JP2021522357A - 難燃剤ポリアミド組成物 - Google Patents

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Abstract

要約書:本発明は難燃剤ポリアミド組成物に関する。様々な態様において、本発明は、組成物の約30重量%〜約99重量%のポリアミドを含む難燃剤ポリアミド組成物を提供する。ポリアミドは、90%ギ酸中の8.4重量%溶液として測定される20以上〜33以下の相対粘度(RV)を有する。組成物はまた、1種又は複数の難燃剤添加剤を含む。本発明の様々な態様は、同じ又はより高い濃度の難燃剤添加剤を含むが、20未満又は33超であるRVを有するポリアミドを使用する対応する組成物と比較して、改善された難燃特性を有する組成物を提供する。

Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、参照によりその開示全体が本明細書に組み込まれる、2018年4月18日出願の米国仮特許出願第62/659,350号に対する優先権の利益を主張する。
難燃剤(FR)添加剤をポリアミド系組成物に組み込むことは、組成物の難燃特性を改善する従来のアプローチである。所望の機械的特性に応じて、このようなシステムは、補強充填剤又は非補強充填剤で無充填又は充填されてもよい。しかし、樹脂の難燃特性及び樹脂の機械的特性及び加工特性に対する難燃剤添加剤及び充填剤の効果の間には相互作用がある。更に、難燃剤添加剤の量は、通常、組成物全体の有意な割合であり、この割合は、充填剤の濃度が増加するにつれて増加する傾向がある;例えば、いくつかの無充填系は、ほぼ95重量%のポリアミドで構成されてもよく、一方、例えば、25重量%のガラス充填難燃剤ポリアミドは、40重量%未満のポリアミドから構成されてもよい。したがって、充填又は未充填のいずれであっても、所望の難燃特性及び許容可能な加工特性の両方を有するポリアミド系を、好適な機械的特性と組み合わせて設計することは難題であり得る。
更に、樹脂系中の全ての非ポリアミド成分の合計量が増加すると、配合段階及び成形段階の両方において許容可能な溶融加工特性が求められる。所望の難燃特性、機械的特性、及び加工特性に加えて、電気特性(例えば、誘電強度、体積及び表面抵抗率、及び比較追跡抵抗)、表面光沢、色、熱安定性、UV安定性、腐食性、移行抵抗性、耐薬品性、毒性、並びにコスト効率などの非技術的要件などの他の所望の特性があってもよく、これらに限定されるものではない。これらの他の所望の特性を達成するために、他の機能性添加剤を難燃剤組成物に組み込むことができ、その存在は難燃特性、機械的特性、及び加工特性に影響を及ぼし得る。
当業者への1つの課題は、樹脂系内の構成要素間の相互作用が、これらの要件を達成する際に互いに対抗し得るときに、これらの多様な要件を達成する手段を発見することである。そのため、市販されている様々な難燃剤添加剤及び機能性添加剤であっても、機械的、加工、及び他の必要な特性と組み合わせて、一緒に、所望の難燃特性(例えば、アンダーライターズラボラトリーズ試験番号UL94試験における0.4mm厚の燃焼性試験片におけるV−0評価)を達成することができる、非充填樹脂又は充填樹脂中の成分の組み合わせを見つけることは、当技術分野の通常の技術を有する者にとって予測可能な経路ではない。
様々な態様において、本発明は、組成物の約30重量%〜約99重量%のポリアミドを含む難燃剤ポリアミド組成物を提供する。ポリアミドは、20以上〜33以下の相対粘度(RV)を有する。組成物はまた、1種又は複数の難燃剤添加剤を含む。
様々な態様において、本発明は、組成物の約30重量%〜約99重量%のナイロン66を含む難燃剤ポリアミド組成物を提供する。ナイロン66は、20以上〜33以下のRVを有する。組成物はまた、組成物の約1重量%〜約50重量%である1種又は複数の難燃剤添加剤を含む。組成物は、アンダーライターズラボラトリーズ試験番号UL94によって測定される0.4mmでのV−2、V−1、又はV−0の難燃性評価を有する。
様々な態様において、本発明は、組成物の約80重量%〜約99重量%のナイロン66を含む難燃剤ポリアミド組成物を提供する。ナイロン66は、20以上〜33以下のRVを有する。組成物はまた、組成物の約1重量%〜約20重量%である1種又は複数の難燃剤添加剤を含み、1種又は複数の難燃剤添加剤は、メラミンシアヌラート、アルミニウムジエチルホスフィナート、メラミンポリホスファート、ブロモポリスチレン、三酸化アンチモン、脱水ホウ酸亜鉛、及びこれらの組み合わせから選択される。組成物は、ガラス繊維を実質的に含まず、組成物は、アンダーライターズラボラトリーズ試験番号UL94によって測定される0.4mmでのV−2、V−1、又はV−0の難燃性評価を有する。組成物は、アンダーライターズラボラトリーズ試験番号UL94によって測定される0.4mmでのV−0の難燃性評価を有することができる。
様々な態様において、本発明は、組成物の約30重量%〜約80重量%であるナイロン66を含む難燃剤ポリアミド組成物を提供する。ナイロン66は、20以上〜33以下のRVを有する。組成物はまた、組成物の約10重量%〜50重量%である1種又は複数の難燃剤添加剤、メラミンシアヌラート、アルミニウムジエチルホスフィナート、メラミンポリホスファート、ブロモポリスチレン、三酸化アンチモン、脱水ホウ酸亜鉛、及びこれらの組み合わせから選択される1種又は複数の難燃剤添加剤を含む。組成物はまた、組成物の約1重量%〜約40重量%であるガラス繊維補強充填剤を含む。組成物は、アンダーライターズラボラトリーズ試験番号UL94によって測定される0.4mmでのV−2、V−1、又はV−0の難燃性評価を有する。組成物は、アンダーライターズラボラトリーズ試験番号UL94によって測定される0.4mmでのV−0の難燃性評価を有することができる。
様々な態様において、本発明は、本明細書に記載される難燃剤ポリアミド組成物の任意の実施形態などの難燃剤ポリアミド組成物の製造方法を提供する。方法は、ポリアミドを1種又は複数の難燃剤添加剤と組み合わせて難燃剤ポリアミド組成物を形成することを含む。
様々な態様において、ポリアミド及び難燃剤添加剤を含む難燃剤組成物は、他のポリアミド組成物に対して特定の利点を有することができ、そのうちの少なくともいくつかは予想外である。例えば、いくつかの態様において、難燃剤ポリアミド組成物は、高い強度及び良好な難燃特性を有する良好な加工性の組み合わせを有することができる。様々な態様において、このRV範囲外のポリアミドに使用すると、結果として加工性が悪くなるため、製造又はその後の加工が失敗するであろう製造資産を使用して、20以上〜33以下の相対粘度(RV)を有するポリアミドを使用して、製造中及びその後の溶融加工の間の加工性が驚くほど容易な難燃剤ポリアミド組成物を製造するために、1種又は複数の難燃剤添加剤を組み込むことが可能である。
いくつかの態様において、1種又は複数の難燃剤添加剤は、1種又は複数の難燃剤添加剤と同じ濃度又はそれ以上の濃度を含む他のポリアミド組成物と比較して、本発明の難燃性ポリアミド組成物において、より大きな難燃性効果を有することができる。いくつかの態様において、本発明の難燃剤ポリアミド組成物中の1種又は複数の難燃剤添加剤の特定の濃度は、UL94試験評価によって測定したときに、1種又は複数の難燃剤添加剤と同じ濃度又はそれ以上の濃度を含むが、20未満又は30超のRVを有するポリアミドを含む他の同一のポリアミド組成物と比較して、20以上〜33以下のRVを有するポリアミドと共に使用する場合、より大きな難燃効果をもたらす。
典型的には、ポリアミド組成物中の1種又は複数の難燃剤添加剤の濃度を低下させることにより、ポリアミド組成物の難燃性が低下する。しかし、いくつかの態様において、本発明の難燃剤ポリアミド組成物中の1種又は複数の難燃剤添加剤の濃度が低いことを使用して、1種又は複数の難燃剤添加剤と同じ濃度又はそれ以上の濃度を含むが、20未満又は30超のRVを有するポリアミドを含む他の同一のポリアミド組成物と同じ又はより良好な難燃性特性を達成することができる。
ここで、開示された主題の特定の態様について詳細に言及する。開示された主題は、列挙された特許請求と関連して記載されるが、例示された主題は、特許請求の範囲を開示された主題に限定することを意図しないことが理解されるであろう。
この文書をとおして、範囲形式で表現された値は、範囲の限度として明示的に列挙された数値を含むだけでなく、あたかも各数値及び部分範囲が明示的に列挙されているかのように、その範囲内に包含される全ての個々の数値又は部分範囲も含むように、柔軟な方法で解釈されるべきである。例えば、「約0.1%〜約5%」又は「約0.1%〜5%」の範囲は、指示された範囲内に、約0.1%〜約5%だけでなく、個々の値(例えば、1%、2%、3%、及び4%)及び部分範囲(例えば、0.1%〜0.5%、1.1%〜2.2%、3.3%〜4.4%)を含むと解釈されるべきである。別段の指示がない限り、「約X〜Y」という記述は、「約X〜約Y」と同じ意味を有する。同様に、別段の指示がない限り、「約X、Y、又は約Z」という記述は、「約X、約Y、又は約Z」と同じ意味を有する。
本文書では、用語「a」、「an」、又は「the」は、文脈がそうでない旨を明確に指示しない限り、1種又は複数のものを含むために使用される。別段の指示がない限り、用語「又は」は、非排他的な「又は」を指すために使用される。「A及びBのうちの少なくとも1つ」又は「A又はBのうちの少なくとも1つ」は、「A、B、又はA及びB」と同じ意味を有する。更に、本明細書で使用される表現又は用語、及び他に定義されていないものは、説明のみを目的としたものであり、限定を目的としたものではないことを理解されたい。セクション見出しの任意の使用は、文書の読み取りを支援することを意図しており、制限的なものと解釈されるべきではない。セクション見出しに関連する情報は、その特定のセクションの内部又は外部で生じてもよい。
本明細書に記載される方法において、時間的又は操作上の順序が明示的に列挙されている場合を除いて、本発明の原理から逸脱することなく、任意の順序で実行することができる。更に、明示的な請求項の文言が別個に実行されることが記載されていない限り、特定の行為を同時に実行することができる。例えば、請求されたXを行う行為、及び請求されたYを行う行為は、単一の操作内で同時に実行することができ、その結果生じるプロセスは、特許請求されるプロセスの文字どおりの範囲内に該当することになる。
本明細書で使用される用語「約」は、値又は範囲の変動の程度、例えば、記載された値又は範囲の記載された限界値の10%以内、5%以内、又は1%以内を許容することができ、正確に記載された値又は範囲を含む。
本明細書で使用される用語「実質的に」は、少なくとも約50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%、99.9%、99.99%、又は少なくとも約99.999%以上、又は100%のような大多数、又は大部分を指す。本明細書で使用される用語「実質的に含まない」は、全く有さないか、組成物が材料の約0重量%〜約5重量%、又は約0重量%〜約1重量%、又は約5重量%以下、又は約4.5重量%、4、3.5、3、2.5、2、1.5、1、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3、0.2、0.1、0.01、又は約0.001重量%以下未満、それらと同等、又はそれら超などであるような、存在する物質の量が、物質を含む組成物の材料特性に影響を与えないような微細な量を有することを意味することができる。用語「実質的に含まない」は、組成物が材料の約0重量%〜約5重量%、又は約0重量%〜約1重量%、又は約5重量%以下、又は約4.5重量%、4、3.5、3、2.5、2、1.5、1、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3、0.2、0.1、0.01、又は約0.001重量%以下未満、それらと同等、又はそれら超などであるような、又は約0重量%であるような、微細な量を有することを意味することができる。
本明細書に記載されるポリマーは、任意の好適な方法で終結することができる。いくつかの態様において、ポリマーは、好適な重合開始剤、−H、−OH、−O−、置換又は非置換−NH−、及び−S−から独立して選択される0、1、2、又は3個の基で中断された置換又は非置換(C〜C20)ヒドロカルビル(例えば、C〜C10)アルキル又は(C〜C20)アリール)、ポリ(置換又は非置換(C〜C20)ヒドロカルビルオキシ、及びポリ(置換又は非置換(C〜C20)ヒドロカルビルアミノ)から独立して選択される末端基で末端を形成することができる。
ポリアミド及び1種又は複数の難燃剤添加剤を含む組成物。
本発明の様々な態様は、難燃剤ポリアミド組成物を提供する。組成物は、組成物の約30重量%〜約99重量%のポリアミドを含む。ポリアミドは、20以上〜33以下の相対粘度(RV)を有することができる。組成物はまた、1種又は複数の難燃剤添加剤を含む。組成物は、ポリアミド、1種又は複数の難燃剤添加剤、及び充填剤などの任意の他の成分が、組成物中で互いに均一に分散されるように、実質的に均質であり得る。組成物は、良好な難燃特性を有することができる。例えば、組成物は、本明細書に記載されるアンダーライターズラボラトリーズ試験番号UL94によって測定される0.4mmでのV−1以上(例えば、V−1又はV−0)、又はV−0の難燃性評価を有することができる。いくつかの態様において、ポリアミドのRV範囲は、1種又は複数の難燃剤添加剤の有効性を高めることができる。例えば、異なるRVを有するポリアミド(例えば、20以上〜33以下のRVの代わりに20未満又は33超のRV)を含むが、それ以外は同一である別の組成物は、アンダーライターズラボラトリーズ試験番号UL94によって測定される際に、より低い難燃性を有することができる。様々な態様において、異なるRVを有するポリアミド(例えば、20以上〜33以下のRVの代わりに20未満又は33超のRV)を含むが、それ以外は同一である別の組成物は、アンダーライターズラボラトリーズ試験番号UL94によって測定される際に、同じ難燃性を達成するために、1種又は複数の難燃剤添加剤のより高い濃度を必要とする場合がある。
本開示の一態様は、1種又は複数の難燃剤添加剤と組み合わせて20以上〜33以下の相対粘度(RV)を有するポリアミドを使用することにより、(i)この範囲外のRVを有するポリアミドを使用する場合と比較して、難燃剤ポリアミド系の難燃特性又は分類(例えば、UL94試験評価)を改善するか、又は(ii)難燃剤分類がその最高レベルであるか、又は既に所望のレベルにある場合、1種又は複数の難燃剤添加剤の量を減少させることが可能であることのいずれかが可能である。
本開示の別の態様は、このRV範囲外のポリアミドに使用すると、製造及び/又はその後の加工が失敗するであろう製造資産を使用して、20以上〜33以下の相対粘度(RV)を有するポリアミドを使用して、製造中及びその後の溶融加工の間に加工可能な難燃剤ポリアミド樹脂を製造するために、1種又は複数の難燃剤添加剤を組み込むことが可能である。
難燃剤ポリアミド組成物は、1種又は複数の難燃剤添加剤の効率的な使用との組み合わせによる良好な難燃特性に加えて、良好な加工特性を有することができ、また、良好な機械的特性を有することができる。いくつかの態様において、組成物は、ISO527の方法によって測定される50MPa〜約500MPaの破断時引張強度、又は約80MPa〜約200MPa、又は約50MPa以下、又は約60MPa、65、70、75、80、85、90、95、100、110、120、130、140、150、160、180、200、225、250、275、300、350MPa、又は約400MPa以上未満、それらと同等、それら超などであるような、破断時引張強度を有することができる。いくつかの態様において、組成物は、ISO527の方法によって測定される約1,000MPa〜約15,000MPaの引張弾性率、又は3,500MPa〜13,000MPa、又は約1,000MPa以下、又は約2,000MPa、3,000、4,000、5,000、6,000、7,000、8,000、9,000、10,000、11,000、12,000、13,000、14,000、又は約15,000MPa以上未満、それらと同等、それら超などであるような、引張弾性率を有することができる。
難燃剤ポリアミド組成物は、任意の好適な物理的形態であってもよい。難燃剤ポリアミド組成物は、難燃剤繊維の形態であってもよい。
ポリアミド
難燃剤ポリアミド組成物中のポリアミドは、任意の好適なポリアミドであってもよい。別段の指定がない限り、ポリアミドは、単一のポリアミド、ポリアミドのブレンド、ポリアミドコポリマー、又はこれらの組み合わせであってもよい。
ポリアミドは、難燃剤ポリアミド組成物の任意の好適な割合を形成することができる。例えば、ポリアミドは、組成物の約30重量%〜約99重量%、又は約35重量%〜約96重量%、又は約35重量%〜約95重量%、又は約30重量%以下、又は約35重量%、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、96、97、98、又は約99重量%以上未満、それらと同等、又はそれら超などであってもよい。ガラス繊維を含まないか、又は他の構造充填剤を含まない組成物は、組成物の約70重量%〜約99重量%、又は約85重量%〜約96重量%、又は約70重量%以下、又は約72重量%、74、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、96、97、98、又は約99重量%以上未満、それらと同等、又はそれら超などであるような、その中により高い割合のポリアミドを有することができる。ガラス繊維などの構造充填剤を含む組成物は、組成物の約30重量%〜約80重量%、又は組成物の約35重量%〜約65重量%、又は約30重量%以下、又は約32重量%、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68、70、72、74、76、78又は約80重量%以上未満、それらと同等、又はそれら超などであるような、その中により低い割合のポリアミドを有することができる。
本明細書に記載されるポリアミドは、任意の好適なポリアミド又はポリアミドのブレンドであってもよい。ポリアミドは、コポリマーポリアミド(すなわち、コポリアミド)であってもよいか、又はこれを含むことができる。ポリアミド及びコポリアミドは、ジアミン及びジカルボン酸、及び/又はアミノカルボン酸又は対応するラクタムから誘導される。ポリアミドは、ポリアミド4、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド69、ポリアミド612、ポリアミド46、ポリアミド1212、ポリアミド11、ポリアミド12、ジアミン及びジカルボン酸(例えば、m−キシレンジアミン(MXD)及びアジピン酸(業界ではポリアミドMXD6として知られる))から誘導される半芳香族ポリアミド、ジアミン及びジカルボン酸(例えば、ヘキサメチレンジアミン及びイソ−及び/又はテレフタル酸)から調製される半芳香族ポリアミド、又はこれらの組み合わせであってもよいか、又はこれらを含むことができる。様々な態様において、組成物は、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド(DOPO)などのリン含有モノマーなどの難燃性モノマーから形成されるポリアミドコポリマーを含まなくてもよい。様々な態様において、ポリアミドは、アジピン酸−メラミン塩及びシアヌル酸−ヘキサンジアミン塩から形成されるか、又はメラミンシアヌラートの存在下でポリアミドの重合によって形成されるメラミンシアヌラートポリアミド複合体を含まなくてもよい。
例えば、ポリアミドは、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、2−メチルペンタメチレンジアミン(D)、ジアミノデカン、ジアミノドデカン、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、イソ−及び/又はテレフタル酸、ε−カプロラクタム、ウンデカラクタム、ラウロラクタム、及びこれらの混合物から選択されるモノマーから形成することができる。モノマーはまた、リン含有モノマー、例えば、ビス(2−カルボキシエチル)フェニルホスフィンオキシドなどの系全体の難燃剤挙動に寄与し得るものを含んでもよい。
好ましくは、ポリアミドは、ヘキサメチレンジアミン及びアジピン酸を含むモノマーから形成され得る。例えば、ポリアミドは、ポリアミドPA 46、PA 66、PA 69、PA 610、PA 612、PA 1012、PA 1212、PA 6、PA 11、PA 12、PA 66/6T、PA 6I/6T、PA DT/6T、PA 66/6I/6T、又はPA6/PA66などのこれらのブレンドであってもよい。ポリアミドは、ナイロン66であってもよく、組成物は、任意に、他の全てのポリアミドを実質的に含まなくてもよい(例えば、ナイロン66は、組成物を形成するために使用される唯一のポリアミドであってもよい)。
ポリアミドは、ジカルボン酸及び二酸誘導体及びジアミンの重合によって製造することができる。場合によっては、アミノカルボン酸、アミノニトリル、又はラクタムの重合を介してポリアミドを生産することもできる。ジカルボン酸成分は、好適には、分子式HOC−R−COHの少なくとも1つのジカルボン酸であり;式中、Rは、二価の脂肪族、脂環式又は芳香族ラジカル又は共有結合を表す。Rは、好適には、2〜20個の炭素原子、例えば、2〜12個の炭素原子又は2〜10個の炭素原子を含む。Rは、2〜12個の炭素原子、又は2〜10個の炭素原子、例えば、2、4、6又は8個の炭素原子を含む直鎖又は分枝状(例えば、直鎖)アルキレンラジカル、非置換フェニレンラジカル、又は非置換シクロヘキシレンラジカルであってもよい。場合により、Rは、1個又は複数のエーテル基を含んでもよい。例えば、Rは、2〜12個の炭素原子、又は2〜10個の炭素原子、例えば、2、4、6又は8個の炭素原子を含むアルキレンラジカル、例えば直鎖アルキレンラジカルである。
好適なジカルボン酸の具体例としては、ヘキサン−1,6−二酸(アジピン酸)、オクタン−1,8二酸(スベリン酸)、デカン−1,10−二酸(セバシン酸)、ドデカン−1,12−二酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサン二酢酸、1,3−シクロヘキサン二酢酸、ベンゼン−1,2−ジカルボン酸(フタル酸)、ベンゼン−1,3−ジカルボン酸(イソフタル酸)、ベンゼン−1,4−ジカルボン酸(テレフタル酸)、4,4’−オキシビス(安息香酸)、及び2,6−ナフタレンジカルボン酸を含むことができる。好適なジカルボン酸は、ヘキサン−1,6−二酸(アジピン酸)である。
ジアミン成分は、式HN−R−NHの少なくとも1つのジアミンであってもよく、式中、Rは、二価脂肪族、脂環式又は芳香族ラジカルを表す。Rは、2〜20個の炭素原子、例えば、4〜12個の炭素原子、又は4〜10個の炭素原子を含むことができる。Rは、4〜12個の炭素原子、又は4〜10個の炭素原子、例えば、4、6、又は8個の炭素原子を含む直鎖又は分枝状(例えば、直鎖)アルキレンラジカル、非置換フェニレンラジカル、又は非置換シクロヘキシレンラジカルであってもよい。場合により、Rは、1個又は複数のエーテル基を含んでもよい。例えば、Rは、4〜12個の炭素原子、又は4〜10個の炭素原子、例えば、2、4、6、又は8個の炭素原子を含むアルキレンラジカル、例えば直鎖アルキレンラジカルである。
好適なジアミンの具体例としては、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、2−メチルペンタメチレンジアミン、3−メチルペンタメチレンジアミン、2−メチルヘキサメチレンジアミン、3−メチルヘキサメチレンジアミン、2,5−メチルヘキサメチレンジアミン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、2,7−ジメチルオクタメチレンジアミン、2,2,7,7−テトラメチルオクタメチレンジアミン、1,2−シクロヘキサンジアミン、1,3−シクロヘキサンジアミン、1,4−シクロヘキサンジアミン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、ベンゼン−1,2−ジアミン、ベンゼン−1,3−ジアミン及びベンゼン−1,4−ジアミンを含む。好適なジアミンは、ヘキサメチレンジアミンである。
芳香族二酸は、好適には、式HO−C(O)−R−C(O)−OHの少なくとも1つの二酸であり、式中、変数Rは、フェニルなどの置換又は非置換アリールである。一態様において、芳香族二酸はテレフタル酸である。
ポリアミド樹脂は、触媒を更に含むことができる。一態様において、触媒は、ポリアミド樹脂中に、10重量ppm〜1,000重量ppmの範囲の量で存在することができる。別の態様において、触媒は、10重量ppm〜300重量ppmの範囲の量で存在することができる。触媒としては、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、次リン酸、アリールホスホン酸、アリールホスフィン酸、これらの塩、又はこれらの混合物などのリン化合物及びオキシリン化合物を挙げることができるが、これらに限定されない。一態様において、触媒は、次亜リン酸ナトリウム(SHP)、次亜リン酸マンガン、フェニルホスフィン酸ナトリウム、フェニルホスホン酸ナトリウム、フェニルホスフィン酸カリウム、フェニルホスホン酸カリウム、ビス−フェニルホスフィン酸ヘキサメチレンジアンモニウム、トリルホスフィン酸カリウム、又はこれらの混合物であってもよい。一態様において、触媒は、次亜リン酸ナトリウム(SHP)であってもよい。
様々な態様において、難燃剤ポリアミド組成物は、ポリ(アリーレンエーテル)、その非ポリアミドコポリマー、又はこれらの組み合わせを実質的に含まなくてもよい。例えば、組成物は、ポリ(フェニレンエーテル)、ポリ(フェニレンエーテル)のポリシロキサンブロックコポリマーなどの非ポリアミドコポリマー、又はこれらの組み合わせを実質的に含まなくてもよい。様々な態様において、ポリアミド組成物は、スチレンコポリマー、ポリオレフィン、非ポリアミドポリエステル、これらの誘導体、又はこれらの組み合わせを実質的に含まなくてもよい。組成物は、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン(SEBS)、非ポリアミドポリマー、その誘導体、又はこれらの組み合わせを実質的に含まなくてもよい。組成物は、マレイン化スチレン−水素添加ブタジエン−スチレンを実質的に含まなくてもよい。ポリ(アリーレンエーテル)、その非ポリアミドコポリマー、スチレンコポリマー、ポリオレフィン、非ポリアミドポリエステル、非ポリアミドポリマー、及びこれらの誘導体のうちの任意の1種又は複数は、組成物の約0重量%〜約5重量%、又は約0重量%〜約1重量%、又は約5重量%以下、又は約4.5重量%、4、3.5、3、2.5、2、1.5、1、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3、0.2、0.1、0.01、又は約0.001重量%以下未満、それらと同等、又はそれら超などであるような、又は組成物の約0重量%であるような、組成物の微細な量を形成することができる。
樹脂の相対粘度(RV)
難燃剤ポリアミド組成物中のポリアミドは、特定の相対粘度範囲を有し得る。相対粘度は、使用される溶媒の粘度に対する溶液の粘度の比である。ポリアミドについて、別段の指示がない限り、RVは、室温及び圧力で、90%ギ酸中8.4重量%溶液として測定される。ポリアミドは、20以上〜33以下、20以上〜30以下、20以上〜25以下、又は20〜33、21〜33、22〜33、23〜33、24〜33、25〜33、26〜33、20以上〜33以下、20以上〜32以下、21以上〜33以下、22以上〜33以下、23以上〜33以下、又は20以下、又は20.5未満、20.5と同等、20.5超、21、21.5、22、22.5、23、23.5、24、24.5、25、25.5、26、26.5、27、27.5、28、28.5、29、29.5、30、31、32又は約33以上などであるような、任意の好適なRV(90%ギ酸中8.4重量%溶液で測定される)を有することができる。本明細書の難燃剤ポリアミド組成物について、RVは、1種又は複数の難燃剤添加剤などの組成物の他の成分を含まず、かつガラス繊維などの加工添加剤又は充填剤を含まずに、単独で試験したときのポリアミドのRVを指す。濃縮硫酸中の1重量%溶液などのRVを決定する他の方法を使用してもよく、本明細書で使用されるような、使用される方法と90%ギ酸法中の8.4重量%との適切な相関を決定することができる。
RVを決定する別の方法は、ISO307によるポリアミドの粘度数(VN、粘度指数と呼ばれる場合もある)を測定し、ISO標準内のN66の変換関係を使用してVNをRVに変換することである。N66の場合、非限定的な例として、83.93のVN(96%硫酸中0.5重量%溶液として決定される)は、25のRV(90%ギ酸中8.4重量%溶液として測定される)に相当する。29ページのISO307:2007年は、RV=exp((VN+206.52124/90.23355)を意味する、VN=−206.52124+90.23355In(RV)としての相互変換の式を与える。この等式を使用して、N66に関して、22のRVは、約72.4ml/gのVNに相当し、36のRVは、116.8ml/gのVNに相当し、RVは90%ギ酸中8.4重量%溶液として測定され、VNは96%硫酸中0.5重量%溶液として測定される。厳密には、この関係はN66についてのものであるが、本明細書の目的のために、他のポリアミドにほぼ適用することができ、ポリアミドが90%ギ酸に対する溶解特性が悪いが、溶液粘度決定のために96%硫酸中の0.5重量%溶液として溶解され得る場合に有用である。同様に、ISO307:2007年の30ページに報告されているように、96%硫酸中の0.5重量%溶液として測定されたVNは、98%硫酸中1%溶液として測定されたRVに変換することができ、VN=69771RV−49372、つまりRV=(VN+49372)/69771となる。同様に、ISO307:2007年の31〜32ページに報告されているように、96%硫酸中の0.5重量%溶液として測定されたVNは、95.7%硫酸中1%溶液として測定されたRVに変換することができ、VN=77450.2RV−59194.7又はVN=77573.9RV−59897.0、つまりRV=(VN+59194.7)/77450.2又はRV=(VN+59897.0)/77573.9となる。PA66についてISO307:2007年の27ページに報告されているように、In y=0.4541+0.9261In xであり、式中、yは96%硫酸中の粘度数であり、xは90%ギ酸中の粘度数である。特定の溶媒での粘度測定の妨げとなる添加物が存在する場合、粘度測定値は、ある溶媒から別の溶媒に正確に変換することができない。
難燃剤添加剤
難燃剤ポリアミド組成物は、1種の難燃剤添加剤、又は複数の難燃剤添加剤を含むことができ、難燃剤添加剤の種類及び量は、本明細書に記載されるポリアミド組成物に所望の量の難燃効果を付与するのに十分である。
1種又は複数の難燃剤添加剤は、組成物の任意の好適な割合であってもよい。例えば、1種又は複数の難燃剤添加剤は、組成物の約1重量%〜約50重量%、約3重量%〜約40重量%、約1重量%以下、又は約2重量%、3、4、5、6、8、10、12、14、16、18、20、25、30、35、40、42、44、46、48、又は約50重量%以上未満、それらと同等、又はそれら超などであってもよい。いくつかの態様において、補強充填剤を実質的に含まないか、又はガラス繊維を実質的に含まない組成物では、約3重量%〜約40重量%、約4重量%〜12重量%、又は約3重量%以下、又は約4重量%、5、6、7、8、9、10、11、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、又は約40重量%以上未満、それらと同等、又はそれら超などであるような、より少ない量の難燃剤を使用することができる。いくつかの態様において、ガラス繊維などの補強充填剤を含む組成物では、組成物の約10重量%〜50重量%、又は17重量%〜39重量%、又は約10重量%以下、又は約12重量%、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、又は約50重量%以上未満、それらと同等、又はそれら超などであるような、より多量の難燃剤を使用することができる。
1種又は複数の難燃剤添加剤は、ハロゲン含有難燃剤添加剤、相乗剤を含むハロゲン含有難燃剤添加剤、リン含有難燃剤添加剤、無機難燃剤添加剤、窒素含有難燃剤添加物、相乗剤を含む窒素含有難燃剤添加剤、又はこれらの組み合わせなどの任意の好適な難燃剤添加剤であってもよい。特定の難燃剤添加剤は、清澄な状態で添加することができ、又は難燃剤組成物中のポリアミドと組み合わせる前に、ポリアミドとのブレンド(例えば、マスターバッチ)として入手可能であるか、又はポリアミドとのブレンドに形成することができる。いくつかの態様において、1種又は複数の難燃剤は、Melapur(商標)MC25、Mastertek(登録商標)374115、Exolit(登録商標)OP 1314、Exolit(登録商標)OP 945、vPreniphor(商標)EPFR−MPP300、SAYTEX(登録商標)HP 7010、Campine PA 261717、Firebrake(登録商標)500、又はこれらの組み合わせから選択することができる。1種又は複数の難燃剤は、メラミンシアヌラート、アルミニウムジエチルホスフィナート、メラミンポリホスファート、ブロモポリスチレン、三酸化アンチモン、脱水ホウ酸亜鉛、及びこれらの組み合わせから選択することができる。
広範な難燃剤添加剤としては、例えば:ハロゲン含有難燃剤添加剤、相乗剤を含むハロゲン含有難燃剤添加剤、リン含有難燃剤添加剤、無機難燃剤添加剤、窒素含有難燃剤添加剤、相乗剤を含む窒素含有難燃剤添加剤を含むことができ;これらは、単独で又は組み合わせて使用されてもよい。プラスチック添加剤ハンドブック、第5版、Ed Hans、Zweifel、Hanser、2000年、ISBN 1−56990−295−X、第12章は、ポリアミド中の難燃剤添加剤の一般的なトピックを記載し、688ページの1表12.1では、ポリアミドに使用される典型的な難燃剤添加剤及び様々な難燃剤添加剤の濃度を例示する。プラスチック添加剤、第4版、ed R Gachter及びH Muller、Hanser、1993年、ISBN 3−446−17571−7、第12章は一般的なトピックを記載し、739ページの表7では、難燃剤添加剤及びポリアミドに使用される難燃剤添加剤の濃度を例示する。Plastics and Textiles Practical Applicationsの難燃剤添加剤、Ed Edward D.Weil、Sergei V.Levchik。第2版、Hanser、2016年、ISBN:978−1−56990−578−4、第5章、117ページは、難燃剤添加剤のトピックを記載し、難燃剤添加剤及びポリアミド全体に使用される難燃剤添加剤の濃度を例示する。難燃剤添加剤の製造業者及び提供者は、多くの場合、効果的な処方に関するガイダンスを提供しており、例えば、ICL Industrial Products Ltdは、ポリアミド用のこのようなガイダンスシート:Flame−retardant additives for Polyamides(General Application Data on Flame−Retardant Additives for Polyamides 6 and 6,6)を作成しており、http://icl−ip.com/wp−content/uploads2012/02/Polyamide−gnl−130728.pdfから以前のものを入手することができる。
ハロゲン含有難燃剤添加剤としては、臭素化ポリスチレン;ポリ(ジブロモスチレン);ポリ(ペンタブロモベンジルアクリラート);臭素化ポリアクリラート;臭素化エポキシポリマー;テトラブロモビスフェノールA及びエピクロロヒドリンから誘導されるエポキシポリマー;エチレン−1,2−ビス(ペンタブロモフェニル);デクロランプラス;塩素化ポリエチレン;又はこれらの混合物が挙げられる。
ハロゲン含有難燃剤添加剤と共に使用するための相乗剤としては、アンチモン(III)酸化物、アンチモン(V)酸化物、アンチモン酸ナトリウム;酸化鉄(II)、酸化鉄(II/III)、酸化鉄(III)、ホウ酸亜鉛、リン酸亜鉛、スズ酸亜鉛、又はこれらの混合物を挙げることができる。
リン含有難燃添加剤としては、赤リン、ポリリン酸アンモニウム、メラミンポリホスファート、ポリリン酸メラミン、ピロリン酸メラミン、金属ジアルキルホスフィナート(アルミニウムメチルエチルホスフィナート、及びアルミニウムジエチルホスフィナートなど)、次亜リン酸アルミニウム、又はこれらの混合物を挙げることができる。
無機難燃剤添加剤としては、水酸化マグネシウム、アルミナ一水和物、アルミナ三水和物、水酸化アルミニウム、又はこれらの混合物を挙げることができる。
窒素含有難燃剤添加剤としては、メラミンシアヌラート、メラミンポリホスファート、ピロリン酸メラミン、メラミン、メラン、又はこれらの混合物を挙げることができる。
相乗剤を含む窒素含有難燃剤添加剤としては、ノボラック樹脂(例えば、ホルムアルデヒド対フェノールモル比が1未満であるフェノール−ホルムアルデヒド樹脂)などであるがこれらに限定されない相乗剤と一緒になった窒素含有難燃剤添加剤を挙げることができる。
少量のポリテトラフルオロエチレンを、滴下を遅延させるために、組成物又は難燃剤添加剤に組み込むことができる。
難燃剤添加剤の文献には、難燃剤添加剤がポリアミドに難燃特性を付与する様々な機構も記載されている。難燃剤添加剤は、凝縮相、気相、又はその両方において活性であってもよい。凝縮相において、難燃剤添加剤は、ヒートシンクとして作用してもよく、又は熱及び大量輸送を制限する炭化(例えば、膨張系)の形成に関与してもよく、又は蒸発或いは大量希釈による熱の伝導を提供してもよい。気相において、難燃剤添加剤は、気相中にラジカルを形成する揮発性種を提供することによって燃焼化学を中断することにより作用してもよく、それにより、そうでなければ火災を開始又は伝播するであろうラジカル連鎖反応をクエンチする。様々な態様において、難燃剤ポリアミド組成物は、これらの難燃機構の有効性を補助又は向上させることができる。
難燃性の測定
ポリマー樹脂系の難燃性を評価するためには、アンダーライターズラボラトリーズ試験番号UL94又は別の評価系など、様々な試験及び規格がある。「UL 94 Standard for Tests for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances」は、UL94試験方法及び評価基準の詳細を示す。試験方法ASTM D635は、水平位置におけるプラスチックの燃焼速度及び/又は燃焼の程度及び時間に関する標準試験方法である。試験方法ASTM D3801は、垂直位置における固体プラスチックの比較燃焼特性の測定に関する標準試験方法である。これらの試験方法を使用して、垂直及び水平燃焼のUL94試験評価を生成することができる。垂直燃焼試験評価(例えば:V−0、V−1、V−2)は、水平燃焼評価(HB−1、HB−2、HB−3)よりも厳密であり、達成が困難である。表1に見られるように、V−0評価はV−1及びV−2の評価とは区別され、これは、最良の難燃性評価を求める場合には許容範囲が狭くなる。特定の用途では、V−1は許容可能である。試験片は、その評価を達成するために、特定の評価のための全ての基準条件を満たさなければならない。V−2、V−1、又はV−0の評価のいずれか内の全ての基準条件に到達できない試験片をV−NOTと評価する。
Figure 2021522357
UL94燃焼性試験性能評価は、様々な厚さ、例えば、3.18mm、3.0mm、1.5mm、0.71mm、0.4mmで評価されてもよいが、これに限定されるものではない。3.18mmのような特定の厚さでUL94 V−0評価を達成することにより、任意のより大きな厚さを有するプラスチック成形品はまた、UL94 V−0評価を達成することが知られている。V−0の評価を得ることは、厚さ0.4mm又は0.71mmのようなより薄い試験片では、厚さ3.18mm又は3.0mmのようなより厚い試験片よりも困難である。
燃焼性を評価するために、他の試験及び装置としては、限界酸素指数(LOI)試験(ASTM 2863);コーン熱量測定装置(燃焼中の熱放出量及び熱放出速度を測定するもので、ASTM E 1354及びISO5660−1規格は両方ともこの器具に基づいている);グローワイヤ可燃焼性(IEC 60695−2−12);又はグローワイヤ発火(IEC 60695−2−13)などが存在する。
難燃性を評価するために存在する他の試験としては、煙の発生率、煙の不明瞭化、又は煙及び燃焼ガスの毒性を測定するものが挙げられるが、これらに限定されない。
他の試験は、衣料の生地、室内装飾の生地、エアバッグ生地、カーペット、又はラグなどの特定用途向けの難燃性を評価するために存在する。
補強充填剤。
難燃剤ポリアミド組成物は、1種又は複数の補強充填剤を含むことができる。補強充填剤は、所望の機械的特性を提供する任意の好適な1種又は複数の充填剤であってもよい。例えば、1種又は複数の補強充填剤は、炭素(例えば、炭素繊維)、ガラス(例えば、ガラス繊維)、繊維材料、ケブラー、セルロース、グラフェン、シリカート、ナノチューブ、ダイヤモンド、又はこれらの組み合わせであってもよい。補強充填剤は、ガラス繊維であってもよい。
標準工業用ガラス充填剤繊維は、開示される組成物及びプロセスに従って有用である。ガラス繊維をナイロン66に組み込む情報については、Javangula,S.、Ghorashi,B.&Draucker,C.C.、Journal of Materials Science(1999年)34:5143を参照する。1種又は複数のガラス繊維は、全ての添加剤及び充填剤(ガラス繊維を含む)完成ポリアミド組成物の重量に基づいて、難燃剤ポリアミド組成物の約0.1重量%〜約62重量%、又は約1重量%〜約40重量%、又は約5重量%〜約40重量%、10重量%以上〜60重量%以下、15重量%以上〜50重量%以下、20重量%以上〜40重量%以下、30重量%以上〜50以下、又は約0.1重量%以下、約1、2、3、4、5、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60重量%未満、それらと同等、又はそれら超、又は約62重量%以上、例えば、33重量%のガラス繊維であってもよい。
組成物は、1種類のガラス繊維又は複数の種類のガラス繊維を含むことができる。ガラス繊維は、円形以外の断面形状、例えば、楕円形、矩形、多葉形、又はH形又はI字形状であってもよい。1種又は複数のガラス繊維は、18重量%以上〜60重量%以下、15重量%以上〜50重量%以下、20重量%以上〜40重量%以下、30重量%以上〜50重量%以下、又は約33重量%など、任意の好適な割合の組成物を形成することができる。ガラス繊維は、ソーダ石灰ガラス、溶融シリカガラス、ホウケイ酸ガラス、鉛酸化物ガラス、アルミノシリカートガラス、酸化物ガラス、高ジルコニア含有量を有するガラス、又はこれらの組み合わせなど、任意の好適なガラス繊維であってもよい。ガラス繊維は、任意の好適な寸法を有することができる。ガラス繊維は、約0.1mm〜約500mm、約0.1mm〜約100mm、約0.5mm〜約50mm、約1mm〜約5mm、又は約0.1mm以下、又は約0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、3、4、5、6、8、10、12、14、16、18、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90、100、125、150、175、200、225、250、又は約500mm以上未満、それらと同等、又はそれら超の長さを有することができる。ガラス繊維は、直径約0.1ミクロン〜約10mm、直径約0.001mm〜約1mm、又は約0.1ミクロン以下、又は1ミクロン、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、22、24、26、28、30、35、40、45、50、60、70、80、90ミクロン、0.1mm、0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、3、4、5、6、7、8、9mm、又は約10mm以上未満、それらと同等、又はそれら超の直径(例えば、最大断面寸法)を有することができる。
他の添加剤
本開示の難燃剤ポリアミド組成物は、任意の1種又は複数の好適な添加剤を含むことができる。例えば、他の添加剤としては、タルク、マイカ、クレイ、シリカ、アルミナ、カーボンブラック、天然繊維、木粉、木質繊維、非木質系植物繊維、おがくず、木屑、新聞用紙、紙、亜麻、麻、小麦藁、稲殻、ケナフ、ジュート、サイザル、ピーナッツ殻、大豆殻、又はこれらの組み合わせなどの充填剤を挙げることができる。組成物は、1種又は複数の触媒、酸発生剤、溶媒、相溶化剤、架橋剤、ブロッキング防止剤、カップリング剤、充填剤、熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤、耐衝撃性改良剤、粘着付与剤、難燃剤、可塑剤、発泡剤、着色剤、染料、芳香剤、発泡添加剤、加工助剤、潤滑剤、接着促進剤、殺生物剤、抗菌添加剤、又はこれらの組み合わせを含むことができる。任意の添加剤の非限定的な例としては、かぶり防止剤、帯電防止剤、酸化防止剤、結合剤、発泡及び起泡剤、分散剤、増量剤、煙抑制剤、耐衝撃性改良剤、開始剤、核剤、顔料、着色剤及び染料、蛍光発光剤、可塑剤、加工助剤、剥離剤、シラン、チタナート及びジルコナート、スリップ剤、ブロッキング防止剤、安定剤、ステアラート、紫外線吸収剤、ワックス、触媒不活性化剤、又はこれらの組み合わせが挙げられる。
難燃剤ポリアミド組成物は、ポリアミドの加工性を向上させるため(例えば、加工中のポリアミド組成物の粘度を低下させる)などの1種又は複数の加工性添加剤を含むことができる。1種又は複数の加工性添加剤は、組成物の約0.01重量%〜約10重量%、約0.1重量%〜約1重量%、又は約0.01重量%以下、又は約0.1重量%、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.8、1、1.5、2、3、4、5、6、7、8、9、又は約10重量%以上未満それらと同等、又はそれら超などであるような、組成物の任意の好適な割合を形成することができる。好適な加工性添加剤の一例は、BASFの市販ポリマー添加剤製品であるIrganox(登録商標)B1171であり、これは、ヒンダードフェノール系酸化防止剤(CAS番号23128−74−7)及びホスフィット(CAS番号31570−04−4)のブレンドであり、加工及び長期の熱安定化のためのものである。
本開示の難燃剤ポリアミド組成物は、ポリアミド組成物の所望の加工又は性能特性を得るのに十分な量の従来のプラスチック添加剤を含むことができる。量は、添加剤を無駄にしたり、ポリアミド組成物の加工又は性能に悪影響を及ぼすべきではない。熱可塑性プラスチックの配合の当業者であれば、過度の実験を行うことなく、Plastics Design Library(elsevier.comウェブサイトを参照)からプラスチック添加剤データベース(2004年)を参照すると、本開示のポリアミド組成物に含めるための多くの異なる種類の添加剤から選択することができる。
市販されている様々な機能性添加剤であっても、当業者が、一緒に、UL94燃焼性試験でV−0評価を達成することができる成分の特定の組み合わせを見つけることは、予測可能な経路ではない。
過度の実験を行うことなく、「Extrusion The Definitive Processing Guide and Handbook」;「Handbook of Molded Part Shrinkage and Warpage」;「Specialized Molding Techniques」;「Rotational Molding Technology」;「Handbook of Mold,Tool and Die Repair Welding」などの全てPlastics Design Library(elsevier.comウェブサイトを参照)によって公開されている参考文献を使用して、本開示のポリアミド組成物を使用して、考えられる任意の形状及び外観の物品を作製することができる。
難燃剤ポリアミド組成物の製造方法。
本発明の様々な態様は、本明細書に記載される難燃剤ポリアミド組成物の実施形態を製造する方法を提供する。本方法は、難燃剤ポリアミド組成物を提供する任意の好適な方法であってもよい。例えば、本方法は、組成物の約30重量%〜約99重量%であり、20以上〜33以下の相対粘度(RV)を有するポリアミドを、1種又は複数の難燃剤添加剤と組み合わせて、難燃剤ポリアミド組成物を形成することを含むことができる。
様々な態様において、ナイロン66などのポリアミド樹脂は、工業用配合装置又は押出装置を用いて、所定量のガラス繊維及び他の添加剤と溶融混練してもよい。例えば、ポリアミド樹脂を配合機械の供給口に供給し、ガラス繊維を供給口、側部供給口、又はこの2つのいくつかの組み合わせのいずれかで導入してもよい。所望の温度範囲、押出圧力、押出時間、スクリュー速度などの観点から、配合条件を適切に設定して、吐出口で均質化溶融物を得ることができる。配合直後の混練ガラス繊維強化ポリマー素線は、水冷却を伴う好適なペレタイザでのペレット化することができる。得られたペレットは、対象となる部品及び他の物品を製造するための射出成形などの更なる工業プロセスに有用であり得る。
様々な態様において、本方法は、ポリアミドを難燃剤添加剤又は別の添加剤と配合することを含む。いくつかの実施例において、本方法は、直径56L/D(すなわち、L/D比56)を有する直径l8mmを有する2本の搬送スクリューを含むコペリオンZSK18MEGAlabなどの2軸押出機を使用して、共回転及び300RPMなどの好適な速度で回転させることを含むことができる。バレルは、温度のゾーンでその長さに沿って加熱することができ、典型的には270〜320℃の温度でナイロン66をポリマーを溶融させるために使用することができる。コペリオン2軸混練機ZSK18MEGAlabの加工セクションは、様々な加工ニーズに適するように設定することができ、配合プロセスなどの多種多様なプロセスを可能にすることができる。所望に応じて、ポリマー、充填剤及び添加剤を、計量フィーダーを使用して、2軸の第1バレル部に連続的に供給することができる。材料は、スクリューに沿って搬送され、バレルの可塑化部の混練要素によって溶融及び混合することができる。次いで、ポリアミド組成物は、所望により、ガラス繊維などであるがこれらに限定されない充填剤を添加することができる側部口に沿って移動することができる。次いで、ポリアミド組成物は、脱気ゾーン上に通過し、そこから圧力蓄積ゾーンまで通過することができ、次いで、それは、レースとして穴(例えば、直径3mm)を介してダイから出ることができる。キャストレースは、水浴に投入して冷却し、ペレタイザを介してチップに切断することを可能にする。
本方法は、成形された形状を形成することを含むことができる。本方法は、温度ゾーン化されたバレル内の単一の回転スクリューなどの供給口を含むことができる射出成形機(例えば、Demag Sumitomo Sytec 100/200)を使用することを含むことができ、ゾーンは、ナイロン66ベースの樹脂を溶融するために典型的には40〜320℃の範囲であってもよく、スクリューは、溶融した樹脂の体積を金型に注入するためにバレル内で移動してもよく、金型は、ナイロン66ベースの樹脂のために典型的には60〜90℃である。金型は、所望の寸法の燃焼性試験片などの試験に好適なものを含むことができる固体部品又は試験片を得ることができる。
本開示の様々な態様は、例示として提供される以下の実施例を参照することによって、より良く理解することができる。本開示は、本明細書に記載の実施例に限定されない。
実施例で使用される用語「RV」は、90%ギ酸中の8.4重量%溶液中で測定される(別段の指示がない限り)ポリマー試料の相対粘度を指す。
実施例で使用される材料
本明細書で使用されるように、ガラス繊維は、標準的な短いガラス繊維、例えば、Chongqing Polycomp International Corp.(www.epicfiber.com)から市販されている、PAのためのチョップドストランドであり、3mmのチョップド長及び10μmのフィラメント径を有するE−ガラスチョップドストランドグレード301HPであった。本開示では、用語「ガラス繊維」は、ポリマー及び配合業界における標準的な命名法であると理解される「GF」と略される。別途記載のない限り、ポリマー試料中のGFの量は、合計の重量%として表される。組成物の一部は、別段の指示がない限り、重量部で与えられる。
本明細書で使用されるように、Melapur(商標)MC25は、BASFから市販のハロゲンフリー難燃剤添加剤である。活性難燃剤添加剤、メラミンシアヌラート(CAS番号37640−57−6)は、25μm未満の粒子が95%を占めている。
本明細書で使用されるように、BASFの市販ポリマー添加剤製品であるIrganox(登録商標)B1171は、ヒンダードフェノール系酸化防止剤(CAS番号23128−74−7)及びホスフィット(CAS番号31570−04−4)のブレンドであり、加工及び長期の熱安定化のためのものである。
本明細書で使用されるように、Mastertek(登録商標)374115は、Campine NVから入手可能なナイロン6(又はN6)中のメラミンシアヌラート(CAS番号37640−57−6)の50重量%マスターバッチである。
本明細書で使用されるように、Exolit(登録商標)OP 1314は、市販の非ハロゲン難燃剤添加剤に基づく有機ホスフィナート(アルミニウムジエチルホスフィナート;CAS番号225789−38−8)及びClariantからの相乗剤(ホウ酸亜鉛;CAS番号12767−90−7)である。本明細書で使用されるように、Exolit(登録商標)OP 945は、アルミニウムジエチルホスフィナート(CAS番号225789−38−8)であり、Clariantにより製造される市販の難燃剤添加剤である。
本明細書で使用されるように、Prenifor(商標)EPFR−MPP300は、Presafer(キアゲン)Phosphor Chemicalからの市販のハロゲンフリーメラミンポリホスファート(CAS番号218768−84−4)難燃剤添加剤である。
本明細書で使用されるように、SAYTEX(登録商標)HP 7010(CAS番号88497−56−7)は、Albemarleからの市販の部類の臭素系難燃剤添加剤である。
本明細書で使用されるように、Campine PA 261717は、ナイロン6(N6)中の三酸化アンチモン(CAS番号1309−64−4)の50重量%マスターバッチである。Campine NVから市販されている製品である。
本明細書で使用されるように、Firebrake(登録商標)500は、市販の脱水ホウ酸亜鉛(CAS番号12767−90−7)系難燃剤である。
樹脂の配合、成形、及び試験
化合物を、25mmスクリューを備えたBerstorff ZE 25 AX 40D−UTX2軸押出機で作製した。典型的な設定条件は、供給ゾーン1 30℃;ゾーン2 I60℃;ゾーン3 260℃;ゾーン4 280℃;ゾーン5 290℃;ゾーン6 280℃;ゾーン7 270℃;ゾーン8 270℃;ダイ270℃;真空200mbar;スループット10Kg/時間である。更なる条件を実験結果の表に示す。
Figure 2021522357
Figure 2021522357
実施例1及び2を実施例3と比較すると、充填圧力の低下及びサイクル時間の短縮によって証明されるように、25RV供給原料ポリマーを使用した加工の容易さの改善という利点が示されている。
Figure 2021522357
実施例1及び2を実施例3と比較すると、比較可能な燃焼性性能が実証されている。
Figure 2021522357
実施例1及び2を実施例3と比較すると、機械的特性の一部が低下しているにもかかわらず、依然として許容可能であり、一部の特性が改善されることを示している。
全体として、実施例1〜2を実施例3と比較すると、25RV供給原料ポリマーを使用することによる加工の容易さの改善を示し、一方で、有用な機械的特性と共に燃焼性特性を維持することが示されている。燃焼性特性が所望の性能を満たしていない場合、加工の容易さが改善されたことにより、加工ウィンドウを当業者に拡張して、許容可能な加工、燃焼性、及び所望の機械的性能のバランスを満たすために更なる難燃剤添加剤を加えることを可能にする。
実施例4〜6.メラミンシアヌラートを含有する無充填ポリアミド配合物。
本明細書に記載される一般的な手順を使用して、以下の難燃剤ポリアミド組成物を、48、35及び25RV N66供給原料ポリアミドから作製した。これらの試験片のそれぞれについて、組成物は、95.7部の供給原料ポリアミド、4.0部のMelapur(商標)MC25難燃剤添加剤、及び0.3部のIrganox(登録商標)B1171ポリマー添加剤を含有していた。
各試験片を適切な燃焼性又は機械的試験片に成形し、燃焼性評価及び機械的特性を決定した。
Figure 2021522357
実施例4、5a及び5bを実施例6と比較すると、最大トルク%及びノズル圧力の低下によって証明されるように、25RV供給原料ポリマーを使用した加工の容易さの改善という利点が示されている。実施例5は、実施例5a及び実施例5bにおいて2つのスクリュー速度で実行され、ペレット架橋問題は、より高速で対策された。
Figure 2021522357
実施例4、5a及び5bを実施例6と比較すると、充填圧力の低下及び/又はサイクル時間の一般の短縮によって証明されるように、25RV供給原料ポリマーを使用した加工の容易さの改善という利点が示されている。
Figure 2021522357
実施例4、5a及び5bを実施例6と比較すると、比較可能な燃焼性性能が実証されている。
Figure 2021522357
実施例4及び5bを実施例3と比較すると、機械的特性の一部が低下しているにもかかわらず、依然として許容可能であり、一部の特性が改善されることを示している。
全体として、実施例4、5a、5b、及び6を比較すると、配合及び成形の両方で25RV供給原料ポリマーを使用することによる加工の容易さの改善を示し、一方で、有用な機械的特性と共に燃焼性特性を維持し、実際にいくつかの特性が改善されていることが示されている。燃焼性特性が所望の性能を満たしていない場合、加工の容易さが改善されたことにより、加工ウィンドウを当業者に拡張して、許容可能な加工、燃焼性及び要求される機械的性能のバランスを満たすために更なる難燃剤添加剤を加えることを可能にする。
実施例7〜9.メラミンシアヌラートを含有する無充填ポリアミド配合物。
本明細書に記載される一般的な手順を使用して、以下の難燃剤ポリアミド組成物を、48、35及び25RV N66供給原料ポリアミドから作製した。試験組成物は、87.7部の25RV N66ポリアミド、12.0部のMastertek(登録商標)374115難燃剤添加剤マスターバッチ、及び0.3部のIrganox(登録商標)B1171ポリマー添加剤を含有していた。
各試験片を適切な燃焼性又は機械的試験片に成形し、燃焼性評価及び機械的特性を決定した。
Figure 2021522357
実施例7及び8を実施例9と比較すると、最大トルク%及びノズル圧力の低下によって証明されるように、25RV供給原料ポリマーを使用した加工の容易さの改善という利点が示されている。
Figure 2021522357
実施例7及び8を実施例9と比較すると、充填圧力の低下及び/又はサイクル時間の一般の短縮によって証明されるように、25RV供給原料ポリマーを使用した加工の容易さの改善という利点が示されている。
Figure 2021522357
実施例7及び8を実施例9と比較すると、比較可能な燃焼性性能が実証されている。高粘度の供給原料樹脂配合物のV−2の評価と比較して、V−0評価によって証明されるように、25RV供給原料樹脂配合物で改善が観察された。
Figure 2021522357
実施例7及び8を実施例9と比較すると、機械的特性の一部が低下しているにもかかわらず、依然として許容可能であり、一部の特性が改善されることを示している。
全体として、実施例7、及び8を実施例9と比較すると、配合及び成形の両方で25RV供給原料ポリマーを使用することによる加工の容易さの改善を示し、一方で、有用な機械的特性と共に燃焼性特性を維持し、実際にいくつかの特性が改善されていることが示されている。燃焼性特性が所望の性能を満たしていない場合、加工の容易さが改善されたことにより、加工ウィンドウを当業者に拡張して、許容可能な加工、燃焼性及び要求される機械的性能のバランスを満たすために更なる難燃剤添加剤を加えることを可能にする。
実施例10〜12.ハロゲン及びアンチモンを含まないリン含有難燃剤を用いた配合物及び配合条件及び挙動。
本明細書に記載される一般的な手順を使用して、以下の難燃剤ポリアミド組成物を、48、35及び25RV N66供給原料ポリアミドから作製した。試験組成物は、62.2部の25RV N66ポリアミド、15.0部のガラス繊維、22.5部のExolit(登録商標)OP 1314難燃剤添加剤、及び0.3部のIrganox(登録商標)B1171ポリマー添加剤を含有していた。
各試験片を適切な燃焼性又は機械的試験片に成形し、燃焼性評価及び機械的特性を決定した。
Figure 2021522357
実施例10及び11を実施例12と比較すると、最大トルク%及びノズル圧力の低下によって証明されるように、25RV供給原料ポリマーを使用した加工の容易さの改善という利点が示されている。
Figure 2021522357
実施例10及び11を実施例12と比較すると、充填圧力の低下及び/又はサイクル時間の一般の短縮によって証明されるように、25RV供給原料ポリマーを使用した加工の容易さの改善という利点が示されている。
Figure 2021522357
実施例10及び11を実施例12と比較すると、比較可能な燃焼性性能が実証されている。
Figure 2021522357
実施例10及び11を実施例12と比較すると、機械的特性の一部が低下しているにもかかわらず、依然として許容可能であり、一部の特性が改善されることを示している。
全体として、実施例10、11、及び12を比較すると、配合及び成形の両方で25RV供給原料ポリマーを使用することによる加工の容易さの改善を示し、一方で、有用な機械的特性と共に燃焼性特性を維持し、実際にいくつかの特性が改善されていることが示されている。燃焼性特性が所望の性能を満たしていない場合、加工の容易さが改善されたことにより、加工ウィンドウを当業者に拡張して、許容可能な加工、燃焼性及び要求される機械的性能のバランスを満たすために更なる難燃剤添加剤を加えることを可能にする。
実施例13〜15.ハロゲン及びアンチモンを含まない、リン含有難燃剤添加剤を含むポリアミド配合物。
本明細書に記載される一般的な手順を使用して、以下の難燃剤ポリアミド組成物を、48、35及び25RV N66供給原料ポリアミドから作製した。試験組成物は、60.1部の25RV N66ポリアミド、15.0部のガラス繊維、12.3部のExolit(登録商標)OP 1314難燃剤添加剤、12.3部のPrenifor(商標)EPFR−MPP300難燃剤添加剤、及び0.3部のIrganox(登録商標)B1171ポリマー添加剤を含有していた。
各試験片を適切な燃焼性又は機械的試験片に成形し、燃焼性評価及び機械的特性を決定した。
Figure 2021522357
実施例13及び14を実施例15と比較すると、最大トルク%及びノズル圧力の低下によって証明されるように、25RV供給原料ポリマーを使用した加工の容易さの改善という利点が示されている。
Figure 2021522357
Figure 2021522357
実施例13及び14を実施例15と比較すると、一般的に低下された充填圧及び/又はサイクル時間によって証明されるように、25RV供給原料ポリマーを使用した加工の容易さの改善という利点が示されている。
Figure 2021522357
実施例13及び14を実施例15と比較すると、比較可能な燃焼性性能が実証されている。実際に、場合によっては、燃焼性評価の改善が見られる。
Figure 2021522357
実施例10及び11を実施例12と比較すると、機械的特性の一部が低下しているにもかかわらず、依然として許容可能であり、一部の特性が改善されることを示している。
全体として、実施例13、14、及び15を比較すると、配合及び成形の両方で25RV供給原料ポリマーを使用することによる加工の容易さの改善を示し、一方で、有用な機械的特性と共に燃焼性特性を維持し、実際にいくつかの特性が改善されていることが示されている。燃焼性特性が所望の性能を満たしていない場合、加工の容易さが改善されたことにより、加工ウィンドウを当業者に拡張して、許容可能な加工、燃焼性、及び要求される機械的性能のバランスを満たすために更なる難燃剤添加剤を加えることを可能にする。
実施例16〜19.ハロゲン及びアンチモン含有難燃剤添加剤を含むポリアミド配合ポリアミド配合物。
本明細書に記載される一般的な手順を使用して、以下の難燃剤ポリアミド組成物を、48、35及び25RV N66供給原料ポリアミドから作製した。試験組成物は、36.4部の22RV N66ポリアミド、25.0部のガラス繊維、25.9部のSAYTEX登録商標)HP 7010臭素系難燃剤添加剤、3.1部のCampine PA 261717アンチモン系難燃剤添加剤、9.3部のFirebrake(登録商標)500ホウ酸亜鉛系難燃剤添加剤、及び0.3部のIrganox(登録商標)B1171ポリマー添加剤を含有していた。
各試験片を適切な燃焼性又は機械的試験片に成形し、燃焼性評価及び機械的特性を決定した。
Figure 2021522357
実施例16及び17を実施例18及び19と比較すると、最大トルク%及びノズル圧力の低下によって証明されるように、25RV及び20RV供給原料ポリマーを使用した加工の容易さの改善という利点が示されている。
Figure 2021522357
Figure 2021522357
実施例16及び17と実施例18及び19と比較すると、一般的に低下された充填圧及び/又はサイクル時間によって証明されるように、25RV及び20RV供給原料ポリマーを使用した加工の容易さの改善という利点が示されている。
Figure 2021522357
実施例16及び17を実施例18及び9と比較すると、比較可能な燃焼性性能が実証されている。
Figure 2021522357
実施例16及び17を実施例18及び19と比較すると、機械的特性の一部が低下しているにもかかわらず、依然として許容可能であり、一部の特性が改善されることを示している。
全体として、実施例16及び17を実施例18及び19と比較すると、配合及び成形の両方で25RV又は20RV供給原料ポリマーを使用することによる加工の容易さの改善を示し、一方で、有用な機械的特性を維持し、いくつかの特性が改善されていることが示されている。燃焼性特性が所望の性能を満たしていない場合、加工の容易さが改善されたことにより、加工ウィンドウを当業者に拡張して、許容可能な加工、燃焼性、及び要求される機械的性能のバランスを満たすために更なる難燃剤添加剤を加えることを可能にする。
実施例20〜22.ハロゲン及びアンチモンを含まない、リン含有難燃剤添加剤を含むポリアミド配合物。
本明細書に記載される一般的な手順を使用して、以下の難燃剤ポリアミド組成物を、48、35及び25RV N66供給原料ポリアミドから作製した。試験組成物は、42.7部の25RV N66ポリアミド、40.0部のガラス繊維、12.0部のExolit(登録商標)OP 1314難燃剤添加剤、5.0部のPrenifor(商標))EPFR−MPP300難燃剤添加剤、及び0.3部のIrganox(登録商標)B1171ポリマー添加剤を含有していた。
各試験片を適切な燃焼性又は機械的試験片に成形し、燃焼性評価及び機械的特性を決定した。
Figure 2021522357
実施例20及び21を実施例22と比較すると、最大トルク%及びノズル圧力の低下によって証明されるように、25RV供給原料ポリマーを使用した加工の容易さの改善という利点が示されている。
Figure 2021522357
実施例20及び21を実施例22と比較すると、一般的に低下された充填圧及び/又はサイクル時間によって証明されるように、25RV供給原料ポリマーを使用した加工の容易さの改善という利点が示されている。
Figure 2021522357
実施例20及び21を実施例22と比較すると、比較可能な燃焼性性能が実証されている。
Figure 2021522357
実施例20及び21を実施例22と比較すると、機械的特性が依然として許容可能であり、一部の特性が改善されることを示している。
全体として、実施例20及び21を実施例20と比較すると、配合及び成形の両方で25RV供給原料ポリマーを使用することによる加工の容易さの改善を示し、一方で、有用な機械的特性を維持し、いくつかの特性が改善されていることが示されている。燃焼性特性が所望の性能を満たしていない場合、加工の容易さが改善されたことにより、加工ウィンドウを当業者に拡張して、許容可能な加工、燃焼性及び要求される機械的性能のバランスを満たすために更なる難燃剤添加剤を加えることを可能にする。
実施例23.難燃剤ポリアミド組成物から形成される繊維の特性
この実施例では、繊維は、様々なRVを有し、0〜15重量%の範囲の様々な量のExolit(登録商標)OP 945難燃剤添加剤と共に0.3重量%のIrganox(登録商標)B1171ポリマー添加剤を含むN66ポリアミドを使用して溶融紡糸される。ガラス繊維は組成物中に存在しなかった。調製した充填N66樹脂について、試験したRVは、20RV、25RV、35RV、及び48RVである。繊維を延伸し、フィラメント当たり4デニール(dpf)であった円形断面の連続フィラメントを得る。
破断強度測定は、ASTM D885−Standard Test Methods for Tire Cords,Tire Cord Fabrics,and Industrial Filament Yarns Made from Manufactured Organic−Base Fibersに従って、連続マルチフィラメント繊維で実施される。耐炎性能試験は、ASTM D6413−Standard Test Method for Flame Resistance of Textiles(Vertical Test)を使用して実施した。生地試験片は、50重量%のナイロン−6、6系繊維(表30のRV値)及び50重量%の難燃性レーヨン(Lenzing FR;Lenzing Group、Lenzing、オーストラリアから市販されている)を含む2インチのステープルスパンヤーンから調製された。試験された生地試験片は、7.0oz/ydの綾織りを有する。
表30は、様々なRV及び難燃剤添加剤レベルを有するN66ポリアミド樹脂からの延伸繊維の耐炎性データと共に、繊維の機械的強度(又は破断強度)を列挙する。
Figure 2021522357
実施例24.難燃剤ポリアミド組成物から形成される繊維の特性
これらの実施例では、繊維は、様々なRVを有し、0〜10重量%の範囲の様々な量のExolit(登録商標)OP 945難燃剤添加剤を含むN66ポリアミドを使用して溶融紡糸される。ガラス繊維は組成物中に存在しなかった。調製した充填N66樹脂について、試験したRVは、25RV、38RV、及び50RVであった。繊維を延伸し、フィラメント当たり4デニール(dpf)であった円形断面の連続フィラメントを得た。
破断強度測定は、ASTM D885−Standard Test Methods for Tire Cords,Tire Cord Fabrics,and Industrial Filament Yarns Made from Manufactured Organic−Base Fibersに従って、連続マルチフィラメント繊維で実施した。
表31は、様々なRV及び難燃剤添加剤レベルを有するN66ポリアミド樹脂からの延伸繊維のパック圧力データと共に、繊維の機械的強度(又は破断強度)を列挙する。
Figure 2021522357
例示的な態様
以下の例示的な態様が提供され、その番号付けは、重要度のレベルを指定するものとして解釈されるべきではない:
態様1は、以下を含む難燃剤ポリアミド組成物を提供する:
20以上〜33以下の相対粘度(RV)を有する、組成物の約30重量%〜約99重量%であるポリアミドと;
1種又は複数の難燃剤添加剤とを含む、難燃剤ポリアミド組成物。
態様2は、組成物がアンダーライターズラボラトリーズ試験番号UL94によって測定される0.4mmでのV−2、V−1、又はV−0の難燃性評価、或いはアンダーライターズラボラトリーズ試験番号UL94によって測定される0.4mmでのV−1又はV−0の難燃性評価を有する、態様1に記載の組成物を提供する。
態様3は、組成物がアンダーライターズラボラトリーズ試験番号UL94によって測定される0.4mmでのV−0の難燃性評価を有する、態様1〜2のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様4は、ポリアミドが20以上〜30以下のRVを有する、態様1〜3のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様5は、ポリアミドが20以上〜25以下のRVを有する、態様1〜4のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様6は、ポリアミドが単一のポリアミド、ポリアミドのブレンド、ポリアミドコポリマー、又はこれらの組み合わせである、態様1〜5のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様7は、ポリアミドがナイロン66である、態様1〜6のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様8は、ポリアミドが組成物の約35重量%〜約96重量%である、態様1〜7のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様9は、ポリアミドが組成物の約85重量%〜約96重量%である、態様1〜8のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様10は、1種又は複数の難燃剤が組成物の約1重量%〜約50重量%である、態様1〜9のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様11は、1種又は複数の難燃剤が組成物の約3重量%〜約40重量%である、態様1〜10のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様12は、1種又は複数の難燃剤添加剤が4重量%〜12重量%である、態様1〜11のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様13は、1種又は複数の難燃剤添加剤が、ハロゲン含有難燃剤添加剤、相乗剤を含むハロゲン含有難燃剤添加剤、リン含有難燃剤添加剤、無機難燃剤添加剤、窒素含有難燃剤添加物、相乗剤を含む窒素含有難燃剤添加剤、又はこれらの組み合わせである、態様1〜12のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様14は、1種又は複数の難燃剤添加剤が、メラミンシアヌラート、アルミニウムジエチルホスフィナート、メラミンポリホスファート、ブロモポリスチレン、三酸化アンチモン、脱水ホウ酸亜鉛、及びこれらの組み合わせから選択される、態様1〜13のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様15は、1種又は複数の補強充填剤を更に含む、態様1〜14のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様16は、1種又は複数の補強充填剤が、炭素、ガラス、繊維材料、ケブラー、セルロース、グラフェン、シリカート、ナノチューブ、ダイヤモンド、又はこれらの組み合わせである、態様15に記載の組成物を提供する。
態様17は、補強充填剤がガラス繊維である、態様15〜16のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様18は、1種又は複数の補強充填剤が組成物の約0.1重量%〜約62重量%である、態様15〜17のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様19は、1種又は複数の補強充填剤が組成物の約1重量%〜約40重量%である、態様15〜18のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様20は、1種又は複数の難燃剤添加剤が組成物の10重量%〜50重量%である、態様17〜19のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様21は、1種又は複数の難燃剤添加剤が組成物の17重量%〜39重量%である、態様17〜20のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様22は、ポリアミドが組成物の約30重量%〜約80重量%である、態様17〜21のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様23は、ポリアミドが組成物の約35重量%〜約65重量%である、態様17〜22のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様24は、組成物がISO527の方法によって測定される50MPa〜約500MPaの破断時引張強度を有する、態様1〜23のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様25は、組成物がISO527の方法によって測定される80MPa〜約200MPaの破断時引張強度を有する、態様1〜24のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様26は、組成物がISO527の方法によって測定される約1,000MPa〜約15,000MPaの引張弾性率を有する、態様1〜25のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様27は、組成物がISO527の方法によって測定される3,500MPa〜13,000MPaの引張弾性率を有する、態様1〜26のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様28は、1種又は複数の加工性添加剤を更に含む、態様1〜27のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様29は、1種又は複数の加工性添加剤が組成物の約0.01重量%〜約10重量%である、態様1〜28のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様30は、1種又は複数の加工性添加剤が組成物の約0.1重量%〜約1重量%である、態様1〜29のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様31は、20以上〜33以下のRVの代わりに20未満又は33超のRVを有するポリアミドを含むが、それ以外は同一である別の組成物が、アンダーライターズラボラトリーズ試験番号UL94によって測定される際に、難燃性が低い、態様1〜30のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様32は、20以上〜33以下のRVの代わりに20未満又は33超のRVを有するポリアミドを含むが、それ以外は同一である別の組成物が、アンダーライターズラボラトリーズ試験番号UL94によって測定される際に、同じ難燃性を達成するために、1種又は複数の難燃剤添加剤のより高い濃度を必要とする、態様1〜31のいずれか1つに記載の組成物を提供する。
態様33は、態様1〜32のいずれか1つに記載の難燃剤ポリアミド組成物の製造方法であって、本方法は、
ポリアミドを1種又は複数の難燃剤添加剤と組み合わせて、難燃剤ポリアミド組成物を形成する工程を含む。
態様34は、ナイロン66が20以上〜33以下のRVを有する、組成物の約30重量%〜約99重量%であるナイロン66と、
組成物の約1重量%〜約50重量%ある1種又は複数の難燃剤添加剤とを含む難燃剤ポリアミド組成物を提供し、
組成物は、アンダーライターズラボラトリーズ試験番号UL94によって測定される0.4mmでのV−2、V−1、又はV−0の難燃性評価を有する。
態様35は、
ナイロン66が20以上〜33以下のRVを有する、組成物の約80重量%〜約99重量%であるナイロン66と、
組成物の約1重量%〜約20重量%である1種又は複数の難燃剤添加剤と、1種又は複数の難燃剤添加剤は、メラミンシアヌラート、アルミニウムジエチルホスフィナート、メラミンポリホスファート、ブロモポリスチレン、三酸化アンチモン、脱水ホウ酸亜鉛、及びこれらの組み合わせから選択されることを含む、難燃剤ポリアミド組成物を提供し、
組成物は、ガラス繊維を実質的に含まず、組成物は、アンダーライターズラボラトリーズ試験番号UL94によって測定される0.4mmでのV−2、V−1、又はV−0の難燃性評価を有する。
態様36は、ナイロン66が20以上〜33以下のRVを有する、組成物の約30重量%〜約80重量%であるナイロン66と、
組成物の約10重量%〜約50重量%である1種又は複数の難燃剤添加剤と、1種又は複数の難燃剤添加剤は、メラミンシアヌラート、アルミニウムジエチルホスフィナート、メラミンポリホスファート、ブロモポリスチレン、三酸化アンチモン、脱水ホウ酸亜鉛、及びこれらの組み合わせから選択され、
組成物の約1重量%〜約40重量%であるガラス繊維補強充填剤とを含む、難燃剤ポリアミド組成物を提供し、
組成物は、アンダーライターズラボラトリーズ試験番号UL94によって測定される0.4mmでのV−2、V−1、又はV−0の難燃性評価を有する。
態様37は、ポリアミド組成物がポリ(アリーレンエーテル)及びその非ポリアミドコポリマーを実質的に含まない、請求項1〜32及び34〜36のいずれか1つに記載の難燃剤ポリアミド組成物を提供する。
態様38は、ポリアミド組成物がポリ(フェニレンエーテル)及びその非ポリアミドコポリマーを実質的に含まない、請求項1〜32及び34〜37のいずれか1つに記載の難燃剤ポリアミド組成物を提供する。
態様39は、ポリアミド組成物がスチレンコポリマー、ポリオレフィン、非ポリアミドポリエステル、これらの誘導体、又はこれらの組み合わせを実質的に含まない、請求項1〜32及び34〜38のいずれか1つに記載の難燃剤ポリアミド組成物を提供する。
態様40は、ポリアミド組成物がスチレン−エチレン−ブラジエン−スチレン(SEBS)、非ポリアミドポリマー、これらの誘導体、又はこれらの組み合わせを実質的に含まない、請求項1〜32及び34〜39のいずれか1つに記載の難燃剤ポリアミド組成物を提供する。
態様41は、ポリアミド組成物がマレイン化スチレン−水素添加ブタジエン−スチレンを実質的に含まない、請求項1〜32及び34〜40のいずれか1つに記載の難燃剤ポリアミド組成物を提供する。
態様42は、ポリアミド組成物が繊維である、請求項1〜32及び34〜40のいずれか1つに記載の難燃剤ポリアミド組成物を提供する。ポリアミド組成物を提供する。

Claims (20)

  1. 難燃剤ポリアミド組成物であって、
    90%ギ酸中8.4重量%溶液として測定される20以上〜33以下の相対粘度(RV)を有する、組成物の約30重量%〜約99重量%であるポリアミドと、
    1種又は複数の難燃添加剤とを含み、
    前記難燃剤ポリアミド組成物は、ポリ(アリーレンエーテル)及びその非ポリアミドコポリマーを実質的に含まず、組成物は、アンダーライターズラボラトリーズ試験番号UL94によって測定される0.4mmでのV−2、V−1、又はV−0の難燃性評価を有する、難燃剤ポリアミド組成物。
  2. 前記組成物が、スチレンコポリマー、ポリオレフィン、非ポリアミドポリエステル、及びこれらの誘導体を実質的に含まない、請求項1に記載の組成物。
  3. 前記組成物が、アンダーライターズラボラトリーズ試験番号UL94によって測定される、0.4mmでのV−0の難燃性評価を有する、請求項1〜2のいずれか一項に記載の組成物。
  4. 前記ポリアミドが、90%ギ酸中の8.4重量%溶液として測定される20以上〜30以下のRVを有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。
  5. 前記難燃剤ポリアミド組成物が繊維である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の組成物。
  6. 前記ポリアミドがナイロン66である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の組成物。
  7. 前記ポリアミドが前記組成物の約35重量%〜約96重量%である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の組成物。
  8. 前記1種又は複数の難燃剤が、前記組成物の約1重量%〜約50重量%である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の組成物。
  9. 前記1種又は複数の難燃剤添加剤が、ハロゲン含有難燃剤添加剤、相乗剤を含むハロゲン含有難燃剤添加剤、リン含有難燃剤添加剤、無機難燃剤添加剤、窒素含有難燃剤添加物、相乗剤を含む窒素含有難燃剤添加剤、又はこ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。
  10. 前記1種又は複数の難燃剤添加剤が、メラミンシアヌラート、アルミニウムジエチルホスフィナート、メラミンポリホスファート、ブロモポリスチレン、三酸化アンチモン、脱水ホウ酸亜鉛、及びこれらの組み合わせから選択される、請求項1〜9のいずれか一項に記載の組成物。
  11. 1種又は複数の補強充填剤を更に含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の組成物。
  12. 前記1種又は複数の補強充填剤が、炭素、ガラス、繊維材料、ケブラー、セルロース、グラフェン、シリカート、ナノチューブ、ダイヤモンド、又はこれらの組み合わせである、請求項11に記載の組成物。
  13. 前記補強充填剤がガラス繊維である、請求項11〜12のいずれか一項に記載の組成物。
  14. 前記1種又は複数の補強充填剤が、前記組成物の約0.1〜約62重量%である、請求項11〜13のいずれか一項に記載の組成物。
  15. 1種又は複数の加工性添加剤を更に含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載の組成物。
  16. 20以上〜33以下のRVの代わりに90%ギ酸中8.4重量%溶液として測定される20未満又は33超のRVを有するポリアミドを含むが、それ以外は同一である別の組成物が、アンダーライターズラボラトリーズ試験番号UL94によって測定される際に、難燃性が低い、請求項1〜15のいずれか一項に記載の組成物。
  17. 20以上〜33以下のRVの代わりに90%ギ酸中8.4重量%溶液として測定される20未満又は33超のRVを有するポリアミドを含むが、それ以外は同一である別の組成物が、アンダーライターズラボラトリーズ試験番号UL94によって測定される際に、同じ難燃性を達成するために、前記1種又は複数の難燃剤添加剤のより高い濃度を必要とする、請求項1〜16のいずれか一項に記載の組成物。
  18. 請求項1〜17のいずれか一項に記載の難燃剤ポリアミド組成物の製造方法であって、前記方法が:
    前記ポリアミドを前記1種又は複数の難燃剤添加剤と組み合わせて、前記難燃剤ポリアミド組成物を形成する工程を含む、難燃剤ポリアミド組成物の製造方法。
  19. 難燃剤ポリアミド組成物であって、
    ナイロン66が90%ギ酸中8.4重量%溶液として測定される20以上〜33以下のRVを有する、前記組成物の約80重量%〜約99重量%であるナイロン66と、
    前記組成物の約1重量%〜約20重量%である1種又は複数の難燃剤添加剤と、前記1種又は複数の難燃剤添加剤は、メラミンシアヌラート、アルミニウムジエチルホスフィナート、メラミンポリホスファート、ブロモポリスチレン、三酸化アンチモン、脱水ホウ酸亜鉛、及びこれらの組み合わせから選択され、
    前記組成物は、ガラス繊維を実質的に含まず、前記組成物は、ポリ(アリーレンエーテル)及びその非ポリアミドコポリマーを実質的に含まず、前記組成物は、アンダーライターズラボラトリーズ試験番号UL94によって測定される0.4mmでのV−0の難燃性評価を有する、難燃剤ポリアミド組成物。
  20. 難燃剤ポリアミド組成物であって、
    ナイロン66が90%ギ酸中8.4重量%溶液として測定される20以上〜33以下のRVを有する、前記組成物の約30重量%〜約80重量%であるナイロン66と、
    前記組成物の約10重量%〜約50重量%である1種又は複数の難燃剤添加剤と、前記1種又は複数の難燃剤添加剤は、メラミンシアヌラート、アルミニウムジエチルホスフィナート、メラミンポリホスファート、ブロモポリスチレン、三酸化アンチモン、脱水ホウ酸亜鉛、及びこれらの組み合わせから選択され、
    前記組成物の約1重量%〜約40重量%であるガラス繊維補強充填剤とを含み、
    前記組成物は、ポリ(アリーレンエーテル)及びその非ポリアミドコポリマーを実質的に含まず、前記組成物は、アンダーライターズラボラトリーズ試験番号UL94によって測定される0.4mmでのV−0の難燃性評価を有する、難燃剤ポリアミド組成物。
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