JPH09316325A - 剛性および靭性のバランスに優れた芳香族ポリアミド樹脂組成物 - Google Patents
剛性および靭性のバランスに優れた芳香族ポリアミド樹脂組成物Info
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- JPH09316325A JPH09316325A JP8130342A JP13034296A JPH09316325A JP H09316325 A JPH09316325 A JP H09316325A JP 8130342 A JP8130342 A JP 8130342A JP 13034296 A JP13034296 A JP 13034296A JP H09316325 A JPH09316325 A JP H09316325A
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Abstract
耐薬品性を維持しつつ、成型品のそりの問題のない、剛
性および靭性のバランスに優れた芳香族ポリアミド樹脂
組成物を提供する。 【解決手段】 融点が290℃以上であり、かつガラス
転移温度が60℃以上の芳香族ポリアミド樹脂に、無機
充填材の重量Mと前記耐衝撃剤の重量Tとの比が、2.
0≦M/T≦6.5となるように無機充填材および耐衝
撃剤を配合した芳香族ポリアミド樹脂組成物である。
Description
樹脂組成物に関し、寸法精度、耐熱性、耐薬品性、剛性
および靭性を要求される自動車に使用されるカバー、ギ
ヤー、構造材、水回り部品等の自動車用部品、電気電子
部品のカバー、ギヤー等の電気電子用部品、工業用ある
いは家庭用のシンク等の家具部品、およびテーブルトッ
プ、デスクトップ、キッチントップ等の板状用途等に幅
広く使用される芳香族ポリアミド樹脂組成物に関する。
ルク等の無機充填材を配合して、成型品の剛性を改良す
る技術は、従来から広く知られている。
ミド樹脂組成物から成形された成型品、特に大型成型品
においては、収縮異方性のためにそりが生じるが、そり
の問題を解決するために、アスペクト比の小さい無機充
填材を用いる技術が開発されている。しかし、この場合
には成型品の耐衝撃性は著しく低下してしまうという問
題が生じる。
剤を添加し耐衝撃性を改良することに関しても多くの技
術が知られている。具体的には、ポリアミド樹脂50〜
99重量%およびオレフィン共重合体50〜1重量%の
配合物からなり、かつオレフィン共重合体が0.1〜1
0モル%の酸基を含有するポリアミド樹脂組成物がある
(特公昭42−12546号公報)。また、脂肪族ポリ
アミド樹脂60〜99重量%と、約1.0〜20,00
0psiの範囲の引張モジュラスを有するある種の分岐
鎖または直鎖の重合体の少なくとも1種を含有し、0.
01〜1.0ミクロンの範囲の粒径を有し、かつ、ポリ
アミド樹脂に接着する部位を有する混合物1〜40重量
%からなり、ポリアミドマトリックス樹脂の引張モジュ
ラスと用いられる少なくとも1種の重合体の引張モジュ
ラスの比が10:1より大きく、配合物において少なく
とも1種の重合体が20重量%を占め、かつ、残りは希
釈剤として他の混和しうる重合体であるポリアミド樹脂
組成物がある(特公昭55−44108号公報)。
族ポリアミド樹脂に適宜配合することも当業者間におい
て通常使用されている技術である。
ポリアミド樹脂に無機充填材および耐衝撃剤を配合する
試みは、従来行われておらず、芳香族ポリアミドの優れ
た耐熱性および耐薬品性を損なわないようにこれらの添
加剤を配合し、剛性および耐衝撃性のバランスに優れた
樹脂組成物を提供する試みは、脂肪族ポリアミドにこれ
らの添加剤を配合するほど容易ではないと考えられてい
る。
く、無機充填材と耐衝撃剤の配合比率を特定し、芳香族
ポリアミド樹脂の優れた耐熱性および耐薬品性を維持し
つつ、成型品のそりの問題のない、剛性および靭性のバ
ランスに優れた芳香族ポリアミド樹脂組成物を提供する
ことを目的とする。
に、(1)本発明にもとづくポリアミド樹脂組成物は、
融点が290℃以上である芳香族ポリアミド樹脂と、無
機充填材と、耐衝撃剤とを配合した芳香族ポリアミド樹
脂組成物であることを特徴とする。
組成物は、(1)において、無機充填材の重量Mと前記
耐衝撃剤の重量Tとの比が、2.0≦M/T≦6.5と
なるように無機充填材および耐衝撃剤を配合した芳香族
ポリアミド樹脂組成物であることを特徴とする。
組成物は、(1)または(2)において、組成物の溶融
粘度が、剪断速度1000/秒、プロセス温度で細管レ
オメーターにおいて測定すると350Pa・sec以下
であることを特徴とする。
組成物は、(1)〜(3)のいずれかにおいて、芳香族
ポリアミドのガラス転移温度が60℃以上であることを
特徴とする。
成物に用いる芳香族ポリアミド樹脂を構成するモノマー
としては、芳香族ジアミン、例えば、パラフェニレンジ
アミン、オルトフェニレンジアミン、メタフェニレンジ
アミン、パラキシレンジアミン、メタキシレンジアミン
などが、芳香族ジカルボン酸、例えば、テレフタル酸、
イソフタル酸、フタル酸、2−メチルテレフタル酸、ナ
フタレンジカルボン酸などが、また芳香族アミノカルボ
ン酸、例えば、パラアミノ安息香酸などが挙げられ、こ
れらの芳香族モノマーは単独でもまたは二種類以上を組
み合わせて用いることができる。
290℃以上である限り、上記芳香族モノマーに芳香族
モノマー以外のモノマーを併用してもよい。上記芳香族
モノマー以外のモノマーとしては、脂肪族ジカルボン
酸、脂肪族アルキレンジアミン、脂環式アルキレンジア
ミン、脂肪族アミノカルボン酸を含むことができる。脂
肪族ジカルボン酸としては、アジピン酸、セバシン酸、
アゼライン酸、ドデカン二酸などを挙げることができ、
これらは単独で、または二種類以上を組み合わせて用い
ることができる。また、脂肪族アルキレンジアミンおよ
びジカルボン酸成分は、直鎖状であっても分岐鎖状であ
ってもよく、これらは単独で、または二種類以上組み合
わせて用いてもよい。これらの脂肪族アルキレンジアミ
ンの具体例としては、エチレンジアミン、トリメチレン
ジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジ
アミン、ヘキサメチレンジアミン、1,7−ジアミノヘ
プタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノ
ノナン、1,10−ジアミノデカン、2−メチルペンタ
メチレンジアミン、2−エチルテトラメチレンジアミン
などを挙げることができる。脂環式アルキレンジアミン
成分の具体例としては、1,3−ジアミノシクロヘキサ
ン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,3−ビス
(アミノメチル)シクロヘキサン、ビス(アミノメチ
ル)シクロヘキサン、ビス(4−アミノシクロヘキシ
ル)メタン、4,4′−ジアミノ−3,3′−ジメチル
ジシクロヘキシルメタン、イソフォロンジアミン、ピペ
ラジンなどが挙げられ、これらは単独で、または二種類
以上組み合わせて用いてもよい。アミノカルボン酸成分
の具体例としては、ε−アミノカプロン酸、X−アミノ
ウンデカン酸などが挙げられる。
用する好ましい芳香族ポリアミド樹脂は、芳香族ジカル
ボン酸としてテレフタル酸を用いるのが好ましく、さら
にテレフタル酸、ヘキサメチレンジアミン、および2−
メチルペンタメチレンジアミンからなるポリアミド樹
脂、テレフタル酸、アジピン酸、およびヘキサメチレン
ジアミンからなるポリアミド樹脂、テレフタル酸、イソ
フタル酸、およびヘキサメチレンジアミンからなるポリ
アミド樹脂、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン
酸、およびヘキサメチレンジアミンからなるポリアミド
樹脂である。各モノマー成分の含有割合は、芳香族ポリ
アミド樹脂の融点が290℃以上になるように適宜決定
される。290℃より低い融点の芳香族ポリアミドで
は、耐熱性に問題がある。さらに、耐薬品性を損なわな
いためには、ガラス転移温度が60℃以上である芳香族
ポリアミドが好ましい。高いガラス転移温度の芳香族ポ
リアミドを製造するには、芳香族ポリアミド樹脂中の芳
香族モノマー成分の割合を多くする必要がある。例え
ば、カルボン酸成分がテレフタル酸であり、ジアミン成
分が2−メチルペンタメチレンジアミンおよびテレフタ
ル酸である芳香族ポリアミド樹脂は、カルボン酸成分が
テレフタル酸およびアジピン酸であり、ジアミン成分が
ヘキサメチレンジアミンである芳香族ポリアミド樹脂よ
りも、ガラス転移温度が高い。したがって、耐薬品性が
特に所望されている用途においては、カルボン酸成分が
テレフタル酸であり、ジアミン成分が2−メチルペンタ
メチレンジアミンおよびヘキサメチレンジアミンである
芳香族ポリアミド樹脂が好適に用いられる。
脂は、上記の各モノマー成分から得られた二種以上の芳
香族ポリアミド樹脂を配合した配合物、および芳香族ポ
リアミド樹脂と脂肪族ポリアミド樹脂との配合物を含む
が、配合物の融点は290℃以上でなければならない。
プラスチックを強化するための慣用の無機充填材であ
り、具体的には、ガラス繊維、ガラスフレーク、カオリ
ン、クレー、タルク、ワラストナイト、炭酸カルシウ
ム、シリカ、炭素繊維、チタン酸カリウムなどである
が、カオリン、クレーが好ましい。
れる。例えばエチレン・α−オレフィンからなるエラス
トマー、エチレン・プロピレン・ジエン類からなるエラ
ストマー、エチレン・不飽和カルボン酸からなるエラス
トマー、エチレン・不飽和カルボン酸エステルからなる
エラストマー、エチレン・不飽和カルボン酸・不飽和カ
ルボン酸エステルからなるエラストマー、α−オレフィ
ン・不飽和カルボン酸からなるエラストマー、α−オレ
フィン・不飽和カルボン酸エステルからなるエラストマ
ー、α−オレフィン・不飽和カルボン酸・不飽和カルボ
ン酸エステルからなるエラストマー、エチレン・α−オ
レフィン・不飽和カルボン酸・不飽和カルボン酸エステ
ルからなるエラストマー;および上記エラストマーのグ
ラフト変性物であり、2種以上の未変性エラストマーま
たは変性エラストマーを配合してもよく、上記未変性エ
ラストマーの少なくとも1種と上記変性エラストマーの
少なくとも1種とを配合してもよい。好ましくは、カル
ボン酸・カルボン酸無水物によって変性されたエチレン
・プロピレン・ジエン類より本質的になるエラストマー
が用いられる。カルボン酸・カルボン酸無水物によって
変性されたエチレン・プロピレン・ジエン類から本質的
になるエラストマーとしては、例えばエチレン/プロピ
レン/1,4−ヘキサジエン−g−無水マレイン酸/エ
チレン/プロピレン/1,4−ヘキサジエンとエチレン
/無水マレイン酸との混合物;エチレン/プロピレン/
1,4−ヘキサジエンとエチレン/プロピレン/1,4
−ヘキサジエン−g−無水マレイン酸との混合物;エチ
レン/プロピレン/1,4−ヘキサジエン/ノルボルナ
ジエン−g−無水マレイン酸フマル酸;エチレン/1,
4−ヘキサジエン/ノルボルナジエン−g−無水マレイ
ン酸モノエチルエステル;エチレン/プロピレン/1,
4−ヘキサジエン/ノルボルナジエン−g−フマル酸;
エチレン/プロピレン/1,4−ヘキサジエンとエチレ
ン/無水マレイン酸のモノエチルエステルとの混合物;
エチレン/プロピレン/1,4−ヘキサジエンとエチレ
ン/マレイン酸モノブチルとの混合物;エチレン/プロ
ピレン/1,4−ヘキサジエンとエチレン/無水マレイ
ン酸との混合物などを挙げることができる。
のポリオレフィンおよびそれらのコポリマーやポリオレ
フィンコポリマーのアイオノマー、スチレン系エラスト
マーも耐衝撃剤として好適に用いられる。好ましいポリ
オレフィンコポリマーのアイオノマーはエチレン単位、
α,β−エチレン性不飽和カルボン酸の誘導体単位、お
よびエステル単位からなるアイオノマーであり、さらに
好ましくはα,β−エチレン性不飽和カルボン酸の誘導
体単位が、炭素数3〜8個のα,β−エチレン性不飽和
カルボン酸であって、金属イオンの中和によりイオン化
されたカルボン酸基を有するモノカルボン酸、および金
属イオンの中和によりイオン化されたカルボン酸基とエ
ステル基を有するジカルボン酸からなる群から選ばれる
1以上のα,β−エチレン性不飽和カルボン酸の誘導体
であり、エステル単位が炭素数4〜22のアクリル酸エ
ステルまたはメタクリル酸エステルであるアイオノマー
が用いられる。スチレン系エラストマーとして、スチレ
ン・イソブチレン/スチレン・水素添加型ポリオレフィ
ン等のモノマーより構成されるブロック共重合体などが
用いられる。前記の耐衝撃剤は、単独でも、また二種以
上を混合して用いてもよい。
機充填材の重量Mと耐衝撃剤の重量Tとの比が、2.0
≦M/T≦6.5となるように配合することが好まし
い。さらに好ましくは、2.5≦M/T≦6.0であ
る。M/Tが2.0より小さくなると、やわらかすぎて
成型品の突き出し不良が発生し、無理に突き出しを行う
と変形が生じてしまう。さらに、耐熱性も損なわれる。
6.5より大きくなると、耐衝撃性が不十分となり、ま
た成形も困難になる。本発明において定められたM/T
の範囲内で無機充填剤および耐衝撃剤の配合量を決定す
ることにより、そりの問題を生じることなく、剛性およ
び靭性のバランスに優れ、かつ芳香族ポリアミド樹脂本
来の優れた耐熱性を損なわない芳香族ポリアミド樹脂組
成物を提供することができる。
の大型成型品を成形する場合には、芳香族溶融粘度を、
剪断速度1000/秒、プロセス温度で細管レオメータ
ーにおいて測定するときに、350Pa・sec以下に
なるように調整することが好ましい。大型成型品の場合
には、樹脂組成物の溶融から射出成形までの時間が長く
なるため、溶融粘度を350Pa・sec以下になるよ
うに調整しないとショートショット等の問題が発生す
る。ここで、プロセス温度とは、用いる芳香族ポリアミ
ド樹脂の融点より20〜30℃高い温度である。
え、かつ耐熱老化性を改良するためには、上記成分に、
さらに、0.01〜2.0重量%のリン酸、亜リン酸、
または次亜リン酸金属塩を配合するとよい。
成物はその特性を損なわない程度で前記成分に加えて、
熱安定剤、可塑剤、酸化防止剤、核剤、染料、顔料、離
型剤などの添加剤を配合することができる。
公知のいかなる製造方法によっても製造することができ
る。例えば二軸押出機を用いて、芳香族ポリアミド樹
脂、充填材、および耐衝撃剤を同時に混練してもよく、
芳香族ポリアミド樹脂と充填材、芳香族ポリアミド樹脂
と耐衝撃剤をそれぞれ別々に配合し、配合物を二軸ある
いは一軸押出機にて溶融混練してもよい。また、二軸押
出機により製造した芳香族ポリアミド樹脂と充填材から
成るペレットと、芳香族ポリアミド樹脂と耐衝撃剤から
成るペレットとを混合し、成形機に供給して、成形品を
製造してもよい。さらにまた、適当なスクリューを設置
された成形機に、芳香族ポリアミド樹脂、充填材、耐衝
撃剤を、直接供給し、成形品を製造することもできる。
は本実施例のみに限定されるものではない。
す各成分を二軸押出機(日本製鋼所製TEX−44)で
溶融混練し、水冷後、ペレットを製造した。得られたペ
レットの溶融粘度を、剪断速度1000/秒、330℃
にて細管レオメーターにおいて測定した。また、得られ
たペレットを用いて13mm×130mm×3.2mm
の試験片を金型温度140℃で成形した。成形された試
験片を23℃、相対湿度50%中に48時間放置した
後、成形時の樹脂流れ方向の収縮率Fと樹脂流れ方向に
対して垂直方向の収縮率Vを測定した。F/Vの値が1
に近い程、成形品にそりが生じない。さらに、得られた
試験片を用いて、以下の物性を以下の試験方法に準じて
測定した。得られた実施例の試験結果を表1に示し、比
較例の試験結果を表2に示した。
mmの試験片を金型温度160℃で成形した。成形され
た試験片を23℃、相対湿度50%中に48時間放置し
た後、試験片の長辺方向の40mmまでを万力で固定
し、直径10cm、重さ1kgの鋼球を落下させ、試験
片が破断した高さを測定し、落球衝撃強さとした。得ら
れた実施例の測定結果を表1に示し、比較例の測定結果
を表2に示した。
る。
/2−メチルペンタメチレンジアミン(50:50)か
ら成る芳香族ポリアミド(デュポン社製、融点305
℃、ガラス転移温度125℃) ポリマーB テレフタル酸/ヘキサメチレンジアミン:アジピン酸/
ヘキサメチレンジアミン(55:45)から成る芳香族
ポリアミド(三井石油化学工業株式会社製、アーレン
(登録商標)C2000、融点310℃、ガラス転移温
度80℃) 無機充填材 クレー(エンゲルハード社製、トランスリンク555) ガラス繊維(日本板硝子株式会社製、3mm長チョップ
ドストランド) 耐衝撃剤 アイオノマー(デュポン社製サーリン(登録商標)93
20) EPDMラバー(エチレン/プロピレン/ジエンモノマ
ーのコポリマー、デュポン社製TRX−101) オレフィンラバー(ポリオレフィン系耐衝撃剤、三井石
油化学株式会社製、タフマー(登録商標)0620)
重撓み温度および曲げ弾性率の値により示される剛性
と、落球衝撃強さおよびノッチなしアイゾット衝撃強さ
の値により示される靭性とのバランスに優れていること
がわかる。また、成形収縮を示すF/Vの値も1.1ま
たは1.2であり、成形品にそりが生じないことがわか
る。さらに、引張強さおよび伸びにより示される機械的
特性も損なわないことがわかる。さらに、実施例1〜8
と比較例1および比較例2とを比較すると、無機充填材
のみを含有すると、荷重撓み温度および曲げ弾性率は高
くなり、剛性にすぐれた成形品を提供できるが、比較例
1および2の落球衝撃強さは60cm未満と低く、また
ノッチなしアイゾット衝撃強さの値も低く、靭性が損な
われていることがわかる。また、比較例3のように耐衝
撃剤のみを含有すると、成形不能となることがわかる。
比較例4は、M/Tの値が2未満であると、樹脂の突き
出しが困難で成形不良となり、比較例5は、M/Tの値
が6を超えると、落球衝撃強さおよびノッチなしアイゾ
ット衝撃強さの値が低く、靭性が不十分になることがわ
かる。
リマーA、EPDMラバー7.5重量%、クレー25重
量%および次亜リン酸ナトリウム0.2重量%を二軸押
出機(日本製鋼所製TEX−44)で溶融混練し、水冷
後、ペレットを製造した。得られたペレットを用いて1
3mm×130mm×3.2mmの試験片を金型温度1
40℃で成形した。成形された試験片を23℃、相対湿
度50%中に48時間放置した後、ノッチなしアイゾッ
ト衝撃強さを測定し、成形時の測定値とした。ついで、
試験片を90℃または110℃のオーブンに入れて、表
3に示す時間の経過後にノッチなしアイゾッド衝撃強さ
測定した。結果を表3に示した。
することにより、耐熱老化性が著しく改善されることが
わかる。
に作成した試験片を90℃のオーブンに入れて、表4に
示す時間の経過後に色差を測定した。色差は、Lab表
色系による色差式(JIS Z8730)により、成形
時の測定値との差(△E)を計算した。結果を表4に示
した。
を配合すると変色を抑えることができることがわかる。
リアミド樹脂組成物は、芳香族ポリアミド特有の高い耐
熱性を維持しつつ、成形品にそりが生じない、剛性およ
び靭性のバランスに優れた成形品を提供することができ
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 融点が290℃以上である芳香族ポリア
ミド樹脂と、無機充填材と、耐衝撃剤とを含有すること
を特徴とする芳香族ポリアミド樹脂組成物。 - 【請求項2】 前記無機充填材の重量Mと前記耐衝撃剤
の重量Tとの比が、2.0≦M/T≦6.5であること
を特徴とする請求項1に記載の芳香族ポリアミド樹脂組
成物。 - 【請求項3】 細管レオメーターにおける、剪断速度1
000/秒、プロセス温度での溶融粘度が350Pa・
sec以下であることを特徴とする請求項1または2に
記載の芳香族ポリアミド樹脂組成物。 - 【請求項4】 前記芳香族ポリアミド樹脂組成物のガラ
ス転移温度が60℃以上であることを特徴とする請求項
1〜3のいずれかに記載の芳香族ポリアミド樹脂組成
物。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8130342A JPH09316325A (ja) | 1996-05-24 | 1996-05-24 | 剛性および靭性のバランスに優れた芳香族ポリアミド樹脂組成物 |
| DE69705712T DE69705712T3 (de) | 1996-05-24 | 1997-05-16 | Aromatische polyamidharzzusammesetzung mit ausgezeichnetem gleichgewicht zwischen zähigheit und steifigkeit |
| CA002256349A CA2256349A1 (en) | 1996-05-24 | 1997-05-16 | Aromatic polyamide resin composition having excellent balance of toughness and stiffness |
| PCT/US1997/009090 WO1997044395A1 (en) | 1996-05-24 | 1997-05-16 | Aromatic polyamide resin composition having excellent balance of toughness and stiffness |
| US09/180,943 US20010003766A1 (en) | 1996-05-24 | 1997-05-16 | Aromatic polyamide resin composition having excellent balance of toughness and stiffness |
| EP97926779A EP0901507B2 (en) | 1996-05-24 | 1997-05-16 | Aromatic polyamide resin composition having excellent balance of toughness and stiffness |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8130342A JPH09316325A (ja) | 1996-05-24 | 1996-05-24 | 剛性および靭性のバランスに優れた芳香族ポリアミド樹脂組成物 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP8130342A Pending JPH09316325A (ja) | 1996-05-24 | 1996-05-24 | 剛性および靭性のバランスに優れた芳香族ポリアミド樹脂組成物 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0901507B2 (ja) |
| JP (1) | JPH09316325A (ja) |
| CA (1) | CA2256349A1 (ja) |
| DE (1) | DE69705712T3 (ja) |
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