的高熔点。两种影响都使得通过例如注射成型法的工艺成为不可能。
[0008] W097/11108描述了非常适合电气和电子元件制备的聚酰胺组合物。此处最重要的 性能是在焊接条件下的抗性。因此，根据W097/11108,聚酰胺的熔融温度应该要显著高于焊 接操作时的温度。根据W097/11108,这个目标能够通过脂肪族聚酰胺达到，其中链单元的 l-40wt%被衍生自1，4环己烷二胺和脂肪族二羧酸或1，4-环己烷二羧酸和脂肪二胺的单 元取代。因此，在脂肪族聚酰胺中，最高40wt%的链单元是基于环己烷二羧酸或环己烷二胺 的。高于40wt%的量的掺入导致不良的影响例如受损的结晶行为，这些影响导致不能再用 通常的工艺技术例如注射成型法来加工聚合物。此外，W097/11108中的材料表现相当高的 吸湿水平，这在许多应用中太高了。
[0009] 从W097/11108和W098/40428,清楚地是基本上脂肪族聚酰胺的某种材料性质可 以通过掺入有限量的某种脂肪族化合物来提高。然而聚酰胺的有的材料性质仍然不能令人 满意，例如结晶行为，熔点和吸湿性。因此需要一种改良的克服了或者至少减少了现有技术 材料的缺点的聚酰胺材料。
[0010] 现在发现了，能够得到在结晶行为、熔点和吸湿性方面具有改良性能的聚酰胺。根 据本发明的聚酰胺包括衍生自以下的单元：
[0011] A.其结构中包含至少一种根据结构1的环己烷片段的二胺，结构1中的取代是在 1,4-反式位置，
[0012]
【权利要求】
1. 聚酰胺，其包括衍生自以下的单元： A. 其结构中包含至少一种根据结构1的环己烷片段的二胺，结构1中的取代是在1， 4_反式位置，
n是至少为1的正整数，前提条件是当n是2或者更大的数时，环己烷环通过1，4-反式 位置相互连接， B. 具有至少13个碳原子的脂肪族二羧酸，其中 1) 衍生自二胺A的单元组成基于二胺总量的多于40摩尔％， 2) 衍生自二羧酸B的单元组成二羧酸总量的至少70摩尔％。
2. 根据权利要求1的聚酰胺，其进一步包括一种或更多种衍生自以下的单元： C. 除了 B以外的一种或更多种脂肪族二羧酸， D. 除了 A以外的一种或更多种二胺， E. -种或更多种单官能羧酸或单官能胺， F. -种或更多种包含至少三个选自羧酸基、氨基和其组合的基团的多官能单体， G. -种或更多种内酰胺或相应的氨基酸，其中： 3) 衍生自单官能单体E的单元以最多0. 3摩尔每千克所有单体A-G总量的量存在，并 且 4) 衍生自多官能单体F的单元以以最多0. 3摩尔每千克所有单体A-G总量的量存在。
3. 根据权利要求1的聚酰胺，其特征在于二胺A是1，4-反式-环己烷二胺。
4. 根据权利要求1-3任意一项的聚酰胺，其特征在于所述脂肪族二羧酸具有至少16个 碳原子。
5. 根据权利要求1-3任意一项的聚酰胺，其特征在于所述脂肪族二羧酸B是二聚脂肪 酸。
6. 根据权利要求5的聚酰胺，其特征在于所述二聚脂肪酸是氢化的。
7. 根据权利要求2-6任意一项的聚酰胺，其特征在于除A以外所述二胺中的至少一种 是1，4-二氨基丁烷。
8. 根据权利要求7的聚酰胺，其特征在于基于二胺的总量，1，4-二氨基丁烷以至少10 摩尔％的量存在。
9. 根据权利要求2-8任意一项的聚酰胺，其特征在于除了 B以外的二羧酸具有至少12 个碳原子。
10. 组合物，其包含根据权利要求1-9任意一项的聚酰胺和至少一种次级组分。
11. 根据权利要求1-9任意一项的聚酰胺或根据权利要求10的组合物用于生产注射成 型或挤压制品或作为电气和电子应用、汽车应用、包装应用或太阳背板应用中的部件的用 途。
【文档编号】C08G69/34GK104364295SQ201380027533
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2013年5月24日 优先权日:2012年5月25日
【发明者】鲁迪·鲁肯斯, 阿兹·简·尼简惠斯 申请人:帝斯曼知识产权资产管理有限公司