CN103360729A - 液晶高分子的注射成型体及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
提供艾佐德冲击强度高的注射成型体及其制造方法。注射成型体,其包含含有液晶高分子和中心粒径小于10μm的球状填充物的液晶高分子组合物,并满足与该注射成型体中的球状填充物相关的特定的关系式;上述注射成型体的制造方法,其包含将上述液晶高分子组合物在以特定的式子定义的注射加速度为1000~25000mm/sec2、模具的入口的注射压力的最大值为5~150MPa的条件下进行注射的工序。
Description
技术领域
背景技术
在熔融状态下显示液晶性的液晶高分子具有下述特征:具有刚直的分子骨架,在熔融时表现液晶性,在剪切流动时或拉伸流动时分子链取向。基于这样的特征,液晶高分子在注射成型、挤出成型、吹胀成型()和吹塑成型这样的熔融成型中表现出优异的流动性,可得到机械物性优异的成型体。特别是芳族系液晶高分子,成型时的流动性或化学稳定性优异,具有源于刚直的分子骨架的高耐热性・高强度・高刚性,因此作为要求轻薄短小化的工程塑料是有用的。芳族系液晶高分子特别可供于表面安装工序中使用,在(1)具有薄质部的电气・电子部件、(2)高温下使用的用途(例如高功率、高容量的电气・电子部件、或汽车构件)中是有用的。为了供于这样的用途,期望液晶高分子成型体的耐冲击性的提高、其中尤其期望艾佐德(Izod)冲击强度的提高。
对于艾佐德冲击强度的提高,在日本特开2011-63699号公报中公开了成型体的制造方法,所述成型体是包含液晶聚酯组合物的艾佐德冲击强度提高的成型体,所述液晶聚酯组合物含有液晶聚酯、一次粒径为0.1~1μm的无定形或球状的粉体、和平均直径为20~300μm的板状、纤维状或球状的填充剂。
另外,在国际公开第2007/129437号中,公开了成型体的制造方法,所述成型体是包含树脂组合物的艾佐德冲击强度提高的成型体,所述树脂组合物含有热塑性树脂、平均粒径为0.01~100μm的无机填充物、水溶性聚酯树脂粘合剂、和容积密度为0.4~1.5g/ml的颗粒状无机填充物。
[现有技术文献]
[专利文献]。
发明内容
但是,对于利用日本特开2011-63699号公报中记载的制造方法得到的成型体,存在艾佐德冲击强度不充分这样的问题。另外,对于利用国际公开第2007/129437号中记载的制造方法得到的成型体,存在艾佐德冲击强度不充分的问题,和以水溶性聚酯树脂粘合剂为必需成分这样的成分上的问题。
本发明是鉴于上述事实而作出的发明,其课题在于提供包含液晶高分子组合物的艾佐德冲击强度高的注射成型体、和其制造方法。
本发明是注射成型体,其包含液晶高分子组合物,该液晶高分子组合物含有液晶高分子和中心粒径小于10μm的球状填充物,且所述注射成型体满足下式:
1.5×105≦[该注射成型体1cm3中的球状填充物的总体积/每1个球状填充物的平均体积]≦4.0×106。
以下将上式中的[该注射成型体1cm3中的球状填充物的总体积/每1个球状填充物的平均体积]而成的比例称为“球状填充物的体积比”。
在本发明中,上述的液晶高分子优选为液晶聚酯。
在本发明中,上述的液晶聚酯以该液晶聚酯中含有的全部重复单元的合计量作为100个单元计,优选含有30个单元以上的源于对羟基苯甲酸的重复单元。
本发明另外是上述注射成型体的制造方法,其中,将含有液晶高分子和中心粒径小于10μm的球状填充物的液晶高分子组合物在下式定义的注射加速度为1000~25000mm/sec2、模具的入口的注射压力的最大值为5~150MPa的条件下进行注射而成:
注射加速度=注射速度的最大值/从注射开始至达到该最大值为止的时间。
在本发明中,上述注射时的液晶高分子组合物的温度优选是在比该液晶高分子组合物的流动起始温度仅高20℃的温度、与比该液晶高分子组合物的流动起始温度仅高80℃的温度之间的温度。
在本发明中,上述模具的温度优选是在80℃、与比上述液晶高分子组合物的流动起始温度仅低100℃的温度之间的温度。
根据本发明,可以提供包含液晶高分子组合物的艾佐德冲击强度高的注射成型体、及其制造方法。
具体实施方式
本发明的特征是“球状填充物的中心粒径小于10μm”这样的必要条件、和“注射成型体满足上式”这样的必要条件的组合。通过该组合,可以得到艾佐德冲击强度高的注射成型体。
本发明的液晶聚酯是在熔融状态下显示液晶性的液晶聚酯,其优选是在450℃以下的温度下熔融的液晶聚酯。液晶聚酯可以是液晶聚酯酰胺,或者也可以是液晶聚酯醚,还可以是液晶聚酯碳酸酯,还可以是液晶聚酯酰亚胺。液晶聚酯优选是仅使用芳族化合物作为原料单体而成的全芳族液晶聚酯。
液晶聚酯的典型例子可以列举以下的(I)、(Ⅱ)、(Ⅲ)和(Ⅳ):
(I)使芳族羟基羧酸、芳族二羧酸、与选自芳族二醇、芳族羟基胺和芳族二胺中的至少一种的化合物聚合(缩聚)而成的液晶聚酯;
(Ⅱ)使多种芳族羟基羧酸聚合而成的液晶聚酯;
(Ⅲ)使芳族二羧酸、与选自芳族二醇、芳族羟基胺和芳族二胺中的至少一种化合物聚合而成的液晶聚酯;以及
(Ⅳ)使聚对苯二甲酸乙二醇酯这样的聚酯与芳族羟基羧酸聚合而成的液晶聚酯。
上述芳族羟基羧酸、芳族二羧酸、芳族二醇、芳族羟基胺和芳族二胺的一部分或全部分别独立地可以是它们的可聚合的衍生物。
作为芳族羟基羧酸和芳族二羧酸这样具有羧基的化合物的可聚合的衍生物,可以列举将羧基变换为烷氧基羰基或芳基氧基羰基而成的酯、将羧基变换为卤代甲酰基而成的酰卤化物、和将羧基变换为酰基氧基羰基而成的酸酐。
作为芳族羟基羧酸、芳族二醇和芳族羟基胺这样具有羟基的化合物的可聚合的衍生物,可以列举将羟基酰基化而变换为酰基氧基而成的酰基化物。
作为芳族羟基胺和芳族二胺这样的具有氨基的化合物的可聚合的衍生物,可以列举将氨基酰基化而变换为酰基氨基而成的酰基化物。
液晶聚酯优选具有下式(1)所示的重复单元(以下称为“重复单元(1)”),更优选具有重复单元(1)、下式(2)所示的重复单元(以下称为“重复单元(2)”)和下式(3)所示的重复单元(以下称为“重复单元(3)”):
(1)-O-Ar1-CO-
(2)-CO-Ar2-CO-
(3)-X-Ar3-Y-
(4)-Ar4-Z-Ar5-
式中,Ar1表示亚苯基、亚萘基或亚联苯基;Ar2和Ar3分别独立地表示亚苯基、亚萘基、亚联苯基或上式(4)所示的基团;X和Y分别独立地表示氧原子或亚氨基(-NH-);Ar1、Ar2和Ar3中的一个以上的氢原子可以分别独立地被卤素原子、烷基或芳基取代;Ar4和Ar5分别独立地表示亚苯基或亚萘基;Z表示氧原子、硫原子、羰基、磺酰基或亚烷基。
作为上述卤素原子,可以列举氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。作为上述烷基,可以列举甲基、乙基基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正庚基、正己基、2-乙基己基、正辛基、正壬基和正癸基,其碳原子数优选为1~10。作为上述芳基,可以列举苯基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、1-萘基和2-萘基,其碳原子数优选为6~20。Ar1、Ar2和Ar3中一个以上的氢原子被这些基团取代时,其取代数对于各个构成Ar1、Ar2或Ar3的基团,分别独立地优选为2个以下,更优选为1个。
上述亚烷基可以列举亚甲基、亚乙基、亚异丙基、亚正丁基和2-乙基亚己基,其碳原子数优选为1~10。
重复单元(1)是源于芳族羟基羧酸这样的化合物的重复单元。作为重复单元(1),优选是源于对羟基苯甲酸的Ar1为对亚苯基的重复单元;或源于6-羟基-2-萘甲酸的Ar1为2,6-亚萘基的重复单元。
重复单元(2)是源于芳族二羧酸这样的化合物的重复单元。作为重复单元(2),优选是源于对苯二甲酸的Ar2为对亚苯基的重复单元;源于间苯二甲酸的Ar2为间亚苯基的重复单元;源于2,6-萘二甲酸的Ar2为2,6-亚萘基的重复单元;或源于二苯基醚-4,4’-二甲酸的Ar2为二苯基醚-4,4’-二基的重复单元。
重复单元(3)为源于芳族二醇、芳族羟基胺或芳族二胺这样的化合物的重复单元。作为重复单元(3),优选是源于氢醌、对氨基苯酚或对苯二胺的Ar3为对亚苯基的重复单元;或源于4,4’-二羟基联苯、4-氨基-4’-羟基联苯或4,4’-二氨基联苯的Ar3为4,4’-亚联苯基的重复单元。
以液晶聚酯中的全部重复单元的合计量作为100个单元,液晶聚酯中的重复单元(1)的含量优选为30个单元以上,更优选为30~80个单元,进一步优选为40~70个单元,特别优选为45~65个单元。
以液晶聚酯中的全部重复单元的合计量作为100个单元,重复单元(2)的含量优选为35个单元以下,更优选为10~35个单元,进一步优选为15~30个单元,特别优选为17.5~27.5个单元。
以液晶聚酯中的全部重复单元的合计量作为100个单元,重复单元(3)的含量优选为35个单元以下,更优选为10~35个单元,进一步优选为15~30个单元,特别优选为17.5~27.5个单元。
重复单元(1)的含量为30个单元以上时,液晶聚酯的熔融流动性、耐热性和强度・刚性易于提高,但如果超过80个单元,则液晶聚酯的熔融温度或熔融粘度易于变高,其结果是成型所需要的温度易于变高。
作为液晶聚酯,优选是以构成液晶聚酯的全部重复单元的合计量为100个单元计,具有30个单元以上的源于对羟基苯甲酸的重复单元(1)的液晶聚酯。
重复单元(2)的含量与重复单元(3)的含量的比例以前者与后者之比表示,优选为0.9/1.0~1.0/0.9,更优选为0.95/1.00~1.00/0.95,进一步优选为0.98/1.00~1.00/0.98。
液晶聚酯中的重复单元(1)~(3)各自为1种重复单元或2种以上的重复单元的组合。液晶聚酯可以含有重复单元(1)~(3)以外的其它重复单元。其它重复单元的含量以液晶聚酯中的全部重复单元的合计量作为100个单元计,优选为10个单元以下,更优选为5个单元以下。
液晶聚酯中含有的重复单元(3)的至少一部分从降低液晶聚酯的熔融粘度的角度考虑,优选是X和Y一同为氧原子的重复单元(即,源于芳族二醇的重复单元),更优选全部的重复单元(3)是源于芳族二醇的重复单元。
液晶聚酯优选的制造方法从操作性良好地制造耐热性或强度・刚性高的高分子量的液晶聚酯的角度考虑,是包含使上述原料单体熔融聚合而制造聚合物(以下称为“预聚物”)的工序、和使预聚物固相聚合的工序的制造方法。该熔融聚合可在催化剂的存在下进行。该催化剂可以列举醋酸镁、醋酸亚锡、钛酸四丁基酯、醋酸铅、醋酸钠、醋酸钾和三氧化锑这样的金属化合物;以及4-(二甲基氨基)吡啶和1-甲基咪唑这样的含氮杂环式化合物。其中,优选是含氮杂环式化合物。
液晶聚酯的流动起始温度优选为270℃以上,更优选为270~400℃,进一步优选为280~380℃。流动起始温度为270℃以上时,液晶聚酯的耐热性或强度・刚性易于提高。流动起始温度超过400℃时,液晶聚酯的熔融温度或熔融粘度变高,其结果是液晶聚酯的成型温度易于变高。
流动起始温度也称作为流过温度(フロー温度)或流动温度(流動温度),其是成为液晶聚酯分子量的基准的温度。流动起始温度是使用毛细管流变仪将液晶聚酯在9.8MPa(100kg/cm2)的载荷下、以4℃/分钟的速度升温的同时使其熔融,并从内径1mm和长度10mm的喷嘴中挤出时,粘度显示为4800Pa・s(48000泊)的温度(参照小出直之编、“液晶聚マー-合成・成形・応用-”、株式会社シーエムシー、1987年6月5日、p.95)。液晶聚酯以外的液晶高分子、或含有液晶高分子的组合物的流动起始温度也可以用与上述同样的方法测定。
本发明的球状填充物是指在特定的方向不具有扩展(拡がり)的粒状填充物这样的填充物,而不是指在特定的方向具有扩展的纤维状填充物、板状填充物和长条状填充物这样的填充物。球状填充物的平均球形度优选为3以下,更优选为1~2,进一步优选为1.0~1.5,特别优选为1.0~1.2。
平均球形度可用以下的程序求得:
(1)从由多个填充物构成的球状填充物中随机选取30个填充物;
(2)将选取的各填充物的最大长度(D1)和最小长度(D2)利用万能投影机或高倍率立体显微镜这样的仪器进行测定;
(3)对于测定的各D1和D2,算出作为D1/D2的比例(将该比例称为“球形度”);
(4)将算出的30个球形度的平均值作为球状填充物的平均球形度。
本发明的液晶高分子组合物中的球状填充物的中心粒径小于10μm,优选为9μm以下。中心粒径是指中值粒径D50,是指将粒径分成两极(2極化)时,使两者相互等量的数值。中心粒径为10μm以上时,注射成型体的艾佐德冲击强度难以变高。中心粒径的下限值从液晶高分子组合物的熔融粘度降低、流动性提高的角度考虑,优选为1μm以上。
作为球状填充物,可以列举包含玻璃珠、玻璃粉和中空玻璃这样的玻璃的填充物;高岭土;粘土;蛭石;硅酸钙、硅酸铝、长石粉、酸性白土、蜡石粘土、绢云母、夕线石、膨润土、板岩粉和硅烷这样的硅酸盐;碳酸钙、胡粉、碳酸钡、碳酸镁和白云石这样的碳酸盐;重晶石粉、钡白、沉淀性硫酸钙、熟石膏和硫酸钡这样的硫酸盐;水合氧化铝等的氢氧化物;氧化铝、氧化锑、氧化镁、氧化钛、氧化锌、二氧化硅、硅砂、石英、白炭黑和硅藻土这样的氧化物;二硫化钼这样的硫化物;金属粉粒体;氟树脂这样的有机高分子;包含溴化二苯基醚这样的低分子量有机化合物结晶的填充物。其中优选是玻璃珠或中空玻璃。本发明的球状填充物是1种球状填充物或2种以上的球状填充物的组合。本发明的球状填充物还含有长宽比小的粉粒体。
上述式中涉及的“球状填充物的体积比”的值为1.5×105~4.0×106,优选为2.0×105~2.0×106。该体积比的值为1.5×105以上时,(1)液晶高分子组合物的注射成型的稳定性提高,(2)液晶高分子组合物在注射成型时的流动性提高,(3)注射成型变得良好,(4)注射成型体的机械特性提高。该体积比的值为4.0×106以下时,注射成型体的艾佐德冲击强度变高。
上述的“球状填充物的体积比”相当于注射成型体1cm3中含有的、以平均体积规定的球状填充物的个数。通过以上述那样设定这样的个数的范围,与例如不考虑球状填充物的体积而设定球状填充物的个数的范围的情况不同,不会形成艾佐德冲击强度低的成型体。
液晶高分子组合物中的球状填充物的含量进一步优选根据球状填充物的中心粒径来调节。例如中心粒径小于5μm时,上述“球状填充物的体积比”的值优选为4.5×105~4.0×106,更优选为5.0×105~2.0×106。另外,中心粒径为5μm以上且小于10μm时,“球状填充物的体积比”的值优选为1.5×105~1.0×106,更优选为2.0×105~5.5×105。
上式中的“注射成型体1cm3中的球状填充物的总体积”可以利用包含以下程序的方法求得:
(1)求出注射成型体的体积、和注射成型体中的液晶高分子或球状填充物的总体积;
(2)算出注射成型体的体积中球状填充物所占的总体积;
(3)将该比例换算成每1cm3注射成型体的值。
程序(1)中涉及的“注射成型体的体积”可以如下述这样算出,即,利用基于阿基米德原理的方法求得注射成型体的比重,并由该比重和注射成型体的重量算出。
程序(1)中涉及的“注射成型体中的液晶高分子和球状填充物各自的体积”可以如下述这样算出,即,利用基于阿基米德原理的方法求出液晶高分子和球状填充物各自的比重,接着由该比重、和液晶高分子组合物中的液晶高分子和球状填充物各自的配混比例来算出。
上式中的“每1个球状填充物的平均体积”可以例如将球状填充物的形状视为圆球,由球状填充物的中心粒径来算出。
本发明中的液晶高分子组合物可以含有填充材料、添加剂和与液晶高分子不同的高分子化合物这样的、球状填充物以外的其它成分的1种或2种以上的组合。
作为上述的填充材料,可以列举纤维状填充材料、板状填充材料和粒状填充材料。上述的填充材料是无机填充材料或有机填充材料。
作为上述的纤维状的无机填充材料,可以列举玻璃纤维;PAN系碳纤维和沥青系碳纤维这样的碳纤维;二氧化硅纤维、氧化铝纤维和二氧化硅-氧化铝纤维这样的陶瓷纤维;钛酸钾晶须、钛酸钡晶须、硅灰石晶须、硼酸铝晶须、氮化硅晶须和碳化硅晶须这样的晶须;以及不锈钢纤维这样的金属纤维。
作为上述的纤维状的有机填充材料,可以列举聚酯纤维和芳族聚酰胺纤维。
作为上述的板状的无机填充材料,可以列举滑石、云母(例如白云母、金云母、氟金云母和四硅云母)、石墨、硅灰石、玻璃磷片、硫酸钡和碳酸钙。
作为上述的粒状的无机填充材料,可以列举二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氮化硼、碳化硅和碳酸钙。
填充材料的含量相对于液晶高分子100质量份,优选为100质量份以下。
上述添加剂可以列举抗氧化剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、表面活性剂、阻燃剂、润滑剂、脱模剂和着色剂。添加剂的含量相对于液晶高分子100质量份,优选为5质量份以下。
上述高分子化合物可以列举聚丙烯、聚酰胺、聚酯、聚砜、聚苯硫醚、聚醚酮、聚碳酸酯、聚苯醚和聚醚酰亚胺这样的热塑性树脂;以及酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂和氰酸酯树脂这样的热固化性树脂。该高分子化合物的含量相对于液晶高分子100质量份,优选为20质量份以下。
本发明的液晶高分子组合物优选通过将液晶高分子、球状填充物和作为任意成分的其它成分用挤出机熔融混炼,并以颗粒状挤出来制造。挤出机优选是具有料筒(シリンダー)、在料筒内配置的1根以上的螺杆和在料筒的1处以上设置的供给口的挤出机,进一步更优选是在料筒的1处以上具有排气孔部(ベント部)的挤出机。
本发明的制造方法中的注射速度例如可以用波形监视器观测来求得。注射加速度为1000mm/sec2以上时,所得的注射成型体的表面性和熔接部的强度提高。注射加速度的上限值为25000mm/sec2这样的并不这么大的值,因此不需要特殊的注射成型机,因此,本发明具有通用性。
上述“表面性”是指在注射成型体的表面看到的干斑或波纹的发生程度,发生的程度越低越优选。上述“熔接部”是指将液晶高分子组合物向注射成型模具中压入并将二个以上的流体在模具内合流时,合流的部位通过熔接而在注射成型体中一体化的部位。熔接部的典型例子是具有开口部的注射成型体的熔接部。通过提高熔接部的强度,可以使注射成型体的艾佐德冲击强度提高,使耐冲击性增加。
本发明的制造方法的、模具的入口处的注射压力的最大值为5~150MPa。注射压力例如可以从压力波形上读取来求得。
注射压力为5MPa以上时,注射成型体的表面性和熔接部的强度提高。注射压力为150MPa以下时,可抑制注射成型体中毛刺(バリ)的产生,进一步地,注射成型体从模具中的脱模变得容易,其结果是与脱模时注射成型体的变形相伴的熔接部的裂纹也被抑制。
在本发明的制造方法中,通过上述方法求得液晶高分子组合物的流动起始温度后,优选使注射时的液晶高分子组合物的温度(熔融状态的液晶高分子组合物的实际温度)为在比流动起始温度仅高20℃的温度、与比流动起始温度仅高80℃的温度之间的温度,而将液晶高分子组合物进行注射。该温度范围从提高熔接部的强度和成型性的角度考虑,更优选是在比流动起始温度仅高25℃的温度、与比流动起始温度仅高60℃的温度之间的温度。
液晶高分子组合物的温度为“比流动起始温度仅高20℃的温度”以上时,所得注射成型体的表面的干斑被抑制,表面性提高,熔接部的强度也提高。液晶高分子组合物的温度为“比流动起始温度仅高80℃的温度”以下时,可以抑制注射成型机内的液晶高分子组合物的滞留,因此可抑制注射成型机内的液晶高分子组合物的分解,其结果是注射成型体的表面性得到提高。进一步地,将注射成型体从模具脱模时,熔融状态的液晶高分子组合物从喷嘴的流出被抑制,其结果是注射成型体的生产率得到提高。
本发明的制造方法中的模具的温度从提高所得注射成型体的表面性的角度考虑,优选为80℃以上。模具的温度的上限值优选根据液晶高分子组合物的种类而适当调整,从防止液晶高分子组合物的分解的角度考虑,优选是比液晶高分子组合物的流动起始温度仅低50℃的温度。该上限值可缩短成型后的模具的冷却时间,因此生产率提高。进一步地,注射成型体从模具的脱模变得容易,因此注射成型体的变形被抑制。进一步地,模具之间的咬合提高,因此模具开合时的注射成型体的破损被抑制。从更显著地得到这些效果的角度考虑,模具的温度优选是在80℃与比液晶高分子组合物的流动起始温度仅低100℃的温度之间的温度,更优选是在100℃、与比液晶高分子组合物的流动起始温度仅低100℃的温度之间的温度,进一步优选是在130℃、与比液晶高分子组合物的流动起始温度仅低100℃的温度之间的温度。
对于本发明的制造方法,以下列举用于决定更为实用的注射成型条件的方法。在该方法中,(1)将任意的平板状注射成型体作为标准成型体,(2)改变注射成型条件,将标准成型体进行注射成型,(3)测定所得的各标准成型体的熔接部的弯曲强度,(4)基于其结果,将注射成型条件最优化。
作为用于将注射成型条件之一的“模具的温度”最优化的方法,可以列举包含以下程序的方法:
(1)使注射时的液晶高分子组合物的温度为合适的范围(例如在比液晶高分子组合物的流动起始温度仅高20℃的温度、与比液晶高分子组合物的流动起始温度仅高80℃的温度之间的温度);
(2)使注射加速度为1000~25000mm/sec2;
(3)使模具入口的注射压力的最大值为5~150MPa;
(4)使模具的温度为80℃;
(5)进行注射成型,制作标准成型体;
(6)由标准成型体切出具有熔接部的试验片;
(7)测定熔接部的弯曲强度;
(8)如果需要,例如利用表面粗度计测定粗糙度,评价注射成型体的表面性;
(9)另外,将模具的温度设定为80℃以上的特定温度,进行上述(5)~(7)或(8)的程序;
(10)进一步地,将模具的温度设定为80℃以上的各种特定温度,进行上述(5)~(8)的程序;
(11)进而另外,将模具的温度设定为80℃以下的各种特定温度,进行上述(5)~(8)的程序;
(12)由以上得到的、注射成型体的熔接部的强度和表面性的评价结果,将模具的温度最优化。
利用与上述同样的方法,可以容易地将“注射时的液晶高分子组合物的温度”、“注射加速度”、“模具入口的注射压力的最大值”最优化。
利用上述方法决定实用的注射成型条件后,将模具改变为用于得到目的的注射成型体的模具,进行注射成型。
本发明的注射成型体的熔接部的弯曲强度优选为15MPa以上,更优选为20MPa以上,进一步优选为25MPa以上。
如果作为目的的注射成型体本身的熔接部的强度测定和表面性评价是可能的,则可以将上述方法的“标准成型体”变化为“作为目的的注射成型体”,来决定实用的注射成型条件。
本发明中的注射成型体由于“球状填充物的中心粒径”和“球状填充物的体积比”满足各自特定的数值,因此艾佐德冲击强度优异。该艾佐德冲击强度通过调节构成液晶高分子组合物的各成分的配混比例,优选为500J/m以上,更优选为600J/m以上。
本发明的注射成型体适合于要求高耐热性、高强度和高刚性的各种制品或部件。作为制品或部件,可以列举光拾取器线圈架(光ピックアップボビン)和变压器线圈架(トランスボビン)这样的线圈架;继电器箱、继电器座、继电器浇口(リレースプルー)和继电器转子这样的继电器部件;灯光反射器和LED反射器这样的反射器;加热器支架这样的支架;扬声器振动板这样的振动板;复印机用分离爪和打印机用分离爪这样的分离爪;袖珍相机这样的照相机的模块部件;开关部件;马达部件;传感器部件;硬盘驱动部件;烤箱器皿这样的餐具;车辆部件;飞机部件;以及半导体元件用密封构件和线圈用密封构件这样的密封构件。
实施例
以下,基于实施例来说明本发明,但本发明不限于这些实施例。
制造例1(液晶聚酯的制造)
在具有搅拌装置、转矩计、氮气导入管、温度计和回流冷凝器的反应器中加入对羟基苯甲酸994.5g(7.2摩尔)、对苯二甲酸299.0g(1.8摩尔)、间苯二甲酸99.7g(0.6摩尔)、4,4’-二羟基联苯446.9g(2.4摩尔)、醋酸酐1347.6g(13.2摩尔)和1-甲基咪唑0.194g,在氮气气流下、一边搅拌一边用30分钟从室温升温至145℃,在145℃回流1小时。接着,一边蒸馏除去作为副产物的醋酸和未反应的醋酸酐,一边用2小时50分钟从145℃升温至320℃,在320℃保持1小时后,从反应器中取出内容物,冷却至室温。将所得的固形物用粉碎机粉碎,得到粉末状的预聚物。该预聚物的流动起始温度为261℃。接着,将该预聚物在氮气氛围下、用1小时从室温升温至250℃,用5小时从250℃升温至285℃,在285℃保持3小时,由此进行固相聚合后,进行冷却,得到粉末状的液晶聚酯。该液晶聚酯的流动起始温度为327℃。
上述的流动起始温度如下述这样测定,即,使用岛津制作所社制的流量测试计CFT-500型,在安装了具有内径1mm和长度10mm的喷嘴的口模的料筒中填充样品约2g,在9.8MPa(100kg/cm2)的载荷下、一边以4℃/分钟的速度升温,一边使样品熔融,从喷嘴中挤出,作为粘度显示为4800Pa・s(48000泊)的温度来测定。
制造例2(液晶聚酯组合物的制造)
将制造例1中得到的液晶聚酯、与下述各球状填充物GB1~GB5以表1的实施例1和比较例1~4中所示的配混比例混合。将所得的混合物分别使用池贝铁工株式会社制的双螺杆挤出机“PCM-30”,以340℃的料筒温度造粒,得到液晶聚酯组合物的颗粒。将所得的颗粒的流动起始温度的测定结果示于表1。
GB1:ポッターズバロティーニ公司制的玻璃珠“EGB731-PN”、中心粒径20μm(制造商公布)
GB2:ポッターズバロティーニ公司制的玻璃珠“EGB210”、中心粒径18μm(制造商公布)
GB3:ポッターズバロティーニ公司制的玻璃珠“EMB20”、中心粒径10μm(制造商公布)
GB4:ポッターズバロティーニ公司制的玻璃珠“EMB10”、中心粒径5μm(制造商公布)
GB5:ユニチカ公司制的玻璃珠“UB26E”(制造商公布尺寸:中心粒径75μm)。
实施例1和比较例1~4
将上述得到的液晶聚酯组合物的各颗粒在120℃干燥3小时后,利用日精树脂工业公司制的注射成型机“UH-1000型”,在表1所示的条件下进行注射成型,制作3.2mm×12.7mm×127mm的注射成型体。用波形监视器测量模具入口的注射压力的最大值(也称为“冲击压力()”)和Attack时间。测定所得注射成型体的艾佐德冲击强度和上述“球状填充物的体积比”。结果示于表1。
由表1可以清楚地获知,球状填充物的中心粒径小于10μm、球状填充物的体积比满足1.5×105≦球状填充物的体积比≦4.0×106这样的关系式的实施例1的注射成型体具有高的艾佐德冲击强度和优异的耐冲击性。
相对于此,球状填充物的中心粒径大于10μm、球状填充物的体积比不满足上述关系式的比较例1~4的注射成型体都具有低的艾佐德冲击强度、和差的耐冲击性。
Claims (6)
1.注射成型体,其包含含有液晶高分子和中心粒径小于10μm的球状填充物的液晶高分子组合物,并满足下式:
1.5×105≦[该注射成型体1cm3中的球状填充物的总体积/每1个球状填充物的平均体积]≦4.0×106。
2.根据权利要求1所述的注射成型体,其中,该液晶高分子为液晶聚酯。
3.根据权利要求2所述的注射成型体,其中,该液晶聚酯以该液晶聚酯中所含的全部重复单元的合计量作为100个单元计,含有30个单元以上的源于对羟基苯甲酸的重复单元。
4.根据权利要求1所述的注射成型体的制造方法,其中,
将含有液晶高分子和中心粒径小于10μm的球状填充物的液晶高分子组合物在下式定义的注射加速度为1000~25000mm/sec2、模具入口的注射压力的最大值为5~150MPa的条件下进行注射而成,
注射加速度=注射速度的最大值/从注射开始至达到该最大值为止的时间。
5.根据权利要求4所述的制造方法,其中,注射时的该液晶高分子组合物的温度是在比该液晶高分子组合物的流动起始温度仅高20℃的温度、与比该液晶高分子组合物的流动起始温度仅高80℃的温度之间的温度。
6.根据权利要求4所述的制造方法,其中,该模具的温度是在80℃、与比该液晶高分子组合物的流动起始温度仅低100℃的温度之间的温度。
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