CN105637034B - 聚酰胺树脂组合物、制造方法、成型品 - Google Patents

聚酰胺树脂组合物、制造方法、成型品 Download PDF

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Abstract

本发明提供耐热老化性、表面外观、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性等优异的聚酰胺树脂组合物。(I)聚酰胺树脂组合物,含有特定量的具有羟基、和环氧基或碳二亚胺基的、特定结构的化合物及/或其缩合物。或(II)聚酰胺树脂组合物,其以特定量含有1分子中具有3个以上的氨基或3个以上的羟基的脂肪族化合物、和1分子中具有多于1个的可与上述氨基或羟基反应的官能团的化合物,在大气下于130℃对将上述聚酰胺树脂组合物进行注射成型而得到的厚度为3.2mm的ASTM1号哑铃进行100小时热处理时,从成型品表面开始到深度为0.2mm的部位为止的聚酰胺树脂组合物中的羧基浓度在热处理后的增加率小于70%。

Description

聚酰胺树脂组合物、制造方法、成型品
技术领域
本发明涉及聚酰胺树脂组合物、及将其成型而得到的成型品。
背景技术
聚酰胺树脂具有优异的机械特性、耐热性、耐药品性,因此被优选用于汽车、电气·电子部件用途。在各种用途中,聚酰胺树脂因为耐热老化性优异,所以被用于发动机罩等被施加极高温度的热的部件。近年来,随着汽车发动机室内部件的高密度化、发动机输出功率的增加,发动机室内的环境温度逐渐升高。因此,要求在更高温度条件下的耐热老化性。一直以来,作为改良聚酰胺树脂的耐热老化性的技术,已知例如在聚酰胺树脂中配合有铜化合物和卤素化合物的聚酰胺树脂组合物(例如,专利文献1)。但是,对于专利文献1的聚酰胺树脂组合物而言,由于近年来使用环境温度的高温化的原因,所以逐渐变得不能得到充分的耐热老化性。据此,作为进一步改良高温时的耐热老化性的技术,至今为止尝试了各种技术改良。例如,提出了含有聚酰胺树脂、数均分子量小于2000的多元醇、和铜稳定剂、受阻酚等辅助稳定剂、以及聚合物增强材料的聚酰胺树脂组合物(例如,参见专利文献2)。另外,提出了含有聚酰胺树脂、聚乙烯亚胺、润滑剂、含铜稳定剂、填料、和苯胺黑的聚酰胺树脂组合物(例如,参见专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-273945号公报
专利文献2:美国专利申请公开第2010/0029819号说明书
专利文献3:美国专利申请公开第2011/0290209号说明书
发明内容
发明所要解决的课题
然而,虽然由上述专利文献2的聚酰胺树脂组合物得到的成型品在150℃~230℃的温度区域内具有优异的耐热老化性,但是具有在低于150℃的温度区域内耐热老化性差的课题。另外,关于上述专利文献3的聚酰胺树脂组合物,虽然在160℃~180℃的温度区域内具有优异的耐热老化性,但是也具有在低于150℃的温度区域内耐热老化性差的课题。虽然汽车的发动机室内部件的环境温度存在逐年增加的倾向,但是并非始终高温。因此,对于汽车的发动机室内部件来说,要求还兼备低温时的耐热老化性的材料。
另外,就上述专利文献2、上述专利文献3的聚酰胺树脂组合物而言,存在下述课题:(i)多元醇等向成型品表层的渗出、由铜离子的游离导致的着色这样的表面外观上的课题;(ii)滞留稳定性差的课题。并且,对于要求耐热老化性的发动机室内部件等汽车部件,在期望高耐热老化性的同时,还期望高尺寸精度、耐药品性、耐蠕变性,但是由上述专利文献1、2、3中记载的聚酰胺树脂组合物得到的成型品的上述特性并不充分。本发明鉴于上述现有技术的课题,目的在于提供一种能够得到耐热老化性、表面外观、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性优异的成型品的聚酰胺树脂组合物。
用于解决课题的手段
本发明的发明人们为了解决上述课题进行了潜心研究,结果发现了以下内容。即,本发明的发明人们发现,通过制成下述聚酰胺树脂组合物,能够解决上述课题中的至少一部分,从而完成了本发明,所述聚酰胺树脂组合物为:(I)相对于聚酰胺树脂,配合特定量的具有羟基、和环氧基或碳二亚胺基的、特定结构的化合物及/或其缩合物而成的聚酰胺树脂组合物;或(II)含有特定量的1分子中具有3个以上的氨基或3个以上的羟基的脂肪族化合物、和1分子中具有多于1个的可与上述氨基或羟基反应的官能团的化合物的聚酰胺树脂组合物,其中,在大气下于130℃对将上述聚酰胺树脂组合物进行注射成型而得到的厚度为3.2mm的ASTM1号哑铃进行100小时热处理时,从成型品表面开始到深度为0.2mm的部位为止的聚酰胺树脂组合物中的羧基浓度在热处理后的增加率小于70%。
本发明为了解决上述课题,能够采用下述手段。
(1)一种聚酰胺树脂组合物,是相对于100重量份(a)聚酰胺树脂,配合0.1~20重量份(g)具有羟基、和环氧基或碳二亚胺基的、具有下述通式(1)表示的结构的化合物及/或其缩合物而成的。
(上述通式(1)中,X1~X6可以分别相同或不同,表示OH、CH3或OR。其中,OH和OR的数量之和为3以上。另外,R表示具有环氧基或碳二亚胺基的有机基团,n表示0~20的范围。)
(2)如(1)所述的聚酰胺树脂组合物,其中,上述(g)化合物及/或其缩合物的1分子中的羟基的数量大于1分子中的环氧基及碳二亚胺基的数量之和。
(3)如(1)或(2)所述的聚酰胺树脂组合物,其中,上述(g)化合物及/或其缩合物的羟值为100~2000mgKOH/g。
(4)如(1)~(3)中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,上述(g)化合物及/或其缩合物中的、羟基与环氧基或碳二亚胺基的反应率为1~95%。
(5)如(1)~(4)中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,上述通式(1)中的n为1~20的范围。
(6)如(1)~(5)中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,在大气下于130℃对将聚酰胺树脂组合物进行注射成型而得到的厚度为3.2mm的ASTM1号哑铃进行100小时热处理时,从哑铃表面开始到深度为0.2mm的部位为止的聚酰胺树脂组合物中的羧基浓度在热处理后的增加率小于70%。
(7)如(1)~(6)中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,上述(a)聚酰胺树脂包含两种以上的聚酰胺树脂。
(8)一种聚酰胺树脂组合物的制造方法,其是(1)~(7)中任一项所述的聚酰胺树脂组合物的制造方法,至少包括下述工序:
工序1,相对于100重量份上述(a)聚酰胺树脂而言,熔融混炼10~250重量份上述(g)化合物及/或其缩合物,制作高浓度预反应物;和
工序2,将该高浓度预反应物进一步与(a)聚酰胺树脂熔融混炼。
(9)一种聚酰胺树脂组合物,相对于100重量份(a)聚酰胺树脂,含有0.1~10重量份(b)1分子中包含3个以上氨基或3个以上羟基的脂肪族化合物以及0.001~20重量份(c)1分子中具有多于1个的可与上述(b)成分中的氨基或羟基反应的官能团的化合物,(b)成分的含量相对于(c)成分的含量之比为0.30以上且小于10000,其中,在大气下于130℃对将上述聚酰胺树脂组合物进行注射成型而得到的厚度为3.2mm的ASTM1号哑铃进行100小时热处理时,从成型品表面开始到深度为0.2mm的部位为止的聚酰胺树脂组合物中的羧基浓度在热处理后的增加率小于70%。
(10)如(9)所述的聚酰胺树脂组合物,其中,上述(c)化合物的分子量为800~10000。
(11)如(9)或(10)所述的聚酰胺树脂组合物,其中,上述(b)1分子中包含3个以上氨基或3个以上羟基的脂肪族化合物的胺值为100~2000mgKOH/g。
(12)如(9)或(10)所述的聚酰胺树脂组合物,其中,上述(b)1分子中包含3个以上氨基或3个以上羟基的脂肪族化合物的羟值为100~2000mgKOH/g。
(13)如(9)~(12)中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,上述(c)1分子中具有多于1个的可与氨基或羟基反应的官能团的化合物的官能团为环氧基或碳二亚胺基。
(14)如(1)~(7)或(9)~(13)中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,相对于100重量份上述(a)聚酰胺树脂,进一步含有1~150重量份(e)无机填充材料。
(15)一种成型品,是将(1)~(7)或(9)~(14)中任一项所述的聚酰胺树脂组合物进行成型而得到的。
发明的效果
根据本发明的聚酰胺树脂组合物,能够提供耐热老化性、表面外观、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性优异的成型品。
附图说明
图1:多元醇与环氧化合物的干混物的1H-NMR光谱。
图2:参考例9中得到的多元醇与环氧化合物的熔融混炼反应物的1H-NMR光谱。
具体实施方式
以下,详细说明本发明的实施方式。本发明的第一实施方式的聚酰胺树脂组合物含有(a)聚酰胺树脂、(b)1分子中包含3个以上氨基或3个以上羟基的脂肪族化合物(以下,称为“含氨基或羟基的脂肪族化合物”。)、和(c)1分子中具有多于1个的可与上述(b)成分的氨基或羟基反应的官能团的化合物(以下,称为“含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物”。)。另外,本发明的第二实施方式的聚酰胺树脂组合物含有(a)聚酰胺树脂、和(g)具有羟基、和环氧基或碳二亚胺基的、具有上述通式(1)表示的结构的化合物及/或其缩合物(以下,称为“化合物及/或其缩合物”。)。
认为在本发明的实施方式的聚酰胺树脂组合物中,(a)聚酰胺树脂的羧基末端基团与后述(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物中的氨基或羟基、(g)化合物及/或其缩合物中的羟基进行脱水缩合反应。进而,认为在本发明的实施方式的聚酰胺树脂组合物中,聚酰胺树脂的氨基末端基团和羧基末端基团与(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的官能团、(g)化合物及/或其缩合物中的环氧基或碳二亚胺基进行反应。因此,认为(a)聚酰胺树脂与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物、(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物、(g)化合物及/或其缩合物的相容性优异。
本发明的实施方式中使用的所谓(a)聚酰胺树脂,为以(i)氨基酸、(ii)内酰胺或者(iii)二胺和二羧酸作为主要原料的聚酰胺。作为(a)聚酰胺树脂的原料的代表例,可举出6-氨基己酸、11-氨基十一烷酸、12-氨基十二烷酸、对氨基甲基苯甲酸等氨基酸、ε-己内酰胺、ω-十二内酰胺等内酰胺、四亚甲基二胺、五亚甲基二胺、六亚甲基二胺、2-甲基五亚甲基二胺、九亚甲基二胺、十亚甲基二胺、十一亚甲基二胺、十二亚甲基二胺、2,2,4-/2,4,4-三甲基六亚甲基二胺、5-甲基九亚甲基二胺、2-甲基八亚甲基二胺等脂肪族二胺、间苯二甲胺、对苯二甲胺等芳香族二胺、1,3-双(氨基甲基)环己烷、1,4-双(氨基甲基)环己烷、1-氨基-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己烷、双(4-氨基环己基)甲烷、双(3-甲基-4-氨基环己基)甲烷、2,2-双(4-氨基环己基)丙烷、双(氨基丙基)哌嗪、氨基乙基哌嗪等脂环族二胺、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸等脂肪族二羧酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、2-氯对苯二甲酸、2-甲基对苯二甲酸、5-甲基间苯二甲酸、间苯二甲酸-5-磺酸钠、2,6-萘二甲酸、六氢对苯二甲酸、六氢间苯二甲酸等芳香族二羧酸、1,4-环己烷二甲酸、1,3-环己烷二甲酸、1,2-环己烷二甲酸、1,3-环戊烷二甲酸等脂环族二羧酸等。本发明的实施方式中,作为(a)聚酰胺树脂的原料,可以配合两种以上的由上述原料衍生的聚酰胺均聚物或聚酰胺共聚物。
作为聚酰胺树脂的具体例,可举出聚己酰胺(尼龙6)、聚己二酰己二胺(尼龙66)、聚己二酰丁二胺(尼龙46)、聚癸二酰丁二胺(尼龙410)、聚己二酰戊二胺(尼龙56)、聚癸二酰戊二胺(尼龙510)、聚癸二酰己二胺(尼龙610)、聚十二酰己二胺(尼龙612)、聚己二酰癸二胺(尼龙106)、聚癸二酰癸二胺(尼龙1010)、聚十二酰癸二胺(尼龙1012)、聚十一酰胺(尼龙11)、聚十二酰胺(尼龙12)、聚己酰胺/聚己二酰己二胺共聚物(尼龙6/66)、聚己酰胺/聚对苯二甲酰己二胺共聚物(尼龙6/6T)、聚己二酰己二胺/聚对苯二甲酰己二胺共聚物(尼龙66/6T)、聚己二酰己二胺/聚间苯二甲酰己二胺共聚物(尼龙66/6I)、聚对苯二甲酰己二胺/聚间苯二甲酰己二胺共聚物(尼龙6T/6I)、聚对苯二甲酰己二胺/聚十一酰胺共聚物(尼龙6T/11)、聚对苯二甲酰己二胺/聚十二酰胺共聚物(尼龙6T/12)、聚己二酰己二胺/聚对苯二甲酰己二胺/聚间苯二甲酰己二胺共聚物(尼龙66/6T/6I)、聚己二酰苯二甲胺(尼龙XD6)、聚癸二酰苯二甲胺(尼龙XD10)、聚对苯二甲酰己二胺/聚对苯二甲酰戊二胺共聚物(尼龙6T/5T)、聚对苯二甲酰己二胺/聚对苯二甲酰-2-甲基戊二胺共聚物(尼龙6T/M5T)、聚对苯二甲酰戊二胺/聚对苯二甲酰癸二胺共聚物(尼龙5T/10T)、聚对苯二甲酰壬二胺(尼龙9T)、聚对苯二甲酰癸二胺(尼龙10T)、聚对苯二甲酰十二烷二胺(尼龙12T)等。另外,作为聚酰胺树脂的具体例,还可举出它们的混合物、共聚物等。此处,“/”表示共聚物。以下同样。
特别优选的聚酰胺树脂为具有240℃~330℃的熔点的聚酰胺树脂。具有240℃~330℃的熔点的聚酰胺树脂的耐热性、强度优异。具有240℃以上的熔点的聚酰胺树脂可以在高温条件下以树脂压力高的状态进行熔融混炼。因此,具有240℃以上的熔点的聚酰胺树脂能够提高与后述(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物、(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物、(g)化合物及/或其缩合物的反应性。因此,包含具有240℃以上的熔点的聚酰胺树脂的聚酰胺树脂组合物能够进一步使耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性提高。聚酰胺树脂的熔点较优选为250℃以上。
另一方面,通过使用具有330℃以下的熔点的聚酰胺树脂,能够适度地抑制熔融混炼温度、抑制聚酰胺树脂的分解。因此,能够进一步提高由聚酰胺树脂组合物得到的成型品的耐热老化性、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性。此处,本发明的实施方式的聚酰胺树脂的熔点定义为下述温度:使用差示扫描量热计,在非活性气体气氛下,将聚酰胺树脂从熔融状态以20℃/分钟的降温速度降温至30℃后,以20℃/分钟的升温速度升温至熔点+40℃时出现的吸热峰的温度。其中,检测到两个以上的吸热峰时,将峰强度最大的吸热峰的温度作为熔点。
作为具有240℃~330℃的熔点的聚酰胺树脂,可举出例如尼龙66、尼龙46、尼龙410、尼龙56、尼龙6T/66共聚物、尼龙6T/6I共聚物、尼龙6T/12、尼龙6T/5T、尼龙6T/M5T、尼龙6T/6共聚物等具有对苯二甲酰己二胺单元的共聚物、尼龙5T/10T、尼龙9T、尼龙10T、尼龙12T等。
对应于耐热老化性、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性等必要特性而配合两种以上的上述聚酰胺树脂在实用上也是合适的。优选在具有240℃~330℃的熔点的聚酰胺树脂中配合尼龙6、尼龙11及/或尼龙12,能够进一步提高成型品的耐热老化性。此时,相对于具有240℃~330℃的熔点的聚酰胺树脂100重量份而言,尼龙6、尼龙11及尼龙12的总配合量优选为5~55重量份。
所述聚酰胺树脂的聚合度没有特别限定,在树脂浓度为0.01g/ml的98%浓硫酸溶液中于25℃测得的相对粘度优选在1.5~5.0的范围内。若相对粘度为1.5以上,则能够进一步提高得到的成型品的耐磨性、耐疲劳性、耐热老化性、耐药品性。相对粘度较优选为2.0以上。另一方面,若相对粘度为5.0以下,则流动性优异,因此成型加工性优异。
本发明的第一实施方式的聚酰胺树脂组合物含有(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物。认为(a)聚酰胺树脂的羧基末端基团与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物中的氨基或羟基进行脱水缩合反应,因此,(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物与聚酰胺树脂的相容性优异。
本发明的实施方式中使用的所谓(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物,是指1分子中具有3个以上的氨基或3个以上的羟基的脂肪族化合物。1分子中具有3个以上的氨基或3个以上的羟基的脂肪族化合物与(a)聚酰胺树脂的相容性优异,能够提高得到的成型品的耐热老化性、表面外观、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性。1分子中的氨基数或羟基数优选分别为4个以上,更优选分别为6个以上。认为1分子中具有3个以上的氨基或羟基的脂肪族化合物与芳香族化合物或脂环族化合物相比空间位阻低,与(a)聚酰胺树脂的相容性优异,因此能够提高得到的成型品的耐热老化性、表面外观、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性。
作为1分子中的氨基或羟基的数量的计算方法,在低分子化合物的情况下,可以通过通常的分析方法(例如,NMR、FT-IR、GC-MS等的组合)确定化合物的结构式,进行计算。另外,在聚合物的情况下,将聚合物中含有的具有氨基或羟基的单体的比例记作a重量%,将聚合物的数均分子量记作b,将含有氨基或羟基的单体的克当量(单体的分子量/氨基或羟基的价数)记作c时,可以按照氨基或羟基的平均个数=(a/100)×b/c而求出。
(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的官能团为氨基的情况下(以下,将所述含氨基或羟基的脂肪族化合物称为含氨基的脂肪族化合物),含氨基的脂肪族化合物可以为低分子化合物,也可以为聚合物。作为含氨基的脂肪族化合物的具体例,可举出1,2,3-三氨基丙烷、1,2,3-三氨基-2-甲基丙烷、1,2,4-三氨基丁烷等具有3个氨基的化合物、1,1,2,3-四氨基丙烷、1,2,3-三氨基-2-甲基氨基丙烷、1,2,3,4-四氨基丁烷及其异构体等具有4个氨基的化合物、3,6,9-三氮杂十一烷-1,11-二胺等具有5个氨基的化合物、3,6,9,12-四氮杂十四烷-1,14-二胺、1,1,2,2,3,3-六氨基丙烷、1,1,2,3,3-五氨基-2-甲基氨基丙烷、1,1,2,2,3,4-六氨基丁烷及它们的异构体等具有6个氨基的化合物、将乙烯基亚胺进行聚合而得到的聚乙烯亚胺等。另外,作为含氨基的脂肪族化合物,例如还可举出(i)在上述具有氨基的化合物中导入烯化氧单元而得的化合物,还可以举出(ii)使三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇等1分子中具有3个以上的羟基的化合物及/或其羟基被甲基酯化的化合物与烯化氧进行反应,进而将末端基团进行氨基化而得到的化合物等。
本发明的实施方式中使用的含氨基的脂肪族化合物的分子量没有特别限定,优选为50~10000的范围。若含氨基的脂肪族化合物的分子量为50以上,则在熔融混炼时不易挥发,因此加工性优异。含氨基的脂肪族化合物的分子量优选为150以上,较优选为200以上。另一方面,若含氨基的脂肪族化合物的分子量为10000以下,则与(a)聚酰胺树脂的相容性进一步提高,因此可以更显著地发挥本发明的效果。含氨基的脂肪族化合物的分子量优选为6000以下,较优选为4000以下,更优选为800以下。
含氨基的脂肪族化合物的分子量可以通过通常的分析方法(例如,NMR、FT-IR、GC-MS等的组合)确定化合物的结构式,进行计算。另外,含氨基的脂肪族化合物为缩合物时的分子量使用重均分子量。重均分子量(Mw)可以使用凝胶渗透色谱法(GPC)计算。作为利用GPC的测定方法,可以将能溶解化合物的溶剂(例如六氟异丙醇)作为流动相,使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为标准物质,色谱柱根据溶剂而选择使用,例如使用六氟异丙醇时,使用Shimadzu GLC Ltd.制“shodexGPCHPIP-806M”,作为检测器使用差示折光计进行测定。
关于本发明的实施方式中使用的含氨基的脂肪族化合物的胺值,从与(a)聚酰胺树脂的相容性的观点考虑,优选为100~2000mgKOH/g。通过使含氨基的脂肪族化合物的胺值为100mgKOH/g以上,容易充分地确保(a)聚酰胺树脂与含氨基的脂肪族化合物间的反应量,因此能够进一步提高得到的成型品的耐热老化性、表面外观、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性。含氨基的脂肪族化合物的胺值较优选为200mgKOH/g以上。
另一方面,通过使含氨基的脂肪族化合物的胺值为2000mgKOH/g以下,(a)聚酰胺树脂与含氨基的脂肪族化合物的反应性适当地提高,因此能够进一步提高得到的成型品的耐热老化性、表面外观、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性。进而,通过使含氨基的脂肪族化合物的胺值为2000mgKOH/g以下,能够抑制由过度反应引起的聚酰胺树脂组合物的凝胶化。含氨基的脂肪族化合物的胺值较优选为1600mgKOH/g以下。需要说明的是,胺值可以通过将化合物溶解在乙醇中,利用乙醇性盐酸溶液进行中和滴定而求出。
本发明的实施方式中使用的含氨基的脂肪族化合物的支化度没有特别限定,优选为0.05~0.70。支化度是表示化合物中支化的程度的数值,直链状化合物的支化度为0,完全支化的树状聚体的支化度为1。该值越大,越能够在聚酰胺树脂组合物中导入交联结构,越能够提高成型品的机械特性。通过使支化度为0.05以上,可在聚酰胺树脂组合物中充分地形成交联结构,成型品的耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性进一步提高。支化度优选为0.10以上。另一方面,通过使支化度为0.70以下,能够适度地抑制聚酰胺树脂组合物中的交联结构,能够进一步提高成型品的耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性。支化度优选为0.35以下。
支化度通过式(2)定义。
支化度=(D+T)/(D+T+L) (2)
式(2)中,D表示枝状单元(dendritic units)的数量,L表示线状单元的数量,T表示末端单元的数量。需要说明的是,上述D、T、L可以由通过13C-NMR测得的峰位移的积分值计算。D来自叔碳原子或季碳原子,T来自伯碳原子中的甲基,L来自除T之外的伯碳原子或仲碳原子。
(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的官能团为羟基时(以下,将这样的含氨基或羟基的脂肪族化合物称为含羟基脂肪族化合物),含羟基脂肪族化合物可以为低分子化合物,也可以为聚合物。作为含羟基脂肪族化合物的具体例,可举出1,2,4-丁三醇、1,2,5-戊三醇、1,2,6-己三醇、1,2,3,6-己四醇、丙三醇、二丙三醇、三丙三醇、四丙三醇、五丙三醇、六丙三醇、双(三羟甲基)丙烷、三(三羟甲基)丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、甲基葡糖苷、山梨糖醇、葡萄糖、甘露糖醇、蔗糖、1,3,5-三羟基苯、1,2,4-三羟基苯、乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯醇、三乙醇胺、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、2-甲基丙三醇、三羟基甲基氨基甲烷、2-甲基-1,2,4-丁三醇等。另外,作为含羟基脂肪族化合物,也可以举出具有重复结构单元的含羟基化合物,例如,可举出具有下述重复结构单元的含羟基化合物,所述重复结构单元具有酯键、酰胺键、醚键、亚甲基键、乙烯基键、亚胺键、硅氧烷键、氨酯键、硫醚键、硅-硅键、碳酸酯键、磺酰基键、酰亚胺键。含羟基脂肪族化合物可以含有具有两种以上的上述键的重复结构单元。作为含羟基脂肪族化合物,较优选含有具有酯键、醚键及/或酰胺键的重复结构单元的含羟基化合物。
含有具有酯键的重复结构单元的含羟基化合物,例如,可以通过使下述一元羧酸与具有1个以上羟基的化合物反应而得到,所述一元羧酸中与羧基相邻的碳原子为饱和碳原子,并且该碳原子上的氢原子均被取代,并且具有2个以上羟基。
含有具有醚键的重复结构单元的含羟基化合物,例如,可以通过具有1个以上羟基的化合物与具有1个以上羟基的环状醚化合物的开环聚合而得到。含有具有酯键和酰胺键的重复结构单元的含羟基化合物,例如,可以通过氨基二醇与环状酸酐的缩聚反应而得到。含有具有醚键(其含有氨基)的重复结构单元的含羟基化合物,例如,可以通过三链烷醇胺的分子间缩合而得到。包含具有碳酸酯键的重复结构单元的含羟基化合物,例如,可以通过使用三苯酚的芳基碳酸酯(aryl carbonate)衍生物进行缩聚反应而得到。
含羟基脂肪族化合物中优选季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇。
本发明的实施方式中使用的含羟基脂肪族化合物的分子量没有特别限定,优选为50~10000的范围。若含羟基脂肪族化合物的分子量为50以上,则熔融混炼时不易挥发,因此加工性优异。含羟基脂肪族化合物的分子量优选为150以上,较优选为200以上。另一方面,若含羟基脂肪族化合物的分子量为10000以下,则含羟基脂肪族化合物与(a)聚酰胺树脂的相容性进一步提高,因此可更加显著地发挥本发明的效果。含羟基脂肪族化合物的分子量优选为6000以下,较优选为4000以下,更优选为800以下。
含羟基脂肪族化合物的分子量可以通过通常的分析方法(例如,NMR、FT-IR、GC-MS等的组合)确定化合物的结构式,进行计算。另外,通过缩合反应得到化合物的情况下,使用凝胶渗透色谱(GPC),计算重均分子量,将该值作为本发明的实施方式中所谓的分子量。作为利用GPC的重均分子量的测定方法,将可溶解化合物的溶剂(例如六氟异丙醇)作为流动相,使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为标准物质。根据溶剂而选择使用色谱柱,例如使用六氟异丙醇时,可以使用Shimadzu GLC Ltd.制“shodexGPCHPIP-806M”,作为检测器使用差示折光计进行重均分子量的测定。
从与(a)聚酰胺树脂的相容性的观点考虑,本发明的实施方式中使用的含羟基脂肪族化合物的羟值优选为100~2000mgKOH/g。通过使含羟基脂肪族化合物的羟值为100mgKOH/g以上,可以容易地充分确保(a)聚酰胺树脂与含羟基脂肪族化合物的反应量,能够进一步提高得到的成型品的耐热老化性、表面外观、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性。含羟基脂肪族化合物的羟值较优选为300mgKOH/g以上。
另一方面,通过使含羟基脂肪族化合物的羟值为2000mgKOH/g以下,(a)聚酰胺树脂与含羟基脂肪族化合物的反应性适当地提高,可以进一步提高得到的成型品的耐热老化性、表面外观、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性。并且,通过使含羟基脂肪族化合物的羟值为2000mgKOH/g以下,也可以抑制由过度反应导致的凝胶化。含羟基脂肪族化合物的羟值较优选为1800mgKOH/g以下。作为羟值的测定方法,可以利用乙酸酐与无水吡啶的混合溶液将化合物进行乙酰化,将其用乙醇性氢氧化钾溶液滴定而求出。
本发明的实施方式中使用的含羟基脂肪族化合物的支化度没有特别限定,优选为0.05~0.35。通过使支化度为0.05以上,聚酰胺树脂组合物中的交联结构充分地形成,成型品的耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性进一步提高。支化度优选为0.10以上。另一方面,通过使支化度为0.35以下,可以适度地抑制聚酰胺树脂组合物中的交联结构,进一步提高成型品的耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性。支化度优选为0.31以下。
支化度通过前述式(2)定义。
支化度=(D+T)/(D+T+L) (2)
就本发明的实施方式中使用的(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物而言,除了氨基或羟基之外还可以具有其他官能团。作为其他官能团,可举出例如醛基、磺酸基、缩水甘油基、异氰酸酯基、碳二亚胺基、噁唑啉基、噁嗪基、酯基、酰胺基、硅烷醇基、甲硅烷基醚基等。
本发明的实施方式的聚酰胺树脂组合物中,(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的含量相对于(a)聚酰胺树脂100重量份而言优选为0.1~10重量份。(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的含量为0.1重量份以上时,成型品的耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性提高。(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的含量相对于100重量份(a)聚酰胺树脂而言较优选为0.5重量份以上,更优选为2.0重量份以上。
另一方面,(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的含量为10重量份以下时,能够抑制(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物向成型品表层的渗出,因此表面外观提升。另外,(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的含量为10重量份以下时,聚酰胺树脂的可塑化、分解被抑制,因此成型品的耐热老化性、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性提高。(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的含量相对于100重量份(a)聚酰胺树脂而言较优选为7.5重量份以下,更优选为6.0重量份以下。
本发明的第一实施方式的聚酰胺树脂组合物是配合(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物而成的。(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物中的官能团不仅与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物中的氨基或羟基反应,还与(a)聚酰胺树脂的氨基末端基团及/或羧基末端基团反应。
进而,(a)聚酰胺树脂与(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的反应性以及(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物与(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的反应性比(a)聚酰胺树脂与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的反应性高。因此,(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物起到作为(a)聚酰胺树脂与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的粘合剂的作用,认为具有提高(a)聚酰胺树脂与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的相容性的效果。
本发明的实施方式中使用的(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物在1分子中具有多于1个的可与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物中的氨基或羟基反应的官能团。
可与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物中的氨基或羟基反应的官能团多于1个时,(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物充分发挥作为(a)聚酰胺树脂与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的粘合剂的作用,能够提高(a)聚酰胺树脂与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的相容性。因此,能够抑制(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物向成型品表层的渗出,表面外观提升。另外,得到的成型品的耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性提高。(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物优选在1分子中具有2个以上的官能团,更优选具有4个以上,最优选具有6个以上。
关于1分子中的官能团的数量,为低分子化合物时,可以通过通常的分析方法(例如,NMR、FT-IR、GC-MS等的组合)确定化合物的结构式,进行计算。另外,为聚合物时,将聚合物中所含的含有官能团的单体的比例记作a重量%,将聚合物的数均分子量记作b,将含有官能团的单体的克当量(单体的分子量/官能团的价数)记作c时,可以通过官能团的平均个数=(a/100)×b/c求出。
作为可与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物中的氨基或羟基反应的官能团的具体例,可举出环氧基、碳二亚胺基、异氰酸酯基、酸酐基。为了更有效地发挥本发明的效果,作为可与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物中的氨基或羟基反应的官能团,优选环氧基或碳二亚胺基。
(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物可以为低分子化合物,也可以为聚合物。可与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物中的氨基或羟基反应的官能团为环氧基时,作为(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的具体例,可示例表氯醇、缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、脂环式环氧树脂、杂环式环氧树脂、含缩水甘油基的乙烯基系聚合物等。(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物还可以使用至少含有一种以上的上述环氧树脂的混合环氧树脂。
作为缩水甘油醚型环氧树脂,可示例由表氯醇和双酚A制造的环氧树脂、由表氯醇和双酚F制造的环氧树脂、使Novolacs树脂与表氯醇反应而得的苯酚Novolacs型环氧树脂、邻甲酚Novolacs型环氧树脂、由表氯醇和四溴双酚A衍生的所谓溴化环氧树脂、丙三醇三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇聚缩水甘油醚等。
作为缩水甘油胺型环氧树脂,可示例由表氯醇、与苯胺、二氨基二苯基甲烷、对氨基苯酚、间苯二甲胺、或1,3-双(氨基甲基)环己烷制造的环氧树脂、四缩水甘油基氨基二苯基甲烷、三缩水甘油基-对氨基苯酚、三缩水甘油基-间氨基苯酚、四缩水甘油基间苯二甲胺、四缩水甘油基双氨基甲基环己烷、三缩水甘油基氰脲酸酯、三缩水甘油基异氰脲酸酯等。
作为缩水甘油酯型环氧树脂,可示例由表氯醇、与邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、对氧基苯甲酸或二聚酸制造的环氧树脂、均苯三酸三缩水甘油酯、偏苯三酸三缩水甘油酯、均苯四酸四缩水甘油酯等。
作为脂环式环氧树脂,可示例具有氧化环己烯基、氧化三环癸烯基(tricyclodecene oxide)、氧化环戊烯基的化合物等。作为杂环式环氧树脂,可示例由表氯醇、与乙内酰脲、或异氰脲酸制造的环氧树脂等。
作为含缩水甘油基的乙烯基系聚合物,可举出将形成含缩水甘油基的乙烯基系单元的原料单体进行自由基聚合而成的聚合物。作为形成含缩水甘油基的乙烯基系单元的原料单体的具体例,可举出(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、对苯乙烯基甲酸缩水甘油基酯等不饱和一元羧酸的缩水甘油酯、马来酸、衣康酸等不饱和多元羧酸的单缩水甘油酯或者聚缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚、2-甲基烯丙基缩水甘油醚、苯乙烯-4-缩水甘油醚等不饱和缩水甘油醚等。
作为官能团为环氧基或缩水甘油基的(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的市售品,可举出低分子的多官能环氧化合物即聚缩水甘油醚化合物(例如,阪本药品工业(株)制“SR-TMP”、Nagase ChemteX Corporation制“Denacol”(注册商标)EX-521等)、以聚乙烯为主成分的多官能环氧化合物(例如,住友化学(株)制“‘BONDFAST’(注册商标)E”)、以丙烯酸为主成分的多官能环氧化合物(例如,东亚合成(株)制“‘RESEDA’(注册商标)GP-301”、东亚合成(株)制“‘ARUFON’(注册商标)UG-4000”、MITSUBISHI RAYON CO.,LTD.制“‘METABLEN’(注册商标)KP-7653”等)、以丙烯酸·苯乙烯共聚物为主成分的多官能环氧化合物(例如,BASF公司制“‘Joncryl’(注册商标)-ADR-4368”、东亚合成(株)制“‘ARUFON’(注册商标)UG-4040”等)、以硅氧烷·丙烯酸共聚物为主成分的多官能环氧化合物(例如,“‘METABLEN’(注册商标)S-2200”等)、以聚乙二醇为主成分的多官能环氧化合物(例如,日油(株)制“EPIOL”(注册商标)“E-1000”等)、双酚A型环氧树脂(例如,三菱化学(株)制“jER”(注册商标)“1004”等)、Novolacs苯酚型改性环氧树脂(例如,日本化药(株)制“EPPN”(注册商标)“201”)等。
作为官能团为碳二亚胺基的(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物,可举出N,N’-二异丙基碳二亚胺、N,N’-二环己基碳二亚胺、N,N’-二-2,6-二异丙基苯基碳二亚胺等二碳二亚胺、聚(1,6-六亚甲基碳二亚胺)、聚(4,4’-亚甲基双环己基碳二亚胺)、聚(1,3-亚环己基碳二亚胺)、聚(1,4-亚环己基碳二亚胺)、聚(4,4’-二环己基甲烷碳二亚胺)、聚(4,4’-二苯基甲烷碳二亚胺)、聚(3,3’-二甲基-4,4’-二苯基甲烷碳二亚胺)、聚(萘碳二亚胺)、聚(对亚苯基碳二亚胺)、聚(间亚苯基碳二亚胺)、聚(甲苯基碳二亚胺)、聚(二异丙基碳二亚胺)、聚(甲基-二异丙基亚苯基碳二亚胺)、聚(1,3,5-三异丙基苯)聚碳二亚胺、聚(1,3,5-三异丙基苯及1,5-二异丙基苯)聚碳二亚胺、聚(三乙基亚苯基碳二亚胺)、聚(三异丙基亚苯基碳二亚胺)等聚碳二亚胺等作为具体例。
作为官能团为碳二亚胺基的(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的市售品,可举出Nisshinbo Chemical Inc.制“CARBODILITE”(注册商标)、Rhein Chemie制“Stabaxol(注册商标)”等。
作为官能团为异氰酸酯基的(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物,作为具体例,可举出2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、1,3-亚丙基二异氰酸酯、1,4-亚丁基二异氰酸酯、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、1,9-亚壬基二异氰酸酯、1,10-亚癸基二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、2,2’-乙醚二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、邻二甲苯二异氰酸酯、间二甲苯二异氰酸酯、对二甲苯二异氰酸酯、亚甲基双(环己基异氰酸酯)、环己烷-1,3-二亚甲基二异氰酸酯、环己烷-1,4-二亚甲基二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、对亚苯基二异氰酸酯、3,3’-亚甲基二甲苯-4,4’-二异氰酸酯、3,3’-二氯-4,4’-二异氰酸酯联苯、4,4’-二苯基醚二异氰酸酯、四氯代亚苯基二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、氢化1,3-苯二甲撑二异氰酸酯、氢化1,4-苯二甲撑二异氰酸酯等二异氰酸酯、壬烷三异氰酸酯(例如4-异氰酸甲酯基-1,8-辛烷二异氰酸酯(TIN))、癸烷三异氰酸酯、十一烷三异氰酸酯、十二烷三异氰酸酯等三异氰酸酯等。
作为官能团为异氰酸酯基的(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的市售品,可举出单体MDI(MDI:亚甲基双(4,1-亚苯基)二异氰酸酯)、聚合MDI(例如,NipponPolyurethane Industry Co.,Ltd.制“Millionate MR-200”、BASF公司制“‘Lupranate’(注册商标)M20S”等)、芳香族多异氰酸酯(例如,Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.制“Millionate MT”等)等。
作为官能团为酸酐基的(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物,作为具体例,可举出均苯四酸酐、二苯甲酮四甲酸二酐、环戊烷四甲酸二酐、二苯基砜四甲酸二酐等具有2个以上的酸酐基的羧酸二酐。
作为官能团为酸酐基的(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的市售品,可举出乙二醇双(脱水偏苯三甲酸酯)(新日本理化(株)制“RIKACID”(注册商标))。
进而,作为官能团为酸酐基的(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物,可举出用羧酸酐进行改性后的烯烃系聚合物。作为用于对烯烃系聚合物进行改性的酸酐,除了上述羧酸二酐之外,可举出马来酸酐、衣康酸酐、戊烯二酸酐、柠康酸酐、乌头酸酐、偏苯三酸酐、邻苯二甲酸酐、琥珀酸酐等。作为烯烃系聚合物,可举出α-烯烃的均聚物或共聚物、二烯系弹性体、聚烯烃共聚物等。
作为α-烯烃的均聚物或共聚物的具体例,可举出聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯-1、聚戊烯-1、聚甲基戊烯等均聚物、乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、异丁烯等α-烯烃、1,4-己二烯、二环戊二烯、2,5-降冰片二烯、5-亚乙基降冰片烯、5-乙基-2,5-降冰片二烯、5-(1’-丙烯基)-2-降冰片烯等非共轭二烯的至少一种进行自由基聚合而得到的聚烯烃。
另外,作为二烯系弹性体,为由乙烯基系芳香族烃和共轭二烯形成的A-B型或A-B-A’型嵌段共聚弹性体,末端嵌段A及A’可以相同或不同,并且可举出由乙烯基系芳香族烃(芳香族部分可以为单环也可以为多环)衍生的热塑性均聚物或共聚物。作为所述乙烯基系芳香族烃的例子,可举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基二甲苯、乙基乙烯基二甲苯、乙烯基萘等。可以使用两种以上的上述乙烯基系芳香族烃。中间聚合物嵌段B由共轭二烯系烃形成,例如,可举出由1,3-丁二烯、2,3-二甲基丁二烯、异戊二烯、1,3-戊二烯及上述共轭二烯系烃的混合物衍生的聚合物等。本发明的实施方式中,上述嵌段共聚物的中间聚合物嵌段B还包含经氢化处理过的物质。
作为聚烯烃共聚物的具体例,可举出乙烯/丙烯共聚物、乙烯/1-丁烯共聚物、乙烯/丙烯/二环戊二烯共聚物、乙烯/丙烯/5-亚乙基-2-降冰片烯共聚物、未氢化或氢化聚丁二烯、未氢化或氢化苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯三嵌段共聚物、未氢化或氢化苯乙烯/丁二烯/苯乙烯三嵌段共聚物等。
作为将酸酐基改性为烯烃系聚合物的方法,没有特别限定,可采用(i)使酸酐基共聚,(ii)使用自由基引发剂接枝导入到未改性聚烯烃中等方法。
本发明的实施方式的(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的分子量优选为800~10000。通过使(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的分子量为800以上,熔融混炼时变得不易挥发,因此加工性优异。并且,通过使(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的分子量为800以上,可以提高熔融混炼时的粘度,所以与(a)聚酰胺树脂及(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的相容性进一步提高。因此,得到的成型品的尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性提高。并且,将后述的将本发明的实施方式的聚酰胺树脂组合物进行注射成型而得到的厚度为3.2mm的ASTM1号哑铃在大气下于130℃热处理100小时、或于190℃热处理9小时时,能够将从成型品表面开始到深度为0.2mm的部位为止的聚酰胺树脂组合物中羧基浓度的热处理后的增加率抑制为小于70%,因此成型品的耐热老化性提高。(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的分子量较优选为1000以上。
另一方面,通过使(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的分子量为10000以下,能够适度地抑制熔融混炼时的粘度,因此加工性优异。另外,通过使(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的分子量为10000以下,能够将与(a)聚酰胺树脂及(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的相容性保持在高水平,故为优选。(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的分子量较优选为8000以下。
本发明的实施方式中使用的(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物优选在25℃时为固态,或者在25℃时为具有200mPa·s以上的粘度的液态。这种情况下,熔融混炼时容易制成期望的粘度,与(a)聚酰胺树脂及(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的相容性进一步提高。因此,得到的成型品的耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性进一步提高。
用作表示本发明的实施方式的(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的官能团浓度的指标的、分子量除以1分子中的官能团的数量所得的值优选为50~2000。该值越小表示官能团浓度越高,通过使其为50以上,能够抑制由过度反应而导致的凝胶化,另外,与(a)聚酰胺树脂及(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的反应适当提高,所以可以进一步提高得到的成型品的耐热老化性、滞留稳定性、表面外观、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性。(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的分子量除以1分子中的官能团的数量而得的值较优选为100以上。
另外,通过使(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的分子量除以1分子中的官能团的数量而得的值为2000以下,可以充分确保与(a)聚酰胺树脂及(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的反应,能够进一步提高得到的成型品的耐热老化性、滞留稳定性、表面外观、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性。(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的分子量除以1分子中的官能团的数量而得的值较优选为1000以下,更优选为300以下。
本发明的第一实施方式的聚酰胺树脂组合物中,(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的含量优选相对于100重量份(a)聚酰胺树脂为0.001~20重量份。(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的含量为0.001重量份以上时,成型品的耐热老化性、表面外观、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性提高。相对于100重量份(a)聚酰胺树脂而言,(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的含量优选为0.01重量份以上,较优选为0.1重量份以上。
另一方面,(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的含量为20重量份以下时,凝胶化被抑制,所以成型品的耐热老化性、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性提高。相对于100重量份(a)聚酰胺树脂而言,(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的含量优选为7重量份以下,较优选为5重量份以下,更优选为3重量份以下。
本发明的第一实施方式的聚酰胺树脂组合物中,(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物相对于(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的含量之比优选为0.30以上且小于10000。(a)聚酰胺树脂与(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的反应性、以及(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物与(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的反应性高于(a)聚酰胺树脂与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的反应性。因此,(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物相对于(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的含量之比为0.30以上时,抑制由过度反应而导致的凝胶的生成,成型品的尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性提高。另外,(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物相对于(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的含量之比为0.30以上时,在将后述的将本发明的实施方式的聚酰胺树脂组合物进行注射成型而得的厚度为3.2mm的ASTM1号哑铃在大气下于130℃热处理100小时、或于190℃热处理9小时时,能够将从成型品表面开始到深度为0.2mm的部位为止的聚酰胺树脂组合物中羧基浓度的热处理后的增加率抑制为小于70%,成型品的耐热老化性提高。(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物相对于(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的含量之比优选大于1。
(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物相对于(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的含量之比小于10000时,(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物及(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物适度地存在,所以成型品的耐热老化性、滞留稳定性、表面外观、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性提高。
(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物具有提高流动性等成型加工性、150~230℃下的耐热老化性的效果,但是存在低于150℃时的耐热老化性不充分(其可能因为与(a)聚酰胺树脂的相容性低)的课题。另外,存在(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物渗出至成型品表层的课题,还存在(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的氨基或羟基促进(a)聚酰胺树脂的酰胺键的水解、滞留稳定性差的课题。
进而,还存在(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物使(a)聚酰胺树脂可塑化,得到的成型品的尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性降低的课题。但是,认为通过以特定的含量使用本发明的实施方式中的(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物、(a)聚酰胺树脂和(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物,从而(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物起到提高(a)聚酰胺树脂与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的反应性的粘合剂的作用,能够提高(a)聚酰胺树脂与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的相容性。因此,能够抑制向成型品表层的渗出,所以能够改善表面外观,另外,也能够使低于150℃时的耐热老化性充分。认为通过使(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物起到粘合剂的作用,能够抑制由(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的氨基或羟基导致的(a)聚酰胺树脂的酰胺键的水解,改善滞留稳定性,另外能够抑制(a)聚酰胺树脂的可塑化,因此能够提高得到的成型品的尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性。
本发明的实施方式中,将(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物与(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的反应物配合在(a)聚酰胺树脂中而成的聚酰胺树脂组合物是优选的。其中,本发明的第二实施方式的聚酰胺树脂组合物优选在100重量份(a)聚酰胺树脂中配合0.1~20重量份(g)化合物及/或其缩合物。所谓(g)化合物及/或其缩合物,是指具有羟基、和环氧基或碳二亚胺基的、具有下述通式(1)表示的结构的化合物及/或其缩合物。
此处,上述通式(1)中,X1~X6可以分别相同或不同,表示OH、CH3或OR。其中,OH和OR的数量之和为3以上。另外,R表示具有环氧基或碳二亚胺基的有机基团,n表示0~20的范围。
相较于配合具有羟基、不具有环氧基或碳二亚胺基的化合物及/或其缩合物(以下,称为“多元醇”)的情况而言,通过配合(g)具有羟基、和环氧基或碳二亚胺基的化合物及/或其缩合物,与(a)聚酰胺树脂的末端基团的反应性高的官能团增加,所以能够进一步提高与(a)聚酰胺树脂的相容性,可以进一步提高得到的成型品的耐热老化性、表面外观、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性。
通式(1)中的R表示具有环氧基的有机基团或具有碳二亚胺基的有机基团。作为具有环氧基的有机基团,例如,可举出环氧基、缩水甘油基等。作为具有碳二亚胺基的有机基团,例如,可举出烷基碳二亚胺基、环烷基碳二亚胺基、芳基烷基碳二亚胺基等。
上述(g)化合物及/或其缩合物与(a)聚酰胺树脂的相容性优异,可以进一步提高由配合(g)化合物及/或其缩合物而成的聚酰胺树脂组合物得到的成型品的耐热老化性、表面外观、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性。作为其理由,认为是具有适度的支链结构。(g)化合物及/或其缩合物的支化度没有特别限定,优选为0.05~0.70。支化度是表示化合物中的支化的程度的数值,直链状化合物的支化度为0,完全支化的树状聚体的支化度为1。该值越大,越能够在聚酰胺树脂组合物中导入交联结构,越能够提高成型品的机械特性。通过使支化度为0.05以上,聚酰胺树脂组合物中的交联结构充分地形成,能够进一步提高成型品的耐热老化性、尺寸精度、滞留稳定性、耐药品性及耐蠕变性。支化度较优选为0.10以上。另一方面,通过使支化度为0.70以下,能够适度抑制聚酰胺树脂组合物中的交联结构,能够进一步提高成型品的耐热老化性、尺寸精度、滞留稳定性、耐药品性及耐蠕变性。支化度较优选为0.35以下。支化度由上述式(2)定义。
通式(1)中的n优选为0~20的范围。n为20以下时,(a)聚酰胺树脂的可塑化被抑制,得到的成型品的耐热老化性、耐药品性及耐蠕变性提高。n较优选为4以下,能够进一步提高得到的成型品的耐磨性、耐疲劳性、耐热老化性、耐药品性。另一方面,n较优选为1以上,能够提高(g)化合物及/或其缩合物的分子运动性,能够进一步提高与(a)聚酰胺树脂的相容性。
(g)化合物及/或其缩合物的结构可以通过通常的分析方法(例如,NMR、FT-IR、GC-MS等的组合)确定。
通式(1)中OH和OR的数量之和优选为3以上。由此,与(a)聚酰胺树脂的相容性优异,能够进一步提高得到的成型品的耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性。此处,就OH与OR的数量之和而言,为低分子化合物的情况下,可以通过通常的分析方法(例如,NMR、FT-IR、GC-MS等的组合)确定化合物的结构式,进行计算。另外,为缩合物的情况下,OH的数量可以通过计算(g)化合物及/或其缩合物的数均分子量和羟值,利用下述式(3)求出。
通式(1)中OH的数量=(数均分子量×羟值)/56110 (3)
另外,为缩合物的情况下,OR的数量可以通过用(g)化合物及/或其缩合物的数均分子量除以环氧当量或碳二亚胺当量而得的值而计算。(g)化合物及/或其缩合物的数均分子量可以使用凝胶渗透色谱(GPC)而计算。作为测定方法,将能够溶解(g)化合物及/或其缩合物的溶剂(例如,六氟异丙醇)作为流动相,使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为标准物质。根据溶剂而选择使用色谱柱,例如使用六氟异丙醇时,可以使用Shimadzu GLC Ltd.制“shodexGPCHPIP-806M”,作为检测器使用差示折光计进行数均分子量的测定。羟值可以通过后述方法计算。
本发明的第二实施方式中使用的(g)化合物及/或其缩合物的羟值,从与(a)聚酰胺树脂的相容性的观点考虑,优选为100~2000mgKOH/g。通过使(g)化合物及/或其缩合物的羟值为100mgKOH/g以上,变得容易充分地确保(a)聚酰胺树脂与(g)化合物及/或其缩合物的反应量,所以能够进一步提高得到的成型品的耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性。(g)化合物及/或其缩合物的羟值较优选为300mgKOH/g以上。
另一方面,通过使(g)化合物及/或其缩合物的羟值为2000mgKOH/g以下,(a)聚酰胺树脂与(g)化合物及/或其缩合物的反应性适当提高,可以进一步提高得到的成型品的耐热老化性、表面外观、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性。进而,通过使(g)化合物及/或其缩合物的羟值为2000mgKOH/g以下,也可以抑制由过度反应导致的凝胶化。(g)化合物及/或其缩合物的羟值较优选为1800mgKOH/g以下。羟值可以通过利用乙酸酐和无水吡啶的混合溶液使(g)化合物及/或其缩合物乙酰化,将其用乙醇性氢氧化钾溶液滴定而求出。
作为(g)化合物及/或其缩合物,例如,可举出前述(b)含羟基脂肪族化合物、与(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物中官能团为环氧基或碳二亚胺基的化合物(以下,称为“含环氧基或碳二亚胺基的化合物”)的反应物等。作为(b)含羟基脂肪族化合物、含环氧基或碳二亚胺基的化合物,分别可举出之前在第一实施方式中示例的化合物。
本发明的第二实施方式的聚酰胺树脂组合物中,(g)化合物及/或其缩合物的配合量优选相对于100重量份(a)聚酰胺树脂而言为0.1~20重量份。(g)化合物及/或其缩合物的配合量为0.1重量份以上时,成型品的耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性提高。相对于100重量份(a)聚酰胺树脂而言,(g)化合物及/或其缩合物的配合量较优选为0.5重量份以上,更优选为2.0重量份以上。另一方面,(g)化合物及/或其缩合物的配合量为20重量份以下时,能够抑制(g)化合物及/或其缩合物向成型品表层的渗出,所以表面外观提升。另外,(g)化合物及/或其缩合物的含量为20重量份以下时,聚酰胺树脂的可塑化、分解被抑制,所以成型品的耐热老化性、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性提高。相对于100重量份(a)聚酰胺树脂而言,(g)化合物及/或其缩合物的配合量较优选为7.5重量份以下,更优选为6.0重量份以下。
本发明的第二实施方式中使用的(g)化合物及/或其缩合物的制造方法没有特别限定,优选将前述(b)含羟基脂肪族化合物、与含环氧基或碳二亚胺基的化合物进行干混,于高于两成分的熔点的温度进行熔融混炼的方法。
另外,为了促进羟基、与环氧基或碳二亚胺基的反应,也优选添加催化剂。催化剂的添加量没有特别限定,相对于(b)含羟基脂肪族化合物、与含环氧基或碳二亚胺基的化合物总计100重量份而言,优选为0~1重量份,较优选为0.01~0.3重量份。
作为促进羟基与环氧基的反应的催化剂,可举出膦类、咪唑类、胺类、二氮杂双环类等。作为膦类的具体例,可举出三苯基膦(TPP)等。作为咪唑类的具体例,可举出2-十七烷基咪唑(HDI)、2-乙基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-异丁基-2-甲基咪唑等。作为胺类的具体例,可举出N-十六烷基吗啉(HDM)、三亚乙基二胺、苄基二甲基胺(BDMA)、三丁基胺、二乙基胺、三乙基胺、1,8-二氮杂双环(5.4.0)十一碳-7-烯(DBU)、1,5-二氮杂双环(4,3,0)壬-5-烯(DBN)、三(二甲基氨基甲基)苯酚、四甲基乙二胺、N,N-二甲基环己基胺、1,4-二氮杂双环-(2,2,2)-辛烷(DABCO)等。
作为促进羟基与碳二亚胺基的反应的催化剂,例如,可举出三烷基铅醇盐(trialkyl lead alkoxide)、氟硼酸、氯化锌、醇钠(sodium alkoxide)等。
通过将(b)含羟基脂肪族化合物、与含环氧基或碳二亚胺基的化合物熔融混炼,(b)含羟基脂肪族化合物中的羟基、与含环氧基或碳二亚胺基的化合物中的环氧基或碳二亚胺基反应,进而在两化合物中也发生羟基彼此的脱水缩合反应。由此,能够得到通式(1)表示的多支链结构的化合物及/或其缩合物。相较于(b)含羟基脂肪族化合物、与含环氧基或碳二亚胺基的化合物不反应而是被分别配合到(a)聚酰胺树脂中的情况而言,将(g)化合物及/或其缩合物配合到(a)聚酰胺树脂中时,得到的成型品的耐热老化性、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性进一步提高。特别是190℃以上的高温时的耐热老化性大幅提高。关于其主要原因尚无定论,但认为原因可能如下所述。即,通过使(b)含羟基脂肪族化合物、与含环氧基或碳二亚胺基的化合物反应,部分地生成了具有以含环氧基或碳二亚胺基的化合物为连接点的多支链结构的(b)含羟基脂肪族化合物。因此,(b)含羟基脂肪族化合物由于具有多支链结构而自体凝集力减小,与(a)聚酰胺树脂的反应性提高。或者可能是因为,由于(b)含羟基脂肪族化合物具有多支链结构,从而使得(g)化合物及/或其缩合物的熔融粘度提高,聚酰胺树脂组合物中的(g)化合物及/或其缩合物的分散性提高。
使(b)含羟基脂肪族化合物、与含环氧基或碳二亚胺基的化合物反应而制作(g)化合物及/或其缩合物时,(b)含羟基脂肪族化合物、与含环氧基或碳二亚胺基的化合物的配合比没有特别限定,优选进行配合以使(g)化合物及/或其缩合物在1分子中的羟基的数量大于(g)化合物及/或其缩合物在1分子中的环氧基及碳二亚胺基的数量之和。相较于羟基而言,环氧基及碳二亚胺基与(a)聚酰胺树脂的末端基团的反应性优异。因此,通过使(g)化合物及/或其缩合物在1分子中的羟基的数量大于(g)化合物及/或其缩合物在1分子中的环氧基及碳二亚胺基的数量之和,能够抑制由过多的交联结构的形成而导致的脆化,进一步提高得到的成型品的耐热老化性、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性。
使(b)含羟基脂肪族化合物、与含环氧基或碳二亚胺基的化合物反应而制作(g)化合物及/或其缩合物时,羟基、与环氧基或碳二亚胺基的反应率没有特别限定,优选为1~95%。反应率为1%以上时,能够提高(g)化合物及/或其缩合物的支化度,降低自体凝集力,能够提高与(a)聚酰胺树脂的反应性。反应率较优选为10%以上,更优选为20%以上。另一方面,反应率为95%以下时,能够适度地残留环氧基或碳二亚胺基,能够提高与(a)聚酰胺树脂的反应性。反应率较优选为70%以下。
就羟基、与环氧基或碳二亚胺基的反应率而言,将(g)化合物及/或其缩合物溶解于溶剂(例如氘代二甲基亚砜、氘代六氟异丙醇等),为环氧基的情况下,对于基于1H-NMR测定的来自环氧环的峰,求出与(b)含羟基脂肪族化合物反应前后的减少量,由此计算,为碳二亚胺基的情况下,对于基于13C-NMR测定的来自碳二亚胺基的峰,求出与(b)含羟基脂肪族化合物反应前后的减少量,由此计算。反应率可由下述式(4)求出。
反应率(%)={1-(b/a)}×100 (4)
上述式(4)中,a表示将(b)含羟基脂肪族化合物、与(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物中的官能团为环氧基或碳二亚胺基的化合物进行干混而得的物质的峰面积,b表示(g)化合物及/或其缩合物的峰面积。
作为一例,图1示出了二季戊四醇与双酚A型环氧树脂即三菱化学(株)制“jER”(注册商标)“1004”以3∶1的重量比进行干混的产物的1H-NMR光谱。另外,将通过后述参考例9得到的(g-7)化合物及/或其缩合物的1H-NMR光谱示于图2。溶剂使用氘代二甲基亚砜,样品量为0.035g,溶剂量为0.70ml。符号1表示溶剂峰。
由图1所示的1H-NMR光谱,求出2.60ppm和2.80ppm附近出现的来自环氧环的峰面积的总和,同样地求出图2所示峰面积的总和,通过反应率的计算式,计算反应率。此时,峰面积利用对反应没有贡献的环氧树脂的苯环的峰的面积进行标准化。
本发明的实施方式中使用的(g)化合物及/或其缩合物优选在25℃时为固态,或者在25℃时为具有200mPa·s以上的粘度的液态。该情况下,熔融混炼时制成期望的粘度变得容易,与(a)聚酰胺树脂的相容性进一步提高。因此,得到的成型品的耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性进一步提高。
如上所述,(b)含羟基脂肪族化合物具有提高流动性等成型加工性、150~230℃时的耐热老化性的效果,但是存在低于150℃时的耐热老化性不充分(其可能是因为与(a)聚酰胺树脂的相容性低)的课题。另外,存在(b)含羟基脂肪族化合物渗出至成型品表层的课题,还存在(b)含羟基脂肪族化合物的羟基促进(a)聚酰胺树脂的酰胺键的水解,滞留稳定性差的课题。进而,还存在(b)含羟基脂肪族化合物使(a)聚酰胺树脂可塑化,得到的成型品的尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性降低的课题。但是,通过与(a)聚酰胺树脂一同以特定的含量使用本发明的实施方式中的(g)化合物及/或其缩合物,能够提高与(a)聚酰胺树脂的相容性,能够抑制向成型品表层的渗出,所以能够改善表面外观,另外,也能够使低于150℃时的耐热老化性充分。认为其原因如下,(g)化合物及/或其缩合物的环氧基或碳二亚胺基与(a)聚酰胺树脂的末端基团反应,适度地形成交联结构,因此能够抑制由酰胺键的水解导致的聚合度降低,改善滞留稳定性,能够抑制(a)聚酰胺树脂的可塑化,提高得到的成型品的尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性。
在大气下于130℃对将本发明的实施方式的聚酰胺树脂组合物进行注射成型而得到的厚度为3.2mm的ASTM1号哑铃进行100小时热处理时,从成型品表面开始到深度为0.2mm的部位为止的聚酰胺树脂组合物中的羧基末端基团浓度在热处理后的增加率优选小于70%。另外,在大气下于190℃对将本发明的聚酰胺树脂组合物进行注射成型而得到的厚度为3.2mm的ASTM1号哑铃进行9小时热处理时,从成型品表面开始到深度为0.2mm的部位为止的聚酰胺树脂组合物中的羧基末端基团浓度在热处理后的增加率优选小于70%。
于130℃热处理100小时时的增加率小于70%时,得到的成型品的耐热老化性提高。另外,于190℃热处理9小时时的增加率小于70%时,得到的成型品的耐热老化性提高。其原因尚无定论,但认为耐热老化性的降低的原因如下,由聚酰胺树脂组合物形成的成型品在大气下被赋予热时,与氧接触的成型品表面的(a)聚酰胺树脂氧化劣化,低分子量化并脆化。但是,认为由于(a)聚酰胺树脂低分子量化时增加的(a)聚酰胺树脂的羧基末端基团、与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物、(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物进行反应,所以能够抑制(a)聚酰胺树脂的低分子量化,保持耐热老化性。同样地,认为由于(a)聚酰胺树脂的羧基末端基团、与(g)化合物及/或其缩合物反应,所以能够抑制(a)聚酰胺树脂的低分子量化,保持耐热老化性。即,认为若聚酰胺树脂组合物中羧基末端基团浓度的热处理后的增加率被抑制,则能够抑制(a)聚酰胺树脂的低分子量化。即,通过使用本发明的聚酰胺树脂组合物(其含有(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物、和(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物;或者配合(g)化合物及/或其缩合物而成),能够使于130℃热处理100小时时的增加率、于190℃热处理9小时时的增加率小于70%。
如上所述,本发明的第一实施方式的聚酰胺树脂组合物中,(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的含量相对于(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的含量之比为0.30以上时,能够使羧基末端基团浓度的热处理后的增加率小于70%,耐热老化性提高。其主要原因尚无定论,但推测如下,抑制(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物、与(a)聚酰胺树脂的两末端基团及(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的氨基或羟基在热处理时初期进行过度反应,具有在热处理时直至后期为止仅可与(a)聚酰胺树脂的羧基末端基团反应的官能团浓度。
聚酰胺树脂组合物的羧基末端基团浓度可如下测定:使用铣床,切削在大气下于130℃热处理100小时、或于190℃热处理9小时而成的成型品的、从表面开始到深度为0.2mm的部位为止的聚酰胺树脂组合物,通过中和滴定法等已知方法对其进行测定。
另外,如上所述,本发明的第一实施方式的聚酰胺树脂组合物中,(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的分子量为800以上时,羧基末端基团浓度的热处理后的增加率变得小于70%,所以耐热老化性进一步提高。关于其主要原因尚无定论,但是认为原因如下:能够提高熔融混炼时的粘度,(a)聚酰胺树脂的羧基末端基团、与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的氨基或羟基的反应性进一步提高。
本发明的实施方式的聚酰胺树脂组合物可以进一步含有(d)铜化合物。认为(d)铜化合物除了与聚酰胺树脂的酰胺基进行配位之外,还与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的氨基、铵离子、羟基、氢氧化物离子进行配位键合。因此,认为(d)铜化合物具有提高聚酰胺树脂与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的相容性的效果。另外,认为(d)铜化合物也与(g)化合物及/或其缩合物的羟基、氢氧化物离子进行配位键合。因此,认为铜化合物具有提高聚酰胺树脂与(g)化合物及/或其缩合物的相容性的效果。
本发明的实施方式的聚酰胺树脂组合物还可以含有钾化合物。钾化合物抑制铜的游离、析出。因此,认为钾化合物具有促进铜化合物与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物及(a)聚酰胺树脂的反应的效果。同样地,认为钾化合物具有促进铜化合物与(g)化合物及/或其缩合物及(a)聚酰胺树脂的反应的效果。
作为铜化合物,可举出例如,氯化铜、溴化铜、碘化铜、乙酸铜、乙酰丙酮铜、碳酸铜、氟硼酸铜、柠檬酸铜、氢氧化铜、硝酸铜、硫酸铜、草酸铜等。作为铜化合物,可以含有两种以上的上述物质。上述铜化合物中,优选工业上可获得的化合物,优选为卤化铜。作为卤化铜,例如,可举出碘化铜、溴化亚铜、溴化铜、氯化亚铜等。作为卤化铜,较优选碘化铜。
作为钾化合物,例如,可举出碘化钾、溴化钾、氯化钾、氟化钾、乙酸钾、氢氧化钾、碳酸钾、硝酸钾等。作为钾化合物,可以含有两种以上的上述物质。上述钾化合物中优选碘化钾。通过含有钾化合物,可以提高成型品的表面外观、耐气候性及耐模具腐蚀性。
本发明的实施方式的聚酰胺树脂组合物中铜元素的含量(以重量为基准)优选为25~200ppm。通过使铜元素的含量为25ppm以上,(a)聚酰胺树脂与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的相容性、或者(a)聚酰胺树脂与(g)化合物及/或其缩合物的相容性提高,能够进一步提高成型品的耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性。聚酰胺树脂组合物中铜元素的含量(以重量为基准)优选为80ppm以上。
另一方面,通过使铜元素的含量为200ppm以下,能够抑制由铜化合物的析出、游离而导致的着色,进一步提升成型品的表面外观。另外,通过使铜元素的含量为200ppm以下,能够抑制由聚酰胺树脂与铜的过度的配位键合导致的酰胺基的氢键力的降低,进一步提高成型品的耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性。聚酰胺树脂组合物中铜元素的含量(以重量为基准)优选为190ppm以下。需要说明的是,可以通过适当调节铜化合物的配合量而使聚酰胺树脂组合物中铜元素的含量在前述期望的范围内。
聚酰胺树脂组合物中铜元素的含量可以通过以下方法求出。首先,将聚酰胺树脂组合物的粒料减压干燥。利用550℃的电炉使其粒料灰化24小时,在其灰化物中加入浓硫酸并加热,进行湿式分解,稀释分解液。可以通过对其稀释液进行原子吸收分析(标准曲线法)来求出铜含量。
聚酰胺树脂组合物中铜元素的含量相对于钾元素的含量之比Cu/K优选为0.21~0.43。Cu/K是表示铜的析出、游离的抑制程度的指标,该值越小,越能够抑制铜的析出、游离,促进铜化合物、与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物、及(a)聚酰胺树脂的反应。同样地,该值越小,越能够促进铜化合物、与(g)化合物及/或其缩合物及(a)聚酰胺树脂的反应。通过使Cu/K为0.43以下,能够抑制铜的析出、游离,进一步提升成型品的表面外观。另外,通过使Cu/K为0.43以下,聚酰胺树脂组合物的相容性也提高,能够进一步提高成型品的耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性。
另一方面,通过使Cu/K为0.21以上,可提高含钾化合物的分散性,特别地,即使是易潮解的碘化钾也不易形成块状,铜的析出、游离的抑制效果提高,所以能够充分促进铜化合物、与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物、及(a)聚酰胺树脂的反应,成型品的耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性进一步提高。同样地,通过使Cu/K为0.21以上,可充分促进铜化合物、与(g)化合物及/或其缩合物、及(a)聚酰胺树脂的反应,成型品的耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性进一步提高。聚酰胺树脂组合物中钾元素含量可以通过与上述铜含量相同的方法求出。
本发明的实施方式的聚酰胺树脂组合物还可以含有(e)填充材料。作为填充材料,使用有机填充材料、无机填充材料均可,另外,使用纤维状填充材料、非纤维状填充材料均可。作为(e)填充材料,优选纤维状填充材料。
作为纤维状填充材料,例如,可举出玻璃纤维、PAN(聚丙烯腈)系或沥青系碳纤维、不锈钢纤维、铝纤维、黄铜纤维等金属纤维、芳香族聚酰胺纤维等有机纤维、石膏纤维、陶瓷纤维、石棉纤维、氧化锆纤维、氧化铝纤维、二氧化硅纤维、氧化钛纤维、碳化硅纤维、岩棉、钛酸钾晶须、氧化锌晶须、碳酸钙晶须、硅灰石晶须、硼酸铝晶须、氮化硅晶须等纤维状或晶须状填充材料。作为纤维状填充材料,特别优选玻璃纤维、碳纤维。
玻璃纤维的种类只要为通常用于树脂增强用途的纤维即可,没有特别限定,例如,可以从长纤维型、短纤维型短切原丝、研磨纤维等中选择使用。另外,玻璃纤维可以利用乙烯/乙酸乙烯酯共聚物等热塑性树脂、环氧树脂等热固性树脂进行被膜或者集束。进而,玻璃纤维的剖面不限于圆形、扁平状的葫芦型、眉型、卵型(oval shape)、椭圆型(ellipticalshape)、矩形或它们的类似品等。从降低玻璃纤维配合聚酰胺树脂组合物中容易产生的成型品特有的翘曲的观点考虑,优选扁平状的纤维的长径/短径之比为1.5以上,更优选为2.0以上,优选为10以下,更优选为6.0以下。长径/短径之比小于1.5时,将剖面制成扁平状的效果小,大于10时玻璃纤维本身制造困难。
作为非纤维状填充材料,例如,可举出滑石、硅灰石、沸石、绢云母、云母、高岭土、粘土、叶蜡石、膨润土、石棉、水合硅酸铝、硅酸钙等非溶胀性硅酸盐、以Li型氟带云母、Na型氟带云母、Na型四硅氟云母、Li型四硅氟云母的溶胀性云母为代表的溶胀性层状硅酸盐、氧化硅、氧化镁、氧化铝、二氧化硅、硅藻土、氧化锆、氧化钛、氧化铁、氧化锌、氧化钙、氧化锡、氧化锑等金属氧化物、碳酸钙、碳酸镁、碳酸锌、碳酸钡、白云石、铝碳酸镁等金属碳酸盐、硫酸钙、硫酸钡等金属硫酸盐、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化铝、碱式碳酸镁等金属氢氧化物、蒙脱石(montmorillonite)、贝得石、囊脱石、皂石、锂蒙脱石、锌蒙脱石等蒙脱石(smectite)系粘土矿物、蛭石、多水高岭土、水硅钠石(kanemite)、水羟硅钠石(kenyaite)、磷酸锆、磷酸钛等各种粘土矿物、玻璃珠、玻璃片、陶瓷珠、氮化硼、氮化铝、碳化硅、磷酸钙、炭黑、石墨等。上述溶胀性层状硅酸盐中,层间存在的交换性阳离子可以被有机鎓离子交换,作为有机鎓离子,例如,可举出铵离子、鏻离子、锍离子等。另外,也可以含有两种以上的上述填充材料。
需要说明的是,就上述填充材料而言,其表面可以利用已知的偶联剂(例如,硅烷类偶联剂、钛酸酯系偶联剂等)等进行处理,通过处理能够进一步提高成型品的机械强度、表面外观。例如,可以优选采用按照常用方法预先利用偶联剂对填充材料进行表面处理,然后与聚酰胺树脂熔融混炼的方法,也可以采用不预先进行填充材料的表面处理,将填充材料和聚酰胺树脂熔融混炼时,添加偶联剂的一并混合法(integrable mixing method)。偶联剂的处理量相对于100重量份填充材料优选为0.05重量份以上,较优选为0.5重量份以上。另一方面,偶联剂的处理量相对于100重量份填充材料优选为10重量份以下,较优选为3重量份以下。
本发明的实施方式的聚酰胺树脂组合物中,(e)填充材料的含量相对于100重量份(a)聚酰胺树脂而言,优选为1~150重量份。若(e)填充材料的含量为1重量份以上,则能够进一步提高成型品的耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性。(e)填充材料的含量较优选为10重量份以上,更优选为20重量份以上。另一方面,若(e)填充材料的含量为150重量份以下,则能够抑制填充材料向成型品表面的上浮,得到表面外观优异的成型品。(e)填充材料的含量较优选80重量份以下,更优选70重量份以下。
进而,本发明的实施方式的聚酰胺树脂组合物在不损害本发明的效果的范围,可以含有聚酰胺树脂以外的树脂、根据目的而添加的各种添加剂。
作为聚酰胺树脂以外的树脂的具体例,可举出聚酯树脂、聚烯烃树脂、改性聚苯醚树脂、聚砜树脂、聚酮树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚芳酯树脂、聚醚砜树脂、聚醚酮树脂、聚硫醚酮树脂、聚醚醚酮树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚四氟乙烯树脂等。为了充分发挥聚酰胺树脂的特征,配合上述树脂时,其含量优选相对于100重量份(a)聚酰胺树脂为30重量份以下,较优选20重量份以下。
另外,作为各种添加剂的具体例,可举出铜化合物以外的热稳定剂、异氰酸酯系化合物、有机硅烷类化合物、有机钛酸酯系化合物、有机硼烷系化合物、环氧化合物等偶联剂、聚环氧烷低聚物系化合物、硫醚系化合物、酯系化合物、有机磷系化合物等增塑剂、有机磷化合物、聚醚醚酮等晶核剂、褐煤酸蜡类、硬脂酸锂、硬脂酸铝等金属皂、乙二胺·硬脂酸·癸二酸缩聚物、聚硅氧烷化合物等脱模剂、次磷酸盐等防着色剂、滑剂、抗紫外线剂、着色剂、阻燃剂、抗冲击改性剂、发泡剂等。为了充分发挥聚酰胺树脂的特征,含有上述添加剂时,其含量相对于100重量份(a)聚酰胺树脂优选10重量份以下,较优选1重量份以下。
作为(e)铜化合物以外的热稳定剂,可举出酚系化合物、磷系化合物、硫系化合物、胺系化合物等。作为(e)铜化合物以外的热稳定剂,可以使用两种以上的上述物质。
作为酚系化合物,优选使用受阻酚系化合物,优选使用N、N’-六亚甲基双(3,5-二叔丁基-4-羟基-苯丙酰胺)、四[亚甲基-3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸酯]甲烷等。
作为磷系化合物,可举出双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇-二-亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇-二-亚磷酸酯、双(2,4-二-枯基苯基)季戊四醇-二-亚磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4’-双亚苯基亚磷酸酯、二-硬脂基季戊四醇-二-亚磷酸酯、三苯基亚磷酸酯、3,5-二丁基-4-羟基苄基膦酸二乙基酯(3,5,-di-butyl-4-hydroxybenzyl phosphonate diethyl ester)等。磷系化合物中,为了减少聚酰胺树脂的复合物(compounds)中耐热材料的挥发、分解,优选使用熔点高的化合物。
作为硫系化合物,可举出有机硫羰酸系化合物、巯基苯并咪唑系化合物、二硫代氨基甲酸系化合物、硫脲系化合物等。所述硫系化合物中,优选巯基苯并咪唑系化合物及有机硫羰酸系化合物。特别是具有硫醚结构的硫醚系化合物从被氧化的物质中取出氧进行还原,可以适合用作热稳定剂。作为硫醚系化合物,具体而言,优选2-巯基苯并咪唑、2-巯基甲基苯并咪唑、二(十四烷基)硫基二丙酸酯(ditetradecylthiodipropionate)、二(十八烷基)硫基二丙酸酯(dioctadecylthiodipropionate)、季戊四醇四(3-十二烷基硫基丙酸酯)、季戊四醇四(3-月桂基硫基丙酸酯),较优选季戊四醇四(3-十二烷基硫基丙酸酯)、季戊四醇四(3-月桂基硫基丙酸酯)。硫系化合物的分子量通常为200以上,优选500以上,其上限通常为3,000。
作为胺系化合物,优选具有二苯基胺骨架的化合物、具有苯基萘基胺骨架的化合物及具有二萘基胺骨架的化合物,更优选具有二苯基胺骨架的化合物、具有苯基萘基胺骨架的化合物。所述胺系化合物中,较优选4,4’-双(α,α-二甲基苄基)二苯基胺、N,N’-二-2-萘基对苯二胺及N,N’-二苯基对苯二胺,特别优选N,N’-二-2-萘基对苯二胺及4,4’-双(α,α-二甲基苄基)二苯基胺。
作为硫系化合物和胺系化合物的组合,较优选季戊四醇四(3-月桂基硫基丙酸酯)和4,4’-双(α,α-二甲基苄基)二苯基胺的组合。
作为本发明的实施方式的聚酰胺树脂组合物的制造方法,没有特别限定,可以使用以熔融状态的制造、以溶液态的制造等,从提高反应性的观点考虑,可以优选使用以熔融状态的制造。关于以熔融状态的制造,可以使用利用挤出机进行的熔融混炼、利用捏和机进行的熔融混炼等,从生产率的观点考虑,优选可连续地制造的利用挤出机进行的熔融混炼。关于利用挤出机进行的熔融混炼,可以使用1台以上的单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、四螺杆挤出机等多螺杆挤出机、双螺杆单螺杆复合挤出机等挤出机,从提高混炼性、反应性、生产率的观点考虑,优选双螺杆挤出机、四螺杆挤出机等多螺杆挤出机,最优选基于使用了双螺杆挤出机的熔融混炼的方法。
使用双螺杆挤出机进行熔融混炼时,对于向双螺杆挤出机供给原料的方法也没有特别限定。就(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物、(g)化合物及/或其缩合物而言,因为在温度高于聚酰胺树脂的熔点的区域,容易促进聚酰胺树脂的分解,所以优选将(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物或者(g)化合物及/或其缩合物从比聚酰胺树脂供给位置更靠下的下游侧进行供给,缩短(a)聚酰胺树脂和(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物或者(g)化合物及/或其缩合物的混炼时间。此处,将双螺杆挤出机的原料供给侧定义为上游,将熔融树脂排出侧定义为下游。
另外,认为(d)铜化合物配位于聚酰胺树脂的酰胺基,起到保护酰胺基的作用,并且还起到作为聚酰胺树脂与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物或者(g)化合物及/或其缩合物的相容性试剂的作用,因此配合(d)铜化合物时,优选与聚酰胺树脂一同供给至双螺杆挤出机,使聚酰胺树脂与铜化合物充分反应。
双螺杆挤出机的总螺杆长度L与螺杆直径D之比(L/D)优选为25以上,较优选大于30。通过使L/D为25以上,将聚酰胺树脂和根据需要采用的铜化合物充分混炼后,供给(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物或者(g)化合物及/或其缩合物变得容易。另外,配合(d)铜化合物时,将聚酰胺树脂和铜化合物充分混炼后,供给(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物或者(g)化合物及/或其缩合物变得容易。结果,能够抑制聚酰胺树脂的分解,另外,认为(a)聚酰胺树脂与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物或者(g)化合物及/或其缩合物的相容性增加,因此能够进一步提高成型品的耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性。
本发明的实施方式中,优选至少将(a)聚酰胺树脂及根据需要采用的(d)铜化合物从比螺杆长度的1/2处更靠上的上游侧供给至双螺杆挤出机进行熔融混炼,较优选从螺杆段(screw segment)的上游侧的端部供给。此处所谓螺杆长度,是指从处于螺杆基部的供给(a)聚酰胺树脂的位置(进料口)的螺杆段的上游侧端部开始直至螺杆顶端部为止的长度。所谓螺杆段的上游侧端部,表示位于连接于挤出机的螺杆段的最上游侧的端部的螺杆件(screw piece)的位置。
接着,优选将(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物或者(g)化合物及/或其缩合物从比螺杆长度的1/2处更靠下的下游侧供给至双螺杆挤出机进行熔融混炼。通过将(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物或者(g)化合物及/或其缩合物从比螺杆长度的1/2处更靠下的下游侧进行供给,由此聚酰胺树脂和根据需要采用的铜化合物制成充分混炼的状态后,供给(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物或者(g)化合物及/或其缩合物变得容易。结果,能够抑制聚酰胺树脂的分解,另外,认为(a)聚酰胺树脂和(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物或者(g)化合物及/或其缩合物的相容性增加,能够进一步提高成型品的耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性。
需要说明的是,(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物与(a)聚酰胺树脂一同从螺杆长度的1/2的上游侧供给至双螺杆挤出机也可以发挥本发明的效果,与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物一同从比螺杆长度的1/2处更靠下的下游侧供给至双螺杆挤出机也可以发挥本发明的效果。
使用双螺杆挤出机制造本发明的实施方式的聚酰胺树脂组合物时,从提高混炼性、反应性的观点考虑,优选使用具有多个全螺纹区及多个捏和区的双螺杆挤出机。全螺纹区由1个以上的全螺纹构成,捏和区由1个以上的捏和盘构成。
进而,将多个位置的捏和区的树脂压力中最大的树脂压力记作Pkmax(MPa),将多个位置的全螺纹区的树脂压力中最小的树脂压力记作Pfmin(MPa)时,优选在
Pkmax≥Pfmin+0.3
的条件下熔融混炼,较优选在
Pkmax≥Pfmin+0.5
的条件下熔融混炼。需要说明的是,所谓捏和区及全螺纹区的树脂压力,是指设置于各个区域的树脂压力计所示的树脂压力。
捏和区与全螺纹区相比,熔融树脂的混炼性及反应性优异。通过使捏和区充满熔融树脂,从而飞跃地提高混炼性及反应性。作为表示熔融树脂的充满状态的一个指标,有树脂压力的值,树脂压力越大,是表示熔融树脂越充满的一个标准。即,使用双螺杆挤出机时,通过使捏和区的树脂压力比全螺纹区的树脂压力高规定的范围,可以有效促进反应,(a)聚酰胺树脂与(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物、(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物的相容性或者(a)聚酰胺树脂与(g)化合物及/或其缩合物的相容性增加,能够进一步提高成型品的耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性。
作为提高捏和区的树脂压力的方法,没有特别限定,可以优选使用例如在捏和区之间、捏和区的下游侧,导入反螺杆区(其具有将熔融树脂挤回至上游侧的效果)、密封环区等(其具有蓄积熔融树脂的效果)的方法等。反螺杆区、密封环区由1个以上的反螺杆、1个以上的密封环形成,也可以将它们组合。
将位于(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物或者(g)化合物及/或其缩合物的供给位置的上游侧的捏和区的总长度记作Ln1时,Ln1/L优选为0.02以上,更优选为0.03以上。另一方面,Ln1/L优选为0.40以下,更优选为0.20以下。通过使Ln1/L为0.02以上,能够提高聚酰胺树脂的反应性,通过使其为0.40以下,能够适度抑制剪切放热,抑制树脂的热劣化。聚酰胺树脂的熔融温度没有特别限定,为了抑制由聚酰胺树脂的热劣化引起的分子量降低,优选为340℃以下。
将位于(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物或者(g)化合物及/或其缩合物的供给位置的下游侧的捏和区的总长度记作Ln2时,Ln2/L优选为0.02~0.30。通过使Ln2/L为0.02以上,能够进一步提高(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的反应性或者(g)化合物及/或其缩合物的反应性。Ln2/L较优选0.04以上。另一方面,通过使Ln2/L为0.30以下,能够进一步抑制聚酰胺树脂的分解。Ln2/L较优选为0.16以下。
作为本发明的实施方式的聚酰胺树脂组合物的较优选制造方法,混合(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物和(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物,于它们两者均熔融的温度使它们发生熔融反应,将所得的反应物利用双螺杆挤出机与(a)聚酰胺树脂熔融混炼时,与不使(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物和(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物反应而是分别供给至双螺杆挤出机的情况相比,得到的成型品的耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性大幅提高,故优选。关于其主要原因尚不确定,但是推测原因如下:通过使(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物和(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物发生熔融反应,部分生成了以(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物为连接点的具有多支链结构的(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物,因此通过形成多支链结构,自体凝集力减小,与(a)聚酰胺树脂的反应性提高。
作为本发明的实施方式的聚酰胺树脂组合物的较优选制造方法,优选利用双螺杆挤出机,将(a)聚酰胺树脂和(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物和(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物熔融混炼制作母料,利用双螺杆挤出机将该母料进一步与(a)聚酰胺树脂熔融混炼。另外,作为本发明的实施方式的聚酰胺树脂组合物的较优选制造方法,优选相对于100重量份(a)聚酰胺树脂,熔融混炼(g)化合物及/或其缩合物10~250重量份从而制作高浓度预反应物,利用双螺杆挤出机将该高浓度预反应物进一步与(a)聚酰胺树脂熔融混炼。与未制作母料、未制作高浓度预反应物的情况相比,得到的成型品的耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性特异性地提高,故优选。关于其主要原因尚无定论,推测是由于通过两次熔融混炼使得各成分间的相容性提高。另外,制作母料时,相对于(a)聚酰胺树脂而言,(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物的配合量或者(g)化合物及/或其缩合物的配合量增多。同样地,制作高浓度预反应物时,相对于(a)聚酰胺树脂而言,(g)化合物及/或其缩合物的配合量增多。为了抑制滞留稳定性的降低,利用双螺杆挤出机进行熔融混炼时,优选将(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物、(g)化合物及/或其缩合物从比聚酰胺树脂供给位置更靠下的下游侧供给,缩短(a)聚酰胺树脂和(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物或者(g)化合物及/或其缩合物的混炼时间。高浓度预反应物中使用的(a)聚酰胺树脂、与进一步向高浓度预反应物中配合的(a)聚酰胺树脂可以相同也可以不同。从进一步提高成型品的耐热老化性的观点考虑,高浓度预反应物中使用的(a)聚酰胺树脂优选为尼龙6、尼龙11及/或尼龙12。
如上所述得到的聚酰胺树脂组合物可以通过已知方法成型,可以由聚酰胺树脂组合物得到片材、膜等各种成型品。作为成型方法,可举出例如注射成型、注射压缩成型、挤压成型、压缩成型、吹塑成型、加压成型等。
本发明的实施方式的聚酰胺树脂组合物及其成型品可以发挥其优异的特性,用于汽车部件、电气·电子部件、建筑部材、各种容器、日用品、家居用品及卫生用品等各种用途。本发明的实施方式的聚酰胺树脂组合物及其成型品特别适合用于尤其是要求耐热老化性、表面外观、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性的汽车发动机周边部件、汽车发动机罩内部件(automobile under-hood components)、汽车齿轮部件、汽车内装部件、汽车外装部件、进排气系统部件、发动机冷却水系部件、汽车电气部件、电气、电子部件用途。具体而言,本发明的实施方式的聚酰胺树脂组合物及其成型品适合用于发动机罩、进气管、正时皮带罩、进气歧管、管盖、节气门体、散热风扇等汽车发动机周边部件、散热风扇、散热器水箱的顶部及底部、气缸盖罩、油底壳、制动管、燃料配管用管、废气系统部件等汽车发动机罩内部件、齿轮、致动器(actuator)、轴承承托、轴承罩、链条导板、紧链器等汽车齿轮部件、变速杆托架(gearshift lever bracket)、方向盘锁托架、锁芯、车门内拉手、门把手壳体、后视镜架、空调器开关、仪表板、控制台盒、贮物箱、方向盘、内饰等汽车内装部件、前护盖、后挡泥板、加油口盖、车门、气缸盖罩、后视镜(door mirror stay)、后挡板(tail gatepanel)、牌照装饰(license garnish)、车顶纵梁、发动机座支架、后部装饰、后扰流板、行李箱盖、车门槛板、嵌线(molding)、灯罩、出风格栅、挡泥板、边挡等汽车外装部件、进气歧管、中冷器进气管、涡轮增压、排气管罩、内壁套、轴承承托、发动机架、发动机顶盖、消声器及节气门体等进排气系统部件、链罩、节温器盖、出口管、散热器水箱、交流发电机及输送管等发动机冷却水系部件、连接器、线束连接器、电机部件、灯座、车载传感开关(in-vehiclesensor switch)、组合开关等汽车电气部件、SMT对应的连接器、插座、卡连接器、千斤顶、电源部件、开关、传感器、电容器座板(capacitor seat plate)、继电器、电阻器、保险丝支架、线圈架、IC及LED的外壳、反射罩、Si电源模块、SiC电源模块等电气、电子部件。
实施例
以下举出实施例更具体地说明本发明的实施方式。特性评价按照下述方法进行。
[聚酰胺树脂的熔点]
取约5mg聚酰胺树脂,在氮气氛下使用Seiko Instruments Inc.制robot DSC(差示扫描量热计)RDC220,在下述条件下测定(a)聚酰胺树脂的熔点。升温至聚酰胺树脂的熔点+40℃制成熔融状态后,以20℃/分钟的降温速度降温至30℃,接着于30℃保持3分钟,然后以20℃/分钟的升温速度升温至熔点+40℃,求出此时观测的吸热峰的温度(熔点)。
[聚酰胺树脂的相对粘度]
在聚酰胺树脂浓度为0.01g/ml的98%浓硫酸中于25℃使用奥斯特瓦尔德式粘度计测定相对粘度(ηr)。
[聚酰胺树脂组合物中的铜含量及钾含量]
将由各实施例及比较例得到的粒料于80℃(实施例29、54中为120℃)减压干燥12小时。利用550℃的电炉使该粒料灰化24小时,在该灰化物中加入浓硫酸,加热进行湿式分解,稀释分解液。对该稀释液进行原子吸收分析(标准曲线法),由此求出铜含量及钾含量。原子吸收分析计使用岛津制作所社制AA-6300。
[重均分子量及数均分子量]
将(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物、或(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物、或(g)化合物及/或其缩合物2.5mg溶解于4ml六氟异丙醇(添加0.005N-三氟乙酸钠)中,利用0.45μm的过滤器进行过滤,将得到的溶液用于测定。测定条件如下所示。
装置:凝胶渗透色谱法(GPC)(Waters制)
检测器:差示折光计Waters410(Waters制)
色谱柱:ShodexHFIP-806M(2根)+HFIP-LG
流速:0.5ml/min
试样注入量:0.1ml
温度:30℃
分子量校正:聚甲基丙烯酸甲酯
[胺值]
精密称量0.5~1.5g(b)含氨基的脂肪族化合物,用50ml乙醇溶解。使用具备pH电极的电位差滴定装置(京都电子工业制,AT-200),将该溶液用浓度0.1mol/L的乙醇性盐酸溶液进行中和滴定。将pH曲线的拐点作为滴定终点,通过式(5)计算胺值。
胺值[mgKOH/g]=(56.1×V×0.1×f)/W (5)
(其中,W:含氨基的脂肪族化合物称取量[g],V:滴定终点的滴定量[ml],f:表示0.1mol/L的乙醇性盐酸溶液的系数。)
[羟值]
取0.5g(b)含羟基脂肪族化合物或者(g)化合物及/或其缩合物,加入到250ml锥形瓶中,接着取20.00ml将乙酸酐和无水吡啶调整·混合为1∶10(质量比)的溶液,加入到上述锥形瓶中,安装回流冷凝器,在温度调整为100℃的油浴下一边搅拌一边回流20分钟,然后冷却至室温。进而,通过冷凝器将丙酮20ml、蒸馏水20ml加入到上述锥形瓶内。向其中加入酚酞指示剂,通过0.5mol/L的乙醇性氢氧化钾溶液进行滴定。需要说明的是,减去另行测定的空白(不含试样)的测定结果,通过式(6)计算羟值。
羟值[mgKOH/g]=((B-C)×f×28.05)/S+D (6)
(其中,B:滴定中使用的0.5mol/L的乙醇性氢氧化钾溶液的量[ml];C:空白滴定中使用的0.5mol/L的乙醇性氢氧化钾溶液的量[ml];f:0.5mol/L的乙醇性氢氧化钾溶液的系数;S:试样的质量[g];D:酸值。)
[(g)化合物及/或其缩合物的反应率]
将0.035g(g)化合物及/或其缩合物溶解在作为溶剂的0.7ml氘代二甲基亚砜中,对于环氧基的情况,进行1H-NMR测定,对于碳二亚胺基的情况,进行13C-NMR测定。各分析条件如下所述。
(1)1H-NMR
装置:日本电子制核磁共振装置(JNM-AL400)
溶剂:氘代二甲基亚砜
观测频率:OBFRQ399.65MHz,OBSET124.00KHz,OBFIN10500.00Hz
累计次数:256次
(2)13C-NMR
装置:日本电子制核磁共振装置(JNM-AL400)
溶剂:氘代二甲基亚砜
观测频率:OBFRQ100.40MHz,OBSET125.00KHz,OBFIN10500.00Hz
累计次数:512次
由得到的1H-NMR光谱求出来自环氧环的峰的面积。另外,由得到的13C-NMR光谱,求出来自碳二亚胺基的峰的面积。需要说明的是,峰面积使用NMR装置附带的分析软件,对由基线和峰所围成的部分的面积进行积分而计算。将多元醇、与具有环氧基或碳二亚胺基的化合物干混的产物的峰面积记作a,将(g)化合物及/或其缩合物的峰面积记作b,反应率由下述式(4)计算。
反应率(%)={1-(b/a)}×100 (4)
作为一例,将二季戊四醇与作为双酚A型环氧树脂的三菱化学制“jER”(注册商标)“1004”按照3∶1的重量比干混而得的产物的1H-NMR光谱示于图1。另外,将由参考例9得到的(g-7)化合物及/或其缩合物的1H-NMR光谱示于图2。由图1所示的1H-NMR光谱求出在2.60ppm和2.80ppm附近出现的来自环氧环的峰面积的总量,同样地求出图2所示的峰面积的总量,由反应率的计算式,计算反应率。此时,峰面积利用对反应没有贡献的环氧树脂的苯环的峰面积进行标准化。
[支化度]
将(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物或(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物或(g)化合物及/或其缩合物在下述条件下进行13C-NMR分析后,使用式(2)计算支化度(DB)。支化度由式(2)定义。
支化度=(D+T)/(D+T+L) (2)
式(2)中,D表示枝状单元的数量,L表示线状单元的数量,T表示末端单元的数量。需要说明的是,上述D、T、L可以由通过13C-NMR测定的峰面积计算,D来自于叔碳原子或季碳原子,T来自于伯碳原子中的甲基,L来自除T之外的伯碳原子或仲碳原子。需要说明的是,峰面积使用NMR装置附带的分析软件,通过对由基线和峰所围成的部分的面积进行积分而计算。测定条件如下所述。
(1)13C-NMR
装置:日本电子制核磁共振装置(JNM-AL400)
溶剂:氘代二甲基亚砜
测定样品量/溶剂量:0.035g/0.70ml
观测频率:OBFRQ100.40MHz,OBSET125.00KHz,OBFIN10500.00Hz
累计次数:512次
[通式(1)中的OH与OR的数量之和]
就OH数而言,计算(g)化合物及/或其缩合物的数均分子量和羟值,通过下述式(3)计算。
通式(1)中的OH数=(数均分子量×羟值)/56110 (3)
另外,就OR数而言,通过用(g)化合物及/或其缩合物的数均分子量除以环氧当量或碳二亚胺当量而得的值进行计算。
(g)化合物及/或其缩合物的数均分子量和羟值按照上述方法测定。环氧当量如下计算:将400mg的(g)化合物及/或其缩合物溶解在30ml六氟异丙醇中后,加入20ml乙酸、四乙基溴化铵/乙酸溶液(=50g/200ml),使用作为滴定液的0.1N的高氯酸及作为指示剂的结晶紫,由溶解液的颜色从紫色变为蓝绿色时的滴定量,使用下述式(7)计算。
环氧当量[g/eq]=W/((A-B)×0.1×f×0.001) (7)
(其中,A:滴定中使用的0.1N的高氯酸的量[ml];B:空白滴定中使用的0.1N的高氯酸的量[ml];f:0.1N的高氯酸的系数;W:试样的质量[g])
碳二亚胺当量按照以下方法计算。将100重量份(g)化合物及/或其缩合物、和30重量份作为内标物质的亚铁氰化钾(东京化成(株)制)干混,于约200℃进行1分钟热压,制作片材。之后,使用红外分光光度计((株)岛津制作所制、IRPrestige-21/AIM8800),通过透过法,测定片材的红外吸收光谱。测定条件为分辨率4cm-1、累计次数32次。利用透过法的红外吸收光谱中,吸光度与片材厚度成反比,所以需要使用内标峰,将碳二亚胺基的峰强度进行标准化。计算用2140cm-1附近出现的来自碳二亚胺基的峰的吸光度除以2100cm-1附近出现的亚铁氰化钾的CN基的吸收峰的吸光度所得的值。为了由该值计算碳二亚胺当量,预先使用碳二亚胺当量已知的样品进行IR测定,使用来自碳二亚胺基的峰的吸光度和内标峰的吸光度之比制作标准曲线,将(g)化合物及/或其缩合物的吸光度比代入标准曲线,计算碳二亚胺当量。需要说明的是,作为碳二亚胺当量已知的样品,使用脂肪族聚碳二亚胺(日清纺制、“CARBODILITE”(注册商标)LA-1、碳二亚胺当量247g/mol)、芳香族聚碳二亚胺(RheinChemie制、“Stabaxol”(注册商标)P、碳二亚胺当量360g/mol)。
[羧基末端基团浓度在热处理后的增加率]
将通过各实施例及比较例得到的粒料于80℃(实施例29、54中为120℃)减压干燥12小时,使用注射成型机(住友重机公司制SG75H-MIV),在料筒温度:(a)聚酰胺树脂的熔点+15℃、模具温度:80℃(实施例29、54中为160℃)的条件下,通过注射成型,制作厚度为3.2mm的ASTM1号哑铃。将该哑铃在大气下于130℃进行100小时热处理,或者于190℃进行9小时热处理。接着,将热处理后的成型品固定在丰国工机制铣床(Type:H-0-1)的载台上,使用在上下方向操作载台的带刻度手柄(1刻度:0.02mm),使成型品上下移动,切削从成型品表面开始到深度为0.2mm的部位为止的聚酰胺树脂组合物。在50ml锥形瓶中精密称量约0.50g所切削的聚酰胺树脂组合物,加入20ml苄醇,使用温度调整为195℃的铝块加热器(aluminum block heater),进行溶解。在该溶解液中加入酚酞指示剂,利用0.02mol/L的乙醇性氢氧化钾溶液进行中和滴定,使用直至溶解液变为紫色为止所加入的乙醇性氢氧化钾溶液的量,通过式(8)计算聚酰胺树脂组合物中的羧基末端基团。
羧基末端基团浓度[mol/g]=((E-F)×f×0.001×0.02)/G(8)
(其中,E:滴定中使用的0.02mol/L的乙醇性氢氧化钾溶液的量[ml];F:空白滴定中使用的0.02mol/L的乙醇性氢氧化钾溶液的量[ml];f:0.02mol/L的乙醇性氢氧化钾溶液的系数;G:试样(除玻璃纤维以外的部分)的质量[g]。)
同样地测定热处理前的成型品表层的羧基末端基团浓度,由式(9)计算羧基末端基团浓度在热处理后的增加率。
羧基末端基团浓度在热处理后的增加率(%)=(热处理后的羧基末端基团浓度-热处理前的羧基末端基团浓度)/热处理前的羧基末端基团浓度×100 (9)
[基于拉伸强度的耐热老化性]
将通过各实施例及比较例得到的粒料于80℃(实施例29、54中为120℃)减压干燥12小时,使用注射成型机(住友重机公司制SG75H-MIV),在料筒温度:(a)聚酰胺树脂的熔点+15℃、模具温度:80℃(实施例29、54中为160℃)的条件下进行注射成型,由此制作厚度为3.2mm的ASTM1号哑铃。对于该试验片,按照ASTM D638通过拉伸试验机Tensilon UTA2.5T(Orientec公司制),以十字头速度10mm/分钟进行拉伸试验。进行3次测定,算出其平均值作为耐热老化性试验处理前的拉伸强度。接着,将ASTM1号哑铃试验片于135℃在大气下利用吉尔老化恒温箱(Geer oven)热处理3000小时,或于190℃在大气下利用吉尔老化恒温箱热处理2000小时(耐热老化性试验处理),对于处理后的试验片,进行同样的拉伸试验,算出3次测定值的平均值作为耐热老化性试验处理后的拉伸强度。将耐热老化性试验处理后的拉伸强度相对于耐热老化性试验处理前的拉伸强度之比作为拉伸强度保持率而算出。拉伸强度保持率越大,耐热老化性越优异。
[表面外观]
将通过各实施例及比较例得到的粒料于80℃(实施例29、54中为120℃)减压干燥12小时,使用注射成型机(住友重机公司制SG75H-MIV),在料筒温度:(a)聚酰胺树脂的熔点+15℃;模具温度:80℃(实施例29、54中为160℃);注射/冷却时间=10/10秒、螺杆转速:150rpm,注射压力100MPa;注射速度:100mm/秒的条件下,将80×80×3mm厚的矩形板(膜浇口)进行注射成型。得到的矩形板在140℃的大气下热处理1小时,目视观察处理后的矩形板表面的状态,通过以下基准评价。
A:成型品的色调为白色,并且表面未确认到渗出物。
B:成型品的色调为淡青白色或淡红棕色,并且表面未确认到渗出物。
C1:成型品的色调为青白色或红棕色,并且表面未确认到渗出物。
C2:成型品的色调为白色,并且表面确认到渗出物。
需要说明的是,所谓渗出物,表示浮出至成型品表面的物质,(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物或者(g)化合物及/或其缩合物在室温下为固体状时,成为粉状那样的物质,(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物或者(g)化合物及/或其缩合物在室温下为液体状时,成为粘性液态的物质。
[滞留稳定性]
将通过各实施例及比较例得到的粒料于80℃(实施例29、54中为120℃)减压干燥12小时,测定在氮气氛下于(a)聚酰胺树脂的熔点+20℃熔融滞留30分钟后的相对粘度,用其除以滞留前的相对粘度,将得到的值作为相对粘度保持率而算出,作为滞留稳定性的指标。相对粘度保持率越接近100%,滞留稳定性越优异。
[线膨胀系数]
将通过各实施例及比较例得到的粒料于80℃(实施例29、54中为120℃)减压干燥12小时,使用注射成型机(住友重机公司制SG75H-MIV),于料筒温度:(a)聚酰胺树脂的熔点+15℃、模具温度:80℃(实施例29、54中为160℃)、注射/冷却时间=10/10秒的条件下,将80mm×80mm×3mm厚的矩形板(膜浇口)进行注射成型。将该矩形板在MD方向切削为10mm×5mm×3mm厚,于150℃进行2小时退火处理,然后使用热机械分析装置TMA(SEIKO制),以5℃/分钟从-40℃升温至150℃,按照ISO11359,计算线膨胀系数,作为尺寸精度的指标。线膨胀系数越小,尺寸精度越优异。
[耐药品性]
将通过各实施例及比较例得到的粒料于80℃(实施例29、54中为120℃)减压干燥12小时,使用注射成型机(住友重机公司制SG75H-MIV),在料筒温度:(a)聚酰胺树脂的熔点+15℃、模具温度:80℃(实施例29、54中为160℃)的条件下进行注射成型,由此制作厚度为3.2mm的ASTM1号哑铃。对于该试验片,与上述耐热老化性同样地测定在乙二醇含量为88重量%的Toyota Motor Corporation制Toyota Genuine Super Long Life Coolant(LLC)50体积%水溶液中于130℃加热处理1000小时后的拉伸强度。将处理后的拉伸强度相对于处理前的拉伸强度之比作为拉伸强度保持率而算出,作为耐药品性的标准。拉伸强度保持率越大,耐药品性越优异。
[耐蠕变性]
将通过各实施例及比较例得到的粒料于80℃(实施例29、54中为120℃)减压干燥12小时,使用注射成型机(住友重机公司制SG75H-MIV),在料筒温度:(a)聚酰胺树脂的熔点+15℃、模具温度:80℃(实施例29、54中为160℃)的条件下进行注射成型,由此制作厚度为3.2mm的ASTM1号哑铃。将该试验片按照ASTM D674,设于六席蠕变试验机CP6-L-10kN(ORIENTEC Co.,LTD制),测定在130℃、50MPa负荷的条件下处理300小时后的应变量。应变量越小耐蠕变性越优异。
[基于冲击强度的耐热老化性]
将通过各实施例及比较例得到的粒料于80℃减压干燥12小时,使用注射成型机(住友重机公司制SG75H-MIV),在料筒温度:(a)聚酰胺树脂的熔点+15℃、模具温度:80℃的条件下进行注射成型,由此制作厚度为1/8英寸的带模具缺口的试验片。对于该试验片,根据ASTM D256利用悬臂梁式冲击试验机(东洋精机公司制),于23℃进行冲击试验。进行5次测定,算出其平均值作为耐热老化性试验处理前的冲击强度。接着,将带模具缺口的试验片利用135℃、大气下的吉尔老化恒温箱热处理(耐热老化性试验处理)3000小时,或利用190℃、大气下的吉尔老化恒温箱热处理(耐热老化性试验处理)2000小时,对于处理后的试验片,进行同样的冲击试验,算出5次测定值的平均值作为耐热老化性试验处理后的冲击强度。将耐热老化性试验处理后的冲击强度相对于耐热老化性试验处理前的冲击强度之比作为冲击强度保持率而算出。冲击强度保持率越大,耐热老化性越优异。
[阻燃性]
将通过各实施例及比较例得到的粒料于80℃减压干燥12小时,使用注射成型机(住友重机公司制SG75H-MIV),在料筒温度:(a)聚酰胺树脂的熔点+15℃、模具温度:80℃的条件下注射成型,由此制作厚度为1/32英寸的阻燃性评价用试验片。对于该试验片,按照UL94中规定的评价基准评价阻燃性。阻燃性水平按照V-0>V-1>V-2>HB的顺序降低。
(聚酰胺树脂的合成)
参考例1((a-2)尼龙410的合成)
将四亚甲基二胺与癸二酸的等摩尔盐即410盐700g、四亚甲基二胺10重量%水溶液21.2g(相对于410盐为1.00mol%)、次磷酸钠0.3065g(相对于生成的聚合物重量为0.05重量%)装入聚合罐中并密封,进行氮置换。开始加热,罐内压力达到0.5MPa后,一边将水分放出到体系外一边将罐内压力于0.5MPa保持1.5小时。之后经10分钟使罐内压力恢复至常压,进而在氮气流下使其反应1.5小时而完成聚合。之后,从聚合罐中以线状排出聚合物并进行微粒化,将其于80℃真空干燥24小时,得到ηr=2.84、熔点为252℃的尼龙410。
参考例2((a-4)尼龙4T/6T=40/60(重量比)的合成)
配合四亚甲基二胺与对苯二甲酸的等摩尔盐即4T盐、和六亚甲基二胺与对苯二甲酸的等摩尔盐即6T盐,使得它们的重量比为40∶60。相对于全部脂肪族二胺而言,分别过量地添加0.5mol%的四亚甲基二胺和六亚甲基二胺。进而,相对于所述原料的总计70重量份,添加30重量份水并进行混合。将其装入到聚合罐中并密封,进行氮置换。开始加热,罐内压力达到2.0MPa后,一边将水分放出到体系外一边保持罐内压力2.0MPa、罐内温度240℃2小时。之后,从聚合罐中将内容物排出到冷却带上,将其于100℃真空干燥24小时而得到聚酰胺树脂低聚物。将得到的聚酰胺树脂低聚物粉碎、干燥,于50Pa、240℃的条件下进行固相聚合,得到ηr=2.48、熔点为336℃的尼龙4T/6T=40/60。
(含有铜化合物及钾化合物的母料的制造)
(d-1:以CuI/KI(重量比)=0.14的比例含有的尼龙66母料)
在100重量份尼龙66(Toray Industries,Ltd.制“Amilan”(注册商标)CM3001-N)中按照碘化铜2.0重量份、40%碘化钾水溶液35.7重量份的比例进行预混合,然后,利用日本制钢所公司制TEX30型双螺杆挤出机(L/D:45.5)在料筒温度275℃、螺杆转速150rpm的条件下熔融混炼,利用线束切割器进行粒料化。之后于80℃真空干燥8小时,制作铜含量为0.57重量%的母料粒料。
(d-2:以CuI/KI(重量比)=0.16的比例含有的尼龙66母料)
将40%碘化钾水溶液在100重量份尼龙66(Toray Industries,Ltd.制“Amilan”(注册商标)CM3001-N)中按照碘化铜2.0重量份、40%碘化钾水溶液31.3重量份的比例进行预混合,然后,利用日本制钢所公司制TEX30型双螺杆挤出机(L/D.45.5)在料筒温度275℃、螺杆转速150rpm的条件下熔融混炼,利用线束切割器进行粒料化。之后于80℃真空干燥8小时,制作铜含量为0.58重量%的母料粒料。
(d-3:以CuI/KI(重量比)=0.23的比例含有的尼龙66母料)
将40%碘化钾水溶液在100重量份尼龙66(Toray Industries,Ltd.制“Amilan”(注册商标)CM3001-N)中以碘化铜2.0重量份、40%碘化钾水溶液21.7重量份的比例进行预混合,然后,利用日本制钢所公司制TEX30型双螺杆挤出机(L/D:45.5)在料筒温度275℃、螺杆转速150rpm的条件下熔融混炼,利用线束切割器进行粒料化。之后于80℃真空干燥8小时,制作铜含量为0.60重量%的母料粒料。
(d-4:以CuI/KI(重量比)=0.31的比例含有的尼龙66母料)
在100重量份尼龙66(Toray Industries,Ltd.制“Amilan”(注册商标)CM3001-N)中以碘化铜2.0重量份、40%碘化钾水溶液16.1重量份的比例进行预混合,然后,利用日本制钢所公司制TEX30型双螺杆挤出机(L/D:45.5),在料筒温度275℃、螺杆转速150rpm的条件下熔融混炼,利用线束切割器进行粒料化。之后于80℃真空干燥8小时,制作铜含量为0.62重量%的母料粒料。
((g)化合物及/或其缩合物的制造)
参考例3(g-1)
在100重量份季戊四醇(广荣化学工业(株)制)中预混合10重量份Novolacs苯酚型改性环氧树脂(日本化药(株)制“EPPN”(注册商标)“201”),然后利用(株)池贝制PCM30型双螺杆挤出机在料筒温度245℃、螺杆转速100rpm的条件下熔融混炼3.5分钟,通过热切割机进行粒料化。将得到的粒料再次供给到挤出机中,按照与上述相同的条件熔融混炼,进行粒料化,将该工序(再熔融混炼工序)进行1次,得到通式(1)表示的化合物及/或其缩合物的粒料。得到的化合物的反应率为49%、支化度为0.27、羟值为1530mgKOH/g。另外,用季戊四醇的分子量除以1分子中的官能团数所得的值为34,用Novolacs苯酚型改性环氧树脂的分子量除以1分子中的官能团数所得的值为190。1分子中的羟基数多于1分子中的环氧基数,通式(1)中的OH与OR的数量之和为3以上。
参考例4(g-2)
在100重量份二季戊四醇(广荣化学工业(株)制)中预混合10重量份Novolacs苯酚型改性环氧树脂(日本化药(株)制“EPPN”(注册商标)“201”),然后利用池贝制PCM30型双螺杆挤出机在料筒温度200℃、螺杆转速100rpm的条件下熔融混炼3.5分钟,利用热切割机进行粒料化。将得到的粒料再次供给至挤出机中,按照与上述相同的条件熔融混炼,进行粒料化,将该工序(再熔融混炼工序)进行1次,得到通式(1)表示的化合物及/或其缩合物的粒料。得到的化合物的反应率为53%、支化度为0.29、羟值为1280mgKOH/g。另外,用二季戊四醇的分子量除以1分子中的官能团数所得的值为42。1分子中的羟基数多于1分子中的环氧基数,通式(1)中的OH与OR的数量之和为3以上。
参考例5(g-3)
将双螺杆挤出机的螺杆转速改为300rpm,将熔融混炼时间改为0.9分钟,除此之外,与参考例4同样地操作,得到通式(1)表示的化合物及/或其缩合物的粒料。得到的化合物的反应率为2%、支化度为0.15、羟值为1350mgKOH/g。1分子中的羟基数多于1分子中的环氧基数,通式(1)中的OH与OR的数量之和为3以上。
参考例6(g-4)
将双螺杆挤出机的螺杆转速改为200rpm,将熔融混炼时间改为2.4分钟,除此之外,与参考例4同样地操作,得到通式(1)表示的化合物及/或其缩合物的粒料。得到的化合物的反应率为15%、支化度为0.20、羟值为1300mgKOH/g。1分子中的羟基数多于1分子中的环氧基数,通式(1)中的OH与OR的数量之和为3以上。
参考例7(g-5)
在100重量份二季戊四醇(广荣化学工业(株)制)中预混合10重量份Novolacs苯酚型改性环氧树脂(日本化药(株)制“EPPN”(注册商标)“201”)、0.3重量份1,8-二氮杂双环(5,4,0)十一碳-7-烯(东京化成工业(株)制),然后利用(株)池贝制PCM30型双螺杆挤出机在料筒温度200℃、螺杆转速100rpm的条件下熔融混炼3.5分钟,利用热切割机进行粒料化。进而,实施6次将得到的粒料供给至挤出机中、将按照与上述相同的条件熔融混炼并进行粒料化的工序(再熔融混炼工序),得到通式(1)表示的化合物及/或其缩合物的粒料。得到的化合物的反应率为96%、支化度为0.39、羟值为1170mgKOH/g。1分子中的羟基数多于1分子中的环氧基数,通式(1)中的OH与OR的数量之和为3以上。
参考例8(g-6)
在100重量份二季戊四醇(广荣化学工业(株)制)中预混合500重量份Novolacs苯酚型改性环氧树脂(日本化药(株)制“EPPN”(注册商标)“201”)后,利用(株)池贝制PCM30型双螺杆挤出机,在料筒温度200℃、螺杆转速100rpm的条件下熔融混炼3.5分钟,利用热切割机进行粒料化,得到通式(1)表示的化合物及/或其缩合物的粒料。得到的化合物的反应率为33%、支化度为0.23、羟值为540mgKOH/g。1分子中的羟基数少于1分子中的环氧基数,通式(1)中的OH与OR的数量之和为3以上。
参考例9(g-7)
在100重量份二季戊四醇(广荣化学工业(株)制)中预混合33.3重量份双酚A型环氧树脂(三菱化学制“jER”(注册商标)1004)后,利用池贝制PCM30型双螺杆挤出机在料筒温度200℃、螺杆转速100rpm的条件下熔融混炼3.5分钟,利用热切割机进行粒料化。将得到的粒料再次供给至挤出机中,按照与上述相同的条件熔融混炼并进行粒料化,将该工序(再熔融混炼工序)进行1次,得到通式(1)表示的化合物及/或其缩合物的粒料。得到的化合物的反应率为56%、支化度为0.34、羟值为1200mgKOH/g。另外,用双酚A型环氧树脂的分子量除以1分子中的官能团数所得的值为825。1分子中的羟基数多于1分子中的环氧基数,通式(1)中的OH与OR的数量之和为3以上。
参考例10(g-8)
在100重量份二季戊四醇(广荣化学工业(株)制)中预混合10重量份脂肪族聚碳二亚胺(日清纺制“CARBODILITE”(注册商标)“LA-1”),然后,利用(株)池贝制PCM30型双螺杆挤出机在料筒温度200℃、螺杆转速100rpm的条件下熔融混炼3.5分钟,利用热切割机进行粒料化。将得到的粒料再次供给到挤出机中,按照与上述相同的条件熔融混炼并进行粒料化,得到通式(1)表示的化合物及/或其缩合物的粒料。得到的化合物的反应率为89%、支化度为0.37、羟值为1110mgKOH/g。用脂肪族聚碳二亚胺的分子量除以1分子中的官能团数所得的值为247。1分子中的羟基数多于1分子中的碳二亚胺基数,通式(1)中的OH与OR的数量之和为3以上。
参考例11(g’-1)
在100重量份二丙三醇(阪本药品工业(株)制)中预混合10重量份Novolacs苯酚型改性环氧树脂(日本化药(株)制“EPPN”(注册商标)“201”),然后利用(株)池贝制PCM30型双螺杆挤出机在料筒温度100℃、螺杆转速100rpm的条件下熔融混炼3.5分钟,利用热切割机进行粒料化。将得到的粒料再次供给到挤出机中,按照与上述相同的条件熔融混炼并进行粒料化,得到不具有通式(1)表示的结构的化合物的粒料。得到的化合物的反应率为38%、支化度为0.02、羟值为1240mgKOH/g。另外,用二丙三醇的分子量除以1分子中的官能团数所得的值为42。1分子中的羟基数多于1分子中的环氧基数,羟基与环氧基的数量之和为3以上。
参考例12(g’-2)
使用1,4-丁二醇(东京化成(株)制)100重量份代替二丙三醇,除此之外,与参考例11同样操作,得到不具有通式(1)表示的结构的化合物的粒料。得到的化合物的反应率为42%、支化度为0.03、羟值为1160mgKOH/g。另外,用1,4-丁二醇的分子量除以1分子中的官能团数所得的值为45。1分子中的羟基数多于1分子中的环氧基数,羟基和环氧基的数量之和小于3。
参考例13(g’-3)
使用聚丙二醇(日油(株)制“UNIOL”(注册商标)“D2000”)100重量份代替二丙三醇,除此之外,与参考例11同样地操作,得到不具有通式(1)表示的结构的化合物的粒料。得到的化合物的反应率为30%、支化度为0.01、羟值为48mgKOH/g。用聚丙二醇的分子量除以1分子中的官能团数所得的值为1000。1分子中的羟基数少于1分子中的环氧基数,羟基与环氧基的数量之和小于3。
(高浓度预反应物的制造)
参考例14(h-1)
在100重量份尼龙66(Toray Industries,Ltd.制“Amilan”(注册商标)CM3001-N)中以26.7重量份的比例预混合(g-2)化合物,然后,利用日本制钢所公司制TEX30型双螺杆挤出机(L/D:45.5)在料筒温度235℃、螺杆转速150rpm的条件下熔融混炼,利用线束切割器进行粒料化。之后于80℃真空干燥8小时,制作高浓度预反应物粒料。
另外,本实施例及比较例中使用的(a)聚酰胺树脂、(b)含氨基或羟基的脂肪族化合物、(c)含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物、(e)填充材料、(f)热稳定剂、(i)阻燃剂、(j)阻燃助剂、(k)抗冲击性改性剂、(l)其他添加剂如下所述。
(a-1):熔点为260℃的尼龙66树脂(Toray Industries,Ltd.(株)制“Amilan”(注册商标)CM3001-N)、ηr=2.78。
(a-3):熔点为225℃的尼龙6树脂(Toray Industries,Ltd.(株)制“Amilan”(注册商标)CM 1010)、ηr=2.70。
(b-1):三羟甲基丙烷聚氧丙烯三胺
Huntsman Corporation制“JEFFAMINE”(注册商标)T403。1分子中具有3个伯胺,分子量为440,胺值为360mgKOH/g。
(b-2):五亚乙基六胺(东京化成(株)制)
1分子中具有2个伯胺和4个仲胺,分子量为232,胺值为1260mgKOH/g。
(b-3):三羟甲基丙烷(东京化成(株)制)
1分子中具有3个羟基,分子量为134,羟值为1256mgKOH/g。
(b-4):季戊四醇(东京化成(株)制)
1分子中具有4个羟基,分子量为136,羟值为1645mgKOH/g。
(b-5):二季戊四醇(东京化成(株)制)
1分子中具有6个羟基,分子量为254,羟值为1325mgKOH/g。
(b-6):聚氧丙烯二胺
Huntsman Corporation制“JEFFAMINE”(注册商标)D2000。1分子中具有2个伯胺,分子量为2000,胺值为56mgKOH/g。
(b-7):聚醚三胺
Huntsman Corporation制“JEFFAMINE”(注册商标)T5000。1分子中具有3个伯胺,分子量为5000,胺值为30mgKOH/g。
(b-8):2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇(东京化成(株)制)
1分子中具有2个羟基,分子量为146,羟值为765mgKOH/g。
(b-9):1,3,5-苯三酚(东京化成(株)制)
1分子中具有3个羟基。分子量为126,羟值为1320mgKOH/g。
(b-10):聚氧丙烯甘油醚
(株)日油制“UNIOL”(注册商标)TG-3000。1分子中具有3个羟基,分子量为3000,羟值为44mgKOH/g。
(b-11):2,2-双(羟基甲基)丁酸(东京化成(株)制)
1分子中具有两个羟基和一个羧基。分子量为148。羟值为750mgKOH/g。
(c-1):苯酚Novolacs型环氧树脂
日本化药(株)制“EPPN”(注册商标)201。1分子中的环氧基的平均个数为7个。分子量为1330,分子量/1分子中的官能团数=190。
(c-2):月桂醇(EO)15缩水甘油醚
Nagase ChemteX Corporation制“Denacol”(注册商标)EX-171。1分子中具有1个环氧基,分子量为970,分子量/1分子中的官能团数=970。
(c-3):脂肪族聚碳二亚胺
Nisshinbo Chemical Inc.制“CARBODILITE”(注册商标)LA-1。1分子中的碳二亚胺基的平均个数为24个。分子量为6000,分子量/1分子中的官能团数=247。
(c-4):芳香族聚碳二亚胺
Rhein Chemie制“Stabaxol”(注册商标)P。1分子中的碳二亚胺基的平均个数为9个。分子量为3000,分子量/1分子中的官能团数=330。
(c-5):双酚A型环氧树脂
三菱化学(株)制“jER”(注册商标)1004。1分子中具有2个环氧基,分子量为1650。分子量/1分子中的官能团数=825。
(e-1):圆形剖面玻璃纤维(日本电气硝子(株)制T-275H,剖面的直径为10.5μm,表面处理剂:硅烷类偶联剂,纤维长3mm)
(f-1):受阻酚系热稳定剂
BASF(株)制“irganox”(注册商标)1010(四[亚甲基-3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸酯]甲烷)
(f-2):磷系热稳定剂
BASF(株)制“irgafos”(注册商标)168(三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯)
(f-3):硫系抗氧化剂
(株)ADEKA制“ADK STAB”(注册商标)AO412S(季戊四醇四(3-月桂基硫基丙酸酯))
(f-4):胺系抗氧化剂
Crompton(株)制“Naugard”(注册商标)445(4,4’-双(α,α-二甲基苄基)二苯基胺)
(i-1):溴系阻燃剂
溴化聚苯醚(第一工业制药(株)制“PYROGUARD”(注册商标)SR-460B)
(i-2):磷系阻燃剂
含有80重量%次膦酸铝的混合物(Clariant制“Exolit”(注册商标)OP-1312)
(j-1):三氧化锑(日本精矿(株)制“PATOX”(注册商标)MK)
(k-1)马来酸酐改性乙烯-丁烯共聚物(三井化学(株)制“TAFMER”(注册商标)MH-7010)
(l-1)铝碳酸镁(协和化学工业(株)制“KW”(注册商标)2100)
(实施例1~22、27~30、比较例1~12)
将表中所示的聚酰胺树脂、含与氨基及羟基具有反应性的官能团的化合物、铜化合物、热稳定剂进行预混合后,由将料筒设定温度设定为聚酰胺树脂的熔点+15℃、将螺杆转速设定为200rpm的日本制钢所公司制TEX30型双螺杆挤出机(L/D=45)的主进料器供给至双螺杆挤出机中,进行熔融混炼。该主进料器连接于将螺杆全长设为1.0时的从上游侧观察为0的位置,即连接于螺杆段的上游侧端部的位置。接下来,将表中所示的含氨基或羟基的脂肪族化合物和填充材料从侧进料器供给至双螺杆挤出机中,进行熔融混炼。该侧进料器连接于将螺杆的全长设为1.0时的从上游侧观察为0.65的位置,即连接于比螺杆长度的1/2靠下游侧的位置。双螺杆挤出机的螺杆结构构成如下:将位于含氨基或羟基的脂肪族化合物的供给位置的上游侧的捏和区的总长度设为Ln1,将位于含氨基或羟基的脂肪族化合物的供给位置的下游侧的捏和区的总长度设为Ln2时,Ln1/L为0.14,Ln2/L为0.07。另外,在多个位置的全螺纹区设置的树脂压力计所示的树脂压力中成为最小的树脂压力Pfmin、与在多个位置的捏和区设置的树脂压力计所示的树脂压力中成为最大的树脂压力Pkmax之差(Pkmax-Pfmin)如表中所示。将从模中排出的线立即在水浴中冷却,利用线束切割器进行粒料化。
(实施例23)
从主进料器向双螺杆挤出机中供给含氨基或羟基的脂肪族化合物,除此之外,在与实施例2同样的条件下,得到聚酰胺树脂组合物的粒料。Pfmin与Pkmax之差(Pkmax-Pfmin)如表6所示。
(实施例24)
改变双螺杆挤出机的螺杆结构,使得Ln1/L成为0.01,Ln2/L成为0.01,除此之外,在与实施例2同样的条件下,得到聚酰胺树脂组合物的粒料。Pfmin与Pkmax之差(Pkmax-Pfmin)如表6所示。
(实施例25)
将表5所示的含氨基或羟基化合物和含与氨基及羟基具有反应性的官能团的化合物进行预混合后,投入到茄形瓶中,在氮气氛下于250℃熔融反应1小时。将该反应物冷却,用锤子将固化物砸碎,得到通式(1)表示的(g)化合物及/或其缩合物的粉碎品。得到的化合物的反应率为76%、支化度为0.34、羟值为1180mgKOH/g。另外,用Novolacs苯酚改性环氧树脂的分子量除以1分子中的官能团数而得到的值为190。1分子中的羟基数多于1分子中的环氧基数,通式(1)中的OH与OR的数量之和为3以上。将该粉碎品与聚酰胺树脂一同从主进料器供给至双螺杆挤出机中,除此之外,在与实施例2同样的条件下,得到聚酰胺树脂组合物的粒料。Pfmin与Pkmax之差(Pkmax-Pfmin)如表6所示。
(实施例26)
不添加填充材料,除此之外,在与实施例3同样的条件下,得到聚酰胺树脂组合物的粒料。将该粒料于80℃减压干燥12小时,制成母料。将该母料36.6重量份和聚酰胺树脂66.7重量份从主进料器供给至双螺杆挤出机中,进行熔融混炼。该主进料器连接于将螺杆的全长设为1.0时的从上游侧观察为0的位置,即连接于螺杆段的上游侧端部的位置。接着,将填充材料44.9重量份从侧进料器供给至双螺杆挤出机中,进行熔融混炼。该侧进料器连接于将螺杆的全长设为1.0时的从上游侧观察为0.65的位置,即连接于比螺杆长度的1/2靠下游侧的位置。由此,以表5记载的重量份的比例含有各成分。料筒温度、螺杆转速、螺杆结构与实施例3相同。Pfmin与Pkmax之差(Pkmax-Pfmin)由添加母料进行熔融混炼时的树脂压力计的值计算,如表6所示。
(实施例31~48、52~58、比较例13~19)
将表中所示的(a)聚酰胺树脂、(d)铜化合物、(f)热稳定剂、(i)阻燃剂、(j)阻燃助剂、(k)抗冲击性改性剂、(l)其他添加剂进行预混合后,从将料筒设定温度设定为聚酰胺树脂的熔点+15℃、将螺杆转速设定为200rpm的日本制钢所制TEX30型双螺杆挤出机(L/D=45)的主进料器供给至双螺杆挤出机中,进行熔融混炼。该主进料器连接于将螺杆全长设为1.0时的从上游侧观察为0的位置,即连接于螺杆段的上游侧端部的位置。接着,将表中所示的(g)或(g’)化合物及/或其缩合物与(e)填充材料从侧进料器供给至双螺杆挤出机中,进行熔融混炼。该侧进料器连接于将螺杆的全长设为1.0时的从上游侧观察为0.65的位置,即连接于比螺杆长度的1/2靠下游侧的位置。双螺杆挤出机的螺杆结构构成如下:将位于(g)化合物及/或其缩合物的供给位置的上游侧的捏和区的总长度设为Ln1、将位于(g)化合物及/或其缩合物的供给位置的下游侧的捏和区的总长度设为Ln2时,Ln1/L成为0.14,Ln2/L成为0.07。另外,在多个位置的全螺纹区设置的树脂压力计所示的树脂压力中成为最小的树脂压力Pfmin、与在多个位置的捏和区设置的树脂压力计所示的树脂压力中成为最大的树脂压力Pkmax之差(Pkmax-Pfmin)如表中所示。将从模中排出的线立即在水浴中冷却,利用线束切割器进行粒料化。
(实施例49)
将(g)化合物及/或其缩合物从主进料器供给至双螺杆挤出机中,除此之外,在与实施例32同样的条件下,得到聚酰胺树脂组合物的粒料。Pfmin与Pkmax之差(Pkmax-Pfmin)如表14所示。
(实施例50)
改变双螺杆挤出机的螺杆结构,使得Ln1/L成为0.01,Ln2/L成为0.01,除此之外,在与实施例32同样的条件下,得到聚酰胺树脂组合物的粒料。Pfmin与Pkmax之差(Pkmax-Pfmin)如表14所示。
(实施例51)
将(h)高浓度预反应物从主进料器供给至双螺杆挤出机中,除此之外,在与实施例32同样的条件下,得到聚酰胺树脂组合物的粒料。由此,实施例51的组成比变得与实施例32相同。料筒温度、螺杆转速、螺杆结构与实施例32相同。Pfmin与Pkmax之差(Pkmax-Pfmin)由添加高浓度预反应物进行熔融混炼时的树脂压力计的值计算,如表16所示。
各实施例及比较例的结果评价结果示于表1~18。
实施例1~30与比较例1、9~12相比,通过含有含与氨基或羟基具有反应性的官能团的化合物,能够得到耐热老化性、表面外观、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性优异的成型品。
实施例1~3与比较例2、7相比,含氨基或羟基的脂肪族化合物的含量为优选范围,所以能够得到耐热老化性、表面外观、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性优异的成型品。
实施例4与实施例8相比,含氨基或羟基的脂肪族化合物的胺值为优选范围,所以能够得到耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性更优异的成型品。
实施例2、6、7与实施例9相比,含氨基或羟基的脂肪族化合物的羟值为优选范围,所以能够得到耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性更优异的成型品。
实施例30与比较例1、8相比,含氨基或羟基的脂肪族化合物的含量相对于含与氨基及羟基具有反应性的官能团的化合物的含量而言的比例在优选范围内,因此能够得到耐热老化性、表面外观、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性优异的成型品。
实施例15~18与实施例2相比,进一步含有铜化合物,所以能够得到耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性更优异的成型品。特别是实施例16、17与实施例15、18相比,聚酰胺树脂组合物中的铜元素的含量相对于钾元素的含量而言的比例在优选范围内,所以能够得到耐热老化性、表面外观、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性更优异的成型品。
实施例16与实施例19、20相比,聚酰胺树脂组合物中的铜元素的含量为优选范围,所以能够得到耐热老化性、表面外观、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性更优异的成型品。
实施例21、22与实施例2相比,因为进一步含有热稳定剂,所以能够得到耐热老化性更优异的成型品。
实施例2与实施例23相比,将含氨基或羟基的脂肪族化合物从挤出机内的优选位置供给,所以能够得到耐热老化性、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性更优异的成型品。
实施例2与实施例24相比,挤出机内的捏和区的比例设定在优选的范围内,所以能够提高树脂压力,能够得到耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性更优异的成型品。
实施例25与实施例2相比,使含氨基或羟基的脂肪族化合物和含与氨基及羟基具有反应性的官能团的化合物在供给至挤出机之前预先进行反应,使用(g)化合物及/或其缩合物,所以能够得到耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性更优异的成型品。特别是实施例25与实施例2相比,190℃时的耐热老化性优异。
实施例26与实施例2相比,制作母料,并进行两次熔融混炼,所以能够得到耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性更优异的成型品。
实施例2、27与实施例28、29相比,聚酰胺树脂的熔点在优选范围内,所以能够得到耐热老化性、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性更优异的成型品。
实施例4、5与比较例3相比,含氨基或羟基的脂肪族化合物的1分子中的氨基数为优选范围,所以能够得到耐热老化性、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性优异的成型品。
实施例2、6、7与比较例4相比,含氨基或羟基的脂肪族化合物的1分子中的羟基数为优选范围,所以能够得到耐热老化性、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性优异的成型品。
实施例2、6、7与比较例5相比,因为含氨基或羟基的脂肪族化合物是不含环状结构的脂肪族化合物,所以能够得到耐热老化性、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性优异的成型品。
实施例2与比较例6相比,含与氨基及羟基具有反应性的官能团的化合物的1分子中的官能团数为优选范围,所以能够得到耐热老化性、表面外观、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性优异的成型品。
实施例1~30与比较例12的含有含羟基和羧基的化合物的组合物相比,能够得到具有同等的耐热老化性、耐药品性,并且尺寸精度、滞留稳定性、耐蠕变性优异的成型品。
实施例31~58与比较例13~19相比,通过配合特定量的(g)化合物及/或其缩合物,能够得到耐热老化性、表面外观、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性优异的成型品。
实施例31~33与比较例13、14相比,因为(g)化合物及/或其缩合物的配合量在优选范围,所以能够得到耐热老化性、表面外观、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性优异的成型品。
实施例32与实施例35~37相比,因为(g)化合物及/或其缩合物的反应率在较优选范围内,所以能够得到耐热老化性、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性更优异的成型品。
实施例32与实施例38相比,因为使用1分子中的羟基数多于1分子中的环氧基或碳二亚胺基数的(g)化合物及/或其缩合物,所以能够得到耐热老化性、滞留稳定性、尺寸精度及耐蠕变性更优异的成型品。
实施例41~44与实施例32相比,因为是进一步配合铜化合物而形成的,所以能够得到耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性更优异的成型品。特别是实施例42、43与实施例41、44相比,聚酰胺树脂组合物中的铜元素的含量相对于钾元素的含量而言的比例在优选范围内,所以能够得到耐热老化性、表面外观、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性更优异的成型品。
实施例42与实施例45、46相比,聚酰胺树脂组合物中的铜元素的含量在优选范围,所以能够得到耐热老化性、表面外观、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性更优异的成型品。
实施例47、48与实施例32相比,因为是进一步配合热稳定剂而形成的,所以能够得到耐热老化性更优异的成型品。
实施例32与实施例49相比,因为将(g)化合物及/或其缩合物从挤出机内的优选位置供给,所以能够得到耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性更优异的成型品。
实施例32与实施例50相比,因为将挤出机内的捏和区的比例设定在优选的范围,所以能够提高树脂压力,能够得到耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性更优异的成型品。
实施例51与实施例32相比,制作高浓度预反应物,并进行两次熔融混炼,所以能够得到耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性更优异的成型品。
实施例32、52与实施例53、54相比,因为聚酰胺树脂的熔点在优选的范围内,所以能够得到耐热老化性、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性更优异的成型品。
实施例32与实施例2相比,因为使用预先反应得到的(g)化合物及/或其缩合物,所以能够得到耐热老化性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性更优异的成型品。特别是实施例32与实施例2相比,190℃时的耐热老化性优异。
实施例32与比较例1相比,通过使用具有环氧基或碳二亚胺基的化合物及/或其缩合物,能够得到耐热老化性、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性、表面外观及耐蠕变性优异的成型品。
实施例32与比较例12相比,通过不使用具有羧基的化合物及/或其缩合物,而是使用具有环氧基或碳二亚胺基的化合物及/或其缩合物,由此能够得到耐热老化性、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性优异的成型品。
实施例32与比较例15~17相比,因为是配合(g)化合物及/或其缩合物而形成的,所以能够得到耐热老化性、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性优异的成型品。
实施例55配合有阻燃剂和阻燃助剂,实施例56配合有阻燃剂,因此能够保持阻燃性。另外,实施例55、56与比较例18相比,能够得到耐热老化性、尺寸精度及耐蠕变性优异的成型品。需要说明的是,实施例55与比较例18相比,配合有(g)化合物及/或其缩合物,所以能够得到耐热老化性、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性优异的成型品。
实施例57和比较例19配合有抗冲击改性剂。实施例57与比较例19相比,配合有(g)化合物及/或其缩合物,所以能够得到热处理后的拉伸强度及冲击强度优异的成型品。即,能够得到具有耐热老化性的成型品。
实施例58与实施例32相比,通过并用两种聚酰胺树脂,能够得到耐热老化性更优异的成型品。
产业上的可利用性
本发明的实施方式的聚酰胺树脂组合物能够通过注射成型、注射压缩成型、压缩成型、挤压成型、吹塑成型、加压成型等任意方法成型,能够加工成各种成型品来利用。特别是,本发明的实施方式的聚酰胺树脂组合物发挥其能够得到耐热老化性、表面外观、滞留稳定性、尺寸精度、耐药品性及耐蠕变性优异的成型品的优点,在汽车发动机周边部件、汽车发动机罩内部件、汽车齿轮部件、汽车内装部件、汽车外装部件、进排气系统部件、发动机冷却水系部件、汽车电气部件等汽车用途、LED反射罩、SMT连接器等电气、电子部件用途等中进行加工是有效的。
符号说明
1 溶剂

Claims (10)

1.一种聚酰胺树脂组合物,是相对于100重量份(a)聚酰胺树脂,配合0.1~20重量份(g)具有羟基、且具有环氧基或碳二亚胺基的、具有下述通式(1)表示的结构的化合物及/或其缩合物而成,
所述通式(1)中,X1~X6可以分别相同或不同,表示OH、CH3或OR;其中,OH和OR的数量之和为3以上;另外,R表示具有环氧基或碳二亚胺基的有机基团,n表示0~20的范围。
2.如权利要求1所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(g)化合物及/或其缩合物的1分子中的羟基的数量大于1分子中的环氧基及碳二亚胺基的数量之和。
3.如权利要求1所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(g)化合物及/或其缩合物的羟值为100~2000mgKOH/g。
4.如权利要求1所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(g)化合物及/或其缩合物中的、羟基与环氧基或碳二亚胺基的反应率为1~95%。
5.如权利要求1所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述通式(1)中的n为1~20的范围。
6.如权利要求1所述的聚酰胺树脂组合物,其中,在大气下于130℃对将聚酰胺树脂组合物进行注射成型而得到的厚度为3.2mm的ASTM 1号哑铃进行100小时热处理时,从哑铃表面开始到深度为0.2mm的部位为止的聚酰胺树脂组合物中的羧基浓度在热处理后的增加率小于70%。
7.如权利要求1所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(a)聚酰胺树脂包含两种以上的聚酰胺树脂。
8.一种聚酰胺树脂组合物的制造方法,其是权利要求1~7中任一项所述的聚酰胺树脂组合物的制造方法,至少包括下述工序:
工序1,相对于100重量份所述(a)聚酰胺树脂,熔融混炼10~250重量份所述(g)化合物及/或其缩合物,制作高浓度预反应物;和
工序2,将所述高浓度预反应物进一步与(a)聚酰胺树脂熔融混炼。
9.如权利要求1~7中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,相对于100重量份所述(a)聚酰胺树脂,进一步含有1~150重量份(e)无机填充材料。
10.一种成型品,是将权利要求1~7中任一项所述的聚酰胺树脂组合物进行成型而得到的。
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