(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-09-12
(54)【発明の名称】ポリアミド樹脂組成物のための安定化成分
(51)【国際特許分類】
C08L 77/00 20060101AFI20240905BHJP
C08K 5/51 20060101ALI20240905BHJP
C08K 3/014 20180101ALI20240905BHJP
C08K 3/16 20060101ALI20240905BHJP
C08K 3/22 20060101ALI20240905BHJP
C08K 3/28 20060101ALI20240905BHJP
C08K 5/09 20060101ALI20240905BHJP
C08K 5/5377 20060101ALI20240905BHJP
C08L 77/02 20060101ALI20240905BHJP
C08L 77/06 20060101ALI20240905BHJP
C08J 5/00 20060101ALI20240905BHJP
【FI】
C08L77/00
C08K5/51
C08K3/014
C08K3/16
C08K3/22
C08K3/28
C08K5/09
C08K5/5377
C08L77/02
C08L77/06
C08J5/00 CFG
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024517421
(86)(22)【出願日】2022-09-21
(85)【翻訳文提出日】2024-05-07
(86)【国際出願番号】 US2022044220
(87)【国際公開番号】W WO2023049161
(87)【国際公開日】2023-03-30
(32)【優先日】2021-09-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】509354042
【氏名又は名称】アセンド・パフォーマンス・マテリアルズ・オペレーションズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー
【氏名又は名称原語表記】ASCEND PERFORMANCE MATERIALS OPERATIONS LLC
(74)【代理人】
【識別番号】100118902
【氏名又は名称】山本 修
(74)【代理人】
【識別番号】100106208
【氏名又は名称】宮前 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100196508
【氏名又は名称】松尾 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100168066
【氏名又は名称】鈴木 雄太
(72)【発明者】
【氏名】スパークス,ブラッドリー・ジェイ
(72)【発明者】
【氏名】ソーマシリ,ナナヤッカーラ
【テーマコード(参考)】
4F071
4J002
【Fターム(参考)】
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(57)【要約】
物品の耐熱老化性能を改善するための、1種または複数のポリアミドと、銅錯体および銅塩を含有する安定剤成分とを含むポリアミド樹脂が開示される。銅錯体と銅塩の組み合わせは、物品の機械的特性を保持する。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
6個以上の炭素原子を有する脂肪族ジアミンおよび6個以上の炭素原子を有する脂肪族二酸を含有するポリアミドを75重量%以上と、カプロラクタムを含有するポリアミドを25重量%以下とを含有する樹脂成分、ならびに
銅錯体および銅塩を含有する安定剤成分であって、銅錯体および銅塩によって供給される銅の量が10:90~90:10の重量比である、安定剤成分
を含む、ポリアミド樹脂組成物。
【請求項2】
銅錯体が、
配位子および/または
ハロゲン化有機化合物
を含み、
配位子が、ホスフィン、メルカプトベンズイミダゾール、アセチルアセトネート、グリシン、エチレンジアミン、シュウ酸塩、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラアミン、エチレンジアミン四酢酸、ピリジン、ジホスホン、ジピリジル、またはそれらの混合物であり、
ホスフィンが、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、またはそれらの混合物であり、
ハロゲン化有機化合物が、臭素系化合物である、
請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
銅錯体が、銅錯体の総重量に基づいて10~1000wppmである銅の総量を有する、請求項1または2に記載の組成物。
【請求項4】
銅塩が、ヨウ化第一銅、シアン化第一銅、酢酸第二銅、ステアリン酸第二銅、またはそれらの混合物である、請求項1から3のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項5】
銅塩が、アルカリ金属ハロゲン化物をさらに含み、アルカリ金属ハロゲン化物がヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、もしくはヨウ化カリウム、またはそれらの混合物である、請求項1から4のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項6】
総ハロゲン添加量が、ポリアミド樹脂組成物の総重量に基づいて5重量%以下である、請求項1から5のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項7】
樹脂成分が、6個以上の炭素原子を有する脂肪族ジアミンおよび6個以上の炭素原子を有する脂肪族二酸を含有するポリアミドを75~100%含み、樹脂成分が、カプロラクタムを含有するポリアミドを0~25%含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項8】
樹脂成分が、ポリアミド樹脂組成物の総重量に基づいて70~99.5重量%の量であり、安定剤成分が、ポリアミド樹脂組成物の総重量に基づいて0.1~15重量%の量である、請求項1から7のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項9】
銅錯体が、ポリアミド樹脂組成物の総重量に基づいて0.1~5重量%の量である、請求項1から8のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項10】
銅塩が、ポリアミド樹脂組成物の総重量に基づいて0.1~5重量%の量である、請求項1から9のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項11】
樹脂組成物が、潤滑剤、染料、顔料、蛍光増白剤、UV安定剤、またはそれらの組み合わせをさらに含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項12】
樹脂組成物が非充填組成物である、請求項1から11のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項13】
ポリアミド樹脂組成物が、140℃~160℃の温度で1500時間後に、初期引張強度の少なくとも80%を維持する、請求項1から12のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項14】
ポリアミド樹脂組成物が、140℃~160℃の温度で1500時間後に、初期伸度の少なくとも5%を維持する、請求項1から12のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項15】
ポリアミド樹脂組成物が、140℃~160℃の温度で3000時間後に、初期衝撃強度の少なくとも25%を維持する、請求項1から12のいずれか一項に記載の組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
優先権主張
[0001]本願は、2021年9月21日に出願された米国仮出願特許第63/246,371号の優先権を主張するものであり、当該の米国仮特許出願は参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
[0001]本発明は、ポリアミド樹脂組成物に関する。詳細には、本発明は、卓越した機械的特性を示す安定化成分を有するポリアミド樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【0003】
[0002]ポリアミド樹脂は、機械的特性、成形加工性および耐薬品性の良好なバランスを有しており、ファスナー、回路遮断機、端子台、コネクター、自動車部品、家具部品、家電部品、ケーブルタイ、スポーツ用品、銃のストック、窓の熱遮断、エアゾールバルブ、食品フィルム包装、自動車/車両部品、繊維、工業繊維、カーペット、電気/電子部品など、様々なエンジニアリングプラスチック用途に使用できる。
【0004】
[0003]様々な用途があるにもかかわらず、ポリアミドは性能特性を低下させる環境条件の影響を受けやすい。一般に、ポリアミドは-40℃~85℃の使用温度範囲を有している。-40℃より低い温度で、ポリアミドは非常に脆くなる。さらに、高温ではポリアミドは、多くの問題を被ることになる。ポリアミドは、例えば、脆くなったり、変色したりする。さらに、引張強度や耐衝撃性などのポリアミドの望ましい機械的特性は、一般的に高温にさらされることで低下する。
【0005】
[0004]ポリアミドの機械的特性を改善するために、ガラス充填剤などの強化充填剤が添加されるが、これは欠点につながる。例えば、強化充填剤の含有量が高い場合、強化ポリアミドから作製された部品または構成要素の表面外観が非常に悪くなり、射出成形プロセスに困難が生じる。
【0006】
[0005]粒子用途では、それらのライフサイクル中に高温にさらされるポリアミドの耐熱性をさらに向上させる必要性が高まっている。性能を向上させるために、ある種の熱安定剤が使用されて、125℃までのさらなる熱保護が提供される。これらの安定剤を使用しても、他の性能特性が低下する可能性があり、これは望ましくない。
【0007】
[0006]例えば、従来の熱安定剤パッケージの添加は、熱酸化損傷に対して中程度の効果があることが示されているが、通常、これらの熱安定剤パッケージは単に損傷を遅らせるだけである。さらに、従来の安定剤パッケージは、より高い温度範囲、例えば特定の温度ギャップにわたって効果がないことが判明している。
【0008】
[0007]これらの安定剤パッケージの多くは、いくつかの温度において性能を向上させる可能性があるが、各安定剤パッケージは、多くの場合、それ特有のさらなる欠点を示す。例えば、鉄系安定剤を利用する安定剤パッケージは、鉄化合物の平均粒径に高い精度を必要とすることが知られており、これは製造に困難をもたらす。さらに、これらの鉄系安定剤パッケージは安定性の問題を示し、例えば、ポリアミドは様々な製造段階で分解する可能性がある。その結果、製造工程の様々な段階における滞留時間は、注意深く監視されなければならない。同様の問題は、亜鉛系安定剤を利用するポリアミドにもある。
【0009】
[0008]US Pub.No.2020/0299507には、少なくとも1種の半結晶性ポリアミド70~91重量%、グラフト化または共重合により導入されたエポキシ、無水物または酸官能基を有する少なくとも1種のポリオレフィン5~25重量%、少なくとも1種の可塑剤3~20重量%、銅錯体をベースとする少なくとも1種の安定剤0.05~5重量%、および少なくとも1種の触媒を含む組成物であって、アルカリ金属ハロゲン化物およびオリゴまたはポリカルボジイミドを含まない組成物が記載されている。
【0010】
[0009]US Pub.No.2014/0041159には、低粘度ポリアミド-6、ならびに、有機材料、例えば有機ポリマーと、無機金属材料、例えば金属酸化物、ケイ酸塩とを含む成核剤から形成されたポリアミド組成物から作製されたケーブルタイが記載されている。
【0011】
[0010]EP Pub.No.1,121,388には、少なくとも1種の銅錯体と少なくとも1種の有機ハロゲン化合物が安定剤として含有されていることを特徴とする安定化ポリアミド組成物が記載されている。
【0012】
[0011]半芳香族ポリアミドは、特定の高温用途に適した特性の範囲を有する熱可塑性物質である。米国特許第10,854,869号には、テレフタルアミドおよび/またはイソフタルアミド繰り返し単位を含む半芳香族ポリアミド成分と、変性ポリオレフィンエラストマーを含む衝撃改良剤成分と、1種または複数の、立体障害フェノール安定剤およびホスホネート類の相乗ブレンドと、1種または複数の、比較的高分子量の有機ホスファイト安定剤と、微細タルク成核剤とを含む化合物が開示されている。
【0013】
[0012]したがって、参考文献を考慮しても、性能の低下を招くことなく使用温度範囲を改善する安定剤を有する改良されたポリアミド樹脂組成物に対する必要性が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
[0013]高温で長時間にわたって良好な保持性能を有する二重熱安定剤システムを有するポリアミド樹脂組成物が提供される。保持性能には、引張強度、伸度、衝撃強度のうちの少なくとも1つを挙げることができる。二重熱安定剤システムはこれらの初期特性を保持するのに有益である。一実施形態において、これらの性能値の少なくとも1つは、150℃の温度で2500時間経過後も保持される。一実施形態において、ポリアミド樹脂組成物は、140℃~160℃の温度で1500時間経過した後、初期引張強度の少なくとも80%を維持する。一実施形態において、ポリアミド樹脂組成物は、140℃~160℃の温度で1500時間経過後、初期伸度の少なくとも5%を維持する。一実施形態では、ポリアミド樹脂組成物は、140℃~160℃の温度で3000時間後、初期衝撃強度の少なくとも25%を維持する。
【課題を解決するための手段】
【0015】
[0014]一態様において、本開示には、6個以上の炭素原子を有する脂肪族ジアミンおよび6個以上の炭素原子を有する脂肪族二酸を含有するポリアミド(「第1のポリアミド」)を75重量%以上と、カプロラクタムを含有するポリアミド(「第2のポリアミド」)を25重量%以下とを含有する樹脂成分、ならびに銅錯体および銅塩を含有する安定剤成分であって、銅錯体および銅塩によって供給される銅の量が10:90~90:10の重量比である、安定剤成分を含む、ポリアミド樹脂組成物が記載されている。一実施形態では、樹脂成分は、ポリアミド樹脂組成物の総重量に基づいて、70重量%超、特に70~99.5重量%の量で存在する。安定剤成分は、ポリアミド樹脂組成物の総重量に基づいて0.1~15重量%の量で存在してもよい。一実施形態では、銅錯体は、配位子および/または臭素系化合物などのハロゲン化有機化合物を含む。配位子は、ホスフィン、メルカプトベンズイミダゾール、アセチルアセトネート、グリシン、エチレンジアミン、シュウ酸塩、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラアミン、エチレンジアミン四酢酸、ピリジン、ジホスホン、ジピリジル、またはそれらの混合物であってもよい。銅錯体は、ポリアミド樹脂組成物の総重量に基づいて0.1~5重量%の量であってもよい。一実施形態では、銅塩は、ヨウ化第一銅、シアン化第一銅、酢酸第二銅、ステアリン酸第二銅、またはそれらの混合物であってもよい。銅塩は、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、もしくはヨウ化カリウムなどのアルカリ金属ハロゲン化物、またはそれらの混合物をさらに含む。総ハロゲン添加量は、ポリアミド樹脂組成物の総重量に基づいて5重量%以下であってもよい。銅塩は、ポリアミド樹脂組成物の総重量に基づいて1~5重量%の量であってもよい。一実施形態では、樹脂成分は、6個以上の炭素原子、好ましくは6個の炭素原子を有する脂肪族ジアミン、および6個以上の炭素原子、好ましくは6個の炭素原子を有する脂肪族二酸を含有するポリアミド(「第1のポリアミド」)を75~100%含む。一実施形態では、樹脂成分はまた、カプロラクタムを含有するポリアミド(「第2のポリアミド」)を0~25%含んでもよい。一部の実施形態において、樹脂組成物は、潤滑剤、染料、顔料、蛍光増白剤、UV安定剤、またはそれらの組み合わせをさらに含む。ポリアミド樹脂組成物は、好ましくは非充填組成物であり、これは充填剤または他の強化材料が使用されない(充填剤含有量0%)ことを意味する。さらに、ポリアミド樹脂組成物は、ポリオレフィン、可塑剤および/または衝撃改良剤を含有しない。安定剤成分は、140℃~160℃の温度で1500時間後に、初期引張強度の少なくとも80%、初期伸度の少なくとも5%、および/または初期衝撃強度の少なくとも25%を維持/保持することを含む、許容可能な機械的性能を維持することまたは保持することに寄与する。一部の実施形態において、ポリアミド樹脂組成物から形成される物品としては、ファスナー、回路遮断機、端子台、コネクター、自動車内装部品、自動車エンジン部品、家具部品、家電部品、ケーブルタイ、スポーツ用品、銃のストック、窓の熱遮断、エアゾールバルブ、食品フィルム包装、または電気/電子部品が挙げられる。
【0016】
[0015]一態様において、本開示には、ポリアミド樹脂組成物から作製されるケーブルタイであって、ポリアミド樹脂組成物が、6個以上の炭素原子を有する脂肪族ジアミンおよび6個以上の炭素原子を有する脂肪族二酸を含有するポリアミド(「第1のポリアミド」)を75重量%以上と、カプロラクタムを含有するポリアミド(「第2のポリアミド」)を25重量%以下とを含有する樹脂成分、ならびに銅錯体および銅塩を含有する安定剤成分であり、銅錯体および銅塩によって供給される銅の量が10:90~90:10の重量比である、安定剤成分を含む、ケーブルタイが記載されている。
【発明を実施するための形態】
【0017】
序論
[0016]本発明は耐熱性を改善したポリアミド樹脂組成物に関する。一実施形態では、ポリアミド樹脂組成物は、2つの異なる銅源によって供給される銅を含有する安定剤成分を含む。一部の実施形態において、安定剤成分は、結合した銅を有する銅錯体とさらに銅塩を含む。安定剤成分は、非充填で、強化充填剤、タルク、またはガラス繊維を含有しないポリアミド樹脂組成物と共に使用することができる。
【0018】
[0017]安定剤成分は、160℃までの温度、特に140℃~160℃の温度に対する耐熱性を提供し、引張強度、伸度、および/または衝撃強度の点で許容可能な機械的特性を長期間にわたって保持するのに特に有効である。これにより、安定剤成分を有するポリアミド樹脂組成物は、そのライフサイクル中に高温にさらされる様々な用途に使用することができる。
【0019】
樹脂成分
[0018]ポリアミド樹脂組成物は、ポリアミド樹脂組成物の総重量に基づいて70~99.5重量%、例えば71~99重量%、75~99重量%、80~99重量%、85~99重量%、90~99重量%、または95~99重量%の量の樹脂成分を主成分とする。
【0020】
[0019]一実施形態では、樹脂成分は、第1のポリアミドと呼ばれることもある、6個以上の炭素原子を有する脂肪族ジアミンおよび6個以上の炭素原子を有する脂肪族二酸を含有するポリアミド75重量%以上と、第2のポリアミドと呼ばれることもある、カプロラクタムを含有するポリアミド25重量%以下とを含む。好ましい一実施形態では、樹脂成分は、75重量%以上の第1のポリアミドと、25重量%以下の第2のポリアミドとを含む。第1のポリアミドと第2のポリアミドは、別々のポリアミドであってもよいし、別のポリアミドと共重合されていてもよい。一般に、ポリアミドは、ジアミンまたは二酸の縮合によって、および/またはラクタムの開環によって形成されることが可能である。一部の実施形態において、樹脂成分は、芳香族または環状の二酸またはジアミンを含有しない。さらに、5個以下の炭素原子を有する二酸またはジアミンは特に望まれない。
【0021】
[0020]一実施形態では、樹脂成分は、第1のポリアミドを75重量%以上、例えば77重量%超、80重量%超、85重量%超、87重量%超、90重量%超、91重量%超、95重量%超、または97重量%超含む。これは、安定剤成分または本明細書に記載の他の添加剤を含まない、樹脂成分の総重量に基づく。範囲の観点から、樹脂成分は、6個以上の炭素原子を有する脂肪族ジアミンおよび6個以上の炭素原子を有する脂肪族二酸を含有するポリアミドを75~100重量%、例えば75~99.5重量%、75~98.5重量%、75~97.5重量%、75~95重量%、75~90重量%、または75~87重量%含有する。樹脂成分が100重量%の第1のポリアミドを含む場合、樹脂組成物は、第2のポリアミド、または芳香族もしくは環状などの他のタイプのポリアミドを含まない。
【0022】
[0021]ポリアミドは、ヘキサンジアミン、ヘプタンジアミン、オクタンジアミン、ノナンジアミン、デカンジアミン、ウンデカンジアミン、ドデカンジアミン、トリデカンジアミン、テトラデカンジアミン、ヘキサデカンジアミン、オクタデセンジアミン、オクタデセンジアミン、エイコサンジアミン、ドコサンジアミンまたはその混合物を含む6個以上の炭素原子を有する脂肪族ジアミンを含んでもよい。好ましくは、脂肪族ジアミンはヘキサンジアミンであり、6個以上の炭素原子を有する脂肪族ジアミンの少なくとも90%は、ヘキサンジアミンである。一部の実施形態において、脂肪族ジアミンは修飾されていない。さらに、脂環式ジアミンおよび芳香族ジアミンは、樹脂成分から除外されてもよい。
【0023】
[0022]ポリアミドは、アジピン酸、ヘプタン二酸、オクタン二酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、ブラシル酸、テトラデカン二酸、ヘキサデカン二酸、オクタデカン二酸、オクタデセン二酸、エイコサン二酸、ドコサン二酸またはその混合物を含む6個以上の炭素原子を有する脂肪族二酸を含んでもよい。好ましくは、脂肪族二酸はアジピン酸であり、6個以上の炭素原子を有する脂肪族二酸の少なくとも90%はアジピン酸である。一部の実施形態において、脂肪族二酸は修飾されていない。さらに、脂環式二酸および芳香族二酸は樹脂成分から除外される。
【0024】
[0023]一実施形態では、樹脂成分は、ポリ[イミノ(1,6-ジオキソヘキサメチレン)イミノヘキサメチレン]またはポリアミド66(PA66)と呼ばれるヘキサメチレンジアミンとアジピン酸を主成分とするポリアミドを含む。一実施形態では、樹脂成分は、PA66を75重量%以上、例えば77重量%超、80重量%超、85重量%超、87重量%超、90重量%超、91重量%超、95重量%超、または97重量%超を含む。範囲の観点から、樹脂成分はPA66を、75~99.5重量%、例えば75~98.5重量%、75~97.5重量%、75~95重量%、75~90重量%、または75~87重量%含有する。
【0025】
[0024]第1のポリアミドは、6個以上の炭素原子を有する脂肪族ジアミンおよび6個以上の炭素原子を有する脂肪族二酸を含有し、50μeq/グラム~90μeq/グラムの範囲のアミン末端基(AEG)レベルを有してもよい。アミン末端基は、ポリアミド中に存在するアミン端部(-NH2)の量として定義される。AEGの計算方法は周知である。一部の実施形態において、AEGレベルは、50μeq/グラム~90μeq/グラム、例えば、55μeq/グラム~85μeq/グラム、60μeq/グラム~90μeq/グラム、70μeq/グラム~90μeq/グラム、74μeq/グラム~89μeq/グラム、76μeq/グラム~87μeqグラム、78μeq/グラム~85μeq/グラム、60μeq/グラム~80μeq/グラム、62μeq/グラム~78μeq/グラム、65μeq/グラム~75μeq/グラム、または67μeq/グラム~73μeq/グラムの範囲であってもよい。
【0026】
[0025]樹脂成分はまた、カプロラクタムを含有するポリアミド(「第2のポリアミド」)を25重量%以下、例えば22重量%未満、20重量%未満、15重量%未満、10重量%未満、または5重量%未満含んでもよい。範囲の点では、樹脂成分は、第2のポリアミドを0~25重量%、例えば、5~22重量%、5~20重量%、10~20重量%、または15~20重量%の量で含んでもよい。樹脂成分がカプロラクタムを含有する第2のポリアミドを全く含有しない場合、樹脂成分は、6個以上の炭素原子を有する脂肪族ジアミンおよび6個以上の炭素原子を有する脂肪族二酸を含有するポリアミドを主に含む。他の実施形態では、樹脂成分は、第1のポリアミドと第2のポリアミドとの組み合わせ、またはそれらのコポリマーを含み、樹脂成分は、第2のポリアミドを1~25重量%、例えば、5~22重量%、5~20重量%、10~20重量%、または15~20重量%の量で含んでもよい。
【0027】
[0026]一実施形態では、第1のポリアミドと第2のポリアミドとの重量比(すなわち、6個以上の炭素原子を有する脂肪族ジアミンおよび6個以上の炭素原子を有する脂肪族二酸を含有するポリアミドと、カプロラクタムを含有するポリアミドとの重量比)は、75/25~100/0、特に75/25~90/15、75/25~85/15、または80/20~85/15である。第2のポリマーの量が多いと、加工性が低下することがある。
【0028】
[0027]カプロラクタムを含有するポリアミドは、好ましくは主にカプロラクタムであり、カプロラクタムを90%超、例えば95%超または97%超含有する。カプロラクタムを含有する好ましいポリアミドは、ポリアミド6(PA6)としても知られるポリ(アゼパン-2-オン)である。第2のポリアミドは、γ-ブチロラクタム、カプリルラクタム、ラウリルラクタム、またはそれらの組み合わせを含有する他のポリアミドを含んでもよい。適切なポリアミド-6材料は、一般に、重合を開始するのに適した温度条件下でカプロラクタムとアミノカプロン酸を反応させることによって形成される。反応時間および/または温度を変えることによって、触媒を含有させることによって、および様々な末端基を形成することによって、異なるPA6を製造することができる。市販のPA6は、Ascend Performance MaterialsからのVydyne PA6、Honeywellから入手可能なAegis(商標)ポリアミド-6製品、DuPontから入手可能なナイロンポリアミド-6製品、宇部興産社から入手可能な宇部ポリアミド-6製品、東レから入手可能なAmilanポリアミド-6製品、および旭化成から入手可能なLeonaポリアミド-6製品を含む、様々なメーカーから入手することができる。
【0029】
[0028]一部の実施形態において、樹脂成分は、250℃以下、例えば、240℃以下、235℃以下、230℃以下、225℃以下、220℃以下、215℃以下、210℃以下、205℃以下の溶融温度を有するポリアミドを含む。ポリアミドの溶融温度は、175℃以上、例えば、180℃以上、190℃以上、200℃以上、210℃以上であってもよい。
【0030】
[0029]樹脂成分に使用されるポリアミドは、好ましくは20,000以上、例えば30,000以上または40,000以上、有利には20,000~80,000の間の数平均分子質量Mnを有する。ポリアミドの重量平均分子質量Mwは、一般に40,000超、有利には50,000~100,000の間であり、一部の実施形態において200,000までの範囲であってもよい。
【0031】
[0030]一実施形態では、樹脂組成物に使用されるポリアミドは、5~200、例えば10~100、10~75、20~75、20~70、30~60、または40~60の相対粘度(RV)を有してもよい。
【0032】
安定剤成分
[0031]一実施形態では、安定剤成分は銅を含む。銅は、好ましくは、少なくとも2つの異なる銅源によって供給される(「二重銅安定剤」)。一実施形態では、安定剤成分は少なくとも1種の銅錯体と少なくとも1種の銅塩を含む。異なる銅源が一緒になって熱安定剤パッケージを構成してもよい。この安定剤パッケージは、ポリアミド樹脂組成物が熱老化後も機械的特性を保持することを可能にする。
【0033】
[0032]開示された実施形態の目的のために、安定剤成分は銅をベースとし、セリウム系の安定剤またはメラミン系の安定剤を含まない。
【0034】
[0033]銅錯体は結合した銅を含んでいてもよい。銅は配位子によって結合されていてもよい。一部の実施形態において、銅錯体の配位子は、ホスフィン、メルカプトベンズイミダゾール、アセチルアセトネート、グリシン、エチレンジアミン、シュウ酸塩、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラアミン、エチレンジアミン四酢酸、ピリジン、ジホスホン、ジピリジル、またはそれらの混合物であってよい。ホスフィンとしては、トリブチルホスフィンなどのアルキルホスフィン、またはトリフェニルホスフィン(TPP)などのアリールホスフィンを特に挙げることができる。好ましい実施形態では、配位子はトリフェニルホスフィン、メルカプトベンズイミダゾール、またはそれらの混合物である。
【0035】
[0034]銅錯体中の銅の量は、ポリアミド樹脂組成物の総重量に基づいて10~1000wppm、例えば10~800wppm、10~500wppm、20~500wppm、20~400wppm、20~300wppm、20~250wppm、20~200wppm、20~150wppm、または50~150wppmであってもよい。一実施形態では、銅の総量が1000wppm未満、例えば950wppm未満、900wppm未満、800wppm未満、500wppm未満、400wppm未満、300wppm未満、250wppm未満、200wppm未満、または150wppm未満である場合に、安定剤は効率的に作用する。効果的な量の銅を供給するために、錯体は10wppm超、例えば50wppm超、75wppm超、100wppm超、150wppm超、200wppm超、または250wppm超の銅を有してもよい。
【0036】
[0035]一部の実施形態において、銅錯体はハロゲン化有機化合物をさらに含む。適切なハロゲン化有機化合物としては、臭素系化合物および/または芳香族化合物を挙げることができる。ハロゲン化有機化合物は、デカブロモジフェニル、デカブロモジフェニルエーテル、ブロモスチレンオリゴマー、クロロスチレンオリゴマー、ポリジブロモスチレン、テトラブロモビスフェニル-A、テトラビスフェニル-A誘導体、クロロジメタンジベンゾ(a,e)シクロオクテン誘導体、またはそれらの混合物であってもよい。一実施形態では、銅:ハロゲンのモル比は、1:1~1:3000、例えば、1:1~1:1000、1:1~1:500、1:2~1:500、1:2~1:100、1:2~1:50、または1:1.5~1:15である。
【0037】
[0036]市販されている銅錯体としては、Bruggemannから入手可能なBruggolen(登録商標)H3386、Bruggolen(登録商標)H3376、Bruggolen(登録商標)H3344、およびBruggolen(登録商標)H3350を挙げることができる。
【0038】
[0037]一実施形態では、銅塩はハロゲン化物塩または有機塩を含んでもよい。好適なハロゲン化物塩としては、塩化第一銅、臭化第一銅、フッ化第一銅、ヨウ化第一銅、またはそれらの混合物を挙げることができる。好ましい実施形態では、銅塩はヨウ化第一銅である。一部の実施形態において、銅塩は、2~18個の炭素原子を有するカルボン酸、例えば、酢酸第二銅、ナフテン酸第二銅、カプリン酸第二銅、ラウリン酸第二銅およびステアリン酸第二銅;チオシアン酸第二銅;硝酸第二銅;銅(II)アセチルアセトネート;酸化第一銅(I);および酸化第二銅(II)であってもよい。一実施形態では、銅塩は、ヨウ化第一銅、シアン化第一銅、酢酸第二銅、ステアリン酸第二銅またはそれらの混合物であってもよい。上記の銅塩は、単独でまたは組み合わせて使用することができる。
【0039】
[0038]一部の実施形態において、銅塩はさらにアルカリ金属ハロゲン化物を含んでもよい。アルカリ金属ハロゲン化物としては、リチウム、ナトリウムまたはカリウムのフッ化物、臭化物またはヨウ化物を挙げることができる。それらの中でも、ヨウ化カリウムが望ましい。このようなアルカリ金属ハロゲン化物は、銅塩と独立して、または組み合わせて使用することができる。このようなアルカリ金属ハロゲン化物を使用すると、ポリアミド樹脂組成物中の銅塩の分散性が向上し、その結果、組成物の耐候性が向上する。
【0040】
[0039]アルカリ金属ハロゲン化物は、好ましくは、銅塩の銅原子1個当たりのアルカリ金属ハロゲン化物のハロゲン原子の数が0.3~4個、特に0.3~3.0個、0.3~2.5個、0.3~2.0個、または0.4~2.0個の範囲となるような量で使用される。
【0041】
[0040]一部の実施形態において、組成物中の総ハロゲン添加量は、ポリアミド樹脂組成物の総重量に基づいて5重量%以下、例えば、4重量%未満、3重量%未満、2.5重量%未満、2重量%未満、1.5重量%未満、1.0重量%未満、または0.5重量%未満である。本明細書に記載されているように、本組成物により、製造者は、著しいコスト上の利点を実現しながら、プロセスに改善をもたらす安定剤のレベルを低減して使用することができる。
【0042】
[0041]一実施形態では、安定剤成分は銅錯体と銅塩とを含有し、銅錯体によって供給される銅と銅塩によって供給される銅との重量比は、10:90~90:10、例えば、20:80~80:20、25:75~75:25、30:70~70:30、40:60~60:40、45:55~55:45、または50:50である。このような比率で添加される場合、安定剤成分は熱的に安定であり、加工中に第1または第2のポリアミドの分解を引き起こさず、製造プロセス中に組成物に影響を与えない。一実施形態では、銅錯体によって供給される銅と、銅塩によって供給される銅とは、実質的に等しくてもよい。場合によっては、銅塩から供給される銅の方が銅錯体から供給される銅よりも多く、銅錯体から供給される銅と、銅塩から供給される銅との重量比は、10:90~50:50、例えば、20:80~50:50、25:75~50:50、30:70~50:50、40:60~50:50、45:55~50:50である。
【0043】
[0042]一部の実施形態において、二重銅安定剤の総添加量は、ポリアミド樹脂組成物の総重量に基づいて0.1~15重量%、例えば、0.25~15重量%、0.25~10重量%、0.25~9重量%、0.25~8重量%、0.25~7重量%、0.25~5重量%、0.3~5重量%、0.3~4重量%、0.3~3重量%、0.3~2.5重量%、0.3~2重量%、0.3~1.5重量%、または0.3~1重量%である。したがって、一実施形態では、6個以上の炭素原子を有する脂肪族ジアミンおよび6個以上の炭素原子を有する脂肪族二酸を含有するポリアミドを75重量%以上と、カプロラクタムを含有するポリアミドを25重量%以下とを含有する樹脂成分、ならびに銅錯体および銅塩を含有する安定剤成分を含み、安定剤成分の総添加量が0.1~15重量%である、ポリアミド樹脂組成物が提供される。
【0044】
[0043]一部の実施形態において、銅錯体の総添加量は、ポリアミド樹脂組成物の総重量に基づいて0.1~5重量%、例えば0.1~4.5重量%、0.1~4重量%、0.1~3.5重量%、0.15~3重量%、0.15~2.5重量%、0.15~2重量%、0.15~1.5重量%、0.15~1重量%、または0.2~0.5重量%である。したがって、一実施形態では、6個以上の炭素原子を有する脂肪族ジアミンおよび6個以上の炭素原子を有する脂肪族二酸を含有するポリアミドを75重量%以上と、カプロラクタムを含有するポリアミドを25重量%以下とを含有する樹脂成分、ならびに銅錯体および銅塩を含有する安定剤成分を含み、銅錯体の総添加量が0.1~5重量%であるポリアミド樹脂組成物が提供される。
【0045】
[0044]一部の実施形態において、銅塩の総添加量は、ポリアミド樹脂組成物の総重量に基づいて0.1~5重量%、例えば0.1~4.5重量%、0.1~4重量%、0.1~3.5重量%、0.25~3重量%、0.25~2.5重量%、0.25~2重量%、0.25~1.5重量%、または0.25~1重量%である。したがって、一実施形態では、6個以上の炭素原子を有する脂肪族ジアミンおよび6個以上の炭素原子を有する脂肪族二酸を含有するポリアミドを75重量%以上と、カプロラクタムを含有するポリアミドを25重量%以下とを含有する樹脂成分、ならびに銅錯体および銅塩を含有する安定剤成分を含み、銅塩の総添加量が0.1~5重量%であるポリアミド樹脂組成物が提供される。
【0046】
[0045]銅の総量の観点から、安定剤成分は合わせて100~6000wppmの間の銅、例えば500~5000wppm、500~4500wppm、500~4000wppm、500~3500wppm、500~3000wppm、または1000~3000wppmを供給する。銅の総量が低いレベル、例えば100wppm未満で添加される場合、熱保護効果は低下する。
【0047】
[0046]安定剤成分は、ポリアミド樹脂成分と一緒にまたは個別に配合され、溶融混合され、押し出され、ペレット化されることが可能である。一実施形態では、安定剤成分、銅錯体および銅塩と、銅錯体または銅塩、のどちらか一方を、マスターバッチとして添加することができる。マスターバッチは、樹脂成分などのポリアミド、すなわち、6個以上の炭素原子を有する脂肪族ジアミンおよび6個以上の炭素原子を有する脂肪族二酸を含有するポリアミド、カプロラクタムを含有するポリアミド、またはそれらのコポリマーを含むことができる。好ましい実施形態では、銅塩は、マスターバッチとして添加されて、加工を支援する。マスターバッチは、1~15重量%の銅塩ならびに75~99%のポリアミド、特に、6個以上の炭素原子を有する脂肪族ジアミン、および6個以上の炭素原子を有する脂肪族二酸を含有するポリアミドを含むことができる。
【0048】
他の添加剤
[0047]本明細書に開示される実施形態において、ポリアミド樹脂組成物は、エチレン、プロピレン、ブチレンもしくはオクタンなどのオレフィン単位を含むポリマーを含むポリオレフィン、またはエポキシ、無水物もしくは酸官能基で官能化されたポリオレフィンを含有しない。ポリオレフィンは衝撃改良剤である場合があり、衝撃改良剤は本明細書に開示されるポリアミド樹脂組成物から除外される。ポリオレフィンではない他の衝撃改良剤も、本明細書に開示されるポリアミド樹脂組成物から除外される。衝撃改良剤の種類によっては、衝撃強度と剛性を向上させる一方で、引張強度の性能が低下する場合がある。
【0049】
[0048]開示されたポリアミド樹脂組成物は、一部の実施形態において、未充填(0%充填剤)である。場合によっては、ポリアミド樹脂組成物は混ぜ物のない組成物であり、例えば、ガラス、炭素繊維、粒子状充填剤、鉱物充填剤などの充填剤が組成物中に存在しない。
【0050】
[0049]ポリアミド樹脂組成物は、熱安定化特性または他の機械的特性を損なわない、特定の添加剤を含んでもよい。好適な添加剤としては、潤滑剤、染料、顔料、蛍光増白剤、UV安定剤またはそれらの混合物を挙げることができる。開示された実施形態の目的のために、添加剤は上述の衝撃改良剤に加えて可塑剤を含まない。
【0051】
[0050]様々な潤滑剤が本発明の実施形態と共に使用するのに適している可能性がある。好適な潤滑剤の例としては、エチレン-ビス-ステアリン酸アミドなどのステアリン酸アミド、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸ナトリウムなどのステアリン酸塩、ポリジメチルシロキサンを挙げることができる。特に好適な添加剤としては、ステアリン酸亜鉛および/またはエチレン-ビス-ステアリン酸アミドを挙げることができる。開示されたポリアミド樹脂組成物は、従来のポリアミドに通常存在する多量の潤滑剤を必要とすることなく、ポリアミド構造を効果的に製造することができ、これにより生産効率が向上する。一部の実施形態において、ポリアミド樹脂組成物は、20重量%以下、例えば、15重量%以下、10重量%以下、5重量%以下、4重量%以下、3重量%以下、2.5重量%以下、2重量%以下、または1.5重量%以下の潤滑剤を含んでもよい。
【0052】
[0051]顔料および/または染料添加剤などの着色剤も存在してもよい。好適な顔料としては、例えば、酸化亜鉛、二酸化チタン、酸化鉄などの金属酸化物および混合金属酸化物などの無機顔料;硫化亜鉛などの硫化物;アルミン酸塩;ナトリウムのスルホケイ酸塩、硫酸塩、クロム酸塩など;カーボンブラック;亜鉛フェライト;群青;ピグメントブラウン24;ピグメントレッド101;ピグメントイエロー119;アゾ、ジアゾ、キナクリドン、ペリレン、ナフタレンテトラカルボン酸、フラバンスロン、イソインドリノン、テトラクロロイソインドリノン、アントラキノン、アンサンスロン、ジオキサジン、フタロシアニン、アゾレーキなどの有機顔料;ピグメントブルー60、ピグメントレッド122、ピグメントレッド149、ピグメントレッド177、ピグメントレッド179、ピグメントレッド202、ピグメントバイオレット29、ピグメントブルー15、ピグメントグリーン7、ピグメントイエロー147およびピグメントイエロー150、または前述の顔料の少なくとも1種を含む組み合わせを挙げることができる。
【0053】
[0052]光安定剤および/または紫外線(UV)安定剤を使用することもできる。好適な光安定剤添加剤としては、例えば、2-(2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-5-tert-オクチルフェニル)-ベンゾトリアゾールおよび2-ヒドロキシ-4-n-オクトキシベンゾフェノンなどのベンゾトリアゾール、または前述の光安定剤の少なくとも1種を含む組み合わせを挙げることができる。
【0054】
[0053]本発明のポリアミド組成物は、ポリアミド樹脂を溶融状態に維持するのに十分な温度で、様々な成分を単軸または二軸スクリュー押し出し機で全体的に混合することにより得ることができる。一般に、混合物はロッド状に押し出され、これを切断して顆粒またはペレットを形成する。添加剤は、ポリアミドを熱間または冷間で混合することにより、一緒に添加されても別々に添加されてもよい。顆粒やペレットは、例えば液体窒素で粉砕することにより、粉末状にさらに加工されることが可能である。
【0055】
性能特性
[0054]前述のポリアミド樹脂組成物は、熱老化に対して驚くべき性能を示す。例えば、ポリアミド組成物は、140℃~160℃の高温で優れた引張性能を示す。これにより、このポリアミド樹脂組成物から製造された物品は、卓越した性能を有することができる。これらの性能パラメータは例示的なものであり、実施例は本開示によって企図される他の性能パラメータを支持するものである。
【0056】
[0055]さらに、ポリアミド樹脂組成物は、熱老化させても機械的特性を保持することが示されている。これにより、例えば、引張強度は経時しても、高温になっても驚くほど高いままである。対照的に、開示された安定剤成分を含まないポリアミドは、経時的な引張強度の低下および高温での引張強度の低下を示す。
【0057】
[0056]一部の実施形態において、140℃~160℃の温度で1500時間後に測定される、熱老化後の引張強度の保持率は、初期引張強度の少なくとも80%、例えば、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも92%、少なくとも95%、少なくとも97.5%、または少なくとも99%である。このように、安定剤成分の添加は、機械的強度を損なわずに、長期間にわたって熱安定化をもたらす。他の実施形態では、140℃~160℃で1500時間熱老化させた後の引張強度は、初期の引張強度を超える、例えば100%を超える保持率、例えば101%超、102%超、103%超、104%超、105%超、110%超、または114%超のことさえある。
【0058】
[0057]一部の実施形態において、140℃~160℃の温度で2000時間後に測定される、熱老化後の引張強度の保持率は、初期引張強度の少なくとも80%である。このように、安定剤成分の添加は、機械的強度を損なわずに、長期間にわたって熱安定化をもたらす。一部の実施形態において、熱老化後の引張強度の保持率は、140℃~160℃の温度で2000時間後に初期引張強度の少なくとも85%、例えば、少なくとも90%、少なくとも92%、少なくとも95%、少なくとも97.5%、または少なくとも99%である。他の実施形態では、140℃~160℃で2000時間熱老化させた後の引張強度は、初期の引張強度よりも大きくてもよく、そのような値も引張強度の保持率として企図される。したがって、一部の実施形態において、2000時間後の引張強度は、初期引張強度の100%超、例えば、101%超、102%超、103%超、104%超、105%超、110%超、または114%超であってもよい。
【0059】
[0058]一部の実施形態において、140℃~160℃の温度で3000時間後に測定される、熱老化後の引張強度の保持率は、初期引張強度の少なくとも80%である。このように、安定剤成分の添加は、機械的強度を損なわずに、長期間にわたって熱安定化をもたらす。一部の実施形態において、熱老化後の引張強度の保持率は、140℃~160℃の温度で3000時間後に初期引張強度の少なくとも85%、例えば、少なくとも90%、少なくとも92%、少なくとも95%、少なくとも97.5%、または少なくとも99%である。他の実施形態では、140℃~160℃で3000時間熱老化させた後の引張強度は、初期の引張強度よりも大きくてもよく、そのような値も引張強度の保持率として企図される。したがって、一部の実施形態において、3000時間後の引張強度は、初期引張強度の100%超、例えば、101%超、102%超、103%超、104%超、105%超、110%超、または114%超であってもよい。
【0060】
[0059]一部の実施形態において、140℃~160℃の温度で1500時間後に測定される、熱老化後の伸度の保持率は初期伸度の少なくとも5%である。一部の実施形態において、熱老化後の伸度の保持率は、140℃~160℃の温度で1500時間後に初期伸度の少なくとも25%、例えば、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、または少なくとも99%である。他の実施形態では、140℃~160℃で1500時間熱老化させた後の伸度は、初期伸度よりも大きくてもよく、このような値も伸度の保持率として企図される。したがって、一部の実施形態において、1500時間後の伸度は、初期伸度の100%超、例えば、101%超、102%超、103%超、104%超、105%超、110%超、または114%超であってもよい。
【0061】
[0060]一部の実施形態において、140℃~160℃の温度で2000時間後に測定される、熱老化後の伸度の保持率は、初期伸度の少なくとも5%である。一部の実施形態において、140℃~160℃の温度で2000時間後に測定される、熱老化後の伸度の保持率は初期伸度の少なくとも20%、例えば、少なくとも25%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、または少なくとも99%である。
【0062】
[0061]一部の実施形態において、140℃~160℃の温度で3000時間後に測定される、熱老化後の伸度の保持率は、初期伸度の少なくとも5%である。一部の実施形態において、140℃~160℃の温度で3000時間後に測定される、熱老化後の伸度の保持率は、初期伸度の少なくとも5%、例えば、少なくとも7%、少なくとも10%、少なくとも12%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、または少なくとも99%である。
【0063】
[0062]PA6を、例えば、1~25重量%の量で有するポリアミド樹脂組成物は、PA6を有さない組成物または1重量%未満の量のPA6を有する組成物よりも高い初期伸度を有する可能性がある。一部の実施形態において、140℃~160℃の温度で1500時間後に測定される、PA6を有するポリアミド樹脂組成物の熱老化後の伸度の保持率は、初期伸度の少なくとも5%である。一部の実施形態において、PA6を有するポリアミド樹脂組成物の熱老化後の伸度の保持率は、140℃~160℃の温度で1500時間後に初期伸度の少なくとも25%、例えば、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、または少なくとも99%である。他の実施形態では、140℃~160℃で1500時間熱老化させた後の伸度は、初期伸度よりも大きくてもよく、このような値も伸度の保持率として企図される。したがって、一部の実施形態において、1500時間後の伸度は、初期伸度の100%超、例えば、101%超、102%超、103%超、104%超、105%超、110%超、または114%超であってもよい。
【0064】
[0063]一部の実施形態において、140℃~160℃の温度で2000時間後に測定される、PA6を有するポリアミド樹脂組成物の熱老化後の伸度の保持率は、初期伸度の少なくとも5%である。一部の実施形態において、140℃~160℃の温度で2000時間後に、PA6を有するポリアミド樹脂組成物の熱老化後の伸度の保持率は、初期伸度の少なくとも7.5%、例えば、少なくとも10%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、または少なくとも99%である。
【0065】
[0064]一部の実施形態において、140℃~160℃の温度で3000時間後に測定される、PA6を有するポリアミド樹脂組成物の熱老化後の伸度の保持率は、初期伸度の少なくとも5%である。一部の実施形態において、140℃~160℃の温度で3000時間後に、PA6を有するポリアミド樹脂組成物の熱老化後の伸度の保持率は、初期伸度の少なくとも5%、例えば、少なくとも6%、少なくとも7%、少なくとも8%、少なくとも10%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、または少なくとも99%である。
【0066】
[0065]一部の実施形態において、140℃~160℃の温度で3000時間後に測定される、熱老化後の衝撃強度の保持率、特にノッチなしシャルピー衝撃強度の保持率は、初期衝撃強度の少なくとも25%である。一部の実施形態において、140℃~160℃の温度で1500時間後に、熱老化後の衝撃強度の保持率は、初期衝撃強度の少なくとも10%、例えば、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、または少なくとも99%である。他の実施形態では、140℃~160℃で1500時間熱老化させた後の衝撃強度は、初期衝撃強度よりも大きくてもよく、このような値も衝撃強度の保持率として企図される。したがって、一部の実施形態において、1500時間後の衝撃強度は、初期衝撃強度の100%超、例えば、101%超、102%超、103%超、104%超、105%超、110%超、または114%超であってもよい。
【0067】
[0066]一部の実施形態において、140℃~160℃の温度で2000時間後に測定される、熱老化後の衝撃強度の保持率は、初期衝撃強度の少なくとも25%である。一部の実施形態において、140℃~160℃の温度で2000時間後に、熱老化後の衝撃強度の保持率は、初期衝撃強度の少なくとも10%、例えば、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、または少なくとも99%である。
【0068】
[0067]一部の実施形態において、140℃~160℃の温度で3000時間後に測定される、熱老化後の衝撃強度の保持率は、初期衝撃強度の少なくとも25%である。一部の実施形態において、140℃~160℃の温度で3000時間後に、熱老化後の衝撃強度の保持率は、初期衝撃強度の少なくとも10%、例えば、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、または少なくとも99%である。
【0069】
用途
[0068]得られたポリアミド組成物は、様々な成形品、繊維およびフィルムを製造するために利用することができる。物品は、例えば、従来の射出成形、押出成形、ブロー成形、プレス成形、圧縮成形、またはガスアシスト成形技術によって製造することができる。特定の実施形態では、ポリアミド組成物は、射出成形技術によって電子ケーブルタイを製造するために使用されてもよい。本発明のポリアミド樹脂組成物は、例えば射出成形によって、例えば自動車のドアミラーステー、ファッションレール、ドアハンドルおよび手すり部品などの、被覆されていない状態で使用可能な自動車外装トリム部品や、建築材料に成形することができる。提供されるポリアミド組成物を用いて製造することができる物品の例としては、電気および電子用途(例えば、それだけに限らないが回路遮断機、端子台、コネクターなど)、自動車用途(例えばそれだけに限らないが空気処理システム、ラジエータエンドタンク、ファン、シュラウドなど)、家具および家電部品、ケーブルタイなどの電線位置決め装置などに使用されるものが挙げられる。
【0070】
[0069]一実施形態では、安定剤成分を含有するポリアミド樹脂組成物は、射出成形技術によって電子ケーブルタイを製造するために使用することができる。本発明のポリアミド組成物を使用して、セルフロックおよび再利用可能なものを含む様々な異なるケーブルタイ構成を製造することができる。
【0071】
[0070]一部の実施形態において、本明細書に開示される成分のいずれかまたはこれらのうちいくつかは、任意であると考えてもよい。場合によっては、開示された組成物は、例えば特許請求の範囲の文言を介して、本明細書における前述の添加剤のいずれかまたはこれらのうちいくつかを明示的に除外することができる。例えば、特許請求の範囲の文言は、開示された組成物、材料プロセスなどが、1種または複数の前述の添加剤を利用しないか、またはそれらを含まないこと、例えば、開示された材料が難燃剤または光沢剤を含まないことを記載するように修正されてもよい。別の例として、特許請求の範囲の文言は、開示された材料が芳香族ポリアミド成分を含まないことを記載するように修正することができる。
【0072】
[0071]本明細書で使用される場合、「超」および「未満」の限界は、それに付随する数字も含んでもよい。別の言い方をすれば、「超」および「未満」は、「超えるかまたはそれと等しい」および「未満かまたはそれと等しい」と解釈されてもよい。この言語は、その結果、「またはそれと等しい」を含むように請求項において修正されてもよいことが企図される。例えば、「4.0を超える」とは、「4.0を超えるかまたはそれと等しい」と解釈されてもよく、その結果、特許請求の範囲においてそのように修正されてもよい。
【0073】
[0072]上記開示の変形例、ならびに他の特徴および機能、またはそれらの代替物は、他の多くの異なるシステムまたは用途に組み合わせてよいことを理解されたい。現在予期されていないまたは予想されていない様々な代替、変更、変形、または改良が、当業者によってその後になされ得るが、それらもまた、以下の特許請求の範囲またはその等価物に包含されることが意図される。
【実施例】
【0074】
[0073]次に、以下の実施例および比較例を用いて、本実施形態をより詳細に説明する。ただし、本実施形態はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【0075】
[0074]実施例および比較例で使用した原料および測定方法を以下に示す。ポリアミド樹脂成分用の原料としては、以下のもの、
[0075]ポリ(ヘキサメチレンアジポアミド)(PA66)として市販のポリ[イミノ(1,6-ジオキソヘキサメチレン)イミノヘキサメチレン]、
[0076]ポリ(ヘキサノ-6-ラクタム)(PA6)として市販のポリ(アゼパン-2-オン)、および
[0077]スタニルポリアミド(PA46)(DSM製)として市販のポリ[イミノ(1,6-ジオキソヘキサメチレン)イミノテトラメチレン]を挙げることができる。
【0076】
[0078]安定剤成分用の原料としては、Bruggolen(登録商標)H3386(Bruggemann製)およびCuI/KIを挙げることができる。
【0077】
[0079]本発明例は、表1に示すように成分を組み合わせ、二軸スクリュー押し出し機で混合することにより調製した。これらの実施例では、充填剤または衝撃改良剤は使用しなかったが、これに限定されないことに留意されたい。また、本発明例1~4では、他のポリアミドは使用しなかった。PA46を比較例Aで使用した。ポリマーを溶融し、溶融物に添加剤を添加し、得られた混合物を押し出し、ペレット化した。パーセンテージを重量%で表す。
【0078】
【0079】
[0080]ペレットからパネルを成形した。各混合物を、ベント式押し出し機を使用して溶融混練し、ストランド状に押し出した。ストランドを水浴中で冷却し、切断し、乾燥してペレット状の成形材料を調製した。この成形材料を射出成形して試験パネルを得た。このパネルを複数の温度で熱老化(様々な温度および熱老化時間において)させ、引張強度、引張伸度、衝撃反発性の保持率を測定した。
【0080】
[0081]引張強度を標準試験方法ISO527-2(2012)に従って測定した。伸度を標準試験方法ASTM D882-18(2018)に従って測定した。ノッチなしシャルピー衝撃強度をISO規格179(2010)に従って測定した。
【0081】
[0082]表2および3は、銅を225wppm含有しているPA46組成物である比較例Aに比べて実施例3が引張強度および衝撃強度の保持率において優れた結果を示している。比較例Aは、二重の安定剤パッケージではなく、CuI/KI安定剤のみを使用している。実施例3の初期引張強度は82.6MPaであり、ノッチなしシャルピー衝撃強度は189.0kJ/m2であった。比較例Aの初期引張強度は96.34MPaであり、ノッチなしシャルピー衝撃強度は156.05kJ/m2であった。試験を高温下で長時間にわたって行った。
【0082】
【0083】
【0084】
[0083]PA46は良好な耐熱性と成形性を示したが、劣化につながる問題があった。安定剤を添加した場合でも、耐熱性は長時間にわたって機械的性質の劣化に寄与することが示された。140℃では、実施例3と比較して、比較例Aは、2000時間後に衝撃強度の著しい低下を示す。この傾向は、高温度でも続く。意外なことに、そして予期せぬことに、PA66とPA6を安定剤成分と組み合わせた実施例3の機械的特性の保持率は、著しく改善されている。
【0085】
[0084]二重銅安定剤を使用した実施例1および2は、銅源が1つだけのポリアミド樹脂に比べて保持率が向上していることが示された。比較例Bは、約150wppmの銅を供給する銅熱安定剤を含有するPA66樹脂であった。比較例Bについては、単一の銅熱安定剤、すなわちH3386を使用した。実施例1および2の引張強度および衝撃強度の保持率において、比較例Bに比べて優れている結果を表4~6に示す。実施例1の初期引張強度は77.2MPa、伸度(%)は22.4、ノッチなしシャルピー衝撃強度は186.3kJ/m2であった。実施例2の初期引張強度は84.2MPa、伸度(%)は25.9、ノッチなしシャルピー衝撃強度は185.1kJ/m2であった。比較例Bの初期引張強度は84.4MPa、伸度(%)は25.4、ノッチなしシャルピー衝撃強度は175.6kJ/m2であった。試験を高温下で長時間行った。この結果から、温度に関係なく1500時間未満の短時間での性能は同等である傾向が見られたが、長時間にわたって試験を続けると、表4~6に示すように、引張減少率、伸度保持率、衝撃強度を合わせて考慮した場合、意外なことに、予想に反して実施例1および2は比較例Bに比べて性能が優れていた。
【0086】
【0087】
【0088】
【0089】
[0085]表4~6は、実施例1および3において本明細書に開示した安定剤成分を有するポリアミド樹脂の引張強度、伸度、および衝撃強度の保持率が、特に高温および長時間にわたって、比較例Bに比べて優れた結果を示している。
【0090】
[0086]実施例3および4は、2つの異なる銅源を有する安定剤成分と共にPA6をさらに添加することにより、1つの銅源のみを有するポリアミド樹脂に比べて改善された保持率を有することが示されている。比較例CはPA66とPA6の共重合体で、実施例3および4と同様の比率である。比較例Cは約150wppmの銅を供給する銅熱安定剤を含有する。実施例3および4において本明細書に開示した安定剤成分を有するポリアミド樹脂の引張強度および衝撃強度の保持率において、比較例Cに比べて優れた結果を表7~9に示す。PA6を組み込むことにより、初期伸度値が向上する。実施例3は、初期引張強度が78.1MPa、伸度(%)が38.0、ノッチなしシャルピー衝撃強度が189.9kJ/m2であった。実施例4は、初期引張強度が79.5MPa、伸度(%)が43.1、ノッチなしシャルピー衝撃強度が188.6kJ/m2であった。比較例Cは、初期引張強度が78.69MPa、伸度(%)が40.4、ノッチなしシャルピー衝撃強度が186.5kJ/m2であった。試験を高温下で長時間にわたって行った。その結果、温度に関係なく1500時間未満の短時間での性能は同等である傾向が見られたが、長時間にわたって試験を続けると、表7~9に示すように、引張減少率、伸度保持率、衝撃強度を合わせて考慮した場合、意外なことに、予想に反して、実施例3および4は比較例C0と比較して優れた性能を示した。
【0091】
【0092】
【0093】
【0094】
[0087]表7~9は、実施例3および4において本明細書に開示した安定剤成分を有するポリアミド樹脂の引張強度、伸度、および衝撃強度の保持率が、特に高温において長時間にわたって、比較例Cに比べて優れた結果を示している。
【0095】
実施形態
[0088]以下で使用されるように、一連の実施形態へのあらゆる言及は、それらの実施形態の各々を分離的に参照するものと理解される(例えば、「実施形態1~4」は、「実施形態1、2、3、または4」と理解される)。
【0096】
[0089]実施形態1は、6個以上の炭素原子を有する脂肪族ジアミンおよび6個以上の炭素原子を有する脂肪族二酸を含有するポリアミドを75重量%以上と、カプロラクタムを含有するポリアミドを25重量%以下とを含有する樹脂成分、ならびに銅錯体および銅塩を含有する安定剤成分であって、銅錯体および銅塩によって供給される銅の量が10:90~90:10、より好ましくは40:60~60:40の重量比である、安定剤成分を含むポリアミド樹脂組成物である。
【0097】
[0090]実施形態2は、銅錯体が、配位子および/またはハロゲン化有機化合物を含む、実施形態1の組成物である。
【0098】
[0091]実施形態3は、配位子が、ホスフィン、メルカプトベンズイミダゾール、アセチルアセトネート、グリシン、エチレンジアミン、シュウ酸塩、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラアミン、エチレンジアミン四酢酸、ピリジン、ジホスホン、ジピリジル、またはそれらの混合物である、実施形態2の組成物である。
【0099】
[0092]実施形態4は、ホスフィンが、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、またはそれらの混合物である、実施形態3の組成物である。
【0100】
[0093]実施形態5は、ハロゲン化有機化合物が臭素系化合物である、実施形態2から4の組成物である。
【0101】
[0094]実施形態6は、銅錯体が、銅錯体の総重量に基づいて10~1000wppmである銅の総量を有する、実施形態1から5の組成物である。
【0102】
[0095]実施形態7は、銅塩が、ヨウ化第一銅、シアン化第一銅、酢酸第二銅、ステアリン酸第二銅またはそれらの混合物である実施形態1から6の組成物である。
【0103】
[0096]実施形態8は、銅塩が、アルカリ金属ハロゲン化物をさらに含む、実施形態1から7の組成物である。
【0104】
[0097]実施形態9は、アルカリ金属ハロゲン化物が、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、もしくはヨウ化カリウム、またはそれらの混合物である、実施形態8の組成物である。
【0105】
[0098]実施形態10は、総ハロゲン添加量が、ポリアミド樹脂組成物の総重量に基づいて5重量%以下である、実施形態1から9の組成物である。
【0106】
[0099]実施形態11は、樹脂成分が、6個以上の炭素原子を有する脂肪族ジアミンおよび6個以上の炭素原子を有する脂肪族二酸を含有するポリアミドを75~100%含む、実施形態1から10の組成物である。
【0107】
[0100]実施形態12は、樹脂成分が、カプロラクタムを含有するポリアミドを0~25%含む、実施形態1から11の組成物である。
【0108】
[0101]実施形態13は、樹脂成分が、ポリアミド樹脂組成物の総重量に基づいて70~99.5重量%の量である、実施形態1から12の組成物である。
【0109】
[0102]実施形態14は、安定剤成分が、ポリアミド樹脂組成物の総重量に基づいて0.1~15重量%の量である、実施形態1から13の組成物である。
【0110】
[0103]実施形態15は、銅錯体が、ポリアミド樹脂組成物の総重量に基づいて0.1~5重量%の量である、実施形態1から14の組成物である。
【0111】
[0104]実施形態16は、銅塩が、ポリアミド樹脂組成物の総重量に基づいて0.1~5重量%の量である、実施形態1から15の組成物である。
【0112】
[0105]実施形態17は、樹脂組成物が、潤滑剤、染料、顔料、蛍光増白剤、紫外線安定剤またはその組み合わせをさらに含む、実施形態1から16の組成物である。
【0113】
[0106]実施形態18は、樹脂組成物が非充填組成物である、すなわち充填剤または他の強化材料が使用されない、実施形態1から17の組成物である。
【0114】
[0107]実施形態19は、樹脂組成物がポリオレフィンを含有しない、実施形態1から18の組成物である。
【0115】
[0108]実施形態20は、樹脂組成物が衝撃改良剤を含有しない、実施形態1から19の組成物である。
【0116】
[0109]実施形態21は、樹脂組成物が可塑剤を含有しない、実施形態1から20の組成物である。
【0117】
[0110]実施形態22は、ポリアミド樹脂組成物が、140℃~160℃の温度で1500時間後に、初期引張強度の少なくとも80%を維持する、実施形態1から21の組成物である。
【0118】
[0111]実施形態23は、ポリアミド樹脂組成物が、140℃~160℃の温度で1500時間後に初期伸度の少なくとも5%を維持する、実施形態1から22の組成物である。
【0119】
[0112]実施形態24は、ポリアミド樹脂組成物が、140℃~160℃の温度で3000時間後に初期衝撃強度の少なくとも25%を維持する、実施形態1から23の組成物である。
【0120】
[0113]実施形態25は、実施形態1から24のポリアミド樹脂組成物から形成された物品である。
【0121】
[0114]実施形態26は、物品がファスナー、回路遮断機、端子台、コネクター、自動車内装部品、自動車エンジン部品、家具部品、家電部品、ケーブルタイ、スポーツ用品、銃のストック、窓の熱遮断、エアゾールバルブ、食品フィルム包装、または電気/電子部品である、実施形態25の物品である。
【0122】
[0115]実施形態27は、ポリアミド樹脂組成物から製造されたケーブルタイであって、ポリアミド樹脂組成物が、6個以上の炭素原子を有する脂肪族ジアミンおよび6個以上の炭素原子を有する脂肪族二酸を含有するポリアミドを75重量%以上と、カプロラクタムを含有するポリアミドを25重量%以下とを含有する樹脂成分、ならびに銅錯体および銅塩を含有する安定剤成分であり、銅錯体および銅塩によって供給される銅の量が10:90~90:10の重量比である、安定剤成分を含む、ケーブルタイである。
【0123】
[0116]実施形態28は、銅錯体が、配位子および/またはハロゲン化有機化合物を含む、実施形態27のケーブルタイである。
【0124】
[0117]実施形態29は、配位子が、ホスフィン、メルカプトベンズイミダゾール、アセチルアセトネート、グリシン、エチレンジアミン、シュウ酸塩、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラアミン、エチレンジアミン四酢酸、ピリジン、ジホスホン、ジピリジル、またはそれらの混合物である、実施形態28のケーブルタイである。
【0125】
[0118]実施形態30は、ホスフィンが、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、またはそれらの混合物である、実施形態29のケーブルタイである。
【0126】
[0119]実施形態31は、ハロゲン化有機化合物が臭素系化合物である、実施形態28から29のケーブルタイである。
【0127】
[0120]実施形態32は、銅錯体が、銅錯体の総重量に基づいて10~1000wppmである銅の総量を有する、実施形態27から31のケーブルタイである。
【0128】
[0121]実施形態33は、銅塩が、ヨウ化第一銅、シアン化第一銅、酢酸第二銅、ステアリン酸第二銅またはそれらの混合物である、実施形態27から32のケーブルタイである。
【0129】
[0122]実施形態34は、銅塩が、アルカリ金属ハロゲン化物をさらに含む、実施形態27から33のケーブルタイである。
【0130】
[0123]実施形態35は、アルカリ金属ハロゲン化物が、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、もしくはヨウ化カリウム、またはそれらの混合物である、実施形態34のケーブルタイである。
【0131】
[0124]実施形態36は、総ハロゲン添加量が、ポリアミド樹脂組成物の総重量に基づいて5重量%以下である、実施形態27から35のケーブルタイである。
【0132】
[0125]実施形態37は、樹脂成分が、6個以上の炭素原子を有する脂肪族ジアミンおよび6個以上の炭素原子を有する脂肪族二酸を含有するポリアミドを75~100%含む、実施形態27から36のケーブルタイである。
【0133】
[0126]実施形態38は、樹脂成分が、カプロラクタムを含有するポリアミドを0~25%含む、実施形態27から37のケーブルタイである。
【0134】
[0127]実施形態39は、樹脂成分が、ポリアミド樹脂組成物の総重量に基づいて70~99.5重量%の量である、実施形態27から38のケーブルタイである。
【0135】
[0128]実施形態40は、安定剤成分が、ポリアミド樹脂組成物の総重量に基づいて0.1~15重量%の量である、実施形態27から39のケーブルタイである。
【0136】
[0129]実施形態41は、銅錯体が、ポリアミド樹脂組成物の総重量に基づいて0.1~5重量%の量である、実施形態27から40のケーブルタイである。
【0137】
[0130]実施形態42は、銅塩が、ポリアミド樹脂組成物の総重量に基づいて0.1~5重量%の量である、実施形態27から41のケーブルタイである。
【0138】
[0131]実施形態43は、樹脂組成物が、潤滑剤、染料、顔料、蛍光増白剤、UV安定剤、またはそれらの組み合わせをさらに含む、実施形態27から42のケーブルタイである。
【0139】
[0132]実施形態44は、樹脂組成物が非充填組成物である、すなわち充填剤または他の強化材料が使用されていない、実施形態27から43のケーブルタイである。
【0140】
[0133]実施形態45は、樹脂組成物がポリオレフィンを含有しない、実施形態27から44のケーブルタイである。
【0141】
[0134]実施形態46は、樹脂組成物が衝撃改良剤を含有しない、実施形態27から45のケーブルタイである。
【0142】
[0135]実施形態47は、樹脂組成物が可塑剤を含有しない、実施形態27から46のケーブルタイである。
【0143】
[0136]実施形態48は、ポリアミド樹脂組成物が、140℃~160℃の温度で1500時間後に、初期引張強度の少なくとも80%を維持する、実施形態27から47のケーブルタイである。
【0144】
[0137]実施形態49は、ポリアミド樹脂組成物が、140℃~160℃の温度で1500時間後に、初期伸度の少なくとも5%を維持する、実施形態27から48のケーブルタイである。
【0145】
[0138]実施形態50は、ポリアミド樹脂組成物が、140℃~160℃の温度で3000時間後に初期衝撃強度の少なくとも25%を維持する、実施形態27から49のケーブルタイである。
【国際調査報告】