Polyamide composition with improved weld line strength

Abstract

The present invention relates to a polyamide composition, comprising: (a) 45-70 wt%of a polyamide blend comprising at least two semi-aromatic polyamides A1 and A2; (b) 30-55 wt%of at least one isotropic filler; (c) 0-10 wt%of other additives; wherein the percentages by weight of components (a) to (c) are in each case based on the sum of the weight of the components (a) to (c), and the total of the percentages by weight of components (a) to (c) is 100 wt%. The present invention also relates to a process for preparing the polyamide composition.

Description

Polyamide composition with improved weld line strengthTECHNICAL FIELD

[0001] The present invention relates to a polyamide composition, particularly a polyamide composition with improved weld line strength, and a preparation method thereof.BACKGROUND

[0002] As is known that thermoplastic materials, for example, polyamide-based compositions, can be widely used as structuring and / or connecting components / parts in consumer electronics, such as mobile phones, laptop computers, pads, digital cameras, digital video cameras, televisions, home health care devices, automotive electronic products, and so on. When it comes to some specific consumer electronic application areas, for instance, the back cover for Laptop, middle frame and optical related components for mobile phone, it is necessary to have not only excellent mechanical properties (such as tensile strength and weld line strength) as well as good flatness, but also fluorine-free quality to guarantee material safety for end customers. It would be quite difficult to achieve balanced and satisfied comprehensive performance to meet all those requirements in a cost-effective way. Normally, isotropic fillers, such as mineral fillers and glass flakes, may be incorporated into the polyamide-based material to improve the properties of the final products made therefrom. Although good flatness may be achieved through the addition of the isotropic fillers, the mechanical properties are still not satisfactory and could not meet the strength requirements as well as mechanical stability that required under the particular application conditions. In order to further improve the mechanical properties, cylinder and / or flat glass fiber filler could be added into the polyamide-based material; however, the cylinder glass fiber would probably worsen the flatness of the final product, and the flat glass fiber would inevitably bring fluorine content into the final product.

[0003] CN117440884A discloses a molded article comprising a transmission resin component and an absorption resin component comprising at least a polyamide resin, and the two components are connected by laser welding to form a connected portion having good strength and surface quality. This disclosure is mainly focused on modifying the manufacturing method rather than the composition of the material.

[0004] CN116323758A discloses a polyamide resin composition comprising semi-aromatic polyamides, wherein by incorporating a specific amount of a filling material into the semi-aromatic polyamides, the polyamide resin composition obtains effectively reduced coefficient of linear thermal-expansion (CLTE) while maintaining good mechanical properties. This disclosure is focused on selecting the specific filling material and amount thereof to improve CLTE, but is silent on weld line strength of the composition. Besides, this disclosure is silent on the use of a polyamide blend as the matrix resin.

[0005] CN108602966B discloses a molded article obtained by molding a thermoplastic resin composition, wherein the thermoplastic resin composition includes a thermoplastic resin (A) and an inorganic filler (B) . This disclosure is related to the use of a specific inorganic filler to improve the properties, such as good strength and molding shrinkage, of the molded article. This disclosure fails to disclose the use of a polyamide blend as the matrix resin, either.

[0006] SUMMARY OF THE PRESENT INVENTION

[0007] An object of this invention is to develop a polyamide composition, which could have improved weld line strength, as well as good tensile strength, excellent flatness performance and could be fluorine-free. Surprisingly, it has been found by the inventors that the above object can be achieved by providing a polyamide composition, comprising:

[0008] (a) 45-70 wt%of a polyamide blend comprising at least two semi-aromatic polyamides A1 and A2;

[0009] (b) 30-55 wt%of at least one isotropic filler;

[0010] (c) 0-10 wt%of other additives;

[0011] wherein the percentages by weight of components (a) to (c) are in each case based on the sum of the weight of components (a) to (c) , and the total of the percentages by weight of components (a) to (c) is 100 wt%.

[0012] In a preferable embodiment of the invention, the melting points of the semi-aromatic polyamides A1 and A2 are more than about 280 ℃, preferably more than about 290 ℃, and the melting point difference between the semi-aromatic polyamides A1 and A2 (i.e., TmA1-TmA2) is less than 25 ℃, preferably less than 20 ℃, more preferably less than 10 ℃, most preferably 2-8 ℃.

[0013] In a preferable embodiment of the invention, the enthalpy of crystallization of the semi-aromatic polyamides A1 and A2 are more than about 20 kJ / kg, preferably more than about 30 kJ / kg, and the enthalpy of crystallization difference between the semi-aromatic polyamides A1 and A2 (ΔHCA1-ΔHCA2) is in the range of from 2 to 35 kJ / kg, preferably from 5 to 25 kJ / kg, more preferably from 5 to 20 kJ / kg.

[0014] In a preferable embodiment of the invention, the amount of the semi-aromatic polyamide A2 is 10-45 wt%, preferably 15-40 wt%, more preferably 16-36 wt%, based on the total weight of semi-aromatic polyamides in the polyamide blend.

[0015] In a preferable embodiment of the invention, the semi-aromatic polyamides A1 and A2 are derived from one or more aromatic dicarboxylic acid monomers (especially terephthalic acid or isophthalic acid) and / or one or more aliphatic dicarboxylic acid, and one or more aliphatic diamine monomers, wherein the aliphatic diamine has no greater than 20 carbon atoms, preferably no greater than 12 carbon atoms, more preferably no greater than 10 carbon atoms, especially hexamethylene diamine, nonamethylene diamine, 2-methyl pentamethylene diamine and mixtures thereof.

[0016] In one embodiment of the invention, the semi-aromatic polyamide A1 may be derived from terephthalic acid and an aliphatic diamine having no greater than 20 carbon atoms, preferably no greater than 12 carbon atoms, more preferably no greater than 10 carbon atoms.

[0017] In one embodiment of the invention, the semi-aromatic polyamide A1 is at least one selected from the group consisting of PA5T, PA6T, PA9T, PA10T, PA11T, PA12T or any combination thereof.

[0018] In one embodiment of the invention, the semi-aromatic polyamide A2 is a semi-aromatic co-polyamide derived from one aromatic dicarboxylic acid and at least two different aliphatic diamines having no greater than 20 carbon atoms, or derived from two different aromatic dicarboxylic acids and at least one aliphatic diamine having no greater than 20 carbon atoms, or derived from one aromatic dicarboxylic acid, at least one aliphatic dicarboxylic acid having no greater than 20 carbon atoms and at least one aliphatic diamine having no greater than 20 carbon atoms.

[0019] In one embodiment of the invention, the semi-aromatic polyamide A2 is at least one selected from the group consisting of PA 4T / 4I, PA 4T / 6I, PA 5T / 5I, PA 5T / 66, PA 5T / 56, PA 5T / 610, PA 5T / 1010, PA6T / DT, PA 6T / 6I, PA 6T / 8T, PA 6T / 10T, PA 6T / 10I, PA 10T / 10I, PA 6T / 9T, PA 6T / 12T, PA 4T / 6T / DT, PA 4T / 10T / DT, PA6T / 12T / 6I / 12I, PA 6T / 10T / 6I, PA 4T / 6T / 4I / 6I, PA 5T / 6T / 5I / 6I, PA 5T / 4T / 5I / 4I, PA 4T / 10T / 5I / 10I, PA4T / 4I / 6T / 6I / DT / DI, or any combination thereof.

[0020] In another one embodiment of the invention, the semi-aromatic polyamide A2 may be a semi-aromatic co-polyamide derived from terephthalic acid and at least two different aliphatic diamines having no greater than 20 carbon atoms, preferably no greater than 12 carbon atoms, more preferably no greater than 10 carbon atoms, most preferably no greater than 6 carbon atoms.

[0021] In another one embodiment of the invention, the semi-aromatic polyamide A2 is at least one selected from the group consisting of PA6T / DT, PA 6T / 8T, PA 6T / 10T, PA 6T / 9T, PA 6T / 12T, PA 4T / 6T / DT, PA 4T / 10T / DT, or any combination thereof.

[0022] In a preferable embodiment of the invention, the polyamide blend consists of two semi-aromatic polyamides A1 and A2, preferably the polyamide blend consists of PA9T as the polyamide A1 and PA6T / DT as the polyamide A2.

[0023] In a preferable embodiment of the invention, the at least one isotropic filler is a mineral filler or a flaky filler, or any combination thereof.

[0024] In a preferable embodiment of the invention, the mineral filler is at least one selected from the group consisting of wollastonite, calcium carbonate, barium sulfate, titanium dioxide, nano zinc oxide, or any combination thereof. Preferably, the mineral filler has an aspect ratio of 6-10: 1, preferably 7-9: 1.

[0025] In a preferable embodiment of the invention, the flaky filler is at least one selected from the group consisting of glass flake, boron nitride, kaolin, talc, mica, montmorillonite, or any combination thereof.

[0026] In a preferable embodiment of the invention, the flaky filler has an average thickness of 0.1-1.0 mm, preferably 0.5-0.8 mm, and has an average major axis of 0.2-2.0 mm, preferably 0.5-1.4 mm.

[0027] In a preferable embodiment of the invention, the component (c) comprises a lubricant, an antioxidant, a nucleating agent, a flow enhancer, a colorant, a dispersant, a stabilizer, or any combination thereof.

[0028] In a preferable embodiment of the invention, the polyamide composition comprises:

[0029] (a) 45 to 65 wt%, preferably 48 to 62 wt%, of a polyamide blend comprising at least two semi-aromatic polyamides A1 and A2,

[0030] (b) 35 to 50 wt%, preferably 38 to 45wt%, of at least one isotropic filler, and

[0031] (c) 0.5 to 8 wt%, preferably 0.6 to 5 wt%, of other additives.

[0032] Another object of this invention is to provide a process for preparing the polyamide composition, comprising the following steps:

[0033] S1) compounding components (a) and (c) to form a mixture, and then feeding the mixture and component (b) into an extruder,

[0034] S2) melting the materials in the extruder to form a melt, and then extruding the melt and optionally pelletizing, to obtain the polyamide composition.

[0035] Another object of this invention is to provide the use of a polyamide blend for improving weld line strength of a polyamide composition comprising a polyamide, at least one isotropic filler, and other additives, wherein the polyamide blend comprising at least two semi-aromatic polyamides A1 and A2.

[0036] It has been surprisingly found that the inventive polyamide compositions comprising components (a) , (b) and (c) would showcase significantly improved properties in terms of weld line strength, as well as good tensile strength, good flatness and could be fluorine-free, and said polyamide compositions are especially suitable for preparing the components / parts that used in consumer electronics, such as mobile phones, laptop computers, pads, digital cameras, digital video cameras, televisions, home health care devices, automotive electronic products, and so on.

[0037] DESCRIPTION OF FIGURES

[0038] Figure 1 is a schematic drawing of the spiral flow mold used in the spiral flow test.

[0039] DETAILED DESCRIPTION OF THE PRESENT INVENTION

[0040] Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the meaning commonly understood by a person skilled in the art to which the invention belongs. As used herein, the following terms have the meanings ascribed to them below, unless specified otherwise.

[0041] As used herein, the articles "a" and "an" refer to one or to more than one (i.e., to at least one) of the grammatical object of the component or part.

[0042] As used herein, the term "about" is intended to mean that the amount or value in question may be the value designated or some other value about the same. The phrase is intended to convey that similar values promote equivalent results or effects according to the invention.

[0043] As used herein, the term "melting point" in reference to a polyamide refers to the melting point of the pure resin as determined with differential scanning calorimetry (DSC) at a scan rate of 10℃ / min in the first heating scan, wherein the melting point is taken at the maximum of the endothermic peak. When selecting polyamides for the scope of the current invention, always the peak of the melting endotherm of the first heating scan of the single polyamide is used. As used herein, a scan rate is an increase of temperature per unit time. Sufficient energy must be supplied to maintain a constant scan rate of 10℃ / min until a temperature of at least 30℃ above the melting point is reached.

[0044] As used herein, the term "enthalpy of crystallization (ΔHC) ” is the measured enthalpy of crystallization in [kJ / kg] of the semi-aromatic polyamide polymer, determined by differential scanning calorimetry (DSC, Q200 instrument, TA Instruments) in accordance with DIN EN ISO 11357 at a cooling rate of 10 K / min in the range from 250 ℃ to 20 ℃ under a nitrogen atmosphere.

[0045] Unless otherwise identified, all percentages (%) are “percent by weight" .

[0046] Unless otherwise identified, the temperature refers to room temperature and the pressure refers to ambient pressure.

[0047] The present invention provides a polyamide composition, comprising:

[0048] (a) 45-70 wt%of a polyamide blend comprising at least two semi-aromatic polyamides A1 and A2;

[0049] (b) 30-55 wt%of at least one isotropic filler;

[0050] (c) 0-10 wt%of other additives;

[0051] wherein the percentages by weight of components (a) to (c) are in each case based on the sum of the weight of components (a) to (c) , and the total of the percentages by weight of components (a) to (c) is 100 wt%.

[0052] Component (a) a polyamide blend

[0053] In the present invention, component (a) is a polyamide blend comprising at least two semi-aromatic polyamides A1 and A2.

[0054] The term "semi-aromatic" describes polyamides formed from at least some monomers containing aromatic groups. The one or more semi-aromatic polyamides may be derived from one or more aliphatic dicarboxylic acid components and aromatic diamine components, such as m-xylylenediamine, and p-xylylenediamine, or it may be derived from one or more aromatic dicarboxylic acid components, such as terephthalic acid, and one or more aliphatic diamine components, or it may be derived from mixtures of aromatic and aliphatic dicarboxylic acid components and mixtures of aromatic and aliphatic diamine components, or yet it may be derived from mixtures of aromatic and aliphatic dicarboxylic acids and aliphatic diamines or aromatic diamines, or yet it may be derived from aromatic or aliphatic dicarboxylic acids with mixtures of aliphatic and aromatic diamines.

[0055] Preferably, the semi-aromatic polyamides contained in the polyamide blend are formed from one or more aromatic dicarboxylic acid components and one or more aliphatic diamine components. The one or more aromatic dicarboxylic acids can be, for example, terephthalic acid or mixtures of terephthalic acid and one or more other dicarboxylic acids, such as phthalic acid, isophthalic acid, substituted phthalic acid, for example, 2-methylterephthalic acid and unsubstituted or substituted isomers of naphthalenedicarboxylic acid.

[0056] Preferably, the one or more aromatic dicarboxylic acids are selected from terephthalic acid, isophthalic acid and mixtures thereof, and more preferably, the one or more dicarboxylic acids is a mixture of terephthalic acid and isophthalic acid, wherein the mixture contains at least 55 mole%of terephthalic acid. More preferably, the one or more aromatic dicarboxylic acid is 100%terephthalic acid.

[0057] Furthermore, the one or more aromatic dicarboxylic acids can be mixed with one or more aliphatic dicarboxylic acids, such as succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, and dodecanedioic acid, preferably adipic acid. More preferably the mixture of terephthalic acid and adipic acid comprised in the dicarboxylic acid mixture contains at least 55 mole%of terephthalic acid.

[0058] Preferably, the one or more semi-aromatic polyamides described herein are formed from one or more aliphatic diamines that can be chosen among diamines having four or more carbon atoms, preferably no greater than 20 carbon atoms, including, but not limited to tetramethylene diamine, pentamethylene diamine, hexamethylene diamine, octamethylene diamine, nonamethylene diamine, decamethylene diamine, undecamethylene diamine dodecamethylene diamine , 2-methylpentamethylene diamine, 2-ethyltetramethylene diamine, 2-methyloctamethylene diamine, trimethylhexamethylene diamine, bis (p-aminocyclohexyl) methane, and / or mixtures thereof.

[0059] Preferably, the one or more diamines of the one or more semi-aromatic polyamides described herein are selected from tetramethylene diamine, hexamethylene diamine, nonamethylene diamine, 2-methylpentamethylene diamine, decamethylene diamine, dodecamethylene diamine, and mixtures thereof.

[0060] More preferably, the one or more diamines of the one or more semi-aromatic polyamides are selected from hexamethylene diamine, nonamethylene diamine, and mixtures of hexamethylene diamine and 2-methyl pentamethylene diamine, wherein the mixture contains at least 45 mole%of hexamethylene diamine, based on total molar amount of the diamine mixture.

[0061] Examples of the semi-aromatic polyamides in the polyamide composition described herein can be commercially available or prepared by known methods in the art.

[0062] Preferred semi-aromatic polyamides have a melting point of more than about 280 ℃, preferably more than about 290 ℃, and the enthalpy of crystallization of more than about 20 kJ / kg, preferably more than about 30 kJ / kg.

[0063] Preferably, the amount of terephthalic acid in the semi-aromatic polyamides is at least 55 mole%, especially at least 60 mole%, based on the total amount of the semi-aromatic polyamides.

[0064] In one embodiment according to the present invention, preferred semi-aromatic polyamides may be selected from the group comprising poly (pentamethylene terephthalamide) (PA5T) , poly (hexamethylene terephthalamide) (PA6T) , poly (nonamethylene terephthalamide) (PA9T) , poly (decamethylene terephthalamide) (PA10T) , poly (undecamethylene terephthalamide) (PA11T) , poly (dodecamethylene terephthalamide) (PA12T) , poly (hexamethylene decanediamide / hexamethylene terephthalamide) (PA610 / 6T) , poly (hexamethylene dodecanediamide / hexamethylene terephthalamide) (PA612 / 6T) , poly (hexamethylene tetradecanediamide / hexamethylene terephthalamide) (PA614 / 6T) , poly (2-methylpentamethylene hexanediamide / hexamethylene hexanediamide / hexamethylene terephthamide) (PA D6 / 66 / 6T) , poly (hexamethylene terephthamide / 2-methylpentamethylene terephthamide) (PA6T / DT) , poly (hexamethylene hexanediamide / hexamethylene terephthamide) (PA66 / 6T) , poly (tetramethylene terephthalamide  / tetramethylene isophthamide) (PA4T / 4I) , poly (tetramethylene terephthalamide  / hexamethylene isophthamide) (PA4T / 6I) , poly (pentamethylene terephthalamide  / pentamethylene isophthamide) (PA5T / 5I) , poly (pentamethylene terephthalamide  / hexamethylene hexanediamide) (PA5T / 66) , poly (pentamethylene terephthalamide  / pentamethylene hexanediamide) (PA5T / 56) , poly (pentamethylene terephthalamide  / hexamethylene decanediamide) (PA5T / 610) , poly (pentamethylene terephthalamide  / decamethylene decanediamide) (PA5T / 1010) , poly (hexamethylene terephthamide / octamethylene terephthamide) (PA6T / 8T) , poly (hexamethylene terephthamide / decamethylene terephthamide) (PA6T / 10T) , poly (hexamethylene terephthamide / nonamethylene terephthamide) (PA6T / 9T) , poly (hexamethylene terephthamide / dodecamethylene terephthamide) (PA6T / 12T) , poly (hexamethylene terephthamide / decamethylene isophthamide) (PA6T / 10I) , poly (hexamethylene terephthamide / hexamethylene isophthamide) (PA6T / 6I) , poly (hexamethylene hexanediamide / hexamethylene terephthamide / hexamethylene isophthamide) (PA66 / 6T / 6I) , poly (decamethylene decanediamide / decamethylene terephthalamide) (PA1010 / 10T) , poly (decamethylene decanediamide / dodecamethylene decanediamide / decamethylene terephthalamide / dodecamethylene terephthalamide) (PA1010 / 1210 / 10T / 12T) , poly (11-aminoundecanamide / tetramethylene terephthalamide) (PA11 / 4T) , poly (11-aminoundecanamide / hexamethylene terephthalamide) (PA11 / 6T) , poly (11-aminoundecanamide / decamethylene terephthalamide) (PA11 / 10T) , poly (11-aminoundecanamide / dodecamethylene terephthalamide) (PA11 / 12T) , poly (12-aminododecanamide / tetramethylene terephthalamide) (PA12 / 4T) , poly (12-aminododecanamide / hexamethylene terephthalamide) (PA12 / 6T) , poly (12-aminododecanamide / decamethylene terephthalamide) (PA12 / 10T) , poly (dodecamethylene dodecanediamide / dodecamethylene terephthalamide) (PA1212 / 12T) , poly (tetramethylene terephthalamide  / dodecamethylene terephthamide  / 2-methylpentamethylene terephthamide) (PA4T / 10T / DT) , poly (tetramethylene terephthalamide  / tetramethylene isophthamide  / hexamethylene terephthamide / hexamethylene isophthamide  / 2-methylpentamethylene terephthamide / 2-methylpentamethylene isophthamide) (PA4T / 4I / 6T / 6I / DT / DI) , poly (hexamethylene terephthamide / dodecamethylene terephthalamide  / hexamethylene isophthamide / dodecamethylene isophthamide) (PA6T / 12T / 6I / 12I) , poly (hexamethylene terephthamide / decamethylene terephthalamide  / hexamethylene isophthamide) (PA6T / 10T / 6I) , poly (tetramethylene terephthalamide  / hexamethylene terephthamide / tetramethylene isophthamide / hexamethylene isophthamide) (PA4T / 6T / 4I / 6I) , poly (pentamethylene terephthalamide  / hexamethylene terephthamide / pentamethylene isophthamide / hexamethylene isophthamide) (PA5T / 6T / 5I / 6I) , poly (pentamethylene terephthalamide  / tetramethylene terephthamide / pentamethylene isophthamide / tetramethylene isophthamide) (PA5T / 4T / 5I / 4I) , and poly (tetramethylene terephthalamide  / decamethylene terephthamide / pentamethylene isophthamide / decamethylene isophthamide) (PA4T / 10T / 5I / 10I) .

[0065] Preferably, the polyamide blend consists of two semi-aromatic polyamides A1 and A2, wherein the melting points of the semi-aromatic polyamides A1 and A2 are more than about 280 ℃, preferably more than about 290 ℃, and the melting point difference between the semi-aromatic polyamides A1 and A2 (i.e., TmA1-TmA2) is less than 25 ℃, preferably less than 20 ℃, more preferably less than 10 ℃, most preferably 2-8 ℃.

[0066] Further preferably, the enthalpy of crystallization of the semi-aromatic polyamides A1 and A2 is more than about 20 kJ / kg, preferably more than about 30 kJ / kg, and the enthalpy of crystallization difference between the semi-aromatic polyamides A1 and A2 (ΔHCA1-ΔHCA2) is in the range of from 2 to 35 kJ / kg, preferably from 5 to 25 kJ / kg, more preferably from 5 to 20 kJ / kg.

[0067] Preferably, the semi-aromatic polyamide A1 may be derived from terephthalic acid and an aliphatic diamine having no greater than 20 carbon atoms, preferably no greater than 12 carbon atoms, more preferably no greater than 10 carbon atoms. Specifically, the examples of the semi-aromatic polyamide A1 may be at least one selected from the group consisting of PA5T, PA6T, PA9T, PA10T, PA11T, PA12T, or any combination thereof.

[0068] Preferably, in one embodiment according to the present invention, the semi-aromatic polyamide A2 may be a semi-aromatic co-polyamide derived from one aromatic dicarboxylic acid and at least two different aliphatic diamines having no greater than 20 carbon atoms, preferably no greater than 12 carbon atoms, more preferably no greater than 10 carbon atoms, most preferably no greater than 6 carbon atoms, or derived from two different aromatic dicarboxylic acids and at least one aliphatic diamine having no greater than 20 carbon atoms, preferably no greater than 12 carbon atoms, more preferably no greater than 10 carbon atoms, most preferably no greater than 6 carbon atoms, or derived from one aromatic dicarboxylic acid, at least one aliphatic dicarboxylic acid having no greater than 20 carbon atoms, preferably no greater than 12 carbon atoms, more preferably no greater than 10 carbon atoms, most preferably no greater than 6 carbon atoms, and at least one aliphatic diamine having no greater than 20 carbon atoms, preferably no greater than 12 carbon atoms, more preferably no greater than 10 carbon atoms, most preferably no greater than 6 carbon atoms.

[0069] Specifically, preferred examples of the semi-aromatic polyamide A2 may be at least one selected from the group consisting of PA4T / 4I, PA4T / 6I, PA5T / 5I, PA5T / 66, PA5T / 56, PA5T / 610, PA5T / 1010, PA6T / DT, PA6T / 6I, PA6T / 8T, PA6T / 10T, PA6T / 10I, PA10T / 10I, PA6T / 9T, PA6T / 12T, PA4T / 6T / DT, PA4T / 10T / DT, PA6T / 12T / 6I / 12I, PA6T / 10T / 6I, PA4T / 6T / 4I / 6I, PA5T / 6T / 5I / 6I, PA5T / 4T / 5I / 4I, PA4T / 10T / 5I / 10I, PA4T / 4I / 6T / 6I / DT / DI, or any combination thereof.

[0070] More preferably, the semi-aromatic polyamide A2 may be a semi-aromatic co-polyamide derived from terephthalic acid and at least two different aliphatic diamines having no greater than 20 carbon atoms, preferably no greater than 12 carbon atoms, more preferably no greater than 10 carbon atoms, most preferably no greater than 6 carbon atoms. Specifically, further preferred examples of the semi-aromatic polyamide A2 may be at least one selected from the group consisting of PA6T / DT, PA6T / 8T, PA6T / 10T, PA6T / 9T, PA6T / 12T, PA4T / 6T / DT, PA4T / 10T / DT, or any combination thereof.

[0071] In one preferred embodiment according to the present invention, the polyamide blend comprises PA9T as the semi-aromatic polyamide A1, and PA6T / DT having a molar ratio 6T: DT of 5-10: 3-8 as the semi-aromatic polyamide A2.

[0072] More preferably, the amount of the semi-aromatic polyamide A2 is 10-45 wt%, preferably 15-40 wt%, more preferably 16-36 wt%, based on the total weight of the semi-aromatic polyamides, especially the total weight of semi-aromatic polyamides A1 and A2, in the polyamide blend.

[0073] The semi-aromatic polyamides disclosed herein should not be limited to the ones prepared from virgin crude oil monomers, and could be completely or at least partially biobased or derived from waste stream or recycling activities, i.e., the polyamide used in the present application can be based on renewable materials, secondary raw materials or recycled raw materials. For example, PA 9T, PA6T / DT used in the present application could be prepared or obtained or derived from monomers that obtained via re-monomerisation processes.

[0074] The polyamide composition according to the present invention comprises 45 to 70 wt%of a polyamide blend, preferably 45 to 65 wt%, more preferably 48 to 62 wt%, especially 50-62 wt%, such as 55-60 wt%, of a polyamide blend, based on the total weight of the polyamide composition.

[0075] Component (b) at least one isotropic filler

[0076] In the present invention, “isotropic filler” means those fillers which have the same physical and chemical properties in different directions.

[0077] Preferably, the at least one isotropic filler may be a mineral filler, a flaky filler or any combination thereof, which contains no fluorine.

[0078] The suitable mineral fillers according to the present invention include, but are not limited to, wollastonite, calcium carbonate, barium sulfate, titanium dioxide, nano zinc oxide and the like.

[0079] The suitable flaky fillers according to the present invention include, but are not limited to, glass flake and inorganic mineral flake filler, such as boron nitride, kaolin, talc, mica, or montmorillonite.

[0080] Preferably, the filler may be, for example, wollastonite or glass flake, or any combination thereof.

[0081] Preferably, the flaky filler has an average thickness of 0.1-1.0 mm, preferably 0.5-0.8 mm, and has an average major axis is 0.2-2.0 mm, preferably 0.5-1.4 mm; the mineral filler has an aspect ratio is 6-10: 1, preferably 7-9: 1.

[0082] The aspect ratio of the mineral filler used in the present invention is represented by the ratio [L / d] of the average major axis (L) of the mineral filler to the average thickness (d) of the mineral filler.

[0083] The "average major axis" used in the present invention means the average value of the major axis of the filler. The "average thickness" used in the present invention means the average value of the distance between the upper surface and the lower surface of the filler.

[0084] The average major axis used in the present invention are the volume-based median diameter D50 measured by a laser diffraction scattering method using a particle size distribution measuring device (manufactured by Nikkiso Co., Ltd., model name "Microtrac MT3300" ) .

[0085] The average thickness used in the present invention are measured by using an electron microscope (manufactured by Keyence Corporation, model name "VE9800" ) with image analysis software.

[0086] Examples of the at least one isotropic filler for the polyamide composition described herein can be commercially available.

[0087] The polyamide composition according to the present invention comprises 30 to 55 wt%, preferably 35 to 50 wt%, more preferably 38 to 45 wt%, especially 40 to 42 wt%, of at least one isotropic filler, based on the total weight of the polyamide composition.

[0088] Component (c) other additives

[0089] In the present invention, the polyamide composition optionally comprises other additives, which are beneficial to improve the performance of the polyamide composition. The other additives used for the polyamide composition may be any additive which is suitable for preparing a polyamide composition and commonly known by those skilled in the art.

[0090] Preferably, the other additives may comprise a lubricant, an antioxidant, a nucleating agent, a flow enhancer, a colorant, a dispersant, a stabilizer, or any combination thereof. Preferably the other additives are at least one selected from the group comprising a lubricant, an antioxidant, a nucleating agent, a colorant, or any combination thereof.

[0091] In a preferable embodiment of the invention, the other additives may comprise a lubricant, an antioxidant, a nucleating agent and a colorant. Customary and known lubricant, antioxidant, nucleating agent and colorant for polyamide can be used for producing the polyamide compositions of the present invention. The above-mentioned additives can be used alone or in any combination within any desired mixing ratio.

[0092] Where the additives are present, the total amount of all additives, based on the total weight of the polyamide composition, is 0.2-10 wt%, preferably 0.5 to 8 wt%, more preferably 0.6 to 5 wt%, most preferably 0.7 to 3 wt%.

[0093] As antioxidants, customary and known antioxidants for polyamide production are optionally used for producing the polyamide compositions of the present invention. The antioxidant is preferably selected from sterically hindered phenolic antioxidants. Examples of the antioxidant are products under trade name  (available from BASF) , such as  1098. Typically, the total amount of antioxidants is preferably from 0.02 to 5.0 %by weight, more preferably from 0.05 to 3.0%by weight, more preferably from 0.1 to 1.5%by weight, based on the total weight of the polyamide compositions.

[0094] As lubricants, customary and known lubricants for polyamide production are optionally used for producing the polyamide compositions of the present invention. The lubricant is preferably selected from those lubricants which can significantly improve the filler dispersion or provide lubricating effects in all kinds of injection molded polyamides. Suitable examples of the lubricants are stearamide type lubricant or salts (such as calcium salt) of long chain, saturated, linear carboxylic acids (such as montanic acids) , or any combination thereof. Typically, the total amount of lubricants is preferably from 0.05 to 3.0 %by weight, more preferably from 0.1 to 2.0%by weight, based on the total weight of the polyamide compositions.

[0095] As nucleating agents, customary and known nucleating agents for polyamide production are optionally used for producing the polyamide compositions of the present invention. The nucleating agent is preferably selected from inorganic nucleating agents. Suitable examples of the nucleating agents are talcum powder, nanosilicon dioxide, nanometer titania and the like. Typically, the total amount of nucleating agent is preferably from 0.02 to 2.0 %by weight, more preferably from 0.05 to 1.0%by weight, based on the total weight of the polyamide compositions.

[0096] As flow enhancers, customary and known flow enhancers for polyamide production are optionally used for producing the polyamide compositions of the present invention. Typically, the total amount of flow enhancers is preferably from 0.05 to 3.0 %by weight, more preferably from 0.1 to 2.0%by weight, based on the total weight of the polyamide compositions.

[0097] As colorants, customary and known colorants for polyamide production are optionally used for producing the polyamide compositions of the present invention. Suitable examples of the colorants are organic black pigments, aniline black, carbon black and the like. Typically, the total amount of colorants is preferably from 0.05 to 5.0 %by weight, more preferably from 0.1 to 3.0%by weight, based on the total weight of the polyamide compositions.

[0098] Not limited to any theory, it has been surprisingly found that by selecting components (a) , (b) and (c) , especially, the specific component (a) polyamide blend, in combination with the component (b) , the inventive polyamide composition has improved properties in terms of weld line strength and tensile elongation, as well as good tensile strength, excellent flatness performance and could be fluorine-free, and said polyamide compositions are especially suitable for preparing the components / parts that used in consumer electronics, such as mobile phones, laptop computers, pads, digital cameras, digital video cameras, televisions, home health care devices, automotive electronic products, and so on.

[0099] The present invention also provides a method for preparing the polyamide composition according to the present invention, comprising the following steps:

[0100] S1) compounding components (a) and (c) to form a mixture, and then feeding the mixture and component (b) into an extruder,

[0101] S2) melting the materials in the extruder to form a melt, and then extruding the melt and optionally pelletizing, to obtain the polyamide composition.

[0102] The general preparation process may be as follows: all raw materials except the filler are mixed together in a stirrer to form a mixture. Then, the mixture is fed into an extruder at the throat and the filler is fed at downstream using a side feeder to keep good mechanical property. The raw materials are melt-extruded under a temperature of greater than 300℃, then optionally pelletized, so to obtain a thermoplastic polyamide composition, preferably in a pellet form for storage or further application.

[0103] In the present invention, the inventive polyamide materials are especially suitable for the applications in electrical and electronics (E&E) consumer devices, such as the structuring / connecting / supporting / covering / holding parts of mobile phones, laptop computers, pads, digital cameras, digital video cameras, televisions, home health care devices, automotive electronic products, and so on.Examples

[0104] The present invention will now be described with reference to Examples and Comparative Examples, which are not intended to limit the present invention.

[0105] The following raw materials were used:

[0106] Polyamide A1, PA9T polymer (poly (nonamethylene terephthalamide) ) purchased from Kuraray (Tm of the PA9T polymer is about 305 ℃ and the enthalpy of crystallization of the PA9T polymer is about 44kJ / kg) ;

[0107] Polyamide A2, PA6T / DT polymer (poly (hexamethylene terephthamide / 2-methylpentamethylene terephthamide) ) , with a molar ratio 6T: DT of 7: 6 (Tm of the PA6T / DT polymer is about 301℃ and the enthalpy of crystallization of the PA6T / DT polymer is about 34kJ / kg ) ;

[0108] Filler 1, Wollastonite, Nyglos 4w 10733 purchased from Imerys;

[0109] Filler 2, Glass Fiber ECSHP3610 EC10-3.5 purchased from NEG;

[0110] Filler 3, Glass Fiber ECS301 HP-3-M4 purchased from CPIC;

[0111] Filler 4, Glass-flake MEG160FY-M03 purchased from NSG;

[0112] Colorant, Special 4 purchased from Orion;

[0113] Antioxidant, Irganox 1098 purchased from BASF;

[0114] Lubricant, Ethylene bis-stearamide (EBS) purchased from CRODA.

[0115] 1. The preparation of Polyamide Composition

[0116] Polyamide compositions E1-E4 according to the present invention and comparative polyamide compositions C1-C6 were prepared by using the components as shown in tables 1 and 2.

[0117] The preparation process was as follows:

[0118] All raw materials except the filler were mixed together in a Turbula T50A high-speed stirrer to form a mixture. Then, the mixture was fed into a ZE25Ax (Berstorff) twin-screw extruder at the throat and the filler was fed at downstream using a side feeder to achieve good mechanical property. The raw materials were melt-extruded under a temperature of 320℃, then pelletized to provide a thermoplastic polyamide composition in a pellet form. The dried pellets were processed in an injection molding machine Arburg 370C at a melt temperature of 320℃ and a molding temperature of 120℃ to produce test specimens meeting the measurement standards for property test.

[0119] The performance data of each sample are also shown in tables 3-4.

[0120] 2. Measurement standard for property test

[0121] Flatness Test

[0122] Flatness property of the plate samples was tested by 3D microscope (equipment model: KEYENCE VR3200) . The test method was carried out according to the operating guide of the equipment KEYENCE VR3200.

[0123] Spiral Flow Test

[0124] Spiral flow test was performed by using the injection molding machine Arburg 370 C and the spiral flow mold (as shown in figure 1, there are scale marks on it and longer spiral flow means better flowability) . There was no holding pressure under the spiral flow mode. The test conditions were set as follows: material dosage as 20 ccm, injection speed as 60 ccm / s, roll pressure as 500 bar, injection pressure as 2000 bar and cooling time as 10s, the melt temperature as 320 ℃ and the molding temperature as 140 ℃. The spiral flow was measured by the injected length in the spiral flow mold by using above-mentioned parameters.

[0125] Table 1

[0126] Table 2

[0127] Table 3

[0128] *Density was tested by using the dried pellets of the polyamide compositions.

[0129] Table 4

[0130] *Density was tested by using the dried pellets of the polyamide compositions.

[0131] From the above test results, it can be seen that, compared with examples C1 and C4, examples E1-E4, which comprise the polyamide blend, showcase relatively higher weld line strength and weld line elongation, and could also achieve satisfied mechanical performance and excellent flatness appearance simultaneously. It can also be seen that examples C2-C3 and C5-C6, which comprise glass fiber filler, showcase good mechanical performance, especially tensile modulus and charpy impact strength, but have relatively poor or inferior weld line strength, and cannot be fluorine-free. However, examples E1-E4, which comprise glass flake or wollastonite, exhibit significantly improved weld line strength and weld line elongation, and meanwhile the other mechanical properties and flatness appearance are quite satisfying, and can be fluorine-free.

[0132] The structures, materials, compositions, and methods described herein are intended to be representative examples of the invention, and it will be understood that the scope of the invention is not limited by the scope of the examples. Those skilled in the art will recognize that the invention may be practiced with variations on the disclosed structures, materials, compositions, and methods, and such variations are regarded as within the ambit of the invention. Thus, it is intended that the present invention cover such modifications and variations as come within the scope of the appended claims and their equivalents.

Claims

1.A polyamide composition, comprising:(a) 45-70 wt%of a polyamide blend comprising at least two semi-aromatic polyamides A1 and A2;(b) 30-55 wt%of at least one isotropic filler;(c) 0-10 wt%of other additives;wherein the percentages by weight of components (a) to (c) are in each case based on the sum of the weight of components (a) to (c) , and the total of the percentages by weight of components (a) to (c) is 100 wt%.2.The polyamide composition according to claim 1, wherein the melting points of the semi-aromatic polyamides A1 and A2 are more than about 280 ℃, preferably more than about 290 ℃, andwherein the melting point difference between the semi-aromatic polyamides A1 and A2 (TmA1-TmA2) is less than 25 ℃, preferably less than 20 ℃, more preferably less than 10 ℃, most preferably 2-8 ℃.3.The polyamide composition according to claim 1, wherein the enthalpy of crystallization of the semi-aromatic polyamides A1 and A2 are more than 20 kJ / kg, preferably more than 30 kJ / kg, andwherein the enthalpy of crystallization difference between the semi-aromatic polyamides A1 and A2 (ΔHCA1-ΔHCA2) is in the range of from 2 to 35 kJ / kg, preferably from 5 to 25 kJ / kg, more preferably from 5 to 20 kJ / kg.4.The polyamide composition according to claim 1, wherein the amount of the semi-aromatic polyamide A2 is 10-45 wt%, preferably 15-40 wt%, more preferably 16-36 wt%based on the total weight of the semi-aromatic polyamides in the polyamide blend.5.The polyamide composition according to claim 1, wherein the semi-aromatic polyamides A1 and A2 are derived from one or more aromatic dicarboxylic acid monomers and / or one or more aliphatic dicarboxylic acid, and one or more aliphatic diamine monomers having no greater than 20 carbon atoms.6.The polyamide composition according to claim 5, wherein the semi-aromatic polyamide A1 is derived from terephthalic acid and an aliphatic diamine having no greater than 20 carbon atoms, preferably no greater than 12 carbon atoms, more preferably no greater than 10 carbon atoms.7.The polyamide composition according to claim 6, wherein the semi-aromatic polyamide A1 is at least one selected from the group consisting of PA5T, PA6T, PA9T, PA10T, PA11T, PA12T or any combination thereof.8.The polyamide composition according to claim 5, wherein the semi-aromatic polyamide A2 is a semi-aromatic co-polyamide derived from one aromatic dicarboxylic acid and at least two different aliphatic diamines having no greater than 20 carbon atoms, orderived from two different aromatic dicarboxylic acids and at least one aliphatic diamine having no greater than 20 carbon atoms, orderived from one aromatic dicarboxylic acid, at least one aliphatic dicarboxylic acid having no greater than 20 carbon atoms and at least one aliphatic diamine having no greater than 20 carbon atoms.9.The polyamide composition according to claim 8, wherein the semi-aromatic polyamide A2 is at least one selected from the group consisting of PA 4T / 4I, PA 4T / 6I, PA 5T / 5I, PA 5T / 66, PA 5T / 56, PA 5T / 610, PA 5T / 1010, PA6T / DT, PA 6T / 6I, PA 6T / 8T, PA 6T / 10T, PA 6T / 10I, PA 10T / 10I, PA 6T / 9T, PA 6T / 12T, PA 4T / 6T / DT, PA 4T / 10T / DT, PA6T / 12T / 6I / 12I, PA6T / 10T / 6I, PA 4T / 6T / 4I / 6I, PA 5T / 6T / 5I / 6I, PA 5T / 4T / 5I / 4I, PA 4T / 10T / 5I / 10I, PA4T / 4I / 6T / 6I / DT / DI, or any combination thereof.10.The polyamide composition according to claim 8, wherein the semi-aromatic polyamide A2 is a semi-aromatic co-polyamide derived from terephthalic acid and at least two different aliphatic diamines having no greater than 12 carbon atoms, more preferably no greater than 10 carbon atoms, most preferably no greater than 6 carbon atoms.11.The polyamide composition according to claim 10, wherein the semi-aromatic polyamide A2 is at least one selected from the group consisting of PA6T / DT, PA 6T / 8T, PA 6T / 10T, PA 6T / 9T, PA 6T / 12T, PA 4T / 6T / DT, PA 4T / 10T / DT, or any combination thereof.12.The polyamide composition according to claim 1, wherein the at least one isotropic filler is selected from the group consisting of a mineral filler, a flaky filler, or any combination thereof.13.The polyamide composition according to claim 12, wherein the mineral filler is at least one selected from the group consisting of wollastonite, calcium carbonate, barium sulfate, titanium dioxide, nano zinc oxide, or any combination thereof.14.The polyamide composition according to claim 13, wherein the mineral filler has an aspect ratio of 6-10: 1, preferably 7-9: 1.15.The polyamide composition according to claim 12, wherein the flaky filler is at least one selected from the group consisting of glass flake, boron nitride, kaolin, talc, mica, montmorillonite, or any combination thereof.16.The polyamide composition according to claim 15, wherein the flaky filler has an average thickness of 0.1-1.0 mm, preferably 0.5-0.8 mm, and has an average major axis of 0.2-2.0 mm, preferably 0.5-1.4 mm.17.The polyamide composition according to claim 1, wherein the component (c) comprises a lubricant, an antioxidant, a nucleating agent, a flow enhancer, a colorant, a dispersant, a stabilizer, or any combination thereof.18.The polyamide composition according to any of claims 1 to 17, which comprises(a) 45 to 65 wt%, preferably 48 to 62 wt%, of a polyamide blend comprising at least two semi-aromatic polyamides A1 and A2,(b) 35 to 50 wt%, preferably 38 to 45wt%, of at least one isotropic filler, and(c) 0.5 to 8 wt%, preferably 0.6 to 5 wt%, of other additives.19.A process for preparing the polyamide composition according to any of claims 1 to 18, comprising the following steps:S1) compounding components (a) and (c) to form a mixture and then feeding the mixture and component (b) into an extruder;S2) melting the materials in the extruder to form a melt, and then extruding the melt and optionally pelletizing to obtain the polyamide composition.

Images