專利名稱：由不同聚酰胺模制物料制成的模制品的接合的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連接兩種模制品的方法，其中所述兩種模制品中 一種由
PAU模塑物料組成，而另一種由PA12模塑物料組成。所述兩種模制品 為例如聚酰胺制成的供給管線或排出管線。
背景技術(shù)：
目前為輸送例如氣體、油或鹽類而具有提高的技術(shù)要求的管主要由 PA11制造。其包括例如氣體管線體系，工業(yè)管線(例如用于含化學(xué)物質(zhì) 的廢水)和輸油管線(海上管線)。若這些管受損之后必須加以修理或 更換，或若供應(yīng)網(wǎng)需要通過新的部件進(jìn)行擴(kuò)展，則要對端部或接頭進(jìn)行 焊接。為此，可以通過眾多塑料焊接技術(shù)來連接所述塑料模制品。高容 量管特別地主要通過加熱元件對焊、加熱元件套管焊接或加熱盤管焊接 進(jìn)行連接。
最近由于新處理技術(shù)的引入，PA12;f莫塑物料由于對上迷應(yīng)用的突出 適用性已經(jīng)在這些應(yīng)用中有了越來越多的使用。預(yù)期現(xiàn)有供應(yīng)網(wǎng)必將需 要擴(kuò)展或修補(bǔ)。這些網(wǎng)絡(luò)目前由PA11構(gòu)成，使用由PA12構(gòu)成的零件通 過由PAU或PA12構(gòu)成的所謂的配件進(jìn)行擴(kuò)展會(huì)遇到難題，因?yàn)橛蒔AU 和PA12制成的零件在焊接工藝中僅能以不足的強(qiáng)度連接。因此，如果需 要重新連接、修復(fù)或更新聚酰胺管，則必須在注意聚酰胺種類的條件下 才能進(jìn)行。換句話說，PA11必須只與PA11—起鋪設(shè)，PA12必須只與PA12 一起鋪設(shè)。這些狀況的前提條件是，在施工現(xiàn)場這些前提要求是公知的 且必須老老實(shí)實(shí)地遵守。因此存在材料錯(cuò)用的嚴(yán)重危險(xiǎn)。除了材料錯(cuò)用 的危險(xiǎn)之外，另一個(gè)后果是增加的后勤貯存費(fèi)用，因?yàn)楝F(xiàn)在必須既要貯 存由PA11制成的連接件，同時(shí)還要貯存由PA12制成的連接件。
已知聚酰胺制造的模制體(例如管連接元件)與聚乙紼或聚丙烯制 造的模制品(例如燃料箱)是通過用馬來酸酐接枝的既能與PA11又能與 PA12牢牢附著的聚烯烴(DE19535413C1 )彼此連接到一起的。對于聚 酰胺到聚酰胺的接頭，此類連接并不適用，因?yàn)榫埘０分饕糜谳^高壓 力區(qū)，在其中由官能化的聚烯烴制造的連接元件由于機(jī)械性能不夠所以
不能使用。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種既適于接合PA11模制品也適于接 合PA12模制品的模塑物料。
此目的可以通過使用一種用于接合兩個(gè)各自由PA11和/或PA12模塑 物料制成的模制品的模塑物料實(shí)現(xiàn)，所述模塑物料包含至少50重量％、 優(yōu)選至少60重量c/。、尤其優(yōu)選至少70重量％、特別優(yōu)選地至少80重量％ 和極特別優(yōu)選地至少90重量％的聚酰胺組分，所述聚酰胺組分的選擇要 使得其可以由直鏈脂族二胺和二羧酸和/或內(nèi)酰胺或co-氨基羧酸制備，同 時(shí)在重復(fù)單元中每羧酰胺基存在11-12個(gè)碳原子，且還需滿足以下前提條 件，即所述聚酰胺組分中包含不超過80重量％、優(yōu)選地不超過75重量％、 更優(yōu)選地不超過70重量％且特別優(yōu)選地不超過65重量％的所述聚酰胺 PA11和PA12中的任何一種。所述聚酰胺組分優(yōu)選地選自PA1012、 PA1210、 PA1212、 PA814、 PA1014、 PA618、 PAU和PA12。
具體實(shí)施例方式
在第一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所迷模塑物料中包含的聚酰胺是重量比 為100:0-20:80、優(yōu)選地100:0-25:75、更優(yōu)選地100:0-30:70并特別優(yōu)選地 99.9:0.卜35:65的PA1012與PAU。
在第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所迷;f莫塑物料中包含的聚酰胺是重量比 為100:0-20:80、優(yōu)選地100:0-25:75、更優(yōu)選地100:0-30:70并特別優(yōu)選地 99.9:0.卜35:65的PA1012與PA12。
在第三個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所迷才莫塑物料中包含的聚酰胺是重量比 為100:0-20:80、優(yōu)選地100:0-25:75、更優(yōu)選地100:0-30:70并特別優(yōu)選地 99.9:0. l-35:65的PA1212與PA11。
在第四個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述;f莫塑物料中包含的聚酰胺是重量比 為100:0-20:80、優(yōu)選地100:0-25:75、更優(yōu)選地100:0-30:70并特別優(yōu)選地 99.9:0.1國35:65的PA1212與PA12。
在第五個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述才莫塑物料中包含的聚酰胺是重量比 為100:0-20:80、優(yōu)選地100:0-25:75、更優(yōu)選地100:0-30:70并特別優(yōu)選地 99.9:0. l-35:65的PA1210與PAU。
在第六個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述才莫塑物料中包含的聚酰胺是重量比
為100:0-20:80、優(yōu)選地100:0-25:75、更優(yōu)選地100:0-30:70并特別優(yōu)選地 99.9:0.1-35:65的PA1210與PA12。
在第七個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所迷^^莫塑物料中包含的聚酰胺是重量比 為100:0-20:80、優(yōu)選地100:0-25:75、更優(yōu)選地100:0-30:70并特別優(yōu)選地 99.9:0. l-35:65的PA618與PA11 。
在第八個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述^=莫塑物料中包含的聚酰胺是重量比 為100:0-20:80、優(yōu)選地100:0-25:75、更優(yōu)選地100:0-30:70并特別優(yōu)選地 99.9:0.1-35:65的PA814與PA11。
在第九個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所迷模塑物料中包含的聚酰胺是重量比 為100:0-20:80、優(yōu)選地100:0-25:75、更優(yōu)選地100:0-30:70并特別優(yōu)選地 99.9:0.1-35:65的PA8M與PA12。
在第十個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所迷模塑物料中包含的聚酰胺是重量比 為100:0-20:80、優(yōu)選地100:0-25:75、更優(yōu)選地100:0-30:70并特別優(yōu)選地 99.9:0. N35:65的PA1014與PA11 。
在第十一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述^f莫塑物料中包含的聚酰胺是重量 比為100:0-20:80、優(yōu)選地100:0-25:75、更優(yōu)選地100:0-30:70并特別優(yōu)選 地99.9:0.1-35:65的PA1014與PA12。
在第十二個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述;f莫塑物料中包含的聚酰胺是重量 比為100:0-20:80、優(yōu)選地100:0-25:75、更優(yōu)選地100:0-30:70并特別優(yōu)選 地99.9:0,1-35:65的PA618與PA12。
在第十三個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述模塑物料中包含的聚酰胺是重量 比為80:20-20:80、優(yōu)選地75:25-25:75、更優(yōu)選地30:70-30:70并特別優(yōu)選 地35:65-65:35的PAll與PA12。
第十四個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案是第一和第三個(gè)實(shí)施方案的組合，所述 PA1012在此被重量比為99.9:0.1-0.1:99.9、優(yōu)選地95:5-5:95且更優(yōu)選地 90:10-10:90的PA1012與PA1212的混合物替代。
第十五個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案是第二和第四個(gè)實(shí)施方案的組合，所述 PA1012在此同樣被重量比為99.9:0.1-0.1:99.9、優(yōu)選地95:5-5:95且更優(yōu)選 地90:10-10:90的PA1012與PA1212的混合物替代。
第十六個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案源于第十三個(gè)實(shí)施方案，其中0.1-99.9重量 %、優(yōu)選地5-95重量。/n且更優(yōu)選地10-90重量。/。的PAU和/或PA12被
PA1012、 PA1212、 PA1210、 PA814、 PA1014和/或PA618替代。 這些以及更進(jìn)一步的實(shí)施方案可以任意彼此組合。 PAll是通過o)-氨基十一酸的縮聚反應(yīng)制備的，而PA12是通過月桂 內(nèi)酰胺的開環(huán)聚合獲得的。兩種聚合物都可以多種類型商購獲得。 PA1012通過l,10-癸二胺與l，12-十二烷二酸的當(dāng)量混合物的縮聚反應(yīng)制 備，而PA1212由l，12-十二烷二胺與l,12-十二烷二酸以同樣的方式獲得。 類似地，PA1210通過l,12-十二烷二胺與癸二酸的等摩爾混合物的縮聚反 應(yīng)制備，PA618通過己二胺與l,18-十八烷二酸的等摩爾混合物的縮聚反 應(yīng)制備。PA814相應(yīng)地由辛二胺與l，14-十四烷二酸荻得,PA1014由1,10-癸二胺與l,14-十四烷二酸獲得。所迷縮聚反應(yīng)通常在熔體中進(jìn)行。
所采用的模塑物料可以包含不超過約50重量％的添加劑，其選自抗 沖改性橡膠和/或常規(guī)的輔劑和助劑。
用于聚酰胺模塑物料的抗沖改性橡膠是現(xiàn)有技術(shù)。它們包含來源于 不飽和官能化合物的官能團(tuán)，所迷官能團(tuán)或者通過共聚并入主鏈或者接 枝到主鏈上。最常見的是用馬來酸酐自由基接枝的EPM橡膠或EPDM橡 膠。此外，乙烯、丙烯酸酯與馬來酸酐的共聚物或三聚物，或乙烯與丙 烯酸縮水甘油酯或甲基丙烯酸縮水甘油酯的共聚物或三聚物，以及酐官 能化的、任選地經(jīng)氫化的笨乙烯-丁二烯嵌段共聚物也是常用的。這些橡 膠也可以與非官能化的聚烯烴如全同聚丙烯一起使用，如EP-A-0683210 中所述。
所述模塑物料可以進(jìn)一步包含少量的為設(shè)定某種特性所需的輔刑 和/或助劑。其例子有增塑劑，顏料或填料如炭黑、二氧化鈦、硫化鋅、 硅酸鹽或碳酸鹽，處理助劑如蠟、硬脂酸鋅或硬脂酸^H，阻燃劑如氫氧 化鎂、氫氧化鋁或三聚氰胺氰脲酸酯，玻璃纖維，抗氧化刑，紫外線穩(wěn) 定劑，以及能賦予產(chǎn)品抗靜電特性或?qū)щ娦缘奶砑觿┤缣祭w維、石墨纖 絲、不銹鋼纖維或?qū)щ娞亢凇?br> 在一個(gè)可能的實(shí)施方案中所述模塑物料包含1-25重量％、更優(yōu)選地 2-20重量％并特別優(yōu)選地3-15重量％的增塑劑。增塑劑及其在聚酰胺中的 應(yīng)用是已知的。在Gachter/Mtiller, Kunststoffadditive, C.Hanser Verlag, 第二版，296頁中可見對適用于聚酰胺的增塑劑的一般綜迷。
適合作增塑劑的典型化合物有，例如，在醇組分中具有2-20個(gè)C原 子的對羥基苯甲酸的酯，或在胺組分中具有2-12個(gè)C原子的芳基磺酸的
酰胺，優(yōu)選地笨磺酸的酰胺。
適合的增塑劑包括對羥基笨甲酸乙酯、對羥基苯甲酸辛酯、對羥基
苯甲酸異十六酯、N-(正辛基)甲苯磺酰胺、N-(正丁基)苯磺酰胺或 N- (2-乙基己基)苯磺酰胺。
如權(quán)利要求所述的兩種模制品的連接可以包括兩個(gè)任何種類的模 制品的連接，如任何種類的殼部件、管、管狀工件、封頭、閥和配件。
接合可借助于任意焊接工藝進(jìn)行；例如加熱元件對焊、加熱元件套 管焊接、加熱盤管焊接、振動(dòng)焊接、超聲波焊接、激光焊接、各種熱氣 焊接方法(熱氣鼓風(fēng)焊接、熱氣拉焊、熱氣搭焊和熱氣擠出焊接)以及 旋轉(zhuǎn)焊接。通常，對于典型的焊接方法，采用由按權(quán)利要求所迷的模塑 物料制造的連接元件。此外，連接元件也可以就地成型，例如通過多組 分注塑成型。
對于加熱元件對焊，使用一或多個(gè)加熱元件在接合面上對工件加 熱，并在施力條件下進(jìn)行焊接，用或者不用焊接添加料。當(dāng)接合面不與 加熱元件(輻射加熱器)直接接觸時(shí)，該技術(shù)稱為間接加熱元件對焊。
對于加熱盤管焊接，借助于保留在焊接結(jié)合內(nèi)的加熱線圈在接合面 處對工件進(jìn)行加熱。接合力是由工件的熱膨脹產(chǎn)生的，或者是從外部施 力口的。
對于加熱元件套管焊接，通過可加熱的芯軸元件或套管在接合面處 對工件進(jìn)行加熱，然后將其中一個(gè)工件插入另一個(gè)。所必需的接合力可 以通過工件的壓力配合進(jìn)行施加。
對于熱氣焊接，使用熱氣體在接合面處對工件進(jìn)行加熱，并在施力 條件下焊接，用或者不用烊接添加料。接合力可以手動(dòng)或機(jī)械施加。
振動(dòng)焊接是一種摩擦焊接技術(shù)，其中用于熔融和焊接待連接零件的 能量是通過接合部件之間的振蕩相對摩擦運(yùn)動(dòng)在足夠高的摩擦壓力下 產(chǎn)生的。在磨擦運(yùn)動(dòng)中止之后，被摩擦熱塑化的接合面對準(zhǔn)并在規(guī)定壓 力下被彼此焊接在一起。
對于超聲波焊接，縱向振動(dòng)從烊機(jī)的^i聲烊極傳送到待連接的零件 上，在待連接的零件內(nèi)產(chǎn)生駐波圖案。在最大交變應(yīng)變和交變應(yīng)力區(qū)域 中，塑料由于分子間摩擦的結(jié)果而熔融。
激光焊接可以以激光對接焊或激光透射焊接的方式進(jìn)行。在工藝程 序方面，激光對接焊與無接觸加熱元件焊接相同。對于激光透射焊接，
焊接的是具有不同吸收特性的熱塑性待焊零件。在焊接之前，使待連接
零件發(fā)生接觸；激光束穿過對其來說是透明的待焊零件并被另一通常用 添加劑改性過的待焊零件吸收，接合區(qū)域被塑化。
對于旋轉(zhuǎn)焊接(摩擦焊)，通過磨擦在接合面處對工件進(jìn)行加熱并 在施力條件下焊接，用或者不用焊接添加料。熱可以通過工件的彼此相 對運(yùn)動(dòng)或通過摩擦元件產(chǎn)生。力通過手動(dòng)或機(jī)械施加。
有關(guān)焊接技術(shù)的進(jìn)一步信息，可以參考DIN1910,第3部分。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，不僅可以通過連接元件(例如加熱元件套管焊 接中的套管接頭或加熱盤管焊接中的加熱盤管套管)提供適合的接合連 接，對于一些上述的焊接技術(shù)，特別是對于熱氣焊接，還可以通過由按 權(quán)利要求所迷的聚酰胺模塑物料制成的焊接添加料提供適合的接合連 接。然后連接元件由所述焊接添加料就地產(chǎn)生。
有利的是如下進(jìn)行多組分注塑成型，即通過將預(yù)成型的待接合零件 放入模具中并通過注入連接元件模塑物料的熔體將其相互連結(jié)在一起， 其中連接元件成型。 一種適合方案變體為例如模座注塑成型(Die Slide Injection Moulding)。
所有這些接合技術(shù)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說都是已知的，因此對它 們的進(jìn)一步詳迷將是多余的。
在以下實(shí)施例中，相互比較了不同聚酰胺組合的結(jié)合力。
為評價(jià)模塑物料的可能連接，通過加熱元件對接烀進(jìn)行焊接試驗(yàn)， 因?yàn)榧訜嵩雍甘且环N簡單且普通的技術(shù)。這對于面板和管以及注 射成型的生產(chǎn)線制品如熱塑性塑料制成的殼和容器的接合來說非常重 要。焊接試驗(yàn)按DVS 2207的規(guī)程進(jìn)行。
首先，將待連接的板夾緊。將加熱元件插入接合面之間，從而使接 合面與加熱元件直接接觸。從加熱元件進(jìn)入待接合零件的熱流導(dǎo)致焊接 區(qū)溶融。此熔融，被稱作加熱階段，由加壓均衡工藝和不加壓加熱組成。
將移去加熱元件和兩個(gè)滑塊移向一起直至待接合零件發(fā)生接觸的 時(shí)間稱為轉(zhuǎn)換時(shí)間。在此時(shí)間內(nèi)，接合面暴露于環(huán)境溫度并冷卻。在接 合時(shí)，熔體在接合壓力下發(fā)生擠壓流動(dòng)。在此階段，熔體流入焊縫 (Wulst)。
對于這些測試，根據(jù)模塑物料的熔點(diǎn)的不同而改變不加壓加熱時(shí) 間。這具體意味著在模制品被彼此接合之前，熔點(diǎn)較高的模制品比熔點(diǎn) 較低的模制品被加熱更長的時(shí)間。
通過在接合壓力下冷卻結(jié)束焊接。所述接合壓力在整個(gè)冷卻階段都 是恒定的。在冷卻操作之后，移去所述零件。
垂直于所述接合面從板上切條。然后在快速拉伸試驗(yàn)中，按DVS 2203的規(guī)程對所述條進(jìn)行測試，并確定結(jié)合粘合力。 參照1:PA11/PA11組合；結(jié)合粘合力34MPa 參照2:PA12/PA12組合；結(jié)合粘合力35MPa 對比實(shí)施例1:PA11/PA12組合；結(jié)合粘合力9MPa
實(shí)施例1 :PA11/PA1012組合 實(shí)施例2:PAU/PA1212組合 實(shí)施例3:PA12/PA1012組合 實(shí)施例4:PA12/PA1212組合 實(shí)施例5:PA11/PA210組合
結(jié)合粘合力27MPa 結(jié)合粘合力30MPa 結(jié)合粘合力40MPa 結(jié)合粘合力36MPa 結(jié)合粘合力27MPa 結(jié)合粘合力32MPa
實(shí)施例6:PA12/PA1210組合； 實(shí)施例7:PA11/PA618組合；結(jié)合粘合力24MPa 實(shí)施例8:PA12/PA618組合；結(jié)合粘合力31MPa 基于二元連接獲得的這些結(jié)果完全適用于相應(yīng)的三元連接,
權(quán)利要求
1. 模塑物料在接合兩種各自由PA11和/或PA12模塑物料制成的模制品中的應(yīng)用，其中所述模塑料包含至少50重量％的聚酰胺組分，所述聚酰胺組分的選擇要使得其可以由直鏈脂族二胺和二羧酸和/或內(nèi)酰胺或ω-氨基羧酸制備，在重復(fù)單元中每羧酰胺基存在11-12個(gè)碳原子，此外，該聚酰胺組分中還包含不超過80重量％的所述聚酰胺PA11和PA12中的任何一種。
2. 權(quán)利要求1的應(yīng)用，特征在于所迷聚酰胺組分選自PA1012、 PA1210、 PA1212、 PA8M、 PA1014、 PA618、 PA11和PA12。
3. 權(quán)利要求1或2的應(yīng)用，特征在于所述接合通過焊接工藝進(jìn)行。
4. 權(quán)利要求3的應(yīng)用，特征在于使用由用于接合的模塑物料制成的 連接元件。
5. 權(quán)利要求1或2的應(yīng)用，特征在于所迷接合通過多組分注塑成型 進(jìn)行。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任何一項(xiàng)獲得的連接部件。
全文摘要
本發(fā)明涉及由不同聚酰胺模制物料制成的模制品的接合。一種用于接合兩個(gè)各自由PA11和/或PA12模塑物料制成的模制品的模塑化合物，其包含至少50重量％的聚酰胺組分，所述聚酰胺組分的選擇使得其可以由直鏈脂族二胺和二羧酸和/或內(nèi)酰胺或ω-氨基羧酸制備，在重復(fù)單元中每羧酰胺基存在11-12個(gè)碳原子，此外，該聚酰胺組分中還包含不超過80重量％的所述聚酰胺PA11和PA12中的任何一種。使用此化合物既可以獲得向PA11模塑件的牢固焊接又可以獲得向PA12模塑件的牢固焊接。
文檔編號C08L77/00GK101376794SQ20081013096
公開日2009年3月4日 申請日期2008年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月31日
發(fā)明者A·道, F·-E·鮑曼, R·戈林, S·博爾曼, V·希曼 申請人:贏創(chuàng)德固賽有限責(zé)任公司