高沖擊性長(zhǎng)纖維增強(qiáng)的聚酰胺組合物的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】高沖擊性長(zhǎng)纖維増強(qiáng)的聚酰胺組合物
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的引用
[0002] 本申請(qǐng)要求于2012年8月17日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/684, 474的權(quán)益，通過(guò) 引用將其全部結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開(kāi)涉及具有優(yōu)越的性質(zhì)和性能的纖維增強(qiáng)的聚酰胺聚合物組合物。
【背景技術(shù)】
[0004] 可以使用某些填料或添加劑來(lái)增強(qiáng)聚合物樹(shù)脂的性能特征。具體地，通過(guò)添加除 了別的以外，常見(jiàn)的增強(qiáng)物（增強(qiáng)劑，reinforcement)如玻璃纖維、碳纖維、礦物填料等，可 以實(shí)現(xiàn)聚合物的物理性質(zhì)的改善。這樣，熱塑性樹(shù)脂中的長(zhǎng)纖維增強(qiáng)物可以改善產(chǎn)物的沖 擊性質(zhì)。作為一般的經(jīng)驗(yàn)法則，填料含量越高，可以在填料量的合理限度內(nèi)的性質(zhì)越高。超 過(guò)合理限度的填料含量水平，即太高的填料含量，不能進(jìn)一步改善產(chǎn)物的性質(zhì)。進(jìn)一步地， 當(dāng)使用不同類(lèi)型的填料時(shí)，由于需要保持操作的實(shí)用性，加工和模制的難易變成重要的因 素。
[0005] 可以期望改善給定產(chǎn)物的沖擊性質(zhì)，甚至超過(guò)使用長(zhǎng)纖維增強(qiáng)物可實(shí)現(xiàn)的益處。
[0006] 因此，對(duì)于可以提供改善的性質(zhì)并且通過(guò)多種方法容易制造的纖維增強(qiáng)的熱塑性 組合物存在需要。本公開(kāi)的組合物和方法滿(mǎn)足了這些需要和其他需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 根據(jù)本發(fā)明的目的，如本文中實(shí)施和廣泛描述的，在不同的實(shí)施方式中，本公開(kāi)涉 及具有優(yōu)越的性質(zhì)的纖維增強(qiáng)的聚合物組合物。
[0008] 如本文更完整地描述的，在一個(gè)實(shí)施方式中，本文公開(kāi)的是纖維增強(qiáng)的熱塑性組 合物，包含：聚酰胺聚合物組分；纖維增強(qiáng)物組分；潤(rùn)滑劑組分；和除了潤(rùn)滑劑組分之外的 增加沖擊強(qiáng)度的添加劑。在一個(gè)實(shí)施方式中，纖維增強(qiáng)的熱塑性組合物包含a) 30至65重 量百分?jǐn)?shù)的聚酰胺組分；b)0至70重量百分?jǐn)?shù)的纖維增強(qiáng)物組分；c)大于0至1重量百分 數(shù)的潤(rùn)滑劑組分；和d)大于0至3重量百分?jǐn)?shù)的增加沖擊強(qiáng)度的添加劑。
[0009] 在另一個(gè)實(shí)施方式中，本文公開(kāi)的是纖維增強(qiáng)的熱塑性組合物，包含a)聚酰胺聚 合物組分；b)纖維增強(qiáng)物組分；c)可選的潤(rùn)滑劑組分；和d)除了可選的潤(rùn)滑劑組分之外的 改善機(jī)械性質(zhì)的添加劑。在一個(gè)實(shí)施方式中，纖維增強(qiáng)的熱塑性組合物包含a) 30至65重 量百分?jǐn)?shù)的聚酰胺組分；b) 35至70重量百分?jǐn)?shù)的纖維增強(qiáng)物組分；c)大于0至1重量百分 數(shù)的可選的潤(rùn)滑劑組分；和d)大于0至3重量百分?jǐn)?shù)的改善機(jī)械性質(zhì)的添加劑。
[0010] 本文還公開(kāi)的是用于增加由常規(guī)纖維增強(qiáng)聚酰胺配制品顯示的沖擊強(qiáng)度的方法， 該常規(guī)纖維增強(qiáng)聚酰胺配制品包含纖維增強(qiáng)物組分的重量百分?jǐn)?shù)；聚酰胺組分的重量百分 數(shù)；和加工助劑組分的重量百分?jǐn)?shù)；該方法包括：a)提供常規(guī)纖維增強(qiáng)聚酰胺配制品；b) 確定除了加工助劑組分之外，有待結(jié)合至常規(guī)纖維增強(qiáng)聚酰胺配制品中的增加沖擊強(qiáng)度的 添加劑的重量百分?jǐn)?shù)；C)用確定重量百分?jǐn)?shù)的增加沖擊強(qiáng)度的添加劑取代相應(yīng)重量百分 數(shù)的聚酰胺組分，以提供顯示增加的沖擊強(qiáng)度的纖維增強(qiáng)的聚酰胺配制品；以及d)根據(jù)步 驟C)提供的纖維增強(qiáng)的聚酰胺配制品，制備纖維增強(qiáng)的聚酰胺組合物。
[0011] 本文還公開(kāi)的是用于改善由常規(guī)纖維增強(qiáng)聚酰胺配制品顯示的一種或多種機(jī)械 性質(zhì)的方法，該常規(guī)纖維增強(qiáng)聚酰胺配制品包含纖維增強(qiáng)物組分的重量百分?jǐn)?shù)；聚酰胺組 分的重量百分?jǐn)?shù)；和加工助劑組分的重量百分?jǐn)?shù)；該方法包括：a)提供常規(guī)纖維增強(qiáng)聚酰 胺配制品；b)確定除了加工助劑組分之外，有待結(jié)合至常規(guī)纖維增強(qiáng)聚酰胺配制品中的改 善機(jī)械性質(zhì)的添加劑的重量百分?jǐn)?shù)；c)用確定重量百分?jǐn)?shù)的改善機(jī)械性質(zhì)的添加劑取代 相應(yīng)重量百分?jǐn)?shù)的聚酰胺組分，以提供顯示至少一種改善的機(jī)械性質(zhì)的纖維增強(qiáng)的聚酰胺 配制品；以及d)根據(jù)步驟c)提供的纖維增強(qiáng)的聚酰胺配制品，制備纖維增強(qiáng)的聚酰胺組合 物。
[0012] 本發(fā)明的另外的實(shí)施方式將在以下說(shuō)明中部分地闡明，并且部分地由描述可以清 楚，或者可通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐來(lái)了解。通過(guò)所附權(quán)利要求中具體指出的要素和組合來(lái)實(shí)現(xiàn) 以及得到本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)當(dāng)理解的是前面的一般性描述和以下【具體實(shí)施方式】都是示例性 的而且僅用于舉例說(shuō)明，而并非限制本發(fā)明（如所要求保護(hù)的）。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 結(jié)合到本說(shuō)明書(shū)中并且構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分的附圖，示出了多個(gè)實(shí)施方式并且 連同說(shuō)明書(shū)一起用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。
[0014] 圖1以相應(yīng)長(zhǎng)玻璃纖維（LGF)含量水平的蛛網(wǎng)圖形式示出了數(shù)據(jù)。在圖1中觀察 到Struktol? TR063A在改善60wt%玻璃纖維含量的缺口懸臂梁沖擊（NII)的益處。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 通過(guò)參考以下詳細(xì)的描述、實(shí)施例、附圖、和權(quán)利要求、以及它們之前和之后的描 述，可以更容易地理解本發(fā)明。然而，在公開(kāi)和描述本發(fā)明的組合物、制品、裝置、系統(tǒng)、和/ 或方法之前，應(yīng)當(dāng)理解的是，除非另有說(shuō)明，否則本發(fā)明并不限于所公開(kāi)的組合物、制品、裝 置、系統(tǒng)、和/或方法的【具體實(shí)施方式】，當(dāng)然這些可以改變。還應(yīng)當(dāng)理解的是，本文使用的術(shù) 語(yǔ)僅是為了描述本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的目的，而并非旨在進(jìn)行限制。
[0016] 在其最好的目前已知的實(shí)施方式中還提供本發(fā)明的以下描述作為本發(fā)明的啟示 教導(dǎo)（促成教導(dǎo)，enabling teaching)。為此，相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)并理解的 是，可以對(duì)本文描述的本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方式做出改變和修改，同時(shí)仍獲得本發(fā)明的有益 結(jié)果。還應(yīng)當(dāng)清楚的是，可以通過(guò)選擇本發(fā)明的一些特征而不利用其他特征來(lái)獲得本發(fā)明 的一些希望的益處。因此，相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，對(duì)本發(fā)明的許多修改 和改變是可能的，并且在某些情況下甚至可以是希望的，并且因此還是本發(fā)明的一部分。因 此，提供以下描述，作為本發(fā)明原理的舉例說(shuō)明，而并非對(duì)其進(jìn)行限制。
[0017] 本發(fā)明涵蓋了本公開(kāi)的要素的各種組合，例如，來(lái)自從屬于相同獨(dú)立權(quán)利要求的 從屬權(quán)利要求的要素的組合。
[0018] 此外，除非另外清楚地說(shuō)明，否則應(yīng)當(dāng)理解的是，并非意圖將在本文中闡明的任何 方法解釋為需要以特定順序進(jìn)行其步驟。因此，在方法權(quán)利要求實(shí)際上沒(méi)有敘述其步驟需 要遵循的順序、或沒(méi)有在權(quán)利要求或說(shuō)明書(shū)中另外明確地說(shuō)明將步驟限制為特定順序的情 況下，在任何方面都不能旨在推斷順序。這適用于用于解釋的任何可能的非表達(dá)基礎(chǔ)，包括 與步驟或操作流程的設(shè)置有關(guān)的邏輯事件；源自語(yǔ)法組織或標(biāo)點(diǎn)的普通含義；和在說(shuō)明書(shū) 中描述的實(shí)施方式的數(shù)量或類(lèi)型。
[0019] 本文中提到的任何出版物通過(guò)引用合并于此，以便與出版物所引用的內(nèi)容相關(guān)聯(lián) 公開(kāi)和描述這些方法和/或材料。
[0020] 還應(yīng)當(dāng)理解的是，本文使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述【具體實(shí)施方式】的目的，而并非旨 在進(jìn)行限制。如在說(shuō)明書(shū)中和在權(quán)利要求中所使用的，術(shù)語(yǔ)"包括"可以包括"由……組成" 和"基本上由……組成"的實(shí)施方式。除非另有定義，否則本文中使用的所有技術(shù)與科學(xué)術(shù) 語(yǔ)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。在本說(shuō)明書(shū)中和在所附權(quán)利 要求中，將會(huì)提到將在此限定的多個(gè)術(shù)語(yǔ)。
[0021] 如在說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求中使用的，除非上下文明確地另外指出，否則單數(shù)形 式"一個(gè)"、"一種"和"該"包括復(fù)數(shù)指示物。因此，例如，提及"玻璃纖維"包括兩種以上這 種玻璃纖維的混合物。
[0022] 在本文中范圍可以表示為從"約"一個(gè)具體值和/或至"約"另一個(gè)具體值。當(dāng)表 示這樣的范圍時(shí)，另一個(gè)實(shí)施方式包括從該一個(gè)具體值和/或至該其他具體值。類(lèi)似地，當(dāng) 值表示為近似值時(shí)（通過(guò)使用先行詞"約"），應(yīng)當(dāng)理解的是，具體值形成另一個(gè)實(shí)施方式。 應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解的是，每個(gè)范圍的端點(diǎn)明顯地與其他端點(diǎn)相關(guān)且獨(dú)立于其他端點(diǎn)。還應(yīng)當(dāng) 理解的是，存在本文中公開(kāi)的許多值，并且本文中還將每個(gè)值公開(kāi)為除了該值本身外"約" 該具體值。例如，如果公開(kāi)了值"10"，那么也公開(kāi)了"約10"。還應(yīng)當(dāng)理解的是，還公開(kāi)了落 在兩個(gè)具體單元之間的范圍內(nèi)的每個(gè)單元。例如，如果公開(kāi)了 10和15,那么也公開(kāi)了 11、 12、13、和 14〇
[0023] 如在本文中使用的，術(shù)語(yǔ)"可選的"或"可選地"是指隨后描述的事件、條件、組分、 或情況可以出現(xiàn)或可以不出現(xiàn)，并且該描述包括所述事件或情況出現(xiàn)的情況和不出現(xiàn)的情 況。
[0024] 如本文使用的術(shù)語(yǔ)或短語(yǔ)"有效的"、"有效量"、或"有效……條件"是指能夠?qū)崿F(xiàn) 有效量表示的功能或性質(zhì)的這種量或條件。如在以下將要指出的，不同的實(shí)施方式之間需 要的確切的量或具體的條件可以改變，其取決于識(shí)別的變量，如采用的材料和觀察的加工 條件。因此，為每個(gè)實(shí)施方式或本公開(kāi)包括的實(shí)施方式指定確切的"有效量"或"有效…… 條件"并不總是可能的。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員僅使用常規(guī)實(shí)驗(yàn)將容 易地確定有效實(shí)現(xiàn)期望結(jié)果的適當(dāng)?shù)挠行Я炕驐l件。
[0025] 如本文使用的，術(shù)語(yǔ)或短語(yǔ)"改善機(jī)械性質(zhì)的添加劑"或相似的術(shù)語(yǔ)是指添加至組 合物的物質(zhì)或物質(zhì)的混合物，該組合物與不含該物質(zhì)的相同材料相比改善了材料的一種或 多種性質(zhì)。性質(zhì)的實(shí)例包括但不限于拉伸強(qiáng)度、拉伸應(yīng)變、拉伸模量、撓曲強(qiáng)度、撓曲模量、 缺口懸臂梁沖擊、無(wú)缺口懸臂梁沖擊、或它們的任何組合。改善機(jī)械性質(zhì)的添加劑的非限制 性實(shí)例是 Struktol? TR063A。
[0026] 如本文使用的，術(shù)語(yǔ)或短語(yǔ)"增加沖擊強(qiáng)度的添加劑"或相似的術(shù)語(yǔ)是指添加至組 合物的物質(zhì)或物質(zhì)的混合物，該組合物改善了材料的缺口懸臂梁沖擊（NII)性質(zhì)。因此，增 加沖擊強(qiáng)度的添加劑還是改善機(jī)械性質(zhì)的添加劑。增加沖擊強(qiáng)度的添加劑的非限制性實(shí)例 是 Struktol? TR063A、Struktol? TR065 或它們的混合物。
[0027]如本文使用的，術(shù)語(yǔ)或短語(yǔ)"常規(guī)纖維增強(qiáng)聚酰胺配制品"或相似的術(shù)語(yǔ)是指不含 改善機(jī)械性質(zhì)的添加劑和/或增加沖擊強(qiáng)度的添加劑的組合物。例如，常規(guī)纖維增強(qiáng)聚酰 胺配制品可以具有與不被視為常規(guī)纖維增強(qiáng)聚酰胺配制品但是缺乏改善機(jī)械性質(zhì)的添加 劑和/或增加沖擊強(qiáng)度的添加劑的組合物相同的組分。
[0028] 公開(kāi)了用于制備本發(fā)明公開(kāi)的組合物的組分，以及用于本文公開(kāi)的方法中的組合 物本身。本文公開(kāi)了這些材料和其他材料，并且應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)公開(kāi)這些材料的組合、子 集、相互作用、集合等等時(shí)，盡管不能明確地公開(kāi)這些化合物的每種不同的單獨(dú)和集體的組 合以及改變的具體參考，但是本文明確地考慮并描述了它們中的每一種。例如，如果公開(kāi) 和討論了具體的化合物并且討論了能夠?qū)Πㄔ摶衔锏脑S多分子進(jìn)行的許多修改，除非 明確地指出相反，否則明確考慮的是化合物的每種和所有的組合與改變以及可能的修改。 因此，如果公開(kāi)了一類(lèi)分子A、B、和C以及一類(lèi)分子D、E、和F，并且公開(kāi)了組合分子的實(shí)例 A-D，那么即使沒(méi)有單獨(dú)地述及每一種，每一種也是單獨(dú)地和結(jié)合地考慮的含義的組合，認(rèn) 為公開(kāi)了 44)4、8-0、84、84、(：-0、^、和(：4。同樣地，還公開(kāi)了這些的任何子集或組 合。因此，例如，可以認(rèn)為公開(kāi)了子集A-E、B-F、和C-E。這個(gè)概念適用于本申請(qǐng)的所有實(shí)施 方式，包括但不限于制造和使用本發(fā)明的組合物的方法中的步驟。因此，如果存在許多另外 的可以進(jìn)行的步驟，應(yīng)當(dāng)理解的是，可以利用本發(fā)明方法的任何【具體實(shí)施方式】或?qū)嵤┓绞?的組合來(lái)進(jìn)行這些另外步驟中的每一個(gè)。
[0029]在說(shuō)明書(shū)和最后的權(quán)利要求中提到的在組合物或制品中