KR20170003927A - 보강된 폴리프탈아미드/폴리(페닐렌 에테르) 조성물 - Google Patents

보강된 폴리프탈아미드/폴리(페닐렌 에테르) 조성물 Download PDF

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KR20170003927A
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Abstract

본 발명은 폴리프탈아미드, 지방족 폴리아미드 및 폴리(페닐렌 에테르)의 상용화된 블렌드(compatibilized blend) 55 중량% 내지 85 중량%; 및 유리 섬유 15 중량% 내지 45 중량%를 포함하는 보강 조성물을 개시하고 있으며, 상기 상용화된 블렌드는 폴리프탈아미드, 지방족 폴리아미드, 폴리(페닐렌 에테르) 및 관능화제(functionalizing agent)의 혼합물로부터 형성되고, 폴리프탈아미드 및 지방족 폴리아미드는 공통의 반복 유닛을 포함하고, 상기 조성물은 포스피네이트 0.1 중량% 미만 및 충격 개질제 0.1 중량% 미만을 포함하고, 중량 백분율은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.

Description

보강된 폴리프탈아미드/폴리(페닐렌 에테르) 조성물{REINFORCED POLYPHTHALAMIDE/POLY(PHENYLENE ETHER) COMPOSITION}
본 발명은 폴리프탈아미드/폴리(페닐렌 에테르) 블렌드, 보다 특히 보강된 폴리프탈아미드/폴리(페닐렌 에테르) 블렌드에 관한 것이다.
유리 충전형 폴리(페닐렌 에테르)/폴리아미드 66(GF-PPE/PA66) 블렌드는 물 펌프 및 수량계와 같은 용도로 오랫동안 사용되어 왔다. PPE/PA66 블렌드의 형태는, PPE 입자가 (섬과 같이) 분산상이고 PA66이 (바다와 같이) 연속상인, "해-중-섬(islands-and-sea)"으로서 정의된다. 그 결과, PPE/PA66 블렌드는 일반적으로 우수한 내열성, 양호한 치수 안정성, 낮은 뒤틀림(warpage)과 휨(sagging) 및 낮은 흡습성 등의 성능이 우수한 개질된 나일론으로서 산업분야에서 인식되고 있다. 그렇지만, PA66가 가진 고유한 성질로 인해, PPE/PA66 블렌드는 또한, 나일론 매트릭스 내 수분 함량 증가에 따라, 굴곡 탄성률 및 인장 강도의 감소와 같은 수분-유도성 특성 변화에 취약하다. 물을 정제하기 위해 승온이 이용되고/거나 염소와 같은 공격적인 화학물질이 첨가되는 일부 경우들에서, 순수한 GF PA66 및 GF PPE/PA66 블렌드는 심각한 나일론 가수분해에 의해 유발되는 부분 고장(part failure)이 조기에 발생할 수 있다.
당해 기술 분야에서는 고온 안정성이 향상된, 보강된 폴리아미드 (나일론) 블렌드가 요구되고 있다.
상기한 문제와 그외 문제들은,
폴리프탈아미드, 지방족 폴리아미드 및 폴리(페닐렌 에테르)의 상용화된 블렌드(compatibilized blend) 55 중량% 내지 85 중량%; 및 유리 섬유 15 중량% 내지 45 중량%를 포함하는 보강 조성물에 의해 해소되며,
상기 상용화된 블렌드는, 폴리프탈아미드, 지방족 폴리아미드, 폴리(페닐렌 에테르) 및 관능화제(functionalizing agent)의 혼합물로부터 형성되고,
폴리프탈아미드 및 지방족 폴리아미드는 공통의 반복 유닛을 포함하고, 상기 조성물은 포스피네이트 0.1 중량% 미만 및 충격 개질제 0.1 중량% 미만을 포함하고, 중량 백분율은 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
또 다른 구현예에서, 보강 조성물은,
폴리프탈아미드, 지방족 폴리아미드, 폴리(페닐렌 에테르) 및 시트르산의 혼합물로부터 형성된 상용화된 블렌드 55 중량% 내지 85 중량%; 및
유리 섬유 15 중량% 내지 45 중량%
를 포함하며,
폴리프탈아미드는
(a) 식 (I)의 유닛 60 몰% 내지 70 몰%:
Figure pct00001
상기 식 (I)에서, Q1은 1,6-헥실기이고, 반복 유닛의 방향족 부분은 테레프탈산으로부터 유래됨;
(b) Q1이 1,6-헥실기이고, 반복 유닛의 방향족 부분이 이소프탈산으로부터 유래되는 식 (I)의 유닛 20 몰% 내지 30 몰%, 및
(c) 식 (II)의 유닛 5 몰% 내지 15 몰%를 포함하며:
Figure pct00002
상기 식 (II)에서, Q2는 1,4-부틸기이고, Q3는 1,6-헥실기임;
지방족 폴리아미드는 식 II의 유닛을 50 몰% 초과로 포함하고,
폴리(페닐렌 에테르)는 2,6-다이메틸-1,4-페닐렌 에테르 유닛을 포함하며,
상기 조성물은 포스피네이트 0.1 중량% 미만 및 충격 개질제 0.1 중량% 미만을 포함하고,
중량 백분율은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
또 다른 구현예에서, 물품은 보강 조성물을 포함하며, 이러한 보강 조성물은,
폴리프탈아미드, 지방족 폴리아미드 및 폴리(페닐렌 에테르)의 상용화된 블렌드 55 중량% 내지 85 중량%; 및
유리 섬유 15 중량% 내지 45 중량%
를 포함하며,
상기 상용화된 블렌드는 폴리프탈아미드, 지방족 폴리아미드, 폴리(페닐렌 에테르) 및 관능화제의 혼합물로부터 형성되고;
폴리프탈아미드 및 지방족 폴리아미드는 공통의 반복 유닛을 포함하고, 상기 조성물은 포스피네이트 0.1 중량% 미만 및 충격 개질제 0.1 중량% 미만을 포함하고, 중량 백분율은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
또 다른 구현예에서, 물품은
폴리프탈아미드, 지방족 폴리아미드, 폴리(페닐렌 에테르) 및 시트르산의 혼합물로부터 형성된 상용화된 블렌드 55 중량 백분율(중량%) 내지 85 중량%; 및
유리 섬유 15 중량% 내지 45 중량%
를 포함하며,
폴리프탈아미드는
(a) 식 (I)의 유닛 60 몰% 내지 70 몰%:
Figure pct00003
상기 식 (I)에서, Q1은 1,6-헥실기이고, 반복 유닛의 방향족 부분은 테레프탈산으로부터 유래됨;
(b) Q1이 1,6-헥실기이고, 반복 유닛의 방향족 부분이 이소프탈산으로부터 유래되는 식 (I)의 유닛 20 몰% 내지 30 몰%, 및
(c) 식 (II)의 유닛 5 몰% 내지 15 몰%를 포함하며:
Figure pct00004
상기 식 (II)에서, Q2는 1,4-부틸기이고, Q3는 1,6-헥실기임;
지방족 폴리아미드는 식 II의 유닛을 50 몰% 초과로 포함하고,
폴리(페닐렌 에테르)는 2,6-다이메틸-1,4-페닐렌 에테르 유닛을 포함하며,
상기 조성물은 포스피네이트 0.1 중량% 미만 및 충격 개질제 0.1 중량% 미만을 포함하고,
중량 백분율은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
본 발명은 또한, 보강 조성물의 제조 방법을 개시하고 있다.
폴리프탈아미드(PPA)는 전형적으로 용융점이 290℃보다 높고 유리 전이 온도가 80℃보다 높은 준-방향족의 고온 나일론이다. PPA는 일반적으로 폴리아미드 6T를 기재로(based) 한다. 그러나, 폴리아미드 6T는 용융점이 370℃이며, 따라서, 주목할 만한 분해를 유발하지 않으면서 폴리페닐렌 에테르(PPE)와 같은 다른 폴리머와 함께 가공 및/또는 블렌드되기 어렵다. PPA는 일반적으로, 용융 유속, 용융점 및 유리 전이 온도와 같은 특성들을 조절하기 위해 폴리아미드 6T, 폴리아미드 6I 및 폴리아미드 6/6를 다양한 비율로 가지는 코폴리머이다. PPA는, PPA가 방향족 반복 유닛을 55 중량% 이상의 양으로 포함한다는 점에서, 고온 나일론(HTN)과 구별된다. 유리 전이 온도 및 용융점은 PPA의 방향족 함량을 가리키는 지표이다.
보강된 PPE/PPA 조성물은 보강된 PPE/PA66 조성물보다 더 양호한 열 노화 안정성(thermal aging stability)을 가진다. 그러나, 본원에 기술된 바와 같은 보강된 PPE/PPA/PA66 조성물이, 보강된 PPE/PPA 조성물과 동등하거나 더 양호한 열 노화 안정성을 가진다는 것은 놀라웠다.
지방족 폴리아미드는 폴리프탈아미드 외에도 첨가되는 지방족 폴리아미드로서 정의된다. 폴리프탈아미드는 폴리프탈아미드의 합성으로 인해 잔여의 지방족 폴리아미드를 함유할 수 있는 것으로 이해된다. 지방족 폴리아미드는, 지방족 폴리아미드가 방향족 모이어티를 포함하는 반복 유닛을 갖지 않는다는 점에서, 폴리프탈아미드와 구별된다. 지방족 폴리아미드는 호모폴리머 및 코폴리머를 둘 다 포함한다. 지방족 폴리아미드 및 폴리프탈아미드는, 본원에서 지방족 폴리아미드 및 폴리프탈아미드에 존재하는 동일한 화학 구조를 가진 반복 유닛으로서 정의되는 공통의 반복 유닛을 포함한다.
폴리프탈아미드는 식 (I)을 가진 반복 유닛을 포함하며:
Figure pct00005
상기 식 (I)에서, Q1은 각각 독립적으로 탄소수 4 내지 8의 분지형 또는 비분지형의 지환족 알킬기이다. 일부 구현예에서, Q1은 각각 독립적으로 1,6-헥실기이다. 폴리아미드 수지는 일반적으로, 카르복실산과 아민의 축합 생성물인 아미드기(-C(O)NH-)의 존재를 특징으로 한다. 폴리프탈아미드는 테레프탈산과 아민의 축합 생성물, 이소프탈산과 아민의 축합 생성물, 또는 테레프탈산, 이소프탈산과 아민의 조합의 축합 생성물이다. 2개 이상의 다이아민을 이용하는 경우, 다이아민의 비율은 생성되는 폴리머의 일부 물리적 특성들, 예컨대 용융점에 영향을 미칠 수 있다. 2개 이상의 산을 이용하는 경우, 산의 비율 역시 생성되는 폴리머의 일부 물리적 특성들에 영향을 미칠 수 있다. 다이카르복실산에 대한 다이아민의 비율은 전형적으로, 말단 기의 관능성을 확인하기 위해 둘 중 하나가 과량으로 사용될 수 있더라도, 등몰량이다. 그 외에도, 반응은, 사슬 중단제(chain stopper)로서 작용하며 말단 기의 관능성을 적어도 부분적으로 확인하는 모노아민 및 모노카르복실산을 추가로 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 아민 말단 기는, 약 30 밀리당량/그램(meq/g) 이상, 보다 구체적으로 약 40 meq/g 이상인 것이 바람직하다.
식 (I)의 반복 유닛 외에도, 폴리프탈아미드는 또한, 식 (II)의 유닛도 포함하며:
Figure pct00006
상기 식 (II)에서, Q2 및 Q3는 각각 독립적으로 탄소수 4 내지 12의 분지형 또는 비분지형의 지환족 알킬기이다. Q2 및 Q3는 동일하거나 또는 상이한 지환족 알킬기일 수 있다.
폴리프탈아미드는 (a) 식 (I)의 유닛 60 몰% 내지 70 몰%:
Figure pct00007
상기 식 (I)에서, Q1은 1,6-헥실기이고, 반복 유닛의 방향족 부분은 테레프탈산으로부터 유래됨;
(b) Q1이 1,6-헥실기이고, 반복 유닛의 방향족 부분이 이소프탈산으로부터 유래되는 식 (I)의 유닛 20 몰% 내지 30 몰%, 및
(c) 식 (II)의 유닛 5 몰% 내지 15 몰%를 포함할 수 있다:
Figure pct00008
상기 식 (II)에서, Q2는 1,4-부틸기이고, Q3는 1,6-헥실기임.
폴리프탈아미드는 유리 전이 온도(Tg)가 80℃ 이상, 100℃ 이상 또는 120℃ 이상이다. 폴리프탈아미드는 또한, 용융점(Tm)이 290℃ 내지 330℃이다. 이러한 범위 내에서, Tm은 300℃ 이상일 수 있다. 또한, 이러한 범위 내에서, Tm은 325℃ 이하일 수 있다.
폴리프탈아미드는 조성물의 총 중량을 기준으로 15 중량% 내지 41 중량%의 양으로 존재한다. 이러한 범위 내에서, 폴리프탈아미드의 양은 18 중량% 이상, 보다 구체적으로는 21 중량% 이상일 수 있다. 또한, 이러한 범위 내에서, 폴리프탈아미드의 양은 38 중량% 이하, 보다 구체적으로는 35 중량% 이하일 수 있다.
지방족 폴리아미드는 아미드기(-C(O)NH-)를 가지며, 방향족 모이어티를 포함하는 반복 유닛을 갖지 않는 것을 특징으로 한다. 지방족 폴리아미드는 폴리프탈아미드에 관해 전술한 바와 같이 식 (II)의 반복 유닛을 포함한다. 지방족 폴리아미드는 식 II의 유닛을 50 몰% 초과로 포함할 수 있다. 예시적인 폴리아미드 수지로는, 폴리아미드-6; 폴리아미드-6,6; 및 이들 폴리아미드 중 하나 이상을 포함하는 조합 등이 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다. 본 조성물은 2개 이상의 폴리아미드를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 폴리아미드는 폴리아미드-6 및 폴리아미드-6,6를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 폴리아미드 수지 또는 폴리아미드 수지들의 조합은 용융점(Tm)이 171℃ 이상이다.
일 구현예에서, 지방족 폴리아미드 수지는 아민 말단 기 농도를, HCl을 사용한 적정에 의해 확인 시, 폴리아미드 1 g 당 아민 말단 기 35 마이크로당량(μeq/g) 이상으로 가진다. 이 범위 내에서, 아민 말단 기 농도는 40 μeq/g 이상, 보다 구체적으로 45 μeq/g 이상일 수 있다. 아민 말단 기의 최대량은 전형적으로 중합 조건 및 폴리아미드의 분자량에 의해 결정된다. 아민 말단 기의 함량은, 폴리아미드를 적절한 용매에, 선택적으로 가열하면서, 용해시킴으로써 확인될 수 있다. 폴리아미드 용액은 적절한 표시 방법을 사용하여 0.01 노르말 염산(HCl) 용액을 사용하여 적정한다. 아민 말단 기의 함량은 샘플에 첨가되는 HCl 용액의 부피, 블랭크로 사용되는 HCl의 부피, HCl 용액의 몰농도 및 폴리아미드 샘플의 중량을 기준으로 계산된다.
지방족 폴리아미드는 조성물의 총 중량을 기준으로 4 중량% 내지 30 중량%의 양으로 존재한다. 이러한 범위 내에서, 지방족 폴리아미드의 양은 7 중량% 이상, 보다 구체적으로는 10 중량% 이상일 수 있다. 또한, 이러한 범위 내에서, 지방족 폴리아미드의 양은 27 중량% 이하, 보다 구체적으로는 24 중량% 이하일 수 있다.
폴리프탈아미드 및 지방족 폴리아미드 외에도, 본 조성물은 폴리(페닐렌 에테르)를 포함한다. 폴리(페닐렌 에테르)는 식 (III)의 반복 구조 유닛을 포함하며:
Figure pct00009
상기 식 (III)에서, 각각의 구조 유닛에 대해, Z1은 각각 독립적으로 할로겐, 하이드로카르빌기가 3차 하이드로카르빌이 아닌 비치환 또는 치환된 C1-C12 하이드로카르빌, C1-C12 하이드로카르빌티오, C1-C12 하이드로카르빌옥시, 또는 할로겐과 산소 원자 사이에 2 이상의 탄소 원자가 존재하는 C2-C12 할로하이드로카르빌옥시이며; Z2는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 하이드로카르빌기가 3차 하이드로카르빌이 아닌 비치환 또는 치환된 C1-C12 하이드로카르빌, C1-C12 하이드로카르빌티오, C1-C12 하이드로카르빌옥시, 또는 할로겐과 산소 원자 사이에 2 이상의 탄소 원자가 존재하는 C2-C12 할로하이드로카르빌옥시이다.
본원에서, 용어 "하이드로카르빌"은 그 자체로 사용되거나, 또는 접두어, 접미어 또는 다른 용어의 일부로서 사용되든지 간에, 탄소와 수소만을 포함하는 잔기를 지칭한다. 이 잔기는 지방족 또는 방향족, 직쇄, 고리형, 이중고리형, 분지형, 포화 또는 불포화된 것일 수 있다. 이는 또한 지방족, 방향족, 직쇄, 고리형, 이중고리형, 분지형, 포화 및 불포화된 탄화수소 모이어티들의 조합을 포함할 수 있다. 그러나, 하이드로카르빌 잔기가 "치환된" 것으로 기술되는 경우, 이는 선택적으로는 치환 잔기의 탄소 및 수소 구성원 위로 헤테로 원자를 포함할 수 있다. 따라서, 구체적으로 치환된 것으로 기술되는 경우, 하이드로카르빌 잔기는 또한, 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기, 카르보닐기, 카르복실산 기, 에스테르기, 아미노기, 아미드기, 설포닐기, 설폭실기, 설폰아미드기, 설파모일기, 하이드록실기, 알콕실기 등을 포함할 수 있으며, 하이드로카르빌 잔기의 골격 내에 헤테로 원자를 포함할 수 있다.
폴리(페닐렌 에테르)는, 전형적으로 하이드록시기에 대해 오르토의 위치에 위치하는 아미노알킬-함유 말단기(들)를 가진 분자를 포함할 수 있다. 또한, 전형적으로 테트라메틸 다이페노퀴논 부산물이 존재하는 반응 혼합물로부터 수득되는 테트라메틸다이페노퀴논(TMDQ) 말단기가 종종 존재한다.
폴리(페닐렌 에테르)는 호모폴리머; 코폴리머; 그래프트 코폴리머; 이오노머; 또는 블록 코폴리머; 뿐만 아니라 상기 폴리머들 중 2 이상을 포함하는 조합의 형태일 수 있다. 폴리(페닐렌 에테르)는, 선택적으로 2,3,6-트리메틸-1,4-페닐렌 에테르 유닛과 조합하여, 2,6-다이메틸-1,4-페닐렌 에테르 유닛을 포함한다.
폴리(페닐렌 에테르)는 2,6-크실레놀 및/또는 2,3,6-트리메틸페놀과 같은 모노하이드록시방향족 화합물(들)의 산화적 커플링에 의해 제조될 수 있다. 촉매 시스템은 일반적으로 이러한 커플링에 사용되며; 이들은 구리, 망간 또는 코발트 화합물과 같은 중금속 화합물(들)을, 통상적으로 2차 아민, 3차 아민, 할라이드 또는 상기들 중 2 이상이 조합과 같은 다양한 다른 물질들과 조합하여, 포함할 수 있다.
폴리(페닐렌 에테르)의 일부는 하기 기술되는 바와 같이 다관능성 화합물(관능화제)로 관능화될 수 있다. 폴리(페닐렌 에테르)는 조성물의 제조 전에 관능화될 수 있거나, 또는 조성물의 제조 일부로서 관능화될 수 있다. 더욱이, 관능화 전에, 폴리(페닐렌 에테르)는 압출될 수 있으며, 예를 들어, 펠렛으로 형성될 수 있다. 또한, 폴리(페닐렌 에테르)는 관능화를 방해하지 않는 다른 첨가제들과 함께 용융 혼합될 수 있다. 이러한 타입의 예시적인 첨가제로는 유동 촉진제 등이 포함된다.
일부 구현예에서, 폴리(페닐렌 에테르)는 폴리(페닐렌 에테르)의 총 중량을 기준으로, 관능화제 유래의 구조 유닛을 0.1 중량% 내지 90 중량%로 포함할 수 있다. 이 범위 내에서, 폴리(페닐렌 에테르)는 폴리(페닐렌 에테르)의 총 중량을 기준으로, 관능화제 유래의 구조 유닛을 80 중량% 이하, 보다 구체적으로 70 중량% 이하로 포함할 수 있다.
폴리(페닐렌 에테르)는, 단분산 폴리스티렌 표준, 40℃에서 스티렌 다이비닐 벤젠 겔 및 클로로포름 1 ml 당 1 mg의 농도를 가진 샘플을 사용하는 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정 시, 3,000 그램/몰(g/mol) 내지 40,000 g/mol의 수 평균 분자량, 및 5,000 g/mol 내지 80,000 g/mol의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. 폴리(페닐렌 에테르) 또는 폴리(페닐렌 에테르)들의 조합은 25℃, 클로로포름에서 측정 시, 0.1 데시리터/그램(dl/g) 내지 0.60 dl/g의 초기 고유 점도를 가진다. 초기 고유 점도는 조성물의 다른 성분들과의 용융 혼합 전 폴리(페닐렌 에테르)의 고유 점도로서 정의되며, 최종 고유 점도는 조성물의 다른 성분들과의 용융 혼합 후 폴리(페닐렌 에테르)의 고유 점도로서 정의된다. 당해 기술 분야의 당업자가 이해하는 바와 같이, 폴리(페닐렌 에테르)의 점도는 용융 혼합 후 30%보다 더 높을 수 있다. 증가%는 (최종 고유 점도 - 초기 고유 점도)/초기 고유 점도에 의해 계산될 수 있다. 2개의 초기 고유 점도를 사용하는 경우, 정확한 비율을 측정하는 것은, 사용되는 폴리(페닐렌 에테르)의 정확한 고유 점도, 및 의도되는 궁극적인 물리적 특성에 따라 다소 다를 것이다.
폴리(페닐렌 에테르)는 조성물의 총 중량을 기준으로, 14 중량% 내지 34 중량%의 함량으로 존재한다. 이 범위 내에서, 폴리(페닐렌 에테르)는 17 중량% 이상, 보다 구체적으로는 20 중량% 이상의 함량으로 존재할 수 있다. 또한, 이 범위 내에서, 폴리(페닐렌 에테르)는 31 중량% 이하, 보다 구체적으로는 28 중량% 이하의 함량으로 존재할 수 있다.
일부 구현예에서, 폴리(페닐렌 에테르)에 대한 폴리프탈아미드의 중량비는 1.45 내지 0.90이다.
상용화된 블렌드는 관능화제를 사용하여 제조된다. 본원에 사용되는 경우, 표현 "관능화제"는 폴리(페닐렌 에테르), 폴리아미드 수지 또는 둘 모두와 상호작용하는 다관능성 화합물을 지칭한다. 이러한 상호작용은 화학적(예를 들어, 그래프팅) 및/또는 물리적(예를 들어, 분산 상의 표면 특징들에 영향을 미침)일 수 있다. 어느 경우든지, 생성되는 상용화된 폴리프탈아미드/폴리(페닐렌 에테르) 조성물이 특히 증강된 충격 강도, 몰드 니트 라인 강도(mold knit line strength) 및/또는 연신율(elongation)에 의해 입증되는 바와 같이 향상된 상용성을 나타내는 것으로 보인다. 본원에서, 표현 "상용화된 폴리프탈아미드/폴리(페닐렌 에테르) 블렌드"는, 관능화제와 물리적 및/또는 화학적으로 상용화된 조성물을 지칭한다.
관능화제는 2가지 타입 중 1가지 타입인 다관능성 화합물을 포함한다. 제1 타입은 분자에, (a) 탄소-탄소 이중 결합 및 (b) 카르복실산, 무수물, 에폭시기, 이미드기, 아미드기, 에스테르기 또는 이의 관능성 당량기 중 1종 이상 둘 다 가진다. 이러한 다관능성 화합물의 예로는, 말레산; 말레산 무수물; 푸마르산; 말레산 하이드라자이드; 다이클로로 말레산 무수물; 및 불포화 다이카르복실산(예를 들어, 아크릴산, 부텐산, 메타크릴산, t-에틸아크릴산, 펜텐산)을 포함한다. 일부 구현예에서, 관능화제는 말레산 무수물 및/또는 푸마르산을 포함한다.
제2 타입의 다관능성 관능화제 화합물은 (a) (OR)로 표시되는 기로서, 상기 식에서, R은 수소 또는 알킬, 아릴, 아실 또는 카르보닐 다이옥시기인, 기 및 (b) 2종 이상의 기로서, 각각은 카르복실산 산 할라이드, 무수물, 산 할라이드 무수물, 에스테르, 오르토에스테르, 아미드, 이미도, 아미노 및 이의 다양한 염들로부터 선택되는 동일하거나 또는 상이할 수 있는, 기를 가지는 것을 특징으로 한다. 관능화제의 이러한 타입의 전형적인 것은 하기 식 (IV)로 표시되는 지방족 폴리카르복실산, 산 에스테르, 및 산 아미드이며:
(RIO)mR(COORII)n(CONRIIIRIV)s (IV)
상기 식 (IV)에서, R'는 2 내지 20, 보다 구체적으로는, 2 내지 10개의 탄소 원자를 가진 선형 또는 분지쇄의, 포화된 지방족 탄화수소이며; RI은 수소, 또는 1 내지 10개, 보다 구체적으로는, 1 내지 6개, 보다 더 구체적으로는, 1 내지 4개의 탄소 원자를 가진 알킬, 아릴, 아실 또는 카르보닐 다이옥시기이며; 각각의 RII는 독립적으로 수소, 또는 1 내지 20개, 보다 구체적으로는, 1 내지 10개의 탄소 원자를 가진 알킬기 또는 아릴기이며; 각각의 RIII 및 RIV는 독립적으로 수소, 또는 1 내지 10개, 보다 구체적으로는, 1 내지 6개, 보다 더 구체적으로는, 1 내지 4개의 탄소 원자를 가진 알킬기 또는 아릴기이며; m은 1이고, (n + s)는 2 이상, 보다 구체적으로는 2 또는 3이며, n 및 s는 각각 0 이상이며, (ORI)은 카르보닐기에 대해 알파 또는 베타 위치에 있으며, 2개 이상의 카르보닐기는 2개 내지 6개의 탄소 원자에 의해 분리된다. 명백하게는, 각각의 치환기가 탄소 원자를 6개보다 적게 가지는 경우, RI, RII, RIII 및 RIV는 아릴이 될 수 없다.
적절한 폴리카르복실산은 예를 들어, 시트르산, 말릭산 및 아가릭산 뿐만 아니라, 예를 들어, 무수 및 수화된 산과 같은 이의 다양한 상업적인 형태; 및 상기 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 일부 구현예에서, 관능화제는 시트르산을 포함한다. 본원에 유용한 에스테르의 예로는, 예를 들어, 아세틸 시트레이트, 모노스테아릴 시트레이트 및/또는 다이스테아릴 시트레이트 등을 포함한다. 본원에 유용한 적절한 아미드로는, 예를 들어, N,N'-다이에틸 시트르산 아미드; N-페닐 시트르산 아미드; N-도데실 시트르산 아미드; N,N'-다이도데실 시트르산 아미드; 및 N-도데실 말릭산을 포함한다. 유도체는 아민과의 염, 및 알칼리 및 알칼리 금속 염을 비롯하여 이의 염을 포함한다. 적절한 염의 예로는, 칼슘 말레이트, 칼슘 시트레이트, 포타슘 말레이트 및 포타슘 시트레이트를 포함한다.
상기 관능화제는 폴리(페닐렌 에테르) 및 폴리아미드 중 어느 하나 또는 둘 다와 용융 블렌딩되거나 또는 예비-반응되도록 직접 첨가될 수 있다. 일부 구현예에서, 관능화제 중 적어도 일부는 용융물 내에서 또는 적절한 용매의 용액 내에서 폴리(페닐렌 에테르)의 모두 또는 일부와 예비-반응된다. 이러한 예비-반응로 인해, 관능화제는 폴리머와 반응하여 결과적으로 폴리(페닐렌 에테르)를 관능화시킬 수 있는 것으로 여겨진다. 예를 들어, 폴리(페닐렌 에테르)는 말레산 무수물, 푸마르산 및/또는 시트르산과 예비-반응하여, 무수물 및/또는 산-관능화된 폴리(페닐렌 에테르)를 제조할 수 있으며, 이는 비-관능화된 폴리(페닐렌 에테르)와 비교해 폴리아미드와의 상용성이 개선되어 있다.
사용되는 관능화제의 양은 선택된 특정한 관능화제, 및 이것이 첨가되는 특정한 폴리머 시스템에 따라 다를 것이다.
일부 구현예에서, 관능화제는 조성물의 총 중량을 기준으로 0.05 중량% 내지 2.0 중량%의 양으로 사용된다. 상기한 범위 내에서, 관능화제의 양은 0.1 중량% 이상, 보다 구체적으로 0.2 중량% 이상, 보다 구체적으로 0.5 중량% 이상일 수 있다. 또한, 상기한 범위 내에서, 관능화제의 양은 1.75 중량% 이하, 보다 구체적으로 1.5 중량% 이하, 보다 구체적으로 0.9 중량% 이하일 수 있다.
본 조성물은 유리 섬유를 포함한다. 유리 섬유는 평균 길이가 2.8 mm 내지 3.6 mm일 수 있다. 유리 섬유는 평균 직경이 8 ㎛ 내지 16 ㎛일 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 섬유는 나일론 유리 섬유를 포함한다. 나일론 유리 섬유는, 당업계에 보편적으로 알려져 있는 바와 같이 폴리아미드와의 접착성 및 분산성을 개선하기 위해 실란으로 처리된 유리 섬유 표면으로서 정의된다.
유리 섬유는 조성물의 총 중량을 기준으로 15 중량% 내지 45 중량%의 양으로 혼입된다. 이러한 범위 내에서, 유리 섬유의 양은 20 중량% 이상, 보다 구체적으로는 25 중량% 이상일 수 있다. 또한, 이러한 범위 내에서, 유리 섬유의 양은 40 중량% 이하, 보다 구체적으로는 35 중량% 이하, 보다 구체적으로는 24 중량% 이하일 수 있다.
조성물은 선택적으로는, 열가소성 분야에 공지된 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 유용한 첨가제로는, 예를 들어, 안정화제, 이형제, 가공 보조제, 드립 지연제, 핵화제, 염료, 안료, 착색제, 결정화 핵형성제, 금속 염, 항산화제, 대전방지제, 가소제, 윤활제, 블로잉제, 금속 탈활성제, 안티블로킹제, 나노클레이, 방향제(향기-캡슐화된 폴리머 포함) 등 및 이들의 조합을 포함한다. 첨가제는 조성물의 의도하는 성능 및 물리적 특성을 허용불가능하게 벗어나지 않는 양으로 첨가될 수 있다. 이러한 양은 과도한 실험 없이도 당업자에 의해 결정될 수 있다. 일반적으로, 첨가제의 총 양은 조성물의 총 중량을 기준으로 5 중량% 이하일 것이다.
일 구현예에서, 본 조성물은 블랙 안료를 포함한다. 일 구현예에서, 블랙 안료는 카본 블랙을 조성물의 총 중량을 기준으로 0.5 중량% 이하의 양으로 포함한다.
조성물은 선택적으로, 필요에 따라 본원에 교시된 것들 이외의 임의의 폴리머를 배제할 수 있다.
조성물의 특정 구현예는 표 1에 나타나 있다.
구현예 A 구현예 B
PPE (표 2에 기술된 바와 같음) 24.00 24.00
시트르산 0.49 0.49
카본 블랙 0.20 0.20
항산화제, Irganox 1010 0.30 0.30
포타슘 요오다이드 용액, 33% 0.20 0.20
쿠프러스 요오다이드
(Cuprous Iodide)		 0.01 0.01
PPA I 또는 III
(표 2에 기술된 바와 같음)		 35.00 25.00
폴리아미드 66 10.00 20.00
유리 섬유
(표 2에 기술된 바와 같음)		 30.00 30.00
조성물은 니더(kneader), 압출기, 믹서 등을 사용하는 회분식 또는 연속식 기술을 비롯한 다양한 기술들을 이용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 조성물은 트윈 스크류 압출기를 사용하는 용융 블렌드로서 제조될 수 있다. 일부 구현예에서, 성분들 중 일부 이상은 순차적으로 첨가된다. 예를 들어, 폴리(페닐렌 에테르) 및 관능화제는 피드 스로트(feed throat)에서, 또는 피드 스로트에 인접한 공급 구역에서 압출기에 첨가될 수 있는 한편, 폴리프탈아미드는 후속적인 공급 구역 다운스트림에서 압출기에 첨가될 수 있다. 관능화된 폴리(페닐렌 에테르)가 사용되는 경우, 관능화된 폴리(페닐렌 에테르)는 피드 스로트에서, 또는 피드 스로트에 인접한 공급 구역에서 압출기에 첨가될 수 있는 한편, 폴리프탈아미드는 후속적인 공급 구역 다운스트림에서 압출기에 첨가될 수 있다. 진공 시스템은 제2의 순차적인 첨가 전에, 압출기에 적용되어, 미반응된 관능화제 및 임의의 다른 휘발성 물질들의 잔류 수준을 낮추기 위해 충분한 진공을 생성할 수 있다. 다른 구현예에서, 성분들의 순차적인 첨가는 복수의 압출을 통해 달성될 수 있다. 조성물은 폴리(페닐렌 에테르) 및 관능화제와 같은 선택된 성분들의 예비압출에 의해 제조되어, 펠렛화된 혼합물이 생성될 수 있다. 그런 다음, 제2 압출이 적용되어, 예비압출된 성분들을 잔류의 성분들과 조합할 수 있다. 압출기는 2-로브 또는 3-로브의 트윈 스크류 압출기일 수 있다.
본 조성물은 물품, 예컨대 엔진 유체 취급 부품, 엔진 냉각 부품, 예컨대 호스, 펌프, 매니폴드, 터보 아울렛 및 유량계의 제조에 사용될 수 있다.
구현예 1:
보강 조성물로서,
상기 조성물은
폴리프탈아미드, 지방족 폴리아미드 및 폴리(페닐렌 에테르)의 상용화된 블렌드(compatibilized blend) 55 중량% 내지 85 중량%; 및
유리 섬유 15 중량% 내지 45 중량%
를 포함하며,
상기 상용화된 블렌드는, 폴리프탈아미드, 폴리(페닐렌 에테르), 지방족 폴리아미드 및 관능화제(functionalizing agent)의 혼합물로부터 형성되며,
상기 폴리프탈아미드 및 상기 지방족 폴리아미드는 공통의 반복 유닛을 포함하며,
상기 조성물은 포스피네이트 0.1 중량% 미만 및 충격 개질제 0.1 중량% 미만을 함유하고,
중량 백분율은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하는, 보강 조성물.
구현예 2: 구현예 1에 있어서, 상기 폴리프탈아미드가
(a) 식 (I)의 유닛 60 몰% 내지 70 몰%:
Figure pct00010
상기 식 (I)에서, Q1은 1,6-헥실기이고, 반복 유닛의 방향족 부분은 테레프탈산으로부터 유래됨;
(b) Q1이 1,6-헥실기이고, 반복 유닛의 방향족 부분이 이소프탈산으로부터 유래되는 식 (I)의 유닛 20 몰% 내지 30 몰%, 및
(c) 식 (II)의 유닛 5 몰% 내지 15 몰%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 보강 조성물:
Figure pct00011
상기 식 (II)에서, Q2는 1,4-부틸기이고, Q3는 1,6-헥실기임.
구현예 3: 구현예 2에 있어서, 상기 지방족 폴리아미드가 식 II의 유닛을 50 몰% 초과로 포함하는 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
구현예 4: 구현예 1 내지 3 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 폴리프탈아미드가 15 중량% 내지 41 중량%의 양으로 존재하며, 상기 지방족 폴리아미드가 4 중량% 내지 30 중량%의 양으로 존재하며, 상기 폴리(페닐렌 에테르)가 14 중량% 내지 34 중량%의 양으로 존재하고, 중량%가 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
구현예 5: 구현예 1 내지 3 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 유리 섬유가 20 중량% 내지 24 중량%의 양으로 존재하며, 상기 폴리프탈아미드가 18 중량% 내지 38 중량%의 양으로 존재하며, 상기 지방족 폴리아미드가 7 중량% 내지 27 중량%의 양으로 존재하며, 상기 폴리(페닐렌 에테르)가 17 중량% 내지 31 중량%의 양으로 존재하고, 중량%가 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
구현예 6: 구현예 1 내지 3 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 유리 섬유가 25 중량% 내지 35 중량%의 양으로 존재하며, 상기 폴리프탈아미드가 21 중량% 내지 35 중량%의 양으로 존재하며, 상기 지방족 폴리아미드가 10 중량% 내지 24 중량%의 양으로 존재하며, 상기 폴리(페닐렌 에테르)가 20 중량% 내지 28 중량%의 양으로 존재하고, 중량%가 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
구현예 7: 구현예 1 내지 6 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 폴리프탈아미드의 용융점이 290℃ 초과이고, 유리 전이 온도가 80℃ 초과인 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
구현예 8: 구현예 1 내지 7 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 지방족 폴리아미드가 폴리아미드-6,6를 포함하는 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
구현예 9: 구현예 1 내지 8 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 유리 섬유의 평균 직경이 8 ㎛ 내지 16 ㎛인 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
구현예 10: 구현예 1 내지 9 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 유리 섬유의 평균 길이가 2.8 mm 내지 3.6 mm인 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
구현예 11: 구현예 1 내지 10 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 폴리(페닐렌 에테르)가 2,6-다이메틸-1,4-페닐렌 에테르 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
구현예 12: 구현예 1 내지 11 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 관능화제가 말레산 무수물, 푸마르산 또는 시트르산을 포함하는 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
구현예 13: 구현예 1 내지 12 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 관능화제가 시트르산인 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
구현예 14: 구현예 13에 있어서, 상기 시트르산이 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 0.2 중량% 내지 0.9 중량%의 양으로 사용되는 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
구현예 15: 구현예 1 내지 14 중 어느 한 구현예에 있어서, 블랙 안료를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
구현예 16: 구현예 16에 있어서, 상기 블랙 안료가 카본 블랙이고, 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 0.5 중량% 이하의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
구현예 17: 구현예 1 내지 16 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 조성물이 230℃에서 500시간 동안 노화 후, 파단 인장 강도(tensile strength at break)를 45% 이상 유지하는 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
구현예 18: 구현예 1 내지 17 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 유리 섬유가 나일론 유리 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
실시예
실시예는 표 2 및 하기 단락에 기술된 물질들을 사용하였다.
구성성분 등급 공급업체 설명
PPE PPO® (0.40IV) Sabic Innovative Plastics, US LLC 고유 점도가 0.40 dl/g인 폴리(2,6-다이메틸-1,4-페닐렌)에테르
시트르산 시트르산 International Chemical Incorporated 시트르산 - 관능화제
항산화제 Irganox 1010 Great Lakes Chemcial Corporation 열 안정화제
액체 포타슘
요오다이드		 액체 KI Ajay North America Incorporated 열 안정화제
쿠프러스 요오다이드 쿠프러스 요오다이드 Ajay North America Incorporated 열 안정화제
PA 6/6 Vydyne 21Z Ascend Inc. 폴리아미드 6/6
폴리프탈아미드 I Amodel A-1006 Solvay Advanced Polymers 준-방향족 나일론; 6T/6I/66
폴리프탈아미드 II Amodel A-1007 Solvay Advanced Polymers 준-방향족 나일론; 6T/6I
폴리프탈아미드 III Amodel A-6000 Solvay Advanced Polymers 준-방향족 나일론; 6T/66
고온 나일론 (HTN) HTN501 DuPont 준-방향족 나일론; 6T/2-메틸펜타메틸렌 다이아민
유리 섬유 ChopVantage®
HP 3540 		PPG 평균 길이가 3.2 mm이고 평균 직경이 10 ㎛인 분쇄된 유리 섬유
표 2에서, 폴리프탈아미드는 이들의 구성 구조 기의 몰%로 기술된다. 6T는 1,6-헥사메틸렌 다이아민 및 테레프탈산으로부터 유래되는 반복 유닛을 나타내며, 6I는 1,6-헥사메틸렌 다이아민 및 이소프탈산으로부터 유래되는 반복 유닛을 나타내고, 66은 1,6-헥사메틸렌 다이아민 및 아디프산으로부터 유래되는 반복 유닛을 나타낸다. 반복 유닛의 양 및 구조는 핵자기공명 분광법을 사용하여 확인하였다.
표 3의 실시예 또한, 첨가제들(Irganox 1010, 포타슘 요오다이드, 구리 요오다이드 및 카본 블랙)의 조합을 1.0 중량%로 함유하였으며, 시트르산 0.49 중량%를 사용하여 제조되었다. 표 4의 실시예 또한, 첨가제들(Irganox 1010, 포타슘 요오다이드, 구리 요오다이드 및 카본 블랙)의 조합을 0.7 중량%로 함유하였으며, 시트르산 0.49 중량%를 사용하여 제조되었다.
실시예는 30 mm Werner Pfleider 트윈 스크류 압출기에서 폴리(페닐렌 에테르), 시트르산, 첨가제, 폴리프탈아미드 또는 폴리아미드를 용융 블렌딩하여 제1 용융 혼합물을 형성하고, 유리 섬유를 제1 용융 혼합물과 용융 혼합함으로써 제조히였다. 폴리프탈아미드를 포함하지 않는 실시예에 대한 압출기는 248-287℃의 배럴 온도 및 287℃의 다이 온도로 설정하고, 240 회전수/minute(rpm)에서 스크류를 회전시키고, 약 18 kg/hour의 속도로 설정하였다. 폴리프탈아미드를 포함하는 실시예에 대한 압출기는 260-307℃의 배럴 온도 및 343℃의 다이 온도로 설정하고, 240 회전수/minute(rpm)에서 스크류를 회전시키고, 약 18 kg/hour의 속도로 설정하였다. 조성물의 구성성분들의 양을 표 3 및 표 4에 나타낸다. 함유량은 조성물의 총 중량을 기준으로 중량%이다. 조성물을 표 5에 나타낸 방법에 따라 성형하고, 시험하였다. 실시예를 250℃에서 열적 노화시키고, 노화된 샘플의 인장 강도를 비노화된 표본의 백분율(인장 강도의 유지 %)로서 표현하였다. 일부 실시예에 있어서, 열적 노화 후 중량 유지를 또한 확인하였다. 노화 시간을 표에 나타낸다.
비교예 1 실시예 1 비교예 2 비교예3 비교예 4 비교예 5 비교예 6 비교예 7
PPE 19.00 19.00 19.00 19.00 19.00 19.00 19.00 19.00
폴리프탈아미드 I 50.00 40.00 - - - - - -
폴리프탈아미드 II - - 50.00 45.00 40.00 - - -
HTN - - - - - 50.00 40.00 -
PA 6/6 - 10.00 - 5.00 10.00 - 10.00 50.00
유리 섬유 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00
23℃에서의 노치드 아이조드 7.7 8.2 7.2 7.4 7.4 5.0 7.4 8.8
23℃에서의 비-노치드 아이조드 51.4 52.7 35.0 31.4 27.2 23.3 35.9 57.8
250℃에서 열적 노화 후 인장 강도 유지율
250시간 63% 63% 72% 63% 68% 68% 64% 47%
500시간 58% 60% 66% 61% 65% 61% 59% x
750시간 51% 56% 57% 55% 60% 55% 51% x
1000시간 44% 52% 50% 49% 55% 45% 49% x
1500시간 x 44% x x x 22% 39% x
비교예 8 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 9 비교예 10 실시예 10 실시예 11
PPE 24.00 24.00 24.00 24.00 24.00 24.00 24.00 24.00
폴리프탈아미드 I 45.00 35.00 25.00 15.00 - - - -
폴리프탈아미드 III - - - - - 45.00 35.00 25.00
PA6/6 - 10.00 20.00 30.00 45.00 - 10.00 20.00
유리 섬유 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00
23℃에서의 노치드 아이조드 8.8 8.9 8.7 9.3 9.8 7.4 8.3 9.0
23℃에서의 비-노치드 아이조드 44 47 50 52 55 43 57 60
250℃에서 열적 노화 후 인장 강도 유지율
250시간 99% 99% 99% 99% 96% 99% 99% 99%
500시간 98% 98% 98% 97% 90% 97% 97% 97%
750시간 96% 96% 97% 96% 86% 94% 94% 94%
1000시간 93% 94% 95% 93% 83% 91% 92% 91%
1500시간 86% 90% 92% 88% 75% 86% 87% 86%
250℃에서 열적 노화 후 인장 강도 유지율
250시간 73% 73% 86% 85% 52% 65% 73% 81%
500시간 68% 71% 81% 80% 48% 61% 69% 75%
750시간 59% 67% 79% 72% 40% 59% 63% 68%
1000시간 53% 64% 74% 72% 44% 56% 62% 52%
1500시간 42% 58% 68% 65% x x 56% x
시험명 방법 유닛
노치드 아이조드 ISO 180 킬로쥴/미터2
파단 인장 강도 ISO 527 메가파스칼
실시예 1은, 공통의 반복 유닛을 가진 폴리프탈아미드 및 지방족 폴리아미드를 포함하는 보강 조성물이 폴리프탈아미드 또는 폴리아미드를 포함하는 보강 조성물(비교예 1 및 비교예 7)과 동등하거나 또는 더 양호한 인장 강도 유지율을 일관적으로 나타냄을 보여준다. 이와는 대조적으로, 공통의 반복 유닛을 갖지 않는 폴리프탈아미드 및 지방족 폴리아미드를 포함하는 보강 조성물은 이러한 동일한 현상을 일관적으로 나타내지 않는다(비교예 3 및 비교예 4). 유사하게는, 고온 나일론 및 지방족 폴리아미드를 포함하는 보강 조성물 또한, 이러한 현상을 일관적으로 나타내지 않는다(비교예 6).
표 4의 데이터는 추가적인 증거를 제공하며, 지방족 폴리아미드의 양을 증가시킴에 따라 인장 강도 유지율이 사실상 증가하고, 지방족 폴리아미드 없이 폴리프탈아미드를 포함하는 보강 조성물의 인장 강도 유지율보다 더 클 수 있음을 보여준다(실시예 2 내지 실시예 4 및 실시예 10 및 실시예 11, 비교예 8 및 비교예 10). 이는, 폴리프탈아미드 없이 지방족 폴리아미드를 포함하는 보강 조성물의 인장 강도가 열적 노화 후 확연하게 더 작은 인장 강도 유지율을 나타내기 때문에, 매우 예상치 못한 것이다(비교예 9).
명세서 및 청구항에서, 하기의 의미를 가지는 것으로 정의되어야 하는 다수의 용어들을 참조한다. 용어 "제1", "제2" 등, "일차", "이차" 등, 단수형("(a)," "(b)") 등은 본원에서, 임의의 순서, 함량 또는 중요도를 규정하는 것이 아니며, 그보다는 하나의 요소를 다른 요소와 구별하는 데 사용된다. 동일한 성분 또는 특성에 관한 모든 범위들의 종점은 종점을 포함하는 것이며 독립적으로 조합가능하다. 명세서 전체에서 "하나의 구현예," "또 다른 구현예," "일 구현예," "일부 구현예" 등은, 구현예와 관련하여 기술되는 특정 요소(예를 들어, 특색, 구조, 특성 및/또는 특징)가 본원에 기술되는 하나 이상의 구현예에 포함되며 다른 구현예에 존재하거나 또는 존재할 수 있음을 의미한다. 또한, 기술되는 요소(들)는 다양한 구현예들에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 단수형("a," "an," 및 "the")은 문맥상 명백하게 다르게 지시되지 않는 한, 복수형을 포함한다. "선택적인" 또는 "선택적으로"는, 후속적으로 기술되는 사건 또는 조건이 발생할 수 있거나 또는 발생할 수 없으며, 사건이 발생하는 경우와 발생하지 않는 경우를 상세한 설명이 포함하는 것을 의미한다.
본 발명은 전형적인 구현예에서 예시 및 기술되었지만, 다양한 변형들 및 치환들이 본 발명의 사상을 임의의 방식으로 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있기 때문에, 나타낸 상세사항들로 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 이와 같이, 본원에 개시되는 본 발명의 추가적인 변형 및 등가물은 일상적인 실험 이하로 사용하여 당해 기술 분야의 당업자에 의해 수행될 수 있으며, 모든 이러한 변형들 및 등가물은 하기의 청구항에 의해 정의되는 바와 같이 본 발명의 사상 및 범위 내에 속하는 것으로 여겨진다. 본원에서 인용되는 모든 특허 및 공개 문헌들은 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.

Claims (18)

  1. 보강 조성물로서,
    상기 조성물은
    폴리프탈아미드, 지방족 폴리아미드 및 폴리(페닐렌 에테르)의 상용화된 블렌드(compatibilized blend) 55 중량% 내지 85 중량%; 및
    유리 섬유 15 중량% 내지 45 중량%
    를 포함하며,
    상기 상용화된 블렌드는, 폴리프탈아미드, 폴리(페닐렌 에테르), 지방족 폴리아미드 및 관능화제(functionalizing agent)의 혼합물로부터 형성되며,
    상기 폴리프탈아미드 및 상기 지방족 폴리아미드는 공통의 반복 유닛을 포함하며,
    상기 조성물은 포스피네이트 0.1 중량% 미만 및 충격 개질제 0.1 중량% 미만을 함유하고,
    중량 백분율은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하는, 보강 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리프탈아미드가
    (a) 식 (I)의 유닛 60 몰% 내지 70 몰%:
    Figure pct00012

    상기 식 (I)에서, Q1은 1,6-헥실기이고, 반복 유닛의 방향족 부분은 테레프탈산으로부터 유래됨;
    (b) Q1이 1,6-헥실기이고, 반복 유닛의 방향족 부분이 이소프탈산으로부터 유래되는 식 (I)의 유닛 20 몰% 내지 30 몰%, 및
    (c) 식 (II)의 유닛 5 몰% 내지 15 몰%:
    Figure pct00013

    상기 식 (II)에서, Q2는 1,4-부틸기이고, Q3는 1,6-헥실기임,
    을 포함하는 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지방족 폴리아미드가 식 II의 유닛을 50 몰% 초과로 포함하는 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리프탈아미드가 15 중량% 내지 41 중량%의 양으로 존재하며,
    상기 지방족 폴리아미드가 4 중량% 내지 30 중량%의 양으로 존재하며,
    상기 폴리(페닐렌 에테르)가 14 중량% 내지 34 중량%의 양으로 존재하고,
    중량%가 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 섬유가 20 중량% 내지 24 중량%의 양으로 존재하며,
    상기 폴리프탈아미드가 18 중량% 내지 38 중량%의 양으로 존재하며,
    상기 지방족 폴리아미드가 7 중량% 내지 27 중량%의 양으로 존재하며,
    상기 폴리(페닐렌 에테르)가 17 중량% 내지 31 중량%의 양으로 존재하고,
    중량%가 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 섬유가 25 중량% 내지 35 중량%의 양으로 존재하며,
    상기 폴리프탈아미드가 21 중량% 내지 35 중량%의 양으로 존재하며,
    상기 지방족 폴리아미드가 10 중량% 내지 24 중량%의 양으로 존재하며,
    상기 폴리(페닐렌 에테르)가 20 중량% 내지 28 중량%의 양으로 존재하고,
    중량%가 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리프탈아미드의 용융점이 290℃ 초과이고, 유리 전이 온도가 80℃ 이상인 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지방족 폴리아미드가 폴리아미드-6,6를 포함하는 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 섬유의 평균 직경이 8 ㎛ 내지 16 ㎛인 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 섬유의 평균 길이가 2.8 mm 내지 3.6 mm인 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리(페닐렌 에테르)가 2,6-다이메틸-1,4-페닐렌 에테르 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관능화제가 말레산 무수물, 푸마르산 또는 시트르산을 포함하는 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관능화제가 시트르산인 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 시트르산이 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 0.2 중량% 내지 0.9 중량%의 양으로 사용되는 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    블랙 안료를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
  16. 제16항에 있어서,
    상기 블랙 안료가 카본 블랙이고, 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 0.5 중량% 이하의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조성물이 230℃에서 500시간 동안 노화 후, 파단 인장 강도(tensile strength at break)를 45% 이상 유지하는 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 섬유가 나일론 유리 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는, 보강 조성물.
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