[go: up one dir, main page]

CN104919002A - 半芳香族聚酰胺树脂组合物及将其成型而成的成型体 - Google Patents

半芳香族聚酰胺树脂组合物及将其成型而成的成型体 Download PDF

Info

Publication number
CN104919002A
CN104919002A CN201480004939.3A CN201480004939A CN104919002A CN 104919002 A CN104919002 A CN 104919002A CN 201480004939 A CN201480004939 A CN 201480004939A CN 104919002 A CN104919002 A CN 104919002A
Authority
CN
China
Prior art keywords
semi
aromatic polyamide
resin composition
polyamide resin
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201480004939.3A
Other languages
English (en)
Inventor
三井淳一
竹谷丰
甘利太阳
上川泰生
椛岛洋平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Unitika Ltd
Original Assignee
Unitika Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Unitika Ltd filed Critical Unitika Ltd
Publication of CN104919002A publication Critical patent/CN104919002A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K13/00Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
    • C08K13/02Organic and inorganic ingredients
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02Fibres or whiskers
    • C08K7/04Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/14Glass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/32Phosphorus-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/38Boron-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/49Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51Phosphorus bound to oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/49Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/52Phosphorus bound to oxygen only
    • C08K5/521Esters of phosphoric acids, e.g. of H3PO4
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/49Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/53Phosphorus bound to oxygen bound to oxygen and to carbon only
    • C08K5/5313Phosphinic compounds, e.g. R2=P(:O)OR'
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02Fibres or whiskers
    • C08K7/04Fibres or whiskers inorganic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02Fibres or whiskers
    • C08K7/04Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/06Elements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/06Polyamides derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2227Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/32Phosphorus-containing compounds
    • C08K2003/329Phosphorus containing acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/38Boron-containing compounds
    • C08K2003/387Borates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/003Additives being defined by their diameter
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/004Additives being defined by their length
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/014Additives containing two or more different additives of the same subgroup in C08K
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polyamides (AREA)

Abstract

一种半芳香族聚酰胺树脂组合物,其特征在于,含有半芳香族聚酰胺(A)、磷系阻燃剂(B)及无机铝化合物(C),(A)与(B)的质量比(A/B)为50/50~95/5,相对于(A)和(B)的总计100质量份,(C)为0.1~20质量份,(A)由芳香族二羧酸成分、脂肪族二胺成分以及单羧酸成分构成,相对于构成(A)的总单体成分,单羧酸成分的含量为0.3~4.0摩尔%。

Description

半芳香族聚酰胺树脂组合物及将其成型而成的成型体
技术领域
本发明涉及具有阻燃性并且成型时的脱模性优异、进而在熔融加工时的温度下气体的产生量少的半芳香族聚酰胺树脂组合物。
背景技术
半芳香族聚酰胺不仅耐热性、机械特性优异,而且低吸水性也优异,而被广泛用作电气·电子部件、汽车的发动机周边的部件。这些部件中,对于在电气·电子部件中使用的半芳香族聚酰胺还进一步要求高度阻燃性。
作为对树脂赋予阻燃性的方法,通常采用使用阻燃剂的方法。近年,由于环境意识提高,避免使用卤素系阻燃剂,通常使用非卤素系阻燃剂。
例如,专利文献1和2中公开了作为非卤素系阻燃剂,使用三聚氰胺与磷酸的反应物、次膦酸盐和金属化合物的混合物,公开了在1/16英寸的成型品中均满足阻燃标准UL94V-0标准。
然而,含有聚酰胺和次膦酸盐的树脂组合物的金属腐蚀性大。因此,该组合物在熔融加工时,挤出机的螺杆、模头、而且成型机的螺杆、模具等金属部件严重磨损,所以存在缺乏量产性这种问题。另外,该组合物在成型加工时,还有产生气体多、污垢附着于模具的问题。
针对这些问题,本发明人等在专利文献3中公开了通过在含有聚酰胺和次膦酸盐的树脂组合物中使用勃姆石作为稳定剂来抑制金属腐蚀性和气体产生的技术。
专利文献1:日本特开2004-263188号公报
专利文献2:日本特开2007-023206号公报
专利文献3:日本特开2010-254760号公报
发明内容
然而,如果将该技术用于加工温度高的半芳香族聚酰胺的熔融加工,则有时不能充分抑制挤出时或成型时的气体产生,并且成型的成型体的脱模性差。
本发明为了解决上述问题而完成,其目的在于提供一种不仅机械特性、耐热性、阻燃性优异而且脱模性也优异、进而在成型加工时的温度下气体的产生量少的半芳香族聚酰胺树脂组合物。
本发明人等为了解决上述课题反复进行深入研究,结果发现,通过使用含有特定量的单羧酸成分的半芳香族聚酰胺作为半芳香族聚酰胺,能够解决上述课题,从而完成了本发明。即,本发明的主旨如下。
(1)一种半芳香族聚酰胺树脂组合物,其特征在于,含有半芳香族聚酰胺(A)、磷系阻燃剂(B)和无机铝化合物(C),
半芳香族聚酰胺(A)与磷系阻燃剂(B)的质量比(A/B)为50/50~95/5,
相对于半芳香族聚酰胺(A)与磷系阻燃剂(B)的总计100质量份,无机铝化合物(C)为0.1~20质量份,
半芳香族聚酰胺(A)由芳香族二羧酸成分、脂肪族二胺成分及单羧酸成分构成,
相对于构成半芳香族聚酰胺(A)的总单体成分,单羧酸成分的含量为0.3~4.0摩尔%。
(2)根据(1)记载的半芳香族聚酰胺树脂组合物,其特征在于,单羧酸成分含有分子量为140以上的单羧酸。
(3)根据(1)或(2)记载的半芳香族聚酰胺树脂组合物,其特征在于,单羧酸成分含有脂肪族单羧酸。
(4)根据(3)记载的半芳香族聚酰胺树脂组合物,其特征在于,脂肪族单羧酸为硬脂酸。
(5)根据(1)~(4)中任一项记载的半芳香族聚酰胺树脂组合物,其特征在于,脂肪族二胺成分含有1,10-癸二胺。
(6)根据(1)~(5)中任一项记载的半芳香族聚酰胺树脂组合物,其特征在于,芳香族二羧酸成分含有对苯二甲酸。
(7)根据(1)~(6)中任一项记载的半芳香族聚酰胺树脂组合物,其特征在于,磷系阻燃剂(B)为次膦酸盐和/或二次膦酸盐。
(8)根据(7)记载的半芳香族聚酰胺树脂组合物,其特征在于,次膦酸盐是由下述通式(I)表示的化合物,二次膦酸盐是由下述通式(II)表示的化合物。
(式中,R1、R2、R4及R5各自独立地表示直链或者支链的碳原子数1~16的烷基和/或苯基。R3表示直链或支链的碳原子数1~10的亚烷基、碳原子数6~10的亚芳基、芳基亚烷基、或者烷基亚芳基。M表示钙离子、铝离子、镁离子或锌离子。m为2或3。n、a、b是满足2×b=n×a的关系式的整数。)
(9)根据(1)~(8)中任一项记载的半芳香族聚酰胺树脂组合物,其特征在于,无机铝化合物(C)是选自氧化铝、勃姆石以及硅酸铝中的1种以上。
(10)根据(1)~(9)中任一项记载的半芳香族聚酰胺树脂组合物,其特征在于,相对于半芳香族聚酰胺(A)和磷系阻燃剂(B)的总计100质量份,进一步含有5~200质量份纤维状强化材料(D)。
(11)根据(10)记载的半芳香族聚酰胺树脂组合物,其特征在于,纤维状强化材料(D)是选自玻璃纤维、碳纤维以及金属纤维中的1种以上。
(12)一种成型体,将上述(1)~(11)中任一项记载的半芳香族聚酰胺树脂组合物成型而成。
根据本发明,可提供一种不仅机械特性、耐热性、阻燃性优异而且脱模性也优异的、能够抑制高温下的金属腐蚀性、进而在成型加工时的温度下气体的产生量少的半芳香族聚酰胺树脂组合物。
附图说明
图1是表示用于评价金属腐蚀性的装置的图。
具体实施方式
以下,详细说明本发明。
本发明的半芳香族聚酰胺树脂组合物含有半芳香族聚酰胺(A)、磷系阻燃剂(B)和无机铝化合物(C)。
本发明中半芳香族聚酰胺(A)由芳香族二羧酸成分、脂肪族二胺成分和单羧酸成分构成。
本发明中,作为构成半芳香族聚酰胺(A)的芳香族二羧酸成分,例如,可举出对苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二羧酸,其中从能够提高耐热性的角度考虑,优选对苯二甲酸。
除芳香族二羧酸成分以外,作为共聚的成分,可举出草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸等脂肪族二羧酸,环己烷二羧酸等脂环式二羧酸等二羧酸。然而,为了不使半芳香族聚酰胺(A)的耐热性降低,对苯二甲酸以外的芳香族二羧酸、脂肪族二羧酸、脂环式二羧酸的共聚量相对于原料单体的总摩尔数,优选为5摩尔%以下,更优选实质上不含有。
本发明中,作为构成半芳香族聚酰胺(A)的脂肪族二胺成分,例如,可举出1,2-乙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺、1,7-庚二胺、1,8-辛二胺、1,9-壬二胺、1,10-癸二胺、1,11-十一烷二胺、1,12-十二烷二胺、2-甲基-1,5-戊二胺、2-甲基-1,8-辛二胺。其中,从耐热性、机械特性的平衡良好的角度考虑,优选1,10-癸二胺。脂肪族二胺成分可以单独使用,也可以并用。
除了脂肪族二胺成分以外,作为共聚的成分,可举出环己烷二胺等脂环式二胺、亚二甲苯二胺、苯二胺等芳香族二胺。然而,由于其会损害由脂肪族二胺成分带来的上述特性,因此脂环式二胺、芳香族二胺的共聚量相对于原料单体的总摩尔数,优选为5摩尔%以下,更优选实质上不含有。
本发明中,半芳香族聚酰胺(A)根据需要可以共聚己内酰胺、月桂内酰胺等内酰胺类、氨基己酸、11-氨基十一烷酸等ω-氨基羧酸。
本发明中,半芳香族聚酰胺(A)需要将单羧酸成分作为构成成分。单羧酸成分的含量相对于构成半芳香族聚酰胺(A)的总单体成分,需为0.3~4.0摩尔%,优选为0.3~3.0摩尔%,更优选为0.3~2.5摩尔%,进一步优选为0.8~2.5摩尔%。单羧酸成分的含量小于0.3摩尔%时,看不到脱模性的提高,或者无法抑制在成型加工时的温度下气体的产生量。另一方面,单羧酸成分的含量超过4.0摩尔%时,机械特性、阻燃性降低。应予说明,本发明中,单羧酸的含量是指,半芳香族聚酰胺(A)中的单羧酸的残基、即末端基团的羟基从单羧酸脱离之后的单羧酸残基的含量。
作为单羧酸成分,优选含有分子量为140以上的单羧酸,优选含有分子量为170以上的单羧酸。若单羧酸的分子量为140以上,则脱模性提高,能够抑制在成型加工时的温度下气体的产生量,并且还能提高成型流动性。
作为单羧酸成分,可举出脂肪族单羧酸、脂环族单羧酸、芳香族单羧酸,其中,从能够减少来源于聚酰胺成分的产生气体量、减少模具污染、提高脱模性的角度考虑,优选脂肪族单羧酸。
作为分子量为140以上的脂肪族单羧酸,例如,可举出辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、山萮酸。其中,从通用性高的角度考虑,优选硬脂酸。
作为分子量为140以上的脂环族单羧酸,例如可举出4-乙基环己烷羧酸、4-己基环己烷羧酸、4-月桂基环己烷羧酸。
作为分子量为140以上的芳香族单羧酸,例如可举出4-乙基苯甲酸、4-己基苯甲酸、4-月桂基苯甲酸、1-萘甲酸、2-萘甲酸以及它们的衍生物。
单羧酸成分可以单独使用,也可以并用。另外,也可以并用分子量为140以上的单羧酸和分子量小于140的单羧酸。应予说明,本发明中,单羧酸的分子量是指原料的单羧酸的分子量。
本发明中,半芳香族聚酰胺(A)的作为分子量指标的在96%硫酸中、25℃、浓度1g/dL下测定时的相对粘度优选为1.8以上,更优选为1.8~3.5,进一步优选为1.9~3.1。相对粘度小于1.8时,机械特性有时降低。
半芳香族聚酰胺(A)可以使用以往已知的加热聚合法、溶液聚合法的方法来制造。其中,从对工业有利这点考虑,优选使用加热聚合法。作为加热聚合法,可举出由下述工序(i)和下述工序(ii)构成的方法,工序(i)是由芳香族二羧酸成分、脂肪族二胺成分和单羧酸成分得到反应物,工序(ii)是将得到的反应物聚合。
作为工序(i),例如,可举出将芳香族二羧酸粉末和单羧酸混合,预先加热至为脂肪族二胺的熔点以上且为芳香族二羧酸的熔点以下的温度,以保持芳香族二羧酸的粉末的状态的方式,在实质上不含水的条件下,向该温度的芳香族二羧酸粉末和单羧酸中添加脂肪族二胺的方法。或者,作为其他的方法,可举出将由熔融状态的脂肪族二胺和固体的芳香族二羧酸构成的悬浊液搅拌混合,得到混合液后,在低于最终生成的半芳香族聚酰胺的熔点的温度下,进行基于芳香族二羧酸与脂肪族二胺与单羧酸的反应的盐的生成反应以及基于生成的盐的聚合的低聚物的生成反应,得到盐和低聚物的混合物的方法。此时,可以边反应边进行粉碎,也可以在反应后暂时取出然后进行粉碎。工序(i)优选容易控制反应物的形状的前者。
作为工序(ii),例如,可举出将工序(i)中得到的反应物在低于最终生成的半芳香族聚酰胺的熔点的温度下固相聚合,使其高分子量化直至达到规定的分子量,得到半芳香族聚酰胺的方法。固相聚合优选在聚合温度180~270℃、反应时间0.5~10小时、氮等非活性气体气流中进行。
作为工序(i)和工序(ii)的反应装置,没有特别限定,使用公知的装置即可。可以用相同的装置实施工序(i)和工序(ii),也可以用不同的装置实施。
另外,作为加热聚合法中的加热的方法,没有特别限定,可举出用水、蒸气、载热油等介质加热反应容器的方法,用电加热器加热反应容器的方法,利用由搅拌产生的搅拌热等伴随内容物的运动所产生的摩擦热的方法。另外,可以组合这些方法。
在半芳香族聚酰胺(A)的制造中,可以使用用于提高聚合效率的聚合催化剂。作为聚合催化剂,可举出磷酸、亚磷酸、次磷酸或者它们的盐,聚合催化剂的添加量通常相对于原料单体的总摩尔,优选为2摩尔%以下。
本发明的半芳香族聚酰胺树脂组合物含有磷系阻燃剂(B)。
本发明中,半芳香族聚酰胺(A)与磷系阻燃剂(B)的质量比(半芳香族聚酰胺(A)/磷系阻燃剂(B))需为50/50~95/5,优选为70/30~90/10。若磷系阻燃剂(B)的比小于5质量%,则很难对树脂组合物赋予需要的阻燃性。另一方面,若磷系阻燃剂(B)的比超过50质量%,则与阻燃性优异相反,得到的成型体的机械特性变得不充分,或树脂组合物难以进行熔融混炼。
作为构成本发明的半芳香族聚酰胺树脂组合物的磷系阻燃剂(B),可举出磷酸酯化合物、次膦酸盐、二次膦酸盐等。
作为磷酸酯化合物,例如,可举出磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三丁氧基乙酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯基二苯酯、磷酸辛基二苯酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸二异丙基苯酯、磷酸三(二甲苯基)酯、磷酸三(异丙基苯基)酯、磷酸三萘酯、双酚A双磷酸酯、对苯二酚双磷酸酯、间苯二酚双磷酸酯、间苯二酚-二苯基磷酸酯、三羟基苯三磷酸酯、或者它们的取代体、缩合物。其中,从难以附着于模具、成型体的耐热性、耐湿性优异的角度考虑,优选磷酸酯化合物。磷酸酯化合物可以是单体、低聚物、聚合物或它们的混合物。作为磷酸酯化合物的具体的商品,例如,可举出大八化学工业公司制“TPP”〔磷酸三苯酯〕、“TXP”〔磷酸三(二甲苯基)酯〕、“CR-733S”〔间苯二酚双(二苯基磷酸酯)〕、“PX200”〔1,3-亚苯基-四(2,6-二甲基苯基)磷酸酯〕、“PX201”〔1,4-亚苯基-四(2,6-二甲基苯基)磷酸酯〕、“PX202”〔4,4′-亚联苯基-四(2,6-二甲基苯基)磷酸酯〕。它们可以单独使用,也可以并用。
作为次膦酸盐和二次膦酸盐,可举出各自由下述通式(I)和通式(II)表示的化合物。
式中,R1、R2、R4及R5需各自独立地为直链或支链的碳原子数1~16的烷基和/或苯基,优选为碳原子数1~8的烷基和/或苯基,更优选为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、正辛基、苯基,进一步优选为乙基。R1与R2以及R4与R5可以相互形成环。
R3需为直链或支链的碳原子数1~10的亚烷基、碳原子数6~10的亚芳基、芳基亚烷基、或者烷基亚芳基。作为直链或支链的碳原子数1~10的亚烷基,例如,可举出亚甲基、亚乙基、正亚丙基、异亚丙基、异丙叉基、正亚丁基、叔亚丁基、正亚戊基、正亚辛基、正亚十二烷基。作为碳原子数6~10的亚芳基,例如,可举出亚苯基、亚萘基。作为烷基亚芳基,例如,可举出甲基亚苯基、乙基亚苯基、叔丁基亚苯基、甲基亚萘基、乙基亚萘基、叔丁基亚萘基。作为芳基亚烷基,例如,可举出苯基亚甲基、苯基乙烯基、苯基亚丙基、苯基亚丁基。
M表示金属离子。作为金属离子,例如,可举出钙离子、铝离子、镁离子、锌离子,优选为铝离子、锌离子,更优选为铝离子。
m、n表示金属离子的价数。m为2或3。a表示金属离子的个数,b表示二次膦酸根离子的个数,n、a、b是满足“2×b=n×a”的关系式的整数。
次膦酸盐、二次膦酸盐各自使用对应的次膦酸或二次膦酸、与金属碳酸盐、金属氢氧化物或金属氧化物在水溶液中制造,通常,作为单体存在,但取决于反应条件,也有以缩合度为1~3的聚合物性次膦酸盐的形式存在的情况。作为金属成分,例如,可举出钙离子、镁离子、铝离子和/或锌离子。
作为次膦酸盐的制造中使用的膦酸,例如,可举出二甲基次膦酸、乙基甲基次膦酸、二乙基次膦酸、甲基-正丙基次膦酸、异丁基甲基次膦酸、辛基甲基次膦酸、甲基苯基次膦酸、二苯基次膦酸,其中优选二乙基次膦酸。
作为由上述通式(I)表示的次膦酸盐的具体例,例如,可举出二甲基次膦酸钙、二甲基次膦酸镁、二甲基次膦酸铝、二甲基次膦酸锌、乙基甲基次膦酸钙、乙基甲基次膦酸镁、乙基甲基次膦酸铝、乙基甲基次膦酸锌、二乙基次膦酸钙、二乙基次膦酸镁、二乙基次膦酸铝、二乙基次膦酸锌、甲基-正丙基次膦酸钙、甲基-正丙基次膦酸镁、甲基-正丙基次膦酸铝、甲基-正丙基次膦酸锌、甲基苯基次膦酸钙、甲基苯基次膦酸镁、甲基苯基次膦酸铝、甲基苯基次膦酸锌、二苯基次膦酸钙、二苯基次膦酸镁、二苯基次膦酸铝、二苯基次膦酸锌。其中,从阻燃性、电气特性的平衡优异的角度考虑,优选二乙基次膦酸铝、二乙基次膦酸锌,更优选二乙基次膦酸铝。
另外,作为二次膦酸盐的制造中使用的二次膦酸,例如,可举出甲烷二(甲基次膦酸)、苯-1,4-二(甲基次膦酸)。
作为由上述通式(II)表示的二次膦酸盐的具体例,例如,可举出甲烷二(甲基次膦酸)钙、甲烷二(甲基次膦酸)镁、甲烷二(甲基次膦酸)铝、甲烷二(甲基次膦酸)锌、苯-1,4-二(甲基次膦酸)钙、苯-1,4-二(甲基次膦酸)镁、苯-1,4-二(甲基次膦酸)铝、苯-1,4-二(甲基次膦酸)锌。其中,从阻燃性、电气特性的平衡优异的角度考虑,优选甲烷二(甲基次膦酸)铝、甲烷二(甲基次膦酸)锌。
作为磷系阻燃剂(B),由于与半芳香族聚酰胺(A)的混合性优异,且少量添加就能够有效地赋予阻燃性,所以优选次膦酸盐或二次膦酸盐。进而,特别优选次膦酸盐与二次膦酸盐的混合物。作为次膦酸盐和二次膦酸盐的组合,例如,可举出二乙基次膦酸铝、二乙基次膦酸锌等次膦酸盐与甲烷二(甲基次膦酸)铝、甲烷二(甲基次膦酸)锌等二次膦酸盐。作为次膦酸盐与二次膦酸盐的混合物的具体商品,例如,可举出Clariant公司制“Exolit OP1230”、“Exolit OP1240”、“ExolitOP1312”、“Exolit OP1314”。
磷系阻燃剂(B)可以与阻燃助剂并用。作为阻燃助剂,例如,可举出氮系阻燃剂、氮-磷系阻燃剂、无机系阻燃剂,其中,优选氮系阻燃剂。
作为氮系阻燃剂,可举出三聚氰胺系化合物、三聚氰酸或三聚异氰酸与三聚氰胺化合物的盐等。作为三聚氰胺系化合物的具体例,以三聚氰胺为代表,有三聚氰胺衍生物、具有与三聚氰胺类似结构的化合物、三聚氰胺的缩合物等,具体而言,可举出三聚氰胺、氰尿酰胺、氰尿二酰胺、甲酰缩胍胺、脒基三聚氰胺、氰基三聚氰胺、苯胍胺、乙酰胍胺、琥珀酰胍胺、蜜白胺、蜜勒胺、蜜东(メトン)、蜜弄等具有三嗪骨架的化合物以及它们的硫酸盐、三聚氰胺树脂等。三聚氰酸或三聚异氰酸与三聚氰胺化合物的盐是指,三聚氰酸类或三聚异氰酸类与三聚氰胺系化合物的等摩尔反应物。
作为氮-磷系阻燃剂,例如,可举出由三聚氰胺或其缩合生成物与磷化合物形成的加成物(三聚氰胺加成物)、磷腈化合物。
作为构成上述三聚氰胺加成物的磷化合物,可举出磷酸、正磷酸、膦酸、次膦酸、偏磷酸、焦磷酸、三磷酸、四磷酸、多磷酸等。作为三聚氰胺加成物的具体例,可举出三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺焦磷酸酯、二(三聚氰胺)焦磷酸酯、三聚氰胺多磷酸酯、蜜勒胺多磷酸酯、蜜白胺多磷酸酯,其中,优选三聚氰胺多磷酸酯。磷的个数优选为2以上,更优选10以上。
作为磷腈化合物,例如,可举出由下述通式(III)表示的环状磷腈化合物。
式中,R6、R7各自独立地表示碳原子数1~10的烷基、碳原子数6~15的芳基,c表示3~15的整数。作为碳原子数1~10的烷基,例如,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、各种丁基、各种己基、各种辛基、环戊基、环己基,可以是直链状、支链状、环状的任一种。另外,作为碳原子数6~15的芳基,例如,可举出可以在环上导入烷基、芳基、烷氧基等取代基的苯基。作为R6、R7,优选均为芳基,其中,优选均为苯基。作为磷腈化合物的具体的商品名,例如,可举出伏见制药所公司制“Rabitle FP-100”、“Rabitle FP-110”、大塚化学公司制“SPS-100”、“SPB-100”。
作为无机系阻燃剂,例如,可举出氢氧化镁、氢氧化钙等金属氢氧化物,硼酸锌、磷酸锌等锌盐,铝酸钙等。其中,优选硼酸锌与除硼酸锌以外的其它锌盐的2种以上的混合物,进一步优选氢氧化镁与硼酸锌与磷酸锌的混合物。
金属氢氧化物可以是粒状、板状、针状的任一种形状。使用粒状或板状的金属氢氧化物时,其平均粒径优选为0.05~10μm,更优选为0.1~5μm。使用针状的金属氢氧化物时,其平均径优选为0.01~10μm,更优选为0.1~5μm,平均长优选为5~2000μm,更优选为10~1000μm。
从耐热性的观点考虑,金属氢氧化物优选其它金属、氯、硫等杂质的含量少。
另外,从能够提高在半芳香族聚酰胺树脂组合物中的分散性、提高热稳定性的角度考虑,优选对金属氢氧化物的表面用表面处理剂、固溶体等进行表面处理。作为表面处理剂,例如,可举出硅烷偶联剂、钛偶联剂、脂肪酸及其衍生物。作为固溶体,例如,可举出镍等金属。
作为硼酸锌,例如,可举出2ZnO·3B2O3、4ZnO·B2O3·H2O、2ZnO·3B2O3·3.5H2O。
作为硼酸锌以外的其它锌盐,例如,可举出Zn3(PO4)2·ZnO等磷酸锌、ZnSn(OH)6、ZnSnO3等锡酸锌、其它钼酸钙锌,其中,优选磷酸锌。
并用硼酸锌和磷酸锌时,硼酸锌与磷酸锌的质量比优选为1:0.1~1:5,更优选为1:2~1:4,进一步优选为1:2.5~1:3.5。
本发明的半芳香族聚酰胺树脂组合物中,磷系阻燃剂(B)、阻燃助剂可以单独使用,也可以并用。
作为本发明中使用的无机铝化合物(C),例如,可举出铝氧粉(氧化铝)、过渡氧化铝、勃姆石(氧化铝·1水合物)、硅酸铝、氢氧化铝,其中,优选勃姆石、硅酸铝,更优选勃姆石。勃姆石越为低结晶性,越能够使磷系阻燃剂(B)稳定,即使少量添加也能够减少产生气体量和抑制金属的腐蚀。勃姆石的结晶性可以利用X射线衍射法来评价,也可以通过X射线峰值的大小来估算结晶性。另外,勃姆石与含有的阻燃剂作用,能够提高阻燃性,因此有使阻燃剂量减量的效果。
无机铝化合物(C)的含量相对于半芳香族聚酰胺(A)和磷系阻燃剂(B)的总计100质量份,需为0.1~20质量份,优选为0.2~10质量份,更优选为0.5~5质量份。无机铝化合物(C)的含量小于0.1质量份时,得不到减少产生气体量的效果、抑制金属腐蚀的效果。另一方面,无机铝化合物(C)的含量超过20质量份时,减少产生气体量的效果和抑制金属腐蚀的效果优异,相反,得到的成型体的机械特性不充分。
本发明中,通过含有无机铝化合物(C),来源于磷系阻燃剂(B)的气体的产生量减少。因此,能够在成型加工时的温度下使气体的产生量减少,操作性提高,不易发生模具气体通风口的堵塞,也不易发生模具的污染。
另外,本发明中,由于能够减少来源于磷系阻燃剂(B)的产生气体量,所以能够抑制高温下的金属腐蚀性。其结果,能够减小挤出加工时的挤出机的螺杆和模头、以及成型加工时的成型机的螺杆和模具等金属部件的磨损。
另外,本发明中,由于能够减少产生气体量,所以还能够提高成型时的脱模性。因此,能够在不产生成型不良的情况下长时间地连续成型。
本发明中,通过使用半芳香族聚酰胺(A)的分子量为140以上的单羧酸,还能够减少来源于半芳香族聚酰胺(A)的产生气体量。此时,减少来源于半芳香族聚酰胺(A)的产生气体量的效果和减少来源于磷系阻燃剂(B)的产生气体量的效果协同作用,因此在成型加工时的温度下气体的产生量显著减少。
本发明的半芳香族聚酰胺树脂组合物优选进一步含有纤维状强化材料(D)。作为纤维状强化材料(D),没有特别限定,例如,可举出玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、石棉纤维、聚乙烯醇纤维、聚酯纤维、丙烯酸纤维、全芳香族聚酰胺纤维、聚苯并唑纤维、聚四氟乙烯纤维、洋麻纤维、竹纤维、麻纤维、蔗渣纤维、高强度聚乙烯纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维、钛酸钾纤维、黄铜纤维、不锈钢纤维、钢纤维、陶瓷纤维、玄武岩纤维。其中,从机械特性的提高效果高、具有能够耐受与聚酰胺树脂熔融混炼时的加热温度的耐热性、易于获得的角度考虑,优选玻璃纤维、碳纤维、金属纤维。纤维状强化材料(D)可以单独使用,也可以并用。
玻璃纤维、碳纤维优选用硅烷偶联剂进行表面处理。硅烷偶联剂可以分散在集束剂中。作为硅烷偶联剂,例如,可举出乙烯基硅烷系、丙烯酸硅烷系、环氧硅烷系、氨基硅烷系,其中,从半芳香族聚酰胺(A)与玻璃纤维或碳纤维的密合效果高的角度考虑,优选氨基硅烷系偶联剂。
纤维状强化材料(D)的纤维长、纤维直径没有特别限定,纤维长优选为0.1~7mm,进一步优选为0.5~6mm。通过使纤维状强化材料(D)的纤维长为0.1~7mm,能够不对成型性造成负面影响地加强树脂组合物。另外,纤维直径优选为3~20μm,进一步优选为5~13μm。通过使纤维直径为3~20μm,能够在熔融混炼时不发生折损地加强树脂组合物。
作为纤维状强化材料(D)的截面形状,可举出圆形、长方形、椭圆、它们以外的异形截面等,其中优选为圆形。
使用纤维状强化材料(D)时,相对于半芳香族聚酰胺(A)和磷系阻燃剂(B)的总计100质量份,纤维状强化材料(D)的含量优选为5~200质量份,更优选为10~180质量份,进一步优选为20~150质量份,特别优选为30~130质量份。如果纤维状强化材料(D)的含量小于5质量份,则有时机械特性的提高效果小。另一方面,如果含量超过200质量份,则不仅机械特性的提高效果饱和而看不到更高的提高效果,而且熔融混炼时的操作性降低,有时难以得到半芳香族聚酰胺树脂组合物的颗粒。
本发明的半芳香族聚酰胺树脂组合物通过含有磷系抗氧化剂,可以使稳定性、成型性更优异。
磷系抗氧化剂可以是无机化合物,也可以是有机化合物。作为磷系抗氧化剂,例如,可举出磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸三钠、亚磷酸钠、亚磷酸钙、亚磷酸镁、亚磷酸锰等无机盐、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(十八烷基)酯、亚磷酸三癸酯、亚磷酸三壬基苯酯、亚磷酸二苯基异癸基酯、双(2,6-二-叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(“ADEKA STAB PEP-36”)、双(2,4-二-叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(“ADEKA STAB PEP-24G”)、三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯(“ADEKA STAB PEP-8”)、双(壬基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(“ADEKA STAB PEP-4C”)、1,1′-联苯基-4,4′-二基双[亚膦酸双(2,4-二-叔丁基苯基)酯]、四(2,4-二-叔丁基苯基)4,4′-亚联苯基-二-亚膦酸酯(“Hostanox P-EPQ”)、四(十三烷基-4,4′-异丙叉基二苯基二亚磷酸酯、2,2-亚甲基双(4,6-二-叔丁基苯基)辛基亚磷酸酯等有机磷化合物。磷系抗氧化剂可以单独使用,也可以并用。
磷系抗氧化剂由于易于与本发明的磷系阻燃剂(B)均匀混合且可防止阻燃剂的分解,因此能够提高阻燃性。另外,磷系抗氧化剂能够防止半芳香族聚酰胺(A)的分子量降低,提高熔融加工时的操作性、成型性、机械特性。特别是能够对成型时的脱模性、在成型加工时的温度下产生气体量的减少发挥显著效果。
磷系抗氧化剂的含量相对于半芳香族聚酰胺(A)和磷系阻燃剂(B)的总计100质量份,优选为0.1~3质量份,进一步优选为0.1~1质量份。通过使磷系抗氧化剂的含量为0.1~3质量份,能够在不降低挤出加工时的稳定性、成型性、机械特性的情况下,提高成型时从模具的脱模性,抑制模具气体通风口的堵塞,提高连续注塑成型性。
本发明的半芳香族聚酰胺树脂组合物可以根据需要进一步添加其它的填充材料、稳定剂、着色剂、防静电剂、碳化抑制剂等添加剂。作为填充材料,例如,可举出滑石、膨润性粘土矿物、二氧化硅、氧化铝、玻璃珠、石墨等。作为着色剂,可举出氧化钛、炭黑等颜料、苯胺黑等染料。作为稳定剂,可举出受阻酚系抗氧化剂、硫系抗氧化剂、光稳定剂、由铜化合物构成的热稳定剂、由醇类构成的热稳定剂等。碳化抑制剂是提高耐电痕(anti-tracking)性的添加剂,可举出金属氢氧化物、硼酸金属盐等无机物、上述的热稳定剂等。
本发明中,配合半芳香族聚酰胺(A)、磷系阻燃剂(B)、无机铝化合物(C)、以及根据需要添加的纤维状强化材料(D)、添加剂等来制造本发明的树脂组合物的方法,只要不损害其效果就没有特别限定,但更优选熔融混炼法。作为熔融混炼法,可举出使用布拉本德等分批式捏合机、班伯里密炼机、亨舍尔混合机、螺旋转子、辊、单轴挤出机、双轴挤出机的方法。熔融混炼温度从半芳香族聚酰胺(A)不熔融且不分解的区域中选择。若熔融混炼温度过高,则不仅半芳香族聚酰胺(A)分解,而且磷系阻燃剂(B)也可能分解,所以将半芳香族聚酰胺(A)的熔点设为Tm时,优选为(Tm-20℃)~(Tm+50℃)。
作为将本发明的树脂组合物加工成各种形状的方法,可举出将熔融混合物呈线状挤出并制成颗粒形状的方法,将熔融混合物热切割、水下切割而制成颗粒形状的方法,呈片状挤出并切割的方法,呈块状挤出、粉碎而制成粉末形状的方法。
作为本发明的半芳香族聚酰胺树脂组合物的成型方法,例如,可举出注塑成型法、挤出成型法、吹塑成型法、烧结成型法,从机械特性、成型性的提高效果大的角度考虑,优选注塑成型法。
作为注塑成型机,没有特别限定,例如,可举出同轴往复螺杆式注射成型机或柱塞式注塑成型机。在注射成型机的料筒内被加热熔融的半芳香族聚酰胺树脂组合物按每次注射计量,以熔融状态注射到模具内,以规定的形状冷却、固化后,作为成型体从模具取出。注塑成型时的树脂温度优选在半芳香族聚酰胺(A)的熔点(Tm)以上进行加热熔融,更优选小于(Tm+50℃)。
应予说明,在半芳香族聚酰胺树脂组合物的加热熔融时,优选使用经充分干燥的半芳香族聚酰胺树脂组合物颗粒。若含有的水分量多,则树脂在注射成型机的料筒内发泡,难以得到最佳的成型体。注射成型中使用的半芳香族聚酰胺树脂组合物颗粒的水分率相对于半芳香族聚酰胺树脂组合物100质量份,优选小于0.3质量%,更优选小于0.1质量%。
本发明的半芳香族聚酰胺树脂组合物不仅机械特性、耐热性、阻燃性优异,而且脱模性也优异,并且能够抑制在高温下的金属腐蚀性,进而在成型加工时的温度下气体的产生量少,所以可作为汽车部件、电气电子部件、杂货、土木建筑用品等广泛用途的成型体使用。
作为汽车部件,例如可举出节温器盖、变频器的IGBT模块部件、绝缘部件、排气机、功率元件壳体、ECU壳体、ECU连接器、电机和线圈的绝缘材料、电缆的包覆材料。作为电气电子部件,例如,可举出连接器、LED反射器、开关、传感器、插座(socket)、电容器、插孔(jack)、保险丝座、继电器、线圈线轴、断路器、电磁开关、电极夹、插头、便携式个人计算机或文字处理机等电气设备的壳体部件、电阻器、IC、LED的壳体。其中,由于本发明的半芳香族聚酰胺树脂组合物的阻燃性特别优异,因此可优选适用于电气电子部件。
实施例
以下,利用实施例对本发明进行具体说明,但本发明不限于这些实施例。
1.测定方法
半芳香族聚酰胺和半芳香族聚酰胺树脂组合物的物性测定利用以下方法进行。
(1)相对粘度
以96质量%硫酸为溶剂,在浓度1g/dL、25℃下测定。
(2)熔点
使用差示扫描量热计DSC-7型(Perkin Elmer公司制),将以升温速度20℃/分钟升温至350℃后在350℃保持5分钟、以降温速度20℃/分钟降温至25℃、进而在25℃保持5分钟后、再次以升温速度20℃/分钟升温测定时的吸热峰的峰顶设为熔点(Tm)。
(3)熔体流动速率(MFR)
按照JIS K7210,在330℃、1.2kgf的负载下测定。
MFR能够作为成型流动性的指标,并且MFR的值越高,表示流动性越高。
(4)机械特性
使用注塑成型机S2000i-100B型(FANUC公司制),在料筒温度(熔点+15℃)、模具温度(熔点-185℃)的条件下将半芳香族聚酰胺树脂组合物注塑成型,制作试验片(哑铃片)。
使用所得到的试验片,基于ISO178测定弯曲强度和弯曲弹性模量。
弯曲强度和弯曲弹性模量的数值越大,表示机械强度越优异。
(5)阻燃性
使用注塑成型机CND15(NIIGATA MACHINE TECHNO公司制),在料筒温度(熔点+15℃)、模具温度(熔点-185℃)的条件下将半芳香族聚酰胺树脂组合物注塑成型,制作5英寸(127mm)×1/2英寸(12.7mm)×1/32英寸(0.79mm)的试验片。
使用所得到的试验片,按照表1所示的UL94(美国Under WritersLaboratories Inc.中规定的标准)的基准来评价阻燃性。哪个基准都不满足的情况记为“not V-2”。
总续燃时间短表示阻燃性优异。
[表1]
评价 V-0 V-1 V-2
1次的续燃时间 10秒以下 30秒以下 30秒以下
5个试验片共10次的总计续燃时间 50秒以下 250秒以下 250秒以下
有无因滴落导致的棉着火
试样的烧着
(6)产生气体量
将半芳香族聚酰胺树脂组合物5mg作为试样,对于用热裂解器加热产生的挥发成分,用气相色谱/质谱仪进行测定。利用数据库检索,确定各峰值的化学结构,确定来源于半芳香族聚酰胺、阻燃剂、或其以外的化合物。另外,用同样的方法测定下述标准试样,基于峰面积值与物质量的关系,对各峰值的产生气体量进行定量。然后,分别求得相对于半芳香族聚酰胺树脂组合物的质量(g)的、来源于半芳香族聚酰胺的成分的产生气体量(mg/g)和来源于磷系阻燃剂的成分的产生气体量(mg/g)。
<热裂解器条件>
·装置:PY-2020iD(Frontier Labs公司制)
·加热:320℃、10分钟
<气相色谱条件>
·装置:6890N(Agilent Technologies公司制)
·色谱柱:UA5(MS/HT)30M-0.25F(Frontier Labs公司制),内径0.25mm×长度30m、薄膜膜厚0.25μm
·载气:氦、1.0ml/min
·注入口:250℃,分流比30:1
·温度:50℃(2分钟)→[20℃/分钟]→170℃(0分钟)→[50℃/分钟]→350℃(8分钟)
<质谱仪条件>
·装置:5975C(Agilent Technologies公司制)
·质量范围:m/z=5~650
<标准试样>
·100ppm的正十六烷/己烷溶液5μl
<数据库>
·NIST Mass Spectal Library Revision 2005D.05.01(AgilentTechnologies公司制)
·EGA-MS10B文库(Frontier Labs公司制)
·PyGC-MS10B文库(Frontier Labs公司制)
·ADD-MS08B文库(Frontier Labs公司制)
·Pyrolyzate-MS09B文库(Frontier Labs公司制)
(7)模具污染
使用注塑成型机α-100iA(Fanuc公司制),在料筒温度(熔点+25℃)、模具温度(熔点-185℃)的条件下,以1个周期25秒,对浅杯形状(壁厚1.5mm、外径40mm、深度30mm)的成型体进行500次注塑连续成型。成型结束后,目视确认深度4μm、宽度1mm的排气口,按以下基准评价模具污染。将◎和○记为合格。
◎:完全看不到堵塞
○:能看到部分堵塞
×:完全堵塞
(8)脱模性
目视观察上述(7)中连续成型时的第401~500次注塑的成型体有无顶销的痕迹,统计没有销痕迹的成型体的个数来评价脱模性。
优选没有销痕迹的成型体的个数为90个以上,更优选为95个以上。
(9)金属腐蚀性
如图1所示,在双轴混炼挤出机(EX)(IKEGAI公司制PCM30)上安装模头(D),将通常作为挤出机的钢材使用的金属板(MP)(材质SUS630,20×10mm,厚度5mm,质量7.8g)安装在熔融树脂的流路(R)的上下,设置1mm的缝隙,以使得熔融树脂遍及宽度10mm、长度20mm地相接。在挤出机机筒设定温度320℃、排出7kg/h的条件下,在其缝隙挤出计25kg的半芳香族聚酰胺树脂组合物。挤出后,取下金属板(MP),在500℃的炉中放置10小时,除去附着的树脂后,测定质量,根据挤出前后的质量变化来测定金属腐蚀性。
将挤出前后的金属板(MP)的重量减少率为0.20%以下记为合格。
2.原料
将实施例和比较例中使用的原料在以下示出。
(1)半芳香族聚酰胺
·半芳香族聚酰胺(A-1)
将作为芳香族二羧酸成分的粉末状的对苯二甲酸(TPA)4.70kg、作为单羧酸成分的硬脂酸(STA)0.32kg和作为聚合催化剂的次磷酸钠一水合物9.3g投入螺带混合式的反应装置中,在氮密闭下,以转速30rpm边搅拌边加热到170℃。其后,将温度保持在170℃,且将转速保持在30rpm,使用注液装置,将作为脂肪族二胺成分的加热到100℃的1,10-癸二胺(DDA)4.98kg用2.5小时连续(连续注液方式)添加,得到反应物。应予说明,原料单体的摩尔比为TPA:DDA:STA=48.5:49.6:1.9(原料单体的官能团的当量比率为TPA:DDA:STA=49.0:50.0:1.0)。
接着,用相同的反应装置,在氮气流下、250℃、以转速30rpm对得到的反应物加热8小时进行聚合,制作半芳香族聚酰胺的粉末。
其后,使用双轴混炼机将得到的半芳香族聚酰胺的粉末形成线状,将该线束通过水槽来冷却固化,将其用造粒机切割而得到半芳香族聚酰胺(A-1)颗粒。
·半芳香族聚酰胺(A-2)~(A-12)
将树脂组成变更成如表1所示,除此之外,与半芳香族聚酰胺(A-1)同样地,得到半芳香族聚酰胺(A-2)~(A-12)。
将得到的半芳香族聚酰胺的树脂组成和特性值在表2中示出。
(2)磷系阻燃剂
·B-1:次膦酸盐与二次膦酸盐的混合物(Clariant公司制ExolitOP1230)
·B-2:1,3-亚苯基-四(2,6-二甲基苯基)磷酸酯(大八化学工业公司制PX-200)
·B-3:乙基甲基次膦酸铝盐
在6.5L的水中溶解2106g(19.5摩尔)的乙基甲基次膦酸,加热至85℃,边激烈搅拌边加入507g(6.5摩尔)的氢氧化铝进行混合。将混合物在80~90℃搅拌65小时,接下来,冷却至60℃,进行抽滤。在真空干燥器中在120℃对滤出物进行干燥直至质量恒定,得到不具有300℃以下的熔点的微粒状粉末的乙基甲基次膦酸铝盐2140g。收率为95%。
(3)无机铝化合物
·C-1:低结晶性勃姆石(富田制药公司制Tomita AD-220T)
·C-2:高结晶性勃姆石(大明化学工业公司制C20)
·C-3:硅酸铝(富田制药公司制Tomita AD700P)
·C-4:过渡氧化铝(日本轻金属公司制AA101)
(4)强化材料
·D-1:玻璃纤维(Asahi Fiber Glass公司制03JAFT692),平均纤维直径10μm、平均纤维长3mm
·D-2:碳纤维(Toho Tenax公司制HTA-C6-NR),平均纤维直径7μm、平均纤维长6mm
·D-3:不锈钢纤维(Nippon Seisen公司制Nasuron SUS304),平均纤维直径8μm、平均纤维长6mm
·D-4:滑石(Nippon Talc公司制MICROACE K-1),平均粒径8μm
(5)阻燃助剂
·E-1:多磷酸三聚氰胺(BASF公司制Melapur 200/70)
·E-2:硼酸锌4ZnO·B2O3·H2O(Borax公司制Firebrake415)
·E-3:环状磷腈(伏见制药所公司制Rabitle FP-100)
(6)磷系抗氧化剂
·F-1:四(2,4-二-叔丁基苯基)4,4′-亚联苯基-二-亚膦酸酯(Clariant公司制Hostanox P-EPQ)
实施例1
将半芳香族聚酰胺(A-1)75质量份、磷系阻燃剂(B-1)25质量份、无机铝化合物(C-1)1质量份、阻燃助剂(E-1)2质量份、阻燃助剂(E-2)2质量份、磷系抗氧化剂(F-1)0.3质量份进行干混,使用Loss-in-weight式连续定量供给装置CE-W-1型(Kubota公司制)进行计量,向螺杆直径26mm、L/D50的同方向双轴挤出机TEM26SS型(东芝机械公司制)的主供给口进行供给,进行熔融混炼。中途,利用侧进料口供给纤维状强化材料(D-1)45质量份,再进行混炼。从模头呈线状牵引出后,通过水槽来冷却固化,将其用造粒机切割而得到半芳香族聚酰胺树脂组合物颗粒。挤出机的机筒温度设定为310~330℃、螺杆转速为250rpm,排出量为25kg/h。
实施例2~38、比较例1~8
将半芳香族聚酰胺树脂组合物的组成按表3~4所示进行变更,除此以外,进行与实施例1同样的操作而得到半芳香族聚酰胺树脂组合物颗粒。
使用得到的半芳香族聚酰胺树脂组合物颗粒,进行各种评价试验。将其结果示于表3~4。
实施例1~38满足本发明的要素,因此,不仅机械特性、耐热性、阻燃性优异,并且脱模性、高温下的耐金属腐蚀性也优异,进而在成型加工时的温度下气体的产生量少。
根据实施例1、7、8、10与实施例6的对比,可知作为使用的半芳香族聚酰胺的单羧酸成分,含有分子量为140以上的单羧酸的例子,来源于聚酰胺成分的产生气体量少且模具污染少,脱模性优异。另外,可知成型流动性高。
根据实施例1和实施例9的对比,可知作为单羧酸成分,使用脂肪族单羧酸的例子与使用芳香族单羧酸相比,来源于聚酰胺的成分的产生气体量少,模具污染少,脱模性优异。
根据实施例1和实施例4的对比,可知作为脂肪族二胺成分,与使用1,9-壬二胺相比,使用1,10-癸二胺的例子机械特性高。
根据实施例1、16和实施例15的对比,可知使用次膦酸盐和/或二次膦酸盐作为磷系阻燃剂的例子的阻燃性高。
根据实施例1和实施例21~23的对比,可知作为无机铝化合物,使用低结晶性的勃姆石的例子与使用其他无机铝化合物相比,来源于磷系阻燃剂的产生气体量少,能够抑制金属腐蚀性。另外,可知总续燃时间短,阻燃性优异。
根据实施例1、29~30和实施例31的对比,可知作为强化材料,使用纤维状强化材料的例子与使用板状的滑石相比,机械特性高。
根据实施例1、33~36和实施例32的对比,可知相对于磷系阻燃剂,并用阻燃助剂的例子的阻燃性高。
根据实施例1和实施例37的对比,可知使用磷系抗氧化剂的例子,来源于聚酰胺的产生气体量少、模具污染少、脱模性优异。
比较例1由于半芳香族聚酰胺中的单羧酸成分的含量少,因此,来源于聚酰胺的产生气体量多且脱模性差。比较例2由于半芳香族聚酰胺中的单羧酸成分的含量多,因此,与实施例1~5相比,机械特性低,且阻燃性差。
比较例3由于不含有磷系阻燃剂,另外,比较例4由于磷系阻燃剂的含量少,因此阻燃性都差。比较例5由于磷系阻燃剂的含量多,因此无法进行熔融混炼时的线束的牵引,不能进行树脂组合物颗粒的采集。
比较例6由于不含有无机铝化合物,另外,比较例7由于无机铝化合物的含量少,因此,来源于磷系阻燃剂的产生气体量多,金属腐蚀量多,且模具污染也多。比较例8由于无机铝化合物的含量多,因此与实施例17~20相比,机械特性低。
符号说明
EX:双轴混炼挤出机
D:模头
MP:金属板
R:熔融树脂的流路

Claims (12)

1.一种半芳香族聚酰胺树脂组合物,其特征在于,含有半芳香族聚酰胺A、磷系阻燃剂B和无机铝化合物C,
半芳香族聚酰胺A与磷系阻燃剂B的质量比即A/B为50/50~95/5,
相对于半芳香族聚酰胺A和磷系阻燃剂B的总计100质量份,无机铝化合物C为0.1~20质量份,
半芳香族聚酰胺A由芳香族二羧酸成分、脂肪族二胺成分和单羧酸成分构成,
相对于构成半芳香族聚酰胺A的总单体成分,单羧酸成分的含量为0.3~4.0摩尔%。
2.根据权利要求1所述的半芳香族聚酰胺树脂组合物,其特征在于,单羧酸成分含有分子量为140以上的单羧酸。
3.根据权利要求1或2所述的半芳香族聚酰胺树脂组合物,其特征在于,单羧酸成分含有脂肪族单羧酸。
4.根据权利要求3所述的半芳香族聚酰胺树脂组合物,其特征在于,脂肪族单羧酸为硬脂酸。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的半芳香族聚酰胺树脂组合物,其特征在于,脂肪族二胺成分含有1,10-癸二胺。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的半芳香族聚酰胺树脂组合物,其特征在于,芳香族二羧酸成分含有对苯二甲酸。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的半芳香族聚酰胺树脂组合物,其特征在于,磷系阻燃剂B为次膦酸盐和/或二次膦酸盐。
8.根据权利要求7所述的半芳香族聚酰胺树脂组合物,其特征在于,次膦酸盐是由下述通式(I)表示的化合物,二次膦酸盐是由下述通式(II)表示的化合物,
式中,R1、R2、R4及R5各自独立地表示直链或者支链的碳原子数1~16的烷基和/或苯基;R3表示直链或支链的碳原子数1~10的亚烷基、碳原子数6~10的亚芳基、芳基亚烷基、或者烷基亚芳基;M表示钙离子、铝离子、镁离子或锌离子;m为2或3;n、a、b是满足2×b=n×a的关系式的整数。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的半芳香族聚酰胺树脂组合物,其特征在于,无机铝化合物C是选自氧化铝、勃姆石以及硅酸铝中的1种以上。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的半芳香族聚酰胺树脂组合物,其特征在于,相对于半芳香族聚酰胺A和磷系阻燃剂B的总计100质量份,进一步含有5~200质量份纤维状强化材料D。
11.根据权利要求10所述的半芳香族聚酰胺树脂组合物,其特征在于,纤维状强化材料D是选自玻璃纤维、碳纤维以及金属纤维中的1种以上。
12.一种成型体,将权利要求1~11中任一项所述的半芳香族聚酰胺树脂组合物成型而成。
CN201480004939.3A 2013-03-21 2014-03-19 半芳香族聚酰胺树脂组合物及将其成型而成的成型体 Pending CN104919002A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013058468 2013-03-21
JP2013-058468 2013-03-21
JP2013-210235 2013-10-07
JP2013210235 2013-10-07
PCT/JP2014/057433 WO2014148519A1 (ja) 2013-03-21 2014-03-19 半芳香族ポリアミド樹脂組成物およびそれを成形してなる成形体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104919002A true CN104919002A (zh) 2015-09-16

Family

ID=51580194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480004939.3A Pending CN104919002A (zh) 2013-03-21 2014-03-19 半芳香族聚酰胺树脂组合物及将其成型而成的成型体

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9879127B2 (zh)
EP (1) EP2977411B1 (zh)
JP (1) JP5686930B1 (zh)
CN (1) CN104919002A (zh)
WO (1) WO2014148519A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106497036A (zh) * 2016-10-25 2017-03-15 成都拓利科技股份有限公司 一种有机磷系共聚阻燃聚酰胺组合物及其制备方法
CN106496551A (zh) * 2016-10-25 2017-03-15 成都拓利科技股份有限公司 一种有机磷系共聚阻燃聚酰胺及其制备方法
CN106496550A (zh) * 2016-10-25 2017-03-15 成都拓利科技股份有限公司 一种有机磷系阻燃共聚尼龙组合物及其制备方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015004661A1 (de) * 2015-04-13 2016-10-13 Clariant International Ltd. Flammhemmende Polyamidzusammensetzung
FR3039157B1 (fr) * 2015-07-22 2019-06-28 Arkema France Composition a base de polyarylene-ether-cetone (paek) stable a l'etat fondu et procede de stabilisation d'une telle composition
US12258462B2 (en) 2015-07-22 2025-03-25 Arkema France Composition made from poly(arylene-ether-ketone) (PAEK) which is stable in the molten state and method for stabilizing such a composition
CN107849241B (zh) * 2015-07-29 2020-08-25 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 制备聚合物组合物的方法以及通过所述方法能够获得的聚合物组合物
EP3315532B1 (en) * 2016-05-30 2020-12-30 Unitika Ltd. Method for producing polymer and apparatus for producing polymer
JP7093104B2 (ja) * 2017-05-15 2022-06-29 ユニチカ株式会社 熱可塑性樹脂組成物およびそれを成形してなる成形体
EP3663361B1 (en) * 2017-07-31 2021-03-17 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Easily-torn film, multilayer film, packaging material, and container
CN114391033A (zh) * 2019-09-06 2022-04-22 科思创(荷兰)有限公司 基于阻燃聚酰胺的3d打印挤出材料
JP2023524403A (ja) * 2020-04-29 2023-06-12 デュポン ポリマーズ インコーポレイテッド ポリアミド組成物

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101298517A (zh) * 2007-05-03 2008-11-05 Ems专利股份公司 半芳族聚酰胺模塑组合物及其用途
CN101372555A (zh) * 2007-08-24 2009-02-25 Ems专利股份公司 用扁平玻璃纤维增强的高温聚酰胺成型材料
CN101570633A (zh) * 2008-04-30 2009-11-04 第一毛织株式会社 阻燃热塑性树脂组合物及用该组合物制备的模制品
JP2009263503A (ja) * 2008-04-25 2009-11-12 Asahi Kasei Chemicals Corp 難燃性樹脂組成物
WO2010003277A1 (zh) * 2008-07-11 2010-01-14 金发科技股份有限公司 半芳香族聚酰胺及其低废水排放量的制备方法
CN101735609A (zh) * 2009-12-18 2010-06-16 金发科技股份有限公司 无卤阻燃增强聚酰胺组合物及其制备的模制品
JP2010254760A (ja) * 2009-04-22 2010-11-11 Unitika Ltd 難燃性強化ポリアミド樹脂組成物
CN101891953A (zh) * 2010-06-24 2010-11-24 金发科技股份有限公司 一种无卤阻燃增强聚酰胺组合物及其模制品
CN102076752A (zh) * 2008-07-02 2011-05-25 纳幕尔杜邦公司 包含锡酸锌的阻燃性半芳香聚酰胺树脂组合物和由其制得的制品
CN102388095A (zh) * 2009-04-09 2012-03-21 索维高级聚合物股份有限公司 改进的无卤阻燃性聚酰胺组合物
CN102459444A (zh) * 2009-06-05 2012-05-16 Ems专利股份公司 阻燃半芳族聚酰胺模塑组合物
CN102464881A (zh) * 2010-11-10 2012-05-23 杜邦公司 无卤的阻燃聚酰胺组合物
CN103827172A (zh) * 2011-09-22 2014-05-28 尤尼吉可株式会社 半芳香族聚酰胺及由其形成的成型体

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10309385B4 (de) 2003-03-03 2007-01-18 Clariant Produkte (Deutschland) Gmbh Flammschutzmittel-Stabilisator-Kombination für thermoplastische Polymere und ihre Verwendung sowie flammfest ausgerüstete Kunststoff-Formmassen
JP4916139B2 (ja) 2005-07-20 2012-04-11 旭化成ケミカルズ株式会社 難燃性ポリアミド樹脂組成物
CN101305051B (zh) 2005-11-10 2013-01-02 旭化成化学株式会社 阻燃性优异的树脂组合物
US20100249292A1 (en) * 2009-03-30 2010-09-30 E. I. Du Pont De Nemours And Company Flame resistant semicaromatic polyamide resin composition and articles therefrom
JP2013064032A (ja) 2011-09-15 2013-04-11 Unitika Ltd ポリアミド樹脂組成物およびそれを成形してなる成形体
JP2014101494A (ja) 2012-10-22 2014-06-05 Unitika Ltd 半芳香族ポリアミド樹脂組成物およびそれを成形してなる成形体

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101298517A (zh) * 2007-05-03 2008-11-05 Ems专利股份公司 半芳族聚酰胺模塑组合物及其用途
CN101372555A (zh) * 2007-08-24 2009-02-25 Ems专利股份公司 用扁平玻璃纤维增强的高温聚酰胺成型材料
JP2009263503A (ja) * 2008-04-25 2009-11-12 Asahi Kasei Chemicals Corp 難燃性樹脂組成物
CN101570633A (zh) * 2008-04-30 2009-11-04 第一毛织株式会社 阻燃热塑性树脂组合物及用该组合物制备的模制品
CN102076752A (zh) * 2008-07-02 2011-05-25 纳幕尔杜邦公司 包含锡酸锌的阻燃性半芳香聚酰胺树脂组合物和由其制得的制品
WO2010003277A1 (zh) * 2008-07-11 2010-01-14 金发科技股份有限公司 半芳香族聚酰胺及其低废水排放量的制备方法
CN102388095A (zh) * 2009-04-09 2012-03-21 索维高级聚合物股份有限公司 改进的无卤阻燃性聚酰胺组合物
JP2010254760A (ja) * 2009-04-22 2010-11-11 Unitika Ltd 難燃性強化ポリアミド樹脂組成物
CN102459444A (zh) * 2009-06-05 2012-05-16 Ems专利股份公司 阻燃半芳族聚酰胺模塑组合物
CN101735609A (zh) * 2009-12-18 2010-06-16 金发科技股份有限公司 无卤阻燃增强聚酰胺组合物及其制备的模制品
CN101891953A (zh) * 2010-06-24 2010-11-24 金发科技股份有限公司 一种无卤阻燃增强聚酰胺组合物及其模制品
CN102464881A (zh) * 2010-11-10 2012-05-23 杜邦公司 无卤的阻燃聚酰胺组合物
CN103827172A (zh) * 2011-09-22 2014-05-28 尤尼吉可株式会社 半芳香族聚酰胺及由其形成的成型体

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106497036A (zh) * 2016-10-25 2017-03-15 成都拓利科技股份有限公司 一种有机磷系共聚阻燃聚酰胺组合物及其制备方法
CN106496551A (zh) * 2016-10-25 2017-03-15 成都拓利科技股份有限公司 一种有机磷系共聚阻燃聚酰胺及其制备方法
CN106496550A (zh) * 2016-10-25 2017-03-15 成都拓利科技股份有限公司 一种有机磷系阻燃共聚尼龙组合物及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9879127B2 (en) 2018-01-30
EP2977411A4 (en) 2016-11-02
WO2014148519A1 (ja) 2014-09-25
EP2977411A1 (en) 2016-01-27
JPWO2014148519A1 (ja) 2017-02-16
US20150376377A1 (en) 2015-12-31
JP5686930B1 (ja) 2015-03-18
EP2977411B1 (en) 2019-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5686930B1 (ja) 半芳香族ポリアミド樹脂組成物およびそれを成形してなる成形体
CN101796137B (zh) 阻燃性玻璃纤维增强聚酰胺树脂组合物
CN108350271B (zh) 聚酰胺树脂组合物和将其成型而成的成型体
CN110177839B (zh) 聚酰胺树脂组合物及将其成型而成的成型体
JP2010254760A (ja) 難燃性強化ポリアミド樹脂組成物
CN111201286B (zh) 聚酰胺树脂组合物和将其成型而成的成型体
JP2013064091A (ja) ポリアミド樹脂組成物およびそれを成形してなる成形体
JP6955763B2 (ja) ポリアミド樹脂組成物およびそれを成形してなる成形体
JP2010077194A (ja) 難燃性ガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物
JP2021167384A (ja) ポリアミド樹脂組成物およびそれを成形してなる成形体
JP5717378B2 (ja) 難燃性強化ポリアミド樹脂組成物
JP5331291B2 (ja) 難燃性強化ポリアミド樹脂組成物
CN110036074A (zh) 聚酰胺树脂组合物、其制造方法和由该聚酰胺树脂组合物构成的成型体
JP2012214559A (ja) 難燃性ポリアミド樹脂組成物
JP7055365B2 (ja) ポリアミド樹脂組成物およびそれを成形してなる成形体
JP2018177874A (ja) ポリアミド樹脂組成物およびそれを成形してなる成形体

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150916

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication