CN101432364B - 聚酰胺树脂组合物和成型品 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种机械强度、薄壁成型性、结晶性、弯曲性优异的便携电子机器用聚酰胺树脂组合物。该聚酰胺树脂组合物含有30~80重量%的聚酰胺MP(A)和20~70重量%的熔点为245℃以上的聚酰胺树脂(B)(两者的合计量是100重量%),此外,作为填料(C),含有作为任意组分的纤维状填料(C1)和作为必须组分的片状填料(C2),其含有比例(C1)∶(C2)为0∶10~9∶1,相对于合计100重量份的上述聚酰胺MP(A)和聚酰胺树脂(B),填料(C)的含量是30~250重量份,上述聚酰胺MP(A)是由含有90~50摩尔%间苯二甲基二胺和10~50摩尔%对苯二甲基二胺的混合二胺与α,ω-直链脂肪族二元酸和/或芳香族二元酸的缩聚反应得到的聚酰胺树脂。
Description
技术领域
本发明涉及聚酰胺树脂组合物和成型品,详细而言涉及机械强度、薄壁成型性、结晶性、弯曲性优异,适于薄壁平板形状的便携电子机器部件的聚酰胺树脂组合物和成型品。
背景技术
PDA、便携游戏机、手机电话等便携电子机器,经常由于移动而落下,所以特别是在框体等外包装部件中,落下冲击成为重要特性。在能够加增制品厚度的情况下,除了使用耐冲击性优异的非强化聚碳酸酯树脂或ABS树脂以外,还可以使用由这些树脂和少量填充材料构成的树脂组合物。
在便携电子机器部件中,有时需要不向外部伸出的支撑内部结构并需要刚性的平板形状的部件。例如,有时需要在键盘的内侧设置支撑按键的内板。该部分有时直接使用电路基板,但如果电路基板要求强度刚性,那么选择兼备基板所要求特性的介电常数、介质损耗角正切等电特性和强度刚性的材料就非常困难。另外,关于液晶显示板,有时需要内板和框架,要求薄壁、高刚性、低弯曲的材料。作为这种情况下的对策,虽然镁触变模铸、压铸金属或铁板加工品是一种选择,但在要求轻量化、要求绝缘性、需要通过电磁波的情况下,使用金属非常困难。
代替这种金属或铁板加工品,可以使用批量生产性优异、高刚性、高强度的热塑性注射成型用材料。作为这种热塑性注射成型用材料,提出了以α,ω-直链脂肪族二元酸与苯二甲基二胺的缩聚反应得到的苯二甲基二胺类聚酰胺树脂(以下简称为“聚酰胺MX”)为主要成分的树脂组合物。但是,聚酰胺MX树脂的结晶化速度慢,在使用该树脂组合物形成薄壁成型品的情况下,得到结晶度低的成型品。因此,必须在模具温度为130℃以上的高温下进行成型、或对成型品实施退火处 理,由此提高结晶度。特别是在提高模具温度进行成型的情况下,模具发生热变形,成型品中容易出现溢料,如果没有高度的模具制造技术,就难以得到良好的成型品。
例如,已知提出了在聚酰胺MX和聚酰胺66的混合聚酰胺树脂中配合玻璃纤维而形成的成型作业性优异的成型用聚酰胺树脂组合物,通过配合聚酰胺66,结晶化速度得到提高,所以能够缩短成型周期(专利文献1)。但是,作为实施例使用的聚酰胺MX,是由间苯二甲基二胺与己二酸得到的聚酰胺树脂(以下简称为“聚酰胺MXD6”),在聚酰胺MXD6中配合聚酰胺66的情况下,依然存在着产生树脂组合物的吸水量增加和机械强度下降等不妥,或者薄壁成型性和制成薄壁成型品时的弯曲、收缩等尺寸稳定性有问题的情况。
提出了在由对苯二甲基二胺和间苯二甲基二胺构成的混合苯二甲基二胺与α,ω-直链脂肪族二元酸得到的聚酰胺树脂(以下简称为“聚酰胺MP”)中,配合滑石作为晶核剂而得到的树脂组合物(专利文献2)。但是,在该提案中,由于不使用聚酰胺66,所以,在上述提出的技术中成为问题的树脂组合物的耐热性、吸水特性得到改善,不配合聚酰胺66,能够提高树脂组合物的结晶化速度,并提高成型性。但是,在该技术中,成型时需要将模具温度升高到130℃以上,并且在形成薄壁成型品时,会发生结晶化不良。
提出了在由苯二甲基二胺与α,ω-直链脂肪族二元酸得到的聚酰胺树脂中,配合氮化硼作为晶核剂而得到的树脂组合物,为了得到成型时足够的结晶化速度,在聚酰胺树脂的缩聚中使用的对苯二甲基二胺与间苯二甲基二胺之比是0~10/100~90摩尔%的情况下,除氮化硼以外必须配合聚酰胺66;在对苯二甲基二胺与间苯二甲基二胺之比是10~45/90~55摩尔%的情况下,指示不必配合聚酰胺66(专利文献3)。
提出了相对于100重量份的由20~90重量%聚酰胺6树脂和/或聚酰胺66树脂、和10~80重量%芳香族聚酰胺树脂组成的混合聚酰胺树脂,配合0~300重量份无机填充材料、0.01~5重量份铜化合物和/或卤化物而得到的聚酰胺树脂组合物,该聚酰胺树脂组合物除了聚酰胺固有的优异性质以外,耐光性特别优异,所以可以用于汽车和铁路用外装部件、建筑/住宅部件(专利文献4)。作为实施例,列举在由聚 酰胺6树脂和芳香族聚酰胺树脂构成的混合聚酰胺树脂中,配合无机填充材料、铜化合物和卤化物而得到的树脂组合物。但是,在形成厚度1mm左右的薄壁成型品时,即使使用专利文献3或4中记载的树脂组合物,结晶化速度也不足,难以说得到的薄壁成型品的结晶度、弯曲性、溢料性充分。
提出了一种电子机器框体,其特征在于使用在混合有芳香族聚酰胺、非结晶性聚酰胺和聚酰胺6的母材中混合玻璃纤维、碳纤维等纤维状增强材料而得到的成型材料,进行成型,并且刚性、韧性、尺寸稳定性优异(专利文献5)。但是,即使使用该技术,该框体的成型中模具温度也需要在130℃以上,还存在溢料和结晶化不良的问题。
专利文献1:日本专利特开昭51—63860号公报
专利文献2:日本专利特开平7—41669号公报
专利文献3:日本专利特开平7—41670号公报
专利文献4:日本专利特开2001—106902号公报
专利文献5:日本专利特开2004—168849号公报
发明内容
本发明提供一种能够保持聚酰胺MX的机械强度,并且树脂组合物的结晶化速度、薄壁成型性、薄壁成型品的结晶性、弯曲性、溢料性优异的聚酰胺树脂组合物,以及由其构成的成型品。
为了达到上述目的,本发明人反复进行研究,结果发现,利用在聚酰胺MX原料苯二甲基二胺(xylylene diamine)中的间苯二甲基二胺和对苯二甲基二胺的比例(间苯二甲基二胺/对苯二甲基二胺)为90~50/10~50摩尔%的聚酰胺MP中配合熔点为245℃以上的聚酰胺树脂而得到的树脂组合物,能够解决上述的薄壁成型中结晶化的问题。另外,还发现通过进一步在该树脂组合物中配合片状填料,并根据需要以特定比例一起配合纤维状填料,特别是能够充分满足薄壁便携用电子机器所要求的低弯曲性能。
本发明是基于上述见解而完成的,其第一要点为聚酰胺树脂组合物,其特征在于,含有30~80重量%的聚酰胺MP(A)和20~70重量%的熔点为245℃以上的聚酰胺树脂(B)(两者的合计量是100重 量%),此外,作为填料(C),含有作为任意组分的纤维状填料(C1)和作为必须组分的片状填料(C2),纤维状填料(C1)与片状填料(C2)的含有比例(C1)∶(C2)为0∶10~9∶1,相对于合计100重量份的上述聚酰胺MP(A)和聚酰胺树脂(B),填料(C)的含量是30~250重量份,上述聚酰胺MP(A)是由含有90~50摩尔%间苯二甲基二胺和10~50摩尔%对苯二甲基二胺的混合二胺与α,ω-直链脂肪族二元酸和/或芳香族二元酸的缩聚反应得到的聚酰胺树脂。
此外,本发明的第二要点为一种成型品,其特征在于,使上述树脂组合物成型而得到。第三要点为上述成型品的制造方法,其特征在于,包括在模具调温机的温度低于90℃的条件下成型的工序。发明效果
根据本发明,能够不损害耐冲击性、强度、刚性等,使树脂组合物的结晶化速度、薄壁成型性得到提高,因此即使在130℃以下的低模具温度下,在成型品中也不会发生溢料,能够进行薄壁成型,并且能够得到机械强度、结晶化性能、弯曲性优异的聚酰胺树脂组合物及由其构成的薄壁成型品。本发明的聚酰胺树脂组合物,除便携电子机器部件所要求的高刚性和耐冲击性以外,还具有特别优异的低弯曲性能,所以,适用于内部具有电路基板的薄壁便携电子机器部件用途,例如适用于PDA、便携游戏机、手机电话、身份证(ID card)、汽车用电子钥匙等。
具体实施方式
<聚酰胺树脂组合物>
下面详细说明本发明。本发明中使用的聚酰胺MP(A),是由以苯二甲基二胺为主要成分的混合二胺与α,ω-直链脂肪族二元酸和/或芳香族二元酸的缩聚得到的聚酰胺树脂,具体而言,是由含有50~90摩尔%间苯二甲基二胺和10~50摩尔%对苯二甲基二胺、优选含有50~80摩尔%间苯二甲基二胺和20~50摩尔%对苯二甲基二胺的混合二胺,与碳原子数6~12的α,ω-直链脂肪族二元酸和/或芳香族二元酸的缩聚得到的聚酰胺树脂。
在上述混合二胺中,可以含有上述苯二甲基二胺以外的二胺,例如,可以含有丁二胺、2-甲基戊二胺、己二胺等脂肪族二胺,间苯二胺、对苯二胺等芳香族二胺,1,3-双氨基甲基环己烷、1,4-双氨基甲基环己烷等脂环族二胺等。上述苯二甲基二胺以外的二胺的比例(全部二胺中的比例)通常为10摩尔%以下,优选为5摩尔%以下。
作为上述α,ω-直链脂肪族二元酸和/或芳香族二元酸,例如,可以列举戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、辛二酸、十二烷二酸、间苯二甲酸(I)、对苯二甲酸(T)等,其中,优选己二酸、癸二酸、辛二酸、十二烷二酸等,更优选己二酸。
本发明中使用的聚酰胺MP(A)的相对粘度通常为2.0~4.0的范围,优选为2.0~2.7的范围。相对粘度过低(意味着低分子量)时,树脂的物性不足;另一方面,过高时成型困难,另外,相对粘度超过4.0时,制造聚酰胺MP困难。其中,在本说明书中,相对粘度意指使用96%硫酸作为溶剂配制树脂浓度为1g/100ml的溶液,使用该溶液在温度23℃的条件下测定的粘度。
相对于合计100重量%的聚酰胺MP(A)和熔点为245℃以上的聚酰胺树脂(B),聚酰胺MP(A)的含量为30~80重量%,优选为30~70重量%。聚酰胺MP(A)的含量低于30重量%时,弹性模量下降;高于80重量%时,成型时的结晶化速度下降。
在本发明中,为了制成结晶化速度和薄壁成型品的结晶性得到提高的树脂组合物,在聚酰胺MP(A)中配合熔点为245℃以上的聚酰胺树脂(B)。
本发明中的熔点,是由差示扫描热量测定(DSC)法观察到的吸热峰的峰顶温度。所谓吸热峰,使试样一次加热熔融,尽量消除由热经历产生的影响,然后再次升温时观察到的吸热峰。具体而言,可以由以下方法求出。以10℃/min的速度从30℃升温到300℃,在300℃保持2分钟,然后以20℃/min的速度降温到200℃。再以10℃/min的速度升温到300℃,由升温时观察到的吸热峰的峰顶求出熔点。另外,所谓熔点为245℃以上,指由DSC测定的熔点在相对粘度2.0~4.0的范围内通常为245℃以上。
作为熔点为245℃以上的聚酰胺树脂(B)的具体例子,除聚酰胺 66、6T、46、66/6T、6T/6I、66/6T/6I以外,还可以列举调节作为二元酸的对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸和作为二胺的己二胺、甲基戊二胺的配合比而得到的各种高熔点聚酰胺树脂等。其中,从价廉且容易得到,并且结晶化速度快、流动性好、热稳定性最好的观点出发,优选聚酰胺66。
熔点为245℃以上的聚酰胺树脂(B)的相对粘度通常为2.0~4.0的范围,优选为2.0~2.7的范围。相对粘度过低时,树脂的物性不足;另一方面,过高时,存在成型性下降的趋势。
相对于合计100重量%的聚酰胺MP(A)和熔点为245℃以上的聚酰胺树脂(B),熔点为245℃以上的聚酰胺树脂(B)的含量是20~70重量%,优选为30~70重量%。熔点为245℃以上的聚酰胺树脂(B)的含量小于20重量%时,成型时的结晶化速度下降;大于70重量%时,弹性模量下降。
在本发明的树脂组合物中,除聚酰胺MP(A)和熔点为245℃以上的聚酰胺树脂(B)以外,还可以配合其它聚酰胺树脂。作为其它聚酰胺树脂,例如从改善表面外观的观点出发,可以列举聚酰胺6/66、66/6I、6/6T/6I等。另外,还可以配合其它热塑性树脂作为混合聚合物。作为其它热塑性树脂,例如从主要改善聚酰胺树脂的耐药品性和滑动性的观点出发,可以列举改性聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、PPS树脂等。另外,从改善冲击性的观点出发,可以列举PPE树脂、AS树脂、ABS树脂、PET树脂等。
上述其它聚酰胺树脂和其它热塑性树脂的含量,以聚酰胺MP(A)和聚酰胺树脂(B)合计量中的比例计,通常为50重量%以下,优选为40重量%以下。
在本发明中,为了提高成型品的弯曲性能、机械强度和刚性,配合填料(C)。即,单独使用片状填料(C2),或并用纤维状填料(C1)和片状填料(C2),优选如后所述以特定比例配合两者。即,纤维状填料(C1)是优选的任意组分,片状填料(C2)是必须组分。
所谓纤维状填料(C1)是外观呈现纤维状的填料,作为其具体例子,可以列举玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维等无机纤维类,不锈钢纤维、黄铜纤维等金属纤维类,液晶性Kevlar等有机纤维类。
另外,除上述以外,还优选使用平均长度与直径比为5以上的外观粉体状的填料。作为其具体例子,可以列举钛酸钾、硼酸铝、氧化钛、碳酸钙等无机化合物晶须类,硅灰石等矿物的平均长度与直径比为5以上的填料等。其中,由于平均长度与直径比在混合工序中发生变化,这里所说的“平均长度与直径比”为“原料中的平均长度与直径比”。这些纤维状填料可以并用两种以上。
在纤维状填料(C1)是玻璃纤维的情况下,玻璃纤维的组成是任意的,但能够玻璃纤维化的组成优于熔融玻璃。作为优选的组成,可以列举E玻璃组成、C玻璃组成、S玻璃组成、耐碱玻璃组成等。玻璃纤维的拉伸强度是任意的,优选为290kg/mm2以上。通常,E玻璃由于容易得到而优选。
玻璃纤维优选例如用γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷等硅烷偶合剂等进行表面处理。表面处理剂的附着量通常是玻璃纤维重量的0.01重量%以上。
根据需要,还可以使用并用脂肪酸酰胺化合物、硅油等润滑剂、季铵盐等防静电剂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂等具有覆膜形成能力的树脂混合物、具有覆膜形成能力的树脂和热稳定剂、阻燃剂等进行表面处理的玻璃纤维。
作为片状填料(C2),例如可以列举玻璃片、云母、滑石、粘土、石墨、绢云母、蒙脱石、片状碳酸钙、片状氧化铝等。它们可以并用2种以上。其中,从弯曲特性、耐冲击性、尺寸稳定性、流动性、制品外观的平衡的观点出发,优选玻璃片、云母、滑石。由于便携电子机器部件大多特别要求高耐冲击性,所以最优选使用耐冲击性最优异的玻璃片。
适合作为片状填料(C2)的玻璃片,作为一般市售品,可以得到E玻璃组成、C玻璃组成的玻璃片。平均粒径因各公司等级而异,但优选平板结构的玻璃,粒径优选为数十μm~1mm左右,更优选为50~800μm左右。另外,可以并用2种以上平均粒径不同的玻璃片。还优选用γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷等硅烷偶合剂等进行表面处理,表面处理 剂的附着量通常是玻璃片重量的0.01重量%以上。
适合作为片状填料(C2)的云母,可以是天然云母,也可以是合成云母。云母(mica)大致分为白云母和金云母,本发明中均可使用。作为天然云母,市售品的平均粒径大至1000μm,小至5μm左右。如果是合成云母,可以得到数μm的云母。在本发明中,可以使用任何大小的云母。从表面外观、尺寸稳定性的观点出发,大小通常是5~100μm。也可以并用2种以上平均粒径不同的云母。另外,还可以使用经过表面处理的云母、为了减小体积密度而经过会聚的云母。
所谓适合作为片状填料(C2)的滑石,是以硅酸镁为主要成分的矿物结晶。平均粒径没有限制,可以使用任意粒径的滑石。以树脂组合物的增强效果为目的进行配合时,优选平均粒径为3~100μm的滑石。另外,也可以并用2种以上平均粒径不同的滑石。还可以使用经过表面处理的滑石、为了减小体积密度而经过会聚的滑石。除增强效果以外,滑石也能够发挥作为核剂的效果,能够提高树脂组合物的结晶化速度,并提高成型性。在这种情况下,优选使用组分(C2)的一部分(例如组分(C2)中的0.3~5重量%左右)代替平均粒径小的滑石(例如平均粒径为1~10μm的滑石)。
填料(C)的含量,在用作强化材料的情况下,相对于合计100重量份的聚酰胺MP(A)和熔点为245℃以上的聚酰胺树脂(B),为30~250重量份,优选为60~200重量份,更优选为70~160重量份。含量小于30重量份时,刚性等机械特性和弯曲性的改善效果不足;含量大于250重量份时,树脂组合物的制造困难。
另外,纤维状填料(C1)和片状填料(C2)的含有比例,以(C1):(C2)的重量比计,为0∶10~9∶1,依存于所要求的低弯曲水平和强度的平衡,但优选为1∶9~8∶2的范围,更优选为3∶7~7∶3的范围。通过使组分(C1)与组分(C2)的含有比例在上述范围内,能够有效改善成型品的机械特性和弯曲性两者,因而优选。
为了提高结晶化速度并提高成型性,优选在本发明的树脂组合物中添加核剂。核剂没有特别限制,可以使用公知的无机核剂和有机核剂。无机核剂的平均粒径通常为0.01~20μm,优选为0.1~7μm。相对于合计100重量份的组分(A)和组分(B),核剂的含量通常为0.001~ 8重量份,优选为0.01~4重量份。核剂的含量低于0.001重量份时,有时不能得到预期效果;多于8重量份时,有时出现作为异物的效果,强度和冲击值下降。
另外,为了提高成型时的脱模性,优选在本发明的树脂组合物中添加脱模剂。作为脱模剂的具体例子,可以列举硬脂酸、软酯酸等碳原子数14以上的长链脂肪族羧酸及其衍生物(例如酯、碱金属盐、碱土金属盐、酰胺等),硬脂醇等碳原子数14以上的高级脂肪醇及其衍生物,硬脂酰胺等碳原子数14以上的胺及其衍生物,低分子量聚乙烯蜡、石蜡类蜡等蜡类,硅油、硅橡胶等。相对于合计100重量份的组分(A)和成分(B),脱模剂的含量通常为0.03~1.5重量份,优选为0.03~0.5重量份。通过使含量在上述范围内,能够充分发挥脱模性改善效果,能够防止成型时产生气体和成型品表面外观的下降。
除此之外,根据需要,还可以适当添加通常在聚酰胺树脂组合物中使用的各种添加剂,例如阻燃剂、稳定剂、颜料、染料、耐候性改善剂等。
例如,作为阻燃剂,可以列举公知的磷类、卤素类、硅类的阻燃剂。作为稳定剂,可以列举在聚酰胺树脂中通用的卤化铜类(例如碘化铜、氯化铜、溴化铜)和/或卤化碱金属(例如碘化钾、溴化钾等)的稳定剂混合物、有机类稳定剂(例如位阻酚类、磷化物类等)。
另外,出于抑制导致物性下降的、在聚酰胺MP(A)与熔点为245℃以上的聚酰胺树脂(B)之间的不希望的酰胺交换反应的目的,使用例如在日本专利特开2003—105095的第[0014]段中记载的元素周期表第IA族或第IIA族金属的无机酸盐或其氢氧化物等酰胺交换抑制稳定剂非常有效。
相对于合计100重量份的组分(A)和组分(B),上述稳定剂的含量通常为0.01~5重量份,优选为0.1~2重量份。含量低于0.01重量份时,有时改善热变色、改善耐候性/耐光性的效果不充分;含量大于5重量份时,有时机械物性下降。另外,这些稳定剂可以并用2种以上。
另外,为了进一步提高冲击强度,可以在本发明的树脂组合物中添加弹性体(elastomer)。作为弹性体,例如可以列举聚烯烃类弹性体、 二烯类弹性体、聚苯乙烯类弹性体、聚酰胺类弹性体、聚酯类弹性体、聚氨酯类弹性体、氟类弹性体、硅类弹性体等。其中,优选聚烯烃类弹性体或聚苯乙烯类弹性体。这些弹性体如果进行用于与聚酰胺相溶化的改性后使用,其效果进一步提高。利用酸(优选马来酸或马来酸酐)的改性、环氧改性等是适合于本发明的树脂组合物的改性。相对于合计100重量份的组分(A)和组分(B),弹性体含量通常为0.5~20重量份,优选为0.5~10重量份。
本发明的树脂组合物的制造方法没有特别限定,通常通过配合规定量的上述组分(A)、(B)和(C2),以及根据需要添加的组分(C1)及其它添加剂,进行熔融混炼而制造。熔融混炼的方法可以是公知的任一种方法。例如,可以使用单螺杆或双螺杆挤出机、班伯里混合机或与其类似的装置,一次性从挤出机的基部投入全部材料,进行熔融混炼,制造粒料。另外,也可以采用一边投入组分(A)和组分(B)以及根据需要添加的其它组分进行熔融,一边将组分(C2)以及必要时的组分(C1)侧向进料进行混炼的方法;也可以采用一边投入组分(A)、(B)、(C2)和根据需要添加的其它组分进行熔融,一边将必要时的组分(C1)侧向进料进行混炼的方法等。另外,还可以采用粒料掺合添加剂和组成不同的2种以上的混合物,制造本发明规定的组成范围内的树脂组合物粒料掺合物的方法,或另外掺合一部分粉末组分和液体组分的方法。
<成型品及其制造方法>
本发明的树脂组合物,可以利用热塑性树脂组合物通常使用的成型法,即注射成型法、中空成型法、挤出成型法等制成各种成型品。因为其流动性和机械特性优异,所以,作为利用注射成型法制成的薄壁成型品特别有用。得到的薄壁成型品除了具有高耐冲击特性和刚性以外,还具有各向异性小、弯曲小的优点,所以适合于电子笔记本、PAD等便携用计算机、传呼机、手机电话、PHS等便携电子机器中使用的内部结构物或框体等部件,特别适合于板状的部件。
另外,本发明中所谓的板状,指整体为薄板形状,截面也可以稍稍转弯或弯曲。并且,为了功能性和设计,也可以是具有凹凸、窗、穴等的板状。特别是上述便携用电子机器的制品形状是薄型,内部结 构物和框体等部件如果除去肋部分和节点部分,大多大致为板状。例如,在折叠式手机电话框体的情况下,如果除去肋部分和节点部,整体形状大致是板状。在该部件中,还有时存在多个的孔和凸起等,但在本发明中,如果这些部分小于全部面积的50%,可以认为是板状。其中,除去肋、凸起、节点部的部分的平均厚度为1.2mm以下的平板形状的部件,因为期待低弯曲性,所以本发明的树脂组合物适合。其中,本发明的树脂组合物特别适合于组装在便携电子机器内部的支撑内部结构部件的平板(基板)。
另外,本发明的树脂组合物,由于结晶化性能优异,所以,例如使用本发明的树脂组合物,通过注射成型制造便携电子机器部件时,即使在通常难以得到充分结晶性的模具调温机温度下,具体而言在低于130℃、进一步低于110℃、更进一步低于90℃的低模具调温机温度条件下进行成型的情况下,也能够制造结晶性足够高、具体而言结晶度为28%以上的部件。特别是在部件壁厚薄的情况下,具体而言在壁厚为1.2mm以下的情况下,该趋势显著。
在本发明的便携电子机器部件要求EMI密封性时,作为纤维状填料(C1),优选使用碳纤维、金属纤维或者经过金属镀的玻璃纤维、碳纤维或有机纤维。另外,通过对本发明的便携电子机器部件实施导电涂装、金属镀、金属蒸镀,也能够赋予EMI密封性。
实施例
下面,由实施例和比较例进一步具体地说明本发明,本发明在不超越其要点的范围内,不限制于这些例子。以下例子中使用的材料如下。
(A—1)聚酰胺MP:按照以下制造例制造。
在装备有搅拌装置、温度计、回流冷却器、原料滴加装置、加热装置等的容量为3升的烧瓶中,加入730g己二酸,在氮气氛围下,将烧瓶内温升温到160℃,使己二酸熔融。用约2.5小时向烧瓶内连续滴加680g含有30摩尔%对苯二甲基二胺、70摩尔%间苯二甲基二胺的混合苯二甲基二胺。在该过程中,在搅拌下,总是将内温维持在超过生成物熔点的温度,继续进行反应,在反应末期升温到270℃。反应产 生的水由部分冷凝器排出系统外。滴加结束后,在275℃的温度进行搅拌继续反应,1小时后结束反应。从烧瓶取出生成物,进行水冷、粒料化。得到的聚酰胺树脂的熔点是258℃、结晶化温度是216℃、相对粘度(96%硫酸溶液中、浓度1g/100ml、23℃测定)是2.08。
(A—2)聚酰胺MXD6:三菱瓦斯化学株式会社制品,商品名“polyamide MXD6#6000”,由间苯二甲基二胺和己二酸制造的聚酰胺树脂,熔点243℃、结晶化温度206℃、相对粘度2.14
(B—1)聚酰胺66:DU PONT公司制品,商品名“Zytel101”、熔点264℃、相对粘度3.0
(B—2)聚酰胺6:三菱工程塑料株式会社制品,商品名“NOVAMID(注册商标)1007J”、熔点225℃、相对粘度2.14
(B—3)聚酰胺46:DSM公司生产,商品名“Stanyl”、熔点295℃
(C1)玻璃纤维:短纤维(chopped strand),ASAHI FIBER GLASS公司生产,商品名“CS03JAFT2”、平均纤维径10μm、平均纤维长3mm(制造者标称值)
(C2—1)玻璃片:日本板硝子株式会社生产,商品名“FLEKAREFG—301”、平均粒径约600μm(制造者标称值)
(C2—2)云母(金云母):林化成株式会社生产,商品名“MICAB82”、平均粒径82μm(制造者标称值)
(C2—3)滑石A:林化成株式会社生产,商品名“MICRON WHITE5000A”、平均粒径4.1μm(制造者标称值)
(C2—4)滑石B:林化成株式会社生产,商品名“ミセルトン”、平均粒径1.4μm(制造者标称值)
脱模剂:褐煤酸酯蜡,Clariant(Japan)公司生产,商品名“LicowaxE”
实施例1~9和比较例1~16
(1)树脂组合物粒料的制成:
如表1~3所示的组成,称量除去纤维状填料(C1)的各组分,在转筒中混合,然后从东芝机械社生产的双螺杆挤出机“TEM35B(筒由10区域构成)”的基部投入,使其熔融。然后,将组分(C1)从加料 斗一侧数起的第7区域侧向进料,制成树脂组合物粒料。挤出机的温度设定一律为280℃。
(2)弯曲强度、弯曲弹性模量、摆锤式冲击强度的评价
<ISO试验片的成型>
将由上述方法得到的各树脂组合物粒料在80℃干燥48小时,然后使用FANUC LTD.生产的注射成型机“100T”,以料筒温度280℃、模具调温机温度130℃、注射时间20秒、冷却时间15秒的条件,在填充约95%树脂时进行VP切换,保压在不出现溢料的范围,高达620kgf/cm2保持25秒,形成ISO试验片。得到的ISO试验片,用于供给弯曲试验、摆锤式冲击试验,根据ISO记载的方法,进行两端切断和缺口切割。
<评价>
使用上述得到的评价用试验片,根据ISO178标准测定弯曲强度和弯曲弹性模量,根据ISO179标准测定带缺口的摆锤式冲击强度。在表1~3中表示结果。弯曲强度为150MPa以上、弯曲弹性模量为10GPa以上、带缺口的摆锤式冲击强度为2MPa以上,是本发明的成型品所希望的性能。
(3)弯曲性的评价
<评价用成型品的成型>
将由上述方法得到的各树脂组合物粒料在80℃干燥48小时,然后使用FANUC LTD.生产的注射成型机“100T”,以料筒温度280℃、保压620kgf/cm2×25秒、注射时间15秒、冷却时间30秒的条件,使模具调温机的温度变化为80℃、100℃、130℃,调节计量值和VP切换位置,同时以100×100mm向厚度1mm的模具内腔中从一边为100mm、厚度为0.8mm的扇形浇口(fan gate)填充树脂,形成以下的评价用成型品。
<弯曲性的评价>
冷却上述评价用成型品,然后将不切断浇口部分的从模具取出的成型品在25℃、湿度65%的条件下放置一昼夜。然后,将该成型品放置在水平面上,以扇形浇口一侧为基准,以与其相反一侧端面的高度作为浮起高度,由以下基准进行评价。在表1~3中表示评价结果。
○:浮起高度≤0.5mm
△:0.5mm<浮起高度≤2.0mm
×:2.0mm<浮起高度
(其中,表中符号“—”表示在接下来的脱模性评价中为“×”或“△”,所以未进行弯曲性评价。)
(4)脱模性的评价
在与上述(3)的评价用成型品的成型条件相同的条件下进行成型时,由以下基准评价注射时的脱模。在表1~3中表示评价结果。
○:特别没有问题时
△:虽然发生变形,但还能够脱模时
×:成型品的注射接触部由于注射而破裂或发生大的变形,贴附在模具上,必须用手剥开时
(4)结晶性的评价
结晶性以利用DSC得到的结晶度进行评价。在DSC中,由升温使材料熔融或气化时,通过观察该材料产生或吸收的热量,调查熔点、热量、结晶化的状态。由以下方法进行评价。
采用与上述(3)的评价用成型品的成型条件相同的条件,从使模具调温机温度变化为80℃、100℃、130℃而得到的成型品中央部切下约10mg的成型品,利用DSC将得到的成型品从30℃升温到300℃,求出升温时的发热峰和吸热峰的热量,由下式(1)求出结晶度。
结晶度(%)=(吸热峰的热量(J/g)—发热峰的热量(J/g))/(各树脂组成的理论熔化热量(J/g))×100……(1)
其中,本发明的理论熔化热量的测定法如下。即,分别利用DSC测定具有各种结晶度的聚酰胺树脂熔点时的吸热峰热量,将得到的吸热峰热量和结晶度作为2轴,制成检测线,以检测线的结晶度100%外推点的热量为理论熔化热量。其中,在DSC测定中使用的聚酰胺树脂的结晶度,采用通常使用的密度梯度管法,根据JIS K7112标准进行测定。
结晶度为28%以上时,可以判断成型品的结晶化充分进行。结晶度为25%以上、小于28%时,可以判断成型品的结晶化稍稍不足,但作为实际成型品没有问题。结晶度为15%以上、小于25%时,可以判 断成型品的结晶化不足,作为实际成型品存在问题。结晶度小于15%时,可以判断成型品几乎不发生结晶化,不能作为实际成型品使用。
在表1~3中表示结果。
<溢料性的评价>
采用与上述(3)的评价用成型品的成型条件相同的条件,目测观察使模具调温机温度变化为80℃、100℃、130℃而得到的成型品有无溢料。存在溢料时,用游标卡尺测定从扇形浇口一侧向树脂流动方向在10mm区域内存在的溢料最大长度,由下述基准进行评价。在表1~3中表示结果。
◎:没有溢料
○:主要在扇形浇口附近存在溢料,溢料长度≤100μm
△:主要在扇形浇口近处存在溢料,100μm<溢料长度≤500μm
×:主要在扇形浇口近处存在溢料,500μm<溢料长度
××:成型品全部表面存在溢料
由结果可知以下结论。
(1)聚酰胺MP、聚酰胺66、填料的含量在本发明规定范围内的实施例1~9,其刚性、耐冲击性、脱模性、成型品的结晶性、低弯曲性能优异,且几乎不发生溢料。
(2)使用聚酰胺MXD6代替实施例1~8的聚酰胺MP、聚酰胺MXD6和聚酰胺66的含量在本发明规定范围内的比较例1~8,其薄壁成型品的结晶性比实施例1~8差,也存在容易发生溢料的趋势。特别是在以低模具温度成型的情况下,结晶性的下降非常大。
(3)聚酰胺MP和聚酰胺66的含有比例在本发明规定范围内、但纤维状填料和片状填料的含有比例在本发明规定范围外的比较例9,与聚酰胺MP和聚酰胺66的组成比相等、填料含量也是同样程度、纤维状填料和片状填料的含有比例在本发明规定范围内的实施例1~3相比,成型品的弯曲性下降。
(4)使用聚酰胺MXD6代替聚酰胺MP、聚酰胺MXD6和聚酰胺66的含量在本发明规定范围外的比较例10~12,其脱模性、薄壁成型品的弯曲性、结晶性差,容易发生溢料。特别是在模具温度低的情况下,成型品的结晶性低。
(5)另外,比较实施例1和比较例13及14,可知通过并用作为聚酰胺树脂的聚酰胺MP和聚酰胺66作为聚酰胺树脂,成型品的结晶性提高,溢料的发生也减少。特别是在以低模具温度成型的情况下,结晶性显著提高。
(6)配合熔点为225℃的聚酰胺6代替聚酰胺66的比较例15和16,与实施例1和3相比,成型品的结晶性、弯曲性和溢料性差。
如上所述可知,在聚酰胺MP和聚酰胺66的含有比例在本发明规定的范围内,且使用片状填料、优选以特定比例并用纤维状和片状填料的情况下,能够达到本发明的目的。
根据本发明,能够提高树脂组合物的结晶化速度、薄壁成型性,能够以不到130℃的低模具温度进行薄壁成型,并且,溢料产生少,能够省略除去溢料的工序,能够以低成本生产。本发明的树脂组合物,除了便携电子机器部件所要求的高刚性和耐冲击性以外,还具有优异的低弯曲性能,所以适合于内部具有电路基板的便携电子机器部件用途,例如PDA、便携游戏机、手机电话、身份证、汽车用电子钥匙等。
Claims (11)
1.一种聚酰胺树脂组合物,其特征在于:
含有30~80重量%的聚酰胺MP(A)和20~70重量%的熔点为245℃以上的聚酰胺树脂(B),并且,两者的合计量是100重量%,此外,作为填料(C),含有作为任意组分的纤维状填料(C1)和作为必须组分的片状填料(C2),纤维状填料(C1)与片状填料(C2)的含有比例(C1)∶(C2)为0∶10~9∶1,相对于合计100重量份的所述聚酰胺MP(A)和聚酰胺树脂(B),填料(C)的含量是30~250重量份,所述聚酰胺MP(A)是由含有90~50摩尔%间苯二甲基二胺和10~50摩尔%对苯二甲基二胺的混合二胺与α,ω-直链脂肪族二元酸和/或芳香族二元酸的缩聚反应得到的聚酰胺树脂。
2.如权利要求1所述的聚酰胺树脂组合物,其特征在于:
纤维状填料(C1)与片状填料(C2)的含有比例(C1)∶(C2)为0∶10~8∶2。
3.如权利要求1或2所述的聚酰胺树脂组合物,其特征在于:
熔点为245℃以上的聚酰胺树脂(B)是聚酰胺66。
4.如权利要求1或2所述的聚酰胺树脂组合物,其特征在于:
纤维状填料(C1)是选自玻璃纤维、碳纤维、无机化合物晶须中的至少1种。
5.如权利要求1或2所述的聚酰胺树脂组合物,其特征在于:
片状填料(C2)是选自玻璃片、云母、滑石中的至少1种。
6.如权利要求1或2所述的聚酰胺树脂组合物,其特征在于:
纤维状填料(C1)是玻璃纤维,片状填料(C2)是玻璃片。
7.如权利要求1或2所述的聚酰胺树脂组合物,其特征在于:
其用于便携电子机器用途。
8.一种成型品,其特征在于:
使权利要求1~7中任一项所述的聚酰胺树脂组合物成型而得到。
9.如权利要求8所述的成型品,其特征在于:
成型品是平板形状,除去肋、凸起、节点部的部分的平均厚度为1.2mm以下。
10.如权利要求8或9所述的成型品,其特征在于:
结晶度为28%以上。
11.权利要求8~10中任一项所述的成型品的制造方法,其特征在于:
包括在模具调温机的温度低于90℃的条件下成型的工序。
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