[發明專利]具有高流體屏障性能的聚酰胺材料

有效

• 申請號: 201080016010.4
• 申請日: 2010-04-08
• 公開（公告）號: CN102388105A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: C·韋爾熱拉蒂;O·安德斯;L·奧多尼;D·朗;P·索塔
• 申請（專利權）人: 羅地亞經營管理公司
• 主分類號: C08L77/00
• 分類號: C08L77/00;C08K5/435
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 陳文平

技術領域

本發明涉及具有高的流體、氣體和液體屏障性能的聚酰胺材料。這些材料尤其可以用于制造意圖容納或轉運流體的制品，例如尤其是導管、管道或儲罐。

背景技術

現有技術已知使用熱塑性材料制造意圖容納或轉運流體的單層或多層制品，例如，導管、管道或儲罐。

然而，經常需要對這些材料進行改進以賦予其令人滿意的氣體或液體屏障性能。

例如，已知使用多層(尤其是三層)的管道或儲罐；各層由不同的材料制成以賦予該組件對于其應用所需的屏障和機械性能是可能的。尤其可以提及聚乙烯-乙烯/乙烯醇共聚物-聚乙烯多層制品，在各層之間使用相容層(compatibilization?layer)。然而，這樣的制品(尤其是導管)生產成本高，且EVOH的轉化導致需要清洗擠出機，這往往會降低制造這些制品的生產能力。此外，可能會在各層不相容的材料之間出現分層的問題。

也已知使用層狀納米填料以降低塑性基質(尤其是聚酰胺基質)的滲透性。滲透性的這種降低是由于這些納米填料導致的“曲折”效應。現今最廣泛研究的層狀納米填料是近晶型粘土，主要是蒙脫土。但是，就必須在基質中使它們分層(exfoliate)(尤其是通過使用嵌入劑)以獲得具有較高的長寬比的單獨薄層而言，很難于使用這些產品。

因此，迄今為止，為了提高塑性材料的屏障性能，現有技術中提出了復雜、難以實施和成本高的解決方案；更甚者，經常以犧牲塑性材料的其他性能(例如，尤其是機械性能)為代價。

因此，需要開發使得人們可以獲得有效的不滲透性水平而同時避免上述弊端的聚酰胺材料。

發明內容

相當令人驚訝的是，本申請人已經證明，在聚酰胺基質中使用酚醛清漆樹脂和磺酰胺化合物使得可以以簡單的方式且不負面地改變所述材料的其他性質的情況下特別地獲得一種組合物，其適于生產具有對于氣體和液體的優良不滲透性水平的單層或多層制品。本發明的解決方案使得不僅能避免現有技術中已知的弊端，也可以獲得比商用系統高得多的優良的流體屏障性能。本發明的聚酰胺材料也具有良好的機械性能，例如，良好的模量/沖擊平衡和/或耐熱性，從而使得其能夠在高溫下處理和使用。

因此，本發明涉及一種尤其具有良好的流體屏障性能的聚酰胺組合物，包含至少一種聚酰胺基質、至少一種酚醛清漆樹脂和至少一種帶有至少一個磺酰胺官能團的化合物。

本發明還涉及酚醛清漆樹脂和帶有至少一個磺酰胺官能團的化合物用于制造具有良好的流體屏障性能的聚酰胺組合物的用途。

術語“具有高流體屏障性能的組合物或材料”意指相對于流體具有降低的滲透性的組合物或材料。根據本發明，流體可以是氣體或液體。作為氣體，尤其可以提及氧氣、二氧化碳、輕質烴類(如乙烷、丙烷、乙烯和丙烯)和水蒸汽。作為液體，可以提及非極性溶劑，尤其汽油類的典型溶劑，如甲苯或異辛烷，和/或極性溶劑，如水和醇類，及冷卻劑。應該指出，液體可以具有可變的粘度，例如尤其是類似于凝膠或乳膏的高粘度流體。

作為根據本發明的聚酰胺，可以提及半晶體或無定形聚酰胺類和共聚酰胺類，如脂族聚酰胺類、半芳族聚酰胺類，及更一般地通過脂族或芳族飽和二酸與芳族或脂族飽和伯二胺之間的縮聚獲得的線型聚酰胺類、通過內酰胺或氨基酸的縮聚獲得的聚酰胺類、或由這些各種不同單體的混合物的縮聚獲得的線型聚酰胺類。更具體地說，這些聚酰胺可以是，例如，聚己二酰己二胺、由對苯二甲酸和/或間苯二甲酸獲得的聚苯二酰胺類及由己二酸、由己二胺和由己內酰胺獲得的共聚酰胺類。

根據發明的一種優選的實施方式，聚酰胺基質包含至少一種聚酰胺，其選自聚酰胺PA?6、聚酰胺PA?66、聚酰胺PA?10、聚酰胺PA?11、聚酰胺PA?12、聚(間苯二甲胺)(poly(meta-xylylenediamine))(MXD6)及基于這些聚酰胺的混合物和共聚物。

聚酰胺優選選自：由直鏈二羧酸與直鏈或環狀二胺縮聚獲得的聚酰胺類，例如PA?6，6、PA?6，10、PA?6，12、PA?12，12、PA?4，6或MXD6；或由芳族二羧酸與直鏈或芳族二胺之間的縮聚獲得的聚酰胺類，例如聚對苯二酰胺類、聚間苯二酰胺類或聚芳酰胺類；以及由氨基酸(氨基酸可能是由內酰胺環水解開環產生的)本身的縮聚獲得的聚酰胺類，例如，PA?6、PA?7、PA?11或PA?12。

本發明的組合物還可以包含特別地源自上述聚酰胺類的共聚酰胺，或者這些聚酰胺或共聚酰胺類的混合物。

優選的聚酰胺是聚己二酰己二胺、聚己內酰胺或聚己二酰己二胺與聚己內酰胺的混合物。