JP2020501001A - ポリアミドの制御された粘度調整のための添加剤 - Google Patents
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Abstract
Description
(a)アミノカルボン酸またはそれらの官能性誘導体、例えば、ラクタム、または
(b)ジアミンおよびジカルボン酸またはそれらの官能性誘導体
から形成される。
コンパウンディングは、Leistritz製の二軸押出機(ZSE27MAXX−48D)で行った。押出機のトルクをパーセントで記録した。また、コンパウンド1kgあたりの消費電流に関する値を比エネルギー[kWh/kg]として求める。添加剤1、添加剤2および添加剤3の製造中のアジピン酸の添加、ならびに添加剤4および添加剤5の製造中のテレフタル酸の添加、ならびに実施例に従うポリアミドへの添加剤の添加は、コンパウンディング中に直接、重量測定法で行った。
2%アジピン酸/98%ポリアミド6(BASF製Ultramid B27)を、Leistritz ZSE 27 MAXX 48D二軸押出機にて260℃、15kg/時のスループットで押出した。
8%アジピン酸/92%ポリアミド6(BASF製Ultramid B27)を、Leistritz ZSE 27 MAXX 48D二軸押出機にて260℃、15kg/時のスループットで押出した。
添加剤1および比較添加剤1を、粘性ポリアミド6(Grupa Azoty製Alphalon 32)に添加し、Leistritz ZSE 27 MAXX 48D二軸押出機にて、260℃、15kg/時のスループットで1回または2回押出した。
さらなる試験において、添加剤1および比較添加剤2を、粘性ポリアミド6(Grupa Azoty製Alphalon 32)に添加し、Leistritz ZSE 27 MAXX 48D二軸押出機にて、260℃、15kg/時のスループットで1回押出した。以下のコンパウンドが生成された。
結果を第4表に示す。
比較に際し、添加剤1、2および3と、通常のポリアミド用高品質潤滑剤としてのモンタン酸カルシウムとを、実施例1のように射出成形品質のポリアミド6(Grupa Azoty製Tarnamid T27)と異なるガラス繊維含有量(PPG Industries Fiber Glass製ChopVantage(登録商標)HP3540)と一緒に押出し、相対粘度および機械的特性を測定した。
高粘性PA6.6生産廃棄物(高粘性繊維廃棄物)の再粒状物を実施例1に記載したように添加剤2と一緒に押出し、相対粘度および機械的特性を測定した。同時に、市販のポリアミド6(相対粘度2.7を有するBASF製UltramidA27)を射出成形マシンで直接加工し、対応する流動性および機械的データを測定した。第7表は組成をまとめたものである。
アジピン酸を種々の濃度で粘性ポリアミド6(Grupa Azoty製Alphalon 32)に添加し、Leistritz ZSE 27 MAXX 48D二軸押出機にて、260℃、15kg/時のスループットで押出し、相対粘度を測定した。さらに、添加剤1を、実施例3と同じポリアミド6中に導入し、ガラス繊維を添加せずに実施例3に記載されているように添加し、相対粘度を測定した。さらに、異なる濃度の添加剤1を実施例4に記載したのと同じ繊維廃棄物由来の再粒状物とコンパウンディングし、相対粘度を測定した。
射出成形用のガラス繊維30%を含む市販の熱安定化ポリアミド6(Lanxess製Durethan BKV30 H2.0)を粒状形態で添加剤2と混合し、この混合物を射出成形によって流動スパイラルに直接加工した。この結果は、添加剤2を含まない同ポリアミドの直接加工と比較した。溶融温度は260℃、モールド温度は90℃、射出速度は240mm/秒であった。流動スパイラル長はcmで測定し、相対粘度は流動スパイラルの材料に対して測定した。第10表は、組成および測定値についてまとめている。
添加剤4は、Leistritz ZSE 27 MAXX 48D二軸押出機で(対応する温度プロファイルの)100℃〜180℃、18kg/時のスループットで製造した。添加剤5も、160℃〜250℃の温度および15kg/時のスループットで、上述の押出機を用いて製造した。
添加剤2を、ポリアミド6(Grupa Azoty製Alphalon 32)およびガラス繊維、ならびに第14表に列挙した追加の添加剤と共に、Leistritz ZSE 27 MAXX 48D二軸押出機にて、260℃、20kg/時のスループットで押出した。関連特性を測定し、第14表にまとめている。これは、本発明による追加の添加剤の有効性が他の添加剤の存在によって損なわれないことを示している。驚くべきことに、特定の組み合わせにおいて、変性ポリアミドの製品特性はさらなる改善を示す。これは、実施例R46〜R48におけるスパイラル長についてほとんど変化していない値によってはっきり示されているが、他の特性は具体的に改善可能である。例えば、R46へのモンタン酸エステルの添加は、より良好な加工性およびより高い切欠き棒衝撃強度をもたらす。R47へのモンタン酸カルシウムの添加は、弾性率および光沢の値を増加させるが、R48へのフタルアミド系添加剤の添加はさらなる改善をもたらさない。実施例R46およびR47の従来の添加剤は潤滑剤として公知だが、機械的特性を高めるものとして公知ではないため、これらの結果は予想外である。本発明による添加剤を用いたこの予想外の相乗効果は、ポリアミドの特性の予想外ではあるが目標とする改良が本発明で可能であることを示している。実施例R48は、本発明の系が、同時に(特に繊維製造に広く使用されている)さらなる添加剤を使用した場合に所望の活性も示すことを示している。
本発明に従って変性されたポリアミドの安定性を確認するために熱老化試験を実施した。
130℃での熱老化
天然ポリアミド6.6を、1度は添加剤2を使用し、1度は添加せずに(比較変形例)加工し、両方の変形例をヒンダードフェノール系酸化防止剤(AO−7)および亜リン酸塩(PS−2)の組み合わせで安定化した。
二級亜リン酸塩系酸化防止剤PS−2、CAS番号31570−04−4、トリス(2,4−ジ−t−ブチル−フェニル)ホスファイト。
180℃での熱老化
ポリアミド6.6を、1度は添加剤2を使用し、1度は添加せずに(比較変形例)加工し、両方の変形例をヨウ化銅および臭化カリウムの組み合わせで安定化した。
射出成形用のガラス繊維含有量50%の市販の部分芳香族ポリアミド、PA6T/6I/66を粒状形態で添加剤2および添加剤4と混合し、これらの混合物を射出成形により直接、流動スパイラル、衝撃試験片および引張試験片に加工した。その結果を、添加剤を含まない同ポリアミドの直接加工と比較した。溶融温度は290℃、モールド温度は90℃、射出速度は240mm/秒であった。流動スパイラル長はcmで測定し、相対粘度は流動スパイラルの材料に対して測定した。第17表は組成についてまとめ、第18表は測定値についてまとめている。
添加剤4および添加剤5をBruggemann製の核剤Bruggolen P252、INVISTA製の市販のポリエチレンテレフタレートPET4048およびPPG Industries Fiber Glass製のガラス繊維ChopVantage(登録商標)HP3786と共に、Leistritz ZSE 27 MAXX 48D二軸押出機内で、280℃で20kg/時のスループットでコンパウンディングし、次いで引張試験片および衝撃引張試験片になるように射出成形した。
Claims (17)
- 酸開裂可能単位を有するポリマー、特に重縮合体、例えば、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネートおよびポリエーテル、およびそれらのコポリマーの制御された変性(粘度調整)のための添加剤であって、
− 酸および/もしくは酸無水物またはそれらの混合物と、
− 担体と
を含み、
前記酸および/もしくは前記酸無水物またはそれらの混合物は、前記担体中に均一に分散されており、前記担体は前記酸または前記酸無水物と反応しないことを特徴とする、添加剤。 - 前記酸および/または前記酸無水物は、カルボン酸またはカルボン酸無水物であることを特徴とする、請求項1に記載の添加剤。
- 前記カルボン酸は多官能性カルボン酸であることを特徴とする、請求項2に記載の添加剤。
- 前記多官能性カルボン酸は二官能性カルボン酸であることを特徴とする、請求項3に記載の添加剤。
- 前記酸は、アジピン酸、ピメリン酸、コルク酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、オキサロ酢酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、2−(10オキソ−10H−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−イルメチル)コハク酸、またはそれらの混合物、特に、アジピン酸、セバシン酸およびテレフタル酸からなる群から選択されることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の添加剤。
- 前記酸無水物は、無水トリメリット酸、無水コハク酸、無水フタル酸またはそれらの混合物から選択されることを特徴とする、請求項1または2に記載の添加剤。
- 前記酸は、ポリアミド、オリゴアミドおよびポリエステル、およびそれらの混合物、特に酸末端オリゴマーアミド、ならびに酸末端のポリアミド6、ポリアミド6.6、PBTおよびPET、ならびに前記ポリマーの混合物または前記ポリマーと前記オリゴマーとの混合物から好ましくは選択される酸末端ポリマーまたはオリゴマーであることを特徴とする、請求項1または2に記載の添加剤。
- 前記担体は、エチレン、ポリプロピレンまたは他のオレフィン、メタクリル酸、酢酸ビニル、アクリル酸、アクリル酸エステル、またはメタクリル酸エステルのモノマーからなるポリマーまたはコポリマー、特に好ましくは、オレフィン−アクリル酸エステルコポリマーまたはオレフィン−メタクリル酸エステルコポリマー、特に、エチレン−メチルアクリレートコポリマー(EMA)、エチレン−エチルアクリレートコポリマー(EEA)またはエチレン−ブチルアクリレートコポリマー(EBA)から好ましくは選択されるポリマー担体であることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の添加剤。
- 前記酸および/または前記酸無水物は、前記添加剤の総量を基準にして、1〜50重量%、好ましくは5〜33重量%、特に8〜30重量%の量で存在することを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の添加剤。
- 酸化防止剤、核剤、安定剤、潤滑剤、離型剤、潤滑性向上剤、充填剤、着色剤、難燃剤および防燃剤、可塑剤、耐衝撃性改良剤、帯電防止剤、加工助剤、および多価アルコール、およびそれらのエーテルまたはエステル誘導体、ならびに通常ポリアミドまたはそれらの混合物とコンパウンディングされるさらなるポリマーからなる群から選択される少なくとも1種の添加剤をさらに含む、請求項1から9のいずれか一項に記載の添加剤。
- 前記酸および/または前記酸無水物と反応性のポリマー材料、特にポリアミド、例えば、ポリアミド6およびポリアミド6.6、およびそれらの混合物、ならびに/またはポリエステル、例えば、PETおよびPBT、およびそれらの混合物、またはポリアミドとポリエステルとの混合物をさらに含み、かつ/あるいは反応性ポリマー材料の割合は、前記添加剤の全組成を基準にして、50重量%以下、好ましくは非反応性担体の割合以下である、請求項1から10のいずれか一項に記載の添加剤。
- 請求項1から11のいずれか一項に記載の添加剤の調製プロセスであって、前記酸または前記酸無水物および任意選択でさらなる成分を前記溶融物中の前記担体に導入することと、前記酸および/または前記酸無水物を前記担体中に均一に分散させることとを含む、プロセス。
- 酸開裂可能単位を有するポリマー、特に重縮合体、例えば、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネートおよびポリエーテル、およびそれらのコポリマーの制御された粘度調整のためのプロセスであって、請求項1から11に記載の添加剤を、前記溶融物に関係する前記ポリマーと混合すること、または前記添加剤および関連する前記ポリマーの混合物を一緒に溶融することを含む、プロセス。
- 酸開裂可能単位を有するポリマー、特に重縮合体、例えば、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネートおよびポリエーテル、およびそれらのコポリマーの制御された粘度調整のための、請求項1から11のいずれか一項に記載の添加剤の使用。
- 前記ポリマーは、強化または非強化脂肪族ポリアミド、例えば、PA6、PA6.6、PA4.6、PA11、PA12から、または対応するコポリアミドから、または異なるポリアミドまたはコポリアミドの混合物から、または非強化もしくは強化脂肪族ポリエステルから選択されるポリアミドであることを特徴とする、請求項13に記載のプロセスまたは請求項14に記載の使用。
- 前記ポリマーは、強化または非強化部分芳香族ポリアミドから選択されるポリアミドであり、前記モノマーは、芳香族塩基性の本体から、あるいは対応するコポリアミドから、あるいは部分芳香族ポリアミドまたはコポリアミドの互いとの、および/または脂肪族ポリアミドもしくはコポリアミドとの混合物から、あるいは非強化または強化された芳香族または部分的芳香族ポリエステル、好ましくはPETまたはPBTから部分的に誘導されることを特徴とする、請求項13に記載のプロセスまたは請求項14に記載の使用。
- 前記添加剤はポリアミドの射出成形に使用される、請求項13、15もしくは16のいずれか一項に記載のプロセスまたは請求項14から16のいずれか一項に記載の使用。
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