TW202409201A - 芳香族聚碸組合物、成形體、及成形體之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種含有芳香族聚碸、液晶聚酯、以及選自由脂肪酸、脂肪酸鹽、及脂肪酸衍生物所組成之群中之至少一種脂肪酸化合物之芳香族聚碸組合物,上述脂肪酸衍生物可為脂肪醯胺。
Description
本發明係關於一種芳香族聚碸組合物、成形體、及成形體之製造方法。 本案基於2022年7月14日向日本提出申請之特願2022-113183號而主張優先權,將其內容援引於此。
芳香族聚碸具有優異之耐熱性、機械特性、電特性、及耐熱水性等特性。因此,芳香族聚碸組合物被用作電子領域、機械領域、汽車領域、航空器領域、醫療食品工業領域等各種用途之成形材料。
又,芳香族聚碸有時與其他樹脂併用。例如,於專利文獻1中,揭示有一種包含具有特定之熔融黏度之芳香族聚碸樹脂、具有特定之流動溫度之液晶聚酯、及具有特定之平均纖維直徑之玻璃纖維的組合物。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2002-20621號公報
[發明所欲解決之問題]
於欲將芳香族聚碸組合物用作成形材料而製造成形體之情形時,藉由提昇芳香族聚碸組合物之流動性,可容易地將組合物亦填充於模具內之微細之構造部分,適於製造具有微細之構造之成形體。
包含液晶聚酯之芳香族聚碸組合物藉由含有液晶聚酯,可提昇組合物之流動性。然而,如專利文獻1所示之樹脂組合物會因含有液晶聚酯而導致所製造之成形體之強度降低。
本發明係為了解決如上述之問題而完成者,其目的在於提供一種流動性與強度之平衡優異之芳香族聚碸組合物。 [解決問題之技術手段]
本發明人等為了解決上述課題而努力進行了研究,結果發現,藉由含有選自由脂肪酸、脂肪酸鹽、及脂肪酸衍生物所組成之群中之至少一種脂肪酸化合物,可抑制成形體之強度降低之程度,且可提昇組合物之流動性,從而完成本發明。 即,本發明具有以下態樣。
<1>一種芳香族聚碸組合物,其含有 芳香族聚碸、 液晶聚酯、以及 選自由脂肪酸、脂肪酸鹽、及脂肪酸衍生物所組成之群中之至少一種脂肪酸化合物。 <2>如上述<1>所記載之芳香族聚碸組合物,其中上述芳香族聚碸與上述液晶聚酯之含量之質量比為上述芳香族聚碸/上述液晶聚酯=95/5~70/30。 <3>如上述<1>或<2>所記載之芳香族聚碸組合物,其中上述脂肪酸化合物之含量相對於上述芳香族聚碸及上述液晶聚酯之總質量100質量份,為0.1質量份以上1質量份以下。 <4>如上述<1>至<3>中任一項所記載之芳香族聚碸組合物,其含有相對於上述芳香族聚碸組合物之總質量100質量%,為30質量%以上95質量%以下之上述芳香族聚碸。 <5>如上述<1>至<4>中任一項所記載之芳香族聚碸組合物,其含有上述脂肪酸衍生物,上述脂肪酸衍生物包含脂肪醯胺。 <6>如上述<1>至<5>中任一項所記載之芳香族聚碸組合物,其中上述芳香族聚碸為具有由下述式(S1)表示之重複單元之芳香族聚醚碸。 (S1)-Ph
1-SO
2-Ph
2-O- [式中,Ph
1及Ph
2分別獨立地表示伸苯基。上述伸苯基上之氫原子可分別獨立地被取代為烷基、芳基或鹵素原子] <7>如上述<1>至<6>中任一項所記載之芳香族聚碸組合物,其中上述液晶聚酯為具有由下述式(1)表示之重複單元(1)、由下述式(2)表示之重複單元(2)、及由下述式(3)表示之重複單元(3)之液晶聚酯。 (1)-O-Ar
1-CO- (2)-CO-Ar
2-CO- (3)-X-Ar
3-Y- [式中,Ar
1表示伸苯基、伸萘基或伸聯苯基。Ar
2及Ar
3分別獨立地表示伸苯基、伸萘基、伸聯苯基或由下述式(4)表示之基。X及Y分別獨立地表示氧原子或亞胺基(-NH-)。由Ar
1、Ar
2或Ar
3表示之上述基上之氫原子可分別獨立地被取代為鹵素原子、烷基或芳基] (4)-Ar
4-Z-Ar
5- [式中,Ar
4及Ar
5分別獨立地表示伸苯基或伸萘基。Z表示氧原子、硫原子、羰基、磺醯基或亞烷基] <8>如上述<1>至<7>中任一項所記載之芳香族聚碸組合物,其進而含有纖維狀填料。 <9>一種成形體,其包含如上述<1>至<8>中任一項所記載之芳香族聚碸組合物。 <10>一種成形體之製造方法,其包括將如上述<1>至<8>中任一項所記載之芳香族聚碸組合物射出成形。 [發明之效果]
根據本發明,可提供一種流動性與強度之平衡優異之芳香族聚碸組合物。
以下,對本發明之芳香族聚碸組合物、成形體、及成形體之製造方法之實施方式進行說明。
≪芳香族聚碸組合物≫ 實施方式之芳香族聚碸組合物含有芳香族聚碸、液晶聚酯、以及選自由脂肪酸、脂肪酸鹽、及脂肪酸衍生物所組成之群中之至少一種脂肪酸化合物(以下,有時簡稱為「脂肪酸化合物」)。
實施方式之芳香族聚碸組合物藉由包含液晶聚酯及脂肪酸化合物兩者,可顯著地提昇組合物之流動性。又,藉由含有脂肪酸化合物,可抑制強度之降低,且可提昇芳香族聚碸組合物之流動性。 實施方式之芳香族聚碸組合物之強度係藉由對下述試驗片(成形體)所測定之焊接彎曲強度來評價。 實施方式之芳香族聚碸組合物之流動性係按照下述[流動性之評價]之記載,藉由使用具有特定之螺旋形狀之流路的模具,於規定之條件下將上述芳香族聚碸組合物射出成形而獲得之成形體之流動長度來評價。
以下,對調配於實施方式之芳香族聚碸組合物之芳香族聚碸、液晶聚酯、及脂肪酸化合物之各成分、以及可視需要調配於實施方式之芳香族聚碸組合物中之任意成分進行說明。 芳香族聚碸、液晶聚酯、以及選自由脂肪酸、脂肪酸鹽、及脂肪酸衍生物所組成之群中之至少一種脂肪酸化合物之合計含量相對於芳香族聚碸組合物之總質量100質量份,可為50質量份以上100質量份以下,亦可為55質量份以上100質量份以下。
<芳香族聚碸> 芳香族聚碸典型地為具有包含2價之芳香族基(自芳香族化合物除去2個與其芳香環鍵結之氫原子而成之殘基)與磺醯基(-SO
2-)之重複單元之樹脂。
本實施方式中使用之芳香族聚碸較佳為具有包含2價之芳香族基、磺醯基、及醚鍵之重複單元的所謂芳香族聚醚碸。
就耐熱性或耐化學品性之方面而言,芳香族聚碸較佳為具有由下述式(S1)表示之重複單元(以下,有時稱為「重複單元(S1)」)。芳香族聚碸亦可進而具有1種以上之由下述式(S2)表示之重複單元(以下,有時稱為「重複單元(S2)」)、或由下述式(S3)表示之重複單元(以下,有時稱為「重複單元(S3)」)等其他重複單元。
(S1)-Ph
1-SO
2-Ph
2-O- [式中,Ph
1及Ph
2分別獨立地表示伸苯基。上述伸苯基上之氫原子可分別獨立地被取代為烷基、芳基或鹵素原子]
(S2)-Ph
3-R-Ph
4-O- [式中,Ph
3及Ph
4分別獨立地表示伸苯基。上述伸苯基上之氫原子可分別獨立地被取代為烷基、芳基或鹵素原子。R表示亞烷基、氧原子或硫原子]
(S3)-(Ph
5)
n-O- [式中,Ph
5表示伸苯基。上述伸苯基上之氫原子可分別獨立地被取代為烷基、芳基或鹵素原子。n表示1以上3以下之整數。於n為2以上之情形時,存在複數個之Ph
5可相互相同亦可互不相同]
由Ph
1~Ph
5中任一個所表示之伸苯基可為對伸苯基,可為間伸苯基,亦可為鄰伸苯基,較佳為對伸苯基。
可取代上述伸苯基上之氫原子之烷基中,碳數較佳為1以上10以下。作為具體例,可例舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、正己基、2-乙基己基、正辛基、正癸基等。
可取代上述伸苯基上之氫原子之芳基中,碳數較佳為6以上20以下。作為具體例,可例舉:苯基、鄰甲苯基、間甲苯基、對甲苯基、1-萘基、2-萘基等。
作為可取代上述伸苯基上之氫原子之鹵素原子,可例舉:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
在上述伸苯基上之氫原子被取代為該等基之情形時,其數量於每個上述伸苯基上分別獨立地較佳為2個以下,更佳為1個。 上述中,上述伸苯基上之氫原子較佳為未經取代。
由R表示之亞烷基之碳數較佳為1以上5以下。作為具體例,可例舉:亞甲基、亞乙基、亞異丙基、1-亞丁基等。
芳香族聚碸較佳為相對於總重複單元之合計數量(100%),具有50%以上之重複單元(S1),更佳為具有80%以上,進而較佳為實質上僅具有重複單元(S1)作為重複單元。此處所謂「實質上」係指相對於總重複單元之數量(100%),包含98%以上100%以下之重複單元(S1),意指亦可包含少量之源自原料單體中所包含之雜質等之結構。再者,芳香族聚碸亦可分別獨立地具有2種以上之重複單元(S1)~(S3)。
芳香族聚碸之比濃黏度可為0.18 dL/g以上,可為0.25 dL/g以上0.50 dL/g以下,亦可為0.30 dL/g以上0.42 dL/g以下。芳香族聚碸之比濃黏度越高,則越易於提昇耐熱性或強度、剛性。另一方面,若芳香族聚碸之比濃黏度過高,則熔融溫度或熔融黏度易於變高,而流動性易於變低。即,若芳香族聚碸之比濃黏度為上述範圍內,則耐熱性或強度、剛性易於提昇,且熔融溫度或熔融黏度不易變高,而流動性不易降低。
於本說明書中,芳香族聚碸之比濃黏度(dL/g)係指藉由以下方法所求出之值。首先,準確稱量約1 g之芳香族聚碸,使其溶解於N,N-二甲基甲醯胺中,並將其容量設為1 dL。繼而,使用奧斯華型黏度管於25℃下測定該溶液之黏度(η)、及作為溶劑之N,N-二甲基甲醯胺之黏度(η
0)。繼而,藉由用根據測定值求出之比黏度((η-η
0)/η
0)除以上述溶液之濃度(約1 g/dL),而求出芳香族聚碸之比濃黏度。
實施方式之芳香族聚碸組合物中,相對於上述芳香族聚碸組合物之總質量(100質量%),可含有30質量%以上之芳香族聚碸,可含有30質量%以上95質量%以下,可含有40質量%以上90質量%以下,可含有45質量%以上85質量%以下,可含有50質量%以上85質量%以下,可含有50質量%以上75質量%以下,亦可含有60質量%以上75質量%以下。
[芳香族聚碸之製造方法] 芳香族聚碸可藉由使與構成其之重複單元對應之二鹵代碸化合物與二羥基化合物縮聚而製造。
例如,具有重複單元(S1)之樹脂可藉由使作為二鹵代碸化合物之由下述式(S4)表示之化合物(以下亦稱為「化合物(S4)」)與作為二羥基化合物之由下述式(S5)表示之化合物縮聚而製造。
又,具有重複單元(S1)與重複單元(S2)之樹脂可藉由使作為二鹵代碸化合物之化合物(S4)與作為二羥基化合物之由下述式(S6)表示之化合物縮聚而製造。
又,具有重複單元(S1)與重複單元(S3)之樹脂可藉由使作為二鹵代碸化合物之化合物(S4)與作為二羥基化合物之由下述式(S7)表示之化合物縮聚而製造。
(S4)X
1-Ph
1-SO
2-Ph
2-X
2[式中,X
1及X
2分別獨立地表示鹵素原子。Ph
1及Ph
2與上述同義]
(S5)HO-Ph
1-SO
2-Ph
2-OH [式中,Ph
1及Ph
2與上述同義]
(S6)HO-Ph
3-R-Ph
4-OH [式中,Ph
3、Ph
4及R與上述同義]
(S7)HO-(Ph
5)
n-OH [式中,Ph
5及n與上述同義]
芳香族聚碸之縮聚較佳為使用碳酸之鹼金屬鹽,於溶劑中進行。碳酸之鹼金屬鹽可為作為正鹽之碳酸鹽,可為作為酸性鹽之重碳酸鹽(碳酸氫鹽),亦可為兩者之混合物。作為碳酸鹽,可較佳地使用碳酸鈉或碳酸鉀,作為碳酸氫鹽,可較佳地使用碳酸氫鈉或碳酸氫鉀。
作為縮聚之溶劑,較佳地使用有機極性溶劑。作為具體例,可例舉:二甲基亞碸、1-甲基-2-吡咯啶酮、環丁碸(亦稱為1,1-二氧四氫呋喃)、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮、1,3-二乙基-2-咪唑啶酮、二甲基碸、二乙基碸、二異丙基碸、二苯基碸、或其等之混合溶劑等。
<液晶聚酯> 本實施方式之芳香族聚碸組合物所含有之液晶聚酯只要為於熔融狀態下呈液晶性之聚酯樹脂,則無特別限定。再者,液晶聚酯亦可為液晶聚酯醯胺、液晶聚酯醚、液晶聚酯碳酸酯、或液晶聚酯醯亞胺等。
液晶聚酯之流動起始溫度較佳為250℃以上,更佳為270℃以上,進而較佳為280℃以上。 又,液晶聚酯之流動起始溫度較佳為400℃以下,更佳為360℃以下,進而較佳為340℃以下。
例如,液晶聚酯之流動起始溫度較佳為250℃以上400℃以下,更佳為270℃以上360℃以下,進而較佳為280℃以上340℃以下。
於本說明書中,流動起始溫度亦稱為流溫或流動溫度,係成為液晶聚酯之分子量之標準的溫度(參考小出直之編著,「液晶聚合物-合成、成形、應用-」,CMC股份有限公司,1987年6月5日,p.95)。
作為液晶聚酯之流動起始溫度之測定方法,具體而言,使用流動測試儀,一面於9.8 MPa(100 kg/cm
2)之負載下以4℃/分鐘之速度升溫,一面使液晶聚酯熔融,自內徑1 mm及長度10 mm之噴嘴擠出時,顯示4800 Pa・s(48000泊)之黏度之溫度即為液晶聚酯之流動起始溫度。
液晶聚酯較佳為僅具有源自芳香族化合物之重複單元作為原料單體之全芳香族液晶聚酯。
作為液晶聚酯之典型例,可例舉:使芳香族羥基羧酸、芳香族二羧酸、以及選自由芳香族二醇、芳香族羥基胺及芳香族二胺所組成之群中之至少1種之化合物聚合(縮聚)而成之聚合物;使複數種之芳香族羥基羧酸聚合而成之聚合物;使芳香族二羧酸與選自由芳香族二醇、芳香族羥基胺及芳香族二胺所組成之群中之至少1種化合物聚合而成之聚合物;使聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯與芳香族羥基羧酸聚合而成之聚合物。 此處,芳香族羥基羧酸、芳香族二羧酸、芳香族二醇、芳香族羥基胺及芳香族二胺亦可分別獨立地為能聚合之其等之衍生物,以代替其一部分或全部。
作為如芳香族羥基羧酸及芳香族二羧酸之具有羧基之化合物之能聚合之衍生物的例,可例舉:將羧基轉化為烷氧基羰基或芳氧基羰基而成者(即,酯);將羧基轉化為鹵代甲醯基而成者(即,醯鹵化物);將羧基轉化為醯氧基羰基而成者(即,酸酐)等。
作為如芳香族羥基羧酸、芳香族二醇及芳香族羥基胺之具有羥基之化合物之能聚合之衍生物的例,可例舉將羥基醯化而轉化為醯基烴氧基而成者(即,醯化物)等。 作為如芳香族羥基胺及芳香族二胺之具有胺基之化合物之能聚合之衍生物的例,可例舉將胺基醯化而轉化為醯胺基而成者(即,醯化物)等。
液晶聚酯較佳為具有由下述式(1)表示之重複單元(以下亦稱為「重複單元(1)」)。液晶聚酯更佳為具有重複單元(1)、由下述式(2)表示之重複單元(以下亦稱為「重複單元(2)」)、及由下述式(3)表示之重複單元(以下亦稱為「重複單元(3)」)。
(1)-O-Ar
1-CO- (2)-CO-Ar
2-CO- (3)-X-Ar
3-Y- [式中,Ar
1表示伸苯基、伸萘基或伸聯苯基。Ar
2及Ar
3分別獨立地表示伸苯基、伸萘基、伸聯苯基或由下述式(4)表示之基。X及Y分別獨立地表示氧原子或亞胺基(-NH-)。由Ar
1、Ar
2或Ar
3表示之上述基上之氫原子可分別獨立地被取代為鹵素原子、烷基或芳基]
(4)-Ar
4-Z-Ar
5- [式中,Ar
4及Ar
5分別獨立地表示伸苯基或伸萘基。Z表示氧原子、硫原子、羰基、磺醯基或亞烷基]
作為可取代由Ar
1、Ar
2或Ar
3表示之上述基中之1個以上之氫原子的鹵素原子,可例舉:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
作為可取代由Ar
1、Ar
2或Ar
3表示之上述基中之1個以上之氫原子的烷基,較佳為碳數為1以上10以下之烷基,可例舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、正己基、2-乙基己基、正辛基、或正癸基等。
作為可取代由Ar
1、Ar
2或Ar
3表示之上述基中之1個以上之氫原子的芳基,較佳為碳數為6以上20以下之芳基,可例舉:苯基、鄰甲苯基、間甲苯基、對甲苯基、1-萘基、或2-萘基等。
於由Ar
1、Ar
2或Ar
3表示之上述基中之氫原子被取代為上述基之情形時,該取代數量較佳為1個或2個,更佳為1個。
作為式(4)中之Z中之亞烷基,較佳為碳數為1以上10以下之亞烷基,可例舉:亞甲基、亞乙基、亞異丙基、正亞丁基、或2-乙基亞己基等。
液晶聚酯具有X及Y分別為氧原子之重複單元作為重複單元(3),即,具有源自芳香族二醇之重複單元,由於使得熔融黏度易於變低,故而較佳,更佳為僅具有X及Y分別為氧原子者作為重複單元(3)。
作為上述具有重複單元(1)~(3)之液晶聚酯,更佳為具有由下述式(1-1)表示之重複單元、由下述式(2-1)表示之重複單元、及由下述式(3-1)表示之重複單元。 (1-1)-O-Ar
1-1-CO- (2-1)-CO-Ar
2-1-CO- (3-1)-O-Ar
3-1-O- 作為Ar
1-1,表示2,6-伸萘基、1,4-伸苯基、或4,4'-伸聯苯基。 作為Ar
2-1及Ar
3-1,分別獨立地表示2,6-伸萘基、2,7-伸萘基、1,4-伸苯基、1,3-伸苯基、或4,4'-伸聯苯基。 由Ar
1-1、Ar
2-1或Ar
3-1表示之上述基上之氫原子可分別獨立地被取代為鹵素原子、碳數1以上10以下之烷基、或碳數6以上20以下之芳基。
重複單元(1)係源自芳香族羥基羧酸之重複單元。作為重複單元(1),較佳為Ar
1為1,4-伸苯基者(例如源自對羥基苯甲酸之重複單元)、或Ar
1為2,6-伸萘基者(例如源自6-羥基-2-萘甲酸之重複單元)。
於本說明書中,「源自」係指由於原料單體發生聚合,故有助於聚合之官能基之化學結構產生變化,而其他結構未產生變化。此處之源自係亦包括以原料單體之能聚合之衍生物作為來源之概念。
重複單元(2)係源自芳香族二羧酸之重複單元。作為重複單元(2),較佳為Ar
2為1,4-伸苯基者(例如源自對苯二甲酸之重複單元)、Ar
2為1,3-伸苯基者(例如源自間苯二甲酸之重複單元)、Ar
2為2,6-伸萘基者(例如源自2,6-萘二甲酸之重複單元)、或Ar
2為二苯醚-4,4'-二基者(例如源自二苯醚-4,4'-二羧酸之重複單元),更佳為Ar
2為1,4-伸苯基者、Ar
2為1,3-伸苯基者、或Ar
2為2,6-伸萘基者。
重複單元(3)係源自芳香族二醇、芳香族羥胺或芳香族二胺之重複單元。作為重複單元(3),較佳為Ar
3為1,4-伸苯基者(例如源自對苯二酚、對胺基苯酚或對苯二胺之重複單元)、或Ar
3為4,4'-伸聯苯基者(例如源自4,4'-二羥基聯苯、4-胺基-4'-羥基聯苯或4,4'-二胺基聯苯之重複單元)。
重複單元(1)之數量相對於構成液晶聚酯之總重複單元之合計數量(100%)較佳為30%以上80%以下,更佳為40%以上70%以下,進而較佳為45%以上70%以下。
重複單元(2)之數量相對於構成液晶聚酯之總重複單元之合計數量(100%)較佳為35%以下,更佳為10%以上35%以下,進而較佳為15%以上30%以下。
重複單元(3)之數量相對於構成液晶聚酯之總重複單元之合計數量(100%)較佳為35%以下,更佳為10%以上35%以下,進而較佳為15%以上30%以下。
重複單元(2)之數量與重複單元(3)之數量之比率以[重複單元(2)之數量]/[重複單元(3)之數量]表示,較佳為0.9/1~1/0.9,更佳為0.95/1~1/0.95,進而較佳為0.98/1~1/0.98。
再者,液晶聚酯可分別具有2種以上之重複單元(1)~(3)。又,液晶聚酯亦可具有除重複單元(1)~(3)以外之重複單元,該數量相對於總重複單元之合計數量(100%)較佳為10%以下,更佳為5%以下。
於本說明書中,各重複單元之數量(各重複單元之聚合度)可藉由日本專利特開2000-19168號公報中記載之分析方法求出。 具體而言,使液晶聚酯與超臨界狀態之低級醇(碳數1~3之醇)反應,將上述液晶聚酯解聚直至為誘導其重複單元之單體,藉由液相層析法將作為解聚產物所獲得之誘導各重複單元之單體進行定量,而可計算出各重複單元之數量。 例如,液晶聚酯包含重複單元(1)~(3)之情形時之重複單元(1)之數量可以如下方法求出:藉由液相層析法計算出分別誘導重複單元(1)~(3)之單體之莫耳濃度,藉由計算出將分別誘導重複單元(1)~(3)之單體之莫耳濃度之合計設為100%時之誘導重複單元(1)之單體的莫耳濃度之比率,而可求出。
液晶聚酯可單獨使用一種,亦可組合兩種以上而使用。
[液晶聚酯之製造方法] 液晶聚酯可使與構成其之結構單元對應之原料單體熔融聚合而製造。例如,可按照日本專利第6439027號中記載之方法進行製造。
<脂肪酸化合物> 本實施方式之芳香族聚碸組合物所含有之脂肪酸化合物係選自由脂肪酸、脂肪酸鹽、及脂肪酸衍生物所組成之群中之至少一種脂肪酸化合物。
作為脂肪酸,較佳為碳數12以上之脂肪酸,較佳為碳數為12以上28以下之脂肪酸,更佳為碳數為12以上20以下之脂肪酸。上述脂肪酸可為飽和脂肪酸,亦可為不飽和脂肪酸。
作為碳數12以上之脂肪酸之具體例,可例舉:月桂酸、十三酸、十四酸、十五酸、棕櫚酸、珠光子酸、硬脂酸、油酸、十九酸、二十酸、二十一酸、山萮酸、或褐煤酸等。
作為脂肪酸鹽,較佳為脂肪酸金屬鹽。作為脂肪酸金屬鹽之金屬,可例舉:鈣、鋰、鋇、鋁、鉀、或鈉等。
作為脂肪酸鹽中之脂肪酸,可例舉上述中例示之碳數12以上之脂肪酸,較佳為碳數為12以上28以下之脂肪酸之脂肪酸鹽,更佳為碳數為12以上20以下之脂肪酸之脂肪酸鹽。
若以硬脂酸鹽為例以作為脂肪酸鹽之較佳具體例,則可例舉:硬脂酸鈣、硬脂酸鋰、硬脂酸鋇、硬脂酸鋁、硬脂酸鉀、或硬脂酸鈉等。
作為脂肪酸衍生物,可例舉:脂肪酸酯及脂肪醯胺。就藉由組合物之流動性之提昇、及成形體之強度降低之抑制作用而更優異之觀點而言,脂肪酸衍生物較佳為包含脂肪醯胺,實質上可僅由脂肪醯胺構成。此處所謂「實質上」意指相對於上述脂肪酸衍生物之總質量,包含98%以上100%以下之脂肪醯胺。
作為脂肪酸衍生物中之脂肪酸,可例舉上述中例示之碳數12以上之脂肪酸,較佳為碳數為12以上28以下之脂肪酸之脂肪酸衍生物,更佳為碳數為12以上20以下之脂肪酸之脂肪酸衍生物。
作為碳數12以上之脂肪醯胺之具體例,可例舉:月桂醯胺、十三醯胺、十四醯胺、十五醯胺、棕櫚醯胺、珠光子醯胺、十八醯胺、油醯胺、十九醯胺、二十醯胺、二十一醯胺、山萮醯胺、或褐煤醯胺等。
於本說明書中,脂肪醯胺係包含脂肪酸雙醯胺之概念。脂肪醯胺較佳為脂肪酸雙醯胺。
若以硬脂酸衍生物為例以作為脂肪酸雙醯胺之較佳具體例,則可例舉:伸乙雙硬脂醯胺、伸乙雙羥硬脂醯胺等。
脂肪醯胺及脂肪酸雙醯胺若為於分子內具有脂肪醯胺之結構(R
0-CO-NH-。R
0表示源自脂肪酸之可具有取代基之烴鏈)者,則亦可具有任意之取代基或結構。
<任意成分> 本實施方式之芳香族聚碸組合物可視需要含有1種以上之填料、除上述芳香族聚碸及上述液晶聚酯以外之樹脂、添加劑等任意成分。
本實施方式之芳香族聚碸組合物可將上述之芳香族聚碸、液晶聚酯、脂肪酸化合物、及視需要所使用之任意成分以芳香族聚碸組合物中其等之含量(質量%)之合計相對於實施方式之芳香族聚碸組合物之總質量(100質量%)不超過100質量%的方式進行調配而獲得。
再者,於含有調配作為芳香族聚碸組合物之調配成分所說明之上述芳香族聚碸、液晶聚酯、脂肪酸化合物、及視需要之任意成分所獲得且該等成分相互發生反應而產生之反應物的情形時,亦包含於本發明之芳香族聚碸組合物中。
(填料) 本實施方式之芳香族聚碸組合物可進而包含填料。 填料可為纖維狀填料、或板狀填料、粒狀填料等。又,填料可為無機填料,亦可為有機填料。
本實施方式之芳香族聚碸組合物較佳為進而包含纖維狀填料。
上述纖維狀填料可為纖維狀之無機填料,亦可為纖維狀之有機填料。
作為纖維狀之無機填料,可例舉:玻璃纖維;碳纖維;二氧化矽纖維、氧化鋁纖維、或者矽鋁纖維等陶瓷纖維;鐵、金、銅、鋁、黃銅、或者不鏽鋼等之金屬纖維;碳化矽纖維;或硼纖維等。 又,作為纖維狀之無機填料,亦可例舉:鈦酸鉀鬚晶、鈦酸鋇鬚晶、矽灰石鬚晶、硼酸鋁鬚晶、氮化矽鬚晶、或碳化矽鬚晶等鬚晶。
作為纖維狀之有機填料,可例舉:聚酯纖維、對或間芳香族聚醯胺纖維、或PBO纖維等。
作為本實施方式中之纖維狀填料,上述中,較佳為玻璃纖維或碳纖維,更佳為玻璃纖維。
・玻璃纖維 玻璃纖維之種類並無特別限制,可使用公知者。作為玻璃纖維之例,可例舉短切玻璃纖維、或磨碎玻璃纖維等利用各種方法所製造者。 又,可例舉:E玻璃(即,無鹼玻璃)、C玻璃(即,適於耐酸用途之玻璃)、AR玻璃(即,適於耐鹼用途之玻璃)、S玻璃或T玻璃等。
玻璃纖維可為未經表面處理者,亦可為經表面處理者。 玻璃纖維之處理可藉由修飾劑、矽烷偶合劑、或硼化合物等來進行。作為修飾劑,可例舉:芳香族聚胺酯系修飾劑、脂肪族聚胺酯系修飾劑、或丙烯酸系修飾劑等。
作為玻璃纖維,上述中,較佳為E玻璃。
玻璃纖維之較佳纖維直徑(單纖維直徑)可根據供於下述芳香族聚碸組合物之製造方法之原料來特定,玻璃纖維之纖維直徑(單纖維直徑)較佳為5 μm以上20 μm以下。相較於纖維直徑未達5 μm之情形,當玻璃纖維之纖維直徑為5 μm以上時易於使用,可改善生產效率。玻璃纖維之纖維直徑更佳為5.5 μm以上,進而較佳為6 μm以上,尤佳為超過8 μm,特佳為10 μm以上。又,相較於纖維直徑超過20 μm之情形,當玻璃纖維之纖維直徑為20 μm以下時,芳香族聚碸組合物之流動性提昇,進而玻璃纖維作為成形體之補強材料之效果更為提昇。玻璃纖維之纖維直徑更佳為17 μm以下,更佳為15 μm以下。 作為上述玻璃纖維之纖維直徑(單纖維直徑)之數值範圍之一例,較佳為5 μm以上20 μm以下,更佳為5.5 μm以上17 μm以下,進而較佳為6 μm以上15 μm以下,尤佳為超過8 μm且15 μm以下,特佳為10 μm以上15 μm以下。
再者,關於玻璃纖維直徑,於熔融成形時之熔融混練後亦無實質上變化。
再者,關於「作為原料之玻璃纖維之纖維直徑」,只要無特別說明,則為利用JIS R3420「7.6單纖維直徑」中記載之方法中之「A法」測得之值。
作為原料之玻璃纖維之數量平均纖維長度較佳為20 μm以上,更佳為1000 μm以上,進而較佳為2000 μm以上。玻璃纖維之數量平均纖維長度較佳為6000 μm以下,更佳為5000 μm以下,進而較佳為4500 μm以下。 作為上述玻璃纖維之數量平均纖維長度之數值範圍之一例,較佳為20 μm以上6000 μm以下,更佳為1000 μm以上5000 μm以下,進而較佳為2000 μm以上4500 μm以下。
再者,於本說明書中,關於「作為原料之玻璃纖維之數量平均纖維長度」,只要無特別說明,則為利用JIS R3420「7.8切股之長度」中記載之方法測得之值。
・碳纖維 碳纖維之種類並無特別限定,可使用公知者,例如較佳為PAN系、瀝青系、嫘縈系、酚系、或木質素系之碳纖維。 又,出於賦予導電性之目的,亦可使用被覆了鎳、銅或鐿等金屬之碳纖維。
上述芳香族聚碸組合物中之纖維狀填料之含量相對於芳香族聚碸及液晶聚酯之總質量100質量份,較佳為1質量份以上,更佳為10質量份以上,進而較佳為15質量份以上。又,纖維狀填料之含量相對於芳香族聚碸及液晶聚酯之總質量100質量份,較佳為100質量份以下,更佳為85質量份以下,進而較佳為50質量份以下。上述上限值與下限值可任意地組合。 作為實施方式之芳香族聚碸組合物中之上述纖維狀填料之含量之數值範圍之一例,相對於芳香族聚碸及液晶聚酯之總質量100質量份,較佳為1質量份以上100質量份以下,更佳為10質量份以上85質量份以下,進而較佳為15質量份以上50質量份以下。
藉由使纖維狀填料之含量為上述較佳範圍內,可進一步提昇成形體之機械強度。
作為除上述芳香族聚碸及液晶聚酯以外之樹脂,可例舉:聚丙烯、聚醯胺、除液晶聚酯以外之聚酯、聚苯硫醚、聚醚碸、聚醚酮、聚碳酸酯、聚苯醚、或者聚醚醯亞胺等熱塑性樹脂;或酚樹脂、環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、或者氰酸酯樹脂等熱固性樹脂。芳香族聚碸組合物可包含聚四氟乙烯(PTFE)等氟樹脂。「氟樹脂」係指於分子中包含氟原子之樹脂,可例舉具有包含氟原子之結構單元之聚合物。
作為上述添加劑,可例舉:離型劑、著色劑(顏料、染料、碳黑等)等。
芳香族聚碸組合物中之芳香族聚碸與液晶聚酯之含量之質量比較佳為芳香族聚碸/液晶聚酯=95/5~65/35,更佳為95/5~70/30,進而較佳為95/5~75/25,特佳為90/10~80/20。 藉由於上述質量比之範圍內含有芳香族聚碸及液晶聚酯,可容易地提供流動性與強度(例如,下述焊接彎曲強度)之平衡優異之芳香族聚碸組合物。
上述芳香族聚碸組合物中之選自由脂肪酸、脂肪酸鹽、及脂肪酸衍生物所組成之群中之至少一種脂肪酸化合物之含量相對於上述芳香族聚碸及上述液晶聚酯之總質量100質量份,較佳為0.05質量份以上5質量份以下,更佳為0.1質量份以上1質量份以下,進而較佳為0.1質量份以上0.5質量份以下。 藉由於上述質量比之範圍內含有脂肪酸化合物,可容易地提供流動性與耐熱性之平衡優異之芳香族聚碸組合物。
同樣地,於上述芳香族聚碸組合物進而含有除芳香族聚碸及液晶聚酯以外之其他樹脂之情形時,上述芳香族聚碸組合物中之選自由脂肪酸、脂肪酸鹽、及脂肪酸衍生物所組成之群中之至少一種脂肪酸化合物之含量相對於上述芳香族聚碸、上述液晶聚酯、及其他樹脂之總質量100質量份,較佳為0.05質量份以上5質量份以下,更佳為0.1質量份以上1質量份以下,進而較佳為0.1質量份以上0.5質量份以下。
作為實施方式之芳香族聚碸組合物之另一方面,例如相對於實施方式之芳香族聚碸組合物之總質量(100質量%), 較佳為可例示芳香族聚碸之含量之比率為40質量%以上90質量%以下,液晶聚酯之含量之比率為3質量%以上40質量%以下,脂肪酸化合物之含量之比率為0.01質量%以上1質量%以下,纖維狀填料含量之比率為1質量%以上50質量%以下之組合物, 更佳為可例示芳香族聚碸之含量之比率為45質量%以上85質量%以下,液晶聚酯之含量之比率為5質量%以上35質量%以下,脂肪酸化合物之含量之比率為0.05質量%以上0.8質量%以下,纖維狀填料含量之比率為5質量%以上30質量%以下之組合物, 更佳為可例示芳香族聚碸之含量之比率為50質量%以上75質量%以下,液晶聚酯之含量之比率為5質量%以上30質量%以下,脂肪酸化合物之含量之比率為0.05質量%以上0.8質量%以下,纖維狀填料含量之比率為15質量%以上25質量%以下之組合物, 進而較佳為可例示芳香族聚碸之含量之比率為60質量%以上75質量%以下,液晶聚酯之含量之比率為5質量%以上20質量%以下,脂肪酸化合物之含量之比率為0.05質量%以上0.8質量%以下,纖維狀填料含量之比率為15質量%以上25質量%以下之組合物。
如以上所說明,包含液晶聚酯及脂肪酸化合物兩者之實施方式之芳香族聚碸組合物之流動性顯著地提昇。
於芳香族聚碸組合物中,藉由包含液晶聚酯及脂肪酸化合物兩者,而使得組合物之流動性顯著提昇之機制尚不明確。然而,芳香族聚碸與液晶聚酯通常被認為是非相容,推測可藉由脂肪酸化合物之作用來減少組合物流動時芳香族聚碸之相與液晶聚酯之相之界面會產生之摩擦,認為於包含芳香族聚碸及液晶聚酯之組合物中,有效地提昇流動性。
又,含有脂肪酸化合物時不易降低組合物之強度,含有脂肪酸化合物之實施方式之芳香族聚碸組合物係流動性與強度之平衡優異之非常有用的組合物。
實施方式之芳香族聚碸組合物之在流動狀態下之流動性與在硬化狀態下之強度及耐熱性之平衡優異。因此,實施方式之芳香族聚碸組合物可適宜用作熔融成形之成形材料,尤其是可適宜用作射出成形中使用之成形材料。
[芳香族聚碸組合物之製造方法] 實施方式之芳香族聚碸組合物可將上述芳香族聚碸、液晶聚酯、選自由脂肪酸、脂肪酸鹽、及脂肪酸衍生物所組成之群中之至少一種脂肪酸化合物、以及視需要所使用之任意成分一起或以適當之順序混合而獲得。
根據實施方式之芳香族聚碸組合物之製造方法,可製造實施方式之芳香族聚碸組合物。
關於芳香族聚碸、液晶聚酯、脂肪酸化合物、及任意成分、以及其等之調配比率,可分別例示上述≪芳香族聚碸組合物≫中所說明者。
作為實施方式之芳香族聚碸組合物之製造方法,例示包括將芳香族聚碸、液晶聚酯、及脂肪酸化合物加以混合之步驟的芳香族聚碸之製造方法。
於上述製造方法中,上述芳香族聚碸與上述液晶聚酯之調配量之質量比較佳為上述芳香族聚碸/上述液晶聚酯=95/5~65/35,更佳為95/5~70/30,進而較佳為90/10~80/20。
於上述製造方法中,選自由脂肪酸、脂肪酸鹽、及脂肪酸衍生物所組成之群中之至少一種脂肪酸化合物之調配量相對於上述芳香族聚碸及上述液晶聚酯之總質量100質量份,較佳為0.05質量份以上5質量份以下,更佳為0.1質量份以上1質量份以下,進而較佳為0.1質量份以上0.5質量份以下。
作為上述混合,較佳為熔融混練。本實施方式之芳香族聚碸組合物藉由使用擠出機將上述芳香族聚碸、液晶聚酯、脂肪酸化合物、及視需要所使用之任意成分進行熔融混練,而能以顆粒化者之形式提供。
又,亦可向使用擠出機將芳香族聚碸及液晶聚酯熔融混練而獲得之顆粒中,添加除該等芳香族聚碸及液晶聚酯以外之成分(例如脂肪酸化合物、或添加劑等任意成分等),以附著於顆粒表面之狀態並以芳香族聚碸組合物之形式提供。
以此種方式獲得之芳香族聚碸組合物、尤其是芳香族聚碸組合物之顆粒可適宜用作下述成形體之成形材料。
≪成形體≫ 實施方式之成形體係包含本發明之一實施方式之芳香族聚碸組合物之成形體。
作為本實施方式之成形體,可例示含有芳香族聚碸、液晶聚酯、以及選自由脂肪酸、脂肪酸鹽、及脂肪酸衍生物所組成之群中之至少一種脂肪酸化合物之成形體。 作為本實施方式之成形體,可例示包含實施方式之芳香族聚碸組合物之成形體。
實施方式之成形體可使用流動性優異之上述實施方式之芳香族聚碸組合物來製造。因此,可提供具有微細之構造之成形體,且使得與強度及耐熱性之平衡優異。
又,實施方式之芳香族聚碸組合物之強度可藉由對下述試驗片(成形體)所測定之焊接彎曲強度及拉伸強度來評價。
[焊接彎曲強度] 使用射出成形機(例如住友重機械工業股份有限公司製造,商品名「SE100EV-A」),將試驗對象之組合物作為成形材料,於料筒溫度380℃、模具溫度150℃、射出速度50 mm/秒之條件下,使用於兩端具有閘極部之ISO 3167:93所規定之A型多功能試驗片(其中,厚度為3 mm)之形狀之模具,將於中心部具有焊接之焊接試驗用之試驗片(成形體)射出成形。 對所獲得之試驗片(成形體),依據ISO 178,於23℃環境下、試驗速度2 mm/分鐘、支點間距離64 mm、壓頭之寬1 mm壓頭之前端之半徑5 mm之條件下實施彎曲試驗。關於彎曲強度之值,採用3個試驗片之結果之平均值。
藉由該測定方法所獲得之芳香族聚碸組合物之上述試驗片之焊接彎曲強度較佳為30 MPa以上,更佳為35 MPa以上,進而較佳為40 MPa以上。 上述試驗片之焊接彎曲強度之上限值並無特別限定,作為一例,可為200 MPa以下,可為150 MPa以下,亦可為100 MPa以下。 作為上述試驗片之焊接彎曲強度之數值範圍之一例,可為30 MPa以上200 MPa以下,可為35 MPa以上150 MPa以下,亦可為40 MPa以上100 MPa以下。
[拉伸強度] 使用射出成形機(例如日精樹脂工業股份有限公司製造,商品名「NEX50IV-5EG」),將試驗對象之組合物作為成形材料,於料筒溫度380℃、模具溫度150℃、射出速度50 mm/秒之條件下,將ASTM4號啞鈴形試驗片射出成形。 對所獲得之試驗片(成形體),依據ASTM D638,於23℃環境下,以拉伸速度10 mm/分鐘測定拉伸強度。關於拉伸強度之值,採用5個試驗片之結果之平均值。
藉由該測定方法所獲得之芳香族聚碸組合物之上述試驗片之拉伸強度較佳為100 MPa以上,更佳為110 MPa以上,進而較佳為120 MPa以上。 上述試驗片之拉伸強度之上限值並無特別限定,作為一例,可為200 MPa以下,可為175 MPa以下,亦可為150 MPa以下。 作為上述試驗片之拉伸強度之數值範圍之一例,可為100 MPa以上200 MPa以下,可為110 MPa以上175 MPa以下,亦可為120 MPa以上150 MPa以下。
於含有上述脂肪醯胺或脂肪酸雙醯胺之情形時,相較於含有脂肪酸、脂肪酸金屬鹽、或脂肪酸酯之情形,拉伸強度不易降低。
實施方式之芳香族聚碸組合物之耐熱性可藉由對下述之試驗片(成形體)所測定之負荷下之熱變形溫度來評價。
[負荷下之熱變形溫度] 使用射出成形機(例如日精樹脂工業股份有限公司製造,商品名「NEX50IV-5EG」),將試驗對象之組合物作為成形材料,於料筒溫度380℃、模具溫度150℃、射出速度50 mm/秒之條件下,製造寬12.7 mm、長度127 mm、厚度6.4 mm之棒狀試驗片(成形體)。 對所獲得之試驗片(成形體),依據ASTM D648,於負載1.82 MPa、升溫速度2℃/分鐘之條件下,對負荷下之熱變形溫度(DTUL)進行測定。
藉由該測定方法所獲得之芳香族聚碸組合物之上述試驗片之負荷下之熱變形溫度較佳為180℃以上,更佳為190℃以上,進而較佳為200℃以上。 上述試驗片之負荷下之熱變形溫度之上限值並無特別限定,作為一例,可為250℃以下,可為240℃以下,亦可為230℃以下。作為上述試驗片之負荷下之熱變形溫度之數值範圍之一例,可為180℃以上250℃以下,可為190℃以上240℃以下,亦可為200℃以上230℃以下。
本實施方式之成形體通常可適用於樹脂組合物能適用之全部用途。 關於本實施方式之成形體,例如可例舉:連接器、插口、IC(Integrated Circuit,積體電路)插口、預燒插口、繼電器零件、繞線管、光拾取器、振盪子、印刷配線板、電路基板、半導體封裝體、或者電腦相關零件等電性、電子零件;IC托盤或者晶圓載體等半導體製程相關零件;VTR(video tape recorder,錄影機)、電視、熨斗、空調、立體聲音響裝置、吸塵器、冰箱、電鍋、或者照明器具等家庭電氣製品零件;反射燈或者燈座等照明器具零件;光碟、雷射磁碟(註冊商標)、或者揚聲器等音響製品零件;光纜用套圈、電話機零件、傳真機零件、或者數據機等通訊設備零件;分離爪或者加熱器支架等影印機或者印刷機相關零件;葉輪、風扇齒輪、齒輪、軸承、馬達零件、或者外殼等機械零件;汽車用機構零件、引擎零件、發動機室內零件、電氣零件、或者內裝零件等汽車零件;微波調理用鍋或者耐熱餐具等調理用器具;地板材或者壁材等隔熱或者隔音用材料、樑或者柱等支持材料、或者屋頂材料等建築材料、或者土木建築用材料;航空器、太空船、或者太空機器用零件;核反應爐等輻射設施構件;海洋設施構件、洗淨用治具、光學機器零件、閥類、管類、噴嘴類、過濾器類、膜、醫療用機器零件或者醫療用材料、感測器類零件、衛生用品、運動用品、娛樂用品、或紮帶等。
≪成形體之製造方法≫ 作為成形體之製造方法,可例舉包括將實施方式之芳香族聚碸組合物成形為所需形狀之方法。作為該製造方法,對於實施方式之芳香族聚碸組合物,可選擇與所需之成形體之形狀等對應之成形方法。作為成形方法,較佳為熔融成形法。
實施方式之芳香族聚碸組合物之製造方法可包括將本發明之一實施方式之芳香族聚碸組合物熔融成形。
作為熔融成形法,可例舉:射出成形、吹塑成形、真空成形及加壓成形等,其中,較佳為射出成形。
實施方式之芳香族聚碸組合物之製造方法可包括將本發明之一實施方式之芳香族聚碸組合物射出成形。
例如於將上述之芳香族聚碸組合物之顆粒作為成形材料,藉由射出成形法而成形之情形時,可使用公知之射出成形機,使芳香族聚碸組合物之顆粒熔融,藉由將已熔融之芳香族聚碸組合物之顆粒於模具內射出而成形。 作為公知之射出成形機,例如可例舉:日精樹脂工業股份有限公司製造之商品名「NEX50IV-5EG」、住友重機械工業股份有限公司製造之商品名「SE100EV-A」等。
射出成形之溫度條件可根據芳香族聚碸及液晶聚酯樹脂之種類來適當決定。作為其他射出條件,對模具溫度、螺桿轉速、背壓、射出速度、保壓、或保壓時間等進行適當調節即可。
根據實施方式之成形體之製造方法,使用上述實施方式之芳香族聚碸組合物來製造成形體,因此可製造具有微細之構造之成形體,與所製造之成形體之強度及耐熱性之平衡優異。 [實施例]
繼而,示出實施例對本發明進一步詳細地進行說明,但本發明並不限於以下之實施例。
<液晶聚酯之製造> 向具備攪拌裝置、轉矩計、氮氣導入管、溫度計及回流冷凝器之反應器中,加入6-羥基-2-萘甲酸(1034.99 g,5.5莫耳)、2,6-萘二甲酸(378.33 g,1.75莫耳)、對苯二甲酸(83.07 g,0.5莫耳)、對苯二酚(272.52 g,2.475莫耳,相對於2,6-萘二甲酸及對苯二甲酸之合計莫耳量為過量0.225莫耳)、乙酸酐(1226.87 g,12莫耳)、及作為觸媒之1-甲基咪唑(0.17 g)。利用氮氣置換反應器內之氣體後,於氮氣氣流下,一面攪拌,一面自室溫歷時15分鐘升溫至145℃,於145℃下回流1小時。 繼而,一面將副產之乙酸及未反應之乙酸酐等蒸餾去除,一面自145℃歷時3小時30分鐘升溫至310℃,於310℃下保持3小時後,取出固體狀之預聚物(反應混合物),將該預聚物冷卻至室溫。 繼而,使用粉碎機,將冷卻後之預聚物粉碎至粒徑成為約0.1 mm~1 mm。將所獲得之粉碎物於氮氣氛圍下,自室溫歷時1小時升溫至250℃,自250℃歷時8小時40分鐘升溫至302℃,於302℃下保持5小時,藉此進行固相聚合。將固相聚合物冷卻,而獲得粉末狀之液晶聚酯。所獲得之液晶聚酯之流動起始溫度為320℃。
<樹脂組合物之製造> (材料) ・芳香族聚醚碸: 住友化學股份有限公司製造之「Sumikaexcel(註冊商標)PES 3600P」,聚醚碸,比濃黏度為0.36 dL/g ・液晶聚酯: 上述中製造所獲得者 ・脂肪醯胺系添加劑: Kyoeisha Chemical股份有限公司製造之「light amide WH-510K」 ・玻璃纖維: 日東紡織製造,「CS3J260S」,纖維直徑為11 μm,數量平均纖維長度為3.0 mm
[參考例1~7、實施例1~9] 將芳香族聚醚碸、液晶聚酯、脂肪醯胺系添加劑、玻璃纖維以表1所示之量(質量份)進行調配並投入至雙軸擠出機(池貝公司製造,PCM-30),於料筒溫度340℃下造粒,獲得各例之樹脂組合物(顆粒)。
<成形體之製造> [流動性之評價] 使用射出成形機(住友重機械工業股份有限公司製造,商品名「SE100EV-A」),使用具有寬8 mm、厚度1 mm之螺旋形狀之流路作為模具內形狀之模具,對流動長度進行評價(流路形狀參考圖3)。圖3中,G表示與流路連接之閘極,當組合物向閘極流入時,採用直接閘極方式。將各例之樹脂組合物用作成形材料,進行射出成形。於料筒溫度380℃、模具溫度150℃、射出速度50 mm/秒、上述成形機中之測量位置為25 mm之條件下,於射出壓達到150 MPa之階段切換為壓力控制,藉由於射出時間2秒內持續施加150 MPa而獲得成形體。測定10個距離成形體之流動末端之距離,將平均值作為流動長度。
(耐熱、及拉伸強度試驗用之試驗片之製造) 使用射出成形機(日精樹脂工業股份有限公司製造,商品名「NEX50IV-5EG」),將各例之樹脂組合物作為成形材料,於料筒溫度380℃、模具溫度150℃、射出速度50 mm/秒之條件下,分別製造ASTM4號啞鈴形試驗片、及寬12.7 mm、長度127 mm、厚度6.4 mm之棒狀試驗片。
(焊接彎曲強度試驗用之試驗片之製造) 使用射出成形機(住友重機械工業股份有限公司製造,商品名「SE100EV-A」),將各例之樹脂組合物作為成形材料,於料筒溫度380℃、模具溫度150℃、射出速度50 mm/秒之條件下,使用於兩端具有閘極部之ISO 3167:93所規定之A型多功能試驗片(其中,厚度為3 mm)之形狀之模具,製造於中央部具有焊接之焊接試驗用之試驗片。
[焊接彎曲強度之測定] 關於使用各例之樹脂組合物所製作之焊接試驗用之試驗片,依據ISO 178,於23℃環境下、試驗速度2 mm/分鐘、支點間距離64 mm、壓頭之寬1 mm壓頭之前端之半徑5 mm之條件下實施彎曲試驗。關於彎曲強度之值,採用3個試驗片之結果之平均值。
[拉伸強度之測定] 關於使用各例之樹脂組合物所製作之ASTM4號啞鈴形試驗片,依據ASTM D638,於23℃環境下,以拉伸速度10 mm/分鐘測定拉伸強度。關於拉伸強度之值,採用5個試驗片之結果之平均值。
[負荷下之熱變形溫度(℃)之測定] 關於使用各例之樹脂組合物所製作之棒狀試驗片,依據ASTM D648,於負載1.82 MPa、升溫速度2℃/分鐘之條件下測定負荷下之熱變形溫度(DTUL)。
將上述測定結果示於表1及圖1~2。圖1係表示螺旋流動長度與彎曲強度之關係之圖。
[表1]
| 調配 | 測定 | |||||||||
| 聚醚碸 | 液晶 聚酯 | 脂肪醯胺系添加劑 | 玻璃纖維 | 螺旋流動長度 | 流動長度伸長率※ | 焊接彎曲強度 | 強度保持率※ | 拉伸強度 | 負荷下之熱變形溫度 | |
| 3600P | WH-510K | CS3J260S | ASTM D638 | ASTM D648 | ||||||
| 質量份 | 質量份 | 質量份 | 質量份 | mm | % | MPa | % | MPa | ℃ | |
| 參考例1 | 100 | 0 | 0 | 25 | 125 | - | 95 | - | 129 | 221 |
| 參考例2 | 90 | 10 | 0 | 25 | 185 | - | 78 | - | 124 | 218 |
| 參考例3 | 80 | 20 | 0 | 25 | 271 | - | 58 | - | 131 | 218 |
| 參考例4 | 70 | 30 | 0 | 25 | 310 | - | 43 | - | 135 | 217 |
| 參考例5 | 100 | 0 | 0.1 | 25 | 129 | 103 | 99 | 105 | 127 | 218 |
| 實施例1 | 90 | 10 | 0.1 | 25 | 193 | 105 | 78 | 100 | 137 | 218 |
| 實施例2 | 80 | 20 | 0.1 | 25 | 296 | 109 | 58 | 100 | 126 | 217 |
| 實施例3 | 70 | 30 | 0.1 | 25 | 348 | 112 | 43 | 100 | 133 | 216 |
| 參考例6 | 100 | 0 | 0.5 | 25 | 135 | 108 | 99 | 105 | 126 | 214 |
| 實施例4 | 90 | 10 | 0.5 | 25 | 213 | 115 | 79 | 101 | 134 | 213 |
| 實施例5 | 80 | 20 | 0.5 | 25 | 315 | 116 | 62 | 106 | 128 | 213 |
| 實施例6 | 70 | 30 | 0.5 | 25 | 405 | 131 | 41 | 95 | 131 | 210 |
| 參考例7 | 100 | 0 | 1 | 25 | 151 | 120 | 94 | 99 | 120 | 209 |
| 實施例7 | 90 | 10 | 1 | 25 | 255 | 138 | 79 | 101 | 126 | 208 |
| 實施例8 | 80 | 20 | 1 | 25 | 384 | 142 | 61 | 106 | 126 | 207 |
| 實施例9 | 70 | 30 | 1 | 25 | 456 | 147 | 41 | 96 | 126 | 204 |
| ※強度保持率及流動長度伸長率係以參考例1~4之相同之液晶聚酯調配量為基準之值(%) |
根據參考例1~4之結果,隨著液晶聚酯之調配量增加,可提昇樹脂組合物之流動性。然而,隨著液晶聚酯之調配量增加,確認到焊接彎曲強度降低。
因此,於參考例1~4之組成中,可知若不容許一定程度之焊接彎曲強度之降低,則不能預料到藉由調配液晶聚酯而提昇樹脂組合物之流動性。
因此,如實施例1~9所示,進而調配有脂肪醯胺系添加劑時,未產生焊接彎曲強度之顯著降低,可提昇樹脂組合物之流動性。
例如,參考例4之焊接彎曲強度為43 MPa時之流動性(螺旋流動長度之值)為310 mm。與此相對,調配了0.1質量份之脂肪醯胺系添加劑之實施例3中顯示相同之焊接彎曲強度43 MPa之情形時的螺旋流動長度之值提昇至343 mm(參考表1、圖1)。
於將具有所需流動性之樹脂組合物彼此加以比較之情形時,此可謂藉由脂肪醯胺系添加劑之調配而提昇了焊接彎曲強度。 例如,參考例4之流動性(螺旋流動長度之值為310 mm)時之焊接彎曲強度之值為43 MPa。與此相對,調配了0.1質量份之脂肪醯胺系添加劑之實施例2中顯示相同之流動性(螺旋流動長度為296 mm)之情形時的焊接彎曲強度之值提昇至58 MPa(參考表1、圖1)。
圖2係表示表1所示之流動長度伸長率之值與液晶聚酯及脂肪醯胺系添加劑之調配量之關係的圖。 即使於僅著眼於流動性之提昇效果之情形時,相較於未調配脂肪醯胺系添加劑之參考例5~7,可知於調配了液晶聚酯及脂肪醯胺系添加劑兩者之實施例1~9之樹脂組合物之流動性得到顯著提昇。
若亦著眼於由負荷下之熱變形溫度(℃)所評價之耐熱性,則實施例1~9均發揮出良好之耐熱性(表1)。
<添加劑之種類之研究> [參考例8~15] 作為添加劑,對以下種類之添加劑進行了研究。 ・硬脂酸鋇(堺化學工業股份有限公司製造) ・硬脂酸(新日本理化股份有限公司製造,硬脂酸5000) ・多元醇脂肪酸酯(Emery Oleochemicals Japan股份有限公司製造,LOXIOL G15) ・脂肪醯胺系添加劑(Kyoeisha Chemical股份有限公司製造,light amide WH-510K) ・脂肪醯胺系添加劑(Kyoeisha Chemical股份有限公司製造,light amide WH-255) ・硬脂醯胺(MCC TRADING股份有限公司製造,AMIDE AP-1) ・伸乙雙硬脂醯胺(MCC TRADING股份有限公司製造,Slipacks E)
與上述參考例1、或參考例5等同樣地進行操作,將芳香族聚醚碸PES 3600P(100質量份)、表2所示之添加劑(0質量份或0.3質量份)、及玻璃纖維(20質量份)進行調配,並投入至雙軸擠出機(池貝公司製造,PCM-30),於料筒溫度340℃下造粒,而獲得各例之樹脂組合物(顆粒)。
將上述測定結果示於表2。
[表2]
| 添加劑種類 | 添加量 | 螺旋流動長度 | 拉伸強度 | 負荷下之熱變形溫度 | ||
| ASTM D638 | ASTM D648 | |||||
| 質量份 | mm | MPa | ℃ | |||
| 參考例8 | 無 | 0 | 125 | 129 | 221 | |
| 參考例9 | 硬脂酸Ba | 0.3 | 130 | 112 | 218 | |
| 參考例10 | 硬脂酸 | 0.3 | 136 | 101 | 215 | |
| 參考例11 | 多元醇脂肪酸酯 | LOXIOL G15 | 0.3 | 136 | 109 | 215 |
| 參考例12 | 脂肪醯胺系添加劑 | WH-510K | 0.3 | 135 | 127 | 217 |
| 參考例13 | 脂肪醯胺系添加劑 | WH-255 | 0.3 | 145 | 130 | 216 |
| 參考例14 | 硬脂醯胺 | amide AP-1 | 0.3 | 140 | 127 | 214 |
| 參考例15 | 伸乙雙硬脂醯胺 | SLIPACKS E | 0.3 | 143 | 131 | 216 |
根據表2所示之結果,認為相較於不調配添加劑之情形(參考例8),調配了脂肪酸、脂肪酸鹽、及脂肪酸衍生物中之任一種添加劑之情形(參考例9~15)時,有流動性之提昇效果。 該等脂肪酸、脂肪酸鹽、及脂肪酸衍生物中,當調配了相當於脂肪醯胺或脂肪酸雙醯胺之脂肪醯胺系添加劑時(參考例12~15),流動性之提昇效果進一步提高,示出了更良好之拉伸強度之值。
根據以上結果表明,含有芳香族聚碸、液晶聚酯、以及選自由脂肪酸、脂肪酸鹽、及脂肪酸衍生物所組成之群中之至少一種脂肪酸化合物的適用本發明之實施例之芳香族聚碸組合物達成流動性與各種強度及耐熱性之平衡優異的評價結果,係適宜用作射出成形之成形材料之極其有用之組合物。
各實施方式中之各構成及其等之組合等為一例,於不脫離本發明之主旨之範圍內,可進行構成之追加、省略、替換、及其他變更。又,本發明並不限於各實施方式,僅限於請求項(申請專利範圍)之範圍。 [產業上之可利用性]
根據本發明,可提供一種流動性與強度之平衡優異之芳香族聚碸組合物。
G:閘極
圖1係表示實施例及參考例之組合物之螺旋流動長度與焊接彎曲強度之關係的曲線圖。 圖2係表示實施例及參考例之組合物之流動長度伸長率之值與液晶聚酯及脂肪醯胺系添加劑之調配量之關係的曲線圖。 圖3係說明於實施例中用於評價流動性之模具之流路形狀的模式圖。
Claims (10)
- 一種芳香族聚碸組合物,其含有 芳香族聚碸、 液晶聚酯、以及 選自由脂肪酸、脂肪酸鹽、及脂肪酸衍生物所組成之群中之至少一種脂肪酸化合物。
- 如請求項1之芳香族聚碸組合物,其中上述芳香族聚碸與上述液晶聚酯之含量之質量比為上述芳香族聚碸/上述液晶聚酯=95/5~70/30。
- 如請求項1或2之芳香族聚碸組合物,其中上述脂肪酸化合物之含量相對於上述芳香族聚碸及上述液晶聚酯之總質量100質量份,為0.1質量份以上1質量份以下。
- 如請求項1或2之芳香族聚碸組合物,其含有相對於上述芳香族聚碸組合物之總質量100質量%為30質量%以上95質量%以下之上述芳香族聚碸。
- 如請求項1或2之芳香族聚碸組合物,其含有上述脂肪酸衍生物,上述脂肪酸衍生物包含脂肪醯胺。
- 如請求項1或2之芳香族聚碸組合物,其中上述芳香族聚碸為具有由下述式(S1)表示之重複單元之芳香族聚醚碸: (S1)-Ph 1-SO 2-Ph 2-O- [式中,Ph 1及Ph 2分別獨立地表示伸苯基;上述伸苯基上之氫原子可分別獨立地被取代為烷基、芳基或鹵素原子]。
- 如請求項1或2之芳香族聚碸組合物,其中上述液晶聚酯為具有由下述式(1)表示之重複單元(1)、由下述式(2)表示之重複單元(2)、及由下述式(3)表示之重複單元(3)之液晶聚酯: (1)-O-Ar 1-CO- (2)-CO-Ar 2-CO- (3)-X-Ar 3-Y- [式中,Ar 1表示伸苯基、伸萘基或伸聯苯基;Ar 2及Ar 3分別獨立地表示伸苯基、伸萘基、伸聯苯基或由下述式(4)表示之基;X及Y分別獨立地表示氧原子或亞胺基(-NH-);位於由Ar 1、Ar 2或Ar 3表示之上述基之氫原子可分別獨立地由鹵素原子、烷基或芳基取代] (4)-Ar 4-Z-Ar 5- [式中,Ar 4及Ar 5分別獨立地表示伸苯基或伸萘基;Z表示氧原子、硫原子、羰基、磺醯基或亞烷基]。
- 如請求項1或2之芳香族聚碸組合物,其進而含有纖維狀填料。
- 一種成形體,其包含如請求項1或2之芳香族聚碸組合物。
- 一種成形體之製造方法,其包括將如請求項1或2之芳香族聚碸組合物射出成形。
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