JP7104548B2 - ポリアミド成形材料及びその成形物 - Google Patents
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Description
(A)少なくとも1つの部分結晶性の脂肪族ポリアミドの52重量%から88重量%と、
(B)ジアミン成分(Ba),ジカルボン酸成分(Bb)並びにラクタム及び/又はω-アミノ酸成分(Bc)から形成され、ジアミン成分(Ba)はジカルボン酸成分(Bb)と実質的に等モルで使用され、ラクタム及び/又はω-アミノ酸成分(Bc)は0モル%から15モル%の範囲であり、成分(Ba)から成分(Bc)の合計が100モル%である、少なくとも1つの部分結晶性の部分芳香族ポリアミドの12重量%から48重量%と、からなり、
ジアミン成分(Ba)が、
(Ba1)1,6-ヘキサンジアミンの62モル部から96モル部、
(Ba2)ビス(アミノメチル)シクロヘキサンの4モル部から38モル部、及び
(Ba3)(Ba2)と異なる1以上の環式脂肪族ジアミンの0モル部から30モル部からなり、
(Ba2)及び(Ba3)の合計が4モル部から38モル部であり、(Ba1)、(Ba2)及び(Ba3)の合計が100モル部であり、
ジカルボン酸成分(Bb)が、
(Bb1)テレフタル酸の64モル部から100モル部、
(Bb2)イソフタル酸の0モル部から18モル部、及び
(Bb3)炭素数6-18の1以上の脂肪族ジカルボン酸の0モル部から18モル部からなり、
(Bb1)、(Bb2)及び(Bb3)の合計が100モル部であり、
ラクタム及び/又はω-アミノ酸成分(Bc)が、1以上のラクタム及び/又はω-アミノ酸からなり、
前記ラクタム及び/又は前記ω-アミノ酸の合計が100モル部であり、
(A)及び(B)の合計が、使用するポリアミド(A)及び(B)の合計と関係し、(A)及び(B)の混合物中において100重量%となるように配合された、上記(A)及び(B)の当該混合物の30重量%から100重量%(I)と、
繊維強化材の0重量%から70重量%(II)と、
(II)、(IV)から(VI)と異なる粒子状のフィラーの0から30重量%(III)と、
衝撃改良剤の0重量%から20重量%(IV)と、
熱安定剤の0重量%から2.0重量%(V)と、
(II)から(V)と異なる補助的な材料及び/又は添加剤の0重量%から6重量%(VI)と、
を含む、又はからなるポリアミド成形材料であり、
成分(I)から成分(VI)の合計が前記ポリアミド成形材料の100重量%であることを特徴とする、ポリアミド成形材料が提供される。
2つの前述したポリアミド(A)及び(B)(=成分(I))の混合物は、ポリアミド(A)及び(B)について、それぞれ次の量を含むことが好ましい。
(A)少なくとも1つの部分結晶性の脂肪族ポリアミドの60重量%から85重量%、好ましくは68重量%から82重量%、及び
(B)少なくとも1つの部分結晶性の部分芳香族ポリアミドの15重量%から40重量%、好ましくは18重量%から32重量%
本発明のポリアミド成形材料の混合物(成分(I))は、成分(A)として、少なくとも1つの部分結晶性脂肪族ポリアミドを含む。
本発明のポリアミド成形材料の混合物は、成分(B)として、ジアミン成分(Ba)、ジカルボン酸成分(Bb)並びにラクタム及び/又はω-アミノ酸成分(Bc)から形成される少なくとも1つの部分結晶性の部分芳香族ポリアミドを含む。
(Ba1)1,6-ヘキサンジアミンの65モル部から90モル部
(Ba2)ビス(アミノメチル)シクロヘキサンの10モル部から35モル部、及び
(Ba3)(Ba2)と異なる環式脂肪酸ジアミンの1以上の0モル部から25モル部
から選ばれ、(Ba2)及び(Ba3)の合計量が10モル部から35モル部であり、(Ba1)、(Ba2)及び(Ba3)の合計量が100モル部である。
(Ba1)1,6-ヘキサンジアミンの70モル部から82モル部
(Ba2)ビス(アミノメチル)シクロヘキサンの18モル部から30モル部、及び
(Ba3)(Ba2)と異なる環式脂肪酸ジアミンの1以上の0モル部から12モル部
から選ばれ、(Ba2)及び(Ba3)の合計量が18モル部から30モル部であり、(Ba1)、(Ba2)及び(Ba3)の合計量が100モル部である。
(Ba1)1,6-ヘキサンジアミンの65モル部から85モル部
(Ba2)ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、特には、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサンの15モル部から35モル部から選ばれ、
(Ba1)、(Ba2)及び(Ba3)の合計量が100モル部である。
(Bb1)テレフタル酸の70モル部から100モル部、
(Bb2)イソフタル酸の0モル部から15モル部、
(Bb3)炭素数6から18の1以上の脂肪族ジカルボン酸の0モル部から15モル部から選ばれ、(Bb1)、(Bb2)及び(Bb3)の合計量が100モル部であることが好ましい。
(Bb1)テレフタル酸の80モル部から100モル部、
(Bb2)イソフタル酸の0モル部から10モル部、
(Bb3)炭素数6から18の1以上の脂肪族ジカルボン酸の0モル部から10モル部から選ばれ、(Bb1)、(Bb2)及び(Bb3)の合計量が100モル部である。
(Bb1)テレフタル酸の80モル部から100モル部、
(Bb3)炭素数6から18の1以上の脂肪族ジカルボン酸の0モル部から20モル部から選ばれ、(Bb1)及び(Bb3)の合計量が100モル部である。
(Ba1)1,6-ヘキサンジアミンの65モル部から85モル部、
(Ba2)ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、特に、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサンの15モル部から35モル部から選択され、(Ba1)及び(Ba2)の合計量が100モル部である。
(Bb1)テレフタル酸の80モル部から100モル部、
(Bb3)炭素数6から18、特に炭素数6から12の1以上の脂肪族ジカルボン酸、特には、アジピン酸の0モル部から20モル部から選択され、(Bb1)及び(Bb3)の合計量が100モル部である。
本発明の成形材料は、好ましくは繊維強化材(成分II)を、好ましくは、15重量%から60重量%、特に好ましくは、20重量%から55重量%の割合で含む。この繊維強化材は、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、ウィスカ及び/又は鉱物繊維などの繊維状の形態を取る。成形材料は、特に好ましくは、30重量%から50重量%の繊維強化材を含む。
ポリアミド成形材料の混合物は、選択的に、成分(III)の形態で、好ましくは最大で30重量%の、ポリアミド成形材料の他の成分と性質上異なる粒子状のフィラーを含む。
本発明の成形材料は、1以上の衝撃改良剤(SZM、成分(IV))を20重量%まで含むことができる。SZMの濃度は、5重量%から15重量%の範囲であることが好ましく、特には5重量%から12重量%の割合であることが好ましい。成形材料は、衝撃改良剤を含まないことが好ましい。
成分(V)として、本発明の熱可塑性成形材料は、少なくとも1つの熱安定剤を、好ましくは0.1重量%から2.0重量%の濃度、特に好ましくは0.15重量%から1.8重量%あるいは0.2重量%から1.5重量%の割合で含む。
ポリアミド成形材料の混合物は、選択的に、最大で6.0重量%の割合で成分(I)から(V)と異なる補助的な材料及び/又は添加剤を成分(VI)の形態で含む。
弾性係数、破断応力、及び破断伸びは、ISO 527(2012-06)に従い、1mm/分の引張速度(弾性係数)で行い、ISO規格 CD3167(2014-11)、タイプA1に従い、170×20/10×4mmの引張試験片を用い、23℃、80℃及び100℃の温度で、乾燥条件及び湿潤条件下、5mm/分の引張速度(破断応力、破断伸び)で行った。
HDT/A(1.8MPa)及びHDT/C(8.0MPa)は、80×10×4mmの衝撃試験片の平坦な端部において、DIN EN ISO75-1、-2(2013-04)に従って、実施した。
ISO引張試験片を95℃の水中に336時間浸漬し、その後、その表面を綿布で乾燥させた後、初期の重量(乾燥した引張試験片)に対する重量増加分を測定した。
20lのオートクレーブ内に、3.48kgの脱イオン水を入れ、2.46kgの1,6-ヘキサンジアミン(Ba1)、1.00kgの1,3-ビス-(アミノメチル)シクロヘキサン(Ba2)、4.20kgのテレフタル酸(Bb1)、0.32kgのアジピン酸(Bb3)及び重合触媒として4.48gのホスフィン酸(50重量%の水溶液)を加え、さらに、消泡剤として3.2gのアンチフォーム RD(10重量%のエマルジョン)を加えた。その後、溶液は窒素置換を6回行って不活性とした。撹拌しながら、260℃の反応温度まで加熱した。これにより、圧力は32バールに達した。バッチ内は1.5時間に亘って、上記反応温度で上記圧力に保持し、次いで、ノズルを介して蒸気を放出した。初期縮合物は、30ミリバールの真空下、110℃で24時間乾燥した。
表1から表3に示す成分は、ヴェルナーアンドフレドラー社のスクリュー径25mmの二軸押出機を用い、所定の加工パラメータ(シリンダー温度:260℃から290℃、回転速度:250rpm、スループット12kg/時間)で、上述した濃度比で混合したものである。成分A及びBのポリアミド並びに熱安定剤は、供給部から供給し、ガラス繊維は、当該ノズル手前のサイドフィーダーハウジングユニットを介して、ポリマーメルト中に供給した。成形材料は、ノズルから3mmの直径で引き抜かれ、水冷後、粒状化した。粒子は、30ミリバールの真空下、110℃で24時間乾燥した。
安定剤 :Irganox 1010(ヒンダードフェノール、CAS:6683-19-8)
Claims (14)
- (A)少なくとも1つの部分結晶性の脂肪族ポリアミドの52重量%から88重量%と、
(B)ジアミン成分(Ba),ジカルボン酸成分(Bb)並びにラクタム及び/又はω-アミノ酸成分(Bc)から形成され、ジアミン成分(Ba)はジカルボン酸成分(Bb)と実質的に等モルで使用され、ラクタム及び/又はω-アミノ酸成分(Bc)は0モル%から15モル%の範囲であり、成分(Ba)から成分(Bc)の合計が100モル%である、少なくとも1つの部分結晶性の部分芳香族ポリアミドの12重量%から48重量%と、からなり、
ジアミン成分(Ba)が、
(Ba1)1,6-ヘキサンジアミンの62モル部から96モル部、
(Ba2)ビス(アミノメチル)シクロヘキサンの4モル部から38モル部、及び
(Ba3)(Ba2)と異なる1以上の環式脂肪族ジアミンの0モル部から30モル部からなり、
(Ba2)及び(Ba3)の合計が4モル部から38モル部であり、(Ba1)、(Ba2)及び(Ba3)の合計が100モル部であり、
ジカルボン酸成分(Bb)が、
(Bb1)テレフタル酸の64モル部から100モル部、
(Bb2)イソフタル酸の0モル部から18モル部、及び
(Bb3)炭素数6-18の1以上の脂肪族ジカルボン酸の0モル部から18モル部からなり、
(Bb1)、(Bb2)及び(Bb3)の合計が100モル部であり、
ラクタム及び/又はω-アミノ酸成分(Bc)が、1以上のラクタム及び/又はω-アミノ酸からなり、
前記ラクタム及び/又は前記ω-アミノ酸の合計が100モル部であり、
(A)及び(B)の合計が、使用するポリアミド(A)及び(B)の合計と関係し、(A)及び(B)の混合物中において100重量%となるように配合された、上記成分(A)及び成分(B)の当該混合物の30重量%から100重量%(I)と、
繊維強化材の0重量%から70重量%(II)と、
(II)、(IV)から(VI)と異なる粒子状のフィラーの0重量%から30重量%(III)と、
衝撃改良剤の0重量%から20重量%(IV)と、
熱安定剤の0重量%から2.0重量%(V)と、
(II)から(V)と異なる補助的な材料及び/又は添加剤の0重量%から6重量%(VI)と、
を含む、又はからなるポリアミド成形材料であり、
成分(I)から成分(VI)の合計が前記ポリアミド成形材料の100重量%であることを特徴とする、ポリアミド成形材料。 - 前記少なくとも1つの部分結晶性の脂肪族ポリアミド(A)は、ポリアミド46、ポリアミド6、ポリアミド56、ポリアミド66、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド1212、ポリアミド1010、ポリアミド1012、ポリアミド1112、ポリアミド610、ポリアミド106、ポリアミド612、ポリアミド614、ポリアミド616、ポリアミド516、ポリアミド618、ポリアミド69、ポリアミド810、及びこれらの共重合アミド、混合物あるいはポリマーアロイからなる群より選択されることを特徴とする、請求項1に記載のポリアミド成形材料。
- 前記混合物は、
(A)前記少なくとも1つの部分結晶性の脂肪族ポリアミドの60重量%から85重量%、好ましくは68重量%から82重量%、及び
(B)少なくとも1つの部分結晶性の部分芳香族ポリアミドの15重量%から40重量%、好ましくは18重量%から32重量%
を含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載のポリアミド成形材料。 - 前記少なくとも1つの部分結晶性の脂肪族ポリアミド(A)は、m-クレゾール(20℃、100mlのm-クレゾール中に0.5gのポリマーを溶かした状態)での溶液粘度ηrelが、1.5から3.0であり、好ましくは1.6から2.6であり、特には1.7から2.3であることを特徴とする、請求項1~3のいずれかに記載のポリアミド成形材料。
- ジアミン成分(Ba)は、
(Ba1)1,6-ヘキサンジアミンの65モル部から90モル部、
(Ba2)ビス(アミノメチル)シクロヘキサンの10モル部から35モル部、及び
(Ba3)A2)と異なる環式脂肪酸ジアミンの1以上の0モル部から25モル部
から選ばれ、(Ba2)及び(Ba3)の合計量が10モル部から35モル部であり、(Ba1)、(Ba2)及び(Ba3)の合計量が100モル部であることを特徴とする、請求項1~4のいずれかに記載のポリアミド成形材料。 - ジアミン成分(Ba)は、
(Ba1)1,6-ヘキサンジアミンの70モル部から82モル部、
(Ba2)ビス(アミノメチル)シクロヘキサンの18モル部から30モル部、及び
(Ba3)A2)と異なる環式脂肪酸ジアミンの1以上の0モル部から12モル部
から選ばれ、(Ba2)及び(Ba3)の合計量が18モル部から30モル部であり、(Ba1)、(Ba2)及び(Ba3)の合計量が100モル部であることを特徴とする、請求項1~5のいずれかに記載のポリアミド成形材料。 - ジカルボン酸成分(Bb)は、
(Bb1)テレフタル酸の70モル部から100モル部、
(Bb2)イソフタル酸の0モル部から15モル部、及び
(Bb3)炭素数6から18の1以上の脂肪族ジカルボン酸の0モル部から15モル部から選ばれ、(Bb1)、(Bb2)及び(Bb3)の合計量が100モル部であることを特徴とする、請求項1~6のいずれかに記載のポリアミド成形材料。 - ジカルボン酸成分(Bb)は、
(Bb1)テレフタル酸の80モル部から100モル部、
(Bb2)イソフタル酸の0モル部から10モル部、及び
(Bb3)炭素数6から18の1以上の脂肪族ジカルボン酸の0モル部から10モル部から選ばれ、(Bb1)、(Bb2)及び(Bb3)の合計量が100モル部であることを特徴とする、請求項1~7のいずれかに記載のポリアミド成形材料。 - 前記ラクタム及び/又は前記ω-アミノ酸成分(Bc)の量は、0モル%から10モル%であり、好ましくは、0モル%から5モル%であることを特徴とする、請求項1~8のいずれかに記載のポリアミド成形材料。
- (Ba2)ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、(Ba3)環式脂肪酸ジアミン、(Bb2)イソフタル酸及び(Bb3)脂肪族ジカルボン酸の合計量は、最大で38モル部であり、好ましくは最大で35モル部であり、特に好ましくは最大で30モル部であることを特徴とする、請求項1~9のいずれかに記載のポリアミド成形材料。
- ジアミン成分(Ba)は、
(Ba1)1,6-ヘキサンジアミンの65モル部から85モル部、
(Ba2)ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、特に、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサンの15モル部から35モル部から選択され、(Ba1)及び(Ba2)の合計量が100モル部であり、
及び/又は
ジカルボン酸成分(Bb)は、
(Bb1)テレフタル酸の80モル部から100モル部、
(Bb3)炭素数6から18、特に炭素数6から12の1以上の脂肪族ジカルボン酸の0モル部から20モル部から選択され、(Bb1)及び(Bb3)の合計量が100モル部であることを特徴とする、請求項1~10のいずれかに記載のポリアミド成形材料。 - 前記少なくとも1つの部分結晶性の部分芳香族ポリアミド(B)は、
少なくとも140℃、好ましくは少なくとも145℃、さらに好ましくは少なくとも150℃のガラス転移温度を有し、
最大で340℃、好ましくは最大で335℃、特に好ましくは300℃から330℃の融点を有し、
2400MPaから4200MPa、好ましくは2500MPaから4000MPa、特に好ましくは2600MPaから3900MPaの弾性係数を有し、
20℃かつm-クレゾール中での濃度0.5g/dlでの条件下において、1.45から1.95、好ましくは1.50から1.75、特に好ましくは1.55から1.68の相対粘度を有することを特徴とする、請求項1~11のいずれかに記載のポリアミド成形材料。 - 前記成分の含量は、互いに独立に、
(I)35重量%から84.9重量%、好ましくは40重量%から79.8重量%、特に好ましくは40重量%から69.8重量%であり、
(II)15重量%から60重量%、好ましくは20重量%から55重量%、特に好ましくは30重量%から50重量%であり、
(III)最大で20重量%、好ましくは最大で10重量%、特に好ましくは0.1重量%から5.0重量%であり、
(IV)0重量%(衝撃改良剤を含まない)、あるいは5重量%から15重量%、特には5重量%から12重量%であり、
(V)0.1重量%から2.0重量%、好ましくは0.15重量%から1.8重量%、特に好ましくは0.2重量%から1.5重量%であり、
(VI)最大で6.0重量%、好ましくは0.1重量%から4.0重量%、特に好ましくは0.2重量%から3.0重量%である、
ことを特徴とする、請求項1~12のいずれかに記載のポリアミド成形材料。 - 好ましくは成分の形態で、例えば自動車、特に自動車の内装、衛生管理が必要な分野、特に熱湯を使用する製品、家庭用品、特にコーヒーメーカー、電気ケトル、侵入コイル、食器洗い機、洗濯機、計測、レギュレーション及び制御技術、特にはアクチュエータ、センサ、トランスミッション、圧縮空気制御、バルブ、油圧制御、気圧制御や機械工学の分野で使用可能な請求項1~13のいずれかに記載のポリアミド成形材料から製造した成形物。
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