KR20150013501A

KR20150013501A - 열가소성 중합체 조성물 및 이로 제조된 성형품

Info

Publication number: KR20150013501A
Application number: KR1020147031217A
Authority: KR
Inventors: 콘라드 알베르트 루이스 헥토르 둘래트; 쯔주안 왕; 빌헬무스 요세푸스 마리아 사우르
Original assignee: 디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이.
Priority date: 2012-05-07
Filing date: 2012-05-07
Publication date: 2015-02-05
Also published as: WO2013167166A1; CN104271673A; JP2015516016A; IN2014DN08571A; EP2847273A1; US20150368467A1

Abstract

본 발명은 폴리아마이드 중합체 및 열 안정제 시스템을 포함하는 열 안정화된 열가소성 중합체 조성물, 및 이로 제조된 성형품에 관한 것이다. 상기 열가소성 중합체 조성물은 (A) 240℃ 이상의 융점을 갖는 반-결정질 폴리아마이드인 제 1 폴리아마이드(a1), 및 폴리아마이드-6, 또는 폴리아마이드-6와 또 다른 폴리아마이드의 코폴리아마이드인 제 2 폴리아마이드(a2)를 포함하는 2종 이상의 폴리아마이드 중합체들의 블렌드; (B) 열 안정제 시스템; 및 (C) 폴리아릴렌 설파이드 중합체를 포함하고, 이때 (A) 및 (C)가 90:10 내지 20:80 범위의 중량비로 존재한다.

Description

열가소성 중합체 조성물 및 이로 제조된 성형품{THERMOPLASTIC POLYMER COMPOSITION AND MOULDED PARTS MADE THEREOF}

본 발명은 폴리아마이드 중합체 및 열 안정제 시스템을 포함하는 열 안정화된 열가소성 중합체 조성물 및 이로 만들어진 성형품에 관한 것이다.

더욱 구체적으로, 본 발명은 사용 온도가 200℃를 넘는 용도에 사용될 수 있는 열 안정화된 열가소성 중합체 조성물에 관한 것이다. 이 때문에, 상기 조성물은 적어도, 융점이 240℃ 이상인 반-결정질 폴리아마이드를 함유한다. 또한, 상기 중합체 조성물은 열 안정제 시스템, 바람직하게는 200℃ 초과, 더욱 특히 220℃를 초과하는 온도에서 장기간 열 안정성을 제공할 수 있는 열 안정제 시스템을 포함한다.

상기 중합체 조성물 및 이에 사용된 안정제 시스템은 예를 들면 서로 다른 유형의 안정제 조합을 갖는 폴리아마이드 조성물을 기재하고 있는 WO 2006/074934 A1, EP 1498445 A1, WO 2010/076145 A1 및 WO 2010/014801 A1에 공지되어 있다.

본 발명자들은 200℃를 넘는 온도에서 열가소성 중합체 조성물의 장기간 열 안정성을 개선하기 위한 방법을 발견하였다. 본원에서는 특히 모듈러스, 인장 강도 및 연신율과 같은 기계적 특성의 유지를 고려하였다. 한 가지 방법은 240℃ 이상의 융점을 갖는 반-결정질 폴리아마이드를 제 2 폴리아마이드, 더욱 특히 폴리아마이드-6, 또는 폴리아미아드-6와 또 다른 폴리아마이드와의 코폴리아마이드와 조합시키는 것이다. 장기간 열 안정성이 폴리아마이드-6 또는 이의 공중합체의 존재에 의해 향상되었지만, 상기 조성물로부터 성형된 부품은 220℃ 초과의 온도에 노출된 후 상당한 블리스터링(blistering)을 형성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 우수한 열 안정성을 가지며 블리스터링이 감소되거나 또는 더 바람직하게는 존재하지 않는 열 안정화된 열가소성 중합체 조성물을 제공하는 것이다.

상기 목적은, (A) 240℃ 이상의 융점을 갖는 반-결정질 폴리아마이드인 제 1 폴리아마이드(a1), 및 폴리아마이드-6, 또는 폴리아마이드-6와 또 다른 폴리아마이드의 코폴리아마이드인 제 2 폴리아마이드(a2)를 포함하는 2종 이상의 폴리아마이드 중합체들의 블렌드; 및 (B) 열 안정제 시스템을 포함하고, 추가로, 적어도 (C) 폴리아릴렌 설파이드 중합체를 포함하며, 이때 (A) 및 (C)가 90:10 내지 20:80 범위의 중량비로 존재하는, 열가소성 중합체 조성물에 의해 달성되었다.

240℃ 이상의 융점을 갖는 제 1 폴리아마이드(성분 a1) 및 폴리아마이드-6 또는 이의 코폴리아마이드(성분 a2)를 포함하는 블렌드(A)가 폴리아릴렌 설파이드 중합체(성분 C)와 함께 상기 기재된 비율로 조합되어 포함되는 본 발명에 따른 열 안정화된 열가소성 중합체 조성물의 효과는, 블리스터링 문제를 크게 감소시키거나 또는 심지어 완전히 극복하면서도 충분한 정도의 열 안정성을 유지하는 것이다. 이러한 결과는 폴리아릴렌 설파이드 중합체가 기계적 특성이 취약하고 예를 들면 매우 취성이고 폴리아마이드와 폴리아릴렌 설파이드 중합체의 블렌드의 다양한 공지의 조성물이 블리스터링을 형성하는 경향이 있다는 사실에 비추어 특히 놀라웠다.

본 발명에 따른 열가소성 중합체 조성물에서 폴리아마이드 중합체 블렌드(A)의 제 1 폴리아마이드(a1)는, 열가소성 성형 조성물을 제조하는 데 적합하고, 240℃ 이상의 융점을 갖는 임의의 반-결정질 열가소성 폴리아마이드일 수 있다. 바람직하게는, (a1)은 250 내지 340℃ 범위의 융점을 갖는 반-결정질 열가소성 폴리아마이드를 포함한다.

본원에서 융점(Tm이라 함)은, 10℃/분의 가열 및 냉각 속도로 N₂ 분위기 하에서 ISO-11357-3.2(2009)에 따른 방법에 의해 예비-건조된 샘플 상에서 측정되고 제 2 가열 곡선에 대해 결정된 용융 온도로 이해된다.

적합한 고 융점 폴리아마이드의 예는 반-방향족 폴리아마이드 예컨대 PA9T, PA4T/6T-코폴리아마이드 및 PA66/6T-코폴리아마이드, 및 지방족 폴리아마이드 예컨대 PA46 및 PA66을 포함한다.

폴리아마이드 중합체 블렌드(A)의 제 2 폴리아마이드(a2)는 폴리아마이드-6 또는 폴리아마이드-6와 또 다른 폴리아마이드의 코폴리아마이드이다. 코폴리아마이드는 예를 들면 블록 코폴리아마이드 또는 랜덤 코폴리아마이드일 수 있다. 이러한 코폴리아마이드의 예는, 카프로락탐, 헥사메틸렌 다이아민 및 아디프산으로부터 제조된 코폴리아마이드인 폴리아마이드-6,6/6이다.

바람직하게는, (a2)는 50 중량% 이상의 폴리아마이드-6로 이루어진다. 중량%는 제 2 폴리아마이드(a2)의 총 중량을 기준으로 한다. 더 바람직하게는, (a2)는 75 중량% 이상, 또는 더욱더 바람직하게는 90 중량% 이상의 폴리아마이드-6로 이루어진다.

블렌드 (A)는 조성이 변할 수 있으며, (a1)과 (a2)의 비가 또한 넓은 범위에 걸쳐 다양할 수 있다. 소량의 제 2 폴리아마이드(a2)는 열적 특성에 영향을 줄 수 있지만, 본 발명에서와 같이 성분 (C)와 조합되지 않을 경우, 이 또한 블리스터링 형성에 영향을 줄 것이다. 또한, 성분 (C)와 조합시, 블리스터링을 발생시키지 않고 그리고 제 1 폴리아마이드(a1)의 기계적 특성에 너무 많은 영향을 주지 않고, 다량의 성분 (a2)를 허용할 수 있다. 적합하게는, (a1) 및 (a2)는 95:5 내지 25:75 범위의 중량비로 존재한다. 바람직하게는, 상기 비는 85:15 내지 40:60의 범위이다.

본 발명에 따른 열가소성 중합체 조성물의 폴리아릴렌 설파이드 중합체(성분 C)는 열가소성 성형 조성물을 제조하는 데 적합한 임의의 열가소성 폴리아릴렌 설파이드 중합체일 수 있다. 적합하게는, 폴리아릴렌 설파이드 중합체는 반-결정질 열가소성 중합체이다. 이러한 중합체는 그 용융 온도를 특징으로 할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 성분 (C)는 250℃ 이상의 융점을 갖는 폴리아릴렌 설파이드를 포함한다. 더 바람직하게는, 융점(Tm-PPS)은 270 내지 340℃ 범위이다.

적합한 반-결정질 폴리아릴렌 설파이드의 예는 폴리페닐렌 설파이드 및 폴리바이페닐렌 설파이드이다. 바람직하게는, 성분 (C)는 폴리페닐렌 설파이드 중합체를 포함한다. 이러한 폴리페닐렌 설파이드 중합체는 적합하게는 270 내지 340℃ 범위의 융점을 갖고, 임의적으로는, 270℃보다 낮은 Tm을 갖는 반-결정질 열가소성 폴리아릴렌 설파이드 중합체 및/또는 무정형 열가소성 폴리아릴렌 설파이드 중합체인 또 다른 폴리아릴렌 설파이드 중합체와 블렌딩된다.

본 발명에 따른 조성물은 폴리아마이드 중합체 블렌드(성분 A)와 폴리아릴렌 설파이드 중합체(성분 C)의 조합을 포함한다. (A) 및 (C)는 90:10 내지 20:80의 중량비로 존재한다. 바람직하게는, 상기 비는 80:20 내지 30:70, 더 바람직하게는 70:30 내지 40:60 범위이다. 이는 폴리아마이드와 폴리아릴렌 설파이드의 특성의 균형을 개선한다. 장점은 열가소성 중합체 조성물이 더 우수한 특성 조합을 갖는다는 점이다.

뿐만 아니라, (A)와 (C)의 상대적인 양은 변할 수 있다. 또한, 상기 조성물은, 다양한 양으로 존재할 수 있는 충전제 및 강화제와 같은 다른 성분들을 포함할 수 있기 때문에, 상기 조성물 내 (A)와 (C)의 총량은 넓은 범위에 걸쳐 변할 수 있다. 적합하게는, (A)와 (C)의 총량은 예를 들면 30 내지 99 중량%의 범위이다. 조성물에서, (A)의 양뿐만 아니라 (C)의 양은, 총량이 100 중량% 이하로 유지되기만 하면, 10 내지 60 중량% 또는 심지어 20 내지 50 중량%의 범위일 수 있다. (A)와 (C)의 총량은 40 내지 90 중량%, 또는 더욱 특히 50 내지 80 중량%의 범위일 수 있다. 여기서 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.

본 발명에 따른 열가소성 중합체 조성물은 성분 (B)로서 열 안정제 시스템을 포함한다. 열가소성 폴리아마이드 조성물에 사용되는 안정제 시스템에 사용되는 안정제 성분은 무기 화합물 예컨대 금속, 산화물 및 염; 유기 안정제 예컨대 페놀계 안정제, 포스파이트 안정제, 방향족 아민; 및 중합체성 안정제 예컨대 폴리올 및 폴리아민을 포함한다. 본 발명의 안정제 시스템은 전형적으로 2종 이상의 안정제 성분을 포함한다. 바람직한 실시양태에서, 열 안정제 시스템(B)은 200℃를 초과하는 온도에서 장기간 열 안정성을 제공하기에 적합하고 효과적인 양으로 존재한다. 이러한 안정제 시스템의 예는 WO 2006/074934 A1, EP 1498445 A1, WO 2010/076145 A1 및 WO 2010/014801 A1에 기재되어 있으며, 이들을 본원에 참고로 인용한다.

본 발명에 따른 열가소성 중합체 조성물의 바람직한 실시양태에서, 안정제 시스템(B)은 하기 군 중 적어도 2개 군으로부터 선택되는 2종 이상의 성분들을 포함한다:

1. (a) 금속 원소, (b) 금속 산화물 및 (c) 금속 염(이때, 금속 원소, 금속 산화물 및 금속 염의 금속은 주기율표의 VB, VIB, VIIB 및 VIIIB 족으로부터의 전이 금속 원소임)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 무기 성분;

2. (a) 다가 알코올 및 (b) 폴리아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 유기 다작용성 성분; 및

3. 페놀계 안정제, 포스파이트 안정제, 방향족 아민, 구리 함유 안정제 및 알칼리 할라이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 안정제.

본원에서 상기 조성물이 상기 3개 군 중 적어도 2개 군으로부터 선택되는 2종 이상의 성분들을 포함하는 요건은, 상기 조성물이 B(i), B(ii) 및 B(iii)의 3개 군 중 하나의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분 및 B(i), B(ii) 및 B(iii)의 다른 2개 군 중 하나의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분을 포함하는 것으로 이해된다. 예를 들면, B(i) 군으로부터 선택되는 성분은 B(ii) 또는 B(iii) 군으로부터의 성분과 조합해야 한다. 유사하게, B(ii) 군으로부터 선택되는 성분은 B(i) 또는 B(iii) 군으로부터의 성분과 조합해야 한다. (B)는 동일한 군으로부터 선택되는 다중 성분들을 포함할 수 있다. (B)는 또한 모든 3개 군 B(i), B(ii) 및 B(iii)으로부터 선택되는 3개 이상의 성분을 포함할 수 있다.

다가 알코올은 본원에서 3개 이상의 알코올 기를 갖는 폴리하이드록시 작용성 성분인 것으로 이해된다.

폴리아민은 본원에서 3개 이상의 1급 및/또는 2급 아미노 기를 갖는 폴리아미노 작용성 성분인 것으로 이해된다.

주기율표의 VB, VIB, VIIB 및 VIIIB 족으로부터의 전이 금속 원소(본원에서는 이를 VB-VIIIB 전이 금속이라 함)는 VB 족: 바나듐(V), 니오븀(Nb) 및 탄탈륨(Ta); VIB 족: 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 및 텅스텐(W); VIIB 족: 망간(Mn), 테크네튬(Tc) 및 레늄(Re); 및 VIIIB 족: 철(Fe), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os), 코발트(Co), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd) 및 백금(Pt) 금속을 포함한다.

B(i) 군으로부터의 성분인 경우, 전이 금속은 바람직하게는 철을 포함한다. 전이 금속으로서의 철인 경우, 철 원소, 철 산화물 또는 철 염, 또는 이들의 임의의 혼합물을 사용할 수 있다.

적합한 철 산화물은 FeO, Fe₂O₃ 또는 Fe₃0₄ 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 적합한 철 염은 페라이트 예컨대 Zn-페라이트 및 Mg-페라이트, 및 철 인 산화물, 즉 인-계 산을 갖는 철 산화물의 염 예컨대 철 포스페이트 및 철 하이포포스페이트를 포함한다.

바람직하게는, 금속 원소는 250 ㎛ 이하의 중간 입자 크기(D₅₀)를 갖는 금속 분말로 이루어진다. 또한, 금속 산화물은 바람직하게는 중간 입자 크기(D₅₀)를 갖는 입자들로 이루어진다. 더 바람직하게는, 금속 원소 및 금속 산화물은 각각 100 ㎛ 이하, 더 바람직하게는 25 ㎛ 이하, 더욱더 바람직하게는 10 ㎛ 이하의 중간 입자 크기(D₅₀)를 갖는다. 적합하게는, 중간 입자 크기(D₅₀)는 1 내지 5 ㎛, 또는 심지어 1 ㎛ 미만의 범위이다. 금속 원소 및 금속 산화물 각각에 대해 더 작은 입자 크기, 특히 더 작은 중간 입자 크기의 장점은 본 발명의 조성물의 열 에이징(ageing) 특성을 더욱 개선하거나, 또는 금속 원소 및 금속 산화물 각각, 또는 이들의 조합이 동일한 특성을 얻기 위해 더 소량으로 사용될 수 있다는 점이다. 본원에서 중간 입자 크기(D₅₀)라는 용어는 ASTM 표준 D1921-89, 방법 A에 따른 체 방법(sieve method)에 의해 결정된 중간 입자 크기로 이해된다.

적합한 금속 분말(B(i)(a))은 예를 들면 에스씨엠 메탈 프로덕츠(SCM Metal Products)로부터 입수가능한 SCM 철 분말 A 131이다. 적합한 금속 산화물은 예를 들면 바스프(BASF)로부터 입수가능한 D₅₀ = 400 nm의 Fe₂O₃ 분말인 시코트랜스 레드(Sicotrans Red) K2915이다.

무기 성분 B(i)(사용되는 경우)의 양은 바람직하게는 0.005 내지 5 중량%, 더 바람직하게는 0.05 내지 2 중량%의 범위이다. 적합한 양의 예는 0.1 중량%, 0.5 중량% 및 1 중량%이다. 여기서 중량%는 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.

본 발명에 따른 열가소성 중합체 조성물에 사용될 수 있는 다가 알코올 B(ii)(a)는 넓은 범위에 걸쳐 변하는 분자량을 가질 수 있다. 중량 평균 분자량(Mw)은 적합하게는 100 내지 3,000,000, 예컨대 1,000, 10,000, 100,000 및 1,000,000의 범위이다. 적합한 다가 알코올은 저분자량 다가 알코올 예컨대 펜타에리트리톨 및 이의 저분자량 올리고머 예컨대 다이펜타에리트리톨 및 트라이펜타에리트리톨, 및 하이드록실 작용성 단량체의 중합체 및 공중합체 예컨대 폴리비닐 알코올 및 에틸렌/비닐 알코올 공중합체를 포함한다. 본 발명에 사용되는 이러한 (공)중합체 및 다른 다가 알코올은 적합하게는 2000 g/몰 이상의 수 평균 분자량을 갖는다. 특정 실시양태에서, 다카 알코올은 150 내지 280℃ 범위의 융점을 갖는다.

본 발명에 따른 열가소성 중합체 조성물 중의 폴리아민(B(ⅱ)(b))의 경우, 예를 들면 폴리에틸렌이민 중합체를 사용할 수 있다. 적합하게는, 폴리에틸렌이민 중합체는 에틸렌이민의 단독중합체, 에틸렌이민과 2개 이상의 아미노 기를 갖는 아민의 공중합체, 가교결합된 폴리에틸렌이민, 그래프트된 폴리에틸렌이민으로부터 선택된다. 폴리아민은 선형 또는 분지형 중합체, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 폴리아민은 1급 아민 및/또는 2급 아민 외에 3급 아민 기를 포함할 수 있다. 적합하게는, 본원에서 1급/2급/3급 아민 기의 비는 1/0.7 내지 1.4/0.3 내지 1.1 또는 1/0.8 내지 1.3/0.5 내지 0.9의 범위이다. 또한, 폴리아민의 분자량은 넓은 범위에 걸쳐 변할 수 있다. 중량 평균 분자량(Mw)은 적합하게는 100 내지 3,000,000의 범위 예컨대 1,000, 10,000, 100,000 및 1,000,000이다.

유기 성분 B(ii)(사용되는 경우)의 양은 바람직하게는 0.005 내지 5 중량%, 더 바람직하게는 0.05 내지 2 중량%의 범위이다. 적합한 양은 예를 들면 0.1 중량%, 0.5 중량% 및 1 중량%이다. 여기서 중량%는 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.

다양한 안정제 성분 B(iii)의 경우, 예를 들면, 하기 성분들을 사용할 수 있다: 페놀계 안정제(페놀계 산화방지제라고도 함)의 경우, 전형적으로 장애 페놀, 예컨대 N,N'-헥사메틸렌비스-3,5-다이-3급-부틸-4-하이드록시하이드로시신남아마이드로부터 입체 장애 페놀을 형성한 장애 페놀을 사용한다. 포스파이트 안정제로서, 포스파이트, 포스포나이트 및 하이포포스파이트와 같은 화합물을 사용할 수 있다. 나트륨 하이포포스파이트(NaHPO₃)가 그 예이며, 이는 바람직하게는 철 분말 또는 철 산화물과 함께 사용할 수 있다. 또한, 방향족 아민을 사용할 수 있다. 구리 함유 안정제로서, 구리 할로겐화물과 같은 구리 염을 사용할 수 있다. 구리 염은 바람직하게는 구리 브롬화물 및/또는 구리 요오드화물을 포함한다. 알칼리 할라이드의 경우, 임의의 알칼리 할라이드 예컨대 나트륨 및 칼륨 염화물, 브롬화물 및/또는 요오드화물을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 브롬화물 및 요오드화물, 가장 바람직하게는 칼륨 요오드화물을 사용한다. 상기 조성물은 적합하게는 구리 염과 할로겐화물의 혼합물 예컨대 구리 요오드화물/칼륨 요오드화물 조성물을 함유한다.

상기 조성물이 구리 함유 안정제를 포함하는 경우, 바람직하게는 이는 또한 알칼리 할라이드를 포함한다. 구리 함유 안정제 및 알칼리 할라이드는 적합하게는 5:1 이상, 바람직하게는 1:1 이상, 더 바람직하게는 1:5 이상의 중량비로 존재한다.

안정제 성분 B(iii)(사용되는 경우)의 양은 바람직하게는 0.005 내지 10 중량%의 범위이다. 알칼리 할라이드가 효과적이기 위해서는, 일반적으로 알칼리 할라이드의 양은, B(iii)가 알칼리 할라이드를 포함하는 경우, B(iii)의 총량이 바람직하게는 1 내지 10 중량%, 더 바람직하게는 2 내지 7.5 중량%의 범위로 존재하도록 할 수 있다. 이러한 알칼리 할라이드가 존재하지 않는 경우, B(iii)의 총량은 바람직하게는 0.05 내지 2 중량%, 더 바람직하게는 0.1 내지 1.5 중량%의 범위이다. 여기서 중량%는 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.

바람직한 실시양태에서, (B)는 B(i) 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분 및 B(ii)(a) 또는 B(ii)(b) 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분을 포함한다.

또 다른 바람직한 실시양태에서, (B)는 하나 이상의 알칼리 할라이드 및/또는 구리 할라이드, B(i) 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분 및/또는 B(ii) 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분을 포함한다.

적합한 실시양태는 매우 우수한 열 에이징 특성을 초래하는 한편 블리스터링 현상이 전혀 또는 거의 나타나지 않는 조성물의 예이다.

열 안정제 시스템 (B)는 각각 다른 양으로 존재할 수 있는 다중 성분들로 구성되며, (B)에 대한 총량은 넓은 범위에 걸쳐 변할 수 있다. 적합하게는, 열 안정제 시스템 (B)는 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량% 범위의 양으로 존재한다. 더욱 특히, 조합된 성분 (C)의 양은 폴리아마이드 중합체의 중량을 기준으로 바람직하게는 0.02 내지 15 중량%, 더 바람직하게는 0.2 내지 10 중량%, 더욱더 바람직하게는 0.5 내지 5 중량%의 범위이다.

열가소성 중합체 조성물이 폴리아마이드 상 및 폴리아릴렌 상을 포함하는 다상 구조를 갖는 경우, 50 중량% 이상의 열 안정제 시스템 (B)가 폴리아마이드 상에 포함되는 것이 바람직하다. 이는, (A)를 (C)와 배합하기 전에, 성분 (A)를 50 중량%의 열 안정제 시스템 (B)와 사전-배합함으로써 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 열가소성 중합체 조성물은, 성분 (A), (B) 및 (C) 외에, 강화제, 무기 충전제 및 난연제를 비롯한 추가적인 성분 (D), 및 A, B, C 및 D 외의 첨가제 (E)를 포함할 수 있다.

강화제는 열가소성 폴리아마이드 및/또는 폴리아릴렌 성형 조성물에 사용하기에 적합한 임의의 강화제 또는 강화제들의 조합일 수 있으며, 이러한 강화제는 예를 들면 유리 섬유 및 탄소 섬유 등을 포함한다.

충전제는 열가소성 폴리아마이드 및/또는 폴리아릴렌 성형 조성물에 사용하기에 적합한 임의의 충전제 또는 충전제들의 조합일 수 있으며, 이러한 충전제는 예를 들면 칼슘 카보네이트 등을 포함한다.

난연제는 열가소성 폴리아마이드 및/또는 폴리아릴렌 성형 조성물에 사용하기에 적합한 임의의 난연제 또는 난연제 시스템일 수 있다. 적합하게는, 난연제는 폴리아마이드 상에서 블렌딩된다.

또한, 별도의 폴리아마이드 및 폴리아릴렌 설파이드 상의 형태를 제어하고 안정화시키기 위해 상용화제를 첨가할 수 있다. 상용화제로서, 입자(예컨대, 점토 입자, 탄소 나노튜브) 및 올리고머/공중합체(예컨대, 스타이렌-b-에틸렌/부틸렌-b-스타이렌 삼원 블록 공중합체(SEBS) 또는 말레산 무수물 그래프트된 SEBS(SEBS-g-MA))를 사용할 수 있다.

첨가제 (E)는 열가소성 성형 조성물에 일반적으로 사용되는 보조 첨가제와 같은 임의의 첨가제일 수 있으며, 예를 들면 가공 보조제 예컨대 지방산 염의 금속 염, 고체 윤활제 예컨대 PTFE, MoS₂ 및 그래파이트, 및 안료 및 착색제 예컨대 카본 블랙 및 니그로신을 포함한다.

열가소성 중합체 조성물은 적합하게는 (D) 0 내지 60 중량%, 바람직하게는 10 내지 50 중량%의 하나 이상의 강화제 및/또는 무기 충전제를 포함한다.

열가소성 중합체 조성물은 또한 적합하게는 (E) 0 내지 20 중량%, 바람직하게는 1 내지 10 중량%의 하나 이상의 첨가제를 포함한다.

본원에서 중량 백분율(중량%)은 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.

본 발명에 따른 중합체 조성물은 폴리아마이드 중합체 함유 물질 (I)과 폴리아릴렌 함유 물질 (II)의 용융 블렌딩을 포함하는, 통상적인 용융 블렌딩 공정에 의해 제조될 수 있다. 폴리아마이드 중합체 및 폴리아릴렌 중합체는 전형적으로 분자 규모로 혼화성은 아니지만, 이러한 공정은 일반적으로 폴리아마이드 상 또는 폴리아마이드 풍부 상(함께 폴리아마이드 상이라고 함) 및 폴리아릴렌 상 또는 폴리아릴렌 풍부 상(함께 폴리아릴렌 상이라고 함)을 포함하는 다상 구조를 갖는 중합체 조성물을 형성한다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 열가소성 중합체 조성물, 또는 이의 임의의 바람직한 또는 특정 실시양태를 포함하는 성형품에 관한 것이다. 성형품은 예를 들면 사출 성형품 또는 압출 성형품, 더욱 특히 압출 블로우 성형품일 수 있다. 이러한 성형품은 예를 들면 사출 성형 공정 및 압출 성형 공정을 비롯한 성형품 제조에 일반적으로 적용되는 표준 장비를 사용하는 통상적인 공정에 의해 제조될 수 있다.

이러한 부품의 예는 예를 들면 기어, 부싱(bushing), 가스켓, 베어링 및 유정 시추 부품뿐만 아니라 자동차 부품 예컨대 터보 용도에 사용하기 위한 공기 덕트이다.

하기 실시예 및 비교 실험을 통해 본 발명을 더욱 예시한다.

물질

조성물의 제조를 위해 다음과 같은 성분들을 사용하였다.

PA6: 폴리아마이드-6, 유형 K122, 점도가(viscosity number) 115 ㎖/g(ISO 307에 따라 측정)(예컨대, 네덜란드, 디에스엠(DSM)).

PA46: 폴리아마이드-4,6, 유형 KS200, 점도가 160 ㎖/g((ISO 307에 따라 측정), 융점 290℃(예컨대, 네덜란드, 디에스엠).

GF: 유리 섬유 강화제: 폴리아마이드에 대한 표준 유형.

PPS: 폴리(1,4-페닐렌 설파이드) 평균 Mn 약 10,000, 분말(등급 182354)(예컨대, 시그마 알드리치(Sigma Aldrich)).

Fe: 에스씨엠 아이런 파우더(SCM Iron Powder) A 131, SCM 메탈 프로덕츠로부터 입수가능.

CuI/KI: 요오드화 구리/입자 크기 < 109 ㎛; 요오드화 칼륨(예컨대, 시그마-알드리치 케미 비브이(Sigma-Aldrich Chemie BV)).

AA: 예컨대 철 분말의 마스터배치에 사용되는 캐리어 중합체 및 윤활제를 포함하는 보조 첨가제.

하기 표 1은 본 발명에 따른 조성물(실시예 I) 및 2개의 비교 실험(CE-A 및 CE-B)을 나타낸다. 철 분말(20 중량%)의 마스터배치를 제조하기 위해 폴리에틸렌을 사용하였다. 상기 조성물은, 폴리아마이드 및 폴리아마이드와 폴리아릴렌 설파이드 중합체의 블렌드 각각으로부터의 폴리아마이드 조성물을 제조하는 데 사용되는 통상적인 용융 혼합 공정에 의해 제조하였다. 조성물을 테스트 바(test bar) 내로 성형하였다. 테스트 바를 230℃에서 500시간 동안 열 에이징 시험 처리하고, 그 후, 기계적 특성을 시험하고 블리스터링의 발생을 검사하였다.

결과는, 실시예에 따른 상기 조성물이 블리스터링이 전혀 없으며 매우 양호한 특성을 보인 반면, 비교예는 열 에이징 처리 후 블리스터링이 나타나거나 또는 덜 양호한 기계적 특성을 보임을 나타내었다.

[표 1] 실시예 I 및 비교 실험 A 및 B에 대한 조성물 및 테스트 결과

Claims

(A) 240℃ 이상의 융점을 갖는 반-결정질 폴리아마이드인 제 1 폴리아마이드(a1), 및 폴리아마이드-6, 또는 폴리아마이드-6와 또 다른 폴리아마이드의 코폴리아마이드인 제 2 폴리아마이드(a2)를 포함하는 2종 이상의 폴리아마이드 중합체들의 블렌드; 및
(B) 열 안정제 시스템
을 포함하고, 추가로, 적어도
(C) 폴리아릴렌 설파이드 중합체
를 포함하며, 이때 (A) 및 (C)가 90:10 내지 20:80 범위의 중량비로 존재하는, 열가소성 중합체 조성물.
제 1 항에 있어서,
제 2 폴리아마이드가 50 중량% 이상의 폴리아마이드-6로 이루어진, 열가소성 중합체 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
(a1) 및 (a2)가 95:5 내지 35:65 범위의 중량비로 존재하는, 열가소성 중합체 조성물.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
(C)가, 250℃ 이상의 융점(Tm-PAS)을 갖는 폴리아릴렌 설파이드를 포함하는, 열가소성 중합체 조성물.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
(A) 및 (C)가 80:20 내지 30:70, 바람직하게는 70:30 내지 40:60 범위의 중량비로 존재하는, 열가소성 중합체 조성물.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열 안정제 시스템 (B)가 200℃ 초과의 온도에서 장기간 열 안정성을 제공하기에 적합하고 효과적인 양으로 존재하는, 열가소성 중합체 조성물.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열 안정제 시스템 (B)가 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 10 중량% 범위의 양으로 존재하는, 열가소성 중합체 조성물.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
(D) 0 내지 60 중량%, 바람직하게는 10 내지 50 중량%의 하나 이상의 강화제(reinforcement agent) 및/또는 무기 충전제; 및
(E) 0 내지 20 중량%, 바람직하게는 1 내지 10 중량%의 하나 이상의 첨가제
를 추가로 포함하며, 이때 중량%는 조성물의 총 중량을 기준으로 한 것인, 열가소성 중합체 조성물.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 중합체 조성물을 포함하는 성형품(moulded part).
제 9 항에 있어서,
기어, 부싱(bushing), 가스켓, 베어링 및 유정 시추 부품 또는 자동차 부품인 성형품.
제 9 항에 있어서,
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 중합체 조성물의 압출 블로우 성형(extrusion blow moulding)에 의해 제조된 공기 덕트(duct)인 성형품.