專利名稱：聚酰胺組合物，由其制成的電纜扎帶及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及聚酰胺領(lǐng)域。特別地，本發(fā)明涉及由聚酰胺-6和成核劑制成的聚酰胺組合物和由這類聚酰胺組合物制造制品的方法。相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)描述
穩(wěn)定的低分子量低粘度聚酰胺，例如聚酰胺-6和聚酰胺-66，用于多種應(yīng)用，包括用于工程塑料和紡織品應(yīng)用。在工程塑料領(lǐng)域中，這些聚酰胺可以用在使用注塑技術(shù)的應(yīng)用中。聚酰胺-6和聚酰胺-66的相關(guān)性質(zhì)和性能特性使各聚合物更適用于某些應(yīng)用。例如，用于汽車和電子工業(yè)中的電纜扎帶(cable tie)傳統(tǒng)上都是由聚酰胺_66使用注塑工藝制造的以滿足工業(yè)性能需求。盡管聚酰胺-6在制造電纜扎帶方面提供了某些優(yōu)于聚酰胺-66的優(yōu)點，然而較差的脫模性、澆口破損和脆性方面的問題妨礙了由聚酰胺-6制造電纜扎帶。發(fā)明概述
本發(fā)明的一種實施方案是包括由聚酰胺組合物制成的細(xì)長聚合物主體的電纜扎帶。該聚酰胺組合物包含聚酰胺-6材料和成核劑。該成核劑包含至少一種無機金屬材料和至少一種有機材料。該聚酰胺組合物還可以包含任選的潤滑劑。另一實施方案是用于由聚酰胺組合物形成電纜扎帶的方法，該聚酰胺組合物包含至少一種聚酰胺-6材料和至少一種成核劑，該成核劑包含至少一種無機金屬材料和至少一種有機材料。將聚酰胺組合物熔化；注入到模具中；并冷卻以形成電纜扎帶。然后將電纜扎帶從模具中脫出。本發(fā)明的另一實施方案是聚酰胺組合物，其包含具有小于43FAV的粘度的低粘度聚酰胺_6、少于約2. 0wt%的成核劑和潤滑劑。該成核劑包含至少約50wt%的有機聚合物和少于約50wt%的無機金屬材料。另一實施方案是形成聚酰胺組合物的方法，其中將聚酰胺-6組合物與成核劑和任選的潤滑劑結(jié)合。該成核劑包含有機聚合物和無機金屬材料。可以將各組分預(yù)共混、復(fù)合(compounded)、制粒并包裝。附圖簡述


圖1是例示依照本發(fā)明的實施方案形成聚酰胺組合物的方法的流程圖。圖2是例示依照本發(fā)明的實施方案形成電纜扎帶的方法的流程圖。圖3顯示了依照本發(fā)明的實施方案制造的電纜扎帶。詳述
本發(fā)明涉及可用于多種應(yīng)用，包括用于通過注塑工藝制造電纜扎帶，的聚酰胺組合物。在一種實施方案中，聚酰胺組合物包含至少一種聚酰胺-6材料、至少一種成核劑和至少一種任選的潤滑劑。適合的聚酰胺-6材料通常是通過使己內(nèi)酰胺和氨基己酸在適于引發(fā)聚合的溫度條件下反應(yīng)生成的。通過改變反應(yīng)時間和/或溫度、通過引入催化劑和通過在聚酰胺-6材料上形成各種端基能夠制造不同的聚酰胺-6材料。市售的聚酰胺-6材料的實例包括可獲自Honeywell International Inc的Aegis 牌聚酰胺_6產(chǎn)品。這些產(chǎn)品的具體實例以商品名稱H35Z1、H8202NLB、H35L、H50LN和H50L銷售。聚酰胺-6可以構(gòu)成所述聚酰胺組合物的至少約90wt%,更特別地構(gòu)成聚酰胺組合物的至少約95wt%。在一種實施方案中，聚酰胺-6可以具有低粘度，例如小于約52FAV，更特別地為約25至約42FAV，甚至更特別地為約30FAV 至 42FAV。適合的成核劑包括無機和有機組分的混合物。適合的有機材料的實例包括有機鹽，例如羧酸鹽；酰胺，例如芳酰胺；和有機聚合物。除聚酰胺-6之外的其他各種聚酰胺材料可以特別適用。特別是具有小于5:1，更特別地小于3:1，甚至更特別地不大于2:1的碳原子酰胺基團比例的聚酰胺。示例性的聚酰胺是聚酰胺-22。適用于成核劑中的無機材料的實例包括無機金屬材料。適合的無機金屬材料包括金屬氧化物和金屬硅酸鹽。特別適合的無機金屬材料包括水合硅酸鋁、氧化鋁和二氧化硅。其他適合的無機材料包括滑石、云母、高嶺土、石棉、氧化鋁、二氧化硅、溴化銀、石墨、二硫化鑰、氟化鋰、苯基亞膦酸鈉、異丁基亞膦酸鈉、氧化鎂、溴化汞、氯化汞、醋酸鎘、醋酸鉛、氯化銀等。有機和無機材料的特別適合的組合包括具有小于5:1的碳原子酰胺基團比例的聚酰胺(例如聚酰胺2. 2)和金屬娃酸鹽。在一種實施方案中，有機組分構(gòu)成成核劑的大于50wt%,更特別地為約60至約95wt%，甚至更特別地為約75-90wt%。無機組分構(gòu)成成核劑的小于50wt%,更特別地為約5至約40wt%,甚至更特別地為約5至約15wt%。示例的市售成核劑為Brueggemann Chemical制造的P22,它是90wt%聚酰胺-2. 2/10%水合娃酸招材料。也可以將其他有機和/或無機成核劑，例如滑石或二氧化硅，與上述有機/無機成核劑結(jié)合使用。然而，在一種實施方案中，所述聚酰胺組合物不含或基本不含其他成核劑，例如滑石或二氧化娃。成核劑可以構(gòu)成聚酰胺組合物的小于約5. 0wt%,更特別地小于約1.0wt%,甚至更特別地小于聚酰胺組合物的約O. 5wt%。各種潤滑劑可適于與本發(fā)明的實施方案一起使用。適合的潤滑劑的實例包括硬脂酰胺，例如亞乙基雙硬脂酰胺；硬脂酸鹽，例如硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、硬脂酸鈣和硬脂酸鈉；聚硅氧烷，例如聚二甲基硅氧烷；聚烯烴；和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。特別適合的添加劑包括硬脂酸鋅和/或亞乙基雙硬脂酰胺。潤滑劑可以構(gòu)成聚酰胺組合物的小于5wt%，更特別地小于聚酰胺組合物的2wt%。聚酰胺組合物可以進一步包含多種任選的添加劑。添加劑的實例包含但不限于抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑、耐候性劑(ant1-weathering agent)、脫模劑、顏料、染料、增塑劑、抗靜電劑、阻燃劑、玻璃填料、礦物填料和抗沖改性劑。所述聚酰胺組合物還可以包含纖維或顆粒填料，其用于提高該組合物的模量和硬度。此外，如果需要，所述聚酰胺組合物可以與一種或多種聚酰胺-66組合物共混。在一種實施方案中，這種共混組合物包含不超過約50wt%的聚酰胺-66材料。聚酰胺組合物可以通過常規(guī)工序制成。在一種實施方案中，將各種原料共混在一起。適合的共混技術(shù)包含熔融擠出、分批熔融等。在一種有用的工序中，共混工序可在高于聚合物熔點的升高的溫度下進行，且所述成核劑，作為該試劑的單獨的各組分或作為各組分的組合物，預(yù)成型為適合的形式如顆粒、丸粒或粉末，在劇烈攪拌下加入到熔體中。可選擇地，可以將成核劑的各種成分的全部或一部分與熔體中的聚酰胺形成母料或預(yù)共混，并且可以將該預(yù)共混物或母料以足以在聚酰胺產(chǎn)物中提供所需量的成核劑的量添加到熔體中的聚酰胺中。繼續(xù)攪拌直至形成均質(zhì)組合物。共混溫度和共混壓力以及各種組分的添加順序可以根據(jù)需要變化，只要得到基本均質(zhì)的組合物即可。共混工序可在升高的溫度進行，在這種情形中聚合物組分熔化，通過劇烈攪拌熔體將固體成核劑與之混合。類似地，可將各種固體組分制粒，并將顆粒狀的組分在適合的共混機，或者例如Banbury混合機，中盡可能均勻地干混，然后在擠出機中熔融并在擠出的同時冷卻。圖1例示了依照本發(fā)明的實施方案形成聚酰胺組合物的方法10。通過將聚酰胺材料、成核劑和任選的潤滑劑共混形成聚酰胺混合物(框20)。然后將混合物復(fù)合(框30)并制粒(框40)。然后將丸粒分批混合(框50)并包裝(框60)成適合的形式以備用。所得到的聚酰胺組合物可以用于制造各種模制品、纖維和膜。適合的成型技術(shù)包含注塑、熔融紡絲、澆鑄和擠出。在特別的實施方案中，聚酰胺組合物可用于通過注塑技術(shù)制造電子電纜扎帶。圖2例示了依照本發(fā)明的實施方案形成電纜扎帶的方法100。將如上所述的聚酰胺組合物在適合的溫度如約250°C至約300°C下熔融(框110)。然后將該組合物以優(yōu)選低于約lOOOkgf/cm2的注射壓力注入適合的模具中(框120)。將模具冷卻以使聚酰胺組合物固化成電纜扎帶的形式(框130)。然后將電纜扎帶從模具中脫出(框140)。圖3顯示了依照本發(fā)明的一種實施方案的示例性的電纜扎帶200。電纜扎帶200包括細(xì)長主體210、輪齒220和棘齒230。在使用中，電纜扎帶200卷繞到一個或多個物體上，并將齒220插入棘齒230中。棘齒230包括與單個輪齒接觸(interface)的鎖緊機構(gòu)。當(dāng)然，使用本發(fā)明的聚酰胺組合物能夠制造出眾多不同的電纜扎帶構(gòu)造。如下面實施例中所述，與常規(guī)聚酰胺-6和聚酰胺-66組合物相比，由本發(fā)明的聚酰胺組合物制成的電纜扎帶具有改善的結(jié)晶度、較低的注射壓力、降低的粘模(moldsticking)和澆口破損和/或較低的脆性。因此對于包括形成電纜扎帶在內(nèi)的諸多應(yīng)用，本發(fā)明的聚酰胺組合物是聚酰胺-66的可行的替代品。
實施例在以下實施例中更具體地描述了本發(fā)明，以下實施例僅用于作為示例，因為在本發(fā)明范圍內(nèi)的各種改造和變化對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的。除非另外指出，以下實施例中報道的所有份數(shù)、百分比和比例都是以重量計的，實施例中所用的所有試劑都獲自或可獲自下述化學(xué)品供應(yīng)商或者可以通過常規(guī)技術(shù)合成。下表I中給出的實施例1-2和對比例A-B的組合物使用標(biāo)準(zhǔn)實驗室實踐方法，通過將各成分輾轉(zhuǎn)共混(tumble blending)并將輾轉(zhuǎn)共混的成分供給到雙螺桿擠出機(實驗室尺寸30mm直徑)的喉道而制成母料。H35ZI和H8202NLB是可獲自HoneywellInternational Inc.的聚酰胺_6組合物。EBS表示潤滑劑N/N’-亞乙基雙硬脂酰胺。P22是可獲自Bruggemann Chemical的成核劑,其組成為90wt%聚酰胺-2. 2/10%水合娃酸招混合物。表I
權(quán)利要求
1.電纜扎帶，包括 包含聚酰胺組合物的細(xì)長聚合物主體，其中該聚酰胺組合物包含至少一種聚酰胺-6材料和至少一種分散在該聚酰胺材料內(nèi)的成核劑,所述至少一種成核劑包含至少一種有機材料和至少一種無機金屬材料。
2.權(quán)利要求1的電纜扎帶，進一步包括設(shè)置在細(xì)長聚合物主體第一端附近的輪齒和設(shè)置在細(xì)長聚合物主體第二端附近的棘齒，其中該棘齒適于接收所述輪齒并鎖緊到所述輪齒上。
3.權(quán)利要求1的電纜扎帶，其中所述聚酰胺-6的粘度小于約52FAV。
4.權(quán)利要求1的電纜扎帶，其中所述聚酰胺-6的粘度為約30至約42FAV。
5.權(quán)利要求1的電纜扎帶，其中所述有機材料包括聚合物。
6.權(quán)利要求1的電纜扎帶，其中所述有機材料包括具有小于5:1的碳原子酰胺基團比例的聚酰胺材料。
7.權(quán)利要求1的電纜扎帶，其中所述有機材料包括具有不大于2:1的碳原子酰胺基團比例的聚酰胺材料。
8.權(quán)利要求1的電纜扎帶,其中所述有機材料包括聚酰胺-22。
9.權(quán)利要求1的電纜扎帶,其中所述有機材料占所述成核劑的至少約50wt%。
10.權(quán)利要求1的電纜扎帶,其中所述有機材料占所述成核劑的至少約75wt%。
11.權(quán)利要求1的電纜扎帶，其中所述至少一種無機金屬材料包括金屬氧化物、二氧化硅或它們的衍生物或組合。
12.權(quán)利要求1的電纜扎帶，其中所述至少一種無機金屬材料包括氧化鋁、二氧化硅或它們的衍生物。
13.權(quán)利要求1的電纜扎帶，其中所述至少一種無機金屬材料包括金屬硅酸鹽。
14.權(quán)利要求1的電纜扎帶，其中所述至少一種無機金屬材料包括水合硅酸鋁。
15.權(quán)利要求1的電纜扎帶，其中所述成核劑包含少于約25wt%的水合硅酸鋁。
16.權(quán)利要求1的電纜扎帶，其中所述成核劑由具有小于5:1的碳原子酰胺基團比例的聚酰胺材料與金屬氧化物、金屬硅酸鹽或這兩者構(gòu)成。
17.權(quán)利要求1的電纜扎帶，其中所述聚酰胺組合物包含少于O.5wt%的成核劑。
18.權(quán)利要求1的電纜扎帶，其中所述聚酰胺組合物進一步包含至少一種聚酰胺-66材料。
19.權(quán)利要求1的電纜扎帶，進一步包含至少一種潤滑劑，該潤滑劑包括至少一種硬脂酸鹽、硬脂酰胺、聚硅氧烷、聚烯烴、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或它們的組合。
20.權(quán)利要求19的電纜扎帶，其中所述潤滑劑選自由以下構(gòu)成的組亞乙基雙硬脂酰胺、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、硬脂酸鈣、硬脂酸鈉、聚二甲基硅氧烷、聚烯烴和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
21.權(quán)利要求19的電纜扎帶，其中所述至少一種潤滑劑是硬脂酰胺和硬脂酸鹽中的一者或兩者。
22.權(quán)利要求19的電纜扎帶，其中所述至少一種潤滑劑是亞乙基雙硬脂酰胺和硬脂酸鋅中的一者或兩者。
23.形成電纜扎帶的方法，包括使聚酰胺組合物熔化，該聚酰胺組合物包含至少一種聚酰胺-6材料和至少一種成核齊[J，該成核劑包含至少一種無機金屬材料和至少一種有機材料； 將熔融的聚酰胺組合物注射入模具中； 冷卻該模具以形成電纜扎帶；以及 將該電纜扎帶從模具中脫出。
24.權(quán)利要求23的方法，其中所述聚酰胺組合物在低于300°C的溫度熔化。
25.權(quán)利要求23的方法，其中所述聚酰胺組合物在小于1000kgf/cm2的壓力注射。
26.聚酰胺組合物，包含 至少一種具有小于約40FAV的粘度的聚酰胺-6材料； 少于約2. 0wt%的至少一種分散在該聚酰胺材料中的成核劑，所述至少一種成核劑包含至少約50wt%的有機聚合物和少于約50wt%的無機金屬材料；和 至少一種潤滑劑。
27.權(quán)利要求26的聚酰胺組合物，其中所述聚酰胺-6的粘度為30-42FAV。
28.權(quán)利要求26的聚酰胺組合物，其中所述有機聚合物包括具有小于5:1的碳原子酰胺基團比例的聚酰胺。
29.權(quán)利要求26的聚酰胺組合物，其中所述至少一種潤滑劑是硬脂酰胺和硬脂酸鹽中的一者或兩者。
30.權(quán)利要求26的聚酰胺組合物，其中所述潤滑劑包括亞乙基雙硬脂酰胺、硬脂酸鋅或這兩者。
31.權(quán)利要求26的聚酰胺組合物，其中所述至少一種無機金屬材料包括金屬硅酸鹽。
32.權(quán)利要求26的聚酰胺組合物，其中所述至少一種無機金屬材料包括水合硅酸鋁。
33.權(quán)利要求26的聚酰胺組合物，其中所述成核劑包含少于約25wt%的至少一種無機金屬材料。
全文摘要
提供了由低粘度聚酰胺-6與包含有機材料和無機金屬材料的成核劑形成的聚酰胺組合物。適合的有機材料包括有機聚合物。適合的無機金屬材料包括金屬氧化物和金屬硅酸鹽。還提供了電纜扎帶和由聚酰胺組合物模塑電纜扎帶的方法。
文檔編號B65D63/10GK103068692SQ201080068900
公開日2013年4月24日 申請日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者L.趙, J.W.袁, J.黃 申請人:霍尼韋爾國際公司