JPS6157345B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は成形時の流動特性、劣化防止および熱
処理後の低温耐衝撃性などが改善されたポリアミ
ド樹脂組成物に関するものである。 最近、ポリアミド樹脂の絶乾時あるいは低温に
おける衝撃強度を向上せしめ、苛酷な使用条件に
耐える材料を得る目的でポリアミドと各種ポリオ
レフインとの混合物からなる成形用素材の開発が
進められている。ポリアミドの衝撃強度を向上せ
しめるのに有効なポリオレフインとしてこれまで
に提案されたものとしてはエチレンとα・β−不
飽和カルボン酸との共重合体（たとえば特公昭42
−12546号公報）、エチレンとα・β−不飽和カル
ボン酸誘導体との共重合体にナトリウム、マグネ
シウム、亜鉛などの金属イオンを付加させた、い
わゆるエチレン系アイオノマー樹脂（たとえば、
米国特許第3845163号公報、特公昭54−4743号公
報）、および酸無水物やエポキシ化合物をグラフ
ト導入した変性ポリオレフイン（たとえば特公昭
55−44108号公報、特公昭57−22347号公報、特開
昭55−9661号公報、特開昭55−165952号公報）な
どが挙げられる。これらの変性ポリオレフインは
その導入された各種官能基により極性や反応性が
変化し、結果的にポリアミドマトリツクス相中に
微細な分散相として存在して衝撃エネルギーを吸
収する役割を果たすのであるが、変性ポリオレフ
インの官能基とポリアミドとの反応は混合物の増
粘を招き、往々にして成形時、とくに射出成形時
の流動性を悪化させるという問題がある。またポ
リアミドと前記したような各種の変性ポリオレフ
インとの混合物は室温以上では勿論、０℃以下の
低温領域においても確かにすぐれた耐衝撃強度を
発揮するが、一度80〜150℃で50〜500時間程度の
熱処理を施すと低温衝撃強度が著るしく低下する
という重大な欠点を内蔵していることが明らかと
なつた。このことはポリアミドおよび変性ポリオ
レフインの混合物からなる成形品を高温雰囲気下
で長時間使用すると徐々にその衝撃強度が低下す
るとともに低温では極めて脆くなることを示して
おり、工業用部品、自動車用部品に適用するため
には改善すべき問題点の一つである。 本発明者らはポリアミドおよび変性ポリオレフ
インからなる組成物の射出成形時の流動性および
熱処理後の低温衝撃強度を向上させることを目的
として検討した結果２種以上の特定の添加剤を併
用添加することにより上記目的が効果的に達成で
き、同時に劣化防止機能も付与できることを見出
し本発明に到達した。 すなわち、本発明は(A)ポリアミド：95〜50重量
％および(B)カルボン酸基、カルボン酸金属塩基、
カルボン酸エステル基、酸無水物基およびエポキ
シ基から選ばれた少なくとも一種の官能基を有す
る変性ポリオレフイン：５〜50重量％からなる混
合物100重量部に対し(C)ヒンダードフエノール系
化合物および／または芳香族アミン化合物：
0.005〜３重量部および(D)銅化合物：0.005〜１重
量部を添加配合してなる樹脂組成物を提供するも
のである。 本発明の特徴はポリアミドおよび変性ポリオレ
フインからなる混合物の射出成形時の流動性を改
善し、熱処理後の低温衝撃強度の低下防止にヒン
ダードフエノール系化合物および／または芳香族
アミン化合物と銅化合物を併用添加することが極
めて効果的であることを見出した点にあり、同時
に引張破断伸び、引張強度の低下抑制という、い
わゆる劣化防止効果も発揮される。射出成形時の
流動性向上、熱処理後の低温衝撃強度の低下防止
には、ヒンダードフエノール系化合物および／ま
たは芳香族アミン化合物が必須であり、銅化合物
のみでは全く効果がないが、驚くべきことにヒン
ダードフエノール系化合物および／または芳香族
アミン化合物と銅化合物を組合わせることにより
少量の添加量で極めてすぐれた改善効果が得られ
ることがわかつた。つまり従来から耐熱剤、酸化
防止剤として知られている銅化合物、ヒンダード
フエノール系化合物、芳香族アミン化合物、リン
化合物などのうちでヒンダードフエノール系化合
物および／または芳香族アミン化合物と銅化合物
の併用系のみが、ポリアミドと変性ポリオレフイ
ンの混合物に射出成形時の流動性向上および熱処
理後の低温衝撃強度の低下抑制という特異的作用
効果を発し、これにより苛酷な使用条件に耐える
材料を与えるポリアミド樹脂組成物の取得が可能
となつた。 本発明で用いられる(A)ポリアミドは特に限定な
いが、通常の脂肪族ポリアミド、たとえばポリカ
プロアミド（ナイロン６）、ポリヘキサメチレン
アジパミド（ナイロン66）、ポリヘキサメチレン
セバカミド（ナイロン610）、ポリウンデカメチレ
ンアジパミド（ナイロン116）、ポリヘキサメチレ
ンドデカミド（ナイロン612）、ポリウンデカンア
ミド（ナイロン11）、ポリドデカンアミド（ナイ
ロン12）およびこれらを主たる構成成分とする共
重合ポリアミド、混合ポリアミドなどが適当であ
る。共重合ポリアミド、混合ポリアミドには構成
成分がすべて脂肪族成分のポリアミドのみなら
ず、芳香族成分、たとえばヘキサメチレンイソフ
タルアミド（6I）成分、ヘキサメチレンテレフタ
ルアミド（6T）成分、メタキシリレンアジパミ
ド（MXD6）成分などを少量含むナイロン６／6I
共重合体、ナイロン６／6T共重合体、ナイロン
66とナイロン6Iの混合体、ナイロン66とナイロン
MXD6の混合体なども包含される。ここで用いら
れるポリアミドは通常、溶融重合で製造され、ま
た重合度の制限はなく、相対粘度が2.0〜5.0の範
囲内にあるポリアミドを任意に選択できる。 本発明に用いられる(B)カルボン酸基、カルボン
酸金属塩基、カルボン酸エステル基、酸無水物基
およびエポキシ基から選ばれた少なくとも一種の
官能基を有する変性ポリオレフインの代表例を挙
げると、エチレン／アクリル酸共重合体、エチレ
ン／メタアクリル酸共重合体、エチレン／フマル
酸共重合体、エチレン／メタアクリル酸／メタア
クリル酸亜鉛共重合体、エチレン／アクリル酸／
メタアクリル酸ナトリウム共重合体、エチレン／
アクリル酸イソブチル／メタアクリル酸／メタア
クリル酸亜鉛共重合体、エチレン／メタアクリル
酸メチル／メタアクリル酸／メタアクリル酸マグ
ネシウム共重合体、エチレン／アクリル酸エチル
共重合体、エチレン／酢酸ビニル共重合体、エチ
レン／メタアクリル酸グリシジル共重合体、エチ
レン／酢酸ビニル／メタアクリル酸グリシジル共
重合体、エチレン−ｇ−無水マレイン酸共重合体
（“ｇ”はグラフトを表わす、以下同じ）、エチレ
ン／プロピレン−ｇ−無水マレイン酸共重合体、
エチレン／プロピレン−ｇ−アクリル酸共重合
体、エチレン／１−ブテン−ｇ−フマル酸共重合
体、エチレン／１−ヘキセン−ｇ−イタコン酸共
重合体、エチレン／プロピレン−ｇ−エンドビシ
クロ〔２・２・１〕−５−ヘプテン−２・３−無
水ジカルボン酸共重合体、エチレン／プロピレン
−ｇ−メタアクリル酸グリシジル共重合体、エチ
レン／プロピレン／１・４−ヘキサジエン−ｇ−
無水マレイン酸共重合体、エチレン／プロピレ
ン／ジシクロペンタジエン−ｇ−フマル酸共重合
体、エチレン／プロピレン／ノルボルナジエン−
ｇ−マレイン酸共重合体およびエチレン／酢酸ビ
ニル−ｇ−アクリル酸共重合体などであり、これ
らの変性ポリオレフインの二種以上を併用するこ
とも可能である。上記変性ポリオレフインの製造
は公知の方法、たとえば特公昭39−6810号公報、
特公昭46−27527号公報、特公昭50−2630号公
報、特公昭52−43677号公報、特公昭53−5716号
公報、特公昭53−19037号公報、特公昭53−41173
号公報、特公昭56−9925号公報などに示された方
法にしたがつて製造することができる。なお、エ
チレン系アイオノマーについては一般に“サーリ
ン”、“ハイミラン”、“コーポレン”なる商品名で
市販されている各種グレードを用いることができ
る。本発明で用いられる変性ポリオレフインの重
合度は特に制限ないが、通常メルトインデツクス
が0.01〜50ｇ／10minの範囲内にあるものを任意
に選択できる。また本発明では上記の変性ポリオ
レフインに少量の他のポリオレフインを混合する
ことも可能であり、このポリオレフインとしてポ
リエチレン、エチレン／プロピレン共重合体、エ
チレン／ブテン−１共重合体、エチレン／プロピ
レン／ジシクロペンタジエン共重合体、エチレ
ン／プロピレン／５−エチリデンノルボルネン共
重合体およびエチレン／プロピレン／１・４−ヘ
キサジエン共重合体などを用いることができる。 (A)ポリアミドと(B)変性ポリオレフインの混合比
はポリアミド：95〜50重量％、好ましくは90〜60
重量％と変性ポリオレフイン：５〜50重量％、好
ましくは10〜40重量％の範囲内であることが必要
である。変性ポリオレフインの使用量が５重量％
未満の場合には衝撃強度の向上効果が小さく、一
方、変性ポリオレフインの配合量が50重量％を越
えると混合物の強度、耐熱性が低下するなどポリ
アミドの特徴が発揮されず、ポリアミド樹脂組成
物という本来の目的が達成されないので好ましく
ない。 本発明で用いられる(C)ヒンダードフエノール系
化合物とは、たとえば３・５−ジ−ｔ−ブチル−
４−ヒドロキシトルエン、２・2′−メチレンビス
−（４−メチル−６−ｔ−ブチルフエノール）、
４・4′−メチレンビス（２・６−ジ−ｔ−ブチル
フエノール）、４・4′−ブチリデンビス−６−ｔ
−ブチル−ｍ−クレゾール、２・６−ビス（2′−
ヒドロキシ−3′−ｔ−ブチル−5′−メチルベンジ
ル）−４−メチルフエノール、１・１・３−トリ
ス（2′−メチル−5′−ｔ−ブチル−4′−ヒドロキ
シフエニル）ブタン、１・３・５−トリメチル−
２・４・６−トリス（3′・5′−ジ−ｔ−ブチル−
4′−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、４・4′−チ
オビス（2′−メチル−6′−ｔ−ブチルフエノー
ル）、２・2′−チオビス（4′−メチル−6′−ｔ−ブ
チルフエノール）、４・4′−チオビス（３−メチ
ル−６−ｔ−ブチルフエノール）、オクタデシル
−３−（３・５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキ
シフエニル）プロピオネート、 １・１・１・１−テトラキス〔メチル−３−
（３・５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフエ
ニル）プロピオネート〕メタン、Ｎ・N′−ヘキ
サメチレンビス（３・５−ジ−ｔ−ブチル−４−
ハイドロシンナムアミド）、２・2′−チオジエチ
ルビス−〔３−（３・５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒ
ドロキシフエニル）−プロピオネート〕、Ｎ−ラウ
ロイル−ｐ−アミノフエノールおよびＮ−ステア
ロイル−ｐ−アミノフエノールなどであり、一般
には“イルガノツクス”などの商品名で市販され
ている各種の化合物を利用することができる。ま
た本発明で用いられる芳香族アミン化合物の代表
例を挙げると４・4′−ビス（４−α・α′−ジメ
チルベンジル）ジフエニルアミンおよびＮ・
N′−ジ−β−ナフチル−ｐ−フエニレンジアミ
ンなどである。これらのヒンダードフエノール系
化合物および芳香族アミン化合物は二種以上を併
用でき、その使用量はポリアミドおよび変性ポリ
オレフインの総量100重量部に対し0.005〜３重量
部、より好ましくは0.01〜１重量部を添加するの
が適当である。ヒンダードフエノール系化合物お
よび／または芳香族アミン化合物の添加量が
0.005重量部未満には、射出成形時の流動性向
上、熱処理後の低温衝撃強度の低下防止という特
異な効果が十分発揮されず、一方これらの化合物
の添加量が３重量部を越えると成形物表面へ折出
して外観を損なつたり、物性低下を招くおそれが
あるので好ましくない。本発明では(C)ヒンダード
フエノール系化合物および／または芳香族アミン
化合物と併用する形で、通常、過酸化物分解剤と
呼称される化合物、たとえばジステアリルチオジ
プロピオネート、ラウリルステアリルチオジプロ
ピオネートおよびジラウリルチオジプロピオネー
トなどを添加することも可能である。これらの化
合物はヒンダードフエノール系化合物および／ま
たは芳香族アミン化合物が存在しない場合には添
加しても流動性の向上、熱処理後の低温衝撃強度
の低下防止効果を発揮しない。 本発明で用いられる(D)銅化合物としては塩化第
１銅、塩化第２銅、臭化第１銅、臭化第２銅、ヨ
ウ化第１銅、硫酸第２銅、硝酸第２銅、燐酸銅、
酢酸第２銅、サリチル酸第２銅、ステアリン酸第
２銅、安息香酸第２銅および前記の無機ハロゲン
化銅とキシレンジアミン、２−メルカプトベンズ
イミダゾール、ベンズイミダゾールなどとの錯化
合物などが挙げられる。銅化合物の使用量はポリ
アミドおよび変性ポリオレフインの総量100重量
部に対し0.005〜１重量部、より好ましくは0.01
〜0.5重量部が適当である。銅化合物の添加量が
極めて微量の場合にはポリアミドの劣化を防止す
る効果が小さく、一方銅化合物をあまりに多く用
いると成形時に銅金属の遊離を起こし、着色によ
る商品価値を低下させるので好ましくない。本発
明では(D)銅化合物と併用する形でハロゲン化アル
カリを添加することも可能である。このハロゲン
化アルカリ化合物の例を挙げると塩化リチウム、
臭化リチウム、ヨウ化リチウム、塩化カリウム、
臭化カリウム、ヨウ化カリウム、臭化ナトリウム
およびヨウ化ナトリウムなどである。 (A)ポリアミド、(B)変性ポリオレフイン、(C)ヒン
ダードフエノール系化合物および／または芳香族
アミン化合物および(D)銅化合物の混合方法は特に
限定されず、通常公知の方法を採用することがで
きる。すなわちポリアミド、変性ポリオレフイン
のペレツト、粉末、細片などと添加剤とを高速撹
拌機で均一混合した後、十分な混練能力のある一
軸または多軸の押出機で溶融混練する方法、銅化
合物を含有するポリアミドとヒンダードフエノー
ル系化合物および／または芳香族アミン化合物を
含有する変性ポリオレフインとを押出機で混練す
る方法、ポリアミドと変性ポリオレフインをまず
押出機で溶融混練した後、成形時にヒンダードフ
エノール系化合物および銅化合物を添加して射出
あるいは押出などの成形を行なう方法およびポリ
アミド、変性ポリオレフインおよび添加剤を成形
時にドライブレンドして射出あるいは押出などの
成形を行なう方法などいずれの方法も採ることが
できる。 本発明の樹脂組成物には、その成形性、物性を
損わない限りにおいて他の成分、たとえば顔料、
染料、補強剤、充填剤、離形剤、滑剤、結晶核
剤、紫外線吸収剤、可塑剤、帯電防止剤、他の重
合体などを添加導入することができる。特に成形
性を向上させる意味で通常公知の離形剤、結晶核
剤を添加することは重要で、たとえばＮ・N′−
エチレンビスステアリルアミド、Ｎ・N′−メチ
レンビスステアリルアミド、ステアリン酸カルシ
ウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸アル
ミニウム、モンタン酸ワツクス、タルク、クレ
ー、カオリンなどを添加導入することが可能であ
る。また可塑剤の添加は極度に柔軟な材料を得る
目的には有効な方法で、たとえばＮ−ブチルベン
ゼンスルホンアミド、Ｎ−メチルベンゼンスルホ
ンアミド、Ｎ−エチル−ｏ・ｐ−トルエンスルホ
ンアミド、ｐ−オキシ安息香酸−２−エチルヘキ
シルエステル、ヘキシレングリコールなどの化合
物を利用することができる。また、ガラス繊維、
アスベスト繊維、炭素繊維、ワラステナイト、タ
ルク、炭酸カルシウム、チタン酸カリウイスカー
などの繊維状ないて粉末状補強剤、充填剤を添加
配合することにより高剛性でしかも衝撃強度の高
い組成物を得ることができる。 本発明の組成物は一般射出成形品、ホース、チ
ユーブ、フイルム、モノフイラメント、電線被
覆、中空成形品、ラミネートなど各種用途に対し
て有用である。 以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説
明する。なお実施例および比較例に記した試験片
の物性は次の方法にしたがつて測定評価した。 (1) 相対粘度：JIS K6810 (2) メルトインデツクス：ASTM D1238 (3) 引張特性：ASTM D638 (4) 曲げ特性：ASTM D790 (5) アイゾツト衝撃強度：ASTM D256 (6) 射出成形の流動性：渦巻金型を用いた、いわ
ゆるスパイラルフロー長さを測定した。 実施例 １ ε−カプロラクタムを溶融重合して得た相対粘
度2.75のナイロン６：75重量％および三井ポリケ
ミカル(株)製アイオノマー樹脂“ハイミラン”1706
（メルトインデツクス：0.7、エチレン／メタアク
リル酸／メタアクリル酸亜鉛共重合体）：25重量
％の混合物100重量部に対しチバ・ガイギー社製
“イルガノツクス”1010：0.05重量部、ヨウ化
銅：0.03重量部を添加し高速撹拌機で均一に混合
した後、65mmφ口径の押出機で溶融混練し、ペレ
ツト化した。 このペレツトを真空乾燥した後、射出成形機に
よりシリンダー温度250℃、金型温度70℃の条件
下に射出圧力を変え３mm厚みのスパイラルフロー
試験を実施したところ射出圧700Kg/cm²の時フロー
長さ82cmというすぐれた流動性を示した。また同
様な条件下で射出成形により調製したアイゾツト
衝撃試験片を空気中120℃で200時間熱処理した
後、23℃〜−40℃の温度領域で衝撃強度を測定し
熱処理前後の値を比較したところ、第１表に示す
ようにアイゾツト衝撃強度の変化はほとんどな
く、熱処理後もすぐれた低温衝撃強度を保持して
いることがわかつた。 次にアイゾツト衝撃試験片と同時に成形した引
張試験片を空気中130℃で加熱劣化させ、引張破
断伸びの変化をしらべたところ、1000時間経過後
も脆性破断に至ることなく、すぐれた靭性を保持
していることが判明した。なお強度、弾性率は次
の通りであつた。 引張降伏応力：550Kg/cm² 曲げ降伏応力：710Kg/cm² 曲げ弾性率：19000Kg/cm² 比較例 １ “イルガノツクス”1010およびヨウ化銅を使用
しないこと以外は全く実施例１と同様にして射出
成形における流動性をしらべたところスパイラル
フロー長さが73cmであつた。また、アイゾツト衝
撃強度の熱処理による変化は第１表に示すように
極めて大きく、空気中120℃で200時間処理した後
のアイゾツト衝撃強度を低温領域において測定す
ると極めて小さな値であり著るしく脆い材料であ
ることが判明した。 比較例 ２ “イルガノツクス”1010を使用しないこと以外
は全く実施例１と同様にして射出成形における流
動性をしらべたところスパイラルフロー長さが73
cmであつた。また空気中120℃で200時間熱処理し
た後のアイゾツト衝撃強度を低温領域において測
定すると、第１表に示すように極めて小さな値で
あり、著るしく脆い材料であることが判明した。 比較例 ３ ヨウ化銅を用いないこと以外は全く実施例１と
同様にして射出成形における流動性をしらべたと
ころスパイラルフロー長さは81cmとすぐれてい
た。次に空気中120℃で200時間熱処理した後のア
イゾツト衝撃強度を低温領域において測定すると
第１表に示すような値であつた。後いて引張試験
片を空気中130℃で1000時間加熱し、引張破断伸
びをしらべたところ、脆性破断し極めて劣化して
いることがわかつた。 比較例 ４ 実施例１における“イルガノツクス”1010の代
りに亜リン酸トリフエニルを添加すること以外は
全く実施例１と同様にして射出成形における流動
性をしらべたところ増粘著るしく、スパイラルフ
ロー長さが49cmという極めて悪い結果であつた。
また、空気中120℃で200時間熱処理した後のアイ
ゾツト衝撃強度を低温領域において測定すると第
１表に示す通りであつた。 実施例 ２ エチレン70モル％およびプロピレン30モル％か
らなるエチレン／プロピレン共重合体100重量部
に対し、少量のアセトンに溶解したα・α′−ビ
ス−ｔ−ブチルパーオキシ−ｐ−ジイソプロピル
ベンゼン0.03重量部および無水マレイン酸0.5重
量部を添加した後、40mmφ口径の押出機を用いて
230℃で混練してペレツト化した。このペレツト
を粉砕後、アセトンにより未反応無水マレイン酸
を抽出し、次いでプレスフイルムの赤外吸収スペ
クトルでグラフト反応した無水マレイン酸を定量
したところ、0.35重量％の無水マレイン酸を含有
していることがわかつた。 ここで得られたエチレン／プロピレン−ｇ−無
水マレイン酸共重合体（メルトインデツクス：
1.5）：30重量％をヘキサメチレンジアミン・ア
ジピン酸等モル塩を溶融重合して得た相対粘度
2.60のナイロン66：70重量％と混合し、この混合
物100重量部に対し４・4′−ビス（４−α・α′−
ジメチルベンジル）ジフエニルアミン：0.3重量
部およびヨウ化銅の２−メルカプトベンズイミダ
ゾール錯体：0.03重量部を添加した後、65mmφ口
径の押出機で溶融混練しペレツト化した。 次にこのペレツトを真空乾燥した後、射出成形
機によりシリンダー温度275℃、金型温度80℃の
条件下に３mm厚みのスパイラルフロー試験を実施
したところ、射出圧750Kg/cm²の時フロー長さ90cm
というすぐれた流動性を示した。また同様な条件
で射出成形により調製したアイゾツト衝撃試験片
を空気中120℃で300時間熱処理した後、23℃〜−
40℃の温度領域で衝撃強度を測定し熱処理前後の
値を比較したところ、第１表に示すようにアイゾ
ツト衝撃強度の変化はほとんどなく、熱処理後も
すぐれた低温衝撃強度を保持していることがわか
つた。 アイゾツト衝撃試験片と同時に成形した引張試
験片を空気中130℃で加熱劣化させ、引張破断伸
びの変化をしらべたところ、1000時間経過後も脆
性破断に至ることなく、すぐれた靭性を保持して
いることが判明した。なお23℃の絶乾時の強度、
弾性率は次の通りであつた。 引張降伏応力：510Kg/cm² 曲げ降伏応力：710Kg/cm² 曲げ弾性率：17600Kg/cm²

【表】

【表】 実施例 ３〜８ ポリアミド、変性ポリオレフイン、ヒンダード
フエノール系化合物および銅化合物の種類、配合
量などを第２表のように変え、実施例１と同様な
操作を行なつて射出成形における流動性熱処理前
後のアイゾツト衝撃強度の変化、加熱劣化性をし
らべ第２表に示す結果を得た。第２表に示したい
ずれの場合にもすぐれた特性を備えた材料が得ら
れることがわかつた。

【表】

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ (A)ポリアミド：95〜50重量％および(B)カルボ
   ン酸基、カルボン酸金属塩基、カルボン酸エステ
   ル基、酸無水物基およびエポキシ基から選ばれた
   少なくとも一種の官能基を有する変性ポリオレフ
   イン：５〜50重量％からなる混合物100重量部に
   対し(C)ヒンダードフエノール系化合物および／ま
   たは芳香族アミン化合物：0.005〜３重量部およ
   び(D)銅化合物：0.005〜１重量部を添加配合して
   なる樹脂組成物。