CN114773841A - 聚酰胺组合物及成型品 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及聚酰胺组合物及成型品。本发明提供聚酰胺组合物和使用了该聚酰胺组合物的成型品等,所述聚酰胺组合物含有50质量份~99质量份的(1A)包含二元胺和二元羧酸的脂肪族聚酰胺和1质量份~50质量份的(1B)半芳香族聚酰胺,所述(1B)半芳香族聚酰胺含有二元羧酸单元和二元胺单元,所述二元羧酸单元包含至少75摩尔%的间苯二甲酸,所述二元胺单元包含至少50摩尔%的碳原子数4~10的二元胺,其中,该聚酰胺组合物的tanδ峰值温度为90℃以上,并且上述聚酰胺组合物的重均分子量Mw为15000≤Mw≤35000。
Description
本申请为申请日为2018年3月30日、申请号为201880020421.7、发明名称为“聚酰胺组合物及成型品”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及聚酰胺组合物及成型品。
本申请要求基于2017年3月30日在日本提出的日本特愿2017-068946号的优先权,将其内容引用于此。
背景技术
以聚酰胺6(以下有时简称为“PA6”)和聚酰胺66(以下有时简称为“PA66”)等为代表的聚酰胺由于成型加工性、机械物性或耐化学品性优异,因此被广泛用作汽车用、电气和电子用、产业材料用、工业材料用、日用和家庭用品用等各种部件材料。
近年来,聚酰胺的使用环境在热学和力学方面越来越严格,要求提高了机械物性、特别是吸水后的刚性(以下有时称为“吸水刚性”)和高温使用下的刚性(以下有时称为“热时刚性”)的、任何环境下的使用时的物性变化少的聚酰胺材料。
另外,为了提高生产率,使用了聚酰胺的成型品有时在提高成型温度、降低模具温度而进行的高循环成型条件下进行成型。
另一方面,在高温条件下进行成型时,存在如下问题:聚酰胺发生分解、或者产生流动性变化,导致无法稳定地得到成型品。
尤其是要求即使在如上所述的严酷的成型条件下成型品的表面外观的稳定性也优异的聚酰胺。
为了应对这样的要求,作为能够提高成型品的表面外观和机械特性的材料,公开了包含引入有间苯二甲酸成分的聚酰胺66/6I的聚酰胺组合物(例如参见专利文献1)。另外,作为能够改善机械特性、流动性、表面外观等的材料,公开了包含引入有对苯二甲酸成分和间苯二甲酸成分的聚酰胺6T/6I的聚酰胺组合物(例如参见专利文献2、3)。
另外,作为能够提高成型品的表面外观和机械特性的材料,公开了包含引入有对苯二甲酸成分和间苯二甲酸成分的聚酰胺6T/6I及聚酰胺66的合金的聚酰胺组合物(例如参见专利文献5)。
此外,为了提高机械特性、特别是刚性,公开了含有碳纤维的聚酰胺组合物(例如参见专利文献4、5)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平6-032980号公报
专利文献2:日本特开2000-154316号公报
专利文献3:日本特开平11-349806号公报
专利文献4:日本特开2013-119610号公报
专利文献5:国际公开第2005/035664号
发明内容
发明所要解决的问题
然而,对于专利文献1、3和4所记载的聚酰胺组合物而言,虽然通常的使用条件下的刚性得以改善,但是,在吸水后的刚性(特别是洛氏硬度)方面还有改善的余地。
另外,使用专利文献2和5所记载的制造方法制造的聚酰胺组合物的吸水后的刚性得以改善,一般的成型条件下的成型品的表面外观性得以改善。然而,在高循环成型条件等严酷的成型条件下,存在成型品表面的外观和稳定性降低的问题。
另外,特别是在汽车用外装构件的用途中,在室外长时间暴露于严酷的环境下,因此,还存在色调发生变化的问题,利用专利文献1~5所记载的聚酰胺组合物难以解决该课题。
如此,在现有技术中,实际情况是尚未得知吸水后的刚性(特别是洛氏硬度)和高温使用下的刚性优异、并且任何环境下的使用时的物性变化少的聚酰胺类材料。另外,难以在保持作为聚酰胺类材料的特征的、机械强度和刚性的平衡的同时、抑制吸水后和高温使用下的刚性的降低,期望具有这样的物性的聚酰胺共聚物或者含有聚酰胺的组合物及成型品。
本发明是鉴于上述情况而完成的,目的在于稳定地提供机械性质、特别是吸水时的刚性(以下记为吸水刚性)和高温使用下的刚性(以下记为热时刚性)、流动性、表面外观性等优异的聚酰胺组合物和成型品。
另外,目的在于稳定地提供机械性质(特别是熔接强度和洛氏硬度)、表面外观性和阻燃性优异的聚酰胺组合物及成型品。
另外,目的在于稳定地提供机械性质(特别是拉伸强度和弯曲弹性模量、却贝冲击)和表面外观性优异的聚酰胺组合物及成型品。
另外,提供鉴于上述情况而完成的、能够形成吸水时的熔接强度和洛氏硬度、表面外观性以及耐候变色性良好的成型品的聚酰胺组合物。另外,提供吸水时的熔接强度和洛氏硬度、表面外观性以及耐候变色性良好的成型品。
另外,提供鉴于上述情况而完成的、能够得到颗粒的形状优异、切屑产生量减少、表面外观优异的成型品的聚酰胺组合物。另外,提供使用了上述聚酰胺组合物的、表面外观优异的成型品。
另外,提供能够形成拉伸强度、弯曲弹性模量、表面外观性和耐候变色性良好的成型品的聚酰胺组合物。另外,提供含有上述聚酰胺组合物并且拉伸强度、弯曲弹性模量、表面外观性和耐候变色性良好的成型品。
用于解决问题的手段
本发明人为了解决上述问题反复进行了深入研究,结果发现,含有特定的多种聚酰胺的聚酰胺组合物能够解决上述问题,从而完成了本发明。
即,本发明包含以下方式。
本发明的第1-1方式的聚酰胺组合物含有:
50质量份~99质量份的(1A)包含二元胺和二元羧酸的脂肪族聚酰胺、和
1质量份~50质量份的(1B)半芳香族聚酰胺,所述(1B)半芳香族聚酰胺含有二元羧酸单元和二元胺单元,所述二元羧酸单元包含至少75摩尔%的间苯二甲酸,所述二元胺单元包含至少50摩尔%的碳原子数4~10的二元胺,其中,
该聚酰胺组合物的tanδ峰值温度为90℃以上,并且
上述聚酰胺组合物的重均分子量Mw为15000≤Mw≤35000。
在上述第1-1方式的聚酰胺组合物中,相对于上述聚酰胺组合物中的聚酰胺总量,数均分子量Mn为500以上且2000以下的聚酰胺的合计含量优选为0.5质量%以上且小于2.5质量%。
上述第1-1方式的聚酰胺组合物的分子量分布Mw/Mn优选为2.6以下。
以相对于上述第1-1方式的聚酰胺组合物中的聚酰胺1g的当量的形式表示的氨基末端量与羧基末端量的合计优选为100μ当量/g~175μ当量/g。
在上述第1-1方式的聚酰胺组合物中,氨基末端量对氨基末端量和羧基末端量的总量之比{氨基末端量/(氨基末端量+羧基末端量)}优选为0.25以上且小于0.4。
在上述第1-1方式的聚酰胺组合物中,上述(1A)脂肪族聚酰胺优选为聚酰胺66或聚酰胺610。
在上述第1-1方式的聚酰胺组合物的(1B)半芳香族聚酰胺中,上述二元羧酸单元中的上述间苯二甲酸的含量优选为100摩尔%。
在上述第1-1方式的聚酰胺组合物中,上述(1B)半芳香族聚酰胺优选为聚酰胺6I。
在上述第1-1方式的聚酰胺组合物中,上述(1B)半芳香族聚酰胺的重均分子量Mw优选为10000≤Mw≤25000。
在上述第1-1方式的聚酰胺组合物中,上述(1B)半芳香族聚酰胺的分子量分布Mw/Mn优选为2.4以下。
在上述第1-1方式的聚酰胺组合物中,上述(1A)脂肪族聚酰胺的重均分子量Mw(1A)与上述(1B)半芳香族聚酰胺的重均分子量Mw(1B)之差{Mw(1A)-Mw(1B)}优选为10000以上。
上述第1-1方式的聚酰胺组合物优选还含有亚磷酸金属盐和/或次磷酸金属盐。
上述第1-1方式的聚酰胺组合物优选还含有亚磷酸酯化合物。
在上述第1-1方式的聚酰胺组合物中,相对于上述(1A)脂肪族聚酰胺和上述(1B)半芳香族聚酰胺的合计100质量份,优选还含有5质量份~250质量份的(1C)无机填充材料。
本发明的第1-2方式的成型品通过将上述第1-1方式的聚酰胺组合物成型而得到,并且所述成型品的表面光泽度值为50以上。
本发明的第1-3方式的半芳香族聚酰胺含有二元羧酸单元和二元胺单元,所述二元羧酸单元包含至少75摩尔%的间苯二甲酸,所述二元胺单元包含碳原子数4~10的链状脂肪族二元胺,其特征在于,
所述半芳香族聚酰胺的tanδ峰值温度为90℃以上、重均分子量Mw为10000≤Mw≤35000。
本发明的第1-4方式的半芳香族聚酰胺含有二元羧酸单元和二元胺单元,所述二元羧酸单元包含至少75摩尔%的间苯二甲酸,所述二元胺单元包含碳原子数4~10的链状脂肪族二元胺,其特征在于,
以相对于上述半芳香族聚酰胺1g的当量的形式表示的氨基末端量与羧基末端量的合计为160μ当量/g~300μ当量/g。
上述第1-3方式和第1-4方式的半芳香族聚酰胺优选分子量分布Mw/Mn优选为2.6以下。
本发明的第2-1的方式的聚酰胺组合物含有:
(2A)包含二元胺和二元羧酸的脂肪族聚酰胺;
(2B)半芳香族聚酰胺,所述半芳香族聚酰胺含有二元羧酸单元和二元胺单元,所述二元羧酸单元包含至少75摩尔%的间苯二甲酸,所述二元胺单元包含碳原子数4以上且10以下的链状脂肪族二元胺;
(2C)颜料;
(2D1)阻燃剂;和
(2D2)阻燃助剂,
其中,
聚酰胺组合物的tanδ峰值温度为90℃以上,并且
聚酰胺组合物的重均分子量Mw为10000≤Mw≤40000。
本发明的第2-1的方式的聚酰胺组合物可以还含有(2E)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物。
在本发明的第2-1的方式的聚酰胺组合物中,相对于将聚酰胺组合物设为100质量%时的全部聚酰胺总量,数均分子量Mn为500以上且2000以下的(2A)脂肪族聚酰胺和(2B)半芳香族聚酰胺的合计含量优选为0.5质量%以上且小于2.5质量%。
聚酰胺组合物的分子量分布Mw/Mn优选为2.4以下。
聚酰胺组合物中的、氨基末端量对氨基末端量和羧基末端量的总量之比{氨基末端量/(氨基末端量+羧基末端量)}优选为0.1以上且小于0.4。
(2A)脂肪族聚酰胺优选为聚酰胺66。
(2B)半芳香族聚酰胺的二元羧酸单元中的间苯二甲酸的含量优选为100摩尔%。
(2B)半芳香族聚酰胺的重均分子量Mw优选为10000≤Mw≤25000。
(2B)半芳香族聚酰胺的分子量分布Mw/Mn优选为2.4以下。
(2B)半芳香族聚酰胺的Mw/VR优选为1000以上且2000以下。
(2B)半芳香族聚酰胺优选为聚酰胺6I。
相对于聚酰胺组合物中的聚酰胺的全部构成成分量100质量%,(2B)半芳香族聚酰胺的含量优选为30质量%以上且50质量%以下。
(2A)脂肪族聚酰胺的重均分子量Mw(2A)与(2B)半芳香族聚酰胺的重均分子量Mw(2B)之差{Mw(2A)-Mw(2B)}优选为10000以上。
(2B)半芳香族聚酰胺的末端优选利用乙酸进行封端。
优选:(2C)颜料为白色颜料,并且相对于聚酰胺组合物100质量%,白色颜料的含量为0.5质量%以上且5质量%以下。
白色颜料优选为选自ZnS和ZnO中的至少一者。
优选:(2D1)阻燃剂为溴化聚苯乙烯,并且相对于聚酰胺组合物100质量%,溴化聚苯乙烯的含量为6质量%以上且15质量%以下,并且,
(2D2)阻燃助剂为Sb2O3,并且相对于聚酰胺组合物100质量%,Sb2O3的含量为0.1质量%以上且4质量%以下。
(2E)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物优选为马来酸酐改性聚苯醚。
本发明的第2-1的方式的聚酰胺组合物可以还含有(2F)填充材料。
优选:(2F)填充材料为玻璃纤维,并且相对于聚酰胺组合物100质量%,玻璃纤维的含量为40质量%以上且60质量%以下。
相对于聚酰胺组合物100质量%,(2C)白色颜料、(2D1)阻燃剂、(2D2)阻燃助剂、(2E)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物和(2F)填充材料的合计含量优选为60质量%以上且80质量%以下。
本发明的第2-2的方式的成型品通过将上述本发明的第2-1的方式的聚酰胺组合物成型而得到,并且所述成型品的表面光泽度值为50以上。
本发明的第3-1的方式的聚酰胺组合物含有:
(3A)包含二元胺和二元羧酸的脂肪族聚酰胺;
(3B)半芳香族聚酰胺,所述半芳香族聚酰胺含有二元羧酸单元和二元胺单元,所述二元羧酸单元包含50摩尔%以上的间苯二甲酸,所述二元胺单元包含碳原子数4~10的二元胺;
(3C1)阻燃剂;和
(3C2)阻燃助剂,
其中,
聚酰胺组合物的tanδ峰值温度为100℃以上,
聚酰胺组合物的重均分子量Mw为10000≤Mw≤40000,并且
相对于聚酰胺组合物总量,聚酰胺组合物中的卤素含量大于2质量%且为20质量%以下。
本发明的第3-1的方式的聚酰胺组合物可以还含有(3D)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物。
在本发明的第3-1的方式的聚酰胺组合物中,相对于将聚酰胺组合物设为100质量%时的聚酰胺总量,数均分子量Mn为500以上且2000以下的(3A)脂肪族聚酰胺和(3B)半芳香族聚酰胺的合计含量优选为0.5质量%以上且小于2.5质量%。
聚酰胺组合物的分子量分布Mw/Mn优选为2.4以下。
聚酰胺组合物中的、氨基末端量对氨基末端量和羧基末端量的总量之比{氨基末端量/(氨基末端量+羧基末端量)}优选为0.1以上且小于0.5。
(3A)脂肪族聚酰胺优选为聚酰胺66。
(3B)半芳香族聚酰胺的二元羧酸单元中的间苯二甲酸的含量优选为100摩尔%。
(3B)半芳香族聚酰胺的重均分子量Mw优选为10000≤Mw≤25000。
(3B)半芳香族聚酰胺的分子量分布Mw/Mn优选为2.4以下。
(3B)半芳香族聚酰胺的Mw/VR优选为1000以上且2000以下。
(3B)半芳香族聚酰胺优选为聚酰胺6I。
相对于聚酰胺组合物中的聚酰胺总量,(3B)半芳香族聚酰胺的含量优选为30质量%以上且50质量%以下。
(3A)脂肪族聚酰胺的重均分子量Mw(3A)与(3B)半芳香族聚酰胺的重均分子量Mw(3B)之差{Mw(3A)-Mw(3B)}优选为10000以上。
(3B)半芳香族聚酰胺的末端优选利用乙酸进行封端。
优选:(3C1)阻燃剂为溴化聚苯乙烯,并且相对于聚酰胺组合物100质量%,溴化聚苯乙烯的含量为6质量%以上且15质量%以下,并且,
(3C2)阻燃助剂为Sb2O3,并且相对于聚酰胺组合物100质量%,Sb2O3的含量为0.1质量%以上且4质量%以下。
(3D)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物优选为马来酸酐改性聚苯醚。
本发明的第3-1的方式的聚酰胺组合物可以还含有(3E)填充材料。
优选:(3E)填充材料为玻璃纤维,并且相对于聚酰胺组合物100质量%,玻璃纤维的含量为40质量%以上且60质量%以下。
本发明的第3-2的方式的成型品通过将上述本发明的第3-1的方式的聚酰胺组合物成型而得到,并且所述成型品的表面光泽度值为50以上。
本发明的第4-1的方式的聚酰胺组合物含有:
(4A)结晶性聚酰胺;
(4B)非晶性半芳香族聚酰胺,所述非晶性半芳香族聚酰胺含有二元羧酸单元和二元胺单元,所述二元羧酸单元包含至少75摩尔%的间苯二甲酸,所述二元胺单元包含至少50摩尔%的碳原子数4~10的二元胺;和
(4C)聚苯醚,
其中,
聚酰胺组合物的tanδ峰值温度为90℃以上,并且
聚酰胺组合物的重均分子量Mw为15000≤Mw≤35000。
相对于聚酰胺组合物中的聚酰胺总量((4A)结晶性聚酰胺和(4B)非晶性半芳香族聚酰胺的合计),数均分子量Mn为500以上且2000以下的聚酰胺的合计含量优选为0.5质量%以上且小于2.5质量%。
在此,在本发明的第4-1的方式的聚酰胺组合物中,聚酰胺组合物的重均分子量Mw和数均分子量Mn通过后述实施例中记载的测定方法求出。
聚酰胺组合物的分子量分布Mw/Mn优选为2.4以下。
氨基末端量对氨基末端量和羧基末端量的总量之比{氨基末端量/(氨基末端量+羧基末端量)}优选为0.25以上且小于0.4。
(4A)结晶性聚酰胺优选为聚酰胺66或聚酰胺610。
在(4B)非晶性半芳香族聚酰胺中,二元羧酸单元中的间苯二甲酸的含量优选为100摩尔%。
(4B)非晶性半芳香族聚酰胺优选为聚酰胺6I。
(4B)非晶性半芳香族聚酰胺的重均分子量Mw优选为10000≤Mw≤25000。
(4B)非晶性半芳香族聚酰胺的分子量分布Mw/Mn优选为2.4以下。
(4A)结晶性聚酰胺的重均分子量Mw(4A)与(4B)非晶性半芳香族聚酰胺的重均分子量Mw(4B)之差{Mw(4A)-Mw(4B)}优选为2000以上。
本发明的第4-1的方式的聚酰胺组合物可以还含有亚磷酸金属盐和/或次磷酸金属盐。
另外,本发明的第4-1的方式的聚酰胺组合物可以还含有亚磷酸酯化合物。
可以还含有聚酰胺((4A)结晶性聚酰胺和(4B)非晶性半芳香族聚酰胺、以下将它们统称为聚酰胺)与上述(4C)聚苯醚的增容剂。
另外,相对于(4A)结晶性聚酰胺、(4B)非晶性半芳香族聚酰胺和(4C)聚苯醚的合计100质量份,本发明的第4-1的方式的聚酰胺组合物可以还含有5质量份~250质量份的无机填充材料。
本发明的第4-2的方式的成型品通过将本发明的第4-1的方式的聚酰胺组合物成型而得到,并且所述成型品的表面光泽度值为50以上。
在此,“表面光泽度值”通过后述的实施例中所记载的方法进行测定。
本发明的第5-1方式的聚酰胺组合物含有:(5A)脂肪族聚酰胺、(5B)含有二元胺单元和二元羧酸单元的半芳香族聚酰胺、(5C1)阻燃剂、(5C2)阻燃助剂、(5D)白色颜料和(5E)紫外线吸收剂,其中,上述聚酰胺组合物的tanδ峰值温度为90℃以上,并且,(5E)紫外线吸收剂对上述聚酰胺组合物中所含的(5D)白色颜料的质量比(5E)/(5D)为0.15以上且小于2.50。
在上述第5-1方式的聚酰胺组合物中,上述(5B)半芳香族聚酰胺在构成上述(5B)半芳香族聚酰胺的全部二元羧酸单元中可以含有50摩尔%以上的间苯二甲酸单元,并且可以含有碳原子数4以上且10以下的二元胺单元作为上述二元胺单元。
在上述第5-1方式的聚酰胺组合物中,上述(5A)脂肪族聚酰胺可以含有二元胺单元和二元羧酸单元。
在上述第5-1方式的聚酰胺组合物中,上述(5A)脂肪族聚酰胺可以为聚酰胺66。
在上述第5-1方式的聚酰胺组合物中,上述聚酰胺组合物的重均分子量Mw可以为10000以上且50000以下。
上述第5-1方式的聚酰胺组合物可以还含有(5F)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物。
在上述第5-1方式的聚酰胺组合物中,上述(5F)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物可以为马来酸酐改性聚苯醚。
在上述第5-1方式的聚酰胺组合物中,相对于上述聚酰胺组合物中的聚酰胺的总质量,上述(5A)脂肪族聚酰胺和上述(5B)半芳香族聚酰胺中的数均分子量Mn为500以上且2000以下的聚酰胺的合计含量可以为0.5质量%以上且小于2.5质量%。
在上述第5-1方式的聚酰胺组合物中,分子量分布Mw/Mn可以为2.4以下。
在上述第5-1方式的聚酰胺组合物中,氨基末端的摩尔量对氨基末端和羧基末端的总摩尔量之比{氨基末端量/(氨基末端量+羧基末端量)}可以为0.1以上且小于0.5。
在上述第5-1方式的聚酰胺组合物中,上述(5B)半芳香族聚酰胺在构成上述(5B)半芳香族聚酰胺的全部二元羧酸单元中可以含有100摩尔%的间苯二甲酸单元。
在上述第5-1方式的聚酰胺组合物中,上述(5B)半芳香族聚酰胺可以为聚酰胺6I。
在上述第5-1方式的聚酰胺组合物中,上述(5B)半芳香族聚酰胺的重均分子量Mw(5B)可以为10000以上且25000以下。
在上述第5-1方式的聚酰胺组合物中,上述(5B)半芳香族聚酰胺的分子量分布Mw(5B)/Mn(5B)可以为2.4以下。
在上述第5-1方式的聚酰胺组合物中,上述(5B)半芳香族聚酰胺的分子量分布Mw(5B)对甲酸相对粘度VR(5B)之比Mw(5B)/VR(5B)可以为1000以上且2000以下。
在上述第5-1方式的聚酰胺组合物中,相对于上述聚酰胺组合物中的聚酰胺的总质量,上述(5B)半芳香族聚酰胺的含量可以为30质量%以上且50质量%以下。
在上述第5-1方式的聚酰胺组合物中,上述(5A)脂肪族聚酰胺的重均分子量Mw(5A)与上述(5B)半芳香族聚酰胺的重均分子量Mw(5B)之差{Mw(5A)-Mw(5B)}可以为10000以上。
在上述第5-1方式的聚酰胺组合物中,上述(5B)半芳香族聚酰胺的末端可以利用乙酸进行封端。
在上述第5-1方式的聚酰胺组合物中,相对于上述聚酰胺组合物的总质量,上述(5D)白色颜料的含量可以为0.1质量%以上且5质量%以下。
在上述第5-1方式的聚酰胺组合物中,上述(5D)白色颜料可以为选自ZnS和ZnO中的至少一者。
在上述第5-1方式的聚酰胺组合物中,相对于上述聚酰胺组合物的总质量,上述(5E)紫外线吸收剂的含量可以为0.1质量%以上且5质量%以下。
在上述第5-1方式的聚酰胺组合物中,上述(5E)紫外线吸收剂可以为选自苯并三唑类紫外线吸收剂和三嗪类紫外线吸收剂中的至少一者。
在上述第5-1方式的聚酰胺组合物中,上述(5C1)阻燃剂可以为溴化聚苯乙烯,并且相对于上述聚酰胺组合物的总质量,上述溴化聚苯乙烯的含量可以为6质量%以上且15质量%以下;并且,上述(5C2)阻燃助剂可以为Sb2O3,并且相对于上述聚酰胺组合物的总质量,上述Sb2O3的含量可以为0.1质量%以上且4质量%以下。
上述第5-1方式的聚酰胺组合物可以还含有(5G)填充材料。
在上述第5-1方式的聚酰胺组合物中,上述(5G)填充材料可以为玻璃纤维,并且相对于上述聚酰胺组合物的总质量,上述玻璃纤维的含量可以为40质量%以上且60质量%以下。
本发明的第5-2方式的成型品通过将上述第5-1方式的聚酰胺组合物成型而得到,并且所述成型品的表面光泽度值为50以上。
本发明的第6-1方式的聚酰胺组合物含有:(6A)结晶性聚酰胺、(6B)非晶性半芳香族聚酰胺和(6C)碳纤维,其中,上述(6B)非晶性半芳香族聚酰胺在构成上述(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的全部二元羧酸单元中含有75摩尔%以上的间苯二甲酸单元,并且,在构成上述(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的全部二元胺单元中含有50摩尔%以上的碳原子数4以上且10以下的二元胺单元。
在上述第6-1方式的聚酰胺组合物中,tanδ峰值温度可以为90℃以上。
在上述第6-1方式的聚酰胺组合物中,上述聚酰胺组合物中的上述(6C)碳纤维的含量可以为30质量%以上且65质量%以下。
在上述第6-1方式的聚酰胺组合物中,上述(6A)结晶性聚酰胺可以为选自由聚酰胺4(聚α-吡咯烷酮)、聚酰胺6(聚己内酰胺)、聚酰胺11(聚十一烷酰胺)、聚酰胺12(聚十二烷酰胺)、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(聚十二烷酰己二胺)、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)和含有它们作为构成成分的共聚聚酰胺构成的组中的一种以上。
在上述第6-1方式的聚酰胺组合物中,上述(6A)结晶性聚酰胺和上述(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的合计量100质量份中的上述(6B)非晶性聚酰胺的含量可以为10质量份以上且50质量份以下。
在上述第6-1方式的聚酰胺组合物中,上述(6B)非晶性半芳香族聚酰胺和上述(6C)碳纤维的含有质量可以满足下述式(1)的关系。
(C)/4<(B)<(C)…(1)
在上述第6-1方式的聚酰胺组合物中,上述聚酰胺组合物的重均分子量Mw可以为15000以上且35000以下。
在上述(6B)非晶性半芳香族聚酰胺中,上述二元羧酸单元中的上述间苯二甲酸的含量可以为100摩尔%。
在上述第6-1方式的聚酰胺组合物中,上述(6B)非晶性半芳香族聚酰胺可以为聚酰胺6I。
在上述第6-1方式的聚酰胺组合物中,上述(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的重均分子量Mw(6B)可以为10000以上且25000以下。
在上述第6-1方式的聚酰胺组合物中,上述(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的分子量分布Mw(6B)/Mn(6B)可以为2.4以下。
本发明的第6-2方式的成型品通过将上述第6-1方式的聚酰胺组合物成型而得到。
本发明的第7-1方式的聚酰胺组合物含有(7A)脂肪族聚酰胺、(7B)含有二元胺单元和二元羧酸单元的半芳香族聚酰胺、(7C1)含有卤族元素的阻燃剂、(7C2)阻燃助剂和(7D)紫外线吸收剂,其中,上述聚酰胺组合物的tanδ峰值温度为90℃以上,并且,上述(7D)紫外线吸收剂对上述聚酰胺组合物中所含的上述卤族元素的质量比{(7D)/卤族元素}大于0.10且小于0.75。
在上述第7-1方式的聚酰胺组合物中,上述(7B)半芳香族聚酰胺在构成上述(7B)半芳香族聚酰胺的全部二元羧酸单元中可以含有50摩尔%以上的间苯二甲酸单元,并且,可以含有碳原子数4以上且10以下的二元胺单元作为上述二元胺单元。
在上述第7-1方式的聚酰胺组合物中,上述(7A)脂肪族聚酰胺可以含有二元胺单元和二元羧酸单元。
在上述第7-1方式的聚酰胺组合物中,上述(7A)脂肪族聚酰胺可以为聚酰胺66。
在上述第7-1方式的聚酰胺组合物中,上述聚酰胺组合物的重均分子量Mw可以为10000以上且50000以下。
上述第7-1方式的聚酰胺组合物可以还含有(7E)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物。
在上述第7-1方式的聚酰胺组合物中,上述(7E)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物可以为马来酸酐改性聚苯醚。
在上述第7-1方式的聚酰胺组合物中,相对于上述聚酰胺组合物中的聚酰胺的总质量,上述(7A)脂肪族聚酰胺和上述(7B)半芳香族聚酰胺中的数均分子量Mn为500以上且2000以下的聚酰胺的合计含量可以为0.5质量%以上且小于2.5质量%。
在上述第7-1方式的聚酰胺组合物中,分子量分布Mw/Mn可以为2.4以下。
在上述第7-1方式的聚酰胺组合物中,氨基末端的摩尔量对氨基末端和羧基末端的总摩尔量之比{氨基末端量/(氨基末端量+羧基末端量)}可以为0.1以上且小于0.5。
在上述第7-1方式的聚酰胺组合物中,上述(7B)半芳香族聚酰胺在构成上述(7B)半芳香族聚酰胺的全部二元羧酸单元中可以含有100摩尔%的间苯二甲酸单元。
在上述第7-1方式的聚酰胺组合物中,上述(7B)半芳香族聚酰胺可以为聚酰胺6I。
在上述第7-1方式的聚酰胺组合物中,上述(7B)半芳香族聚酰胺的重均分子量Mw(7B)可以为10000以上且25000以下。
在上述第7-1方式的聚酰胺组合物中,上述(7B)半芳香族聚酰胺的分子量分布Mw(7B)/Mn(7B)可以为2.4以下。
在上述第7-1方式的聚酰胺组合物中,上述(7B)半芳香族聚酰胺的分子量分布Mw(7B)对甲酸相对粘度VR(7B)之比Mw(7B)/VR(7B)可以为1000以上且2000以下。
在上述第7-1方式的聚酰胺组合物中,相对于上述聚酰胺组合物中的聚酰胺的总质量,上述(7B)半芳香族聚酰胺的含量可以为30质量%以上且50质量%以下。
在上述第7-1方式的聚酰胺组合物中,上述(7A)脂肪族聚酰胺的重均分子量Mw(7A)与上述(7B)半芳香族聚酰胺的重均分子量Mw(7B)之差{Mw(7A)-Mw(7B)}可以为10000以上。
在上述第7-1方式的聚酰胺组合物中,上述(7B)半芳香族聚酰胺的末端可以利用乙酸进行封端。
在上述第7-1方式的聚酰胺组合物中,相对于上述聚酰胺组合物的总质量,上述(7D)紫外线吸收剂的含量可以为0.1质量%以上且5质量%以下。
在上述第7-1方式的聚酰胺组合物中,上述(7D)紫外线吸收剂可以为选自苯并三唑类紫外线吸收剂和三嗪类紫外线吸收剂中的至少一者。
在上述第7-1方式的聚酰胺组合物中,上述(7C1)阻燃剂可以为溴化聚苯乙烯,并且相对于上述聚酰胺组合物的总质量,上述溴化聚苯乙烯的含量可以为6质量%以上且15质量%以下;并且,上述(7C2)阻燃助剂可以为Sb2O3,并且相对于上述聚酰胺组合物的总质量,上述Sb2O3的含量可以为0.1质量%以上且4质量%以下。
上述第7-1方式的聚酰胺组合物可以还含有(7F)填充材料。
在上述第7-1方式的聚酰胺组合物中,上述(7F)填充材料可以为玻璃纤维,并且相对于上述聚酰胺组合物的总质量,上述玻璃纤维的含量可以为40质量%以上且60质量%以下。
本发明的第7-2方式的成型品通过将上述第7-1方式的聚酰胺组合物成型而得到,并且所述成型品的表面光泽度值为50以上。
发明效果
根据上述方式的聚酰胺组合物,可以提供机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性、流动性、表面外观性和阻燃性等优异的聚酰胺组合物和成型品。
根据上述方式的聚酰胺组合物,能够形成吸水时的熔接强度和洛氏硬度、表面外观性以及耐候变色性良好的成型品。另外,上述方式的成型品的吸水时的熔接强度和洛氏硬度、表面外观性以及耐候变色性良好。
上述方式的聚酰胺组合物可以得到颗粒的形状优异、切屑产生量减少、表面外观优异的成型品。上述方式的成型品的表面外观优异。
根据上述方式的聚酰胺组合物,能够形成拉伸强度、弯曲弹性模量、表面外观性和耐候变色性良好的成型品。上述方式的成型品含有上述聚酰胺组合物,拉伸强度、弯曲弹性模量、表面外观性和耐候变色性良好。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。
《第1-1~第1-4方式》
[聚酰胺组合物]
本发明的第1-1方式的聚酰胺组合物含有50质量份~99质量份的(1A)包含二元胺和二元羧酸的脂肪族聚酰胺(以下简记为(1A)脂肪族聚酰胺)和1质量份~50质量份的(1B)半芳香族聚酰胺,所述(1B)半芳香族聚酰胺含有二元羧酸单元和二元胺单元,所述二元羧酸单元包含至少75摩尔%的间苯二甲酸,所述二元胺单元包含至少50摩尔%的碳原子数4~10的二元胺,其中,聚酰胺组合物的tanδ峰值温度为90℃以上,并且聚酰胺组合物的重均分子量Mw为15000≤Mw≤35000。
[半芳香族聚酰胺]
本发明的第1-3方式的半芳香族聚酰胺含有二元羧酸单元和二元胺单元,所述二元羧酸单元包含至少75摩尔%的间苯二甲酸,所述二元胺单元包含碳原子数4~10的链状脂肪族二元胺,其中,所述半芳香族聚酰胺的tanδ峰值温度为90℃以上、重均分子量Mw为15000≤Mw≤35000。
本发明的第1-4的方式的半芳香族聚酰胺含有二元羧酸单元和二元胺单元,所述二元羧酸单元包含至少75摩尔%的间苯二甲酸,所述二元胺单元包含碳原子数4~10的链状脂肪族二元胺,其中,以相对于半芳香族聚酰胺1g的当量的形式表示的氨基末端量与羧基末端量的合计为160μ当量/g~300μ当量/g。半芳香族聚酰胺的氨基末端量与羧基末端量的合计优选为170μ当量/g~280μ当量/g、更优选为180μ当量/g~270μ当量/g、进一步优选为190μ当量/g~260μ当量/g。
上述半芳香族聚酰胺的tanδ峰值温度可以为90℃以上,重均分子量Mw可以为15000≤Mw≤35000,并且以相对于上述半芳香族聚酰胺1g的当量的形式表示的氨基末端量与羧基末端量的合计可以为160μ当量/g~300μ当量/g。
作为上述半芳香族聚酰胺,可以使用后述的(1B)半芳香族聚酰胺。
需要说明的是,本发明中的半芳香族聚酰胺也可以含有后述的无机填充材料、添加剂等而制成半芳香族聚酰胺组合物。上述半芳香族聚酰胺组合物优选含有90%以上的上述半芳香族聚酰胺。
在上述方式中,“聚酰胺”是指在主链中具有酰胺(-NHCO-)键的聚合物。以下,对(1A)脂肪族聚酰胺和(1B)半芳香族聚酰胺进行详细说明。
((1A)脂肪族聚酰胺)
上述方式的聚酰胺组合物中所含有的(1A)脂肪族聚酰胺含有(1A-a)脂肪族二元羧酸单元和(1A-b)脂肪族二元胺单元。
((1A-a)脂肪族二元羧酸单元)
作为构成脂肪族二元羧酸单元的脂肪族二元羧酸而言,不限于以下物质,例如可以列举: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、二十烷二酸和二甘醇酸等碳原子数3~20的直链或支链状饱和脂肪族二元羧酸等。
(1A-a)脂肪族二元羧酸单元通过含有碳原子数为6以上且20以下的脂肪族二元羧酸,聚酰胺组合物的耐热性、流动性、韧性、低吸水性和刚性等倾向于更优异,因此优选。作为碳原子数为6以上的脂肪族二元羧酸单元,没有特别限制,例如可以列举:己二酸、癸二酸、十二烷二酸、十四烷二酸、十六烷二酸、十八烷二酸和二十烷二酸等。其中,从聚酰胺组合物的耐热性等观点考虑,优选己二酸、癸二酸和十二烷二酸。
构成(1A-a)脂肪族二元羧酸单元的脂肪族二元羧酸可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
需要说明的是,(1A)脂肪族聚酰胺可以根据需要还含有来源于偏苯三酸、均苯三酸和均苯四酸等三元以上的多元羧酸的单元。三元以上的多元羧酸可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
((1A-b)脂肪族二元胺单元)
构成(1A-b)脂肪族二元胺单元的脂肪族二元胺可以为直链状也可以为支链状。
作为构成脂肪族二元胺单元的直链状脂肪族二元胺而言,不限于以下物质,例如可以列举: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、十二亚甲基二胺和十三亚甲基二胺等碳原子数2~20的直链饱和脂肪族二元胺等。
作为构成具有从主链分支出的取代基的二元胺单元的二元胺而言,不限于以下物质,例如可以列举:2-甲基五亚甲基二胺(也称为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-1,8-辛二胺(也称为2-甲基八亚甲基二胺)和2,4-二甲基八亚甲基二胺等碳原子数3~20的支链状饱和脂肪族二元胺等。
其中,优选2-甲基五亚甲基二胺和2-甲基-1,8-辛二胺,更优选2-甲基五亚甲基二胺。通过含有这样的脂肪族二元胺,倾向于形成耐热性和刚性等更优异的聚酰胺组合物。
(1A-b)脂肪族二元胺单元的碳原子数优选为6以上且12以下。碳原子数为6以上时,耐热性优异,因此优选;为12以下时,结晶性、脱模性优异,因此优选。(1A-b)二元胺单元的碳原子数更优选为6以上且10以下。
需要说明的是,(1A-b)脂肪族二元胺可以根据需要还含有双(六亚甲基)三胺等三元以上的多元脂肪族胺。
(1A-b)脂肪族二元胺可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
作为上述方式的聚酰胺组合物中所使用的(1A)脂肪族聚酰胺,具体而言,可以列举聚酰胺66(PA66)、聚酰胺46(PA46)、聚酰胺610(PA610)。PA66的耐热性、成型性和韧性优异,因此,被认为是适合于汽车用部件的材料。PA610等长链脂肪族聚酰胺的耐化学品性优异。
在上述方式中,相对于聚酰胺组合物中的全部聚酰胺量100质量%,(1A)脂肪族聚酰胺的配合量为50.0质量%以上且99.0质量%以下、优选为52.5质量%以上且95.0质量%以下、更优选为54.0质量%以上且90.0质量%以下、进一步优选为55.0质量%以上且85.0质量%以下、更进一步优选为56.0质量%以上且80.0质量%以下、特别优选为57.0质量%以上且77.5质量%以下、最优选为57.5质量%以上且75.5质量%以下。通过将(A)脂肪族聚酰胺的配合量设定在上述范围内,可以得到机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性、流动性等优异的聚酰胺组合物。另外,含有以无机填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物的表面外观优异。
((1B)半芳香族聚酰胺)
上述方式中所使用的(1B)半芳香族聚酰胺为含有(1B-a)二元羧酸单元和(1B-b)二元胺单元的聚酰胺,所述(1B-a)二元羧酸单元包含至少75摩尔%的间苯二甲酸,所述(1B-b)二元胺单元包含至少50摩尔%的碳原子数4~10的二元胺。
相对于(1B)半芳香族聚酰胺的全部构成单元100摩尔%,上述间苯二甲酸单元和碳原子数4~10的二元胺单元的合计量优选为80摩尔%~100摩尔%、更优选为90摩尔%~100摩尔%、进一步优选为100摩尔%。
需要说明的是,在上述方式中,构成(1B)半芳香族聚酰胺的规定的单体单元的比例可以通过核磁共振波谱法(NMR)等进行测定。
((1B-a)二元羧酸单元)
(1B-a)二元羧酸单元含有75摩尔%以上的间苯二甲酸(基于二元羧酸总摩尔数)。更优选含有80摩尔%~100摩尔%、进一步优选含有90摩尔%~100摩尔%、更进一步优选为100摩尔%。
通过使(1B-a)二元羧酸单元中的间苯二甲酸单元的比例为75摩尔%以上,可以得到同时满足机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性、流动性、表面外观性等的聚酰胺组合物。
(1B-a)二元羧酸单元可以含有除间苯二甲酸单元以外的芳香族二元羧酸单元、脂肪族二元羧酸单元、脂环族二元羧酸单元。
-芳香族二元羧酸单元-
作为构成除间苯二甲酸单元以外的芳香族二元羧酸单元的芳香族二元羧酸而言,不限于以下物质,例如可以列举:具有苯基、萘基的二元羧酸。芳香族二元羧酸的芳香族基团可以未取代也可以具有取代基。
作为该取代基而言,没有特别限制,例如可以列举:碳原子数1~4的烷基、碳原子数6~10的芳基、碳原子数7~10的芳烷基、氯基和溴基等卤素基团、碳原子数1~6的甲硅烷基以及磺酸基及其盐(钠盐等)等。
具体而言,不限于以下物质,可以列举:对苯二甲酸、萘二甲酸、2-氯对苯二甲酸、2-甲基对苯二甲酸、5-甲基间苯二甲酸和间苯二甲酸-5-磺酸钠等未取代或者被规定的取代基取代后的碳原子数8~20的芳香族二元羧酸等。其中,优选对苯二甲酸。
构成芳香族二元羧酸单元的芳香族二元羧酸可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
-脂肪族二元羧酸单元-
作为构成脂肪族二元羧酸单元的脂肪族二元羧酸而言,不限于以下物质,例如可以列举: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、二十烷二酸和二甘醇酸等碳原子数3~20的直链或支链状饱和脂肪族二元羧酸等。
-脂环族二元羧酸单元-
作为构成脂环族二元羧酸单元的脂环族二元羧酸而言,不限于以下物质,例如可以列举脂环结构的碳原子数为3~10的脂环族二元羧酸,优选脂环结构的碳原子数为5~10的脂环族二元羧酸。
作为这样的脂环族二元羧酸而言,不限于以下物质,例如可以列举:1,4-环己烷二甲酸、1,3-环己烷二甲酸和1,3-环戊烷二甲酸等。其中,优选1,4-环己烷二甲酸。
需要说明的是,构成脂环族二元羧酸单元的脂环族二元羧酸可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
脂环族二元羧酸的脂环族基团可以未取代也可以具有取代基。作为取代基而言,不限于以下基团,例如可以列举:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基和叔丁基等碳原子数1~4的烷基等。
作为除间苯二甲酸单元以外的二元羧酸单元而言,优选含有芳香族二元羧酸单元,更优选含有碳原子数为6以上且12以下的芳香族二元羧酸。
通过使用这样的二元羧酸,聚酰胺组合物的机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性、流动性、表面外观性等倾向于更优异。
在上述方式中,作为构成(1B-a)二元羧酸单元的二元羧酸而言,并非限定于上述作为二元羧酸而记载的化合物,可以为与上述二元羧酸等价的化合物。
在此,“与二元羧酸等价的化合物”是指可形成与来源于上述二元羧酸的二元羧酸结构同样的二元羧酸结构的化合物。作为这样的化合物而言,不限于以下物质,例如可以列举二元羧酸的酸酐和卤化物等。
另外,(1B)半芳香族聚酰胺可以根据需要还含有来源于偏苯三酸、均苯三酸和均苯四酸等三元以上的多元羧酸的单元。
三元以上的多元羧酸可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
((1B-b)二元胺单元)
构成(1B)半芳香族聚酰胺的(b)二元胺单元包含至少50摩尔%的碳原子数4~10的二元胺。虽然不限于以下物质,但例如可以列举脂肪族二元胺单元、脂环族二元胺单元和芳香族二元胺单元等。
-脂肪族二元胺单元-
作为构成脂肪族二元胺单元的脂肪族二元胺而言,不限于以下物质,例如可以列举: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、十二亚甲基二胺和十三亚甲基二胺等碳原子数2~20的直链饱和脂肪族二元胺等。直链饱和脂肪族二元胺的碳原子数可以为4~20。
-脂环族二元胺单元-
作为构成脂环族二元胺单元的脂环族二元胺而言,不限于以下物质,例如可以列举:1,4-环己烷二胺、1,3-环己烷二胺和1,3-环戊烷二胺等。
-芳香族二元胺单元-
作为构成芳香族二元胺单元的芳香族二元胺而言,只要是含有芳香族的二元胺则不限于以下物质,例如可以列举间苯二甲胺等。
构成(1B)半芳香族聚酰胺的二元胺单元中,优选为脂肪族二元胺单元,更优选为碳原子数4~10的具有直链饱和脂肪族基团的二元胺单元,进一步优选为碳原子数6~10的具有直链饱和脂肪族基团的二元胺单元,更进一步优选为六亚甲基二胺。
通过使用这样的二元胺,倾向于形成机械性质、特别是吸水刚性、高温使用下的刚性(热时刚性)、流动性、表面外观性等更优异的聚酰胺组合物。
需要说明的是,二元胺可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
(1B)半芳香族聚酰胺优选为聚酰胺6I、9I、10I,最优选为聚酰胺6I。
需要说明的是,(1B)半芳香族聚酰胺可以根据需要还含有双(六亚甲基)三胺等三元以上的多元脂肪族胺。
三元以上的多元脂肪族胺可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
在上述方式中,相对于聚酰胺组合物中的全部聚酰胺量100质量%,(1B)半芳香族聚酰胺的配合量为1.0质量%以上且50.0质量%以下、优选为5.0质量%以上且47.5质量%以下、更优选为10.0质量%以上且46.0质量%以下、进一步优选为15.0质量%以上且45.0质量%以下、更进一步优选为20.0质量%以上且44.0质量%以下、特别优选为22.5质量%以上且43.0质量%以下、最优选为24.5质量%以上且42.5质量%以下。通过将(1B)半芳香族聚酰胺的配合量设定在上述范围内,可以得到机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性、流动性等优异的聚酰胺组合物。另外,含有以无机填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物的表面外观优异。
(内酰胺单元和/或氨基羧酸单元)
(1A)脂肪族聚酰胺和(1B)半芳香族聚酰胺可以还含有内酰胺单元和/或氨基羧酸单元。通过含有这样的单元,倾向于得到韧性更优异的聚酰胺。需要说明的是,在此,构成内酰胺单元和氨基羧酸单元的内酰胺和氨基羧酸是指可聚合(缩聚)的内酰胺和氨基羧酸。
作为构成内酰胺单元和氨基羧酸单元的内酰胺和氨基羧酸而言,不限于以下物质,例如,优选碳原子数为4~14的内酰胺和氨基羧酸,更优选碳原子数6~12的内酰胺和氨基羧酸。
作为构成内酰胺单元的内酰胺而言,不限于以下物质,例如可以列举:丁内酰胺、新戊内酰胺、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,作为内酰胺而言,优选ε-己内酰胺、月桂内酰胺等,更优选ε-己内酰胺。通过含有这样的内酰胺,倾向于形成韧性更优异的聚酰胺组合物。
作为构成氨基羧酸单元的氨基羧酸而言,不限于以下物质,例如可以列举:作为内酰胺开环后的化合物的ω-氨基羧酸、α,ω-氨基酸等。
作为氨基羧酸而言,优选ω位被氨基取代后的碳原子数4~14的直链或支链状饱和脂肪族羧酸。作为这样的氨基羧酸而言,不限于以下物质,例如可以列举:6-氨基己酸、11-氨基十一烷酸和12-氨基十二烷酸等。另外,作为氨基羧酸而言,还可以列举对氨基甲基苯甲酸等。
构成内酰胺单元和氨基羧酸单元的内酰胺和氨基羧酸各自可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
相对于聚酰胺组合物中的聚酰胺总量,内酰胺单元和氨基羧酸单元的合计比例(摩尔%)优选为0摩尔%~20摩尔%、更优选为0摩尔%~10摩尔%、进一步优选为0摩尔%~5摩尔%。
通过将内酰胺单元和氨基羧酸单元的合计比例设定在上述范围内,倾向于得到流动性提高等效果。
(封端剂)
上述方式中所使用的聚酰胺的末端可以利用公知的封端剂进行封端。
这样的封端剂也可以在由上述的二元羧酸和二元胺和根据需要使用的内酰胺和/或氨基羧酸制造聚酰胺时作为分子量调节剂而添加。
作为封端剂而言,不限于以下物质,例如可以列举:一元羧酸、一元胺、邻苯二甲酸酐等酸酐、单异氰酸酯、单酰卤、单酯类和一元醇类等。
其中,优选一元羧酸和一元胺。通过利用封端剂对聚酰胺的末端进行封端,倾向于形成热稳定性更优异的聚酰胺组合物。另外,由聚酰胺组合物得到的成型品的热稳定性倾向于更优异。
封端剂可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
作为能够用作封端剂的一元羧酸而言,只要是具有与能够存在于聚酰胺的末端的氨基反应性的一元羧酸即可,不限于以下物质,例如可以列举: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、特戊酸和异丁酸等脂肪族一元羧酸;环己烷甲酸等脂环族一元羧酸;以及苯甲酸、甲基苯甲酸、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。
特别是从流动性、机械强度的观点出发,(1B)半芳香族聚酰胺的末端优选利用乙酸进行封端。
一元羧酸可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
作为能够用作封端剂的一元胺而言,只要是具有与能够存在于聚酰胺的末端的羧基的反应性的一元胺即可,不限于以下物质,例如可以列举:甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、己胺、辛胺、癸胺、硬脂胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺和二丁胺等脂肪族一元胺;环己胺和二环己胺等脂环族一元胺;以及苯胺、甲苯胺、二苯胺和萘胺等芳香族一元胺等。
一元胺可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
含有利用封端剂进行封端后的聚酰胺的聚酰胺组合物倾向于耐热性、流动性、韧性、低吸水性和刚性优异。
(聚酰胺的制造方法)
得到上述方式中的聚酰胺时,二元羧酸的添加量与二元胺的添加量优选为大约相同摩尔量。对于摩尔比而言,还考虑到聚合反应中的二元胺向反应体系外逃逸的部分,相对于全部二元羧酸的摩尔量1,全部二元胺的摩尔量优选为0.9~1.2、更优选为0.95~1.1、进一步优选为0.98~1.05。
作为聚酰胺的制造方法而言,不限于以下,例如为包含将构成二元羧酸单元的二元羧酸和构成二元胺单元的二元胺和根据需要的构成内酰胺单元和/或氨基羧酸单元的内酰胺和/或氨基羧酸聚合而得到聚合物的工序的方法,优选还包含使聚酰胺的聚合度提高的工序。另外,可以根据需要包含利用封端剂对所得到的聚合物的末端进行封端的封端工序。
作为聚酰胺的具体制造方法而言,例如可以列举如下所示的各种方法。
1)将二元羧酸-二元胺盐、或者二元羧酸与二元胺的混合物的水溶液、或者它们的水悬浮液加热,在维持熔融状态的情况下进行聚合的方法(以下也称为“热熔融聚合法”)。
2)将通过热熔融聚合法得到的聚酰胺在熔点以下的温度下维持固体状态的情况下使聚合度提高的方法(以下也称为“热熔融聚合·固相聚合法”)。
3)使二元羧酸-二元胺盐、或者二元羧酸与二元胺的混合物在维持固体状态的情况下进行聚合的方法(以下也称为“固相聚合法”)。
4)使用与二元羧酸等价的二元酰卤成分与二元胺成分进行聚合的方法(以下也称为“溶液法”)。
其中,优选包含热熔融聚合法的制造方法,通过热熔融聚合法制造聚酰胺时,优选保持熔融状态直至聚合结束为止。为了保持熔融状态,需要在与聚酰胺组成相匹配的聚合条件下进行制造。例如可以列举下述方法等:将该热熔融聚合法中的聚合压力控制为14kg/cm2~25kg/cm2(表压),在持续加热的同时用30分钟以上降压至槽内的压力为大气压(表压为0kg/cm2)。
在聚酰胺的制造方法中,作为聚合方式而言,没有特别限制,既可以为间歇式也可以为连续式。
作为用于制造聚酰胺的聚合装置而言,没有特别限制,可以使用公知的装置,例如可以列举高压釜型反应器、转鼓型反应器和捏合机等挤出机型反应器等。
以下,作为聚酰胺的制造方法,具体地示出通过间歇式的热熔融聚合法制造聚酰胺的方法,但聚酰胺的制造方法不限于此。
首先,例如,利用在110℃~180℃的温度和约0.035MPa~约0.6MPa(表压)的压力下进行操作的浓缩槽,将含有约40质量%~60质量%的聚酰胺的原料成分(二元羧酸、二元胺和根据需要的内酰胺和/或氨基羧酸)的水溶液浓缩至约65质量%~约90质量%而得到浓缩溶液。
接着,将所得到的浓缩溶液转移至高压釜,继续加热直至该高压釜中的压力达到约1.2MPa~约2.2MPa(表压)。
然后,在高压釜中,在除去水和/或气体成分的同时将压力保持在约1.2MPa~约2.2MPa(表压),在温度达到约220℃~约260℃的时刻,降压至大气压(表压为0MPa)。
将高压釜内的压力降压至大气压后,根据需要进行减压,由此能够有效地除去作为副产物的水。
然后,利用氮气等非活性气体对高压釜进行加压,将聚酰胺熔融物以线料的形式从高压釜挤出。对所挤出的线料进行冷却、切割,由此得到聚酰胺的颗粒。
(聚酰胺的聚合物末端)
作为上述方式中所使用的聚酰胺的聚合物末端而言,没有特别限制,可以如下进行分类、定义。
即,1)氨基末端、2)羧基末端、3)由封端剂形成的末端、4)其它末端。
1)氨基末端为具有氨基(-NH2基)的聚合物末端,来源于原料的二元胺单元。
2)羧基末端为具有羧基(-COOH基)的聚合物末端,来源于原料的二元羧酸。
3)由封端剂形成的末端为在聚合时添加封端剂的情况下形成的末端。作为封端剂而言,可以列举上述封端剂。
4)其它末端为未分类在上述1)~3)中的聚合物末端,可以列举氨基末端发生脱氨反应而生成的末端、由羧基末端进行脱羧反应而生成的末端等。
((1A)脂肪族聚酰胺的特性)
(1A)脂肪族聚酰胺的分子量、熔点Tm2、结晶焓ΔH、tanδ峰值温度具体而言可以通过后述的实施例中所记载的方法进行测定。
作为(1A)脂肪族聚酰胺的分子量的指标而言,可以使用Mw(重均分子量)。(1A)脂肪族聚酰胺的Mw(重均分子量)优选为10000~50000、更优选为15000~45000、进一步优选为20000~40000、更进一步优选为25000~35000。
通过Mw(重均分子量)在上述范围内,可以得到机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性、流动性等优异的聚酰胺组合物。另外,含有以无机填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物的表面外观优异。需要说明的是,Mw(重均分子量)的测定如下述实施例中所记载的那样可以使用GPC(凝胶渗透色谱仪)进行测定。
(1A)脂肪族聚酰胺的分子量分布以Mw(重均分子量)/Mn(数均分子量)作为指标。
(1A)脂肪族聚酰胺的Mw(重均分子量)/Mn(数均分子量)优选为1.8~2.2、更优选为1.9~2.1。分子量分布的下限为1.0。通过使Mw(重均分子量)/Mn(数均分子量)在上述范围内,可以得到流动性等优异的聚酰胺组合物。另外,含有以无机填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物的表面外观优异。另外,由含有以无机填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物得到的成型品的表面外观更优异。
作为将(1A)脂肪族聚酰胺的Mw(重均分子量)/Mn(数均分子量)控制在上述范围内的方法而言,例如可以列举:加入磷酸、次磷酸钠等公知的缩聚催化剂作为聚酰胺的热熔融聚合时的添加物的方法;以及控制加热条件、减压条件等聚合条件的方法等。
在上述方式中,(1A)脂肪族聚酰胺的Mw(重均分子量)/Mn(数均分子量)的测定可以如下述实施例中所记载的那样使用利用GPC(凝胶渗透色谱仪)得到的Mw(重均分子量)、Mn(数均分子量)来计算。
(1A)脂肪族聚酰胺的熔点Tm2优选为220℃以上、更优选为230℃以上、进一步优选为240℃以上。
另外,(1A)脂肪族聚酰胺的熔点Tm2优选为300℃以下、更优选为290℃以下、进一步优选为280℃以下、更进一步优选为270℃以下。
通过(1A)脂肪族聚酰胺的熔点Tm2为220℃以上,倾向于可以得到热时刚性等更优异的聚酰胺组合物。另外,由聚酰胺组合物得到的成型品的热时刚性等倾向于更优异。
另外,通过(1A)脂肪族聚酰胺的熔点Tm2为300℃以下,倾向于能够进一步抑制挤出、成型等熔融加工中的聚酰胺组合物的热分解等。
从机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性的观点出发,(1A)脂肪族聚酰胺的结晶焓ΔH优选为30J/g以上、更优选为40J/g以上、进一步优选为50J/g以上、更进一步优选为60J/g以上。另外,结晶焓ΔH的上限没有特别限制,越高越优选。
作为(1A)脂肪族聚酰胺的熔点Tm2和结晶焓ΔH的测定装置而言,例如可以列举PERKIN-ELMER公司制造的Diamond-DSC等。
(1A)脂肪族聚酰胺的tanδ峰值温度优选为40℃以上、更优选为50℃~110℃、进一步优选为60℃~100℃、更进一步优选为70℃~95℃、更进一步优选为80℃~90℃。通过(1A)脂肪族聚酰胺的tanδ峰值温度为40℃以上,倾向于可以得到吸水刚性、热时刚性优异的聚酰胺组合物。
(1A)脂肪族聚酰胺的tanδ峰值温度可以如下述实施例中所记载的那样例如使用粘弹性测定分析装置等(Rheology制造的DVE-V4)进行测定。
((1B)半芳香族聚酰胺的特性)
(1B)半芳香族聚酰胺的分子量、甲酸相对粘度(VR(5B))、熔点Tm2、结晶焓ΔH、tanδ峰值温度、氨基末端量和羧基末端量具体而言可以通过后述的实施例中所记载的方法进行测定。
作为(1B)半芳香族聚酰胺的分子量的指标而言,可以使用Mw(重均分子量)。(1B)半芳香族聚酰胺的Mw(重均分子量)优选为10000~35000、更优选为10000~25000、进一步优选为13000~24000、更进一步优选为15000~23000、特别优选为18000~22000、最优选为19000~21000。
通过Mw(重均分子量)在上述范围内,可以得到机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性、流动性等优异的聚酰胺组合物。另外,含有以无机填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物的表面外观优异。需要说明的是,Mw(重均分子量)的测定可以如下述实施例中所记载的那样使用GPC(凝胶渗透色谱仪)进行测定。
(1A)脂肪族聚酰胺的重均分子量Mw(1A)与(1B)半芳香族聚酰胺的重均分子量Mw(1B)之差{Mw(1A)-Mw(1B)}优选为10000以上、更优选为11000以上、进一步优选为12000以上、更进一步优选为13000以上、最优选为14000以上。通过{Mw(1A)-Mw(1B)}为10000以上,(1B)半芳香族聚酰胺形成微米级域,能够制成吸水刚性、热时刚性优异的组合物。
(1B)半芳香族聚酰胺的分子量分布以Mw(重均分子量)/Mn(数均分子量)作为指标。
(1B)半芳香族聚酰胺的Mw(重均分子量)/Mn(数均分子量)优选为2.6以下、更优选为2.4以下、进一步优选为1.7~2.4、更进一步优选为1.8~2.3、特别优选为1.9~2.2、最优选为1.9~2.1。Mw(重均分子量)/Mn(数均分子量)的下限为1.0。通过使Mw(重均分子量)/Mn(数均分子量)在上述范围内,可以得到流动性等优异的聚酰胺组合物。另外,含有以无机填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物的表面外观优异。
作为将(1B)半芳香族聚酰胺的Mw(重均分子量)/Mn(数均分子量)控制在上述范围内的方法而言,例如可以列举添加磷酸、次磷酸钠等公知的缩聚催化剂作为聚酰胺的热熔融聚合时的添加物的方法。另外,控制加热条件、减压条件等聚合条件,尽可能在低温且短时间内结束缩聚反应很重要。特别是如果(1B)半芳香族聚酰胺为非晶性聚酰胺,则不具有熔点,因此,期望能够降低反应温度。
在聚酰胺的分子结构中含有芳香族化合物单元时,具有分子量分布(Mw/Mn)随着分子量增大而升高的倾向。分子量分布高表示具有分子的三维结构的聚酰胺分子的比例高,在高温加工时,分子的三维结构化容易进一步进行,流动性降低,含有以无机填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物的表面外观变差。
在上述方式中,(1B)半芳香族聚酰胺的Mw(重均分子量)/Mn(数均分子量)的测定可以如下述实施例中所记载的那样使用利用GPC(凝胶渗透色谱仪)得到的Mw(重均分子量)、Mn(数均分子量)来计算。
在上述方式中,聚酰胺的甲酸相对粘度(VR)为聚酰胺的甲酸溶液的相对粘度,可以说是将聚酰胺的甲酸溶液所具有的粘度与甲酸本身所具有的粘度进行比较而得的相对粘度。在本说明书中,将上述VR作为聚酰胺的分子量和流动性的指标,VR的数值高的情况下,评价为高分子量且低流动。测定VR时,依据ASTM-D789实施。具体而言,使用使聚酰胺以达到8.4质量%的方式溶解于90质量%甲酸(水10质量%)而得的溶液,可以采用在25℃下测定的值作为VR值。VR低于8的情况下,色调、机械性质不充分,VR大于30的情况下,流动性降低,成型加工性变差。上述方式中的(2B)半芳香族聚酰胺的VR为8以上且30以下、优选为8以上且25以下、更优选为10以上且25以下、进一步优选为10以上且20以下。
在上述方式中,聚酰胺的Mw/VR为分子量和流动性的指标。(2B)半芳香族聚酰胺的Mw/VR优选为1000以上且2000以下、更优选为1200以上且2000以下、进一步优选为1400以上且2000以下、更进一步优选为1500以上且2000以下、最优选为1500以上且1800以下。Mw/VR小于1000的情况下,例如,分子量降低,因此机械性质变得不充分。另一方面,Mw/VR大于2000的情况下,例如,VR降低,因此具有如下倾向:流动性升高,成型时产生毛刺,引起成型不良。
从机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性的观点出发,(1B)半芳香族聚酰胺的结晶焓ΔH优选为15J/g以下、更优选为10J/g以下、进一步优选为5J/g以下、更进一步优选为0J/g。
作为将(1B)半芳香族聚酰胺的结晶焓ΔH控制在上述范围内的方法而言,可以列举提高芳香族单体相对于二元羧酸单元的比率。另外,可以采用公知的减小聚酰胺的结晶度的方法,没有特别限制。作为公知的减小聚酰胺的结晶度的方法,具体而言,例如可以列举:提高间位取代芳香族二元羧酸单元相对于二元羧酸单元的比率的方法、以及提高间位取代芳香族二元胺单元相对于二元胺单元的比率的方法。从该观点出发,(1B)半芳香族聚酰胺在构成(1B)半芳香族聚酰胺的全部二元羧酸单元中优选含有50摩尔%以上的间苯二甲酸作为(1B-a)二元羧酸单元、更优选含有75摩尔%以上、进一步优选含有100摩尔%。
作为(1B)半芳香族聚酰胺的结晶焓ΔH的测定装置而言,例如可以列举PERKIN-ELMER公司制造的Diamond-DSC等。
(1B)半芳香族聚酰胺的tanδ峰值温度优选为90℃以上、更优选为100℃~160℃、进一步优选为110℃~150℃、更进一步优选为120℃~145℃、更进一步优选为130℃~140℃。
作为将(1B)半芳香族聚酰胺的tanδ峰值温度控制在上述范围内的方法而言,需要提高芳香族单体相对于二元羧酸单元的比率。含有75摩尔%以上的间苯二甲酸作为二元羧酸单元很重要,最优选含有100摩尔%。
通过(1B)半芳香族聚酰胺的tanδ峰值温度为90℃以上,倾向于可以得到吸水刚性、热时刚性优异的聚酰胺组合物。另外,通过(1B)半芳香族聚酰胺的tanδ峰值温度为160℃以下,含有以无机填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物的表面外观优异。
(1B)半芳香族聚酰胺的tanδ峰值温度可以如下述实施例中所记载的那样例如使用粘弹性测定分析装置等(Rheology制造的DVE-V4)进行测定。
以相对于聚酰胺1g的当量表示,(1B)半芳香族聚酰胺的氨基末端的量优选为5μ当量/g~100μ当量/g、更优选为10μ当量/g~90μ当量/g、进一步优选为20μ当量/g~80μ当量/g、更进一步优选为30μ当量/g~70μ当量/g、更进一步优选为40μ当量/g~60μ当量/g。通过氨基末端的量在上述范围内,能够得到对热、光的变色优异的组合物。氨基末端的量可以通过中和滴定进行测定。
相对于聚酰胺1g,(1B)半芳香族聚酰胺的羧基末端的量优选为50μ当量/g~300μ当量/g、更优选为100μ当量/g~280μ当量/g、进一步优选为120μ当量/g~260μ当量/g、更进一步优选为150μ当量/g~250μ当量/g、更进一步优选为180μ当量/g~240μ当量/g。通过羧基末端的量在上述范围内,可以得到流动性等优异的聚酰胺组合物。另外,含有以无机填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物的表面外观优异。另外,由含有以无机填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物得到的成型品的表面外观更优异。羧基末端的量可以通过中和滴定进行测定。
相对于聚酰胺1g,(1B)半芳香族聚酰胺的氨基末端的量与羧基末端的量的合计量优选为150μ当量/g~350μ当量/g、更优选为160μ当量/g~300μ当量/g、进一步优选为170μ当量/g~280μ当量/g、更进一步优选为180μ当量/g~270μ当量/g、更进一步优选为190μ当量/g~260μ当量/g。通过氨基末端的量与羧基末端的量的合计量在上述范围内,可以得到流动性等优异的聚酰胺组合物。另外,含有以无机填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物的表面外观优异。另外,由含有以无机填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物得到的成型品的表面外观更优异。
上述方式的聚酰胺组合物中,除了上述的(1A)脂肪族聚酰胺、(1B)半芳香族聚酰胺以外可以还含有选自由无机填充材料、成核剂、润滑剂、稳定剂、除聚酰胺以外的聚合物、亚磷酸金属盐和/或次磷酸金属盐、以及亚磷酸酯化合物构成的组中的一种以上成分。
((1C)无机填充材料)
作为无机填充材料而言,不限于以下物质,例如可以列举:玻璃纤维、碳纤维、硅酸钙纤维、钛酸钾纤维、硼酸铝纤维、粘土、鳞片状玻璃、滑石、高岭土、云母、水滑石、碳酸钙、碳酸镁、碳酸锌、氧化锌、磷酸一氢钙、硅灰石、二氧化硅、沸石、氧化铝、勃母石、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、蒙脱石、溶胀性氟云母和磷灰石。
其中,从进一步提高机械强度的观点出发,优选为选自由玻璃纤维、碳纤维、硅灰石、高岭土、云母、滑石、碳酸钙、碳酸镁、钛酸钾纤维、硼酸铝纤维和粘土构成的组中的一种以上。其中,更优选为选自由玻璃纤维、碳纤维、硅灰石、高岭土、云母、滑石、碳酸钙和粘土构成的组中的一种以上。
从提高韧性和成型品的表面外观的观点出发,玻璃纤维、碳纤维的数均纤维直径优选为3μm~30μm、更优选为3μm~20μm、进一步优选为3μm~12μm、更进一步优选为3μm~9μm、更进一步优选为4μm~6μm。
通过将上述玻璃纤维、碳纤维的数均纤维直径设定为30μm以下,能够制成韧性和成型品的表面外观优异的聚酰胺组合物。另一方面,通过设定为3μm以上,可以得到成本方面和粉体的操作方面与物性(流动性等)的平衡优异的聚酰胺组合物。通过进一步设定为3μm~9μm,能够制成振动疲劳特性、滑动性优异的聚酰胺组合物。
玻璃纤维、碳纤维其截面可以为正圆状也可以为扁平状。作为所述扁平状的截面而言,不限于以下形状,例如可以列举:长方形、接近长方形的椭圆形、椭圆形以及长度方向的中央部收缩的茧型。在此,本说明书中的“扁平率”是指将该纤维截面的长径设为D2并且将该纤维截面的短径设为D1时以D2/D1表示的值(正圆状的扁平率为约1)。
玻璃纤维、碳纤维中,从能够对聚酰胺组合物赋予优异的机械强度的观点出发,可以合适地使用数均纤维直径为3μm~30μm、重均纤维长度为100μm~750μm、并且重均纤维长度(L)与数均纤维直径(D)的长径比(L/D)为10~100的玻璃纤维、碳纤维。
另外,从降低板状成型品的翘曲以及提高耐热性、韧性、低吸水性和耐热老化性的观点出发,扁平率优选为1.5以上、更优选为1.5~10.0、进一步优选为2.5~10.0、更进一步优选为3.1~6.0。扁平率在上述范围内的情况下,在与其它成分混合、混炼、成型等处理时,能够有效地防止破碎,能够充分地得到对于成型品而言所期望的效果,因而优选。
扁平率为1.5以上的玻璃纤维、碳纤维的粗细不限于以下范围,优选该纤维截面的短径D1为0.5μm~25μm并且该纤维截面的长径D2为1.25μm~250μm。在上述范围内的情况下,能够有效地避免纤维纺丝的困难性,并且能够在不减少与树脂(聚酰胺)的接触面积的情况下提高成型品的强度。短径D1更优选为3μm~25μm,并且优选扁平率大于3。
这些扁平率为1.5以上的玻璃纤维、碳纤维例如可以使用日本特公平3-59019号公报、日本特公平4-13300号公报、日本特公平4-32775号公报等所记载的方法来制造。特别是优选使用在底面具有大量孔的孔板或者异形截面玻璃纤维纺丝用喷头中的任意一种制造的扁平率为1.5以上的玻璃纤维,其中,所述孔板上设置有包围多个孔出口且从该底面向下方延伸的凸状边缘,所述异形截面玻璃纤维纺丝用喷头上设置有从具有单个或多个孔的喷头的外周部前端向下方延伸的多个凸状边缘。这些纤维状增强材料可以将纤维束作为粗纱原样使用,也可以进一步经过切割工序制成短切玻璃原丝后使用。
在此,本说明书中的数均纤维直径和重均纤维长度是通过以下方法求出的值。将聚酰胺组合物投入电炉中,对所含有的有机物进行焚烧处理。从该处理后的残渣部分中任意选择100根以上玻璃纤维(或者碳纤维),利用扫描型电子显微镜(SEM)进行观察,测定这些玻璃纤维(或者碳纤维)的纤维直径,由此求出数均纤维直径。此外,使用以1000倍的倍率拍摄的上述100根以上玻璃纤维(或者碳纤维)的SEM照片测量纤维长度,由此求出重均纤维长度。
上述玻璃纤维、碳纤维可以利用硅烷偶联剂等实施表面处理。作为硅烷偶联剂而言,不限于以下物质,例如可以列举:γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷和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和γ-巯基丙基三乙氧基硅烷等巯基硅烷类、环氧硅烷类、以及乙烯基硅烷类。其中,优选为选自由上述所列举的成分构成的组中的一种以上,更优选为氨基硅烷类。
另外,上述玻璃纤维、碳纤维中,可以还含有以下物质作为集束剂:含有含羧酸酐的不饱和乙烯基单体与除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、聚氨酯树脂、丙烯酸均聚物、丙烯酸与其它共聚性单体的共聚物、以及它们与伯胺、仲胺和叔胺的盐、以及含有含羧酸酐的不饱和乙烯基单体和除含羧酸酐的不饱和乙烯基单体以外的不饱和乙烯基单体的共聚物等。它们可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
其中,从所得到的聚酰胺组合物的机械强度的观点出发,作为集束剂而言,优选为含有含羧酸酐的不饱和乙烯基单体与除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、环氧化合物和聚氨酯树脂、以及它们的组合。更优选为含有含羧酸酐的不饱和乙烯基单体与除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和聚氨酯树脂、以及它们的组合。
玻璃纤维、碳纤维可以通过如下方式得到:在公知的该纤维的制造工序中,使用辊式涂布器等公知的方法,将上述集束剂涂敷在该纤维上,对所制造的纤维束进行干燥,由此连续地进行反应。
可以将纤维束作为粗纱原样使用,也可以进一步经过切割工序而制成短切玻璃原丝后使用。
以固体成分比率计,相对于玻璃纤维或碳纤维100质量%,集束剂优选施加(添加)相当于0.2质量%~3质量%、更优选施加(添加)相当于0.3质量%~2质量%。即,从维持该纤维的集束的观点出发,以固体成分比率计,相对于玻璃纤维或碳纤维100质量%,集束剂的添加量优选为0.2质量%以上。另一方面,从提高所得到的聚酰胺组合物的热稳定性的观点出发,集束剂的添加量优选为3质量%以下。线料的干燥可以在切割工序后进行,也可以在干燥线料后进行切割。
作为除玻璃纤维和碳纤维以外的无机填充材料而言,从提高成型品的强度、刚性、表面外观的观点出发,不限于以下物质,例如优选为硅灰石、高岭土、云母、滑石、碳酸钙、碳酸镁、钛酸钾纤维、硼酸铝纤维、粘土。更优选为硅灰石、高岭土、云母、滑石、碳酸钙和粘土,进一步优选为硅灰石、高岭土、云母、滑石,更进一步优选为硅灰石、云母,特别优选为硅灰石。这些无机填充材料可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
从提高韧性以及成型品的表面外观的观点出发,除玻璃纤维、碳纤维以外的无机填充材料的平均粒径优选为0.01μm~38μm、更优选为0.03μm~30μm、进一步优选为0.05μm~25μm、更进一步优选为0.10μm~20μm、特别优选为0.15μm~15μm。
通过将上述除玻璃纤维、碳纤维以外的无机填充材料的平均粒径设定为38μm以下,能够制成韧性以及成型品的表面外观优异的聚酰胺组合物。另一方面,通过设定为0.1μm以上,可以得到成本方面和粉体的操作方面与物性(流动性等)的平衡优异的聚酰胺组合物。
在此,无机填充材料中,对于硅灰石等具有针状形状的无机填充材料,将数均纤维直径(以下也简称为“平均纤维直径”)作为平均粒径。另外,截面不是圆形的情况下,将其长度的最大值作为(数均)纤维直径。
对于上述的具有针状形状的无机填充材料的重均纤维长度(以下也简称为“平均纤维长度”),优选由上述数均纤维直径的优选范围以及下述的重均纤维长度(L)与数均纤维直径(D)的长径比(L/D)的优选范围计算出的数值范围。
对于具有针状形状的无机填充材料的重均纤维长度(L)与数均纤维直径(D)的长径比(L/D),从提高成型品的表面外观并且防止注射成型机等的金属零件的磨损的观点出发,优选为1.5~10、更优选为2.0~5、进一步优选为2.5~4。
另外,除玻璃纤维和碳纤维以外的无机填充材料也可以使用硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂等实施表面处理。作为硅烷偶联剂而言,不限于以下物质,例如可以列举:γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷和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和γ-巯基丙基三乙氧基硅烷等巯基硅烷类、环氧硅烷类、以及乙烯基硅烷类。其中,优选从上述所列举的成分中选择的一种以上,更优选为氨基硅烷类。这样的表面处理剂可以预先对无机填充材料的表面进行处理,也可以在混合聚酰胺和无机填充材料时添加。另外,相对于无机填充材料100质量%,表面处理剂的添加量优选为0.05质量%~1.5质量%。
相对于聚酰胺合计量100质量份,无机填充材料的含量优选为5质量份~250质量份、更优选为30质量份~250质量份、进一步优选为50质量份~240质量份、更进一步优选为50质量份~200质量份、特别优选为50~150质量份。
相对于聚酰胺合计量100质量份,通过将无机填充材料的含量设定为5质量份以上,表现出使所得到的聚酰胺组合物的强度和刚性提高的效果。另一方面,相对于聚酰胺合计量100质量份,通过将无机填充材料的含量设定为250质量份以下,可以得到挤出性和成型性优异的聚酰胺组合物。
(成核剂)
成核剂是指通过添加能够得到如下效果的物质:使聚酰胺组合物的结晶峰值温度升高、或者减小结晶峰的外推起始温度与外推结束温度之差、或者使所得到的成型品的球晶微细化或者尺寸均匀化。
作为成核剂而言,不限于以下物质,例如可以列举:滑石、氮化硼、云母、高岭土、碳酸钙、硫酸钡、氮化硅、炭黑、钛酸钾和二硫化钼等。
成核剂可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
从成核剂效果的观点考虑,成核剂优选滑石、氮化硼。
另外,由于成核剂效果高,优选数均粒径为0.01μm~10μm的成核剂。
成核剂的数均粒径可以通过下述方式求出:利用甲酸等可溶解聚酰胺的溶剂将成型品溶解,从所得到的不溶成分之中例如任意选择100个以上成核剂,利用光学显微镜、扫描型电子显微镜等进行观察测定。
在上述方式的聚酰胺组合物中,相对于上述方式的聚酰胺合计量100质量份,成核剂的含量优选为0.001质量份~1质量份、更优选为0.001质量份~0.5质量份、进一步优选为0.001质量份~0.09质量份。
相对于聚酰胺合计量100质量份,通过将成核剂的含量设定为0.001质量份以上,聚酰胺组合物的耐热性提高,并且,相对于聚酰胺合计量100质量份,通过将成核剂的含量设定为1质量份以下,可以得到韧性优异的聚酰胺组合物。
(润滑剂)
作为润滑剂而言,不限于以下物质,例如可以列举:高级脂肪酸、高级脂肪酸金属盐、高级脂肪酸酯和高级脂肪酸酰胺等。
润滑剂可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
作为高级脂肪酸而言,例如可以列举:硬脂酸、棕榈酸、山萮酸、芥酸、油酸、月桂酸和褐煤酸等碳原子数8~40的饱和或不饱和的、直链或支链状的脂肪族一元羧酸,优选硬脂酸和褐煤酸等。
作为高级脂肪酸而言,可以使用一种,也可以组合使用两种以上。
高级脂肪酸金属盐是指高级脂肪酸的金属盐。
作为构成高级脂肪酸金属盐的金属元素而言,优选元素周期表的第1、2、3族元素、锌和铝等,更优选钙、钠、钾和镁等第1、2族元素以及铝等。
作为高级脂肪酸金属盐而言,不限于以下物质,例如可以列举:硬脂酸钙、硬脂酸铝、硬脂酸锌、硬脂酸镁、褐煤酸钙和褐煤酸钠、棕榈酸钙等,优选褐煤酸的金属盐和硬脂酸的金属盐等。
高级脂肪酸金属盐可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
高级脂肪酸酯是指高级脂肪酸与醇的酯化物。优选碳原子数8~40的脂肪族羧酸与碳原子数8~40的脂肪族醇的酯。
作为脂肪族醇而言,不限于以下物质,例如可以列举:硬脂醇、山嵛醇和月桂醇等。
作为高级脂肪酸酯而言,不限于以下物质,例如可以列举:硬脂酸硬脂酯、山萮酸山萮酯等。
作为高级脂肪酸酯而言,可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
高级脂肪酸酰胺是指高级脂肪酸的酰胺化合物。
作为高级脂肪酸酰胺而言,不限于以下物质,例如可以列举:硬脂酰胺、油酰胺、芥酸酰胺、亚乙基双硬脂酰胺、亚乙基双油酰胺、N-硬脂基硬脂酰胺、N-硬脂基芥酸酰胺等。
作为高级脂肪酸酰胺而言,优选为硬脂酰胺、芥酸酰胺、亚乙基双硬脂酰胺和N-硬脂基芥酸酰胺,更优选为亚乙基双硬脂酰胺和N-硬脂基芥酸酰胺。
高级脂肪酸酰胺可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
从改善成型性的效果的观点出发,作为润滑剂而言,优选为高级脂肪酸金属盐、高级脂肪酸酰胺,更优选为高级脂肪酸金属盐。
相对于聚酰胺合计量100质量份,上述方式的聚酰胺组合物中的润滑剂的含量优选为润滑剂0.001质量份~1质量份,更优选为0.03质量份~0.5质量份。
通过使润滑剂的含量处于上述范围内,能够制成脱模性和塑化时间稳定性优异、并且韧性优异的聚酰胺组合物,并且能够防止由分子链被切断所导致的聚酰胺的分子量的极度降低。
(稳定剂)
作为稳定剂而言,不限于以下物质,例如可以列举:酚类热稳定剂、含磷热稳定剂、胺类热稳定剂、以及元素周期表的第3族、第4族和第11~14族的元素的金属盐、以及碱金属和碱土金属的卤化物等。
作为酚类热稳定剂而言,不限于以下物质,例如可以列举受阻酚化合物。受阻酚化合物具有赋予聚酰胺等树脂、纤维优异的耐热性和耐光性的性质。
作为受阻酚化合物而言,不限于以下物质,例如可以列举:N,N'-己烷-1,6-二基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酰胺)、季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、N,N'-六亚甲基双(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酰胺)、三乙二醇双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]、3,9-双{2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]-1,1-二甲基乙基}-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一烷、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(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯和异氰脲酸1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)酯。
它们可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
特别是从提高耐热老化性的观点出发,优选为N,N'-己烷-1,6-二基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酰胺)]。
使用酚类热稳定剂的情况下,相对于聚酰胺组合物100质量%,聚酰胺组合物中的酚类热稳定剂的含量优选为0.01质量%~1质量%、更优选为0.1质量%~1质量%。酚类热稳定剂的含量在上述范围内的情况下,能够进一步提高聚酰胺组合物的耐热老化性,能够进一步减少气体产生量。
作为含磷热稳定剂而言,不限于以下物质,例如可以列举:季戊四醇型亚磷酸酯化合物、亚磷酸三辛酯、亚磷酸三月桂酯、亚磷酸三癸酯、亚磷酸辛基二苯酯、亚磷酸三异癸酯、亚磷酸苯基二异癸酯、亚磷酸苯基二(十三烷基)酯、亚磷酸二苯基异辛酯、亚磷酸二苯基异癸酯、亚磷酸二苯基(十三烷基)酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(壬基苯基)酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基-5-甲基苯基)酯、亚磷酸三(丁氧基乙基)酯、4,4'-亚丁基-双(3-甲基-6-叔丁基苯基-四(十三烷基))二亚磷酸酯、四(C12~C15混合烷基)-4,4'-亚异丙基二苯基二亚磷酸酯、4,4'-亚异丙基双(2-叔丁基苯基)-二(壬基苯基)亚磷酸酯、亚磷酸三(联苯基)酯、四(十三烷基)-1,1,3-三(2-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基)丁烷二亚磷酸酯、四(十三烷基)-4,4'-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯基)二亚磷酸酯、四(C1~C15混合烷基)-4,4'-亚异丙基二苯基二亚磷酸酯、三(单、二混合壬基苯基)亚磷酸酯、4,4'-亚异丙基双(2-叔丁基苯基)二(壬基苯基)亚磷酸酯、9,10-二氢-9-氧杂-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)亚磷酸酯、氢化-4,4'-亚异丙基二苯基多亚磷酸酯、双(辛基苯基)双(4,4'-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯基))-1,6-己醇二亚磷酸酯、六(十三烷基)-1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)二亚磷酸酯、三(4,4'-亚异丙基双(2-叔丁基苯基))亚磷酸酯、三(1,3-硬脂酰氧基异丙基)亚磷酸酯、2,2-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)辛基亚磷酸酯、2,2-亚甲基双(3-甲基-4,6-二叔丁基苯基)2-乙基己基亚磷酸酯、四(2,4-二叔丁基-5-甲基苯基)-4,4'-亚联苯基二亚磷酸酯和四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4'-亚联苯基二亚磷酸酯。
它们可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
上述所列举的物质中,从进一步提高聚酰胺组合物的耐热老化性以及减少气体产生量的观点出发,优选季戊四醇型亚磷酸酯化合物和/或亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯。作为季戊四醇型亚磷酸酯化合物而言,不限于以下物质,例如可以列举:2,6-二叔丁基-4-甲基苯基-苯基-季戊四醇二亚磷酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯基-甲基-季戊四醇二亚磷酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯基-2-乙基己基-季戊四醇二亚磷酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯基-异癸基-季戊四醇二亚磷酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯基-月桂基-季戊四醇二亚磷酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯基-异十三烷基-季戊四醇二亚磷酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯基-硬脂基·季戊四醇二亚磷酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯基·环己基-季戊四醇二亚磷酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯基-苄基-季戊四醇二亚磷酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯基·乙基溶纤剂-季戊四醇二亚磷酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯基-丁基卡必醇-季戊四醇二亚磷酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯基-辛基苯基-季戊四醇二亚磷酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯基-壬基苯基·季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-乙基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯基-2,6-二叔丁基苯基-季戊四醇二亚磷酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯基-2,4-二叔丁基苯基-季戊四醇二亚磷酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯基-2,4-二叔辛基苯基-季戊四醇二亚磷酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯基-2-环己基苯基-季戊四醇二亚磷酸酯、2,6-二叔戊基-4-甲基苯基-苯基·季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6-二叔戊基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯和双(2,6-二叔辛基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
它们可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
上述所列举的季戊四醇型亚磷酸酯化合物中,从减少聚酰胺组合物的气体产生量的观点出发,优选为选自由双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-乙基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6-二叔戊基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯和双(2,6-二叔辛基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯构成的组中的一种以上,更优选为双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
使用含磷热稳定剂的情况下,相对于聚酰胺组合物100质量%,聚酰胺组合物中的含磷热稳定剂的含量优选为0.01质量%~1质量%、更优选为0.1质量%~1质量%。含磷热稳定剂的含量在上述范围内的情况下,能够进一步提高聚酰胺组合物的耐热老化性,能够进一步减少气体产生量。
作为胺类热稳定剂而言,不限于以下物质,例如可以列举:4-乙酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-硬脂酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-丙烯酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-(苯基乙酰氧基)-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-甲氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-硬脂氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-环己氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-苄氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-苯氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-(乙基氨基甲酰氧基)-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-(环己基氨基甲酰氧基)-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-(苯基氨基甲酰氧基)-2,2,6,6-四甲基哌啶、碳酸双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯、草酸双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯、丙二酸双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯、癸二酸双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯、己二酸双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯、对苯二甲酸双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯、1,2-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶氧基)乙烷、α,α'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶氧基)对二甲苯、甲苯-2,4-二氨基甲酸双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯、六亚甲基-1,6-二氨基甲酸双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯、苯-1,3,5-三甲酸三(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯、苯-1,3,4-三甲酸三(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯、1-[2-{3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基}丁基]-4-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基]2,2,6,6-四甲基哌啶以及1,2,3,4-丁烷四甲酸与1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶醇与β,β,β',β'-四甲基-3,9-[2,4,8,10-四氧杂螺(5,5)十一烷]二乙醇的缩合物。它们可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
使用胺类热稳定剂的情况下,相对于聚酰胺组合物100质量%,聚酰胺组合物中的胺类热稳定剂的含量优选为0.01质量%~1质量%、更优选为0.1质量%~1质量%。胺类热稳定剂的含量在上述范围内的情况下,能够进一步提高聚酰胺组合物的耐热老化性,能够进一步减少气体产生量。
作为元素周期表的第3族、第4族和第11~14族的元素的金属盐而言,只要是属于这些族的金属的盐就没有任何限制。从进一步提高聚酰胺组合物的耐热老化性的观点出发,优选为铜盐。作为该铜盐而言,不限于以下物质,例如可以列举: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成的铜络合物。它们可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
上述所列举的铜盐中,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。使用上述更优选的铜盐的情况下,可以得到耐热老化性优异、并且能够有效地抑制挤出时的螺杆或料筒部的金属腐蚀(以下有时也简称为“金属腐蚀”)的聚酰胺组合物。
使用铜盐的情况下,相对于聚酰胺合计量100质量%,聚酰胺组合物中的铜盐的含量优选为0.01质量%~0.60质量%、更优选为0.02质量%~0.40质量%。铜盐的含量在上述范围内的情况下,能够进一步提高聚酰胺组合物的耐热老化性,并且能够有效地抑制铜的析出、金属腐蚀。
另外,从提高聚酰胺组合物的耐热老化性的观点出发,相对于聚酰胺总量106质量份,来源于上述铜盐的铜元素的含有浓度优选为10质量份~2000质量份、更优选为30质量份~1500质量份、进一步优选为50质量份~500质量份。
作为碱金属和碱土金属的卤化物而言,不限于以下物质,例如可以列举: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出发,优选为碘化钾和/或溴化钾,更优选为碘化钾。
使用碱金属和碱土金属的卤化物的情况下,相对于聚酰胺合计量100质量份,聚酰胺组合物中的碱金属和碱土金属的卤化物的含量优选为0.05质量份~20质量份、更优选为0.2质量份~10质量份。碱金属和碱土金属的卤化物的含量在上述范围内的情况下,能够进一步提高聚酰胺组合物的耐热老化性,并且能够有效地抑制铜的析出、金属腐蚀。
上述说明的稳定剂的成分可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。其中,从进一步提高聚酰胺组合物的耐热老化性的观点出发,优选铜盐与碱金属和碱土金属的卤化物的混合物。
铜盐与碱金属和碱土金属的卤化物的比例以卤素与铜的摩尔比(卤素/铜)计优选为2/1~40/1、更优选为5/1~30/1。在上述范围内的情况下,能够进一步提高聚酰胺组合物的耐热老化性。
上述卤素/铜为2/1以上的情况下,能够有效地抑制铜的析出和金属腐蚀,因此是适当的。另一方面,上述卤素/铜为40/1以下的情况下,几乎不会损害机械物性(韧性等),能够防止成型机的螺杆等的腐蚀,因此是适当的。
(上述方式中的除聚酰胺以外的聚合物)
作为除上述(1A)脂肪族聚酰胺、(1B)半芳香族聚酰胺以外的聚合物而言,不限于以下物质,例如可以列举:聚酯、液晶聚酯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚碳酸酯、聚芳酯、酚类树脂、环氧树脂等。
作为聚酯而言,不限于以下物质,例如可以列举:聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等。
相对于聚酰胺合计量100质量份,上述方式中的除聚酰胺以外的聚合物的含量优选为1质量份~200质量份、更优选为5质量份~100质量份、进一步优选为5质量份~50质量份。通过将上述方式的聚酰胺组合物中的除聚酰胺以外的聚合物的含量设定在上述范围内,能够制成耐热性、脱模性优异的聚酰胺组合物。
作为亚磷酸金属盐和/或次磷酸金属盐,可以列举亚磷酸、次磷酸、焦亚磷酸、二亚磷酸与周期表第1族和第2族、锰、锌、铝、氨、烷基胺、环烷基胺、二元胺的盐。其中,优选次磷酸钠、次磷酸钙和次磷酸镁。通过含有亚磷酸金属盐和/或次磷酸金属盐,可以得到挤出加工性和成型加工稳定性优异的聚酰胺组合物。
作为亚磷酸酯化合物而言,可以列举亚磷酸三苯酯和亚磷酸三丁酯。通过添加亚磷酸酯化合物,可以得到挤出加工性和成型加工稳定优异的聚酰胺组合物。
作为亚磷酸酯化合物,可以列举:亚磷酸三辛酯、亚磷酸三月桂酯、亚磷酸三癸酯、亚磷酸辛基二苯酯、亚磷酸三异癸酯、亚磷酸苯基二异癸酯、亚磷酸苯基二(十三烷基)酯、亚磷酸二苯基异辛酯、亚磷酸二苯基异癸酯、亚磷酸二苯基(十三烷基)酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(壬基苯基)酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、亚磷酸双[2,4-双(1,1-二甲基乙基)-6-甲基苯基]乙酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、2,2-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)辛基亚磷酸酯、4,4’-亚丁基-双(3-甲基-6-叔丁基苯基-二(十三烷基))亚磷酸酯、1,1,3-三(2-甲基-4-二(十三烷基)亚磷酸酯-5-叔丁基-苯基)丁烷、4,4’-亚异丙基双(苯基二烷基亚磷酸酯)、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、2,2-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)辛基亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯等。
对于亚磷酸酯化合物而言,可以使用一种亚磷酸酯化合物,也可以组合使用两种以上的亚磷酸酯化合物。
在上述方式的聚酰胺组合物中,在不损害上述方式的目的的范围内,可以还含有聚酰胺中惯用的添加剂、例如颜料和染料等着色剂(包含着色母料)、阻燃剂、原纤化剂、荧光增白剂、增塑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、防静电剂、流动性改良剂、展着剂、弹性体等。
上述方式的聚酰胺组合物含有上述说明的在聚酰胺组合物中可以含有的其它原料的情况下,该其它原料的含量根据其种类、聚酰胺组合物的用途等而不同,因此,只要在不损害上述方式的目的的范围内就没有特别限制。
[聚酰胺组合物的制造方法]
作为上述方式的聚酰胺组合物的制造方法而言,只要是包含将含有上述(1A)脂肪族聚酰胺和(1B)半芳香族聚酰胺的原料成分熔融混炼的工序的制造方法就没有特别限制。例如优选如下方法:包含利用挤出机对含有上述聚酰胺的原料成分进行熔融混炼的工序,并且将挤出机的设定温度设定为上述聚酰胺组合物的熔化峰值温度Tm2+30℃以下。
作为将含有聚酰胺的原料成分熔融混炼的方法而言,例如可以列举如下方法:使用转鼓式混合机、亨舍尔混合机等将聚酰胺与其它原料混合,供给至熔融混炼机并进行混炼的方法;从侧进料口将其它原料配合到在单螺杆或双螺杆挤出机中呈熔融状态的聚酰胺中的方法等。
对于将构成聚酰胺组合物的成分供给至熔融混炼机的方法而言,可以将全部构成成分一次性供给至同一供给口,也可以将构成成分分别从不同供给口供给。
熔融混炼温度以树脂温度计优选为约250℃~约350℃。
熔融混炼时间优选为约0.25分钟~约5分钟。
作为进行熔融混炼的装置而言,没有特别限制,可以使用公知的装置,例如单螺杆或双螺杆挤出机、班伯里混炼机和混炼辊等熔融混炼机。
[聚酰胺组合物的物性]
上述方式的聚酰胺组合物的分子量、熔点Tm2、结晶焓ΔH、tanδ峰值温度具体而言可以通过后述的实施例中所记载的方法进行测定。
作为聚酰胺组合物的分子量的指标而言,可以使用Mw(重均分子量)。聚酰胺组合物的Mw(重均分子量)为15000~35000、优选为17000~35000、更优选为20000~35000、进一步优选为22000~34000、更进一步优选为24000~33000、最优选为25000~32000。通过Mw(重均分子量)在上述范围内,可以得到机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性、流动性等优异的聚酰胺。另外,含有以无机填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物的表面外观优异。
作为将聚酰胺组合物的Mw控制在上述范围内的方法而言,可以列举使用将(1A)脂肪族聚酰胺和(1B)半芳香族聚酰胺的Mw设定在上述范围内的物质等。
需要说明的是,Mw(重均分子量)的测定可以如下述实施例中所记载的那样使用GPC(凝胶渗透色谱仪)进行测定。
相对于聚酰胺组合物中的聚酰胺总量,数均分子量Mn为500以上且2000以下的聚酰胺的合计含量优选为0.5质量%以上且小于2.5质量%、更优选为0.8质量%以上且小于2.5质量%、进一步优选为1.0质量%以上且小于2.5质量%、更进一步优选为1.2质量%以上且小于2.5质量%、最优选为1.4质量%以上且小于2.5质量%。通过数均分子量Mn为500以上且2000以下的含量为0.5质量%以上,能够使流动性优异,并且能够使含有以无机填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物的表面外观优异。另外,通过小于2.5质量%,能够抑制成型时的气体产生。
作为将数均分子量Mn为500以上且2000以下的聚酰胺的合计含量控制在上述范围内的方法,(1B)半芳香族聚酰胺的分子量很重要,Mw(重均分子量)优选为10000~25000。
需要说明的是,相对于聚酰胺的合计质量的、数均分子量Mn为500以上且2000以下的聚酰胺的合计含量使用GPC由后述的实施例中的测定条件下的洗脱曲线求出。
GPC测定时,在含有(1A)脂肪族聚酰胺和(1B)半芳香族聚酰胺的组合物中含有可溶于使聚酰胺树脂溶解的溶剂的其它成分的情况下,使用聚酰胺不溶而该其它成分可溶的溶剂,将该其它成分萃取除去,然后进行GPC测定。另外,对于不溶于使聚酰胺溶解的溶剂的无机填充材料等而言,在使聚酰胺组合物溶解的溶剂中进行溶解,接着进行过滤除去不溶物,然后进行GPC测定。
(1A)脂肪族聚酰胺的重均分子量Mw(1A)与(1B)半芳香族聚酰胺的重均分子量Mw(1B)之差{Mw(1A)-Mw(1B)}优选为2000以上、更优选为5000以上、进一步优选为8000以上、更进一步优选为10000以上、最优选为12000以上。通过{Mw(1A)-Mw(1B)}为2000以上,(1B)半芳香族聚酰胺形成微米级域,能够制成吸水刚性、热时刚性优异的组合物。
上述方式的聚酰胺组合物的分子量分布以Mw(重均分子量)/Mn(数均分子量)作为指标。
上述方式的聚酰胺组合物的Mw(重均分子量)/Mn(数均分子量)优选为2.4以下、更优选为1.7~2.3、进一步优选为1.8~2.2、更进一步优选为1.9~2.1。分子量分布的下限为1.0。通过使Mw(重均分子量)/Mn(数均分子量)在上述范围内,可以得到流动性等优异的聚酰胺组合物。另外,含有以无机填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物的表面外观优异。
作为将聚酰胺组合物的Mw(重均分子量)/Mn(数均分子量)控制在上述范围内的方法而言,使(1B)半芳香族聚酰胺的Mw(重均分子量)/Mn(数均分子量)在上述范围内很重要。
在聚酰胺组合物的分子结构中含有芳香族化合物单元时,具有分子量分布(Mw/Mn)随着分子量增大而升高的倾向。分子量分布高表示具有分子的三维结构的聚酰胺分子的比例高,在高温加工时,分子的三维结构化容易进一步进行,流动性降低,含有以无机填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物的表面外观变差。
在上述方式中,聚酰胺组合物的Mw(重均分子量)/Mn(数均分子量)的测定如下述实施例中所记载的那样使用利用GPC(凝胶渗透色谱仪)得到的Mw(重均分子量)、Mn(数均分子量)来计算。
聚酰胺组合物的熔点Tm2优选为200℃以上、更优选为220℃~270℃、进一步优选为230℃~265℃、更进一步优选为240℃~260℃、特别优选为250℃~260℃。
通过聚酰胺组合物的熔点Tm2为200℃以上,倾向于可以得到高温使用下的刚性(热时刚性)等更优异的聚酰胺组合物。
另外,通过聚酰胺组合物的熔点Tm2为270℃以下,倾向于能够进一步抑制挤出、成型等熔融加工中的聚酰胺组合物的热分解等。
从机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性的观点出发,聚酰胺组合物的结晶焓ΔH优选为10J/g以上、更优选为14J/g以上、进一步优选为18J/g以上、更进一步优选为20J/g以上。另外,结晶焓ΔH的上限没有特别限制,越高越优选。
作为将聚酰胺组合物的结晶焓ΔH控制在上述范围内的方法而言,例如可以列举:将(1A)脂肪族聚酰胺、(1B)半芳香族聚酰胺的配合比率控制在上述范围的方法等。
作为聚酰胺组合物的熔点Tm2和结晶焓ΔH的测定装置而言,例如可以列举PERKIN-ELMER公司制造的Diamond-DSC等。
聚酰胺组合物的tanδ峰值温度为90℃以上、更优选为100℃以上、进一步优选为110℃以上、更进一步优选为120℃以上。
另外,聚酰胺组合物的tanδ峰值温度优选为150℃以下、更优选为140℃以下、进一步优选为130℃以下。
通过聚酰胺组合物的tanδ峰值温度为90℃以上,倾向于可以得到吸水刚性、热时刚性优异的聚酰胺组合物。另外,通过聚酰胺组合物的tanδ峰值温度为150℃以下,含有以无机填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物的表面外观优异。
作为将聚酰胺组合物的tanδ峰值温度控制在上述范围内的方法而言,例如可以列举将(1A)脂肪族聚酰胺、(1B)半芳香族聚酰胺的配合比率控制在上述范围的方法等。
上述方式的聚酰胺组合物的以20℃/分钟冷却时所得到的结晶峰值温度Tc(℃)优选为160℃~240℃。
聚酰胺组合物的结晶峰值温度Tc(℃)更优选为170℃~230℃、进一步优选为180℃~225℃、更进一步优选为190℃~220℃、特别优选为200℃~215℃。
通过聚酰胺组合物的结晶峰值温度Tc(℃)为160℃以上,可以得到成型时的脱模性优异的聚酰胺组合物。另外,通过聚酰胺组合物的结晶峰值温度Tc(℃)为240℃以下,含有以无机填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物的表面外观优异。
上述方式中所使用的聚酰胺组合物的熔点结晶峰值温度Tc的测定可以通过后述的实施例中记载的方法依据JIS-K7121进行。
作为结晶峰值温度Tc的测定装置而言,例如可以列举PERKIN-ELMER公司制造的Diamond-DSC等。作为将聚酰胺的结晶峰值温度Tc控制在上述范围内的方法而言,例如可以列举将(1A)脂肪族聚酰胺、(1B)半芳香族聚酰胺的配合比率控制在上述范围的方法等。
在上述方式的聚酰胺组合物中,氨基末端量对氨基末端量和羧基末端量的总量之比{氨基末端量/(氨基末端量+羧基末端量)}优选为0.25以上且小于0.4、更优选为0.35以上且小于0.4、进一步优选为0.25以上且小于0.35。通过氨基末端量对氨基末端量和羧基末端量的总量之比为0.25以上,能够抑制挤出机、成型机的腐蚀。通过氨基末端量对氨基末端量和羧基末端量的总量之比小于0.4,能够制成对热、光的变色优异的组合物。
上述方式的聚酰胺组合物的表面光泽度值优选为50以上、更优选为55以上、进一步优选为60以上。通过聚酰胺组合物的表面光泽度值为50以上,能够适合用作汽车用、电气和电子用、产业材料用、工业材料用、以及日用和家庭用品用等各种部件的成型材料。
[成型品]
上述方式的成型品通过将上述聚酰胺组合物成型而得到。
上述方式的成型品的机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性、流动性和表面外观性等优异。
上述方式的成型品例如可以通过利用公知的成型方法将上述聚酰胺组合物成型而得到。
作为公知的成型方法而言,不限于以下方法,例如可以列举:压制成型、注射成型、气体辅助注射成型、焊接成型、挤出成型、吹塑成型、薄膜成型、中空成型、多层成型和熔融纺丝等通常已知的塑料成型方法。
(用途)
上述方式的成型品由上述聚酰胺组合物得到,因此,成型性、机械强度、低吸水性和表面外观优异。因此,上述方式的成型品可以适合用作各种滑动部件、汽车部件、电气和电子部件、家电部件、OA(办公自动化,Office Automation)设备部件、便携式设备部件、产业设备部件、日用品和家庭用品等各种部件,并且可以适合用于挤出用途等。其中,上述方式的成型品优选用作汽车部件、电子部件、家电部件、OA设备部件或者便携式设备部件。
作为汽车部件而言,没有特别限制,例如可以列举:进气系统部件、冷却系统部件、燃料系统部件、内部部件、外部部件和电气设备部件等。
作为汽车进气系统部件而言,没有特别限制,例如可以列举:进气歧管、中冷器入口、排气管罩、内衬套、轴承护圈、发动机支架、发动机顶盖、谐振器和节流阀体等。
作为汽车冷却系统部件而言,没有特别限制,例如可以列举:链罩、节温器壳体、排水管、散热器水箱、交流发电机和送水管等。
对于汽车燃料系统部件而言,没有特别限制,例如可以列举燃料输送管和汽油箱壳体等。
作为汽车内部部件而言,没有特别限制,例如可以列举:仪表板、控制台盒、杂物箱、方向盘和内饰等。
作为汽车外部部件而言,没有特别限制,例如可以列举:嵌条、灯罩、前格栅、挡泥板、侧保险杠和后视镜支架、车顶纵梁等。
作为汽车电气设备部件而言,没有特别限制,例如可以列举:连接器或线束连接器、电动机部件、灯插座、传感器车载开关和组合开关等。
作为电气和电子部件而言,没有特别限制,例如可以列举:连接器、发光装置用反射器、开关、继电器、印刷布线板、电子部件的壳体、插座、静噪滤波器、绕线管和电动机端盖等。对于发光装置用反射器而言,除了发光二极管(LED)以外,可以广泛用于包含激光二极管(LD)等光半导体在内的光电二极管、电荷耦合器件(CCD)、互补型金属氧化膜半导体(CMOS)等半导体封装中。
作为便携式设备部件而言,没有特别限制,例如可以列举:移动电话、智能手机、个人计算机、便携式游戏设备、数码相机等的壳体和结构体等。
作为产业设备部件而言,没有特别限制,例如可以列举:齿轮、凸轮、绝缘块、阀、电动工具部件、农业机械部件、发动机罩等。
作为日用品和家庭用品而言,没有特别限制,例如可以列举:钮扣、食品容器和办公家具等。
作为挤出用途而言,没有特别限制,例如可以用于:膜、片材、长丝、管、棒和中空成型品等。
在这些各种用途中,由上述方式的聚酰胺组合物得到的成型品特别适合于外装用结构材料。外装用结构材料是指要求成型品表面加工性(例如褶皱加工性、高的表面光泽性等)、并且要求比较大的强度刚性的机构部件或结构部件,例如桌子的腿、椅子的腿、座位、驾驶室、货车的部件等家具用品、笔记本型个人电脑壳体等OA设备领域用品、后视镜支架、车轮轮辋、车轮罩、雨刷、电动机风扇、座椅锁定部件、齿轮、灯罩等汽车部件、滑轮、齿轮、热风机壳体等电气领域用品、作为其它领域用品的轮辋、轮辐条、鞍座、鞍座立柱、手柄、支架、负荷台等汽车部件、阀壳体、钉、螺丝、螺栓、螺栓螺母等。
另外,由上述方式的聚酰胺组合物得到的成型品的表面外观优异,因此,也优选用作在成型品表面上形成有涂膜的成型品。涂膜的形成方法只要是公知的方法就没有特别限制,例如可以利用:喷涂法、静电涂敷法等涂敷。另外,在涂敷中所使用的涂料只要是公知的涂料就没有特别限制,可以使用三聚氰胺交联型的聚酯多元醇树脂涂料、丙烯酸氨基甲酸酯类涂料等。
其中,上述方式的聚酰胺组合物由于机械强度、韧性、耐热性优异、并且耐振动疲劳性也优异,因此适合作为汽车用的部件材料,此外,由于滑动性优异,因此特别适合作为齿轮、轴承用的部件材料。另外,由于机械强度、韧性、耐热性优异,因此适合作为电气和电子用的部件材料。
《第2-1~第2-2方式》
[聚酰胺组合物]
本发明的第2-1方式的聚酰胺组合物含有:
(2A)包含二元胺和二元羧酸的脂肪族聚酰胺;
(2B)半芳香族聚酰胺,所述半芳香族聚酰胺含有二元羧酸单元和二元胺单元,所述二元羧酸单元包含至少75摩尔%的间苯二甲酸,所述二元胺单元包含碳原子数4以上且10以下的二元胺;
(2C)颜料;
(2D1)阻燃剂;和
(2D2)阻燃助剂,
其中,
聚酰胺组合物的tanδ峰值温度为90℃以上,并且
聚酰胺组合物的重均分子量Mw为10000≤Mw≤40000。
在上述方式中,“聚酰胺”是指在主链中具有酰胺(-NHCO-)键的聚合物。以下,对(2A)脂肪族聚酰胺和(2B)半芳香族聚酰胺进行详细说明。
((2A)脂肪族聚酰胺)
对于(2A)脂肪族聚酰胺,如上述第1-1方式中关于“(1A)脂肪族聚酰胺”所记载的那样。
((2B)半芳香族聚酰胺)
对于(2B)半芳香族聚酰胺,除了下述方面以外,如上述第1-1方式中关于“(1B)半芳香族聚酰胺”所记载的那样。
上述方式中所使用的(2B)半芳香族聚酰胺是含有(2B-a)二元羧酸单元和(2B-b)二元胺单元的聚酰胺,所述(2B-a)二元羧酸单元包含至少75摩尔%的间苯二甲酸,所述(2B-b)二元胺单元包含碳原子数4以上且10以下的二元胺。
相对于(2B)聚酰胺的全部构成单元100摩尔%,上述间苯二甲酸单元和碳原子数4以上且10以下的二元胺单元的合计量优选含有至少50摩尔%、更优选为80摩尔%~100摩尔%、进一步优选为90摩尔%~100摩尔%、最优选为100摩尔%。
(内酰胺单元和/或氨基羧酸单元)
对于内酰胺单元和/或氨基羧酸单元,如上述第1-1方式所记载的那样。
(封端剂)
上述方式中所使用的聚酰胺的末端可以利用公知的封端剂进行封端。
对于封端剂,如上述第1-1方式所记载的那样。
(聚酰胺的制造方法)
对于聚酰胺的制造方法,如上述第1-1方式所记载的那样。
(聚酰胺的聚合物末端)
对于聚酰胺的聚合物末端,如上述第1-1方式所记载的那样。
((2A)脂肪族聚酰胺的特性)
对于(2A)脂肪族聚酰胺的特性,如上述第1-1方式中关于“(1A)脂肪族聚酰胺的特性”所记载的那样。
((2B)半芳香族聚酰胺的特性)
对于(2B)半芳香族聚酰胺的特性,如上述第1-1方式中关于“(1B)半芳香族聚酰胺的特性”所记载的那样。
((2C)颜料)
上述方式的聚酰胺组合物含有颜料。
作为颜料而言,没有特别限制,例如可以列举:苯胺黑等染料、硫化锌、氧化锌、氧化钛和炭黑等颜料;铝、着色铝、镍、锡、铜、金、银、铂、氧化铁、不锈钢和钛等金属粒子;云母制珠光颜料、彩色石墨、彩色玻璃纤维和彩色鳞片状玻璃等金属颜料等。其中,由于韧性、强度和刚性等机械物性、以及阻燃性与着色的平衡,优选作为白色颜料的硫化锌(ZnS)和氧化锌(ZnO)。
((2D1)阻燃剂)
作为在上述方式中所使用的(2D1)阻燃剂而言,只要是含有卤族元素的阻燃剂就没有特别限制,例如可以列举:含氯阻燃剂、含溴阻燃剂等。
这些(2D1)阻燃剂可以使用一种,也可以组合使用两种以上。
作为含氯阻燃剂而言,例如可以列举:氯化石蜡、氯化聚乙烯、双(六氯环戊二烯)环辛烷(Occidental Chemical制造的Dechlorane Plus25<注册商标>)和氯桥酸酐等。
作为含溴阻燃剂而言,例如可以列举:六溴环十二烷(HBCD)、十溴二苯醚(DBDPO)、八溴二苯醚、四溴双酚A(TBBA)、双(三溴苯氧基)乙烷、双(五溴苯氧基)乙烷(BPBPE)、四溴双酚A环氧树脂(TBBA环氧)、四溴双酚A碳酸酯(TBBA-PC)、亚乙基(双(四溴邻苯二甲酸酯))酰亚胺(EBTBPI)、亚乙基双五溴二苯、三(三溴苯氧基)三嗪(TTBPTA)、双(二溴丙基)四溴双酚A(DBP-TBBA)、双(二溴丙基)四溴双酚S(DBP-TBBS)、溴化聚苯醚(包含聚(二)溴亚苯基醚等)(BrPPE)、溴化聚苯乙烯(包含聚二溴苯乙烯、聚三溴苯乙烯、交联溴化聚苯乙烯等)(BrPS)、溴化交联芳香族聚合物、溴化环氧树脂、溴化苯氧基树脂、溴化苯乙烯-马来酸酐聚合物、四溴双酚S(TBBS)、三(三溴新戊基)磷酸酯(TTBNPP)、聚溴三甲基苯基二氢化茚(PBPI)和三(二溴丙基)-异氰脲酸酯(TDBPIC)等。
从抑制挤出、成型等熔融加工时的腐蚀性气体的产生量的观点、以及阻燃性的表现、韧性和刚性等机械物性的观点考虑,作为(2D1)阻燃剂而言,优选溴化聚苯醚(包含聚(二)溴亚苯基醚等)、溴化聚苯乙烯(包含聚二溴苯乙烯、聚三溴苯乙烯、交联溴化聚苯乙烯等),更优选溴化聚苯乙烯。
作为溴化聚苯乙烯的制造方法而言,没有特别限制,例如可以列举如下方法:通过将苯乙烯单体聚合而制造聚苯乙烯,然后对聚苯乙烯的苯环进行溴化;或者将溴化苯乙烯单体(溴苯乙烯、二溴苯乙烯、三溴苯乙烯等)聚合来进行制造。
溴化聚苯乙烯中的溴含量优选为55质量%~75质量%。通过将溴含量设定为55质量%以上,利用较少的溴化聚苯乙烯的配合量就能够满足阻燃化所需的溴量,能够在不损害聚酰胺共聚物所具有的性质的情况下得到耐热性、流动性、韧性、低吸水性和刚性优异、并且阻燃性优异的聚酰胺组合物。另外,通过将溴含量设定为75质量%以下,在挤出、成型等熔融加工时不易发生热分解,能够抑制气体产生等,或者能够得到耐热变色性优异的聚酰胺组合物。
((2D2)阻燃助剂)
上述方式的聚酰胺组合物通过含有(2D2)阻燃助剂,可以制成阻燃性更优异的聚酰胺组合物。
作为在上述方式中所使用的(2D2)阻燃助剂而言,没有特别限制,例如可以列举:三氧化二锑(Sb2O3)、四氧化二锑、五氧化二锑、锑酸钠等氧化锑类;一氧化锡、二氧化锡等氧化锡类;三氧化二铁、γ-氧化铁等氧化铁类;以及氧化锌、硼酸锌、氧化钙、氧化铝(氧化铝)、氧化铝(勃母石)、氧化硅(二氧化硅)、氧化钛、氧化锆、氧化锰、氧化钼、氧化钴、氧化铋、氧化铬、氧化镍、氧化铜和氧化钨等金属氧化物;氢氧化镁和氢氧化铝等金属氢氧化物;铝、铁、钛、锰、锌、钼、钴、铋、铬、锡、锑、镍、铜和钨等金属粉末;碳酸锌、碳酸钙、碳酸镁和碳酸钡等金属碳酸盐;硼酸镁、硼酸钙和硼酸铝等金属硼酸盐;以及聚硅氧烷等。
这些(2D2)阻燃助剂可以使用一种,也可以组合使用两种以上。
作为在上述方式中所使用的(2D2)阻燃助剂而言,从阻燃性效果的观点出发,优选三氧化二锑、四氧化二锑、五氧化二锑、锑酸钠等氧化锑类;氢氧化镁;一氧化锡、二氧化锡等氧化锡类;三氧化二铁、γ-氧化铁等氧化铁类;氧化锌和硼酸锌等,更优选三氧化二锑、四氧化二锑、五氧化二锑等氧化锑类;氢氧化镁、硼酸锌,进一步优选氧化锑类和/或氢氧化镁,特别优选三氧化二锑和氢氧化镁。
为了提高阻燃效果,优选使用平均粒径为0.01μm~10μm的(2D2)阻燃助剂。
平均粒径可以使用激光衍射散射法粒度分布测定装置、精密粒度分布测定装置进行测定。
((2E)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物)
上述方式的聚酰胺组合物可以还含有(2E)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物。通过含有(2E)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物,能够制成韧性、刚性等机械物性、以及阻燃性优异的聚酰胺组合物。
作为在上述方式中使用的(2E)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物而言,例如可以列举:含有α,β不饱和二元羧酸酐作为共聚成分的聚合物、用α,β不饱和二元羧酸酐改性后的聚合物等。
作为α,β不饱和二元羧酸酐而言,例如可以列举由下述通式表示的化合物。
上述通式中,R1和R2各自独立地为氢或碳原子数1~3的烷基。R1和R2彼此可以相同,也可以不同。其中,从制造容易出发,优选R1和R2彼此相同。
作为R1和R2中的碳原子数1~3的烷基而言,例如可以列举:甲基、乙基、丙基、异丙基等。其中,作为R1和R2而言,优选氢原子或甲基,更优选氢原子。
作为α,β不饱和二元羧酸酐而言,例如可以列举:马来酸酐、甲基马来酸酐等,优选马来酸酐。
作为含有α,β不饱和二元羧酸酐作为共聚成分的聚合物而言,例如可以列举:芳香族乙烯基化合物与α,β不饱和二元羧酸酐的共聚物等。
作为用α,β不饱和二元羧酸酐改性后的聚合物而言,例如可以列举:用α,β不饱和二元羧酸酐改性后的聚苯醚、聚丙烯等。特别优选马来酸酐改性聚苯醚。
作为含有α,β不饱和二元羧酸酐作为共聚成分的聚合物而言,从提高阻燃性的效率(以较少添加量来表现出)的观点考虑,优选芳香族乙烯基化合物与α,β不饱和二元羧酸酐的共聚物。
作为在上述方式中所使用的芳香族乙烯基化合物而言,例如可以列举由下述通式表示的化合物。
上述通式中,R3和R4各自独立地为氢或碳原子数1~3的烷基,k为1~5的整数。
作为芳香族乙烯基化合物而言,例如可以列举:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯等,优选苯乙烯。
上述方式中,在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物含有芳香族乙烯基化合物成分的情况下,认为:芳香族乙烯基化合物成分与(2D1)阻燃剂(溴化聚苯乙烯等)发生亲和,另外,α,β不饱和二元羧酸酐部分与(2B)半芳香族聚酰胺发生亲和或反应,由此,有助于(2D1)阻燃剂分散在聚酰胺基质中,能够使阻燃剂微分散。
关于芳香族乙烯基化合物与α,β不饱和二元羧酸酐的共聚物中的芳香族乙烯基化合物成分、α,β不饱和二元羧酸酐成分的比例,从阻燃性、流动性、耐热分解性等观点考虑,优选芳香族乙烯基化合物成分为50质量%~99质量%、α,β不饱和二元羧酸酐成分为1质量%~50质量%。α,β不饱和二元羧酸酐成分的比例更优选为5质量%~20质量%、进一步优选为8质量%~15质量%。
通过将α,β不饱和二元羧酸酐成分的比例设定为1质量%以上,可以得到韧性和刚性等机械物性和阻燃性优异的聚酰胺组合物。另外,通过将α,β不饱和二元羧酸酐成分的比例设定为50质量%以下,能够防止由α,β不饱和二元羧酸酐所引起的聚酰胺组合物的劣化。
作为用α,β不饱和二元羧酸酐改性后的聚合物而言,优选用α,β不饱和二元羧酸酐改性后的聚苯醚树脂或聚丙烯树脂。相对于聚酰胺组合物100质量%,用α,β不饱和二元羧酸酐改性后的聚合物的含量优选为0.05质量%以上且5质量%以下。
((2F)填充材料)
上述方式的聚酰胺组合物可以还含有(2F)填充材料。通过含有(2F)填充材料,能够制成韧性和刚性等机械物性更优异的聚酰胺组合物。
对于(2F)填充材料,如上述第1-1方式中关于“(1C)无机填充材料”所记载的那样。
(各成分的含量)
相对于聚酰胺组合物100质量%,上述方式的聚酰胺组合物中的(2C)颜料的含量优选为0.5质量%以上且5质量%以下、更优选为3质量%以下。特别是从色调、机械性质(特别是机械强度)的观点出发,优选(2C)颜料为白色颜料,相对于上述聚酰胺组合物100质量%,白色颜料的含量为0.5质量%以上且5质量%以下。
相对于聚酰胺组合物100质量%,上述方式的聚酰胺组合物中的(2D1)阻燃剂的含量优选为0.1质量%以上且30质量%以下、更优选为5质量%~20质量%、进一步优选为5质量%~15质量%。
相对于聚酰胺组合物100质量%,聚酰胺组合物中的(2D2)阻燃助剂的含量优选为0.1质量%~10质量%、更优选为1质量%~10质量%。通过以上述范围含有(2D2)阻燃助剂,可以得到阻燃性更优异的聚酰胺组合物。另外,通过将(2D2)阻燃助剂的含量设定为10质量%以下,能够将熔融加工时的粘度控制在适当的范围内,能够抑制挤出时的扭矩的升高、成型时的成型性的降低以及成型品外观的劣化。另外,能够在不损害韧性和刚性等机械物性优异的聚酰胺的性质的情况下得到韧性等优异的聚酰胺组合物。
通过将(2D2)阻燃助剂的含量设定为0.1质量%以上,可以得到阻燃性优异的聚酰胺组合物。另外,通过将(2D1)阻燃剂的含量设定为15质量%以下,能够抑制熔融混炼时分解气体的产生、成型加工时的流动性的降低、在成型模具上附着污染性物质。此外,还能够抑制韧性和刚性等机械物性、成型品外观的劣化。
特别优选的组合是:(2D1)阻燃剂为溴化聚苯乙烯,相对于聚酰胺组合物100质量%,溴化聚苯乙烯的含量为6质量%以上且15质量%以下,并且,(2D2)阻燃助剂为三氧化二锑(Sb2O3),相对于聚酰胺组合物100质量%,三氧化二锑(Sb2O3)的含量为0.1质量%以上且4质量%以下。
相对于聚酰胺组合物100质量%,聚酰胺组合物中的(2E)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物的含量优选为0.1质量%~20质量%、更优选为0.5质量%~20质量%、进一步优选为1质量%~15质量%、特别优选为2质量%~10质量%。通过以上述范围含有(2E)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物,能够提高由相容化带来的(2D1)阻燃剂在聚酰胺组合物中的微分散效果,可以得到阻燃性、强度的提高效果优异的聚酰胺组合物。另外,通过将(2E)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物的含量设定为20质量%以下,能够在不损害韧性和刚性等机械物性优异的聚酰胺的性质的情况下得到强度等优异的聚酰胺组合物。
相对于聚酰胺组合物100质量%,聚酰胺组合物中的(2F)填充材料的含量优选为1质量%~80质量%、更优选为10质量%~70质量%、进一步优选为30质量%~70质量%、更进一步优选为30质量%~60质量%、最优选为40质量%~60质量%。
通过以上述范围含有(2F)填充材料,聚酰胺组合物的强度和刚性等机械物性良好地提高,另外,通过将无机填充材料的含量设定为70质量%以下,可以得到成型性优异的聚酰胺组合物。
在上述方式中,相对于聚酰胺组合物100质量%,(2C)颜料、(2D1)阻燃剂、(2D2)阻燃助剂、(2E)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物、(2F)填充材料的合计含量优选为10质量%~100质量%以下。更优选为10质量%~90质量%、进一步优选为30质量%~80质量%、更进一步优选为40质量%~80质量%。通过合计为10质量%以上,可以得到强度、刚性和阻燃性等优异、并且具有适当的熔融粘度的加工性优异的聚酰胺组合物。
在上述方式的聚酰胺组合物中也可以在不损害上述方式的目的的范围内含有聚酰胺中惯用的添加剂、例如成型性改良剂、劣化抑制剂、成核剂、稳定剂和上述方式中的聚酰胺以外的聚合物等。
添加剂的含量根据其种类、聚酰胺组合物的用途等而不同,因此只要在不损害上述方式的目的的范围内就没有特别限制。
(成型性改良剂)
在上述方式的聚酰胺组合物中可以根据需要在不损害上述方式的目的的范围内添加成型性改良剂。对于成型性改良剂,如上述第1-1方式中关于“润滑剂”所记载的那样。
(劣化抑制剂)
在上述方式的聚酰胺组合物中可以根据需要在不损害上述方式的目的的范围内出于防止热劣化、热时的变色、提高耐热老化性和耐候性的目的而添加劣化抑制剂。
作为劣化抑制剂,没有特别限制,例如可以列举:乙酸铜和碘化亚铜等铜化合物;受阻酚化合物等酚类稳定剂;亚磷酸酯类稳定剂;受阻胺类稳定剂;三嗪类稳定剂;苯并三唑类稳定剂、二苯甲酮类稳定剂、氰基丙烯酸酯类稳定剂、水杨酸酯类稳定剂;和含硫稳定剂等。
作为铜化合物而言,例如可以列举:乙酸铜、碘化亚铜等。作为酚类稳定剂而言,例如可以列举受阻酚化合物等。
这些劣化抑制剂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
(成核剂)
对于成核剂,如上述第1-1方式所记载的那样。
(稳定剂)
对于稳定剂,如上述第1-1方式所记载的那样。
(其它树脂)
在上述方式的聚酰胺组合物中可以根据需要在不损害上述方式的目的的范围内添加其它树脂。
作为这样的树脂而言,没有特别限制,可以列举后述的热塑性树脂、橡胶成分等。
作为热塑性树脂而言,例如可以列举:无规立构聚苯乙烯、全同立构聚苯乙烯、间规聚苯乙烯、AS(丙烯腈-苯乙烯共聚物)树脂、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)树脂等聚苯乙烯类树脂;聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯类树脂;除上述方式中所使用的聚酰胺以外的聚酰胺;聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜、聚醚砜等聚醚类树脂;聚苯硫醚、聚甲醛等缩合类树脂;聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸类树脂;聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、乙烯-丙烯共聚物等聚烯烃类树脂;聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯等含卤素的乙烯基化合物类树脂;酚类树脂;环氧树脂等。
这些热塑性树脂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
作为橡胶成分而言,例如可以列举:天然橡胶、聚丁二烯、聚异戊二烯、聚异丁烯、氯丁橡胶、多硫橡胶、硫代橡胶、丙烯酸橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、环氧氯丙烷橡胶、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBR)、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEB)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物(SIR)、氢化苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物(SEP)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、苯乙烯-丁二烯无规共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯无规共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯无规共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯无规共聚物、乙烯-丙烯共聚物(EPR)、乙烯-(1-丁烯)共聚物、乙烯-(1-己烯)共聚物、乙烯-(1-辛烯)共聚物、乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)、或者丁二烯-丙烯腈-苯乙烯-核壳橡胶(ABS)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯-核壳橡胶(MBS)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-苯乙烯-核壳橡胶(MAS)、丙烯酸辛酯-丁二烯-苯乙烯-核壳橡胶(MABS)、丙烯酸烷基酯-丁二烯-丙烯腈-苯乙烯核壳橡胶(AABS)、丁二烯-苯乙烯-核壳橡胶(SBR)、包含甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯硅氧烷在内的含硅氧烷的核壳橡胶等核壳类型等。
这些橡胶成分可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
(聚酰胺组合物的制造方法)
作为上述方式的聚酰胺组合物的制造方法而言,只要是将(2A)脂肪族聚酰胺、(2B)半芳香族聚酰胺、(2C)颜料、(2D1)阻燃剂、(2D2)阻燃助剂、根据需要的(2E)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物和(2F)填充材料混合的方法就没有特别限制。
作为(2A)脂肪族聚酰胺、(2B)半芳香族聚酰胺、(2C)颜料、(2D1)阻燃剂、(2D2)阻燃助剂、(2E)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物与(2F)填充材料的混合方法而言,例如可以列举如下方法:使用亨舍尔混合机等将(2A)脂肪族聚酰胺和(2B)半芳香族聚酰胺和(2C)颜料和(2D1)阻燃剂以及可选地选自由(2D2)阻燃助剂、(2E)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物和(2F)填充材料构成的组中的至少一种混合并供给至熔融混炼机进行混炼的方法;利用单螺杆或双螺杆挤出机,预先使用亨舍尔混合机等将(2A)脂肪族聚酰胺和(2B)半芳香族聚酰胺和(2D1)阻燃剂以及可选的(2C)颜料、(2D2)阻燃助剂和/或(2E)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物混合后的物质供给至熔融混炼机进行混炼,然后可选地从侧进料口配合(2F)填充材料的方法等。
对于将构成聚酰胺组合物的成分供给至熔融混炼机的方法而言,可以将全部构成成分一次性地供给至同一供给口,也可以将构成成分分别从不同的供给口供给。
熔融混炼的温度优选为比(2A)脂肪族聚酰胺的熔点高约1℃~约100℃的温度、更优选为高约10℃~约50℃的温度。
混炼机中的剪切速度优选为约100秒-1以上,混炼时的平均滞留时间优选为约0.5分钟~约5分钟。
作为进行熔融混炼的装置而言,优选使用公知的装置、例如单螺杆或双螺杆挤出机、班伯里混炼机和混炼辊等熔融混炼机。
制造上述方式的聚酰胺组合物时的各成分的配合量与上述的聚酰胺组合物中的各成分的含量同样。
(聚酰胺组合物的物性)
对于聚酰胺组合物的物性,如上述第1-1方式所记载的那样。
[成型品]
通过将上述方式的聚酰胺树脂组合物成型,可以得到表面光泽度值为50以上的成型品。上述方式的聚酰胺组合物的表面光泽度值更优选为55以上、进一步优选为60以上。通过聚酰胺组合物的表面光泽度值为50以上,能够适合用作汽车用、电气和电子用、产业材料用、工业材料用、以及日用和家庭用品用等各种部件的成型材料。
作为得到成型品的方法而言,没有特别限制,可以使用公知的成型方法。
例如可以列举:挤出成型、注射成型、真空成型、吹塑成型、注射压缩成型、装饰成型、异质材料成型、气体辅助注射成型、发泡注射成型、低压成型、超薄壁注射成型(超高速注射成型)和模具内复合成型(嵌件成型、嵌件上成型)等成型方法。
(用途)
本发明的第2-2方式的成型品含有上述聚酰胺树脂组合物,机械性质(特别是熔接强度和硬度)、表面外观性、阻燃性等优异,能够用于各种用途。
例如能够适当用在汽车领域、电气·电子领域、机械·工业领域、办公设备领域、航空·航天领域中。
《第3-1~第3-2方式》
[聚酰胺组合物]
本发明的第3-1方式的聚酰胺组合物含有:
(3A)包含二元胺和二元羧酸的脂肪族聚酰胺;
(3B)半芳香族聚酰胺;所述半芳香族聚酰胺含有二元羧酸单元和二元胺单元,所述二元羧酸单元包含50摩尔%以上的间苯二甲酸,所述二元胺单元包含碳原子数4以上且10以下的二元胺;
(3C1)阻燃剂;和
(3C2)阻燃助剂,
其中,
聚酰胺组合物的tanδ峰值温度为100℃以上,
聚酰胺组合物的重均分子量Mw为10000≤Mw≤40000,并且
相对于聚酰胺组合物总量,卤素含量为大于2质量%且20质量%以下。
在上述方式中,“聚酰胺”是指主链中具有酰胺(-NHCO-)键的聚合物。以下,对(3A)脂肪族聚酰胺和(3B)半芳香族聚酰胺进行详细说明。
((3A)脂肪族聚酰胺)
对于(3A)脂肪族聚酰胺,如上述第1-1方式中关于“(1A)脂肪族聚酰胺”所记载的那样。
((3B)半芳香族聚酰胺)
对于(3B)半芳香族聚酰胺,除了下述方面以外,如上述第1-1方式中关于“(1B)半芳香族聚酰胺”所记载的那样。
上述方式中所使用的(3B)半芳香族聚酰胺是含有(3B-a)二元羧酸单元和(3B-b)二元胺单元的聚酰胺,所述(3B-a)二元羧酸单元包含50摩尔%以上的间苯二甲酸,所述(3B-b)二元胺单元包含碳原子数4以上且10以下的二元胺。
相对于(3B)半芳香族聚酰胺的全部构成单元100摩尔%,上述间苯二甲酸单元和碳原子数4以上且10以下的二元胺单元的合计量优选含有50摩尔%以上、更优选为80摩尔%~100摩尔%、进一步优选为90摩尔%~100摩尔%、特别优选为100摩尔%。
((3B-a)二元羧酸单元)
(3B-a)二元羧酸单元含有50摩尔%以上的间苯二甲酸(基于二元羧酸总摩尔数)。二元羧酸单元优选含有65摩尔%~100摩尔%的间苯二甲酸、更优选含有70摩尔%~100摩尔%、进一步优选含有80摩尔%~100摩尔%、特别优选含有100摩尔%。
通过(3B-a)二元羧酸单元中的间苯二甲酸单元的比例为50摩尔%以上,可以得到同时满足机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性、流动性、表面外观性等的聚酰胺组合物。
(内酰胺单元和/或氨基羧酸单元)
对于内酰胺单元和/或氨基羧酸单元,如上述第1-1方式所记载的那样。
(封端剂)
对于上述方式中所使用的聚酰胺的末端,可以利用公知的封端剂进行封端。
对于封端剂,如上述第1-1方式所记载的那样。
(聚酰胺的制造方法)
对于聚酰胺的制造方法,如上述第1-1方式所记载的那样。
(聚酰胺的聚合物末端)
对于聚酰胺的聚合物末端,如上述第1-1方式所记载的那样。
((3A)脂肪族聚酰胺的特性)
对于(3A)脂肪族聚酰胺的特性,如上述第1-1方式中关于“(1A)脂肪族聚酰胺的特性”所记载的那样。
((3B)半芳香族聚酰胺的特性)
对于(3B)半芳香族聚酰胺的特性,如上述第1-1方式中关于“(1B)半芳香族聚酰胺的特性”所记载的那样。
((3C1)阻燃剂)
对于(3C1)阻燃剂的特性,如上述第2-1方式中关于“(2D1)阻燃剂”所记载的那样。
((3C2)阻燃助剂)
上述方式的聚酰胺组合物通过含有(3C2)阻燃助剂,能够制成阻燃性更优异的聚酰胺组合物。
对于(3C2)阻燃助剂的特性,如上述第2-1方式中关于“(2D2)阻燃助剂”所记载的那样。
((3D)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物)
上述方式的聚酰胺组合物可以还含有(3D)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物。通过含有(3D)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物,能够制成韧性、刚性等机械物性优异的聚酰胺组合物。
对于(3D)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物,如上述第2-1方式中关于“(2E)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物”所记载的那样。
((3E)填充材料)
上述方式的聚酰胺组合物可以还含有(3E)填充材料。通过含有(3E)填充材料,能够制成韧性和刚性等机械物性更优异的聚酰胺组合物。
对于(3E)填充材料,如上述第1-1方式中关于“(1C)无机填充材料”所记载的那样。
(各成分的含量)
相对于聚酰胺组合物100质量%,上述方式的聚酰胺组合物中的(3C1)阻燃剂的含量优选为0.1质量%以上且30质量%以下、更优选为5质量%~20质量%、进一步优选为5质量%~15质量%。
通过将(3C1)阻燃剂的含量设定为0.1质量%以上,可以得到阻燃性优异的聚酰胺组合物。另外,通过将(3C1)阻燃剂的含量设定为15质量%以下,能够抑制熔融混炼时分解气体的产生、成型加工时的流动性的降低、在成型模具上附着污染性物质。此外,还能够抑制韧性和刚性等机械物性、成型品外观的劣化。
相对于聚酰胺组合物100质量%,聚酰胺组合物中的(3C2)阻燃助剂的含量优选为0.1质量%~10质量%、更优选为1质量%~10质量%。通过以上述范围含有(3C2)阻燃助剂,可以得到阻燃性更优异的聚酰胺组合物。
通过将(3C2)阻燃助剂的含量设定为10质量%以下,能够将熔融加工时的粘度控制在适当的范围,能够抑制挤出时的扭矩的升高、成型时的成型性的降低和成型品外观的劣化。另外,能够在不损害韧性和刚性等机械物性优异的聚酰胺的性质的情况下得到韧性等优异的聚酰胺组合物。
特别优选的组合为:(3C1)阻燃剂为溴化聚苯乙烯,相对于聚酰胺组合物100质量%,溴化聚苯乙烯的含量为6质量%以上且15质量%以下,并且,(3C2)阻燃助剂为三氧化二锑(Sb2O3),相对于聚酰胺组合物100质量%,三氧化二锑(Sb2O3)的含量为0.1质量%以上且4质量%以下。
相对于聚酰胺组合物100质量%,聚酰胺组合物中的(3D)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物的含量优选为0.1质量%~20质量%、更优选为0.5质量%~20质量%、进一步优选为1质量%~15质量%、特别优选为2质量%~10质量%。通过以上述范围含有(3D)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物,能够提高由相容化带来的(3C1)阻燃剂在聚酰胺组合物中的微分散效果,可以得到阻燃性、强度的提高效果优异的聚酰胺组合物。另外,通过将(3D)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物的含量设定为20质量%以下,能够在不损害韧性和刚性等机械物性优异的聚酰胺的性质的情况下得到强度等优异的聚酰胺组合物。
相对于聚酰胺组合物100质量%,聚酰胺组合物中的(3E)填充材料的含量优选为1质量%~80质量%、更优选为10质量%~70质量%、进一步优选为30质量%~70质量%、更进一步优选为30质量%~60质量%、最优选为40质量%~60质量%。
通过以上述范围含有(3E)填充材料,聚酰胺组合物的强度和刚性等机械物性良好地提高,另外,通过将无机填充材料的含量设定为70质量%以下,可以得到成型性优异的聚酰胺组合物。
在上述方式中,相对于聚酰胺组合物100质量%,(3C1)阻燃剂、(3C2)阻燃助剂、(3D)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物、(3E)填充材料的合计含量优选为10质量%~90质量%。更优选为30质量%~80质量%、进一步优选为40质量%~80质量%。通过将合计设定为10质量%以上,可以得到强度、刚性和阻燃性等优异、并且具有适当的熔融粘度的加工性优异的聚酰胺组合物。
在上述方式的聚酰胺组合物中也可以在不损害上述方式的目的的范围内含有聚酰胺中惯用的添加剂、例如成型性改良剂、劣化抑制剂、成核剂、稳定剂以及除上述方式中的聚酰胺以外的聚合物等。
添加剂的含量根据其种类、聚酰胺组合物的用途等而不同,因此,只要在不损害上述方式的目的的范围内就没有特别限制。
(成型性改良剂)
在上述方式的聚酰胺组合物中可以根据需要在不损害上述方式的目的的范围内添加成型性改良剂。对于成型性改良剂,如上述第1-1方式中关于“润滑剂”所记载的那样。
(劣化抑制剂)
在上述方式的聚酰胺组合物中可以根据需要在不损害上述方式的目的的范围内出于防止热劣化、热时的变色、提高耐热老化性和耐候性的目的而添加劣化抑制剂。
对于劣化抑制剂,如上述第2-1方式所记载的那样。
(成核剂)
对于成核剂,如上述第1-1方式所记载的那样。
(稳定剂)
对于稳定剂,如上述第1-1方式所记载的那样。
(其它树脂)
在上述方式的聚酰胺组合物中可以根据需要在不损害上述方式的目的的范围内添加其它树脂。
对于这样的树脂,如上述第2-1方式所记载的那样。
(聚酰胺组合物的制造方法)
对于上述方式的聚酰胺组合物的制造方法,如上述第2-1方式所记载的那样。
制造上述方式的聚酰胺组合物时的各成分的配合量与上述的聚酰胺组合物中的各成分的含量同样。
(聚酰胺组合物的物性)
对于聚酰胺组合物的物性,如上述第1-1方式所记载的那样。
[成型品]
通过将上述方式的聚酰胺组合物成型,可以得到表面光泽度值为50以上的成型品。上述方式的聚酰胺组合物的表面光泽度值更优选为55以上、进一步优选为60以上。通过聚酰胺组合物的表面光泽度值为50以上,能够适合用作汽车用、电气和电子用、产业材料用、工业材料用、以及日用和家庭用品用等各种部件的成型材料。
作为得到成型品的方法而言,没有特别限制,可以使用公知的成型方法。
例如可以列举:挤出成型、注射成型、真空成型、吹塑成型、注射压缩成型、装饰成型、异质材料成型、气体辅助注射成型、发泡注射成型、低压成型、超薄壁注射成型(超高速注射成型)和模具内复合成型(嵌件成型、嵌件上成型)等成型方法。
(用途)
本发明的第3-2方式的成型品含有上述聚酰胺组合物,机械性质(特别是拉伸强度和弯曲弹性模量、却贝冲击)、表面外观性等优异,能够用于各种各样的用途。
例如,能够适当用在汽车领域、电气·电子领域、机械·工业领域、办公设备领域、航空·航天领域中。
《第4-1~第4-2方式》
[聚酰胺组合物]
本发明的第4-1方式的聚酰胺组合物含有(4A)结晶性聚酰胺、(4B)非晶性半芳香族聚酰胺以及(4C)聚苯醚,所述(4B)非晶性半芳香族聚酰胺含有二元羧酸单元和二元胺单元,所述二元羧酸单元包含至少75摩尔%的间苯二甲酸,所述二元胺单元包含至少50摩尔%的碳原子数4~10的二元胺,其中,聚酰胺组合物的tanδ峰值温度为90℃以上。
在上述方式中,“聚酰胺”是指在主链中具有酰胺(-NHCO-)键的聚合物。以下,对(4A)结晶性聚酰胺和(4B)非晶性半芳香族聚酰胺进行详细说明。
((4A)结晶性聚酰胺)
结晶性聚酰胺是指利用差示扫描量热仪以20℃/分钟进行测定的情况下的晶体的熔化热为4J/g以上的聚酰胺。不限于以下物质,例如可以列举(a)由内酰胺的开环聚合得到的聚酰胺、(b)由ω-氨基羧酸的自缩合得到的聚酰胺、(c)通过将二元胺和二元羧酸缩合而得到的聚酰胺、以及它们的共聚物等。作为结晶性聚酰胺而言,可以使用一种,也可以使用两种以上的混合物。
(a)的内酰胺不限于以下物质,例如可以列举:吡咯烷酮、己内酰胺、十一内酰胺、十二内酰胺等。
作为(b)的ω-氨基羧酸而言,不限于以下物质,例如可以列举:作为上述内酰胺的利用水得到的开环化合物的ω-氨基脂肪酸等。作为内酰胺或ω-氨基羧酸,可以各自并用两种以上的单体进行缩合。
作为(c)的二元胺(单体)而言,不限于以下物质,例如可以列举:六亚甲基二胺、五亚甲基二胺等直链状脂肪族二元胺;2-甲基戊二胺、2-乙基六亚甲基二胺等支链状脂肪族二元胺;对苯二胺、间苯二胺等芳香族二元胺;环己烷二胺、环戊烷二胺、环辛烷二胺等脂环族二元胺等。
作为(c)的二元羧酸(单体)而言,不限于以下物质,例如可以列举:己二酸、庚二酸、癸二酸等脂肪族二元羧酸;邻苯二甲酸、间苯二甲酸等芳香族二元羧酸;环己烷二甲酸等脂环族二元羧酸等。上述作为单体的二元胺和二元羧酸可以各自用单独一种或者并用两种以上进行缩合。
需要说明的是,(4A)结晶性聚酰胺可以根据需要还含有来源于偏苯三酸、均苯三酸和均苯四酸等三元以上的多元羧酸的单元。三元以上的多元羧酸可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
作为上述方式的聚酰胺组合物中所使用的(4A)结晶性聚酰胺,具体而言,可以列举:聚酰胺4(聚α-吡咯烷酮)、聚酰胺6(聚己内酰胺)、聚酰胺11(聚十一烷酰胺)、聚酰胺12(聚十二烷酰胺)、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(聚十二烷酰己二胺)、聚酰胺6T(聚对苯二甲酰己二胺)和聚酰胺9T(聚对苯二甲酰壬二胺)、以及含有它们作为构成成分的共聚聚酰胺。
其中,可以优选列举聚酰胺66(PA66)、聚酰胺46(PA46)、聚酰胺610(PA610)。PA66由于耐热性、成型性和韧性优异,因此被认为是适合于汽车部件的材料。另外,PA610等长链脂肪族聚酰胺的耐化学品性优异,因此优选。
相对于聚酰胺组合物中所含的全部树脂的总质量,上述方式的聚酰胺组合物中的(4A)结晶性聚酰胺的含量例如可以设定为50质量%以上且99质量%以下,例如可以设定为60质量%以上且95质量%以下,例如可以设定为70质量%以上且85质量%以下。
((4B)非晶性半芳香族聚酰胺)
对于(4B)半芳香族聚酰胺,如上述第1-1方式中关于“(1B)半芳香族聚酰胺”所记载的那样。
(封端剂)
上述方式中所使用的聚酰胺的末端可以利用公知的封端剂进行封端。
对于封端剂,如上述第1-1方式所记载的那样。
(聚酰胺的制造方法)
对于聚酰胺的制造方法,如上述第1-1方式所记载的那样。
(聚酰胺的聚合物末端)
对于聚酰胺的聚合物末端,如上述第1-1方式所记载的那样。
((4A)结晶性聚酰胺的特性)
对于(4A)结晶性聚酰胺的特性,除了下述方面以外,如上述第1-1方式中关于“(1A)脂肪族聚酰胺的特性”所记载的那样。
从机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性的观点出发,(4A)结晶性聚酰胺的结晶焓ΔH优选为4J/g以上、更优选为20J/g以上、进一步优选为30J/g以上、更进一步优选为40J/g以上、特别优选为50J/g以上、最优选为60J/g以上。
((4B)非晶性半芳香族聚酰胺的特性)
对于(4B)非晶性半芳香族聚酰胺的特性,除了下述方面以外,如上述第1-1方式中关于“(1B)半芳香族聚酰胺的特性”所记载的那样。
(4B)非晶性半芳香族聚酰胺的分子量分布以重均分子量Mw(4B)/数均分子量Mn(4B)作为指标。
(4B)非晶性半芳香族聚酰胺的Mw(4B)/Mn(4B)优选为2.4以下、更优选为1.7~2.4、进一步优选为1.8~2.3、更进一步优选为1.9~2.2、最优选为1.9~2.1。Mw(4B)/Mn(4B)的下限为1.0。通过将Mw(4B)/Mn(4B)调节至上述范围内,可以得到流动性等优异的聚酰胺组合物。另外,含有以无机填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物的表面外观优异。
作为将(4B)非晶性半芳香族聚酰胺的Mw(4B)/Mn(4B)控制在上述范围内的方法而言,例如可以列举添加磷酸、次磷酸钠等公知的缩聚催化剂作为聚酰胺的热熔融聚合时的添加物的方法。另外,可以列举控制加热条件、减压条件等聚合条件,尽可能在低温且短时间内完成缩聚反应。特别是(4B)非晶性半芳香族聚酰胺不具有熔点,因此,优选降低反应温度而将Mw(4B)/Mn(4B)控制在上述范围内。
在聚酰胺的分子结构中含有芳香族化合物单元时,具有分子量分布(Mw(4B)/Mn(4B))随着分子量增大而升高的倾向。通过分子量分布在上述范围内,能够减少具有分子的三维结构的聚酰胺分子的比例,在高温加工时能够适当防止分子的三维结构化,能够良好地保持流动性,由此,能够使含有以无机填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物的表面外观良好。
从机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性的观点出发,(4B)非晶性半芳香族聚酰胺的结晶焓ΔH优选小于4J/g、更优选为2J/g以下、进一步优选为0J/g。
((4C)聚苯醚)
上述方式的聚酰胺组合物中所含有的(4C)聚苯醚为具有由下述通式表示的重复结构单元的均聚物和/或共聚物。
在此,上述通式中,O表示氧原子,R41、R42、R43和R44各自独立地表示氢、卤素、伯或仲C1~C7烷基、苯基、C1~C7卤代烷基、C1~C7氨基烷基、C1~C7烃基氧基、或者卤代烃基氧基(但是,至少两个碳原子隔开卤素原子和氧原子)。
作为(4C)聚苯醚的具体例而言,例如可以列举:聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)、聚(2-甲基-6-乙基-1,4-亚苯基醚)、聚(2-甲基-6-苯基-1,4-亚苯基醚)、聚(2,6-二氯-1,4-亚苯基醚),此外还可以列举如2,6-二甲基苯酚与其它酚类的共聚物(例如与日本特公昭52-17880号公报中所记载的2,3,6-三甲基苯酚的共聚物、与2-甲基-6-丁基苯酚的共聚物)那样的聚苯醚共聚物。
其中,作为特别优选的聚苯醚而言,为聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)、2,6-二甲基-1,4-苯酚与2,3,6-三甲基-1,4-苯酚的共聚物、或者它们的混合物。
另外,关于2,6-二甲基-1,4-苯酚与2,3,6-三甲基-1,4-苯酚的共聚物,将该聚苯醚共聚物总量设为100质量%时,优选为含有10质量%~30质量%的2,3,6-三甲基-1,4-苯酚的共聚物,更优选含有15质量%~25质量%,进一步优选含有20质量%~25质量%。
从与聚酰胺的相容性的观点出发,(4C)聚苯醚优选为用α,β不饱和二元羧酸酐改性后的聚苯醚。
作为α,β不饱和二元羧酸酐而言,例如可以列举由下述通式表示的化合物。
上述通式中,R1和R2各自独立地为氢或碳原子数1~3的烷基。
作为α,β不饱和二元羧酸酐而言,例如可以列举:马来酸酐、甲基马来酸酐等,优选马来酸酐。
相对于(4C)聚苯醚100质量%,(4C)聚苯醚中的α,β不饱和二元羧酸酐成分的含量优选为0.1质量%~50质量%、更优选为0.2质量%~20质量%、进一步优选为0.3质量%~5质量%、特别优选为0.3质量%~1质量%、最优选为0.3质量%~0.8质量%。
通过将α,β不饱和二元羧酸酐成分的含量设定为0.1质量%以上,与聚酰胺的相容性提高,可以得到韧性和刚性等机械物性优异的聚酰胺组合物。另外,通过将α,β不饱和二元羧酸酐成分的比例设定为50质量%以下,能够防止由α,β不饱和二元羧酸酐引起的聚酰胺组合物的劣化。
聚苯醚的特征之一在于,其为低分子量、分子量分布窄、并且低聚物量少的聚苯醚。
上述方式的聚酰胺组合物中所含有的(4C)聚苯醚在聚苯醚中含有60质量%以上的分子量30000以下的成分,更优选为65质量%以上。通过分子量30000以下的成分量为60质量%以上,模具内的薄壁流动性优异。另外,从维持制成连接器等成型体时的成型体的韧性的观点出发,分子量30000以下的成分量的优选的上限值为95质量%、更优选的上限值为85质量%、进一步优选的上限值为80质量%。
目前为止通常所使用的聚苯醚的分子量30000以下的成分的量在通常通用的分子量的聚苯醚中为约40质量%,在被称为低分子量型的聚苯醚中为约50质量%。上述方式中所使用的聚苯醚为分子量进一步降低的低分子量型的聚苯醚。
(4C)聚苯醚的分子量3000以下的成分的含量优选为5质量%以下、更优选为4.5质量%以下、进一步优选为4质量%以下。通过分子量3000以下的成分的含量为5质量%以下,热暴露时的成型体的颜色变化被抑制。
上述方式的聚酰胺组合物中所含有的(4C)聚苯醚的数均分子量没有特别限制,优选的下限值为7000、更优选的下限值为9000、进一步优选的下限值为10000。另外,其数均分子量的优选的上限值为15000、更优选的上限值为14000、进一步优选的上限值为13000。为了进一步抑制热暴露后的成型体的颜色变化,数均分子量的下限值优选为7000以上,为了进一步提高模具内的薄壁流动性,数均分子量的上限值优选设定为15000以下。
另外,聚苯醚的分散比、即重均分子量对数均分子量之比(Mw/Mn)没有特别限制,优选的上限值为2.50、更优选的上限值为2.40。优选的下限值为2.00、更优选的下限值为2.10。通过该分散比为2.50以下,表现出发生分子量分布窄、作为低分子量成分的低聚物成分的减少、或者高分子量成分的减少。为了减少热暴露后的成型片的颜色变化,优选使低分子量成分减少。
聚苯醚的制造方法大致分为沉淀析出聚合法和溶液聚合法两种制造方法。
上述沉淀析出聚合法是指在上述浓度范围内得到聚苯醚的沉淀的聚合形态。在该聚合形态中,详细而言,随着聚苯醚的聚合进行,形成充分地高分子量化后的物质析出、高分子量化不充分的物质溶解的状态。作为溶剂而言,可以使用甲苯、二甲苯、乙苯等聚苯醚的良溶剂与甲醇、丁醇等聚苯醚的不良溶剂的混合溶剂。
认为析出的聚苯醚抑制分子链的运动,另外,催化剂溶解在混合溶剂中,因此,形成固-液反应,进一步的聚合的反应速度变慢。
另一方面,处于溶解的状态、分子量还未充分地高分子量化的聚苯醚维持聚合的反应速度,聚合进行而达到足以析出的高分子量时析出。由此,聚苯醚的分子量分布变窄。
另外,在如上所述的聚合形态中,认为粒径小的物质析出时,在固-液反应中,表面积增大,因此,与粒径大的物质相比,反应变快。此外,聚苯醚在聚合过程中析出,因此,体系内的粘度逐渐降低,能够提高聚合时的单体浓度(酚类化合物浓度),此外,还具有如下优点:如果对析出的聚苯醚进行过滤,则能够容易地提取,在工序上能够显著简化。
上述溶液聚合法为在聚苯醚的良溶剂中进行聚合、在聚合中沉淀不析出的聚合方法。在溶液聚合法中,聚苯醚分子处于溶解的状态,分子量分布倾向于变宽。在溶液聚合法中,通过将溶解有聚苯醚的聚合液在甲醇等聚苯醚的不良溶剂中展开,可以得到粉体状的聚苯醚。
作为聚苯醚的聚合方法而言,没有特别限制,优选为沉淀析出聚合法。沉淀析出聚合法适合于分子量分布窄的低分子量聚苯醚的制造,可以得到分子量30000以下的成分的量为60质量%以上、并且分子量3000以下的成分的量为5质量%以下的聚苯醚。
上述方式的聚酰胺组合物中所含有的(4C)聚苯醚的特性粘度(氯仿溶液、30℃测定)没有特别限制,优选为0.15分升/克~0.40分升/克的范围。更优选为0.20分升/克~0.35分升/克的范围、进一步优选为0.25分升/克~0.35分升/克的范围、特别优选为0.25分升/克~0.30分升/克的范围。
在上述方式中,可以使用将两种以上特性粘度不同的聚苯醚共混而得到的混合物。作为这样的混合物而言,例如可以列举特性粘度0.40分升/克以下的聚苯醚与特性粘度0.45分升/克以上的聚苯醚的混合物,当然,不限定于此。如果即使在这样的情况下混合物的特性粘度也落入上述优选的特性粘度的范围内,则容易表现出所期望的效果,因此更优选。
在上述方式中,相对于聚酰胺组合物中所含的全部树脂的100质量%,(4C)聚苯醚的配合量优选为0.5质量以上且30.0质量%以下、更优选为1.0质量%以上且15.0质量%以下、进一步优选为2.0质量%以上且10.0质量%以下、更进一步优选为3.0质量%以上且8.0质量%以下、特别优选为3.0质量%以上且6.0质量%以下。通过将(4C)聚苯醚的配合量调节至上述范围内,可以得到机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性、流动性等优异的聚酰胺组合物。另外,含有以无机填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物的表面外观优异。
在上述方式中,出于提高聚酰胺与聚苯醚的相容性的目的,可以含有增容剂。作为能够在上述方式中使用的增容剂,没有特别限制,从其操作性、经济性的观点出发,优选使用选自柠檬酸、马来酸、衣康酸和它们的酸酐中的至少一种以上。其中更优选为马来酸或其酸酐。马来酸或其酸酐能够以较少的量使聚酰胺与聚苯醚相容,因此,能够抑制成型片的颜色变化。
相对于聚酰胺组合物中所含的全部树脂100质量份,增容剂的含量优选为0.05质量份以上且5质量份以下、更优选为0.1质量份以上且3质量份以下、进一步优选为0.2质量份以上且2质量份以下。通过将增容剂的含量设定为0.05质量份以上,与聚酰胺的相容性提高,能够制成耐冲击性优异的聚酰胺组合物。另外,通过将增容剂的含量设定为5质量份以下,能够制成流动性优异的聚酰胺组合物。
上述方式的聚酰胺组合物通过还含有包含α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物,聚酰胺与聚苯醚的相容性提高,能够制成韧性和刚性等机械物性更优异的聚酰胺组合物。
作为在上述方式中所使用的含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物而言,例如可以列举:含有α,β不饱和二元羧酸酐作为共聚成分的聚合物、用α,β不饱和二元羧酸酐改性后的聚合物等。
作为含有α,β不饱和二元羧酸酐作为共聚成分的聚合物而言,从提高与(4B)非晶性半芳香族聚酰胺的相容性的观点考虑,优选芳香族乙烯基化合物与α,β不饱和二元羧酸酐的共聚物。
作为在上述方式中所使用的芳香族乙烯基化合物而言,例如可以列举由下述通式表示的化合物。
上述通式中,R3和R4各自独立地为氢或碳原子数1~3的烷基,k为1~5的整数。
作为芳香族乙烯基化合物而言,例如可以列举:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯等,优选苯乙烯。
从韧性、流动性、耐热分解性等观点考虑,相对于聚酰胺组合物100质量%,芳香族乙烯基化合物与α,β不饱和二元羧酸酐的共聚物中的α,β不饱和二元羧酸酐成分的比例优选为0.1质量%~50质量%、更优选为5质量%~20质量%、进一步优选为8质量%~15质量%。
通过将α,β不饱和二元羧酸酐成分的比例设定为0.1质量%以上,可以得到韧性和刚性等机械物性优异的聚酰胺组合物。另外,通过将α,β不饱和二元羧酸酐成分的比例设定为50质量%以下,能够防止由α,β不饱和二元羧酸酐引起的聚酰胺组合物的劣化。
作为用α,β不饱和二元羧酸酐改性后的聚合物而言,优选为用α,β不饱和二元羧酸酐改性后的聚丙烯树脂。
相对于聚酰胺组合物中所含的全部树脂100质量份,含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物的含量优选为0.1质量份以上且5质量份以下。
上述方式的聚酰胺组合物中,除了上述(4A)结晶性聚酰胺、(4B)非晶性半芳香族聚酰胺、(4C)聚苯醚以外,可以还含有选自由无机填充材料、成核剂、润滑剂、稳定剂、除(4A)、(4B)和(4C)以外的聚合物、亚磷酸金属盐和/或次磷酸金属盐和亚磷酸酯化合物构成的组中的一种以上成分。
(无机填充材料)
对于无机填充材料,除了下述方面以外,如上述第1-1方式中关于“(1C)无机填充材料”所记载的那样。
相对于(4A)结晶性聚酰胺、(4B)非晶性半芳香族聚酰胺和(4C)聚苯醚的合计100质量份,无机填充材料的含量优选为5质量份~250质量份、更优选为30质量份~250质量份、进一步优选为50质量份~240质量份、更进一步优选为50质量份~200质量份、特别优选为50质量份~150质量份。
相对于(4A)结晶性聚酰胺、(4B)非晶性半芳香族聚酰胺和(4C)聚苯醚的合计100质量份,通过将无机填充材料的含量设定为5质量份以上,表现出使所得到的聚酰胺组合物的强度和刚性提高的效果。另一方面,通过将无机填充材料的含量设定为250质量份以下,可以得到挤出性和成型性优异的聚酰胺组合物。
(成核剂)
对于成核剂,如上述第1-1方式所记载的那样。
(润滑剂)
对于润滑剂,如上述1-1方式所记载的那样。
(稳定剂)
对于稳定剂,如上述第1-1方式所记载的那样。
(其它聚合物)
作为上述除(4A)结晶性聚酰胺、(4B)非晶性半芳香族聚酰胺和(4C)聚苯醚以外的聚合物而言,不限于以下物质,例如可以列举:聚酯、液晶聚酯、聚苯硫醚、聚碳酸酯、聚芳酯、酚类树脂、环氧树脂等。
对于聚酯,如上述第1-1方式所记载的那样。
相对于聚酰胺组合物中所含的全部树脂100质量份,上述方式中的除(4A)结晶性聚酰胺、(4B)非晶性半芳香族聚酰胺和(4C)聚苯醚以外的聚合物的含量优选为1质量份~200质量份、更优选为5质量份~100质量份、进一步优选为5质量份~50质量份。通过将上述方式的聚酰胺组合物中的除聚酰胺以外的聚合物的含量调节至上述范围内,能够制成耐热性、脱模性优异的聚酰胺组合物。
(亚磷酸金属盐和/或次磷酸金属盐)
对于亚磷酸金属盐和/或次磷酸金属盐,如上述第1-1方式所记载的那样。
(亚磷酸酯化合物)
对于亚磷酸酯化合物,如上述第1-1方式所记载的那样。
在上述方式的聚酰胺组合物中,还可以在不损害上述方式的目的的范围内含有聚酰胺组合物中惯用的添加剂、例如颜料和染料等着色剂(包含着色母料)、阻燃剂、原纤化剂、荧光增白剂、增塑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、防静电剂、流动性改良剂、展着剂、弹性体等。
上述方式的聚酰胺组合物含有上述所说明的可在聚酰胺组合物中含有的其它原料的情况下,该其它原料的含量根据其种类、聚酰胺组合物的用途等而不同,因此,只要在不损害上述方式的目的的范围内就没有特别限制。
[聚酰胺组合物的制造方法]
作为上述方式的聚酰胺组合物的制造方法而言,只要是包含将含有上述(4A)结晶性聚酰胺、(4B)非晶性半芳香族聚酰胺和(4C)聚苯醚的原料成分熔融混炼的工序的制造方法就没有特别限制。例如,优选如下方法:包含将含有上述聚酰胺的原料成分利用挤出机熔融混炼的工序,将挤出机的设定温度设定为后述的聚酰胺组合物的熔化峰值温度Tm2+30℃以下。
对于聚酰胺组合物的制造方法的详细内容,如上述第1-1方式所记载的那样。
[聚酰胺组合物的物性]
对于聚酰胺组合物的物性,除了(1A)脂肪族聚酰胺为(4A)结晶性聚酰胺、(1B)半芳香族聚酰胺为(4B)非晶性半芳香族聚酰胺以及下述方面以外,如上述第1-1方式所记载的那样。
从机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性的观点出发,聚酰胺组合物的结晶焓ΔH优选为10J/g以上、更优选为14J/g以上、进一步优选为18J/g以上、更进一步优选为20J/g以上。另外,结晶焓ΔH的上限没有特别限制,越高越优选。
作为将聚酰胺组合物的结晶焓ΔH控制在上述范围内的方法,例如可以列举将(4A)结晶性聚酰胺、(4B)非晶性半芳香族聚酰胺、(4C)聚苯醚的配合比率控制在上述范围内的方法等。
作为聚酰胺组合物的熔点Tm2和结晶焓ΔH的测定装置而言,例如可以列举PERKIN-ELMER公司制造的Diamond-DSC等。
聚酰胺组合物的tanδ峰值温度为90℃以上、更优选为100℃以上、进一步优选为110℃以上、更进一步优选为120℃以上。
另外,聚酰胺组合物的tanδ峰值温度优选为150℃以下、更优选为140℃以下、进一步优选为130℃以下。
通过聚酰胺组合物的tanδ峰值温度为90℃以上,倾向于可以得到吸水刚性、热时刚性优异的聚酰胺组合物。另外,通过聚酰胺组合物的tanδ峰值温度为150℃以下,含有以无机填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物的表面外观优异。
作为将聚酰胺组合物的tanδ峰值温度控制在上述范围内的方法而言,例如可以列举将(4A)结晶性聚酰胺、(4B)非晶性半芳香族聚酰胺、(4C)聚苯醚的配合比率控制在上述范围内的方法等。
上述方式中所使用的聚酰胺组合物的熔点结晶峰值温度Tc的测定可以通过后述的实施例中所记载的方法依据JIS-K7121进行。
作为结晶峰值温度Tc的测定装置而言,例如可以列举PERKIN-ELMER公司制造的Diamond-DSC等。作为将聚酰胺的结晶峰值温度Tc控制在上述范围内的方法而言,例如可以列举将(4A)结晶性聚酰胺、(4B)非晶性半芳香族聚酰胺、(4C)聚苯醚的配合比率控制在上述范围内的方法等。
[成型品]
本发明的第4-2方式的成型品通过将上述聚酰胺组合物成型而得到。
对于成型品和其用途,如上述第1-2方式所记载的那样。
《第5-1~第5-2方式》
《聚酰胺组合物》
本发明的第5-1方式的聚酰胺组合物含有下述(5A)~(5E)。
(5A)脂肪族聚酰胺;
(5B)含有二元胺单元和二元羧酸单元的半芳香族聚酰胺;
(5C1)阻燃剂;
(5C2)阻燃助剂;
(5D)白色颜料;
(5E)紫外线吸收剂。
上述方式的聚酰胺组合物的分子量和tanδ峰值温度能够得到下述构成,具体而言,可以通过后述的实施例中所记载的方法进行测定。
<聚酰胺组合物的重均分子量(Mw)>
作为聚酰胺组合物的分子量的指标而言,可以使用重均分子量(Mw)。
聚酰胺组合物的重均分子量(Mw)为10000以上且50000以下、优选为17000以上且40000以下、更优选为20000以上且35000以下、进一步优选为22000以上且34000以下、更进一步优选为24000以上且33000以下、特别优选为25000以上且32000以下。另外,作为其它的优选方式,可以为20000以上且38000以下、25000以上且36000以下、27000以上且35000以下、以及29000以上且34000以下。
通过聚酰胺组合物的重均分子量(Mw)在上述范围内,可以得到机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性、流动性等更优异的聚酰胺。另外,由含有以填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物得到的成型品的表面外观更优异。
作为将聚酰胺组合物的Mw控制在上述范围内的方法而言,例如可以列举使用(5A)脂肪族聚酰胺和(5B)半芳香族聚酰胺的Mw在后述范围内的物质等。
需要说明的是,Mw(重均分子量)的测定如后述的实施例中所记载的那样可以使用GPC(凝胶渗透色谱仪)进行测定。
<(5A)脂肪族聚酰胺和上述(5B)半芳香族聚酰胺中的数均分子量Mn为500以上且2000以下的聚酰胺的合计含量>
相对于聚酰胺组合物中的聚酰胺总质量,(5A)脂肪族聚酰胺和上述(5B)半芳香族聚酰胺中的数均分子量Mn为500以上且2000以下的聚酰胺的合计含量优选为0.5质量%以上且小于2.5质量%、更优选为0.8质量%以上且小于2.5质量%、进一步优选为1.0质量%以上且小于2.5质量%、更进一步优选为1.2质量%以上且小于2.5质量%、特别优选为1.4质量%以上且小于2.5质量%。另外,作为其它的优选方式,可以为1.0质量%以上且2.0质量%以下、1.4质量%以上且1.8质量%以下、1.6质量%以上且1.8质量%以下。
通过(5A)脂肪族聚酰胺和上述(5B)半芳香族聚酰胺中的数均分子量Mn为500以上且2000以下的聚酰胺的合计含量为上述下限值以上,倾向于流动性更优异、并且能够使由含有以(5G)填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物得到的成型品的表面外观性更优异。另外,通过使合计含量小于上述上限值,倾向于能够更有效地抑制成型时的气体产生。
作为将(5A)脂肪族聚酰胺和上述(5B)半芳香族聚酰胺中的数均分子量Mn为500以上且2000以下的聚酰胺的合计含量控制在上述范围内的方法而言,例如可以列举调节(5B)半芳香族聚酰胺的分子量的方法等。此时,(5B)半芳香族聚酰胺的重均分子量(Mw(5B))优选为10000以上且25000以下。
需要说明的是,(5A)脂肪族聚酰胺和上述(5B)半芳香族聚酰胺中的数均分子量Mn为500以上且2000以下的聚酰胺的合计含量可以使用GPC由后述的实施例中的测定条件下的洗脱曲线求出。
另外,GPC测定时,在含有(5A)脂肪族聚酰胺和(5B)半芳香族聚酰胺的组合物中含有可溶于溶解聚酰胺的溶剂的其它成分的情况下,可以使用聚酰胺不溶但其它成分可溶的溶剂来萃取除去其它成分,然后进行GPC测定。另外,对于不溶于溶解聚酰胺的溶剂的(5G)填充材料等而言,可以在使聚酰胺组合物溶解的溶剂中进行溶解,接着进行过滤除去不溶物,然后进行GPC测定。
<聚酰胺组合物的分子量分布>
上述方式的聚酰胺组合物的分子量分布以重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)作为指标。
上述方式的聚酰胺组合物的重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)为2.4以下、优选为1.0以上且2.4以下、更优选为1.7以上且2.3以下、进一步优选为1.8以上且2.2以下、特别优选为1.9以上且2.1以下。
通过重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)在上述范围内,倾向于得到流动性等更优异的聚酰胺组合物。另外,由含有以(5G)填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物得到的成型品倾向于表面外观性更优异。
作为将聚酰胺组合物的重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)控制在上述范围内的方法而言,可以列举将(5B)半芳香族聚酰胺的重均分子量(Mw(5B))/数均分子量(Mn(5B))调节至后述的范围内的方法等。
在聚酰胺组合物的分子结构中含有芳香族化合物单元时,具有分子量分布(Mw/Mn)随着分子量增大而升高的倾向。分子量分布高表示具有分子的三维结构的聚酰胺分子的比例高。因此,通过将Mw/Mn控制在上述范围内,抑制高温加工时分子的三维结构化的进行,可以得到流动性等更优异的聚酰胺组合物。另外,由含有以(5G)填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物得到的成型品的表面外观更优异。
聚酰胺组合物的重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)可以如后述的实施例所示的那样使用利用GPC得到的重均分子量(Mw)、数均分子量(Mn)来计算。
<聚酰胺组合物的tanδ峰值温度>
聚酰胺组合物的tanδ峰值温度的下限值为90℃、优选为105℃、更优选为110℃、进一步优选为115℃。
另一方面,聚酰胺组合物的tanδ峰值温度的上限值优选为150℃、更优选为140℃、进一步优选为130℃。
即,聚酰胺组合物的tanδ峰值温度为90℃以上、优选为105℃以上且150℃以下、更优选为110℃以上且140℃以下、进一步优选为115℃以上且130℃以下。
通过聚酰胺组合物的tanδ峰值温度为上述下限值以上,倾向于可以得到吸水刚性和热时刚性更优异的聚酰胺组合物。另一方面,通过聚酰胺组合物的tanδ峰值温度为上述上限值以下,由含有以(5G)填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物得到的成型品倾向于表面外观更优异。
作为将聚酰胺组合物的tanδ峰值温度控制在上述范围内的方法,例如可以列举将(5A)脂肪族聚酰胺和(5B)半芳香族聚酰胺的含量控制在后述范围内的方法等。
<氨基末端的摩尔量对氨基末端量和羧基末端量的总摩尔量之比>
在上述方式的聚酰胺组合物中,氨基末端的摩尔量对氨基末端量和羧基末端量的总摩尔量之比{氨基末端量/(氨基末端量+羧基末端量)}优选为0.1以上且小于0.5、更优选为0.25以上且0.45以下、进一步优选为0.25以上且小于0.4、更进一步优选为0.25以上且小于0.35。
通过氨基末端的摩尔量对氨基末端量和羧基末端量的总摩尔量之比为上述下限值以上,倾向于能够更有效地抑制挤出机、成型机的腐蚀。通过氨基末端的摩尔量对氨基末端量和羧基末端量的总摩尔量之比小于上述上限值,倾向于能够制成对于热、光的变色更优异的聚酰胺组合物。
<(5E)紫外线吸收剂相对于(5D)白色颜料的质量比((5E)/(5D))>
在上述方式的聚酰胺组合物中,(5E)紫外线吸收剂相对于(5D)白色颜料的质量比((5E)紫外线吸收剂/(5D)白色颜料)为0.15以上且小于2.50、优选为0.15以上且2.0以下、更优选为0.20以上且2.0以下、进一步优选为0.30以上且1.5以下、特别优选为0.30以上且1.0以下。
通过(5E)/(5D)为上述下限值以上,能够制成耐候变色性更优异的聚酰胺组合物。通过(5E)/(5D)小于上述上限值,能够制成成型性和外观和机械物性更优异的聚酰胺组合物。
上述方式的聚酰胺组合物通过具有上述构成,能够形成吸水时的熔接强度和洛氏硬度、表面外观性以及耐候变色性良好的成型品。
以下,对上述方式的聚酰胺组合物的各构成成分进行详细说明。
<(5A)脂肪族聚酰胺>
上述方式的聚酰胺组合物中所含的(5A)脂肪族聚酰胺优选含有以下(1)或(2)的构成单元。
(1)含有(5A-a)脂肪族二元羧酸单元和(5A-b)脂肪族二元胺单元。
(2)含有选自由(5A-c)内酰胺单元和氨基羧酸单元构成的组中的至少一种。
[(5A-a)脂肪族二元羧酸单元]
作为构成(5A-a)脂肪族二元羧酸单元的脂肪族二元羧酸而言,例如可以列举:碳原子数3以上且20以下的直链状或支链状饱和脂肪族二元羧酸等。
作为碳原子数3以上且20以下的直链状饱和脂肪族二元羧酸而言,不限于以下物质,例如可以列举:丙二酸、琥珀酸、戊二酸、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。
作为碳原子数3以上且20以下的支链状饱和脂肪族二元羧酸而言,不限于以下物质,例如可以列举:二甲基丙二酸、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、2,2-二甲基戊二酸、2-甲基己二酸、三甲基己二酸等。
构成这些(5A-a)脂肪族二元羧酸单元的脂肪族二元羧酸可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
其中,聚酰胺组合物的耐热性、流动性、韧性、低吸水性和刚性等倾向于更优异,因此,作为构成(5A-a)脂肪族二元羧酸单元的脂肪族二元羧酸而言,优选碳原子数6以上的直链状饱和脂肪族二元羧酸。
作为优选的碳原子数6以上的直链状饱和脂肪族二元羧酸,具体而言,例如可以列举:己二酸、癸二酸、十二烷二酸、十四烷二酸、十六烷二酸、十八烷二酸、二十烷二酸等。
其中,作为碳原子数6以上的直链状饱和脂肪族二元羧酸而言,从聚酰胺组合物的耐热性等观点考虑,优选为己二酸、癸二酸或十二烷二酸。
另外,在不损害上述方式的聚酰胺组合物的效果的范围内,(5A)脂肪族聚酰胺可以根据需要还含有来源于三元以上的多元羧酸的单元。作为三元以上的多元羧酸而言,例如可以列举:偏苯三酸、均苯三酸、均苯四酸等。这些三元以上的多元羧酸可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
[(5A-b)脂肪族二元胺单元]
作为构成(5A-b)脂肪族二元胺单元的脂肪族二元胺而言,例如可以列举:碳原子数2以上且20以下的直链状饱和脂肪族二元胺或者碳原子数3以上且20以下的支链状饱和脂肪族二元胺等。
作为碳原子数2以上且20以下的直链饱和脂肪族二元胺而言,不限于以下物质,例如可以列举: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。
作为碳原子数3以上且20以下的支链状饱和脂肪族二元胺而言,不限于以下物质,例如可以列举:2-甲基五亚甲基二胺(也称为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-1,8-辛二胺(也称为2-甲基八亚甲基二胺)、2,4-二甲基八亚甲基二胺等。
这些构成(5A-b)脂肪族二元胺单元的脂肪族二元胺可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
其中,构成(5A-b)脂肪族二元胺单元的脂肪族二元胺的碳原子数优选为6以上且12以下、更优选为6以上且10以下。通过构成(5A-b)脂肪族二元胺单元的脂肪族二元胺的碳原子数为上述下限值以上,所得到的成型品的耐热性更优异。另一方面,通过该碳原子数为上述上限值以下,所得到的成型品的结晶性和脱模性更优异。
作为优选的碳原子数6以上且12以下的直链状或者支链状饱和脂肪族二元胺,具体而言,例如可以列举:六亚甲基二胺、2-甲基五亚甲基二胺或2-甲基-1,8-辛二胺等。
其中,作为碳原子数6以上且12以下的直链状或者支链状饱和脂肪族二元胺而言,优选六亚甲基二胺或2-甲基五亚甲基二胺。通过含有这样的(5A-b)脂肪族二元胺单元,由聚酰胺组合物得到的成型品的耐热性和刚性等更优异。
另外,在不损害上述方式的聚酰胺组合物的效果的范围内,(5A)脂肪族聚酰胺可以根据需要还含有来源于三元以上的多元脂肪族胺的单元。作为三元以上的多元脂肪族胺而言,例如可以列举双(六亚甲基)三胺等。
[(5A-c)选自由内酰胺单元和氨基羧酸单元构成的组中的至少一种]
(5A)脂肪族聚酰胺可以含有(5A-c)选自由内酰胺单元和氨基羧酸单元构成的组中的至少一种代替(5A-a)脂肪族二元羧酸单元和(5A-b)脂肪族二元胺单元。通过含有这样的单元,倾向于得到韧性优异的聚酰胺。
需要说明的是,此处所谓的“内酰胺单元”以及“氨基羧酸单元”是指(缩)聚合后的内酰胺和氨基羧酸。
作为构成内酰胺单元或氨基羧酸单元的内酰胺而言,不限于以下物质,例如可以列举:丁内酰胺、新戊内酰胺、ε-己内酰胺、辛内酰胺、庚内酰胺、十一内酰胺、月桂内酰胺(十二内酰胺)等。
其中,作为构成内酰胺单元或氨基羧酸单元的内酰胺而言,优选ε-己内酰胺或月桂内酰胺,更优选ε-己内酰胺。通过含有这样的内酰胺,由聚酰胺组合物得到的成型品的韧性倾向于更优异。
作为构成氨基羧酸单元的氨基羧酸而言,不限于以下物质,例如可以列举作为内酰胺开环得到的化合物的ω-氨基羧酸、α,ω-氨基酸等。
作为构成氨基羧酸单元的氨基羧酸而言,优选ω位被氨基取代后的碳原子数4以上且14以下的直链状或支链状饱和脂肪族羧酸。作为这样的氨基羧酸而言,不限于以下物质,例如可以列举:6-氨基己酸、11-氨基十一酸、12-氨基十二酸等。另外,作为氨基羧酸而言,还可以列举对氨基甲基苯甲酸等。
这些构成(5A-c)选自由内酰胺单元和氨基羧酸单元构成的组中的至少一种的内酰胺和氨基羧酸各自可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
其中,作为上述方式的聚酰胺组合物中所含的(5A)脂肪族聚酰胺而言,从机械特性、耐热性、成型性和韧性的观点出发,优选含有二元羧酸单元和二元胺单元的聚酰胺,更优选聚酰胺66(PA66)。PA66的机械特性、耐热性、成型性和韧性优异,因此,认为是适合于汽车用部件的材料。
相对于聚酰胺组合物中的聚酰胺的总质量,上述方式的聚酰胺组合物中的(5A)脂肪族聚酰胺的含量例如可以设定为10质量%以上且小于100质量%、例如可以设定为13质量%以上且90质量%以下、例如可以设定为50质量%以上且70质量%以下、例如可以设定为55质量%以上且70质量%以下、例如可以设定为50质量%以上且100质量%以下、例如可以设定为55质量%以上且100质量%以下、例如可以设定为57质量%以上且100质量%以下。
<(5B)半芳香族聚酰胺>
上述方式的聚酰胺组合物中所含的(5B)半芳香族聚酰胺为含有二元胺单元和二元羧酸单元的聚酰胺。
相对于(5B)半芳香族聚酰胺的全部构成单元,(5B)半芳香族聚酰胺优选含有20摩尔%以上且80摩尔%以下的芳香族构成单元、更优选含有30摩尔%以上且70摩尔%以下的芳香族构成单元、进一步优选含有40摩尔%以上且60摩尔%以下的芳香族构成单元。此处所谓的“芳香族构成单元”是指芳香族二元胺单元和芳香族二元羧酸单元。
相对于(5B)半芳香族聚酰胺的全部二元羧酸单元,(5B)半芳香族聚酰胺优选为含有(5B-a)二元羧酸单元和(5B-b)二元胺单元的聚酰胺,所述(5B-a)二元羧酸单元包含50摩尔%以上的间苯二甲酸单元,所述(5B-b)二元胺单元包含碳原子数4以上且10以下的二元胺单元。
另外,此时,相对于(5B)半芳香族聚酰胺的全部构成单元,(5B)半芳香族聚酰胺中的间苯二甲酸单元和碳原子数4以上且10以下的二元胺单元的合计含量优选为50摩尔%以上、更优选为80摩尔%以上且100摩尔%以下、进一步优选为90摩尔%以上且100摩尔%以下、特别优选为100摩尔%。
需要说明的是,构成(5B)半芳香族聚酰胺的规定的单体单元的比例可以通过核磁共振波谱法(NMR)等进行测定。
[(5B-a)二元羧酸单元]
作为(5B-a)二元羧酸单元而言,没有特别限制,例如可以列举:芳香族二元羧酸单元、脂肪族二元羧酸单元、脂环族二元羧酸单元等。
其中,作为(5B-a)二元羧酸单元而言,相对于(5B-a)二元羧酸的总摩尔数,优选含有50摩尔%以上的间苯二甲酸、更优选含有65摩尔%以上且100摩尔%以下的间苯二甲酸、进一步优选含有70摩尔%以上且100摩尔%以下、特别优选含有80摩尔%以上且100摩尔%以下、最优选含有100摩尔%。
通过(5B-a)二元羧酸单元中的间苯二甲酸单元的比例为上述下限值以上,倾向于可以得到能够同时满足机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性、流动性等的聚酰胺组合物。另外,对于由聚酰胺组合物得到的成型品,倾向于表面外观性更优异。
(芳香族二元羧酸单元)
作为构成除间苯二甲酸单元以外的芳香族二元羧酸单元的芳香族二元羧酸而言,不限于以下物质,例如可以列举具有苯基、萘基等芳香族基团的二元羧酸。芳香族二元羧酸的芳香族基团可以未取代,也可以具有取代基。
作为该取代基而言,没有特别限制,例如可以列举:碳原子数1以上且4以下的烷基、碳原子数6以上且10以下的芳基、碳原子数7以上且10以下的芳烷基、卤素基团、碳原子数1以上且6以下的甲硅烷基、磺酸基及其盐(钠盐等)等。
作为碳原子数1以上且4以下的烷基而言,不限于以下基团,例如可以列举:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基等。
作为碳原子数6以上且10以下的芳基而言,不限于以下基团,例如可以列举:苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等。
作为碳原子数7以上且10以下的芳烷基而言,不限于以下基团,例如可以列举苄基等。
作为卤素基团而言,不限于以下基团,例如可以列举:氟基、氯基、溴基、碘基等。
作为碳原子数1以上且6以下的甲硅烷基而言,不限于以下基团,例如可以列举:三甲基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基等。
其中,作为构成除间苯二甲酸单元以外的芳香族二元羧酸单元的芳香族二元羧酸而言,优选未取代或被规定的取代基取代后的碳原子数8以上且20以下的芳香族二元羧酸。
作为未取代或被规定的取代基取代后的碳原子数8以上且20以下的芳香族二元羧酸,具体而言,不限于以下物质,例如可以列举:对苯二甲酸、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。
构成芳香族二元羧酸单元的芳香族二元羧酸可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
(脂肪族二元羧酸单元)
作为构成脂肪族二元羧酸单元的脂肪族二元羧酸而言,可以列举碳原子数3以上且20以下的直链状或支链状饱和脂肪族二元羧酸等。
作为碳原子数3以上且20以下的直链状饱和脂肪族二元羧酸而言,不限于以下物质,例如可以列举:丙二酸、琥珀酸、戊二酸、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。
作为碳原子数3以上且20以下的支链状饱和脂肪族二元羧酸而言,不限于以下物质,例如可以列举:二甲基丙二酸、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、2,2-二甲基戊二酸、2-甲基己二酸、三甲基己二酸等。
(脂环族二元羧酸单元)
作为构成脂环族二元羧酸单元的脂环族二元羧酸而言,不限于以下物质,例如可以列举:脂环结构的碳原子数为3以上且10以下的脂环族二元羧酸等。其中,作为脂环族二元羧酸而言,优选脂环结构的碳原子数为5以上且10以下的脂环族二元羧酸。
作为这样的脂环族二元羧酸而言,不限于以下物质,例如可以列举: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。其中,作为脂环族二元羧酸而言,优选为1,4-环己烷二甲酸。
需要说明的是,构成脂环族二元羧酸单元的脂环族二元羧酸可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
脂环族二元羧酸的脂环族基团可以为未取代,也可以具有取代基。作为取代基而言,例如可以列举:碳原子数1以上且4以下的烷基等。作为碳原子数1以上且4以下的烷基而言,可以列举与上述“芳香族二元羧酸单元”中所例示的烷基同样的烷基。
作为除间苯二甲酸单元以外的二元羧酸单元而言,优选含有芳香族二元羧酸单元,更优选含有碳原子数6以上的芳香族二元羧酸。
通过使用这样的二元羧酸,倾向于可以得到能够同时满足机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性、流动性等的聚酰胺组合物。另外,关于由聚酰胺组合物得到的成型品,倾向于表面外观性更优异。
在(5B)半芳香族聚酰胺中,作为构成(5B-a)二元羧酸单元的二元羧酸而言,不限于上述作为二元羧酸所记载的化合物,可以为与上述二元羧酸等价的化合物。
此处所谓的“与二元羧酸等价的化合物”是指可形成与来源于上述二元羧酸的二元羧酸结构同样的二元羧酸结构的化合物。作为这样的化合物而言,不限于以下物质,例如可以列举:二元羧酸的酸酐、二元羧酸的卤化物等。
另外,在不损害上述方式的聚酰胺组合物的效果的范围内,(5B)半芳香族聚酰胺可以根据需要还含有来源于三元以上的多元羧酸的单元。
作为三元以上的多元羧酸而言,例如可以列举:偏苯三酸、均苯三酸、均苯四酸等。这些三元以上的多元羧酸可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
[(5B-b)二元胺单元]
构成(5B)半芳香族聚酰胺的(5B-b)二元胺单元没有特别限制,例如可以列举:芳香族二元胺单元、脂肪族二元胺单元、脂环族二元胺单元等。其中,作为构成(5B)半芳香族聚酰胺的(5B-b)二元胺单元而言,优选含有碳原子数4以上且10以下的二元胺单元,更优选含有碳原子数6以上且10以下的二元胺单元。
(脂肪族二元胺单元)
作为构成脂肪族二元胺单元的脂肪族二元胺而言,例如可以列举碳原子数4以上且20以下的直链状饱和脂肪族二元胺等。
作为碳原子数4以上且20以下的直链状饱和脂肪族二元胺而言,不限于以下物质,例如可以列举: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。
(脂环族二元胺单元)
作为构成脂环族二元胺单元的脂环族二元胺而言,不限于以下物质,例如可以列举:1,4-环己烷二胺、1,3-环己烷二胺、1,3-环戊烷二胺等。
(芳香族二元胺单元)
作为构成芳香族二元胺单元的芳香族二元胺而言,只要是含有芳香族的二元胺则不限定于以下物质。作为芳香族二元胺,具体而言,例如可以列举间苯二甲胺等。
需要说明的是,这些构成各二元胺单元的二元胺可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
其中,作为(5B-b)二元胺单元而言,优选脂肪族二元胺单元,更优选碳原子数4以上且10以下的直链状饱和脂肪族二元胺单元,进一步优选碳原子数6以上且10以下的直链状饱和脂肪族二元胺单元,特别优选六亚甲基二胺单元。
通过使用这样的二元胺,倾向于可以得到能够同时满足机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性、流动性等的聚酰胺组合物。另外,关于由聚酰胺组合物得到的成型品,倾向于表面外观性更优异。
作为上述方式的聚酰胺组合物中所含的(5B)半芳香族聚酰胺而言,优选聚酰胺6I(聚间苯二甲酰己二胺)、聚酰胺9I或聚酰胺10I,更优选聚酰胺6I。聚酰胺6I由于耐热性、成型加工性和阻燃性优异,因此认为是适合于汽车用部件的材料。
相对于聚酰胺组合物中的聚酰胺的总质量,上述方式的聚酰胺组合物中的(5B)半芳香族聚酰胺的含量可以设定为5.0质量%以上且50.0质量%以下、优选为10.0质量%以上且50质量%以下、更优选为15.0质量%以上且50质量%以下、进一步优选为20.0质量%以上且50质量%以下、特别优选为30质量%以上且50质量%以下、最优选为30质量%以上且45质量%以下。另外,作为其它的优选方式,可以为大于0质量%且90质量%以下、10质量%以上且87质量%以下。
通过将(5B)半芳香族聚酰胺的含量设定在上述范围内,由聚酰胺组合物得到的成型品的机械性质更优异。另外,通过含有以(5G)填充材料为代表的成分,由聚酰胺组合物得到的成型品的表面外观更优异。
<封端剂>
上述方式的聚酰胺组合物中所含的聚酰胺((5A)脂肪族聚酰胺和(5B)半芳香族聚酰胺)的末端可以利用公知的封端剂进行封端。
对于封端剂,如上述第1-1方式所记载的那样。
<(5A)脂肪族聚酰胺和(5B)半芳香族聚酰胺的制造方法>
对于聚酰胺的制造方法,除了(1A)脂肪族聚酰胺为(5A)脂肪族聚酰胺以及(1B)半芳香族聚酰胺为(5B)半芳香族聚酰胺以外,如上述第1-1方式所记载的那样。
<聚酰胺的聚合物末端>
对于聚酰胺的聚合物末端,如上述第1-1方式所记载的那样。
<聚酰胺的特性>
[(5A)脂肪族聚酰胺的特性]
对于(5A)脂肪族聚酰胺的特性,如上述第1-1方式中关于“(1A)脂肪族聚酰胺的特性”所记载的那样。
[(5B)半芳香族聚酰胺的特性]
对于(5B)半芳香族聚酰胺的特性,除了下述方面以外,如上述第1-1方式中关于“(1B)半芳香族聚酰胺的特性”所记载的那样。
((5B)半芳香族聚酰胺的重均分子量Mw(5B))
作为(5B)半芳香族聚酰胺的分子量的指标而言,可以使用(5B)半芳香族聚酰胺的重均分子量(Mw(5B))。
(5B)半芳香族聚酰胺的重均分子量(Mw(5B))优选为10000以上且50000以下、更优选为13000以上且40000以下、进一步优选为15000以上且25000以下、特别优选为18000以上且22000以下、最优选为19000以上且21000以下。
通过(5B)半芳香族聚酰胺的重均分子量(Mw(5B))在上述范围内,可以得到机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性、流动性等更优异的聚酰胺组合物。另外,由含有以(5G)填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物得到的成型品的表面外观更优异。
需要说明的是,(5B)半芳香族聚酰胺的重均分子量(Mw(5B))的测定可以使用GPC进行测定。
((5B)半芳香族聚酰胺的tanδ峰值温度)
(5B)半芳香族聚酰胺的tanδ峰值温度优选为70℃以上、更优选为100℃以上且160℃以下、进一步优选为110℃以上且150℃以下、特别优选为120℃以上且145℃以下、最优选为130℃以上且140℃以下。
作为将(5B)半芳香族聚酰胺的tanδ峰值温度控制在上述范围内的方法而言,例如可以列举提高芳香族单体相对于二元羧酸单元的比率的方法等。从该观点出发,(5B)半芳香族聚酰胺优选在构成(5B)半芳香族聚酰胺的全部二元羧酸单元中含有50摩尔%以上的间苯二甲酸作为(5B-a)二元羧酸单元,更优选含有100摩尔%。
通过(5B)半芳香族聚酰胺的tanδ峰值温度为上述下限值以上,倾向于可以得到吸水刚性、热时刚性更优异的聚酰胺组合物。另外,通过聚酰胺组合物的tanδ峰值温度为上述上限值以下,由含有以(5G)填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物得到的成型品的表面外观更优异。
(5B)半芳香族聚酰胺的tanδ峰值温度例如可以使用粘弹性测定分析装置等(Rheology制造的DVE-V4)进行测定。
[聚酰胺的氨基末端量与羧基末端量的合计量]
相对于聚酰胺1g,聚酰胺((5A)脂肪族聚酰胺和(5B)半芳香族聚酰胺)的氨基末端量与羧基末端量的合计量为150μ当量以上且350μ当量以下、优选为160μ当量以上且330μ当量以下、更优选为170μ当量以上且320μ当量以下、进一步优选为180μ当量以上且300μ当量以下、特别优选为190μ当量以上且280μ当量以下。
通过聚酰胺((5A)脂肪族聚酰胺和(5B)半芳香族聚酰胺)的氨基末端量与羧基末端量的合计量在上述范围内,可以得到流动性等更优异的聚酰胺组合物。另外,由含有以(5G)填充材料为代表的成分的聚酰胺组合物得到的成型品的表面外观更优异。
<(5C1)阻燃剂>
对于(5C1)阻燃剂,如上述第2-1方式中关于“(2D1)阻燃剂”所记载的那样。
<(5C2)阻燃助剂>
上述方式的聚酰胺组合物通过含有(5C2)阻燃助剂,能够制成阻燃性更优异的聚酰胺组合物。
对于(5C2)阻燃助剂的特性,如上述第2-1方式中关于“(2D2)阻燃助剂”所记载的那样。
<(5D)白色颜料>
上述方式的聚酰胺组合物含有(5D)白色颜料。
作为白色颜料而言,没有特别限制,例如可以列举:硫化锌、氧化锌、氧化钛、硫酸钡、碳酸钙、氧化铝、碳酸铅、氢氧化铅、二氧化硅等。
其中,由于聚酰胺组合物的韧性、强度及刚性等机械物性、以及阻燃性与着色的平衡,优选为选自硫化锌(ZnS)和氧化锌(ZnO)中的至少一者。
<(5E)紫外线吸收剂>
上述方式的聚酰胺组合物含有(5E)紫外线吸收剂。
作为紫外线吸收剂而言,没有特别限制,例如可以列举:苯并三唑类紫外线吸收剂、三嗪类紫外线吸收剂、二苯甲酮类紫外线吸收剂、氰基丙烯酸酯类紫外线吸收剂、水杨酸酯类紫外线吸收剂、草酰苯胺类紫外线吸收剂等。
其中,由于聚酰胺组合物的韧性、强度及刚性等机械物性、以及阻燃性与着色的平衡,优选为选自苯并三唑类紫外线吸收剂和三嗪类紫外线吸收剂中的至少一者。
<(5F)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物>
上述方式的聚酰胺组合物中,除了上述(5A)~(5E)各成分以外,还可以还含有(5F)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物。通过含有(5F)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物,能够制成韧性、刚性等机械物性更优异的聚酰胺组合物。
作为上述方式的聚酰胺组合物中所含的(5F)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物而言,例如可以列举:含有α,β不饱和二元羧酸酐作为共聚成分的聚合物、用α,β不饱和二元羧酸酐改性后的聚合物等。
作为α,β不饱和二元羧酸酐而言,例如可以列举由下述通式(I)表示的化合物(以下有时称为“化合物(I)”)。
上述通式(I)中,R11和R12各自独立地为氢原子或碳原子数1以上且3以下的烷基。R11和R12彼此可以相同,也可以不同。其中,从容易制造出发,R11和R12优选彼此相同。
作为R11和R12中的碳原子数1以上且3以下的烷基而言,例如可以列举:甲基、乙基、丙基、异丙基等。
其中,作为R11和R12而言,优选为氢原子或甲基,更优选为氢原子。
作为优选化合物(I)(α,β不饱和二元羧酸酐)而言,例如可以列举:马来酸酐、甲基马来酸酐等。其中,作为化合物(I)(α,β不饱和二元羧酸酐)而言,优选马来酸酐。
[芳香族乙烯基化合物与α,β不饱和二元羧酸酐的共聚物]
作为含有α,β不饱和二元羧酸酐作为共聚成分的聚合物而言,从提高阻燃性的效率(以较少添加量来表现出)的观点考虑,优选为芳香族乙烯基化合物与α,β不饱和二元羧酸酐的共聚物。
作为在芳香族乙烯基化合物与α,β不饱和二元羧酸酐的共聚物的制造中所使用的芳香族乙烯基化合物而言,例如可以列举由下述通式表示的化合物(以下有时称为“化合物(II)”)。
上述通式(II)中,R21为氢或碳原子数1以上且3以下的烷基。R22为苯环的取代基。R22为碳原子数1以上且3以下的烷基。n21为0以上且5以下的整数。n21为0时,苯环为未取代。
作为R21和R22中的碳原子数1以上且3以下的烷基而言,可以列举与上述化合物(I)中所例示的烷基同样的烷基。
其中,R21优选为氢原子或甲基。另外,R22优选为甲基。
n21表示作为苯环的取代基的R22的数量。n21优选为0以上且1以下的整数,更优选为0。
作为优选的化合物(II)(芳香族乙烯基化合物)而言,例如可以列举:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯等。其中,作为化合物(II)(芳香族乙烯基化合物)而言,优选苯乙烯。
(5F)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物含有芳香族乙烯基化合物单元的情况下,芳香族乙烯基化合物单元与(5C1)阻燃剂(溴化聚苯乙烯等)发生亲和,另外,α,β不饱和二元羧酸酐单元与(5B)半芳香族聚酰胺发生亲和或反应。认为由此有助于(5C1)阻燃剂分散在聚酰胺基质中,能够使阻燃剂微分散。
关于芳香族乙烯基化合物与α,β不饱和二元羧酸酐的共聚物中的芳香族乙烯基化合物单元和α,β不饱和二元羧酸酐单元的比例,从所得到的聚酰胺组合物的阻燃性、流动性、耐热分解性等观点考虑,优选芳香族乙烯基化合物单元为50质量%以上且99质量%以下、α,β不饱和二元羧酸酐单元为1质量%以上且50质量%以下。另外,芳香族乙烯基化合物与α,β不饱和二元羧酸酐的共聚物中的α,β不饱和二元羧酸酐单元的比例更优选为5质量%以上且20质量%以下、进一步优选为8质量%以上且15质量%以下。
通过芳香族乙烯基化合物与α,β不饱和二元羧酸酐的共聚物中的α,β不饱和二元羧酸酐单元的比例为上述下限值以上,可以得到韧性和刚性等机械物性、以及阻燃性更优异的聚酰胺组合物。另一方面,通过α,β不饱和二元羧酸酐单元的比例为上述上限值以下,能够更有效地防止由α,β不饱和二元羧酸酐引起的聚酰胺组合物的劣化。
[用α,β不饱和二元羧酸酐改性后的聚合物]
作为用α,β不饱和二元羧酸酐改性后的聚合物而言,例如可以列举:用α,β不饱和二元羧酸酐改性后的聚苯醚或聚丙烯等。其中,作为用α,β不饱和二元羧酸酐改性后的聚合物而言,优选为马来酸酐改性聚苯醚。
相对于聚酰胺组合物的总质量,用α,β不饱和二元羧酸酐改性后的聚合物的含量优选为0.05质量%以上且5质量%以下。
<(5G)填充材料>
上述方式的聚酰胺组合物中,除了上述(5A)~(5F)各成分以外,可以还含有(5G)填充材料。通过含有(5G)填充材料,能够制成韧性和刚性等机械物性更优异的聚酰胺组合物。
作为上述方式的聚酰胺组合物中所含的(5G)填充材料而言,没有特别限制,例如可以列举: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、碳酸锌、磷酸一氢钙、硅灰石、沸石、勃母石、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、蒙脱石、溶胀性氟云母、磷灰石等。
这些(5G)填充材料可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
其中,作为(5G)填充材料而言,从刚性和强度等观点考虑,优选为玻璃纤维、碳纤维、鳞片状玻璃、滑石、高岭土、云母、磷酸一氢钙、硅灰石、碳纳米管、石墨、氟化钙、蒙脱石、溶胀性氟云母或磷灰石。另外,作为(5G)填充材料而言,更优选为玻璃纤维或碳纤维。进一步优选为玻璃纤维。
(5G)填充材料为玻璃纤维或碳纤维的情况下,数均纤维直径(D)优选为3μm以上且30μm以下。另外,重均纤维长度(L)优选为100μm以上且750μm以下。此外,数均纤维直径(D)相对于重均纤维长度(L)的长径比((L)/(D))优选为10以上且100以下。通过使用上述构成的玻璃纤维或碳纤维,能够表现出更高的特性。
另外,(5G)填充材料为玻璃纤维的情况下,数均纤维直径(D)更优选为3μm以上且30μm以下。重均纤维长度(L)更优选为103μm以上且500μm以下。此外,长径比((L)/(D))更优选为3以上且100以下。
(5G)填充材料的数均纤维直径和重均纤维长度可以使用以下方法进行测定。
首先,利用甲酸等可溶解聚酰胺的溶剂将聚酰胺组合物的成型品溶解。接着,从所得到的不溶成分中例如任意地选择100根以上填充材料。接着,利用光学显微镜、扫描型电子显微镜等对填充材料进行观察,由此能够求出。
<聚酰胺组合物中的(5C1)~(5G)的含量>[(5C1)阻燃剂的含量]
相对于聚酰胺组合物的总质量,上述方式的聚酰胺组合物中的(5C1)阻燃剂的含量优选为0.1质量%以上且30质量%以下、更优选为5质量%以上且20质量%以下、进一步优选为5质量%以上且15质量%以下。
通过将(5C1)阻燃剂的含量设定为上述下限值以上,能够得到阻燃性更优异的聚酰胺组合物。另一方面,通过将(5C1)阻燃剂的含量为设定上述上限值以下,能够更有效地抑制熔融混炼时分解气体的产生、成型加工时的流动性的降低、在成型模具上附着污染性物质。此外,还能够更有效地抑制韧性和刚性等机械物性、成型品外观的劣化。
[(5C2)阻燃助剂的含量]
相对于聚酰胺组合物的总质量,上述方式的聚酰胺组合物中的(5C2)阻燃助剂的含量优选为0.1质量%以上且10质量%以下、更优选为1质量%以上且10质量%以下。
通过将(5C2)阻燃助剂的含量设定为上述下限值以上,可以得到阻燃性更优异的聚酰胺组合物。通过将(5C2)阻燃助剂的含量设定为上述上限值以下,能够将熔融加工时的粘度控制在适当的范围内,能够更有效地抑制挤出时的扭矩的升高、成型时的成型性的降低及成型品外观的劣化。另外,能够在不损害韧性和刚性等机械物性优异的聚酰胺的性质的情况下得到韧性等更优异的聚酰胺组合物。
[(5C1)阻燃剂和(5C2)阻燃助剂的种类和含量]
作为上述方式的聚酰胺组合物中所含的(5C1)阻燃剂和(5C2)阻燃助剂的特别优选的组合而言,(5C1)阻燃剂为溴化聚苯乙烯,相对于聚酰胺组合物的总质量,溴化聚苯乙烯的含量为6质量%以上且15质量%以下,并且,(5C2)阻燃助剂为三氧化二锑(Sb2O3),相对于聚酰胺组合物的总质量,三氧化二锑(Sb2O3)的含量为0.1质量%以上且4质量%以下。
[(5D)白色颜料的含量]
相对于聚酰胺组合物的总质量,上述方式的聚酰胺组合物中的(5D)白色颜料的含量优选为0.1质量%以上且5质量%以下、更优选为0.5质量%以上且5质量%以下。
通过(5D)白色颜料的含量在上述范围内,倾向于所得到的聚酰胺组合物的色调及机械性质(特别是机械强度)更良好。
[(5E)紫外线吸收剂的含量]
相对于聚酰胺组合物的总质量,上述方式的聚酰胺组合物中的(5E)紫外线吸收剂的含量优选为0.1质量%以上且5质量%以下、更优选为0.3质量%以上且3质量%以下、进一步优选为0.4质量%以上且3质量%以下、特别优选为0.5质量%以上且3质量%以下。
特别是通过(5E)紫外线吸收剂为选自由苯并三唑类和三嗪类紫外线吸收构成的组中的至少一者、并且(5E)紫外线吸收剂的含量相对于聚酰胺组合物的总质量在上述范围内,可以得到耐候变色性和机械性质(特别是机械强度)更优异的聚酰胺组合物。
[(5F)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物的含量]
上述方式的聚酰胺组合物含有(7E)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物的情况下,相对于聚酰胺组合物的总质量,聚酰胺组合物中的(5F)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物的含量优选为0.1质量%以上且20质量%以下、更优选为0.5质量%以上且20质量%以下、进一步优选为1质量%以上且15质量%以下、特别优选为1质量%以上且10质量%以下。
通过(5F)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物的含量为上述下限值以上,能够进一步提高由相容化带来的(5C1)阻燃剂在聚酰胺组合物中的微分散效果。另外,倾向于可以得到阻燃性、强度的提高效果更优异的聚酰胺组合物。另外,通过(5F)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物的含量为上述上限值以下,倾向于在不损害机械物性(特别是韧性、刚性)等聚酰胺的性质的情况下得到强度等更优异的聚酰胺组合物。
[(5G)填充材料的含量]
上述方式的聚酰胺组合物含有(5G)填充材料的情况下,相对于聚酰胺组合物的总质量,聚酰胺组合物中的(5G)填充材料的含量优选为1质量%以上且80质量%以下、更优选为10质量%以上且70质量%以下、进一步优选为30质量%以上且70质量%以下、特别优选为30质量%以上且60质量%以下、最优选为40质量%以上且60质量%以下。
通过(5G)填充材料的含量为上述下限值以上,聚酰胺组合物的强度和刚性等机械物性倾向于进一步提高。另一方面,通过(5G)填充材料的含量为上述上限值以下,倾向于可以得到成型性更优异的聚酰胺组合物。
特别是通过(5G)填充材料为玻璃纤维,并且相对于聚酰胺组合物的总质量,(5G)填充材料的含量在上述范围内,聚酰胺组合物的强度和刚性等机械物性倾向于进一步提高。
[(5C1)~(5G)成分的合计含量]
相对于聚酰胺组合物的总质量,上述方式的聚酰胺组合物中的(5C1)阻燃剂、(5C2)阻燃助剂、(5D)白色颜料、(5E)紫外线吸收剂、(5F)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物和(5G)填充材料的合计含量优选为10质量%以上且90质量%以下、更优选为30质量%以上且80质量%以下、进一步优选为40质量%以上且75质量%以下。通过上述方式的聚酰胺组合物中的上述(5C1)~(5G)成分的合计含量为上述下限值以上,可以得到强度、刚性和阻燃性等更优异的聚酰胺组合物。另外,可以得到具有适当的熔融粘度、加工性更优异的聚酰胺组合物。
<(5H)其它添加剂>
在上述方式的聚酰胺组合物中,除了上述(5A)~(5G)各成分以外,在不损害上述方式的聚酰胺组合物的效果的范围内,可以还含有聚酰胺中惯用的(5H)其它添加剂。作为(5H)其它添加剂而言,例如可以列举:(5H1)成型性改良剂和润滑剂、(5H2)劣化抑制剂、(5H3)成核剂、(5H4)热稳定剂、(5H5)除上述(5A)脂肪族聚酰胺和(5B)半芳香族聚酰胺以外的其它树脂等。
上述方式的聚酰胺组合物中的(5H)其它添加剂的含量根据其种类、聚酰胺组合物的用途等而不同,因此只要在不损害上述方式的聚酰胺组合物的效果的范围内就没有特别限制,例如,聚酰胺组合物中的(6J)其它添加剂的总量可以为50质量%以下、10质量%以下、5质量%以下、以及1质量%以下。
[(5H1)成型性改良剂和润滑剂]
对于(5H1)成型性改良剂和润滑剂,如上述第1-1方式中关于“润滑剂”所记载的那样。
[(5H2)劣化抑制剂]
上述方式的聚酰胺组合物中所含的(5H2)劣化抑制剂是出于防止热劣化、热时的变色以及提高耐热老化性的目的而使用的。
对于(5H2)劣化抑制剂,如上述第2-1方式中关于“劣化抑制剂”所记载的那样。
[(5H3)成核剂]
对于(5H3)成核剂,如上述第1-1方式中关于“成核剂”所记载的那样。
[(5H4)热稳定剂]
对于(5H4)热稳定剂,如上述第1-1方式中关于“稳定剂”所记载的那样。
[(5H6)其它树脂]
对于(5H6)其它树脂,如上述第2-1方式中关于“其它树脂”所记载的那样。
<聚酰胺组合物的制造方法>
作为上述方式的聚酰胺组合物的制造方法而言,只要是将(5A)脂肪族聚酰胺和上述(5B)~(5E)各成分、以及根据需要的(5F)和(5G)各成分混合的方法就没有特别限制。
作为上述(5A)~(5E)各成分以及根据需要的(5F)和(5G)各成分的混合方法而言,例如可以列举下述(1)或(2)的方法等。
(1)使用亨舍尔混合机等将上述(5A)~(5E)各成分以及根据需要的(5F)和(5G)各成分混合并供给至熔融混炼机进行混炼的方法。
(2)利用单螺杆或双螺杆挤出机,预先使用亨舍尔混合机等将上述(5A)~(5E)各成分以及根据需要的(5F)成分混合而制备含有(5A)~(5E)各成分以及根据需要的(5F)成分的混合物,将该混合物供给至熔融混炼机进行混炼,然后可选地从侧进料口配合(5G)填充材料的方法。
对于将构成聚酰胺组合物的成分供给至熔融混炼机的方法而言,可以将全部构成成分一次性地供给至同一供给口,也可以将构成成分分别从不同供给口进行供给。
熔融混炼的温度优选为比(5A)脂肪族聚酰胺的熔点高约1℃以上且约100℃以下的温度,更优选为比(5A)脂肪族聚酰胺的熔点高约10℃以上且约50℃以下的温度。
混炼机中的剪切速度优选为约100秒-1以上。另外,混炼时的平均滞留时间优选为约0.5分钟以上且约5分钟以下。
作为进行熔融混炼的装置而言,为公知的装置即可,例如优选使用单螺杆或双螺杆挤出机、班伯里混炼机、熔融混炼机(混炼辊等)等。
制造上述方式的聚酰胺组合物时的各成分的配合量与上述聚酰胺组合物中的各成分的含量同样。
《成型品》
本发明的第5-2方式的成型品通过将上述方式的聚酰胺组合物成型而得到。
另外,上述方式的成型品的表面光泽度值高。上述方式的成型品的表面光泽度值优选为50以上、更优选为55以上、进一步优选为60以上。通过成型品的表面光泽度值为上述下限值以上,能够将所得到的成型品适合地用作汽车用、电气和电子用、产业材料用、工业材料用、以及日用和家庭用品用等各种部件。
作为得到成型品的方法而言,没有特别限制,可以使用公知的成型方法。
作为公知的成型方法而言,例如可以列举:挤出成型、注射成型、真空成型、吹塑成型、注射压缩成型、装饰成型、异质材料成型、气体辅助注射成型、发泡注射成型、低压成型、超薄壁注射成型(超高速注射成型)、模具内复合成型(嵌件成型、嵌件上成型)等。
<用途>
上述方式的成型品含有上述方式的聚酰胺组合物,机械性质(特别是拉伸强度、弯曲弹性模量、却贝冲击)、表面外观性等优异,能够用于各种各样的用途。
作为上述方式的成型品的用途而言,例如能够适当用在汽车领域、电气·电子领域、机械·工业领域、办公设备领域、航空·航天领域中。
《第6-1~第6-2方式》
《聚酰胺组合物》
本发明的第6-1方式的聚酰胺组合物含有(6A)结晶性聚酰胺、(6B)非晶性半芳香族聚酰胺和(6C)碳纤维。另外,上述(6B)非晶性半芳香族聚酰胺在构成上述(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的全部二元羧酸单元中含有75摩尔%以上的间苯二甲酸单元,并且,在构成上述(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的全部二元胺单元中含有50摩尔%以上的碳原子数4以上且10以下的二元胺单元。
需要说明的是,在本说明书中,“聚酰胺”是指在主链中具有酰胺(-NHCO-)键的聚合物。
上述方式的聚酰胺组合物通过含有上述构成的(6A)结晶性聚酰胺、(6B)非晶性半芳香族聚酰胺和(6C)碳纤维,能够在良好地保持吸水刚性和热时刚性的同时,颗粒的形状优异,并且减少切屑产生量。另外,通过使用上述方式的聚酰胺组合物,可以得到表面外观优异的成型品。
对于上述方式的聚酰胺组合物中所含的各成分,以下进行详细说明。
<聚酰胺>
上述方式的聚酰胺组合物含有(6A)结晶性聚酰胺和(6B)非晶性半芳香族聚酰胺作为聚酰胺成分。关于各聚酰胺成分,以下进行详细说明。
[(6A)结晶性聚酰胺]
对于(6A)结晶性聚酰胺,如上述第4-1方式中关于“(4A)结晶性聚酰胺”所记载的那样。
[(6B)非晶性半芳香族聚酰胺]
上述方式的聚酰胺组合物中所含的(6B)非晶性半芳香族聚酰胺是含有二元胺单元和二元羧酸单元的聚酰胺。(6B)非晶性半芳香族聚酰胺优选为如下的聚酰胺:其含有(6B-a)二元羧酸单元和(6B-b)二元胺单元,相对于构成(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的全部二元羧酸单元,所述(6B-a)二元羧酸单元含有75摩尔%以上的间苯二甲酸单元,相对于构成(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的全部二元胺单元,所述(6B-b)二元胺单元含有50摩尔%以上的碳原子数4以上且10以下的二元胺单元。
另外,此时,相对于(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的全部构成单元,(6B)非晶性半芳香族聚酰胺中的间苯二甲酸单元和碳原子数4以上且10以下的二元胺单元的合计量优选为80摩尔%以上且100摩尔%以下、更优选为90摩尔%以上且100摩尔%以下、进一步优选为100摩尔%。
需要说明的是,在本说明书中,构成(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的规定的单体单元的比例可以通过核磁共振波谱法(NMR)等进行测定。
((6B-a)二元羧酸单元)
作为(6B-a)二元羧酸单元而言,相对于(6B-a)二元羧酸的总摩尔数,可以含有75摩尔%以上的间苯二甲酸、优选含有80摩尔%以上且100摩尔%以下、更优选含有90摩尔%以上且100摩尔%以下、进一步优选含有100摩尔%。
通过(6B-a)二元羧酸单元中的间苯二甲酸单元的比例为上述下限值以上,可以得到同时满足机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性、流动性、表面外观等的聚酰胺组合物。
(6B-a)二元羧酸单元可以含有除间苯二甲酸单元以外的芳香族二元羧酸单元、脂肪族二元羧酸单元、脂环族二元羧酸单元。
(1)芳香族二元羧酸单元
作为构成除间苯二甲酸单元以外的芳香族二元羧酸单元的芳香族二元羧酸而言,不限于以下物质,例如可以列举具有苯基、萘基等芳香族基团的二元羧酸。芳香族二元羧酸的芳香族基团可以为未取代,也可以具有取代基。
作为该取代基而言,没有特别限制,例如可以列举:碳原子数1以上且4以下的烷基、碳原子数6以上且10以下的芳基、碳原子数7以上且10以下的芳烷基、卤素基团、碳原子数1以上且6以下的甲硅烷基、磺酸基及其盐(钠盐等)等。
作为碳原子数1以上且4以下的烷基而言,不限于以下基团,例如可以列举:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基等。
作为碳原子数6以上且10以下的芳基而言,不限于以下基团,例如可以列举苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等。
作为碳原子数7以上且10以下的芳烷基而言,不限于以下基团,例如可以列举苄基等。
作为卤素基团而言,不限于以下基团,例如可以列举:氟基、氯基、溴基、碘基等。
作为碳原子数1以上且6以下的甲硅烷基而言,不限于以下基团,例如可以列举:三甲基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基等。
其中,作为构成除间苯二甲酸单元以外的芳香族二元羧酸单元的芳香族二元羧酸而言,优选未取代或被规定的取代基取代后的碳原子数8以上且20以下的芳香族二元羧酸。
作为未取代或被规定的取代基取代后的碳原子数8以上且20以下的芳香族二元羧酸,具体而言,不限于以下物质,例如可以列举:对苯二甲酸、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。
构成芳香族二元羧酸单元的芳香族二元羧酸可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
(2)脂肪族二元羧酸单元
作为构成脂肪族二元羧酸单元的脂肪族二元羧酸而言,可以列举碳原子数3以上且20以下的直链状或支链状饱和脂肪族二元羧酸等。
作为碳原子数3以上且20以下的直链状饱和脂肪族二元羧酸而言,不限于以下物质,例如可以列举:丙二酸、琥珀酸、戊二酸、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。
作为碳原子数3以上且20以下的支链状饱和脂肪族二元羧酸而言,不限于以下物质,例如可以列举:二甲基丙二酸、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、2,2-二甲基戊二酸、2-甲基己二酸、三甲基己二酸等。
(3)脂环族二元羧酸单元
作为构成脂环族二元羧酸单元的脂环族二元羧酸而言,不限于以下物质,例如可以列举脂环结构的碳原子数为3以上且10以下的脂环族二元羧酸。其中,作为脂环族二元羧酸而言,优选脂环结构的碳原子数为5以上且10以下的脂环族二元羧酸。
作为这样的脂环族二元羧酸而言,不限于以下物质,例如可以列举: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。其中,作为脂环族二元羧酸而言,优选1,4-环己烷二甲酸。
需要说明的是,构成脂环族二元羧酸单元的脂环族二元羧酸可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
脂环族二元羧酸的脂环族基团可以为未取代,也可以具有取代基。作为取代基而言,可以列举碳原子数1以上且4以下的烷基等。作为碳原子数1以上且4以下的烷基而言,可以列举与上述“芳香族二元羧酸单元”中所例示的烷基同样的烷基。
作为除间苯二甲酸单元以外的二元羧酸单元而言,优选含有芳香族二元羧酸单元,更优选含有碳原子数为6以上的芳香族二元羧酸。
通过使用这样的二元羧酸,聚酰胺组合物的机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性、流动性、表面外观等倾向于更优异。
在(6B)非晶性半芳香族聚酰胺中,作为构成(6B-a)二元羧酸单元的二元羧酸而言,不限定于作为上述二元羧酸所记载的化合物,可以为与上述二元羧酸等价的化合物。
此处所谓的“与二元羧酸等价的化合物”是指可形成与来源于上述二元羧酸的二元羧酸结构同样的二元羧酸结构的化合物。作为这样的化合物,不限于以下物质,例如可以列举:二元羧酸的酸酐、二元羧酸的卤化物等。
另外,(6B)非晶性半芳香族聚酰胺可以根据需要还含有来源于三元以上的多元羧酸的单元。
作为三元以上的多元羧酸而言,例如可以列举:偏苯三酸、均苯三酸、均苯四酸等。这些三元以上的多元羧酸可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
((6B-b)二元胺单元)
作为构成(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的(6B-b)二元胺单元而言,优选含有碳原子数4以上且10以下的二元胺单元、更优选为碳原子数4以上且10以下的直链状饱和脂肪族二元胺单元、进一步优选为碳原子数6以上且10以下的直链状饱和脂肪族二元胺单元、特别优选为六亚甲基二胺单元。
通过使用这样的二元胺,倾向于形成机械性质、特别是吸水刚性、高温使用下的刚性(热时刚性)、流动性、表面外观等更优异的聚酰胺组合物。
另外,此时,(6B)非晶性半芳香族聚酰胺可以含有相对于(6B-b)二元胺单元的总摩尔数为50摩尔%以上的碳原子数4以上且10以下的二元胺单元作为(6B-b)二元胺单元。
另外,作为构成(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的碳原子数4以上且10以下的二元胺以外的二元胺而言,不限于以下物质,例如可以列举:脂肪族二元胺单元、脂环族二元胺单元、芳香族二元胺单元等。
(1)脂肪族二元胺单元
作为构成脂肪族二元胺单元的脂肪族二元胺而言,例如可以列举:碳原子数4以上且20以下的直链状饱和脂肪族二元胺等。
作为碳原子数4以上且20以下的直链状饱和脂肪族二元胺而言,不限于以下物质,例如可以列举: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。
(2)脂环族二元胺单元
作为构成脂环族二元胺单元的脂环族二元胺而言,不限于以下物质,例如可以列举:1,4-环己烷二胺、1,3-环己烷二胺、1,3-环戊烷二胺等。
(3)芳香族二元胺单元
作为构成芳香族二元胺单元的芳香族二元胺而言,只要是含有芳香族的二元胺则不限定于以下物质。作为芳香族二元胺,具体而言,例如可以列举间苯二甲胺等。
需要说明的是,这些构成各二元胺单元的二元胺可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
上述方式的聚酰胺组合物中所含的(6B)非晶性半芳香族聚酰胺优选为聚酰胺6I(聚间苯二甲酰己二胺)、聚酰胺9I或聚酰胺10I,更优选聚酰胺6I。
需要说明的是,(6B)非晶性半芳香族聚酰胺可以根据需要还含有三元以上的多元脂肪族胺。作为三元以上的多元脂肪族胺,例如可以列举双(六亚甲基)三胺等。三元以上的多元脂肪族胺可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
相对于聚酰胺组合物中所含的全部树脂100质量%,上述方式的聚酰胺组合物中的(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的含量可以设定为5.0质量%以上且45.0质量%以下、优选为10.0质量%以上且42.5质量%以下、更优选为15.0质量%以上且40.0质量%以下、进一步优选为20.0质量%以上且37.5质量%以下、特别优选为22.5质量%以上且35.0质量%以下、最优选为22.5质量%以上且30.0质量%以下。通过将(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的含量设定在上述范围内,可以得到机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性、流动性、表面外观等优异的聚酰胺组合物。
[封端剂]
上述方式的聚酰胺组合物中所含的聚酰胺((6A)结晶性聚酰胺和(6B)非晶性半芳香族聚酰胺)的末端可以利用公知的封端剂进行封端。
对于封端剂,如上述第1-1方式所记载的那样。
[聚酰胺的制造方法]
对于聚酰胺的制造方法,如上述第1-1方式所记载的那样。
[聚酰胺的聚合物末端]
对于聚酰胺的聚合物末端,如上述第1-1方式所记载的那样
[(6A)结晶性聚酰胺的特性]
(6A)结晶性聚酰胺的分子量、熔点Tm2和结晶焓ΔH可以通过后述的实施例中所记载的方法进行测定。
另外,(6A)结晶性聚酰胺的tanδ峰值温度可以通过如下所示的方法进行测定。
((6A)结晶性聚酰胺的重均分子量Mw(6A))
作为(6A)结晶性聚酰胺的分子量的指标而言,可以使用重均分子量Mw(6A)。结晶性聚酰胺的重均分子量Mw(6A)优选为10000以上且50000以下、更优选为15000以上且45000以下、进一步优选为20000以上且40000以下、特别优选为25000以上且35000以下。
通过重均分子量Mw(6A)在上述范围内,可以得到机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性、流动性、表面外观等更优异的聚酰胺组合物。
需要说明的是,重均分子量Mw(6A)的测定如下述实施例中所记载的那样可以使用凝胶渗透色谱仪(GPC)进行测定。
((6A)结晶性聚酰胺的分子量分布Mw(6A)/Mn(6A))
(6A)结晶性聚酰胺的分子量分布以重均分子量Mw(6A)/数均分子量Mn(6A)作为指标。
(6A)结晶性聚酰胺的Mw(6A)/Mn(6A)可以设定为1.0以上、优选为1.8以上且2.2以下、更优选为1.9以上且2.1以下。
通过Mw(6A)/Mn(6A)在上述范围内,可以得到流动性、表面外观等更优异的聚酰胺组合物。
作为将(6A)结晶性聚酰胺的Mw/Mn控制在上述范围内的方法而言,例如可以列举:添加磷酸、次磷酸钠等公知的缩聚催化剂作为聚酰胺的热熔融聚合时的添加物的方法、以及控制加热条件、减压条件等聚合条件的方法等。
(6A)结晶性聚酰胺的Mw(6A)/Mn(6A)如下述实施例中所记载的那样可以使用利用GPC得到的重均分子量Mw(6A)和数均分子量Mn(6A)来计算。
((6A)结晶性聚酰胺的熔点Tm2)
(6A)结晶性聚酰胺的熔点Tm2的下限值优选为220℃、更优选为230℃、进一步优选为240℃。
另一方面,(6A)结晶性聚酰胺的熔点Tm2的上限值优选为300℃、更优选为290℃、进一步优选为280℃、特别优选为270℃。
即,(6A)结晶性聚酰胺的熔点Tm2优选为220℃以上且300℃以下、更优选为230℃以上且290℃以下、进一步优选为240℃以上且280℃以下、特别优选为240℃以上且270℃以下。
通过(6A)结晶性聚酰胺的熔点Tm2为上述下限值以上,倾向于由聚酰胺组合物得到的成型品的热时刚性等更优异。
另外,通过(6A)结晶性聚酰胺的熔点Tm2为上述上限值以下,倾向于能够进一步抑制挤出、成型等熔融加工中的聚酰胺组合物的热分解等。
((6A)结晶性聚酰胺的结晶焓ΔH)
从机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性的观点出发,(6A)结晶性聚酰胺的结晶焓ΔH的下限值可以设定为4J/g、可以设定为20J/g、可以设定为30J/g、可以设定为40J/g、可以设定为50J/g、可以设定为60J/g。另一方面,(6A)结晶性聚酰胺的结晶焓ΔH的上限值没有特别限制,越高越优选。
作为(6A)结晶性聚酰胺的熔点Tm2和结晶焓ΔH的测定装置而言,例如可以列举PERKIN-ELMER公司制造的Diamond-DSC等。
((6A)结晶性聚酰胺的tanδ峰值温度)
(6A)结晶性聚酰胺的tanδ峰值温度可以设定为40℃以上、可以设定为50℃以上且110℃以下、可以设定为60℃以上且100℃以下、可以设定为70℃以上且95℃以下、可以设定为80℃以上且90℃以下。
通过(6A)结晶性聚酰胺的tanδ峰值温度为上述下限值以上,倾向于可以得到吸水刚性、热时刚性更优异的聚酰胺组合物。
(6A)结晶性聚酰胺的tanδ峰值温度例如可以使用粘弹性测定分析装置(Rheology制造的DVE-V4)等进行测定。
[(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的特性]
(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的分子量可以通过后述的实施例中所记载的方法进行测定。
另外,(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的熔点Tm2、结晶焓ΔH、tanδ峰值温度、氨基末端量、羧基末端量可以通过如下所示的方法进行测定。
((6B)非晶性半芳香族聚酰胺的重均分子量Mw(6B))
作为(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的分子量的指标而言,可以使用(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的重均分子量(Mw(6B))。
(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的重均分子量(Mw(6B))优选为10000以上且25000以下、更优选为13000以上且24000以下、进一步优选为15000以上且23000以下、特别优选为18000以上且22000以下、最优选为19000以上且21000以下。
通过(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的重均分子量(Mw(6B))在上述范围内,可以得到机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性、流动性、表面外观等更优异的聚酰胺组合物。需要说明的是,(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的重均分子量(Mw(6B))的测定可以如后述的实施例中所记载的那样使用GPC进行测定。
((6B)非晶性半芳香族聚酰胺的分子量分布Mw(6B)/Mn(6B))
(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的分子量分布以(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的重均分子量(Mw(6B))/(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的数均分子量(Mn(6B))作为指标。
Mw(6B)/Mn(6B)可以调节为2.4以下、优选为1.0以上且2.4以下、更优选为1.7以上且2.4以下、进一步优选为1.8以上且2.3以下、特别优选为1.9以上且2.2以下、最优选为1.9以上且2.1以下。
通过Mw(6B)/Mn(6B)在上述范围内,可以得到流动性、表面外观等更优异的聚酰胺组合物。
作为将Mw(6B)/Mn(6B)控制在上述范围内的方法而言,例如可以列举下述1)或2)所示的方法等。
1)添加磷酸、次磷酸钠等公知的缩聚催化剂作为聚酰胺的热熔融聚合时的添加物的方法。
2)除了上述1)的方法以外,控制加热条件、减压条件等聚合条件,尽可能在低温且短时间内完成缩聚反应的方法。
特别是(6B)非晶性半芳香族聚酰胺由于不具有熔点,因此,可以通过降低反应温度而将Mw(6B)/Mn(6B)控制在上述范围内。
另外,聚酰胺的分子结构中含有芳香族化合物单元时,具有分子量分布(Mw/Mn)随着分子量增大而升高的倾向。通过(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的分子量分布(Mw(6B)/Mn(6B))在上述范围内,能够降低具有分子的三维结构的聚酰胺分子的比例,能够更适当地防止高温加工时分子的三维结构化,能够更良好地保持流动性。由此,能够使由聚酰胺组合物得到的成型品的表面外观更良好。
需要说明的是,Mw(6B)/Mn(6B)的测定可以如后述的实施例中所记载的那样使用利用GPC得到的Mw(6B)、Mn(6B)来计算。
((6B)非晶性半芳香族聚酰胺的结晶焓ΔH)
从机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性的观点出发,(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的结晶焓ΔH可以设定为15J/g以下、可以设定为10J/g以下、可以设定为5J/g以下、可以设定为0J/g。
作为将(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的结晶焓ΔH控制在上述范围内的方法而言,例如可以列举提高芳香族单体相对于二元羧酸单元的比率的方法。从该观点出发,(6B)非晶性半芳香族聚酰胺在构成(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的全部二元羧酸单元中优选含有75摩尔%以上的间苯二甲酸、更优选含有100摩尔%的间苯二甲酸作为(6B-a)二元羧酸单元。
作为(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的结晶焓ΔH的测定装置而言,例如可以列举PERKIN-ELMER公司制造的Diamond-DSC等。
((6B)非晶性半芳香族聚酰胺的tanδ峰值温度)
(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的tanδ峰值温度可以设定为90℃以上、可以设定为100℃以上且160℃以下、可以设定为110℃以上且150℃以下、可以设定为120℃以上且145℃以下、可以设定为130℃以上且140℃以下。
作为将(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的tanδ峰值温度控制在上述范围内的方法而言,可以列举提高芳香族单体相对于二元羧酸单元的比率。从该观点出发,(6B)非晶性半芳香族聚酰胺在构成(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的全部二元羧酸单元中优选含有75摩尔%以上的间苯二甲酸、更优选含有100摩尔%的间苯二甲酸作为(6B-a)二元羧酸单元。
通过(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的tanδ峰值温度为上述下限值以上,倾向于可以得到吸水刚性、热时刚性优异的聚酰胺组合物。另外,通过聚酰胺组合物的tanδ峰值温度为上述上限值以下,倾向于可以得到表面外观优异的聚酰胺组合物。
(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的tanδ峰值温度例如可以使用粘弹性测定分析装置等(Rheology制造的DVE-V4)进行测定。
((6B)非晶性半芳香族聚酰胺的氨基末端量)
相对于(6B)非晶性半芳香族聚酰胺1g,(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的氨基末端量可以设定为5μg以上且100μg以下、可以设定为10μg以上且90μg以下、可以设定为20μg以上且80μg以下、可以设定为30μg以上且70μg以下、可以设定为40μg以上且60μg以下。
通过(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的氨基末端量在上述范围内,能够制成对热、光的变色更优异的聚酰胺组合物。
需要说明的是,氨基末端量可以通过中和滴定进行测定。
((6B)非晶性半芳香族聚酰胺的羧基末端量)
相对于(6B)非晶性半芳香族聚酰胺1g,(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的羧基末端量可以设定为50μg以上且300μg以下、可以设定为100μg以上且280μg以下、可以设定为150μg以上且260μg以下、可以设定为180μg以上且250μg以下、可以设定为200μg以上且240μg以下。
通过(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的羧基末端量在上述范围内,可以得到流动性等更优异的聚酰胺组合物。另外,由聚酰胺组合物得到的成型品的表面外观更优异。
需要说明的是,羧基末端量可以通过中和滴定进行测定。
[聚酰胺的氨基末端量与羧基末端量的合计量]
相对于聚酰胺1g,聚酰胺((6A)结晶性聚酰胺和(6B)非晶性半芳香族聚酰胺)的氨基末端量与羧基末端量的合计量为150μg以上且350μg以下、优选为160μg以上且300μg以下、更优选为170μg以上且280μg以下、进一步优选为180μg以上且270μg以下、特别优选为190μg以上且260μg以下。
通过聚酰胺((6A)结晶性聚酰胺和(6B)非晶性半芳香族聚酰胺)的氨基末端量与羧基末端量的合计量在上述范围内,可以得到流动性等更优异的聚酰胺组合物。另外,由聚酰胺组合物得到的成型品的表面外观更优异。
[(6B)非晶性半芳香族聚酰胺相对于(6A)结晶性聚酰胺和(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的合计质量的质量比]
相对于(6A)结晶性聚酰胺和(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的合计量100质量份,(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的含量优选为1.0质量份以上且50.0质量份以下、更优选为5.0质量份以上且47.5质量份以下、进一步优选为10.0质量份以上且46.0质量份以下、更进一步优选为15.0质量份以上且45.0质量份以下、更进一步优选为20.0质量份以上且44.0质量份以下、特别优选为22.5质量份以上且43.0质量份以下、最优选为24.5质量份以上且42.5质量份以下。通过(6B)非晶性半芳香族聚酰胺相对于(6A)结晶性聚酰胺和(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的合计质量的质量比在上述范围内,可以得到23℃下的强度与吸水高温时的强度的平衡更优异的聚酰胺组合物。另外,可以得到机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性、流动性等优异的聚酰胺组合物。
<(6C)碳纤维>
上述方式的聚酰胺组合物中所含的(6C)碳纤维的截面既可以为正圆状也可以为扁平状。作为该扁平状的截面而言,不限于以下形状,例如可以列举:长方形、接近长方形的椭圆形、椭圆形以及长度方向的中央部收缩的茧型。在此,本说明书中的“扁平率”是指将该纤维截面的长径设为d2并且将该纤维截面的短径设为d1时以d2/d1表示的值。例如,正圆状的扁平率为约1。
其中,从能够对聚酰胺组合物赋予优异的机械强度的观点出发,优选使用数均纤维直径为3μm以上且30μm以下、重均纤维长度为100μm以上且750μm以下、并且重均纤维长度(l)与数均纤维直径(d)的长径比(l/d)为10以上且100以下的碳纤维。
在此,本说明书中的“数均纤维直径(d)”和“重均纤维长度(l)”可以通过以下方法求出。首先,将聚酰胺组合物放入电炉中,对所含的有机物进行焚烧处理。从该处理后的残渣部分中任意地选择100根以上的碳纤维,利用扫描型电子显微镜(SEM)进行观察,测定这些碳纤维的纤维直径,由此能够求出数均纤维直径。除此以外,使用以1000倍的倍率拍摄的、上述100根以上的碳纤维的SEM照片测量纤维长度,由此能够求出重均纤维长度。
另外,碳纤维可以还含有集束剂。
作为集束剂而言,例如可以列举:含有含羧酸酐的不饱和乙烯基单体与除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、聚氨酯树脂、丙烯酸均聚物、丙烯酸与其它共聚性单体的共聚物、以它们与伯胺、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,从所得到的聚酰胺组合物的机械强度的观点出发,作为集束剂而言,优选为选自由含有含羧酸酐的不饱和乙烯基单体与除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、环氧化合物和聚氨酯树脂构成的组中的一种以上。另外,更优选为选自由含有含羧酸酐的不饱和乙烯基单体和除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和聚氨酯树脂构成的组中的一种以上。
碳纤维可以通过如下方式得到:在公知的该纤维的制造工序中,使用辊式涂布器等公知的方法,将上述集束剂涂敷在该纤维上,对所制造的纤维束进行干燥,由此连续地进行反应。
可以将纤维束作为粗纱而原样使用,也可以进一步经过切割工序而制成短切玻璃原丝后使用。
以固体成分比率计,相对于碳纤维的总质量,集束剂优选施加(添加)约0.2质量%以上且约3质量%以下、更优选施加(添加)约0.3质量%以上且约2质量%以下。通过集束剂的添加量以固体成分比率计相对于碳纤维的总质量为上述下限值以上,能够更有效地维持该纤维的集束。另一方面,通过集束剂的添加量以固体成分比率计相对于碳纤维的总质量为上述上限值以下,能够进一步提高所得到的聚酰胺组合物的热稳定性。
线料的干燥可以在切割工序后进行,也可以在将线料干燥后进行切割。
从提高韧性及成型品的表面外观的观点出发,碳纤维的数均纤维直径优选为3μm以上且30μm以下、更优选为3μm以上且20μm以下、进一步优选为3μm以上且12μm以下、特别优选为3μm以上且9μm以下、最优选为4μm以上且6μm以下。
通过将碳纤维的数均纤维直径设定为上述上限值以下,能够制成韧性及成型品的表面外观更优异的聚酰胺组合物。另一方面,通过将碳纤维的数均纤维直径设定为上述下限值以上,可以得到成本方面和粉体的操作方面与物性(流动性等)的平衡更优异的聚酰胺组合物。此外,通过将碳纤维的数均纤维直径设定为3μm以上且9μm以下,能够制成振动疲劳特性、滑动性更优异的聚酰胺组合物。
[除碳纤维以外的无机填充材料]
上述方式的聚酰胺组合物中,除了(6C)碳纤维,可以还含有除碳纤维以外的无机填充材料。
从提高成型品的强度、刚性、表面外观的观点出发,作为除碳纤维以外的无机填充材料而言,优选为硅灰石、高岭土、云母、滑石、碳酸钙、碳酸镁、钛酸钾纤维、硼酸铝纤维或粘土。更优选为硅灰石、高岭土、云母、滑石、碳酸钙或粘土。进一步优选为硅灰石、高岭土、云母或滑石。特别优选为硅灰石、云母或滑石。这些无机填充材料可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
从提高韧性及成型品的表面外观的观点出发,除碳纤维以外的无机填充材料的平均粒径优选为0.01μm以上且38μm以下、更优选为0.03μm以上且30μm以下、进一步优选为0.05μm以上且25μm以下、更进一步优选为0.10μm以上且20μm以下、特别优选为0.15μm以上且15μm以下。
通过将除碳纤维以外的无机填充材料的平均粒径设定为上述上限值以下,能够制成韧性及成型品的表面外观更优异的聚酰胺组合物。另一方面,通过将平均粒径设定为上述下限值以上,可以得到成本方面和粉体的操作方面与物性(流动性等)的平衡更优异的聚酰胺组合物。
在此,在无机填充材料中,对于硅灰石等具有针状形状的无机填充材料,将数均粒径(以下有时简称为“平均粒径”)作为平均粒径。另外,截面不是圆形的情况下,将其长度的最大值作为(数均)纤维直径。
对于上述的针状的无机填充材料的数均粒子长度(以下有时简称为“平均粒子长度”),优选由上述数均粒径的优选范围以及下述数均粒子长度(l)相对于数均粒径(d)的长径比(l/d)的优选范围计算出的数值范围。
虽然具有针状形状,但关于数均粒子长度(l)相对于数均粒径(s)的长径比(l/d),从提高成型品的表面外观、并且防止注射成型机等的金属零件的磨损的观点出发,优选为1.5以上且10以下、更优选为2.0以上且5以下、进一步优选为2.5以上且4以下。
另外,除碳纤维以外的无机填充材料可以使用硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂等实施表面处理。
作为硅烷偶联剂而言,不限于以下物质,例如可以列举:氨基硅烷类、巯基硅烷类、环氧硅烷类、乙烯基硅烷类等。
作为氨基硅烷类而言,例如可以列举: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。
作为巯基硅烷类而言,例如可以列举:γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷等。
这些硅烷偶联剂可以单独使用仅一种,也可以组合使用两种以上。
其中,作为硅烷偶联剂而言,优选氨基硅烷类。
对于这样的表面处理剂而言,可以预先对无机填充材料的表面进行处理,也可以在混合聚酰胺和无机填充材料时添加。另外,相对于无机填充材料的总质量,表面处理剂的添加量优选为0.05质量%以上且1.5质量%以下。
相对于聚酰胺组合物中的总聚酰胺((6A)结晶性聚酰胺和(6B)非晶性半芳香族聚酰胺)100质量份,无机填充材料的合计含量优选为5质量份以上且250质量份以下、更优选为30质量份以上且250质量份以下、进一步优选为50质量份以上且240质量份以下、特别优选为50质量份以上且200质量份以下、最优选为50质量份以上且150质量份以下。
相对于聚酰胺组合物中的总聚酰胺100质量份,通过将无机填充材料的合计含量设定为上述下限值以上,表现出使所得到的聚酰胺组合物的强度和刚性进一步提高的效果。另一方面,相对于聚酰胺组合物中的总聚酰胺100质量份,通过将无机填充材料的合计含量设定为上述上限值以下,可以得到挤出性和成型性更优异的聚酰胺组合物。
另外,相对于聚酰胺组合物的总质量,(6C)碳纤维的含量优选为30质量%以上且65质量%以下、更优选为30质量%以上且60质量%以下、进一步优选为35质量%以上且60质量%以下。
相对于聚酰胺组合物的总质量,通过将(6C)碳纤维的含量设定为上述下限值以上,表现出使所得到的聚酰胺组合物的强度和刚性进一步提高的效果。另一方面,相对于聚酰胺组合物的总质量,通过将(6C)碳纤维的含量设定为上述上限值以下,可以得到挤出性和成型性更优异的聚酰胺组合物。
另外,上述方式的聚酰胺组合物中的(6B)非晶性半芳香族聚酰胺和(6C)碳纤维的含有质量优选满足下述式(1)的关系。
(C)/4<(B)<(C)…(1)
通过使上述方式的聚酰胺组合物中的(6B)非晶性半芳香族聚酰胺和(6C)碳纤维的含有质量满足上述式(1)的关系,可以得到在良好地保持吸水刚性和热时刚性的同时、表面外观和颗粒的形状优异、切屑产生量减少的聚酰胺组合物。
<(6D)成核剂>
上述方式的聚酰胺组合物中,除了上述(6A)~(6C)各成分以外,可以还含有(6D)成核剂。
对于成核剂,如上述第1-1方式所记载的那样。
<(6E)润滑剂>
上述方式的聚酰胺组合物中,除了上述(6A)~(6C)各成分以外,可以还含有(6E)润滑剂。
对于(6E)润滑剂,如上述第1-1方式中关于“润滑剂”所记载的那样。
<(6F)热稳定剂>
上述方式的聚酰胺组合物中,除了上述(6A)~(6C)各成分以外,可以还含有(6F)热稳定剂。
对于(6F)热稳定剂,如上述第1-1方式中关于“稳定剂”所记载的那样。
<(6G)其它树脂>
上述方式的聚酰胺组合物中,除了上述(6A)~(6C)各成分以外,可以还含有(6G)其它树脂。
作为上述方式的聚酰胺组合物中所含的其它树脂而言,不限于以下物质,例如可以列举:聚酯、液晶聚酯、聚苯硫醚、聚碳酸酯、聚芳酯、酚类树脂、环氧树脂等。
[聚酯]
作为聚酯而言,不限于以下物质,例如可以列举:聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等。
相对于聚酰胺组合物中的全部树脂成分的合计100质量份,上述方式的聚酰胺组合物中的其它树脂的含量优选为0质量份以上且200质量份以下、更优选为1质量份以上且200质量份以下、进一步优选为5质量份以上且100质量份以下、更进一步优选为5质量份以上且50质量份以下。
通过上述方式的聚酰胺组合物中的其它树脂的含量在上述范围内,能够制成耐热性和脱模性更优异的聚酰胺组合物。
<(6H)选自由亚磷酸金属盐和次磷酸金属盐构成的组中的至少一种>
上述方式的聚酰胺组合物中,除了上述(6A)~(6C)各成分以外,可以还含有(6H)选自由亚磷酸金属盐和次磷酸金属盐构成的组中的至少一种。
对于(6H)选自由亚磷酸金属盐和次磷酸金属盐构成的组中的至少一种,如上述第1-1方式中关于“亚磷酸金属盐和/或次磷酸金属盐”所记载的那样。
<(6I)亚磷酸酯化合物>
上述方式的聚酰胺组合物中,除了上述(6A)~(6C)各成分以外,可以还含有(6I)亚磷酸酯化合物。
对于(6I)亚磷酸酯化合物,如上述第1-1方式中关于“亚磷酸酯化合物”所记载的那样。
<(6J)其它添加剂>
上述方式的聚酰胺组合物中,除了上述(6A)~(6C)各成分以外,在不损害上述方式的聚酰胺组合物的效果的范围内,可以还含有聚酰胺中惯用的(6J)其它添加剂。作为(6J)其它添加剂而言,例如可以列举:颜料和染料等着色剂(包含着色母料)、阻燃剂、原纤化剂、荧光增白剂、增塑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、防静电剂、流动性改良剂、展着剂、弹性体等。
上述方式的聚酰胺组合物中的(6J)其它添加剂的含量根据其种类、聚酰胺组合物的用途等而不同,只要在不损害上述方式的聚酰胺组合物的效果的范围内就没有特别限制,例如聚酰胺组合物中的(6J)其它添加剂的总量可以为50质量%以下、10质量%以下、5质量%以下、以及1质量%以下。
<聚酰胺组合物的制造方法>
作为上述方式的聚酰胺组合物的制造方法而言,只要是包含将含有上述(6A)结晶性聚酰胺、上述(6B)非晶性半芳香族聚酰胺和上述(6C)碳纤维的原料成分熔融混炼的工序的制造方法就没有特别限制。
例如优选如下方法:包含将含有上述(6A)结晶性聚酰胺、上述(6B)非晶性半芳香族聚酰胺和上述(6C)碳纤维的原料成分利用挤出机熔融混炼的工序,将挤出机的设定温度设定为后述的聚酰胺组合物的熔化峰值温度Tm2+30℃以下。
作为将含有聚酰胺的原料成分熔融混炼的方法而言,例如可以列举下述(1)或(2)的方法等。
(1)使用转鼓式混合机、亨舍尔混合机等将聚酰胺与其它原料混合,供给至熔融混炼机进行混炼的方法。
(2)将其它原料从侧进料口配合到在单螺杆或双螺杆挤出机中呈熔融状态的聚酰胺中的方法。
对于将构成聚酰胺组合物的成分供给至熔融混炼机的方法而言,可以将全部构成成分一次性地供给至同一供给口,也可以将构成成分分别从不同供给口供给。
熔融混炼温度以树脂温度计优选为约250℃以上且约350℃以下。
熔融混炼时间优选为约0.25分钟以上且约5分钟以下。
作为进行熔融混炼的装置而言,没有特别限制,可以使用公知的装置、例如单螺杆或双螺杆挤出机、班伯里混炼机、熔融混炼机(混炼辊等)等。
制造上述方式的聚酰胺组合物时的各成分的配合量与上述聚酰胺组合物中的各成分的含量同样。
<聚酰胺组合物的物性>
上述方式的聚酰胺组合物的tanδ峰值温度具体而言可以通过后述的实施例中所记载的方法进行测定。
另外,上述方式的聚酰胺组合物的分子量、熔点Tm2、结晶焓ΔH、结晶峰值温度Tc、氨基末端量/(氨基末端量+羧基末端量)、所得到的成型品的光泽度值可以通过如下所示的方法进行测定。
[聚酰胺组合物的重均分子量(Mw)]
作为聚酰胺组合物的分子量的指标而言,可以使用重均分子量(Mw)。
聚酰胺组合物的重均分子量(Mw)优选为15000以上且35000以下、更优选为17000以上且35000以下、进一步优选为20000以上且35000以下、特别优选为22000以上且34000以下、最优选为24000以上且33000以下。
通过聚酰胺组合物的重均分子量(Mw)在上述范围内,可以得到机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性、流动性等更优异的聚酰胺。另外,由聚酰胺组合物得到的成型品的表面外观更优异。
作为将聚酰胺组合物的Mw控制在上述范围内的方法而言,可以列举使用(6A)结晶性聚酰胺和(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的重均分子量在上述范围内的物质等。
需要说明的是,聚酰胺组合物的Mw的测定可以使用GPC进行测定。
[聚酰胺组合物中的总聚酰胺中的数均分子量Mn为500以上且2000以下的聚酰胺的合计含量]
对于聚酰胺组合物中的聚酰胺的总质量,聚酰胺组合物中的总聚酰胺中的数均分子量Mn为500以上且2000以下的聚酰胺的合计含量相可以设定为0.5质量%以上且小于2.5质量%、可以设定为0.8质量%以上且小于2.5质量%、可以设定为1.0量%以上且小于2.5质量%、可以设定为1.2质量%以上且小于2.5质量%、可以设定为1.4质量%以上且小于2.5质量%。
通过聚酰胺组合物中的总聚酰胺中的数均分子量Mn为500以上且2000以下的聚酰胺的含量为上述下限值以上,流动性更优异,由聚酰胺组合物得到的成型品的表面外观更优异。另外,通过小于上述上限值,能够更有效地抑制成型时的气体产生。
作为将聚酰胺组合物中的总聚酰胺中的数均分子量Mn为500以上且2000以下的聚酰胺的合计含量控制在上述范围内的方法而言,例如可以列举调节(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的分子量的方法等。此时,(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的重均分子量(Mw(6B))优选为10000以上且25000以下。
需要说明的是,聚酰胺组合物中的总聚酰胺中的数均分子量Mn为500以上且2000以下的聚酰胺的合计含量可以由使用GPC得到的洗脱曲线求出。
另外,GPC测定时,在含有(6A)结晶性聚酰胺和(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的组合物中含有可溶于溶解聚酰胺的溶剂的其它成分的情况下,可以使用聚酰胺不溶而其它成分可溶的溶剂萃取除去其它成分,然后进行GPC测定。另外,对于不溶于溶解聚酰胺的溶剂的(6C)碳纤维等无机填充材料等而言,可以在使聚酰胺组合物溶解的溶剂中进行溶解,接着进行过滤除去不溶物,然后进行GPC测定。
[(6A)结晶性聚酰胺的重均分子量Mw(6A)与(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的重均分子量Mw(6B)之差{Mw(6A)-Mw(6B)}]
(6A)结晶性聚酰胺的重均分子量Mw(6A)与(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的重均分子量Mw(6B)之差{Mw(6A)-Mw(6B)}可以设定为2000以上、可以设定为5000以上、可以设定为8000以上、可以设定为10000以上、可以设定为12000以上。通过{Mw(6A)-Mw(6B)}为上述下限值以上,(6B)非晶性半芳香族聚酰胺形成微米级域,能够制成吸水刚性、热时刚性更优异的聚酰胺组合物。
[聚酰胺组合物的分子量分布]
上述方式的聚酰胺组合物的分子量分布以重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)作为指标。
上述方式的聚酰胺组合物的重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)的下限值可以设定为1.0、可以设定为1.7、可以设定为1.8、可以设定为1.9。
另一方面,上述方式的聚酰胺组合物的Mw/Mn的上限值可以设定为2.4、可以设定为2.3、可以设定为2.2。
即,上述方式的聚酰胺组合物的Mw/Mn可以设定为2.4以下、可以设定为1.0以上且2.4以下、可以设定为1.7以上且2.3以下、可以设定为1.8以上且2.3以下、可以设定为1.9以上且2.1以下。
通过Mw/Mn在上述范围内,倾向于可以得到流动性等更优异的聚酰胺组合物。另外,由聚酰胺组合物得到的成型品倾向于表面外观性更优异。
作为将聚酰胺组合物的Mw/Mn控制在上述范围内的方法而言,可以列举将(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的Mw(6B)/Mn(6B)调节至上述范围内的方法等。
在聚酰胺组合物的分子结构中含有芳香族化合物单元时,具有分子量分布(Mw/Mn)随着分子量增大而升高的倾向。通过分子量分布在上述范围内,能够进一步降低具有分子的三维结构的聚酰胺分子的比例,能够更适当地防止高温加工时分子的三维结构化,能够更良好地保持流动性。由此,倾向于能够使由聚酰胺组合物得到的成型品的表面外观更良好。
聚酰胺组合物的Mw/Mn可以使用利用GPC得到的重均分子量(Mw)、数均分子量(Mn)来计算。
[聚酰胺组合物的熔点Tm2]
聚酰胺组合物的熔点Tm2可以设定为200℃以上、可以设定为220℃以上且270℃以下、可以设定为230℃以上且265℃以下、可以设定为240℃以上且260℃以下、可以设定为250℃以上且260℃以下。
通过聚酰胺组合物的熔点Tm2为上述下限值以上,倾向于可以得到热时刚性等更优异的聚酰胺组合物。
另一方面,通过聚酰胺组合物的熔点Tm2为上述上限值以下,倾向于能够进一步抑制挤出、成型等熔融加工中的聚酰胺组合物的热分解等。
[聚酰胺组合物的结晶焓ΔH]
从机械性质、特别是吸水刚性、热时刚性的观点出发,聚酰胺组合物的结晶焓ΔH的下限值可以设定为10J/g、可以设定为14J/g、可以设定为18J/g、可以设定为20J/g。另一方面,结晶焓ΔH的上限值没有特别限制,越高越优选。
作为将聚酰胺组合物的结晶焓ΔH控制在上述范围内的方法而言,例如可以列举将(6A)结晶性聚酰胺和(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的含量控制在上述范围内的方法等。
作为聚酰胺组合物的熔点Tm2和结晶焓ΔH的测定装置而言,例如可以列举PERKIN-ELMER公司制造的Diamond-DSC等。
[聚酰胺组合物的tanδ峰值温度]
聚酰胺组合物的tanδ峰值温度的下限值优选为90℃、更优选为100℃、进一步优选为110℃、特别优选为120℃。
另外,聚酰胺组合物的tanδ峰值温度的上限值优选为150℃、更优选为140℃、进一步优选为130℃。
即,聚酰胺组合物的tanδ峰值温度优选为90℃以上且150℃以下、更优选为100℃以上且140℃以下、进一步优选为110℃以上且130℃以下、特别优选为120℃以上且130℃以下。
通过聚酰胺组合物的tanδ峰值温度为上述下限值以上,倾向于可以得到吸水刚性、热时刚性更优异的聚酰胺组合物。另外,通过聚酰胺组合物的tanδ峰值温度为上述上限值以下,由聚酰胺组合物得到的成型品的表面外观更优异。
作为将聚酰胺组合物的tanδ峰值温度控制在上述范围内的方法而言,例如可以列举将(6A)结晶性聚酰胺与(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的配合比率控制在上述范围的方法等。
[将聚酰胺组合物以20℃/分钟冷却时得到的结晶峰值温度Tc]
将聚酰胺组合物以20℃/分钟冷却时得到的结晶峰值温度Tc(℃)可以设定为160℃以上且240℃以下、可以设定为170℃以上且230℃以下、可以设定为180℃以上且225℃以下、可以设定为190℃以上且220℃以下、可以设定为200℃以上且215℃以下。
通过聚酰胺组合物的结晶峰值温度Tc(℃)为上述下限值以上,可以得到成型时的脱模性更优异的聚酰胺组合物。
另一方面,通过聚酰胺组合物的结晶峰值温度Tc(℃)为上述上限值以下,由聚酰胺组合物得到的成型品的表面外观更优异。
上述方式的聚酰胺组合物的熔点结晶峰值温度Tc的测定可以依据JIS-K7121进行。
作为结晶峰值温度Tc的测定装置而言,例如可以列举PERKIN-ELMER公司制造的Diamond-DSC等。
作为将聚酰胺的结晶峰值温度Tc控制在上述范围内的方法而言,例如可以列举将(6A)结晶性聚酰胺和(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的配合比率控制在上述范围内的方法等。
[氨基末端的质量对聚酰胺组合物中的氨基末端量和羧基末端量的总质量之比{氨基末端量/(氨基末端量+羧基末端量)}]
氨基末端的质量对聚酰胺组合物中的氨基末端量和羧基末端量的总质量之比{氨基末端量/(氨基末端量+羧基末端量)}可以设定为0.25以上且小于0.4、可以设定为0.35以上且小于0.4、可以设定为0.25以上且小于0.35。通过氨基末端的质量对氨基末端量和羧基末端量的总质量之比为上述下限值以上,能够更有效地抑制挤出机、成型机的腐蚀。通过氨基末端的质量对氨基末端量和羧基末端量的总质量之比小于上述上限值,能够制成对热、光的变色更优异的聚酰胺组合物。
需要说明的是,氨基末端量和羧基末端量可以通过中和滴定进行测定,利用所测定的氨基末端量和羧基末端量能够计算出氨基末端的质量对氨基末端量和羧基末端量的总质量之比{氨基末端量/(氨基末端量+羧基末端量)}。
[由聚酰胺组合物得到的成型品的光泽度值]
由聚酰胺组合物得到的成型品的表面光泽度值可以设定为50以上、可以设定为55以上、可以设定为60以上。通过聚酰胺组合物的表面光泽度值为上述下限值以上,能够更适合地用作汽车用、电气和电子用、产业材料用、工业材料用、日用和家庭用品用等各种部件的成型材料。
表面光泽度值可以通过后述的实施例所示的方法进行测定。
《成型品》
本发明的第6-2方式的成型品通过将上述方式的聚酰胺组合物成型而得到。
上述方式的成型品的机械特性、特别是吸水刚性、热时刚性和表面外观优异。
上述方式的成型品可以使用公知的成型方法将上述聚酰胺组合物成型而得到。
作为公知的成型方法而言,不限于以下方法,例如可以列举:压制成型、注射成型、气体辅助注射成型、焊接成型、挤出成型、吹塑成型、薄膜成型、中空成型、多层成型、熔融纺丝等通常已知的塑料成型方法。
<用途>
上述方式的成型品由上述聚酰胺组合物得到,因此,吸水刚性、热时刚性和表面外观优异。因此,上述方式的成型品能够适当地用在如上述第1-2方式所记载的用途中。
《第7-1~第7-2方式》
《聚酰胺组合物》
本发明的第7-1方式的聚酰胺组合物含有下述(7A)~(7D)。
(7A)脂肪族聚酰胺;
(7B)含有二元胺单元和二元羧酸单元的半芳香族聚酰胺;
(7C1)含有卤族元素的阻燃剂;
(7C2)阻燃助剂;
(7D)紫外线吸收剂。
在上述方式的聚酰胺组合物中,通过将tanδ峰值温度和(7D)紫外线吸收剂相对于卤族元素的质量比{(7D)/卤族元素}设定为下述构成,能够形成拉伸强度、弯曲弹性模量、表面外观性和耐候变色性良好的成型品。tanδ峰值温度和(7D)/卤素含量具体而言可以通过后述的实施例中所记载的方法进行测定。
<聚酰胺组合物的tanδ峰值温度>
对于聚酰胺组合物的tanδ峰值温度,如上述第5-1方式中所记载的那样。
<(7D)紫外线吸收剂相对于卤族元素的质量比{(7D)/卤族元素}>
在上述方式的聚酰胺组合物中,(7D)紫外线吸收剂相对于卤族元素的质量比{(7D)/卤族元素}大于0.10且小于0.75、优选为0.12以上且0.50以下、更优选为0.15以上且0.45以下、进一步优选为0.15以上且0.3以下。
通过(7D)/卤族元素大于上述下限值(或为上述下限值以上),能够制成耐候变色性更优异的聚酰胺组合物。通过使(7D)/卤族元素小于上述上限值(或为上述上限值以下),能够制成成型性和外观和机械物性更优异的聚酰胺组合物。
<聚酰胺组合物的重均分子量(Mw)>
对于聚酰胺组合物的重均分子量(Mw),如上述第5-1方式中所记载的那样。
<(7A)脂肪族聚酰胺和上述(7B)半芳香族聚酰胺中的数均分子量Mn为500以上且2000以下的聚酰胺的合计含量>
对于(7A)脂肪族聚酰胺和上述(7B)半芳香族聚酰胺中的数均分子量Mn为500以上且2000以下的聚酰胺的合计含量,如上述第5-1方式中关于“(5A)脂肪族聚酰胺和上述(5B)半芳香族聚酰胺中的数均分子量Mn为500以上且2000以下的聚酰胺的合计含量”所记载的那样。
<聚酰胺组合物的分子量分布>
对于聚酰胺组合物的分子量分布,如上述第5-1方式所记载的那样。
<氨基末端的摩尔量对氨基末端量和羧基末端量的总摩尔量之比>
对于氨基末端的摩尔量对氨基末端量和羧基末端量的总摩尔量之比,如上述第5-1方式所记载的那样。
上述方式的聚酰胺组合物通过具有上述物性,可以形成拉伸强度、弯曲弹性模量、表面外观性和耐候变色性良好的成型品。
以下,对上述方式的聚酰胺组合物的各构成成分进行详细说明。
<(7A)脂肪族聚酰胺>
对于(7A)脂肪族聚酰胺,如上述第5-1方式中关于“(5A)脂肪族聚酰胺”所记载的那样。
<(7B)半芳香族聚酰胺>
对于(7B)半芳香族聚酰胺,如上述第5-1方式中关于“(5B)半芳香族聚酰胺”所记载的那样。
<封端剂>
上述方式的聚酰胺组合物中所含的聚酰胺((7A)脂肪族聚酰胺和(7B)半芳香族聚酰胺)的末端可以利用公知的封端剂进行封端。
对于封端剂,如上述第1-1方式所记载的那样。
<(7A)脂肪族聚酰胺和(7B)半芳香族聚酰胺的制造方法>
对于聚酰胺的制造方法,除了(1A)脂肪族聚酰胺为(7A)脂肪族聚酰胺以及(1B)半芳香族聚酰胺为(7B)半芳香族聚酰胺以外,如上述第1-1方式所记载的那样。
<聚酰胺的聚合物末端>
对于聚酰胺的聚合物末端,如上述第1-1方式所记载的那样。
<聚酰胺的特性>[(7A)脂肪族聚酰胺的特性]
对于(7A)脂肪族聚酰胺的特性,如上述第1-1方式中关于“(1A)脂肪族聚酰胺的特性”所记载的那样。
[(7B)半芳香族聚酰胺的特性]
对于(7B)半芳香族聚酰胺的特性,如上述第5-1方式中关于“(5B)半芳香族聚酰胺的特性”所记载的那样。
[聚酰胺的氨基末端量与羧基末端量的合计量]
对于聚酰胺的氨基末端量与羧基末端量的合计量,如上述第5-1方式所记载的那样。
<(7C1)阻燃剂>
对于(7C1)阻燃剂的特性,如上述第2-1方式中关于“(2D1)阻燃剂”所记载的那样。
<(7C2)阻燃助剂>
上述方式的聚酰胺组合物通过含有(7C2)阻燃助剂,能够制成阻燃性更优异的聚酰胺组合物。
对于(7C2)阻燃助剂的特性,如上述第2-1方式中关于“(2D2)阻燃助剂”所记载的那样。
<(7D)紫外线吸收剂>
对于(7D)紫外线吸收剂,如上述第5-1方式中关于“(5E)紫外线吸收剂”所记载的那样。
<(7E)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物>
上述方式的聚酰胺组合物中,除了上述(7A)~(7D)各成分以外,可以还含有(7E)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物。通过含有(7E)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物,能够制成韧性、刚性等机械物性更优异的聚酰胺组合物。
对于(7E)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物,如上述第5-1方式中关于“(5F)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物”所记载的那样。
<(7F)填充材料>
上述方式的聚酰胺组合物中,除了上述(7A)~(7D)各成分以外,可以还含有(7F)填充材料。通过含有(7F)填充材料,能够制成韧性和刚性等机械物性更优异的聚酰胺组合物。
对于(7F)填充材料,如上述第5-1方式中关于“(5G)填充材料”所记载的那样。
<聚酰胺组合物中的(7C1)~(7F)的含量>[(7C1)阻燃剂的含量]
相对于聚酰胺组合物的总质量,上述方式的聚酰胺组合物中的(7C1)阻燃剂的含量优选为0.1质量%以上且30质量%以下、更优选为5质量%以上且20质量%以下、进一步优选为6质量%以上且15质量%以下。
通过将(7C1)阻燃剂的含量设定为上述下限值以上,可以得到阻燃性更优异的聚酰胺组合物。另一方面,通过将(7C1)阻燃剂的含量设定为上述上限值以下,能够更有效地抑制熔融混炼时分解气体的产生、成型加工时的流动性的降低、在成型模具上附着污染性物质。此外,还能够更有效地抑制韧性和刚性等机械物性、成型品外观的劣化。
[(7C2)阻燃助剂的含量]
相对于聚酰胺组合物的总质量,上述方式的聚酰胺组合物中的(7C2)阻燃助剂的含量优选为0.1质量%以上且10质量%以下、更优选为0.1质量%以上且4质量%以下。
通过将(7C2)阻燃助剂的含量设定为上述下限值以上,可以得到阻燃性更优异的聚酰胺组合物。通过将(7C2)阻燃助剂的含量设定为上述上限值以下,能够将熔融加工时的粘度控制在适当的范围,能够更有效地抑制挤出时的扭矩的升高、成型时的成型性的降低及成型品外观的劣化。另外,能够在不损害韧性和刚性等机械物性优异的聚酰胺的性质的情况下得到韧性等更优异的聚酰胺组合物。
[(7C1)阻燃剂和(7C2)阻燃助剂的种类和含量]
对于(7C1)阻燃剂和(7C2)阻燃助剂的种类和含量,如上述第5-1方式中关于“(5C1)阻燃剂和(5C2)阻燃助剂的种类和含量”所记载的那样。
[(7D)紫外线吸收剂的含量]
对于(7D)紫外线吸收剂的含量,如上述第5-1方式中关于“(5E)紫外线吸收剂的含量”所记载的那样。
[(7E)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物的含量]
对于(7E)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物的含量,如上述第5-1方式中关于“(5F)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物的含量”所记载的那样。
[(7F)填充材料的含量]
对于(7F)填充材料的含量,如上述第5-1方式中关于“(5G)填充材料的含量”所记载的那样。
[(7C1)~(7F)的成分的总含量]
相对于聚酰胺组合物的总质量,上述方式的聚酰胺组合物中的(7C1)阻燃剂、(7C2)阻燃助剂、(7D)紫外线吸收剂、(7E)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物和(7F)填充材料的合计含量优选为10质量%以上且90质量%以下、更优选为30质量%以上且80质量%以下、进一步优选为55质量%以上且75质量%以下。通过上述方式的聚酰胺组合物中的上述(7C1)~(7F)的成分的合计含量为上述下限值以上,可以得到强度、刚性和阻燃性等更优异的聚酰胺组合物。另外,可以得到具有适当的熔融粘度、加工性更优异的聚酰胺组合物。
<(7G)其它添加剂>
在上述方式的聚酰胺组合物中,除了上述(7A)~(7D)各成分以外,在不损害上述方式的聚酰胺组合物的效果的范围内,可以还含有聚酰胺中惯用的(7G)其它添加剂。作为(7G)其它添加剂而言,例如可以列举:(7G1)成型性改良剂、(7G2)劣化抑制剂、(7G3)成核剂、(7G4)热稳定剂、(7G5)除上述(7A)脂肪族聚酰胺和(7B)半芳香族聚酰胺以外的其它树脂等。
上述方式的聚酰胺组合物中的(7G)其它添加剂的含量根据其种类、聚酰胺组合物的用途等而不同,因此,只要在不损害上述方式的聚酰胺组合物的效果的范围内就没有特别限制,例如聚酰胺组合物中的(7G)其它添加剂的总量可以为50质量%以下、10质量%以下、5质量%以下以及1质量%以下。
[(7G1)成型性改良剂和润滑剂]
对于(7G1)成型性改良剂和润滑剂,如上述第1-1方式中关于“润滑剂”所记载的那样。
[(7G2)劣化抑制剂]
上述方式的聚酰胺组合物中所含的(7G2)劣化抑制剂是出于防止热劣化、热时的变色以及提高耐热老化性的目的使用的。
对于(7G2)劣化抑制剂,如上述第2-1方式中关于“劣化抑制剂”所记载的那样。
[(7G3)成核剂]
对于(7G3)成核剂,如上述第1-1方式中关于“成核剂”所记载的那样。
[(7G4)热稳定剂]
对于(7G4)热稳定剂,如上述第1-1方式中关于“稳定剂”所记载的那样。
[(7G5)其它树脂]
对于(7G5)其它树脂,如上述第2-1方式中关于“其它树脂”所记载的那样。
<聚酰胺组合物的制造方法>
作为上述方式的聚酰胺组合物的制造方法,只要是将(7A)脂肪族聚酰胺、上述(7B)~(7D)各成分以及根据需要的(7E)和(7F)各成分混合的方法就没有特别限制。
作为上述(7A)~(7D)各成分以及根据需要的(7E)和(7F)各成分的混合方法而言,例如可以列举下述(1)或(2)的方法等。
(1)使用亨舍尔混合机等将上述(7A)~(7D)各成分以及根据需要的(7E)和(7F)各成分混合并供给至熔融混炼机进行混炼的方法。
(2)在单螺杆或双螺杆挤出机中,预先使用亨舍尔混合机等将上述(7A)~(7D)各成分以及根据需要的(7E)成分混合而制备含有(7A)~(7D)各成分以及根据需要的(7E)成分的混合物,将该混合物供给至熔融混炼机进行混炼后,可选地从侧进料口配合(7F)填充材料的方法。
对于将构成聚酰胺组合物的成分供给至熔融混炼机的方法而言,可以将全部构成成分一次性地供给至同一供给口,也可以将构成成分分别从不同供给口供给。
熔融混炼的温度优选为比(7A)脂肪族聚酰胺的熔点高约1℃以上且约100℃以下的温度,更优选为比(7A)脂肪族聚酰胺的熔点高约10℃以上且约50℃以下的温度。
混炼机中的剪切速度优选为约100秒-1以上。另外,混炼时的平均滞留时间优选为约0.5分钟以上且约5分钟以下。
作为进行熔融混炼的装置而言,为公知的装置即可,例如优选使用单螺杆或双螺杆挤出机、班伯里混炼机、熔融混炼机(混炼辊等)等。
制造上述方式的聚酰胺组合物时的各成分的配合量与上述聚酰胺组合物中的各成分的含量同样。
《成型品》
本发明的第7-2方式的成型品通过将上述方式的聚酰胺组合物成型而得到。
另外,上述方式的成型品的表面光泽度值高。上述方式的成型品的表面光泽度值优选为50以上、更优选为55以上、进一步优选为60以上。通过成型品的表面光泽度值为上述下限值以上,能够使所得到的成型品适合地用作汽车用、电气和电子用、产业材料用、工业材料用、以及日用和家庭用品用等各种部件。
作为得到成型品的方法而言,没有特别限制,可以使用公知的成型方法。
作为公知的成型方法而言,例如可以列举挤出成型、注射成型、真空成型、吹塑成型、注射压缩成型、装饰成型、异质材料成型、气体辅助注射成型、发泡注射成型、低压成型、超薄壁注射成型(超高速注射成型)、模具内复合成型(嵌件成型、嵌件上成型)等。
<用途>
上述方式的成型品含有上述方式的聚酰胺组合物,拉伸强度、弯曲弹性模量、表面外观性和耐候变色性等优异,能够用于各种各样的用途。
作为上述方式的成型品的用途而言,例如能够适当地用在汽车领域、电气和电子领域、机械和工业领域、办公设备领域、航空和航天领域中。
实施例
《实施例1-1~1-8、比较例1-1~1-6》
以下,列举具体的实施例和比较例对上述方式进行详细说明,但上述方式不限于以下实施例。需要说明的是,在本实施例中,1kg/cm2是指0.098MPa。
首先,以下示出实施例和比较例中所使用的(1A)脂肪族聚酰胺、(1B)半芳香族聚酰胺、(1C)无机填充剂和(1D)添加剂。
(1A)脂肪族聚酰胺
1A-1:聚酰胺66
1A-2:聚酰胺66
1A-3:聚酰胺66
(1B)半芳香族聚酰胺
1B-1:聚酰胺66/6I(Mw=28000、Mw/Mn=2.3、氨基末端量与羧基末端量的合计:154μ当量/g)
1B-2:聚酰胺6I(Mw=20000、Mw/Mn=2.0、氨基末端量与羧基末端量的合计:253μ当量/g)
1B-3:聚酰胺6I T-40(朗盛公司制造、Mw=44000、Mw/Mn=2.8、氨基末端量与羧基末端量的合计:147μ当量/g)
1B-4:聚酰胺6I/6T Grivory21(EMS公司制造Mw=27000、Mw/Mn=2.2、氨基末端量与羧基末端量的合计:139μ当量/g、二元羧酸单元的间苯二甲酸比率为70摩尔%)
1B-5:聚酰胺6I/6T(Mw=20000、Mw/Mn=2.0、氨基末端量与羧基末端量的合计:231μ当量/g)
1B-6:聚酰胺6I/6(Mw=21000、Mw/Mn=2.0、氨基末端量与羧基末端量的合计:239μ当量/g)
(1C)无机填充材料
(1)玻璃纤维日本电气硝子制造商品名ECS03T275H数均纤维直径(平均粒径)10μm(正圆状)、切割长度3mm
需要说明的是,在本实施例中,玻璃纤维的平均纤维直径如下所述进行了测定。
首先,将聚酰胺组合物放入电炉中,对聚酰胺组合物中所含的有机物进行了焚烧处理。利用扫描型电子显微镜(SEM)对从该处理后的残渣部分中任意地选择的100根以上玻璃纤维进行观察,测定这些玻璃纤维的纤维直径,由此求出数均纤维直径。
(1D)添加剂
1D-1:褐煤酸钙Clariant制造商品名Licomont CaV102
在本实施例、比较例中所使用的(1A)脂肪族聚酰胺和(1B)半芳香族聚酰胺适当使用下述(a)和(b)进行了制造。
((a)二元羧酸)
(1)己二酸(ADA)(和光纯药工业制造)
(2)间苯二甲酸(IPA)(和光纯药工业制造)
((b)二元胺)
(1)1,6-二氨基己烷(六亚甲基二胺)(C6DA)(东京化成工业制造)
((c)内酰胺)
(1)ε-己内酰胺(CPL)(和光纯药工业公司制造)
[聚酰胺的制造]
接着,对(1A)脂肪族聚酰胺(1A-1)、(1A-2)、(1A-3)和(1B)半芳香族聚酰胺(1B-1)、(1B-2)、(1B-5)、(1B-6)的制造方法进行说明。
(1A-1:聚酰胺66)
如下所述通过“热熔融聚合法”实施了聚酰胺的聚合反应。
使己二酸与六亚甲基二胺的等摩尔盐1500g溶解在蒸馏水1500g中,制作出原料单体的等摩尔50质量%均匀水溶液。将该水溶液投入内容积5.4L的高压釜中,进行了氮气置换。
在110℃~150℃的温度下进行搅拌的同时缓慢释放水蒸气而浓缩至溶液浓度为70质量%。然后,将内部温度升温至220℃。此时,高压釜升压至1.8MPa。保持该状态1小时,直至内部温度达到245℃,缓慢释放水蒸气,在使压力保持于1.8MPa的同时反应1小时。
接着,用1小时使压力降低。然后,利用真空装置使高压釜内在650托(86.66kPa)的减压下维持10分钟。此时,聚合的最终内部温度为265℃。
然后,利用氮气进行加压,从下部喷丝口(喷嘴)形成为线料状,进行水冷、切割,以颗粒状排出,在100℃、氮气气氛下干燥12小时,得到了聚酰胺。Mw=35000、Mw/Mn=2.0。
(1A-2:聚酰胺66)
利用真空装置使高压釜内在650托(86.66kPa)的减压下维持20分钟,除此以外通过1A-1的制造例所记载的方法进行聚酰胺的聚合反应(“热熔融聚合法”),得到了聚酰胺的颗粒。Mw=40000、Mw/Mn=2.0。
(1A-3:聚酰胺66)
利用真空装置使高压釜内在300托(40.00kPa)的减压下维持10分钟,除此以外通过1A-1的制造例所记载的方法进行聚酰胺的聚合反应(“热熔融聚合法”),得到了聚酰胺的颗粒。Mw=30000、Mw/Mn=2。
(1B-1:聚酰胺66/6I)
如下所述通过“热熔融聚合法”实施了聚酰胺的聚合反应。
使己二酸与六亚甲基二胺的等摩尔盐1044g、间苯二甲酸与六亚甲基二胺的等摩尔盐456g以及相对于全部等摩尔盐成分为0.5摩尔%过量的己二酸溶解在蒸馏水1500g中,制作出原料单体的等摩尔50质量%均匀水溶液。
在110℃~150℃的温度下进行搅拌的同时缓慢释放水蒸气而浓缩至溶液浓度为70质量%。然后,将内部温度升温至220℃。此时,高压釜升压至1.8MPa。保持该状态1小时,直至内部温度达到245℃,缓慢释放水蒸气,在使压力保持于1.8MPa的同时反应1小时。
接着,用1小时使压力降低。然后,利用真空装置使高压釜内在650托(86.66kPa)的减压下维持10分钟。此时,聚合的最终内部温度为265℃。
然后,利用氮气进行加压,从下部喷丝口(喷嘴)形成为线料状,进行水冷、切割,以颗粒状排出,在100℃、氮气气氛下干燥12小时,得到了聚酰胺。Mw=28000、Mw/Mn=2.3、VR=22、Mw/VR=1273、二元羧酸单元的间苯二甲酸比率为30摩尔%。
(1B-2:聚酰胺6I)
如下所述通过“热熔融聚合法”实施了聚酰胺的聚合反应。
使间苯二甲酸与六亚甲基二胺的等摩尔盐1500g以及相对于全部等摩尔盐成分为1.5摩尔%过量的己二酸溶解在蒸馏水1500g中,制作出原料单体的等摩尔50质量%均匀水溶液。
在110℃~150℃的温度下进行搅拌的同时缓慢释放水蒸气而浓缩至溶液浓度为70质量%。然后,将内部温度升温至220℃。此时,高压釜升压至1.8MPa。保持该状态1小时,直至内部温度达到245℃,缓慢释放水蒸气,在使压力保持于1.8MPa的同时反应1小时。
接着,用30分钟使压力降低。然后,利用真空装置使高压釜内在650托(86.66kPa)的减压下维持10分钟。此时,聚合的最终内部温度为265℃。
然后,利用氮气进行加压,从下部喷丝口(喷嘴)形成为线料状,进行水冷、切割,以颗粒状排出,在100℃、氮气气氛下干燥12小时,得到了聚酰胺。Mw=20000、Mw/Mn=2.0、VR=12、Mw/VR=1667、二元羧酸单元的间苯二甲酸比率为100摩尔%。
(1B-5:聚酰胺6I/6T)
如下所述通过“热熔融聚合法”实施了聚酰胺的聚合反应。
使间苯二甲酸与六亚甲基二胺的等摩尔盐1200g、对苯二甲酸与六亚甲基二胺的等摩尔盐300g以及相对于全部等摩尔盐成分为1.5摩尔%过量的己二酸溶解在蒸馏水1500g中,制作出原料单体的等摩尔50质量%均匀水溶液。
在110℃~150℃的温度下进行搅拌的同时缓慢释放水蒸气而浓缩至溶液浓度为70质量%。然后,将内部温度升温至220℃。此时,高压釜升压至1.8MPa。保持该状态1小时,直至内部温度达到245℃,缓慢释放水蒸气,在使压力保持于1.8MPa的同时反应1小时。
接着,用30分钟使压力降低。然后,利用真空装置使高压釜内在650托(86.66kPa)的减压下维持10分钟。此时,聚合的最终内部温度为265℃。
然后,利用氮气进行加压,从下部喷丝口(喷嘴)形成为线料状,进行水冷、切割,以颗粒状排出,在100℃、氮气气氛下干燥12小时,得到了聚酰胺。Mw=20000、Mw/Mn=2.0、二元羧酸单元的间苯二甲酸比率为80摩尔%。
(B-6:聚酰胺6I/6)
使间苯二甲酸与六亚甲基二胺的等摩尔盐1400g、ε-己内酰胺100g以及相对于全部等摩尔盐成分为1.5摩尔%过量的己二酸溶解在蒸馏水1500g中,制作出原料单体的等摩尔50质量%均匀水溶液。
使原料单体的等摩尔50质量%均匀水溶液如上所述,除此以外通过B-2的制造例所记载的方法进行聚酰胺的聚合反应(“热熔融聚合法”),得到了聚酰胺的颗粒。Mw=21000、Mw/Mn=2.0。
[聚酰胺组合物的制造]
(实施例1-1~1-8和比较例1-1~1-6)
以下述表1-1所记载的种类和比例使用上述(1A)脂肪族聚酰胺和(1B)半芳香族聚酰胺,如下所述制造了聚酰胺组合物。
需要说明的是,上述所得到的聚酰胺在氮气气流中进行干燥,将含水率调节为约0.2质量%后,作为聚酰胺组合物的原料使用。
作为聚酰胺组合物的制造装置而言,使用双螺杆挤出机[ZSK-26MC:Coperion公司制造(德国)]。
双螺杆挤出机在自挤出机上游侧起第1个料筒处具有上游侧供给口,在第6个料筒处具有下游侧第一供给口,在第9个料筒处具有下游侧第二供给口。另外,在双螺杆挤出机中,L/D为48,料筒数为12。
在双螺杆挤出机中,将从上游侧供给口到模具为止的温度设定为上述制造例中制造的各(1A)聚酰胺的熔点Tm2+20℃,螺杆转速设定为250rpm,排出量设定为25kg/小时。
以得到下述表1-1所述的种类和比例的方式,将(1A)脂肪族聚酰胺、(1B)半芳香族聚酰胺进行干混后从双螺杆挤出机的上游侧供给口供给,将从模头挤出的熔融混炼物以线料状冷却,进行造粒,从而得到了聚酰胺组合物的颗粒(不含玻璃纤维)。
接着,对制造表1-1所示的含有60质量%GF的聚酰胺组合物(聚酰胺:GF=100质量份:150质量份)的情况进行说明。将(1A)脂肪族聚酰胺、(1B)半芳香族聚酰胺进行干混后从双螺杆挤出机的上游侧供给口供给,从双螺杆挤出机的下游侧第一供给口供给玻璃纤维作为无机填充材料,将从模头挤出的熔融混炼物以线料状冷却,进行造粒,从而得到了聚酰胺组合物的颗粒(含有玻璃纤维)。
将所得到的聚酰胺组合物的颗粒在氮气气流中进行干燥,将聚酰胺组合物中的水分量调节为500ppm以下。
[聚酰胺组合物的物性的测定方法]
使用调节了水分量后的聚酰胺组合物实施下述各种评价。将评价结果示于下述表1-1中。
(芳香族二元羧酸单元的摩尔%的计算)
芳香族二元羧酸单元的摩尔%使用下述式通过计算求出。
式:芳香族二元羧酸单元=(作为原料单体添加的芳香族二元羧酸的摩尔数/作为原料单体添加的全部二元羧酸的摩尔数)×100
(1)熔化峰值温度Tm2(熔点)、结晶峰值温度Tc、结晶焓
依据JIS-K7121,使用PERKIN-ELMER公司制造的Diamond-DSC进行了测定。具体而言,如下所述进行了测定。
首先,在氮气气氛下,将约10mg样品以20℃/分钟的升温速度从室温升温至与样品的熔点相对应的300℃~350℃。将此时出现的吸热峰(熔化峰)的最高峰值温度设为Tm1(℃)。接着,在升温的最高温度下将温度保持2分钟。在该最高温度下聚酰胺为熔融状态。然后,以20℃/分钟的降温速度降温至30℃。将此时出现的发热峰作为结晶峰,将结晶峰值温度设为Tc,将结晶峰面积作为结晶焓ΔH(J/g)。然后,在30℃下保持2分钟,然后以20℃/分钟的升温速度从30℃升温至与样品的熔点相对应的280℃~300℃。将此时出现的吸热峰(熔化峰)的最高峰值温度设为熔点Tm2(℃)。
(2)tanδ峰值温度
使用粘弹性测定分析装置(Rheology制造的DVE-V4),在以下条件下测定将ASTMD1822 TYPE L试验片的平行部切削为条形状的试验片的动态粘弹性的温度分散谱图。需要说明的是,试验片尺寸为3.1mm(宽度)×2.9mm(厚度)×15mm(长度:夹具间距离)。
测定模式:拉伸、波形:正弦波、频率:3.5Hz、温度范围:0℃~180℃、升温步幅:2℃/分钟、静载荷:400g、位移振幅:0.75μm。将储能弹性模量E1与损耗弹性模量E2之比E2/E1设为tanδ,将最高温度设为tanδ峰值温度。
(3)Mw(重均分子量)、Mn(数均分子量)、分子量分布Mw/Mn、Mw(1A)-Mw(1B)
Mw(重均分子量)和Mn(数均分子量)使用GPC(凝胶渗透色谱仪、东曹株式会社制造、HLC-8020、六氟异丙醇溶剂以及PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)标准样品(PolymerLaboratory公司制造)换算)进行了测定。由其值计算出Mw(1A)-Mn(1B)和分子量分布Mw/Mn。数均分子量Mn为500以上且2000以下的含量(质量%)根据使用GPC得到的各试样的洗脱曲线(纵轴:由检测器得到的信号强度、横轴:洗脱时间),由被基线和洗脱曲线围成的数均分子量为500以上且小于2000的区域的面积以及被基线和洗脱曲线围成的区域的面积计算出。
(4)[NH2]/([NH2]+[COOH])
通过由下述(4-1)和(4-2)测定的氨基末端量([NH2])和羧基末端量([COOH])计算出[NH2]/([NH2]+[COOH])。
(4-1)氨基末端量([NH2])
通过中和滴定如下所述测定了聚酰胺组合物的与聚合物末端键合的氨基末端量。
将聚酰胺组合物3.0g溶解在90质量%苯酚水溶液100mL中,使用所得到的溶液,利用0.025N的盐酸进行滴定,求出氨基末端量(μ当量/g)。终点由pH计的指示值确定。
(4-2)羧基末端量([COOH])
通过中和滴定如下所述测定了聚酰胺组合物的与聚合物末端键合的羧基末端量。
将聚酰胺组合物4.0g溶解在苄醇50mL中,使用所得到的溶液,利用0.1N的NaOH进行滴定,求出羧基末端量(μ当量/g)。终点由酚酞指示剂的变色确定。
(5)利用NMR测定[NH2]+[COOH]
通过1H-NMR测定以如下所述的方式对聚酰胺组合物或半芳香族聚酰胺中所含的聚酰胺的羧基末端和氨基末端的含量进行了定量。
将聚酰胺组合物或半芳香族聚酰胺15mg溶解在氘代硫酸0.7g和氘代六氟异丙醇0.7g中,静止一晚,然后使用所得到的溶液利用1H-NMR测定了末端。
由来源于己二酸的相邻亚甲基氢的2.47ppm的峰面积、来源于间苯二甲酸基的相邻苯环碳上氢的8.07ppm的峰面积、来源于对苯二甲酸基的相邻苯环碳的7.85ppm的比率,求出羧基末端量。由来源于六亚甲基二胺基的相邻亚甲基碳上氢的2.67ppm-2.69ppm的比率求出氨基末端量。使用日本电子制造的核磁共振分析装置JNM ECA-500进行1H-NMR的分析,通过计算积分比进行了确定。
由通过上述测定的氨基末端量([NH2])和羧基末端量([COOH])计算出[NH2]+[COOH]。
(6)拉伸强度
使用注射成型机[PS-40E:日精树脂株式会社制造],依据ISO3167,分别成型了多目的试验片A型成型片。具体的成型条件如下:将注射+保压时间设定为25秒,将冷却时间设定为15秒,将模具温度设定为80℃,将熔融树脂温度设定为聚酰胺的高温侧的熔化峰值温度(Tm2)+20℃。
使用所得到的多目的试验片A型成型片,依据ISO527,在23℃的温度条件下,以50mm/分钟的拉伸速度进行拉伸试验,测定拉伸屈服应力,作为拉伸强度。
另外,将温度条件设定为80℃,其它条件与上述同样,测定了80℃下的拉伸强度。
(7)腐蚀性
在SUS制的密闭容器中放入样品颗粒和测定了重量的碳钢(SS400),进行了氮气置换。然后,对密闭容器进行加热,在300℃的内部温度下保持6小时,测定了冷却后碳钢的重量。腐蚀的程度通过碳钢的重量变化进行了判断。
(评价标准)
A:试验前后的重量无减少
B:试验前后的重量变化为0.1g以上且小于0.5g
C:试验前后的重量变化为0.5g以上且小于1g
D:试验前后的重量变化为1g以上
(8)表面光泽度值
如下所述制造了平板成型片。
使用注射成型机[NEX50III-5EG:日精树脂工业株式会社制造],将冷却时间设定为25秒,将螺杆转速设定为200rpm,将模具温度设定为Tanδ峰值温度+5℃、将料筒温度设定为(Tm2+10)℃~(Tm2+30)℃,以使得填充时间为1.6±0.1秒的范围的方式,适当调节注射压力和注射速度,制造出平板成型片(6cm×9cm、厚度2mm)。
使用光泽计(HORIBA制造的IG320)依据JIS-K7150对以这样的方式制作的平板成型片的中央部测定了60度光泽度。
该测定值越大则判断为表面外观越优异。
(9)成型时的MD(模垢)
使上述(8)的成型连续地进行100次注射,通过目视对成型结束后的排气口进行了确认。
成型时的气体产生的评价判定如下所述。将没有问题地得到成型品评价为使得生产率提高。
(评价标准)
A:在排气口没有发现附着物
B:在排气口有附着物
C:在排气口有附着物,即将堵塞
D:在排气口有附着物,存在堵塞
(10)吸水后弯曲弹性模量保持率
制作出厚度4mm的ISO哑铃状物,作为试验片。使用所得到的试验片,依据ISO178,测定了弯曲弹性模量。另外,将ISO哑铃状物放置于恒温恒湿(23℃、50RH%)气氛下达到吸水平衡,然后依据ISO178测定了弯曲弹性模量。吸水后弯曲弹性模量保持率使用下述式求出。
吸水后弯曲弹性模量保持率(%)=吸水后弯曲弹性模量/吸水前弯曲弹性模量×100
如表1-1所示,对于成型出含有50质量份~99质量份的(1A)脂肪族聚酰胺以及1质量份~50质量份的(1B)半芳香族聚酰胺的聚酰胺组合物并且所述(1B)半芳香族聚酰胺含有包含至少75摩尔%的间苯二甲酸的二元羧酸单元和包含至少50摩尔%的碳原子数4~10的二元胺的二元胺单元、且聚酰胺组合物的Tanδ峰值温度为90℃以上、聚酰胺组合物的重均分子量Mw为15000≤Mw≤35000的上述方式的聚酰胺组合物的实施例1-1~1-9而言,与使用了仅PA66的比较例1-1、使用了PA66与PA6I的共聚物的比较例1-2、使用了PA66及聚酰胺6I(Mw=44000)的混合物且组合物的重均分子量Mw大于35000的比较例1-3、使用了聚酰胺66以及聚酰胺6I与聚酰胺6T的共聚物(6I/6T)的混合物且组合物的重均分子量Mw大于35000的比较例1-4、含有小于50质量份的脂肪族聚酰胺的比较例1-5、组合物的重均分子量Mw超过35000的比较例1-6相比,特别是表面外观、滞留时的MD以及吸水后弯曲弹性保持率优异。
《实施例2-1~2-4、比较例2-1~2-7》
(构成成分)[(2A)脂肪族聚酰胺]
2A-1:聚酰胺66(使用了与上述1A-1相同的物质)
2A-2:聚酰胺6(宇部兴产制造的SF1013A)
[(2B)半芳香族聚酰胺]
2B-1:聚酰胺6I(使用了与上述1B-2相同的物质)
2B-2:聚酰胺6I(朗盛公司制造的T40、Mw=44000、Mw/Mn=2.8、VR31、Mw/VR=1419)
2B-3:聚酰胺6I/6T(EMS公司制造的G21、Mw=27000、Mw/Mn=2.2、Mw/VR=1000、VR27、Mw/VR=1000、二元羧酸单元的间苯二甲酸比率为70摩尔%)
2B-4:聚酰胺6I(高分子量)
2B-5:聚酰胺66/6I(使用了与上述1B-1相同的物质)
[(2C)颜料]
(2C)使用了硫化锌(ZnS)(SACHTOLITH HD-S)。
[(2D1)阻燃剂]
(2D1)使用了溴化聚苯乙烯(ALBEMARLE CORPORATION公司制造、商品名“SAYTEX(注册商标)HP-7010G”(通过元素分析求出的溴含量:63质量%))。
[(2D2)阻燃助剂]
(2D2)使用了三氧化二锑(第一F.R公司制造商品名“三氧化锑”)。
[(2E)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物]
(2E)使用了马来酸酐改性聚苯醚。
(2F)填充材料]
[聚酰胺的制造]
接着,对(2B)半芳香族聚酰胺(2B-4)和在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物(2E)的制造方法进行说明。
(2B-4:聚酰胺6I)
如下所述通过“热熔融聚合法”实施了聚酰胺的聚合反应。
使间苯二甲酸与六亚甲基二胺的等摩尔盐1500g以及相对于全部等摩尔盐成分为1.0摩尔%过量的己二酸溶解在蒸馏水1500g中,制作出原料单体的等摩尔50质量%均匀水溶液。
在110℃~150℃的温度下进行搅拌的同时缓慢释放水蒸气而浓缩至溶液浓度为70质量%。然后,将内部温度升温至220℃。此时,高压釜升压至1.8MPa。保持该状态1小时,直至内部温度达到245℃,缓慢释放水蒸气,在使压力保持于1.8MPa的同时反应1小时。
接着,用30分钟使压力降低。然后,利用真空装置使高压釜内在650托(86.66kPa)的减压下维持了10分钟。此时,聚合的最终内部温度为265℃。
然后,利用氮气进行加压,从下部喷丝口(喷嘴)形成为线料状,进行水冷、切割,以颗粒状排出,在100℃、氮气气氛下干燥12小时,得到了聚酰胺。Mw=25000、Mw/Mn=2.1、VR=16、Mw/VR=1563、二元羧酸单元的间苯二甲酸比率为100摩尔%。
(2E:马来酸酐改性聚苯醚)
将对2,6-二甲基苯酚进行氧化聚合而得到的比浓粘度(0.5g/dl氯仿溶液、30℃测定)0.52的聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)(以下简称为聚苯醚)100质量份、作为增容剂的马来酸酐1.0质量份,在上游侧一处(以下简称为top-F)和在挤出机中央部及靠近模具的下游侧两处具有供给口(以下分别地将挤出机中央部简称为side-1、将靠近模具的下游侧简称为side-2)的双螺杆挤出机(Werner&Pfleiderer公司制造的ZSK-40)的side-1和side-2封闭的状态下,在料筒设定温度为320℃、螺杆转速为300rpm、排出量为20.15kg/小时的条件下,使将聚苯醚与马来酸酐进行干混后的物质从top-F供给,进行熔融混炼,以线料状取出,在线料浴(水槽)中冷却,然后利用切割器进行造粒,得到了马来酸酐改性聚苯醚的颗粒。
[聚酰胺组合物的制造]
以下述表2-1所述的种类和比例使用上述(2A)脂肪族聚酰胺和(2B)半芳香族聚酰胺,如下所述制造了聚酰胺组合物。
需要说明的是,上述中得到的聚酰胺在氮气气流中进行干燥,将含水率调节为约0.2质量%后,作为聚酰胺组合物的原料使用。
通过下述实施例记载的方法进行熔融混炼,得到了聚酰胺组合物的颗粒。将所得到的聚酰胺组合物的颗粒在氮气气流中进行干燥,将聚酰胺组合物中的水分量调节为500ppm以下。
[聚酰胺组合物的物性的测定方法]
使用调节了水分量后的聚酰胺组合物实施了下述各种评价。将评价结果示于下述表2-1中。
<Tanδ峰值温度>
使用日精工业株式会社制造的PS40E注射成型机,将料筒温度设定为290℃、将模具温度设定为100℃,在注射10秒、冷却10秒的注射成型条件下依据JIS-K7139成型出成型体。使用动态粘弹性评价装置(GABO公司制造、EPLEXOR500N)在以下条件下对该成型体进行了测定。测定模式:拉伸、测定频率:8.00Hz、升温速度:3℃/分钟、温度范围:-100℃~250℃。将储能弹性模量E1与损耗弹性模量E2之比E2/E1设为Tanδ,将最高温度设为Tanδ峰值温度。
<聚酰胺的分子量和末端>(聚酰胺的分子量(Mn、Mw/Mn)
实施例和比较例中得到的聚酰胺的Mw(重均分子量)/Mn(数均分子量使用利用GPC(凝胶渗透色谱仪、东曹株式会社制造、HLC-8020、六氟异丙醇溶剂、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)标准样品(Polymer Laboratory公司制造)换算)测定的Mw和Mn进行了计算。需要说明的是,GPC柱使用了TSK-GEL GMHHR-M和G1000HHR。
(氨基末端量([NH2]))
对于实施例和比较例中得到的聚酰胺,通过中和滴定如下所述测定了与聚合物末端键合的氨基末端量。
将聚酰胺3.0g溶解在90质量%苯酚水溶液100mL中,使用所得到的溶液,利用0.025N的盐酸进行滴定,求出氨基末端量(μ当量/g)。终点由pH计的指示值确定。
(羧基末端量([COOH]))
对于实施例和比较例中得到的聚酰胺,通过中和滴定如下所述测定了与聚合物末端键合的羧基末端量。
将聚酰胺4.0g溶解在苄醇50mL中,使用所得到的溶液,利用0.1N的NaOH进行滴定,求出羧基末端量(μ当量/g)。终点由酚酞指示剂的变色确定。
由所测定的氨基末端量([NH2])和羧基末端量([COOH])计算出活性末端合计量([NH2]+[COOH])以及氨基末端量相对于活性末端合计量的比([NH2]/([NH2]+[COOH]))。
<甲酸溶液粘度VR>
将聚酰胺溶解在甲酸中,依据JIS K6810进行了测定。
<成型性和外观的评价>
装置使用日精工业株式会社制造的“FN3000”。
将料筒温度设定为290℃、将模具温度设定为100℃,在注射10秒、冷却10秒的注射成型条件下,使用聚酰胺树脂组合物进行成型直至100次注射,得到了成型体(ISO试验片)。
关于成型性,在成型时的脱模时,将固定于模具的比例为100次注射中的10%以下记为评价A、将大于10%且20%以下记为B、将大于20%且50%以下记为C、将大于50%记为D。
另外,关于所得到的成型体的外观,将表面光泽度值为60以上记为评价A、将55以上且59以下记为评价B、将50以上且54以下记为评价C、将低于50的值记为评价D。
<阻燃性的评价>
使用UL94(由美国Under Writers Laboratories Inc规定的标准)的方法进行了测定。需要说明的是,试验片(长度127mm、宽度12.7mm、厚度1.6mm)通过如下方式制作:在注射成型机(日精工业株式会社制造的PS40E)中安装UL试验片的模具(模具温度=100℃)并在料筒温度为290℃下将聚酰胺树脂组合物成型。注射压力是在进行UL试验片成型时的完全填充压力+2%的压力下进行的。阻燃等级依据UL94标准(垂直燃烧试验)。
<熔接强度>
利用安装有长度127mm、宽度12.7mm、厚度1.6mm的形状的从长度方向的两端流入熔融树脂并在长度方向的中央部形成有熔接部的模具的注射成型机(日精工业株式会社制造的PS40E)进行成型,得到了试验片。对于该成型出的试验片,除了将夹头间距离设定为50mm、将拉伸速度设定为50mm/分钟以外,通过依据ASTMD638的方法实施拉伸试验,求出拉伸强度。另外,将试验片放置于恒温恒湿(23℃、50RH%)气氛下达到吸水平衡,然后通过依据ASTMD638的方法测定了拉伸强度。吸水后拉伸强度保持率使用下述式求出。吸水后拉伸保持率(%)=吸水后拉伸强度/吸水前拉伸强度×100
<洛氏硬度>
装置使用日精工业株式会社制造的“FN3000”。
将料筒温度设定为290℃、将模具温度设定为100℃,在注射10秒、冷却10秒的注射成型条件下,使用聚酰胺树脂组合物得到了成型体(ISO试验片)。洛氏硬度(M等级)使用硬度计(株式会社明石制作所制造、ARK-F3000)进行了测定。另外,将试验片放置于恒温恒湿(23℃、50RH%)气氛下达到吸水平衡,然后测定了洛氏硬度。吸水后洛氏硬度保持率使用下述式求出。吸水后洛氏硬度保持率(%)=吸水后洛氏硬度/吸水前洛氏硬度×100
[实施例2-1]
使用东芝机械公司制造的TEM35mm双螺杆挤出机(设定温度:280℃、螺杆转速300rpm),从设置于挤出机最上游部的顶进料口供给预先将聚酰胺(2A-1)和(2B-1)、(2C)颜料、(2D1)阻燃剂、(2D2)阻燃助剂和(2E)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物共混后的物质,从挤出机下游侧(从顶进料口供给的树脂充分熔融的状态)的侧进料口供给(2F)填充材料,将从模头挤出的熔融混炼物以线料状冷却,进行造粒而得到了聚酰胺树脂组合物颗粒。配合量设定为:(2A-1)聚酰胺17.5质量%、(2B-1)聚酰胺9.5质量%、(2C)颜料2.0质量%、(2D1)阻燃剂10.5质量%、(2D2)阻燃助剂2.0质量%、(2E)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物3.5质量%以及(2F)填充材料55质量%。
另外,使用所得到的聚酰胺树脂组合物,通过上述方法制造出成型品,对成型时的成型性、外观、熔接强度、洛氏硬度、阻燃性进行了评价。将评价结果示于下述表2-1中。
[实施例2-2]
将配合量变更为(2A-1)聚酰胺16.2质量%、(2B-1)聚酰胺10.8质量%,除此以外与实施例2-1同样地实施。
[实施例2-3]
将配合量变更为(2A-1)聚酰胺16.5质量%、(2B-4)聚酰胺11.0质量%、(2D1)阻燃剂10.0质量%,除此以外与实施例2-1同样地实施。
[实施例2-4]
将配合量变更为(2A-1)聚酰胺14.8质量%、(2B-1)聚酰胺12.2质量%,除此以外与实施例2-1同样地实施。
[比较例2-1]
将配合量变更为(2A-1)聚酰胺27.5质量%、(2B-1)聚酰胺0质量%、(2D1)阻燃剂10.0质量%,除此以外与实施例2-1同样地实施。
[比较例2-2]
将配合量变更为(2A-1)聚酰胺0质量%、(2B-1)聚酰胺27.5质量%、(2D1)阻燃剂10.0质量%,除此以外与实施例2-1同样地实施。
[比较例2-3]
将配合量变更为(2A-1)聚酰胺0质量%、(2B-5)聚酰胺22.5质量%、(2D1)阻燃剂15.0质量%,除此以外与实施例2-1同样地实施。
[比较例2-4]
将配合量变更为(2A-1)聚酰胺22.0质量%、(2B-2)聚酰胺9.5质量%、(2D1)阻燃剂6.0质量%,除此以外与实施例2-1同样地实施。
[比较例2-5]
将配合量变更为(2A-1)聚酰胺18.4质量%、(2B-2)聚酰胺12.1质量%、(2E)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物0质量%,除此以外与实施例2-1同样地实施。
[比较例2-6]
将配合量变更为(2A-1)聚酰胺20.0质量%、(2B-3)聚酰胺8.5质量%、(2D1)阻燃剂9.0质量%,除此以外与实施例2-1同样地实施。
[比较例2-7]
将配合量变更为(2A-2)聚酰胺20.0质量%、(2B-3)聚酰胺8.5质量%、(2D1)阻燃剂9.0质量%,除此以外与实施例2-1同样地实施。
由表2-1所示的结果明显可知,本发明的聚酰胺组合物由于(2B)半芳香族聚酰胺的二元羧酸单元含有75摩尔%以上的间苯二甲酸,因此,聚酰胺组合物的Tanδ峰值温度升高。其结果是,实施例2-1~2-4的聚酰胺组合物成型品具有不仅阻燃性优异而且熔接强度、洛氏硬度也优异的特性。另外,通过聚酰胺组合物的重均分子量Mw处于10000≤Mw≤40000的范围内,除了上述特性以外,成型性、外观也优异。
与此相对,在比较例2-1中不含有(2B)半芳香族聚酰胺,在比较例2-3、6和7中(2B)半芳香族聚酰胺的二元羧酸单元含有少于75摩尔%的间苯二甲酸,因此,聚酰胺组合物成型品的阻燃性、熔接强度、洛氏硬度、成型性、外观不充分。
比较例2-2中,虽然(2B)半芳香族聚酰胺的二元羧酸单元含有75摩尔%以上的间苯二甲酸,但由于不含(2A)脂肪族聚酰胺,因此,外观与阻燃性、熔接强度、洛氏硬度的平衡差,不充分。比较例2-4中,虽然(2B)半芳香族聚酰胺的二元羧酸单元含有75摩尔%以上的间苯二甲酸,但由于重均分子量Mw大,因此,外观与阻燃性、熔接强度、洛氏硬度的平衡差,不充分。比较例2-5中,虽然(2B)半芳香族聚酰胺的二元羧酸单元含有75摩尔%以上的间苯二甲酸,但由于重均分子量Mw大、并且不含有(2E)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物,因此,聚酰胺组合物成型品的物性平衡不充分。
《实施例3-1~3-7、比较例3-1~3-9》
(构成成分)
[(3A)脂肪族聚酰胺]
3A-1:聚酰胺66(使用了与上述1A-1相同的物质)
3A-2:聚酰胺6(宇部兴产制造的SF1013A)Mw=26000、Mw/Mn=2.0
[(3B)半芳香族聚酰胺]
3B-1:聚酰胺6I(使用了与上述1B-2相同的物质)
3B-2:聚酰胺6I(朗盛公司制造的T40、Mw=44000、Mw/Mn=2.8、VR31、Mw/VR=1419、二羧酸单元的间苯二甲酸比率为100摩尔%)
3B-3:聚酰胺6I/6T(EMS公司制造的G21、Mw=27000、Mw/Mn=2.2、VR27、Mw/VR=1000、二元羧酸单元的间苯二甲酸比率为70摩尔%)
3B-4:聚酰胺6I(高分子量)(使用了与上述2B-4相同的物质)
3B-5:聚酰胺66/6I(使用了与上述1B-1相同的物质)
3B-6:聚酰胺MXD6(东洋纺公司制造的东洋纺尼龙、T-600、二元羧酸单元的间苯二甲酸比率为0摩尔%)
[(3C1)阻燃剂]
(3C1)使用了溴化聚苯乙烯(ALBEMARLE CORPORATION公司制造、商品名“SAYTEX(注册商标)HP-7010G”(由元素分析求出的溴含量:67质量%))。
[(3C2)阻燃助剂]
(3C2)使用了三氧化二锑(第一F.R公司制造商品名“三氧化锑”)。
[(3D)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物]
(3D)使用了马来酸酐改性聚苯醚。(使用了与上述2E相同的物质)
[(3E)填充材料]
[聚酰胺组合物的制造]
以下述表3-1所述的种类和比例使用上述(3A)脂肪族聚酰胺、和(3B)半芳香族聚酰胺,如下所述制造了聚酰胺组合物。
需要说明的是,上述所得到的聚酰胺在氮气气流中进行干燥,将含水率调节为约0.2质量%后,作为聚酰胺组合物的原料使用。
通过下述实施例记载的方法进行熔融混炼,得到了聚酰胺组合物的颗粒。将所得到的聚酰胺组合物的颗粒在氮气气流中进行干燥,将聚酰胺组合物中的水分量调节为500ppm以下。
[聚酰胺组合物的物性的测定方法]
使用调节了水分量后的聚酰胺组合物实施了下述各种评价。将评价结果示于下述表3-1中。
<tanδ峰值温度>
使用日精工业株式会社制造的PS40E注射成型机,将料筒温度设定为290℃、将模具温度设定为100℃,在注射10秒、冷却10秒的注射成型条件下依据JIS-K7139成型出成型体。使用动态粘弹性评价装置(GABO公司制造、EPLEXOR500N)在以下条件下对该成型体进行了测定。测定模式:拉伸、测定频率:8.00Hz、升温速度:3℃/分钟、温度范围:-100℃~250℃。将储能弹性模量E1与损耗弹性模量E2之比E2/E1设为tanδ,将最高温度设为tanδ峰值温度。
<聚酰胺组合物的分子量和末端>(聚酰胺组合物的分子量(Mn、Mw/Mn)
实施例和比较例中得到的聚酰胺组合物的Mw(重均分子量)/Mn(数均分子量)使用利用GPC(凝胶渗透色谱仪、东曹株式会社制造、HLC-8020、六氟异丙醇溶剂、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)标准样品(Polymer Laboratory公司制造)换算)测定的Mw和Mn进行了计算。需要说明的是,GPC柱使用了TSK-GEL GMHHR-M和G1000HHR。
(氨基末端量([NH2]))
对于实施例和比较例中得到的聚酰胺组合物,通过中和滴定如下所述测定了与聚合物末端键合的氨基末端量。
将聚酰胺组合物3.0g溶解在90质量%苯酚水溶液100mL中,使用所得到的溶液,利用0.025N的盐酸进行滴定,求出氨基末端量(μ当量/g)。终点由pH计的指示值确定。
(羧基末端量([COOH]))
对于实施例和比较例中得到的聚酰胺组合物,通过中和滴定如下所述测定了与聚合物末端键合的羧基末端量。
将聚酰胺组合物4.0g溶解在苄醇50mL中,使用所得到的溶液,利用0.1N的NaOH进行滴定,求出羧基末端量(μ当量/g)。终点由酚酞指示剂的变色确定。
由所测定的氨基末端量([NH2])和羧基末端量([COOH])计算出活性末端合计量([NH2]+[COOH])以及氨基末端量相对于活性末端合计量的比([NH2]/([NH2]+[COOH]))。
<甲酸溶液粘度VR>
将(3B)半芳香族聚酰胺溶解在甲酸中,依据ASTM-D789进行测定。
<利用元素分析进行的卤素含量的定量>
使聚酰胺组合物在被高纯度氧气置换后的烧瓶中燃烧,利用吸收液捕集所产生的气体,使用利用1/100N硝酸银溶液的电位滴定法对捕集液中的卤族元素进行了定量。
含有多种卤族元素的情况下,利用离子色谱仪将各元素分离,然后使用上述电位滴定法进行了定量。
<成型性和外观的评价>
装置使用日精工业株式会社制造的“FN3000”。
将料筒温度设定为290℃、将模具温度设定为100℃,在注射10秒、冷却10秒的注射成型条件下,使用聚酰胺组合物进行成型直至100次注射,得到了成型体(ISO试验片)。
关于成型性,在成型时的脱模时,将固定于模具的比例为100次注射中的10%以下记为评价A、将大于10%且20%以下记为B、将大于20%且50%以下记为C、将大于50%记为D。
另外,关于所得到的成型体的外观,对于所制作的成型体的夹持部使用光泽计(HORIBA制造的IG320)依据JIS-K7150测定了60度光泽度。将表面光泽度值为60以上记为评价A、将55以上且59以下记为评价B、将50以上且54以下记为评价C、将低于50的值记为评价D。
<拉伸强度的测定>
使用在上述成型性和外观的评价中得到的20次~25次注射ISO试验片,依据ISO527,测定了拉伸强度。测定值设定为n=6的平均值。
<弯曲弹性模量的测定>
使用在上述成型性和外观的评价中得到的20次~25次注射ISO试验片,依据ISO178,测定了弯曲弹性模量。测定值设定为n=6的平均值。
<却贝冲击强度的测定>
使用在上述成型性和外观的评价中得到的20次~25次注射ISO试验片,依据ISO179测定了却贝冲击强度。测定值设定为n=6的平均值。
<阻燃性的评价>
使用UL94(由美国Under Writers Laboratories Inc规定的标准)的方法进行了测定。需要说明的是,试验片(长度127mm、宽度12.7mm、厚度1.6mm)通过如下方式制作:在注射成型机(日精工业株式会社制造的PS40E)中安装UL试验片的模具(模具温度=100℃)并在料筒温度为290℃下将聚酰胺树脂组合物成型。注射压力是在进行UL试验片成型时的完全填充压力+2%的压力下进行的。阻燃等级依据UL94标准(垂直燃烧试验)。
[实施例3-1]
使用东芝机械公司制造的TEM35mm双螺杆挤出机(设定温度:280℃、螺杆转速300rpm),从设置于挤出机最上游部的顶进料口供给预先将聚酰胺(3A-1)和(3B-1)、(3C1)阻燃剂、(3C2)阻燃助剂和(3D)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物共混后的物质,从挤出机下游侧(从顶进料口供给的树脂充分熔融的状态)的侧进料口供给(3E)填充材料,将从模头挤出的熔融混炼物以线料状冷却,进行造粒而得到了聚酰胺组合物颗粒。配合量设定为:(3A-1)聚酰胺18.8质量%、(3B-1)聚酰胺10.2质量%、(3C1)阻燃剂10.5质量%、(3C2)阻燃助剂2.0质量%、(3D)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物3.5质量%以及(3E)填充材料55质量%。
另外,使用所得到的聚酰胺组合物颗粒,通过上述方法制造出成型品,对成型时的成型性、外观、拉伸强度、弯曲弹性模量、却贝冲击强度、阻燃性进行了评价。将评价结果示于下述表3-1中。
[实施例3-2]
将配合量变更为(3A-1)聚酰胺17.3质量%、(3B-1)聚酰胺11.7质量%,除此以外与实施例3-1同样地实施。
[实施例3-3]
将配合量变更为(3A-1)聚酰胺17.6质量%、(3B-4)聚酰胺11.9质量%、(3C1)阻燃剂10.0质量%,除此以外与实施例3-1同样地实施。
[实施例3-4]
将配合量变更为(3A-1)聚酰胺18.2质量%、(3B-1)聚酰胺12.3质量%、(3C1)阻燃剂9.0质量%,除此以外与实施例3-1同样地实施。
[实施例3-5]
将配合量变更为(3A-1)聚酰胺16.5质量%、(3B-1)聚酰胺11.0质量%、(3C1)阻燃剂12.0质量%,除此以外与实施例3-1同样地实施。
[实施例3-6]
将配合量变更为(3A-1)聚酰胺15.9质量%、(3B-1)聚酰胺13.1质量%,除此以外与实施例3-1同样地实施。
[实施例3-7]
将配合量变更为(3A-1)聚酰胺17.1质量%、(3B-3)聚酰胺7.4质量%、(3C1)阻燃剂15.0质量%,除此以外与实施例3-1同样地实施。
[比较例3-1]
将配合量变更为(3A-1)聚酰胺29.5质量%、(3B-1)聚酰胺0质量%、(3C1)阻燃剂10.0质量%,除此以外与实施例3-1同样地实施。
[比较例3-2]
将配合量变更为(3A-1)聚酰胺0质量%、(3B-1)聚酰胺29.5质量%、(3C1)阻燃剂10.0质量%,除此以外与实施例3-1同样地实施。
[比较例3-3]
将配合量变更为(3A-1)聚酰胺0质量%、(3B-5)聚酰胺24.5质量%、(3C1)阻燃剂15.0质量%,除此以外与实施例3-1同样地实施。
[比较例3-4]
将配合量变更为(3A-1)聚酰胺23.4质量%、(3B-2)聚酰胺10.1质量%、(3C1)阻燃剂6.0质量%,除此以外与实施例3-1同样地实施。
[比较例3-5]
将配合量变更为(3A-1)聚酰胺0质量%、(3A-2)聚酰胺20.6质量%、(3B-3)聚酰胺8.9质量%、(3C1)阻燃剂10.0质量%,除此以外与实施例3-1同样地实施。
[比较例3-6]
将配合量变更为(3A-1)聚酰胺5.9质量%、(3B-6)聚酰胺39.2质量%、(3C1)阻燃剂3.0质量%、(3D)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物0质量%、(3E)填充材料50质量%,除此以外与实施例3-1同样地实施。
[比较例3-7]
将配合量变更为(3A-1)聚酰胺21.9质量%、(3B-4)聚酰胺14.6质量%、(3C1)阻燃剂3.0质量%,除此以外与实施例3-1同样地实施。
[比较例3-8]
将配合量变更为(3A-1)聚酰胺5.7质量%、(3B-4)聚酰胺3.8质量%、(3C1)阻燃剂30.0质量%,除此以外与实施例3-1同样地实施。
由表3-1所示的结果明显可知,本发明的聚酰胺组合物由于(3B)半芳香族聚酰胺的二元羧酸单元含有50摩尔%以上的间苯二甲酸,因此,聚酰胺组合物的tanδ峰值温度升高。其结果是,实施例3-1~3-7的聚酰胺组合物成型品具有拉伸强度、弯曲弹性模量、却贝冲击优异的特性。此外,通过卤素含量处于大于2质量%且20质量%以下的范围内,除了上述特性以外还具有阻燃性也优异的特性。另外,通过聚酰胺组合物的重均分子量Mw处于10000≤Mw≤40000的范围内,除了上述特性以外,成型性、外观也优异。
与此相对,在比较例3-1中不含(3B)半芳香族聚酰胺、在比较例3-3中(3B)半芳香族聚酰胺的二元羧酸单元含有少于50摩尔%的间苯二甲酸,因此,聚酰胺组合物成型品的阻燃性、拉伸强度、弯曲弹性模量、却贝冲击成型性、外观不充分。
比较例3-2中,虽然(3B)半芳香族聚酰胺的二元羧酸单元含有50摩尔%以上的间苯二甲酸,但由于不含(3A)脂肪族聚酰胺,因此,外观与阻燃性、拉伸强度、弯曲弹性模量、却贝冲击的平衡差,不充分。比较例3-4中,虽然(3B)半芳香族聚酰胺的二元羧酸单元含有50摩尔%以上的间苯二甲酸,但由于重均分子量Mw大,因此,外观与阻燃性、拉伸强度、弯曲弹性模量、却贝冲击的平衡差,不充分。比较例3-5中,虽然(3B)半芳香族聚酰胺的二元羧酸单元含有50摩尔%以上的间苯二甲酸,但由于tanδ峰值温度低于100℃,因此,聚酰胺组合物成型品的物性平衡不充分。
比较例3-6中,(3B)半芳香族聚酰胺的二元羧酸单元不含间苯二甲酸,重均分子量Mw大,卤素含量为2质量%以下,并且不含有(3D)在构成单元中含有α,β不饱和二元羧酸酐的聚合物,因此,聚酰胺组合物成型品的物性平衡不充分。
比较例3-7中,虽然(3B)半芳香族聚酰胺的二元羧酸单元含有50摩尔%以上的间苯二甲酸,但卤素含量为2质量%以下,比较例3-8中,虽然(3B)半芳香族聚酰胺的二元羧酸单元含有50摩尔%以上的间苯二甲酸,但卤素含量大于20质量%,因此,聚酰胺组合物成型品的物性平衡不充分。
《实施例4-1~4-3、比较例4-1~4-3》
在下述实施例中,1kg/cm2是指0.098MPa。
首先,以下示出实施例和比较例中所使用的(4A)结晶性聚酰胺、(4B)非晶性半芳香族聚酰胺、(4C)聚苯醚和无机填充材料。
(4A)结晶性聚酰胺
4A-1:聚酰胺66Mw=35000、Mw/Mn=2(使用了与上述1A-1相同的物质)
(4B)非晶性半芳香族聚酰胺
4B-1:聚酰胺6I Mw=20000、Mw/Mn=2(使用了与上述1B-2相同的物质)
4B-2:聚酰胺6I T-40(朗盛公司制造、Mw=44000、Mw/Mn=2.8)
4B-3:聚酰胺6I/6T Grivory21(EMS公司制造Mw=27000、Mw/Mn=2.2、二元羧酸单元的间苯二甲酸比率为70摩尔%)
(4C)聚苯醚
4C-1:聚苯醚(比浓粘度(0.5g/dl氯仿溶液、30℃测定)0.52)
4C-2:马来酸酐改性聚苯醚(使用了与上述2E相同的物质)
无机填充材料
(1)玻璃纤维日本电气硝子制造商品名ECS03T275H数均纤维直径(平均粒径)10μm(正圆状)、切割长度3mm
需要说明的是,在本实施例中,玻璃纤维的平均纤维直径如下所述进行了测定。
首先,将聚酰胺组合物放入电炉中,对聚酰胺组合物中所含的有机物进行了焚烧处理。利用扫描型电子显微镜(SEM)对从该处理后的残渣部分中任意选择的100根以上玻璃纤维进行观察,测定这些玻璃纤维的纤维直径,由此求出数均纤维直径。
本实施例、比较例中所使用的(4A)结晶性聚酰胺和(4B)非晶性半芳香族聚酰胺适当使用下述(a)和(b)进行了制造。
((a)二元羧酸)
(1)己二酸(ADA)(和光纯药工业制造)
(2)间苯二甲酸(IPA)(和光纯药工业制造)
((b)二元胺)
(1)1,6-二氨基己烷(六亚甲基二胺)(C6DA)(东京化成工业制造)
[聚酰胺组合物的制造]
(实施例4-1~4-3和比较例4-1~4-3)
以下述表4-1所述的种类和比例使用上述(4A)结晶性聚酰胺、(4B)非晶性半芳香族聚酰胺和(4C)聚苯醚,如下所述制造了聚酰胺组合物。
需要说明的是,上述中得到的聚酰胺在氮气气流中进行干燥,将含水率调节为约0.2质量%后,作为聚酰胺组合物的原料使用。
作为聚酰胺组合物的制造装置而言,使用双螺杆挤出机[ZSK-26MC:Coperion公司制造(德国)]。
双螺杆挤出机在自挤出机上游侧起第1个料筒处具有上游侧供给口,在第6个料筒处具有下游侧第一供给口,在第9个料筒处具有下游侧第二供给口。另外,在双螺杆挤出机中,L/D为48,料筒数为12。
在双螺杆挤出机中,将从上游侧供给口到模具为止的温度设定为(4A-1)聚酰胺的熔点Tm2+20℃,螺杆转速设定为250rpm,排出量设定为25kg/小时。
以形成下述表4-1所述的种类和比例的方式,将(4A)结晶性聚酰胺、(4B)非晶性半芳香族聚酰胺、(4C)聚苯醚干混,然后从双螺杆挤出机的上游侧供给口供给,从双螺杆挤出机的下游侧第一供给口供给作为无机填充材料的玻璃纤维(GF),将从模头挤出的熔融混炼物以线料状冷却,进行造粒而得到了聚酰胺组合物的颗粒(含有玻璃纤维)。
将所得到的聚酰胺组合物的颗粒在氮气气流中干燥,将聚酰胺组合物中的水分量调节为500ppm以下。
[聚酰胺组合物的物性的测定方法]
使用调节了水分量后的聚酰胺组合物实施了下述各种评价。将评价结果示于下述表4-1中。
(1)熔化峰值温度Tm2(熔点)、结晶峰值温度Tc、结晶焓
依据JIS-K7121,使用PERKIN-ELMER公司制造的Diamond-DSC进行了测定。具体而言,如下所述进行了测定。
首先,在氮气气氛下,将约10mg样品以20℃/分钟的升温速度从室温升温至与样品的熔点相对应的300℃~350℃。将此时出现的吸热峰(熔化峰)的最高峰值温度设为Tm1(℃)。接着,在升温的最高温度下使温度保持2分钟。在该最高温度下聚酰胺为熔融状态。然后,以20℃/分钟的降温速度降温至30℃。将此时出现的发热峰作为结晶峰,将结晶峰值温度设为Tc,将结晶峰面积作为结晶焓ΔH(J/g)。然后,在30℃下保持2分钟,然后以20℃/分钟的升温速度从30℃升温至与样品的熔点相对应的280℃~300℃。将此时出现的吸热峰(熔化峰)的最高峰值温度设为熔点Tm2(℃)。
(2)tanδ峰值温度
使用粘弹性测定分析装置(Rheology制造的DVE-V4),在以下条件下测定了将ASTMD1822 TYPE L试验片的平行部切削为条形状的试验片的动态粘弹性的温度分散谱图。需要说明的是,试验片尺寸为3.1mm(宽度)×2.9mm(厚度)×15mm(长度:夹具间距离)。
测定模式:拉伸、波形:正弦波、频率:3.5Hz、温度范围:0℃~180℃、升温步幅:2℃/分钟、静载荷:400g、位移振幅:0.75μm。将储能弹性模量E1与损耗弹性模量E2之比E2/E1设为tanδ,将最高温度设为tanδ峰值温度。
(3)Mw(重均分子量)、Mn(数均分子量)、分子量分布Mw/Mn、Mw(4A)-Mw(4B)
Mw(重均分子量)、Mn(数均分子量)、Mw(4A)和Mw(4B)使用GPC(凝胶渗透色谱仪、东曹株式会社制造、HLC-8020、六氟异丙醇溶剂以及PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)标准样品(Polymer Laboratory公司制造)换算)进行了测定。并且,由其值计算出Mw(4A)-Mn(4B)和分子量分布Mw/Mn。数均分子量Mn为500以上且2000以下的含量(质量%)根据使用GPC得到的各试样的洗脱曲线(纵轴:由检测器得到的信号强度、横轴:洗脱时间)由被基线和洗脱曲线围成的数均分子量为500以上且小于2000的区域的面积以及被基线和洗脱曲线围成的区域的面积计算出。
(4)氨基末端量([NH2])
通过中和滴定如下所述测定了与聚合物末端键合的氨基末端量。
将聚酰胺3.0g溶解在90质量%苯酚水溶液100mL中,使用所得到的溶液,利用0.025N的盐酸进行滴定,求出氨基末端量(μ当量/g)。终点由pH计的指示值确定。
(5)羧基末端量([COOH])
通过中和滴定如下所述测定了与聚合物末端键合的羧基末端量。
将样品4.0g溶解在苄醇50mL中,使用所得到的溶液,利用0.1N的NaOH进行滴定,求出羧基末端量(μ当量/g)。终点由酚酞指示剂的变色确定。
由通过上述(4)和(5)测定的氨基末端量([NH2])和羧基末端量([COOH])计算出([NH2]/([NH2]+[COOH])。
(6)表面光泽度值
如下所述制造出平板成型片。
使用注射成型机[NEX50III-5EG:日精树脂工业株式会社制造],将冷却时间设定为25秒,将螺杆转速设定为200rpm,将模具温度设定为Tanδ峰值温度+5℃、将料筒温度设定为(Tm2+10)℃~(Tm2+30)℃,以使得填充时间为1.6±0.1秒的范围的方式,适当调节注射压力和注射速度,制造出平板成型片(6cm×9cm、厚度2mm)。
使用光泽计(HORIBA制造的IG320)依据JIS-K7150对以这样的方式制作的平板成型片的中央部测定了60度光泽度。
测定值越大则判断为表面外观越优异。
(7)成型时的MD(模垢)
使上述(6)的成型连续地进行100次注射,通过目视对成型结束后的排气口进行了确认。
成型时的气体产生的评价判定如下所述。将没有问题地得到成型品评价为使得生产率提高。
(评价标准)
A:在排气口没有发现附着物
B:在排气口有附着物
C:在排气口有附着物,即将堵塞
D:在排气口有附着物,存在堵塞
(8)拉伸强度
使用注射成型机[PS-40E:日精树脂工业株式会社制造],依据ISO3167,分别成型出多目的试验片A型成型片。具体的成型条件如下:将注射+保压时间设定为25秒,将冷却时间设定为15秒,将模具温度设定为80℃,将熔融树脂温度设定为聚酰胺的高温侧的熔化峰值温度(Tm2)+20℃。
使用所得到的多目的试验片A型成型片,依据ISO527,在80℃的温度条件下,以50mm/分钟的拉伸速度进行拉伸试验,测定拉伸屈服应力,作为拉伸强度。
(9)熔接强度
利用安装有长度127mm、宽度12.7mm、厚度1.6mm的形状的从长度方向的两端流入熔融树脂并在长度方向的中央部形成有熔接部的模具的注射成型机(日精工业株式会社制造的PS40E)进行成型,得到了试验片。对于该成型出的试验片,除了将夹头间距离设定为50mm、将拉伸速度设定为50mm/分钟以外,通过依据ASTMD638的方法实施拉伸试验,求出拉伸强度。
(10)吸水后弯曲弹性模量(80℃)
制作出厚度4mm的ISO哑铃状物,作为试验片。将ISO哑铃状物放置于恒温恒湿(23℃、50RH%)气氛下达到吸水平衡,然后依据ISO178,在80℃的温度条件下,测定了弯曲弹性模量。
表4-1
如表4-1所示,对于成型出含有(4A)结晶性聚酰胺、(4B)非晶性半芳香族聚酰胺并且所述(4B)非晶性半芳香族聚酰胺含有包含至少75摩尔%的间苯二甲酸的二元羧酸单元和包含至少50摩尔%的碳原子数4~10的二元胺的二元胺单元、以及(4C)聚苯醚的聚酰胺组合物、且聚酰胺组合物的Tanδ峰值温度为90℃以上、聚酰胺组合物的重均分子量Mw为15000≤Mw≤35000的本发明的聚酰胺组合物的实施例4-1而言,与不含(4C)聚苯醚的比较例4-1、尽管含有(4A)结晶性聚酰胺、(4B)非晶性半芳香族聚酰胺和(4C)聚苯醚但聚酰胺组合物的重均分子量Mw大于35000的比较例4-2、4-3相比,特别是表面外观、成型时的MD、拉伸强度及吸水后弯曲弹性模量优异。
《实施例5-1~2-4、比较例2-1~2-7》
<构成成分>
[(5A)脂肪族聚酰胺]
5A-1:聚酰胺66(使用了与上述1A-1相同的物质)
5A-2:聚酰胺6(宇部兴产制造、型号:SF1013A、Mw=26000、Mw/Mn=2.0)
需要说明的是,上述聚酰胺在氮气气流中进行干燥,将含水率调节为约0.2质量%后,作为聚酰胺组合物的原料使用。
[(5B)半芳香族聚酰胺]
5B-1:聚酰胺6I(使用了与上述1B-2相同的物质)
5B-2:聚酰胺6I/6T(EMS公司制造、型号:G21、Mw=27000、Mw/Mn=2.2、VR=27、Mw/VR=1000、二元羧酸单元的间苯二甲酸单元的比率为70摩尔%)
5B-3:聚酰胺6I(高分子量)(使用了与上述2B-4相同的物质)
5B-4:聚酰胺66/6I(使用了与上述1B-1相同的物质)
5B-5:聚酰胺MXD6(东洋纺公司制造、商品名:东洋纺尼龙、T-600、二元羧酸单元的间苯二甲酸单元的比率为0摩尔%)
需要说明的是,上述聚酰胺在氮气气流中进行干燥,将含水率调节为约0.2质量%后,作为聚酰胺组合物的原料使用。
[(5C1)阻燃剂]
5C1:溴化聚苯乙烯(ALBEMARLE CORPORATION公司制造、商品名:“SAYTEX(注册商标)HP-7010G”(通过元素分析求出的溴含量:67质量%))
[(5C2)阻燃助剂]
5C2:三氧化二锑(第一F.R公司制造、商品名:“三氧化锑”)
[(5D)白色颜料]
5D:硫化锌(ZnS)(SACHTOLITH HD-S)
[(5E)紫外线吸收剂]
5E-1:苯并三唑类紫外线吸收剂(UVA-1)(ADK STABLA-31)
5E-2:三嗪类紫外线吸收剂(UVA-2)(Tinuvin1600)
[(5F)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物]
5F:马来酸酐改性聚苯醚(使用了与上述2E相同的物质)
[(5G)填充材料]
<物性和评价>
首先,将实施例和比较例中得到的聚酰胺组合物的颗粒在氮气气流中干燥,将聚酰胺组合物中的水分量调节为500ppm以下。接着,使用调节了水分量的各聚酰胺组合物的颗粒利用下述方法实施了各种物性的测定和各种评价。
[物性1]tanδ峰值温度
使用日精工业株式会社制造的PS40E注射成型机,将料筒温度设定为290℃、将模具温度设定为100℃,在注射10秒、冷却10秒的注射成型条件下,依据JIS-K7139成型出成型品。使用动态粘弹性评价装置(GABO公司制造、EPLEXOR500N)在以下条件下对该成型品进行了测定。
(测定条件)
测定模式:拉伸
测定频率:8.00Hz
升温速度:3℃/分钟
温度范围:-100℃~250℃
将储能弹性模量E1与损耗弹性模量E2之比(E2/E1)设为tanδ,将最高温度设为tanδ峰值温度。
[物性2]聚酰胺组合物的分子量和末端结构
(1)聚酰胺组合物的数均分子量和重均分子量
实施例和比较例中得到的聚酰胺组合物的数均分子量(Mn)和重均分子量(Mw)使用下述测定条件的GPC(凝胶渗透色谱仪)进行了测定。接着,基于由GPC得到的值,计算出Mw(5A)-Mn(5B)和分子量分布Mw/Mn。另外,聚酰胺组合物中的总聚酰胺中的数均分子量Mn为500以上且2000以下的聚酰胺的含量(质量%)从使用GPC得到的各试样的洗脱曲线(纵轴:由检测器得到的信号强度、横轴:洗脱时间)由被基线和洗脱曲线围成的数均分子量500以上且小于2000的区域的面积以及被基线和洗脱曲线围成的全部数均分子量的区域的面积计算出。
(测定条件)
测定装置:东曹株式会社制造的HLC-8020
溶剂:六氟异丙醇溶剂
标准样品:PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)标准样品(Polymer Laboratory公司制造)换算
GPC柱:TSK-GEL GMHHR-M和G1000HHR
(2)氨基末端量([NH2])
对于实施例和比较例中得到的聚酰胺组合物,通过中和滴定如下所述测定了与聚合物末端键合的氨基末端量。
首先,将各聚酰胺组合物3.0g溶解在90质量%苯酚水溶液100mL中。接着,使用所得到的溶液,利用0.025N的盐酸进行滴定,求出氨基末端量(μ当量/g)。终点由pH计的指示值确定。
(3)羧基末端量([COOH])
对于实施例和比较例中得到的聚酰胺组合物,通过中和滴定如下所述测定了与聚合物末端键合的羧基末端量。
首先,将聚酰胺组合物4.0g溶解在苄醇50mL中。接着,使用所得到的溶液,利用0.1N的NaOH进行滴定,求出羧基末端量(μ当量/g)。终点由酚酞指示剂的变色确定。
(4)氨基末端量相对于活性末端合计量的比([NH2]/([NH2]+[COOH]))
使用(2)和(3)中得到的氨基末端量([NH2])和羧基末端量([COOH]),计算出活性末端合计量([NH2]+[COOH])以及氨基末端量相对于活性末端合计量的比([NH2]/([NH2]+[COOH]))。
[物性3]甲酸溶液粘度VR
将半芳香族聚酰胺5B-1~5B-5溶解在甲酸中,依据ASTM-D789进行了测定。
[评价1]成型性和外观
(1)成型品的制造
装置使用日精工业株式会社制造的“FN3000”。将料筒温度设定为290℃、将模具温度设定为100℃,在注射10秒、冷却10秒的注射成型条件下,使用各聚酰胺组合物进行成型直至100次注射,得到了成型品(ISO试验片)。
(2)成型性的评价
成型时的脱模时,关于固定于模具的比例在100次注射中为百分之几,通过以下评价标准评价了成型性。
(评价标准)
A:10%以下
B:大于10%且20%以下
C:大于20%且50%以下
D:大于50%
(3)外观的评价
关于所得到的成型品的外观,使用光泽计(HORIBA制造的IG320)依据JIS-K7150对成型品的夹持部测定了60度光泽度。由所测定的表面光泽度值通过以下评价标准评价了外观。
(评价标准)
A:60以上
B:55以上且小于60
C:50以上且小于55
D:小于50
[评价2]耐候变色性
使用Suga试验机株式会社制造的WEL-SUN-DCH型日光碳弧灯式耐候性试验机,使[评价1]中得到的成型品在黑色面板温度为65℃、湿度为50%RH、无水喷雾这样的条件下暴露100小时。作为耐候试验后的评价方法而言,测定暴露前后的成型品的色调,使用日本电色公司制造的色差计ND-300A求出色差。色差(ΔE)越小则评价为耐候性越良好。
[评价3]阻燃性
使用UL94(由美国Under Writers Laboratories Inc规定的标准)的方法进行了测定。需要说明的是,试验片(长度127mm、宽度12.7mm、厚度1.6mm)通过如下方式制作:在注射成型机(日精工业株式会社制造的PS40E)中安装UL试验片的模具(模具温度=100℃)并在料筒温度为290℃下将各聚酰胺组合物成型。注射压力是在进行UL试验片成型时的完全填充压力+2%的压力下进行的。阻燃等级依据UL94标准(垂直燃烧试验)。
[评价4]熔接强度
利用安装有长度127mm、宽度12.7mm、厚度1.6mm的形状的从长度方向的两端流入熔融树脂并在长度方向的中央部形成有熔接部的模具的注射成型机(日精工业株式会社制造的PS40E)进行各聚酰胺组合物的成型,得到了试验片。对于该成型出的试验片,除了将夹头间距离设定为50mm、将拉伸速度设定为50mm/分钟以外,通过依据ASTMD638的方法实施拉伸试验,求出拉伸强度。另外,将试验片放置于恒温恒湿(23℃、50RH%)气氛下达到吸水平衡,然后通过依据ASTMD638的方法测定了拉伸强度。吸水后拉伸强度保持率使用下述式(i)求出。
吸水后拉伸保持率(%)=吸水后拉伸强度/吸水前拉伸强度×100…(i)
[评价5]洛氏硬度
装置使用日精工业株式会社制造的“FN3000”。将料筒温度设定为290℃、将模具温度设定为100℃,在注射10秒、冷却10秒的注射成型条件下,使用各聚酰胺组合物,得到了成型品(ISO试验片)。洛氏硬度(M等级)使用硬度计(株式会社明石制作所制造、ARK-F3000)进行了测定。另外,将试验片放置于恒温恒湿(23℃、50RH%)气氛下达到吸水平衡,然后测定了洛氏硬度。吸水后洛氏硬度保持率使用下述式(ii)求出。
吸水后洛氏硬度保持率(%)=吸水后洛氏硬度/吸水前洛氏硬度×100…(ii)
[实施例5-1]聚酰胺组合物5-1的制造
使用东芝机械公司制造的TEM35mm双螺杆挤出机(设定温度:280℃、螺杆转速300rpm),从设置于挤出机最上游部的顶进料口供给了预先将(5A)脂肪族聚酰胺5A-1、(5B)半芳香族聚酰胺5B-1、(5C1)阻燃剂、(5C2)阻燃助剂、(5D)白色颜料、(5E)紫外线吸收剂5E-1和(5F)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物共混后的物质。另外,从挤出机下游侧(从顶进料口供给的树脂充分熔融的状态)的侧进料口供给了(5G)填充材料。接着,将从模头挤出的熔融混炼物以线料状冷却,进行造粒,从而得到了聚酰胺组合物5-1的颗粒。配合量设定为:(5A)脂肪族聚酰胺5A-1 18.8质量%、(5B)半芳香族聚酰胺5B-1 10.2质量%、(5C1)阻燃剂10.0质量%、(5C2)阻燃助剂2.0质量%、(5D)白色颜料2.0质量%、(5E)紫外线吸收剂5E-1 1.0质量%、(5F)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物1.0质量%以及(5G)填充材料55质量%。
另外,使用所得到的聚酰胺组合物5-1的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表5-1中。
[实施例5-2]聚酰胺组合物5-2的制造
将配合量变更为(5A)脂肪族聚酰胺5A-1 17.3质量%以及(5B)半芳香族聚酰胺5B-1 11.7质量%,除此以外使用与实施例5-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物5-2的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物5-2的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表5-1中。
[实施例5-3]聚酰胺组合物5-3的制造
将配合量变更为(5A)脂肪族聚酰胺5A-1 17.3质量%、(5B)半芳香族聚酰胺5B-10质量%以及(5B)半芳香族聚酰胺5B-3 11.7质量%,除此以外使用与实施例5-1同样的方法,得到聚酰胺组合物5-3的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物5-3的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表5-1中。
[实施例5-4]聚酰胺组合物5-4的制造
将配合量变更为(5A)脂肪族聚酰胺5A-1 18.0质量%、(5B)半芳香族聚酰胺5B-112.0质量%以及(5C1)阻燃剂9.0质量%,除此以外使用与实施例5-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物5-4的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物5-4的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表5-1中。
[实施例5-5]聚酰胺组合物5-5的制造
将配合量变更为(5A)脂肪族聚酰胺5A-1 15.9质量%、(5B)半芳香族聚酰胺5B-110.6质量%、(5C1)阻燃剂12.0质量%以及(5E)紫外线吸收剂5E-1 1.5质量%,除此以外使用与实施例5-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物5-5的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物5-5的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表5-1中。
[实施例5-6]聚酰胺组合物5-6的制造
将配合量变更为(5A)脂肪族聚酰胺5A-1 15.9质量%以及(5B)半芳香族聚酰胺5B-1 13.1质量%,除此以外使用与实施例5-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物5-6的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物5-6的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表5-1中。
[实施例5-7]聚酰胺组合物5-7的制造
将配合量变更为(5A)脂肪族聚酰胺5A-1 18.0质量%、(5B)半芳香族聚酰胺5B-112.0质量%以及(5D)白色颜料1.0质量%,除此以外使用与实施例5-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物5-7的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物5-7的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表5-1中。
[实施例5-8]聚酰胺组合物5-8的制造
将配合量变更为(5A)脂肪族聚酰胺5A-1 16.8质量%、(5B)半芳香族聚酰胺5B-111.2质量%以及(5D)白色颜料3.0质量%,除此以外使用与实施例5-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物5-8的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物5-8的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表5-1中。
[实施例5-9]聚酰胺组合物5-9的制造
将配合量变更为(5A)脂肪族聚酰胺5A-1 17.6质量%、(5B)半芳香族聚酰胺5B-111.9质量%以及(5E)紫外线吸收剂5E-1 0.5质量%,除此以外使用与实施例5-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物5-9的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物5-9的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表5-1中。
[实施例5-10]聚酰胺组合物5-10的制造
将配合量变更为(5A)脂肪族聚酰胺5A-1 16.2质量%、(5B)半芳香族聚酰胺5B-110.8质量%以及(5E)紫外线吸收剂5E-1 3.0质量%,除此以外使用与实施例5-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物5-10的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物5-10的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表5-1中。
[实施例5-11]聚酰胺组合物5-11的制造
将配合量变更为(5A)脂肪族聚酰胺5A-1 38.9质量%、(5B)半芳香族聚酰胺5B-125.6质量%、(5C1)阻燃剂22.2质量%、(5C2)阻燃助剂4.4质量%、(5D)白色颜料4.4质量%、(5E)紫外线吸收剂5E-1 2.2质量%、(5F)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物2.2质量%以及(5G)填充材料0质量%,除此以外使用与实施例5-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物5-11的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物5-11的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表5-1中。
[实施例5-12]聚酰胺组合物5-12的制造
将配合量变更为(5A)脂肪族聚酰胺5A-1 17.3质量%、(5B)半芳香族聚酰胺5B-111.7质量%、(5E)紫外线吸收剂5E-1 0质量%以及(5E)紫外线吸收剂5E-2 1.0质量%,除此以外使用与实施例5-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物5-12的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物5-12的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表5-1中。
[实施例5-13]聚酰胺组合物5-13的制造
将配合量变更为(5A)脂肪族聚酰胺5A-1 18.5质量%、(5B)半芳香族聚酰胺5B-10质量%、(5B)半芳香族聚酰胺5B-2 8.0质量%、(5C1)阻燃剂12.0质量%以及(5E)紫外线吸收剂5E-1 1.5质量%,除此以外使用与实施例5-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物5-13的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物5-13的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表5-3中。
[实施例5-14]聚酰胺组合物5-14的制造
将配合量变更为(5A)脂肪族聚酰胺5A-1 4.7质量%、(5B)半芳香族聚酰胺5B-1 0质量%、(5B)半芳香族聚酰胺5B-5 31.9质量%、(5C1)阻燃剂3.0质量%以及(5E)紫外线吸收剂5E-1 0.4质量%,除此以外使用与实施例5-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物5-14的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物5-14的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表5-3中。
[实施例5-15]聚酰胺组合物5-15的制造
将配合量变更为(5A)脂肪族聚酰胺5A-1 0质量%、(5A)脂肪族聚酰胺5A-2 18.5质量%、(5B)半芳香族聚酰胺5B-1 0质量%、(5B)半芳香族聚酰胺5B-2 8.0质量%、(5C1)阻燃剂12.0质量%以及(5E)紫外线吸收剂5E-1 1.5质量%,除此以外使用与实施例5-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物5-15的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物5-15的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表5-3中。
[比较例5-1]聚酰胺组合物5-16的制造
将配合量变更为(5A)脂肪族聚酰胺5A-1 29.0质量%以及(5B)半芳香族聚酰胺5B-1 0质量%,除此以外使用与实施例5-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物5-16的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物5-16的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表5-2中。
[比较例5-2]聚酰胺组合物5-17的制造
将配合量变更为(5A)脂肪族聚酰胺5A-1 0质量%以及(5B)半芳香族聚酰胺5B-129.0质量%,除此以外使用与实施例5-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物5-17的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物5-17的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表5-2中。
[比较例5-3]聚酰胺组合物5-18的制造
将配合量变更为(5A)脂肪族聚酰胺5A-1 0质量%、(5B)半芳香族聚酰胺5B-1 0质量%以及(5B)半芳香族聚酰胺5B-4 29.0质量%,除此以外使用与实施例5-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物5-18的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物5-18的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表5-2中。
[比较例5-4]聚酰胺组合物5-19的制造
将配合量变更为(5A)脂肪族聚酰胺5A-1 18.5质量%、(5B)半芳香族聚酰胺5B-112.4质量%以及(5D)白色颜料0.1质量%,除此以外使用与实施例5-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物5-19的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物5-19的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表5-2中。
[比较例5-5]聚酰胺组合物5-20的制造
将配合量变更为(5A)脂肪族聚酰胺5A-1 14.4质量%、(5B)半芳香族聚酰胺5B-19.6质量%以及(5D)白色颜料7.0质量%,除此以外使用与实施例5-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物5-20的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物5-20的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表5-2中。
[比较例5-6]聚酰胺组合物5-21的制造
将配合量变更为(5A)脂肪族聚酰胺5A-1 18.0质量%、(5B)半芳香族聚酰胺5B-112.0质量%以及(5E)紫外线吸收剂5E-1 0质量%,除此以外使用与实施例5-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物5-21的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物5-21的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表5-2中。
[比较例5-7]聚酰胺组合物5-22的制造
将配合量变更为(5A)脂肪族聚酰胺5A-1 15.0质量%、(5B)半芳香族聚酰胺5B-110.0质量%以及(5E)紫外线吸收剂5E-1 5.0质量%,除此以外使用与实施例5-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物5-22的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物5-22的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表5-2中。
[比较例5-8]聚酰胺组合物5-23的制造
将配合量变更为(5A)脂肪族聚酰胺5A-1 19.4质量%、(5B)半芳香族聚酰胺5B-10质量%、(5B)半芳香族聚酰胺5B-2 8.4质量%、(5C1)阻燃剂12.0质量%以及(5E)紫外线吸收剂5E-1 0.2质量%,除此以外使用与实施例5-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物5-23的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物5-23的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表5-3中。
[比较例5-9]聚酰胺组合物5-24的制造
将配合量变更为(5A)脂肪族聚酰胺5A-1 4.5质量%、(5B)半芳香族聚酰胺5B-1 0质量%、(5B)半芳香族聚酰胺5B-5 30.8质量%、(5C1)阻燃剂3.0质量%、(5D)白色颜料3.5质量%以及(5E)紫外线吸收剂5E-1 0.2质量%,除此以外使用与实施例5-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物5-24的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物5-24的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表5-3中。
[比较例5-10]聚酰胺组合物5-25的制造
将配合量变更为(5A)脂肪族聚酰胺5A-1 0质量%、(5A)脂肪族聚酰胺5A-2 19.6质量%、(5B)半芳香族聚酰胺5B-1 0质量%、(5B)半芳香族聚酰胺5B-2 8.4质量%、(5C1)阻燃剂12.0质量%以及(5E)紫外线吸收剂5E-1 0质量%,除此以外使用与实施例5-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物5-25的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物5-25的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表5-3中。
表5-2
表5-3
根据表5-1~5-3,由含有(5A)脂肪族聚酰胺和(5B)半芳香族聚酰胺、且(5E)紫外线吸收剂相对于(5D)白色颜料的质量比(5E)/(5D)处于0.15以上且小于2.5的范围内(0.15≤((5E)/(5D))<2.5)的聚酰胺组合物5-1~5-15(实施例5-1~5-15)得到的成型品具有外观以及吸水时的熔接强度和洛氏硬度优异,并且耐候变色性也优异的特性。
与此相对,由不含(5B)半芳香族聚酰胺的聚酰胺组合物5-16(比较例5-1)得到的成型品的外观以及吸水时的熔接强度和洛氏硬度不充分。
另外,由含有(5B)半芳香族聚酰胺但不含(5A)脂肪族聚酰胺的聚酰胺组合物5-17和5-18(比较例5-2、5-3)得到的成型品的耐候变色性以及吸水时的熔接强度和洛氏硬度中的任一者任一者不充分。
另外,由含有(5B)半芳香族聚酰胺但(5E)紫外线吸收剂相对于(5D)白色颜料的质量比(5E)/(5D)小于0.15(((5E)/(5D))<0.15)或者为2.50以上的(2.5≤((5E)/(5D)))聚酰胺组合物5-19~5-25(比较例5-4~5-10)得到的成型品的外观、耐候变色性以及吸水时的熔接强度和洛氏硬度中的任一者不充分。
由上述内容确认到,根据本实施方式的聚酰胺组合物,可以得到吸水时的熔接强度和洛氏硬度、表面外观性以及耐候变色性良好的成型品。
《实施例6-1~2-4、比较例2-1~2-7》
<构成成分>[(6A)结晶性聚酰胺]
6A-1~6A-5:聚酰胺66(关于制造方法,如后所述)
6A-6:聚酰胺MXD6树脂“Reny”(注册商标)#6002(三菱工程塑料株式会社制造)(Tm:238℃、Tc:161℃)
6A-7:聚酰胺6SF1013A(宇部兴产制造)(Tm224℃)
[(6B)非晶性半芳香族聚酰胺]
6B-1:聚酰胺6I Mw(6B)=35000、Mw(6B)/Mn(6B)=2
6B-2:聚酰胺6I T-40(朗盛公司制造)Mw(6B)=44000、Mw(6B)/Mn(6B)=2.8
[(6C)碳纤维]
6C-1:碳纤维HTC413(东邦Tenax公司制造)
6C-2:碳纤维TR60NE(三菱丽阳公司制造)
<(6A)结晶性聚酰胺和(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的制造方法>
[原料]
在实施例和比较例中使用的(6A)结晶性聚酰胺和(6B)非晶性半芳香族聚酰胺适当使用下述(a)和(b)进行了制造。
((a)二元羧酸)
a-1:己二酸(ADA)(和光纯药工业制造)
a-2:间苯二甲酸(IPA)(和光纯药工业制造)
((b)二元胺)
b-1:1,6-二氨基己烷(六亚甲基二胺)(C6DA)(东京化成工业制造)
[合成例6-1]结晶性聚酰胺6A-1(聚酰胺66)的合成
如下所述通过“热熔融聚合法”实施了聚酰胺的聚合反应。
首先,使己二酸与六亚甲基二胺的等摩尔盐1500g溶解在蒸馏水1500g中,制作出原料单体的等摩尔50质量%均匀水溶液。将该水溶液投入内容积5.4L的高压釜中,进行了氮气置换。
在110℃以上且150℃以下的温度下进行搅拌的同时,缓慢释放水蒸气而浓缩至溶液浓度为70质量%。然后,将内部温度升温至220℃。此时,高压釜升压至1.8MPa。保持该状态1小时,直至内部温度达到245℃,缓慢释放水蒸气,在使压力保持于1.8MPa的同时反应1小时。
接着,用1小时使压力降低。然后,利用真空装置使高压釜内在650托(86.66kPa)的减压下维持10分钟。此时,聚合的最终内部温度为265℃。
然后,利用氮气进行加压,从下部喷丝口(喷嘴)形成为线料状,进行水冷、切割,以颗粒状排出,在100℃、氮气气氛下干燥12小时,得到了结晶性聚酰胺6A-1。
所得到的结晶性聚酰胺6A-1(聚酰胺66)的重均分子量(Mw)=35000、重均分子量(Mw(6A))/数均分子量(Mn(6A))=2。聚酰胺6A-1(聚酰胺66)的氨基末端基团浓度为45μmol/g、羧基末端基团浓度为60μmol/g。
[合成例6-2]结晶性聚酰胺6A-2(聚酰胺66)的合成
在合成例6-1中制作的原料单体的等摩尔50质量%均匀水溶液中进一步添加900g己二酸,除此以外使用与合成例6-1同样的方法得到了结晶性聚酰胺6A-2。
所得到的结晶性聚酰胺6A-2(聚酰胺66)的Mw(6A)=35000、Mw(6A)/Mn(6A)=2。结晶性聚酰胺6A-2(聚酰胺66)的氨基末端基团浓度为33μmol/g、羧基末端基团浓度为107μmol/g。
[合成例6-3]结晶性聚酰胺6A-3(聚酰胺66)的合成
在合成例6-1中制作的原料单体的等摩尔50质量%均匀水溶液中进一步添加900g六亚甲基二胺,除此以外通过与合成例6-1同样的方法得到了结晶性聚酰胺6A-3。
所得到的结晶性聚酰胺6A-3(聚酰胺66)的Mw=35000、Mw/Mn=2。结晶性聚酰胺6A-3(聚酰胺66)的氨基末端基团浓度为78μmol/g、羧基末端基团浓度为52μmol/g。
[合成例6-4]结晶性聚酰胺6A-4(聚酰胺66)的合成
如下所述通过“热熔融聚合法”实施了聚酰胺的聚合反应。
首先,使己二酸与六亚甲基二胺的等摩尔盐1500g溶解在蒸馏水1500g中,制作出原料单体的等摩尔50质量%均匀水溶液。将该水溶液投入至内容积5.4L的高压釜中,进行了氮气置换。
在110℃以上且150℃以下的温度下进行搅拌的同时,缓慢释放水蒸气而浓缩至溶液浓度为70质量%。然后,将内部温度升温至220℃。此时,高压釜升压至1.8MPa。保持该状态1小时,直至内部温度达到245℃,缓慢释放水蒸气,在使压力保持于1.8MPa的同时反应1小时。
接着,用1小时使压力降低。然后,利用真空装置使高压釜内在650托(86.66kPa)的减压下维持10分钟。此时,聚合的最终内部温度为265℃。
然后,利用氮气进行加压,从下部喷丝口(喷嘴)形成为线料状,进行水冷、切割,以颗粒状排出,在100℃、氮气气氛下干燥12小时,得到了聚酰胺。所得到的聚酰胺的Mw=35000、Mw/Mn=2。然后,将该颗粒在200℃下进行6小时固相聚合,得到了结晶性聚酰胺6A-4。
所得到的结晶性聚酰胺6A-4(聚酰胺66)的Mw(6A)=70000、Mw(6A)/Mn(6A)=3.0。结晶性聚酰胺6A-4(聚酰胺66)的氨基末端基团浓度为45μmol/g、羧基末端基团浓度为60μmol/g。
[合成例6-5]结晶性聚酰胺6A-5(聚酰胺66)的合成
如下所述通过“热熔融聚合法”实施了聚酰胺的聚合反应。
首先,使己二酸与六亚甲基二胺的等摩尔盐1500g溶解在蒸馏水1500g中,制作出原料单体的等摩尔50质量%均匀水溶液。将该水溶液投入至内容积5.4L的高压釜中,进行了氮气置换。
在110℃以上且150℃以下的温度下进行搅拌的同时,缓慢释放水蒸气而浓缩至溶液浓度为70质量%。然后,将内部温度升温至220℃。此时,高压釜升压至1.8MPa。保持该状态1小时,直至内部温度达到245℃,缓慢释放水蒸气,在使压力保持于1.8MPa的同时反应1小时。
接着,用1小时使压力降低。然后,利用真空装置使高压釜内在650托(86.66kPa)的减压下维持5分钟。此时,聚合的最终内部温度为265℃。
然后,利用氮气进行加压,从下部喷丝口(喷嘴)形成为线料状,进行水冷、切割,以颗粒状排出,在100℃、氮气气氛下干燥12小时,得到了结晶性聚酰胺6A-5。
所得到的结晶性聚酰胺6A-5(聚酰胺66)的Mw(6A)=25000、Mw(6A)/Mn(6A)=2。结晶性聚酰胺6A-5(聚酰胺66)的氨基末端基团浓度为60μmol/g、羧基末端基团浓度为80μmol/g。
[合成例6-6]非晶性半芳香族聚酰胺6B-1(聚酰胺6I)的合成
如下所述通过“热熔融聚合法”实施了聚酰胺的聚合反应。
首先,使间苯二甲酸与六亚甲基二胺的等摩尔盐1500g以及相对于全部等摩尔盐成分为1.5摩尔%过量的己二酸溶解在蒸馏水1500g中,制作出原料单体的等摩尔50质量%均匀水溶液。
在110℃以上且150℃以下的温度下进行搅拌的同时,缓慢释放水蒸气而浓缩至溶液浓度为70质量%。然后,将内部温度升温至220℃。此时,高压釜升压至1.8MPa。保持该状态1小时,直至内部温度达到245℃,缓慢释放水蒸气,在使压力保持于1.8MPa的同时反应1小时。
接着,用30分钟使压力降低。然后,利用真空装置使高压釜内在650托(86.66kPa)的减压下维持10分钟。此时,聚合的最终内部温度为265℃。
然后,利用氮气进行加压,从下部喷丝口(喷嘴)形成为线料状,进行水冷、切割,以颗粒状排出,在100℃、氮气气氛下干燥12小时,得到了非晶性半芳香族聚酰胺6B-1。
所得到的非晶性半芳香族聚酰胺6B-1(聚酰胺6I)的Mw(6B)=35000、Mw(6B)/Mn(6B)=2。
<物性和评价>
结晶性聚酰胺6A-1~6A-7、非晶性芳香族聚酰胺6B-1~6B-2和各聚酰胺组合物的物性测定使用下述方法实施。
另外,使用实施例和比较例中得到的各聚酰胺组合物和各成型品,通过下述方法实施了各种评价。
[(6A)结晶性聚酰胺和(6B)非晶性芳香族聚酰胺的各种物性]
[物性1]熔化峰值温度Tm2(熔点)、结晶峰值温度Tc、结晶焓ΔH
依据JIS-K7121使用PERKIN-ELMER公司制造的Diamond-DSC进行了测定。具体而言,如下所述进行了测定。
首先,在氮气气氛下,将各聚酰胺约10mg以20℃/分钟的升温速度从室温升温至与样品的熔点相对应的约300℃以上且约350℃以下。将此时出现的吸热峰(熔化峰)的最高峰值温度设为Tm1(℃)。接着,在升温的最高温度保持2分钟。在该最高温度下聚酰胺为熔融状态。然后,以20℃/分钟的降温速度降温至30℃。将此时出现的发热峰作为结晶峰,将结晶峰值温度设为Tc,将结晶峰面积作为结晶焓ΔH(J/g)。然后,在30℃下保持2分钟,然后以20℃/分钟的升温速度从30℃升温至与样品的熔点相对应的约280℃以上且约300℃以下。将此时出现的吸热峰(熔化峰)的最高峰值温度设为熔点Tm2(℃)。
[物性2]重均分子量(Mw)、数均分子量(Mn)、分子量分布Mw/Mn
重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)使用凝胶渗透色谱仪(GPC)进行了测定。测定条件如下所述。
(测定条件)
装置:东曹株式会社制造、HLC-8020、
溶剂:六氟异丙醇
测定值:PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)标准样品(Polymer Laboratory公司制造)换算
另外,由所得到的值计算出分子量分布Mw/Mn。
[物性3]聚酰胺的氨基末端基团浓度和羧基末端基团浓度
(1)氨基末端基团浓度([NH2])
通过中和滴定如下所述测定了与聚合物末端键合的氨基末端量。
将聚酰胺3.0g溶解在90质量%苯酚水溶液100mL中,使用所得到的溶液,利用0.025N的盐酸进行滴定,求出氨基末端量(μ当量/g)。终点由pH计的指示值确定。
(2)羧基末端基团浓度([COOH])
通过中和滴定如下所述测定了与聚合物末端键合的羧基末端量。
将聚酰胺4.0g溶解在苄醇50mL中,使用所得到的溶液,利用0.1N的NaOH进行滴定,求出羧基末端量(μ当量/g)。终点由酚酞指示剂的变色确定。
[聚酰胺组合物的物性]
[物性4]聚酰胺组合物的tanδ峰值温度
使用粘弹性测定分析装置(Rheology制造的DVE-V4),在以下条件下测定了将由各聚酰胺组合物制作的ASTM D1822 TYPE L试验片的平行部切削为条形状的试验片的动态粘弹性的温度分散谱图。需要说明的是,试验片尺寸为3.1mm(宽度)×2.9mm(厚度)×15mm(长度:夹具间距离)。将储能弹性模量E1与损耗弹性模量E2之比E2/E1设为tanδ,将最高温度设为tanδ峰值温度。
(测定条件)
测定模式:拉伸
波形:正弦波
频率:3.5Hz
温度范围:0℃以上且180℃以下
升温步幅:2℃/分钟
静载荷:400g
位移振幅:0.75μm
[聚酰胺组合物及成型品的评价]
[评价1]表面光泽度值
使用光泽计(HORIBA制造的IG320)依据JIS-K7150对实施例和比较例中得到的平板成型片的中央部测定了60度光泽度。测定值越大则评价为表面外观越优异。
[评价2]颗粒形状
通过目视确认了实施例和比较例中得到的聚酰胺组合物的颗粒形状。颗粒形状的评价如下所述。将得到良好形状的颗粒评价为使得生产率提高。
(评价标准)
5:无起毛,圆柱状的实质上均匀的形状的颗粒
4:无起毛,圆柱状的大多数均匀的形状的颗粒
3:存在些许起毛,圆柱状的大多数均匀的形状的颗粒
2:存在起毛,圆柱状的不均匀的形状的颗粒
1:存在起毛,形状为无定形的颗粒
[评价3]切屑量
通过目视确认了实施例和比较例中的聚酰胺组合物的制造时的切屑量。切屑量的评价标准如下所述。切屑量越少则评价为使得生产率提高。
(评价标准)
5:几乎没有切屑
4:存在些许细的切屑
3:细的切屑明显,但没有大粒的切屑
2:细的切屑大量存在,存在些许大粒的切屑
1:细的切屑和大粒的切屑大量存在
[评价4]拉伸强度
使用实施例和比较例中得到的多目的试验片A型成型片,依据ISO527,在80℃的温度条件下,以50mm/分钟的拉伸速度进行拉伸试验,测定拉伸屈服应力,作为拉伸强度。
[评价5]弯曲强度
对实施例和比较例中得到的多目的试验片A型成型片进行切削,得到了长度80mm×宽度10mm×厚度4mm的试验片。依据ISO178,测定了弯曲强度。
[评价6]带缺口的却贝冲击强度
对实施例和比较例中得到的多目的试验片A型成型片进行切削,得到了长度80mm×宽度10mm×厚度4mm的试验片。使用该试验片,依据ISO179,测定了带缺口的却贝冲击强度(kJ/m2)。
<聚酰胺组合物的制造>
[实施例6-1~6-11和比较例6-1~6-5]
(1)聚酰胺组合物的制造
以形成下述表6-1所述的种类和比例的方式使用上述(6A)结晶性聚酰胺、上述(6B)非晶性半芳香族聚酰胺和上述(6C)碳纤维,通过如下方法制造出各聚酰胺组合物。
需要说明的是,将上述合成的结晶性聚酰胺6A-1~6A-5和非晶性芳香族聚酰胺6B-1在氮气气流中进行干燥,将含水率调节为约0.2质量%后,作为聚酰胺组合物的原料使用。
作为聚酰胺组合物的制造装置而言,使用双螺杆挤出机[ZSK-26MC:Coperion公司制造(德国)]。
双螺杆挤出机在自挤出机上游侧起第1个料筒处具有上游侧供给口,在第6个料筒处具有下游侧第一供给口,在第9个料筒处具有下游侧第二供给口。另外,在双螺杆挤出机中,挤出机长度(L1)/螺杆直径(D1)为48,料筒数为12。
在双螺杆挤出机中,将从上游侧供给口到模具的温度设定为各聚酰胺的熔点Tm2+20℃,将螺杆转速设定为250rpm,将排出量设定为25kg/小时。
作为使用了上述制造装置的具体制造方法而言,将(6A)结晶性聚酰胺和(6B)非晶性半芳香族聚酰胺干混后,从双螺杆挤出机的上游侧供给口供给,从双螺杆挤出机的下游侧第一供给口供给(6C)碳纤维,将从模头挤出的熔融混炼物以线料状冷却,进行造粒而得到了各聚酰胺组合物的颗粒。将所得到的聚酰胺组合物的颗粒在氮气气流中干燥,将聚酰胺组合物中的水分量调节为500ppm以下。
(2)成型品1(平板成型片)的制造
接着,对于所得到的各聚酰胺组合物的颗粒,使用注射成型机(NEX50III-5EG、日精树脂工业株式会社制造),设定为以下条件,以使得填充时间为1.6±0.1秒的范围的方式,适当调节注射压力和注射速度,制造出平板成型片(6cm×9cm、厚度2mm)。对于所得到的各平板成型片,通过上述方法进行了表面光泽度值的评价。将结果示于表6-1和表6-2中。
(制造条件)
冷却时间:25秒
螺杆转速:200rpm
模具温度:Tanδ峰值温度+5℃
料筒温度:(Tm2+10)℃以上且(Tm2+30)℃以下
(3)成型品2(多目的试验片A型成型片)的制造
接着,对于所得到的各聚酰胺组合物的颗粒,使用注射成型机(PS-40E、日精树脂工业株式会社制造),依据ISO3167分别成型出多目的试验片A型成型片。具体的成型条件如下:将注射+保压时间设定为25秒,将冷却时间设定为15秒,将模具温度设定为80℃,将熔融树脂温度设定为聚酰胺的高温侧的熔化峰值温度(Tm2)+20℃。对于所得到的各多目的试验片A型成型片,通过上述方法进行拉伸强度、弯曲强度和带缺口的却贝冲击强度的评价。将结果示于表6-1和表6-2中。需要说明的是,对于表6-1和表6-2的“重均分子量Mw”,“-”表示未测定。
表6-1
表6-2
根据表6-1和表6-2,对于含有(6A)结晶性聚酰胺、(6B)非晶性芳香族聚酰胺和(6C)碳纤维的聚酰胺组合物、且(6B)非晶性芳香族聚酰胺在构成上述(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的全部二元羧酸单元中含有75摩尔%以上的间苯二甲酸单元、并且在构成上述(6B)非晶性半芳香族聚酰胺的全部二元胺单元中含有50摩尔%以上的碳原子数4以上且10以下的二元胺单元的聚酰胺组合物(实施例6-1~6-11)而言,与不具有上述构成的聚酰胺组合物(比较例6-1~6-5)相比,在良好地保持各种机械特性(拉伸强度、弯曲强度和带缺口的却贝强度)的同时,表面外观和颗粒的形状优异,切屑产生量减少。
另外,根据结晶性聚酰胺6A-1的含量不同的聚酰胺组合物(实施例6-1、6-9~6-11)的比较,具有颗粒形状、切屑的减少性及成型品的表面光泽性随着结晶性聚酰胺6A-1的含量的增加而变得更良好的倾向。
《实施例7-1~7-14、比较例7-1~7-8》
<构成成分>
[(7A)脂肪族聚酰胺]
7A-1:聚酰胺66(使用了与上述1A-1相同的物质)
7A-2:聚酰胺6(宇部兴产制造、型号:SF1013A、Mw=26000、Mw/Mn=2.0)
需要说明的是,将上述聚酰胺在氮气气流中进行干燥,将含水率调节为约0.2质量%后,作为聚酰胺组合物的原料使用。
[(7B)半芳香族聚酰胺]
7B-1:聚酰胺6I(使用了与上述1B-2相同的物质)
7B-2:聚酰胺6I/6T(EMS公司制造、型号:G21、Mw=27000、Mw/Mn=2.2、VR=27、Mw/VR=1000、二元羧酸单元的间苯二甲酸单元的比率为70摩尔%)
7B-3:聚酰胺6I(高分子量)(使用了与上述2B-4相同的物质)
7B-4:聚酰胺66/6I(使用了与上述1B-1相同的物质)
7B-5:聚酰胺MXD6(东洋纺公司制造、商品名:东洋纺尼龙、T-600、Mw=43000、Mw/Mn=2.2、VR=28、Mw/VR=1536、二元羧酸单元的间苯二甲酸单元的比率为0摩尔%)
需要说明的是,将上述聚酰胺在氮气气流中进行干燥,将含水率调节为约0.2质量%后,作为聚酰胺组合物的原料使用。
[(7C1)阻燃剂]
7C1:溴化聚苯乙烯(ALBEMARLE CORPORATION公司制造、商品名:“SAYTEX(注册商标)HP-7010G”(通过元素分析求出的溴含量:67质量%))(以下有时简称为“Br-PS”)
[(7C2)阻燃助剂]
7C2:三氧化二锑(第一F.R公司制造、商品名:“三氧化锑”)(以下有时简称为“Sb2O3”)
[(7D)紫外线吸收剂]
7D-1:苯并三唑类紫外线吸收剂(UVA-1)(ADK STABLA-31)
7D-2:三嗪类紫外线吸收剂(UVA-2)(Tinuvin1600)
[(7E)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物]
7E:马来酸酐改性聚苯醚(使用了与上述2E相同的物质)
[(7F)填充材料]
<物性和评价>
首先,将实施例和比较例中得到的聚酰胺组合物的颗粒在氮气气流中进行干燥,将聚酰胺组合物中的水分量调节为500ppm以下。接着,使用调节了水分量的各聚酰胺组合物的颗粒利用下述方法实施了各种物性的测定和各种评价。
[物性1]tanδ峰值温度
使用日精工业株式会社制造的PS40E注射成型机,将料筒温度设定为290℃、将模具温度设定为100℃,在注射10秒、冷却10秒的注射成型条件下,依据JIS-K7139成型出成型品。使用动态粘弹性评价装置(GABO公司制造、EPLEXOR500N)在以下条件下对该成型品进行了测定。
(测定条件)
测定模式:拉伸
测定频率:8.00Hz
升温速度:3℃/分钟
温度范围:-100℃~250℃
将储能弹性模量E1与损耗弹性模量E2之比(E2/E1)设为tanδ,将最高温度设为tanδ峰值温度。
[物性2]聚酰胺组合物的分子量与末端结构
(1)聚酰胺组合物的数均分子量和重均分子量
实施例和比较例中得到的聚酰胺组合物的数均分子量(Mn)和重均分子量(Mw)使用下述测定条件的GPC(凝胶渗透色谱仪)进行了测定。接着,基于利用GPC得到的值,计算出Mw(7A)-Mn(7B)和分子量分布Mw/Mn。另外,聚酰胺组合物中的总聚酰胺中的数均分子量Mn为500以上且2000以下的聚酰胺的含量(质量%)由使用GPC得到的各试样的洗脱曲线(纵轴:由检测器得到的信号强度、横轴:洗脱时间)根据被基线和洗脱曲线围成的数均分子量为500以上且小于2000的区域的面积以及被基线和洗脱曲线围成的全部数均分子量的区域的面积计算出。
(测定条件)
测定装置:东曹株式会社制造、HLC-8020
溶剂:六氟异丙醇溶剂
标准样品:PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)标准样品(Polymer Laboratory公司制造)换算
GPC柱:TSK-GEL GMHHR-M和G1000HHR
(2)氨基末端量([NH2])
对于实施例和比较例中得到的聚酰胺组合物,通过中和滴定如下所述测定了与聚合物末端键合的氨基末端量。
首先,将各聚酰胺组合物3.0g溶解在90质量%苯酚水溶液100mL中。接着,使用所得到的溶液,利用0.025N的盐酸进行滴定,求出氨基末端量(μ当量/g)。终点由pH计的指示值确定。
(3)羧基末端量([COOH])
对于实施例和比较例中得到的聚酰胺组合物,通过中和滴定如下所述测定了与聚合物末端键合的羧基末端量。
首先,将聚酰胺组合物4.0g溶解在苄醇50mL中。接着,使用所得到的溶液,利用0.1N的NaOH进行滴定,求出羧基末端量(μ当量/g)。终点由酚酞指示剂的变色确定。
(4)氨基末端量相对于活性末端合计量的比([NH2]/([NH2]+[COOH]))
使用(2)和(3)中得到的氨基末端量([NH2])和羧基末端量([COOH]),计算出活性末端合计量([NH2]+[COOH])以及氨基末端量相对于活性末端合计量的比([NH2]/([NH2]+[COOH]))。
[物性3]甲酸溶液粘度VR
将半芳香族聚酰胺7B-1~7B-5溶解在甲酸中,依据ASTM-D789进行了测定。
[物性4]上述(7D)紫外线吸收剂相对于卤族元素的质量比{(7D)/卤族元素}
(1)利用元素分析进行的卤素含量的定量
将聚酰胺组合物在被高纯度氧气置换后的烧瓶中燃烧,将产生的气体捕集在吸收液中,使用利用1/100N硝酸银溶液的电位滴定法对捕集液中的卤族元素进行了定量。
含有多种卤族元素的情况下,利用离子色谱仪将各元素分离,然后使用上述电位滴定法进行了定量。
(2)(7D)/卤族元素的计算
使用上述(1)中定量的卤素含量和在各聚酰胺组合物中配合的(7D)紫外线吸收剂的配合量,计算出{(7D)/卤族元素}。
[评价1]成型性和外观
(1)成型品的制造
装置使用日精工业株式会社制造的“FN3000”。将料筒温度设定为290℃、将模具温度设定为100℃,在注射10秒、冷却10秒的注射成型条件下,使用各聚酰胺组合物进行成型直至100次注射,得到了成型品(ISO试验片)。
(2)成型性的评价
成型时的脱模时,关于固定于模具的比例在100次注射中为百分之几%,通过以下评价标准评价了成型性。
(评价标准)
A:10%以下
B:大于10%且20%以下
C:大于20%且50%以下
D:大于50%
(3)成型时的MD(模垢)的评价
使上述(1)的成型连续地进行100次注射,通过目视对成型结束后的排气口进行了确认。
成型时的MD的评价判定如下所述。将没有问题地得到成型品评价为使得生产率提高。
(评价标准)
A:在排气口没有发现附着物
B:在排气口有附着物
C:在排气口有附着物,即将堵塞
D:在排气口有附着物,存在堵塞
(4)外观的评价
关于所得到的成型品的外观,使用光泽计(HORIBA制造的IG320)依据JIS-K7150对成型品的夹持部测定了60度光泽度。由测定的表面光泽度值通过以下的评价标准评价了外观。
(评价标准)
A:60以上
B:55以上且小于60
C:50以上且小于55
D:小于50
[评价2]耐候变色性
使用Suga试验机株式会社制造的WEL-SUN-DCH型日光碳弧灯式耐候性试验机,使[评价1]中得到的成型品在黑色面板温度为65℃、湿度为50%RH、无水喷雾这样的条件下暴露100小时。作为耐候试验后的评价方法而言,测定暴露前后的成型品的色调,使用日本电色公司制造的色差计ND-300A求出色差。色差(ΔE)越小则评价为耐候性越良好。
[评价3]拉伸强度
使用在上述成型性和外观的评价中得到的20次~25次注射ISO试验片,依据ISO527,测定了拉伸强度。测定值设定为n=6的平均值。
[评价4]弯曲弹性模量
使用在上述成型性和外观的评价中得到的20次~25次注射ISO试验片,依据ISO178,测定了弯曲弹性模量。测定值设定为n=6的平均值。
[评价5]阻燃性
使用UL94(由美国Under Writers Laboratories Inc规定的标准)的方法进行了测定。需要说明的是,试验片(长度127mm、宽度12.7mm、厚度1.6mm)通过如下方式制作:在注射成型机(日精工业株式会社制造的PS40E)中安装UL试验片的模具(模具温度=100℃)并在料筒温度为290℃下将各聚酰胺组合物成型。注射压力是在进行UL试验片成型时的完全填充压力+2%的压力下进行的。阻燃等级依据UL94标准(垂直燃烧试验)。
[实施例7-1]聚酰胺组合物7-1的制造
使用东芝机械公司制造的TEM35mm双螺杆挤出机(设定温度:280℃、螺杆转速300rpm),从设置于挤出机最上游部的顶进料口供给了预先将(7A)脂肪族聚酰胺7A-1、(7B)半芳香族聚酰胺7B-1、(7C1)阻燃剂、(7C2)阻燃助剂、(7D)紫外线吸收剂7D-1和(7E)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物共混后的物质。另外,从挤出机下游侧(从顶进料口供给的树脂充分熔融的状态)的侧进料口供给了(7F)填充材料。接着,将从模头挤出的熔融混炼物以线料状冷却,进行造粒,得到了聚酰胺组合物7-1的颗粒。配合量设定为:(7A)脂肪族聚酰胺7A-1 20.1质量%、(7B)半芳香族聚酰胺7B-1 10.9质量%、(7C1)阻燃剂10.0质量%、(7C2)阻燃助剂2.0质量%、(7D)紫外线吸收剂7D-1 1.0质量%、(7E)含有α,β不饱和二元羧酸酐单元的聚合物1.0质量%以及(7F)填充材料55质量%。
另外,使用所得到的聚酰胺组合物7-1的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表7-1中。
[实施例7-2]聚酰胺组合物7-2的制造
将配合量变更为(7A)脂肪族聚酰胺7A-1 18.5质量%以及(7B)半芳香族聚酰胺7B-1 12.5质量%,除此以外使用与实施例7-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物7-2的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物7-2的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表7-1中。
[实施例7-3]聚酰胺组合物7-3的制造
将配合量变更为(7A)脂肪族聚酰胺7A-1 18.5质量%、(7B)半芳香族聚酰胺7B-10质量%以及(7B)半芳香族聚酰胺7B-3 12.5质量%,除此以外使用与实施例7-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物7-3的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物7-3的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表7-1中。
[实施例7-4]聚酰胺组合物7-4的制造
将配合量变更为(7A)脂肪族聚酰胺7A-1 19.2质量%、(7B)半芳香族聚酰胺7B-112.8质量%以及(7C1)阻燃剂9.0质量%,除此以外使用与实施例7-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物7-4的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物7-4的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表7-1中。
[实施例7-5]聚酰胺组合物7-5的制造
将配合量变更为(7A)脂肪族聚酰胺7A-1 17.1质量%、(7B)半芳香族聚酰胺7B-111.4质量%、(7C1)阻燃剂12.0质量%以及(7D)紫外线吸收剂7D-1 1.5质量%,除此以外使用与实施例7-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物7-5的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物7-5的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表7-1中。
[实施例7-6]聚酰胺组合物7-6的制造
将配合量变更为(7A)脂肪族聚酰胺7A-1 17.3质量%以及(7B)半芳香族聚酰胺7B-1 11.7质量%以及(7C1)阻燃剂12.0质量%,除此以外使用与实施例7-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物7-6的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物7-6的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表7-1中。
[实施例7-7]聚酰胺组合物7-7的制造
将配合量变更为(7A)脂肪族聚酰胺7A-1 18.7质量%、(7B)半芳香族聚酰胺7B-112.5质量%以及(7D)紫外线吸收剂7D-1 0.8质量%,除此以外使用与实施例7-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物7-7的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物7-7的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表7-1中。
[实施例7-8]聚酰胺组合物7-8的制造
将配合量变更为(7A)脂肪族聚酰胺7A-1 18.0质量%、(7B)半芳香族聚酰胺7B-112.0质量%以及(7D)紫外线吸收剂7D-1 2.0质量%,除此以外使用与实施例7-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物7-8的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物7-8的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表7-1中。
[实施例7-9]聚酰胺组合物7-9的制造
将配合量变更为(7A)脂肪族聚酰胺7A-1 17.4质量%、(7B)半芳香族聚酰胺7B-111.6质量%以及(7D)紫外线吸收剂7D-1 3.0质量%,除此以外使用与实施例7-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物7-9的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物7-9的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表7-1中。
[实施例7-10]聚酰胺组合物7-10的制造
将配合量变更为(7A)脂肪族聚酰胺7A-1 17.0质量%、(7B)半芳香族聚酰胺7B-114.0质量%,除此以外使用与实施例7-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物7-10的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物7-10的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表7-1中。
[实施例7-11]聚酰胺组合物7-11的制造
将配合量变更为(7A)脂肪族聚酰胺7A-1 18.5质量%、(7B)半芳香族聚酰胺7B-112.5质量%以及(7D)紫外线吸收剂7D-2 1.0质量%,除此以外使用与实施例7-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物7-11的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物7-11的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表7-1中。
[实施例7-12]聚酰胺组合物7-12的制造
将配合量变更为(7A)脂肪族聚酰胺7A-1 19.9质量%、(7B)半芳香族聚酰胺7B-10质量%、7B-2 8.6质量%、(7C1)阻燃剂12.0质量%以及(7D)紫外线吸收剂7D-1 1.5质量%,除此以外使用与实施例7-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物7-12的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物7-12的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表7-3中。
[实施例7-13]聚酰胺组合物7-13的制造
将配合量变更为(7A)脂肪族聚酰胺7A-1 5.0质量%、(7B)半芳香族聚酰胺7B-1 0质量%、(7B)半芳香族聚酰胺7B-5 33.6质量%、(7C1)阻燃剂3.0质量%以及(7D)紫外线吸收剂7D-1 0.4质量%,除此以外使用与实施例7-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物7-13的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物7-13的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表7-3中。
[实施例7-14]聚酰胺组合物7-14的制造
将配合量变更为(7A)脂肪族聚酰胺7A-1 0质量%、(7A)脂肪族聚酰胺7A-2 19.9质量%、(7B)半芳香族聚酰胺7B-1 0质量%、(7B)半芳香族聚酰胺7B-2 8.6质量%、(7C1)阻燃剂12.0质量%以及(7D)紫外线吸收剂7D-1 1.5质量%,除此以外使用与实施例7-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物7-14的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物7-14的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表7-3中。
[比较例7-1]聚酰胺组合物7-15的制造
将配合量变更为(7A)脂肪族聚酰胺7A-1 31.0质量%以及(7B)半芳香族聚酰胺7B-1 0质量%,除此以外使用与实施例7-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物7-15的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物7-15的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表7-2中。
[比较例7-2]聚酰胺组合物7-16的制造
将配合量变更为(7A)脂肪族聚酰胺7A-1 0质量%以及(7B)半芳香族聚酰胺7B-131.0质量%,除此以外使用与实施例7-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物7-16的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物7-16的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表7-2中。
[比较例7-3]聚酰胺组合物7-17的制造
将配合量变更为(7A)脂肪族聚酰胺7A-1 0质量%、(7B)半芳香族聚酰胺7B-1 0质量%以及(7B)半芳香族聚酰胺7B-4 31.0质量%,除此以外使用与实施例7-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物7-17的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物7-17的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表7-2中。
[比较例7-4]聚酰胺组合物7-18的制造
将配合量变更为(7A)脂肪族聚酰胺7A-1 19.2质量%、(7B)半芳香族聚酰胺7B-112.8质量%以及(7D)紫外线吸收剂7D-1 0质量%,除此以外使用与实施例7-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物7-18的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物7-18的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表7-2中。
[比较例7-5]聚酰胺组合物7-19的制造
将配合量变更为(7A)脂肪族聚酰胺7A-1 16.2质量%、(7B)半芳香族聚酰胺7B-110.8质量%以及(7D)紫外线吸收剂7D-1 5.0质量%,除此以外使用与实施例7-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物7-19的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物7-19的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表7-2中。
[比较例7-6]聚酰胺组合物7-20的制造
将配合量变更为(7A)脂肪族聚酰胺7A-1 20.8质量%、(7B)半芳香族聚酰胺7B-10质量%、(7B)半芳香族聚酰胺7B-2 9.0质量%、(7C1)阻燃剂12.0质量%以及(7D)紫外线吸收剂7D-1 0.2质量%,除此以外使用与实施例7-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物7-20的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物7-20的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表7-3中。
[比较例7-7]聚酰胺组合物7-21的制造
将配合量变更为(7A)脂肪族聚酰胺7A-1 5.0质量%、(7B)半芳香族聚酰胺7B-1 0质量%、(7B)半芳香族聚酰胺7B-5 33.8质量%、(7C1)阻燃剂3.0质量%以及(7D)紫外线吸收剂7D-1 0.2质量%,除此以外使用与实施例7-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物7-21的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物7-21的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表7-3中。
[比较例7-8]聚酰胺组合物7-22的制造
将配合量变更为(7A)脂肪族聚酰胺7A-1 0质量%、(7A)脂肪族聚酰胺7A-2 20.9质量%、(7B)半芳香族聚酰胺7B-1 0质量%、(7B)半芳香族聚酰胺7B-2 8.9质量%、(7C1)阻燃剂12.0质量%以及(7D)紫外线吸收剂7D-1 0.2质量%,除此以外使用与实施例7-1同样的方法,得到了聚酰胺组合物7-22的颗粒。使用所得到的聚酰胺组合物7-22的颗粒,通过上述方法制造出成型品,进行了各种物性的测定和评价。将评价结果示于下述表7-3中。
表7-2
表7-3
根据表7-1~7-3,由含有(7A)脂肪族聚酰胺和(7B)半芳香族聚酰胺、并且(7D)紫外线吸收剂相对于卤族元素的质量比{(7D)/卤族元素}处于大于0.10且小于0.75的范围内[0.10<{(7D)/卤族元素}<0.75]的聚酰胺组合物7-1~7-14(实施例7-1~7-14)得到的成型品中,没有观察到成型时的MD,具有外观、拉伸强度、弯曲弹性模量和耐候变色性优异的特性。
与此相对,由不含(7B)半芳香族聚酰胺的聚酰胺组合物7-15(比较例7-1)得到的成型品的外观和弯曲弹性模量不充分。
另外,由含有(7B)半芳香族聚酰胺但不含(7A)脂肪族聚酰胺的聚酰胺组合物7-16和7-17(比较例7-2和7-3)得到的成型品的成型时的MD、耐候变色性、拉伸强度和弯曲弹性模量中的任一者不充分。
另外,由含有(7B)半芳香族聚酰胺但(7D)紫外线吸收剂相对于卤族元素的质量比{(7D)/卤族元素}为0.10以下[{(7D)/卤族元素}≤0.10]或者为0.75以上的[{0.75≤{(7D)/卤族元素}]聚酰胺组合物7-18~7-22(比较例7-4~7-8)得到的成型品的成型时的MD、外观、耐候变色性、拉伸强度和弯曲弹性模量中的任一者不充分。
另外,对由聚酰胺组合物7-1、7-2和7-4~7-9(实施例7-1、7-2和7-4~7-9)得到的成型品进行比较,结果发现了(7D)紫外线吸收剂相对于卤族元素的质量比{(7D)/卤族元素}的值越大则耐候变色性更优异的倾向。
根据以上内容确认到,利用本实施方式的聚酰胺组合物,可以得到拉伸强度、弯曲弹性模量、表面外观性、成型时的MD和耐候变色性良好的成型品。
Claims (21)
1.一种聚酰胺组合物,其含有:
50质量份~99质量份的(1A)包含二元胺和二元羧酸的脂肪族聚酰胺、和
1质量份~50质量份的(1B)半芳香族聚酰胺,所述(1B)半芳香族聚酰胺选自聚酰胺6I、聚酰胺66/6I、聚酰胺6I/6T中的一种以上,其中,
该聚酰胺组合物的tanδ峰值温度为90℃以上,并且
所述聚酰胺组合物的重均分子量Mw为15000≤Mw≤35000。
2.如权利要求1所述的聚酰胺组合物,其中,相对于所述聚酰胺组合物中的聚酰胺总量,数均分子量Mn为500以上且2000以下的聚酰胺的合计含量为0.5质量%以上且小于2.5质量%。
3.如权利要求1或2所述的聚酰胺组合物,其中,所述聚酰胺组合物的分子量分布Mw/Mn为2.6以下。
4.如权利要求1~3中任一项所述的聚酰胺组合物,其中,以相对于所述聚酰胺组合物中的聚酰胺1g的当量的形式表示的氨基末端量与羧基末端量的合计为100μ当量/g~175μ当量/g。
5.如权利要求1~4中任一项所述的聚酰胺组合物,其中,所述聚酰胺组合物中的氨基末端量对氨基末端量和羧基末端量的总量之比{氨基末端量/(氨基末端量+羧基末端量)}为0.25以上且小于0.4。
6.如权利要求1~5中任一项所述的聚酰胺组合物,其中,所述(1A)脂肪族聚酰胺为聚酰胺66或聚酰胺610。
7.如权利要求1~6中任一项所述的聚酰胺组合物,其中,在所述(1B)半芳香族聚酰胺中,所述二元羧酸单元中的所述间苯二甲酸的含量为100摩尔%。
8.如权利要求1~7中任一项所述的聚酰胺组合物,其中,所述(1B)半芳香族聚酰胺为聚酰胺6I。
9.如权利要求1~8中任一项所述的聚酰胺组合物,其中,所述(1B)半芳香族聚酰胺的重均分子量Mw为10000≤Mw≤25000。
10.如权利要求1~9中任一项所述的聚酰胺组合物,其中,所述(1B)半芳香族聚酰胺的分子量分布Mw/Mn为2.4以下。
11.如权利要求1~10中任一项所述的聚酰胺组合物,其中,所述(1A)脂肪族聚酰胺的重均分子量Mw(1A)与所述(1B)半芳香族聚酰胺的重均分子量Mw(1B)之差{Mw(1A)-Mw(1B)}为10000以上。
12.如权利要求1~11中任一项所述的聚酰胺组合物,其中,所述聚酰胺组合物还含有亚磷酸金属盐和/或次磷酸金属盐。
13.如权利要求1~12中任一项所述的聚酰胺组合物,其中,所述聚酰胺组合物还含有亚磷酸酯化合物。
14.如权利要求1~13中任一项所述的聚酰胺组合物,其中,相对于所述(1A)脂肪族聚酰胺和所述(1B)半芳香族聚酰胺的合计100质量份,所述聚酰胺组合物还含有5质量份~250质量份的(1C)无机填充材料。
15.一种成型品,其中,所述成型品通过将权利要求1~14中任一项所述的聚酰胺组合物成型而得到,并且所述成型品的表面光泽度值为50以上。
16.如权利要求1~14中任一项所述的聚酰胺组合物,其中,所述聚酰胺组合物还含有:
颜料、
阻燃剂、和
阻燃助剂。
17.如权利要求1~14中任一项所述的聚酰胺组合物,其中,所述聚酰胺组合物还含有:
阻燃剂、和
阻燃助剂,
其中,
聚酰胺组合物的tanδ峰值温度为100℃以上,并且
相对于聚酰胺组合物总量,聚酰胺组合物中的卤素含量大于2质量%且为20质量%以下。
18.如权利要求1~14中任一项所述的聚酰胺组合物,其中,所述聚酰胺组合物还含有(4C)聚苯醚。
19.如权利要求1~14中任一项所述的聚酰胺组合物,其还含有阻燃剂、阻燃助剂、白色颜料和紫外线吸收剂,其中,
所述聚酰胺组合物中所含的紫外线吸收剂对白色颜料的质量比紫外线吸收剂/白色颜料为0.15以上且小于2.50。
20.如权利要求1~14中任一项所述的聚酰胺组合物,其中,所述聚酰胺组合物还含有(6C)碳纤维。
21.如权利要求1~14中任一项所述的聚酰胺组合物,其中,所述聚酰胺组合物还含有含有卤族元素的阻燃剂、阻燃助剂和紫外线吸收剂,其中,
所述聚酰胺组合物中所含的所述紫外线吸收剂对所述卤族元素的质量比{紫外线吸收剂/卤族元素}大于0.10且小于0.75。
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