由聚酰胺mxd.10制成的組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及基于聚酰胺（且特別是來自聚酰胺MXD. 10)的組合物、所述組合物的 制備方法、其成型方法及其用途，特別是在制造各種物品（例如，標(biāo)準(zhǔn)消費(fèi)品（諸如電器設(shè) 備、電子設(shè)備或者機(jī)動(dòng)車設(shè)備）、醫(yī)療設(shè)備和外科設(shè)備、包裝或者體育用品）中的用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 在至今已知的聚酰胺中，一些聚酰胺由于它們顯著的機(jī)械性能（特別是由于它們 的高的拉伸和彎曲模量）而表現(xiàn)出較多的優(yōu)勢(shì)。
[0003] 可特別地提到聚鄰苯二甲酰胺（PPA)，其是表現(xiàn)出約3GPa的高拉伸模量的半芳族 聚酰胺。聚酰胺MXD. 6也是如此，聚酰胺MXD. 6為MXD和己二酸的縮合產(chǎn)物，MXD表示間苯 二甲二胺（任選地混合有較少量的對(duì)苯二甲二胺或PXD)。
[0004] 盡管就機(jī)械性能（特別是高的拉伸模量）而言，PPA和MXD. 6是高度令人滿意的， 但是，它們表現(xiàn)出兩個(gè)主要缺點(diǎn)：
[0005]-首先，由它們的高熔點(diǎn)來看，PPA和MXD. 6表現(xiàn)出高的轉(zhuǎn)變溫度（典型地大于 280°C)。除了能量消耗量大以外，在高轉(zhuǎn)變溫度處的使用限制了某些在這樣的溫度下分解 的增強(qiáng)劑和/或添加劑向基于PPA和MXD. 6的組合物中的引入。
[0006] -其次，由于它們的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg)(其也是高的）、以及它們的緩慢的結(jié)晶 動(dòng)力學(xué)，因此，為了獲得最大程度的結(jié)晶并因此給基于PPA或者M(jìn)XD. 6的材料賦予最佳的機(jī) 械性能和尺寸穩(wěn)定性能，基于PPA或者M(jìn)XD. 6的材料的成型需要在相對(duì)高的成型溫度（典 型地約120°C至130°C(比Tg高30至40°C))下操作。
[0007] 更特別地，在基于PPA或者M(jìn)XD. 6的材料通過注塑而成型的過程中，必須使用采用 油作為熱交換流體的模具，與使用水作為熱交換流體的模具相比，這樣的模具在使用中更 為受限且在模塑機(jī)（molder)上不太普及。
[0008] 為了使基于MXD. 6的組合物的結(jié)晶最優(yōu)化，題目為EffectofNucleating AdditivesonCrystallizationofPoly(m-xylyleneadipamide)并發(fā)表于評(píng)論雜志 PolymerEngineeringandScience(2007 年，第 365-373 頁）中的文章提出了 引入成核劑， 例如滑石和PA6. 6 (其熔點(diǎn)為約250°C)。
[0009] 作為MXD和癸二酸（癸烷二酸）的縮合產(chǎn)物的聚酰胺MXD. 10也表現(xiàn)出良好的機(jī) 械性能且尤其是高的拉伸模量。
[0010] 由于MXD. 10表現(xiàn)出比PPA或者M(jìn)XD. 6低的熔點(diǎn)（約193°C)，因此，與PPA和MXD. 6 的轉(zhuǎn)變溫度相比，MXD. 10的在200°C和270°C之間、且更通常地在210°C和260°C之間的轉(zhuǎn) 變溫度是較低的，這限制了能量消耗。此外，可想到包含某些在PPA和MXD. 6的轉(zhuǎn)變溫度處 分解的增強(qiáng)劑和/或添加劑的基于MXD. 10的組合物。
[0011] 此外，MXD. 10的密度低于針對(duì)PPA或者M(jìn)XD. 6所通常觀測(cè)到的密度。因此，與由 基于PPA或者M(jìn)XD. 6的組合物獲得的那些物品相比，由基于MXD. 10的組合物獲得的物品表 現(xiàn)出更為質(zhì)輕的優(yōu)點(diǎn)。
[0012] 另一方面，如在PPA或者M(jìn)XD. 6的情況中那樣，為了確保制品的最大程度的結(jié)晶并 因此賦予最佳的機(jī)械性能和尺寸穩(wěn)定性能，在其通過注塑以成型的過程中需要高的模塑溫 度（典型地約120°C)。
[0013] 為了改善基于MXD. 10的組合物的模塑條件（尤其是通過降低在經(jīng)由注塑而成型 的過程中的冷卻階段的持續(xù)時(shí)間來進(jìn)行所述改善），文獻(xiàn)EP0272503提出了向包含100重量 份的聚酰胺MXD. 10的組合物中加入1至20重量份的熔點(diǎn)比MXD. 10的熔點(diǎn)高約20至30°C 的結(jié)晶聚酰胺。
[0014] 因此，在不存在任何其它的無機(jī)填料型成核劑（例如以上所提到的滑石）的情況 下，結(jié)晶聚酰胺起到成核劑的作用。
[0015] 在文獻(xiàn)EP0272503中，最好的模塑條件（特別是快速循環(huán)）是由130°C的模塑溫度 獲得的。
[0016] 此外，文獻(xiàn)W02011/010039描述基于具有熔點(diǎn)了匕的MXD. 10型聚酰胺的組合物， 其包含具有在了匕-40°(：和了匕+20°(：之間的熔點(diǎn)Tf2的第二聚酰胺。該第二聚酰胺作為成核 劑。其使得有可能控制組合物的結(jié)晶。
[0017] 然而，仍需要在保持結(jié)晶材料的機(jī)械性能和尺寸穩(wěn)定性能的同時(shí)，繼續(xù)加速基于 聚酰胺（且尤其是基于MXD. 10等）的組合物的結(jié)晶動(dòng)力學(xué)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 本發(fā)明首先涉及包含第一聚酰胺、第二聚酰胺和0. 1至5重量％的碳基納米填料 的組合物，其中：
[0019] -所述第一聚酰胺包含得自間苯二甲二胺或者間苯二甲二胺和對(duì)苯二甲二胺的混 合物與癸二酸的縮合的單元，所述第一聚酰胺表現(xiàn)出熔點(diǎn)Tf1;
[0020] -所述第二聚酰胺表現(xiàn)出大于或者等于了匕-40°(：的熔點(diǎn)Tf2。
[0021] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，所述碳基納米填料選自碳納米管、碳納米纖維、炭黑、石墨稀 和這些的混合物，且優(yōu)選地，所述碳基納米填料是碳納米管。
[0022] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，所述組合物包含從0. 2至2重量％的碳基納米填料，且優(yōu)選 地，從0. 5至1. 5重量％的碳基納米填料。
[0023] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，所述第二聚酰胺表現(xiàn)出熔點(diǎn)Tf2，使得 Tfi-40°C彡Tf2〈TfJ60 °C、優(yōu)選地Tff40°C彡Tf2〈TfJ20 °C、和更特別優(yōu)選地 丁匕-30°(：彡Tf2<Tfi+KTC;或者，所述第二聚酰胺是聚^^一烷酰胺。
[0024] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，相對(duì)于第一聚酰胺和第二聚酰胺的總和，所述第二聚酰胺以 0. 1至20重量％、優(yōu)選地1至10重量％的比例存在。
[0025] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，所述第一聚酰胺是均聚酰胺或者共聚酰胺，在所述共聚酰胺 中，得自間苯二甲二胺或者間苯二甲二胺和對(duì)苯二甲二胺的混合物與癸二酸的縮合的單元 的摩爾比例優(yōu)選地是大于或者等于90%和更加優(yōu)選地大于或者等于95%。
[0026] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，所述組合物額外地還包含增強(qiáng)劑，有利地為纖維、優(yōu)選玻璃纖 維和/或碳纖維，所述組合物中的增強(qiáng)劑的重量比例優(yōu)選低于或者等于70%、有利地從15 至65 %、和更加優(yōu)選地從20至60 %。
[0027] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，所述組合物表現(xiàn)出根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTMD257測(cè)定的大于或者等于 K^Q/sq、優(yōu)選地大于或者等于l〇12Q/Sq的表面電阻率。
[0028] 本發(fā)明還涉及碳基納米填料作為成核劑的用途，用于使包含第一聚酰胺和第二聚 酰胺的組合物結(jié)晶，其中：
[0029] -所述第一聚酰胺包含得自間苯二甲二胺或者間苯二甲二胺和對(duì)苯二甲二胺的混 合物與癸二酸的縮合的單元，所述第一聚酰胺表現(xiàn)出熔點(diǎn)Tf1;
[0030] -所述第二聚酰胺表現(xiàn)出大于或者等于了匕-40°(：的熔點(diǎn)Tf2。
[0031] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，所述碳基納米填料選自碳納米管、碳納米纖維、炭黑、石墨稀 和這些的混合物，并且優(yōu)選地，所述碳基納米填料是碳納米管。
[0032] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，相對(duì)于全部組合物，所述碳基納米填料以0. 2至2重量％、優(yōu) 選地0. 5至1. 5重量％的含量使用。
[0033] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，第二聚酰胺表現(xiàn)出熔點(diǎn)Tf2，使得了匕-40°(：<Τ?^Τ?^+ΘΟΓ、優(yōu) 選地彡Tf^Tf^+SOr、和更特別優(yōu)選地TffSOr彡Tf2<Tf^KTC;或者，第二聚 酰胺是聚十一烷酰胺。
[0034] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，相對(duì)于所述第一聚酰胺和所述第二聚酰胺的總和，所述第二 聚酰胺以〇. 1至20重量％、優(yōu)選地1至10重量％的比例存在。
[0035] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，所述第一聚酰胺是均聚酰胺或者共聚酰胺，在所述共聚酰胺 中，得自間苯二甲二胺或者間苯二甲二胺和對(duì)苯二甲二胺的混合物與癸二酸的縮合的單元 的摩爾比例優(yōu)選地是大于或者等于90 %、更加優(yōu)選地大于或者等于95 %。
[0036] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，所述組合物額外地還包含增強(qiáng)劑，有利地為纖維、優(yōu)選玻璃纖 維和/或碳纖維，所述組合物中的增強(qiáng)劑的重量比例優(yōu)選低于或者等于70%、有利地從15 至65 %和更加優(yōu)選地從20至60 %。
[0037] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，所述碳基納米填料以碳基納米填料粉末的形式使用，或者，所 述碳基納米填料以結(jié)合到所述第二聚酰胺的母料中的形式使用。
[0038] 本發(fā)明還涉及制備前述組合物的方法，包括供應(yīng)包含所述第二聚酰胺和所述碳基 納米填料的母料，和然后熔融共混，并優(yōu)選地，使所述母料與所述第一聚酰胺且如果適當(dāng)?shù)?話與所述增強(qiáng)劑一起配混。
[0039] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，所述方法包括通過熔融共混并優(yōu)選地通過使所述第二聚酰胺 與所述碳基納米填料配混以制造所述母料的預(yù)備步驟。
[0040] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，所述方法包括熔融共混，并優(yōu)選地，使所述第一聚酰