CN114787285B - 液晶聚合物组合物、液晶聚合物成型体和相机模块 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液晶聚合物组合物,其在液晶聚合物成型体与金属材料的滑动和液晶聚合物成型体之间的滑动的两者情况下,静摩擦系数和动摩擦系数都低。该液晶聚合物组合物含有液晶聚合物(A)、聚四氟乙烯树脂(B)和硫酸钡(C)。
Description
技术领域
本发明涉及液晶聚合物组合物、使用了该液晶聚合物组合物的液晶聚合物成型体和使用了该液晶聚合物组合物的相机模块。
背景技术
液晶聚合物的机械强度、成型性、尺寸精度、耐药品性、耐湿性、电性质等优异,因此,被用于各种部件。特别是,由于耐热性、薄壁成型性优异,因此,正在研究在精密设备等电子部件例如相机模块中的使用。
在相机模块中,当小的污物、灰尘、尘埃等附着于透镜或图像传感器时,光学特性会降低。出于防止这样的光学特性的降低的目的,通常对于相机模块用部件在组装前进行超声波洗涤,去除附着在表面的小的污物、灰尘、尘埃等。然而,由液晶聚合物构成的成型体(液晶聚合物成型体)中,液晶聚合物的结晶取向性高,因此成型体表面容易剥离,在进行超声波洗涤时表面会剥离,已知会发生起毛刺现象(原纤维化)。从原纤维化的部分容易产生小粉末(微粒),使生产率降低。而且还因为容易原纤维化,所以相机模块的与其他部件的粘接性差。因此,在专利文献1中,提出了含有莫氏硬度为2.5以上的无机颗粒的液晶聚合物组合物。
另一方面,相机模块被装入智能手机的众多型号之中,具有自动对焦(AF)机构、光学抖动补正(OIS)机构等致动器机构的相机模块得到广泛普及。近年来,由于搭载于1台智能手机的相机数增加,为了能够廉价地制造相机模块,正在研究将AF机构与OIS机构一体化等的新型致动器机构等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2017-513976号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
为了使致动器机构顺利工作,要求构成这些机构的液晶聚合物成型体的摩擦系数低。而且,要求在上述这样的新型致动器机构中,在液晶聚合物成型体与金属材料的滑动和液晶聚合物成型体之间的滑动的两者情况下,静摩擦系数和动摩擦系数都低。然而,由专利文献1的液晶聚合物组合物构成的成型体中,未能充分降低摩擦系数,特别是在液晶聚合物成型体与金属材料的滑动和液晶聚合物成型体之间的滑动的两者情况下,存在难以充分降低摩擦系数的问题。
本发明为了解决这样的问题,其目的在于提供一种在液晶聚合物成型体与金属材料的滑动和液晶聚合物成型体之间的滑动的两者情况下、静摩擦系数和动摩擦系数都低的液晶聚合物组合物、使用了该液晶聚合物组合物的液晶聚合物成型体、和使用了该液晶聚合物组合物的相机模块。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的发明人为了解决上述技术问题,经过精细研究,结果发现,除液晶聚合物以外,并用聚四氟乙烯树脂和硫酸钡,由此不仅是液晶聚合物成型体与金属材料的滑动,而且在液晶聚合物成型体之间的滑动中,不仅是动摩擦,而且在公知是聚四氟乙烯树脂的效果较低的静摩擦方面,也得到了特别显著的效果,以至于完成本发明。即,本发明的主旨如下。
项1.一种液晶聚合物组合物,其含有液晶聚合物(A)、聚四氟乙烯树脂(B)和硫酸钡(C)。
项2.如项1所述的液晶聚合物组合物,其中,上述液晶聚合物(A)为液晶聚酯。
项3.如项1或项2所述的液晶聚合物组合物,其中,上述聚四氟乙烯树脂(B)的平均粒径为0.1μm~100μm。
项4.如项1~项3中任一项所述的液晶聚合物组合物,其中,上述硫酸钡(C)的平均粒径为0.1μm~50μm。
项5.如项1~项4中任一项所述的液晶聚合物组合物,其中,在上述液晶聚合物组合物总量100质量%中,上述聚四氟乙烯树脂(B)的含量为1质量%~30质量%。
项6.如项1~项5中任一项所述的液晶聚合物组合物,其中,在上述液晶聚合物组合物总量100质量%中,上述硫酸钡(C)的含量为1质量%~30质量%。
项7.如项1~项6中任一项所述的液晶聚合物组合物,其中,上述聚四氟乙烯树脂(B)与上述硫酸钡(C)的质量比((B):(C))为20:80~80:20。
项8.如项1~项7中任一项所述的液晶聚合物组合物,其中,还含有强化纤维(D)。
项9.如项1~项8中任一项所述的液晶聚合物组合物,其为相机模块用树脂组合物。
项10.一种液晶聚合物成型体,其为项1~项9中任一项所述的液晶聚合物组合物的成型体。
项11.如项10所述的液晶聚合物成型体,其为滑动部件。
项12.一种相机模块,其包括项10或项11所述的液晶聚合物成型体。
发明效果
利用本发明的液晶聚合物组合物,能够提供在液晶聚合物成型体与金属材料的滑动和液晶聚合物成型体之间的滑动的两者情况下,静摩擦系数和动摩擦系数都低的液晶聚合物成型体。
具体实施方式
以下,对于实施本发明的优选方式的一例进行说明。但是,以下的实施方式仅仅为例示。本发明不受下述的实施方式任何限定。
<液晶聚合物组合物>
本发明的液晶聚合物组合物含有液晶聚合物(A)、聚四氟乙烯树脂(B)和硫酸钡(C),根据需要,还可以含有强化纤维(D)、固体润滑剂、其他添加剂。
对于本发明的液晶聚合物组合物的各构成成分等,如下进行说明。
(液晶聚合物(A))
本发明的液晶聚合物组合物含有液晶聚合物(A)(以下,有时称为“成分(A)”)。液晶聚合物(A)是指具有能够形成光学各向异性熔融相的性质的熔融加工性聚合物。光学各向异性能够通过利用正交偏光子的通常的偏光检查法进行确认。液晶聚合物(A)是具有分子形状细长且扁平,沿着分子的长链,刚性较高的分子链(又称为“介晶基团”)的聚合物,介晶基团可以存在于高分子主链或侧链的任意一方或两方,但在追求更高耐热性时,得到的成型体优选在高分子主链具有介晶基团。
作为成分(A),可以列举液晶聚酯、液晶聚酯酰胺、液晶聚酯醚、液晶聚酯碳酸酯、液晶聚酯酰亚胺、液晶聚酰胺等,但在这些之中,从能够得到强度更优异的成型体的观点出发,优选液晶聚酯、液晶聚酯酰胺或液晶聚酰胺,从能够得到较低吸水性的成型体的观点出发,优选液晶聚酯或液晶聚酯酰胺,更优选液晶聚酯。更具体而言,能够举出以下的(A1)~(A6)等液晶聚合物,选自这些中的液晶聚合物可以单独使用,也可以将2种以上组合起来作为成分(A)使用。
可以列举:
(A1)包含式(1)所示的重复单元的液晶聚酯;
(A2)包含式(2)所示的重复单元和式(3)所示的重复单元的液晶聚酯;
(A3)包含式(1)所示的重复单元、式(2)所示的重复单元和式(3)所示的重复单元的液晶聚酯;
(A4)在(A1)中,将式(1)所示的重复单元的一部分或全部替换成式(4)所示的重复单元而成的液晶聚酯酰胺或液晶聚酰胺;
(A5)在(A2)中,将式(3)所示的重复单元的一部分或全部替换成式(5)所示的重复单元和/或式(6)所示的重复单元而成的液晶聚酯酰胺或液晶聚酰胺;
(A6)在(A3)中,将式(3)所示的重复单元的一部分或全部替换成式(5)所示的重复单元和/或式(6)所示的重复单元而成的液晶聚酯酰胺等液晶聚合物,
选自这些的液晶聚合物可以单独使用,也可以将2种以上组合起来作为液晶聚合物(A)使用。
(式中,Ar1和Ar4分别独立地表示1,4-亚苯基、2,6-萘二基或4,4-亚联苯基。Ar2、Ar3、Ar5和Ar6分别独立地表示1,4-亚苯基、2,6-萘二基、1,3-亚苯基或4,4-亚联苯基。另外,Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、Ar5和Ar6中,在其芳香环上的氢原子的一部分或全部可以被卤素原子、烷基、芳基取代。)
式(1)所示的重复单元是源自芳香族羟基羧酸的重复单元,作为该芳香族羟基羧酸,可以列举4-羟基苯甲酸、3-羟基苯甲酸、6-羟基-2-萘甲酸、7-羟基-2-萘甲酸、6-羟基-1-萘甲酸、4-羟基联苯基-4-羧酸、或这些芳香族羟基羧酸中的芳香环上的氢的一部分或全部被烷基、芳基、卤素原子取代而成的芳香族羟基羧酸。
式(2)所示的重复单元是源自芳香族二羧酸的重复单元,作为该芳香族二羧酸,可以列举对苯二甲酸、邻苯二甲酸、4,4-二苯基二羧酸、2,6-萘二羧酸、间苯二甲酸、或这些芳香族二羧酸中的芳香环上的氢的一部分或全部被烷基、芳基、卤素原子取代而成的芳香族二羧酸。
式(3)所示的重复单元是源自芳香族二醇的重复单元,作为该芳香族二醇,可以列举氢醌、间苯二酚、萘-2,6-二醇、4,4-亚联苯基二醇、3,3-亚联苯基二醇、4,4-二羟基二苯醚、4,4-二羟基二苯基砜或这些芳香族二醇中的芳香环上的氢的一部分或全部被烷基、芳基、卤素原子取代而成的芳香族二醇。
式(4)所示的重复单元是源自芳香族氨基羧酸的重复单元,作为该芳香族氨基羧酸,可以列举4-氨基苯甲酸、3-氨基苯甲酸、6-氨基-2-萘甲酸、或这些芳香族氨基羧酸中的芳香环上的氢的一部分或全部被烷基、芳基、卤素原子取代而成的芳香族氨基羧酸。
式(5)所示的重复单元是源自具有羟基的芳香族胺的重复单元,可以列举4-氨基苯酚、3-氨基苯酚、4-氨基-1-萘酚、4-氨基-4-羟基二苯基、或这些具有羟基的芳香族胺中的芳香环上的氢的一部分或全部被烷基、芳基、卤素原子取代而成的芳香族羟基胺。
式(6)所示的重复单元是源自芳香族二胺的结构单元,可以列举1,4-苯二胺、1,3-苯二胺或这些芳香族二胺中的芳香环上的氢的一部分或全部被烷基、芳基、卤素原子取代而成的芳香族二胺。
作为上述的结构单元所具有的取代基例示的烷基,可以列举甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、己基、环己基、辛基、癸基等碳原子数1~10的直链、分支或脂环状的烷基。作为芳基,可以列举苯基、萘基等碳原子数6~10的芳基。作为卤素原子,可以列举氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
成分(A)之中,选自(A1)~(A3)中的至少一种液晶聚酯在能够得到耐热性和尺寸稳定性更优异的成型体的方面优选,特别优选(A1)或(A3)的液晶聚酯。
成分(A)优选为利用毛细管流变仪测得的300℃、滑动速度1.0×103sec-1时的熔融粘度为5.0×102Pa·s~5.0×103Pa·s的成分。
成分(A)的形状只要能够熔融混炼就没有特别限制,例如,能够使用粉末状、颗粒状、粒料状的任意种。
在液晶聚合物组合物总量100质量%中,本发明的液晶聚合物组合物中的成分(A)的含量优选为40质量%~98质量%,更优选为60质量%~94质量%,进一步优选为70质量%~90质量%。
(聚四氟乙烯树脂(B))
本发明的液晶聚合物组合物含有聚四氟乙烯树脂(B)(以下,有时称为“成分(B)”。)。成分(B)为具有-(CF2-CF2)-的重复单元的聚合物,例如,能够使用导入了全氟烷基醚基(-CpF2p-O-)(p为1~4的整数)或者聚氟烷基(H(CF2)q)(q为1~20的整数)的改性聚四氟乙烯树脂。
成分(B)可以是采用通常的得到模塑粉的悬浮聚合法、得到细粉的乳液聚合法的任意方法而得到的成分。另外,也可以是将高分子量聚四氟乙烯树脂通过热分解、放射线进行低分子量化而成的成分。
成分(B)优选为粉末,其平均粒径优选为0.1μm~100μm,更优优选为1μm~50μm,进一步优选为5μm~20μm。通过使平均粒径在上述范围,能够进一步减小滑动时的摩擦系数。成分(B)的平均粒径能够通过激光衍射-散射法测定,是通过激光衍射-散射法测定的粒度分布中的体积基准累积50%时的粒径(体积基准累积50%粒径),即D50(中值粒径)。该体积基准累积50%粒径(D50)是以体积基准求得粒度分布,将全部体积设为100%时的累积曲线中,从颗粒尺寸小的颗粒开始计算颗粒数,累积值达到50%时的点的粒径。
成分(B)的颗粒形状只要是球状、柱状、板状、棒状、圆柱状、块状、不定形状等非纤维状颗粒,就可以没有特别限定地使用。成分(B)的颗粒形状例如能够通过扫描型电子显微镜(SEM)观察进行解析。
本发明中的纤维状颗粒是指,将与颗粒外切的长方体之中,体积最小的长方体(外切长方体)的最长边定义为长径L,将次长的边定义为短径B,将最短的边定义为厚度T(B>T)时,L/B和L/T均为3以上的颗粒,长径L相当于纤维长,短径B相当于纤维径。需要说明的是,在纤维状颗粒中,优选L/B和L/T均在5以上。非纤维状颗粒是指,L/B小于3的颗粒,将非纤维状颗粒中的L/B小于3、L/T为3以上的颗粒称为板状的颗粒。
聚四氟乙烯树脂(以下有时称为“PTFE”。)被分类为热塑性树脂,但一般来说,由于熔融粘度异常地高而无法注射成型,以PTFE作为主成分的树脂组合物是将树脂的混合粉末压缩,将其加热至熔点以上来使粉末彼此熔合的方法(压缩成型)来制造成型体。用于压缩成型的PTFE能够使用高分子量的PTFE,但在将高分子量的PTFE配合在通常的热塑性树脂中而进行熔融混合时,由于PTFE的原纤维化或凝集使得树脂组合物失去流动性,不能进行熔融混合、注射成型。因此,作为注射成型用热塑性树脂的固体润滑剂使用的PTFE是低分子量的PTFE。另外,液晶聚合物通常在PTFE的熔点前后的温度被熔融混合,并且由于熔融时的粘度较小,因此在配合而熔融混合的PTFE的分子量过大时,有发生凝集的担忧。
由于PTFE的分子量与熔融粘度相关,因此作为用于成分(B)的PTFE,在372℃、载荷5kg的条件下测得的MFR值优选为5g/10min以上,更优选为10g/10min以上,进一步优选大于35g/10min。另外,成分(B)的MFR值能够基于JIS K7210进行测定。
关于PTFE,为了抑制原纤维化、凝集,有时进行烧制。虽然因分子量有所变动,但烧制体的熔点为320℃~330℃,未烧制体的熔点为330℃~350℃,因此通过观察熔点能够推测烧制度。关于成分(B),为了进一步抑制成型时的凝集,优选熔点低于330℃,下限值优选为320℃。PTFE的熔点能够基于JIS-K7121进行测定。
在液晶聚合物组合物总量100质量%中,本发明的液晶聚合物组合物中的成分(B)的含量优选为1质量%~30质量%,更优选为3质量%~20质量%,进一步优选为5质量%~15质量%。通过使成分(B)的含量为1质量%~30质量%的范围,能够进一步提高滑动特性。
(硫酸钡(C))
本发明的液晶聚合物组合物含有硫酸钡(以下,有时称为“成分(C)”)。成分(C)有将被称为重晶石的矿物粉碎后进行脱铁洗涤、淘析得到的沉淀硫酸钡(重晶石粉)和人工合成的沉降性硫酸钡。沉降性硫酸钡能够根据合成时的条件来控制颗粒的大小,能够制造目标的粗大颗粒的含量少的、微细的硫酸钡。从进一步减少杂质,使粒度分布进一步均匀的观点出发,优选使用沉降性硫酸钡。
成分(C)优选为粉末,其平均粒径优选为0.1μm~50μm,更优选为0.3μm~30μm,特别优选为0.5μm~5μm。通过使平均粒径为上述范围,能够进一步减少滑动时的摩擦系数。
成分(C)的平均粒径能够通过激光衍射-散射法测定,通过激光衍射-散射法测定的粒度分布中的体积基准累积50%时的粒径(体积基准累积50%粒径),即D50(中值粒径)。该体积基准累积50%粒径(D50)是以体积基准求得粒度分布,在将全部体积设为100%时的累积曲线中,从颗粒尺寸小的颗粒开始计算颗粒数,累积值达到50%时的点的粒径。
成分(C)的颗粒形状只要是球状、柱状、板状、棒状、圆柱状、块状、不定形状等非纤维状颗粒就没有特别限定,但优选为球状或不定形状。硫酸钡的颗粒形状例如能够通过扫描型电子显微镜(SEM)观察进行解析。
本发明中的纤维状颗粒是指,将与颗粒外切的长方体之中,体积最小的长方体(外切长方体)的最长边定义为长径L,将次长的边定义为短径B,将最短的边定义为厚度T(B>T)时,L/B和L/T均为3以上的颗粒,长径L相当于纤维长,短径B相当于纤维径。需要说明的是,在纤维状颗粒中,优选L/B和L/T均在5以上。非纤维状颗粒是指,L/B小于3的颗粒,将非纤维状颗粒中的L/B小于3,L/T为3以上的颗粒称为板状的颗粒。
成分(C)可以经过表面处理,作为其处理剂,能够举出涂层剂、分散剂、改性剂等,具体而言可以列举脂肪酸、蜡、非离子系表面活性剂、环氧系化合物、异氰酸酯系化合物、硅烷系化合物、钛酸盐系化合物、磷系化合物、氧化铝等铝盐、二氧化硅等硅酸盐、二氧化钛等钛盐等。这些可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
在液晶聚合物组合物总量100质量%中,本发明的液晶聚合物组合物中的成分(C)的含量优选为1质量%~30质量%,更优选为3质量%~20质量%,更优选为5质量%~15质量%。通过使成分(C)的含量在1质量%~30质量%的范围,能够进一步降低微粒的发生。
本发明的液晶聚合物组合物中的成分(B)与成分(C)的质量比((B):(C))优选为20:80~80:20,更优选为30:70~70:30,进一步优选为40:60~60:40。
通过使成分(B)与成分(C)的质量比在20:80~80:20的范围,能够进一步减小滑动时的静摩擦系数和动摩擦系数。
(强化纤维(D))
本发明的液晶聚合物组合物中,根据需要,出于提高耐热性、机械强度等物性的目的,能够含有强化纤维(以下,有时称为“成分(D)”)。
成分(D)没有特别限定,可以列举碳纤维、玻璃纤维、钛酸钾纤维、硅灰石纤维、硼酸铝、硼酸镁、硬硅钙石、氧化锌、碱性硫酸镁、氧化铝纤维、碳化硅纤维、硼纤维、碳化硅纤维等无机纤维;芳纶纤维、聚亚苯基苯并噁唑(PBO)纤维等有机纤维,优选无机纤维。这些强化纤维可以单独使用1种,也可以并用多种。
成分(D)优选为由纤维状颗粒构成的粉末。从进一步降低微粒的产生的观点出发,平均纤维长优选为1μm~300μm,更优选为1μm~200μm,进一步优选为3μm~100μm,特别优选为5μm~50μm。平均长径比优选为3~200,更优选为3~100,进一步优选为3~50,更加优选为3~40,特别优选为10~40。
本发明中的纤维状颗粒是指,将与颗粒外切的长方体之中,体积最小的长方体(外切长方体)的最长边定义为长径L,将次长的边定义为短径B,将最短的边定义为厚度T(B>T)时,L/B和L/T均为3以上的颗粒,长径L相当于纤维长,短径B相当于纤维径。需要说明的是,在纤维状颗粒中,优选L/B和L/T均在5以上。
从进一步提高成型体的滑动特性的观点出发,成分(D)的莫氏硬度优选为5以下,例如可以列举钛酸钾纤维、硅灰石纤维、硼酸铝、硼酸镁、硬硅钙石、氧化锌、碱性硫酸镁等。从进一步提高机械强度的观点出发,成分(D)优选为钛酸钾纤维和硅灰石纤维中的至少一方。莫氏硬度是表示物质的硬度的指标,将矿物彼此摩擦后,受到损伤的是硬度小的物质。
作为钛酸钾纤维,能够广泛使用现有公知的钛酸钾纤维,可以列举4钛酸钾纤维、6钛酸钾纤维、8钛酸钾纤维等。钛酸钾纤维的尺寸只要为上述的尺寸范围就没有特别限制,但平均纤维长优选为1μm~50μm,更优选为3μm~30μm,进一步优选为3μm~20μm,特别优选为10μm~20μm,平均纤维径优选为0.01μm~1μm,更优选为0.05μm~0.8μm,进一步优选为0.1μm~0.7μm,平均长径比优选为10以上,更优选为10~100,进一步优选为15~35。本发明也能够使用市售品,例如能够使用大塚化学株式会社制造的“TISMO D”(平均纤维长15μm、平均纤维径0.5μm)、“TISMO N”(平均纤维长15μm、平均纤维径0.5μm)等。
硅灰石纤维是由偏硅酸钙形成的无机纤维。硅灰石纤维的尺寸只要为上述的强化纤维的尺寸范围就没有特别限制,但平均纤维长优选为5μm~180μm,更优选为10μm~100μm,进一步优选为20μm~40μm,平均纤维径优选为0.1μm~15μm,更优选为1μm~10μm,进一步优选为2μm~7μm,平均长径比优选为3以上,更优选为3~30,进一步优选为3~15,特别优选为5~15。在本发明中,可以使用市售品,例如可以使用大塚化学株式会社制造的“BistalW”(平均纤维长25μm、平均纤维径3μm)等。
上述的平均纤维长和平均纤维径可以利用扫描型电子显微镜的观察进行测定,平均长径比(平均纤维长/平均纤维径)可以利用平均纤维长和平均纤维径算出。例如,可以利用扫描型电子显微镜对多个强化纤维进行摄影,从其观察图像中任意选择300个强化纤维,测定它们的纤维长和纤维径,将全部纤维长的累计值除以个数而得到的值作为平均纤维长,将全部纤维径的累计值除以个数而得到的值作为平均纤维径。
关于成分(D),为了提高与成分(A)的润湿性、进一步提高得到的树脂组合物的机械强度等物性,可以在本发明所使用的强化纤维的表面形成有含有表面处理剂的处理层。需要说明的是,处理层优选覆盖强化纤维的表面的50%以上,更优选覆盖80%以上。当然,特别优选处理层覆盖强化纤维的表面整体。
作为表面处理剂,可以列举硅烷偶联剂、钛偶联剂、铝酸盐系偶联剂等。这些之中优选硅烷偶联剂,更优选氨基系硅烷偶联剂、环氧系硅烷偶联剂、烷基系硅烷偶联剂。上述表面处理剂可以单独使用1种,也可以将2种以上混合使用。
作为氨基系硅烷偶联剂,例如可以列举N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-乙氧基硅烷基-N-(1,3-二甲基亚丁基)丙胺、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(乙烯基苄基)-2-氨基乙基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷等。
作为环氧系硅烷偶联剂,例如可以列举3-缩水甘油基氧基丙基(二甲氧基)甲基硅烷、3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷、二乙氧基(3-缩水甘油基氧基丙基)甲基硅烷、三乙氧基(3-缩水甘油基氧基丙基)硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等。
作为烷基系硅烷偶联剂,例如可以列举甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、正己基三甲氧基硅烷、正己基三乙氧基硅烷、环己基甲基二甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、正癸基三甲氧基硅烷等。
本发明中,作为对于强化纤维的表面处理方法,作为预先利用偶联剂对强化纤维表面进行处理的方法,已知有干式法和湿式法,这两者均可使用。关于此时的表面处理浓度,相对于强化纤维可以为0.1质量%~3.0质量%,优选为0.5质量%~1.5质量%左右。
作为在成分(D)的表面形成含有表面处理剂的处理层的方法,能够采用公知的表面处理方法,但例如可以利用在亨舍尔混合机这样的能够高速搅拌的装置中投入强化纤维,在搅拌下将表面处理剂(液体的情况)或在促进水解的溶剂(例如水、醇或这些混合溶剂)中溶解表面处理剂而得到的溶液向强化纤维进行喷雾的干式法;在树脂组合物中配合强化纤维和表面处理剂的整体掺混法等进行。
利用表面处理剂对本发明中使用的强化纤维进行表面处理时的该表面处理剂的量没有特别限定,但在利用干式法的情况下,以例如相对于强化纤维100质量份,使表面处理剂为0.1质量份~20质量份,优选为0.1质量份~10质量份,更优选为0.3质量份~5质量份,进一步优选为0.5质量份~3质量份,最优选为0.8质量份~1.2质量份的方式喷雾表面处理剂的溶液即可。另外,进行整体掺混法的情况下,以相对于强化纤维100质量份,优选使表面处理剂为1质量份~50质量份,更优选为10质量份~40质量份的方式,将表面处理剂配合于树脂组合物即可。通过使表面处理剂的量在上述范围内,能够进一步提高与成分(A)的密合性,能够进一步提高强化纤维的分散性。
在液晶聚合物组合物总量100质量%中,本发明的液晶聚合物组合物中的成分(D)的含量优选为0.3质量%~40质量%,更优选为0.5质量%~30质量%,进一步优选为5质量%~25质量%,进一步优选为10质量%~25质量%,特别优选为10质量%~20质量%。
通过使成分(D)的含量在0.3质量%~40质量%的范围,能够进一步提高耐热性和机械强度。
(固体润滑剂)
本发明的液晶聚合物组合物在不损害其优选物性的范围内可以配合PTFE以外的固体润滑剂(以下,有时简称为“固体润滑剂”。)。
作为固体润滑剂,可以列举低密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯等聚烯烃树脂、有机硅树脂、石墨、二硫化钼、二硫化钨、氮化硼等。这些可以配合1种或2种以上。
在液晶聚合物组合物总量100质量%中,本发明的液晶聚合物组合物中的固体润滑剂的含量优选为0.5质量%~10质量%,更优选为1质量%~7质量%。
(其他添加剂)
本发明的液晶聚合物组合物在不损害其优选物性的范围内可以含有其他添加剂。作为其他添加剂,可以列举非纤维状无机填充材料(例如碳酸钙、云母、云母(mica)、绢云母、伊利石、滑石、高岭石、蒙脱土、勃姆石、蒙脱石、蛭石、坡缕石、叶腊石、埃洛石(halloysite)、硅藻土、二氧化钛、钛酸钾、钛酸钠、钛酸镁钾、钛酸锂钾等);激光直接成型添加材料(例如MgAl2O4、ZnAl2O4、FeAl2O4、CuFe2O4、CuCr2O4、MnFe2O4、NiFe2O4、TiFe2O4、FeCr2O4、MgCr2O4等);导电性填充剂(例如金属颗粒(例如铝薄片)、金属纤维、金属氧化物颗粒、碳颗粒(例如石墨、膨胀石墨、石墨烯、碳黑、石墨化碳黑)、碳纳米管、碳纤维、离子性液体、表面活性剂等);抗静电剂(例如阴离子性抗静电剂、阳离子性抗静电剂、非离子系抗静电剂等);抗氧化剂和热稳定剂(例如受阻酚类、氢醌类、亚磷酸酯类和这些的取代体等);紫外线吸收剂(例如间苯二酚类、水杨酸酯系、苯并三唑类、二苯甲酮类、三嗪类等);光稳定剂(例如受阻酚类等);耐候剂;耐光剂;脱模剂(例如高级脂肪酸、高级脂肪酸酯、高级脂肪酸酰胺、高级脂肪酸金属盐(这里的高级脂肪酸是指碳原子数10~25的脂肪酸)脂肪酸、脂肪酸金属盐等);润滑剂;流动性改良剂;塑化剂(例如聚酯系塑化剂、甘油系塑化剂、多元羧酸酯系塑化剂、磷酸酯系塑化剂、聚亚烷基二醇系塑化剂、环氧系塑化剂);耐冲击性改良剂;阻燃剂(例如磷腈系化合物、磷酸酯、缩合磷酸酯、无机磷系、卤素系、有机硅系阻燃剂、金属氧化物系阻燃剂、金属氢氧化物系阻燃剂、有机金属盐系阻燃剂、氮系阻燃剂、硼化合物系阻燃剂等);防滴落剂;核形成剂;分散剂;制振剂;中和剂;防粘连剂等,能够含有这些中的1种或2种以上。
本发明的液晶聚合物组合物含有其他添加剂的情况下,其配合量只要是在不损害本发明的液晶聚合物组合物的优选物性的范围内就没有特别限制。在液晶聚合物组合物的合计量100质量%中为10质量%以下,优选为5质量%以下。
<液晶聚合物组合物的制造方法和用途>
本发明的液晶聚合物组合物能够通过将含有液晶聚合物(A)、聚四氟乙烯树脂(B)和硫酸钡(C)、根据需要的强化纤维(D)、固体润滑剂、其他添加剂的混合物混合并加热(特别是,熔融混炼)来制造。
熔融混炼能够使用例如双螺杆挤出机等公知的熔融混炼装置。具体而言,可以通过下列方法来制造:(1)利用混合机(转鼓、亨舍尔混合机等)将各成分预备混合,利用熔融混炼装置进行熔融混炼,并利用粒料化单元(造粒机等)进行粒料化的方法;(2)制备所期望的成分的母料,根据需要将其他成分混合,利用熔融混炼装置进行熔融混炼,并进行粒料化的方法;(3)将各成分供给至熔融混炼装置,进行粒料化的方法等。
熔融混炼时的加工温度只要是能够使液晶聚合物(A)熔融的温度就没有特别限定。通常,将用于熔融混炼的熔融混炼装置的料筒温度调节为该范围。
这样能够制造发挥所期望的效果的本发明的树脂组合物。
本发明的液晶聚合物组合物能够根据目的成型体的种类、用途、形状等,通过注射成型、嵌入成型、压缩成型、吹塑成型、吹涨成型等公知的树脂成型方法,制成各种成型品,优选注射成型、嵌入成型。另外,能够采用将上述的成型方法组合的成型方法。
将本发明的液晶聚合物组合物成型而得到的液晶聚合物成型体具有优异的滑动性(低摩擦系数),特别是对于SUS304等硬质金属、其他的液晶聚合物成型体(同种材料),具有优异的滑动性。另外,因为摩擦系数较低,所以能够期待抑制具有液晶聚合物成型体的部件在工作时产生微粒。
使用本发明的液晶聚合物组合物成型的液晶聚合物成型体优选适用于精密设备的电子部件的制造中所使用的材料。作为具有上述液晶聚合物成型体的部件,优选用于伴随与其他部件的滑动的滑动部件用电子部件,例如优选用于构成选自连接器、开关、继电器、相机模块中的器件的部件的制造。这些之中,本发明的液晶聚合物成型体能够期待阻止成型体表面的原纤维化导致的光学特性的降低,因此特别优选适用于构成相机模块的光学电子部件的制造。作为构成相机模块的光学电子部件,可以列举镜筒部(承载透镜的部分)、间隔件、安装架部(安装筒并固定于基板的部分)、底座、镜筒、CMOS(图像传感器)的框、快门、快门板、快门线轴部、光圈的环、阻挡器(压住透镜的部分)等。
实施例
以下基于实施例和比较例进行具体说明,但本发明并不限定于这些。需要说明的是,本实施例和比较例中使用的原材料具体如下。
液晶聚合物:熔融粘度2.0×103Pa·s,POLYPLASTICS公司制,商品名“LAPEROSC950RX”。
聚四氟乙烯树脂(PTFE):平均粒径8μm,MFR值50g/10min以上,熔点324℃,3M公司制造,商品名“TF-9205”。
硫酸钡:平均粒径1μm,堺化学工业株式会社制造,商品名“沉降性硫酸钡300”。
碳酸钙:平均粒径3μm,日东粉化工业株式会社制造,商品“ss#80”。
钛酸钾纤维:平均纤维长15μm,平均纤维径0.5μm,大塚化学株式会社制造,商品名“TISMO N102”。
玻璃纤维:平均纤维径7μm,平均纤维长3mm,日本电气硝子株式会社制造,商品名“ECS03 T-289DE”。
液晶聚合物的熔融粘度使用熔融粘度测定装置(株式会社东洋精机制作所社制造,商品名“CAPILLOGRAPH 1D”),在300℃、滑动速度1.0×103sec-1的条件下,使用的毛细管流变仪测定了熔融粘度。
PTFE的MFR值基于JIS K7210,在372℃、滞留5分钟、载荷5kg的条件下进行测定。
PTFE的熔点使用差示量热测定装置(日立高新技术株式会社制造,商品名“DSC7000X”),将样品10mg放入测定用铝皿中,在氮气流100ml/min条件下,从室温以升温速度10℃/min升温至50℃,在50℃保持5分钟后,以升温速度10℃/min升温至400℃进行测定。
平均粒径通过激光衍射式粒度分布测定装置(岛津制作所株式会社制造,商品名“SALD-2100”)进行测定。
<实施例1~实施例2和比较例1~比较例4>
以表1所示的配合比例,使用双螺杆挤出机进行熔融混炼,分别制作了粒料。需要说明的是,双螺杆挤出机的料筒温度为345℃。
将得到的粒料利用注射成型机成型为成型体A(纵90mm、横50mm、厚度3mm)、成型体B(纵3mm、横10mm、厚度3mm)、成型体C(纵9mm、横9mm、厚度1mm)和JIS试验片,作为评价样品。需要说明的是,注射成型机的料筒温度为320℃,模具温度为120℃。
<评价>
(摩擦系数)
使用静摩擦试验机TRIBOSTAR TS 501(协和界面科学株式会社制造),在载荷50g和载荷300g的情况下分别测定了速度0.2mm/sec、移动距离10mm的条件下的静摩擦系数(μs)和动摩擦系数(μk)。同种材料(液晶聚合物成型体)之间的滑动试验以成型体A与成型体B的滑动方式(滑动面积:纵3mm,横10mm)进行实施。与硬质金属的滑动试验以成型体A与不锈钢球(SUS304、Φ3mm)的滑动方式进行实施。将结果示于表1。
[表1]
由表1可知,含有液晶聚合物、聚四氟乙烯树脂和硫酸钡的全部的实施例1和实施例2,在液晶聚合物成型体与金属材料的滑动和液晶聚合物成型体之间的滑动的两者情况下,静摩擦系数和动摩擦系数都降低。另一方面,不含聚四氟乙烯树脂和硫酸钡中的至少一方的比较例1~比较例4,在液晶聚合物成型体与金属材料的滑动和液晶聚合物成型体之间的滑动的两者情况下,未能充分降低静摩擦系数和动摩擦系数。另外可知,实施例1和实施例2与比较例1~比较例4相比,静摩擦系数显著降低。
需要说明的是,比较例2含有液晶聚合物和聚四氟乙烯树脂。另外,比较例3含有液晶聚合物和硫酸钡。即,比较例2和比较例3除了液晶聚合物之外,还含有聚四氟乙烯树脂和硫酸钡中的任意一方,但在液晶聚合物成型体与金属材料的滑动和液晶聚合物成型体之间的滑动的两者情况下,未能充分降低静摩擦系数和动摩擦系数。
与此相对,在实施例1中,除了含有液晶聚合物以外,还含有聚四氟乙烯树脂和硫酸钡两者,由此在液晶聚合物成型体与金属材料的滑动、液晶聚合物成型体之间的滑动的两者情况下,使静摩擦系数和动摩擦系数降低。这样,通过除了含有液晶聚合物以外还含有聚四氟乙烯树脂和硫酸钡两者,能够得到除了含有液晶聚合物以外还含有聚四氟乙烯树脂和硫酸钡中的任意一方的情况下不能得到的预料不到的效果。
(尘埃产生量)
测定20个成型体C的重量后,在宽度50mm的容器(SUS制)中投入20个成型体C,设置在振动机中,以60Hz振动5分钟。振动结束后,取出20个成型体C并测定重量,将试验前后的重量差作为尘埃产生量。将结果示于表2。
(弯曲强度和弯曲弹性模量)
基于JIS K7271,利用AUTOGRAPH AG-5000(岛津制作所株式会社制造),以支点间距离60mm的3点弯曲试验来测定弯曲强度和弯曲弹性模量。将结果示于表2。
(带切口的悬臂梁式(IZOD)冲击值)
基于JIS K7110,用1号试验片进行测定。将结果示于表2。
[表2]
由表2可知,实施例1和实施例2得到的成型品在尘埃产生量、弯曲强度和弯曲弹性模量、耐冲击性的各方面均优异。因此,本发明的液晶聚合物组合物的成型体能够适用于例如构成相机模块的光学电子部件等。
Claims (9)
1.一种液晶聚合物组合物,其特征在于:
含有液晶聚合物(A)、聚四氟乙烯树脂(B)和硫酸钡(C),
所述聚四氟乙烯树脂(B)与所述硫酸钡(C)的质量比以(B):(C)计为40:60~60:40,
所述聚四氟乙烯树脂(B)的平均粒径为5μm~50μm,
所述硫酸钡(C)的平均粒径为0.1μm~1μm。
2.如权利要求1所述的液晶聚合物组合物,其特征在于:
所述液晶聚合物(A)为液晶聚酯。
3.如权利要求1或2所述的液晶聚合物组合物,其特征在于:
在所述液晶聚合物组合物总量100质量%中,所述聚四氟乙烯树脂(B)的含量为1质量%~30质量%。
4.如权利要求1或2所述的液晶聚合物组合物,其特征在于:
在所述液晶聚合物组合物总量100质量%中,所述硫酸钡(C)的含量为1质量%~30质量%。
5.如权利要求1或2所述的液晶聚合物组合物,其特征在于:
还含有强化纤维(D)。
6.如权利要求1或2所述的液晶聚合物组合物,其特征在于:
其为相机模块用树脂组合物。
7.一种液晶聚合物成型体,其特征在于:
其为权利要求1~6中任一项所述的液晶聚合物组合物的成型体。
8.如权利要求7所述的液晶聚合物成型体,其特征在于:
其为滑动部件。
9.一种相机模块,其特征在于:
包括权利要求7或8所述的液晶聚合物成型体。
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