CN102712177A - 含有插件和塑料护套的部件以及生产所述部件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含有插件和塑料护套的部件,所述塑料护套由至少两种塑料组分组成,其中所述插件被第一塑料组分A封闭,并且第一塑料组分A被第二塑料组分B封闭,其中第一塑料组分A是由以下物质组成的:A1:基于组分A1和A2的总重量为5-80重量%的至少一种基于脂族和芳族二羧酸以及脂族二羟基化合物的聚酯;A2:基于组分A1和A2的总重量为20-95重量%的至少一种选自聚交酯(PLA)、聚己内酯、聚羟基烷酸酯以及由脂族二羧酸和脂族二醇组成的聚酯的均聚酯或共聚酯;A3:基于组分A1和A2的总重量为0.05-15重量%的a)含有环氧基且基于苯乙烯、丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯的共聚物,b)双酚A环氧化物,或c)含环氧基的天然油、脂肪酸酯或脂肪酰胺;并且第二塑料组分B是由以下物质组成的:B1:50-100重量%的至少一种基于芳族二羧酸以及脂族或芳族二羟基化合物的部分结晶的热塑性聚酯,和B2:0-50重量%的至少一种热塑性苯乙烯(共)聚合物,在每种情况下基于第二塑料组分B的聚合物含量计。

Description

含有插件和塑料护套的部件以及生产所述部件的方法
本发明涉及一种包含插件和塑料护套的部件,所述塑料护套由至少两种塑料组分组成,其中所述插件被第一塑料组分A封闭,并且存在封闭第一塑料组分A的第二塑料组分B。本发明还涉及一种生产所述部件的方法。
当金属插件用于电子元件的集成化时,例如使用含有插件和塑料护套的部件,例如在汽车技术中或在航空技术中。在这里,部件中需要防漏或粘合,从而防止水分或液体的侵入以及防止这种侵入对电子元件的损害。所述部件必须即使当经受温度变化时也保持防漏。在由金属插件和塑料护套组成的复合结构中在粘合中的不良防漏性能的一个原因可以例如来自金属元件被塑料组分的润湿性差,导致粘合性差。在金属部件和塑料组分的热膨胀之间的区别也导致应力,会引起裂纹。
例如从EP-B 0 249 975知道插头形式的部件,其中塑料护套封闭了金属插件。为了实现在塑料和金属之间的防漏粘合,在外部塑料材料和金属插件之间引入柔性塑料材料。柔性塑料材料例如是未增强的热塑性弹性体。
EP-A 1 496 587公开了一种复合部件,其中带状电缆从密封的结构中通过,所述密封结构是由塑料材料组成的。为了密封电缆从塑料材料出来处的间隙,孔用液体橡胶填充,然后固化。
DE-C 100 53 115也公开了一种由塑料护套组成的用于电缆的通道。在这里,密封是通过密封剂实现的,所述密封剂同时具有对于套子材料和管线的护套材料这两者的粘合性能。所提到的合适密封剂的实例是脂肪、蜡、树脂、沥青等。
EP-A 0 245 975公开了另一种插头连接器,其中由塑料材料组成的固体护套接收了金属引线。在金属引线和外部护套之间使用柔性塑料材料,从而实现防漏粘合。
WO-A 2008/099009也公开了一种部件,其中塑料层用作插件的护套。在所述部件中的金属插件首先被低粘度塑料组合物加护套,并且在第二步中在护套周围注射硬塑料组分。所述具有低粘度的合适的塑料是聚酰胺、脂族聚酯,或基于脂族和芳族二羧酸以及脂族二羟基化合物的聚酯。
DE-B 10 2005 033 912公开了另一种外壳通道,其中电接触是通过外壳进行的。外壳通道已经被密封以防止不需要的物质的侵入。为了实现密封,镀锌方法用于提高在密封区域中的导体元件的粗糙深度。
在现有技术中,用于给插件加护套的塑料的缺点是不能提供足够的防漏性能,尤其当其在温度变化的条件下使用时。
所以,本发明的目的是提供一种部件,其含有插件和塑料护套,并且其中塑料护套即使在温度变化的情况下储存期间也能提供充足的防漏性能。
此目的通过一种含有插件和塑料护套的部件实现,所述塑料护套由至少两种塑料组分组成,其中所述插件被第一塑料组分A封闭,并且存在封闭第一塑料组分A的第二塑料组分B,其中第一塑料组分A是由以下物质组成的:
A1:基于组分A1和A2的总重量为5-80重量%的至少一种基于脂族和芳族二羧酸以及脂族二羟基化合物的聚酯;
A2:基于组分A1和A2的总重量为20-95重量%的至少一种选自聚交酯(PLA)、聚己内酯、聚羟基烷酸酯(例如PHB或PHB/V)以及衍生自脂族二羧酸和脂族二醇的聚酯的均聚酯或共聚酯;
A3:基于组分A1和A2的总重量为0.05-15重量%的a)含有环氧基且基于苯乙烯、丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯的共聚物,b)双酚A环氧化物,或c)含环氧基的脂肪酰胺或脂肪酸酯或天然油;
并且第二塑料组分B是由以下物质组成的:
B1:50-100重量%的至少一种基于芳族二羧酸以及脂族或芳族二羟基化合物的半结晶的热塑性聚酯,和
B2:0-50重量%的至少一种热塑性苯乙烯(共)聚合物,
在每种情况下基于第二塑料组分B的聚合物含量计。
使用由至少一种基于脂族和芳族二羧酸以及脂族二羟基化合物的聚酯A1(下文称为半芳族聚酯)和至少一种均聚酯或共聚酯A2以及用作增容剂的组分A3组成的第一塑料组分A,与由现有技术知道的塑料护套相比,尤其当所述部件在温度变化的条件下使用时相比,实现了显著改进的防漏性能。
特别优选的半芳族聚酯A1为包含如下组分作为基本组分的聚酯:
1)由以下物质组成的酸组分:
1a)30-99mol%的至少一种脂族,或至少一种脂环族二羧酸,或其成酯衍生物,或它们的混合物,
1b)1-70mol%的至少一种芳族二羧酸,或其成酯衍生物,或它们的混合物,及
1c)0-5mol%的含磺酸酯基团的化合物,
2)选自至少一种C2-C12链烷二醇,至少一种C5-C10环烷二醇,或它们的混合物的二醇组分,
以及合适的话还包含一种或多种选自以下组分的组分:
3)选自以下物质的组分:
3a)至少一种含有醚官能团的式I的二羟基化合物:
HO-[(CH2)n-O]m-H    (I)
其中n为2、3或4,且m为2-250的整数,
3b)至少一种式IIa或IIb的羟基羧酸:
Figure BDA00001896608100031
其中p为1-1500的整数,r为1-4的整数,且G为选自亚苯基、-(CH2)q-、-C(R)H-和-C(R)HCH2的基团,其中q为1-5的整数,R为甲基或乙基,
3c)至少一种氨基-C2-C12链烷醇,或至少一种氨基-C5-C10环烷醇,或它们的混合物,
3d)至少一种二氨基-C1-C8链烷,
3e)至少一种通式III的2,2’-双
Figure BDA00001896608100032
唑啉:
其中R1为单键、(CH2)z亚烷基或亚苯基,其中z=2、3或4,
3f)至少一种选自天然氨基酸的氨基羧酸、可通过使具有4-6个碳原子的二羧酸与具有4-10个碳原子的二胺缩聚获得的聚酰胺、式IVa
和IVb的化合物:
Figure BDA00001896608100041
其中s为1-1500的整数,t为1-4的整数,且T为选自亚苯基、-(CH2)u-、-C(R2)H-和-C(R2)HCH2的基团,其中u为1-12的整数,R2为甲基或乙基,
及具有重复单元V的聚
Figure BDA00001896608100042
唑啉:
Figure BDA00001896608100043
其中R3为氢、C1-C6烷基、C5-C8环烷基、未取代或具有至多3个C1-C4烷基取代基的苯基或四氢呋喃基,
或3a)-3f)的混合物,
以及
4)选自以下物质的组分:
4a)至少一种具有至少3个能成酯的基团的化合物,
4b)至少一种异氰酸酯,
4c)至少一种二乙烯基醚,
或4a)-4c)的混合物。
在一个优选的实施方案中,半芳族聚酯A1的酸组分1)包含30-70mol%,特别是40-60mol%的1a)和30-70mol%,特别是40-60mol%的1b)。
可使用的脂族酸及相应衍生物1a)通常为具有2-10个碳原子,优选4-6个碳原子的那些。它们可以为线性或支化的。可用于本发明目的的脂环族二羧酸通常为具有7-10个碳原子的那些,尤其是具有8个碳原子的那些。然而,原则上也可使用具有更多碳原子如具有至多30个碳原子的二羧酸。
可提及的实例为:丙二酸、琥珀酸、戊二酸、2-甲基戊二酸、3-甲基戊二酸、己二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸、富马酸、2,2-二甲基戊二酸、辛二酸、1,3-环戊烷二羧酸、1,4-环己烷二羧酸、1,3-环己烷二羧酸、二甘醇酸、衣康酸、马来酸和2,5-降冰片烷二羧酸。
同样可使用并可特别提及上述脂族或脂环族二羧酸的下列成酯衍生物:二-C1-C6烷基酯如二甲酯、二乙酯、二正丙酯、二异丙酯、二正丁酯、二异丁酯、二叔丁酯、二正戊酯、二异戊酯或二正己酯。同样可使用二羧酸的酸酐。
二羧酸或其成酯衍生物在这里可单独使用或以其两种或更多种的混合物的形式使用。
优选使用琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、巴西基酸,或其各自的成酯衍生物,或它们的混合物。特别优选使用琥珀酸、己二酸或癸二酸,或其各自的成酯衍生物,或它们的混合物。特别优选使用己二酸或其成酯衍生物如其烷基酯,或它们的混合物。如果制备具有“硬”或“脆”的组分A2的聚合物混合物,例如聚羟基丁酸酯或尤其是聚交酯,则使用的脂族二羧酸优选包括癸二酸或癸二酸与己二酸的混合物。如果制备具有“软”或“韧”的组分A2的聚合物混合物,例如聚羟基丁酸酯-共-戊酸酯,则使用的脂族二羧酸优选包括琥珀酸或琥珀酸与己二酸的混合物。
琥珀酸、壬二酸、癸二酸和巴西基酸的另一优点为其以可再生原料形式而容易获得。
可提及的芳族二羧酸1b)通常为具有8-12个碳原子的那些,优选具有8个碳原子的那些。例如可提及对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘甲酸和1,5-萘甲酸以及它们的成酯衍生物。这里可特别提及二C1-C6烷基酯如二甲酯、二乙酯、二正丙酯、二异丙酯、二正丁酯、二异丁酯、二叔丁酯、二正戊酯、二异戊酯或二正己酯。二羧酸1b)的酸酐同样为合适的成酯衍生物。
然而,原则上还可使用具有更多碳原子如至多20个碳原子的芳族二羧酸1b)。
芳族二羧酸或其成酯衍生物1b)可单独使用或以其两种或更多种的混合物的形式使用。特别优选使用对苯二甲酸或其成酯衍生物如对苯二甲酸二甲酯。
所用的含磺酸酯基团化合物通常包括含磺酸酯基团的二羧酸或其成酯衍生物的碱金属盐或碱土金属盐,优选5-磺基间苯二甲酸的碱金属盐或它们的混合物,特别优选钠盐。
根据一个优选的实施方案,酸组分1)包含40-60mol%的1a)、40-60mol%的1b)和0-2mol%的1c)。根据另一优选实施方案,酸组分1)包含40-59.9mol%的1a)、40-59.9mol%的1b)和0.1-1mol%的1c),特别是40-59.8mol%的1a)、40-59.8mol%的1b)和0.2-0.5mol%的1c)。
二醇2)通常选自具有2-12个碳原子,优选4-6个碳原子的支化或线性链烷二醇,或选自具有5-10个碳原子的环烷二醇。
合适的链烷二醇的实例为乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、2,4-二甲基-2-乙基-1,3-己二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇、2-乙基-2-异丁基-1,3-丙二醇、2,2,4-三甲基-1,6-己二醇,特别是乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和2,2-二甲基-1,3-丙二醇(新戊二醇);环戊二醇、1,4-环己二醇、1,2-环己烷二甲醇、1,3-环己烷二甲醇、1,4-环己烷二甲醇或2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇。特别优选1,4-丁二醇,尤其是与作为组分a1)的己二酸组合,和1,3-丙二醇,尤其是与作为组分a1)的癸二酸组合。1,3-丙二醇和1,4-丁二醇的另一优点为其以可再生原料形式而容易获得。也可使用不同链烷二醇的混合物。
根据是否需要过量的酸端基或OH端基,可使用过量的组分A或组分B。根据一个优选的实施方案,所用组分A和B的摩尔比为0.4:1-1.5:1,优选0.6:1-1.1:1。
除组分1)和2)以外,本发明聚酯混合物所基于的聚酯可含有其他组分。
使用的二羟基化合物3a)优选包括二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、聚丙二醇和聚四氢呋喃(聚THF),特别优选二甘醇、三甘醇和聚乙二醇,并且这里还可使用它们的混合物,或使用具有不同变量n(见式I)的化合物,例如可通过使用本身已知的方法首先使氧化乙烯聚合,然后使用氧化丙烯而获得的含有丙烯单元的聚乙二醇(n=3),特别优选基于具有不同变量n的聚乙二醇的聚合物,其中主要为由氧化乙烯形成的单元。聚乙二醇的摩尔质量(Mn)通常在250-8000g/mol,优选600-3000g/mol的范围内选择。
根据一个优选实施方案,对于制备半芳族聚酯,例如可使用基于2)和3a)的摩尔量为15-98mol%,优选60-99.5mol%的二醇2)和0.2-85mol%,优选0.5-30mol%的二羟基化合物3a)。
在一个优选的实施方案中,所用羟基羧酸3b)包括:乙醇酸,D-、L-或D,L-乳酸,6-羟基己酸,它们的环状衍生物如乙交酯(1,4-二
Figure BDA00001896608100071
烷-2,5-二酮),D-或L-二丙交酯(3,6-二甲基-1,4-二
Figure BDA00001896608100072
烷-2,5-二酮),对羟基苯甲酸,及其低聚物和聚合物如3-聚羟基丁酸、聚羟基戊酸、聚交酯(例如可以(Cargill)形式获得),或3-聚羟基丁酸和聚羟基戊酸的混合物(后者可以来自Zeneca的
Figure BDA00001896608100074
获得),并且对于制备半芳族聚酯,特别优选使用其低分子量的环状衍生物。
羟基羧酸的可用量的实例基于1)和2)的量为0.01-50重量%,优选0.1-40重量%。
其中包括4-氨基甲基环己烷甲醇的所用氨基-C2-C12链烷醇或氨基-C5-C10环烷醇(组分3c)优选包括氨基-C2-C6链烷醇如2-氨基乙醇、3-氨基丙醇、4-氨基丁醇、5-氨基戊醇、6-氨基己醇,或氨基-C5-C6环烷醇如氨基环戊醇和氨基环己醇,或它们的混合物。
所用二氨基-C1-C8链烷(组分3d)优选包括二氨基-C4-C6链烷如1,4-二氨基丁烷、1,5-二氨基戊烷和1,6-二氨基己烷(六亚甲基二胺,“HMD”)。
在一个优选实施方案中,用于制备半芳族聚酯的材料可包含基于2)的摩尔量为0.5-99.5mol%,优选0.5-50mol%的3c)和基于2)的摩尔量为0-50mol%,优选0-35mol%的3d)。
通式III的2,2’-双
Figure BDA00001896608100075
唑啉3e)通常可经由Angew.Chem.Int.Edit.,第11卷(1972),第287-288页的方法获得。特别优选的双
Figure BDA00001896608100076
唑啉为其中R1为单键、(CH2)z亚烷基(其中z=2、3或4,例如亚甲基、乙烷-1,2-二基、丙烷-1,3-二基或丙烷-1,2-二基)或亚苯基的那些。可提及的特别优选的双
Figure BDA00001896608100077
唑啉为2,2’-双(2-唑啉)、双(2-
Figure BDA00001896608100079
唑啉基)甲烷、1,2-双(2-唑啉基)乙烷、1,3-双(2-
Figure BDA000018966081000711
唑啉基)丙烷或1,4-双(2-唑啉基)丁烷,特别是1,4-双(2-
Figure BDA000018966081000713
唑啉基)苯、1,2-双(2-
Figure BDA000018966081000714
唑啉基)苯或1,3-双(2-
Figure BDA000018966081000715
唑啉基)苯。
半芳族聚酯的制备例如可使用每种情况下基于组分2)、3c)、3d)和3e)的全部摩尔量为70-98mol%的2)、至多30mol%的3c)和0.5-30mol%的3d)及0.5-30mol%的3e)。在另一优选的实施方案中,可使用基于1)和2)的总重量为0.1-5重量%,优选0.2-4重量%的3e)。
所用组分3f)可包括天然氨基羧酸。它们为缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、赖氨酸、丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、半胱氨酸、谷氨酸、甘氨酸、组氨酸、脯氨酸、丝氨酸、酪氨酸、天冬酰胺和谷氨酰胺。
通式IVa和IVb的优选氨基羧酸为其中s为1-1000的整数且t为1-4的整数,优选为1或2,并且T选自亚苯基和-(CH2)u-(其中u为1、5或12)的那些。
此外,3f)还可以为通式V的聚
Figure BDA00001896608100081
唑啉。然而,3f)也可为不同氨基羧酸和/或聚
Figure BDA00001896608100082
唑啉的混合物。
在一个优选的实施方案中,3f)的可用量基于组分1)和2)总量为0.01-50重量%,优选0.1-40重量%。
可任选用于制备半芳族聚酯的其他组分为含有至少三个能成酯的基团的化合物4a)。
化合物4a)优选含有3-10个能形成酯键的官能团。特别优选的化合物4a)在分子中具有3-6个该类官能团,特别是3-6个羟基和/或羧基。可提及的实例为:
酒石酸、柠檬酸、马来酸;
三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷;
季戊四醇;
聚醚三醇;
甘油;
1,3,5-苯三酸;
1,2,4-苯三酸、1,2,4-苯三酸酐;
1,2,4,5-苯四酸、苯均四酸二酐,及
羟基间苯二甲酸。
化合物4a)的用量基于组分1)通常为0.01-15mol%,优选0.05-10mol%,特别优选0.1-4mol%。
所用组分4b)包括异氰酸酯或不同异氰酸酯的混合物。可使用芳族或脂族二异氰酸酯。然而,还可以使用较高官能度的异氰酸酯。
对本发明而言,芳族二异氰酸酯4b)尤其为甲苯-2,4-二异氰酸酯、甲苯-2,6-二异氰酸酯、二苯甲烷-2,2’-二异氰酸酯、二苯甲烷-2,4’-二异氰酸酯、二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯或苯二亚甲基二异氰酸酯。
其中,特别优选二苯甲烷-2,2’-、2,4’-和4,4’-二异氰酸酯作为组分4b)。后面的二异氰酸酯通常以混合物形式使用。
还可以使用三(4-异氰酯基苯基)甲烷作为三核异氰酸酯4b)。例如在单核或双核二异氰酸酯的制备过程中产生多核芳族二异氰酸酯。
组分4b)还可含有次要量的如基于组分4b)总重量为至多5重量%的二氮杂环丁二酮基团,例如用于异氰酸酯基团的封端。
对本发明而言,脂族二异氰酸酯4b)尤其为具有2-20个碳原子,优选3-12个碳原子的线性或支化亚烷基二异氰酸酯或环亚烷基二异氰酸酯,例如六亚甲基-1,6-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或亚甲基双(4-异氰酸根络环己烷)。特别优选的脂族二异氰酸酯4b)为六亚甲基-1,6-二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯。
优选的异氰脲酸酯为衍生自具有2-20个碳原子,优选3-12个碳原子的亚烷基二异氰酸酯或环亚烷基二异氰酸酯如异佛尔酮二异氰酸酯或亚甲基双(4-异氰酸根络环己烷)的脂族异氰脲酸酯。这里的亚烷基二异氰酸酯可为线性或支化的。特别优选基于正六亚甲基二异氰酸酯的异氰脲酸酯,例如正六亚甲基二异氰酸酯的环状三聚体、五聚体或更高级低聚物。
组分4b)的通常用量基于1)和2)的总摩尔量为0.01-5mol%,优选0.05-4mol%,特别优选0.1-4mol%。
所用二乙烯基醚4c)通常可包括任何常规及市售的二乙烯基醚。优选使用1,4-丁二醇二乙烯基醚、1,6-己二醇二乙烯基醚或1,4-环己烷二甲醇二乙烯基醚或它们的混合物。
二乙烯基醚的优选用量基于1)和2)的总重量为0.01-5重量%,尤其是0.2-4重量%。
优选的半芳族聚酯的实例基于以下组分:
1)、2)、4a)
1)、2)、4b)
1)、2)、4a)、4b)
1)、2)、4c)
1)、2)、3a)
1)、2)、3a)、4c)
1)、2)、3c)、3d)
1)、2)、3c)、3d)、3e)
1)、2)、4a)、3c)、3e)
1)、2)、3c)、4c)
1)、2)、3c)、4a)
1)、2)、3a)、3c)、4c)
1)、2)、3b)
其中,特别优选基于1)、2)、4a),或1)、2)、4b),或1)、2)、4a)、4b)的半芳族聚酯。在另一优选的实施方案中,半芳族聚酯基于1)、2)、3c)、3d)、3e),或1)、2)、4a)、3c)、3e)。
在一个优选实施方案中,在塑料组分A中所含的至少一种聚酯的熔点低于第二塑料组分B的聚酯B1的熔点。
作为热塑性聚酯A1,优选由对苯二甲酸(10-40mol%)、1,4-丁二醇(50mol%)和己二酸或癸二酸(10-40mol%)组成的无规共聚酯,其中单体总量是100重量%。特别优选由对苯二甲酸(15-35mol%)、1,4-丁二醇(50mol%)和己二酸(15-35mol%)组成的无规共聚酯,其中单体总量是100重量%。
均聚酯或共聚酯A2优选选自聚交酯(PLA)、聚己内酯、聚羟基烷酸酯(例如PHB或PHB/V)以及衍生自脂族二羧酸和脂族二醇的聚酯。
较低熔点的优点是第一塑料组分A的初期熔点能当将第二组分B注射到所述材料上时实现特别的防漏粘合性能。
第一塑料组分A还可以含有一种或多种添加剂。在这里,添加剂通常是选自以下的那些:抗冲改性剂、阻燃剂、成核剂、炭黑、颜料、着色剂、脱模剂、热老化稳定剂、抗氧化剂、加工稳定剂、润滑剂和抗结块剂、蜡、增塑剂、表面活性剂、抗静电剂和防雾剂。添加剂的比例基于塑料组分A的质量优选为0-15重量%。
所述材料还可以含有纤维状或粒状填料。合适的纤维状或粒状填料可以为无机或有机的。合适材料的实例为玻璃纤维,碳纤维,芳族聚酰胺纤维,高岭土,煅烧的高岭土,滑石,白垩,硅酸盐,云母,硅灰石,蒙脱石,纤维素纤维如棉、亚麻、大麻、荨麻纤维等,无定形二氧化硅,以及石英粉。在纤维状或粒状填料中,特别优选粒状填料。非常特别优选矿物质和玻璃珠,尤其是玻璃珠。纤维状或粒状填料的比例基于塑料组分A的质量优选为0-50重量%。如果第一塑料组分A含有玻璃珠,则玻璃珠的比例基于第一塑料组分A的总重量优选为0.1-40重量%。
为了改进与第一塑料组分A之间的相容性,填料的表面可以例如已经用有机化合物或硅烷化合物处理。
适用于第一塑料组分A的抗冲改性剂的实例是由至少两种选自以下的单体单元组成的共聚物:乙烯,丙烯,丁二烯,异丁烯,异戊二烯,氯丁二烯,乙酸乙烯酯,苯乙烯,丙烯腈,以及丙烯酸酯,以及相应地在醇组分中具有1-18个碳原子的甲基丙烯酸酯。合适的抗冲改性剂例如参见WO-A 2007/009930。
第一塑料组分A可以含有0-50重量%的阻燃剂,基于第一塑料组分A的总重量计。合适的阻燃剂的实例是含卤素的阻燃剂,不含卤素的阻燃剂,基于三聚氰胺-氰脲酸酯的阻燃剂,含磷的阻燃剂,以及含有膨胀石墨的阻燃剂。
根据本发明,塑料组分A含有至少一种增容剂A3。至少一种增容剂的比例优选是0.05-5重量%,尤其是0.1-3重量%,在每种情况下基于塑料组分A的总重量计。
所用的增容剂可以改进组分A2在半芳族聚酯A1基体中的粘合性,或用作第一塑料组分A和第二塑料组分B之间的粘接促进剂。合适的增容剂的实例是用甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝的苯乙烯(共)聚合物,例如在Macromol.Symp.2006,233,17-25页中描述的那些。其他合适的材料是用异氰酸酯基团接枝的苯乙烯(共)聚合物,聚[亚甲基(亚苯基异氰酸酯)],双
Figure BDA00001896608100121
唑啉,用
Figure BDA00001896608100122
唑啉基团接枝的苯乙烯共聚物,或用马来酸酐接枝的苯乙烯共聚物。特别合适的材料是具有环氧官能团的苯乙烯共聚物,其中还具有一定比例的甲基丙烯酸。优选的是环氧官能化的苯乙烯-丙烯酸无规共聚物,其具有3000-8500g/mol的摩尔质量Mw,并且被多于两个环氧基/每个分子链官能化。特别优选的是环氧官能化的苯乙烯-丙烯酸无规共聚物,其具有5000-7000g/mol的摩尔质量Mw,并且被多于四个环氧基/每个分子链官能化。
所述第二塑料组分B的至少一种基于芳族二羧酸以及脂族或芳族二羟基化合物的半结晶的热塑性聚酯B1优选是聚对苯二甲酸亚烷基酯或由至少两种不同的聚对苯二甲酸亚烷基酯组成的混合物。这里所述至少一种聚对苯二甲酸亚烷基酯优选在其醇结构部分中具有2-10个碳原子。
这种类型的聚对苯二甲酸亚烷基酯是本身公知的,并且在文献中有记载。它们的主链含有从芳族二羧酸衍生的芳环。芳环也可以具有取代基,例如被卤素取代,例如氯或溴,或被C1-C4烷基取代,例如甲基、乙基、异丙基、正丙基或正丁基、异丁基或叔丁基。
聚对苯二甲酸亚烷基酯可以通过芳族二羧酸或它们的酯或其他成酯衍生物与脂族二羟基化合物按照本身公知的方式反应制备。
优选的二羧酸是2,6-萘二羧酸,对苯二甲酸,间苯二甲酸,或它们的混合物。至多30mol%、优选至多10mol%的芳族二羧酸可以被脂族或脂环族二羧酸代替,例如己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸和/或环己烷二羧酸。
在脂族二羟基化合物中,优选具有2-6个碳原子的二醇,尤其是1,2-乙二醇,1,3-丙二醇,1,4-丁二醇,1,6-己二醇,1,4-己二醇,1,4-环己烷二醇,1,4-环己烷二甲醇,新戊二醇,或它们的混合物。
特别优选的是,在第二塑料组分B中作为聚对苯二甲酸亚烷基酯形式的半结晶热塑性聚酯B1是聚对苯二甲酸亚乙酯,聚对苯二甲酸亚丙酯,聚对苯二甲酸亚丁酯,或由至少两种所述聚对苯二甲酸亚烷基酯组成的混合物。
非常特别优选的是,在第二塑料组分B中作为聚对苯二甲酸亚烷基酯形式的半结晶热塑性聚酯B1是聚对苯二甲酸亚丁酯,或由聚对苯二甲酸亚丁酯(60-90重量%)和聚对苯二甲酸亚乙酯(10-40重量%)组成的混合物,其中PBT和PET的总量是100重量%。
聚酯A2和B1的特性粘数一般是50-220ml/g,优选80-160ml/g(根据ISO 1628于250°C下在苯酚/邻二氯苯混合物(重量比为1:1)中的0.5重量%浓度的溶液中测量)。
特别优选聚酯A2和B1具有羧基端基含量为至多100meq/kg聚酯,优选至多50meq/kg聚酯,尤其是至多40meq/kg聚酯。这种聚酯可以例如通过DE-A 44 01 055所述的方法制备。羧基端基含量一般通过滴定法测量,例如电势法。
此外,有利的是使用聚对苯二甲酸亚乙酯再循环物(也称为PET碎片),合适的话作为与聚对苯二甲酸亚烷基酯如聚对苯二甲酸亚丁酯的混合物使用。
再循环物一般是称为工业后循环物或消费后循环物的材料。
工业后循环物是来自缩聚反应或来自加工的废料,例如来自注塑工艺的浇口料,来自注塑工艺或挤出工艺的初始产物,或来自挤出片材或箔的边角料。
消费后循环物通常是在消费者使用后收集并循环的塑料制品。在数量上,迄今最重要的制品是吹塑瓶,其由聚对苯二甲酸亚乙酯组成,例如用于矿物质水、软饮料和果汁。
这两种再循环物都采取再研磨料或粒料的形式。在后一种情况下,粗循环物首先分离和提纯,然后在挤出机中熔融和造粒。这很大程度上促进了处理、自由流动性能,并且容易计量用于进一步的加工步骤。
再循环物可以作为粒料的形式或再研磨料的形式使用,并且在这里最大的边缘长度应当是10mm,优选8mm。
因为聚酯在加工期间的水解裂解,例如由于痕量水分引起,所以优选预先干燥再循环物。在干燥之后的残余水分含量优选小于0.2%,尤其小于0.05%。
可提到的另一类是全芳族聚酯,其衍生自芳族二羧酸和芳族二羟基化合物。
合适的芳族二羧酸是上文对于聚对苯二甲酸亚烷基酯描述的那些化合物。优选使用的混合物是由5-100mol%间苯二甲酸和0-95mol%对苯二甲酸组成,尤其约50-约80%对苯二甲酸和约20-约50%间苯二甲酸的混合物。
芳族二羟基化合物优选具有以下通式:
Figure BDA00001896608100141
其中Z是具有至多8个碳原子的亚烷基或亚环烷基,具有至多12个碳原子的亚芳基,羰基,磺酰基,氧或硫原子,或化学键,m是0-2。二羟基化合物的亚苯基也可以被C1-C8烷基或C1-C8烷氧基和氟、氯或溴取代。
母体化合物的实例是二羟基联苯,二(羟基苯基)链烷,二(羟基苯基)环烷,二(羟基苯基)硫化物,二(羟基苯基)醚,二(羟基苯基)酮,二(羟基苯基)亚砜,α,α’-二(羟基苯基)二烷基苯,二(羟基苯基)砜,二(羟基苯甲酰基)苯,间苯二酚和氢醌,以及它们的环烷基化和环卤代的衍生物。其中,优选4,4’-二羟基联苯,2,4-二(4’-羟基苯基)-2-甲基丁烷,α,α’-二(4-羟基苯基)-对-二异丙基苯,2,2’-二(3’-甲基-4’-羟基苯基)丙烷,以及2,2-二(3’-氯-4’-羟基苯基)丙烷,尤其是2,2-二(4’-羟基苯基)丙烷、2,2-二(3’,5-二氯二羟基苯基)丙烷、1,1-二(4’-羟基苯基)环己烷、3,4’-二羟基二苯甲酮、4,4’-二羟基二苯基砜和2,2-二(3’,5’-二甲基-4’-羟基苯基)丙烷以及它们的混合物。
当然,也可以使用聚对苯二甲酸亚烷基酯和全芳族聚酯的混合物。这些一般含有20-98重量%的聚对苯二甲酸亚烷基酯和2-80重量%的全芳族聚酯。也可以使用聚酯嵌段共聚物,例如共聚醚酯。这类产品是本身公知的,并且在文献中有记载,例如参见US 3 651 014。相应的产品也可以商购,例如
Figure BDA00001896608100142
(DuPont)。
也可以使用聚对苯二甲酸亚烷基酯B1和苯乙烯共聚物B2的混合物。这些混合物优选含有60-90重量%的聚对苯二甲酸亚烷基酯和10-40重量%的苯乙烯共聚物。特别优选含有60-80重量%聚对苯二甲酸亚烷基酯和20-40重量%苯乙烯共聚物的混合物。
如果第二塑料组分B含有至少一种热塑性苯乙烯(共)聚合物B2,则其优选选自:丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA),丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS),苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN),以及它们的混合物。
一个优选实施方案包括作为苯乙烯共聚物B2的丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸共聚物(ASA),其具有以下组成:20-40重量%的苯乙烯,20-40重量%的丙烯腈,和20-40重量%的丙烯酸,其中各单体的总量是100重量%。
在一个特别优选的实施方案中,聚对苯二甲酸亚烷基酯B1是聚对苯二甲酸亚丁酯,并且苯乙烯共聚物B2是具有以下组成的丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸共聚物(ASA):20-40重量%的苯乙烯,20-40重量%的丙烯腈,和20-40重量%的丙烯酸,其中各单体的总量是100重量%。B1的比例是60-80重量%,B2的比例是20-40重量%,比例总和是100重量%,基于聚合物组分B的塑料的总重量计。
与至少一种半结晶的热塑性聚酯B1和合适的话至少一种热塑性苯乙烯(共)聚合物B2一起,第二塑料组分B也可以含有一种或多种添加剂。在这里,添加剂是选自以下的那些:纤维状或粒状的填料,抗冲改性剂,阻燃剂,成核剂,炭黑,颜料,着色剂,脱模剂,热老化稳定剂,抗氧化剂,加工稳定剂,以及增容剂。
合适的纤维状或粒状填料的实例是碳纤维、玻璃纤维、玻璃珠、无定形二氧化硅、石棉、硅酸钙、偏硅酸钙、碳酸镁、碳酸钙、高岭土、白垩、石英粉、云母、硫酸钡和长石。这里填料的优选用量是0.1-50重量%,尤其是10-40重量%。优选纤维状填料,其中尤其优选玻璃纤维。这里所述填料的比例是基于第二塑料组分B的总重量计。
为了改进相容性,填料的表面可以用有机化合物或硅烷化合物处理。
可以在第二塑料组分B中包含的阻燃剂优选与可以包含在第一塑料组分A中的那些阻燃剂相同。
与上述添加剂一起,还可以包含的其他材料是稳定剂、抗氧化剂、用于抵抗热分解和UV辐射分解的试剂,润滑剂和脱模剂,着色剂如染料和颜料(也包括炭黑),成核剂,增塑剂等。这些材料也可以含有基于第二塑料组分B总重量为0-2重量%的含氟乙烯聚合物。
部件的实例是用于电子工程中的塑料部件,机电部件,或具有插入接触的塑料外壳。
被塑料护套封闭的插件的实例是冲孔板栅(stamped grid)。在这种情况下,部件可以用作例如插头连接器。此外,插件可以是电线、环形导体、平面导体、柔性箔或印刷电路板。
如果部件用于汽车工业领域中,则插件可以例如也是保持带、门闩、锁、套筒螺母、减磨轴承、表盘、用于稳定剂的丝线,或由模铸锌或模铸铝组成的用于安全门装置的部件。此外,部件也可以是用于刀、剪刀、刮刀或改锥的刀片。
插件优选由金属制造。合适的用于制造插件的金属实例是铜和含铜的合金,例如CuSn6、CuSn0,15、CuBe、CuFe、CuZn37、CuSn4Zn6Pb3-C-GC(炮铜)或CuZn39Pb3(黄铜);铝和含铝的合金,例如AlSi12Cu1、AlSi10Mg,钛,不锈钢,不含铅的金属,以及金属合金,或者具有锡涂层的材料。
本发明还提供一种生产含有插件和塑料护套的部件的方法,所述塑料护套由至少两种塑料组分组成,其中所述方法包括以下步骤:
(a)用第一塑料组分A给插件加护套,其中第一塑料组分A是由以下物质组成的:
A1:基于组分A1和A2的总重量为5-80重量%的至少一种基于脂族和芳族二羧酸以及脂族二羟基化合物的聚酯;
A2:基于组分A1和A2的总重量为20-95重量%的至少一种选自聚交酯(PLA)、聚己内酯、聚羟基烷酸酯(例如PHB或PHB/V)以及衍生自脂族二羧酸和脂族二醇的聚酯的均聚酯或共聚酯;
A3:基于组分A1和A2的总重量为0.05-15重量%的a)含有环氧基且基于苯乙烯、丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯的共聚物,b)双酚A环氧化物,或c)含环氧基的脂肪酰胺或脂肪酸酯或天然油;以及
(b)模塑由第二塑料组分B组成的外部护套,其中第二塑料组分B是由以下物质组成的:
B1:50-100重量%的至少一种基于芳族二羧酸以及脂族或芳族二羟基化合物的半结晶的热塑性聚酯,和
B2:0-50重量%的至少一种热塑性苯乙烯(共)聚合物,
在每种情况下基于第二塑料组分B的聚合物含量计,其中插件首先用第一塑料组分A加护套,然后施用第二塑料组分B;或者首先模塑外部护套B,然后将第一塑料组分A装入在由第二塑料组分B组成的外部护套和插件之间的空腔中,从而形成插件的护套。
特别优选的半芳族聚酯为包含如下组分作为基本组分的聚酯:
1)由以下物质组成的酸组分:
1a)30-99mol%的至少一种脂族,或至少一种脂环族二羧酸,或其成酯衍生物,或它们的混合物,
1b)1-70mol%的至少一种芳族二羧酸,或其成酯衍生物,或它们的混合物,及
1c)0-5mol%的含磺酸酯基团的化合物,
2)选自至少一种C2-C12链烷二醇,至少一种C5-C10环烷二醇,或它们的混合物的二醇组分,
以及合适的话还包含一种或多种选自以下组分的组分:
3)选自以下物质的组分:
3a)至少一种含有醚官能团的式I的二羟基化合物:
HO-[(CH2)n-O]m-H    (I)
其中n为2、3或4,且m为2-250的整数,
3b)至少一种式IIa或IIb的羟基羧酸:
Figure BDA00001896608100171
其中p为1-1500的整数,r为1-4的整数,且G为选自亚苯基、
-(CH2)q-、-C(R)H-和-C(R)HCH2的基团,其中q为1-5的整数,R为甲基或乙基,
3c)至少一种氨基-C2-C12链烷醇,或至少一种氨基-C5-C10环烷醇,或它们的混合物,
3d)至少一种二氨基-C1-C8链烷,
3e)至少一种通式III的2,2’-双
Figure BDA00001896608100181
唑啉:
Figure BDA00001896608100182
其中R1为单键、(CH2)z亚烷基或亚苯基,其中z=2、3或4,
3f)至少一种选自天然氨基酸的氨基羧酸、可通过使具有4-6个碳原子的二羧酸与具有4-10个碳原子的二胺缩聚获得的聚酰胺、式IVa和IVb的化合物:
其中s为1-1500的整数,t为1-4的整数,且T为选自亚苯基、-(CH2)u-、-C(R2)H-和-C(R2)HCH2的基团,其中u为1-12的整数,R2为甲基或乙基,
及具有重复单元V的聚
Figure BDA00001896608100184
唑啉:
Figure BDA00001896608100185
其中R3为氢、C1-C6烷基、C5-C8环烷基、未取代或具有至多3个C1-C4烷基取代基的苯基或四氢呋喃基,
或3a)-3f)的混合物,
以及
4)选自以下物质的组分:
4a)至少一种具有至少3个能成酯的基团的化合物,
4b)至少一种异氰酸酯,
4c)至少一种二乙烯基醚,
或4a)-4c)的混合物。
在一个优选的实施方案中,半芳族聚酯的酸组分1)包含30-70mol%,特别是40-60mol%的1a)和30-70mol%,特别是40-60mol%的1b)。
在一个优选的实施方案中,所用羟基羧酸3b)包括:乙醇酸,D-、L-或D,L-乳酸,6-羟基己酸,它们的环状衍生物如乙交酯(1,4-二
Figure BDA00001896608100191
烷-2,5-二酮),D-或L-二丙交酯(3,6-二甲基-1,4-二
Figure BDA00001896608100192
烷-2,5-二酮),对羟基苯甲酸,及其低聚物和聚合物如3-聚羟基丁酸、聚羟基戊酸、聚交酯(例如可以(Cargill)形式获得),或3-聚羟基丁酸和聚羟基戊酸的混合物(后者可以来自Zeneca的
Figure BDA00001896608100194
获得),并且对于制备半芳族聚酯,特别优选使用其低分子量的环状衍生物。
羟基羧酸的可用量的实例基于1)和2)的量为0.01-50重量%,优选0.1-40重量%。
如上所述,塑料组分A还可以包含添加剂和/或纤维状和/或粒状填料。
在一个优选实施方案中,注塑工艺用于在步骤(a)中用第一塑料组分A给插件加护套。为此,将插件放置在注射模具中。一旦已经放置插件,就关闭模具并将塑料模塑组合物注射入模具中。塑料模塑组合物至少部分地给插件加护套,并形成与插件之间的粘合。结果是在插件和塑料组分A之间的防漏粘合。在这里,塑料模塑组合物的注射通常是在注塑中常规的压力下进行。但是,如果例如在插件周围的不均匀注射会导致其变形,则优选的是在模具中注射组分A时的最大压力是低于900巴,更优选低于600巴。低注射压力避免了当材料在插件周围注射时插件的变形。一旦材料已经注射到插件的周围,第一塑料组分A硬化并变成固体。在插件周围注射第一塑料组分A的另一优点是插件被所述塑料护套稳定。
当插件用第一塑料组分A加护套时,可以获得各种形状。例如,可以获得长方形、菱形、五角形、八角形、圆形或椭圆形截面。如果由第一塑料组分A组成的塑料护套带有角,则这些角也可以是圆角。
在由第一塑料组分A组成的护套的表面之间的连接可以是钝角的、锐角的或圆形连接。也可以有明显的熔体唇痕,即由第一塑料组分A组成的薄突出区域。当在材料上注射第二塑料组分B时,这些唇痕然后熔融并变形。如此产生粘合。
也可以有在插件周围注射并由第一塑料组分A组成的材料上设计的突出区域。例如,第一塑料组分A可以按照双T形状的横截面封闭插件。当第一塑料组分A按照此方式在材料周围注射时,互锁粘合可以经由突出区域实现。因为在第一塑料组分A上注射第二塑料组分B一般会引起第一塑料组分A的初期熔融,所以如果第二塑料组分B的加工温度高于第一塑料组分A的熔点或软化点,则预先注射的由第一塑料组分A组成的材料的形状通常会改变。当在材料周围注射第二塑料组分B时,预先注射的由第一塑料组分A组成的材料也可以由于注射的熔体的压力而变形。例如,预先注射的由第一塑料组分A组成的材料的锐角可以成为圆的。
一旦插件已经用第一塑料组分A加护套,则如此加护套的插件用第二塑料组分B加护套。用第二塑料组分B加护套的操作优选也经由注塑工艺进行。注塑工艺在这里一般用在注塑中常规的压力进行。如果塑料模塑组合物已经采用低注射压力注射,则在模具内的压力一般高于在步骤(a)中在模具中的最大压力。在第二塑料组分B的注射期间,已经硬化的第一塑料组分A的表面优选经历初期熔融,如此产生在第一塑料组分A和第二塑料组分B之间的特别优良的粘结。
在步骤(a)中用第一塑料组分A给插件加护套的操作以及在步骤(b)中模塑由第二塑料组分B组成的外部护套的操作可以在相同的注射模具内进行。为此,必要的是,注射模具先用由第一塑料组分A组成的护套封闭与插件形状对应的空腔。然后,模具必须打开以使未占据的形状对应于最终部件的形状。本领域熟练技术人员知道合适的模具。
但是,作为另一选择,在步骤(a)中用第一塑料组分A给插件加护套的操作也可以在第一个模具中进行,并且在步骤(b)中模塑由第二塑料组分B组成的外部护套的操作在第二个模具中进行。在这种情况下,必要的是,从第一个模具取出已经用第一塑料组分A加护套的插件,并在此材料周围注射第二塑料组分B之前将此插件放入第二个模具中。如果要避免由第一塑料组分A组成的插件的护套发生变形,则必要的是第一塑料组分A显示出对正在接近的第二塑料组分B熔体流具有足够的机械耐性。这需要足够的韧度和强度,并且这些取决于第一塑料组分A的硬化程度和第二塑料组分B的注射压力。为了避免必须在每次注射工序之后清洁注塑机以更换材料,优选的是两种不同的注塑机或塑化装置用于第一塑料组分A和第二塑料组分B。如果在步骤(a)中的加护套操作和在步骤(b)中模塑外部护套的操作在同一模具中进行,则模具可以同时连接这两种注塑机。另一种可能性是开始将此模具连接到注射第一塑料组分A的注塑机,然后将模具连接到用于在具有由第一塑料组分A组成的护套的插件周围注射第二塑料组分B的注塑机。用于此目的的常规注塑机的实例是具有转台式模具的注塑机。这些具有例如相对布置的圆筒,并且在每种情况下模具朝向用于注射下一种材料的圆筒的方向旋转。如果使用两个不同的模具,则每个模具优选连接到注塑机。在这里,合适的注塑机是本领域熟练技术人员公知的任何所需的注塑机。
可在步骤(b)中,第二塑料组分B仅仅对被第一塑料组分A加护套的插件的一部分进行加护套的操作。在这种情况下,优选的是,在其周围注射第二塑料组分B的区域是具有外表面的那些区域,这是因为用第二塑料组分B加护套的操作确保了模制品具有尺寸稳定性。另一可能性当然是在具有由第一塑料组分A组成的护套的整个插件周围注射第二塑料组分B。
在包括先模塑由第二塑料组分B组成的外部护套,其中插件的区域没有加护套,并且在第二步中用第一塑料组分A对插件中未加护套的区域进行加护套的工艺变型中,用第二塑料组分B给插件加护套的优选方法是所述组分给在插件中存在外部表面的那些区域加护套。被第一塑料组分A铸塑上的区域优选不具有朝外的表面。此方法确保了所得的部件具有几何和尺寸稳定性。用第二塑料组分B给插件加护套的操作优选经由注塑工艺进行。为此,将插件放到注射模具中,然后在其周围注射第二塑料组分B。为了避免第二塑料组分B穿透进入要排除的区域,模具与插件在那些区域中接触。一旦插件已经被第二塑料组分B加护套,要用第一塑料组分A加护套的那些区域就成为可触及的。为此,可以在模具内提供可移动的部件,它们先形成封闭处,然后使这些封闭处成为可触及的以使它们能用第一塑料组分A铸塑;或者从模具取出在其周围已经注射第二塑料组分B的插件,并将它放置在第二模具中,其中要用第一塑料组分A加护套的那些区域已经成为可触及的。用第一塑料组分A加护套的操作也优选通过注塑工艺进行。这一般在注塑工艺中常规的压力下进行。如果例如在插件周围的非均匀注射会引起变形,则用于第一塑料组分A的注塑工艺优选在比用于在插件周围注射第二塑料组分B的注塑工艺更低的压力下进行。用于用第一塑料组分A给插件加护套的压力则优选是低于900巴,优选低于600巴。实现在第一塑料组分A和第二塑料组分B之间的防漏粘合的优选方法是第一塑料组分A的熔体引起在第二塑料组分B表面上的初期熔融,使得例如互相之间的扩散产生在第一塑料组分A和第二塑料组分B之间的特别良好的粘结。另一种可能性是在第一塑料组分A和第二塑料组分B之间的化学和/或机械粘合。化学粘合可以例如通过第一塑料组分A的聚合物组分和第二塑料组分B的聚合物组分之间的反应产生,例如通过在第一塑料组分A或第一塑料组分A中的一种组分与第二塑料组分B或第二塑料组分B中的一种组分之间形成共价键。另一种总能实现的可能性是设计此工艺,使得不仅获得优良的粘结,而且得到在第一塑料组分A和第二塑料组分B之间的互锁粘合。
在插件周围第一次注射材料期间的第一塑料组分A的熔体温度优选在用于通过注塑加工所述聚合物的常规温度的范围内。如果第一塑料组分A是由两种聚合物组成的混合物,则选择熔体温度足够高以使这两种组分都是液体。
更高的加工温度导致更加自由流动的熔体,其能提供插件表面的更好润湿,从而允许实现在插件材料和第一塑料组分A材料之间的更高粘合强度。但是,过度的熔体温度会导致第一塑料组分A或者其组分A1或A2中之一的热降解。
当然后在组分上注射第二塑料组分B时,第二塑料组分B的熔体温度优选在通过注塑加工所述聚合物的常规温度的范围内。如果第二塑料组分B是由两种聚合物组成的混合物,则选择熔体温度足够高以使这两种组分都是液体。
更高的加工温度导致更加自由流动的熔体,其能提供由第一塑料组分A组成的护套表面的更好润湿和/或初期熔融,从而允许实现在第二塑料组分B和第一塑料组分A之间的更高粘合强度。作为两种组分的热机械相容性的函数,可以获得不同厚度的边界层,这通过互相扩散改进了防漏性能,并且提供了在第一塑料组分A和第二塑料组分B之间的粘合。第二塑料组分B的熔体温度优选不设置得过高以致由第一塑料组分A组成的护套完全熔融和烧蚀。也优选的是,选择用于第二塑料组分B的注射压力,使得由第一塑料组分A组成的护套不会过度变形或在最坏的情况下烧蚀。
本发明部件例如是用于电子工程中的塑料部件的类型。所述部件也可以是机电部件或具有插入接触的塑料外壳。这种部件例如用作传感器,例如油传感器、齿轮旋转速率传感器、压力传感器等,作为电器外壳,作为控制外壳,例如在ABS领域、ESP领域、传导体系领域或气袋领域中,或在汽车的发动机控制系统中。这些部件也可以例如用作车窗升降器组件或用于头灯控制系统。本发明的部件也可以用于汽车领域之外的领域,例如用作传感器,用作填充水平指示器,或用作管道装置。本发明部件的其他合适应用的实例是在家用设备中的电器部件。合适的部件的实例是继电器、线圈形成器、开关部件、磁力阀、电子手工工具、插头设备或插头连接器。
本发明部件是由插件组成,所述插件具有由第一塑料组分A组成的护套和由第二塑料组分B组成的外部护套,本发明部件的一个特征是沿着两个界面都防漏,即在插件和由第一塑料组分A组成的护套之间的界面,以及在第一塑料组分A和第二塑料组分B之间的界面。在这里,防漏粘合表示在实验中在改变气候条件的情况下使用至少200个周期时的泄漏速率小于0.5cm3/分钟,其中要进行实验的部件在所述周期中经受-40°C和+150°C的交替温度。泄漏速率通常通过具有0.5巴实验压力的压力差方法测量。
实施例
实验样品是从由被第一塑料组分A和第二塑料组分B加护套的CuSn6组成的插件生产的。
为了生产实验样品,冲模先用于从CuSn6的条料冲压出插件。插件具有长方形框架,并且也有用于连接此框架的相对的两个短边的中心圆角。所生产的插件的长度是30mm,其宽度是10.5mm,高度是0.5mm。在框架的外部圆角和中心圆角之间的凹槽的长度是25mm,凹槽的宽度是3mm.
在冲压工艺之后,冲压的部件用丙酮洗涤,从而除去油和杂质。螺杆直径为18mm的注塑机用于生产实验样品(Allrounder 270S,来自Arburg)。模具的闭合力是500kN,注射压力是1500巴。在具有三个圆角的插件的中心区域周围注射平行管形状的材料,而由第二塑料组分B组成的护套完全封闭了第一塑料组分A。由第一塑料组分A组成的护套的长度是15mm,其宽度是4.5mm,厚度是1.5mm;而完全封闭第一塑料组分A并且由第二塑料组分B组成的护套的长度是20mm,其宽度是13mm,厚度是4.5mm。在插件上注射第一塑料组分A和在被第一塑料组分A加护套的插件上注射第二塑料组分B的操作大约在模具分离线处进行。
为了对所述材料进行实验,具有由第一塑料组分A组成的护套和具有由第二塑料组分B组成的护套的部件经受温度冲击应力,使用至多500个周期。对于每个温度冲击周期使用以下工序:在150°C下储存15分钟,在10秒内温度变为-40°C,在-40°C下储存15分钟,在10秒内温度变为150°C。温度-冲击处理是在来自
Figure BDA00001896608100241
的VT 7030S2温度-冲击橱中进行。防漏性能是在经受应力之前以及在100个周期、200个周期和任选地在500个周期之后通过差示压力方法测量的。
对于差示压力试验,两个容积经受相同的压力,一个实验容积和一个对比容积。如果实验容积不是防漏的,则产生压力差,并能直接测量到。作为另一选择,可以测量每单位时间内的压降。在本发明实施方案中,将实验样品的外围紧紧地夹在夹具中,并将压力施加到实验样品的下侧。此体系用橡胶密封环密封。使用由组分B1组成的固体实验样品的空白实验用于证明引起从实验容积泄漏的唯一泄漏是沿着插件的方向、在插件和由第一塑料组分A组成的护套之间或在由第一塑料组分A组成的护套和由第二塑料组分B组成的外部护套之间产生的。所用的实验介质是空气。实验容积V实验是36ml。用0.5巴实验压力填充此容积所需要的时间是5秒。在10秒的静置时间之后,对于△t实验=5秒测量压降。然后,在2秒内排空所述容积。在Boyle-Marriotte方程中使用差示压降来计算泄漏速率:
Figure BDA00001896608100242
表1列出了结果。组分A1-4为不同的组分A全部组成,而不是组分A的单独成分。
表1:实验结果
Figure BDA00001896608100251
组分A1是由55%无规脂族-芳族共聚酯、45%聚交酯(PLA)组成的共混物,所述无规脂族-芳族共聚酯由对苯二甲酸(25%)、己二酸(25%)和丁二醇(45%)制备。所述共混物通过DSC测量的两个熔点是110-120°C和140-155°C,根据ISO 306:2004测量的维卡软化点(VSP A/50)是68°C,根据ISO 868测量的肖氏D硬度是59,并且根据ISO 527在厚50μm的吹膜上测量的弹性模量是750MPa。
组分A2是由对苯二甲酸(25mol%)、1,4-丁二醇(50mol%)和己二酸(25mol%)组成的无规共聚酯,其熔点是110-120°C(根据ISO 11357-3进行DSC测量),根据ISO 868测量的肖氏D硬度是32。根据EN ISO 306:2004测量的维卡软化点是91°C。
组分A3是聚对苯二甲酸亚丁酯,其特性粘数是130ml/g,根据ISO 1628在苯酚/邻二氯苯(1:1)中的0.5%溶液中测量。此材料的弹性模量是2500MPa(根据ISO 527-2),其熔程是220-225°C(根据ISO 11357-3进行DSC测量)。
组分A4是聚对苯二甲酸亚丁酯,其含有30重量%的实心玻璃珠。此材料的特性粘数是113ml/g,根据ISO 1628在苯酚/邻二氯苯(1:1)中的0.5%溶液中测量;其弹性模量是4000MPa(根据ISO 527-2),其熔程是220-225°C(根据ISO 11357-3进行DSC测量)。
组分B是聚对苯二甲酸亚丁酯,其含有30重量%的玻璃纤维;其特性粘数是102ml/g,根据ISO 1628在苯酚/邻二氯苯(1:1)中的0.5%溶液中测量。此材料还含有0.1重量%的平均粒径为10-35nm(CILAS)且BET表面积为110-120m2/g(ISO 9277)的炉法炭黑,并且含有0.5重量%的季戊四醇四硬脂酸酯作为润滑剂。此材料的弹性模量是10000MPa(根据ISO527-2),其熔程是220-225°C(根据ISO 11357-3进行DSC测量)。玻璃纤维的直径是10μm。
在下表中的对比例表示对比实施例,发明实施例表示本发明的实施例。在表1中的SD表示标准偏差。
表2汇总了在每个对比例和本发明实施例中用于由第一塑料组分A组成的护套的加工条件。
表2:用于第一塑料组分A的加工条件
 发明实施例1  对比例1  对比例2  对比例3
  熔体温度[°C]   200   170   250   260
  模具温度[°C]   30   30   60   60
  保持压力[巴]   800   600   600   700
  冷却时间[s]   37   25   25   15
  保持压力时间[s]   5   5   5   5
在表3中列出的参数适用于形成由第二塑料组分B组成的外部护套。
表3:用于第二塑料组分B的加工参数
 B
  熔体温度[°C]  260
  模具温度[°C]  80
  保持压力[巴]  700
  注射速率[mm/s]  160
  冷却时间[s]  12
  保持压力时间[s]  5
所述实施例表明,当所述聚酯混合物用作第一塑料组分A时,由用第一塑料组分A和第二塑料组分B加护套的金属插件组成的部件的性能得到改进。对比例1-3使用的预注射材料包括直链聚酯或共聚酯作为组分A,并且相应的注塑部件是无法生产的(对比例1),或即使在刚刚注塑之后(对比例2)或在少至100个温度冲击周期之后(对比例3)也显示高的泄漏。

Claims (15)

1.一种含有插件和塑料护套的部件,所述塑料护套由至少两种塑料组分组成,其中所述插件被第一塑料组分A封闭,并且存在封闭第一塑料组分A的第二塑料组分B,其中第一塑料组分A是由以下物质组成的:
A1:基于组分A1和A2的总重量为5-80重量%的至少一种基于脂族和芳族二羧酸以及脂族二羟基化合物的聚酯;
A2:基于组分A1和A2的总重量为20-95重量%的至少一种选自聚交酯(PLA)、聚己内酯、聚羟基烷酸酯以及衍生自脂族二羧酸和脂族二醇的聚酯的均聚酯或共聚酯;
A3:基于组分A1和A2的总重量为0.05-15重量%的a)含有环氧基且基于苯乙烯、丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯的共聚物,b)双酚A环氧化物,或c)含环氧基的脂肪酰胺或脂肪酸酯或天然油;
并且第二塑料组分B是由以下物质组成的:
B1:50-100重量%的至少一种基于芳族二羧酸以及脂族或芳族二羟基化合物的半结晶的热塑性聚酯,和
B2:0-50重量%的至少一种热塑性苯乙烯(共)聚合物,
在每种情况下基于第二塑料组分B的聚合物含量计。
2.根据权利要求1的部件,其中所述基于脂族和芳族二羧酸以及脂族二羟基化合物的聚酯包含如下组分作为基本组分:
1)由以下物质组成的酸组分:
1a)30-99mol%的至少一种脂族,或至少一种脂环族二羧酸,或其成酯衍生物,或它们的混合物,
1b)1-70mol%的至少一种芳族二羧酸,或其成酯衍生物,或它们的混合物,及
1c)0-5mol%的含磺酸酯基团的化合物,
2)选自至少一种C2-C12链烷二醇,至少一种C5-C10环烷二醇,或它们的混合物的二醇组分,
以及合适的话还包含一种或多种选自以下组分的组分:
3)选自以下物质的组分:
3a)至少一种含有醚官能团的式I的二羟基化合物:
HO-[(CH2)n-O]m-H    (I)
其中n为2、3或4,且m为2-250的整数,
3b)至少一种式IIa或IIb的羟基羧酸:
其中p为1-1500的整数,r为1-4的整数,且G为选自亚苯基、-(CH2)q-、-C(R)H-和-C(R)HCH2的基团,其中q为1-5的整数,R为甲基或乙基,
3c)至少一种氨基-C2-C12链烷醇,或至少一种氨基-C5-C10环烷醇,或它们的混合物,
3d)至少一种二氨基-C1-C8链烷,
3e)至少一种通式III的2,2’-双
Figure FDA00001896608000022
唑啉:
Figure FDA00001896608000023
其中R1为单键、(CH2)z亚烷基或亚苯基,其中z=2、3或4,
3f)至少一种选自天然氨基酸的氨基羧酸、可通过使具有4-6个碳原子的二羧酸与具有4-10个碳原子的二胺缩聚获得的聚酰胺、式IVa和IVb的化合物:
Figure FDA00001896608000024
其中s为1-1500的整数,t为1-4的整数,且T为选自亚苯基、-(CH2)u-、-C(R2)H-和-C(R2)HCH2的基团,其中u为1-12的整数,R2为甲基或乙基,
及具有重复单元V的聚
Figure FDA00001896608000025
唑啉:
Figure FDA00001896608000026
其中R3为氢、C1-C6烷基、C5-C8环烷基、未取代或具有至多3个C1-C4烷基取代基的苯基或四氢呋喃基,
或3a)-3f)的混合物,
以及
4)选自以下物质的组分:
4a)至少一种具有至少3个能成酯的基团的化合物,
4b)至少一种异氰酸酯,
4c)至少一种二乙烯基醚,
或4a)-4c)的混合物。
3.根据权利要求1或2的部件,其中所述聚酯A1为10-40mol%对苯二甲酸、50mol%1,4-丁二醇和10-40mol%己二酸或癸二酸的无规共聚酯,其中单体总量是100重量%。
4.根据权利要求1-3中任一项的部件,其中所述聚酯A1为15-35mol%对苯二甲酸、50mol%1,4-丁二醇和15-35mol%己二酸的无规共聚酯,其中单体总量是100重量%。
5.根据权利要求1-4中任一项的部件,其中所述第一塑料组分A的至少一种热塑性聚酯A1、A2具有的熔点低于第二塑料组分B的聚酯B1,或具有的玻璃化转变温度低于第二塑料组分的聚酯B1的熔点。
6.根据权利要求1-5中任一项的部件,其中所述第二塑料组分B的半结晶的热塑性聚酯B1为聚对苯二甲酸亚烷基酯或由至少两种不同的聚对苯二甲酸亚烷基酯组成的混合物,其中所述聚对苯二甲酸亚烷基酯优选在醇结构部分中具有2-10个碳原子。
7.根据权利要求6的部件,其中所述聚对苯二甲酸亚烷基酯为聚对苯二甲酸亚乙酯,聚对苯二甲酸亚丙酯,聚对苯二甲酸亚丁酯,或由至少两种所述聚对苯二甲酸亚烷基酯组成的混合物。
8.根据权利要求1-7中任一项的部件,其中所述热塑性苯乙烯(共)聚合物B2选自丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,苯乙烯-丙烯腈共聚物,以及它们的混合物。
9.根据权利要求1-8中任一项的部件,其中所述第一塑料组分A和/或所述第二塑料组分B还包含一种或多种选自纤维状或粒状的填料,抗冲改性剂,阻燃剂,成核剂,炭黑,颜料,着色剂,脱模剂,热老化稳定剂,抗氧化剂,加工稳定剂和增容剂的添加剂。
10.根据权利要求1-9中任一项的部件,其中所述第一塑料组分A包含基于所述第一塑料组分A的总重量为0.1-40重量%的玻璃珠。
11.根据权利要求1-10中任一项的部件,其中所述第二塑料组分B包含基于所述第二塑料组分B的总重量为0.1-50重量%的纤维状填料,尤其是玻璃纤维。
12.根据权利要求1-11中任一项的部件,其中所述插件由铜、含铜的合金、铝、含铝的合金、钛、不锈钢、不含铅的金属,或金属合金,或任何具有锡涂层的材料制造。
13.根据权利要求1-12中任一项的部件,其为用于电子工程中的塑料部件,机电部件,或具有插入接触的塑料外壳。
14.一种生产根据权利要求1-13中任一项的部件的方法,其包括以下步骤:
(a)用第一塑料组分A给插件加护套,其中第一塑料组分A是由以下物质组成的:
A1:基于组分A1和A2的总重量为5-80重量%的至少一种基于脂族和芳族二羧酸以及脂族二羟基化合物的聚酯;
A2:基于组分A1和A2的总重量为20-95重量%的至少一种选自聚交酯(PLA)、聚己内酯、聚羟基烷酸酯以及衍生自脂族二羧酸和脂族二醇的聚酯的均聚酯或共聚酯;
A3:基于组分A1和A2的总重量为0.05-15重量%的a)含有环氧基且基于苯乙烯、丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯的共聚物,b)双酚A环氧化物,或c)含环氧基的脂肪酰胺或脂肪酸酯或天然油;以及
(b)模塑由第二塑料组分B组成的外部护套,其中第二塑料组分B是由以下物质组成的:
B1:50-100重量%的至少一种基于芳族二羧酸以及脂族或芳族二羟基化合物的半结晶的热塑性聚酯,和
B2:0-50重量%的至少一种热塑性苯乙烯(共)聚合物,
在每种情况下基于第二塑料组分B的聚合物含量计,其中插件首先用第一塑料组分A加护套,然后施用第二塑料组分B;或者首先模塑外部护套B,然后将第一塑料组分A装入在由第二塑料组分B组成的外部护套和插件之间的空腔中,从而形成插件的护套。
15.根据权利要求14的方法,其中具有第一塑料组分A的插件护套和由第二塑料组分B组成的护套通过注塑工艺生产。
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