KR0122589B1 - 폴리(아릴렌 설피드)성형 조성물 - Google Patents
폴리(아릴렌 설피드)성형 조성물Info
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Abstract
폴리(아릴렌 설피드), 중합체 고무, 폴리에틸렌, 및 무수 카르복실산으로 구성된 조성물; 및 상기 조성물을 제조하는 방법이 제공된다. 조성물로부터 제조된 제품을 감소된 수축 및 개선된 충격 강도를 갖는다.
Description
본 발명은 폴리(아릴렌 설피드)를 함유하는 조성물에 관한 것이다. 하나의 관점에서, 본 발명은 개선된 충격 강도 및 감소된 수축을 가지는 물건으로 성형될 수 있는 폴리(아릴렌 설피드)의 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
폴리(아릴렌 설피드)는 성형 조성물로서 유용한 것으로 공지되어 있다. 조성물의 유용성을 결정하는데 있어서 중요한 성형 조성물의 특징중에는 내충격성 또는 충격 강도 및 유용한 생성물로 사출 성형 또는 형성될 수 있는 용이성이 있다. 우수한 충격강도가 없다면, 다른 물체와 충돌하였을 때, 성형물체는 잘게 쪼개어지거나, 구열이 생기거나 또는 파괴되기 때문에, 우수한 충격 강도를 가지지 않는 성형 조성물로 만들어진 물체는 덜 유용하다.
형성 후 생성물을 어닐링 시킬 때, 수축은 조형뒤틀림과 같은 문제를 야기시킬 수 있다. 가변성의 수축을 보정할 수 있는 공정을 설계하기 어렵기 때문에, 부분에서 부분사이의 및 부분내 수축의 양의 편차는 또한 제조 문제를 야기시킬 수 있다. 본 발명에 따라서, 충격강도를 개선시키고 수축을 감소시키는데 필요한 비율 및 충분한 양으로 폴리(페닐렌 설피드)를 중합체 고무, 폴리에틸렌, 및 무수카르복실산과 결합시킴으로써 폴리(페닐렌 설피드)를 함유한 조성물의 충격 강도를 개선시키고 및 수축을 감소시키기 위한 방법을 제공한다.
본 발명의 조성물은, 폴리(아릴렌 설피드), 중합체 고무, 폴리에틸렌, 및 무수 카르복실산으로 구성된다.
본 발명의 조성물로 제조된 성형품은 개선된 충격강도 및 감소된 수축을 가진다. 바람직하게, 조성물은, 조성물의 상기 성분에 의해 주어진 바람직한 성질에 실질적으로 영향을 주는 어떤 성분도 함유하지 않는다. 가장 바람직하게, 상기 부가적 성분은 바람직하지 않은 정도로, 조성물의 성분에 의해 주어진 충격강도 및 감소된 수축에 영향을 미치지 않아야 한다.
본 발명의 조성물에 사용된 폴리(아릴렌 설피드)수지는, 예를들어 1967년 11월 21일에 제임스 티이 에드몬드 주니어, 및 해롤드 웨인 힐 주니어에게 특허된 미합중국 특허 제3,354,129호에 발표되어 공지된 중합체이다. 수지는, 비경화 또는 부분적 경화 상태에서, ASTM 방법 D-1238-70(316oC 및 5킬로그램 적하)을 따라 약 1그램/10분 내지 약 10,000그램/10분, 더욱 바람직하게 약 5그램/10분 내지 및 약 1000그램/10분 범위의 용융 흐름을 가질 수 있는 정상적인 고형 물질이다.
본 바람직한 수지는 폴리(페닐렌 설피드)이다. 조성물의 약 45 내지 약 98.5중량%, 더 바람직하게 조성물의 약 58 내지 약 95중량%, 및 가장 바람직하게 조성물의 약 70 내지 약 93중량%가 폴리(페닐렌 설피드)가 될 수 있다.
본 발명에서 사용된 중합체 고무는, 조성물의 총 중량을 기준하여, 약 0.3 내지 약 50중량%, 바람직하게는 약 0.5 내지 약 40%중량%, 및 더욱 바람직하게 5내지 20중량%의 양으로 폴리(페닐렌 설피드)와 혼합될 때 폴리(페닐렌 설피드)의 충격강도 및 내구열성을 개선시키는데 특히 유용하다. 본 발명에서 유용한 중합체 고무에는 하나이상의 임의의 에틸렌 프로필렌 공중합체 고무 또는 임의의 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체삼원공중합체 고무가 포함된다.
본 발명에서 유용한 무수 카르복실산은, 약 3내지 10개의 탄소원자를 갖는 것, 바람직하게 하나 이상의 올레핀형 불포화 및 그의 유도체를 포함한다. 무수 카르볼실산의 예로는 무수 말레산, 무수 노르보르넨-2,3-디카르복실산, 무수 NadicTM, 무수 메틸 NadicTM무수 테트라 히드로프탈산, 무수 메틸테트라히드로프탈산 및 상기 무수 카르복실산의 2개 이상의 혼합물을 포함한다. 무수 카르복실산의 양은, 조성물의 총중량을 기준하여, 약 0.05 내지 약 5중량%, 더욱 바람직하게 약 0.1 내지 약 2중량%, 및 가장 바람직하게 약 0.1 내지 약 1중량%의 범위이다.
본 발명에서 유용한 폴리에틸렌은, ASTM D1238, 조건 190/2.16에 의해 측정된 바와같은 약 0.1 내지 20그램/10의 용융지수를 가지는 중간 내지 고밀도 폴리에틸렌이다. 폴리에틸렌은 ASTM D1505에 의해 측정된 바와같이 약 0.935 및 약 1.0g/cm3의 밀도를 가진다. 가장 상업적인 폴리 에틸렌은 약 50,000 내지 약500,000의 수평균 분자량을 가진다. 약 0.96g/cc 이하의 밀도를 가지는 폴리에틸렌은, 에틸렌과, 분자당 3내지 12, 바람직하게 4 내지 10탄소원자를 가지는 적어도 하나의 모노-1-올레핀의 소량을 공중합시킴으로써 생산된다. 일반적으로 이것은 중합체 총중량을 기준하여 약 0.4-3중량% 공중합체 혼입을 초래한다.
본 발명에 유용한 폴리에틸렌의 양은, 조성물의 총 중량을 기준하여, 약 1 내지 약 20중량%, 더욱 바람직하게 약 2내지 약 15중량%, 및 가장 바람직하게 약 2 내지 약 10중량%의 범위이다.
본 발명에서 유용한 무수 카르복실산의 양은, 조성물의 총 중량을 기준하여, 약 0.05 내지 약 5중량%, 더욱 바람직하게 약 0.1 내지 약 2중량%, 및 가장 바람직하게 약 0.1 내지 약 1중량%의 범위이다.
본 발명의 조성물은, 섬유 또는 비드의 형태로 유리와 같은 강화 물질의 임의적으로 함유할 수 있다. 조성물의 실리카, 점토, 활석, 탄산 칼슘등과 같은 무기 충전제 또는 다른 통상적인 충전제를 함유하는 것도 본 발명의 범위에 포함된다.
N,N-알킬렌 비스(알칸아미드), 10 내지 30개 탄소 원자를 함유한 포화된 지방산의 포스페이트화 글리세리드 및 글리세리드, 포화 지방산으로부터 유도된 모노- 및 디알칸올아미드, 및 포화 장쇄 지방산 및 장쇄 포화 지방족 알콜로부터 유도된 에스테르중에서부터 선택된 왁스화합물, 또는 오일 또는 탄산리튬과 같은 가공조제는 또한 본 발명에서 유용한 것으로 간주된다. 다른 첨가제로는, 카본 블랙, 이산화티탄, 황화카드뮴, 카드뮴 설포셀레니드, 프탈로시아닌블루, 산화철등과 같은 착색제가 포함될 수 있다.
본 발명의 조성물의 제조에 있어서, 첨가 순서는 중요하지 않다.
성분을 혼합하는 임의로 공지된 방밥이 사용될 수 있다 : 바람직하게 건조 성분은 텀블 혼합되고 연속적으로 압출되고 분쇄되어 균질분말을 형성할 수 있다. 그리고나서 분말은 성형을 위해 재가열 될 수 있다.
하기 실시예들은 본 발명을 서술하는데 사용되며 및 제한적인 것이 아니라 예증적인 것으로서 간주되어야 한다.
[실시예]
폴리(페닐렌 설프드) 수지를 합하기전에 적어도 4시간동안 107.2oC (225oF)에서 압입 공기 오븐에서 건조했다. 무수 말레산 분말을 폴리(페닐렌 설피드) 입자에 뿌렸고 및 혼합했다. 하기 표에 나타난 모든 화합물을, 폴리(페닐렌 설프드) 및 폴리(페닐렌 설피드)/무수 말레산 혼합물과 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 고무와 같은 폴리에틸렌 및 중합체 고무 입자 또는 펠렛을 플라스틱 백안에서 텀블 블렌딩시킴에 의해 제조했다. 예를들어, 화합물 5인 임의의 무수 말레산 없이 폴리(페닐레 설피드)를 사용하여 대조 시행을 행했다. 예를들어 화합물 1입 임의의 폴리에틸렌 없이 다른 대조 시행을 했다. 그리고나서 건조블렌딩된 화합물을 310-320oC 에서, 열린 환기구멍을 가진 300mm에서, 공회전하는(corotating) Werner Pfleiderer 트윈 스크류압출기내에서 용융블렌딩했고 및 펠렛화했다.
316℃(600℉)의 배럴 온도 및 38℃(100℉)의 성형온도를 사용해서 Arburg 305 ECO 또는 ENGEL 사출기에서 시험 견본을 성형했다.
수축으로 인한 견본의 비틀림을 방지하기 위해 2개의 금속판사이의 압입공기 오븐내에서 2시간동안 204oC (400oF)에서 샘플을 어닐링했다. 게이트된 및 비게이트된 충격 바아 모두 위에서 노치드 및 비노치드 이조드 충격 강도를 측정했다. 수측 백분율은 각 샘플에 대해 6개의 인장시험편(tensile bars)상에서 측정되었다. 결과는 하기표에 나타난다.
a. 55의 유속을 가진 고 분자량 폴리(페닐렌 설피드)를 사용했다.
b. 듀퐁에서 구입가능한, 디엔 단량체로서 1,4-헥사디엔을 가진 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 엘라스토머, Nordel 1145를 사용했다.
c. 3의 용융지수를 가진 폴리에틸렌을 사용했다.
d. 측정하지 않음.
조성물(화합물1)내 폴리에틸렌 없이 제조된 인장시험편을 어닐링하에서 3.3% 수축 및 1.26%의 표준편차를 가졌다. 조성물(화합물2)에 3.0% 중량%의 폴리에틸렌을 첨가하여, 수축 및 편차를 각각 2.82% 및 0.85%로 감소시켰다. 상기 표는 더 많은 양의 폴리에틸렌을 조성물(화합물 3)에 첨가하여, 수축 및 표준편차가 더 감소함을 또한 나타낸다. 그러므로, 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 사뭔공중합체를 함유하는 폴리(페닐렌 설피드) 화합물로 제조된 인장시험 편에서, 폴리에틸렌의 혼입은 수축 및 수축의 표준편차 모두를 감소시켰다는 결론을 내렸다.
표 1에 나타낸 결과는 폴리에틸렌이 성형된 인장시험편의 충격강도에 거의 영향을 주지 않는다는 것을 나타낸다. 폴리에틸렌이 가해져서 수축특성을 개선시킬 때 폴리(페닐렌 설피드) 수지로 제조된 성형품의 고충격강도를 유지하는데 무수 말레산이 필요하다는 결론을 내렸다.
a. 73의 유속을 가진 고 분자량 폴리(페닐렌 설피드)를 사용했다.
b. Nordel 5501을 사용했다. Nordel 5501은, 85중량% Nordel 1145 및 3의 용융지수를 가진 15중량% 폴리에틸렌의 에틸렌 프엔 단량체 엘라스토머 혼합물이다. NordelTM1145는 디엔 단량체로서 1,4-헥사디엔을 가진 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 엘라스토머이다. Nordel 5501 및 Nordel 1145 둘다는 듀퐁에서 구입가능하다.
c. 듀퐁에서 구입가능한 디엔 단량체로서 1,4-헥사디엔을 가진 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 엘라스토머 Nordel 1145를 사용했다.
d. 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 엘라스토머와 블렌딩되고, Nordel 5501로서 판매되는 3의 용융 지수를 갖는 폴리에틸렌을 사용했다.
본 발명의 조성물, 공정 및 물품을 설명의 목적으로 상세히 서술했지만, 발명의 조성물, 공정 및 물품은 그에 의해 제한되는 것으로 해석해서는 안된다. 본 특허는 그의 참뜻 및 범위내의 모든 변화 및 수정을 포함하려 한다.
Claims (10)
- 폴리(아릴렌 설피드), 중합체 고무, 폴리에틸렌 및 불포화 무수 카르복실산으로 구성된 중합체 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 중합체 고무가 에틸렌 프로필렌 공중합체 또는 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 삼원공중합체인 조성물.
- 제2항에 있어서, 상기 폴리(아릴렌 설피드)가 상기 조성물의 총중량을 기준으로 45 내지 98.5중량%범위의 양으로 존재하고, 상기 중합체 고무는 상기 조성물의 총중량을 기준으로 0.3 내지 50중량% 범위의 양으로 존재하고, 상기 폴리에틸렌이 상기 조성물의 총중량을 기준으로 1 내지 20중량% 범위의 양으로 존재하며, 상기 불포화 무수 카르복실산이 상기 조성물의 총중량을 기준으로 0.05 내지 5중량% 범위의 양으로 존재하는 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한항에 있어서, 상기 폴리(아릴렌 설프드)가 상기 조성물의 총중량을 기준으로 58내지 95중량% 범위의 양으로 존재하고, 상기 중합체 고무가 상기 조성물의 총중량을 기준으로 3내지 25중량% 범위의 양으로 존재하고, 상기 폴리에틸렌이 상기 조성물의 총중량을 기준으로 2내지 15중량% 범위의 양으로 존재하며, 상기 불포화 부수 카르복실산이 상기 조성물의 총중량을 기준으로 0.1 내지 2중량% 범위의 양으로 존재하는 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리(아릴렌 설피드)가 상기 조성물의 총중량을 기준으로 70 내지 93중량% 범위의 양으로 존재하고, 상기 중합체 고무가 상기 조성물의 총중량을 기준으로 5내지 20중량% 범위의 양으로 존재하며, 상기 불포화 무수 카르복실산의 상기 조성물의 총중량을 기준으로 0.1 내지 1중량% 범위의 양으로 존재하는 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리(아릴렌 설피드)가 폴리(페닐렌 설피드)이고, 상기 무수 카르복실산의 무수 말레산인 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리에틸렌이 0.1 내지 20의 용융지수를 가지며, 상기 폴리에틸렌이 0.935 내지 1.0g/cm3의 밀도를 가지는 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리(아릴렌 설프드), 중합체 고무, 폴리에틸렌 및 불포화 무수 카르복실산을 결합시킨 다음 용융 블랜딩함으로써 제조되는 조성물.
- 제8항에 있어서, 상기 용융 블랜딩은 상기 폴리(아릴렌 설피드) 수지의 융점 이상의 온도에서 압축기를 통해 상기 혼합물을 통과시킴으로써 수행되는 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 개선된 충격강도 및 감소된 수축율을 가지도록 성형하기에 적합한 조성물.
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