CN102673077A - 夹层成型体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在常温环境下和高温环境下均具有优异的机械强度的夹层成型体。一种夹层成型体,其特征在于:是芯部被表皮部夹持而成的夹层成型体;表皮部含有第1树脂组合物,该第1树脂组合物含有第1热塑性树脂和第1无机填充材料;芯部含有第2树脂组合物,该第2树脂组合物含有第2热塑性树脂和第2无机填充材料;第1树脂组合物的弯曲弹性模量(E1)、第1树脂组合物的最大弯曲应变(ε1)、第2树脂组合物的弯曲弹性模量(E2)、第2树脂组合物的最大弯曲应变(ε2)满足关系式:1<E1/ε1<5、5<E2/ε2<10、且ε1/ε2>1;表皮部占夹层成型体的体积比率为40~70%。
Description
技术领域
本发明涉及采用夹层成型法制造的夹层成型体,特别涉及含有热塑性树脂、且在常温环境下和高温环境下均具有优异的机械强度的夹层成型体。
背景技术
聚酰胺树脂由于它的成型体具有优异的机械性质,所以作为金属代替材料被广泛利用。在赋予聚酰胺成型体高刚性、耐热性时,通常使用用纤维状增强材料增强的聚酰胺树脂组合物,提出了配合特定量的玻璃纤维作为纤维状增强材料的聚酰胺树脂组合物。在高填充玻璃纤维进行聚酰胺树脂的加强时,在聚酰胺树脂组合物中配合的玻璃纤维的配合量,相对于聚酰胺树脂组合物100质量份,至多到150质量份左右,如果是该程度以上的配合量,则加强效率变差,并且成型性等也变差。对于成型性,特别是超过厚度10mm的厚壁的成型体的情况,由于它的快速结晶速度和高成型收缩率,在成型时成型体中央部固化前,树脂会在浇口部固化。因此,在成型体中央部容易产生空隙,导致成型体的机械强度降低等问题,作为成型体的利用范围受到限制。
作为抑制在这种厚壁的成型体中产生空隙的方法,提出了在聚酰胺66树脂和乙烯离子键树脂的树脂混合物中配合玻璃纤维的方法(专利文献1)或使用长纤维增强热塑性树脂的方法(专利文献2)等。但是,这些方法均使用特殊的树脂、或为了制造树脂粒料使用特殊的制造装置,因此成本上升,产业上的利用范围变窄。
另一方面,讨论了用于赋予聚酰胺成型体高刚性、耐热性的成型方法。例如,公开了为了制造汽车用发动机冷却水系部件等中空成型体,预先将成型了一次材料的多个成型体配置在模具内,在成型体彼此的接合部注射成型二次材料的方法(专利文献3)。公开了在一次成型体的表面上注射二次成型材料而制得一体化的成型体的方法(专利文献4)。但是,这些方法为了制得具有中空那样的复杂形状的成型体,均使用双色成型法,在与树脂的流动方向垂直的面上在模具内熔敷一次成型体和二次成型体。因此,无法抑制为厚壁的成型体时所引起的空隙的产生,无法提高厚壁的成型体的机械强度。另外,作为其他的成型方法,公开了将一次材料和二次材料两种材料以一定时间差注射,由一次材料形成表皮层,由二次材料形成芯层制得夹层成型体的方法。具体提出了通过使用长纤维增强树脂作为一次材料,使用短纤维增强树脂作为二次材料来达到提高夹层成型体的强度的目的(专利文献5)。
但是,用上述各种的成型方法制得的成型体,在长期作为大荷载的机械部件使用时,不具有可耐受实用上的负荷的充分的性能,可能发生变形或断裂。特别是使用上述的夹层成型体作为汽车部件之类的机械部件时,在高温环境下等各种各样的温度环境下无法发挥充分的强度,所以难以替代金属部件使用。
现有技术文献
专利文献
【专利文献1】日本特开2007-112877号公报
【专利文献2】日本特开2002-85109号公报
【专利文献3】日本特开平11-179756号公报
【专利文献4】日本特开平11-129284号公报
【专利文献5】日本专利第2972024号说明书
发明内容
本发明的目的在于提供一种在常温环境下和高温环境下均具有优异的机械强度的夹层成型体。
本发明人等发现,在芯部被表皮部夹持而成的夹层成型体中,由含有无机填充材料的热塑性树脂构成的树脂组合物分别构成芯部和表皮部,作为树脂组合物使用具有规定特性的树脂组合物,通过将表皮部在夹层成型体整体中的体积比率设为规定的比率,即使在高温环境下,夹层成型体也维持充分的机械性质,从而完成了本发明。
即本发明如下所述。
(1)一种夹层成型体,其特征在于:是具有芯部、和夹持芯部的表皮部的夹层成型体;
表皮部含有第1树脂组合物,该第1树脂组合物含有第1热塑性树脂和第1无机填充材料;
芯部含有第2树脂组合物,该第2树脂组合物含有第2热塑性树脂和第2无机填充材料;
第1树脂组合物的弯曲弹性模量E1、第1树脂组合物的最大弯曲应变ε1,第2树脂组合物的弯曲弹性模量E2和第2树脂组合物的最大弯曲应变ε2满足关系式:
1<E1/ε1<5、5<E2/ε2<10、且ε1/ε2>1;
表皮部占夹层成型体的体积比率为40~70%。
(2)根据(1)的夹层成型体,其特征在于,第1热塑性树脂和第2热塑性树脂均是聚酰胺。
(3)根据(1)的夹层成型体,其特征在于,第1无机填充材料是玻璃纤维、碳纤维、或两者的混合物。
(4)根据(1)的夹层成型体,其特征在于,第2无机填充材料是玻璃纤维、碳纤维、或两者的混合物。
(5)根据(1)的夹层成型体,其特征在于:
表皮部由含有聚酰胺树脂(a)和玻璃纤维(x)的聚酰胺树脂组合物(P1)构成,
聚酰胺树脂(a)与玻璃纤维(x)的质量比(a/x)为45/55~70/30,
芯部由含有聚酰胺树脂(b)和玻璃纤维(y)的聚酰胺树脂组合物(P2)构成,
聚酰胺树脂(b)与玻璃纤维(y)的质量比(b/y)为35/65~55/45,
在聚酰胺树脂组合物(P1)的熔点+30℃和剪切速度1000s-1下测定的聚酰胺树脂组合物(P1)的熔融粘度ηa与在聚酰胺树脂组合物(P2)的熔点+30℃和剪切速度1000s-1下测定的聚酰胺树脂组合物(P2)的熔融粘度ηb满足关系式:
1<logηa/logηb<1.4,
聚酰胺树脂组合物(P1)中的玻璃纤维(x)的含有率X和聚酰胺树脂组合物(P2)中的玻璃纤维(y)的含有率Y满足关系式:
X≤Y。
(6)根据(5)的夹层成型体,其特征在于,聚酰胺树脂组合物P1,相对于聚酰胺树脂(a)和玻璃纤维(x)的总计100质量份,进一步含有炭黑(c)0.1~3质量份。
(7)根据(5)的夹层成型体,其特征在于,聚酰胺树脂组合物(P2),相对于聚酰胺树脂(b)和玻璃纤维(y)的总计100质量份,进一步含有高级脂肪酸金属盐(d)0.05~3质量份。
本发明的夹层成型体在常温环境下和100℃的高温环境下均具有优异的机械强度(弯曲强度)。
附图说明
图1的(a)表示与本发明的夹层成型体的一个实施方式的树脂流动方向垂直的剖面的示意立体图,(b)表示用于算出(a)的夹层成型体的厚度的说明图。
图2表示与图1的夹层成型体的树脂流动方向平行的剖面的示意立体图。
图3的(a)表示本发明的夹层成型体的另一个实施方式的示意立体图,(b)表示与(a)的夹层成型体的树脂流动方向垂直的剖面的示意图,(c)表示用于算出(a)的夹层成型体的厚度的说明图。
图4的(a)表示本发明的夹层成型体的另一个实施方式的示意主视图,(b)表示(a)的夹层成型体的示意俯视图,(c)表示与(a)的夹层成型体的树脂流动方向垂直的剖面的示意图,(d)表示用于算出(a)的夹层成型体的厚度的说明图。
符号说明
L:树脂的流动方向;A:表皮部;B:芯部
具体实施方式
本发明的夹层成型体具有芯部和在该芯部的表面上形成的表皮部。详细而言,本发明的夹层成型体是芯部被表皮部夹持而形成,至少在与成型时的树脂流动方向垂直的剖面中,在芯部的周围表面上具有表皮部。具体地例如图1(a)所示,对于本发明的夹层成型体,至少在与成型时的树脂流动方向L垂直的剖面,在芯部B的周围表面形成表皮部A。进而,也可以如图2所示,对于本发明的夹层成型体,在与成型时的树脂流动方向L平行的剖面,也在芯部B的周围表面形成表皮部A。进而,对于本发明的夹层成型体,在树脂流动方向L的端面C(例如参照图2)可以形成表皮部A,或者也可以不形成。
本发明中,在芯部被表皮部夹持而形成的夹层成型体中,由含有无机填充材料和热塑性树脂的树脂组合物分别构成芯部和表皮部。即,芯部由含有第1无机填充材料和第1热塑性树脂的第1树脂组合物构成。表皮部由含有第2无机填充材料和第2热塑性树脂的第2树脂组合物构成。无机填充材料以分散在热塑性树脂中的状态被包含。
本发明中的热塑性树脂(第1热塑性树脂和第2热塑性树脂)只要是一般在注射模塑成型或挤出成型等中使用的树脂就没有特别限定。作为热塑性树脂,例如,可举出聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚丙烯、间规聚苯乙烯、聚缩醛、聚砜、聚苯硫醚、聚醚砜、聚苯醚、聚醚酮、聚碳酸酯、多芳基化合物。其中,优选像聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯硫醚这样的结晶性树脂。在它们中,进一步从成型加工性、耐热性、经济性、耐化学性的观点考虑,特别优选聚酰胺。可以单独使用它们,也可以组合2种以上使用。
从表皮部和芯部的界面的粘结性的观点考虑,在第1热塑性树脂和第2热塑性树脂中,优选使用互相同种类的热塑性树脂。在第1热塑性树脂和第2热塑性树脂中,也可使用互相异种类的热塑性树脂。
对于在本发明中的热塑性树脂中含有的无机填充材料(第1无机填充材料和第2无机填充材料),使用一般为了增强热塑性树脂而使用的无机填充材料。具体可举出碳酸钙、碳酸锌、硅灰石、二氧化硅、氧化铝、氧化镁、硅酸钙、铝酸钠、铝硅酸钠、硅酸镁、玻璃球、炭黑、金属纤维、金属晶须、陶瓷晶须、钛酸钾晶须、氮化硼、石墨、玻璃纤维、碳纤维等,还可举出滑石、高岭土、云母、合成氟云母、蒙脱土、蛭石、蒙脱石、沸石、水滑石等层状硅酸盐。从加强效果的观点考虑,在它们中,优选玻璃纤维、碳纤维和层状硅酸盐。
第1无机填充材料和第2无机填充材料可以互相不同,也可以相同。
对于在本发明中的表皮部和/或芯部中使用的热塑性树脂,只要不严重损害其特性也可以含有例如热稳定剂、抗氧化剂、成核剂、增强材料、颜料、防着色剂、耐气候剂、阻燃剂、可塑性、脱模剂、润滑剂等添加剂。
作为热稳定剂或抗氧化剂,例如,可举出受阻酚类、磷化合物、受阻胺类、硫化合物、铜化合物、碱金属的卤化物,或者它们的混合物。另外,作为成核剂,可举出滑石等。
在表皮部含有上述添加剂的情况下,优选该添加剂的总含量相对于构成表皮部的树脂组合物总量为5质量%以下。
在芯部含有上述添加剂的情况下,优选该添加剂的总含量相对于构成芯部的树脂组合物总量为5质量%以下。
本发明的夹层成型体满足下述(i)和(ii)的条件。
(i)构成表皮部的含有第1热塑性树脂和第1无机填充材料的第1树脂组合物和构成芯部的含有第2热塑性树脂和第2无机填充材料的第2树脂组合物的特性满足下述的关系式。
1<E1/ε1<5
5<E2/ε2<10
ε1/ε2>1
其中,E1表示构成表皮部的第1树脂组合物的弯曲弹性模量。
E2表示构成芯部的第2树脂组合物的弯曲弹性模量。
ε1表示构成表皮部的第1树脂组合物的最大弯曲强度时的应变(最大弯曲应变)。
ε2表示构成芯部的第2树脂组合物的最大弯曲强度时的应变(最大弯曲应变)。
(ii)表皮部占夹层成型体整体的体积比率为40~70%。
上述关系式具有的详细的力学意义虽不明确,但本发明者经过反复深入地研究,结果发现夹层成型体显示以下的趋势。
E1/ε1必须比1大,低于5。E1/ε1在1以下时,夹层成型体整体的机械强度有降低的趋势,特别是在100℃以上的环境下的夹层成型体整体的弯曲强度大幅度降低。E1/ε1在5以上时,夹层成型体整体的弯曲强度降低。
E2/ε2必须比5大,低于10。E2/ε2在5以下时,夹层成型体整体的机械强度有降低的趋势,特别是在100℃以上的高温环境下的弯曲强度有大幅度降低的趋势,E2/ε2在10以上时,夹层成型体整体的弯曲强度降低。
ε1/ε2必须超过1。如果ε1/ε2在1以下,则在给夹层成型体施加外力时,夹持芯部的表皮部容易断裂,夹层成型体整体的机械强度降低。
夹层成型体的表皮部占夹层成型体整体的体积比率必须为40~70%,优选45~65%。通过将夹层成型体的表皮部占夹层成型体整体的体积比率设为40~70%,从而对于表皮部和芯部,可以得到优选的厚度平衡和均匀性。在该体积比率低于40%的情况下,机械强度降低。在该体积比率超过70%的情况下,特别是在100℃以上的高温环境下的弯曲强度大幅度降低。
作为满足上述(i)的条件的第1树脂组合物和第2树脂组合物的优选具体方式,例如,可举出同时满足下述的(I)~(IV)的聚酰胺树脂组合物(P1)和聚酰胺树脂组合物(P2)。
(I)第1树脂组合物是含有聚酰胺树脂(a)和玻璃纤维(x)的聚酰胺树脂组合物(P1),聚酰胺树脂(a)和玻璃纤维(x)的质量比(a/x)为45/55~70/30。
(II)第2树脂组合物是含有聚酰胺树脂(b)和玻璃纤维(y)的聚酰胺树脂组合物(P2),聚酰胺树脂(b)和玻璃纤维(y)的质量比(b/y)为35/65~55/45。
(III)在聚酰胺树脂组合物(P1)的熔点+30℃和剪切速度1000s-1下测定的聚酰胺树脂组合物(P1)的熔融粘度ηa与在聚酰胺树脂组合物(P2)的熔点+30℃和剪切速度1000s-1下测定的聚酰胺树脂组合物(P2)的熔融粘度ηb满足关系式:
1<logηa/logηb<1.4。
(IV)聚酰胺树脂组合物(P1)中的玻璃纤维(x)的含有率X和聚酰胺树脂组合物(P2)中的玻璃纤维(y)的含有率Y满足关系式:
X≤Y。
条件(I)
构成表皮部的第1树脂组合物是含有聚酰胺树脂(a)45~70质量%、且含有玻璃纤维(x)30~55质量%的聚酰胺树脂组合物(P1)。优选聚酰胺树脂组合物(P1)含有聚酰胺树脂(a)50~65质量%,含有玻璃纤维(x)35~50质量%。
当聚酰胺树脂组合物(P1)中的玻璃纤维(x)的含有率低于30质量%时,特别是在高温环境下夹层成型体的机械强度降低。聚酰胺树脂组合物(P1)中的玻璃纤维(x)的含有率超过55质量%时,聚酰胺树脂组合物(P1)的断裂应变有变小的趋势,所以特别是在常温下夹层成型体的机械强度降低。
条件(II)
构成芯部的第2树脂组合物是含有聚酰胺树脂(b)35~55质量%、且含有玻璃纤维(y)45~65质量%的聚酰胺树脂(B)。优选聚酰胺树脂(B)含有聚酰胺树脂(b)40~55质量%,含有玻璃纤维(y)45~60质量%。
玻璃纤维(y)的含有率低于45质量%时,得到的聚酰胺树脂组合物(P2)的强度降低,所以在常温和高温环境下夹层成型体的机械强度降低。玻璃纤维(y)的含有率超过65质量%时,玻璃纤维(y)向聚酰胺树脂(b)中的分散性降低,聚酰胺树脂组合物(P2)的断裂应变有变小的趋势,所以夹层成型体的机械强度降低。
条件(III)
在聚酰胺树脂组合物(P1)的熔点+30℃和剪切速度1000s-1下测定的聚酰胺树脂组合物(P1)的熔融粘度ηa与在聚酰胺树脂组合物(P2)的熔点+30℃和剪切速度1000s-1下测定的聚酰胺树脂组合物(P2)的熔融粘度ηb满足关系式:
1<logηa/logηb<1.4。
优选聚酰胺树脂组合物(P1)的熔融粘度ηa和聚酰胺树脂组合物(P2)的熔融粘度ηb满足关系式:
1.05<logηa/logηb<1.3。
在本发明中,如后述所示,通过将构成表皮部的聚酰胺树脂组合物(P1)和构成芯部的聚酰胺树脂组合物(P2)加热熔融后,使它们同时流动,或者使聚酰胺树脂组合物(P1)流动后,使聚酰胺树脂组合物(P2)流动,接着进行冷却、固化,从而制得夹层成型体。
在聚酰胺树脂组合物(P1)的熔融粘度ηa和聚酰胺树脂组合物(P2)的熔融粘度ηb满足上述(III)的条件的情况下,可显著抑制在上述的夹层成型体的制作过程中,表皮部变得极薄,或因表皮部的一部分受到破坏而内部的芯部挤出这样的不良情况,制得可靠性高的夹层成型体。
logηa/logηb≤1时,被熔融粘度高的形成芯部的聚酰胺树脂组合物(P2)的流动限制,使得夹层成型体中的表皮部的厚度变薄,特别是在常温下的机械强度降低。logηa/logηb≥1.4时,形成芯部的聚酰胺树脂组合物(P2)的熔融粘度低,流动杂乱,所以芯部的形成变得不均匀,夹层成型体整体的机械强度降低。
为了容易得到满足条件(III)的聚酰胺树脂组合物(P1)和聚酰胺树脂组合物(P2),优选构成表皮部的聚酰胺树脂组合物(P1)的熔点与构成芯部的聚酰胺树脂组合物(P2)的熔点之差尽量小,具体地优选为10℃以下。
条件(IV)
聚酰胺树脂组合物(P1)中的玻璃纤维(x)的含有率X和聚酰胺树脂组合物(P2)中的玻璃纤维(y)的含有率Y为X≤Y。
X>Y时,给夹层成型体负载外力时,因表皮部难以应变,所以有时产生大的应力。因此,夹层成型体容易受到破坏,难以确保充分的机械强度。
第1树脂组合物和第2树脂组合物分别为满足上述(I)~(IV)的条件的聚酰胺树脂组合物(P1)和聚酰胺树脂组合物(P2)时,夹层成型体的表皮部和芯部含有的玻璃纤维容易沿着成型加工时的熔融树脂的流动方向取向。另外,能够增大玻璃纤维的取向区域,且提高取向程度。因此,能够提高夹层成型体对外力的耐应变性,有效提高夹层成型体的机械强度。
聚酰胺树脂(a)和聚酰胺树脂(b)分别是在高分子的主链中具有酰胺键的聚酰胺。例如,可举出聚ε-己内酰胺(尼龙6)、聚己二酰丁二胺(尼龙46)、聚己二酰己二胺(尼龙66)、聚癸二酰己二胺(尼龙610)、聚十二烷二酰己二胺(尼龙612)、聚己二酰十一烷二胺(尼龙116)、聚十一酰胺(尼龙11)、聚十二酰胺(尼龙12)、聚间苯二甲酰己二胺(尼龙6I)、聚对苯二甲酰己二胺(尼龙6T)、聚对苯二甲酰壬二胺(尼龙9T)、聚己二酰间苯二甲胺(尼龙MXD6)、聚对苯二甲酰己二胺/聚间苯二甲酰己二胺共聚物(尼龙6T/尼龙6I)、聚己酰胺/聚对苯二甲酰己二胺共聚物(尼龙6/尼龙6T)、聚己酰胺/聚间苯二甲酰己二胺共聚物(尼龙6/尼龙6I)、聚己二酰己二胺/聚对苯二甲酰己二胺共聚物(尼龙66/尼龙6T)、聚己二酰己二胺/聚间苯二甲酰己二胺共聚物(尼龙66/尼龙6I)、聚对苯二甲酰三甲基己二胺(尼龙TMDT)、聚十二烷二酰双(4-氨基环己基)甲胺(尼龙PACM12)、聚十二烷二酰双(3-甲基-4-氨基环己基)甲胺(尼龙二甲基PACM12)以及含有构成这些聚酰胺的聚酰胺成分(单体)中的至少两种结构不同的聚酰胺成分的聚酰胺共聚物,以及它们的混合物等。从强度、成型性、经济性的观点考虑,在它们中,优选尼龙6或尼龙66。可以单独使用它们,也可以两种以上组合使用。
从表皮部与芯部的界面的粘结性的观点考虑,在聚酰胺树脂(a)和聚酰胺树脂(b)中,优选使用互相同种类的聚酰胺树脂。在聚酰胺树脂(a)和聚酰胺树脂(b)中,也可使用互相异种类的聚酰胺树脂。
作为玻璃纤维(x)和(y),例如,可以适当使用一般供给的玻璃纤维。作为它的具体例,可举出由E玻璃(Electrical glass)、C玻璃(Chemical glass)、A玻璃(Alkali glass)、S玻璃(High strength glass)和耐碱玻璃等玻璃材料构成的玻璃纤维。对于玻璃纤维(x)和玻璃纤维(y),可以使用互相同种类的玻璃纤维,也可以使用互相异种类的玻璃纤维。
玻璃纤维(x)和(y)可以通过公知的玻璃纤维的制造方法制造,例如,可以通过将上述玻璃材料熔融纺丝而制得。玻璃纤维(x)和(y)优选根据需要利用集束剂进行集束,聚集集束好的玻璃纤维束,切断成一定的长度,以所谓的短切纤维的形态使用。作为集束剂,从与基体树脂的密合性和均匀的分散性的观点考虑,可以使用偶联剂。作为偶联剂,可举出硅烷偶联剂、钛系偶联剂、氧化锆系偶联剂等。其中,优选硅烷偶联剂。另外,在硅烷偶联剂中,更优选氨基硅烷偶联剂、缩水甘油基硅烷偶联剂。
玻璃纤维(x)和(y)的纤维直径分别优选4~13μm,更优选7~11μm。如果纤维直径为4μm以上,则在熔融混炼时容易定量供给。另外,可制得得到良好的分散性、且具有优异的机械强度的夹层成型体。纤维直径为13μm以下时,可得到优异的加强效果。
玻璃纤维(x)和玻璃纤维(y)的平均纤维长度分别优选1~10mm,更优选1.5~6mm。该平均纤维长度为1mm以上时,粒料(夹层成型体)中的残余纤维具有适当的长度,所以可制得具有优异的机械强度的夹层成型体。如果该平均纤维长度为10mm以下,则在熔融混炼时容易定量供给,可得到优异的操作性。
从提高在常温和高温环境下的夹层成型体的机械强度的观点考虑,玻璃纤维(x)和玻璃纤维(y)的平均纤维长度/纤维直径(L/D)分别优选80~2500,更优选140~850。
优选聚酰胺树脂组合物(P1)进一步含有炭黑(c)。通过在聚酰胺树脂组合物中添加炭黑,可以提高聚酰胺树脂组合物的结晶性,可以提高特别是在高温环境下的夹层成型体的机械强度。另外,还具有可以赋予耐气候性这样的效果。
炭黑不仅可以包含在聚酰胺树脂组合物(P1)中,还可以包含在聚酰胺树脂组合物(P2)中。只在聚酰胺树脂组合物(P1)中含有炭黑时,能够明确判断夹层成型体中的表皮部与芯部的界面,能够容易确认表皮部和芯部的均匀性。
作为炭黑,可以使用公知的炭黑。优选炭黑的pH值为8以上,更优选为9以上。炭黑的pH值为8以上时,可大幅度抑制因炭黑而导致的聚酰胺树脂的劣化。应予说明,炭黑的pH值是指使炭黑1g分散到蒸馏水20ml中而得到的水性悬浊液的pH值。
优选炭黑的含氧基团浓度低于0.5质量%,更优选低于0.4质量%。炭黑的含氧基团浓度低于0.5质量%时,能够大幅度抑制聚酰胺树脂的劣化,能够确保聚酰胺树脂和玻璃纤维之间的优异的密合性。应予说明,炭黑的含氧基团浓度是根据将炭黑在950℃下加热7分钟时减少的炭黑的重量而得到的。
炭黑的DBP吸收量没有特别限定,优选炭黑的DBP吸收量为40~200cm3/100g,更优选为60~170cm3/100g。炭黑的一次粒径没有特别限定,炭黑的一次粒径优选为10~40nm,更优选为15~30nm。DBP吸收量和一次粒径分别脱离40~200cm3/100g和10~40nm的范围时,树脂组合物中的炭黑的分散性变差,有时夹层成型体的机械强度降低、或不能充分得到耐气候性。应予说明,DBP吸收量可以根据JIS K6217进行测定。一次粒径可以使用电子显微镜作为算术平均直径求出。
聚酰胺树脂组合物(P1)中的炭黑(c)的含有率,相对于聚酰胺树脂(a)和玻璃纤维(x)的总计100质量份,优选为0.1~3质量份,更优选为0.2~2质量份。
炭黑(c)的含有率低于0.1质量份时,难以充分提高聚酰胺树脂组合物的结晶性。炭黑(c)的含有率超过3质量份时,阻碍聚酰胺树脂组合物和玻璃纤维的亲和性的趋势增强,因而聚酰胺树脂组合物的断裂应变变小,结果有时夹层成型体的机械强度降低。
在聚酰胺树脂组合物(P2)中,只要不损害其特性,也可以添加炭黑(c)。
优选聚酰胺树脂组合物(P2)进一步含有高级脂肪酸金属盐(d)。通过在聚酰胺树脂组合物(P2)中添加高级脂肪酸金属盐(d),能够提高聚酰胺树脂和玻璃纤维的分散性。即,能够提高在成型加工时的聚酰胺树脂组合物(P2)的流动性。另外,夹层成型体的表皮部附近的芯部内的玻璃纤维容易沿着树脂的流动方向取向。因此,能够提高夹层成型体的机械强度。
作为高级脂肪酸金属盐,可以使用公知的高级脂肪酸金属盐。高级脂肪酸金属盐优选碳原子数为20个的花生酸的金属盐、碳原子数为22个的山萮酸的金属盐、碳原子数为24个的二十四烷酸的金属盐、碳原子数为28个的褐煤酸的金属盐。可以单独使用它们,也可以两种以上组合使用。另外,在这些金属盐中,更优选山萮酸的金属盐。作为构成盐的金属元素,可举出钠、钙、镁、锂、铝、锌、钾、钡等。从通用性高的角度出发,在它们中,优选钠、钙、镁。
优选聚酰胺树脂组合物(P2)中的高级脂肪酸金属盐(d)的含有率,相对于聚酰胺树脂(b)和玻璃纤维(y)的总计100质量份为0.03~3质量份,更优选为0.1~2质量份。
高级脂肪酸金属盐(d)的含有率低于0.03质量份时,难以充分提高玻璃纤维的分散性,另外难以充分提高成型时玻璃纤维向树脂的流动方向的取向性。由于这些主要原因,有时无法充分提高夹层成型体的机械强度。如果高级脂肪酸金属盐(d)的含有率超过3质量份,则在聚酰胺树脂组合物(P2)的成型加工时,有时大量产生分解气体,在成型体中形成空隙。因此,有时夹层成型体的机械强度降低。
另一方面,优选聚酰胺树脂组合物(P1)不合有高级脂肪酸金属盐(d)。如果使聚酰胺树脂组合物(P1)含有高级脂肪酸金属盐(d),则聚酰胺树脂组合物(P1)的成型加工时的熔融粘度大幅降低,模具界面附近的剪切速度降低,玻璃纤维的取向性降低。因此,有时夹层成型体的机械强度降低。
表皮部的厚度没有特别限制,可以根据夹层成型体的用途适当设定。表皮部的厚度例如为0.5~3mm,优选为1.0~2.5mm。
表皮部的厚度相对于夹层成型体整体的厚度的比例优选为10%~60%,更优选为15%~55%。
表皮部的厚度没必要是一定的,可以根据夹层成型体的形状进行变化。
另外,芯部的厚度没有特别限制,可以根据夹层成型体的用途适当设定。芯部的厚度例如为3~20mm,优选为3~15mm。芯部的厚度没必要是一定的,可以根据夹层成型体的形状进行变化。
本发明的夹层成型体的厚度虽没有特别限制,但为8mm以上,特别优选8~20mm,更优选8~15mm。虽然厚度为8mm以上的厚壁的成型体由于容易产生空隙等,因此难以提高机械物性、特别是弯曲强度,但是本发明的夹层成型体即便制成这种厚壁的形状,也不容易产生空隙等,能够容易达成高温环境下的弯曲强度的提高。
夹层成型体可以通过以下的方法来制造:制造表皮部形成用粒料和芯部形成用粒料之后,将得到的粒料分别作为所谓的夹层成型法中的一次材料和二次材料进行供给。
制造表皮部形成用粒料或芯部形成用粒料的方法均没有特别限定,例如可适当采用使用双轴挤出混炼机进行混炼的方法。详细而言,从气缸的上游供给热塑性树脂,在气缸的中间部侧面进料玻璃纤维、碳纤维等无机填充材料。之后,可以从模中成束状取出树脂组合物,进行冷却固化,用造粒机切割制得粒料。从经济方面考虑优选这种方法。另外,添加上述的添加剂时,添加剂可以预先各自独立地包含在表皮部形成用粒料中,也可以包含在芯部形成用粒料中,或者也可以在成型时与这些粒料混合使用。
夹层成型法是一般在合成树脂的领域中实施的成型方法。作为具体的夹层成型法,可以选择利用注射模塑成型法、挤出成型法的夹层成型法。
首先,在利用注射模塑成型法的夹层成型法中,表皮部形成用粒料作为一次材料使用,芯部形成用粒料作为二次材料使用。详细而言,首先,将熔融的一次材料注射到模具内。接着,以一定的时间差将熔融的二次材料注射到该模具内。这时,可以停止一次材料的注射,也可以不停止与二次材料一起注射。接着,停止二次材料,再次注射一次材料,用一次材料封闭浇口。这期间,始终注射一次材料或二次材料,在该模具内树脂的流动不停止。由此,二次材料在该模具内熔融的一次材料中流动,一次材料被摊开而形成表皮部,浇口也被一次材料封闭,因此在所有的表面上形成一次材料。最后,将模具内的材料充分冷却/固化,制得本发明的夹层成型体。如图1和图2所示,这样制得的本发明的夹层成型体具有二次材料(芯部B)被夹入或被包裹在一次材料(表皮部A)内的夹层构造。
另外,作为利用挤出成型法的夹层成型法,通过以一次材料/二次材料/一次材料这样的层结构进行共挤压成型,能够得到膜状或片状的夹层成型体。这样的夹层成型体可以裁成需要的尺寸,以膜状或片状进行使用,但得到的膜状或片状的夹层成型体在加热后,可以通过真空成型、压空成型、冲裁成型等,赋型为所需要的形状。
本发明的夹层成型体根据用途,可具有各式各样的形状。在成型时,可以将模具的形状制成与夹层成型体的需要形状相对应的形状。
例如,本发明的夹层成型体可具有如图1(a)和图2所示的平板形状。
另外,例如,本发明的夹层成型体可具有如图3(a)的立体图所示的凸型形状。在图3(a)中L是成型时的树脂流动方向。将与树脂流动方向L垂直的剖面的示意图示于图3(b)。A表示表皮部,B表示芯部。
另外,例如,本发明的夹层成型体可具有如图4(a)的主视图和图4(b)的俯视图所示的哑铃形状。在图4(a)和图4(b)中,L是成型时的树脂流动方向。将表示与树脂流动方向L垂直的剖面的示意图示于图4(c)。图4(c)是按图4(a)和图4(b)中的X-Y切断面进行切断时的剖面图。A表示表皮部,B表示芯部。
在与成型时的树脂流动方向L垂直的剖面中,将夹层成型体的横截面积设为Sk,在夹层成型体的剖面内,将通过由表皮部和芯部形成的层的大概中心部的线、即中心线设为m,将在夹层成型体的剖面内的中心线m的长度设为p时,夹层成型体的厚度可以表示为Sk/p。
例如,在图1(b)中示出了夹层成型体具有如图1(a)和图2所示的平板形状时的横截面积Sk(斜线区域)、中心线m(虚线)、中心线m的长度p、厚度t。
另外,例如,在图4(c)中示出了夹层成型体具有如图3(a)~(b)所示的凸型形状时的横截面积Sk(斜线区域)、中心线m(虚线)。
另外,例如,在图4(d)中示出了夹层成型体具有如图4(a)~(c)所示的哑铃形状时的横截面积Sk(斜线区域)、中心线m(虚线)。
本发明的夹层成型体,例如在汽车用部件、电气部件、家庭用品等中是有用的。具体地,有在汽车上使用的部件,特别是适合使用在汽缸盖罩、进气歧管、节气门体、进气管、散热器水箱、水泵入口、水泵出口、节温器盖、冷却风扇、风扇护罩、油盘、滤油器壳体、滤油器盖、油面指示器、正时皮带罩、发动机罩、车门后视镜支架、内视镜支架、环形轨道、车门后视镜托架、加速踏板、制动踏板、离合器踏板、变速杆、齿轮、座架、刮水器臂、刮水器臂联杆托、轿车后座隔板、天线基座等中。
实施例
以下,利用实施例进一步具体说明本发明,本发明只要不超出其主旨,并不限制于以下的实施例。应予说明,在实施例和比较例中使用的原料和物性测定方法如下所示。
《实施例1》
[原料]
(A)热塑性树脂
·PA66:聚酰胺66尤尼吉可公司制E2000。
·PA6:聚酰胺6尤尼吉可公司制A1030BRL。
·PBT:聚对苯二甲酸丁二醇酯WinTech Polymer Ltd.制2002。
·PPS:聚苯硫醚Toray Industries,Inc.制A900 B1。
·PA12:聚酰胺12 Arkema.Co.制AESN TL。
·PA6T/6I:聚对苯二甲酰己二胺/聚间苯二甲酰己二胺共聚物EMS-Chemie·Japan Ltd.制G21。
·PA6T:改性聚对苯二甲酰己二胺三井化学公司制A3000。
·SPS:间规聚苯乙烯出光兴产公司制130Z。
·PPE:聚苯醚Asahi Kasei Chemicals公司制S202A。
·MA-PPE:马来酸酐改性聚苯醚。将聚苯醚(S202A)95质量份、马来酸酐(特级试剂)5质量份和自由基引发剂2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧化)-3-己炔(日本油脂公司制PERHEXYNE 25B-40)0.05质量份混合。将得到的混合物使用同向双轴挤出机(东芝机械公司制TEM37BS),在气缸温度280℃下熔融混炼,从模中以喷出量15kg/h成束状取出,通过冷却水槽进行冷却固化,用造粒机切割,制得粒料长3mm的粒料MA-PPE。
(B)无机填充材料
·玻璃纤维:日本电气硝子公司制CS03T275H、纤维直径10μm
·碳纤维:Mitsubishi Rayon公司制TR06NEB4J、纤维直径7μm
·滑石:Nippon Talc公司制MICRO ACE K-1、平均粒径8μm
·硅灰石:NYCO公司制NYGLOS8、纤维径8μm
[物性测定方法]
(1)弯曲弹性模量E和最大弯曲强度时的应变ε
根据ISO178,制作作为夹层成型体的一次材料或二次材料使用的粒料的试件,对制作的试件进行弯曲实验而测定。
(2)树脂组合物的熔融粘度
采用以JIS K7199为基准的测定方法进行评价。向孔径为1mm、加热到熔点+30℃的气缸中投入树脂粒料,3分钟预热后,在剪切速度1000s-1下进行测定。应予说明,树脂组合物的熔点是根据JIS K7121利用差示扫描量热仪(DSC)测定的,在检出不同的多个熔点的情况下采用高的熔点。
(3)弯曲强度A
使用在23℃、50%RH环境下充分调湿的、长127mm、宽35mm、厚12mm的方杆的夹层成型体的试件,在23℃的环境下,以跨度100mm进行两点支撑的弯曲试验来测定。夹层成型体的试件的长度方向是成型时的树脂流动方向,测定是在长度方向2点支撑该夹层成型体的试件而进行的。对于弯曲强度A,300MPa以上(○)是没有实用上问题的范围,特别优选365MPa以上(◎)。低于300MPa(×)是有实用上问题的范围。
(4)弯曲强度B
除在100℃空气中的高温环境下进行测定以外,进行与弯曲强度A的试验同样的弯曲试验来测定弯曲强度B。对于弯曲强度B,200MPa以上(○)是没有实用上问题的范围,特别优选235MPa以上(◎)。低于200MPa(×)是有实用上问题的范围。
(5)表皮部(一次材料)的体积比率
对弯曲强度A的试件进行成型时,利用注塑成型机测量夹层成型体的一次材料的注射体积和二次材料的注射体积。
将利用注塑成型机测量的一次材料的注射体积和二次材料的注射体积相加,根据一次材料的注射体积相对于该相加的总体积的比率求出表皮部(一次材料)的体积比率。应予说明,一次材料的注射体积和二次材料的注射体积分别根据(注射模塑成型时的螺杆移动距离)和(气缸横截面积)的乘积而算出。另外注射模塑成型时的螺杆移动距离根据(计量结束时的螺杆位置)和(注射结束时的螺杆位置)的差而算出。
表皮部的体积比率必须为40~70%。
[粒料的制作和特性评价]
<制造例1>
在粒料的制作中,使用同向双轴挤出机(东芝机械公司制TEM37BS)。在该同向双轴挤出机中,在上游部设置主原料投入用主料斗和向主料斗定量供给主原料的连续定量供给装置(KubotaCorporation制),在中间部设置辅助原料投入用侧进料机,在下游部设置冷却水槽和造粒机。
将同向双轴挤出机的挤出温度设定为270~300℃,在同向双轴挤出机的上游部的位置,通过连续定量供给装置从主料斗向同向双轴挤出机,以成为65质量%的方式供给作为热塑性树脂的PA66作为主料(树脂组合物100质量%内)。另一方面,在同向双轴挤出机的中间部的位置,通过侧进料机,以成为35质量%的方式供给作为无机填充材料的玻璃纤维作为辅助材料(树脂组合物100质量%中,)。将PA66和玻璃纤维以螺杆转速250rpm熔融混炼。PA66和玻璃纤维的配合比率以利用连续定量供给装置的主料的进料速度与利用侧进料机的辅助材料的侧进料速度的比率进行调节。之后,以喷出量35kg/h成束状地由模取出含有PA66和玻璃纤维的树脂组合物,通过冷却水槽进行冷却固化,用造粒机切割,制得粒料长3mm的粒料PAG35。从模中出来的树脂组合物的树脂温度为290℃。在290℃、剪切速度1000s-1下测定粒料PAG35的熔融粘度,结果为380Pa·s。
干燥该切割好的粒料PAG35,用气缸温度290℃、模具温度90℃的注塑成型机(FANUC LTD.制S-2000i 100B)注射成型,制作出粒料PAG35的试件。对制作的PAG35的试件进行ISO178的弯曲试验,弯曲弹性模量E为10GPa,最大弯曲强度时的应变为4.0%。将结果示于表1。
<制造例2~20>
除以规定的配合比率使用规定的热塑性树脂、规定的无机填充材料以外,采用与制造例1同样的方法,制得粒料。将结果总结示于表1。
表1
[夹层成型体的制造和物性评价]
<实施例1>
使用具有一次侧和二次侧2台气缸、且用顶部的合流喷嘴连结的夹层成型机(JSW公司制J180AD-2M),将含有PA66 65质量%、含有玻璃纤维35质量%的粒料PAG35作为一次材料,投入到一次侧的气缸中。将含有PA6640质量%、含有玻璃纤维60质量%的粒料PAG60作为二次材料,投入到二次侧的气缸中。两者均在气缸温度300℃、模具温度100℃的条件下,以与一次材料的注射同时进行二次材料的注射这样的程序控制为基础进行注射成型,从而得到物性测定用夹层成型体的试件。应予说明,在夹层成型体成型时,以一次材料形成表皮部、二次材料形成芯部的方式进行物性测定用夹层成型体的试件(长127mm、宽35mm、厚12mm)的注射成型,对成型的夹层成型体的试件,进行各种评价试验(弯曲强度A的试验、弯曲强度B的试验)。
另外,通过其他途径分析,表皮部的平均厚度为1.5mm,芯部的平均厚度为9mm。表皮部的体积比率为50%,表皮部的厚度占夹层成型体的厚度的25%。
<实施例2~10/比较例1~18>
除使用在表2或表3中记载的粒料作为一次材料(表皮部)和二次材料(芯部)以外,采用和实施例1同样的方法制成夹层成型体的试件,进行同样的各种评价试验。将结果示于表2、表3。
应予说明,表2和3中的a/x表示构成一次材料(表皮部)的树脂组合物中的热可塑树脂(a)与无机填充材料(x)的质量比(a/x)。
表2和3中的b/y表示构成二次材料(芯部)的树脂组合物中的热塑性树脂(b)与无机填充材料(y)的质量比(b/y)。
表2
表3
实施例1~10因为是用本发明规定的配方制造夹层成型体,所以弯曲强度A、高温环境下的弯曲强度B均为足够的值,能够制得常温环境下和高温环境下弯曲强度均优异的夹层成型体。
比较例1因为替换了实施例1的一次材料和二次材料,所以E1/ε1、E2/ε2、和ε1/ε2均超出规定值,弯曲强度A、高温环境下的弯曲强度B均变低。
比较例2因为替换了实施例5的一次材料和二次材料,所以E1/ε1、E2/ε2、和ε1/ε2均超出规定值,弯曲强度A、高温环境下的弯曲强度B均变低。
比较例3因为替换了实施例6的一次材料和二次材料,所以E1/ε1、E2/ε2、和ε1/ε2均超出规定值,弯曲强度A、高温环境下的弯曲强度B均变低。
比较例4因为表皮部的体积比率低于规定值,所以E1/ε1、E2/ε2、和ε1/ε2均超出规定值,弯曲强度A、高温环境下的弯曲强度B均变低。
比较例5因为表皮部的体积比率超过规定值,所以弯曲强度A、高温环境下的弯曲强度B均变低,特别是在高温环境下的弯曲强度B显著降低。
比较例6因为只用PAG35成型,所以弯曲强度A、高温环境下的弯曲强度B均变低,无法得到充分的强度。
比较例7因为只用PAG60成型,所以弯曲强度A、高温环境下的弯曲强度B均变低,强度降低。
比较例8因为预先将PAG35和PAG60混合成型,所以与实施例1相比较,弯曲强度A、高温环境下的弯曲强度B均变低,强度降低。
比较例9因为二次材料的E2/ε2超过规定值,所以弯曲强度A、高温环境下的弯曲强度B均变低,强度降低。
比较例10因为一次材料的E1/ε1低于规定值,所以弯曲强度A、高温环境下的弯曲强度B均变低,强度降低,特别是在高温环境下的弯曲强度B显著降低。
比较例11因为ε1/ε2脱离规定值,所以伴随变形的可允许的应变变小,弯曲强度A降低。
比较例12因为替换了实施例7的一次材料和二次材料,所以E1/ε1、E2/ε2、和ε1/ε2均脱离规定值,弯曲强度A、高温环境下的弯曲强度B均变低。
比较例13因为替换了实施例8的一次材料和二次材料,所以E1/ε1、E2/ε2、和ε1/ε2均脱离规定值,伴随变形的可允许的应变变小,弯曲强度A降低。
比较例14因为替换了实施例9的一次材料和二次材料,所以E1/ε1、E2/ε2、和ε1/ε2均脱离规定值,伴随变形的可允许的应变变小,弯曲强度A降低。
比较例15因为替换了实施例10的一次材料和二次材料,所以E1/ε1、E2/ε2、和ε1/ε2均脱离规定值,弯曲强度A、高温环境下的弯曲强度B均变低。
比较例16因为ε1/ε2脱离规定值,所以伴随变形的可允许的应变变小,弯曲强度A降低。
比较例17因为一次材料的E1/ε1超过规定值,所以虽然高温环境下的弯曲强度B是充分的,但弯曲强度A降低。
比较例18因为二次材料的E2/ε2低于规定值,所以弯曲强度A、高温环境下的弯曲强度B均降低,无法得到充分的强度。
实施例2
[原料]
(A)聚酰胺树脂
·PA-1:尼龙6(尤尼吉可公司制A1015)、熔点220℃、熔融粘度40Pa·s
·PA-2:尼龙66(尤尼吉可公司制E2001R)、熔点260℃、熔融粘度40Pa·s
·PA-3:尼龙66(尤尼吉可公司制A125)、熔点260℃、熔融粘度80Pa·s
·PA-4:尼龙66(尤尼吉可公司制A142)、熔点260℃、熔融粘度600Pa·s
·PA-5:尼龙66(尤尼吉可公司制ET-1;试验品)、熔点260℃、熔融粘度10Pa·s。
应予说明,上述熔融粘度是在熔点+30℃、剪切温度1000s-1下的值。
(B)玻璃纤维
·GF-1:日东纺公司制CS3H459、玻璃纤维直径10μm、纤维长度3mm
(C)炭黑
·CB-1:三菱化学公司制#4000B、pH10、含氧基团浓度0.3质量%、DBP吸收量102cmm3/100g、一次粒径24nm。
·CB-2:三菱化学公司制#3030B、pH6.5、含氧基团浓度0.5质量%、DBP吸收量130cmm3/100g、一次粒径55nm。
·CB-3:三菱化学公司制#45、pH8、含氧基团浓度1.1质量%、DBP吸收量46cmm3/100g、一次粒径24nm。
(D)高级脂肪酸金属盐
·D-1:山萮酸钠(日东化成工业公司制NS-7)
·D-2:褐煤酸钙(Clariant.co制Licomont CaV 101)
[粒料的制作和特性评价]
(制造例21)
在粒料的制作中,使用与制造例1的情况相同的同向双轴挤出机。将同向双轴挤出机的挤出温度设定为270~300℃,在同向双轴挤出机的上游部的位置,通过连续定量供给装置从主料斗向同向双轴挤出机,以使聚酰胺树脂PA-3成为45质量份和PA-4成为10质量份、炭黑成为0.5质量份的方式作为主料进行供给。另一方面,在同向双轴挤出机的中间部的位置,通过侧进料机,以玻璃纤维GF成为45质量份的方式进行供给。将聚酰胺树脂和玻璃纤维以螺杆转速300rpm进行熔融混炼。聚酰胺树脂和玻璃纤维的配合比率以利用连续定量供给装置的主料的进料速度与利用侧进料机的辅助材料的侧进料速度的比率进行调节。之后,以喷出量35kg/h成束状地从模取出含有聚酰胺树脂和玻璃纤维的树脂组合物,通过冷却水槽进行冷却固化,用造粒机切割,从而制得粒料长3mm的粒料PS-1。从模中喷出的树脂组合物的树脂温度为290℃。在290℃、剪切速度1000s-1下测定该PS-1的熔融粘度,结果为700Pa·s。将该结果总结示于表4。
干燥该切割的粒料PS-1,用气缸温度290℃、模具温度90℃的注塑成型机(FANUC LTD.制S-2000i 100B)进行注射成型,制作出粒料PS-1的试件。对制作的PS-1的试件进行ISO178的弯曲试验,结果弯曲弹性模量E为14.2GPa,最大弯曲强度时的应变ε为4.2%。将结果示于表4。
表4
<制造例22~46>
除以规定的配合比率使用规定的热塑性树脂、规定的无机填充材料以外,采用和制造例21同样的方法,制得粒料。将该结果总结示于表4、5。
表5
[夹层成型体的制造和物性评价]
(实施例11~31/比较例19~27)
除使用在表4或5中记载的粒料作为一次材料(表皮部)和二次材料(芯部)以外,采用和实施例1同样的方法制作夹层成型体的试件,进行同样的各种评价试验。将该结果总结示于表6~8。应予说明,比较例26是只用1次材料成形的情况,比较例27是只用2次材料成形的情况。
表6
表7
表8
实施例11~31因为是用本发明规定的配方制造夹层成型体,所以常温环境下的弯曲强度A、高温环境下的弯曲强度B均为足够的值,可以制得常温环境下和高温环境下弯曲强度均优异的夹层成型体。
比较例19因为表皮部中的聚酰胺树脂组合物(P1)的玻璃纤维过多,所以常温下的弯曲强度变低。
比较例20因为芯部中的聚酰胺树脂组合物(P2)的玻璃纤维过多,所以常温和高温环境下的弯曲强度变低。
比较例21因为芯部中的聚酰胺树脂组合物(P2)的玻璃纤维过少,所以高温环境下的弯曲强度变低。
比较例22因为表皮部中的聚酰胺树脂组合物(P1)中含有的玻璃纤维(x)与芯部中的聚酰胺树脂组合物(P2)的玻璃纤维(y)之比:(x/y)脱离规定值,所以常温下的弯曲强度变低。
比较例23因为只用一次材料成型,所以在高温环境下的弯曲强度降低。
比较例24因为只用二次材料成型,所以在常温和高温环境下的弯曲强度降低。
Claims (7)
1.一种夹层成型体,其特征在于:
是具有芯部、和夹持芯部的表皮部的夹层成型体;
表皮部含有第1树脂组合物,该第1树脂组合物含有第1热塑性树脂和第1无机填充材料;
芯部含有第2树脂组合物,该第2树脂组合物含有第2热塑性树脂和第2无机填充材料;
第1树脂组合物的弯曲弹性模量E1、第1树脂组合物的最大弯曲应变ε1、第2树脂组合物的弯曲弹性模量E2、第2树脂组合物的最大弯曲应变ε2满足关系式:
1<E1/ε1<5、5<E2/ε2<10、且ε1/ε2>1;
表皮部占夹层成型体的体积比率为40~70%。
2.根据权利要求1所述的夹层成型体,其特征在于,第1热塑性树脂和第2热塑性树脂均是聚酰胺。
3.根据权利要求1所述的夹层成型体,其特征在于,第1无机填充材料是玻璃纤维、碳纤维或两者的混合物。
4.根据权利要求1所述的夹层成型体,其特征在于,第2无机填充材料是玻璃纤维、碳纤维或两者的混合物。
5.根据权利要求1所述的夹层成型体,其特征在于:
构成表皮部的第1树脂组合物是含有聚酰胺树脂a和玻璃纤维x的聚酰胺树脂组合物P1,
聚酰胺树脂a与玻璃纤维x的质量比、即a/x为45/55~70/30,
构成芯部的第2树脂组合物是含有聚酰胺树脂b和玻璃纤维y的聚酰胺树脂组合物P2,
聚酰胺树脂b与玻璃纤维y的质量比、即b/y为35/65~55/45,
在聚酰胺树脂组合物P1的熔点+30℃和剪切速度1000s-1下测定的聚酰胺树脂组合物P1的熔融粘度ηa、与在聚酰胺树脂组合物P2的熔点+30℃和剪切速度1000s-1下测定的聚酰胺树脂组合物P2的熔融粘度ηb满足关系式:
1<logηa/logηb<1.4,
聚酰胺树脂组合物P1中的玻璃纤维x的含有率X和聚酰胺树脂组合物P2中的玻璃纤维y的含有率Y满足关系式:
X≤Y。
6.根据权利要求5所述的夹层成型体,其特征在于,相对于聚酰胺树脂a和玻璃纤维x的总计100质量份,聚酰胺树脂组合物P1进一步含有0.1~3质量份炭黑c。
7.根据权利要求5所述的夹层成型体,其特征在于,相对于聚酰胺树脂b和玻璃纤维y的总计100质量份,聚酰胺树脂组合物P2进一步含有0.05~3质量份高级脂肪酸金属盐d。
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