JP2022519055A - 耐衝撃性改良射出成形ポリアミド - Google Patents

耐衝撃性改良射出成形ポリアミド Download PDF

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Abstract

衝撃変性ポリアミド組成物であって、5wt%~85wt%のポリアミドポリマー;10wt%~60wt%ガラス繊維;3wt%~30wt%の耐衝撃性改良剤;および5wt%未満の濃度の溶融安定剤を含み;耐衝撃性改良剤と溶融安定剤の重量比が、1.0:1~100:1の範囲であり;ポリアミド組成物が、80kJ/m2超である23℃のノッチなしシャルピー衝撃エネルギー損失および135MPa超の引張強度を示す、ポリアミド組成物。【選択図】なし

Description

[0001]関連出願への相互参照
本出願は2019年1月31日に出願された米国仮特許出願第62/799,490号への優先権およびその出願利益を主張し、その全体は参照により本明細書に組み込まれる。
[0002]本開示は、一般に、射出成形用途に特に有用な、改善された耐衝撃性/吸収性能を有するポリアミド組成物に関する。
[0003]多種多様な天然および人工ポリアミドは、それらの高い耐久性および強度に起因して、様々な用途に使用が見出されている。一部のポリアミド組成物は、高融点、高い再結晶化温度、速い射出成形サイクル時間、高いフロー、靭性、弾性、耐薬品性、固有の難燃性、および/または耐摩耗性を有するように配合され得る。これらの望ましい化学的および機械的特性は、ポリアミド組成物を、ケーブルタイ(cable tie)、スポーツ用品およびスポーツウェア、銃床(gun stock)、窓断熱層(window thermal break)、エアロゾル弁、食品フィルム包装、自動車/車両部品、テキスタイル、工業用繊維、カーペット、および電気/電子部品などの、多様な製品の構築で使用するのに好適にすることができる。
[0004]一例として、自動車産業では、排気ガスを低減し燃料消費量の効率を増加させる、環境上の需要が存在する。これらの目標達成に向けた1つの手法は、金属部品を熱可塑性のものに置き換えることによって、全体の車両重量を低減することである。しばしば、エンジンルームにおけるこうした軽量化を提供するために、ポリアミド組成物が用いられてきた。一部のこれらのポリアミド組成物は、それらの前述の耐熱性、機械的強度、および全体の外観に起因して、自動車の使用に特に良く適合することも見出されてきた。例示的な用途は、ラジエータータンク、給気冷却器(charge air cooler)、ファンおよびシュラウド、ならびにプッシュ/プルケーブルを含むことができる。
[0005]機械的強度の提供に加えて、自動車用途は、通常、耐衝撃性、例えば、任意選択で変形による、キャビンノイズ、振動、およびハーシュネス(harshness)の最小化も必要とする。しかしながら、これらの性能特性は、従来のポリアミド組成物にしばしば関連しており、これは強度の増加を付与するために設計されてこなかった。従って、既存の技術を考慮すると、強度、ならびに耐衝撃性、例えば、ノッチ付きアイゾッドおよびシャルピー衝撃エネルギー損失によって定量化され得る靭性、の両方を効果的に与える、改善されたポリアミド組成物に対する需要が残っている。
[0006]一実施形態では、本開示は、(5wt%~85wt%)の1種または複数のポリアミドポリマー、(10wt%~60wt%)のガラス繊維、(3wt%~30wt%)の耐衝撃性改良剤、例えば、変性オレフィン、例えば、無水マレイン酸変性オレフィン、アクリレート、もしくはアクリル(acrylic)、またはそれらの組み合わせ、(5wt%未満)の溶融安定剤、例えば、飽和脂肪酸、例えば、ステアリン酸、および任意選択の(5wt%未満)の熱安定剤を含む、耐衝撃性改良ポリアミド組成物に関する。耐衝撃性改良剤と溶融安定剤の重量比は、1.0:1~100:1の範囲であり得る。ポリアミド組成物は、80kJ/m超の23℃でのノッチなしシャルピー衝撃エネルギー損失、および/または135MPa超の引張強度を示す。ある実施形態では、1種または複数のポリアミドポリマーは、PA66ポリマーおよび/もしくはPA6ポリマーを含み、かつ/または100,000未満の数平均分子量を有する。ある実施形態では、耐衝撃性改良剤はエチレン-オクテンコポリマーを含む。ある態様では、ポリアミド組成物は、5wt%未満の濃度でニグロシンを含む。ある実施形態では、ポリアミド組成物は、5wt%未満の濃度でカーボンブラックを含む。一部の場合では、ポリアミド組成物は、0.04超の60°タンデルタ(tan delta);および/または0.1超の90°タンデルタを示す。耐衝撃性改良剤は、0℃未満のガラス転移温度を有し得る。一部の場合では、ガラス繊維に対するポリアミドポリマーの重量比率は、0.1~10の範囲であり得;かつ/または、耐衝撃性改良剤に対するポリアミドポリマーの重量比率は、0.2~30の範囲であり得;かつ/または耐衝撃性改良剤と溶融安定剤の重量比は、1:1~40:1の範囲であり;かつ/または耐衝撃性改良剤に対するガラス繊維の重量比率は、0.3~20の範囲であり;かつ/または熱安定剤に対する耐衝撃性改良剤の重量比率は、0.5~300の範囲である。一部の実施形態では、ポリオレフィンは、13wt%~68wt%のPA66ポリアミドポリマー;25wt%~40wt%のガラス繊維;耐衝撃性改良剤;1wt%~2wt%のニグロシン;0.1wt%~1wt%の熱安定剤;20wt%未満のPA6ポリアミドポリマー;3wt%未満のカーボンブラック;および1wt%未満の溶融安定剤を含む。一部の場合では、耐衝撃性改良剤は、無水マレイン酸変性オレフィン、アクリレート、もしくはアクリル、またはそれらの組み合わせを含み;溶融安定剤に対する耐衝撃性改良剤の重量比率は5~50の範囲であり;溶融安定剤は飽和脂肪酸を含み、ポリアミド組成物は;ポリアミド組成物は、2.5%超の引張伸び、および65kJ/m超の-40℃でのノッチなしシャルピー衝撃エネルギー損失を示す。一部の場合では、ポリアミド組成物は、13wt%~68wt%のPA66ポリアミドポリマー;25wt%~40wt%のガラス繊維を含み;ポリアミド組成物は、11kJ/m超の23℃でのノッチ付きシャルピー衝撃エネルギー損失を有する。
[0007]別の実施形態では、本開示は、ポリアミド組成物を調製する方法に関する。この方法は、1種または複数のポリアミドポリマー、ガラス繊維、耐衝撃性改良剤、および任意選択の熱安定剤を用意するステップを含む。この方法は、1種または複数のポリアミドポリマー、ガラス繊維、耐衝撃性改良剤、および熱安定剤を組み合わせて、ポリアミド組成物を生成させるステップをさらに含む。ある態様では、この方法は、ニグロシンを用意し、ポリアミド組成物へニグロシンを添加するステップをさらに含む。ある実施形態では、この方法は、カーボンブラックを用意し、ポリアミド組成物へカーボンブラックを添加するステップをさらに含む。一部の態様では、この方法は、溶融安定剤を用意し、ポリアミド組成物へ溶融安定剤を添加するステップをさらに含む。
[0008]別の実施形態では、本開示は射出成形品に関する。この物品は、任意の提供されたポリアミド組成物を含む。
[0009]本開示は、一般に、例えば、射出成形用途で用いられる場合、強度、および耐衝撃性、例えば、靭性の両方における有利な改善を提供するポリアミド組成物に関する。例えば、成形された熱可塑性の部品にとって、高度の硬さおよび剛性を有し、金属の代わりになり得る軽量構造材料を必要とする用途において、それらが十分な強度を提供できることは有益である。十分な耐衝撃性を有し、材料が、望まない振動を最小にして衝撃力をよりよく吸収できるようにすることは、成形されたプラスチックにとっても有益である。
[0010]しかしながら、従来のポリアミド樹脂および組成物にとって、これらの要求のそれぞれを同時に満たすことは、困難であると判明した。この1つの理由は、材料の塑性を増加させるのではなくある程度低減させることによって、強度機能を増加させることを目標として、従来の修飾がポリアミド組成物になされたことである。構造用途を意図する典型的なポリアミド調製物は、追加の強度を与えるために、強化充填剤、例えば、ガラス繊維を含む。しかしながら、こうした従来の強化ポリアミドは、自動車および他の用途で所望される機械的特性、例えば、伸びおよび衝撃強度の低下によっても特徴付けられる。
[0011]本発明者らは、今回、特定の強化されかつ耐衝撃性が改良されたポリアミド組成物の使用が、驚くべきことに、増加した全体の強度、例えば、引張/曲げ特性、ならびに改善された耐衝撃性、例えば、延性および衝撃強度の両方を示す材料を提供することを発見した。そのうえ、一部の態様では、材料の延性および耐衝撃性は、全体の強度と一緒に相乗的に改善されることができる。特に、本発明者らは、ポリアミドポリマー、ガラス繊維、耐衝撃性改良剤、溶融安定剤(潤滑剤)、および任意選択の熱安定剤のある特定のタイプ、量、および比率を組み合わせて、驚くべき機械的特性および衝撃特性を有する組成物を生成することができることを見出した。理論に拘束されるものではないが、特別の耐衝撃性改良剤、例えば、特別のガラス転移温度を有するものは、他の成分と作用して、相乗的にエネルギーを散逸すると考えられる。
[0012]一部の場合では、任意選択で特定の重量比率で用いられる、特別の耐衝撃性改良剤および溶融安定剤の使用は、引張強度および反発弾性における前述の相乗的な改善を提供する。一般に、耐衝撃性改良剤は引張強度に有害な影響を有することが知られている。しかしながら、本開示の耐衝撃性改良剤および溶融安定剤を一緒に使用した場合、意外なバランスが与えられて、引張性能の損失はほとんどまたはまったく観察されず、一方で驚くべきことに、反発弾性は著しく改善される。
[0013]とりわけ、有利な強度特性および延性特性を同時に可能にする際の、成分比率(本明細書に開示されるものなど)の重要性は、これまで認識されていない。材料の改善された延性は、例えば、材料の弾性率および破断前の材料の伸びの増加に反映される。
[0014]一態様では、耐衝撃性改良ポリアミド組成物が開示される。組成物は、1種または複数のポリアミドポリマー、ガラス繊維、耐衝撃性改良剤、および任意選択の熱安定剤を含む。以下でより詳細に記述するように、組成物は、好ましくは5wt%~85wt%のポリアミドポリマー、10wt%~60wt%のガラス繊維、3wt%~30wt%の1種もしくは複数の耐衝撃性改良剤、および/または5wt%未満の1種もしくは複数の熱安定剤を含む。組成物中に(本明細書に開示される濃度および比率で)これらの成分を用いることによって、改善された(引張)強度および耐衝撃性特性を示すポリアミド組成物、例えば、2500MPa超の曲げ弾性率および/または135MPa超の引張強度、および/または5kJ/m超の23℃でのノッチ付きアイゾッド衝撃エネルギー損失、または80kJ/m超のノッチなしシャルピー衝撃エネルギー損失を示すポリアミド組成物が提供される。本明細書に開示されるポリアミド組成物は、高い破断伸び、破断曲げ強度、破断引張強度、および引張弾性率を含む、他の有利な機械的特性も有することができる。
[0015]ポリアミド組成物の成分は、ここでは個別に議論される。これらの成分は互いに用いられて、前述のポリアミド組成物を形成すると考えられる。
ポリアミドポリマー
[0016]開示された組成物のポリアミドは、広く変動することができ、1種のポリアミドポリマーまたは2種以上のポリアミドを含むことができる。例示的なポリアミドおよびポリアミド組成物は、Kirk-Othmer,Encyclopedia of Chemical Technology,Vol.18,pp.328-371(Wiley 1982)に記述されており、その開示は、参照により組み込まれる。手短に言えば、ポリアミドは、ポリマー主鎖の必須パーツとしてアミド反復基を含有する製品である。直鎖ポリアミドは特に興味深く、当該技術分野で周知のように、二官能性モノマーの縮合から形成され得る。ポリアミドは、しばしばナイロンと呼ばれる。特定のポリアミドポリマーおよびコポリマーならびにそれらの調製物は、例えば、米国特許第2,071,250号;米国特許第2,071,251号;米国特許第2,130,523号;米国特許第2,130,948号;米国特許第2,241,322号;米国特許第2,312,966号;米国特許第2,512,606号;米国特許第3,236,914号;米国特許第3,472,916号;米国特許第3,373,223号;米国特許第3,393,210号;米国特許第3,984,497号;米国特許第3,546,319号;米国特許第4,031,164号;米国特許第4,320,213号;米国特許第4,346,200号;米国特許第4,713,415号;米国特許第4,760,129号;米国特許第4,981,906号;米国特許第5,504,185号;米国特許第5,543,495号;米国特許第5,698,658号;米国特許第6,011,134号;米国特許第6,136,947号;米国特許第6,169,162号;米国特許第6,197,855号;米国特許第7,138,482号;米国特許第7,381,788号;および米国特許第8,759,475号に記述されており、これらのそれぞれは、すべての目的のために、参照によりすべてが組み込まれる。
[0017]組成物の1種または複数のポリアミドポリマーは、脂肪族ポリアミド、例えば、ポリマー性E-カプロラクタム(PA6)およびポリヘキサメチレンアジパミド(PA66)または他の脂肪族ナイロン、芳香族成分、例えば、パラフェニレンジアミンおよびテレフタル酸などを有するポリアミド、ならびにコポリマー、例えば、アジペートと2-メチルペンタメチレンジアミン(2-methyl pentmethylene diamine)および3,5-ジカルボキシベンゼンスルホン酸(3,5-diacarboxybenzenesulfonic acid)またはそのナトリウムスルタネート(sultanate)塩の形態にあるスルホイソフタル酸を含むことができる。ポリアミドは、ポリアミノウンデカン酸ならびにビス-パラアミノシクロヘキシルメタンおよびウンデカン酸のポリマーを含むことができる。他のポリアミドとしては、ポリ(アミノドデカノアミド)、ポリヘキサメチレンセバカミド、ポリ(p-キシレンアゼレアミド)、ポリ(m-キシリレンアジパミド)、ならびにビス(p-アミノシクロヘキシル)メタンとアゼライン酸、セバシン酸および同族の脂肪族ジカルボン酸からのポリアミドが挙げられる。本明細書で使用する場合、「PA6ポリマー」および「PA6ポリアミドポリマー」という用語は、PA6が主成分であるコポリマーも含む。本明細書で使用する場合、「PA66ポリマー」および「PA66ポリアミドポリマー」という用語は、PA66が主成分であるコポリマーも含む。一部の実施形態では、コポリマー、例えば、PA-6,6/6I;PA-6I/6T;もしくはPA-6,6/6T、またはそれらの組み合わせは、ポリアミドポリマーとして使用することが考えられる。一部の場合では、これらのポリマーの物理的ブレンド、例えば、溶融ブレンドが考えられる。一実施形態では、ポリアミドポリマーは、PA-6、もしくはPA-6,6、またはそれらの組み合わせを含む。
[0018]ポリアミド組成物は、ラクタムの、開環重合、または共重合および/もしくは共縮合を含む重縮合を通して生成したポリアミドを含むことができる。これらのポリアミドは、例えば、プロプリオラクタム、ブチロラクタム、バレロラクタム、およびカプロラクタムから生成されたものを含むことができる。例えば、一部の実施形態では、組成物は、カプロラクタムの重合に由来するポリアミドポリマーを含む。
[0019]共通のポリアミドは、ナイロンおよびアラミドを含む。例えば、組成物は、PA6(ポリアミド6またはナイロン6とも呼ばれる)、PA66(ポリアミド66、ポリアミド6,6、またはナイロン6,6とも呼ばれる)、またはそれらの組み合わせを含むことができる。組成物は、1種または複数の追加のナイロン、例えば、PA-4T/4I、PA-4T/6I、PA-5T/5I、PA-6,6/6、PA-6,6/6T、PA-6T/6I、PA-6T/6I/6、PA-6T/6、PA-6T/6I/66、PA-6T/MPDMT(MPDMTは、ジアミン成分としてのヘキサメチレンジアミンおよび2-メチルペンタメチレンジアミンの混合物、ならびに二酸成分としてのテレフタル酸に基づくポリアミドである)、PA-6T/66、PA-6T/610、PA-10T/612、PA-10T/106、PA-6T/612、PA-6T/10T、PA-6T/10I、PA-9T、PA-10T、PA-12T、PA-10T/10I、PA-10T/12、PA-10T/11、PA-6T/9T、PA-6T/12T、PA-6T/10T/6I、PA-6T/6I/6、PA-6T/61/12、ならびにそれらの組み合わせを含むことができる。
[0020]ポリアミド組成物中の1種または複数のポリアミドポリマーの濃度は、例えば、5wt%~85wt%、例えば、5wt%~53w%、13wt%~61wt%、21wt%~69wt%、29wt%~77wt%、37wt%~85wt%、40wt%~65wt%、45wt%~60wt%、50wt%~60wt%、または51wt%~57wt%の範囲であり得る。一部の実施形態では、1種または複数のポリアミドポリマーの濃度は、13wt%~68wt%の範囲である。ある態様では、1種または複数のポリアミドポリマーの濃度は、30wt%~60wt%の範囲である。上限に関しては、組み合わせたポリアミドポリマーの濃度は、85wt%未満、例えば、77wt%未満、69wt%未満、61wt%未満、60wt%未満、57wt%未満、53wt%未満、45wt%未満、65wt%未満、37wt%未満、29wt%未満、21wt%未満、または13wt%未満であり得る。下限に関しては、組み合わせたポリアミドポリマー濃度は、5wt%超、例えば、13wt%超、21wt%超、29wt%超、37wt%超、40wt%超、45wt%超、50wt%超、51wt%超、61wt%超、69wt%超、または77wt%超であり得る。より低い濃度、例えば、5wt%未満、およびより高い濃度、例えば、85wt%超も考えられる。一部の場合では、1種または複数のポリアミドポリマーについて開示された範囲および限界は、PA66に適用できる。
[0021]ある態様では、1種または複数のポリアミドポリマーは、PA66ポリマーを含む。PA66は、ポリエチレンテレフタレート(PET)などの他のエンジニアリング樹脂に比較して、速い結晶化速度および高温性能を有し、射出成形での使用に著しい利点を有する。1種または複数のポリアミドポリマー中のPA66ポリマーの濃度は、例えば、0wt%~100wt%、例えば、0wt%~60wt%、10wt%~70wt%、20wt%~80wt%、30wt%~90wt%、または40wt%~100wt%の範囲であり得る。一部の実施形態では、1種または複数のポリアミドポリマーは、25wt%~100wt%のPA66ポリマーを含む。上限に関しては、1種または複数のポリアミドポリマー中のPA66ポリマーの濃度は、100wt%未満、例えば、90wt%未満、80wt%未満、70wt%未満、60wt%未満、50wt%未満、40wt%未満、30wt%未満、20wt%未満、または10wt%未満であり得る。下限に関しては、1種または複数のポリアミドポリマー中のPA66ポリマーの濃度は、0wt%超、例えば、10wt%超、20wt%超、30wt%超、40wt%超、50wt%超、60wt%超、70wt%超、80wt%超、または90wt%超であり得る。
[0022]全体のポリアミド組成物中のPA66ポリマーの濃度は、例えば、13wt%~68wt%、例えば、13wt%~46wt%、18.5wt%~51.5wt%、24wt%~57wt%、29.5wt%~62.5wt%、または35wt%~68wt%の範囲であり得る。上限に関しては、全体のポリアミド組成物中のPA66ポリマーの濃度は、68wt%未満、例えば、62.5wt%、57wt%未満、51.5wt%未満、46wt%未満、40.5wt%未満、35wt%未満、29.5wt%未満、24wt%未満、または18.5wt%未満であり得る。下限に関しては、全体のポリアミド組成物中のPA66ポリマーの濃度は、13wt%超、例えば、18.5wt%超、24wt%超、29.5wt%超、35wt%超、40.5wt%超、46wt%超、51.5wt%超、57wt%超、または62.5wt%超であり得る。より高い濃度、例えば、68wt%超、およびより低い濃度、例えば、13wt%未満も考えられる。
[0023]ある態様では、1種または複数のポリアミドポリマーは、PA6ポリマーを含む。1種または複数のポリアミドポリマー中のPA6ポリマーの濃度は、例えば、0wt%~100wt%、例えば、0wt%~60wt%、10wt%~70wt%、20wt%~80wt%、30wt%~90wt%、または40wt%~100wt%の範囲であり得る。一部の実施形態では、1種または複数のポリアミドポリマーは、0wt%~75wt%のPA6ポリマーを含む。上限に関しては、1種または複数のポリアミドポリマー中のPA6ポリマーの濃度は、100wt%未満、例えば、90wt%未満、80wt%未満、70wt%未満、60wt%未満、50wt%未満、40wt%未満、30wt%未満、20wt%未満、または10wt%未満であり得る。下限に関しては、1種または複数のポリアミドポリマー中のPA6ポリマーの濃度は、0wt%超、例えば、10wt%超、20wt%超、30wt%超、40wt%超、50wt%超、60wt%超、70wt%超、80wt%超、または90wt%超であり得る。
[0024]全体のポリアミド組成物中のPA6ポリマーの濃度は、例えば、0wt%~20wt%、例えば、0wt%~12wt%、2wt%~14wt%、4wt%~16wt%、6wt%~18wt%、または8wt%~20wt%の範囲であり得る。上限に関しては、全体のポリアミド組成物中のPA6の濃度は、20wt%未満、例えば、18wt%未満、16wt%未満、14wt%未満、12wt%未満、10wt%未満、8wt%未満、6wt%未満、4wt%未満、または2wt%未満であり得る。下限に関しては、全体のポリアミド組成物中のPA6の濃度は、0wt%超、例えば、2wt%超、4wt%超、6wt%超、8wt%超、10wt%超、12wt%超、14wt%超、16wt%超、または18wt%超であり得る。より高い濃度、例えば、20wt%超も考えられる。
[0025]ポリアミド組成物は、ポリアミドの組み合わせを含むことができる。様々なポリアミドを組み合わせることによって、最終的な組成物は、各構成要素のポリアミドの望ましい特性、例えば、機械的特性を組み込むことができる。ポリアミドの組み合わせは、任意の数の公知のポリアミドを含むことができる。一部の実施形態では、ポリアミド組成物は、好ましくは本明細書で議論される量で存在する、PA6とPA66との組み合わせを含む。ある態様では、ポリアミド組成物は、13wt%~68wt%のPA66ポリアミドポリマーおよび20wt%未満のPA6ポリアミドポリマーを含む。ポリアミド組成物は、本明細書に記述される任意のPA6およびPA66のパーセントの組み合わせも含むことができる。
[0026]一部の実施形態では、1種または複数の低溶融温度ポリアミド、例えば、210℃未満、例えば、206℃未満、202℃未満、198℃未満、194℃未満、190℃未満、186℃未満、182℃未満、178℃未満、または174℃未満の溶融温度を有するポリアミドが利用される。1種または複数のポリアミドの溶融温度は、それぞれ独立して、例えば、170℃~210℃、例えば、170℃~194℃、174℃~198℃、178℃~202℃、182℃~206℃、または186℃~210℃の範囲であり得る。下限に関しては、それぞれのポリアミドの溶融温度は、170℃超、例えば、174℃超、178℃超、182℃超、186℃超、190℃超、194℃超、198℃超、202℃超、または206℃超であり得る。より高い溶融温度、例えば、210℃超、およびより低い溶融温度、例えば、170℃未満も考えられる。一部の実施形態では、1種または複数の非晶質ポリアミド、例えば、明確な融点を有さないポリアミドが利用される。
[0027]1種または複数のポリアミドは、それぞれ独立して、例えば、アミン末端基、カルボキシレート末端基、ならびにモノカルボン酸、モノアミン、不活性イミン末端基を形成することができる低級ジカルボン酸、フタル酸およびそれらの誘導体を含む、いわゆる不活性末端基などの末端基の、特別の立体配置を有する。一部の態様では、ポリマー末端基は、組成物の耐衝撃性改良剤と限定的に相互作用して、分散および得られる機械的特性へ影響するように選択され得ることが見出された。
[0028]ポリアミド混合物の組成の構成に加えて、1種または複数のアミドポリマーの相対粘度が、性能および加工の両方において驚くべき利点を提供できることも見出された。例えば、アミドポリマーの相対粘度がある範囲および/または限界以内である場合、生産速度ならびに引張強度(および任意選択で反発弾性)は改善される。本明細書に記述するように、「相対粘度」または「RV」は、ギ酸中のポリマーの溶液の粘度とギ酸そのものの粘度との比較を指し、90%ギ酸およびガラスキャピラリーウッベローデ粘度計を使用して、標準的な手順ASTM D789-18(2018)に従って測定される。ガラス繊維または他の充填剤を含有する試料については、溶解する試料の重量は、100mlのギ酸当たり、必要とされる11.0グラムのニートな樹脂を提供するように、充填剤の量によって調節される。こうした充填剤を含有する溶液は、粘度計へ装填する前にろ過される。
[0029]1種または複数のポリアミドの相対粘度は、それぞれ独立してまたは合計で、例えば、25~250、例えば、25~160、47.5~182.5、70~205、92.5~227.5、または115~250の範囲であり得る。1種または複数のポリアミドの相対粘度は、それぞれ独立してまたは合計で、25~65、例えば、25~49、29~53、33~57、37~61、または41~65の範囲であり得る。上限に関しては、ポリアミドの相対粘度は、250未満、例えば、227.5未満、205未満、182.5未満、160未満、137.5未満、115未満、92.5未満、70未満、65未満、61未満、57未満、53未満、49未満、45未満、41未満、37未満、33未満、または29未満であり得る。下限に関しては、ポリアミドの相対粘度は、25超、例えば、29超、33超、37超、41超、45超、49超、53超、57超、61超、65超、70超、92.5超、115超、137.5超、160超、182.5超、205超、227.5超であり得る。より高い相対粘度、例えば250超、およびより低い相対粘度、例えば25未満も考えられる。
[0030]ポリアミド組成物中の1種または複数のポリアミドポリマーの数平均分子量は、それぞれ独立して、例えば、10,000ダルトン~100,000ダルトン、例えば、10,000ダルトン~64,000ダルトン、19,000ダルトン~73,000ダルトン、28,000ダルトン~82,000ダルトン、37,000ダルトン~91,000ダルトン、または46,000ダルトン~100,000ダルトンの範囲であり得る。ポリアミドポリマーの数平均分子量は、それぞれ独立してまたは合計で、10,000ダルトン~26,000ダルトン、例えば、10,000ダルトン~19,600ダルトン、11,600ダルトン~21,200ダルトン、13,200ダルトン~22,800ダルトン、14,800ダルトン~24,400ダルトン、または16,400ダルトン~26,000ダルトンの範囲であり得る。上限に関しては、それぞれのポリアミドポリマーの分子量は、独立して、100,000ダルトン未満、例えば、91,000ダルトン未満、82,000ダルトン未満、73,000ダルトン未満、64,000ダルトン未満、55,000ダルトン未満、46,000ダルトン未満、37,000ダルトン未満、28,000ダルトン未満、26,000ダルトン未満、24,400ダルトン未満、22,800ダルトン未満、21,200ダルトン未満、19,600ダルトン未満、18,000ダルトン未満、16,400ダルトン未満、14,800ダルトン未満、13,200ダルトン未満、または11,600ダルトン未満であり得る。下限に関しては、それぞれのポリアミドポリマーの分子量は、独立して、10,000ダルトン超、例えば、11,600ダルトン超、13,200ダルトン超、14,800ダルトン超、16,400ダルトン超、18,000ダルトン超、19,600ダルトン超、21,200ダルトン超、22,800ダルトン超、24,400ダルトン超、26,000ダルトン超、28,000ダルトン超、37,000ダルトン超、46,000ダルトン超、55,000ダルトン超、64,000ダルトン超、73,000ダルトン超、82,000ダルトン超、または91,000ダルトン超であり得る。より高い分子量、例えば100,000ダルトン超、およびより小さい分子量、例えば10,000ダルトン未満も考えられる。
[0031]一部の実施形態では、それぞれの1種または複数のポリアミドポリマーは、結晶質または半結晶質である。一部の実施形態では、それぞれの1種または複数のポリアミドポリマーは、結晶質である。一部の実施形態では、それぞれの1種または複数のポリアミドポリマーは、半結晶質である。
ガラス繊維
[0032]ポリアミド組成物は、強化充填剤、例えば、ガラス繊維を含む。ガラス繊維は、ソーダ石灰ケイ酸塩、ケイ酸ジルコニウム、ホウケイ酸カルシウム、アルミナ-ホウケイ酸カルシウム(alumina-calcium borosilicate)、アルミノケイ酸カルシウム、アルミノケイ酸マグネシウム、またはそれらの組み合わせを含むことができる。ガラス繊維は、長繊維、例えば、6mm超、短繊維、例えば、6mm未満、またはそれらの組み合わせを含むことができる。ガラス繊維は、粉砕され得る。
[0033]ポリアミド組成物中の他の組成成分の量に対するガラス繊維の量は、材料の延性にマイナスに影響を及ぼすことなく、有利に追加の強度を提供するように選択され得る。ポリアミド組成物中のガラス繊維の濃度は、例えば、10wt%~60wt%、例えば、10wt%~40wt%、15wt%~45wt%、20wt%~50wt%、25wt%~55wt%、または30wt%~60wt%の範囲であり得る。一部の実施形態では、ガラス繊維の濃度は、25wt%~40wt%、例えば、25wt%~34wt%、26.5wt%~35.5wt%、28wt%~37wt%、29.5wt%~38.5wt%、または31wt%~40wt%の範囲である。ある態様では、ガラス繊維の濃度は、30wt%~35wt%の範囲である。上限に関しては、ガラス繊維の濃度は、60wt%未満、例えば、55wt%未満、50wt%未満、45wt%未満、40wt%未満、38.5wt%未満、37wt%未満、35.5wt%未満、34wt%未満、32.5wt%未満、31wt%未満、29.5wt%未満、28wt%未満、26.5wt%未満、25wt%未満、20wt%未満、または15wt%未満であり得る。下限に関しては、ガラス繊維の濃度は、10wt%超、例えば、15wt%超、20wt%超、25wt%超、26.5wt%超、28wt%超、29.5wt%超、31wt%超、32.5wt%超、34wt%超、35.5wt%超、37wt%超、38.5wt%超、40wt%超、45wt%超、50wt%超、または55wt%超であり得る。より低い濃度、例えば10wt%未満、およびより高い濃度、例えば60wt%超も考えられる。
[0034]ポリアミド組成物中のガラス繊維に対する1種または複数のポリアミドポリマーの重量比率は、例えば、0.1~10、例えば、0.1~1.6、0.16~2.5、0.25~4、0.4~6.3、または0.63~10の範囲であり得る。上限に関しては、ガラス繊維に対する1種または複数のポリアミドポリマーの重量比率は、10未満、例えば6.3未満、4未満、2.5未満、1.6未満、1未満、0.63未満、0.4未満、0.25未満、または0.16未満であり得る。下限に関しては、ガラス繊維に対する1種または複数のポリアミドポリマーの重量比率は、0.1超、例えば、0.16超、0.25超、0.4超、0.63超、1超、1.6超、2.5超、4超、または6.3超であり得る。より低い比率、例えば、0.1未満、およびより高い比率、例えば、10超も考えられる。
耐衝撃性改良剤
[0035]本明細書に開示されるポリアミド組成物は、1種または複数の耐衝撃性改良剤を含む。本発明者らは、これらの耐衝撃性改良剤は有利にも、組成物の1種または複数のポリアミドポリマーと良好な相互作用および適合性を有し、組成物の1種または複数のポリアミドポリマーの中に分散を有するように選択される、エラストマー材料またはゴム状材料であり得ることを見出した。耐衝撃性改良剤は、アクリレート-ブタジエン-スチレンまたはメチルメタクリレート-ブタジエン-スチレンなどのスチレンコポリマーを含むことができる。耐衝撃性改良剤は、アクリルポリマーまたは塩素化ポリエチレンなどのポリエチレンポリマーを含むことができる。一部の実施形態では、耐衝撃性改良剤は、エチレン-オクテン-コポリマーを含む。一部の場合では、(任意選択で、開示された量および比率での)耐衝撃性改良剤と溶融安定剤との組み合わせは、性能特性、例えば、引張/曲げ性能と耐衝撃性との驚くべき相乗的な組み合わせを提供する。
[0036]一部の場合では、耐衝撃性改良剤は、オレフィン、アクリレート、もしくはアクリル、またはそれらの組み合わせを、ポリオレフィンまたはポリアクリレートなどのこれらの化合物のポリマーを含めて含む。これらの化合物は、変性され得、例えば、無水マレイン酸で変性(グラフト化)され得る。一部の実施形態では、耐衝撃性改良剤は、無水マレイン酸変性オレフィン、アクリレート、もしくはアクリル、またはそれらの組み合わせを含む。一部の場合では、耐衝撃性改良剤は、変性オレフィン、例えば、無水マレイン酸変性オレフィンを含む。耐衝撃性改良剤は、無水マレイン酸変性エチレンオクテンおよび/またはエチレンアクリレートを含み得る。
[0037]一部の実施形態では、耐衝撃性改良剤は、0℃~-100℃、例えば、-5℃~-80℃、-10℃~-70℃、-20℃~-60℃、または-25℃~-55℃の範囲のガラス転移温度を有する。下限に関しては、耐衝撃性改良剤は、-100℃超、例えば、-80℃超、-70℃超、-60℃超、または-55℃超のガラス転移温度を有し得る。上限に関しては、耐衝撃性改良剤は、0℃未満、例えば、-5℃未満、-10℃未満、-15℃未満、または-25℃未満のガラス転移温度を有し得る。こうしたガラス転移温度を有する耐衝撃性改良剤は、エネルギー散逸特性、例えば、耐衝撃性を相乗的に改善すると考えられる。これらの特定の耐衝撃性改良剤は、開示されたポリアミドおよびガラス繊維と作用して、特に所望の温度範囲、例えば、-10℃~-70℃において、改善された衝撃性能を達成する温度範囲のガラス転移温度を有する。
[0038]ポリアミド組成物中の耐衝撃性改良剤の濃度は、例えば、3wt%~30wt%、例えば、3wt%~19.2wt%、2wt%~25wt%、2wt%~20wt%、5.7wt%~21.9wt%、4.0wt%~15wt%、5.5wt%~14wt%、6.0wt%~11.5wt%、8.4wt%~24.6wt%、11.1wt%~27.3wt%、または13.8wt%~30wt%の範囲であり得る。一部の実施形態では、耐衝撃性改良剤の濃度は、6wt%~20wt%、例えば、6wt%~14.4wt%、7.4wt%~15.8wt%、8.8wt%~17.2wt%、10.2wt%~18.6wt%、または11.6wt%~20wt%の範囲である。上限に関しては、耐衝撃性改良剤の濃度は、30wt%未満、例えば、27.3wt%未満、24.6wt%未満、21.9wt%未満、20wt%未満、18.6wt%未満、17.2wt%未満、15.8wt%未満、15wt%未満、14wt%未満、14.4wt%未満、13wt%未満、11.6wt%未満、11.5wt%未満、10.2wt%未満、8.8wt%未満、7.4wt%未満、6wt%未満、または5.4wt%未満であり得る。下限に関しては、耐衝撃性改良剤の濃度は、3wt%超、4.0wt%超、5.5wt%超、5.4wt%超、6wt%超、7.4wt%超、8.8wt%超、10.2wt%超、11.6wt%超、13wt%超、14.4wt%超、15.8wt%超、17.2wt%超、18.6wt%超、20wt%超、21.9wt%超、24.6wt%超、または27.6wt%超であり得る。より低い濃度、例えば、3wt%未満、およびより高い濃度、例えば、30wt%超も考えられる。
[0039]組成物中の耐衝撃性改良剤とガラス繊維の量の比率は、強度特性と延性特性との有利な組み合わせを有する材料を製造する際に、特に重要であることが予想外に見出された。ポリアミド組成物中の耐衝撃性改良剤に対するガラス繊維の重量比率は、例えば、0.3~20、例えば、0.3~15、1~12、2~10、2.5~7.5、0.46~5.7、0.69~8.6、1.1~13、または1.6~20の範囲であり得る。上限に関しては、耐衝撃性改良剤に対するガラス繊維の重量比率は、20未満、例えば、15未満、13未満、12未満、8.6未満、7.5未満、5.7未満、3.7未満、2.4未満、1.6未満、1.1未満、または0.69未満であり得る。下限に関しては、耐衝撃性改良剤に対するガラス繊維の重量比率は、0.3超、例えば、0.46超、0.69超、1超、1.1超、1.6超、2超、2.4超、5.7超、8.6超、または13超であり得る。より低い比率、例えば、0.3未満、およびより高い比率、例えば、20超も考えられる。
[0040]ポリアミド組成物中の耐衝撃性改良剤に対する1種または複数のポリアミドポリマーの重量比率は、例えば、0.2~30、例えば、0.2~4、0.33~6.7、2~7、3~6、1~15、5~15、2~12、0.54~11、0.9~18、または1.5~30であり得る。上限に関しては、耐衝撃性改良剤に対する1種または複数のポリアミドポリマーの重量比率は、30未満、例えば、18未満、15未満、12未満、11未満、7未満、6未満、6.7未満、4未満、2.4未満、1.5未満、0.9未満、0.54未満、または0.33未満であり得る。下限に関しては、耐衝撃性改良剤に対する1種または複数のポリアミドポリマーの重量比率は、0.2超、例えば、0.33超、0.55超、0.9超、1.5超、2超、2.4超、3超、5超、6.7超、11超、または18超であり得る。より低い比率、例えば、0.2未満、およびより高い比率、例えば、30超も考えられる。
熱安定剤
[0041]ポリアミド組成物の1種または複数の熱安定剤は、例えば、より高い使用温度で、材料の強度または延性に著しくマイナスに影響を及ぼすことなく、組成物の性能を改善するように選択され得る。熱安定剤は、例えば、ヒンダードフェノール安定剤、ホスファイト系安定剤、ヒンダードアミン系安定剤、トリアジン系安定剤、硫黄系安定剤、銅安定剤、またはそれらの組み合わせを含むことができる。
[0042]ヒンダードフェノール安定剤の例としては、N,N’-ヘキサン-1,6-ジイルビス[3-(3,5-ジtert-ブチル-4-ヒドロキシフェニルプロピオンアミド)];ペンタエリトリチル-テトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート];N,N’-ヘキサメチレンビス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシヒドロシンナムアミド);トリエチレングリコール-ビス[3-(3-tert-ブチル-5-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート];3,9-ビス{2-[3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ]-1,1-ジメチルエチル}-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン;3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジルホスホネート-ジエチルエステル;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;および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)イソシアヌレートが挙げられる。
[0043]ホスファイト系安定剤の例としては、トリオクチルホスファイト;トリラウリルホスファイト;トリデシルホスファイト;オクチルジフェニルホスファイト;トリスイソデシルホスファイト;フェニルジイソデシルホスファイト;フェニルジ(トリデシル)ホスファイト;ジフェニルイソオクチルホスファイト;ジフェニルイソデシルホスファイト;ジフェニル(トリデシル)ホスファイト;トリフェニルホスファイト;トリス(ノニルフェニル)ホスファイト;トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト;トリス(2,4-ジ-tert-ブチル-5-メチルフェニル)ホスファイト;トリス(ブトキシエチル)ホスファイト;4、4’-ブチリデン-ビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェニル-テトラ-トリデシル)ジホスファイト;テトラ(C12-~C15-混合アルキル)-4,4’-イソプロピリデンジフェニルジホスファイト;4、4’-イソプロピリデンビス(2-tert-ブチルフェニル)-ジ(ノニルフェニル)ホスファイト;トリス(ビフェニル)ホスファイト;テトラ(トリデシル)-1,1,3-トリス(2-メチル-5-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)ブタンジホスファイト;テトラ(トリデシル)-4,4’-ブチリデンビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェニル)ジホスファイト;テトラ(C-~C15-混合アルキル)-4,4’-イソプロピリデンジフェニルジホスファイト;トリス(モノ-/ジ-混合ノニルフェニル)ホスファイト;4,4’-イソプロピリデンビス(2-tert-ブチルフェニル)-ジ(ノニルフェニル)ホスファイト;9,10-ジ-ヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン(phosphorphenanthrene)-10-オキシド;トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)ホスファイト;水素化-4,4’-イソプロピリデンジフェニルポリホスファイト;ビス(オクチルフェニル)-ビス(4,4’-ブチリデンビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェニル)-1,6-ヘキサノールジホスファイト;ヘキサ(トリデシル)-1,1,3-トリス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-tert-ブチルフェニル)ブタントリホスファイト;トリス(4,4’-イソプロピリデンビス(2-tert-ブチルフェニル)ホスファイト;トリス(l,3-ステアロイルオキシイソプロピル)ホスファイト;2,2-メチレンビス(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)オクチルホスファイト;2,2-メチレンビス(3-メチル-4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)-2-エチルヘキシルホスファイト;テトラキス(2,4-ジ-tert-ブチル-5-メチルフェニル)-4,4’-ビフェニレンジホスファイト;およびテトラキス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)-4,4’-ビフェニレンジホスファイトが挙げられる。
[0044]ホスファイト系安定剤としては、ペンタエリスリトール型ホスファイト化合物、例えば、2、6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-フェニル-ペンタエリスリトールジホスファイト;2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニルーメチル-ペンタエリスリトールジホスファイト;2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-2-エチルヘキシル-ペンタエリスリトールジホスファイト;2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニルイソデシル-ペンタエリスリトールジホスファイト;2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-ラウリルペンタエリスリトールジホスファイト;2、6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-イソトリデシル-ペンタエリスリトールジホスファイト;2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-ステアリル-ペンタエリスリトールジホスファイト;2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-シクロヘキシル-ペンタエリスリトールジホスファイト;2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-ベンジル-ペンタエリスリトールジホスファイト;2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-エチルセロソルブ-ペンタエリスリトールジホスファイト;2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-ブチルカルビトール-ペンタエリスリトールジホスファイト;2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-オクチルフェニル-ペンタエリスリトールジホスファイト;2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-ノニルフェニル-ペンタエリスリトールジホスファイト;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ァイト;ビス(2,6-ジ-tert-ブチル-4-エチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト;2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-2,6-ジ-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;2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-2,4-ジ-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;2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-2,4-ジ-tert-オクチルフェニル-ペンタエリスリトールジホスファイト;2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェニル-2-シクロヘキシルフェニル-ペンタエリスリトールジホスファイト;2,6-ジ-tert-アミル-4-メチルフェニル-フェニル-ペンタエリスリトールジホスファイト;ビス(2,6-ジ-tert-アミル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト;およびビス(2,6-ジ-tert-オクチル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトも挙げられる。
[0045]ヒンダードアミン系安定剤の例としては、4-アセトキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン;4-ステアロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン;4-アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン;4-(フェニルアセトキシ)-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン;4-ベンゾイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン;4-メトキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン;4-ステアリルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン;4-シクロヘキシルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン;4-ベンジルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン;4-フェノキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン;4-(エチルカルバモイルオキシ)-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン;4-(シクロヘキシルカルバモイルオキシ)-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン;4-(フェニルカルバモイルオキシ)-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン;ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-カルボネート;ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-オキサレート;ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-マロネート;ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-セバケート;ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-アジペート;ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)テレフタレート;1,2-ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジルオキシ)-エタン;α,α’-ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジルオキシ)-p-キシレン;ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-トリレン-2,4-ジカルバメート;ビス(2,2,6,6-テトラ メチル-4-ピペリジル)-ヘキサメチレン-1,6-ジカルバメート;トリス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-ベンゼン-1,3,5-トリカルボキシレート;トリス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-ベンゼン-1,3,4-トリカルボキシレート;1-[2-{3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ}ブチル]-4-[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]2,2,6,6-テトラメチルピペリジン;および1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸の縮合生成物;1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジノール;およびβ,β,β’,β’-テトラメチル-3,9-[2,4,8,10-テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン]ジエタノールが挙げられる。
[0046]トリアジン系安定剤の例としては、2,4,6-トリス(2’-ヒドロキシ-4’-オクチルオキシ-フェニル)-1,3,5-トリアジン;2-(2’-ヒドロキシ-4’-ヘキシルオキシ-フェニル)-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン;2-(2’-ヒドロキシ-4’-オクチルオキシフェニル)-4,6-ビス(2’,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン;2-(2’,4’-ジヒドロキシフェニル)-4,6-ビス(2’,4’-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン;2,4-ビス(2’-ヒドロキシ-4’-プロピルオキシ-フェニル)-6-(2’,4’-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン;2-(2-ヒドロキシ-4-オクチルオキシフェニル)-4,6-ビス(4’-メチルフェニル)-1,3,5-トリアジン;2-(2’-ヒドロキシ-4’-ドデシルオキシフェニル)-4,6-ビス(2’,4’-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン;2,4,6-トリス(2’-ヒドロキシ-4’-イソプロピルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン;2,4,6-トリス(2’-ヒドロキシ-4’-n-ヘキシルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン;および2,4,6-トリス(2’-ヒドロキシ-4’-エトキシカルボニルメトキシフェニル)-1,3,5-トリアジンが挙げられる。
[0047]銅安定剤としては、銅ハロゲン化物、例えば、塩化物、臭化物、ヨウ化物が挙げられる。銅安定剤は、シアン化銅、酸化銅、硫酸銅、リン酸銅、酢酸銅、プロピオン酸銅、安息香酸銅、アジピン酸銅、テレフタル酸銅、イソフタル酸銅、サリチル酸銅、ニコチン酸銅、ステアリン酸銅、およびエチレンジアミンおよびエチレンジアミン四酢酸などのキレートアミンに配位された銅錯塩も含むことができる。
[0048]一部の実施形態では、ポリアミド組成物は、セリウム系熱安定剤、例えば、酸化セリウム、セリウム水和物、および/またはセリウムオキシ水和物(cerium oxyhydrate)を含む。
[0049]ポリアミド組成物中の熱安定剤の濃度は、例えば、0.1wt~5wt%、例えば、0.1wt%~1wt%、0.15wt%~1.5wt%、0.22wt%~2.3wt%、0.1wt%~3wt%、0.15wt%~1wt%、0.32wt%~3.4wt%、または0.48wt%~5wt%の範囲であり得る。一部の実施形態では、熱安定剤の濃度は、0.2wt%~0.7wt%の範囲である。上限に関しては、熱安定剤の濃度は、5wt%未満、例えば、3.4wt%未満、3wt%未満、2.3wt%未満、1.5wt%未満、1wt%未満、0.71wt%未満、0.48wt%未満、0.32wt%未満、0.22wt%未満、または0.15wt%未満であり得る。下限に関しては、熱安定剤の濃度は、0.1wt%超、例えば、0.15wt%超、0.22wt%超、0.32wt%超、0.48wt%超、0.71wt%超、1wt%超、1.5wt%超、2.3wt%超、または3.4wt%超であり得る。より低い濃度、例えば、0.1wt%未満、およびより高い濃度、例えば、5wt%超も考えられる。
[0050]一部の実施形態では、熱安定剤は、銅、または、例えば、ヨウ化銅などの銅含有化合物を含む。熱安定剤を他のポリアミド組成物成分と組み合わせた後、ポリアミド組成物中の銅の濃度は、例えば、25ppm~700ppm、例えば、25ppm~180ppm、35ppm~260ppm、49ppm~360ppm、68ppm~500ppm、または95ppm~700ppmの範囲であり得る。上限に関しては、ポリアミド組成物中の銅の濃度は、700ppm未満、例えば、500ppm未満、360ppm未満、260ppm未満、180ppm未満、130ppm未満、95ppm未満、68ppm未満、49ppm未満、または35ppm未満であり得る。下限に関しては、ポリアミド組成物中の銅の濃度は、25ppm超、例えば、35ppm超、49ppm超、68ppm超、95ppm超、130ppm超、180ppm超、260ppm超、360ppm超、または500ppm超であり得る。より高い濃度、例えば700ppm超、およびより低い濃度、例えば25ppm未満も考えられる。
[0051]ポリアミド組成物中の熱安定剤に対する1種または複数のポリアミドの重量比率は、例えば、1~850、例えば、1~57、2~110、3.9~220、7.6~430、または15~850の範囲であり得る。上限に関しては、熱安定剤に対する1種または複数のポリアミドポリマーの重量比率は、850未満、例えば、430未満、220未満、110未満、29未満、57未満、15未満、7.6未満、3.9未満、または2未満であり得る。下限に関しては、熱安定剤に対する1種または複数のポリアミドポリマーの重量比率は、1超、例えば、2超、3.9超、7.6超、15超、29超、57超、110超、220超、または430超であり得る。より低い比率、例えば、1未満、およびより高い比率、例えば、850超も考えられる。
[0052]ポリアミド組成物中の熱安定剤に対するガラス繊維の重量比率は、例えば、2~600、例えば、2~61、3.5~110、6.3~190、11~340、または20~600の範囲であり得る。上限に関しては、熱安定剤に対するガラス繊維の重量比率は、600未満、例えば、340未満、190未満、110未満、61未満、35未満、20未満、11未満、6.3未満、または3.5未満であり得る。下限に関しては、熱安定剤に対するガラス繊維の重量比率は、2超、例えば、3.5超、6.3超、11超、20超、35超、61超、110超、190超、または340超であり得る。より低い比率、例えば、2未満、およびより高い比率、例えば、600超も考えられる。
[0053]ポリアミド組成物中の熱安定剤に対する耐衝撃性改良剤の重量比率は、例えば、0.5~300、例えば、0.5~23、0.95~44、1.8~83、10~40、12~35、3.4~160、または6.5~300の範囲であり得る。上限に関しては、熱安定剤に対する耐衝撃性改良剤の重量比率は、300未満、例えば、160未満、83未満、44未満、40未満、35未満、23未満、12未満、6.5未満、3.4未満、1.8未満、または0.95未満であり得る。下限に関しては、熱安定剤に対する耐衝撃性改良剤の重量比率は、0.5超、例えば、0.95超、1.8超、3.4超、6.5超、10超、12超、23超、44超、83超、または160超であり得る。より低い比率、例えば、0.5未満、およびより高い比率、例えば、300超も考えられる。
カラーパッケージ(ニグロシン/カーボンブラック)
[0054]ポリアミド組成物は、1種または複数の可溶性染料、例えば、ニグロシンまたはsolvent black7を含むことができる。ポリアミド組成物中のニグロシンの濃度は、例えば、0.1wt%~5wt%、例えば、0.1wt%~1wt%、0.15wt%~1.5wt%、0.22wt%~2.3wt%、0.32wt%~3.4wt%、または0.48wt%~5wt%の範囲であり得る。一部の実施形態では、ニグロシンの濃度は、1wt%~2wt%、例えば、1wt%~1.6wt%、1.1wt%~1.7wt%、1.2wt%~1.8wt%、1.3wt%~1.9wt%、または1.4wt%~2wt%の範囲である。上限に関しては、ニグロシンの濃度は、5wt%未満、例えば、3.4wt%未満、2.3wt%未満、2wt%未満、1.9wt%未満、1.8wt%未満、1.7wt%未満、1.6wt%未満、1.5wt%未満、1.4wt%未満、1.3wt%未満、1.2wt%未満、1.1wt%未満、1wt%未満、0.71wt%未満、0.48wt%未満、0.32wt%未満、0.22wt%未満、または0.15wt%未満であり得る。下限に関しては、ニグロシンの濃度は、0.1wt%超、例えば、0.15wt%超、0.22wt%超、0.32wt%超、0.48wt%超、0.71wt%超、1wt%超、1.1wt%超、1.2wt%超、1.3wt%超、1.4wt%超、1.5wt%超、1.6wt%超、1.7wt%超、1.8wt%超、1.9wt%超、2wt%超、2.3wt%超、または3.4wt%超であり得る。より低い濃度、例えば、0.1wt%未満、およびより高い濃度、例えば、5wt%超も考えられる。一部の場合では、ニグロシンはマスターバッチで提供され、マスターバッチ中および得られた組成物中のニグロシンの濃度は、容易に計算することができる。
[0055]ポリアミド組成物中のニグロシンに対する1種または複数のポリアミドポリマーの重量比率は、例えば、1~85、例えば、1~14、1.6~22、2.4~35、3.8~55、または5.9~85の範囲であり得る。上限に関しては、ニグロシンに対する1種または複数のポリアミドポリマーの比率は、85未満、例えば、55未満、35未満、22未満、14未満、9.2未満、5.9未満、3.8未満、2.4未満、または1.6未満であり得る。下限に関しては、ニグロシンに対する1種または複数のポリアミドポリマーの比率は、1超、例えば、1.6超、2.4超、3.8超、5.9超、9.2超、14超、22超、35超、または55超であり得る。より高い比率、例えば、55超、およびより低い比率、例えば、1未満も考えられる。
[0056]ポリアミド組成物中のニグロシンに対するガラス繊維の重量比率は、例えば、2~60、例えば、2~15、2.8~22、3.9~30、5.5~43、または7.8~60の範囲であり得る。上限に関しては、ニグロシンに対するガラス繊維の比率は、60未満、例えば、43未満、30未満、22未満、15未満、11未満、7.8未満、5.5未満、3.9未満、または2.8未満であり得る。下限に関しては、ニグロシンに対するガラス繊維の比率は、2超、例えば、2.8超、3.9超、5.5超、7.8超、11超、15超、22超、30超、または43超であり得る。より高い比率、例えば、60超、およびより低い比率、例えば、2未満も考えられる。
[0057]ポリアミド組成物中のニグロシンに対する耐衝撃性改良剤の重量比率は、例えば、0.5~30、例えば、0.5~5.8、0.75~8.8、1.1~13、1.7~20、または2.6~30の範囲であり得る。上限に関しては、ニグロシンに対する耐衝撃性改良剤の比率は、30未満、例えば、20未満、13未満、8.8未満、5.8未満、3.9未満、2.6未満、1.7未満、1.1未満、または0.75未満であり得る。下限に関しては、ニグロシンに対する耐衝撃性改良剤の比率は、0.5超、例えば、0.75超、1.1超、1.7超、2.6超、3.9超、5.8超、8.8超、13超、または20超であり得る。より高い比率、例えば、30超、およびより低い比率、例えば、0.5未満も考えられる。
[0058]ポリアミド組成物中のニグロシンに対する熱安定剤の重量比率は、例えば、0.02~5、例えば、0.02~0.55、0.035~0.95、0.06~1.7、0.1~2.9、または0.18~5の範囲であり得る。上限に関しては、ニグロシンに対する熱安定剤の比率は、5未満、例えば、2.9未満、1.7未満、0.95未満、0.55未満、0.32未満、0.18未満、0.1未満、0.06未満、または0.035未満であり得る。下限に関しては、ニグロシンに対する熱安定剤の比率は、0.02超、例えば、0.035超、0.06超、0.1超、0.18超、0.32超、0.55超、0.95超、1.7超、または2.9超であり得る。より高い比率、例えば、5超、およびより低い比率、例えば、0.02未満も考えられる。
[0059]ポリアミド組成物は、カーボンブラックなどの1種または複数の顔料を含むことができる。ポリアミド組成物中のカーボンブラックの濃度は、例えば、0.1wt~5wt%、例えば、0.1wt%~1.05wt%、0.15wt%~1.55wt%、0.22wt%~2.29wt%、0.32wt%~3.38wt%、または0.48wt%~5wt%の範囲であり得る。一部の実施形態では、カーボンブラックの濃度は、0.2wt%~0.8wt%の範囲である。上限に関しては、カーボンブラック濃度は、5wt%未満、例えば、3.4wt%未満、2.3wt%未満、1.5wt%未満、1wt%未満、0.71wt%未満、0.48wt%未満、0.32wt%未満、0.22wt%未満、または0.15wt%未満であり得る。一部の実施形態では、カーボンブラックの濃度は3wt%未満である。下限に関しては、カーボンブラックの濃度は、0.1wt%超、例えば、0.15wt%超、0.22wt%超、0.32wt%超、0.48wt%超、0.71wt%超、1wt%超、1.5wt%超、2.3wt%超、または3.4wt%超であり得る。より低い濃度、例えば、0.1wt%未満、およびより高い濃度、例えば、5wt%超も考えられる。
溶融安定剤
[0060]ポリアミド組成物は、1種または複数の溶融安定剤(潤滑剤)を含むことができる。溶融安定剤のタイプおよび相対量は、組成物の加工を改善し、材料の高強度および高延性に同時に貢献するように選択され得る。ポリアミド組成物中の溶融安定剤の濃度は、例えば、0.1wt~5wt%、例えば、0.1wt%~0.6wt%、0.2wt%~0.7wt%、0.3wt%~0.8wt%、0.1wt%~3wt%、0.4wt%~0.9wt%、0.5wt%~1wt%、0.15wt%~1.5wt%、0.22wt%~2.3wt%、0.32wt%~3.4wt%、または0.48wt%~5wt%の範囲であり得る。上限に関しては、溶融安定剤濃度は、5wt%未満、例えば、3.4wt%未満、2.3wt%未満、1.5wt%未満、1wt%未満で、0.9wt%未満、0.8wt%未満、0.7wt%未満、0.6wt%未満、0.5wt%未満、0.4wt%未満、0.3wt%未満、0.2wt%未満、または0.1wt%未満であり得る。下限に関しては、溶融安定剤濃度は、0.1wt%超、例えば、0.2wt%超、0.3w%超、0.4wt%超、0.5wt%超、0.6wt%超、0.7wt%超、0.8wt%超、0.9wt%超、1wt%超、1.5wt%超、2.3wt%超、または3.4wt%超であり得る。より低い濃度、例えば0.1wt%未満、およびより高い濃度、例えば、5wt%超も考えられる。
[0061]一部の実施形態では、溶融安定剤は飽和脂肪酸を含む。例えば、溶融安定剤は、ステアリン酸、もしくはベヘン酸、またはそれらの組み合わせ、またはそれらの塩を含み得る。一部の場合では、溶融安定剤は、ステアリン酸塩を含む。一部の場合では、溶融安定剤は、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ジステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、N,N’エチレンビスステアルアミド、ステアリルエルカミドを含むことができる。一部の場合では、溶融安定剤はステアリン酸を含む。
[0062]一部の実施形態では、溶融安定剤は、イオン性潤滑剤を含まない。他の性能改善に加えて、本開示の溶融安定剤は、ポリマーのマトリックス中の成分の分散、例えば、ポリアミドマトリックス中の耐衝撃性改良剤の分散も著しく改善する。
[0063]一部の実施形態では、溶融安定剤は、ワックスであり得る。一部の実施形態では、溶融安定剤は、ワックスからなる。一部の実施形態では、ワックスは、脂肪酸を含む。一部の実施形態では、溶融安定剤は、脂肪酸からなる。一部の実施形態では、ワックスは、飽和脂肪酸を含む。一部の実施形態では、溶融安定剤は、飽和脂肪酸からなる。一部の実施形態では、ワックスは、ステアリン酸、ベヘン酸、もしくはそれらの塩またはそれらの組み合わせを含む。一部の実施形態では、ワックスは、ステアリン酸、ベヘン酸、もしくはそれらの塩またはそれらの組み合わせからなる。
[0064]他の性能改善に加えて、本開示の溶融安定剤は、ポリマーのマトリックス中の成分の分散、例えば、ポリアミドマトリックス中の耐衝撃性改良剤の分散も著しく改善し、これが衝撃性能を有益に改善する。
[0065]ポリアミド組成物中の溶融安定剤、例えば、ステアリン酸またはその塩の濃度は、例えば、0.03wt%~4wt%、例えば、0.03wt%~0.57wt%、0.05wt%~0.92wt%、0.08wt%~1.5wt%、0.13wt%~2.5wt%、または0.21wt%~4wt%の範囲であり得る。上限に関しては、ステアリン酸または塩の濃度は、4wt%未満、例えば、2.4wt%未満、1.5wt%未満、0.92wt%未満、0.57wt%未満、0.35wt%未満、0.21wt%未満、0.13wt%未満、0.08wt%未満、または0.05wt%未満であり得る。下限に関しては、ステアリン酸または塩の濃度は、0.03wt%超、例えば、0.05wt%超、0.08wt%超、0.13wt%超、0.21wt%超、0.35wt%超、0.57wt%超、0.92wt%超、1.5wt%超、または2.5wt%超であり得る。より高い濃度、例えば、4wt%超、およびより低い濃度、例えば、0.03wt%未満も考えられる。
[0066]ポリアミド組成物中の溶融安定剤に対する耐衝撃性改良剤の重量比率は、例えば、1~100、例えば、2~50、5~50、10~40、10~35、5~25、10~20、10~50、20~40、または25~35の範囲であり得る。上限に関しては、溶融安定剤に対する耐衝撃性改良剤の比率は、100未満、例えば、75未満、50未満、40未満、35未満、25未満、または20未満であり得る。下限に関しては、溶融安定剤に対する耐衝撃性改良剤の比率は、1超、例えば、2超、5超、10超、20超、または25超であり得る。より高い比率も考えられる。
[0067]上記のように、耐衝撃性改良剤と溶融安定剤の組み合わせは、性能特性の相乗的な組み合わせにつながる。一般に、耐衝撃性改良剤は、引張強度に有害な影響を有することが知られている。例えば、ポリマーの剪断時の劣化が観察される(剪断が有害に増加し、引張性能が悪影響を受ける)。しかしながら、本開示の耐衝撃性改良剤と溶融安定剤とを一緒に使用した場合、予期しないバランスを与え、溶融安定剤は劣化を低減または排除する。その結果、引張性能の損失は、ほとんどまたはまったく観察されず、一方で驚くべきことに、反発弾性が著しく改善される。
他の添加剤
[0068]ポリアミド組成物は、1種または複数の連鎖停止剤、粘度調整剤、可塑剤、紫外線安定剤、触媒、他のポリマー、難燃剤、艶消し剤、抗菌剤、帯電防止剤、蛍光増白剤、増量剤、加工助剤、タルク、マイカ、セッコウ、ウォラストナイトおよび当業者に公知の他の通常使用される添加剤も含むことができる。追加の好適な添加剤は、Plastics Additives,An A-Z reference,Edited by Geoffrey Pritchard(1998)に見出され得る。安定剤を添加剤分散液へ任意選択で添加することは、例示的実施形態に存在する。添加剤分散液に好適な安定剤としては、限定されるものではないが、ポリエトキシレート(例えば、ポリエトキシル化アルキルフェノールTriton X-100)、ポリプロポキシレート、ブロックコポリマーポリエーテル、長鎖アルコール、多価アルコール、アルキルスルフェート、アルキルスルホネート、アルキルベンゼンスルホネート、アルキルホスフェート、アルキルホスホネート、アルキルナフタレンスルホネート、カルボン酸およびペルフルオロネートが挙げられる。
[0069]一部の実施形態では、ポリアミド組成物の耐汚染性は、ポリアミド前駆体をカチオン染料改質剤、例えば、5-スルホイソフタル酸またはその塩またはそれの他の誘導体と塩ブレンドする(salt-blend)ことによって、改善され得る。
[0070]ポリアミド組成物中に、連鎖延長剤も含まれ得る。好適な連鎖延長剤化合物としては、ビス-N-アシルビスラクタム化合物、イソフタロイルビス-カプロラクタム(IBC)、アジポイルビス-カプロラクタム(ABC)、テレフタロイル(terphthaloyl)ビス-カプロラクタム(TBS)、およびそれらの混合物が挙げられる。
[0071]ポリアミド組成物は、粘着防止剤も含むことができる。通常珪藻土の形態にある無機固体は、本開示のポリアミド組成物に添加され得る1つのクラスの材料を代表する。非限定的な例としては、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸アルミニウムカリウムが挙げられ、二酸化ケイ素は好適な粘着防止剤の例である。
[0072]本開示のポリアミド組成物は、透明度および酸素バリアをさらに改善し、酸素バリアを高めるために、成核剤も含むことができる。典型的には、これらの剤は、微結晶誘導(crystallite initiation)のための表面を提供する、不溶性で高融点の化学種である。成核剤を組み込むことによって、より多くの結晶が開始され、本来これらはより小さいものである。より多くの微結晶またはより高い%結晶化度は、より多くの強化/より高い引張強度および酸素フラックスのより蛇行した経路(増加したバリア)に関連し;より小さい微結晶は光散乱を減少させ、改善された透明度に関連する。非限定的な例としては、フッ化カルシウム、炭酸カルシウム、タルクおよびナイロン2,2が挙げられる。
[0073]ポリアミド組成物は、ヒンダードフェノールの形態にある有機酸化防止剤、例えば、限定されるものではないが、Irganox 1010、Irganox 1076およびIrganox 1098;有機ホスファイト、例えば、限定されるものではないが、Irgafos 168およびUltranox 626;芳香族アミン、周期表のIB、IIB、III、およびIV族からの金属塩、ならびにアルカリ金属およびアルカリ土類金属の金属ハロゲン化物も含むことができる。
機械的性能特性
[0074]ポリアミド組成物は、例えば、2500MPa~25000MPa、例えば、2500MPa~16000MPa、4750MPa~18250MPa、7000MPa~20500MPa、5000MPa~17000MPa、7000MPa~15000MPa、8000MPa~12000MPa、8600MPa~11500MPa、9250MPa~22750MPa、または11500MPa~25000MPaの範囲である引張弾性率を示し得る。上限に関しては、引張弾性率は、25000MPa未満、例えば、22750MPa未満、20500MPa未満、18250MPa未満、17000MPa未満、16000MPa未満、15000MPa未満、13750MPa未満、12000MPa未満、11500MPa未満、9250MPa未満、7000MPa未満、または4750MPa未満であり得る。下限に関しては、引張弾性率は、2500MPa超、例えば、4750MPa超、5000MPa超、7000MPa超、8000MPa超、8600MPa超、9250MPa超、11500MPa超、13750MPa超、16000MPa超、18250MPa超、20500MPa超、または22750MPa超であり得る。より高い引張弾性率、例えば、25000MPa超、およびより低い引張弾性率、例えば、2500MPa未満も考えられる。ポリアミド組成物の引張弾性率は、ISO527-1(2019)などの標準的手順を使用して測定され得る。
[0075]ポリアミド組成物は、例えば、60MPa~300MPa、例えば、60MPa~204MPa、84MPa~228MPa、108MPa~252MPa、132MPa~276MPa、135MPa~200MPa、140MPa~190MPa、145MPa~180MPa、または156MPa~300MPaの範囲である破断引張強度を示し得る。上限に関しては、破断引張強度は、300MPa未満、例えば、276MPa未満、252MPa未満、228MPa未満、228MPa未満、204MPa未満、200MPa未満、190MPa未満、180MPa未満、156MPa未満、132MPa未満、108MPa未満、または84MPa未満であり得る。下限に関しては、破断引張強度は、60MPa超、例えば、84MPa超、108MPa超、132MPa超、135MPa超、140MPa超、145MPa超、156MPa超、180MPa超、204MPa超、228MPa超、252MPa超、または276MPa超であり得る。より高い引張強度、例えば、300MPa超、およびより低い引張強度、例えば、60MPa未満も考えられる。ポリアミド組成物の破断引張強度は、ISO527-1(2019)などの標準的な手順を使用して測定され得る。
[0076]ポリアミド組成物は、例えば、2.5%~67.5%、例えば、2.5%~41.5%、2.5%~5%、2.7%~4%、2.8%~3.9%、9%~48%、15.5%~54.5%、22%~61%、または28.5%~67.5%の範囲である破断伸び(引張)を示し得る。組成物は、2.5%~5%、例えば、2.5%~4%、2.75%~4.25%、3%~4.5%、3.25%~4.75%、または3.5%~5%の範囲である破断伸びを有し得る。上限に関しては、破断伸びは、67.5%未満、例えば、61%未満、54.5%未満、48%未満、41.5%未満、35%未満、28.5%未満、22%未満、15.5%未満、9%未満、5%未満、4%未満、3.9%未満、4.75%未満、4.5%未満、4.25%未満、4%未満、3.75%未満、3.5%未満、3.25%未満、3%未満、または2.75%未満であり得る。下限に関しては、破断伸びは、2.5%超、例えば、2.7%超、2.75%超、2.8%超、3%超、3.25%超、3.5%超、3.75%超、4%超、4.25%超、4.5%超、4.75%超、5%超、9%超、15.5%超、22%超、28.5%超、35%超、41.5%超、48%超、54.5%超、または61%超であり得る。より大きい伸び、例えば、67.5%超、およびより小さい伸び、例えば、2.5%未満も考えられる。ポリアミド組成物の破断伸びは、ISO527-1(2019)などの標準的な手順を使用して測定され得る。
[0077]ポリアミド組成物は、例えば、2500MPa~25000MPa、例えば、2500MPa~16000MPa、4750MPa~18250MPa、7000MPa~20500MPa、8500MPa~12000MPa、8700MPa~11000MPa、8900MPa~10000MPa、9250MPa~22750MPa、または11500MPa~25000MPaの範囲である曲げ弾性率を示し得る。上限に関しては、曲げ弾性率は、25000MPa未満、例えば、22750MPa未満、20500MPa未満、18250MPa未満、16000MPa未満、13750MPa未満、12000MPa未満、11500MPa未満、11000MPa未満、10000MPa未満、9250MPa未満、7000MPa未満、または4750MPa未満であり得る。下限に関しては、曲げ弾性率は、2500MPa超、例えば、4750MPa超、7000MPa超、8500MPa超、8700MPa超、8900MPa超、9250MPa超、11500MPa超、13750MPa超、16000MPa超、18250MPa超、20500MPa超、または22750MPa超であり得る。より高い曲げ弾性率、例えば、25000MPa超、およびより低い曲げ弾性率、例えば、2500MPa未満も考えられる。ポリアミド組成物の曲げ弾性率は、ISO178(2019)などの標準的な手順を使用して測定され得る。
[0078]ポリアミド組成物は、例えば、100MPa~450MPa、例えば、100MPa~310MPa、135MPa~345MPa、170MPa~380MPa、205MPa~415MPa、225MPa~350MPa、230MPa~300MPa、240MPa~280MPa、または240MPa~450MPaの範囲である破断曲げ強度を示し得る。上限に関しては、破断曲げ強度は、450MPa未満、例えば、415MPa未満、380MPa未満、350MPa未満、345MPa未満、310MPa未満、300MPa未満、280MPa未満、275MPa未満、240MPa未満、205MPa未満、170MPa未満、または135MPa未満であり得る。下限に関しては、破断曲げ強度は、100MPa超、例えば、135MPa超、170MPa超、205MPa超、225MPa超、230MPa超、240MPa超、275MPa超、310MPa超、345MPa超、380MPa超、または415MPa超であり得る。より高い強度、例えば、450MPa超、およびより低い強度、例えば、100MPa未満も考えられる。ポリアミド組成物の破断曲げ強度は、ISO178(2019)などの標準的な手順を使用して測定され得る。
[0079]ポリアミド組成物は、例えば、5kJ/m~50kJ/m、例えば、5kJ/m~32kJ/m、9.5kJ/m~36.5kJ/m、14kJ/m~41kJ/m、18.5kJ/m~45.5kJ/m、または23kJ/m~50kJ/mの範囲である、23℃でのノッチ付きアイゾッド衝撃エネルギー損失を示し得る。上限に関しては、23℃でのノッチ付きアイゾッド衝撃エネルギー損失は、50kJ/m未満、例えば、45.5kJ/m未満、41kJ/m未満、36.5kJ/m未満、32kJ/m未満、27.5kJ/m未満、23kJ/m未満、18.5kJ/m未満、14kJ/m未満、または9.5kJ/m未満であり得る。下限に関しては、23℃でのノッチ付きアイゾッド衝撃エネルギー損失は、5kJ/m超、例えば、9.5kJ/m超、14kJ/m超、18.5kJ/m超、23kJ/m超、27.5kJ/m超、32kJ/m超、36.5kJ/m超、41kJ/m超、または45.5kJ/m超であり得る。より高い23℃でのアイゾッド衝撃エネルギー損失、例えば、50kJ/m超、およびより低い23℃でのアイゾッド衝撃エネルギー損失、例えば、5kJ/m未満も考えられる。ポリアミド組成物のノッチ付きアイゾッド衝撃エネルギー損失は、ISO180(2019)などの標準的な手順を使用して測定され得る。
[0080]ポリアミド組成物は、例えば、3kJ/m~30kJ/m、例えば、3kJ/m~19.2kJ/m、5.7kJ/m~21.9kJ/m、8.4kJ/m~24.6kJ/m、11.1kJ/m~27.3kJ/m、または13.8kJ/m~30kJ/mの範囲である、-40℃でのノッチ付きアイゾッド衝撃エネルギー損失を示し得る。上限に関しては、-40℃でのノッチ付きアイゾッド衝撃エネルギー損失は、30kJ/m未満、例えば、27.3kJ/m未満、24.6kJ/m未満、21.9kJ/m未満、19.2kJ/m未満、16.5kJ/m未満、13.8kJ/m未満、11.1kJ/m未満、8.4kJ/m未満、または5.7kJ/m未満であり得る。下限に関しては、-40℃でのノッチ付きアイゾッド衝撃エネルギー損失は、3kJ/m超、例えば5.7kJ/m超、8.4kJ/m超、11.1kJ/m超、13.8kJ/m超、16.5kJ/m超、19.2kJ/m超、21.9kJ/m超、24.6kJ/m超、または27.6kJ/m超であり得る。より高い-40℃でのアイゾッド衝撃エネルギー損失、例えば、30kJ/m超、およびより低い-40℃でのアイゾッド衝撃エネルギー損失、例えば、3kJ/m未満も考えられる。
[0081]ポリアミド組成物は、例えば、6kJ/m~36kJ/m、例えば、6kJ/m~24kJ/m、9kJ/m~27kJ/m、10kJ/m~35kJ/m、10kJ/m~27kJ/m、11kJ/m~25kJ/m、12kJ/m~30kJ/m、15kJ/m~33kJ/m、または18kJ/m~36kJ/mの範囲である、23℃でのシャルピーノッチ付き衝撃エネルギー損失を示し得る。上限に関しては、23℃でのシャルピーノッチ付き衝撃エネルギー損失は、36kJ/m未満、例えば、35kJ/m未満、33kJ/m未満、30kJ/m未満、27kJ/m未満、25kJ/m未満、24kJ/m未満、21kJ/m未満、18kJ/m未満、15kJ/m未満、12kJ/m未満、または9kJ/m未満であり得る。下限に関しては、23℃でのシャルピーノッチ付き衝撃エネルギー損失は、6kJ/m超、例えば、9kJ/m超、10kJ/m超、11kJ/m超、12kJ/m超、15kJ/m超、18kJ/m超、21kJ/m超、24kJ/m超、27kJ/m超、30kJ/m超、または33kJ/m超であり得る。より高いシャルピー衝撃エネルギー損失、例えば、36kJ/m超、およびより低いシャルピー衝撃エネルギー損失、例えば、3kJ/m未満も考えられる。ポリアミド組成物のシャルピーノッチ付き衝撃エネルギー損失は、ISO179-1(2010)などの標準的な手順を使用して測定され得る。
[0082]ポリアミド組成物は、例えば、70kJ/m~150kJ/m、例えば、70kJ/m~120kJ/m、70kJ/m~100kJ/m、72kJ/m~98kJ/m、75kJ/m~95kJ/m、80kJ/m~95kJ/m、または84kJ/m~93kJ/mの範囲である、23℃でのシャルピーノッチなし衝撃エネルギー損失を示し得る。上限に関しては、23℃でのシャルピーノッチなし衝撃エネルギー損失は、150kJ/m未満、例えば、120kJ/m未満、100kJ/m未満、98kJ/m未満、95kJ/m未満、または93kJ/m未満であり得る。下限に関しては、23℃でのシャルピーノッチなし衝撃エネルギー損失は、70kJ/m超、例えば、72kJ/m超、75kJ/m超、80kJ/m超、83kJ/m超、または84kJ/m超であり得る。より高いシャルピー衝撃エネルギー損失、例えば、150kJ/m超、およびより低いシャルピー衝撃エネルギー損失、例えば、70kJ/m未満も考えられる。ポリアミド組成物のシャルピーノッチなし衝撃エネルギー損失は、ISO179-1(2010)などの標準的な手順を使用して測定され得る。
[0083]ポリアミド組成物は、例えば、5kJ/m~50kJ/m、例えば、5kJ/m~30kJ/m、6kJ/m~20kJ/m、7kJ/m~18kJ/m、8kJ/m~17kJ/m、または9kJ/m~15kJ/mの範囲である、-40℃でのシャルピーノッチ付き衝撃エネルギー損失を示し得る。上限に関しては、-40℃でのシャルピーノッチなし衝撃エネルギー損失は、50kJ/m未満、例えば、30kJ/m未満、20kJ/m未満、18kJ/m未満、17kJ/m未満、または15kJ/m未満であり得る。下限に関しては、-40℃でのシャルピーノッチなし衝撃エネルギー損失は、5kJ/m超、例えば、6kJ/m超、7kJ/m超、8kJ/m超、または9kJ/m超であり得る。より高いシャルピー衝撃エネルギー損失、例えば、50kJ/m超、およびより低いシャルピー衝撃エネルギー損失、例えば、5kJ/m未満も考えられる。ポリアミド組成物のシャルピーノッチ付き衝撃エネルギー損失は、ISO179-1(2010)などの標準的な手順を使用して測定され得る。
[0084]ポリアミド組成物は、例えば、65kJ/m~150kJ/m、例えば、65kJ/m~120kJ/m、65kJ/m~110kJ/m、70kJ/m~110kJ/m、72kJ/m~105kJ/m、73kJ/m~105kJ/m、または74kJ/m~98kJ/mの範囲である、-40℃でのシャルピーノッチなし衝撃エネルギー損失を示し得る。上限に関しては、-40℃でのシャルピーノッチなし衝撃エネルギー損失は、150kJ/m未満、例えば、120kJ/m未満、110kJ/m未満、105kJ/m未満、または98kJ/m未満であり得る。下限に関しては、-40℃でのシャルピーノッチなし衝撃エネルギー損失は、65kJ/m超、例えば、70kJ/m超、72kJ/m超、73kJ/m超、または74kJ/m超であり得る。より高いシャルピー衝撃エネルギー損失、例えば、150kJ/m超、およびより低いシャルピー衝撃エネルギー損失、例えば、65kJ/m未満も考えられる。ポリアミド組成物のシャルピーノッチなし衝撃エネルギー損失は、ISO179-1(2010)などの標準的な手順を使用して測定され得る。
[0085]ポリアミド組成物は、例えば、0.04au~0.5au、例えば、0.04au~0.4au、0.042au~0.2au、0.044au~0.15au、または0.046~0.1auの範囲である、タンデルタ(60℃)を示し得る。上限に関しては、タンデルタ(60℃)は、0.5au未満、例えば、0.4au未満、0.2au未満、0.15au未満、または0.1au未満であり得る。下限に関しては、タンデルタ(60℃)は、0.04au超、例えば、0.042au超、0.044au超、または0.046au超であり得る。ポリアミド組成物のタンデルタ(60℃)は、センターポイントビーム技術(centerpoint beam technique)を使用して測定され得る。
[0086]ポリアミド組成物は、例えば、0.143au~0.75au、例えば、0.175au~0.6au、0.19au~0.5au、0.2au~0.4au、または0.215au~0.3auの範囲である、タンデルタ(90℃)を示し得る。上限に関しては、タンデルタ(90℃)は、0.75au未満、例えば、0.6au未満、0.5au未満、0.4au未満、または0.3au未満であり得る。下限に関しては、タンデルタ(90℃)は、0.143au超、例えば、0.175au超、0.19au超、0.2au超、または0.215au超であり得る。ポリアミド組成物のタンデルタ(90℃)は、センターポイントビーム技術を使用して測定され得る。
[0087]一部の実施形態では、ポリアミド組成物は、改善された最大タンデルタ性能を示す。一部の場合では、最大タンデルタは、0.055超、例えば、0.057超、0.059超、0.061超、または0.063超である。最大タンデルタは、動的機械分析を使用して測定され得る。
[0088]一実施形態では、耐衝撃性改良ポリアミド組成物は、PA-6および/またはPA-6,6を含む、45wt%~60wt%のポリアミドポリマー;20wt%~50wt%のガラス繊維;2wt%~25wt%の耐衝撃性改良剤;0.1wt%~3wt%の溶融安定剤(溶融安定剤に対する耐衝撃性改良剤の重量比率は、10~40の範囲である)を含み、組成物は、80kJ/m超である、23℃でのノッチなしシャルピー衝撃エネルギー損失;70kJ/m超である、-40℃でのノッチなしシャルピー衝撃エネルギー損失;11kJ/m超である、23℃でのノッチ付きシャルピー衝撃エネルギー損失;10kJ/m超である、-40℃でのノッチ付きシャルピー衝撃エネルギー損失;135MPa超の引張強度、および0.175au超であるタンデルタ(90℃)を示す。
[0089]一実施形態では、耐衝撃性改良ポリアミド組成物は、PA-6および/またはPA-6,6を含む、51wt%~57wt%のポリアミドポリマー;無水マレイン酸変性オレフィン、アクリレート、もしくはアクリル、またはそれらの組み合わせを含む、4.0wt%~15wt%の耐衝撃性改良剤;飽和脂肪酸を含む、0.1wt%~3wt%の溶融安定剤(溶融安定剤に対する耐衝撃性改良剤の重量比率は、10~35の範囲である)を含み、組成物は、83kJ/m超である、23℃でのノッチなしシャルピー衝撃エネルギー損失;73kJ/m超である、-40℃でのノッチなしシャルピー衝撃エネルギー損失;145MPa超の引張強度、および0.19au超であるタンデルタ(90℃)を示す。
[0090]一実施形態では、耐衝撃性改良ポリアミド組成物は、PA-6および/またはPA-6,6を含む、51wt%~57wt%のポリアミドポリマー;無水マレイン酸変性エチレンオクテンおよび/またはエチレンアクリレートを含む、4.0wt%~15wt%の耐衝撃性改良剤;ステアリン酸、もしくはベヘン酸、またはそれらの組み合わせ、またはそれらの塩を含む、0.1wt%~3wt%の溶融安定剤(溶融安定剤に対する耐衝撃性改良剤の重量比率は、10~35の範囲である)を含み、組成物は、83kJ/m超である、23℃でのノッチなしシャルピー衝撃エネルギー損失;73kJ/m超である、-40℃でのノッチなしシャルピー衝撃エネルギー損失;11kJ/m超である、23℃でのノッチ付きシャルピー衝撃エネルギー損失;10kJ/m超である、-40℃でのノッチ付きシャルピー衝撃エネルギー損失;145MPa超の引張強度、および0.21au超であるタンデルタ(90℃)を示す。
調製の方法
[0091]本開示は、提供される耐衝撃性改良ポリアミド組成物を製造する方法にも関する。この方法は、1種または複数のポリアミドポリマー、ガラス繊維、1種または複数の耐衝撃性改良剤、および任意選択で1種または複数の熱安定剤を用意するステップを含む。この方法は、得られるポリアミド組成物に所望の機械的特性を提供するために、1種または複数のポリアミドポリマー、ガラス繊維、1種または複数の耐衝撃性改良剤、および1種または複数の熱安定剤のタイプおよび相対量を選択するステップをさらに含むことができる。この方法は、1種または複数のポリアミドポリマー、ガラス繊維、1種または複数の耐衝撃性改良剤、および1種または複数の熱安定剤を組み合わせて、ポリアミド組成物を生成させるステップをさらに含む。一部の実施形態では、この方法は、ニグロシンなどの1種もしくは複数の染料、カーボンブラックなどの1種もしくは複数の顔料、ならびに/または1種もしくは複数の溶融安定剤を、選択する、用意する、かつ/または組み合わせるステップをさらに含む。
[0092]ポリアミド組成物の成分は、一緒に混合およびブレンドしてポリアミド組成物を生成させることができる、または、適切な反応物を使用してインサイチュで形成され得る。さらに説明のない「添加する」または「組み合わせる」という用語は、組成物への材料そのものの添加または組成物中の材料のインサイチュでの形成を包含する意図である。別の実施形態では、組成物と組み合わせる2種またはそれ以上の材料は、マスターバッチによって同時に添加される。
成形品
[0093]本開示は、いずれかの提供された耐衝撃性改良ポリアミド組成物を含む物品にも関する。物品は、例えば、従来の射出成形、押し出し成形、ブロー成形、プレス成形、圧縮成形、またはガスアシスト成形技術によって製造され得る。開示された組成物の使用および物品にとって好適な成形プロセスは、米国特許第8,658,757号;米国特許第4,707,513号;米国特許第7,858,172号;および米国特許第8,192,664号に記述されており、これらのそれぞれは、その全体がすべての目的のために参照により本明細書に組み込まれる。提供されたポリアミド組成物で製造され得る物品の例としては、電気的用途および電子的用途で使用されるもの(例えば、限定されるものではないが、回路遮断器、端子ブロック、コネクター等)、自動車用途(例えば、限定されるものではないが、空気処理システム、ラジエーターエンドタンク、ファン、シュラウド等)、家具および家庭電気器具部品、ならびにケーブルタイなどのワイヤー位置決め装置が挙げられる。
[0094]実施例1~7および比較例A~Cを、表1に表示する成分を組み合わせて、二軸押出機において混合することによって調製した。ポリマーを溶融させ、添加剤を溶解物に添加し、得られた混合物を押し出して、ペレット化した。パーセントは、重量パーセントとして表現している。無水マレイン酸変性オレフィン、無水マレイン酸変性オレフィンアクリレート、無水マレイン酸変性アクリル、および無水マレイン酸変性ポリオレフィンを、耐衝撃性改良剤として使用した。ステアリン酸は、溶融安定剤として使用した。
Figure 2022519055000001
[0095]ペレット剤からパネルを形成し、パネルは、引張強度、引張伸び、引張弾性率、曲げ強度、曲げ弾性率(flexural modules)について試験した。パネルは、23℃および-40℃での、ノッチ付きおよびノッチなしの両方のシャルピー耐衝撃性について試験した。結果を表2aおよび2bに表示する。
Figure 2022519055000002
[0096]表示のように、開示された組成物は、引張/曲げ特性と耐衝撃特性との相乗的な組み合わせを示した。例えば、開示された組成物は、80kJ/m超の23℃でのノッチなしシャルピー衝撃測定および135MPa超の引張強度の両方を示している。典型的には、良好な引張/曲げ性能を有する配合物は、望ましい耐衝撃性に満たない性能を有し、逆もまた同様である。特に、変性オレフィンを耐衝撃性改良剤として用いた場合(実施例1および4~7)、引張/曲げ特性とともに、耐衝撃性、特にノッチ付きシャルピー性能は特に良好である。
[0097]さらに、試験結果は、任意選択で開示された量での、耐衝撃性改良剤と溶融安定剤との組み合わせの重要性も表示している。実施例1、6および7の配合物は、耐衝撃性改良剤および溶融安定剤の両方を、(開示された量および比率、例えば、耐衝撃性改良剤:溶融安定剤の重量比率が100未満、例えば50未満で)含む。これらの配合物は、引張/曲げ特性と耐衝撃特性との相乗的な組み合わせにつながる。対照的に、比較例Cは、実施例1、6および7に類似した組成物を有するが、溶融安定剤の量を含まない。驚くべきことに、比較例Cの引張/曲げ特性および耐衝撃特性の両方は、実施例1、6および7のものより悪く、引張性能は著しく悪い(147MPaおよび173MPaに対して134.5)。換言すれば、ステアリン酸溶融安定剤を配合物中に含むことは、予想外に、引張強度を10%改善する。
[0098]実施例6および7、ならびに比較例AおよびBは、(成形配合物として乾燥状態で)タンデルタについて試験した。
Figure 2022519055000003
[0099]表3の結果は、開示された組成物が、驚くべきことに良好なタンデルタ性能を示すことを表示している。タンデルタは、化合物がエネルギーを散逸する能力の指標である。表示されるように、本開示の配合物は、より高温、例えば、60℃を超える温度で、特に良好なタンデルタ測定を示している。例えば、配合物は、90℃で少なくとも50%の改善(0.143および0.133対0.216および0.235)を示している。
[00100]この結果は、開示された配合物が、騒音振動ハーシュネス(Noise Vibration Harshness)(NVH)領域(arena)、例えば、自動車内装用途において特に良好な性能を示すことを表示している。組成物は、最大タンデルタにおける著しい改善も示している。
実施形態
[00101]以下の実施形態が考えられる。特性と実施形態とのすべての組み合わせが考えられる。
[00102]実施形態1:5wt%~85wt%の1種または複数のポリアミドポリマー;10wt%~60wt%のガラス繊維;3wt%~30wt%の耐衝撃性改良剤;および任意選択で、5wt%未満の濃度の熱安定剤を含み;ポリアミド組成物が、5kJ/m超である23℃でのノッチ付きアイゾッド衝撃エネルギー損失、および2.5GPa超の曲げ弾性率を有する、耐衝撃性改良ポリアミド組成物。
[00103]実施形態2:ガラス繊維に対する1種または複数のポリアミドポリマーの重量比率が、0.1~10の範囲である、実施形態1の実施形態。
[00104]実施形態3:耐衝撃性改良剤に対する1種または複数のポリアミドポリマーの重量比率が、0.2~30の範囲である、実施形態1または2の実施形態。
[00105]実施形態4:熱安定剤に対する1種または複数のポリアミドポリマーの重量比率が、1~850の範囲である、実施形態1~3の実施形態のいずれかの実施形態。
[00106]実施形態5:耐衝撃性改良剤に対するガラス繊維の重量比率が、0.3~20の範囲である、実施形態1~4の実施形態のいずれかの実施形態。
[00107]実施形態6:熱安定剤に対するガラス繊維の重量比率が、2~600の範囲である、実施形態1~5の実施形態のいずれかの実施形態。
[00108]実施形態7:熱安定剤に対する耐衝撃性改良剤の重量比率が、0.5~300の範囲である、実施形態1~6の実施形態のいずれかの実施形態。
[00109]実施形態8:1種または複数のポリアミドポリマーが、PA66ポリマーを含む、実施形態1~7の実施形態のいずれかの実施形態。
[00110]実施形態9:1種または複数のポリアミドポリマーが、PA6ポリマーを含む、実施形態1~8の実施形態のいずれかの実施形態。
[00111]実施形態10:1種または複数のポリアミドポリマーが、25wt%~100wt%のPA66ポリマー、および0wt%~75wt%のPA6ポリマーを含む、実施形態1~9の実施形態のいずれかの実施形態。
[00112]実施形態11:それぞれの1種または複数のポリアミドポリマーの数平均分子量が、独立して100,000未満である、実施形態1~10の実施形態のいずれかの実施形態。
[00113]実施形態12:それぞれの1種または複数のポリアミドポリマーが、結晶質または半結晶質である、実施形態1~11の実施形態のいずれかの実施形態。
[00114]実施形態13:耐衝撃性改良剤が、エチレン-オクテンコポリマーを含む、実施形態1~12の実施形態のいずれかの実施形態。
[00115]実施形態14:13wt%~68wt%のPA66ポリアミドポリマー;25wt%~40wt%のガラス繊維;および6wt%~20wt%の耐衝撃性改良剤を含み;ポリアミド組成物が、6kJ/m超の23℃でのノッチ付きシャルピー衝撃エネルギー損失を有する、実施形態1~13の実施形態のいずれかの実施形態。
[00116]実施形態15:13wt%~68wt%のPA66ポリアミドポリマー;25wt%~40wt%のガラス繊維;および6wt%~20wt%の耐衝撃性改良剤を含み;ポリアミド組成物が、2500MPa超の引張弾性率を有する、実施形態1~14の実施形態のいずれかの実施形態。
[00117]実施形態16:5wt%未満の濃度でニグロシンをさらに含む、実施形態1~15の実施形態のいずれかの実施形態。
[00118]実施形態17:ニグロシンに対する1種または複数のポリアミドポリマーの重量比率が1~85の範囲である、実施形態16の実施形態。
[00119]実施形態18:ニグロシンに対するガラス繊維の重量比率が2~60の範囲である、実施形態16または17の実施形態。
[00120]実施形態19:ニグロシンに対する耐衝撃性改良剤の重量比率が0.5~30の範囲である、実施形態15~17の実施形態のいずれかの実施形態。
[00121]実施形態20:ニグロシンに対する熱安定剤の重量比率が0.02~5の範囲である、実施形態16~19の実施形態のいずれかの実施形態。
[00122]実施形態21:5wt%未満の濃度でカーボンブラックをさらに含む、実施形態1~20の実施形態のいずれかの実施形態。
[00123]実施形態22:5wt%未満の濃度で溶融安定剤をさらに含む、実施形態1~21の実施形態のいずれかの実施形態。
[00124]実施形態23:溶融安定剤がイオン性溶融安定剤を含まない、実施形態22の実施形態。
[00125]実施形態24:溶融安定剤が飽和脂肪酸を含む、実施形態22または23の実施形態。
[00126]実施形態25:13wt%~68wt%のPA66ポリアミドポリマー;25wt%~40wt%のガラス繊維;6wt%~20wt%の耐衝撃性改良剤;1wt%~2wt%のニグロシン;0.1wt%~1wt%の熱安定剤;20wt%未満のPA6ポリアミドポリマー;3wt%未満のカーボンブラック;および、1wt%未満の溶融安定剤を含む、実施形態1~24の実施形態のいずれかの実施形態。
[00127]実施形態26:30wt%~60wt%のPA66ポリアミドポリマー;30wt%~35wt%のガラス繊維;10wt%~15wt%の耐衝撃性改良剤;1.2wt%~1.8wt%のニグロシン;0.2wt%~1.8wt%のカーボンブラック;0.2wt%~0.7wt%の溶融安定剤;および0.2wt%~0.7wt%の熱安定剤を含み;ポリアミド組成物は、PA6ポリアミドポリマーが実質的に無い、実施形態1~25の実施形態のいずれかの実施形態。
[00128]実施形態27:ポリアミド組成物を調製する方法であって、1種または複数のポリアミドポリマー、ガラス繊維、耐衝撃性改良剤、および任意選択で熱安定剤を用意するステップと;1種または複数のポリアミドポリマー、ガラス繊維、耐衝撃性改良剤、および熱安定剤を組み合わせて、ポリアミド組成物を生成させるステップと、を含む、方法。
[00129]実施形態28:ニグロシンを用意するステップをさらに含み、組み合わせるステップが、ポリアミド組成物へニグロシンを添加することを含む、実施形態27の実施形態。
[00130]実施形態29:カーボンブラックを用意するステップをさらに含み、組み合わせるステップが、ポリアミド組成物へカーボンブラックを添加することを含む、実施形態27または28の実施形態。
[00131]実施形態30:溶融安定剤を用意するステップをさらに含み、組み合わせるステップが、ポリアミド組成物へ溶融安定剤を添加することを含む、実施形態27~29の実施形態のいずれかの実施形態。
[00132]実施形態31:ポリアミド組成物が、13wt%~68wt%のPA66ポリアミドポリマー;25wt%~40wt%のガラス繊維;6wt%~20wt%の耐衝撃性改良剤;1wt%~2wt%のニグロシン;0.1wt%~1wt%の熱安定剤;20wt%未満のPA6ポリアミドポリマー;3wt%未満のカーボンブラック;および1wt%未満の溶融安定剤を含む、実施形態27~30の実施形態のいずれかの実施形態。
[00133]実施形態32:実施形態1~26のいずれかの実施形態のポリアミド組成物を含む、射出成形品。
[00134]実施形態33:5wt%~85wt%のポリアミドポリマー;10wt%~60wt%のガラス繊維;3wt%~30wt%の耐衝撃性改良剤;および5wt%未満の濃度の溶融安定剤を含み;耐衝撃性改良剤と溶融安定剤との重量比が、1.0:1~100:1の範囲であり;ポリアミド組成物が、80kJ/m超である23℃でのノッチなしシャルピー衝撃エネルギー損失、および135MPa超の引張強度を示す、耐衝撃性改良ポリアミド組成物。
[00135]実施形態34:ガラス繊維に対する1種または複数のポリアミドポリマーの重量比率が、0.1~10の範囲である、実施形態1~25および33の実施形態のいずれかの実施形態。
[00136]実施形態35:耐衝撃性改良剤に対する1種または複数のポリアミドポリマーの重量比率が、0.2~30の範囲である、実施形態1~25、33、および34の実施形態のいずれかの実施形態。
[00137]実施形態36:熱安定剤に対する1種または複数のポリアミドポリマーの重量比率が、1~850の範囲である、実施形態1~25、および33~35の実施形態のいずれかの実施形態。
[00138]実施形態37:ガラス繊維に対するポリアミドポリマーの重量比率が、0.1~10の範囲である、実施形態1~25、および33~36の実施形態のいずれかの実施形態。
[00139]実施形態38:耐衝撃性改良剤に対するポリアミドポリマーの重量比率が、0.2~30の範囲である、実施形態1~25、および33~37の実施形態のいずれかの実施形態。
[00140]実施形態39:耐衝撃性改良剤と溶融安定剤との重量比が、1:1~40:1の範囲である、実施形態1~25、および33~85の実施形態のいずれかの実施形態。
[00141]実施形態40:ポリアミド組成物が0.04超の60°タンデルタを示す、実施形態1~25、および33~39の実施形態のいずれかの実施形態。
[00142]実施形態41:ポリアミド組成物が0.1超の90°タンデルタを示す、実施形態1~25、および33~40の実施形態のいずれかの実施形態。
[00143]実施形態42:耐衝撃性改良剤が変性オレフィンを含む、実施形態1~25、および33~41の実施形態のいずれかの実施形態。
[00144]実施形態43:耐衝撃性改良剤が、無水マレイン酸変性オレフィン、アクリレート、もしくはアクリル、またはそれらの組み合わせを含む、実施形態1~25、および33~42の実施形態のいずれかの実施形態。
[00145]実施形態44:耐衝撃性改良剤が無水マレイン酸変性オレフィンを含む、実施形態1~25、および33~43の実施形態のいずれかの実施形態。
[00146]実施形態45:耐衝撃性改良剤が0℃未満のガラス転移温度を有する、実施形態1~25、および33~44の実施形態のいずれかの実施形態。
[00147]実施形態46:溶融安定剤が飽和脂肪酸を含む、実施形態1~25、および33~45の実施形態のいずれかの実施形態。
[00148]実施形態47:溶融安定剤がステアリン酸を含む、実施形態1~25、および33~46の実施形態のいずれかの実施形態。
[00149]実施形態48:耐衝撃性改良剤に対するガラス繊維の重量比率が0.3~20の範囲である、実施形態1~25、および33~47の実施形態のいずれかの実施形態。
[00150]実施形態49:熱安定剤に対する耐衝撃性改良剤の重量比率が0.5~300の範囲である、実施形態1~25、および33~48の実施形態のいずれかの実施形態。
[00151]実施形態50:耐衝撃性改良剤が、無水マレイン酸変性オレフィン、アクリレート、もしくはアクリル、またはそれらの組み合わせを含み;溶融安定剤に対する耐衝撃性改良剤の重量比率が、5~50の範囲であり;溶融安定剤が飽和脂肪酸を含み、ポリアミド組成物が;ポリアミド組成物が、2.5%超の引張伸び、および65kJ/m超である-40℃でのノッチなしシャルピー衝撃エネルギー損失を示す、実施形態1~25、および33~49の実施形態のいずれかの実施形態。
[00152]実施形態51:ポリアミドポリマーがPA66ポリマーを含む、実施形態1~25、および33~50の実施形態のいずれかの実施形態。
[00153]実施形態52:それぞれのポリアミドポリマーの数平均分子量が、独立して100,000未満である、実施形態1~25、および33~51の実施形態のいずれかの実施形態。
[00154]実施形態53:13wt%~68wt%のPA66ポリアミドポリマー;25wt%~40wt%のガラス繊維を含み;ポリアミド組成物が、11kJ/m超の23℃でのノッチ付きシャルピー衝撃エネルギー損失を有する、実施形態1~25、および33~52の実施形態のいずれかの実施形態。
[00155]実施形態54:13wt%~68wt%のPA66ポリアミドポリマー;25wt%~40wt%のガラス繊維;耐衝撃性改良剤;1wt%~2wt%のニグロシン;0.1wt%~1wt%の熱安定剤;20wt%未満のPA6ポリアミドポリマー;3wt%未満のカーボンブラック;および1wt%未満の溶融安定剤を含む、実施形態1~25、および33~53の実施形態のいずれかの実施形態。
[00156]実施形態55:前述の実施形態のいずれかのポリアミド組成物を含む、射出成形品。
[00157]実施形態56:耐衝撃性改良ポリアミド組成物が、PA-6および/またはPA-6,6を含む、45wt%~60wt%のポリアミドポリマー;20wt%~50wt%のガラス繊維;2wt%~25wt%の耐衝撃性改良剤;0.1wt%~3wt%の溶融安定剤(溶融安定剤に対する耐衝撃性改良剤の重量比率は、10~40の範囲である)を含み、組成物が、80kJ/m超である23℃でのノッチなしシャルピー衝撃エネルギー損失;70kJ/m超である-40℃でのノッチなしシャルピー衝撃エネルギー損失;11kJ/m超である23℃でのノッチ付きシャルピー衝撃エネルギー損失;10kJ/m超である-40℃でのノッチ付きシャルピー衝撃エネルギー損失;135MPa超の引張強度、および0.175au超であるタンデルタ(90℃)を示す、実施形態1~25、および33~54の実施形態のいずれかの実施形態。
[00158]実施形態57:耐衝撃性改良ポリアミド組成物が、PA-6および/またはPA-6,6を含む、51wt%~57wt%のポリアミドポリマー;無水マレイン酸変性オレフィン、アクリレート、もしくはアクリル、またはそれらの組み合わせを含む、4.0wt%~15wtの%耐衝撃性改良剤;飽和脂肪酸を含む、0.1wt%~3wt%の溶融安定剤(溶融安定剤に対する耐衝撃性改良剤の重量比率は、10~35の範囲である)を含み、組成物が、83kJ/m超である23℃でのノッチなしシャルピー衝撃エネルギー損失;73kJ/m超である-40℃でのノッチなしシャルピー衝撃エネルギー損失;145MPa超の引張強度、および0.19au超であるタンデルタ(90℃)を示す、実施形態1~25、および33~54の実施形態のいずれかの実施形態。
[00159]実施形態58:耐衝撃性改良ポリアミド組成物が、PA-6および/またはPA-6,6を含む、51wt%~57wt%のポリアミドポリマー;無水マレイン酸変性エチレンオクテンおよび/またはエチレンアクリレートを含む、4.0wt%~15wt%の耐衝撃性改良剤;ステアリン酸、もしくはベヘン酸、またはそれらの組み合わせ、またはそれらの塩を含む0.1wt%~3wt%の溶融安定剤(溶融安定剤に対する耐衝撃性改良剤の重量比率は、10~35の範囲である)を含み、組成物が、83kJ/m超である23℃でのノッチなしシャルピー衝撃エネルギー損失;73kJ/m超である-40℃でのノッチなしシャルピー衝撃エネルギー損失;11kJ/m超である23℃でのノッチ付きシャルピー衝撃エネルギー損失;10kJ/m超である-40℃でのノッチ付きシャルピー衝撃エネルギー損失;145MPa超引張強度、および0.21au超であるタンデルタ(90℃)を示す、実施形態1~25、および33~54の実施形態のいずれかの実施形態。
[00160]本開示を詳細に記述してきたが、本開示の趣旨および範囲内での修正は、当業者には容易に明白であろう。前述の議論を考慮して、当該技術分野で関連する情報、ならびに背景技術および発明を実施するための形態に関連して上で議論した引用文献は、参照によりそれらの開示は本明細書にすべて組み込まれる。加えて、本開示の態様および様々な実施形態の部分、ならびに以下および/または添付の特許請求の範囲で列挙される様々な特性は、全体または部分において組み合わせたり交換することができると理解すべきである。様々な実施形態の前述の記述において、別の実施形態に言及するそれらの実施形態は、当業者によって認識されるように、適切に他の実施形態と組み合わせることができる。さらに、前述の記述は一例に過ぎず、本開示を限定する意図ではないことを、当業者は認識するであろう。

Claims (20)

  1. 5wt%~85wt%のポリアミドポリマー、
    10wt%~60wt%のガラス繊維、
    3wt%~30wt%の耐衝撃性改良剤、および
    5wt%未満の濃度の溶融安定剤
    を含む、耐衝撃性改良ポリアミド組成物であって、
    耐衝撃性改良剤と溶融安定剤との重量比が、1.0:1~100:1の範囲であり、
    ポリアミド組成物が、80kJ/m超である23℃でのノッチなしシャルピー衝撃エネルギー損失、および135MPa超の引張強度を示す、
    ポリアミド組成物。
  2. ガラス繊維に対するポリアミドポリマーの重量比率が、0.1~10の範囲である、請求項1に記載のポリアミド組成物。
  3. 耐衝撃性改良剤に対するポリアミドポリマーの重量比率が、0.2~30の範囲である、請求項1に記載のポリアミド組成物。
  4. 耐衝撃性改良剤と溶融安定剤との重量比が、1:1~40:1の範囲である、請求項1に記載のポリアミド組成物。
  5. 0.04超の60°タンデルタを示す、請求項1に記載のポリアミド組成物。
  6. 0.1超の90°タンデルタを示す、請求項1に記載のポリアミド組成物。
  7. 耐衝撃性改良剤が、変性オレフィンを含む、請求項1に記載のポリアミド組成物。
  8. 耐衝撃性改良剤が、無水マレイン酸変性オレフィン、アクリレート、もしくはアクリル、またはそれらの組み合わせを含む、請求項1に記載のポリアミド組成物。
  9. 耐衝撃性改良剤が、無水マレイン酸変性オレフィンを含む、請求項1に記載のポリアミド組成物。
  10. 耐衝撃性改良剤が、0℃未満のガラス転移温度を有する、請求項1に記載のポリアミド組成物。
  11. 溶融安定剤が、飽和脂肪酸を含む、請求項1に記載のポリアミド組成物。
  12. 溶融安定剤が、ステアリン酸を含む、請求項1に記載のポリアミド組成物。
  13. 耐衝撃性改良剤に対するガラス繊維の重量比率が、0.3~20の範囲である、請求項1に記載のポリアミド組成物。
  14. 熱安定剤に対する耐衝撃性改良剤の重量比率が、0.5~300の範囲である、請求項1に記載のポリアミド組成物。
  15. 耐衝撃性改良剤が、無水マレイン酸変性オレフィン、アクリレート、もしくはアクリル、またはそれらの組み合わせを含み;溶融安定剤に対する耐衝撃性改良剤の重量比率が、5~50の範囲であり;溶融安定剤が、飽和脂肪酸を含み、ポリアミド組成物が;ポリアミド組成物が、2.5%超の引張伸び、および65kJ/m超である-40℃でのノッチなしシャルピー衝撃エネルギー損失を示す、請求項1に記載のポリアミド組成物。
  16. ポリアミドポリマーが、PA66ポリマーを含む、請求項1に記載のポリアミド組成物。
  17. それぞれのポリアミドポリマーの数平均分子量が、独立して100,000未満である、請求項1に記載のポリアミド組成物。
  18. 13wt%~68wt%のPA66ポリアミドポリマー、
    25wt%~40wt%のガラス繊維
    を含み、
    ポリアミド組成物が、11kJ/m超の23℃でのノッチ付きシャルピー衝撃エネルギー損失を有する、
    請求項1に記載のポリアミド組成物。
  19. 13wt%~68wt%のPA66ポリアミドポリマー、
    25wt%~40wt%のガラス繊維、
    耐衝撃性改良剤、
    1wt%~2wt%のニグロシン、
    0.1wt%~1wt%の熱安定剤、
    20wt%未満のPA6ポリアミドポリマー、
    3wt%未満のカーボンブラック、および
    1wt%未満の溶融安定剤
    を含む、請求項1に記載のポリアミド組成物。
  20. 請求項1のポリアミド組成物を含む、射出成形品。
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