KR20230013060A - 소음 진동 및 하시니스를 개선하기 위한 폴리아미드 제형 - Google Patents

소음 진동 및 하시니스를 개선하기 위한 폴리아미드 제형 Download PDF

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브래들리 제이 스파크스
제이콥 지 레이
테드 비에조렉
카이 벡커
아벨리노 리마
타리크 오웨이린
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Abstract

하나 이상의 반-결정성(semi-crystalline) 폴리아미드 및 무정형 폴리아미드 또는 반-결정성 코폴리아미드, 예를 들어 PA66/6를 포함하는 폴리아미드 조성물이 본원에서 제공된다. 제공되는 조성물은 종래의 폴리아미드 조성물보다 고온 소음 및 하시니스 댐핑(harshness damping)에 더 효과적인 방진재(防振材)(vibration isolator)로서 특히 유용하다. 또한, 제공되는 조성물을 제조하는 방법 및 제공되는 조성물을 포함하는 물품이 제공된다.

Description

소음 진동 및 하시니스를 개선하기 위한 폴리아미드 제형
본 발명은 폴리아미드 조성물, 특히 조성물이 자동차 방진재(防振材)(vibration isolator)에서 특히 유용하도록 승온에서 개선된 댐핑 성능(damping performance)을 갖는 폴리아미드 조성물에 관한 것이다.
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2020년 5월 14일자로 출원된 미국 가출원 제63/024,872호; 2020년 6월 26일자로 출원된 미국 가출원 제63/045,009호; 및 2020년 11월 30일자로 출원된 미국 가출원 제63/119,201호에 대한 우선권을 주장하며; 이들 각각의 문헌은 본원에서 참고로 포함된다.
많은 시장, 예를 들어 자동차 시장, 가전 제품 시장, 및 전자 제품 시장에서 바람직하지 않은 진동 및 관련 소음 발생을 감소시킬 필요가 있다. 일례로서, 자동차 산업은 경량 차량의 채택이 증가하고 있는 추세이다. 그런 이유로, 경량 알루미늄 및 중합체 재료의 사용이 증가하여 왔다. 그러나, 이러한 디자인과 재료를 사용하면 차량 진동 및 진동 관련 소음과 관련된 추가적인 문제가 발생한다. 또한, 연소식 엔진과 관련된 소리 생성이 없는 전기 자동차의 채택이 증가함에 따라 실내 소음에 대한 소비자의 인식이 높아졌다.
일반적으로, 이러한 소음 및 진동 문제는 두 가지 접근 방식, 즉 진동에 더 잘 견디도록 구조 형상을 강화하는 방식과 진동의 크기를 감소시키기 위한 구조적 댐핑을 통해 관리되어 왔다. 이러한 솔루션과 함께, 음향 기술을 사용하여 음파가, 예를 들어, 자동차 객실 내의 승객에게 도달하기 전에 음파 발생원으로부터 음파를 흡수, 반사, 및 격리할 수 있다.
구조적 댐핑 접근 방식은, 예를 들어, 자동차 엔진 마운트 브래킷과 같은 방진재의 제조 시에 중합체 재료를 사용하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 재료의 댐핑 특성은 중합체 망상 조직이 변형된 후 그의 이완 및 회복에 부분적으로 의존할 수 있다. 이러한 중합체 특성은 재료 온도와 분자 운동 사이의 직접적인 관계로 인하여 주파수 효과 및 온도 효과 모두에 크게 좌우된다. 따라서, 선택된 온도 및 주파수 범위에 걸쳐 다양한 댐핑, 강도, 내구성, 크리프 저항, 열 안정성, 및 기타 다른 바람직한 특성을 갖도록 상이한 중합체 재료가 개발되어 왔다.
이러한 노력에도 불구하고, 매우 다양한 작동 조건에 걸쳐 이러한 특성 중 하나 이상을 동시에 충족시키기 위해 중합체 재료를 맞추는 것은 어려웠다. 예를 들어, 유리 섬유 강화(GFR: glass fiber reinforced) 나일론 화합물은 내연기관의 방진 부품에 광범위하게 사용되어 왔다. 그러나, 이러한 화합물은 작동 온도가 70℃에 접근함에 따라 효과가 크게 감소하게 된다.
따라서, 목적하는 기계적 강도 특성을 유지하면서 더 높은 온도에서 효과적인 소음 진동 흡수를 제공할 수 있는 폴리아미드 조성물에 대한 필요성이 존재한다.
일 양태에서, 본 개시내용은 하나 이상의 무정형 폴리아미드, 및 하나 이상의 반-결정성 폴리아미드를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 조성물은, 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 가질 경우에 40℃ 초과, 예를 들어 50℃ 초과의 온도(73℃ 내지 103℃ 범위)에서 최대 점탄성 손실 계수(viscoelastic loss factor)(tan(δ))를 나타낸다. 일부 실시형태에서, 조성물 내의 하나 이상의 무정형 폴리아미드의 조합 농도(combined concentration)는 10 중량% 내지 70 중량%(3 중량% 내지 65 중량% 또는 3 중량% 내지 53 중량%)의 범위이다. 일부 실시형태에서, 하나 이상의 무정형 폴리아미드 중 적어도 하나는 100℃ 초과(100℃ 내지 150℃ 범위)의 유리 전이 온도(Tg)를 나타낸다. 일부 실시형태에서, 무정형 폴리아미드 중 적어도 하나는 무정형 코폴리아미드를 포함한다. 일부 경우에, 무정형 폴리아미드는 MPMD-T 및 MPMD-I의 폴리아미드 블렌드를 포함하고/하거나 반-결정성 폴리아미드는 PA66/6C를 포함한다. 일부 실시형태에서, 조성물 중 하나 이상의 반-결정성 폴리아미드의 조합 농도는 10 중량% 내지 70 중량%, 예를 들어, 30 중량% 내지 80 중량%의 범위이다. 일부 실시형태에서, 반-결정성 폴리아미드 중 적어도 하나는 PA66 폴리아미드이다. 일부 실시형태에서, 반-결정성 폴리아미드 중 적어도 하나는 PA6 폴리아미드이다. 일부 실시형태에서, 반-결정성 폴리아미드 중 적어도 하나는 PA66/6 (코)폴리아미드 및/또는 PA66/6C이다. 일부 실시예에서, 반-결정성 폴리아미드 중 적어도 하나는 PA66/6I 폴리아미드이다. 일부 실시형태에서, PA66/6I 폴리아미드 중 적어도 하나는 5 mol% 내지 13 mol% 범위의 이소프탈산 함량을 포함한다. 일부 실시형태에서, 조성물 중 하나 이상의 반-결정성 폴리아미드의 조합 중량 대 조성물 중 하나 이상의 무정형 폴리아미드의 조합 중량의 비율은 0.06:1 내지 13:1(1:1 내지 13:1)의 범위이다. 일부 실시형태에서, 조성물은 0.1 중량% 내지 2 중량%의 적어도 하나의 윤활제를 추가로 포함한다. 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 윤활제는 알루미늄 스테아레이트를 포함한다. 일부 실시형태에서, 조성물은 0.1 중량% 내지 2 중량%의 적어도 하나의 열 안정화제를 추가로 포함한다. 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 열 안정화제는 구리를 포함한다. 일부 실시형태에서, 조성물은 15 중량% 내지 60 중량%의 적어도 하나의 광물 또는 섬유 보강제를 추가로 포함한다. 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 광물 또는 섬유 보강제는 유리 섬유를 포함한다. 일부 실시형태에서, 최대 tan(δ)는 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 가질 때 0.057 내지 0.245(0.095 내지 0.245) 범위의 값을 갖는다. 일부 실시형태에서, (1) 1.82 MPa에서 조성물에 의해 나타나는 열 변형 온도(HDT: heat distortion temperature)와 (2) 조성물에 의해 나타나는 용융 온도(Tm) 사이의 차이는 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 가질 때 1℃ 내지 100℃(15℃ 내지 45℃)의 범위이다. 일부 실시형태에서, 조성물은 20 중량% 내지 55 중량%의 반-결정성 PA66 폴리아미드; 20 중량% 내지 55 중량%의 반-결정성 PA66/6I 폴리아미드; 0 내지 11 중량%의 반-결정성 PA6 폴리아미드; 8 중량% 내지 40 중량%의 무정형 폴리아미드; 15 중량% 내지 60 중량%의 유리 섬유; 0.1 중량% 내지 2 중량%의 알루미늄 스테아레이트; 0.1 중량% 내지 2 중량%의 구리 열 안정화제; 0 내지 6 중량%의 착색제; 및 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 포함하며; 이때 조성물의 최대 tan(δ) 값은 0.095 내지 0.15의 범위이며 75℃ 내지 95℃의 온도에서 나타난다. 일부 실시형태에서, 조성물은, 표준 시험 방법 ASTM D882-18(2018)에 따라 측정하였을 때, 150 MPa 내지 255 MPa 범위의 인장 강도를 나타낸다. 일부 실시형태에서, 조성물은, 표준 시험 방법 ASTM D882-18(2018)에 따라 측정하였을 때, 1.5% 내지 5% 범위의 파단 연신율(elongation at break)을 나타낸다. 일부 실시형태에서, 조성물은, 표준 시험 방법 ASTM D882-18(2018)에 따라 측정하였을 때, 9.5 GPa 내지 20.5 GPa 범위의 인장 모듈러스를 나타낸다. 일부 실시형태에서, 조성물은 7 kJ/m2 내지 15 kJ/m2 범위의 노치드 샤르피 충격 강도(notched Charpy impact strength)를 나타낸다. 일부 실시형태에서, 조성물은 50 kJ/m2 내지 100 kJ/m2 범위의 언노치드(un-notched) 샤르피 충격 강도를 나타낸다. 일부 실시형태에서, 조성물은 205℃ 내지 285℃ 범위의 Tm을 나타낸다. 일부 실시형태에서, 조성물은 185℃ 내지 255℃ 범위의 1.82 MPa에서의 HDT를 나타낸다. 일부 실시형태에서, 조성물은: 20 중량% 내지 55 중량%의 반-결정성 PA66 폴리아미드; 20 중량% 내지 55 중량%의 반-결정성 PA66/6I 폴리아미드; 0 내지 11 중량%의 반-결정성 PA6 폴리아미드; 8 중량% 내지 40 중량%의 무정형 폴리아미드; 15 중량% 내지 60 중량%의 유리 섬유; 0.1 중량% 내지 2 중량%의 알루미늄 스테아레이트; 0.1 중량% 내지 2 중량%의 구리 열 안정화제; 0 내지 6 중량%의 착색제; 및 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 포함하며; 여기서, 조성물의 최대 tan(δ)는 75℃ 내지 95℃ 범위의 온도에서 나타나고; (1) 1.82 MPa에서의 조성물의 HDT와 (2) 조성물의 Tm 사이의 차이는 15℃ 내지 45℃의 범위이다. 일부 실시형태에서, 조성물은: 20 중량% 내지 55 중량%의 반-결정성 PA66 폴리아미드; 20 중량% 내지 55 중량%의 반-결정성 PA66/6I 폴리아미드; 0 내지 11 중량%의 반-결정성 PA6 폴리아미드; 8 중량% 내지 40 중량%의 무정형 폴리아미드; 15 중량% 내지 60 중량%의 유리 섬유; 0.1 중량% 내지 2 중량%의 알루미늄 스테아레이트; 0.1 중량% 내지 2 중량%의 구리 열 안정화제; 0 내지 6 중량%의 착색제; 및 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 포함하며; 여기서, 조성물의 최대 tan(δ)는 75℃ 내지 95℃ 범위의 온도에서 나타나고; 조성물의 인장 강도는 185 MPa 내지 205 MPa의 범위이다. 일부 경우에, 인장 모듈러스는 9.5 GPa를 초과하며, 조성물은, 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 가질 경우에 42℃ 초과의 온도에서 최대 점탄성 손실 계수(tan(δ))를 나타낸다. 일부 경우에, 인장 모듈러스는 9.5 GPa를 초과하며, 열 변형 온도는 185℃를 초과한다. 일부 실시형태에서, 조성물은 20 중량% 내지 55 중량%의 반-결정성 PA66 폴리아미드; 0 내지 11 중량%의 반-결정성 PA6 폴리아미드; 10 중량% 내지 70 중량%의 MPMD-T/MPMD-I와의 폴리아미드 블렌드; 15 중량% 내지 60 중량%의 유리 섬유; 0.1 중량% 내지 2 중량%의 스테아레이트; 0.1 중량% 내지 2 중량%의 열 안정화제; 0 내지 6 중량%의 착색제; 및 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 포함한다. 일부 경우에, 조성물은 10 중량% 내지 70 중량%의 반-결정성 P; 0 내지 11 중량%의 반-결정성 PA6 폴리아미드; 10 중량% 내지 70 중량%의 무정형 폴리아미드; 15 중량% 내지 60 중량%의 유리 섬유; 0.1 중량% 내지 2 중량%의 스테아레이트; 0.1 중량% 내지 2 중량%의 열 안정화제; 0 내지 6 중량%의 착색제; 및 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 포함한다. 일부 경우에, 조성물은 100℃ 내지 200℃의 Tg를 갖는 저 Tg 중합체, 및 0℃ 내지 160℃의 Tg를 갖는 고 Tg 중합체를 포함한다.
또 다른 양태에서, 본 개시내용은 1 중량% 내지 50 중량%의 반-결정성 PA66/6 (코)폴리아미드, 및 4 중량% 내지 32 중량%의 제2 반-결정성 폴리아미드 또는 무정형 수지를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 조성물은, 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 가질 경우에 50℃ 초과의 온도(73℃ 내지 103℃ 범위)에서 최대 tan(δ)를 나타낸다. 일부 실시형태에서, 반-결정성 PA66/6I 폴리아미드는 5 mol% 내지 30 mol% 범위의 이소프탈산 함량을 포함한다. 일부 실시형태에서, 최대 tan(δ)는 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 가질 때 0.057 내지 0.245(0.095 내지 0.245) 범위의 값을 갖는다. 일부 실시형태에서, 무정형 폴리아미드는 100℃ 초과(100℃ 내지 150℃ 범위)의 유리 전이 온도(Tg)를 나타낸다. 일부 실시형태에서, 무정형 폴리아미드는 부분 방향족 폴리아미드를 포함한다. 일부 실시형태에서, 무정형 폴리아미드는 무정형 코폴리아미드를 포함한다. 일부 실시형태에서, 제2 반-결정성 폴리아미드는 PA66 폴리아미드를 포함한다. 일부 실시형태에서, 제2 반-결정성 폴리아미드는 PA6 폴리아미드를 포함한다. 일부 실시형태에서, 제2 반-결정성 폴리아미드는 PA66/I 폴리아미드를 포함한다. 일부 실시형태에서, 조성물은 0.1 중량% 내지 2 중량%의 적어도 하나의 윤활제를 추가로 포함한다. 일부 실시형태에서, 윤활제는 알루미늄 스테아레이트를 포함한다. 일부 실시형태에서, 조성물은 0.1 중량% 내지 2 중량%의 적어도 하나의 열 안정화제를 추가로 포함한다. 일부 실시형태에서, 열 안정화제는 구리를 포함한다. 일부 실시형태에서, 조성물은 15 중량% 내지 60 중량%의 적어도 하나의 광물 또는 섬유 보강제를 추가로 포함한다. 일부 실시형태에서, 광물 또는 섬유 보강제는 유리 섬유를 포함한다. 일부 실시형태에서, 조성물은, 표준 시험 방법 ASTM D882-18(2018)에 따라 측정하였을 때, 150 MPa 내지 255 MPa 범위의 인장 강도를 나타낸다. 일부 실시형태에서, 조성물은, 표준 시험 방법 ASTM D882-18(2018)에 따라 측정하였을 때, 1.5% 내지 5% 범위의 파단 연신율을 나타낸다. 일부 실시형태에서, 조성물은, 표준 시험 방법 ASTM D882-18(2018)에 따라 측정하였을 때, 9.5 GPa 내지 20.5 GPa 범위의 인장 모듈러스를 나타낸다. 일부 실시형태에서, 조성물은 7 kJ/m2 내지 15 kJ/m2 범위의 노치드 샤르피 충격 강도를 나타낸다. 일부 실시형태에서, 조성물은 50 kJ/m2 내지 100 kJ/m2 범위의 언노치드 샤르피 충격 강도를 나타낸다.
또 다른 양태에서, 본 개시내용은 본원에서 개시되는 임의의 조성물을 갖는 수지로부터 성형된 물품에 관한 것이다. 물품은 연결 부품(connecting part)일 수 있으며, 이는 제1 구성요소와 접촉하는 부품 바디(part body); 및 제1 및 제2 구성요소를 연결하기 위해 제2 구성요소와 접촉하는 부품 탭(part tab); 선택적인 구조적 지지대(support piece)를 포함할 수 있으며; 부품 바디 및 부품 탭 중 적어도 하나는 전술한 조성물을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 부품은 엔진 마운트(engine mount), 차동 마운트(differential mount), 토크 로드(torque rod), 및 HVAC 컴프레서 브래킷(compressor bracket), 스트럿 마운트(strut mount), 쇼크 업소버 마운트(shock absorber mount) 또는 트랜스미션 마운트(transmission mount), 또는 이들의 조합이다.
일부 실시형태에서, 본 개시내용은 제1 구성요소를 제2 구성요소에 연결하는 방법에 관한 것으로, 이 방법은: 부품 바디 및 부품 탭을 포함하는 연결 부품을 제공하는 단계; 부품 바디를 제1 구성요소와 접촉시키는 단계; 및 부품 탭을 제2 구성요소와 접촉시켜 제1 및 제2 구성요소를 연결하는 단계를 포함하며, 여기서 부품은 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 가질 때 40℃ 초과의 온도에서 최대 tan(δ)를 나타낸다. 연결 부품은 엔진 마운트일 수 있고, 제1 구성요소는 엔진일 수 있으며, 제2 구성요소는 섀시(chassis)일 수 있다.
도 1은 본원에서 기술되는 폴리아미드 조성물의 일부 실시형태의 tan(δ) 성능을 나타내는 그래프이다.
본 개시내용은 일반적으로, 예를 들어 댐핑 재료로서 사용될 때, 상승된 작동 온도에서 진동 소음 차단 특성에서 유리한 개선을 제공하는 폴리아미드 조성물에 관한 것이다.
예를 들어, 아직 달성되지는 않았지만, 예를 들어 점탄성 손실 계수 tan(δ)에 의해 측정하였을 때, 폴리아미드 조성물이 특정 자동차 응용 분야에서 존재할 수 있고 72℃를 초과하는 온도를 포함할 수 있는 작동 조건 하에 진동을 효과적으로 차단하기에 충분한 댐핑 능력을 갖는 것이 유리할 것이다. 제공되는 조성물의 댐핑 성능의 하나의 척도는 점탄성 손실 계수(tan(δ))가 최대치를 나타내는 온도이다. 일반적으로, 이러한 최대치의 온도가 높을수록 조성물이 더 높은 온도에서 진동과 소음을 댐핑하고 차단하는 데 더 효과적이다. 또한, 폴리아미드 조성물은 이러한 상승된 환경적 온도에서 우수한 강도 특성, 예를 들어, 높은 인장 강도, 파단 연신율, 내충격성, 및 내피로성을 나타내는 것이 유리하다.
폴리아미드는 흡습성이고 수분을 흡수하는 경향이 있으며, 폴리아미드 조성물의 성능 특성은 조성물 수분 함량에 따라 달라질 수 있다. 그리고, 일부 응용 분야, 예를 들어, 자동차 부품은 종종 더 높은 온도 조건 및/또는 높은 습도 조건(예를 들어, 습도는 지리적 관할 구역에 따라 다를 수 있음) 하에 작동하기 때문에, 저수분 조성물이 특히 바람직한 것으로 밝혀졌다. 특히, (경량) 흡습성 중합체, 예를 들어, 나일론이 사용되는 경우, 조성 수분이 고려/감안되어야 한다. 이와 같이, 낮은 수분 함량에서 측정된 성능, 예를 들어, 낮은 수분 함량(예를 들어, 0.2 중량% 이하)에서의 tan(δ) 성능은 특히 밀접한 관련이 있는 메트릭(metric)인 것으로 밝혀졌는데, 이는 그것이 외부 환경 영향이 거의 또는 전혀 없는 벤치마크 메트릭으로 이어지기 때문이다. 더 높은 수분 함량을 사용하고 성능 가중치(performance weight)를 측정할 때, 성능 및 그의 측정치에 더 많은 불확실성이 존재할 수 있다. 중요한 것은 낮은 수분 함량에서의 측정치/성능이 높은 수분 함량에서의 측정치/성능과 일치하지 않을 수 있다는 사실이다. 이는 특히 흡습성 중합체에 해당한다. 유리하게는, 본원에서 개시되는 폴리아미드 조성물은 일반적으로, 특히 낮은 수분 함량에서 측정하였을 경우에 성능 특성의 상승적 조합을 나타낸다.
그러나, 종래의 폴리아미드 조성물의 경우에는 이러한 성능 특징을 달성하기 어려웠다. 이에 대한 한 가지 이유는, 종래의 조성물(낮은 수분 등)은 40℃ 이하, 예를 들어 72℃ 이하의 낮은 온도에서 그들의 피크 tan(δ)를 나타낸다는 사실이며, 이는 조성물의 최대 댐핑 능력이 단지 낮은 온도에서만 관찰된다는 것을 나타낸다. 또한, 폴리아미드 조성물을 강화하기 위해 전형적으로 사용되는 변형은 이러한 재료의 열 특성 및 댐핑 특성을 저하시키는 효과가 아주 흔하게 발생하여 최대 tan(δ)를 나타내는 온도를 추가로 감소시킨다.
본 발명자들은 놀랍게도 특정 유형, 양 및 비율로 선택적으로 첨가되는 본원에서 개시되는 폴리아미드의 특정 조합을 사용하여 개선된 더 높은 최대 tan(δ) 온도를 갖는 조성물을 형성할 수 있다는 사실을 발견하였다. 특히, 이러한 결과는 반-결정성 폴리아미드(A)와 1) 무정형 폴리아미드(B1); 및/또는 2) 또 다른 반-결정성 코폴리아미드(B2)를 조합한 조성물, 예를 들어 PA66/6 폴리아미드 또는 PA66/6C 폴리아미드(여기서, A는 B2와 상이할 수 있음)에서 발견되었다. 특히, 고온 댐핑을 개선하는데 있어서의 무정형 폴리아미드 또는 PA66/6 폴리아미드에 대한 중요성은 이전에는 인지하지 못하였다. 개선된 댐핑 성능은 더 높은 최대 tan(δ) 온도뿐만 아니라 많은 경우에 더 높은 최대 tan(δ) 점탄성 값에도 또한 영향을 미친다. 중요하게는, 기계적 특성, 예를 들어, 강도 및 내충격성이 높은 수준으로 유지되기 때문에(이전에는 단지 무정형 또는 PA66/6I 폴리아미드 첨가제가 부재할 경우에만 관찰됨), 제공되는 조성물은 특히 높은 안정성과 높은 댐핑 모두에 대한 이중 수요를 갖는 응용 분야에 매우 적합하다.
또한, 다른 열적 특성은 무정형 또는 PA66/6 첨가제가 없는 제형과 유사한 수준으로 유사하게 유지되기 때문에, 제공되는 조성물은 또한 현존하는 제조 공정, 예를 들어, 성형 및 열성형 공정과의 우수한 상용성을 제공한다. 추가적으로, 일부 실시형태에서, 조성물의 열 변형 온도(HDT)는 조성물 용융 온도(Tm)에 가깝다, 예를 들어, 조성물 용융 온도(Tm)의 45℃ 이내 또는 35℃ 이내이다. 중합체 조성물의 Tm은 조성물 중에 존재하는 다른 충전제 및 첨가제의 존재에 의해 실질적으로 영향을 받지 않는 반면, 중합체 조성물의 HDT는 일반적으로 충전제 로딩 수준이 상승함에 따라 증가하기 때문에, 개시되는 보강된 조성물의 일부 실시형태의 HDT와 Tm 사이의 놀라운 유사성은 가공의 용이성과 관련된 또 다른 이점을 제공할 수 있다.
전체적인 성능은 일부 특정 응용 분야, 예를 들어, 사용시에 하나의 자동차 구성요소를 또 다른 자동차 구성요소에 연결하는, 예를 들어, 엔진을 섀시에 마운트하는 전술한 자동차 부품에 대해 특히 중요하다. 이러한 응용 분야에서, 진동을 효과적으로 차단하는 부품(개시되는 NVH 조성물로부터 제조됨)의 능력은 정숙한 성능(quieted performance)을 초래한다. 종래의 연결 부품은 유사한 성능을 달성하기 위해 종종 고무 피스를 다수의 단단한 구조재(금속) 피스와 함께 사용한다. 개시되는 NVH 조성물이 부품을 연결하기 위해 사용될 때, 이러한 다중 피스 구성이 감소/회피될 수 있고, 이는 다중 피스의 수/크기를 감소/제거하여 제조 효율을 개선하는 것으로 여겨진다.
본 개시내용은, 일부 실시형태에서, 하나 이상의 무정형 폴리아미드 및 하나 이상의 반-결정성 폴리아미드를 포함하는 폴리아미드 조성물에 관한 것이다. 일부 실시형태에서, 본 개시내용은 제1 반-결정성 (코)폴리아미드, 예를 들어, PA66/6 (코)폴리아미드, 및 제2 반-결정성 폴리아미드 및/또는 무정형 폴리아미드를 포함하는 폴리아미드 조성물에 관한 것이다. 이러한 폴리아미드 조성물은 고온 댐핑에서 놀라운 개선을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 조성물은, 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 가질 경우에 40℃ 초과, 예를 들어, 72℃ 초과의 온도에서 최대 점탄성 손실 계수(tan(δ))를 나타낸다.
조성물
무정형 폴리아미드
일 양태에서, 하나 이상의 무정형 폴리아미드를 포함하는 폴리아미드 조성물이 개시된다. 본원에서 사용되는 용어 "폴리아미드" 또는 "나일론"은 적어도 50 mol%, 예를 들어 적어도 60 mol%, 적어도 70 mol%, 적어도 80 mol%, 적어도 90 mol%, 적어도 92 mol%, 적어도 94 mol%, 적어도 96 mol%, 적어도 98 mol%, 또는 적어도 99 mol%의 적어도 하나의 아미드기를 포함하는 반복 단위를 함유하는 중합체를 지칭한다. 본원에서 사용되는 용어 "무정형 폴리아미드"는 실질적으로 결정성 영역, 예를 들어 결정성 영역을 포함하지 않고 명확한 융점을 나타내지 않는 폴리아미드를 지칭한다. 조성물은 하나 이상의 반-결정성 폴리아미드를 추가로 포함한다. 본원에서 사용되는 용어 "반-결정성 폴리아미드"는 적어도 하나의 결정성 영역을 포함하고 명확한 융점을 나타내는 폴리아미드를 지칭한다. 이러한 폴리아미드 조성물은 고온 댐핑에서 놀라운 개선을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 조성물은, 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 가질 경우에 상기 및 본원에서 언급되는 온도에서 최대 점탄성 손실 계수(tan(δ))를 나타낸다. 일부 실시형태에서, 조성물은, 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 가질 경우에 조성물에 의해 나타나는 Tm과 35℃ 미만으로 상이한 HDT를 추가로 나타낸다. 다른 성능 특징은 아래에서 논의된다.
일부 실시형태에서, 조성물 중 하나 이상의 무정형 폴리아미드의 조합 농도는 3 중량% 내지 75 중량%, 예를 들어, 3 중량% 내지 65 중량%, 3 중량% 내지 60 중량%, 5 중량% 내지 55 중량%, 3 중량% 내지 53 중량%, 3 중량% 내지 33 중량%, 7 중량% 내지 32 중량%, 8 중량% 내지 38 중량%, 13 중량% 내지 43 중량%, 18 중량% 내지 48 중량%, 30 중량% 내지 60 중량%, 또는 23 중량% 내지 53 중량%의 범위이다. 무정형 폴리아미드의 조합 농도는 8 중량% 내지 40 중량%, 예를 들어, 8 중량% 내지 27.2 중량%, 11.2 중량% 내지 30.4 중량%, 14.4 중량% 내지 33.6 중량%, 17.6 중량% 내지 36.8 중량%, 또는 20.8 중량% 내지 40 중량%의 범위일 수 있다. 상한의 관점에서, 무정형 폴리아미드 농도는 75 중량% 미만, 예를 들어, 70 중량% 미만, 65 중량% 미만, 60 중량% 미만, 55 중량% 미만, 53 중량% 미만, 48 중량% 미만, 43 중량% 미만, 40 중량% 미만, 36.8 중량% 미만, 33.6 중량% 미만, 30.4 중량% 미만, 27.2 중량% 미만, 24 중량% 미만, 20.8 중량% 미만, 17.6 중량% 미만, 14.4 중량% 미만, 11.2 중량% 미만, 또는 8 중량% 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 무정형 폴리아미드 농도는 3 중량% 초과, 예를 들어, 7 중량% 초과, 11.2 중량% 초과, 14.4 중량% 초과, 17.6 중량% 초과, 20.8 중량% 초과, 24 중량% 초과, 27.2 중량% 초과, 30.4 중량% 초과, 33.6 중량% 초과, 36.8 중량% 초과, 40 중량% 초과, 43 중량% 초과, 또는 48 중량% 초과일 수 있다. 더 높은 농도, 예를 들어, 53 중량% 초과의 농도, 및 더 낮은 농도, 예를 들어, 3 중량% 미만의 농도도 또한 고려된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "초과(greater than)" 및 "미만(less than)" 한계는 또한 그와 관련된 숫자를 포함할 수 있다. 달리 말하면, "초과" 및 "미만"은 "이상(greater than or equal to)" 및 "이하(less than or equal to)"로 해석될 수 있다. 이러한 언어는 "또는 같다(or equal to)"를 포함하도록 청구범위에서 후속적으로 수정될 수 있는 것으로 고려된다. 예를 들어, "4.0 초과"는 "4.0 이상"으로 해석될 수 있으며, 이후 청구범위에서 "4.0 이상"으로 수정될 수 있다.
일부 실시형태에서, 무정형 폴리아미드의 농도는 4 중량% 내지 32 중량%, 예를 들어, 4 중량% 내지 20.8 중량%, 6.8 중량% 내지 23.6 중량%, 9.6 중량% 내지 26.4 중량%, 12.4 중량% 내지 29.2 중량%, 또는 15.2 중량% 내지 32 중량%의 범위이다. 상한의 관점에서, 무정형 폴리아미드의 농도는 32 중량% 미만, 예를 들어 29.2 중량% 미만, 26.4 중량% 미만, 23.6 중량% 미만, 20.8 중량% 미만, 18 중량% 미만, 15.2 중량% 미만, 12.4 중량% 미만, 9.6 중량% 미만, 또는 6.8 중량% 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 무정형 폴리아미드 농도는 4 중량% 초과, 예를 들어, 6.8 중량% 초과, 9.6 중량% 초과, 12.4 중량% 초과, 15.2 중량% 초과, 18 중량% 초과, 20.8 중량% 초과, 23.6 중량% 초과, 26.4 중량% 초과, 또는 29.2 중량% 초과일 수 있다. 더 높은 농도, 예를 들어, 32 중량% 초과의 농도, 및 더 낮은 농도, 예를 들어, 4 중량% 미만의 농도도 또한 고려된다.
일부 실시형태에서, 무정형 폴리아미드의 농도는 10 중량% 내지 70 중량%, 예를 들어, 15 중량% 내지 60 중량%, 15 중량% 내지 50 중량%, 20 중량% 내지 45 중량%, 25 중량% 내지 40 중량%, 30 중량% 내지 40 중량%, 또는 30 중량% 내지 37 중량%의 범위이다. 상한의 관점에서, 무정형 폴리아미드 농도는 70 중량% 미만, 예를 들어, 65 중량% 미만, 60 중량% 미만, 65 중량% 미만, 55 중량% 미만, 50 중량% 미만, 45 중량% 미만, 40 중량% 미만, 또는 37 중량% 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 무정형 폴리아미드 농도는 10 중량% 초과, 예를 들어, 15 중량% 초과, 20 중량% 초과, 25 중량% 초과, 27 중량% 초과, 30 중량% 초과, 또는 31 중량% 초과일 수 있다. 더 높은 농도, 예를 들어, 70 중량% 초과의 농도, 및 더 낮은 농도, 예를 들어, 10 중량% 미만의 농도도 또한 고려된다.
일부 실시형태에서, 무정형 폴리아미드는 이소프탈산 및/또는 테레프탈산 함량을 갖는 폴리아미드를 포함한다. 예를 들어, 무정형 폴리아미드는 PA-4T/4I; PA-4T/6I; PA-5T/5I; PA-6,6/6T; PA-6T/6I; PA-6T/6I/6; PA-6T/6; PA-6T/6I/66; PA-6T/66; PA-6I/6T, PA-6T/6; PA-6,6/6I/6; PA-6I/6; or 6T/6I/6, PA-6T/610; PA-10T/612; PA-10T/106; PA-6T/612; PA-6T/10T; PA-6T/10I; PA-9T; PA-10T; PA-12T; PA-10T/10I; PA-10T/12; PA-10T/11; PA-6T/9T; PA-6T/12T; PA-6T/10T/6I; PA-6T/6I/6; PA-6T/61/12; MPMD-T; MPMD-I; 또는 MPMD-T/MPMD-I와의 폴리아미드 블렌드, 예를 들어 DT/DI 블렌드; 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 폴리아미드의 무정형 또는 반-결정성 특성은 다양한 중합체 단위의 백분율의 함수일 수 있다. 전술한 폴리아미드는, 일부 경우에, 본원에 정의되는 바와 같이 "무정형" 또는 "반-결정성"으로 제형화될 수 있다. 일부 실시형태에서, 이러한 폴리아미드는 중합체 단위에 따라 반-결정성일 수 있거나 무정형일 수 있다. 당업자는 중합체의 무정형 또는 반-결정성(본원에서 정의되는 바와 같음) 특성을 측정하는 방법을 이해할 것이다. 예를 들어, PA-6I/6T 폴리아미드가 실질적으로 결정성 영역, 예를 들어 결정성 영역을 포함하지 않고 명확한 융점을 나타내지 않도록 제형화된 경우, PA-6I/6T는 "무정형 PA-6I/6T"로 간주될 것이다.
일부 경우에, 무정형 폴리아미드의 이소프탈산 함량 대 테레프탈산 함량의 몰비는, 예를 들어, 37:63 내지 15:85, 예를 들어 37:63 내지 70:30, 43:57 내지 75:25, 48:52 내지 79:21, 54:46 내지 82:18, 또는 60:40 내지 85:15의 범위일 수 있다. 상한의 관점에서, 이소프탈산 대 테레프탈산 함량비는 85:15 미만, 예를 들어 82:18 미만, 79:21 미만, 75:25 미만, 70:30 미만, 65:35 미만, 60:40 미만, 54:46 미만, 48:52 미만, 또는 43:57 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 이소프탈산 대 테레프탈산 함량비는 37:63 초과, 예를 들어 43:57 초과, 48:52 초과, 54:46 초과, 60:40 초과, 65:35 초과, 70:30 초과, 75:25 초과, 79:81 초과, 또는 82:18 초과일 수 있다. 더 높은 비율, 예를 들어, 85:15 초과, 및 더 낮은 비율, 예를 들어, 37:63 미만도 또한 고려된다. 제공되는 조성물에서 사용하기에 적합한 예시적인 무정형 폴리아미드 시판 제품은 EMS Chemie의 GRIVORY® G-21 및 DuPont의 SELAR® PA3426을 포함한다.
제공되는 조성물 중 무정형 폴리아미드의 별개의 종의 수는, 예를 들어, 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개, 또는 10개 초과일 수 있다. 일부 실시형태에서, 조성물의 하나 이상의 무정형 폴리아미드는 부분 방향족 폴리아미드를 포함한다. 일부 실시형태에서, 조성물의 각각의 무정형 폴리아미드는 부분 방향족 폴리아미드이다. 일부 실시형태에서, 하나 이상의 무정형 폴리아미드는 무정형 코폴리아미드를 포함한다. 일부 실시형태에서, 각각의 무정형 폴리아미드는 무정형 코폴리아미드이다.
일부 실시형태에서, 조성물의 무정형 폴리아미드는 부분 방향족 폴리아미드이다. 일부 실시형태에서, 무정형 폴리아미드는 무정형 코폴리아미드이다. 일부 실시형태에서, 무정형 폴리아미드는 투명하다. 무정형 폴리아미드의 용도는 예를 들어 액체 레벨, 포장 식품, 또는 조성물을 사용하여 제조된 중합체 재료에 의해 밀봉되거나 분할된 기타 재료의 관찰을 필요로 하는 응용 분야에서 특히 유익할 수 있다.
일부 경우에, 중합체 조성물(또는 그의 성분 중 하나 이상)의 화학적 특성은, 적어도 부분적으로는, 성능 개선에 기여한다. 개시된 조성물 및 부품은 중합체 조성물의 조성적 구성, 예를 들어, 개별 폴리아미드와는 상관없이, 화학적 특성을 특징으로 할 수 있다. 일부 경우에, 조성물은 100℃ 내지 200℃의 Tg를 갖는 저 Tg 중합체, 및 0℃ 내지 160℃의 Tg를 갖는 고 Tg 중합체를 포함한다.
일부 실시형태에서, 조성물의 무정형 폴리아미드(수분 함량이 거의 또는 전혀 없음) 중 적어도 하나는 100℃ 내지 200℃, 예를 들어, 100℃ 내지 175℃, 100℃ 내지 150℃, 100℃ 내지 130℃, 105℃ 내지 135℃, 110℃ 내지 140℃, 115℃ 내지 145℃, 또는 120℃ 내지 150℃ 범위의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는다. 상한의 관점에서, 무정형 폴리아미드의 Tg는 200℃ 미만, 예를 들어, 175℃ 미만, 150℃ 미만, 145℃ 미만, 140℃ 미만, 135℃ 미만, 130℃ 미만, 125℃ 미만, 120℃ 미만, 115℃ 미만, 110℃ 미만, 또는 105℃ 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 무정형 폴리아미드의 Tg는 100℃ 초과, 예를 들어, 105℃ 초과, 110℃ 초과, 115℃ 초과, 120℃ 초과, 125℃ 초과, 130℃ 초과, 135℃ 초과, 140℃ 초과, 또는 145℃ 초과일 수 있다. 일부 실시형태에서, 조성물의 각각의 무정형 폴리아미드는 독립적으로 본원에서 기술되는 바와 같이 100℃ 내지 150℃ 범위의 Tg를 갖는다. 더 높은 온도, 예를 들어, 150℃ 초과, 및 더 낮은 온도, 예를 들어, 100℃ 미만도 또한 고려된다.
이러한 범위 및 한계는 또한 전술한 저 Tg 중합체에도 적용 가능하다.
일부 실시형태에서, 고 Tg 중합체는 0℃ 내지 160℃, 예를 들어, 10℃ 내지 120℃, 20℃ 내지 100℃, 30℃ 내지 90℃, 또는 40℃ 내지 90℃ 범위의 Tg를 갖는다. 상한의 관점에서, 고 Tg 중합체는 160℃ 미만, 예를 들어, 140℃ 미만, 120℃ 미만, 100℃ 미만, 90℃ 미만, 80℃ 미만, 또는 70℃ 미만의 Tg를 가질 수 있다. 하한의 관점에서, 고 Tg 중합체는 0℃ 초과, 예를 들어, 10℃ 초과, 20℃ 초과, 30℃ 초과, 40℃ 초과, 50℃ 초과, 또는 60℃ 초과의 Tg를 가질 수 있다.
일부 실시형태에서, 조성물의 무정형 폴리아미드 중 적어도 하나는 2.6 GPa 내지 3.2 GPa, 예를 들어, 2.6 GPa 내지 2.96 GPa, 2.66 GPa 내지 3.02 GPa, 2.72 GPa 내지 3.08 GPa, 2.78 GPa 내지 3.14 GPa, 또는 2.84 GPa 내지 3.2 GPa 범위의 굴곡/인장 모듈러스를 갖는다. 상한의 관점에서, 무정형 폴리아미드의 인장 모듈러스는 3.2 GPa 미만, 예를 들어, 3.14 GPa 미만, 3.08 GPa 미만, 3.02 GPa 미만, 2.96 GPa 미만, 2.9 GPa 미만, 2.84 GPa 미만, 2.78 GPa 미만, 2.72 GPa 미만, 또는 2.66 GPa 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 무정형 폴리아미드의 굴곡 모듈러스는 2.6 GPa 초과, 예를 들어, 2.66 GPa 초과, 2.72 GPa 초과, 2.78 GPa 초과, 2.84 GPa 초과, 2.9 GPa 초과, 2.96 GPa 초과, 3.02 GPa 초과, 3.08 GPa 초과, 또는 3.14 GPa 초과일 수 있다. 일부 실시형태에서, 조성물의 각각의 무정형 폴리아미드는 독립적으로 본원에서 기술되는 바와 같이 2.6 GPa 내지 3.2 GPa 범위의 인장 모듈러스를 갖는다. 더 높은 인장 모듈러스, 예를 들어, 3.2 GPa 초과의 인장 모듈러스, 및 더 낮은 인장 모듈러스, 예를 들어, 2.6 GPa 미만의 인장 모듈러스가 또한 고려된다.
일부 실시형태에서, 조성물의 무정형 폴리아미드 중 적어도 하나는 1.16 g/cm3 내지 1.21 g/cm3, 예를 들어, 1.17 g/cm3 내지 1.19 g/cm3, 1.165 g/cm3 내지 1.195 g/cm3, 1.17 g/cm3 내지 1.2 g/cm3, 1.175 g/cm3 내지 1.205 g/cm3, 또는 1.118 g/cm3 내지 1.21 g/cm3 범위의 밀도를 갖는다. 상한의 관점에서, 무정형 폴리아미드의 밀도는 1.21 g/cm3 미만, 예를 들어, 1.205 g/cm3 미만, 1.2 g/cm3 미만, 1.195 g/cm3 미만, 1.19 g/cm3 미만, 1.185 g/cm3 미만, 1.18 g/cm3 미만, 1.175 g/cm3 미만, 1.17 g/cm3 미만, 또는 1.165 g/cm3 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 무정형 폴리아미드의 밀도는 1.16 g/cm3 초과, 예를 들어, 1.165 g/cm3 초과, 1.17 g/cm3 초과, 1.175 g/cm3 초과, 1.18 g/cm3 초과, 1.185 g/cm3 초과, 1.19 g/cm3 초과, 1.195 g/cm3 초과, 1.2 g/cm3 초과, 또는 1.205 g/cm3 초과일 수 있다. 일부 실시형태에서, 조성물의 각각의 무정형 폴리아미드는 독립적으로 본원에서 기술되는 바와 같이 1.16 g/cm3 내지 1.21 g/cm3 범위의 밀도를 갖는다. 더 높은 밀도, 예를 들어, 1.21 g/cm3 초과의 밀도, 및 더 낮은 밀도, 예를 들어, 1.16 g/cm3 미만의 밀도가 또한 고려된다.
DT/DI
일부 경우에, 무정형 폴리아미드는 MPMD-T/MPMD-I, 예를 들어 DT/DI와의 폴리아미드 블렌드를 포함한다. 일부 경우에, DT/DI를 사용하는 것이 특히 유리했다. 이론에 얽매이려는 것은 아니지만, DT/DI의 Tg는 폴리아미드 조성물에서 (반-결정성 폴리아미드와 함께) 상승적으로 작용한다. 일부 경우에, DT/DI는 더 적은 양(일부 다른 무정형 폴리아미드에 비해)을 사용하면서도 유사하거나 더 나은 NVH 성능을 달성할 수 있다. 유리하게는, 원하는 NVH 개선을 제공하기 위해 더 적은 양, 예를 들어, 본원에서 개시되는 양의 DT/DI가 필요할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 더 많은 양의 고성능 중합체가 사용될 수 있으며, 이는 놀랍게도 (NVH 개선과 함께) 유리한 기계적 성능 증가를 가져온다. DT/DI는 전술한 양으로 존재할 수 있다.
제공되는 조성물에서 사용하기에 적합한 예시적인 DT/DI 기반 무정형 폴리아미드 시판 제품은 Shakespeare의 SVPx-129 Novadyn DT/DI를 포함한다.
반-결정성 폴리아미드
조성물 중 반-결정성 폴리아미드의 별개의 종의 수는, 예를 들어, 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개, 또는 10개 초과일 수 있다. 일부 실시형태에서, 조성물의 하나 이상의 반-결정성 폴리아미드는 PA66 폴리아미드, PA6 폴리아미드, PA66/6 폴리아미드, 또는 PA66/6I 폴리아미드, 또는 이들의 조합을 포함한다.
본원에서 사용되는 용어 "PA66", "나일론 66", 및 "폴리아미드 66"은 헥사메틸렌 디아민 및 아디프산 단량체 서브유닛(subunit)으로부터 제조되는 단독중합체를 지칭한다. PA66 폴리아미드는 중합체 골격에 상당 부분, 예를 들어, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 80 중량% 또는 적어도 90 중량%의 PA66 단위를 함유하는 폴리아미드일 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 "PA6", "나일론 6" 및 "폴리아미드 6"은 카프로락탐 단량체 서브유닛으로부터 제조되는 단독중합체를 지칭한다. 본원에서 사용되는 용어 "PA66/6", "나일론 66/6" 및 "폴리아미드 66/6"은 헥사메틸렌 디아민 및 아디프산 단량체 서브유닛으로부터 제조되고 또한 카프로락탐 단량체 서브유닛을 포함하는 공중합체를 지칭한다. 본원에서 사용되는 용어 "PA66/6I", "나일론 66/6I" 및 "폴리아미드 66/6I"는 헥사메틸렌 디아민 및 아디프산 단량체 서브유닛으로부터 제조되고 또한 이소프탈산 단량체 서브유닛을 포함하는 공중합체를 지칭한다.
조성물의 반-결정성 폴리아미드는, 예를 들어, PA66; PA6; PA66/6; PA66/6T; PA66/6I; PA66/6C; PA9T; PA10T; PA12T; 또는 PA-6T/9T; 또는 이들의 조합 또는 공중합체를 포함할 수 있다. 이러한 목록은 반-결정성 폴리아미드의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
예시적인 조합은 PA66 및 PA6; PA66 및 PA66/6; PA66 및 PA66/6I; PA6 및 PA66/6; PA6 및 PA66/6I; PA6 및 PA66/6C; PA66/6 및 PA66/6I; PA66, PA6, 및 PA66/6; PA66, PA6, PA66/6C; 및 PA66, PA66/6, PA66/6C 및 PA66/6I; 또는 PA66, PA6, PA66/6, 및 PA66/6I을 포함한다.
일부 실시형태에서, 하나 이상의 반-결정성 폴리아미드의 농도는 30 중량% 내지 80 중량%, 예를 들어, 30 중량% 내지 60 중량%, 31 중량% 내지 63 중량%, 35 중량% 내지 65 중량%, 31 중량% 내지 55 중량%, 40 중량% 내지 70 중량%, 45 중량% 내지 75 중량%, 또는 50 중량% 내지 80 중량%의 범위이다. 상한의 관점에서, 반-결정성 폴리아미드의 농도는 80 중량% 미만, 예를 들어, 75 중량% 미만, 70 중량% 미만, 65 중량% 미만, 60 중량% 미만, 55 중량% 미만, 50 중량% 미만, 45 중량% 미만, 40 중량% 미만, 또는 35 중량% 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 반-결정성 폴리아미드의 농도는 30 중량% 초과, 예를 들어, 35 중량% 초과, 40 중량% 초과, 45 중량% 초과, 50 중량% 초과, 55 중량% 초과, 60 중량% 초과, 65 중량% 초과, 70 중량% 초과, 또는 75 중량% 초과일 수 있다. 더 높은 농도, 예를 들어, 80 중량% 초과의 농도, 및 더 낮은 농도, 예를 들어, 30 중량% 미만의 농도도 또한 고려된다.
일부 실시형태에서, 하나 이상의 반-결정성 폴리아미드, 예를 들어, PA66의 농도는 10 중량% 내지 70 중량%, 예를 들어, 15 중량% 내지 60 중량%, 15 중량% 내지 50 중량%, 20 중량% 내지 45 중량%, 30 중량% 내지 45 중량%, 25 중량% 내지 40 중량%, 30 중량% 내지 40 중량%, 또는 30 중량% 내지 37 중량%의 범위이다. 상한의 관점에서, 반-결정성 폴리아미드 농도는 70 중량% 미만, 예를 들어, 65 중량% 미만, 60 중량% 미만, 65 중량% 미만, 55 중량% 미만, 50 중량% 미만, 45 중량% 미만, 40 중량% 미만, 또는 37 중량% 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 반-결정성 폴리아미드 농도는 10 중량% 초과, 예를 들어, 15 중량% 초과, 20 중량% 초과, 25 중량% 초과, 27 중량% 초과, 30 중량% 초과, 또는 31 중량% 초과일 수 있다. 더 높은 농도, 예를 들어, 70 중량% 초과의 농도, 및 더 낮은 농도, 예를 들어, 10 중량% 미만의 농도도 또한 고려된다.
PA66/6 (코)폴리아미드
PA66/6 (코)폴리아미드는 반-결정성 중합체의 예이며, 본원에서 논의되는 바와 같이 사용될 수 있다.
일 양태에서, 반-결정성 PA66/6 코폴리아미드뿐만 아니라 전술한 다른 반-결정성 폴리아미드를 포함하는 폴리아미드 조성물이 개시된다. 일부 경우에, 조성물은 PA66/6 코폴리아미드 및 1) 제2 반-결정성 폴리아미드, 또는 2) 무정형 폴리아미드를 추가로 포함한다. 폴리아미드 조성물은 상기에서 언급된 바와 같이 놀라운 개선을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 조성물은, 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 가질 때, 고온, 예를 들어, 40℃ 초과 또는 72℃ 초과의 온도에서 최대 점탄성 손실 계수(tan(δ))를 나타낸다.
일부 실시형태에서, 조성물 중 반-결정성 PA66/6 코폴리아미드의 농도는 1 중량% 내지 50 중량%, 예를 들어, 5 중량% 내지 40 중량%, 5 중량% 내지 30 중량%, 7 중량% 내지 30 중량%, 7 중량% 내지 25 중량%, 또는 10 중량% 내지 20 중량%의 범위이다. 상한의 관점에서, PA66/6 코폴리아미드 농도는 50 중량% 미만, 예를 들어, 40 중량% 미만, 35 중량% 미만, 30 중량% 미만, 25 중량% 미만, 20 중량% 미만, 또는 17 중량% 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, PA66/6 코폴리아미드 농도는 5 중량% 초과, 예를 들어, 7 중량% 초과, 9 중량% 초과, 10 중량% 초과, 12 중량% 초과, 13 중량% 초과, 또는 14 중량% 초과일 수 있다. 더 높은 농도, 예를 들어, 70 중량% 초과의 농도, 및 더 낮은 농도, 예를 들어, 30 중량% 미만의 농도도 또한 고려된다.
일부 실시형태에서, 반-결정성 PA66/6 코폴리아미드의 농도는 4 중량% 내지 32 중량%, 예를 들어, 4 중량% 내지 20.8 중량%, 6.8 중량% 내지 23.6 중량%, 9.6 중량% 내지 26.4 중량%, 12.4 중량% 내지 29.2 중량%, 또는 15.2 중량% 내지 32 중량%의 범위이다. 상한의 관점에서, 반-결정성 PA66/6 코폴리아미드 농도는 32 중량% 미만, 예를 들어 29.2 중량% 미만, 26.4 중량% 미만, 23.6 중량% 미만, 20.8 중량% 미만, 18 중량% 미만, 15.2 중량% 미만, 12.4 중량% 미만, 9.6 중량% 미만, 또는 6.8 중량% 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 반-결정성 PA66/6 코폴리아미드 농도는 4 중량% 초과, 예를 들어, 6.8 중량% 초과, 9.6 중량% 초과, 12.4 중량% 초과, 15.2 중량% 초과, 18 중량% 초과, 20.8 중량% 초과, 23.6 중량% 초과, 26.4 중량% 초과, 또는 29.2 중량% 초과일 수 있다. 더 높은 농도, 예를 들어, 32 중량% 초과의 농도, 및 더 낮은 농도, 예를 들어, 4 중량% 미만의 농도도 또한 고려된다.
PA66/6I
PA66/6I는 반-결정성 중합체의 예이며, 본원에서 논의되는 바와 같이 사용될 수 있다. 다른 양태에서, 반-결정성 PA66/6I 코폴리아미드를 포함하는 폴리아미드 조성물이 개시된다. 폴리아미드 조성물은 고온 댐핑에서 놀라운 개선을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 조성물은, 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 가질 때, 72℃ 초과의 온도에서 최대 점탄성 손실 계수(tan(δ))를 나타낸다.
일부 실시형태에서, 조성물 중 반-결정성 PA66/6I 코폴리아미드의 농도는 30 중량% 내지 70 중량%, 예를 들어, 30 중량% 내지 54 중량%, 34 중량% 내지 58 중량%, 38 중량% 내지 62 중량%, 46 중량% 내지 55 중량%, 42 중량% 내지 66 중량%, 또는 46 중량% 내지 70 중량%의 범위이다. 상한의 관점에서, PA66/6I 농도는 70 중량% 미만, 예를 들어, 66 중량% 미만, 62 중량% 미만, 58 중량% 미만, 54 중량% 미만, 50 중량% 미만, 46 중량% 미만, 42 중량% 미만, 38 중량% 미만, 또는 34 중량% 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, PA66/6I 농도는 30 중량% 초과, 예를 들어, 34 중량% 초과, 38 중량% 초과, 42 중량% 초과, 46 중량% 초과, 50 중량% 초과, 54 중량% 초과, 58 중량% 초과, 62 중량% 초과, 또는 66 중량% 초과일 수 있다. 더 높은 농도, 예를 들어, 70 중량% 초과의 농도, 및 더 낮은 농도, 예를 들어, 30 중량% 미만의 농도도 또한 고려된다.
일부 실시형태에서, 조성물은 5 mol% 내지 30 mol%, 예를 들어, 5 mol% 내지 20 mol%, 7.5 mol% 내지 22.5 mol%, 10 mol% 내지 25 mol%, 12.5 mol% 내지 27.5 mol%, 또는 15 mol% 내지 30 mol% 범위의 이소프탈산 함량을 갖는 PA66/6I 폴리아미드를 포함한다. 상한의 관점에서, PA66/6I 폴리아미드의 이소프탈산 함량은 30 mol% 미만, 예를 들어 27.5 mol% 미만, 25 mol% 미만, 22.5 mol% 미만, 20 mol% 미만, 17.5 mol% 미만, 15 mol% 미만, 12.5 mol% 미만, 10 mol% 미만, 또는 7.5 mol% 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, PA66/6I 폴리아미드의 이소프탈산 함량은 5 mol% 초과, 예를 들어 7.5 mol% 초과, 10 mol% 초과, 12.5 mol% 초과, 15 mol% 초과, 17.5 mol% 초과, 20 mol% 초과, 22.5 mol% 초과, 25 mol% 초과, 또는 27.5 mol% 초과일 수 있다. 일부 실시형태에서, 조성물의 각각의 PA66/6I 폴리아미드는 본원에서 개시되는 바와 같이 독립적으로 5 mol% 내지 30 mol% 범위의 이소프탈산 함량을 갖는다. 더 높은 함량, 예를 들어, 30 mol% 초과의 함량, 및 더 낮은 함량, 예를 들어, 5 mol% 미만의 함량도 또한 고려된다.
일부 실시형태에서, 조성물 중 하나 이상의 반-결정성 폴리아미드의 조합 중량 대 조성물 중 하나 이상의 무정형 폴리아미드의 조합 중량의 비율은 0.01:1 내지 20:1, 예를 들어, 0.05:1 내지 18:1; 0.05:1 내지 15:1, 0.06:1 내지 13:1, 0.1:1 내지 13:1, 0.5:1 내지 12:1, 0.75:1 내지 12:1, 1:1 내지 13:1, 1:1 내지 4.7:1, 1.3:1 내지 6:1, 1.7:1 내지 7.8:1, 2.2:1 내지 10:1, 또는 2.8:1 내지 13:1의 범위이다. 상한의 관점에서, 반-결정성 폴리아미드 중량 대 무정형 폴리아미드 중량의 비율은 20:1 미만, 예를 들어, 18:1 미만, 15:1 미만, 10:1 미만, 7.8:1 미만, 6:1 미만, 4.7:1 미만, 3.6:1 미만, 2.8:1 미만, 2.2:2 미만, 1.7:1 미만, 또는 1.3:1 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 반-결정성 폴리아미드 중량 대 무정형 폴리아미드 중량의 비율은 0.01:1 초과, 예를 들어, 0.05:1 초과, 0.06:1 초과, 0.1:1 초과, 0.5:1 초과, 0.75:1 초과, 1:1 초과, 1.3:1 초과, 1.7:1 초과, 2.2:1 초과, 2.8:1 초과, 3.6:1 초과, 4.7:1 초과, 6:1 초과, 7.8:1 초과, 또는 10:1 초과일 수 있다. 더 높은 비율, 예를 들어, 13:1 초과, 및 더 낮은 비율, 예를 들어, 1:1 미만도 또한 고려된다. 이러한 범위 및 한계는 반-결정성 폴리아미드 및 무정형 폴리아미드, 예를 들어, PA66/6I 또는 PA66/6C에 일반적으로, 그리고 개별적으로 적용된다.
PA66/6C
PA66/6C는 반-결정성 중합체의 예이며, 본원에서 논의되는 바와 같이 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 반-결정성 PA66/6C 공중합체를 포함하는 폴리아미드 조성물이 개시된다. 일부 경우에, (폴리아미드 조성물의) 반-결정성 폴리아미드는 PA66/6C를 포함한다. PA66/6C는 단독으로 또는 추가의 반-결정성 폴리아미드와 조합하여 사용될 수 있으며, 그 예는 본원에 개시되어 있다.
일부 경우에, 폴리아미드 조성물은 고온 댐핑에서 놀라운 개선을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 조성물은, 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 가질 때, 전술된 온도에서 최대 점탄성 손실 계수(tan(δ))를 나타낸다.
반-결정성 폴리아미드, 예를 들어 PA66/6C는 무정형 폴리아미드와 상승적으로 상호작용하는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 반-결정성 폴리아미드는 무정형 폴리아미드의 일부 효과와 균형을 이루고, 예를 들어, 감소시키는 것이 유리하다. 반-결정성 폴리아미드 및 무정형 폴리아미드의 조합, 예를 들어, PA66/6C는 놀랍게도 NVH 성능 및 기계적 특성, 예를 들어, 강성 모두에서 개선을 제공한다.
일부 경우에, 반-결정성 폴리아미드는 무정형 중합체 함량과 관련될 수 있는 강성 특성, 예를 들어, 인장 모듈러스의 감소를 개선하는 것으로 밝혀졌다. 이러한 예상치 못한 개선은 (작동) 온도, 예를 들어, 폴리아미드 조성물이 사용되는 온도에서 측정하였을 때 특히 분명하게 나타날 수 있다.
또한, 일부 반-결정성 폴리아미드, 예를 들어 PA66/6C가 사용될 때, 원하는 개선을 제공하기 위해 더 적은 양의 반-결정성 폴리아미드, 예를 들어, 본원에서 개시되는 더 적은 양의 반-결정성 폴리아미드가 필요할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 더 많은 양의 고성능 중합체가 사용될 수 있으며, 이는 놀랍게도 유리한 기계적 성능 증가를 가져온다.
이론에 얽매이려는 것은 아니지만, PA66/6C의 비-방향족 (평면) 구조는, 이러한 평면 구조를 갖지 않고 산과 결정화/공-결정화될 가능성이 더 적은 일부 방향족 폴리아미드보다도 PA66/6C가 다른 폴리아미드의 산, 예를 들어, 아디프산과 더 잘 결정화/공-결정화할 수 있다고 가정한다. 이러한 결정화는 (반-결정성 폴리아미드 및 무정형 폴리아미드의 조합에 의해 제공되는) 전술한 시너지 성능 이점을 제공하는 것으로 여겨진다.
일부 실시형태에서, PA66/6C의 농도는 10 중량% 내지 70 중량%, 예를 들어, 15 중량% 내지 60 중량%, 15 중량% 내지 50 중량%, 20 중량% 내지 45 중량%, 25 중량% 내지 40 중량%, 25 중량% 내지 30 중량%, 30 중량% 내지 40 중량%, 30 중량% 내지 37 중량%, 또는 28 중량% 내지 35 중량%의 범위이다. 상한의 관점에서, PA66/6C 농도는 70 중량% 미만, 예를 들어, 65 중량% 미만, 60 중량% 미만, 65 중량% 미만, 55 중량% 미만, 50 중량% 미만, 45 중량% 미만, 40 중량% 미만, 37 중량% 미만, 또는 35 중량% 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, PA66/6C 농도는 10 중량% 초과, 예를 들어, 15 중량% 초과, 20 중량% 초과, 25 중량% 초과, 27 중량% 초과, 28 중량% 초과, 30 중량% 초과, 또는 31 중량% 초과일 수 있다. 더 높은 농도, 예를 들어, 70 중량% 초과의 농도, 및 더 낮은 농도, 예를 들어, 10 중량% 미만의 농도도 또한 고려된다.
기타 첨가제
일부 실시형태에서, 중합체 조성물은 선택적으로 하나 이상의 첨가제(들)를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 첨가제는 촉매, 폴리아미드 이외의 중합체, 접착 촉진제, 이온, 화합물, 열 안정화제 및 산화 방지제와 같은 방부제, 윤활제, 흐름 향상제, 또는 당업계에 공지된 기타 성분 중 하나 이상을 포함한다. 첨가제(들)은 다음 중 적어도 하나를 포함할 수 있다: 무기 안정화제, 유기 안정화제, 난연제, 윤활제, 염료, 안료, 핵제, 금속 박편, 충격 개질제, 정전기 방지제, 전도성 첨가제, 이형제, 형광 증백제, 접착 촉진제, 노화 방지제, 산화 방지제, 오존 방지제, 광 안정화제, UV 안정화제, UV 흡수제, UV 차단제, 무기 열 안정화제, 유기 열 안정화제, 가공 보조제, 결정화 촉진제, 결정화 지연제, 흐름 보조제, 보강제, 예를 들어, 섬유질 재료 및 미립자 충진제. 이러한 성분은 선택 사항으로 간주될 수 있다. 일부 경우에, 개시된 조성물은, 예를 들어, 청구항 언어를 통해 본 단락에서 전술한 첨가제 중 하나 이상을 명시적으로 배제할 수 있다. 이것은 본원에서 고려된다. 예를 들어, 개시되는 조성물은 난연제 및/또는 보강제(또는 전술한 첨가제 중 임의의 다른 것)를 배제할 수 있다. 이는 청구항 언어에서 이러한 성분들 중 하나 이상을 명시적으로 제외할 수 있도록 지원한다.
일부 실시형태에서, 제공되는 조성물은 하나 이상의 열 안정화제를 포함한다. 조성물의 하나 이상의 열 안정화제는 재료의 강도 또는 다른 열적 특성에 상당히 부정적인 영향을 미치지 않으면서, 예를 들어, 더 높은 작동 온도에서 성능을 개선하도록 선택될 수 있다. 열 안정화제 중 적어도 하나는 구리를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 필름의 모든 열 안정화제는 구리를 포함한다. 제공되는 필름의 성분으로서 사용하기에 적합한 구리 안정화제는 구리 할로겐화물, 예를 들어, 염화물, 브롬화물, 또는 요오드화물, 또는 이들의 조합을 포함한다. 구리 안정화제는 또한 시안화구리, 산화구리, 황산구리, 인산구리, 아세트산구리, 프로피온산구리, 벤조산구리, 아디프산구리, 테레프탈산구리, 이소프탈산구리, 살리실산구리, 니코틴산구리, 스테아르산구리, 또는 에틸렌디아민 및 에틸렌디아민테트라아세트산과 같은 킬레이트 아민과 배위 결합된 구리 복합 염, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 조성물의 하나 이상의 열 안정화제의 조합 농도는 0.1 중량% 내지 2 중량%, 예를 들어, 0.1 중량% 내지 0.6 중량%, 0.13 중량% 내지 0.81 중량%, 0.18 중량% 내지 1.1 중량%, 0.25 중량% 내지 1.5 중량%, 또는 0.33 중량% 내지 2 중량%의 범위이다. 상한의 관점에서, 열 안정화제 농도는 2 중량% 미만, 예를 들어 1.5 중량% 미만, 1.1 중량% 미만, 0.81 중량% 미만, 0.6 중량% 미만, 0.45 중량% 미만, 0.33 중량% 미만, 0.25 중량% 미만, 0.18 중량% 미만, 또는 0.13 중량% 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 열 안정화제 농도는 0.1 중량% 초과, 예를 들어, 0.13 중량% 초과, 0.18 중량% 초과, 0.25 중량% 초과, 0.33 중량% 초과, 0.45 중량% 초과, 0.6 중량% 초과, 0.81 중량% 초과, 1.1 중량% 초과, 또는 1.5 중량% 초과일 수 있다. 더 높은 농도, 예를 들어, 2 중량% 초과의 농도, 및 더 낮은 농도, 예를 들어, 0.1 중량% 미만의 농도도 또한 고려된다.
일부 실시형태에서, 제공되는 조성물은 가공 보조제 역할을 하도록 선택되는 하나 이상의 윤활제를 포함한다. 윤활제의 유형 및 상대적인 양은 조성물의 처리를 개선하고 재료의 고강도에 기여하도록 선택될 수 있다. 일부 실시형태에서, 윤활제는 왁스를 포함한다. 일부 실시형태에서, 윤활제는 왁스로 구성된다. 일부 실시형태에서, 왁스는 지방산을 포함한다. 일부 실시형태에서, 윤활제는 지방산으로 구성된다. 일부 실시형태에서, 왁스는 포화 지방산을 포함한다. 일부 실시형태에서, 윤활제는 포화 지방산으로 구성된다. 일부 실시형태에서, 왁스는 스테아르산, 베헨산, 또는 이들의 염 또는 조합을 포함한다. 일부 실시형태에서, 윤활제는 스테아르산, 베헨산, 또는 이들의 염 또는 조합으로 구성된다. 스테아레이트 윤활제는, 예를 들어, 아연 스테아레이트, 칼슘 스테아레이트, 알루미늄 디스테아레이트, 아연 스테아레이트, 및/또는 칼슘 스테아레이트를 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 조성물의 하나 이상의 윤활제의 조합 농도는 0.1 중량% 내지 2 중량%, 예를 들어, 0.1 중량% 내지 0.6 중량%, 0.13 중량% 내지 0.81 중량%, 0.18 중량% 내지 1.1 중량%, 0.25 중량% 내지 1.5 중량%, 또는 0.33 중량% 내지 2 중량%의 범위이다. 상한의 관점에서, 윤활제 농도는 2 중량% 미만, 예를 들어 1.5 중량% 미만, 1.1 중량% 미만, 0.81 중량% 미만, 0.6 중량% 미만, 0.45 중량% 미만, 0.33 중량% 미만, 0.25 중량% 미만, 0.18 중량% 미만, 또는 0.13 중량% 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 윤활제 농도는 0.1 중량% 초과, 예를 들어, 0.13 중량% 초과, 0.18 중량% 초과, 0.25 중량% 초과, 0.33 중량% 초과, 0.45 중량% 초과, 0.6 중량% 초과, 0.81 중량% 초과, 1.1 중량% 초과, 또는 1.5 중량% 초과일 수 있다. 더 높은 농도, 예를 들어, 2 중량% 초과의 농도, 및 더 낮은 농도, 예를 들어, 0.1 중량% 미만의 농도도 또한 고려된다.
일부 실시형태에서, 제공되는 조성물은 하나 이상의 보강제, 예를 들어, 광물 보강제 또는 섬유 보강제 또는 이들의 조합을 포함한다. 보강제는 원하는 조성물 열 특성을 손상시키지 않으면서 조성물의 강도 특성을 추가로 강화하도록 선택될 수 있다. 충진제의 재질은 특별히 제한되지 않으며, 당업계에 공지된 폴리아미드 충진제 중에서 선택될 수 있다. 비제한적 예로서, 충진제는 유리- 및/또는 탄소 섬유, 미립자 충진제, 예를 들어 천연 및/또는 합성 층상 실리케이트에 기반한 미네랄 충진제, 활석, 운모, 실리케이트, 석영, 이산화티타늄, 규회석, 카올린, 무정형 규산, 탄산마그네슘, 수산화마그네슘, 초크, 석회, 장석, 황산바륨, KEVLAR® 섬유, 현무암 섬유, 고체 또는 중공 유리 볼 또는 그라운드 유리, 영구 자성 또는 자화성 금속 화합물 및/또는 합금 및/또는 이들의 조합, 및 또한 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 조성물의 하나 이상의 보강제의 조합 농도는 15 중량% 내지 60 중량%, 예를 들어, 15 중량% 내지 42 중량%, 19.5 중량% 내지 46.5 중량%, 24 중량% 내지 51 중량%, 28.5 중량% 내지 55.5 중량%, 또는 33 중량% 내지 60 중량%의 범위이다. 상한의 관점에서, 보강제 농도는 60 중량% 미만, 예를 들어 55.5 중량% 미만, 51 중량% 미만, 46.5 중량% 미만, 42 중량% 미만, 37.5 중량% 미만, 33 중량% 미만, 28.5 중량% 미만, 24 중량% 미만, 또는 19.5 중량% 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 보강제 농도는 15 중량% 초과, 예를 들어, 19.5 중량% 초과, 24 중량% 초과, 28.5 중량% 초과, 33 중량% 초과, 37.5 중량% 초과, 42 중량% 초과, 46.5 중량% 초과, 51 중량% 초과, 또는 55.5 중량% 초과일 수 있다. 더 높은 농도, 예를 들어, 60 중량% 초과의 농도, 및 더 낮은 농도, 예를 들어, 15 중량% 미만의 농도도 또한 고려된다.
다른 경우에, 폴리아미드 조성물은 "순수한" 조성물이며, 예를 들어, 폴리아미드 조성물은 충전제를 거의 또는 전혀 포함하지 않는다. 예를 들어, 폴리아미드 조성물은 20 중량% 미만, 예를 들어, 17 중량% 미만, 15 중량% 미만, 10 중량% 미만, 또는 5 중량% 미만의 충진제를 포함할 수 있다. 범위의 관점에서, 폴리아미드 조성물은 0.01 중량% 내지 20 중량%, 예를 들어, 0.1 중량% 내지 15 중량% 또는 0.1 중량% 내지 5 중량%의 충진제를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 기타 성분의 양은 상기 언급된 성분의 범위 및 한계에 기반하여 적절히 조정할 수 있다. 당업자는 유리 충진제의 포함 또는 배제의 관점에서 폴리아미드 조성물의 다른 성분의 농도를 조정할 수 있을 것으로 생각된다.
성능 특성
본원에서 개시되는 조성물의 장점은 그들이 놀랍게도 높은 작동 온도, 예를 들어, 72℃ 초과의 온도에서 효과적인 댐핑 성능과 강력한 기계적 성능을 동시에 제공할 수 있다는 점이다. 상기에서 논의된 이유로, 종래의 폴리아미드 조성물이 이러한 온도 조건 하에서 이러한 상이한 성능 특성을 동시에 제공하는 것은 어려운 일이다.
폴리아미드는 흡습성이고 수분을 흡수하는 경향이 있으며, 폴리아미드 조성물의 성능 특성은 조성물 수분 함량에 따라 변할 수 있기 때문에, 성능 특성은 최종 용도의 특정 분류에 대해 예상되는 작동 조건을 반영하는 정의된 수분 함량 하에서 설명될 수 있다. 예를 들어, 성능 특성은 0.2 중량% 미만의 수분 함량으로 특징으로 할 수 있다.
제공되는 조성물의 댐핑 성능의 하나의 척도는 점탄성 손실 계수(tan(δ))가 그의 피크치를 나타내는 온도이다. 일반적으로, 이러한 최대치의 온도가 높을수록 조성물이 더 높은 온도에서 진동과 소음을 댐핑하고 차단하는 데 더 효과적이다. 점탄성 손실 계수는, 예를 들어, ISO 6721-1(2019) 및 ASTM D5023-15(2015)에 따른 표준 시험 방법으로 측정할 수 있다.
일부 실시형태에서, 제공되는 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 갖는 경우, 조성물은 40℃ 내지 140℃, 50℃ 내지 140℃, 50℃ 내지 120℃, 60℃ 내지 115℃, 72℃ 내지 110℃, 73℃ 내지 103℃, 예를 들어, 73℃ 내지 91℃, 76℃ 내지 94℃, 79℃ 내지 97℃, 82℃ 내지 100℃, 또는 85℃ 내지 103℃ 범위의 온도에서 최대 tan(δ)를 나타낸다. 조성물은 75℃ 내지 95℃, 예를 들어, 75℃ 내지 87℃, 77℃ 내지 89℃, 79℃ 내지 91℃, 81℃ 내지 93℃, 또는 83℃ 내지 95℃ 범위의 온도에서 최대 tan(δ)를 나타낼 수 있다. 상한의 관점에서, 최대 tan(δ)는 140℃ 미만, 예를 들어, 130℃ 미만, 120℃ 미만, 115℃ 미만, 110℃ 미만, 105℃ 미만, 103℃ 미만, 100℃ 미만, 97℃ 미만, 95℃ 미만, 93℃ 미만, 91℃ 미만, 89℃ 미만, 87℃ 미만, 85℃ 미만, 83℃ 미만, 81℃ 미만, 79℃ 미만, 77℃ 미만, 또는 75℃ 미만의 온도에서 나타날 수 있다. 하한의 관점에서, 최대 tan(δ)는 40℃ 초과, 예를 들어, 42℃ 초과, 50℃ 초과, 55℃ 초과, 60℃ 초과, 65℃ 초과, 70℃ 초과, 72℃ 초과, 73℃ 초과, 75℃ 초과, 77℃ 초과, 79℃ 초과, 81℃ 초과, 83℃ 초과, 85℃ 초과, 87℃ 초과, 89℃ 초과, 91℃ 초과, 93℃ 초과, 95℃ 초과, 97℃ 초과, 또는 100℃ 초과의 온도에서 나타날 수 있다. 더 높은 최대 tan(δ) 온도, 예를 들어, 103℃ 초과의 온도도 또한 고려된다.
일부 실시형태에서, 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 갖는 경우, 조성물은, 예를 들어, 0.01 내지 0.275, 예를 들어, 0.01 내지 0.245, 0.03 내지 0.245, 0.05 내지 0.245, 0.057 내지 0.245, 0.07 내지 0.245, 0.095 내지 0.245, 0.095 내지 0.185, 0.11 내지 0.2, 0.125 내지 0.215, 0.14 내지 0.23, 또는 0.155 내지 0.245 범위의 최대 tan(δ) 값을 나타낸다. 조성물은 0.095 내지 0.15, 예를 들어, 0.095 내지 0.128, 0.1005 내지 0.1335, 0.106 내지 0.139, 0.1115 내지 0.1445, 또는 0.117 내지 0.15 범위의 최대 tan(δ) 값을 나타낼 수 있다. 상한의 관점에서, 최대 tan(δ) 값은 0.275 미만, 예를 들어, 0.265 미만, 0.245 미만, 0.23 미만, 0.215 미만, 0.2 미만, 0.185 미만, 0.17 미만, 0.155 미만, 0.15 미만, 0.1445 미만, 0.139 미만, 0.1335 미만, 0.128 미만, 0.1225 미만, 0.117 미만, 0.1115 미만, 0.106 미만, 또는 0.1005 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 최대 tan(δ) 값은 0.01 초과, 예를 들어, 0.03 초과, 0.05 초과, 0.095 초과, 0.1005 초과, 0.106 초과, 0.1115 초과, 0.117 초과, 0.1225 초과, 0.128 초과, 0.1335 초과, 0.139 초과, 0.1445 초과, 0.15 초과, 0.155 초과, 0.17 초과, 0.185 초과, 0.2 초과, 0.215 초과, 또는 0.23 초과일 수 있다. 더 높은 최대 tan(δ) 값, 예를 들어, 0.245 초과의 값도 또한 고려된다.
중합체 재료의 열 변형 온도(HDT)는 고정 하중에 노출될 때 재료가 연화되고 변형되기 시작하는 온도이다. 열 변형 온도는, 예를 들어, 표준 시험 방법 ISO 75-2/A(2013)을 사용하여 측정할 수 있다. 일부 실시형태에서, 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 갖는 경우, 조성물은 1.82 MPa에서 185℃ 내지 255℃, 예를 들어, 185℃ 내지 227℃, 192℃ 내지 234℃, 199℃ 내지 241℃, 206℃ 내지 248℃, 또는 213℃ 내지 255℃ 범위의 HDT를 나타낸다. 상한의 관점에서, HDT는 255℃ 미만, 예를 들어, 248℃ 미만, 241℃ 미만, 234℃ 미만, 227℃ 미만, 220℃ 미만, 213℃ 미만, 206℃ 미만, 199℃ 미만, 또는 192℃ 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, HDT는 185℃ 초과, 예를 들어, 192℃ 초과, 199℃ 초과, 206℃ 초과, 213℃ 초과, 220℃ 초과, 227℃ 초과, 234℃ 초과, 241℃ 초과, 또는 248℃ 초과일 수 있다. 더 높은 온도, 예를 들어, 255℃ 초과, 및 더 낮은 온도, 예를 들어, 185℃ 미만도 또한 고려된다.
중합체 재료의 용융 온도(Tm)는 재료가 결정성으로부터 상전이를 일으키는 온도이다. 용융 온도는, 예를 들어, 표준 시험 방법 ISO 11357-3(2018)을 사용하여 측정할 수 있다. 일부 실시형태에서, 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 갖는 경우, 조성물은 205℃ 내지 285℃, 예를 들어 205℃ 내지 253℃, 213℃ 내지 261℃, 221℃ 내지 269℃, 229℃ 내지 277℃, 또는 237℃ 내지 285℃ 범위의 Tm을 나타낸다. 상한의 관점에서, Tm은 285℃ 미만, 예를 들어, 277℃ 미만, 269℃ 미만, 261℃ 미만, 253℃ 미만, 245℃ 미만, 237℃ 미만, 229℃ 미만, 221℃ 미만, 또는 213℃ 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, Tm은 205℃ 초과, 예를 들어, 213℃ 초과, 221℃ 초과, 229℃ 초과, 237℃ 초과, 245℃ 초과, 253℃ 초과, 261℃ 초과, 269℃ 초과, 또는 277℃ 초과일 수 있다. 더 높은 온도, 예를 들어, 285℃ 초과, 및 더 낮은 온도, 예를 들어, 205℃ 미만도 또한 고려된다.
중합체 재료의 HDT와 Tm 사이의 차이는 재료의 열적 성능에 대한 보강제 또는 기타 다른 첨가제의 효과를 나타낼 수 있으며, 재료의 가공성에 영향을 미친다. 제공되는 조성물의 HDT와 Tm 사이의 차이는, 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 갖는 경우, 예를 들어, 1℃ 내지 100℃, 예를 들어, 5℃ 내지 95℃, 5℃ 내지 80℃, 5℃ 내지 65℃, 10℃ 내지 60℃, 15℃ 내지 60℃, 15℃ 내지 50℃, 15℃ 내지 45℃, 15℃ 내지 35℃, 15℃ 내지 27℃, 17℃ 내지 29℃, 19℃ 내지 31℃, 21℃ 내지 33℃, 또는 23℃ 내지 35℃의 범위일 수 있다. 조성물의 HDT와 Tm 사이의 차이는 20℃ 내지 30℃, 예를 들어, 20℃ 내지 26℃, 21℃ 내지 27℃, 22℃ 내지 28℃, 23℃ 내지 29℃ 또는 24℃ 내지 30℃의 범위일 수 있다. 상한의 관점에서, HDT와 Tm의 차이는 100℃ 미만, 예를 들어, 95℃ 미만, 90℃ 미만, 85℃ 미만, 80℃ 미만, 75℃ 미만, 70℃ 미만, 65℃ 미만, 55℃ 미만, 50℃ 미만, 45℃ 미만, 40℃ 미만, 35℃ 미만, 33℃ 미만, 31℃ 미만, 30℃ 미만, 29℃ 미만, 28℃ 미만, 27℃ 미만, 26℃ 미만, 25℃ 미만, 24℃ 미만, 23℃ 미만, 22℃ 미만, 21℃ 미만, 20℃ 미만, 19℃ 미만, 또는 17℃ 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, HDT와 Tm의 차이는 1℃ 초과, 3℃ 초과, 5℃ 초과, 7℃ 초과, 10℃ 초과, 15℃ 초과, 17℃ 초과, 19℃ 초과, 20℃ 초과, 21℃ 초과, 22℃ 초과, 23℃ 초과, 24℃ 초과, 25℃ 초과, 26℃ 초과, 27℃ 초과, 28℃ 초과, 29℃ 초과, 30℃ 초과, 31℃ 초과, 또는 33℃ 초과일 수 있다. 더 작은 차이, 예를 들어, 15℃ 미만의 차이도 또한 고려된다.
일부 실시형태에서, 중합체 조성물은 0.095 내지 0.245 범위의 중심점 빔(center point beam) tan(δ) 값을 나타낸다. 이러한 중심점 빔 tan(δ) 값은, 예를 들어, 1 Hz 내지 4000 Hz의 넓은 작동 주파수 스펙트럼에 걸쳐 tan(δ) 값을 정량화하기 때문에 조성물의 댐핑 성능에 대한 양호한 척도를 제공할 수 있다. 중심점 빔 tan(δ) 값은, 예를 들어, 0.095 내지 0.185, 0.11 내지 0.2, 0.125 내지 0.215, 0.14 내지 0.23, 또는 0.155 내지 0.245의 범위일 수 있다. 중심점 빔 tan(δ) 값은 0.095 내지 0.15, 예를 들어, 0.095 내지 0.128, 0.1005 내지 0.1335, 0.106 내지 0.139, 0.1115 내지 0.1445, 또는 0.117 내지 0.15의 범위일 수 있다. 상한의 관점에서, 중심점 빔 tan(δ) 값은 0.245 미만, 예를 들어, 0.23 미만, 0.215 미만, 0.2 미만, 0.185 미만, 0.17 미만, 0.155 미만, 0.15 미만, 0.1445 미만, 0.139 미만, 0.1335 미만, 0.128 미만, 0.1225 미만, 0.117 미만, 0.1115 미만, 0.106 미만, 또는 0.1005 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 중심점 빔 tan(δ) 값은 0.095 초과, 예를 들어, 0.1005 초과, 0.106 초과, 0.1115 초과, 0.117 초과, 0.1225 초과, 0.128 초과, 0.1335 초과, 0.139 초과, 0.1445 초과, 0.15 초과, 0.155 초과, 0.17 초과, 0.185 초과, 0.2 초과, 0.215 초과, 또는 0.23 초과일 수 있다. 더 높은 중심점 빔 tan(δ) 값, 예를 들어, 0.245 초과의 값도 또한 고려된다.
중합체 조성물은, 예를 들어, 인장력으로 인한 파손에 대한 이러한 조성물로 제조된 제품의 수반되는 저항 때문에 높은 인장 강도를 갖는 것이 유리할 수 있다. 본원에서 개시되는 조성물은 유리하게는 개선된 고온 댐핑 특성에 대해 개질되지 않은 종래의 중합체 조성물에 비해 인장 강도의 감소가 전혀 없다는 것을 입증할 수 있다. 인장 강도는, 예를 들어, 표준 시험 방법 ASTM D882-18(2018) 또는 ISO 527-2(2012)을 사용하여 측정할 수 있다.
일부 실시형태에서, 제공되는 조성물은 150 MPa 내지 255 MPa, 예를 들어, 150 MPa 내지 213 MPa, 160.5 MPa 내지 223.5 MPa, 171 MPa 내지 234 MPa, 181.5 MPa 내지 244.5 MPa, 또는 192 MPa 내지 255 MPa 범위의 인장 강도를 나타낸다. 조성물의 인장 강도는 185 MPa 내지 205 MPa, 예를 들어, 185 MPa 내지 197 MPa, 187 MPa 내지 199 MPa, 189 MPa 내지 201 MPa, 191 MPa 내지 203 MPa, 또는 193 MPa 내지 205 MPa 범위일 수 있다. 상한의 관점에서, 인장 강도는 255 MPa 미만, 예를 들어, 244.5 MPa 미만, 234 MPa 미만, 223.5 MPa 미만, 213 MPa 미만, 205 MPa 미만, 203 MPa 미만, 201 MPa 미만, 199 MPa 미만, 197 MPa 미만, 195 MPa 미만, 193 MPa 미만, 191 MPa 미만, 189 MPa 미만, 187 MPa 미만, 185 MPa 미만, 181.5 MPa 미만, 171 MPa 미만, 또는 160.5 MPa 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 인장 강도는 150 MPa 초과, 예를 들어, 160.5 MPa 초과, 171 MPa 초과, 181.5 MPa 초과, 185 MPa 초과, 187 MPa 초과, 189 MPa 초과, 191 MPa 초과, 193 MPa 초과, 195 MPa 초과, 197 MPa 초과, 199 MPa 초과, 201 MPa 초과, 203 MPa 초과, 205 MPa 초과, 213 MPa 초과, 223.5 MPa 초과, 234 MPa 초과, 또는 244.5 MPa 초과일 수 있다. 더 높은 인장 강도, 예를 들어, 255 MPa 초과, 및 더 낮은 인장 강도, 예를 들어, 150 MPa 미만도 또한 고려된다.
중합체 조성물의 강도는 또한 그의 연신 특성의 관점을 특징으로 할 수 있다. 중합체 재료는 높은 연신율을 갖는 것이 유리할 수 있는데, 이는 이러한 재료로 제조된 제품은 낮은 연신율을 갖는 재료의 인열 또는 파열을 야기할 수 있는 인장력이 가해지는 경우가 많기 때문이다. 본원에서 개시되는 조성물은 유리하게는 개선된 고온 댐핑 특성에 대해 개질되지 않은 종래의 중합체 조성물에 비해 연신율의 감소가 전혀 없다는 것을 입증한다. 연신율은, 예를 들어, 표준 시험 방법 ASTM D882-18(2018)을 사용하여 측정할 수 있다.
일부 실시형태에서, 제공되는 조성물은 1.5% 내지 5%, 예를 들어, 1.5% 내지 3.6%, 1.85% 내지 3.95%, 2.2% 내지 4.3%, 2.55% 내지 4.65%, 또는 2.9% 내지 5% 범위의 파단 연신율을 나타낸다. 상한의 관점에서, 연신율은 5% 미만, 예를 들어, 4.65% 미만, 4.3% 미만, 3.95% 미만, 3.6% 미만, 3.25% 미만, 2.9% 미만, 2.55% 미만, 2.2% 미만, 또는 1.85% 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 연신율은 1.5% 초과, 예를 들어, 1.85% 초과, 2.2% 초과, 2.55% 초과, 2.9% 초과, 3.25% 초과, 3.6% 초과, 3.95% 초과, 4.3% 초과, 또는 4.65% 초과일 수 있다. 더 큰 연신율, 예를 들어, 5% 초과, 및 더 작은 연신율, 예를 들어, 1.5% 미만도 또한 고려된다.
중합체 조성물의 인장 모듈러스는 인장력에 대한 조성물의 저항의 척도이다. 중합체 조성물은 낮은 인장 모듈러스를 갖는 것이 유리할 수 있는데, 이는 낮은 모듈러스가 이러한 조성물로부터 제조된 제품의 탄성을 증가시킬 수 있고 이러한 제품이 연신 또는 열성형을 포함하는 가공 단계에 더 적합하도록 만들 수 있기 때문이다. 본원에서 개시되는 조성물은 유리하게는 개선된 고온 댐핑 특성에 대해 개질되지 않은 종래의 중합체 조성물에 비해 인장 모듈러스의 증가가 전혀 없다는 것을 입증할 수 있다. 인장 모듈러스는, 예를 들어, 표준 시험 방법 ASTM D882-18(2018)을 사용하여 측정할 수 있다.
일부 실시형태에서, 제공되는 조성물은 9.5 GPa 내지 20.5 GPa, 예를 들어, 9.5 GPa 내지 16.1 GPa, 10.6 GPa 내지 17.2 GPa, 11.7 GPa 내지 18.3 GPa, 12.8 GPa 내지 19.4 GPa, 또는 13.9 GPa 내지 20.5 GPa 범위의 인장 모듈러스를 나타낸다. 상한의 관점에서, 인장 모듈러스는 20.5 GPa 미만, 예를 들어, 19.4 GPa 미만, 18.3 GPa 미만, 17.2 GPa 미만, 16.1 GPa 미만, 15 GPa 미만, 13.9 GPa 미만, 12.8 GPa 미만, 11.7 GPa 미만, 또는 10.6 GPa 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 인장 모듈러스는 9.5 GPa 초과, 예를 들어, 10.6 GPa 초과, 11.7 GPa 초과, 12.8 GPa 초과, 13.9 GPa 초과, 15 GPa 초과, 16.1 GPa 초과, 17.2 GPa 초과, 18.3 GPa 초과, 또는 19.4 GPa 초과일 수 있다. 더 높은 인장 모듈러스, 예를 들어, 20.5 GPa 초과의 인장 모듈러스, 및 더 낮은 인장 모듈러스, 예를 들어, 9.5 GPa 미만의 인장 모듈러스가 또한 고려된다.
중합체 조성물의 충격 강도는 충격 하중에 의한 파손에 대한 조성물의 저항의 척도이다. 본원에서 개시되는 조성물은 유리하게는 개선된 고온 댐핑 특성에 대해 개질되지 않은 종래의 중합체 조성물에 비해 충격 강도의 감소가 전혀 없다는 것을 입증할 수 있다. 충격 강도는, 예를 들어, 표준 시험 방법 ISO 179(2010)를 사용하여 노치드 샤르피 충격 강도 또는 언노치드 샤르피 충격 강도의 관점에서 측정할 수 있다.
일부 실시형태에서, 제공되는 조성물은 7 kJ/m2 내지 15 kJ/m2, 예를 들어, 7 kJ/m2 내지 11.8 kJ/m2, 7.8 kJ/m2 내지 12.6 kJ/m2, 8.6 kJ/m2 내지 13.4 kJ/m2, 9.4 kJ/m2 내지 14.2 kJ/m2, 또는 10.2 kJ/m2 내지 15 kJ/m2 범위의 노치드 샤르피 충격 강도를 나타낸다. 상한의 관점에서, 노치드 샤르피 충격 강도는 15 kJ/m2 미만, 예를 들어, 14.2 kJ/m2 미만, 13.4 kJ/m2 미만, 12.6 kJ/m2 미만, 11.8 kJ/m2 미만, 11 kJ/m2 미만, 10.2 kJ/m2 미만, 9.4 kJ/m2 미만, 8.6 kJ/m2 미만, 또는 7.8 kJ/m2 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 노치드 샤르피 충격 강도는 7 kJ/m2 초과, 예를 들어, 7.8 kJ/m2 초과, 8.6 kJ/m2 초과, 9.4 kJ/m2 초과, 10.2 kJ/m2 초과, 11 kJ/m2 초과, 11.8 kJ/m2 초과, 12.6 kJ/m2 초과, 13.4 kJ/m2 초과, 또는 14.2 kJ/m2 초과일 수 있다. 더 높은 강도, 예를 들어, 15 kJ/m2 초과의 강도, 및 더 낮은 강도, 예를 들어, 7 kJ/m2 미만의 강도가 또한 고려된다.
일부 실시형태에서, 제공되는 조성물은 50 kJ/m2 내지 100 kJ/m2, 예를 들어, 50 kJ/m2 내지 80 kJ/m2, 55 kJ/m2 내지 85 kJ/m2, 60 kJ/m2 내지 90 kJ/m2, 65 kJ/m2 내지 95 kJ/m2, 또는 70 kJ/m2 내지 100 kJ/m2 범위의 언노치드 샤르피 충격 강도를 나타낸다. 상한의 관점에서, 언노치드 샤르피 충격 강도는 100 kJ/m2 미만, 예를 들어, 95 kJ/m2 미만, 90 kJ/m2 미만, 85 kJ/m2 미만, 80 kJ/m2 미만, 75 kJ/m2 미만, 70 kJ/m2 미만, 65 kJ/m2 미만, 60 kJ/m2 미만, 또는 55 kJ/m2 미만일 수 있다. 하한의 관점에서, 언노치드 샤르피 충격 강도는 50 kJ/m2 초과, 예를 들어, 55 kJ/m2 초과, 60 kJ/m2 초과, 65 kJ/m2 초과, 70 kJ/m2 초과, 75 kJ/m2 초과, 80 kJ/m2 초과, 85 kJ/m2 초과, 90 kJ/m2 초과, 또는 95 kJ/m2 초과일 수 있다. 더 높은 강도, 예를 들어, 100 kJ/m2 초과의 강도, 및 더 낮은 강도, 예를 들어, 50 kJ/m2 미만의 강도가 또한 고려된다.
중합체 조성물의 강도는 또한 그의 피로 특성, 예를 들어, 인장 피로 또는 베어링 피로(bearing fatigue)의 관점을 특징으로 할 수 있다. 중합체 재료는 높은 피로 저항을 갖는 것이 유리할 수 있는데, 이는 이러한 재료로 제조된 제품은 낮은 피로 저항을 갖는 재료의 균열을 야기할 수 있는 하중이 가해지는 경우가 많기 때문이다. 본원에서 개시되는 조성물은 유리하게는 개선된 고온 댐핑 특성에 대해 개질되지 않은 종래의 중합체 조성물에 비해 피로 저항의 감소가 전혀 없다는 것을 입증한다.
응용 분야(연결 부품/자동차 부품)
본 개시내용은 또한 개시되는 중합체 조성물로부터 제조된 물품 및 (연결) 부품에 관한 것이다. 폴리아미드 조성물의 특성은 물품/부품 성능에 있어서 예상치 못한 개선을 제공한다. 일부 경우에, 부품은 연결 부품이며, 이는 하나의 (자동차) 구성요소를 또 다른 (자동차) 구성요소에 연결하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 연결 부품은 엔진을 섀시에 마운트할 수 있다. (제1 구성요소와 제2 구성요소 사이의) 진동을 효과적으로 차단하는 물품/부품(개시되는 NVH 조성물로부터 제조됨)의 능력은 정숙한 성능을 초래한다. 또한, 예상치 못한 기계적 성능의 추가적인 이점은 또한 더 무거운 구조적 피스의 교체를 용이하게 하고, 이는 훨씬 더 바람직한 중량 감소에 기여할 수 있다.
또한, 종래의 연결 부품은 적합한 연결 성능 및 NVH 성능을 달성하기 위해 종래의 NVH-감소 피스, 예를 들어, 고무 피스를 종종 다수의 단단한 구조재(금속) 피스와 함께 사용한다. 개시되는 NVH 조성물이 부품을 연결하기 위해 사용되는 경우, 이러한 다중 피스 구성이 회피될 수 있으며, 이는 다중 피스를 제거하여 제조 효율을 향상시킨다.
개시되는 연결 부품은 자동차 분야에서 특히 효과적인 것으로 밝혀졌다. 이는, 적어도 부분적으로는, 상기에서 논의된 바와 같이 NVH 성능 및 기계적 성능 모두를 제공하는 조성물의 능력 때문이다.
일부 실시형태에서, 본 개시내용은 개시되는 폴리아미드 조성물로부터 제조될 수 있는 (자동차) 부품에 관한 것이다. 폴리아미드 조성물의 전술한 성능 특성으로 인해, 생성되는 부품은 기계적 성능과 균형을 이루는 NVH 성능에서 놀라운 개선을 나타낸다.
일부 경우에, 연결 부품은 (제1 구성요소와 접촉하기 위한) 부품 바디 및 (제2 구성요소를 연결하기 위한) 부품 탭을 포함한다. 사용 시, 바디는 구성요소를 자동차의 한 부분에 연결하는 데 사용되며 탭은 구성요소를 자동차의 다른 부분에 마운트한다. 예를 들어, 부품은 엔진 마운트일 수 있으며, 부품의 바디는 엔진 블록과 섀시 사이에 배치된다. 부품의 바디는 엔진 블록에 마운트될 수 있고 탭은 섀시에 마운트될 수 있다. 부품 바디 및 부품 탭 중 적어도 하나는 개시되는 폴리아미드 조성물을 포함한다(또는 그로부터 제조된다).
무수히 많은 다른 부품들이 고려된다. 대부분의 경우, 부품은 하나의 구성요소를 다른 구성요소에 연결하는 역할을 하는 동시에, NVH 및 기계적 성능에서 전술한 예상치 못한 개선을 제공한다. 예를 들어, 부품은 예를 들어 연료 엔진 또는 전기 엔진용의 엔진 마운트, 차동 마운트, 토크 로드, 라이닝 부싱(lined bushing), HVAC 압축기 브래킷, 스트럿 마운트, 쇼크 업소버 마운트, 섀시 마운트, 액세서리 마운트, 예를 들어, 워터 펌프 마운트 또는 컴프레서 마운트, 트랜스미션 마운트, 또는 이들의 조합일 수 있다. 일부 경우에, 부품은 단순히 NVH 감쇠를 위해 추가될 수 있는 인서트 피스(insert piece)일 수 있다.
필수적인 것은 아니지만, 연결 부품은 구조적 지지 피스를 추가로 포함할 수 있다. 구조적 지지 피스는 당업계에 잘 알려져 있다. 특정 예로는 금속 지지대, 예를 들어, 알루미늄 또는 강철 인서트 피스를 포함한다.
본 개시내용은 또한 연결 부품을 사용하여 제1 구성요소를 제2 구성요소에 연결하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 부품 바디 및 부품 탭을 포함하는 연결 부품을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 부품 바디를 제1 구성요소와 접촉시키고 부품 탭을 제2 구성요소와 접촉시켜 제1 및 제2 구성요소를 연결하는 단계를 추가로 포함한다. 이러한 부품은 NVH 문제를 최소화하는 전술한 성능 이점을 나타낸다. 특히, 비제한적인 경우에, 연결 부품은 엔진 마운트이고, 제1 구성요소는 엔진이며, 제2 구성요소는 섀시이다.
방법
또 다른 양태에서, 폴리아미드 조성물의 제조 방법이 개시된다. 방법은 하나 이상의 반-결정성 폴리아미드를 제공하는 단계를 포함한다. 반-결정성 폴리아미드는 본원에서 개시되는 것들 중 임의의 것일 수 있다. 일부 실시형태에서, 방법은 하나 이상의 무정형 폴리아미드 또는 PA66/6I 코폴리아미드를 제공하는 단계를 추가로 포함한다. 무정형 폴리아미드 또는 PA66/6I 코폴리아미드는 본원에서 개시되는 것들 중 임의의 것일 수 있다. 일부 실시형태에서, 방법은 하나 이상의 열 안정화제, 윤활제, 및/또는 보강제를 제공하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 실시형태에서, 방법은 생성되는 폴리아미드 조성물에 목적하는 열적, 댐핑, 및 기계적 특성을 제공하기 위해 반-결정성 폴리아미드, 무정형 폴리아미드, PA66/6I 코폴리아미드, 열 안정화제, 윤활제, 및/또는 보강제의 유형을 선택하는 단계를 추가로 포함한다.
방법은 하나 이상의 반-결정성 폴리아미드를 무정형 폴리아미드 또는 PA66/6I 코폴리아미드와 블렌딩하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 실시형태에서, 방법은 하나 이상의 열 안정화제, 윤활제, 및/또는 보강제를 폴리아미드 조성물에 블렌딩하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 실시형태에서, 방법은 생성되는 폴리아미드 조성물에 목적하는 열적, 댐핑, 및 기계적 특성을 제공하기 위해 반-결정성 폴리아미드, 무정형 폴리아미드, PA66/6I 코폴리아미드, 열 안정화제, 윤활제, 및/또는 보강제의 양을 선택하는 단계를 추가로 포함한다. 본원에서 사용되는 용어 "블렌딩"은 재료 자체를 조성물에 첨가하거나 조성물 중에서 재료를 제자리에서(in situ) 형성하는 것을 포함하는 것으로 의도된다. 일부 실시형태에서, 조성물과 조합될 둘 이상의 재료는 마스터배치를 통해 동시에 첨가된다.
실시예
본 발명은 하기 비제한적인 실시예를 고려하면 더 잘 이해될 것이다. 하기 실시예는 단지 예시 목적이며, 어떠한 방식으로든 본 개시내용의 범위를 제한하지 않는다.
실시예 1 내지 10 및 비교예 A의 폴리아미드 조성물은 표 1에 나타낸 재료 및 양을 사용하여 제조하였다. 무정형 폴리아미드의 경우, 각각의 조성물에 대해, 본원에서 언급되는 표준 절차에 따라 기계적, 열적, 및 댐핑 특성을 측정하였다.
무정형 폴리아미드는 125℃의 Tg 및 거의 없거나 전혀 없는 수분 함량; 대략 3 GPa의 인장 모듈러스; 및 대략 1.18 g/cm3의 밀도를 가졌다.
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실시예 1 및 2의 조성물은 각각 반-결정성 PA66 및 PA6 폴리아미드와 무정형 폴리아미드의 블렌드를 기본으로 한다. 표 1의 데이터는 이들 실시예의 피크 tan(δ) 온도 및 피크 tan(δ) 값 모두 비교예 A의 값들에 비해 증가하였음을 보여준다. 또한, 이들 실시예 각각에 대한 열 변형 온도와 용융 온도 사이의 차이는 30℃ 미만이다. 데이터는 또한 비교예의 데이터에 비해 열적 또는 물리적 특성에 해로운 영향을 전혀 미치지 않음을 보여준다. 따라서, 이러한 결과는 본원에서 개시되는 바와 같은 무정형 폴리아미드 첨가제를 포함하는 폴리아미드 조성물에 대한 기계적 성능에 영향을 미치지 않으면서 고온 댐핑 성능이 개선될 수 있음을 입증한다.
실시예 3의 조성물은 반-결정성 PA66 폴리아미드와 무정형 폴리아미드의 블렌드를 기본으로 한다. 표 1의 데이터는 본 실시예의 피크 tan(δ) 온도 및 피크 tan(δ) 값 모두 비교예 A의 값들에 비해 증가하였음을 보여준다. 또한, 본 실시예에 대한 열 변형 온도와 용융 온도 사이의 차이는 30℃ 미만이다. 데이터는 또한 비교예의 데이터에 비해 열적 또는 물리적 특성에 해로운 영향을 전혀 미치지 않음을 보여준다. 따라서, 이러한 결과는 본원에서 개시되는 바와 같은 무정형 폴리아미드 첨가제를 포함하는 폴리아미드 조성물에 대한 기계적 성능에 영향을 미치지 않으면서 고온 댐핑 성능이 개선될 수 있음을 추가로 입증한다.
실시예 4의 조성물은 반-결정성 PA66/6I 및 PA66/6 (코)폴리아미드의 블렌드를 기본으로 한다. 표 1의 데이터는 본 실시예의 피크 tan(δ) 온도 및 피크 tan(δ) 값 모두 비교예 A의 값들에 비해 증가하였음을 보여준다. 또한, 본 실시예에 대한 열 변형 온도와 용융 온도 사이의 차이는 30℃ 미만이다. 데이터는 또한 비교예의 데이터에 비해 열적 또는 물리적 특성에 해로운 영향을 전혀 미치지 않음을 보여준다. 따라서, 이러한 결과는 본원에서 개시되는 바와 같은 PA66/6I 공중합체 첨가제를 포함하는 폴리아미드 조성물에 대한 기계적 성능에 영향을 미치지 않으면서 고온 댐핑 성능이 개선될 수 있음을 입증한다.
실시예 5 및 6의 조성물은 각각 반-결정성 PA66/6I 폴리아미드와 무정형 폴리아미드의 블렌드를 기본으로 한다. 표 1의 데이터는 이들 실시예의 피크 tan(δ) 온도 및 피크 tan(δ) 값 모두 비교예 A의 값들에 비해 증가하였음을 보여준다. 데이터는 또한 비교예의 데이터에 비해 열적 또는 물리적 특성에 해로운 영향을 전혀 미치지 않음을 보여준다. 따라서, 이러한 결과는 본원에서 개시되는 바와 같은 무정형 폴리아미드 또는 PA66/6I 공중합체 첨가제를 포함하는 폴리아미드 조성물에 대한 기계적 성능에 영향을 미치지 않으면서 고온 댐핑 성능이 개선될 수 있음을 입증한다.
도 1은 표 1에 열거된 반-결정성 및 무정형 폴리아미드를 사용하는 성형 건조된 상태(DAM: dry-as-molded)의 실시예 1 내지 10의 tan(δ) 성능을 나타낸다. 나타나 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 10은 비교예 A에 비해 개선된 tan(δ) 성능을 입증한다. 예를 들어, 실시예들은 비교예 A에 비해 상당히 더 높은 피크 tan(δ) 온도를 보여준다 - 하단 라인(비교예 A) 대 상단 라인(실시예 1 내지 10) 참조.
실시형태
다음의 실시형태들이 고려된다. 특징 및 실시형태의 모든 조합이 고려된다.
실시형태 1: 하나 이상의 무정형 폴리아미드; 및 하나 이상의 반-결정성 폴리아미드를 포함하는 조성물로서; 상기 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 갖는 경우, 50℃ 초과(73℃ 내지 103℃ 범위)의 온도에서 최대 점탄성 손실 계수(viscoelastic loss factor)(tan(δ))를 나타내는, 조성물.
실시형태 2: 실시형태 1에 있어서, 상기 조성물 중 하나 이상의 무정형 폴리아미드의 조합 농도(combined concentration)는 3 중량% 내지 65 중량%(3 중량% 내지 53 중량%)의 범위인, 실시형태.
실시형태 3: 실시형태 1 또는 2에 있어서, 상기 조성물 중 하나 이상의 반-결정성 폴리아미드의 조합 농도는 30 중량% 내지 80 중량%(10 중량% 내지 70 중량%)의 범위인, 실시형태.
실시형태 4: 실시형태 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 상기 조성물 중 하나 이상의 반-결정성 폴리아미드의 조합 중량 대 상기 조성물 중 하나 이상의 무정형 폴리아미드의 조합 중량의 비율은 0.06:1 내지 13:1(1:1 내지 13:1)의 범위인, 실시형태.
실시형태 5: 실시형태 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 최대 tan(δ)는 상기 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 가질 때 0.057 내지 0.245(0.095 내지 0.245) 범위의 값을 갖는, 실시형태.
실시형태 6: 실시형태 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, (1) 1.82 MPa에서 조성물에 의해 나타나는 열 변형 온도(HDT: heat distortion temperature)와 (2) 조성물에 의해 나타나는 용융 온도(Tm) 사이의 차이는 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 가질 때 1℃ 내지 100℃(15℃ 내지 45℃ 또는 30℃ 미만)의 범위인, 실시형태.
실시형태 7: 실시형태 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 무정형 폴리아미드 중 적어도 하나는 100℃ 초과(100℃ 내지 150℃ 범위)의 유리 전이 온도(Tg)를 나타내는, 실시형태.
실시형태 8: 실시형태 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 무정형 폴리아미드는 무정형 코폴리아미드를 포함하는, 실시형태.
실시형태 9: 실시형태 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 반-결정성 폴리아미드는 하나 이상의 PA66 폴리아미드를 포함하는, 실시형태.
실시형태 10: 실시형태 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 반-결정성 폴리아미드는 하나 이상의 PA6 폴리아미드를 포함하는, 실시형태.
실시형태 11: 실시형태 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 반-결정성 폴리아미드는 하나 이상의 PA66/6 (코)폴리아미드를 포함하는, 실시형태.
실시형태 12: 실시형태 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 반-결정성 폴리아미드는 하나 이상의 PA66/6I 폴리아미드 및/또는 PA66/6C를 포함하는, 실시형태.
실시형태 13: 실시형태 12에 있어서, 하나 이상의 PA66/6I 폴리아미드 중 적어도 하나는 5 mol% 내지 30 mol% 범위의 이소프탈산 함량을 포함하는, 실시형태.
실시형태 14: 실시형태 1 내지 13 중 어느 하나에 있어서, 0.1 중량% 내지 2 중량%의 하나 이상의 윤활제를 추가로 포함하는, 실시형태.
실시형태 15: 실시형태 14에 있어서, 하나 이상의 윤활제는 알루미늄 스테아레이트를 포함하는, 실시형태.
실시형태 16: 실시형태 1 내지 15 중 어느 하나에 있어서, 0.1 중량% 내지 2 중량%의 하나 이상의 열 안정화제를 추가로 포함하는, 실시형태.
실시형태 17: 실시형태 16에 있어서, 하나 이상의 열 안정화제 중 적어도 하나는 구리를 포함하는, 실시형태.
실시형태 18: 실시형태 1 내지 17 중 어느 하나에 있어서, 15 중량% 내지 60 중량%의 하나 이상의 광물 또는 섬유 보강제를 추가로 포함하는, 실시형태.
실시형태 19: 실시형태 18에 있어서, 하나 이상의 광물 또는 섬유 보강제는 유리 섬유를 포함하는, 실시형태.
실시형태 20: 실시형태 1에 있어서, 20 중량% 내지 55 중량%의 반-결정성 PA66 폴리아미드; 20 중량% 내지 55 중량%의 반-결정성 PA66/6I 폴리아미드; 0 내지 11 중량%의 반-결정성 PA6 폴리아미드; 8 중량% 내지 40 중량%의 무정형 폴리아미드; 15 중량% 내지 60 중량%의 유리 섬유; 0.1 중량% 내지 2 중량%의 알루미늄 스테아레이트; 0.1 중량% 내지 2 중량%의 구리 열 안정화제; 0 내지 6 중량%의 착색제; 및 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 포함하며; 여기서, 조성물의 최대 tan(δ) 값은 0.095 내지 0.15의 범위이며 75℃ 내지 95℃의 온도에서 나타나는, 실시형태.
실시형태 21: 실시형태 1에 있어서, 20 중량% 내지 55 중량%의 반-결정성 PA66 폴리아미드; 20 중량% 내지 55 중량%의 반-결정성 PA66/6I 폴리아미드; 0 내지 11 중량%의 반-결정성 PA6 폴리아미드; 8 중량% 내지 40 중량%의 무정형 폴리아미드; 15 중량% 내지 60 중량%의 유리 섬유; 0.1 중량% 내지 2 중량%의 알루미늄 스테아레이트; 0.1 중량% 내지 2 중량%의 구리 열 안정화제; 0 내지 6 중량%의 착색제; 및 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 포함하며; 여기서, 조성물의 최대 tan(δ)는 75℃ 내지 95℃ 범위의 온도에서 나타나고; (1) 1.82 MPa에서의 조성물의 HDT와 (2) 조성물의 Tm 사이의 차이는 15℃ 내지 45℃의 범위인, 실시형태.
실시형태 22: 실시형태 1 내지 21 중 어느 하나에 있어서, 표준 시험 방법 ASTM D882-18(2018)에 따라 측정하였을 때, 150 MPa 내지 255 MPa 범위의 인장 강도를 나타내는, 실시형태.
실시형태 23: 실시형태 1에 있어서, 조성물은: 20 중량% 내지 55 중량%의 반-결정성 PA66 폴리아미드; 20 중량% 내지 55 중량%의 반-결정성 PA66/6I 폴리아미드; 0 내지 11 중량%의 반-결정성 PA6 폴리아미드; 8 중량% 내지 40 중량%의 무정형 폴리아미드; 15 중량% 내지 60 중량%의 유리 섬유; 0.1 중량% 내지 2 중량%의 알루미늄 스테아레이트; 0.1 중량% 내지 2 중량%의 구리 열 안정화제; 0 내지 6 중량%의 착색제; 및 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 포함하며; 여기서, 조성물의 최대 tan(δ)는 75℃ 내지 95℃ 범위의 온도에서 나타나고; 조성물의 인장 강도는 185 MPa 내지 205 MPa의 범위인, 실시형태.
실시형태 24: 실시형태 1 내지 23 중 어느 하나에 있어서, 표준 시험 방법 ASTM D882-18(2018)에 따라 측정하였을 때, 1.5% 내지 5% 범위의 파단 연신율을 나타내는, 실시형태.
실시형태 25: 실시형태 1 내지 24 중 어느 하나에 있어서, 표준 시험 방법 ASTM D882-18(2018)에 따라 측정하였을 때, 9.5 GPa 초과, 예를 들어, 9.5 GPa 내지 20.5 GPa 범위의 인장 모듈러스를 나타내는, 실시형태.
실시형태 26: 실시형태 1 내지 25 중 어느 하나에 있어서, 7 kJ/m2 내지 15 kJ/m2 범위의 노치드 샤르피 충격 강도(notched Charpy impact strength)를 나타내는, 실시형태.
실시형태 27: 실시형태 1 내지 26 중 어느 하나에 있어서, 50 kJ/m2 내지 100 kJ/m2 범위의 언노치드(un-notched) 샤르피 충격 강도를 나타내는, 실시형태.
실시형태 28: 실시형태 1 내지 27 중 어느 하나에 있어서, 205℃ 내지 285℃ 범위의 Tm을 나타내는, 실시형태.
실시형태 29: 실시형태 1 내지 28 중 어느 하나에 있어서, 185℃ 초과, 예를 들어, 185℃ 내지 255℃ 범위의 1.82 MPa에서의 HDT를 나타내는, 실시형태.
실시형태 30: 1 중량% 내지 50 중량%의 반-결정성 PA66/6 (코)폴리아미드; 30 중량% 내지 80 중량%의, 제2 반-결정성 폴리아미드 및 무정형 폴리아미드로 이루어진 목록으로부터 선택되는 재료를 포함하는 조성물로서; 상기 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 갖는 경우, 50℃ 초과(73℃ 내지 103℃ 범위)의 온도에서 최대 tan(δ)를 나타내는, 조성물.
실시형태 31: 실시형태 30에 있어서, 제2 반-결정성 폴리아미드는 5 mol% 내지 30 mol% 범위의 이소프탈산 함량을 포함하는 PA66/I 폴리아미드를 포함하는, 실시형태.
실시형태 32: 실시형태 30 또는 31에 있어서, 최대 tan(δ)는 상기 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 가질 때 0.057 내지 0.245(0.095 내지 0.245) 범위의 값을 갖는, 실시형태.
실시형태 33: 실시형태 30 내지 32 중 어느 하나에 있어서, 무정형 폴리아미드는 100℃ 초과(100℃ 내지 150℃ 범위)의 유리 전이 온도(Tg)를 나타내는, 실시형태.
실시형태 34: 실시형태 30 내지 33 중 어느 하나에 있어서, 무정형 폴리아미드는 부분 방향족 폴리아미드를 포함하는, 실시형태.
실시형태 35: 실시형태 30 내지 34 중 어느 하나에 있어서, 무정형 폴리아미드는 무정형 코폴리아미드를 포함하는, 실시형태.
실시형태 36: 실시형태 30 내지 35 중 어느 하나에 있어서, 제2 반-결정성 폴리아미드는 PA66 폴리아미드를 포함하는, 실시형태.
실시형태 37: 실시형태 30 내지 35 중 어느 하나에 있어서, 제2 반-결정성 폴리아미드는 PA6 폴리아미드를 포함하는, 실시형태.
실시형태 38: 실시형태 30 내지 35 중 어느 하나에 있어서, 제2 반-결정성 폴리아미드는 PA66/I 폴리아미드를 포함하는, 실시형태.
실시형태 39: 실시형태 30 내지 38 중 어느 하나에 있어서, 0.1 중량% 내지 2 중량%의 하나 이상의 윤활제를 추가로 포함하는, 실시형태.
실시형태 40: 실시형태 39에 있어서, 하나 이상의 윤활제는 알루미늄 스테아레이트를 포함하는, 실시형태.
실시형태 41: 실시형태 30 내지 40 중 어느 하나에 있어서, 0.1 중량% 내지 2 중량%의 하나 이상의 열 안정화제를 추가로 포함하는, 실시형태.
실시형태 42: 실시형태 41에 있어서, 하나 이상의 열 안정화제 중 적어도 하나는 구리를 포함하는, 실시형태.
실시형태 43: 실시형태 30 내지 42 중 어느 하나에 있어서, 15 중량% 내지 60 중량%의 하나 이상의 광물 또는 섬유 보강제를 추가로 포함하는, 실시형태.
실시형태 44: 실시형태 43에 있어서, 하나 이상의 광물 또는 섬유 보강제는 유리 섬유를 포함하는, 실시형태.
실시형태 45: 실시형태 30 내지 44 중 어느 하나에 있어서, 표준 시험 방법 ASTM D882-18(2018)에 따라 측정하였을 때, 150 MPa 내지 255 MPa 범위의 인장 강도를 나타내는, 실시형태.
실시형태 46: 실시형태 30 내지 45 중 어느 하나에 있어서, 표준 시험 방법 ASTM D882-18(2018)에 따라 측정하였을 때, 1.5% 내지 5% 범위의 파단 연신율을 나타내는, 실시형태.
실시형태 47: 실시형태 30 내지 46 중 어느 하나에 있어서, 표준 시험 방법 ASTM D882-18(2018)에 따라 측정하였을 때, 9.5 GPa 내지 20.5 GPa 범위의 인장 모듈러스를 나타내는, 실시형태.
실시형태 48: 실시형태 30 내지 47 중 어느 하나에 있어서, 7 kJ/m2 내지 15 kJ/m2 범위의 노치드 샤르피 충격 강도를 나타내는, 실시형태.
실시형태 49: 실시형태 30 내지 48 중 어느 하나에 있어서, 50 kJ/m2 내지 100 kJ/m2 범위의 언노치드 샤르피 충격 강도를 나타내는, 실시형태.
실시형태 50: 실시형태 1 내지 49의 실시형태 중 임의의 실시형태의 조성물을 갖는 수지로부터 성형된 물품.
실시형태 51: 하나 이상의 무정형 폴리아미드; 및 하나 이상의 반-결정성 폴리아미드를 포함하는 조성물로서; 상기 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 갖는 경우 40℃ 초과의 온도에서 최대 점탄성 손실 계수(tan(δ))를 나타내는, 조성물.
실시형태 52: 실시형태 51에 있어서, 상기 조성물 중 하나 이상의 무정형 폴리아미드의 조합 농도는 10 중량% 내지 70 중량%의 범위인, 실시형태.
실시형태 53: 실시형태 51 또는 52에 있어서, 상기 조성물 중 하나 이상의 반-결정성 폴리아미드의 조합 농도는 10 중량% 내지 70 중량%의 범위인, 실시형태.
실시형태 54: 실시형태 51 내지 53 중 어느 하나에 있어서, 반-결정성 폴리아미드는 PA66/6C를 포함하는, 실시형태.
실시형태 55: 실시형태 51 내지 54 중 어느 하나에 있어서, 상기 조성물은 10 중량% 내지 70 중량%의 PA66/6C를 포함하는, 실시형태.
실시형태 56: 실시형태 51 내지 55 중 어느 하나에 있어서, 인장 모듈러스는 9.5 GPa를 초과하며, 상기조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 갖는 경우 42℃ 초과의 온도에서 최대 점탄성 손실 계수(tan(δ))를 나타내는, 실시형태.
실시형태 57: 실시형태 51 내지 56 중 어느 하나에 있어서, 인장 모듈러스는 9.5 GPa를 초과하며, 열 변형 온도는 185℃를 초과하는, 실시형태.
실시형태 58: 실시형태 51 내지 57 중 어느 하나에 있어서, 무정형 폴리아미드는 MPMD-T 및 MPMD-I의 폴리아미드 블렌드를 포함하는, 실시형태.
실시형태 59: 실시형태 51 내지 58 중 어느 하나에 있어서, 무정형 폴리아미드는 MPMD-T 및 MPMD-I의 폴리아미드 블렌드를 포함하고, 반-결정성 폴리아미드는 PA66/6C를 포함하는, 실시형태.
실시형태 60: 실시형태 51 내지 59 중 어느 하나에 있어서, 20 중량% 내지 55 중량%의 반-결정성 PA66 폴리아미드; 0 내지 11 중량%의 반-결정성 PA6 폴리아미드; 10 중량% 내지 70 중량%의 MPMD-T/MPMD-I와의 폴리아미드 블렌드; 15 중량% 내지 60 중량%의 유리 섬유; 0.1 중량% 내지 2 중량%의 스테아레이트; 0.1 중량% 내지 2 중량%의 열 안정화제; 0 내지 6 중량%의 착색제; 및 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 포함하는, 실시형태.
실시형태 61: 실시형태 51 내지 60 중 어느 하나에 있어서, 10 중량% 내지 70 중량%의 반-결정성 PA66/6C; 0 내지 11 중량%의 반-결정성 PA6 폴리아미드; 10 중량% 내지 70 중량%의 무정형 폴리아미드; 15 중량% 내지 60 중량%의 유리 섬유; 0.1 중량% 내지 2 중량%의 스테아레이트; 0.1 중량% 내지 2 중량%의 열 안정화제; 0 내지 6 중량%의 착색제; 및 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 포함하는, 실시형태.
실시형태 62: 100℃ 내지 200℃의 Tg를 갖는 저 Tg 중합체, 및 0℃ 내지 160℃의 Tg를 갖는 고 Tg 중합체를 포함하는 조성물로서, 상기 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 갖는 경우 40℃ 초과의 온도에서 최대 점탄성 손실 계수(tan(δ))를 나타내는, 조성물.
실시형태 63: 연결 부품(connecting part)으로서, 상기 부품은 제1 구성요소와 접촉하는 부품 바디; 및 상기 제1 및 제2 구성요소를 연결하기 위해 제2 구성요소와 접촉하는 부품 탭을 포함하고, 상기 부품 바디 및 부품 탭 중 적어도 하나는: 하나 이상의 무정형 폴리아미드; 및 하나 이상의 반-결정성 폴리아미드를 포함하는 조성물을 포함하고; 상기 부품은 상기 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 갖는 경우 40℃ 초과의 온도에서 최대 점탄성 손실 계수(tan(δ))를 나타내는, 연결 부품.
실시형태 64: 연결 부품으로서, 상기 부품은 제1 구성요소와 접촉하는 부품 바디; 및 상기 제1 및 제2 구성요소를 연결하기 위해 제2 구성요소와 접촉하는 부품 탭을 포함하고, 상기 부품 바디 및 부품 탭 중 적어도 하나는: 1 중량% 내지 50 중량%의 반-결정성 PA66/6 (코)폴리아미드; 30 중량% 내지 80 중량%의, 제2 반-결정성 폴리아미드 및 무정형 폴리아미드로 이루어진 목록으로부터 선택되는 재료를 포함하는 조성물을 포함하고; 상기 부품은 상기 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 갖는 경우 40℃ 초과의 온도에서 최대 tan(δ)를 나타내는, 연결 부품.
실시형태 65: 실시형태 63 또는 64에 있어서, 구조적 지지 피스(structural support piece)를 추가로 포함하는, 실시형태.
실시형태 66: 실시형태 63 내지 65 중 어느 하나에 있어서, 상기 부품은 엔진 마운트(engine mount), 차동 마운트(differential mount), 토크 로드(torque rod), 및 HVAC 컴프레서 브래킷(compressor bracket), 스트럿 마운트(strut mount), 쇼크 업소버 마운트(shock absorber mount), 또는 트랜스미션 마운트(transmission mount), 또는 이들의 조합인, 실시형태.
실시형태 67: 제1 구성요소를 제2 구성요소에 연결하는 방법으로서: 부품 바디 및 부품 탭을 포함하는 연결 부품을 제공하는 단계; 상기 부품 바디를 제1 구성요소와 접촉시키는 단계; 및 상기 부품 탭을 제2 구성요소와 접촉시켜 제1 및 제2 구성요소를 연결하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 부품은 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 가질 경우 40℃ 초과의 온도에서 최대 tan(δ)를 나타내는, 제1 구성요소를 제2 구성요소에 연결하는 방법.
실시형태 68: 실시형태 67에 있어서, 상기 연결 부품은 엔진 마운트이고, 상기 제1 구성요소는 엔진이며, 상기 제2 구성요소는 섀시인, 방법.
본 발명을 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 사상 및 범위 내에서의 변형은 전술한 논의, 당업계의 관련 지식, 및 그 개시내용이 모두 본원에서 참고로 포함된, 배경기술 및 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 관련하여 상기에서 논의된 참고문헌을 고려하여 당업자에게 쉽게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 양태 및 다양한 실시형태 및 이하 및/또는 첨부된 청구범위에 인용된 다양한 특징의 일부는 전체적으로 또는 부분적으로 조합되거나 상호교환될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 전술한 다양한 실시형태의 설명에서, 다른 실시형태를 언급한 실시형태는 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이 다른 실시형태와 적절하게 조합될 수 있다. 또한, 당업자는 전술한 설명이 단지 예시일 뿐이며 본 발명을 제한하려는 의도가 아님을 이해할 것이다.

Claims (15)

  1. 하나 이상의 무정형 폴리아미드로서, 바람직하게는 PA66 폴리아미드이고, 바람직하게는 3 중량% 내지 65 중량% 범위의 양으로 존재하는, 무정형 폴리아미드;
    하나 이상의 반-결정성(semi-crystalline) 폴리아미드로서, 바람직하게는 10 중량% 내지 70 중량% 범위의 양으로 존재하는 반-결정성 폴리아미드
    를 포함하는 조성물로서, 이때 상기 조성물은 조성물이 0.2 중량% 이하의 수분 함량을 가질 때 40℃ 초과의 온도에서 최대 점탄성 손실 계수(maximum viscoelastic loss factor)(tan(δ))를 나타내는, 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조성물의 열변형 온도와 용융 온도 사이의 차이가 45℃ 미만인, 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반-결정성 폴리아미드는 PA66/6C를 포함하는, 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 최대 tan(δ)는 상기 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 가질 때 0.057 내지 0.245 범위의 값을 갖는, 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조성물이 9.5 GPa 초과의 인장 모듈러스를 나타내고, 상기 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량 및/또는 9.5 GPa 초과의 인장 모듈러스 및/또는 185℃ 초과의 열 변형 온도(heat distortion temperature)를 가질 때 42℃ 초과의 온도에서 최대 점탄성 손실 계수(tan(δ))를 나타내는, 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 무정형 폴리아미드는 MPMD-T 및 MPMD-I의 폴리아미드 블렌드를 포함하는, 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    20 중량% 내지 55 중량%의 반-결정성 PA66 폴리아미드;
    0 내지 11 중량%의 반-결정성 PA6 폴리아미드;
    10 중량% 내지 70 중량%의, MPMD-T/MPMD-I와의 폴리아미드 블렌드;
    15 중량% 내지 60 중량%의 유리 섬유;
    0.1 중량% 내지 2 중량%의 스테아레이트;
    0.1 중량% 내지 2 중량%의 열 안정화제;
    0 내지 6 중량%의 착색제; 및
    0.2 중량% 미만의 수분 함량
    을 포함하는 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    10 중량% 내지 70 중량%의 반-결정성 PA66/6C;
    0 내지 11 중량%의 반-결정성 PA6 폴리아미드;
    10 중량% 내지 70 중량%의 무정형 폴리아미드;
    15 중량% 내지 60 중량%의 유리 섬유;
    0.1 중량% 내지 2 중량%의 스테아레이트;
    0.1 중량% 내지 2 중량%의 열 안정화제;
    0 내지 6 중량%의 착색제; 및
    0.2 중량% 미만의 수분 함량
    을 포함하는 조성물.
  9. 1 중량% 내지 50 중량%의 반-결정성 PA66/6 (코)폴리아미드;
    30 중량% 내지 80 중량%의, 제2 반-결정성 폴리아미드 및 무정형 폴리아미드로 이루어진 목록으로부터 선택되는 재료
    를 포함하는 조성물로서, 이때 상기 조성물은 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 가질 때 40℃ 초과의 온도에서 최대 tan(δ)를 나타내는, 조성물.
  10. 100℃ 내지 200℃의 Tg를 갖는 저 Tg 중합체, 및
    0℃ 내지 160℃의 Tg를 갖는 고 Tg 중합체
    를 포함하는 조성물로서, 이때 상기 조성물은 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 가질 때 40℃ 초과의 온도에서 최대 tan(δ)를 나타내는, 조성물.
  11. 제1 구성요소와 접촉하는 부품 바디(part body); 및
    제1 구성요소 및 제2 구성요소를 연결하기 위해 제2 구성요소와 접촉하는 부품 탭(part tab)
    을 포함하는 연결 부품(connecting part)으로서,
    상기 부품 바디 및 부품 탭 중 적어도 하나는
    하나 이상의 무정형 폴리아미드; 및
    하나 이상의 반-결정성 폴리아미드
    를 포함하는 조성물을 포함하고,
    상기 부품은 상기 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 가질 때 40℃ 초과의 온도에서 최대 tan(δ)를 나타내는,
    연결 부품.
  12. 제1 구성요소와 접촉하는 부품 바디; 및
    제1 및 제2 구성요소를 연결하기 위해 제2 구성요소와 접촉하는 부품 탭
    을 포함하는 연결 부품으로서,
    상기 부품 바디 및 부품 탭 중 적어도 하나는
    1 중량% 내지 50 중량%의 반-결정성 PA66/6 (코)폴리아미드;
    30 중량% 내지 80 중량%의, 제2 반-결정성 폴리아미드 및 무정형 폴리아미드로 이루어진 목록으로부터 선택되는 재료
    를 포함하는 조성물을 포함하고,
    상기 부품은 상기 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 가질 때 40℃ 초과의 온도에서 최대 tan(δ)를 나타내는,
    연결 부품.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 부품은 엔진 마운트(engine mount), 차동 마운트(differential mount), 토크 로드(torque rod), 및 HVAC 컴프레서 브래킷(compressor bracket), 스트럿 마운트(strut mount), 쇼크 업소버 마운트(shock absorber mount), 또는 트랜스미션 마운트(transmission mount), 또는 이들의 조합인, 연결 부품.
  14. 부품 바디 및 부품 탭을 포함하는 연결 부품을 제공하는 단계;
    상기 부품 바디를 제1 구성요소와 접촉시키는 단계; 및
    상기 부품 탭을 제2 구성요소와 접촉시켜 제1 구성요소와 제2 구성요소를 연결하는 단계
    를 포함하며, 이때 상기 부품은 상기 조성물이 0.2 중량% 미만의 수분 함량을 가질 때 40℃ 초과의 온도에서 최대 tan(δ)를 나타내는,
    제1 구성요소를 제2 구성요소에 연결하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 연결 부품은 엔진 마운트이고, 상기 제1 구성요소는 엔진이며, 상기 제2 구성요소는 섀시인, 방법.
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