JP2022504893A - 導電性成形材料 - Google Patents
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Abstract
【選択図】なし
Description
結晶融点(Tm)が50℃を下回らず、
前記ポリアミド成分が、成分A:
PA X.Y型またはPA Z型のPAホモポリマー(Xは、ジアミン残基(DA)であり、Yは、ジカルボン酸残基(DC)であり、Zは、α、ω-アミノ酸残基である。)
および成分B:
PA X’.Y’型のPAコポリマー(X’は、ジアミン残基(DA’)であり、Y’は、ジカルボン酸残基(DC’)である。)
を含み、
前記ジアミン残基(DA’)のいくつかは、少なくとも2つのアミノ末端または少なくとも2つのヒドロキシ末端を有するポリエーテルで置換されており、
前記成分Aと前記成分Bの合計に対する前記ポリエーテルの割合は、0.5重量%~15重量%であり、
前記ポリアミド成分と前記充填剤の総質量に対する前記充填剤の割合は、2.5重量%~6重量%であり、
前記PAホモポリマーの10モル%以下は、他のアミド形成単位から形成されていてもよく、
前記ジアミン残基(DA’)の10モル%以下は、たった1つのアミノ末端またはたった1つのヒドロキシ末端を有するポリエーテルで置換されていてもよいことを特徴とする、成形材料を提供するものである。
範囲、一般式、または化合物群が以下に記載されている場合、これらは、明示的に言及された対応する範囲または化合物群だけでなく、個々の値(範囲)または化合物を除くことによって得られるすべての部分範囲および部分化合物群も含むことを意図している。本明細書の文脈内で文献が引用される場合、その全内容は、本発明の開示内容の一部であることを意図している。以下に百分率で数値が示されている場合、特に明記しない限り、これらは重量%の数値である。組成物の場合、百分率の数値は、特に明記しない限り、組成物全体に対する数値である。以下に平均値が示されている場合、特に明記しない限り、これらは質量平均(重量平均)である。以下に測定値が示されている場合、特に明記しない限り、これらは、101,325Paの圧力かつ25℃の温度で測定された値である。
結晶融点が50℃を下回らず、
前記ポリアミド成分が、成分A:
PA X.Y型またはPA Z型のPAホモポリマー(Xは、ジアミン残基(DA)であり、Yは、ジカルボン酸残基(DC)であり、Zは、α、ω-アミノ酸残基である。)
および成分B:
PA X’.Y’型のPAコポリマー(X’は、ジアミン残基(DA’)であり、Y’は、ジカルボン酸残基(DC’)である。)
を含み、
前記ジアミン残基(DA’)のいくつかは、2つのアミノ末端または2つのヒドロキシ末端を有するポリエーテルで置換されており、
前記成分Aと前記成分Bの合計に対する前記ポリエーテルの割合は、0.5重量%~15重量%であり、
前記ポリアミド成分と前記充填剤の総質量に対する前記充填剤の割合は、2.5重量%~6重量%であり、
前記PAホモポリマーの10モル%以下は、他のアミド形成単位から形成されていてもよく、
前記成分BのPAコポリマーが、前記PAコポリマーの総質量に対し、8重量%~30重量%のポリエーテルを含有することを特徴とする、成形材料が好ましい。
結晶融点が50℃を下回らず、
前記ポリアミド成分が、成分A:
PA X.Y型またはPA Z型のPAホモポリマー(Xは、ジアミン残基(DA)であり、Yは、ジカルボン酸残基(DC)であり、Zは、α、ω-アミノ酸残基である。)
および成分B:
PA X’.Y’型のPAコポリマー(X’は、ジアミン残基(DA’)であり、Y’は、ジカルボン酸残基(DC’)である。)
を含み、
前記ジアミン残基(DA’)のいくつかは、2つのアミノ末端または2つのヒドロキシ末端を有するポリエーテルで置換されており、
前記成分Aと前記成分Bの合計に対する前記ポリエーテルの割合は、0.5重量%~15重量%であり、
前記ポリアミド成分と前記充填剤の総質量に対する前記充填剤の割合は、2.5重量%~6重量%であり、
前記PAホモポリマーの10モル%以下は、他のアミド形成単位から形成されていてもよく、
前記ポリエーテルの数平均分子量(Mn)が5,000g/モル以下であり、
前記ポリアミド成分のPAコポリマーとPAホモポリマーの鎖長が、前記アミド形成単位の炭素原子数との関係で、平均して10%以下しか相違せず、前記相違は、前記鎖長の高い方の値に基づくものであることを特徴とする、成形材料が好ましい。
結晶融点が50℃を下回らず、
前記ポリアミド成分が、成分A:
PA 6、PA 11、PA 12、PA 4.6、PA 6.6、PA 6.9、PA 6.10、PA 6.12、PA 9.10、PA 9.12、PA 10.10、PA 10.12、PA 12.12から選択されるPAホモポリマー
および成分B:
PA X’.Y’型のPAコポリマー(X’は、ジアミン残基(DA’)であり、Y’は、ジカルボン酸残基(DC’)である。)
を含み、
前記ジアミン残基(DA’)のいくつかは、2つのアミノ末端または2つのヒドロキシ末端を有するポリエーテルで置換されており、
前記成分Aと前記成分Bの合計に対する前記ポリエーテルの割合は、0.5重量%~15重量%であり、
前記ポリアミド成分と前記充填剤の総質量に対する前記充填剤の割合は、2.5重量%~6重量%であり、
前記PAホモポリマーの10モル%以下は、他のアミド形成単位から形成されていてもよく、
前記成分Aと同一の成分Aと導電率を上げるための充填剤とを同量で含み、他の構成要素はすべて、同一性および量の点で前記成形材料と同一である混合物の結晶化度よりも結晶化度が低いことを特徴とする、成形材料が好ましい。
好ましい添加剤は、酸化安定剤、UV安定剤、加水分解安定剤、耐衝撃性改良剤、顔料、染料および/または加工助剤である。
実験例では、次の成分/成形材料を使用した。
-PAホモポリマー1:EVONIK Resource Efficiency GmbH社製のPA6.12系押出成形材料(VESTAMID D22)
-PAホモポリマー2:EVONIK Resource Efficiency GmbH社製のPA10.10系押出成形材料(VESTAMID DS22)
-PAホモポリマー3:EVONIK Resource Efficiency GmbH社製のPA 12系押出成形材料(VESTAMID L1901)
-PEBA 1:モル質量が400g/モルのビスアミノ末端ポリエーテルを25重量%含む、EVONIK Resource Efficiency GmbH社製のPA 6.12系押出成形材料(Elastamin RP-405、Huntsman)
-PEBA 2:モル質量が650g/モルのビスヒドロキシ末端ポリエーテル(ポリテトラヒドロフラン)を35.4重量%含む、EVONIK Resource Efficiency GmbH社製のPA 10.10系押出成形材料
-PEBA 3:モル質量が1,000g/モルのビスヒドロキシ末端ポリエーテル(ポリテトラヒドロフラン)を29重量%含む、EVONIK Resource Efficiency GmbH社製のPA 12系押出成形材料
-EVAL:27モル%のエチレンを含む、Kuraray社製のEVOH(EVAL LA170B)
-IM:耐衝撃性改良剤;Exxelor VA1803(9%)および1%Lotader AX8900
-安定剤:IrgafosとIrganoxの混合物
-接着促進剤:EVONIK Resource Efficiency GmbH社製のPA 6.12系押出成形材料(VESTAMID SX8002またはVESTAMID SX8080;SX8080は、SX8002と同じ指数を有するが、可塑剤は含まれない)
溶融物中で成分を混合することにより、以下の成形材料をHaakeニーダー(HAAKE Rheomix 600 OS)で混錬した。
表1:実験例1の成形材料の組成
PEBA:PAコポリマー、PE:ポリエーテル、CNT:カーボンナノチューブである。
PE含有量は、CNTの質量を考慮しない、成形材料中のポリエーテルの重量比である。
CNT含有量は、成形材料全体に対する質量比である。
ISO 11357(パーキンエルマー)に準拠したDSCを使用して、20 K/分の割合で、1回目の温度試験におけるガラス転移温度(Tg)と結晶融点(Tm)を測定した。結晶化度(XC)を2回目の温度試験における融解エンタルピーの測定から計算した。
表2:実験例2による熱的性質の測定
ndは、値が測定されなかったことを意味する。
Bellaform社の多層パイプシステムでの共押出により、外径8mm、総肉厚1mmの5層パイプを作製した。
比較例は、内層(層I)の組成が異なるだけである。
表3:実験例3による中空プロファイルの層構成
実験例3のパイプを次の試験に付した。
a)(MLTによる)引張試験:単層および多層パイプを、100mm/分の試験速度で、DIN EN ISO 527-1に準拠して試験した。試験片の長さは約200mm、クランプ長さは100mm、ひずみセンサーの間隔は50mmであった。
b)衝撃試験:単層および多層パイプの耐衝撃性を、23℃でDIN 73378に準拠して測定した。
単層および多層パイプの耐衝撃性は、質量880gのドロップハンマーを使用して-25℃でVWTL52435に準拠して測定した。
単層および多層パイプの耐衝撃性は、質量500gのドロップハンマーを使用して-40℃でSAE J2260に準拠して測定した。
すべての試験で、長さ約100mmの10個の試験片を分析した。応力試験に続いて、損傷の目視によるチェックが行われた。
c)分離試験:試験片の個々の層を互いに分離できるように、引張装置と金属製の回転偏向ロールとが付設されたZwick BZ 2.5/TN1S引張試験機を使用して、分離試験を実施した。DIN EN ISO 2411に準拠した分離試験を用いて、2つの層を互いに分離するのに必要な力を測定することにより、2層間の接着力を測定した。この目的のために、長さ20cmの多層パイプのパイプセクションを、切断装置を用いて縦方向に三分割した。
測定を開始する前に、キャリパーを使用して様々なポイントでサンプル幅を繰り返し測定し、その平均値を評価に使用した。次に、一方の層の最初に分離された端部をクランプに保持し、前記層を90°の角度で第2層から連続的に引っ張った。前記層は、50mm/分の試験速度で引き離され、それと同時に、ミリメートル単位の位置ずれに対するニュートン単位の必要な力のダイヤグラムを記録した。このダイヤグラムを使用して、プラトー領域での接着接触面積の幅に対するN/mm単位の分離抵抗を測定した。
d)燃料透過性:透過率測定を使用して、60℃で静的に保管した場合の、1日あたり、かつパイプのメートルあたり/パイプ内面積の平方メートルあたりの、燃料ラインを透過する燃料の量を測定した。この目的のために、各場合において、長さ300mmのパイプセクションを一端で耐圧性貯蔵容器にねじ止めし、秤量し、次いで300mLのCM15を充填し、他端を閉じた。これらの試験片を、60℃で強制換気された防爆保護加熱キャビネットに保管した。質量損失、すなわち、特定の時間間隔での燃料の透過質量を測定できるようにするために、充填されたパイプの重量を再度測定した。有効透過長は、285mmであった。
e)耐洗浄性:流出量の測定により、燃料への暴露後に、多層複合材料から、パイプ内面が可溶性成分および不溶性成分の形で何g/m2抽出されるか確認した。この目的のために、長さ2mのパイプセクションをCM15試験燃料で完全に満たして閉じ、60℃で96時間保管した。冷却後、ビーカーに移してパイプを空にし、20mLのCM15でリンスした。得られた液体を23℃で24時間保管した。その後、試験液を23℃で減圧濾過し、20mLのCM15でリンスした。濾過した媒体をヒュームフードにおいて室温で蒸発させた。これを秤量して可溶性抽出物を得た。フィルターを40℃で24時間乾燥し、秤量した。フィルターの元の重量との差を使用して、不溶性抽出物を測定した。
洗い流された可溶性成分が6g/m2未満、かつ洗い流された不溶性成分が0.5g/m2未満である場合に、試験に合格したと見なされる。
f)MLTの熱老化性(加熱空気循環キャビネット、150℃で200時間、170℃で1時間)
加熱空気循環キャビネット内で、長さ約100mmまたは200mmの対応する単層または多層パイプ片を、高温で規定時間保管した。パイプ片が互いにまたは金属表面に接触することなく、空気循環オーブン内で自由に吊るされていることが望ましい。
パイプ片の長さは、その後の機械的試験によって異なる。b)に記載したように、パイプ衝撃試験には長さ約100mmの試験片を使用した。150℃で200時間保管し、次いで23℃/相対湿度50%の標準的気候条件で24時間より長くコンディショニングした後、b)に記載されているようにしてパイプ衝撃試験を実施した。事前に170℃で1時間保管したパイプ片に対し、パイプ衝撃試験を同様に実施した。
g)絶縁抵抗の測定、ならびにCM15、CE10、およびFAM Bとともに60℃で燃料貯蔵することによるその変化
電気抵抗率を、SAE J2260-1996に準拠して、長さ42cmの少なくとも3つのパイプセクションで測定した。この目的のために、パイプの内表面を、該パイプの端部で、規定の長さと直径を有するプラグに接触させた。10V~500Vの試験電圧を使用して、102Ω~1014Ωの範囲内の電気抵抗を測定し、プラグ間のパイプ内面積を用いて、単位を「オーム/スクエア」とする必要な表面抵抗率に変換した。
その後、パイプセクションの一端を貯蔵容器にねじ止めし、秤量し、次いで300mLの試験燃料(CM15)で満たし、他端を閉じた。保管時および電気的測定時にパイプの内表面が燃料で完全に満たされるように、パイプを貯蔵容器内に収めた。内層を、金属ねじ接続を介して、パイプ端部で、支持スリーブに接触させ、抵抗率を充填直後に測定した。試験片を、60℃で強制換気された防爆保護加熱キャビネットに保管し、一定の間隔で23℃まで冷却し、電気抵抗率の変化を約1,000時間の試験時間で測定した。電気抵抗率と並行して、パイプの自由断面の絶対長さをねじ接続間の巻尺で測定し、長さの変化を0%~5%の範囲のダイヤルゲージで測定した。
抵抗率が106オーム/面積未満であると測定された場合に、試験に合格したと見なされる。
結果を表4に示す。
表4:実験例3によるパイプの試験結果
まず、充填剤含有マスターバッチを、CNT濃度10%のポリエーテル変性ポリアミド(PA612.6T、粉砕粉末)を基に、Nanocyl二軸押出機で作製した。
次いで、前記マスターバッチに、ポリアミド、耐衝撃性改良剤、安定剤、および染料を添加し、二軸押出機で希釈した。これにより、表5に示す成分と充填剤含有量を有する成形材料が作製される。
表5-配合
下記の表6は、ノッチ付き衝撃試験と電気試験の結果を試験条件とともに示す。
表6-試験
Claims (12)
- 少なくとも50重量%の半結晶性ポリアミド成分と、導電性を付与する充填剤と、を含む成形材料であり、
結晶融点(Tm)が50℃を下回らず、
前記ポリアミド成分が、成分A:
PA X.Y型またはPA Z型のPAホモポリマー(Xは、ジアミン残基(DA)であり、Yは、ジカルボン酸残基(DC)であり、Zは、α、ω-アミノ酸残基である。)
および成分B:
PA X’.Y’型のPAコポリマー(X’は、ジアミン残基(DA’)であり、Y’は、ジカルボン酸残基(DC’)である。)
を含み、
前記ジアミン残基(DA’)のいくつかは、少なくとも2つのアミノ末端または少なくとも2つのヒドロキシ末端を有するポリエーテルで置換されており、
前記成分Aと前記成分Bの合計に対する前記ポリエーテルの割合は、0.5重量%~15重量%であり、
前記ポリアミド成分と前記充填剤の総質量に対する前記充填剤の割合は、2.5重量%~6重量%であり、
前記PAホモポリマーの10モル%以下は、他のアミド形成単位から形成されていてもよく、
前記ジアミン残基(DA’)の10モル%以下は、たった1つのアミノ末端またはたった1つのヒドロキシ末端を有するポリエーテルで置換されていてもよいことを特徴とする、成形材料。 - 前記成分BのPAコポリマーが、前記PAコポリマーの総質量に対し、8重量%~30重量%のポリエーテルを含有する、請求項1記載の成形材料。
- 前記ポリエーテルの数平均分子量(Mn)が5,000g/モル以下である、請求項1または請求項2記載の成形材料。
- 前記ポリアミド成分のPAコポリマーとPAホモポリマーの鎖長が、前記アミド形成単位の炭素原子数との関係で、平均して10%以下しか相違せず、前記相違は、前記鎖長の高い方の値に基づくものである、請求項1~請求項3のいずれか1項記載の成形材料。
- 前記成分Aと同一の成分Aと、導電率を上げるための充填剤と、を同量で含み、他の構成要素はすべて、同一性および量の点で前記成形材料と同一である混合物の結晶化度よりも結晶化度が低いことを特徴とする、請求項1~請求項4のいずれか1項記載の成形材料。
- 可塑剤を含まないことを特徴とする、請求項1~請求項5のいずれか1項記載の成形材料。
- 中空プロファイルを製造するための、請求項1~請求項6のいずれか1項記載の成形材料の使用。
- 請求項1~請求項6のいずれか1項記載の成形材料からなる少なくとも1つの層を有する、単層または多層中空プロファイル。
- 少なくとも1つのバリア層を有する、請求項8記載の単層または多層中空プロファイル。
- 前記中空体のバリア層の内側に配置された層が可塑剤を含まない、請求項8または請求項9記載の単層または多層中空プロファイル。
- 個々の構成要素が溶融混合によって混合されることを特徴とする、請求項1~請求項6のいずれか1項記載の成形材料の製造方法。
- 前記成分Aおよび前記成分Bと前記充填剤とが互いに一斉に混合されることを特徴とする、請求項11記載の方法。
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