KR20150043996A - 열가소성 성형 조성물 - Google Patents

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토비아스 베니가우스
데틀레프 요아히미
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올리버 볼프
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란세스 도이치란트 게엠베하
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Abstract

본 발명은 폴리아미드와 광물 충전제인 삼사정계 피나코이드성(pinacoidal) 규산알루미늄 및 적어도 1종의 열 안정화제, 및 또한 적어도 1종의 추가의 물질을 기재로 하는 열가소성 성형 조성물을 위한 혼합물, 그의 제조 방법, 및 또한 그로부터 제조된 전기 절연성이고 열 전도성인 제품, 특히 성형물 및 반완성 제품에 관한 것이다.

Description

열가소성 성형 조성물 {THERMOPLASTIC MOULDING COMPOSITIONS}
본 발명은 폴라이미드와 광물 충전제인 삼사정계 피나코이드성(pinacoidal) 형태의 규산알루미늄, 및 적어도 1종의 열 안정화제, 및 또한 적어도 1종의 추가의 물질을 기재로 하는 열가소성 성형 조성물을 위한 혼합물, 그의 제조 방법, 및 또한 그로부터 제조된 전기 절연성이고 열 전도성인 제품, 특히 성형물 및 반완성 제품에 관한 것이다.
열가소성 중합체는 우수한 전기 절연 특성을 갖기 때문에, 이것은 전기 산업에서 다수의 응용을 위해서 사용된다. 그러나, 또한 이것은 그의 낮은 열 전도성으로 인해서 단열 효과를 가지며, 이것은 비교적 다량의 열이 발생되어, 소멸되어야 하는 경우에는 전기 성분에 문제가 된다. 열가소성 물질의 전기 전도성 및 열 전도성은 첨가제를 사용함으로써 다양하게 개질될 수 있고, 예를 들어, 흑연의 첨가는 전기 전도성 및 열 전도성 모두를 증가시킨다. 그러나, 전기 산업에서의 응용을 위해서 요구되는 유형의 매우 낮은 전기 전도성을 유지시키면서, 열 전도성을 증가시키는 것은 단지 몇가지 방식이 존재한다.
볼프강 위블러(Wolfgang Uebler)의 제목 "Erhoehung der thermischen Leitfaehigkeit elektrisch isolierender Polymerwerkstoffe" [Increasing the Thermal Conductivity of Electrically Insulating Polymer Materials]의 논문 (문헌 [University of Erlangen-Nuremberg, Publication of 17 July 2004])에는 캐스팅(casting) 수지를, 우수한 열 전도성을 갖는 전기 절연 분말상(pulverulent) 충전제 성분으로 충전시키는 방법이 기재되어 있으며, 충전제 성분의 양은 생성된 캐스팅 수지의 열 전도성을 최대화하도록 하는 양이다. 이러한 목적은 상업적으로 입수가능한 세라믹 분말 분획, 예컨대 산화알루미늄, 탄화규소, 질화붕소, 분말 석영 및 다른 석영 재료로 성취되었으며, 이러한 물질은 통상적으로 분쇄 생성물을 생성하기 위해서 사용된다. 열가소성 성형 조성물의 열 전도성을 증가시키기 위한 산화알루미늄 (α-Al2O3)의 첨가 및 이로부터 제조된 제품은 공지되어 있으며, 다수의 특허 출원에 기재되어 있다.
DE 102 60 098 A1에는 산화알루미늄의 첨가가 열가소성 폴리에스테르를 전기 절연성이고 열 전도성으로 만든다고 기재되어 있다. 열거된 다른 추가의 물질은 저분자량 및 중합체성 유기 화합물이다.
WO 2003/051971 A2는 특히 가열 호스(hose) 또는 냉각 호스로서 사용될 수 있는 열 전도성 호스의 제조를 위한 열가소성 엘라스토머, 특히 폴리아미드와 72.3 중량%의 산화알루미늄을 기재로 하고, 40℃에서 1.1 W/mK의 열 전도성을 갖는 가요성의 컴파운딩된 재료에 관한 것이다.
JP 2004 059638 A2에는 또한 열전도성, 내열성, 낮은 물 흡수성과 관련하여 우수한 특성을 갖는 폴리아미드 조성물 및 사출 성형에서의 용도가 기재되어 있다. 또한, PA 6T, PA 9MT 및 PA 66 (PA = 폴리아미드)을 기재로 하는 실시예가 개시되어 있으며; 열 전도성 첨가제 니뽄 라이트 메탈 매뉴팩처링 알루미나(Nippon Light Metal Manufacturing Alumina) "LS130"가 이것에 첨가되었다.
JP 2005 112908 A2는 우수한 열 전도성을 갖는 전기 절연체로서의 알루미늄-산화물-충전된 폴리아미드의 용도가 교시되어 있다. 수득된 생성물은 특히 케이블 피복제의 용도에 대해서 기술되며, 이것은 특히 2000 볼트에 노출될 때 적어도 50시간 동안 기능을 유지한다.
컴파운딩된 폴리아미드 재료에서 흑연을 사용하는 것은 다양하게 설명되어 있지만, 생성된 성형 조성물의 전기 전도성이 흥미로운 요점이다.
DE 36 44 773 A1에는 유리 섬유 및 흑연을 포함하는 폴리아미드 수지 조성물이 기재되어 있으며, 이것은 단지 2.2·104 Ω까지 증가된 고유 표면 저항값을 성취한다.
JP 2003 165904 A에는 특히 우수한 내충격성을 갖는 흑연-함유의 전기 전도성의 컴파운딩된 폴리아미드 재료가 기재되어 있으며, 이것은 고무를 첨가함으로써 성취된다.
US-A 6 228 288에 기재된 폴리아미드- 및 흑연-기재 재료는 그의 전기 전도성 값을 기반으로 센서를 위해서 사용하기에 적합하려는 의도이다.
JP 2007 016093 A에는 열가소성 중합체 및 1 내지 50%의 흑연으로 제조되고, 1.6 W/mK의 개선된 열 전도성을 갖는 조성물이 기재되어 있다.
WO 2009/019186 A1에는 산화알루미늄 및 흑연 모두를 포함하는 전기 절연성이고 열 전도성인 컴파운딩된 폴리아미드 재료가 기재되어 있다.
컴파운딩된 폴리아미드 재료는 종종 엄격한 기계적 요건에 적용되는 응용에서 사용된다. 따라서, 열 전도성 및 전기 저항성과 함께, 컴파운딩된 폴리아미드 재료에 필요한 또 다른 중요한 요건은 우수한 기계적 특성이다. 그러나, 열 전도성을 개선시키기 위해서 컴파운딩된 폴리아미드 재료에서 산화알루미늄 및 흑연을 사용하는 것은 컴파운딩된 재료 및 그로부터 제조된 제품의 상당한 취화를 유발한다. 흑연 및 산화알루미늄의 사용과 함께 성형 조성물로부터 제조된 컴파운딩된 폴리아미드 재료/폴리아미드 제품은 이형에 대한 저항성 (파단 인장 변형률) 및 내충격성과 관련하여 단지 낮은 수준의 성능을 갖는다. 파단 인장 변형률은 파열 후 시편의 영구적인 신장을 초기 측정 길이로 나눈 것을 나타내는 재료의 특징적인 값이며, 따라서 재료의 이형성 (또는 연성) 특징화하는 필수적인 지표이다 (http://de.wikipedia.org/wiki/Bruchdehnung).
반대로, 재료의 내충격성은 파열되지 않고, 쇼크 및 충격으로부터 에너지를 흡수하는 그의 능력을 설명한다. 내충격성은 시편 단면에 대한 충격 에너지의 비율 (kJ/m²의 측정 단위)로서 계산된다. 내충격성은 다양한 유형의 굴곡 충격 시험인 ISO 179-1에 따른 샤르피(Charpy) 또는 ISO 180에 따른 아이조드(Izod)를 통해서 측정될 수 있다. 내충격성의 경우, 노치(notched) 충격 저항성과 달리, 시험 시편은 노치를 갖지 않는다 (또한 http://de.wikipedia.org/wiki/Schlagz%C3%A4higkeit 또는 심지어는 http://wiki.polymerservice-merseburg.de/index.php/Schlagbiegeversuch 하의 "Schlagbiegeversuch (flexural impact test)", PSM, Polymer Service GmbH Merseburg 참고).
컴파운딩된 폴리아미드 재료 및 그로부터 제조된 제품에서 흑연 및 산화알루미늄을 사용하는 것은 충격 부하에 대한 낮은 저항성을 유발한다. 또한, 산업 제조 플랜트에서 흑연을 사용하는 것은 바람직하지 않다. 흑연은 낮은 밀도 및 입자 크기를 갖기 때문에, 이것은 전기 전도성이고, 350℃를 초과하는 온도에서 훈소(smoulder)될 수 있는 더스트(dust)를 쉽게 형성한다. 이러한 특성은 인간 및 전자 장비에 위험을 유발할 수 있다.
다른 한편, 컴파운딩된 폴리아미드 재료의 가공에서 산화알루미늄을 사용하면 산화알루미늄의 경도로 인해 사용되는 장비의 마모를 증가시킨다. 압출 방법의 경우, 특히 축, 통 및 다이가 영향을 받는다. 사출 성형 방법의 경우, 또한 사출 금형에 대한 마모를 상당히 증가시킨다.
개선된 열 전도성을 갖는 컴파운딩된 폴리아미드 재료는 통상적으로 열원에 인접하여 사용된다. 따라서, 이러한 컴파운딩된 폴리아미드 재료로 제조된 성분은 종종 승온에 노출된다.
컴파운딩된 폴리아미드 재료 및 그로부터 제조된 제품은, 일반적으로 승온에 장기간 동안 노출될 때 그의 기계적 특성에서 손상을 나타낸다. 이러한 효과는 승온에서 중합체의 산화성 분해 (열산화 분해)에 의해서 주로 유발된다. 본 발명의 목적을 위해서, 표현 장기간은 100시간보다 긴 것을 의미하고, 본 발명의 목적을 위해서, 표현 승온은 80℃를 초과하는 것을 의미한다.
열가소성 성형 조성물 및 그로부터 제조된 제품의 열산화성 분해와 관련된 안정성은, 통상적으로 제품의 예로서 표준화된 시험 시편을 취하여, 규정된 온도에서, 규정된 기간에 걸쳐서, 기계적 특성, 특히 내충격성, 파단 응력 및 ISO 527 인장 시험에서 측정되는 파단 인장 변형률, 및 또한 탄성 모듈러스를 비교함으로써 평가된다.
따라서, 본 발명의 목적은 높은 열 전도성을 갖고, 동시에 전기 절연 특성 및 우수한 기계적 특성을 특징으로 하고, 승온에 의한 기계적 특성의 상당한 손상은 장기간 후에만 발생되는 제품을 제조하기 위한 폴리아미드를 기재로 하는 열가소성 성형 조성물을 제공하는 것이다. 또한, 산화알루미늄의 사용과 관련하여 상기 언급된 단점을 회피하는 것을 의도한다.
놀랍게도, 규산알루미늄과 함께, 적어도 1종의 열 안정화제를 또한 포함하는 폴리아미드계 열가소성 성형 조성물 및 그로부터 제조된 제품은 비교적 높은 온도에 장기간 노출된 후에도 증가된 열 전도성 및 우수한 기계적 특성을 특징으로 하고, 상기 열가소성 성형 조성물의 가공에서 상기 언급된 단점이 발생되지 않는 것을 발견하였다.
놀랍게도, 삼사정계 페디알(pedial) 형태의 규산알루미늄 (카올린)을 갖는 열가소성 성형 조성물과 비교할 때, 삼사정계 피나코이드성 형태의 규산알루미늄 (키아나이트(kyanite)) (헤르만-마우구인 표기법(Hermann-Mauguin notation system))를 갖는 폴리아미드계 열가소성 성형 조성물 및 그로부터 제조된 제품의 열 전도성이 추가로 증가됨을 또한 발견하였다.
이러한 목적은
a. 5 내지 69.94 중량%의 폴리아미드,
b. 30 내지 80 중량%의 삼사정계 피나코이드성 규산알루미늄,
c. 0.05 내지 5 중량%의 적어도 1종의 열 안정화제, 및
d. 0.01 내지 60 중량%의 적어도 1종의 다른 추가의 물질
을 포함하며, 여기서 중량 백분율 전부의 합은 항상 100 중량%인 열가소성 성형 조성물을 위한 혼합물에 의해서 성취되며, 따라서 본 발명은 이러한 혼합물을 제공한다.
명확성을 위해서, 본 발명의 범주는 일반적인 용어 또는 바람직한 범위로 하기에 열거된 파라미터 및 정의 모두의 임의의 바람직한 조합을 포함하는 것을 주목해야 한다. 또한, 본 발명의 목적을 위해서, 단순화된 표현 삼사정계 피나코이드성 규산알루미늄, 또는 키아나이트는 표현 삼사정계 피나코이드성 형태의 규산알루미늄과 동의어로 사용된다는 것을 주목해야 한다.
본 발명의 혼합물은 적어도 하나의 혼합기에서 출발 재료로서 사용되는 성분 a., b., c. 및 d.를 혼합함으로써 추가의 사용을 위해서 제조된다. 이것은 중간체 생성물로서, 본 발명의 혼합물을 기재로 하는 성형 조성물을 제공한다. 이러한 성형 조성물 - 또한 열가소성 성형 조성물로 지칭됨 -은 성분 a., b., c. 및 d.로만 구성될 수 있거나 또는 다르게는 성분 a., b., c. 및 d. 이외에 다른 성분을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 언급된 정량 범위의 목적을 위해서, 중량 백분율 전부의 합이 항상 성분 100이도록, 성분 a., b., c. 및 d.를 변화시키는 것이 필요하다.
본 발명은 또한 압출, 블로우 성형(blow moulding) 또는 사출 성형에서 바람직하게는 펠릿 형태로 사용할 의도의, 본 발명의 혼합물을 포함하는 폴리아미드 성형 조성물을 제공하며, 본 발명의 혼합물은 본 발명의 폴리아미드 성형 조성물 또는 전기 절연성이지만 열 전도성인 제품의 제조를 위해서 본 발명에서 사용되는 폴리아미드 성형 조성물의 95 내지 100 중량%, 바람직하게는 98 내지 100 중량%, 특히 바람직하게는 99 내지 100 중량%를 구성된다.
바람직한 한 실시양태에서, 열가소성 성형 조성물을 위한 본 발명의 혼합물은 40 내지 80 중량%, 특히 바람직하게는 50 내지 80 중량%, 매우 특히 바람직하게는 60 내지 80 중량%의 성분 b. 삼사정계 피나코이드성 규산알루미늄을 포함한다.
성분 a.로서 사용되는 폴리아미드는 바람직하게는 무정형 폴리아미드 또는 반결정질 폴리아미드이고, 적어도 180℃의 융점을 갖는 반결정질 폴리아미드 또는 적어도 150℃의 유리 전이 온도를 갖는 무정형 폴리아미드가 특히 바람직하다.
DE 10 2011 084 519 A1에 따르면, 반결정질 폴리아미드의 융합 엔탈피(enthalpy of fusion)는 ISO 11357에 따른 DSC 방법에 의해 제2 가열 절차에서의 용융 피크의 적분으로 측정되는 경우 4 내지 25 J/g이다. 반대로, 무정형 폴리아미드의 융합 엔탈비는 ISO 11357에 따른 DSC 방법에 의해 제2 가열 절차에서의 용융 피크의 적분으로 측정되는 경우 4 J/g 미만이다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, 다양한 폴리아미드의 블렌드가 성분 a.로서 사용된다.
성분 a.로서 지방족 또는 반방향족(semiaromatic) 폴리아미드, 특히 나일론-6 (PA 6) 또는 나일론-6,6 (PA 66) 또는 PA6 또는 PA66의 코폴리아미드를 사용하는 것이 바람직하다. 특히, PA 6을 사용하는 것이 매우 특히 바람직하다.
폴리아미드에 대해서 본 특허 출원의 목적을 위해서 사용되는 명명법은, 첫번째 수치(들)는 출발 디아민의 C 원자의 수를 나타내고, 마지막 수치(들)는 디카르복실산의 C 원자의 수를 나타내는 국제 표준에 상응한다. PA 6의 경우에서와 같이, 단지 하나의 수치가 기재되면, 이는 출발 물질이 α,ω-아미노카르복실산 또는 그로부터 유래된 락탐인 것을 의미하며, 즉 PA 6의 경우 출발 물질이 ε-카프로락탐이고, 추가의 정보에 대해서는 문헌 [H. Domininghaus, Die Kunststoffe und ihre Eigenschaften [Plastics and their properties], pp. 272 ff., VDI-Verlag, 1976]을 참고할 수 있다.
성분 a.로서, ISO 307에 따라 25℃에서 96 중량% 황산 중의 0.5 중량% 용액에서 측정되는 경우 80 내지 170 ml/g, 특히 90 내지 150 ml/g, 매우 특히 90 내지 130 ml/g, 보다 특별하게는 95 내지 120 ml/g의 점도수(viscosity number)를 갖는 폴리아미드를 사용하는 것이 바람직하다.
특히 바람직한 한 실시양태에서, ISO 307에 따라 25℃에서 96 중량% 황산 중의 0.5 중량% 용액에서 측정되는 경우 95 내지 120 ml/g의 점도수를 갖는 나일론-6이 성분 a.로서 사용된다.
본 발명의 열가소성 성형 조성물에서 사용되는 폴리아미드는 다양한 방법에 의해서 제조될 수 있고, 다양한 단위로부터 합성될 수 있다. 상이한 단량체 단위, 및 또한 목적하는 분자량을 성취하기 위한 상이한 쇄 조절제, 또는 다르게는 목적하는 최종 제품에 의해서 요구되는 바와 같은, 예상되는 이어지는 후처리를 위한 반응성 기를 갖는 단량체를 사용하여, 폴리아미드를 제조하기 위한 다수의 공지된 절차가 존재한다.
본 발명에서 사용되는 폴리아미드의 제조를 위한 산업적으로 상응하는 방법은 대부분 용융물 중에서의 중축합에 의해서 진행된다. 본 발명의 목적을 위해서, 락탐의 가수분해 중합이 또한 중축합으로서 간주된다.
본 발명에서 바람직하게 사용되는 폴리아미드는 반결정질 폴리아미드이며, 여기서 이것은 디아민 및 디카르복실산 및/또는 적어도 5개의 고리원을 갖는 락탐, 또는 상응하는 아미노산으로부터 출발하여 제조된다. 사용될 수 있는 출발 재료는 바람직하게는 지방족 및/또는 방향족 디카르복실산, 특히 바람직하게는 아디프산, 2,2,4-트리메틸아디프산, 2,4,4-트리메틸아디프산, 아젤라산, 세박산, 이소프탈산, 테레프탈산, 지방족 및/또는 방향족 디아민, 특히 바람직하게는 테트라메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 2-메틸펜탄-1,5-디아민, 1,9-노난디아민, 2,2,4- 및 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디아민, 이성질체 디아미노디시클로헥실메탄, 디아미노디시클로헥실프로판, 비스아미노메틸시클로헥산, 페닐렌디아민, 크실렌디아민, 아미노카르복실산, 특히 아키노카프르산 또는 상응하는 락탐이다. 언급된 복수의 단량체의 코폴리아미드가 포함된다.
본 발명에서 성분 a.로서 특히 바람직하게 사용되는 폴리아미드는 카프로락탐, 매우 특히 바람직하게는 ε-카프로락탐으로부터 제조된다.
특히, PA 6 및 PA 66을 기재로 하는 대부분의 컴파운딩된 재료, 및 지방족 및/또는 방향족 폴리아미드를 기재로 하는 다른 컴파운딩된 재료, 및 컴파운딩된 재료의 중합체 쇄 내의 각각의 폴리아미드 기에 대해서 3 내지 11개의 메틸렌 기가 존재하는 코폴리아미드 각각이 또한 특히 바람직하다.
본 발명의 성형 조성물은 성분 b.로서 30 내지 80 중량%의 삼사정계 피나코이드성 형태의 규산알루미늄을 포함한다.
본 발명의 목적을 위해서 사용되는 광물은 Al2O3SiO2의 삼사정계 피나코이드성 형태이며, 이것은 오염물로서 철 및/또는 크로뮴 화합물을 포함할 수 있다. 본 발명에서 1 중량% 미만, 특히 바람직하게는 0.5 중량% 미만의 오염물을 포함하는 키아나이트, 즉 삼사정계 피나코이드성 형태의 Al2O3SiO2를 사용하는 것이 바람직하다.
삼사정계 피나코이드성 형태의 규산알루미늄을 분말로서 사용하는 것이 바람직하다. 바람직한 분말의 중간 입자 크기 d50은 ASTM D1921 89, 시험 방법 A - 이 시험 방법은 재료의 입자 크기를 포괄하도록 선택된 다수의 체를 사용하여 평균 입자 직경 및 입자 크기 분포를 측정함 -에 따라 최대 500 μm, 바람직하게는 0.1 내지 250 μm, 특히 바람직하게는 0.5 내지 150 μm, 매우 특히 바람직하게는 0.5 내지 70 μm이고, 따라서 본 발명의 열가소성 물질 또는 혼합물 및 열가소성 성형 조성물 중에서 미세한 분산을 보장한다. 삼사정계 피나코이드성 형태의 규산알루미늄을 분말로서 사용하는 것이 바람직하다.
삼사정계 피나코이드성 형태로 본 발명에서 사용되는 규산알루미늄 입자는 종횡비로서 설명될 수 있는 다양한 형상을 가질 수 있다. 1 내지 100, 특히 1 내지 30, 매우 특히 1 내지 10의 종횡비를 갖는 입자를 사용하는 것이 바람직하다.
키아나이트 입자로도 지칭되는 삼사정계 피나코이드성 규산알루미늄 입자는 표면 개질되거나 또는 표면 개질되지 않고 사용될 수 있다. 표현 표면 개질은 열가소성 매트릭스에 대한 커플링을 개선시킬 의도인 유기 커플링제를 의미한다. 표면 개질로서 아미노 실란 또는 에폭시 실란을 사용하는 것이 바람직하다. 바람직한 한 실시양태에서, 본 발명에서 사용되는 키아나이트 입자는 표면 개질되지 않고 사용된다. 키아나이트의 공급원의 예는 Al2O3SiO2로서의 키아나이트를 상표명 실라텀(Silatherm)®으로 판매하는 회사인 콰르츠베르케 게엠베하(Quarzwerke GmbH) (독일 프레헨 소재)이다.
본 발명의 성형 조성물은 성분 c.로서 적어도 1종의 열 안정화제를 포함한다.
바람직한 열 안정화제는 임의로는 알칼리 금속 할라이드 및/또는 알칼리 토금속 할라이드 또는 다르게는 염화망가니즈와 조합된 입체 장애 페놀, 입체 장애 포스파이트, 입체 장애 포스페이트, 히드로퀴논, 방향족 2급 아민, 치환된 레조르시놀, 살리실레이트, 벤조트리아졸 또는 벤조페논, 또는 구리 할라이드, 및 또한 상기 언급된 화합물 및 그의 혼합물 전부의 다양하게 치환된 대표 물질로 이루어진 군으로부터 선택된 물질이다. 표현 입체 장애는 유기 화학에서, 반응의 진행에서 분자의 3차원 크기의 효과를 의미한다. 이 표현은 1894년에 빅토르 마이어(Victor Meyer)에 의해서 만들어 졌으며, 반응 원자의 환경에서 크고 벌키(bulky)한 기의 존재가 일부 반응을 단지 매우 느리게 진행시키거나 또는 결국 진행시키지 않는 관찰된 현상을 기술한다. 입자 장애의 효과의 공지된 예는 그리나드(Grignard) 반응에서 케톤의 반응이다. 디-tert-부틸 케톤이 반응에서 사용되면, 매우 벌키한 tert-부틸 기가 반응을 상당히 지연시켜서 기껏해야 메틸 기가 도입되고, 더 큰 모이어티는 결국 반응하지 않을 수 있다. 입체 장애의 또 다른 관찰되는 효과는 분자 내의 단일 C-C 결합 주변의 회전 장애이다.
특히 바람직한 열 안정화제는 임의로는 알칼리 금속 할라이드 및/또는 알칼리 토금속 할라이드와 조합된 입체 장애 페놀 및 입체 장애 포스파이트 또는 구리 할라이드의 군으로부터의 물질이다. 바람직한 알칼리 금속 화합물 및/또는 알칼리 토금속 화합물은 아이오딘화칼륨, 브로민화칼륨, 염화나트륨 및 염화칼슘이다. 그러나, 바람직한 실시양태에서, 염화망가니즈를 또한 상기에 열거된 열 안정화제와 조합하여 사용할 수 있다.
매우 특히 바람직하게 사용되는 열 안정화제는 입체 장애 페놀 및/또는 포스파이트이고, 특히 입체 장애 페놀이 특히 바람직하게 사용된다. 특히, 열 안정화제 c.로서 입체 장애 페놀 N,N'-헥사메틸렌비스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)]프로피온아미드 (CAS No.: 23128-74-7)를 사용하는 것이 매우 특히 바람직하며, 이 화합물은 바스프 에스이(BASF SE) (독일 루드픽샤펜 소재)에 의해서 상표명 이르가녹스(Irganox)® 1098 하에 공급된다.
본 발명의 목적을 위해서 성분 d.로서의 다른 추가의 물질은 바람직하게는 UV 안정화제, 감마 방사선 안정화제, 가수분해 안정화제, 대전방지제, 유화제, 핵형성제, 가소제, 가공 조제, 충격 개질제 또는 엘라스토머 개질제, 충전제 및 강화 물질, 윤활제, 이형제, 염료 및 안료의 군으로부터의 물질이다. 언급된 첨가제 및 다른 적합한 첨가제는 선행 기술에 언급되어 있으며, 당업자는 예를 들어, 문헌 [Plastics Additives Handbook, 5th Edition, Hanser-Verlag, Munich, 2001, pp. 80-84, 546-547, 688, 872-874, 938, 966]에서 찾아볼 수 있다. 성분 d.로서 사용되는 추가의 물질은 단독으로 또는 혼합물로 또는 마스터배치 형태로 사용될 수 있다.
본 발명에서 추가의 성분으로서 바람직하게는 사용되는 UV 안정화제는 치환된 레조르시놀, 살리실레이트, 벤조트리아졸 또는 벤조페논이다.
본 발명에서 성분 d.로서 바람직하게 사용되는 충격 개질제 또는 엘라스토머 개질제는 매우 일반적으로는, 바람직하게는 알콜 성분 내에 1 내지 18개의 C 원자를 갖는 에틸렌, 프로필렌, 부타디엔, 이소부텐, 이소프렌, 클로로프렌, 비닐 아세테이트, 스티렌, 아크릴로니트릴 및 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트의 군의 2종 이상으로 구성된 공중합체이다. 공중합체는 상용화 기, 바람직하게는 말레산 무수물 또는 에폭시드를 포함할 수 있다.
본 발명에서 착색 추가의 물질로서 바람직하게 사용되는 염료 또는 안료는 무기 안료, 특히 이산화티타늄, 울트라마린 블루, 산화철, 황화아연 또는 카본 블랙 또는 다르게는 유리 안료, 특히 프탈로시아닌, 퀴나크리돈, 페릴렌 또는 다르게는 염료, 특히 니그로신 또는 안트라퀴논, 또는 다르게는 다른 착색제이다.
본 발명에서 추가의 물질로서 바람직하게 사용되는 핵형성제는 나트륨 또는 칼슘 페닐포시피네이트, 산화알루미늄 또는 이산화규소 또는 Mg3[Si4O10(OH)2], 특히 Mg3[Si4O10(OH)2] 분말이며, 마이크로탈크(microtalc) [CAS No. 14807-96-6]가 보다 특히 바람직하다.
바람직하게는, 미세결정질 탈크가 사용된다. 본 발명에 따라서, 미세결정질 탈크는 평균 직경 d50이 4.5 마이크로미터 이하이다. 이것은 바람직하게는 15 마이크로미터 이하의 평균 직경 d95를 갖는 미세결정질 탈크이다. 평균 직경 d50은 입자의 50 중량%가 지시된 바와 같은 직경 미만의 크기를 갖는 직경이고, d95 단면 직경은 입자의 95 중량%가 지시된 바와 같은 직경 미만의 크기를 갖는 직경이다. 비구형 입자의 경우, 크기는 대등한 구형 직경 (스토크스(Stokes) 직경)에 의해서 측정된다. 이러한 d50 및 d95 직경 모두는 장치 "세디그래프(SEDIGRAPH)" (상표명)를 사용하여 AFNOR X11-683에 따라 측정된다. 표준 탈크는 8 내지 15 마이크로미터 정도의 d50을 갖는다.
본 발명에서 추가의 성분으로서 바람직하게 사용되는 윤활제 및/또는 이형제는 장쇄 지방산, 특히 스테아르산, 그의 염, 특히 Ca 스테아레이트 또는 Zn 스테아레이트, 또는 다르게는 그의 에스테르 유도체 또는 아미드 유도체, 특히 에틸렌비스스테아릴아미드, 글리세롤 트리스테아레이트, 스테아릴 스테아레이트, 몬탄 왁스, 특히 몬탄산과 에틸렌 글리콜의 에스테르, 또는 다르게는 산화되거나 또는 산화되지 않은 저분자량 폴리에틸렌 왁스 또는 산화되거나 또는 산화되지 않은 저분자량 폴리프로필렌 왁스이다. 본 발명에서 특히 바람직한 윤활제 및/또는 이형제는 8 내지 40개의 C 원자를 갖는 포화 또는 불포화 지방족 카르복실산과 2 내지 40개의 C 원자를 갖는 불포화 지방족 알콜 또는 아민의 에스테르 또는 아미드에서 찾을 수 있다. 또 다른 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 성형 조성물은 상기 언급된 윤활제 및/또는 이형제의 혼합물을 포함한다. 특히 바람직하게는 사용되는 몬탄 왁스 에스테르 및 그의 염은 중합체의 분자량을 감소시키지 않고, 내부 윤활 작용을 통해서만 플라스틱, 예컨대 폴리아미드의 유동성을 개선시킨다. 특히, 클래리언트 게엠베하(Clariant GmbH)에 의해서 상표명 리코왁스(Licowax)® E [CAS No. 73138-45-1]로 판매되는 몬탄산과 다가 알콜의 에스테르를 사용하는 것이 매우 특히 바람직하다.
본 발명에서 추가의 물질로서 바람직하게 사용되는 충전제 및 강화 물질은 성분 b. 키아나이트와 상이한 섬유상, 침상 또는 미립자 충전제 및 강화 물질이다. 탄소 섬유, 유리 비드, 무정형 실리카, 규산칼슘, 메타규산칼슘, 탄산마그네슘, 카올린, 하소 카올린, 초크, 분말 석영, 운모, 플루고파이트, 황산바륨, 펠드스파, 월라스토나이트, 몬모릴로나이트 또는 유리 섬유가 특히 바람직하고, 유리 섬유, 특히 E 유리로 제조된 유리 섬유가 매우 특히 바람직하다. 바람직한 한 실시양태에서, 섬유상 또는 미립자 강화 물질에는 열가소성 물질과의 상용성을 개선시키기 위해서, 적합한 표면 개질, 특히 실란 화합물을 포함하는 표면 개질이 제공된다.
특히, 본 발명의 목적을 위해서 바람직한 추가의 물질은 탈크 분말이다. 광물 탈크, 또는 분말상 형태의 탈크 분말은 Mg3[Si4O10(OH)2]의 화학 조성을 갖는 규산마그네슘 수화물이다.
따라서,
a. 폴리아미드, 바람직하게는 PA 6,
b. 삼사정계 피나코이드성 규산알루미늄,
c. 임의로는 알칼리 금속 할라이드 및/또는 알칼리 토금속 할라이드, 또는 다르게는 염화망가니즈와 조합된 입체 장애 페놀, 입체 장애 포스파이트, 입체 장애 포스페이트, 히드로퀴논, 방향족 2급 아민, 치환된 레조르시놀, 살리실레이트, 벤조트리아졸 또는 벤조페논, 또는 구리 할라이드, 및 또한 상기 언급된 화합물 및 그의 혼합물 전부의 다양하게 치환된 대표 물질로 이루어진 군으로부터 선택된 열 안정화제, 및 또한
d. Mg3[Si4O10(OH)2]
를 포함하는 혼합물이 본 발명에서 바람직하다.
a. 5 내지 69.94 중량%의 폴리아미드,
b. 30 내지 80 중량%의 삼사정계 피나코이드성 규산알루미늄,
c. 0.05 내지 5 중량%의 임의로는 알칼리 금속 할라이드 및/또는 알칼리 토금속 할라이드, 또는 다르게는 염화망가니즈와 조합된 입체 장애 페놀, 입체 장애 포스파이트, 입체 장애 포스페이트, 히드로퀴논, 방향족 2급 아민, 치환된 레조르시놀, 살리실레이트, 벤조트리아졸 또는 벤조페논, 또는 구리 할라이드, 및 또한 상기 언급된 화합물 및 그의 혼합물 전부의 다양하게 치환된 대표 물질로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 열 안정화제, 및
d. 0.01 내지 60 중량%의 적어도 Mg3[Si4O10(OH)2]
를 포함하고, 여기서 중량 백분율 전부의 합은 항상 100 중량%인 혼합물이 본 발명에서 특히 바람직하다.
a. 폴리아미드, 바람직하게는 PA 6,
b. 삼사정계 피나코이드성 규산알루미늄,
c. N,N'-헥사메틸렌비스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)]프로피온아미드, 및 또한
d. Mg3[Si4O10(OH)2]
를 포함하는 혼합물이 본 발명에서 바람직하다.
a. 5 내지 69.94 중량%의 폴리아미드,
b. 30 내지 80 중량%의 삼사정계 피나코이드성 규산알루미늄,
c. 0.05 내지 5 중량%의 적어도 N,N'-헥사메틸렌비스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)]프로피온아미드, 및
d. 0.01 내지 60 중량%의 적어도 Mg3[Si4O10(OH)2]
를 포함하고, 여기서 중량 백분율 전부의 합은 항상 100 중량%인 혼합물이 본 발명에서 특히 바람직하다.
a. 폴리아미드, 바람직하게는 PA 6,
b. 삼사정계 피나코이드성 규산알루미늄,
c. 임의로는 알칼리 금속 할라이드 및/또는 알칼리 토금속 할라이드, 또는 다르게는 염화망가니즈와 조합된 입체 장애 페놀, 입체 장애 포스파이트, 입체 장애 포스페이트, 히드로퀴논, 방향족 2급 아민, 치환된 레조르시놀, 살리실레이트, 벤조트리아졸 또는 벤조페논, 또는 구리 할라이드, 및 또한 상기 언급된 화합물 및 그의 혼합물 전부의 다양하게 치환된 대표 물질로 이루어진 군으로부터 선택된 열 안정화제, 및 또한
d. Mg3[Si4O10(OH)2] 및 몬탄산과 다가 알콜의 적어도 1종의 에스테르
를 포함하는 혼합물이 본 발명에서 바람직하다.
a. 5 내지 69.94 중량%의 폴리아미드,
b. 30 내지 80 중량%의 삼사정계 피나코이드성 규산알루미늄,
c. 0.05 내지 5 중량%의 임의로는 알칼리 금속 할라이드 및/또는 알칼리 토금속 할라이드, 또는 다르게는 염화망가니즈와 조합된 입체 장애 페놀, 입체 장애 포스파이트, 입체 장애 포스페이트, 히드로퀴논, 방향족 2급 아민, 치환된 레조르시놀, 살리실레이트, 벤조트리아졸 또는 벤조페논, 또는 구리 할라이드, 및 또한 상기 언급된 화합물 및 그의 혼합물 전부의 다양하게 치환된 대표 물질로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 열 안정화제, 및
d. 0.01 내지 60 중량%의 적어도 Mg3[Si4O10(OH)2] 및 몬탄산과 다가 알콜의 적어도 1종의 에스테르
를 포함하고, 여기서 중량 백분율 전부의 합은 항상 100 중량%인 혼합물이 본 발명에서 특히 바람직하다.
a. 폴리아미드, 바람직하게는 PA 6,
b. 삼사정계 피나코이드성 규산알루미늄,
c. N,N'-헥사메틸렌비스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)]프로피온아미드, 및 또한
d. Mg3[Si4O10(OH)2] 및 몬탄산과 다가 알콜의 적어도 1종의 에스테르
를 포함하는 혼합물이 본 발명에서 바람직하다.
a. 5 내지 69.94 중량%의 폴리아미드,
b. 30 내지 80 중량%의 삼사정계 피나코이드성 규산알루미늄,
c. 0.05 내지 5 중량%의 적어도 N,N'-헥사메틸렌비스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)]프로피온아미드 및
d. 0.01 내지 60 중량%의 적어도 Mg3[Si4O10(OH)2] 및 몬탄산과 다가 알콜의 적어도 1종의 에스테르
를 포함하고, 여기서 중량 백분율 전부의 합은 항상 100 중량%인 혼합물이 본 발명에서 특히 바람직하다.
본 발명은 N,N'-헥사메틸렌비스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)]프로피온아미드, Mg3[Si4O10(OH)2], 및 몬탄산과 다가 알콜의 적어도 1종의 에스테르의 군으로부터 선택된 적어도 1종의 성분과 삼사정계 피나코이드성 규산알루미늄과의 혼합물을 추가로 제공한다.
본 발명은 바람직한 실시양태에서 삼사정계 피나코이드성 규산알루미늄 및 N,N'-헥사메틸렌비스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)]프로피온아미드의 혼합물,
삼사정계 피나코이드성 규산알루미늄 및 Mg3[Si4O10(OH)2]의 혼합물, 및
삼사정계 피나코이드성 규산알루미늄, 및 몬탄산과 다가 알콜의 적어도 1종의 에스테르의 혼합물을 추가로 제공한다.
본 발명은 성분 a. 내지 d.를 적절한 중량비로 혼합 또는 배합하는, 본 발명의 혼합물의 제조 방법을 추가로 제공한다.
본 발명은 바람직하게는 220 내지 400℃의 온도에서, 특히 바람직하게는 동회전(corotating) 이축 압출기 또는 부스(Buss) 혼련기에서의 컴파운딩을 통해서 본 발명의 혼합물을 혼련, 컴파운딩, 압출 또는 롤링하는, 열가소성 성형 조성물의 제조 방법을 추가로 제공한다.
개별 성분을 미리혼합하는 것이 유리할 수 있다.
본 특허 출원은 또한 제품, 바람직하게는 성형물 또는 반완성 제품의 제조를 위한 본 발명의 혼합물로부터 제조된 열가소성 성형 조성물의 압출 방법, 블로우-성형 방법 또는 사출 성형에서의 용도를 제공한다.
압출, 블로우 성형 또는 사출 성형에 의해서 제품을 제조하기 위한 본 발명의 방법은 230 내지 330℃, 바람직하게는 250 내지 300℃ 범위의 용융 온도, 및 또한 임의로는 최대 2500 bar의 압력, 바람직하게는 최대 2000 bar의 압력, 특히 바람직하게는 최대 1500 bar의 압력, 매우 특히 바람직하게는 최대 750 bar의 압력에서 수행된다.
압출에서, 고체 내지 (고체화될 수 있는) 고점도 액체 형태의 열가소성 성형 조성물을 압력 하에서 형상화 개구 (또한 다이, 암(female) 금형 또는 다이 고리로 지칭됨)로부터 연속적으로 압출한다. 이것은 개구의 단면 및 이론적으로는 임의의 목적하는 길이를 갖는 제품을 제공한다 (http://de.wikipedia.org/wiki/Extrusion_(Verfahrenstechnik [Process technology])). 압출 방법의 형태인 프로파일(profile) 압출 방법의 기본적인 단계는 다음과 같다:
1. 압출기에서 열가소성 용융물을 가소화 및 공급,
2. 압출될 프로파일의 단면을 갖는 캘리브레이팅 슬리브(calibrating sleeve)를 통해 열가소성 용융물 스트랜드를 압출,
3. 캘리브레이팅 테이블에서 압출된 프로파일을 냉각,
4. 캘리브레이팅 테이블 뒤에서의 테이크-오프(take-off)에 의해 프로파일을 전진 수송,
5. 절단기에서 이전의 연속식 프로파일을 길이-절단,
6. 수집 테이블에서 길이-절단 프로파일 수집.
문헌 [Kunststoff-Handbuch 3/4, 폴리아미드 [Plastics Handbook 3/4, Polyamides], Carl Hanser Verlag, Munich 1998, pp. 374-384]은 나일론 6 및 나일론 6,6에 대한 프로파일 압출 방법의 설명을 제공한다.
http://www.blasformen.com/에는 블로우-성형 방법이 예를 들어 기재되어 있다. 블로우-성형 방법의 제1 단계에서, 플라스틱 펠릿의 도입, 압축, 탈휘발화, 가열 및 가소화를 위해서, 그리고 그의 균일화를 위해서 가열된 압출기를 사용하여 플라스틱 중합체 스트랜드를 제공한다.
다음 단계에서, 플라스틱 조성물을 압출기 상에 프랜징된(flanged) 패리슨(parison) 다이에 통과시킨다. 여기서, 플라스틱 용융물이 성형되어 패리슨을 제공하고, 이것은 다이로부터 수직 아래로 생성된다. 패리슨 다이 상에 플랜징된 다양한 치수의 표준 만드렐 장치 및 표준 다이 장치를 사용함으로써 최종 물품에 적절하게 패리슨의 직경을 조정한다. 패리슨의 두께 및 블로우 성형물의 생성된 중량은 만드렐과 다이 간의 다양한 직경 차이를 선택함으로써 미리결정된다.
사출-성형 방법의 특징은, 본 발명의 혼합물을 포함하는 가공될 원료, 즉, 바람직하게는 펠릿 형태의 열가소성 성형 조성물을 가열된 원통형 캐비티(cavity)에서 사출-성형 조성물의 형태로 용융 (가소화)시키고, 압력 하에서 온도-제어되는 캐비티에 주입하는 것이다. 조성물을 냉각 (고체화)한 후, 사출 성형물을 이형시킨다.
각종 단계는 다음과 같다:
1. 가소화 / 용융,
2. 사출 단계 (충전 절차),
3. 보압 단계 (결정화 동안의 열 수축 고려),
4. 이형.
사출-성형 기계는 클램핑 장치, 사출 장치, 드라이브 및 제어 시스템으로 구성된다. 클램핑 장치는 금형을 위한 고정식 플레이튼 및 이동식 플레이튼, 엔드(end) 플레이튼, 및 또한 타이 바(tie bar) 및 이동식 금형 플레이튼을 위한 드라이브를 갖는다 (토글 어셈블리(Toggle assembly) 또는 유압식 클램핑 장치).
사출 장치는 전기 가열 실린더, 축 드라이브 (모터, 기어박스) 및 축 및 사출 장치를 대체하기 위한 유압식 시스템을 포함한다. 사출 장치의 기능은 분말 또는 펠릿을 용융시키고, 계량투입하고, 사출하고, (수축을 고려하여) 이것에 보압을 적용하는 것이다. 축 내에서의 용융물의 역류 (누출 흐름)의 문제는 역류 방지 밸브를 통해서 해결된다.
이어서, 사출 금형 내에서, 유입 용융물이 분리되고, 냉각되고, 이에 따라 필요한 성분이 제조된다. 이러한 목적을 위해서 2개의 금형 절반부가 항상 필요하다. 사출 성형에서 사용되는 다양한 기능성 시스템은 다음과 같다:
- 구동 시스템,
- 형상화 삽입부,
- 벤팅,
- 힘의 기계 장착 및 수용,
- 이형 시스템 및 모션의 전송,
- 온도 제어.
사출 성형과 반대로, 압출기에서의 압출 방법은 본 발명의 열가소성 성형 조성물로 제조된 연속식 형상화 스트랜드를 사용하며, 압출기는 열가소성 성형 섹션을 기재로 하는 제품의 제조를 위한 장치이다. 장비의 다양한 유형은 단축 압출기 및 이축 압출기, 및 또한 각각의 하위 군: 종래의 단축 압출기, 컨베잉(conveying) 단축 압출기, 엇회전(contrarotating) 이축 압출기 및 동회전 이축 압출기이다.
프로파일의 제조를 위한 압출 플랜트는 압출기, 프로파일 다이, 켈리브레이팅 시스템, 냉각 섹션, 캐터필러(caterpillar) 테이크-오프(take-off)및 롤러 테이크-오프, 분리 장치 및 틸팅 슈트(tilting chute)로 구성된다.
따라서, 본 발명은 또한 본 발명의 열가소성 성형 조성물의 압출 또는 사출 성형을 통해 수득가능한 제품, 바람직하게는 성형물, 성형체 또는 반완성 제품을 제공한다.
그러나, 본 발명은 또한 본 발명의 혼합물의 압출, 프로파일 압출, 블로우 성형 또는 사출 성형을 통해 수득가능한 전기 절연성이지만 열 전도성인 제품, 바람직하게는 성형물, 성형체 또는 반완성 제품의 용도를 제공한다.
본 발명은 바람직하게는 압출 또는 사출 성형을 통해서 제조된 전기 절연성이지만 열 전도성인 제품의 전기 부품 또는 전자 부품을 위한 용도를 제공한다. 이러한 본 발명의 제품은 바람직하게는 자동차 산업 또는 전기 산업, 전자 산업, 전기통신 산업, 태양광 산업, 정보-기술 산업 또는 컴퓨터 산업, 가정용 산업, 스포츠 산업, 의료 산업 또는 가전 제품 산업에서 사용될 수 있다. 특히, 본 발명의 제품은 개선된 열 전도성 및 우수한 기계적 특성이 필요한 응용에서 사용될 수 있다. 이러한 유형의 응용을 위해서 차량, 특히 자동차 (MV)에서의 성형물을 위한 용도가 바람직하다.
따라서, 본 발명은 또한 성형물 및 반완성 제품의 제조를 위한 본 발명의 열가소성 성형 조성물의 용도, 및 이번에는 그로부터 제조된 제품의 용도를 제공하고, 여기서 이것은 증가된 열 전도성을 가지며, 자동차용 성형물의 제조에 바람직하다.
그러나, 본 발명은 또한 폴리아미드의 기계적 특성 및 전기 절연 특성을 유지시키면서 폴리아미드계 제품의 열 전도성을 개선시키기 위한 규산알루미늄, 바람직하게는 Al2O3SiO2, 특히 바람직하게는 키아나이트인 삼사정계 피나코이드성 규산알루미늄의 용도를 제공한다.
그러나, 본 발명은 또한 열가소성 성형 조성물을 위한 혼합물에서의 삼사정계 피나코이드성 규산알루미늄 Al2O3SiO2의 용도를 제공한다.
실시예:
개별 성분 성분 a., b., c. 및 d.를 약 280℃의 온도에서, 코페리온 베르너 앤드 플라이더러(Coperion Werner & Pfleiderer) (독일 슈트가르트 소재)로부터의 ZSK 26 컴파운더 이축 압출기에서 혼합하고, 스트랜드로서 수조 중에 방출하고, 펠릿화가능하고 펠릿화될 때까지 냉각시켰다. 펠릿을 진공 건조 캐비넷에서 70℃에서 일정한 중량으로 건조하였다.
이어서, 펠릿을 아르버그(Arburg) SG370-173732 사출 성형 기계에서 270 내지 300℃의 용융 온도 및 80 내지 100℃의 금형 온도에서 가공하여 덤벨(dumbbell) 시편 (ISO 528에 따라 두께 4 mm) 및 60 mm·40 mm·2 mm 치수의 판을 제공하였다. 이어서, 판을 12.7 mm·12.7 mm·2 mm 치수로 밀링하였다.
본 발명의 열가소성 성형 조성물로부터 제조된 제품의 기계적 특성을 ISO 527 인장 시험으로 측정하였다.
열 전도성을 ISO 22007-4에 따라 12.7 mm·12.7 mm·2 mm 치수의 판 상에서 측정하였다.
하기 표에 기재된 조성물 모두는 상기에 기재된 방식으로 가공되었다.
Figure pat00001
사용된 재료:
ISO 307에 따라 25℃에서 96 중량% 황산 중의 0.5 중량% 용액에서 측정되는 경우 점도수가 107 ml/g인 선형 나일론-6,
키아나이트, 예를 들어, 콰르츠베르케 게엠베하로부터의 실라텀®-T 1360-400 AST
몬탄 왁스 에스테르, 예를 들어, 클래리언트 게엠베하로부터의 상표명 리코왁스® E
열 안정화제, 예를 들어, 바스프 에스이로부터의 이르가녹스® 1098
Mg3[Si4O10(OH)2] 탈크 분말, 이머이스 탈크 아메리카(Imerys Talc America)로부터의 미스트론(Mistron)® 베이퍼(Vapor) R
산화알루미늄, 예를 들어, 마르틴스베르크 게엠베하(Martinswerk GmbH)로부터의 마르톡시드(Martoxid)® MPS2
흑연, 예를 들어, SGL 카본 게엠베하(SGL Carbon GmbH)로부터의 EG32 스페셜(special) 흑연
따라서, 폴리아미드를 기재로 하는 본 발명의 열가소성 성형 조성물 또는 그로부터 제조된 시편은, 본 발명의 혼합물을 포함하는 컴파운딩된 폴리아미드 재료의 가공에서 사용되는 장비 상에서 산화알루미늄 (비교 실시예)에 의해서 유발되는 공지된 마모가 상당히 감소한다는 점에서, 우수한 기계적 특성 및 전기 절연 특성과 함께 높은 열 전도성을 나타낸다.

Claims (17)

  1. a. 5 내지 69.94 중량%의 폴리아미드,
    b. 30 내지 80 중량%의 삼사정계 피나코이드성(pinacoidal) 규산알루미늄,
    c. 0.05 내지 5 중량%의 적어도 1종의 열 안정화제, 및
    d. 0.01 내지 60 중량%의 적어도 1종의 다른 추가의 물질
    을 포함하며, 여기서 중량 백분율 전부의 합은 항상 100 중량%인 혼합물.
  2. 제1항에 따른 혼합물을 포함하는 열가소성 성형 조성물이며, 여기서 상기 혼합물이 열가소성 성형 조성물의 95 내지 100 중량%를 구성하는 것인 열가소성 성형 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 성분 a.로서, 무정형 폴리아미드 또는 반결정질 폴리아미드를 포함하고, 여기서 반결정질 폴리아미드의 융합 엔탈피(enthalpy of fusion)는 ISO 11357에 따른 DSC 방법에 의해 제2 가열 절차에서의 용융 피크의 적분으로 측정되는 경우 4 내지 25 J/g이고, 무정형 폴리아미드의 융합 엔탈피는 ISO 11357에 따른 DSC 방법에 의해 제2 가열 절차에서의 용융 피크의 적분으로 측정되는 경우 4 J/g 미만인 것을 특징으로 하는 열가소성 성형 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 나일론-6 또는 나일론-6,6, 바람직하게는 나일론-6이 사용된 것을 특징으로 하는 열가소성 성형 조성물.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, DIN ISO 307에 따라 96% 황산 중에서 측정되는 경우 폴리아미드의 점도수(viscosity number)가 80 내지 170 ml/g, 바람직하게는 90 내지 150 ml/g, 특히 바람직하게는 90 내지 130 ml/g, 매우 특히 바람직하게는 95 내지 120 ml/g인 것을 특징으로 하는 열가소성 성형 조성물.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 임의로는 알칼리 금속 할라이드 및/또는 알칼리 토금속 할라이드와 조합된 입체 장애 페놀, 입체 장애 포스파이트, 입체 장애 포스페이트, 히드로퀴논, 방향족 2급 아민, 치환된 레조르시놀, 살리실레이트, 벤조트리아졸 또는 벤조페논, 구리 할라이드, 및 또한 상기 언급된 화합물 및 그의 혼합물 전부의 다양하게 치환된 대표 물질로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 물질이 성분 c.로서 사용된 것을 특징으로 하는 열가소성 성형 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 적어도 1종의 입체 장애 페놀, 특히 N,N'-헥사메틸렌비스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)]프로피온아미드가 성분 c.로서 사용된 것을 특징으로 하는 열가소성 성형 조성물.
  8. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, UV 안정화제, 감마 방사선 안정화제, 가수분해 안정화제, 대전방지제, 유화제, 핵형성제, 가소제, 가공 조제, 충격 개질제 또는 엘라스토머 개질제, 충전제 및 강화 물질, 윤활제, 이형제, 염료 및 안료의 군으로부터의 물질이 성분 d.로서 사용된 것을 특징으로 하는 열가소성 성형 조성물.
  9. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼합물이 a. 폴리아미드, 바람직하게는 PA 6, b. 규산알루미늄, c. 임의로는 알칼리 금속 할라이드 및/또는 알칼리 토금속 할라이드, 또는 다르게는 염화망가니즈와 조합된 입체 장애 페놀, 입체 장애 포스파이트, 입체 장애 포스페이트, 히드로퀴논, 방향족 2급 아민, 치환된 레조르시놀, 살리실레이트, 벤조트리아졸 또는 벤조페논, 또는 구리 할라이드, 및 또한 상기 언급된 화합물 및 그의 혼합물의 전부의 다양하게 치환된 대표 물질로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 열 안정화제, 및 또한 d. Mg3[Si4O10(OH)2]를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 성형 조성물.
  10. 성분 a. 내지 d.를 적절한 중량비로 혼합 또는 배합하는 것을 특징으로 하는, 제1항에 따른 혼합물의 제조 방법.
  11. 바람직하게는 220 내지 400℃의 온도에서, 혼합물을 혼련, 컴파운딩, 압출 또는 롤링하는 것을 특징으로 하는, 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 성형 조성물의 제조 방법.
  12. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 성형 조성물의 압출, 블로우 성형 또는 사출 성형을 통해 수득가능한 제품, 바람직하게는 성형물 및 반완성 제품.
  13. 폴리아미드의 기계적 특성 및 전기 절연 특성을 유지시키면서 폴리아미드계 제품의 열 전도성을 개선시키기 위한 규산알루미늄의 용도.
  14. 제13항에 있어서, 규산알루미늄이 열가소성 성형 조성물을 위한 혼합물에서 사용되는 것을 특징으로 하는 용도.
  15. 제14항에 있어서, 열가소성 성형 조성물이 제품, 바람직하게는 성형물 또는 반완성 제품의 제조를 위해 압출 방법 또는 블로우-성형 방법 또는 사출 성형에서 사용되는 것을 특징으로 하는 용도.
  16. 제15항에 있어서, 제품, 바람직하게는 성형물 또는 반완성 제품이 전기 산업, 전자 산업, 전기통신 산업, 정보-기술 산업, 태양광 산업 또는 컴퓨터 산업용 물품, 가정용, 스포츠용, 의료 분야용 또는 가전 제품용 물품, 특히 바람직하게는 자동차용 물품의 제조를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 용도.
  17. N,N'-헥사메틸렌비스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)]프로피온아미드, Mg3[Si4O10(OH)2], 및 몬탄산과 다가 알콜의 적어도 1종의 에스테르의 군으로부터 선택된 적어도 1종의 성분과 삼사정계 피나코이드성 규산알루미늄과의 혼합물.
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