KR20160101028A - 폴리아미드 성형 조성물, 그로부터 얻어진 성형품, 및 그의 용도 - Google Patents

폴리아미드 성형 조성물, 그로부터 얻어진 성형품, 및 그의 용도 Download PDF

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Abstract

폴리아미드 성형 조성물, 그의 용도 및 그로부터 얻어진 성형품. a) 1 종 이상의 반결정질 폴리아미드; b) 1 종 이상의 열가소성 폴리에스테르; c) 1 종 이상의 노볼락 수지; 및 d) 충전제로서 1 종 이상의 플랫 유리 섬유, 및 선택적으로 e) 1 종 이상의 비정질 폴리아미드 및 f) 1 종 이상의 첨가제를 포함하는 폴리아미드 성형 조성물이 제공된다.

Description

폴리아미드 성형 조성물, 그로부터 얻어진 성형품, 및 그의 용도 {POLYAMIDE MOLDING COMPOSITIONS, MOLDED PARTS OBTAINED THEREFROM, AND USE THEREOF}
본 발명은 1 종 이상의 반결정질(semi-crystalline) 폴리아미드, 1 종 이상의 열가소성 폴리에스테르, 1 종 이상의 노볼락 수지, 및 충전제로서 1 종 이상의 플랫(flat) 유리 섬유를 포함하는 폴리아미드 성형 조성물, 그로부터 얻어진 성형품, 및 그의 용도에 관한 것이다. 본 발명에 따른 성형품은 유리하게 전기 및 전자 장치의 하우징 또는 하우징 부품, 바람직하게는 휴대폰용 하우징을 제조하는 데 사용될 수 있다.
폴리아미드는 매우 넓은 범위의 적용을 위한 공업용 플라스틱으로서 흔히 사용되는 중합체들 중 하나이다.
폴리아미드 성형 조성물은 중요한 상업적 관심 대상이며, 일반적으로 사출 성형에 의해 전기 및 전자 장치의 하우징 또는 하우징 부품, 예를 들어 휴대폰용 하우징을 제조하는 데 사용될 수 있다.
특정 적용, 예컨대 전기 및 전자 장치의 하우징 또는 하우징 부품을 위하여, 경량, 높은 강성, 낮은 휨, 탁월한 표면 품질, 및 사출 성형 동안 최소한의 뒤틀림과 같은 특성을 나타낼 수 있는 폴리아미드 성형 조성물이 요구된다.
일반적으로, 폴리아미드는 흡습성을 가지며, 따라서 사출 성형 공정 동안 과도한 수분에 의해 분해될 것이다. 또한, 노볼락 수지를 사용하여 폴리아미드 조성물 중 수분 함량을 감소시키고, 따라서 폴리아미드 조성물을 사용하여 제조된 용품의 치수 안정성을 증가시킬 수 있다는 것은 당업계에 널리 공지되어 있다. 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 번호 2010/0227962 A1에는 폴리아미드 조성물의 유동학적 거동을 증가시키기 위한 노볼락 수지의 사용, 노볼락 수지를 포함하는 이와 같은 폴리아미드 조성물, 및 또한 특히 사출 성형에 의한 성형품의 제조를 위한 그의 용도가 개시되어 있다. 그러나, 이와 관련하여, 노볼락 수지는 폴리아미드 조성물의 기계적 특성, 예를 들어 인장/굴곡 모듈러스, 인장/굴곡 응력, 충격 강도 등을 감소시키는 문제점을 가지고 있다. 따라서, 한번에 유리한 기계적 특성을 유지하면서 수분 함량을 감소시킬 수 있는 노볼락 수지를 포함하는 폴리아미드 조성물은 이러한 기술 분야에서 현재 부족하다.
본 발명은
a) 1 종 이상의 반결정질 폴리아미드;
b) 1 종 이상의 열가소성 폴리에스테르;
c) 1 종 이상의 노볼락 수지; 및
d) 충전제로서 1 종 이상의 플랫 유리 섬유
를 포함하는 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 필수 특성들 중 하나는 충전제로서 표준 유리 섬유 대신 플랫 유리 섬유를 사용하는 것에 있다. 또한, 뜻밖에 수분 함량을 감소시키는 탁월한 능력 뿐만 아니라, 만족스러운 기계적 특성 둘 다가 상기 언급한 성분들, 즉 열가소성 폴리에스테르, 노볼락 수지 및 충전제로서 플랫 유리 섬유를 조합하여 폴리아미드 조성물에 사용함으로써 얻어질 수 있다는 것이 밝혀졌다.
또한, 특정 구현예에 따르면, 놀랍게도 본 발명자들은 노볼락 수지 이외에 비정질 폴리아미드, 예를 들어 상표명 셀라(Selar)®로 시판되는 것의 사용이, 노볼락 수지만을 포함하는 폴리아미드 조성물과 비교하여 기계적 특성의 악화 없이 폴리아미드 조성물의 유동학적 거동을 더 증가시킬 수 있게 한다는 것을 발견하였다.
본 발명에서, 용어 "폴리아미드"는 특히 화학식 I 또는 화학식 II 중 어느 것을 따르는 반복 단위[반복 단위(RPA)]를 포함하는 폴리아미드를 의미하는 것으로 의도되며,
화학식 I: -NH-R1-CO-
화학식 II: -NH-R2-NH-CO-R3-CO-
상기 식에서,
- R1은 각각의 경우에 서로 동일하거나 상이하고, 1 개 내지 17 개의 탄소 원자를 갖는 2 가 탄화수소 기이며;
- R2는 각각의 경우에 서로 동일하거나 상이하고, 1 개 내지 18 개의 탄소 원자를 갖는 2 가 탄화수소 기이며;
- R3은 각각의 경우에 서로 동일하거나 상이하고, 1 개 내지 16 개의 탄소 원자를 갖는 2 가 탄화수소 기이다.
본 발명의 조성물의 폴리아미드는 바람직하게 지방족 폴리아미드이고, 다시 말하면 R1, R2 및 R3이 지방족 기이다.
폴리아미드의 반복 단위(RPA)는 특히 (1) β-락탐, 5-아미노-펜탄산, ε-카프로락탐, 9-아미노노난산, 10-아미노데칸산, 11-아미노운데칸산, 12-아미노도데칸산 중 하나의 중축합 반응 및/또는 (2) 옥살산(HOOC-COOH), 말론산(HOOC-CH2-COOH), 숙신산[HOOC-(CH2)2-COOH], 글루타르산[HOOC-(CH2)3-COOH], 아디프산[HOOC-(CH2)4-COOH], 2,4,4-트리메틸-아디프산[HOOC-CH(CH3)-CH2-C(CH3)2-CH2-COOH], 피멜산[HOOC-(CH2)5-COOH], 수베르산[HOOC-(CH2)6-COOH], 아젤라산[HOOC-(CH2)7-COOH], 세바스산[HOOC-(CH2)8-COOH], 운데칸디오익산[HOOC-(CH2)9-COOH], 도데칸디오익산[HOOC-(CH2)10-COOH], 테트라데칸디오익산[HOOC-(CH2)12-COOH], 옥타데칸디오익산[HOOC-(CH2)16-COOH] 중 1 종 이상과, 디아민, 예컨대 1,4-디아미노-1,1-디메틸부탄, 1,4-디아미노-1-에틸부탄, 1,4-디아미노-1,2-디메틸부탄, 1,4-디아미노-1,3-디메틸부탄, 1,4-디아미노-1,4-디메틸부탄, 1,4-디아미노-2,3-디메틸부탄, 1,2-디아미노-1-부틸에탄, 1,6-디아미노헥산, 1,7-디아미노헵탄, 1,8-디아미노-옥탄, 1,6-디아미노-2,5-디메틸헥산, 1,6-디아미노-2,4-디메틸헥산, 1,6-디아미노-3,3-디메틸헥산, 1,6-디아미노-2,2-디메틸헥산, 1,9-디아미노노난, 1,6-디아미노-2,2,4-트리메틸헥산, 1,6-디아미노-2,4,4-트리메틸헥산, 1,7-디아미노-2,3-디메틸헵탄, 1,7-디아미노-2,4-디메틸헵탄, 1,7-디아미노-2,5-디메틸헵탄, 1,7-디아미노-2,2-디메틸헵탄, 1,10-디아미노데칸, 1.8-디아미노-1,3-디메틸옥탄, 1,8-디아미노-1,4-디메틸옥탄, 1.8-디아미노-2,4-디메틸옥탄, 1,8-디아미노-3,4-디메틸옥탄, 1.8-디아미노-4,5-디메틸옥탄, 1.8-디아미노-2,2-디메틸옥탄, 1.8-디아미노-3,3-디메틸옥탄, 1,8-디아미노-4,4-디메틸옥탄, 1,6-디아미노-2,4-디에틸헥산, 1,9-디아미노-5-메틸노난, 1,11-디아미노운데칸 및 1,12-디아미노도데칸 중 1 종 이상의 중축합 반응을 통해 얻어질 수 있다.
폴리아미드의 예시적인 반복 단위(RPA)는 특히,
(i) -NH-(CH2)5-CO-, 즉 특히 ε-카프로락탐의 중축합 반응을 통해 얻어질 수 있는 반복 단위;
(ii) -NH-(CH2)8-CO-, 즉 특히 9-아미노노난산의 중축합 반응을 통해 얻어질 수 있는 반복 단위;
(iii) -NH-(CH2)9-CO-, 즉 특히 10-아미노데칸산의 중축합 반응을 통해 얻어질 수 있는 반복 단위;
(iv) -NH-(CH2)10-CO-, 즉 특히 11-아미노운데칸산의 중축합 반응을 통해 얻어질 수 있는 반복 단위;
(v) -NH-(CH2)11-CO-, 즉 특히 라우로락탐의 중축합 반응을 통해 얻어질 수 있는 반복 단위;
(vi) -NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO-, 즉 특히 헥사메틸렌 디아민 및 아디프산의 중축합 반응을 통해 얻어질 수 있는 반복 단위;
(vii) -NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)8-CO-, 즉 특히 헥사메틸렌 디아민 및 세바스산의 중축합 반응을 통해 얻어질 수 있는 반복 단위;
(viii) -NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)10-CO-, 즉 특히 헥사메틸렌 디아민 및 도데칸산의 중축합 반응을 통해 얻어질 수 있는 반복 단위;
(ix) -NH-(CH2)10-NH-CO-(CH2)10-CO-, 즉 특히 데카메틸렌 디아민 및 도데칸산의 중축합 반응을 통해 얻어질 수 있는 반복 단위;
(x) -NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)7-CO-, 즉 특히 헥사메틸렌 디아민 및 아젤라산(달리 노난디오익산(nonandioic acid)으로 공지됨)의 중축합 반응을 통해 얻어질 수 있는 반복 단위;
(xi) -NH-(CH2)12-NH-CO-(CH2)10-CO-, 즉 특히 도데카메틸렌 디아민 및 도데칸산의 중축합 반응을 통해 얻어질 수 있는 반복 단위;
(xii) -NH-(CH2)10-NH-CO-(CH2)8-CO-, 즉 특히 데카메틸렌 디아민 및 세바스산의 중축합 반응을 통해 얻어질 수 있는 반복 단위;
(k) -NH-(CH2)4-NH-CO-(CH2)4-CO-, 즉 특히 1,4-부탄디아민 및 아디프산의 중축합 반응을 통해 얻어질 수 있는 반복 단위; 및
(kk) -NH-(CH2)4-NH-CO-(CH2)8-CO-, 즉 특히 1,4-부탄디아민 및 세바스산의 중축합 반응을 통해 얻어질 수 있는 반복 단위이다.
바람직하게, 폴리아미드는 본질적으로 상기 상술한 바와 같은 반복 단위(RPA)로 이루어지며, 말단-사슬, 결함 및 기타 다른 불규칙성이 폴리아미드의 특성에 영향을 미치지는 않으면서 폴리아미드 사슬 내에 존재할 수 있는 것으로 이해된다.
폴리아미드의 반복 단위(RPA)는 모두 동일한 유형이거나, 하나 초과의 유형일 수 있으며, 다시 말하면 폴리아미드(PA)가 호모-폴리아미드 또는 코-폴리아미드일 수 있다.
본 발명에서, 용어 "반결정질 폴리아미드"는 특히 골격에 결정가능한 부분 및 비정질 부분을 포함하는 폴리아미드를 의미하는 것으로 의도되며, 즉 비정질 중합체 물질은 무작위로 얽힌 사슬을 함유하고, 결정질 물질은 중합체 사슬이 질서 있는 배열로 패킹된 영역을 함유하며, 여기서 이러한 결정질 영역은 비정질 중합체 매트릭스에 매립되어 있다. 본 발명의 반결정질 폴리아미드는 150℃ 초과의 융점 및 5 J/g 초과의 융해열을 갖는다. 융점은 공지된 방법, 예를 들어 시차 주사 열량계(DSC)에 의해 측정될 수 있다.
본 발명에서, ISO 307에 따라 측정된 120 ml/g 미만의 점도수를 갖는 고 유동성 폴리아미드가 바람직하다. ISO 307 방법은 25℃에서 90 wt％의 포름산 중 0.005 g/ml 용액으로서 폴리아미드의 점도수를 결정한다. 보다 바람직하게, a) 1 종 이상의 반결정질 폴리아미드의 점도수는 105 ml/g 미만이다.
여기에 제공된 조성물에 유리하게 사용될 수 있는 폴리아미드의 구체적인 예는 특히,
- 폴리아미드 6, 폴리아미드 6,6, 폴리아미드 6,10, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 6,12 및 이들의 임의의 조합이다.
본 발명의 조성물에 사용되는 특히 바람직한 폴리아미드는 폴리아미드 6,6, 가장 바람직하게는 고 유동성 폴리아미드 6,6이다.
본 발명에서, 1 종 이상의 반결정질 폴리아미드의 양은 조성물의 총 중량에 대하여 25.0 wt％ 내지 50.0 wt％이다. 바람직하게는, 1 종 이상의 반결정질 폴리아미드의 양은 조성물의 총 중량에 대하여 30.0 wt％ 내지 40.0 wt％이다.
본 발명에서, 용어 "열가소성 폴리에스테르"는 특히 그의 주쇄에 에스테르 관능기를 함유하는 열가소성 중합체 유형을 의미하는 것으로 의도된다. 열가소성 폴리에스테르의 예는 단일중합체, 또는 디카르복실산 또는 그의 유도체와 디올 또는 그의 유도체의 축합에 의해 수득가능한 공중합체, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
디카르복실산의 예는 방향족 디카르복실산, 예컨대 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 1,4-, 1,5-, 2,6- 또는 2,7-나프탈렌 디카르복실산, 비스(p-카르복시페닐)메탄, 안트라센 디카르복실산, 디페닐 에테르 4,4'-디카르복실산, 나트륨 5-술포이소프탈산 등; 지방족 디카르복실산, 예컨대 아디프산, 세바스산, 아젤라산, 도데칸디오익산 등; 시클로지방족 디카르복실산, 예컨대 1,3-시클로헥산 디카르복실산, 1,4-시클로헥산 디카르복실산 등; 및 이들의 유도체를 포함할 수 있지만, 이로 제한되는 것은 아니다. 특정 구현예에서, 상기 유도체는 알킬, 알콕시 또는 할로겐 기에 의해 치환될 수 있다.
추가적으로, 디올의 예는 2 개 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 지방족 글리콜, 예컨대 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 네오펜틸 글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 데카메틸렌 글리콜, 시클로헥산디메탄올, 시클로헥산디올 등; 400 내지 6000의 분자량을 갖는 장쇄를 갖는 글리콜, 예컨대 폴리에틸렌 글리콜, 폴리-1,3-프로필렌 글리콜, 폴리테트라메틸렌 글리콜 등; 및 이들의 유도체를 포함할 수 있지만, 이로 제한되는 것은 아니다. 특정 구현예에서, 상기 유도체는 알킬, 알콕시 또는 할로겐 기에 의해 치환될 수 있다.
본 발명의 조성물에 사용하기에 적합한 열가소성 폴리에스테르의 예는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리부틸렌 테레프탈레이트/이소프탈레이트 공중합체, 폴리부틸렌 테레프탈레이트/아디페이트 공중합체, 폴리부틸렌 테레프탈레이트/세바케이트 공중합체, 폴리부틸렌 테레프탈레이트/데칸디카르복실레이트 공중합체, 폴리부틸렌 나프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 테레프탈레이트/이소프탈레이트 공중합체, 폴리에틸렌 테레프탈레이트/아디페이트 공중합체, 폴리에틸렌 테레프탈레이트/나트륨 5-술포이소프탈레이트 공중합체, 폴리부틸렌 테레프탈레이트/나트륨 5-술포이소프탈레이트 공중합체, 폴리프로필렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리시클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트 등을 포함하지만, 이로 제한되는 것은 아니다. PBT는 테레프탈산과 1,4-부탄디올의 중축합을 통해 제조될 수 있고, PET는 테레프탈산과 에틸렌 글리콜 등의 중축합을 통해 제조될 수 있다.
상기 언급한 열가소성 폴리에스테르 이외에, 본 발명의 조성물에 사용하기에 적합한 열가소성 폴리에스테르의 예는 공중합가능한 단량체, 예를 들어 히드록시카르복실산, 예컨대 글리콜산, 히드록시벤조산, 히드록시페닐아세트산, 나프틸글리콜산 등; 및 락톤, 예컨대 프로피오락톤, 부티로락톤, 카프로락톤, 발레로락톤 등과 공중합된 폴리에스테르를 포함하지만, 이로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현예에서, 열가소성 폴리에스테르는 PET이다.
본 발명에서, 1 종 이상의 열가소성 폴리에스테르의 양은 조성물의 총 중량에 대하여 5.0 wt％ 내지 12.0 wt％이다. 바람직하게, 1 종 이상의 열가소성 폴리에스테르의 양은 조성물의 총 중량에 대하여 8.0 wt％ 내지 10.0 wt％이다.
본 발명의 용어 "노볼락 수지"는 특히 폴리히드록시페놀 유형의 화합물, 예를 들어 페놀 화합물과 알데히드 또는 케톤의 축합 생성물(페놀에 대한 알데히드의 몰비가 1 미만임)을 의미하는 것으로 의도된다. 축합 반응은 일반적으로 산으로 촉진되며, 페놀 수지로서, 페놀, 크레졸, 자일레놀, 나프톨, 알킬페놀, 예컨대 부틸페놀, tert-부틸페놀, 이소옥틸페놀, 니트로페놀, 페닐페놀, 레조르시놀 또는 비페놀 A, 또는 임의의 기타 다른 치환된 페놀이 언급될 수 있다. 가장 빈번하게 사용되는 알데히드는 포름알데히드이지만, 기타 다른 알데히드, 예컨대 아세트알데히드, 파라-포름알데히드, 부티르알데히드, 크로톤알데히드, 글리옥살 또는 푸르푸랄이 또한 사용될 수 있다. 추가적으로, 아세톤, 메틸 에틸 케톤 또는 아세토페논이 케톤으로서 사용될 수 있다.
본 발명의 조성물은 하나 이상의 유형의 노볼락 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 특정 구현예에서, 노볼락 수지는 페놀과 포름알데히드의 축합 생성물이다.
노볼락 수지의 일반적인 구조는 다음과 같이 나타낼 수 있으며,
Figure pct00001
상기 식에서,
R은 수소 원자 또는 탄화수소계 기일 수 있고,
n은 1 내지 3이며,
m은 2 내지 15, 바람직하게는 2 내지 10이다.
유리하게 사용될 수 있는 노볼락 수지는 500 내지 3000, 바람직하게는 800 내지 2000의 분자량을 갖는다.
언급될 수 있는 상업용 노볼락 수지는 두레즈(Durez)®, 불카두르(Vulkadur)® 및 레노신(Rhenosin)®을 포함한다.
본 발명에서, 1 종 이상의 노볼락 수지의 양은 조성물의 총 중량에 대하여 1.0 wt％ 내지 4.0 wt％이다. 바람직하게는, 1 종 이상의 노볼락 수지의 양은 조성물의 총 중량에 대하여 2.0 wt％ 내지 2.5 wt％이다.
본 발명에 따른 조성물은 충전제로서 d) 1 종 이상의 플랫 유리 섬유를 포함한다.
본 발명에서, 용어 "플랫 유리 섬유"는 특히 비원형(non-circular) 횡단면을 갖는 유리 섬유를 의미하는 것으로 의도된다. 본 발명의 조성물에서 충전제로서 사용하기에 적합한 플랫 유리 섬유는 임의의 비원형 횡단면, 예컨대 타원형 단면, 길쭉한 원형(oblong-circular) 단면, 직사각형 단면, 반원이 직사각형의 두 개의 짧은 변에 연결된 단면, 및 고치형(cocoon) 단면을 가질 수 있다.
플랫 유리 섬유의 상기 비원형 횡단면의 종횡비(= 장축/단축)는 유리하게 1.5 내지 10, 바람직하게는 2.0 내지 6.0이다.
본 명세서에 기재된 종횡비는 플랫 유리 섬유의 횡단면을 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰함으로써 얻어진 상을 분석하고, 플랫 유리 섬유의 비원형 단면에 외접하여 직사각형을 그려서 측정할 수 있다. 종횡비는 A(= Ra의 길이)/B(= Rb의 길이)(여기서, A 및 B는 관찰된 상에서 플랫 유리 섬유에 외접하여 그려진 직사각형의 장측 Ra 및 단측 Rb의 길이임)를 계산함으로써 얻어진다.
본 발명의 조성물의 플랫 유리 섬유를 구성하는 유리의 성질은 특별히 제한되지 않으며, E 유리, T 유리, NE 유리, C 유리, S 유리, S2 유리 및 R 유리 등을 포함할 수 있다.
본 발명에서, 충전제로서 1 종 이상의 플랫 유리 섬유의 양은 조성물의 총 중량에 대하여 15.0 wt％ 내지 55.0 wt％이다. 바람직하게는, 충전제로서 1 종 이상의 플랫 유리 섬유의 양은 조성물의 총 중량에 대하여 40.0 내지 50.0 wt％이다.
추가적으로, 본 발명에 따른 조성물은 선택적으로 e) 1 종 이상의 비정질 폴리아미드를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 용어 "비정질 폴리아미드"는 특히 5 J/g 미만, 바람직하게는 0 J/g(즉, 융점이 검출될 수 없음)의 융해열을 갖고, 우수한 투명성, 가스, 예컨대 O2 및 CO2, 물, 용매 등에 대한 우수한 장벽 특성을 나타내는 폴리아미드를 의미하는 것으로 의도된다. 비정질 폴리아미드는 결정화 속도를 지연시키고, 따라서 우수한 표면 외관을 초래한다. 1,6-헥사메틸렌 디아민, 이소프탈산 및 테레프탈산의 공중합에 의해 제조될 수 있는 폴리아미드 6I/6T는 본 발명의 조성물에 가장 유리하게 사용된다. 본 발명의 조성물에 사용될 수 있는 적합한 상업용 비정질 폴리아미드로서 셀라® 폴리아미드 6I/6T가 언급될 수 있다.
본 발명에서, 1 종 이상의 비정질 폴리아미드의 양은 조성물의 총 중량에 대하여 0 wt％ 내지 4.0 wt％, 바람직하게는 0 wt％ 내지 3.0 wt％일 수 있다. 본 발명의 조성물에 함유될 경우, 비정질 폴리아미드의 중량 기준 농도 범위는 조성물의 총 중량에 대하여 1.0 wt％ 내지 4.0 wt％, 바람직하게는 1.0 wt％ 내지 3.0 wt％일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 조성물은 선택적으로 f) 1 종 이상의 첨가제를 포함할 수 있다. 유리하게 사용될 수 있는 첨가제의 예는 착색제, 윤활제, 광 및/또는 열 안정화제, 난연제, 가소제, 조핵제, 촉매, 산화방지제, 정전기 방지제, 안료 및 이들의 임의의 조합을 포함한다.
본 발명에서, 1 종 이상의 첨가제의 양은 조성물의 총 중량에 대하여 0 wt％ 내지 4.0 wt％, 바람직하게는 0 wt％ 내지 2.0 wt％일 수 있다. 본 발명의 조성물에 함유될 경우, 첨가제의 중량 기준 농도 범위는 조성물의 총 중량에 대하여 1.0 wt％ 내지 4.0 wt％, 바람직하게는 1.5 wt％ 내지 2.0 wt％일 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 조성물은
a) 1 종 이상의 반결정질 폴리아미드 35.0 wt％ 내지 50.0 wt％;
b) 1 종 이상의 열가소성 폴리에스테르 9.0 wt％ 내지 10.0 wt％;
c) 1 종 이상의 노볼락 수지 2.0 wt％ 내지 3.0 wt％;
d) 충전제로서 1 종 이상의 플랫 유리 섬유 37 wt％ 내지 50.0 wt％;
e) 1 종 이상의 비정질 폴리아미드 1.0 wt％ 내지 3.0 wt％; 및
f) 1 종 이상의 첨가제 0.5 wt％ 내지 2.0 wt％
를 포함하며, 여기서 a) 내지 f)의 총량은 조성물의 100 wt％이다.
폴리아미드 조성물의 제조를 위하여, 이러한 첨가제 및 플랫 유리 섬유는, 예를 들어 중합 동안 또는 용융 혼합물로서, 플랫 유리 섬유 및 첨가제에 적합한 통상적인 수단을 통해 폴리아미드에 첨가될 수 있다. 노볼락 수지는 바람직하게 기계적 혼합기에서 용융물로서 또는 고체로서 폴리아미드에 첨가된 후, 고체 혼합물이 용융될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는 본 발명의 조성물의 사출 성형에 의해 제조된 성형품에 관한 것이다.
본 발명의 추가의 양태는 전기 및 전자 장치의 하우징 또는 하우징 부품, 바람직하게는 휴대폰용 하우징을 제조하기 위한 성형품의 용도에 관한 것이다.
본 발명에 따른 조성물은, 예를 들어 사출 성형, 사출/취입 성형, 압출 또는 압출/취입 성형, 바람직하게는 사출 성형에 의한 용품의 제조를 위한 원료로서 사용될 수 있다. 일 구현예에 따라, 폴리아미드 조성물은 예를 들어 이축 압출기에서 로드(rod) 형태로 압출된 후, 과립으로 절단된다. 그 후, 상기 과립을 용융시키고, 용융된 조성물을 사출 성형 장치에 공급함으로써 성형품이 제조된다.
본 발명의 기타 다른 상세한 설명 또는 이점은 하기 제공된 실시예를 통해 보다 명백해질 것이다. 본 발명은 하기 실시예에 의해 더 자세히 설명될 것이며, 하기 실시예는 본 발명을 제한하려는 것이 아니라 입증하는 것으로 의도된다
실시예
실시예에서 사용된 화학 시약을 다음과 같이 명시한다:
- 폴리아미드 66: 솔베이 폴리아미드 앤드 인터메디에이츠(Solvay Polyamide & Intermediates)로부터 입수가능한 스타바미드(STABAMID)® 26FE1 K PA66;
- PET: 상하이 헌지이 폴리에스테르 파이버 코., 엘티디.(Shanghai Hengyi Polyester Fiber Co., Ltd.)로부터 입수가능한 브라이트 파이버 그레이드 폴리에스테르 칩스(Bright Fiber Grade Polyester Chips);
- 표준 유리 섬유: 닛폰 일렉트릭 글래스 코., 엘티디.(Nippon Electric Glass Co., Ltd.)로부터의 ECSO® 3T-289H 유리 섬유;
- 플랫 유리 섬유: 종칭 폴리콤프 인터내셔날 코프.(Chongqing Polycomp International Corp.)로부터 입수가능한 3:1의 종횡비를 갖는 ECS301T;
- 노볼락: 스미토모 바케라이트 유럽 엔.브이.(Sumitomo Bakelite Europe N.V.)로부터 입수가능한 두레즈® 28391-P;
- 비정질 폴리아미드: 이.아이. 듀폰(E.I. Dupont)으로부터 상표명 셀라® 하에 시판됨;
- 착색제: RS 케미칼(RS Chemical)로부터 입수가능한 MB 블랙(BLACK) 7040N;
- 윤활제: 라이언 켐테크(Lion Chemtech)로부터 입수가능한 EBS TRS2; 및
- 열 안정화제: RS 케미칼로부터 입수가능한 MB HS30E.
폴리아미드 조성물은 i) 유리 섬유를 제외하고 하기 표 1에 나타낸 모든 성분을 예비 혼합 후에 주 공급기를 통해 공급하고, 유리 섬유는 메가랩(MEGAlab)으로부터 입수가능한 W&P ZSK18의 이축 압출기의 측부 공급기를 통해 공급하며, ii) 압출기 중 모든 성분을 혼합하고, iii) 그 후, 혼합물을 압출시킴으로써 얻었다. 압출 온도는 노즐에서 호퍼까지 280℃-280℃-280℃-270℃-270℃-242℃-200℃이고, 처리량 및 RPM은 각각 10 kg/hr 및 600이었다. 그 후, 압출물을 실온의 물에서 냉각시켰다.
제조된 실시예 1 내지 실시예 4의 조성이 하기 표 1에 상세하게 기재되어 있다. 비율은 조성물 중 중량 퍼센트로 나타내어져 있다.
성분 (wt％) 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
폴리아미드 66 38.7 38.7 36.3 45.4
PET 9.7 9.7 9.1 -
표준 유리 섬유 50.0 - - -
플랫 유리 섬유 - 50.0 50.0 50.0
노볼락 - - 2.0 2.0
비정질 폴리아미드 - - 1.0 1.0
착색제 1.0 1.0 1.0 1.0
윤활제 0.3 0.3 0.3 0.3
열 안화정제 0.3 0.3 0.3 0.3
합계 100 100 100 100
이러한 조성물의 기계적 특성을 컨디셔닝 전, 즉 "성형된 그대로 건조(d.a.m.)" 조건 하에 및 또한 컨디셔닝 후에 측정하였다. 결과, 예를 들어 수분함량 및 기계적 특성, 예컨대 인장 모듈러스(TM), 파단시 인장 강도(TS) 및 굴곡 모듈러스(FM)를 하기 표 2 및 표 3에 요약하였다.
컨디셔닝을 23 일 동안 23℃의 물에서 시행하였다. FM은 ISO 178에 따라 측정하였고, TM 및 파단시 TS는 ISO 527에 따라 측정하였다.
(d.a.m)
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
TM(MPa) 17,483 16,966 17,357 17,244
파단시 TS(MPa) 255.81 254.22 258.14 260.54
FM(MPa) 16,747 16,452 16,433 16,120
(컨디셔닝 후)
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
수분 함량(％) 1.32 1.24 0.88 1.03
TM(MPa) 14,764 14,602 15,760 15,237
파단시 TS(MPa) 194.68 195.36 218.53 214.82
FM(MPa) 12,165 12,154 12,992 12,047
표 3에서의 실험 데이터로부터 확인되는 바와 같이, 실시예 3의 수분 함량은 실시예 1 및 실시예 2의 것과 비교하여 현저히 낮았다. 또한, 실시예 3에서와 같이 노볼락 수지와 플랫 유리 섬유를 조합하여 사용하는 것은 실시예 1 및 실시예 2와 비교하여 컨디셔닝 후에 기계적 특성의 높은 보존을 초래하는 것으로 관찰되었다. 특히, 실시예 3의 경우, 컨디셔닝 후에 파단시 TS는 단지 약 15.3％ 감소한 반면, 실시예 1 및 실시예 2의 경우, 각각 약 23.9％ 및 약 23.2％의 감소가 관찰되었다.
추가적으로, 플랫 유리 섬유, 노볼락 및 셀라®를 포함하면서 심지어 PET를 포함하지 않은 실시예 4의 조성물은 컨디셔닝 후에 비교적 낮은 수분 함량 및 우수한 기계적 특성을 나타내는 것으로 밝혀졌다.

Claims (15)

  1. a) 1 종 이상의 반결정질 폴리아미드;
    b) 1 종 이상의 열가소성 폴리에스테르;
    c) 1 종 이상의 노볼락 수지; 및
    d) 충전제로서 1 종 이상의 플랫 유리 섬유
    를 포함하는 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반결정질 폴리아미드는 120 ml/g 미만, 바람직하게는 105 ml/g 미만의 점도수를 갖는 고 유동성 폴리아미드인 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반결정질 폴리아미드는 폴리아미드 6, 폴리아미드 6,6, 폴리아미드 6,10, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 6,12 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 바람직하게는 폴리아미드 6,6인 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 폴리에스테르는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 아디페이트, 폴리에틸렌 숙시네이트, 폴리부틸렌 숙시네이트, 폴리에틸렌 세바케이트, 폴리부틸렌 세바케이트 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 바람직하게는 PET인 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노볼락 수지는 페놀에 대한 알데히드의 몰비 1 미만으로 페놀 화합물과 알데히드의 축합에 의해 제조된 것인 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, e) 비정질 폴리아미드를 더 포함하는 것인 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, f) 착색제, 윤활제, 광 및/또는 열 안정화제, 난연제, 가소제, 조핵제, 촉매, 산화방지제, 정전기 방지제, 안료 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 첨가제를 더 포함하는 것인 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, a) 상기 반결정질 폴리아미드를 조성물의 총 중량에 대하여 25.0 wt％ 내지 50.0 wt％, 바람직하게는 30.0 wt％ 내지 40.0 wt％의 양으로 포함하는 것인 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, b) 상기 열가소성 폴리에스테르를 조성물의 총 중량에 대하여 5.0 wt％ 내지 12.0 wt％, 바람직하게는 8.0 wt％ 내지 10.0 wt％의 양으로 포함하는 것인 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, c) 상기 노볼락 수지를 조성물의 총 중량에 대하여 1.0 wt％ 내지 4.0 wt％, 바람직하게는 2.0 wt％ 내지 2.5 wt％의 양으로 포함하는 것인 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, d) 상기 플랫 유리 섬유를 조성물의 총 중량에 대하여 15.0 wt％ 내지 55.0 wt％, 바람직하게는 40.0 wt％ 내지 50.0 wt％의 양으로 포함하는 것인 조성물.
  12. 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, e) 상기 비정질 폴리아미드를 조성물의 총 중량에 대하여 1.0 wt％ 내지 4.0 wt％, 바람직하게는 1.0 wt％ 내지 3.0 wt％의 양으로 포함하는 것인 조성물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 조성물의 사출 성형에 의해 제조된 성형품.
  14. 전기 및 전자 장치의 하우징 또는 하우징 부품, 바람직하게는 휴대폰용 하우징을 제조하기 위한 제13항에 따른 성형품의 용도.
  15. 제13항에 따른 성형품을 포함하는 전기 및 전자 장치의 하우징 또는 하우징 부품.
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