聚酰胺布料、用于制备该布料的涂料组合物、由该布料制备的气囊以及该布料的回收的制作方法
未命名
09-23
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1.本公开涉及一种布料。更具体地,本公开涉及一种聚酰胺布料,用于制备该布料的涂料组合物、以及由该布料制备的气囊。本公开还涉及该布料的回收。
背景技术:
2.聚酰胺织物已广泛用于制作例如安全气囊、降落伞、睡袋、防水油布、帐篷等各种产品,特别是安全气囊产品。这些产品的生产通常是以聚酰胺织物作为基布,再在基布上覆盖树脂层(例如防水、和/或防油、和/或气密性涂层或复合层)而形成聚酰胺布,然后用聚酰胺布制成各种所需产品。例如,目前主流的安全气囊制造方法是以尼龙66树脂经纺丝、织制后形成的织物作为基布,再在基布上涂覆硅橡胶或氯丁橡胶形成气囊布,然后将两片气囊布相叠并缝制成实品安全气囊。
3.废旧聚酰胺布产品和这些产品制造中产生的聚酰胺布边角料等的回收再利用,例如废旧安全气囊布以及安全气囊生产中产生的气囊布边角料的回收再利用,是非常有意义的关注方向。
4.但是,由于聚酰胺布的树脂层材料与基布层材料的相容性,聚酰胺布的回收通常会存在问题。例如,作为当前主流气囊布树脂层材料的硅橡胶或氯丁橡胶在施加到基布层之后成为热固性树脂层。这使得树脂层与聚酰胺基布之间的相容性不佳,聚酰胺布回收时不能将树脂层与基布层一起直接回收造粒,而是首先需要使用大量的酸和水将树脂层与基布层剥离,过程中会产生大量废水废物。而且树脂层与基布层很难做到彻底剥离,基布上往往有树脂残留。这些缺陷使得聚酰胺布回收工艺繁琐且不环保,回收产品性能稳定性差,不利于规模化生产。
5.因此,需要提供一种回收简单、且性能稳定的聚酰胺布以及用于形成该聚酰胺布的树脂层的涂层材料。
技术实现要素:
6.本发明的一个目的是提供一种布料,其包含树脂层和基布层,其中树脂层包含聚酰胺聚合物,基布层由聚酰胺材料制成,所述聚酰胺聚合物包含由聚酰胺x形成的重复单元a、由聚酰胺y形成的重复单元b和由聚酰胺z形成的重复单元c,其中所述聚酰胺聚合物具有15000g/mol至55000g/mol的数均分子量,优选20000g/mol至50000g/mol的数均分子量。
7.本发明的一个目的是提供一种涂料组合物,其包含所述聚酰胺聚合物和溶剂。该涂料组合物用于形成本发明的布料的树脂层。
8.本发明的一个目的是提供一种制备布料的方法,其包括在基布上形成树脂层。
9.本发明的一个目的是提供一种制备布料的方法,其包括步骤:
10.(1)提供基布;和
11.(2)通过熔融挤出将本发明的聚酰胺聚合物施加到基布上。
12.本发明的一个目的是提供一种制品,其由本发明的布料制成。
13.本发明的一个目的是提供一种回收材料的方法,其特征在于所述材料是废旧的本发明的制品或制备本发明的制品所剩的布料的边角料。
14.本发明的目的通过以下实施方案实现。
15.1.一种布料,其包含树脂层和基布层,其中树脂层包含聚酰胺聚合物,所述聚酰胺聚合物的重复单元包含以下至少一项或由以下至少一项组成:
16.由聚酰胺x形成的重复单元a;
17.由聚酰胺y形成的重复单元b;和
18.由聚酰胺z形成的重复单元c,
19.其中聚酰胺x、聚酰胺y和聚酰胺z分别由二元羧酸与二元胺的缩聚得到、或者由内酰胺的开环聚合得到、或者由氨基酸的缩聚得到,
20.优选地,所述二元羧酸具有通式:hooc-r
1-cooh,其中所述基团r1为具有1至20个碳原子,优选2至12个碳原子的直链或支化的亚烷基,或具有6至20个碳原子,优选6至12个碳原子,更优选6至8个碳原子的亚芳基,优选亚苯基;所述二元胺具有通式:nh
2-r
2-nh2,其中所述基团r2为具有1至20个碳原子,优选6至12个碳原子的直链或支化的亚烷基,或具有6至20个碳原子,优选6至12个碳原子,更优选6至8个碳原子的亚芳基,优选亚苯基,
21.优选地,所述内酰胺为具有4至20个碳原子,优选4至16个碳原子,更优选4至12个碳原子的内酰胺,例如丁内酰胺、特戊内酰胺、己内酰胺、辛内酰胺、庚内酰胺、壬内酰胺、十一碳内酰胺、十二碳内酰胺,
22.优选地,所述氨基酸为式nh
2-r
3-cooh的氨基酸,其中所述基团r3为具有1至20个碳原子,优选3至11个碳原子的直链或支化的亚烷基,或具有6至20个碳原子,优选6至12个碳原子,更优选6至8个碳原子的亚芳基,优选亚苯基,
23.优选地,聚酰胺x、聚酰胺y和聚酰胺z之间彼此不同,
24.更优选地,聚酰胺x选自尼龙6、尼龙66、尼龙56、尼龙46、尼龙11、尼龙12、尼龙1012、尼龙1010、尼龙6i/6t、尼龙6t、尼龙9t、尼龙10t、或尼龙6t/6i;聚酰胺y选自尼龙6、尼龙66、尼龙56、尼龙46、尼龙11、尼龙12、尼龙1012、尼龙1010、尼龙6i/6t、尼龙6t、尼龙9t、尼龙10t、或尼龙6t/6i;聚酰胺z选自尼龙6、尼龙66、尼龙56、尼龙46、尼龙11、尼龙12、尼龙1012、尼龙1010、尼龙6i/6t、尼龙6t、尼龙9t、尼龙10t、或尼龙6t/6i,
25.其中所述聚酰胺聚合物具有15000g/mol至55000g/mol的数均分子量,优选20000g/mol至50000g/mol的数均分子量,
26.其中所述基布由聚酰胺材料制成,优选所述聚酰胺材料是尼龙66。
27.2.实施方案1所述的布料,其中所述聚酰胺聚合物的熔点在150℃至255℃之间,优选150℃至240℃之间。
28.3.实施方案1或2所述的布料,其中所述聚酰胺聚合物的弯曲模量在500mpa至3000mpa范围内,优选在600mpa至2500mpa范围内。
29.4.实施方案1至3任一项所述的布料,其中所述聚酰胺聚合物的重复单元包含以下各项或由以下各项组成:
30.10摩尔%至40摩尔%,优选20摩尔%至30摩尔%的重复单元a;
31.10摩尔%至40摩尔%,优选20摩尔%至30摩尔%的重复单元b;和
32.30摩尔%至70摩尔%,优选40摩尔%至60摩尔%的重复单元c,并且:
33.其中
34.形成重复单元a和重复单元b的聚酰胺x和聚酰胺y分别由式hooc-r
1-cooh的二元羧酸与式nh
2-r
2-nh2的二元胺的缩聚得到,其中r1为具有1至6个碳原子,优选2至4个碳原子的直链或支化的亚烷基,r2为具有4至8个碳原子,优选5至6个碳原子的直链或支化的亚烷基,或者
35.形成重复单元a和重复单元b的聚酰胺x和聚酰胺y分别由内酰胺的开环聚合得到,其中所述内酰胺为具有4至8个碳原子的内酰胺,优选聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙4、尼龙6、尼龙7、尼龙8,优选尼龙4、尼龙6;
36.其中聚酰胺x和聚酰胺y彼此不同;
37.其中形成重复单元c的聚酰胺z由式hooc-r
1-cooh的二元羧酸与式nh
2-r
2-nh2的二元胺的缩聚得到,其中r1为具有1至6个碳原子,优选2至4个碳原子的直链或支化的亚烷基,r2为具有10至20个碳原子,优选10至15个碳原子的直链或支化的亚烷基,或具有6至20个碳原子,优选6至12个碳原子,更优选6至8个碳原子的亚芳基,优选亚苯基,或者
38.形成重复单元c的聚酰胺z由内酰胺的开环聚合得到,其中所述内酰胺为具有9至12个碳原子的内酰胺,优选聚酰胺z选自尼龙9、尼龙10、尼龙11、尼龙12;
39.优选地,聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙6、尼龙66、尼龙56、尼龙46,聚酰胺z选自尼龙610、尼龙612、尼龙1012、尼龙1010。
40.5.实施方案4所述的布料,其中所述聚酰胺聚合物具有15000g/mol至28000g/mol的数均分子量,优选20000g/mol至28000g/mol的数均分子量。
41.6.实施方案4或5所述的布料,其中所述聚酰胺聚合物的熔点在150℃至180℃之间,更优选150℃至165℃之间。
42.7.实施方案4至6任一项所述的布料,其中所述聚酰胺聚合物的弯曲模量在600mpa至2000mpa范围内,优选在600mpa至1200mpa范围内。
43.8.实施方案1至3任一项所述的布料,其中所述聚酰胺聚合物的重复单元仅包含:
44.10摩尔%至90摩尔%,优选20摩尔%至80摩尔%的重复单元a;和
45.10摩尔%至90摩尔%,优选20摩尔%至80摩尔%的重复单元b,
46.其中聚酰胺x和聚酰胺y彼此不同,并且:
47.其中形成重复单元a和重复单元b的聚酰胺x和聚酰胺y分别由式hooc-r
1-cooh的二元羧酸与式nh
2-r
2-nh2的二元胺的缩聚得到,其中r1为具有1至6个碳原子,优选2至4个碳原子的直链或支化的亚烷基,r2为具有4至8个碳原子,优选5至6个碳原子的直链或支化的亚烷基,或者
48.形成重复单元a和重复单元b的聚酰胺x和聚酰胺y分别由内酰胺的开环聚合得到,其中所述内酰胺为具有4至8个碳原子的内酰胺,优选聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙4、尼龙6、尼龙7、尼龙8,优选尼龙4、尼龙6;
49.优选地,聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙6、尼龙66、尼龙56、尼龙46,更优选聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙6、尼龙66。
50.9.实施方案8所述的布料,其中所述聚酰胺聚合物的弯曲模量在600mpa至2500mpa范围内,优选在2000mpa至2500mpa范围内。
51.10.实施方案1至3任一项所述的布料,其中所述聚酰胺聚合物的重复单元仅包含重复单元a,
52.其中形成重复单元a的聚酰胺x由式hooc-r
1-cooh的二元羧酸与式nh
2-r
2-nh2的二元胺的缩聚得到,其中r1为具有2至10个碳原子,优选4至8个碳原子的直链或支化的亚烷基,r2为具有8至14个碳原子,优选10至12个碳原子的直链或支化的亚烷基,或者
53.形成重复单元a的聚酰胺x由内酰胺的开环聚合得到,其中所述内酰胺为具有9至12个碳原子的内酰胺,
54.优选聚酰胺x选自尼龙12、尼龙610、尼龙612、尼龙1012、和尼龙11。
55.11.实施方案10所述的布料,其中所述聚酰胺聚合物的弯曲模量在600mpa至2500mpa范围内,优选在1000mpa至1500mpa范围内。
56.12.实施方案8至11任一项所述的布料,其中所述聚酰胺聚合物具有20000g/mol至50000g/mol的数均分子量,优选30000g/mol至50000g/mol的数均分子量。
57.13.实施方案8至12任一项所述的布料,其中所述聚酰胺聚合物的熔点在170℃至240℃之间,更优选在175℃至230℃之间。
58.14.实施方案1至13任一项所述的布料,其中所述树脂层占布料总重量的2至15重量%,优选5至10重量%,优选所述树脂层直接施加到基布上。
59.15.一种涂料组合物,其包含实施方案4至7任一项所定义的聚酰胺聚合物以及有机溶剂,优选其中所述有机溶剂为c1至c8脂族醇类溶剂、c2至c8脂族羧酸类溶剂、c5至c8杂环族醇类溶剂、c6至c
12
芳族羧酸类溶剂、c6至c
12
酚类溶剂、或其中两种或更多种的组合,其中杂环族醇类溶剂中的杂原子选自o或s,优选所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、2-丙醇、苯甲醇、糠醇、甲酸、苯酚和间-甲酚。
60.16.实施方案15所述的涂料组合物,其中所述有机溶剂选自c1至c8脂族醇类溶剂,优选选自甲醇、乙醇和2-丙醇,并且所述涂料组合物进一步包含水,优选地,基于有机溶剂和水的总量,水的含量为5至30重量%,优选10至20重量%。
61.17.一种制备实施方案1至14任一项所述的布料的方法,其包括:
62.(1)提供基布,所述基布由聚酰胺材料制成,更优选由尼龙66制成,和
63.(2)将包含实施方案1至13任一项所定义的聚酰胺聚合物的涂布液施加到基布上。
64.18.实施方案17所述的制备方法,其中所述涂布液为实施方案15或16任一项所述的涂料组合物。
65.19.实施方案17所述的制备方法,其中所述涂布液通过将实施方案1至13任一项所定义的聚酰胺聚合物熔融形成。
66.20.实施方案19所述的制备方法,其中步骤(2)通过熔融挤出将涂布液施加到基布上。
67.21.一种制品,所述制品由实施方案1至14任一项所述的布料制成或由实施方案17至20任一项所述的方法制备的布料制成,优选所述制品为安全气囊。
68.22.一种回收材料的方法,其特征在于所述材料是废旧的实施方案1至14任一项所述的布料或制备实施方案21所述的制品所剩的边角料。
69.本发明的聚酰胺聚合物非常适合用于通过涂覆或熔融挤出等方式在由纤维制成的基布,尤其是由聚酰胺纤维制成的基布上形成树脂层,从而得到合适的布料用于各种用
途。本发明的聚酰胺聚合物使得获得的布料不仅重量轻,而且还有良好的气密性以及机械性能,例如耐破裂性、优异的抗拉强度和耐撕裂性等,适合用于制作例如安全气囊、降落伞、睡袋,防水油布、帐篷等各种产品,特别是安全气囊产品。而且,更优异的一点是,当所用基布是聚酰胺材料制成的基布时,本发明的聚酰胺聚合物形成的树脂层与基布具有良好的相容性,这进一步改善气密性以及机械性能,而且使用本发明的聚酰胺聚合物形成树脂层且使用聚酰胺材料制成基布层使得所得布料回收方便。例如,可以将回收的布料(如废旧产品或产品制作中产生的布料边角料)直接溶于合适的溶剂,得到可以用于各种用途的回收材料,而无需复杂的脱胶、剥离等过程。另外,还可以将回收的布料(如废旧产品或产品制作中产生的布料边角料)直接熔融并成型或直接熔融并挤出成物料(例如粒料)以用于各种用途,而无需复杂的溶解、脱胶、剥离等过程。回收的材料可以直接用于制造各种其他产品,如工程塑料。与以相应的非回收材料制备的产品相比,用本发明的回收的材料制备的产品在外观、加工性能等各方面均保持相当,并没有降级。
具体实施方式
70.以下通过具体实施方式进一步详细介绍本发明。这些具体实施方式仅以示例目的给出,不作为对本发明的保护范围的限制。本发明的要求保护范围由权利要求限定。
71.布料
72.本发明的一个方面涉及一种布料,其包含树脂层和基布层,其中树脂层包含聚酰胺聚合物。
73.聚酰胺聚合物
74.本发明中用于形成树脂层的聚酰胺聚合物的重复单元包含以下至少一项或由以下至少一项组成:
75.重复单元a,其由聚酰胺x形成;
76.重复单元b,其由聚酰胺y形成;以及
77.重复单元c,其由聚酰胺z形成。
78.适用作本发明的聚酰胺x、聚酰胺y和聚酰胺z可以是由二元羧酸或多元羧酸与二元胺或多胺缩聚得到的聚合物。优选地,在本发明的范围内,聚酰胺x、聚酰胺y和聚酰胺z各自是由二元羧酸与二元胺缩聚得到的聚合物,或者是由内酰胺开环聚合得到的聚合物,或者是由氨基酸的缩聚得到的聚合物。在本发明范围内术语“聚酰胺”与术语“尼龙”具有相同含义,并可缩写为“pa”。
79.优选地,适用于制备聚酰胺x、聚酰胺y和聚酰胺z的二元羧酸的通式为hooc-r
1-cooh,其中所述基团r1为具有1至20个碳原子,优选2至12个碳原子的直链或支化的亚烷基,或具有6至20个碳原子,优选6至12个碳原子,更优选6至8个碳原子的亚芳基;适用于制备聚酰胺x、聚酰胺y和聚酰胺z的二元胺的通式为:nh
2-r
2-nh2,其中所述基团r2为具有1至20个碳原子,优选6至12个碳原子的直链或支化的亚烷基,或具有6至20个碳原子,优选6至12个碳原子,更优选6至8个碳原子的亚芳基。
80.适用于制备聚酰胺x、聚酰胺y和聚酰胺z的材料还可以是内酰胺,优选具有4至20个碳原子,优选4至16个碳原子,更优选4至12个碳原子的内酰胺,例如丁内酰胺、特戊内酰胺、己内酰胺、辛内酰胺、庚内酰胺、壬内酰胺、十一碳内酰胺、十二碳内酰胺等。
81.附加地或替代地,适用于制备聚酰胺x、聚酰胺y和聚酰胺z的材料还可以是式nh
2-r
3-cooh的氨基酸,其中所述基团r3为具有1至20个碳原子,优选3至11个碳原子的直链或支化的亚烷基,或具有6至20个碳原子,优选6至12个碳原子,更优选6至8个碳原子的亚芳基。
82.优选地,在本发明中,聚酰胺x选自尼龙6、尼龙66、尼龙56、尼龙46、尼龙610、尼龙612、尼龙11、尼龙12、尼龙1012、尼龙1010、尼龙6i/6t、尼龙6t、尼龙9t、尼龙10t、或尼龙6t/6i。
83.优选地,在本发明中,聚酰胺y选自尼龙6、尼龙66、尼龙56、尼龙46、尼龙610、尼龙612、尼龙11、尼龙12、尼龙1012、尼龙1010、尼龙6i/6t、尼龙6t、尼龙9t、尼龙10t、或尼龙6t/6i。
84.优选地,在本发明中,聚酰胺z选自尼龙6、尼龙66、尼龙56、尼龙46、尼龙610、尼龙612、尼龙11、尼龙12、尼龙1012、尼龙1010、尼龙6i/6t、尼龙6t、尼龙9t、尼龙10t、或尼龙6t/6i。
85.亚芳基的实例包括亚苯基,例如1,2-、1,3-和1,4-亚苯基,亚萘基,例如1,6-、1,7-、2,6-和2,7-亚萘基,以及衍生自蒽、菲和萘并萘的亚芳基。优选亚芳基为亚苯基。
86.例如,在一个实施方案中,本发明的聚酰胺聚合物为聚-pa6-pa66-pa610。在一个实施方案中,本发明的聚酰胺聚合物为聚-pa56-pa6-pa612。在一个实施方案中,本发明的聚酰胺聚合物为聚-pa6-pa66-pa612。在一个实施方案中,本发明的聚酰胺聚合物为聚-pa56-pa6-pa610。在一个实施方案中,本发明的聚酰胺聚合物为聚-pa66-pa6。在一个实施方案中,本发明的聚酰胺聚合物为聚-pa12、聚-pa610、聚-pa612、聚-pa1012、聚-pa11。
87.在本发明的范围内,当使用时,同一种尼龙材料采用“尼龙+原料符号”的形式描述。因此,材料“尼龙6t/6i”或材料“尼龙6i/6t”之类的表述在本发明的含义内作为单一种类的聚酰胺。例如,当聚酰胺x为尼龙6t/6i时,这是指尼龙6t/6i材料作为聚酰胺x形成重复单元a。
88.在本发明的聚酰胺聚合物中,当存在时,重复单元a的量例如可以为1摩尔%,5摩尔%,10摩尔%,15摩尔%,20摩尔%,25摩尔%,30摩尔%,35摩尔%,40摩尔%,45摩尔%,50摩尔%,55摩尔%,60摩尔%,65摩尔%,70摩尔%,75摩尔%,80摩尔%,85摩尔%,90摩尔%,95摩尔%,100摩尔%,以及这些数值之间的任何值。
89.在本发明的聚酰胺聚合物中,当存在时,重复单元b的量例如可以为1摩尔%,5摩尔%,10摩尔%,15摩尔%,20摩尔%,25摩尔%,30摩尔%,35摩尔%,40摩尔%,45摩尔%,50摩尔%,55摩尔%,60摩尔%,65摩尔%,70摩尔%,75摩尔%,80摩尔%,85摩尔%,90摩尔%,95摩尔%,100摩尔%,以及这些数值之间的任何值。
90.在本发明的聚酰胺聚合物中,当存在时,重复单元c的量例如可以为25摩尔%,30摩尔%,35摩尔%,40摩尔%,45摩尔%,50摩尔%,55摩尔%,60摩尔%,65摩尔%,70摩尔%,75摩尔%,80摩尔%,85摩尔%,90摩尔%,95摩尔%,100摩尔%,以及这些数值之间的任何值。
91.分别用于形成重复单元a、重复单元b和重复单元c的聚酰胺x、聚酰胺y和聚酰胺z彼此可以相同或不同,优选其中至少两个彼此不同,最优选聚酰胺x、聚酰胺y和聚酰胺z彼此都不同。
92.聚酰胺x、聚酰胺y和聚酰胺z可以用本领域技术人员已知的方法制备。合适的制备
方法例如可以参见一些专利文献,例如美国专利no.4,760,129、美国专利no.5,504,185、美国专利no.5,543,495、美国专利no.6,011,134等。
93.在一个优选实施方案中,本发明的聚酰胺x、聚酰胺y和聚酰胺z各自具有100g/mol至3000g/mol的数均分子量,例如100g/mol至2500g/mol、100g/mol至2000g/mol、100g/mol至1500g/mol、100至1000g/mol、200g/mol至3000g/mol、200g/mol至2500g/mol、200g/mol至2000g/mol、200g/mol至1500g/mol、200至1000g/mol、300g/mol至3000g/mol、300g/mol至2500g/mol、300g/mol至2000g/mol、300g/mol至1500g/mol、300g/mol至1000g/mol、400g/mol至3000g/mol、400g/mol至2500g/mol、400g/mol至2000g/mol、400g/mol至1500g/mol、400g/mol至1000g/mol、500g/mol至3000g/mol、500g/mol至2500g/mol、500g/mol至2000g/mol、500g/mol至1500g/mol、500g/mol至1000g/mol。就下限而言,本发明的聚酰胺x、聚酰胺y和聚酰胺z各自可具有大于或等于100g/mol的数均分子量,例如大于或等于150g/mol、大于或等于180g/mol、大于或等于200g/mol、大于或等于250g/mol、大于或等于300g/mol、大于或等于400g/mol或大于或等于500g/mol。就上限而言,本发明的聚酰胺x、聚酰胺y和聚酰胺z各自可具有小于或等于3000g/mol的数均分子量,例如小于或等于2500g/mol、小于或等于2000g/mol、小于或等于1500g/mol、小于或等于1000g/mol。
94.在一个优选的方案中,本发明的聚酰胺聚合物的重复单元由重复单元a、重复单元b和重复单元c组成,其中重复单元a、重复单元b和重复单元c的量均不为0。也就是说,本发明的聚酰胺聚合物仅由聚酰胺x、聚酰胺y和聚酰胺z聚合形成。
95.在一个优选的方案中,本发明的聚酰胺聚合物的重复单元由重复单元a和重复单元b组成。也就是说,本发明的聚酰胺聚合物仅由聚酰胺x和聚酰胺y聚合形成。
96.在一个优选的方案中,本发明的聚酰胺聚合物的重复单元由重复单元a组成。也就是说,本发明的聚酰胺聚合物仅由聚酰胺x聚合形成。
97.本发明的聚酰胺聚合物具有15000g/mol至55000g/mol的数均分子量,例如15000g/mol至55000g/mol、17500g/mol至55000g/mol、18000g/mol至55000g/mol、19000g/mol至55000g/mol、20000至55000g/mol、21000g/mol至55000g/mol、15000g/mol至53000g/mol、17500g/mol至53000g/mol、18000g/mol至53000g/mol、19000g/mol至53000g/mol、20000至53000g/mol、21000g/mol至53000g/mol、15000g/mol至52000g/mol、17500g/mol至52000g/mol、18000g/mol至52000g/mol、19000g/mol至52000g/mol、20000至52000g/mol、21000g/mol至52000g/mol、15000g/mol至51000g/mol、17500g/mol至51000g/mol、18000g/mol至51000g/mol、19000g/mol至51000g/mol、20000至51000g/mol、21000g/mol至51000g/mol、15000g/mol至50000g/mol、17500g/mol至50000g/mol、18000g/mol至50000g/mol、19000g/mol至50000g/mol、20000至50000g/mol、21000g/mol至50000g/mol。就下限而言,本发明的聚酰胺聚合物可具有大于或等于15000g/mol的数均分子量,17000g/mol的数均分子量,例如大于或等于17500g/mol、大于或等于18000g/mol、大于或等于18500g/mol、大于或等于19000g/mol、大于或等于19500g/mol、大于或等于20000g/mol或大于或等于20500g/mol。就上限而言,本发明的聚酰胺聚合物可具有小于或等于55000g/mol的数均分子量,例如小于或等于53200g/mol、小于或等于53100g/mol、小于或等于53000g/mol、小于或等于52500g/mol、小于或等于52000g/mol、小于或等于51000g/mol、小于或等于50000g/mol。
98.本发明中所述的数均分子量根据说明书实施例部分给出的测试方法通过尺寸排
阻色谱法(sec)使用可商购聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)标准物测定。所述测定通过凝胶渗透色谱法采用thf作为洗脱剂进行的(流速:1ml/分钟;注射体积:100μl)。
99.在一些实施方案中,本发明的聚酰胺聚合物的熔点在150℃至255℃之间,优选150℃至240℃之间,例如可以为150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、250℃、255℃,以及它们之间的任何值。本发明的聚酰胺聚合物的熔点根据说明书实施例部分给出的测试方法使用dsc测定。
100.在一些实施方案中,本发明的聚酰胺聚合物的弯曲模量在500mpa至3000mpa范围内,优选在600mpa至2500mpa范围内,例如可以为600mpa、700mpa、800mpa、900mpa、1000mpa、1200mpa、1400mpa、1600mpa、1800mpa、2000mpa、2200mpa、2300mpa、2500mpa,以及它们之间的任何值。本发明所述的弯曲模量按照iso178,在23℃、50%rh的条件下测定。
101.在一个特定实施方案中,本发明的聚酰胺聚合物的重复单元包含以下各项或由以下各项组成:10摩尔%至40摩尔%的重复单元a;10摩尔%至40摩尔%的重复单元b;和30摩尔%至70摩尔%的重复单元c,其中重复单元a、重复单元b和重复单元c彼此互不相同,并且所述聚酰胺聚合物的分子量在15000g/mol至28000g/mol范围内,优选所述聚酰胺聚合物的熔点在150℃至180℃之间,更优选150℃至165℃之间,优选所述聚酰胺聚合物的弯曲模量在600mpa至2000mpa范围内,优选在600mpa至1200mpa范围内,优选地,该聚酰胺聚合物只包含重复单元a、重复单元b和重复单元c,优选地,聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙6、尼龙66、尼龙56、尼龙46,聚酰胺z选自尼龙610、尼龙612、尼龙1012、尼龙1010。
102.在一个特定实施方案中,本发明的聚酰胺聚合物的重复单元包含以下各项或由以下各项组成:10摩尔%至40摩尔%的重复单元a;10摩尔%至40摩尔%的重复单元b;和30摩尔%至70摩尔%的重复单元c,其中重复单元a、重复单元b和重复单元c彼此互不相同,并且所述聚酰胺聚合物的分子量在20000g/mol至28000g/mol范围内,优选所述聚酰胺聚合物的熔点在150℃至180℃之间,更优选150℃至165℃之间,优选所述聚酰胺聚合物的弯曲模量在600mpa至2000mpa范围内,优选在600mpa至1200mpa范围内,优选地,该聚酰胺聚合物只包含重复单元a、重复单元b和重复单元c,优选地,聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙6、尼龙66、尼龙56、尼龙46,聚酰胺z选自尼龙610、尼龙612、尼龙1012、尼龙1010。
103.在一个特定实施方案中,本发明的聚酰胺聚合物的重复单元包含以下各项或由以下各项组成:20摩尔%至30摩尔%的重复单元a;20摩尔%至30摩尔%的重复单元b;和40摩尔%至60摩尔%的重复单元c,其中重复单元a、重复单元b和重复单元c彼此互不相同,并且所述聚酰胺聚合物的分子量在15000g/mol至28000g/mol范围内,优选所述聚酰胺聚合物的熔点在150℃至180℃之间,更优选150℃至165℃之间,优选所述聚酰胺聚合物的弯曲模量在600mpa至2000mpa范围内,优选在600mpa至1200mpa范围内,优选地,该聚酰胺聚合物只包含重复单元a、重复单元b和重复单元c,优选地,聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙6、尼龙66、尼龙56、尼龙46,聚酰胺z选自尼龙610、尼龙612、尼龙1012、尼龙1010。
104.在一个特定实施方案中,本发明的聚酰胺聚合物的重复单元包含以下各项或由以下各项组成:20摩尔%至30摩尔%的重复单元a;20摩尔%至30摩尔%的重复单元b;和40摩尔%至60摩尔%的重复单元c,其中重复单元a、重复单元b和重复单元c彼此互不相同,并且所述聚酰胺聚合物的分子量在20000g/mol至28000g/mol范围内,优选所述聚酰胺聚合物的熔点在150℃至180℃之间,更优选150℃至165℃之间,优选所述聚酰胺聚合物的弯曲模量
在600mpa至2000mpa范围内,优选在600mpa至1200mpa范围内,优选地,该聚酰胺聚合物只包含重复单元a、重复单元b和重复单元c,优选地,聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙6、尼龙66、尼龙56、尼龙46,聚酰胺z选自尼龙610、尼龙612、尼龙1012、尼龙1010。
105.在一个特定实施方案中,本发明的聚酰胺聚合物的重复单元包含以下各项或由以下各项组成:10摩尔%至90摩尔%的重复单元a;10摩尔%至90摩尔%的重复单元b;和0摩尔%的重复单元c,其中重复单元a和重复单元b彼此互不相同,并且所述聚酰胺聚合物的分子量在20000g/mol至50000g/mol范围内,优选所述聚酰胺聚合物的熔点在170℃至240℃之间,更优选在185℃至230℃之间,优选所述聚酰胺聚合物的弯曲模量在600mpa至2500mpa范围内,优选在2000mpa至2500mpa范围内,优选地,该聚酰胺聚合物只包含重复单元a和重复单元b,优选地,聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙6、尼龙66、尼龙56、尼龙46,更优选聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙6、尼龙66。
106.在一个特定实施方案中,本发明的聚酰胺聚合物的重复单元包含以下各项或由以下各项组成:20摩尔%至80摩尔%的重复单元a;20摩尔%至80摩尔%的重复单元b;和0摩尔%的重复单元c,其中重复单元a和重复单元b彼此互不相同,并且所述聚酰胺聚合物的分子量在30000g/mol至40000g/mol范围内,优选所述聚酰胺聚合物的熔点在170℃至240℃之间,更优选在185℃至230℃之间,优选所述聚酰胺聚合物的弯曲模量在600mpa至2500mpa范围内,优选在2000mpa至2500mpa范围内,优选地,该聚酰胺聚合物只包含重复单元a和重复单元b,优选地,聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙6、尼龙66、尼龙56、尼龙46,更优选聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙6、尼龙66。
107.在一个特定实施方案中,本发明的聚酰胺聚合物的重复单元仅包含重复单元a,并且所述聚酰胺聚合物的分子量在30000g/mol至50000g/mol范围内,优选所述聚酰胺聚合物的熔点在170℃至240℃之间,更优选在170℃至190℃之间,优选所述聚酰胺聚合物的弯曲模量在600mpa至2500mpa范围内,优选在1000mpa至1500mpa范围内,优选地,聚酰胺x选自尼龙12、尼龙610、尼龙612、尼龙1012、和尼龙11。
108.在一个特定实施方案中,本发明的聚酰胺聚合物的重复单元包含以下各项或由以下各项组成::
109.10摩尔%至40摩尔%的重复单元a;
110.10摩尔%至40摩尔%的重复单元b;和
111.30摩尔%至70摩尔%的重复单元c,并且:
112.其中
113.形成重复单元a和重复单元b的聚酰胺x和聚酰胺y分别由式hooc-r
1-cooh的二元羧酸与式nh
2-r
2-nh2的二元胺的缩聚得到,其中r1为具有1至6个碳原子,优选2至4个碳原子的直链或支化的亚烷基,r2为具有4至8个碳原子,优选5至6个碳原子的直链或支化的亚烷基,或者
114.形成重复单元a和重复单元b的聚酰胺x和聚酰胺y分别由内酰胺的开环聚合得到,其中所述内酰胺为具有4至8个碳原子的内酰胺,优选聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙4、尼龙6、尼龙7、尼龙8,优选尼龙4、尼龙6;
115.其中聚酰胺x和聚酰胺y彼此不同;
116.其中形成重复单元c的聚酰胺z由式hooc-r
1-cooh的二元羧酸与式nh
2-r
2-nh2的二
元胺的缩聚得到,其中r1为具有1至6个碳原子,优选2至4个碳原子的直链或支化的亚烷基,r2为具有10至20个碳原子,优选10至15个碳原子的直链或支化的亚烷基,或具有6至20个碳原子,优选6至12个碳原子,更优选6至8个碳原子的亚芳基,优选亚苯基,或者
117.形成重复单元c的聚酰胺z由内酰胺的开环聚合得到,其中所述内酰胺为具有9至12个碳原子的内酰胺,优选聚酰胺z选自尼龙9、尼龙10、尼龙11、尼龙12;
118.优选地,聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙6、尼龙66、尼龙56、尼龙46,聚酰胺z选自尼龙610、尼龙612、尼龙1012、尼龙1010,
119.其中所述聚酰胺聚合物的分子量在15000g/mol至28000g/mol范围内,优选其中所述聚酰胺聚合物的分子量在20000g/mol至28000g/mol范围内,
120.优选地,所述聚酰胺聚合物的熔点在150℃至180℃之间,更优选150℃至165℃之间,
121.优选地,所述聚酰胺聚合物的弯曲模量在600mpa至2000mpa范围内,优选在600mpa至1200mpa范围内。
122.在一个特定实施方案中,本发明的聚酰胺聚合物的重复单元包含以下各项或由以下各项组成::
123.20摩尔%至30摩尔%的重复单元a;
124.20摩尔%至30摩尔%的重复单元b;和
125.40摩尔%至60摩尔%的重复单元c,并且:
126.其中
127.形成重复单元a和重复单元b的聚酰胺x和聚酰胺y分别由式hooc-r
1-cooh的二元羧酸与式nh
2-r
2-nh2的二元胺的缩聚得到,其中r1为具有1至6个碳原子,优选2至4个碳原子的直链或支化的亚烷基,r2为具有4至8个碳原子,优选5至6个碳原子的直链或支化的亚烷基,或者
128.形成重复单元a和重复单元b的聚酰胺x和聚酰胺y分别由内酰胺的开环聚合得到,其中所述内酰胺为具有4至8个碳原子的内酰胺,优选聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙4、尼龙6、尼龙7、尼龙8,优选尼龙4、尼龙6;
129.其中聚酰胺x和聚酰胺y彼此不同;
130.其中形成重复单元c的聚酰胺z由式hooc-r
1-cooh的二元羧酸与式nh
2-r
2-nh2的二元胺的缩聚得到,其中r1为具有1至6个碳原子,优选2至4个碳原子的直链或支化的亚烷基,r2为具有10至20个碳原子,优选10至15个碳原子的直链或支化的亚烷基,或具有6至20个碳原子,优选6至12个碳原子,更优选6至8个碳原子的亚芳基,优选亚苯基,或者
131.形成重复单元c的聚酰胺z由内酰胺的开环聚合得到,其中所述内酰胺为具有9至12个碳原子的内酰胺,优选聚酰胺z选自尼龙9、尼龙10、尼龙11、尼龙12;
132.优选地,聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙6、尼龙66、尼龙56、尼龙46,聚酰胺z选自尼龙610、尼龙612、尼龙1012、尼龙1010;
133.其中所述聚酰胺聚合物的分子量在15000g/mol至28000g/mol范围内,优选其中所述聚酰胺聚合物的分子量在20000g/mol至28000g/mol范围内,
134.优选地,所述聚酰胺聚合物的熔点在150℃至180℃之间,更优选150℃至165℃之间,
135.优选地,所述聚酰胺聚合物的弯曲模量在600mpa至2000mpa范围内,优选在600mpa至1200mpa范围内。
136.在一个特定实施方案中,本发明的聚酰胺聚合物的重复单元仅包含:
137.10摩尔%至90摩尔%的重复单元a;和
138.10摩尔%至90摩尔%的重复单元b,
139.其中聚酰胺x和聚酰胺y彼此不同,并且:
140.其中形成重复单元a和重复单元b的聚酰胺x和聚酰胺y分别由式hooc-r
1-cooh的二元羧酸与式nh
2-r
2-nh2的二元胺的缩聚得到,其中r1为具有1至6个碳原子,优选2至4个碳原子的直链或支化的亚烷基,r2为具有4至8个碳原子,优选5至6个碳原子的直链或支化的亚烷基,或者
141.形成重复单元a和重复单元b的聚酰胺x和聚酰胺y分别由内酰胺的开环聚合得到,其中所述内酰胺为具有4至8个碳原子的内酰胺,优选聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙4、尼龙6、尼龙7、尼龙8,优选尼龙4、尼龙6;
142.优选地,聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙6、尼龙66、尼龙56、尼龙46,更优选聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙6、尼龙66,
143.其中所述聚酰胺聚合物的分子量在20000g/mol至50000g/mol范围内,优选在30000g/mol至50000g/mol范围内,更优选在30000g/mol至40000g/mol范围内,
144.优选地,所述聚酰胺聚合物的熔点在170℃至240℃之间,更优选在185℃至230℃之间,
145.优选地,所述聚酰胺聚合物的弯曲模量在600mpa至2500mpa范围内,优选在2000mpa至2500mpa范围内。
146.在一个特定实施方案中,本发明的聚酰胺聚合物的重复单元仅包含:
147.20摩尔%至80摩尔%的重复单元a;和
148.20摩尔%至80摩尔%的重复单元b,
149.其中聚酰胺x和聚酰胺y彼此不同,并且:
150.其中形成重复单元a和重复单元b的聚酰胺x和聚酰胺y分别由式hooc-r
1-cooh的二元羧酸与式nh
2-r
2-nh2的二元胺的缩聚得到,其中r1为具有1至6个碳原子,优选2至4个碳原子的直链或支化的亚烷基,r2为具有4至8个碳原子,优选5至6个碳原子的直链或支化的亚烷基,或者
151.形成重复单元a和重复单元b的聚酰胺x和聚酰胺y分别由内酰胺的开环聚合得到,其中所述内酰胺为具有4至8个碳原子的内酰胺,优选聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙4、尼龙6、尼龙7、尼龙8,优选尼龙4、尼龙6;
152.优选地,聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙6、尼龙66、尼龙56、尼龙46,更优选聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙6、尼龙66,
153.其中所述聚酰胺聚合物的分子量在20000g/mol至50000g/mol范围内,优选在30000g/mol至50000g/mol范围内,更优选在30000g/mol至40000g/mol范围内,
154.优选地,所述聚酰胺聚合物的熔点在170℃至240℃之间,更优选在185℃至230℃之间,
155.优选地,所述聚酰胺聚合物的弯曲模量在600mpa至2500mpa范围内,优选在
2000mpa至2500mpa范围内。
156.在一个特定实施方案中,本发明的聚酰胺聚合物的重复单元仅包含重复单元a,
157.其中形成重复单元a的聚酰胺x由式hooc-r
1-cooh的二元羧酸与式nh
2-r
2-nh2的二元胺的缩聚得到,其中r1为具有2至10个碳原子,优选4至8个碳原子的直链或支化的亚烷基,r2为具有8至14个碳原子,优选10至12个碳原子的直链或支化的亚烷基,或者
158.形成重复单元a的聚酰胺x由内酰胺的开环聚合得到,其中所述内酰胺为具有9至12个碳原子的内酰胺,
159.优选聚酰胺x选自尼龙12、尼龙610、尼龙612、尼龙1012、和尼龙11,
160.其中所述聚酰胺聚合物的分子量在20000g/mol至50000g/mol范围内,优选在30000g/mol至50000g/mol范围内,更优选在40000g/mol至50000g/mol范围内,
161.优选地,所述聚酰胺聚合物的熔点在170℃至240℃之间,更优选在170℃至190℃之间,
162.优选地,所述聚酰胺聚合物的弯曲模量在600mpa至2500mpa范围内,优选在1000mpa至1500mpa范围内。
163.本发明的聚酰胺聚合物的制备可以通过将聚酰胺x、聚酰胺y和聚酰胺z混合在一起进行聚合而制备。
164.在一个示例性的实施方案中,可以在制备本发明的聚酰胺聚合物的方法的初始聚合步骤前加入含磷催化剂。合适的磷催化剂包括,但不限于,亚磷酸;膦酸;烷基-和芳基-取代的膦酸;次磷酸;烷基-、芳基-和烷基-/芳基-取代的次膦酸;和磷酸。这些含磷酸的酯和盐也适合加入并包括,但不限于,烷基-、芳基-和烷基-/芳基-酯、金属盐、铵盐和铵烷基盐。
165.本发明的聚酰胺聚合物的聚合可根据用于聚酰胺如尼龙6,6的聚合的常规连续或分批运行条件进行(参见例如m.kohan,nylon plastics handbook,1995;和g.odian,principles of polymerization,第4版,2004)。
166.这样的聚合法可包括以下一项或多项:(a)在搅拌下加热聚酰胺x、聚酰胺y和聚酰胺z的共混物;(b)使共混物在合适的压力和温度下保持给定时间,同时借助合适的装置除去水;接着(c)减压和在惰性气氛(例如氮气)下或在真空下在共混物的熔点以上保持给定时间,以通过除去形成的水副产物而继续聚合。
167.在聚合法结束时,通常用水将聚酰胺聚合物冷却,并通常以杆形式挤出。然后通常将这些杆转化成丸粒。
168.在另一个优选的实施方案中,本发明的聚酰胺聚合物可以通过以下方式制备:由二元胺和二元羧酸的缩聚或由内酰胺的开环分别得到聚酰胺x、y、z的酰胺盐(在二元胺和二元羧酸的反应中,一般二元胺稍微过量),然后在催化剂和水(引发剂)在一定温度、压力和惰性氛围下进行预聚然后熔融聚合得到最终三元共聚物。合适的磷催化剂包括,但不限于,亚磷酸;膦酸;烷基-和芳基-取代的膦酸;次磷酸;烷基-、芳基-和烷基-/芳基-取代的次膦酸;和磷酸。这些含磷酸的酯和盐也适合加入并包括,但不限于,烷基-、芳基-和烷基-/芳基-酯、金属盐、铵盐和铵烷基盐。
169.基布
170.基布是本发明的布料的基底层。本发明的基布可以由各种聚酰胺材料的织造织物或非织造织物制成,优选聚酰胺织物。合适的作为基布层材料的聚酰胺的非限制性实例包
括尼龙4t/4i、尼龙4t/6i、尼龙5t/5i、尼龙6、尼龙66、尼龙66/6、尼龙66/6t、尼龙6t/6i、尼龙6t/6i/6、尼龙6t/6、尼龙6t/6i/66、尼龙6t/mpmdt、尼龙6t/66、尼龙6t/610、尼龙10t/612、尼龙10t/106、尼龙6t/612、尼龙6t/10t、尼龙6t/10i、尼龙9t、尼龙10t、尼龙12t、尼龙10t/10i、尼龙10t/12、尼龙10t/11、尼龙6t/9t、尼龙6t/12t、尼龙6t/10t/6i、尼龙6t/6i/6、或尼龙-6t/61/12,或其共聚物,或其共混物、混合物或其组合。在一个优选实施方案中,基布层材料是尼龙66。
171.在一个实施方案中,本发明的基布可以具有2g/m2至30g/m2的基本重量,例如5g/m2至28g/m2,5g/m2至26g/m2,5g/m2至25g/m2,5g/m2至24g/m2,5g/m2至22g/m2,2g/m2至15g/m2,6g/m2至30g/m2,6g/m2至28g/m2,6g/m2至26g/m2,6g/m2至24g/m2,6g/m2至22g/m2,7g/m2至30g/m2,7g/m2至28g/m2,7g/m2至26g/m2,7g/m2至24g/m2,7g/m2至22g/m2,8g/m2至30g/m2,8g/m2至28g/m2,8g/m2至26g/m2,8g/m2至24g/m2,8g/m2至22g/m2,9g/m2至30g/m2,9g/m2至28g/m2,9g/m2至26g/m2,9g/m2至24g/m2,9g/m2至22g/m2,15g/m2至25g/m2,或10g/m2至20g/m2。就下限而言,本发明的基布的基本重量可以大于或等于5g/m2,例如大于或等于6g/m2,大于或等于7g/m2,大于或等于8g/m2,大于或等于9g/m2,或大于或等于10g/m2。就上限而言,本发明的基布的基本重量可以小于或等于30g/m2,例如小于或等于28g/m2,小于或等于26g/m2,小于或等于25g/m2,小于或等于24g/m2,小于或等于22g/m2,或小于或等于20g/m2。在一些情况下,本发明的基布的基本重量可以是约8g/m2,约9g/m2,约10g/m2,约11g/m2,约12g/m2,约13g/m2,约14g/m2,约15g/m2,约16g/m2,约17g/m2,约18g/m2,约19g/m2,约20g/m2,约21g/m2,或约22g/m2,或在这些数值之间的基本重量。
172.在基布为织造织物的实施方案中,本发明的基布也可以具有5g/m2至200g/m2的基本重量,例如50g/m2至200g/m2,110g/m2至200g/m2,120g/m2至190g/m2,130g/m2至180g/m2,140g/m2至170g/m2,或150g/m2至160g/m2。就下限而言,本发明的基布的基本重量可以大于或等于5g/m2,例如大于或等于50g/m2,大于或等于110g/m2,大于或等于120g/m2,大于或等于130g/m2,大于或等于140g/m2,或大于或等于150g/m2。就上限而言,本发明的基布的基本重量可以小于或等于200g/m2,例如小于或等于190g/m2,小于或等于180g/m2,小于或等于170g/m2,或小于或等于160g/m2。
173.在一些实施方案中,发明的基布包含具有小于或等于50微米的平均纤维直径的多个纤维,例如小于或等于45微米,小于或等于40微米,小于或等于35微米,小于或等于30微米,小于或等于25微米,小于或等于20微米,小于或等于15微米,小于或等于10微米,或小于或等于5微米。就下限而言,多个纤维可以具有大于或等于1微米的平均纤维直径,例如大于或等于1.5微米,大于或等于2微米,大于或等于2.5微米,大于或等于5微米,或大于或等于10微米。就范围而言,多个纤维可以具有1微米至50微米的平均纤维直径,例如1微米至45微米,1微米至40微米,1微米至35微米,1微米至30微米,1微米至20微米,1微米至15微米,1微米至10微米,1微米至5微米,1.5微米至25微米,1.5微米至20微米,1.5微米至15微米,1.5微米至10微米,1.5微米至5微米,2微米至25微米,2微米至20微米,2微米至15微米,2微米至10微米,2微米至5微米,2.5微米至25微米,2.5微米至20微米,2.5微米至15微米,2.5微米至10微米,2.5微米至5微米,5微米至45微米,5微米至40微米,5微米至35微米,5微米至30微米,10微米至45微米,10微米至40微米,10微米至35微米,10微米至30微米。在一些情况下,具有此尺寸的纤维可以称为微纤维。
174.在一些实施方案中,发明的基布包含具有小于1微米的平均纤维直径的多个纤维,例如小于或等于0.9微米,小于或等于0.8微米,小于或等于0.7微米,小于或等于0.6微米,小于或等于0.5微米,小于或等于0.4微米,小于或等于0.3微米,小于或等于0.2微米,小于或等于0.1微米,小于或等于0.05微米,小于或等于0.04微米,或小于或等于0.03微米。就下限而言,多个纤维的平均纤维直径可以大于或等于1纳米,例如大于或等于10纳米,大于或等于25纳米,或大于或等于50纳米。就范围而言,多个纤维的平均纤维直径可以是1纳米至1微米,例如1纳米至0.9微米,1纳米至0.8微米,1纳米至0.7微米,1纳米至0.6微米,1纳米至0.5微米,1纳米至0.4微米,1纳米至0.3微米,1纳米至0.2微米,1纳米至0.1微米,1纳米至0.05微米,1纳米至0.04微米,1纳米至0.3微米,10纳米至1微米,10纳米至0.9微米,10纳米至0.8微米,10纳米至0.7微米,10纳米至0.6微米,10纳米至0.5微米,10纳米至0.4微米,10纳米至0.3微米,10纳米至0.2微米,10纳米至0.1微米,10纳米至0.05微米,10纳米至0.04微米,10纳米至0.03微米,25纳米至1微米,25纳米至0.9微米,25纳米至0.8微米,25纳米至0.7微米,25纳米至0.6微米,25纳米至0.5微米,25纳米至0.4微米,25纳米至0.3微米,25纳米至0.2微米,25纳米至0.1微米,25纳米至0.05微米,25纳米至0.04微米,25纳米至0.03微米,50纳米至1微米,50纳米至0.9微米,50纳米至0.8微米,50纳米至0.7微米,50纳米至0.6微米,50纳米至0.5微米,50纳米至0.4微米,50纳米至0.3微米,50纳米至0.2微米,50纳米至0.1微米,50纳米至0.05微米,50纳米至0.04微米,或50纳米至0.03微米。在一些情况下,具有此尺寸的纤维可以称为纳米纤维。
175.在本发明的一些实施方案中,用于制造基布的聚酰胺纤维的长丝的根据astm d 1577测量的总纤度在100dtex至300dtex范围内,例如120dtex至280dtex,140dtex至250dtex,160dtex至220dtex,180dtex至200dtex。就下限而言,用于制造基布的聚酰胺纤维的长丝的总纤度可以大于或等于100dtex,例如大于或等于110dtex,大于或等于120dtex,大于或等于125dtex,大于或等于130dtex,大于或等于135dtex,或大于或等于140dtex,大于或等于145dtex,或大于或等于150dtex,大于或等于155dtex,或大于或等于160dtex,大于或等于165dtex,或大于或等于170dtex,大于或等于175dtex,或大于或等于180dtex,大于或等于185dtex,或大于或等于190dtex,大于或等于195dtex。就上限而言,用于制造基布的聚酰胺纤维的长丝的总纤度可以小于或等于300dtex,例如小于或等于260dtex,小于或等于240dtex,小于或等于220dtex,或小于或等于200dtex。
176.本发明的基布可以商购,也可以通过本领域技术人员已知的方式制备。例如,基布可以通过熔喷方式制备。在一个实施方案中,制备基布的方法包括使聚合物或聚合物溶液和加压推进剂气体(通常空气)两相流动到细的优选会聚通道。该通道通常和优选为环形配置。相信该聚合物在细的优选会聚通道内被气流剪切,以在通道两侧上都产生聚合物膜层。这些聚合物膜层被推进剂气流进一步剪切成纳米纤维。在此仍可使用移动收集带并通过调节带的速度控制纳米纤维非织造布的基重。也可使用收集器的距离控制纳米纤维非织造布的纤度。
177.涂料组合物
178.本发明的一个方面涉及一种涂料组合物,其包含本发明的聚酰胺聚合物和溶剂。在该涂料组合物中,所述聚酰胺聚合物的重复单元包含以下各项或由以下各项组成:
179.10摩尔%至40摩尔%,优选20摩尔%至30摩尔%的重复单元a;
180.10摩尔%至40摩尔%,优选20摩尔%至30摩尔%的重复单元b;和
181.30摩尔%至70摩尔%,优选40摩尔%至60摩尔%的重复单元c,并且:
182.其中
183.形成重复单元a和重复单元b的聚酰胺x和聚酰胺y分别由式hooc-r
1-cooh的二元羧酸与式nh
2-r
2-nh2的二元胺的缩聚得到,其中r1为具有1至6个碳原子,优选2至4个碳原子的直链或支化的亚烷基,r2为具有4至8个碳原子,优选5至6个碳原子的直链或支化的亚烷基,或者
184.形成重复单元a和重复单元b的聚酰胺x和聚酰胺y分别由内酰胺的开环聚合得到,其中所述内酰胺为具有4至8个碳原子的内酰胺,优选聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙4、尼龙6、尼龙7、尼龙8,优选尼龙4、尼龙6;
185.其中聚酰胺x和聚酰胺y彼此不同;
186.其中形成重复单元c的聚酰胺z由式hooc-r
1-cooh的二元羧酸与式nh
2-r
2-nh2的二元胺的缩聚得到,其中r1为具有1至6个碳原子,优选2至4个碳原子的直链或支化的亚烷基,r2为具有10至20个碳原子,优选10至15个碳原子的直链或支化的亚烷基,或具有6至20个碳原子,优选6至12个碳原子,更优选6至8个碳原子的亚芳基,优选亚苯基,或者
187.形成重复单元c的聚酰胺z由内酰胺的开环聚合得到,其中所述内酰胺为具有9至12个碳原子的内酰胺,优选聚酰胺z选自尼龙9、尼龙10、尼龙11、尼龙12;
188.优选地,聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙6、尼龙66、尼龙56、尼龙46,聚酰胺z选自尼龙610、尼龙612、尼龙1012、尼龙1010,
189.优选地,其中所述聚酰胺聚合物具有15000g/mol至28000g/mol的数均分子量,优选20000g/mol至28000g/mol的数均分子量,
190.优选地,其中所述聚酰胺聚合物的熔点在150℃至180℃之间,更优选150℃至165℃之间,
191.优选地,所述聚酰胺聚合物的弯曲模量在600mpa至2000mpa范围内,优选在600mpa至1200mpa范围内。
192.本领域技术人员可以根据需要选择本发明的聚酰胺聚合物在于涂料组合物中的用量。在一个实施方案中,基于本发明的涂料组合物重量计,本发明的聚酰胺聚合物的含量为5至70重量%,例如5重量%,10重量%,15重量%,20重量%,25重量%,30重量%,35重量%,40重量%,45重量%,50重量%,55重量%,60重量%,65重量%,70重量%,以及这些值之间的任何量。优选地,本发明基于本发明的涂料组合物重量计,本发明的聚酰胺聚合物的含量为20至60重量%,优选30至50重量%。
193.适用于本发明的涂料组合物的溶剂可以由本领域技术人员根据具体应用进行选择。合适地,适用于本发明的溶剂可以选自脂族或芳族醇类溶剂或杂环醇类溶剂,脂族或芳族羧酸类溶剂,优选c1至c8脂族醇类溶剂、c2至c8脂族羧酸类溶剂、c5至c8杂环族醇类溶剂、c6至c
12
芳族羧酸类溶剂、c6至c
12
酚类溶剂、或其中两种或更多种的组合,其中杂环族醇类溶剂种的杂原子选自o或s,更优选所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、2-丙醇、苯甲醇、糠醇、甲酸、苯酚和间-甲酚,尤其优选甲醇、乙醇、2-丙醇。
194.在一个优选实施方案中,适用于本发明的溶剂选自c1至c8脂族醇类溶剂,优选选自甲醇、乙醇和2-丙醇,并且优选所述c1至c8脂族醇类溶剂与水结合使用。
195.在一个实施方案中,所述c1至c8脂族醇类溶剂与助溶剂例如水结合使用,其中所述c1至c8脂族醇类溶剂与水的比例在10:1至1:10的范围内,例如10:1,9:1,8:1,7:1,6:1,5:1,4:1,3:1,2:1,1:1,1:2,1:3,1:4,1:5,1:6,1:7,1:8,1:9,1:10,以及这些数值范围内的任何比例。
196.在一个优选实施方案中,本发明的涂料组合物由本发明的聚酰胺聚合物和溶剂和如果存在的话助溶剂组成。
197.本发明的涂料组合物也可以进一步包含本领域中使用的合适的添加剂,例如阻燃剂、抗氧化剂、热稳定剂。
198.合适的阻燃剂的非限制性实例包括卤素基阻燃剂、非卤素基和低卤素基阻燃剂。卤素基阻燃剂的非限制性实例可以包括氯化烷属烃,氯化聚乙烯,六溴环十二烷(hbcd),十溴二苯醚(dbdpo),八溴二苯醚,四溴双酚a(tbba),双(三溴苯氧基)乙烷,双(五溴苯氧基)乙烷(bpbpe),四溴双酚a环氧树脂(tbba环氧),四溴双酚a碳酸酯(tbba-pc),亚乙基(双四溴邻苯二甲酰)亚胺(ebtbpi),亚乙基双五溴二苯基,三(三溴苯氧基)三嗪(ttbpta),双(二溴丙基)四溴双酚a(dbp-tbba),双(二溴丙基)四溴双酚s(dbp-tbbs),和溴化聚苯醚(brppe)(例如聚(二)溴亚苯基醚,等)。
199.卤素基阻燃剂历史上还伴随使用一种或多种阻燃剂协同剂。常规的阻燃剂协同剂包括锑的氧化物(例如三氧化二锑,四氧化二锑,五氧化二锑和锑酸钠),锡的氧化物(例如,一氧化锡和二氧化锡),铁的氧化物(例如,氧化铁(ii)和γ-氧化铁),氧化锌和硼酸锌。
200.非卤素阻燃剂的非限制性实例可以包括亚膦酸盐,例如二甲基亚膦酸钙,二甲基亚膦酸镁,二甲基亚膦酸铝,二甲基亚膦酸锌,苯并胍胺,三(羟乙基)异氰脲酸酯,异氰脲酸酯,乙内酰脲,甘脲,三聚氰胺氰脲酸盐,三聚氰胺磷酸酯,等。
201.当使用时,基于本发明的涂料组合物重量计,阻燃剂的含量可以为1至25重量%,例如1重量%,3重量%,5重量%,7重量%,9重量%,10重量%,12重量%,14重量%,15重量%,18重量%,20重量%,22重量%,24重量%,25重量%,以及这些值之间的任何量。优选地,本发明基于本发明的涂料组合物重量计,阻燃剂的含量为1至15重量%,1至10重量%。
202.在优选的实施方案中,本发明的涂料组合物不含阻燃剂。
203.合适的有机抗氧化剂包括(i)受阻酚,例如但不限于1010、1076和1098;(ii)有机亚磷酸酯,例如但不限于168和626;(iii)芳胺;(iv)来自周期表的第ib、iib、iii和iv族的金属盐;和(v)碱金属和碱土金属的金属卤化物。
204.碘化铜(cui)和碘化钾(ki)是优选的热稳定剂,并在一个示例性实施方案中以1/10,如1/8,如1/6的比率一起存在。
205.当使用时,基于本发明的涂料组合物重量计,抗氧化剂添加剂的用量可以为小于或等于5重量%,例如小于或等于4.5重量%、小于或等于4.0重量%、小于或等于3.5重量%、小于或等于3.0重量%、小于或等于2.5重量%、小于或等于2.0重量%、小于或等于1.5重量%、小于或等于1.0重量%、小于或等于0.5重量%或小于或等于0.1重量%。就范围而言,本发明的涂料组合物可包含0.0001重量%至5重量%的抗氧化剂,例如0.001重量%至4重量%、0.01重量%至3重量%、0.01重量%至2重量%、0.01重量%至1重量%、0.01重
量%至0.5重量%或0.05重量%至0.5重量%。就下限而言,本发明的涂料组合物可包含大于或等于0.0001重量%的抗氧化剂添加剂,例如大于或等于0.001重量%、大于或等于0.01重量%、大于或等于0.05或大于或等于0.1重量%。
206.在一个实施方案中,当使用时,基于本发明的涂料组合物重量计,热稳定剂的用量可以为0.01重量%至10.0重量%,例如0.01重量%至8.0重量%、0.01重量%至7.0重量%、0.02重量%至5.0重量%、0.03重量%至4.5重量%、0.05重量%至4.5重量%、0.07重量%至4.0重量%、0.07重量%至3.0重量%、0.1重量%至3.0重量%、0.1重量%至2.0重量%、0.2重量%至1.5重量%、0.1重量%至1.0重量%或0.3重量%至1.2重量%。就下限而言,本发明的涂料组合物可包含大于或等于0.01重量%的热稳定剂,例如大于或等于0.02重量%、大于或等于0.03重量%、大于或等于0.05重量%、大于或等于0.07重量%、大于或等于0.1重量%、大于或等于0.2重量%或大于或等于0.3重量%。就上限而言,本发明的涂料组合物可包含小于或等于10.0重量%的热稳定剂,例如小于或等于8.0重量%、小于或等于7.0重量%、小于或等于5.0重量%、小于或等于4.5重量%、小于或等于4.0重量%、小于或等于3.0重量%、小于或等于2.0重量%、小于或等于1.5重量%、小于或等于1.2重量%、小于或等于1.0重量%或小于或等于0.7重量%。
207.布料的制备
208.在本发明的布料的制备中,树脂层可以通过各种方式施加到基布上,例如作为涂料涂覆到基布上,或通过熔融挤出复合到基布上。
209.在一个实施方案中,本发明的制备布料的方法包括::
210.(1)提供由聚酰胺材料制成的基布,更优选由尼龙66制成的基布;
211.(2)将包含本发明的聚酰胺聚合物的涂布液施加到基布上,以形成树脂层。
212.在一个优选的实施方案中,包含本发明的聚酰胺聚合物的涂布液为本发明的涂料组合物。
213.将本发明的涂料组合物施加到基布上可以通过任何合适的方式进行。合适的施加方式的实例包括但不限于:浸涂,洗涂,幕涂,真空涂布,化学气相沉积,溅射涂布、辊涂或其混合方法。
214.将本发明的涂料组合物施加到基布上可以在任何合适的条件下进行。本领域技术人员根据具体的应用,可以对涂覆条件,例如温度和湿度,进行选择。
215.在另一个优选的实施方案中,包含本发明的聚酰胺聚合物的涂布液通过将本发明的聚酰胺聚合物熔融得到。
216.在一个实施方案中,本发明的制备布料的方法包括:
217.(1)提供由聚酰胺材料制成的基布,更优选由尼龙66制成的基布;和
218.(2)通过熔融挤出将本发明的聚酰胺聚合物熔融形成的涂布液施加到基布上,以形成布料。
219.在一个优选实施方案中,本发明的制备布料的方法包括:
220.(1-i)提供由聚酰胺材料制成的基布,更优选由尼龙66制成的基布;
221.(2-i)在挤出机内在本发明的聚酰胺聚合物的熔点以上10-30℃使所述聚酰胺聚合物熔融形成涂布液,将涂布液挤入扁平模口,使涂布液成为片状薄膜流出后立即施加在步骤(1-i)提供的基布上,
222.(2-ii)将施加了聚酰胺聚合物的基布在冷却辊(通常接冷却水路)以及压辊作用下覆合,以得到本发明的布料,其中本发明的聚酰胺聚合物形成布料的树脂层。
223.然后可以将布料收卷。树脂层的厚度可以通过牵引速度、压辊压力、模头间隙和加工温度进行调整,涂布层厚度可以例如控制在10-30um,优选15-20um。
224.在一个实施方案中,本发明的涂布液通过将本发明的聚酰胺聚合物熔融得到,并且聚酰胺聚合物的重复单元包含以下各项或由以下各项组成:
225.10摩尔%至40摩尔%,优选20摩尔%至30摩尔%的重复单元a;
226.10摩尔%至40摩尔%,优选20摩尔%至30摩尔%的重复单元b;和
227.30摩尔%至70摩尔%,优选40摩尔%至60摩尔%的重复单元c,并且:
228.其中
229.形成重复单元a和重复单元b的聚酰胺x和聚酰胺y分别由式hooc-r
1-cooh的二元羧酸与式nh
2-r
2-nh2的二元胺的缩聚得到,其中r1为具有1至6个碳原子,优选2至4个碳原子的直链或支化的亚烷基,r2为具有4至8个碳原子,优选5至6个碳原子的直链或支化的亚烷基,或者
230.形成重复单元a和重复单元b的聚酰胺x和聚酰胺y分别由内酰胺的开环聚合得到,其中所述内酰胺为具有4至8个碳原子的内酰胺,优选聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙4、尼龙6、尼龙7、尼龙8,优选尼龙4、尼龙6;
231.其中聚酰胺x和聚酰胺y彼此不同;
232.其中形成重复单元c的聚酰胺z由式hooc-r
1-cooh的二元羧酸与式nh
2-r
2-nh2的二元胺的缩聚得到,其中r1为具有1至6个碳原子,优选2至4个碳原子的直链或支化的亚烷基,r2为具有10至20个碳原子,优选10至15个碳原子的直链或支化的亚烷基,或具有6至20个碳原子,优选6至12个碳原子,更优选6至8个碳原子的亚芳基,优选亚苯基,或者
233.形成重复单元c的聚酰胺z由内酰胺的开环聚合得到,其中所述内酰胺为具有9至12个碳原子的内酰胺,优选聚酰胺z选自尼龙9、尼龙10、尼龙11、尼龙12;
234.优选地,聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙6、尼龙66、尼龙56、尼龙46,聚酰胺z选自尼龙610、尼龙612、尼龙1012、尼龙1010,
235.其中所述聚酰胺聚合物的分子量在15000g/mol至28000g/mol范围内,优选其中所述聚酰胺聚合物的分子量在20000g/mol至28000g/mol范围内,
236.优选地,所述聚酰胺聚合物的熔点在150℃至180℃之间,更优选150℃至165℃之间,
237.优选地,所述聚酰胺聚合物的弯曲模量在600mpa至2000mpa范围内,优选在600mpa至1200mpa范围内。
238.在一个实施方案中,本发明的涂布液通过将本发明的聚酰胺聚合物熔融得到,并且聚酰胺聚合物的重复单元仅包含:
239.10摩尔%至90摩尔%,优选20摩尔%至80摩尔%的重复单元a;和
240.10摩尔%至90摩尔%,优选20摩尔%至80摩尔%的重复单元b,
241.其中聚酰胺x和聚酰胺y彼此不同,并且:
242.其中形成重复单元a和重复单元b的聚酰胺x和聚酰胺y分别由式hooc-r
1-cooh的二元羧酸与式nh
2-r
2-nh2的二元胺的缩聚得到,其中r1为具有1至6个碳原子,优选2至4个碳
原子的直链或支化的亚烷基,r2为具有4至8个碳原子,优选5至6个碳原子的直链或支化的亚烷基,或者
243.形成重复单元a和重复单元b的聚酰胺x和聚酰胺y分别由内酰胺的开环聚合得到,其中所述内酰胺为具有4至8个碳原子的内酰胺,优选聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙4、尼龙6、尼龙7、尼龙8,优选尼龙4、尼龙6;
244.优选地,聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙6、尼龙66、尼龙56、尼龙46,更优选聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙6、尼龙66,
245.其中所述聚酰胺聚合物的分子量在20000g/mol至50000g/mol范围内,优选在30000g/mol至50000g/mol范围内,更优选在30000g/mol至40000g/mol范围内,
246.优选地,所述聚酰胺聚合物的熔点在170℃至240℃之间,更优选在185℃至230℃之间,
247.优选地,所述聚酰胺聚合物的弯曲模量在600mpa至2500mpa范围内,优选在2000mpa至2500mpa范围内。
248.在一个实施方案中,本发明的涂布液通过将本发明的聚酰胺聚合物熔融得到,并且聚酰胺聚合物的重复单元仅包含重复单元a,
249.其中形成重复单元a的聚酰胺x由式hooc-r
1-cooh的二元羧酸与式nh
2-r
2-nh2的二元胺的缩聚得到,其中r1为具有2至10个碳原子,优选4至8个碳原子的直链或支化的亚烷基,r2为具有8至14个碳原子,优选10至12个碳原子的直链或支化的亚烷基,或者
250.形成重复单元a的聚酰胺x由内酰胺的开环聚合得到,其中所述内酰胺为具有9至12个碳原子的内酰胺,
251.优选聚酰胺x选自尼龙12、尼龙610、尼龙612、尼龙1012、和尼龙11,
252.优选地,其中所述聚酰胺聚合物的分子量在20000g/mol至50000g/mol范围内,优选在30000g/mol至50000g/mol范围内,更优选在40000g/mol至50000g/mol范围内,
253.优选地,所述聚酰胺聚合物的熔点在170℃至240℃之间,更优选在170℃至190℃之间,
254.优选地,所述聚酰胺聚合物的弯曲模量在600mpa至2500mpa范围内,优选在1000mpa至1500mpa范围内。
255.在本发明的布料中,树脂层的施加厚度可以为2微米至100微米,例如2微米至100微米,5微米至50微米,10微米至40微米,10微米至30微米,15微米至20微米。就下限而言,树脂层的施加厚度可以为大于或等于2微米,例如大于或等于5微米,大于或等于8微米,大于或等于10微米,大于或等于12微米,大于或等于13微米,大于或等于14微米,大于或等于15微米,大于或等于16微米,大于或等于17微米,大于或等于18微米。就上限而言,树脂层的施加厚度可以为小于或等于100微米,或小于或等于50微米,小于或等于45微米,或小于或等于40微米,或小于或等于35微米,或小于或等于30微米,或小于或等于25微米,或小于或等于20微米。
256.在本发明的布料中,基布层与树脂层的重量比例可以为50:1至7:1,例如50:1至10:1,50:1至15:1,50:1至20:1。就下限而言,基布层与树脂层的重量比例可以大于或等于7:1,例如大于或等于8:1,大于或等于10:1,大于或等于20:1,大于或等于30:1,大于或等于40:1。就上限而言,基布层与树脂层的重量比例可以小于或等于50:1,或小于或等于45:1。
257.或者,在本发明的布料中,基于布料的总重量,树脂层的含量为2至15重量%,例如2至10重量%,2至8重量%,5至10重量%,5至8重量%。就下限而言,基于布料的总重量,树脂层的含量可以为大于或等于2重量%,例如大于或等于3重量%,大于或等于4重量%,大于或等于5重量%,大于或等于6重量%,大于或等于7重量%。就上限而言,基于布料的总重量,树脂层的含量可以为小于或等于15重量%,或小于或等于10重量%,小于或等于8重量%。
258.或者,在本发明的布料中,以每单位面积的基布计,本发明的树脂层的施加量可以为10g/m2至60g/m2,例如10g/m2至55g/m2,12g/m2至50g/m2,12g/m2至45g/m2,13g/m2至40g/m2,14g/m2至35g/m2,或15g/m2至20g/m2。就下限而言,本发明的树脂层的施加量可以大于或等于10g/m2,例如大于或等于12g/m2,大于或等于15g/m2,大于或等于18g/m2,大于或等于20g/m2,大于或等于30g/m2,或大于或等于40g/m2。就上限而言,本发明的树脂层的施加量可以小于或等于60g/m2,例如小于或等于50g/m2,小于或等于40g/m2,小于或等于30g/m2,或小于或等于20g/m2。
259.应用
260.本发明的布料非常适合用于制造各种制品。所述制品可以是例如气囊(如安全气囊)、降落伞、睡袋,防水油布、帐篷等各种制品,优选气囊制品特别优选是安全气囊制品。
261.本发明的布料的树脂层使得得到的制品不仅重量轻,而且还有良好的气密性以及机械性能,例如耐破裂性、优异的抗拉强度和耐撕裂性等,适合用于制作例如安全气囊、降落伞、睡袋,防水油布、帐篷等各种产品,特别是安全气囊产品。
262.而且,更优异的一点是,本发明的聚酰胺聚合物形成的树脂层与基布具有良好的相容性,这进一步改善气密性以及机械性能,而且使得所得布料回收方便。例如,可以将回收的布料(如废旧产品或产品制作中产生的布料边角料)直接溶于合适的溶剂,得到可以用于各种用途的回收材料,而无需复杂的脱胶、剥离等过程。另外,还可以将回收的布料直接熔融并成型或直接熔融并挤出成物料(例如粒料)以用于各种用途,而无需复杂的溶解、脱胶、剥离等过程。回收的材料可以直接用于制造各种其他产品,如工程塑料。与以相应的非回收材料制备的产品相比,用本发明的回收的材料制备的产品在外观、加工性能等各方面均保持相当,并没有降级。
263.在一个方面,本发明还涉及一种回收材料的方法,其中所述材料是废旧的本发明的制品或是制备本发明的制品所剩的边角料。优选所述制品的安全气囊。
264.实施例
265.通过以下非限制性实施例进一步描述本发明。
266.测试
267.数均分子量
268.数均分子量通过尺寸排阻色谱法(sec)使用可商购聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)标准物测定。所述测定通过凝胶渗透色谱法采用thf作为洗脱剂进行的(流速:1ml/分钟;注射体积:100μl)。
269.熔点
270.在环境温度为23
±
2℃,湿度为50
±
5%r.h的条件下,使用差示扫描量热分析仪dsc,根据检测标准iso 11357-3塑料差示扫描量热法(dsc)第3部分:熔融和结晶温度及热
焓的测定对样品进行检测。
271.弯曲模量
272.按照iso178,在23℃、50%rh的条件下测定。
273.静态透气性测试
274.根据gb/t5453-1997测试:测试面积20cm2,测试压差为50、100、200、500pa。
275.抗拉强度
276.抗拉强度基于jis k 6404-3 6试验方法b(条样法),关于经向和纬向,各采集5片试验片,从宽度的两侧除去纱使宽度为30mm,利用等速牵引型的试验机,以夹具间隔150mm、拉伸速度200mm/min进行拉伸直至试验片切断,测定直至切断为止的最大荷重,关于经向和纬向分别算出平均值。
277.撕裂强度
278.关于撕裂强度,基于jis k 6404-4(1999)6试验方法b(单舌法),将长边200mm、短边76mm的试验片在经向和纬向这两方向分别采集5个试验片,在试验片的短边的中央与短边方向成直角地引入75mm的切口,利用等速牵引型的试验机,以夹具间隔75mm、拉伸速度200mm/min进行撕裂直至试验片断开,测定此时的撕裂荷重。由获得的撕裂荷重的表记录线,从除去了最初的峰的极大点中按降序选择3点,算出其平均值。最后关于经向和纬向,分别算出平均值。
279.基布
280.实施例中使用的基布为尼龙66机织气囊织物,其总纤度175dtex,单纤维纤度2.43dtex、抗拉强度9n、长丝根数72根。
281.实施例1聚酰胺聚合物的制备
282.参照cn112752793a中描述的方法由聚酰胺x、y和z制备一系列聚酰胺聚合物。所得聚酰胺聚合物,相应的聚酰胺x、y和z以及相关的参数见表1。
283.表1
[0284][0285]
实施例2涂料组合物的配制
[0286]
将500克所得聚酰胺聚合物1在搅拌下在大约60℃下溶于150克水和850克甲醇形成的混合物中,得到涂料组合物1。
[0287]
实施例3以涂覆方式制备布料
[0288]
使用浮刀涂布机(tbj-x3-dj8,购自南北潮仪器)将实施例2的涂料组合物1施涂到基布上形成树脂层。以不同的涂布量和不同干燥成膜条件,得到布料1-1、布料1-2、和布料1-3。涂布量和干燥成膜条件见表2。
[0289]
表2
[0290]
布料1-1布料1-2布料1-3涂布量18g/m218g/m224g/m2干燥成膜条件80℃/2h烘干成膜自然挥发干成膜自然挥发干成膜
[0291]
使用浮刀涂布机(tbj-x3-dj8,购自南北潮仪器)将硅胶(tcs7538,购自elkem silicones)施涂到基布上,得到布料c-1。涂布量和干燥成膜条件见表3。
[0292]
表3
[0293]
布料c-1涂布量18g/m2干燥成膜条件80℃/2h烘干成膜
[0294]
实施例4以复合方式制备布料
[0295]
使用苏州金纬的挤出机生产线进行挤出涂布作业。将基布放卷,将聚酰胺聚合物1
在挤出机内熔融后(加工温度高于聚合物熔点10-30℃,但是低于基布熔点)挤入扁平模口,成为片状薄膜流出后立即施加到基布上。将施加了熔融聚酰胺聚合物1的薄膜的基布在冷却辊(通常接冷却水路)以及压辊作用下覆合,得到布料1-4。布料1-4中基布的含量为大约93至95重量%,树脂层的含量为大约5至7重量%。
[0296]
根据同样的方法,分别使用聚酰胺聚合物5、聚酰胺聚合物6和聚酰胺聚合物7制备布料5-1、布料6-1和布料7-1。
[0297][0298]
实施例5布料的回收
[0299]
经历以上测试后的布料1-1、布料1-2、布料1-3、布料1-4、布料5-1、布料6-1、布料
7-1进行回收。将布料1-1、布料1-2、布料1-3、布料1-4、布料5-1、布料6-1、布料7-1分别直接加入zsk双螺杆挤出机的进料喉内。挤出机机筒温度范围为220-285℃,螺杆速度为400rpm。以条束形式挤出熔融材料,在水浴中骤冷,然后使用具有旋转切碎刀片的制粒机制粒。
[0300]
所得布料回收颗粒颜色均匀,可以直接用于各种尼龙应用或进一步加工成尼龙制品。
[0301]
布料c-1不能直接挤出回收,需要先进行脱胶(脱去硅胶)处理,然后再挤出机回收尼龙基布,工序复杂,而且不环保。
[0302]
尽管已经详细描述了本发明,但本领域技术人员容易看出在本公开的精神和范围内的修改。基于上文的论述、本领域中的相关知识和上文联系“背景技术”和“具体实施方式”论述的参考文献(它们的公开内容全部经此引用并入本文)。此外,应该理解的是,本发明的实施方案和各种实施方案的一部分和在其中和/或在所附权利要求书中列举的各种特征可以完全或部分组合或互换。在各种实施方案的上文描述中,如本领域技术人员会认识到,参考另一实施方案的那些实施方案可适当地与其它实施方案组合。
技术特征:
1.一种布料,其包含树脂层和基布层,其中树脂层包含聚酰胺聚合物,所述聚酰胺聚合物的重复单元包含以下至少一项或由以下至少一项组成:由聚酰胺x形成的重复单元a;由聚酰胺y形成的重复单元b;和由聚酰胺z形成的重复单元c,其中聚酰胺x、聚酰胺y和聚酰胺z分别由二元羧酸与二元胺的缩聚得到、或者由内酰胺的开环聚合得到、或者由氨基酸的缩聚得到,优选地,所述二元羧酸具有通式:hooc-r
1-cooh,其中所述基团r1为具有1至20个碳原子,优选2至12个碳原子的直链或支化的亚烷基,或具有6至20个碳原子,优选6至12个碳原子,更优选6至8个碳原子的亚芳基,优选亚苯基;所述二元胺具有通式:nh
2-r
2-nh2,其中所述基团r2为具有1至20个碳原子,优选6至12个碳原子的直链或支化的亚烷基,或具有6至20个碳原子,优选6至12个碳原子,更优选6至8个碳原子的亚芳基,优选亚苯基,优选地,所述内酰胺为具有4至20个碳原子,优选4至16个碳原子,更优选4至12个碳原子的内酰胺,例如丁内酰胺、特戊内酰胺、己内酰胺、辛内酰胺、庚内酰胺、壬内酰胺、十一碳内酰胺、十二碳内酰胺,优选地,所述氨基酸为式nh
2-r
3-cooh的氨基酸,其中所述基团r3为具有1至20个碳原子,优选3至11个碳原子的直链或支化的亚烷基,或具有6至20个碳原子,优选6至12个碳原子,更优选6至8个碳原子的亚芳基,优选亚苯基,优选地,聚酰胺x、聚酰胺y和聚酰胺z之间彼此不同,更优选地,聚酰胺x选自尼龙6、尼龙66、尼龙56、尼龙46、尼龙11、尼龙12、尼龙1012、尼龙1010、尼龙6i/6t、尼龙6t、尼龙9t、尼龙10t、或尼龙6t/6i;聚酰胺y选自尼龙6、尼龙66、尼龙56、尼龙46、尼龙11、尼龙12、尼龙1012、尼龙1010、尼龙6i/6t、尼龙6t、尼龙9t、尼龙10t、或尼龙6t/6i;聚酰胺z选自尼龙6、尼龙66、尼龙56、尼龙46、尼龙11、尼龙12、尼龙1012、尼龙1010、尼龙6i/6t、尼龙6t、尼龙9t、尼龙10t、或尼龙6t/6i,其中所述聚酰胺聚合物具有15000g/mol至55000g/mol的数均分子量,优选20000g/mol至50000g/mol的数均分子量,其中所述基布由聚酰胺材料制成,优选所述聚酰胺材料是尼龙66。2.权利要求1所述的布料,其中所述聚酰胺聚合物的熔点在150℃至255℃之间,优选150℃至240℃之间。3.权利要求1或2所述的布料,其中所述聚酰胺聚合物的弯曲模量在500mpa至3000mpa范围内,优选在600mpa至2500mpa范围内。4.权利要求1至3任一项所述的布料,其中所述聚酰胺聚合物的重复单元包含以下各项或由以下各项组成:10摩尔%至40摩尔%,优选20摩尔%至30摩尔%的重复单元a;10摩尔%至40摩尔%,优选20摩尔%至30摩尔%的重复单元b;和30摩尔%至70摩尔%,优选40摩尔%至60摩尔%的重复单元c,并且:其中形成重复单元a和重复单元b的聚酰胺x和聚酰胺y分别由式hooc-r
1-cooh的二元羧酸与式nh
2-r
2-nh2的二元胺的缩聚得到,其中r1为具有1至6个碳原子,优选2至4个碳原子的直链
或支化的亚烷基,r2为具有4至8个碳原子,优选5至6个碳原子的直链或支化的亚烷基,或者形成重复单元a和重复单元b的聚酰胺x和聚酰胺y分别由内酰胺的开环聚合得到,其中所述内酰胺为具有4至8个碳原子的内酰胺,优选聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙4、尼龙6、尼龙7、尼龙8,优选尼龙4、尼龙6;其中聚酰胺x和聚酰胺y彼此不同;其中形成重复单元c的聚酰胺z由式hooc-r
1-cooh的二元羧酸与式nh
2-r
2-nh2的二元胺的缩聚得到,其中r1为具有1至6个碳原子,优选2至4个碳原子的直链或支化的亚烷基,r2为具有10至20个碳原子,优选10至15个碳原子的直链或支化的亚烷基,或具有6至20个碳原子,优选6至12个碳原子,更优选6至8个碳原子的亚芳基,优选亚苯基,或者形成重复单元c的聚酰胺z由内酰胺的开环聚合得到,其中所述内酰胺为具有9至12个碳原子的内酰胺,优选聚酰胺z选自尼龙9、尼龙10、尼龙11、尼龙12;优选地,聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙6、尼龙66、尼龙56、尼龙46,聚酰胺z选自尼龙610、尼龙612、尼龙1012、尼龙1010。5.权利要求4所述的布料,其中所述聚酰胺聚合物具有15000g/mol至28000g/mol的数均分子量,优选20000g/mol至28000g/mol的数均分子量。6.权利要求4或5所述的布料,其中所述聚酰胺聚合物的熔点在150℃至180℃之间,更优选150℃至165℃之间。7.权利要求4至6任一项所述的布料,其中所述聚酰胺聚合物的弯曲模量在600mpa至2000mpa范围内,优选在600mpa至1200mpa范围内。8.权利要求1至3任一项所述的布料,其中所述聚酰胺聚合物的重复单元仅包含:10摩尔%至90摩尔%,优选20摩尔%至80摩尔%的重复单元a;和10摩尔%至90摩尔%,优选20摩尔%至80摩尔%的重复单元b,其中聚酰胺x和聚酰胺y彼此不同,并且:其中形成重复单元a和重复单元b的聚酰胺x和聚酰胺y分别由式hooc-r
1-cooh的二元羧酸与式nh
2-r
2-nh2的二元胺的缩聚得到,其中r1为具有1至6个碳原子,优选2至4个碳原子的直链或支化的亚烷基,r2为具有4至8个碳原子,优选5至6个碳原子的直链或支化的亚烷基,或者形成重复单元a和重复单元b的聚酰胺x和聚酰胺y分别由内酰胺的开环聚合得到,其中所述内酰胺为具有4至8个碳原子的内酰胺,优选聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙4、尼龙6、尼龙7、尼龙8,优选尼龙4、尼龙6;优选地,聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙6、尼龙66、尼龙56、尼龙46,更优选聚酰胺x和聚酰胺y分别选自尼龙6、尼龙66。9.权利要求8所述的布料,其中所述聚酰胺聚合物的弯曲模量在600mpa至2500mpa范围内,优选在2000mpa至2500mpa范围内。10.权利要求1至3任一项所述的布料,其中所述聚酰胺聚合物的重复单元仅包含重复单元a,其中形成重复单元a的聚酰胺x由式hooc-r
1-cooh的二元羧酸与式nh
2-r
2-nh2的二元胺的缩聚得到,其中r1为具有2至10个碳原子,优选4至8个碳原子的直链或支化的亚烷基,r2为具有8至14个碳原子,优选10至12个碳原子的直链或支化的亚烷基,或者
形成重复单元a的聚酰胺x由内酰胺的开环聚合得到,其中所述内酰胺为具有9至12个碳原子的内酰胺,优选聚酰胺x选自尼龙12、尼龙610、尼龙612、尼龙1012、和尼龙11。11.权利要求10所述的布料,其中所述聚酰胺聚合物的弯曲模量在600mpa至2500mpa范围内,优选在1000mpa至1500mpa范围内。12.权利要求8至11任一项所述的布料,其中所述聚酰胺聚合物具有20000g/mol至50000g/mol的数均分子量,优选30000g/mol至50000g/mol的数均分子量。13.权利要求8至12任一项所述的布料,其中所述聚酰胺聚合物的熔点在170℃至240℃之间,更优选在175℃至230℃之间。14.权利要求1至13任一项所述的布料,其中所述树脂层占布料总重量的2至15重量%,优选5至10重量%,优选所述树脂层直接施加到基布上。15.一种涂料组合物,其包含权利要求4至7任一项所定义的聚酰胺聚合物以及有机溶剂,优选其中所述有机溶剂为c1至c8脂族醇类溶剂、c2至c8脂族羧酸类溶剂、c5至c8杂环族醇类溶剂、c6至c
12
芳族羧酸类溶剂、c6至c
12
酚类溶剂、或其中两种或更多种的组合,其中杂环族醇类溶剂中的杂原子选自o或s,优选所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、2-丙醇、苯甲醇、糠醇、甲酸、苯酚和间-甲酚。16.权利要求15所述的涂料组合物,其中所述有机溶剂选自c1至c8脂族醇类溶剂,优选选自甲醇、乙醇和2-丙醇,并且所述涂料组合物进一步包含水,优选地,基于有机溶剂和水的总量,水的含量为5至30重量%,优选10至20重量%。17.一种制备权利要求1至14任一项所述的布料的方法,其包括:(1)提供基布,所述基布由聚酰胺材料制成,更优选由尼龙66制成,和(2)将包含权利要求1至13任一项所定义的聚酰胺聚合物的涂布液施加到基布上。18.权利要求17所述的制备方法,其中所述涂布液为权利要求15或16任一项所述的涂料组合物。19.权利要求17所述的制备方法,其中所述涂布液通过将权利要求1至13任一项所定义的聚酰胺聚合物熔融形成。20.权利要求19所述的制备方法,其中步骤(2)通过熔融挤出将涂布液施加到基布上。21.一种制品,所述制品由权利要求1至14任一项所述的布料制成或由权利要求17至20任一项所述的方法制备的布料制成,优选所述制品为安全气囊。22.一种回收材料的方法,其特征在于所述材料是废旧的权利要求1至14任一项所述的布料或制备权利要求21所述的制品所剩的边角料。
技术总结
本发明涉及一种布料,其包含基布层和包含聚酰胺聚合物的树脂层,该聚酰胺聚合物的重复单元包含以下至少一项或由以下至少一项组成:由聚酰胺X形成的重复单元A,由聚酰胺Y形成的重复单元B,和由聚酰胺Z形成的重复单元C;该聚酰胺聚合物具有15000g/mol至55000g/mol的数均分子量,该基布由聚酰胺材料制成。本发明还涉及包含所述聚酰胺聚合物的涂料组合物、布料的制备方法、由布料制成的制品、及其回收方法。本发明的布料或制品回收简单,并且维持或改善了需要的机械性能。了需要的机械性能。
技术研发人员:帅骥 秦怀礼 陈世雷
受保护的技术使用者:奥升德功能材料(苏州)有限公司
技术研发日:2023.06.21
技术公布日:2023/9/22
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