增强的聚酰胺模塑组合物和由其产生的注射模塑件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及增强的聚酰胺模塑组合物，其包含优选低粘度的聚酰胺和玻璃纤维优 选具有扁平形状的玻璃纤维、特别是具有非圆形横截面的玻璃纤维的混合物，其中所述横 截面的主横截面轴与副横截面轴的尺寸比为2至5。本发明还涉及用于生产聚酰胺模塑组 合物的方法，还涉及由其制造的模塑件，特别是注射模塑件。
【背景技术】
[0002] 增强的聚酰胺在工程材料领域日益重要，因为其不仅表现出高的刚度，而且表现 出良好的韧性和耐热性。应用领域的实例是在汽车领域中和在其他运输工具领域中的内部 和外部的部件、用于电信装置和设备的壳体材料、消费性电子产品、家用设备、机械工程设 备、加热领域的设备、和用于安装工作的紧固件组件。重要的是例如在汽车领域中使用的部 件具有类金属的性质，但这仅能由高度填充的增强模塑组合物来实现。此处，在薄壁部件的 情况下，特别重要的因素是模塑组合物具有高的流路长度，但用连续纤维增强的模塑组合 物不能实现这一点，或者仅能极为艰难地实现。
[0003] 在其他方面，增强聚酰胺的具体优点在于聚合物基质和增强材料之间的特别良好 的结合。这在高的增强水平（其产生具有高的弹性拉伸模量的产品）下仍然属实。然而， 已知产品的韧性不能满足所有的要求。
[0004] ΕΡ-Α-0 190 011描述了具有椭圆形横截面或矩形横截面的玻璃纤维及其生产。提 及了使用这些特定的玻璃纤维用于生产复合部件。该纤维的相对大的表面积产生了复合材 料中相对高的强度值。
[0005] ΕΡ-Α-0 196 194描述了由多个单丝构成的线材（单丝由具有非圆形横截面的玻 璃制成）及其生产。玻璃纤维的横截面可以是卵形、椭圆形、茧形或多边形。
[0006] ΕΡ-Α-0 199 328描述了用于电路板的织物，其基本上由具有非圆形横截面的玻璃 纤维组成。单纤维的横截面为卵形、细长形或椭圆形。对于所述织物所描述的基质是不饱 和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂和PTFE。
[0007] ΕΡ-Α-0 246 620描述了由玻璃纤维增强的热塑性塑料制成的制品，其中玻璃纤维 的横截面是矩形、椭圆形或茧形。具有非圆形横截面的玻璃纤维示出在强度和韧性方面特 别是当增强程度高（60% )时具有优势。
[0008] ΕΡ-Α-0 376 616描述了热塑性聚合物组合物，其包含热塑性塑料和1 %至65%的 具有非圆形横截面的纤维增强料，其中详细描述了在增强纤维中横截面积和相互垂直的横 截面轴之比的特征。增强纤维的横截面的轮廓是弧形或半圆形。该组合物的特征为高的尺 寸稳定性和相对低的翘曲。
[0009] ΕΡ-Α-0 400 935描述了阻燃性纤维增强的聚酯组合物，其包含1重量％至60重 量％的玻璃纤维。根据ΕΡ-Α-0 400 935,所使用的玻璃纤维的横截面形状选自扁圆形、椭圆 形、卵形、半圆形、弧形和矩形。这些阻燃性的增强聚酯组合物表现出降低的形变，而对其结 晶聚酯树脂的固有机械性能无任何不利影响。据发现可以降低结晶聚酯树脂的形变，即翘 曲，而不损害树脂的机械性能，例如弯曲强度和刚度，也不降低加工性。
[0010] 根据JP-A-10219026,通过使用具有圆形横截面的玻璃纤维与具有扁平横截面的 玻璃纤维的混合物增强热塑性基质来降低通过热塑性方法生产的模塑件的翘曲。该文献的 唯一实例列出了聚酰胺66作为聚合物基质。
[0011] JP-A-2004285487描述了由具有扁平横截面的玻璃丝构成的玻璃纤维束，玻璃丝 通过非挥发性胶料结合在一起，还描述了由5%至75%的这些玻璃纤维束和聚烯烃基质构 成的热塑性组合物。
[0012] EP-A-1 882 719描述了表现出极低翘曲和良好机械性能的聚酰胺模塑组合物。这 通过具有纤维增强材料的透明聚酰胺和颗粒填料的组合来实现。原则上没有限制适用于纤 维增强材料，纤维增强材料优选选自玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、芳族聚酰胺纤维、晶须及 其混合物。此处添加的玻璃纤维可采取连续纤维或短切玻璃纤维的形式。玻璃纤维的横截 面可以是圆形、卵形或矩形。此处还使用了脂肪族聚酰胺与圆形玻璃纤维的混合物。
[0013] EP-A-1 788 027描述了由聚酰胺66和共聚酰胺6T/6I的共混物制成的增强聚酰 胺模塑组合物。玻璃纤维和碳纤维的混合物被用作增强材料。为了获得刚性的进一步提高， 玻璃纤维的一部分由碳纤维替代，因此所使用的复合材料具有混杂纤维增强。所使用的其 他材料包括具有非结晶半芳香族聚酰胺的PA66和圆形玻璃纤维的混合物。EP-A-1942147 公开了用扁平玻璃纤维增强的聚酰胺模塑组合物，所使用的材料包括聚酰胺66和非结晶 半芳香族聚酰胺的混合物。这两个基于混合物的体系所遇到的问题是相对高的吸水率和机 械性能由于吸水的降低。因此这种类型的体系对于在湿或微湿条件下的应用仅有有限的实 用性。
【发明内容】
[0014] 因此，本发明的目的至少包括提供聚酰胺模塑组合物，其具有尽可能低的吸水率 (优选小于2% )，和良好的耐冲击性和耐切口冲击性，而弹性拉伸模量、断裂强度、断裂拉 伸应变和在注射模塑期间的线性收缩率与基于PA66的模塑组合物大致在相同的水平。因 此旨在与该标准聚酰胺66相比降低吸水率并提高韧性，而不损害其他机械性能。
[0015] 该目的通过根据本发明的增强聚酰胺模塑组合物来实现。特别地，本发明因此提 供了由以下组分构成的增强聚酰胺模塑组合物：
[0016] (A) 20重量％至45重量％的脂肪族聚酰胺，其选自：PA 610、PA 612及其混合物；
[0017] (B)5重量％至15重量％的半芳香族聚酰胺，其选自：61、DI、6DI、6I/6T、DI/DT、 DI/6T、MXD6及其混合物；
[0018] (045重量％至75重量％的具有非圆形横截面的扁平玻璃纤维，其中所述横截面 的主横截面轴与副横截面轴的尺寸比为2至5 ;
[0019] (D)0重量％至10重量％的添加剂；
[0020] 其中，组分（A)至（D)的总量为100重量％。
[0021] 字母D表示2-甲基戊烷-1，5-二胺，而在本申请的上下文中6表示1，6-己二胺。 因此相应地，61表示由1，6-己二胺与间苯二甲酸聚合而形成的聚酰胺，DI表示由2-甲基 戊烷-1，5-二胺与间苯二甲酸聚合而形成的聚酰胺。此外6DI表示1，6_己二胺、2-甲基戊 烷-1，5-二胺和间苯二甲酸聚合的产物，其中，6和D之间的比例可以根据期望的所产生材 料的特性来选择。
[0022] 类似地，6I/6T表示通过使1，6_己二胺、对苯二甲酸和间苯二甲酸反应而获得的 聚合物，其中对苯二甲酸与间苯二甲酸的比例可以根据期望的所产生材料的特性来选择。 另一方面，DI/DT表示通过使甲基戊烷-1，5-二胺、对苯二甲酸和间苯二甲酸反应而获得的 聚酰胺，其中对苯二甲酸和间苯二甲酸的比例同样可以根据期望的所产生材料的特性来选 择。
[0023] 上述被称为DI/6T的体系应包括各种聚酰胺体系，其基于1，6_己二胺和2-甲基 戊烷-1，5-二胺（形成聚酰胺起始材料的二胺部分）以及对苯二甲酸和间苯二甲酸（形成 聚酰胺起始材料的二元酸部分）。二胺部分以及二元酸部分中的比例可以根据期望的所产 生聚酰胺的特性来选择。因此，考虑到所形成的结构单元，术语DI/6T在更详细的记法中表 示6I/DI/6T/DT类型的体系，结构单元的比例取决于期望的所产生材料的特性。
[0024] 优选使用低粘度的聚酰胺作为组分（A)和/或组分（B)。表达低粘度聚酰胺意指 溶液粘度n 小于2. 0、优选小于1. 9 (在各个情况下为0. 5g聚合物在100ml间甲酚中的 溶液，20°C)的聚酰胺。相对粘度n 小于1.9通常对应于聚酰胺的摩尔质量（Mn，数均） 小于20000g/摩尔。
[0025] 优选组分⑷的比例为22重量％至38重量％。
[0026] 组分㈧的聚酰胺的溶液粘度nral (在20°c的温度下对0. 5g聚合物在100ml间 甲酚中的溶液测量）优选为1. 5至2. 0,特别优选为1. 6至1. 85。
[0027] 优选组分（A)完全由聚酰胺PA 612构成。
[0028] 另一方面，组分⑶的比例优选为7重量％至13重量％。
[0029] 优选地组分（B)完全由6I/6T或DI/DT中的至少一种构成，其中特别优选地组分 (B)完全由6I/6T构成。
[0030] 优选地，组分（B)(优选为6I/6T或DI/DT)的聚酰胺的溶液粘度nral (在20°C的温 度下对0. 5g聚合物在100ml间甲酚中的溶液测量）为1. 45至1. 75,优选为1. 48至1. 65。
[0031] 此外，优选地组分⑶完全由MXD6 (MXD =间苯二甲基二胺）构成，其中MXD6的相 对粘度（按照ISO 307在20°C下对1 %的硫酸溶液测量）优选为2. 0至3. 5,特别优选为 2. 1至2. 8。MXD6本身是半结晶，熔点为约237°C，但在本发明的模塑组合物中不结晶或仅 程度很小地结晶，因此用作非结晶聚酰胺。
[0032] 根据一个优选的实施方案，61单元在组