CN109890898A - 聚芳硫醚系树脂组合物和嵌入成型品 - Google Patents
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Abstract
提供:高低温冲击性和低翘曲性优异的聚芳硫醚系树脂组合物和使用该树脂组合物的嵌入成型品。聚芳硫醚系树脂组合物的特征在于,含有:聚芳硫醚系树脂A;无机填充剂B;和,包含源自α‑烯烃的结构单元和源自α,β‑不饱和酸的缩水甘油酯的结构单元的烯烃系共聚物C,无机填充剂B含有板状无机填充剂B1、纤维状无机填充剂B2和粉粒状无机填充剂B3,板状无机填充剂B1的含量以其与聚芳硫醚系树脂A的质量比B1/A计为0.20以上且0.85以下,纤维状无机填充剂B2的含量以其与聚芳硫醚系树脂A的质量比B2/A计为0.30以上且1.1以下,粉粒状无机填充剂B3的含量以其与聚芳硫醚系树脂A的质量比B3/A计为超过0.2且0.80以下。
Description
技术领域
本发明涉及聚芳硫醚系树脂组合物和嵌入成型品。
背景技术
嵌入成型品是将由金属、无机固体物等形成的嵌入构件和由热塑性树脂组合物形成的树脂构件一体成型而得到的成型品,在汽车部件、电气电子部件、OA设备部件等广泛的领域中被应用。然而,构成嵌入成型品的金属等和热塑性树脂组合物的温度变化所产生的热膨胀率、收缩率有较大不同,因此,由于使用中的温度变化而有时会破坏嵌入成型品。因此,对于嵌入成型品要求高低温冲击性(耐热冲击性)。
聚芳硫醚系树脂在热塑性树脂中已知作为高低温冲击性较优异的树脂。然而,聚芳硫醚系树脂缺乏韧性且脆弱,因此,如汽车的发动机周围的部件那样,在嵌入构件的结构复杂、且树脂构件具有壁厚变化大的部分的基础上,使用的环境的高低温度变化大的情况下,能耐受其温度变化的可靠性有时会变低。作为解决这些问题的方法,已知有在聚芳硫醚系树脂中配混弹性体、纤维状填充剂和粉粒状填充剂的技术(专利文献1)。
另外,聚芳硫醚系树脂为结晶性树脂,因此,冷却过程中的树脂的收缩率在树脂的流动方向和其直角方向上不同、所谓具有收缩率的各向异性。由于如此的收缩率的各向异性而所得嵌入成型品中有时产生翘曲,特别是对于如大型电源模块那样,具有一定程度的大小的嵌入成型品,翘曲量的绝对量变大,尺寸精度有时降低。因此,对于使用聚芳硫醚系树脂的嵌入成型品,不仅要求高低温冲击性还要求低翘曲性。作为低翘曲性与冷热性(高低温冲击性)等性能均衡优异的技术,有在聚苯硫醚树脂中配混烯烃系聚合物和玻璃片的技术(专利文献2)。
专利文献1:日本特开2003-176410号公报
专利文献2:日本专利第4788032号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的课题在于,提供:高低温冲击性和低翘曲性优异的聚芳硫醚系树脂组合物和使用该树脂组合物的嵌入成型品。
用于解决问题的方案
本发明人在研究的过程中发现:在使用上述以往的树脂组合物的情况下,树脂的流动末端彼此接合而形成的部分即焊接部形成于其与通过树脂的膨胀收缩而产生的应力集中的部分即应力集中部在至少一部分中一致的位置的嵌入成型品中,该部分由于温度变化而容易被破坏,高低温冲击性降低。而且发现:组合使用板状、纤维状和粉粒状这3种无机填充剂作为在聚芳硫醚系树脂中配混的无机填充剂,从而树脂构件的焊接部以其与应力集中部一致的方式形成的情况下,也能兼顾高低温冲击性和低翘曲性,至此完成了本发明。
即,本发明的聚芳硫醚系树脂组合物的特征在于,含有:聚芳硫醚系树脂A;无机填充剂B;和,包含源自α-烯烃的结构单元和源自α,β-不饱和酸的缩水甘油酯的结构单元的烯烃系共聚物C,无机填充剂B含有板状无机填充剂B1、纤维状无机填充剂B2和粉粒状无机填充剂B3,板状无机填充剂B1的含量以其与聚芳硫醚系树脂A的质量比B1/A计为0.20以上且0.85以下,纤维状无机填充剂B2的含量以其与聚芳硫醚系树脂A的质量比B2/A计为0.30以上且1.1以下,粉粒状无机填充剂B3的含量以其与聚芳硫醚系树脂A的质量比B3/A计为超过0.20且0.80以下。本发明中,优选粉粒状无机填充剂B3的平均粒径为10μm以上。
本发明的嵌入成型品的特征在于,具有:嵌入构件,其是使用金属、合金或无机固体物而形成的;和,树脂构件,其覆盖嵌入构件的表面的至少一部分,树脂构件是使用上述聚芳硫醚系树脂组合物而形成的。
本发明中,树脂构件分别具有一个以上的焊接部和应力集中部,所述焊接部是前述树脂组合物的流动末端彼此接合而形成的,所述应力集中部是由膨胀收缩而产生的应力集中的应力集中部,至少一个焊接部和应力集中部可以以在至少一部分的区域中一致的方式构成。另外,可以以在树脂构件的包含至少一个应力集中部的表面的相反侧的表面上形成有浇口痕迹的方式构成。
发明的效果
根据本发明,可以提供:高低温冲击性和低翘曲性优异的聚芳硫醚系树脂组合物和使用该树脂组合物的嵌入成型品。
附图说明
图1为示意性示出嵌入成型品的一实施方式的图,且(A)为立体图、(B)为俯视图。
图2为对于低翘曲性的测定位置的说明图。
具体实施方式
以下,对本发明的一实施方式详细进行说明。本发明不限定于以下的实施方式,可以在不妨碍本发明的效果的范围内适宜加以变更而实施。
[聚芳硫醚系树脂组合物]
聚芳硫醚系树脂组合物(以下,也简称为“树脂组合物”)是包含以聚芳硫醚系树脂为主成分的树脂的树脂组合物。“为主成分”是指,树脂成分中、80质量%以上、85质量%以上、90质量%以上。本实施方式的树脂组合物含有:聚芳硫醚系树脂A、无机填充剂B和烯烃系共聚物C。
(聚芳硫醚系树脂A)
聚芳硫醚系树脂A为具有以下的通式(I)所示的重复单元的树脂。
-(Ar-S)-···(I)
(其中,Ar表示亚芳基。)
亚芳基没有特别限定,例如可以举出对亚苯基、间亚苯基、邻亚苯基、取代亚苯基、p,p’-二亚苯基砜基、p,p’-亚联苯基、p,p’-二亚苯基醚基、p,p’-二亚苯基羰基、亚萘基等。对于聚芳硫醚系树脂A,上述通式(I)所示的重复单元中,可以形成使用了同一重复单元的均聚物,也可以根据用途而形成包含不同重复单元的共聚物。
作为均聚物,优选具有对亚苯基作为亚芳基的、以对亚苯基硫醚基为重复单元的均聚物。这是由于,以对亚苯基硫醚基为重复单元的均聚物具有极高的耐热性,在宽范围的温度区域内体现高强度、高刚性、进而高的尺寸稳定性。通过使用这样的均聚物,从而可以得到具备非常优异的物性的成型品。
作为共聚物,可以使用上述包含亚芳基的亚芳基硫醚基中、不同的2种以上的亚芳基硫醚基的组合。这些之中,从得到具备耐热性、成型性、机械特性等高的物性的成型品的观点出发,优选包含对亚苯基硫醚基与间亚苯基硫醚基的组合。更优选包含70mol%以上的对亚苯基硫醚基的聚合物,进而优选包含80mol%以上的聚合物。需要说明的是,具有亚苯基硫醚基的聚芳硫醚系树脂A为聚亚苯基硫醚树脂(PPS树脂)。
聚芳硫醚系树脂A一般根据其制造方法,已知有实质上为线状且不具有支链、交联结构的分子结构者,和具有支链、交联的结构者,本实施方式中,对于任意类型均有效。
对于聚芳硫醚系树脂A的熔融粘度,在310℃和剪切速度1216sec-1下测定的熔融粘度优选5Pa·s以上且50Pa·s以下、更优选7Pa·s以上且40Pa·s以下。熔融粘度为5Pa·s以上且50Pa·s以下的情况下,可以维持优异的高低温冲击性和良好的流动性。
聚芳硫醚系树脂A的制造方法没有特别限定,可以通过以往公知的制造方法而制造。例如,合成低分子量的聚芳硫醚系树脂A后,在公知的聚合助剂的存在下,在高温下进行聚合并进行高分子量化,从而可以制造。
(无机填充剂B)
无机填充剂B含有板状无机填充剂B1、纤维状无机填充剂B2和粉粒状无机填充剂B3(以下,也简称为“无机填充剂B1~B3”)。通过组合使用板状、纤维状和粉粒状这3种无机填充剂B1~B3作为无机填充剂B,从而对于后述的、树脂构件的焊接部形成于机械强度弱的应力集中部的嵌入成型品,也可以形成能兼顾优异的高低温冲击性和低翘曲性的树脂组合物。
本实施方式中,“板状”是指,异径比大于4、且长宽比为1以上且1500以下的形状,“纤维状”是指,异径比为1以上且4以下,且长宽比超过2且1500以下的形状,“粉粒状”是指,异径比为1以上且4以下,且长宽比为1以上且2以下的形状(包含球状)。任意形状均为初始形状(熔融混炼前的形状)。异径比是指,“与长度方向为直角的截面的长径(截面的最长的直线距离)/短径(与长径为直角方向的最长的直线距离)”,长宽比是指,“长度方向的最长的直线距离/与长度方向为直角的截面的短径(与“截面的最长的直线距离”为直角方向的最长的直线距离)”。异径比和长宽比均可以利用扫描型电子显微镜和图像处理软件而算出。
作为板状无机填充剂B1,例如可以举出玻璃片(Glass flake)、滑石(板状)、云母、高岭土、粘土、氧化铝、各种金属箔等,它们可以使用1种或组合使用2种以上。其中,可以优选使用玻璃片、滑石。板状无机填充剂B1可以通过一般已知的环氧系化合物、异氰酸酯系化合物、硅烷系化合物、钛酸酯系化合物、脂肪酸等各种表面处理剂进行表面处理。通过表面处理,可以提高与聚芳硫醚系树脂A的密合性。表面处理剂可以在制备材料前预先用于板状无机填充剂B1并实施表面处理或集束处理,或也可以在制备材料时同时添加。
对于板状无机填充剂B1的平均粒径(50%d),在初始形状(熔融混炼前的形状)中,优选10μm以上且1000μm以下、更优选30μm以上且800μm以下。需要说明的是,平均粒径(50%d)是指,通过激光衍射·散射法测定的粒度分布中的积分值50%的中值粒径。对于板状无机填充剂B1的厚度,优选平均厚度为0.1μm以上且20μm以下,更优选0.5μm以上且10μm以下。
板状无机填充剂B1的配混量以其与聚芳硫醚系树脂A的质量比B1/A计为0.20以上且0.85以下、优选0.20以上且0.80以下、更优选0.25以上且0.75以下。通过使板状无机填充剂B1的配混量以其与聚芳硫醚系树脂A的质量比计为0.20以上,从而可以降低树脂组合物的收缩率的各向异性,可以提高嵌入成型品的低翘曲性。通过使板状无机填充剂B1的配混量以其与聚芳硫醚系树脂A的质量比计为0.85以下,从而可以抑制机械强度、高低温冲击性降低。
作为纤维状无机填充剂B2,可以举出玻璃纤维、碳纤维、二氧化硅纤维、二氧化硅-氧化铝纤维、氧化锆纤维、氮化硼纤维、氮化硅纤维、硼纤维、钛酸钾纤维、钙硅石、以及不锈钢、铝、钛、铜、黄铜等金属纤维状物质等,它们可以使用1种或组合使用2种以上。其中,可以优选使用玻璃纤维、碳纤维。纤维状无机填充剂B2可以与板状无机填充剂B1同样地进行表面处理。
对于纤维状无机填充剂B2,在初始形状(熔融混炼前的形状)中,平均纤维直径优选5μm以上且30μm以下,平均长度优选1mm以上且5mm以下。此处所谓“平均纤维直径”是指,依据JIS R 3420玻璃纤维一般试验方法而测定的单纤维直径。“平均长度”是指,依据JIS R3420玻璃纤维一般试验方法而测定的短切纤维的长度。截面形状没有特别限定,可以举出圆型形状、扁平形状等。
纤维状无机填充剂B2的配混量以其与聚芳硫醚系树脂A的质量比B2/A计为0.30以上且1.1以下、优选0.35以上且1.1以下、更优选0.40以上且1.1以下。通过使纤维状无机填充剂B2的配混量以其与聚芳硫醚系树脂A的质量比计为0.30以上,从而可以降低树脂组合物的线膨胀,可以抑制嵌入成型品的高低温冲击性降低。通过使纤维状无机填充剂B2的配混量以其与聚芳硫醚系树脂A的质量比计为1.1以下,从而可以降低树脂组合物的收缩率的各向异性,可以提高嵌入成型品的低翘曲性。
作为粉粒状无机填充剂B3,可以举出炭黑、二氧化硅、石英粉末、玻璃珠、玻璃粉、滑石(粒状)、硅酸钙、硅酸铝、硅藻土等硅酸盐、铁的氧化物、氧化钛、氧化锌、氧化铝等金属氧化物、碳酸钙、碳酸镁等金属碳酸盐、硫酸钙、硫酸钡等金属硫酸盐、以及碳化硅、氮化硅、氮化硼、各种金属粉末等,它们可以使用1种或组合使用2种以上。其中,可以优选使用碳酸钙、玻璃珠。
通过含有粉粒状无机填充剂B3,从而可以提高树脂构件的焊接部的韧性,可以提高高低温冲击性。通过将粉粒状无机填充剂B3与上述板状无机填充剂B1和纤维状无机填充剂B2组合而使用,进而调整各成分的组成比,从而与板状无机填充剂B1和纤维状无机填充剂B2的各作用协同地发挥作用,可以形成完全满足焊接部的韧性提高、线膨胀系数的降低、线膨胀系数的各向异性的降低、增强效果和低翘曲性的树脂组合物。由此,嵌入成型品的树脂构件的焊接部形成于机械强度弱的区域的情况下,也可以形成高低温冲击性和低翘曲性优异的树脂组合物。此外,聚芳硫醚系树脂组合物如果进行加热熔融,则有时产生硫酸系气体、氯化氢系气体等酸性的金属腐蚀性气体,但通过含有粉粒状无机填充剂B3,从而还可以抑制如此的金属腐蚀性气体的发生。其结果,模具的更换频率少即可。
对于粉粒状无机填充剂B3的平均粒径(50%d),在初始形状(熔融混炼前的形状)中,优选10μm以上、更优选12μm以上、进而优选15μm以上。在聚芳硫醚系树脂A与粉粒状无机填充剂B3的相容性不易降低、机械强度等不易降低的方面,粉粒状无机填充剂B3的平均粒径的上限值优选50μm以下、更优选40μm以下。需要说明的是,对于平均粒径(50%d)如上述。
粉粒状无机填充剂B3的配混量的下限值以其与聚芳硫醚系树脂A的质量比B3/A计优选超过0.20且0.21以上、更优选0.23以上。通过使粉粒状无机填充剂B3的配混量以其与聚芳硫醚系树脂A的质量比计为超过0.20的量,从而可以提高树脂构件的焊接部的高低温冲击性,且可以抑制成型时的金属腐蚀性气体的发生。在抑制树脂组合物的韧性降低、高低温冲击性降低的方面,粉粒状无机填充剂B3的配混量的上限值以其与聚芳硫醚系树脂A的质量比计为0.80以下、优选0.70以下、更优选0.60以下。
对于包含上述板状、纤维状和粉粒状的无机填充剂B1~B3的无机填充剂B的含量,在维持聚芳硫醚系树脂A的特性的同时发挥上述无机填充剂B1~B3的作用的方面,相对于聚芳硫醚树脂A100质量份,优选80质量份以上且250质量份以下、进而优选100质量份以上且220质量份以下。
(烯烃系共聚物C)
烯烃系共聚物C含有源自α-烯烃的结构单元和源自α,β-不饱和酸的缩水甘油酯的结构单元作为共聚成分。由于含有烯烃系共聚物C,因此,可以明显提高嵌入成型品的高低温冲击性。其中,优选含有源自(甲基)丙烯酸酯的结构单元的烯烃系共聚物。烯烃系共聚物可以单独使用1种、或组合2种以上而使用。需要说明的是,以下,将(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylic ester)也称为(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylate)。例如,将(甲基)丙烯酸缩水甘油酯((meth)acrylic acid glycidyl ester)也称为(甲基)丙烯酸缩水甘油酯(glycidyl(meth)acrylate)。另外,本说明书中,“(甲基)丙烯酸”是指,丙烯酸和甲基丙烯酸这两者,“(甲基)丙烯酸酯”是指,丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯这两者。
作为α-烯烃,没有特别限定,可以举出乙烯、丙烯、丁烯等。其中,优选乙烯。α-烯烃可以使用选自上述中的1种或2种以上。源自α-烯烃的共聚成分的含量没有特别限定,例如在全部树脂组合物中、可以设为1质量%以上且8质量%以下。
作为α,β-不饱和酸的缩水甘油酯,例如可以举出具有以下的通式(II)所示的结构者。
(其中,R1表示氢或碳数1以上且10以下的烷基。)
作为上述通式(II)所示的化合物,例如可以举出丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、乙基丙烯酸缩水甘油酯等。其中,优选甲基丙烯酸缩水甘油酯。α,β-不饱和酸的缩水甘油酯可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。源自α,β-不饱和酸的缩水甘油酯的共聚成分的含量在全部树脂组合物中、优选0.05质量%以上且0.6质量%以下。源自α,β-不饱和酸的缩水甘油酯的共聚成分的含量为该范围的情况下,可以维持高低温冲击性且进一步抑制模垢的析出。
作为(甲基)丙烯酸酯,没有特别限定,例如可以举出丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸酯(例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸正辛酯)等。其中,优选丙烯酸甲酯。(甲基)丙烯酸酯可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。源自(甲基)丙烯酸酯的共聚成分的含量没有特别限定,例如在全部树脂组合物中、可以设为0.5质量%以上且3质量%以下。
包含源自α-烯烃的结构单元和源自α,β-不饱和酸的缩水甘油酯的结构单元的烯烃系共聚物、和进而包含源自(甲基)丙烯酸酯的结构单元的烯烃系共聚物可以利用以往公知的方法进行共聚而制造。例如,利用通常熟知的自由基聚合反应进行共聚,从而可以得到上述烯烃系共聚物。烯烃系共聚物的种类没有特别限定,例如可以为无规共聚物也可以为嵌段共聚物。另外,可以为在上述烯烃系共聚物上,以支链状或以交联结构化学键合有例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸-2乙基己酯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、丙烯腈-苯乙烯共聚物、丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物等而成的烯烃系接枝共聚物。
本实施方式中使用的烯烃系共聚物在不有损本发明的效果的范围内,可以含有源自其他共聚成分的结构单元。
作为烯烃系共聚物,更具体而言,例如可以举出甲基丙烯酸缩水甘油酯改性乙烯系共聚物、缩水甘油醚改性乙烯共聚物等,其中,优选甲基丙烯酸缩水甘油酯改性乙烯系共聚物。
作为甲基丙烯酸缩水甘油酯改性乙烯系共聚物,可以举出甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝改性乙烯聚合物、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯酸甲酯共聚物。其中,从可以得到优异的金属树脂复合成型体的方面出发,特别优选乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯酸甲酯共聚物,特别优选乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯酸甲酯共聚物。作为乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯酸甲酯共聚物的具体例,可以举出“Bondfast”(住友化学株式会社制)等。
作为缩水甘油醚改性乙烯共聚物,例如可以举出缩水甘油醚接枝改性乙烯共聚物、缩水甘油醚-乙烯共聚物。
对于烯烃系共聚物C的含量,从进一步提高高低温冲击性且抑制模垢的方面出发,相对于聚芳硫醚系树脂A 100质量份,优选3质量份以上且低于30质量份、更优选5质量份以上且30质量份以下、进而优选10质量份以上且25质量份以下。
(其他添加剂等)
树脂组合物在不有损本发明的效果的范围内,为了赋予符合其目的的期望的特性,可以根据要求性能配混:一般添加至热塑性树脂和热固性树脂中的公知的添加剂、即、毛边抑制剂、脱模剂、润滑剂、增塑剂、阻燃剂、染料、颜料等着色剂、结晶化促进剂、结晶成核剂、各种抗氧化剂、热稳定剂、耐气候性稳定剂、防腐蚀剂等。作为毛边抑制剂,例如可以举出国际公开第2006/068161号、国际公开第2006/068159号等中记载的、熔融粘度非常高的支链型聚亚苯基硫醚系树脂、硅烷化合物等。作为硅烷化合物,包括乙烯基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、环氧硅烷、氨基硅烷、巯基硅烷等各种类型,例如可以举出乙烯基三氯硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、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、γ-巯基三甲氧基硅烷等,但不限定于这些。添加剂的含量例如在全部树脂组合物中、可以设为5质量%以下。
另外,树脂组合物中,除符合其目的的前述成分之外,还可以辅助地组合使用少量的其他热塑性树脂成分。作为此处使用的其他热塑性树脂,可以为在高温下稳定的树脂就均可。例如可以举出:聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等包含芳香族二羧酸和二醇或含氧羧酸等的芳香族聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、ABS、聚苯醚、聚烷基丙烯酸酯、聚砜、聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚醚酮、氟树脂等。另外,这些热塑性树脂也可以将2种以上混合而使用。其他热塑性树脂成分的含量例如在全部树脂组合物中、可以设为20质量%以下、15质量%以下、或10质量%以下。
树脂组合物的制备可以利用作为以往的树脂组合物制备法一般使用的设备和方法容易地制备。例如,可以使用如下的任意方法:方法1),将各成分混合后,利用单螺杆挤出机或双螺杆挤出机进行混炼并挤出,制备粒料,之后进行成型;方法2),暂时制备组成不同的粒料,混合规定量的该粒料并成型,成型后得到目标组成的成型品;方法3),在成型机中直接投入各成分中的1种或2种以上;等。另外,将树脂成分的一部分形成细的粉体、并将其与其以外的成分混合并添加的方法在实现这些成分的均匀配混的方面是优选的方法。
[嵌入成型品]
图1的(A)、(B)中示意性示出本实施方式的嵌入成型品的一例。(A)为立体图,(B)为(A)的俯视图。图1的(A)如所示那样,嵌入成型品1具有:嵌入构件11;和,树脂构件12,其覆盖嵌入构件的表面的至少一部分。嵌入构件11由金属、合金或无机固体物形成,为具有4个角部120a~d的棱柱状,且一部分埋设于树脂构件12。树脂构件12由上述聚芳硫醚系树脂组合物形成,分别具有一个以上的焊接部R和应力集中部130a~d。其中,焊接部R和应力集中部130a以在至少一部分的区域中一致的方式形成。
“应力集中部”为由膨胀收缩而产生的应力集中的部分。作为应力集中部,例如可以举出角部(角落部)、切口部、划伤部、贯通孔、减料部(肉抜き部)、壁薄部、壁厚变化大的部位和流痕部等。应力集中部可以形成有1个或2个以上。图1的(A)所示的嵌入成型品1以四棱柱状的嵌入构件11的角部120a~d朝向树脂构件12的侧面的方式配置。而且,嵌入构件11的角部(尖锐的角落)的前端、与树脂构件12的侧面的距离d约为1mm,其附近成为壁薄的应力集中部130a~d。应力集中部130a~d如斜线区域所示那样,从嵌入构件1的角部120a~d的埋设于树脂构件12的区域的棱线向树脂构件12的侧面形成为大致长方形状。
“焊接部”为树脂组合物的流动末端彼此接合(熔接)而形成的部分。图1的(B)中示出形成有焊接部R的状态。如图1的(B)所示那样,从模具的浇口(未作图示)向腔室内注入的树脂流Q以嵌入构件11为起点分流成多个树脂流Q1、Q2。树脂流Q1、Q2环绕嵌入构件11的周围后,再次合流,在树脂流Q1、Q2的界面接合,形成焊接部R。需要说明的是,图1的(B)中,为了便于说明,焊接部R仅对一部分的区域进行了图示,但形成有焊接部R的区域与形成有应力集中部130a的区域一致,与应力集中部130a同样地,从嵌入构件1的角部的棱线经树脂构件12的侧面形成为长方形状。
关于是否形成焊接部R,焊接部R的数量、形状和位置依赖于树脂构件12的形状、用于形成树脂构件12的模具所具有的浇口的位置等。例如,树脂构件12以包围棱柱状的嵌入构件11的一部分的周围的方式以大致均匀的壁厚形成的情况下,树脂流Q1、Q2在浇口的大致相反侧合流,因此,形成有焊接部R的位置成为浇口位置的大致相反侧的位置。作为此时的嵌入成型品1的例子,可以举出树脂构件12在包含至少一个应力集中部130a的表面X的相反侧的表面Y上具有浇口痕迹(未作图示)。对于该浇口痕迹,俯视该表面Y时,以形成于与该应力集中部130a重合的位置。另外,图1的(A)、(B)中,示出焊接部R仅形成于一处的例子,可以根据浇口的数量具有2个以上的焊接部。
焊接部形成于应力集中部的情况下,焊接部的高低温冲击性会进一步降低,但根据本实施方式的嵌入成型品,可以解决该问题,可以使高低温冲击性和低翘曲性优异。此外,可以抑制成型时产生金属腐蚀性气体,因此,模具的更换频率少即可。
构成嵌入构件11的金属、合金或无机固体物没有特别限定,优选成型时与树脂接触时、不发生变形或熔融者。例如可以举出铝、镁、铜、铁等金属、黄铜等上述金属的合金、和玻璃、陶瓷等无机固体物等。
嵌入成型品的制造方法没有特别限定,例如可以将上述树脂组合物和预先成型为期望的形状的嵌入构件进行嵌入成型。嵌入成型例如如下:在模具上预先安装嵌入构件,将上述树脂组合物通过注射成型或挤出压缩成型等填充至其外侧并进行复合成型。需要说明的是,嵌入成型品的形状和大小没有特别限定。
实施例
以下示出实施例,对本发明进而具体进行说明,但本发明的解释不受这些实施例的限定。
[实施例1~4、比较例1~5]
使用以下所示的材料,以表1所示的组成和含有比率,将聚芳硫醚系树脂、无机填充剂、烯烃系共聚物进行干混。将其投入至机筒温度320℃的双螺杆挤出机进行熔融混炼,从而得到实施例和比较例的树脂组合物粒料。
聚芳硫醚系树脂A:聚亚苯基硫醚树脂(PPS)、Kureha Corporation制“FortronKPS”(熔融粘度:20Pa·s(剪切速度:1216sec-1、310℃))
板状无机填充剂B1:玻璃片、平均粒径(50%d)623μm、平均厚度5μm、日本板硝子株式会社制“Flexa REFG-108”
纤维状无机填充剂B2:玻璃纤维、平均纤维直径10.5μm、平均长度3mm、日本电气硝子株式会社制“短切纤维ECS03T-747H”
粉粒状无机填充剂B3:碳酸钙、平均粒径(50%d)25μm、旭矿末株式会社制“MC-35W”
烯烃系共聚物C:住友化学株式会社制“Bondfast7L”,包含乙烯70质量%、甲基丙烯酸缩水甘油酯3质量%和丙烯酸甲酯27质量%作为共聚成分。
[评价]
(高低温冲击性)
使用实施例和比较例中得到的树脂组合物、和JIS G4051:2005机械结构用碳钢钢材中规定的S35C制的嵌入构件(1.41cm×1.41cm×高度2.4cm的棱柱形状),通过注射成型,在机筒温度320℃、模具温度150℃的条件下,从图1中的位于表面Y侧的浇口向模具内注入树脂组合物,以树脂部的最小壁厚成为1mm的方式进行嵌入注射成型,制造图1所示的嵌入成型品1,作为试验片。需要说明的是,浇口的位置如下:俯视表面Y时,与嵌入成型品的表面X侧的角部之一(图1的(A)的120a)重合的位置。
对于该试验片,使用冷热冲击试验机(ESPEC Corporation制),在-40℃下冷却1.5小时后,在180℃下加热1.5小时,重复该循环,每20个循环观察焊接部R。将焊接部R中产生裂纹时的循环数作为高低温冲击性的指标进行评价。将结果示于表1。循环数为140以上的情况下,高低温冲击性优异,为170以上的情况下,高低温冲击性特别优异。
(低翘曲性)
使用实施例和比较例中得到的树脂组合物,通过注射成型,在机筒温度320℃、模具温度150℃、保压力70MPa的条件下,制作5张80mm×80mm×厚度1.5mm的平板状树脂成型品2。将第1张的平板状树脂成型品2静置在水平面上,使用Mitutoyo Corporation制的CNC图像测定机(型号:QVBHU404-PRO1F),在上述平板状树脂成型品2上的9个部位,测定距离上述水平面的高度,由所得测定值算出平均的高度。图2中,用黑色圆表示测定了高度的位置(d1=3mm、d2=37mm)。距离上述水平面的高度与上述平均高度相同,将跟上述水平面平行的面作为基准面。从在上述9个部位测定到的高度中选择距离基准面的最大高度和最小高度,算出两者之差。同样地对于其他4张平板状树脂成型品,也算出上述差,将所得5个值进行平均,作为翘曲量的值。将结果示于表1。翘曲量越少,低翘曲性越优异。
(金属腐蚀性)
在试验管的底部放入实施例和比较例的树脂组合物粒料4g,将金属试验片(SKD-11)从粒料最上部悬吊,在试验管上部盖上塞,在350℃下保持3小时。之后,将金属试验片在调湿箱(23℃、95%RH)中放置24小时,以目视对所得金属试验片进行3等级评价。
3:未确认到腐蚀。
2:一部分中确认到腐蚀。
1:大部分中确认到腐蚀。
[表1]
附图标记说明
1 嵌入成型品
2 平板状树脂成型品
11 嵌入构件
12 树脂构件
120a~d 角部
130a~d 应力集中部
R 焊接部
Q 树脂流
Claims (5)
1.一种聚芳硫醚系树脂组合物,其特征在于,含有:聚芳硫醚系树脂A;无机填充剂B;和,包含源自α-烯烃的结构单元和源自α,β-不饱和酸的缩水甘油酯的结构单元的烯烃系共聚物C,
无机填充剂B含有板状无机填充剂B1、纤维状无机填充剂B2和粉粒状无机填充剂B3,
板状无机填充剂B1的含量以其与聚芳硫醚系树脂A的质量比B1/A计为0.20以上且0.85以下,
纤维状无机填充剂B2的含量以其与聚芳硫醚系树脂A的质量比B2/A计为0.30以上且1.1以下,
粉粒状无机填充剂B3的含量以其与聚芳硫醚系树脂A的质量比B3/A计为超过0.20且0.80以下。
2.根据权利要求1所述的聚芳硫醚系树脂组合物,其中,粉粒状无机填充剂B3的平均粒径为10μm以上。
3.一种嵌入成型品,其特征在于,其具有:嵌入构件,其是使用金属、合金或无机固体物而形成的;和,树脂构件,其覆盖嵌入构件的表面的至少一部分,树脂构件是使用权利要求1或2所述的聚芳硫醚系树脂组合物而形成的。
4.根据权利要求3所述的嵌入成型品,其中,树脂构件分别具有一个以上的焊接部和应力集中部,所述焊接部是所述树脂组合物的流动末端彼此接合而形成的,所述应力集中部是由膨胀收缩而产生的应力集中的应力集中部,至少一个焊接部和应力集中部在至少一部分的区域中一致。
5.根据权利要求4所述的嵌入成型品,其中,在树脂构件的包含至少一个应力集中部的表面的相反侧的表面上形成有浇口痕迹。
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