JP2018506630A - 中空ガラス微小球を含むポリアミド組成物、並びにそれに関する物品及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2015年2月27日に出願された米国特許仮出願第62/121,991号の優先権を主張するものであり、その全容が参照により本明細書に組み込まれる。
第1の実施形態において、本開示は、
ポリアミド、
表面の少なくとも一部分上にアミノ基を有する、中空ガラス微小球と、
ポリオレフィン単位又はポリジエン単位のうちの少なくとも1つ、及びカルボン酸官能基又はカルボン酸無水物官能基のうちの少なくとも1つを含む耐衝撃性改良剤と、を含む組成物であって、耐衝撃性改良剤が、組成物の総重量に基づき、少なくとも約5重量%の量で存在する組成物、を提供する。
ポリオレフィン単位又はポリジエン単位のうちの少なくとも1つを含む耐衝撃性改良剤により変性したポリアミドを含むマトリクスであって、耐衝撃性改良剤及びポリアミドのうちの少なくとも一部が、アミド結合、イミド結合、又はカルボキシル−アミン非共有結合のうちの少なくとも1つを共有するマトリクスと、
マトリクス中に分散した中空ガラス微小球であって、中空ガラス微小球及びマトリクスのうちの少なくとも一部が、アミド結合、イミド結合、又はカルボキシル−アミン非共有結合のうちの少なくとも1つを共有する中空ガラス微小球と
を含む組成物であって、耐衝撃性改良剤が、組成物の総重量に基づき、少なくとも約5重量%の量で存在する、組成物を提供する。
密度
成形部品の密度を、以下の手順を用いて求めた。まず、成形部品を、ポリマー樹脂を揮発させるため、乾燥炉(Nabertherm(登録商標)N300/14)内で高温に曝した。乾燥炉の温度勾配のプロファイルを設定し、200℃〜550℃で5時間運転した。温度が550℃に達した後、12時間一定に維持した。ガラスバブルの重量%を、以下の式を用いて、燃焼プロセスの前後の成形成型部品の既知量から計算した。
ガラスバブルの重量%=(燃焼後の残留無機物の重量)/(燃焼前の成形材料の重量)×100
次に、ヘリウムガスピクノメーター(MicromeriticsからのAccuPcy1330)を用いて、ガラスバブル残留物の密度(dGB)を求めた。最後に、成形部品密度を、ガラスバブル残留物の既知の重量%(W%GB)、ポリマー相の重量%(1−w%GB)、ガラスバブル残留物の密度(dGB)、及び供給元のデータシートからの既知のポリマー密度(dpolymer)から計算した。
射出成形複合体の機械的特性を、表に列挙したASTM標準試験方法を用いて測定した。MTSフレームに5kNのロードセルを付け、並びに引張及び3点曲げグリップを、それぞれ引張及び曲げ特性用に使用した。引張試験モードにおいては、ASTM D−638−10規格に記載の試験手順に従ったが、歪ゲージは使用せず、代わりにグリップ分離距離を用いて、試料の伸び率を求めた。Tinius Olsen model IT503衝撃試験機及びそれの試験片ノッチャーを使用し、成形部品の室温でのノッチ付アイゾット衝撃強度を測定した。Tinius Olsen MP200押出プラストメータを、試料のメルトフローインデックス試験のために使用した。所与の試料からの少なくとも5つの異なる試験片を、引張、曲げ及び衝撃試験の全てについて試験した。以下の実施例では、結果の算術平均を求めて報告した。結果を見ると再現性が高く、試験結果における標準偏差の範囲を見ると、3〜5%以下であった。少なくとも2つの異なる試験片を、メルトフローインデックス試験で試験した。メルトフロー試験を見ると、再現性が高く、ほとんど同一の実験結果であった。以下の実施例では、結果の算術平均を求めて報告した。
試料を、7個の加熱領域付の1インチ噛合型同方向回転2軸押出機(L/D:25)内で調合した。ナイロンペレット、耐衝撃性改良剤(使用する場合)、及び相溶化剤(使用する場合)を、乾式ブレンドし、樹脂供給器を通じて領域1内に供給し、次に1組の混錬ブロック及び運搬要素を通し、それを確実に完全に融解した後、中空ガラス微小球(HGM)を、領域4内で側方から下流方向へ供給した。HGMの側方供給点で、他の下流での加工と同じく、溝深さ比が高い運搬要素(OD/ID:1.75)を使用した。
全ての試料を、Boy Machines Inc.(Exton,PA)製の、28mm汎用バレル及び軸を有する、BOY22D射出成形機を使用して成形した。引張、曲げ、及び衝撃バーに対する空洞を有する標準ASTM型を、全ての成形部品のために使用した。射出成形試料片を、気密のアルミニウム箔及びジップロックバッグで包み、室温でデシケータ内にて保管後、試験した。試験を24時間以内に行った。
下記表2及び表3に示すとおり、中空ガラス微小球の使用により、密度を減少させることによってナイロン物品に利点をもたらすが、衝撃強度にもまた否定的な影響を及ぼし、そのことは、低耐衝撃性ナイロンよりも高耐衝撃性ナイロンにおいて、より大きい。
Claims (15)
- ポリアミドと、
表面の少なくとも一部分上にアミノ基を有する、中空ガラス微小球と、
ポリオレフィン単位又はポリジエン単位のうちの少なくとも1つ、及びカルボン酸官能基又はカルボン酸無水物官能基のうちの少なくとも1つを含む耐衝撃性改良剤と、
を含む組成物であって、前記耐衝撃性改良剤が、前記組成物の総重量に基づき、少なくとも約5重量%の量で存在する、組成物。 - 前記耐衝撃性改良剤が、無水マレイン酸変性耐衝撃性改良剤である、請求項1に記載の組成物。
- 相溶化剤を更に含む、請求項1に記載の組成物。
- 前記相溶化剤が、無水マレイン酸変性ポリオレフィン−ポリアクリレートコポリマーである、請求項3に記載の組成物。
- ポリオレフィン単位又はポリジエン単位のうちの少なくとも1つを含む耐衝撃性改良剤により変性したポリアミドを含むマトリクスであって、前記耐衝撃性改良剤及び前記ポリアミドのうちの少なくとも一部が、アミド結合、イミド結合、又はカルボキシル−アミン非共有結合のうちの少なくとも1つを共有するマトリクスと、
前記マトリクス中に分散した中空ガラス微小球であって、前記中空ガラス微小球及び前記マトリクスのうちの少なくとも一部が、アミド結合、イミド結合、又はカルボキシル−アミン非共有結合のうちの少なくとも1つを共有する中空ガラス微小球と、
を含む組成物であって、前記耐衝撃性改良剤が、前記組成物の総重量に基づき、少なくとも約5重量%の量で存在する、組成物。 - 前記耐衝撃性改良剤及び前記ポリアミドのうちの少なくとも一部が、イミドを介して共有結合により連結されている、請求項5に記載の組成物。
- 相溶化剤を更に含む、請求項5に記載の組成物。
- 前記相溶化剤が、ポリオレフィン−ポリアクリレートコポリマーであり、前記ポリオレフィン−ポリアクリレートと前記マトリクスが、イミドを介して共有結合により連結されている、請求項7に記載の組成物。
- 前記耐衝撃性改良剤が、エチレン−プロピレンエラストマー、エチレン−オクテンエラストマー、エチレン−プロピレン−ジエンエラストマー、エチレン−プロピレン−オクテンエラストマー、スチレン−ブタジエンエラストマー、又はそれらの組み合わせである、請求項1〜8のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記耐衝撃性改良剤が、前記組成物の総重量に基づき、少なくとも約10重量%の量で存在する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記ポリアミドが、ポリアミド−6又はポリアミド−6,6のうちの少なくとも1つを含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記中空ガラス微小球が、前記組成物の総重量に基づき、少なくとも5重量%の量で存在する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記中空ガラス微小球が、0.30g/cm3〜0.65g/cm3の範囲の平均真密度を有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記中空ガラス微小球の10体積%が崩壊する静水圧が、約20MPa〜約250MPaの範囲である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の組成物。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の組成物を含む物品。
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