EA012906B1

EA012906B1 - Термопластичные пресс-композиции, их применение, способ изготовления формованной детали и деталь

Info

Publication number: EA012906B1
Application number: EA200701480A
Authority: EA
Inventors: Питер Гийсман; Вильхельмус Йозефус Мария Сур; Руди Рулкенс; Роберт Хендрик Катарина Янссен
Original assignee: ДСМ АйПи АССЕТС Б.В.
Priority date: 2005-01-12
Filing date: 2006-01-09
Publication date: 2010-02-26
Also published as: BRPI0606653A2; US8975325B2; JP2014221904A; BRPI0606653B1; EP1861456A1; IN2007DE05379A; CN101103067B; KR101443915B1; JP5841002B2; EP1683830A1; JP2012162734A; KR20130052664A; JP5197018B2; JP2008527127A; US20080146718A1; CN102731993A; TWI391430B; WO2006074912A1; US20140288224A1; TW200632011A

Abstract

Изобретение относится к неармированной волокнами термопластичной пресс-композиции, ее применению и способу получения деталей из нее и детали из композиции. Термопластичная композиция по изобретению состоит из: а) полимерной композиции, включающей по меньшей мере один термопластичный полиамид и b) тонкоизмельченного металлического порошка или термостабилизирующей системы, включающей тонкоизмельченный металлический порошок в непрерывной полимерной среде и, необязательно, с) неволокнистых неорганических наполнителей и/или d) других вспомогательных добавок, не включающих волокнистые армирующие материалы. Композиция отличается тем, что а.1) по меньшей мере один термопластичный полиамид имеет средневзвешенную молекулярную массу Mне более 50000 г/моль, b.1) металлический порошок имеет средневзвешенный размер частиц (d) не более 1 мм в количестве 0,01-10 мас.ч. на 100 мас.ч. полимерной композиции и содержит элементарное железо или его смеси и с.1) композиция включает по меньшей мере 10 мас.% неволоконного наполнителя относительно общей массы композиции.

Description

Изобретение относится к термостабильным термопластичным пресс-композициям, включающим термопластичную полиамидную композицию и систему термостабилизации, включающую тонкоизмельченный металлический порошок, и к применению таких пресс-композиций в высокотемпературных процессах.

Под применением формованного изделия при высоких температурах здесь понимают применение, при котором формованное изделие в течение его обычного срока службы находится в контакте с источником тепла, который в течение этого времени и/или в течение более длительного периода времени поддерживает температуру по меньшей мере 140°С. Источником тепла может быть устройство, производящее тепло, или нагревательный прибор, или окружающая среда, в которой формованное изделие находится в условиях с температурой по меньшей мере 140°С. Такие применения при высокой температуре часто встречаются для изделий, применяемых в электро-, электронной и автомобильной промышленности. Примерами нагревательных приборов или устройств, вырабатывающих тепло, являются двигатели или детали двигателей и электронные устройства, такие как полупроводники. Для автомобильной промышленности применение при высоких температурах регулярно встречается у деталей, расположенных под капотом или под крышкой капота. Следовательно, изобретение, в частности, относится к формованным изделиям, которые применяются в электро-, электронной и автомобильной промышленности.

Формованные детали для электро-, электронной и автомобильной промышленности и формованные композиции на основе термопластичных материалов, применяемые в этих процессах, должны, главным образом, обладать комплексом свойств, включая такие свойства композиций, как способность к формованию, хорошую способность держать форму, высокую температуру тепловой деформации (НИТ) и хорошие механические свойства, включая высокую прочность на растяжение и высокий модуль упругости при растяжении. Как показано выше, формованные детали, которые расположены под капотом и которые служат для применения в некоторых электрических или электронных устройствах, могут подвергаться воздействию относительно высоких температур в течение длительного периода времени. Следовательно, необходимо, чтобы пресс-композиции имели хорошую термическую стабильность при повышении температуры в течение длительного периода времени. Нестабильные термопластичные пресс-композиции обладают тенденцией к ухудшению механических свойств из-за термической деструкции полимера. Этот эффект называется термическим старением. Этот эффект может достигать нежелательной степени. В частности, если в качестве термопластичного полимера применяются полиамиды, отрицательное действие старения при высоких температурах может быть очень значительным. Вообще, полиамидные материалы, применяемые для указанных устройств, содержат тепловой стабилизатор, который также называется термостабилизатором. Функция термостабилизатора состоит в том, что он должен поддерживать свойства композиции при воздействии на формованное изделие повышенных температур. При использовании термостабилизатора период нормальной эксплуатации формованного материала может значительно увеличиться в зависимости от вида материала, условий применения, вида и количества термостабилизатора. Примерами обычно применяемых термостабилизаторов, например, в полиамидах являются органические стабилизаторы, подобные фенольным антиоксидантам, или ароматические амины и медь, или соли меди в сочетании с иодидом калия или бромидом калия или элементарная медь. Фенольные антиоксиданты и ароматические амины обычно применяются для стабилизации при повышенных температурах, вплоть до 130°С. Медь-содержащие стабилизаторы являются подходящими для стабилизации при более высоких температурах и эксплуатируются в течение многих лет.

Из ЕР-0612794-В1 известны литые изделия, применяемые в электро-, электронной и автомобильной промышленности и термостабилизированные пресс-композиции, включающие термопластичный полиамид и термостабилизатор на основе меди. Термопластичный полиамид в известной композиции представляет собой алифатический или ароматический полиамид. В качестве одного из тепловых стабилизаторов в общеизвестной композиции упоминаются иодид меди/иодид калия и полученная ίη 8Йи тонкоизмельченная элементарная медь. Композиции, содержащие иодид меди/иодид калия, получены в процессе смешивания, включающего просто смешивание в расплаве составных частей композиции. Композиции, включающие элементарную медь, получены в процессе компаундирования, в котором полиамид смешивали в расплаве с ионами меди или комплексными соединениями медных стабилизаторов и восстановителем, причем элементарная медь образовывалась ίη δίΐιι. Общеизвестные композиции, включающие элементарную медь, полученную ίη δίΐιι. упоминаются в ЕР-0612794-В1 для получения значительно лучшего сопротивления термическому окислению и влиянию света по сравнению с композициями, содержащими соли меди/иодид калия. Как упоминалось выше, тонкоизмельченная элементарная медь является эффективной в качестве термостабилизатора, если только она приготовлена ίη δίΐιι. Как показано в ЕР-0612794В1, в случае, если элементарная медь получена способом смешивания в расплаве, то в данном случае применение коллоидной меди в способе смешивания в расплаве для получения термостабилизированной композиции не улучшает характеристики процесса старения при высокой температуре этой композиции по сравнению с характеристиками старения при повышенной температуре композиции, содержащей иодид меди/иодид калия. Проведение процесса старения при повышенной температуре для этих материалов осуществляли при температуре 140°С.

Во многих областях применения термопластичных пресс-композиций сохранение механических

- 1 012906 свойств после длительного воздействия при высоких температурах до 160°С, или даже 180-200°С и выше, становится основным требованием. Также увеличивается число специальных областей применения, в которых необходимы композиции, обладающие улучшенными свойствами в отношении старения при повышенных температурах. Недостатком формованных изделий, полученных из общеизвестной композиции, является то, что термостойкость при более высоких температурах все еще остается низкой.

Следовательно, целью изобретения является создание пресс-композиций, которые имеют улучшенные свойства в отношении старения при повышенных температурах, по сравнению с известными композициями, тем самым давая возможность получить формованные детали, которые могут применяться при продолжительном воздействии более высоких температур, по сравнению с формованными изделиями, полученными с известными композициями.

Эта цель достигается при использовании металлического порошка, причем металлический порошок имеет средневзвешенный размер частиц (б_ср.) не более 1 мм, и металл в металлическом порошке выбирают из группы, состоящей из элементарных металлов из УБ, У!В, УПВ и УШВ групп периодической системы элементов и их смесей, для получения термостабилизированных термопластичных пресскомпозиций, и термостабилизированными термопластичными пресс-композициями согласно изобретению, включающими металлический порошок, имеющий средневзвешенный размер частиц (б_ср.) не более 1 мм, и металл в металлическом порошке выбирают из группы, состоящей из элементарных металлов из УВ, У1В, УПВ и УШВ групп периодической системы элементов и смесей из них.

Неожиданно оказалось, что металлы УВ, У1В, УПВ и УШВ групп периодической системы элементов с определенным размером частиц являются эффективными термостабилизаторами. Эти металлы будут называться здесь как на «переходные металлы УВ-УШВ групп». Металлы из УВ, У1В, У11В и УШВ групп периодической системы элементов включают группа УВ: ванадий (У), ниобий (N6). тантал (Та); группа У1В: хром (Сг), молибден (Мо) и вольфрам (^); группа УПВ: марганец (Мп), технеций (Тс) и рений (Ве); и группа УШВ: железо (Ре), рутений (Ви), осмий (О§), кобальт (Со), родий (Вй), иридий (1г), никель (N1), палладий (Рб) и платина (Р1). Эффект применения этих металлов в их элементарном состоянии в виде металлического порошка, имеющего средневзвешенный размер частиц (б_ср.) не более 1 мм в термопластичной пресс-композиции превосходно улучшает свойства, связанные с термическим старением, по сравнению с известными композициями, содержащими иодид меди/иодид калия, а также по отношению к композициям, содержащим элементарную медь. Данное улучшение свойств термического старения, продемонстрировано значительно лучшим сохранением механических свойств при повышенной температуре. Этот эффект является неожиданным, поскольку элементарные металлы подобно железу, как известно, оказывают отрицательное воздействие на стабильность полимеров, таких как полиамид.

Более того, этот термостабилизирующий эффект достигается даже с пресс-композициями, которые получают введением элементарного металла при простом смешивании в расплаве с другими компонентами композиции. Для получения термостабилизирующего эффекта согласно изобретению не требуется ίη 811и приготовления тонкоизмельченного порошка элементарного металла. Композиции согласно изобретению могут быть получены, например, применением тонкоизмельченного металлического порошка в полимерном носителе.

Предпочтительно металлический порошок, который применяется в качестве термостабилизатора, включает элементарное железо, более предпочтительно состоит, по существу, из элементарного железа.

Упомянутый металлический порошок из элементарного железа может предпочтительно применяться при приготовлении термостабилизированных не армированных волокнами термопластичных пресскомпозиций, состоящих из:

a) полимерной композиции, включающей по меньшей мере один термопластичный полиамид и

b) термостабилизирующей системы, включающей тонкоизмельченный порошок элементарного металла и, необязательно,

c) неволокнистых неорганических наполнителей и/или

б) других вспомогательных добавок, не включающих волоконные усиливающие материалы.

Изобретение, в частности, относится к не армированным волокнами термопластичным литым композициям, в которых:

a. 1 по меньшей мере один термопластичный полиамид имеет средневзвешенную молекулярную массу М„ не более 50000 г/моль;

b. 1 металлический порошок имеет средневзвешенный размер частиц (б_ср.) не более 1 мм, и металл в металлическом порошке содержит элементарное железо и его смеси; и

c. 1 по меньшей мере 10 мас.% относительно общей массы композиции неволоконного наполнителя.

Изобретение также относится к не армированным волокнами термопластичным литым композициям, в которых:

а.1 по меньшей мере один термопластичный полиамид представляет собой полукристаллический полимер, имеющий точку плавления (Тт-1), или аморфный полимер, имеющий точку стеклования (Тд1), в которой Тт-1 и Тд-1 обозначаются как Т-1;

а.2 второй термопластичный полимер, представляющий собой полукристаллический полимер, имеющий точку плавления (Тт-2), или аморфный полимер, имеющий точку стеклования (Тд-2), в кото

- 2 012906 рой Тт-2 и Тд-2 обозначаются как Т-2 и Т-2, по меньшей мере на 20°С ниже чем Т-1; и

Ь.1 металлический порошок имеет средневзвешенный размер частиц (6_ср.) не более 1 мм и содержит элементарное железо и его смеси.

Под термином точка плавления здесь следует понимать температуру плавления, измеренную согласно Л8ТМ Ό3417-97/Ώ3418-97 посредством дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) со скоростью нагрева 10°С/мин и определяемую как температура с наиболее высокой энтальпией плавления. Под термином точка стеклования здесь следует понимать температуру, измеренную согласно Л8ТМ Е 1356-91 посредством ДСК со скоростью нагрева 20°С/мин и определяемую как температура пика первой производной (по времени) исходной кривой нагревания, соответствующей точке перегиба кривой нагревания.

Изобретение также относится, в частности, к не армированным волокнами термопластичным пресс композициям, в которых:

Ь.1 металлический порошок имеет средневзвешенный размер частиц (6_ср.) не более 1 мм и содержит элементарное железо и его смеси;

Ь.2 термостабилизирующая система дополнительно включает второй термостабилизатор.

Композиции согласно изобретению, как правило, отличаются тем, что они включают термостабилизирующую систему, содержащую тонкоизмельченный металлический порошок, причем металлический порошок имеет средневзвешенный размер частиц (6_ср.) не более 1 мм и содержит железо и его смеси.

Композиция, включающая термопластичный полиамид и тонкоизмельченное элементарное железо, известна из нескольких патентных публикаций, например и8 6369148, относящимся к монослойным и мультислойным барьерным материалам, применяемым в пленке и фольге для упаковки изделий. В этих патентных публикациях элементарный металл применяется в качестве ловушки кислорода. Считается, что известные композиции особенно подходят для экструзионного покрытия изделия в широком спектре упаковочных изделий с ловушками кислорода.

И8 6369148 не описывает влияние железа или любых других «переходных металлов УВ-УШВ групп» согласно настоящему изобретению на процесс термического старения. И8 6369148 также не описывает ни не армированные волокнами термопластичные пресс-композиции, подходящие для инжекционного прессования и включающие переходный металл УВ-УШВ групп, наполнители и термопластичный полиамид с ограниченной М„ или включающий переходные металлы УВ-УШВ групп и соль меди и второй термопластичный полимер с более низкой температурой плавления, ни их хорошие свойства в части термического старения и их стабильность при изготовлении формованных изделий, применяющихся при высоких температурах, таких как части электронных изделий или части автомобиля, находящиеся под капотом.

В контексте настоящего изобретения очевидно, что армированная волокнами термопластичная пресс-композиция является термопластичной пресс-композицией, включающей волоконный армирующий агент, в то время как очевидно, что аналогичная не армированная волокнами термопластичная пресс-композиция является термопластичной пресс-композицией, не включающей усиливающий волоконный агент. Рассматриваемый здесь армирующий волоконный агент является материалом, имеющим длину, ширину и толщину, причем средняя длина имеет значительно большую величину, чем вместе взятые ширина и толщина. Более конкретно, очевидно, что армирующий волоконный агент является материалом, имеющим отношение Ь/ϋ, определяемое как среднее значение отношения длины (Ь) к наибольшему значению ширины и толщины (Ό), которое составляет по меньшей мере 5. Предпочтительно, чтобы отношение в армирующем волоконном материале составляло по меньшей мере 10, более предпочтительно по меньшей мере 20, еще более предпочтительно по меньшей мере 50.

Очевидно, что тонкоизмельченный металл является здесь диспергированным металлом в виде маленьких частиц в непрерывной полимерной среде. Непрерывная полимерная среда образует непрерывную фазу и может состоять, например, из термопластичного полимера и полимерного носителя.

В композиции согласно изобретению применяется металлический порошок элементарного железа и его смесей. Очевидно, что металлический порошок является здесь элементарным металлом, представленным в форме частиц, большинство из которых имеет маленькие размеры частицы. Обычно такой материал имеет распределение размера частиц, в котором большинство частиц имеет размер частицы, например, не более 2 мм. В целом элементарный металл имеет средневзвешенный размер частиц (6_ср.) не более 1 мм. Средневзвешенный размер частицы определяется как Э_т согласно Л8ТМ стандарту Ό192189, способ А.

Предпочтительно 6_с|, имеет значение не более 500 мкм. Подходящим является 6_ср. не более 400 мкм или 300 мкм. Кроме того, предпочтительно, чтобы элементарный металл имел средневзвешенный размер частиц не более 200 мкм, более предпочтительно не более 100 мкм и еще более предпочтительно не более 50 мкм. Элементарный металл может иметь очень маленький размер частиц со средневзвешенным размером частицы, например 10 или 5 мкм или даже меньше. Наиболее подходящим является значение 6_ср. не более 1-150 мкм. Преимущество меньшего средневзвешенного значения размера частицы состоит в том, что металлический порошок является более эффективным термостабилизатором.

Предпочтительно, чтобы металлический порошок, который применяется в композиции согласно

- 3 012906 изобретению включал элементарное железо, более предпочтительно, чтобы металлический порошок состоял, по существу, из элементарного железа.

Подходящим металлическим порошком, содержащим железо и его смеси, который может применяться для приготовления пресс-композиций согласно изобретению, является, например, 8СМ 1гоп Ро\\бег А-131, из имеющихся в продаже 8М8 металлических продуктов ОЫо, в которых порошок содержит элементарное железо.

Количество элементарного металла, применяемого для пресс-композиций, согласно изобретению может варьироваться в широком интервале. Переходные металлы УБ-УШВ групп и, в особенности, элементарное железо являются очень эффективными стабилизаторами, показывающими результат уже при очень низких концентрациях. Практически эти элементарные металлы могут применяться в количествах, составляющих по меньшей мере 0,01 мас.ч. (обозначаемая далее аббревиатурой «мас.ч»), относительно 100 мас.ч. полимерной композиции в пресс-композиции. Преимущество более высокого количества элементарного металла относительно массы полимерной композиции в пресс-композиции состоит в том, что композиция имеет улучшенные свойства в части процесса термического старения.

С другой стороны, количество может быть высоким и даже выше, чем 10 мас.ч. на 100 мас.ч. полимерной композиции в пресс-композиции. Однако при значениях от 2 до 5 мас.ч на 100 мас.ч. термопластичного полимера уже получаются такие хорошие свойства в части термического старения, что применение более высоких количеств, приводит лишь к незначительному улучшению.

Металлический порошок, который применяется для получения пресс-композиций согласно изобретению, может иметь форму маточной смеси тонкоизмельченного металлического порошка в полимерном носителе. Также пресс-композиции согласно изобретению могут состоять из смеси ингредиентов, включающих маточную смесь тонкоизмельченного металлического порошка в полимерном носителе. Полимерный носитель, который может применяться в маточной смеси, может представлять собой по меньшей мере один термопластичный полиамид в полимерной композиции, а также другой полимер, например полимер, плавящийся при более низкой температуре, типа эластомера или резины.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения полимерный носитель является таким же полимером как термопластичный полиамид. Преимущество его в том, что он имеет максимальную совместимость с полимерным носителем к термопластичным полиамидам.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения полимерный носитель является эластомером или резиной. Преимущество состоит в том, что композиция согласно изобретению имеет улучшенную ударопрочность, причем необходимость добавления модифицирующей добавки, увеличивающей ударную прочность, понижается или ее возможно полностью избежать.

Подходящими резинами, которые могут применяться в качестве полимерного носителя является, например, 8ВС резина и ΕΡΌΜ резина.

Полимерным носителем может преимущественно быть термопластичный полимер, имеющий низкую температуру плавления. Подходящими термопластичными полимерами, имеющими низкую температуру плавления, которые могут применяться в качестве полимерного носителя являются, например, полиэтилен (ПЭ), полипропилен (НН). ПЭ/НН сополимер, полиамиды (ПА) и полиэфиры (ПЭ).

Маточная смесь тонкоизмельченного элементарного металла, диспергированного в полимерный носитель, может быть приготовлена, например, добавлением порошка элементарного металла, имеющего маленький средневзвешенный размер частиц, к расплавленному полимерному носителю в устройстве для смешивания в расплаве, например экструдере.

Маточная смесь тонкоизмельченного элементарного металла, диспергированного в полимерный носитель, которая подходит для применения в способе согласно изобретению является, например, 811е1Гр1и8 О2 2400, маточная смесь элементарного железа, например, С1Ьа, 8\\'Н/ег1апб.

Термопластичный полимер, который может применяться в пресс-композициях согласно изобретению, может представлять собой любой вид термопластичного полиамида, который подходит для применения в армированных пресс-композициях, применяемых для изделий, которые подвергаются воздействию повышенной температуры. Термопластичный полиамид может быть, например, аморфным полимером или поликристаллическим полимером. Термопластичный полиамид может также необязательно быть термопластичным эластомером или кристаллическим полимером, таким как жидкокристаллический полимер.

Подходящими полиамидами, которые могут применяться в пресс-композициях согласно изобретению являются, например, алифатические полиамиды, полуароматические полиамиды или их смеси.

Подходящими алифатическими полиамидами являются, например, ПА-6, ПА-11, ПА-12, ПА-4,6, ПА-4,8, ПА-4,10, ПА-4,12, ПА-6,6, ПА-6,9, ПА-6,10, ПА-6,12, ПА-10,10, ПА-12,12, ПА-6/6,6-сополиамид, ПА-6/12-сополиамид, ПА-6/11-сополиамид, ПА-6,6/11-сополиамид, ПА-6, 6/12-сополиамид, ПА-6/6,10сополиамид, ПА-6,6/6,10-сополиамид, ПА-4,6/6-сополиамид, ПА-6/6,6/6,10-терполиамид и сополиамиды, полученные из 1,4-циклогесандикарбоновой кислоты и 2,2,4- и 2,4,4-триметилгексаметилендиамина, и сополиамидов вышеупомянутых полиамидов.

Подходящими полуароматическими полиамидами являются, например, ПА-6,1, ПА-6,1/6,6сополиамид, ПА-6,Т, ПА-6,Т/6-сополиамид, ПА-6,Т/6,6-сополиамид, ПА-6,1/6,Т-сополиамид, ПА

- 4 012906

6,6/6,Т/6,1-сополиамид, ПА-6,Т/2-МПМД,Т-сополиамид (2-МПМД = 2-метилпентаметилендиамин), ПЛОТ. ПА-9Т/2-МОМД, Т (2-МОМД = 2-метил-1,8-октаметилендиамин), сополиамиды, полученные из терефталевой кислоты, 2,2,4- и 2,4,4-триметилгесаметилендиаминов, сополиамиды, полученные из изофталевой кислоты, лауринлактама и 3,5-диметил-4,4-диаминдициклогексилметана, сополиамиды, полученные из изофталевой кислоты, азелаиновой кислоты и/или себациновой кислоты и 4,4диаминдициклогексилметана, сополиамиды, полученные из капролактама, изофталевой кислоты и/или терефталевой кислоты и 4,4-диаминдициклогексилметана, сополиамиды, полученные из капролактама, изофталевой кислоты и/или терефталевой кислоты и изофорондиамина, сополиамиды, полученные из изофталевой кислоты и/или терефталевой кислоты и/или других ароматических или алифатических кислот, необязательно алкилзамещенного гексаметилендиамина и алкилзамещенного 4,4диаминдициклогексиламина, и сополиамиды вышеупомянутых полиамидов.

Полиамиды могут необязательно содержать модифицированные концевые группы, например концевые аминогруппы, модифицированные монокарбоновой кислотой и/или концевые группы карбоновых кислот, модифицированные монофункциональным амином. Модифицированные концевые группы в полиамидах могут преимущественно применяться для улучшения стабильности при расплавлении композиции в процессе ее приготовления посредством смешивания в расплаве или в процессе прессования упомянутой композиции.

Предпочтительно полиамиды выбирают из группы, состоящей из ПА-6, ПА-6,6, ПА-6,10, ПА-4,6, ПА-11, ПА-12, ПА-12,12, ПА-6,1, ПА-6/Т, ПА- 6,1/6,Т-сополиамида, ПА-6,Т/6,6-сополиамида, ПА-6,Т/6сополиамида, ПА-6/6,6-сополиамида, ПА-6,6/6,Т76,1-сополиамида, ПА-6,Т/2-МПМД,Т-сополиамида, ПА-9,Т, ПА-9Т/2-МОМД, Т-сополиамида, ПА-4,6/6-сополиамида, и смеси и сополиамидов вышеупомянутых полиамидов. Более предпочтительными в качестве полиамидов являются ПА-6,1, ПА-6,Т, ПА6,1/6,Т-сополиамид, ПА-6,6, ПА-6,6/6,Т-сополиамид, ПА-6,6/6,Т/6,1-сополиамид, ПА-6,Т/2-МПМД,Тсополиамид, ПА-9,Т, ПА-9Т/2-МОМД, Т-сополиамид, ПА-4,6 или смеси или сополиамиды.

В целом, по меньшей мере один термопластичный полиамид, применяемый в композициях согласно изобретению и предполагаемый для применения при высоких температурах является поликристаллическим или кристаллическим полимером или термопластичным эластомером, имеющим точку плавления (Тт-1) по меньшей мере 180°С или аморфным полимером, имеющим точку стеклования (Тд-1), по меньшей мере 180°С. Тт-1 и Тд-1 обозначаются как Т-1.

Предпочтительно, чтобы по меньшей мере один термопластичный полиамид в композиции согласно изобретению имел точку плавления или в случае, если термопластичный представляет собой аморфный полимер, то точку стеклования по меньшей мере 200°С, более предпочтительно по меньшей мере 220°С, еще более предпочтительно по меньшей мере 240°С. Преимущество более высокой точки плавления или точки стеклования для термопластичного полиамида в пресс-композициях согласно изобретению является то, что температура тепловой деформации (НОТ) пресс-композиций становится более высокой и, более конкретно, в том, что влияние элементарного металла на свойства старения при температурах, соответствующих приведенным более высоким значениям НОТ, становится еще более ощутимым, позволяя дополнительно повысить температуру, применяемую для композиции.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения полимерная композиция в пресскомпозиции включает другой по меньшей мере один термопластичный полиамид, имеющий Т1, как описано выше, второй термопластичный полимер, представляющий собой полукристаллический полимер, имеющий точку плавления (Тт-1) или аморфный полимер, имеющий точку стеклования (Тд-2), в которой Тт-2 и Тд-2 вместе обозначаются как Т-2 и Т-2 по меньшей мере на 20°С ниже чем Т-1.

Преимущество пресс-композиции согласно изобретению, в которой полимерная композиция включает другой по меньшей мере один термопластичный полиамид, названный первым термопластичным полимером, имеющим Т1, второй термопластичный полимер, имеющий точку плавления или точку стеклования Т2 по меньшей мере на 20°С ниже, чем соответствующая температура Т-1 для первого термопластичного полиамида, заключается в том, что свойства в отношении процесса старения пресскомпозиции при температурах, примерно равных или более высоких, чем Т2, улучшаются. Дополнительное преимущество состоит в том, что количество элементарного металла, в частности железа, может ограничиваться, сохраняя, таким образом, лучший контроль за вредным воздействием железа на стабильность плавления полимеров, подобных полиамидам.

Более предпочтительно Т2 имеет значение по меньшей мере на 30°С, еще более предпочтительно по меньшей мере на 40°С, наиболее предпочтительно по меньшей мере на 50°С ниже чем Т-1.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения полимерная композиция в пресскомпозиции включает смесь первого полимера, являющегося или полукристаллическим термопластичным полиамидом, или аморфным термопластическим полиамидом с Т1 по меньшей мере 260°С, и вторым термопластичным полимером с Т2 не более 240°С. Более предпочтительно, чтобы второй полимер представлял собой полукристаллический или аморфный полимер с Т2 не более 220°С, более предпочтительно не более 200°С, и еще более предпочтительно не более 180°С.

Термопластичный полимер, который может применяться в качестве второго в пресс-композициях согласно изобретению, может быть термопластичным полимером любого вида, подходящим для приме

- 5 012906 нения в армированных пресс-композициях для изделий, работающих при повышенных температурах. Термопластичный полимер может быть полукристаллическим или аморфным полимером. Термопластичный полимер может необязательно также быть термопластичным эластомером или кристаллическим полимером, таким как жидкокристаллический полимер.

Подходящими аморфными полимерами, которые могут быть использованы в качестве термопластичных полимеров в композиции согласно изобретению являются, например, полиимиды (ПИ), полиэфирсульфоны (ПЭС), полиэфиримиды (ПЭИ), полисульфоны (ПС), полиарилаты (ПАР) и аморфные полиамиды.

Подходящими полукристаллическими полимерами являются, например, полиэфирэфиркетоны (ПЭЭК), полукристаллические полиамиды, полифенилсульфиды (ПФС) и полуароматические термопластичные полиэфиры.

Термопластичный полимер может также включать смесь различных термопластичных полимеров.

Подходящие полуароматические термопластичные полиэфиры, которые могут применяться в композиции согласно изобретению, например, полиалкилентерефталаты, такие как полибутилентерефталат (ПБТ), политриметилентерефталат (ПТТ), полиэтилентерефталат (ПЭТ), полициклогександиметилентерефталат (ПЦТ) и полиалкиленнафтанаты, такие как полиэтиленнафтанат (ПЭН) и любые сополимеры и любые их смеси или сополимеры со значительным содержанием другой дикарбоновой кислоты или диола.

Подходящие термопластичные полиамиды, которые могут применяться в качестве второго термопластичного полимера в пресс-композициях согласно изобретению, могут выбираться из нескольких основных классов термопластичных полиамидов, представленных выше для по меньшей мере одного термопластичного полиамида.

Первый и второй термопластичный полиамид могут быть одного и того же вида, а также могут быть из разных классов соединений.

Предпочтительно, чтобы первый и второй термопластичный полимеры представляли собой один и тот же вид, например, оба термопластичных полимера были полиамидами. Еще более предпочтительно, чтобы оба полиамида представляли собой полукристаллические полимеры. В еще более предпочтительном варианте осуществления изобретения, полимерная композиция в пресс-композиции согласно изобретению включает смесь полукристаллического полиамида, имеющего точку плавления по меньшей мере 260°С, и второго полиамида с Т2 меньше, чем 240°С.

Подходящие полиамидные комбинации представляют собой, например, комбинации, где первый полиамид выбирается из группы ПА-4,6, и полуароматические полиамиды и второй полиамид выбирают из группы алифатических полиамидов, включающих ПА-6, ПА-11, ПА-12, ПА-6,10, ПА-6,12, ПА-10,10, ПА-12,12, ПА-6/6,6-сополиамид, ПА-6/12-сополиамид, ПА-6/11-сополиамид, ПА-6,6/11-сополиамид, ПА-6,6/12-сополиамид, ПА-6/6,10-сополиамид, ПА-6,6/6,10-сополиамид.

Если применяется второй термопластичный полимер, то он предпочтительно содержится в количестве от 0,1 до 50 мас.%, более предпочтительно 5-30 мас.% и наиболее предпочтительно 10-25 мас.% относительно общей массы полимерной композиции.

Кроме термопластичных полимеров полимерная композиция в пресс-композиции согласно изобретению может включать другие полимерные компоненты, например полимер, который применяется в качестве носителя порошка металла. Также другой полимер представляет собой резину. Предпочтительно, чтобы другие полимерные компоненты находились в композиции согласно изобретению в количестве не более 20 мас.%, более предпочтительно не более 10 мас.% и наиболее предпочтительно не более 5 мас.% относительно общей массы полимерной композиции. Другими словами, полимерная композиция в пресскомпозиции согласно изобретению предпочтительно включает термопластичный полимер или термопластичные полимеры в количестве по меньшей мере 80 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 90 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 95 мас.% относительно общей массы полимерной композиции.

В вариантах осуществления изобретения, где полимерная композиция в пресс-композиции согласно изобретению включает смесь полимеров, например смесь первого и второго термопластичного полимера или по меньшей мере одного термопластичного полимера и других полимерных компонентов, первый термопластичный полимер, т.е. термопластичный полимер с наиболее высокой температурой плавления или подходящий полимер с наиболее высокой Тд, в общем, представлен в количестве по меньшей мере 50 мас.% относительно общей массы полимерной композиции.

Предпочтительно первый термопластичный полимер присутствует в количестве по крайней мере 70 мас.%, более предпочтительно по крайней мере 80 мас.% относительно общей массы полимерной композиции.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения по меньшей мере один термопластичный полиамид имеет средневзвешенную молекулярную массу М„ не более 35000. Более низкое значение М„ для термопластичного полимера является особым преимуществом для пресс-композиций, включающих неволоконные неорганические наполнители и/или волоконные усиливающие агенты, делая такие композиции более подходящими для применения инжекционного прессования при получении формо

- 6 012906 ванных изделий. В частности, для пресс-композиции, включающей по меньшей мере 10 мас.% неволоконного неорганического наполнителя относительно общей массы композиции, термопластичный полиамид, имеющий средневзвешенную молекулярную массу Μ\ν не более 50000 г/моль, более предпочтительно не более 40000 г/моль, еще более предпочтительно не более 30000 г/моль и наиболее предпочтительно не более 25000 г/моль, обеспечивает лучшее технологическое поведение в таких способах инжекционного прессования.

Пресс-композиции согласно изобретению могут также содержать неорганические наполнители и/или другие вспомогательные добавки как неволоконные, так и предпочтительно неметаллические, при условии, что они существенно не ухудшают изобретение.

Очевидно, что наполнители являются материалами, имеющими форму частиц. Частицы наполнителей могут иметь различные структуры, например хлопья, пластинки, форма зерна риса, гексагональные или сфероподобные формы. Наполнители, которые могут включаться в неволоконные армированные пресс-композиции согласно изобретению, являются наполнителями с отношением Ь/Э<5. Применяемый наполнитель может быть любым наполнителем с отношением Ь/П<5, который известен специалисту в данной области техники, занимающемуся составлением пресс-композиций. Удачно, если наполнитель представляет собой неметаллический неорганический наполнитель. Подходящие неметаллические неорганические наполнители включают, например, стеклянные бусины, неорганические наполнители, такие как сульфат бария или силикаты алюминия и минеральные наполнители, такие как тальк, карбонат кальция, каолин, волластонит, слюда, глина и кальцинированная глина. Наполнитель может необязательно поверхностно обрабатываться для лучшей совместимости с термопластичным полиамидом.

Наполнитель находится в количестве 0-300 вес.ч., предпочтительно 10-200 вес.ч., более предпочтительно 20-100 относительно 100 вес.ч. полимерной композиции.

Подходящие добавки, которые необязательно могут включаться в литьевые композиции согласно изобретению представляют собой, например, пигменты [например, черные пигменты, такие как сажа или нигрозин и белые пигменты, такие как Т1О₂ и Ζηδ] или пигментные концентраты, огнезащитные вещества, пластификаторы, вещества для улучшения технологических свойств [такие как присадки, облегчающие удаление изделий из пресс-формы], стабилизаторы [такие как антиоксиданты и ИУ стабилизаторы], вещества ускоряющие кристаллизацию или зародыши кристаллизации, модифицирующие добавки, улучшающие ударную прочность, и вещества, улучшающие совместимость компонентов. Вещества, улучшающие совместимость компонентов, преимущественно используются в сочетании с носителями полимера, имеющего низкую совместимость с термопластичным полиамидом, что приводит к улучшению термостабильности пресс-композиции.

Эти дополнительные добавки применяются, главным образом, в пресс-композиции в количествах 020 вес.ч., предпочтительно 0-10 вес.ч., более предпочтительно 0,2-5 вес.ч. на 100 вес.ч. полимерной композиции. Там, где композиция согласно изобретению включает другую добавку или другие добавки, упомянутые добавки, главным образом, представлены в общем количестве по меньшей мере 0,01 мас.% предпочтительно по меньшей мере 0,1 мас.% и еще более предпочтительно по меньшей мере 1 мас.% относительно общей массы композиции.

Предпочтительно, чтобы композиции согласно изобретению включали черный пигмент. Преимущество присутствия черного пигмента заключается в том, что он маскирует обесцвечивание поверхности композиции из-за повреждений, возникающих при термическом старении. Черный пигмент, как правило, применяется в количестве 0,01-2 мас.%, предпочтительно 0,1-1 мас.% относительно общей массы пресскомпозиции.

Другие добавки, в частности, включают вещества, которые дополнительно промотируют свойства в отношении процесса термического старения, такие как, например, неорганические соли, кислотные компоненты и их смеси. Примеры подобных неорганических солей включают галогениды, сульфаты, нитраты, карбонаты, карбоксилаты, сульфиты и фосфаты щелочных, щелочно-земельных и переходных металлов, такие как хлорид натрия, бромид калия, иодид калия, карбонат кальция, сульфат магния, нитрат меди, иодид меди, ацетат меди и их смеси. Подходящими кислотными компонентами являются, например, буферные растворы фосфатов натрия, такие как пирофосфат натрия, подобно динатрийдигидропирофосфату.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения термостабилизирующая система в пресскомпозициях согласно изобретению включает другой по отношению к упомянутым элементарным переходным металлам УВ-УШВ групп периодической системы элементов, второй термостабилизатор, выбранный из группы, состоящий из фенольных термостабилизаторов (например, 1гдапох 1098), фосфатов (например, 1дга!ох), ароматических аминов и солей металлов. Примерами подходящих солей металлов являются, например, дитиокарбаматы никеля (например, НаМатш УР№С81), дитиокарбаматы цинка (например, Но5!апох νΡΖηΟ5>1) и соли меди. Присутствие второго термостабилизатора, выбранного из упомянутой группы, отличающейся от элементарного железа, имеет преимущество в том, что происходит дополнительное улучшение пресс-композиций в отношении свойств термического старения. В частности, хорошие результаты получены, когда вторым термостабилизатором была соль меди.

- 7 012906

Предпочтительно соль меди представляет собой сочетание галогенида меди/галогенида щелочного металла. Подходящие галогениды включают хлорид, бромид и иодид; подходящие ионы щелочных металлов включают калий и натрий. Подходящий галогенид меди /галогенид щелочного металла представляет собой, например, Си1/К1. Необязательно литьевые композиции дополнительно включают растворяющееся вещество, такое как хлорид натрия.

Удачно, если литьевая композиция согласно изобретению включает соль меди в количестве 0,001-2, предпочтительно 0,01-1 вес.ч. на 100 вес.ч. полимерной композиции.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения термопластичная пресс-композиция представляет собой не армированную волокнами литьевую композицию, состоящую из:

a) полимерной композиции, включающей:

а.1) один термопластичный полиамид, представляющий собой полукристаллический полимер, имеющий точку плавления (Тт-1), или аморфный полимер, имеющий точку стеклования (Тд-1), в которой Тт-1 и Тд-1 обозначаются как Т-1 и Т1, имеет значение по меньшей мере 200°С и

a. 2) второй термопластичный полимер, представляющий собой полукристаллический полимер, имеющий точку плавления (Тт-2) или аморфный полимер, имеющий точку стеклования (Тд-2), в которой Тт-2 и Тд-2 обозначаются как Т-2 и Т-2 по меньшей мере на 20°С ниже, чем Тт-1 и

b) термостабилизирующей системы, включающей:

b. 1) тонко измельченный металлический порошок, содержащей элементарное железо и его смеси и имеющий средневзвешенный размер частиц (й_ср.) не более 1 мм и

Ь.2) соль меди и, необязательно,

c) неволоконные неорганические наполнители и/или

й) другие дополнительные добавки, не содержащие армирующие волокнистые агенты.

В более предпочтительном варианте осуществления изобретения не армированная волокнами пресс-композиция состоит из:

а) 100 вес. ч. полимерной композиции, включающей

а.1) по меньшей мере 50 мас.% относительно общей массы полимерной композиции первого термопластичного полимера, являющегося полукристаллическим или аморфным полиамидом, имеющим средневзвешенную молекулярную массу не более 35000.

a. 2) второй термопластичный полимер, являющийся полукристаллическим или аморфным полиамидом, где Т2 по меньшей мере на 30°С ниже чем Т1,

b. 1) 0,01-20 вес.ч. тонкоизмельченного порошка элементарного железа и

Ь.2) 0,001-2 вес.ч. соли меди,

с) 0-200 вес. ч. неволоконных неорганических наполнителей и

й) 0-20 вес.ч. дополнительных добавок, не включающих волоконные армирующие агенты.

Упомянутый металлический порошок из элементарного железа и его смесей может также преимущественно применяться в приготовлении термостабилизированной армированной волокнами термопластичной пресс-композиции, включающей:

a) полимерную композицию, включающую по меньшей мере один термопластичный полиамид,

b) термостабилизирующую систему, включающую тонкоизмельченный металлический порошок, и

c) волокнистые армирующие материалы.

Следовательно, изобретение также относится к армированной волокнами термопластичной пресскомпозиции, в которой металл в металлическом порошке содержит железо и его смеси и имеет средневзвешенный размер частиц (йср.) не более 1 мм.

Армированные волокнами термопластичные пресс-композиции, включающие элементарное железо, описываются в неопубликованной патентной заявке РСТ/НЪ/2004/000507 и исключаются из формулы изобретения армированных волокнами термопластичных композиций согласно настоящему изобретению.

Армированные волокнами термопластичные пресс-композиции согласно изобретению могут включать различные термопластичные полиамиды, а также вторые термопластичные полимеры, неорганические наполнители и/или другие дополнительные добавки. Подходящие термопластичные полиамиды, вторые термопластичные полимеры, неорганические наполнители и/или другие дополнительные добавки включают те же, что описаны выше, для не армированных волокнами термопластичных пресскомпозиций согласно изобретению.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения термопластичная пресс-композиция представляет собой армированную волокнами пресс-композицию включающую:

а) полимерную композицию, содержащую:

а.1) первый термопластичный полиамид, представляющий собой полукристаллический полимер, имеющий точку плавления (Тт-1), или аморфный полимер, имеющий точку стеклования (Тд-1), в которой Тт-1 и Тд-1 обозначаются как Т1 и Т1, имеет значение по меньшей мере 200°С и

а.2) второй термопластичный полимер, представляющий собой полукристаллический полимер, имеющий точку плавления (Тт-2), или аморфный полимер, имеющий точку стеклования (Тд-2), в которой Тт-2 и Тд-2 обозначаются как Т2 и Т2, по меньшей мере на 20°С ниже, чем Тт-1 и

- 8 012906

b) термостабилизирующую систему, включающую

Ь.1 тонкоизмельченный металлический порошок, содержащий элементарное железо и его смеси и имеющий средневзвешенный размер частиц (6_ср.) не более 1 мм и

Ь.2 второй термостабилизирующий полимер, выбранный из группы, состоящей из фенольных термостабилизаторов, фосфатов, ароматических аминов и солей металлов и

c) армированные волокнами неорганические наполнители и, необязательно,

6) не армированные волокнами неорганические наполнители и/или

е) другие дополнительные добавки.

В более предпочтительном варианте осуществления изобретения армированная волокнами пресскомпозиция состоит из:

а) 100 вес.ч. полимерной композиции, включающей:

а.1) по меньшей мере 50 мас.% относительно общей массы полимерной композиции первого термопластичного полимера, являющегося полукристаллическим или аморфным полиамидом, имеющим средневзвешенную молекулярную массу не более 50000 г/моль.

Ь.2) 0,001-2 вес.ч. соли меди,

с) 5-300 вес.ч. волоконных армирующих агентов,

б) 0-200 вес.ч. неволоконных неорганических наполнителей, и

е) 0-20 вес.ч. дополнительных добавок.

Волоконный армирующий агент, который может применяться в армированной волокнами термопластичной пресс-композиции согласно изобретению, может представлять собой любой вид металлических и неметаллических армирующих агентов, подходящих для использования в армированных волокнами термопластичных композициях для применения в изделиях, работающих при высоких температурах. Рассматриваемый здесь армированный волокнами материал является материалом, имеющим длину, ширину и толщину, где средняя длина имеет значительно большую величину, чем вместе взятые ширина и толщина. Более конкретно, такой армированный волокнами материал имеет отношение Ь/ϋ, определяемое как среднее значение отношения длины (Ь) к наибольшему значению ширины и толщины (Ό) по меньшей мере 5. Предпочтительно, чтобы отношение армированного волокнами материала составляло по меньшей мере 10, более предпочтительно по меньшей мере 20, еще более предпочтительно по меньшей мере 50.

Подходящие неметаллические волоконные армирующие материалы, которые могут применяться в армированной волокнами термопластичной пресс-композиции согласно изобретению, представляют собой, например, стекловолокна, углеродные и графитовые волокна, арамидные волокна, керамические волокна, минеральные волокна, такие как волластонит и нитевидные кристаллы. Предпочтительно выбирают стекловолокна. Металлические волокна включают волокна, такие как медные, железные и алюминиевые волокна. Неметаллические волоконные армирующие материалы являются предпочтительными в композиции согласно изобретению, с точки зрения области техники, в которой используют композиции.

Количество волоконного армирующего материала, который применяется в армированной волокнами термопластичной пресс-композиции согласно изобретению, может варьироваться в широких пределах. Как правило, это количество имеет интервал от 5 до 300 вес.ч. на 100 вес.ч. полимерной композиции. Предпочтительно количество составляет 10-235 вес.ч., более предпочтительно 15-150 вес.ч. на 100 вес. ч. полимерной композиции.

Пресс-композиция согласно изобретению может быть получена с применением любого известного способа смешивания в расплаве, который является подходящим для получения армированных волокнами термопластичных пресс-композиций и не армированных волокнами термопластичных пресскомпозиций. Такой способ обычно осуществляется нагреванием термопластичного полиамида выше точки плавления или, в случае, если термопластичный полиамид является аморфным полимером, нагреванием термопластичного полиамида выше точки стеклования, тем самым, образуя расплав термопластичного полиамида.

Получение можно выполнять в аппаратах для смешивания в расплаве, для чего могут применяться любые аппараты для смешивания в расплаве, которые известны специалисту в данной области техники приготовления полимерных композиций смешиванием в расплаве. Подходящими аппаратами для смешивания в расплаве являются, например, замесочные машины, миксер ВапЬшту, одношнековые экструдеры, двухшнековые экструдеры. Предпочтительно использовать экструдер, снабженный средствами для дозирования всех необходимых компонентов в экструдер, или в отверстие экструдера, или в расплав.

В процессе получения составные части для образования композиции подаются в аппараты для смешивания в расплаве и смешиваются в расплаве в таких аппаратах. Составляющие компоненты могут подаваться одновременно в виде порошковой смеси или гранулированной смеси, также известной как сухая смесь, или могут подаваться раздельно. Способ получения не ограничивает путь, которым добавляют элементарный металл. Его можно добавить, например, в виде порошка, сухой смеси или заранее приго

- 9 012906 товленной смеси, включающей термопластичный полиамид в виде гранул и элементарный металл в виде порошка или в виде маточной смеси тонкоизмельченного элементарного металла в полимерном носителе.

Изобретение также относится к применению не армированных волокнами термостабилизированных пресс-композиций, включающих тонко измельченный металлический порошок, содержащий элементарное железо и его смеси, для производства формованных изделий работающих при высокой температуре.

Изобретение также относится к применению армированных волокнами термостабилизированных пресс-композиций, включающих тонко измельченный металлический порошок, содержащий элементарное железо и его смеси, для производства формованных изделий работающих при высокой температуре.

В данном описании под высокотемпературным применением понимают применение при температуре по меньшей мере 150°С. В зависимости от по меньшей мере одного термопластичного полиамида, который применяется в термостабилизированных пресс-композициях, используемая температура может составлять по меньшей мере 180°С, и даже по меньшей мере 200°С.

Изобретение также относится к способу для получения трехмерных формованных деталей в виде сетки, включающему инжекционное прессование пресс-композиции, где пресс-композиция представляет собой неармированную волокнами термостабилизированную пресс-композицию, содержащую тонко измельченный металлический порошок, содержащий элементарное железо и его смеси, армированную волокнами термостабилизированную пресс-композицию, включающую тонко измельченный металлический порошок, где металл выбирают из группы, состоящей из элементарных металлов УВ, У1В, УИВ и УШВ групп периодической системы элементов и их смесей, или любую не армированную волокнами термостабилизированную пресс-композицию или армированную волокнами термостабилизированную пресс-композицию, описанную в формуле изобретения, которая приложена к данной заявке, или в любом из предпочтительных вариантов осуществления изобретения, описанных выше.

Изобретение также относится к трехмерной сетчатой формованной детали, состоящей из не армированной волокнами термостабилизированной пресс-композиции или усиленной волокнами термостабилизированной литой композиции согласно изобретению или любой композиции, входящей в предпочтительные варианты осуществления изобретения из описанных выше.

Под трехмерной деталью здесь следует понимать деталь со сложной формой, имеющей протяженные стенки и/или ребра или подобные формы, которые утяжеляют детали, т.е. которым с низким усилием и без повреждения можно придать плоскую форму в виде пленки, фольги или тонкой пластины, поскольку такая форма часто встречается среди многих деталей, работающих при высоких температурах.

Очевидно, что трехмерная деталь является здесь деталью, которой после формования, например, с помощью инжекционного прессования не требуется дополнительная механическая обработка или она необходима только в ограниченной степени, например при удалении заусенцев, потому что деталь прессуют в ее окончательной форме и конфигурации для фактического применения. Как правило, деталь имеет толщину по меньшей мере 0,5 мм, хотя равным образом детали могут иметь более низкие толщины. Предпочтительно, чтобы деталь имела толщину по меньшей мере 1 мм, более предпочтительно по меньшей мере 2 мм и еще более предпочтительно по меньшей мере 4 мм. Преимущество детали, имеющей большую толщину состоит в том, что в условиях термического старения лучше сохраняются механические свойства.

Более конкретно, формованная деталь представляет собой формованное изделие для применения в механизмах и двигателях, которые могут применяться, например, в автотранспорте, таком как личные автомобили, мотоциклы, грузовики и автофургоны, в основных транспортных средствах, включающих железнодорожный транспорт, авиацию и корабли, в предметах домашнего обихода, таких как газонокосилки и маленькие двигатели, в основных промышленных установках, таких как насосы, компрессоры, конвейерные ленты или формованные изделия для применения в электрических и электронных установках, таких как бытовые электроинструменты и портативное электрооборудование.

Изделия могут быть, например, деталью двигателя, такой как части выхлопной системы, опорные детали, коробка передач, крышка двигателя, воздуховод, впускной коллектор, охладитель торцевой заглушки, комплектом роликовых опор, или токосъемным устройством, или изделием, не проводящим электричество (таким как многополюсный переключатель, болты и каркас катушки).

Изобретение также относится к применению формованного изделия согласно изобретению в двигателях, механизмах, электрических и электронных установках и, кроме того, в двигателях, механизмах и смонтированных изделиях, включающих формованные части согласно изобретению.

Изобретение дополнительно относится к продуктам, содержащим формованные изделия согласно изобретению, включая автотранспорт, основные транспортные средства, предметы домашнего обихода и основные промышленные установки, электрические и электронные установки. Преимущество состоит в том, что благодаря уменьшению износа при работе при повышенных температурах формованных изделий, время эксплуатации упомянутых продуктов увеличивается и/или замену упомянутого формованного изделия можно осуществлять реже, и/или в том, что продукт может эксплуатироваться при более высоких температурах по сравнению с соответствующим продуктом, включающим формованное изделие, полученное из общеизвестной композиции, включающей стабилизирующую систему из иодида ме

- 10 012906 ди/иодида калия.

Изобретение дополнительно иллюстрируется следующими примерами и сравнительными экспериментами.

Материалы

РА-6-1	Полиамид 6, тип К123, индекс вязкости 129 мл/г (измерено согласно КО 307), (например, ϋ8Μ Тйе ЫеЙгегкшН)
РА-6-2	Полиамид 6, тип К122, индекс вязкости 115 мл/г (измерено согласно КО 307), (например, ϋ8Μ Тйе ПеНаегкпбз)
РА-6-1	Полиамид 6,6, тип 8 222, индекс вязкости 115 мл/г (измерено согласно КО 307), (например, ϋ8Μ Тйе ЫеШеНапйз)
Разделительна я смазка	Асгатах С (смазка) (например,Ьопга, Иа1у)
Вещество, улучшающее совместимость материалов 1	Малеиновый ангидрид модифицированный полиэтиленом (например, ϋ8Μ Тйе ЫеЙ1ег1апс1з)
Элементарное железо маточной смеси	Маточная смесь, содержащая 20 масс%частиц железа, средний размер частиц 30 мкм в ПЭ
Стабилизирую щее средство А	Иодидный стабилизатор 201(иодид меди/иодид калия в стеарате (80/10/10) (например, С1Ъа, δλνΐΐζεΓίπηά)
Неволоконный наполнитель	81еа1епе В (Тальк, ϋ50=11.5 мкм) (например, Ьигепас, Ргапсе)

Примеры I и II и сравнительный эксперимент А.

Примеры I и II и сравнительный эксперимент А относятся к полиамидным композициям, включающим неволоконный наполнитель. Примеры I и II отличаются от сравнительного эксперимента А тем, что первоначальная композиция составляет 5 мас.% относительно общей массы композиции, в то время как пример II включает 1,67 мас.% дополнительного стабилизирующего средства относительно общего веса композиции, эти добавленные компоненты компенсируются уменьшением количества полиамида. Данные композиции приготовлены с применением двухшнекового экструдера Ζ8Κ 25 (например, Шегпег&Р1е1бегег). Температура цилиндра экструдера составляла 275°С, скорости вращения шнеков 275 об./мин, производительность 20 кг/ч. Все ингредиенты добавляли через бункер для загрузки полимера в экструдер. Компаундированный материал экструдировали в виде стреги, охлаждали в ванне с водой и разрезали на гранулы.

Полученные гранулы сушили в течение 16 ч при 105°С в вакууме.

Высушенный гранулят прессовали на аппарате для инжекционного прессования типа 80 (например, Еп§е1) с диаметром шнека 30 мм в виде образца для испытания с толщиной 4 мм и соответствующего КО 527 типа 1А. Температура плавления в аппарате для инжекционного прессования составляла 280°С; температура пресс-формы составляла 80°С. Образцы для испытания были термически состарены в печи ΟΚΕΝΟΟ (тип:ОТТ8 125008) при 215°С. После определенного промежутка времени термического старения лучшие образцы для испытания были вынуты из печи, им дали охладиться при комнатной температуре, и протестировали их механические свойства посредством испытания на разрыв КО 527 при 23°С.

В табл. 1 представлены композиции и результаты стандартного теста для примеров I и II и сравнительного эксперимента А.

Пример III и сравнительный эксперимент В.

Пример III и сравнительный эксперимент В относятся к полиамидной композиции, включающей смесь двух полукристаллических полиамидов. Композиции примера III и сравнительного эксперимента В отличаются друг от друга тем, что пример III включает 7,1 мас.% железа, содержащегося в маточной смеси, что компенсируется уменьшением количества полиамида. Данные композиции приготовлены с применением двухшнекового экструдера Ζ8Κ 25 (например, Шегпег&РЫбегег). Температура цилиндра экструдера составляла 275°С, скорости вращения шнеков 275 об./мин, производительность 20 кг/ч. Все

- 11 012906 ингредиенты добавляли через бункер для загрузки полимера. Компаундированный материал экструдировали в виде стренг, охлаждали в ванне с водой и разрезали на гранулы. Полученные гранулы сушили в течение 16 ч при 105°С в вакууме.

Высушенный гранулят формовали на аппарате для экструзионного прессования типа 80 (например, Епде1) с диаметром шнека 30 мм в виде образца для испытания с толщиной 4 мм и соответствующего Ι8Θ 527 типа 1А. Температура плавления в аппарате для инжекционного прессования составляла 290°С; температура пресс-формы составляла 80°С. Образцы для испытания были состарены при повышенной температуре в печи ΘΒΕΝΟΟ (тип:ОТТ8 125008) при 215°С. После определенного времени термического старения лучшие образцы для испытания были вынуты из печи, им дали охладиться при комнатной температуре и протестировали на механические свойства посредством испытания на разрыв Ι8Ο 527 при 23°С.

В табл. 1 представлены композиции и результаты стандартного теста для примера ΙΙΙ и сравнительного эксперимента В.

Пример IV и сравнительный эксперимент С

Пример IV и сравнительный эксперимент С относятся к полиамидной композиции, включающей медьсодержащее стабилизирующее средство. Пример IV отличается от сравнительного эксперимента С тем, что пример IV включает 7,1 мас.% железа, содержащегося в маточной смеси и 2,37 мас.% вещества, улучшающего совместимость материалов, что компенсируется уменьшением содержания полиамида, мас.% относятся к общему весу композиции. Данные композиции примера IV и сравнительного эксперимента С получены с применением двухшнекового экструдера Ζ8Κ 25 (например, ^егпег&Е1еИегег). Температура цилиндра экструдера составляла 260°С, скорости вращения шнеков 275 об./мин, объем производительности 20 кг/ч. Все ингредиенты добавляли через бункер для загрузки полимера. Компаундированный материал экструдировали в виде стренг, охлаждали в ванне с водой и разрезали на гранулы. Полученные гранулы сушили в течение 16 ч при 105°С в вакууме.

Высушенный гранулят прессовали на аппарате для инжекционного прессования типа 80 (например, Епде1) с диаметром шнека 30 мм в виде образца для испытания с толщиной 4 мм и соответствующего КО 527 типа 1А. Температура плавления в аппарате для инжекционного прессования составляла 260°С; температура прессформы составляла 80°С. Образцы для испытания были состарены при повышенной температуры в печи ΘΒΕΝΟΟ (тип:ОТТ8 125008) при 215°С. После определенного времени термического старения лучшие образцы для испытания были вынуты из печи, охлаждены при комнатной температуре и протестированы их механические свойства посредством испытания на разрыв КО 527 при 23°С.

В таблице представлены композиции и результаты стандартного теста для примера IV и сравнительного эксперимента С.

Таблица. Композиции и результаты стандартного теста для примеров и сравнительных экспериментов

Композиции в масс.%	Сравнительный эксперимент А	Пример I	Пример II	Сравнительный эксперимент В	Пример Ш	Сравнительный эксперимент С	Пример IV
РА6-1				25	22,63	99,66	90,19
РА6-2	69,7	63,03	62,79
РА6-1				75	67,9
Элементарное железо маточной смеси		5	5		7,1		7,1
Вещество, улучшающее совместимость материалов 1		1,67	1,67		2,37		2,37
Стабилизирующее средство			0,24			0,34	0,34
Разделительная смазка	0.3	0.3	0.3
Неволоконный наполнитель	30	30	30
Механические свойства а) исходные прочность на разрыв [МПа]	75	71	70	82	75	81	78
удлинение при разрыве [%]	3	2,5	2,4	34	21	42	25
б) После 500 ч при 215°С прочность на разрыв [МПа]	5	60	66	9	59	35	68
удлинение при разрыве [%]	0,2	1,5	2	0,5	11	1,5	19

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Claims

1. Не армированная волокнами термопластичная пресс-композиция, состоящая из:

a) полимерной композиции, включающей по меньшей мере один термопластичный полиамид; и

b) тонкоизмельченного металлического порошка или термостабилизирующей системы, включающей тонкоизмельченный металлический порошок в непрерывной полимерной среде; и, необязательно,

б) других вспомогательных добавок, не включающих волокнистые армирующие материалы, отличающаяся тем, что:

a. 1) по меньшей мере один термопластичный полиамид имеет средневзвешенную молекулярную массу Μ_λΧ не более 50000 г/моль;

b. 1) металлический порошок имеет средневзвешенный размер частиц б_ср. не более 1 мм и содержит элементарное железо или его смеси в количестве 0,01-10 мас.ч. на 100 мас.ч. полимерной композиции;

c. 1) композиция включает по меньшей мере 10 мас.% неволоконного наполнителя относительно общей массы композиции.

- 12 012906

2. Не армированная волокнами термопластичная пресс-композиция, состоящая из:

b) тонкоизмельченного металлического порошка или термостабилизирующей системы, включающей тонкоизмельченный порошок элементарного металла в непрерывной полимерной среде; и, необязательно,

а.1) по меньшей мере один термопластичный полиамид представляет собой полукристаллический полимер с точкой плавления Тт-1 или аморфный полимер с точкой стеклования Тд-1, где Тт-1 и Тд-1 обозначаются как Т-1;

a. 2) полимерная композиция включает второй термопластичный полимер, представляющий собой полукристаллический полимер с точкой плавления Тт-2 или аморфный полимер с точкой стеклования Тд-2, где Тт2 и Тд-2 обозначаются как Т-2, причем Т-2 по меньшей мере на 20°С ниже, чем Т-1; и

b. 1) металлический порошок имеет средневзвешенный размер частиц б_ср не более 1 мм и состоит, по существу, из элементарного железа в количестве 0,01-10 мас.ч. на 100 мас.ч. полимерной композиции.

3. Не армированная волокнами термопластичная пресс-композиция, состоящая из:

Ь.1) металлический порошок имеет средневзвешенный размер частиц б_ср не более 1 мм и состоит, по существу, из элементарного железа в количестве 0,01-10 мас.ч. на 100 мас.ч. полимерной композиции и

Ь.2) термостабилизирующая система дополнительно включает второй термостабилизатор.

4. Пресс-композиция по пп.1-3, в которой по меньшей мере один термопластичный полиамид представляет собой полукристаллический полимер с точкой плавления Тт-1 или аморфный полимер с точкой стеклования Тд-1, где Тт-1 и Тд-1 обозначаются как Т-1, причем Т-1 имеет значение по меньшей мере 200°С.

5. Пресс-композиция по п.4, в которой полимерная композиция (а) включает второй термопластичный полиамид, представляющий собой полукристаллический полимер с точкой плавления Тт-2 или аморфный полимер с точкой стеклования Тд-2, в которой Тт-2 и Тд-2 обозначаются как Т-2, причем Т-2 по меньшей мере на 20°С ниже, чем Тт-1.

6. Пресс-композиция по любому пп.1-5, в которой термостабилизирующая система включает второй термостабилизатор, выбранный из группы, состоящей из фенольных термостабилизаторов, фосфатов, ароматических аминов и солей металлов.

7. Пресс-композиция по любому из пп.1-6, в которой пресс-композиция включает:

a) полимерную композицию, содержащую:

а.1) первый термопластичный полиамид, представляющий собой полукристаллический полимер с точкой плавления Тт-1 или аморфный полимер с точкой стеклования Тд-1, где Тт-1 и Тд-1 обозначаются как Т-1, причем Т-1 имеет значение по меньшей мере 200°С, и

a. 2) второй термопластичный полимер, представляющий собой полукристаллический полимер с точкой плавления Тт-2 или аморфный полимер с точкой стеклования Тд-2, где Тт-2 и Тд-2 обозначаются как Т-2, причем Т-2 по меньшей мере на 20°С ниже, чем Тт-1; и

b) термостабилизирующую систему, включающую:

b. 1) тонкоизмельченный металлический порошок, состоящий, по существу, из элементарного железа, имеющий средневзвешенный размер частиц бср не более 1 мм, и

Ь.2) соль меди; и, необязательно,

c) неволокнистые неорганические наполнители и/или другие дополнительные добавки, не содержащие армирующие волокнистые материалы.

8. Применение не армированных волокнами термопластичных пресс-композиций по любому из пп.1-7 для производства формованных изделий, эксплуатируемых при высокой температуре, включая температуру по меньшей мере 150°С.

9. Способ изготовления трехмерной формованной сетчатой детали, включающий литьевое прессование пресс-композиции по любому из пп.1-7.

10. Формованная деталь, выполненная из не армированной волокнами термопластичной пресскомпозиции по любому из пп.1-7.