CN112105694B - 树脂组合物、组合物组合、树脂组合物的制造方法、成型品的制造方法及成型品 - Google Patents

树脂组合物、组合物组合、树脂组合物的制造方法、成型品的制造方法及成型品 Download PDF

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Abstract

本发明提供能够形成具有高透光率且与吸收树脂构件的激光熔敷性优异的成型品的树脂组合物、以及组合物组合、树脂组合物的制造方法、成型品的制造方法及成型品。本发明的树脂组合物包含:聚酰胺树脂、马来酸酐改性聚苯醚类树脂、磷腈类阻燃剂、锌金属氧化物、以及透光性色素。

Description

树脂组合物、组合物组合、树脂组合物的制造方法、成型品的 制造方法及成型品
技术领域
本发明涉及树脂组合物、组合物组合、树脂组合物的制造方法、成型品的制造方法及成型品。特别是涉及适于激光熔敷用途的树脂组合物、以及使用了上述树脂组合物的组合物组合、成型品的制造方法及成型品。本发明的树脂组合物主要作为透射激光熔敷用的光的一侧的树脂组合物(透光树脂组合物)而使用。
背景技术
作为代表性的工程塑料的聚酰胺树脂容易加工,且机械物性、电特性、耐热性、其它的物理/化学特性优异。因此,广泛用于车辆部件、电气/电子设备部件、其它精密仪器部件等。最近,形状复杂的部件也可以用聚酰胺树脂来制造,例如,在进气歧管这样的具有中空部的部件等的粘接中,可以使用例如粘接剂熔敷、振动熔敷、超声波熔敷、热板熔敷、注射熔敷、激光熔敷技术等各种熔敷技术。
然而,通过粘接剂进行的熔敷除了损失至固化为止的时间以外,还存在周围污染等环境负担的问题。已指出超声波熔敷、热板熔敷等由于振动、热而导致产品发生损伤、磨损粉末、毛边,从而需要进行后处理等的问题。另外,注射熔敷大多数情况下需要特殊的模具、成型机,而且存在材料的流动性差时无法使用等的问题。
另一方面,激光熔敷是将对激光具有透射性(也称为非吸收性、弱吸收性)的树脂构件(以下,有时称为“透射树脂构件”)与对激光具有吸收性的树脂构件(以下,有时称为“吸收树脂构件”)接触、熔敷而使两个树脂构件接合的方法。具体而言,是从透射树脂构件侧对接合面照射激光,利用激光的能量使形成接合面的吸收树脂构件熔融而进行接合的方法。激光熔敷不产生磨损粉末、毛边,对产品的损伤也小,另外,聚酰胺树脂本身是激光透射率较高的材料,因此,聚酰胺树脂产品的基于激光熔敷技术的加工最近受到关注。
上述透射树脂构件通常可以将透光性树脂组合物成型而得到。作为这样的透光性树脂组合物,专利文献1中记载了一种激光熔敷用聚酰胺树脂组合物,其是在(A)聚酰胺树脂100质量份中配合(B)在23℃的折射率为1.560~1.600的增强填充材料1~150质量份而成的聚酰胺树脂组合物,其特征在于,构成所述(A)聚酰胺树脂中至少1种的至少1种单体含有芳香环。专利文献1的实施例中公开了一种树脂组合物,其在聚酰胺MXD6与聚酰胺66的混合物或聚酰胺6I/6T与聚酰胺6的混合物中配合有玻璃纤维和着色剂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-308526号公报
发明内容
发明所要解决的课题
这里,要求由树脂组合物形成的成型品(透射性构件)与吸收树脂构件的激光熔敷性优异。另外,在用于激光熔敷的情况下,要求透射性构件具有高透光率。
本发明的目的在于解决上述课题,并提供可形成具有高透光率且与吸收树脂构件的激光熔敷性优异的成型品的树脂组合物、以及组合物组合、树脂组合物的制造方法、成型品的制造方法及成型品。
用于解决课题的方法
基于上述课题,本发明人进行了深入研究,结果发现,通过组合使用马来酸酐改性聚苯醚类树脂、磷腈类阻燃剂及锌金属氧化物,可以解决上述课题。具体而言,通过下述方式<1>、优选通过<2>~<13>解决了上述课题。
<1>一种树脂组合物,其包含:聚酰胺树脂、马来酸酐改性聚苯醚类树脂、磷腈类阻燃剂、锌金属氧化物、以及透光性色素。
<2>根据<1>所述的树脂组合物,其中,将所述树脂组合物成型为1mm厚时,按照ISO13468-2测得的波长1070nm的透射率为40%以上。
<3>根据<1>或<2>所述的树脂组合物,其中,所述聚酰胺树脂包含半芳香族聚酰胺树脂。
<4>根据<1>或<2>所述的树脂组合物,其中,所述聚酰胺树脂包含含有来自二胺的结构单元和来自二羧酸的结构单元的聚酰胺树脂,所述来自二胺的结构单元的50摩尔%以上来自于苯二甲基二胺,所述来自二羧酸的结构单元的50摩尔%以上来自于碳原子数4~20的α,ω-直链脂肪族二羧酸。
<5>根据<1>~<4>中任一项所述的树脂组合物,其中,所述锌金属氧化物包含硼酸锌。
<6>根据<1>~<5>中任一项所述的树脂组合物,其还包含玻璃纤维。
<7>一种<1>~<6>中任一项所述的树脂组合物的制造方法,该方法至少包括:使用马来酸酐改性聚苯醚类树脂将磷腈类阻燃剂母炼胶化后,与其它成分进行混炼。
<8>根据<7>所述的树脂组合物的制造方法,其包括:使用马来酸酐改性聚苯醚类树脂将锌金属氧化物的一部分与磷腈类阻燃剂一起进行母炼胶化后,与其它成分进行混炼,并且将锌金属氧化物的剩余部分直接与聚酰胺树脂进行混炼。
<9>一种组合物组合,其具有:<1>~<6>中任一项所述的树脂组合物、以及包含热塑性树脂和光吸收性色素的光吸收性树脂组合物。
<10>根据<9>所述的组合物组合,其中,所述光吸收性树脂组合物包含:聚酰胺树脂、马来酸酐改性聚苯醚类树脂、磷腈类阻燃剂、锌金属氧化物、以及光吸收性色素。
<11>根据<10>所述的组合物组合,其中,将所述树脂组合物和所述光吸收性树脂组合物分别成型为ASTM标准4号哑铃片,该ASTM标准4号哑铃片为1.5mm厚的试验片,在振镜扫描式(Galvano mirror scanning-type)光纤激光熔敷中,在以压制压力600N、激光束直径2mm、激光的熔敷宽度16mm进行熔敷时的总能量投入量160J的情况下,拉伸强度为900N以上。
<12>一种成型品的制造方法,该方法包括:对将<1>~<6>中任一项所述的树脂组合物成型而成的成型品和将光吸收性树脂组合物成型而成的成型品进行激光熔敷,所述光吸收性树脂组合物包含热塑性树脂和光吸收性色素的。
<13>一种成型品,其是将<1>~<6>中任一项所述的树脂组合物或<9>~<11>中任一项所述的组合物组合进行成型而成的。
发明效果
根据本发明,可以提供能够形成具有高透光率且与吸收树脂构件的激光熔敷性优异的成型品的树脂组合物、以及组合物组合、树脂组合物的制造方法、成型品的制造方法及成型品。
附图说明
图1是示出使ASTM标准4号哑铃片熔敷的状态的示意图。
图2是示出进行振镜扫描式光纤激光熔敷时总能量投入量与透射树脂构件和吸收树脂构件的熔敷状态的关系的图。
符号说明
1 透射树脂构件用试验片
2 吸收树脂构件用试验片
3 激光照射部位
具体实施方式
以下,对本发明的内容进行详细说明。需要说明的是,在本说明书中,“~”以包含其前后所记载的数值作为下限值及上限值的含义而使用。
本发明的树脂组合物包含:聚酰胺树脂、马来酸酐改性聚苯醚类树脂、磷腈类阻燃剂、锌金属氧化物、以及透光性色素。通过成为这样的构成,从而可以得到与光吸收性树脂组合物的激光熔敷性优异的树脂组合物。其机理是推测的,可以推测出磷腈类阻燃剂使树脂的固化速度变慢,提高熔敷强度。进一步可以推测出,由于马来酸酐改性聚苯醚类树脂的流动性低,因此,能够控制树脂的流动,与磷腈类阻燃剂相结合而提高熔敷强度。尽管磷腈类阻燃剂和锌金属氧化物分别作为阻燃剂和阻燃助剂是已知的,但配合上述化合物而使激光熔敷性得到提高是令人惊讶的。此外,在本发明中,也可以减少用于激光熔敷的光照射的总能量投入量。
<聚酰胺树脂>
本发明的树脂组合物包含聚酰胺树脂。
对于本发明中使用的聚酰胺树脂而言,对其种类没有特别限定,可示例出脂肪族聚酰胺树脂、半芳香族聚酰胺树脂。
本发明中使用的聚酰胺树脂优选包含半芳香族聚酰胺树脂。这里,半芳香族聚酰胺树脂是指,包含来自二胺的结构单元和来自二羧酸的结构单元、且来自二胺的结构单元和来自二羧酸的结构单元的全部结构单元的20~80摩尔%为包含芳香环的结构单元,优选来自二胺的结构单元和来自二羧酸的结构单元的全部结构单元的40~60摩尔%为包含芳香环的结构单元。通过使用这样的半芳香族聚酰胺树脂,能够提高得到的树脂成型品的机械强度。作为半芳香族聚酰胺树脂,可以示例出对苯二甲酸类聚酰胺树脂(聚酰胺6T、聚酰胺9T、聚酰胺10T)、后述的苯二甲基二胺类聚酰胺树脂等。
另外,作为脂肪族聚酰胺树脂,可示例出聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺11、聚酰胺12等。
另外,作为本发明中使用的聚酰胺树脂,可以参考日本特开2011-132550号公报的第0011~0013段的记载,并将这些内容引入本说明书。
优选本发明中使用的聚酰胺树脂的至少一种为包含来自二胺的结构单元和来自二羧酸的结构单元的聚酰胺树脂,所述来自二胺的结构单元的50摩尔%以上来自于苯二甲基二胺,且来自二羧酸的结构单元的50摩尔%以上来自于碳原子数4~20的α,ω-直链脂肪族二羧酸。在本说明书中,有时将上述聚酰胺树脂称为苯二甲基二胺类聚酰胺树脂。苯二甲基二胺优选为间苯二甲基二胺和/或对苯二甲基二胺,更优选至少包含间苯二甲基二胺,进一步优选来自二胺的结构单元的30~100摩尔%为间苯二甲基二胺。
苯二甲基二胺类聚酰胺树脂的来自二胺的结构单元更优选70摩尔%以上、进一步优选75摩尔%以上、进一步优选80摩尔%以上、更进一步优选85摩尔%以上、更进一步优选90摩尔%以上来自于苯二甲基二胺。苯二甲基二胺类聚酰胺树脂的来自二羧酸的结构单元更优选70摩尔%以上、进一步优选80摩尔%以上、进一步优选90摩尔%以上、更进一步优选95摩尔%以上来自于碳原子数为4~20的α,ω-直链脂肪族二羧酸。
作为可以用作苯二甲基二胺类聚酰胺树脂的原料二胺成分的除间苯二甲基二胺及对苯二甲基二胺以外的二胺,可以示例出:四亚甲基二胺、五亚甲基二胺、2-甲基戊二胺、六亚甲基二胺、七亚甲基二胺、八亚甲基二胺、九亚甲基二胺、十亚甲基二胺、十二亚甲基二胺、2,2,4-三甲基六亚甲基二胺、2,4,4-三甲基六亚甲基二胺等脂肪族二胺;1,3-双(氨基甲基)环己烷、1,4-双(氨基甲基)环己烷、1,3-二氨基环己烷、1,4-二氨基环己烷、双(4-氨基环己基)甲烷、2,2-双(4-氨基环己基)丙烷、双(氨基甲基)萘烷、双(氨基甲基)三环癸烷等脂环族二胺;双(4-氨基苯基)醚、对苯二胺、双(氨基甲基)萘等具有芳香环的二胺等,可以使用一种或混合使用两种以上。
作为优选用作苯二甲基二胺类聚酰胺树脂的原料二羧酸成分的碳原子数4~20的α,ω-直链脂肪族二羧酸,可以示例出:丁二酸、戊二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、己二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸等脂肪族二羧酸,可以使用一种或混合使用两种以上,其中,从聚酰胺树脂的熔点处于适于成型加工的范围的观点考虑,更优选为己二酸或癸二酸。
作为除上述碳原子数4~20的α,ω-直链脂肪族二羧酸以外的二羧酸成分,可以示例出:间苯二甲酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸等苯二甲酸化合物、1,2-萘二甲酸、1,3-萘二甲酸、1,4-萘二甲酸、1,5-萘二甲酸、1,6-萘二甲酸、1,7-萘二甲酸、1,8-萘二甲酸、2,3-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸、2,7-萘二甲酸这样的萘二甲酸的异构体等,可以使用一种或混合使用两种以上。
作为本发明中的苯二甲基二胺类聚酰胺树脂的优选的一个实施方式,可以示例出:来自二胺的结构单元的50摩尔%以上(优选70摩尔%以上、更优选90摩尔%以上)来自于苯二甲基二胺、且来自二羧酸的结构单元的50摩尔%以上(优选70摩尔%以上、更优选90摩尔%以上)来自于己二酸或癸二酸的苯二甲基二胺类聚酰胺树脂。
另外,在上述实施方式中,苯二甲基二胺优选为间苯二甲基二胺和/或对苯二甲基二胺,更优选至少包含间苯二甲基二胺,进一步优选来自二胺的结构单元的30~100摩尔%为间苯二甲基二胺。
需要说明的是,虽然苯二甲基二胺类聚酰胺树脂以来自二胺的结构单元和来自二羧酸的结构单元作为主成分而构成,但并不完全排除除此以外的结构单元,当然也可以包含来自于ε-己内酰胺、月桂内酰胺等内酰胺类、氨基己酸、氨基十一烷酸等脂肪族氨基羧酸类的结构单元。这里,主成分是指,在构成苯二甲基二胺类聚酰胺树脂的结构单元中,来自二胺的结构单元和来自二羧酸的结构单元的总数在全部结构单元中最多。在本发明中,苯二甲基二胺类聚酰胺树脂中的来自二胺的结构单元和来自二羧酸的结构单元的总计优选占全部结构单元的90%以上,更优选占95%以上。
聚酰胺树脂的熔点优选为150~350℃,更优选为180~330℃,进一步优选为190~300℃,进一步优选为200~280℃。
熔点可以依据差示扫描量热法按照JIS K7121及K7122进行测定。
聚酰胺树脂的数均分子量(Mn)的下限优选为6000以上,更优选为8000以上,进一步优选为10000以上,更进一步优选为15000以上,更进一步优选为20000以上,更进一步优选为22000以上。上述Mn的上限优选为35000以下,更优选为30000以下,进一步优选为28000以下,更进一步优选为26000以下。在该范围内时,耐热性、弹性模量、尺寸稳定性、成型加工性变得更加良好。
本发明的树脂组合物优选以树脂组合物的20~70质量%的比例包含苯二甲基二胺类聚酰胺树脂。优选以树脂组合物的22质量%以上的比例包含苯二甲基二胺类聚酰胺树脂,更优选以25质量%以上的比例包含,进一步优选为30质量%以上。另外,优选以65质量%以下的比例包含,更优选以60质量%以下的比例包含。
苯二甲基二胺类聚酰胺树脂可以仅包含一种,也可以包含两种以上。包含两种以上时,优选总量为上述范围。
本发明的树脂组合物优选以树脂组合物的20~70质量%的比例包含聚酰胺树脂。对于聚酰胺树脂,优选以树脂组合物的22质量%以上的比例包含,更优选以25质量%以上的比例包含,进一步优选为28质量%以上。另外,优选以65质量%以下的比例包含,更优选以60质量%以下的比例包含。
聚酰胺树脂可以仅包含一种,也可以包含两种以上。包含两种以上时,优选总量为上述范围。
<马来酸酐改性聚苯醚类树脂>
马来酸酐改性聚苯醚类树脂是使聚苯醚类树脂经马来酸酐改性而得到的。另外,马来酸酐改性聚苯醚类树脂中的马来酸酐的量以换算为马来酸量计为0.01~1.0质量%,优选为0.1~0.7质量%。通过设为这样的范围,能够实现高机械强度。
这里,马来酸酐改性聚苯醚类树脂中的马来酸酐的量是指,用马来酸量计对为了将聚苯醚类树脂改性而使用的马来酸酐与聚苯醚类树脂发生反应的量进行换算时的质量。
作为聚苯醚类树脂,例如可列举出聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二乙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2,6-二丙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-甲基-6-乙基-1,4-亚苯基)醚、聚(2-甲基-6-丙基-1,4-亚苯基)醚等,特别优选为聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基)醚。
对于优选的聚苯醚类树脂而言,在氯仿中以温度30℃测得的特性粘度通常为0.2~0.6dL/g,更优选为0.3~0.5dL/g。特性粘度低于0.2dL/g时,有时耐冲击性不足,超过0.6dL/g时,具有成型性、外观降低的倾向。需要说明的是,上述范围内的特性粘度的调节可以通过组合使用两种以上特性粘度不同的聚苯醚类树脂来进行。
马来酸酐改性聚苯醚类树脂的含量的下限值优选为树脂组合物的1.0质量%以上,更优选为2.5质量%以上。作为上限值,优选为20.0质量%以下,更优选为15.0质量%以下,进一步优选为12.0质量%以下,进一步优选为9.0质量%以下,进一步优选为7.0质量%以下,更进一步优选为5.5质量%以下。
通过设为20.0质量%以下,即使减少激光熔敷时的总能量投入量,也能够进一步提高激光熔敷性。
本发明的树脂组合物可以仅包含一种马来酸酐改性聚苯醚类树脂,也可以包含两种以上。在包含两种以上时,总量优选为上述范围。
<其它树脂成分>
本发明的树脂组合物可以包含除聚酰胺树脂和马来酸酐改性聚苯醚类树脂以外的其它树脂成分。
作为其它树脂,可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚缩醛树脂等热塑性树脂。
本发明的树脂组合物可以为实质上未配合除聚酰胺树脂和马来酸酐改性聚苯醚类树脂以外的树脂成分的构成,例如,是指为树脂组合物中包含的树脂成分总量的5质量%以下,进一步还可以设为1质量%以下,特别是可以设为0.4质量%以下。
即,对于本发明的树脂组合物而言,聚酰胺树脂和马来酸酐改性聚苯醚类树脂的总计优选占树脂组合物中包含的树脂成分的95质量%以上。
<磷腈类阻燃剂>
本发明的树脂组合物包含磷腈类阻燃剂。通过配合磷腈类阻燃剂,可以期待提高树脂组合物的阻燃性、且与溴化聚苯乙烯类阻燃剂等相比LTW染料的着色力优异、与树脂的相容性优异这样的效果。
本发明中使用的磷腈类阻燃剂是在分子中具有-P=N-键的有机化合物,优选为选自式(1)表示的环状磷腈类阻燃剂、式(2)表示的链状磷腈类阻燃剂、以及上述磷腈类阻燃剂通过交联基团进行交联而成的交联磷腈类阻燃剂中的至少1种。作为交联基团,优选为氧原子。交联基团更优选式(1)所示的环状磷腈类阻燃剂(分子)的R1和/或R2与其它分子(式(1)所示的环状磷腈类阻燃剂)的R1和/或R2通过氧原子进行了交联。
[化学式1]
Figure BDA0002767609490000091
式(1)中,a为3~25的整数,R1和R2任选相同或不同,表示烷基、环烷基、烯基、炔基、烯丙氧基、氨基、羟基、芳基或烷基芳基。
[化学式2]
Figure BDA0002767609490000092
式(2)中,b为3~10000的整数,R3和R4任选相同或不同,表示烷基、环烷基、烯基、炔基、烯丙氧基、氨基、羟基、芳基或烷基芳基。
R5表示选自-N=P(OR3)3基团、-N=P(OR4)3基团、-N=P(O)OR3基团、-N=P(O)OR4基团中的至少1种,R6表示选自-P(OR3)4基团、-P(OR4)4基团、-P(O)(OR3)2基团、-P(O)(OR4)2基团中的至少1种。
式(1)及式(2)中,作为烷基,例如可列举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、辛基、癸基、十二烷基等碳原子数1~15的烷基,优选为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基等碳原子数1~6的烷基,特别优选为甲基、乙基、丙基等碳原子数1~4的烷基。
作为环烷基,例如可列举出环戊基、环己基等碳原子数5~14的环烷基,优选为碳原子数5~8的环烷基。
作为烯基,例如可列举出乙烯基、烯丙基等碳原子数2~8的烯基。作为环烯基,例如可列举出环戊基、环己基等碳原子数5~12的环烯基。
作为炔基,例如可列举出乙炔基、丙炔基等碳原子数2~8的炔基、乙炔基苯基等具有芳基作为取代基的炔基等。
作为芳基,例如可列举出苯基、甲基苯基(即,甲苯基)、二甲基苯基(即,二甲苯基)、三甲基苯基、萘基等碳原子数6~20的芳基,其中,优选为碳原子数6~10的芳基,特别优选为苯基。
作为烷基芳基,例如可列举出苄基、苯乙基、苯基丙基等碳原子数6~20的芳烷基,其中,优选为碳原子数7~10的芳烷基,特别优选为苄基。
其中,式(1)中的R1及R2、式(2)中的R3及R4优选为芳基、芳基烷基。通过使用这样的芳香族磷腈类阻燃剂,能够更有效地提高树脂组合物的热稳定性。从这样的观点出发,上述R1、R2、R3及R4更优选为芳基,特别优选为苯基。
作为式(1)或式(2)表示的磷腈类阻燃剂,例如可以示例出苯氧基磷腈、邻甲基苯氧基磷腈、间甲基苯氧基磷腈、对甲基苯氧基磷腈等(聚)甲基苯氧基磷腈、邻间二甲基苯氧基磷腈、邻对二甲基苯氧基磷腈、间对二甲基苯氧磷腈等(聚)二甲基苯氧基磷腈、邻间对三甲基苯氧基磷腈、苯氧基邻甲基苯氧基磷腈、苯氧基间甲基苯氧基磷腈、苯氧基对甲基苯氧基磷腈等(聚)苯氧基甲基苯氧基磷腈、苯氧基邻间二甲基苯氧基磷腈、苯氧基邻对二甲基苯氧基磷腈、苯氧基间对二甲基苯氧基磷腈等(聚)苯氧基甲基苯氧基二甲基苯氧基磷腈、苯氧基邻间对三甲基苯氧基磷腈等。
作为式(1)所示的环状磷腈类阻燃剂,特别优选R1及R2为苯基的环状苯氧基磷腈。作为这样的环状苯氧基磷腈类阻燃剂,例如可列举出从使氯化铵和五氯化磷在120~130℃的温度下进行反应而得到的环状及直链状的氯磷腈混合物中取出六氯环三磷腈、八氯环四磷腈、十氯环五磷腈等环状的氯磷腈,然后用苯氧基取代而得到的苯氧基环三磷腈、八苯氧基环四磷腈、十苯氧基环五磷腈等化合物。另外,上述环状苯氧基磷腈类阻燃剂优选式(1)中的a为3~8的整数的化合物,可以为a不同的化合物的混合物。
上述a的平均值优选为3~5,更优选为3~4。另外,其中,优选a=3的化合物为50质量%以上、a=4的化合物为10~40质量%、a=5以上的化合物一共为30质量%以下的化合物的混合物。
作为式(2)所示的链状磷腈类阻燃剂,特别优选R3及R4为苯基的链状苯氧基磷腈类阻燃剂。这样的链状苯氧基磷腈类阻燃剂例如可列举出如下化合物:在220~250℃的温度下使利用上述的方法得到的六氯环三磷腈进行开环聚合,将得到的聚合度3~10000的直链状二氯磷腈用苯氧基取代,从而得到的化合物。上述直链状苯氧基磷腈类阻燃剂的式(2)中的b优选为3~1000,更优选为3~100,进一步优选为3~25。
作为交联磷腈类阻燃剂,例如可列举出具有4,4’-磺酰基二亚苯基(即,双苯酚S残基)的交联结构的化合物、具有2,2-(4,4’-二亚苯基)异丙叉基的交联结构的化合物、具有4,4’-氧基二亚苯基的交联结构的化合物、具有4,4’-硫代二亚苯基的交联结构的化合物等具有4,4’-二亚苯基的交联结构的化合物等。
另外,作为交联磷腈类阻燃剂,从阻燃性的观点考虑,优选为式(1)中R1、R2为苯基的环状苯氧基磷腈类阻燃剂通过上述交联基团进行交联而成的交联苯氧基磷腈类阻燃剂、或者式(2)中R3、R4为苯基的链状苯氧基磷腈类阻燃剂通过上述交联基团进行交联而成的交联苯氧基磷腈类阻燃剂,更优选为环状苯氧基磷腈类阻燃剂通过上述交联基团进行交联而成的交联苯氧基磷腈类阻燃剂。
本发明的树脂组合物中的磷腈类阻燃剂的含量的下限值优选为树脂组合物的1质量%以上,更优选为2质量%以上。作为上限,优选为20质量%以下,优选为15质量%以下,进一步优选为14质量%以下,进一步优选为13质量%以下,更进一步优选为12质量%以下。通过设为11质量%以下,即使减少激光熔敷时的总能量投入量,也能够进一步提高激光熔敷性。
本发明的树脂组合物可以仅包含一种磷腈类阻燃剂,也可以包含两种以上。包含两种以上时,优选总量为上述范围。
本发明的树脂组合物优选实质上不包含除磷腈类阻燃剂以外的阻燃剂。实质上不包含是指除磷腈类阻燃剂以外的阻燃剂的含量为磷腈类阻燃剂的配合量的10质量%以下,优选为5质量%以下,更优选为1质量%以下。
<锌金属氧化物>
本发明的树脂组合物包含锌金属氧化物。通过配合锌金属氧化物,可以期待提高树脂组合物的阻燃性、且无论其添加量和聚酰胺树脂的磷原子浓度如何均不会降低树脂的透射率这样的效果。锌金属氧化物优选为硼酸锌。硼酸锌可以由氧化锌和硼酸得到,例如可列举出ZnO·B2O3·2H2O和2ZnO·3B2O3·3.5H2O等水合物、酸酐。
本发明的树脂组合物中的锌金属氧化物的含量的下限值优选为树脂组合物的3质量%以上,更优选为4质量%以上,进一步优选为5质量%以上。作为上限,优选为16质量%以下,更优选为15质量%以下,进一步优选为14质量%以下。
本发明的树脂组合物可以仅包含一种锌金属氧化物,也可以包含两种以上。包含两种以上时,优选总量为上述范围。
本发明的树脂组合物优选实质上不包含除锌金属氧化物以外的阻燃助剂。实质上不包含是指除锌金属氧化物以外的阻燃助剂的含量为锌金属氧化物的配合量的10质量%以下,优选为5质量%以下,更优选为1质量%以下。
<玻璃纤维>
本发明的树脂组合物优选包含玻璃纤维。
玻璃纤维包含A玻璃、C玻璃、E玻璃、S玻璃等玻璃组成,特别优选E玻璃(无碱玻璃)。另外,还包括零硼玻璃、无硼玻璃等。
本发明的树脂组合物中使用的玻璃纤维可以是单纤维或将多根单纤维捻合而成的纤维。
玻璃纤维的形态可以是将单纤维或多根捻合而成的纤维连续卷取而成的“玻璃粗纱”、切断长度(数均纤维长度)为1~10mm的“短切原丝”、粉碎长度(数均纤维长度)为10~500μm的“碾磨纤维”等中的任一种。作为上述玻璃纤维,由ASAHI FIBER GLASS公司以“Glassron Chopped Strand”、“Glassron Milled Fiber”的商品名销售,可以容易地获得。玻璃纤维还可以组合使用形态不同的纤维。
另外,在本发明中,作为玻璃纤维,优选为具有异形剖面形状的纤维。该异形剖面形状是指,在将与纤维的长度方向垂直的剖面的长径设为D2、将短径设为D1时,以长径/短径之比(D2/D1)表示的扁平度例如为1.5~10,其中优选为2.5~10、更优选为2.5~8、特别优选为2.5~5。对于上述扁平玻璃,可以参考日本特开2011-195820号公报的0065~0072段的记载,并将该内容引入本说明书。
本发明中的玻璃纤维可以为玻璃珠。玻璃珠是外径10~100μm的球状的珠,例如由Potters-Ballotini公司以商品名“EGB731”销售,可以容易地获得。另外,玻璃片是厚度1~20μm、且一边的长度为0.05~1mm的鳞片状的玻璃片,例如由日本板硝子株式会社以“Fleca”的商品名销售,可以容易地获得。
本发明中使用的玻璃纤维特别优选为重均纤维径为1~20μm、切断长度(数均纤维长度)为1~10mm的玻璃纤维。此处,在玻璃纤维的截面为扁平的情况下,重均纤维径计算以相同面积的圆的重量平均纤维径的形式计算。
本发明中使用的玻璃纤维可以利用集束剂进行集束。作为此时的集束剂,优选为氨基甲酸酯类集束剂。
本发明的树脂组合物中的玻璃纤维的含量在树脂组合物中优选为20质量%以上,更优选为25质量%以上。另外,本发明的树脂组合物中的玻璃纤维的含量在树脂组合物中优选为50质量%以下,更优选为45质量%以下,进一步优选为40质量%以下,更进一步优选为35质量%以下。
本发明的树脂组合物可以仅包含一种玻璃纤维,也可以包含两种以上玻璃纤维。在包含两种以上时,总量优选为上述范围。
<透光性色素>
本发明中使用的透光性色素通常为黑色色素,具体而言,可列举出苯胺黑(Nigrosin)、萘酞菁、苯胺黑、酞菁、卟啉、芘酮(perinone)、四萘嵌三苯(quaterrylene)、偶氮染料、蒽醌、吡唑啉酮、方酸衍生物、以及亚铵阳离子(immonium)染料等。
作为市售品,可以示例出Orient Chemical Industries公司制造的着色剂e-BINDLTW-8731H、e-BIND LTW-8701H;有本化学株式会社制造的着色剂Plast Yellow 8000、Plast Red M 8315、Oil Green 5602;作为LANXESS公司制造的着色剂Macrolex Yellow3G、Macrolex Red EG、Macrolex Green 3等。
特别是,在使用包含吡唑啉酮、芘酮及蒽醌中的至少一种作为透光性色素的聚酰胺树脂组合物时,能够有效地抑制得到的成型品的湿热试验后的颜色转移。
另外,透光性色素可以为彩色着色剂的混合物。例如可以示例出将红色着色剂、蓝色着色剂及绿色着色剂混合而接近于黑色着色剂的方式等。
相对于树脂组合物100质量份,本发明的树脂组合物中的透光性色素的含量优选为0.001质量份以上,更优选为0.006质量份以上,进一步可以为0.018质量份以上、0.024质量份以上、0.030质量份以上、0.050质量份以上。另外,透光性色素的含量的上限值优选为树脂组合物的5.0质量份以下,更优选为3.0质量份以下,进一步优选为1.0质量份以下,可以为0.20质量份以下、0.10质量份以下、0.060质量份以下。
透光性色素可以仅包含一种,也可以包含两种以上。在包含两种以上时,总量优选为上述范围。
另外,本发明的树脂组合物优选实质上不包含炭黑。实质上不包含是指例如为树脂组合物的0.0001质量%以下。
<成核剂>
为了调节结晶化速度,本发明的树脂组合物可以包含成核剂。成核剂的种类没有特别限定,优选为滑石、氮化硼、云母、高岭土、碳酸钙、硫酸钡、氮化硅、钛酸钾及二硫化钼,更优选为滑石及氮化硼,进一步优选为滑石。
在本发明的树脂组合物包含成核剂时,其含量相对于特定聚酰胺树脂100质量份优选为0.01~10质量份,更优选为0.1~8质量份,进一步优选为0.1~6质量份。
本发明的树脂组合物可以仅包含一种成核剂,也可以包含两种以上。包含两种以上时,优选总量为上述范围。
<润滑剂>
本发明的树脂组合物可以包含润滑剂。
作为润滑剂,例如可列举出脂肪族羧酸、脂肪族羧酸的盐、脂肪族羧酸与醇形成的酯、数均分子量200~15000的脂肪族烃化合物、聚硅氧烷类硅油等。
作为脂肪族羧酸,例如可以列举出饱和或不饱和的脂肪族一元羧酸、二元羧酸或三元羧酸。这里,脂肪族羧酸还包括脂环式的羧酸。其中,优选的脂肪族羧酸为碳原子数6~36的一元羧酸或二元羧酸,更优选为碳原子数6~36的脂肪族饱和一元羧酸。作为上述脂肪族羧酸的具体例子,可列举出棕榈酸、硬脂酸、己酸、癸酸、月桂酸、花生酸、山萮酸、二十四烷酸、蜡酸、蜂花酸、三十四烷酸、褐煤酸、己二酸、壬二酸等。另外,作为脂肪族羧酸的盐,可示例出钠盐、钾盐、钙盐、镁盐。
作为脂肪族羧酸与醇形成的酯中的脂肪族羧酸,例如可以使用与上述脂肪族羧酸相同的脂肪族羧酸。另一方面,作为醇,例如可列举出饱和或不饱和的一元醇或多元醇。这些醇可以具有氟原子、芳基等取代基。其中,优选为碳原子数30以下的一元或多元的饱和醇,更优选为碳原子数30以下的脂肪族或脂环式饱和一元醇或脂肪族饱和多元醇。
作为上述醇的具体例子,可列举出辛醇、癸醇、十二烷醇、硬脂醇、山萮醇、乙二醇、二乙二醇、甘油、季戊四醇、2,2-二羟基全氟丙醇、新戊二醇、双(三羟甲基)丙烷、二季戊四醇等。
作为脂肪族羧酸与醇形成的酯的具体例子,可列举出蜜蜡(以棕榈酸蜂花醇酯作为主成分的混合物)、硬脂酸硬脂酯、山萮酸山萮酯、山萮酸硬脂酯、单棕榈酸甘油酯、单硬脂酸甘油酯、二硬脂酸甘油酯、三硬脂酸甘油酯、季戊四醇单棕榈酸酯、季戊四醇单硬脂酸酯、季戊四醇二硬脂酸酯、季戊四醇三硬脂酸酯、季戊四醇四硬脂酸酯等。
作为数均分子量200~15000的脂肪族烃,例如可列举出液体石蜡、石蜡(paraffine wax)、微晶石蜡、聚乙烯蜡、费托蜡、碳原子数3~12的α-烯烃低聚物等。需要说明的是,这里,作为脂肪族烃,还包括脂环式烃。另外,脂肪族烃的数均分子量为优选为5000以下。
其中,优选为石蜡、聚乙烯蜡或聚乙烯蜡的部分氧化物,更优选为石蜡、聚乙烯蜡。
在本发明的树脂组合物包含润滑剂时,其含量相对于特定聚酰胺树脂100质量份优选为0.05~1质量份,更优选为0.1~0.8质量份,进一步优选为0.2~0.6质量份。
本发明的树脂组合物可以仅包含一种润滑剂,也可以包含两种以上。包含两种以上时,优选总量为上述范围。
<其它成分>
在不脱离本发明主旨的范围内,本发明的树脂组合物还可以包含其它成分。作为这样的添加剂,可以列举出除玻璃纤维以外的填料、光稳定剂、抗氧化剂、除磷腈类阻燃剂以外的阻燃剂、除锌金属氧化物以外的阻燃助剂、紫外线吸收剂、荧光增白剂、抗滴落剂、抗静电剂、防雾剂、防粘连剂、流动性改良剂、增塑剂、分散剂、抗菌剂等。这些成分可以仅使用一种,也可以组合使用两种以上。
需要说明的是,本发明的树脂组合物中以各成分的总计为100质量%的方式调整树脂成分和透光性色素、以及玻璃纤维、其它添加剂的含量等。
作为本发明的聚酰胺树脂组合物的实施方式的一个例子,特别是作为聚酰胺树脂,可以列举出使用来自二羧酸的结构单元的70摩尔%以上来自于碳原子数9~20的α,ω-直链脂肪族二羧酸的聚酰胺树脂(更优选进一步来自二胺的结构单元的70摩尔%以上来自于间苯二甲基二胺的聚酰胺树脂)、且包含作为透光性色素的吡唑啉酮、芘酮及蒽醌中的至少1种的形态。通过设为这样的形态,能够更有效地抑制得到的成型品在湿热试验后的颜色转移,且能够保持高的机械强度。
<树脂组合物的特性>
本发明的树脂组合物在成型为1mm厚时,按照ISO13468-2测得的波长1070nm的透射率优选为40%以上,进一步还可以设为45%以上、50%以上、53%以上。对于上限值,没有特别限定,即使为60%以下,也充分满足实用性能。
<树脂组合物的制造方法>
本发明的树脂组合物的制造方法没有特别限制,优选将具有能够从排气口脱气的设备的单螺杆或双螺杆挤出机作为混炼机使用的方法。上述聚酰胺树脂成分、玻璃纤维及根据需要配合的其它添加剂可以一次性供给至混炼机,也可以依次将其它配合成分供给至聚酰胺树脂成分中。为了抑制在混炼时发生破碎,优选从挤出机的中途供给玻璃纤维。另外,还可以将选自各成分的两种以上的成分预先混合,进行混炼。
在本发明中,可以预先将透光性色素用聚酰胺树脂等制成母炼胶后,与其它成分(聚酰胺树脂、玻璃纤维等)进行混炼,从而得到本发明的树脂组合物。
在本发明中,优选至少包括:使用马来酸酐改性聚苯醚类树脂将磷腈类阻燃剂母炼胶化后,与其它成分进行混炼。特别优选使用马来酸酐改性聚苯醚类树脂将锌金属氧化物的一部分与磷腈类阻燃剂一起进行母炼胶化后,与其它成分进行混炼,并且将锌金属氧化物的剩余部分直接与聚酰胺树脂进行混炼。通过设为这样的构成,可更有效地分散锌金属氧化物,在进行激光熔敷时不易产生孔隙,具有熔敷性进一步提高的倾向。
使用了本发明的树脂组合物的成型品的制造方法没有特别限制,对于热塑性树脂,可以应用通常使用的成型方法,即,注塑成型、中空成型、挤出成型、压制成型等成型方法。该情况下,由于流动性良好,特别优选的成型方法为注塑成型。在注塑成型时,优选将树脂温度控制为250~300℃。
<组合物组合>
本发明还公开了一种组合物组合,其具有上述树脂组合物、以及包含热塑性树脂和光吸收性色素的光吸收性树脂组合物。本发明的组合物组合可以优选用于采用激光熔覆的成型品的制造。
即,组合物组合中包含的树脂组合物发挥作为透光性树脂组合物的作用,将透光性树脂组合物成型而得到的成型品成为在激光熔敷时对激光的透射树脂构件。另一方面,将光吸收性树脂组合物成型而得到的成型品成为在激光熔敷时对激光的吸收树脂构件。
<<光吸收性树脂组合物>>
本发明中使用的光吸收性树脂组合物包含热塑性树脂和光吸收性色素。
热塑性树脂可以示例出:聚酰胺树脂、烯烃类树脂、乙烯基类树脂、苯乙烯类树脂、丙烯酸类树脂、聚苯醚树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚缩醛树脂等,从与树脂组合物的相容性良好的观点考虑,特别优选为聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂,进一步优选为聚酰胺树脂。另外,热塑性树脂可以为1种,也可以为2种以上。
作为光吸收性树脂组合物中使用的聚酰胺树脂,对其种类等没有限定,优选为上述苯二甲基二胺类聚酰胺树脂。
无机填料可以示例出玻璃纤维、碳纤维、二氧化硅、氧化铝、滑石、炭黑及涂覆有吸收激光的材料的无机粉末等能够吸收激光的填料,优选为玻璃纤维。玻璃纤维与可以配合在上述本发明的树脂组合物中的玻璃纤维含义相同,优选的范围也相同。
作为光吸收性色素,是在待照射的激光波长的范围具有极大吸收波长的色素,即,在本发明中,是在波长800nm~1100nm的范围具有极大吸收波长的色素,可以列举:无机颜料(炭黑(例如,乙炔黑、灯黑、热裂法炭黑、炉法炭黑、槽法炭黑、科琴黑等)等黑色颜料、氧化铁红等红色颜料、钼橙等橙色颜料、氧化钛等白色颜料)、有机颜料(黄色颜料、橙色颜料、红色颜料、蓝色颜料、绿色颜料等)等。其中,无机颜料通常遮盖力强,因此优选,进一步优选为黑色颜料。这些光吸收性色素也可以组合使用两种以上。光吸收性色素的含量相对于树脂成分100质量份优选为0.01~30质量份。
本发明中的光吸收性树脂组合物的第一实施方式是光吸收性树脂组合物包含聚酰胺树脂、马来酸酐改性聚苯醚类树脂、磷腈类阻燃剂、锌金属氧化物及光吸收性色素的组合物的方式。还可以进一步包含玻璃纤维。光吸收性树脂组合物中的聚酰胺树脂、马来酸酐改性聚苯醚类树脂、磷腈类阻燃剂、锌金属氧化物、以及玻璃纤维的优选范围等详情与上述本发明的树脂组合物相同。
本发明的组合物组合优选除树脂组合物中的透光性色素以外的成分和除光吸收性树脂组合物中的光吸收性色素以外的成分的80质量%以上是共通的,更优选90质量%以上是共通的,进一步优选95~100质量%是共通的。
<<激光熔敷方法>>
接下来,对激光熔敷方法进行说明。在本发明中,可以通过使将本发明的树脂组合物成型而成的成型品(透射树脂构件)与将上述光吸收性树脂组合物成型而成的成型品(吸收树脂构件)进行激光熔敷来制造成型品。通过进行激光熔敷,可以不使用粘接剂而将透射树脂构件与吸收树脂构件牢固地熔敷。
构件的形状没有特别限制,由于通过激光熔敷将构件彼此接合而使用,通常为至少具有面接触部位(平面、曲面)的形状。在激光熔敷中,透过透射树脂构件的激光被吸收树脂构件吸收而熔融,将两个构件熔敷。本发明的树脂组合物的成型品对激光的透射性高,因此可以优选用作透射树脂构件。这里,透射激光的构件的厚度(透射激光的部分沿激透光方向的厚度)可以考虑用途、树脂组合物的组成及其它而适当确定,例如为5mm以下,优选为4mm以下。
作为激光熔敷所使用的激光光源,可以根据光吸收性色素的光的吸收波长来确定,优选为波长800~1100nm范围的激光,例如可以利用半导体激光或光纤激光。
在本发明中,可以将进行激光照射时的总能量投入量设为200J以下,还可以设为180J以下。由此,即使减少总能量投入量也能够实现高激光熔敷性,从这一点考虑有很高的价值。总能量投入量的下限值例如可以设为5J以上、进一步可以设为10J以上、特别是可以设为50J以上。
更具体而言,例如,在将透射树脂构件与吸收树脂构件熔敷的情况下,首先使两者待熔敷的部位彼此相互接触。此时,两者的熔敷部位优选为面接触,可以是平面与平面、曲面与曲面、或者平面与曲面的组合。接着,从透射树脂构件侧照射激光。此时,可以根据需要利用透镜将激光聚焦于两者的界面。该聚光射束透射至透射树脂构件中,在吸收树脂构件的表面附近被吸收而放热,发生熔融。接着,该热通过热传递也被传递至透射树脂构件,在两者的界面形成熔融池,在冷却后,将两者接合。
如上所述将透射树脂构件与吸收树脂构件熔敷而成的成型品具有高熔敷强度。需要说明的是,本发明的成型品除了包含完成品、部件以外,还包含形成它们的一部分的构件。
本发明的组合物组合可以为如下构成:将上述树脂组合物和上述光吸收性树脂组合物分别成型为ASTM标准4号哑铃片,该ASTM标准4号哑铃片为1.5mm厚的试验片,在振镜扫描式光纤激光熔敷中,以压制压力600N、激光束直径2mm、激光的熔敷宽度16mm进行熔敷时的总能量投入量160J的情况下,拉伸强度为900N以上。进而可以为1000N以上,特别是可以为1300N以上,特别是进一步可以为1500N。对于上限值,没有特别限定,例如,即使为2000N以下也充分满足性能要求。上述熔敷强度可依据后述的实施例中记载的方法来测定。
本发明中进行激光熔敷而得到的成型品的机械强度良好,具有高熔敷强度,因激光照射导致的树脂损伤也少,因此可以应用于例如各种保存容器、电气/电子设备部件、办公自动化(OA)设备部件、家电设备部件、机械装置部件、车辆装置部件等各种用途。特别可以优选用于食品用容器、药品用容器、油脂产品容器、车辆用中空部件(各种容器、进气歧管部件、照相机框体等)、车辆用电气部件(各种控制单元、点火线圈部件等)电动机部件、各种传感器部件、连接器部件、开关部件、电流断路器部件、继电器部件、线圈部件、变压器部件、灯部件等。本发明的树脂组合物及组合物组合特别适于车载照相机模块。
[实施例]
以下,列举实施例对本发明更具体地进行说明。只要不脱离本发明的主旨,以下的实施例中示出的材料、用量、比例、处理内容、处理步骤等可以适当变更。因此,本发明的范围并不限于以下所示的具体例子。
<原料>
聚酰胺树脂
MP10:聚癸二酰间(对)苯二甲胺,通过下述方法而合成。
MXD6:聚己二酰间苯二甲胺、三菱瓦斯化学株式会社制
MP6:聚己二酰间(对)苯二甲胺,通过下述方法而合成。
PA66:聚酰胺66、Solvay公司制、Stabamid 26AE1K
<MP6的合成例>
将己二酸在氮气氛围的反应罐内加热溶解后,一边搅拌内容物,一边在加压(0.35MPa)下缓慢滴加对苯二甲基二胺(三菱瓦斯化学株式会社制)与间苯二甲基二胺(三菱瓦斯化学株式会社制)的摩尔比为3∶7的混合二胺,使得二胺与己二酸(Solvay公司制)的摩尔比为约1∶1,同时将温度上升至270℃。在滴加结束后,减压至0.06MPa并持续进行10分钟反应,调整了分子量1000以下的成分量。然后,将内容物以线料状取出,通过造粒机进行粒料化,得到了聚酰胺树脂。
<MP10的合成例>
将癸二酸在氮气氛围的反应罐内加热溶解后,一边搅拌内容物,一边在加压(0.35MPa)下缓慢滴加对苯二甲基二胺(三菱瓦斯化学株式会社制)与间苯二甲基二胺(三菱瓦斯化学株式会社制)的摩尔比为3∶7的混合二胺,使得二胺与癸二酸的摩尔比为约1∶1,同时用2小时将温度上升至240℃。在滴加结束后,使内温上升,在达到250℃的时间点将反应容器内减压至0.08MPa,使内温进一步上升并在255℃下继续进行20分钟熔融缩聚反应,调整了分子量1000以下的成分量。在反应结束后,用氮气将体系内加压,以线料状取出内容物,通过造粒机进行粒料化,得到了聚酰胺树脂。磷原子浓度为250质量ppm。
马来酸酐改性聚苯醚类树脂、磷腈类阻燃剂、锌金属氧化物
PME-91FR:三菱工程塑料株式会社制
由聚苯醚类树脂34.72质量%、磷腈类阻燃剂35.0质量%、硼酸锌30.0质量%、马来酸酐0.28质量%构成。
<PME-91FR的制造例>
将调整为上述构成比率的各种原料全部一起投入亨舍尔混合机(带有叶片的强制搅拌装置),进行2分钟搅拌,得到了混合物。使用双螺杆式盒式称重给料器(KUBOTA公司制、CE-W-1-MP)从挤出机(东芝机械株式会社制造、TEM26SS)的螺杆根部投入该混合物,进行熔融混炼。挤出机的温度设定为265℃。利用造粒机将从模头出口出来的线料切断并粒料化,得到了阻燃剂母炼胶。
锌金属氧化物
Firebreak ZB:硼酸锌、早川商事株式会社制
溴化聚苯乙烯
SAYTEX HP-3010:ALBEMARLE JAPAN公司制
三氧化锑
SICABATCH 404003:三氧化锑的聚酰胺66的母炼胶(氧化锑含量为70质量%)SICA公司制
成核剂
5000A、林化成株式会社制、MICRON WHITE 5000A、滑石
5000S、林化成株式会社制、MICRON WHITE 5000S、滑石
润滑剂
WH255:乙烯基双硬脂酰胺类润滑剂、Light Amide WH255、共荣社化学株式会社制
CS-CP:褐煤酸钙、日东化成工业株式会社制
玻璃纤维
T-296GH:日本电气硝子株式会社制
透光性色素
LTW-8701H:ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES公司制、e-BIND LTW-8701H、聚酰胺66与透光性色素的母炼胶
光吸收性色素
CB1:炭黑(三菱化学株式会社制、MA600B)的母炼胶、母炼胶中使用的树脂为MP6,母炼胶中的炭黑的含量为30质量%。
CB2:炭黑(三菱化学株式会社制、MA600B)的母炼胶、母炼胶中使用的树脂为MP10,母炼胶中的炭黑的含量为30质量%。
实施例1
<混合物>
制造了后述的下述表1所述的透光构件形成用粒料(树脂组合物)和光吸收构件形成用粒料(光吸收性树脂组合物)。
具体而言,按表1所示的比例(单位为质量%)分别称量后述的下述表1所示的各成分、即除玻璃纤维以外的成分,进行干混后,使用双轴螺杆式盒式称重给料器(KUBOTA公司制造、CE-W-1-MP)从双螺杆挤出机(东芝机械株式会社制造、TEM26SS)的螺杆根部投入。另外,对于玻璃纤维,使用振动式盒式称重给料器(KUBOTA公司制造、CE-V-1B-MP),从挤出机的侧面投入上述的双螺杆挤出机,与树脂成分等进行熔融混炼,得到了透光构件形成用粒料(树脂组合物)及光吸收构件形成用粒料(光吸收性树脂组合物)。挤出机的温度设定为280℃。
将上述得到的透光构件形成用粒料和光吸收构件形成用粒料分别在120℃下干燥4小时后,使用注射成型机(住友重机械工业株式会社制、SE-50D)分别制作了透光构件用试验片(1.0mm厚)及光吸收构件用试验片(1.0mm厚)。在进行成型时,在料筒温度为280℃、实施例1及比较例1的模具表面温度为110℃、实施例2、3及比较例2、3的模具表面温度为130℃下实施。
<透光率>
对于上述得到的透光构件用试验片,按照ISO13468-2测定了波长1070nm的透光率(单元:%)。
<ASTM标准4号哑铃片的熔敷强度(N)>
使用上述得到的透光构件用试验片及光吸收构件用试验片测定了通过振镜式扫描型光纤激光熔敷进行熔敷而得到的试验片的熔敷强度。
具体而言,如图1所示,将试验片重叠,进行了熔敷。在图1中,1表示透射树脂构件用试验片,2表示吸收树脂构件用试验片,3表示激光照射部位。另外,在图1中,透射树脂构件1的左上端部的突出部及吸收树脂构件2的右下端部的突出部分别表示浇口侧。
激光照射使用通常的振镜式扫描(销售商:FINEDEVICE公司制造,激光束直径:直径2mm),以激光输出功率30W~200W、扫描速度70~2000mm/秒、激光的熔敷宽度(图1的3的宽度)为16mm的方式照射光纤激光(波长:1070nm)来进行。透光构件用试验片及光吸收构件用试验片的压制压力为0.5MPa(600N)。
使用经熔敷的试验片进行了激光熔敷强度测定。熔敷强度的测定使用拉伸试验机(Instron公司制造的“5544型”)(负荷传感器±2kN),对于经熔敷而形成一体的透光构件用试验片及光吸收构件用试验片,用夹具夹住其长轴方向的两端,以拉伸速度5mm/分进行试验并测定。
在表1中,母材破坏并不是指从熔敷面上剥离而破坏的剥离强度,而是指除熔敷面以外的部分的哑铃片本身发生破坏时的强度。
<总能量投入量>
确认了上述得到的透光构件用试验片及光吸收构件用试验片的熔敷时的熔敷强度与能量投入量的关系。具体而言,利用以下的式子进行计算。
能量密度(J/mm)=激光输出功率(W)×扫描速度(mm/秒)
总能量投入量(J)=能量密度(J/mm)×扫描次数(次)×扫描宽度(16mm)
对扫描次数进行各种变更,将得到的总能量投入量示于图1。
实施例2、实施例3、比较例1、比较例2、比较例3
在实施例1中,如表1所示进行变更,除此以外同样地进行。其中,比较例1~3未进行熔敷,因此无法测定总能量投入量。
Figure BDA0002767609490000241
如根据上述结果所明确的那样,本发明的树脂组合物的透光率高、且激光熔敷性优异(实施例1~3)。另外,如图2所示,即使伴随激光照射的总能量少,也能够实现高激光熔敷性。
相比之下,即使使用其它阻燃剂及阻燃助剂,透光率也低,未进行激光熔敷(比较例1~3)。

Claims (12)

1.一种树脂组合物,其包含:聚酰胺树脂、马来酸酐改性聚苯醚类树脂、磷腈类阻燃剂、锌金属氧化物、以及透光性色素,
所述树脂组合物是使用波长800~1100nm范围的光源的激光熔敷用的树脂组合物,
其中,将所述树脂组合物成型为1mm厚时,按照ISO13468-2测得的波长1070nm的透射率为40%以上。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述聚酰胺树脂包含半芳香族聚酰胺树脂。
3.根据权利要求1或2所述的树脂组合物,其中,所述聚酰胺树脂包含含有来自二胺的结构单元和来自二羧酸的结构单元的聚酰胺树脂,所述来自二胺的结构单元的50摩尔%以上来自于苯二甲基二胺,所述来自二羧酸的结构单元的50摩尔%以上来自于碳原子数4~20的α,ω-直链脂肪族二羧酸。
4.根据权利要求1或2所述的树脂组合物,其中,所述锌金属氧化物包含硼酸锌。
5.根据权利要求1或2所述的树脂组合物,其还包含玻璃纤维。
6.权利要求1~5中任一项所述的树脂组合物的制造方法,该方法至少包括:使用马来酸酐改性聚苯醚类树脂将磷腈类阻燃剂母炼胶化后,与其它成分进行混炼。
7.根据权利要求6所述的树脂组合物的制造方法,其包括:使用马来酸酐改性聚苯醚类树脂将锌金属氧化物的一部分与磷腈类阻燃剂一起进行母炼胶化后,与其它成分进行混炼,并且将锌金属氧化物的剩余部分直接与聚酰胺树脂进行混炼。
8.一种组合物组合,其具有:权利要求1~5中任一项所述的树脂组合物、以及包含热塑性树脂和光吸收性色素的光吸收性树脂组合物,
所述光吸收性色素是在波长800nm~1100nm的范围具有极大吸收波长的色素,相对于树脂成分100质量份,该光吸收性色素的含量为0.01~30质量份。
9.根据权利要求8所述的组合物组合,其中,所述光吸收性树脂组合物包含:聚酰胺树脂、马来酸酐改性聚苯醚类树脂、磷腈类阻燃剂、锌金属氧化物、以及光吸收性色素。
10.根据权利要求9所述的组合物组合,其中,将所述树脂组合物和所述光吸收性树脂组合物分别成型为ASTM标准4号哑铃片,该ASTM标准4号哑铃片为1.5mm厚的试验片,在振镜扫描式光纤激光熔敷中,在以压制压力600N、激光束直径2mm、激光的熔敷宽度16mm进行熔敷时的总能量投入量160J的情况下,拉伸强度为900N以上。
11.一种成型品的制造方法,该方法包括:对将权利要求1~5中任一项所述的树脂组合物成型而成的成型品和将光吸收性树脂组合物成型而成的成型品进行激光熔敷,所述光吸收性树脂组合物包含热塑性树脂和光吸收性色素,
所述光吸收性色素是在波长800nm~1100nm的范围具有极大吸收波长的色素,相对于树脂成分100质量份,该光吸收性色素的含量为0.01~30质量份。
12.一种成型品,其是将权利要求1~5中任一项所述的树脂组合物或权利要求8~10中任一项所述的组合物组合成型而成的。
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