Полиамидная композиция с модифицированной ударной вязкостью

Полиамидная композиция с модифицированной ударной вязкостью

Реферат

ПЕРЕКРЫВАЕМЫЕ РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Использование полиамидных (нейлоны) термопластичных смол предлагает отличный баланс технологических характеристик и эксплуатационных характеристик и, следовательно, является широко используемым. Среди множества видов доступных нейлонов наиболее распространенными являются полиамид-6 и полиамида-6,6. Тем не менее, для некоторых конечных практических приложений для данных смол требуется улучшать ударопрочностные характеристики при температуре окружающей среды, либо при низких температурах. Для данных приложений полиамид, как правило, упрочняют действием модификаторов ударной вязкости, также называемых «упрочнителями». Прочность полимера, выражаемая ударной прочностью либо сопротивляемостью, является мерой способности материала, либо обрабатываемого изделия выдерживать приложение внезапной нагрузки без его «разрушения».

Иллюстративные примеры модификаторов ударной вязкости полиамидов, которые могут быть использованы для данной цели, представляют собой эластомеры либо терполимеры, содержащие в своей структуре привитой малеиновый ангидрид, в составе которых содержание малеинового ангидрида составляет, как правило, менее 5% и, как правило, варьируется в интервале 0,8-2%. Примерами из класса эластомеров, содержащих в своей структуре привитой малеиновый ангидрид, являются термопластичные олефины (TПO) также называемые реакторными ТПО, каучуковые сополимеры, изготовляемые в реакторе из этилена и пропилена (ЭПК), либо каучуковые тройные сополимеры этилена, пропилена и диенового модификатора (ЭПДМ), пластомеры этилена, характеризующиеся наличием в их структуре альфа-олефинов, и т.д., к каждому из которых в автономном режиме прививается малеиновый ангидрид, а также случайные тройные сополимеры этилена, акриловой кислоты и малеинового ангидрида, характеризующиеся типичным содержанием малеинового ангидрида, варьирующимся в интервале 1-5%. В случае ЭПДМ, типичными диенами, использующимися в настоящее время при производстве каучуков на основе ЭПДМ, являются каучуки на основе дициклопентадиена (ДЦПД), на основе этилиденнорборнена (ЭНБ), а также на основе винилнорборнена (ВНБ), задействуемые при их содержании на уровне 1-12%. Другие примеры включают в себя олефиновые термопластичные эластомеры (ТПЭ), содержащие в своей структуре привитой малеиновый ангидрид, изготовляемые из сополимеров, выделяемых из таких мономеров, как бутадиен, изопрен, пропилен, этилен, бутен и октен, которые ведут себя как эластомеры в отношении их эксплуатационных характеристик, но подвергаются обработке при тех же условиях, что и термопласты. Модификаторы стирольного типа, такие как линейные тройные стирольные блок-сополимеры этилена и бутилена, характеризующиеся наличием в их структуре привитых групп малеинового ангидрида, также иногда используются. Другим примером модификаторов ударной вязкости является терполимер, такой как терполимер на основе этилена, сложного акрилатного эфира и малеинового ангидрида, в составе которого сложный акрилатный эфир представляет собой метил-, пропил-, бутил- и другие акрилаты. Специалисту в данной области техники хорошо известно, что данные эластомерные материалы, не содержащие в их структуре совмещенной функциональной группы малеинового ангидрида, не способны обеспечивать повышение ударной вязкости соединения, потому что в таком случае между нейлоном и эластомерной фазой добавки упрочнителя имеется ограниченное либо не имеется какого-либо взаимодействия и напряжение не может передаваться от жесткой полиамидной фазы к эластомерной фазе, которая способна выдерживать энергию ударной нагрузки. Использование данных эластомеров, содержащих в своей структуре привитой малеиновый ангидрид, в целях придания полиамидам стойкости к ударным нагрузкам находится в коммерческом применении в течение уже нескольких десятилетий и ранее описывалось в патентном документе с номерами United States Patent No. 4,174,358 и United States Patent No. 4,594,386. Другими использующимися модификаторами ударной вязкости являются акриловые частицы типа ядро-оболочка, такие как продукты линейки под торговым наименованием Paraloid® производства компании The Dow Chemical Company. Типами полимеров, которые должным образом функционируют применительно к полиамидам, являются полимеры либо сополимеры, характеризующиеся наличием боковых групп малеинового ангидрида или характеризующиеся наличием боковыми изоцианатных групп. В некоторых случаях иономеры, такие как под торговым наименование Surlyn также используются в качестве модификаторов ударной вязкости в составе полиамидов, но только для конечных приложений, в которых не требуется задействовать низкотемпературное воздействие. Агенты, улучшающие совместимость, (т.е. полимеры либо сополимеры, которые при добавлении к несмешивающейся полимерной смеси приводят к изменению характера межфазного взаимодействия компонентов в составе смеси и стабилизируют ее морфологию) могут быть добавлены к эластомерным материалам, которые не содержат в своей структуре совмещающиеся функциональные группы.

Добавка «хороших» упрочнителей в результате приводит к «неразрушению» испытуемого образца в ходе измерения ударной вязкости по Изоду с надрезом, характеризующейся типичными значениями больше, чем 800 Дж/м (15 футов на фунт/дюйм) при комнатной температуре, в случае использования их при содержании в интервале 15-25% масс. Величина ударной прочности, измеряемая по методу Изода с надрезом либо по методу оценки ударной вязкости по Шарпи, зависит от температуры проведения испытания. Использование нейлонового модификатора может обеспечивать высокие значения ударной вязкости при комнатной температуре при достижении только более низкого значения ударной вязкости при температуре ниже, либо при -30°С. Как правило, жесткость, тепловые характеристики, такие как температура размягчения и температура тепловой деформации (ТТД) упрочненного полиамида снижаются при добавке дополнительных количеств упрочнителя, что характеризуется значительным ухудшением характеристик, например, снижением модуля упругости при изгибе и прочности при разрыве. Кроме того, чем больше проявляется эластомерная природа, либо чем ниже температура стеклования (Tg) основного модификатора ударной вязкости, тем больше величина его ударной вязкости при низкой температуре. Та же тенденция в поведении физических характеристик наблюдается в том случае, когда упрочняемый полиамид укрепляют действием армирующих добавок, таких как стекловолокна, волластонитными либо тальковыми минеральными наполнителями и/либо добавками антипиренов в целях формирования полиамидных композиционных материалов.

Является общепринятым в промышленности по компаундированию из пластмассы, что в случае, когда данные модификаторы ударной вязкости закладываются при компаундировании в состав полиамидов, проявляются отрицательные эффекты для других характеристик, таких как прочность при растяжении, модуль упругости при растяжении, модуль упругости при изгибе и прочность, а также тепловые характеристики, такие как температура тепловой деформации (ТТД) и температура размягчения. Однако, с точки зрения конечного потребителя остается потребность в полиамидных компаундах, материальные композиции которых сглаживают данные негативные эффекты. Присутствует потребность в рынках сбыта для композиций, которые демонстрируют высокие значения показателей ударной вязкости полиамидного соединения, не вызывая при этом значительного снижения других его механических характеристик (напр. оставляя без изменений либо даже улучшая ударопрочность деталей, изготовляемых из подобных модифицированных полиамидных соединений, а также получаемых формованием либо экструзией изделий, изготовляемых из данных композиций). В рамках данного документа описываются полиамидные композиции, которые содержат в своем составе:

а) полиамид,

b) сополимер олефина с малеиновым ангидридом (может быть добавлен напрямую либо в виде рецептуры маточной смеси), а также

c) модификатор ударной вязкости (либо эластомерный полимер в сочетании с дополнительным агентом, улучшающим совместимость).

Также в контексте настоящего изобретения описывается технологический процесс компаундирования полиамидной композиции при температуре ее обработки в экструзионном смесителе с получением полиамида, характеризующегося модифицированной ударной вязкостью, характеризующегося высокими значениями ударной вязкости при комнатной температуре и при низкой температуре. Полиамидные композиции, описываемые в контексте настоящего изобретения, характеризуются на удивление улучшенными механическими характеристиками, по сравнению с полиамидными композициями, изготовленными с использованием только лишь модификатора ударной вязкости.

Термины «эластомерный материал» и «эластомер» используются в контексте настоящего изобретения взаимозаменяемо и в целом относятся к полимерным материалам, которые обладают характеристиками, типичными для эластомеров (относительное удлинение при растяжении, большее, чем приблизительно 200%, ударная вязкостьпо Изоду с надрезом без разрушения, степень кристалличности составляет менее приблизительно 3%, а температура стеклования колеблется на уровне ниже 0°С). Иллюстративные примеры полимеров для использования в качестве эластомера включают в себя, но не ограничиваются ими, сополимеры этилена и сложных акрилатных эфиров (например сополимеры этилена и N-бутилакрилата, метакрилата, либо этилакрилата и тому подобных), в составе которых содержание сомономеров превышает 18%, термопластичные олефины (ТПО), а также термопластичные эластомеры (ТПЭ). Примеры ТПО и ТПЭ включают в себя пластомеры, флексомеры, каучуки на основе этилен-пропиленовых сополимеров (ЭПК), каучуки на основе этилен-пропилен-диена (ЭПДМ), стирол-бутадиеновые каучуки (СБК), гидрированные стирол-бутадиеновые сополимеры, называемые стирол-этилен-бутен-стирольные блок-сополимеры (СЭБС), сополимеры этилена и октена, этилен-гексеновые сополимеры, сополимеры на основе этилен-4-метилпентена-1, а также этилен-бутеновые сополимеры, характеризующиеся величиной удельного веса, составляюшей менее 0,900 г/мл, а также тому подобные. Выбор видов, характеризующихся низкой молекулярной массой и более высоким индексом течения расплава, может приводить к минимизации воздействия высокого крутящего момента в процессе обработки и/либо обеспечивать более широкое технологическое окно процесса.

Дополнительный агент, улучшающий совместимость, может быть выбран из олефиновых полукристаллических термопластов, таких как полиэтилен и полипропилен, характеризующихся наличием в их структуре привитой функциональной группы, выбираемой из одной из следующих: ангидридная, хлорангидридная, карбокислотная, изоцианатная, а также из других реакционноспособных функциональных групп. Примерами подобных полимеров являются продукт под торговым наименованием Polybond® 1001 и Polybond® 3200 производства компании Addivant, продукт под торговым наименованием Nucrel® и продукт под торговым наименованием Fusabond® производства компании DuPont, продукт под торговым наименованием Amplify® и продукт под торговым наименованием Primacor® производства компании Dow Chemical Co. продукт под торговым наименованием Exxelor® производства компании Exxon Mobil Chemicals и тому подобные.

В контексте настоящего изобретения описывается, что может быть использован либо эластомер, содержащий в своем составе агент совместимости, либо может быть использован стандартный модификатор ударной вязкости в качестве третьего компонента (с).

В контексте настоящего изобретения описывается удивительное открытие, заключающееся в том, что полиамидная композиции, характеризующаяся высокими значениями ударной вязкости, может быть получена и отличается улучшением других механических характеристик, таких как прочность на разрыв, величина ТТД и модуль упругости при изгибе при добавлении в композицию олефиновых сополимеров, содержащих в своей структуре привитой малеиновый ангидрид. В отличие от ухудшения данных других механических характеристик, это, как правило, связано с добавлением модификатора ударной вязкости в качестве самостоятельного компонента.

Применение олефиновых сополимеров, содержащих в своей структуре привитой малеиновый ангидрид, которые представляют собой добавки, характеризующиеся высокой реакционной способностью, в целях образования полимерных композиций, содержащих в своем составе полиамиды, характеризующиеся повышенной прочностью на разрыв, ударной вязкостью и другими механическими характеристиками, описывается ранее в международной патентной публикации с номером PCT International Publication No. WO 2012/024268A1 и в соответствующем патентном документе, с номером U.S. Patent Publication 2013/0150517. В контексте настоящего изобретения описываются полиамидные композиции и технологические процессы по их получению, в которых сочетание полиамида, модификатора ударной вязкости и олефиновых сополимеров, содержащих в своей структуре привитой малеиновый ангидрид, неожиданным образом приводит к сглаживанию ожидаемого негативного эффекта, вызываемого включением в состав полиамидной композиции модификатора ударопрочности, тем самым приводя к образованию композиции, характеризующейся общей желательной комбинацией механических характеристик, таких как прочность на разрыв, модуль упругости при растяжении, относительное удлинение, растяжение при изгибе, прочность при изгибе, температура тепловой деформации (ТТД), температура размягчения, а также ударная вязкость при комнатной температуре и при низкой температуре.

В рамках другого варианта осуществления, олефиновые сополимеры, содержащие в своей структуре привитой малеиновый ангидрид, могут быть предварительно смешаны со смолой-носителем с образованием маточной смеси, которая может быть добавлена к полиамиду в соответствии с описанием, приводимым в международной патентной публикации с номером International Publication No. WO 2014/008330 N: А2.

В контексте настоящего изобретения описываются полимерные композиции, содержащие в своем составе полиамиды, смешиваемые с одним либо более эластомерами либо упрочнителями и олефиновыми сополимерами, содержащими в своей структуре привитой малеиновый ангидрид. Следует понимать, что композиции могут быть получены путем сочетания всех компонентов на одной стадии либо путем сочетания олефинового сополимера, содержащего в своей структуре привитой малеиновый ангидрид, в маточной смеси, за которым следует сочетание полиамида с маточной смесью. Некоторые желательные характеристики подхода, основанного на получении маточной смеси, включают в себя: улучшение однородности при включении в состав конечной композиции добавки олефинового сополимера, содержащего в своей структуре привитой малеиновый ангидрид, а также снижение крутящего момента при обработке конечной полимерной композиции в процессе ее переработки. Желательные характеристики смолы-носителя, используемой в целях формирования маточной смеси, включают в себя: смола-носитель не реагирует с добавками, добавки не подвергаются фазовому разделению со смолой-носителем, смола-носитель не подвергается фазовому разделению с полимером, входящим в состав рецептуры, смола-носитель в составе маточной смеси остается термически стабильной при температурах обработки и в условиях обработки, как правило, используемых для обработки полиамидов, а общий состав должен являться целесообразным для улучшения ударной вязкости и жесткости полиамида. В рамках другого варианта осуществления, полиамидная композиция формируется путем проведения компаундирования сополимеров олефина и малеинового ангидрида/эластомерной маточной смеси, которую изготовляют путем сочетания олефинового сополимера, содержащего в своей структуре привитой малеиновый ангидрид, с эластомером, с полиамидом, либо нейлоном и необязательно с другим эластомером, а также/либо с агентом, улучшающим совместимость.

В рамках иллюстративных вариантов осуществления, описываемых в контексте настоящего изобретения, включается использование таких методов обработки, как компаундирование посредством экструзии с использованием оборудования, известного специалисту в данной области техники. В промышленности пластмасс компаундирование представляет собой процесс, в которой смешивается один либо более полимеров с одной либо несколькими добавками в целях получения пластиковых соединений в одну либо более стадии. Питающий сырьевой поток может представлять собой гранулы, порошок и/либо жидкости, но продукт, как правило, представлен в виде гранул, которые используются в других технологических процессах по формированию из пластмасс, таких как экструзия и литье под давлением.

Другие Иллюстративные примеры вариантов осуществления способов, описываемых в контексте настоящего изобретения, включают в себя компаундирование путем непосредственного экструдирования смеси до состояния готового изделия, такого как нити, волокна, пленки, листы и формованные детали. Следует понимать, что стадия компаундирования может включать в себя реакцию между одним либо более из компонентов смеси.

В рамках любого из способов либо композиций, описываемых в контексте настоящего изобретения, другие добавки могут быть использованы в зависимости от конечного применения. Подобные добавки включают в себя один либо несколько антиоксидантов, УФ-стабилизаторы, либо УФ-абсорбенты, галогенированные либо не галогенированные огнезащитные присадки, армирующие добавки, такие минералы либо волокна, ткани, ровинговые волокна, трубки и нити, изготовляемые из стекла, углерода, графита, целлюлозы и других природных материалов; а также/либо включаются ароматические полимеры, характеризующиеся высокой температурой плавления (иногда упоминающиеся как арамиды). Пластификаторы, смазки, модификаторы реологических характеристик, модификаторы трения, а также другие добавки, известные специалистам в данной области техники, могут необязательно быть также добавлены. Иллюстративные примеры добавок включают в себя красители, термостабилизаторы, светостабилизаторы, стабилизаторы полимеризации, пластификаторы, смазки, модификаторы реологических характеристик, антипирены, армирующие добавки, модификаторы трения, агенты, препятствующие слипанию, антиоксиданты, присадки для снятия статических зарядов, пигменты, красители, наполнители либо их смеси.

Сополимеры олефина и малеинового ангидрида, используемые в составе описываемых в контексте настоящего изобретения композиций, представляют собой не привитой сополимер, содержащий в структуре его макромолекулярной цепи одну либо две группы малеинового ангидрида, но истинный сополимер с малеиновым ангидридом, содержащим в структуре его основной полимерной цепи несколько ангидридных групп. В рамках одного варианта осуществления, сополимеры олефина и малеинового ангидрида, представляют собой сополимер с чередующимися звеньями олефина и малеинового ангидрида. В рамках любого из способов либо композиций, описываемых в контексте настоящего изобретения, олефин может быть выбран из этилена, пропилена, изобутилена, 1- бутена, 1-октена, бутадиена, стирола, изопрена, стирола, 1-гексена, 1-додецена, 1-тетрадецена и других алкенов. Другие сополимеры, такие как сополимеры метил- и бутилакрилата также могут быть использованы в сочетании с малеиновым ангидридом.

В рамках любого из способов либо композиций, описываемых в контексте настоящего изобретения, сополимер олефина и малеинового ангидрида может представлять собой сополимер с чередующимися звеньями этилена и малеинового ангидрида (ЭMA), характеризующийся молярным отношением этилена к малеиновому ангидриду, составляющим приблизительно 1:1. В рамках любого из способов либо композиций, описываемых в контексте настоящего изобретения, сополимер олефина и малеинового ангидрида может представлять собой сополимер с чередующимися звеньями этилена и малеинового ангидрида (ЭMA), характеризующийся молярным отношением этилена к малеиновому ангидриду, составляющим в интервале приблизительно 1:99 - приблизительно 99:1. В рамках любого из способов либо композиций, описываемых в контексте настоящего изобретения, сополимер олефина и малеинового ангидрида может представлять собой сополимер с нечередующимися звеньями либо статистический сополимер, характеризующийся молярным отношением этилена к малеиновому ангидриду, составляющим в интервале приблизительно 1:50 - приблизительно 50:1; составляющим в интервале приблизительно 1:20 - приблизительно 20:1; составляющим в интервале приблизительно 1:10 - приблизительно 10:1; составляющим в интервале приблизительно 1:5 - приблизительно 5:1; а также составляющим в интервале приблизительно 1:2 - приблизительно 2:1.

В рамках любого из способов либо композиций, описываемых в контексте настоящего изобретения, сополимер олефина и малеинового ангидрида может характеризоваться величиной средневесового молекулярного веса, составляющей в интервале приблизительно 1,000 - приблизительно 900,000; составляющим в интервале приблизительно 20,000 - приблизительно 800,000; составляющим в интервале приблизительно 40,000 - приблизительно 600,000; составляющим в интервале приблизительно 50,000 - приблизительно 500,000; либо составляющим в интервале приблизительно 60,000 - приблизительно 400,000. В рамках любого из способов либо композиций, описываемых в контексте настоящего изобретения, выбираемый сополимер с чередующимися звеньями, характеризующийся молярным отношением этилена к малеиновому ангидриду, составляющим 1:1, может представлять собой сополимер с чередующимися звеньями, характеризующийся молярным отношением этилена к малеиновому ангидриду, составляющим 1:1 (1:1 ЭМА), характеризующийся величиной молекулярного веса, составляющей приблизительно 60,000, такой как реализуемый под торговым наименованием ZeMac® E-60 (производства компании Vertellus Specialties Inc., E60), либо выбираемый ЭМА 1:1 может характеризоваться величиной молекулярного веса, составляющейприблизительно 400,000, такой как реализуемый под торговым наименованием ZeMac® E-400 (производства компании Vertellus Specialties Inc. , E400).

Сополимеры олефина и малеинового ангидрида, как правило, представляют собой порошки, характеризующиеся различной величиной молекулярного веса, которые способны вступать во взаимодействие с полиамидом в ходе технологического процесса экструзии, выполняющие роль удлинителей цепи.

В рамках любого из способов либо композиций, описываемых в контексте настоящего изобретения, включающих в свой состав маточную смесь на основе сополимеров олефина и малеинового ангидрида, маточная смесь включает в свой состав одну либо несколько добавок, термически стабильный полимер с текучим расплавом и совместимую с ней смолу-носитель. Иллюстративные примеры полимеров для использования в качестве смол-носителей включают в себя, но не ограничиваются ими, сополимеры этилена и сложного эфира (напр., сополимеры этилена и н-бутилакрилата, метилакрилата, либо этилакрилата и т.п.); полиамиды, полиамиды, в структуре которых концевые аминогруппы являются блокированными (например ацетильными либо другими удовлетворяющими требованиям функциональными группами), либо их концевые группы представляют собой карбокислотные группы, а не аминные; полисульфониламиды, в структуре которых концевые группы не являются аминными; поликарбонаты, в структуре которых концевые группы представляют собой карбокислотные группы, а не спиртовые; а также сложные полиэфиры, в структуре которых концевые группы представляют собой карбокислотные группы, а не спиртовые; либо их комбинации.

Другие добавки также могут быть использованы в составе композиций, ориентированных на конечное применение. Иллюстративные примеры добавок включают в себя, но не ограничиваются ими, антиоксиданты, зародышеобразователи, красители, пластификаторы, смазки, модификаторы реологических характеристик, модификаторы трения, другие технологические добавки, а также термостабилизаторы для полиамидов. Как продемонстрировано в иллюстративных примерах, описываемых в контексте настоящего изобретения, наблюдается неожиданное увеличение свойств механической прочности полиамидных композиций, изготовляемых посредством компаундирования полиамида с маточной смесью на основе сополимеров олефина и малеинового ангидрида и упрочнителя, по сравнению со случаем компаундирования сополимера олефина и малеинового ангидрида, упрочнителя (эластомера), а также полиамида в ходе одной стадии. Полиамидные композиции, включающие в свой состав сополимер олефина и малеинового ангидрида, но без модификатора ударной вязкости описываются в патентном документе с номером WO 2012/024268 A1, описание которого включается в контексте настоящего изобретения в качестве ссылочного материала.

Считается, что описываемые в контексте настоящего изобретения композиции позволяют увеличивать ударную вязкость и характеристики относительного удлинения при растяжении без существенного снижения других механических характеристик, таких как модуль упругости при изгибе и прочность полиамида при разрыве, выражаемую удлинением полиамидной цепи. Иллюстративным примером практического применения композиций, описываемых в контексте настоящего изобретения, является усовершенствование переработанного полиамида либо нейлона. В данном контексте термин «переработанный» может включать в себя подвергнутый вторичной обработке, подвергнутый повторному измельчению и восстановленный полиамид, а также «некондиционный» полиамид. Композиции, описываемые в контексте настоящего изобретения, могут также быть использованы в целях улучшения характеристик первичных полиамидов.

Литье под давлением является одним из наиболее часто применяемых технологических процессов по окончательному преобразованию описываемых в контексте настоящего изобретения композиций, при этом следует отметить, что описываемые в контексте настоящего изобретения композиции могут быть задействованы в других технологических процессах, таких как формование с раздувом, рото-формование, формование волокна, пленки, профилей, а также листовая экструзия, а также термоформование.

В контексте настоящего изобретения описываются композиции, содержащие в своем составе полиамид, сополимер олефина и малеинового ангидрида, эластомерный полимер и необязательно стабилизаторы и другие добавки. Также в контексте настоящего изобретения описываются композиции, содержащие в своем составе сополимер этилена и малеинового ангидрида, а также один либо несколько эластомеров или упрочнителей в сочетании с дополнительным стабилизатором. Набор стабилизаторов включает в себя добавки, используемые по отдельности либо в их комбинации. Иллюстративные примеры стабилизаторов включают в себя, но не ограничиваются ими, один либо более фенольных антиоксидантов, таких как N,N'-гексан-1,6-диилбис-[3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилпропионамид)] (такой, как продукт под торговым наименованием Irganox^® 1098 и продукт под торговым наименованием BNX1098), фосфиты, такие как трис-(2,4-ди-трет-бутилфенил)-фосфит (напр., продукт под торговым наименованием Irgaphos® 168 и продукт под торговым наименованием Benefos® 1680), йодид меди (CuI) и/либо йодид калия (KI). Следует понимать, что специалист в данной области полимерного компаундирования в состоянии выбрать соответствующее сочетание добавок либо стабилизаторов полиамида, условия обработки и предполагаемого использования полиамидной композиции. В рамках одного иллюстративного варианта осуществления, стабилизатор может присутствовать в количестве в интервале приблизительно 0,01% - приблизительно 5,0% в пересчете на вес от общего веса полимерной рецептуры, либо в количестве в интервале приблизительно 0,1% - приблизительно 2,0% в пересчете на вес; либо в количестве в интервале приблизительно 0,25% - 1,0% в пересчете на вес от общего веса полимерной рецептуры, а также в количестве в интервале приблизительно 1,0% - приблизительно 30% в пересчете на вес, либо в количестве в интервале приблизительно 5,0 - приблизительно 15% в пересчете на вес в составе маточной смеси.

Пластификаторы, смазочные материалы, красители, реологические модификаторы, модификаторы трения, УФ-стабилизаторы, антипирены, армирующие добавки, наполнители и другие добавки, известные специалистам в данной области техники, могут быть необязательно добавлены к полиамидной композиции, описываемой в контексте настоящего изобретения, в зависимости от требований к практическому применению.

В рамках одного варианта осуществления, способ изготовления полимерных полиамидных композиций путем компаундирования полиамида с эластомерным полимером, а также с сополимером олефина и малеинового ангидрида в соответствии с описанием, приводимым в контексте настоящего изобретения, приводит к росту молекулярного веса полиамида и/либо благоприятным структурным изменениям, что в результате приводит к существенному улучшению ударной вязкости и характеристик растяжения (известных как относительное удлинение при растяжении) в дополнение к улучшению других характеристик, таких как прочность при разрыве, модуль упругости при изгибе и температура тепловой деформации.

В рамках иллюстративного варианта осуществления способа по изготовлению подвергнутого компаундированию полиамида, описываемого в контексте настоящего изобретения, способ может дополнительно включать в себя стадию преобразования композиции с задействованием способа, известного специалистам в данной области техники, такого как литье под давлением подвергнутого компаундированию полиамида. По требованию, полиамид может быть объединен с маточной смесью на основе сополимера олефина и малеинового ангидрида непосредственно в процессе литья под давлением.

Композиции описываемых в контексте настоящего изобретения, как правило, формируются в виде гранул, которые подлежат дальнейшему использованию в других подобных технологических процессах по формованию из пластмасс, таких как экструзия, термоформование, формование с раздувом, а также/либо литье под давлением. Является предпочтительным использование двухшнековых экструдеров, либо непрерывных смесителей для приготовления композиций, описываемых в контексте настоящего изобретения, при котором экструдер снабжен фидерами, оборудованными для обработки порошковой массы низкой плотности, так как они обеспечивают наилучшее перемешивания при более низких температурах расплава. Большинство из них оснащены шнеками и бункерами, изготовленными из сегментов, для перемешивания, транспортировки, вентиляции и подачи присадок. В случае, когда смола-носитель является более гибкой, может представляться предпочтительным использование других видов оборудования для компаундирования пластмасс, таких как одношнековые экструдеры, осциллирующие винтовые экструдеры, непрерывные смесители, смесители конструкции Banbury, а также планетарные экструдеры для компаундирования. Технологические параметры обработки, такие как температура каждого сегмента либо его зоны, скорость подачи, продолжительность пребывания и конструкция шнека, а также скорость его вращения могут быть подвергнуты настройке специалистом в данной области техники под каждое практическое приложение.

Полиамиды, как правило, представляют собой поликонденсационные сополимеры, образующиеся в результате реакции дикарбоновых кислот с диаминами, либо путем раскрытия лактамного кольца. Могут быть синтезированы различные полиамиды путем регулировки числа атомов углерода. Номенклатура, используемая в контексте настоящего изобретения, обозначает число атомов углерода в структуре диамина, выражаемое первой цифрой, а также число атомов углерода в структуре дикарбоновой кислоты, выражаемое второй цифрой. Таким образом, полиамид-6,6 содержит в своей структуре шесть атомов углерода со стороны диамина, а также шесть атомов углерода со стороны двухосновной кислоты, и полиамид-6,12 будет содержать в своей структуре шесть атомов углерода со стороны диамина и двенадцать атомов углерода со стороны двухосновной кислоты. Полиамид-6 представляет собой гомополимер, образованный полимеризацией, сопровождающейся раскрытием кольца (то есть в ходе полимеризации, сопровождающейся раскрытием капролактамного цикла). Полиамид может также представлять собой нейлон-9, нейлон-12, нейлон-11, нейлон-4,6, нейлон-6,10, или какой-либо из полиамидов, перечисляемых в данном документе.

В рамках одного варианта осуществления, сополимеры олефина с малеиновым ангидридом (напр., продукт под торговым наименованием ZeMac) вводят в ходе технологического процесса по производству модификатора ударной вязкости, содержащего в своей структуре привитой малеиновый ангидрид, который включает в себя добавление мономера малеинового ангидрида и пероксидного катализатора к немодифицированному эластомеру (напр., к получаемому путем металлоценового катализа сополимеру этилена и октена известному как флексомер, либо пластомер). Специалист в данной области техники может ожидать, что в типичных условиях, используемых в целях получения модификатора ударной вязкости, содержащего в своей структуре привитой малеиновый ангидрид, сополимеры олефина с малеиновым ангидридом, как правило, не включаются посредством ковалентного связывания в состав модификатора ударной вязкости, содержащего в своей структуре привитой малеиновый ангидрид. Полученную композицию затем смешивают с нейлоном в целях изготовления ударопрочный композиции.

Несколько Иллюстративных Вариантов осуществления изобретения описываются в следующих пунктах:

* Полиамидная композиция, изготовляемая по способу, включающему в себя стадию компаундирования смеси, содержащей в своем составе полиамид; один либо более эластомеров; а также сополимер олефина с малеиновым ангидридом.

* Полиамидная композиция, изготовляемая по способу, включающему в себя стадию компаундирования смеси, содержащей в своем составе:

(а) полиамид,

(б) сополимер олефина и малеинового ангидрида, а также

(с) модификатор ударной вязкости.

* Полиамидная композиция, изготовляемая по способу, включающему в себя стадии:

(а) приготовление композиции маточной смеси, содержащей в своем составе эластомерный модификатор ударной вязкости и сополимер олефина и малеинового ангидрида; а также

(б) компаундирование полиамида с композицией маточной смеси.

* Полиамидная Композиция в соответствии с предыдущим пунктом, в которой композицию маточной смеси на основе эластомерного модификатора ударной вязкости и сополимера олефина и малеинового ангидрида изготовляют по способу, включающему в себя стадии:

(а) приготовление смеси сополимер олефина и малеинового ангидрида, мономера малеинового ангидрида, эластомера и пероксидного катализатора; а также

(б) формирование модификатор ударной вязкости в присутствии сополимера олефина и малеинового ангидрида.

*Полиамидная Композиция по соответствии с любым из предшествующих пунктов, в которой смола-носитель представляет собой модификатор ударной вязкости.

* Полиамидная Композиция в соответствии с любым из предшествующих пунктов, в которой композиция характеризуется наличием, по меньшей мере, одной улучшенной механической характеристикой, по сравнению со второй полиамидной композицией, которая включает в свой состав модификатор ударной вязкости и не включает в свой состав сополимер олефина с малеиновым ангидридом.

* Полиамидная Композиция в соответствии с любым из предшествующих пунктов, в которой Полиамидная Композиция характеризуется наличием у нее механических характеристик, соответствующих механическим характеристикам второй Полиамидной Композиции, которая включает в свой состав модификатор ударной вязкости и не включает в свой состав сополимер олефина и малеинового ангидрида, в которой уровень содержания модификатора ударной вязкости в составе полиамидной композиции ниже, чем уровень содержания модификатора ударной вязкости в составе второй Полиамидной Композиции.

* Полиамидная Композиция в соответствии с любым из предшеств