KR20230158599A - 증가된 가수분해 저항을 갖는 폴리아미드 조성물, 이를 제조하는 방법, 이의 적용 및 이로부터 제조된 물품 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리아미드 조성물의 총 중량을 기준으로 (a) 10 중량% 내지 40 중량%의 폴리아미드 6, (b) 35 중량% 초과 내지 50 중량%의 폴리프로필렌, (c) 0.5 중량% 내지 10 중량%의 상용화제 및 (d) 25 중량% 내지 50 중량%의 강화 충전제를 포함하는 개선된 가수분해 저항을 갖는 폴리아미드 조성물을 개시한다. 본 발명에서의 폴리아미드 조성물은 자동차에서의 냉각 회로를 위한 물품을 제조하기에 적합하다.
Description
본 발명은, 특히 자동차의 냉각 회로에서 사용되는 물품을 제조하기에 적합한, 증가된 가수분해 저항을 갖는 폴리아미드 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 조성물을 제조하는 방법, 이의 적용 및 상기 조성물로부터 제조된 물품에 관한 것이다.
자동차 분야에서, 냉각 회로에 사용되는 냉각제는 보통 바람직하게는 1:1의 비의 에틸렌 글리콜과 물의 혼합물을 포함한다. 이것 이외에, 특히 "수명이 긴 냉각제(longlife coolant)"(간단히 LLC)로서 알려진 것에서 소량의 안정화제가 또한 사용된다.
폴리아미드(PA)는 자동차의 냉각 회로를 위한 성분을 제조하기 위해 시도되었다. 냉각제, 예컨대 물과 에틸렌 글리콜의 혼합물에 대한 폴리아미드 조성물의 저항은 가수분해/글리콜분해 저항으로 알려져 있고, 7일, 21일 및 42일 동안 압력 밀폐 강 컨테이너에서 120℃ 내지 135℃에서 물/에틸렌 글리콜 혼합물에서 저장된 표준 시험 시편을 사용하여 대개 결정된다. 저장 절차 후, 기계적 시험, 바람직하게는 인장 시험, 굴곡 시험 또는 내충격성 결정이 표준 시험 시편에서 수행되고, 그에 따른 특징은 새로 사출 성형되고 물/에틸렌 글리콜 혼합물에서 저장되지 않은 표준 시험 시편의 것과 비교된다. 중합체의 기계적 특성을 규명하기 위한 통상적인 시험 방법은 예를 들면 국제 표준 ISO527, ISO178, ISO179 및 ISO180에 기재되어 있다.
EP 2562220 A1로부터 올레핀 및 아크릴레이트의 공중합체와 혼합되고 안정화제를 추가로 함유하는 폴리아미드가 자동차의 냉각 회로에서 적용되는 충분한 가수분해 안정성을 갖는다는 것이 알려져 있다. 또한, 유리 섬유 강화된 PA 6,6(나일론-6,6)으로 제조된 배합된 재료는 냉각제에 대한 이의 양호한 저항 때문에 자동차의 냉각 회로에 대한 성분을 제조하기 위한 자동차 구조물에서 확립되었다. PA 6,6이 160℃에서 에틸렌 글리콜에 용해하기 시작하고, 심지어 에틸렌 글리콜과 물의 종래의 1:1 혼합물이 온도가 100℃ 초과이자 마자 유리 섬유 강화된 폴리아미드를 공격한다는 것이 주목된다. 가수분해/글리콜분해로서 알려진 공정은 저온에서 비교적 느리지만, 더 높은 온도에 의해 가속된다.
PA 6,6 및 부분 아릴화된 폴리아미드에 대해, WO2017189761A1, DE4214193A1, EP2933285A1, US5360888A 및 US20070066727A1은 이의 가수분해 안정성을 개선하기 위해 특정 안정화제로서 단량체, 올리고머 또는 중합체 카보디이미드 등을 적용하는 것을 교시한다. 그러나, 다른 일반 중합체와 비교하여, PA 6,6 및 부분 아릴화된 폴리아미드를 사용하는 것의 단점은 이것이 비교적 비싸다는 것이다.
PA 6,6보다 저렴한 PA 6은 냉각제 저항에서 더 열악한 성능을 보여주었고, 적은 양의 PA 6이 PA 6,6으로 도입되더라도, 냉각제 저항 특성은 극적으로 하강할 것이고, PA 6은 따라서 자동차 산업에서 냉각 회로 분야에 적합하지 않는 것으로 여겨진다.
본 발명은 자동차에서의 냉각 회로를 위한 물품을 제조하기에 적합하고, 자동차에서의 냉각 회로를 위한 물품의 가수분해 안정성의 요건을 충족시키고, 특히 경제적 관점으로부터 선행 기술의 단점을 극복하는 폴리아미드 조성물을 제조하는 것을 목표로 한다.
본 발명의 발명자들은 상기 문제를 해결하려는 시도를 하였고, 폴리아미드 6(PA 6)에 기초하고 폴리프로필렌(간단히 PP) 및 상용화제를 추가적으로 포함하는 조성물이 가수분해 안정성의 면에서 자동차 산업의 요건을 충족시킬 수 있다는 것을 놀랍게도 발견하였다. PA6의 조성물이 자동차 산업에서 냉각 회로 분야에 적합하지 않는 것으로 일반적으로 여겨진다는 편견에도 불구하고, 본 발명자들은 이러한 분야에 맞는 PA6에 기초한 조성물을 제조하는 데 상당한 진전을 만들었고 이러한 분야에서 비용을 극적으로 낮췄다.
처음으로 본 발명자들은 PA 6이 소정의 양의 PP 및 상용화제와 블렌딩될 때 개선된 가수분해 저항을 갖고 따라서 자동차에서의 냉각 회로에 적합한 물품을 제조할 수 있다는 것을 발견하였다.
본 발명의 일 양태에서, 폴리아미드 조성물의 총 중량을 기준으로 (a) 10 중량% 내지 40 중량%의 폴리아미드 6(PA 6), (b) 35 중량% 초과 내지 50 중량%의 폴리프로필렌(PP), (c) 0.5 중량% 내지 10 중량%의 상용화제 및 (d) 25 중량% 내지 50 중량%의 강화 충전제를 포함하는 폴리아미드 조성물이 제공된다.
추가로, 본 발명은 폴리아미드 조성물의 모든 성분을 사출 성형, 압출 또는 취입 성형하는 것을 포함하는 폴리아미드 조성물의 제조 방법을 제공한다.
더 추가로, 본 발명은, 특히 자동차의 냉각 회로에서, 냉각 매체와 접촉하는 물품을 제조하는 데 있어서의 폴리아미드 조성물의 용도를 제공한다.
더 추가로, 본 발명은 상기 언급된 폴리아미드 조성물로부터 제조된 물품을 제공한다.
본 발명에 따르면, 상기 폴리아미드 조성물로부터 제조된 물품은 개선된 가수분해 저항을 달성하였다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술 용어 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 분야의 당업자에 의해 흔히 이해되는 의미를 갖는다. 본원에 사용된 것과 같이, 하기 용어는 달리 규정되지 않는 한 하기에서 이들에 속하는 의미를 갖는다.
본원에 사용된 것과 같이, 관사("a" 및 "an")는 관사의 문법적 목적어의 하나 또는 하나 초과(즉, 적어도 하나)를 지칭한다. 예시로서, "요소"는 하나의 요소 또는 하나 초과의 요소를 의미한다.
본원에 사용된 것과 같이, "약"의 용어는 당업자가 동일한 기능 또는 결과를 달성하는 것의 맥락에서 언급된 값에 동등하다고 여기는 숫자의 범위를 지칭한다.
본원에 사용된 것과 같이, "하나를 포함하는"의 용어는 "적어도 하나를 포함하는"의 용어와 동의어인 것으로 이해되어야 하고, "사이"는 한계를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
달리 확인되지 않는 한, 모든 백분율(%)은 "중량부"이다.
(a) 폴리아미드 6
PA 6에 대한 특정한 제한은 없고, 당해 분야에서 많은 알려진 공정 유형에 의해 제조된 PA 6은 본 발명에 따른 폴리아미드 조성물에서 성분 (a)로서 사용될 수 있다. PA 6을 제조하기 위한 산업적으로 관련된 공정은 예컨대 용융물에서의 응축, 카프로락탐의 가수분해 중합 및 기타 등등을 포함한다.
폴리아미드 조성물에서의 PA 6은 폴리아미드 조성물의 총 중량을 기준으로 10 중량% 내지 40 중량%, 바람직하게는 15 중량% 내지 35 중량% 또는 더 바람직하게는 15 중량% 내지 30 중량%의 양이다.
성분 (a)로서 사용되는 PA 6의 점도 수는 바람직하게는 95 내지 230 ml/g, 특히 바람직하게는 110 내지 170 ml/g이고, 상대 점도는 ISO307-2007에 따라 25℃에서 96 중량%의 황산 용액에서 결정되거나 측정될 수 있다.
본 발명에서의 폴리아미드 6은 폴리아미드 6의 동종중합체일 수 있고, 또한 폴리아미드 6과 다른 결정질 폴리아미드의 공중합체일 수 있고, 공중합체에서의 다른 폴리아미드의 총 몰 질량은 50 mol% 미만, 바람직하게는 20 mol% 미만, 더 바람직하게는 10 mol% 미만이다. 다른 결정질 폴리아미드는 지방족 폴리아미드, 반방향족 폴리아미드 및 이들의 혼합물일 수 있다. 다른 결정질 폴리아미드의 예는 폴리아미드 6,6, 폴리아미드 4,6, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 6,10, 폴리아미드 6,12, 폴리아미드 6T, 폴리아미드 9T, 폴리아미드 6T/6I(테레프탈산:이소프탈산=6:4-8:2)일 수 있다.
본 발명에서의 폴리아미드 6은 폴리아미드 6과 다른 폴리아미드의 블렌드일 수 있다. 폴리아미드 조성물에서의 다른 폴리아미드의 양은 폴리아미드 조성물의 총 중량을 기준으로 0 내지 20 중량%, 바람직하게는 0 내지 10 중량%의 양이다. 다른 폴리아미드는 지방족 폴리아미드, 반방향족 폴리아미드 및 이들의 혼합물일 수 있다. 다른 폴리아미드의 예는 폴리아미드 6,6, 폴리아미드 4,6, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 6,10, 폴리아미드 6,12, 폴리아미드 6T, 폴리아미드 9T, 폴리아미드 6T/6I(테레프탈산:이소프탈산=6:4-8:2)일 수 있다.
(b) 폴리프로필렌
35 중량% 초과 내지 50 중량%의 PP가 상용화제와 함께 PA 6을 포함하는 조성물로 첨가될 때, 본 발명의 폴리아미드 조성물로부터 제조된 물품의 가수분해 저항이 개선될 수 있다는 것이 놀랍게도 발견되었다.
폴리아미드 조성물에서의 PP의 양은 폴리아미드 조성물의 총 중량을 기준으로 35 중량% 초과 내지 50 중량%, 바람직하게는 36 중량% 내지 45 중량%, 더 바람직하게는 36 중량% 내지 41 중량%이다.
폴리프로필렌은 호모폴리프로필렌 또는 프로필렌과 다른 공단량체의 공중합체일 수 있다. 바람직하게는, 본 발명에서의 폴리프로필렌은 5 내지 70 g/10분의 용융 지수를 갖는 호모폴리프로필렌, 바람직하게는 8 내지 40 g/10분의 용융 지수를 갖는 호모폴리프로필렌이고, 용융 지수는 230℃ 및 2.16 kg의 부하에서 ISO 1133-1-2011에 따라 측정된 폴리프로필렌 수지이다.
(c) 상용화제
물품의 제조를 용이하게 하기 위해, 상용화제가 폴리아미드 조성물에 추가로 첨가된다. 본 발명의 연결에서 "상용화제"의 용어는 일반적으로 다른 비혼화성 중합체의 혼합물을 더 잘 제조할 수 있는 화합물을 지칭한다.
상용화제는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 프로필렌과 에틸렌의 말레산 무수물 그래프팅된 공중합체, 폴리프로필렌-말레산 무수물 공중합체, 글리시딜 메타크릴레이트 그래프팅된 폴리프로필렌, 폴리에틸렌-글리시딜 메타크릴레이트 공중합체로부터 선택된 하나 이상이다. 바람직하게는, 상용화제는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌 및 프로필렌과 에틸렌의 말레산 무수물 그래프팅된 공중합체로부터 선택된다. 가장 바람직하게는, 상용화제는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌이다.
폴리아미드 조성물에서의 상용화제의 양은 폴리아미드 조성물의 총 중량을 기준으로 0.5 중량% 내지 10 중량%, 바람직하게는 1 중량% 내지 8 중량%, 더 바람직하게는 3 중량% 내지 5 중량%이다.
상용화제에서의 말레산 무수물 및 글리시딜 메타크릴레이트의 양은 상용화제의 총 중량을 기준으로 바람직하게는 0.02 중량% 내지 2.5 중량%, 더 바람직하게는 0.8 중량% 내지 1.8 중량%이다.
(d) 강화 충전제
본 발명에서의 강화 충전제는 예를 들면 섬유성 강화 충전제일 수 있고, 바람직하게는 유리 섬유, 세라믹 섬유, 탄소 섬유 및 열안정 중합체 섬유로부터 선택된다. 더 바람직하게는, 상기 강화 충전제는 유리 섬유이다.
폴리아미드 조성물에서의 강화 충전제의 양은 폴리아미드 조성물의 총 중량을 기준으로 25 중량% 내지 50 중량%, 바람직하게는 30 중량% 내지 40 중량% 및 더 바람직하게는 30 중량% 내지 35 중량%이다.
본 발명에 사용된 유리 섬유에 대한 특정한 제한은 없고, 당업자에게 알려진 임의의 유리 섬유는 본 발명에서 적합하다. 유리 섬유는 당업자에게 알려진 방법에 의해 제조될 수 있고, 적절하면 특히 커플링제 또는 커플링제 시스템, 바람직하게는 실란에 기초한 커플링제 시스템으로 표면 처리되거나 표면 개질될 수 있다. 그러나, 전처리가 필수적이지는 않다. 실란 이외에 중합체 분산액, 필름 형성제, 분지화제 및/또는 유리 섬유 가공 조제를 사용하는 것이 또한 가능하다.
하나의 바람직한 실시형태에서, 5 내지 20 μm, 바람직하게는 7 내지 13 μm, 특히 바람직하게는 9 내지 11 μm의 직경을 갖는 유리 섬유가 사용된다.
혼입된 유리 섬유는 쵸핑된 유리 섬유의 형태 또는 그외 연속 필라멘트 스트랜드(로빙)의 형태를 취할 수 있다. 사용될 수 있는 유리 섬유의 길이는 일반적으로 및 통상적으로 폴리아미드 조성물로의 쵸핑된 유리 섬유의 형태의 혼입 전에 1 내지 5 mm이다. 다른 성분에 의한 예를 들면 공압출을 통한 이의 가공 후 유리 섬유의 평균 길이는 보통 100 내지 600 μm, 바람직하게는 150 내지 400 μm이다.
유리 섬유의 유형의 제한은 없고, A-유리 섬유, E-유리 섬유, D-유리 섬유, C-유리 섬유, R-유리 섬유, E-CR-유리 섬유, S-유리 섬유가 본 발명에서 사용될 수 있다.
다른 성분
본 발명의 폴리아미드 조성물은, 첨가제가 본 발명에서의 폴리아미드 조성물의 원하는 특성에 부정적으로 영향을 미치지 않는 한, 다양한 첨가제를 또한 포함할 수 있다.
하나의 바람직한 실시형태에서, 본 발명에 따른 폴리아미드 조성물은 성분 PA 6, PP, 상용화제, 강화 충전제 이외에 적어도 하나의 다른 종래의 첨가제를 포함할 수 있고, 중량 기준 백분율의 모두의 전체는 항상 100이다.
본 발명의 목적을 위한 바람직한 첨가제는 안정화제, 유동 조제, 조핵제, 활택제, 염료, 안료, 제습제 및 기타 등등을 포함한다. 언급된 첨가제 및 다른 적합한 첨가제는 예시로서 문헌[Gaechter, Mueller, Kunststoff-Additive [Plastics Additives], 3rd edition, Hanser-Verlag, Munich, Vienna, 1989] 및 문헌[Plastics Additives Handbook, 5th edition, Hanser-Verlag, Munich, 2001]에 기재되어 있다. 첨가제는 단독으로 또는 혼합물로 또는 마스터배치의 형태로, 바람직하게는 마스터배치의 형태로 사용될 수 있다.
바람직한 안정화제는 열 안정화제 및 UV 안정화제이다. 바람직하게 사용된 안정화제는 알칼리 금속의 할라이드, 바람직하게는 나트륨 할라이드, 칼륨 할라이드 및/또는 리튬 할라이드와 함께 구리(I) 할라이드, 바람직하게는 클로라이드, 브로마이드 또는 요오다이드이고, 사용된 다른 바람직한 안정화제는 입체 장애 페놀, 하이드로퀴논, 포스파이트, 방향족 2차 아민, 예컨대 디페닐아민, 치환된 레소르시놀, 살리실레이트, 벤조트리아졸 또는 벤조페논 및 또한 상기 그룹의 다양하게 치환된 대표 또는 이들의 혼합물이다. 통상적인 안정화제는 예를 들면 나트륨 하이포포스파이트, 디페닐아민을 포함한다.
사용된 바람직한 조핵제는 나트륨 페닐포스피네이트 또는 칼슘 페닐포스피네이트, 알루미늄 산화물, 이산화규소 및 또한 바람직하게는 탈크 분말이다.
사용된 바람직한 활택제 및 이형제는 에스테르 왁스, 펜타에리스리톨 테트라스테아레이트(PETS), 장쇄 지방산, 특히 바람직하게는 스테아르산 또는 베헨산 및 이들의 에스테르, 염, 특히 바람직하게는 Ca 스테아레이트 또는 Zn 스테아레이트 및 또한 아미드 유도체, 바람직하게는 에틸렌비스스테아르아미드 또는 몬탄 왁스, 바람직하게는 28개 내지 32개의 탄소 원자의 사슬 길이를 갖는 장쇄, 포화 카복실산의 혼합물 및 또한 저분자량 폴리에틸렌 왁스 또는 저분자량 폴리프로필렌 왁스이다.
사용된 바람직한 가소제는 디옥틸 프탈레이트, 디벤질 프탈레이트, 부틸 벤질 프탈레이트, 탄화수소 오일 및 N-(n-부틸)벤젠설폰아미드이다.
사용된 바람직한 안료 또는 염료는 이산화티탄, 울트라마린 블루, 철 산화물, 카본 블랙, 프탈로시아닌, 퀴나크리돈, 퍼릴렌, 니그로신 및 안트라퀴논이다.
바람직한 제습제는 예를 들면 총 폴리아미드 조성물의 0 중량% 내지 5 중량%의 양을 갖는 페놀이다.
하나의 바람직한 실시형태에서, 폴리아미드 조성물은 폴리아미드 조성물의 총 중량을 기준으로
(a) 15 중량% 내지 30 중량%의 PA 6,
(b) 36 중량% 내지 45 중량%의 폴리프로필렌,
(c) 0.02 중량% 내지 2.5 중량%의 상용화제,
(d) 25 중량% 내지 50 중량%의 강화 충전제 및
(e) 0 중량% 내지 10 중량%의 첨가제를 포함한다.
하나의 바람직한 실시형태에서, 폴리아미드 조성물은 폴리아미드 조성물의 총 중량을 기준으로
(a) 15 중량% 내지 30 중량%의 PA 6,
(b) 36 중량% 내지 45 중량%의 폴리프로필렌,
(c) 0.02 중량% 내지 2.5 중량%의 상용화제,
(d) 25 중량% 내지 50 중량%의 강화 충전제 및
(e) 0 중량% 내지 5 중량%의 제습제 및 0 중량% 내지 5 중량%의 안정화제, 착색제, 조핵제 및 활택제를 포함하는 1 내지 8 중량%의 첨가제를 포함한다.
하나의 바람직한 실시형태에서, 폴리아미드 조성물은 폴리아미드 조성물의 총 중량을 기준으로
(a) 15 중량% 내지 30 중량%의 PA 6,
(b) 36 중량% 내지 45 중량%의 폴리프로필렌,
(c) 0.02 중량% 내지 2.5 중량%의 상용화제로서, 상용화제는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 프로필렌과 에틸렌의 말레산 무수물 그래프팅된 공중합체, 폴리프로필렌-말레산 무수물 공중합체로부터 선택되는 것인 상용화제,
(d) 25 중량% 내지 50 중량%의 강화 충전제 및
(e) 폴리아미드 조성물의 총 중량을 기준으로 1 중량% 내지 5 중량%의 제습제 및 1 중량% 내지 5 중량%의 안정화제, 착색제, 조핵제 및 활택제를 포함한다.
하나의 바람직한 실시형태에서, 폴리아미드 조성물은 폴리아미드 조성물의 총 중량을 기준으로
(a) 15 중량% 내지 30 중량%의 PA 6,
(b) 36 중량% 내지 45 중량%의 폴리프로필렌,
(c) 0.02 중량% 내지 2.5 중량%의 상용화제로서, 상용화제는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 프로필렌과 에틸렌의 말레산 무수물 그래프팅된 공중합체, 폴리프로필렌-말레산 무수물 공중합체이고, 상용화제에서의 말레산 무수물의 양은 상용화제의 총 중량을 기준으로 0.02 중량% 내지 2.5 중량%, 바람직하게는 0.8 중량% 내지 1.8 중량%인 상용화제,
(d) 25 중량% 내지 50 중량%의 강화 충전제 및
(e) 폴리아미드 조성물의 총 중량을 기준으로 1 중량% 내지 5 중량%의 제습제 및 1 중량% 내지 5 중량%의 안정화제, 착색제, 조핵제 및 활택제를 포함한다.
본 발명은 또한 사출 성형, 압출 또는 취입 성형에 의해 폴리아미드 조성물의 모든 성분을 배합하는 것을 포함하는 폴리아미드 조성물의 제조 방법을 개시한다. 바람직한 실시형태에서, 제조는 압출 또는 용융 혼련일 수 있다. 바람직한 압출 공정은 폴리아미드 조성물의 성분의 전부가 나사 압출기의 주요 목으로 공급되는 것 및 압출이다.
본 발명은 또한, 특히 자동차의 냉각 회로에서, 냉각 매체와 접촉하는 물품을 제조하는 데 있어서의 폴리아미드 조성물의 용도를 개시한다. 자동차의 냉각 회로는 예를 들면 냉각수 분포 시스템, 냉각수 탱크, 냉각수 팽창 컨테이너, 써모스탯 하우징, 냉각수 파이프, 열 교환기 하우징 및 냉각 시스템 커넥터를 포함한다.
더 추가로, 본 발명은 상기 언급된 폴리아미드 조성물로부터 제조된 물품을 제공한다. 본 발명의 물품은 바람직하게는 냉각 매체와 접촉하는 물품이고, 바람직하게는 자동차의 냉각 회로에 사용된다. 바람직하게는, 물품은 냉각수 파이프, 냉각수 가요성 파이프, 이의 연결 부재, 냉각수 매니폴드, 냉각수 컨테이너, 냉각수 보상 컨테이너, 써모스탯 하우징 및 열 교환기 하우징으로부터 선택된다.
본 발명에 따르면, 상기 폴리아미드 조성물로부터 제조된 물품은 개선된 가수분해 저항을 달성하였다.
본 발명에서, 상기 언급된 모든 기술 특징은 바람직한 실시형태를 형성하기 위해 새로 조합될 수 있다.
실시예
하기 비제한적인 실시예는 본 발명의 다양한 특징 및 특성을 예시하고, 본 발명의 범위는 이것에 제한되는 것으로 해석되지 않아야 한다.
실시예 및 비교예를 위한 제형은 하기 표 1에 기재되어 있고, 여기에 사용된 특정 성분은 하기이다:
PA 6:
BASF로부터 구입된 Ultramid® B27 E
PP:
Formosa Plastics로부터 구입된 YUNGSOX® 1250D
유리 섬유:
CPIC로부터 구입된 ECS301HP10
상용화제
MAH-POE:
DOW로부터 구입된 Fusabond N493
MAH-EP:
DOW로부터 구입된 Fusabond N353
MAH-PP:
DOW로부터 구입된 Fusabond N613
페놀 수지:
SUMITOMO BAKELITE EUROPE으로부터 구입된 Durez 28391
상기 첨가제의 조성은 하기로서 열거되어 있다:
안정화제: NaH2P 나트륨 하이포포스파이트
0.05 중량%
안정화제: Naugard 445
0.7 중량%
조핵제: 탈크 100
0.15 중량%
활택제: PETS
0.2 중량%
착색제
Ultrabatch 420 특수 블랙 4 카본 블랙 30% + PA6 70%
0.33 중량%
Ultrabatch 434 40% 니그로신 + PA 6 60%
0.25 중량%
하기 실시예에 대한 압출 조건은 하기였다:
원료를 건조 블렌더에서 함께 혼합하고, 2축 압출기로 공급하고; 245℃의 온도 하에 용융 압출하고, 펠릿화하여서 펠릿 형태의 폴리아미드 조성물을 얻었다.
건조된 펠릿을 235℃ 내지 250℃의 용융 온도에서 80T의 클램프 힘으로 사출 성형 기계 LS-80에서 가공하여 시험 시편을 생성시켰다.
실시예 E1-E6 및 비교예 C1-C6의 폴리아미드 조성물의 모든 성분은 각각 표 1에 열거되어 있다.
굴곡 강도 시험은 DIN EN ISO 178에 따라 수행되고, 값은 MPa로 주어졌다.
시효(aging) 후 굴곡 강도는 135℃에서 1000시간 동안 G48/물 혼합물(중량 기준 1:1)에서 시편을 시효시킨 후 결정되었다. 시효 공정 후, 굴곡 강도는 실온에서 DIN EN ISO 178에 따라 결정되고, 값은 MPa로 주어졌다.
E1 내지 E6의 결과로부터, 각각 본 설명에 열거된 범위에서의 PA6, PP 및 상용화제를 포함하는 폴리아미드 조성물은 시효 전 및 시효 후 둘 다 굴곡 강도의 충족을 제공하고 시효 후 이의 표면 확인은 균열 또는 버블 없이 더 우수하다.
반대로, 임의의 PP 및 상용화제를 함유하지 않는, 오직 PA 6, 유리 섬유 및 소량의 첨가제를 포함하는 C1에서의 폴리아미드 조성물은 시효 후 굴곡 강도를 달성하는 데 분명히 충분하지 않고(불과 35.9 MPa), 한편 이의 표면 확인 결과는 작은 균열을 보여준다.
상용화제를 갖지 않고 36 중량%의 PP를 추가적으로 포함하는 C2에서의 조성물은 시효 전 훨씬 나빠진 굴곡 강도를 보여준다. C2에서의 큰 버블을 갖는 표면 확인은 추가적으로 이것이 자동차의 냉각 회로에서 실제적 사용에 적합하지 않게 한다. 41 중량%의 PP를 갖는 C4에서의 조성물은 시험된 특성이 마찬가지로 만족스럽지 않은 C2의 것과 유사하다.
상용화제로서의 MAH-POE의 5 중량%를 C2의 조성물에 첨가함으로써, C3은 C2와 비교하여 시효 후 굴곡 강도를 개선하지만, C3의 시효 전 굴곡 강도는 결코 개선되지 않고, 표면 확인은 큰 버블을 보여주고, 이는 이것이 자동차의 냉각 회로에서 실제적 사용에 적합하지 않게 한다.
상기 실시예 및 비교예로부터, 본 발명에 개시된 것과 같은 PP 및 특정 상용화제와 PA 6의 조합이, 자동차의 냉각 회로에서 사용되는 물품을 제조하는 데 적합한, 개선된 가수분해 저항을 갖는 폴리아미드 조성물을 얻는 것에 기여한다는 것이 입증되었다.
Claims (17)
- 폴리아미드 조성물로서,
(a) 10 중량% 내지 40 중량%의 폴리아미드 6,
(b) 35 중량% 초과 내지 50 중량%의 폴리프로필렌,
(c) 0.5 중량% 내지 10 중량%의 상용화제, 및
(d) 25 중량% 내지 50 중량%의 강화 충전제를 포함하고,
모든 성분 (a) 내지 성분 (d)의 양은 폴리아미드 조성물의 총 중량에 기초하는, 폴리아미드 조성물. - 제1항에 있어서, 폴리아미드 6은 폴리아미드 조성물의 총 중량을 기준으로 15 중량% 내지 35 중량%, 바람직하게는 20 중량% 내지 30 중량%의 양인 폴리아미드 조성물.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 폴리아미드 6의 점도 수는 ISO 307-2007에 따라 결정된 95 내지 230 ml/g, 바람직하게는 110 내지 170 ml/g인 폴리아미드 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리프로필렌은 폴리아미드 조성물의 총 중량을 기준으로 36 중량% 내지 45 중량%, 바람직하게는 36 중량% 내지 41 중량%의 양인 폴리아미드 조성물.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리프로필렌은 230℃ 및 2.16 kg의 부하에서 ISO 1131-1-2011에 따라 측정된 5 내지 70 g/10분, 바람직하게는 8 내지 40 g/10분의 용융 지수를 갖는 호모폴리프로필렌인 폴리아미드 조성물.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상용화제는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 프로필렌과 에틸렌의 말레산 무수물 그래프팅된 공중합체, 폴리프로필렌-말레산 무수물 공중합체, 글리시딜 메타크릴레이트 그래프팅된 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌-글리시딜 메타크릴레이트 공중합체로부터 선택된 하나 이상이고, 바람직하게는, 상용화제는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌 및 프로필렌과 에틸렌의 말레산 무수물 그래프팅된 공중합체로부터 선택되고, 더 바람직하게는, 상용화제는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌인 폴리아미드 조성물.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상용화제의 양은 폴리아미드 조성물의 총 중량을 기준으로 1 중량% 내지 8 중량%, 바람직하게는 3 중량% 내지 5 중량%인 폴리아미드 조성물.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 강화 충전제는 폴리아미드 조성물의 총 중량을 기준으로 30 중량% 내지 40 중량%, 바람직하게는 30 중량% 내지 35 중량%인 폴리아미드 조성물.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 강화 충전제는 5 내지 20 μm, 바람직하게는 7 내지 13 μm, 더 바람직하게는 9 내지 11 μm의 직경을 갖는 유리 섬유인 폴리아미드 조성물.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 강화 충전제는 커플링제에 의해 표면 개질된 유리 섬유인 폴리아미드 조성물.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리아미드 조성물은 안정화제, 유동 조제, 조핵제, 활택제, 염료, 안료 및 제습제로부터 선택된 첨가제를 추가로 포함하는 것인 폴리아미드 조성물.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리아미드 조성물은 (e) 0 중량% 내지 5 중량%의 페놀 수지를 추가로 포함하는 것인 폴리아미드 조성물.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 자동차의 냉각 회로에서의, 냉각수 파이프, 냉각수 가요성 파이프, 이의 연결 부재, 냉각수 매니폴드, 냉각수 컨테이너, 냉각수 보상 컨테이너, 써모스탯 하우징 및 열 교환기 하우징으로부터 선택되는 물품의 제조에서 사용하기 위한, 폴리아미드 조성물.
- 폴리아미드 조성물의 모든 성분을 배합하는 단계를 포함하는, 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 폴리아미드 조성물의 제조 방법.
- 자동차에서의 냉각 회로를 위한 물품의 제조에서의, 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 폴리아미드 조성물의 용도.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 폴리아미드 조성물로부터 제조된 물품.
- 제16항에 있어서, 물품은 냉각수 파이프, 냉각수 가요성 파이프, 이의 연결 부재, 냉각수 매니폴드, 냉각수 컨테이너, 냉각수 보상 컨테이너, 써모스탯 하우징 및 열 교환기 하우징으로부터 선택되는 것인 물품.
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