CN103881279A - 热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物、在热板熔接中的应用以及熔接方法 - Google Patents

热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物、在热板熔接中的应用以及熔接方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物、在热板熔接中的应用以及熔接方法。本发明涉及甲基丙烯酸树脂组合物在热板熔接中的应用，该甲基丙烯酸树脂组合物含有以甲基丙烯酸甲酯为主体的单体聚合而成的聚合物，该聚合物的粘均分子量为15万-25万。

Description

热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物、在热板熔接中的应用以及熔接方法
本申请是申请号为200980112229.1（国际申请日为2009年04月07日）、发明名称为“热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物、在热板熔接中的应用以及熔接方法”的进入国家阶段的PCT申请的分案申请。 
技术领域
本发明涉及热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物、在热板熔接中的应用和熔接方法。所述甲基丙烯酸树脂组合物例如可用作尾灯罩、前灯罩和仪表板等车辆用部件等的原材料。 
背景技术
已知甲基丙烯酸树脂组合物的透明性或耐候性优异，可用作尾灯罩或前灯罩、仪表板等车辆用部件等的原材料(例如参照专利文献1-9)。所述车辆用部件是将由ABS树脂等的苯乙烯系树脂等构成的壳套部件与其接合，并进一步加工。已知将它们接合的方法有粘合剂的方法、热板熔接法、振动熔接法等(专利文献10)。这里所述的热板熔接法是将上述各部件的接合部分别与金属制的热板紧密贴合，加热熔融，然后将它们压接的方法，这可以省却涂布粘合剂的麻烦或使粘合剂固化的时间，是生产性优异的方法。 
现有技术文献 
专利文献 
专利文献1：日本特开平05-311025号公报 
专利文献2：日本特开平05-247311号公报 
专利文献3：日本特开平05-279537号公报 
专利文献4：日本特开平06-41385号公报 
专利文献5：日本特开平06-41386号公报 
专利文献6：日本特开平06-184389号公报 
专利文献7：日本特开平06-184390号公报 
专利文献8：日本特开平06-240093号公报 
专利文献9：日本特开平01-294763号公报 
专利文献10：日本特开2005-239823号公报 
发明内容
在热板熔接法中，从生产性的角度考虑，希望在短时间内将各部件的接合部分熔融，因此优选高热板温度，另外该温度至少需要230℃左右。但是以往的甲基丙烯酸树脂组合物中，将其用加热至上述规定温度的热板熔融后，在从热板上分离时，树脂的一部分无法良好地从热板上剥离，可见拉成丝状的现象(所谓的拉丝)。将上述树脂组合物用作上述车辆用部件的原材料，这成为外观不良的原因。 
因此，本发明的目的在于提供：在热板熔接时，即使提高热板温度也难以发生拉丝的热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物。本发明的目的还在于提供上述甲基丙烯酸树脂组合物在热板熔接中的应用、以及熔接方法。 
在所述状况下，本发明人进行了深入的研究，结果发现了一种甲基丙烯酸树脂组合物，该甲基丙烯酸树脂组合物含有以甲基丙烯酸甲酯为主体的单体聚合而成的聚合物，该聚合物的粘均分子量为15万-25万，该甲基丙烯酸树脂组合物在将其用于热板熔接时，即使提高热板温度也难以发生拉丝，是热板熔接用优异的树脂组合物，从而完成了本发明。 
即，本发明提供热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物，它含有以甲基丙烯酸甲酯为主体的单体聚合而成的聚合物，其特征在于：该聚合物的粘均分子量为15万-25万。 
本发明还涉及甲基丙烯酸树脂组合物在热板熔接中的应用，该甲基丙烯酸树脂组合物含有以甲基丙烯酸甲酯为主体的单体聚合而成的聚合物，聚合物的粘均分子量为15万-25万。 
本发明进一步涉及熔接方法，该方法具备以下步骤：将由甲基丙烯酸树脂组合物形成的第1部件的至少一部分与热板接触并熔融的步骤， 其中，所述甲基丙烯酸树脂组合物含有以甲基丙烯酸甲酯为主体的单体聚合而成的聚合物，聚合物的粘均分子量为15万-25万；将第1部件从热板上分离，与第2部件压接的步骤。 
根据本发明，可以提供：在热板熔接时，即使提高热板温度也难以发生拉丝的热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物。 
附图简述 
图1是表示本实施方案的熔接方法的步骤图。 
图2是自上观察切断之前的平板1的示意图。 
图3是自上观察将平板1切断后的各试验片2的示意图。 
图4是表示拉丝性评价试验中该评价试验开始前状态的一个例子的示意图。 
图5是表示拉丝性评价试验中，甲基丙烯酸树脂组合物的试验片拉丝状态的一个例子的示意图。 
实施发明的方式 
以下详细说明本发明。本发明中的热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物是含有以甲基丙烯酸甲酯为主体的单体聚合而成的聚合物的热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物，其特征在于：该聚合物的粘均分子量为15万-25万。含有具如上所述规定的粘均分子量的聚合物的热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物在将其用于热板熔接时，即使提高热板的温度，在将热板与该树脂组合物分离时，树脂难以发生拉成丝状的所谓的拉丝，作为热板熔接用极为优异。 
以甲基丙烯酸甲酯为主体的单体包含50%重量以上甲基丙烯酸甲酯和除此以外的单体。所述甲基丙烯酸甲酯以外的单体只要是可以与甲基丙烯酸甲酯共聚的单体即可，没有特别限制，可以是1个分子内具有1个可自由基聚合的双键的单官能单体，也可以是1个分子内具2个以上可自由基聚合的双键的多官能单体。其中，甲基丙烯酸甲酯以外的单体优选丙烯酸酯。甲基丙烯酸甲酯以外的单体采用丙烯酸酯时，优选甲基丙烯酸甲酯为85-100重量份、以及丙烯酸酯为0-15重量份，更优选甲基丙烯酸甲酯为92-99.9重量份、以及丙烯酸酯为0.1-8重量 份。 
上述丙烯酸酯例如有：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸苄基酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-羟基乙酯等。其中优选丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯。丙烯酸酯可以单独使用一种或将两种以上组合使用。 
本发明的甲基丙烯酸树脂组合物含有粘均分子量为15万-25万的上述聚合物。所述粘均分子量M可通过下式(1)求出。 
1nM＝{In[η]-In(4.8×10-5)}/0.8    (1) 
式(1)中，M表示粘均分子量，[η]表示特性粘度。该[η]可由按照ISO1628-6测定的粘数VN进一步通过下式(2)求出。 
VN＝[η]＋0.4×[η]2    (2) 
上述聚合物的制备方法没有特别限定，例如可以采用通过悬浮聚合、溶液聚合、本体聚合等的聚合反应将以规定量甲基丙烯酸甲酯为主体的单体进行聚合的方法。控制所述聚合物的粘均分子量的方法可以采用以往公知的方法，例如可通过调节引发剂的种类和量、链转移剂的种类和量、聚合温度等来控制。通常采用下述方法：减少链转移剂的量来提高粘均分子量，通过使链转移剂的量增多来降低粘均分子量。 
从抑制所得甲基丙烯酸树脂组合物的拉丝的角度考虑，甲基丙烯酸树脂组合物中除上述聚合物外，还优选含有脂肪酸衍生物和/或脂族醇。这里所述的脂肪酸衍生物有脂肪酸酰胺、脂肪酸烷基酯、脂肪酸甘油酯等，其中优选脂肪族酰胺。 
这里所述的脂肪酸酰胺通常是具有碳原子数10-22左右的脂肪酸与氨或氨基化合物脱水缩合而成的结构的化合物。脂肪酸酰胺例如有：月桂酸酰胺、棕榈酸酰胺、硬脂酸酰胺、山嵛酸酰胺等的饱和脂肪酸酰胺，或油酸酰胺、亚油酸酰胺等的不饱和脂肪酸酰胺，亚乙基双月桂酸酰胺、亚乙基双棕榈酸酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺等的酰胺类。 其中优选硬脂酸酰胺或亚乙基双硬脂酸酰胺。脂肪酸酰胺可以单独使用1种或将2种以上组合使用。 
脂肪酸烷基酯通常是具有碳原子数10-22左右的脂肪酸与碳原子数1-10左右的1价脂族醇脱水缩合而成的结构的化合物。脂肪酸烷基酯例如有：月桂酸甲酯、月桂酸乙酯、月桂酸丁酯、月桂酸辛酯、棕榈酸甲酯、棕榈酸乙酯、棕榈酸丁酯、棕榈酸辛酯、硬脂酸甲酯、硬脂酸乙酯、硬脂酸丁酯、硬脂酸辛酯、山嵛酸甲酯、山嵛酸乙酯、山嵛酸丁酯、山嵛酸辛酯等饱和脂肪酸烷基酯，油酸甲酯、油酸乙酯、油酸丁酯、油酸辛酯、亚油酸甲酯、亚油酸乙酯、亚油酸丁酯、亚油酸辛酯等不饱和脂肪酸烷基酯等。其中，优选硬脂酸甲酯、硬脂酸乙酯、硬脂酸丁酯、硬脂酸辛酯等硬脂酸烷基酯，更优选硬脂酸甲酯。脂肪酸烷基酯可以单独使用1种或将2种以上组合使用。 
脂肪酸甘油酯通常是具有碳原子数10-22左右的脂肪酸与甘油脱水缩合而成的结构的化合物。脂肪酸甘油酯有：脂肪酸单甘油酯、脂肪酸二甘油酯、脂肪酸三甘油酯。脂肪酸甘油酯的具体例子有：月桂酸单甘油酯、月桂酸二甘油酯、月桂酸三甘油酯、棕榈酸单甘油酯、棕榈酸二甘油酯、棕榈酸三甘油酯、硬脂酸单甘油酯、硬脂酸二甘油酯、硬脂酸三甘油酯、山嵛酸单甘油酯、山嵛酸二甘油酯、山嵛酸三甘油酯等饱和脂肪酸甘油酯，或油酸单甘油酯、油酸二甘油酯、油酸三甘油酯、亚油酸单甘油酯、亚油酸二甘油酯、亚油酸三甘油酯等不饱和脂肪酸甘油酯等。其中优选硬脂酸单甘油酯、硬脂酸二甘油酯、硬脂酸三甘油酯等硬脂酸甘油酯，更优选硬脂酸单甘油酯。脂肪酸甘油酯可以单独使用1种或将2种以上组合使用。 
脂族醇通常是碳原子数10-22的脂族醇，可以是一元醇，也可以是多元醇。脂族醇的具体例子有：月桂醇、棕榈醇、硬脂醇、山嵛醇等饱和脂族醇，或油醇、亚油醇等不饱和脂族醇等。其中优选硬脂醇。脂族醇可以单独使用1种或将2种以上组合使用。 
脂肪酸衍生物和/或脂族醇的用量没有特别限定，优选其含量相对于100重量份聚合物为0.01-1.0重量份。 
在不影响拉丝性的范围内，本发明的甲基丙烯酸树脂组合物可以根据需要含有紫外线吸收剂、光漫射剂、抗氧化剂、着色剂、热稳定剂 等。 
使用脂肪酸衍生物和/或脂族醇时，将它们配合在甲基丙烯酸树脂组合物中的方法例如有以下方法：将上述聚合物、规定量的脂肪酸衍生物和/或脂族醇加入到单轴挤出机或双轴挤出机中，通过加热熔融混炼进行混合的方法；在以甲基丙烯酸甲酯为主体的单体聚合反应时，一并混合脂肪酸衍生物和/或脂族醇的方法；在上述聚合物的颗粒表面附着脂肪酸衍生物和/或脂族醇，成型时一起混合的方法等。 
通过上述方法均可获得本发明的甲基丙烯酸树脂组合物。所述甲基丙烯酸树脂组合物在将其应用于热板熔接时，即使提高热板的温度，在分离热板与该树脂组合物时也难以发生树脂被拉成丝状的所谓的拉丝，因此作为热板熔接用很优异。 
本发明的熔接方法具备以下步骤：将由上述甲基丙烯酸树脂组合物形成的第1部件的至少一部分与热板接触并熔融的步骤；将第1部件从热板上分离，与第2部件压接的步骤。这里，第2部件的材质没有特别限定。第2部件可以是使用本发明的甲基丙烯酸树脂组合物形成的。图1是表示本实施方案的熔接方法的步骤图。这种情况下，可以在第1部件10和第2部件20之间配置热板40(参照图1(a))，使第1部件10和第2部件20的至少一部分与热板40接触，分别熔融(参照图1(b))，然后从热板40上分离(参照图1(c))，将第1部件的熔融部10a和第2部件的熔融部20a压接(参照图1(d))。 
所述甲基丙烯酸树脂组合物可适合用作车辆用部件的原材料，特别适合用作尾灯罩、前灯罩、仪表板等的车辆用部件的原材料。 
实施例
以下通过实施例详细说明本发明，但本发明并不受其限定。 
[用于进行拉丝性评价试验的试验片的制备方法] 
使用作为评价试验对象的甲基丙烯酸树脂组合物，通过注射成型机(东芝制造的“IS130II型”)，在成型温度240℃、模具温度60℃下制备长210mm×宽120mm×厚度3mm的平板1(参照图2)。接着，将该平板1用锯板机如图3所示切成长20mm×宽40mm×厚3mm，共制作22片试验片2。图2是自上观察切断之前的平板1的示意图，图3是自上 观察切断后各试验片2的示意图。 
[拉丝性的评价试验法] 
根据图4和图5对甲基丙烯酸树脂组合物的拉丝性的评价试验方法进行说明。图4是表示评价试验开始前状态的一个例子的示意图，图5是表示该评价试验中，甲基丙烯酸树脂组合物的试验片拉丝的状态的一个例子的示意图。 
如图4所示，在电热板3上铺长15cm×宽15cm×厚3mm的SUS34制的板，将其作为热板4。在可调节高度的测高计5上夹持铝制的棒6，再在该铝棒6上用夹子固定按照上述制备方法获得的长20mm×宽40mm×厚3mm的甲基丙烯酸树脂组合物的试验片2。 
接着，将该试验片2中制备该试验片时未被锯板机切断的面(20mm×3mm)按压在加热至规定温度的热板4上20秒，使试验片2的接触部熔融，然后如图5所示，提起试验片2，通过测高计5的刻度读取丝7拉起的长度。将上述操作重复10次，求出某一温度下拉丝的长度平均值。该平均值为5cm时的温度作为拉丝起始温度。 
[粘均分子量的测定] 
聚合物的粘均分子量是使用乌氏粘度计，按照ISO-1628-6的方法测定25℃、0.1%氯仿溶液中的特性粘度，由上述式(1)计算。 
实施例1 
(a)甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸甲酯聚合而成的聚合物的制备 
向具备搅拌器的聚合反应器中分别连续供给97重量份甲基丙烯酸甲酯和3重量份丙烯酸甲酯的混合物、0.016重量份1,1-二(叔丁基过氧)环己烷、0.09重量份正辛基硫醇，在175℃下、以平均停留时间40分钟进行聚合反应。接着，将由聚合反应器排出的反应液(部分聚合物)进行预热，然后供给排气挤出机，使未反应的单体成分气化回收，同时得到颗粒状聚合物。 
(b)热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物的评价 
将实施例1(a)所得聚合物作为热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物，按照上述制备方法制备试验片，然后按照上述评价试验方法评价该试验片。其结果如表1所示。 
实施例2 
(a)甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸甲酯聚合而成的聚合物的制备 
按照与实施例1(a)同样的操作得到颗粒状的聚合物。 
(b)热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物的制备 
将100重量份实施例2(a)所得的聚合物、0.1重量份亚乙基双硬脂酸酰胺用转鼓混合，然后供给螺杆直径40mm的挤出机并熔融混炼，得到热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物。 
(c)热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物的评价 
使用实施例2(b)所得的甲基丙烯酸树脂组合物，按照上述制备方法制备试验片，然后按照上述评价试验方法评价该试验片。其结果如表1所示。 
实施例3 
将亚乙基双硬脂酸酰胺的使用量由0.1重量份变更为0.2重量份，除此之外进行与实施例2同样的操作。其结果如表1所示。 
实施例4 
将亚乙基双硬脂酸酰胺的使用量由0.1重量份变更为0.3重量份，除此之外进行与实施例2同样的操作。其结果如表1所示。 
实施例5 
(a)热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物的制备 
按照与实施例1(a)同样的操作进行聚合反应。接着将由聚合反应器排出的反应液(部分聚合物)进行预热，然后供给排气挤出机，使未反应的单体成分气化回收，然后通过计量泵添加0.1重量份在该挤出机顶端部熔融的硬脂醇，得到颗粒状热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物。 
(b)热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物的评价 
使用实施例5(a)所得的甲基丙烯酸树脂组合物，按照上述制备方法制备试验片，然后按照上述评价试验方法评价该试验片。其结果如表1所示。 
比较例1 
(a)甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸甲酯聚合而成的聚合物的制备 
向具备搅拌器的聚合反应器中分别连续供给99重量份甲基丙烯酸甲酯和1重量份丙烯酸甲酯的混合物、0.016重量份1,1-二(叔丁基过氧)环己烷、0.17重量份正辛基硫醇，在175℃下、以平均停留时间40分钟进行聚合反应。接着，将由聚合反应器排出的反应液(部分聚合物)进行预热，然后供给排气挤出机，使未反应的单体成分气化回收，同时得到颗粒状聚合物。 
(b)热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物的评价 
以比较例1(a)所得的聚合物作为热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物，按照上述制备方法制备试验片，然后按照上述评价试验方法评价该试验片。其结果如表1所示。 
[表1] 
Figure BDA0000481738070000091
符号说明 
1…将甲基丙烯酸树脂组合物注射成型得到的平板，2…甲基丙烯酸树脂组合物的试验片，3…电热板，4…热板，5…测高计，6…铝棒，7… 甲基丙烯酸树脂组合物与热板之间产生的丝状的该树脂组合物的一部分，10…第1部件，10a…第1部件的熔融部，20…第2部件，20a…第2部件的熔融部，40…热板 

Claims (13)

1.甲基丙烯酸树脂组合物在热板熔接中的应用，该甲基丙烯酸树脂组合物含有以甲基丙烯酸甲酯为主体的单体聚合而成的聚合物，该聚合物的粘均分子量为15万-25万。
2.权利要求1的应用，其中，上述聚合物是85-100重量份甲基丙烯酸甲酯与0-15重量份丙烯酸酯聚合而成的聚合物。
3.权利要求1或2的应用，其中，上述甲基丙烯酸树脂组合物进一步含有脂肪酸衍生物和/或脂族醇。
4.权利要求3的应用，其中，上述脂肪酸衍生物和/或上述脂族醇的含量相对于100重量份上述聚合物为0.01-1.0重量份。
5.权利要求1-4中任一项的应用，其中，上述甲基丙烯酸树脂组合物用作车辆用部件的原材料。
6.权利要求5的应用，其中，上述车辆用部件是选自尾灯罩、前灯罩和仪表板的至少一种。
7.熔接方法，该熔接方法具备以下步骤：将由甲基丙烯酸树脂组合物形成的第1部件的至少一部分与热板接触并熔融的步骤，其中，所述甲基丙烯酸树脂组合物含有以甲基丙烯酸甲酯为主体的单体聚合而成的聚合物，该聚合物的粘均分子量为15万-25万；和将上述第1部件从上述热板上分离，与第2部件压接的步骤。
8.权利要求7的熔接方法，其中，上述聚合物是85-100重量份甲基丙烯酸甲酯与0-15重量份丙烯酸酯聚合而成的聚合物。
9.权利要求7或8的熔接方法，其中，上述甲基丙烯酸树脂组合物进一步含有脂肪酸衍生物和/或脂族醇。
10.权利要求9的熔接方法，其中，上述脂肪酸衍生物和/或上述脂族醇的含量相对于100重量份上述聚合物为0.01-1.0重量份。
11.权利要求7-10中任一项的应用，其中，上述甲基丙烯酸树脂组合物用作车辆用部件的原材料。
12.权利要求11的熔接方法，其中，上述车辆用部件是选自尾灯罩、前灯罩和仪表板的至少一种。
13.热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物，该甲基丙烯酸树脂组合物含有以甲基丙烯酸甲酯为主体的单体聚合而成的聚合物，该聚合物的粘均分子量为15万-25万。
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