DE102023115115A1 - Polyamidharzzusammensetzung für schlagkappe eines federbeinsystems - Google Patents

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Abstract

Eine Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems enthält 40 bis 60 Gew.-% eines Polyamid 6-Harzes, 10 bis 20 Gew.-% Glasfaser, 20 bis 30 Gew.-% eines Ethylen-basierten Copolymers, und 5 bis 10 Gew.-% eines Polyolefinharzes, um eine exzellente Schlagzähigkeit, eine hohe Wärmeformbeständigkeitstemperatur und eine verringerte Geräuschbelästigung zu erhalten.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems.
  • HINTERGRUND
  • Zwischen einer Schlagkappe und einem Anschlagpuffer eines Federbeinsystems entsteht Reibung, und Schmierfett wird darauf aufgetragen, um die Reibung zu verringern, aber der Effekt des Fetts lässt mit zunehmender Laufleistung schnell nach. Insbesondere nimmt das Problem der Geräuschbelästigung zu, nachdem ein Stoßdämpferöl auf der Oberfläche des Stoßdämpfers adsorbiert wurde. Daher besteht die Notwendigkeit, die physikalischen Eigenschaften eines Materials der Schlagkappe zu verbessern, um die Geräuschbelästigung zu reduzieren, nachdem der Effekt des Schmierfetts nachlässt.
  • Ein weiteres Problem ist die Geräuschentwicklung, wenn eine Schlagkappe während eines Haltbarkeitstests in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit verlagert wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein Aspekt der Offenbarung ist es eine Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe bereitzustellen, die eine verbesserte Schlagzähigkeit, hohe Wärmeformbeständigkeitstemperatur, und verringerte Geräuschbelästigung aufweist, um die Geräuschbelästigung zu verringern, die durch Reibung zwischen einer Schlagkappe und einem Anschlagpuffer verursacht wird, und um Geräusche zu verhindern, indem eine Verlagerung der Schlagkappe selbst in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit verhindert wird.
  • Weitere Aspekte der Offenbarung werden zum Teil in der folgenden Beschreibung dargelegt und sind zum Teil aus der Beschreibung ersichtlich oder können durch praktische Anwendung der Offenbarung erlernt werden.
  • Gemäß einem Aspekt der Offenbarung enthält eine Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems 40 bis 60 Gew.-% eines Polyamid 6-Harzes, 10 bis 20 Gew.-% Glasfaser, 20 bis 30 Gew.-% eines Ethylen-basierten Copolymers, und 5 bis 10 Gew.-% eines Polyolefinharzes.
  • Darüber hinaus kann in einer Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine relative Viskosität (RV) des Polyamid 6-Harzes 2,2 bis 3,5 betragen.
  • Darüber hinaus kann in einer Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein zahlenmittleres Molekulargewicht des Polyamid 6-Harzes 20 000 und 50 000 betragen.
  • Darüber hinaus kann in einer Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Glasfaser in Form von zerkleinerten Strängen vorliegen und einen Durchmesser von 9 bis 15 µm aufweisen.
  • Darüber hinaus kann in einer Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Länge der Glasfaser 3 bis 5 mm betragen.
  • Darüber hinaus kann in einer Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung das Ethylen-basierte Copolymer ein Maleinsäureanhydrid gepfropftes statistisches Ethylen-Octen-Blockcopolymer enthalten, und eine Pfropfrate des Maleinsäureanhydrids kann 0,5 bis 6,0 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile Ethylen, betragen.
  • Darüber hinaus kann in einer Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung das Polyolefinharz ein Harz enthalten, das nicht mit Maleinsäureanhydrid gepfropft ist, ausgewählt aus Low-Density-Polyethylen, High-Density-Polyethylen, Homopolypropylen, und statistischem Polypropylen.
  • Darüber hinaus kann in einer Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung das Polyolefinharz Low-Density-Polyethylen enthalten, das nicht mit Maleinsäureanhydrid gepfropft ist.
  • Darüber hinaus kann eine Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ferner ein Additiv enthalten, wobei das Additiv mindestens eines enthält, ausgewählt aus einem Antioxidans, einem Trennmittel, einem Nukleator, und einem Farbstoff.
  • Darüber hinaus kann in einer Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung das Antioxidans mindestens eines enthalten, ausgewählt aus einem Phenoltyp, einem Phosphittyp, einem Thioethertyp, und einem Amintyp.
  • Darüber hinaus kann in einer Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung das Trennmittel mindestens eines enthalten, ausgewählt aus einem fluorhaltigen Polymer, Silikonöl, einem Metallsalz der Stearinsäure, einem Metallsalz der Montansäure, einem Polyethylenwachs, und einem Montansäureesterwachs.
  • Darüber hinaus kann in einer Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung der Nukleator mindestens einen enthalten, ausgewählt aus Wollastonit, Talk, Glimmer, Silicumdioxid, und Ton.
  • Darüber hinaus kann in einer Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung der Farbstoff mindestens eines enthalten, ausgewählt aus Kohlenstoffschwarz und Nigrosin.
  • Darüber hinaus kann in einer Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine IZOD-Kerbschlagzähigkeit 30 kJ/m2 oder mehr betragen.
  • Darüber hinaus kann in einer Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT) 130 °C oder mehr betragen.
  • Darüber hinaus können in einer Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, Quietschgeräusch-Stick-Slip-Bewertungsergebnisse, um die Geräuschbelästigung zu bewerten, Grad 1 bis 3 sein.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Es wird nun im Detail auf die Ausführungsformen der Offenbarung Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, wobei sich gleiche Bezugszeichen durchgehend auf gleiche Elemente beziehen. Die vorliegende Offenbarung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen verkörpert werden und sollte nicht so ausgelegt werden, dass sie auf die hier dargelegten Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr sind diese Ausführungsformen bereitgestellt, damit diese Offenbarung gründlich und vollständig ist und dem Fachmann den Umfang der Offenbarung vollständig vermittelt.
  • Die hier verwendeten Begriffe werden lediglich zur Beschreibung bestimmter Ausführungsformen verwendet. So schließt ein im Singular verwendeter Ausdruck den Ausdruck des Plurals ein, es sei denn, er hat im Kontext eine eindeutig andere Bedeutung. Darüber hinaus sollen Begriffe wie „enthalten“ oder „aufweisen“ auf das Vorhandensein von Merkmalen, Schritten, Funktionen, Komponenten oder Kombinationen davon hinweisen, die in der Beschreibung offenbart sind, und nicht die Möglichkeit ausschließen, dass ein oder mehrere andere Merkmale, Schritte, Funktionen, Komponenten oder Kombinationen davon vorhanden sind oder hinzugefügt werden können.
  • Sofern nicht anders definiert, haben alle hierin verwendeten Begriffe die gleiche Bedeutung, wie sie von einem Fachmann auf dem Gebiet, zu dem diese Offenbarung gehört, allgemein verstanden wird. Daher sollten diese Begriffe nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinne ausgelegt werden, es sei denn, sie sind hier ausdrücklich so definiert. Die hier verwendeten Singularformen schließen auch die Pluralformen ein, es sei denn, aus dem Kontext geht eindeutig etwas anderes hervor.
  • Darüber hinaus bedeuten die Begriffe „etwa“, „im Wesentlichen“ usw., die in der gesamten Beschreibung verwendet werden, dass, wenn ein natürlicher Herstellungsfehler und ein zulässiger Substanzfehler vorgeschlagen werden, ein solcher zulässiger Fehler einem Wert entspricht oder dem Wert ähnlich ist, und dass solche Werte dem klaren Verständnis der vorliegenden Offenbarung dienen oder einen unbewussten Verletzer daran hindern sollen, die Offenbarung der vorliegenden Offenbarung illegal zu nutzen. Die in der Beschreibung beschriebenen und in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen sind nur illustrativ und sollen nicht alle Aspekte der Offenbarung darstellen, so dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist der Offenbarung abzuweichen.
  • Darüber hinaus werden die in der vorliegenden Offenbarung verwendeten Begriffe lediglich zur Beschreibung von Ausführungsformen verwendet und sollen die vorliegende Offenbarung nicht einschränken. Ein im Singular verwendeter Ausdruck schließt den Ausdruck im Plural mit ein, es sei denn, er hat im Kontext eine eindeutig andere Bedeutung.
  • Auch die Reihenfolge der Schritte, die mit den Verfahren gemäß der Offenbarung durchgeführt werden, kann geändert werden, sofern es keine besondere Beschreibung der Reihenfolge der Schritte gibt.
  • Nachfolgend wird eine Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung im Detail beschrieben.
  • Eine Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthält 40 bis 60 Gew.-% eines Polyamid 6-Harzes, 10 bis 20 Gew.-% Glasfaser, 20 bis 30 Gew.-% eines Ethylen-basierten Copolymers, und 5 bis 10 Gew.-% eines Polyolefinharzes.
  • Insbesondere kann die Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung 40 bis 60 Gew.-% des Polyamid 6 (Polyamid 6)-Harzes, das eine hervorragende Wärmebeständigkeit und mechanische Festigkeit aufweist, 10 bis 20 Gew.-% Glasfaser in Form von zerkleinerten Strängen, um die Schlagzähigkeit und die Wärmeformbeständigkeitstemperatur zu steigern, 20 bis 30 Gew.-% des Ethylen-basierten Copolymers, um Geräuschbelästigung zu verringern, 5 bis 10 Gew.-% des Polyolefinharzes, und mindestens eine Typ von Additiven entsprechend den erforderlichen Eigenschaften enthalten.
  • 1) Polyamid 6-Harz
  • Die Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthält 40 bis 60 Gew.-% des Polyamid 6-Harzes.
  • Darüber hinaus kann in der Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine relative Viskosität (RV) des enthaltenen Polyamid 6-Harzes 2,2 bis 3,5 betragen (Lösung hergestellt durch Zugabe von 1 g Polyamid 6-Harz zu 100 ml 96%iger Schwefelsäure bei 20°C). Bei einer Viskosität des Polyamid 6-Harzes von weniger als 2,2 verschlechtern sich Steifigkeit, Schlagzähigkeit und Wärmebeständigkeit. Bei einer Viskosität, die 3,5 übersteigt, entsteht übermäßige Reibungswärme zwischen einer Schnecke und einem Harz in einer Formmaschine, wobei das Harz sich zersetzen kann, oder es ist ein hoher Druck erforderlich, um das Harz zu gießen, was zu Überlastungen der Formmaschine und einer Form führt, was die Durchführung des Spritzgießens erschwert.
  • Darüber hinaus kann ein zahlenmittleres Molekulargewicht des Polyamid 6-Harzes der Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung 20 000 bis 50 000 betragen. Bei einem zahlenmittleren Molekulargewicht von weniger als 20 000 kann sich die Steifigkeit verschlechtern, und bei einem zahlenmittleren Molekulargewicht, das 50 000 übersteigt, nimmt die Fließfähigkeit aufgrund der hohen Viskosität ab, was ein Problem beim Kneten der Schmelze verursacht.
  • Darüber hinaus ist die Verarbeitungstemperatur bei der Verwendung des Polyamid 66-Harzes um 20 bis 50 °C höher als die von Polyamid 6-Harz, so dass das Additiv zersetzt werden kann, was zu einer Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften führt, was Einschränkungen bei der Reduzierung der Geräuschbelästigung bewirkt, und was zu einer Verringerung der Produktionsausbeute während der Herstellung führt. Derweil kann das Polyamid 6-Harz der vorliegenden Offenbarung in Form von Spänen hergestellt und verwendet werden, nachdem es in einem Entfeuchtungstrockner ausreichend getrocknet wurde.
  • 2) Glasfaser
  • Die Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthält 10 bis 20 Gew.-% Glasfaser. Bei einem Gehalt an Glasfaser von weniger als 10 Gew.-% kann der Effekt der Erhöhung der Wärmeformbeständigkeitstemperatur unerheblich sein. Bei einem Glasfasergehalt, der 20 Gew.-% übersteigt, kann der Effekt der Verringerung der Geräuschbelästigung unerheblich sein, und die Verarbeitbarkeit kann aufgrund einer Zunahme der Belastungen während der Extrusion verringert sein.
  • Darüber hinaus kann in der Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Glasfaser in Form von zerkleinerten Strängen vorliegen und einen Durchmesser von 9 bis 15 µm aufweisen. Bei einem Durchmesser der Glasfaser von weniger als 9 µm, zerbricht die Glasfaser leicht, was unzureichend ist, um die Steifigkeit zu verbessern, und bei einem Durchmesser der Glasfaser, der15 µm übersteigt, kann eine exzellente Qualität des Aussehens aufgrund einer Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften, die durch verringerte Oberfläche und Vorsprünge auf der Oberfläche verursacht wird, nicht erhalten werden.
  • Darüber hinaus kann in der Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Länge der Glasfaser 3 bis 5 mm betragen. Wenn die Länge der Glasfaser weniger als 3 mm beträgt, kann die Steifigkeit aufgrund einer kurze Länge der Glasfaser nicht ausreichend verbessert werden. Wenn die Länge der Glasfaser 5 mm überteigt, wird die Steifigkeit zwar verbessert, aber die Glasfaser ragt aus der Oberfläche heraus, so dass keine exzellente Qualität des Aussehens erhalten wird. Die Oberfläche kann mit einem Haftvermittler behandelt werden, und ferner kann ein Silan-basierter Haftvermittler zugegeben werden.
  • 3) Ethylen-basiertes Copolymer
  • Die Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthält 20 bis 30 Gew.-% des Ethylen-basierten Copolymers. Bei einem Gehalt des Ethylen-basierten Copolymers von weniger als 20 Gew.-% kann die Geräuschbelästigung nicht ausreichend reduziert werden, sondern bleibt bestehen. Bei einem Gehalt des Ethylen-basierten Copolymers, der 30 Gew.-% übersteigt, kann die Fließfähigkeit übermäßig reduziert werden, was zu einer Verschlechterung der Produktivität während der Extrusion und zur Nichtbildung oder Gasbildung beim Spritzgießen führt.
  • Darüber hinaus kann in der Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung das Ethylen-basierte Copolymer ein Maleinsäureanhydrid gepfropftes statistisches Ethylen-Octen-Blockcopolymer sein, und eine Pfropfrate des Maleinsäureanhydrids kann von 0,5 bis 6,0 Gewichtsteile betragen, bezogen auf 100 Gewichtsteile Ethylen. Bei einem Pfropfverhältnis von Maleinsäureanhydrid von weniger als 0,5, bezogen auf 100 Gewichtsteile Ethylen, nimmt die Reaktivität mit dem Polyamidharz ab, so dass keine ausreichenden mechanischen Eigenschaften erhalten werden. Bei einem Pfropfverhältnis von Maleinsäureanhydrid, das 6,0 übersteigt, bezogen auf 100 Gewichtsteile Ethylen, kann die Viskosität übermäßig ansteigen, was zu Problemen bei der Verarbeitbarkeit beim Spritzgießen führt.
  • 4) Polyolefinharz
  • Die Polyamidharz-Zusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthält 5 bis 10 Gew.-% des Polyolefinharzes. Bei einem Gehalt des Polyolefinharzes von weniger als 5 Gew.-% kann die Geräuschbelästigung nicht ausreichend reduziert werden, sondern bleibt bestehen. Bei einem Polyolefinharzanteil von mehr als 10 Gew.-% kann die Wärmeformbeständigkeit nicht erfüllt werden, und die Fließfähigkeit kann übermäßig reduziert werden, was zu einer Verschlechterung der Produktivität bei der Extrusion und zur Nichtverformung oder Gasbildung beim Spritzgießen führt.
  • Darüber hinaus kann in der Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung das Polyolefinharz mindestens ein Harz enthalten, das nicht mit Maleinsäureanhydrid gepfropft ist, ausgewählt aus Low-Density-Polyethylen, High-Density-Polyethylen, Homopolypropylen, und statistischem Polypropylen, oder kann bevorzugt Low-Density-Polyethylen enthalten, das nicht mit Maleinsäureanhydrid gepfropft ist.
  • 5) Additiv
  • Die Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann ferner ein Additiv gemäß den erforderlichen Eigenschaften enthalten, und das Additiv kann mindestens eines enthalten, ausgewählt aus einem Antioxidans, einem Trennmittel, einem Nukleator, und einem Farbstoff.
  • Darüber hinaus kann in der Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung das Antioxidans mindestens eines enthalten, ausgewählt aus einem Phenoltyp, einem Phosphittyp, einem Thioethertyp, und einem Amintyp.
  • Darüber hinaus kann in der Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung das Trennmittel mindestens eines enthalten, ausgewählt aus einem fluorhaltigen Polymer, Silikonöl, einem Metallsalz der Stearinsäure, einem Metallsalz der Montansäure, einem Polyethylenwachs, und einem Montansäureesterwachs.
  • Darüber hinaus kann in der Polyamidharz-Zusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung der Nukleator mindestens eines enthalten, ausgewählt aus Wollastonit, Talk, Glimmer, Siliciumdioxid, und Ton.
  • Darüber hinaus kann in der Polyamidharz-Zusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung der Farbstoff mindestens eines enthalten, ausgewählt aus Kohlenstoffschwarz und Nigrosin.
  • Wie oben beschrieben, kann die Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung die für Produkte erforderliche Schlagzähigkeit und Wärmeformbeständigkeitstemperatur aufweisen und gleichzeitig die Geräuschbelästigung reduzieren, indem sie das Polyamid 6-Harz, die Glasfaser, das Ethylen-basierte Copolymer, das Polyolefinharz, und das Additiv enthält.
  • Insbesondere kann in der Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung eine IZOD-Kerbschlagzähigkeit, gemessen gemäß ISO 180, 30 kJ/m2 oder mehr betragen. Wenn die Kerbschlagzähigkeit weniger als 30 kJ/m2 beträgt, kann eine Stoßdämpferstange bei der Montage brechen, und daher kann die Kerbschlagzähigkeit 30 kJ/m2 oder mehr betragen.
  • Darüber hinaus kann in der Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung eine Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT), gemessen gemäß Normen ISO 75/B (0,45 MPa), 130 °C höher sein. Wenn die Wärmeformbeständigkeitstemperatur kleiner als 130 °C beträgt, ist ein tatsächliches Messergebnis der maximalen Temperatur einer Stoßdämpferstange unter Berücksichtigung des Sicherheitsfaktors nicht zufriedenstellend, und daher kann die Wärmeformbeständigkeitstemperatur 130 °C oder höher sein.
  • Darüber hinaus betragen die Ergebnisse der Quietschgeräusch-Stick-Slip-Bewertung, um die Geräuschbelästigung zu bewerten Grad 1 bis 3, was auf einen großen Effekt bei der Verringerung der Geräuschbelästigung hinweist.
  • Herstellungsverfahren
  • Die Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung kann durch Extrudieren der oben beschriebenen Elemente, d.h. des Polyamid 6-Harzes, der Glasfaser, des Ethylen-basierten Copolymers, des Polyolefinharzes, und des Additivs, in einem Extruder hergestellt werden. Insbesondere kann die Polyamidharzzusammensetzung durch Kneten der oben beschriebenen Elemente der Polyamidharzzusammensetzung unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders bei einer Temperatur von 250°C bis 280°C hergestellt werden. Um die Knetbarkeit und die Gleichmäßigkeit der Polyamidharzzusammensetzung zu maximieren, kann in diesem Fall ein Extruder, der 4 Einlässe enthält, verwendet werden, d.h. das Polyamid 6-Harz kann in einen ersten Einlass gegeben werden, das Additiv in einen zweiten Einlass gegeben werden, das Ethylen-basierte Copolymer und das Polyolefinharz in einen dritten Einlass gegeben werden, und die Glasfaser in einen vierten Einlass gegeben werden. Um eine thermische Zersetzung der Polyamidharzzusammensetzung während des Schmelzknetprozesses zu verhindern, kann zusätzlich eine Verweilzeit minimiert werden. Unter Berücksichtigung der Dispersität der Polyamidharzzusammensetzung kann eine Drehzahl der Schnecke im Bereich von 300 bis 500 U/min eingestellt werden. Wenn die Knettemperatur unter 250 °C liegt, kann die Polyamidharzzusammensetzung nicht ausreichend geschmolzen werden. Wenn die Knettemperatur höher als 280 °C liegt, kann die Zersetzung zu einer Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften und Merkmale führen. Daher kann die Knettemperatur im Bereich von 250°C bis 280°C gesteuert werden.
  • Nachfolgend wird die vorliegende Offenbarung anhand von Beispielen näher beschrieben. Es ist jedoch zu beachten, dass die folgenden Beispiele nur dazu dienen, die vorliegende Offenbarung ausführlicher zu veranschaulichen, und nicht dazu, den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu begrenzen. Dies liegt daran, dass der Umfang der vorliegenden Offenbarung durch die in den Ansprüchen beschriebenen Gegenstände bestimmt wird und sich vernünftigerweise daraus ableiten lässt.
  • Beispiele:
    • Polyamid 6-Harz: Domamid 27 (Domo Inc.)
    • Polyamid 66 Harz: 50BW (Ascend)
    • Glasfaser: GF 311 (KCC Corporation)
    • Ethylen-basiertes Copolymer: Fusabond N493 (Dupont Inc.)
    • LDPE: MB9500 (LG Chem, Ltd.)
    • HDPE: HDPE 7220 (SK Inc.)
    • HOMO-PP: HOMO PP H360F (SK Inc.)
    • Kohlenstoffschwarz: K003 (NPK Co., Ltd.)
  • Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden unter Verwendung der Verbindungen in den in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzungsverhältnissen hergestellt.
  • Beispiel 1
  • 53 Gew.-% eines Polyamid 6-Harzes, 15 Gew.-% Glasfaser, 23 Gew.-% eines Ethylen-basierten Copolymers, 7 Gew.-% eines Low-Density-Polyethylens, und 2 Gew.-% eines Kohlenstoffschwarz-Masterbatches zur Erzielung einer schwarzen Farbe wurden in einem Doppelschneckenextruder, der auf eine Temperatur von 250 bis 280°C erhitzt wurde, in einem in der nachstehenden Tabelle 1 dargestellten Zusammensetzungsverhältnis schmelzgeknetet, um eine Polyamidharzzusammensetzung herzustellen. Die Zusammensetzung wurde in Form von Spänen verarbeitet und bei 100°C für 4 Stunden unter Verwendung eines Entfeuchtungstrockners getrocknet, und eine Probe, die die Polyamidharzzusammensetzung enthält, wurde unter Verwendung einer Schneckentyp-Spritzgießmaschine bei der gleichen Temperatur wie beim Schmelzknetprozess hergestellt.
  • Beispiele 2 bis 5
  • Im Vergleich zu Beispiel 1 wurden die Proben in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Gehalte des Polyamid 6-Harzes, des Ethylen-basierten Copolymers, und die Dichte des Polyethylens innerhalb zulässiger Bereiche variiert wurden und der Gehalt der Glasfaser so eingestellt wurde, um der gleiche wie in Beispiel 1 zu sein.
  • Beispiele 6 und 7
  • Im Vergleich zu Beispiel 1 wurden die Proben auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass der Gehalt der Glasfaser innerhalb eines zulässigen Bereichs variiert wurde und die Gehalte an Polyamid 6-Harz und Ethylen-basiertes Copolymer innerhalb zulässiger Bereiche variiert wurden.
  • Beispiele 8 und 9
  • Im Vergleich zu Beispiel 1 wurden die Proben in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass High-Density-Polyethylen und Homopolypropylen anstelle von Low-Density-Polyethylen verwendet wurden und die Gehalte davon innerhalb zulässiger Bereiche eingestellt wurden.
  • Vergleichsbeispiele 1 und 2
  • Im Vergleich zu Beispiel 1 wurden die Proben in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Low-Density-Polyethylen in Vergleichsbeispiel 1 nicht enthalten war, und das Low-Density-Polyethylen nicht enthalten war und die Gehalte des Polyamid 6-Harzes und des Ethylen-basierten Copolymers in zulässigen Bereichen eingestellt wurden.
  • Vergleichsbeispiele 3 bis 5
  • Im Vergleich zu Beispiel 1 wurden die Proben auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Gehalte des Ethylen-basierten Copolymers und des Low-Density-Polyethylens außerhalb der zulässigen Bereiche lagen.
  • Vergleichseispiele 6 und 7
  • Im Vergleich zu Beispiel 1 wurden die Proben auf die gleiche Weise hergestellt wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass der Gehalt der Glasfaser außerhalb des zulässigen Bereichs lag.
  • Vergleichsbeispiel 8
  • Im Vergleich zu Beispiel 1 wurde eine Probe auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass keine Glasfaser enthalten war.
  • Vergleichsbeispiel 9
  • Im Vergleich zu Beispiel 1 wurde eine Polyamidharzzusammensetzung durch Schmelzkneten unter Verwendung des Polyamid 66-Harzes anstelle des Polyamid 6-Harzes in einem Doppelschneckenextruder hergestellt, der auf eine Temperatur von 280 bis 300°C erhitzt wurde. Die Zusammensetzung wurde in Form von Spänen verarbeitet und bei 100°C für 4 Stunden unter Verwendung eines Entfeuchtungstrockners getrocknet, und eine Probe, die die Polyamidharzzusammensetzung enthält, wurde unter Verwendung einer Schneckentyp-Spritzgießmaschine bei der gleichen Temperatur wie beim Schmelzknetprozess hergestellt.
  • Vergleichsbeispiel 10
  • Im Vergleich zu Beispiel 1 wurde eine Probe in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Low-Density-Polyethylen ein Polyolefinharz war, das mit Maleinsäureanhydrid behandelt wurde (MAH-gepfropft).
  • Messung der physikalischen Eigenschaften
    1. (1) RPZ: Für die Quietschgeräusch- Stick-Slip-Bewertung, um die Geräuschbelästigung zu bewerten, wurde der Risikograd der Geräuschbelästigung durch Reibung (Risikoprioritätszahl (RPZ)) durch Verwenden eines Ziegler-Instruments bewertet und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
      • - Messvorrichtung: SSP-04 (Ziegler-Instruments)
      • - Messbedingungen: durchschnittlicher Grad von 3 Zyklen mit einer Bewegung von jeweils 20 mm nach links und rechts pro Last
        • (Geschwindigkeit) festgelegt auf 1 mm/sec
        • (Last) gemessen mit Lasten von 40 N und 60 N bei jedem Zyklus
      • - Probe für die Messung: Der Test wurde durchgeführt, nachdem eine kleine Menge eines Stoßdämpferöls auf die Oberfläche jeder Probe aufgetragen worden war. (bewegliche Achse) Polyamid-Probe, 60x60 mm, Dicke: 2 mm (feste Achse) Urethanschaum-Probe (SJBH, SKC Co., Ltd.), 50x30 mm, Dicke: 10 mm
      • - Messergebnisse: Es wurde ein Durchschnitt der Messergebnisse von 3 Zyklen berechnet. Die Ergebnisse wurden auf einer Skala von 1 bis 10 berechnet. Die Grade 1 bis 3 stehen für exzellente Geräuscheigenschaften und die Grade 4 bis 10 stehen für schlechtere Geräuscheigenschaften, je höher die Zahl ist.
    2. (2) Schlagzähigkeit: Die IZOD-Kerbschlagzähigkeit wurde gemäß der Norm ISO 180 gemessen und ist in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt.
    3. (3) Wärmeformbeständigkeitstemperatur: gemessen gemäß den Normen ISO 75/B (0,45 MPa) und in Tabelle 1 dargestellt.
    Tabelle 1
    Gew.-% Polyamid 6-Harz Polyamid 66-Harz Glasfaser Ethylen basiertes Copolymer (MAH behandelt) LDPE (MAH behandelt) LDPE HDPE Homo -PP Kohlenstoffschwarz Schlagzähigkeit (KJ/m2) Wärmeformbeständigkeitstemperatur (°C) RPZ-Grad (40N) RPZ-Grad (60N)
    Beispiel 1 53 - 15 23 7 2 43,3 195,5 1 1
    Beispiel 2 58 - 15 20 5 2 36,7 197,6 1 2
    Beispiel 3 53 - 15 25 5 2 45,8 194,8 1 2
    Beispiel 4 53 - 15 20 10 2 35,1 187,5 2 2
    Beispiel 5 47 - 15 28 8 2 50,7 184,1 1 1
    Beispiel 6 56 - 12 23 7 2 33,8 172,3 1 1
    Beispiel 7 47 - 18 28 5 2 52,8 199,8 1 2
    Beispiel 8 53 - 15 23 7 2 42,5 195,6 1 2
    Beispiel 9 53 - 15 23 7 2 38,8 196,8 1 2
    Vergleichsbeispiel 1 53 - 15 30 2 52,5 193,3 4 6
    Vergleichsbeispiel 2 68 - 15 15 2 29,0 200,3 10 10
    Vergleichsbeispiel 3 63 - 15 15 5 2 26,8 197,8 9 10
    Vergleichsbeispiel 4 58 - 15 5 20 2 13,3 135,5 9 10
    Vergleichsbeispiel 5 63 - 15 10 10 2 23,3 191,5 8 9
    Vergleichsbeispiel 6 47 - 25 20 5 2 53,1 209,8 5 8
    Vergleichsbeispiel 7 66 - 7 20 5 2 32,8 106,6 2 2
    Vergleichsbeispiel 8 58 - 0 30 10 2 Keine Pause 60,5 1 1
    Vergleichsbeispiel 9 53 15 25 5 2 27,5 235,6 6 8
    Vergleichsbeispiel 10 53 - 15 23 7 2 36,8 197,3 3 3
  • Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, wurde bestätigt, dass die Bewertungsergebnisse der Schlagzähigkeit, der Wärmeformbeständigkeitstemperatur und des Geräuschbelästigungsverhaltens (RPZ-Index) der Beispiele 1 bis 9 die Bereiche der vorliegenden Offenlegung erfüllten, was auf eine ausgezeichnete Schlagzähigkeit, eine hohe Wärmeformbeständigkeitstemperatur, und eine geringere Geräuschbelästigung hinweist.
  • Im Gegenteil, es wurde bestätigt, dass in den Vergleichsbeispielen 1 und 2, in denen das nicht mit Maleinsäureanhydrid gepfropfte Polyolefinharz nicht enthalten war, ein mangelhafte Geräuschbelästigung erhalten wurde, da der RPZ-Index den Grad 3 überstieg, und es wurde auch bestätigt, dass sich die Schlagzähigkeit in dem Fall verschlechterte, in dem der Gehalt des Ethylen-basierten Copolymers niedrig war.
  • Darüber hinaus wurde bestätigt, dass die Vergleichsbeispiele 3 bis 5 eine mangelhafte Schlagzähigkeit und Geräuschbelästigungsverhalten aufwiesen, weil der Gehalt des Ethylen-basierten Copolymers weniger als 20 Gew.-% betrug und in Vergleichsbeispiel 4, weil der Gehalt des nicht mit Maleinsäureanhydrid gepfropften Low-Density-Polyethylens 10 Gew.-% überstieg.
  • Darüber hinaus wurde bestätigt, dass eine mangelhafte Wärmeformbeständigkeitstemperatur und ein mangelhaftes Geräuschbelästigungsverhalten in Vergleichsbeispiel 6 erhalten wurden, weil der Gehalt der Glasfaser 20 Gew.-% überstieg, und in Vergleichsbeispiel 7, weil der Gehalt der Glasfaser weniger als 10 Gew.-% betrug, und es wurde auch bestätigt, dass die thermische Stabilität in Vergleichsbeispiel 8, das keine Glasfaser enthielt, aufgrund einer zu niedrigen Wärmeformbeständigkeitstemperatur abnahm.
  • Darüber hinaus wurde bestätigt, dass die Oberflächendefekte, die mangelhafte Schlagzähigkeit und das mangelhafte Geräuschbelästigungsverhalten im Vergleichsbeispiel 9 mangelhaft waren, weil das Polyamid 66-Harz anstelle des Polyamid 6-Harzes verwendet wurde und das Ethylen-basierte Copolymer und das Low-Density-Polyethylen, das eine geringe thermische Stabilität aufweist, während des Schmelzknetens in dem auf 280 bis 300 °C erhitzten Doppelschneckenextruder zersetzt wurden.
  • Darüber hinaus wurde bestätigt, dass das Vergleichsbeispiel 10 aufgrund der Verwendung von MAH-gepfropftem Low-Density-Polyethylen und eines RPZ-Indexes, der Grad 3 überstieg, ein mangelhaftes Geräuschverhalten aufwies.
  • Versuchsbeispiel: RPZ-Index-Bewertung
  • Wie oben beschrieben, gibt der RPZ-Index relative Grade auf einer Skala von 1 bis 10 an und wird durch die untenstehende Formel (1) über Energierate, Impulsrate und Beschleunigungsindex dargestellt. Grad 1 ist das vorteilhafteste Geräuschbelästigungsverhalten und Grad 10 ist die nachteiligste dafür. Unter Verwendung des Polyamid 66-Harzes, das ein Massenprodukt ist, wurde die Bewertung bei Oberflächendruckbedingungen von 0,2, 0,4 und 0,6 MPa durchgeführt, und die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 2 unten dargestellt. RPZ = 2 ∗ Rating Energierate + Rating Impuls rate + Rating Beschleunigung 4
    Figure DE102023115115A1_0001
     Tabelle 2
    Ölbeschichtung 20N (0,2MPa) 1mm/s 40N (0,4MPa) 1mm/s 60N (0,6MPa) 1mm/s
    Polyamid 66-Harz X 3 3 4
    O 10 10 10
  • Tabelle 2 zeigt, dass die Geräuschbelästigung zunahm, wenn das Stoßdämpferöl auf die Oberfläche der Felder aufgetragen wurde. Es wurde auch bestätigt, dass die Geräuschbelästigung durch das Auftragen von Öl von den RPZ-Index-Graden 3 und 4 auf Grad 10 anstieg.
  • Eine Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung weist eine exzellente Schlagzähigkeit, eine hohe Wärmeformbeständigkeitstemperatur auf und reduziert die Geräuschbelästigung.
  • Obwohl Ausführungsformen der Offenbarung gezeigt und beschrieben wurden, ist es für die, die über normale Fachkenntnisse verfügen, offensichtlich, dass an diesen Ausführungsformen Änderungen vorgenommen werden können, ohne von den Grundsätzen und dem Geist der Offenbarung abzuweichen, deren Umfang in den Ansprüchen und deren Äquivalenten definiert ist.

Claims (16)

  1. Polyamidharzzusammensetzung für eine Schlagkappe eines Federbeinsystems, wobei die Polyamidharzzusammensetzung 40 bis 60 Gew.-% eines Polyamid 6-Harzes, 10 bis 20 Gew.-% Glasfaser, 20 bis 30 Gew.-% eines Ethylen-basierten Copolymers, und 5 bis 10 Gew.-% eines Polyolefinharzes umfasst.
  2. Polyamidharzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei eine relative Viskosität (RV) des Polyamid 6-Harzes 2,2 bis 3,5 beträgt.
  3. Polyamidharzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei ein zahlenmittleres Molekulargewicht des Polyamid 6-Harzes 20000 bis 50000 beträgt.
  4. Polyamidharzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die Glasfaser in Form von zerkleinerten Strängen vorliegt und einen Durchmesser von 9 bis 15 µm aufweist.
  5. Polyamidharzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei eine Länge der Glasfaser 3 bis 5 mm beträgt.
  6. Polyamidharzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das Ethylen-basierte Copolymer ein Maleinsäureanhydrid gepfropftes statistisches Ethylen-Octen-Blockcopolymer umfasst und die Pfropfrate des Maleinsäureanhydrids 0,5 bis 6,0 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile Ethylen, beträgt.
  7. Polyamidharzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das Polyolefinharz ein Harz umfasst, dass nicht mit Maleinsäureanhydrid gepfropft ist, ausgewählt aus Low-Density-Polyethylen, High-Density-Polyethylen, Homopolypropylen, und statistischem Polypropylen.
  8. Polyamidharzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das Polyolefinharz Low-Density-Polyethylen umfasst, das nicht mit Maleinsäureanhydrid gepfropft ist.
  9. Polyamidharzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, ferner umfassend ein Additiv, wobei das Additiv mindestens eines umfasst, ausgewählt aus einem Antioxidans, einem Trennmittel, einem Nukleator, und einem Farbstoff.
  10. Polyamidharzzusammensetzung gemäß Anspruch 9, wobei das Antioxidans mindestens eines umfasst, ausgewählt aus einem Phenoltyp, einem Phosphittyp, einem Thioethertyp, und einem Amintyp.
  11. Polyamidharzzusammensetzung gemäß Anspruch 9, wobei das Trennmittel mindestens eines umfasst, ausgewählt aus einem fluorhaltigen Polymer, Silikonöl, einem Metallsalz der Stearinsäure, einem Metallsalz der Montansäure, einem Polyethylenwachs, und einem Montansäureesterwachs.
  12. Polyamidharzzusammensetzung gemäß Anspruch 9, wobei der Nukleator mindestens eines umfasst, ausgewählt aus Wollastonit, Talk, Glimmer, Siliciumdioxid, und Ton.
  13. Polyamidharzzusammensetzung gemäß Anspruch 9, wobei der Farbstoff mindestens eines umfasst, ausgewählt aus Kohlenstoffschwarz und Nigrosin.
  14. Polyamidharzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei eine IZOD-Kerbschlagzähigkeit 30 kJ/m2 oder mehr beträgt.
  15. Polyamidharzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei eine Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT) 130°C oder höher ist.
  16. Polyamidharzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei der Risikoprioritätszahl(RPZ)-Index der Formel (1) 3 oder weniger beträgt, wobei die Formel (1) RPZ = 2 ∗ Rating Energierate + Rating Impuls rate + Rating Beschleunigung 4
    Figure DE102023115115A1_0002
    ist.
DE102023115115.0A 2022-09-06 2023-06-09 Polyamidharzzusammensetzung für schlagkappe eines federbeinsystems Pending DE102023115115A1 (de)

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