Маточная смесь и способ получения полиамидной смоляной композиции с применением маточной смеси
Изобретение относится к маточной смеси для полиамидной смоляной композиции, используемой для изготовления упаковочного материала, непроницаемого для бензина материала, волокнистого материала, материалов для шлангов, упаковочных бутылок, а также к способу получения полиамидной смоляной композиции с применением вышеуказанной маточной смеси. Маточная смесь содержит полиамид (X), включающий диаминовое звено, состоящее на 70 мольных % или более из метаксилилендиаминового звена, и звено дикарбоновой кислоты, и щелочное соединение (A). Средний диаметр частиц щелочного соединения (A), содержащегося в маточной смеси, равен 50 мкм или меньше. Содержащееся число частиц с диаметром частиц, превышающим 80 мкм, на 5 квадратных миллиметров поперечного среза маточной смеси, равно 1,5 частицам или менее. Сумма (m) значений, полученных умножением молярной концентрации атома щелочного металла и молярной концентрации атома щелочноземельного металла, каждого содержащегося на 1 г маточной смеси, на валентности указанных металлов, соответственно составляет 60 мкмоль/г или более и 1710 мкмоль/г или менее. Технический результат - обеспечение возможности получения полиамидной смоляной композиции, которая имеет хороший внешний вид, хороший цветовой тон и образует меньше гелей при переработке формованием. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 табл., 18 пр.
Реферат
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0001] Настоящее изобретение касается маточной смеси и способа получения полиамидной смоляной композиции, полученной с применением маточной смеси, а именно, маточной смеси с исключительной пригодность для переработки формованием, подходящей для производства полиамидной смоляной композиции, полезной в промышленном отношении в качестве упаковочного материала и материала для волокон, и способа производства полиамидной смоляной композиции, полученной с применением маточной смеси.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Полиамид с метаксилиленовой группой в основной полимерной цепи обладает высокой жесткостью и широко применяется в качестве литьевого материала и, кроме того, исключительной способностью отсекать кислород, двуокись углерода и тому подобное, а также используется в качестве газонепроницаемого материала для различных упаковочных материалов, таких как бутылки, листы, пленки и тому подобное. В особенности в полиамиде, используемом для применения в качестве бутылок, листов, пленок, волокон и тому подобного, внимание уделяется примешиванию загрязняющих веществ. В результате формованные и переработанные продукты являются прозрачными и тонкими, что требует технологии высокого уровня и точного литья, и указанные загрязняющие вещества с очень высокой вероятностью нанесут вред качеству формованных и переработанных продуктов, примешивание загрязняющих веществ приведет к худшему внешнему виду, увеличению степени образования дефектов, таких как образование разрывов и тому подобного, связанных с образуемыми загрязняющими веществами участками, и снижению производительности.
Загрязняющие вещества, возникающие в полиамиде, включают порошки, называемые высокодисперсными, тонкие пленки, называемые пеной, пожелтевшие вещества и карбиды, образующиеся при термическом разложении, гелеобразные вещества и тому подобное. Лучшей ответной мерой является предупреждение образования вышеуказанных загрязняющих веществ, но когда такие вещества неизбежно образуются, указанные вещества должны быть отделены и удалены из гранулированных продуктов. Порошки и тонкие пленки обычно извлекают путем отбора воздушной струей, а пожелтевшие вещества и карбиды могут быть извлечены с помощью просевочного устройства с использованием оптического датчика. Коммерчески доступны разнообразные разделяющие устройства, и можно ожидать надежных эффектов извлечения.
[0003] С другой стороны, установлено, что гели образуются по причине разрушения молекул (полимерные молекулы разлагаются образующимися радикалами) во время полимеризации и переработки формованием, приводящего к аномальным реакциям (превращению в полимеры трехмерной структуры), таким как рост нелинейных молекул и тому подобным, и что такие молекулы превращаются в молекулы чрезвычайно высокой молекулярной массы по сравнению с другими полиамидными молекулами. Следовательно, термическая предыстория должна быть сведена к предельной на стадии производства в целях получения полиамида, содержащего меньшее количество гелей, и следует производить замеры, чтобы регулировать баланс концентраций концевых групп и добавление термостабилизатора или антиоксиданта. Однако некоторые из вышеуказанных добавок оказывают каталитическое действие на реакцию амидирования и напротив, ускоряют избыточную реакцию полимеризации, приводя в определенном случае к увеличению гелей. Поэтому взаимодействие обычно осуществляют, поддерживая баланс между промотированием реакции и ингибированием образования гелей путем добавления определенного количества щелочного соединения, обладающего дополнительным эффектом ингибирования реакции.
[0004] Гели, образовавшиеся на стадии полимеризации в расплаве, могут быть извлечены фильтрованием и тому подобным, но во многих случаях гели превращаются в высокодисперсные частицы под давлением потока и проходят через фильтр. Кроме того, есть основания полагать, что гели будут также образовываться при полимеризации в твердой фазе, выполняемой с целью получения высоковязких продуктов, и поэтому почти невозможно полностью удалить гели.
[0005] Более того, гели могут образовываться также при плавлении в процессе переработки формованием, помимо момента получения полиамида. Даже когда используются полиамиды, в которых заметное различие в технологическом количестве гелей не наблюдается при оценке качества полиамидов после промышленного получения, в некоторых случаях различие проявляется при переработке формованием, и считается, что причина состоит в избыточной термической предыстории, примененной к некоторой части полимера на задерживающих участках, таких как канавки шнека, фильтр, головка и тому подобное, при переработке формованием. На основании приведенных выше сведений можно считать, что для получения конечных, формованных изделий с незначительным содержанием гелей важно производить полиамид с еще меньшим содержанием гелей и более высокого качества и спроектировать формовочное оборудование с очень небольшими задерживающими участками.
Для производства полиамида с еще меньшим содержанием гелей необходимо ограничить термическую предысторию производства, отрегулировать баланс между эффективной концентрацией концевой группы и количеством стабилизатора и удалить образовавшиеся гели как при полимеризации в расплаве, так и полимеризации в твердой фазе, но полученные эффекты оказались ограниченными. Кроме того, при проектировании формовочного оборудования можно снизить образование гелей, подвергая, например, металлические части, приводимые в контакт со смолой, плакированию, но трудно с учетом конструкции аппаратов полностью исключить задерживающие участки. Далее, соответствующие формовочные аппараты должны быть подвергнуты обработке, что невозможно с точки зрения универсальности и стоимости. В частности, в полиамиде, содержащем диаминовый компонент, в котором ксилилендиамин является основным компонентом, радикалы могут возникать на бензилметиленовом участке ксилилендиамина, и образование гелей создает более серьезные проблемы, чем в случае других полиамидов.
[0006] Предложены различные способы ингибирования образования гелей описанных здесь полиамидов. Один из таких способов включает способ, по которому добавляют антиоксидант и ингибитор реакции, как указано выше, и по которому регулируют количественное соотношение соответствующих добавок в смеси, и описаны способ, по которому соединение на основе фосфора в качестве антиоксиданта и соль щелочного металла в качестве ингибитора реакции добавляют в фиксированном соотношении для ингибирования образования гелей (см. патентные документы 1 и 2), и способ, по которому регулируют содержания в полиамиде пирофосфорной кислоты и других соединений на основе фосфора, для ингибирования образования гелей и забивания фильтра, добавлением соединений на основе фосфора (см. патентные документы 3 и 4). Однако, в вышеупомянутых способах, по которым добавки смешивают при полимеризации в расплаве, увеличение дополнительного количества щелочного соединения с целью дальнейшего роста эффекта ингибирования гелеобразования приводит, как указано выше, к наращиванию тепловой предыстории из-за снижения скорости полимеризации и, вероятно, некоторому ухудшению качества формуемых изделий.
[0007] Предложен способ, не зависящий от стадии добавления, например, способ, по которому 50-1000 мас. Ч./млн соединения фосфора и фосфинового соединения или соединения фосфористой кислоты и 1-5-кратное число молей щелочного соединения, из расчета на концентрацию содержащихся атомов фосфора, добавляют к расплавленной смоле до или после полимеризации, тем самым ингибируя образование гелей (смотри патентный документ 5), но поскольку описанный здесь способ формования обычно осуществляется при центробежном формовании и ограничен технологическим процессом с установкой аппарата для полимеризации в расплаве, данный способ не соответствует способу, позволяющему достигать на практике и в большинстве случаев хорошего внешнего вида и исключительных характеристик для применения в области упаковочных материалов, таких как пленки и проч.
[0008] С другой стороны, предложен способ, по которому эффект ингибирования гелеобразования достигается смешиванием добавки в процессе формования пленки или тому подобного. Например, описан способ, по которому образование гелей ингибируют смешением 0,0005-0,5 массовых частей, по меньшей мере, одного из веществ, выбираемых из группы, включающей смазывающее вещество, стабилизатор на основе фосфорорганического соединения, соединение на основе пространственно затрудненных фенолов и соединение на основе пространственно затрудненных аминов, подвергая полиамид переработке формованием (см. патентный документ 6). Однако описанные в соответствующих примерах результаты свидетельствуют о слабых эффектах, получаемых на практике, и кроме того, конкретные обоснования ингибирования формирования гелей соответствующими добавками едва упомянуты. Кроме того, побеление и неровности поверхности способны возникать на формованных изделиях в некотором случае при недостаточном смешении или избыточных добавленных количествах. Также описан способ, по которому образование "рыбьих глаз" ингибируют добавлением 0,001-0,015 массовых частей соли металла и высшей жирной кислоты и соединения многоатомного спирта с целью повышения смазывающей способности полиамида для подавления возникновения тепловыделения при сдвиге во время переработки формованием (см. патентный документ 7). Однако добавление соли металла и высшей жирной кислоты в фиксированном количестве или более, по-видимому, снижает печатные свойства полиамида и адгезионное свойство по отношению к другим пленкам и, очевидно, нарушает характеристики, соответствующие упаковочным материалам, в некоторых случаях.
[0009] Патентный документ 1: выложенная заявка на патент Японии № 194328/2005
Патентный документ 2: выложенная заявка на патент Японии № 194330/2005
Патентный документ 3: выложенная заявка на патент Японии № 92053/2007
Патентный документ 4: выложенная заявка на патент Японии № 92054/2007
Патентный документ 5: выложенная заявка на патент Японии № 38950/1974
Патентный документ 6: выложенная заявка на патент Японии № 164109/2001
Патентный документ 8: патент Японии № 3808847
[0010] Вне зависимости от вышеописанных способов, общепринятые способы ингибирования гелеобразования требуют баланса соотношения в смеси антиоксиданта и ингибирующего реакцию агента, и соответствующие количества добавок ограничены. С другой стороны, при смешении добавок во время переработки формованием эффект ингибирования гелеобразования в некотором случае является неудовлетворительным, или соответствующие вводимые количества ограничены так, что влияние не сказывается на физических свойствах. Следовательно, эффективное действие по ингибированию гелеобразования не достигается.
[0011] Задача настоящего изобретения состоит в решении вышеуказанных проблем и обеспечении маточной смеси, пригодной для производства полиамида хорошего внешнего вида и хорошего цветового тона при низком образовании гелеобразных веществ в процессе переработки формованием и с исключительной пригодностью для переработки формованием, и способа производства полиамидной смоляной композиции с применением вышеуказанной маточной смеси.
[0012] Настоящее изобретение касается описанной ниже маточной смеси и способа получения полиамидной смоляной композиции с применением вышеуказанной маточной смеси.
[1] Маточная смесь, содержащая полиамид (X), включающий диаминовое звено, состоящее на 70 мольных % или более из метаксилилендиаминового звена, и звено дикарбоновой кислоты, и щелочное соединение (A), где средний диаметр частиц щелочного соединения (A), содержащегося в маточной смеси, равен 50 мкм или меньше; содержащееся число частиц с диаметром частиц, превышающим 80 мкм, на 5 квадратных миллиметров поперечного среза маточной смеси, равно 1,5 частицам или менее; и сумма (m) значений, полученных умножением молярной концентрации атома щелочного металла и молярной концентрации атома щелочноземельного металла, каждого содержащегося на 1 г маточной смеси, на валентности указанных металлов, соответственно составляет 60 мкмоль/г или более и 1710 мкмоль/г или менее.
[2] Способ получения полиамидной смоляной композиции с применением маточной смеси по вышеуказанному пункту [1], включающий:
(a) стадию, на которой диамин, содержащий 70 мольных % или более метаксилилендиамина, и дикарбоновую кислоту подвергают поликонденсации в присутствии соединения щелочного металла (C) и содержащего атом фосфора соединения (B) с получением полиамида (X),
(b) стадию, на которой 14-0,5 массовых частей исходного щелочного соединения (A) и 100 массовых частей полиамида (X), полученного на описанной выше стадии (a), расплавляют и пластифицируют посредством экструзионного оборудования с получением маточной смеси, содержащей полиамид (X) и щелочное соединение (A), и
(c) стадию, на которой 0,5-20 массовых частей маточной смеси, полученной на стадии (b), и 99,5-80 массовых частей полиамида (X), полученного на стадии (a), расплавляют пластифицируют посредством экструзионного оборудования.
[0013] Согласно настоящему изобретению полиамидная смоляная композиция хорошего внешнего вида и хорошего цветового тона, которая образует низкое количество гелей в процессе переработки формованием, может быть получена с применением вышеуказанной маточной смеси.
СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0014] <Маточная смесь>
Маточная смесь по настоящему изобретению содержит полиамид (X), включающий диаминовое звено, состоящее на 70 мольных % или более из метаксилилендиаминового звена, и звено дикарбоновой кислоты, и щелочное соединение (A), где средний диаметр частиц щелочного соединения (A), содержащегося в маточной смеси, равен 50 мкм или меньше; содержащееся число частиц с диаметром частиц, превышающим 80 мкм, на 5 квадратных миллиметров поперечного среза маточной смеси, равно 1,5 частицам или менее; и сумма (m) значений, полученных умножением молярной концентрации атома щелочного металла и молярной концентрации атома щелочноземельного металла, каждого содержащегося на 1 г маточной смеси, на валентности указанных металлов, соответственно составляет 60 мкмоль/г или более и 1710 мкмоль/г или менее.
[0015] Щелочное соединение используется, как описано выше, в качестве нейтрализующего агента для соединения на основе фосфора, добавленного при полимеризации полиамида. Однако применяемое количество щелочного соединения в полимеризации полиамида ограничено с точки зрения баланса с соединением на основе фосфора. В результате интенсивных исследований вышеуказанного предмета, повторенных настоящими заявителями, установлено, что можно ингибировать образование гелей в процессе обработки формованием путем добавления щелочного соединения (A) в процессе формования, после полимеризации полиамида, для повышения концентрации щелочного соединения; количество образующихся гелей небольшое, даже если ситуация задержки расплавленного полиамида продолжается длительный период времени; и получено хорошее формованное изделие, в котором примешано незначительное количество гелей.
[0016] С другой стороны, существует проблема, что когда щелочное соединение пластифицируют непосредственно с полиамидом в процессе переработки формованием, щелочное соединение оседает на формованном изделии в виде нерасплавленного вещества по причине низкой диспергируемости щелочного соединения в полиамиде.
Соответственно, настоящими заявителями обнаружено, что применение маточной смеси, содержащей щелочное соединение (A) с определенным распределением частиц по размерам, обеспечивает возможность удовлетворительного диспергирования и плавления щелочного соединения в полиамиде и предупреждает засорение фильтра как в случае производства, так и переработки формованием маточной смеси даже в присутствии щелочного соединения высокой концентрации, и образуется формованное изделие, на котором не возникают побеление и неровности поверхности и которое является исключительным по внешнему виду. Настоящее изобретение выполнено на основе вышеуказанных результатов научной работы.
[0017] <Полиамид (X)>
Диаминовое звено, входящее в состав полиамида (X), составляет 70 мольных % или более, предпочтительно 80 мольных % или более и более предпочтительно 90 мольных % или более от метаксилилендиаминового звена.
Если на долю метаксилилендиаминового звена в диаминовом звене приходится 70 мольных % или более, полиамид (X) может проявлять исключительную газонепроницаемость.
В качестве примеров соединений, иных, чем составляющие метаксилилендиаминовое звено диамина, могут быть приведены алифатические диамины, такие как тетраметилендиамин, пентаметилендиамин, 2-метилпентандиамин, гексаметилендиамин, гептаметилендиамин, октаметилендиамин, нонаметилендиамин, декаметилендиамин, додекаметилендиамин, 2,2,4-триметилгексаметилендиамин, 2,4,4-триметилгексаметилендиамин и тому подобное; алициклические диамины, такие как 1,3-бис(аминометил)циклогексан, 1,4-бис(аминометил)циклогексан, 1,3-диаминоциклогексан, 1,4-диаминоциклогексан, бис-(4-аминоциклогексил)метан, 2,2-бис-(4-аминоциклогексил)пропан, бис(аминометил)декалин, бис(аминометил)трициклодекан и тому подобное; и диамины с ароматическими циклами, такие как простой бис-(4-аминофенил)овый эфир, парафенилендиамин, параксилилендиамин, бис(аминометил)нафталин и тому подобное. Однако указанные соединения не ограничиваются вышеперечисленными.
[0018] В качестве примеров соединений, способных образовывать звено дикарбоновой кислоты, составляющее полиамид (X), могут быть приведены алифатические дикарбоновые кислоты, такие как янтарная кислота, глутаровая кислота, пимелиновая кислота, адипиновая кислота, субериновая кислота, азелаиновая кислота, себациновая кислота, ундекановая дикислота, додекановая дикислота, димерная кислота и тому подобное; алициклические дикарбоновые кислоты, такие как 1,4-циклогександикарбоновая кислота и тому подобное; и ароматические дикарбоновые кислоты, такие как терефталевая кислота, изофталевая кислота, ортофталевая кислота, ксилилендикарбоновая кислота, нафталиндикарбоновая кислота и тому подобное. Однако указанные соединения не ограничиваются вышеперечисленными.
[0019] Полиамид, включающий диаминовое звено, состоящее на 70 мольных % или более из метаксилилендиаминового звена, и звено дикарбоновой кислоты, состоящее на 70 мольных % или более, предпочтительно 80 мольных % или более и еще предпочтительней 90 мольных % или более из звена адипиновой кислоты, может быть приведен в качестве примера полиамида (X), предпочтительно используемого по настоящему изобретению. Если 70 мольных % или более адипиновой кислоты содержится в звене дикарбоновой кислоты, можно избежать снижения в газонепроницаемости и избыточного снижения в степени кристалличности. По меньшей мере, одну из линейных, алифатических α,ω-дикарбоновых кислот с 4-20 атомами углерода предпочтительно использовать в качестве соединения, которое может составлять звено дикарбоновой кислоты, иное, чем звено адипиновой кислоты.
[0020] Кроме того, полиамид, включающий диаминовое звено, состоящее на 70 мольных % или более из метаксилилендиаминового звена, и звено дикарбоновой кислоты, состоящее на 70-99 мольных % из звена адипиновой кислоты и на 1-30 мольных % из звена изофталевой кислоты, может быть приведен в качестве примера полиамида (X), предпочтительно используемого по настоящему изобретению. Добавление звена изофталевой кислоты в качестве звена дикарбоновой кислоты обеспечивает возможность снижения температуры плавления и снижения температуры переработки формованием, и поэтому обеспечивает возможность сокращения термической предыстории и ингибирования образования гелей во время формования полиамидной смоляной композиции.
[0021] Далее, полиамид, включающий диаминовое звено, состоящее на 70 мольных % или более из метаксилилендиаминового звена, и звено дикарбоновой кислоты, состоящее на 70 мольных % или более, предпочтительно на 80 мольных % или более и еще предпочтительней на 90 мольных % или более из звена себациновой кислоты, также может быть приведен в качестве примера полиамида (X), предпочтительно используемого по настоящему изобретению. Если 70 мольных % или более звеньев себациновой кислоты содержится в звене дикарбоновой кислоты, можно избежать снижения в газонепроницаемости и избыточного снижения в степени кристалличности. Вдобавок, температура плавления может быть снижена и температура переработки формованием может быть понижена. Кроме того, может быть ингибировано образование гелей. По меньшей мере, одну из линейных, алифатических α,ω-дикарбоновых кислот с 4-20 атомами углерода предпочтительно использовать в качестве соединения, которое может составлять звено дикарбоновой кислоты, иное, чем звено себациновой кислоты.
[0022] В дополнение к диаминам и дикарбоновым кислотам, каждые из которых описаны выше, лактамы, такие как ε-капролактам, лауролактам и тому подобное, алифатические аминокарбоновые кислоты, такие как аминокапроновая кислота, аминоундекановая кислота и тому подобное, и ароматические аминокарбоновые кислоты, такие как п-аминометилбензойная кислота и тому подобное, могут также быть использованы в качестве компонента сополимеризации как компонент, составляющий полиамид (X), при условии, что не нарушаются эффекты настоящего изобретения.
[0023] Среднечисленная молекулярная масса полиамида (X) предпочтительно равна 10000-50000, более предпочтительно 15000-45000 и еще предпочтительней 20000-40000, и соответственно выбирается согласно назначению и способу формования полиамидной смоляной композиции. В случае когда для производства требуется некоторая степень текучести, например в случае назначения, такого как пленка и тому подобное, среднечисленная молекулярная масса полиамида (X) предпочтительно равна 20000-30000. В случае когда для производства требуется прочность расплава, например в случае назначения, такого как листовой материал и тому подобное, среднечисленная молекулярная масса полиамида (X) предпочтительно равна 30000-40000.
[0024] Среднечисленную молекулярную массу полиамида (X) рассчитывают по следующему уравнению (4):
среднечисленная молекулярная масса = 2×1000000/([COOH]+[NH2]) (4),
(где [COOH] означает концентрацию (мкмоль/г) концевой карбоксильной группы в полиамиде (X) и [NH2] означает концентрацию (мкмоль/г) концевой аминогруппы в полиамиде (X)).
По настоящему изобретению величину, рассчитанную растворением полиамида в смешанном растворе фенол/этанол и нейтрализацией и титрованием полученного раствора разбавленным водным раствором соляной кислоты, используют как концентрацию концевой аминогруппы и величину, рассчитанную растворением полиамида в бензиловом спирте и нейтрализацией и титрованием полученного раствора водным раствором гидроксида натрия, используют как концентрацию концевой карбоксильной группы.
[0025] <Щелочное соединение (A)>
Маточная смесь по настоящему изобретению содержит щелочное соединение (A) для предупреждения гелеобразования, вызванного переработкой формованием.
Предпочтительные конкретные примеры щелочного соединения (A), применяемого по настоящему изобретению, включают гидроксиды, гидриды, алкоголяты, карбонаты, гидрокарбонаты и карбоксилаты щелочных металлов и щелочноземельных металлов, но не ограничиваются только указанными соединениями. Предпочтительные конкретные примеры щелочных металлов и щелочноземельных металлов включают натрий, калий, литий, рубидий, цезий, магний, кальций и тому подобное.
[0026] Гидроксиды щелочных металлов и щелочноземельных металлов включают, например, гидроксид лития, гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид рубидия, гидроксид цезия, гидроксид магния, гидроксид кальция и тому подобное.
Гидриды щелочных металлов и щелочноземельных металлов включают, например, гидрид лития, гидрид натрия, гидрид калия и тому подобное.
Алкоголяты щелочных металлов и алкоголяты щелочноземельных металлов предпочтительно представляют собой соответствующие алкоголяты с 1-4 атомами углерода и включают, например, метилат натрия, метилат калия, метилат лития, метилат магния, метилат кальция, этилат натрия, этилат калия, этилат лития, этилат магния, этилат кальция, трет-бутилат натрия, трет-бутилат калия, трет-бутилат лития, трет-бутилат магния, трет-бутилат кальция и тому подобное.
Карбонаты и гидрокарбонаты щелочных металлов и щелочноземельных металлов включают, например, карбонат натрия, бикарбонат натрия, карбонат калия, бикарбонат калия, карбонат лития, карбонат кальция, карбонат магния, гидрокарбонат натрия, гидрокарбонат кальция и тому подобное, и предпочтительны соответствующие безводные соли.
[0027] Карбоксилаты щелочных металлов и щелочноземельных металлов предпочтительно представляют собой карбоксилаты с 1-10 атомами углерода, и предпочтительны соответствующие безводные соли. Конкретные примеры карбоновых кислот включают, например, линейные насыщенные жирные кислоты, такие как муравьиная кислота, уксусная кислота, пропионовая кислота, масляная кислота, валериановая кислота, капроновая кислота, энантовая кислота, каприновая кислота, пеларгоновая кислота, лауриновая кислота, миристиновая кислота, пальмитиновая кислота, стеариновая кислота, эйкозановая кислота, бегеновая кислота, монтановая кислота, триаконтановая кислота и тому подобное; производные жирных кислот, такие как 12-гидроксистеариновая кислота и тому подобные; алифатические дикарбоновые кислоты, такие как щавелевая кислота, фумаровая кислота, малеиновая кислота, янтарная кислота, глутаровая кислота, адипиновая кислота, пимелиновая кислота, субериновая кислота, азелаиновая кислота, себациновая кислота, ундекановая дикислота, додекановая дикислота и тому подобное; гидроксикислоты, такие как гликолевая кислота, молочная кислота, гидроксимасляная кислота, винная кислота, яблочная кислота, лимонная кислота, изолимонная кислота, мевалоновая кислота и тому подобное; и ароматические карбоновые кислоты, такие как бензойная кислота, терефталевая кислота, изофталевая кислота, ортофталевая кислота, пиромеллитовая кислота, тримеллитовая кислота, ксилилендикарбоновая кислота, нафталиндикарбоновая кислота и тому подобное.
[0028] Щелочное соединение (A), применяемое по настоящему изобретению, может быть использовано в виде одного класса вышеуказанных соединений или в виде комбинации из двух или нескольких классов соединений. Из числа вышеописанных соединений, соли щелочных металлов и карбоновых кислот с 10 или менее атомами углерода предпочтительны с точки зрения диспергируемости в полиамиде (X) и эффекта ингибирования гелеобразования, и ацетат натрия более предпочтителен с точки зрения экономической эффективности и эффекта ингибирования гелеобразования.
[0029] Поскольку щелочное соединение (A), применяемое по настоящему изобретению, равномерно диспергировано в полиамидной смоляной композиции, предпочтителен высокодисперсный порошок, и предпочтительно снизить до предельного размер частиц коагулированных веществ и веществ, имеющих чрезмерно большой размер частиц.
С учетом вышесказанного, средний диаметр частиц щелочного соединения (A) (здесь далее называемого исходным щелочным соединением (A)), являющегося исходным материалом перед добавлением к маточной смеси по настоящему изобретению, предпочтительно равен 150 мкм или менее, более предпочтительно 120 мкм или менее. Средний диаметр частиц исходного щелочного соединения (A) является величиной, показывающей средний диаметр частиц, определенный измерением объемного распределения указанных частиц методом рассеяния и дифракции лазерного излучения и вычисленный арифметически.
Далее, доля, в которой частицы с диаметром частиц 300 мкм или больше содержатся в исходном щелочном соединении (A), предпочтительно составляет 5% или менее. Когда доля, в которой содержатся частицы с диаметром частиц 300 мкм или больше составляет 5% или менее, оседание щелочного соединения (A), содержащегося в формованном изделии, может быть предупреждено.
В качестве исходного щелочного соединения (A) по настоящему изобретению могут быть использованы коммерчески доступные соединения. В случае, например, коммерчески доступного ацетата натрия средний диаметр частиц такого соединения составляет 100 мкм - 1 мм и доля, в которой содержатся частицы с диаметром частиц 300 мкм или больше составляет от 1 или менее до 100%. Коммерчески доступные щелочные соединения подвергают, по необходимости, обработке дроблением для регулирования среднего диаметра частиц и распределения частиц по размерам так, чтобы диаметр частиц соответствовал вышеуказанным предпочтительным диапазонам, и соединение могло быть использовано в качестве щелочного соединения (A). Либо, коммерчески доступные щелочные соединения, средний диаметр частиц которых и распределение частиц по размерам соответствуют вышеуказанным предпочтительным диапазонам, могут быть использованы как есть.
Способы, осуществляемые при помощи, например, штифтовой мельницы, молотковой мельницы, барабанной мельницы, шаровой мельницы, дробилки высокого давления, струйной мельницы и тому подобного, могут использоваться в качестве способа дробления, применяемого для обработки дроблением щелочных соединений, таких как коммерчески доступный ацетат натрия и прочие соединения, приведенные выше в качестве примеров. Любой общеизвестный способ может применяться при условии, что могут быть достигнуты заданный средний диаметр частиц и распределение частиц по размерам.
[0030] Маточную смесь по настоящему изобретению получают пластификацией исходного щелочного соединения (A) и полиамида. Размер частиц щелочного соединения (A), присутствующего в полученной маточной смеси, может быть оценен изучением поперечного среза маточной смеси с помощью микроскопа сканирующего типа (SEM).
Метод открытия поперечного среза маточной смеси с целью наблюдения за щелочным соединением (A), присутствующего в маточной смеси, включает метод, по которому маточную смесь вдавливают с фиксацией в смолу, такую как эпоксидная смола и тому подобное, и в которой поперечный срез затем открывают сухим шлифованием или влажным шлифованием. Кроме того, поперечный срез маточной смеси может быть открыт с помощью микротома и алмазного ножа.
[0031] По настоящему изобретению средний диаметр частиц щелочного соединения (A), содержащегося в маточной смеси, рассчитывают, наблюдая вышеуказанный раскрытый поперечный срез маточной смеси с помощью микроскопа сканирующего типа (SEM), чтобы выбрать область, в которой 1000 частиц или более щелочного соединения (A) содержится на одной и той же плоской поверхности, и осуществить бинаризацию, затем дополнительно выбирая зону в 5 квадратных миллиметров в вышеуказанной области для расчета среднего диаметра частиц по соответствующим изображениям частиц, присутствующих в вышеуказанной зоне, на основании соотношения площадей, и принимая полученное значение за средний диаметр частиц щелочного соединения (A), содержащегося в маточной смеси.
Средний диаметр частиц щелочного соединения (A), содержащегося в маточной смеси, который вычисляют вышеуказанным методом расчета, предпочтительно равен 50 мкм или менее, преимущественно 45 мкм или менее, более предпочтительно 40 методом расчета и еще предпочтительней 20 методом расчета. Если средний диаметр частиц щелочного соединения (A), содержащегося в маточной смеси, поддерживать в вышеуказанном диапазоне, можно предотвратить повышение давления на смолу при переработке формованием полиамидной смоляной композиции, что обеспечивает возможность повышения производительности в значительной степени. Кроме того, предотвращается возникновение неровности поверхности в формованном изделии, что дает изделие хорошего внешнего вида, и пригодностью к вторичной переработке, такой как вытяжка и тому подобное, также улучшается. Нижний предел для щелочного соединения (A) конкретно не ограничен и составляет 0,1 мкм или больше, какой практически возможно получить.
[0032] Кроме того, в маточной смеси по настоящему изобретению, содержащееся число частиц с диаметром частиц, превышающим 80 мкм, в зоне 5 квадратных миллиметров поперечного среза маточной смеси, для которой средний диаметр частиц был рассчитан вышеуказанным способом, предпочтительно составляет 1,5 частицы или менее, более предпочтительно 0,5 частицы или менее, еще предпочтительней 0,4 частицы или менее, в особенности предпочтительно 0,3 частицы или менее и наиболее предпочтительно 0,1 частицы или менее. Выдерживание содержащегося числа частиц с диаметром частиц, превышающим 80 мкм, в зоне 5 квадратных миллиметров поперечного среза маточной смеси, в вышеуказанных диапазонах обеспечивает возможность эффективно предотвратить повышение давления на смолу при формовании и возникновение неровностей поверхности в формованном изделии.
Упоминаемый здесь диаметр частиц означает диаметр частиц, полученный измерением наибольшего диаметра (наиболее длинной части) щелочного соединения (A). Далее, содержащееся число частиц с диаметром частиц, превышающим 80 мкм, в зоне 5 квадратных миллиметров поперечного среза маточной смеси, получают, рассчитывая содержащееся число частиц с диаметром частиц, превышающим 80 мкм, в зоне 5 квадратных миллиметров поперечного среза маточной смеси для каждой отдельной гранулы и вычисляя среднее содержащееся число частиц. Число 5 гранул, используемое для измерений, не является ограничивающим, и предпочтителен метод, по которому измерение осуществляют, используя, например, 5 или более гранул.
[0033] Сумма (здесь далее называемая "общая молярная концентрация атома щелочного металла и атома щелочноземельного металла") m значений, полученных умножением молярной концентрации атома щелочного металла и молярной концентрации атома щелочноземельного металла, каждого содержащегося на 1 г маточной смеси по настоящему изобретению, на валентности указанных металлов, соответственно составляет 60-1710 мкмоль/г, предпочтительно 90-1450 мкмоль/г, более предпочтительно 120-1220 мкмоль/г и еще предпочтительней 240-860 мкмоль/г с точки зрения предупреждения образования осадков при переработке формованием с применением маточной смеси. Если общая молярная концентрация атома щелочного металла и атома щелочноземельного металла, каждого содержащегося в маточной смеси, составляет менее 60 мкмоль/г, смешиваемое количество маточной смеси на основе полиамида возрастает при переработке формованием, и пригодность для переработки формованием нарушается в некотором случае из-за снижения вязкости расплава. Также, если общая молярная концентрация атома щелочного металла и атома щелочноземельного металла выше, чем 1710 мкмоль/г, может быть вызвано снижение вязкости расплава самой маточной смеси, и производство маточной смеси, очевидно, станет затруднительным. К тому же, маточная смесь будет неравномерно диспергирована в полиамиде, что приведет к состоянию, при котором щелочное соединение (A) будет локально присутствовать в полиамидной смоляной композиции, и удовлетворительный эффект ингибирования, вероятно, получен не будет.
[0034] По настоящему изобретению применение маточной смеси, полученной плавлением и пластификацией полиамида (X), содержащего фиксированное количество влаги, в качестве исходного полиамида (X), используемого для маточной смеси, и щелочного соединения (A) обеспечивает возможность достаточного диспергирования и плавления щелочного соединения (A) в формованном изделии и дает возможность получить формованное изделие, формуемое при устойчивой пластичности, и предупредить возникновения побеления и неровности поверхности, и указанное формованное изделие имеет исключительный внешней вид.
[0035] По настоящему изобретению содержание влаги, входящей в исходный полиамид (X) предпочтительно составляет 0,1-0,8 массовых %. Если содержание влаги исходного полиамида (X) равно 0,1 массовый % или более, щелочное соединение (A) в достаточной степен