KR20040002723A

KR20040002723A - 폴리아미드 수지 조성물 및 그의 성형품

Info

Publication number: KR20040002723A
Application number: KR1020030041841A
Authority: KR
Inventors: 마사히로 사와다; 요시마사 오고우
Original assignee: 미쯔이가가꾸가부시끼가이샤
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2004-01-07
Also published as: TW200405900A; CN1230467C; TWI281485B; CN1470565A; US7026383B2; US20040002565A1

Abstract

본 발명은 폴리아미드 수지 성분 (성분 (A))와 금속 비누 성분 (성분 (B))를 포함하며, 폴리아미드 수지 성분 (성분 (A))가 테레프탈산 유래 구성 단위, 테레프탈산 유래 구성 단위 이외의 방향족계 디카르복실산 유래 구성 단위 및(또는) 탄소수 4 내지 20의 지방족 디카르복실산 유래 구성 단위로 구성되는 디카르복실산 유래 구성 단위 (a-1)과 지방족계 디아민 유래 구성 단위로 구성되는 상기 디아민 유래 구성 단위 (a-2)를 포함하고, 금속 비누 성분 (성분 (B))가 지방족 카르복실산의 1 내지 2가 금속염을 포함하는 금속 비누를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 수지 조성물에 관한 것이다.

상기 폴리아미드 수지 조성물은 내열성이 우수하여 전기ㆍ전자용 부품, 자동차 부품의 성형품 재료로 바람직하게 사용되며, 사출 성형시의 유동성, 이형성, 주사(shot) 안정성이 우수하다.

Description

폴리아미드 수지 조성물 및 그의 성형품 {Polyamide Resin Composition and Molding Articles Thereof}

본 발명은 폴리아미드 수지 조성물 및 그의 성형품에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 특히 전기ㆍ전자용 부품 및 자동차 부품의 성형품 재료에 바람직한, 내열성이 우수하고, 사출 성형시의 고유동성, 이형성 및 주사(shot) 안정성이 우수한 폴리아미드 수지 조성물 및 그의 성형품에 관한 것이다.

종래부터 폴리아미드로서는 나일론 6, 나일론 66 등이 널리 알려져 있다. 이들 지방족 폴리아미드는 우수한 성형성을 갖기 때문에 자동차 부품, 전기ㆍ전자 부품, 기계 부품 등에 널리 사용되고 있다.

한편, 더욱 고내열성을 갖는 폴리아미드 수지의 개발이 활발히 진행되고 있으며, 헥사메틸렌디아민과 테레프탈산을 주성분으로 하는 나일론 6T 등을 포함하는 고내열 수지 조성물 등이 실용화되고 있다.

그런데, 최근 전자 기기의 소형화(경박단소화), 고성능화(고주파수화), 포터블화(휴대, 이동화)가 급속히 진행되고 있으며, 그에 따라 프린트 회로판(PCB)의 고밀도 실장화 기술, 부품류의 소형화가 필수적으로 되고 있다.

고밀도화 실장 기술로서 표면 실장 기술(SMT)이 보급되고, 또한 땜납의 무납화가 진행되고 있는 현재, 탑재되는 부품의 내열성이 더욱 필요해지고 있으며, 또한 부품류의 소형화에 따라 사출 성형 부품에 사용되는 수지의 고유동성이 필요해지고 있다.

한편, 자동차 부품 등 부품 형상이 큰 것에서는 사출 성형시에 공동 내에 충전될 수 있는 고유동성이 수지에 요구되고 있으며, 이형성 부족에 따른 변형을 방지하기 위해 양호한 이형성이 요구되고 있다.

그런데, 상기 폴리아미드에서는 SMT에 의한 실장 공정 중에 열변형되거나, 수지가 용융되거나, 또는 유동성 부족이나 이형 불량에 의해 자동차 부품 성형에 부적합한 경우가 있었다.

한편, 고내열 폴리아미드로서 나일론 46이 알려져 있는데, 그의 열변형 온도가 종래의 폴리아미드보다 높기는 하지만, 흡수율이 높기 때문에 실장 중에 수지에 포함되는 수분이 팽창되어 부품 표면이 부푼다는 문제가 있었다.

이러한 상황하에서, 본 출원인은 일본 특허 제2763348호에서 테레프탈산 성분 단위와, 테레프탈산 성분 단위 이외의 방향족 디카르복실산 성분 단위 및(또는) 탄소수 4 내지 20의 지방족 디카르복실산 성분 단위를 포함하는 디카르복실산 유래 구성 단위 (a) 및 지방족계 디아민 및(또는) 지환족계 디아민을 포함하는 디아민 유래 구성 단위 (b)를 포함하는 방향족 폴리아미드, 섬유상 보강제 및 탄소수 26 내지 32의 지방족 카르복실산의 유도체를 포함하는 폴리아미드 수지 조성물을 제안하였다.

상기 폴리아미드 수지 조성물은 내열성, 강성, 유동성 및 금형 이형성 등이 비교적 우수하기 때문에 전기ㆍ전자 부품, 자동차 부품 등의 성형 재료로 폭넓게 사용되고 있다.

그러나, 상기와 같이 PCB에 사용되는 부품의 소형화가 진행되면, 부품의 말단부까지 수지를 충전시키기 위해 수지의 고유동성이 요구되는데, 기존의 폴리아미드 수지 조성물에서는 유동성이 불충분하기 때문에 말단부까지 수지가 충전되지 못하는 경우가 있었다.

또한, 이들 폴리아미드 수지 조성물은 유리 섬유 등의 섬유상 충전재로 강화되는 경우가 많은데, 그 경우에는 섬유상 충전재에 의해 유동성이 손상되는 경우가 있었다. 따라서, 섬유상 충전재를 포함하지 않는 경우, 또는 포함하는 경우라도 내열성이 우수하고, 고유동성 및 우수한 이형성을 갖는 폴리아미드 수지 조성물의 개발이 요구되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 특히 전기ㆍ전자용 부품 및 자동차 부품의 성형품 재료에 바람직한, 내열성이 우수하고, 사출 성형시의 유동성, 이형성 및 주사 안정성이 우수한 폴리아미드 수지 조성물 및 그의 성형품을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기 문제점을 극복하기 위해 난연성 폴리아미드 수지 조성물을 구성하는 성분에 대하여 더욱 상세하게 검토한 결과, 특히 전기ㆍ전자용 부품및 자동차 부품의 성형품 재료에 바람직한, 내열성이 우수하고, 사출 성형시의 고유동성, 이형성 및 주사 안정성이 우수한 폴리아미드 수지 조성물을 발견하였다.

이하에, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 폴리아미드 수지 조성물을 구성하는 폴리아미드 수지(성분 (A))는 테레프탈산 유래 구성 단위와 테레프탈산 유래 구성 단위 이외의 방향족계 디카르복실산 유래 구성 단위 및(또는) 탄소수 4 내지 20의 지방족 디카르복실산 유래 구성 단위를 포함하는 디카르복실산 유래 구성 단위 (a-1) 및 지방족계 디아민 유래 구성 단위를 포함하는 디아민 유래 구성 단위 (a-2)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 폴리아미드 수지 조성물은, 상기 폴리아미드 수지(성분 (A)) 100 중량부에 대하여 탄소수 20 내지 25의 지방족 카르복실산과 1 내지 2가 금속염을 포함하는 금속 비누(성분 (B))를 0.01 내지 5 중량부 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 25 ℃의 96.5 ％ 황산 중에서 측정한 상기 폴리아미드 수지의 극한 점도가 0.5 내지 3.0 dl/g의 범위 내인 것이 바람직하다.

또한, 해당 폴리아미드 수지는 시차 주사 열량계(DSC)로 측정한 융점이 280 내지 330 ℃의 범위에 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 폴리아미드 수지 조성물은 폴리아미드 수지 성분 (성분 (A)) 100 중량부에 대하여 충전재를 1 내지 300 중량부 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 성형품은 상기 폴리아미드 수지 조성물을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 폴리아미드 수지 조성물을 구성하는 폴리아미드 수지(성분 (A)), 금속 비누(성분 (B))에 대하여 구체적으로 설명하고, 섬유상 충전재, 기타 첨가 재료 및 성형품에 대하여 구체적으로 설명한다.

[폴리아미드 수지(성분 (A))]

본 발명의 폴리아미드 수지(성분 (A))로서는, 하기와 같은 것이 바람직하게 사용된다.

폴리아미드 수지(성분 (A))는 디카르복실산 유래 구성 단위 (a-1) 및 디아민 유래 구성 단위 (a-2)를 포함한다.

본 발명의 디카르복실산 유래 구성 단위 (a-1)은, 테레프탈산 유래 구성 단위와 테레프탈산 유래 구성 단위 이외의 방향족계 디카르복실산 유래 구성 단위 및(또는) 탄소수 4 내지 20의 지방족 디카르복실산 유래 구성 단위를 포함한다. 테레프탈산 이외의 방향족계 디카르복실산 유래 구성 단위로서는, 예를 들면 이소프탈산, 2-메틸테레프탈산, 나프탈렌디카르복실산 및 이들의 조합 등을 들 수 있다. 탄소수 4 내지 20의 지방족 디카르복실산으로서, 예를 들면 아디프산, 수베르산, 아젤라산, 세박산, 데칸디카르복실산, 운데칸디카르복실산 및 도데칸디카르복실산 등 및 이들의 조합 등을 들 수 있으며, 특히 아디프산이 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 디카르복실산 유래 구성 단위 (a-1)을 구성하는 디카르복실산의 전량을 100 몰％라고 했을 때, 테레프탈산은 40 내지 100 몰％의 양으로 함유되며, 테레프탈산 이외의 방향족계 디카르복실산 유래 구성 단위로부터 유도되는 구성 단위는 0 내지 60 몰％, 및(또는) 탄소수 4 내지 20, 바람직하게는 4 내지 12의 지방족 디카르복실산 유래 구성 단위로부터 유도되는 구성 단위는 0 내지 60 몰％의 양으로 함유되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기와 같은 디카르복실산과 함께 소량, 예를 들면 10 몰％ 이하 정도의 다가 카르복실산이 포함될 수도 있다. 이러한 다가 카르복실산으로서 구체적으로는 트리멜리트산 및 피로멜리트산 등과 같은 삼염기산 및 다염기산을 들 수 있다.

본 발명의 디아민 유래 구성 단위 (a-2)는 지방족계 디아민 유래 구성 단위를 포함하며, 예를 들면 1,6-디아미노헥산, 1,7-디아미노헵탄, 1,8-디아미노옥탄, 1,10-디아미노데칸, 1,11-디아미노운데칸 및 1,12-디아미노도데칸 등을 들 수 있고, 특히 1,6-디아미노헥산이 바람직하다.

또한, 본 발명의 디아민 성분은 메틸기, 에틸기 등의 측쇄를 가질 수도 있으며, 2-메틸-1,5-디아미노펜탄, 2-메틸-1,6-디아미노헥산, 2-메틸-1,7-디아미노헵탄, 2-메틸-1,8-디아미노옥탄, 2-메틸-1,9-디아미노노난, 2-메틸-1,10-디아미노데칸, 2-메틸-1,11-디아미노운데칸 등을 들 수 있다.

이들 중에서는 2-메틸-1,5-디아미노펜탄이 특히 바람직하다.

직쇄 지방족 디아민 성분과 측쇄 알킬기를 갖는 지방족 디아민 성분을 각각 단독으로 사용할 수도 있으며, 또는 이들 디아민을 임의의 비율로 혼합하여 사용할 수도 있다.

본 발명의 폴리아미드 수지를 제조하기 위해서는, 상기와 같은 디카르복실산성분과 디아민 성분을 첨가하여 촉매의 존재하에서 가열함으로써 제조할 수 있다. 또한, 이 반응에 있어서, 디아민 성분의 전체 몰수가 디카르복실산 성분의 전체 몰수보다 많이 배합되는 것이 바람직하며, 특히 전체 디카르복실산 성분을 100 몰이라고 했을 때, 전체 디아민 성분이 100 내지 120 몰인 것이 바람직하다. 이 반응은 통상 불활성 가스 분위기하에서 행해지며, 일반적으로는 반응 용기 내를 질소 가스 등의 불활성 가스로 치환한다. 또한, 폴리아미드의 중축합 반응을 제어하기 위해 물을 미리 봉입해 두는 것이 바람직하며, 물에 가용인 유기 용매, 예를 들면 메탄올, 에탄올 등의 알코올류가 함유될 수도 있다.

본 발명에서 사용되는 폴리아미드 수지(성분 (A))를 제조할 때 사용되는 촉매로서는 인산, 그의 염 및 인산 에스테르 화합물; 아인산, 그의 염 및 에스테르 화합물; 및 차아인산, 그의 염 및 에스테르 화합물을 사용할 수 있다.

이들 중에서도 인산나트륨, 아인산나트륨, 차아인산칼륨, 차아인산나트륨 등이 바람직하다.

이들 인산 화합물은 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 인계 화합물은 상기와 같은 디카르복실산 성분 100 몰에 대하여 통상 0.01 내지 5 몰, 바람직하게는 0.05 내지 2 몰의 비율로 사용된다.

또한, 본 발명의 폴리아미드 수지를 제조하기 위해서는 말단 밀봉제를 사용하는 것이 바람직하다.

이 말단 밀봉제로서는 벤조산, 벤조산의 알칼리 금속염, 아세트산 등을 사용할 수 있다. 이러한 말단 밀봉제는 디카르복실산 성분 100 몰에 대하여 통상 0.1내지 5 몰, 바람직하게는 0.5 내지 2 몰의 범위 내의 양으로 사용된다. 이 말단 밀봉제의 사용량을 조정함으로써, 얻어지는 중축합물의 극한 점도[η]를 제어할 수 있다.

이러한 중축합물을 제조할 때의 반응 조건은, 구체적으로 반응 온도는 통상 200 내지 290 ℃, 바람직하게는 220 내지 280 ℃이고, 반응 시간은 통상 0.5 내지 5 시간, 바람직하게는 1 내지 3 시간이다. 또한, 이 반응은 상압 내지 가압 중 어느 한 조건에서 행할 수 있지만, 가압 조건에서 반응을 행하는 것이 바람직하며, 반응압은 통상 2 내지 5 MPa, 바람직하게는 2.5 내지 4 MPa의 범위 내로 설정된다. 또한, 이와 같이 하여 중축합 반응을 행함으로써 25 ℃의 96.5 ％ 황산 중에서 우베로데형 점도계를 이용하여 측정한 극한 점도[η]가 통상은 0.05 내지 0.6 dl/g, 바람직하게는 0.08 내지 0.3 dl/g의 범위 내인 저차축합물을 얻을 수 있다.

이와 같이 하여 수성 매체 중에 생성된 폴리아미드 저차축합물은 반응액과 분리된다. 이 폴리아미드 저차축합물과 반응액의 분리에는, 예를 들면 여과, 원심 분리 등의 방법을 이용할 수도 있지만, 생성된 반방향족 폴리아미드 저차축합물을 함유하는 반응액을 노즐을 통해 대기 중에 플래쉬함으로써 고액 분리하는 방법이 효율적이다.

본 발명에서는 상기와 같이 하여 얻어진 폴리아미드 저차축합물을 이용하여 후중합을 행한다.

이 후중합은 상기 폴리아미드 저차축합물을 건조한 후에 가열하여 용융 상태로 하고, 이 용융물에 전단 응력을 부여하면서 행하는 것이 바람직하다. 이 반응시에는 건조 폴리아미드 저차축합물이 적어도 용융되는 온도로 가열한다. 일반적으로는 건조 폴리아미드 저차축합물의 융점 이상의 온도, 바람직하게는 이 융점 보다도 10 내지 60 ℃ 높은 온도에서 가열된다.

전단 응력은, 예를 들면 벤트가 설치된 이축 압출기, 니이더 등을 이용함으로써 용융물에 부여할 수 있다. 이렇게 용융물에 전단 응력을 부여함으로써 용융 상태인 건조 폴리아미드 저차축합물이 서로 중축합됨과 동시에, 축합물의 중축합 반응도 진행되는 것이라고 생각된다.

본 발명의 폴리아미드 수지의 제조에 관한 다른 방법으로서, 상기 폴리아미드 저차축합물을 일반적인 공지된 방법으로 고상 중합시켜, 상기 방법에서 측정한 극한 점도[η]가 0.5 내지 2.0 dl/g의 범위인 폴리아미드를 제조할 수 있다. 본 발명의 폴리아미드 수지의 제조에 관한 또 다른 방법으로서, 상기 폴리아미드 저차축합물을 일반적인 공지된 방법으로 고상 중합시켜, 극한 점도[η]가 0.5 내지 1.5 dl/g의 범위인 폴리아미드 전구체를 제조하며, 또한 이 전구체를 용융 중합시켜 극한 점도[η]가 0.8 내지 3.0 dl/g인 범위로 할 수 있다. 극한 점도가 이 범위에 있는 경우, 유동성이 우수하고, 인성이 우수한 폴리아미드 수지를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 폴리아미드 수지는 결정성이기 때문에 융점을 가지며, 상기 제조 방법으로 얻어진 폴리아미드 수지에 대하여 시차 주사 열량계(DSC)를 이용하여 10 ℃/분으로 승온했을 때 융해에 기초한 흡열 피크를 융점으로 했을 경우, 융점이 바람직하게는 270 내지 340 ℃, 특히 바람직하게는 280 ℃ 내지 330 ℃의 범위가 됨으로써 우수한 내열성을 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 폴리아미드 수지는, 이 폴리아미드의 융점 이상, 분해 온도 미만으로 가열하고, 통상의 성형 장치를 이용하여 원하는 형상으로 성형할 수 있다. 특히 사출 성형에 의해 전기ㆍ전자 부품 및 자동차 부품을 효율적으로 성형할 수 있다.

[금속 비누(성분 (B))]

본 발명의 금속 비누(성분 (B))로서는 하기와 같은 것이 바람직하게 사용된다. 금속 비누(성분 (B))는 탄소수 20 내지 25의 지방족 카르복실산과 1 내지 2가 금속염을 포함한다.

탄소수 20 내지 25의 지방족 카르복실산은 특별히 제한되지 않지만, 아라킨산(탄소수 20), 베헨산(탄소수 22), 리그노세르산(탄소수 24), 펜타코산산 (탄소수 25) 등을 들 수 있다. 또한, 메틸기나 에틸기 등의 알킬기 및 수산기 등의 관능기를 측쇄에 가질 수도 있다. 이들 중에서 특히 베헨산, 리그노세르산이 바람직하다.

금속 비누(성분 (B))에 포함되는 1 내지 2가 금속은 특별히 제한되지 않지만, Li, Na, Mg, K, Ca 등이 바람직하게 사용된다.

금속 비누(성분 (B))는 상기한 범위에 있으면 널리 공용되고 있는 것을 사용할 수 있으며, 예를 들면 지방산과 금속염 수용액을 원료로서 복분해법 또는 직접법 등의 제법에 의해 제조할 수 있다.

본 발명의 금속 비누(성분 (B))는 복수종의 혼합물을 사용할 수도 있고, 또한 본 발명의 목적 범위에서 탄소수 16 내지 18의 지방족 카르복실산의 금속염 및(또는) 탄소수 26 내지 32의 지방족 카르복실산의 금속염과 병용할 수도 있다.

본 발명의 금속 비누(성분 (B))는, 폴리아미드 수지 또는 폴리아미드 수지 조성물에 건식 블렌드법 또는 이축 압출기로 용융 혼련하여 첨가한다. 폴리아미드 수지 조성물이 충전재를 포함하는 경우, 폴리아미드 수지와 충전재를 이축 압출기로 용융 혼련한 후, 본 발명의 금속 비누(성분 (B))를 용융 혼련 후의 폴리아미드 수지 조성물에 건식 블렌드하면, 얻어지는 수지 조성물이 유동성면에서 바람직하다.

[충전재]

본 발명에서 사용되는 충전재로서는 난연제 또는 난연 보조제(브롬화 폴리스티렌, 폴리브롬화 스티렌, 브롬화 폴리카르보네이트, 브롬화 페놀의 축합물, 적인, 산화안티몬, 안티몬산나트륨, 산화아연, 산화철, 산화마그네슘, 붕산아연 등의 금속 붕산염 등), 윤활제(탄소수 26 내지 32의 지방족 카르복실산의 금속염, 구체적으로는 몬탄산칼슘, 몬탄산나트륨 등), 분말상, 입상, 판상, 침상의 충전재(특히, 실리카, 알루미나, 탄산칼슘, 이산화티탄, 활석, 규회석(wollastonite), 규조토, 점토, 카올린, 구상 유리, 운모, 산화마그네슘, 산화아연, 티탄산칼륨, 위스커 등) 및 섬유상 충전재를 들 수 있다. 섬유상 충전재는, 무기질 충전재로서 유리 섬유, 티탄산칼륨 섬유, 금속 피복 유리 섬유, 세라믹스 섬유, 규회석, 금속 탄화물 섬유, 금속 경화물 섬유, 석면 섬유 및 붕소 섬유 등을 들 수 있다. 또한, 유기질 충전재로서 아라미드 섬유, 탄소 섬유 등을 들 수 있다.

이러한 섬유상 충전재로서는 특히 유리 섬유가 바람직하다. 유리 섬유를 사용함으로써 조성물의 성형성이 향상됨과 동시에, 열가소성 수지 조성물로 형성되는 성형체의 인장 강도, 굽힘 강도, 굽힘 탄성률 등의 기계적 특성 및 열변형 온도 등의 내열 특성이 향상된다.

상기와 같은 섬유상 충전재의 평균 길이는 통상 0.01 내지 20 mm, 바람직하게는 0.1 내지 6 mm의 범위이며, 종횡비가 통상 5 내지 2000, 바람직하게는 15 내지 600의 범위이다. 평균 길이 및 종횡비가 이러한 범위 내인 섬유상 충전재를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서의 섬유상 충전재를 실란 커플링제 또는 티탄 커플링제 등으로 처리하여 사용할 수도 있다. 예를 들면, 비닐트리에톡시실란, 2-아미노프로필트리에톡시실란, 2-글리시독시프로필트리에톡시실란 등의 화합물로 표면 처리되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서의 섬유상 충전재는 집속제가 도포될 수도 있으며, 에폭시계, 우레탄계, 우레탄/말레산 변성계, 우레탄/아민 변성계의 화합물이 바람직하게 사용된다.

상기 표면 처리제는 상기 집속제와 병용할 수도 있으며, 병용함으로써 본 발명의 조성물 중의 섬유상 충전재와 조성물 중의 다른 성분과의 결합성이 향상되고, 외관 및 강도 특성이 향상된다.

본 발명의 상기 섬유상 충전재는 상기 폴리아미드 수지 조성물과 함께 용융 혼련하여 사용할 수 있는데, 그 경우 상기 폴리아미드 수지 성분 100 중량부에 대하여 10 내지 150 중량부가 포함되는 것이 바람직하고, 특히 25 내지 100 중량부가포함되는 것이 바람직하다. 상기 섬유상 충전재의 함유량이 150 중량부보다 많은 경우, 해당 폴리아미드 수지 조성물의 유동성이 현저히 저하되고, 성형품 표면의 외관이 손상된다.

본 발명에서 사용할 수 있는 그 밖의 첨가 재료로서는 특별히 제한되지 않지만, 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 용도에 따라 이하의 첨가 재료를 첨가할 수 있다.

산화 방지제나 내열 안정제(산화마그네슘, 산화아연, 히드로탈사이트류, 인 화합물, 힌더드페놀류, 히드로퀴논류, 할로겐화 구리, 요오드 화합물 등), 다른 중합체(올레핀류, 변성 폴리올레핀류, 에틸렌ㆍ프로필렌 공중합체, 에틸렌ㆍ1-부텐 공중합체, 프로필렌ㆍ에틸렌 공중합체, 프로필렌ㆍ1-부텐 공중합체 등의 올레핀 공중합체, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리카르보네이트, 폴리아세탈, 폴리술폰, 폴리페닐렌옥시드, 불소 수지, 실리콘 수지, 지방족 폴리아미드 등), 가소제, 증점제, 대전 방지제, 이형제, 안료, 염료, 핵제, 여러가지 공지된 배합제 등을 첨가할 수 있다.

[폴리아미드 수지 조성물]

본 발명의 폴리아미드 수지 조성물은 폴리아미드 수지 성분(성분 (A)) 100 중량부와 금속 비누 성분(성분 (B)) 0.01 내지 5 중량부, 바람직하게는 폴리아미드 수지 성분(성분 (A)) 100 중량부에 대하여 금속 비누 성분(성분 (B))을 0.05 내지 2 중량부, 보다 바람직하게는 0.2 내지 1 중량부 포함한다. 또한, 본 발명의 폴리아미드 수지 조성물은 폴리아미드 수지 성분 100 중량부에 대하여 충전재를 1 내지300 중량부 포함하는 것이 바람직하며, 특히 충전재가 유리 섬유, 난연제, 난연 보조제 및 윤활제를 포함하는 경우, 내열성 등도 우수하기 때문에 바람직하다. 충전재가 유리 섬유, 난연제, 난연 보조제 및 윤활제를 포함하는 경우, 폴리아미드 수지 성분(성분 (A)) 100 중량부에 대하여 유리 섬유를 10 내지 150 중량부, 난연제를 20 내지 70 중량부, 난연 보조제를 2 내지 15 중량부, 윤활제를 0.01 내지 5 중량부 각각 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 폴리아미드 수지 조성물이 유리 섬유를 포함하는 경우, 폴리아미드 수지 조성물의 HDT는 270 내지 350 ℃, 바람직하게는 280 내지 320 ℃이다. 본 발명의 폴리아미드 수지 조성물을 제조하기 위해서는, 각 성분을 여러 공지된 방법, 예를 들면 헨쉘 믹서, V-블렌더, 리본 블렌더, 텀블러 블렌더 등으로 혼합하는 방법, 또는 혼합 후, 1축 압출기, 다축 압출기, 니이더, 벤버리 믹서 등으로 용융 혼련한 후, 조립(造粒) 또는 분쇄하는 방법을 이용할 수도 있다.

본 발명에 따른 폴리아미드 조성물은, 용융 혼련하는 경우, 상기 폴리아미드 성분 (성분 (A)) 및 금속 비누 성분 (성분 (B))를 용융 상태, 예를 들면 280 내지 360 ℃로 가열ㆍ유지하면서 필요에 따라 상기 섬유상 충전제, 분말상 충전제, 각종 첨가제를 배합하여 혼련하는 등의 방법에 의해 제조할 수 있다. 이 때, 압출기, 니이더 등의 통상적인 혼련 장치를 이용할 수 있다.

예를 들면, 상기와 같이 하여 제조된 본 발명의 폴리아미드 수지 조성물은 분말, 펠렛상, 그 밖의 형상으로 하여 압축 성형법, 사출 성형법, 압출 성형법 등을 이용함으로써 각종 성형품으로 제조할 수 있다.

<실시예>

이어서, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 벗어나지 않는 한 이들 예로 전혀 제한되지 않는다.

또한, 실시예 및 비교예에 기재한 분석 및 측정은 이하의 방법에 따라 행하였다.

극한 점도[η]: 폴리아미드 수지 0.5 g을 96.5 ％ 황산 용액 50 ㎖에 용해하고, 우베로데 점도계를 사용하여 25.0±0.05 ℃의 조건하에서 시료 용액의 유하 초수를 측정하여 이하의 식에 기초하여 산출하였다.

[η]=ηSP/{C(1+0.205ηSP)}

ηSP=(t-t0)/t0

(식 중, [η]은 극한 점도(dl/g)이고, ηSP는 비점도이며, C는 시료 농도 (g/dl)이고, t는 시료 용액의 유하 초수(초)이며, t0은 블랭크 황산의 유하 초수(초)임.)

융점: 퍼킨 엘머(PERKIN ELMER)사 제조의 시차 주사 열량계(DSC) 7형을 이용하여 10 ℃/분으로 승온하여 측정하였다. 이 때의 융해에 기초한 흡열 피크를 융점으로 하였다.

유동 길이: 도시바 기까이(주) 제조의 사출 성형기(IS55-EPN)를 사용하여 폴리아미드 수지의 융점보다 10 ℃ 높은 실린더 온도에서 사출 압력 100 MPa, 사출 속도 100 mm/s 및 금형 온도 120 ℃로 사출 성형을 행하고, 사출 개시로부터 50 주사째의 폭 10 mm, 두께 0.5 mm의 유동 길이를 측정하였다.

이형력 및 주사 안정성: 닛세이 쥬시 고교(주) 제조의 PS-40E를 사용하여 사출 압력 150 MPa, 사출 속도 15 cm³/s의 사출 조건하에서 폴리아미드 수지의 융점보다 10 ℃ 높은 실린더 온도에서 커넥터 금형을 사용하여 금형 온도 85 ℃로 사출 성형을 행하고, 동사 제조의 DLA(Data Logger Analyzer)를 이용하여 이형력을 측정하였다.

주사 안정성은 이형력 측정시의 20 주사째와 50 주사째의 이형력 차이가 5 kg/cm²미만인 경우에는 ○, 5 kg/cm²이상인 경우에는 ×로 하였다.

HDT: ASTM D648에 준하여 측정하고, 하중 1.82 MPa, 승온 속도 2 ℃/분의 조건하에서 측정하였다.

난연성: UL94에 준하여 측정하고, 두께 1/32 인치의 시험편에 대하여 난연성을 평가하였다.

<실시예 1 내지 4, 비교예 1 내지 5>

폴리아미드 수지(성분 (A))로서 이하의 것을 사용하였다("PA6T/66"이라고 함).

폴리아미드 수지의 종류: PA6T/66=55/45(몰비)

조성: 디아민 성분…1,6-디아미노헥산 50 몰％,

디카르복실산 성분…테레프탈산 27.5 몰％, 아디프산 22.5 몰％

극한 점도[η]: 1.0 dl/g

융점(시차 주사 열량계(DSC)법): 310 ℃

금속 비누(성분 (B))의 종류 및 양을 표 1에 나타내었다.

금속 비누(성분 (B))는 폴리아미드 수지(성분 (A))의 펠렛에 소정량을 건식 블렌드하여 유동 길이, 이형력 및 주사 안정성에 대하여 평가하였다. 또한, 일반적으로 이형성에 효과가 있다고 여겨지는 산화폴리에틸렌 및 지방족 폴리에스테르에 대해서도 동일한 평가를 행하였다. 이들의 결과를 표 1에 나타내었다.

<실시예 5 내지 7, 비교예 6>

실시예 5 내지 7은 폴리아미드 수지(성분 (A))로서 실시예 1과 동일한 것을 사용하였다. 비교예 6은 폴리아미드 수지(성분 (A))로서 1,6-디아미노헥산 50 몰％, 아디프산 50 몰％를 포함하는 폴리아미드("PA66"이라고 함)를 사용하였다(극한 점도[η]; 1.2 dl/g, 융점(시차 주사 열량계(DSC)법): 260 ℃).

금속 비누(성분 (B))의 종류 및 양을 표 2에 나타내었다. 유리 섬유는 닛본 덴끼 가라스(주) 제조의 ESC03-615를 사용하고, 표 2에 나타낸 양으로 사용하였다.

폴리아미드 수지(성분 (A)), 금속 비누(성분 (B)) 및 유리 섬유를 이축 압출기로 용융 혼련하여 펠렛화하고, 사출 성형에 의해 시험편을 얻어 HDT를 측정하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.

<실시예 8 내지 10, 비교예 7>

실시예 8 내지 10 및 비교예 7은 폴리아미드 수지(성분 (A))로서 실시예 1과 동일한 것을 사용하였다.

금속 비누(성분 (B))의 종류 및 양을 표 3에 나타내었다.

유리 섬유는 닛본 덴끼 가라스(주) 제조의 ESC03-615를 사용하고, 표 3에 나타낸 양으로 사용하였다.

난연제로서 브롬화폴리스티렌(페로(주) 제조, 파이로체크 68PB), 난연 보조제로서 안티몬산나트륨(닛본 세꼬(주) 제조, SA-A)을 사용하고, 표 3에 나타낸 양으로 사용하였다. 이들을 이축 압출기로 용융 혼련하여 펠렛화하고, 사출 성형에 의해 시험편을 얻어 난연성, HDT 및 유동성을 측정하였다. 결과를 표 3에 나타내었다.

본 발명에 따른 폴리아미드 수지 조성물은 내열성이 우수하여, 특히 전기ㆍ전자용 부품 및 자동차 부품의 성형품 재료로 바람직하게 사용된다.

본 발명에 따른 폴리아미드 수지 조성물은 사출 성형시의 유동성, 이형성 및 주사 안정성이 우수하다.

Claims

폴리아미드 수지 성분(성분 (A)) 100 중량부와 금속 비누 성분(성분 (B)) 0.01 내지 5 중량부를 포함하며,

상기 폴리아미드 수지 성분(성분 (A))이 테레프탈산 유래 구성 단위,

테레프탈산 유래 구성 단위 이외의 방향족계 디카르복실산 유래 구성 단위 및(또는)

탄소수 4 내지 20의 지방족 디카르복실산 유래 구성 단위로 구성되는 디카르복실산 유래 구성 단위 (a-1)과,

지방족계 디아민 유래 구성 단위로 구성되는 디아민 유래 구성 단위 (a-2)를 포함하고,

상기 금속 비누 성분(성분 (B))이 탄소수 20 내지 25의 지방족 카르복실산과 1가 또는 2가 금속염을 포함하는 금속 비누를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 수지 조성물.
제1항에 있어서, 폴리아미드 수지 성분(성분 (A))이 25 ℃의 96.5 ％ 황산 중에서 측정한 극한 점도가 0.5 내지 3.0 dl/g의 범위 내이고, 시차 주사 열량계 (DSC)로 측정한 융점이 280 ℃ 내지 330 ℃의 범위 내인 폴리아미드 수지 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 폴리아미드 수지 성분 100 중량부에 대하여 충전재를 1 내지 300 중량부 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 수지 조성물.
제3항에 있어서, 충전재가 유리 섬유, 난연제, 난연 보조제 및 윤활제를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 수지 조성물.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 폴리아미드 수지 조성물을 포함하는 성형품.