JP2014503675A - 溶融ブレンドされた熱可塑性組成物 - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
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Abstract
Description
A)a)a)およびb)の全重量に基づく重量パーセントで55〜90重量パーセントの融点を有する半結晶半芳香族コポリアミドであって、
a−1)約15〜50モルパーセントの、
i)1種またはそれ以上の8〜20個の炭素原子を有する芳香族ジカルボン酸および4〜20個の炭素原子を有する第1の脂肪族ジアミン
から誘導される芳香族繰り返し単位と、
a−2)50〜85モルパーセントの、
ii)8〜20個の炭素原子を有する第1の脂肪族ジカルボン酸および4〜20個の炭素原子を有する前記第1の脂肪族ジアミン、または
iii)8〜20個の炭素原子を有する第1の脂肪族アミノ酸もしくはラクタム
から誘導される脂肪族繰り返し単位と
を含んでなり、0.23以上のDMAタンジェントデルタピーク値、およびDSCの第1の熱サイクルにおいて測定した場合に少なくとも20J/gの融解熱を有する半結晶半芳香族コポリアミド、
b)a)およびb)の全重量に基づく重量パーセントで10〜45重量パーセントの融点を有する脂肪族ホモポリアミドであって、
iv)8〜20個の炭素原子を有する第2の脂肪族ジカルボン酸および4〜20個の炭素原子を有する第2の脂肪族ジアミン、または
v)8〜20個の炭素原子を有する第2の脂肪族アミノ酸もしくはラクタム
から誘導される繰り返し単位を含んでなり、0.21以下のDMAタンジェントデルタピーク値、およびDSCの第1の熱サイクルにおいて測定した場合に少なくとも30J/gの融解熱を有する脂肪族ホモポリアミド
を含んでなり、そして前記第1および第2の脂肪族ジアミンが同一であることも、もしくは異なることも可能であるポリアミド組成物、
B)溶融ブレンドされた熱可塑性組成物の全重量に基づく重量パーセントで0〜45重量パーセントのポリマー強靭化剤、
C)溶融ブレンドされた熱可塑性組成物の全重量に基づく重量パーセントで0〜20重量パーセント、好ましくは0〜12重量パーセントの可塑剤、ならびに
D)溶融ブレンドされた熱可塑性組成物の全重量に基づく重量パーセントで0〜45重量パーセントの強化剤
を含んでなる、溶融ブレンドされた熱可塑性組成物であって、
前記溶融ブレンドされた熱可塑性組成物を提供するための溶融ブレンドが、前記半結晶半芳香族コポリアミドおよび前記脂肪族ホモポリアミドの融点より高く、かつ約290℃以下、好ましくは280℃以下の溶融温度で実行され、そして上記溶融ブレンドされた組成物がガラス転移を有し、そして前記ガラス転移において0.21以下のタンジェントデルタピーク(E’’/E’)値を有する、溶融ブレンドされた熱可塑性組成物が開示される。
HMD ヘキサメチレンジアミン(または二価酸と組み合わせて使用される場合は6)
T テレフタル酸
AA アジピン酸
DMD デカメチレンジアミン
6 ε−カプロラクタム
DDA デカン二酸
DDDA ドデカン二酸
I イソフタル酸
MXD メタキシリレンジアミン
TMD 1,4−テトラメチレンジアミン
4T TMDおよびTから形成されるポリマー繰り返し単位
6T HMDおよびTから形成されるポリマー繰り返し単位
DT 2−MPMDおよびTから形成されるポリマー繰り返し単位
MXD6 MXDおよびAAから形成されるポリマー繰り返し単位
66 HMDおよびAAから形成されるポリマー繰り返し単位
10T DMDおよびTから形成されるポリマー繰り返し単位
410 TMDおよびDDAから形成されるポリマー繰り返し単位
510 1,5−ペンタンジアミンおよびDDAから形成されるポリマー繰り返し単位
610 HMDおよびDDAから形成されるポリマー繰り返し単位
612 HMDおよびDDDAから形成されるポリマー繰り返し単位
6 ε−カプロラクタムから形成されるポリマー繰り返し単位
11 11−アミノウンデカン酸から形成されるポリマー繰り返し単位
12 12−アミノドデカン酸から形成されるポリマー繰り返し単位
a−1)約15〜50モルパーセント、好ましくは15〜40モルパーセントの、
i)1種またはそれ以上の8〜20個の炭素原子を有する芳香族ジカルボン酸および4〜20個の炭素原子を有する第1の脂肪族ジアミン
から誘導される芳香族繰り返し単位と、
a−2)50〜85モルパーセント、好ましくは60〜85モルパーセントの、
ii)8〜20個の炭素原子を有する第1の脂肪族ジカルボン酸および4〜20個の炭素原子を有する前記第1の脂肪族ジアミン、または
iii)8〜20個の炭素原子を有する脂肪族アミノ酸もしくはラクタム
から誘導される脂肪族繰り返し単位と、
を含んでなり、半芳香族コポリアミドは、0.23以上のDMAタンジェントデルタピーク値、およびDSCの第1の熱サイクルにおいて測定した場合に少なくとも20J/gの融解熱を有する。
iv)8〜20個の炭素原子を有する第2の脂肪族ジカルボン酸および4〜20個の炭素原子を有する第2の脂肪族ジアミン、または
v)8〜20個の炭素原子を有する第2の脂肪族アミノ酸もしくはラクタム
から誘導される繰り返し単位を含んでなり、脂肪族ホモポリアミドは、0.21以下のDMAタンジェントデルタピーク値、およびDSCの第1の熱サイクルにおいて測定した場合に少なくとも30J/gの融解熱を有する。
Eがエチレンから形成されるラジカルであり、
Xが、
CH2=CH(R1)−C(O)−OR2
(式中、R1はH、CH3またはC2H5であり、そしてR2は1〜8個の炭素原子を有するアルキル基である)、酢酸ビニルおよびそれらの混合物から形成されるラジカルからなる群から選択され、XはE/X/Yコポリマーの0〜50重量%を構成し、
Yが、一酸化炭素、二酸化硫黄、アクリロニトリル、無水マレイン酸、マレイン酸ジエステル、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、マレイン酸モノエステル、イタコン酸、フマル酸、フマル酸モノエステルならびに前記酸のカリウム、ナトリウムおよび亜鉛塩、グリシジル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−イソシアナトエチル(メタ)アクリレートおよびグリシジルビニルエーテルからなる群から選択されるモノマーから形成される1種またはそれ以上のラジカルであり、Yは、E/X/Yコポリマーの0.5〜35重量%、そして好ましくはE/X/Yコポリマーの0.5〜20重量パーセントであり、そしてEは残りの重量パーセントであり、そして好ましくは、E/X/Yコポリマーの40〜90重量パーセントを構成する、式E/X/Yのエチレンコポリマーからなる群から選択されるものが含まれる。
(a)エチレン、グリシジル(メタ)アクリレートおよび任意選択的に1種またはそれ以上の(メタ)アクリレートエステルのコポリマー。
(b)無水マレイン酸などの不飽和カルボン酸無水物でグラフト化されたエチレン/α−オレフィンまたはエチレン/α−オレフィン/ジエン(EPDM)コポリマー。
(c)エチレン、2−イソシアナトエチル(メタ)アクリレートおよび任意に1種またはそれ以上の(メタ)アクリレートエステルのコポリマー。
(d)相当するイオノマーを形成するために、Zn、Li、MgまたはMn化合物と反応させた、エチレンおよびアクリル酸のコポリマー。
A)a)a)およびb)の全重量に基づく重量パーセントで55〜90重量パーセントの融点を有する半結晶半芳香族コポリアミドであって、
a−1)約15〜50モルパーセント、好ましくは15〜40モルパーセントの、
i)1種またはそれ以上の8〜20個の炭素原子を有する芳香族ジカルボン酸および4〜20個の炭素原子を有する第1の脂肪族ジアミン
から誘導される芳香族繰り返し単位と、
a−2)50〜85モルパーセント、好ましくは60〜85モルパーセントの、
ii)8〜20個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸および4〜20個の炭素原子を有する前記第1の脂肪族ジアミン、または
iii)8〜20個の炭素原子を有する脂肪族アミノ酸もしくはラクタム
から誘導される脂肪族繰り返し単位と
を含んでなる半結晶半芳香族コポリアミド、
b)a)およびb)の全重量に基づく重量パーセントで10〜45重量パーセントの融点を有する脂肪族ホモポリアミドであって、
iv)8〜20個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸および4〜20個の炭素原子を有する第2の脂肪族ジアミン、または
v)8〜20個の炭素原子を有する脂肪族アミノ酸もしくはラクタム
から誘導される繰り返し単位を含んでなる脂肪族ホモポリアミド
を含んでなり、そして前記第1および第2の脂肪族ジアミンは同一であることも、もしくは異なることも可能であるポリアミド組成物、
B)溶融ブレンドされた熱可塑性組成物の全重量に基づく重量パーセントで0〜45重量パーセント、好ましくは10〜40重量パーセントのポリマー強靭化剤、
C)溶融ブレンドされた熱可塑性組成物の全重量に基づく重量パーセントで0〜20重量パーセント、好ましくは0〜12重量パーセントの可塑剤、ならびに
D)溶融ブレンドされた熱可塑性組成物の全重量に基づく重量パーセントで0〜45重量パーセントの強化剤
を溶融ブレンドする工程を含んでなる、溶融ブレンドされた熱可塑性組成物を提供する方法であって、
前記溶融ブレンドされた熱可塑性組成物を提供するための溶融ブレンドが、前記半結晶半芳香族コポリアミドおよび前記脂肪族ホモポリアミドの融点より高く、かつ約290℃以下、好ましくは280℃以下の溶融温度で実行され、そして前記溶融ブレンドされた組成物がガラス転移を有し、そして前記ガラス転移において0.21以下のタンジェントデルタピーク(E’’/E’)値を有する方法が開示される。溶融ブレンドされた熱可塑性組成物に関して本明細書に開示される全ての優先および特質が、溶融ブレンドされた熱可塑性組成物を提供する方法にも適用される。
溶融ブレンド
溶融ブレンドは、9つのバレルセグメントを有する25mm W&P二軸押出機で実行した。押出機には、上流の溶融領域と下流の溶融ブレンド領域で、混練および混合要素を組み込んだ2つのスクリューが提供された。全てのポリマーペレットおよび添加剤粉末をあらかじめブレンドし、そして公称250g/分の速度で、押出機のメイン供給ポートに供給した。バレルを、供給ポートで200℃からフロントエンドで240〜250℃の範囲の温度までの所望の温度プロフィールに加熱した。スクリューrpmは、一般に300であった。溶融物を2つのホールダイを通して押出成形し、顆粒にペレット化した。
溶融ブレンドされた組成物のペレットを、180トンNissei射出成型装置を使用して、ASTM D 638の詳述に従って試験片へと成形した。モールドキャビティには、ASTM D 638タイプIVの厚さ3.2mmの引張バーおよびタイプVの厚さ3.2mmの引張バーが含まれた。バレル温度プロフィールは、供給ポートで220℃〜ノズルで240℃であった。モールド温度は70℃であった。成形のために適切である0.05%未満の水分レベルを提供するため、溶融ブレンドされた組成物を、除湿乾燥器中で一晩、65℃で予備乾燥した。成形されたバーをキャビティから取り出し、そして試験の準備ができるまで、真空封着されたアルミニウムホイルバッグで、成形されて乾燥された条件で貯蔵した。
23℃での引張特性を、Instron引張テスターモデル4469を使用して、タイプIVバーを用いて、ASTM D 638の詳述に従って測定した。クロスヘッド速度は50mm/分であった。125℃での引張特性を、オーブン中にグリップが位置する試験機に設置された加熱オーブンを使用して測定した。オーブン内でのより高い伸長に対応するために、より短いASTM D 638タイプVバーを使用した。クロスヘッド速度は250mm/分であった。5つの試料の平均を表中に記載する。
本明細書では、融点は、第1の加熱スキャンにおいて10℃/分のスキャン速度で示差走査熱量測定(DSC)によって決定した。融点を吸熱ピークの最大で測定し、そしてジュール/グラム(J/g)の融解熱は吸熱ピーク内の面積である。
動的機械分析(DMA)試験は、TA instruments DMA Q800装置を使用して実行した。公称18mm×12.5mm×3.2mmを測定する射出成形試験バーを、それらの一端を固定することによって、シングルカンチレバーモードで使用した。バーを3〜5分間、−140℃で平衡させ、その後、以下の条件でDMA試験を実行した:2℃/分の速度で−140℃から+160℃までの温度上昇、20マイクロメートルの振幅ならびに100、50、20、10、5、3および1Hzの多重周波数で生じる正弦波機械振動、1Hzにおける反応が、温度の関数としての貯蔵弾性率(E’)および損失弾性率(E’’)の決定のために選択される。タンジェントデルタは、貯蔵弾性率(E’)によって損失弾性率(E’’)を割ることによって計算された。
ポリマー強靭化剤を含んでなる衝撃改質溶融ブレンドされた組成物を、65℃の除湿乾燥器中で一晩乾燥した。Davis Standardチューブ押出成形システムを使用して、それらをOD8.3mm×ID6.3mmを測定するチューブに押出成形した。このシステムは、チュービングダイ、プレートスタイル口径測定器付きの真空サイジングタンク、引具およびカッターを備えた50mmの一軸押出機からなった。15.2mm(0.600インチ)のブッシングと8.9mm(0.350インチ)のチップを有するダイを使用した。口径測定器は、8.3mm(0.327インチ)であった。押出機バレル温度プロフィールは、供給ポートで210℃であり、ダイでは約230℃まで増加した。ライン速度は、典型的に4.6m/分(15フィート/分)であった。安定したプロセスが確立した後、チュービングを長さ30cmの断片に切断し、破裂圧力測定のために使用した。
ASTM D 1693、条件Aは、石鹸、油、洗剤などの表面活性剤の存在下で、エチレンプラスチックの環境応力割れの決定のための試験方法を提供する。この手順を、以下の通りに、ZnCl2の50重量%水溶液に対するポリアミド組成物の応力割れ耐性を決定するために適応した。
PA610は、E.I.DuPont de Nemours and Company,Wilmington,Delaware,USAから入手可能である、224℃の融点を有する、1,6−ジアミノヘキサンおよび1,10−デカン二酸から製造されたZytel(登録商標)RS3090ポリアミド610を指す。
15、20、25および30モル%のPA6T繰り返し単位を有するPA612/6Tコポリアミドを、以下の通りにオートクレーブ中で調製した。2つの径のオートクレーブを使用した。小型オートクレーブは、公称5kgのポリマー容量を有し、そして大型オートクレーブは、公称1200kgのポリマー容量を有した。PA612/6T 85/15および80/20は小型オートクレーブで調製し、そしてPA612/6T 75/25および70/30は大型オートクレーブで製造した。
塩調製:10Lオートクレーブに、セバシン酸(2028g)、テレフタル酸(416g)、78重量パーセントのヘキサメチレンジアミンを含有する水溶液(1880g)、1重量パーセントの次亜リン酸ナトリウムを含有する水溶液(35g)、28重量パーセントの酢酸を含有する水溶液(30g)、1重量パーセントのCarbowax 8000を含有する水溶液(10g)、および水(2180g)を装填した。
塩調製:10Lオートクレーブに、セバシン酸(1557g)、テレフタル酸(852g)、78.4重量パーセントのヘキサメチレンジアミンを含有する水溶液(1914g)、1重量パーセントの次亜リン酸ナトリウムを含有する水溶液(35g)、28重量パーセントの酢酸を含有する水溶液(30g)、1重量パーセントのCarbowax 8000を含有する水溶液(10g)、および水(2165g)を装填した。
PT−1は、Exxon LLDPE 1002.09として商業的に入手可能である、0.918の比重および190℃で2グラム/10分のメルトインデックスを有する直線低密度ポリエチレン(LLDPE)を指す。
Akrochem 383SWPは、Akron Chemicalsからのヒンダードフェノール酸化防止剤を指す。
実施例E7〜E12は、上記の25mmの二軸押出機で調製されたが、210〜230℃または260〜285℃のいずれかのバレル温度プロフィールが供給ホッパーからダイまで使用されて、260℃未満または280℃より高い溶融ブレンド温度が得られる組成物を示す。得られたブレンドを、表6で示すように動的機械分析によって分析した。
Claims (12)
- A)a)a)およびb)の全重量に基づく重量パーセントで55〜90重量パーセントの融点を有する半結晶半芳香族コポリアミドであって、
a−1)約15〜50モルパーセントの、
i)1種またはそれ以上の8〜20個の炭素原子を有する芳香族ジカルボン酸および4〜20個の炭素原子を有する第1の脂肪族ジアミン
から誘導される芳香族繰り返し単位と、
a−2)50〜85モルパーセントの、
ii)8〜20個の炭素原子を有する第1の脂肪族ジカルボン酸および4〜20個の炭素原子を有する前記第1の脂肪族ジアミン、または
iii)8〜20個の炭素原子を有する第1の脂肪族アミノ酸もしくはラクタム
から誘導される脂肪族繰り返し単位と
を含んでなり、0.23以上のDMAタンジェントデルタピーク値、およびDSCの第1の熱サイクルにおいて測定した場合に少なくとも20J/gの融解熱を有する半結晶半芳香族コポリアミド、
b)a)およびb)の全重量に基づく重量パーセントで10〜45重量パーセントの融点を有する脂肪族ホモポリアミドであって、
iv)8〜20個の炭素原子を有する第2の脂肪族ジカルボン酸および4〜20個の炭素原子を有する第2の脂肪族ジアミン、または
v)8〜20個の炭素原子を有する第2の脂肪族アミノ酸もしくはラクタム
から誘導される繰り返し単位を含んでなり、0.21以下のDMAタンジェントデルタピーク値、およびDSCの第1の熱サイクルにおいて測定した場合に少なくとも30J/gの融解熱を有する脂肪族ホモポリアミド
を含んでなり、そして前記第1および第2の脂肪族ジアミンが同一であることも、もしくは異なることも可能であるポリアミド組成物、
B)溶融ブレンドされた熱可塑性組成物の全重量に基づく重量パーセントで0〜45重量パーセントのポリマー強靭化剤、
C)溶融ブレンドされた熱可塑性組成物の全重量に基づく重量パーセントで0〜20重量パーセント、好ましくは0〜12重量パーセントの可塑剤、ならびに
D)溶融ブレンドされた熱可塑性組成物の全重量に基づく重量パーセントで0〜45重量パーセントの強化剤
を含んでなる、溶融ブレンドされた熱可塑性組成物であって、
ガラス転移を有し、前記ガラス転移において0.21以下のタンジェントデルタピーク(E’’/E’)値を有する、溶融ブレンドされた熱可塑性組成物。 - 前記半結晶半芳香族コポリアミドが、PA612/6T(85/15)〜(55/45)、PA610/6T(85/15)〜(55/45)、PA1010/10T(85/15)〜(55/45)、PA612/6I(90/10)〜(70/30)、および15〜45モルパーセントの6T+6Iのモルパーセントを有し、T対Iの比率が約4:1〜1:1であるPA612/6T/6Iからなる群から選択される、請求項1に記載の溶融ブレンドされた熱可塑性組成物。
- 前記脂肪族ホモポリアミドが、PA612、PA610、PA1010およびPA614からなる群から選択される、請求項1または2のいずれか一項に記載の溶融ブレンドされた熱可塑性組成物。
- 前記半結晶半芳香族コポリアミドがPA612/6T(85/15)〜(55/45)であり、そして前記脂肪族ホモポリアミドがPA612である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の溶融ブレンドされた熱可塑性組成物。
- 前記半結晶半芳香族コポリアミドがPA610/6T(85/15)〜(55/45)であり、そして前記脂肪族ホモポリアミドがPA610である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の溶融ブレンドされた熱可塑性組成物。
- 前記半結晶半芳香族コポリアミドがPA610/6T(85/15)〜(55/45)であり、そして前記脂肪族ホモポリアミドがPA1010である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の溶融ブレンドされた熱可塑性組成物。
- A)a)a)およびb)の全重量に基づく重量パーセントで55〜90重量パーセントの融点を有する半結晶半芳香族コポリアミドであって、
a−1)約15〜50モルパーセント、好ましくは15〜40モルパーセントの、
i)1種またはそれ以上の8〜20個の炭素原子を有する芳香族ジカルボン酸および4〜20個の炭素原子を有する第1の脂肪族ジアミン
から誘導される芳香族繰り返し単位と、
a−2)50〜85モルパーセント、好ましくは60〜85モルパーセントの、
ii)8〜20個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸および4〜20個の炭素原子を有する前記第1の脂肪族ジアミン、または
iii)8〜20個の炭素原子を有する脂肪族アミノ酸もしくはラクタム
から誘導される脂肪族繰り返し単位と
を含んでなる半結晶半芳香族コポリアミド、
b)a)およびb)の全重量に基づく重量パーセントで10〜45重量パーセントの融点を有する脂肪族ホモポリアミドであって、
iv)8〜20個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸および4〜20個の炭素原子を有する第2の脂肪族ジアミン、または
v)8〜20個の炭素原子を有する脂肪族アミノ酸もしくはラクタム
から誘導される繰り返し単位を含んでなる脂肪族ホモポリアミド
を含んでなり、そして前記第1および第2の脂肪族ジアミンは同一であることも、もしくは異なることも可能であるポリアミド組成物、
B)溶融ブレンドされた熱可塑性組成物の全重量に基づく重量パーセントで0〜45重量パーセントのポリマー強靭化剤、
C)溶融ブレンドされた熱可塑性組成物の全重量に基づく重量パーセントで0〜20重量パーセント、好ましくは0〜12重量パーセントの可塑剤、ならびに
D)溶融ブレンドされた熱可塑性組成物の全重量に基づく重量パーセントで0〜45重量パーセントの強化剤
を溶融ブレンドする工程を含んでなる、溶融ブレンドされた熱可塑性組成物を提供する方法であって、
前記溶融ブレンドされた熱可塑性組成物を提供するための溶融ブレンドが、前記半結晶半芳香族コポリアミドおよび前記脂肪族ホモポリアミドの融点より高く、かつ約290℃以下の溶融温度で実行され、そして前記溶融ブレンドされた組成物がガラス転移を有し、そして前記ガラス転移において0.21以下のタンジェントデルタピーク(E’’/E’)値を有する方法。 - 前記半結晶半芳香族コポリアミドが、PA612/6T(85/15)〜(55/45)、PA610/6T(85/15)〜(55/45)、PA1010/10T(85/15)〜(55/45)、PA612/6I(90/10)〜(70/30)、および15〜45モルパーセントの6T+6Iのモルパーセントを有し、T対Iの比率が約4:1〜1:1であるPA612/6T/6Iからなる群から選択される、請求項7に記載の方法。
- 前記脂肪族ホモポリアミドが、PA612、PA610、PA1010およびPA614からなる群から選択される、請求項7または8に記載の方法。
- 前記半結晶半芳香族コポリアミドがPA612/6T(85/15)〜(55/45)であり、そして前記脂肪族ホモポリアミドがPA612である、請求項7または8に記載の方法。
- 前記半結晶半芳香族コポリアミドがPA610/6T(85/15)〜(55/45)であり、そして前記脂肪族ホモポリアミドがPA610である、請求項7または8に記載の溶融ブレンドされた熱可塑性組成物。
- 前記半結晶半芳香族コポリアミドがPA610/6T(85/15)〜(55/45)であり、そして前記脂肪族ホモポリアミドがPA1010である、請求項7または8に記載の溶融ブレンドされた熱可塑性組成物。
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