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CN116917416A - 聚酰胺树脂组合物和聚酰胺成型体 - Google Patents

聚酰胺树脂组合物和聚酰胺成型体 Download PDF

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CN116917416A
CN116917416A CN202280019363.2A CN202280019363A CN116917416A CN 116917416 A CN116917416 A CN 116917416A CN 202280019363 A CN202280019363 A CN 202280019363A CN 116917416 A CN116917416 A CN 116917416A
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CN
China
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polyamide resin
resin composition
mass
derived
component unit
Prior art date
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Pending
Application number
CN202280019363.2A
Other languages
English (en)
Inventor
牧口航
土井悠
西野浩平
鹫尾功
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.)
Mitsui Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
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.)
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Publication date
Application filed by Mitsui Chemicals Inc filed Critical Mitsui Chemicals Inc
Priority claimed from PCT/JP2022/012582 external-priority patent/WO2022210019A1/ja
Publication of CN116917416A publication Critical patent/CN116917416A/zh
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Abstract

本发明提供一种具有高耐热性、且在高温区域(130℃附近)具有高电阻性的聚酰胺树脂组合物。上述聚酰胺树脂组合物含有聚酰胺树脂、以及选自由聚溴化苯乙烯、溴化聚苯乙烯和溴化聚亚苯基所组成的组中的至少1种阻燃剂(X)、或者包含特定的次膦酸盐化合物或双次膦酸盐化合物、或它们的聚合物的阻燃剂(Y),所述聚酰胺树脂包含来源于芳香族二羧酸或脂环式二羧酸的成分单元(a)以及来源于式(1)所示的二胺的成分单元(b2)(式(1)中,n和2个m各自独立地为0或1,‑X‑为单键,或选自由‑O‑、‑S‑、‑SO2‑、‑CO‑和‑CH2‑所组成的组中的二价基团)。

Description

聚酰胺树脂组合物和聚酰胺成型体
技术领域
本公开涉及聚酰胺树脂组合物和聚酰胺成型体。
背景技术
一直以来,聚酰胺树脂组合物由于成型加工性、机械物性和耐化学性优异,因此作为衣料用、产业材料用、汽车、电气/电子用和工业用等各种部件的材料而被广泛使用。
为了表现与各个用途相应的特性,在用于这些用途的聚酰胺树脂组合物中添加有各种添加物。
例如,专利文献1中记载了一种电气/电子部件密封用聚酰胺组合物,其由半芳香族聚酰胺(A)100重量份、无机填充材(B)50~700重量份和阻燃剂(C)10~200重量份构成,所述半芳香族聚酰胺(A)由含有对苯二甲酸单元50~100摩尔%的二羧酸单元(a)以及含有碳原子数6~18的脂肪族亚烷基二胺单元50~100摩尔%的二胺单元(b)构成。专利文献1中记载了该聚酰胺树脂组合物的耐热性和力学特性优异。
此外,进行了变更聚酰胺树脂的原料以使聚酰胺树脂的物性发生变化的尝试。例如,专利文献2和专利文献3中记载了一种聚酰胺树脂,作为使二胺成分与二羧酸成分缩聚来制造聚酰胺时所使用的二胺成分,使用了1,3-双(氨基甲基)环己烷。专利文献2中记载了该文献所记载的聚酰胺树脂的透明性高,专利文献3中记载了该文献所记载的聚酰胺树脂的玻璃化转变点高、且结晶化能力提高了。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003-176408号公报
专利文献2:日本特开昭49-55796号公报
专利文献3:日本特开2017-75303号公报
发明内容
发明所要解决的课题
如专利文献1所记载那样,为了提高耐热性而添加有阻燃剂的聚酰胺树脂组合物是公知的。
可是,在将聚酰胺树脂用作电气设备的部件时,为了应对近年来的电气设备的小型化,要求更高的电阻性。此外,为了应对电气设备的高输出化,要求在高温区域(130℃附近)表现出高电阻性。然而,根据本发明人等的认知,如果在聚酰胺树脂组合物中添加阻燃剂,则高温下的电阻有时会降低。
鉴于这些情况,本公开的目的在于提供一种具有高耐热性、且能够在高温区域(130℃附近)抑制电阻性降低、或进一步提高电阻性的聚酰胺树脂组合物、以及包含该聚酰胺树脂组合物的聚酰胺成型体。
用于解决课题的方法
[1]一种聚酰胺树脂组合物,其包含相对于聚酰胺树脂组合物的总质量为20质量%以上80质量%以下的聚酰胺树脂、以及阻燃剂,
所述聚酰胺树脂为包含来源于二羧酸的成分单元(a)以及来源于二胺的成分单元(b)的聚酰胺树脂,
上述来源于二羧酸的成分单元(a)包含来源于芳香族二羧酸或脂环式二羧酸的成分单元,
上述来源于二胺的成分单元(b)包含:
相对于上述来源于二胺的成分单元(b)的总摩尔数为大于50摩尔%且90摩尔%以下的来源于碳原子数4以上18以下的亚烷基二胺的成分单元(b1),以及
相对于上述来源于二胺的成分单元(b)的总摩尔数为10摩尔%以上且小于50摩尔%的来源于下述式(1)所示的二胺的成分单元(b2),
[化1]
(式(1)中,
n和2个m各自独立地为0或1,
-X-为单键、或选自由-O-、-S-、-SO2-、-CO-和-CH2-所组成的组中的二价基团)
上述阻燃剂为:
相对于聚酰胺树脂组合物的总质量为1质量%以上40质量%以下的选自由聚溴化苯乙烯、溴化聚苯乙烯和溴化聚亚苯基所组成的组中的至少1种阻燃剂(X)、或者
相对于聚酰胺树脂组合物的总质量为3质量%以上20质量%以下的包含式(I)所示的次膦酸盐化合物或式(II)所示的双次膦酸盐化合物、或它们的聚合物的阻燃剂(Y),
[化2]
[式中,
R1和R2独立地为直链状或具有支链的碳原子数1以上6以下的烷基或芳基,
R3独立地为直链状或具有支链的碳原子数1以上10以下的亚烷基、碳原子数6以上10以下的亚芳基、碳原子数6以上10以下的烷基亚芳基、或碳原子数6以上10以下的芳基亚烷基,
M为选自由Mg、Ca、Al、Sb、Sn、Ge、Ti、Zn、Fe、Zr、Ce、Bi、Sr、Mn、Li、Na、K和质子化氮碱所组成的组中的1种原子或原子团,
m表示1~4的整数,n表示1~4的整数,x表示1~4的整数。]
[2]根据[1]所述的聚酰胺树脂组合物,上述聚酰胺树脂包含相对于上述来源于二胺的成分单元(b)的总摩尔数为15摩尔%以上且小于45摩尔%的来源于上述式(1)所示的二胺的成分单元(b2)。
[3]根据[1]或[2]所述的聚酰胺树脂组合物,上述来源于碳原子数4以上18以下的亚烷基二胺的成分单元(b1)包含来源于直链状的亚烷基二胺或支链状的亚烷基二胺的成分单元。
[4]根据[3]所述的聚酰胺树脂组合物,上述直链状的亚烷基二胺或支链状的亚烷基二胺为选自由1,4-二氨基丁烷、1,6-二氨基己烷、1,9-壬二胺、1,10-癸二胺、2-甲基-1,5-戊二胺和2-甲基-1,8-辛二胺所组成的组中的二胺。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,芳香族二羧酸或脂环式二羧酸为对苯二甲酸、萘二甲酸或环己烷二甲酸。
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,上述阻燃剂为包含上述式(I)所示的次膦酸盐化合物或上述式(II)所示的双次膦酸盐化合物、或它们的聚合物的阻燃剂(Y)。
[7]根据[1]~[5]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,上述阻燃剂为选自由聚溴化苯乙烯、溴化聚苯乙烯和溴化聚亚苯基所组成的组中的至少1种阻燃剂(X)。
[8]根据[7]所述的聚酰胺树脂组合物,进一步包含相对于聚酰胺树脂组合物的总质量为0.01质量%以上5质量%以下的锑化合物。
[9]根据[8]所述的聚酰胺树脂组合物,进一步包含相对于聚酰胺树脂组合物的总质量为0.5质量%以上10质量%以下的锌盐或钙盐。
[10]根据[1]~[9]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其为绝缘材料用的树脂组合物。
[11]一种聚酰胺成型体,其包含[1]~[10]中任一项所述的聚酰胺树脂组合物。
[12]根据[11]所述的聚酰胺成型体,其为电气设备部件。
发明的效果
根据本公开,能够提供一种具有高耐热性、且能够在高温区域(130℃附近)表现出高电阻性的聚酰胺树脂组合物、以及包含该聚酰胺树脂组合物的聚酰胺成型体。
附图说明
[图1]图1为表示在本申请的实施例和比较例中实施的、回流耐热性试验的回流工序的温度与时间的关系的图。
具体实施方式
在本公开中使用“~”表示的数值范围是指包含“~”的前后所记载的数值分别作为最小值和最大值的范围。
在本公开中阶段性记载的数值范围中,某一数值范围所记载的上限值或下限值可以置换为其他阶段性记载的数值范围的上限值或下限值。此外,在本公开所记载的数值范围中,某一数值范围所记载的上限值或下限值可以置换为实施例所示的值。
1.第一实施方式
本公开的第一实施方式涉及聚酰胺树脂组合物。
上述聚酰胺树脂组合物是树脂成分的主成分为聚酰胺树脂的树脂组合物。主成分是指树脂成分中聚酰胺树脂所占的比例为50质量%以上。树脂成分中聚酰胺树脂所占的比例优选为60质量%以上,更优选为70质量%以上,进一步优选为80质量%以上,特别优选为90质量%以上。树脂成分中聚酰胺树脂所占的比例的上限没有特别限定,能够设为100质量%以下,可以为90质量%以下,也可以为80质量%以下。
上述聚酰胺树脂组合物所包含的聚酰胺树脂的比例相对于上述聚酰胺树脂组合物的总质量优选为20质量%以上80质量%。
1-1.聚酰胺树脂
上述聚酰胺树脂可以为包含来源于二羧酸的成分单元(a)和来源于二胺的成分单元(b)的聚酰胺树脂。此时,为了使聚酰胺树脂的熔点(Tm)和玻璃化转变温度(Tg)处于上述范围,来源于二羧酸的成分单元(a)优选包含来源于芳香族二羧酸或脂环式二羧酸的成分单元,来源于二胺的成分单元(b)优选包含相对于来源于二胺的成分单元(b)的总摩尔数为大于50摩尔%且90摩尔%以下的来源于碳原子数4以上18以下的亚烷基二胺的成分单元(b1)、以及相对于上述来源于二胺的成分单元(b)的总摩尔数为10摩尔%以上且小于50摩尔%的来源于式(1)所示的二胺的成分单元(b2)。
[来源于二羧酸的成分单元(a)]
如果聚酰胺树脂包含来源于芳香族二羧酸或脂环式二羧酸的成分单元作为来源于二羧酸的成分单元(a),则能够充分地提高熔点(Tm)和结晶性。
芳香族二羧酸的例子包括对苯二甲酸、萘二甲酸和它们的酯。脂环式二羧酸的例子包括环己烷二甲酸及其酯。其中,从获得结晶性高、耐热性高的聚酰胺树脂的观点等考虑,来源于二羧酸的成分单元(a)优选包含来源于芳香族二羧酸的成分单元,更优选包含来源于对苯二甲酸的成分单元。
来源于芳香族二羧酸或脂环式二羧酸的成分单元(优选为来源于芳香族二羧酸的成分单元,更优选为来源于对苯二甲酸的成分单元)的含量没有特别限定,优选相对于来源于二羧酸的成分单元(a)的总摩尔数为50摩尔%以上100摩尔%以下。如果上述成分单元的含量为50摩尔%以上,则容易提高聚酰胺树脂的结晶性。从同样的观点考虑,上述成分单元的含量更优选为70摩尔%以上100摩尔%以下。
本实施方式中,来源于二羧酸的成分单元(a)优选包含来源于对苯二甲酸、萘二甲酸或环己烷二甲酸的成分单元(a1)。这些成分单元(a1)与例如间苯二甲酸不同,能够提高聚酰胺的结晶性。从确保聚酰胺树脂的结晶性的观点考虑,这些成分单元(a1)的含量相对于来源于二羧酸的成分单元(a)的总摩尔数为大于20摩尔%且100摩尔%以下。从进一步提高聚酰胺树脂的结晶性的观点考虑,这些成分单元(a1)的含量相对于来源于二羧酸的成分单元(a)的总摩尔数优选为45摩尔%以上100摩尔%以下,更优选为50摩尔%以上99摩尔%以下,进一步优选大于80摩尔%且99摩尔%以下,特别优选大于90摩尔%且99摩尔%以下。
来源于二羧酸的成分单元(a)在不损害本说明书所公开的效果的范围内,可以包含上述成分单元(a1)以外的芳香族羧酸成分单元(a2)或碳原子数4以上20以下的脂肪族二羧酸成分单元(a3)。其中,从不损害树脂的结晶性的观点考虑,来源于间苯二甲酸的成分单元、来源于己二酸以外的碳原子数4以上18以下的脂肪族二羧酸的成分单元的含量优选少,具体而言,相对于来源于二羧酸的成分单元(a)的总摩尔数,优选为20摩尔%以下,更优选为10摩尔%以下。
对苯二甲酸以外的芳香族二羧酸成分单元(a2)的例子包括:来源于间苯二甲酸和2-甲基对苯二甲酸的成分单元等。这些之中,优选为来源于间苯二甲酸的成分单元。从确保聚酰胺树脂的结晶性的观点考虑,这些成分单元(a2)的含量相对于来源于二羧酸的成分单元(a)的总摩尔数优选为1摩尔%以上50摩尔%以下,更优选为1摩尔%以上20摩尔%以下,进一步优选为1摩尔%以上10摩尔%以下,特别优选为1摩尔%以上5摩尔%以下。
来源于脂肪族二羧酸的成分单元(a3)为来源于具有碳原子数4以上20以下的亚烷基的脂肪族二羧酸的成分单元,优选为来源于具有碳原子数6以上12以下的亚烷基的脂肪族二羧酸的结构单元。上述脂肪族二羧酸的例子包括:琥珀酸、戊二酸、己二酸、2-甲基己二酸、三甲基己二酸、庚二酸、2,2-二甲基戊二酸、3,3-二乙基琥珀酸、壬二酸、癸二酸、辛二酸成分单元等。这些之中,优选为己二酸和癸二酸。从确保聚酰胺树脂的结晶性的观点考虑,这些成分单元(a3)的含量相对于来源于二羧酸的成分单元(a)的总摩尔数优选为0摩尔%以上40摩尔%以下,更优选为0摩尔%以上20摩尔%以下,进一步优选为1摩尔%以上10摩尔%以下,特别优选为1摩尔%以上5摩尔%以下。
半芳香族聚酰胺树脂(A)中,除了上述成分单元(a1)、成分单元(a2)和成分单元(a3)以外,还可以进一步含有少量的偏苯三甲酸或均苯四甲酸那样的三元以上的多元羧酸成分单元。这样的多元羧酸成分单元的含量相对于来源于二羧酸的成分单元(a)的总摩尔数可以为0摩尔%以上5摩尔%以下。
[来源于二胺的成分单元(b)]
如果聚酰胺树脂除了来源于碳原子数4以上18以下的亚烷基二胺的成分单元(b1)以外,还包含来源于具有特定的环状结构的亚烷基二胺(式(1)所示的二胺)的成分单元(b2)作为来源于二胺的成分单元(b),则能够充分地提高玻璃化转变温度(Tg)。
即,来源于式(1)所示的二胺的成分单元(b2)具有非直线性的结构,因此会降低聚酰胺树脂的分子链的运动性。因此,来源于式(1)所示的二胺的成分单元(b2)可以使具有该成分单元(b2)的聚酰胺树脂的玻璃化转变温度(Tg)高于不具有该成分单元(b2)的聚酰胺树脂。此外,由此认为,具有该成分单元(b2)的聚酰胺树脂即使在高温区域也具有高机械强度、且能够长时间维持该高机械强度。
进一步,来源于式(1)所示的二胺的成分单元(b2)可以使具有该成分单元(b2)的聚酰胺树脂的熔点(Tm)与不具有该成分单元(b2)的聚酰胺树脂相比适当降低。由此,具有该成分单元(b2)的聚酰胺树脂的注射成型时的流动性高、且成型加工性高。
另一方面,根据本发明人等的认知,聚醚砜(PES)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)等全芳香族系聚合物存在容易发生由芳香环的碳化引起的短路(tracking,漏电起痕)、电阻性低的倾向。此外,如果包含这些树脂的树脂组合物进一步包含阻燃剂,则加热时树脂的分子在阻燃剂与树脂的界面运动而容易发生由与阻燃剂相互作用所引起的芳香环碳化,有时会发生由漏电起痕引起的电阻性降低。在由于这样的阻燃剂添加而发生在高温区域的电阻性降低的情况下,对于聚酰胺树脂也会出现同样的倾向。与此相对,对于芳香环的数目更少的半芳香族聚酰胺和脂肪族聚酰胺而言,不易产生漏电起痕,电阻性高。
因此,在电阻性高的半芳香族聚酰胺或脂肪族聚酰胺中,通过利用来源于式(1)所示的二胺的成分单元(b2)来降低在高温区域的分子运动性,从而即使在高温区域的一部分芳香环发生碳化,也能够不易发生由该碳化后的芳香环彼此的移动引起的接近。而且,由此认为能够更容易确保在高温区域的聚酰胺树脂的高电阻性。
进一步,根据本发明人的新的认知,通过使半芳香族聚酰胺或脂肪族聚酰胺包含来源于式(1)所示的二胺的成分单元(b2),从而也能够抑制添加阻燃剂时在高温区域的聚酰胺树脂组合物的抗拉强度降低。
此外,上述聚酰胺树脂由于具有由来源于碳原子数4以上18以下的亚烷基二胺的成分单元(b1)带来的结晶性,因此注射成型时的流动性和机械强度高。进一步认为,上述聚酰胺树脂由于玻璃化转变温度(Tg)高,因此即使在高温区域也具有高机械强度和电阻性,并且容易保持这些高机械强度和电阻性。
从不易降低树脂的Tg的观点考虑,作为成分单元(b1)的原料的碳原子数4以上18以下的亚烷基二胺的碳原子数更优选为4以上10以下。
碳原子数4以上18以下的亚烷基二胺可以包含直链状的亚烷基二胺,也可以包含支链状的亚烷基二胺。从提高树脂的结晶性的观点考虑,碳原子数4以上18以下的亚烷基二胺优选包含直链状的亚烷基二胺。即,来源于碳原子数4以上18以下的亚烷基二胺的成分单元优选包含来源于直链状的亚烷基二胺的成分单元。
碳原子数4以上18以下的亚烷基二胺的例子包括:包含1,4-二氨基丁烷、1,6-二氨基己烷、1,7-二氨基庚烷、1,8-辛二胺、1,9-壬二胺和1,10-癸二胺等的直链状的亚烷基二胺;以及包含2-甲基-1,5-戊二胺和2-甲基-1,8-辛二胺等的支链状的亚烷基二胺。这些之中,优选为1,4-二氨基丁烷、1,6-二氨基己烷、1,9-壬二胺、1,10-癸二胺、2-甲基-1,5-戊二胺和2-甲基-1,8-辛二胺,优选为1,6-二氨基己烷和1,10-癸二胺。这些亚烷基二胺可以为1种,也可以为2种以上。
关于来源于具有特定的环状结构的亚烷基二胺的成分单元(b2):
具有特定的环状结构的亚烷基二胺为下述式(1)所示的二胺。
[化3]
式(1)中,n和2个m各自独立地为0或1,-X-为单键、或选自由-O-、-S-、-SO2-、-CO-和-CH2-所组成的组中的二价基团。
式(1)所示的二胺优选为降冰片烷二胺(m=n=0)、或双氨基甲基降冰片烷(m=1,n=0),更优选为双氨基甲基降冰片烷,进一步优选为2,5-双氨基甲基降冰片烷或2,6-双氨基甲基降冰片烷。式(1)所示的二胺可以包含2种以上,例如可以包含2,5-双氨基甲基降冰片烷和2,6-双氨基甲基降冰片烷这两者。
特别是如果2个m的一者或两者为1,则容易提高聚酰胺树脂的机械强度,并且容易保持高机械强度。
另外,在式(1)所示的二胺具有几何异构体(反式体和顺式体等)时,可以为任一异构体,此外,其异构体比没有特别限定。
相对于来源于二胺的成分单元(b)的总摩尔数,来源于碳原子数4以上18以下的亚烷基二胺的成分单元(b1)的含量优选为大于50摩尔%且90摩尔%以下。如果上述含量大于50摩尔%,则能够充分地提高聚酰胺树脂的结晶性,进一步提高树脂的注射成型时的流动性、机械强度。如果上述含量为90摩尔%以下,则能够提高来源于式(1)所示的二胺的成分单元(b2)的含量。由此,能够提高聚酰胺树脂的玻璃化转变温度(Tg),提高在高温区域的机械强度和电阻性,并且适当降低聚酰胺树脂的(Tm),提高成型加工性。
另一方面,相对于来源于二胺的成分单元(b)的总摩尔数,来源于式(1)所示的二胺的成分单元(b2)的含量优选为10摩尔%以上且小于50摩尔%。如果上述含量为10摩尔%以下,则能够提高聚酰胺树脂的玻璃化转变温度(Tg),提高在高温区域的机械强度和电阻性,并且适当降低聚酰胺树脂的(Tm),提高成型加工性。如果上述含量小于50摩尔%,则能够提高来源于碳原子数4以上18以下的亚烷基二胺的成分单元(b1)的含量。由此,能够充分地提高聚酰胺树脂的结晶性,进一步提高树脂的注射成型时的流动性、机械强度。
从上述观点考虑,来源于碳原子数4以上18以下的亚烷基二胺的成分单元(b1)的含量相对于来源于二胺的成分单元(b)的总摩尔数,优选为大于50摩尔%且90摩尔%以下,更优选为55摩尔%以上85摩尔%以下,进一步优选为60摩尔%以上80摩尔%以下。
此外,从上述观点考虑,来源于式(1)所示的二胺的成分单元(b2)的含量相对于来源于二胺的成分单元(b)的总摩尔数,优选为10摩尔%以上且小于50摩尔%,更优选为15摩尔%以上且小于45摩尔%,进一步优选为20摩尔%以上40摩尔%以下,特别优选为25摩尔%以上40摩尔%以下。
来源于二胺的成分单元(b)在不损害本说明书所公开的效果的范围内,可以进一步包含来源于其他二胺的成分单元(b3)。其他二胺的例子包括芳香族二胺、脂环式二胺。来源于其他二胺的成分单元(b3)的含量相对于来源于二胺的成分单元(b)的总摩尔数可以为50摩尔%以下。
从提高复合物、成型时的热稳定性,或进一步提高机械强度的观点考虑,聚酰胺树脂可以至少一部分分子的末端基被封端剂封端。在例如分子末端为羧基的情况下,封端剂优选为单胺,在分子末端为氨基的情况下,优选为单羧酸。
单胺的例子包括:包含甲胺、乙胺、丙胺和丁胺等的脂肪族单胺;包含环己胺和二环己胺等的脂环式单胺;以及包含苯胺和甲苯胺等的芳香族单胺等。单羧酸的例子包括:包含乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、辛酸、月桂酸、十三烷基酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸和亚油酸等的碳原子数2以上30以下的脂肪族单羧酸;包含苯甲酸、苯乙酸、萘羧酸、甲基萘羧酸和苯基乙酸等的芳香族单羧酸;以及包含环己烷羧酸等的脂环式单羧酸。芳香族单羧酸和脂环式单羧酸可以在环状结构部分具有取代基。
[物性]
上述聚酰胺树脂的由差示扫描量热计(DSC)测定的熔点(Tm)可以为280℃以上335℃以下,并且由DSC测定的玻璃化转变温度(Tg)优选为135℃以上180℃以下。另外,上述熔点(Tm)和玻璃化转变温度(Tg)可以为将升温速度设为10℃/min而测定的熔点(Tm)和玻璃化转变温度(Tg)。
如果上述聚酰胺树脂的熔点(Tm)为280℃以上,则聚酰胺树脂组合物、成型体在高温区域的机械强度、耐热性等不易受损。此外,如果上述聚酰胺树脂的熔点(Tm)为335℃以下,则不需要过度地提高成型温度,因此聚酰胺树脂组合物的成型加工性容易变得良好。此外,如果不需要过度地提高成型温度,则由于成型时阻燃剂不易分解,因此能够适当抑制阻燃剂的添加量,能够抑制由阻燃剂的添加引起的机械强度降低。从上述观点考虑,聚酰胺树脂的熔点(Tm)更优选为290℃以上330℃以下,进一步优选为300℃以上325℃以下。
如果上述聚酰胺树脂的玻璃化转变温度(Tg)为135℃以上,则聚酰胺树脂组合物、成型体的耐热性不易受损,同时能够更加提高在高温区域的机械强度和电阻性,进而还能够更充分地抑制由作为次膦酸盐化合物或双次膦酸盐化合物的阻燃剂的添加所引起的在高温区域的抗拉强度降低。如果上述聚酰胺树脂的玻璃化转变温度(Tg)为180℃以下,则聚酰胺树脂组合物的成型加工性容易变得良好。从上述观点考虑,上述聚酰胺树脂的玻璃化转变温度(Tg)更优选为140℃以上170℃以下。
结晶性聚酰胺树脂的熔化热(ΔH)优选为10mJ/mg以上。如果结晶性聚酰胺树脂的熔化热(ΔH)为10mJ/mg以上,则具有结晶性,因此容易提高注射成型时的流动性、机械强度。从同样的观点考虑,结晶性聚酰胺树脂的熔化热(ΔH)更优选为15mJ/mg以上,进一步优选为20mJ/mg以上。另外,结晶性聚酰胺树脂的熔化热(ΔH)的上限值没有特别限制,从不损害成型加工性这样的观点考虑,可以为90mJ/mg。
另外,聚酰胺树脂的熔化热(ΔH)、熔点(Tm)和玻璃化转变温度(Tg)能够使用差示扫描量热计(DSC220C型,Seiko Instruments公司制)来测定。
具体而言,将约5mg的聚酰胺树脂密封于测定用铝盘中,从室温以10℃/min加热至350℃。为了使树脂完全熔化,在360℃保持3分钟,然后,以10℃/min冷却至30℃。在30℃放置5分钟之后,以10℃/min进行第2次加热直至360℃。将该第2次加热中的吸热峰的温度(℃)设为结晶性聚酰胺树脂的熔点(Tm),将相当于玻璃化转变的拐点设为玻璃化转变温度(Tg)。熔化热(ΔH)为按照JIS K7122,由第1次升温过程中的结晶化的吸热峰的面积来求出。
结晶性聚酰胺树脂的熔点(Tm)、玻璃化转变温度(Tg)和熔化热(ΔH)能够通过来源于二羧酸的成分单元(a)的结构、来源于式(1)所示的二胺的成分单元(b2)的含量、来源于碳原子数4以上18以下的亚烷基二胺的成分单元(b1)与来源于式(1)所示的二胺的成分单元(b2)的含有比、碳原子数4以上18以下的亚烷基二胺的碳原子数来调整。
此外,在提高结晶性聚酰胺树脂的熔化热(ΔH)的情况下,优选降低成分单元(b2)的含量、含有比(成分单元(b2)相对于来源于二胺的成分单元(b)的总摩尔数的比率)。另一方面,在提高结晶性聚酰胺树脂的玻璃化转变温度(Tg),降低熔点(Tm)的情况下,优选提高例如成分单元(b2)的含量、含有比(成分单元(b2)相对于来源于二胺的成分单元(b)的总摩尔数的比率)。
结晶性聚酰胺树脂在温度25℃、96.5%硫酸中测定的特性粘度[η]优选为0.6dl/g以上1.5dl/g以下。如果结晶性聚酰胺树脂的特性粘度[η]为0.6dl/g以上,则容易充分地提高成型体的机械强度(韧性等),如果为1.5dl/g以下,则树脂组合物的成型时的流动性不易受损。从同样的观点考虑,结晶性聚酰胺树脂的特性粘度[η]更优选为0.8dl/g以上1.2dl/g以下。特性粘度[η]能够通过结晶性聚酰胺树脂的封端量等来调整。
结晶性聚酰胺树脂的特性粘度能够按照JIS K6810-1977进行测定。
具体而言,将结晶性聚酰胺树脂0.5g溶解于96.5%硫酸溶液50ml以制成试样溶液。可以使用乌伯娄德粘度计,在25±0.05℃的条件下测定该试样溶液的流下秒数,将所得的值代入下述式来算出。
[η]=ηSP/[C(1+0.205ηSP)]
上述式中,以下显示各代数或变量。
[η]:特性粘度(dl/g)
ηSP:比粘度
C:试样浓度(g/dl)
ηSP通过下式来求出。
ηSP=(t-t0)/t0
t:试样溶液的流下秒数(秒)
t0:空白硫酸的流下秒数(秒)
[制造方法]
聚酰胺树脂例如能够使上述二羧酸与上述二胺在均匀溶液中进行缩聚来制造。具体而言,能够如下制作:将二羧酸与二胺如国际公开第03/085029号所记载那样,在催化剂的存在下进行加热以获得低价缩合物,接着对于该低价缩合物的熔融物赋予剪切应力以使其缩聚。
从调整聚酰胺树脂的特性粘度的观点等考虑,可以在反应体系中添加上述封端剂。能够通过封端剂的添加量来调整聚酰胺树脂的特性粘度[η](或分子量)。
封端剂被添加于二羧酸与二胺的反应体系中。相对于二羧酸的合计量1摩尔,添加量优选为0.07摩尔以下,更优选为0.05摩尔以下。
1-2.阻燃剂
上述聚酰胺树脂组合物优选包含下述任一阻燃剂。另外,上述聚酰胺树脂组合物也可以包含阻燃剂(X)和阻燃剂(Y)这两者。
(X)聚溴化苯乙烯、溴化聚苯乙烯或溴化聚亚苯基
(Y)式(I)所示的次膦酸盐化合物或式(II)所示的双次膦酸盐化合物、或它们的聚合物
[化4]
式(I)和式(II)中,
R1和R2独立地为直链状或具有支链的碳原子数1以上6以下的烷基或芳基,
R3独立地为直链状或具有支链的碳原子数1以上10以下的亚烷基、碳原子数6以上10以下的亚芳基、碳原子数6以上10以下的烷基亚芳基或碳原子数6以上10以下的芳基亚烷基,
M为选自由Mg、Ca、Al、Sb、Sn、Ge、Ti、Zn、Fe、Zr、Ce、Bi、Sr、Mn、Li、Na、K和质子化氮碱所组成的组中的1种原子或原子团,
m表示1~4的整数,n表示1~4的整数,x表示1~4的整数。
由于这些阻燃剂与氧化镁、氢氧化铝等其他阻燃剂相比碱性不强,因此容易抑制聚酰胺树脂的分解,维持成型体的机械强度。
1-2-1.阻燃剂(X)
阻燃剂(X)为聚溴化苯乙烯、溴化聚苯乙烯或溴化聚亚苯基。
聚溴化苯乙烯为包含来源于溴化苯乙烯或溴化α-甲基苯乙烯的成分单元的聚合物。上述溴化苯乙烯的例子包括二溴苯乙烯、三溴苯乙烯和五溴苯乙烯等。上述溴化α-甲基苯乙烯的例子包括三溴α-甲基苯乙烯等。另外,聚溴化苯乙烯也可以为溴化苯乙烯或溴化α-甲基苯乙烯与具有环氧基的(甲基)丙烯酸酯化合物的共聚物。进一步,聚溴化苯乙烯也可以为使不饱和羧酸或其衍生物接枝共聚于上述各种聚合物而成的共聚物。
这些聚溴化苯乙烯中,溴原子取代结合在形成芳香环的碳原子上的氢原子而存在于(共)聚合物内。而且,通常,形成构成(共)聚合物的主骨架的烷基链的氢原子实质上未被溴原子取代。
另外,实质上未被溴原子取代是指:与构成形成(共)聚合物的主骨架的烷基链的碳原子结合的氢原子中,被溴原子取代的氢原子的比例为0.0质量%以上0.5质量%以下。在聚溴化苯乙烯中,上述被溴原子取代的氢原子的比例优选为0.0质量%以上0.2质量%以下。
溴化聚苯乙烯为将聚苯乙烯或聚α-甲基苯乙烯溴化而得的(共)聚合物。溴化聚苯乙烯与聚溴化苯乙烯同样地包含取代了结合在形成芳香环的碳原子上的氢原子的溴原子,但一部分包含取代了形成构成(共)聚合物的主骨架的烷基链的氢原子的溴原子。具体而言,在溴化聚苯乙烯中,与构成形成(共)聚合物的主骨架的烷基链的碳原子结合的氢原子中,被溴原子取代的氢原子的比例大于0.5质量%。
溴化聚亚苯基为将聚苯醚树脂进行溴化而得的(共)聚合物。溴化聚亚苯基优选为下述通式(1)所示的化合物。
[化5]
通式(1)中,X为Br,p为1~4的数,q为1以上的数。q优选为2以上,优选为5以上。q的上限虽然没有特别限定,但是优选为100以下,更优选为80以下,进一步优选为60以下,进一步优选为40以下,进一步优选为20以下,特别优选为10以下。
通式(1)所示的溴化聚亚苯基的例子包括:聚二溴对苯醚、聚三溴对苯醚、聚单溴对苯醚和聚二溴邻苯醚等。
这些阻燃剂中,从使聚酰胺树脂组合物在高温区域的电气特性变得更良好的观点考虑,优选为聚溴化苯乙烯和溴化聚苯乙烯,更优选为聚溴化苯乙烯。另外,聚溴化苯乙烯容易提高成型体的抗弯强度,溴化聚苯乙烯更容易提高聚酰胺树脂组合物的流动性。因此,可以根据对于聚酰胺树脂组合物和成型体所期望的特性来选用它们。
这些阻燃剂优选溴原子的含量为50质量%以上80质量%以下,更优选为60质量%以上80质量%以下。
此外,这些阻燃剂的重均分子量(Mw)优选为1,000以上400,000以下,更优选为2,000以上100,000以下,进一步优选为2,000以上60,000以下。上述重均分子量为使用流动相为氯仿的GPC(凝胶渗透色谱),柱温度设为40℃,并使用示差折射计检测器进行测定而得的聚苯乙烯换算的重均分子量。
这些阻燃剂的含量相对于聚酰胺树脂组合物的总质量优选为1质量%以上40质量%以下。如果上述阻燃剂的含量为1质量%以上,则能够使聚酰胺树脂组合物的流动性和在高温区域的电气特性变得更良好。如果上述阻燃剂的含量为40质量%以下,则能够使树脂组合物中的聚酰胺树脂的量变得更多,提高聚酰胺树脂组合物的韧性等各种特性。从上述观点考虑,这些阻燃剂的含量相对于聚酰胺树脂组合物的总质量更优选为5质量%以上30质量%以下,进一步优选为12质量%以上25质量%以下。
此外,这些阻燃剂的含量相对于聚酰胺树脂组合物所包含的聚酰胺树脂的含量100质量份为10质量份以上70质量份以下。如果上述阻燃剂的含量为10质量份以上,则能够使聚酰胺树脂组合物的流动性和在高温区域的电气特性变得更良好。如果上述阻燃剂的含量为70质量份以下,则能够使树脂组合物中的聚酰胺树脂的量变得更多,提高聚酰胺树脂组合物的韧性等各种特性。从上述观点考虑,这些阻燃剂的含量相对于聚酰胺树脂组合物所包含的聚酰胺树脂的含量100质量份优选为20质量份以上60质量份以下,更优选为25质量份以上55质量份以下。
1-2-1-1.阻燃助剂
上述聚酰胺树脂组合物除了上述阻燃剂(X)以外,还优选包含锑化合物。上述锑化合物作为进一步提高阻燃剂的作用的阻燃助剂而起作用。
上述锑化合物的例子包括:三氧化锑、四氧化锑、五氧化锑和锑酸钠等。这些之中,优选为锑酸钠。
上述锑化合物的含量相对于聚酰胺树脂组合物的总质量优选为0.01质量%以上5质量%以下。如果上述阻燃助剂的含量为0.01质量%以上,则可更良好地发挥由上述阻燃剂带来的流动性和在高温区域的电气特性的提高效果。如果上述阻燃助剂的含量为5质量%以下,则能够使树脂组合物中的聚酰胺树脂的量变得更多,提高聚酰胺树脂组合物的韧性等各种特性。从上述观点考虑,上述阻燃助剂的含量相对于聚酰胺树脂组合物的总质量更优选为0.05质量%以上3质量%以下,进一步优选为0.1质量%以上1质量%以下,特别优选为0.15质量%以上0.4质量%以下。
上述聚酰胺树脂组合物除了上述锑化合物以外,还优选进一步包含锌盐或钙盐。通过上述锌盐或钙盐与上述锑化合物并用,从而能够进一步有效地提高阻燃剂的作用。
上述锌盐的例子包括硼酸锌、锡酸锌和磷酸锌等。上述钙盐的例子包括硼酸钙和钼酸钙等。这些之中,优选为锌盐,更优选为硼酸锌。另外,上述硼酸锌包括2ZnO·3B2O3、4ZnO·B2O3·H2O和2ZnO·3B2O3·3.5H2O等。这些之中,优选为2ZnO·3B2O3和4ZnO·B2O3·H2O,更优选为硼酸锌的酸酐(2ZnO·3B2O3)。
上述锌盐或钙盐的含量相对于聚酰胺树脂组合物的总质量优选为0.5质量%以上10质量%以下。如果上述锌盐或钙盐的含量为0.5质量%以上,则可进一步良好地发挥由上述阻燃剂带来的流动性和在高温区域的电气特性的提高效果。如果上述锌盐或钙盐的含量为10质量%以下,则能够使树脂组合物中的聚酰胺树脂的量变得更多,提高聚酰胺树脂组合物的韧性等各种特性。从上述观点考虑,上述锌盐或钙盐的含量相对于聚酰胺树脂组合物的总质量更优选为1质量%以上5质量%以下,进一步优选为1质量%以上3质量%以下。
上述锑化合物的含量(α)与上述锌盐或钙盐的含量(β)的比例没有特别限定,α/β可以从99/1~1/99的范围内进行选择。另外,从更适当地发挥由上述锌盐或钙盐带来的作用的观点考虑,优选上述锌盐或钙盐的含量(β)多于上述锑化合物的含量(α),α/β更优选为30/70~1/99,进一步优选为20/80~1/99。
1-2-2.阻燃剂(Y)
阻燃剂(Y)为式(I)所示的次膦酸盐化合物或式(II)所示的双次膦酸盐化合物、或它们的聚合物。
[化6]
式(I)和式(II)中,
R1和R2独立地为直链状或具有支链的碳原子数1以上6以下的烷基或芳基,
R3独立地为直链状或具有支链的碳原子数1以上10以下的亚烷基、碳原子数6以上10以下的亚芳基、碳原子数6以上10以下的烷基亚芳基或碳原子数6以上10以下的芳基亚烷基,
M为选自由Mg、Ca、Al、Sb、Sn、Ge、Ti、Zn、Fe、Zr、Ce、Bi、Sr、Mn、Li、Na、K和质子化氮碱所组成的组中的1种原子或原子团,
m表示1~4的整数,n表示1~4的整数,x表示1~4的整数。
式(I)所示的次膦酸盐化合物和式(II)所示的双次膦酸盐化合物的例子包括: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、甲基乙基次膦酸钙、甲基乙基次膦酸镁、甲基乙基次膦酸铝、甲基乙基次膦酸锌、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、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、二苯基次膦酸铝和二苯基次膦酸锌等。
这些之中,优选为二甲基次膦酸钙、二甲基次膦酸铝、二甲基次膦酸锌、甲基乙基次膦酸钙、甲基乙基次膦酸铝、甲基乙基次膦酸锌、二乙基次膦酸钙、二乙基次膦酸铝、二乙基次膦酸锌;进一步优选为二乙基次膦酸铝。
式(I)所示的次膦酸盐化合物和式(II)所示的双次膦酸盐化合物的市售品的例子包括Clariant公司制的EXOLIT OP1230(“EXOLIT”为该公司的注册商标)、OP1311、OP1312、OP930和OP935等。
此外,根据本发明人等的认知,这些阻燃剂能够使上述聚酰胺树脂组合物在高温区域的电气特性变得更良好。虽然其理由还不清楚,但认为是由于玻璃化转变温度提高,高温下的非晶部的分子运动性得以降低。此外,阻燃剂(Y)由于抑制聚酰胺树脂分解的能力强,因此即使为相同含量也能够表现出更高的阻燃性。因此,如果使用阻燃剂(Y),则能够抑制由减少阻燃剂的添加量而引起的机械强度降低的效果显著。
这些阻燃剂的含量相对于聚酰胺树脂组合物的总质量优选为3质量%以上20质量%以下。如果上述阻燃剂的含量为3质量%以上,则能够使聚酰胺树脂组合物的流动性和在高温区域的电气特性变得更良好。如果上述阻燃剂的含量为20质量%以下,则能够使树脂组合物中的聚酰胺树脂的量变得更多,提高聚酰胺树脂组合物的韧性等各种特性,容易抑制由阻燃剂的添加引起的韧性降低。从上述观点考虑,这些阻燃剂的含量相对于聚酰胺树脂组合物的总质量更优选为5质量%以上18质量%以下,进一步优选为10质量%以上15质量%以下。
此外,这些阻燃剂的含量相对于聚酰胺树脂组合物所包含的聚酰胺树脂的含量100质量份为3质量份以上50质量份以下。如果上述阻燃剂的含量为3质量份以上,则能够使聚酰胺树脂组合物的流动性和在高温区域的电气特性变得更良好。如果上述阻燃剂的含量为50质量份以下,则能够使树脂组合物中的聚酰胺树脂的量变得更多,提高聚酰胺树脂组合物的韧性等各种特性,容易抑制由阻燃剂的添加引起的韧性降低。从上述观点考虑,这些阻燃剂的含量相对于聚酰胺树脂组合物所包含的聚酰胺树脂的含量100质量份优选为5质量份以上40质量份以下,更优选为10质量份以上35质量份以下。
1-2-2-1.阻燃助剂
上述聚酰胺树脂组合物除了包含上述阻燃剂以外,还可以包含公知的阻燃助剂。上述阻燃助剂的例子包括:锑化合物、锌盐或钙盐、氧化钙、氧化钡、氧化铝、氧化锡、氧化镁、磷酸铝、勃姆石、磷腈化合物、以及选自磷酸、焦磷酸和多磷酸中的1种以上磷化合物与选自三聚氰胺、蜜白胺和蜜勒胺中的1种以上化合物的盐等。
上述锑化合物的例子包括:三氧化锑、四氧化锑、五氧化锑和锑酸钠等。这些之中,优选为锑酸钠。
上述锑化合物的含量相对于聚酰胺树脂组合物的总质量优选为0.01质量%以上5质量%以下。如果上述阻燃助剂的含量为0.01质量%以上,则可更良好地发挥由上述阻燃剂带来的流动性和在高温度范围的电气特性的提高效果。如果上述阻燃助剂的含量为5质量%以下,则能够使树脂组合物中的聚酰胺树脂的量变得更多,提高聚酰胺树脂组合物的韧性等各种特性。从上述观点考虑,上述阻燃助剂的含量相对于聚酰胺树脂组合物的总质量更优选为0.05质量%以上3质量%以下,进一步优选为0.1质量%以上1质量%以下,特别优选为0.15质量%以上0.4质量%以下。
上述锌盐的例子包括:硼酸锌、锡酸锌和磷酸锌等。上述钙盐的例子包括硼酸钙和钼酸钙等。这些之中,优选为锌盐,更优选为硼酸锌。另外,上述硼酸锌包括2ZnO·3B2O3、4ZnO·B2O3·H2O和2ZnO·3B2O3·3.5H2O等。这些之中,优选为2ZnO·3B2O3和4ZnO·B2O3·H2O,更优选为硼酸锌的酸酐(2ZnO·3B2O3)。
上述锌盐或钙盐的含量相对于聚酰胺树脂组合物的总质量优选为0.5质量%以上10质量%以下。如果上述锌盐或钙盐的含量为0.5质量%以上,则可进一步良好地发挥由上述阻燃剂带来的流动性和在高温区域的电气特性的提高效果。如果上述锌盐或钙盐的含量为10质量%以下,则能够使树脂组合物中的聚酰胺树脂的量变得更多,提高聚酰胺树脂组合物的韧性等各种特性。从上述观点考虑,上述锌盐或钙盐的含量相对于聚酰胺树脂组合物的总质量更优选为1质量%以上5质量%以下,进一步优选为1质量%以上3质量%以下。
1-3.其他成分
上述聚酰胺树脂组合物可以包含公知的其他成分。上述其他成分的含量相对于聚酰胺树脂组合物的总质量优选为0质量%以上20质量%以下,更优选为0质量%以上10质量%以下,进一步优选为0.5质量%以上10质量%以下。
其他成分的例子包括增强材料、结晶成核剂、流动性改进剂、耐腐蚀性改进剂、抗滴落剂、离子捕获剂、弹性体(橡胶)、抗静电剂、脱模剂、抗氧化剂(酚类、胺类、硫类和磷类等)、耐热稳定剂(内酯化合物、维生素E类、氢醌类、卤化铜和碘化合物等)、光稳定剂(苯并三唑类、三嗪类、二苯甲酮类、苯甲酸酯类、受阻胺类和草酰苯胺(oxanilide)类等)、其他聚合物(聚烯烃类、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物等烯烃共聚物、丙烯-1-丁烯共聚物等烯烃共聚物、聚苯乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚缩醛、聚砜、聚苯醚、氟树脂、有机硅树脂和LCP)等。其中,从提高成型体的机械强度的观点考虑,本公开的树脂组合物优选进一步包含增强材料。
增强材料可以对树脂组合物赋予高机械强度。增强材料的例子包括:玻璃纤维,硅灰石、钛酸钾晶须、碳酸钙晶须、硼酸铝晶须、硫酸镁晶须、氧化锌晶须、研磨纤维和切断纤维等纤维状增强材料、以及粒状增强材料。这些之中,可以单独使用1种,也可以并用2种以上。其中,从容易提高成型体的机械强度等考虑,优选为硅灰石、玻璃纤维、钛酸钾晶须,更优选为硅灰石或玻璃纤维。
从树脂组合物的成型性和获得的成型体的机械强度、耐热性的观点考虑,纤维状增强材料的平均纤维长度例如可以为1μm以上20mm以下,优选为5μm以上10mm以下。此外,纤维状增强材料的纵横比例如可以为5以上2000以下,优选为30以上600以下。
纤维状增强材料的平均纤维长度与平均纤维直径能够通过以下方法来测定。
1)使树脂组合物溶解于六氟异丙醇/氯仿溶液(0.1/0.9体积%)之后,进行过滤,采集所得的过滤物。
2)使上述1)获得的过滤物分散于水中,利用光学显微镜(倍率:50倍)测量任意300根各自的纤维长度(Li)和纤维直径(di)。将纤维长度为Li的纤维的根数设为qi,基于下式算出重均长度(Lw),将其设为纤维状增强材料的平均纤维长度。
重均长度(Lw)=(Σqi×Li2)/(Σqi×Li)
同样地,将纤维直径为Di的纤维的根数设为ri,基于下式算出重均直径(Dw),将其设为纤维状增强材料的平均纤维直径。
重均直径(Dw)=(Σri×Di2)/(Σri×Di)
纤维状增强材料的含量没有特别限制,相对于聚酰胺树脂组合物的总质量,例如能够为15质量%以上70质量%以下。
结晶成核剂能够提高成型体的结晶度。结晶成核剂的例子包括:包含磷酸-2,2-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)钠、三(对叔丁基苯甲酸)铝和硬脂酸盐等的金属盐系化合物;包含双(对甲基亚苄基)山梨糖醇和双(4-乙基亚苄基)山梨糖醇等的山梨糖醇系化合物;以及包含滑石、碳酸钙和水滑石等的无机物等。这些之中,从进一步提高成型体的结晶度的观点考虑,优选为滑石。这些结晶成核剂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
结晶成核剂的含量相对于聚酰胺树脂组合物的总质量优选为0.1质量份以上5质量份以下,更优选为0.1质量份以上3质量份以下。如果结晶成核剂的含量在上述范围内,则容易充分地提高成型体的结晶度,容易获得充分的机械强度。
耐腐蚀性改进剂可以为金属氧化物或金属氢氧化物。这些化合物能够抑制由聚酰胺树脂组合物引起的钢材(例如,成型机中使用的螺杆、料筒、模头和喷嘴等)在高温下的腐蚀磨损。
这些金属氧化物或金属氢氧化物优选为元素周期表的第1~12族金属的氧化物或氢氧化物,更优选为该周期表的第2~12族金属的氧化物或氢氧化物。特别是,上述金属氧化物优选为元素周期表的第4~12族元素金属的氧化物,更优选为第7~12族元素金属的氧化物。
特别是,这些金属氧化物或金属氢氧化物优选为铁、镁或锌的氧化物或氢氧化物,更优选为镁或锌的氧化物或氢氧化物。此外,这些金属氧化物或金属氢氧化物可以为锡酸锌和羟基锡酸锌等金属的复合氧化物。这些之中,优选为氢氧化镁、氧化镁和氧化锌,更优选为氧化锌。特别是在使用作为阻燃剂(Y)的式(I)所示的次膦酸盐化合物或式(II)所示的双次膦酸盐化合物、或它们的聚合物时,通过并用氧化锌,从而可显著地发挥成型机的腐蚀抑制和磨损抑制效果。
这些金属氧化物或金属氢氧化物优选为粒子状。
耐腐蚀性改进剂的含量相对于聚酰胺树脂组合物的总质量优选为0.05质量%以上2质量%以下,更优选为0.1质量%以上1质量%以下,进一步优选为0.1质量%以上0.5质量%以下。
流动性改进剂提高聚酰胺树脂组合物的注射流动性,同时使所得的成型体的外观变得良好。流动性改进剂可以为羟基羧酸金属盐和高级脂肪酸金属盐等脂肪酸金属盐。
构成上述羟基羧酸金属盐的羟基羧酸可以为脂肪族羟基羧酸,可以为芳香族羟基羧酸。上述脂肪族羟基羧酸的例子包括:α-羟基肉豆蔻酸、α-羟基棕榈酸、α-羟基硬脂酸、α-羟基二十烷酸、α-二十二烷酸、α-羟基二十四烷酸、α-羟基二十六烷酸、α-羟基二十八烷酸、α-羟基三十烷酸、β-羟基肉豆蔻酸、10-羟基癸烷酸、15-羟基十五烷酸、16-羟基十六烷酸、12-羟基硬脂酸和蓖麻油酸等碳原子数10以上30以下的脂肪族的羟基羧酸。上述芳香族羟基羧酸的例子包括:水杨酸、间羟基苯甲酸、对羟基苯甲酸、没食子酸、扁桃酸和托品酸(tropic acid)等。
构成上述羟基羧酸金属盐的金属的例子包括:锂等碱金属、以及镁、钙和钡等碱土金属。
这些之中,上述羟基羧酸金属盐优选为12-羟基硬脂酸的金属盐,更优选为12-羟基硬脂酸镁和12-羟基硬脂酸钙。
构成上述高级脂肪酸金属盐的高级脂肪酸的例子包括:硬脂酸、油酸、二十二烷酸(ベヘニン酸)、山萮酸(behenic acid)和褐煤酸等碳原子数15以上30以下的高级脂肪酸。
构成上述高级脂肪酸金属盐的金属的例子包括:钙、镁、钡、锂、铝、锌、钠和钾等。
这些之中,上述高级脂肪酸金属盐优选为硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸钡、山嵛酸钙、褐煤酸钠和褐煤酸钙等。特别是在使用作为阻燃剂(Y)的式(I)所示的次膦酸盐化合物或式(II)所示的双次膦酸盐化合物、或它们的聚合物时,通过并用硬脂酸钡、优选并用12羟基-硬脂酸钡,从而可提高聚酰胺树脂组合物的注射流动性,并且可显著地发挥使获得的成型体的外观变得良好的效果。
流动性改进剂的含量相对于聚酰胺树脂组合物的总质量优选为0.01质量%以上1.3质量%以下。如果流动性改进剂的含量为0.01质量%以上,则成型时的流动性容易提高,所得的成型品的外观性容易提高。如果流动性改进剂的含量为1.3质量%以下,则在成型时不易由流动性改进剂的分解而产生气体,制品的外观容易变得良好。
抗滴落剂抑制由于由燃烧产生的热进行熔融而液状化了的树脂垂落。抗滴落剂的例子包括氟树脂、以及在分子内具有羧基、酸酐基和氨基等的改性聚烯烃等。上述氟树脂的例子包括聚四氟乙烯(PTFE)等。上述改性聚烯烃的例子包括聚乙烯、SEBS等芳香族乙烯基化合物-共轭二烯共聚物或其氢化物、和乙烯-丙烯共聚物等聚烯烃弹性体等改性物。这些之中,优选为改性聚烯烃,更优选为马来酸改性SEBS。
抗滴落剂的含量相对于聚酰胺树脂组合物的总质量优选为0.1质量份以上5质量份以下,更优选为0.5质量份以上5质量份以下。如果抗滴落剂的含量在上述范围内,则能够充分地抑制燃烧时的树脂垂落。
离子捕获剂捕获聚酰胺树脂组合物中的氯化氢(氯离子)等,抑制聚酰胺树脂组合物的劣化。离子捕获剂的例子包括水滑石和沸石等。另外,这些离子捕获剂为层状化合物,估计具有利用层间水的脱水等作用来提高聚酰胺树脂组合物和成型体的阻燃性的作用。
离子捕获剂的含量相对于聚酰胺树脂组合物的总质量优选为0.01质量份以上3质量份以下,更优选为0.1质量份以上1质量份以下。如果离子捕获剂的含量在上述范围内,则容易更充分地提高聚酰胺树脂组合物和成型体的稳定性和阻燃性。
1-4.制造方法
上述聚酰胺树脂组合物可以通过将上述聚酰胺树脂和根据需要的其他成分利用公知的树脂混炼方法来制造,该公知的树脂混炼方法是例如利用亨舍尔混合机、V型搅拌器、带式掺混器、或转筒搅拌器进行混合的方法,或是在混合后,进一步利用单螺杆挤出机、多螺杆挤出机、捏合机、或班伯里密炼机进行熔融混炼之后进行造粒或粉碎的方法。
2.第二实施方式
本公开的第二实施方式涉及具有以下特性的聚酰胺树脂组合物。
另外,通过上述第一实施方式涉及的聚酰胺树脂组合物,能够实现具有以下特性的聚酰胺树脂组合物。然而,本实施方式涉及的聚酰胺树脂组合物并不限定于第一实施方式涉及的聚酰胺树脂组合物,只要能够实现以下特性,则聚酰胺树脂的组成、各种添加剂的种类和配合量等并不限定于第一实施方式涉及的聚酰胺树脂组合物。
上述聚酰胺树脂由差示扫描量热计(DSC)测定的熔点(Tm)为280℃以上330℃以下,并且由DSC测定的玻璃化转变温度(Tg)为135℃以上180℃以下。
如果上述聚酰胺树脂的熔点(Tm)为280℃以上,则聚酰胺树脂组合物、成型体在高温区域的机械强度、耐热性等不易受损,如果为330℃以下,则不需要过度地提高成型温度,因此聚酰胺树脂组合物的成型加工性容易变得良好。从上述观点考虑,聚酰胺树脂的熔点(Tm)更优选为290℃以上330℃以下,进一步优选为300℃以上330℃以下。
如果上述聚酰胺树脂的玻璃化转变温度(Tg)为135℃以上,则聚酰胺树脂组合物、成型体的耐热性不易受损,同时能够进一步提高在高温区域的机械强度和电阻性。如果上述聚酰胺树脂的玻璃化转变温度(Tg)为180℃以下,则聚酰胺树脂组合物的成型加工性容易变得良好。从上述观点考虑,上述聚酰胺树脂的玻璃化转变温度(Tg)更优选为140℃以上170℃以下。
关于上述聚酰胺树脂组合物,在使用宽度10mm、厚度0.5mm的棒流模具,并以注射压力2000kg/cm2,使料筒温度为比聚酰胺树脂的熔点高10℃的温度,且使模具温度为120℃来进行注射时的模具中的树脂组合物的流动长度(以下,简称为“流动长度”。)为20mm以上100mm以下。
如果上述流动长度为20mm以上,则能够进一步提高聚酰胺树脂组合物的成型性。如果上述流动长度为100mm以下,则能够抑制因过度填充引起的在成型品端部的毛刺产生,使成型品的外观变得更良好。从上述观点考虑,上述流动长度优选为20mm以上100mm以下,更优选为25mm以上80mm以下,进一步优选为30mm以上70mm以下。
关于上述聚酰胺树脂组合物,以注射压力2000kg/cm2,使料筒温度为比聚酰胺树脂的熔点高10℃的温度,并使模具温度为120℃来进行注射成型而得的长度64mm、宽度6mm、厚度0.8mm的试验片A满足以下要件I和要件II。
要件I:在利用回流焊装置进行加热时不发生试验片的熔融和表面上的膨胀的温度(以下,也简称为“回流耐热温度”。)为240℃以上290℃以下
要件II:在温度23℃、相对湿度50%的气氛下,以弯曲速度5mm/分钟进行弯曲试验时,用于破坏上述试验片的能量(以下,也简称为“薄壁弯曲能量”。)为30mJ以上90mJ以下
如果上述回流耐热温度为240℃以上,则可获得对于无铅的回流焊接的充分耐性。如果上述回流耐热温度为290℃以下,则不需要过度地提高聚酰胺树脂的熔点,或降低聚酰胺树脂组合物的流动性,因此聚酰胺树脂组合物的成型性变得良好。从上述观点考虑,上述回流耐热温度优选为240℃以上280℃以下,更优选为250℃以上275℃以下。
如果上述薄壁弯曲能量为30mJ以上,则由聚酰胺树脂组合物获得的成型体的强度充分地高,因此即使例如在制成赋予振动等的电子设备的部件、赋予应力的汽车等各种装置的部件等时,也能够使成型体的应力耐性变得充分。特别是在制成薄壁状的成型体时,由于成型体的强度也充分地提高,因此即使为了应对电子设备的小型化等目的而成型为微细的部件,也可获得充分的应力耐性。如果上述薄壁弯曲能量为90mJ以上,则成型体的应力缓和性充分,在受到冲击时不易向其他部件传递冲击,不易发生上述其他部件的破坏。从上述观点考虑,上述薄壁弯曲能量优选为30mJ以上80mJ以下,更优选为33mJ以上75mJ以下,进一步优选为35mJ以上70mJ以下。
关于上述聚酰胺树脂组合物,以注射压力100MPa,使料筒温度为比聚酰胺树脂的熔点高10℃的温度,使模具温度为120℃来进行注射成型而得的100mm见方、厚度2mm的方板试验片B的130℃时的体积电阻率(以下,也简称为“高温电阻率”。)为1013Ω·cm以上1018Ω·cm以下。
如果上述高温电阻率为1013Ω·cm以上,则能够进一步提高成型体的绝缘性。特别是即使为了应对电子设备的小型化等目的而成型为微细的部件,除了可获得充分的绝缘性以外,还可获得也能够充分应对电子设备的高输出化的绝缘性。如果上述高温电阻率为1018Ω·cm以下,则在成型体中不易积存静电,由此能够防止灰尘的吸附,能够抑制由于灰尘混入电子设备内部而造成的该电子设备的长期可靠性降低。从上述观点考虑,上述高温电阻率优选为1014Ω·cm以上1018Ω·cm以下,更优选为1013Ω·cm以上1017Ω·cm以下,进一步优选为1013Ω·cm以上1016Ω·cm以下,特别优选为1014Ω·cm以上1016Ω·cm以下。
3.树脂组合物的用途
本公开的树脂组合物通过利用压缩成型法、注射成型法、挤出成型法等公知的成型法进行成型,从而以各种成型体的形式使用。
本公开的树脂组合物的成型体能够用于各种用途。这样的用途的例子包括:散热器格栅、后扰流板、轮毂罩、轮毂盖、前围通风格栅(cowl vent grille)、百叶式出气口、进气口、顶罩凸起(hood bulge)、天窗、天窗导轨、挡泥板和后门等汽车用外饰部件;汽缸盖罩、发动机座、进气歧管、节气门体、进气管、散热器水箱、散热器支架、水泵、水泵进口、水泵出口、节温器外壳、冷却风扇、风扇护罩、机油盘、滤油器壳、加油口盖、油位计、油泵、正时皮带、正时皮带罩和发动机盖等汽车用发动机室内部件;燃油盖、加油管、汽车用燃料罐、油位传感器模块(fuel sender module)、燃油截止阀、快速连接器、罐(canister)、燃油输送管和加油器颈管等汽车用燃料系部件;变速杆壳和传动轴等汽车用驱动系部件;稳定杆连接杆、发动机安装支架等汽车用底盘部件;车窗调节器、门锁、车门把手、车门外后视镜支架(outside door mirror stay)、刮水器及其部件、油门踏板、踏板模块、接头、树脂螺丝、螺母、衬套、密封圈、轴承、轴承保持架、齿轮和致动器等汽车用功能部件;线束连接器、继电器块(relay block)、传感器壳、保险丝部件、封装(encapsulation)、点火线圈和分电器盖等汽车用电子部件;通用设备(割灌机(刈り払い机)、割草机和链锯)用燃料罐等通用设备用燃料系部件;连接器、汇流条和LED反射器等电气电子部件;建材部件、产业用设备部件、以及小型壳体(包括个人电脑、手机等的壳体)、外饰成型品等的各种壳体或外饰部件。
其中,本公开的树脂组合物由于在高温区域具有高机械强度和电阻性等,因此能够适合用于各种用途中的绝缘材料的用途,此外,能够适合用于汽车用电子部件、电气电子部件、产业用设备部件和电气设备的壳体或外饰部件等电气设备的部件。
实施例
以下,参照实施例以进一步进行详细的说明。本说明书所公开的范围并不受实施例的限定来解释。
另外,在以下实验中,聚酰胺树脂的熔点(Tm)和玻璃化转变温度(Tg)通过以下方法来测定。
(熔点(Tm)、玻璃化转变温度(Tg))
聚酰胺树脂的熔化热(ΔH)、熔点(Tm)和玻璃化转变温度(Tg)使用差示扫描量热计(DSC220C型,Seiko Instruments公司制)进行测定。
具体而言,将约5mg的聚酰胺树脂密封于测定用铝盘中,从室温以10℃/min加热至350℃。为了使树脂完全熔化,在360℃保持3分钟,然后,以10℃/min冷却至30℃。在30℃放置5分钟之后,以10℃/min进行第2次加热直至360℃。将该第2次加热中的吸热峰的温度(℃)设为结晶性聚酰胺树脂的熔点(Tm),将相当于玻璃化转变的拐点设为玻璃化转变温度(Tg)。熔化热(ΔH)按照JIS K7122,由第1次升温过程中的结晶化的吸热峰的面积来求出。
(特性粘度[η])
对于聚酰胺树脂的特性粘度[η],使聚酰胺树脂0.5g溶解于96.5%硫酸溶液50ml,使用乌伯娄德粘度计测定所得溶液在25℃±0.05℃的条件下的流下秒数,基于“数学式:[η]=ηSP/(C(1+0.205ηSP))”来算出。
[η]:特性粘度(dl/g)
ηSP:比粘度
C:试样浓度(g/dl)
t:试样溶液的流下秒数(秒)
t0:空白硫酸的流下秒数(秒)
ηSP=(t-t0)/t0
(熔化热(ΔH))
聚酰胺树脂的熔化热(ΔH)为按照JIS K 7122(2012年),由第1次升温过程中的结晶化的发热峰的面积来求出。
1.材料的合成/准备
1-1.聚酰胺树脂的合成
(合成例1)
将对苯二甲酸259.5g(1561.7毫摩尔)、1,6-二氨基己烷118.9g(1023.1毫摩尔)、双氨基甲基降冰片烷(三井化学fine株式会社制)85.0g(551.1毫摩尔)、次磷酸钠一水合物0.37g和蒸馏水81.8g放入内容量1L的高压釜中,并进行氮气置换。从190℃开始搅拌,经3小时使内部温度升温至250℃。此时,使高压釜的内压升压至3.0MPa。在该状态下持续反应1小时之后,从设置于高压釜下部的喷射喷嘴向大气释放,取出低价缩合物。然后,将该低价缩合物冷却至室温之后,将低价缩合物利用粉碎机粉碎至1.5mm以下的粒径,在110℃干燥24小时。
接下来,将该低价缩合物放入塔板式固相聚合装置中,氮气置换后,经约1小时30分钟使其升温至215℃。然后,反应1小时30分钟,降温至室温。
然后,利用螺杆直径30mm、L/D=36的双螺杆挤出机,使筒设定温度为330℃,以螺杆转速200rpm、6kg/h的树脂供给速度使所得的预聚物熔融聚合,获得了聚酰胺树脂1。
获得的聚酰胺树脂1的特性粘度[η]为0.97dl/g,熔点(Tm)为312℃,玻璃化转变温度(Tg)为167℃,熔化热(ΔH)为44mJ/mg。
(合成例2)
使投入至高压釜的对苯二甲酸的量为162.2g(976.1毫摩尔),进而加入85.6g(585.7毫摩尔)的己二酸,使1,6-二氨基己烷的量为182.9g(1574.2毫摩尔),没有加入双氨基甲基降冰片烷(三井化学fine株式会社制),除此以外,与合成例1同样地操作,获得了聚酰胺树脂2。聚酰胺树脂2的特性粘度[η]为0.8dl/g,熔点(Tm)为320℃,玻璃化转变温度(Tg)为95℃,熔化热(ΔH)为48mJ/mg。
1-2.阻燃剂
使用了以下的阻燃剂:
阻燃剂(X)
·聚溴化苯乙烯(Chemtura公司制,Great Lakes PBS-64HW:二溴苯乙烯的均聚物,溴含量为64质量%)
·溴化聚苯乙烯(Albemarle公司制,SAYTEX HP-7010(“SAYTEX”为该公司的注册商标):溴化聚苯乙烯,溴含量为68.5质量%)
阻燃剂(Y)
·次膦酸铝(Clariant公司制,EXOLIT OP1230),二乙基次膦酸的铝盐,CAS-No.225789-38-8
1-3.阻燃助剂
·锑化合物(日本精矿株式会社制,SA-A:锑酸钠)
·硼酸盐(Borax公司制,Firebrake 500:2ZnO·3B2O3)
1-4.增强材料
·玻璃纤维(中央硝子株式会社制,ECS03-615)
1-5.离子捕获剂
·水滑石1(协和化学工业株式会社制,DHT-4C(“DHT”为该公司的注册商标))
·水滑石2(户田工业株式会社制,NAOX-33)
1-6.结晶成核剂
·滑石
1-7.抗滴落剂
·马来酸化SEBS(旭化成株式会社制,Tuftec M1913(“Tuftec”为该公司的注册商标))
1-8.耐腐蚀性改进剂
·氧化锌
1-9.流动性改进剂
·褐煤酸钙(Clariant公司制,LICOMONT CAV102“LICOMONT”为该公司的注册商标))
·12羟基硬脂酸钡(日东化成工业株式会社公司制,BS-6)
2.聚酰胺树脂组合物的调制
将上述材料以表1所示的组成比(单位为质量份)利用转筒搅拌器进行混合,使用30mmφ的排气式双轴螺杆挤出机,以300~335℃的料筒温度条件进行了熔融混炼。然后,将混炼物挤出成线条状,利用水槽使其冷却。然后,利用造粒机将线条牵引,进行切割,从而获得了颗粒状的聚酰胺树脂组合物。
3.评价
按照以下基准来评价所获得的聚酰胺树脂组合物。
3-1.流动长度
将各个聚酰胺树脂组合物使用宽度10mm、厚度0.5mm的棒流模具,按照以下条件进行注射,测定模具内的聚酰胺树脂组合物的流动长度(mm)。另外,流动长度越长,则表示注射流动性越良好。
成型机:东芝机械株式会社制,EC75N-2A
注射设定压力:2000kg/cm2
成型机料筒温度:聚酰胺树脂的熔点+10℃
模具温度:120℃
3-2.阻燃性
将各个聚酰胺树脂组合物按照以下条件进行注射成型,调制出1/32英寸×1/2×5英寸的试验片。使用所调制的试验片,按照UL94标准(1991年6月18日颁布的UL TestNo.UL94),进行垂直燃烧试验,评价阻燃性。
成型机:株式会社Sodick Plustech制,Tupar TR40S3A
注射设定压力:2000kg/cm2
成型机料筒温度:聚酰胺树脂的熔点+10℃
模具温度:120℃
3-3.回流耐热温度
将各个聚酰胺树脂组合物按照以下条件进行注射成型,调制出长度64mm、宽度6mm、厚度0.8mm的试验片A。将所调制的试验片A以温度40℃、相对湿度95%调湿96小时。
成型机:东芝机械株式会社制,EC75N-2A
注射设定压力:2000kg/cm2
成型机料筒温度:聚酰胺树脂的熔点+10℃
模具温度:120℃
将进行了上述调湿处理的试验片A载置于厚度1mm的玻璃环氧基板上。在该基板上设置温度传感器。将载置有试验片A的玻璃环氧基板放置于空气回流焊装置(EitecTectron株式会社制,AIS-20-82-C),进行图1所示的温度曲线的回流工序。如图1所示那样,以预定的速度升温至温度230℃,接着,以20秒加热至预定的设定温度(a为270℃,b为265℃,c为260℃,d为255℃,e为235℃)之后,降温至230℃。此时,求出试验片A不熔融且表面不产生鼓泡的设定温度的最大值,将该设定温度的最大值设为回流耐热温度。
3-4.薄壁弯曲能量
将各个获得的聚酰胺树脂组合物按照以下条件进行注射成型,调制出长度64mm、宽度6mm、厚度0.8mm的试验片A。
成型机:东芝机械株式会社制,EC75N-2A
注射设定压力:2000kg/cm2
成型机料筒温度:聚酰胺树脂的熔点+10℃
模具温度:120℃
将调制的试验片A在温度23℃,氮气气氛下放置24小时。接着,在温度23℃、相对湿度50%的气氛下利用弯曲试验机:NTESCO公司制AB5,跨距26mm,弯曲速度5mm/分钟进行弯曲试验。由抗弯强度、应变量和弹性模量求出破坏该试验片A所需要的能量(韧性)。
3-5.高温电阻率
使用下述注射成型机,成型出按照下述成型条件调制的100mm见方、厚度2mm的方板试验片B。
成型机:东芝机械株式会社制,EC75N-2A
注射设定压力:2000kg/cm2
成型机料筒温度:聚酰胺树脂的熔点+10℃
模具温度:120℃
将该方板状的试验片B在温度23℃、相对湿度50%的气氛下放置24小时。然后,按照ASTM D257:2007,使用株式会社ADC公司制的机型8340A,测定使腔室内温度为130℃时的试验片B的体积电阻率,设为高温电阻率X1。对于各个树脂组合物,调制除了不含阻燃剂和阻燃助剂以外组成相同的树脂组合物,同样地测定试验片B的体积电阻率,设为高温电阻率X2。
此外,为了确认由阻燃剂和阻燃助剂的添加所引起的高温时的体积电阻率的变化程度,算出高温电阻率X1与高温电阻率X2的比率(X1/X2)和差(Δ(X2-X1)或Δ(X1-X2))。
3-6.高温抗拉强度
将各个获得的聚酰胺树脂组合物按照以下条件进行注射成型,获得了厚度3.2mm的(A)STM哑铃型试验片TypeI。
成型机:住友重机械工业公司制,SG50M3
注射设定压力:2000kg/cm2
成型机料筒温度:聚酰胺树脂的熔点+10℃
模具温度:120℃
注射设定速度:60mm/sec
将获得的试验片在温度23℃、氮气气氛下放置24小时。接着,温度以外的条件按照ASTMD638,在温度130℃、相对湿度50%的气氛下进行拉伸试验,将所得的抗拉强度设为高温抗拉强度Y1。对于各个树脂组合物,调制除了不含阻燃剂和阻燃助剂以外组成相同的树脂组合物,同样地测定哑铃型试验片的抗拉强度,设为高温抗拉强度Y2。
此外,为了确认由阻燃剂和阻燃助剂的添加引起的高温时的抗拉强度的变化程度,算出高温抗拉强度Y1与高温抗拉强度Y2的比率(Y1/Y2)。
将调制的聚酰胺树脂组合物的组成、流动长度、阻燃性、回流耐热温度、薄壁弯曲能量、高温电阻率和高温抗拉强度显示于表1~表4。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
由表1~表4明确了,如果在具有来源于式(1)所示的二胺的成分单元(b2)作为来源于二胺的成分单元(b)的聚酰胺树脂中并用阻燃剂(X)或阻燃剂(Y),则能够抑制在高温区域的电阻率降低,或进一步提高在高温区域的电阻率。此外,如果在具有来源于式(1)所示的二胺的成分单元(b2)作为来源于二胺的成分单元(b)的聚酰胺树脂中并用阻燃剂(X)或阻燃剂(Y),则能够抑制高温抗拉强度的降低。
本申请为主张基于2021年3月30日申请的日本申请号2021-057551号和2021年3月30日申请的日本申请号2021-057558号的优先权的申请,该申请的权利要求书和说明书中记载的内容被援用至本申请中。
产业上的可利用性
根据本公开的聚酰胺树脂组合物,在高温区域具有高电阻性。因此,本公开将聚酰胺树脂的应用可能性推广至预期成为高输出的电气设备的部件、要求小型化的电气设备的部件,可期待有助于聚酰胺树脂的进一步普及。

Claims (12)

1.一种聚酰胺树脂组合物,其包含相对于聚酰胺树脂组合物的总质量为20质量%以上80质量%以下的聚酰胺树脂、以及阻燃剂,
所述聚酰胺树脂为包含来源于二羧酸的成分单元(a)以及来源于二胺的成分单元(b)的聚酰胺树脂,
所述来源于二羧酸的成分单元(a)包含来源于芳香族二羧酸或脂环式二羧酸的成分单元,
所述来源于二胺的成分单元(b)包含:
相对于所述来源于二胺的成分单元(b)的总摩尔数为大于50摩尔%且90摩尔%以下的来源于碳原子数4以上18以下的亚烷基二胺的成分单元(b1),以及
相对于所述来源于二胺的成分单元(b)的总摩尔数为10摩尔%以上且小于50摩尔%的来源于下述式(1)所示的二胺的成分单元(b2),
[化1]
式(1)中,
n和2个m各自独立地为0或1,
-X-为单键、或选自由-O-、-S-、-SO2-、-CO-和-CH2-所组成的组中的二价基团,
所述阻燃剂为:
相对于聚酰胺树脂组合物的总质量为1质量%以上40质量%以下的选自由聚溴化苯乙烯、溴化聚苯乙烯和溴化聚亚苯基所组成的组中的至少1种阻燃剂(X)、或者
相对于聚酰胺树脂组合物的总质量为3质量%以上20质量%以下的包含式(I)所示的次膦酸盐化合物或式(II)所示的双次膦酸盐化合物、或它们的聚合物的阻燃剂(Y),
[化2]
式中,
R1和R2独立地为直链状或具有支链的碳原子数1以上6以下的烷基或芳基,
R3独立地为直链状或具有支链的碳原子数1以上10以下的亚烷基、碳原子数6以上10以下的亚芳基、碳原子数6以上10以下的烷基亚芳基、或碳原子数6以上10以下的芳基亚烷基,
M为选自由Mg、Ca、Al、Sb、Sn、Ge、Ti、Zn、Fe、Zr、Ce、Bi、Sr、Mn、Li、Na、K和质子化氮碱所组成的组中的1种原子或原子团,
m表示1~4的整数,n表示1~4的整数,x表示1~4的整数。
2.根据权利要求1所述的聚酰胺树脂组合物,所述聚酰胺树脂包含相对于所述来源于二胺的成分单元(b)的总摩尔数为15摩尔%以上且小于45摩尔%的来源于所述式(1)所示的二胺的成分单元(b2)。
3.根据权利要求1或2所述的聚酰胺树脂组合物,所述来源于碳原子数4以上18以下的亚烷基二胺的成分单元(b1)包含来源于直链状的亚烷基二胺或支链状的亚烷基二胺的成分单元。
4.根据权利要求3所述的聚酰胺树脂组合物,所述直链状的亚烷基二胺或支链状的亚烷基二胺为选自由1,4-二氨基丁烷、1,6-二氨基己烷、1,9-壬二胺、1,10-癸二胺、2-甲基-1,5-戊二胺和2-甲基-1,8-辛二胺所组成的组中的二胺。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,芳香族二羧酸或脂环式二羧酸为对苯二甲酸、萘二甲酸或环己烷二甲酸。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,所述阻燃剂为包含所述式(I)所示的次膦酸盐化合物或所述式(II)所示的双次膦酸盐化合物、或者它们的聚合物的阻燃剂(Y)。
7.根据权利要求1~5中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,所述阻燃剂为选自由聚溴化苯乙烯、溴化聚苯乙烯和溴化聚亚苯基所组成的组中的至少1种阻燃剂(X)。
8.根据权利要求7所述的聚酰胺树脂组合物,进一步包含相对于聚酰胺树脂组合物的总质量为0.01质量%以上5质量%以下的锑化合物。
9.根据权利要求8所述的聚酰胺树脂组合物,进一步包含相对于聚酰胺树脂组合物的总质量为0.5质量%以上10质量%以下的锌盐或钙盐。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的聚酰胺树脂组合物,其为绝缘材料用的树脂组合物。
11.一种聚酰胺成型体,其包含权利要求1~10中任一项所述的聚酰胺树脂组合物。
12.根据权利要求11所述的聚酰胺成型体,其为电气设备部件。
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