JPH02502735A - 低温で高衝撃強度を有するポリアミド組成物 - Google Patents

低温で高衝撃強度を有するポリアミド組成物

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JPH02502735A JP63506492A JP50649288A JPH02502735A JP H02502735 A JPH02502735 A JP H02502735A JP 63506492 A JP63506492 A JP 63506492A JP 50649288 A JP50649288 A JP 50649288A JP H02502735 A JPH02502735 A JP H02502735A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 低温で高衝撃強度を有するポリアミド組成物発明の胃景 本発明はポリアミド組成物、更に詳しくはアミン床端基な有するポリアミド、好 ましくはポリカプロラクタム(ナイロン6)を含有する低温において高衝軍強力 を有するポリアミド組成物及びこのような組成物のI!II製法に関する。
ナイロンという一般名で知られるポリアミド樹脂は硬度、rli引張り強力、靭 性及び剛性等、それらの多数の性質のために注目されている。ポリアミドはその ように特徴付けることができるけれども、ポリアミドの靭性、特に低温における 靭性を改良する試みが続けられてきた。
本発明の目的のために、コポリマーについてはジョン・ワイン−a 77ド・サ ンズ社(John ii’1lay and 5oxs+Inc 、 )の1部 門であるワインーーインターサイエンス(Filmy−1ntmracianc m )刊行の、W 7 e タブI)ニーa゛ヒA/ / −’(−*ジz=7 (F、F、Billmaymr、Jr、 )署1テキストブック・オブ・ポリマ ー・サイエンス(Textbook of Po1y情−デ5cience ) ″第2版、第11章に記載される一般的定義を用いる。グラ7トコボリマーはビ ルメーヤー者の回書第350〜351頁に1種の七ツマ−の連続したものが第二 の七ツマータイプの1主M’に1グラフト”されているものと一般に定義される 。
本発明において、グラフトコポリマー〇主aはそれ自体コポリマーであることが できろ。
高耐衝隼性ポリマー組成物に関する従来技術においてポリオレフィンに基づく改 質剤を使用することが認められている。この株ポリオレフィンは典形的にはエチ レンに基づくコポリマーとエチレンに基づくグラフトコポリマーである。従来技 術においてはポリオレフィン@嘔改良剤を用いる場合のポリアミドの衝撃性改良 法として2つの方法が認められている。第一の方法はポリアミドとコポリマー鎖 の玉鎖にθつ℃存在する反応性成分(rgactiva moiety )又は コポリマー銭にグラフトされた反応a成分との間でグラフトさせるものである。
グラフト反応は典形的にはポリアミド、即ちポリカプロラクタム鎖のアミン(又 はアミノ)床端基において起こる。
これら組成物のタイプとして米国%計第3,388.186号、同第3,456 ,059号、同@3,963,799号、同第3,976,720号、同4,3 05,865号、同第4,339.555号及び同第4,427.832号、並 びに1986年9月22日に発行されたC&ENのスティンノンある。
第二の方法はポリアミドとそのポリアミドマトリックス樹脂に接着する部位によ り接着を達成するポリオV7この方法は米国特許第4.174,358号明細書 に示される。
米国特許第4.174,358号明細書にはまた過剰のアミン木端基を衝撃性改 良法と併用することも開示される。
ポリアミドのアミン基で終らせる8度を重合中にコントロールできることは一般 に知られ℃いる。
米l特許第4,305.865号BAM書にはポリアミド50〜99重量−と脂 環式カルボン酸又はその官能性誘導体から選ばれるアダクトを有するポリマー5 0〜1重量−から成る組成物が開示される。ポリマーとして脂環式カルボン酸又 は七の誘導体であるアダクトを有するエチレン/プロピレンコポリマーがある。
この米国特FF明細書の1参考へ2では七のコポリマーに対して0.1重重−の 無水マレイン酸が付加したアダクトが使用された。
米国!許! 4,594.386号F!A+ia魯Kl’!ポリアミドと、無水 マレイン酸がグラフトされたエチレン−プロピレン;ポリマーとの、改良された 低温耐衝撃性を有する組成物が開示される。
米国特許第4,537,929号明11111t−にはガラス充填ポリアミド、 及びポリエチレンポリマーとα、β−エチレン性不胞相ジカルボン酸化合物との 7ダクトが開示される。アダクトにはエチレン−プロピレン/無水マレイン酸グ ラフトコポリマーがあり得る。
発明の概要 本発明は低温におい″′C実質的な室温衝撃抵抗量を保持する改良された耐衝撃 性を有するポリアミド組成物に関する。この改良された耐衝2性は少なくとも2 個のアミン床端基を待つポリアミドと溶融ブレンドの過程でポリアミドのアミン 床端基と反応する反応性成分なコポリマー分子当り平均少なくとも2個有する反 応性コポリマーとの反応に基づく。ポリアミドと反応性ポリマーが多官能性の反 応性基を持つために、それらコポリマーとポリアミドとの間で、ジアミンと二塩 基酸とから形成されたポリアミド、及び床端基の少なくとも50モルチを数基又 はキャップされた床端基として有する分子から成るポリアミドより成る詳から選 ばれる追加のポリアミドの存在下で少なくとも部分的な網状構造、即ちネットワ ークを持つ又は高度に分枝した反応生成物ができろと考えられる。得られる組成 @は改良された性質、Wに改良された低温耐(1g雰性を有する。
本発明は床端に少なくとも1個のアミン基を胃するポリアミドを全ポリアミドに 対して0.5〜95重童チ含むポリアミド組成物に関する。′アミン床端ポリア ミドはアミン床端基をポリアミド、好ましくはポリカプロラクタム分子の少なく とも2個の床端基として有するポリアミド分子を3〜97モルチ含有するポリア ミド、好ましくはポリカプロラクタムから成る。好ましくは、このポリアミドは 七の全宋端基の50モルチより多く、好ましくは60〜97モル%をアミン末端 基として有する点で″過剰のアミン床端”を有する。
ジアミンと二塩基酸とから形成されたポリアミド、及び禾gs基の少なくとも5 0モルチを酸基又はキャンプされた床端基とし℃有するポリアミドより成る群か ら選ばれる追加のポリアミドが全ポリアミドに対して5〜995重量%存在する 。これらの追加のポリアミドにはキャップされたポリアミド、過剰の酸基な床端 に待つポリアミド及び平衡ポリアミド(balancad polyamide  )がある。過剰酸宋ポリアミドとはその末端基の50モルチより多(を酸末端 基として有するものである。′平衡”ポリアミドとはその末端基の約50モルチ なアミン末端基として、またその禾111基の50モルチを酸末端基として有す るものであり、また1キヤツプされた”ポリアミドとはシクロヘキシルアミン等 の1個のアミン基を有する化合物と反応して不発明の組成物中の他のナイロンの 酸末端基又は反応性成分とは反応しないアミド又は他の基を形成し℃いる床1i 1基を有するものである。このような酸末端ポリアミド、平衡ポリアミド又はキ ャップされたポリアミドはアミン基を各分子の最大でも1個の末端基として有す る。
組成物は更に全ポリマーに対して2〜50%、好ましくは15〜50%、更に好 ましくは15〜40重量%、最も好ましくは15〜30重′ikチの反応性コポ リマーを含む。反応性コポリマーはエチレンと3〜8個の炭素原子を有スるα− オレフィンとのコポリマーである。反応性コポリマーは更に;ポリマー分子当り 平均少な(とも2個の反応性成分を含む。反応性成分はエチレンコポリマーにグ ラフトされているのが好ましい。反応性成分はコポリマー頌に共重合され℃入っ ていることもできる。
反応性成分はジカルボン酸又はその誘導体、好ましくはエチレン性不飽和ジカル ボン酸又はその誘導体である。
反応性コポリマーと組み合されている反応性成分はlfi又は2種以上のタイプ であることができる。
本発明はまた反応性コポリマー、床端がアミン基となっているポリアミド及び追 加のポリアミドを溶融ブレンドする工程から成るポリアミド組成物の製造法も包 含する。アミン床端基はポリアミドと反応性コポリマーの両ポリマーの溶融温度 より高い温度で行われる溶融ブレンドのif!gで反応性コポリマーの反応性成 分と反応する。
本発明の組Fy、物の耐衝撃性はポリアミドのアミン床端基が反応性コポリマー の反応性成分にグラフトする結果改良されると考えられる。この反応で部分的な ネットワークが形成されると考えられる。この反応は平衡若しくは酸末端ポリア ミド又はジアミンと二塩基酸から形成されているポリアミドの存在下で起こる。
好ましい態様の説明 本発明は改良された耐衝撃性、ef#に低温における耐衝撃性を有する浴融ブレ ンドされたポリアミド組成物に関する。組成物はアミン末端基をポリアミド分子 の少なくとも2個の床端基として有するポリアミド分子を3〜97モルチ含むポ リアミドから成るアミン床端ポリアミドを含む。過剰のアミノ零喝とはポリアミ ド分子の床端基の50モルラより多くがアミン床端基であることを意味する。ポ リアミド組成物は末端基の少な(とも50モル−を酸末端基又はキャップされた 末端基として有するポリアミド又はジアミンと二塩基酸とから形成されているポ リアミドを少なくとも1徨の追加のポリアミドとして含む。
組成物はポリアミドのアミン床端基と溶融ブレンド中に反応する反応性成分をコ ポリマー分子当り平均少なくとも2個、好ましくは2〜10個、更に好ましくは 2〜4個有する反応性コポリマーを含む。反応性コポリマーは好ましくはエチレ ンと3〜8mの炭X原子を有するα−オレフィンより成る群から選ばれる少なく とも[1のモノマーとのコポリマーである。コポリマーは1種又は22s1以上 のタイプの反応性成分子trfつていることができる。反応性成分はジカルボン 酸又はその〇導体であるのが好ましい。好ましくは1反応性成分はエチレン性不 飽和カルボン酸又はその誘導体である。
本発明における使用に適したポリアミドとしてアミド繰返基なポリマー主鎖の一 部として有する、好ましくは末端基滴定法で測定して約15,000〜40,0 00の平均分子量数を有する長鎖高分子アミドが挙げられる。本発明における使 用に適したポリアミドはこの技術分野で知られているいかなる常用方法によって も製造すること限定されないが、このようなポリアミドの例は(cL)  9ク タム類の重合によって製造されるもの、好ましくはC−カブロラクタムの重合に よって製造されるナイロン6、(bJ  ジアミンと二塩基酸との縮合によって 製造されるもの、好ましくはヘキサメチレンジアミンとアジピン酸との縮合によ って製造されるナイロン6.6、ヘキサメチレンジアミンとセバシン酸との縮合 によって製造されるナイロン6.10、及びポリテトラメチレンアジパミド(ナ イロン4.6)、並びに(cl  アミノ酸の自己縮合によって製造されるもの 、好ましくは11−アミノウンデカン酸の自己縮合によって製造されるナイロン 11、又はこれらポリアミドの2種又は3a!以上より成るランダム、70ツク 若しくはグラ7トインターポリマーである。
有用なコポリマーはカプロラクタムとへキサメチレンジアミンとアジピン酸との コポリマー(ナイロン6.66)である。
ナイロン−61ナイロン4,6又はナイロン6.6等のポリアミド及びナイロン 6.66等のコポリマーは、tct  ポリアミド鎖の両端に結合したカルボキ シル基(&末端基付き)、(b)ポリアミド鎖の一端に結合したカルボン酸基及 び他端に結合したアミド基(°キャップされた宋* ) 、 (1:J  ポリ アミド領の両宋端に結合したアミノ基(アミン宋端基付き)、及び(dJ  ポ リアミド鎖の一端に結合したカルボキシル基及び他端に結合したアミ/基(“平 衡2床gs)を含めて種々の床端官能基を含むことができる。
本発明は少なくとも2個のyg端基なアミン床端基とし?!するポリカプロラク タムのようなポリアミドな包含する。ポリアミドは宋層基を2個しか有しない線 状分子であるのが無形的であるが、側faす持つポリカプロラクタム等のポリア ミドも多官能性の反応性成分等の分枝用物質を使用することによって製造するこ とができる。床端基の少な(とも2個なアミン床端基とし℃有するこのようなポ リカプロラクタム分子は本発明の過剰アミン床端ポリカプロラクタムの品種の中 に含められる。
ポリカプロラクタム等のポリアミド分子はテキサコ社(Tmzaco )製のシ ェフアミン類(Jaffamina :登録量1m)のような分収用物質を含有 していることができる。
これらは床端がアミンで終っている三官能性のポリプロピレンオキクドである。
シェフアミン製品にはシェフアミンT−403、シェフアミン7’−3000及 びシェフアミンT−soooの3檀がある。これらのシェフアミンはプロピVン オキクド(PO)に基づくトリアミンで、POとトリオール開始剤との反応、続 いて床端ヒドロキシル基のアミン化によって製造される。これらを例示すると次 の構造式で示されるニ ジエフアミンT−シリーズ (OCH,CM) −NH。
(OCH,CM) 、−NH。
(OCR〆万) −NH。
(式中%2は少なくとも1)11数である)T−403)リメチロールプロパン    4405−61−3000  グリセリン       3000  5 0T−5000グリセリン       5000  85他の有用な分枝用物 質に三官能性及び四官能性のエチレンアミン、例えばトリス(2−7ミノエチル )アミンがある。ポリアミドはアミン床端基から重合することができ、これによ って2個より多(の禾層基を有するポリアミド酸がもたらされる。
アミン床端ポリカプロラクタムはアミン床端基をその分子の少なくとも2個の床 端基として有する分子から成るポリカプロラクタムであると考えられる。このよ うなアミン床端ポリカプロラクタムは少なくとも2個の床端基なアミン床端基と して有するポリカプロラクタム分子を3〜97モルチ有する。1過剰の2アミン 禾端を有するポリカプロラクタムとは分子が床端基総数の50モルチより多くを 、好ましくは60〜97モルチをアミン末端基として待っているポリカプロラク タムである。床端のアミン床端基は、無形的には1重合中に過剰のジアミンを含 めることによって生成する。好ましいジアミンはへキサメチレンジアミンである 。
本発明における使用に適したジアミンの他の例にテトラメチレンジアミン、ペン タメゾレンジアミン、オクタメゾレンジアミン、デカメチノンジアミン及びドデ シルアミンがある。本発明の過剰アミン床端ポリカプロラクタムを生成させるの に必要とされるジアミンの量はアミンの目的量と得られるポリマーの分子量に依 存して変わるが、それは当業者であれば容易に決めることができるものである。
例えば、アミン床端基が約80当量/1061、酸末端基が約17当量/ 10 @j’である数平均分子量約21,000のポリ−C−カプロラクタムを生成さ せるには約0.25モルチのへキサメチレンジアミンが必要とされる。ポリカプ ロラクタム中のアミン床端基量は酸末端基量の少な(とも1.5倍であるのが好 ましく、そして少なくとも2倍であるのが更に好ましい。
床端基の50モルチより多くを酸末端基(無形的にはカルボン酸基)として有す るポリアミドは重合中にジアミンに対して過剰の二数、例えばセバシン酸を存在 させることによって形成することができる。このようなポリアミドは床端が酸基 で終っているポリアミドであると考えられる。有用な二数にはマロン酸、グルタ ル酸、アジピン11!、ピメリン酸、スペリン酸、アゼライン酸及びセバシン酸 があるが、これらに限定される訳けではない。
本発明は少なくとも1種のアミン禾燗ポリアミドと少なくとも1種の追加のポリ アミドを含有する組成物を包含する。追加のポリアミドには酸末端ポリアミド、 酸宋gIIA基とアミン末端基とかほぼ等しい平衡ポリアミド及びキャップされ た酸末端基を有する酸末端ポリアミド又は平衡ポリアミドである1キヤツプされ た5ポリアミドを含め℃他のタイプの床端基を持つポリアミドがある。キップさ れたポリアミドは酸末端基より過剰のアミン床端基な有するけれども、これらの 基はポリカプロラクタム分子鎖の一端にだけ存在する。これは反応性コポリマー とは°ネットワーク”を形成しない。追加のポリアミドにはジアミンと二塩基酸 とから形成される。正に過剰の酸末端を有するポリアミドも包含され得る。
組成物には存在する全ポリアミドに対して約0.5〜95%、好ましくは0.5 〜90%、更に好ましくは5〜75%、最も好ましくは10〜25%の少な(と も1種の過剰アミン床端ポリアミドと対応する量の少なくとも1aiの追加のポ リアミドが存在する。
好ましいポリアミドはポリカプロラクタムである。ポリカプロラクタムは、未洗 浄の場合、ポリカプロラクタムの重量基準で15重量−以下、無形的には0.5 〜12重isのカプロラクタムモノマー又は水で抽出可能なカブロックタムオリ ゴマーを含有し℃いる可能性がある。
末端基の約80モルqbをアミン床端基として有するアミン床端ポリカプロラク タムが100%である組成物はその加工及びコントロールが困難であることが見 い出され、しかも反応性コポリマーを高水準で使用する場合、即ち過剰のアミン 基と反応性コポリマーとの間の架橋を耐衝撃性の低下をもたらすような程度とす る約15以上とする水準で使用する場合耐衝単性を低下させる可能性がある。
過剰のアミン末端を有するポリアミド酸、例えばポリカプロラクタムと平衡床端 又は酸床端あるいはキャップされた本選を持つ追加のポリアミドとの混合物は床 端基量の全量をコントロールするのに用いることができる。
過剰のアミン宋層基付きポリカプロラクタムと溶融ブレンドされた追加のポリア ミドの使用で溶融ブレンドの際の困難が回避される。また、経済的理由から過剰 末端ポリカプロラクタムはより少量で使用するのが望ましい。
アミン床端ポリアミド、特にポリカプロラクタムの使用は低温耐衝撃性を向上さ せることが見い出された。
本発明の組成物は反応性ポリマーを含む。この反応性ポリマーはエチレンとエチ レン以外のα−オレフィンとのコポリマーである。α−オレフィンは好ましくは 少なくとも1mのC1〜’a、好ましく)工C1〜C6のα−オレフィンから選 択されるα−オレフィンである。プロピレンがコポリマー中のC1〜C,α−オ レフィンとして選ばれる好ましいモノマーである。プロピレンの代りに、又はプ ロピレンに加えて他のC8〜C・α−オレフィン、例えば1−ブテン、1−ペン テン及びl−ヘキセンもコポリマー中で用いることができる。
コポリマーは分子量り平均少な(とも2個、好ましくは2〜10個、更に好まし くは2〜6個、最も好ましくは2〜4個の反応性成分な有する。反応性取分はコ ポリマーにグラフトさt′L″Cいるのが好ましい。反応性コポリマーに付いて いるこの1個より多い反応性成分の基がポリアミドのアミン末端基と反応性コポ リマーとの間でのネットワーク形成を高めると考えられる。反応性成分はカルボ キシル官能基又はカルボキシレート官能基であり、これを裏エチレン/Cs〜C 6α−オレフィンコポリマーを4〜8gjの炭素原子を有するα、β−エチレン 性不飽和ジカルボン酸又はそれらの誘導体より成る群から採用される不飽和の反 応性成分と反応させることによって供給することができる。このような誘導体に はジカルボン酸の無水物若しくはジカルボン酸の金属塩、あるいは金属の塩基性 塩等により中和することによってイオン化さnたカルボン酸基を0〜100%有 するジカルボン酸のモノエステルがある。このような酸及びその誘導体の例を示 すと、マレイン酸、無水マレイン酸、マレイン酸モノエチルエステル、マレイン 酸モノエチルエステルの金属塩、7マル酸%7マル酸モノエテルエステル、イタ コン酸、ビニルフタル酸%7マル酸モノエチルエステルの金属塩。
アルコールがメチル、プロピル、イノプロピル、ブチル、イソブチル、ヘキシル 、シクロヘキシル、オクチル、2−エチルヘキシル、デシル、ステアリル、メト キシエチル、メトキシエチル、とドロキシ又はエチルである場合のマレイン酸若 しくは7マル酸又はイタコン酸のモノエステル等である。反応性成分は周知の任 意のグラフト法でエチレンコポリマーにグラフトさせることができる。
別法として、反応性成分は共重合でエチレンコポリマーの王aK導入することが できる。反応性コポリマーはl檀又は2種以上のタイプの反応性成分を含んでい てもよい。
エチレンとα−オレフィンとの有用な反応性コポリマーはエチレンに基いて30 〜60重量%、好ましくは40〜45重量%のα−オレフィンを含むものである 。
コポリマーはまた0、1〜10重量%、好ましくは0.1〜5重tチ、更に好ま しくは0.3〜2,0重量−の反応性成分を含有する。反応性コポリマーの数平 均分子量は2.000〜100,000、好ましくは2.000〜65.000 、叉に好ましくはs、ooo〜35,000.最も好ましくは5.000−20 ,000である。還元溶液粘匿(R5V)の無形的なaは0.5〜3.5である 。R5V2.8が数平均分子量約so、oooに、REV2.0が数平均分子量 35000に、R5Fl、0が数平均分子量12.000にそれぞれ相当する。
R5Vはデカリン中0.1%溶液として135℃で測定される。
コポリマーはジエンのような他の七ツマ−を含有していることができる。好まし いジエンにブタジェン、1゜4−へキサジエン、ジシクロペンタジェン、メデレ ンノルボルネン、ククaオクタジエン等がある。ジエンは共役ジエンでも非共役 ジエンでもよい。好ましいコポリマーにエチレン/フロピレンコポリマーCEP )及びエチレン/プロピレン/ジエンコポリマー(EPDM)がある。
本発明の組成物は全ポリマー基準で約2〜50%、好ましくは15〜50%、更 に好ましくは15〜40%、最も好ましくは15〜30チの反応性コポリマーと それに対応する量のポリアミドを含有する。
過剰のアミド不漏を有するポリアミドと少なくとも2個の反応性基を有するコポ リマーとの多官能性の故にコポリマーとポリアミドの末端基との間には高度に分 枝した又は部分的三次元ネットワークが形成されると考えられる。このようなネ ットワークはニューヨーク洲(A’5rYork )イサカ(Ithcα)のコ ーネル・ユニバージティー・プレス(Corne目Utt*arsityPre ss ) カら1953年に刊行されたプリンシブルス・オブ・ポリマー9グミ ストリー(Pr1nciples of Polytmar Chawhi−s try )第347〜349頁にピー・ジエーーフローリーによって記載され、 二官能性単位と二官能性単位との反応で高度に分枝した構造が得られるとされ℃ いる。未反応の官能基は同じ分子上の対間で反応の機会を与える。
従って、分子閾縞合と競争して分子内縮合が相当程度進む可能性がある。この部 分的ネットワーク構造は得られるポリアミド組成物が改良された性質、特に改良 された低温衝撃強さを持つことの説明を与えるだろう。
本発明の組成物はまたその衝撃特性に実際上影響を及ぼさない常用の添加剤、例 えば酸化、熱及び紫外線による劣化に対する安定剤及び禁止剤、潤滑剤及び離型 剤、染料及び顔料を含めて着色剤、難燃剤、繊維状及び粒状の充填剤及び強化材 、核剤、可塑剤等を1徨又は2種以上含有することができる。これらの添加剤は 一般に混合工程中に添加される。
本発明のブレンド中に存在してもよい代表的な酸化及び熱安定剤に第一族金属の ハライド、例えばナトリウム、カリウム、リチウム及び第一銅のハライド、例え ばクロライド、ブロマイド、アイオダイド:立体障害フェノール、ハイドロキノ ン類及びこのような群及び組み合せの各種の置換体がある。
代表的な紫外線安定剤に各種の置換されたレゾルシノール類、サツシレート類、 ベンゾトリアゾール類、ベンゾフェノン類等がある。
代表的な潤滑剤及びm型剤にステアリン散、ステアリルアルコール及びステアリ ルアミド類がある。代表的有機染料にニグロシンがあり、−万代表的顔料に二酸 化チタン、硫化カドミウム、セレン化カドミウム、7タロシアニン類、ウルトラ マリンブルー、カーボンブラック等がある。代表的難燃剤に炭素繊維、ガラス繊 #!、熱互変性ポリエステル繊維、アラミド繊維、無定形シリカ、アスベスト、 珪駿カルシウム、珪酸アルミニウム、炭酸マグネシウム、カオリン、チョーク、 粉不石英、マイカ、長石等がある。
代表的難燃剤にデカブロモジフェニルエーテル等のような有機ハロゲン化化合物 がある。
代表的な可塑剤にラクタム、例えばカプロラクタム及びラウリウラクタム、スル ホンアミド、例えばo、p−トルエンスルホンアミド及びN−エチル、N−ブナ ルベンジルスルホンアミドs  ’rTI−トルエンスルホンアミドその他この 技術分野で公知の可塑剤がある。
本発明の組成物はポリアミド、追加のポリアミド及び反応性コポリ1−をスクリ ュー押出機又は他の常用可塑化用装置、例えばブラベンダー又はバンバリーミキ サ−、ミル等の中で溶融ブレンドして均一な混合物となすことによって調製する ことができる。組成物はポリアミドと反応性コポリマーの溶融温度より高い温度 で溶融ブレンドされる。好ましくは1組成物はポリアミドのfg融湿温度り高く 、かつ有意の劣化が起こる温度より低い温度で溶融ブレンドされる。組成物はそ の中のi&iI&溶融温度を待つポリアミドの溶融温度より1〜24℃高い温度 で溶融ブレンドすることによって!lI製するのが好ましい。
末端基の約80モルチより多くをアミン床端基として有するアミン床端ポリカブ Ωラクタムを分子鎖当91個より多くの反応性成分を含有する。15%より多く の反応性コポリマーと共に含有する組成物の押出しでは31!橋が多過ぎ、加工 が困難になる可能性がある。それら成分を溶融押出法によりコントロールされた 方法で共反応させることには過剰の反応を回避するために非常に正確な条件が必 要とされる。組成物に平衡末m、キャップされた床端又は酸末端のポリアミドを 含めるともつと容易に加工できる組成物が得られることが見い出された。さもな いと、押出物は塊やボイドを含み、しかも加工が極めて困難となり:メルト70 −インデックスの測定値は流動しないことを示し;また機械的性質は非常にばら つき、再現するのが困難となる可能性がある。
組成物は反応性コポリマーの反応性成分と過剰アミン末端ポリアミドのアミン末 端基座位との間の反応に由来して改良された耐衝撃性を待つ。ポリアミド鎖釆膚 の2個又は3個以上のアミン座位が反応性コポリマーと反応して外囲温度及び低 温において改良された耐衝撃性をもたらすネットワークを生成させると考えられ る。酸、平衡又はキャップされた追加のポリアミドを組み合せると更に少量の過 剰アミン床端ポリカブΩラクタムでも改良された耐衝撃性が得られる。
組成物は熱可塑性物品の成形加工に用いられる常用の成形法で広範囲の有用物品 、即ち成形部品、押出造形物。
例えは管材料%フィルム、シート、繊維、ラミネート及びワイヤーコーティング の如き物品となすことができる。
1成形”とは加熱された可塑状態にあるブレンドを変形させることによって物品 を形成することを意味する。
以下に説明される実施例は本発明の本性とその実施方法を例証するものである。
本発明はこれら実施例の細部に限定されると考えるべきではない。部は別に記載 されなければ重量%’kX味する。
実施例はアミン床端ポリカブΩラクタムを他の末端基を持つポリアミド及び反応 性コポリマーと溶融ブレンドして用いるとき、少量のアミン末端ポリアミドでも ノツプ付きアイゾツト耐衝撃性に予想外の改良が達成されることを示した。この 改良は低温において待に著しい。
次の実1ft1例の組成物は材料をまずトライブレンドすることによって一般K gii製された。このトライブレンドされた材料を約260℃で溶融押し出した 。押出物のストランドを急速に水浴を通過させた。ストランドをペレット化機を 通過させ、そのペレットを集めた。各組成物の融点より高い温度で射出成形して 試験片を作成した。成形温度は約71〜82℃に保った。成形サイクルは前ラム (forwcLrd ram ) 10〜30秒、ホールド(hold )で1 0〜25秒であった。
メルトインデックスはASTM  D−1238、条件Qに従って測定した。衝 撃値は指示される0、32cm又は0.64cmの試験片を用いてASTM   D−256のノツチ付きアイゾツトに従って試験した。引張り及び伸び試験はA STMD−638に従つ℃行い、また曲げ特性はASTM  D−790に従っ て試験した。
アミン末端ポリ−6−カプロラクタムは過剰のアミノ床端基を持つもので、ヘキ サメチレンジアミンを使用した・このアミン床端ポリカブΩラクタムは約80〜 85モル−のアミノ末端基を有し、かつ別に記載されなければ蟻酸粘g(FAV )が57であるポリ−C−カプロラクタムであった。
アミン末端基50モル−で、別に記載がなければ蟻酸粘度(FAV)が70であ るポリー砿−カプロラクタムであった。
実施内で使用したポリ−C−カプロラクタムのアミン末端基及びカルボキシル末 端基の濃度はポリ−C−カプロラクタムの滴定により測定した。即ち、試料を7 工ノール66重量%のメタノール溶液に溶解し、p−トルエンスルホン酸0.0 1#のメタノール溶液で滴定してアミン禾9i!に定量した。酸末端基について は、試料をベンジルアルコールに溶解し、ベンジルアルコール中水酸化カリウム 溶液で滴定した。得られた値はナイロン6試料lO“り当りの末端基の当量1! (#e)で与えられる。これらの値は滴定により次式 (式中、r−滴定液の容量、d; N−滴定液の規定度:及び r=−ナイロン試料の重量、P) で求められる。
1アミン床gs”ナイロン6はアミン(NHz )末端基72 zg/ 10” P、カルボキシル(−COOK )末端基22If/Noりであった。平衡ナイ ロン6はアミン末端基48 *v/10@り、酸末端基48 aq/ 10’P であった。
−カプロラクタム(ナイロン6)80%及びエチレン/プロピレン/無水マレイ ン散(HA)グラフトコポリマー(EPMA)20%から成る溶融ブレンド組成 物であった。
比較例において、ポリ−ミーカプロラクタムは酸末端基とアミン木端基が等モル 比である蟻酸粘度55の平衡ナイロン6(平衡)であった。比較例2において、 ポリ−C−カプロラクタムは上記のアミン末端ナイロン6(アミン)であった。
実施例1〜7において、ポリ−C−カプロラクタムは比較例1の平衡ナイロン6 と比較例2のアミン末端ナイロン6との等量混合物であった。評価した各禮EP MA反応性コポリマーは20M*チであった。
反応性コポリマーの還元溶液粘度(REV)を第1表にまとめて示す。室温、0 ℃、−20℃及び−40℃におけるノツプ付きアイゾツト値も第1表に示す。ノ ツプ付きアイゾツトの測定は′A#のバーについて行われ、f!r値は7回の測 定の平均である。ブレンド中のカルホキクル基(−COOH)及びアミン基(− Nils )の当’i数を測定してナイロンと反応性コポリマーの反応性成分( 無水マレイン@)との間の反応を定量した。
第   1   表 比較力1  −      80     1.0   1.6比1?fi2   80            1.O1,S実施力1   40        40      1.0   1.6実施肉2  40      40      1.3   1.3実′Niカ3  40     40     1. 9   1.8実MM4   40      40     2.0   0 .6実MM5   40      40     2.4   1.0笑31 9416   40       40      2.6   0.6実施例 7  40      40     2.8   0.3比較例1  49     16   221 319 324 248比較例2  21    2 9   988 1021 697 362実施例1  33    22    1242 1264 1177 1048実施例2  34    21    1188 1274 1172 794冥施f!3  38    23    1334 1307 1242 551実施例4  32    35    1280 1291 1210 935実施例5  38    29  13 55 1318 1237 508笑施例6  34    37   112 9 1285 1188 810実施例7  37    42   1004  1075 1026 383第  l  訝(絖!り 比較例1   75    1795    40    50比較例2    58    1403    45    80実施fP!1   65     1584    50   140実施f112   63    1539     47   170実71iI例3    63     1573      46    140夾施例4   65    1622    42     140実施例5   64    1547    42    90実 施例6   63    1508    42   130実施例7   6 3    1522    40   160第1表を考察すると、評価したE PMA反応性コポリマーのいずれを使用してもアミン末端ナイロン6を含有する ポリカプロラクタム組成物は改良された耐衝撃性を有していたことが示される。
平衡ナイロン6とアミン末端ナイロン6との混合物に基づく組成物が最大の耐衝 撃性を有し、しかも非常に低温度までその耐衝撃性を維持した。実施例1〜7の どの1つにおいても、ノツチ付きアイゾツト値は無水マレイン酸が0.3%程度 の少量であるEPMAを使用しても、またEPMAのR5Vに無関係に一40℃ まで比較例1及び2より大きかった。
比較例2はコントロールが困難で、高剪断条件を伴うより大型の押出機では再現 することができなかった。これは過剰のアミン床111基に白米する架橋が高水 準であるためと考えられる。
実施例8〜10゜ アミン不漏ナイロン6と平衡ナイロン6との比率を変えて実施例4を繰り返した 。厚さ0.32C!I及び0.64cIRのノツプ付きアイゾツト用バーを用い て得た結果を以下の第2表に示す。第2表はより少量のアミン不漏により一20 ℃以下で非常に高い衝撃値が達成され得ることを示す。
実施例8    50150   0.32 1280 1145実施例9      75/25   0.32  1215  1161笑MfjllOA     27/75   0.32  1274  1247実施例10E     25/75   0.64  1102  1064実施例8   1253  281  −   38    32案21!1iP19   1177 2 21  −   30   38実施例104 1237 313  −    44   31実施例10E  1004 351 248   −    − *m  湾  11〜14゜ エデレン/フロピレン/無水マVイン酸コポリマー(EPMA)の量を変えて実 施例5を繰り返した。ポリアミドは50重量−のアミン末端ナイロン6と平衡ナ イロン6との混合物であった。ノツチ付をアイゾツト用バーは厚さ0.64ct aであった。結果を以下の第3表に示す。
これは低温での高耐衝撃性には組成物中のEPMA コポリマー量は少な(とも 15%必要とされること、及びそれより少量のEPMA 9度でも耐衝撃性は維 持されるが、より低水準であることな示す。
第  3  表 ノツプ付きアイゾツト ポリカブロラ  −J/講ノツプツ クタム、%   RT   Q℃ −20℃−30℃笑施例11  80%   1199 1161 400 378実施例12  85%  1172 90 7 335 243笑施鉤13  90%   248 162 162 16 2実り例1495%   146 108  i03 108実施例11427    281   36    31実施例12286   227   42     26笑2Ill1例13167    146    49      24実施例14124    97   62    18実施例15〜16゜ アミン末端ナイロンと平衡ナイロンとの比早な変え℃実施例6を繰り返した。厚 さ0.640IIのノツチ付きアイゾツト用バーンを使用した結果を以下の第4 表に示す。
この場合も同様にjt@撃性は低温で保持される。
第  4  表 ポリカブpラク     ノツチ付きアイゾツト実施例15  25/75   1177 1139 1080 994実M例16  10/90  1193  1156 1037 907実施例15   599    238     42   54実施例16   810    248    40    9 2種々のタイプと重の末端基を有するナイロン6を用いた。組成物中の全ナイロ ン6についてFAV (蟻酸粘度)及び−COOH宋端基末端−NH,末端基値 (モル当量/10”f)を第5表に示す。比較例3はFAV70の平衡ナイロン 6であった。比較例4はアミン木端ポリカプロラクタムと1官能性(1個のアミ ノ基)シクロヘキシルアミン(CHA)末端基付きポリカプロラクタムとの併用 を例証するものである。比較9115と6はアミン木端ポリカプロラクタムと二 官能性(2mのアミン基)へキサメチレンジアミン(HMDA)との併用を例証 するものである。実施例17〜19はHMDAアミン末端基付きポリカプロラク タムを含有する組成物を例証するものである。
実施fP117の組成物は比較ガ1で使用したタイプの平衡ナイロン6 (FA V55)’l含す。実mfIl18 と191’)組成物は比較例3で使用した タイプの平衡ポリカブeI−)クタム(FAV70)を含む。
80重量%のナイロン6と20重itチの無水マレイン酸グラフトエチレン/プ ロピレンコポリマーが存在シていた。グラフトコポリマーは無水マレイン酸0. 6%、コポリマー領当りの反応性無水物の平均個数2.1、REV2.0、数平 均分子量約35,000で、実施例4で使用したタイプのものであった。
比較例は過剰の二官能性アミン末端を有するナイロン6を使用するときの改良さ れた室温耐衝撃性な示す。比較例5及び6を含めて、組成物は前記の実験室用押 出機を用いてglI製した。比!2f15及び6はアミン末端ナイロン6だけを 使用するときの室温耐衝撃性における改良を示す。実施例17〜19はアミン末 端基付きポリカプロラクタムを8%程度の少量で使用するときでもアミン末端ポ リカプロラクタムと平衡木端ポリカプロラクタムとの混合物の室温耐衝撃性に改 良が達成されることを例証する。比較例4は、アミン基濃度がより高い耐衝撃性 に通ずる酸基製置より高いものではないが、ナイロン6は若干のナイロン6分子 の少なくとも2つの末端にアミン末端基を有していなければならないことを示す 。比較例4において、CHAは酸基をキャップし℃アミドを形成している。アミ ン末端基は酸末端基より過剰に存在するが、この湯合各ポリマー鎖のアミン末端 基は1個以下である。これは末端がEPMAで終るネットワークを形成して耐僑 撃性を改良するには十分ではない。
実施例20〜24は80重量−のナイロン6と20重量−の、還元比粘度(R5 V)2.0.無水ルフィン酸0.6重量−のEPMAを用い℃溶融ブレンドされ たものである。ナイロン6は指定された量のアミン床痛ナイロン6と全ナイロン 6基準で6重量%の平衡ナイロン6とを有する組成物であった。比較例7及び8 はそれぞれ1o。
−のアミン末端ナイロン6と平衡ナイロン6であった。
比較fP117  100    − 1069 913  778 3622 3  8   92 1085 934  913  B1024   1    99.2 842 848  837 799比較例s    −Zoo    778  −   308 227比較例7  286  292   22 1   22   72比較例8  194  173   140   48    48尖施例の組成物によれば温度が低下しても高水準の耐衝撃性が保持さ れる。比較例7を考慮して、アミン末端ナイロン6%:1.0%しか含有しない 実施fg24の組成物が特に注目される。
以上、本発明の無形的な態様につい℃記載したが、本発明の真の範囲は久の請求 の範囲によって決められるべきものである。
補正書の翻訳文提出書 (特許法第184条の8) 平成 2年 2月27心回 特許庁長官  吉 1)文毅 殿 1、特許出願の表示 PCT/US8g102658 2、発明の名称 低温で高衝撃強度を有するポリアミド組成物  。
3、特許出願人 住 所  アメリカ合衆国ニューシャーシー州07960.モーリス・カウンテ ィ、モーリス番タウンシップ、コロンビア・ロード・アンド・パーク・アベニュ ー(番地なし)−名 称  アライド−シグナル・インコーホレーテッド4、代 理人 住 所  東京都千代田区大手町二丁目2番1号新大手町ビル 206区 5、補正書の提出日 過剰のアミン末端とはポリアミド分子のiq基の50モル%より多くがアミン末 端基であることを意味する。ポリアミド組成物は末端基の少な(とも50モル% を酸末端基又はキャンプされた末端基として有するポリアミド又はジアミンと二 塩基酸とから形成されているポリアミドを少なくとも1種の追加のポリアミドと して含む。
組成物はポリアミドのアミン末端基と溶融ブレンド中に反応する反応性成分をコ ポリマー分子当り平均少なくとも2個、好ましくは2〜lO個、更に好ましくは 2〜4個有する反応性コポリマーを含む。反応性コポリマーはエチレンと3〜8 個の炭素原子を有するα−オレフィンより成る群から選ばれる少なくとも1mの モノマーとのコポリマーである。コポリマーは121又は2種以上のタイプの反 応性成分を持っていることができる。反応性成分はジカルボン酸又はその誘導体 である。好ましくは、反応性成分はエチレン性不飽和カルボン酸又はその誘導体 である。
本発明における使用に適したポリアミドとしてアミド繰返基をポリマー主鎖の一 部として有する、好ましくは末端基滴定法で測定して約15,000〜40,0 00の平均分子量数を有する長頌高分子アミドが挙げられる。本発明における使 用に適したポリアミドはこの技術分野で知られているいかなる常用方法によって も製造することができる。
限定されないが、このようなポリアミドの例は(a) ラクタム類の重合によっ て製造されるもの、好ましくはC−カプロラクタムの重合によって製造されるナ イロン6、(6)ジアミンと二塩基酸との縮合によって製造されるもの縮合によ って製造されるナイロン6.6、ヘキサメチレンジアミンとセバシン酸との縮合 によって製造されるナイロン6.10.及びポリテトラメチレンアジパミド(ナ イロン4.6)、並びに(e)アミノ酸の自己縮合によって製造されるもの、好 ましくは11−アミノウンデカン酸の自己縮合によって製造されるナイロン11 .又はこれらポリアミドの2′m又は3′M1以上より成るランダム、フロック 若しくはグラフトインターポリマーである。
請求の範囲 1、全ポリアミドに対して0.5〜95重量%の、−級アミン末端基を少なくと も2個の末端基として有するポリアミド分子を3〜97モル%含む少なくともl fiのアミン末端ポリアミド; 該ポリアミドに対して5〜99.5重量%の、ジアミンと二塩基酸とから形成さ れたポリアミド及び末端基の少なくとも50モル%を酸基、又はアミンを1個含 有する化合物と反応した末端基から形成され、目的組成物の反応性成分とは非反 応性であるキャンプされた末端基として有する分子から放るポリアミドより成る 群から選ばれる少なくともISiの追加のポリアミド;及び全ポリマーに対して 2〜50重量%の、エチレンと3〜8個の炭素原子を有するα−オレフィンより 成る群から選ばれる少なくとも1種の七ツマ−とのコポリマーから成る、ジカル ボン酸又はその誘導体である反応性成分をコポリマー分子当り平均少な(とも2 個有する反応性コポリマー; から成る溶融ブレンドされたポリアミド組成物。
2、全ポリアミドの0.5〜90%がアミン末端ポリカプロラクタムである請求 の範囲第1項に記載の組成物。
3、全ポリアミドの5〜75%がアミン末端ポリカプロラクタムである請求の範 囲第1項に記載の組成物。
4、全ポリアミドの10〜25%がアミン末端ポリカブpラクターみである請求 の範囲第1項に記載の組成物。
5、アミン末端ポリアミドが末端基の約60〜97モル%をアミン末端基として 有するポリカプロラクタムである請求の範囲第1項に記載の組成物。
6、反応性成分がエチレン性不飽和ジカルボン酸又はその誘導体である請求の範 囲第1項に記載の組成物。
7、α−オレフィンがプロピレンであり、ジカルボン酸又はその誘導体が無水マ レイン酸、iレイン酸及び7マル讃から選ばれたものである請求の範囲第1項に 記載の組成物。
8、反応性コポリマーが15〜50%存在している請求の範囲第1項に記載の組 成物。
9、追加のポリアミドがポリカプロラクタム以外のポリアミドである請求の範囲 第1項に記載の組成物。
10、追加のポリアミドがポリ−ε−カブロックタム、ポリへキサメチレンアジ パミド、ポリテトラメチレンアジパミド及びそれらの混合物から選ばれたもので ある請求の範囲第1.!Jに記載の組成物。
手続補正書 1、事件の表示 PCT/US88102658 2、発明の名称 低温で高衝撃強度を有するポリアミド組成物3、補正をする者 名 称  アライド−シグナル・インコーホレーテッド5、補正の対象 1、明細書の〔特許請求の範囲〕の欄を下記の通り訂正します。
「1.全ポリアミドに対して0.5〜95重量%の、−級アミン末端基を少なく とも2個の末端基として有するポリアミド分子を3〜97モル%含む少なくとも 1種のアミイ末端ポリアミド;該ポリアミドに対して5〜99.5重量%の、ジ アミンと二塩基酸とから形成されたポリアミド及び末端基の少なくとも50モル %を酸基、又はアミンを1個含有する化合物と反応した末端基から形成され、目 的組成物の反応性成分とは非反応性であるキャップされた末端基として有する分 子から成るポリアミドより成る群から選ばれる少なくともIffの追加のポリア ミド;及び 全ボリーーに対して2〜50重量%の、エチレンと3〜8個の炭素原子を有する α−オレフィンより成る群から選ばれる少なくとも1種のモノマーとのコポリマ ーから成る、ジカルボン酸又はその誘導体である反応性成分な°コポリマー分子 当り平均少な(とも2個有する反応性コポリマー; から成る溶融ブレンドされたポリアミド組成物。
2、全ポリアミドの0.5〜90%がアミン末端ポリカプロラクタムである請求 の範囲第1項に記載の組成物。
3、アミン末端ポリアミドが末端基の約60〜97モル%をアミン末端基として 有するポリカプロラクタムである請求の範囲第1項に記載の組成物。
4、 α−オレフィンがプロピレンであり、ジカルボン酸又はその誘導体が無水 マレイン酸、マレイン酸及びフマル酸から選ばれたものである請求の範囲第1項 に記載の組成物。
5、追加のポリアミドがポリ−ε−カブロランタム、ポリヘキサメチレンアジパ ミド、ポリテトラメチレンアジパミド及びそれらの混合物から選ばれたものであ る請求の範囲第1項に記載の組成物。  」 国際調庫報告 ざ際調査報告 US 8802658 S^ 23946

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.全ポリアミドに対して0.5〜95重量%の、アミン末端基を少なくとも2 個の末端基として有するポリアミド分子を3〜97モル%含む少なくとも1種の アミン末端ポリアミド; 該ポリアミドに対して5〜99.5重量%の、ジアミンと二塩基酸とから形成さ れたポリアミド及び末端基の少なくとも50モル%を酸基又はキャツプされた末 端基として有する分子から成るポリアミドより成る群から選はれる少なくとも1 種の追加のポリアミド;及び全ポリマーに対して2〜50重量%の、エチレンと 3〜8個の炭素原子を有するα−オレフインより成る群がら選ばれる少なくとも 1種のモノマーとのコポリマーから成る、ジカルボン酸又はその誘導体である反 応性成分をコポリマー分子当り平均少なくとも2個有する反応性コポリマー; から成る溶融ブレンドされたポリアミド組成物。
  2. 2.全ポリアミドの0.5〜90%がアミン末端ポリカプロラクタムである請求 の範囲第1項に記載の組成物。
  3. 3.全ポリアミドの5〜75%がアミン末端ポリカプロラクタムである請求の範 囲第1項に記載の組成物。
  4. 4.全ポリアミドの10〜25%がアミン末端ポリカプロラクタムである請求の 範囲第1項に記載の組成物。
  5. 5.アミン末端ポリアミドが末端基の約60〜97モル%をアミン末端基として 有するポリカプロラクタムである請求の範囲第1項に記載り組成物。
  6. 6.反応性成分がエチレン性不飽和ジカルボン酸又はその誘導体である請求の範 囲第1項に記載の組成物。
  7. 7.α−オレフインがプロピレンであり、ジカルボン酸又はそり誘導体が無水マ レイン酸、マレイン酸及びフマル酸から選ばれたものである請求の範囲第1項に 記載の組成物。
  8. 8.反応性コポリマーが15〜50%存在している請求の範囲第1項に記載り組 成物。
  9. 9.追加のポリアミドがポリカプロラクタム以外のポリアミドである請求の範囲 第1項に記載の組成物。
  10. 10.追加のポリアミドがポリ−e−カプロラクタム、ポリヘキサメチレンアジ パミド、ポリヘキサメチレンアジパミド及びそれらの混合物から選ばれたもので ある請求*の範囲第1項に記載の組成物。
JP63506492A 1987-08-27 1988-08-04 低温で高衝撃強度を有するポリアミド組成物 Expired - Lifetime JPH0657788B2 (ja)

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