KR102624953B1 - 충격-개질된 사출 성형 폴리아미드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 5 중량% 내지 85 중량%의 폴리아미드 중합체; 10 중량% 내지 60 중량%의 유리 섬유; 3 중량% 내지 30 중량%의 충격 개질제; 및 5 중량% 미만 농도의 용융 안정화제를 포함하는 충격-개질된 폴리아미드 조성물에 관한 것으로서, 이때 상기 충격 개질제 대 상기 용융 안정화제의 중량비는 1.0:1 내지 100:1 범위이고; 상기 폴리아미드 조성물은 80 kJ/m2 초과인 23℃에서의 비-노치 샤르피 충격 에너지 손실 및 135 MPa 초과의 인장 강도를 나타낸다.

Description

충격-개질된 사출 성형 폴리아미드
본 발명은 일반적으로 사출 성형 적용례에 특히 유용한 개선된 내충격성/흡수 성능을 갖는 폴리아미드 조성물에 관한 것이다.
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2019년 1월 31일에 출원된 미국 가특허 출원 제62/799,490호에 대한 우선권 및 출원 이익을 주장하며, 이는 그 전체가 참고로 인용된다.
많은 종류의 천연 및 인공 폴리아미드가 높은 내구성 및 강도로 인해 다양한 용도에서 사용되어 왔다. 일부 폴리아미드 조성물은 높은 융점, 높은 재결정화 온도, 빠른 사출 성형 주기 시간, 높은 유동성, 인성(toughness), 탄성, 내화학성, 고유한 난연성 및/또는 내마모성을 갖도록 제형화될 수 있다. 이러한 바람직한 화학적 및 기계적 특성은, 케이블 타이, 스포츠 장비 및 스포츠웨어, 총기 스톡, 윈도우 열 차단기, 에어로졸 밸브, 식품 필름 포장, 자동차/차량 부품, 텍스타일, 산업용 섬유, 카페트, 전기/전자 부품과 같은 다양한 제품을 구성하는 데 사용하기에 적합한 폴리아미드 조성물을 제조할 수 있다.
일 예로서, 자동차 산업에서 배기물(emission)을 감소시키고 연료 소비의 효율성을 증가시켜야 하는 환경적 요구가 있다. 이러한 목표를 달성하기 위한 한 가지 접근 방식은 금속 부품을 열가소성 부품으로 대체하여 전체 차량 중량을 줄이는 것이다. 그리고, 종종, 폴리아미드 조성물은 엔진실에서 이러한 중량 감소를 제공하기 위해 사용되었다. 이들 폴리아미드 조성물 중 일부는 또한 전술한 내열성, 기계적 강도 및 전체 외관으로 인해 자동차 적용례에 특히 적합한 것으로 밝혀졌다. 예시적인 적용례에는 라디에이터 탱크, 차지(charge) 에어 쿨러, 팬 및 슈라우드(shroud), 푸시/풀(push/pull) 케이블이 포함될 수 있다.
기계적 강도를 제공하는 것에 더하여, 자동차 적용례는 또한 일반적으로 내충격성, 예를 들어 임의적으로 변형을 통한 캐빈 소음, 진동 및 거칠기의 최소화를 요구한다. 그러나, 이러한 성능 특성은 종종, 증가된 강도를 부여하도록 설계되지 않은 기존의 폴리아미드 조성물과 관련이 있다. 따라서, 기존 기술에 비추어 볼 때, 노치 아이조드 및 샤르피 충격 에너지 손실에 의해 정량화될 수 있는, 강도 및 내충격성, 예를 들어 인성을 모두 효과적으로 전달하는 개선된 폴리아미드 조성물에 대한 필요성이 남아 있다.
한 실시양태에서, 본 발명은, (5 중량% 내지 85 중량%)의 하나 이상의 폴리아미드 중합체, (10 중량% 내지 60 중량%)의 유리 섬유, (3 중량% 내지 30 중량%)의 충격 개질제, 예를 들어 개질된 올레핀, 예를 들어 말레산 무수물-개질된 올레핀, 아크릴레이트, 또는 아크릴, 또는 이들의 조합물, (5 중량% 미만)의 용융 안정화제, 예를 들어, 포화 지방산, 예를 들어 스테아르산, 및 임의적인 (5 중량% 미만의) 열 안정화제를 포함하는 충격-개질된 폴리아미드 조성물이다. 상기 충격 개질제 대 상기 용융 안정화제의 중량비는 1.0:1 내지 100:1 범위일 수 있다. 폴리아미드 조성물은 80 kJ/m2 초과인 23℃에서의 비-노치 샤르피 충격 에너지 손실 및/또는 135 MPa 초과의 인장 강도를 나타낼 수 있다. 특정 실시양태에서, 하나 이상의 폴리아미드 중합체는 PA66 중합체 및/또는 PA6 중합체를 포함하고/하거나 100,000 미만의 수 평균 분자량을 갖는다. 특정 실시양태에서, 상기 충격 개질제는 에틸렌-옥텐 공중합체를 포함한다. 특정 측면에서, 폴리아미드 조성물은 5 중량% 미만 농도의 니그로신을 포함한다. 특정 실시양태에서, 폴리아미드 조성물은 5 중량% 미만 농도의 카본 블랙을 포함한다. 일부 경우에서, 폴리아미드 조성물이 0.04 초과의 60°탄젠트 델타 및/또는 0.1 초과의 90°탄젠트 델타를 나타낸다. 충격 개질제의 유리 전이 온도는 0℃ 미만일 수 있다. 일부 경우에, 상기 폴리아미드 중합체 대 상기 유리 섬유의 중량비는 0.1 내지 10의 범위일 수 있고/있거나; 상기 폴리아미드 중합체 대 상기 충격 개질제의 중량비는 0.2 내지 30의 범위일 수 있고/있거나; 상기 충격 개질제 대 상기 용융 안정화제의 중량비는 1:1 내지 40:1 범위이고/이거나; 상기 유리 섬유 대 상기 충격 개질제의 중량비는 0.3 내지 20 범위이고/이거나; 상기 충격 개질제 대 상기 열 안정화제의 중량비는 0.5 내지 300 범위이다. 일부 실시양태에서, 폴리올레핀은 13 중량% 내지 68 중량%의 PA66 폴리아미드 중합체; 25 중량% 내지 40 중량%의 유리 섬유; 충격 개질제; 1 중량% 내지 2 중량%의 니그로신; 0.1 중량% 내지 1 중량%의 열 안정화제; 20 중량% 미만의 PA6 폴리아미드 중합체; 3 중량% 미만의 카본 블랙; 및 1 중량% 미만의 용융 안정화제를 포함한다. 일부 경우에, 충격 개질제는 말레산 무수물-개질된 올레핀, 아크릴레이트, 또는 아크릴, 또는 이들의 조합물을 포함하고; 상기 충격 개질제 대 상기 용융 안정화제의 중량비는 5 내지 50 범위이고; 용융 안정화제는 포화 지방산을 포함하고; 폴리아미드 조성물은 2.5% 초과의 인장 신율 및 65 kJ/m2 초과인 -40℃에서의 비-노치 샤르피 충격 에너지 손실을 나타낸다. 일부 경우에, 폴리아미드 조성물은 13 중량% 내지 68 중량%의 PA66 폴리아미드 중합체; 25 중량% 내지 40 중량%의 유리 섬유를 포함하고; 상기 폴리아미드 조성물은 11 kJ/m2 초과인 23℃에서의 노치 샤르피 충격 에너지 손실을 갖는다.
또 다른 실시양태에서, 본 발명은 폴리아미드 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 이 방법은 하나 이상의 폴리아미드 중합체, 유리 섬유, 충격 개질제, 및 임의적인 열 안정화제를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은, 하나 이상의 폴리아미드 중합체, 유리 섬유, 충격 개질제 및 열 안정화제를 합쳐서 폴리아미드 조성물을 생성하는 단계를 추가로 포함한다. 특정 측면에서, 상기 방법은, 니그로신을 제공하는 단계, 및 상기 니그로신을 폴리아미드 조성물에 첨가하는 단계를 추가로 포함한다. 특정 실시양태에서, 상기 방법은, 카본 블랙을 제공하는 단계, 및 상기 카본 블랙을 폴리아미드 조성물에 첨가하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 측면에서, 상기 방법은, 용융 안정화제를 제공하는 단계, 및 상기 용융 안정화제를 폴리아미드 조성물에 첨가하는 단계를 추가로 포함한다.
또 다른 실시양태에서, 본 발명은 사출 성형 물품에 관한 것이다. 상기 물품은 제공된 폴리아미드 조성물 중 임의의 것을 포함한다.
본 발명은 일반적으로, 예를 들어 사출 성형된 적용에 사용될 때 강도 및 내충격성, 예를 들어 인성 모두에서 유리한 개선을 제공하는 폴리아미드 조성물에 관한 것이다. 예를 들어, 성형된 열가소성 부품은 높은 정도의 강성(rigidity)과 강성도(stiffness)를 갖고 있어, 금속을 대체할 수 있는 경량 건축 자재를 요구하는 적용례에서 충분한 강도를 제공할 수 있는 것이 유리하다. 또한, 성형 플라스틱이 적절한 내충격성을 갖고 있어 재료가 원치 않는 진동을 최소화하고 충격력을 더 잘 흡수할 수 있도록 하는 것이 유리하다.
그러나, 종래의 폴리아미드 수지 및 조성물이 이러한 각각의 요구를 동시에 충족시키는 것은 어려운 것으로 입증되었다. 그 이유 중 하나는, 강도를 증가시키기 위한 목적으로 폴리아미드 조성물에 적용된 기존의 개질이, 재료의 가소성을 증가시키는 것이 아니라 감소시켜 부분적으로 기능하기 때문이다. 건축용으로 사용되는 일반적인 폴리아미드 제제에는, 추가 강도를 제공하기 위해 유리 섬유와 같은 강화 충전제가 포함된다. 그러나, 이러한 통상적인 강화 폴리아미드는 또한 자동차 및 기타 적용례에 필요한 신율 및 충격 강도와 같은 기계적 특성의 감소를 특징으로 한다.
이제 본 발명자들은 특정한 강화 및 충격-개질된 폴리아미드 조성물의 사용이 놀랍게도 증가된 전체 강도, 예를 들어 인장/굴곡 특성 및 개선된 내충격성, 예를 들어 연성 및 충격 강도 둘 다를 나타내는 재료를 제공한다는 것을 발견하였다. 더욱이, 일부 측면에서, 재료의 연성 및 내충격성은 전체 강도와 함께 상승적으로 향상될 수 있다. 특히, 본 발명자들은 폴리아미드 중합체, 유리 섬유, 충격 개질제, 용융 안정화제(윤활제), 및 임의적인 열 안정화제의 특정 유형, 양 및 비율이 조합되어 놀라운 기계적 및 충격 특성을 갖는 조성물을 생성할 수 있음을 발견하였다. 이론에 얽매이지 않고, 특정 충격 개질제, 예를 들어 특정 유리 전이 온도를 갖는 것들은 에너지를 상승적으로 분산시키기 위해 다른 성분과 함께 작용하는 것으로 여겨진다.
일부 경우에, 특정 중량비로 임의적으로 사용되는 특정 충격 개질제 및 용융 안정화제의 사용은 인장 강도 및 충격 복원성(impact resilience)의 전술한 상승적 개선을 제공한다. 일반적으로 충격 개질제는 인장 강도에 해로운 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 그러나, 개시된 충격 개질제 및 용융 안정화제를 함께 사용하는 경우, 예상치 못한 균형이 달성되고, 인장 성능의 손실이 거의 또는 전혀 관찰되지 않는 반면 놀랍게도 충격 복원성은 상당히 개선된다.
특히, 유리한 강도 및 연성(ductility) 특성을 동시에 가능하게 함에 있어서 성분비(예를 들어, 본 명세서에 개시된 것들)의 중요성은 이전에 인식되지 않았다. 물질의 향상된 연성은 예를 들어 물질 모듈러스의 증가 및 파괴 전 물질의 신율에 반영된다.
일 양태에서, 충격-개질된 폴리아미드 조성물이 개시된다. 조성물은, 하나 이상의 폴리아미드 중합체, 유리 섬유, 충격 개질제 및 임의적인 열 안정화제를 포함한다. 하기에 더 상세히 기재된 바와 같이, 조성물은 바람직하게는 5 중량% 내지 85 중량%의 폴리아미드 중합체, 10 중량% 내지 60 중량%의 유리 섬유, 3 중량% 내지 30 중량%의 하나 이상의 충격 개질제, 및/또는 5 중량% 미만의 하나 이상의 열 안정화제를 포함한다. 조성물에 이들 성분을 (본원에 개시된 농도 및 비율로) 사용함으로써, 개선된 (인장) 강도 및 내충격 특성, 예를 들어 2500 MPa 초과의 굴곡 모듈러스 및/또는 또는 135 MPa 초과의 인장 강도, 및/또는 5 kJ/m2 초과의 23℃에서의 노치 아이조드 충격 에너지 손실, 또는 80 kJ/m2 초과의 비-노치 샤르피 충격 에너지 손실을 나타내는 폴리아미드 조성물이 제공된다. 본원에 개시된 폴리아미드 조성물은 또한 높은 파단 신율, 파단 굴곡 강도, 파단 인장 강도 및 인장 모듈러스를 포함하는 다른 유리한 기계적 특성을 가질 수 있다.
이제 폴리아미드 조성물의 성분을 개별적으로 논의한다. 이들 성분은 전술한 폴리아미드 조성물을 형성하기 위해 서로와 함께 사용되는 것으로 고려된다.
폴리아미드 중합체
개시된 조성물의 폴리아미드는, 광범위하게 변할 수 있고, 하나의 폴리아미드 중합체 또는 둘 이상의 폴리아미드를 포함할 수 있다. 예시적인 폴리아미드 및 폴리아미드 조성물은 문헌[Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 18, pp. 328-371 (Wiley 1982)]에 기재되어 있고, 그 개시 내용이 참고로 인용된다. 간단히 말해서, 폴리아미드는 주요 중합체 사슬의 필수(integral) 부분으로 반복되는 아미드 기를 포함하는 생성물이다. 선형 폴리아미드가 특히 중요하며 당업계에 잘 알려진 바와 같이 이작용성 단량체의 축합으로부터 형성될 수 있다. 폴리아미드는 흔히 나일론이라고 한다. 특정 폴리아미드 중합체 및 공중합체 및 이들의 제조는 예를 들어 미국 특허 번호 2,071,250; 2,071,251; 2,130,523; 2,130,948; 2,241,322; 2,312,966; 2,512,606; 3,236,914; 3,472,916; 3,373,223; 3,393,210; 3,984,497; 3,546,319; 4,031,164; 4,320,213; 4,346,200; 4,713,415; 4,760,129; 4,981,906; 5,504,185; 5,543,495; 5,698,658; 6,011,134; 6,136,947; 6,169,162; 6,197,855; 7,138,482; 7,381,788; 및 8,759,475에 기술되어 있으며, 이들 각각은 모든 목적을 위해 전체가 참고로 인용된다.
조성물의 하나 이상의 폴리아미드 중합체는, 중합체 E-카프로락탐(PA6) 및 폴리헥사메틸렌 아디파미드(PA66) 또는 기타 지방족 나일론과 같은 지방족 폴리아미드, 파라페닐렌디아민 및 테레프탈산과 같은 방향족 성분을 갖는 폴리아미드, 및 공중합체, 예컨대 나트륨 술타네이트 염 형태의 2-메틸 펜트메틸렌 디아민 및 3,5-디아카복시벤젠술폰산 또는 술포이소프탈산의 공중합체를 포함할 수 있다. 폴리아미드는 폴리아미노운데칸산, 및 비스-파라아미노사이클로헥실 메탄 및 운데칸산의 중합체를 포함할 수 있다. 다른 폴리아미드는 폴리(아미노도데카노아미드), 폴리헥사메틸렌 세바카미드, 폴리(p-자일릴렌아젤레아미드), 폴리(m-자일릴렌 아디프아미드), 및 비스(p-아미노사이클로헥실)메탄과 아젤라산, 세바스산 및 동종(homologous) 지방족 디카복실산으로부터의 폴리아미드를 포함한다. 본원에서 사용되는 용어 "PA6 중합체" 및 "PA6 폴리아미드 중합체"는 또한 PA6이 주성분인 공중합체를 포함한다. 본원에서 사용되는 용어 "PA66 중합체" 및 "PA66 폴리아미드 중합체"는 또한 PA66이 주요 성분인 공중합체를 포함한다. 일부 실시양태에서, PA-6,6/6I; PA-6I/6T; 또는 PA-6,6/6T, 또는 이들의 조합물과 같은 공중합체가 폴리아미드 중합체로서 사용되는 것으로 고려된다. 일부 경우에, 이들 중합체의 물리적 블렌드, 예를 들어 용융 블렌드가 고려된다. 한 실시양태에서, 상기 폴리아미드 중합체는 PA-6, 또는 PA-6,6, 또는 이들의 조합물을 포함한다.
폴리아미드 조성물은 락탐의 공중합 및/또는 공중축합을 비롯한 개환 중합 또는 중축합을 통해 생성된 폴리아미드를 포함할 수 있다. 이러한 폴리아미드는 예를 들어 프로피오락탐, 부티로락탐, 발레로락탐 및 카프로락탐으로부터 생성된 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 조성물은 카프로락탐의 중합으로부터 유도된 폴리아미드 중합체를 포함한다.
일반적인 폴리아미드에는 나일론 및 아라미드가 포함된다. 예를 들어, 조성물은 PA6(폴리아미드 6 또는 나일론 6으로도 지칭됨), PA66(폴리아미드 66, 폴리아미드 6,6, 또는 나일론 6,6으로도 지칭됨), 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 조성물은 PA-4T/4I, PA-4T/6I, PA-5T/5I, PA-6,6/6, PA-6,6/6T, PA-6T/6I, PA-6T/6I/6, PA-6T/6, PA-6T/6I/66, PA-6T/MPDMT(여기서 MPDMT는, 디아민 성분으로서 헥사메틸렌 디아민과 2-메틸펜타메틸렌 디아민의 혼합물 및 이산 성분으로서 테레프탈산에 기초한 폴리아미드이다), PA-6T/66, PA-6T/610, PA-10T/612, PA-10T/106, PA-6T/612, PA-6T/10T, PA-6T/10I, PA-9T, PA-10T, PA-12T, PA-10T/10I, PA-10T/12, PA-10T/11, PA-6T/9T, PA-6T/12T, PA-6T/10T/6I, PA-6T/6I/6, PA-6T/61/12, 및 이들의 조합물과 같은 하나 이상의 추가 나일론을 포함할 수 있다.
폴리아미드 조성물 중 하나 이상의 폴리아미드 중합체의 농도는 예를 들어 5 중량% 내지 85 중량%, 예컨대, 5 중량% 내지 53 중량%, 13 중량% 내지 61 중량%, 21 중량% 내지 69 중량%, 29 중량% 내지 77 중량%, 37 중량% 내지 85 중량%, 40 중량% 내지 65 중량%, 45 중량% 내지 60 중량%, 50 중량% 내지 60 중량%, 또는 51 중량% 내지 57 중량% 범위일 수 있다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 폴리아미드 중합체의 농도는 13 중량% 내지 68 중량% 범위이다. 특정 측면에서, 하나 이상의 폴리아미드 중합체의 농도는 30 중량% 내지 60 중량% 범위이다. 상한의 관점에서, 조합된 폴리아미드 중합체 농도는 85 중량% 미만, 예를 들어 77 중량% 미만, 69 중량% 미만, 61 중량% 미만, 60 중량% 미만, 57 중량% 미만, 53 중량% 미만, 45 중량% 미만, 65 중량% 미만, 37 중량% 미만, 29 중량% 미만, 21중량% 미만, 또는 13중량% 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 조합된 폴리아미드 중합체 농도는 5 중량% 초과, 예컨대, 13 중량% 초과, 21 중량% 초과, 29 중량% 초과, 37 중량% 초과, 40 중량% 초과, 45 중량% 초과, 50 중량% 초과, 51 중량% 초과, 61 중량% 초과, 69 중량% 초과, 또는 77 중량% 초과일 수 있다. 더 낮은 농도, 예를 들어 5 중량% 미만, 및 더 높은 농도, 예를 들어 85 중량% 초과도 고려된다. 어떤 경우에는, 하나 이상의 폴리아미드 중합체에 대해 개시된 범위 및 한계가 PA66에 적용가능하다.
특정 측면에서, 하나 이상의 폴리아미드 중합체는 PA66 중합체를 포함한다. PA66은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은 다른 엔지니어링 수지에 비해 빠른 결정화 속도와 고온 성능을 가지고 있어 사출 성형에 사용하기에 상당한 이점을 제공한다. 하나 이상의 폴리아미드 중합체 중 PA66 중합체의 농도는 예를 들어 0 중량% 내지 100 중량%, 예컨대, 0 중량% 내지 60 중량%, 10 중량% 내지 70 중량%, 20 중량% 내지 80 중량%, 30 중량% 내지 90 중량%, 또는 40 중량% 내지 100 중량%일 수 있다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 폴리아미드 중합체는 25 중량% 내지 100 중량%의 PA66 중합체를 포함한다. 상한의 관점에서, 하나 이상의 폴리아미드 중합체 중 PA66 중합체 농도는 90 중량% 미만, 80 중량% 미만, 70 중량% 미만, 60 중량% 미만, 50 중량% 미만, 40 중량% 미만, 30 중량% 미만, 20 중량% 미만, 또는 10 중량% 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 하나 이상의 폴리아미드 중합체 중 PA66 중합체 농도는 0 중량% 초과, 예를 들어 10 중량% 초과, 20 중량% 초과, 30 중량% 초과, 40 중량% 초과, 50 중량% 초과, 60 중량% 초과, 70 중량% 초과, 80 중량% 초과, 또는 90 중량% 초과일 수 있다.
전체 폴리아미드 조성물 중 PA66 중합체의 농도는 예를 들어 13 중량% 내지 68 중량%, 예컨대, 13 중량% 내지 46 중량%, 18.5 중량% 내지 51.5 중량%, 24 중량% 내지 57 중량%, 29.5 중량% 내지 62.5 중량%, 또는 35 중량% 내지 68 중량% 범위일 수 있다. 상한의 관점에서, 전체 폴리아미드 조성물 중 PA66 중합체 농도는 68 중량% 미만, 예컨대, 62.5 중량% 미만, 57 중량% 미만, 51.5 중량% 미만, 46 중량% 미만, 40.5 중량% 미만, 35 중량% 미만, 29.5 중량% 미만, 24 중량% 미만, 또는 18.5 중량% 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 전체 폴리아미드 조성물 중 PA66 중합체 농도는 13 중량% 초과, 예컨대, 18.5 중량% 초과, 24 중량% 초과, 29.5 중량% 초과, 35 중량% 초과, 40.5 중량% 초과, 46 중량% 초과, 51.5 중량% 초과, 57 중량% 초과, 또는 62.5 중량% 초과일 수 있다. 더 높은 농도, 예를 들어 68 중량% 초과 및 더 낮은 농도, 예를 들어 13 중량% 미만도 고려된다.
특정 측면에서, 하나 이상의 폴리아미드 중합체는 PA6 중합체를 포함한다. 하나 이상의 폴리아미드 중합체 중 PA6 중합체의 농도는 예를 들어 0 중량% 내지 100 중량%, 예컨대, 0 중량% 내지 60 중량%, 10 중량% 내지 70 중량%, 20 중량% 내지 80 중량%, 30 중량% 내지 90 중량%, 또는 40 중량% 내지 100 중량% 범위일 수 있다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 폴리아미드 중합체는 0 중량% 내지 75 중량%의 PA6 중합체를 포함한다. 상한의 관점에서, 하나 이상의 폴리아미드 중합체 중 PA6 중합체 농도는 100 중량% 미만, 예컨대, 90 중량% 미만, 80 중량% 미만, 70 중량% 미만, 60 중량% 미만, 50 중량% 미만, 40 중량% 미만, 30 중량% 미만, 20 중량% 미만, 또는 10 중량% 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 하나 이상의 폴리아미드 중합체 중 PA6 중합체 농도는 0 중량% 초과, 예컨대, 10 중량% 초과, 20 중량% 초과, 30 중량% 초과, 40 중량% 초과, 50 중량% 초과, 60 중량% 초과, 70 중량% 초과, 80 중량% 초과, 또는 90 중량% 초과일 수 있다.
전체 폴리아미드 조성물 중 PA6 중합체의 농도는 예를 들어 0 중량% 내지 20 중량%, 예를 들어 0 중량% 내지 12 중량%, 2 중량% 내지 14 중량%, 4 중량% 내지 16 중량%, 6 중량% 내지 18 중량%, 또는 8 중량% 내지 20 중량% 범위일 수 있다. 상한의 관점에서, 전체 폴리아미드 조성물 중 PA6 농도는 18 중량% 미만, 16 중량% 미만, 14 중량% 미만, 12 중량% 미만, 10 중량% 미만, 8 중량% 미만, 6 중량% 미만, 4 중량% 미만, 또는 2 중량% 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 전체 폴리아미드 조성물 중 PA6 농도는 0 중량% 초과, 예를 들어 2 중량% 초과, 4 중량% 초과, 6 중량% 초과, 8 중량% 초과, 10 중량% 초과, 12 중량% 초과, 14 중량% 초과, 16 중량% 초과, 또는 18 중량% 초과일 수 있다. 더 높은 농도, 예를 들어 20 중량% 초과도 고려된다.
폴리아미드 조성물은 폴리아미드의 조합을 포함할 수 있다. 다양한 폴리아미드를 조합함으로써 최종 조성물은 각 구성 폴리아미드의 바람직한 특성, 예를 들어 기계적 특성을 통합할 수 있다. 폴리아미드의 조합은 임의의 수의 공지된 폴리아미드를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 폴리아미드 조성물은 바람직하게는 본원에 논의된 양으로 존재하는 PA6 및 PA66의 조합을 포함한다. 특정 측면에서, 폴리아미드 조성물은 13 중량% 내지 68 중량%의 PA66 폴리아미드 중합체 및 20 중량% 미만의 PA6 폴리아미드 중합체를 포함한다. 폴리아미드 조성물은 또한 본 명세서에 기재된 PA6 및 PA66 퍼센트 중 임의의 것의 조합을 포함할 수 있다.
일부 실시양태에서, 하나 이상의 용융 온도가 낮은 폴리아미드, 예를 들어 210℃ 미만, 예를 들어 206℃ 미만, 202℃ 미만, 198℃ 미만, 194℃ 미만, 190℃ 미만, 186℃ 미만, 182℃ 미만, 178℃ 미만 또는 174℃ 미만의 용융 온도를 갖는 폴리아미드가 사용된다. 하나 이상의 폴리아미드의 용융 온도는 각각 독립적으로, 예를 들어 170℃ 내지 210℃, 예를 들어 170℃ 내지 194℃, 174℃ 내지 198℃, 178℃ 내지 202℃, 182℃ 내지 206℃ 또는 186℃ 내지 210℃의 범위일 수 있다. 하한의 관점에서, 각각의 폴리아미드의 용융 온도는 170℃ 초과, 예를 들어 174℃ 초과, 178℃ 초과, 182℃ 초과, 186℃ 초과, 190℃ 초과, 194℃ 초과, 198℃ 초과, 202℃ 초과 또는 206℃ 초과일 수 있다. 더 높은 용융 온도(예: 210℃ 초과) 및 더 낮은 용융 온도(예: 170℃ 미만)도 고려된다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 비정질 폴리아미드, 예를 들어 정의된 융점을 갖지 않는 폴리아미드가 사용된다.
하나 이상의 폴리아미드는 각각 독립적으로, 말단 기, 예를 들어 아민 말단 기, 카복실레이트 말단 기, 및 불활성 이민 말단 기를 형성할 수 있는 모노-카복실산, 모노 아민, 저급 디카복실산을 비롯한 소위 불활성 말단 기, 프탈산 및 이의 유도체의 특정 배열을 갖는다. 일부 측면에서, 중합체 말단 기는, 조성물의 충격 개질제와 특이적으로 상호작용하도록 선택되어 분산 및 결과적인 기계적 특성에 영향을 미칠 수 있는 것으로 밝혀졌다.
폴리아미드 혼합물의 조성 구성 외에, 하나 이상의 아미드 중합체의 상대 점도가 성능 및 가공 모두에서 놀라운 이점을 제공할 수 있다는 것도 발견되었다. 예를 들어, 아미드 중합체의 상대 점도가 특정 범위 및/또는 한계 내에 있으면 생산 속도 및 인장 강도(및 임의적으로 충격 복원성)가 개선된다. 본 명세서에 기재된 바와 같이, "상대 점도" 또는 "RV"는, 포름산 중의 중합체 용액의 점도와 포름산 자체의 점도의 비교를 나타내며, 표준 프로토콜 ASTM D789-18(2018)에 따라 90% 포름산 및 유리 모세관 Ubbelohde 점도계를 사용하여 측정된다. 유리 섬유 또는 기타 충전제를 포함하는 샘플의 경우, 용해될 샘플의 중량은 100ml 포름산 당 필요한 니트 수지 11.0g을 제공하기 위해 충전제의 양에 따라 조정된다. 이러한 충전제를 포함하는 용액은 점도계에 로딩하기 전에 여과된다.
하나 이상의 폴리아미드의 상대 점도는 각각 독립적으로 또는 집합적으로, 예를 들어 25 내지 250, 예를 들어 25 내지 160, 47.5 내지 182.5, 70 내지 205, 92.5 내지 227.5, 또는 115 내지 250 범위일 수 있다. 하나 이상의 폴리아미드의 상대 점도는 각각 독립적으로 또는 집합적으로 25 내지 65, 예를 들어 25 내지 49, 29 내지 53, 33 내지 57, 37 내지 61, 또는 41 내지 65 범위일 수 있다. 상한의 관점에서, 폴리아미드 상대 점도는 250 미만, 예를 들어 227.5 미만, 205 미만, 182.5 미만, 160 미만, 137.5 미만, 115 미만, 92.5 미만, 70 미만, 65 미만, 61 미만, 57 미만, 53 미만, 49 미만, 45 미만, 41 미만, 37 미만, 33 미만 또는 29 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 폴리아미드 상대 점도는 25 초과, 예를 들어, 29 초과, 33 초과, 37 초과, 41 초과, 45 초과, 49 초과, 53 초과, 57 초과, 61 초과, 65 초과, 70 초과, 92.5 초과, 115 초과, 137.5 초과, 160 초과, 182.5 초과, 205 초과, 227.5 초과일 수 있다. 더 높은 상대 점도, 예를 들어 250 초과 및 더 낮은 상대 점도, 예를 들어 25 미만도 고려된다.
폴리아미드 조성물 중 하나 이상의 폴리아미드 중합체의 수 평균 분자량은 각각 독립적으로, 예를 들어 10,000 달톤 내지 100,000 달톤, 예를 들어 10,000 달톤 내지 64,000 달톤, 19,000 달톤 내지 73,000 달톤, 28,000 달톤 내지 82,000 달톤, 37,000 달톤 내지 91,000 달톤, 또는 46,000 달톤 내지 100,000 달톤 범위일 수 있다. 폴리아미드 중합체의 수 평균 분자량은 각각 독립적으로 또는 집합적으로 10,000 달톤 내지 26,000 달톤, 예를 들어 10,000 달톤 내지 19,600 달톤, 11,600 달톤 내지 21,200 달톤, 13,200 달톤 내지 22,800 달톤, 14,800 달톤 내지 24,400 달톤, 또는 16,400 달톤 내지 26,000 달톤 범위일 수 있다. 상한의 관점에서, 각각의 폴리아미드 중합체의 분자량은 독립적으로 100,000 달톤 미만, 예를 들어 91,000 달톤 미만, 82,000 달톤 미만, 73,000 달톤 미만, 64,000 달톤 미만, 55,000 달톤 미만, 46,000 달톤 미만, 37,000 달톤 미만, 28,000 달톤 미만, 26,000 달톤 미만, 24,400 달톤 미만, 22,800 달톤 미만, 21,200 달톤 미만, 19,600 달톤 미만, 18,000 달톤 미만, 16,400 달톤 미만, 14,800 달톤 미만, 13,200 달톤 미만, 또는 11,600 달톤 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 각각의 폴리아미드 중합체의 분자량은 독립적으로 10,000 달톤 초과, 예를 들어 11,600 달톤 초과, 13,200 달톤 초과, 14,800 달톤 초과, 16,400 달톤 초과, 18,000 달톤 초과, 19,600 달톤 초과, 21,200 달톤 초과, 22,800 달톤 초과, 24,400 달톤 초과, 26,000 달톤 초과, 28,000 달톤 초과, 37,000 달톤 초과, 46,000 달톤 초과, 55,000 달톤 초과, 64,000 달톤 초과, 73,000 달톤 초과, 82,000 달톤 초과, 또는 91,000 달톤 초과일 수 있다. 더 높은 분자량, 예를 들어 100,000 달톤 초과 및 더 작은 분자량, 예를 들어 10,000 달톤 미만도 고려된다.
일부 실시양태에서, 하나 이상의 폴리아미드 중합체 각각은 결정질 또는 반결정질이다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 폴리아미드 중합체 각각은 결정질이다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 폴리아미드 중합체 각각은 반결정질이다.
유리 섬유
폴리아미드 조성물은 강화 충전제, 예를 들어 유리 섬유를 포함한다. 유리 섬유는 소다 석회 실리케이트, 지르코늄 실리케이트, 칼슘 보로실리케이트, 알루미나-칼슘 보로실리케이트, 칼슘 알루미노실리케이트, 마그네슘 알루미노실리케이트, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 유리 섬유는 장섬유, 예를 들어 6 mm 초과, 단섬유, 예를 들어 6 mm 미만, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 유리 섬유를 밀링할 수 있다.
다른 조성물 성분의 양에 대한 폴리아미드 조성물 중 유리 섬유의 양은, 재료 연성(ductility)에 부정적인 영향을 미치지 않으면서 유리하게는 추가 강도를 제공하도록 선택될 수 있다. 폴리아미드 조성물 중 유리 섬유의 농도는 예를 들어 10 중량% 내지 60 중량%, 예를 들어 10 중량% 내지 40 중량%, 15 중량% 내지 45 중량%, 20 중량% 내지 50 중량%, 25 중량% 내지 55 중량%, 또는 30 중량% 내지 60 중량% 범위일 수 있다. 일부 실시양태에서, 유리 섬유의 농도는 25중량% 내지 40중량%, 예를 들어, 25 중량% 내지 34 중량%, 26.5 중량% 내지 35.5 중량%, 28 중량% 내지 37 중량%, 29.5 중량% 내지 38.5 중량%, 또는 31 중량% 내지 40 중량% 범위이다. 특정 양태에서, 유리 섬유의 농도는 30 중량% 내지 35 중량% 범위이다. 상한의 관점에서, 유리 섬유 농도는 60 중량% 미만, 예를 들어 55 중량% 미만, 50 중량% 미만, 45 중량% 미만, 40 중량% 미만, 38.5 중량% 미만, 37 중량% 미만, 35.5 중량% 미만, 34 중량% 미만, 32.5 중량% 미만, 31 중량% 미만, 29.5 중량% 미만, 28 중량% 미만, 26.5 중량% 미만, 25 중량% 미만, 20 중량% 미만, 또는 15 중량% 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 유리 섬유 농도는 10 중량% 초과, 예를 들어 15 중량% 초과, 20 중량% 초과, 25 중량% 초과, 26.5 중량% 초과, 28 중량% 초과, 29.5 중량% 초과, 31 중량% 초과, 32.5 중량% 초과, 34 중량% 초과, 35.5 중량% 초과, 37 중량% 초과, 38.5 중량% 초과, 40 중량% 초과, 45 중량% 초과, 50 중량% 초과, 또는 55 중량% 초과일 수 있다. 더 낮은 농도, 예를 들어 10 중량% 미만 및 더 높은 농도, 예를 들어 60 중량% 초과도 고려된다.
폴리아미드 조성물에서 상기 하나 이상의 폴리아미드 중합체 대 상기 유리 섬유의 중량비는 예를 들어 0.1 내지 10, 예를 들어 0.1 내지 1.6, 0.16 내지 2.5, 0.25 내지 4, 0.4 내지 6.3, 또는 0.63 내지 10 범위일 수 있다. 상한의 관점에서, 상기 하나 이상의 폴리아미드 중합체 대 상기 유리 섬유의 중량비는 10 미만, 예를 들어, 6.3 미만, 4 미만, 2.5 미만, 1.6 미만, 1 미만, 0.63 미만, 0.4 미만, 0.25 미만 또는 0.16 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 상기 하나 이상의 폴리아미드 중합체 대 상기 유리 섬유의 중량비는 0.1 초과, 예를 들어, 0.16 초과, 0.25 초과, 0.4 초과, 0.63 초과, 1 초과, 1.6 초과, 2.5 초과, 4 초과 또는 6.3 초과일 수 있다. 더 낮은 비, 예를 들어 0.1 미만 및 더 높은 비, 예를 들어 10 초과도 고려된다.
충격 개질제
본원에 개시된 폴리아미드 조성물은 하나 이상의 충격 개질제를 포함한다. 본 발명자들은, 이러한 충격 개질제가 조성물의 하나 이상의 폴리아미드 중합체와 우수한 상호작용 및 상용성 및 분산을 갖도록 선택되는 엘라스토머 또는 고무 물질일 수 있다는 것을 유리하게 발견하였다. 충격 개질제는 아크릴레이트-부타디엔-스티렌 또는 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌과 같은 스티렌계 공중합체를 포함할 수 있다. 충격 개질제는 아크릴 중합체, 또는 염소화된 폴리에틸렌과 같은 폴리에틸렌 중합체를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 충격 개질제는 에틸렌-옥텐 공중합체를 포함한다. 일부 경우에, 충격 개질제 및 용융 안정화제의 조합(임의적으로는 개시된 양 및 비율)은 성능 특징, 예를 들어 인장/굴곡 성능 및 내충격성의 놀라운 상승적 조합을 제공한다.
일부 경우에, 충격 개질제는, 폴리올레핀 또는 폴리아크릴레이트와 같은 이들 화합물의 중합체를 포함하는 올레핀, 아크릴레이트 또는 아크릴, 또는 이들의 조합물을 포함한다. 이들 화합물은 개질, 예를 들어 말레산 무수물로 개질(그래프팅)될 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 충격 개질제는 말레산 무수물-개질된 올레핀, 아크릴레이트, 또는 아크릴, 또는 이들의 조합물을 포함한다. 일부 경우에, 충격 개질제는 개질된 올레핀, 예를 들어 말레산 무수물-개질된 올레핀을 포함한다. 충격 개질제는 말레산 무수물-개질된 에틸렌 옥텐 및/또는 에틸렌 아크릴레이트를 포함할 수 있다.
일부 실시양태에서, 상기 충격 개질제는 0℃ 내지 -100℃, 예를 들어 -5℃ 내지 -80℃, -10℃ 내지 -70℃, -20℃ 내지 -60℃, 또는 -25℃ 내지 -55℃ 범위의 유리 전이 온도를 갖는다. 하한의 관점에서, 충격 개질제는 -100℃ 초과, 예를 들어 -80℃ 초과, -70℃ 초과, -60℃ 초과 또는 -55℃ 초과와 같은 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 상한의 관점에서, 충격 개질제는 0℃ 미만, 예를 들어 -5℃ 미만, -10℃ 미만, -15℃ 미만 또는 -25℃ 미만의 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 이러한 유리 전이 온도를 갖는 충격 개질제는 에너지 소산 특성, 예를 들어 내충격성을 상승적으로 개선하는 것으로 여겨진다. 이러한 특정 충격 개질제는, 특히 원하는 온도 범위, 예를 들어 -10℃ 내지 -70℃에서 향상된 충격 성능을 달성하기 위해 개시된 폴리아미드 및 유리 섬유와 함께 작동하는 온도 범위에서 유리 전이 온도를 갖는다.
폴리아미드 조성물 중 충격 개질제의 농도는 예를 들어 3 중량% 내지 30 중량%, 예를 들어 3 중량% 내지 19.2 중량%, 2 중량% 내지 25 중량%, 2 중량% 내지 20 중량%, 5.7 중량% 내지 21.9 중량%, 4.0 중량% 내지 15 중량%, 5.5 중량% 내지 14 중량%, 6.0 중량% 내지 11.5 중량%, 8.4 중량% 내지 24.6 중량%, 11.1 중량% 내지 27.3 중량%, 또는 13.8 중량% 내지 30 중량% 범위일 수 있다. 일부 실시양태에서, 충격 개질제의 농도는 6 중량% 내지 20 중량%, 예컨대, 6 중량% 내지 14.4 중량%, 7.4 중량% 내지 15.8 중량%, 8.8 중량% 내지 17.2 중량%, 10.2 중량% 내지 18.6 중량%, 또는 11.6 중량% 내지 20 중량% 범위이다. 상한의 관점에서, 충격 개질제 농도는 30 중량% 미만, 예를 들어 27.3 중량% 미만, 24.6 중량% 미만, 21.9 중량% 미만, 20 중량% 미만, 18.6 중량% 미만, 17.2 중량% 미만, 15.8 중량% 미만, 15 중량% 미만, 14 중량% 미만, 14.4 중량% 미만, 13 중량% 미만, 11.6 중량% 미만, 11.5 중량% 미만, 10.2 중량% 미만, 8.8 중량% 미만, 7.4 중량% 미만, 6 중량% 미만, 또는 5.4 중량% 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 충격 개질제 농도는 3 중량% 초과, 4.0 중량% 초과, 5.5 중량% 초과, 5.4 중량% 초과, 6 중량% 초과, 7.4 중량% 초과, 8.8 중량% 초과, 10.2 중량% 초과, 11.6 중량% 초과, 13 중량% 초과, 14.4 중량% 초과, 15.8 중량% 초과, 17.2 중량% 초과, 18.6 중량% 초과, 20 중량% 초과, 21.9 중량% 초과, 24.6 중량% 초과, 또는 27.6 중량% 초과일 수 있다. 더 낮은 농도, 예를 들어 3 중량% 미만 및 더 높은 농도, 예를 들어 30 중량% 초과도 고려된다.
조성물 중 충격 개질제 및 유리 섬유의 양의 비율은 예상외로 강도 및 연성 특성의 유리한 조합을 갖는 재료를 제조하는데 특히 중요한 것으로 밝혀졌다. 폴리아미드 조성물 중 상기 유리 섬유 대 상기 충격 개질제의 중량비는 예를 들어 0.3 내지 20, 예를 들어 0.3 내지 15, 1 내지 12, 2 내지 10, 2.5 내지 7.5, 0.46 내지 5.7, 0.69 내지 8.6, 1.1 내지 13, 또는 1.6 내지 20 범위일 수 있다. 상한의 관점에서, 상기 유리 섬유 대 상기 충격 개질제의 중량비는 20 미만, 예를 들어 15 미만, 13 미만, 12 미만, 8.6 미만, 7.5 미만, 5.7 미만, 3.7 미만, 2.4 미만, 1.6 미만, 1.1 미만 또는 0.69 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 상기 유리 섬유 대 상기 충격 개질제의 중량비는 0.3 초과, 예를 들어 0.46 초과, 0.69 초과, 1 초과, 1.1 초과, 1.6 초과, 2 초과, 2.4 초과, 5.7 초과, 8.6 초과, 또는 13 초과일 수 있다. 더 낮은 비, 예를 들어, 0.3 미만 및 더 높은 비, 예를 들어, 20 초과가 또한 고려된다.
폴리아미드 조성물에서 상기 하나 이상의 폴리아미드 중합체 대 상기 충격 개질제의 중량비는 예를 들어 0.2 내지 30, 예를 들어 0.2 내지 4, 0.33 내지 6.7, 2 내지 7, 3 내지 6, 1 내지 15, 5 내지 15, 2 내지 12, 0.54 내지 11, 0.9 내지 18, 또는 1.5 내지 30일 수 있다. 상한의 관점에서, 상기 하나 이상의 폴리아미드 중합체 대 상기 충격 개질제의 중량비는 30 미만, 예를 들어 18 미만, 15 미만, 12 미만, 11 미만, 7 미만, 6 미만, 6.7 미만, 4 미만, 2.4 미만, 1.5 미만, 0.9 미만, 0.54 미만 또는 0.33 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 상기 하나 이상의 폴리아미드 중합체 대 상기 충격 개질제의 중량비는 0.2 초과, 예를 들어, 0.33 초과, 0.55 초과, 0.9 초과, 1.5 초과, 2 초과, 2.4 초과, 3 초과, 5 초과, 6.7 초과, 11 초과, 또는 18 초과일 수 있다. 더 낮은 비, 예를 들어, 0.2 미만, 및 더 높은 비, 예를 들어, 30 초과가 또한 고려된다.
열 안정화제
폴리아미드 조성물의 하나 이상의 열 안정화제는 재료의 강도 또는 연성에 상당히 부정적인 영향을 미치지 않으면서, 예를 들어 더 높은 작동 온도에서 조성물의 성능을 개선하도록 선택될 수 있다. 열 안정화제는 예를 들어 장애 페놀계 안정화제, 포스파이트계 안정화제, 장애 아민계 안정화제, 트리아진계 안정화제, 황계 안정화제, 구리 안정화제, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
장애 페놀계 안정화제의 예에는 N,N'-헥산-1,6-디일비스[3-(3,5-디tert-부틸-4-하이드록시페닐프로피온아미드)]; 펜타에리트리틸-테트라키스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트]; N,N'-헥사메틸렌 비스(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시하이드로신남아미드); 트리에틸렌글리콜-비스[3-(3-tert-부틸-5-메틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트]; 3,9-비스{2-[3-(3-tert-부틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피오닐옥시]-1,1-디메틸에틸}-2,4,8,10-테트라옥사스피로[5,5]운데칸; 3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시벤질 포스포네이트-디에틸 에스테르; 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디tert-부틸-4-하이드록시벤질)벤젠; 및 1,3,5-트리스(4-tert-부틸-3-하이드록시-2,6-디메틸벤질)이소시아누레이트를 포함한다.
포스파이트계 안정화제의 예로는 트리옥틸 포스파이트; 트리라우릴 포스파이트; 트리데실 포스파이트; 옥틸디페닐 포스파이트; 트리이소데실 포스파이트; 페닐 디이소데실 포스파이트; 페닐 디(트리데실)포스파이트; 디페닐 이소옥틸 포스파이트; 디페닐 이소데실 포스파이트; 디페닐(트리데실)포스파이트; 트리페닐 포스파이트; 트리스(노닐 페닐)포스파이트; 트리스(2,4-디-tert-부틸 페닐)포스파이트; 트리스(2,4-디-tert-부틸-5-메틸 페닐)포스파이트; 트리스(부톡시에틸)포스파이트; 4,4'-부틸리덴-비스(3-메틸-6-tert-부틸페닐-테트라-트리데실)디포스파이트; 테트라(C12- 내지 C15-혼합 알킬)-4,4'-이소프로필리덴디페닐 디포스파이트; 4,4'-이소프로필리덴비스(2-tert-부틸페닐)-디(노닐페닐)포스파이트; 트리스(비페닐)포스파이트; 테트라(트리데실)-1,1,3-트리스(2-메틸-5-tert-부틸-4-하이드록시페닐)부탄 디포스파이트; 테트라(트리데실)-4,4'-부틸리덴비스(3-메틸-6-tert-부틸페닐)디포스파이트; 테트라(C1- 내지 C15-혼합 알킬)-4,4'-이소프로필리덴디페닐 디포스파이트; 트리스(모노-/디-혼합 노닐페닐)포스파이트; 4,4'-이소프로필리덴비스(2-tert-부틸페닐)-디(노닐페닐)포스파이트; 9,10-디-하이드로-9-옥사-10-포스포르페난트렌-10-옥사이드; 트리스(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)포스파이트; 수소화된-4,4'-이소프로필리덴디페닐 폴리포스파이트; 비스(옥틸페닐)-비스(4,4'-부틸리덴비스(3-메틸-6-tert-부틸 페닐)-1,6-헥산올 디포스파이트; 헥사(트리데실)-1,1,3-트리스(2-메틸-4-하이드록시-5-tert-부틸페닐)부탄 트리포스파이트; 트리스(4,4'-이소프로필리덴비스(2-tert-부틸페닐)포스파이트; 트리스(1,3-스테아로일옥시이소프로필)포스파이트, 2,2-메틸렌비스(4,6-디tert-부틸페닐)옥틸 포스파이트; 2,2-메틸렌비스(3-메틸-4,6-디-tert-부틸페닐)-2-에틸헥실 포스파이트; 테트라키스(2,4-디-tert-부틸-5-메틸페닐)-4,4'-비페닐렌 디포스파이트; 및 테트라키스(2,4-디-tert-부틸 페닐)-4,4'-비페닐렌 디포스파이트를 포함한다.
포스파이트계 안정화제는 또한 펜타에리트리톨형 포스파이트 화합물, 예컨대 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페닐-페닐-펜타에리트리톨 디포스파이트; 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페닐-메틸-펜타에리트리톨 디포스파이트; 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페닐-2-에틸헥실-펜타에리트리톨 디포스파이트; 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페닐이소데실-펜타에리트리톨 디포스파이트; 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페닐-라우릴펜타에리트리톨 디포스파이트; 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페닐-이소트리데실-펜타에리트리톨 디포스파이트; 2,6-디-tert-부틸-4-메틸 페닐-스테아릴-펜타에리트리톨 디포스파이트; 2,6-디tert-부틸-4-메틸 페닐-사이클로헥실-펜타에리트리톨 디포스파이트; 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페닐-벤질-펜타에리트리톨 디포스파이트; 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페닐-에틸셀로솔브-펜타에리트리톨 디포스파이트; 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페닐-부틸카르비톨-펜타에리트리톨 디포스파이트; 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페닐-옥틸페닐-펜타에리트리톨 디포스파이트; 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페닐-노닐페닐-펜타에리트리톨 디포스파이트; 비스(2,6-디-tert-부틸-4-메틸 페닐)펜타에리트리톨 디포스파이트; 비스(2,6-디-tert-부틸-4-에틸페닐)펜타에리트리톨 디포스파이트; 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페닐-2,6-디-tert-부틸페닐-펜타에리트리톨 디포스파이트; 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페닐-2,4-디-tert-부틸페닐-펜타에리트리톨 디포스파이트; 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페닐-2,4-디-tert-옥틸페닐-펜타에리트리톨 디포스파이트; 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페닐-2-사이클로헥실페닐-펜타에리트리톨 디포스파이트; 2,6-디-tert-아밀-4-메틸페닐-페닐-펜타에리트리톨 디포스파이트; 비스(2,6-디-tert-아밀-4-메틸페닐)펜타에리트리톨 디포스파이트; 및 비스(2,6-디-tert-옥틸-4-메틸페닐)펜타에리트리톨 디포스파이트를 포함한다.
장애 아민계 안정화제의 예로는 4-아세톡시-2,2,6,6-테트라 메틸 피페리딘; 4-스테아로일옥시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘; 4-아크릴로일옥시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘; 4-(페닐아세톡시)-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘; 4-벤조일옥시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘; 4-메톡시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘; 4-스테아릴옥시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘; 4-사이클로헥실옥시-2,2,6,6-테트라 메틸피페리딘; 4-벤질옥시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘; 4-페녹시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘; 4-(에틸카바모일옥시)-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘; 4-(사이클로헥실카바모일옥시)-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘; 4-(페닐카바모일옥시)-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘; 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)-카보네이트; 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)-옥살레이트; 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)-말로네이트; 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)-세바케이트; 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)-아디페이트; 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)테레프탈레이트; 1,2-비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜옥시)-에탄; α,α'-비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜옥시)-p-자일렌; 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)-톨릴렌-2,4-디카바메이트; 비스(2,2,6,6-테트라 메틸-4-피페리딜)-헥사메틸렌-1,6-디카바메이트; 트리스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)-벤젠-1,3,5-트리카복실레이트; 트리스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)-벤젠-1,3,4-트리카복실레이트; 1-[2-{3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오닐옥시}부틸]-4-[3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오닐옥시] 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘; 및 1,2,3,4-부탄테트라카복실산의 축합 생성물; 1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리디놀; 및 β,β,β',β'-테트라메틸-3,9-[2,4,8,10-테트라옥사스피로(5,5)운데칸]디에탄올을 포함한다.
트리아진계 안정화제의 예로는 2,4,6-트리스(2'-하이드록시-4'-옥틸옥시-페닐)-1,3,5-트리아진; 2-(2'-하이드록시-4'-헥실옥시-페닐)-4,6-디페닐-1,3,5-트리아진; 2-(2'-하이드록시-4'-옥틸옥시페닐)-4,6-비스(2',4-디메틸페닐)-1,3,5-트리아진; 2-(2',4'-디하이드록시페닐)-4,6-비스(2',4'-디메틸페닐)-1,3,5-트리아진; 2,4-비스(2'-하이드록시-4'-프로필옥시-페닐)-6-(2',4'-디메틸페닐)-1,3,5-트리아진; 2-(2-하이드록시-4-옥틸옥시페닐)-4,6-비스(4'-메틸페닐)-1,3,5-트리아진; 2-(2'-하이드록시-4'-도데실옥시페닐)-4,6-비스(2',4'-디메틸페닐)-1,3,5-트리아진; 2,4,6-트리스(2'-하이드록시-4'-이소프로필옥시페닐)-1,3,5-트리아진; 2,4,6-트리스(2'-하이드록시-4'-n-헥실옥시페닐)-1,3,5-트리아진; 및 2,4,6-트리스(2'-하이드록시-4'-에톡시카르보닐메톡시페닐)-1,3,5-트리아진을 포함한다.
구리 안정화제는 구리 할로겐화물, 예를 들어 염화물, 브롬화물, 요오드화물을 포함한다. 구리 안정화제는 또한 시안화구리, 산화구리, 황산구리, 인산구리, 아세트산구리, 프로피온산구리, 벤조산구리, 아디프산구리, 테레프탈산구리, 이소프탈산구리, 살리실산구리, 니코틴산구리, 스테아르산구리, 및 킬레이트화 아민, 예컨대 에틸렌디아민 및 에틸렌디아민테트라아세트산에 배위된 구리 착염을 포함할 수 있다.
일부 실시양태에서, 폴리아미드 조성물은 세륨계 열 안정화제, 예를 들어, 세륨 옥사이드, 세륨 하이드레이트, 및/또는 세륨 옥시하이드레이트를 포함한다.
폴리아미드 조성물 중 열 안정화제의 농도는 예를 들어 0.1 내지 5 중량%, 예를 들어 0.1 중량% 내지 1 중량%, 0.15 중량% 내지 1.5 중량%, 0.22 중량% 내지 2.3 중량%, 0.1 중량% 내지 3 중량%, 0.15 중량% 내지 1 중량%, 0.32 중량% 내지 3.4 중량%, 또는 0.48 중량% 내지 5 중량% 범위일 수 있다. 일부 실시양태에서, 열 안정화제의 농도는 0.2 중량% 내지 0.7 중량% 범위이다. 상한의 관점에서, 열 안정화제 농도는 5 중량% 미만, 예컨대, 3.4 중량% 미만, 3 중량% 미만, 2.3 중량% 미만, 1.5 중량% 미만, 1 중량% 미만, 0.71 중량% 미만, 0.48 중량% 미만, 0.32 중량% 미만, 0.22 중량% 미만, 또는 0.15 중량% 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 열 안정화제 농도는 0.1 중량% 초과, 예컨대, 0.15 중량% 초과, 0.22 중량% 초과, 0.32 중량% 초과, 0.48 중량% 초과, 0.71 중량% 초과, 1 중량% 초과, 1.5 중량% 초과, 2.3 중량% 초과, 또는 3.4 중량% 초과일 수 있다. 더 낮은 농도, 예를 들어 0.1 중량% 미만 및 더 높은 농도, 예를 들어 5 중량% 초과도 고려된다.
일부 실시양태에서, 열 안정화제는 구리, 또는 예를 들어 구리 요오드화물과 같은 구리-함유 화합물을 포함한다. 열 안정화제를 다른 폴리아미드 조성물 성분과 조합한 후, 폴리아미드 조성물 중 구리의 농도는 예를 들어 25 ppm 내지 700 ppm, 예를 들어 25 ppm 내지 180 ppm, 35 ppm 내지 260 ppm, 49 ppm 내지 360 ppm, 68 ppm 내지 500 ppm, 또는 95 ppm 내지 700 ppm 범위일 수 있다. 상한의 관점에서, 폴리아미드 조성물 중 구리의 농도는 700 ppm 미만, 예를 들어 500 ppm 미만, 360 ppm 미만, 260 ppm 미만, 180 ppm 미만, 130 ppm 미만, 95 ppm 미만, 68 ppm 미만, 49 ppm 미만, 또는 35 ppm 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 폴리아미드 조성물 중 구리의 농도는 25ppm 초과, 예를 들어, 35 ppm 초과, 49 ppm 초과, 68 ppm 초과, 95 ppm 초과, 130 ppm 초과, 180 ppm 초과, 260 ppm 초과, 360 ppm 초과, 또는 500 ppm 초과일 수 있다. 더 높은 농도, 예를 들어 700 ppm 초과 및 더 낮은 농도, 예를 들어 25 ppm 미만도 고려된다.
폴리아미드 조성물 중 열 안정화제에 대한 하나 이상의 폴리아미드의 중량비는 예를 들어 1 내지 850, 예를 들어 1 내지 57, 2 내지 110, 3.9 내지 220, 7.6 내지 430, 또는 15 내지 850 범위일 수 있다. 상한의 관점에서, 상기 하나 이상의 폴리아미드 중합체 대 상기 열 안정화제의 중량비는 850 미만, 예를 들어 430 미만, 220 미만, 110 미만, 29 미만, 57 미만, 15 미만, 7.6 미만, 3.9 미만, 또는 2 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 상기 하나 이상의 폴리아미드 중합체 대 상기 열 안정화제의 중량비는 1 초과, 예를 들어, 2 초과, 3.9 초과, 7.6 초과, 15 초과, 29 초과, 57 초과, 110 초과, 220 초과, 또는 430 초과일 수 있다. 더 낮은 비, 예를 들어 1 미만, 및 더 높은 비, 예를 들어 850 초과도 고려된다.
폴리아미드 조성물에서 상기 유리 섬유 대 상기 열 안정화제의 중량비는 예를 들어 2 내지 600, 예를 들어 2 내지 61, 3.5 내지 110, 6.3 내지 190, 11 내지 340, 또는 20 내지 600이다. 상한의 관점에서, 상기 유리 섬유 대 상기 열 안정화제의 중량비는 600 미만, 예를 들어 340 미만, 190 미만, 110 미만, 61 미만, 35 미만, 20 미만, 11 미만, 6.3 미만 또는 3.5 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 상기 유리 섬유 대 상기 열 안정화제의 중량비는 2 초과, 예를 들어 3.5 초과, 6.3 초과, 11 초과, 20 초과, 35 초과, 61 초과, 110 초과, 190 초과, 또는 340 초과일 수 있다. 더 낮은 비, 예를 들어 2 미만, 및 더 높은 비, 예를 들어 600 초과가 또한 고려된다.
폴리아미드 조성물에서 상기 충격 개질제 대 상기 열 안정화제의 중량비는 예를 들어 0.5 내지 300, 예를 들어 0.5 내지 23, 0.95 내지 44, 1.8 내지 83, 10 내지 40, 12 내지 35, 3.4 내지 160, 또는 6.5 내지 300의 범위일 수 있다. 상한의 관점에서, 상기 충격 개질제 대 상기 열 안정화제의 중량비는 300 미만, 예를 들어 160 미만, 83 미만, 44 미만, 40 미만, 35 미만, 23 미만, 12 미만, 6.5 미만, 3.4 미만, 1.8 미만 또는 0.95 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 상기 충격 개질제 대 상기 열 안정화제의 중량비는 0.5 초과, 예를 들어 0.95 초과, 1.8 초과, 3.4 초과, 6.5 초과, 10 초과, 12 초과, 23 초과, 44 초과, 83 초과 또는 160 초과일 수 있다. 더 낮은 비, 예를 들어, 0.5 미만 및 더 높은 비, 예를 들어 300 초과도 고려된다.
컬러 패키지(니그로신/카본 블랙)
폴리아미드 조성물은 니그로신 또는 솔벤트 블랙 7과 같은 하나 이상의 가용성 염료를 포함할 수 있다. 폴리아미드 조성물 중 니그로신의 농도는 예를 들면 0.1 내지 5 중량%, 예컨대, 0.1 중량% 내지 1 중량%, 0.15 중량% 내지 1.5 중량%, 0.22 중량% 내지 2.3 중량%, 0.32 중량% 내지 3.4 중량%, 또는 0.48 중량% 내지 5 중량% 범위일 수 있다. 일부 실시양태에서, 니그로신의 농도는 1 중량% 내지 2 중량%, 예를 들어 1 중량% 내지 1.6 중량%, 1.1 중량% 내지 1.7 중량%, 1.2 중량% 내지 1.8 중량%, 1.3 중량% 내지 1.9 중량%, 또는 1.4 중량% 내지 2 중량% 범위이다. 상한의 관점에서, 니그로신 농도는 3.4 중량% 미만, 2.3 중량% 미만, 2 중량% 미만, 1.9 중량% 미만, 1.8 중량% 미만, 1.7 중량% 미만, 1.6 중량% 미만, 1.5 중량% 미만, 1.4 중량% 미만, 1.3 중량% 미만, 1.2 중량% 미만, 1.1 중량% 미만, 1 중량% 미만, 0.71 중량% 미만, 0.48 중량% 미만, 0.32 중량% 미만, 0.22 중량% 미만, 또는 0.15 중량% 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 니그로신 농도는 0.15 중량% 초과, 0.22 중량% 초과, 0.32 중량% 초과, 0.48 중량% 초과, 0.71 중량% 초과, 1 중량% 초과, 1.1 중량% 초과, 1.2 중량% 초과, 1.3 중량% 초과, 1.4 중량% 초과, 1.5 중량% 초과, 1.6 중량% 초과, 1.7 중량% 초과, 1.8 중량% 초과, 1.9 중량% 초과, 2 중량% 초과, 2.3 중량% 초과, 또는 3.4 중량% 초과일 수 있다. 더 낮은 농도, 예를 들어 0.1 중량% 미만 및 더 높은 농도, 예를 들어 5 중량% 초과도 고려된다. 일부 경우에, 니그로신은 마스터배치에 제공되고, 마스터배치 및 생성된 조성물 중 니그로신의 농도는 쉽게 계산될 수 있다.
폴리아미드 조성물 중 하나 이상의 폴리아미드 중합체 대 니그로신의 중량비는 예를 들어 1 내지 85, 예를 들어 1 내지 14, 1.6 내지 22, 2.4 내지 35, 3.8 내지 55, 또는 5.9 내지 85 범위일 수 있다. 상한의 관점에서, 상기 하나 이상의 폴리아미드 중합체 대 상기 니그로신의 비는 85 미만, 예를 들어 55 미만, 35 미만, 22 미만, 14 미만, 9.2 미만, 5.9 미만, 3.8 미만, 2.4 미만 또는 1.6 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 상기 하나 이상의 폴리아미드 중합체 대 상기 니그로신의 비는 1 초과, 예를 들어, 1.6 초과, 2.4 초과, 3.8 초과, 5.9 초과, 9.2 초과, 14 초과, 22 초과, 35 초과, 또는 55 초과일 수 있다. 더 높은 비, 예를 들어 55 초과 및 더 낮은 비, 예를 들어 1 미만이 또한 고려된다.
폴리아미드 조성물 중 상기 유리 섬유 대 상기 니그로신의 중량비는 예를 들어 2 내지 60, 예를 들어 2 내지 15, 2.8 내지 22, 3.9 내지 30, 5.5 내지 43, 또는 7.8 내지 60 범위일 수 있다. 상한의 관점에서, 상기 유리 섬유 대 상기 니그로신의 비는 60 미만, 예를 들어 43 미만, 30 미만, 22 미만, 15 미만, 11 미만, 7.8 미만, 5.5 미만, 3.9 미만 또는 2.8 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 상기 유리 섬유 대 상기 니그로신의 비는 2 초과, 예를 들어 2.8 초과, 3.9 초과, 5.5 초과, 7.8 초과, 11 초과, 15 초과, 22 초과, 30 초과, 또는 43 초과일 수 있다. 더 높은 비, 예를 들어 60 초과 및 더 낮은 비, 예를 들어 2 미만이 또한 고려된다.
폴리아미드 조성물 중 상기 충격 개질제 대 상기 니그로신의 중량비는 예를 들어 0.5 내지 30, 예를 들어 0.5 내지 5.8, 0.75 내지 8.8, 1.1 내지 13, 1.7 내지 20, 또는 2.6 내지 30 범위일 수 있다. 상한의 관점에서, 상기 충격 개질제 대 상기 니그로신의 비는 30 미만, 예를 들어 20 미만, 13 미만, 8.8 미만, 5.8 미만, 3.9 미만, 2.6 미만, 1.7 미만, 1.1 미만 또는 0.75 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 상기 충격 개질제 대 상기 니그로신의 비는 0.5 초과, 예를 들어 0.75 초과, 1.1 초과, 1.7 초과, 2.6 초과, 3.9 초과, 5.8 초과, 8.8 초과, 13 초과, 또는 20 초과일 수 있다. 더 높은 비, 예를 들어, 30 초과 및 더 낮은 비, 예를 들어, 0.5 미만이 또한 고려된다.
폴리아미드 조성물 중 상기 열 안정화제 대 상기 니그로신의 중량비는 예를 들어 0.02 내지 5, 예를 들어 0.02 내지 0.55, 0.035 내지 0.95, 0.06 내지 1.7, 0.1 내지 2.9, 또는 0.18 내지 5 범위일 수 있다. 상한의 관점에서, 상기 열 안정화제 대 상기 니그로신의 비는 5 미만, 예를 들어, 2.9 미만, 1.7 미만, 0.95 미만, 0.55 미만, 0.32 미만, 0.18 미만, 0.1 미만, 0.06 미만 또는 0.035 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 상기 열 안정화제 대 상기 니그로신의 비는 0.02 초과, 예를 들어 0.035 초과, 0.06 초과, 0.1 초과, 0.18 초과, 0.32 초과, 0.55 초과, 0.95 초과, 1.7 초과 또는 2.9 초과일 수 있다. 더 높은 비, 예를 들어 5 초과 및 더 낮은 비, 예를 들어 0.02 미만이 또한 고려된다.
폴리아미드 조성물은 카본 블랙과 같은 하나 이상의 안료를 포함할 수 있다. 폴리아미드 조성물 중 카본 블랙의 농도는 예를 들어 0.1 내지 5 중량%, 예를 들어 0.1 중량% 내지 1.05 중량%, 0.15 중량% 내지 1.55 중량%, 0.22 중량% 내지 2.29 중량%, 0.32 중량% 내지 3.38 중량%, 또는 0.48 중량% 내지 5 중량%일 수 있다. 일부 실시양태에서, 카본 블랙의 농도는 0.2 중량% 내지 0.8 중량% 범위이다. 상한의 관점에서, 카본 블랙 농도는 5 중량% 미만, 예를 들어 3.4 중량% 미만, 2.3 중량% 미만, 1.5 중량% 미만, 1 중량% 미만, 0.71 중량% 미만, 0.48 중량% 미만, 0.32 중량% 미만, 0.22 중량% 미만, 또는 0.15 중량% 미만일 수 있다. 일부 실시양태에서, 카본 블랙의 농도는 3 중량% 미만이다. 하한의 관점에서, 카본 블랙 농도는 0.1중량% 초과, 예를 들어 0.15 중량% 초과, 0.22 중량% 초과, 0.32 중량% 초과, 0.48 중량% 초과, 0.71 중량% 초과, 1 중량% 초과, 1.5 중량% 초과, 2.3 중량% 초과, 또는 3.4 중량% 초과일 수 있다. 더 낮은 농도, 예를 들어 0.1 중량% 미만 및 더 높은 농도, 예를 들어 5 중량% 초과도 고려된다.
용융 안정화제
폴리아미드 조성물은 하나 이상의 용융 안정화제(윤활제)를 포함할 수 있다. 용융 안정화제의 유형 및 상대적인 양은 조성물의 가공을 개선하고 동시에 재료의 높은 강도 및 연성에 기여하도록 선택될 수 있다. 폴리아미드 조성물 중 용융 안정화제의 농도는 예를 들어 0.1 내지 5 중량%, 예를 들어 0.1 중량% 내지 0.6 중량%, 0.2 중량% 내지 0.7 중량%, 0.3 중량% 내지 0.8 중량%, 0.1 중량% 내지 3 중량%, 0.4 중량% 내지 0.9 중량%, 0.5 중량% 내지 1 중량%, 0.15 중량% 내지 1.5 중량%, 0.22 중량% 내지 2.3 중량%, 0.32 중량% 내지 3.4 중량%, 또는 0.48 중량% 내지 5 중량% 범위일 수 있다. 상한의 관점에서, 용융 안정화제 농도는 5 중량% 미만, 예를 들어 3.4 중량% 미만, 2.3 중량% 미만, 1.5 중량% 미만, 1 중량% 미만, 0.9 중량% 미만, 0.8 중량% 미만, 0.7 중량% 미만, 0.6 중량% 미만, 0.5 중량% 미만, 0.4 중량% 미만, 0.3 중량% 미만, 0.2 중량% 미만, 또는 0.1 중량% 미만일 수 있다. 하한과 관련하여, 용융 안정화제 농도는 0.1중량% 초과, 예를 들어 0.2 중량% 초과, 0.3 중량% 초과, 0.4 중량% 초과, 0.5 중량% 초과, 0.6 중량% 초과, 0.7 중량% 초과, 0.8 중량% 초과, 0.9 중량% 초과, 1 중량% 초과, 1.5 중량% 초과, 2.3 중량% 초과, 또는 3.4 중량% 초과일 수 있다. 더 낮은 농도, 예를 들어 0.1 중량% 미만 및 더 높은 농도, 예를 들어 5 중량% 초과도 고려된다.
일부 실시양태에서, 상기 용융 안정화제는 포화 지방산을 포함한다. 예를 들어, 용융 안정화제는 스테아르산, 또는 베헨산, 또는 이들의 조합물, 또는 이들의 염을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 용융 안정화제는 스테아레이트를 포함한다. 용융 안정화제는 일부 경우에, 예를 들어 아연 스테아레이트, 칼슘 스테아레이트, 알루미늄 디스테아레이트, 아연 스테아레이트, 칼슘 스테아레이트, N,N' 에틸렌 비스-스테아르아미드, 스테아릴 에루카미드를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 용융 안정화제는 스테아르산을 포함한다.
일부 실시양태에서, 상기 용융 안정화제는 이온성 윤활제를 포함하지 않는다. 다른 성능 개선에 더하여, 개시된 용융 안정화제는 또한 중합체의 매트릭스에서 성분의 분산, 예를 들어 폴리아미드 매트릭스에서 충격 개질제의 분산을 상당히 개선한다.
일부 실시양태에서, 상기 용융 안정화제는 왁스일 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 용융 안정화제는 왁스로 이루어진다. 일부 실시양태에서, 왁스는 지방산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 용융 안정화제는 지방산으로 이루어진다. 일부 실시양태에서, 왁스는 포화 지방산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 용융 안정화제는 포화 지방산으로 이루어진다. 일부 실시양태에서, 왁스는 스테아르산, 베헨산, 또는 이들의 염 또는 조합물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 왁스는 스테아르산, 베헨산, 또는 그의 염 또는 조합물로 이루어진다.
다른 성능 개선에 더하여, 개시된 용융 안정화제는 또한 중합체의 매트릭스에서 성분의 분산, 예를 들어 폴리아미드 매트릭스에서 충격 개질제의 분산을 상당히 개선하여 충격 성능을 유리하게 개선시킨다.
폴리아미드 조성물 중 용융 안정화제, 예를 들어 스테아르산 또는 이의 염의 농도는 예를 들어 0.03 내지 4 중량%, 예를 들어 0.03 중량% 내지 4 중량%, 예컨대, 0.03 중량% 내지 0.57 중량%, 0.05 중량% 내지 0.92 중량%, 0.08 중량% 내지 1.5 중량%, 0.13 중량% 내지 2.5 중량%, 또는 0.21 중량% 내지 4 중량% 범위일 수 있다. 상한의 관점에서, 스테아르산 또는 염 농도는 4 중량% 미만, 예를 들어 2.4 중량% 미만, 1.5 중량% 미만, 0.92 중량% 미만, 0.57 중량% 미만, 0.35 중량% 미만, 0.21 중량% 미만, 0.13 중량% 미만, 0.08 중량% 미만, 또는 0.05 중량% 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 스테아르산 또는 염 농도는 0.03중량% 초과, 예를 들어, 0.05 중량% 초과, 0.08 중량% 초과, 0.13 중량% 초과, 0.21 중량% 초과, 0.35 중량% 초과, 0.57 중량% 초과, 0.92 중량% 초과, 1.5 중량% 초과, 또는 2.5 중량% 초과일 수 있다. 더 높은 농도, 예를 들어 4 중량% 초과 및 더 낮은 농도, 예를 들어 0.03 중량% 미만도 고려된다.
폴리아미드 조성물 중 상기 충격 개질제 대 상기 용융 안정화제의 중량비는 예를 들어 1 내지 100, 예를 들어 2 내지 50, 5 내지 50, 10 내지 40, 10 내지 35, 5 내지 25, 10 내지 20, 10 내지 50, 20 내지 40, 또는 25 내지 35의 범위일 수 있다. 상한의 관점에서, 상기 충격 개질제 대 상기 용융 안정화제의 비는 100 미만, 예를 들어 75 미만, 50 미만, 40 미만, 35 미만, 25 미만, 또는 20 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 상기 충격 개질제 대 상기 용융 안정화제의 비는 1 초과, 예를 들어, 2 초과, 5 초과, 10 초과, 20 초과, 또는 25 초과일 수 있다. 더 높은 비가 또한 고려된다.
상기 언급된 바와 같이, 충격 개질제와 용융 안정화제의 조합은 성능 특징의 상승적 조합을 이끈다. 일반적으로 충격 개질제는 인장 강도에 해로운 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 예를 들어, 중합체의 전단에서의 저하가 관찰된다(전단은 유해하게 증가하고, 인장 성능이 부정적인 영향을 받는다). 그러나, 개시된 충격 개질제 및 용융 안정화제가 함께 사용될 때, 예상치 못한 균형이 깨지고, 용융 안정화제는 저하를 감소시키거나 제거한다. 결과적으로, 인장 성능의 손실이 거의 또는 전혀 관찰되지 않는 반면, 충격 복원성은 상당히 개선된다.
기타 첨가제
폴리아미드 조성물은 또한 하나 이상의 사슬 종결제, 점도 개질제, 가소제, UV 안정화제, 촉매, 기타 중합체, 난연제, 광택 제거제, 항균제, 대전 방지제, 광학 증백제, 연장제, 가공 보조제, 활석, 운모, 석고, 규회석 및 당업자에게 알려진 기타 일반적으로 사용되는 첨가제를 포함할 수 있다. 추가적인 적절한 첨가제는 문헌[Plastics Additives, An A-Z reference, Edited by Geoffrey Pritchard (1998)]에서 찾을 수 있다. 첨가제 분산액에 대한 안정화제의 임의적인 첨가가 예시적인 실시양태에 존재한다. 첨가제 분산에 적합한 안정화제는 폴리에톡실레이트(예: 폴리에톡실화된 알킬 페놀 트리톤 X-100), 폴리프로폭실레이트, 블록 공중합체 폴리에테르, 장쇄 알코올, 폴리알코올, 알킬설페이트, 알킬-설포네이트, 알킬-벤젠설포네이트, 알킬포스페이트, 알킬-포스포네이트, 알킬-나프탈렌 설포네이트, 카복실산 및 퍼플루오로네이트를 포함하나, 이로 제한되지는 않는다.
일부 실시양태에서, 폴리아미드 조성물의 내오염성은 폴리아미드 전구체를 5-술포이소프탈산 또는 그의 염 또는 기타 유도체와 같은 양이온성 염료 개질제와 염-블렌딩함으로써 개선될 수 있다.
사슬 연장제가 또한 폴리아미드 조성물에 포함될 수 있다. 적합한 사슬 연장제 화합물은 비스-N-아실 비스락탐 화합물, 이소프탈로일 비스-카프로락탐(IBC), 아디포일 비스-카프로락탐(ABC), 테르프탈로일 비스-카프로락탐(TBS), 및 이들의 혼합물을 포함한다.
폴리아미드 조성물은 또한 안티-블록제(anti-block agent)를 포함할 수 있다. 일반적으로 규조토 형태의 무기 고체는 개시된 폴리아미드 조성물에 첨가될 수 있는 물질의 한 부류를 나타낸다. 비제한적인 예는 탄산칼슘, 이산화규소, 규산마그네슘, 규산나트륨, 규산알루미늄, 규산알루미늄칼륨를 포함하고, 이산화규소는 적합한 안티-블록제의 예이다.
개시된 폴리아미드 조성물은 또한 선명도(clarity) 및 산소 장벽을 추가로 개선할 뿐만 아니라 산소 장벽을 향상시키기 위해 핵제를 포함할 수 있다. 전형적으로, 이들 제제는 결정자 개시(crystallite initiation)를 위한 표면을 제공하는 불용성 고융점 종이다. 핵제를 포함시키면 더 많은 결정이 개시되며, 이는 본질적으로 더 작다. 더 많은 결정자 또는 더 높은 % 결정도는 더 높은 강화/더 높은 인장 강도 및 산소 플럭스에 대한 더 구불구불한 경로(증가된 장벽)와 상관관계가 있다. 더 작은 결정자는 향상된 선명도와 상관관계가 있는 광산란을 감소시킨다. 비제한적인 예에는 불화칼슘, 탄산칼슘, 활석 및 나일론 2,2가 포함된다.
폴리아미드 조성물은 또한 장애 페놀 형태의 유기 항산화제, 예를 들어, 비제한적으로, 이르가녹스 1010, 이르가녹스 1076 및 이르가녹스 1098; 이르가포스 168 및 울트라녹스 626과 같은 유기 포스파이트; 방향족 아민, 주기율표의 IB, IIB, III 및 IV 족의 금속 염 및 알칼리 및 알칼리 토금속의 금속 할라이드를 포함할 수도 있다.
기계적 성능 특성
폴리아미드 조성물은 예를 들어 2500 MPa 내지 25000 MPa, 예를 들어 2500 MPa 내지 16000 MPa, 4750 MPa 내지 18250 MPa, 7000 MPa 내지 20500 MPa, 5000 MPa 내지 17000 MPa, 7000 MPa 내지 15000 MPa, 8000 MPa 내지 12000 MPa, 8600 MPa 내지 11500 MPa, 9250 MPa 내지 22750 MPa, 또는 11500 MPa 내지 25000 MPa 범위인 인장 모듈러스를 나타낼 수 있다. 상한의 관점에서, 인장 모듈러스는 25000 MPa 미만, 예를 들어 22750 MPa 미만, 20500 MPa 미만, 18250 MPa 미만, 17000 MPa 미만, 16000 MPa 미만, 15000 MPa 미만, 13750 MPa 미만, 12000 MPa 미만, 11500 MPa 미만, 9250 MPa 미만, 7000 MPa 미만, 또는 4750 MPa 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 인장 모듈러스는 2500 MPa 초과, 예를 들어 4750 MPa 초과, 5000 MPa 초과, 7000 MPa 초과, 8000 MPa 초과, 8600 MPa 초과, 9250 MPa 초과, 11500 MPa 초과, 13750 MPa 초과, 16000 MPa 초과, 18250 MPa 초과, 20500 MPa 초과, 또는 22750 MPa 초과일 수 있다. 더 높은 인장 모듈러스, 예를 들어 25000 MPa 초과 및 더 낮은 인장 모듈러스, 예를 들어 2500 MPa 미만도 고려된다. 폴리아미드 조성물의 인장 모듈러스는 ISO 527-1(2019)과 같은 표준 프로토콜을 사용하여 측정할 수 있다.
폴리아미드 조성물은, 예를 들어 60 MPa 내지 300 MPa, 예를 들어 60 MPa 내지 204 MPa, 84 MPa 내지 228 MPa, 108 MPa 내지 252 MPa, 132 MPa 내지 276 MPa, 135 MPa 내지 200 MPa, 140 MPa 내지 190 MPa, 145 MPa 내지 180 MPa, 또는 156 MPa 내지 300 MPa의 파단 인장 강도를 나타낼 수 있다. 상한의 관점에서, 파단 인장 강도는 300 MPa 미만, 예를 들어 276 MPa 미만, 252 MPa 미만, 228 MPa 미만, 228 MPa 미만, 204 MPa 미만, 200 MPa 미만, 190 MPa 미만, 180 MPa 미만, 156 MPa 미만, 132 MPa 미만, 108 MPa 미만, 또는 84 MPa 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 파단 인장 강도는 60 MPa 초과, 예를 들어 84 MPa 초과, 108 MPa 초과, 132 MPa 초과, 135 MPa 초과, 140 MPa 초과, 145 MPa 초과, 156 MPa 초과, 180 MPa 초과, 204 MPa 초과, 228 MPa 초과, 252 MPa 초과, 또는 276 MPa 초과일 수 있다. 더 높은 인장 강도, 예를 들어 300 MPa 초과 및 더 낮은 인장 강도, 예를 들어 60 MPa 미만도 고려된다. 폴리아미드 조성물의 파단 인장 강도는 ISO 527-1(2019)과 같은 표준 프로토콜을 사용하여 측정할 수 있다.
폴리아미드 조성물은 예를 들어 2.5% 내지 67.5%, 예를 들어 2.5% 내지 41.5%, 2.5% 내지 5%, 2.7% 내지 4%, 2.8% 내지 3.9%, 9% 내지 48%, 15.5% 내지 54.5%, 22% 내지 61%, 또는 28.5% 내지 67.5% 범위의 파단 신율(인장)을 나타낼 수 있다. 상기 조성물은 2.5% 내지 5%, 예를 들어, 2.5% 내지 4%, 2.75% 내지 4.25%, 3% 내지 4.5%, 3.25% 내지 4.75%, 또는 3.5% 내지 5% 범위의 파단 신율을 가질 수 있다. 상한의 관점에서, 파단 신율은 67.5% 미만, 예를 들어 61% 미만, 54.5% 미만, 48% 미만, 41.5% 미만, 35% 미만, 28.5% 미만, 22% 미만, 15.5% 미만, 9% 미만, 5% 미만, 4% 미만, 3.9% 미만, 4.75% 미만, 4.5% 미만, 4.25% 미만, 4% 미만, 3.75% 미만, 3.5% 미만, 3.25% 미만, 3% 미만, 또는 2.75% 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 파단 신율은 2.5% 초과, 예를 들어 2.7% 초과, 2.75% 초과, 2.8% 초과, 3% 초과, 3.25% 초과, 3.5% 초과, 3.75% 초과, 4% 초과, 4.25% 초과, 4.5% 초과, 4.75% 초과, 5% 초과, 9% 초과, 15.5% 초과, 22% 초과, 28.5% 초과, 35% 초과, 41.5% 초과, 48% 초과, 54.5% 초과, 또는 61% 초과일 수 있다. 더 큰 신율, 예를 들어 67.5% 초과 및 더 작은 신율, 예를 들어 2.5% 미만도 고려된다. 폴리아미드 조성물의 파단 신율은 ISO 527-1(2019)과 같은 표준 프로토콜을 사용하여 측정될 수 있다.
폴리아미드 조성물은 예를 들어 2500 MPa 내지 25000 MPa, 예를 들어 2500 MPa 내지 16000 MPa, 4750 MPa 내지 18250 MPa, 7000 MPa 내지 20500 MPa, 8500 MPa 내지 12000 MPa, 8700 MPa 내지 11000 MPa, 8900 MPa 내지 10000 MPa, 9250 MPa 내지 22750 MPa, 또는 11500 MPa 내지 25000 MPa 범위의 굴곡 모듈러스를 나타낼 수 있다. 상한의 관점에서, 굴곡 모듈러스는 25000 MPa 미만, 예를 들어 22750 MPa 미만, 20500 MPa 미만, 18250 MPa 미만, 16000 MPa 미만, 13750 MPa 미만, 12000 MPa 미만, 11500 MPa 미만, 11000 MPa 미만, 10000 MPa 미만, 9250 MPa 미만, 7000 MPa 미만, 또는 4750 MPa 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 굴곡 모듈러스는 2500 MPa 초과, 예를 들어 4750 MPa 초과, 7000 MPa 초과, 8500 MPa 초과, 8700 MPa 초과, 8900 MPa 초과, 9250 MPa 초과, 11500 MPa 초과, 13750 MPa 초과, 16000 MPa 초과, 18250 MPa 초과, 20500 MPa 초과, 또는 22750 MPa 초과일 수 있다. 더 높은 굴곡 모듈러스, 예를 들어 25000 MPa 초과 및 더 낮은 굴곡 모듈러스, 예를 들어 2500 MPa 미만이 또한 고려된다. 폴리아미드 조성물의 굴곡 모듈러스는 ISO 178(2019)과 같은 표준 프로토콜을 사용하여 측정할 수 있다.
폴리아미드 조성물은, 예를 들어 100 MPa 내지 450 MPa, 예를 들어, 100 MPa 내지 310 MPa, 135 MPa 내지 345 MPa, 170 MPa 내지 380 MPa, 205 MPa 내지 415 MPa, 225 MPa 내지 350 MPa, 230 MPa 내지 300 MPa, 240 MPa 내지 280 MPa, 또는 240 MPa 내지 450 MPa의 파단 굽힘 강도를 나타낼 수 있다. 상한의 관점에서, 파단 굽힘 강도는 450 MPa 미만, 예를 들어 415 MPa 미만, 380 MPa 미만, 350 MPa 미만, 345 MPa 미만, 310 MPa 미만, 300 MPa 미만, 280 MPa 미만, 275 MPa 미만, 240 MPa 미만, 205 MPa 미만, 170 MPa 미만, 또는 135 MPa 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 파단 굽힘 강도는 100 MPa 초과, 예를 들어 135 MPa 초과, 170 MPa 초과, 205 MPa 초과, 225 MPa 초과, 230 MPa 초과, 240 MPa 초과, 275 MPa 초과, 310 MPa 초과, 345 MPa 초과, 380 MPa 초과, 또는 415 MPa 초과일 수 있다. 더 높은 강도, 예를 들어 450 MPa 초과 및 더 낮은 강도, 예를 들어 100 MPa 미만도 고려된다. 폴리아미드 조성물의 파단 굴곡 강도는 ISO 178(2019)과 같은 표준 프로토콜을 사용하여 측정할 수 있다.
폴리아미드 조성물은 예를 들어 5 kJ/m2 내지 50 kJ/m2, 예컨대, 5 kJ/m2 내지 32 kJ/m2, 9.5 kJ/m2 내지 36.5 kJ/m2, 14 kJ/m2 내지 41 kJ/m2, 18.5 kJ/m2 내지 45.5 kJ/m2, 또는 23 kJ/m2 내지 50 kJ/m2 범위인 23℃에서의 노치 아이조드 충격 에너지 손실을 나타낼 수 있다. 상한의 관점에서, 23℃에서의 노치 아이조드 충격 에너지 손실은 50 kJ/m2 미만, 예컨대, 45.5 kJ/m2 미만, 41 kJ/m2 미만, 36.5 kJ/m2 미만, 32 kJ/m2 미만, 27.5 kJ/m2 미만, 23 kJ/m2 미만, 18.5 kJ/m2 미만, 14 kJ/m2 미만, 또는 9.5 kJ/m2 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 23℃에서의 노치 아이조드 충격 에너지 손실은 5 kJ/m2 초과, 예컨대, 9.5 kJ/m2 초과, 14 kJ/m2 초과, 18.5 kJ/m2 초과, 23 kJ/m2 초과, 27.5 kJ/m2 초과, 32 kJ/m2 초과, 36.5 kJ/m2 초과, 41 kJ/m2 초과, 또는 45.5 kJ/m2 초과일 수 있다. 더 높은 23℃에서의 아이조드 충격 에너지 손실, 예를 들어 50 kJ/m2 초과, 및 더 낮은 23℃에서의 아이조드 충격 에너지 손실, 예를 들어 5kJ/m2 미만이 또한 고려된다. 폴리아미드 조성물의 노치 아이조드 충격 에너지 손실은 ISO 180(2019)과 같은 표준 프로토콜을 사용하여 측정할 수 있다.
폴리아미드 조성물은 예를 들어 3 kJ/m2 내지 30 kJ/m2, 예컨대, 3 kJ/m2 내지 19.2 kJ/m2, 5.7 kJ/m2 내지 21.9 kJ/m2, 8.4 kJ/m2 내지 24.6 kJ/m2, 11.1 kJ/m2 내지 27.3 kJ/m2, 또는 13.8 kJ/m2 내지 30 kJ/m2 범위인 -40℃에서의 노치 아이조드 충격 에너지 손실을 나타낼 수 있다. 상한의 관점에서, -40℃에서의 노치 아이조드 충격 에너지 손실은 30 kJ/m2 미만, 예컨대, 27.3 kJ/m2 미만, 24.6 kJ/m2 미만, 21.9 kJ/m2 미만, 19.2 kJ/m2 미만, 16.5 kJ/m2 미만, 13.8 kJ/m2 미만, 11.1 kJ/m2 미만, 8.4 kJ/m2 미만, 또는 5.7 kJ/m2 미만일 수 있다. 하한과 관련하여, -40℃에서의 노치 아이조드 충격 에너지 손실은 3 kJ/m2 초과, 예컨대, 5.7 kJ/m2 초과, 8.4 kJ/m2 초과, 11.1 kJ/m2 초과, 13.8 kJ/m2 초과, 16.5 kJ/m2 초과, 19.2 kJ/m2 초과, 21.9 kJ/m2 초과, 24.6 kJ/m2 초과, 또는 27.6 kJ/m2 초과일 수 있다. 더 높은 -40℃에서의 아이조드 충격 에너지 손실, 예를 들어 30 kJ/m2 초과, 및 더 낮은 -40℃에서의 아이조드 충격 에너지 손실, 예를 들어 3 kJ/m2 미만이 또한 고려된다.
폴리아미드 조성물은 예를 들어, 6 kJ/m2 내지 36 kJ/m2, 예컨대, 6 kJ/m2 내지 24 kJ/m2, 9 kJ/m2 내지 27 kJ/m2, 10 kJ/m2 내지 35 kJ/m2, 10 kJ/m2 내지 27 kJ/m2, 11 kJ/m2 내지 25 kJ/m2, 12 kJ/m2 내지 30 kJ/m2, 15 kJ/m2 내지 33 kJ/m2, 또는 18 kJ/m2 내지 36 kJ/m2 범위인 23℃에서의 샤르피 노치 충격 에너지 손실을 나타낼 수 있다. 상한의 관점에서, 23℃에서의 샤르피 노치 충격 에너지 손실은 36 kJ/m2 미만, 예컨대 35 kJ/m2 미만, 33 kJ/m2 미만, 30 kJ/m2 미만, 27 kJ/m2 미만, 25 kJ/m2 미만, 24 kJ/m2 미만, 21 kJ/m2 미만, 18 kJ/m2 미만, 15 kJ/m2 미만, 12 kJ/m2 미만, 또는 9 kJ/m2 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 23℃에서의 샤르피 노치 충격 에너지 손실은 6 kJ/m2 초과, 예컨대 9 kJ/m2 초과, 10 kJ/m2 초과, 11 kJ/m2 초과, 12 kJ/m2 초과, 15 kJ/m2 초과, 18 kJ/m2 초과, 21 kJ/m2 초과, 24 kJ/m2 초과, 27 kJ/m2 초과, 30 kJ/m2 초과, 또는 33 kJ/m2 초과일 수 있다. 더 높은 샤르피 충격 에너지 손실, 예를 들어 36 kJ/m2 초과, 및 더 낮은 샤르피 충격 에너지 손실, 예를 들어 3 kJ/m2 미만도 고려된다. 폴리아미드 조성물의 샤르피 노치 충격 에너지 손실은 ISO 179-1(2010)과 같은 표준 프로토콜을 사용하여 측정할 수 있다.
폴리아미드 조성물은 예를 들어 70 kJ/m2 내지 150 kJ/m2, 예컨대, 70 kJ/m2 내지 120 kJ/m2, 70 kJ/m2 내지 100 kJ/m2, 72 kJ/m2 내지 98 kJ/m2, 75 kJ/m2 내지 95 kJ/m2, 80 kJ/m2 내지 95 kJ/m2, 또는 84 kJ/m2 내지 93 kJ/m2 범위인 23℃에서의 샤르피 비-노치 충격 에너지 손실을 나타낼 수 있다. 상한의 관점에서, 23℃에서의 샤르피 비-노치 충격 에너지 손실은 150 kJ/m2 미만, 예컨대 120 kJ/m2 미만, 100 kJ/m2 미만, 98 kJ/m2 미만, 95 kJ/m2 미만, 또는 93 kJ/m2 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 23℃에서의 샤르피 비-노치 충격 에너지 손실은 70 kJ/m2 초과, 예컨대 72 kJ/m2 초과, 75 kJ/m2 초과, 80 kJ/m2 초과, 83 kJ/m2 초과, 또는 84 kJ/m2 초과일 수 있다. 더 높은 샤르피 충격 에너지 손실, 예를 들어 150 kJ/m2 초과 및 더 낮은 샤르피 충격 에너지 손실, 예를 들어 70 kJ/m2 미만도 고려된다. 폴리아미드 조성물의 샤르피 비-노치 충격 에너지 손실은 ISO 179-1(2010)과 같은 표준 프로토콜을 사용하여 측정할 수 있다.
폴리아미드 조성물은 예를 들어 5 kJ/m2 내지 50 kJ/m2, 예컨대, 5 kJ/m2 내지 30 kJ/m2, 6 kJ/m2 내지 20 kJ/m2, 7 kJ/m2 내지 18 kJ/m2, 8 kJ/m2 내지 17 kJ/m2, 또는 9 kJ/m2 내지 15 kJ/m2 범위인 -40℃에서의 샤르피 노치 충격 에너지 손실을 나타낼 수 있다. 상한의 관점에서, -40℃에서의 샤르피 비-노치 충격 에너지 손실은 50 kJ/m2 미만, 예컨대 30 kJ/m2 미만, 20 kJ/m2 미만, 18 kJ/m2 미만, 17 kJ/m2 미만, 또는 15 kJ/m2 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, -40℃에서의 샤르피 비-노치 충격 에너지 손실은 5 kJ/m2 초과, 예컨대 6 kJ/m2 초과, 7 kJ/m2 초과, 8 kJ/m2 초과, 또는 9 kJ/m2 초과일 수 있다. 더 높은 샤르피 충격 에너지 손실, 예를 들어 50 kJ/m2 초과 및 더 낮은 샤르피 충격 에너지 손실, 예를 들어 5 kJ/m2 미만이 또한 고려된다. 폴리아미드 조성물의 샤르피 노치 충격 에너지 손실은 ISO 179-1(2010)과 같은 표준 프로토콜을 사용하여 측정할 수 있다.
폴리아미드 조성물은 예를 들어 65 kJ/m2 내지 150 kJ/m2, 예컨대, 65 kJ/m2 내지 120 kJ/m2, 65 kJ/m2 내지 110 kJ/m2, 70 kJ/m2 내지 110 kJ/m2, 72 kJ/m2 내지 105 kJ/m2, 73 kJ/m2 내지 105 kJ/m2, 또는 74 kJ/m2 내지 98 kJ/m2 범위인 -40℃에서의 샤르피 비-노치 충격 에너지 손실을 나타낼 수 있다. 상한의 관점에서, -40℃에서의 샤르피 비-노치 충격 에너지 손실은 150 kJ/m2 미만, 예컨대 120 kJ/m2 미만, 110 kJ/m2 미만, 105 kJ/m2 미만, 또는 98 kJ/m2 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, -40℃에서의 샤르피 비-노치 충격 에너지 손실은 65 kJ/m2 초과, 예컨대 70 kJ/m2 초과, 72 kJ/m2 초과, 73 kJ/m2 초과, 또는 74 kJ/m2 초과일 수 있다. 더 높은 샤르피 충격 에너지 손실, 예를 들어 150 kJ/m2 초과 및 더 낮은 샤르피 충격 에너지 손실, 예를 들어 65 kJ/m2 미만도 고려된다. 폴리아미드 조성물의 샤르피 비-노치 충격 에너지 손실은 ISO 179-1(2010)과 같은 표준 프로토콜을 사용하여 측정할 수 있다.
폴리아미드 조성물은 예를 들어 0.04 au 내지 0.5 au, 예를 들어 0.04 au 내지 0.4 au, 0.042 au 내지 0.2 au, 0.044 au 내지 0.1 au, 또는 0.046 내지 0.1 au 범위인 탄젠트 델타(60℃에서)를 나타낼 수 있다. 상한의 관점에서, 탄젠트 델타(60℃에서)는 0.5 au 미만, 예를 들어 0.4 au 미만, 0.2 au 미만, 0.15 au 미만 또는 0.1 au 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 탄젠트 델타(60℃에서)는 0.04 au 이상, 예를 들어 0.042 au 이상, 0.044 au 이상 또는 0.046 au 이상일 수 있다. 폴리아미드 조성의 탄젠트 델타(60℃에서)는 중심점(centerpoint) 빔 기술을 사용하여 측정할 수 있다.
폴리아미드 조성물은 예를 들어 0.143 au 내지 0.75 au, 예를 들어 0.175 au 내지 0.6 au, 0.19 au 내지 0.5 au, 0.2 au 내지 0.4 au, 또는 0.215 내지 0.3 au 범위인 탄젠트 델타(90℃에서)를 나타낼 수 있다. 상한의 관점에서, 탄젠트 델타(90℃에서)는 0.75 au 미만, 예를 들어 0.6 au 미만, 0.5 au 미만, 0.4 au 미만 또는 0.3 au 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 탄젠트 델타(90℃에서)는 0.143 au 이상, 예를 들어 0.175 au 이상, 0.19 au 이상, 0.2 au 이상 또는 0.215 au 이상일 수 있다. 폴리아미드 조성의 탄젠트 델타(90℃에서)는 중심점 빔 기술을 사용하여 측정할 수 있다.
일부 실시양태에서, 폴리아미드 조성물은 개선된 최대 탄젠트 델타 성능을 입증한다. 일부 경우에, 최대 탄젠트 델타는 0.055 초과, 예를 들어 0.057 초과, 0.059 초과, 0.061 초과, 또는 0.063 초과이다. 동적 기계적 분석을 사용하여 최대 탄젠트 델타를 측정할 수 있다.
한 실시양태에서, 충격-개질된 폴리아미드 조성물은 PA-6 및/또는 PA-6,6을 포함하는, 45 중량% 내지 60 중량%의 폴리아미드 중합체; 20 중량% 내지 50 중량%의 유리 섬유; 2 중량% 내지 25 중량%의 충격 개질제; 0.1 중량% 내지 3 중량%의 용융 안정화제(상기 충격 개질제 대 상기 용융 안정화제의 중량비는 10 내지 40 범위임)를 포함하고, 이때 상기 조성물은 80 kJ/m2 초과인 23℃에서의 비-노치 샤르피 충격 에너지 손실; 70 kJ/m2 초과인 -40℃에서의 비-노치 샤르피 충격 에너지 손실; 11 kJ/m2 초과인 23℃에서의 노치 샤르피 충격 에너지 손실; 10 kJ/m2 초과인 -40℃에서의 노치 샤르피 충격 에너지 손실; 135 MPa 초과의 인장 강도 및 0.175 au 초과인 탄젠트 델타(90℃에서)를 나타낸다.
한 실시양태에서, 충격-개질된 폴리아미드 조성물은 PA-6 및/또는 PA-6,6을 포함하는, 51 중량% 내지 57 중량%의 폴리아미드 중합체; 말레산 무수물-개질된 올레핀, 아크릴레이트, 또는 아크릴, 또는 이들의 조합물을 포함하는, 4.0 중량% 내지 15 중량%의 충격 개질제; 포화 지방산을 포함하는 0.1 중량% 내지 3 중량% 용융 안정화제(10 내지 35 범위의 상기 충격 개질제 대 상기 용융 안정화제의 중량비)를 포함하고, 이때 상기 조성물은 83 kJ/m2 초과인 23℃에서의 비-노치 샤르피 충격 에너지 손실; 73 kJ/m2 초과인 -40℃에서의 비-노치 샤르피 충격 에너지 손실; 145 MPa 초과의 인장 강도 및 0.19 au 초과의 탄젠트 델타(90℃에서)를 나타낸다.
한 실시양태에서, 충격-개질된 폴리아미드 조성물은, PA-6 및/또는 PA-6,6을 포함하는, 51 중량% 내지 57 중량%의 폴리아미드 중합체; 말레산-개질된 에틸렌 옥텐 및/또는 에틸렌 아크릴레이트를 포함하는, 4.0 중량% 내지 15 중량%의 충격 개질제; 스테아르산, 또는 베헨산, 또는 이들의 조합물, 또는 이들의 염을 포함하는, 0.1 중량% 내지 3 중량%의 용융 안정화제(10 내지 35 범위의 상기 충격 개질제 대 상기 용융 안정화제의 중량비)를 포함하고, 이때 상기 조성물은 83 kJ/m2 초과인 23℃에서의 비-노치 샤르피 충격 에너지 손실; 73 kJ/m2 초과인 -40℃에서의 비-노치 샤르피 충격 에너지 손실; 11 kJ/m2 초과인 23℃에서의 노치 샤르피 충격 에너지 손실; 10 kJ/m2 초과인 -40℃에서의 노치 샤르피 충격 에너지 손실; 145 MPa 초과의 인장 강도 및 0.21 au 초과의 탄젠트 델타(90℃에서)를 나타낸다.
제조 방법
본 발명은 또한, 제공된 충격-개질된 폴리아미드 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 방법은, 하나 이상의 폴리아미드 중합체, 유리 섬유, 하나 이상의 충격 개질제, 및 임의적인 하나 이상의 열 안정화제를 제공하는 것을 포함한다. 상기 방법은, 생성된 폴리아미드 조성물에 원하는 기계적 특성을 제공하기 위해 하나 이상의 폴리아미드 중합체, 유리 섬유, 하나 이상의 충격 개질제, 및 하나 이상의 열 안정화제의 유형 및 상대적인 양을 선택하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 방법은, 하나 이상의 폴리아미드 중합체, 유리 섬유, 하나 이상의 충격 개질제, 및 하나 이상의 열 안정화제를 합쳐서 폴리아미드 조성물을 생성하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은, 니그로신과 같은 하나 이상의 염료, 카본 블랙과 같은 하나 이상의 안료, 및/또는 하나 이상의 용융 안정화제를 선택, 제공 및/또는 조합하는 단계를 추가로 포함한다.
폴리아미드 조성물의 성분들은 함께 혼합 및 블렌딩되어 폴리아미드 조성물을 생성할 수 있거나, 적절한 반응물을 사용하여 동일 반응계 내에서 형성될 수 있다. 추가 설명 없이 "첨가" 또는 "조합"이라는 용어는, 조성물에 물질 자체의 첨가 또는 조성물 내 물질의 동일 반응계 내 형성을 포함하는 것으로 의도된다. 또 다른 실시양태에서, 조성물과 조합될 둘 이상의 물질이 마스터배치를 통해 동시에 첨가된다.
성형 물품
본 발명은 또한, 제공된 충격-개질된 폴리아미드 조성물 중 임의의 것을 포함하는 물품에 관한 것이다. 물품은, 예를 들어 통상적인 사출 성형, 압출 성형, 취입 성형, 프레스 성형, 압축 성형, 또는 가스 보조 성형 기술을 통해 생산될 수 있다. 개시된 조성물 및 물품과 함께 사용하기에 적합한 성형 공정은 미국 특허 번호 8,658,757; 4,707,513; 7,858,172; 및 8,192,664에 기술되어 있으며, 이들 각각은 모든 목적을 위해 그 전체가 참고로 본원에 인용된다. 제공된 폴리아미드 조성물로 제조될 수 있는 물품의 예에는 전기 및 전자 적용례(예: 비제한적으로, 회로 차단기, 단자 블록, 커넥터 등), 자동차 적용례(예: 비제한적으로, 공기 처리 시스템, 라디에이터 엔드 탱크, 팬, 슈라우드 등), 가구 및 가전 제품 부품, 및 케이블 타이와 같은 와이어 위치 지정 장치에서 사용되는 것들을 포함한다.
실시예
실시예 1 내지 7 및 비교예 A 내지 C는, 표 1에 기재된 성분을 합치고 이축 압출기에서 배합하여 제조되었다. 중합체를 용융시키고, 첨가제를 용융물에 첨가하고, 생성된 혼합물을 압출 및 펠릿화하였다. 퍼센트는 중량 퍼센트로 표시된다. 말레산 무수물-개질 올레핀, 말레산 무수물-개질 올레핀 아크릴레이트, 말레산 무수물-개질 아크릴 및 말레산 무수물-개질 폴리올레핀을 충격 개질제로 사용하였다. 스테아르산은 용융 안정화제로 사용되었다.
[표 1]
Figure 112021100756141-pct00001
IM 1: 말레산 무수물-개질(그래프팅된) 엘라스토머
IM 2: 말레산 무수물-개질 에틸렌 아크릴레이트 공중합체
IM 3: 말레산 무수물-개질 아크릴
Figure 112021100756141-pct00002
패널은 펠릿으로부터 형성되었고, 패널은 인장 강도, 인장 신율, 인장 모듈러스, 굴곡 강도, 굴곡 모듈에 대해 시험되었다. 또한 패널은 23℃ 및 -40℃에서의 노치 및 비-노치 샤르피 내충격성 둘다를 시험했다. 결과는 표 2a 및 2b에 나와 있다.
[표 2a]
Figure 112021100756141-pct00003
Figure 112021100756141-pct00004
기재된 바와 같이, 개시된 조성물은 인장/굴곡 특성 및 내충격 특성의 상승적 조합을 입증하였다. 예를 들어, 개시된 조성물은, 80 kJ/m2 초과인 23℃의 비-노치 샤르피 충격 측정값과 135 MPa 초과의 인장 강도를 보여준다. 전형적으로, 인장/굴곡 성능이 우수한 제형은 내충격 성능이 바람직한 것보다 낮고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 특히, 개질된 올레핀을 충격 보강재로 사용하는 경우(실시예 1 및 4-7), 인장/굴곡 특성과 함께 내충격성이 특히 우수하며, 특히 노치 샤르피 성능이 우수하다.
또한, 시험 결과는 임의적으로 개시된 양의 충격 개질제 및 용융 안정화제의 조합의 중요성을 보여준다. 실시예 1, 6 및 7의 제형은 충격 개질제 및 용융 안정화제 둘 다를 (개시된 양 및 비, 예를 들어 100 미만, 예를 들어, 50 미만의 충격 개질제:용융 안정화제 중량비로) 포함한다. 이러한 제형은 인장/굴곡 및 내충격 특성의 상승적 조합을 제공한다. 대조적으로, 비교예 C는 실시예 1, 6 및 7과 유사한 조성을 갖지만 용융 안정화제의 양을 포함하지 않는다. 놀랍게도, 비교예 C의 인장/굴곡 및 내충격 특성은 모두 실시예 1, 6 및 7의 특성보다 더 불량하고, 여기서 인장 성능은 상당히 더 불량하였다(147 MPa 및 173 MPa 대 134.5). 달리 말하면, 제형에 스테아르산 용융 안정화제를 포함시키는 것은 예상 외로 인장 강도의 10% 개선을 제공한다.
실시예 6 및 7 및 비교예 A 및 B를 탄젠트 델타에 대해 시험하였다(성형된 제형으로 건조됨).
[표 3]
Figure 112021100756141-pct00005
표 3의 결과는, 개시된 조성물이 놀랍게도 우수한 탄젠트 델타 성능을 나타냄을 보여준다. 탄젠트 델타는 화합물의 에너지 소산 능력을 나타내는 지표이다. 기재된 바와 같이, 개시된 제형은 더 높은 온도, 예를 들어 60°초과의 온도에서 특히 우수한 탄젠트 델타 측정값을 보여준다. 예를 들어, 본 제형은 90℃에서 적어도 50%(0.143 및 0.133 대 0.216 및 0.235)의 개선을 보여준다.
상기 결과는, 개시된 제형이 NVH(Noise Vibration Harshness) 분야, 예를 들어 자동차 내부 적용례에서 특히 우수한 성능을 나타냄을 보여준다. 상기 조성물은 또한 최대 탄젠트 델타에서 상당한 개선을 보여준다.
실시양태
하기 실시양태가 고려된다. 특징 및 실시양태의 모든 조합이 고려된다.
실시양태 1: 5 중량% 내지 85 중량%의 하나 이상의 폴리아미드 중합체; 10 중량% 내지 60 중량%의 유리 섬유; 3 중량% 내지 30 중량%의 충격 개질제; 및 임의적으로, 5 중량% 미만 농도의 열 안정화제를 포함하는 충격-개질된 폴리아미드 조성물로서, 이때 상기 폴리아미드 조성물은 5 kJ/m2 초과인 23℃에서의 노치 아이조드 충격 에너지 손실 및 2.5 GPa 초과의 굴곡 모듈러스를 갖는, 충격-개질된 폴리아미드 조성물.
실시양태 2: 실시양태 1의 실시양태에서, 상기 하나 이상의 폴리아미드 중합체 대 상기 유리 섬유의 중량비는 0.1 내지 10의 범위이다.
실시양태 3: 실시양태 1 또는 2의 실시양태에서, 상기 하나 이상의 폴리아미드 중합체 대 상기 충격 개질제의 중량비는 0.2 내지 30의 범위이다.
실시양태 4: 실시양태 1-3의 실시양태 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 하나 이상의 폴리아미드 중합체 대 상기 열 안정화제의 중량비는 1 내지 850의 범위이다.
실시양태 5: 실시양태 1-4의 실시양태 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 유리 섬유 대 상기 충격 개질제의 중량비는 0.3 내지 20의 범위이다.
실시양태 6: 실시양태 1-5의 실시양태 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 유리 섬유 대 상기 열 안정화제의 중량비는 2 내지 600의 범위이다.
실시양태 7: 실시양태 1-6의 실시양태 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 충격 개질제 대 상기 열 안정화제의 중량비는 0.5 내지 300의 범위이다.
실시양태 8: 실시양태 1-7의 실시양태 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 하나 이상의 폴리아미드 중합체는 PA66 중합체를 포함한다.
실시양태 9: 실시양태 1-8 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 하나 이상의 폴리아미드 중합체는 PA6 중합체를 포함한다.
실시양태 10: 실시양태 1-9의 실시양태 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 하나 이상의 폴리아미드 중합체는 25 중량% 내지 100 중량%의 PA66 중합체; 및 0 중량% 내지 75 중량%의 PA6 중합체를 포함한다.
실시양태 11: 실시양태 1-10의 실시양태 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 하나 이상의 폴리아미드 중합체 각각의 수 평균 분자량은 독립적으로 100,000 미만이다.
실시양태 12: 실시양태 1-11의 실시양태 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 하나 이상의 폴리아미드 중합체 각각은 결정질 또는 반결정질이다.
실시양태 13: 실시양태 1-12 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 충격 개질제는 에틸렌-옥텐 공중합체를 포함한다.
실시양태 14: 실시양태 1-13 중 어느 하나의 실시양태에서, 13 중량% 내지 68 중량%의 PA66 폴리아미드 중합체; 25 중량% 내지 40 중량%의 유리 섬유; 및 6 중량% 내지 20 중량%의 충격 개질제를 포함하고, 이때 상기 폴리아미드 조성물은 6 kJ/m2 초과의 23℃에서의 노치 샤르피 충격 에너지 손실을 갖는다.
실시양태 15: 실시양태 1-14 중 어느 하나의 실시양태에서, 13 중량% 내지 68 중량%의 PA66 폴리아미드 중합체; 25 중량% 내지 40 중량%의 유리 섬유; 및 6 중량% 내지 20 중량%의 충격 개질제를 포함하고, 이때 상기 폴리아미드 조성물은 2500 MPa 초과의 인장 모듈러스를 갖는다.
실시양태 16: 실시양태 1-15의 실시양태 중 어느 하나의 실시양태에서, 5 중량% 미만 농도의 니그로신을 추가로 포함한다.
실시양태 17: 실시양태 16의 실시양태에서, 상기 하나 이상의 폴리아미드 중합체 대 상기 니그로신의 중량비는 1 내지 85의 범위이다.
실시양태 18: 실시양태 16 또는 17의 실시양태에서, 상기 유리 섬유 대 상기 니그로신의 중량비는 2 내지 60의 범위이다.
실시양태 19: 실시양태 15-17 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 충격 개질제 대 상기 니그로신의 중량비는 0.5 내지 30의 범위이다.
실시양태 20: 실시양태 16-19의 실시양태 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 열 안정화제 대 상기 니그로신의 중량비는 0.02 내지 5의 범위이다.
실시양태 21: 실시양태 1-20의 실시양태 중 어느 하나의 실시양태에서, 5 중량% 미만 농도의 카본 블랙을 추가로 포함한다.
실시양태 22: 실시양태 1-21의 실시양태 중 어느 하나의 실시양태에서, 5 중량% 미만 농도의 용융 안정화제를 추가로 포함한다.
실시양태 23: 실시양태 22의 실시양태에서, 상기 용융 안정화제는 이온성 용융 안정화제를 포함하지 않는다.
실시양태 24: 실시양태 22 또는 23의 실시양태에서, 상기 용융 안정화제는 포화 지방산을 포함한다.
실시양태 25: 실시양태 1-24 중 어느 하나의 실시양태에서, 13 중량% 내지 68 중량%의 PA66 폴리아미드 중합체; 25 중량% 내지 40 중량%의 유리 섬유; 6 중량% 내지 20 중량%의 충격 개질제; 1 중량% 내지 2 중량%의 니그로신; 0.1 중량% 내지 1 중량%의 열 안정화제; 20 중량% 미만의 PA6 폴리아미드 중합체; 3 중량% 미만의 카본 블랙; 및 1 중량% 미만의 용융 안정화제를 포함한다.
실시양태 26: 실시양태 1-25의 실시양태 중 어느 하나의 실시양태에서, 30 중량% 내지 60 중량%의 PA66 폴리아미드 중합체; 30 중량% 내지 35 중량%의 유리 섬유; 10 중량% 내지 15 중량%의 충격 개질제; 1.2 중량% 내지 1.8 중량%의 니그로신; 0.2 중량% 내지 1.8 중량%의 카본 블랙; 0.2 중량% 내지 0.7 중량%의 용융 안정화제; 및 0.2 중량% 내지 0.7 중량%의 열 안정화제를 포함하고, 이때 상기 폴리아미드 조성물에는 PA6 폴리아미드 중합체가 실질적으로 없다.
실시양태 27: 폴리아미드 조성물을 제조하는 방법으로서, 하나 이상의 폴리아미드 중합체, 유리 섬유, 충격 개질제, 및 임의적으로 열 안정화제를 제공하는 단계; 및 상기 하나 이상의 폴리아미드 중합체, 유리 섬유, 충격 개질제 및 열 안정화제를 합쳐서 폴리아미드 조성물을 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
실시양태 28: 실시양태 27의 실시양태에서, 니그로신을 제공하는 단계를 추가로 포함하며, 이때 상기 조합하는 것은 상기 니그로신을 상기 폴리아미드 조성물에 첨가하는 것을 포함한다.
실시양태 29: 실시양태 27 또는 28의 실시양태에서, 카본 블랙을 제공하는 단계를 추가로 포함하며, 이때 상기 조합하는 것은 상기 카본 블랙을 상기 폴리아미드 조성물에 첨가하는 것을 포함한다.
실시양태 30: 실시양태 27-29 중 어느 하나의 실시양태에 있어서, 용융 안정화제를 제공하는 단계를 포함하며, 이때 상기 조합하는 것은 상기 용융 안정화제를 상기 폴리아미드 조성물에 첨가하는 것을 포함한다.
실시양태 31: 실시양태 27-30 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 폴리아미드 조성물은 13 중량% 내지 68 중량%의 PA66 폴리아미드 중합체; 25 중량% 내지 40 중량%의 유리 섬유; 6 중량% 내지 20 중량%의 충격 개질제; 1 중량% 내지 2 중량%의 니그로신; 0.1 중량% 내지 1 중량%의 열 안정화제; 20 중량% 미만의 PA6 폴리아미드 중합체; 3 중량% 미만의 카본 블랙; 및 1 중량% 미만의 용융 안정화제를 포함한다.
실시양태 32: 실시양태 1-26 중 어느 하나의 실시양태의 폴리아미드 조성물을 포함하는 사출 성형 물품.
실시양태 33: 5 중량% 내지 85 중량%의 폴리아미드 중합체; 10 중량% 내지 60 중량%의 유리 섬유; 3 중량% 내지 30 중량%의 충격 개질제; 및 5 중량% 미만 농도의 용융 안정화제를 포함하는 충격-개질된 폴리아미드 조성물로서, 이때 상기 충격 개질제 대 상기 용융 안정화제의 중량비는 1.0:1 내지 100:1 범위이고, 상기 폴리아미드 조성물은 80 kJ/m2 초과인 23℃에서의 비-노치 샤르피 충격 에너지 손실 및 135 MPa 초과의 인장 강도를 나타낸다.
실시양태 34: 실시양태 1-25 및 33 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 하나 이상의 폴리아미드 중합체 대 상기 유리 섬유의 중량비는 0.1 내지 10의 범위이다.
실시양태 35: 실시양태 1-25, 33, 및 34 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 하나 이상의 폴리아미드 중합체 대 상기 충격 개질제의 중량비는 0.2 내지 30 범위인 실시양태.
실시양태 36: 실시양태 1-25, 및 33-35 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 하나 이상의 폴리아미드 중합체 대 상기 열 안정화제의 중량비는 1 내지 850의 범위이다.
실시양태 37: 실시양태 1-25, 및 33-36 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 폴리아미드 중합체 대 상기 유리 섬유의 중량비는 0.1 내지 10의 범위이다.
실시양태 38: 실시양태 1-25, 및 33-37 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 폴리아미드 중합체 대 상기 충격 개질제의 중량비는 0.2 내지 30의 범위이다.
실시양태 39: 실시양태 1-25, 및 33-85의 실시양태 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 충격 개질제 대 상기 용융 안정화제의 중량비는 1:1 내지 40:1의 범위이다.
실시양태 40: 실시양태 1-25, 및 33-39 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 폴리아미드 조성물은 0.04 초과의 60°탄젠트 델타를 나타낸다.
실시양태 41: 실시양태 1-25, 및 33-40 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 폴리아미드 조성물은 0.1 초과의 90°탄젠트 델타를 나타낸다.
실시양태 42: 실시양태 1-25 및 33-41 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 충격 개질제는 개질된 올레핀을 포함한다.
실시양태 43: 실시양태 1-25, 및 33-42 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 충격 개질제는 말레산 무수물-개질된 올레핀, 아크릴레이트, 또는 아크릴, 또는 이들의 조합물을 포함한다.
실시양태 44: 실시양태 1-25, 및 33-43 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 충격 개질제는 말레산 무수물-개질된 올레핀을 포함한다.
실시양태 45: 실시양태 1-25, 및 33-44 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 충격 개질제는 0℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는다.
실시양태 46: 실시양태 1-25, 및 33-45 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 용융 안정화제는 포화 지방산을 포함한다.
실시양태 47: 실시양태 1-25, 및 33-46 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 용융 안정화제는 스테아르산을 포함한다.
실시양태 48: 실시양태 1-25, 및 33-47의 실시양태 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 유리 섬유 대 상기 충격 개질제의 중량비는 0.3 내지 20의 범위이다.
실시양태 49: 실시양태 1-25, 및 33-48 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 충격 개질제 대 상기 열 안정화제의 중량비는 0.5 내지 300의 범위이다.
실시양태 50: 실시양태 1-25, 및 33-49 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 충격 개질제는 말레산 무수물-개질된 올레핀, 아크릴레이트, 또는 아크릴, 또는 이들의 조합물을 포함하고, 상기 충격 개질제 대 상기 용융 안정화제의 중량비는 5 내지 50 범위이고, 상기 용융 안정화제는 포화 지방산을 포함하며, 상기 폴리아미드 조성물은 2.5% 초과의 인장 신율, 및 65 kJ/m2 초과인 -40℃에서의 비-노치 샤르피 충격 에너지 손실을 나타낸다.
실시양태 51: 실시양태 1-25, 및 33-50 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 폴리아미드 중합체는 PA66 중합체를 포함한다.
실시양태 52: 실시양태 1-25, 및 33-51 중 어느 하나의 실시양태에서, 각각의 폴리아미드 중합체의 수 평균 분자량은 독립적으로 100,000 미만이다.
실시양태 53: 실시양태 1-25, 및 33-52 중 어느 하나의 실시양태에서, 13 중량% 내지 68 중량%의 PA66 폴리아미드 중합체; 25 중량% 내지 40 중량%의 유리 섬유를 포함하고, 상기 폴리아미드 조성물은 23℃에서 11 kJ/m2 초과인 노치 샤르피 충격 에너지 손실을 갖는다.
실시양태 54: 실시양태 1-25, 및 33-53 중 어느 하나의 실시양태에서, 13 중량% 내지 68 중량%의 PA66 폴리아미드 중합체; 25 중량% 내지 40 중량%의 유리 섬유; 충격 개질제; 1 중량% 내지 2 중량%의 니그로신; 0.1 중량% 내지 1 중량%의 열 안정화제; 20 중량% 미만의 PA6 폴리아미드 중합체; 3 중량% 미만의 카본 블랙; 및 1 중량% 미만의 용융 안정화제를 포함한다.
실시양태 55: 전술한 실시양태 중 어느 하나의 실시양태의 폴리아미드 조성물을 포함하는 사출 성형 물품.
실시양태 56: 실시양태 1-25, 및 33-54 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 충격-개질된 폴리아미드 조성물은 45 중량% 내지 60 중량%의 PA-6 및/또는 PA-6,6을 포함하는 폴리아미드 중합체; 20 중량% 내지 50 중량%의 유리 섬유; 2 중량% 내지 25 중량%의 충격 개질제; 0.1 중량% 내지 3 중량%의 용융 안정화제(상기 충격 개질제 대 상기 용융 안정화제의 중량비는 10 내지 40 범위임)를 포함하고, 이때 상기 조성물은 80 kJ/m2 초과인 23℃에서의 비-노치 샤르피 충격 에너지 손실; 70k J/m2 초과인 -40℃에서의 비-노치 샤르피 충격 에너지 손실; 11 kJ/m2 초과인 23℃에서의 노치 샤르피 충격 에너지 손실; 10 kJ/m2 초과인 -40℃에서의 노치 샤르피 충격 에너지 손실; 135 MPa 초과의 인장 강도 및 0.175 au 초과인 탄젠트 델타(90℃에서)를 나타낸다.
실시양태 57: 실시양태 1-25, 및 33-54 중 어느 하나의 실시양태에서, 충격-개질된 폴리아미드 조성물은 51 중량% 내지 57 중량%의 PA-6 및/또는 PA-6,6을 포함하는 폴리아미드 중합체; 말레산 무수물-개질된 올레핀, 아크릴레이트, 또는 아크릴, 또는 이들의 조합물을 포함하는, 4.0 중량% 내지 15 중량%의 충격 개질제; 포화 지방산을 포함하는, 0.1 중량% 내지 3 중량%의 용융 안정화제(10 내지 35 범위의 상기 충격 개질제 대 상기 용융 안정화제의 중량비)를 포함하고, 이때 상기 조성물은 83 kJ/m2 초과인 23℃에서의 비-노치 샤르피 충격 에너지 손실; 73 kJ/m2 초과인 -40℃에서의 비-노치 샤르피 충격 에너지 손실; 145 MPa 초과의 인장 강도 및 0.19 au 초과의 탄젠트 델타(90℃에서)를 나타낸다.
실시양태 58: 실시양태 1-25, 및 33-54 중 어느 하나의 실시양태에서, 상기 충격-개질된 폴리아미드 조성물은 51 중량% 내지 57 중량%의 PA-6 및/또는 PA-6,6을 포함하는 폴리아미드 중합체; 말레산-개질된 에틸렌 옥텐 및/또는 에틸렌 아크릴레이트를 포함하는, 4.0 중량% 내지 15 중량% 충격 개질제; 스테아르산, 또는 베헨산, 또는 이들의 조합물, 또는 이들의 염을 포함하는, 0.1 중량% 내지 3 중량% 용융 안정화제(10 내지 35 범위의 상기 충격 개질제 대 상기 용융 안정화제의 중량비)를 포함하고, 이때 상기 조성물은 83kJ/m2 초과인 23℃에서의 비-노치 샤르피 충격 에너지 손실; 73kJ/m2 초과인 -40℃에서의 비-노치 샤르피 충격 에너지 손실; 11 kJ/m2 초과인 23℃에서의 노치 샤르피 충격 에너지 손실; 10 kJ/m2 초과인 -40℃에서의 노치 샤르피 충격 에너지 손실; 145 MPa 초과의 인장 강도 및 0.21 au 초과의 탄젠트 델타(90℃에서)를 나타낸다.
본 발명이 상세하게 설명되었지만, 본 발명의 사상 및 범위 내에서의 수정은 당업자에게 용이하게 명백할 것이다. 전술한 논의의 관점에서, 배경기술 및 상세한 설명과 관련하여 상기에서 논의된 기술분야의 관련 지식 및 참고문헌이 있으며, 이들의 개시내용은 모두 본원에 참조로 포함된다. 또한, 본 발명의 측면, 및 이하 및/또는 첨부된 청구범위에 인용된 다양한 실시양태 및 다양한 특징의 일부는 전체 또는 부분적으로 조합되거나 상호 교환될 수 있음을 이해해야 한다. 다양한 실시양태의 전술한 설명에서, 다른 실시양태를 참조하는 실시양태는, 당업자에 의해 인식되는 바와 같이 다른 실시양태와 적절하게 조합될 수 있다. 또한, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 전술한 설명이 단지 예시일 뿐이며 본 발명을 제한하려는 의도가 아님을 이해할 것이다.

Claims (20)

  1. 5 중량% 내지 85 중량%의 PA66 폴리아미드 중합체;
    10 중량% 내지 60 중량%의 유리 섬유;
    11.1 중량% 내지 27.3 중량%의 말레산 무수물-개질된 충격 개질제;
    1 중량% 내지 2 중량%의 니그로신;
    0.1 중량% 내지 1 중량%의 열 안정화제;
    20 중량% 미만의 PA6 폴리아미드 중합체;
    3 중량% 미만의 카본 블랙; 및
    0.5 중량% 내지 1 중량%의 용융 안정화제
    를 포함하는 충격-개질된 폴리아미드 조성물로서, 이때
    상기 용융 안정화제는 스테아르산이고,
    상기 말레산 무수물-개질된 충격 개질제 대 상기 용융 안정화제의 중량비는 16.2:1 내지 35:1 범위이고;
    상기 PA66 폴리아미드 중합체 대 상기 말레산 무수물-개질된 충격 개질제의 중량비는 12 미만이고;
    상기 폴리아미드 조성물은 80 kJ/m2 초과인 23℃에서의 비-노치 샤르피(un-notched Charpy) 충격 에너지 손실 및 135 MPa 초과의 인장 강도를 나타내는, 충격-개질된 폴리아미드 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 PA66 폴리아미드 중합체 대 상기 유리 섬유의 중량비가 0.1 내지 10 범위인, 폴리아미드 조성물.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 폴리아미드 조성물이 0.04 초과의 60°탄젠트 델타를 나타내는, 폴리아미드 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 폴리아미드 조성물이 0.1 초과의 90°탄젠트 델타를 나타내는, 폴리아미드 조성물.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 말레산 무수물-개질된 충격 개질제가 말레산 무수물-개질된 올레핀, 아크릴레이트, 또는 아크릴(acrylic), 또는 이들의 조합물을 포함하는, 폴리아미드 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 말레산 무수물-개질된 충격 개질제가 말레산 무수물-개질된 올레핀을 포함하는, 폴리아미드 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 말레산 무수물-개질된 충격 개질제가 0℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는, 폴리아미드 조성물.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 유리 섬유 대 상기 말레산 무수물-개질된 충격 개질제의 중량비가 0.3 내지 20 범위인, 폴리아미드 조성물.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 말레산 무수물-개질된 충격 개질제 대 상기 열 안정화제의 중량비가 0.5 내지 300 범위인, 폴리아미드 조성물.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 폴리아미드 조성물은 2.5 % 초과의 인장 신율, 및 65 kJ/m2 초과인 -40℃에서의 비-노치 샤르피 충격 에너지 손실을 나타내는, 폴리아미드 조성물.
  16. 삭제
  17. 제1항에 있어서,
    상기 PA66 폴리아미드 중합체의 수 평균 분자량이 100,000 미만인, 폴리아미드 조성물.
  18. 제1항에 있어서,
    13 중량% 내지 68 중량%의 PA66 폴리아미드 중합체; 및
    25 중량% 내지 40 중량%의 유리 섬유
    를 포함하고, 이때
    상기 폴리아미드 조성물은 11 kJ/m2 초과의 23℃에서의 노치 샤르피 충격 에너지 손실을 갖는, 폴리아미드 조성물.
  19. 삭제
  20. 제1항의 폴리아미드 조성물을 포함하는 사출 성형 물품.
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