Термостабилизированная полиамидная композиция

Номер патента: 22432

Опубликовано: 30.12.2015

Авторы: Гийсман Питер, Лигтхарт Роналд

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Термостабилизированная полиамидная композиция, отличающаяся тем, что она содержит полиамид 410, соединение меди и армирующие волокна, где соединение меди выбрано из солей меди и комплексов меди, имеющих в качестве лиганда трифенилфосфин, меркаптобензимидазол, ЭДТА, ацетилацетонат, глицин, этилендиамин, оксалат, диэтилентриамин, триэтилентетраамин, пиридин, дифосфон и дипиридил.

2. Полиамидная композиция по п.1, содержащая соединение меди и дополнительно соль, содержащую группу галогенводородной кислоты.

3. Полиамидная композиция по п.2, которая в качестве соединения меди содержит иодид меди, а в качестве соли, имеющей группу галогенводородной кислоты, иодид калия.

4. Полиамидная композиция по любому из пп.1-3, в которой количество меди, присутствующей в композиции, находится в диапазоне 10-500 ч./млн.

5. Полиамидная композиция по любому из пп.1-3, в которой количество меди, присутствующей в композиции, находится в диапазоне 10-100 ч./млн.

6. Полиамидная композиция по любому из пп.1-5, содержащая 2-70 мас.% армирующих волокон.

7. Полиамидная композиция по любому из пп.1-6, в которой армирующим волокном является стекловолокно.

8. Полиамидная композиция по любому из пп.1-7, содержащая в качестве армирующих волокон стекловолокно в количестве от 15 до 60 мас.%.

9. Полиамидная композиция по любому из пп.1-8, в которой присутствует дополнительный полимер В и при этом количество полиамида 410 и полимера В в сумме составляет 100 мас.ч.

Текст

Смотреть все

Термостабилизированная полиамидная композиция, отличающаяся тем, что она содержит полиамид 410 (РА-410), соединение меди и армирующие волокна. Полимер РА-410 представляет собой полиамид, содержащий мономерные звенья, являющиеся производными дикарбоновой кислоты с цепью из 10 атомов углерода между карбокислотными группами и диамина,содержащего 4 атома углерода. Предпочтительно в качестве дикарбоновой кислоты используют 1,10-декандиоевую кислоту. В качестве диамина предпочтительно используют 1,4-бутандиамин.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ДСМ АйПи АССЕТС Б.В. (NL) Настоящее изобретение относится к термостабилизированной полиамидной композиции. Полимеры при нагревании разлагаются вследствие окисления. В результате этого так называемого термического разложения механические свойства полимеров ухудшаются. В особенности сильно ухудшаются предельные свойства, подобные прочности при ударе и пределу прочности при растяжении. Кроме того, во многих случаях нежелательным побочным эффектом термического разложения полимеров является изменение окраски. По этой причине полимеры смешивают с определенными химическими соединениями, которые играют роль термостабилизаторов. Химические соединения, известные в качестве антиоксидантов, в большинстве случаев имеют в своей основе производные фенола, амина или фосфора. Эти антиоксиданты также используются в полиамидах, наряду с солями меди и элементарной медью. В ЕР 1498445 сообщается об улучшенной термостабилизированной полиамидной композиции, получаемой при включении в ее состав элементарного железа. Несмотря на хорошие результаты, которые уже были получены, существует дальнейшая необходимость в улучшенных термостабилизированных полиамидных композициях. Такая необходимость является следствием все возрастающих требований, предъявляемых рынком к таким композициям. Профилированные предметы из таких композиций в течение длительных периодов времени подвергаются воздействию повышенных или высоких температур, например под капотом в автомобилях и в некоторых электронных и электротехнических областях применения, а также в солнечных энергетических системах. Таким образом, цель настоящего изобретения заключается в получении полиамидной композиции,имеющей улучшенную стойкость к термическому разложению. Удивительным образом обнаружилось, что достичь этой цели можно с помощью композиции,включающей полиамид 410 (РА-410), соединение меди и армирующие волокна. Такая полимерная композиция имеет необыкновенно высокие показатели термостойкости по сравнению с более обычными полиамидами, подобными, например, полимерам РА-6, РА-66, а также по сравнению с полимером РА-46 и полиамидами, включающими более длинные алифатические дикислоты или диамины, подобные, например, полимеру РА-412 и т.п. Такие композиции особенно хорошо подходят для использования при повышенных температурах, составляющих приблизительно 100-120C, в областях применения, требующих очень продолжительного срока службы. Полимер РА-410 представляет собой полиамид, содержащий мономерные звенья, являющиеся производными дикарбоновой кислоты с цепью из 10 атомов углерода между карбокислотными группами и диамина, содержащего 4 атома углерода. Предпочтительно в качестве дикарбоновой кислоты используют 1,10-декандиоевую кислоту. В качестве диамина предпочтительно используют 1,4-бутандиамин. Полимер РА-410 может содержать вплоть до 30 мас.% дополнительных мономерных звеньев, например из дикарбоновых кислот, содержащих менее 10 атомов углерода, или из диаминов, содержащих более 4 атомов углерода. Предпочтительно полимер РА-410, использующийся в композиции по изобретению,включает по меньшей мере 80 мас.% дикарбоновой кислоты с цепью из 10 атомов углерода между карбокислотными группами, и диамина, содержащего 4 атома углерода, более предпочтительно по меньшей мере 90 мас.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 95 мас.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 99 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 99,9 мас.%. Композиция по изобретению предпочтительно включает соединение меди и соль, содержащую группы галогенводородной кислоты, например соль йодисто-водородной или бромисто-водородной кислоты. Хорошие примеры подходящих для использования соединений меди включают галогениды меди(I), предпочтительно иодид меди (CuI), и другие соли меди, такие, например, как ацетат меди, сульфат меди и стеарат меди. В качестве соли, имеющей группу галогенводородной кислоты, предпочтительно используют бромид калия (KBr) или иодид калия (KI). Наиболее предпочтительно используют комбинацию из иодида меди и иодида калия (CuI/KI). Соединение меди и соль предпочтительно присутствуют в композиции по изобретению с молярным соотношением Cu:галогенид = 1:5 - 15. Количество Cu предпочтительно находится в диапазоне 10-500 ч./млн в расчете на совокупное количество композиции, более предпочтительно - 1-100 ч./млн, еще более предпочтительно - 10-70 ч./млн. Такая композиция по изобретению во многих областях применения обладает надлежащим уровнем термостойкости и в то же время вследствие относительно низкого уровня содержания меди не проявляет или, по крайней мере, проявляет в меньшей степени недостатки, обусловленные присутствием соединения меди. Такие недостатки включают, например, изменение окраски во влажных условиях или потерю электрических свойств, например трекингостойкости. Также подходящими для использования являются и комплексы меди, например, упомянутые в публикации WO 00/22035. Примеры таких комплексов включают комплексы меди, имеющие в качестве лиганда трифенилфосфин, меркаптобензимидазол, ЭДТА, ацетилацетонат, глицин, этилендиамин, оксалат,диэтилентриамин, триэтилентетраамин, пиридин, дифосфон и дипиридил. Предпочтительными являются трифенилфосфин, меркаптобензимидазол, ацетилацетонат и глицин. Наряду с полимером РА-410 полимерная композиция по изобретению может содержать один или несколько дополнительных полимеров. Полимерная композиция по изобретению может содержать:B) один или несколько дополнительных полимеров, при этом А и В в сумме составляют 100 мас.ч. Предпочтительно А представляет собой 40-100 мас.ч. полимера РА-410, более предпочтительно 60100 мас.ч. Наиболее предпочтительно полимерная часть композиции состоит из полимера РА-410, что означает, что все 100 частей полимерной части композиции образованы полимером РА-410. Примеры дополнительных полимеров включают полиолефины, стирольные полимеры и сополимеры, а в особенности другие полиамиды, например полимеры РА-46, РА 6-10, РА-510, а предпочтительно РА-6 и РА-66. Полимерная композиция по изобретению содержит армирующие волокна, подобные арамидным волокнам, углеродным волокнам, волокнам стекловолокна, такие, например, как волокна стекловолокна из стекла S и волокна стекловолокна из стекла Е. Предпочтительно композиция содержит стекловолокно. Композиция может содержать от 2 до 70 мас.ч. армирующих волокон на 100 частей А и В. Предпочтительно композиция содержит 15-60 мас.% армирующих волокон. Еще более предпочтительно композиция содержит от 2 до 70 мас.ч. стекловолокна на 100 частей А и В, а наиболее предпочтительно композиция содержит от 15 до 60 мас.% стекловолокна в расчете на 100 частей А и В. В качестве стекловолокна обычно используют штапелированное стекловолокно. Композиции по изобретению также могут содержать один или несколько наполнителей, например слюду, тальк, волластонит, карбонат кальция и т.п. Полимерная композиция по изобретению в особенности хорошо подходит для использования при повышенных температурах в диапазоне от приблизительно 100 до 120C в областях применения, которые требуют очень продолжительного срока службы в дополнение к требуемой жесткости. Полимерная композиция по изобретению может дополнительно содержать традиционные добавки,такие как, например, УФ-стабилизаторы, технологические добавки, зародышеобразующие добавки и т.п. Предпочтительно композиция содержит самое большее 20 мас.ч. дополнительных добавок на 100 мас.ч. компонента А + В, более предпочтительно - самое большее 10 мас.ч., еще более предпочтительно - самое большее 5 мас.ч., наиболее предпочтительно - самое большее 2 мас.ч. Композиция по изобретению подходит для использования в получении пленок, труб и изделий, изготовляемых методом литьевого формования, подобных, например, деталям для установки под капотом автомобиля и электротехническим и электронным деталям, в особенности деталям осветительных систем, подобным фарам пассажирских автомобилей или лампам для использования внутри и вне помещения, или деталям, использующимся в солнечных энергетических системах. Далее настоящее изобретение будет дополнительно разъяснено с помощью примеров. Получение образцов для испытаний В качестве модельных экспериментов для композиций по изобретению получали композиции из полимеров РА-46, РА-66, РА-416, РА-436 (сравнительные эксперименты A-D) или РА-410 (пример 1) иCuI и KI (содержание Cu 225 ч./млн, а I - 5600 ч./млн) с использованием двушнекового экструдера со шнеками, вращающимися в одном направлении. Получали нить, которую штапелировали для изготовления гранулята. Гранулят подвергали прямому прессованию для получения пленок с толщиной 120 мкм. Пленки размещали в реакторе, реактор заполняли 100%-ным кислородом с давлением 1 бар, после чего реактор закрывали. Затем температуру реактора выдерживали на уровне 120C в течение 300 ч. Отслеживали падение давления, обусловленное протеканием реакции между кислородом и полиамидными пленками. По падению давления рассчитывали количество кислорода, которое вступало в реакцию с пленкой. Количество кислорода, которое вступало в реакцию с пленкой, принимают за меру термостойкости полиамидной композиции. Результаты продемонстрированы в таблице. Таблица. Термостойкость композиций полиамид-CuI/KI при 120C. Из представленных данных ясно видно, что полимер РА-410 демонстрирует необыкновенно высокую термостойкость по сравнению с другими полиамидами, как содержащими относительно высокое количество амидных групп, так и содержащими относительно низкое количество амидных групп в полимерной цепи. Пластины, изготовленные методом литьевого формования и содержащие полимер РА-410 и 50 мас.% стекловолокна, также демонстрировали высокую термостойкость, а именно 50 ммоль/кг, при той же самой температуре по сравнению с пластинами из полимера РА-66, содержащими то же самое количество стекловолокна, для которых термостойкость составила 150 ммоль/кг. Крайне удивительным является то, что композиция по изобретению демонстрирует хорошие результаты при умеренно повышенной температуре, поскольку в литературе сообщалось, что медь менее эффективна в качестве термостабилизатора в данных температурных областях (100-120C). Получили же, напротив, полиамидную полимерную композицию, которая является исключительно долговечной при умеренно повышенных температурах по сравнению с другими полиамидными композициями. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Термостабилизированная полиамидная композиция, отличающаяся тем, что она содержит полиамид 410, соединение меди и армирующие волокна, где соединение меди выбрано из солей меди и комплексов меди, имеющих в качестве лиганда трифенилфосфин, меркаптобензимидазол, ЭДТА, ацетилацетонат, глицин, этилендиамин, оксалат, диэтилентриамин, триэтилентетраамин, пиридин, дифосфон и дипиридил. 2. Полиамидная композиция по п.1, содержащая соединение меди и дополнительно соль, содержащую группу галогенводородной кислоты. 3. Полиамидная композиция по п.2, которая в качестве соединения меди содержит иодид меди, а в качестве соли, имеющей группу галогенводородной кислоты, иодид калия. 4. Полиамидная композиция по любому из пп.1-3, в которой количество меди, присутствующей в композиции, находится в диапазоне 10-500 ч./млн. 5. Полиамидная композиция по любому из пп.1-3, в которой количество меди, присутствующей в композиции, находится в диапазоне 10-100 ч./млн. 6. Полиамидная композиция по любому из пп.1-5, содержащая 2-70 мас.% армирующих волокон. 7. Полиамидная композиция по любому из пп.1-6, в которой армирующим волокном является стекловолокно. 8. Полиамидная композиция по любому из пп.1-7, содержащая в качестве армирующих волокон стекловолокно в количестве от 15 до 60 мас.%. 9. Полиамидная композиция по любому из пп.1-8, в которой присутствует дополнительный полимер В и при этом количество полиамида 410 и полимера В в сумме составляет 100 мас.ч.

МПК / Метки

МПК: C08K 3/00, C08K 3/16, C08K 7/14

Метки: полиамидная, термостабилизированная, композиция

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/4-22432-termostabilizirovannaya-poliamidnaya-kompoziciya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Термостабилизированная полиамидная композиция</a>

Похожие патенты