JP2023122987A - ポリアミド樹脂組成物及び成形品 - Google Patents
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Abstract
【課題】溶融加工時の押出加工性、ブロー成形性、滞留時の熱安定性、及びインサート成形性に優れ、且つ、成形品としたときの引張強度及び耐薬品性に優れるブロー成形用ポリアミド樹脂組成物の提供。【解決手段】(A)ポリアミド樹脂と、(B)ナトリウム化合物と、を含む、ポリアミド樹脂組成物であって、前記(B)ナトリウム化合物は、pHが5以上9以下であり、且つ、融点が350℃以上である、ポリアミド樹脂組成物。【選択図】なし
Description
本発明は、ポリアミド樹脂組成物及び成形品に関する。
ポリアミド樹脂は、機械的特性、熱的特性、耐薬品性に優れる等、エンジニアリングプラスチックとして好適な性質を有している。そのため、射出成形用を中心として、機械部品、自動車部品、各種電気及び電子部品等の用途に広く使用されている。なかでも、エンジン周辺部品に着目すると、近年の燃費向上のための手段の1つとして、過給機導入によるエンジンの小型化・高出力化に伴って、エンジンルーム内の環境温度が高くなる傾向にある。このため従来よりも高温条件下で、長期にわたる耐熱老化性がポリアミド樹脂に求められている。
一方、エンジンルーム内のパイプなどの中空部品は、近年の自動車の小型化に伴い、複雑形状が要求される傾向にある。そのため、設計の自由度や生産性の観点からブロー成形法が好ましく用いられている。ブロー成形用材料に求められる性能として、パリソンの耐ドローダウン性や延伸性が挙げられる。パリソンの耐ドローダウン性は均一な肉厚の成形品を得る際に重要である。
中でも、大型の成形品、長尺の成形品を得る際には、パリソンの押し出し時間が長くなるためドローダウンが発生し、成形品を得ることができない場合や、成形品の上部と下部の肉厚差が大きくなる場合がある。延伸性は押し出したパリソンを金型に挟み込んで所望の形状に成形する際に重要であるが、延伸性を左右する要素としてパリソンの固化速度が挙げられる。固化が早い材料であると、パリソンが所望の形状に延伸される前に冷却固化され完全な成形ができない。したがって吹き込み完了まで溶融状態を保つ必要がある。
ブロー成形用ポリアミド樹脂として、高粘度のポリアミド6に耐衝撃材、金属ハロゲン化物を加えたポリアミド樹脂がブロー成形性、滞留安定性に優れることが知られている(例えば、特許文献1等参照)。
また、ポリアミド66にポリアミド66以外のポリアミド樹脂と、エチレン-マレイン酸誘導体ランダム共重合体を加えたポリアミド樹脂がブロー成形性と150℃~180℃の環境下の長期耐熱老化性に優れることが知られている(例えば、特許文献2等参照)。
また、ポリアミド樹脂にクエン酸塩、ジペンタエリスリトール、充填剤を加えたポリアミド樹脂が210℃~220℃の環境下での耐熱老化性に優れ、ブロー成形にも適用できることが知られている(例えば、特許文献3等参照)。
また、ポリアミド樹脂に水酸基含有化合物、非晶性化合物を加えたポリアミド樹脂がブロー成形性に優れ、230℃環境下での長期耐熱老化性、溶着特性に優れることが知られている(例えば、特許文献4等参照)。
また、ポリアミド樹脂に耐衝撃改良材、スチレン-とジカルボン酸無水物のコポリマー、鉄粉、銅含有安定剤、リンのオキソ酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩、ポリエチレン-イミンを加えたポリアミド樹脂が、ブロー成形性と200℃~220℃環境下での長期耐熱老化性に優れることが知られている(例えば、特許文献5等参照)。
しかしながら、特許文献1に記載の技術においては、高粘度ポリアミドの分子量が溶融加工中に低下するため、溶融加工の困難さに対する成形性向上の効果は小さい。
特許文献2に記載の技術においては、ブロー成形性と150℃~180℃環境下での長期耐熱老化性は向上するものの、樹脂組成物製造時の溶融加工性、成形機内で滞留した際の滞留安定性には課題があった。
特許文献3に記載の技術においては、210℃~220℃環境下での長期耐熱老化性は向上するものの樹脂組成物製造時の溶融加工性、成形機内で滞留した際の滞留安定性、ブロー成形性まで十分に向上させることは難しい。
特許文献4に記載の技術においては、ブロー成形性と230℃環境下での長期耐熱老化性は向上するものの、樹脂組成物製造時の溶融加工性、成形機内で滞留した際の滞留安定性、耐衝撃性、230℃未満の環境下における長期耐熱老化性まで十分に向上させることは難しい。
特許文献5に記載の技術においては、ブロー成形性と200℃~220℃環境下での長期耐熱老化性は向上するものの、樹脂組成物製造時の溶融加工性、耐衝撃性、200℃未満の環境下における長期耐熱老化性を十分に向上させることは難しい。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ポリアミドの溶融加工時の分子量低下を抑制し、樹脂組成物製造時の溶融加工性、成形機内で滞留した際の滞留安定性、ブロー成形性に優れ、且つ、成形品とした時の耐衝撃性、150℃~210℃の環境下における長期耐熱老化性に優れるポリアミド樹脂組成物を提供する。
すなわち、本発明は、以下の態様を含む。
[1](A)ポリアミド樹脂と、(B)ナトリウム化合物と、を含む、ポリアミド樹脂組成物であって、前記(B)ナトリウム化合物は、pHが5以上9以下であり、且つ、融点が350℃以上である、ポリアミド樹脂組成物。
[2](C)繊維強化材を更に含む、[1]に記載のポリアミド樹脂組成物。
[3]前記(C)繊維強化材がガラス繊維及び炭素繊維からなる群より選ばれる1種以上である、[2]に記載のポリアミド樹脂組成物。
[4](D)増粘剤を更に含む、[1]~[3]のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
[5]前記(D)増粘剤は、エチレン-αオレフィン共重合体、スチレン-エチレン-/1-ブテン/スチレン-共重合体、エチレン-マレイン酸誘導体共重合体、スチレン-無水マレイン酸共重合体、エチレン-無水マレイン酸共重合体、カルボジイミド基含有化合物からなる群より選ばれる1種以上である、[4]に記載のポリアミド樹脂組成物。
[6]前記(B)ナトリウム化合物は、ハロゲン化物及び硫酸塩からなる群より選ばれる1種以上である、[1]~[5]のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
[7]前記(B)ナトリウム化合物は、フッ化ナトリウム、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム及び硫酸ナトリウムからなる群より選ばれる1種以上である、[1]~[6]のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
[8](E)耐熱剤を更に含む、[1]~[7]のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
[9](F)多価アルコールを更に含む、[1]~[8]のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
[10](G)ポリエチレン-イミンホモポリマー又はコポリマーを更に含む、[1]~[9]のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
[11]100質量部の前記(A)ポリアミド樹脂に対する、前記(B)ナトリウム化合物の含有量が、0.5質量部以上5質量部以下である、[1]~[10]のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
[12]100質量部の前記(A)ポリアミド樹脂に対する、前記(B)ナトリウム化合物の含有量が、1.0質量部以上5質量部以下である、[1]~[11]のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
[13]100質量部の前記(A)ポリアミド樹脂に対する、前記(B)ナトリウム化合物の含有量が、1.5質量部以上2.5質量部以下である、[1]~[12]のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
[14]前記(B)ナトリウム化合物は、臭化ナトリウム及び硫酸ナトリウムからなる群より選ばれる1種以上である、[1]~[13]のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
[15][1]~[14]のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物を成形した成形品であって、前記成形品は、210℃で3000時間加熱後の引張強度保持率(S1210)と、190℃で3000時間加熱後の引張強度保持率(S1190)との差(ΔS1210℃-190℃)が20%未満である、成形品。
[1](A)ポリアミド樹脂と、(B)ナトリウム化合物と、を含む、ポリアミド樹脂組成物であって、前記(B)ナトリウム化合物は、pHが5以上9以下であり、且つ、融点が350℃以上である、ポリアミド樹脂組成物。
[2](C)繊維強化材を更に含む、[1]に記載のポリアミド樹脂組成物。
[3]前記(C)繊維強化材がガラス繊維及び炭素繊維からなる群より選ばれる1種以上である、[2]に記載のポリアミド樹脂組成物。
[4](D)増粘剤を更に含む、[1]~[3]のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
[5]前記(D)増粘剤は、エチレン-αオレフィン共重合体、スチレン-エチレン-/1-ブテン/スチレン-共重合体、エチレン-マレイン酸誘導体共重合体、スチレン-無水マレイン酸共重合体、エチレン-無水マレイン酸共重合体、カルボジイミド基含有化合物からなる群より選ばれる1種以上である、[4]に記載のポリアミド樹脂組成物。
[6]前記(B)ナトリウム化合物は、ハロゲン化物及び硫酸塩からなる群より選ばれる1種以上である、[1]~[5]のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
[7]前記(B)ナトリウム化合物は、フッ化ナトリウム、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム及び硫酸ナトリウムからなる群より選ばれる1種以上である、[1]~[6]のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
[8](E)耐熱剤を更に含む、[1]~[7]のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
[9](F)多価アルコールを更に含む、[1]~[8]のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
[10](G)ポリエチレン-イミンホモポリマー又はコポリマーを更に含む、[1]~[9]のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
[11]100質量部の前記(A)ポリアミド樹脂に対する、前記(B)ナトリウム化合物の含有量が、0.5質量部以上5質量部以下である、[1]~[10]のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
[12]100質量部の前記(A)ポリアミド樹脂に対する、前記(B)ナトリウム化合物の含有量が、1.0質量部以上5質量部以下である、[1]~[11]のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
[13]100質量部の前記(A)ポリアミド樹脂に対する、前記(B)ナトリウム化合物の含有量が、1.5質量部以上2.5質量部以下である、[1]~[12]のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
[14]前記(B)ナトリウム化合物は、臭化ナトリウム及び硫酸ナトリウムからなる群より選ばれる1種以上である、[1]~[13]のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物。
[15][1]~[14]のいずれか1つに記載のポリアミド樹脂組成物を成形した成形品であって、前記成形品は、210℃で3000時間加熱後の引張強度保持率(S1210)と、190℃で3000時間加熱後の引張強度保持率(S1190)との差(ΔS1210℃-190℃)が20%未満である、成形品。
本発明のポリアミド樹脂組成物によれば、ポリアミドの溶融加工時の分子量低下を抑制し、樹脂組成物製造時の溶融加工性、成形機内で滞留した際の滞留安定性、ブロー成形性に優れ、且つ、成形品とした時の耐衝撃性、150℃~210℃の環境下における長期耐熱老化性に優れるポリアミド樹脂組成物を提供することができる。
以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施形態」という。)について詳細に説明する。
以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜変形して実施することができる。
以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜変形して実施することができる。
なお、本明細書において、「ポリアミド」とは主鎖中にアミド(-NHCO-)基を有する重合体を意味する。
<ポリアミド樹脂組成物>
本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、(A)ポリアミド樹脂と、(B)ナトリウム化合物と、を含む。
本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、(A)ポリアミド樹脂と、(B)ナトリウム化合物と、を含む。
また、本実施形態において、(B)ナトリウム化合物はpHが5以上9以下であり、且つ、融点が350℃以上である。
本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、上記構成を有することで、(A)ポリアミド樹脂の溶融加工時の分子量の低下を抑制し、樹脂組成物製造時の溶融加工性、成形機内で滞留した際の滞留安定性、ブロー成形性に優れ、且つ、成形品とした時の長期耐熱老化性に優れる。
以下、本実施形態のポリアミド樹脂組成物の各構成成分について、詳細を説明する。なお、以降、(A)ポリアミド樹脂、(B)ナトリウム化合物等をそれぞれ(A)成分、(B)成分と略記する場合がある。
≪(A)ポリアミド樹脂≫
(A)ポリアミド樹脂としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ジアミン及びジカルボン酸の縮合重合で得られるポリアミド樹脂、ラクタムの開環重合で得られるポリアミド樹脂、アミノカルボン酸の自己縮合で得られるポリアミド樹脂、及びこれらのポリアミド樹脂を構成する2種類以上の単量体の共重合で得られる共重合物等が挙げられる。これら(A)ポリアミド樹脂は1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
(A)ポリアミド樹脂としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ジアミン及びジカルボン酸の縮合重合で得られるポリアミド樹脂、ラクタムの開環重合で得られるポリアミド樹脂、アミノカルボン酸の自己縮合で得られるポリアミド樹脂、及びこれらのポリアミド樹脂を構成する2種類以上の単量体の共重合で得られる共重合物等が挙げられる。これら(A)ポリアミド樹脂は1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
(A)ポリアミド樹脂の原料となる重合単量体について、以下に詳細を説明する。
(ジアミン)
ジアミンとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、脂肪族ジアミン、脂環族ジアミン、芳香族ジアミン等が挙げられる。
ジアミンとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、脂肪族ジアミン、脂環族ジアミン、芳香族ジアミン等が挙げられる。
脂肪族ジアミンとしては、直鎖飽和脂肪族ジアミンであってもよく、分岐鎖状飽和脂肪族ジアミンであってもよい。分岐鎖状飽和脂肪族ジアミンとしては、例えば、主鎖から分岐した置換基を持つジアミンが挙げられる。
直鎖飽和脂肪族ジアミンは炭素数2以上20以下であるものが好ましく、例えば、エチレン-ジアミン、プロピレンジアミン、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、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、トリデカメチレンジアミン等が挙げられる。
分岐鎖状飽和脂肪族ジアミンは炭素数3以上20以下であるものが好ましく、2-メチルペンタメチレンジアミン(「2-メチル-1,5-ジアミノペンタン」とも記される)、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-メチルオクタメチレンジアミン、2,4-ジメチルオクタメチレンジアミン等が挙げられる。
脂環族ジアミン(脂環式ジアミンとも記される)としては、以下に限定されるものではないが、例えば、1,4-シクロヘキサンジアミン、1,3-シクロヘキサンジアミン、1,3-シクロペンタンジアミン等が挙げられる。
芳香族ジアミンとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン、メタフェニレンジアミン、オルトフェニレンジアミン、パラフェニレンジアミン等が挙げられる。
これらジアミンは単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
(ジカルボン酸)
ジカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、脂肪族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。
ジカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、脂肪族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。
脂肪族ジカルボン酸としては、直鎖状飽和脂肪族ジカルボン酸であってもよく、分岐鎖状飽和脂肪族ジカルボン酸であってもよく、炭素数3以上20以下のものが好ましい。このような脂肪族ジカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、2,2-ジメチルコハク酸、2,3-ジメチルグルタル酸、2,2-ジエチルコハク酸、2,3-ジエチルグルタル酸、グルタル酸、2,2-ジメチルグルタル酸、アジピン酸、2-メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、テトラデカン二酸、ヘキサデカン二酸、オクタデカン二酸、エイコサン二酸、ジグリコール酸等が挙げられる。
脂環族ジカルボン酸(脂環式ジカルボン酸とも記される)の脂環構造の炭素数は、特に限定されないが、得られる(A)成分の吸水性と結晶化度のバランスの観点から、3以上10以下が好ましく、5以上10以下がより好ましい。
脂環族ジカルボン酸は、無置換でもよく、置換基を有していてもよい。置換基としては、炭素数1以上4以下のアルキル基が好ましい。置換基としては、以下に限定されるものではないが、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基等が挙げられる。
このような脂環族ジカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、1,4-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、1,3-シクロペンタンジカルボン酸等が挙げられる。
芳香族ジカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、無置換又は置換基で置換された炭素数8以上20以下の芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。置換基としては、以下に限定されるものではないが、例えば、炭素数1以上6以下のアルキル基、炭素数6以上12以下のアリール基、炭素数7以上20以下のアリールアルキル基、ハロゲン基、炭素数3以上10以下のアルキルシリル基、スルホン酸基、スルホン酸塩を有する基等が挙げられる。ハロゲン基としては、例えば、クロロ基、ブロモ基等が挙げられる。スルホン酸塩を有する基を構成する塩としては、例えば、ナトリウム塩等が挙げられる。
このような芳香族ジカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、2-クロロテレフタル酸、2-メチルテレフタル酸、5-メチルイソフタル酸、5-ナトリウムスルホイソフタル酸等が挙げられる。
これらジカルボン酸は単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
(ラクタム)
ラクタムとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、ブチロラクタム、ピバロラクタム、ε-カプロラクタム、カプリロラクタム、エナントラクタム、ウンデカンラクタム、ラウロラクタム(ドデカンラクタム)等が挙げられる。中でも、重合生産の観点から、の観点から、ε-カプロラクタム、ウンデカンラクタム、又はラウロラクタム(ドデカンラクタム)が好ましい。
これらラクタムは単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
ラクタムとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、ブチロラクタム、ピバロラクタム、ε-カプロラクタム、カプリロラクタム、エナントラクタム、ウンデカンラクタム、ラウロラクタム(ドデカンラクタム)等が挙げられる。中でも、重合生産の観点から、の観点から、ε-カプロラクタム、ウンデカンラクタム、又はラウロラクタム(ドデカンラクタム)が好ましい。
これらラクタムは単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
(アミノカルボン酸)
アミノカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、上述したラクタムが開環した化合物、より具体的には、ω-アミノカルボン酸、α,ω-アミノカルボン酸等が挙げられる。
アミノカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、上述したラクタムが開環した化合物、より具体的には、ω-アミノカルボン酸、α,ω-アミノカルボン酸等が挙げられる。
アミノカルボン酸としては、脂肪族アミノカルボン酸であってもよく、芳香族アミノカルボン酸であってもよい。芳香族アミノカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、パラアミノメチル安息香酸等が挙げられる。
アミノカルボン酸としては、結晶化度を高める観点から、ω位がアミノ基で置換された、炭素数4以上14以下の直鎖状又は分岐鎖状の飽和脂肪族アミノカルボン酸であることが好ましい。好ましいアミノカルボン酸として具体的には、以下に限定されるものではないが、例えば、6-アミノカプロン酸、9-アミノノナン酸、11-アミノウンデカン酸、12-アミノドデカン酸等が挙げられる。
これらアミノカルボン酸は単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
(A)ポリアミド樹脂としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ポリアミド4(ポリα-ピロリドン)、ポリアミド6(ポリカプロアミド)、ポリアミド11(ポリウンデカンアミド)、ポリアミド12(ポリドデカンアミド)、ポリアミド46(ポリテトラメチレンアジパミド)、ポリアミド56(ポリペンタメチレンアジパミド)、ポリアミド66(ポリヘキサメチレンアジパミド)、ポリアミド610(ポリヘキサメチレンセバカミド)、ポリアミド612(ポリヘキサメチレンドデカミド)、ポリアミド116(ポリウンデカメチレンアジパミド)、ポリアミド6I(ポリヘキサメチレンイソフタルアミド)、ポリアミドPACM12(ポリビス(4-アミノシクロヘキシル)メタンドデカミド)、ポリアミドジメチルPACM12(ポリビス(3-メチル-アミノシクロヘキシル)メタンドデカミド、ポリアミドMXD6(ポリメタキシリレンアジパミド)、ポリアミド6/66(カプロラクタム/ポリヘキサメチレンアジパミド共重合体)、ポリアミド66/6I(ポリヘキサメチレンアジパミド/ポリイソフタルアジパミド共重合体)、ポリアミド6I/6T(ポリイソフタルアジパミド/ポリテレフタルアジパミド共重合体)、ポリアミド6/11(カプロラクタム/アミノウンデカン酸共重合体)、ポリアミド6/12(カプロラクタム/ラウロラクタム共重合体)、ポリアミド6/66/12(カプロラクタム/ポリヘキサメチレンアジパミド/ラウロラクタム共重合体)、ポリアミドTMHT(トリメチルヘキサメチレンテレフタルアミド)、ポリアミド4T(ポリテトラメチレンテレフタルアミド)、ポリアミド6T(ポリヘキサメチレンテレフタルアミド)、ポリアミド2Me-5T(ポリ2-メチルペンタメチレンテレフタルアミド)、ポリアミド9T(ポリノナメチレンテレフタルアミド)、2Me-8T(ポリ2-メチルオクタメチレンテレフタルアミド)、ポリアミド6C(ポリヘキサメチレンシクロヘキサンジカルボキサミド)、ポリアミド2Me-5C(ポリ2-メチルペンタメチレンシクロヘキサンジカルボキサミド)、ポリアミド9C(ポリノナメチレンシクロヘキサンジカルボキサミド)、2Me-8C(ポリ2-メチルオクタメチレンシクロヘキサンジカルボキサミド)、ポリアミド10T(ポリデカメチレンテレフタルアミド)、ポリアミド11T(ポリウンデカメチレンテレフタルアミド)、ポリアミド12T(ポリドデカメチレンテレフタルアミド)、ポリアミド10C(ポリデカメチレンシクロヘキサンジカルボキサミド)、ポリアミド11C(ポリウンデカメチレンシクロヘキサンジカルボキサミド)、ポリアミド12C(ポリドデカメチレンシクロヘキサンジカルボキサミド)、等が挙げられる。
中でも、(A)ポリアミド樹脂としては、長期耐熱老化性、機械物性、及び耐薬品性の観点から、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド612、ポリアミド6I、ポリアミドMXD6、ポリアミド6/66、ポリアミド66/6I、ポリアミド6I/6T、ポリアミド4T、ポリアミド6T、ポリアミド9T、2Me-8T、ポリアミド10T、ポリアミド11T、ポリアミド12Tからなる群より選ばれる1種以上のポリアミド樹脂が好ましい。上記の内、2種以上のポリアミド樹脂を用いる場合に、それらの重合体を混合して用いてもよく、それら重合体を構成単位として含む共重合体を用いてもよい。2種以上のポリアミド樹脂を用いる場合、180℃から210℃の長期耐熱老化性の観点から、ポリアミド6、ポリアミド610、ポリアミド612、ポリアミド6I、ポリアミドMXD6、ポリアミド6/66、ポリアミド66/6I、又はポリアミド6I/6Tからなる群より選ばれる1種以上のポリアミド樹脂と、ポリアミド66、ポリアミド4T、ポリアミド6T、ポリアミド9T、2Me-8T、ポリアミド10T、ポリアミド11T、ポリアミド12Tからなる群より選ばれる1種以上のポリアミド樹脂を用いることが好ましい。
(A)ポリアミド樹脂の融点の下限値は、特に限定されないが、200℃が好ましく、210℃がより好ましく、220℃がさらに好ましい。一方、融点の上限値は、340℃が好ましい。すなわち、(A)ポリアミド樹脂の融点は、200℃以上340℃以下が好ましく、210℃以上340℃以下がより好ましく、220℃以上340℃以下がさらに好ましい。融点が上記下限値以上であることで、成形品としたときの耐熱エージング性がより向上する傾向がある。一方、融点が上記上限値以下であることで、ポリアミド樹脂組成物の溶融加工中の熱分解や劣化をより効果的に抑制できる傾向にある。 融点は、ISO 11357に準じて測定することができる。測定装置としては、例えば、PERKIN-ELMER社製、Diamond DSC等を用いることができる。
融点は、(A)ポリアミド樹脂を構成するモノマーを調整することにより制御することができる。
融点は、(A)ポリアミド樹脂を構成するモノマーを調整することにより制御することができる。
(A)ポリアミド樹脂の硫酸相対粘度は、1.5以上5.5以下が好ましく、1.8以上5.0以下がより好まく、2.1以上4.5以下がさらに好ましい。硫酸相対粘度が上記下限値以上であることで、ブロー成形性及び成形品としたときの機械物性により優れたポリアミド樹脂組成物が得られる傾向にある。一方、硫酸相対粘度が上記上限値以下であることで、成形品の外観、溶融加工時の生産性により優れたポリアミド樹脂組成物が得られる傾向にある。
なお、硫酸相対粘度は、ISO 307に準拠した方法により測定することができる。
なお、硫酸相対粘度は、ISO 307に準拠した方法により測定することができる。
[末端封止剤]
(A)ポリアミド樹脂の製造時において、重合単量体を重合させる際に、分子量調節のために末端封止剤をさらに添加することができる。この末端封止剤としては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。
(A)ポリアミド樹脂の製造時において、重合単量体を重合させる際に、分子量調節のために末端封止剤をさらに添加することができる。この末端封止剤としては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。
末端封止剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、モノカルボン酸、モノアミン、酸無水物、モノイソシアネ-ト、モノ酸ハロゲン化物、モノエステル類、モノアルコ-ル類等が挙げられる。中でも、熱安定性の観点から、モノカルボン酸又はモノアミンが好ましい。これら末端封止剤を単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
モノカルボン酸としては、アミノ基との反応性を有するものであればよく、例えば、脂肪族モノカルボン酸、脂環族モノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸等が挙げられる。
脂肪族モノカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ギ酸、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、ミリスチル酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ピバリン酸、イソブチル酸等が挙げられる。
脂環族モノカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、シクロヘキサンカルボン酸等が挙げられる。
脂環族モノカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、シクロヘキサンカルボン酸等が挙げられる。
芳香族モノカルボン酸としては、以下に限定されるものではないが、例えば、安息香酸、トルイル酸、α-ナフタレンカルボン酸、β-ナフタレンカルボン酸、メチルナフタレンカルボン酸、フェニル酢酸等が挙げられる。
これらモノカルボン酸を単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
これらモノカルボン酸を単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
モノアミンとしては、カルボキシ基との反応性を有するものであればよく、脂肪族モノアミン、脂環族モノアミン、芳香族モノアミン等が挙げられる。
脂肪族モノアミンとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、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、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ステアリルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン等が挙げられる。
脂環族モノアミンとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン等が挙げられる。
芳香族モノアミンとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、アニリン、トルイジン、ジフェニルアミン、ナフチルアミン等が挙げられる。
芳香族モノアミンとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、アニリン、トルイジン、ジフェニルアミン、ナフチルアミン等が挙げられる。
これらモノアミンを単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
酸無水物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水安息香酸、無水酢酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸等が挙げられる。
これら酸無水物を単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
これら酸無水物を単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
モノイソシアネートとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、フェニルイソシアネート、トリルイソシアネート、ジメチルフェニルイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート、ブチルイソシアネート、ナフチルイソシアネート等が挙げられる。
これらモノイソシアネートを単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
これらモノイソシアネートを単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
モノ酸ハロゲン化物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、安息香酸、ジフェニルメタンカルボン酸、ジフェニルスルホンカルボン酸、ジフェニルスルホキシドカルボン酸、ジフェニルスルフィドカルボン酸、ジフェニルエーテルカルボン酸、ベンゾフェノンカルボン酸、ビフェニルカルボン酸、α-ナフタレンカルボン酸、β-ナフタレンカルボン酸、アントラセンカルボン酸等のモノカルボン酸のハロゲン置換モノカルボン酸が挙げられる。
これらモノ酸ハロゲン化物を単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
これらモノ酸ハロゲン化物を単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
モノエステル類としては、以下に限定されるものではないが、例えば、グリセリンモノパルミテート、グリセリンモノステアレート、グリセリンモノベヘネート、グリセリンモノモンタネート、ペンタエリスリトールモノパルミテート、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールモノベヘネート、ペンタエリスリトールモノモンタネート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノベヘネート、ソルビタンモノモンタネート、ソルビタンジモンタネート、ソルビタントリモンタネート、ソルビトールモノパルミテート、ソルビトールモノステアレート、ソルビトールモノベヘネート、ソルビトールトリベヘネート、ソルビトールモノモンタネート、ソルビトールジモンタネート等が挙げられる。
これらモノエステル類を単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
これらモノエステル類を単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
モノアルコール類としては、以下に限定されるものではないが、例えば、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール、トリデカノール、テトラデカノール、ペンタデカノール、ヘキサデカノール、ヘプタデカノール、オクタデカノール、ノナデカノール、エイコサノール、ドコサノール、トリコサノール、テトラコサノール、ヘキサコサノール、ヘプタコサノール、オクタコサノール、トリアコンタノール(以上のモルアルコール類は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい)、オレイルアルコール、ベヘニルアルコール、フェノール、クレゾール(o-、m-、又はp-体)、ビフェノール(o-、m-、又はp-体)、1-ナフトール、2-ナフトール等が挙げられる。
これらモノアルコール類を単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
これらモノアルコール類を単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
[(A)ポリアミド樹脂の製造方法]
(A)ポリアミド樹脂を製造する際に、ジカルボン酸の添加量とジアミンの添加量とは、同モル量付近であることが好ましい。重合反応中のジアミンの反応系外への逃散分もモル比においては考慮して、ジカルボン酸全体のモル量1に対して、ジアミン全体のモル量は、0.9以上1.3以下が好ましく、0.95以上1.2以下がより好ましく、0.98以上1.1以下がさらに好ましい。
(A)ポリアミド樹脂を製造する際に、ジカルボン酸の添加量とジアミンの添加量とは、同モル量付近であることが好ましい。重合反応中のジアミンの反応系外への逃散分もモル比においては考慮して、ジカルボン酸全体のモル量1に対して、ジアミン全体のモル量は、0.9以上1.3以下が好ましく、0.95以上1.2以下がより好ましく、0.98以上1.1以下がさらに好ましい。
ポリアミド樹脂の製造方法としては、以下に限定されるものではないが、例えば、以下の(1)又は(2)の重合工程を含む。
(1)ラクタム単位を構成するラクタム、及び、アミノカルボン酸単位を構成するアミノカルボン酸からなる群より選ばれる1種以上を重合して重合体を得る工程。
(2)ジカルボン酸単位を構成するジカルボン酸と、ジアミン単位を構成するジアミンとの組み合わせを重合して重合体を得る工程。
(1)ラクタム単位を構成するラクタム、及び、アミノカルボン酸単位を構成するアミノカルボン酸からなる群より選ばれる1種以上を重合して重合体を得る工程。
(2)ジカルボン酸単位を構成するジカルボン酸と、ジアミン単位を構成するジアミンとの組み合わせを重合して重合体を得る工程。
また、ポリアミド樹脂の製造方法としては、前記重合工程の後に、ポリアミド樹脂の重合度を上昇させる上昇工程を、更に含むことが好ましい。また、必要に応じて、前記重合工程及び前記上昇工程の後に、得られた重合体の末端を末端封止剤により封止する封止工程を含んでいてもよい。
ポリアミド樹脂の具体的な製造方法としては、例えば、以下の1)~4)に例示する種々の方法が挙げられる。
1)ラクタム、及び、アミノカルボン酸、ジカルボン酸-ジアミン塩、ジカルボン酸とジアミンとの混合物からなる群より選ばれる1種以上の水溶液又は水懸濁液を加熱し、溶融状態を維持したまま重合させる方法(以下、「熱溶融重合法」と称する場合がある)。
2)熱溶融重合法で得られたポリアミドを融点以下の温度で固体状態を維持したまま重合度を上昇させる方法(以下、「熱溶融重合・固相重合法」と称する場合がある)。
3)ジカルボン酸-ジアミン塩、ジカルボン酸とジアミンとの混合物、ラクタム、及び/またはアミノカルボン酸からなる群より選ばれる1種以上を、固体状態を維持したまま重合させる方法(以下、「固相重合法」と称する場合がある)。
4)ジカルボン酸と等価なジカルボン酸ハライド成分と、ジアミン成分とを用いて重合させる方法(以下、「溶液法」と称する場合がある)。
1)ラクタム、及び、アミノカルボン酸、ジカルボン酸-ジアミン塩、ジカルボン酸とジアミンとの混合物からなる群より選ばれる1種以上の水溶液又は水懸濁液を加熱し、溶融状態を維持したまま重合させる方法(以下、「熱溶融重合法」と称する場合がある)。
2)熱溶融重合法で得られたポリアミドを融点以下の温度で固体状態を維持したまま重合度を上昇させる方法(以下、「熱溶融重合・固相重合法」と称する場合がある)。
3)ジカルボン酸-ジアミン塩、ジカルボン酸とジアミンとの混合物、ラクタム、及び/またはアミノカルボン酸からなる群より選ばれる1種以上を、固体状態を維持したまま重合させる方法(以下、「固相重合法」と称する場合がある)。
4)ジカルボン酸と等価なジカルボン酸ハライド成分と、ジアミン成分とを用いて重合させる方法(以下、「溶液法」と称する場合がある)。
中でも、ポリアミド樹脂の具体的な製造方法としては、熱溶融重合法を含む製造方法が好ましい。また、熱溶融重合法によりポリアミドを製造する際には、重合が終了するまで、溶融状態を保持することが好ましい。溶融状態を保持するためには、ポリアミド樹脂組成物に適した重合条件で製造することが必要となる。重合条件としては、例えば、以下に示す条件等が挙げられる。まず、熱溶融重合法における重合圧力を14kg/cm2以上25kg/cm2以下(ゲージ圧)に制御し、加熱を続ける。次いで、槽内の圧力が大気圧(ゲージ圧は0kg/cm2)になるまで30分以上かけながら降圧する。
ポリアミド樹脂の製造方法において、重合形態としては、特に限定されず、バッチ式でもよく、連続式でもよい。
ポリアミド樹脂の製造に用いる重合装置としては、特に限定されるものではなく、公知の装置を用いることができる。重合装置として具体的には、例えば、オートクレーブ型反応器、タンブラー型反応器、押出機型反応器(ニーダー等)等が挙げられる。
ポリアミド樹脂の製造に用いる重合装置としては、特に限定されるものではなく、公知の装置を用いることができる。重合装置として具体的には、例えば、オートクレーブ型反応器、タンブラー型反応器、押出機型反応器(ニーダー等)等が挙げられる。
以下、ポリアミド樹脂の製造方法として、バッチ式の熱溶融重合法によりポリアミド樹脂を製造する方法を具体的に示すが、ポリアミド樹脂の製造方法は、これに限定されない。
まず、ポリアミド樹脂の原料成分(ラクタム及び/またはアミノカルボン酸、ジカルボン酸、ジアミン)を、約40質量%以上60質量%以下含有する水溶液を調製する。次いで、当該水溶液を110℃以上180℃以下の温度、及び。約0.035MPa以上0.6MPa以下(ゲージ圧)の圧力で操作される濃縮槽で、約65質量%以上90質量%以下に濃縮して濃縮溶液を得る。
次いで、得られた濃縮溶液をオートクレーブに移し、オートクレーブにおける圧力が約1.2MPa以上2.2MPa以下(ゲージ圧)になるまで加熱を続ける。
次いで、オートクレーブにおいて、水及びガス成分のうち少なくともいずれかを抜きながら圧力を約1.2MPa以上2.2MPa以下(ゲージ圧)に保つ。次いで、温度が約220℃以上260℃以下に達した時点で、大気圧まで降圧する(ゲージ圧は、0MPa)。オートクレーブ内の圧力を大気圧に降圧後、必要に応じて減圧することにより、副生する水を効果的に除くことができる。
次いで、オートクレーブを窒素等の不活性ガスで加圧し、オートクレーブからポリアミド溶融物をストランドとして押し出す。押し出されたストランドを、冷却、カッティングすることにより、ポリアミドのペレットを得る。
≪(B)ナトリウム化合物≫
本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、(B)ナトリウム化合物を含む。
本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、(B)ナトリウム化合物を含む。
(B)ナトリウム化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、オキソ酸塩、ハロゲン化物、酸化物・水酸化物、その他の無機塩、有機酸塩などが挙げられる。
ナトリウム化合物のオキソ酸塩としては、例えば、ナトリウム化合物の硫酸塩、硝酸塩、塩素酸塩、炭酸塩等が挙げられる。
具体的には、ナトリウム化合物の硫酸塩は亜硫酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、ペルオキソ一硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウムが挙げられる。
ナトリウム化合物の硝酸塩は、亜硝酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、次亜硝酸ナトリウム、次硝酸ナトリウムが挙げられる。
ナトリウム化合物の塩素酸塩は、塩素酸ナトリウム、過塩素酸ナトリウム、ペルオキソ一過塩素酸ナトリウムが挙げられる。
ナトリウム化合物の炭酸塩は、炭酸ナトリウム、ペルオキソ一炭酸ナトリウム、二炭酸ナトリウム、ペルオキソ二炭酸ナトリウムが挙げられる。
その他、ナトリウム化合物のオキソ酸塩は、例えば、アルミン酸ナトリウム、亜ヒ酸ナトリウム、ヒ酸ナトリウム、二ヒ酸ナトリウム、三ヒ酸ナトリウム、ビスマス酸ナトリウム、メタホウ酸ナトリウム、八ホウ酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、次亜臭素酸ナトリウム、亜臭素酸ナトリウム、臭素酸ナトリウム、過臭素酸ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸ナトリウム、クロム酸ナトリウム、二クロム酸ナトリウム、次亜フッ素酸ナトリウム、鉄酸ナトリウム、メタゲルマニウム酸ナトリウム、次亜ヨウ素酸ナトリウム、ヨウ素酸ナトリウム、過ヨウ素酸ナトリウム、オルト過ヨウ素酸ナトリウム、過マンガン酸ナトリウム、マンガン酸ナトリウム、亜マンガン酸ナトリウム、ホスフィン酸ナトリウム、ホスホン酸ナトリウム、フルオロリン酸ナトリウム、チオリン酸ナトリウム、ジチオリン酸ナトリウム、リン酸三ナトリウム、二リン酸ナトリウム、三リン酸ナトリウム、過レニウム酸ナトリウム、亜セレン酸ナトリウム、セレン酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタ二ケイ酸ナトリウム、亜ジチオン酸ナトリウム、ピロ亜硫酸ナトリウム、ジチオン酸ナトリウム、二硫酸ナトリウム、ペルオキソ二硫酸ナトリウム、トリチオン酸ナトリウム、過テクネチウム酸ナトリウム、メタチタン酸ナトリウム、オルトチタン酸ナトリウム、トリチタン酸ナトリウム、亜テルル酸ナトリウム、メタバナジン酸ナトリウム、オルトバナジン酸ナトリウム、タングステン酸ナトリウム、キセノン酸ナトリウム、過キセノン酸ナトリウム、硫酸ナトリウムムアルミニウム、炭酸水素ナトリウム、オルト過ヨウ素酸三水素ナトリウム、オルト過ヨウ素酸二水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、二リン酸二水素二ナトリウム、二リン酸水素三ナトリウム、亜セレン酸水素ナトリウム、セレン酸水素ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、硫酸水素ナトリウムなどが挙げられる。
ナトリウム化合物のオキソ塩は、ナトリウム化合物の硫酸塩であることが好ましい。
ハロゲン化物としては、フッ化ナトリウム、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウムが挙げられる。
酸化物・水酸化物としては、例えば、酸化ナトリウム、過酸化ナトリウム、水酸化ナトリウムなどが挙げられる。
その他の無機塩としては、例えば、水素化ナトリウム、硫化ナトリウム、硫化水素ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、リン酸三ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、水素化ホウ素ナトリウム、シアン化ナトリウム、シアン酸ナトリウム、テトラクロロ金酸ナトリウムなどが挙げられる。
有機酸塩としては、例えば、ギ酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、クエン酸ナトリウムなどが挙げられる。
本実施形態において、(B)ナトリウム化合物は、ハロゲン化物及び硫酸塩からなる群より選ばれる1種以上が好ましく、フッ化ナトリウム、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム及び硫酸ナトリウムからなる群より選ばれる1種以上がより好ましく、臭化ナトリウム及び硫酸ナトリウムからなる群より選ばれる1種以上がさらに好ましい。
(B)ナトリウム化合物を含むことで長期耐熱老化性が向上する傾向がある。
これら(B)ナトリウム化合物は1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
これら(B)ナトリウム化合物は1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
[(B)ナトリウム化合物のpH]
(B)ナトリウム化合物のpHは、5以上9以下であり、5以上9未満であることが好ましく、6以上8未満であることがより好ましく、6.5以上8未満であることがさらに好ましい。
(B)ナトリウム化合物のpHは、5以上9以下であり、5以上9未満であることが好ましく、6以上8未満であることがより好ましく、6.5以上8未満であることがさらに好ましい。
ナトリウム化合物のpHが上記範囲にあることで、溶融加工時のポリアミドの分子量の低下を抑制し、ブロー成形性に優れ、ポリアミド樹脂以外の酸性およびアルカリ性の添加剤との反応、分解を抑制し、成形機内で滞留した際の滞留安定性に優れるポリアミド樹脂組成物が得られる傾向にある。
なお、(B)ナトリウム化合物のpHは、市販のpHメーターで測定することができる。具体的には、後述する実施例に記載する方法により、液温が20℃の際のpHを測定する。
[(B)ナトリウム化合物の融点]
(B)ナトリウム化合物の融点は、350℃以上であり、450℃以上が好ましく、550℃以上がより好ましく、650℃以上がさらに好ましく。750℃以上が特に好ましい。上記温度以上であることで、ポリアミド樹脂組成物の溶融加工中の分解を抑制でき、気泡がない良好な形状のペレットが得られ、成形機内で滞留した際の滞留安定性に優れるポリアミド樹脂組成物が得られる傾向にある。
(B)ナトリウム化合物の融点は、350℃以上であり、450℃以上が好ましく、550℃以上がより好ましく、650℃以上がさらに好ましく。750℃以上が特に好ましい。上記温度以上であることで、ポリアミド樹脂組成物の溶融加工中の分解を抑制でき、気泡がない良好な形状のペレットが得られ、成形機内で滞留した際の滞留安定性に優れるポリアミド樹脂組成物が得られる傾向にある。
[(B)ナトリウム化合物の含有量]
100質量部の(A)ポリアミド樹脂に対する、(B)ナトリウム化合物の含有量は、0.5質量部以上5質量部以下が好ましく、1.0質量部以上5質量部以下がより好ましく、1.5質量部以上2.5質量部以下が特に好ましい。
100質量部の(A)ポリアミド樹脂に対する、(B)ナトリウム化合物の含有量は、0.5質量部以上5質量部以下が好ましく、1.0質量部以上5質量部以下がより好ましく、1.5質量部以上2.5質量部以下が特に好ましい。
(B)ナトリウム化合物の含有量が上記下限値以上であることで、ポリアミドの溶融加工時の分子量低下の抑制に優れ、長期耐熱老化性に優れるポリアミド樹脂組成物が得られる傾向にある。一方、(B)ナトリウム化合物の含有量が上記上限値以下であることで、機械物性の低下を抑制し、コストに優れるポリアミド樹脂組成物が得られる傾向にある。
≪(C)繊維状強化材≫
本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、上記(A)~(B)成分に加えて、(C)繊維状強化材を更に含有することができる。(C)繊維状強化材はポリアミド樹脂組成物の機械強度、成形品の耐久性を向上できるものが使用できる。
本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、上記(A)~(B)成分に加えて、(C)繊維状強化材を更に含有することができる。(C)繊維状強化材はポリアミド樹脂組成物の機械強度、成形品の耐久性を向上できるものが使用できる。
(C)繊維状強化材としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、ケイ酸カルシウム繊維、チタン酸カリウム繊維、ホウ酸アルミニウム繊維、アラミド繊維、セルロースナノファイバー、等が挙げられる。
中でも、得られる成形品の強度及び剛性を増大させる観点から、円形及び非円形断面を有するガラス繊維、炭素繊維、又はチタン酸カリウム繊維が好ましい。また、円形及び非円形断面を有するガラス繊維、又は炭素繊維がより好ましい。
これら(C)繊維状強化材を単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
これら(C)繊維状強化材を単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
ガラス繊維及び炭素繊維としては、優れた機械的特性をポリアミド樹脂組成物に付与できるという観点から、数平均繊維径は3μm以上30μm以下が好ましく、重量平均繊維長が100μm以上750μm以下が好ましく、かつ数平均繊維径に対する重量平均繊維長のアスペクト比(重量平均繊維長を数平均繊維径で除した値)が10以上100以下であるものが好ましい。
ケイ酸カルシウム繊維としては、優れた機械的特性をポリアミド樹脂組成物に付与できるという観点から、数平均繊維径は3μm以上30μm以下が好ましく、重量平均繊維長が10μm以上500μm以下が好ましく、かつアスペクト比が3以上100以下であるものが好ましい。
ここで本明細書における数平均繊維径及び重量平均繊維長は、以下の方法により求めることができる。
[数平均繊維径及び重量平均繊維長の測定方法]
まず、ポリアミド樹脂組成物を電気炉に入れて、含まれる有機物を焼却処理する。得られた残渣分から、例えば100本以上の(C)繊維状強化材を任意に選択し、SEMで観察し、これらの繊維径を測定する。得られた測定値から平均値を算出することにより数平均繊維径を求めることができる。
まず、ポリアミド樹脂組成物を電気炉に入れて、含まれる有機物を焼却処理する。得られた残渣分から、例えば100本以上の(C)繊維状強化材を任意に選択し、SEMで観察し、これらの繊維径を測定する。得られた測定値から平均値を算出することにより数平均繊維径を求めることができる。
また、倍率1000倍のSEM写真を用いて繊維長を計測し、所定の計算式(n本の繊維長を測定した場合、重量平均繊維長=Σ(I=1→n)(n番目の繊維の繊維長)2/Σ(I=1→n)(n番目の繊維の繊維長))により重量平均繊維長を求めることができる。
[シランカップリング剤]
(C)繊維状強化材は、シランカップリング剤等により表面処理を行ってもよい。
(C)繊維状強化材は、シランカップリング剤等により表面処理を行ってもよい。
シランカップリング剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、アミノシラン類、メルカプトシラン類、エポキシシラン類、ビニルシラン類等が挙げられる。
アミノシラン類としては、例えば、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β-(アミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。
メルカプトシラン類としては、例えば、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
メルカプトシラン類としては、例えば、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
中でも、シランカップリング剤としては、樹脂との親和性の観点から、アミノシラン類が好ましい。
これらシランカップリング剤を単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
これらシランカップリング剤を単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
[集束剤]
また、(C)繊維状強化材としてガラス繊維を用いる場合には、ガラス繊維は、集束剤を含むことが好ましい。集束剤とは、ガラス繊維の表面に塗布する成分である。
集束剤としては、カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体と前記カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体を除く不飽和ビニル単量体とを構成単位として含む共重合体、エポキシ化合物、ポリカルボジイミド化合物、ポリウレタン樹脂、アクリル酸のホモポリマー、アクリル酸とその他の共重合性モノマーとのコポリマー、並びにこれらの第1級、第2級及び第3級アミンとの塩等が挙げられる。
これらの集束剤は、1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、(C)繊維状強化材としてガラス繊維を用いる場合には、ガラス繊維は、集束剤を含むことが好ましい。集束剤とは、ガラス繊維の表面に塗布する成分である。
集束剤としては、カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体と前記カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体を除く不飽和ビニル単量体とを構成単位として含む共重合体、エポキシ化合物、ポリカルボジイミド化合物、ポリウレタン樹脂、アクリル酸のホモポリマー、アクリル酸とその他の共重合性モノマーとのコポリマー、並びにこれらの第1級、第2級及び第3級アミンとの塩等が挙げられる。
これらの集束剤は、1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
中でも、成形品としたときの機械物性の観点から、カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体と前記カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体を除く不飽和ビニル単量体とを構成単位として含む共重合体、エポキシ化合物、ポリカルボジイミド化合物及びポリウレタン樹脂からなる群より選ばれる1種以上の集束剤が好ましく、カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体と前記カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体を除く不飽和ビニル単量体とを構成単位として含む共重合体がより好ましい。
(カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体と前記カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体を除く不飽和ビニル単量体とを構成単位として含む共重合体)
カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体と前記カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体を除く不飽和ビニル単量体とを構成単位として含む共重合体の原料である、前記カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体としては、以下に限定されるものではないが、例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸や無水シトラコン酸が挙げられる。中でも、無水マレイン酸が好ましい。
カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体と前記カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体を除く不飽和ビニル単量体とを構成単位として含む共重合体の原料である、前記カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体としては、以下に限定されるものではないが、例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸や無水シトラコン酸が挙げられる。中でも、無水マレイン酸が好ましい。
一方、前記カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体を除く不飽和ビニル単量体とは、カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体とは異なる不飽和ビニル単量体をいう。
前記カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体を除く不飽和ビニル単量体としては、以下に限定されるものではないが、例えば、スチレン-、α-メチルスチレン-、エチレン-、プロピレン、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、2,3-ジクロロブタジエン、1,3-ペンタジエン、シクロオクタジエン、メチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート等が挙げられる。中でも、スチレン-又はブタジエンが好ましい。
前記カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体を除く不飽和ビニル単量体としては、以下に限定されるものではないが、例えば、スチレン-、α-メチルスチレン-、エチレン-、プロピレン、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、2,3-ジクロロブタジエン、1,3-ペンタジエン、シクロオクタジエン、メチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート等が挙げられる。中でも、スチレン-又はブタジエンが好ましい。
これらの組み合わせの中でも、無水マレイン酸とブタジエンとの共重合体、無水マレイン酸とエチレン-との共重合体、及び無水マレイン酸とスチレン-との共重合体からなる群より選ばれる1種以上の集束剤が好ましい。
また、カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体と前記カルボン酸無水物含有不飽和ビニル単量体を除く不飽和ビニル単量体とを構成単位として含む共重合体において、ポリアミド樹脂組成物の流動性向上の観点から、重量平均分子量は2,000以上が好ましく、2,000以上1,000,000以下がより好ましい。なお、重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定することができる。
(エポキシ化合物)
エポキシ化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、脂肪族エポキシ化合物、脂環族エポキシ化合物、テルペン系エポキシ化合物、芳香族エポキシ化合物、エポキシ化大豆油、エポキシ化亜麻仁油等が挙げられる。
エポキシ化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、脂肪族エポキシ化合物、脂環族エポキシ化合物、テルペン系エポキシ化合物、芳香族エポキシ化合物、エポキシ化大豆油、エポキシ化亜麻仁油等が挙げられる。
脂肪族エポキシ化合物としては、例えば、エチレン-オキサイド、プロピレンオキサイド、ブテンオキサイド、ペンテンオキサイド、ヘキセンオキサイド、ヘプテンオキサイド、オクテンオキサイド、ノネンオキサイド、デセンオキサイド、ウンデセンオキサイド、ドデセンオキサイド、ペンタデセンオキサイド、エイコセンオキサイド等が挙げられる。
脂環族エポキシ化合物としては、例えば、グリシドール、エポキシペンタノール、1-クロロ-3,4-エポキシブタン、1-クロロ-2-メチル-3,4-エポキシブタン、1,4-ジクロロ-2,3-エポキシブタン、シクロペンテンオキサイド、シクロヘキセンオキサイド、シクロヘプテンオキサイド、シクロオクテンオキサイド、メチルシクロヘキセンオキサイド、ビニルシクロヘキセンオキサイド、エポキシ化シクロヘキセンメチルアルコ-ル等が挙げられる。
テルペン系エポキシ化合物としては、例えば、ピネンオキサイド等が挙げられる。
芳香族エポキシ化合物としては、例えば、スチレン-オキサイド、p-クロロスチレン-オキサイド、m-クロロスチレン-オキサイド等が挙げられる。
(ポリカルボジイミド化合物)
ポリカルボジイミド化合物とは、一以上のカルボジイミド基(-N=C=N-)を含有する化合物、すなわちカルボジイミド化合物を縮合することにより得られる化合物である。
ポリカルボジイミド化合物とは、一以上のカルボジイミド基(-N=C=N-)を含有する化合物、すなわちカルボジイミド化合物を縮合することにより得られる化合物である。
ポリカルボジイミド化合物は、縮合度が1以上20以下であることが好ましく、1以上10以下であることがより好ましい。縮合度が1以上20以下の範囲内にある場合、より良好な水溶液又は水分散液が得られる。さらに、縮合度が1以上10以下の範囲内にある場合、より一層良好な水溶液又は水分散液が得られる。
ポリカルボジイミド化合物は、部分的にポリオ-ルセグメントを持つポリカルボジイミド化合物であることが好ましい。部分的にポリオ-ルセグメントを持つことにより、ポリカルボジイミド化合物は水溶化し易くなり、ガラス繊維や炭素繊維の集束剤としてより一層好適に使用可能となる。
カルボジイミド化合物、すなわち前記各種カルボジイミド基(-N=C=N-)を含有する化合物は、ジイソシアネ-ト化合物を3-メチル-1-フェニル-3-ホスホレン-1-オキシド等の公知のカルボジイミド化触媒の存在下で脱炭酸反応させることによって得られる。
ジイソシアネート化合物としては、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート等を用いることができる。これらジイソシアネート化合物は、単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
ジイソシアネート化合物として具体的には、以下に限定されるものではないが、例えば、1,5-ナフタレンジイソシアネート、4,4'-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4'-ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、1,3-フェニレンジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネートと2,6-トリレンジイソシアネートとの混合物、ヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン-1,4-ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン-4,4'-ジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、2,6-ジイソプロピルフェニルジイソシアネート、1,3,5-トリイソプロピルベンゼン-2,4-ジイソシアネート等が挙げられる。
これらのジイソシアネート化合物をカルボジイミド化することによって、末端に2つのイソシアネート基を有するカルボジイミド化合物が得られる。
中でも、カルボジイミド化合物としては、反応性向上の観点から、ジシクロヘキシルメタンカルボジイミドが好ましい。
また、モノイソシアネート化合物を等モル量カルボジイミド化させる方法、又はポリアルキレングリコールモノアルキルエーテルと等モル量反応させてウレタン結合を生成する方法等によって、末端にイソシアネート基を1つ有するポリカルボジイミド化合物が得られる。
モノイソシアネート化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ヘキシルイソシアネート、フェニルイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート等が挙げられる。
ポリアルキレングリコールモノアルキルエーテルとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレン-グリコールモノメチルエーテル、ポリエチレン-グリコールモノエチルエーテル等が挙げられる。
(ポリウレタン樹脂)
ポリウレタン樹脂としては、集束剤として一般的に用いられるものであればよく、以下に限定されるものではないが、例えば、イソシアネート化合物と、ポリエステル系やポリエーテル系のジオールとから合成されるものが挙げられる。イソシアネ-ト化合物としては、例えば、m-キシリレンジイソシアネート(XDI)、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)(HMDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)等が挙げられる。
ポリウレタン樹脂としては、集束剤として一般的に用いられるものであればよく、以下に限定されるものではないが、例えば、イソシアネート化合物と、ポリエステル系やポリエーテル系のジオールとから合成されるものが挙げられる。イソシアネ-ト化合物としては、例えば、m-キシリレンジイソシアネート(XDI)、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)(HMDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)等が挙げられる。
(アクリル酸のホモポリマー)
アクリル酸のホモポリマー(ポリアクリル酸)としては、樹脂との親和性の観点から、重量平均分子量は1,000以上90,000以下が好ましく、1,000以上25,000以下がより好ましい。
アクリル酸のホモポリマー(ポリアクリル酸)としては、樹脂との親和性の観点から、重量平均分子量は1,000以上90,000以下が好ましく、1,000以上25,000以下がより好ましい。
(アクリル酸とその他の共重合性モノマーとのコポリマー)
アクリル酸とその他の共重合性モノマーとのコポリマーを形成する、「その他の共重合性モノマー」としては、水酸基及びカルボキシ基のうち少なくともいずれか一方の官能基を有するモノマーが好ましい。その他の共重合性モノマーとして具体的には、以下に限定されるものではないが、例えば、アクリル酸、マレイン酸、メタクリル酸、ビニル酢酸、クロトン酸、イソクロトン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸等が挙げられる(但し、アクリル酸のみの場合を除く)。これらモノマーを単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
なお、アクリル酸とその他の共重合性モノマーとのコポリマーは、構成単位として、前記したモノマーのうちエステル系モノマー単位を1種以上有することが好ましい。
アクリル酸とその他の共重合性モノマーとのコポリマーを形成する、「その他の共重合性モノマー」としては、水酸基及びカルボキシ基のうち少なくともいずれか一方の官能基を有するモノマーが好ましい。その他の共重合性モノマーとして具体的には、以下に限定されるものではないが、例えば、アクリル酸、マレイン酸、メタクリル酸、ビニル酢酸、クロトン酸、イソクロトン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸等が挙げられる(但し、アクリル酸のみの場合を除く)。これらモノマーを単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
なお、アクリル酸とその他の共重合性モノマーとのコポリマーは、構成単位として、前記したモノマーのうちエステル系モノマー単位を1種以上有することが好ましい。
(アクリル酸のポリマーの塩)
アクリル酸のポリマー(ホモポリマー及びコポリマーを共に含む)は塩の形態であってもよい。
アクリル酸のポリマー(ホモポリマー及びコポリマーを共に含む)は塩の形態であってもよい。
アクリル酸のポリマーの塩としては、以下に限定されるものではないが、アクリル酸のポリマーと第二級、第二級又は第三級のアミンとの塩が挙げられる。アミンとして具体的には、例えば、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、グリシン等が挙げられる。
アクリル酸のポリマーの塩における中和度は、他の併用薬剤(シランカップリング剤等)との混合溶液の安定性向上や、アミン臭低減の観点から、20%以上90%以下が好ましく、40%以上60%以下がより好ましい。
塩を形成するアクリル酸のポリマーの重量平均分子量は、特に限定されるものではないが、3,000以上50,000以下の範囲が好ましい。重量平均分子量が前記下限値以上であることで、ガラス繊維や炭素繊維の集束性をより向上することができ、一方、前記上限値以下であることで、成形品としたときの機械的特性をより向上させることができる。
(集束剤による処理方法)
各種集束剤により、ガラス繊維や炭素繊維を処理する方法としては、例えば、上述した集束剤を、公知のガラス繊維や炭素繊維の製造工程において、ローラー型アプリケーター等の公知の方法を用いて、ガラス繊維や炭素繊維に付与し、製造した繊維ストランドを乾燥することによって連続的に反応させる方法等が挙げられる。
各種集束剤により、ガラス繊維や炭素繊維を処理する方法としては、例えば、上述した集束剤を、公知のガラス繊維や炭素繊維の製造工程において、ローラー型アプリケーター等の公知の方法を用いて、ガラス繊維や炭素繊維に付与し、製造した繊維ストランドを乾燥することによって連続的に反応させる方法等が挙げられる。
繊維ストランドをロ-ビングとしてそのまま使用してもよく、さらに切断工程を得て、チョップドガラスストランドとして使用してもよい。
集束剤は、ガラス繊維又は炭素繊維100質量%に対し、固形分率として0.2質量%以上3質量%以下相当を付与(添加)することが好ましく、0.3質量%以上2質量%以下相当を付与(添加)することがより好ましい。集束剤の付与(添加)量が前記下限値以上であることで、ガラス繊維や炭素繊維の集束をより良好に維持することができる。一方、集束剤の付与(添加)量が前記上限値以下であることで、成形品としたときの熱安定性をより向上させることができる。
ストランドの乾燥は、切断工程後に行ってもよく、又はストランドを乾燥した後に切断工程を実施してもよい。
[(C)繊維状強化材の含有量]
本実施形態のポリアミド樹脂組成物において、(C)繊維状強化材の含有量は、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対して、0質量部以上100質量部以下が好ましく、0質量部以上50質量部以下がより好ましく、5質量部以上50質量部以下がさらに好ましい。
(C)繊維状強化材の含有量が前記範囲内であることで、ポリアミド樹脂組成物の機械強度、ブロー成形品の表面平滑性、成形品の耐久性がより優れたものとなる傾向にある。
本実施形態のポリアミド樹脂組成物において、(C)繊維状強化材の含有量は、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対して、0質量部以上100質量部以下が好ましく、0質量部以上50質量部以下がより好ましく、5質量部以上50質量部以下がさらに好ましい。
(C)繊維状強化材の含有量が前記範囲内であることで、ポリアミド樹脂組成物の機械強度、ブロー成形品の表面平滑性、成形品の耐久性がより優れたものとなる傾向にある。
≪(D)増粘剤≫
本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、上記(A)~(C)成分に加えて、(D)増粘剤を更に含有することができる。(D)増粘剤を含有することで、ポリアミド樹脂組成物の溶融粘度を向上させ、ブロー成形性、耐衝撃性に優れる傾向にある。
本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、上記(A)~(C)成分に加えて、(D)増粘剤を更に含有することができる。(D)増粘剤を含有することで、ポリアミド樹脂組成物の溶融粘度を向上させ、ブロー成形性、耐衝撃性に優れる傾向にある。
増粘剤は、以下に限定されるものではないが、ポリアミド樹脂のアミノ基末端、カルボキシ基末端、およびアミド結合と反応する官能基を含有する化合物である。
(D)増粘剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、(エチレン-及び/又はプロピレン)/α-オレフィン系共重合体、(エチレン-及び/又はプロピレン)/(α,β-不飽和カルボン酸及び/又はα,β-不飽和カルボン酸エステル)系共重合体、SEBS(スチレン-エチレン-/1-ブテン/スチレン-)系共重合体、エチレン-マレイン酸誘導体ランダム共重合体、スチレン-無水マレイン酸共重合体、エチレン-無水マレイン酸共重合体、カルボジイミド基含有化合物等が挙げられる。ブロー成形性、耐衝撃性、長期耐熱老化性の観点から、(エチレン-及び/又はプロピレン)/α-オレフィン系共重合体、SEBS系共重合体、エチレン-マレイン酸誘導体ランダム共重合体が好ましく、ブロー成形性の観点から、スチレン-無水マレイン酸共重合体、エチレン-無水マレイン酸共重合体、カルボジイミド基含有化合物が好ましい。これらは単独で又は2種以上を組合せて用いることができる。
[(エチレン-及び/又はプロピレン)/α-オレフィン系共重合体]
(エチレン-及び/又はプロピレン)/α-オレフィン系共重合体は、エチレン-及び/又はプロピレンと炭素数3以上又は4以上のα-オレフィンとを共重合した重合体である。
(エチレン-及び/又はプロピレン)/α-オレフィン系共重合体は、エチレン-及び/又はプロピレンと炭素数3以上又は4以上のα-オレフィンとを共重合した重合体である。
炭素数3以上のα-オレフィンとしては、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセン、1-ウンデセン、1-ドデセン、1-トリデセン、1-テトラデセン、1-ペンタデセン、1-ヘキサデセン、1-ヘプタデセン、1-オクタデセン、1-ノナデセン、1-エイコセン、3-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ペンテン、3-エチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ヘキセン、4,4-ジメチル-1-ヘキセン、4,4-ジメチル-1-ペンテン、4-エチル-1-ヘキセン、3-エチル-1-ヘキセン、9-メチル-1-デセン、11-メチル-1-ドデセン、12-エチル-1-テトラデセン等が挙げられる。これらは単独でも又は2種以上を組合せて用いてもよい。
また、共重合体は、非共役ジエン等のポリエンを共重合したものであってもよい。
非共役ジエンとしては、1,4-ペンタジエン、1,4-ヘキサジェン、1,5-ヘキサジエン、1,4-オクタジエン、1,5-オクタジエン、1,6-オクタジエン、1,7-オクタジエン、2-メチル-1,5-へキサジエン、6-メチル-1,5-ヘプタジエン、7-メチル-1,6-オクタジエン、4-エチリデン-8-メチル-1,7-ノナジエン、4,8-ジメチル-1,4,8-デカトリエン(DMDT)、ジシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、5-ビニルノルボルネン、5-エチリデン-2-ノルボルネン、5-メチレン-2-ノルボルネン、5-イソプロピリデン-2-ノルボルネン、6-クロロメチル-5-イソプロペンル-2-ノルボルネン、2,3-ジイソプロピリデン-5-ノルボルネン、2-エチリデン-3-イソプロピリデン-5-ノルボルネン、2-プロペニル-2,5-ノルボルナジエン等が挙げられる。これらは単独でも又は2種以上を組合せて用いてもよい。
非共役ジエンとしては、1,4-ペンタジエン、1,4-ヘキサジェン、1,5-ヘキサジエン、1,4-オクタジエン、1,5-オクタジエン、1,6-オクタジエン、1,7-オクタジエン、2-メチル-1,5-へキサジエン、6-メチル-1,5-ヘプタジエン、7-メチル-1,6-オクタジエン、4-エチリデン-8-メチル-1,7-ノナジエン、4,8-ジメチル-1,4,8-デカトリエン(DMDT)、ジシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、5-ビニルノルボルネン、5-エチリデン-2-ノルボルネン、5-メチレン-2-ノルボルネン、5-イソプロピリデン-2-ノルボルネン、6-クロロメチル-5-イソプロペンル-2-ノルボルネン、2,3-ジイソプロピリデン-5-ノルボルネン、2-エチリデン-3-イソプロピリデン-5-ノルボルネン、2-プロペニル-2,5-ノルボルナジエン等が挙げられる。これらは単独でも又は2種以上を組合せて用いてもよい。
[(エチレン-及び/又はプロピレン)/(α,β-不飽和カルボン酸及び/又はα,β-不飽和カルボン酸エステル)系共重合体]
(エチレン-及び/又はプロピレン)/(α,β-不飽和カルボン酸及び/又はα,β-不飽和カルボン酸エステル)系共重合体は、エチレン-及び/又はプロピレンとα,β-不飽和カルボン酸及び/又はα,β-不飽和カルボン酸エステル単量体とを共重合した重合体である。
(エチレン-及び/又はプロピレン)/(α,β-不飽和カルボン酸及び/又はα,β-不飽和カルボン酸エステル)系共重合体は、エチレン-及び/又はプロピレンとα,β-不飽和カルボン酸及び/又はα,β-不飽和カルボン酸エステル単量体とを共重合した重合体である。
α,β-不飽和カルボン酸単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸が挙げられる。
α,β-不飽和カルボン酸エステル単量体としては、これらα,β-不飽和カルボン酸のメチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、ブチルエステル、ペンチルエステル、ヘキシルエステル、ヘプチルエステル、オクチルエステル、ノニルエステル、デシルエステル等が挙げられる。これらは単独でも又は2種以上を組合せて用いてもよい。
α,β-不飽和カルボン酸エステル単量体としては、これらα,β-不飽和カルボン酸のメチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、ブチルエステル、ペンチルエステル、ヘキシルエステル、ヘプチルエステル、オクチルエステル、ノニルエステル、デシルエステル等が挙げられる。これらは単独でも又は2種以上を組合せて用いてもよい。
[SEBS(スチレン-エチレン-/1-ブテン/スチレン-)系共重合体]
SEBS(スチレン-エチレン-/1-ブテン/スチレン-)系共重合体は、スチレン-モノマー(スチレン-及びスチレン-誘導体)及び他のビニル芳香族モノマーに基づくものが好ましく、アルケニル-芳香族化合物及び共役ジエンから合成されるブロックコポリマー、アルケニル-芳香族化合物及び共役ジエンから成る水素化ブロックコポリマーが挙げられる。ブロックコポリマーは、アルケニル-芳香族化合物から誘導される少なくとも1種のブロックと、共役ジエンから誘導される少なくとも1種のブロックを含有する。水和型ブロックポリマーの場合、脂肪族の不飽和炭素-炭素二重結合の割合は、水素化により低減される。2ブロック、3ブロック、4ブロック及び直線構造を有するポリブロックコポリマーが、ブロックコポリマーとして適当である。しかし、分岐及び星形構造のものも用いることができる。既知の方法、例えば、ポリマー主鎖上での側鎖のグラフト反応により得られる分岐したブロックコポリマーも使用できる。これらは単独でも又は2種以上を組合せて用いてもよい。
SEBS(スチレン-エチレン-/1-ブテン/スチレン-)系共重合体は、スチレン-モノマー(スチレン-及びスチレン-誘導体)及び他のビニル芳香族モノマーに基づくものが好ましく、アルケニル-芳香族化合物及び共役ジエンから合成されるブロックコポリマー、アルケニル-芳香族化合物及び共役ジエンから成る水素化ブロックコポリマーが挙げられる。ブロックコポリマーは、アルケニル-芳香族化合物から誘導される少なくとも1種のブロックと、共役ジエンから誘導される少なくとも1種のブロックを含有する。水和型ブロックポリマーの場合、脂肪族の不飽和炭素-炭素二重結合の割合は、水素化により低減される。2ブロック、3ブロック、4ブロック及び直線構造を有するポリブロックコポリマーが、ブロックコポリマーとして適当である。しかし、分岐及び星形構造のものも用いることができる。既知の方法、例えば、ポリマー主鎖上での側鎖のグラフト反応により得られる分岐したブロックコポリマーも使用できる。これらは単独でも又は2種以上を組合せて用いてもよい。
[エチレン-マレイン酸誘導体ランダム共重合体]
エチレン-マレイン酸誘導体ランダム共重合体としては、エチレン-とマレイン酸誘導体のランダム共重合体である。マレイン酸誘導体としてはマレイン酸モノエステル、マレイン酸ジエステル、フマル酸モノエステル、フマル酸ジエステル、及びメチル無水マレイン酸などが挙げられる。マレイン酸誘導体は単独でも又は2種以上を組合せて用いてもよい。
エチレン-マレイン酸誘導体ランダム共重合体としては、エチレン-とマレイン酸誘導体のランダム共重合体である。マレイン酸誘導体としてはマレイン酸モノエステル、マレイン酸ジエステル、フマル酸モノエステル、フマル酸ジエステル、及びメチル無水マレイン酸などが挙げられる。マレイン酸誘導体は単独でも又は2種以上を組合せて用いてもよい。
エチレン-マレイン酸誘導体ランダム共重合体を構成する全構成単位の総質量に対する、エチレン-単位の含有量は85質量%以上97質量%以下であることが好ましい。
エチレン-マレイン酸誘導体ランダム共重合体を構成する全構成単位の総質量に対する、マレイン酸誘導体単位の含有量が3質量%以上15質量%以下であることが好ましい。
エチレン-マレイン酸誘導体ランダム共重合体は、高圧ラジカル法により製造することができる。高圧ラジカル法としては、例えば、米国特許第4,351,931号明細書(参考文献1)に記載された方法を用いることができる。
[スチレン-無水マレイン酸共重合体]
スチレン-無水マレイン酸共重合体は、スチレン-と無水マレイン酸の共重合体である。
スチレン-無水マレイン酸共重合体は、スチレン-と無水マレイン酸の共重合体である。
スチレン-と無水マレイン酸の比は1:1~8:1であることが好ましく、2:1~5:1であることが好ましい。スチレン-と無水マレイン酸の比が上記範囲にあることで、効率よくポリアミド樹脂を増粘させ、ブロー成形性に優れる傾向にある。
スチレン-無水マレイン酸共重合体の分子量は、5000~240000g/molであることが好ましく、65000~240000g/molであることがより好ましい。スチレン-無水マレイン酸共重合体の分子量が上記範囲内にあることで、溶融加工中の分解を抑制し、良好な形状のペレットを得ることがきる傾向にある。また、溶融加工中の過度な粘度上昇と樹脂温度上昇を抑え、溶融加工性、ブロー成形性に優れる傾向にある。
[エチレン-無水マレイン酸共重合体]
エチレン-無水マレイン酸共重合体は、エチレン-と無水マレイン酸の共重合体である。
エチレン-無水マレイン酸共重合体は、エチレン-と無水マレイン酸の共重合体である。
エチレン-無水マレイン酸共重合体の市販品としては、Vertellus社製“Zemac(登録商標)”などが挙げられる。
[カルボジイミド基含有化合物]
カルボジイミド基含有化合物とは、一以上のカルボジイミド基(-N=C=N-)を含有する化合物である。カルボジイミド基含有化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、N,N’-ジイソプロピルカルボジイミド、N,N’-ジシクロヘキシルカルボジイミド、N,N’-ジ-2,6-ジイソプロピルフェニルカルボジイミドなどのジカルボジイミドや、ポリ(1,6-ヘキサメチレンカルボジイミド)、ポリ(4,4’-メチレンビスシクロヘキシルカルボジイミド)、ポリ(1,3-シクロヘキシレンカルボジイミド)、ポリ(1,4-シクロヘキシレンカルボジイミド)、ポリ(4,4’-ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド)、ポリ(4,4’-ジフェニルメタンカルボジイミド)、ポリ(3,3’-ジメチル-4,4’-ジフェニルメタンカルボジイミド)、ポリ(ナフタレンカルボジイミド)、ポリ(p-フェニレンカルボジイミド)、ポリ(m-フェニレンカルボジイミド)、ポリ(トリルカルボジイミド)、ポリ(ジイソプロピルカルボジイミド)、ポリ(メチル-ジイソプロピルフェニレンカルボジイミド)、ポリ(1,3,5-トリイソプロピルベンゼン)ポリカルボジイミド、ポリ(1,3,5-トリイソプロピルベンゼン)ポリカルボジイミド、ポリ(1,5-ジイソプロピルベンゼン)ポリカルボジイミド、ポリ(トリエチルフェニレンカルボジイミド)、およびポリ(トリイソプロピルフェニレンカルボジイミド)などのポリカルボジイミドなどを挙げることができる。
カルボジイミド基含有化合物とは、一以上のカルボジイミド基(-N=C=N-)を含有する化合物である。カルボジイミド基含有化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、N,N’-ジイソプロピルカルボジイミド、N,N’-ジシクロヘキシルカルボジイミド、N,N’-ジ-2,6-ジイソプロピルフェニルカルボジイミドなどのジカルボジイミドや、ポリ(1,6-ヘキサメチレンカルボジイミド)、ポリ(4,4’-メチレンビスシクロヘキシルカルボジイミド)、ポリ(1,3-シクロヘキシレンカルボジイミド)、ポリ(1,4-シクロヘキシレンカルボジイミド)、ポリ(4,4’-ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド)、ポリ(4,4’-ジフェニルメタンカルボジイミド)、ポリ(3,3’-ジメチル-4,4’-ジフェニルメタンカルボジイミド)、ポリ(ナフタレンカルボジイミド)、ポリ(p-フェニレンカルボジイミド)、ポリ(m-フェニレンカルボジイミド)、ポリ(トリルカルボジイミド)、ポリ(ジイソプロピルカルボジイミド)、ポリ(メチル-ジイソプロピルフェニレンカルボジイミド)、ポリ(1,3,5-トリイソプロピルベンゼン)ポリカルボジイミド、ポリ(1,3,5-トリイソプロピルベンゼン)ポリカルボジイミド、ポリ(1,5-ジイソプロピルベンゼン)ポリカルボジイミド、ポリ(トリエチルフェニレンカルボジイミド)、およびポリ(トリイソプロピルフェニレンカルボジイミド)などのポリカルボジイミドなどを挙げることができる。
カルボジイミド基含有化合物の市販品としては、日清紡ホールディングス(株)製“カルボジライト(登録商標)”とラインケミー製“スタバクゾール(登録商標)”などを挙げることができる。
カルボジイミド基含有化合物の分子量は、800~10000の範囲であることが好ましく、1000~10000であることがさらに好ましく、2000~10000であることがさらに好ましい。カルボジイミド基含有化合物の分子量が上記範囲にあることで、溶融加工中に揮発しにくくなるため、良好な形状のペレットを得ることがきる傾向にある。また、ポリアミド樹脂組成物を効率よく増粘させ、ブロー成形時の偏肉性に優れる傾向にある。
(D)増粘剤は、(A)ポリアミド樹脂に対して親和性を有する官能基をその分子中に含むことが好ましい。(エチレン-及び/又はプロピレン)/α-オレフィン系共重合体とSEBS系共重合体は、カルボン酸及び/又はその誘導体、並びに/又は不飽和カルボン酸及び/又はその誘導体で変性されることにより、(A)ポリアミド樹脂に対して親和性を有する官能基をその分子中に含むことができる。(エチレン-及び/又はプロピレン)/(α,β-不飽和カルボン酸及び/又はα,β-不飽和カルボン酸エステル)系共重合体、は、カルボキシ基及び/又はカルボン酸エステル基を有するため、(Α)ポリアミド樹脂に対して親和性を有する官能基をその分子中に含むが、更にカルボン酸及び/又はその誘導体、並びに/又は不飽和カルボン酸及び/又はその誘導体により変性されていてもよい。エチレン-マレイン酸誘導体ランダム共重合体、スチレン-無水マレイン酸共重合体、エチレン-無水マレイン酸共重合体、カルボジイミド基含有化合物は、(Α)ポリアミド樹脂に対して親和性を有する官能基をその分子中に十分含むため、更にカルボン酸及び/又はその誘導体並びに/又は不飽和カルボン酸及び/又はその誘導体により変性される必要がない。
(Α)ポリアミド樹脂に対して親和性を有する官能基としては、カルボキシ基、酸無水物基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、カルボン酸イミド基、カルボン酸アミド基、エポキシ基等が挙げられる。
これらの官能基を含む化合物の例として、アクリル酸、メタアクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、メサコン酸、シトラコン酸、グルタコン酸、シス-4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸、エンドビシクロ-[2.2.1]-5-ヘプテン-23ノカルボン酸及びこれらカルボン酸の金属塩、マレイン酸モノメチル、イタコン酸モノメチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸アミノエチル、マレイン酸ジメチル、イタコン酸ジメチル、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、エンドビシクロ-[2.2.1J-5-ヘプテン-2,3-ジカルボン酸無水物、マレイミド、N-エチルマレイミド、N-ブチルマレイミド、N-フェニルマレイミド、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、エタクリル酸グリシジル、イタコン酸グリシジル、シトラコン酸グリシジル等が挙げられる。これらは単独でも又は2種以上を組合せて用いることができる。これらの中では無水マレイン酸が好ましい。
樹脂に、これらの官能基を導入する方法としては、(i)樹脂の重合時、官能基を有する共重合可能な単量体を共重合する方法、(ii)重合開始剤、連鎖移動剤等により、樹脂の分子鎖又は分子末端に官能基を導入する方法、(iii)官能基とグラフト化が可能な官能基とを有する化合物(グラフト化合物)を樹脂にグラフトさせる方法等が挙げられる。これらの導入方法は、単独で、あるいは適宜、組合せて用いることができる。
(D)増粘剤に官能基を導入する場合、官能基の含有量は、0.3質量%以上3.0質量%以下であることが好ましく、0.4質量%以上2.0質量%以下であることがより好ましく、0.5質量%以上1.5質量%以下であることがさらに好ましい。酸無水物基の含有量が上記範囲にあることで(A)ポリアミド樹脂との親和性がより増し、ブロー成形、耐衝撃性、溶融加工性により優れる傾向がある。
(D)増粘剤は、ΑSTMD1238に準拠して、温度190℃、荷重2.16kgで測定したメルトマスフローレイト(MFR)が0.1g/10分間以上30g/10分間以下であることが好ましく、0.3g/10分間以上20g/10分間以下であることがさらに好ましい。上記範囲であることで、ブロー成形時にパリソンの形状が不安定になることがより抑制され、成形体の厚みがより均一になる傾向がある。また、パリソンのドロ-ダウンが大きくなりすぎず、より良好なブロー成形性が得られる傾向にある。
[(D)増粘剤の含有量]
(D)増粘剤として、(エチレン-及び/又はプロピレン)/α-オレフィン系共重合体、(エチレン-及び/又はプロピレン)/(α,β-不飽和カルボン酸及び/又はα,β-不飽和カルボン酸エステル)系共重合体、SEBS(スチレン-エチレン-/1-ブテン/スチレン-)系共重合体、エチレン-マレイン酸誘導体ランダム共重合体などを含む場合、増粘剤の含有量は、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対して、0質量部以上50質量部以下であることが好ましく、5質量部以上30質量部以下であることがより好ましく、5質量部以上25質量部以下であることがさらに好ましい。
(D)増粘剤として、(エチレン-及び/又はプロピレン)/α-オレフィン系共重合体、(エチレン-及び/又はプロピレン)/(α,β-不飽和カルボン酸及び/又はα,β-不飽和カルボン酸エステル)系共重合体、SEBS(スチレン-エチレン-/1-ブテン/スチレン-)系共重合体、エチレン-マレイン酸誘導体ランダム共重合体などを含む場合、増粘剤の含有量は、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対して、0質量部以上50質量部以下であることが好ましく、5質量部以上30質量部以下であることがより好ましく、5質量部以上25質量部以下であることがさらに好ましい。
(D)増粘剤の含有量が、上記範囲にあることで、耐衝撃性、ブロー成形性が良好にある傾向がある。増粘剤として、スチレン-無水マレイン酸共重合体、エチレン-無水マレイン酸共重合体、カルボジイミド基含有化合物等などを含む場合、増粘剤の含有量は、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上5質量部以下であることが好ましく、0.2質量部以上3質量部以下であることがより好ましく、0.3質量部以上2.5質量部以下であることがさらに好ましい。
(D)増粘剤の含有量が、上記範囲にあることで、適切にポリアミド樹脂を増粘させ、ポリアミド樹脂組成物作製時の溶融加工性に優れ、ブロー成形性に優れる傾向がある。
≪(E)耐熱剤≫
本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、上記(A)~(D)成分に加えて、(E)耐熱剤を更に含有することができる。(E)耐熱剤はポリアミド樹脂の耐熱性を向上できるものが使用でき、有機系、無機系の耐熱剤をその目的に応じて使用できる。本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、耐熱剤を含有することで、ポリアミド樹脂や耐衝撃材の溶融加工中の熱分解や劣化をより効果的に抑制でき、ブロー成形性、成形時の滞留安定性により優れるポリアミド樹脂組成物を得ることができ、機械物性により優れる成形品を得ることができる。
本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、上記(A)~(D)成分に加えて、(E)耐熱剤を更に含有することができる。(E)耐熱剤はポリアミド樹脂の耐熱性を向上できるものが使用でき、有機系、無機系の耐熱剤をその目的に応じて使用できる。本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、耐熱剤を含有することで、ポリアミド樹脂や耐衝撃材の溶融加工中の熱分解や劣化をより効果的に抑制でき、ブロー成形性、成形時の滞留安定性により優れるポリアミド樹脂組成物を得ることができ、機械物性により優れる成形品を得ることができる。
ポリアミド樹脂組成物は、熱溶着特性と耐熱特性の観点から、耐熱剤として有機系酸化防止剤の少なくとも1種を含むことがより好ましい。有機系酸化防止剤を含むことで、ブロー成形時においてインターバルタイムが長くなった場合でも通常の熱老化性、物性、溶融粘度等を維持しながら、熱溶着性をより向上させることができる。これは例えば、有機系酸化防止剤の添加によって、ポリアミド樹脂及び耐衝撃剤の熱劣化によるゲル化が抑制され、それにより造核作用が抑制されるためと考えられる。
[(E)耐熱剤の含有量]
本実施形態のポリアミド樹脂組成物において、(E)耐熱剤の含有量は、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対して、0.01質量部以上3.00質量部以下が好ましく、0.05質量部以上2.00質量部以下がより好ましく、0.10質量部以上1.00質量部以下がさらに好ましい。
本実施形態のポリアミド樹脂組成物において、(E)耐熱剤の含有量は、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対して、0.01質量部以上3.00質量部以下が好ましく、0.05質量部以上2.00質量部以下がより好ましく、0.10質量部以上1.00質量部以下がさらに好ましい。
[有機系耐熱剤)
有機系酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤等を挙げることができる。
有機系酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤等を挙げることができる。
[フェノ-ル系酸化防止剤]
フェノール系熱安定剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ヒンダードフェノール化合物が挙げられる。ヒンダードフェノール化合物は、ポリアミド等の樹脂や繊維に優れた耐熱性を付与する性質を有する。
フェノール系熱安定剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ヒンダードフェノール化合物が挙げられる。ヒンダードフェノール化合物は、ポリアミド等の樹脂や繊維に優れた耐熱性を付与する性質を有する。
ヒンダードフェノール化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、N,N'-へキサン-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)、ペンタエリスリチル-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-ヒドロシンナマミド)、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)プロピニロキシ]-1,1-ジメチルエチル}-2,4,8,10-テトラオキサピロ[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、及び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)、3-(1,1-ジメチルエチル)-4-ヒドロキシ-5-メチルベンゼンプロパン酸1,1'-[2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン-3,9-ジイルビス(2,2-ジメチル-2,1-エタンジイル)]イソシアヌル酸が挙げられる。
これらは、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
特に、溶融加工時のポリアミド樹脂及び耐衝撃材の劣化防止の観点から、好ましくはN,N'-へキサン-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)]、ペンタエリスリチル-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-ヒドロシンナマミド)、3-(1,1-ジメチルエチル)-4-ヒドロキシ-5-メチルベンゼンプロパン酸1,1'-[2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン-3,9-ジイルビス(2,2-ジメチル-2,1-エタンジイル)]イソシアヌル酸である。
フェノール系熱安定剤を用いる場合、ポリアミド樹脂組成物中のフェノール系熱安定剤の含有量は、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対して、0.01質量部以上1.00質量部以下が好ましく、0.10質量部以上1.00質量部以下がより好ましい。フェノール系熱安定剤の含有量が前記の範囲内の場合、ポリアミド樹脂及び耐衝撃剤の熱劣化をより抑制し、ポリアミド樹脂組成の耐熱性を一層向上させ、さらにガス発生量をより低減させることができる。
[リン系酸化防止剤]
リン系熱安定剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ペンタエリスリトール型ホスファイト化合物、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(C1~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-9-オキサ-10-ホスファフェナンスレン-10-オキサイド、トリス(3,5-ジ-tert-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)ジホスファイト、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(1,3-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、及びテトラキス(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、3,9-ビス[2,6-ビス(1,1-ジメチルエチル)-4-メチルフェノキシ]-2,4,8,10-テトラオキサー3,9-ジホスファスピロ[5,5]ウンデカン、3,9-ビス[2,4-ビス(1-メチル-1フェニルエチル)フェノキシ]-2,4,8,10-テトラオキサ-3,9-ジホスファスピロ[5,5]ウンデカンが挙げられる。
リン系熱安定剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ペンタエリスリトール型ホスファイト化合物、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(C1~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-9-オキサ-10-ホスファフェナンスレン-10-オキサイド、トリス(3,5-ジ-tert-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)ジホスファイト、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(1,3-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、及びテトラキス(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、3,9-ビス[2,6-ビス(1,1-ジメチルエチル)-4-メチルフェノキシ]-2,4,8,10-テトラオキサー3,9-ジホスファスピロ[5,5]ウンデカン、3,9-ビス[2,4-ビス(1-メチル-1フェニルエチル)フェノキシ]-2,4,8,10-テトラオキサ-3,9-ジホスファスピロ[5,5]ウンデカンが挙げられる。
これらは、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記で列挙したものの中でも、ポリアミド樹脂組成物の耐熱エージング性の一層の向上及びガス発生量の低減という観点から、ペンタエリスリトール型ホスファイト化合物及び/又はトリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト、3,9-ビス[2,6-ビス(1,1-ジメチルエチル)-4-メチルフェノキシ]-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、3,9-ビス[2,4-ビス(1-メチル-1フェニルエチル)フェノキシ]-2,4,8,10-テトラオキサ-3,9-ジホスファスピロ[5,5]ウンデカンが好ましい。ペンタエリスリトール型ホスファイト化合物としては、以下に限定されるものではないが、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-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・ペンタエリスト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、及びビス(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が挙げられる。
これらは、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらは、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記で列挙したペンタエリスリトール型ホスファイト化合物の中でも、ポリアミド樹脂組成物のガス発生量を低減させる観点から、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、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、及びビス(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よりなる群から選択される1種以上が好ましく、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がより好ましい。
リン系熱安定剤を用いる場合、ポリアミド樹脂組成物中のリン系熱安定剤の含有量は、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対して、0.01質量部以上1.00質量部以下が好ましく、0.10質量部以上1.00質量部以下がより好ましい。リン系熱安定剤の含有量が前記の範囲内の場合、ポリアミド樹脂及び耐衝撃剤の熱劣化を抑制し、ポリアミド樹脂組成の耐熱性を一層向上させ、さらにガス発生量を低減させることができる。
アミン系熱安定剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、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)-カーボネート、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、及び1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸と1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジノールと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]ジエタノールとの縮合物が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
アミン系熱安定剤を用いる場合、ポリアミド樹脂組成物中のアミン系熱安定剤の含有量は、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対して、0.01質量部以上1.00質量部以下が好ましく、0.10質量部以上1.00質量部以下がより好ましい。アミン系熱安定剤の含有量が前記の範囲内の場合、ポリアミド樹脂及び耐衝撃剤の熱劣化を抑制し、ポリアミド樹脂組成の耐熱性を一層向上させ、さらにガス発生量を低減させることができる。
[無機系耐熱剤]
耐熱剤の無機系耐熱剤の種類としては、銅塩及びアルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられる。
耐熱剤の無機系耐熱剤の種類としては、銅塩及びアルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられる。
(銅塩)
前記で列挙した銅塩の中でも、好ましくはヨウ化銅、臭化第一銅、臭化第二銅、塩化第一銅及び酢酸銅よりなる群から選択される1種以上であり、より好ましくはヨウ化銅又は酢酸銅である。前記のより好ましい銅塩を用いた場合、ポリアミド樹脂の熱劣化をより抑制し、耐熱エージング性により優れ、且つ加工時のスクリューやシリンダー部の金属腐食(以下、単に「金属腐食」ともいう。)をより効果的に抑制できるポリアミド樹脂組成物が得られる。
前記で列挙した銅塩の中でも、好ましくはヨウ化銅、臭化第一銅、臭化第二銅、塩化第一銅及び酢酸銅よりなる群から選択される1種以上であり、より好ましくはヨウ化銅又は酢酸銅である。前記のより好ましい銅塩を用いた場合、ポリアミド樹脂の熱劣化をより抑制し、耐熱エージング性により優れ、且つ加工時のスクリューやシリンダー部の金属腐食(以下、単に「金属腐食」ともいう。)をより効果的に抑制できるポリアミド樹脂組成物が得られる。
[銅塩の含有量]
銅塩を用いる場合、ポリアミド樹脂組成物中の銅塩の含有量は、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対して、0.005質量部以上1.00質量部以下であることが好ましく、0.01質量部以上0.60質量部以下であることがより好ましく、0.15質量部以上0.03質量部以下であることがより好ましくい。銅塩の含有量が前記範囲内の場合、ポリアミド樹脂組成物の耐熱性を一層向上させるとともに、銅の析出や金属腐食をより効果的に抑制することができる。
銅塩を用いる場合、ポリアミド樹脂組成物中の銅塩の含有量は、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対して、0.005質量部以上1.00質量部以下であることが好ましく、0.01質量部以上0.60質量部以下であることがより好ましく、0.15質量部以上0.03質量部以下であることがより好ましくい。銅塩の含有量が前記範囲内の場合、ポリアミド樹脂組成物の耐熱性を一層向上させるとともに、銅の析出や金属腐食をより効果的に抑制することができる。
また、前記の銅塩に由来する銅元素の含有濃度は、ポリアミド樹脂組成物の耐熱性を向上させる観点から、ポリアミド106質量部に対し、10質量部以上2000質量部以下が好ましく、30質量部以上1500質量部以下がより好ましく、50質量部以上500質量部以下がさらに好ましい。
アルカリ金属及びアルカリ土類金属のハロゲン化物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ヨウ化カリウム、臭化カリウム、塩化カリウム、ヨウ化ナトリウム、塩化ナトリウム、及びこれらの混合物が挙げられる。中でも、耐熱エージング性の向上及び金属腐食の抑制という観点から、ヨウ化カリウム又は臭化カリウムが好ましい。
アルカリ金属及びアルカリ土類金属のハロゲン化物を用いる場合、ポリアミド樹脂組成物中のアルカリ金属及びアルカリ土類金属のハロゲン化物の含有量は、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対して、0.05質量部以上20.00質量部以下が好ましく、0.20質量部以上10.00質量部以下がより好ましい。アルカリ金属及びアルカリ土類金属のハロゲン化物の含有量が前記の範囲内の場合、ポリアミド樹脂組成物の耐熱エージング性が一層向上するとともに、銅の析出や金属腐食をより効果的に抑制することができる。
前記で説明してきた安定剤の成分は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
≪(F)多価アルコール≫
本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、上記(A)~(E)成分に加えて、(F)多価アルコールを更に含有することができる。多価アルコールとは、分子中に水酸基を2つ以上有する2価以上のアルコール化合物である。(F)多価アルコールは(A)ポリアミド樹脂が有する末端官能基と反応することにより、ポリアミド樹脂組成物の長期耐熱老化性を向上させることができる。
本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、上記(A)~(E)成分に加えて、(F)多価アルコールを更に含有することができる。多価アルコールとは、分子中に水酸基を2つ以上有する2価以上のアルコール化合物である。(F)多価アルコールは(A)ポリアミド樹脂が有する末端官能基と反応することにより、ポリアミド樹脂組成物の長期耐熱老化性を向上させることができる。
(F)多価アルコールの価数は3価以上であることが好ましく、4価以上であることがより好ましい。(F)多価アルコールの価数が上記範囲にあることで、高温環境下でのポリアミドの架橋を促進させ、ポリアミド樹脂の長期耐熱老化性を向上させる傾向にある。
3価以上の多価アルコール(F)としては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン、2-ヒドロキシメチル-1,4-ブタンジオール等のトリオール;ペンタエリスリトール、ジトリメチロールプロパン等のテトラオール;ジペンタエリスリトールなどのヘキサオール;などが挙げられる。これらの多価アルコールは1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの中でも、ポリアミド樹脂組成物の長期耐熱老化性の観点から、ジペンタエリスリトールがより好ましい。
これらの中でも、ポリアミド樹脂組成物の長期耐熱老化性の観点から、ジペンタエリスリトールがより好ましい。
(F)多価アルコールの含有量は、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対し0.3~10質量部であり、好ましくは0.5~5質量部、より好ましくは0.5~3質量部である。(F)多価アルコールの含有量が上記下限値未満であると長期耐熱老化性の向上に対する効果が十分に発揮されず、また、上記上限値を超えるとポリアミド樹脂組成物の機械的強度、ブロー成形性を損なう場合がある。
≪(G)ポリエチレン-イミンホモポリマー又はコポリマー≫
本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、上記(A)~(F)成分に加えて、(G)ポリエチレン-イミンホモポリマー又はコポリマーを更に含有することができる。本明細書における「ポリエチレン-イミン」とは、UllMannの電子版にキーワード「アジリジン」で記載されている方法、又は国際公開第94/012560号(参考文献2)に記載されている方法により得られるホモポリマー及びコポリマーである。
以降、「(G)ポリエチレン-イミンホモポリマー又はコポリマー」を「(G)ポリエチレン-イミン」と称する場合がある。
本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、上記(A)~(F)成分に加えて、(G)ポリエチレン-イミンホモポリマー又はコポリマーを更に含有することができる。本明細書における「ポリエチレン-イミン」とは、UllMannの電子版にキーワード「アジリジン」で記載されている方法、又は国際公開第94/012560号(参考文献2)に記載されている方法により得られるホモポリマー及びコポリマーである。
以降、「(G)ポリエチレン-イミンホモポリマー又はコポリマー」を「(G)ポリエチレン-イミン」と称する場合がある。
一般的に、前記エチレン-イミンのホモポリマーは、反応開始剤、酸又はルイス酸の存在下で、水溶液又は有機溶液中でのエチレン-イミン(アジリジン)の重合により得られる。
このような方法により得られるエチレン-イミンのホモポリマーは、一般的に、第一級、第二級、第三級アミノ基を、第一級アミノ基:第二級アミノ基:第三級アミノ基=約30%:40%:30%のモル比で含有する分岐ポリマーである。アミノ基の分布は13C-NMR分光法を用いて測定することができる。
このような方法により得られるエチレン-イミンのホモポリマーは、一般的に、第一級、第二級、第三級アミノ基を、第一級アミノ基:第二級アミノ基:第三級アミノ基=約30%:40%:30%のモル比で含有する分岐ポリマーである。アミノ基の分布は13C-NMR分光法を用いて測定することができる。
前記エチレン-イミンのコポリマーを形成するためのコモノマーとしては、上記のように、少なくとも2個のアミノ基を有するアミンが挙げられる。
当該コモノマーとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、アルキレン基中に2個以上10個以下のC原子を有するアルキレンジアミンが挙げられる。特に、エチレン-ジアミン又はプロピレンジアミンが好ましい。
当該コモノマーとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、アルキレン基中に2個以上10個以下のC原子を有するアルキレンジアミンが挙げられる。特に、エチレン-ジアミン又はプロピレンジアミンが好ましい。
前記コモノマーとしては、上記の他に、例えば、ジエチレン-トリアミン、トリエチレン-テトラミン、テトラエチレン-ペンタミン、ジプロピレントリアミン、トリプロピレンテトラミン、ジヘキサメチレントリアミン、アミノプロピルエチレン-ジアミン、ビスアミノプロピルエチレン-ジアミン等が挙げられる。
(G)ポリエチレン-イミンとしては、上記の他、ポリエチレン-イミンと、官能基として少なくとも1つのハロゲンヒドリン-、グリシジル-、アジリジン-、イソシアネート単位、及びハロゲン原子からなる群より選ばれるものを有する二官能性又は多官能性架橋剤との反応により得られる架橋性ポリエチレン-イミンが好適なものとして挙げられる。
例えば、ポリアルキレングリコールと、エチレン-オキシド単位及びプロピレンオキシド単位からなる群より選ばれるいずれかの単位2以上100以下とのエピクロロヒドロリン;ビスクロロヒドリンエーテル、独国特許出願公開第19931720号明細書及び米国特許第4144123号明細書中に記載されている化合物等が挙げられる。
架橋性ポリエチレン-イミンの製造方法としては、上記の参考文献や、欧州特許公開第0895521号明細書及び欧州特許公開第0025515号明細書に記載されている方法を適用できる。
さらに、(G)ポリエチレン-イミンとしては、グラフト化ポリエチレン-イミンも好適なものとして挙げられる。
グラフト剤としては、ポリエチレン-イミンのアミノ基又はイミノ基と反応し得る全ての化合物が使用できる。
グラフト剤及びグラフト化ポリエチレン-イミンの製造方法としては、例えば、欧州特許公開第0675914号明細書に記載されている方法を適用できる。
グラフト剤としては、ポリエチレン-イミンのアミノ基又はイミノ基と反応し得る全ての化合物が使用できる。
グラフト剤及びグラフト化ポリエチレン-イミンの製造方法としては、例えば、欧州特許公開第0675914号明細書に記載されている方法を適用できる。
また、(G)ポリエチレン-イミンは、カルボン酸、カルボン酸のエステル若しくは無水物、カルボン酸アミド又はカルボン酸ハロゲン化物との反応により得られるアミド化されていてもよい。ポリエチレン-イミン鎖中のアミド化窒素原子の割合に応じて、アミド化ポリマーは、所定の架橋剤により後から架橋されうる。この際、前記引き続く架橋反応のために、なお十分に第一級窒素原子及び第二級窒素からなる群より選ばれる少なくともいずれかの原子を供給できるよう、アミノ官能基の30モル%までがアミド化される。すなわち、アミド化ポリマー中において、十分な量の第一級窒素原子及び第二級窒素からなる群より選ばれる少なくともいずれかの原子が存在している状態を確保するために、アミド化ポリマー中のアミノ官能基は、30モル%以下の割合でアミド化されていることが好ましい。
なお、カルボン酸類はアミド化により全て消費され、アミド化ポリマーにカルボン酸末端基は無く、有機酸とは明確に区別できる。
なお、カルボン酸類はアミド化により全て消費され、アミド化ポリマーにカルボン酸末端基は無く、有機酸とは明確に区別できる。
また、(G)ポリエチレン-イミンは、例えば、ポリエチレン-イミンとエチレン-オキシド及びプロピレンオキシドからなる群より選ばれる少なくともいずれかとの反応より得られるアルコキシ化ポリエチレン-イミンであってもよい。このようなアルコキシル化ポリマーはその後、架橋可能である。
また、(G)ポリエチレン-イミンは、例えば、ポリアミド樹脂との親和性の観点から、ヒドロキシ基含有ポリエチレン-イミン及び両性ポリエチレン-イミン(アニオン性基の組み込み)、並びに、一般に、長鎖炭化水素基のポリマー鎖中への組み込みにより得られる親油性ポリエチレン-イミンであってもよい。このようなポリエチレン-イミンポリマーの製造方法は、本技術分野の当業者に公知である。
[(G)ポリエチレン-イミンの特性]
((G)ポリエチレン-イミンの重量平均分子量)
(G)ポリエチレン-イミンの重量平均分子量は、100以上3000000以下であることが好ましく、200以上2000000以下であることがより好ましく、300以上20000以下がさらに好ましく、400以上2000以下が特に好ましく、700以上1000以下が最も好ましい。
((G)ポリエチレン-イミンの重量平均分子量)
(G)ポリエチレン-イミンの重量平均分子量は、100以上3000000以下であることが好ましく、200以上2000000以下であることがより好ましく、300以上20000以下がさらに好ましく、400以上2000以下が特に好ましく、700以上1000以下が最も好ましい。
(G)ポリエチレン-イミンの重量平均分子量が上記下限値以上であることで、長期耐熱老化性をより良好なものとすることができる。一方で、(G)ポリエチレン-イミンの重量平均分子量が上記上限値以下であることで、成形品としたときの外観をより良好なものとすることができる。
(G)ポリエチレン-イミンの重量平均分子量は、光散乱法により測定することができる。
(G)ポリエチレン-イミンの重量平均分子量は、光散乱法により測定することができる。
((G)ポリエチレン-イミンの粘度)
(G)ポリエチレン-イミンの粘度は100mPa・s以上200000mPa・s以下が好ましく、1000mPa・s以上100000mPa・s以下がより好ましく、1500mPa・s以上20000Pa・smPa・s以下がさらに好ましく、2000mPa・s以上10000mPa・s以下が特に好ましく、3000mPa・s以上7000mPa・s以下が最も好ましい。
(G)ポリエチレン-イミンの粘度は100mPa・s以上200000mPa・s以下が好ましく、1000mPa・s以上100000mPa・s以下がより好ましく、1500mPa・s以上20000Pa・smPa・s以下がさらに好ましく、2000mPa・s以上10000mPa・s以下が特に好ましく、3000mPa・s以上7000mPa・s以下が最も好ましい。
(G)ポリエチレン-イミンの粘度が上記下限値以上であることで、長期耐熱老化性をより良好なものとすることができる。一方で、(G)ポリエチレン-イミンの粘度が上記上限値以下であることで、成形品としたときの外観をより良好なものとすることができる。
(G)ポリエチレン-イミンの粘度は、20℃においてISO2555に準拠してブルックフィールド粘度計によって測定することができる。
(G)ポリエチレン-イミンの粘度は、20℃においてISO2555に準拠してブルックフィールド粘度計によって測定することができる。
[(G)ポリエチレン-イミンの含有量]
本実施形態のポリアミド組成物において、成形品としたときの耐熱エージング性、外観、強度及び剛性の観点から、(G)ポリエチレン-イミンの含有量は、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上3質量部以下であり、0.2質量部以上2質量部以下であることが好ましく、0.3質量部以上1.4質量部以下であることがより好ましい。
本実施形態のポリアミド組成物において、成形品としたときの耐熱エージング性、外観、強度及び剛性の観点から、(G)ポリエチレン-イミンの含有量は、(A)ポリアミド樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上3質量部以下であり、0.2質量部以上2質量部以下であることが好ましく、0.3質量部以上1.4質量部以下であることがより好ましい。
(G)ポリエチレン-イミンの含有量が上記下限値以上であることで、耐熱エージング性及び外観が向上する。一方、(G)ポリエチレン-イミンの含有量が上記上限値以下であることで、成形品としたときの強度及び剛性等が向上する。
≪(H)その他の成分≫
本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、上記(A)~(G)成分に加えて、本実施形態の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、(H)その他成分を更に含有することができる。
本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、上記(A)~(G)成分に加えて、本実施形態の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、(H)その他成分を更に含有することができる。
(H)その他成分としては、以下に限定されるものではないが、例えば、紫外線吸収剤、光劣化防止剤、可塑剤、滑剤、離型剤、核剤、難燃剤、着色剤、染色剤、顔料、他の熱可塑性樹脂等が挙げられる。
(H)その他の成分は、それぞれ性質が大きく異なるため、各成分についての、本実施形態の効果をほとんど損なわない好適な含有量は様々である。そして、当業者であれば、前記したその他の成分ごとの好適な含有量を容易に設定可能である。
<ポリアミド樹脂組成物の製造方法>
本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、(A)ポリアミド樹脂と、(B)ナトリウム化合物と、必要応じて、前記(C)~(H)成分と、を混合することにより製造することができる。
本実施形態のポリアミド樹脂組成物は、(A)ポリアミド樹脂と、(B)ナトリウム化合物と、必要応じて、前記(C)~(H)成分と、を混合することにより製造することができる。
前記(A)~(B)の各成分、並びに、必要に応じて、前記(C)~(H)の各成分と、の混合方法としては、例えば、以下の(1)、(2)又は(3)の方法等が挙げられる。
(1)前記(A)~(B)の各成分、並びに、必要に応じて、前記(C)~(H)の各成分を、ヘンシェルミキサ-等を用いて混合し溶融混練機に供給し混練する方法。
(2)単軸又は2軸押出機で、前記(A)~(B)の各成分、並びに、必要に応じて、前記(D)~(H)成分を、予めヘンシェルミキサ-等を用いて混合して(A)~(B)の各成分、並びに、必要に応じて、前記(D)~(H)成分を含む混合物を調製し、当該混合物を溶融混練機に供給し混練した後に、任意に、サイドフィダ-から(C)成分を配合する方法。
(3)単軸又は2軸押出機で、前記(A)~(B)の各成分を溶融混粘することで、高濃度マスターバッチを作製した後に、前記(A)成分と前記高濃度マスターバッチ、並びに、必要に応じて、前記(D)~(H)成分を、予めヘンシェルミキサ-等を用いて混合して(A)成分と前記高濃度マスターバッチ、並びに、必要に応じて、前記(D)~(H)成分を含む混合物を調製し、当該混合物を溶融混練機に供給し混練した後に、任意に、サイドフィダ-から(C)成分を配合する方法。
ポリアミド樹脂組成物を構成する成分を溶融混練機に供給する方法は、すべての構成成分を同一の供給口に一度に供給してもよく、構成成分をそれぞれ異なる供給口から供給してもよい。
溶融混練の温度は、(A)ポリアミド樹脂の融点より1℃以上100℃以下程度高い温度が好ましく、10℃以上50℃以下程度高い温度がより好ましい。
混練機での剪断速度は100sec-1以上程度が好ましい。また、混練時の平均滞留時間は0.5分間以上5分間以下程度が好ましい。
溶融混練を行う装置としては、公知の装置であればよく、例えば、単軸又は2軸押出機、バンバリーミキサー、溶融混練機(ミキシングロ-ル等)等が好ましく用いられる。
本実施形態のポリアミド樹脂組成物を製造する際の各成分の配合量は、上述したポリアミド樹脂組成物における各成分の含有量と同様である。
<成形品>
本実施形態は、前記本発明のポリアミド樹脂組成物を成形した成形品である。
本実施形態の成形品は、210℃で3000時間加熱後の引張強度保持率(S1210)と、190℃で3000時間加熱後の引張強度保持率(S1190)との差(ΔS1210℃-190℃)が20%未満である。差(ΔS1210℃-190℃)は後述する実施例に記載の[評価6]に記載の方法により測定する。
本実施形態は、前記本発明のポリアミド樹脂組成物を成形した成形品である。
本実施形態の成形品は、210℃で3000時間加熱後の引張強度保持率(S1210)と、190℃で3000時間加熱後の引張強度保持率(S1190)との差(ΔS1210℃-190℃)が20%未満である。差(ΔS1210℃-190℃)は後述する実施例に記載の[評価6]に記載の方法により測定する。
≪成形品の製造方法≫
本実施形態の成形品の製造方法(以下、単に「本実施形態の製造方法」と称する場合がある)は、前記ポリアミド樹脂組成物をブロー成形により成形する成形工程を含む。
本実施形態の成形品の製造方法(以下、単に「本実施形態の製造方法」と称する場合がある)は、前記ポリアミド樹脂組成物をブロー成形により成形する成形工程を含む。
本実施形態の製造方法では、ブロー成形により成形しているため、複雑な形状の成形品であっても、一度の成形で部品の接合を行うことなく最終成形品を得ることができる。また、前記ポリアミド樹脂組成物を用いることで、製造時のブロー成形性、具体的には肉厚均一性及び表面外観が良好であり、インサート成形性、溶融加工時の押出加工性、滞留時の熱安定性、引張強度及び耐薬品性に優れる成形品が得られる。
本実施形態の製造方法として具体的には、例えば、押し出し機を搭載したブロー成形機を用いて、押し出し機で筒状のパリソンと呼ばれる容器を作製した後、当該パリソンを金型に挿入して膨らませることで、成形品を得られる。
射出成形の場合はプラスチックを溶かして押し込む際に非常に高い圧力が金型と型締め部分にかかるが、ブロー成形の場合は膨らますだけであるため、金型にかかる圧力も数気圧と非常に小さくなる。
成型品の製造に用いられるブロー成形機としては、特別な限定はないが、例えば、S.T.SOFFIAGGIO TECNICA S.r.l(ASPI150.3)社製の3Dサクションブロー成形機等が挙げられる。
本実施形態のポリアミド樹脂組成物を用いて製造する際は、ポリアミド樹脂組成物の融点より1℃以上100℃以下程度高い温度が好ましく、10℃以上50℃以下程度高い温度に成形温度を設定することが好ましい。
前記設定温度とすることで、成形品の外観を損ねることなく、ドローダウンを抑制し、ブロー成形性により優れる傾向にある。
前記設定温度とすることで、成形品の外観を損ねることなく、ドローダウンを抑制し、ブロー成形性により優れる傾向にある。
本実施形態の製造方法により得られる成形品は、中空形状を有するものであることが好ましく、以下に限定されるものではないが、例えば、自動車用、機械工業用、電気及び電子用、産業資材用、工業材料用、日用及び家庭品用等の各種用途の材料部品として、また、押出用途等に好適に用いることができる。中でも、本発明の成形品は、自動車部品、又は押出用途に好適に用いられる。
自動車部品としては、特に限定されるものではないが、例えば、吸気系部品、冷却系部品、燃料系部品等が挙げられる。
自動車吸気系部品としては、特に限定されるものではないが、例えば、エアインテークマニホールド、インタークーラーインレット等が挙げられる。
自動車冷却系部品としては、特に限定されるものではないが、例えば、アウトレットパイプ、エアコンホース、バッテリー冷却パイプ等が挙げられる。
自動車燃料系部品では、特に限定されるものではないが、例えば、燃料デリバリーパイプ、燃料チューブ、ガソリンタンクケース等が挙げられる。
押出用途としては、特に限定されるものではないが、例えば、チューブ、ホース、棒、中空成形品等に用いられる。
以下、具体的な実施例及び比較例を挙げて本発明について詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
以下、本実施例及び比較例に用いたポリアミド樹脂組成物の各構成成分について説明する。
<構成成分>
[(A)ポリアミド樹脂]
A-1:ポリアミド66(PA66)(旭化成社製、型番:レオナ1700、融点262℃、硫酸相対粘度4.2
A-2:ポリアミド612(PA612)(旭化成社製、型番:レオナ4400、融点215℃、硫酸相対粘度3.6
A-3:ポリアミド66(PA66)(旭化成社製、型番:レオナ1300、融点262℃、硫酸相対粘度2.8
A-4:ポリアミド6(PA6)(宇部興産社製、型番:SF1013A、融点225℃、硫酸相対粘度2.4
A-5:ポリアミド612(PA612)(旭化成社製、型番:レオナ4102、融点215℃、硫酸相対粘度2.2
[(A)ポリアミド樹脂]
A-1:ポリアミド66(PA66)(旭化成社製、型番:レオナ1700、融点262℃、硫酸相対粘度4.2
A-2:ポリアミド612(PA612)(旭化成社製、型番:レオナ4400、融点215℃、硫酸相対粘度3.6
A-3:ポリアミド66(PA66)(旭化成社製、型番:レオナ1300、融点262℃、硫酸相対粘度2.8
A-4:ポリアミド6(PA6)(宇部興産社製、型番:SF1013A、融点225℃、硫酸相対粘度2.4
A-5:ポリアミド612(PA612)(旭化成社製、型番:レオナ4102、融点215℃、硫酸相対粘度2.2
各ポリアミド樹脂の融点は、ISO 11357に準じて、PERKIN-ELMER社製のDiamond DSCを用いて測定した。
各ポリアミド樹脂の96%硫酸相対粘度は、ISO 307に従って測定した。
[(B)ナトリウム化合物]
B-1:塩化ナトリウム(東京化成工業社製、pH7.4、融点800℃)
B-2:臭化ナトリウム(東京化成工業社製、pH7.0、融点755℃)
B-3:硫酸ナトリウム(東京化成工業社製、pH7.6、融点884℃)
B’-1:次亜リン酸ナトリウム一水和物(東京化成工業社製、pH6.4、融点240℃)
B’-2:亜硫酸ナトリウム(東京化成工業社製、pH9.6、融点600℃)
B’-3:炭酸水素ナトリウム(東京化成工業社製、pH8.3、融点270℃)
B’-4:炭酸ナトリウム(東京化成工業社製、pH11.7、融点851℃)
なお、(B)ナトリウム化合物のpHは、0.1mol/Lに調整した溶液をJIS Z8802に従って測定した。
B-1:塩化ナトリウム(東京化成工業社製、pH7.4、融点800℃)
B-2:臭化ナトリウム(東京化成工業社製、pH7.0、融点755℃)
B-3:硫酸ナトリウム(東京化成工業社製、pH7.6、融点884℃)
B’-1:次亜リン酸ナトリウム一水和物(東京化成工業社製、pH6.4、融点240℃)
B’-2:亜硫酸ナトリウム(東京化成工業社製、pH9.6、融点600℃)
B’-3:炭酸水素ナトリウム(東京化成工業社製、pH8.3、融点270℃)
B’-4:炭酸ナトリウム(東京化成工業社製、pH11.7、融点851℃)
なお、(B)ナトリウム化合物のpHは、0.1mol/Lに調整した溶液をJIS Z8802に従って測定した。
より具体的には、卓上型pHメーター(HORIBA社製、F-52)とGRT複合電極(HORIBA社製、9615S)を用いて、0.1mol/Lに調整した(B)ナトリウム化合物の、測定温度が20℃の際のpHを測定した。なお、pHメーターの校正はpH標準液セット(HORIBA社製、101-S)を用いた。
[(C)繊維強化材]
C-1:ガラス繊維(GF)(日本電気硝子社製、商品名「ECS03T275H」平均繊維径10μmφ、カット長3mm)
C-2:炭素繊維(CF)(帝人社製、商品名「HT C413」平均繊維径10μmφ、カット長6mm)
[(D)耐衝撃材]
D-1:エチレン-マレイン酸水素エチルランダム共重合体(共重合体の全構成単位の質量に対するマレイン酸水素エチル単位の含有量8質量%)
D-2:無水マレイン酸グラフトエチレン-ブテン共重合体(三井化学社製、商品名「TafmerMH5020」)
D-3:スチレン-無水マレイン酸共重合体(polyscorp社製、商品名「xibond140」)
D-4:無水マレイン酸グラフトエチレン-プロピレンジエン共重合体(DUPONT社製、商品名「FusabondN416」)
D-5:エチレン-メタクリル酸共重合体系アイオノマー(三井・ダウ・ポリケミカル社製、商品名「ハイミラン1706」)
C-1:ガラス繊維(GF)(日本電気硝子社製、商品名「ECS03T275H」平均繊維径10μmφ、カット長3mm)
C-2:炭素繊維(CF)(帝人社製、商品名「HT C413」平均繊維径10μmφ、カット長6mm)
[(D)耐衝撃材]
D-1:エチレン-マレイン酸水素エチルランダム共重合体(共重合体の全構成単位の質量に対するマレイン酸水素エチル単位の含有量8質量%)
D-2:無水マレイン酸グラフトエチレン-ブテン共重合体(三井化学社製、商品名「TafmerMH5020」)
D-3:スチレン-無水マレイン酸共重合体(polyscorp社製、商品名「xibond140」)
D-4:無水マレイン酸グラフトエチレン-プロピレンジエン共重合体(DUPONT社製、商品名「FusabondN416」)
D-5:エチレン-メタクリル酸共重合体系アイオノマー(三井・ダウ・ポリケミカル社製、商品名「ハイミラン1706」)
[(E)耐熱材]
E-1:ヨウ化銅(富士フイルム和光純薬工業社製)
E-2:Irganox1098(BASF社製)
E-3:Irganox1010(BASF社製)
E-1:ヨウ化銅(富士フイルム和光純薬工業社製)
E-2:Irganox1098(BASF社製)
E-3:Irganox1010(BASF社製)
[(F)多価アルコール]
F-1:ジペンタエリスリトール(東京化成工業社製)
F-2:ペンタエリスリトール(東京化成工業社製)
F-1:ジペンタエリスリトール(東京化成工業社製)
F-2:ペンタエリスリトール(東京化成工業社製)
[(G)ポリエチレン-イミンホモポリマー又はコポリマー]
G-1:Lupasol (商標登録)FG(ビーエーエスエフ社製、重量平均分子量800、粘度5000mPa・s)
G-2:エポミン(商標登録)SP-006(日本触媒社製、数平均分子量600、粘度1900mPa・s)
G-3:Lupasol(商標登録)G20 WF(ビーエーエスエフ社製、重量平均分子量 1300、粘度8000mPa・s)
なお、(G)ポリエチレン-イミンホモポリマー又はコポリマーの粘度は、20℃においてISO2555に準拠してブルックフィールド粘度計によって測定した値である。
G-1:Lupasol (商標登録)FG(ビーエーエスエフ社製、重量平均分子量800、粘度5000mPa・s)
G-2:エポミン(商標登録)SP-006(日本触媒社製、数平均分子量600、粘度1900mPa・s)
G-3:Lupasol(商標登録)G20 WF(ビーエーエスエフ社製、重量平均分子量 1300、粘度8000mPa・s)
なお、(G)ポリエチレン-イミンホモポリマー又はコポリマーの粘度は、20℃においてISO2555に準拠してブルックフィールド粘度計によって測定した値である。
[(H)その他成分]
H’-1:臭化カリウム(東京化成工業社製、pH6.8、融点734℃)
H’-2:ヨウ化カリウム(東京化成工業社製、pH6.9、融点681℃)
H’-3:塩化カルシウム(東京化成工業社製、pH7.4、融点782℃)
H’-4:シクロヘキサンジカルボン酸(富士フイルム和光純薬工業社製)
H’-5:元素鉄粒子20%含有マスターバッチ(ALBIS社製、商品名「SHELEFPLUS2 3302DP」)
H’-6:クエン酸鉄(富士フイルム和光純薬社製)
H’-1:臭化カリウム(東京化成工業社製、pH6.8、融点734℃)
H’-2:ヨウ化カリウム(東京化成工業社製、pH6.9、融点681℃)
H’-3:塩化カルシウム(東京化成工業社製、pH7.4、融点782℃)
H’-4:シクロヘキサンジカルボン酸(富士フイルム和光純薬工業社製)
H’-5:元素鉄粒子20%含有マスターバッチ(ALBIS社製、商品名「SHELEFPLUS2 3302DP」)
H’-6:クエン酸鉄(富士フイルム和光純薬社製)
[合成例1]
(D-1:エチレン-マレイン酸水素エチルランダム共重合体の合成)
調製するベンゼン溶液の総質量に対して、1.6質量%のマレイン酸水素エチル、3×10-4質量%のtert-ブチルペルアセテ-トとなるよう各成分をベンゼンに溶解し、ベンゼン溶液を調製した。調製したベンゼン溶液とエチレン-を1:1の質量比で、300rpmで撹拌する撹拌装置を有する2Lのオートクレーブ中に連続的に供給し、1200気圧となるまで供給を続けた。その後、ジャケットヒーターでオートクレーブを230℃まで加熱した。得られたポリマー溶液は減圧弁を介して、分離容器に移動され、ポリマー以外の全ての試薬を急速蒸発させた。下部ノズルからストランド状にポリマーを排出し、水冷及びカッティングを行い、エチレン-マレイン酸水素エチルランダム共重合体のペレットを得た。得られたエチレン-マレイン酸水素エチルランダム共重合体の全構成単位の質量に対するマレイン酸水素エチルの含有量は8質量%であった。なお、エチレン-マレイン酸水素エチルランダム共重合体の全構成単位の質量に対するマレイン酸水素エチルの含有量は、H-NMRにより測定した。また、190℃、2.16kg荷重下でのメルトインデックスは15g/10minであった。
(D-1:エチレン-マレイン酸水素エチルランダム共重合体の合成)
調製するベンゼン溶液の総質量に対して、1.6質量%のマレイン酸水素エチル、3×10-4質量%のtert-ブチルペルアセテ-トとなるよう各成分をベンゼンに溶解し、ベンゼン溶液を調製した。調製したベンゼン溶液とエチレン-を1:1の質量比で、300rpmで撹拌する撹拌装置を有する2Lのオートクレーブ中に連続的に供給し、1200気圧となるまで供給を続けた。その後、ジャケットヒーターでオートクレーブを230℃まで加熱した。得られたポリマー溶液は減圧弁を介して、分離容器に移動され、ポリマー以外の全ての試薬を急速蒸発させた。下部ノズルからストランド状にポリマーを排出し、水冷及びカッティングを行い、エチレン-マレイン酸水素エチルランダム共重合体のペレットを得た。得られたエチレン-マレイン酸水素エチルランダム共重合体の全構成単位の質量に対するマレイン酸水素エチルの含有量は8質量%であった。なお、エチレン-マレイン酸水素エチルランダム共重合体の全構成単位の質量に対するマレイン酸水素エチルの含有量は、H-NMRにより測定した。また、190℃、2.16kg荷重下でのメルトインデックスは15g/10minであった。
<ポリアミド樹脂組成物の製造>
[実施例1~54及び比較例1~20]
(ポリアミド組成物Pa-1~Pa-54及びPb-1~Pb-20の製造)
表1~表3に示す配合量となる割合で、東芝機械社製、2軸押出機TEM26SX(設定温度:280℃、スクリュー回転数300rpm)を用いて、押出機最上流部に設けられたトップフィード口より、(A)成分、(B)成分または(B’)成分、(D)成分、(E)成分、(F)成分、(G)成分、及び(H’)成分を供給した。また、押出機下流側(トップフィード口より供給された樹脂が充分溶融している状態)のサイドフィード口より(C)成分を供給した。次いで、ダイヘッドより押し出された溶融混練物をストランド状で冷却し、ペレタイズして、ポリアミド樹脂組成物のペレットを得た。
[実施例1~54及び比較例1~20]
(ポリアミド組成物Pa-1~Pa-54及びPb-1~Pb-20の製造)
表1~表3に示す配合量となる割合で、東芝機械社製、2軸押出機TEM26SX(設定温度:280℃、スクリュー回転数300rpm)を用いて、押出機最上流部に設けられたトップフィード口より、(A)成分、(B)成分または(B’)成分、(D)成分、(E)成分、(F)成分、(G)成分、及び(H’)成分を供給した。また、押出機下流側(トップフィード口より供給された樹脂が充分溶融している状態)のサイドフィード口より(C)成分を供給した。次いで、ダイヘッドより押し出された溶融混練物をストランド状で冷却し、ペレタイズして、ポリアミド樹脂組成物のペレットを得た。
<評価方法>
[評価1]
(押出加工性)
各ポリアミド樹脂組成物の製造時において、押出加工性を以下の評価項目について、評価した。
[評価1]
(押出加工性)
各ポリアミド樹脂組成物の製造時において、押出加工性を以下の評価項目について、評価した。
1.ストランド切れ回数
二軸押出機の設定温度280℃、吐出量30kg/hr、スクリュー回転数350rpmの条件で押出加工時のストランド切れの回数を測定し、以下の評価基準に従い、評価した。ストランド切れが0回であると、押出加工性に優れると評価した。
二軸押出機の設定温度280℃、吐出量30kg/hr、スクリュー回転数350rpmの条件で押出加工時のストランド切れの回数を測定し、以下の評価基準に従い、評価した。ストランド切れが0回であると、押出加工性に優れると評価した。
(評価基準)
○:ストランド切れがない
×:ストランド切れの回数が1回以上
○:ストランド切れがない
×:ストランド切れの回数が1回以上
2.ペレット外観
前記条件で押出加工時のペレットの外観を観察し、以下の評価基準に従い、評価した。ペレットに空洞がなく、ペレット表面が平滑であれば、外観が優れると評価した。
前記条件で押出加工時のペレットの外観を観察し、以下の評価基準に従い、評価した。ペレットに空洞がなく、ペレット表面が平滑であれば、外観が優れると評価した。
(評価基準)
○:ペレットに空洞がなく、ペレット表面が平滑である
×:ペレットに空洞がある、もしくはペレット表面が平滑ではない
○:ペレットに空洞がなく、ペレット表面が平滑である
×:ペレットに空洞がある、もしくはペレット表面が平滑ではない
[評価2]
(押出加工後のηr保持率)
押出加工前のポリアミド樹脂のηr(ηr0)と、上記条件で押出した後のポリアミド樹脂組成物のηr(ηr1)を測定した。次いで、下記に示す式を用いて、押出後のηr保持率(%)を算出した。
ηr保持率(%)=ηr1/ηr0×100
(押出加工後のηr保持率)
押出加工前のポリアミド樹脂のηr(ηr0)と、上記条件で押出した後のポリアミド樹脂組成物のηr(ηr1)を測定した。次いで、下記に示す式を用いて、押出後のηr保持率(%)を算出した。
ηr保持率(%)=ηr1/ηr0×100
[評価3]
(ブロー成形性)
実施例及び比較例で得られたポリアミド樹脂組成物を80℃で8時間乾燥させ、図1に示すパイプ形状の金型、及びブロー成形機(S.T.SOFFIAGGIO TECNICA S.r.l社製、ASPI150.3)を用いて、シリンダー温度280度におけるブロー成形性を以下の評価項目について、評価した。
(ブロー成形性)
実施例及び比較例で得られたポリアミド樹脂組成物を80℃で8時間乾燥させ、図1に示すパイプ形状の金型、及びブロー成形機(S.T.SOFFIAGGIO TECNICA S.r.l社製、ASPI150.3)を用いて、シリンダー温度280度におけるブロー成形性を以下の評価項目について、評価した。
1.ドローダウン性
ブロー成形機で50mm計量し、パリソンを吐出した。吐出完了後のパリソン長をL0、10秒後のパリソン長をLとし、パリソン長の比(L/L0)を算出してドローダウン性を以下の評価基準に従い、評価した。垂れ下がり量が少ないほど、ドローダウン性に優れる。
ブロー成形機で50mm計量し、パリソンを吐出した。吐出完了後のパリソン長をL0、10秒後のパリソン長をLとし、パリソン長の比(L/L0)を算出してドローダウン性を以下の評価基準に従い、評価した。垂れ下がり量が少ないほど、ドローダウン性に優れる。
(評価基準)
◎:L/L0が1.2以下
○:L/L0が1.2超1.4以下
△:L/L0が1.4超1.6以下
×:L/L0が1.6超
◎:L/L0が1.2以下
○:L/L0が1.2超1.4以下
△:L/L0が1.4超1.6以下
×:L/L0が1.6超
2.滞留安定性
図1に示すL字の金型、及び前記ブロー成形機を用いて、シリンダー温度280℃の条件下で30分滞留させた後にブロー成形を行った。次いで、成形品の内側の表面平滑性を3D形状測定機((株)キーエンス社製、VR5000、測定範囲:18mm×24mm、測定箇所:異なる5点)を用いて、算術平均高さ(Sa)を測定し、以下の評価基準に従い評価した。Saが小さいほど滞留安定性に優れると評価した。
図1に示すL字の金型、及び前記ブロー成形機を用いて、シリンダー温度280℃の条件下で30分滞留させた後にブロー成形を行った。次いで、成形品の内側の表面平滑性を3D形状測定機((株)キーエンス社製、VR5000、測定範囲:18mm×24mm、測定箇所:異なる5点)を用いて、算術平均高さ(Sa)を測定し、以下の評価基準に従い評価した。Saが小さいほど滞留安定性に優れると評価した。
図1に示す金型1は、L字の金型であって、Oを中心軸とし、R形状の角部11と隅部12を備える。C1及びC2はそれぞれカットライン用のケガキである。金型1は、直径D1が51.14mmであり、直径D2が48mmである。
金型1は、寸法L1が500mmであり、寸法L2が50mmであり、寸法L3が30mmであり、寸法L4が20mmであり、寸法L5が220mmであり、寸法L6が100mmである。
R部分の曲率半径は、100mmである。
金型1は、寸法L1が500mmであり、寸法L2が50mmであり、寸法L3が30mmであり、寸法L4が20mmであり、寸法L5が220mmであり、寸法L6が100mmである。
R部分の曲率半径は、100mmである。
(評価基準)
◎:Samaxが50μm以下
○:Samaxが50μm超100μm以下
△:Samaxが100μm超150μm以下
×:Samaxが150μm超
◎:Samaxが50μm以下
○:Samaxが50μm超100μm以下
△:Samaxが100μm超150μm以下
×:Samaxが150μm超
[成形品の製造]
実施例及び比較例で得られたポリアミド樹脂組成物のペレットを、窒素気流中で乾燥し、ポリアミド樹脂組成物中の水分量を500ppm以下にした。次いで、水分量を調整した各ポリアミド樹脂組成物のペレットを、射出成形機(NEX-50IV、日精樹脂株式会社製)を用いて、ISO3167に準拠して、多目的試験片(A型、ダンベル形引張試験片)を成形品として成形した。なお、多目的試験片の寸法は、全長≧170mm、タブ部間距離109.3±3.2mm、平行部の長さ80±2mm、肩部の半径24±1mm、端部の幅20±0.2mm、中央の平行部の幅10±0.2mm、厚さ4±0.2mmである。具体的な射出成形時の条件としては、射出及び保圧の時間:25秒、冷却時間:15秒、金型温度:80℃、シリンダー温度:290℃に設定した。
実施例及び比較例で得られたポリアミド樹脂組成物のペレットを、窒素気流中で乾燥し、ポリアミド樹脂組成物中の水分量を500ppm以下にした。次いで、水分量を調整した各ポリアミド樹脂組成物のペレットを、射出成形機(NEX-50IV、日精樹脂株式会社製)を用いて、ISO3167に準拠して、多目的試験片(A型、ダンベル形引張試験片)を成形品として成形した。なお、多目的試験片の寸法は、全長≧170mm、タブ部間距離109.3±3.2mm、平行部の長さ80±2mm、肩部の半径24±1mm、端部の幅20±0.2mm、中央の平行部の幅10±0.2mm、厚さ4±0.2mmである。具体的な射出成形時の条件としては、射出及び保圧の時間:25秒、冷却時間:15秒、金型温度:80℃、シリンダー温度:290℃に設定した。
[評価4]
(引張強度)
多目的試験片(A型)を用いて、ISO527に準拠して引張試験を行い、初期引張強度(MPa)を測定した(S0)。引張速度は繊維状強化材を含有する樹脂組成物は5mm/minとした。
(引張強度)
多目的試験片(A型)を用いて、ISO527に準拠して引張試験を行い、初期引張強度(MPa)を測定した(S0)。引張速度は繊維状強化材を含有する樹脂組成物は5mm/minとした。
[評価5]
(シャルピー衝撃強度)
多目的試験片(A型)を切削して使用し、80mm×10mm×4mmの試験片を用いて、ISO 179/1eAに準拠し、23℃でノッチ付きシャルピー衝撃強度を測定した。
(シャルピー衝撃強度)
多目的試験片(A型)を切削して使用し、80mm×10mm×4mmの試験片を用いて、ISO 179/1eAに準拠し、23℃でノッチ付きシャルピー衝撃強度を測定した。
[評価6]
(長期耐熱老化性)
各多目的試験片(A型)をISO188に準拠したオーブンに入れて、150℃及び180℃、190℃、200℃、210℃の5条件でそれぞれ3000時間加熱して、耐熱老化試験を行った。3000時間後にオーブンから各多目的試験片(A型)を取り出し、23℃で24時間冷却させた。次いで、耐熱老化試験後の各多目的試験片(A型)をISO527に準拠して引張速度5mm/分で引張試験を行い、耐熱老化試験後の引張強度(MPa)を測定した(S1)。次いで、下記に示す式を用いて、引張強度保持率(%)を算出した。
引張強度保持率(%) = S1/S0×100
次いで、下記に示す式を用いて、210℃の条件で3000時間加熱後の引張強度保持率(S1210)と190℃の条件で3000時間加熱後の引張強度保持率(S1190)と差(ΔS1210℃-190℃)を算出した。
ΔS1210℃-190℃ = S1210℃ - S1190℃
(長期耐熱老化性)
各多目的試験片(A型)をISO188に準拠したオーブンに入れて、150℃及び180℃、190℃、200℃、210℃の5条件でそれぞれ3000時間加熱して、耐熱老化試験を行った。3000時間後にオーブンから各多目的試験片(A型)を取り出し、23℃で24時間冷却させた。次いで、耐熱老化試験後の各多目的試験片(A型)をISO527に準拠して引張速度5mm/分で引張試験を行い、耐熱老化試験後の引張強度(MPa)を測定した(S1)。次いで、下記に示す式を用いて、引張強度保持率(%)を算出した。
引張強度保持率(%) = S1/S0×100
次いで、下記に示す式を用いて、210℃の条件で3000時間加熱後の引張強度保持率(S1210)と190℃の条件で3000時間加熱後の引張強度保持率(S1190)と差(ΔS1210℃-190℃)を算出した。
ΔS1210℃-190℃ = S1210℃ - S1190℃
実施例及び比較例で得られたポリアミド樹脂組成物のペレットを用いて、前記方法により成形品を製造し、各種物性及び評価を行った。組成及び評価結果を下記表に示す。
表から、ポリアミド樹脂組成物Pa-1~Pa-14(実施例1~14)は、押出加工性、押出加工後のηr保持率、ブロー成形性に優れていた。また、Pa-15~Pa-55(実施例15~55)は押出加工性、ブロー成形性、シャルピー衝撃強度、長期耐熱老化性に優れていた。
一方、ポリアミド樹脂組成物Pb-1~Pb-12(比較例1~12)は、溶融加工時の押出加工性、押出加工後のηr保持率、ブロー成形性について全て優れるものは得られなかった。
具体的には、ポリアミド樹脂組成物Pb-1(比較例1)及びPb-2(比較例2)、Pb-7~Pb-12(比較例7~12)は、押出加工性に優れていたものの、押出加工後のηr保持率が低下し、ブロー成形性が不十分であった。
ポリアミド樹脂組成物Pb-3(比較例3)は、押出加工時のストランド切れ、押出加工後のηr保持率に優れ、ブロー成形が可能であるものの、押出加工時のペレット外観が劣っていた。
ポリアミド樹脂組成物Pb-4~Pb-6(比較例4~6)は、押出加工時のストランド切れは優れるものの、押出加工時のペレット外観、押出加工後のηr保持率、ブロー成形性が不十分であった。
ポリアミド樹脂組成物Pb-13(比較例13)は、押出加工時のストランド切れ、シャルピー衝撃強度、耐熱老化性に優れ、ブロー成形が可能であるが、押出加工時のペレット外観、成形機での滞留安定性が不十分であった。
ポリアミド樹脂組成物Pa-17(実施例17)及びPa-22(実施例22)とポリアミド樹脂組成物Pb-14~Pb-16(比較例14~16)との比較において、特定の(B)成分を用いたことで、押出加工性、ブロー成形性、長期耐熱老化性に優れる傾向が見られた。
ポリアミド樹脂組成物Pb-17(比較例17)は押出加工性に優れるが、ブロー成形性、シャルピー衝撃強度、210℃の長期耐熱老化性が不十分である。ポリアミド樹脂組成物Pb-18(比較例18)はPb-17に増粘剤を含有することで、シャルピー衝撃強度に優れる傾向があるが、ブロー成形性、200℃及び210℃の長期耐熱老化性は不十分であった。
ポリアミド樹脂組成物Pb-19(比較例19)はドローダウン性、150℃~190℃の長期耐熱老化性に優れるものの、押出加工性、滞留安定性、200℃及び210℃の長期耐熱老化性は不十分である。
ポリアミド樹脂組成物Pb-20(比較例20)は押出加工時のストランド切れ、ブロー成形性、150℃、180℃、200℃、及び210℃の長期耐熱老化性に優れるものの、押出加工時のペレット外観、シャルピー衝撃強度、190℃の耐熱老化性は不十分である。
以上のことから、(A)成分、(B)成分を含むポリアミド樹脂組成物のみが押出加工性、押出加工後のηr保持率、ブロー成形性に優れ、且つ、成形品としたときのシャルピー衝撃強度、長期耐熱老化性に優れるブロー成形用ポリアミド樹脂組成物を提供することができる。本実施形態の成形品の製造方法は、前記ブロー成形用ポリアミド樹脂組成物を用いた方法であり、滞留安定性に優れ、シャルピー衝撃強度、長期耐熱老化性に優れる成形品が得られる。本実施形態の成形品の製造方法により得られる成形品は、自動車用、機械工業用、電気及び電子用、産業資材用、工業材料用、日用及び家庭品用等の各種部品の材料として利用することができる。
Claims (15)
- (A)ポリアミド樹脂と、
(B)ナトリウム化合物と、
を含む、ポリアミド樹脂組成物であって、
前記(B)ナトリウム化合物は、pHが5以上9以下であり、且つ、融点が350℃以上である、ポリアミド樹脂組成物。 - (C)繊維強化材を更に含む、請求項1に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記(C)繊維強化材がガラス繊維及び炭素繊維からなる群より選ばれる1種以上である、請求項2に記載のポリアミド樹脂組成物。
- (D)増粘剤を更に含む、請求項1~3のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記(D)増粘剤は、エチレン-αオレフィン共重合体、スチレン-エチレン-/1-ブテン/スチレン-共重合体、エチレン-マレイン酸誘導体共重合体、スチレン-無水マレイン酸共重合体、エチレン-無水マレイン酸共重合体、カルボジイミド基含有化合物からなる群より選ばれる1種以上である、請求項4に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記(B)ナトリウム化合物は、ハロゲン化物及び硫酸塩からなる群より選ばれる1種以上である、請求項1~5のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記(B)ナトリウム化合物は、フッ化ナトリウム、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム及び硫酸ナトリウムからなる群より選ばれる1種以上である、請求項1~6のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
- (E)耐熱剤を更に含む、請求項1~7のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
- (F)多価アルコールを更に含む、請求項1~8のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
- (G)ポリエチレン-イミンホモポリマー又はコポリマーを更に含む、請求項1~9のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 100質量部の前記(A)ポリアミド樹脂に対する、前記(B)ナトリウム化合物の含有量が、0.5質量部以上5質量部以下である、請求項1~10のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 100質量部の前記(A)ポリアミド樹脂に対する、前記(B)ナトリウム化合物の含有量が、1.0質量部以上5質量部以下である、請求項1~11のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 100質量部の前記(A)ポリアミド樹脂に対する、前記(B)ナトリウム化合物の含有量が、1.5質量部以上2.5質量部以下である、請求項1~12のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 前記(B)ナトリウム化合物は、臭化ナトリウム及び硫酸ナトリウムからなる群より選ばれる1種以上である、請求項1~13のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 請求項1~14のいずれか1項に記載のポリアミド樹脂組成物を成形した成形品であって、
前記成形品は、210℃で3000時間加熱後の引張強度保持率(S1210)と、190℃で3000時間加熱後の引張強度保持率(S1190)との差(ΔS1210℃-190℃)が20%未満である、成形品。
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