JP2021161210A - ペレットおよびそれを用いた成形体の製造方法 - Google Patents

ペレットおよびそれを用いた成形体の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ペレットにおける黒点が少なく、かつ良好な機械的強度を有する成形体を付与しうるペレットを提供する。【解決手段】本発明のペレットは、ポリアミド樹脂(A)と、変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)と、安定化剤(C)とを含むポリアミド樹脂組成物からなる。ポリアミド樹脂(A)は、1または2以上のポリアミド樹脂からなり、そのそれぞれは、テレフタル酸単位と、脂肪族ジアミン単位と脂環式ジアミン単位の少なくとも一方とを含み、かつ融点が280℃以上である。ポリアミド樹脂(A)の末端アミノ基量は、20〜150mmol/kgである。安定化剤(C)は、ヒンダードフェノール系安定化剤およびヒンダードアミン系安定化剤から選ばれる安定化剤(C1)と、ホスファイト系安定化剤およびチオエーテル系安定化剤から選ばれる安定化剤(C2)とを含む。【選択図】なし

Description

本発明は、ペレットおよびそれを用いた成形体に関する。
従来から、ポリアミド樹脂は、成形加工性、機械物性および耐薬品性に優れていることから、自動車、電気・電子用および工業用などの種々の部品の材料として広く用いられている。
中でも、耐熱性が要求される樹脂成形品の材料として、融点が280℃以上の半芳香族ポリアミド樹脂が使用されている。
一方で、そのような半芳香族ポリアミド樹脂は耐衝撃性に劣る傾向がある。そのため、半芳香族ポリアミド樹脂の耐衝撃性を高めるために、ポリオレフィンとのアロイ化が一般的に行われている。例えば、テレフタル酸に由来する成分単位と脂肪族ジアミンに由来する成分単位とを含む半芳香族ポリアミド樹脂と、(ポリオレフィンとして)酸変性エチレン・α−オレフィン共重合体とを含む樹脂組成物が知られている(例えば特許文献1)。
特開平4−270761号公報
このような半芳香族ポリアミド樹脂を含む樹脂組成物は、通常、押出機などで溶融混練された後、ダイスからストランド状に押し出され、冷却しながら所定の大きさにカットされて、ペレットとされる。ペレットは、通常、成形体を製造する際の原料として用いられる。
しかしながら、上記のような半芳香族ポリアミド樹脂を含む樹脂組成物は、ペレットを製造する過程、例えば押出機で溶融混練し、ダイスから押し出す過程で、熱劣化(熱による酸化劣化)して変色しやすく、得られるペレット中で黒点と呼ばれる変色部位を生じることがあった。このような変色部位があると、得られる成形体の外観が損なわれやすい。
また、得られる成形体は、高い機械的強度を有することも求められる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ペレットにおける黒点を低減し、かつ良好な機械的強度を有する成形体を付与しうるペレットおよびそれを用いた成形体の製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、以下のペレットおよび成形体の製造方法に関する。
本発明のペレットは、ポリアミド樹脂(A)を55〜90質量部と、エチレン・α−オレフィン共重合体を不飽和カルボン酸またはその誘導体で変性してなる、グラフト量が0.01〜5質量%の変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)を5〜40質量部と、
安定化剤(C)を0.1〜5質量部とを含むポリアミド樹脂組成物(ただし、(A)、(B)および(C)の合計を100質量部とする)を含むペレットであって、前記ポリアミド樹脂(A)は、1または2以上のポリアミド樹脂からなり、前記1または2以上のポリアミド樹脂のそれぞれは、テレフタル酸に由来する成分単位を含むジカルボン酸に由来する成分単位(a1)と、脂肪族ジアミンに由来する成分単位と脂環式ジアミンに由来する成分単位の少なくとも一方を含むジアミンに由来する成分単位(a2)とを含み、かつ融点は280℃以上であり、かつ前記ポリアミド樹脂(A)の末端アミノ基量は、20〜150mmol/kgであり、前記安定化剤(C)は、ヒンダードフェノール系安定化剤およびヒンダードアミン系安定化剤からなる群より選ばれる安定化剤(C1)と、ホスファイト系安定化剤およびチオエーテル系安定化剤からなる群より選ばれる安定化剤(C2)とを含む。
本発明の成形体の製造方法は、本発明のペレットを溶融成形して成形体を得る工程を含む。
本発明によれば、ペレットにおける黒点が少なく、かつ良好な機械的強度を有する成形体を付与しうるペレットおよびそれを用いた成形体の製造方法を提供することができる。
ペレットの黒点の発生機構は、明らかではないが、主に、ポリアミド樹脂を含む樹脂組成物を押出機などで溶融混練する際に、溶融した樹脂組成物がスクリューなどに付着するなどにより滞留しやすい部分が生じ;当該部分において、ポリアミド樹脂の熱による酸化劣化が極端に進むためであると推測される。特に、融点が高いポリアミド樹脂(A)を含む樹脂組成物は、高い溶融温度で溶融されるため、そのような滞留部分が発生すると、当該部分で樹脂の熱劣化がさらに生じやすく、ペレットの黒点がさらに発生しやすい。
これに対して、本発明者らは、ポリアミド樹脂(A)の末端アミノ基量を適度に低くし、かつ特定の安定化剤(C1)および(C2)を組み合わせることで、ペレットの黒点の発生を顕著に低減できることを見出した。
この理由は明らかではないが、以下のように推測される。
ポリアミド樹脂(A)の末端アミノ基中の窒素原子には非共有電子対が存在し、金属と配意結合しやすいためスクリューなどの金属部材への付着または融着を生じやすい。そのためポリアミド樹脂(A)中の末端アミノ基量を少なくすることで、例えば押出機などで溶融混練する際に、スクリューなどの金属部材への過度な付着または融着を少なくしうる。それにより、滞留部分の発生を少なくすることができる(樹脂組成物の滞留時間を短くすることができる)ため、樹脂を熱劣化させにくく、ペレットの黒点を少なくしうる。
また、ヒンダードフェノール系安定化剤などの安定化剤(C1)は、ポリアミド樹脂(A)の自動酸化などにより生成したペルオキシラジカル(ROO・)を捕獲してヒドロペルオキシド(ROOH)を生成し;ホスファイト系安定化剤などの安定化剤(C2)は、当該生成されたヒドロペルオキシド(ROOH)を捕獲し、安定なアルコール(ROH)などに分解しうる。それにより、樹脂の自動酸化ローテーションを遮断し、樹脂の熱劣化を抑制でき、ペレットの黒点を少なくしうる。
また、安定化剤(C2)により、ヒドロペルオキシド(ROOH)の多くは安定なアルコール(ROH)に分解されるため、ペルオキシラジカル(ROO・)は生成されにくい。それにより、ヒンダードフェノール系安定化剤などの安定化剤(C1)の消費も少なくしうるため、安定化剤(C1)を単独で用いた場合と比べて、樹脂の熱劣化を長時間にわたって抑制することもできる。
なお、ポリアミド樹脂(A)の末端アミノ基量が少なすぎると、変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)との相溶性が損なわれ、得られる成形体の機械的強度が損なわれやすい。したがって、ポリアミド樹脂(A)の末端アミノ基量を(低くしつつも)一定量以上とすることで、成形体の機械的強度を維持することができる。
以下、本発明の構成について、詳細に説明する。
1.ペレット
本発明のペレットは、ポリアミド樹脂(A)と、変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)と、安定化剤(C)とを含むポリアミド樹脂組成物を含む。
1−1.ポリアミド樹脂(A)
ポリアミド樹脂(A)は、1または2以上のポリアミド樹脂からなる。
1または2以上のポリアミド樹脂のそれぞれは、ジカルボン酸に由来する成分単位(a1)と、ジアミンに由来する成分単位(a2)とを含む。
[ジカルボン酸に由来する成分単位(a1)]
ジカルボン酸に由来する成分単位(a1)は、特に制限されないが、得られる成形体の機械的強度や耐熱性を高める観点では、テレフタル酸に由来する成分単位を含むことが好ましい。
テレフタル酸に由来する成分単位の含有量は、特に限定されないが、ジカルボン酸に由来する成分単位(a1)の総モル数に対して20〜100モル%であることが好ましい。上記成分単位の含有量が20モル%以上であると、ポリアミド樹脂の結晶性や機械的強度を高めやすい。上記成分単位の含有量は、同様の観点から、50〜100モル%であることがより好ましい。
ジカルボン酸に由来する成分単位(a1)は、本発明の効果を損なわない範囲で、上記以外の他のジカルボン酸に由来する成分単位をさらに含んでもよい。他のジカルボン酸の例には、テレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸や炭素原子数4〜20の脂肪族ジカルボン酸が含まれる。
テレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸の例には、2−メチルテレフタル酸、磯フタル酸、ナフタレンジカルボン酸が含まれる。炭素原子数4〜20の脂肪族ジカルボン酸は、好ましくは炭素原子数6〜12の脂肪族ジカルボン酸であり、その例には、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸が含まれ、好ましくはアジピン酸およびセバシン酸である。
他のジカルボン酸に由来する成分単位の合計含有量は、0〜80モル%であることが好ましく、0〜50モル%であることがより好ましい。
[ジアミンに由来する成分単位(a2)]
ジアミンに由来する成分単位(a2)は、特に制限されないが、脂肪族ジアミンに由来する成分単位および脂環式ジアミンに由来する成分単位の少なくとも一方を含むことが好ましい。
脂肪族ジアミンは、直鎖状の脂肪族ジアミンであってもよいし、分岐状の脂肪族ジアミンであってもよい。
直鎖状の脂肪族ジアミンは、炭素原子数4〜18の直鎖状の脂肪族ジアミンであることが好ましく、炭素原子数4〜8の直鎖状の脂肪族ジアミンであることがより好ましい。炭素原子数4〜18の直鎖状の脂肪族ジアミンの例には、1,4−ブタンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、1,7−ヘプタンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,9−ノナンジアミン、1,10−デカンジアミンなどが含まれる。中でも、1,6−ヘキサンジアミンおよび1,10−デカンジアミンが好ましく、1,6−ヘキサンジアミンがより好ましい。これらの脂肪族ジアミンは、1種であってもよいし、2種以上あってもよい。
分岐状の脂肪族ジアミンは、炭素原子数4〜18の分岐状の脂肪族ジアミンであることが好ましく、炭素原子数4〜8の分岐状の脂肪族ジアミンであることがより好ましい。炭素原子数4〜18の分岐状の脂肪族ジアミンの例には、2−メチル−1,5−ペンタンジアミン、2−メチル−1,8−オクタンジアミン、2−メチル−1,6−ヘキサンジアミン、2−メチル−1,7−ヘプタンジアミン、2−メチル−1,9−ノナンジアミン、2−メチル−1,10−デカンジアミンが含まれる。中でも、2−メチル−1,8−オクタンジアミンおよび2−メチル−1,5−ペンタンジアミンが好ましく、2−メチル−1,5−ペンタンジアミンがより好ましい。これらの脂肪族ジアミンは、1種であってもよいし、2種以上あってもよい。例えば、ジアミンに由来する成分単位(a2)は、2−メチル−1,8−オクタンジアミンに由来する成分単位と2−メチル−1,5−ペンタンジアミンに由来する成分単位のうち少なくとも一方を含むことが好ましい。
脂環式ジアミンは、炭素原子数3〜25、好ましくは6〜18の脂環式炭化水素環を有するジアミンである。脂環式ジアミンの例には、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、1,3−ビス(アミノシクロヘキシル)メタン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルメタンなどが好ましく、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、1,3−ビス(アミノシクロヘキシル)メタン、および1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサンが含まれる。これらの脂環式ジアミンは、1種であってもよいし、2種以上あってもよい。
中でも、ジアミンに由来する成分単位(a2)は、成形時の流動性を確保する観点などから、脂肪族ジアミンに由来する成分単位を含むことが好ましい。脂肪族ジアミンに由来する成分単位は、直鎖状の脂肪族ジアミンに由来する成分単位と、分岐状の脂肪族ジアミンに由来する成分単位とを含んでもよい。
脂肪族ジアミンに由来する成分単位と脂環式ジアミンに由来する成分単位の合計含有量(好ましくは脂肪族ジアミンに由来する成分単位の含有量)は、ジアミンに由来する成分単位(a2)の総モル数に対して55〜100モル%であることが好ましく、100モル%であってもよい。
また、脂肪族ジアミンに由来する成分単位における、分岐状の脂肪族ジアミンに由来する成分単位の含有量は、直鎖状の脂肪族ジアミンに由来する成分単位と分岐状の脂肪族ジアミンに由来する成分単位の合計含有量に対して0〜50モル%であることが好ましく、結晶化速度の違いによる耐熱性の観点では、7〜15モル%であってもよい。
[物性]
1または2以上のポリアミド樹脂のそれぞれの融点(Tm)は、280℃以上であることが好ましい。ポリアミド樹脂の融点(Tm)が280℃以上であると、得られる成形体の機械的強度や耐熱性が損なわれにくい。同様の観点から、ポリアミド樹脂の融点(Tm)は、290〜340℃であることが好ましい。
1または2以上のポリアミド樹脂のそれぞれのガラス転移温度(Tg)は、70℃以上であることが好ましく、80〜150℃であることがより好ましい。ポリアミド樹脂のガラス転移温度(Tg)が上記範囲内であると、耐熱性が損なわれにくい。
ポリアミド樹脂の融点(Tm)およびガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量計(DSC220C型、セイコーインスツル社製)を用いて測定することができる。
具体的には、約5mgのポリアミド樹脂を測定用アルミニウムパン中に密封し、室温から10℃/minで350℃まで加熱する。樹脂を完全融解させるために、360℃で3分間保持し、次いで、10℃/minで30℃まで冷却する。30℃で5分間置いた後、10℃/minで360℃まで2度目の加熱を行う。この2度目の加熱における吸熱ピークの温度(℃)をポリアミド樹脂の融点(Tm)とし、ガラス転移に相当する変位点をガラス転移温度(Tg)とする。
ポリアミド樹脂の融点(Tm)およびガラス転移温度(Tg)は、ジカルボン酸やジアミンの組成によって調整することができる。
1または2以上のポリアミド樹脂のそれぞれの、温度25℃、96.5%硫酸中で測定される極限粘度[η]は、0.5〜3.0dl/gであることが好ましい。ポリアミド樹脂の極限粘度[η]が0.5dl/g以上であると、得られる成形体の機械的強度(靱性など)を十分に高めやすく、3.0dl/g以下であると、成形時の流動性が損なわれにくい。ポリアミド樹脂の極限粘度[η]は、同様の観点から、0.6〜2.5dl/gであることがより好ましい。極限粘度[η]は、ポリアミド樹脂の末端封止量などによって調整することができる。
極限粘度は、JIS K6810−1977に準拠して測定することができる。
具体的には、ポリアミド樹脂0.5gを96.5%硫酸溶液50mlに溶解して試料溶液とする。この試料溶液の流下秒数を、ウベローデ粘度計を使用して、25±0.05℃の条件下で測定し、得られた値を下記式に当てはめて算出することができる。
[η]=ηSP/[C(1+0.205ηSP)]
上記式において、各代数または変数は、以下を表す。
[η]:極限粘度(dl/g)
ηSP:比粘度
C:試料濃度(g/dl)
ηSPは、以下の式によって求められる。
ηSP=(t−t0)/t0
t:試料溶液の流下秒数(秒)
t0:ブランク硫酸の流下秒数(秒)
ポリアミド樹脂(A)を構成するポリアミド樹脂のうち少なくとも1つは、熱劣化に起因するペレットの黒点を少なくする観点から、分子の末端基が末端封止剤で封止されていることが好ましい。
末端封止剤は、例えば分子末端がカルボキシル基の場合は、モノアミンであることが好ましく、分子末端がアミノ基である場合は、モノカルボン酸であることが好ましい。
モノアミンの例には、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミンなどの脂肪族モノアミン;シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミンなどの脂環式モ
ノアミン;アニリン、トルイジンなどの芳香族モノアミンが含まれる。モノカルボン酸の例には、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸およびリノ−ル酸などの炭素原子数2〜30の脂肪族モノカルボン酸;安息香酸、トルイル酸、ナフタレンカルボン酸、メチルナフタレンカルボン酸およびフェニル酢酸などの芳香族モノカルボン酸;およびシクロヘキサンカルボン酸などの脂環式モノカルボン酸が含まれる。芳香族モノカルボン酸および脂環式モノカルボン酸は、環状構造部分に置換基を有していてもよい。
前述の通り、樹脂の熱劣化に起因するペレットの黒点を少なくする観点から、ポリアミド樹脂(A)の末端アミノ基量は、従来よりも低いことが好ましい。
具体的には、ポリアミド樹脂(A)の末端アミノ基量は、20〜150mmol/kgであることが好ましい。ポリアミド樹脂(A)の末端アミノ基量が150mmol/kg以下であると、当該樹脂に適度な疎水性が付与されるため、例えば樹脂組成物を押出機で溶融混練する際に、(親水性を示す)金属製のスクリューなどへの付着を抑制しやすく、樹脂組成物の滞留を少なくしうる。それにより、樹脂の熱劣化を少なくし、ペレットの黒点を少なくすることができる。一方、末端アミノ基量が20mmol/kg以上であると、ポリアミド樹脂(A)と変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)との相溶性が損なわれにくいため、得られる成形体の機械的強度も損なわれにくい。同様の観点から、ポリアミド樹脂(A)の末端アミノ基量は、20〜100mmol/kgであることがより好ましく、20〜50mmol/kgであることがさらに好ましい。
ポリアミド樹脂(A)の末端アミノ基量は、以下の方法で測定することができる。
ポリアミド樹脂(A)1gをフェノール35mLに溶解させ、メタノールを2mL混合し、試料溶液とする。そして、チモールブルーを指示薬として、当該試料溶液に対して0.01規定のHCl水溶液を使用して青色から黄色になるまで滴定し、末端アミノ基量([NH]、単位:mmol/kg)を特定する。
ポリアミド樹脂(A)の末端アミノ基量は、ポリアミド樹脂組成物の調製時の仕込み比から算出してもよい。例えば、ポリアミド樹脂(A)が、ポリアミド樹脂(a1)x1(質量%)とポリアミド樹脂(a2)x2(質量%)の混合物である場合、ポリアミド樹脂(A)の末端アミノ基量は、下記式に基づいて算出することができる。
末端アミノ基量(mmol/kg)=x1*(y1/100)+x2*(y2/100)
(上記式において、
x1:ポリアミド樹脂(a1)の末端アミノ基量(mmol/kg)、
x2:ポリアミド樹脂(a2)の末端アミノ基量(mmol/kg)、
y1:ポリアミド樹脂(a1)の樹脂組成物中の含有量(質量%)、
y2:ポリアミド樹脂(a2)の樹脂組成物中の含有量(質量%))
ポリアミド樹脂(A)の末端アミノ基量は、各ポリアミド樹脂の調製時に使用するジアミンとジカルボン酸の仕込み比や末端封止量などによって調整される。また、ポリアミド樹脂(A)が、末端アミノ基量の異なる2以上のポリアミド樹脂からなる場合、それらの含有比によっても調整されうる。
あるいは、ポリアミド樹脂(A)は、脂肪族ジカルボン酸に由来する成分単位を含まないポリアミド樹脂(A1)と、脂肪族ジカルボン酸に由来する成分単位を含むポリアミド樹脂(A2)とを含んでもよいし;分岐状ジアミンに由来する成分単位を含むポリアミド樹脂(A1)と、分岐状ジアミンに由来する成分単位を含まないポリアミド樹脂(A2)とを含んでもよい。あるいは、脂肪族ジカルボン酸に由来する成分単位を含まず、分岐状ジアミンに由来する成分単位を含むポリアミド樹脂(A1)と、脂肪族ジカルボン酸に由来する成分単位を含み、かつ分岐状ジアミンに由来する成分単位を含まないポリアミド樹脂(A2)とを含んでもよい。ポリアミド樹脂(A1)と(A2)の含有比は、特に制限されないが、ポリアミド樹脂(A2)の含有量は、(A1)と(A2)の合計量に対して例えば35〜90質量%、好ましくは50〜75質量%としうる。
ポリアミド樹脂(A)を構成する1または2以上のポリアミド樹脂のそれぞれは、ジカルボン酸成分とジアミン成分との重縮合により製造することができる。反応させるジカルボン酸成分とジアミン成分との比(ジカルボン酸成分/ジアミン成分は、1未満、好ましくは0.91〜0.97としうる。
ポリアミド樹脂(A)の含有量は、ポリアミド樹脂(A)、変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)および安定化剤(C)の合計100質量部に対して55〜90質量部であることが好ましい。ポリアミド樹脂(A)の含有量が55質量部以上であると、ポリアミド樹脂(A)の特性が得られやすく、90質量部以下であると、変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)の含有量を確保しうるため、耐衝撃性などを高めやすい。同様の観点から、ポリアミド樹脂(A)の含有量は、変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)および安定化剤(C)の合計100質量部に対して60〜85質量部であることがより好ましい。なお、ポリアミド樹脂(A)の含有量は、ポリアミド樹脂(A)が2以上のポリアミド樹脂からなる場合、それらの合計量を意味する。
1−2.変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)
変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)は、エチレン・α−オレフィン共重合体を、不飽和カルボン酸またはその誘導体でグラフト変性したものである。
(エチレン・α−オレフィン共重合体)
原料となるエチレン・α−オレフィン共重合体は、エチレンに由来する成分単位と、α−オレフィンに由来する成分単位とを含む。
エチレンに由来する成分単位の含有量は、エチレン・α−オレフィン共重合体を構成する全成分単位に対して70モル%以上、好ましくは80〜98モル%である。
α−オレフィンは、好ましくは炭素原子数3〜20のα−オレフィンである。α−オレフィンの例には、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、1−デセンが含まれる。中でも、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテンが好ましく用いられる。これらのα−オレフィンは、1種であってもよいし、2種以上あってもよい。
エチレン・α−オレフィン共重合体の密度は、特に制限されないが、0.85〜0.95g/cmであることが好ましく、0.89〜0.95g/cmであることがより好ましく、0.9〜0.94g/cmであることがさらに好ましい。密度は、ASTM D792に準拠して、23℃で測定することができる。
エチレン・α−オレフィン共重合体の融点(Tm)は、特に制限されないが、例えば90〜127℃であることが好ましく、95〜125℃であることがより好ましい。融点は、示差走査熱量計(DSC)により10℃/minで昇温させたときの吸熱曲線の最大ピーク位置の温度として測定することができる。なお、融点を示さない非晶性のエチレン・α−オレフィン共重合体を使用することもできる。
エチレン・α−オレフィン共重合体は、通常、X線回折法により測定される結晶化度は、20〜60%であることが好ましく、25〜55%であることがより好ましい。あるいは、非晶性のものも使用することができる。
エチレン・α−オレフィン共重合体のメルトフローレート(MFR:ASTM D 1238、190℃、2.16kg荷重)は、特に制限されないが、0.01〜100g/10分であることが好ましく、0.1〜50g/10分であることがより好ましく、0.2〜20g/10分であることがさらに好ましい。
(不飽和カルボン酸)
不飽和カルボン酸の例には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸が含まれる。不飽和カルボン酸の誘導体の例には、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸などの酸無水物;アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸グリシジル、マレイン酸モノエチルエステル、マレイン酸ジエチルエステル、フマル酸モノメチルエステル、フマル酸ジメチルエステル、イタコン酸モノメチルエステル、イタコン酸ジエチルエステルなどのエステル類;
アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイン酸モノアミド、マレイン酸ジアミド、マレイン酸−N−モノエチルアミド、マレイン酸−N,N−ジエチルアミド、マレイン酸−N−モノブチルアミド、マレイン酸−N,N−ジブチルアミド、フマル酸モノアミド、フマル酸ジアミド、フマル酸−N−モノブチルアミド、フマル酸−N,N−ジブチルアミドなどのアミド類;マレイミド、N−ブチルマレイミド、N−フェニルマレイミドなどのイミド類;アクリル酸ナトリウム、メタクリル酸ナトリウム、アクリル酸カリウム、メタクリル酸カリウムなどの金属塩が含まれる。中でも、無水マレイン酸を使用するのが好ましい。
不飽和カルボン酸またはその誘導体(グラフトモノマー)を用いたエチレン・α−オレフィン共重合体へのグラフト変性は、公知の方法で行うことができる。例えば、エチレン・α−オレフィン共重合体を、押出機を用いて溶融させ、グラフトモノマーを添加してグラフト共重合させる溶融変性法、あるいはエチレン・α−オレフィン共重合体を溶媒に溶解させ、グラフトモノマーを添加してグラフト共重合させる溶液変性法がある。いずれの場合にも、グラフトモノマーを効率よくグラフト共重合させるためには、ラジカル開始剤の存在下に反応を開始することが好ましい。
ラジカル開始剤は、ジクミルペルオキシド、ジ−tert−ブチルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ペルオキシベンゾエート)ヘキシン−3、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルペルオキシ)ヘキサン、1,4−ビス(tert−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼンなどのジアルキルペルオキシドなどの有機ペルオキシドでありうる。
(変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B))
変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)の不飽和カルボン酸またはその誘導体に由来する成分単位の含有量(不飽和カルボン酸またはその誘導体のグラフト量)は、変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)100質量%に対して、0.01〜5質量%であることが好ましく、0.1〜3質量%であることがより好ましい。
不飽和カルボン酸またはその誘導体のグラフト量は、変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B1−1)調製時の仕込み比から算出するか、または、NMR法とIR法とを併用して測定することができる。
不飽和カルボン酸またはその誘導体のグラフト量の測定は、具体的には、以下の手順で行うことができる。
1)グラフト量の異なる変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)のサンプルを幾つか準備し、それらのグラフト量をNMR法で測定する。さらに、これらのサンプルについて、赤外分光(IR)測定を行う。そして、得られたNMR測定によるグラフト量と、赤外分光(IR)スペクトルの特定のピークの強度比の検量線を作成する。
2)次いで、測定対象となる変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)について、IR測定を行い、赤外分光(IR)スペクトルの特定のピークの強度比を測定する。
3)上記2)で得られた測定結果を、上記1)で得られた検量線と照合して、測定対象となる変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)のグラフト量を特定する。
この方法では、樹脂や官能基の種類に応じて検量線を作成する必要がある。
上記1)におけるNMR法の測定条件は、以下の通りとしうる。
H-NMR測定の場合、日本電子(株)製ECX400型核磁気共鳴装置を用い、溶媒は重水素化オルトジクロロベンゼンとし、試料濃度は20mg/0.6mL、測定温度は120℃、観測核はH(400MHz)、シーケンスはシングルパルス、パルス幅は5.12μ秒(45°パルス)、繰り返し時間は7.0秒、積算回数は500回以上とする条件である。基準のケミカルシフトは、テトラメチルシランの水素を0ppmとするが、他にも、重水素化オルトジクロロベンゼンの残存水素由来のピークを7.10ppmとしてケミカルシフトの基準値とすることでも同様の結果を得ることができる。官能基含有化合物由来のHなどのピークは、常法によりアサインしうる。
13C-NMR測定の場合、測定装置は日本電子(株)製ECP500型核磁気共鳴装置を用い、溶媒としてオルトジクロロベンゼン/重ベンゼン(80/20容量%)混合溶媒、測定温度は120℃、観測核は13C(125MHz)、シングルパルスプロトンデカップリング、45°パルス、繰り返し時間は5.5秒、積算回数は1万回以上、27.50ppmをケミカルシフトの基準値とする条件である。各種シグナルのアサインは常法を基にして行い、シグナル強度の積算値を基に定量を行うことができる。
変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)の密度、融点(Tm)およびMFRの範囲、原料であるエチレン・α−オレフィン共重合体の密度、融点(Tm)およびMFRの範囲とそれぞれ同様でありうる。
変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)の含有量は、ポリアミド樹脂(A)、変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)および安定化剤(C)の合計100質量部に対して5〜40質量部であることが好ましい。変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)の含有量が5質量部以上であると、得られる成形体の耐衝撃性を高めやすく、40質量部以下であると、得られる成形体の機械的強度などが損なわれにくい。同様の観点から、変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)の含有量は、ポリアミド樹脂(A)、変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)および安定化剤(C)の合計100質量部に対して10〜30質量部であることがより好ましい。
1−3.安定化剤(C)
安定化剤(C)は、安定化剤(C1)と、安定化剤(C2)とを含む。
(安定化剤(C1))
安定化剤(C1)は、ペルオキシラジカルを捕獲するものであることが好ましい。そのような安定化剤(C1)の例には、ヒンダードフェノール系安定化剤およびヒンダードアミン系安定化剤が含まれる。
ヒンダードフェノール系安定化剤は、ヒンダードフェノール骨格(フェノール性水酸基の一方または両方のオルト位がtert−ブチル基で置換された骨格)を有する化合物である。ヒンダードフェノール系安定化剤の例には、ペンタエリスリトールテトラキス[β−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ステアリル−β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼンまたは1,3,5−トリス(4−tert−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6−(1H,3H,5H)−トリオンが含まれる。
ヒンダードアミン系安定化剤は、ヒンダードアミン骨格を有する化合物であり、その例には、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルステアレート、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルベンゾエート、N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ドデシルコハク酸イミド、1−〔(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシエチル〕−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル−(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、テトラ(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ブタンテトラカルボキシレート、テトラ(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)ブタンテトラカルボキシレート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)・ジ(トリデシル)ブタンテトラカルボキシレート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)・ジ(トリデシル)ブタンテトラカルボキシレートが含まれる。
安定化剤(C1)は、ホスファイト骨格やチオエーテル骨格をさらに有してもよい。そのような安定化剤の例には、スミライザーGP(住友化学社製)が含まれる。ただし、安定化剤(C1)がホスファイト骨格やチオエーテル骨格をさらに有する場合、安定化剤(C2)は、ヒンダードフェノール骨格やヒンダードアミン骨格を有しないものとする。
(安定化剤(C2))
安定化剤(C2)は、生成したヒドロペルオキシドを捕捉し、安定化させるものであることが好ましい。そのような安定化剤(C2)の例には、ホスファイト系安定化剤およびチオエーテル系安定化剤が含まれる。
ホスファイト系安定化剤およびチオエーテル系安定化剤は、特に制限されないが、樹脂の溶融温度で機能するものであることが好ましい。そのような観点では、ホスファイト系安定化剤およびチオエーテル系安定化剤の融点は、100〜300℃であることが好ましい。融点が上記範囲内であると、溶融混練時などにおいて安定化剤(C2)を安定に機能させやすい。融点は、DSCにより測定されうる。
また、ホスファイト系安定化剤およびチオエーテル系安定化剤は、ポリアミド樹脂(A)と相溶するものであることが好ましい。そのような観点では、ホスファイト系安定化剤およびチオエーテル系安定化剤は、芳香環を含む化合物であることが好ましく、ヒンダードフェノール骨格を有する化合物であることが好ましい。
ホスファイト系安定化剤の例には、ポリ(ジプロピレングリコール)フェニルホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスフェート、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2,4,6−トリ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、テトラ(2,4−ジ−tert−ブチルフェノール)−4,4’−ビフェニルジホスファイトまたは3,9−ビスオクタデシルオキシ−2,4,8,10−テトラオキサ−3,9−ジホスファスピロ[5.5]ウンデカンが含まれる。
チオエーテル系安定化剤の例には、ビス[2−メチル−4−(3−n−アルキチオプロピオニルオキシ)−5−t−ブチルフェニル]スルフィドが含まれる。
中でも、安定化剤(C1)が、ヒンダードフェノール系安定化剤であり、かつ安定化剤(C2)が、ホスファイト系安定化剤であることが好ましい。末端アミノ基量が所定の範囲に調整されたポリアミド樹脂(A)と組み合わせることで、ペレットの黒点を高度に抑制しうるからである。
安定化剤(C2)の含有量は、安定化剤(C1)と安定化剤(C2)の合計含有量に対して50〜75質量%であることが好ましく、50〜65質量%であることがより好ましい。
安定化剤(C)の含有量は、ポリアミド樹脂(A)、変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)および安定化剤(C)の合計100質量部に対して0.1〜5質量部であることが好ましい。安定化剤(C)の含有量が0.1質量部以上であると、ペレットの黒点を低減しやすく、5質量部以下であると、ブリードアウトによる外観性が損なわれにくい。同様の観点から、安定化剤(C)の含有量は、ポリアミド樹脂(A)、変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)および安定化剤(C)の合計100質量部に対して0.3〜5質量部であることがより好ましい。
ポリアミド樹脂(A)、変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)および安定化剤(C)の合計量は、ポリアミド樹脂組成物に対して80質量%以上であることが好ましく、90〜100質量%であることがより好ましく、100質量%であってもよい。
1−4.他の成分
本発明のポリアミド樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、上記以外の他の成分をさらに含んでもよい。他の成分の例には、無機充填材や顔料、染料、耐候剤、結晶核剤、帯電防止剤、可塑剤、その他の重合体が含まれる。中でも、ポリアミド樹脂組成物は、成形体の機械的強度を高める観点では、無機充填材を含むことが好ましい。
無機充填材は、機械的強度を高めやすい観点などから、繊維状充填材であることが好ましい。繊維状充填材の例には、ガラス繊維、ワラストナイト、チタン酸カリウムウィスカー、炭酸カルシウムウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィスカー、硫酸マグネシウムウィスカー、酸化亜鉛ウィスカー、ミルドファイバーおよびカットファイバーなどが含まれる。中でも、成形体の機械的強度を高めやすい観点などから、ワラストナイトまたはガラス繊維が好ましい。
繊維状充填材の平均繊維長は、樹脂組成物の成形性、および得られる成形体の機械的強度や耐熱性の観点から、例えば1μm〜20mm、好ましくは5μm〜10mmとしうる。また、繊維状充填材のアスペクト比は、例えば5〜2000、好ましくは30〜600としうる。
1−5.ペレットの特性
本発明のペレットは、上記ポリアミド樹脂組成物からなり、ポリアミド樹脂(A)を主成分とする連続相と、変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)を主成分とする分散相とを有する。
変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)の分散相の平均粒子径(分散粒子径)は、特に制限されないが、通常、2μm以下であり、好ましくは0.1〜1.3μmでありうる。それにより、耐熱性や耐衝撃性、ブロッキング抑制の観点で好ましい。分散相の平均粒子径の調整は、ポリアミド樹脂(A)と変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)の含有比や混練条件などで調整することができる。
ペレットの平均粒子径は、特に限定されないが、成形機への樹脂の供給や樹脂の溶融を円滑に行いやすくする観点などから、ストランド方向に1〜7mm、好ましくは2〜5mmであり、カッテイング方向(ストランド方向と直交する方向)に1〜5mm、好ましくは2〜4mmである。
ペレットは、前述の通り、ポリアミド樹脂(A)の末端アミノ基量が一定以下に調整され、かつ2種以上の特定の安定化剤(C)を含むポリアミド樹脂組成物で構成されている。そのため、溶融混練して得られるペレットは、熱劣化による黒点が低減されている。
具体的には、ペレット200gを採取し、ペレット表面の黒点数を目視観察によりカウントした際に、黒点の数が80個未満であることが好ましく、60個以下であることがより好ましい。
1−6.ペレットの製造方法
本発明のペレットは、上記各成分を溶融混練した後、造粒または粉砕する工程を経て製造することができる。
溶融温度(例えばシリンダー温度)は、特に制限されないが、ポリアミド樹脂(A)を構成するポリアミド樹脂のうち最も融点が高いポリアミド樹脂の融点をTmaxとしたとき、(Tmax−315)〜(Tmax+330)℃であることが好ましく、(Tmax−300)〜(Tmax+325)℃であることがより好ましい。
溶融混練は、任意の混練方法、例えば一軸押出機、多軸押出機、ニーダー、またはバンバリーミキサーで行うことができる。
溶融混練の前に、必要に応じて上記各成分を混合してもよい。混合は、例えばヘンシェルミキサー、Vブレンダー、リボンブレンダー、またはタンブラーブレンダーで混合する方法で行うことができる。
2.成形体の製造方法
本発明のペレットは、成形体の製造に好適に用いられる。すなわち、成形体の製造方法は、本発明のペレットを溶融成形して成形体を得る工程を含む。
溶融成形は、任意の溶融成形法、例えば圧縮成形法、射出成形法または押出成形法などにより行うことができる。例えば、押出成形法では、本発明のペレットをホッパーに供給し、ホッパー内で加熱乾燥を行った後、押出機で溶融混練して、所望の形状の成形体を製造することができる。
ホッパー内でのペレットの加熱乾燥は、任意の方法、例えば加熱乾燥エアまたは加熱乾燥窒素ガスを供給し、ペレットとこれらの加熱気流とを所定時間接触させて行うことができる。加熱乾燥エアまたは加熱乾燥窒素ガスの温度は、例えば80〜120℃とし;接触時間は、例えば1〜6時間としうる。
ペレットの溶融温度(例えばシリンダー温度)は、特に制限されないが、例えばポリアミド樹脂(A)を構成するポリアミド樹脂のうち最も融点が高いポリアミド樹脂の融点をTmaxとしたとき、(Tmax−315)〜(Tmax+325)℃としうる。例えば、溶融温度は、350〜300℃程度としうる。
本発明のペレットは、種々の成形体の製造に用いることができる。成形体の用途は、特に限定されないが、例えば複雑な金型を用いて成形される製品、例えば電子回路を相互に連結するコネクター、電動工具および一般工業部品、ギヤおよびカムなどのような機械部品、プリント配線基板および電子部品のハウジングなどのような電子部品、自動車内外装部品、エンジンルーム内部品および自動車電装部品などが含まれる。中でも、自動車内外装部品、エンジンルーム内部品および自動車電装部品などを形成するための樹脂としても好適である。
以下において、実施例を参照して本発明を説明する。実施例によって、本発明の範囲は限定して解釈されない。
1.構成材料について
(1)ポリアミド樹脂(A)
<ポリアミド(PA−1−i)の調製>
1,6−ヘキサンジアミン139.3g(1.20モル)、2−メチル−1,5−ペンタンジアミン139.3(1.20モル)、テレフタル酸365.5g(2.2モル)、触媒として次亜リン酸ナトリウム0.55g(5.2×10−3モル)、およびイオン交換水64mL、を1リットルの反応器に仕込み、窒素置換後、250℃、35kg/cmの条件で1時間反応を行った。1,6−ヘキサンジアミンと2−メチル−1,5−ペンタンジアミンとのモル比は50:50であった。次いで、1時間経過後、この反応器内に生成した反応生成物を、この反応器と連結され、かつ圧力を約10kg/cm低く設定した受け器に抜き出し、極限粘度[η]が0.15dL/gのポリアミド前駆体561gを得た。次いで、このポリアミド前駆体を乾燥し、二軸押出機を用いてシリンダー設定温度330℃で溶融重合してポリアミド(PA−1−i)を得た。
得られたポリアミド(PA−1−i)の組成は、ジカルボン酸に由来する成分単位(a1)中のテレフタル酸に由来する成分単位の含有量は100モル%であり;ジアミンに由来する成分単位(a2)中の1,6−ヘキサンジアミンに由来する成分単位の含有量は50モル%、2−メチル−1,5−ペンタンジアミンに由来する成分単位の含有量は50モル%であった。また、ポリアミド(PA−1−i)の極限粘度[η]は0.9dL/gであり、融点は300℃であり、末端アミノ基量は203mmol/kgであった。
<ポリアミド(PA−1−ii)の調製>
分子量調節剤として安息香酸1.4g(1.15×10−2モル)を加えた以外は、ポリアミド(PA−1−i)の調整と同様に行った。
得られたポリアミド(PA−1−ii)の組成は、ポリアミド(PA−1−i)と同様であり、また、ポリアミド(PA−1−ii)の極限粘度[η]は0.9dL/gであり、融点は300℃であり、末端アミノ基量は179mmol/kgであった。
<ポリアミド(PA−1−iii)の調製>
分子量調節剤として安息香酸9.8g(8.02×10−2モル)を加えた以外は、ポリアミド(PA−1−i)の調整と同様に行った。
得られたポリアミド(PA−1−iii)の組成は、ポリアミド(PA−1−i)と同様であり、また、ポリアミド(PA−1−iii)の極限粘度[η]は0.9dL/gであり、融点は300℃であり、末端アミノ基量は53mmol/kgであった。
<ポリアミド(PA−1−iv)の調製>
分子量調節剤として安息香酸11.5g(9.42×10−2モル)を加えた以外は、ポリアミド(PA−1−i)の調整と同様に行った。
得られたポリアミド(PA−1−iv)の組成は、ポリアミド(PA−1−i)と同様であり、また、ポリアミド(PA−1−iv)の極限粘度[η]は0.9dL/gであり、融点は300℃であり、末端アミノ基量は27mmol/kgであった。
<ポリアミド(PA−1−v)の調製>
分子量調節剤として安息香酸12.1g(9.91×10−2モル)を加えた以外は、ポリアミド(PA−1−i)の調整と同様に行った。
得られたポリアミド(PA−1−v)の組成は、ポリアミド(PA−1−i)と同様であり、また、ポリアミド(PA−1−v)の極限粘度[η]は0.9dL/gであり、融点は310℃であり、末端アミノ基量は18mmol/kgであった。
<ポリアミド(PA−2−i)の調製>
1,6−ヘキサンジアミン269g(2.32モル)、テレフタル酸205.6g(1.24モル)、アジピン酸148.0g(1.01モル)、触媒として次亜リン酸ナトリウム0.48g(4.50×10−3モル)、およびイオン交換水62mL、を1リットルの反応器に仕込み、窒素置換後、250℃、35kg/cmの条件で1時間反応を行った。テレフタル酸とアジピン酸とのモル比は55:45である。1時間経過後、この反応器内に生成した反応生成物を、この反応器と連結され、且つ圧力を約10kg/cm2低く設定した受け器に抜き出し、極限粘度[η]が0.15dL/gのポリアミド前駆体559gを得た。次いで、このポリアミド前駆体を乾燥し、二軸押出機を用いてシリンダー設定温度330℃で溶融重合してポリアミド(PA−2−i)を得た。
得られたポリアミド(PA−2−i)の組成は、次のとおりである。すなわち、ジカルボン酸に由来する成分単位(a1)中のテレフタル酸に由来する成分単位の含有量は55モル%、アジピン酸に由来する成分単位の含有量は45モル%であり;ジアミンに由来する成分単位(a2)中の1,6−ヘキサンジアミンに由来する成分単位の含有量は100モル%であった。また、ポリアミド(PA−2)の極限粘度[η]は0.9dL/gであり、融点は310℃であり、末端アミノ基量は208mmol/kgであった。
<ポリアミド(PA−2−ii)の調製>
分子量調節剤として安息香酸1.4g(1.15×10−2モル)を加えた以外は、ポリアミド(PA−2−i)の調整と同様に行った。
得られたポリアミド(PA−2−ii)の組成は、ポリアミド(PA−2−i)と同様であり、また、ポリアミド(PA−2−ii)の極限粘度[η]は0.9dL/gであり、融点は310℃であり、末端アミノ基量は182mmol/kgであった。
<ポリアミド(PA−2−iii)の調製>
分子量調節剤として安息香酸9.8g(8.02×10−2モル)を加えた以外は、ポリアミド(PA−2−i)の調整と同様に行った。
得られたポリアミド(PA−2−iii)の組成は、ポリアミド(PA−2−i)と同様であり、また、ポリアミド(PA−2−iii)の極限粘度[η]は0.9dL/gであり、融点は310℃であり、末端アミノ基量は58mmol/kgであった。
<ポリアミド(PA−2−iv)の調製>
分子量調節剤として安息香酸11.5g(9.42×10−2モル)を加えた以外は、ポリアミド(PA−2−i)の調整と同様に行った。
得られたポリアミド(PA−2−iv)の組成は、ポリアミド(PA−2−i)と同様であり、また、ポリアミド(PA−2−iv)の極限粘度[η]は0.9dL/gであり、融点は310℃であり、末端アミノ基量は29mmol/kgであった。
<ポリアミド(PA−2−v)の調製>
分子量調節剤として安息香酸12.1g(9.91×10−2モル)を加えた以外は、ポリアミド(PA−2−i)の調整と同様に行った。
得られたポリアミド(PA−2−v)の組成は、ポリアミド(PA−2−i)と同様であり、また、ポリアミド(PA−2−v)の極限粘度[η]は0.9dL/gであり、融点は310℃であり、末端アミノ基量は19mmol/kgであった。
得られたポリアミド樹脂(PA−1)および(PA−2)の組成および物性を、表1に示す。
Figure 2021161210
極限粘度[η]、融点(Tm)および末端アミノ基量は、以下の方法で測定した。
(極限粘度[η])
JIS K6810−1977に準拠して、ポリアミド樹脂0.5gを96.5%硫酸溶液50mlに溶解させて、試料溶液とした。得られた試料溶液の流下秒数を、ウベローデ粘度計を使用して25±0.05℃の条件下で測定した。測定結果を下記式に当てはめて、ポリアミド樹脂の極限粘度[η]を算出した。
[η]=ηSP/[C(1+0.205ηSP)]
ηSP=(t−t0)/t0
[η]:極限粘度(dl/g)
ηSP:比粘度
C:試料濃度(g/dl)
t:試料溶液の流下秒数(秒)
t0:ブランク硫酸の流下秒数(秒)
(融点(Tm))
ポリアミド樹脂の融点(Tm)は、示差走査熱量計(DSC220C型、セイコーインスツル社製)を用いて測定した。具体的には、約5mgのポリアミド樹脂を測定用アルミニウムパン中に密封し、示差走査熱量計にセットした。そして、室温から10℃/minで350℃まで加熱した。当該樹脂を完全融解させるために、360℃で3分間保持し、次いで、10℃/minで30℃まで冷却した。30℃で5分間置いた後、10℃/minで360℃まで2度目の加熱を行った。この2度目の加熱における吸熱ピークの温度(℃)をポリアミド樹脂の融点(Tm)とした。
(末端アミノ基量)
ポリアミド樹脂(A)1gをフェノール35mLに溶解させ、メタノールを2mL混合し、試料溶液とした。そして、チモールブルーを指示薬として、当該試料溶液に対して0.01規定のHCl水溶液を使用して青色から黄色になるまで滴定し、末端アミノ基量([NH]、単位:mmol/kg)を測定した。
(2)変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)
<変性エチレン・1−ブテン共重合体(MAH−PE)の製造>
Ti系触媒を用いて調製したエチレン・1−ブテン共重合体(密度=0.920g/cm、融点=124℃、結晶化度=48%、MFR(ASTM D 1238、190℃、2.16kg荷重)=1.0g/10分、エチレン含有量=96モル%)100質量部、無水マレイン酸0.8質量部、および過酸化物(商品名:パーヘキシン−25B、日本油脂(株)製)0.07質量部、をヘンシェルミキサーで混合し、得られた混合物を230℃に設定した65mmφの一軸押出機で溶融グラフト変性して、変性エチレン・1−ブテン共重合体(MAH−PE)を得た。
得られた変性エチレン・1−ブテン共重合体(MAH−PE)の無水マレイン酸グラフト量をIR分析で測定したところ、0.8質量%であった。また、MFRは0.27g/10分であり、融点は122℃であった。
(メルトフローレート(MFR))
ASTM D1238に準拠して、190℃、2.16Kgの荷重の条件で測定した。
(密度)
ASTM D792に準拠して、23℃で測定した。
(グラフト量)
不飽和カルボン酸またはその誘導体のグラフト量の測定は、具体的には、以下の手順で行うことができる。
1)グラフト量の異なる変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)のサンプルを幾つか準備しておき、それらのグラフト量をH−NMR法で測定した。一方で、これらのサンプルについて、赤外分光(IR)測定を行った。そして、得られたNMR測定によるグラフト量と、赤外分光(IR)スペクトルの特定のピークの強度比との検量線を作成した。
2)次いで、測定対象となる変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)の赤外分光(IR)スペクトルの特定のピークの強度比を測定した。
3)上記2)で測定された結果を、検量線と照合して、測定対象となる変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)のグラフト量を特定した。
なお、NMR測定およびIR測定条件は、前述の通りとした。
(3)安定化剤(C)
(安定化剤(C1))
イルガノックス1010(BASFジャパン社製、ヒンダードフェノール系安定化剤、ペンタエリトリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオナート])
(安定化剤(C2))
イルガホス168(BASFジャパン社製、ホスファイト系安定化剤、亜りん酸トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)、融点183〜186℃)
2.ポリアミド樹脂組成物のペレットの作製および評価
[実施例1〜8および比較例1〜4]
表2に示されるポリアミド樹脂(A)、変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)、および安定化剤(C)を、表2に示される割合で混合した。この混合物を、(株)日本製鋼所製二軸押出機(スクリュー径30mm、L/D=49、バレル温度300〜320℃)でストランド状に製造し、これをペレタイザーでペレット化した。
得られたペレットの黒点を、以下の方法で評価した。
(黒点)
得られたペレット200gを採取し、ペレット表面の黒点数を目視観察してカウントした。
また、得られたペレットを用いて得られる成形体の機械的強度を、以下の方法で測定した。
(成形体の引張強度)
得られたペレットを、下記の射出成形機を用いて、下記の条件で成形して、厚み4mmのISO試験片を得た。
(成形条件)
成形機:東芝EC75N−2A 電動式射出成型機
成形機シリンダー温度:320℃
金型温度:50℃
得られた試験片を、温度23℃、相対湿度50%の雰囲気下で引張試験を行い、引張強度(MPa)を測定した。
実施例1〜8および比較例1〜4の評価結果を、表2に示す。
Figure 2021161210
表2に示されるように、末端アミノ基量が所定の範囲内であり、かつ特定の2種類の安定化剤を含む実施例1〜8のポリアミド樹脂組成物のペレットは、黒点が少なく、得られる成形体の引張強度も高いことがわかる。
また、安定化剤(C)の含有量を、(A)、(B)および(C)の合計を100質量部に対して0.5質量部以上とすることで、ペレット中の黒点を一層少なくしうることがわかる。
これに対し、末端アミノ基量が多すぎる比較例2および3のポリアミド樹脂組成物のペレットは、黒点が多いことがわかる。一方、末端アミノ基量が少なすぎる比較例4のポリアミド樹脂組成物のペレットは、ポリアミド樹脂(A)の末端アミノ基と変性エチレン・α-オレフィン共重合体(B)の無水マレイン酸との反応が少なくなる、つまり相溶性が低下するために得られる成形体の引張強度が低いことがわかる。また、末端アミノ基量が所定の範囲内であるポリアミド樹脂(A)を含んでいても、安定化剤を1種類しか含まない比較例1のポリアミド樹脂組成物のペレットは、黒点が多いことがわかる。
本発明によれば、ペレットにおける黒点が少なく、かつ良好な機械的強度を有する成形体を付与しうるペレットおよびそれを用いた成形体の製造方法を提供することができる。

Claims (7)

  1. ポリアミド樹脂(A)を55〜90質量部と、
    エチレン・α−オレフィン共重合体を不飽和カルボン酸またはその誘導体で変性してなる、グラフト量が0.01〜5質量%の変性エチレン・α−オレフィン共重合体(B)を5〜40質量部と、
    安定化剤(C)を0.1〜5質量部と
    を含むポリアミド樹脂組成物(ただし、(A)、(B)および(C)の合計を100質量部とする)を含むペレットであって、
    前記ポリアミド樹脂(A)は、1または2以上のポリアミド樹脂からなり、
    前記1または2以上のポリアミド樹脂のそれぞれは、テレフタル酸に由来する成分単位を含むジカルボン酸に由来する成分単位(a1)と、脂肪族ジアミンに由来する成分単位と脂環式ジアミンに由来する成分単位の少なくとも一方を含むジアミンに由来する成分単位(a2)とを含み、かつ融点は280℃以上であり、かつ
    前記ポリアミド樹脂(A)の末端アミノ基量は、20〜150mmol/kgであり、
    前記安定化剤(C)は、ヒンダードフェノール系安定化剤およびヒンダードアミン系安定化剤からなる群より選ばれる安定化剤(C1)と、ホスファイト系安定化剤およびチオエーテル系安定化剤からなる群より選ばれる安定化剤(C2)とを含む、
    ペレット。
  2. 前記安定化剤(C1)は、前記ヒンダードフェノール系安定化剤を含み、かつ
    前記安定化剤(C2)は、前記ホスファイト系安定化剤を含む、
    請求項1に記載のペレット。
  3. 前記安定化剤(C2)の含有量は、前記安定化剤(C1)と前記安定化剤(C2)の合計含有量に対して50〜75質量%である、
    請求項1または2に記載のペレット。
  4. 前記安定化剤(C)の含有量は、(A)、(B)および(C)の合計100質量部に対して0.3〜5質量部である、
    請求項1〜3のいずれか一項に記載のペレット。
  5. 前記脂肪族ジアミンに由来する成分単位は、炭素原子数4〜8の直鎖状の脂肪族ジアミンに由来する成分単位を含む、
    請求項1〜4のいずれか一項に記載のペレット。
  6. 前記炭素原子数4〜8の直鎖状の脂肪族ジアミンに由来する成分単位は、1,6−ヘキサンジアミンに由来する成分単位を含む、
    請求項5に記載のペレット。
  7. 請求項1〜6のいずれか一項に記載のペレットを溶融成形して成形体を得る工程を含む、
    成形体の製造方法。
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