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TW202136402A - 成形用樹脂組成物及成形體 - Google Patents

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TW202136402A
TW202136402A TW110108167A TW110108167A TW202136402A TW 202136402 A TW202136402 A TW 202136402A TW 110108167 A TW110108167 A TW 110108167A TW 110108167 A TW110108167 A TW 110108167A TW 202136402 A TW202136402 A TW 202136402A
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高田新吾
阿部文明
奈良早織
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日商Dic股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種可獲得平衡良好地兼具機械強度、熱循環特性及導熱性的成形體且含有聚伸芳基硫醚樹脂的成形用樹脂組成物。具體而言,提供一種以縱橫比為10~500的板狀填料(A)、聚伸芳基硫醚樹脂(B)、玻璃轉移溫度(Tg)為20℃以下的熱塑性樹脂(C)、以及玻璃纖維(D)為必需成分,且以質量換算計相對於所述(A)+(B)+(C)+(D)的合計100份而含有30份~70份的所述(A)的成形用樹脂組成物及該成形用樹脂組成物的成形體。

Description

成形用樹脂組成物及成形體
本發明是有關於一種含有聚伸芳基硫醚樹脂的成形用樹脂組成物及成形體。
近年來,對於電氣電子零件、汽車零件要求更高的耐久性,於含有聚伸芳基硫醚樹脂的成形用樹脂組成物中亦進行了各種改良。對於成形體,亦要求可反覆耐受作為使用環境的自低溫向高溫或自高溫向低溫的急遽升溫降溫的優異物性(熱循環特性)。
於此種狀況下,專利文獻1中記載了含有聚伸芳基硫醚樹脂、熱塑性彈性體以及玻璃纖維的成形用樹脂組成物。所述成形用樹脂組成物含有彈性體以及玻璃纖維,其成形體於常態下兼具適當的韌性以及優異的機械強度,但熱循環特性不充分,成形品有可能產生裂紋等,機械強度依然不滿意。
另外,專利文獻2中記載了含有聚伸芳基硫醚樹脂、熱塑性彈性體、玻璃纖維、滑石以及矽灰石(wollastonite)的成形用樹脂組成物。由於滑石以及矽灰石的導熱性均小,因此源於所述成形用樹脂組成物的成形品的導熱性不充分,或熱循環特性不充分,因此成形體仍有可能產生裂紋等,機械強度依然不滿意。
聚伸芳基硫醚樹脂就其優異的低吸濕性及耐熱性的觀點而言,正推進例如金屬代替成形零件、或嵌入成形零件之類的樹脂與金屬的複合成形零件中的應用。由於金屬本身具有極其優異的導熱性,因此於聚伸芳基硫醚樹脂組成物與金屬的接觸界面處,若於何種環境下均無法適當進行導熱,則以上所述般的裂紋容易進入成形品。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2006-36833號公報 [專利文獻2]日本專利特開2017-88688號公報
[發明所欲解決之課題] 本發明的課題在於提供一種含有聚伸芳基硫醚樹脂的成形用樹脂組成物,所述成形用樹脂組成物藉由除了併用玻璃纖維之類的纖維狀填料以外,亦併用形狀為纖維狀以外的形狀且導熱性更優異的填料,可獲得平衡良好地兼具機械強度、熱循環特性以及導熱性的成形體。 [解決課題之手段]
本發明者鑒於所述實際情況進行了努力研究,結果發現藉由製成如下樹脂組成物可獲得可解決所述課題的成形體,所述樹脂組成物以作為形狀為纖維狀以外的形狀且導熱性更優異的填料,使特定縱橫比的板狀填料成為特定含有比例的方式製備而成,從而解決了本發明。 即,本發明提供一種成形用樹脂組成物及其成形體,所述成形用樹脂組成物以縱橫比為10~500的板狀填料(A)、聚伸芳基硫醚樹脂(B)、玻璃轉移溫度(Tg)為20℃以下的熱塑性樹脂(C)、以及玻璃纖維(D)為必需成分,以質量換算計相對於所述(A)+(B)+(C)+(D)的合計100份而含有30份~70份的所述板狀填料(A)。 [發明的效果]
根據本發明,可獲得平衡良好地兼具機械強度、熱循環特性及導熱性的成形體。
以下,對本發明進行詳細說明。 本發明以縱橫比為10~500的板狀填料(A)成為特定的含有比例(含量)的方式使用板狀填料(A)。作為所述板狀填料,有有機化合物填料、無機化合物填料,但就導熱性更優異的方面而言,較佳為無機化合物填料。
作為此種縱橫比為10~500的無機化合物填料,可使用公知慣用的無機化合物填料的任一者,例如可列舉氧化鋁(鋁氧化物)、氮化矽、氮化硼、氮化鋁等。就可獲得更穩定且導熱性優異的成形品的觀點而言,較佳為使用導熱率為10 W/m/K以上的無機化合物填料。該些中,就可兼具更高機械強度、高熱循環性以及良好的導熱性的觀點而言,較佳為α-氧化鋁。另外,就可兼具良好的機械強度、良好的熱循環性以及更高的導熱性的觀點而言,較佳為氮化硼。α-氧化鋁與氮化硼相比彈性係數高,而且與氮化硼相比而廉價,因此出於進一步提高強度的目的,可更多地使用。另一方面,氮化硼與α-氧化鋁相比導熱率相當高,因此藉由較α-氧化鋁少量地使用,容易獲得更優異的導熱性。
於本發明中,所述填料必須為板狀且縱橫比為10~500。所謂板狀是指粒子的形狀為與長度或寬度方向相比厚度少的形狀,有時亦被稱為薄片狀/鱗片狀/片狀。於本發明中,將於一粒子的具有最大面積的面上,可取的最大長度作為粒徑。粒子的粒徑可藉由雷射繞射式粒度分佈測定方法求出。厚度可自藉由掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)的觀察而獲得的照片測量厚度。而且,縱橫比可根據所測量的粒徑與厚度的比進行估算。本發明中,根據上述所測定的平均粒徑、以及藉由所述方法以50個板狀填料為對象進行測定而得的厚度的平均值求出縱橫比。就成形性的觀點而言,平均粒徑為1 μm~50 μm,其中較佳為2 μm~30 μm,平均厚度為0.05 μm~5 μm,其中較佳為0.1 μm~3 μm,縱橫比較佳為12~100。進而,就處理性、工業上獲取容易性的觀點而言,最佳的縱橫比為12~30的範圍。
本發明者發現,藉由使先前的聚伸芳基硫醚樹脂、熱塑性樹脂與玻璃纖維的混合物中含有縱橫比為10以上的板狀填料來作為板狀填料(A),與即使包含同一化合物且為同一使用量,所述縱橫比亦小於10的板狀填料相比,有效地防止熱塑性樹脂的併用所引起的特別是高溫下的強度降低,同時熱循環特性格外提高。
作為此種高縱橫比的板狀填料,可為市售者,亦可為合成者,例如,特定縱橫比範圍的板狀α-氧化鋁粒子可藉由水熱法、助熔劑法等公知慣用的製造方法來製造。作為助熔劑法,例如可藉由於包含鉬化合物及矽或含矽原子的化合物的形狀控制劑的存在下煆燒鋁化合物的α-氧化鋁粒子的製造方法來製造。
由所述製造方法獲得的α-氧化鋁粒子,於其粒子內不僅包含鉬,亦包含矽或含矽原子的化合物。此種α-氧化鋁粒子藉由含有鉬,例如ζ電位(zeta-potential)於pH酸性側顯示等電點,因此可期待於後述的聚伸芳基硫醚樹脂(B)等中的更好的分散性。 另外,關於具有矽或含矽原子的化合物的α-氧化鋁粒子,例如,於對其進行矽烷偶合劑處理時,於α-氧化鋁粒子中所含的矽或矽化合物與矽烷偶合劑的矽烷醇基此兩者之間形成化學鍵,從而可進行可靠的表面處理。矽烷偶合劑中的矽烷醇基等反應性基以外的有機原子團具有進一步提高與後述的聚伸芳基硫醚樹脂(B)等的親和性的效果,因此與所述同樣地可期待更好的分散性。
為了兼具機械強度、熱循環特性以及導熱性,以質量換算計,以相對於該填料(A)+後述聚伸芳基硫醚樹脂(B)+後述熱塑性樹脂(C)+後述玻璃纖維(D)的合計100份而成為30份~70份的方式含有所述填料(A)。就分散更簡便的觀點而言,較佳為50份以下。
於本發明中,聚伸芳基硫醚樹脂(B)是主鏈具有藉由硫原子鍵結芳香環而成的結構的聚合物的總稱。以下,有時將聚伸芳基硫醚樹脂(B)簡稱為PAS樹脂(B)。
作為所述PAS樹脂(B),就所獲得的成形品的耐熱性、機械特性及耐化學品性的方面而言,較佳為具有下述通式(1)所示的重複單元的所謂聚苯硫醚樹脂(以下有時簡稱為PPS樹脂)。
[化1]
Figure 02_image001
於所述PAS樹脂(B)中視需要可含有其他共聚物構成單元。作為此時可含有的共聚物構成單元的具體例,並無特別限制,例如可列舉下式結構式(2)~結構式(8)所表示者。
[化2]
Figure 02_image003
作為本發明中使用的PAS樹脂(B),含有70莫耳%以上的所述通式(1)所表示的重複單元的PPS樹脂由於容易發揮作為耐熱性、機械特性以及耐化學品性優異的聚合物的特徵,故較佳。
另外,於使用含有所述通式(8)般具有3個或3個以上鍵結基的芳香環的PAS樹脂(B)的情況下,成形時成形用樹脂組成物的熔融黏度高,因此容易阻礙該組成物的流動性。為了防止此種情況,所述類型的結構於PAS樹脂(B)中較佳為5莫耳%以下,特佳為3莫耳%以下。
作為所述PAS樹脂的製造方法,並無特別限制,例如可藉由以下方法製造。 (i)於硫以及碳酸鈉的存在下使二鹵素芳香族化合物類聚合的方法。 (ii)使二鹵素芳香族化合物類於極性溶媒中於硫醚化劑的存在下聚合的方法。 (iii)使P-氯苯硫酚自縮合的方法。 (iv)將有機極性溶媒與二鹵素芳香族化合物混合並予以加熱,以如反應混合物中的水分量成為有機極性溶媒的2莫耳%~50莫耳%的範圍內的速度向其中添加含水硫醚化劑,使二鹵素芳香族化合物與硫醚化劑反應的方法。 此外,有各種方法,以任何方法獲得的PAS樹脂均可使用。
另外,於此種PAS樹脂(B)中,可藉由公知慣用的方法導入例如羥基、羧基、胺基、巰基、環氧基、酸酐基、異氰酸酯基及乙烯基等反應性官能基。
作為本發明中使用的PAS樹脂(B),基於美國材料試驗協會(American Society for Testing and Materials)D1238-86的於316℃、5000 g負荷下(孔口:0.0825±0.002英吋直徑×0.315±0.001英吋長度)的熔體流動速率為300 g/10分鐘~15000 g/10分鐘、特佳為400 g/10分鐘~3000 g/10分鐘者由於成形性良好,故較佳。進而,所使用的PAS樹脂(B)的形態並無特別限制,可為顆粒般的粒狀或亦可為粉狀。
於所述熔體流動速率值過小的情況下,成形時的成形用樹脂組成物的黏度高,因此容易阻礙該組成物的流動性,有可能發生成形不良等問題,因此下限較佳為300 g/10分鐘。
為了改善耐衝擊性等,本發明的成形用樹脂組成物含有玻璃轉移溫度(Tg)為20℃以下的熱塑性樹脂(C)。作為此種物質,可列舉玻璃轉移溫度(Tg)為20℃以下的橡膠、或聚烯烴系的熱塑性樹脂。 作為該熱塑性樹脂(C),較佳為可於混煉PAS樹脂(B)時的溫度下熔融、混合分散,因此較佳為熔點為280℃以下且於室溫下具有橡膠彈性。 再者,關於玻璃轉移溫度、熔點,為使用示差掃描熱量計(珀金埃爾默(PerkinElmer)公司製造的「PYRIS Diamond DSC」),並依據日本工業標準(Japanese Industrial Standards,JIS)K 7121而測定的值。
特別是,為了使所獲得的成形品即使於0℃或-15℃的低溫下亦表現出耐衝擊性,熱塑性樹脂(C)的玻璃轉移溫度(Tg)必須為20℃以下。若玻璃轉移溫度(Tg)過低,則於高溫下使用過程中容易發生所述熱塑性樹脂(C)的一部分滲出至成形物外部等不良情況,因此較佳的玻璃轉移溫度(Tg)的範圍為-60℃~20℃。
作為玻璃轉移溫度(Tg)為20℃以下的橡膠,例如可列舉異戊二烯橡膠(Isoprene Rubber,IR)、丁二烯橡膠(Butadiene Rubber,BR)、苯乙烯-丁二烯橡膠(Styrene Butadiene Rubber,SBR)、氯丁二烯橡膠(Chloroprene Rubber,CR)、丁腈橡膠(Nitrile Butadiene Rubber,NBR)、丁基橡膠(Isobutylene-Isoprene Rubber,IIR)等。
另外,作為熱塑性樹脂(C),特別是就親和性優異、容易與PAS樹脂(B)混合、因熱或光引起的劣化小、所獲得的成形品的耐衝擊性等的提高顯著的方面而言,較佳為使用聚烯烴系熱塑性樹脂。作為此種物質,例如可列舉α-烯烴類的共聚物、α-烯烴類與α,β-不飽和羧酸的酯類的共聚物、α-烯烴類與羧酸的不飽和酯的共聚物等,可列舉乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等。作為熱塑性樹脂(C),就所述般的性質優異的方面而言,較佳的是可使用含有烯烴的聚合單元的聚烯烴系熱塑性樹脂。
作為所述聚烯烴系熱塑性樹脂,較佳為具有例如羥基、羧基、胺基、巰基、環氧基(縮水甘油酯基)、酸酐基、異氰酸酯基及乙烯基等官能基者,特別是就與PAS樹脂的分散性變良好,容易獲得均勻混合的成形用樹脂組成物,並且所獲得的成形體的耐衝擊性等顯著提高的方面而言,較佳為具有化學鍵結的羧基、酸酐基、環氧基(縮水甘油酯基)中的任意一個以上的官能基,其中較佳為具有一種以上含有羧基、酸酐基、縮水甘油酯基中的任意官能基的(甲基)丙烯酸酯的聚合單元,且含有烯烴的聚合單元的聚烯烴系熱塑性樹脂。
作為具有該些官能基的熱塑性樹脂,例如可藉由併用具有所期望的官能基的單體作為製造熱塑性樹脂(C)時的共聚成分來獲得,例如可列舉乙烯與(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯的共聚物等。另外,亦可使不具有所述官能基的熱塑性樹脂(C)與具有所期望的官能基的化合物反應而獲得,例如可列舉將乙烯-丁烯共聚物與馬來酸酐於過氧化物等的存在下熔融混煉而獲得的酸改質乙烯-丁烯共聚物等。
另外,亦可同時含有多個該些官能基類,例如可列舉α-烯烴類-馬來酸酐-(甲基)丙烯酸縮水甘油酯的三元共聚物等。
熱塑性樹脂(C)的添加量並無特別限制,但就機械強度、特別是耐衝擊性與柔軟性(彎曲強度)的平衡以及熱循環性的觀點而言,較佳為以質量換算計,以相對於所述填料(A)+所述聚伸芳基硫醚樹脂(B)+該熱塑性樹脂(C)+後述玻璃纖維(D)的合計100份而成為0.5份~10份的方式含有熱塑性樹脂(C)。藉由熱塑性樹脂(C)的調配量為所述範圍,而以更高水準兼具耐衝擊性以及熱循環性,且可有效地防止高溫時的機械強度的降低。
更佳為作為所述聚伸芳基硫醚樹脂(B),使用含有反應性官能基的聚伸芳基硫醚樹脂,同時作為熱塑性樹脂(C),使用含有烯烴的聚合單元以及對於所述聚伸芳基硫醚樹脂中所含的反應性官能基具有反應性的反應性官能基的聚合物,且將兩者加以組合。作為聚伸芳基硫醚樹脂(B),使用不含反應性官能基的聚伸芳基硫醚樹脂,同時作為熱塑性樹脂(C),使用含有烯烴的聚合單元但不含有與聚伸芳基硫醚樹脂中所含的反應性官能基反應般的反應性官能基的聚合物,與將兩者組合的情況相比,藉由伴隨著化學鍵產生的化學混合(聚合物分子的一體化)而非單純的物理混合,可獲得熱塑性樹脂進一步微分散的效果,其結果可發揮更高的熱循環特性。具體而言,更佳為含有樹脂(B)以及熱塑性樹脂(C)分別含有兩者可進行化學鍵結的官能基的聚伸芳基硫醚樹脂與含有碳原子數4以上的烯烴的聚合單元的聚合物的組合。作為此種官能基彼此的組合,例如可列舉羥基與異氰酸酯基、羧酸基與縮水甘油基(環氧基)等。
作為玻璃纖維(D),可使用公知慣用的任一者。玻璃纖維較佳使用將細線集中進行收束處理後者,或利用例如環氧系化合物、異氰酸酯系化合物、矽烷系化合物、鈦酸酯系化合物等官能性化合物或聚合物對細線進行了表面處理及收束處理後者。作為玻璃纖維的形態,例如可列舉粗紗、短切線束(chopped strand)、布(cloth)等。 其中,當與所述填料(A)組合使用時,作為玻璃纖維(D),就基於兩者的形狀,可藉由成形品中的特異取向來協同提高機械強度而言,較佳為使用短切線束。
玻璃纖維(D)的纖維長度並無特別限制,例如,藉由設為1 mm~5 mm,與所述填料(A)的大小、形狀相結合,可使成形品兼具優異的機械強度以及熱循環特性,因此較佳。玻璃纖維(D)的添加量並無特別限制,但較佳為以質量換算計,以相對於所述填料(A)+所述聚伸芳基硫醚樹脂(B)+所述熱塑性樹脂(C)+該玻璃纖維(D)的合計100份而成為15份~25份的方式含有玻璃纖維(D)。藉由玻璃纖維(D)的調配量為所述範圍,耐衝擊性、熱循環性與導熱性的平衡變得更良好。
另外,於本發明的成形用樹脂組成物中,只要為不脫離本發明的主旨的範圍,亦可添加與上文所述者不相符的填充材。作為填充材,可列舉粉粒狀、針狀、球狀、或中空狀及纖維狀。進而亦可為具有與所述板狀填料不同的縱橫比的平板狀、鱗片狀。具體而言,可列舉硫酸鈣、矽酸鈣、黏土、滑石、氧化鋁、矽砂、玻璃粉、金屬粉、石墨、碳黑等粉狀填充材、具有與所述板狀填料不同的縱橫比的雲母、玻璃板、絹雲母、鋁片等金屬箔、黑鉛等平板狀或者鱗片狀填充材、火山灰球(shirasu balloon)、金屬球、玻璃球等中空狀填充材、碳纖維、石墨纖維、晶鬚、金屬纖維、矽灰石(wollastonite)等無機纖維狀填充材、芳香族聚醯胺纖維等有機纖維狀填充材。
另外,於本發明的成形用樹脂組成物中,亦可添加通常添加於熱塑性樹脂的與所述熱塑性樹脂(C)不相符的公知的物質即塑化劑、少量的脫模劑、潤滑劑、耐熱穩定劑、耐候性穩定劑、發泡劑、防鏽劑、阻燃劑、著色劑、結晶化促進劑、成核劑等。
另外,本發明的成形用樹脂組成物較佳為賦予國際標準化組織(International Standard Organization)178中的彎曲彈性係數為10 GPa以上的成形體者。若彈性係數為10 GPa以上,則強度(剛性)良好,且不易引起發生破裂等問題。
本發明的成形用樹脂組成物的製造方法並無特別限制,可採用公知慣用的製造方法中的任一種。例如可列舉如下方法,將所述各原料(A)~(D)作為必需成分,使用例如班布里混合機(Banbury mixer)、捏合機、輥、單軸擠出機或雙軸擠出機等將該些同時或者以任意順序,以於固相狀態下變均勻的方式預混合,製備於原料(B)及原料(C)中均勻地分散有填料(A)以及玻璃纖維(D)的粉體分散物。
或者,可藉由將所述原料(A)~原料(D)分別供給至擠出機等並進行充分熔融混煉來製備。具體而言,可列舉如下方法等,將所述原料的預混合分散物供於例如單軸擠出機或雙軸擠出機、班布里混合機、捏合機、混煉輥(mixing roll)等公知慣用的熔融混煉裝置,於250℃~420℃的溫度下進行混煉。原料的混合順序亦並無特別限制,可使用藉由所述方法熔融混煉所有原材料的方法;藉由所述方法熔融混煉一部分原料,進而熔融混煉剩餘原料的方法;或者於藉由單軸擠出機或雙軸擠出機熔融混煉一部分原料的過程中使用側向進料器混合剩餘原料的方法等中的任一方法。亦可於將聚伸芳基硫醚樹脂(B)以及熱塑性樹脂(C)熔融混煉後,添加填料(A)以及玻璃纖維(D),進行熔融混煉來製造。較佳為混煉後,除去暴露於真空狀態下而產生的氣體。藉由以所述方式獲得成形用樹脂組成物,可獲得各成分的分散狀態良好的材料。
本發明的成形體是將所述成形用樹脂組成物成形而獲得的零件。所述成形體的成形中可採用例如射出成形、擠出成形、拉抽成形、吹塑成形、壓製成形、紡絲等公知的成形方法。 射出成形條件並無特別限制,但例如,就進一步提高流動性的觀點而言,成形用樹脂組成物的射出成形時的溫度(氣缸溫度)較佳為280℃以上,就提高機械特性的觀點而言,較佳為340℃以下。另一方面,就提高PAS樹脂相的結晶化度而期待強度提高的方面而言,較佳為將模具溫度溫度設為120℃~170℃。
其中,本發明的成形用樹脂組成物對於藉由射出成形製造由該成形用樹脂組成物包埋了規定形狀的金屬零件的、所期望的形狀的金屬嵌入成形體而言較佳。 藉由射出成形,分散於該成形用樹脂組成物中的玻璃纖維(D)於流動方向上取向,同時尺寸較其更小的填料(A)的一部分朝向相對於流動方向垂直的方向,藉此對於來自流動方向的鉛垂方向的應力的機械強度顯著提高。同時,聚伸芳基硫醚樹脂(B)與熱塑性樹脂(C)於與嵌入後的金屬零件的表面的界面處牢固地密接,即使遇到劇烈的溫度變化亦充分追隨金屬的膨脹收縮,從而可獲得兼具良好的機械強度、良好的熱循環特性、以及良好的導熱性的成形體。
由本發明的成形用樹脂組成物獲得的成形體視需要藉由進行加熱或照射遠紅外線或微波,於與成形時相同的溫度或更高的溫度下,花費適當的時間進行暴露(退火),有時可製成尺寸變化更小且機械物性優異的成形體。 作為聚伸芳基硫醚樹脂(B)以及熱塑性樹脂(C),選擇含有反應性官能基的聚伸芳基硫醚樹脂、以及含有烯烴的聚合單元及對於所述聚伸芳基硫醚樹脂中所含的反應性官能基具有反應性的反應性官能基的聚合物,於組合該些的情況下,萬一成形條件的選擇不當,兩者的反應未能充分進行等的情況下,存在所述退火有效的情況。
本發明的成形用樹脂組成物由於機械強度、熱循環特性、導熱性均良好,因此於要求該些特性的零件、箱型的電氣/電子零件積體模組用保護/支撐構件或馬達等嵌入金屬的成形品中特別有用,除此之外,適於罩體等結構零件、電裝零件殼體等。亦能夠適用於以感測器、發光二極體(Light Emitting Diode)燈、連接器、插座、電阻器、繼電器殼體、開關、線圈骨架、電容器、可變電容器殼體、光拾取器、振動器、各種端子板、變壓器、插頭、印刷基板、調諧器、揚聲器、麥克風、耳機、磁頭殼體、電源模組、端子台、半導體、液晶、FDD托架、FDD底座、拋物面天線、電腦相關零件等為代表的電氣/電子零件;以VTR零件、電視零件、熨斗、電吹風、電飯煲零件、微波爐零件、音響零件、音頻/雷射光盤(註冊商標)/光盤等語音設備零件、照明零件、冰箱零件、空調零件、或者熱水器、浴缸的熱水量、溫度感測器等水循環設備零件等為代表的家庭、辦公電氣製品零件;以辦公電腦相關零件、電話相關零件、傳真相關零件、複印機相關零件、清洗用夾具、點火器等為代表的機械相關零件;以顯微鏡、雙筒望遠鏡、相機、時鐘等為代表的高檔設備、精密機械相關零件;交流發電機終端、交流發電機連接器、積體電路(integrated circuit)調節器、調光器用電位計基座、繼電器塊、抑制開關、排氣閥等各種閥、燃料相關/排氣系統/吸氣系統各種管、進氣噴嘴通氣管、進氣歧管、燃料泵、發動機冷卻水接頭、化油器主體、化油器襯墊、排氣感測器、冷卻水感測器、熱水溫度感測器、制動墊片磨損感測器、節流閥位置感測器、曲軸位置感測器、空氣流量計、制動墊片磨損感測器、空調用恆溫器基座、暖房溫風流量控制閥、水泵葉輪、渦輪葉片、分配器、起動器開關、點火線圈及其線圈架、起動繼電器、傳輸用線束、擋風玻璃清洗噴嘴、空調面板開關基板、燃料相關電磁閥用線圈、熔絲用連接器、喇叭終端、電裝零件絕緣板、燈插座、燈反射器、燈罩體、制動活塞、螺線管線圈架、發動機濾油器、點火裝置殼體、馬達相關零件(雨刷可動部、電動車窗可動部、散熱器馬達用刷架、絕緣體、轉子、馬達鐵芯、集電環)等汽車/車輛相關零件、其他各種用途。特別是由於小型精密化所帶來的製品設計自由度及成形品的急劇的溫度變化導致產生成形品裂紋的抑制,且機械強度、流動性優異,因此特別是於要求成形品的形狀自由度、且渴望金屬代替的汽車零件用途、電氣電子零件用途、熱機器零件用途等中有用。 [實施例]
以下,藉由實施例對本發明進行具體說明,但本發明並不由該些實施例的範圍限定。
(板狀氧化鋁粒子的合成) 將100質量份的氫氧化鋁(日本輕金屬工業製造;平均粒徑9.4 μm)、0.65質量份的氧化矽粒子(關東化學股份有限公司製造)、以及3.44質量份的三氧化鉬(太陽礦工股份有限公司製造)利用研缽加以混合,獲得混合物。將所獲得的混合物放入坩堝中,利用陶瓷電爐以1100℃進行10小時煆燒。其後自坩堝中取出並進行壓碎後,於0.5%氨水溶液中於常溫下進行30分鐘浸漬,藉此進行清洗,接著,使用孔徑53 μ的篩進行分粒而將粗粒子成分去除,獲得淡青色的粉末(EF1)。對於所獲得的粉末進行XRD測定,結果顯現源自α-氧化鋁的尖銳的峰值散射,未觀察到α結晶結構以外的氧化鋁結晶系峰值而確認為具有緻密的結晶結構的板狀氧化鋁。 再者,關於XRD測定,將所製作的試樣放置於0.5 mm深度的測定試樣用固定器,並以一定負荷平整地填充,將其設置於廣角X射線繞射(XRD)裝置(理學(RIGAKU)股份有限公司製造的Rint-Ultma),於Cu/Kα射線、40 kV/30 mA、掃描速度2度/分鐘、掃描範圍10度~70度的條件下進行。
(平均粒徑L的測量) 對於合成例1中獲得的板狀氧化鋁(以下有時稱為「EF1」),使用雷射繞射式粒度分佈計HELOS(H3355)&RODOS(日本雷射股份有限公司製造),於分散壓3 bar、引壓90 mbar的條件下求出中值粒徑D50(μm),作為平均粒徑L。平均粒徑L為6.6 μm。
(平均厚度D的測量) 對於所述試樣,採用使用掃描式電子顯微鏡(SEM)測定50個的厚度而得的平均值,作為平均厚度D(μm)。平均厚度D為0.5 μm。
藉由如上所述,進行合成而獲得的板狀氧化鋁的縱橫比L/D為13.2。
(含羧基的聚苯硫醚樹脂(PPS-1)的製造) 於連結有壓力計、溫度計、冷凝器、傾析器、精餾塔的帶攪拌翼的150升高壓釜中裝入對二氯苯(以下簡稱「p-DCB」)33.222 kg(226莫耳)、N-甲基-2-吡咯啶酮(以下簡稱為「NMP」)2.280 kg(23莫耳)、47.23質量%NaSH水溶液27.300 kg(以NaSH計為230莫耳)、及49.21質量%NaOH水溶液18.533 g(以NaOH計為228莫耳),一邊攪拌一邊於氮氣氣氛下歷時5小時升溫至173℃,餾出水27.300 kg後,將高壓釜密閉。脫水時藉由共沸而餾出的p-DCB利用傾析器進行分離,隨時返回至高壓釜內。脫水結束後的高壓釜內為微粒子狀的無水硫化鈉組成物分散於p-DCB中的狀態。該組成物中的NMP含量為0.069 kg(0.7莫耳),因此顯示出,裝入的NMP的97莫耳%(22.3莫耳)已水解為NMP的開環體(4-(甲基胺基)丁酸)的鈉鹽(以下簡稱為「SMAB」)。高壓釜內的SMAB量相對於高壓釜中存在的1莫耳硫原子為0.097莫耳。由於裝入的NaSH與NaOH全部變為無水Na2S時的理論脫水量為27.921 g,因此顯示出,高壓釜內的殘水量621 g(34.5莫耳)內,401 g(22.3莫耳)被NMP與NaOH的水解反應消耗,不作為水存在於高壓釜內,剩餘的220 g(12.2莫耳)以水或結晶水的形式殘留於高壓釜內。高壓釜內的水分量相對於高壓釜中存在的1莫耳硫原子為0.053莫耳。
於所述脫水步驟結束後,將內溫冷卻至160℃,裝入47.492 kg(479莫耳)的NMP中所含的溶液,升溫至185℃。高壓釜內的水分量相對於步驟2中裝入的1莫耳NMP為0.025莫耳。於表壓力到達0.00 MPa時,打開連結有精餾塔的閥,歷時1小時升溫至內溫200℃。此時,藉由冷卻及閥開度進行控制,以使精餾塔出口溫度達到110℃以下。餾出的p-DCB與水的混合蒸氣於冷凝器中凝結,利用傾析器進行分離,p-DCB返回至高壓釜。餾出水量為179 g(9.9莫耳),高壓釜內水分量為41 g(2.3莫耳),相對於脫水後裝入的1莫耳NMP為0.005莫耳,相對於高壓釜中存在的1莫耳硫原子為0.010莫耳。高壓釜內的SMAB量與脫水時相同,相對於高壓釜中存在的1莫耳硫原子為0.097莫耳。
繼而,歷時3小時自內溫200℃升溫至230℃,於230℃下攪拌1小時後,升溫至250℃並攪拌1小時。內溫200℃時的表壓力為0.03 MPa,最終表壓力為0.30 MPa。冷卻後,將所得的漿料內的6.5 kg注入至30升的80℃溫水中,攪拌1小時後進行過濾。將該濾餅再次於30升的溫水中攪拌1小時,清洗後進行過濾。接著,向所得的濾餅中加入30升的水,利用乙酸將pH調整為4.5,於常溫下攪拌1小時後進行過濾。進而向所得的濾餅中加入30升的溫水,攪拌1小時後,重覆過濾操作兩次,使用熱風循環乾燥機於120℃下乾燥一晚,獲得白色粉末狀的含羧基的聚苯硫醚樹脂(以下稱為「PPS-1」)。所得的聚合物的熔融黏度為98 Pa·s,羧基含量為55.4 μmol/g。另外,熔點(Tm)為282℃,再結晶化溫度(Tc2)為203℃。
(組成物調配/製作) 按照表中記載的組成成分及調配量(全部為質量份),將各材料利用滾筒(tumbler)均勻地混合。其後,向東芝機械股份有限公司製造的帶通氣孔的雙軸擠出機「TEM-35B」中投入所述調配材料,於樹脂成分噴出量25 kg/hr、螺桿轉速250 rpm、樹脂成分的噴出量(kg/hr)與螺桿轉速(rpm)的比率(噴出量/螺桿轉速)=0.1(kg/hr·rpm)、設定樹脂溫度330℃下進行熔融混煉,獲得樹脂組成物的顆粒。
(評價用成形物製作) 將所獲得的顆粒供給至氣缸溫度設定為320℃的住友-內斯塔(Nesutaru)公司製造的射出成形機(SG75-HIPRO·MIII),使用模具溫度調溫至150℃的D2片材片成形用模具、或具有組成物自兩個夾持部流入的結構的啞鈴試驗片成形用模具,進行射出成形。
(冷熱衝擊試驗) 準備嵌入塊構件,接著,使用射出成形模具將所述成形用樹脂組成物的顆粒射出成型,獲得成型品。所述嵌入塊構件將縱25 mm、橫40 mm、厚10 mm的鋼鐵製的嵌入塊構件的所述構件縱向的邊的中點彼此連接,且於與所述構件橫向的邊平行的直線上具有直徑3.55 mm的與厚度方向平行的兩個貫通孔的直徑的中心,該貫通孔的直徑的中心彼此以所述直線的中點為中心隔開20 mm配置,所述射出成形模具設計成使用所述兩個貫通孔以及設置於射出成型用模具內部的兩根鋼鐵製圓柱形的銷,將所述嵌入塊構件設置成保持於所述射出成型用模具的內部,且於將成形用樹脂組成物的顆粒射出成型後,所述嵌入塊構件的外周整個面被壁厚1 mm的成形用樹脂組成物被覆。使用所獲得的內包所述嵌入塊構件的成形用樹脂組成物的成型品,於氣相式冷熱衝擊試驗機中實施「1個循環;-40℃/0.5小時~150℃/0.5小時」的冷熱循環試驗,記錄裂紋發生的循環數。所述冷熱衝擊試驗是熱循環特性的評價方法之一。
(導熱率的測定) 自所製作的D2片材片切出10 mm×10 mm的試驗片(散熱構件),使用導熱率測定裝置(LFA467 超閃光(HyperFlash)、耐施(NETZSCH)公司製造),進行25℃下的熱擴散率及比熱的測定。接著,藉由阿基米德(Archimedes)法測定所述散熱構件的密度。根據所獲得的熱擴散率、比熱以及密度的積,估算所述散熱構件的熱傳導率。
(熔接彎曲強度的測定) 使用所製作的啞鈴型成形體,依據ISO178進行熔接彎曲強度的測定。
(調配表及評價結果)
[表1]
      實施例1 實施例2 實施例3 比較例1 比較例2 比較例3
組成及質量份 PPS-1 33 31 41 33 33 33
EF1 47 47       47   
氮化硼       33         
CF1          47      
滑石                47
縱橫比 13.2 13.2 15 7 13.2   
玻璃纖維 18 18 23 18 18 18
熱塑性樹脂 2 4 3 2 0.0 0.0
評價結果
熔接彎曲強度(MPa) 82.0 75.0 44.0 109.0 86.0 40.2
熱循環特性(次) 80 120 36 21 8 2.8
導熱率(W/mK) 0.76 0.8 1.1 0.77 0.79 0.6
所述調配表中的實施例及比較例中使用的各種原料如下所述。再者,關於下述的氮化硼、板狀氧化鋁的縱橫比,將藉由與所述EF1相同的方法測定的值記載於所述表中。 氮化硼:電氣化學(DENKA)股份有限公司製造的硼氮化物(boron nitride)SGP CF1:福吉米股份有限公司(FUJIMI INCORPORATED)股份有限公司製造的板狀氧化鋁PWA9 滑石:林化成股份有限公司製造的PK-S 玻璃纖維:歐文斯科寧(Owens Corning)公司製造的玻璃纖維FT-562 熱塑性樹脂:住友化學股份有限公司製造的邦德法斯特(Bond Fast)7M 〔乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯-丙烯酸甲酯共聚物、玻璃轉移溫度(Tg)-33℃〕

Claims (7)

  1. 一種成形用樹脂組成物,其特徵在於:以縱橫比為10~500的板狀填料(A)、聚伸芳基硫醚樹脂(B)、玻璃轉移溫度(Tg)為20℃以下的熱塑性樹脂(C)、以及玻璃纖維(D)為必需成分,且 以質量換算計相對於所述(A)+(B)+(C)+(D)的合計100份而含有30份~70份的所述(A)。
  2. 如請求項1所述的成形用樹脂組成物,其中板狀填料(A)為α-氧化鋁。
  3. 如請求項1或2所述的成形用樹脂組成物,其中以質量換算計相對於所述(A)+(B)+(C)+(D)的合計100份而含有0.5份~10份的熱塑性樹脂(C)。
  4. 如請求項1至3中任一項所述的成形用樹脂組成物,其中以質量換算計相對於所述(A)+(B)+(C)+(D)的合計100份而含有15份~25份的玻璃纖維(D)。
  5. 如請求項1至4中任一項所述的成形用樹脂組成物,其中熱塑性樹脂(C)為含有烯烴的聚合單元的聚合物。
  6. 如請求項1至5中任一項所述的成形用樹脂組成物,其中熱塑性樹脂(C)為含有一種以上的具有羧基、酸酐基、縮水甘油酯基中的任意官能基的(甲基)丙烯酸酯的聚合單元,且含有烯烴的聚合單元的聚合物。
  7. 一種成形體,其為如請求項1至6中任一項所述的成形用樹脂組成物的成形體。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001072866A (ja) * 1999-09-08 2001-03-21 Idemitsu Petrochem Co Ltd ポリアリーレンサルファイド樹脂組成物
JP2003041019A (ja) * 2001-07-26 2003-02-13 Toray Ind Inc 熱可塑性樹脂フィルム
JP2006036833A (ja) 2004-07-23 2006-02-09 Dainippon Ink & Chem Inc Pas系樹脂組成物およびエンジン冷却系部品
WO2013039103A1 (ja) * 2011-09-13 2013-03-21 Dic株式会社 無機フィラー複合体、熱伝導性樹脂組成物、及び成形体
JP2013076039A (ja) * 2011-09-30 2013-04-25 Tosoh Corp ポリアリーレンスルフィド系組成物
CN104204098B (zh) * 2012-03-23 2016-11-16 Dic株式会社 聚亚芳基硫醚树脂组合物以及成型体
JP6668688B2 (ja) 2015-11-06 2020-03-18 東レ株式会社 ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物およびそれからなる成形品
CN109715726B (zh) * 2016-09-16 2021-01-08 住友化学株式会社 热塑性树脂组合物及其成型体
WO2019208377A1 (ja) * 2018-04-25 2019-10-31 Dic株式会社 ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物、成形品、複合成形品及びそれらの製造方法
JP6834025B2 (ja) * 2018-04-27 2021-02-24 ポリプラスチックス株式会社 ポリアリーレンサルファイド系樹脂組成物及びインサート成形品
JP6708281B2 (ja) * 2019-03-27 2020-06-10 Dic株式会社 板状アルミナ粒子

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