CN107250274B - 聚酰胺树脂组合物、聚酰胺树脂组合物的制造方法和成型品 - Google Patents
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Abstract
一种聚酰胺树脂组合物,其中,所述聚酰胺树脂组合物含有:(A)聚酰胺树脂、(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物、以及(C)选自下述(C1)~(C4)的至少一种以上化合物;(C1)选自由元素周期表的第3族、第4族、第11族、第13族、第14族构成的组中的一种以上金属元素的盐,(C2)选自由受阻酚化合物、受阻胺化合物和有机磷化合物构成的组中的至少一种有机热稳定剂,(C3)具有比(A)成分的熔点低的熔点的结晶性的热塑性树脂和/或具有比(A)成分的维卡软化点低的维卡软化点的非晶性的热塑性树脂,(C4)酸;相对于(A)与(C3)的合计100质量份,(B)为0.03质量份~20质量份,在选择(C1)~(C3)的情况下,为如下所述,(C1):以金属元素计的量为0.001质量份~0.05质量份,(C2):0.8质量份~20质量份,(C3):1质量份~50质量份。
Description
技术领域
本发明涉及聚酰胺树脂组合物、聚酰胺树脂组合物的制造方法和成型品。
背景技术
聚酰胺树脂的强度、耐热性、耐化学品性优异,而且比重优异、即比重小于金属,因此一直以来,作为金属替代材料用于汽车的结构部件等。
特别是,由于对发动机周边的构件要求高温环境下的耐久性,因此提出了各种各样的耐热老化性优异的聚酰胺树脂组合物(例如参见专利文献1、2)。
需要说明的是,在本说明书中,所述“耐热老化性”是指,在维持成型品的形状的状态下、在熔点以下的高温条件下、在大气气氛下长时间放置时,能够保持实用上充分的机械特性、并且色调的变化少的所谓的对热氧化的耐受性。
近年来,作为用于提高燃料消费率的手段之一,进行了汽车的小型化。由此,汽车发动机室的部件高密度化,发动机室内的环境温度具有提高的倾向。
另外,除此以外,为了提高燃料消费率,还进行利用增压器的发动机的高输出功率化,与此相伴,发动机室内的环境温度具有越来越高的倾向。
因此,一直以来,对于聚酰胺树脂还要求在高温条件下的长期的耐热老化性。具体而言,即使在150℃~230℃的高温条件下长时间使用时,也能够保持实用上充分的机械特性并且色调的变化少的耐久材料的要求正在提高。
作为提高聚酰胺树脂的耐热老化性的技术,已知在聚酰胺树脂中添加铜化合物(铜的氧化物或盐)的技术。
另外,同样地,作为提高耐热老化性的技术,公开了在熔点不同的两种聚酰胺树脂中配合铜化合物和氧化铁的技术(例如参见专利文献3)、在聚酰胺树脂中配合微粒元素铁的技术(例如参见专利文献4)和在聚酰胺树脂中配合微细分散化金属粉末的技术(例如参见专利文献5)。
另一方面,公开了涉及添加有铝酸钠的聚酰胺树脂组合物及其制造方法的技术(例如参见专利文献6~15)。一直以来,已知上述添加有铝酸钠的聚酰胺树脂组合物的热滞留稳定性优异。
需要说明的是,“热滞留稳定性”是指,将聚酰胺树脂组合物保持在熔点以上的温度而成为熔融状态时,树脂的分解和变质的程度低,其结果是,抑制由保持在熔点以上的温度的行为造成的聚酰胺树脂组合物的机械物性的下降、色调的变化的特性。
一直以来,已知铝酸金属盐主要是以抑制黄度的增加、抑制热分解等为目的而添加在聚酰胺树脂中。
另外,还公开了在聚酰胺树脂中添加熔点更低的树脂和热稳定剂的技术(例如参见专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2013-501095号公报
专利文献2:日本特表2013-521393号公报
专利文献3:日本特表2008-527129号公报
专利文献4:日本特表2006-528260号公报
专利文献5:日本特表2008-527127号公报
专利文献6:日本特开2005-206662号公报
专利文献7:日本特开2004-91778号公报
专利文献8:日本特开昭49-116151号公报
专利文献9:日本特开2008-7563号公报
专利文献10:日本特开2006-316244号公报
专利文献11:日本特开2005-281616号公报
专利文献12:日本特开2007-246580号公报
专利文献13:日本特开2007-246581号公报
专利文献14:日本特开2007-246583号公报
专利文献15:日本特开2006-225593号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而,在专利文献1~15中记载的技术中,尚未得到具有高水准的耐热老化性的聚酰胺树脂组合物,要求满足如上所述的高温条件下的长期的耐热老化性的要求的聚酰胺树脂组合物。
进一步地,例如汽车发动机室内的部件有可能暴露于空气中的水蒸汽、飞散的LLC(长效冷却液)等包含水分的液体中。因此,要求所述部件的材料具有高水准的耐热老化性。
因此,鉴于上述现有技术的问题,本发明的目的在于提供耐热老化性优异的聚酰胺树脂组合物及其成型品。
用于解决问题的手段
本发明人等为了解决上述问题而进行了深入研究,结果发现,含有聚酰胺树脂、规定量的碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)、规定的化合物的聚酰胺树脂组合物,具有高水准的耐热老化性、即能够有效地抑制熔点以下的氧化劣化,从而完成了本发明。
即,本发明如下所述。
[1]
一种聚酰胺树脂组合物,其中,
所述聚酰胺树脂组合物含有:
(A)聚酰胺树脂、
(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)、以及
(C)选自由下述(C1)~(C4)构成的组中的至少一种以上化合物;
(C1)选自由元素周期表的第3族、第4族、第11族、第13族、第14族构成的组中的一种以上金属元素的盐,
(C2)选自由受阻酚化合物、受阻胺化合物和有机磷化合物构成的组中的至少一种有机热稳定剂,
(C3)具有比(A)成分的熔点低的熔点的结晶性的热塑性树脂和/或具有比(A)成分的维卡软化点低的维卡软化点的非晶性的热塑性树脂,
(C4)酸;
相对于所述(A)成分与所述(C3)成分的合计100质量份,所述(B)成分为0.03质量份~20质量份,并且
在选择所述(C1)~(C3)成分作为含有成分的情况下,所述(C1)~(C3)成分分别为下述的含量,
(C1)成分:以金属元素计的量为0.001质量份~0.05质量份,
(C2)成分:0.8质量份~20质量份,
(C3)成分:1质量份~50质量份。
[2]
如上述[1]所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C)的化合物为选自由所述(C1)~(C4)构成的组中的至少两种以上化合物的组合。
[3]
如上述[1]所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C)的化合物为选自由所述(C1)~(C4)构成的组中的至少三种以上化合物的组合。
[4]
如上述[1]~[3]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(A)聚酰胺树脂为选自下述的组(A-1)中的至少一种,
(A-1)聚酰胺46、聚酰胺66、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺6T、聚酰胺9T、聚酰胺6I和含有它们作为构成成分的共聚聚酰胺。
[5]
如上述[1]~[4]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述聚酰胺树脂组合物的数均分子量(Mn)为1万以上。
[6]
如上述[1]~[5]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(A)聚酰胺树脂为熔点240℃以上的聚酰胺树脂。
[7]
如上述[1]~[6]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(A)聚酰胺树脂为聚酰胺66。
[8]
如上述[1]~[7]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(B)成分为碱金属化合物。
[9]
如上述[1]~[8]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(B)成分为碱金属的碳酸盐或碳酸氢盐。
[10]
如上述[1]~[9]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述聚酰胺树脂组合物还含有(D)除碱金属化合物和/或碱土金属化合物以外的无机填料。
[11]
如上述[10]所述的聚酰胺树脂组合物,其中,相对于所述(A)成分与所述(C3)成分的合计100质量份,所述(D)成分的含量为10质量份~250质量份。
[12]
如上述[10]或[11]所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(D)除碱金属化合物和/或碱土金属化合物以外的无机填料为玻璃纤维、并且包含共聚物作为涂布于所述玻璃纤维表面的成分的一部分,所述共聚物是为含有含羧酸酐的不饱和乙烯基单体和除所述含羧酸酐的不饱和乙烯基单体以外的不饱和乙烯基单体作为构成单元的共聚物。
[13]
如上述[1]~[12]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C)成分至少含有(C1)成分。
[14]
如上述[1]~[13]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C1)成分为铜盐。
[15]
如上述[1]~[14]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,相对于所述(A)成分与所述(C3)成分的合计100质量份,所述(C1)的以金属元素计的量为0.003质量份~0.05质量份。
[16]
如上述[1]~[15]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(B)成分与所述(C1)成分的质量比(B)/(C1)为1以上。
[17]
如上述[13]~[16]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述聚酰胺树脂组合物还含有(C1-2)碱金属的卤化物和/或碱土金属的卤化物。
[18]
如上述[17]所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C1)成分的金属元素与所述(C1-2)成分的卤族元素的摩尔比(卤族元素/金属元素)为2~50。
[19]
如上述[1]~[18]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C)成分至少含有(C2)成分。
[20]
如上述[1]~[19]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C2)为受阻酚化合物。
[21]
如上述[19]或[20]所述的聚酰胺树脂组合物,其中,相对于所述(A)成分与所述(C3)成分的合计100质量份,所述(C2)成分的含量为1质量份~10质量份。
[22]
如上述[1]~[21]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C)成分至少含有所述(C3)成分。
[23]
如上述[1]~[22]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,相对于所述(A)成分与所述(C3)成分的合计100质量份,所述(C3)成分的含量为5质量份~50质量份。
[24]
如上述[1]~[23]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C3)成分为熔点低于240℃的聚酰胺树脂。
[25]
如上述[1]~[24]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C3)成分为聚酰胺6。
[26]
如上述[1]~[24]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C3)成分为
该(C3)成分中含有的碳原子数与氮原子数之比(C/N)为7以上且20以下的聚酰胺树脂。
[27]
如上述[1]~[26]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C)成分至少含有所述(C4)成分。
[28]
如上述[1]~[26]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,相对于所述(A)成分与(C3)成分的合计100质量份所含的所述(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)的碱值和所述(C4)酸的酸值满足下述(式1)的条件,
0<X≤5 (式1)
(X=(相对于(A)成分与(C3)成分的合计100质量份所含的(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)的碱值)/(相对于(A)成分与(C3)成分的合计100质量份所含的(C4)酸的酸值))。
[29]
如上述[1]~[28]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,相对于(A)成分与(C3)成分的合计100质量份所含的所述(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)的碱值和所述(C4)酸的酸值与(A)聚酰胺树脂的羧基末端的酸值之和满足下述(式2)的条件,
0<Y≤3 (式2)
(Y=(相对于(A)成分与(C3)成分的合计100质量份所含的(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)的碱值)/(相对于(A)成分与(C3)成分的合计100质量份所含的(C4)酸的酸值+(A)聚酰胺树脂的羧基末端的酸值))。
[30]
如上述[1]~[29]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C4)成分为有机酸。
[31]
如上述[1]~[30]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C4)酸的分子量(Mn)为50≤Mn≤1000。
[32]
如上述[1]~[31]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C4)酸为具有羧基的化合物。
[33]
如上述[1]~[32]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述聚酰胺树脂组合物的重均分子量/数均分子量(Mw/Mn为2.0以上,并且
所述聚酰胺树脂组合物在120℃下进行1000小时热老化后的Mw/Mn为3.0以上。
[34]
如上述[1]~[33]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,在通过GPC-MALS-VISCO(凝胶渗透色谱-多角度光散射-粘度)法进行的分析中,分子量10万以上的分子具有一个以上分支结构,且该分子量10万以上的分子含有羧酸酐官能团。
[35]
如上述[1]~[34]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C4)酸含有含羧酸酐的不饱和乙烯基单体作为构成主链的成分,且所述(C4)酸的Tg>0℃。
[36]
如上述[35]所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C4)酸为烯烃与马来酸酐的共聚物。
[37]
如上述[1]~[36]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C4)酸通过熔融混炼而添加至所述(A)聚酰胺树脂中。
[38]
如上述[1]~[37]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述聚酰胺树脂组合物在惰性气体气氛下、在300℃下放置了1小时时的质量减少量为10%以下。
[39]
一种聚酰胺树脂组合物的制造方法,其为上述[1]~[38]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物的制造方法,其中,
所述制造方法具有通过熔融混炼而向所述(A)聚酰胺树脂中添加所述(C4)酸的工序。
[40]
如上述[39]所述的聚酰胺树脂组合物的制造方法,其中,所述制造方法具有将所述(C4)酸制成母料而进行添加的工序。
[41]
如上述[1]~[38]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)通过熔融混炼而添加至所述(A)聚酰胺树脂中。。
[42]
一种成型品,其含有上述[1]~[38]、[41]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物。
[43]
一种聚酰胺树脂组合物的制造方法,其为上述[1]~[38]、[41]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物的制造方法,其中,
所述制造方法具有通过熔融混炼而向(A)聚酰胺树脂中添加(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)的工序。
[44]
如上述[39]、[40]和[43]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物的制造方法,其中,所述制造方法具有将(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)制成母料而进行添加的工序。
[45]
如上述[39]、[40]、[43]和[44]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物的制造方法,其中,所述制造方法具有将所述(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)和所述(C4)酸制成同一个母料而进行添加的工序。
[46]
聚酰胺树脂组合物的用于制造耐热老化性和吸水物性优异的成型品的应用,
所述聚酰胺树脂组合物含有:
(A)聚酰胺树脂、
(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)、以及
(C4)酸。
发明效果
根据本发明,能够提供耐热老化性优异的聚酰胺树脂组合物及其成型品。
具体实施方式
以下,对于本发明的具体实施方式(以下简称为“本实施方式”)进行详细说明。
以下的本实施方式是用于说明本发明的例子,无意将本发明限定于以下的内容。本发明可以在其主旨的范围内进行适当变形而实施。
(聚酰胺树脂组合物)
本实施方式的聚酰胺树脂组合物含有:
(A)聚酰胺树脂、
(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)、以及
(C)选自由下述(C1)~(C4)构成的组中的至少一种以上化合物;
(C1)选自由元素周期表的第3族、第4族、第11族、第13族、第14族构成的组中的一种以上金属元素的盐,
(C2)选自由受阻酚化合物、受阻胺化合物和有机磷化合物构成的组中的至少一种有机热稳定剂,
(C3)具有比(A)成分的熔点低的熔点的结晶性的热塑性树脂和/或具有比(A)成分的维卡软化点低的维卡软化点的非晶性的热塑性树脂,
(C4)酸;
相对于所述(A)成分与所述(C3)成分的合计100质量份,所述(B)成分为0.03质量份~20质量份,并且
在选择所述(C1)~(C3)成分作为含有成分的情况下,所述(C1)~(C3)成分分别为下述的含量,
(C1)成分:以金属元素计的量为0.001质量份~0.05质量份,
(C2)成分:0.8质量份~20质量份,
(C3)成分:1质量份~50质量份。
本实施方式的聚酰胺树脂组合物通过为上述组成,发挥优异的耐热老化性。
以下,对本实施方式的聚酰胺树脂的各构成要素进行详细说明。
((A)聚酰胺树脂)
本实施方式的聚酰胺树脂组合物含有(A)聚酰胺树脂(以下有时也记作“(A)成分”)。“聚酰胺树脂”是指在主链中具有酰胺键(-NHCO-)的聚合物。
作为聚酰胺树脂而言,不限于以下的例子,可以列举例如:通过二元胺和二元羧酸的缩聚而得到的聚酰胺树脂、通过内酰胺的开环聚合而得到的聚酰胺树脂、通过氨基羧酸的自缩合而得到的聚酰胺树脂以及通过构成这些聚酰胺树脂的两种以上单体的共聚而得到的共聚物。
作为(A)聚酰胺树脂而言,可以单独使用上述聚酰胺树脂中的仅一种,也可以并用两种以上。
以下,对聚酰胺树脂的原料进行说明。
<二元胺>
作为上述二元胺而言,不限于以下的例子,可以列举例如:脂肪族二元胺、脂环族二元胺、芳香族二元胺等。
作为上述脂肪族二元胺而言,不限于以下的例子,可以列举例如:乙二胺、丙二胺、四亚甲基二胺、五亚甲基二胺、六亚甲基二胺、七亚甲基二胺、八亚甲基二胺、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、十三亚甲基二胺等碳原子数为2~20的直链饱和脂肪族二元胺;2-甲基五亚甲基二胺(也记为2-甲基-1,5-二氨基戊烷)、2,2,4-三甲基六亚甲基二胺、2,4,4-三甲基六亚甲基二胺、2-甲基八亚甲基二胺、2,4-二甲基八亚甲基二胺等碳原子数为3~20的支链状饱和脂肪族二元胺;等。作为该支链状饱和脂肪族二元胺而言,可以列举例如具有从主链分支的取代基的二元胺。
作为上述脂环族二元胺(也记为脂环式二元胺)而言,不限于以下的例子,可以列举例如:1,4-环己烷二胺、1,3-环己烷二胺、1,3-环戊烷二胺等。
作为上述芳香族二元胺而言,不限于以下的例子,可以列举例如:间苯二甲胺、对苯二甲胺、间苯二胺、邻苯二胺、对苯二胺等。
<二元羧酸>
作为上述二元羧酸而言,不限于以下的例子,可以列举例如:脂肪族二元羧酸、脂环族二元羧酸、芳香族二元羧酸等。
作为上述脂肪族二元羧酸而言,不限于以下的例子,可以列举例如:丙二酸、二甲基丙二酸、琥珀酸、2,2-二甲基琥珀酸、2,3-二甲基戊二酸、2,2-二乙基琥珀酸、2,3-二乙基戊二酸、戊二酸、2,2-二甲基戊二酸、己二酸、2-甲基己二酸、三甲基己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、十四烷二酸、十六烷二酸、十八烷二酸、二十烷二酸、二甘醇酸等碳原子数为3~20的直链或支链状饱和脂肪族二元羧酸等。
作为上述脂环族二元羧酸而言,不限于以下的例子,可以列举例如:1,4-环己烷二甲酸、1,3-环己烷二甲酸、1,3-环戊烷二甲酸等脂环族羧酸。
脂环族羧酸的脂环结构的碳原子数没有特别限制,从所得到的聚酰胺树脂的吸水性与结晶度的平衡的观点考虑,优选为3~10,更优选为5~10。
上述脂环族二元羧酸可以未取代,也可以具有取代基。
作为取代基而言,不限于以下的例子,可以列举例如:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基等碳原子数为1~4的烷基等。
作为上述芳香族二元羧酸而言,不限于以下的例子,可以列举例如:未取代或由取代基取代的碳原子数为8~20的芳香族二元羧酸等。
作为取代基而言,不限于以下的例子,可以列举例如:碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为6~12的芳基、碳原子数为7~20的芳烷基、氯基和溴基等卤素基团、碳原子数为3~10的烷基甲硅烷基、磺酸基和作为钠盐等其盐的基团等。
作为上述芳香族二元羧酸而言,不限于以下的例子,可以列举例如:对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二甲酸、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-磺酸钠等。
上述二元羧酸中,在不损害本实施方式的目的的范围内可以还包含偏苯三酸、均苯三酸、均苯四酸等三元以上的多元羧酸。
上述二元胺和二元羧酸各自可以单独使用仅一种,也可以并用两种以上。
<内酰胺>
作为上述内酰胺而言,不限于以下的例子,可以列举例如:丁内酰胺、戊内酰胺、ε-己内酰胺、辛内酰胺、庚内酰胺、十一内酰胺和月桂内酰胺(十二内酰胺)等。
其中,从韧性的观点考虑,优选ε-己内酰胺、月桂内酰胺等,更优选ε-己内酰胺。
<氨基羧酸>
作为上述氨基羧酸而言,不限于以下的例子,可以列举例如:上述的内酰胺开环而得到的化合物(ω-氨基羧酸、α,ω-氨基羧酸等)等。
作为上述氨基羧酸而言,从提高结晶度的观点考虑,优选为ω位被氨基取代的碳原子数为4~14的直链或支链的饱和脂肪族羧酸,不限于以下的例子,可以列举例如:6-氨基己酸、11-氨基十一酸、12-氨基十二酸等。
作为上述氨基羧酸而言,还可以列举:对氨基甲基苯甲酸等芳香族氨基羧酸。
作为上述的(A)聚酰胺树脂而言,不限于以下的例子,可以列举例如:聚酰胺4(聚α-吡咯烷酮)、聚酰胺6(聚己酰胺)、聚酰胺11(聚十一酰胺)、聚酰胺12(聚十二酰胺)、聚酰胺46(聚己二酰丁二胺)、聚酰胺56(聚己二酰戊二胺)、聚酰胺66(聚己二酰己二胺)、聚酰胺610(聚癸二酰己二胺)、聚酰胺612(聚十二烷二酰己二胺)、聚酰胺116(聚己二酰十一烷二胺)、聚酰胺TMHT(对苯二甲酰三甲基己二胺)、聚酰胺6T(聚对苯二甲酰己二胺)、聚酰胺2Me-5T(聚对苯二甲酰2-甲基戊二胺)、聚酰胺9T(聚对苯二甲酰壬二胺)、2Me-8T(聚对苯二甲酰2-甲基辛二胺)、聚酰胺6I(聚间苯二甲酰己二胺)、聚酰胺6C(聚环己二酰己二胺)、聚酰胺2Me-5C(聚环己二酰2-甲基戊二胺)、聚酰胺9C(聚环己二酰壬二胺)、2Me-8C(聚环己二酰2-甲基辛二胺)、聚酰胺PACM12(聚双(4-氨基环己基)甲烷十二烷二酰胺)、聚酰胺二甲基PACM12(聚双(3-甲基氨基环己基)甲烷十二烷二酰胺、聚酰胺MXD6(聚己二酰间苯二甲胺)、聚酰胺10T(聚对苯二甲酰癸二胺)、聚酰胺11T(聚对苯二甲酰十一烷二胺)、聚酰胺12T(聚对苯二甲酰十二烷二胺)、聚酰胺10C(聚环己二酰癸二胺)、聚酰胺11C(聚环己二酰十一烷二胺)、聚酰胺12C(聚环己二酰十二烷二胺)等聚酰胺树脂。
需要说明的是,上述“Me”表示甲基。
作为本实施方式的聚酰胺树脂组合物中的(A)聚酰胺树脂而言,从耐热老化性和机械物性的观点考虑,优选聚酰胺46(聚己二酰丁二胺)、聚酰胺66(聚己二酰己二胺)、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺6T(聚对苯二甲酰己二胺)、聚酰胺9T(聚对苯二甲酰壬二胺)和聚酰胺6I(聚间苯二甲酰己二胺)以及包含它们作为构成成分的共聚聚酰胺。
作为本实施方式的聚酰胺树脂组合物中的(A)聚酰胺树脂而言,从耐热老化性的观点考虑,对于作为单体的二元胺而言,优选MXD(m-xylylenediamine,间苯二甲胺)的量小于70摩尔%,更优选小于50摩尔%,进一步优选小于30摩尔%。
特别是从提高本实施方式的聚酰胺树脂组合物的耐热老化性的观点考虑,优选(A)聚酰胺树脂为聚酰胺66。
本实施方式的聚酰胺树脂组合物中使用的(A)聚酰胺树脂的熔点没有特别限制,优选为200℃以上,更优选为210℃以上,进一步优选为240℃以上。
通过将(A)聚酰胺树脂的熔点调节为上述的下限值以上,具有本实施方式的聚酰胺树脂组合物的耐热性提高的倾向。
另外,在本实施方式中,(A)聚酰胺树脂的熔点没有特别限制,优选为340℃以下。通过将(A)聚酰胺树脂的熔点调节为上述的上限值以下,具有能够更有效地抑制本实施方式的聚酰胺树脂组合物的熔融加工中的热分解、劣化的倾向。
(A)聚酰胺树脂的熔点可以根据JIS-K7121进行测定。作为测定装置而言,可以使用例如珀金埃尔默公司制造的Diamond DSC等。具体而言,可以通过后述的实施例中记载的方法进行测定。
(A)聚酰胺树脂的熔点可以通过调节构成聚酰胺的单体进行控制。
本实施方式的聚酰胺树脂组合物中使用的(A)聚酰胺树脂的含量优选在聚酰胺树脂组合物中为33质量%以上且95质量%以下,更优选为50质量%以上且75质量%以下。
本实施方式的聚酰胺树脂组合物通过以上述范围含有(A)聚酰胺树脂,具有强度、耐热性、耐化学品性、比重等优异的倾向。
本实施方式的聚酰胺树脂组合物中使用的(A)聚酰胺树脂的硫酸相对粘度优选为1.8以上且3.0以下,更优选为2.2以上且2.8以下。
通过上述硫酸相对粘度为1.8以上,具有可以得到机械物性更优异的聚酰胺树脂组合物的倾向。另外,通过上述硫酸相对粘度为3.0以下,具有可以得到流动性和外观更优异的聚酰胺树脂组合物的倾向。
上述硫酸相对粘度可以通过调节(A)聚酰胺树脂的聚合时的压力进行控制。
需要说明的是,上述硫酸相对粘度可以通过根据JIS K 6920的方法进行测定。具体而言,可以通过后述的实施例中记载的方法进行测定。
在本实施方式中,在使(A)聚酰胺树脂的单体聚合时,为了调节分子量,可以还添加封端剂。作为该封端剂而言,没有特别限制,可以使用公知的封端剂。
作为上述封端剂而言,不限于以下的例子,可以列举例如:一元羧酸、一元胺、邻苯二甲酸酐等酸酐;单异氰酸酯、单酰卤、单酯类、一元醇类等。
其中,从(A)聚酰胺树脂的热稳定性的观点考虑,优选一元羧酸和一元胺。
它们可以单独使用仅一种,也可以并用两种以上。
作为可以用作封端剂的一元羧酸而言,只要具有与氨基的反应性即可,不限于以下的例子,可以列举例如:甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、辛酸、月桂酸、十三酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、特戊酸、异丁酸等脂肪族一元羧酸;环己烷甲酸等脂环族一元羧酸;苯甲酸、甲苯甲酸、α-萘甲酸、β-萘甲酸、甲基萘甲酸和苯乙酸等芳香族一元羧酸;等。
它们可以单独使用仅一种,也可以并用两种以上。
作为可用作封端剂的一元胺而言,只要具有与羧基的反应性即可,不限于以下的例子,可以列举例如:甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、己胺、辛胺、癸胺、硬脂胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺等脂肪族一元胺;环己胺、二环己胺等脂环族一元胺;苯胺、甲苯胺、二苯胺、萘胺等芳香族一元胺;等。
它们可以单独使用仅一种,也可以并用两种以上。
作为可用作封端剂的酸酐而言,不限于以下的例子,可以列举例如:邻苯二甲酸酐、马来酸酐、苯甲酸酐、乙酸酐、六氢邻苯二甲酸酐等。
它们可以单独使用仅一种,也可以并用两种以上。
作为可用作封端剂的单异氰酸酯而言,不限于以下的例子,可以列举例如:苯基异氰酸酯、甲苯基异氰酸酯、二甲基苯基异氰酸酯、环己基异氰酸酯、丁基异氰酸酯、萘基异氰酸酯等。
它们可以单独使用仅一种,也可以并用两种以上。
作为可用作封端剂的单酰卤而言,不限于以下的例子,可以列举例如:苯甲酸、二苯基甲烷甲酸、二苯砜甲酸、二苯亚砜甲酸、二苯硫醚甲酸、二苯醚甲酸、二苯甲酮甲酸、联苯甲酸、α-萘甲酸、β-萘甲酸、蒽甲酸等一元羧酸等的卤素取代一元羧酸。
它们可以单独使用仅一种,也可以并用两种以上。
作为可用作封端剂的单酯类而言,不限于以下的例子,可以列举例如:甘油单棕榈酸酯、甘油单硬脂酸酯、甘油单山嵛酸酯、甘油单褐煤酸酯、季戊四醇单棕榈酸酯、季戊四醇单硬脂酸酯、季戊四醇单山嵛酸酯、季戊四醇单褐煤酸酯、失水山梨糖醇单棕榈酸酯、失水山梨糖醇单硬脂酸酯、失水山梨糖醇单山嵛酸酯、失水山梨糖醇单褐煤酸酯、失水山梨糖醇二褐煤酸酯、失水山梨糖醇三褐煤酸酯、山梨糖醇单棕榈酸酯、山梨糖醇单硬脂酸酯、山梨糖醇单山嵛酸酯、山梨糖醇三山嵛酸酯、山梨糖醇单褐煤酸酯、山梨糖醇二褐煤酸酯等。
它们可以单独使用仅一种,也可以并用两种以上。
作为可用作封端剂的一元醇类而言,不限于以下的例子,可以列举例如:丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一醇、十二醇、十三醇、十四醇、十五醇、十六醇、十七醇、十八醇、十九醇、二十醇、二十二醇、二十三醇、二十四醇、二十六醇、二十七醇、二十八醇、三十醇(以上为直链状、支链状)、油醇、山嵛醇、苯酚、(邻、间、对)甲酚、(邻、间、对)联苯二酚、1-萘酚、2-萘酚等。
它们可以单独使用仅一种,也可以并用两种以上。
((B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物)
本实施方式的聚酰胺树脂组合物中,含有(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)(以下,有时记为“(B)成分”)。
作为(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物而言,不限于以下的例子,可以列举例如:碱金属和/或碱土金属的碳酸盐、碱金属的碳酸氢盐、碱金属和/或碱土金属的氢氧化物等。
作为碱金属和/或碱土金属的碳酸盐而言,不限于以下的例子,可以列举例如:碳酸钠、碳酸钾、碳酸镁、碳酸钙等。碱金属和/或碱土金属的碳酸盐可以单独使用仅一种,也可以并用两种以上。
作为碱金属的碳酸氢盐而言,不限于以下的例子,可以列举例如:碳酸氢钠、碳酸氢钾等。碱金属的碳酸氢盐可以单独使用仅一种,也可以并用两种以上。
作为碱金属和/或碱土金属的氢氧化物而言,不限于以下的例子,可以列举例如:氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化钾、氢氧化钙等。碱金属和/或碱土金属的氢氧化物可以单独使用仅一种,也可以并用两种以上。
在本实施方式的聚酰胺树脂组合物中,从耐热老化性的观点考虑,(B)成分优选为碱金属化合物。
另外,从耐热老化性的观点考虑,(B)成分优选为碱金属的碳酸盐或碳酸氢盐。
从得到良好的耐热老化性、初始强度的观点考虑,相对于作为热塑性树脂成分的所述(A)成分与所述(C3)成分的合计100质量份,本实施方式的聚酰胺树脂组合物含有0.03质量份以上且20质量份以下的(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)。
相对于所述(A)成分与所述(C3)成分的合计100质量份,(B)成分的含量优选为0.1质量份以上且20质量份以下,更优选为0.6质量份以上且20质量份以下,进一步优选为0.6质量份以上且5质量份以下,更进一步优选为0.8质量份以上且5质量份以下。
在本实施方式的聚酰胺树脂组合物中,对于(B)成分而言,优选该(B)成分中粒径为1μm以上的(B)成分的粒子的含量为20质量%以下,更优选为15质量%以下,进一步优选为10质量%以下,更进一步优选为5质量%以下。
通过粒径为1μm以上的(B)成分的含量在全部(B)成分中为20质量%以下,本实施方式的聚酰胺树脂组合物可以得到优异的耐热老化性。
在此,(B)成分的粒径为存在于本实施方式的聚酰胺树脂组合物中的(B)成分的粒径。
聚酰胺树脂组合物中的(B)成分的粒径例如可以通过使聚酰胺树脂组合物溶解于甲酸中,并使用激光衍射式粒度分布装置进行测定。
为了如上所述将全部(B)成分中的粒径为1μm以上的(B)成分的粒子的含量控制在20质量%以下,在水分少的状态下混合(B)成分与(A)成分是有效的。
可以列举例如使用挤出机而将(B)成分与(A)成分熔融混炼的方法。
另一方面,如果是水分多的状态,例如,在(A)成分的缩聚工序中含有(B)成分时,(B)成分有可能粒径增大。即,优选(A)成分的聚合工序结束后,取出(A)成分,在作为聚酰胺树脂组合物的制造工序的熔融混炼阶段混合(A)成分与(B)成分。
((C)选自由下述(C1)、(C2)、(C3)、(C4)构成的组中的至少一种化合物)
本实施方式的聚酰胺树脂组合物含有选自由下述(C1)~(C4)构成的组中的至少一种以上化合物作为(C)成分。
(C1)选自由元素周期表的第3族、第4族、第11族、第13族、第14族构成的组中的一种以上金属元素的盐
(C2)选自由受阻酚化合物、受阻胺化合物和有机磷化合物构成的组中的至少一种有机热稳定剂
(C3)具有比(A)成分的熔点低的熔点的结晶性的热塑性树脂和/或具有比(A)成分的维卡软化点低的维卡软化点的非晶性的热塑性树脂
(C4)酸
作为(C)成分而言,可以单独使用上述(C1)、(C2)、(C3)、(C4)中的仅一种,也可以并用两种以上,从提高本实施方式的聚酰胺树脂组合物的耐热老化性的观点考虑,优选并用两种以上,更优选并用三种以上。
<(C1)选自由元素周期表的第3族、第4族、第11族、第13族、第14族构成的组中的一种以上金属元素的盐>
本实施方式的聚酰胺树脂组合物优选含有(C1)选自由元素周期表的第3族、第4族、第11族、第13族、第14族构成的组中的一种以上金属元素的盐(以下,有时记为(C1)成分、(C1))。
作为选自由元素周期表的第3族、第4族、第11族、第13族、第14族构成的组中的一种以上金属元素的盐而言,只要是属于这些族的金属元素的盐,则没有特别限制。
从进一步提高耐热老化性的观点考虑,所述(C1)选自由元素周期表的第3族、第4族、第11族、第13族、第14族构成的组中的一种以上金属元素的盐优选为铜盐。
作为该铜盐而言,不限于以下的例子,可以列举例如:卤化铜(碘化亚铜、溴化亚铜、溴化铜、氯化亚铜等)、乙酸铜、丙酸铜、苯甲酸铜、己二酸铜、对苯二甲酸铜、间苯二甲酸铜、水杨酸铜、烟酸铜和硬脂酸铜、以及铜与乙二胺和乙二胺四乙酸等螯合剂配位而得到的铜络盐。
它们可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
在上述所列举的铜盐之中,优选为选自由碘化亚铜、溴化亚铜、溴化铜、氯化亚铜和乙酸铜构成的组中的一种以上,更优选为碘化亚铜和/或乙酸铜。
在使用铜盐作为所述(C1)成分的情况下,可以得到耐热老化性优异、且能够有效抑制挤出时的螺杆、料筒部的金属腐蚀(以下,也简称为“金属腐蚀”)的聚酰胺树脂组合物。
对于本实施方式的聚酰胺树脂组合物中的(C1)成分的含量而言,在选择该(C1)作为含有成分的情况下,相对于作为热塑性树脂的所述(A)成分与所述(C3)成分的合计100质量份,所述(C1)中的金属元素换算的含量为0.001质量份~0.05质量份。
相对于(A)成分与(C3)成分的合计100质量份,所述金属元素换算的含量优选为0.003质量份~0.05质量份,更优选为0.005质量份~0.03质量份。
特别是在使用铜盐作为所述(C1)成分的情况下,相对于作为热塑性树脂的所述(A)成分与所述(C3)成分的合计100质量份,本实施方式的聚酰胺树脂组合物中的铜盐的以金属元素计的含量优选为0.001质量份~0.05质量份,更优选为0.003质量份~0.05质量份,进一步优选为0.005质量份~0.03质量份。在上述范围内的情况下,可以进一步提高耐热老化性,并且可以有效地抑制铜的析出、金属腐蚀。
从提高耐热老化性的观点考虑,优选在本实施方式的聚酰胺树脂组合物中,相对于所述(C1)选自由元素周期表的第3族、第4族、第11族、第13族、第14族构成的组中的一种以上金属元素的盐1质量份,含有1质量份以上的所述(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物),即(B)成分与所述(C1)成分的质量比((B)/(C1))为1以上。
从更优异的耐热老化性和生产率的观点考虑,相对于所述(C1)成分1质量份,所述(B)成分的含量更优选为5质量份以上且500质量份以下,进一步优选为15质量份以上且500质量份以下,更进一步优选为25质量份以上且500质量份以下,更进一步优选为35质量份以上且500质量份以下,特别优选为45质量份以上且500质量份以下。
<(C1-2)碱金属的卤化物和/或碱土金属的卤化物>
从提高耐热老化性的观点考虑,本实施方式的聚酰胺树脂组合物优选含有(C1-2)碱金属的卤化物和/或碱土金属的卤化物(以下,有时记为(C1-2)成分、(C1-2))。
作为碱金属的卤化物和/或碱土金属的卤化物而言,不限于以下的例子,可以列举例如:碘化钾、溴化钾、氯化钾、碘化钠和氯化钠,以及它们的混合物。
其中,从提高耐热老化性和抑制金属腐蚀的观点考虑,优选为碘化钾和/或溴化钾,更优选为碘化钾。
相对于作为热塑性树脂的所述(A)成分与所述(C3)成分的合计100质量份,本实施方式的聚酰胺树脂组合物中的(C1-2)成分的含量优选为0.05质量份~5质量份,更优选为0.2质量份~2质量份。
在(C1-2)成分的含量在上述的范围内的情况下,可以进一步提高耐热老化性,并且可以有效抑制铜的析出、金属腐蚀。
所述(C1)成分和所述(C1-2)成分各自可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
其中,从进一步提高耐热老化性的观点考虑,优选使用铜盐作为所述(C1)成分,并且组合碱金属的卤化物和/或碱土金属的卤化物作为所述(C1-2)成分,而使用它们的混合物。
需要说明的是,(C1-2)成分是与(C1)成分并用的成分,是不同于(C1)成分的成分。
所述(C1)成分的金属元素与所述(C1-2)成分的卤族元素的摩尔比(卤族元素/金属元素)优选为2~50,更优选为2~40,进一步优选为5~30。
在上述的范围内的情况下,可以进一步提高耐热老化性。
<(C2)选自由受阻酚化合物、受阻胺化合物和有机磷化合物构成的组中的至少一种有机热稳定剂>
本实施方式的聚酰胺树脂组合物优选含有(C2)选自由受阻酚化合物、受阻胺化合物和有机磷化合物构成的组中的至少一种有机热稳定剂(以下,有时记为(C2)成分、(C2))。
[受阻酚化合物]
作为(C2)成分的受阻酚化合物不限于以下的例子,可以列举例如:N,N’-六亚甲基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺]、三乙二醇双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]、4,4’-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、1,6-己二醇双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、2,4-双(正辛硫基)-6-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯胺基)-1,3,5-三嗪、季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、2,2-硫代二亚乙基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷基酯、2,2-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、N,N’-六亚甲基双(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酰胺)、3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸二乙酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二丁基-4-羟基苄基)苯、双(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基磺酸乙酯)钙、异氰脲酸三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)酯、2,6-二叔丁基对甲酚、丁基化羟基苯甲醚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸硬脂酯、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、辛基化二苯胺、2,4-双[(辛硫基)甲基]邻甲酚、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛酯、4,4’-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、3,9-双[1,1-二甲基-2-[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]乙基]2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、双[3,3’-双(4’-羟基-3’-叔丁基苯基)丁酸]乙二醇酯、1,3,5-三(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苄基)均三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)三酮、d-α-生育酚等。
它们可以单独使用仅一种,也可以并用两种以上。
[受阻胺化合物]
作为(C2)成分的受阻胺化合物不限于以下的例子,可以列举例如:琥珀酸二甲酯-1-(2-羟基乙基)-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶缩聚物、聚[{6-(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基-1,3,5-三嗪-2,4-二基}{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}六亚甲基{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}]、2-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-2-正丁基丙二酸二(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯、1,2,3,4-丁烷四甲酸四(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯、癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯、癸二酸二(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯、癸二酸甲基酯(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯、1-[2-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基]乙基]-4-[3-(3,5-叔丁基-羟基苯基)丙酰氧基]-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶等。
它们可以单独使用仅一种,也可以并用两种以上。
[有机磷化合物]
作为(C2)成分的有机磷化合物不限于以下的例子,可以列举例如:4,4’-联苯基二亚膦酸四(2,4-二叔丁基苯基)酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、亚磷酸2,2-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)酯辛基酯、亚磷酸三苯基酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、亚磷酸二苯基酯异癸基酯、亚磷酸苯基酯二异癸基酯、二亚磷酸4,4-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯基)酯四(十三烷基)酯、环状新戊烷四基双(十八烷基亚磷酸酯)、环状新戊烷四基双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)亚磷酸酯、亚磷酸三(壬基苯基)酯、二异癸基季戊四醇二亚磷酸酯、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、10-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、10-癸氧基-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲等。
选自由上述的受阻酚化合物、受阻胺化合物和有机磷化合物构成的组中的至少一种有机热稳定剂可以单独使用仅一种,也可以并用两种以上。
上述列举的(C2)成分:有机热稳定剂之中,优选受阻酚化合物,更优选N,N’-六亚甲基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺]。
在使用上述受阻酚化合物的情况下,可以得到耐热老化性更优异的聚酰胺树脂组合物。
从耐热老化性和生产率的观点考虑而选择所述(C2)成分作为含有成分的情况下,相对于热塑性树脂((A)成分与(C3)成分的合计)100质量份,本实施方式的聚酰胺树脂组合物中含有0.8质量份~20质量份所述(C2)选自由受阻酚化合物、受阻胺化合物和有机磷化合物构成的组中的至少一种有机热稳定剂。
相对于(A)成分与(C3)成分的合计100质量份,所述(C2)的含量优选为1质量份以上且10质量份以下,更优选为1.5质量份以上且10质量份以下,进一步优选为2.5质量份以上且10质量份以下,更进一步优选为4质量份以上且10质量份以下,更进一步优选为6质量份以上且10质量份以下。
<(C3)具有比所述(A)聚酰胺树脂的熔点低的熔点的结晶性的热塑性树脂和/或具有比所述(A)聚酰胺树脂的维卡软化点低的维卡软化点的非晶性的热塑性树脂>
本实施方式的聚酰胺树脂组合物优选含有(C3)具有比所述(A)聚酰胺树脂的熔点低的熔点的结晶性的热塑性树脂和/或具有比所述(A)聚酰胺树脂的维卡软化点低的维卡软化点的非晶性的热塑性树脂(以下,有时记为“(C3)成分”)。
作为所述(C3)成分而言,可以列举后述的具有比(A)成分的熔点低的熔点的结晶性的热塑性树脂、具有比(A)成分的维卡软化点低的维卡软化点的非晶性的热塑性树脂以及热塑性弹性体。
作为该(C3)成分而言,不限于以下的例子,可以列举例如:聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃树脂、聚苯醚、热塑性聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚乳酸类树脂、聚苯乙烯、聚氯乙烯、丙烯酸类树脂、聚碳酸酯树脂、聚缩醛树脂、聚四氟乙烯等含氟树脂等。
作为(C3)成分而言,从本实施方式的聚酰胺树脂组合物的初始强度的观点考虑,优选为具有比(A)成分的熔点低的熔点的结晶性的热塑性树脂。例如优选使用聚酰胺树脂、热塑性聚酯树脂,进一步优选聚酰胺树脂。
作为(C3)成分而言,在上述的热塑性树脂中,可以单独使用仅一种,也可以并用两种以上。
在选择该(C3)成分作为含有成分的情况下,相对于作为热塑性树脂的所述(A)成分与所述(C3)成分的合计100质量份,聚酰胺树脂组合物中的(C3)成分的含量为1质量份~50质量份。通过设定在上述范围内,能够在保持高温条件下的刚性的同时发挥高耐热老化性。
另外,从高温刚性与老化性的平衡的观点考虑,相对于所述(A)成分与所述(C3)成分的合计100质量份,聚酰胺树脂组合物中的所述(C3)成分的含量优选为5质量份以上且50质量份以下,更优选为10质量份以上且40质量份以下,更进一步优选为15质量份以上且35质量份以下。
从提高耐热老化性的观点考虑,作为所述(C3)成分,优选使用熔点低于240℃的聚酰胺树脂,更优选使用熔点低于230℃的聚酰胺树脂。
同样,从提高耐热老化性的观点考虑,作为所述(C3)成分而言,更优选使用聚酰胺6和/或所含有的碳原子数与氮原子数之比(C/N)为7以上且20以下的聚酰胺树脂。作为所含有的碳原子数与氮原子数之比(C/N)为7以上且20以下的聚酰胺树脂,不限于以下的例子,可以列举例如PA610、PA612等。
对于用作所述(C3)成分的热塑性树脂而言,在为非晶性的情况下,从进一步提高耐热老化性的观点考虑,采用维卡软化点比上述(A)聚酰胺树脂的维卡软化点低的热塑性树脂。所述(C3)成分的维卡软化点优选为235℃以下,更优选为230℃以下,进一步优选为220℃以下。
作为能够用作所述(C3)成分的热塑性聚酯树脂而言,不限于以下的例子,可以列举例如:聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂等。
如上所述,从提高耐热老化性的观点考虑,所述(C3)成分优选为该(C3)成分所含有的碳原子数与氮原子数之比(C/N)为7以上且20以下的聚酰胺树脂。
所述碳原子数与氮原子数之比(C/N)优选为7以上且18以下,更优选为8以上且16以下。
(C3)成分所含有的碳原子数与氮原子数之比(C/N)可以通过调节构成聚酰胺树脂的单体而控制在上述数值范围内。
上述热塑性树脂(C3)的熔点可以根据JIS-K7121进行测定。
作为测定装置而言,可以使用例如珀金埃尔默公司制造的Diamond DSC等。
上述热塑性树脂(C3)的维卡软化点可以根据JIS-K7206进行测定。
对于(C3)成分的含量的计算方法进行说明。
例如,在聚酰胺树脂组合物中的(A)成分的含量为80kg且(C3)成分的含量为20kg的情况下,相对于热塑性树脂成分((A)成分与(C3)成分的合计)100kg,(C3)成分的含量为20kg。这在本说明书中表示为:相对于热塑性树脂成分((A)成分与(C3)成分的合计)100质量份含有20质量份(C3)成分。
((C4)酸)
本实施方式的聚酰胺树脂组合物优选含有(C4)酸。
作为(C4)成分的酸可以为有机酸,也可以为无机酸。从成型品的外观的观点考虑,优选使用有机酸作为(C4)酸。
有机酸不限于以下的例子,可以列举例如:具有羧基、磺基、羟基、巯基、烯醇基的化合物等。
(C4)酸可以单独使用仅一种,也可以并用两种以上。
<具有羧基的化合物>
作为(C)酸的上述具有羧基的化合物不限于以下的例子,可以列举例如:乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十二酸、十四酸、十六酸、十七酸、十八酸、苯甲酸、草酸、环己烷二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、1,3,5-四苯四甲酸、己二酸、十二烷二酸、柠檬酸、酒石酸、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠盐、葡萄糖酸等。
它们可以单独使用仅一种,也可以并用两种以上。
上述列举的具有羧基的化合物之中,优选环己烷二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、偏苯三酸、偏苯三酸酐、1,3,5-四苯四甲酸、1,2,4-环己烷三甲酸、己二酸、十二烷二酸、柠檬酸、酒石酸、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠盐等一分子中具有多个羧基的化合物。
在使用上述具有羧基的化合物的情况下,可以得到吸水时的物性更优异的聚酰胺树脂组合物。
另一方面,本发明人等发现,与添加了包含上述列举的羧酸的其它羧酸的情况比较,在添加了乙酸钠的情况下并没有观察到吸水时的物性的改善效果。认为这是因为,在添加已经成为钠盐的乙酸钠的情况下,并不能发挥作为羧酸的效果。
<具有磺基的化合物>
作为(C4)酸的具有磺基的化合物不限于以下的例子,可以列举例如:甲磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、氟磺酸和它们的衍生物等。
它们可以单独使用仅一种,也可以并用两种以上。
<具有羟基的化合物>
作为(C4)酸的具有羟基的化合物不限于以下的例子,可以列举例如:环己醇、癸醇、癸二醇、十二醇、十二烷二醇、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、双三羟甲基丙烷、D-甘露醇、D-山梨糖醇、木糖醇、苯酚和它们的衍生物等。
它们可以单独使用仅一种,也可以并用两种以上。
在本实施方式的聚酰胺树脂组合物中,从吸水时的物性与生产率的观点考虑,优选上述(C4)酸为具有羧基的化合物。
在本实施方式的聚酰胺树脂组合物中,从生产率的观点考虑,优选上述(C4)酸为芳香族羧酸化合物。
不限于以下的例子,可以列举例如:间苯二甲酸、对苯二甲酸、偏苯三酸、1,3,5-四苯四甲酸等。
在本实施方式的聚酰胺树脂组合物中,从吸水时的物性和生产率的观点考虑,上述(C4)酸的分子量(Mn)优选为50≤Mn≤1000。
更优选为100≤Mn≤700,进一步优选为100≤Mn≤500。
从本实施方式的聚酰胺树脂组合物的高温时的物性的观点考虑,(C4)酸优选含有含羧酸酐的不饱和乙烯基单体作为构成主链的成分,且玻璃化转变温度Tg大于0℃。
另外,在(C)成分含有含羧酸酐的不饱和乙烯基单体作为构成主链的成分的情况下,优选Tg>60℃。
(C)成分的Tg>60℃时,本实施方式的聚酰胺树脂组合物可以得到更大的提高高温时的物性的效果。另外,从同样的观点考虑,更优选为60℃<Tg<200℃。
上述(C)成分的Tg可以根据JIS-K7121、使用珀金埃尔默公司制造的Diamond-DSC以升温速度20℃/分钟进行测定。
在(C4)酸含有含羧酸酐的不饱和乙烯基单体作为构成主链的成分的情况下,只要玻璃化转变温度Tg大于0℃即可,(C4)酸特别优选为烯烃与马来酸酐的共聚物。
作为(C4)酸而言,不限于以下的例子,可以列举例如:乙烯-马来酸酐共聚物、丙烯-马来酸酐共聚物、丁二烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、丙烯腈-马来酸酐共聚物等。
其中,从提高本实施方式的聚酰胺树脂组合物的高温物性的观点考虑,优选乙烯-马来酸酐共聚物。
在(C4)酸含有含羧酸酐的不饱和乙烯基单体作为构成主链的成分的情况下,(C4)酸的重均分子量优选为60万以下,更优选为1万以上且60万以下,进一步优选为1万以上且40万以下。
在(C4)酸含有含羧酸酐的不饱和乙烯基单体作为构成主链的成分的情况下,重均分子量为1万以上时,(C4)酸的热稳定性提高,在对本实施方式的聚酰胺树脂组合物进行挤出工序时能够抑制分解等。
另外,重均分子量为60万以下时,可以得到在聚酰胺树脂组合物中的(C4)酸的良好的分散性,聚酰胺树脂组合物的耐振动疲劳特性倾向于提高。
另外,(C4)酸的重均分子量为40万以下时,具有可以得到耐振动疲劳特性更优异的聚酰胺树脂组合物的倾向。
需要说明的是,本说明书中的重均分子量可以通过凝胶渗透色谱法(GPC)求出。
在(C4)酸含有含羧酸酐的不饱和乙烯基单体作为构成主链的成分的情况下,(C4)酸的酸值优选为0.1以上,更优选为0.2以上。
另外,在(C4)酸含有含羧酸酐的不饱和乙烯基单体作为构成主链的成分的情况下,酸值优选为0.5以下。
(C4)酸的酸值为0.1以上且0.5以下时,具有可以在本实施方式的聚酰胺树脂组合物中得到更优异的提高耐振动疲劳特性的效果的倾向。
需要说明的是,本说明书中的(C4)酸的酸值可以通过根据JIS K0070测定中和存在于1g(C4)酸中的酸所需的氢氧化钾的mg数而求出。
在本实施方式的聚酰胺树脂组合物中,从吸水时的物性和生产率的观点考虑,优选:热塑性树脂((A)成分与(C3)成分的合计)100质量份中所含的上述(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)的碱值对热塑性树脂((A)成分与(C3)成分的合计100质量份)中所含的上述(C4)酸的酸值之比:(X)满足下述(式1)。
0<X≤5 (式1)
(X=(热塑性树脂((A)成分与(C3)成分的合计)100质量份中所含的(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)的碱值)/(热塑性树脂((A)成分与(C3)成分的合计)100质量份中所含的(C4)酸的酸值))
对于本实施方式的聚酰胺树脂组合物而言,在上述(式1)中,更优选为0<X≤3,进一步优选为0<X≤2,更进一步优选为0<X≤1。
热塑性树脂((A)成分与(C3)成分的合计)100质量份中所含的上述(C4)酸的酸值基于JIS K0070进行定义。
即,酸值为:将1g试样中含有的游离脂肪酸、树脂酸等中和所需的氢氧化钾的mg数。
热塑性树脂((A)成分与(C3)成分的合计)100质量份中所含的上述(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)的碱值基于JIS K0070进行定义。
即,碱值为:使1g试样乙酰化时,将与羟基键合的乙酸中和所需的氢氧化钾的mg数。
另外,在上述中,“热塑性树脂((A)成分与(C3)成分的合计)100质量份中所含的”是指将本实施方式的聚酰胺树脂组合物中的热塑性树脂((A)成分与(C3)成分的合计)设为100质量份时的意思,考虑将热塑性树脂((A)成分与(C3)成分的合计)的量的设为共通的100质量份的情况下的(B)成分的含量和(C)成分的含量,从而算出上述(式1)。
进一步地,在本实施方式的聚酰胺树脂组合物中,从吸水时的物性和生产率的观点考虑,优选:热塑性树脂((A)成分与(C3)成分的合计)100质量份中所含的所述(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)的碱值对热塑性树脂((A)成分与(C3)成分的合计)100质量份中所含的所述(C4)酸的酸值与(A)聚酰胺树脂的羧基末端的酸值之和之比:(Y)满足下述(式2)。
0<Y≤3 (式2)
(Y=(热塑性树脂((A)成分与(C3)成分的合计)100质量份中所含的(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)的碱值)/(热塑性树脂((A)成分与(C3)成分的合计)100质量份中所含的(C4)酸的酸值+(A)聚酰胺树脂的羧基末端的酸值))
对于本实施方式的聚酰胺树脂组合物而言,在上述(式2)中,优选为0<Y≤2,更优选为0<X≤1.5,更进一步优选为0<Y≤1.2。
另外,在上述中,“热塑性树脂((A)成分与(C3)成分的合计)100质量份中所含的”是指将本实施方式的聚酰胺树脂组合物中的热塑性树脂((A)成分与(C3)成分的合计)设为100质量份时的意思,考虑将热塑性树脂((A)成分与(C3)成分的合计)的量设为共通的100质量份的情况下的(B)成分的碱值和(C4)酸的酸值、(A)聚酰胺树脂的羧基末端的酸值,从而计算上述(式2)。
对于(C4)酸与(A)成分中的羧酸或封端剂之间的关联进行补充。
用作(A)聚酰胺树脂的原料单体或封端剂的羧酸出于其目的而被纳入聚合物中。具体而言,在聚合物链中共价键合。
另一方面,在本说明书中,将出于其目的而未与聚合物共价键合的具有羧酸官能团的有机酸成分作为(C4)酸。
用作(A)聚酰胺树脂的原料单体或封端剂的羧酸与用作(C4)酸的羧酸为同一成分的情况下,用作(A)聚酰胺树脂的原料单体或封端剂的羧酸是指在聚合物链中共价键合的羧酸,用作(C4)酸的羧酸是指未与聚合物共价键合的羧酸。
在使用羧酸作为(A)聚酰胺树脂的原料单体或封端剂的情况下,该羧酸在聚合物链中共价键合是本领域技术人员的一般认识。
在聚酰胺树脂中含有作为杂质的微量含量以上的未在聚合物链中共价键合的状态下的羧酸是有意的操作,需要出于其目的而对组成、制法进行设计是本领域技术人员的一般认识。
即,可以说在通常的聚酰胺树脂组合物中,即使使用羧酸作为原料,也不会无意中含有本申请发明有意的作为(C4)酸的羧酸。
上述记载涉及可以用作(A)成分中的羧酸或封端剂的有机酸,具体而言,涉及一分子中具有1~3个羧酸官能团的有机酸。
另一方面,一分子中具有4个以上羧酸官能团的有机酸分子即使其一部分羧酸官能团与聚酰胺树脂共价键合,也能够发挥本发明的效果。
即,一分子中具有1~3个羧酸官能团的有机酸的一部分羧酸官能团与聚酰胺树脂共价键合时,不能充分发挥本发明的效果,但是,对于一分子中具有4个以上羧酸官能团的有机酸而言,即使其一部分羧酸官能团与聚酰胺树脂共价键合,也能够发挥本发明的效果。
作为上述现象的理由,本发明人等推测是因为,通过一分子中具有4个以上羧酸官能团,即使其一部分与聚酰胺共价键合,其余的未共价键合的羧酸官能团也有助于发挥本发明的效果。
上述有机酸与(A)聚酰胺树脂聚合物的共价键合的确认不限于以下的方法,例如可以使用核磁共振(NMR)、IR等方法进行。
(C4)酸可以在聚合时添加、熔融混炼时添加中的任一时机添加到(A)聚酰胺树脂中。
从提高本实施方式的聚酰胺树脂组合物的生产率和吸水时物性的观点考虑,优选在熔融混炼时添加(C4)酸。
((D)除碱金属化合物和/或碱土金属化合物以外的无机填料)
本实施方式的聚酰胺树脂组合物优选含有(D)除碱金属化合物和/或碱土金属化合物以外的无机填料(以下有时记为(D)无机填料、(D)成分)。
相对于热塑性树脂成分((A)成分与(C)成分的合计)100质量份,(D)成分的含量优选设定为10质量份以上且250质量份以下,更优选设定为10质量份以上且150质量份以下,进一步优选设定为15质量份以上且100质量份以下。
通过设定在上述范围内,本实施方式的聚酰胺树脂组合物的流动性和外观特性均倾向于变得更优异。
作为(D)除碱金属化合物和/或碱土金属化合物以外的无机填料而言,不限于以下的例子,可以列举例如:玻璃纤维、碳纤维、硅酸钙纤维、钛酸钾纤维、硼酸铝纤维、鳞片状玻璃、滑石、高岭土、云母、水滑石、碳酸钙、碳酸锌、氧化锌、磷酸氢钙、硅灰石、硅石、沸石、氧化铝、勃姆石、氢氧化铝、氧化钛、氧化硅、氧化镁、硅酸钙、铝硅酸钠、硅酸镁、科琴黑、乙炔黑、炉黑、碳纳米管、石墨、黄铜、铜、银、铝、镍、铁、氟化钙、云母、蒙脱石、膨胀性氟云母和磷灰石等。
其中,从增大本实施方式的聚酰胺树脂组合物的强度和刚性的观点考虑,优选具有圆形和非圆形截面的玻璃纤维、鳞片状玻璃、滑石(硅酸镁)、云母、高岭土、硅灰石、氧化钛、磷酸钙、碳酸钙、氟化钙。
另外,更优选为玻璃纤维、硅灰石、滑石、云母、高岭土。进一步优选为玻璃纤维。
上述(D)成分可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
上述玻璃纤维、碳纤维之中,从能够赋予聚酰胺树脂组合物优异的机械特性的观点考虑,进一步优选数均纤维直径为3μm~30μm且重均纤维长度为100μm~750μm、重均纤维长度与数均纤维直径的长径比(重均纤维长度除以数均纤维直径而得到的值)为10~100的纤维。
另外,作为上述硅灰石而言,从能够赋予本实施方式的聚酰胺树脂组合物优异的机械特性的观点考虑,优选:数均纤维直径为3μm~30μm且重均纤维长度为10μm~500μm、上述长径比为3~100的硅灰石。
进一步地,作为上述滑石、云母、高岭土而言,从能够赋予本实施方式的聚酰胺树脂组合物优异的机械特性的观点考虑,优选数均纤维直径为0.1μm~3μm。
在此,本说明书中的数均纤维直径和重均纤维长度可以以如下方式求出。
即,将聚酰胺树脂组合物放入电炉,对所含的有机物进行焚烧处理,从残渣成分中任意选择例如100根以上的(D)无机填料,用SEM进行观察,测定它们的纤维直径,并计算平均值,由此可以求出数均纤维直径。
另外,使用倍率1000倍的SEM照片测量纤维长度,可以通过规定的计算式(测定n根的纤维长度时,重均纤维长度=Σ(I=1→n)(第n根纤维的纤维长度)2/Σ(I=1→n)(第n根纤维的纤维长度))求出重均纤维长度。
上述(D)无机填料可以利用硅烷偶联剂等进行表面处理。
作为上述硅烷偶联剂而言,不限于以下的例子,可以列举例如:γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷等氨基硅烷类;γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷等巯基硅烷类;环氧硅烷类;乙烯基硅烷类。
硅烷偶联剂可以单独使用仅一种,也可以并用两种以上。上述硅烷偶联剂之中,从与树脂的亲和性的观点考虑,更优选氨基硅烷类。
另外,在使用玻璃纤维作为上述(D)无机填料的情况下,该玻璃纤维优选还含有集束剂。
集束剂是指涂布于玻璃纤维的表面的成分。
作为集束剂而言,可以列举:含有含羧酸酐的不饱和乙烯基单体和除上述含羧酸酐的不饱和乙烯基单体以外的不饱和乙烯基单体作为构成单元的共聚物、环氧化合物、聚碳二亚胺化合物、聚氨酯树脂、丙烯酸的均聚物、丙烯酸与其它可共聚单体的共聚物、以及它们与伯胺、仲胺和叔胺的盐等。
这些集束剂可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
其中,从本实施方式的聚酰胺树脂组合物的机械强度的观点考虑,优选:含有含羧酸酐的不饱和乙烯基单体和除上述含羧酸酐的不饱和乙烯基单体以外的不饱和乙烯基单体作为构成单元的共聚物、环氧化合物、聚碳二亚胺化合物和聚氨酯树脂、以及它们的组合,更优选:含有含羧酸酐的不饱和乙烯基单体和除上述含羧酸酐的不饱和乙烯基单体以外的不饱和乙烯基单体作为构成单元的共聚物。
上述含有含羧酸酐的不饱和乙烯基单体和除上述含羧酸酐的不饱和乙烯基单体以外的不饱和乙烯基单体作为构成单元的共聚物之中,作为上述含羧酸酐的不饱和乙烯基单体而言,不限于以下的例子,可以列举例如:马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐,其中优选马来酸酐。
另一方面,除上述含羧酸酐的不饱和乙烯基单体以外的不饱和乙烯基单体是指与含羧酸酐的不饱和乙烯基单体不同的不饱和乙烯基单体。
作为除上述含羧酸酐的不饱和乙烯基单体以外的不饱和乙烯基单体而言,不限于以下的例子,可以列举例如:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯、丙烯、丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯、2,3-二氯丁二烯、1,3-戊二烯、环辛二烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯。其中,优选苯乙烯、丁二烯。
它们的组合之中,更优选为选自由马来酸酐与丁二烯的共聚物、马来酸酐与乙烯的共聚物以及马来酸酐与苯乙烯的共聚物、以及它们的混合物构成的组中的一种以上。
另外,从提高本实施方式的聚酰胺树脂组合物的流动性的观点考虑,含有含羧酸酐的不饱和乙烯基单体和除上述含羧酸酐的不饱和乙烯基单体以外的不饱和乙烯基单体作为构成单元的共聚物的重均分子量优选为2000以上,更优选为2000~1000000。需要说明的是,本说明书中的重均分子量可以通过GPC(凝胶渗透色谱法)进行测定。
作为上述环氧化合物而言,不限于以下的例子,可以列举例如:环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、环氧戊烷、环氧己烷、环氧庚烷、环氧辛烷、环氧壬烷、环氧癸烷、环氧十一烷、环氧十二烷、环氧十五烷、环氧二十烷等脂肪族环氧化合物;缩水甘油、环氧戊醇、1-氯-3,4-环氧丁烷、1-氯-2-甲基-3,4-环氧丁烷、1,4-二氯-2,3-环氧丁烷、环氧环戊烷、环氧环己烷、环氧环庚烷、环氧环辛烷、甲基环氧环己烷、乙烯基环氧环己烷、环氧化环己烯甲醇等脂环族环氧化合物;氧化蒎烯等萜烯类环氧化合物;氧化苯乙烯、对氯氧化苯乙烯、间氯氧化苯乙烯等芳香族环氧化合物;环氧化大豆油;以及环氧化亚麻籽油。
上述聚碳二亚胺化合物是指通过将含有一个以上碳二亚胺基(-N=C=N-)的化合物、即碳二亚胺化合物缩合而得到的化合物。
上述聚碳二亚胺化合物优选缩合度为1~20,更优选为1~10。缩合度在1~20的范围内的情况下,可以得到良好的水溶液或水分散液。此外,缩合度在1~10的范围内的情况下,可以得到更良好的水溶液或水分散液。
另外,上述聚碳二亚胺化合物优选为部分具有多元醇链段的聚碳二亚胺化合物。通过部分具有多元醇链段,聚碳二亚胺化合物变得容易溶于水,能够更适合地用作玻璃纤维、碳纤维的集束剂。
上述碳二亚胺化合物、即上述各种含有碳二亚胺基(-N=C=N-)的化合物可以通过使二异氰酸酯化合物在3-甲基-1-苯基-3-磷杂环戊烯-1-氧化物等公知的碳二亚胺化催化剂的存在下进行脱羧反应而得到。
作为上述二异氰酸酯化合物而言,可以使用芳香族二异氰酸酯、脂肪族二异氰酸酯和脂环式二异氰酸酯、以及它们的混合物。
作为二异氰酸酯化合物而言,不限于以下的例子,可以列举例如:1,5-萘二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基二甲基甲烷二异氰酸酯、1,3-苯二异氰酸酯、1,4-苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯与2,6-甲苯二异氰酸酯的混合物、六亚甲基二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、四甲基苯二甲基二异氰酸酯、2,6-二异丙基苯基二异氰酸酯和1,3,5-三异丙基苯-2,4-二异氰酸酯等。
然后,通过对这些二异氰酸酯化合物进行碳二亚胺化,可以得到末端具有两个异氰酸酯基的碳二亚胺化合物。其中,从提高反应性的观点考虑,可以优选使用二环己基甲烷碳二亚胺。
另外,通过使单异氰酸酯化合物进行等摩尔量碳二亚胺化的方法、或者使其与聚亚烷基二醇单烷基醚进行等摩尔量反应而生成氨基甲酸酯键的方法等,可以得到末端具有一个异氰酸酯基的聚碳二亚胺化合物。
作为单异氰酸酯化合物而言,不限于以下的例子,可以列举例如:己基异氰酸酯、苯基异氰酸酯、环己基异氰酸酯等。
作为上述聚亚烷基二醇单烷基醚而言,不限于以下的例子,可以列举例如:聚乙二醇单甲醚、聚乙二醇单乙醚等。
上述聚氨酯树脂只要是通常用作集束剂的聚氨酯树脂即可,不限于以下的例子,可以列举例如:由间苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)(HMDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)等异氰酸酯和聚酯类、聚醚类的二醇合成的聚氨酯树脂。
作为上述丙烯酸的均聚物(聚丙烯酸)而言,从与树脂的亲和性的观点考虑,重均分子量优选为1000~90000,更优选为1000~25000。
作为形成上述丙烯酸与其它可共聚单体的共聚物的上述“其它可共聚单体”而言,不限于以下的例子,可以列举例如:具有羟基和/或羧基的单体之中,选自由丙烯酸、马来酸、甲基丙烯酸、乙烯基乙酸、巴豆酸、异巴豆酸、富马酸、衣康酸、柠康酸和中康酸构成的组中的一种以上(其中,不包括仅为丙烯酸的情况)。
需要说明的是,上述聚合物中,优选具有一种以上酯类聚合物。
上述丙烯酸的聚合物(包含均聚物和共聚物)可以为盐的形式。
作为丙烯酸的聚合物的盐而言,不限于以下的例子,可以列举:伯胺、仲胺或叔胺。
具体而言,可以列举:三乙胺、三乙醇胺、甘氨酸。
从提高与其它的并用试剂(硅烷偶联剂等)的混合溶液的稳定性、降低胺味的观点考虑,中和度优选设定为20%~90%,更优选设定为40%~60%。
形成盐的丙烯酸的聚合物的重均分子量没有特别限制,优选为3000~50000的范围。从提高玻璃纤维、碳纤维的集束性的观点考虑,优选为3000以上,从提高本实施方式的聚酰胺树脂组合物的机械特性的观点考虑,优选为50000以下。
作为利用上述各种集束剂对玻璃纤维、碳纤维进行处理的方法而言,可以列举:在公知的玻璃纤维、碳纤维的制造工序中,使用辊型涂布器等公知的方法将上述集束剂施加到玻璃纤维、碳纤维上,并将所制造的纤维束干燥,由此连续地进行反应的方法。
可以将上述纤维束作为粗纱直接使用,也可以进一步经过切割工序而制成短切玻璃原丝后使用。
相对于玻璃纤维或碳纤维100质量%,优选以固体成分比率计施加(添加)相当于0.2质量%~3质量%的集束剂,更优选施加(添加)0.3质量%~2质量%。从保持玻璃纤维、碳纤维的集束的观点考虑,相对于玻璃纤维或碳纤维100质量%,集束剂的添加量以固体成分比率计优选为0.2质量%以上。另一方面,从提高本实施方式的聚酰胺树脂组合物的热稳定性的观点考虑,集束剂的添加量优选为3质量%以下。
另外,上述纤维束的干燥可以在切割工序后进行,或者也可以在将纤维束干燥后实施切割工序。
(聚酰胺树脂组合物中可以含有的其它成分)
本实施方式的聚酰胺树脂组合物除了上述(A)成分~(D)成分以外,可以在不损害本发明的效果的范围内根据需要还含有其它成分。
作为该其它成分而言,不限于以下的例子,可以列举例如:紫外线吸收剂、防光劣化剂、增塑剂、润滑剂、脱模剂、成核剂、阻燃剂、着色剂、染色剂、颜料和其它热塑性树脂。
在此,上述其它成分由于各自性质显著不同,各成分的基本上不损害本实施方式的效果的优选含量是各种各样的。并且,如果是本领域技术人员,则能够容易设定上述其它成分各自的优选含量。
(聚酰胺树脂组合物的特性)
(聚酰胺树脂组合物的数均分子量(Mn))
从机械物性、耐热老化性的观点考虑,本实施方式的聚酰胺树脂组合物的数均分子量(Mn)优选为10000以上。聚酰胺树脂组合物的数均分子量更优选为12000以上,进一步优选为15000以上。
需要说明的是,本说明书中的数均分子量可以使用凝胶渗透色谱法(GPC),将测定样品设定为聚酰胺树脂组合物,使用六氟异丙醇(HFIP)作为溶剂而求出,实质上相当于聚酰胺树脂组合物中的(A)聚酰胺树脂、或包含与(A)聚酰胺树脂共价键合的成分的(A)聚酰胺树脂的数均分子量。
为了将本实施方式的聚酰胺树脂组合物的数均分子量(Mn)调节为上述范围,优选应用在使(A)聚酰胺树脂熔融的状态下通过单螺杆或多螺杆挤出机将(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)混炼的方法。
另外,为了使将本实施方式的聚酰胺树脂组合物的数均分子量(Mn)调节为上述范围,优选应用在使(A)聚酰胺树脂熔融的状态下通过单螺杆或多螺杆挤出机将(C4)酸混炼的方法。
进一步地,为了将本实施方式的聚酰胺树脂组合物的数均分子量(Mn)调节为上述范围,更优选应用:在使(A)聚酰胺树脂熔融的状态下通过单螺杆或多螺杆挤出机将(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)和(C4)酸混炼的方法。
(聚酰胺树脂组合物的分子量分布(Mw/Mn))
本实施方式的聚酰胺树脂组合物优选Mw/Mn为2.0以上、且在120℃下热老化1000小时后的Mw/Mn为3.0以上。
上述热老化前的Mw/Mn更优选为2.2以上,进一步优选为2.4以上。
另外,在120℃下热老化1000小时后的Mw/Mn更优选为3.2以上,进一步优选为3.4以上。
通过将热老化前和热老化后的Mw/Mn各自调节为上述范围,可得到耐热老化性优异的聚酰胺树脂组合物。
聚酰胺树脂组合物的Mw和Mn可以通过GPC进行测定,具体而言,可以通过后述的实施例中记载的方法进行测定。
对于本实施方式的聚酰胺树脂组合物而言,为了将Mw/Mn调节为2.0以上,添加上述的“含有含羧酸酐的不饱和乙烯基单体作为构成主链的成分且玻璃化转变温度Tg大于0℃的有机酸”作为(C4)酸是有效的。
另外,添加上述的“含有含羧酸酐的不饱和乙烯基单体作为构成主链的成分且玻璃化转变温度Tg大于0℃的有机酸”是适合将在120℃下热老化1000小时后的Mw/Mn调节为3.0以上的方法。
(通过GPC-MALS-VISCO法进行的聚酰胺树脂组合物的支化度的测定)
本实施方式的聚酰胺树脂组合物优选为:在通过GPC-MALS-VISCO法进行的分析中,包含具有1个以上分支结构的分子量10万以上的分子,且该分子量10万以上的分子含有羧酸酐官能团。
分子量10万以上的分子的分支结构的个数可以通过利用后述的GPC-MALS-VISCO法进行分析从而求出。
在通过GPC-MALS-VISCO法进行的分析中,具体而言,使用设定为下述条件的GPC-MALS-VISCO测定使用装置进行测定,然后基于三官能无规支化理论进行分支点数量的计算。
在本实施方式的聚酰胺树脂组合物中,通过包含上述结构的分子,可得到耐热老化性优异、而且吸水时的机械物性也优异的效果。
需要说明的是,本实施方式的聚酰胺树脂组合物中所含的上述分子量10万以上的分子优选具有2个以上分支结构,更优选具有3个以上分支结构。
<GPC-MALS-VISCO测定用装置>
装置:凝胶渗透色谱-多角度光散射光度计
构成
泵:安捷伦制造的MODEL 1100
检测器:差示折射率计怀雅特技术(Wyatt Technology)制造的OptilabrEX
多角度光散射检测器:怀雅特技术制造的DAWN HELEOS
粘度检测器:怀雅特技术制造的VISCOSTAR
柱:shodex HFIP-806M(2根)
温度:柱40℃
溶剂:六氟异丙醇(HFIP:添加5mM三氟乙酸钠)
流速:0.5mL/分钟
进样量:0.200mL
数据处理:怀雅特技术制造的(ASTRA)数据处理系统
<基于三官能无规支化理论的分支点数量的计算方法>
根据VISCO曲线的信号强度DP(ΔP)和入口压力Pi,通过下述(1)式计算比粘度ηspi。
(1)式:
ηspi=4ΔP/(Pi-2ΔP)
接着,由下述(2)式求出各洗脱时间下的极限粘度[η]i。
(2)式:
[η]i=(2(0.5)/Ci)(ηspi-Ln(ηspi+1))(0.5)
(Ci:洗脱时间ti时的浓度)
接着,通过基于三官能无规支化理论的下述(3)式和下述(4)式,计算每1分子的分支点数量(λM)。
(3)式:
g=((1+λM/7)(1/2)+4λM/9)(-1/2)
(4)式:
g(3/2)=(聚酰胺树脂组合物的[η])/((A)聚酰胺树脂的[η])
关于上述分子量10万以上的分子含有羧酸酐官能团,可以通过后述的检测方法进行确认。
<聚酰胺树脂组合物中的分子量10万以上的分子的羧酸酐官能团的检测方法>
首先,使用凝胶渗透色谱装置(溶剂:六氟异丙醇(HFIP)),分离出(分取)分子量10万以上的分子。
接着,通过旋转蒸发器将分离液(分取液)蒸干,然后使用1H-NMR、IR对羧酸酐官能团、例如马来酸酐官能团进行确认。
在本实施方式的聚酰胺树脂组合物中,在通过GPC-MALS-VISCO法进行的分析中,为了分子量10万以上的分子具有1个以上分支结构、且分子量10万以上的分子含有羧酸酐官能团,添加上述的“含有含羧酸酐的不饱和乙烯基单体作为构成主链的成分且玻璃化转变温度Tg大于0℃的有机酸”作为(C4)酸是有效的。
(在300℃下放置了1小时时的质量减少量)
本实施方式的聚酰胺树脂组合物优选在惰性气体气氛下使用热重分析(TGA)装置在300℃下放置了1小时时的质量减少量为10%以下,更优选为9%以下,进一步优选为8%以下。
热重分析(TGA)不限于以下的装置,例如可以使用岛津制作所制造的TGA-50进行。
在本实施方式的聚酰胺树脂组合物中,为了使在惰性气体气氛下使用热重分析(TGA)装置在300℃下放置了1小时时的质量减少量为10%以下,使用热稳定性高的物质作为(C4)酸是有效的。
需要说明的是,(C4)酸的热稳定性高是指根据在惰性气体气氛下使用热重分析(TGA)装置的测定,本实施方式的聚酰胺树脂组合物中使用的(C4)酸达到5%质量减少时的温度高。该达到5%质量减少时的温度优选为260℃以上,更优选为270℃以上,进一步优选为280℃以上。
(还原性磷化合物的含量)
本实施方式的聚酰胺树脂组合物优选还原性磷化合物的含量换算成磷元素的含量为200ppm以下。通过还原性磷化合物的含量换算成磷元素的含量为200ppm以下,(B)成分的变性得到抑制,因此可以得到具有更优异的耐热老化性的聚酰胺树脂组合物。
从同样的观点考虑,更优选还原性磷化合物的含量换算成磷元素的含量为100ppm以下,进一步优选还原性磷化合物的含量换算成磷元素的含量为60ppm以下。
还原性磷化合物的换算成磷元素的含量可以通过后述实施例中记载的方法求出。
(聚酰胺树脂组合物的制造方法)
本实施方式的聚酰胺树脂组合物可以通过将(A)聚酰胺树脂、(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)、(C)选自由下述(C1)~(C4)构成的组中的至少一种以上化合物、根据需要的所述(C1-2)碱金属的卤化物和/或碱土金属的卤化物、所述(D)除碱金属化合物和/或碱土金属化合物以外的无机填料、其它成分混合来进行制造。
(C1)选自由元素周期表的第3族、第4族、第11族、第13族、第14族构成的组中的一种以上金属元素的盐
(C2)选自由受阻酚化合物、受阻胺化合物和有机磷化合物构成的组中的至少一种有机热稳定剂
(C3)具有比(A)成分的熔点低的熔点的结晶性的热塑性树脂和/或具有比(A)成分的维卡软化点低的维卡软化点的非晶性的热塑性树脂
(C4)酸
在本实施方式的聚酰胺树脂组合物的制造中,可以优选使用通过单螺杆或多螺杆挤出机在使(A)聚酰胺树脂熔融的状态下将(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)以及(C)成分混炼的方法。
另外,可以优选使用如下方法:将通过预先将(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)的水溶液与(A)聚酰胺树脂颗粒充分搅拌混合、然后使水分干燥的方法而制备的聚酰胺树脂颗粒与(C)成分从挤出机的供给口供给并进行熔融混炼。
从(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)的分散性的观点考虑,(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物的添加优选如下方法:通过单螺杆或多螺杆挤出机在使(A)聚酰胺树脂熔融的状态下混炼(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物。即,优选通过熔融混炼将(B)成分添加至所述(A)聚酰胺树脂中。
另外,从生产率的观点考虑,对于(C4)酸而言,优选通过单螺杆或多螺杆挤出机在使(A)聚酰胺树脂熔融的状态下混炼(C4)酸的方法。即,优选通过熔融混炼将(C4)酸添加至所述(A)聚酰胺树脂中。
进一步地,本实施方式的聚酰胺树脂组合物的制造方法优选具有将(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)制成母料而进行添加的工序。
即,将比作为最终目标的聚酰胺树脂组合物中添加的(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)更高浓度的(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)与(A)聚酰胺树脂熔融混炼而制成颗粒,然后与其它成分熔融混炼而制造作为最终目标的聚酰胺树脂组合物,这从耐热老化性的观点考虑是更优选的。
另外,本实施方式的聚酰胺树脂组合物的制造方法优选具有将(C4)酸制成母料而进行添加的工序。
即,将比作为最终目标的聚酰胺树脂组合物中添加的(C4)酸更高浓度的(C4)酸与(A)聚酰胺树脂熔融混炼而制成颗粒,然后与其它成分熔融混炼而制造作为最终目标的聚酰胺树脂组合物,这从生产率的观点考虑是更优选的。
本实施方式的聚酰胺树脂组合物的制造方法优选具有将(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)和(C4)酸制成母料而进行添加的工序。
即,将比作为最终目标的聚酰胺树脂组合物中添加的(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)和(C4)酸更高浓度的(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)和(C4)酸与(A)聚酰胺树脂熔融混炼而制成颗粒,然后与其它成分熔融混炼而制造作为最终目标的聚酰胺树脂组合物,这从改善吸水物性的观点考虑是更优选的。
(使用聚酰胺树脂组合物的成型品)
本实施方式的成型品包含上述实施方式的聚酰胺树脂组合物。
本实施方式的成型品没有特别限制,例如可以通过对聚酰胺树脂组合物进行注射成型而得到。
本实施方式中的上述成型品不限于以下的例子,可以适合地用作例如汽车用、机械工业用、电气·电子用、产业资材用、工业材料用、日用·家庭用品用等各种用途的材料部件。尤其可以适合地用作汽车用材料部件。
本实施方式的成型品具有优异的耐热老化性。
(聚酰胺树脂组合物的使用)
通过使用含有(A)聚酰胺树脂、(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)和(C4)酸的聚酰胺树脂组合物,能够制造耐热老化性优异并且吸水时的机械物性也优异的成型品。
具体而言,通过在(A)聚酰胺树脂中添加(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)、特别是碳酸钠、碳酸氢钠,且含有(C4)酸,能够将聚酰胺树脂组合物的耐热老化性和吸水物性提高至能够适合地用于汽车用材料部件的程度。
即,在本实施方式中,作为优选的实施方式,可以提供将作为(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)的碳酸钠、碳酸氢钠用作提高耐热老化性的添加剂且含有(C4)酸的聚酰胺树脂组合物、成型品和汽车用材料部件。
本申请发明人等发现,通过在聚酰胺树脂组合物中添加(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物),聚酰胺树脂组合物的耐热老化性提高至能够适合地用于汽车用材料部件的程度。
即,本实施方式提供使用(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)作为提高耐热老化性的添加剂的聚酰胺树脂组合物、成型品、汽车用材料部件以及聚酰胺组合物的制造方法。
实施例
以下,列举具体的实施例和比较例对本发明进行详细说明,但本发明不限于以下的实施例。
用于评价实施例和比较例的试样的测定方法如下所述。
(测定方法)
(98%硫酸相对粘度(ηr))
后述的实施例和比较例(以下也简称为“各例”)中的(A)聚酰胺树脂的98%硫酸相对粘度(ηr)根据JISK6920进行了测定。
(熔点)
对于后述的实施例和比较例中的树脂的熔点,根据JIS-K7121,使用珀金埃尔默公司制造的Diamond-DSC如下所述进行了测定。
该测定在氮气气氛下进行。
将约10mg试样以升温速度20℃/分钟从50℃升温至300℃。将此时出现的吸热峰温度作为熔点。
(维卡软化温度)
根据ISO 306B50,使用4mm厚的试验片进行测定,并求出了维卡软化温度(℃)。
(末端基浓度)
对于后述的实施例和比较例中的(A)聚酰胺树脂的末端基浓度(氨基末端基浓度、羧基末端基浓度),使用氘代硫酸溶剂通过60℃下的1H-NMR测定求出。
使用日本电子株式会社制造的ECA500作为测定装置,根据(A)聚酰胺树脂的氨基末端基、羧基末端基的对应峰的积分值算出末端基浓度,并得到了(氨基末端基浓度/羧基末端基浓度)。
(初始拉伸强度与初始拉伸伸长率)
使用实施例和比较例中制造的聚酰胺树脂组合物的颗粒,通过注射成型机(PS-40E:日精树脂株式会社制造)根据ISO 3167成型为多用途试验片(A型)的成型片。
此时,注射和保压的时间设定为25秒、冷却时间设定为15秒。
另外,模具温度和料筒温度设定为后述的(A)聚酰胺树脂的制造例中记载的温度。
使用得到的多用途试验片(A型),根据ISO 527以拉伸速度5mm/分钟进行拉伸试验,测定了初始拉伸强度(MPa)和初始拉伸伸长率(%)。
(耐热老化性)
对于上述(初始拉伸强度)中的多用途试验片(A型),在热风循环式烘箱内在230℃或180℃下进行加热而使其热老化。
规定时间后从烘箱中取出,在23℃下冷却24小时以上,然后根据ISO 527以拉伸速度5mm/分钟通过与上述方法同样的方法进行拉伸试验,测定了各拉伸强度(MPa)。
通过该方法,求出了拉伸强度减半的加热时间(h:小时)作为“230℃老化条件下的强度半衰期”、“180℃老化条件下的强度半衰期”。
(吸水后的拉伸强度保持率)
利用后述的实施例和比较例中制造的聚酰胺树脂组合物的颗粒,使用注射成型机(PS-40E:日精树脂株式会社制造)根据ISO 3167成型为多用途试验片(A型)的成型片。
此时,注射和保压的时间设定为25秒、冷却时间设定为15秒。
另外,模具温度和料筒温度设定为后述的(A)聚酰胺树脂的制造例中记载的温度。
将通过上述方式成型的多用途试验片(A型)完全浸入蒸馏水中,在80℃下使其吸水48小时。之后,在23℃下冷却24小时以上,然后将试验片从蒸馏水中取出,根据ISO 527以拉伸速度5mm/分钟进行拉伸试验,测定了各拉伸强度(MPa)。通过该方法,求出了吸水后的拉伸强度。
吸水后的拉伸强度保持率通过下式算出。
吸水后的拉伸强度保持率=(吸水后的拉伸强度/初始拉伸强度)×100[%]
(120℃拉伸强度)
使用上述(初始拉伸强度)中的多用途试验片(A型),在120℃下根据ISO 527以拉伸速度5mm/分钟进行拉伸试验,测定了120℃拉伸强度(MPa)。
(带缺口简支梁冲击强度)
对上述(初始拉伸强度)中的多用途试验片(A型)进行切削,从而得到了长度80mm×宽度10mm×厚度4mm的试验片。
使用该试验片,根据ISO 179测定了带缺口简支梁冲击强度(kJ/m2)。
(挤出性)
对聚酰胺树脂组合物的制造中使用挤出机时的加工稳定性进行了评价。
具体而言,对于树脂温度的振幅小、扭矩数值的振幅小、挤出的树脂线料不易断裂的情况,按照由优到劣的顺序评价为◎>○。
不能挤出时记载为“无法挤出”。
(铜析出)
对聚酰胺树脂组合物的制造中使用挤出机时的铜析出的有无进行了评价。
具体而言,对于制造中使用后的挤出机部件上的铜析出的有无,将未发生析出的情况评价为〇、将发生了析出的情况评价为×。
不能挤出时记载为“无法挤出”。
(成型后的色调的评价(成型后的b值))
使用日本电色公司制造的色差计ZE-2000,通过反射法测定了上述(初始拉伸强度)中的多用途试验片(A型)的b值。
(150℃、100小时(h)老化后的色调的评价(b值))
使上述(初始拉伸强度)中的多用途试验片(A型)在热风循环式烘箱内、在150℃的温度条件下热老化100小时。
然后,从上述热风循环式烘箱中取出,在23℃下冷却24小时以上,然后,使用日本电色公司制造的色差计ZE-2000,通过反射法测定了各例对应的多用途试验片(A型)的b值。
(Δb值)
将上述(150℃、100小时老化后的色调的评价)的b值与上述(成型后的色调的评价)的b值之差作为Δb值。
((B)碱金属和/或碱土金属化合物的粒径的测定和(B)成分中的粒径1μm以上的粒子的含量(质量%))
使10g聚酰胺树脂组合物溶解到10mL甲酸(和光纯药制造)中。
使用该溶液,使用岛津制作所株式会社制造的激光衍射式粒度分布测定装置(SALD-7000),测定了碱金属和/或碱土金属化合物的粒径和(B)成分中的粒径1μm以上的粒子的含量。
折射率选择了最适合金属化合物的值。
在碳酸钠的情况下,设定为1.60-1.00i。
在碳酸氢钠的情况下,设定为1.60-1.00i。
粒径通过使用装置中附带的软件、以体积换算测定粒径分布而求出。
碱金属和/或碱土金属化合物(B)中的粒径1μm以上的粒子的含量(质量%)以[粒径1μm以上的粒子的相对粒子量的累积值(%)×100/体系整体的相对粒子量的累积值(%)]的方式算出。
(耐氯化钙性)
将上述(初始拉伸强度)中的多用途试验片(A型)在80℃的温水中浸渍60分钟,然后在23℃的水中浸渍15分钟,接着在23℃、50%RH的气氛下放置30分钟,将所得物作为试样。
在直径7mm的不锈钢制圆棒上以中央为支点载置该试样,并在两端悬挂500g的铅。
接着,在该支点部分放置宽度为3cm的纱布,使30%氯化钙水溶液2mL渗入其中,在保持于100℃的烘箱中放置2小时。
在此期间,每30分钟补充30%氯化钙水溶液2mL。
接着,去除载荷,水洗后干燥,利用显微镜观察有无裂纹产生,通过下述基准进行评价。
○···完全没有裂纹、或者有2条以下小的裂纹。
×···观察到5~9条裂纹。
(数均分子量(Mn)和重均分子量(Mw)的测定、Mw/Mn的计算)
通过GPC(凝胶渗透色谱法)测定Mn和Mw,并计算了Mw/Mn。
溶剂使用六氟异丙醇,以PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)为标准物质制作校准曲线,求出了PMMA换算的值。
另外,对于在120℃下老化1000小时后的Mn、Mw而言,将上述(初始拉伸强度)中的多用途试验片(A型)在热风循环式烘箱内在120℃下进行加热而使其热老化,1000小时后从烘箱中取出,在23℃下冷却24小时以上,然后使用该试验片通过上述方法进行了测定。
(渗出试验)
将上述多用途试验片(A型)在设定为温度70℃、湿度95%的高温高湿槽中静置72小时。
然后,通过肉眼观察,将无渗出或些微渗出的情况评价为○,将明显渗出或渗出较多的情况评价为×。
(聚酰胺树脂组合物的热重分析(TGA))
使用岛津制作所制造的TGA-50进行了聚酰胺树脂组合物的热重分析(TGA)。
作为实施例中的测定条件而言,在惰性气体气氛下在300℃下放置1小时,测定了此时的质量减少量。
具体而言,用放置前的质量与在上述条件下放置后的质量之差除以放置前的质量,从而算出了质量减少量(%)。
((碱金属化合物和/或碱土金属化合物的碱值)/酸的酸值)
(A)成分与(C3)成分的合计100质量份中所含的上述(B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)的碱值基于JIS K0070进行定义。
即,碱值:使1g试样乙酰化时,将与羟基键合的乙酸中和所需的氢氧化钾的mg数。
(A)成分与(C3)成分的合计100质量份中所含的上述(C4)酸的酸值基于JIS K0070进行定义。
即,酸值:将1g试样中含有的游离脂肪酸、树脂酸等中和所需的氢氧化钾的mg数。
将它们的比作为((碱金属化合物和/或碱土金属化合物的碱值)/酸的酸值)而算出。
((碱金属化合物和/或碱土金属化合物的碱值/(酸的酸值+聚酰胺树脂的羧基末端的酸值))
聚酰胺树脂的羧基末端的酸值基于JIS K0070进行定义。即,酸值:将1g试样中含有的游离脂肪酸、树脂酸等中和所需的氢氧化钾的mg数。
酸的酸值+羧基末端的酸值为有机酸的酸值与羧基末端的酸值之和,将其与碱金属化合物和/或碱土金属化合物的碱值的比作为((碱金属化合物和/或碱土金属化合物的碱值)/(酸的酸值+聚酰胺树脂的羧基末端的酸值))。
(分子量10万以上的分子有无1个以上分支结构)
关于分子量10万以上的分子有无1个以上分支结构,使用下述装置在下述的条件下对聚酰胺树脂组合物进行测定从而进行了确认。
<GPC-MALS-VISCO测定用装置>
装置:凝胶渗透色谱-多角度光散射光度计
构成
泵:安捷伦制造的MODEL 1100
检测器:差示折射率计怀雅特技术制造的OptilabrEX
多角度光散射检测器:怀雅特技术制造的DAWN HELEOS
粘度检测器:怀雅特技术制造的VISCOSTAR
柱:shodex HFIP-806M(2根)
温度:柱40℃
溶剂:六氟异丙醇(HFIP:添加5mM三氟乙酸钠)
流速:0.5mL/分钟
进样量:0.200mL
数据处理:怀雅特技术制造的(ASTRA)数据处理系统
<基于三官能无规支化理论的分支点数量的计算方法>
根据VISCO曲线的信号强度DP(ΔP)与入口压力Pi,通过下述(1)式计算出比粘度ηspi。
(1)式:
ηspi=4ΔP/(Pi-2ΔP)
接着,由下述(2)式求出各洗脱时间下的极限粘度[η]i。
(2)式:
[η]i=(2(0.5)/Ci)(ηspi-Ln(ηspi+1))(0.5)
(Ci:洗脱时间ti时的浓度)
接着,根据基于三官能无规支化理论的下述(3)式和下述(4)式计算出每1分子的分支点数量(λM)。
(3)式:
g=((1+λM/7)(1/2)+4λM/9)(-1/2)
(4)式:
g(3/2)=(聚酰胺树脂组合物的[η])/((A)聚酰胺树脂的[η])
(分子量10万以上的分子的羧酸酐官能团的有无)
关于上述分子量10万以上的分子是否含有羧酸酐官能团,通过后述的检测方法进行了确认。
<聚酰胺树脂组合物中的羧酸酐官能团的检测方法>
首先,使用凝胶渗透色谱装置(溶剂:六氟异丙醇(HFIP)),分离出(分取)分子量10万以上的分子。
接着,通过旋转蒸发器将分离液(分取液)蒸干,然后使用1H-NMR、IR对马来酸酐官能团进行了确认。
(次磷酸钠的磷元素换算浓度)
相对于(A)聚酰胺树脂的还原性磷化合物的磷元素浓度具体而言可以通过根据下述的(1)、(2)中记载的步骤的方法进行测定。需要说明的是,次磷酸钠为含有一个磷元素的化合物,因此该次磷酸钠的磷元素摩尔浓度可以视同为还原性磷化合物的磷元素摩尔浓度。
<(1)磷元素的浓度>
以使得(A)聚酰胺树脂含量为0.5g的方式称量试样(聚酰胺树脂组合物),加入浓硫酸20mL,并在加热器上进行湿式分解。
冷却后,加入过氧化氢5mL,在加热器上进行加热,浓缩至总量为2mL~3mL。
再次冷却,用纯水调节为500mL。
装置使用美国热电佳尔-阿许公司(Thermo Jarrell Ash)制造的IRIS/IP,通过高频感应耦合等离子体(ICP)发光分析在波长213.618(nm)下进行定量。
磷元素的浓度使用该定量值,由相对于聚酰胺树脂106g的磷元素的浓度CP(摩尔)表示。
<(2)还原性磷化合物(次磷酸根离子、亚磷酸根离子、磷酸根离子)的浓度>
以使得聚酰胺树脂(A)含量为50g的方式称量试样(聚酰胺树脂组合物),向其中加入100mL水,在室温下进行15分钟的超声波处理,然后进行过滤,得到滤液后,使用惠普公司制造的毛细管电泳装置(HP3D)测定了次磷酸根离子、亚磷酸根离子和磷酸根离子的浓度(摩尔)比率。
浓度比率的计算通过对浓度已知的次磷酸根离子标准溶液、亚磷酸根离子标准溶液、磷酸根离子标准溶液同样地进行测定并制成校准曲线而进行。
还原性磷化合物的磷元素的浓度X可以使用下式换算成聚酰胺树脂组合物中的相对于聚酰胺树脂(A)含量106g的磷元素的浓度(摩尔)而求出。
换算成还原性磷化合物的磷元素的浓度X=CP×(CP1+CP2)/(CP1+CP2+CP3)
CP:(1)中求出的聚酰胺树脂组合物中的相对于(A)聚酰胺树脂含量106g的磷元素的浓度(摩尔)
CP1:(2)中求出的次磷酸根离子的浓度(摩尔)比率
CP2:(2)中求出的亚磷酸根离子的浓度(摩尔)比率
CP3:(2)中求出的磷酸根离子的浓度(摩尔)比率
需要说明的是,在下述表15、表19中示出在后述的实施例中制造的聚酰胺树脂组合物中的相对于(A)聚酰胺树脂含量106g的磷元素的摩尔浓度[mmol/kg]。
需要说明的是,次磷酸钠是含有一个磷元素的化合物,因此该次磷酸钠的磷元素摩尔浓度可以视同为与还原性磷化合物的摩尔浓度。
(原料)
实施例和比较例中使用的原料如下所述。
((A)聚酰胺树脂)
<聚酰胺树脂A-I(PA66)>
制备50质量%的己二胺与己二酸的等摩尔盐的水溶液30kg,并进行了充分搅拌。
将该聚酰胺66的原料的水溶液(以下有时简记为原料的水溶液)装入具有搅拌装置且在下部具有排出喷嘴的70L的高压釜中。
之后,在50℃的温度下进行了充分搅拌。
接着,用氮气进行了气氛置换,然后在进行搅拌的同时将温度从50℃升温至约270℃。此时,在将水除去至体系外的同时持续加热约1小时从而将高压釜内的压力保持在约1.77MPa。
之后,用约1小时将压力降压至大气压,进一步在约270℃、大气压下保持约1小时,然后停止搅拌。
从下部喷嘴以线料状将聚合物排出,进行水冷和切割,从而得到了颗粒。
<聚酰胺树脂A-I>的98%硫酸相对粘度为2.8。
另外,氨基末端基浓度为46μmol/g,羧基末端基浓度为72μmol/g。
即,氨基末端基浓度/羧基末端基浓度为0.64。
另外,熔点为264℃,维卡软化点为238℃。
需要说明的是,在使用了<聚酰胺树脂A-I>的聚酰胺树脂组合物的成型中,将模具温度设定为80℃、将料筒温度设定为290℃。
<聚酰胺树脂A-II(PA66)>
在上述原料的水溶液中追加添加了己二酸900g。
通过其它条件与上述<聚酰胺树脂A-I>同样的制造方法制造了<聚酰胺树脂A-II>。
<聚酰胺树脂A-II>的98%硫酸相对粘度为2.2。
另外,氨基末端基浓度为33μmol/g,羧基末端基浓度为107μmol/g。
即,氨基末端基浓度/羧基末端基浓度为0.3。
另外,熔点为264℃,维卡软化点为238℃。
需要说明的是,在使用了<聚酰胺树脂A-II>的聚酰胺树脂组合物的成型中,将模具温度设定为80℃、将料筒温度设定为290℃。
<聚酰胺树脂A-III(PA66)>
在上述原料的水溶液中追加添加了己二胺900g。
通过其它条件与上述<聚酰胺树脂A-I>同样的制造方法制造了<聚酰胺树脂A-III>。
<聚酰胺树脂A-III>的98%硫酸相对粘度为2.4。另外,氨基末端基浓度为78μmol/g,羧基末端基浓度为52μmol/g。即,氨基末端基浓度/羧基末端基浓度为1.5。
另外,熔点为264℃,维卡软化点为238℃。
需要说明的是,在使用了<聚酰胺树脂A-III>的聚酰胺树脂组合物的成型中,将模具温度设定为80℃、将料筒温度设定为290℃。
<聚酰胺树脂A-IV(PA66/6T)>
根据日本特表2013-501094号公报的制造例,制造了<聚酰胺树脂A-IV(PA66/6T)>。
<聚酰胺树脂A-IV>的98%硫酸相对粘度为2.9。
另外,氨基末端基浓度为42μmol/g,羧基末端基浓度为65μmol/g。即,氨基末端基浓度/羧基末端基浓度为0.6。
需要说明的是,在使用了<聚酰胺树脂A-IV>的聚酰胺树脂组合物的成型中,将模具温度设定为80℃、将料筒温度设定为290℃。
<聚酰胺树脂A-V(PA9T)>
根据日本特开2013-40346号公报的制造例,制造了<聚酰胺树脂A-V(PA9T)>。
<聚酰胺树脂A-V>的98%硫酸相对粘度为2.9,熔点为304℃。
另外,氨基末端基浓度为42μmol/g,羧基末端基浓度为52μmol/g。即,氨基末端基浓度/羧基末端基浓度为0.8。
需要说明的是,在使用了<聚酰胺树脂A-V>的聚酰胺树脂组合物的成型中,将模具温度设定为120℃、将料筒温度设定为330℃。
<聚酰胺树脂A-VI(PA46)>
作为聚酰胺46(以下简记为“PA46”),使用了商品名:Stanyl(注册商标)KS200(DSM公司制造、熔点290℃)。
需要说明的是,在使用了<聚酰胺树脂A-VI>的聚酰胺树脂组合物的成型中,将模具温度设定为120℃、将料筒温度设定为300℃。
<聚酰胺树脂聚酰胺树脂A-VII(PAMXD6)>
使用了聚酰胺MXD6树脂(Reny6002:三菱瓦斯化学株式会社制造)。
((B)碱金属化合物和/或碱土金属化合物(其中,不包括铝酸金属盐、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物)
<B-I碳酸钠>
使用了东京化成工业株式会社制造的碳酸钠。
<B-II碳酸氢钠>
使用了东京化成工业株式会社制造的碳酸氢钠。
<B-III碳酸钾>
使用了东京化成工业株式会社制造的碳酸钾。
<B-IV氢氧化钠>
使用了东京化成工业株式会社制造的氢氧化钠。
((C1)成分)
<C1-I碘化亚铜>
使用了和光纯药工业公司制造的试剂。
<C1-II乙酸铜>
使用了和光纯药工业公司制造的试剂。
((C1-2)成分)
<C1-2-I碘化钾>
使用了和光纯药工业公司制造的试剂。
<C1-2-II溴化钾>
使用了和光纯药工业公司制造的试剂。
((C2)成分)
<C2-I受阻酚化合物>
使用了Ciba Japan株式会社制造的IRGANOX1098。
<C2-II受阻胺化合物>
使用了Clariant公司制造的NYLOSTAB S-EED。
<C2-III有机磷化合物>
使用了Ciba Japan株式会社制造的IRGAFOS168。
((C3)具有比(A)聚酰胺树脂的熔点低的熔点的结晶性的热塑性树脂和/或具有比(A)聚酰胺树脂的维卡软化点低的维卡软化点的非晶性的热塑性树脂)
<热塑性树脂C3-I(PA66)>
使用了与上述<聚酰胺树脂A-I(PA66)>相同的物质。
熔点为264℃,维卡软化点为238℃。
<热塑性树脂C3-II(PA6)>
使用了宇部兴产株式会社制造的SF1013A。熔点为224℃。
<热塑性树脂C3-III(PA610)>
根据日本特开2011-148997号公报的制造例,制造了<热塑性树脂C3-III(PA610)>。
<热塑性树脂C3-III>的98%硫酸相对粘度为2.3,熔点为215℃。
另外,氨基末端基浓度为58μmol/g,羧基末端基浓度为79μmol/g。即,氨基末端基浓度/羧基末端基浓度为0.7。
<热塑性树脂C3-IV(PBT)>
使用了东丽公司制造的“TORAYCON”1401X06。熔点为224℃。
<热塑性树脂C3-V(PC)>
使用了帝人公司制造的“PANLITE”L-1225Y。维卡软化点为148℃。
((C4)成分)
<C4-I>
使用了东京化成工业株式会社制造的柠檬酸。
需要说明的是,在惰性气体气氛下,根据使用了热重量分析(TGA)装置的测定,质量减少5%时的温度为191℃。
<C4-II>
使用了东京化成工业株式会社制造的乙二胺四乙酸。
<C4-III>
使用了东京化成工业株式会社制造的己二酸。
<C4-IV>
使用了ALFA AESAR公司制造的二季戊四醇。
<C4-V>
使用了东京化成工业株式会社制造的间苯二甲酸。
需要说明的是,在惰性气体气氛下,根据使用了热重量分析(TGA)装置的测定,质量减少5%时的温度为281℃。
<C4-VI>
使用了东京化成工业株式会社制造的对苯二甲酸。
需要说明的是,在惰性气体气氛下,根据使用了热重量分析(TGA)装置的测定,质量减少5%时的温度为293℃。
<C4-VII>
使用了东京化成工业株式会社制造的乙酸。
<C4-VIII>
使用了东京化成工业株式会社制造的1,3,5-苯四甲酸。
<C4-IX>
使用了东京化成工业株式会社制造的苯甲酸。
<C4-X>
使用了东京化成工业株式会社制造的癸二酸。
需要说明的是,在惰性气体气氛下,根据使用了热重量分析(TGA)装置的测定,质量减少5%时的温度为227℃。
<C4-XI>
使用了重均分子量为6万、Tg为150℃、酸值为0.28的乙烯-马来酸酐共聚物。
<C4-XII>
使用了重均分子量为40万、Tg为150℃、酸值为0.28的乙烯-马来酸酐共聚物。
<C4-XIII>
使用了重均分子量为6万、Tg为250℃、酸值为0.1的苯乙烯-马来酸酐共聚物。
<C4-XIV>
使用了重均分子量为10万、Tg为100℃、酸值为0.01的马来酸酐接枝聚丙烯。
<C4-XV>
使用了东京化成工业株式会社制造的偏苯三酸。水溶性为2.1g/100mL。
<C4-XVI>
使用了和光纯药工业株式会社制造的磷酸二氢钠。水溶性为7.7g/100mL。
<C4-XVII>
使用了和光纯药工业株式会社制造的磷酸二氢钾。水溶性为5.5g/100mL。
<C4-XVIII>
使用了东京化成工业株式会社制造的硼酸。水溶性为5.7g/100mL。
<C4-XIX>
使用了ALFA AESAR公司制造的聚丙烯酸(Mn 5000)。水溶性为3.7g/100mL。
<C4-XX>
使用了东京化成工业株式会社制造的乙酸钠。
((D)除碱金属化合物和/或碱土金属化合物以外的无机填料)
<玻璃纤维D-I>
以使得以固体成分换算聚氨酯树脂为2质量%(商品名:VONDIC(注册商标)1050、大日本油墨株式会社制造))、乙烯-马来酸酐共聚物(和光纯药工业株式会社制造)为8质量%、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷为0.6质量%(商品名:KBE-903、(信越化学工业株式会社制造))、润滑剂为0.1质量%(商品名:巴西棕榈蜡(株式会社加藤洋行制造))的方式用水稀释,将总质量调节为100质量%,从而得到了玻璃纤维集束剂。
使上述玻璃纤维集束剂附着于熔融纺丝得到的数均纤维直径10μm的玻璃纤维。
即,对于在卷绕于转鼓的过程中的玻璃纤维,使用设置于规定位置的涂布器涂布上述玻璃纤维集束剂。接着,将其干燥,从而得到了利用上述玻璃纤维集束剂进行了表面处理的玻璃纤维束的粗纱(玻璃粗纱)。此时,玻璃纤维形成了1000根的束。
玻璃纤维集束剂的附着量为0.6质量%。将其切割成3mm的长度,从而得到了玻璃短切原丝。将该短切原丝用作<玻璃纤维D-I>。
<玻璃纤维D-II>
未使用乙烯-马来酸酐共聚物。将通过其它条件与上述玻璃纤维(D-I)同样的方法制作的玻璃纤维用作玻璃纤维(D-II)。
<还原性磷化合物>
使用了太平化学产业株式会社制造的次磷酸。
(其它成分)
<铝酸钠>
使用了和光纯药工业株式会社制造的铝酸钠。
(实施例1)
作为挤出机,使用了双螺杆挤出机(ZSK-26MC:科倍隆公司制造(德国))。
该双螺杆挤出机从上游侧起在第1个筒上具有上游侧供给口,且在第9个筒上具有下游侧供给口。并且,L/D(挤出机的料筒长度/挤出机的料筒直径)=48(筒数:12)。
在该双螺杆挤出机中,将从上游侧供给口至模头的温度各自设定为上述((A)聚酰胺树脂)的项目中记载的料筒温度。
另外,将螺杆转速设定为300rpm,将排出量设定为25kg/小时。
在上述条件下,以成为下述表1的上部记载的比例的方式,由上游侧供给口供给(A)成分、(B)成分和(C)成分,由下游侧供给口供给(D)成分,并进行熔融混炼,由此制造了聚酰胺树脂组合物的颗粒。
将所得到的聚酰胺树脂组合物成型,使用该成型片,评价了耐热老化性、初始拉伸强度和带缺口简支梁冲击强度。
将这些评价结果等示于下述表1中。
(实施例2~35、39~87、比较例1~16)
根据表1~表10记载的组成,通过其它条件与实施例1同样的方法制造聚酰胺树脂组合物,并进行成型,使用该成型片实施了各种测定。
将它们的测定结果等示于下述表1~10中。
(实施例36)
将螺杆转速设定为150rpm。
通过其它条件与实施例1同样的方法制造聚酰胺树脂组合物,并进行成型,使用该成型片,测定了耐热老化性、初始拉伸伸长率、成型后的b值、在150℃老化100小时后的b值、带缺口简支梁冲击强度和碱金属化合物和/或碱土金属化合物中的粒径1μm以上的碱金属化合物和/或碱土金属化合物粒子的含量。
将它们的测定结果示于下述表5中。
(实施例37)
制备50质量%的六亚甲基二胺与己二酸的等摩尔盐的水溶液30kg,并进行了充分搅拌。
将该聚酰胺66的原料的水溶液装入具有搅拌装置且在下部具有排出喷嘴的70L的高压釜中。
接着,添加了铝酸钠以使得其相对于聚酰胺树脂100质量份为0.5质量份。
然后,在50℃的温度下充分搅拌。
接着,用氮气进行气氛置换,然后在进行搅拌的同时将温度从50℃升温至约270℃。此时,在将水除去至体系外的同时持续加热约1小时从而将高压釜内的压力保持在约1.77MPa。
之后,用约1小时将压力降压至大气压,进一步在约270℃、大气压下保持约1小时,然后停止搅拌。
从下部喷嘴以线料状将聚合物排出,进行水冷和切割,从而得到了颗粒。
该树脂的98%硫酸相对粘度为2.8。另外,氨基末端基浓度为46μmol/g,羧基末端基浓度为72μmol/g。即,氨基末端基浓度/羧基末端基浓度为0.64。
由上游侧供给口供给100质量份的上述的聚酰胺树脂、0.5质量份的(B-I)碳酸钠和2质量份的(C2-I)IRGNOX1098,由下游侧供给口供给50质量份的(D-I)玻璃纤维,并进行熔融混炼,由此制造了聚酰胺树脂组合物的颗粒。
将所得到的聚酰胺树脂组合物成型,使用该成型片,测定了耐热老化性、初始拉伸伸长率、带缺口简支梁冲击强度以及碱金属化合物和/或碱土金属化合物中的粒径1μm以上的碱金属化合物和/或碱土金属化合物粒子的含量。
将它们的测定结果示于下述表5中。
(实施例38)
制备50质量%的六亚甲基二胺与己二酸的等摩尔盐的水溶液30kg,并进行了充分搅拌。
将该聚酰胺66的原料的水溶液装入具有搅拌装置且在下部具有排出喷嘴的70L的高压釜中。
接着,添加了碳酸钠以使得其相对于聚酰胺树脂100质量份为1质量份。
之后,在50℃的温度下进行了充分搅拌。
接着,用氮气进行气氛置换,然后在进行搅拌的同时将温度从50℃升温至约270℃。此时,在将水除去至体系外的同时持续加热约1小时从而将高压釜内的压力保持在约1.77MPa。
之后,用约1小时将压力降压至大气压,进一步在约270℃、大气压下保持约1小时,然后停止搅拌。
从下部喷嘴以线料状将聚合物排出,进行水冷和切割,从而得到了颗粒。
该树脂的98%硫酸相对粘度为2.8。另外,氨基末端基浓度为46μmol/g,羧基末端基浓度为72μmol/g。即,氨基末端基浓度/羧基末端基浓度为0.64。
由上游侧供给口供给100质量份的上述的聚酰胺树脂和2质量份的(C2-I)IRGNOX1098,由下游侧供给口供给50质量份的(D-I)玻璃纤维,并进行熔融混炼,由此制造了聚酰胺树脂组合物的颗粒。
将所得到的聚酰胺树脂组合物成型,使用该成型片,测定了耐热老化性、初始拉伸伸长率、带缺口简支梁冲击强度和碱金属化合物和/或碱土金属化合物中的粒径1μm以上的碱金属化合物和/或碱土金属化合物粒子的含量。
将它们的测定结果示于下述表5中。
(实施例101)
作为挤出机,使用了双螺杆挤出机(ZSK-26MC:科倍隆公司制造(德国))。
该双螺杆挤出机从上游侧起在第1个筒上具有上游侧供给口,且在第9个筒上具有下游侧供给口。并且,L/D(挤出机的料筒长度/挤出机的料筒直径)=48(筒数:12)。
在该双螺杆挤出机中,将从上游侧供给口至模头的温度各自设定为上述((A)聚酰胺树脂)的项目中记载的料筒温度。
另外,将螺杆转速设定为300rpm,将排出量设定为25kg/小时。
在上述条件下,以成为下述表11的上部记载的比例的方式,由上游侧供给口供给(A)成分、(B)成分和(C)成分,由下游侧供给口供给(D)成分,并进行熔融混炼,由此制造了聚酰胺树脂组合物的颗粒。
将所得到的聚酰胺树脂组合物成型,使用该成型片实施了各种评价。
将这些评价结果等示于下述表11中。
(实施例99、实施例100、实施例102~145、比较例103~106)
根据表11~表19中记载的组成,通过其它条件与实施例101同样的方法制造聚酰胺树脂组合物,并进行成型,使用该成型片实施了各种测定。
需要说明的是,次磷酸由上游侧供给口供给。
将它们的测定结果等示于下述表11~表19中。
(实施例146)
将(B)成分和(C)成分制成母料而添加。具体的方法如下所述。
作为挤出机,使用了双螺杆挤出机(ZSK-26MC:科倍隆公司制造(德国))。
该双螺杆挤出机从上游侧起在第1个筒上具有上游侧供给口,且在第9个筒上具有下游侧供给口。并且,L/D(挤出机的料筒长度/挤出机的料筒直径)=48(筒数:12)
在该双螺杆挤出机中,将从上游侧供给口至模头的温度设定为上述的((A-I)聚酰胺树脂)的项目中记载的料筒温度。
另外,将螺杆转速设定为300rpm,将排出量设定为25kg/小时。
在上述条件下,由上游侧供给口供给100质量份的(A-I)聚酰胺66、5质量份的(B-I)碳酸钠、5质量份的(C4-V)间苯二甲酸,并进行熔融混炼,由此制造了作为母料(MB化)的聚酰胺树脂组合物的颗粒。
使用所得到的母料,以成为表20中记载的组成的方式,通过与实施例101同样的方法,与(A-I)聚酰胺66、(D-I)玻璃纤维进行熔融混炼,从而制造了聚酰胺树脂组合物。然后,进行成型,使用该成型片实施了各种评价。
将测定结果示于下述表20中。
(实施例147、148)
使用与实施例146同样的方法,将(B)成分和(C)成分制成母料而添加,以成为表20中记载的组成的方式制造了聚酰胺树脂组合物的颗粒。然后进行成型,使用该成型片实施了各种评价。
将它们的测定结果示于下述表20中。
(实施例149)
制备50质量%的六亚甲基二胺与己二酸的等摩尔盐的水溶液30kg,并进行了充分搅拌。
将该聚酰胺66的原料的水溶液装入具有搅拌装置且在下部具有排出喷嘴的70L的高压釜中。
接着,以成为表20中记载的组成的方式添加了(B)成分和(C)成分。(具体而言,以相对于聚酰胺树脂100质量份为1.0质量份的方式添加了(B-I)铝酸钠,并且以相对于聚酰胺树脂100质量份为1.0质量份的方式添加了(C4-V)间苯二甲酸。)
之后,在50℃的温度下进行了充分搅拌。
接着,用氮气进行气氛置换,然后在进行搅拌的同时将温度从50℃升温至约270℃。此时,在将水除去至体系外的同时持续加热约1小时从而将高压釜内的压力保持在约1.77MPa。
之后,用约1小时将压力降压至大气压,进一步在约270℃、大气压下保持约1小时,然后停止搅拌。
从下部喷嘴以线料状将聚合物排出,进行水冷、切割,从而得到了颗粒。
该树脂的98%硫酸相对粘度为2.8。另外,氨基末端基浓度为46μmol/g,羧基末端基浓度为72μmol/g。即,氨基末端基浓度/羧基末端基浓度为0.64。
由上游侧供给口供给上述的聚酰胺树脂,由下游侧供给口供给(D-I)玻璃纤维以使其相对于(A)成分为50质量份,并进行熔融混炼,由此制造了聚酰胺树脂组合物的颗粒。
将所得到的聚酰胺树脂组合物成型,使用该成型片实施了各种评价。
将测定结果示于下述表20中。
(实施例150、151)
使用与实施例149同样的方法,添加(B)成分和(C)成分,以成为表20中记载的组成的方式制造了聚酰胺树脂组合物的颗粒。然后,进行成型,使用该成型片实施了各种评价。
将它们的测定结果示于下述表20中。
(实施例152)
制备50质量%的六亚甲基二胺与己二酸的等摩尔盐的水溶液30kg,并进行了充分搅拌。
将该聚酰胺66的原料的水溶液装入具有搅拌装置且在下部具有排出喷嘴的70L的高压釜中。
接着,以成为表20中记载的组成的方式添加了(B)成分。
具体而言,以相对于聚酰胺树脂100质量份为1.0质量份的方式添加了(B-I)铝酸钠。
之后,在50℃的温度下进行了充分搅拌。
接着,用氮气进行气氛置换,然后在进行搅拌的同时将温度从50℃升温至约270℃。此时,在将水除去至体系外的同时持续加热约1小时从而将高压釜内的压力保持在约1.77MPa。
之后,用约1小时将压力降压至大气压,进一步在约270℃、大气压下保持约1小时,然后停止搅拌。
从下部喷嘴以线料状将聚合物排出,进行水冷和切割,从而得到了颗粒。
该树脂的98%硫酸相对粘度为2.8。另外,氨基末端基浓度为46μmol/g,羧基末端基浓度为72μmol/g。即,氨基末端基浓度/羧基末端基浓度为0.64。
由上游侧供给口供给上述的聚酰胺树脂,并以相对于(A)成分为1质量份的方式供给(C4-V)间苯二甲酸,由下游侧供给口以相对于(A)成分为50质量份的方式供给(D-I)玻璃纤维,并进行熔融混炼,由此制造了聚酰胺树脂组合物的颗粒。
将所得到的聚酰胺树脂组合物成型,使用该成型片实施了各种评价。
将测定结果示于下述表20中。
(实施例153、154)
使用与实施例152同样的方法添加(B)成分和(C)成分,以成为表20中记载的组成的方式制造了聚酰胺树脂组合物的颗粒。然后,进行成型,使用该成型片实施了各种评价。
将它们的测定结果示于下述表20中。
(实施例155)
制备50质量%的六亚甲基二胺与己二酸的等摩尔盐的水溶液30kg,并进行了充分搅拌。
将该聚酰胺66的原料的水溶液装入具有搅拌装置且在下部具有排出喷嘴的70L的高压釜中。
接着,以成为表20中记载的组成的方式添加了(C)成分。具体而言,以相对于聚酰胺树脂100质量份为1.0质量份的方式添加了(C4-V)间苯二甲酸。
之后,在50℃的温度下进行了充分搅拌。
接着,用氮气进行气氛置换,然后在进行搅拌的同时将温度从50℃升温至约270℃。此时,在将水除去至体系外的同时持续加热约1小时从而将高压釜内的压力保持在约1.77MPa。
之后,用约1小时将压力降压至大气压,进一步在约270℃、大气压下保持约1小时,然后停止搅拌。
从下部喷嘴以线料状将聚合物排出,进行水冷、切割,从而得到了颗粒。
该树脂的98%硫酸相对粘度为2.8。另外,氨基末端基浓度为46μmol/g,羧基末端基浓度为72μmol/g。即,氨基末端基浓度/羧基末端基浓度为0.64。
由上游侧供给口供给上述的聚酰胺树脂,并以相对于(A)成分为1.0质量份的方式供给(B-I)铝酸钠,由下游侧供给口以相对于(A)成分为50质量份的方式供给(D-I)玻璃纤维,并进行熔融混炼,由此制造了聚酰胺树脂组合物的颗粒。
将所得到的聚酰胺树脂组合物成型,使用该成型片实施了各种评价。
将测定结果示于下述表20中。
(实施例156、157)
使用与实施例155同样的方法,添加(B)成分和(C)成分,以成为表20中记载的组成的方式制造了聚酰胺树脂组合物的颗粒。然后,进行成型,使用该成型片实施了各种评价。
将它们的测定结果示于下述表20中。
(实施例158~182、实施例184、比较例107)
根据表21~表26中记载的组成,通过其它条件与实施例146同样的方法制造聚酰胺树脂组合物,并进行成型,使用该成型片实施了各种测定。
将它们的测定结果等示于下述表21~表26中。
(实施例183)
根据表26中记载的组成,通过其它条件与实施例101同样的方法制造聚酰胺树脂组合物,并进行成型,使用该成型片实施了各种测定。
将测定结果等示于下述表26中。
(实施例185~192)
根据表27、表28中记载的组成,通过其它条件与实施例146同样的方法制造聚酰胺树脂组合物,并进行成型,使用该成型片实施了各种测定。
将它们的测定结果等示于下述表27、28中。
(实施例193、194、比较例108)
根据表29中记载的组成,通过其它条件与实施例146同样的方法制造聚酰胺树脂组合物,并进行成型,使用该成型片实施了各种测定。
通过与(B)成分同样的方法添加了铝酸钠。
将它们的测定结果等示于下述表29中。
表1~表29中,“-”的意思是未进行测定,或未含有其作为成分。
由表1~表10可知,实施例1~87的聚酰胺树脂组合物显示出优异的耐热老化性。
另一方面,与实施例相比,比较例1~16得到了耐热老化性差的结果。
由表11~表29可知,实施例99~194的聚酰胺树脂组合物显示出优异的耐热老化性和吸水物性。
另一方面,与实施例相比,比较例103~108得到了耐热老化性、吸水物性差的结果。
本申请基于2015年2月20日向日本专利局申请的日本专利申请(2015-032126),其内容作为参考并入本文。
产业实用性
本发明的聚酰胺树脂组合物作为汽车用、机械工业用、电气·电子用、产业资材用、工业材料用、日用·家庭品用等的各种部件的材料,具有产业实用性。
Claims (36)
1.一种聚酰胺树脂组合物,其中,
所述聚酰胺树脂组合物含有:
(A)聚酰胺树脂;
(B)钠或钾的碳酸盐或碳酸氢盐;
(C4)具有羧基的化合物;并且可以还含有
(C)选自由下述(C1)~(C3)构成的组中的至少一种以上化合物;
(C1)铜盐,
(C2)选自由受阻酚化合物、受阻胺化合物和有机磷化合物构成的组中的至少一种有机热稳定剂,
(C3)具有比(A)成分的熔点低的熔点的结晶性的热塑性树脂和/或具有比(A)成分的维卡软化点低的维卡软化点的非晶性的热塑性树脂,其选自:选自聚乙烯和聚丙烯的聚烯烃树脂、热塑性聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚乳酸类树脂、聚苯乙烯、聚氯乙烯、丙烯酸类树脂、聚碳酸酯树脂、聚缩醛树脂和含氟树脂,
相对于所述(A)成分与所述(C3)成分的合计100质量份,所述(B)成分为0.05质量份~10质量份,并且
在选择所述(C1)~(C3)成分作为含有成分的情况下,所述(C1)~(C3)成分分别为下述的含量,
(C1)成分:以金属元素计的量为0.003质量份~0.05质量份,
(C2)成分:0.8质量份~10质量份,
(C3)成分:5质量份~50质量份;
所述(C4)具有羧基的化合物选自乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十二酸、十四酸、十六酸、十七酸、十八酸、苯甲酸、草酸、环己烷二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、1,3,5-四苯四甲酸、己二酸、十二烷二酸、柠檬酸、酒石酸、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠盐、葡萄糖酸、偏苯三酸、偏苯三酸酐、1,2,4-环己烷三甲酸、癸二酸、聚丙烯酸、酸值0.1~0.5的、含有含羧酸酐的不饱和乙烯基单体作为构成主链的成分的化合物;并且
相对于所述(A)成分与(C3)成分的合计100质量份所含的所述(B)钠或钾的碳酸盐或碳酸氢盐的碱值和所述(C4)具有羧基的化合物的酸值满足下述(式1)的条件,
0<X≤5 (式1)
X=(相对于(A)成分与(C3)成分的合计100质量份所含的(B)钠或钾的碳酸盐或碳酸氢盐的碱值)/(相对于(A)成分与(C3)成分的合计100质量份所含的(C4)具有羧基的化合物的酸值)、并且/或者、
相对于(A)成分与(C3)成分的合计100质量份所含的所述(B)钠或钾的碳酸盐或碳酸氢盐的碱值和所述(C4)具有羧基的化合物的酸值与(A)聚酰胺树脂的羧基末端的酸值之和满足下述(式2)的条件,
0<Y≤3 (式2)
Y=(相对于(A)成分与(C3)成分的合计100质量份所含的(B)钠或钾的碳酸盐或碳酸氢盐的碱值)/(相对于(A)成分与(C3)成分的合计100质量份所含的(C4)具有羧基的化合物的酸值+(A)聚酰胺树脂的羧基末端的酸值)。
2.如权利要求1所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C)的化合物为选自由所述(C1)~(C3)构成的组中的至少两种以上化合物的组合。
3.如权利要求1所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C)的化合物为选自由所述(C1)~(C3)构成的组中的三种化合物的组合。
4.如权利要求1~3中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(A)聚酰胺树脂为选自下述的组(A-1)中的至少一种,
(A-1)聚酰胺46、聚酰胺66、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺6T、聚酰胺9T、聚酰胺6I和含有它们作为构成成分的共聚聚酰胺。
5.如权利要求1~3中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述聚酰胺树脂组合物的数均分子量(Mn)为1万以上。
6.如权利要求1~3中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(A)聚酰胺树脂为熔点240℃以上的聚酰胺树脂。
7.如权利要求1~3中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(A)聚酰胺树脂为聚酰胺66。
8.如权利要求1~3中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述聚酰胺树脂组合物还含有(D)除碱金属化合物和/或碱土金属化合物以外的无机填料。
9.如权利要求8所述的聚酰胺树脂组合物,其中,相对于所述(A)成分与所述(C3)成分的合计100质量份,所述(D)成分的含量为10质量份~250质量份。
10.如权利要求8所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(D)除碱金属化合物和/或碱土金属化合物以外的无机填料为玻璃纤维、并且包含共聚物作为涂布于所述玻璃纤维表面的成分的一部分,所述共聚物为含有含羧酸酐的不饱和乙烯基单体和除所述含羧酸酐的不饱和乙烯基单体以外的不饱和乙烯基单体作为构成单元的共聚物。
11.如权利要求1~3中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C)成分至少含有(C1)成分。
12.如权利要求1~3中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(B)成分与所述(C1)成分的质量比(B)/(C1)为1以上。
13.如权利要求11所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述聚酰胺树脂组合物还含有(C1-2)碱金属的卤化物和/或碱土金属的卤化物。
14.如权利要求13所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C1)成分的金属元素与所述(C1-2)成分的卤族元素的摩尔比以卤族元素/金属元素计为2~50。
15.如权利要求1~3中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C)成分至少含有(C2)成分。
16.如权利要求1~3中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C2)为受阻酚化合物。
17.如权利要求15所述的聚酰胺树脂组合物,其中,相对于所述(A)成分与所述(C3)成分的合计100质量份,所述(C2)成分的含量为1质量份~10质量份。
18.如权利要求1~3中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C)成分至少含有所述(C3)成分。
19.如权利要求1~3中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C3)成分为熔点低于240℃的聚酰胺树脂。
20.如权利要求1~3中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C3)成分为聚酰胺6。
21.如权利要求1~3中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C3)成分为
该(C3)成分中含有的碳原子数与氮原子数的比(C/N)为7以上且20以下的聚酰胺树脂。
22.如权利要求1~3中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C4)具有羧基的化合物的分子量(Mn)为50≤Mn≤1000。
23.如权利要求1~3中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述聚酰胺树脂组合物的重均分子量/数均分子量(Mw/Mn)为2.0以上,并且
所述聚酰胺树脂组合物在120℃下进行1000小时热老化后的Mw/Mn为3.0以上。
24.如权利要求1~3中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,在通过GPC-MALS-VISCO(凝胶渗透色谱-多角度光散射-粘度)法进行的分析中,分子量10万以上的分子具有一个以上分支结构,且该分子量10万以上的分子含有羧酸酐官能团。
25.如权利要求1~3中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述含有含羧酸酐的不饱和乙烯基单体作为构成主链的成分的化合物的Tg>0℃。
26.如权利要求25所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C4)具有羧基的化合物为烯烃与马来酸酐的共聚物。
27.如权利要求1~3中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(C4)具有羧基的化合物通过熔融混炼而添加至所述(A)聚酰胺树脂中。
28.如权利要求1~3中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述聚酰胺树脂组合物在惰性气体气氛下、在300℃下放置了1小时时的质量减少量为10%以下。
29.一种聚酰胺树脂组合物的制造方法,其为权利要求1~28中任一项所述的聚酰胺树脂组合物的制造方法,其中,
所述制造方法具有通过熔融混炼而向所述(A)聚酰胺树脂中添加所述(C4)具有羧基的化合物的工序。
30.如权利要求29所述的聚酰胺树脂组合物的制造方法,其中,所述制造方法具有将所述(C4)具有羧基的化合物制成母料而进行添加的工序。
31.如权利要求1~3中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其中,所述(B)钠或钾的碳酸盐或碳酸氢盐通过熔融混炼而添加至所述(A)聚酰胺树脂中。
32.一种成型品,其含有权利要求1~28、31中任一项所述的聚酰胺树脂组合物。
33.一种聚酰胺树脂组合物的制造方法,其为权利要求1~28、31中任一项所述的聚酰胺树脂组合物的制造方法,其中,
所述制造方法具有通过熔融混炼而向(A)聚酰胺树脂中添加(B)钠或钾的碳酸盐或碳酸氢盐的工序。
34.如权利要求29、30和33中任一项所述的聚酰胺树脂组合物的制造方法,其中,所述制造方法具有将(B)钠或钾的碳酸盐或碳酸氢盐制成母料而进行添加的工序。
35.如权利要求29、30和33中任一项所述的聚酰胺树脂组合物的制造方法,其中,所述制造方法具有将所述(B)钠或钾的碳酸盐或碳酸氢盐和所述(C4)具有羧基的化合物制成同一个母料而进行添加的工序。
36.聚酰胺树脂组合物的用于制造耐热老化性和吸水物性优异的成型品的应用,所述聚酰胺树脂组合物为权利要求1~28及31中任一项所述的聚酰胺树脂组合物。
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