ES2380425T3 - Composición de resina de poliamida para dispositivo fusible - Google Patents
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Abstract
Un elemento fusible, en el que la carcasa está formada a partir de una composición de resina de poliamida que comprende de 95 a 5% en masa del copolímero de poliamida (A) y de 5 a 95% en masa del homopolímero de poliamida (B), en el que el elemento fusible tiene la carcasa y un par de terminales que se proyectan fuera de la superficie plana prescrita de la carcasa y la carcasa contiene un elemento fusible conectado entre el extremo de la base de los dos terminales.
Description
Composición de Resina de Poliamida para Dispositivo Fusible
La presente invención se refiere a un elemento fusible, en el que la carcasa está formada a partir de una composición de resina de poliamida que tiene una propiedad de resistencia al arco, transparencia, propiedad de resistencia a la deformación por calor y productividad excelentes y puede utilizarse adecuadamente, por ejemplo, como elementos fusibles disponibles para circuitos eléctricos de automóviles.
Generalmente, el cableado de cada tipo de equipo eléctrico en un automóvil está reunido en una caja de fusibles, y cada tipo de equipo eléctrico está conectado a la batería a través de un elemento fusible que tiene un valor de corriente nominal asequible a la magnitud de la corriente eléctrica que va hacia él y a la frecuencia de uso. Tal elemento fusible 1 (Fig. 1) tiene una carcasa 2 y un par de terminales 3 y 4 que se proyectan fuera del plano definido de la carcasa y se colocan en una hilera, y tiene una estructura que contiene un elemento fusible 5 conectado entre ambos terminales de la carcasa 2. En el momento en el que se produce una corriente eléctrica fuera de la corriente nominal debido a cualquier causa y ocurre un cortocircuito, la continuidad entre el terminal de entrada y el terminal de salida es interrumpida por la fusión del elemento fusible 5 de este elemento fusible y se evita que el exceso de corriente continúe circulando en cada uno de los equipos eléctricos. Para la carcasa 2 del elemento fusible 1, se utiliza una resina transparente, tal como polisulfona, polietersulfona y similares con una resistencia al calor y una propiedad aislante excelentes de modo que puede distinguirse fácilmente desde el exterior si el elemento fusible se funde o no.
Hasta ahora, se han montado muchos sistemas de baterías para generadores de 14V (almacenamiento 12V) en los automóviles y el elemento fusible mencionado se ha diseñado como una capacidad de interceptación de 32V x 1000A, corriente nominal de 32V (capacidad de interceptación nominal de la corriente nominal) con el fin de adaptarse a este sistema de baterías. Sin embargo, hoy en día, como resultado del aumento de la cantidad de aparatos eléctricos y aparatos electrónicos de control montados en los automóviles y su cambio a un mayor tamaño, el consumo de electricidad se está volviendo cada vez más alto en todo el vehículo. Como resultado, el aumento de peso del coche debido al cambio a un mayor tamaño del alternador-batería y el cambio a una línea más pesada de los juegos de cables está encontrando problemas, y como plan drástico se ha considerado el cambio a un valor más alto del voltaje del automóvil (un sistema de 42V).
Cuando el voltaje de automóvil se eleva a un sistema de 42V, el arco debido a la mayor tensión se produce durante un período de tiempo más largo en la fusión del elemento fusible instalado en el elemento fusible que en el sistema de 14V convencional. Pero, la propiedad contra el encaminamiento de descargas de la polisulfona y la polietersulfona y similares que constituyen la carcasa convencional no es lo suficientemente alta como para estar disponible para un sistema de 42V. Esto es debido a la carbonización del polímero que contiene el anillo aromático en la cadena principal y es el fenómeno esencial que proviene de la propia resina. A saber, incluso si el elemento fusible se funde, una corriente de fuga recorre la superficie interior de la carcasa debido a la carbonización de la superficie y se mantiene la condición de continuidad entre ambos terminales, y como resultado, existe la posibilidad de que la carcasa y los terminales se derritan y se rompan. Por lo tanto, en el sistema de 42V, se exige imperiosamente el desarrollo de un elemento fusible fabricado de la resina que tiene la estructura que no produzca la carbonización de la parte interior de la carcasa en la fusión del elemento fusible.
Con tales antecedentes se ha examinado un elemento fusible fabricado de resina de poliamida alifática (por ejemplo, una aleación polimérica de nailon 6/nailon 66) para mantener la propiedad de resistencia al arco requerida como fusible. Pero tales homopolímeros de poliamida tienen una cristalinidad tan alta que sus productos moleados tienen una transparencia escasa. En consecuencia, cuando se moldea como elemento fusible, existe el problema de que no se puede verificar el estado del interior de la carcasa.
Y la carcasa de fusibles se distingue por el color clasificado en función de la magnitud de la corriente nominal considerando la seguridad y la conveniencia en el cambio. Por lo tanto, es deseable que los materiales para el elemento fusible tengan un cambio de color reducido por el calor en el alojamiento del motor.
El documento JP 6-271 766 A describe una composición de resina de poliamida que comprende de 40 a 99% en peso de una resina de poliamida alifática que tiene un contenido de COOH terminal de 3·10-5 + a 20·10-5 eq/g (por ejemplo nailon 6) y de 1 a 60% en peso de un refuerzo de fibra (por ejemplo, fibras de vidrio), que se amasan con 10-900 partes en peso de una resina de copoliamida semiaromática cristalina que comprende de 20 a 90% en peso de unidades de hexametileno-tereftalamida y de 10 a 80% en peso de unidades de otra amida (por ejemplo hexametilendipamida) y de 1 a 200 partes en peso de refuerzo fibroso.
El documento JP 2000-313 803 A describe una composición de resina de poliamida producida combinando (A) 100 partes en peso de resina de poliamida que comprende (a1) de 99 a 50% en peso de una resina de poliamida que tiene un calor de fusión cristalina de no menos de 1 cal/g, y (a2) de 50 a 1% en peso de una resina de poliamida que tiene un calor de fusión cristalina de menos de 1 cal/g, (B) de 0,01 a 100 partes en peso de una resina cristalina líquida y (C) de 0,01 a 5 partes en peso de un anhídrido de ácido.
El documento JP 7-97 514 A se refiere a una composición de resina de poliamida obtenida combinando (A) una resina de poliamida que comprende (a1) una cantidad específica de una resina de poliamida compuesta de una unidad de hexametilenadipamida, una unidad de hexametilenisoftalamida y/o una unidad de capronamida y (a2) una cantidad específica de una poliamida alifática que contiene poliamida 66 con (B) al menos una carga inorgánica seleccionada a partir de fibra de vidrio, fibra de carbono, mica, fibra molida, talco, caolín, wollastonita, carbonato de calcio, óxido de magnesio y titanato de potasio y un material aislante para un interruptor deslizante que comprende la composición.
El documento US 6.103.805 A describe una composición de resina de poliamida que comprende (A) una resina de poliamida reforzada que comprende 100 partes en peso de un homopolímero o copolímero de nailon 6 y de 1 a 20 partes en peso de un silicato estratificado uniformemente disperso en el polímero en el nivel molecular y (B) una resina de poliamida no reforzada, teniendo una muestra de ensayo de dicha composición una resistencia a la tracción de la soldadura de 45 MPa o superior y un módulo de flexión de 4 GPa o más alto.
El documento JP 6-248176 A describe una composición de resina que comprende 100 partes en peso de una poliamida y de 0,01 a 100 partes en peso de un mineral de fluoromica expandible y un método que comprende polimerizar uno o más monómeros formadores de poliamida en presencia de 0,01 a 100 partes en peso de mineral de fluoromica por 100 partes en peso de la poliamida que se forma a partir de los monómeros.
El documento WO 00/52724 A1 se refiere a un fusible enchufable que tiene una sección de la carcasa y un elemento fusible, en el que la carcasa incluye una porción aislante o pestaña que se extiende desde la sección de la carcasa, y se dispone entre los extremos opuestos del elemento fusible.
El objeto de la presente invención es proporcionar un elemento fusible que pueda suprimir la generación de corrientes de fuga debida a la carbonización del interior de la carcasa cuando el elemento fusible del elemento fusible montado sobre el sistema de baterías para automóviles que tiene aumentado el voltaje se funde, que tiene funciones esenciales para la carcasa del fusible, por ejemplo transparencia y resistencia al calor, y que tiene también propiedades anticoloración contra el calor, y para proporcionar un elemento fusible elaborado de dicha composición de resina.
Los autores de la presente invención han investigado para resolver los objetos anteriores, y han encontrado que los objetos antes mencionados se resuelven y que se puede obtener una carcasa excelente para el elemento fusible mediante el uso de una composición de resina que consiste en el copolímero de poliamida y la resina de poliamida.
Es decir, el resumen de la presente invención es el definido en las reivindicaciones.
La presente invención se explica en detalle como sigue.
La composición de resina utilizada en la carcasa del elemento fusible de la presente invención tiene que ser una composición de resina de poliamida que comprende una resina de poliamida que consiste de 95 a 5% en masa de copolímero de poliamida (A) y de 5 a 95% en masa de homopolímero de poliamida (B). Aunque la proporción de mezcla de copolímero de poliamida (A) y homopolímero de poliamida (B) en dicha composición de resina de poliamida depende del equilibrio entre la transparencia y la otra propiedad física (propiedad mecánica y propiedades de resistencia al calor y similares), en la presente invención la relación (A)/(B) tiene que ser 95/5 a 5/95 (razón en masa), y preferiblemente de 80/20 a 20/80. Cuando el contenido de copolímero de poliamida (A) excede del 95% en masa, la rigidez y la resistencia al calor de la carcasa moldeada diminuyen y esto no es preferible. Por otro lado, cuando el contenido de copolímero de poliamida es inferior al 5% en masa, la transparencia de la carcasa moldeada disminuye y esto no es preferible, de nuevo.
En la presente invención, la resina de poliamida quiere significar polímeros que tienen enlaces amida formados a partir de ácidos aminocarboxílicos, lactamas o diaminas y ácidos dicarboxílicos (que contienen un par de sus sales) como los ingredientes principales en la cadena principal. En cuanto a los ejemplos concretos de estos ingredientes, los ácidos aminocarboxílicos contienen ácido 6-aminocaproico, ácido 11-aminoundecanoico, ácido 12aminododecanoico, ácido p-aminometilbenzoico, y similares. Las lactamas contienen £-caprolactama, wundecanolactama, w-laurolactama, y similares. Las diaminas contienen tetrametilendiamina, hexametilendiamina, undecametilendiamina, dodecametilendiamina, 2,2,4-/2,4,4-trimetilhexametilendiamina, 5-metilnonametilendiamina,
2,4-dimetiloctametilendiamina, 1,3-bis(aminometil)ciclohexano, bis(4-aminociclohexil)metano, bis(3-metil-4aminociclohexil)metano, 2,2-bis(4-aminociclohexil)propano, y similares. Y los ácidos dicarboxílicos contienen ácido adípico, ácido subérico, ácido azelaico, ácido sebácico, ácido dodecanodioico, ácido hexahidrotereftálico, ácido hexahidroisoftálico, y similares. Estas diaminas y ácidos dicarboxílicos también se puede utilizar en la forma de un par de sus sales.
Los ejemplos del copolímero de poliamida (A) utilizado en el elemento fusible de la presente invención contienen copolímero de poli(caproamida/undecamida) (nailon 6/11), copolímero de poli(caproamida/dodecamida) (nailon 6/12), copolímero de poli(caproamida/hexametilenadipamida) (nailon 6/66), copolímero de poli(caproamida/bis(4aminociclohexil)metanododecamida), copolímero de poli(caproamida/bis(3-metil-4-aminociclohexil)metano dodecamida), y similares, o una mezcla de los mismos. Entre ellos son preferibles nailon 6/11, nailon 6/12 y nailon 6/66.
La composición copolimérica de dicho copolímero de poliamida no puede ser decidida uniformemente, ya que también depende de la proporción de mezcla con el homopolímero de poliamida (B) para equilibrar la propiedad de resistencia al arco, la transparencia y la resistencia al calor de la carcasa de fusibles. Pero tomando el nailon 6/11 y el nailon 6/12 como ejemplo, una proporción preferible de (el componente de nailon 6) / (el componente de nailon 11
o nailon 12) es de 50/50 a 95/5 (basándose en el % en moles), y en particular preferiblemente de 70/30 a 90/10. Cuando el componente de nailon 6 es menor de 50% en moles, el copolímero de poliamida tiene una resistencia al calor inferior como carcasa de fusibles en algunos casos, y cuando el componente de nailon 6 excede de 95% en moles, el copolímero de poliamida no puede conservar la transparencia en algunos casos. En el caso del nailon 6/66, una proporción preferible de (el componente de nailon 6) / (el componente de nailon 66) es de 50/50 a 98/2 (basándose en el % en moles), más preferiblemente de 70/30 a 95/5, y en particular preferiblemente de 80/20 a 90/10. Cuando el componente de nailon 6 es menor de 50% en moles, el copolímero de poliamida tiene una resistencia al calor inferior en algunos casos, y cuando el componente de nailon 6 excede de 98% en moles, el copolímero de poliamida no puede conservar la transparencia en algunos casos.
Los ejemplos del homopolímero de poliamida (B) utilizado en el elemento fusible de la presente invención contienen policaproamida (nailon 6), poli(tetrametilenadipamida) (nailon 46), poli(hexametilenadipamida) (nailon 66), poliundecamida (nailon 11), poli-dodecamida (nailon 12), poli(hexametilen-sebacamida) (nailon 610), poli(hexametilendodecamida) (nailon 612), poli(undecametilenadipamida) (nailon 116), poli[bis(4aminociclohexil)metanododecamida] (nailon PACM12), poli[bis(3-metil-4-aminociclohexil)metanododecamida] (nailon dimetil PACM12), y una mezcla de los mismos. Entre ellos, el nailon 6 y el nailon 66 son particularmente preferibles.
Como se describió anteriormente, desde el punto de vista de la resistencia al arco, es preferible que tanto el copolímero de poliamida (A) como el homopolímero de poliamida (B) no contengan ningún anillo aromático en su estructura molecular, pero pueden contener anillos aromáticos en el intervalo que no estropee su propiedad de resistencia al arco con el fin de mantener las otras propiedades como carcasa de fusibles, tales como resistencia al calor y transparencia, y similares. En tal caso, se pueden utilizar las poliamidas que contienen componentes monoméricos tales como m-xililendiamina, p-xililendiamina, ácido tereftálico, ácido isoftálico, ácido 2-clorotereftálico, ácido 2-metiltereftálico, ácido 5-metilisoftálico, ácido 5-sodiosulfoisoftálico. En cuanto al copolímero de poliamida que contiene un anillo aromático, se ilustran copolímero de poli(caproamida/hexametilentereftalamida) (nailon 6/6T), copolímero de poli(caproamida/hexametilenisoftalamida) (nailon 6/6I), copolímero de poli(caproamida/mxililentereftalamida), copolímero de poli(caproamida/m-xililenisoftalamida), copolímero de poli[caproamida/bis(3-metil4-aminociclohexil)metanotereftalamida], copolímero de poli[caproamida/bis(3-metil-4-aminociclohexil)metanoisoftalamida], copolímero de poli[caproamida/bis(4-aminociclohexil)metanotereftalamida], copolímero de poli[caproamida/bis(4-aminociclohexil)metanoisoftalamida], copolímero de poli(hexametilentereftalamida/hexametilenisoftalamida) (nailon 6T/6I), copolímero de poli(hexametilenadipamida/hexametilentereftalamida) (nailon 66/6T), copolímero de poli(hexametilenadipamida/hexametilenisoftalamida) (nailon 66/6I), y similares. Como homopolímero de poliamida que contiene un anillo aromático, se ilustran poli(hexametilenisoftalamida) (nailon 6I), poli(hexametilentereftalamida) (nailon 6T), poli(trimetilhexametilentereftalamida) (nailon TMDT), poli(undecametilentereftalamida (nailon 11T), poli(m-xililenadipamida) (nailon MXD6), y similares.
El peso molecular (viscosidad relativa) de la resina de poliamida anteriormente descrita no está particularmente limitado, pero es preferible que la viscosidad relativa medida con la condición de que el ácido sulfúrico concentrado que tiene una concentración de 96% en masa, se utilice como disolvente, la temperatura de medición sea de 25°C y la concentración de la poliamida sea de 1 g/dl, esté en el intervalo de 1,5 a 5,0, particularmente de 2,0 a 4,0. Cuando la viscosidad relativa es menor de 1,5, la propiedad mecánica de los productos moldeados tiende a ser baja, y por otro lado cuando excede de 5,0, la moldeabilidad tiende a disminuir notablemente.
El compuesto de resina de poliamida utilizado en el elemento fusible de la presente invención puede contener silicatos laminares expandibles dispersos en forma de carga fina, si fuera necesario. El contenido de los silicatos laminares expandibles es preferiblemente de 0,1 a 20% en masa, más preferible de 0,5 a 10% en masa, y más
preferiblemente de 1 a 5% en masa. Cuando el contenido es inferior a 0,1% en masa, el efecto de refuerzo de la matriz de resina por la capa de silicato de silicato laminar es escaso, y la rigidez y resistencia al calor de la composición de resina de poliamida para el elemento fusible disminuyen. Por otro lado, cuando el contenido supera el 20% en masa, la tenacidad y la transparencia de composición de resina de poliamida disminuyen.
Con el fin de que exista la capa de silicato en la composición de resina de poliamida en forma de carga fina, es preferible utilizar la resina de poliamida que contiene el silicato laminar, donde la capa de silicato se dispersa en el copolímero de poliamida (A) y/o el homopolímero de poliamida (B) como carga fina.
En la presente invención, la "resina de poliamida que contiene el silicato laminar" significa una resina de poliamida en la que se dispersa la capa de silicato matriz del silicato laminar expandible en el nivel de orden molecular. Y la capa de silicato es un silicato laminar expandible que construye la unidad básica y es un cristal laminar inorgánico obtenido por la quiebra (en adelante, referida como escisión) de la estructura laminar del silicato laminar expandible. En la presente invención, la "capa de silicato" significa cada una de las láminas de esta capa de silicato o el estado laminado que tiene cinco o menos capas de promedio. "Disperso en el nivel de orden molecular" significa el estado en el que cada capa de silicato expandible del silicato laminar existe dispersado en la matriz de resina sin formar una masa, manteniendo una distancia entre capas de no menos de 2 nm de promedio. "Distancia entre capas" es la distancia entre los centros de gravedad de la capa de silicato superior. Tal estado puede ser confirmado por la observación de la muestra de una resina de poliamida que contiene el silicato laminar, por ejemplo mediante la observación de la fotografía del microscopio electrónico de transmisión.
Tales silicatos laminares expandibles pueden ser productos naturales o pueden ser sintetizados artificialmente o modificados, y sus ejemplos contienen el grupo de la esmectita (montmorillonita, beidelita, hectorita, sauconita, y similares), el grupo de la vermiculita (vermiculita y similares), el grupo de la mica (fluoromica, moscovita, palagonita, flogopita, lepidolita, y similares), el grupo de la mica quebradiza (margarita, clintonita, anandita, y similares), el grupo del clorito (donbasita, sudoita, coqueita, clinocloro, chamosita, nimita, y similares). En la presente invención, son particularmente adecuados el tipo Na o el tipo Li de minerales basados en fluoromica expandibles o la montmorillonita.
Los minerales basados en fluoromica expandibles utilizados en la presente invención son aquellos que se muestran generalmente mediante la siguiente estructura:
Naa(MgxLi�)Si4OYFZ
(En esta fórmula, 0 � a � 1, 0 ҇ � ҇ 0,5, 2,5 ҇ x ҇ 3, 10 ҇ Y ҇11, 1 ҇ Z ҇ 2)
Un ejemplo del procedimiento para la preparación de los minerales basados en fluoromica expandibles anteriormente descritos es el método de fusión donde se mezclan óxido de silicio, óxido de magnesio y cada clase de fluoruros y la mezcla obtenida se funde por completo en el intervalo de temperatura de 1400-1500°C en un horno eléctrico u horno de gas, y durante el procedimiento de enfriamiento los cristales de los minerales basados en fluoromica expandibles se cultivan en un recipiente de reacción.
Asimismo, se puede utilizar un método de preparación de minerales basados en fluoromica expandibles donde se intercala un talco como sustancia de partida con el ión de metal alcalino para dar la propiedad de expansión, (Publicación provisional Japonesa Núm. 149415/1990). En este procedimiento, los minerales basados en fluoromica expandibles pueden ser obtenidos por tratamiento térmico de la razón de mezcla prescrita de talco con fluorosilicato alcalino o fluoruro alcalino a 700 - 1200°C en un crisol de porcelana. La formación de los minerales basados en fluoromica expandibles se confirma sometiendo los minerales basados en fluoromica expandibles purificados por tratamiento de elutriación a la medición de la capacidad de intercambio catiónico descrita a continuación. Esta medida es posible sólo cuando se producen los minerales basados en fluoromica expandibles, porque, en ese caso, existen cationes sometibles a intercambio iónico entre las capas.
Las montmorillonitas utilizadas en la presente invención son las mostrados por la fórmula siguiente:
MaSi(Al2-aMg)O10(OH)2·nH2O
(En esta fórmula, M representa un catión tal como sodio, y 0,25 ҇ a ҇ 0,6. El número de moléculas de agua que se unen con la intercapa de cationes sometibles a intercambio iónico se muestra por NH2O, ya que puede fluctuar diversamente dependiendo de condiciones tales como el tipo de catión y la humedad, y similares).
Los productos de sustitución de iones de montmorillonita que tienen el mismo tipo, tales como montmorillonita con magnesio, montmorillonita con hierro, montmorillonita con hierro y magnesio, son conocidos y también se pueden utilizar.
En la presente invención, no existe ninguna restricción sobre el tamaño de partícula inicial del silicato laminar expandible. El "tamaño de partícula inicial" significa el tamaño de las partículas de silicato laminar expandible como material de partida utilizado en la preparación de resinas de poliamida que contienen silicatos laminares expandibles y difiere del tamaño de la capa de silicato del material compuesto. Pero este tamaño de partícula produce un efecto no pequeño sobre las propiedades mecánicas de las resinas de poliamida laminares que contienen silicatos, y por lo tanto es preferible controlar el tamaño de partícula triturando el silicato laminar expandible utilizando un molino de chorro, etc. con el fin de controlar las propiedades físicas. En caso de que los minerales basados en fluoromica expandibles sean sintetizados mediante el método de intercalación, se puede cambiar el tamaño de partícula inicial mediante la selección adecuada del tamaño de la partícula del talco original. Este es un método preferible en el sentido de que el tamaño de partícula puede ser controlado en un amplio intervalo utilizándolo junto con la pulverización.
Los silicatos laminares expandibles de la presente invención tienen la estructura que consta de cristales laminares cargados negativamente que contienen principalmente silicatos y cationes sometibles a intercambio iónico situada entre dichas capas. No existe particularmente ninguna restricción sobre la capacidad de intercambio catiónico (CIC) medida por el método descrito a continuación, pero debe tenerse en cuenta en el caso siguiente y, preferentemente, su rango es de 50 a 200 miliequivalentes/100 g. Cuando la CIC es menor que 50 miliequivalentes/100 g, la capacidad de expansión es tan baja que no se puede conseguir escisión suficiente en la polimerización de las resinas de poliamida laminares que contienen silicatos, y como resultado, el efecto para mejorar la propiedad mecánica y la resistencia al calor de los silicatos laminares que contienen resinas de poliamida obtenidos sería escasa. Por otro lado, cuando la CIC supera los 200 miliequivalentes/100 g, la tenacidad de las resinas de poliamida laminares que contienen silicatos obtenidos se hace menor en gran medida y se vuelve frágil, y esto no es preferible. A saber, existe la probabilidad de que se produzca una rotura que provenga de la disminución de la resistencia a la soldadura de la carcasa que emerja dependiendo del diseño de la matriz de moldeo por inyección en el procedimiento de construcción de un elemento fusible del fusible utilizando la carcasa que consta de la presente composición de resina. Con el fin de evitar este fenómeno que produce un problema en el aspecto de la productividad, es preferible utilizar silicatos laminares que tienen menor CIC dentro de la gama deseable de CIC de los silicatos laminares antes mencionados. En este caso, es más eficaz utilizar un silicato laminar cuya CIC sea, por ejemplo, de 50 a 100 miliquivalentes/100 g, y más preferiblemente de 50 a 70 miliquivalentes/100 g. Si se utiliza cualquier silicato laminar como éste, la rigidez y resistencia al calor del compuesto de resina de poliamida no fluctúan en gran medida, y se puede utilizar como carcasa de fusibles sin problemas.
A continuación, se explica el procedimiento para la preparación de la composición de resina de poliamida.
El procedimiento para la preparación del copolímero de poliamida (A) y el homopolímero de poliamida (B) utilizados en el elemento fusible de la presente invención no está particularmente limitado, y estas poliamidas se obtienen mediante polimerización en estado reblandecido en condiciones de temperatura de 240 a 300°C, presión de 0,2 - 3 MPa, y tiempo de 1 - 15 hrs, después de poner la cantidad fijada de dichos monómeros en un autoclave. El copolímero de poliamida (A) y el homopolímero de poliamida (B) obtenidos de este modo se mezclan en forma de bolitas o se amasan en forma de una masa fundida a una razón de mezcla fija dentro del intervalo descrito anteriormente para obtener la composición de resina de poliamida utilizada en el elemento fusible de la presente invención.
Como se describió anteriormente, el copolímero de poliamida (A) y/o el homopolímero de poliamida utilizados en el elemento fusible de la presente invención se preparan preferiblemente en forma de la resina de poliamida que contiene el silicato laminar donde el silicato laminar expandible se dispersa en el nivel de orden molecular polimerizando la cantidad prescrita del silicato lamelar expandible. El estado en el que el silicato laminar expandible se dispersa en la resina de poliamida en el nivel de orden molecular, se obtiene polimerizando la cantidad prescrita de los monómeros descritos anteriormente en presencia del silicato laminar expandible y escindiendo el silicato laminar. En esta ocasión, la polimerización se puede llevar a cabo convenientemente en condiciones de un intervalo de temperatura de 240 a 300°C, una presión de 0,2 - 3 MPa, y un tiempo de 1 - 15 hrs utilizando un método normal de polimerización en estado reblandecido.
En la polimerización de esta resina de poliamida que contiene un silicato laminar, es preferible añadir cualquier ácido. La adición del ácido promueve la escisión del silicato laminar expandible y prosigue adicionalmente la dispersión de la capa de silicato en la matriz de resina. Por consiguiente, se obtiene una resina de poliamida que contiene el silicato laminar que tiene una alta rigidez y resistencia al calor.
Dicho ácido puede ser un ácido orgánico o inorgánico con tal que sea uno que tenga un pKa (a 25°C, en agua) de 0 a 6 o negativo. Sus ejemplos concretos contienen ácido benzoico, ácido sebácico, ácido fórmico, ácido acético, ácido cloroacético, ácido tricloroacético, ácido trifluoroacético, ácido nitroso, ácido fosfórico, ácido fosforoso, ácido clorhídrico, ácido bromhídrico, ácido yodhídrico, ácido nítrico, ácido sulfúrico, ácido perclórico, y similares.
La cantidad de ácido que se añade es preferiblemente tres veces en moles o menos, basándose en la capacidad de
intercambio catiónico total de los silicatos laminares expandibles utilizados, más preferiblemente de 1 a 1,5 veces. Cuando esta cantidad excede de tres veces en moles, el grado de polimerización de la resina de poliamida que contiene el silicato laminar hace difícil el aumento y disminuye la productividad, y esto no es preferible.
Y existe otro método en el que antes de la polimerización de dicha resina de poliamida que contiene el silicato laminar, la totalidad de dichos silicatos laminares expandibles cuya cantidad está dentro de los intervalos mencionados anteriormente y agua como catalizador se mezclan en una parte de los monómeros que forman el copolímero de poliamida (A) y/o homopolímero de poliamida (B) y después se mezcla el resto de los monómeros, y después de eso, estos monómeros son polimerizados. En este caso, en la mezcla de los ingredientes antes de la polimerización, es preferible utilizar un aparato agitador que alcance las máximas revoluciones y la máxima cizalladura posibles o un aparato de irradiación ultrasónica, o tratar el sobrecalentamiento. En este método, es preferible añadir dichos ácidos cuando se mezclan los ingredientes que se van a cargar, y es preferible que la cantidad de adición esté dentro de dicho intervalo.
La composición de resina de poliamida utilizada en el elemento fusible de la presente invención contiene preferiblemente de 0,1 a 4 partes, más preferiblemente de 0,3 a 3 partes en masa de modificador de la resistencia al calor basándose en 100 partes en masa de resina de poliamida que consiste en el copolímero de poliamida (A) y el homopolímero de poliamida (B). Este ingrediente le da resistencia a la decoloración por calor importante para el elemento fusible. Cuando el contenido de este modificador de la resistencia al calor es inferior a 0,1 partes en masa, el efecto para impedir la decoloración por calor es escaso, y cuando el contenido es mayor de 4 partes en masa, hay una posibilidad de que la moldeabilidad empeore a la vez que se advierte un mejor efecto de resistencia a la decoloración por calor. En cuanto a tales modificadores resistentes al calor se ilustran, ésteres fosforosos de pentaeritritol y el compuesto que contiene grupos hidroxilo, y como ejemplos concretos se enumeran PEP-4, PEP-8, PEP-24G y PEP-36 fabricados por Asahidenka Kogyo Inc.
La composición de resina de poliamida utilizada en el elemento fusible de la presente invención contiene preferiblemente de 0,01 a 0,5 partes, más preferiblemente de 0,01 a 0,3 partes en masa de modificador de la liberación de molde basándose en 100 partes en masa de la resina de poliamida constituida del copolímero de poliamida (A) y el homopolímero de poliamida (B) con el fin de mejorar la propiedad de liberación del molde en el moldeo. Cuando el contenido de este agente de liberación del molde es menor de 0,01 partes en masa, el efecto de la liberación de molde es escaso, y cuando el contenido es mayor de 0,5 partes en masa, la mala influencia de la reducción de resistencia de la soldadura, etc. se hace notable. En cuanto a tal agente de liberación molde preferible, se ilustran jabones metálicos tales como las sales de metales de la serie del ácido esteárico y de la serie del ácido montánico, y como ejemplos concretos se enumeran "Ricomont NaV101", "Ricomont CaV102" y "Ricomont LiV103" fabricados por Clariant Company, y similares.
La composición de resina de poliamida utilizada en el elemento fusible de la presente invención puede contener además de 3 a 10 partes en masa de un refuerzo fibroso inorgánico basándose en 100 partes en masa de la resina de poliamida que consiste en el copolímero de poliamida (A) y el homopolímero de poliamida (B) según requiera la ocasión y la cantidad se controla en el límite que no dañe la transparencia y no produzca la abrasión de molde. Los ejemplos del refuerzo inorgánico contienen fibra de vidrio, wollastonita, wisker metálico, wisker cerámico, wisker de titanato de potasio y fibra de carbono, y similares.
En la producción de la composición de resina de poliamida para el elemento fusible de la presente invención, se pueden añadir estabilizadores térmicos, antioxidantes, refuerzos, colorantes, pigmentos, inhibidores de la coloración, agentes resistentes a la intemperie, retardadores de la llama, plastificantes, agentes nucleares cristalinos, agentes liberadores de molde, y similares con tal que su función no resulte especialmente dañada. Estos se pueden añadir, si fuera necesario, en la producción de poliamida o en la mezcla de dos tipos de poliamidas.
En cuanto a los refuerzos distintos de los antes mencionados, se pueden componer, por ejemplo arcilla, talco, carbonato cálcico, carbonato de zinc, sílice, alúmina, óxido de magnesio, silicato cálcico, aluminato de sodio, aluminosilicato sódico, silicato de magnesio, globo de vidrio, zeolita, hidrotalcita y nitruro de boro, y similares.
Además, otros polímeros termoplásticos cualesquiera se pueden mezclar en la composición de resina de poliamida utilizada en el elemento fusible de la presente invención, siempre y cuando el efecto de la presente invención no resulte dañado. En cuanto a tales polímeros termoplásticos, se ilustran elastómeros tales como polibutadieno, butadieno/estireno, cauchos acrílicos, copolímero de etileno/propileno, copolímero de etileno/propileno/dieno, caucho natural, caucho butílico clorado, polietileno clorado o sus productos modificados con ácido con anhídrido maleico, etc; estireno/anhídrido maleico, copolímero de estireno/fenilmaleimida, copolímero de polietileno, polipropileno, butadieno/acrilonitrilo, copolímero de poli(cloruro de vinilo), poli(tereftalato de etileno), poli(tereftalato de butileno), poliacetal, poli(fluoruro de vinilideno), polisulfona, poli(sulfuro de fenileno), polietersulfona, resina fenoxi, poli(éter de fenileno), poli(metacrilato de metilo), polietercetonas, policarbonato, politetrafluoroetileno y poliarilato, y similares.
La composición de resina de poliamida utilizada en el elemento fusible de la presente invención tiene propiedad de resistencia al arco, propiedad de resistencia a la deformación por calor, transparencia y propiedad de baja abrasión del molde excelentes. Tal composición de resina puede moldearse fácilmente en una carcasa para el elemento fusible utilizando métodos de moldeo convencionales tales como moldeo por inyección.
La figura 1 representa una sección longitudinal de un fusible de cuchilla para automóvil que muestra una realización
de la presente invención.
La figura 2 representa una sección transversal a lo largo de la línea A-A' de la Figura 1.
Los siguientes ejemplos ilustran la presente invención más concretamente.
Los ingredientes y el método para medir las propiedades físicas que se utilizan en los Ejemplos y los Ejemplos Comparativos son los siguientes.
(1) Mineral basado en fluoromica expandible (M-1)
Silicofluoruro de sodio que tenía un tamaño medio de partícula de 6,0 μm se mezcló con talco que tenía un tamaño medio de partícula de 6,0 pm, basándose el contenido de 15% en masa en la cantidad total de la mezcla. La mezcla se colocó en un crisol de porcelana y se sometió a una reacción de intercalación mediante reacción a 850°C durante 1 hora en un horno eléctrico, y se obtuvo la fluoromica expandible (M-1) que tenía un tamaño medio de partícula de 6,0 pm. La construcción de esta fluoromica expandible fue Na0,60Mg2,63Si4O10F1,77 y su CIC fue de 100 miliequivalentes/100 g.
La mezcla de razón molar 45/55 de silicofluoruro de sodio y silicofluoruro de litio que tenía un tamaño medio de partícula de 6,0 pm se mezcló con talco que tenía un tamaño medio de partícula de 1,0 micras con el contenido de 15% en masa basado en la cantidad total de la mezcla. La mezcla se colocó en un crisol de porcelana y se sometió a una reacción de intercalación mediante reacción a 850°C durante 1 hora en un horno eléctrico, y se obtuvo la fluoromica expandible (M-2) que tenía un tamaño medio de partícula de 1,0 pm. La construcción de esta fluoromica expandible fue Na0,29(Mg2,92Li0,36)Si4O10F1,51 y su CIC fue de 66 miliequivalentes/100 g.
- (3)
- Montmorillonita (M-3)
- (4)
- Nailon 6 (P-8)
- (5)
- Nailon 66 (P-9)
- (6)
- El modificador de la resistencia al calor
- (7)
- Agente de liberación del molde
- (8)
- Refuerzo fibroso inorgánico
Se utilizó "Kunipia-F", fabricada por Kunimine Kogyo Inc.. Su CIC era de 115 miliequivalentes/100 g.
Se utilizó "A1030BRL", fabricado por UNITIKA LTD.
Se utilizó "E2000", fabricado por UNITIKA LTD..
Se utilizó "PEP-24G", fabricado por Asahidenka Kogyo Inc.
Se utilizó "Ricomont NaV101", fabricado por Clariant Corporation.
Se utilizó "T289", fabricado por Nihon Denki Glass Corporation.
2. Método de medición
(1) Viscosidad relativa de la poliamida
El sedimento seco del copolímero de poliamida (A) u homopolímero poliamida (B) se disuelve en la concentración de 1 g/dl en ácido sulfúrico al 96% en masa, y la solución sirvió para la medición de la viscosidad después de separar mediante filtración el componente inorgánico a través de un filtro de vidrio Núm. G-3. La medición se llevó a cabo a 25°C.
(2) Composición copolimérica del copolímero de poliamida (A)
Doscientos miligramos de sedimento del copolímero de poliamida (A) purificado y secó se disolvieron en 3 ml de deuteruro de ácido trifluoroacético, y se permitió la medición de la solución mediante RMN C13 (Nihon Denshi Corporation, tipo "Lambda 300WB") a 25°C. La composición copolimérica se determinó a partir de la razón de intensidad del carbono carbonílico.
(3) Capacidad de intercambio catiónico (CIC)
La CIC se determinó basándose en el método de medición de la capacidad de intercambio catiónico (JBAS-106-77) para la bentonita (polvo) proporcionado por el método de ensayo convencional de Japan Bentonite Industrial Society.
Es decir, utilizando el aparato en el que se colocaron verticalmente un recipiente de decocción, un tubo de infusión y un receptor, el silicato laminar se trató, al principio, con acetato de amonio acuoso 1N ajustado a pH = 7 y todos los cationes sometibles a intercambio iónico existentes entre las capas se cambiaron a NH4+. Y después de lavar suficientemente con agua y alcohol etílico, el silicato laminar de tipo NH4+ se sumergió en una solución acuosa de cloruro de potasio al 10% en masa y el NH4+ de la muestra se cambió a K+. A continuación, se permitió la titulación mediante neutralización del NH4+ exudado mediante la reacción de intercambio iónico anterior utilizando una solución acuosa de hidróxido sódico 1 N y se midió la capacidad de intercambio catiónico (miliequivalentes/100 g) del silicato laminar expandible como ingrediente.
(4) Contenido de cenizas inorgánicas de la resina de poliamida que contiene silicato laminar
El sedimento de la resina de poliamida seca que contiene el silicato laminar se midió con precisión en un crisol de porcelana y se quemó durante 15 horas en un horno eléctrico manteniendo la temperatura a 500°C. El residuo después de la combustión es ceniza inorgánica y el contenido de cenizas inorgánicas se calculó mediante la siguiente fórmula:
Contenido de cenizas inorgánicas (% peso) = [{peso de cenizas inorgánicas (g)}] / [{peso total de la muestra antes de la combustión (g)}] x 100
(5) Estado de dispersión de la capa de silicato en la resina de poliamida que contiene silicato laminar
Una pequeña muestra cortada de una pieza de ensayo para medir el módulo de flexión descrito a continuación se incluyó en la resina epoxídica, y a continuación una rebanada ultrafina seccionada con cuchilla de diamante se fotografió utilizando el microscopio electrónico de tipo transmisión (tipo JEM-200CX, la tensión de aceleración es 100kV, fabricado por Nihondenshi Inc.). El grado de dispersidad de la capa de silicato se estimó midiendo aproximadamente la magnitud y la distancia entre capas de la capa de silicato en esta fotografía.
- (6)
- Resistencia al arco de la composición de resina de poliamida
- (7)
- Módulo de flexión de la probeta
- (8)
- Temperatura de deformación por carga de la pieza de ensayo
Esta se midió en conformidad con ASTM D-495.
Esta se midió en conformidad con ASTM D-790.
Esta se midió en conformidad con ASTM D-648 utilizando la carga de 0,45 MPa.
(9) Transparencia de la carcasa de fusibles
Se fabricó un elemento fusible de tipo cuchilla mostrado en la Fig. 1 y la Fig. 2 y se evaluó si cada composición de resina de poliamida abajo mencionada es apropiada o no como carcasa 2 del elemento fusible 1 con respecto a la
transparencia. Es decir, la transparencia se estimó en tres calificaciones "O", "/" o "x" sobre la base de los siguientes criterios, de acuerdo a cómo se ve el elemento fusible 5 dentro de la carcasa 2 cuando se observó a la distancia de 30 cm del elemento fusible 1. En general, el color de la carcasa 2 de un elemento fusible 1 es de color rosa, púrpura, gris, marrón claro, marrón oscuro, rojo, azul, amarillo, verde, transparente y similares de acuerdo con la corriente nominal. Por lo tanto, las carcasas 2 que tenían diferente color se moldearon a partir de muchos tipos de muestras de resina de poliamida y la transparencia se clasificó mediante los siguientes criterios:
O: los elementos fusibles 5 son detectables en lo que se refiere a todo el color de la carcasa, /: los elementos fusibles 5 son detectables en lo que se refiere a una parte del color de la carcasa, ×: los elementos fusibles 5 no son detectables excepto la carcasa transparente.
En la Fig. 1, el espesor de la carcasa 2 fue de 0,5 mm.
(10) Resistencia de aislamiento después de la rotura del elemento fusible
Que cada muestra descrita anteriormente sea adecuada o no como carcasa 2 del elemento fusible 1 con respecto a la resistencia de aislamiento después de la rotura se juzgó en función de si la resistencia de aislamiento después de la rotura (después de la fusión del elemento fusible) era mayor de 1 MO o no.
(11) Decoloración por calor
La pieza de ensayo de 50 x 90 x 1 mm se moldeó bajo condiciones de temperatura de moldeo de 270°C y temperatura del molde de 40°C. Esta pieza de ensayo se evaluó sobre el cambio de color /E después del tratamiento térmico de 1000 hrs en un secador de aire caliente mantenido a 125°C. La medición se realizó utilizando un aparato de medición de la diferencia de color de tipo SZ-E90 fabricado por Nihondensyoku Kogyo Inc. Cuanto menor sea este valor, menor será la cantidad de decoloración.
(12) Propiedad de liberación del molde
Se moldearon por inyección 100.000 disparos de las molduras laminares de 10 x 10 x 1 (mm) que tenían una compuerta lateral de 2,0 de anchura x 0,5 de altura x 3,0 de longitud (mm) bajo condiciones de temperatura de moldeo de 270°C y temperatura del molde de 40°C. Se calculó y se evaluó el porcentaje de unidades defectuosas (%) en los disparos totales. Cuanto menor sea este valor, mejor propiedad de liberación del molde y mayor productividad.
(13) Abrasión del molde
Se moldearon por inyección 100.000 disparos de las molduras laminares de 10 x 19 x 1 (mm) que tenían una compuerta lateral de 2,0 de anchura x 0,5 de altura x 3,0 de longitud (mm) utilizando un molde de acero PX5 (fabricado por Daido Tokusyukou Inc.) bajo condiciones de temperatura de moldeo de 270°C y temperatura del molde de 30°C. Se compararon las alturas de las partes de la compuerta de las molduras obtenidas en la primera etapa y la etapa final del moldeo por inyección. Se estimó la abrasión de la matriz de moldeo mediante la tasa de incremento (%) de la altura de la parte de la compuerta. Cuanto menor sea este valor, menor será la cantidad de abrasión y mayor será la productividad.
[Ejemplo de Referencia 1] Preparación de nailon 6/12 (P-1)
Se cargaron 8,0 kg de £-caprolactama, 2,0 kg de ácido 12-aminododecanoico y 1 kg de agua en un autoclave que tenía un volumen interno de 30 litros y la mezcla se calentó a 260°C agitando para elevar la presión a 1,5 MPa. Después de eso, se mantuvieron la temperatura de 260°C y la presión de 1,5 MPa durante 2 horas agua liberando vapor de forma gradual, y se redujo adicionalmente la presión a la presión atmosférica durante 1 hora, y prosiguió la polimerización adicionalmente durante 30 minutos.
Al final de la polimerización, el producto de reacción resultante se extrajo del reactor en forma hebras, y después del enfriamiento y la solidificación se cortaron en bolitas de resina de nailon 6/12 (P-1).
A continuación, este sedimento se refinó con agua caliente de 95°C durante 8 horas y se secó. La viscosidad relativa de la poliamida obtenida fue de 2,5. La composición del copolímero medida mediante RMN C13 fue (componente de nailon 6) / (componente de nailon 12) = 88/12 (% en moles /% en moles).
[Ejemplo de Referencia 2] Preparación de nailon 6/66 (P-2)
Se cargaron 8,0 kg de £-caprolactama, 2,0 kg de nailon 66 ("sal AH", fabricado por BASF) y 1 kg de agua en un autoclave que tenía un volumen del contenido de 30 litros y la mezcla se calentó a 260°C agitando para elevar la
presión a 1,8 MPa. Después de eso, se mantuvieron la temperatura de 260°C y la presión de 1,8 MPa durante 2 horas agua liberando vapor de forma gradual, y la presión se redujo adicionalmente a la presión atmosférica durante 1 hora, y prosiguió la polimerización durante 30 minutos más. A continuación, de la misma manera que el Ejemplo de Referencia 1, se obtuvieron las bolitas de nailon 6/66 de la resina (P-2). La viscosidad relativa de la poliamida obtenida fue de 2,5. La composición del copolímero fue (componente de nailon 6) / (componente de nailon 66) = 87/13 (% en moles/% en moles).
[Ejemplo de Referencia 3] Preparación del nailon 6/12 que contiene silicato laminar (P-3)
Se mezclaron 1,0 kg de £-caprolactama, 2,0 kg de ácido 12-aminododecanoico y 200 g de mineral basado en fluoromica expandible (M-1) (la capacidad total de intercambio catiónico corresponde a 0,2 moles) con 1 kg de agua, y la mezcla se agitó durante 1 hr utilizando un homomezclador. A continuación, se cargaron la mezcla disolvente anterior y 23,1 g (0,2 moles) de una solución acuosa de ácido fosfórico de una concentración en masa del 85% en un autoclave que tenía un volumen interno de 30 litros donde se habían cargado de antemano 7,0 kg de £caprolactama, y la mezcla se calentó a 150°C durante la agitación, y después de eso, la agitación prosiguió durante 1 hora manteniendo la temperatura. A continuación, la mezcla se calentó a 260°C y la presión se elevó a 1,5 MPa. Y se mantuvieron la temperatura de 260°C y la presión de 1,5 MPa durante 2 horas agua liberando vapor de forma gradual, y la presión se redujo adicionalmente a la presión atmosférica durante 1 hora, y la polimerización prosiguió adicionalmente durante 40 minutos más.
Al final de la polimerización, el producto de reacción resultante se extrajo del reactor en forma de hebras, y después del enfriamiento y la solidificación se cortó en bolitas de la resina de nailon 6/12 que contiene minerales con una base de fluoromica (P-3). Después, este sedimento se refinó con agua caliente de 95°C durante 8 horas y se secó.
El sedimento de esta resina de poliamida (P-3) se observó utilizando un microscopio electrónico de transmisión y se confirmó que el mineral con una base de fluoromica expandible se escindió y capa de silicato se dispersó en la matriz de resina en el nivel de orden molecular.
El contenido de la capa de silicato en la resina de poliamida (P-3) confirmado por la medición de las cenizas fue del 2,2% en masa y la viscosidad relativa fue de 2,5. Y la composición copolimérica expresada mediante (componente de nailon 6) / (componente de nailon 12) fue de 88/12 (% en moles/% en moles).
[Ejemplo de Referencia 4] Preparación del nailon 6/12 que contiene silicato laminar (P-4)
La resina de poliamida (P-4) se obtuvo de la misma manera que el Ejemplo de Referencia 3, excepto que se utilizó M-2 en lugar del mineral basado en fluoromica expandible M-1.
El sedimento de esta resina de poliamida (P-4) se observó utilizando un microscopio electrónico de transmisión y se confirmó que se escindió el mineral basado en fluoromica expandible y se dispersó la capa de silicato en la matriz de resina en el nivel de orden molecular.
El contenido de la capa de silicato en resina de poliamida (P-4) confirmado por la medición de las cenizas fue de 2,2% en masa y la viscosidad relativa fue de 2,5. Y composición de copolímero expresada mediante (componente de nailon 6) / (componente de nailon 12) fue de 88/12 (% en moles/% en moles).
[Ejemplo de Referencia 5] Preparación del nailon 6/12 que contiene silicato laminar (P-5)
Se mezclaron 1,0 kg de £-caprolactama, 2,0 kg de ácido 12-aminododecánico y 200 g de montmorillonita (M-3) (la capacidad total de intercambio catiónico corresponde a 0,23 moles) con 1 kg de agua, y la mezcla se agitó durante 1 hora utilizando un homomezclador. A continuación, se cargaron la mezcla disolvente anterior y 26,5 g (0,23 moles) de una solución acuosa de ácido fosfórico con una concentración en masa del 85% en un autoclave que tenía un volumen interno de 30 litros donde se habían cargado de antemano 7,0 kg de £-caprolactama. Después de eso, de la misma manera que en el Ejemplo de Referencia 3, se obtuvieron las bolitas de montmorillonita que contenían la resina de nailon 6/12 (P-5).
Las bolitas de resina de poliamida (P-5) después del refinado y el secado se observaron utilizando un microscopio electrónico de transmisión y se confirmó que se escindió el mineral basado en fluoromica expandible y se dispersó la capa de silicato en la matriz de resina en el nivel de orden molecular.
El contenido de la capa de silicato en resina de poliamida (P-5) confirmada por la medición de las cenizas fue de 2,2% en masa y la viscosidad relativa fue de 2,5. Y composición de copolímero expresada por (componente de nailon 6) / (componente de nailon 12) fue de 88/12 (% en moles /% en moles).
[Ejemplo de Referencia 6] Preparación del nailon 6/66 que contiene silicato laminar (P-6)
Se mezclaron 1,0 kg de £-caprolactama y 200 g del mineral basado en fluoromica expandible (M-1) (la capacidad total de intercambio catiónico corresponde a 0,2 moles) con 2,0 kg de agua, y la mezcla se agitó durante 1 hora utilizando un homomezclador. A continuación, se cargaron la mezcla disolvente anterior y 23,1 g (0,2 moles) de una solución acuosa de ácido fosfórico con una concentración en masa del 85% en un autoclave que tenía un volumen interno de 30 litros donde se habían cargado 7,0 kg de c-caprolactama, y el mezcla se calentó a 100°C agitando, y después de eso, la agitación prosiguió durante 1 hora manteniendo la temperatura. A continuación, se cargaron el en autoclave 2,0 kg de sal de nailon 66 ("sal AH", fabricado por BASF) y la mezcla se calentó a 260°C agitando a una presión de 1,8 MPa. Y se mantuvieron la temperatura de 260°C y la presión de 1,8 MPa durante 2 horas liberando vapor de agua de forma gradual, y la presión se redujo adicionalmente a la presión atmosférica durante 1 hora, y la polimerización prosiguió adicionalmente durante 30 minutos.
Al final de la polimerización, el producto de reacción resultante se extrajo del reactor en forma de hebras, y después del enfriamiento y la solidificación se cortaron en forma de bolitas de la resina de nailon 6/66 que contenía el mineral basado en fluoromica expandible (P-6). Luego, este sedimento se refinó con agua caliente de 95°C durante 8 horas y se secó.
El sedimento de esta resina de poliamida (P-6) se observó utilizando un microscopio electrónico de transmisión y se confirmó que se escindió el mineral basado en fluoromica expandible y se dispersó la capa de silicato en la matriz de resina en el nivel de orden molecular.
El contenido de la capa de silicato en resina de poliamida (P-6) confirmado por la medición de las cenizas fue de 2,2% en masa y la viscosidad relativa fue de 2,5. Y la composición de copolímero expresada por (componente de nailon 6) / (componente de nailon 66) fue de 87/13 (% en moles/% en moles).
[Ejemplo de Referencia 7] Preparación del nailon 6 que contiene silicato laminar (P-7)
Se mezclaron 1,0 kg de £-caprolactama y 400 g de mineral basado en fluoromica expandible (M-1) (la capacidad total de intercambio catiónico corresponde a 0,4 moles) con 1,0 kg de agua, y la mezcla se agitó durante 1 hora utilizando un homomezclador. A continuación, se cargaron la anterior mezcla disolvente y 46,2 g (0,4 moles) de una solución acuosa de ácido fosfórico del 85% de concentración en masa en un autoclave que tenía un volumen interno de 30 litros donde se habían cargado de antemano 9,0 kg de £-caprolactama, y la mezcla se calentó a 150°C durante la agitación, y después de eso, la agitación prosiguió durante 1 hora manteniendo la temperatura. A continuación, la mezcla se calentó a 260°C y la presión se elevó a 1,5 MPa. Y se mantuvieron la temperatura de 260°C y la presión de 1,5 MPa durante 2 horas agua liberando vapor de forma gradual, y la presión se redujo adicionalmente a la presión atmosférica durante 1 hora, y la polimerización prosiguió adicionalmente durante 40 minutos.
Al final de la polimerización, el producto de reacción resultante se extrajo del reactor en forma de hebras, y después del enfriamiento y la solidificación se cortó en forma de bolitas de la resina de nailon 6 que contenía el mineral basado en fluoromica expandible (P-7).
El sedimento de esta resina de poliamida (P-7) después del refinado y el secado se observó utilizando un microscopio electrónico de transmisión y se confirmó que se escindió el mineral basado en fluoromica expandible y se dispersó la capa de silicato en la matriz de resina en el nivel de orden molecular.
El contenido de la capa de silicato en la resina de poliamida (P-7) confirmado mediante la medición de las cenizas fue de 4,3% en masa y la viscosidad relativa fue de 2,5.
Ejemplo 1 a 18
Se dejó que las mezclas que tenían la razón de composición mostrada en la Tabla 1 y la Tabla 2, que constaban de las resinas de poliamida (P-1 a P-7) preparadas en los Ejemplos de Referencia y P-8, P-9 y los modificadores de la resistencia al calor, los modificadores de la liberación del molde y las fibras de refuerzo inorgánico se sometieran a amasado en estado reblandecido y luego a moldeo por inyección para hacer diversos tipos de piezas de prueba utilizando la máquina de moldeo por inyección ("IS-80G" fabricada por Toshiba Machine, Co. Ltd.). Los resultados de la medición de las propiedades físicas se describen en la Tabla 1 y la Tabla 2.
Ejemplo Comparativo 1 - 26
Se dejo que las mezclas a la razón de composición mostradas en la Tabla 3 a la Tabla 5, que constan de las resinas
5 de poliamida (P-1 a P-7) preparadas en los Ejemplos de Referencia y P-8, P-9 y los modificadores de la resistencia al calor, los modificadores de liberación de molde y el refuerzo fibroso inorgánico se sometieran a amasado en estado reblandecido y a continuación a moldeo por inyección para hacer diversos tipos de piezas de prueba utilizando la máquina de moldeo por inyección ("IS-80G" fabricada por Toshiba Machine Co. Ltd.). Los resultados de la medición de las propiedades físicas se describen en la Tabla 3 a la Tabla 5 en combinación con el ejemplo de la
10 técnica anterior.
Aplicabilidad industrial
De acuerdo con la presente invención, se puede asegurar una resistencia al arco suficiente en el cambio a un voltaje más alto (por ejemplo, al sistema de voltaje 42), y se obtiene una composición de resina de poliamida que tiene transparencia, rigidez, resistencia al calor, y productividad excelentes y puede utilizarse adecuadamente como elemento fusible en circuitos eléctricos para automóviles, etc.
Claims (14)
- REIVINDICACIONES
- 1.
- Un elemento fusible, en el que la carcasa está formada a partir de una composición de resina de poliamida que comprende de 95 a 5% en masa del copolímero de poliamida (A) y de 5 a 95% en masa del homopolímero de poliamida (B), en el que el elemento fusible tiene la carcasa y un par de terminales que se proyectan fuera de la superficie plana prescrita de la carcasa y la carcasa contiene un elemento fusible conectado entre el extremo de la base de los dos terminales.
-
- 2.
- El elemento fusible de acuerdo con la reivindicación 1, donde una capa de silicato expandible de silicato laminar
(C) se dispersa en la composición de resina de poliamida en el nivel de orden molecular y el contenido de la capa de silicato (C) es de 0,1 a 20% en masa. -
- 3.
- El elemento fusible de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, donde se incorporan adicionalmente a la composición de resina de poliamida de 0,1 a 4 partes en masa de un modificador de la resistencia al calor (D) basándose en 100 partes en masa de la composición de resina de poliamida.
-
- 4.
- El elemento fusible de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que se incorporan adicionalmente de 0,01 a 0,5 partes en masa de un modificador de la liberación de molde (E) basándose en 100 partes en masa de la composición de resina de poliamida a la composición de resina de poliamida.
-
- 5.
- El elemento fusible de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que se incorporan adicionalmente a la composición de resina de poliamida de 3 a 10 partes en masa de un refuerzo fibroso inorgánico
(F) basándose en 100 partes en masa de la composición de resina de poliamida. -
- 6.
- El elemento fusible de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde el copolímero de poliamida (A) es uno cualquiera seleccionado del grupo que consiste en nailon 6/66, nailon 6/12 y nailon 6/11.
-
- 7.
- El elemento fusible de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde el homopolímero de poliamida
(B) es uno cualquiera seleccionado del grupo que consiste de nailon 6, nailon 66, nailon 11 y nailon 12. -
- 8.
- Un automóvil que tiene un sistema de 42 V que comprende el elemento fusible de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
-
- 9.
- El uso de un elemento fusible en un sistema de 42 V en un automóvil, comprendiendo el elemento fusible:
una carcasa y un par de terminales que se proyectan fuera de una superficie plana prescrita de la carcasa; conteniendo la carcasa un elemento fusible conectado entre los extremos de la base de ambos terminales, y la carcasa está formada a partir de una composición de resina de poliamida, que comprende: de 95 a 5% en masa de copolímero de poliamida (A); de 5 a 95% en masa de homopolímero de poliamida (B), y de 0,1 a 20% en masa de una capa de silicato de silicato laminar expandible (C) disperso en la composición de resina de poliamida en el nivel de orden molecular,no conteniendo el copolímero de poliamida (A) y el homopolímero de poliamida (B) un anillo aromático en su estructura molecular. -
- 10.
- El uso de un elemento fusible en un sistema de 42 V en un automóvil según la reivindicación 9, donde se incorporan adicionalmente a la composición de resina de poliamida de 0,1 a 4 partes en masa de un modificador de la resistencia al calor (D) basándose en 100 partes en masa de la composición de resina de poliamida.
-
- 11.
- El uso de un elemento fusible en un sistema de 42 V en un automóvil según la reivindicación 9 o 10, en el que se incorporan adicionalmente a la composición de resina de poliamida de 0,01 a 0,5 partes en masa de un modificador de la liberación de molde (E) basándose en 100 partes en masa de la composición de resina de poliamida.
-
- 12.
- El uso de un elemento fusible en un sistema de 42 V en un automóvil de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en el que se incorporan adicionalmente a la composición de resina de poliamida de 3 a 10 partes en masa de un refuerzo fibroso inorgánico (F) basándose en 100 partes en masa de la composición de resina de poliamida.
-
- 13.
- El uso de un elemento fusible en un sistema de 42 V en un automóvil de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, donde el copolímero de poliamida (A) es uno cualquiera seleccionado del grupo que consiste en nailon 6/66, nailon 6/12 y nailon 6/11.
-
- 14.
- El uso de un elemento fusible en un sistema de 42 V en un automóvil de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, donde el homopolímero de poliamida (B) es uno cualquiera seleccionado del grupo que consiste de nailon 6, nailon 66, nailon 11 y nailon 12.
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