CN102585489A - 聚酰胺树脂组合物和使用该组合物的模制品 - Google Patents

聚酰胺树脂组合物和使用该组合物的模制品 Download PDF

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Abstract

本发明公开了聚酰胺树脂组合物和使用该聚酰胺树脂组合物制造的模制品。所述聚酰胺树脂组合物包括：(A)结晶聚酰胺混合树脂，包括脂族基和至少两种不同的结晶聚酰胺树脂；(B)具有芳族基的非结晶聚酰胺树脂；和(C)玻璃纤维。

Description

聚酰胺树脂组合物和使用该组合物的模制品
相关申请
本申请要求2010年12月21日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2010-0131828号的优先权和权益，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明涉及一种聚酰胺树脂组合物和使用所述组合物的模制品。
背景技术
聚酰胺树脂通过包含玻璃纤维等无机材料来制备以实现其机械特性和热特性，并主要用于生产汽车的UTH(under the hood)部件，然而，无机材料因各向异性会造成产品上的应力差异，从而引起产品的质量问题。
发明内容
一个示例性实施方式提供了一种具有机械性能、耐热性和尺寸稳定性之间的优异性能平衡的聚酰胺树脂组合物。
另一个实施方式提供了一种使用所述聚酰胺树脂组合物制造的模制品。
根据一个实施方式，提供了一种聚酰胺树脂组合物，包括：(A)约20wt％至约80wt％的结晶聚酰胺混合树脂，包括具有脂族基的第一结晶聚酰胺树脂(A-1)和具有脂族基的第二结晶聚酰胺树脂(A-2)；(B)约1wt％至约30wt％的具有芳族基的非结晶聚酰胺树脂；和(C)约10wt％至约50wt％的玻璃纤维，其中(A-1)第一结晶聚酰胺树脂和(A-2)第二结晶聚酰胺树脂彼此不同。
第一结晶聚酰胺树脂(A-1)和第二结晶聚酰胺树脂(A-2)可彼此不同，且独立地包括聚酰胺6、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺46、聚酰胺66、聚酰胺69、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺6/610、聚酰胺6/66、聚酰胺6/12、聚邻苯二甲酰胺、聚芳酰胺或它们的组合。
第一结晶聚酰胺树脂(A-1)和第二结晶聚酰胺树脂(A-2)以约1∶3至约3∶1的重量比混合。
所述非结晶聚酰胺树脂(B)可包括聚酰胺6T、聚酰胺9T、聚酰胺6I、聚酰胺MXD6、聚酰胺M5T、聚酰胺6/6T、聚酰胺66/6T、聚酰胺66/6I、聚酰胺6T/6I、聚酰胺6T/12、聚酰胺66/6T/6I、聚酰胺6T/M5T或它们的组合。
所述结晶聚酰胺混合树脂(A)和所述非结晶聚酰胺树脂(B)可以约5∶1至约15∶1的重量比混合。
所述玻璃纤维(C)可包括(C-1)具有圆形横截面的玻璃纤维和(C-2)具有椭圆形横截面的玻璃纤维。
所述具有圆形横截面的玻璃纤维(C-1)和所述具有椭圆形横截面的玻璃纤维(C-2)可以约1∶4至约4∶1的重量比混合。
所述聚酰胺树脂组合物可具有小于约0.90％的横向收缩率。
根据另一个实施方式，提供了一种由所述聚酰胺树脂组合物制造的模制品。
以下，将详细说明其它实施方式。
上述聚酰胺树脂组合物具有机械性能、耐热性和尺寸稳定性之间的优异性能平衡，因而可应用于多种模制品，尤其是塑料外用产品，例如电子部件、汽车的UTH(under the hood)部件等。
具体实施方式
以下将详细说明示例性实施方式。然而，这些实施方式仅是示例性的，且本发明不限于此。
根据一个实施方式，提供了一种聚酰胺树脂组合物，包括：(A)包括至少两种不同的结晶聚酰胺树脂的结晶聚酰胺混合树脂(B)非结晶聚酰胺树脂和(C)玻璃纤维。
以下将详细说明根据一个实施方式的聚酰胺树脂组合物中包含的示例性组分。
(A)结晶聚酰胺混合树脂
结晶聚酰胺混合树脂可通过混合至少两种不同的结晶聚酰胺树脂制备。
结晶聚酰胺混合树脂可包括第一结晶聚酰胺树脂和与第一结晶聚酰胺树脂不同的第二结晶聚酰胺树脂。第一结晶聚酰胺树脂和第二脂族结晶聚酰胺树脂都是主链含有脂族基的聚酰胺化合物。
第一结晶聚酰胺树脂与第二脂族结晶聚酰胺树脂可彼此不同，且可包括例如聚酰胺6、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺46、聚酰胺66、聚酰胺69、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺6/610、聚酰胺6/66、聚酰胺6/12、聚邻苯二甲酰胺、聚芳酰胺或它们的组合，但不限于此。在一个实施方式中，可将聚酰胺6和聚酰胺66聚酰胺的混合物用作结晶聚酰胺混合树脂。聚酰胺6和聚酰胺66的混合物可改善成形性和外观，并降低生产成本。
第一结晶聚酰胺树脂与第二结晶聚酰胺树脂以约1∶3至约3∶1的重量比混合，特别是以约1∶2至2∶1的重量比混合。当第一结晶聚酰胺树脂与第二脂族结晶聚酰胺树脂在上述范围内混合时，聚酰胺树脂组合物可具有机械性能、耐热性和尺寸稳定性之间的优异性能平衡。
第一结晶聚酰胺树脂和第二结晶聚酰胺树脂分别具有约30％或更高的结晶度，例如约30％至约40％。
基于聚酰胺树脂组合物的总重量，结晶聚酰胺混合树脂的含量可为约20wt％到约80wt％，具体为约30wt％到约60wt％。当结晶聚酰胺混合树脂包含在上述范围内时，聚酰胺树脂组合物可具有机械性能、耐热性、尺寸稳定性和成形性之间的优异性能平衡。
(B)非结晶聚酰胺树脂
非结晶聚酰胺树脂是熔点为约180℃或者更高且其主链上含有芳基的聚酰胺化合物。
具体地，非结晶聚酰胺树脂可通过将包括约10mol％至约100mol％芳族二羧酸的二羧酸与脂族/脂环族二胺缩聚来制备。
芳族二羧酸可具体为下述化学式1a表示的对苯二甲酸或下述化学式1b表示的间苯二甲酸。
[化学式1a]
Figure BDA0000123027460000041
[化学式1b]
Figure BDA0000123027460000042
脂族/脂环族二胺可为C4至C20二胺化合物。
非结晶聚酰胺树脂的实例可包括通过缩聚己二胺和对苯二甲酸制备聚酰胺6T。聚酰胺6T可包含下述化学式2表示的重复单元。
[化学式2]
非结晶聚酰胺树脂可包括在其主链具有芳基的聚酰胺化合物与在其主链具有脂族基的聚酰胺化合物的共聚物。
例如，非结晶聚酰胺树脂可包括例如聚酰胺6T、聚酰胺9T、聚酰胺6I、聚酰胺MXD6、聚酰胺M5T、聚酰胺6/6T、聚酰胺66/6T、聚酰胺66/6I、聚酰胺6T/12、聚酰胺66/6T/6I、聚酰胺6T/M5T或它们的组合。
上述非结晶聚酰胺树脂具有约5％或更低的结晶度，例如约0％至约5％。
基于聚酰胺树脂组合物的总重量，非结晶聚酰胺树脂的含量可为约1wt％到约30wt％，具体为约8wt％到约15wt％，当非结晶聚酰胺树脂的含量在上述范围内时，聚酰胺树脂组合物的尺寸稳定性可得到改善。
结晶聚酰胺混合树脂(A)和非结晶聚酰胺树脂(B)可以以约5∶1至约15∶1的重量比混合，具体以约6∶1至约13∶1的重量比混合。当结晶聚酰胺混合树脂和非结晶聚酰胺树脂在上述比例内混合时，聚酰胺树脂组合物可具有机械性能、耐热性和尺寸稳定性之间的优异性能平衡。
(C)玻璃纤维
玻璃纤维可具有约5μm到约30μm的直径和约1.5mm到约13mm的长度。玻璃纤维的直径和长度在上述范围内时，玻璃纤维易于放入挤出机，并带来极好的机械性能。
玻璃纤维可具有圆形横截面和椭圆形横截面。
具有圆形横截面的玻璃纤维的长宽比可为约1。纵横比定义为横截面中最长直径与最短直径之比。
具有椭圆形横截面的玻璃纤维的长宽比大于约1。具体地，具有椭圆形横截面的玻璃纤维的长宽比为约1.5或者更高，更具体为约2至约8，进一步更具体为约2至约6。
具有圆形横截面的玻璃纤维和具有椭圆形横截面的玻璃纤维以约1∶4至4∶1的重量比混合，特别是以约1∶2至2∶1的重量比混合。当玻璃纤维在上述比例内混合时，聚酰胺树脂组合物的尺寸稳定性可得到改善。
玻璃纤维的表面可涂有预定材料，以防止结晶聚酰胺混合树脂与非结晶聚酰胺树脂之间的反应，并改善湿度。
上述涂层材料可改变聚酰胺树脂组合物的整体流动性、机械性能等。玻璃纤维表面上涂布的涂层材料的种类是本领域技术人员所公知的。
基于聚酰胺树脂组合物的总重量，玻璃纤维的含量可为约10wt％到约50wt％，具体为约20wt％到约40wt％。当玻璃纤维的含量在上述范围内时，聚酰胺树脂组合物可具有机械性能、耐热性和尺寸稳定性之间的优异性能平衡。
(D)其它添加剂
聚酰胺树脂组合物进一步可以包括抗菌剂、热稳定剂、抗氧化剂、离型剂、光稳定剂、表面活性剂、偶联剂、增塑剂、外加剂(admixture)、着色剂、稳定剂、润滑剂、抗静电剂、着色助剂、防火剂、耐候剂、紫外(UV)吸收剂、紫外(UV)阻挡剂、成核剂、粘合助剂、粘合剂的添加剂，或它们的组合。
抗氧化剂可包括苯酚、亚磷酸酯、硫醚或胺抗氧化剂。离型剂可包括含氟聚合物、硅油、硬脂酸的金属盐、褐煤酸的金属盐、褐煤酸酯蜡或聚乙烯蜡。耐候剂可包括二苯甲酮型或胺型耐候剂，着色剂可包括染料或颜料。紫外(UV)线阻挡剂可包括二氧化钛(TiO2)或炭黑。成核剂可包括云母和粘土。
只要不使聚酰胺树脂组合物性能变差，可以包含预定量的添加剂。在一个实施方式中，基于100重量份的聚酰胺树脂组合物，添加剂的含量可为约40重量份或更低，例如约0.1到约30重量份。
聚酰胺树脂组合物可通过公知的制备热塑树脂组合物的方法来制备，例如同时混合根据一个实施方式的各组分和添加剂。混合物被熔融挤出并制成颗粒。
聚酰胺树脂组合物的TD(横向)收缩率可小于约0.90％，具体为约0.80％至约0.88％。TD收缩率通过使用由聚酰胺树脂组合物制备的样品，在80℃保持6＂×6＂和1/8＂厚度的膜浇口模具的同时将其注入10盎司的注塑机，然后将其在无外压、23℃和50％湿度的恒温恒湿室内放置24小时来测定。
根据另一个实施例，提供了使用前述聚酰胺树脂组合物制造的模制品。换句话说，使用聚酰胺树脂组合物通过例如注塑成型、吹塑成型、挤压成型、热成型等多种方法来制造模制品。具体地，聚酰胺树脂组合物可有利地应用于需要机械性能、耐热性和尺寸稳定性的模制品，尤其是塑料外用产品，例如电子部件、汽车的UTH(under the hood)部件等。
以下实施例将更详细地说明本发明。然而，应理解的是，本发明不受限于这些实施例。
根据一个实施方式的聚酰胺树脂组合物包括以下各组分。
(A)结晶聚酰胺(PA)混合树脂
(A-1)第一结晶聚酰胺(PA)树脂
对于聚酰胺6，使用由Zigsheng Industrial有限公司制造的TP-4210。
(A-2)第二结晶聚酰胺(PA)树脂
对于聚酰胺66，使用由Asahi-Kasei有限公司制造的Leona 1200。
(B)非结晶聚酰胺(PA)树脂
使用由杜邦公司制造的
Figure BDA0000123027460000071
PA 3426。
(C)玻璃纤维
(C-1)使用由KCC制造的CS321-EC10-3作为长度约3mm、直径约13μm和长宽比约1的玻璃纤维。
(C-2)使用由Nitto Boseki有限公司制造的CSG 3PA-820作为长宽比约4(最长直径约28μm，最短直径约7μm)和长度约3mm的玻璃纤维。
实施例1～5和对比例1～9
实施例1～5和对比例1～9的各聚酰胺树脂组合物用以下表1所列组成中的前述组分来制备。
混合各组分以具有以下表1中的组成，在220℃用普通双轴挤出机挤出，然后成形为颗粒。
实验例
ASTM哑铃形样品制备如下：将颗粒在80℃下干燥2小时，用6盎司的注塑成型机注塑成型，并设定料筒温度为210℃，模制温度为60℃。测定样品的性能。结果示于表1中。
(1)抗张强度：根据ASTM D638测定。
(2)挠曲强度：根据ASTM D790测定。
(3)挠曲模量：根据ASTM D790测定。
(4)热变形温度(HDT)：根据ASTM D648测定。
(5)TD(横向)收缩率：在80℃保持6＂×6＂1/8＂厚度的膜浇口模具的同时将聚酰胺树脂组合物注入10盎司的注塑机，然后将所得物在无外压、23℃和50％湿度的恒温恒湿室内放置24小时。测定制得样品的收缩率并表示为百分比(％)单位。
(表1)
Figure BDA0000123027460000081
参照表1，与包括结晶聚酰胺树脂的对比例6、7和9、不包括非结晶聚酰胺树脂的对比例1至7以及不包括玻璃纤维的对比例8相比，包括具有至少两种不同的结晶聚酰胺树脂的结晶聚酰胺混合树脂、非结晶聚酰胺树脂和玻璃纤维的实施例1至5具有机械性能、耐热性和尺寸稳定性之间的优异性能平衡。
具体地，包括第一和第二结晶聚酰胺树脂为合适比例的混合物的实施例1至5具有机械性能，耐热性和尺寸稳定性之间的优异性能平衡。此外，当含有至少两种不同的结晶聚酰胺树脂的结晶聚酰胺混合树脂以合适比例与非结晶聚酰胺树脂混合来制备聚酰胺树脂组合物时，聚酰胺树脂组合物证实了具有机械性能、耐热性和尺寸稳定性之间的优异性能平衡。此外，当两种不同的玻璃纤维以合适比例混合制备聚酰胺树脂组合物时，聚酰胺树脂组合物证实了具有极佳的尺寸稳定性。
尽管已结合目前认为可实施的示例性实施方式说明了本发明，但应理解的是，本发明不限于所公开的实施方式，相反，意在覆盖包含在本发明的精神和范围内的各种修改和等同布置。因此，前述实施方式应理解为示例性，而不以任何方式限制本发明。

Claims (9)

1.一种聚酰胺树脂组合物，包括：
(A)20wt％至80wt％的结晶聚酰胺混合树脂，包括具有脂族基的第一结晶聚酰胺树脂(A-1)和具有脂族基的第二结晶聚酰胺树脂(A-2)；
(B)1wt％至30wt％的具有芳族基的非结晶聚酰胺树脂；和
(C)10wt％至50wt％的玻璃纤维，
其中所述第一结晶聚酰胺树脂(A-1)和所述第二结晶聚酰胺树脂(A-2)彼此不同。
2.根据权利要求1所述的聚酰胺树脂组合物，其中所述第一结晶聚酰胺树脂(A-1)和所述第二结晶聚酰胺树脂(A-2)彼此不同，且独立地包括聚酰胺6、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺46、聚酰胺66、聚酰胺69、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺6/610、聚酰胺6/66、聚酰胺6/12、聚邻苯二甲酰胺、聚芳酰胺或它们的组合。
3.根据权利要求1所述的聚酰胺树脂组合物，其中所述第一结晶聚酰胺树脂(A-1)和所述第二结晶聚酰胺树脂(A-2)以1∶3至3∶1的重量比混合。
4.根据权利要求1所述的聚酰胺树脂组合物，其中所述非结晶聚酰胺树脂(B)包括聚酰胺6T、聚酰胺9T、聚酰胺6I、聚酰胺MXD6、聚酰胺M5T、聚酰胺6/6T、聚酰胺66/6T、聚酰胺66/6I、聚酰胺6T/6I、聚酰胺6T/12、聚酰胺66/6T/6I、聚酰胺6T/M5T或它们的组合。
5.根据权利要求1所述的聚酰胺树脂组合物，其中所述结晶聚酰胺混合树脂(A)和所述非结晶聚酰胺树脂(B)以5∶1至15∶1的重量比混合。
6.根据权利要求1所述的聚酰胺树脂组合物，其中所述玻璃纤维(C)包括(C-1)具有圆形横截面的玻璃纤维和(C-2)具有椭圆形横截面的玻璃纤维。
7.根据权利要求6所述的聚酰胺树脂组合物，其中所述具有圆形横截面的玻璃纤维与具有椭圆形横截面的玻璃纤维以1∶4至4∶1的重量比混合。
8.根据权利要求1所述的聚酰胺树脂组合物，其中所述聚酰胺树脂组合物具有小于0.90％的横向收缩率。
9.一种模制品，所述模制品使用权利要求1至8中任意一项所述的聚酰胺树脂组合物制造。
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