[发明专利]耐热热塑性制品

说明书

发明领域

本发明涉及模塑和挤塑的热塑性制品领域，这些热塑性制品具有改善的长期高温老化特性。

发明背景

基于聚酰胺的高温树脂具有理想的耐化学品性、可加工性和耐热性。这使它们尤其适用于高性能要求的应用，包括机动车和电气/电子器件应用。在机动车领域，目前普遍需要耐高温结构，这是因为汽车发动机罩区域内的温度通常达到150℃以上，甚至达到200℃以上。塑性部件(如机动车机罩下方应用的或电气/电子器件应用的塑性部件)长时间暴露于此类高温下时，由于聚合物发生热氧化，故其机械特性通常会降低。这种现象称为热老化。

在试图改善热老化性能的过程中，常规的做法是向包含聚酰胺树脂的热塑性组合物中添加热稳定剂(也称为抗氧化剂)此类热稳定剂的实例包括受阻酚类抗氧化剂、胺类抗氧化剂和基于磷的抗氧化剂。对于聚酰胺组合物，通常使用三类热稳定剂让暴露于高温中的组合物得以保持其机械特性。一类是先前提到的任选地结合基于磷的增效剂的酚类抗氧化剂，第二类是任选地结合基于磷的增效剂的芳香胺，第三类是铜盐和衍生物。已知的是，使用酚类抗氧化剂可提高热塑性组合物在最高达120℃的老化温度下的机械/物理特性。

现有的技术不仅对长期耐热老化性能的改善效果不明显，而且改善的热老化性能无法满足要求更高的、涉及暴露于更高温度的应用，例如机动车机罩下方的应用和电气/电子器件中的应用。

EP 1041109公开了包含聚酰胺树脂、熔点为150至280℃的多元醇的聚酰胺组合物，其具有良好的流动性和机械强度，可用于注塑焊接工艺。

另一个问题是通常具有低含量增强剂或根本不含增强剂的聚酰胺组合物的热老化性能。由于未增强的组合物通常用于需要一定柔韧性的应用；未增强的热塑性塑料的重要属性是可在热老化时保持断裂应变。

遗憾的是，使用现有的技术，根据具有低含量增强剂或根本不含增强剂的柔性聚酰胺组合物而模塑的制品要么在长期暴露于高温时其机械特性会经受不能接受的劣化，要么由于使用高成本的热稳定剂而使它们非常昂贵。

仍然需要的是适于制造制品并在长期高温暴露后表现出良好的机械特性的低成本聚酰胺组合物。

发明概述

本发明公开了包含聚酰胺组合物的模塑或挤塑的热塑性制品，其中聚酰胺组合物包含：

a)具有熔点和/或玻璃化转变的聚酰胺树脂；

b)0.1至10重量％的一种或多种多元醇，所述多元醇具有两个以上的羟基并具有小于2000的数均分子量(M_n)；

c)0至3重量％的共稳定剂，根据热重量分析(TGA)测定，如果所述聚酰胺的所述熔点存在，则所述共稳定剂的10％重量损失温度比所述聚酰胺的所述熔点低30℃以上；或者如果所述聚酰胺的所述熔点不存在，则所述共稳定剂的10％重量损失温度为至少250℃；所述共稳定剂选自仲芳胺、受阻胺光稳定剂、以及它们的混合物；

d)0至小于10重量％的一种或多种增强剂；和

e)0至50重量％的聚合物增韧剂，所述聚合物增韧剂包含活性官能团和/或羧酸的金属盐；和

其中与暴露在150℃的测试温度下72小时的对照物相比，在空气气氛中暴露于所述测试温度下约1000小时的测试时间，并按照ISO 527-2/1A进行测试的由所述聚酰胺组合物制备的4mm测试棒具有平均大于80％的断裂应变保持率；前提条件是聚酰胺组合物包含不超过5重量％的增塑剂；并且，独立地，进一步的前提条件是当所述聚酰胺树脂仅选自具有至少260℃的所述熔点的单一聚酰胺时，该单一聚酰胺包含大于95摩尔％的半芳族重复单元，这些半芳族重复单元源自选自下列的单体：具有8至20个碳原子的一种或多种芳族二元羧酸和具有4至20个碳原子的一种或多种脂族二胺；所述脂族二胺包含小于50摩尔％的2-甲基-1，5-戊二胺。

发明详述

出于描述的目的，除非另外指明，否则“高温”是指为150℃的温度。

在本发明中，除非另外指明，否则“长期”是指等于或长于1000小时(h)的老化期。

聚酰胺组合物或由其制备的模塑或挤塑的制品在下述情况下被视为具有“高热稳定性”，即，与暴露在150℃的测试温度下72小时的对照物相比，当4mm测试样品(本文所公开)在烘箱中于空气气氛中暴露在所述测试温度下约1000小时的测试时间后，按照ISO 527-2/1A进行测试，具有平均大于80％的断裂应变保持率。本文的对照物的组成和形状与2mm测试棒相同。