Контейнер воздушной подушки безопасности
Номер патента: 16860
Опубликовано: 30.08.2012
Авторы: Хуисман Марк Рудольф Стефан, Гурп Ван Марникс, Кревкёр Йерун Йост
Формула / Реферат
1. Контейнер воздушной подушки безопасности, изготовленный из ударопрочной полиамидной композиции, отличающийся тем, что полиамидная композиция имеет объемную скорость потока расплава, превышающую 25 см3/10 мин, измеренную при 275°С и нагрузке 5 кг.
2. Контейнер воздушной подушки по п.1, отличающийся тем, что полиамидная композиция содержит полиамидную основу, модификатор ударопрочности, армирующие компаунды и добавку для улучшения текучести.
3. Контейнер воздушной подушки безопасности по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что полиамидная композиция содержит модификатор ударопрочности в количестве, превышающем 4 мас.% в расчете на общую массу полиамидной композиции.
4. Контейнер воздушной подушки безопасности по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что полиамидная композиция содержит модификатор ударопрочности в количестве менее 30 мас.% в расчете на общую массу полиамидной композиции.
5. Контейнер воздушной подушки безопасности по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что полиамидная композиция в качестве модификатора ударопрочности содержит олефиновые эластомеры, химически модифицированные малеиновым ангидридом.
6. Контейнер воздушной подушки безопасности по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что полиамидная композиция содержит полиамидную основу в количестве от 30 до 80 мас.% в расчете на общую массу полиамидной композиции.
7. Контейнер воздушной подушки безопасности по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что полиамидная композиция содержит добавку для улучшения текучести в количестве от 0,1 до 50 мас.% в расчете на общую массу полиамидной композиции.
8. Контейнер воздушной подушки безопасности по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что полиамидная композиция в качестве добавки для улучшения текучести содержит полиамидный олигомер.
9. Контейнер воздушной подушки безопасности по п.8, отличающийся тем, что полиамидный олигомер имеет средневесовую молекулярную массу Mw от 1000 до 5000 г/моль.
10. Контейнер воздушной подушки безопасности по п.8 или 9, отличающийся тем, что полиамидная композиция содержит полиамидный олигомер в количестве от 0,1 до 20 мас.% в расчете на общую массу полиамидной композиции.
11. Контейнер воздушной подушки безопасности по любому из пп.8-10, отличающийся тем, что полиамидный олигомер является олигомером полиамида-6, олигомером полиамида-4,6, олигомером полиамида-6,6 или смесью по меньшей мере двух из указанных олигомеров.
12. Контейнер воздушной подушки безопасности по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что композиция включает модификатор ударопрочности и олигомер и количество олигомера по отношению к количеству модификатора ударопрочности составляет от 5 до 70 мас.%.
13. Контейнер воздушной подушки безопасности по любому из пп.2-12, отличающийся тем, что полиамидной основой является полиамид-6.
14. Контейнер воздушной подушки безопасности по любому из пп.2-13, отличающийся тем, что армирующие компаунды являются стеклянными волокнами.
15. Контейнер воздушной подушки безопасности по любому из пп.2-14, отличающийся тем, что он изготовлен из полиамидной композиции, полученной путем смешивания на первом этапе полиамидной основы и модификатора ударопрочности с получением непрерывной полиамидной матрицы с диспергированными в ней эластомерными частицами, введения в полученную на первом этапе смесь армирующих компаундов и последующего введения добавки для улучшения текучести.
Текст
(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ДСМ АйПи АССЕТС Б.В. (NL) Изобретение относится к контейнеру воздушной подушки безопасности, изготовленному из ударопрочной полиамидной композиции, причем полиамидная композиция имеет объемную скорость потока расплава, превышающую 25 см 3/10 мин. Полиамидная композиция предпочтительно включает полиамидную основу, модификатор ударопрочности, армирующие компаунды и добавку для улучшения текучести. Хуисман Марк Рудольф Стефан, Гурп Ван Марникс, Кревкр Йерун Йост 016860 Настоящее изобретение относится к контейнеру воздушной подушки безопасности, изготовленному из ударопрочной полиамидной композиции. Контейнеры воздушной подушки безопасности, также называемые кассетами воздушной подушки безопасности, являются футлярами для воздушных подушек безопасности в автомобиле. Воздушные подушки безопасности являются ключевым элементом системы безопасности пассажира. Когда появляется в них потребность, они должны сработать безупречно, с учетом того, что это происходит только однажды. Системы воздушной подушки безопасности подвергают разрушающему испытанию, поскольку индивидуально перед установкой в транспортном средстве они не могут быть проверены, чтобы определить, работает ли каждая из них должным образом. Изготовители должны убедиться, что воздушная подушка безопасности, которую они создают, будет работать согласно требованиям. В связи с этим изготовители должны спроектировать и создать системы с определенным запасом прочности, превышающим эксплуатационные требования. Устройства воздушных подушек безопасности являются сложными системами, в которых каждый компонент вносит свой вклад в надежное введение в действие воздушной подушки безопасности. Чем более точно может быть изготовлен компонент и с более узким допуском,тем более надежным будет устройство в эксплуатации. Контейнеры воздушных подушек безопасности или футляры воздушных подушек безопасности являются пассивными компонентами, которые играют столь же жизненно важную роль, как и хорошо знакомые ключевые компоненты, такие как газовый генератор, воздушная подушка безопасности и крышка. Футляры являются пассивными элементами, поскольку они должны оставаться такими, как они были перед введением устройства в действие. Если футляр подвергается непредвиденной деформации под силой взрывного заряда и если он начинает растрескиваться и расслаиваться, воздушная подушка безопасности не будет вводиться в действие, как разработано, в результате чего любой пассажир транспортного средства потенциально подвергается пагубным последствиям. Хуже того, если футляр подвергнется значительному и хрупкому разрушению, фрагменты футляра могут нанести серьезные повреждения водителю или пассажиру, для защиты которых система предназначена. В связи с этим контейнеры воздушных подушек безопасности должны иметь высокое сопротивление динамическому давлению разрыва, так как при введении в действие устройства контейнеры воздушных подушек безопасности подвергаются резко возрастающему и интенсивному внутреннему давлению. Материал, применяемый в настоящее время для изготовления контейнеров воздушных подушек безопасности, является, главным образом, металлом, но с точки зрения снижения веса все большее применением также находят и пластиковые контейнеры воздушных подушек безопасности. Контейнеры воздушных подушек должны работать в экстремальных условиях с подтверждением того, что могут работать при всех условиях, а именно при экстремально низких температурах вплоть до температуры-35 С и при высоких температурах вплоть до 85 С. При низких температурах риск состоит в том, что пластиковый кожух будут растрескиваться и будет происходить его хрупкое разрушение, которое повлечет за собой несоответствующее или неудачное приведение в действие воздушной подушки безопасности и образование осколков. При высоких температурах пластические материалы должны сохранять достаточную прочность, иначе разрушение будет происходить с подобными последствиями или еще худшими последствиями. Только специально разработанные материалы будут выдерживать указанные экстремальные условия. В настоящее время композиции ударопрочного армированного полиамида-6 применяются для изготовления контейнеров воздушных подушек безопасности, для которых требуется высокое сопротивление динамическому давлению разрыва. Эти композиции могут быть составлены так,чтобы обеспечивалась очень высокая ударопрочность при низкой температуре, что позволяет избежать хрупких разрушений, при сохранении более чем достаточной прочности, позволяющей работать при высоких температурах. Композиции ударопрочного армированного полиамида-6 могут быть составлены таким образом, чтобы контейнер воздушной подушки безопасности, изготовленный из такой композиции, мог выдерживать динамическое давление разрыва выше 1,6 МПа (измерение при температуре-35 С). К другим требованиям относится рентабельность технологического процесса при производстве таких формованных деталей, помимо всего прочего, с коротким циклом обработки. Недостаток таких ударопрочных полиамидных композиций, которые преимущественно могут использоваться для формованных контейнеров воздушных подушек безопасности, которые должны обладать высоким сопротивлением динамическому давлению разрыва, в особенности при низкой температуре, и высокой прочностью,в особенности при высокой температуре, состоит в том, что такие композиции обладают относительно низкой текучестью, что приводит, к более продолжительному циклу процесса формования и, таким образом, к более медленному и более дорогостоящему процессу формования. Продолжительность цикла процесса формования обычно является промежутком времени, который начинается с момента закрытия пресс-формы и завершается, когда пресс-форму открывают и деталь удаляют. В продолжительности цикла обычно доминирует время охлаждения детали в матрице пресс-формы. Продолжительность цикла может быть рассчитана по формулеtejection - время извлечения из пресс-формы, составляющее только от долей секунды до нескольких секунд; при этом tcoolimg - время охлаждения, преобладающее в процессе. Однако введение дополнительных компонентов в полиамидную композицию, предназначенных для повышения текучести композиции, обычно приводит к существенному снижению сопротивления формованной детали динамическому давлению разрыва. Таким образом, применение таких композиций осложняется тем, что достижение и поддержание высокой текучести композиций полиамида не должны ставить под угрозу работу контейнера воздушной подушки безопасности при динамическом давлении разрыва, в особенности при низкой температуре. В связи с этим цель изобретения состоит в том, чтобы предложить контейнер воздушной подушки безопасности, изготовленный из материала с высокой текучестью, не ставя под угрозу сопротивление высокому динамическому давлению разрыва, в особенности при низкой температуре. Конкретнее, цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы создать уникально благоприятный баланс между сопротивлением высокому динамическому давлению разрыва, в особенности при низкой температуре, и небольшой продолжительностью цикла. Изобретение относится к контейнерам воздушных подушек безопасности, изготовленным из ударопрочной полиамидной композиции, имеющей объемную скорость потока расплава (MVR) выше 25 см 3/10 мин (275 С/5 кг). Неожиданно было обнаружено, что при динамическом давлении разрыва эксплуатационные показатели ударопрочной полиамидной композиции могут быть сохранены в значительной степени и на достаточном высоком уровне, в то же самое время может быть достигнуто сокращение основной продолжительности цикла. Конкретнее, можно достичь динамического давления разрыва до и даже выше 2 МПа при испытании, проведенном при температуре -35 С, образца, изготовленного из полиамидной композиции, обладающей высокой текучестью. При испытании, проведенном при температуре -35 С, предпочтительным является динамическое давление разрыва выше 1,6 МПа, предпочтительнее выше 1,7 МПа и еще более предпочтительно выше 1,8 МПа. Установлено, что индекс текучести расплава полиамидной композиции может быть даже увеличен до величины, превышающей 30 см 3/10 мин, и даже до величины, превышающей 40 см 3/10 мин(275 С/5 кг). Объемную скорость потока расплава полиамидной композиции устанавливают обычно ниже 100 см 3/10 мин (275 С/5 кг) и, как правило, ниже 80, потому что при объемной скорости потока расплава полиамидной композиции выше 100 почти невозможно, чтобы сопротивление динамическому давлению разрыва при температуре -35 С поддерживалось на достаточно высоком уровне. Для определения текучести термопластических материалов обычно применяют метод измерения объемной скорости потока расплава (MVR). Международный Стандарт ISO 1133: 2005-06-01 устанавливает процедуру определения MVR термопластических материалов при указанных условиях температуры и нагрузки. Однако имеется множество условий, не определенных ни в ISO 1133: 2005-06-01, ни в стандарте на соответствующий материал, которые являются неблагоприятными для воспроизводимости измерений MVR на термопластических материалах, чувствительных к времени-температуре и/или влажности, таких как, например, полиамид и его композиции. Это уже рассматривалось в ISO/CD 1133-2,2007-03-02, номер ссылки ISO/TC 61/SC5/N 1105, 2007-03-02, под названием "Plastics-Determination of thefor materials sensitive to time-temperature history and/or moisture", в котором определены условия, неблагоприятные для воспроизводимости измерений MVR. Ради ясности, эти условия изложены и определены в описании ниже. В том смысле, в каком употребляется здесь, индекс текучести расплава (MVR) определяли согласно ISO 1133: 2005-06-01. Кроме того, измерения выполняли при перечисленных далее условиях. Что касается оборудования, использовали стандартную камеру длиной 8,000 мм и диаметром 2,095 мм; максимальное допустимое изменение температуры цилиндра с расстоянием и со временем в течение испытания составляло 0,5 С при 0 мм выше поверхности камеры и 0,3 С на расстоянии от 10 до 70 мм выше, камеры; температуру цилиндра калибровали с интервалами 100,5 мм, начиная от 0 мм выше верхней части камеры до и включая 70 мм выше верхней части камеры, используя калиброванный инструмент; изменение температуры замеряли в каждом положении, регистрируя температуру с интервалом в 1 мин в течение 10 мин после первого стабильного показания температуры; использовали вакуумную печь с очищенным N2 при максимальном давлении 150 мбар. Что касается обработки образца, испытательный образец высушивали перед испытанием в течение 48 ч при температуре 95 С; влагосодержание составляло менее 200 м.д. (ISO 15512); высушенный материал на хранение помещали в сухой, предпочтительно горячий, контейнер и охлаждали до температуры окружающей среды; испытание проводили не более 4 ч после охлаждения. Количество образца материала должно быть таким, чтобы во всех случаях измерение начиналось в промежутке от 5 мин 15 с до 5 мин 30 с после завершения загрузки материала; объем образцов сравниваемых материалов отличался друг от друга в пределах 0,5 см 3. Что касается условий проведения испытания MVR, температура испытания составляла 275 С; нагрузка со-2 016860 ставляла 5 кг и время предварительного нагрева составляло 5 мин. Что касается непосредственно измерений, перед загрузкой материала время обработки образца не должно было превышать 1 мин; процесс загрузки должен заканчиваться в промежутке времени от t=0,5 мин до t=1 мин, загрузочный пуансон или разгрузочный пуансон в цилиндре помещали на материал так, чтобы прикладываемая нагрузка к материалу во время предварительного нагрева являлась незначительной, например при использовании только втулки для укладки груза; в течение t=5 мин после завершения загрузки цилиндра испытательным образцом к материалу прикладывали выбранную нагрузку; испытание начиналось, когда нижняя метка поршня достигала верхней кромки цилиндра, но в промежутке от 15 до 30 с после приложения нагрузки; измеряли время, затраченное поршнем на прохождение указанного расстояния между 25 и 30 мм; испытание должно завершиться до или когда вторая метка достигнет вершины цилиндра. В том смысле, в каком оно употребляется в описании, динамическое давление разрыва формованного контейнера воздушной подушки безопасности определяли следующим образом: из композиции термопластичной смолы формовали полую несварную деталь толщиной 2 мм, имеющую форму контейнера воздушной подушки безопасности (далее называемой формованной деталью), фиксировали деталь между пластиной и зажимом и прикладывали давление к детали изнутри до разрыва детали. Давление,при котором происходит разрыв детали, является динамическим давлением разрыва, и оно регистрируется в МПа. Нарастание давления создавалось при воспламенении взрывчатого газа, который образуется при заполнении формованной детали через клапанную систему стехиометрической смесью пропан/воздух или водород/воздух. Температура формованной детали и температура взрывчатой газовой смеси соответствуют температуре, при которой определяли давление разрыва. Формованная деталь 1,имеющая сходство с контейнером воздушной подушки безопасности, представлена на фиг. 1-3. На фиг. 1 представлен вид сбоку формованной детали 1. На фиг. 2 представлен вид снизу формованной детали 1. На фиг. 3 представлена формованная деталь 1 в перпендикулярном сечении по линии А-А. Формованная деталь 1 (см. фиг. 1) содержит так называемый литник 2, цилиндрическую часть 3,скругленный переход 4, корпусную часть 5 и закраину 6. Для измерения динамического давления разрыва закраину 6 фиксируют между пластиной и зажимом. Литник 2 формованной детали 1 является коническим с диаметром основания 8 мм, диаметром верхней части 5 мм и высотой 21 мм. Цилиндрическая часть 3 имеет внешний диаметр 32 мм и высоту 12,5 мм. Цилиндрическая часть 3 соединяется с корпусной частью 5 посредством перехода 4; переход 4 имеет высоту 3,6 мм, радиус (Q1) 4 мм снаружи формованной детали и радиус (Q2) (фиг. 3) 2 мм внутри формованной детали. На виде сбоку (фиг. 1) корпусная часть 5 имеет высоту 63,5 мм, ширину 48 мм и с обеих сторон радиус (Q3) 5,3 мм снаружи формованной детали 1. Радиус (Q4) (фиг. 2) внутри формованной детали 1 составляет 2,3 мм. На виде в сечении(фиг. 3) показано, что корпусная часть выгнута с радиусом (Q5) 91,6 мм. На виде снизу (фиг. 2) показано,что корпусная часть тоже выгнута с радиусом (Q6) 69,9 мм. Боковые стенки 9 а и 9b корпусной части 5 выгнуты на 0,5 для прессосъема. На одной внутренней стороне корпусной части 5 имеются два идентичных выступа (7 а, 7b) L-формы. Указанные два выступа 7 а и 7b расположены симметрично относительно линии В-В. Расстояние между линией В-В и линией 8 составляет 9 мм. Выступы 7 а и 7b имеют высоту 5 мм, ширину 4,5 мм и толщину 2 мм. Расстояние между линией 10 и линией 11 составляет 46,5 мм (фиг. 1 и 3). Корпусная часть 5 соединяется с закраиной 6 посредством перехода, имеющего радиус (Q7) 1 мм (фиг. 3). На виде сбоку закраина 6 имеет ширину 56 мм и высоту 2 мм. Закраина имеет следующие наружные размеры (см. фиг. 2): общую длину 158 мм и ширину 56 мм (см. фиг. 1), ширину 9,1 мм между точками 12 и 13 на линии А-А и ширину 7 мм между линиями 14 и 15 (на стороне длиной 158 мм). Предпочтительно, чтобы контейнер воздушной подушки безопасности согласно настоящему изобретению не содержал сварных соединений, поскольку наличие сварных швов снижает динамическое давление разрыва контейнера воздушной подушки безопасности, так как сварной шов обычно является самым слабым местом в сварной детали. В частности, было установлено, что полиамидная композиция, включающая полиамидную основу,модификатор ударопрочности, армирующие компаунды и добавку для улучшения текучести, предпочтительно может использоваться для изготовления контейнера воздушной подушки безопасности, имеющего высокое динамическое давление разрыва при низкой температуре (-35 С), продолжительность цикла изготовления которого является короткой. Поэтому настоящее изобретение также относится к контейнеру воздушной подушки безопасности, изготовленному из ударопрочной полиамидной композиции, которая включает полиамидную основу, модификатор ударопрочности, армирующие компаунды и добавку для улучшения текучести. Количество модификатора ударопрочности в полиамидной композиции, как правило, составляет более 4 мас.% и предпочтительно более 5 мас.% (относительно общей массы композиции). Количество модификатора ударопрочности в полиамидной композиции, как правило, составляет менее 30 мас.%, в частности менее 25 мас.%, конкретно менее 20 мас.% и конкретнее менее 10 мас.%.-3 016860 Подходящие полиамидные основы для композиции, используемой для формования детали согласно настоящему изобретению, включают все полиамиды, кристаллические, полукристаллические, так же как и аморфные, или их смеси. Обзор полиамидов можно найти, например, в 9-м издании RmppChemie-Lexikon, том 5, стр. 359 ff и также упомянуты перечисленные здесь полиамиды. Но предпочтительными являются полиамиды РА 6, РА 46, РА 66, РА 11, РА 12, РА 6 Т/66, PA 6T/6I, PA 6I/6T, PA 6/6T,РА 6/66, РА 8 Т, РА 9 Т, PA 12T, РА 69, РА 610, РА 612, РА 1012, РА 1212, PA MACM12, РА РАСМ 12,РА МАСМТ, PA PACP12, PA NDT, PA MXDI, PA NI, PA NT, PA TMHMDAT, PA 12/PACMT/PACMI,PA 12/MACMI/MACMT, РА N12, PA 6/MACMI или их смеси. Выбирают предпочтительно полиамид-6,полиамид-6,6 или полиамид-4,6 или их смеси или сополиамиды составляющих их мономеров. Предпочтительнее, в качестве полиамидной основы используется полиамид-6. Более предпочтительно в качестве полиамидной основы используется полиамид-6, имеющий относительную вязкость раствора выше 2,предпочтительно выше 2,2 и ниже 2,8, предпочтительнее ниже 2,6. Относительную вязкость раствора измеряют согласно Стандарту ISO 307 и определяют с применением раствора, содержащего 1 г полиамида-6 в 100 мл 90% муравьиной кислоты при температуре 25 С. Обычно полиамидная композиция включает полиамидную основу, составляющую от 30 до 80 мас.% (относительно общей массы полиамидной композиции). Предпочтительно полиамидная композиция включает добавку для улучшения текучести, составляющую от 0,1 до 50 мас.% (относительно общей массы полиамидной композиции). Предпочтительнее полиамидная композиция включает добавку для улучшения текучести, составляющую от 0,1 до 40 мас.%, еще предпочтительнее от 0,1 до 30 мас.% и даже более предпочтительно от 0,1 до 20 мас.%(относительно общей массы полиамидной композиции). Для осуществления изобретения применяется добавка для улучшения текучести, уменьшающая вязкость расплава полиамидной композиции. Предпочтительными добавками для улучшения текучести являются олигомеры. Предпочтительными олигомерами являются полиамидные олигомеры. Подходящие полиамидные олигомеры включают вышеупомянутые полиамиды с низкой молекулярной массой. Предпочтительными полиамидными олигомерами являются олигомеры полиамида-6, олигомеры полиамида-4,6, олигомеры полиамида-6,6 или смесь по меньшей мере двух из указанных олигомеров. Полиамидным олигомером является полиамид с низкой молекулярной массой, имеющий средневесовую молекулярную массу, которая предпочтительно ниже "молекулярной массы между переплетениями" полиамидной основы в композиции. Эта "молекулярная масса между переплетениями" составляет, например, 5000 г/моль при использовании полиамида-6. Предпочтительно средневесовая молекулярная масса составляет максимально 5000 г/моль, предпочтительнее максимально 4000 г/моль, более предпочтительно максимально 3000 г/моль. Молекулярная масса предпочтительно должна быть не слишком низкой,чтобы избежать риска, например, понижения температуры стеклования. Предпочтительно средневесовая молекулярная масса превышает приблизительно 500 г/моль, предпочтительнее превышает приблизительно 1000 г/моль. Содержание олигомера в полиамидной композиции составляет предпочтительно от 0,1 до 20 мас.%, предпочтительнее от 0,1 до 10 мас.% веса и еще более предпочтительно от 0,1 до 5 мас.% (относительно общей массы полиамидной композиции). Предпочтительно композиция включает полиамидную основу со средневесовой молекулярной массой, составляющей по меньшей мере 10000 г/моль, и полиамидный олигомер со средневесовой молекулярной массой, составляющей максимально 5000 г/моль. Более предпочтительно композиция включает полиамидную основу со средневесовой молекулярной массой, составляющей по меньшей мере 15000 г/моль, и полиамидный олигомер со средневесовой молекулярной массой, составляющей максимально 4000 г/моль. Модификаторы ударопрочности, подходящие для композиции, из которой изготавливают контейнер воздушной подушки безопасности согласно настоящему изобретению, включают обычные полимеры, которые используются для упрочнения полиамидных композиций. Примерами подходящих модификаторов ударопрочности являются кислотно-функциональные эластомеры, такие как эластомеры типа"ядро-оболочка" и олефиновые эластомеры, содержащие группы, которые способны вступать в реакцию с полиамидом. Обзор модификаторов ударопрочности можно найти, например, в Nylon PlasticsHandbook, 1995 издание, стр. 415, где также упомянуты перечисленные здесь модификаторы ударопрочности. Предпочтительными модификаторами ударопрочности являются эластомеры, содержащие неполярные мономеры, например олефины, и также полярные или реактивные мономеры, такие как акрилаты, эпоксиды, мономеры, содержащие кислоту или ангидрид, наряду с другими. Примерами являются сополимер этилена с (мет)акриловой кислотой или сополимер этилена/пропилена, функционализированный ангидридными группами. Что касается эластомера, то здесь имеется в виду пластичный эластомер с низким модулем и температурой стеклования ниже 0 С, предпочтительно ниже -25 С. Примерами полимеров, подпадающих под это определение, являются сополимеры этилена и -олефины, например пропен и бутен. Также пластомеры, будучи сополимерами, например, этилена и 1-октена, который может быть получен полимеризацией в присутствии металлоценового катализатора, являются подходящими в качестве компонента эластомерной смеси.-4 016860 В том смысле, в каком он употребляется здесь, функционализированный эластомер является эластомером, содержащим группы, которые могут вступать в реакцию с полиамидом. Такие функционализированные эластомеры известны. Например, в патенте США 4174358 описывается большое количество подходящих функционализированных эластомеров, так же как и способ изготовления таких функционализированных эластомеров. Весьма подходящими являются олефиновые эластомеры, которые химически модифицированы посредством реакции с малеиновым ангидридом, или "ентсополимерные" каучуки,которые химически модифицированы посредством реакции с ненасыщенной дикарбоновой кислотой, ее ангидридом и/или эфиром, например ангидридом малеиновой кислоты, итаконовой кислотой и ангидридом итаконовой кислоты, фумаровой кислотой и эфиром малеиновой кислоты и глицидилакрилатом,например глицидилметакрилатом. В таких случаях полиамиды предпочтительно содержат достаточно концевых аминогрупп, которые могут реагировать с функциональными группами. Функционализированный сополимер этиленолефина, в случае полиамида-6, предпочтительно функционализирован ангидридом малеиновой кислоты. Содержание ангидрида малеиновой кислоты в функционализированном эластомере может изменяться в широких пределах, например от 0,1 до 10 мас.%, предпочтительно от 0,1 до 5 мас.%, предпочтительнее от 0,1 до 2 мас.%. Содержание олигомера относительно содержания модификатора ударопрочности, как правило, зависит от типа применяемого олигомера. Предпочтительно полиамидная композиция включает от 5 до 70 мас.% олигомера, предпочтительнее от 20 до 50 мас.% олигомера и наиболее предпочтительно от 30 до 40 мас.% олигомера относительно содержания модификатора ударопрочности. В полиамидных композициях могут использоваться различные типы армирующих компаундов, например минералы (такие как тальк, волластонит, каолин) и волокнистые материалы. Может быть использовано большое разнообразие волокнистых материалов, разных размеров и различного химического состава. Волокна, имеющие подходящие размеры, являются волокнами со средним аспектным отношением(отношением длины к диаметру) в полиамидной композиции от 5 до 100 и с диаметром от 1 до 20 мкм, предпочтительно от 8 до 15 мкм. Подходящими типами волокон являются как естественные, так и искусственные волокна, такие как углеродные, минеральные, полимерные и стеклянные волокна. Подходящими полимерными волокнами являются полиарамидные волокна. Наиболее предпочтительными волокнами для формованных деталей согласно изобретению являются стеклянные волокна. Волокна предпочтительно покрывают, например, силановым компаундом для улучшения их адгезии к полиамидной композиции. В отдельном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения полиамидная композиция содержит от 30 до 80 мас.% полиамида, от 0,1 до 20 мас.% полиамидного олигомера,от 4 до 20 мас.% модификатора ударопрочности и от 20 до 50 мас.% армирующего материала (общее количество составляет 100 мас.%). Поэтому настоящее изобретение, в частности, относится к контейнеру воздушной подушки безопасности, изготовленному из полиамидной композиции, которая содержит от 30 до 80 мас.% полиамида, от 0,1 до 20 мас.% полиамидного олигомера, от 4 до 20 мас.% модификатора ударопрочности и от 20 до 50 мас.% армирующего материала (общее количество составляет 100 мас.%). Полиамидная композиция может быть получена смешиванием компонентов любым известным методом. Например, компоненты могут быть смешаны методом сухого смешивания, и затем смесь подается в смеситель для смешения в расплаве, предпочтительно экструдер. Также компоненты могут непосредственно подаваться в смеситель для смешения в расплаве и дозироваться вместе или по отдельности. В качестве смесителя для смешения в расплаве предпочтение отдается экструдеру. В этом случае композицию получают в гранулах, которые могут использоваться для изготовления контейнера воздушной подушки безопасности согласно изобретению. Предпочтительно смешение в расплаве выполняют в атмосфере инертного газа, и перед смешением материалы высушивают. В предпочтительном варианте приготовления полиамидной композиции полиамидную основу и модификатор ударопрочности подают в экструдер через горловину и предпочтительно по меньшей мере одну часть общего количества армирующих компаундов подают к расплаву, включающему, по меньшей мере, полиамидную основу и модификатор ударопрочности. Добавку для улучшения текучести предпочтительно подают к расплаву, включающему полиамидную основу и модификатор ударопрочности, предпочтительнее добавку для улучшения текучести подают к расплаву, включающему полиамидную основу,модификатор ударопрочности и армирующие компаунды. Неожиданно было обнаружено, что преимущества изобретения еще более ярко выражаются, когда полиамидную композицию приготавливают, производя на первом этапе смешение полиамидной основы и модификатора ударопрочности для получения непрерывной полиамидной матрицы с диспергированными в ней эластомерными частицами, и смесь, полученную на первом этапе, смешивают с добавкой для улучшения текучести. Предпочтительно армирующие компаунды добавляют к смеси, содержащей полиамидную основу и модификатор ударопрочности, до смешения с добавкой для улучшения текучести в указанной смеси. Предпочтительно смешение производят в экструдере. Далее изобретение будет объясняться на основе следующих примеров и сравнительных экспериментов.-5 016860 Используемые материалы. Модификатор ударопрочности: Exxelor VA 1801, сополимер этилен-пропилена, содержащий 0,6 мас.% привитого малеинового ангидрида с показателем текучести расплава (MFI), составляющим 8 г/10 мин (230 С/10 кг). Полиамид 6 (РА 6): Akulon K122 фирмы DSM N.V., растворенный в муравьиной кислоте(1 г/100 мл), с относительной вязкостью раствора (RSV), составляющей 2,28. Стеклянные волокна: CS 173X-11P фирмы Owens Corning с диаметром волокна 11 мкм. Добавка для улучшения текучести: РА 4,6 олигомер со средним весом Mw=2000 г/моль и Тпл=295 С. Определение физических свойств. Индекс текучести расплава (MVR) измеряли, как описано выше. Динамическое давление разрыва при температуре -35 С измеряли, как описано выше. Сравнительный эксперимент А. Приготавливали смесь из РА-6 и стеклянных волокон, подавая эти два компонента в двухшнековый экструдер (90 мм), имеющий совместно вращающиеся шнеки при скорости вращения 300 об/мин и пропускную способность 1000 кг/ч. Стеклянные волокна добавляли посредством боковой подачи. Расплавленные нити охлаждали в водяной ванне, разрезали на гранулы и сушили, охлаждая перед упаковкой в слоистые пакеты. Индекс текучести расплава (MVR) продукта определяли, как указано выше. Из гранул отливали формованные детали, представленные на фиг. 1-3, имеющие размеры, указанные выше в описании. Динамическое давление разрыва измеряли при температуре -35 С, как описано выше. Результаты приведены в таблице. Сравнительный эксперимент В. Приготавливали смесь из РА-6, модификатора ударопрочности и стеклянных волокон, подавая компоненты в двухшнековый экструдер (90 мм), имеющий совместно вращающиеся шнеки при скорости вращения 300 об/мин и пропускную способность 1000 кг/ч. Стеклянные волокна добавляли посредством боковой подачи. Расплавленные нити охлаждали в водяной ванне, разрезали на гранулы и сушили, охлаждая перед упаковкой в слоистые пакеты. Индекс текучести расплава (MVR) продукта определяли, как указано выше. Из гранул отливали формованные детали, представленные на фиг. 1-3, имеющие размеры,указанные выше в описании. Динамическое давление разрыва измеряли при температуре -35 С, как описано выше. Результаты приведены в таблице. Сравнительный эксперимент С. Приготавливали смесь из РА-6, стеклянных волокон и добавки для улучшения текучести, подавая компоненты в двухшнековый экструдер (90 мм), имеющий совместно вращающиеся шнеки при скорости вращения 300 об/мин и пропускную способность 1000 кг/ч. Стеклянные волокна добавляли посредством боковой подачи. Добавку для улучшения текучести добавляли в смесь из РА-6 и стеклянных волокон. Расплавленные нити охлаждали в водяной ванне, разрезали на гранулы и сушили, охлаждая перед упаковкой в слоистые пакеты. Индекс текучести расплава (MVR) продукта определяли, как указано выше. Из гранул отливали формованные детали, представленные на фиг. 1-3, имеющие размеры, указанные выше в описании. Измеряли, как описано выше, динамическое давление разрыва при температуре -35 С. Результаты приведены в таблице. Пример. Приготавливали смесь из PA-6, стеклянных волокон, модификатора ударопрочности и добавки для улучшения текучести, подавая компоненты в двухшнековый экструдер (40 мм) при температуре расплава 320 С, имеющий совместно вращающиеся шнеки со скоростью 450 об/мин и пропускную способность 250 кг/ч. РА-6 и модификатор ударопрочности загружали через горловину экструдера. Стеклянные волокна добавляли посредством боковой подачи. В смесь из PA-6, модификатора ударопрочности и стеклянных волокон вводили добавку для улучшения текучести. Расплавленные нити охлаждали в водяной ванне, разрезали на гранулы и сушили, охлаждая перед упаковкой в слоистые пакеты. Индекс текучести расплава (MVR) продукта определяли, как указано выше. Из гранул отливали формованные детали, представленные на фиг. 1-3, имеющие размеры, указанные выше в описании. Измеряли, как описано выше, динамическое давление разрыва при температуре -35 С. Результаты приведены в таблице. Композиция для изготовления контейнера согласно примеру отличается высокой способностью к текучести, не ставя под угрозу сопротивление давлению разрыва, в отличие от композиции в сравнительном эксперименте B, которая является обычным материалом для изготовления футляров воздушных подушек безопасности. Сравнительные эксперименты A и C показывают, что более высокая текучесть композиции может быть реализована за счет неударопрочных материалов, но это приводит к существенному снижению сопротивления динамическому давлению разрыва. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Контейнер воздушной подушки безопасности, изготовленный из ударопрочной полиамидной композиции, отличающийся тем, что полиамидная композиция имеет объемную скорость потока расплава, превышающую 25 см 3/10 мин, измеренную при 275 С и нагрузке 5 кг. 2. Контейнер воздушной подушки по п.1, отличающийся тем, что полиамидная композиция содержит полиамидную основу, модификатор ударопрочности, армирующие компаунды и добавку для улучшения текучести. 3. Контейнер воздушной подушки безопасности по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что полиамидная композиция содержит модификатор ударопрочности в количестве, превышающем 4 мас.% в расчете на общую массу полиамидной композиции. 4. Контейнер воздушной подушки безопасности по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что полиамидная композиция содержит модификатор ударопрочности в количестве менее 30 мас.% в расчете на общую массу полиамидной композиции. 5. Контейнер воздушной подушки безопасности по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что полиамидная композиция в качестве модификатора ударопрочности содержит олефиновые эластомеры, химически модифицированные малеиновым ангидридом. 6. Контейнер воздушной подушки безопасности по любому из предшествующих пунктов,отличающийся тем, что полиамидная композиция содержит полиамидную основу в количестве от 30 до 80 мас.% в расчете на общую массу полиамидной композиции. 7. Контейнер воздушной подушки безопасности по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что полиамидная композиция содержит добавку для улучшения текучести в количестве от 0,1 до 50 мас.% в расчете на общую массу полиамидной композиции. 8. Контейнер воздушной подушки безопасности по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что полиамидная композиция в качестве добавки для улучшения текучести содержит полиамидный олигомер. 9. Контейнер воздушной подушки безопасности по п.8, отличающийся тем, что полиамидный олигомер имеет средневесовую молекулярную массу Mw от 1000 до 5000 г/моль. 10. Контейнер воздушной подушки безопасности по п.8 или 9, отличающийся тем, что полиамидная композиция содержит полиамидный олигомер в количестве от 0,1 до 20 мас.% в расчете на общую массу полиамидной композиции. 11. Контейнер воздушной подушки безопасности по любому из пп.8-10, отличающийся тем, что полиамидный олигомер является олигомером полиамида-6, олигомером полиамида-4,6, олигомером полиамида-6,6 или смесью по меньшей мере двух из указанных олигомеров. 12. Контейнер воздушной подушки безопасности по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что композиция включает модификатор ударопрочности и олигомер и количество олигомера по отношению к количеству модификатора ударопрочности составляет от 5 до 70 мас.%. 13. Контейнер воздушной подушки безопасности по любому из пп.2-12, отличающийся тем, что полиамидной основой является полиамид-6.-7 016860 14. Контейнер воздушной подушки безопасности по любому из пп.2-13, отличающийся тем, что армирующие компаунды являются стеклянными волокнами. 15. Контейнер воздушной подушки безопасности по любому из пп.2-14, отличающийся тем, что он изготовлен из полиамидной композиции, полученной путем смешивания на первом этапе полиамидной основы и модификатора ударопрочности с получением непрерывной полиамидной матрицы с диспергированными в ней эластомерными частицами, введения в полученную на первом этапе смесь армирующих компаундов и последующего введения добавки для улучшения текучести.
МПК / Метки
МПК: B60R 21/20
Метки: подушки, воздушной, контейнер, безопасности
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/9-16860-kontejjner-vozdushnojj-podushki-bezopasnosti.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Контейнер воздушной подушки безопасности</a>
Предыдущий патент: Гибкая упаковка влажных салфеток
Следующий патент: Стабильные составы на основе производного тиадиазола
Случайный патент: Агенты для предупреждения и лечения нарушений, включающих модулирование ryr рецепторов