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JP2024522967A - 脂肪族コポリアミド組成物 - Google Patents

脂肪族コポリアミド組成物 Download PDF

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Abstract

a)成分A)として少なくとも1種の脂肪族コポリアミド >50重量%~99重量%;b)成分Bとして少なくとも1種の半結晶性の半芳香族又は芳香族ポリアミド 1重量%~<50重量%を含むポリマーブレンド、ここで、成分A及びBの重量%の合計は、100重量%であり;前記ポリマーブレンドと少なくとも1種の付加的物質C)とを含む熱可塑性成形組成物、前記ポリマーブレンド及び前記熱可塑性成形組成物を製造する方法、成形品及び押出品を製造するための前記ポリマーブレンド及び前記熱可塑性成形組成物の使用及び前記ポリマーブレンド又は前記熱可塑性成形組成物から製造される成形及び押出品、ここで、成分A及びBの重量%の合計は、100重量%であり;前記ポリマーブレンドと少なくとも1種の付加的物質C)とを含む熱可塑性成形組成物、前記ポリマーブレンド及び前記熱可塑性成形組成物を製造する方法、成形品及び押出品を製造するための前記ポリマーブレンド及び前記熱可塑性成形組成物の使用及び前記ポリマーブレンド又は前記熱可塑性成形組成物から製造される成形及び押出品。

Description

本発明は、少なくとも1種の脂肪族コポリアミドと少なくとも1種の半結晶性の半芳香族又は芳香族ポリアミドとを含むポリマーブレンド、前記ポリマーブレンドと少なくとも1種の付加的物質とを含む熱可塑性成形組成物、並びに成形品及び押出品を製造するための該ポリマーブレンド又は該熱可塑性成形組成物の使用に関する。
脂肪族コポリアミドPA6/6.36は、カプロラクタム、HMD及び脂肪族C36ジカルボン酸の共重合によって得ることができる。PA6/6.36は部分的に、再生可能資源をベースとしており、標準的なポリアミド、例えばPA6又はPA66に比較して低下した吸水率を有し、かつ水性媒体、例えば塩溶液に対する良好な耐性を示す。PA6/6.36は、フィルム及びシート押出に使用される。しかしながら、該脂肪族コポリアミドは、粘着性があるように思われ、このことは射出成形及びパイプ押出プロセス中に問題をまねくことがある。さらに、該脂肪族コポリアミドは、標準雰囲気中での状態調節中に剛性を失うように思われる。
本発明の基礎をなす課題は、脂肪族コポリアミド、殊にコポリアミドPA6/6.36の有益な特性を有し、他方で優れた性能プロファイル、例えば状態調節された状態でより高い剛性を有するポリアミド組成物であって、該組成物が成形プロセス、例えば射出成形及びパイプ押出に殊に好適であるポリアミド組成物を提供することである。
脂肪族コポリアミドと半結晶性の半芳香族又は芳香族ポリアミドとを含むポリマーブレンドを提供することにより、半結晶性ではない半芳香族又は芳香族ポリアミドと脂肪族コポリアミドとを含むポリマーブレンドをベースとするポリアミドコンパウンドと比較して、優れた性能プロファイルを有し、かつ射出成形及びパイプ押出プロセスに極めて好適である、ポリアミドコンパウンドが得られる。
脂肪族ポリアミドと芳香族ポリアミドとのブレンドは公知である。
Xanthos et al., Journal of Applied Polymer Science, Vol. 62, 1167-1177 (1996)には、ポリアミド6(N6)と非晶性芳香族ポリアミドPA6I/6T(Zytel-330 (2-330))(AmArPA)とのブレンドが記載されている。
様々な組成のブレンドが、耐衝撃性改良性の反応性エラストマーと共に押出配合され、かつ射出成形されている。ブレンドモルホロジー、ブレンド成分、構造及び反応性、及び加工条件と、最終的な特性との関係が議論されている。
Huang et al., Polymer 47 (2006) 624-638は、ポリアミド6(ナイロン6)と非晶性芳香族ポリアミドPA6I/6T(Zytel 330)(AmArPA)とのブレンド中の耐衝撃性改良剤の分布を研究している。
国際公開第2007/041723号(WO2007/041723 A1)には、芳香族ジカルボン酸、ジアミン及び脂肪族ジカルボン酸からなり、共重合により得られた海洋アンビリカル用のコポリアミド組成物が記載されている。好ましいコポリアミドは、テレフタル酸及びヘキサメチレンジアミンに由来している繰返し単位(a)と、デカン二酸及び/又はドデカン二酸及びヘキサメチレンジアミンに由来している繰返し単位(b)とを含む。
国際公開第2019/057849号(WO 2019/057849 A1)は、コポリアミドと無水物官能性ポリマーとを含む耐熱性ポリアミド組成物に関する。該コポリアミドは、少なくとも1種のラクタムとモノマー混合物との反応生成物を含む。該モノマー混合物は、少なくとも1種のC32~C40-ダイマー酸、及び少なくとも1種のC~C12-ジアミンを含む。
米国特許出願公開第2015/344686号明細書(US 2015/344686)は、幅広い成形条件下で安定で優れた層間破壊靱性及び耐衝撃性を示す繊維強化複合材料を得ることができる、プリプレグに関する。
国際公開第2021/003047号(WO 2021/003047 A1)は、硬化/成形して航空宇宙複合部品を形成することができる、プリプレグに関する。
国際公開第2019/057849号、米国特許出願公開第2015/344686号明細書及び国際公開第2021/003047号のいずれにも、少なくとも1種の脂肪族コポリアミド50重量%超に加えて、半結晶性であり、同時に半芳香族又は芳香族である少なくとも1種のポリアミド少なくとも1重量%を含むブレンドは開示されていない。
しかしながら、従来技術に開示された脂肪族ポリアミドと非晶性芳香族ポリアミドとのポリマーブレンドは、上記の課題を十分に達成しない。
前記課題は、本発明によれば、
a)成分A)として少なくとも1種の脂肪族コポリアミド 50重量%超~99重量%;
b)成分Bとして少なくとも1種の半結晶性の半芳香族又は芳香族ポリアミド 1重量%~50重量%未満
を含み、
ここで、成分A及びBの重量%の合計が100重量%である、
ポリマーブレンドによって達成される。
本発明は、該ポリマーブレンドと少なくとも1種の付加的物質Cとを含む、熱可塑性成形組成物にも関する。
本発明は、成分A及びBを混合することによる、該ポリマーブレンドを製造する方法にも関する。
本発明は、あらゆるタイプの成形体、シート、フィルム、チューブ及びパイプを製造するためのこれらのポリマーブレンド又はこれらの熱可塑性成形組成物の使用にも関する。
本発明はさらに、これらのポリマーブレンド製又はこれらの熱可塑性成形組成物製の成形体、シート、フィルム、チューブ又はパイプに関する。
本発明によれば、脂肪族コポリアミドと半結晶性の半芳香族又は芳香族ポリアミドとの組合せが、上記の課題を達成することが見出された。
本発明のブレンド及び本発明の熱可塑性成形組成物は殊に、以下の特性のうち1つ以上により特徴付けられる:塩化亜鉛及びアドブルーに対する高い安定性、高い熱変形温度、乾燥状態及び状態調節された状態で高い引張弾性率、状態調節された状態で高い剛性、低い吸水率、燃料に対する高いバリア性。本発明のブレンドは、パイプ及びシート押出及び射出成形プロセスにおいて改善された加工特性を示す。このブレンドアプローチを通じて、この材料は、射出成形機から容易に取り出すことができ、かつ純粋な脂肪族コポリアミドに比較して、ノズルに粘着する傾向をほぼ示さない。
本発明のブレンド及び本発明の熱可塑性成形組成物は、広範囲の用途において、殊に、流体、例えば冷却液、ブレーキ及びクラッチ液、化学物質(アドブルー)、燃料及び/又は塩と接触しているエンジニアリングプラスチックの分野において、殊に自動車工業において、例えば押出チューブ(例えば車における燃料又は冷却液用の流体パイプ)、マンドレル及び射出成形物品、例えばエンジン類のセンサ(例えば車輪速センサ)用の機能部品、ポンプ、コネクタ、又は燃料電池の射出成形部品又は押出部品において有用である。
ブレンド
本発明のブレンド中の成分A)の量は、>50~99重量%、好ましくは55~97重量%、より好ましくは60~95重量%である。
本発明のブレンド中の成分B)の量は、1~<50重量%、好ましくは3~45重量%、より好ましくは5~40重量%である。
成分A及びBの重量%の合計は、100重量%である。
好ましくは、成分A)は、連続相を形成する。
成分A)対成分B)の重量比は、好ましくは1.1:1~15:1、より好ましくは1.3:1~12:1、最も好ましくは1.5:1~10:1、とりわけ1.7:1~9:1である。
成分B)
成分B)は、少なくとも1種の半結晶性の半芳香族又は芳香族ポリアミドである。好適な半結晶性の半芳香族又は芳香族ポリアミドは、当該技術分野において公知である。好ましくは、前記の成分Bの少なくとも1種の半結晶性ポリアミドは、半芳香族であり、及び/又はコポリアミドであり、より好ましくは、前記の少なくとも1種の、前記の成分Bの少なくとも1種のポリアミドは、半結晶性の半芳香族コポリアミドである。好適な半結晶性の半芳香族コポリアミドは、例えば、欧州特許出願公開第0299222号明細書(EP 0 299 222 A)、欧州特許出願公開第0667367号明細書(EP 0 667 367 A)及び米国特許出願公開第2012/0245283号明細書(US 2012/0245283)に開示されている。
一般に、前記の半結晶性の半芳香族コポリアミドは、脂肪族アミド、例えばカプロラクタム及び/又はヘキサメチレンジアミンと、芳香族ジカルボン酸又は芳香族ジカルボン酸誘導体、例えばテレフタル酸及び/又はイソフタル酸との縮合から製造されるコポリマー、すなわちこれらのポリアミドは、部分芳香族ポリアミドである。
より好ましくは、成分B)は、ヘキサメチレンジアミン及びテレフタル酸の繰返し単位を含有する少なくとも1種の半結晶性の半芳香族ポリアミドである。好ましくは、成分B)は、ヘキサメチレンジアミン及びテレフタル酸の繰返し単位45~95重量%、より好ましくは60~80重量%、最も好ましくは65~75重量%を含有する。残りは、脂肪族ポリアミド繰返し単位、例えばカプロラクタム又はヘキサメチレンアジポアミド、又は半芳香族繰返し単位、例えばポリアミド6Iであってよい。
好ましくは、成分B)は、60~200ml/g、より好ましくは70~140ml/gの粘度数VNを有する。
さらに好ましい実施態様において、前記の成分Bの少なくとも1種のポリアミドは、>250℃の融点を有する。
最も好ましくは、前記の少なくとも1種の熱可塑性の半芳香族半結晶性ポリアミドB)は、ポリアミド6T/6、ポリアミド6T/66、ポリアミド6T/6I及びそれらの混合物から選択される。
成分A)
成分A)は、少なくとも1種の脂肪族コポリアミドである。好適な脂肪族コポリアミドは、当該技術分野において公知である。
好ましくは、前記の成分Aの脂肪族コポリアミドは、<220℃の融点を有する。
より好ましくは、前記の成分A)の少なくとも1種のコポリアミドは、以下の成分
A’)少なくとも1種のラクタム 15重量%~84重量%、
B’)以下の成分
B1’)少なくとも1種のC32~C40ダイマー酸及び
B2’)少なくとも1種のC~C12ジアミン
を含むモノマー混合物(M) 16重量%~85重量%
の重合により製造され、
ここで、該成分A’)及びB’)の重量パーセントは、それぞれ、該成分A’)及びB’)の重量パーセントの合計を基準としている。
本発明に関連して、用語「成分A’)」及び「少なくとも1種のラクタム」は、同義に使用され、そのため同じ意味を有する。
同じことは、用語「成分B’)」及び「モノマー混合物(M)」に当てはまる。これらの用語は、同様に、本発明に関連して同義に使用され、そのため同じ意味を有する。
本発明によれば、前記の少なくとも1種のコポリアミドは、該成分A’)15~84重量%及び該成分B’)16~85重量%の重合により、好ましくは該成分A’)40~83重量%及び該成分B’)17~60重量%の重合により、及び殊に好ましくは該成分A’)60~80重量%及び該成分B’)20~40重量%の重合により製造され、ここで、該成分A’)及びB’)の重量パーセントは、それぞれ、該成分A’)及びB’)の重量パーセントの合計を基準としている。
該成分A’)及びB’)の重量パーセントの合計は、好ましくは100重量%である。
該成分A’)及びB’)の重量パーセントが、該重合前の、すなわち該成分A’)及びB’)がまだ互いに反応していない場合の、該成分A’)及びB’)の重量パーセントに関することが理解される。該成分A’)及びB’)の重合中に、該成分A’)及びB’)の重量比は、任意に変化してよい。
前記の成分A)の少なくとも1種のコポリアミドは、該成分A’)及びB’)の重合により製造される。該成分A’)及びB’)の重合は、当業者に公知である。該成分A’)とB’)との重合は、典型的に縮合反応である。該縮合反応中に、該成分A’)は、該成分B’)中に存在する成分B1’)及びB2’)及び任意に、以下に記載され、同様に該成分B’)中に存在していてよい成分B3’)と反応する。これは、前記の個々の成分の間に形成するアミド結合を生じる。該重合中に、該成分A’)は、典型的に少なくとも部分的に開鎖の形、すなわちアミノ酸の形である。
該成分A’)及びB’)の重合は、触媒の存在下で行われてよい。好適な触媒は、該成分A’)及びB’)の重合を触媒する、当業者に公知のあらゆる触媒を含む。そのような触媒は、当業者に公知である。好ましい触媒は、リン化合物、例えば次亜リン酸ナトリウム、亜リン酸、トリフェニルホスフィン又はトリフェニルホスフィットである。
該成分A’)及びB’)の重合は、前記の少なくとも1種のコポリアミドを形成し、該コポリアミドはそのため、該成分A’)に由来する単位及び該成分B’)に由来する単位を含む。該成分B’)に由来する単位は、該成分B1’)及びB2’)に及び任意に該成分B3’)に由来する単位を含む。
該成分A’)及びB’)の重合は、該コポリアミドをコポリマーとして形成する。該コポリマーは、ランダムコポリマーであってよい。該コポリマーは、同様にブロックコポリマーであってよい。
ブロックコポリマー中に形成されるのは、該成分B’)に由来する単位のブロック及び該成分A’)に由来する単位のブロックである。これらは、交互の順序で現れる。ランダムコポリマー中で、該成分A’)に由来する単位は、該成分B’)に由来する単位と交互になる。この交互は、ランダムである。例えば、該成分B’)に由来する2個の単位に続いて、該成分A’)に由来する1個の単位が、そしてまたこれに続いて該成分B’)に由来する単位が、ついで該成分A’)に由来する3個の単位を含む単位が続いていてよい。
前記の少なくとも1種のコポリアミドの製造は好ましくは、以下の工程を含む:
I)該成分A’)及びB’)を重合して、少なくとも第1のコポリアミドを得る工程、
II)工程I)において得られた少なくとも1種の第1のコポリアミドをペレット化して、少なくとも1種のペレット化されたコポリアミドを得る工程、
III)工程II)において得られた少なくとも1種のペレット化されたコポリアミドを水で抽出して、少なくとも1種の抽出されたコポリアミドを得る工程、
IV)工程III)において得られた少なくとも1種の抽出されたコポリアミドを温度(TT)で乾燥させて、前記の少なくとも1種のコポリアミドを得る工程、
IV)工程III)において得られた少なくとも1種の抽出されたコポリアミドを温度(TT)で乾燥させて、前記の少なくとも1種のコポリアミドを得る工程。
前記の工程I)における重合は、当業者に公知のあらゆる反応器中で実施されてよい。好ましいのは、撹拌槽型反応器である。当業者に公知の助剤、例えば消泡剤、例えばポリジメチルシロキサン(PDMS)を使用して、反応状況を改善することも可能である。
工程II)において、工程I)において得られた少なくとも1種の第1のコポリアミドは、当業者に公知のあらゆる方法により、例えばストランドペレット化又は水中ペレット化により、ペレット化されてよい。
前記の工程III)における抽出は、当業者に公知のあらゆる方法により行われてよい。
前記の工程III)における抽出中に、工程I)における該成分A’)及びB’)の重合中に典型的に形成される副生物は、前記の少なくとも1種のペレット化されたコポリアミドから抽出される。
工程IV)において、工程III)において得られた少なくとも1種の抽出されたコポリアミドは乾燥される。乾燥する方法は、当業者に公知である。本発明によれば、前記の少なくとも1種の抽出されたコポリアミドは、温度(T)で乾燥される。該温度(T)は、好ましくは、前記の少なくとも1種のコポリアミドのガラス転移温度(TG(C))を上回り、かつ前記の少なくとも1種のコポリアミドの溶融温度(TM(C))を下回る。
前記の工程IV)における乾燥は、典型的に、1~100時間の範囲内、好ましくは2~50時間の範囲内及び殊に好ましくは3~40時間の範囲内の期間、実施される。
前記の工程IV)における乾燥がさらに、前記の少なくとも1種のコポリアミドの分子量を増加させることが考えられる。
前記の成分A)の少なくとも1種のコポリアミド―成分B)の添加なし―は典型的に、ガラス転移温度(TG(C))を有する。該ガラス転移温度(TG(C))は、ISO 11357-2:2014に従って決定して、例えば20℃~50℃の範囲内、好ましくは23℃~50℃の範囲内及び殊に好ましくは25℃~50℃の範囲内である。
本発明に関連して、前記の少なくとも1種のコポリアミドのガラス転移温度(TG(C))は、ISO 11357-2:2014に従って、前記の乾燥コポリアミドのガラス転移温度(TG(C))を基準としている。
本発明に関連して、「乾燥」は、前記の少なくとも1種のコポリアミドが、前記の少なくとも1種のコポリアミドの全重量を基準として、水1重量%未満、好ましくは0.5重量%未満、及び殊に好ましくは0.1重量%未満を含むことを意味するものと理解すべきである。「乾燥」は、より好ましくは、前記の少なくとも1種のコポリアミドが、水を含まないこと、及び最も好ましくは前記の少なくとも1種のコポリアミドが、溶剤を含まないことを意味するものと理解すべきである。
そのうえ、前記の少なくとも1種のコポリアミドは典型的に、溶融温度(TM(C))を有する。前記の少なくとも1種のコポリアミドの溶融温度(TM(C))は、ISO 11357-3:2014に従って決定して、例えば、150~210℃の範囲内、好ましくは160~205℃の範囲内及び殊に好ましくは160~200℃の範囲内である。
前記の少なくとも1種のコポリアミドは一般に、1:1の重量比のフェノール/o-ジクロロベンゼンの混合物中の前記の少なくとも1種のコポリアミドの0.5重量%溶液中で決定して、150~300ml/gの範囲内の粘度数(VN(C))を有する。
前記の少なくとも1種のコポリアミドの粘度数(VN(C))が、1:1の重量比のフェノール/o-ジクロロベンゼンの混合物中の前記の少なくとも1種のコポリアミドの0.5重量%溶液中で決定して、160~290mL/gの範囲内及び特に好ましくは170~280mL/gの範囲内である場合が好ましい。
成分A’)
本発明によれば、該成分A’)は、少なくとも1種のラクタムである。
本発明に関連して、「少なくとも1種のラクタム」は、正確に1種のラクタム又は2種以上のラクタムの混合物のいずれかを意味するものと理解される。
ラクタムは、当業者にそれ自体として公知である。本発明によれば好ましいのは、炭素原子4~12個を有するラクタムである。
本発明に関連して、「ラクタム」は、環中に好ましくは炭素原子4~12個、特に好ましくは炭素原子5~8個を有する環状アミドを意味するものと理解されるべきである。
好適なラクタムは、例えば、3-アミノプロパノラクタム(プロピオ-3-ラクタム;β-ラクタム;β-プロピオラクタム)、4-アミノブタノラクタム(ブチロ-4-ラクタム;γ-ラクタム;γ-ブチロラクタム)、アミノペンタノラクタム(2-ピペリジノン;δ-ラクタム;δ-バレロラクタム)、6-アミノヘキサノラクタム(ヘキサノ-6-ラクタム;ε-ラクタム;ε-カプロラクタム)、7-アミノヘプタノラクタム(ヘプタノ-7-ラクタム;ζ-ラクタム;ζ-ヘプタノラクタム)、8-アミノオクタノラクタム(オクタノ-8-ラクタム;η-ラクタム;η-オクタノラクタム)、9-アミノノナノラクタム(ノナノ-9-ラクタム;θ-ラクタム;θ-ノナノラクタム)、10-アミノデカノラクタム(デカノ-10-ラクタム;ω-デカノラクタム)、11-アミノウンデカノラクタム(ウンデカノ-11-ラクタム;ω-ウンデカノラクタム)及び12-アミノドデカノラクタム(ドデカノ-12-ラクタム;ω-ドデカノラクタム)からなる群から選択される。
そのため本発明は、該成分A’)が、3-アミノプロパノラクタム、4-アミノブタノラクタム、5-アミノペンタノラクタム、6-アミノヘキサノラクタム、7-アミノヘプタノラクタム、8-アミノオクタノラクタム、9-アミノノナノラクタム、10-アミノデカノラクタム、11-アミノウンデカノラクタム及び12-アミノドデカノラクタムからなる群から選択される方法も提供する。
該ラクタムは、非置換又は少なくとも一置換であってよい。少なくとも一置換されたラクタムが使用される場合には、その窒素原子及び/又は環炭素原子は、C~C10アルキル、C~Cシクロアルキル、及びC~C10アリールからなる群から互いに独立して選択される1個、2個、又はそれ以上の置換基を有していてよい。
好適なC~C10-アルキル置換基は、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、sec-ブチル、及びtert-ブチルである。好適なC~C-シクロアルキル置換基は、例えばシクロヘキシルである。好ましいC~C10-アリール置換基は、フェニル又はアントラニルである。
非置換ラクタムを使用することが好ましく、その際にγ-ラクタム(γ-ブチロラクタム)、δ-ラクタム(δ-バレロラクタム)及びε-ラクタム(ε-カプロラクタム)が好ましい。特に好ましいのは、δ-ラクタム(δ-バレロラクタム)及びε-ラクタム(ε-カプロラクタム)であり、その際にε-カプロラクタムが殊に好ましい。
モノマー混合物(M)
本発明によれば、該成分B’)は、モノマー混合物(M)である。該モノマー混合物(M)は、該成分B1’)、すなわち少なくとも1種のC32~C40ダイマー酸、及びB2’)、すなわち少なくとも1種のC~C12ジアミンを含む。
本発明に関連して、モノマー混合物(M)は、2種以上のモノマーの混合物を意味し、ここで、少なくとも成分B1’)及びB2’)が該モノマー混合物(M)中に存在するものと理解すべきである。
本発明に関連して、用語「成分B1’)」及び「少なくとも1種のC32~C40ダイマー酸」は、同義に使用され、そのため同じ意味を有する。同じことは、用語「成分B2’)」及び「少なくとも1種のC~C12ジアミン」に当てはまる。これらの用語は、同様に、本発明に関連して同義に使用され、そのため同じ意味を有する。
該モノマー混合物(M)は、それぞれ、該成分B1’)及びB2’)のモルパーセントの合計を基準として、好ましくは該モノマー混合物(M)の全物質量を基準として、例えば、45~55mol%の範囲内の該成分B1’)及び45~55mol%の範囲内の該成分B2’)を含む。
該成分B’)が、それぞれ、該成分B1’)及びB2’)のモルパーセントの合計を基準として、好ましくは該成分B’)の全物質量を基準として、47~53mol%の範囲内の成分B1’)及び47~53mol%の範囲内の成分B2’)を含む場合が好ましい。
該成分B’)が、それぞれ、該成分B1’)及びB2’)のモルパーセントの合計を基準として、好ましくは該成分B’)の全物質量を基準として、49~51mol%の範囲内の該成分B1’)及び49~51mol%の範囲内の該成分B2’)を含む場合が特に好ましい。
該成分B’)中に存在する該成分B1’)及びB2’)のモルパーセントは典型的に、合計が100mol%になる。
該成分B’)は、成分B3’)、すなわち少なくとも1種のC~C20二酸を付加的に含んでいてよい。
本発明に関連して、用語「成分B3’)」及び「少なくとも1種のC~C20二酸」は、同義に使用され、そのため同じ意味を有する。
該成分B’)が付加的に、該成分B3’)を含む場合には、成分B’)が、それぞれ、該成分B’)の全物質量を基準として、25~54.9mol%の範囲内の該成分B1’)、45~55mol%の範囲内の該成分B2’)及び0.1~25mol%の範囲内の該成分B3’)を含む場合が好ましい。
そうすると、該成分B’)が、それぞれ、該成分B’)の全物質量を基準として、13~52.9mol%の範囲内の該成分B1’)、47~53mol%の範囲内の該成分B2’)及び0.1~13mol%の範囲内の該成分B3’)を含む場合が特に好ましい。
該成分B’)が、それぞれ、該成分B’)の全物質量を基準として、7~50.9mol%の範囲内の該成分B1’)、49~51mol%の範囲内の該成分B2’)及び0.1~7mol%の範囲内の該成分B3’)を含む場合が最も好ましい。
成分B’)が付加的に、該成分B3’)を含む場合には、該成分B1’)、B2’)及びB3’)のモルパーセントは典型的に、合計が100mol%になる。
該モノマー混合物(M)は、水をさらに含んでいてよい。
該成分B’)の該成分B1’)及びB2’)及び任意にB3’)は、互いに反応して、アミドを得ることができる。この反応は、当業者にそれ自体として公知である。そのため、該成分B’)は、成分B1’)、B2’)及び任意にB3’)を完全に反応された形で、部分的に反応された形で又は未反応の形で含んでいてよい。該成分B’)が、該成分B1’)、B2’)及び任意にB3’)を未反応の形で含む場合が好ましい。
本発明に関連して、「未反応の形で」は、該成分B1’)が、前記の少なくとも1種のC32~C40ダイマー酸として存在し、かつ該成分B2’)が、前記の少なくとも1種のC~C12ジアミンとして存在し、かつ任意に該成分B3’)が、前記の少なくとも1種のC~C20二酸として存在することを意味するものと理解すべきである。
該成分B1’)及びB2’)及び任意にB3’)が、少なくとも部分的に反応した場合には、該成分B1’)及びB2’)及び任意にB3’)は、少なくとも部分的にアミド形である。
成分B1’)
本発明によれば、該成分B1’)は、少なくとも1種のC32~C40ダイマー酸である。
本発明に関連して、「少なくとも1種のC32~C40ダイマー酸」は、正確に1種のC32~C40ダイマー酸又は2種以上のC32~C40ダイマー酸の混合物のいずれかを意味するものと理解すべきである。
ダイマー酸は、ダイマー脂肪酸とも呼ばれる。C32~C40ダイマー酸は、当業者にそれ自体として公知であり、かつ不飽和脂肪酸の二量化により典型的に製造される。この二量化は、例えばアルミナにより触媒されてよい。
前記の少なくとも1種のC32~C40ダイマー酸を製造するのに好適な不飽和脂肪酸は、当業者に公知であり、かつ例えば不飽和C16脂肪酸、不飽和C18脂肪酸及び不飽和C20脂肪酸である。
そのため、該成分B1’)が、不飽和C16脂肪酸、不飽和C18脂肪酸及び不飽和C20脂肪酸からなる群から選択される不飽和脂肪酸から製造される場合が好ましく、ここで、該不飽和C18脂肪酸が特に好ましい。
好適な不飽和C16脂肪酸は、例えばパルミトレイン酸((9Z)-ヘキサデカ-9-エン酸)である。
好適な不飽和C18脂肪酸は、例えば、ペトロセリン酸((6Z)-オクタデカ-6-エン酸)、オレイン酸((9Z)-オクタデカ-9-エン酸)、エライジン酸((9E)-オクタデカ-9-エン酸)、バクセン酸((11E)-オクタデカ-11-エン酸)、リノール酸((9Z,12Z)-オクタデカ-9,12-ジエン酸)、α-リノレン酸((9Z,12Z,15Z)-オクタデカ-9,12,15-トリエン酸)、γ-リノレン酸((6Z,9Z,12Z)-オクタデカ-6,9,12-トリエン酸)、カレンズル酸((8E,10E,12Z)-オクタデカ-8,10,12-トリエン酸)、プニカ酸((9Z,11E,13Z)-オクタデカ-9,11,13-トリエン酸)、α-エレオステアリン酸((9Z,11E,13E)-オクタデカ-9,11,13-トリエン酸)及びβ-エレオステアリン酸((9E,11E,13E)-オクタデカ-9,11,13-トリエン酸)からなる群から選択される。特に好ましいのは、ペトロセリン酸((6Z)-オクタデカ-6-エン酸)、オレイン酸((9Z)-オクタデカ-9-エン酸)、エライジン酸((9E)-オクタデカ-9-エン酸)、バクセン酸((11E)-オクタデカ-11-エン酸)、リノール酸((9Z,12Z)-オクタデカ-9,12-ジエン酸)からなる群から選択される不飽和C18脂肪酸である。
好適な不飽和C20脂肪酸は、例えば、ガドレイン酸((9Z)-エイコサ-9-エン酸)、エイコセン酸((11Z)-エイコサ-11-エン酸)、アラキドン酸((5Z,8Z,11Z,14Z)-エイコサ-5,8,11,14-テトラエン酸)及びチムノドン酸((5Z,8Z,11Z,14Z,17Z)-エイコサ-5,8,11,14,17-ペンタエン酸)からなる群から選択される。
該成分B1’)は、殊に好ましくは少なくとも1種のC36ダイマー酸である。
前記の少なくとも1種のC36ダイマー酸は、不飽和C18脂肪酸から好ましくは製造される。該C36ダイマー酸が、ペトロセリン酸((6Z)-オクタデカ-6-エン酸)、オレイン酸((9Z)-オクタデカ-9-エン酸)、エライジン酸((9E)-オクタデカ-9-エン酸)、バクセン酸((11E)-オクタデカ-11-エン酸)及びリノール酸((9Z,12Z)-オクタデカ-9,12-ジエン酸)からなる群から選択されるC18脂肪酸から製造される場合が特に好ましい。
不飽和脂肪酸からの該成分B1’)の製造は、トリマー酸を形成することもあり、かつ未反応の不飽和脂肪酸の残留物も残留することもある。
前記のトリマー酸の形成は、当業者に公知である。
本発明によれば、該成分B1’)は好ましくは、それぞれ、成分B1’)の全重量を基準として、未反応の不飽和脂肪酸0.5重量%以下及びトリマー酸0.5重量%以下、特に好ましくは未反応の不飽和脂肪酸0.2重量%以下及びトリマー酸0.2重量%以下を含む。
ダイマー酸(二量化脂肪酸又はダイマー脂肪酸としても公知)は、一般に、かつ殊に本発明に関連して、不飽和脂肪酸のオリゴマー化により製造される混合物を意味するものと理解すべきである。それらは、例えば植物由来の不飽和脂肪酸の接触二量化により製造でき、ここで、使用される出発物質は、特に不飽和C16~C20脂肪酸である。その結合は、ディールス-アルダー機構により主として進行し、かつ該ダイマー酸を製造するのに使用される脂肪酸中の二重結合の数及び位置に応じて、カルボキシル基間に脂環式、線状脂肪族、分岐状脂肪族、並びにC芳香族の炭化水素基を有する主として二量体生成物の混合物を生じる。該機構及び/又は任意のその後の水素化に応じて、該脂肪族基は、飽和又は不飽和であってよく、かつ芳香族基の割合は、変化してもよい。そうすると、該カルボン酸基間の該基は、例えば炭素原子32~40個を含む。製造は好ましくは、炭素原子18個を有する脂肪酸を使用するので、その二量体生成物は炭素原子36個を有する。該ダイマー脂肪酸のカルボキシル基に結合する該基は好ましくは、不飽和結合を含まず、かつ芳香族炭化水素基を含まない。
本発明に関連して、製造は、こうして好ましくは、C18脂肪酸を使用する。リノレン酸、リノール酸及び/又はオレイン酸を使用することが特に好ましい。
反応状況に応じて、上記のオリゴマー化は、主として二量体分子を含むが、三量体分子並びにモノマー分子及び他の副生物も含む混合物をもたらす。蒸留による精製は普通である。市販のダイマー酸は一般に、二量体分子少なくとも80重量%、三量体分子19重量%まで、及びモノマー分子及び他の副生物多くとも1重量%を含む。
少なくとも90重量%の範囲で、好ましくは少なくとも95重量%の範囲で、極めて特に好ましくは少なくとも98重量%の範囲でダイマー脂肪酸分子からなるダイマー酸を使用することが好ましい。
該ダイマー酸中のモノマー分子、二量体分子、及び三量体分子及び他の副生物の割合は、例えば、ガスクロマトグラフィー(GC)により決定することができる。該ダイマー酸は、GC分析前に三フッ化ホウ素法(DIN EN ISO 5509参照)により対応するメチルエステルに変換され、ついでGCにより分析される。
本発明に関連して、「ダイマー酸」の基本的な特徴は、それらの製造が、不飽和脂肪酸のオリゴマー化を含むことである。このオリゴマー化は、主に、すなわち好ましくは少なくとも80重量%、特に好ましくは少なくとも90重量%、極めて特に好ましくは少なくとも95重量%及び特に少なくとも98重量%の範囲で、二量体生成物を形成する。こうして該オリゴマー化が、正確に2個の脂肪酸分子を含む二量体生成物を主に形成することは、この名称の根拠であり、いずれにせよ普通である。そのため、関連用語「ダイマー酸」の代替的な表現は、「二量化脂肪酸を含む混合物」である。
使用されうるダイマー酸は、市販製品として得ることができる。例は、Oleon NVのRadiacid 0970、Radiacid 0971、Radiacid 0972、Radiacid 0975、Radiacid 0976、及びRadiacid 0977、CrodaのPripol 1006、Pripol 1009、Pripol 1012、及びPripol 1013、BASF SEのEmpol 1008、Empol 1012、Empol 1061、及びEmpol 1062、及びArizona ChemicalのUnidyme 10及びUnidyme Tlを含む。
該成分B1’)は、例えば190~200mgKOH/gの範囲内の酸価を有する。
成分B2’)
本発明によれば、該成分B2’)は、少なくとも1種のC~C12ジアミンである。
本発明に関連して、「少なくとも1種のC~C12ジアミン」は、正確に1種のC~C12ジアミン又は2種以上のC~C12ジアミンの混合物のいずれかを意味するものと理解すべきである。
当該化合物に関連して、「C~C12ジアミン」は、炭素原子4~12個及び2個のアミノ基(-NH基)を有する脂肪族及び/又は芳香族化合物を意味するものと理解すべきである。該脂肪族及び/又は芳香族化合物は、非置換又は付加的に少なくとも一置換であってよい。該脂肪族及び/又は芳香族化合物が、付加的に少なくとも一置換される場合には、これらは、該成分A’)及びB’)の重合に関与しない、1個、2個又はそれ以上の置換基を有していてよい。そのような置換基は、例えばアルキル又はシクロアルキル置換基である。これらは、当業者にそれ自体として公知である。前記の少なくとも1種のC~C12ジアミンは、好ましくは非置換である。
好適な成分B2’)は、例えば、1,4-ジアミノブタン(ブタン-1,4-ジアミン;テトラメチレンジアミン;プトレッシン)、1,5-ジアミノペンタン(ペンタメチレンジアミン;ペンタン-1,5-ジアミン;カダベリン)、1,6-ジアミノヘキサン(ヘキサメチレンジアミン;ヘキサン-1,6-ジアミン)、1,7-ジアミノヘプタン、1,8-ジアミノオクタン、1,9-ジアミノノナン、1,10-ジアミノデカン(デカメチレンジアミン)、1,11-ジアミノウンデカン(ウンデカメチレンジアミン)及び1,12-ジアミノドデカン(ドデカメチレンジアミン)からなる群から選択される。
該成分B2’)が、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、デカメチレンジアミン及びドデカメチレンジアミンからなる群から選択される場合が好ましい。
成分B3’)
本発明によれば、該成分B’)中に任意に存在する該成分B3’)は、少なくとも1種のC~C20二酸である。
本発明に関連して、「少なくとも1種のC~C20二酸」は、正確に1種のC~C20二酸又は2種以上のC~C20二酸の混合物のいずれかを意味するものと理解すべきである。
本発明に関連して、「C~C20二酸」は、炭素原子2~18個及び2個のカルボキシル基(-COOH基)を有する脂肪族及び/又は芳香族化合物を意味するものと理解すべきである。該脂肪族及び/又は芳香族化合物は、非置換又は付加的に少なくとも一置換であってよい。該脂肪族及び/又は芳香族化合物が、付加的に少なくとも一置換される場合には、これらは、成分A’)及びB’)の重合に関与しない、1個、2個又はそれ以上の置換基を有していてよい。そのような置換基は、例えばアルキル又はシクロアルキル置換基である。これらは当業者に公知である。好ましくは、前記の少なくとも1種のC~C20二酸は、非置換である。
好適な成分B3’)は、例えば、ブタン二酸(コハク酸)、ペンタン二酸(グルタル酸)、ヘキサン二酸(アジピン酸)、ヘプタン二酸(ピメリン酸)、オクタン二酸(スベリン酸)、ノナン二酸(アゼライン酸)、デカン二酸(セバシン酸)、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸及びヘキサデカン二酸からなる群から選択される。
該成分B3’)が、ペンタン二酸(グルタル酸)、ヘキサン二酸(アジピン酸)、デカン二酸(セバシン酸)及びドデカン二酸からなる群から選択される場合が好ましい。
最も好ましくは、前記の成分A)の少なくとも1種の脂肪族ポリアミドは、ε-カプロラクタム(成分A’として)、少なくとも1種のC36ダイマー酸(成分B1’として)及びヘキサメチレンジアミン(成分B2’として)に由来している。
該成分が、PA6/6.36であり、好ましくは190~210℃の融点、特に195~200℃、殊に196~199℃の融点を有し、及び/又は60~80重量%、より好ましくは65~75重量%、特に67~70重量%の(重合された)カプロラクタム含有率を有するPA6/6.36であり、残りが、ヘキサメチレンジアミン及びC36二酸に由来するPA6.36単位である場合が特に好ましい。
熱可塑性成形組成物
本発明はさらに、本発明によるポリマーブレンドと少なくとも1種の付加的物質C)とを含む、熱可塑性成形組成物に関する。
該熱可塑性成形組成物は好ましくは、
i)a)成分A)として少なくとも1種の脂肪族コポリアミド 50重量%超~99重量%;
b)成分B)として少なくとも1種の半結晶性の半芳香族又は芳香族ポリアミド 1重量%~50重量%未満を含み、
ここで、成分A)及びB)の重量%の合計が100重量%である、
ポリマーブレンド 1~99.9重量%;及び
ii)成分C)として少なくとも1種の付加的物質 0.1重量%~99重量%
を含み、ここで、該ポリマーブレンド及び成分C)の重量%の合計が100重量%である。
成分C)として前記の少なくとも1種の付加的物質は、以下の成分のうち1種以上から選択される:
C1)少なくとも1種の繊維状及び/又は粒子状フィラー;
C2)少なくとも1種の耐衝撃性改良剤;
C3)成分A)、B)、C2)及びC4)とは異なる、少なくとも1種の熱可塑性ポリマー;及び
C4)1種以上のさらなる添加剤。
そのため、本発明はさらに、付加的物質C)として、成分C1)としての少なくとも1種の繊維状及び/又は粒子状フィラーを含む、本発明による熱可塑性成形組成物に関する。
そのため、本発明はさらに、付加的物質C)として、成分C2)としての少なくとも1種の耐衝撃性改良剤を含む、本発明による熱可塑性成形組成物に関する。
そのため、本発明はさらに、付加的物質C)として、成分C3)としての、成分A)、B)、C2)とは異なり、かつ任意のさらなる添加剤とは異なる、少なくとも1種の熱可塑性ポリマーを含む、本発明による熱可塑性成形組成物に関する。
一実施態様において、本発明は、
i)a)成分A)として少なくとも1種の脂肪族コポリアミド 50重量%超~99重量%;
b)成分B)として少なくとも1種の半結晶性の半芳香族又は芳香族ポリアミド 1重量%~50重量%未満
を含み、ここで、成分A)及びB)の重量%の合計が100重量%である、
ポリマーブレンド 35~90重量%、好ましくは35~70重量%、より好ましくは40~60重量%;
iia)成分C1)としての少なくとも1種の繊維状及び/又は粒子状フィラー 10重量%~65重量%、好ましくは30~65重量%、より好ましくは40~60重量%、及び
iib)成分C2)としての少なくとも1種の耐衝撃性改良剤及び/又は成分C4)として1種以上のさらなる添加剤 0~30重量%、好ましくは0~20重量%、より好ましくは0~10重量%
を含み、ここで、該ポリマーブレンド、成分C1)、C2)及びC4)の重量%の合計が100重量%である、強化された熱可塑性成形組成物TM1に関する。
存在する場合には、該熱可塑性成形組成物TM1中の成分C2)及び/又はC4)の量は、0.1~30重量%、好ましくは0.5~20重量%、より好ましくは1~10重量%である。
さらなる実施態様において、本発明は、
i)a)成分A)として少なくとも1種の脂肪族コポリアミド 50重量%超~99重量%;
b)成分B)として少なくとも1種の半結晶性の半芳香族又は芳香族ポリアミド 1重量%~50重量%未満
を含み、ここで、成分A)及びB)の重量%の合計が100重量%である、
ポリマーブレンド 35~90重量%、好ましくは35~70重量%、より好ましくは40~60重量%;
iia)成分C1)としての少なくとも1種の繊維状及び/又は粒子状フィラー 0重量%~65重量%、好ましくは0~60重量%、及び
iib)成分C2)としての少なくとも1種の耐衝撃性改良剤 1~25重量%、好ましくは2~20重量%、より好ましくは3~15重量%;及び
iic)成分C4)としての1種以上のさらなる添加剤
を含み、ここで、該ポリマーブレンド、成分C1)、C2)及びC4)の重量%の合計が100重量%である、耐衝撃性の改良された熱可塑性成形組成物TM2に関する。
存在する場合には、該熱可塑性成形組成物TM2中の成分C4)の量は、0.1~30重量%、好ましくは0.5~20重量%、より好ましくは1~10重量%である。
さらなる実施態様において、本発明は、
i)a)成分A)として少なくとも1種の脂肪族コポリアミド 50重量%超~99重量%;
b)成分B)として少なくとも1種の半結晶性の半芳香族又は芳香族ポリアミド 1重量%~50重量%未満
を含み、ここで、成分A)及びB)の重量%の合計が100重量%である、
ポリマーブレンド 1~99.9重量%、好ましくは1.2~98重量%、より好ましくは1.5~90重量%;
iia)成分C3)としての、成分A)、B)、C2)及びC4)とは異なる、少なくとも1種の熱可塑性ポリマー 0.1~99重量%、好ましくは2~98.8重量%、より好ましくは10~98.5重量%;
iib)成分C1)としての少なくとも1種の繊維状及び/又は粒子状フィラー0重量%~65重量%、好ましくは0~60重量%、及び
iic)成分C2)としての少なくとも1種の耐衝撃性改良剤及び/又は成分C4)としての1種以上のさらなる添加剤 0~30重量%、好ましくは0~20重量%、より好ましくは0~10重量%
を含み、ここで、該ポリマーブレンド、成分C1)、C2)及びC4)の重量%の合計が100重量%である、ブレンドされた熱可塑性成形組成物TM3に関する。
存在する場合には、該熱可塑性成形組成物TM3中の成分C2)及び/又はC4)の量は、0.1~30重量%、好ましくは0.5~20重量%、より好ましくは1~10重量%である。
本発明のブレンドを、成分C3)としての、成分A)、B)、C2)及びC4)とは異なる少なくとも1種の熱可塑性ポリマーとブレンドすることにより、成分B)の融点を下回る融点を一般に有する熱可塑性ポリマーC3)と、本発明のブレンドの成分B)とのブレンディングを達成することができる。成分B)の融点を下回る融点を有する熱可塑性ポリマーC3)と、成分B)との直接ブレンディングは一般に、熱分解を引き起こすであろう。
例えば、240℃で本発明によるブレンド(例えばBASF SEのUltramid(登録商標) Flex F29(AlCoPA1)70重量%中のMitsui Chemicals Europe GmbHのARLEN(登録商標) C2000(ArPA3)30重量%)を、ポリプロピレンとブレンドすることが可能である。対照的に、個々のポリマーArPA3、AlCoPA1及びポリプロピレンの直接ブレンディングは、ArPA3の高い融点(310℃)による該ポリプロピレンの熱分解を引き起こすだろう。
挙げることができる繊維状又は粒子状フィラーC1)は、炭素繊維、ガラス繊維、ガラスビーズ、アモルファスシリカ、ケイ酸カルシウム、メタケイ酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、チョーク、粉末状石英、雲母、硫酸バリウム、及び長石である。
挙げることができる好ましい繊維状フィラーは、炭素繊維、アラミド繊維、及びチタン酸カリウム繊維であり、特に好ましいのは、Eガラスの形のガラス繊維である。これらは、ロービングとして又はチョップドガラスの商業的に入手可能な形で使用することができる。
該繊維状フィラーは、シラン化合物で表面前処理されていて、該熱可塑性プラスチックとの相溶性を改善することができる。
好適なシラン化合物は、一般式:
(X-(CH-Si-(O-C2m+14-k
を有し、ここで、その置換基の定義は、次のとおりである:
Xは、
Figure 2024522967000001
であり、
nは、2~10、好ましくは3~4の整数であり、
mは、1~5、好ましくは1~2の整数であり、かつ
kは、1~3の整数、好ましくは1である。
好ましいシラン化合物は、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノブチルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン及びアミノブチルトリエトキシシラン、並びにグリシジル基を置換基Xとして含む対応するシランである。
前記の表面コーティングに一般に使用されるシラン化合物の量は、0.01~2重量%、好ましくは0.025~1.0重量%及び特に0.05~0.5重量%である(C1)を基準とする)。
針状の鉱物フィラーは好適でもある。本発明のためには、針状の鉱物フィラーは、強く発達した針状の特徴を有する鉱物フィラーである。例は、針状ウォラストナイトである。該鉱物は好ましくは、8:1~35:1、好ましくは8:1~11:1のL/D(長さ対直径)比を有する。該鉱物フィラーは、任意に、上記のシラン化合物で前処理されていてよいが、該前処理は必須ではない。
挙げることができる他のフィラーは、カオリン、焼成カオリン、ウォラストナイト、タルク及びチョーク、並びに薄板状又は針状ナノフィラーであり、これらの量は好ましくは、0.1~10%である(該熱可塑性成形組成物を基準とする)。このために好ましい材料は、ベーマイト、ベントナイト、モンモリロナイト、バーミキュライト、ヘクトライト、及びラポナイトである。該薄板状ナノフィラーは、従来技術の方法により有機変性されて、それらに、有機バインダーとの良好な相溶性を与える。該薄板状又は針状ナノフィラーの、本発明のナノコンポジットへの添加は、機械的強さのさらなる増加を与える。
耐衝撃性改良剤C2)(しばしばゴム弾性ポリマー、エラストマー、又はゴムとも呼ばれる)は、極めて一般に、以下のモノマーのうち少なくとも2種から好ましくは構成されるコポリマーである:エチレン、C3~18αオレフィン、例えばプロピレン、ブテン、オクテン、デセン又はイソブテン、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、酢酸ビニル、スチレン、アクリロニトリル及びアルコール成分中に炭素原子1~18個を有するアクリレート及び/又はメタクリレート、これらのコポリマーは、例えば、ジカルボン酸又は対応する無水物、例えばマレイン酸又はマレイン酸無水物でグラフトされていてよい。例は、(上記のように)無水マレイン酸でグラフトされたエチレン及びC3~18αオレフィンのコポリマー、例えば無水マレイン酸でグラフトされたエチレン/オクテンコポリマー及び無水マレイン酸でグラフトされたエチレン/プロピレンコポリマーである。
このタイプのポリマーは、例えば、Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, vol. 14/1 (Georg-Thieme-Verlag, シュトゥットガルト, ドイツ, 1961), p.392-406に、及びC.B. Bucknall, “Toughened Plastics”(Applied Science Publishers, ロンドン, UK, 1977)のモノグラフに、記載されている。
そのようなエラストマーの一部の好ましいタイプは、以下に記載される。
そのようなエラストマーの好ましいタイプは、エチレン-プロピレン(EPM)及びエチレン-プロピレン-ジエン(EPDM)ゴムとして公知のものである。
EPMゴムは一般に、残留二重結合を事実上有していないのに対し、EPDMゴムは、炭素原子100個あたり二重結合1~20個有することができる。
挙げることができるEPDMゴム用のジエンモノマーの例は、共役ジエン、例えばイソプレン及びブタジエン、炭素原子5~25個を有する非共役ジエン、例えば1,4-ペンタジエン、1,4-ヘキサジエン、1,5-ヘキサジエン、2,5-ジメチル-1,5-ヘキサジエン及び1,4-オクタジエン、環状ジエン、例えばシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン及びジシクロペンタジエン、並びにアルケニルノルボルネン、例えば5-エチリデン-2-ノルボルネン、5-ブチリデン-2-ノルボルネン、2-メタリル-5-ノルボルネン及び2-イソプロペニル-5-ノルボルネン、及びトリシクロジエン、例えば3-メチルトリシクロ[5.2.1.02,6]-3,8-デカジエン、及びこれらの混合物である。好ましいのは、1,5-ヘキサジエン、5-エチリデンノルボルネン及びジシクロペンタジエンである。該EPDMゴムのジエン含有率は、該ゴムの全重量を基準として、好ましくは0.5~50重量%、特に1~8重量%である。
EPMゴム及びEPDMゴムは、好ましくは、反応性カルボン酸で又はこれらの誘導体でグラフトされていてもよい。これらの例は、アクリル酸、メタクリル酸及びそれらの誘導体、例えばグリシジル(メタ)アクリレート、並びに無水マレイン酸である。
エチレンと、アクリル酸及び/又はメタクリル酸及び/又はこれらの酸のエステルとのコポリマーは、好ましいゴムの別の群である。該ゴムは、ジカルボン酸、例えばマレイン酸及びフマル酸、又はこれらの酸の誘導体、例えばエステル及び無水物、及び/又はエポキシ基を含むモノマーを含んでいてもよい。これらのジカルボン酸誘導体又はエポキシ基を含むモノマーは、好ましくは、該モノマー混合物に、ジカルボン酸基及び/又はエポキシ基を含み、かつ一般式I又はII又はIII又はIV
Figure 2024522967000002
を有するモノマーを添加することにより、該ゴム中へ組み込まれ、ここで、R~Rは、水素であるか又は炭素原子1~6個を有するアルキル基であり、かつmは、0~20の整数であり、gは、0~10の整数であり、かつpは、0~5の整数である。
基R~Rは、好ましくは水素であり、ここで、mは0又は1であり、かつgは1である。対応する化合物は、マレイン酸、フマル酸、無水マレイン酸、アリルグリシジルエーテル及びビニルグリシジルエーテルである。
式I、II及びIVの好ましい化合物は、マレイン酸、無水マレイン酸及びエポキシ基を含む(メタ)アクリレート、例えばグリシジルアクリレート及びグリシジルメタクリレート、及び第三級アルコールとのエステル、例えばtert-ブチルアクリレートである。後者は、遊離カルボキシ基を有していないけれども、それらの挙動は、その遊離酸の挙動に近く、そのため、それらは、潜在性カルボキシ基を有するモノマーと呼ばれる。
該コポリマーは、有利に、エチレン50~98重量%、エポキシ基を含むモノマー及び/又はメタクリル酸及び/又は無水物基を含むモノマー0.1~20重量%から構成され、残りの量は、(メタ)アクリレートである。
特に好ましいのは、
- エチレン 50~98重量%、特に55~95重量%、
- グリシジルアクリレート及び/又はグリシジルメタクリレート、(メタ)アクリル酸及び/又は無水マレイン酸 0.1~40重量%、特に0.3~20重量%、及び
- n-ブチルアクリレート及び/又は2-エチルヘキシルアクリレート 1~45重量%、特に5~40重量%
から構成されるコポリマーであり、ここで、該コポリマーの重量%の合計が100重量%である。
好ましい他の(メタ)アクリレートは、メチル、エチル、プロピル、イソブチル及びtert-ブチルエステルである。
これらと一緒に使用することができるコモノマーは、ビニルエステル及びビニルエーテルである。
上記のエチレンコポリマーは、それ自体として公知の方法により、好ましくは高圧及び高めた温度でのランダム共重合により、製造することができる。適切な方法は周知である。
好ましい他のエラストマーは、エマルションポリマーであって、その製造が、例えば、Blackley, モノグラフ“Emulsion Polymerization”に記載されているものである。使用することができる乳化剤及び触媒は、それ自体として公知である。
原則的に、均質に構造化されたエラストマー、さもなければシェル構造を有するエラストマーを使用することが可能である。そのシェル型構造は、前記の個々のモノマーの添加順序により決定される。該ポリマーのモルホロジーも、この添加順序の影響を受ける。
単に例として、該エラストマーのゴム部分の製造にここで挙げることができるモノマーは、アクリレート、例えば、n-ブチルアクリレート及び2-エチルヘキシルアクリレート、対応するメタクリレート、ブタジエン及びイソプレン、並びにこれらの混合物である。これらのモノマーは、他のモノマー、例えば、スチレン、アクリロニトリル、ビニルエーテルと及び他のアクリレート又はメタクリレート、例えばメチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート又はプロピルアクリレートと共重合されてよい。
該エラストマーの軟質相又はゴム相(0℃未満のガラス転移温度を有する)は、コア、外側シェル又は中間シェル(2つを超えるシェルを有する構造のエラストマーの場合)であってよい。1つを超えるシェルを有するエラストマーは、ゴム相から構成される、1つを超えるシェルを有していてもよい。
該エラストマーの構造中に、該ゴム相に加えて、1種以上の硬質成分(20℃を上回るガラス転移温度を有する)が含まれる場合には、これらは、一般に、主モノマーとして、スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、又はアクリレート又はメタクリレート、例えばメチルアクリレート、エチルアクリレート又はメチルメタクリレートを重合することにより製造される。これらに加えて、比較的少ない割合の他のコモノマーを使用することも可能である。
一部の場合に、表面上に反応性基を有するエマルションポリマーを使用することが有利であると判明している。このタイプの基の例は、エポキシ、カルボキシ、潜在性カルボキシ、アミノ及びアミド基であり、並びに一般式
Figure 2024522967000003
[式中、置換基は、次のとおり定義することができる:
10は、水素又はC~C-アルキル基であり、
11は、水素、C~C-アルキル基又はアリール基、特にフェニルであり、
12は、水素、C~C10-アルキル基、C~C12-アリール基、又は-OR13であり、
13は、C~C-アルキル基又はC~C12-アリール基であり、該基は、任意に、Oを含む基によるか又はNを含む基により置換されていてよく、
Xは、化学結合、C~C10-アルキレン基、又はC~C12-アリーレン基、又は
Figure 2024522967000004
であり、
Yは、O-Z又はNH-Zであり、かつ
Zは、C~C10-アルキレン基又はC~C12-アリーレン基である]のモノマーの併用により導入することができる官能基である。
欧州特許出願公開第208187号明細書(EP-A 208 187)に記載されたグラフトモノマーは、表面に反応性基を導入するのに好適でもある。
挙げることができる他の例は、アクリルアミド、メタクリルアミド及び置換アクリレート又はメタクリレート、例えば(N-tert-ブチルアミノ)エチルメタクリレート、(N,N-ジメチルアミノ)エチルアクリレート、(N,N-ジメチルアミノ)メチルアクリレート及び(N,N-ジエチルアミノ)エチルアクリレートである。
該ゴム相の粒子は、架橋されていてもよい。架橋性モノマーの例は、1,3-ブタジエン、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート及びジヒドロジシクロペンタジエニルアクリレート、並びに欧州特許出願公開第50265号明細書(EP-A 50 265)に記載された化合物である。
グラフト結合性モノマーとして公知のモノマー、すなわち、該重合中に異なる速度で反応する2個以上の重合性二重結合を有するモノマーを使用することも可能である。好ましいのは、このタイプの化合物の使用であって、少なくとも1種の反応性基が、他のモノマーとほぼ同じ速度で重合するのに対し、他の1種の反応性基(又は複数の反応性基)が、例えば、著しくよりゆっくりと重合するものである。前記の異なる重合速度は、該ゴム中に特定の割合の不飽和二重結合を生じさせる。ついで別の相が、このタイプのゴム上にグラフトされる場合には、該ゴム中に存在する該二重結合の少なくとも一部が、該グラフトモノマーと反応して、化学結合を形成し、すなわち前記のグラフトされた相は、そのグラフトベースに少なくとも部分的に化学結合される。
このタイプのグラフト結合性モノマーの例は、アリル基を含むモノマー、特にエチレン性不飽和カルボン酸のアリルエステル、例えばアリルアクリレート、アリルメタクリレート、ジアリルマレエート、ジアリルフマレート及びジアリルイタコネート、及びこれらのジカルボン酸の対応するモノアリル化合物である。これらに加えて、他の多種多様な好適なグラフト結合性モノマーがある。さらなる詳細については、ここでは、例えば、米国特許第4148846号明細書を参照することができる。
耐衝撃性改良性ポリマー中のこれらの架橋性モノマーの割合は、該耐衝撃性改良性ポリマーを基準として、一般に5重量%まで、好ましくは3重量%以下である。
好ましい一部のエマルションポリマーは、以下に列挙される。最初に、ここでは、コアと少なくとも1の外側シェルとを有し、かつ以下の構造を有するグラフトポリマーを挙げることができる:
Figure 2024522967000005
1つを超えるシェルを有する構造のグラフトポリマーの代わりに、1,3-ブタジエン、イソプレン及びn-ブチルアクリレート又はこれらのコポリマーから構成される、均質な、すなわち単一シェルの、エラストマーを使用することも可能である。これらの生成物も、架橋性モノマー又は反応性基を有するモノマーの併用により製造することができる。
好ましいエマルションポリマーの例は、n-ブチルアクリレート-(メタ)アクリル酸コポリマー、n-ブチルアクリレート/グリシジルアクリレート又はn-ブチルアクリレート/グリシジルメタクリレートコポリマー、n-ブチルアクリレートから構成されるか又はブタジエンをベースとする内部コアと、上記のコポリマーから構成される外側シェルとを有するグラフトポリマー、及びエチレンと、反応性基を与えるコモノマーとのコポリマーである。
前記のエラストマーは、他の従来の方法により、例えば懸濁重合により、製造されてもよい。
西独国特許出願公開第3725576号明細書(DE-A 37 25 576)、欧州特許出願公開第235690号明細書(EP-A 235 690)、西独国特許出願公開第3800603号明細書(DE-A 38 00 603)及び欧州特許出願公開第319290号明細書(EP-A 319 290)に記載されたような、シリコーンゴムも好ましい。
もちろん、上記に列挙されたタイプのゴムの混合物を使用することも可能である。
成分C3)としての、成分A)、B)、C2)及びC4)とは異なる、好ましい熱可塑性ポリマーは、300℃未満、好ましくは280℃未満の融点を有するポリマーである。
成分C3)としての、成分A)、B)、C2)及びC4)とは異なる、好適な熱可塑性ポリマーの例は、好ましくは、
- C~C10-モノオレフィン、例えばエチレン又はプロピレン、1,3-ブタジエン、2-クロロ-1,3-ブタジエン、ビニルアルコール及びそのC~C10-アルキルエステル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、分岐状及び非分岐状C~C10-アルコールのアルコール成分を有するアクリレート及びメタクリレート、ビニル芳香族化合物、例えばスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α,β-エチレン性不飽和モノカルボン酸及びジカルボン酸、及び無水マレイン酸から選択される少なくとも1種のモノマーを共重合された形で含むホモポリマー又はコポリマー;
- 成分A及びBとは異なるポリアミド、例えば非晶性ポリアミド;
- ビニルアセタールのホモポリマー及びコポリマー;
- ポリビニルエステル;
- ポリカーボネート(PC);
- ポリエステル、例えばポリアルキレンテレフタレート、ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)、ポリブチレンスクシネート(PBS)、ポリブチレンスクシネートアジペート(PBSA);
- ポリエーテル;
- ポリエーテルケトン;
- 熱可塑性ポリウレタン(TPU);
- ポリスルフィド;
- ポリスルホン;
- ポリエーテルスルホン;
- セルロースアルキルエステル;
及びそれらの混合物
から選択される。
例は、ポリオレフィン、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンコポリマー(ABS)、エチレン-プロピレンコポリマー、エチレン-プロピレン-ジエンコポリマー(EPDM)、ポリスチレン(PS)、スチレン-アクリロニトリルコポリマー(SAN)、アクリロニトリル-スチレン-アクリレート(ASA)、スチレン-ブタジエン-メチルメタクリレートコポリマー(SBMMA)、スチレン-無水マレイン酸コポリマー、スチレン-メタクリル酸コポリマー(SMA)、非晶性ポリアミド、C~Cアルコール、特にブタノール、ヘキサノール、オクタノール及び2-エチルヘキサノールの群からの同じか又は異なるアルコール基を有するポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、メチルメタクリレート-ブチルアクリレートコポリマー、ポリオキシメチレン(POM)、ポリビニルアルコール(PVAL)、ポリ酢酸ビニル(PVA)、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリカプロラクトン(PCL)、ポリヒドロキシ酪酸(PHB)、ポリヒドロキシ吉草酸(PHV)、ポリ乳酸(PLA)、エチルセルロース(EC)、酢酸セルロース(CA)、プロピオン酸セルロース(CP)又は酢酸酪酸セルロース(CAB)を含む。
好適なさらなる添加剤C4)は、成分C4)~C4)として以下において例示される。
本発明の熱可塑性成形組成物は、成分C4)として、該熱可塑性成形組成物を基準として、滑剤0.05~3重量%、好ましくは0.1~1.5重量%、及び特に0.1~1重量%を含むことができる。
好ましいのは、Al、アルカリ金属、又はアルカリ土類金属の塩、又は炭素原子10~44個を有する、好ましくは炭素原子12~44個を有する脂肪酸のエステル又はアミドである。
その金属イオンは、好ましくはアルカリ土類金属及びAlであり、特に好ましいのは、Ca又はMgである。
好ましい金属塩は、ステアリン酸Ca及びモンタン酸Ca、並びにステアリン酸Alである。
多様な塩の混合物を任意の所望の混合比で使用することも可能である。
該カルボン酸は、一塩基性又は二塩基性であってよい。挙げることができる例は、ペラルゴン酸、パルミチン酸、ラウリン酸、マルガリン酸、ドデカン二酸、ベヘン酸、及び特に好ましくはステアリン酸、カプリン酸、並びにモンタン酸(炭素原子30~40個を有する脂肪酸の混合物)である。
脂肪族アルコールは、一価ないし四価であってよい。アルコールの例は、n-ブタノール、n-オクタノール、ステアリルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ペンタエリトリトールであり、好ましいのは、グリセリン及びペンタエリトリトールである。
脂肪族アミンは、一塩基性ないし三塩基性であってよい。これらの例は、ステアリルアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジ(6-アミノヘキシル)アミンであり、特に好ましいのは、エチレンジアミン及びヘキサメチレンジアミンである。好ましいエステル又はアミドは、それに応じて、グリセリンジステアレート、グリセリントリステアレート、エチレンジアミンジステアレート、グリセリンモノパルミテート、グリセリントリラウレート、グリセリンモノベヘネート、及びペンタエリトリトールテトラステアレートである。
多様なエステル又はアミドの混合物、又はエステルとアミドとの組合せでの混合物を任意の所望の混合比で使用することも可能である。
本発明の熱可塑性成形組成物は、成分C4)として、該熱可塑性成形組成物を基準として、0.05~3重量%、好ましくは0.1~1.5重量%、及び特に0.1~1重量%の安定剤としてのCu(I)塩、好ましくはCu(I)ハロゲン化物を、特にアルカリ金属ハロゲン化物、好ましくはKIとの混合物で、特に1:4の比で、含むことができる。
使用される一価銅の好ましい塩は、酢酸銅(I)、塩化銅(I)、臭化銅(I)、及びヨウ化銅(I)である。該材料は、これらを、ポリアミド(すなわち本発明によるポリアミドブレンド)を基準として、銅5~500ppm、好ましくは10~250ppmの量で含む。
前記の有利な特性は、該銅が、該ポリアミド中に分子分布で存在する場合に特に得られる。これは、該ポリアミドを含み、かつ一価銅の塩を含み、かつ固体の均一溶液の形のアルカリ金属ハロゲン化物を含む濃縮物が、該成形組成物に添加される場合に達成される。例として、典型的な濃縮物は、ポリアミド79~95重量%と、ヨウ化銅又は臭化銅及びヨウ化カリウムから構成される混合物21~5重量%とから構成される。前記の固体の均一溶液中の銅濃度は、該溶液の全重量を基準として、好ましくは0.3~3重量%、特に0.5~2重量%であり、かつヨウ化銅(I)の、ヨウ化カリウムに対するモル比は、1~11.5、好ましくは1~5である。
本発明の一実施態様によれば、該成形組成物は、ヨウ化銅及びヨウ化カリウム不含及び殊に金属ハロゲン化物不含である。
該濃縮物に好適なポリアミドは、ホモポリアミド及びコポリアミド、特にナイロン6及びナイロン6,6である。
本発明の熱可塑性成形組成物は、成分C4)として、酸化遅延剤/酸化防止剤及び/又は熱安定剤を含むことができる。酸化遅延剤/酸化防止剤及び熱安定剤の例は、該熱可塑性成形組成物の重量を基準として、3重量%まで、より好ましくは1.5重量%まで、最も好ましくは1重量%までの濃度の、立体障害フェノール及び/又はホスフィット及びアミン(例えばTAD)、ヒドロキノン類、芳香族第二級アミン、例えばジフェニルアミン、これらの群の置換された多様なもの、及びこれらの混合物である。
好適な立体障害フェノールは、原則的に、フェノール構造を有し、かつ少なくとも1個のバルキーな基をフェノール環上に有する全ての化合物である。
例えば、式
Figure 2024522967000006
の化合物を使用することが好ましく、
ここで:
及びRは、アルキル基、置換アルキル基、又は置換トリアゾール基であり、かつ基R及びRは、同じか又は異なっていてよく、かつRは、アルキル基、置換アルキル基、アルコキシ基、又は置換アミノ基である。
上記のタイプの酸化防止剤は、例として、西独国特許出願公開第2702661号明細書(DE-A 27 02 661)(米国特許第4360617号明細書(US-A 4 360 617))に記載されている。
好ましい立体障害フェノールの別の群は、置換ベンゼンカルボン酸に、特に置換ベンゼンプロピオン酸に由来するものにより提供される。
この種類からの特に好ましい化合物は、式
Figure 2024522967000007
[式中、R、R、R、及びRは、互いに独立して、置換されていてよいC~C-アルキル基であり(これらのうち少なくとも1個が、バルキーな基である)、かつRは、炭素原子1~10個を有し、かつ主鎖がC-O結合を有していてもよい二価の脂肪族基である]の化合物である。
これらの式に対応する好ましい化合物は、
Figure 2024522967000008
である。
以下のもの全てが、立体障害フェノールの例として挙げられる:
2,2′-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、1,6-ヘキサンジオールビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ペンタエリトリチル=テトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ジステアリル=3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジルホスホネート、2,6,7-トリオキサ-1-ホスファビシクロ[2.2.2]オクト-4-イルメチル=3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシヒドロシンナメート、3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル-3,5-ジステアリルチオトリアジルアミン、2-(2′-ヒドロキシ-3′-ヒドロキシ-3′,5′-ジ-tert-ブチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシメチルフェノール、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、4,4′-メチレンビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジルジメチルアミン。
特に有効であると判明しており、そのため好ましくは使用される化合物は、2,2′-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、1,6-ヘキサンジオールビス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート(Irganox(登録商標) 259)、ペンタエリトリチル=テトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、並びにN,N′-ヘキサメチレンビス-3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシヒドロシンナムアミド(Irganox(登録商標) 1098)、及びBASF SEの上記の製品Irganox(登録商標) 245であり、この製品は特に良好な適性を有する。
個々にか又は混合物として使用することができる、該酸化防止剤C4)の含まれる量は、該成形組成物の全重量を基準として、0.05~3重量%、好ましくは0.1~1.5重量%、特に0.1~1重量%である。
一部の場合に、フェノール性ヒドロキシ基に対してオルト位に1個以下の立体障害基を有する立体障害フェノールが、特に有利であると判明しており;特に長期間にわたる拡散光中の貯蔵の際の色堅ろう度を評価する場合である。
成分C4)として、該熱可塑性成形材料は、一般に、該熱可塑性成形組成物の重量を基準として、少なくとも1種の難燃剤1.0~10.0重量%、好ましくは2.0~6.0重量%、特に3.0~5.0重量%を含むことができる(他の量が明示されない場合)。
好ましい難燃剤は、ホスファゼンである。
「ホスファゼン」は、一般式(IX)
Figure 2024522967000009
[式中、mは、3~25の整数であり、かつR及びR4'は、同じか又は異なり、かつC~C20-アルキル、C~C30-アリール、C~C30-アリールアルキル又はC~C30-アルキル置換アリールを表す]の環状ホスファゼン又は一般式(X)
Figure 2024522967000010
[式中、nは、3~1000を表し、かつXは、-N=P(OPh)又は-N=P(O)OPhを表し、かつYは、-P(OPh)又は-P(O)(OPh)を表す]の線状ホスファゼンを意味するものと理解すべきである。
そのようなホスファゼンの製造は、欧州特許出願公開第0945478号明細書(EP-A 0 945 478)に記載されている。
特に好ましいのは、式(XI)
Figure 2024522967000011
の式P36の環状フェノキシホスファゼン又は式(XII)
Figure 2024522967000012
による線状フェノキシホスファゼンである。
これらのフェニル基は、任意に置換されていてよい。本明細書に関連してホスファゼンは、Mark, J.E., Allcock, H. R., West, R., “Inorganic Polymers”, Prentice Hall, 1992, p.61-141に記載されている。
成分C4)として好ましくは使用されるのは、少なくとも3種のフェノキシホスファゼン単位を有する環状フェノキシホスファゼンである。対応するフェノキシホスファゼンは、例えば米国特許出願公開第2010/0261818号明細書(US 2010/0261818)、段落[0051]~[0053]に記載されている。特に該明細書中の式(I)を参照することができる。対応する環状フェノキシホスファゼンは、さらに、欧州特許出願公開第2100919号明細書(EP-A-2 100 919)、特に該明細書の段落[0034]~[0038]に記載されている。製造は、欧州特許出願公開第2100919号明細書(EP-A-2 100 919)、段落[0041]に記載されたように行うことができる。本発明の一実施態様において、該環状フェノキシホスファゼン中のフェニル基は、C1~4-アルキル基により置換されていてよい。純粋なフェニル基が関係する場合が好ましい。
該環状ホスファゼンのさらなる説明には、Roempp Chemie Lexikon, 第9版、キーワード“phosphazenes”を参照することができる。製造は、例えば、PCl及びNHClから得ることができるシクロホスファゼンを経て行われ、ここで、該シクロホスファゼン中の塩素基は、フェノールとの反応によりフェノキシ基によって置換されている。
該環状フェノキシホスファゼン化合物は、例えば、Allcock, H. R., “Phosphorus-Nitrogen Compounds”(Academic Press, 1972)に、及びMark, J. E., Allcock, H. R., West, R., “Inorganic Polymers”(Prentice Hall, 1992)に記載されたように製造することができる。
成分C4)は、好ましくは、3及び4個のフェノキシホスファゼン単位を有する環状フェノキシホスファゼンの混合物である。3個のフェノキシホスファゼン単位を含む環と4個のフェノキシホスファゼン単位を含む環との重量比は、好ましくは約80:20である。該フェノキシホスファゼン単位のより大きな環は、同様に存在していてよいが、しかしより少量である。好適な環状フェノキシホスファゼンは、Fushimi Pharmaceutical Co., Ltd.から名称Rabitle(登録商標) FP-100で得ることができる。これは、110℃の融点、13.4%のリン含有率及び6.0%の窒素含有率を有する淡黄白色固体である。3個のフェノキシホスファゼン単位を含む環の割合は、少なくとも80.0重量%である。
該熱可塑性成形材料は好ましくは、該熱可塑性成形組成物の量を基準として、難燃剤としてリン酸又はポリリン酸の少なくとも1種の脂肪族又は芳香族エステル1.0~6.0重量%、好ましくは2.5~5.5重量%、特に3.0~5.0重量%を含む。
この理由のために、70℃~150℃の融点を有する、殊に固体の、非移行性ホスフェートエステルが好ましい。これは、該製品が、配量するのが容易であり、かつ該成形材料中で際立って少ない移行を示す結果になる。特に好ましい例は、商業的に入手可能なホスフェートエステルであるDaihachiのPX-200(登録商標)(CAS:139189-30-3)、又はICL-IPのSol-DP(登録商標)である。さらに、フェニル基が適切に置換されたホスフェートエステルは、これが好ましい溶融範囲を達成することが可能である場合に考えられる。一般構造式は、芳香環上のオルト位又はパラ位における置換パターンに応じて、次のとおりである:
Figure 2024522967000013
ここで、
=H、メチル、エチル又はイソプロピルであるが、好ましくはHである。
n=0~7であるが、好ましくは0である。
2~6=H、メチル、エチル又はイソプロピルであるが、好ましくはメチルである。Rは、好ましくはR及びRと同じである。
m=同じであってよいが、同じである必要はなく、かつ1、2、3、4及び5の間であるが、好ましくは2である。
R″=H、メチル、エチル又はシクロプロピルであってよいが、好ましくはメチル及びHである。
PX-200は、具体例として示される:
Figure 2024522967000014
ポリリン酸の少なくとも1種の芳香族エステルが使用される場合が特に好ましい。そのような芳香族ポリホスフェートは、例えば、Daihachi Chemicalから名称PX-200で得ることができる。
成分C4)として、本発明による熱可塑性成形材料は、該熱可塑性成形組成物の量を基準として、難燃剤として以下に記載される少なくとも1種の金属ホスフィネート又はホスフィン酸塩5.0~30.0重量%、好ましくは10.0~30.0重量%、特に12.0~20.0重量%、例えば約16.0重量%を含むことができる。
成分C4)の好ましい難燃剤の例は、次亜リン酸に由来する金属ホスフィネートである。例えば、次亜リン酸と、金属としてMg、Ca、Al又はZnの金属塩を、使用することができる。ここでは特に好ましいのは、次亜リン酸Alである。
式(I)のホスフィン酸塩又は/及び式(II)のジホスフィン酸塩又はそれらのポリマーも好適であり、
Figure 2024522967000015
ここで、
、Rは、同じか又は異なり、かつ水素、線状又は分岐状のC~C-アルキル、及び/又はアリールを表し;
は、線状又は分岐状C~C10-アルキレン、C~C10-アリーレン、C~C10-アルキルアリーレン又はC~C10-アリールアルキレンを表し;
Mは、Mg、Ca、Al、Sb、Sn、Ge、Ti、Zn、Fe、Zr、Ce、Bi、Sr、Mn、Li、Na、K及び/又はプロトン化された窒素塩基を表し;
m=1~4;n=1~4;x=1~4、好ましくはm=3、x=3である。
好ましくは、R、Rは、同じか又は異なり、かつ水素、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、tert-ブチル、n-ペンチル及び/又はフェニルを表す。
好ましくは、Rは、メチレン、エチレン、n-プロピレン、イソプロピレン、n-ブチレン、tert-ブチレン、n-ペンチレン、n-オクチレン又はn-ドデシレン、フェニレン又はナフチレン;メチルフェニレン、エチルフェニレン、tert-ブチルフェニレン、メチルナフチレン、エチルナフチレン又はtert-ブチルナフチレン;フェニルメチレン、フェニルエチレン、フェニルプロピレン又はフェニルブチレンを表す。
特に好ましくは、R、Rは、水素、メチル又はエチルであり、かつMはAlであり、特に好ましいのは、次亜リン酸Alである。
該ホスフィネートの製造は、好ましくは、水溶液からの対応する金属塩の沈殿により行われる。しかしながら、該ホスフィネートを、支持材料として好適な無機金属酸化物又は硫化物(白色顔料、例えばTiO、SnO、ZnO、ZnS、SiO)の存在下で沈殿させることもできる。それに応じてこれは、表面変性された顔料をもたらし、該顔料は、熱可塑性ポリエステル用のレーザーマーキングできる難燃剤として使用することができる。
置換ホスフィン酸の金属塩であって、次亜リン酸に比較して、1個又は2個の水素原子が、フェニル、メチル、エチル、プロピル、イソブチル、イソオクチルにより置換されているか又は基R′-CH-OHは、R′-水素、フェニル、トリルにより置換されているものが使用される場合が好ましい。該金属は、好ましくはMg、Ca、Al、Zn、Ti、Feである。アルミニウムジエチルホスフィネート(DEPAL)が特に好ましい。
ホスフィン酸塩又はジホスフィン酸塩の説明については、独国特許出願公開第19960671号明細書(DE-A 199 60 671)並びに独国特許出願公開第4430932号明細書(DE-A 44 30 932)及び独国特許出願公開第19933901号明細書(DE-A 199 33 901)を参照することができる。
さらなる難燃剤は、例えば、ハロゲン含有難燃剤である。
好適なハロゲン含有難燃剤は、好ましくは臭素化化合物、例えば臭素化ジフェニルエーテル、臭素化トリメチルフェニルインダン(DSBのFR 1808)、テトラブロモビスフェノールA及びヘキサブロモシクロドデカンである。
好適な難燃剤は、好ましくは臭素化化合物、例えば、構造式:
Figure 2024522967000016
を有する臭素化オリゴカーボネート(Great LakesのBC 52又はBC 58)である。
式:
Figure 2024522967000017
を有するポリペンタブロモベンジルアクリレート[ここで、n>4](例えばICL-IPのFR 1025)が殊に好適である。
好ましい臭素化化合物はさらに、式:
Figure 2024522967000018
を有するテトラブロモビスフェノールAとエポキシドとのオリゴマー反応生成物(n>3)(例えばDSBのFR 2300及び2400)を含む。
難燃剤として好ましくは使用される臭素化オリゴスチレンは、トルエン中の蒸気圧浸透圧測定法により測定して、3~90、好ましくは5~60の平均重合度(数平均)を有する。環状オリゴマーは、同様に好適である。本発明の好ましい実施態様において、臭素化オリゴマースチレンは、以下に示される式Iを有し、Rが、水素又は脂肪族基、特にアルキル基、例えばCH又はCを表し、かつnは、繰返し鎖構成単位の数を表す。Rは、H、さもなければ臭素、さもなければ常用のフリーラジカル形成剤のフラグメントであってよい:
Figure 2024522967000019
値nは、1~88、好ましくは3~58であってよい。該臭素化オリゴスチレンは、臭素40.0~80.0重量%、好ましくは55.0~70.0重量%を含む。好ましいのは、主にポリジブロモスチレンからなる製品である。該物質は、分解することなく溶融可能であり、かつ例えばテトラヒドロフランに可溶である。前記物質は、例えばスチレンの熱重合(西独国特許出願公開第2537385号明細書(DT-OS 25 37 385)による)により得られるような―任意に脂肪族水素化された―スチレンオリゴマーの環臭素化又は好適な臭素化スチレンのフリーラジカルオリゴマー化によるいずれかで製造されてよい。該難燃剤の製造は、スチレンのイオンオリゴマー化及び引き続き臭素化により行われてもよい。難燃特性を有するポリアミドを与えるのに必要な臭素化オリゴスチレンの量は、その臭素含有率に依存する。本発明による熱可塑性成形組成物中の臭素含有率は、該熱可塑性成形組成物の量を基準として、好ましくは2.0~30.0重量%、より好ましくは5.0~12.0重量%である。
本発明による臭素化ポリスチレンは、典型的に、欧州特許出願公開第047549号明細書(EP-A 047 549)に記載された方法により得られる:
Figure 2024522967000020
この方法により得ることができ、かつ商業的に入手可能な臭素化ポリスチレンは、主に環置換された三臭素化製品である。n′(III参照)は一般に、125~1500の値を有し、これは42500~235000、好ましくは130000~135000の分子量に相当する。
該臭素含有率(環置換される臭素の含有率を基準とする)は、一般に少なくとも50.0重量%、好ましくは少なくとも60.0重量%及び特に65.0重量%である。
商業的に入手可能な粉末製品は一般に、160℃~200℃のガラス転移温度を有し、かつ例えば、Albemarleの名称HP 7010及びFerro Corporationの名称Pyrocheck(登録商標) PB 68で得ることができる。
該臭素化オリゴスチレンと臭素化ポリスチレンとの混合物は、本発明による成形材料において使用されてもよく、その混合比は、自由に選択することができる。
塩素含有難燃剤も好適であり、その際に、OxychemのDeclorane plusが好ましい。
好適なハロゲン含有難燃剤は、好ましくは、環臭素化ポリスチレン、臭素化ポリベンジルアクリレート、臭素化ビスフェノールAエポキシドオリゴマー又は臭素化ビスフェノールAポリカーボネートである。
本発明の一実施態様において、ハロゲン含有難燃剤は、本発明による熱可塑性成形材料において使用されない。
本発明に関連して成分C4)として好適な難燃性メラミン化合物は、ガラス繊維充填ポリアミド成形材料に添加される際に、燃焼性を低下させ、かつ燃焼挙動に難燃性になるように影響を及ぼし、こうしてUL 94試験において及びグローワイヤ試験において改善された特性を生じるメラミン化合物である。
該メラミン化合物は、例えば、メラミンボレート、メラミンホスフェート、メラミンスルフェート、メラミンピロホスフェート、メラム、メレム、メロン又はメラミンシアヌレート又はそれらの混合物から選択される。
本発明によれば好ましくは好適なメラミンシアヌレートは、好ましくは等モル量のメラミン(式I)及びシアヌル酸/イソシアヌル酸(式Ia及びIb)の反応生成物である。
Figure 2024522967000021
これは、例えば、90℃~100℃での出発化合物の水溶液の反応により得られる。商業的に入手可能な製品は、1.5~7μmの平均粒度d50及び50μm未満のd99値を有する白色粉末である。
さらに好適な化合物(しばしば塩又は付加物としても記載される)は、メラミンスルフェート、メラミン、メラミンボレート、オキサレート、第一ホスフェート、第二ホスフェート及び第二ピロホスフェート、メラミンネオペンチルグリコールボレートである。本発明によれば、該成形材料は、好ましくはポリマーメラミンホスフェート(CAS番号56386-64-2又は218768-84-4)不含である。
これは、20~200の平均縮合度の数n及びリン原子1モルあたりメラミン、メラム、メレム、メロン、アンメリン、アンメリド、2-ウレイドメラミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン及びジアミノフェニルトリアジンからなる群から選択される、1,3,5-トリアジン化合物の1.1~2.0molの1,3,5-トリアジン含有率を有する1,3,5-トリアジン化合物のメラミンポリホスフェート塩を意味するものと理解すべきである。好ましくは、そのような塩のn-値は、一般に40~150であり、かつリン原子1モルあたりの1,3,5-トリアジン化合物の比は、好ましくは1.2~1.8である。さらに、欧州特許第1095030号明細書(EP-B1 095 030)により製造される塩の10重量%水性スラリーのpHは、一般に4.5超及び好ましくは少なくとも5.0になる。該pHは、該塩25g及び清浄水225gを25℃で300mlビーカー中へ添加し、生じた水性スラリーを30分間撹拌し、ついで該pHを測定することによって典型的に決定される。上記のn値、該数平均縮合度は、31P固体NMRによって決定されてもよい。J. R. van Wazer, C. F. Callis, J. Shoolery and R. Jones, J. Am. Chem. Soc., 78, 5715, 1956には、隣接するホスフェート基の数が唯一の化学シフトを与え、これがオルトホスフェート、ピロホスフェート、及びポリホスフェートの間の明らかな区別を可能にすることが開示されている。
好適なグアニジン塩は、
CAS番号
グアニジンカーボネート 593-85-1
グアニジンシアヌレート、第一級 70285-19-7
グアニジンホスフェート、第一級 5423-22-3
グアニジンホスフェート、第二級 5423-23-4
グアニジンスルフェート、第一級 646-34-4
グアニジンスルフェート、第二級 594-14-9
グアニジンペンタエリトリトールボレート 該当なし
グアニジンネオペンチルグリコールボレート 該当なし
及び尿素ホスフェートグリーン 4861-19-2
尿素シアヌレート 57517-11-0
アンメリン 645-92-1
アンメリド 645-93-2
メレム 1502-47-2
メロン 32518-77-7
である。
本発明に関連して、「化合物」は、例えばベンゾグアナミン自体及びそれらの付加物/塩だけではなく、窒素置換された誘導体及びそれらの付加物/塩も意味するものと理解すべきである。
また、好適であるのは、ポリリン酸アンモニウム(NHPO[ここで、nは、約200~1000、好ましくは600~800である]、及び式IV
Figure 2024522967000022
のトリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレート(THEIC)又はそれと芳香族カルボン酸Ar(COOH)との反応生成物であり、これらは、任意に互いの混合物中に存在していてもよく、ここで、Arは、単環式、二環式又は三環式の芳香族6員環系を表し、かつmは、2、3又は4である。
好適なカルボン酸の例は、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、1,3,5-ベンゼントリカルボン酸、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸、ピロメリト酸、メロファン酸、プレニト酸、1-ナフトエ酸、2-ナフトエ酸、ナフタレンジカルボン酸、及びアントラセンカルボン酸を含む。
製造は、欧州特許出願公開第584567号明細書(EP-A 584 567)における方法により、該トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレートと、該酸、そのアルキルエステル又はそのハロゲン化物との反応により行われる。
そのような反応生成物は、架橋されてもよいモノマー及びオリゴマーのエステルの混合物である。そのオリゴマー化度は、典型的に2~約100、好ましくは2~20である。好ましいのは、THEIC及び/又はその反応生成物と、リン含有窒素化合物、特に(NHPO又はメラミンピロホスフェート又はポリマーメラミンホスフェートとの混合物を使用することである。例えば(NHPO対THEICの混合比は、そのような化合物の混合物を基準とした重量%で、好ましくは90.0~50.0:10.0~50.0、特に80.0~50.0:50.0~20.0である。
また、好適な難燃剤は、式V
Figure 2024522967000023
[式中、R、R'は、炭素原子1~10個を有する直鎖又は分岐状のアルキル基、好ましくは水素を表す]のベンゾグアニジン化合物、及び特にそれらのリン酸、ホウ酸及び/又はピロリン酸との付加物でもある。
また、好ましいのは、式VI
Figure 2024522967000024
[式中、R、R'は、式Vにおいて定義されたとおりである]のアラントイン化合物、並びにそれらとリン酸、ホウ酸及び/又はピロリン酸との塩並びに式VII
Figure 2024522967000025
[式中、Rは、式Vにおいて定義されたとおりである]のグリコールウリル又はそれらと上記の酸との塩である。
好適な製品は、商業的に入手可能であるか、又は独国特許出願公開第19614424号明細書(DE-A 196 14 424)に従って得ることができる。
本発明により使用できるシアノグアニジン(式VIII)は、例えば、カルシウムシアナミドを炭酸と反応させ、製造されたシアナミドをpH9~pH10で二量化してシアノグアニジンを得ることにより、得ることができる
Figure 2024522967000026
商業的に入手可能な製品は、209℃~211℃の融点を有する白色粉末である。
メラミンシアヌレート(例えばBASF SEのMelapur(登録商標) MC25)を使用することが特に好ましい。
さらに、別の金属酸化物、例えば三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、アンチモン酸ナトリウム及び同様の金属酸化物を使用することができる。ペンタブロモベンジルアクリレート及び三酸化アンチモン又は五酸化アンチモンの説明については、欧州特許出願公開第0624626号明細書(EP-A 0 624 626)を参照することができる。
成分C4)として、リン、例えば赤リンを使用することも可能である。赤リンは、例えば、マスターバッチの形で使用されてよい。

Figure 2024522967000027
のジカルボン酸も考えられ、
ここで、
~Rは互いに独立して、ハロゲン又は水素を表すが、ただし、少なくとも1個の基R~Rは、ハロゲンを表す、
x=1~3、好ましくは1、2
m=1~9、好ましくは1~3、6、9、特に1~3
n=2~3
M=アルカリ土類金属、Ni、Ce、Fe、In、Ga、Al、Pb、Y、Zn、Hg。
好ましいジカルボン酸塩は、基R~Rとして、互いに独立してCl又は臭素又は水素を含み、殊に好ましくは全ての基R~Rは、Cl又は/及びBrである。
Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Al、Zn、Feは、金属Mとして好ましい。
そのようなジカルボン酸塩は、商業的に入手可能であるか又は米国特許第3354191号明細書(US 3,354,191)に記載された方法により製造できる。
難燃性成分C4)として使用できるのは、官能性ポリマーでもある。これらは、例えば、難燃性ポリマーであってよい。そのようなポリマーは、例えば、米国特許第8314202号明細書(US 8,314,202)に記載されており、かつ1,2-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]エタノン繰返し単位を含む。炭素残留物の量を増加させるのにさらに好適な官能性ポリマーは、ポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレンオキシド)(PPPO)である。
成分C4)として、該熱可塑性成形組成物は、少なくとも1種の可塑剤1~30重量%、好ましくは5~20重量%、特に6~10重量%を含むことができる。
本発明に関連して、可塑剤は、該熱可塑性成形組成物中に存在する該ポリアミドのガラス転移温度を低下させることができる化合物である。好適な可塑剤は、当業者により公知である。例は、ラクタム、ラクトン、ポリビニルアルコール、スルホンアミド、例えばN-(n-ブチル)ベンゼンスルホンアミド及びそれらの誘導体、エチレングリコール、例えばテトラエチレングリコールである。
成分C4)として、該熱可塑性成形組成物は、UV安定剤を、該熱可塑性成形組成物の量を基準として、一般に2重量%までの量で含むことができる。好適なUV安定剤の例は、多様な置換レソルシノール、サリチレート、ベンゾトリアゾール類、及びベンゾフェノン類である。
成分C4)として、該熱可塑性成形組成物は、着色剤を含むことができる。着色剤として添加することができる材料は、無機顔料、例えば二酸化チタン、ウルトラマリンブルー、酸化鉄、及びカーボンブラック、並びに有機顔料、例えばフタロシアニン、キナクリドン、ペリレン、並びに染料、例えばアントラキノンである。
成分C4)として、該熱可塑性成形組成物は、造核剤を含むことができる。造核剤として使用することができる材料は、ナトリウムフェニルホスフィネート、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、並びに好ましくはタルクである。
本発明のポリマーブレンドは、それ自体として公知の方法により、通常混合することにより、製造することができる。そのため、本発明は、成分A)及びB)を混合することにより本発明によるポリマーブレンドを製造する方法に関する。
出発成分A)及びB)の混合は、当業者により公知の従来の混合装置、例えばスクリュー式押出機、殊に二軸スクリュー押出機、ブラベンダーミキサー、又はバンバリーミキサー中で実施することができる。生じる生成物は、ついで、押し出されてよい。押出後に、その押出物は、冷却及びペレット化することができる。
また、本発明の熱可塑性成形組成物は、当業者により公知のそれ自体として公知の方法により、該出発成分A)、B)及びC)を従来の混合装置、例えばスクリュー式押出機、殊に二軸スクリュー押出機、ブラベンダーミキサー、又はバンバリーミキサー中で混合し、ついでそれを押し出すことにより、製造することができる。押出後に、その押出物は、冷却及びペレット化することができる。
個々の成分、例えば成分A)及びB)を予備混合して、本発明によるポリマーブレンドを形成し、ついで残りの出発物質C)を個々に及び/又は同様に混合物の形で添加することも可能である。
そのため、本発明はさらに、成分A)、B)又は本発明によるポリマーブレンドを成分C)と混合することにより、本発明による熱可塑性成形組成物を製造する方法に関する。
その混合温度は、一般に230~320℃である。
本発明のブレンド及び本発明の熱可塑性成形組成物は、以下の特性のうち1つ以上により殊に特徴付けられる:塩化亜鉛及びアドブルーに対する高い安定性、高い熱変形温度、乾燥状態及び状態調節された状態で高い引張弾性率、状態調節された状態で高い剛性、低い吸水率、燃料に対する高いバリア性。本発明のブレンド及び本発明の熱可塑性成形組成物は、射出成形に及びシート、フィルム、チューブ及びパイプ押出法に極めて好適であり、かつ例えばポリアミド加工に典型的であるモールド温度で加工できる。
本発明のポリマーブレンド及び熱可塑性成形組成物は、あらゆるタイプの成形体の製造に、殊に射出成形品及びブロー成形品及び押出品(殊にパイプ及びチューブ)の製造に好適である。
成分C1)を含む強化された成形組成物は、射出成形に殊に有用である。そのため、射出成形に特に好適であるのは、好ましくは強化された熱可塑性成形組成物TM1である。
成分C1)を含まない未強化成形組成物は、押出、より好ましくはシート、フィルム、パイプ又はチューブ押出に殊に有用である。押出に特に好適である未強化熱可塑性成形組成物は、上記されている。
本発明のブレンド及び熱可塑性成形組成物の共通の用途は、強い化学物質及び/又は苛酷な高温に対する長期の暴露に抵抗しなければならない、自動車部品、航空宇宙部品、電気部品、及び工業用部品を含む。
具体的な一部の例は、次のとおりである:作動流体、例えば冷却液、ブレーキ及びクラッチ液、化学物質(アドブルー)、燃料及び/又は塩と接触しているエンジニアリングプラスチックの分野において、殊に自動車工業において、例えば押出チューブ(例えば車における燃料用又は冷却液用の流体パイプ、電気自動車におけるバッテリー用の冷却液)、マンドレル及び射出成形物品、例えばエンジン類のセンサ(例えば車輪速センサ)用の機能部品、ポンプ、コネクタ、又は燃料電池の射出成形品又は押出品。
電気及び電子分野において、本発明のブレンド及び熱可塑性成形組成物は、プラグ、プラグ部品、プラグコネクタ、メンブレンスイッチ、プリント回路板モジュール、超小型電子部品、コイル、I/Oプラグコネクタ、プリント回路板(PCB)用のプラグ、フレキシブルプリント回路(FPC)用のプラグ、フレキシブル集積回路(FFC)用のプラグ、高速プラグ接続、端子板、コネクタプラグ、デバイスコネクタ、ケーブル-ハーネス部品、回路マウント、回路マウント部品、三次元射出成形回路マウント、電気接続エレメント、及びメカトロニクス部品を製造するのに使用することができる。
自動車部品及び航空宇宙部品における本発明のブレンド及び熱可塑性成形組成物の考えられる使用は、内装品、例えばダッシュボード、ステアリングコラムスイッチ、座席部品、ヘッドレスト、センターコンソール、ギヤボックス部品、及びドアモジュール用、外装品、例えばドアハンドル、アウトサイドミラー部品、ウインドシールドワイパー部品、ウインドシールドワイパー保護ハウジング、グリル、ルーフレール、サンルーフフレーム、エンジンカバー、シリンダーヘッドカバー、吸気管(特に吸気マニホールド)、ウインドシールドワイパー、並びに外部車体部品、及びモーター部品、燃料ラインコネクタ、冷却剤ポンプ、ブッシング、航空機エンジンにおける支承パッド、給気冷却器、レゾネータ、エンジンカバー部品及び遮熱具、燃料カットオフ及び水ヒーターマニホールド弁、コネクタ、高電圧ブッシング、モーターハウジング、及びヘッドライト部品用である。
調理及び家庭用分野における本発明のブレンド及び熱可塑性成形組成物の考えられる使用は、調理機器、例えばフライヤー、アイロン、つまみ用の部品の製造に、並びにガーデン及びレジャー分野における用途、例えば灌漑システム用の部品、又はガーデン機器、及びドアハンドルである。
そのため、本発明は、さらに、成形体を製造するため、殊に押出品、射出成形品及びブロー成形品を製造するための、本発明によるポリマーブレンド又は熱可塑性成形組成物の使用に関する。
本発明はさらに、本発明によるポリマーブレンド又は熱可塑性成形組成物から製造される、成形品、例えば射出成形品及びブロー成形品、及び押出品に関する。成形品及び押出品の例は、成形体、パイプ、例えば一層及び多層パイプ、チューブ、フィルム及びシートである。
好適かつ好ましい使用並びに成形品及び押出品は、上記されている。
アドブルー中の貯蔵 燃料透過試験の結果
図1は、アドブルー中の貯蔵試験の結果を示す。図1において、例1~3のアドブルー中の42日間の貯蔵後の引張破壊強さが、比較例1及び2と比較される。
曲線1 比較例1
曲線2 例1
曲線3 例2
曲線4 例3
曲線5 比較例2
横座標上に、日での異なった時間が示される。
縦座標上に、初期値に対する引張破壊強さの保持率[%]が示される。
図2は、燃料透過試験の結果を示す。図2において、40℃での本発明の組成物(本発明の例3)及び比較組成物(比較例1及び2)の燃料に対するバリア性が示される。参考/対照として、GF強化PA66(BASF SEのUltramid(登録商標) A3WG6 bk564)及びGF強化PA6(BASF SEのUltramid(登録商標) B3WG6 bk564)を試験した。
横座標上に、多様な組成物及び多様な溶剤が記載される:
1 Ultramid(登録商標) A3WG6 bk564
2 Ultramid(登録商標) B3WG6 bk564
3 比較例1
4 例3
5 比較例2
A EtOH
B 炭化水素
C 合計
縦座標上に、その透過度[g/m×d]が示される(ここで、dは「日」を意味する)。
以下の成分を使用した:
成分A)
AlCoPA1:PA6/6.36;BASF SEのUltramid(登録商標) Flex F29;(カプロラクタム64%、HMD 6.3%、C36部分不飽和29.7%)、MT:199℃;相対粘度:2.8~3.0
AlCoPA2:BASF SEのPA6/6.36;(カプロラクタム64%、HMD 6.3%、C36飽和29.7%;BASF SEのUltramid(登録商標) Flex F38) MT:199℃;相対粘度:3.7~3.9
AlCoPA3:BASF SEのPA6/6.36;(カプロラクタム51.5%、HMD 8.5%、C36飽和40.0%;BASF SE)MT:199℃;相対粘度:3.7~3.9
成分B)
ArPA1:PA6/6T(30/70)、ISO 307に従い25℃で96重量%濃度の硫酸中0.5重量%濃度の溶液で測定して125ml/gの粘度数VNを有する;MT(融点)294℃。(BASF SEのUltramid(登録商標) T315)
ArPA2:PA6T/6I(70:30);Mitsui Chemicals Europe GmbHのARLEN(登録商標) 3000;ISO 307に従い25℃で96重量%濃度の硫酸中0.5重量%濃度の溶液で測定して90ml/gの粘度数VNを有する、MT.330℃、Tg:125℃
ArPA3:PA6T/66(70:30):Mitsui Chemicals Europe GmbHのARLEN(登録商標) C2000;ISO 307に従い25℃で96重量%濃度の硫酸中0.5重量%濃度の溶液で測定して100ml/gの粘度数VNを有する、MT.310℃、Tg:125℃
AmArPA(比較):非晶性PA6I/6T;DuPont International Operations SarlのZytel(登録商標) HTN301
成分C)
GF(ガラス繊維):
10μmの直径を有するDS 1110(3B-FIBREGLASS S.P.R.LのDS 1110-10N 4mm)
CMB:LDPE中のカーボンブラック30重量%
L1:滑剤、ステアリン酸カルシウムフレーク;Peter Greven GmbH & Co. KGのLIGASTAR(登録商標) CA 600 G
L2:滑剤、ACRAWAX(登録商標) C ビーズ
S1:安定剤、BASF SEのIrganox(登録商標) 1098 ED
S2:安定剤、OQEMA GmbHの次亜リン酸ナトリウム一水和物
S3:安定剤、OKA-Tec Vertriebs GmbHのOKAFLEX(登録商標) EM
N1:造核剤:Elementis Minerals B.V.のタルクI.T. Extra AW
IM1:耐衝撃性改良剤:EXXONMOBIL PETROLEUM & CHEMICAL BVのEXXELOR(登録商標) VA 1801
IM2:耐衝撃性改良剤:EXXONMOBIL PETROLEUM & CHEMICAL BVのEXXELOR(登録商標) VA 1803。
粒状物の製造
第1表及び第3表に示されるポリマーを、第1表及び第3表に規定される量で二軸スクリュー押出機ZSK25中で配合し、かつ4mmの直径を有する丸ノズルを介して押し出して、該ポリマー組成物の粒状物に加工した。第1表に示される量は、単位が重量%である。該押出機の温度プロファイルを、全てのポリアミドが溶融状態であることを保証するように調整した。その温度は、それぞれのセグメントG1~G11を有する該押出機の概略図を示すスキーム1を参照する第1表に列挙される。該ポリアミドAlCoPA、ArPA、AmArPA及び該添加剤S、CMB及びL(以下の説明参照)を、供給部を経て配量した。該ガラス繊維を、サイドフィーダーを経てセグメントG5において配量した。
該粒状物を、標準の射出成形機で、第1表に列挙されるモールド温度及び溶融樹脂温度を使用することにより試験片に加工した。
引張弾性率、引張破壊応力及び引張破壊ひずみは、ISO 527に従って決定される。シャルピー(ノッチ付き)耐衝撃性は、それぞれISO 179-2/1eU及びISO 179-2/1eAfに従って決定される。融点及び結晶化温度は、ISO 11357に従って決定される。上記及び下記の全ての規格は、2021年1月に有効な版を参照する。
スキーム1:押出機の概略図
Figure 2024522967000028
第1表:脂肪族コポリアミド(AlCoPA)及び芳香族ポリアミド(ArPA)をベースとするGF強化コンパウンドの製造及びキャラクタリゼーション
Figure 2024522967000029
第2表:GF強化ブレンドの特性
Figure 2024522967000030
応力亀裂抵抗試験
試験流体は、50重量%の濃度を有する塩化亜鉛水溶液である。引張試験片は、試験前の乾燥状態である(成形したまま乾燥)。該引張試験片を、端部繊維伸び2%で曲げ型上にクランプ締めする。ついで、該試験片の表面を、該試験中に塩化亜鉛溶液で湿潤させ、画像を、破損の際の時間を決定するために記録する。該試験を、破損するまで実施するか又は破損が生じない場合に3日後に打ち切る。参考/対照として、匹敵する引張弾性率を有するGF強化PA66(BASF SEのUltramid(登録商標) A3EG5 sw564(Ult. A3EG5 sw564))及びGF強化PA6(BASF SEのUltramid(登録商標) B3EG6 sw564(Ult. B3EG6 s4564))を試験した。
第2a表:塩化亜鉛応力亀裂抵抗試験の結果
Figure 2024522967000031
燃料透過試験(図2)
作業工程:試験片(プレート150×150×1mm)の射出成形。規定されるE10燃料中の40℃での促進状態調節。40℃での移行試験及び透過物のGC分析(1試料あたりプレート2枚)。参考/対照として、GF強化PA66(BASF SEのUltramid(登録商標) A3WG6 bk564)及びGF強化PA6(BASF SEのUltramid(登録商標) B3WG6 bk564)を試験した。
2)脂肪族コポリアミド(AlCoPA)と芳香族ポリアミド(ArPA)のブレンドの製造及びキャラクタリゼーション
第3表:脂肪族コポリアミド(AlCoPA)と芳香族ポリアミド(ArPA)のブレンド
Figure 2024522967000032
第4表:脂肪族コポリアミド(AlCoPA)と芳香族ポリアミド(ArPA)のブレンドの特性
Figure 2024522967000033
3)脂肪族コポリアミド(AlCoPA)及び芳香族ポリアミド(ArPA)をベースとする耐衝撃性の改良されたコンパウンドの製造及びキャラクタリゼーション
比較例4及び本発明の例6における耐衝撃性改良剤IM1を、他の成分と共に該供給部を経て配量した。比較例5及び6及び本発明の例7~12において、耐衝撃性改良剤IM2を、サイドフィーダーを経てセグメントGにおいて配量した。7~12において、耐衝撃性改良剤IM2を、サイドフィーダーを経てセグメントG8において配量した。
Figure 2024522967000034
Figure 2024522967000035
Figure 2024522967000036
第7表:パイプ押出
材料を、16.8mmの直径及び13.2mmのコアを有するノズルを介して、12mmパイプに押し出した。
Figure 2024522967000037
強化された熱可塑性成形組成物
第1表に、ガラス繊維強化コンパウンドの製造が記載されている。状態調節された状態の剛性(引張弾性率及び引張強さ)は、著しく増加する(例1~3)のに対して、塩化亜鉛に対する安定性(応力亀裂抵抗)は、依然として高い(第3表参照)。驚くべきことに、本発明による脂肪族コポリアミドと半結晶性の半芳香族ポリアミドとのブレンドを含む組成物は、燃料に対する増加したバリア性を示すが、純粋な脂肪族コポリアミド(比較例1)及び脂肪族コポリアミド及び非晶性の半芳香族ポリアミドのブレンドを含む組成物(比較例2)は示さない(図2参照)。例1~3及び比較例2は、比較例1に比較して、アドブルー中での42日間の貯蔵後により高い引張破壊強さを有する(図1)。さらに、脂肪族コポリアミド及びポリアミド6T/66のブレンド(例3)は付加的に、増加した熱変形温度(HDTA及びHDTB)を示す。非晶性の半芳香族ポリアミドが使用される場合に(比較例2)、その熱変形温度は、いっそう低下される(第2表参照)。例2及び3における前記の半結晶性の半芳香族ポリアミドの溶融温度は、300℃を上回るけれども、生じるコンパウンドを、300℃の最高溶融樹脂温度で射出成形において加工することができた。
まとめると、本発明のブレンドをベースとする強化された熱可塑性組成物は、塩化亜鉛、アドブルーに対して高い安定性、高い熱変形温度、状態調節された状態で高い剛性、低い吸水率、燃料に対する高いバリア性を有し、300°未満の溶融樹脂温度で射出成形において加工することができるものを得ることができた。この特性プロファイルは、上記のようにエンジニアリングプラスチックの分野における広範囲の用途を提供する。
例3のDSC曲線の第1の加熱曲線において、別個に、脂肪族コポリアミド(AlCoPA)の融点を195.4℃で及び前記の半結晶性の半芳香族ポリアミド(ArPA3)の融点を308.77℃で、観察することができる。驚くべきことに、著しいアミノ交換反応が配合中に起こらなかった。該試料を溶融状態で5分間保持した後の第2の加熱曲線において、新しい溶融ピークが174.95℃で生じ、これは脂肪族コポリアミド(AlCoPA)及び前記の半結晶性の半芳香族ポリアミド(ArPA3)に由来するアミド交換反応生成物に属する。この観察のために、該射出成形工程において材料特性の意図的な制御を実施することができる。
第4表には、脂肪族コポリアミド(AlCoPA)及び半結晶性の半芳香族ポリアミド(ArPA)の本発明のポリマーブレンド(例4及び例5)の製造が記載されている。該ブレンドを、射出成形を通じて加工し、かつ前記の半結晶性の半芳香族ポリアミドを含有しない比較例3と比較した。比較例3は、射出成形において殆ど加工できなかった、それというのも、該材料は、該モールド表面に粘着するからである。結果として、極めて低いモールド温度(40℃)で作業することが必要であった。対照的に、本発明の例4及び5は、ポリアミド加工に典型的であるより高いモールド温度(80℃)で加工できた。本発明の例4及び5は、乾燥状態及び状態調節された状態においてより高い引張弾性率を有し、かつその熱変形温度(HDTA及びHDTB)は、比較例3に比較して著しく増加される。
I.耐衝撃性の改良された熱可塑性成形組成物
第5表には、一配合工程における耐衝撃性の改良された熱可塑性成形組成物の製造が記載されている。比較例4及び5は、該粒状化プロセス中に問題を示した。該粒状物は互いに粘着し、かつ該粒状物をカットすることが殆ど不可能であった。本発明の例6は、比較例5に比較して、状態調節された状態で増加した引張弾性率及び増加したHDTB値を示す。比較例4及び本発明の例6を、12mmパイプに押し出した。本発明の例6は、210℃で前記の半結晶性の半芳香族ポリアミドArPA1の溶融樹脂温度を下回り押し出すことができた。本発明の例6から製造されたパイプは、滑らかな不透明の表面を有するのに対し、比較例4からパイプを製造することは困難であった。該材料は該ノズルに粘着し、かつ滑らかな表面を有するパイプを製造することは不可能であった。
図1: 1 比較例1、 2 例1、 3 例2、 4 例3、 5 比較例2、 横座標 時間[日]、縦座標 初期値に対する引張破壊強さの保持率[%]
図2: 1 Ultramid(登録商標) A3WG6 bk564、 2 Ultramid(登録商標) B3WG6 bk564、 3 比較例1、 4 例3、 5 比較例2、 A EtOH、 B 炭化水素、 C 合計、 縦座標 透過度[g/m×d]

Claims (15)

  1. ポリマーブレンドであって、
    a)成分A)として少なくとも1種の脂肪族コポリアミド 50重量%超~99重量%;
    b)成分Bとして少なくとも1種の半結晶性の半芳香族又は芳香族ポリアミド 1重量%~50重量%未満
    を含み;
    ここで、成分A及びBの重量%の合計は、100重量%である、
    前記ポリマーブレンド。
  2. 前記の成分Bのポリアミドが、250℃超の融点を有する、請求項1に記載のポリマーブレンド。
  3. 前記の成分Bのポリアミドが、半芳香族である、請求項1又は2に記載のポリマーブレンド。
  4. 前記の成分Bのポリアミドが、コポリアミドである、請求項1から3までのいずれか1項に記載のポリマーブレンド。
  5. 前記の成分Aのポリアミドが、220℃未満の融点を有する、請求項1から4までのいずれか1項に記載のポリマーブレンド。
  6. 前記の成分Aのポリアミドが、以下の成分
    A’)少なくとも1種のラクタム 15重量%~84重量%、
    B’)以下の成分
    B1’)少なくとも1種のC32~C40ダイマー酸及び
    B2’)少なくとも1種のC~C12ジアミン
    を含むモノマー混合物(M) 16重量%~85重量%
    の重合により好ましくは製造されるコポリアミドであり、
    ここで、前記成分A’)及びB’)の重量パーセントは、それぞれ、前記成分A’)及びB’)の重量パーセントの合計を基準としている、請求項1から5までのいずれか1項に記載のポリマーブレンド。
  7. 前記モノマー混合物(M)が、それぞれ、前記成分B1’)及びB2’)のモルパーセントの合計を基準として、前記成分B1’) 45mol%~55mol%及び前記成分B2’) 45mol%~55mol%を含む、請求項6に記載のポリマーブレンド。
  8. 請求項1から7までのいずれか1項に記載のポリマーブレンドと少なくとも1種の付加的物質C)とを含む、熱可塑性成形組成物。
  9. 付加的物質Cとして、成分C1)としての少なくとも1種の繊維状及び/又は粒子状フィラーを含む、請求項8に記載の熱可塑性成形組成物。
  10. 付加的物質Cとして、成分C2)としての少なくとも1種の耐衝撃性改良剤を含む、請求項8又は9に記載の熱可塑性成形組成物。
  11. 付加的物質Cとして、成分C3)としての、成分A)、B)、C2)とは異なり、かつ任意のさらなる添加剤とは異なる少なくとも1種の熱可塑性ポリマーを含む、請求項8から10までのいずれか1項に記載の熱可塑性成形組成物。
  12. 成分A及びBを混合することによる、請求項1から7までのいずれか1項に記載のポリマーブレンドを製造する方法。
  13. 成分A、B又は請求項1から7までのいずれか1項に記載のポリマーブレンドを少なくとも1種の付加的物質Cと混合することによる、請求項8から11までのいずれか1項に記載の熱可塑性成形組成物を製造する方法。
  14. 成形品及び押出品、殊に成形体、パイプ、シート、フィルム及びチューブを製造するための、請求項1から7までのいずれか1項に記載のポリマーブレンド又は請求項8から11までのいずれか1項に記載の熱可塑性成形組成物の使用。
  15. 請求項1から7までのいずれか1項に記載のポリマーブレンド又は請求項8から11までのいずれか1項に記載の熱可塑性成形組成物製の、成形品又は押出品、好ましくは成形体、パイプ、シート、フィルム又はチューブ。
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