高冲击性长纤维增强的聚酰胺组合物的制作方法
【专利说明】高冲击性长纤维増强的聚酰胺组合物
[0001] 相关申请的引用
[0002] 本申请要求于2012年8月17日提交的美国临时申请号61/684, 474的权益，通过 引用将其全部结合于此。
技术领域
[0003] 本公开涉及具有优越的性质和性能的纤维增强的聚酰胺聚合物组合物。
【背景技术】
[0004] 可以使用某些填料或添加剂来增强聚合物树脂的性能特征。具体地，通过添加除 了别的以外，常见的增强物（增强剂，reinforcement)如玻璃纤维、碳纤维、矿物填料等，可 以实现聚合物的物理性质的改善。这样，热塑性树脂中的长纤维增强物可以改善产物的冲 击性质。作为一般的经验法则，填料含量越高，可以在填料量的合理限度内的性质越高。超 过合理限度的填料含量水平，即太高的填料含量，不能进一步改善产物的性质。进一步地， 当使用不同类型的填料时，由于需要保持操作的实用性，加工和模制的难易变成重要的因 素。
[0005] 可以期望改善给定产物的冲击性质，甚至超过使用长纤维增强物可实现的益处。
[0006] 因此，对于可以提供改善的性质并且通过多种方法容易制造的纤维增强的热塑性 组合物存在需要。本公开的组合物和方法满足了这些需要和其他需要。
【发明内容】
[0007] 根据本发明的目的，如本文中实施和广泛描述的，在不同的实施方式中，本公开涉 及具有优越的性质的纤维增强的聚合物组合物。
[0008] 如本文更完整地描述的，在一个实施方式中，本文公开的是纤维增强的热塑性组 合物，包含：聚酰胺聚合物组分；纤维增强物组分；润滑剂组分；和除了润滑剂组分之外的 增加冲击强度的添加剂。在一个实施方式中，纤维增强的热塑性组合物包含a) 30至65重 量百分数的聚酰胺组分；b)0至70重量百分数的纤维增强物组分；c)大于0至1重量百分 数的润滑剂组分；和d)大于0至3重量百分数的增加冲击强度的添加剂。
[0009] 在另一个实施方式中，本文公开的是纤维增强的热塑性组合物，包含a)聚酰胺聚 合物组分；b)纤维增强物组分；c)可选的润滑剂组分；和d)除了可选的润滑剂组分之外的 改善机械性质的添加剂。在一个实施方式中，纤维增强的热塑性组合物包含a) 30至65重 量百分数的聚酰胺组分；b) 35至70重量百分数的纤维增强物组分；c)大于0至1重量百分 数的可选的润滑剂组分；和d)大于0至3重量百分数的改善机械性质的添加剂。
[0010] 本文还公开的是用于增加由常规纤维增强聚酰胺配制品显示的冲击强度的方法， 该常规纤维增强聚酰胺配制品包含纤维增强物组分的重量百分数；聚酰胺组分的重量百分 数；和加工助剂组分的重量百分数；该方法包括：a)提供常规纤维增强聚酰胺配制品；b) 确定除了加工助剂组分之外，有待结合至常规纤维增强聚酰胺配制品中的增加冲击强度的 添加剂的重量百分数；C)用确定重量百分数的增加冲击强度的添加剂取代相应重量百分 数的聚酰胺组分，以提供显示增加的冲击强度的纤维增强的聚酰胺配制品；以及d)根据步 骤C)提供的纤维增强的聚酰胺配制品，制备纤维增强的聚酰胺组合物。
[0011] 本文还公开的是用于改善由常规纤维增强聚酰胺配制品显示的一种或多种机械 性质的方法，该常规纤维增强聚酰胺配制品包含纤维增强物组分的重量百分数；聚酰胺组 分的重量百分数；和加工助剂组分的重量百分数；该方法包括：a)提供常规纤维增强聚酰 胺配制品；b)确定除了加工助剂组分之外，有待结合至常规纤维增强聚酰胺配制品中的改 善机械性质的添加剂的重量百分数；c)用确定重量百分数的改善机械性质的添加剂取代 相应重量百分数的聚酰胺组分，以提供显示至少一种改善的机械性质的纤维增强的聚酰胺 配制品；以及d)根据步骤c)提供的纤维增强的聚酰胺配制品，制备纤维增强的聚酰胺组合 物。
[0012] 本发明的另外的实施方式将在以下说明中部分地阐明，并且部分地由描述可以清 楚，或者可通过本发明的实践来了解。通过所附权利要求中具体指出的要素和组合来实现 以及得到本发明的优点。应当理解的是前面的一般性描述和以下【具体实施方式】都是示例性 的而且仅用于举例说明，而并非限制本发明（如所要求保护的）。
【附图说明】
[0013] 结合到本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图，示出了多个实施方式并且 连同说明书一起用来解释本发明的原理。
[0014] 图1以相应长玻璃纤维（LGF)含量水平的蛛网图形式示出了数据。在图1中观察 到Struktol? TR063A在改善60wt%玻璃纤维含量的缺口悬臂梁冲击（NII)的益处。
【具体实施方式】
[0015] 通过参考以下详细的描述、实施例、附图、和权利要求、以及它们之前和之后的描 述，可以更容易地理解本发明。然而，在公开和描述本发明的组合物、制品、装置、系统、和/ 或方法之前，应当理解的是，除非另有说明，否则本发明并不限于所公开的组合物、制品、装 置、系统、和/或方法的【具体实施方式】，当然这些可以改变。还应当理解的是，本文使用的术 语仅是为了描述本发明的【具体实施方式】的目的，而并非旨在进行限制。
[0016] 在其最好的目前已知的实施方式中还提供本发明的以下描述作为本发明的启示 教导（促成教导，enabling teaching)。为此，相关领域的普通技术人员应当认识并理解的 是，可以对本文描述的本发明的多个实施方式做出改变和修改，同时仍获得本发明的有益 结果。还应当清楚的是，可以通过选择本发明的一些特征而不利用其他特征来获得本发明 的一些希望的益处。因此，相关领域的普通技术人员应当认识到的是，对本发明的许多修改 和改变是可能的，并且在某些情况下甚至可以是希望的，并且因此还是本发明的一部分。因 此，提供以下描述，作为本发明原理的举例说明，而并非对其进行限制。
[0017] 本发明涵盖了本公开的要素的各种组合，例如，来自从属于相同独立权利要求的 从属权利要求的要素的组合。
[0018] 此外，除非另外清楚地说明，否则应当理解的是，并非意图将在本文中阐明的任何 方法解释为需要以特定顺序进行其步骤。因此，在方法权利要求实际上没有叙述其步骤需 要遵循的顺序、或没有在权利要求或说明书中另外明确地说明将步骤限制为特定顺序的情 况下，在任何方面都不能旨在推断顺序。这适用于用于解释的任何可能的非表达基础，包括 与步骤或操作流程的设置有关的逻辑事件；源自语法组织或标点的普通含义；和在说明书 中描述的实施方式的数量或类型。
[0019] 本文中提到的任何出版物通过引用合并于此，以便与出版物所引用的内容相关联 公开和描述这些方法和/或材料。
[0020] 还应当理解的是，本文使用的术语仅是为了描述【具体实施方式】的目的，而并非旨 在进行限制。如在说明书中和在权利要求中所使用的，术语"包括"可以包括"由……组成" 和"基本上由……组成"的实施方式。除非另有定义，否则本文中使用的所有技术与科学术 语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同含义。在本说明书中和在所附权利 要求中，将会提到将在此限定的多个术语。
[0021] 如在说明书和所附权利要求中使用的，除非上下文明确地另外指出，否则单数形 式"一个"、"一种"和"该"包括复数指示物。因此，例如，提及"玻璃纤维"包括两种以上这 种玻璃纤维的混合物。
[0022] 在本文中范围可以表示为从"约"一个具体值和/或至"约"另一个具体值。当表 示这样的范围时，另一个实施方式包括从该一个具体值和/或至该其他具体值。类似地，当 值表示为近似值时（通过使用先行词"约"），应当理解的是，具体值形成另一个实施方式。 应当进一步理解的是，每个范围的端点明显地与其他端点相关且独立于其他端点。还应当 理解的是，存在本文中公开的许多值，并且本文中还将每个值公开为除了该值本身外"约" 该具体值。例如，如果公开了值"10"，那么也公开了"约10"。还应当理解的是，还公开了落 在两个具体单元之间的范围内的每个单元。例如，如果公开了 10和15,那么也公开了 11、 12、13、和 14〇
[0023] 如在本文中使用的，术语"可选的"或"可选地"是指随后描述的事件、条件、组分、 或情况可以出现或可以不出现，并且该描述包括所述事件或情况出现的情况和不出现的情 况。
[0024] 如本文使用的术语或短语"有效的"、"有效量"、或"有效……条件"是指能够实现 有效量表示的功能或性质的这种量或条件。如在以下将要指出的，不同的实施方式之间需 要的确切的量或具体的条件可以改变，其取决于识别的变量，如采用的材料和观察的加工 条件。因此，为每个实施方式或本公开包括的实施方式指定确切的"有效量"或"有效…… 条件"并不总是可能的。然而，应当理解的是，本领域的普通技术人员仅使用常规实验将容 易地确定有效实现期望结果的适当的有效量或条件。
[0025] 如本文使用的，术语或短语"改善机械性质的添加剂"或相似的术语是指添加至组 合物的物质或物质的混合物，该组合物与不含该物质的相同材料相比改善了材料的一种或 多种性质。性质的实例包括但不限于拉伸强度、拉伸应变、拉伸模量、挠曲强度、挠曲模量、 缺口悬臂梁冲击、无缺口悬臂梁冲击、或它们的任何组合。改善机械性质的添加剂的非限制 性实例是 Struktol? TR063A。
[0026] 如本文使用的，术语或短语"增加冲击强度的添加剂"或相似的术语是指添加至组 合物的物质或物质的混合物，该组合物改善了材料的缺口悬臂梁冲击（NII)性质。因此，增 加冲击强度的添加剂还是改善机械性质的添加剂。增加冲击强度的添加剂的非限制性实例 是 Struktol? TR063A、Struktol? TR065 或它们的混合物。
[0027]如本文使用的，术语或短语"常规纤维增强聚酰胺配制品"或相似的术语是指不含 改善机械性质的添加剂和/或增加冲击强度的添加剂的组合物。例如，常规纤维增强聚酰 胺配制品可以具有与不被视为常规纤维增强聚酰胺配制品但是缺乏改善机械性质的添加 剂和/或增加冲击强度的添加剂的组合物相同的组分。
[0028] 公开了用于制备本发明公开的组合物的组分，以及用于本文公开的方法中的组合 物本身。本文公开了这些材料和其他材料，并且应当理解的是，当公开这些材料的组合、子 集、相互作用、集合等等时，尽管不能明确地公开这些化合物的每种不同的单独和集体的组 合以及改变的具体参考，但是本文明确地考虑并描述了它们中的每一种。例如，如果公开 和讨论了具体的化合物并且讨论了能够对包括该化合物的许多分子进行的许多修改，除非 明确地指出相反，否则明确考虑的是化合物的每种和所有的组合与改变以及可能的修改。 因此，如果公开了一类分子A、B、和C以及一类分子D、E、和F，并且公开了组合分子的实例 A-D，那么即使没有单独地述及每一种，每一种也是单独地和结合地考虑的含义的组合，认 为公开了 44)4、8-0、84、84、(：-0、^、和(：4。同样地，还公开了这些的任何子集或组 合。因此，例如，可以认为公开了子集A-E、B-F、和C-E。这个概念适用于本申请的所有实施 方式，包括但不限于制造和使用本发明的组合物的方法中的步骤。因此，如果存在许多另外 的可以进行的步骤，应当理解的是，可以利用本发明方法的任何【具体实施方式】或实施方式 的组合来进行这些另外步骤中的每一个。
[0029]在说明书和最后的权利要求中提到的在组合物或制品中