CN115991928A - 耐水解性和激光透过稳定性改善的树脂模制品、包括其的相机模块构件及汽车电子部件构件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有优异的激光透过稳定性和耐水解性的树脂模制品、包括所述树脂模制品的相机模块构件以及包括所述树脂模制品的汽车电子部件构件,并且提供了在980nm波长下测量的1.5mm厚矩形试样浇口部的激光透过率为80%以上、弯曲强度保持率为50%以上、接合强度保持率为50%以上并且激光透过率标准偏差为20以下的树脂模制品、包括所述树脂模制品的相机模块构件以及包括所述树脂模制品的汽车电子部件构件。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年10月18日向韩国知识产权局递交的韩国专利申请号10-2021-0138613的优先权,将其公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及具有优异的激光透过稳定性和耐水解性的树脂模制品、包括该树脂模制品的相机模块构件以及包括该树脂模制品的汽车电子部件构件。
背景技术
形成一个驾驶空间,使得驾驶员在驾驶车辆时能够准确地观察车辆的前方、左右方以及后方,并且在停放和停止车辆时能够注意邻近位置是非常重要的。为此,车辆通过安装在车辆内部或后方的相机(摄像头,camera)来检测不可见的邻近位置。特别地,车辆的后置相机使得驾驶员能够通过屏幕监控在车辆后方处的盲点,由此在驾驶车辆时提前防止事故,并且确保乘客的安全。
因为瞬时故障可能对乘客的生命具有致命影响,所以这样的安装在车辆中的相机模块在可靠性和稳定性方面具有最高优先级,并且需要高耐水解性以及在严寒和酷热条件下的运行稳定性。
另一方面,近年来,为了工艺简化,激光焊接方法一直应用于制造相机模块和汽车电子部件。
与常规的超声波焊接、电焊、热焊等相比,激光焊接可以实现更高的接合后的水密性、接合强度等,并且可以减少毛刺或粉尘产生,因此一直用于生产各种各样的产品,如聚合物系统部件、距离传感器、电动汽车的传感器盖、音频装置和血压计。
激光焊接用于通过使用波长范围为800-1100nm的半导体激光来接合激光透过性材料和激光吸收材料来制造相机模块和汽车电子部件的构件,并且在这种情况下,激光透过性材料的透过率是重要的。
基本上,当材料本身是作为激光透过性材料使用的透明树脂,例如非晶树脂如聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯时,激光透过性材料的激光透过率为90-100%,使用其没有问题。然而,由于耐热性、耐化学性和机械强度低,所以非晶树脂不适用于需要这类性能的部件,因此一直使用具有高热性能、优异的耐化学性和机械性能并且对近红外(NIR)激光表现出高透过率的聚酯类树脂。
聚酯类树脂中的聚对苯二甲酸丁二醇酯具有高结晶性、优异的机械强度和耐热性、优异的针对温度变化的尺寸稳定性,以及特别是由于低吸水性的优异电气性能,如电绝缘性、耐电弧性、介电击穿强度等。因此,聚对苯二甲酸丁二醇酯已广泛应用于电气和电子产品以及车辆的内部/外部部件,并且最近已作为汽车电子部件中需要激光焊接的材料而广泛应用。
然而,聚对苯二甲酸丁二醇酯是结晶性树脂并具有结晶区域,因此存在激光透过率因激光束的折射和反射而降低30%以下的限制。另外,为了提高聚对苯二甲酸丁二醇酯的激光透过率,即使通过将聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚碳酸酯合金化以防止晶体形成来提高透过率,这些材料也会暴露于水分而引起水解问题,并且在注射期间根据结晶程度或注射压力而出现各零件的激光透过率偏差,从而导致焊接缺陷。
因此,需要开发一种具有优异耐水解性的材料,其中即使在注射压力由于模制品的尺寸或厚度的变化而改变时,也不会出现透过率偏差。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种树脂模制品,其具有优异的激光透过稳定性和耐水解性,并且可用于相机模块构件和汽车电子部件构件。
本发明的另一个方面提供了一种包括所述树脂模制品的相机模块构件。
本发明的另一个方面提供了一种包括所述树脂模制品的汽车电子部件构件。
根据本发明的另一个方面,提供了一种树脂模制品,所述树脂模制品的在980nm波长下测量的1.5mm厚矩形试样浇口部的激光透过率为80%以上,满足以下等式1的弯曲强度保持率为50%以上,满足以下等式2的接合强度保持率为50%以上,并且激光透过率标准偏差为20以下:
[等式1]弯曲强度保持率(%)=[FS1/FS0]×100
[等式2]接合强度保持率(%)=[BS1/BS0]×100
在以上等式1和等式2中,FS0和BS0分别是在制备具有60mm×1.5mm(长度×宽度)的接合部位的试样之后立即以2mm/min的速度测量的弯曲强度和以5mm/min的速度测量的接合强度,所述试样是通过在980nm波长下激光焊接所述树脂模制品和激光吸收构件而制备的,并且FS1和BS1分别是在将具有60mm×1.5mm(长度×宽度)的接合部位的试样在120℃和100%RH下放置96小时之后以2mm/min的速度测量的弯曲强度和以5mm/min的速度测量的接合强度。
根据本发明的另一个方面,提供了一种包括所述树脂模制品的相机模块构件。
根据本发明的另一个方面,提供了一种包括所述树脂模制品的汽车电子部件构件。
附图说明
根据以下结合附图的详细描述将会更清楚地理解本发明的上述和其他方面、特征和其他优点,其中:
图1示出了根据本发明一个实施方案的用于测量激光透过率的矩形试样的一个示例。
具体实施方式
现在将参照附图详细描述本发明的示例性实施方案。
将理解的是,本发明的说明书和权利要求中使用的词语或术语不应被解释为限于具有在常用词典中定义的含义。将进一步理解的是,基于发明人可以适当地定义词语或术语的含义以最佳解释本发明的原则,这些词语或术语应当被解释为具有与其在相关领域的情况下的含义和本发明的技术构思相符的含义。
术语的定义
如本文所使用的,术语“激光焊接(或接合)”是指一种接合对于特定波长具有不同的透过率和吸收率的两种材料的方法,并且具体地,当将用于透过在800nm至1000nm的红外区域中的激光束的具有高透过率的材料放置在具有高激光吸收率的材料上并且激光束照射穿过具有高透过率的材料时,该激光束在两种材料的接触表面上被具有高吸收率的材料吸收,并且具有高透过率的材料通过热传导从具有高吸收率的材料吸收能量而升高温度,并且这两种材料利用以上特性而被接合。
如本文所使用的,术语“弯曲强度保持率”和“接合强度保持率”分别是指相对于直接在制造试样后的弯曲强度和接合强度,在将试样放置一定时间后保持弯曲强度和接合强度的程度。
如本文所使用的,术语“浇口部(gate part)”是指在成型后的树脂模制品、特别是通过注射成型获得的树脂模制品的表面上的作为模具的一部分的浇口痕迹。
将进一步理解的是,如本文所使用的术语“包括”、“包含”和“具有”及其派生词并不打算排除存在或添加任选的部件、步骤或过程,无论这些术语是否具体公开。为了避免任何不确定性,除非另有说明,否则通过使用术语“包括”所要求保护的所有材料和方法可以包括任选的额外添加剂、助剂或化合物,其包括催化剂或任何其他材料。相比之下,术语“主要由……组成”不包括对于操作来说不必要的那些并且将任选的其他部件、步骤或过程排除在任选后续描述的范围之外。术语“由……组成”排除了没有具体描述或说明的任选部件、步骤或过程。
测量方法和条件
在本说明书中,“激光透过率(%)”是在通过注射成型树脂模制品来制造60mm(宽度)×60mm(长度)×1.5mm(厚度)的用于USRR的部件盖(矩形试样),并使用ETM-31(EVLaser Co.,Ltd.)将具有980nm的激光照射波长和10mW的输出的激光束发射到该盖(矩形试样)上,然后测量返回的强度值之后,通过以下等式5计算的值。
[等式5]T(激光透过率(%))=100×PT/P0
在以上等式5中,PT是通过试样的激光输出(mW),并且P0为10mW。
在本说明书中,“接合强度”是根据MS216-06标准测量的。具体地,通过在980nm波长下激光焊接树脂模制品和激光吸收构件来制备具有60mm×1.5mm(长度×宽度)的接合部位的矩形试样,并且在使用UTM装置(3367,INSTRON,Co.,Ltd.)以5mm/min的速度向试样施加载荷时,测量在接合部位分离时的载荷(压力)。
在本说明书中,“弯曲强度”是根据MS216-06标准测量的。具体地,通过在980nm波长下激光焊接树脂模制品和激光吸收构件来制备具有60mm×1.5mm(长度×宽度)的接合部位的矩形试样,并且在使用UTM装置(3367,INSTRON,Co.,Ltd.)以2mm/min的速度向试样施加载荷时,测量在接合部位弯曲并断裂时的载荷(压力)。
树脂模制品
本发明提供了一种树脂模制品,其具有优异的激光透过稳定性而实现容易的激光焊接,以及具有优异的耐水解性,由此具有优异的长期耐久性。
根据本发明一个实施方案的树脂模制品的在980nm波长下测量的1.5mm厚矩形试样浇口部的激光透过率为80%以上,满足以下等式1(或由其定义)的弯曲强度保持率为50%以上,满足以下等式2的接合强度保持率为50%以上,以及激光透过率标准偏差为20以下。
[等式1]弯曲强度保持率(%)=[FS1/FS0]×100
[等式2]接合强度保持率(%)=[BS1/BS0]×100
在以上等式1和等式2中,FS0和BS0分别是在制备具有60mm×1.5mm(长度×宽度)的接合部位的试样之后立即以2mm/min的速度测量的弯曲强度和以5mm/min的速度测量的接合强度,所述试样是通过在980nm波长下激光焊接树脂模制品和激光吸收构件而制备的,并且FS1和BS1分别是在将具有60mm×1.5mm(长度×宽度)的接合部位的试样在120℃和100%RH下放置96小时之后以2mm/min的速度测量的弯曲强度和以5mm/min的速度测量的接合强度。
这里,120℃和100%RH是使用压力锅测试仪(PCT)(其是被称为HAST的设备)形成的条件。
根据本发明的一个实施方案,树脂模制品通过同时满足所述激光透过率、弯曲强度保持率、接合强度保持率和激光透过率偏差而具有优异的激光透过稳定性,因此具有高激光透过率、低透过率偏差和优异的耐水解性(即使注射条件有变化),由此具有优异的长期耐久性。
具体地,树脂模制品的在980nm波长下测量的1.5mm厚矩形试样浇口部的激光透过率可以为80%以上,特别地85%以上。
另外,树脂模制品的在980nm波长下测量的1.5mm厚矩形试样的最大激光透过率可以为90%以上。
这里,最大激光透过率是通过在相同条件下测量矩形试样中除浇口部外的其他四个部分的激光透过率5次并计算其平均值而获得的。
另外,树脂模制品的激光透过率标准偏差可以为20以下,特别地15以下、10以下,或更特别地5以下。
另外,树脂模制品的满足等式1的弯曲强度保持率可以为50%以上,并且满足等式2的接合强度保持率可以为50%以上。
另外,树脂模制品的满足以下等式3的弯曲强度保持率A可以为30%以上,并且满足以下等式4的接合强度保持率A可以为30%以上:
[等式3]弯曲强度保持率A(%)=[FS2/FS0]×100
在以上等式3中,FS0是在制备具有60mm×1.5mm(长度×宽度)的接合部位的试样之后立即以2mm/min的速度测量的弯曲强度,所述试样是通过在980nm波长下激光焊接树脂模制品和激光吸收构件而制备的,并且FS2是在将具有60mm×1.5mm(长度×宽度)的接合部位的试样在120℃和100%RH下放置144小时之后以2mm/min的速度测量的弯曲强度。
[等式4]接合强度保持率A(%)=[BS2/BS0]×100
在以上等式4中,BS0是在制备具有60mm×1.5mm(长度×宽度)的接合部位的试样之后立即以5mm/min的速度测量的接合强度,所述试样是通过在980nm波长下激光焊接树脂模制品和激光吸收构件而制备的,并且BS2是在将具有60mm×1.5mm(长度×宽度)的接合部位的试样在120℃和100%RH下放置144小时之后以5mm/min的速度测量的接合强度。
另外,树脂模制品可以具有2500N以上的接合强度和9000MPa以上的弯曲强度。在这种情况下,对于具有60mm×1.5mm(长度×宽度)的接合部位的试样,接合强度和弯曲强度可以是分别以2mm/min和5mm/min的速度测量的,所述试样是通过在980nm波长下激光焊接树脂模制品和激光吸收构件而制备的。
同时,树脂模制品可以是聚酯树脂组合物的注射成型产品,该聚酯树脂组合物含有:聚酯树脂,其包括聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯;填充剂;扩链剂;树脂改性剂;和催化剂,并且该树脂模制品可以通过注射成型由该聚酯树脂组合物制造,由此满足前述的激光透过率、弯曲强度保持率、接合强度保持率和激光透过率偏差,因此可以具有高激光透过率、由于低的根据注射条件的激光透过率偏差的优异激光透过率稳定性以及由于优异耐水解性的优异长期耐久性。
详细地,树脂模制品可以包含聚酯树脂组合物,该聚酯树脂组合物含有:(a)聚酯树脂,其包括聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯;(b)填充剂;(c)扩链剂;(d)树脂改性剂;以及(e)催化剂,并且基于100重量份的聚酯树脂计,聚酯树脂组合物可以含有:(b)5-200重量份的填充剂;(c)0.01-10重量份的扩链剂;(d)0.01-10重量份的树脂改性剂;(e)0.01-9重量份的催化剂,并且基于100重量份的聚酯树脂计,聚酯树脂可以包含10-70重量份的聚对苯二甲酸丁二醇酯和30-90重量份的聚对苯二甲酸乙二醇酯,并且在这种情况下,树脂模制品可以具有优异的激光透过率和激光透过稳定性以及优异的耐水解性。
在下文中,通过将聚酯树脂组合物分成各个组分来对其进行更详细的描述。
(a)聚酯树脂
聚酯树脂是聚酯树脂组合物中含有的基础树脂,并且包括聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),并且具体地,可以是聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯的混合物。
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)
聚对苯二甲酸丁二醇酯是具有由以下式1表示的重复单元的聚酯树脂,并且具有215℃至235℃的熔融温度。
[式1]
在以上式1中,n为50至200的整数。
聚对苯二甲酸丁二醇酯可以具有根据ASTM D2857测量的0.6dl/g至1.8dl/g的特性粘度(IV,η),并且具体地,考虑到含有聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚酯树脂组合物的加工性和机械性能的平衡改善,可以具有0.7dl/g至1.3dl/g或0.9dl/g至1.3dl/g的特性粘度。
另外,基于100重量份的聚酯树脂计,可以包含10-70重量份的量的聚对苯二甲酸丁二醇酯,并且可能存在以下限制:如果聚对苯二甲酸丁二醇酯的量小于该范围的下限,则在包含聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚酯树脂组合物的注射成型期间凝固速率减慢并且周期时间变长,而如果其量大于该范围的上限值,则通过注射成型获得的树脂模制品的激光透过率显著降低,因此可能不满足上述激光透过率。
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)
聚对苯二甲酸乙二醇酯是具有由以下式2表示的重复单元的聚酯树脂,并且具有230℃至265℃的熔融温度。
[式2]
在以上式2中,n为40至160的整数。
聚对苯二甲酸乙二醇酯可以具有根据ASTM D2857测量的0.5dl/g至1.5dl/g的特性粘度(IV,η),并且具体地,考虑到含有聚对苯二甲酸乙二醇酯的聚酯树脂组合物的加工性和机械性能,可以具有0.52dl/g至1.25dl/g的特性粘度。
另外,基于100重量份的聚酯树脂计,可以包含30-90重量份的量的聚对苯二甲酸乙二醇酯,并且可能存在以下限制:如果聚对苯二甲酸乙二醇酯的量小于该范围的下限,则通过将包含聚对苯二甲酸乙二醇酯的聚酯树脂组合物注射成型而获得的树脂模制品的激光透过率显著降低,因此可能不满足上述激光透过率,而如果其量大于该范围的上限,则在包含聚对苯二甲酸乙二醇酯的聚酯树脂组合物的注射成型期间凝固速率减慢并且周期时间变长。
(b)填充剂
填充剂可以包括纤维增强材料,并且具体地,包括选自由以下各项组成的组中的一种或多种:无机纤维,如玻璃纤维、石棉、碳纤维、二氧化硅纤维、氧化铝纤维、二氧化硅-氧化铝纤维、硅酸铝纤维、氧化锆纤维、钛酸钾纤维和碳化硅纤维;无机晶须,如碳化硅晶须、氧化铝晶须和氮化硼晶须;有机纤维,如脂肪族或芳香族聚酰胺纤维、芳香族聚酯纤维、含氟树脂纤维和丙烯酸树脂纤维如聚丙烯腈;板状增强材料,如滑石、云母、平板玻璃和石墨;细粒增强材料,如玻璃珠、玻璃粉和研磨玻璃纤维;以及板、柱或纤维形式的硅灰石。
另外,纤维增强材料可以具有1-50μm或3-30μm的平均直径以及100μm至3mm、300μm至1mm或500μm至1mm的平均长度。另外,板状或细粒增强材料可以具有0.1-100μm、0.1-50μm或0.1-10μm的平均粒度。
另外,填充剂可以单独使用或以两种以上的组合使用,具体地,填充剂可以为玻璃纤维、玻璃薄片、玻璃珠、滑石、云母、硅灰石或钛酸钾纤维,并且更具体地,填充剂可以是玻璃纤维,特别是短切原丝产品。
作为另一个示例,填充剂可以是玻璃纤维,并且在这种情况下,玻璃纤维的横截面可以具有圆形、矩形、椭圆形、哑铃形或菱形的形状,并且可以具有7-20μm或7-15μm的平均直径以及2-6mm或3-6mm的平均长度。
另外,基于100重量份的聚酯树脂组合物计,可以包含5-200重量份、具体地10-100重量份的量的填充剂,并且当填充剂的量小于该范围的下限时,由于填充剂的添加而改善耐热性和机械性能的效果可能不显著,而当其量大于该范围的上限时,表面光泽度可能大幅降低。
(c)扩链剂
在本发明的一个实施方案中,扩链剂可以是含环氧基的化合物,其提供了缓解由于聚酯树脂组合物的水解而引起的分子量降低和减少由于水解引起的物理性能下降的效果。
具体地,作为一个示例,扩链剂可以是至少一种含有缩水甘油基官能团的化合物,并且作为一个具体示例,可以是(甲基)丙烯酸缩水甘油酯类化合物。
甲基丙烯酸缩水甘油酯类化合物的具体实例可以包括(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、乙烯(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、无嵌段型缩水甘油基树脂等,并且可以选自由包含缩水甘油基的化合物的组合组成的组。
另外,基于100重量份的聚酯树脂计,可以包含0.01-10重量份、具体地0.1-5重量份的量的扩链剂。
(d)树脂改性剂
在本发明的一个实施方案中,树脂改性剂可以是含芳族基团的碳二亚胺类化合物,其通过将在聚酯树脂末端处的羧基(COOH)封端而起到抑制水解反应的作用。
具体地,含芳族基团的碳二亚胺类化合物可以是例如含苯基的碳二亚胺树脂。另外,当使用含芳族基团的碳二亚胺类化合物作为树脂改性剂时,其酰亚胺端基用作酸清除剂以将在构成聚酯树脂的聚合物末端处的羧基封端,由此抑制水解反应.
基于100重量份的聚酯树脂计,可以包含0.01-10重量份、具体地3-10重量份的量的树脂改性剂。当以该范围包含时,树脂改性剂可以通过由于耐水解性而防止机械性能劣化来保持优异的机械性能。
(e)催化剂
在本发明的一个实施方案中,催化剂可以用作用于激活在扩链剂和聚酯树脂的端基之间的反应的催化剂,并且可以是受阻胺光稳定剂(HALS)类弱碱性催化剂。
基于100重量份的聚酯树脂计,可以包含0.01-9重量份、具体地0.1-4重量份的量的催化剂。
(f)有机类成核剂
另外,根据本发明的一个实施方案,聚酯树脂组合物还可以包含(f)有机类成核剂,并且在这种情况下,基于100重量份的聚酯树脂计,可以包含小于5重量份的量的(f)有机类成核剂。
在本发明中,有机类成核剂可以有助于在包含有机类成核剂的聚酯树脂组合物的注射成型期间的凝固速率的改善,由此用于减少周期时间,同时,有助于改善激光透过率偏差,使得通过将该组合物注射成型所获得的树脂模制品具有总体均匀的激光透过率。
有机类成核剂可以是金属盐类结晶剂,并且具体地,可以是通过使钠离聚物和金属类硅酸盐反应所生成的反应产物。
另外,有机类成核剂可以为颗粒或板的形式,可以具有0.01-10μm或0.02-5μm的平均粒径,并且基于100重量份的聚酯树脂计,可以包含0-5重量份(不包括0)的量的有机类成核剂。
(g)其他添加剂
另外,根据本发明的一个实施方案,聚酯树脂组合物还可以包含典型的添加剂,只要它不影响其所需性能即可,并且添加剂可以是例如抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、消光剂、增塑剂、脱模剂、抗静电剂、阻燃剂、防滴落剂、辐射稳定剂、脱模剂或它们的组合。另外,当包含添加剂时,基于100重量份的聚酯树脂计,可以包含5重量份以下或0.001-5重量份的量的各添加剂。
相机模块构件
另外,本发明提供了一种包括所述树脂模制品的相机模块构件。
相机模块构件可以是镜筒或后机身。
根据本发明的相机模块构件是通过使用上述树脂模制品作为用于激光焊接的激光透过性材料来制造的,因此,由于优异的激光焊接性能而可以具有优异的接合强度,并且由于优异的耐水解性而可以具有优异的长期耐久性。
汽车电子部件构件
另外,本发明提供了一种包括所述树脂模制品的汽车电子部件构件。这里,汽车电子部件可以包括安装在车辆中的所有电子设备。
根据本发明的汽车电子部件构件是通过使用上述树脂模制品作为用于激光焊接的激光透过性材料来制造的,因此,由于优异的激光焊接性能而可以具有优异的接合强度,并且由于优异的耐水解性而可以具有优异的长期耐久性。
实施例
下文中,将根据实施例更详细地描述本发明。然而,根据本发明的实施例可以以多种不同的形式进行修改,并且本发明的范围不应被解释为限于以下描述的实施例。而是,提供本发明的实施例以使得此描述将充分和完整,并且本发明的实施例会向本领域技术人员充分传达本发明的范围。
下文中,上述相应的材料中包括实施例中使用的化合物,并且使用商购可得的材料,并且示例性的具体特征如下:
(1)聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT):重均分子量(Mw)为10000g/mol至80000g/mol的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂
(2)聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(PET):包括选自1,4-环己烷二甲醇和间苯二甲酸中的至少一种衍生单元的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂
(3)填充剂:玻璃纤维(含有1-40重量%的氧化铝、10-60重量%的氧化钙和5重量%以下的选自氧化铁、氧化镁、氧化钠、铁和硼氧化物中的至少一种)
(4)扩链剂:含环氧基的化合物
(5)树脂改性剂:含芳族基团的碳二亚胺类化合物
(6)催化剂:受阻胺光稳定剂(HALS)类弱碱性催化剂
(7)有机类成核剂:金属盐类结晶剂
(8)其他稳定剂:抗氧化剂
实施例
树脂组合物通过利用超级混合器(super mixer)按以下表1中所示的组成比均匀混合各个组分来制备,然后使用双螺杆挤出机在250℃进行熔融捏合以通过挤出来制备团粒。在将团粒在100℃干燥至少5小时之后,通过使用LS 170吨注射机,在220℃至280℃的注射温度范围和40℃至100℃的模具范围内,以30至70的注射压力将团粒成型来制备树脂模制品。
[表1]
类型(重量份) | 实施例1 |
PBT | 40.1 |
PET | 26.7 |
填充剂 | 30 |
扩链剂 | 1.5 |
树脂改性剂 | 1.5 |
催化剂 | 0.3 |
有机类成核剂 | 0.2 |
稳定剂 | 1.0 |
在上表1中,各重量份是基于100重量份的树脂组合物表示的。
比较例1
比较例2
比较例3
实验例1
将实施例的树脂模制品与比较例2和3的材料的激光透过率、激光透过率标准偏差和激光焊接性能进行比较和分析,并且结果示于下表2中。
(1)激光透过率(%)
通过将树脂模制品和如图1所示的材料注射成型来制备60mm(宽度)×60mm(长度)×1.5mm(厚度)的矩形试样,并且分别对浇口部(E)和不是浇口部的四个位置(A至D),使用ETM-31(EV Laser Co.,Ltd.)以980nm的激光照射波长和10mW的输出将激光束发射到试样上,然后测量返回的强度值,并通过以下等式5计算激光透过率。
另外,在这种情况下,对于每个零件测量5次激光透过率,并且在表2中,浇口部的激光透过率是浇口部的激光透过率测量值的平均值,并且最大透过率是除浇口部外的四个位置处的总激光透过率测量值的平均值。
[等式5]T(激光透过率(%))=100×PT/P0
在以上等式5中,PT是通过试样的激光输出(mW),并且P0为10mW。
(2)激光透过率标准偏差
标准偏差是由在上述(1)中获得的每个矩形试样的浇口部和除浇口部外的四个位置的总激光透过率测量值获得的。
(3)激光焊接性能
通过注射成型树脂模制品来制备60mm(宽度)×60mm(长度)×1.5mm(厚度)的矩形试样,将其放置在激光吸收材料(通过向实施例的树脂组合物中添加炭黑所获得的树脂)上,并进行激光焊接。然后,使用UTM装置(3367,INSTRON,Co.,Ltd.),在以5mm/min的速度施加载荷时,测量在接合部位分离时的载荷(压力),并且将测量值评价为接合强度的最大值。
[表2]
参照表2,确认了实施例的树脂模制品具有非常优异的激光透过率(与测量部分无关),在测量部分之间几乎没有激光透过率的差异,并且具有改进的激光焊接性能。
另一方面,在比较例2的材料的情况下,激光透过率和焊接性能非常差,并且在比较例3的材料的情况下,浇口部的激光透过率显著降低,并且由于在测量部分之间的激光透过率的显著差异,激光透过率稳定性较差。
根据以上结果,确认了根据本发明实施方案的树脂模制品的激光透过率和激光透过率标准偏差至少满足特定值,因此激光稳定性优异。
实验例2
对作为激光焊接材料的实施例和比较例中制备的树脂模制品的耐久性进行比较和分析,并且结果示于下表3中。
(1)激光焊接材料的制备
将各树脂模制品[60mm(宽度)×60mm(长度)×1.5mm(厚度)]放置在60mm(宽度)×60mm(长度)×1.5mm(厚度)的激光吸收构件(通过向实施例的树脂组合物中添加炭黑而获得的树脂)上,并且在980nm波长下激光焊接以制备具有60mm(长度)×1.5mm(厚度)的粘接部位的矩形试样。
(2)拉伸强度(MPa)
根据IZOD 527,在使用Instron拉伸试验机以5mm/min的速度拉动试样接着试样发生断裂时测量载荷(压力)。
(3)弯曲强度(MPa)、弯曲模量(MPa)和弯曲强度保持率(%)
测量根据MS216-06标准进行。当使用UTM装置(3367,INSTRON,Co.,Ltd.)以2mm/min的速度向试样施加载荷时,测量在接合部位弯曲并断裂时的载荷(压力)。
另外,弯曲强度保持率1通过以下等式1获得,并且弯曲强度保持率2通过以下等式3获得。
[等式1]弯曲强度保持率(%)=[FS1/FS0]×100
在以上等式1中,FS0是在制备各试样后立即以2mm/min的速度测量的弯曲强度,并且FS1是在将各试样在120℃和100%RH下放置96小时之后以2mm/min的速度测量的弯曲强度。这里,120℃和100%RH是使用压力锅测试仪(PCT)(其是被称为HAST的设备)形成的条件。
[等式3]弯曲强度保持率A(%)=[FS2/FS0]×100
在以上等式3中,FS0是在制备各试样后立即以2mm/min的速度测量的弯曲强度,并且FS2是在将各试样在120℃和100%RH下放置144小时之后以2mm/min的速度测量的弯曲强度。这里,120℃和100%RH是使用压力锅测试仪(PCT)(其是被称为HAST的设备)形成的条件。
(4)接合强度(N)和接合强度保持率(%)
测量根据MS216-06标准进行。当使用UTM装置(3367,INSTRON,Co.,Ltd.)以5mm/min的速度向试样施加载荷时,测量在接合部位分离时的载荷(压力)。
另外,接合强度保持率1通过以下等式2获得,接合强度保持率2通过以下等式4获得。
[等式2]接合强度保持率(%)=[BS1/BS0]×100
在以上等式2中,BS0是在制备各试样后立即以5mm/min的速度测量的接合强度,并且BS1是在将各试样在120℃和100%RH下放置96小时之后以5mm/min的速度测量的接合强度。这里,120℃和100%RH是使用压力锅测试仪(PCT)(其是被称为HAST的设备)形成的条件。
[等式4]接合强度保持率A(%)=[BS2/BS0]×100
在以上等式4中,BS0是在制备各试样后立即以5mm/min的速度测量的接合强度,并且BS2是在将各试样在120℃和100%RH下放置144小时之后以5mm/min的速度测量的接合强度。这里,120℃和100%RH是使用压力锅测试仪(PCT)(其是被称为HAST的设备)形成的条件。
[表3]
类型 | 实施例 | 比较例1 | 比较例2 | 比较例3 |
拉伸强度(MPa) | 155 | 123 | 140 | 154 |
弯曲强度(MPa) | 211 | 171 | 205 | 208 |
弯曲强度保持率1(%) | 59 | 25 | 35 | 31 |
弯曲强度保持率2(%) | 35 | 20 | 24 | 20 |
弯曲模量(MPa) | 8820 | 7580 | 8300 | 8960 |
接合强度(N) | 3770 | 3290 | 480 | 2950 |
接合强度保持率1(%) | 54 | 7 | - | 25 |
接合强度保持率2(%) | 29 | 6 | - | 15 |
参照上表3,可以看出,与比较例1至3的材料相比,实施例的树脂模制品具有优异的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和接合强度,以及显著改善的弯曲强度保持率和接合强度保持率,因此长期耐久性得到显著改善。
根据表2和表3的结果,确认了根据本发明实施方案的树脂模制品不仅具有优异的激光稳定性,而且具有优异的长期耐久性。
本发明的树脂模制品通过满足关于激光透过率、弯曲强度保持率、接合强度保持率和激光透过率偏差的特定条件而具有优异的激光透过稳定性,因此具有高激光透过率、低透过率偏差和优异的耐水解性(即使注射条件有变化),由此具有优异的长期耐久性。
虽然已经结合示例性实施方案示出和描述了本发明,但是对于本领域的技术人员明显的是,在不背离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下,可以进行修改和变化。
Claims (15)
1.一种树脂模制品,所述树脂模制品的在980nm波长下测量的1.5mm厚矩形试样浇口部的激光透过率为80%以上,第一弯曲强度保持率为50%以上,第一接合强度保持率为50%以上,并且激光透过率标准偏差为20以下,
其中所述第一弯曲强度保持率满足:
第一弯曲强度保持率(%)=[FS1/FS0]×100,
其中所述第一接合强度保持率满足:
第一接合强度保持率(%)=[BS1/BS0]×100,
其中FS0是以2mm/min的速度测量的第一弯曲强度,并且BS0是以5mm/min的速度测量的第一接合强度,所述第一弯曲强度FS0和所述第一接合强度BS0是在制备具有长度为60mm且宽度为1.5mm的接合部位的试样之后立即测量的,所述试样是通过在980nm波长下激光焊接所述树脂模制品和激光吸收构件制备的,并且
其中FS1是以2mm/min的速度测量的第二弯曲强度,并且BS1是以5mm/min的速度测量的第二接合强度,所述第二弯曲强度FS1和所述第二接合强度BS1是在将所述试样在120℃和100%RH下放置96小时之后测量的。
2.根据权利要求1所述的树脂模制品,其中所述第一接合强度BS0为2500N以上。
3.根据权利要求1所述的树脂模制品,其中所述第一弯曲强度FS0为9000MPa以上。
4.根据权利要求1所述的树脂模制品,其中在980nm波长下测量的1.5mm厚矩形试样的最大激光透过率为90%以上。
5.根据权利要求1所述的树脂模制品,其中所述树脂模制品的第二弯曲强度保持率为30%以上,所述第二弯曲强度保持率满足:
第二弯曲强度保持率(%)=[FS2/FS0]×100,
其中FS2是在将所述试样在120℃和100%RH下放置144小时之后以2mm/min的速度测量的第三弯曲强度。
6.根据权利要求1所述的树脂模制品,其中所述树脂模制品的第二接合强度保持率为30%以上,所述第二接合强度保持率满足:
第二接合强度保持率(%)=[BS2/BS0]×100,
其中BS2是在将具有所述接合部位的所述试样在120℃和100%RH下放置144小时之后以5mm/min的速度测量的第三接合强度。
7.根据权利要求1所述的树脂模制品,其中所述树脂模制品包含聚酯树脂组合物,所述聚酯树脂组合物含有:
聚酯树脂,所述聚酯树脂包括聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯;
填充剂;
扩链剂;
树脂改性剂;和
催化剂。
8.根据权利要求7所述的树脂模制品,其中基于100重量份的所述聚酯树脂计,所述聚酯树脂组合物含有:
5-200重量份的所述填充剂;
0.01-10重量份的所述扩链剂;
0.01-10重量份的所述树脂改性剂;和
0.01-9重量份的所述催化剂。
9.根据权利要求7所述的树脂模制品,其中所述树脂组合物还含有基于100重量份的所述聚酯树脂计小于5重量份的量的有机类成核剂。
10.根据权利要求7所述的树脂模制品,其中所述聚酯树脂含有10至70重量份的聚对苯二甲酸丁二醇酯和30至90重量份的聚对苯二甲酸乙二醇酯。
11.根据权利要求7所述的树脂模制品,其中所述扩链剂包括(甲基)丙烯酸缩水甘油酯类化合物。
12.根据权利要求7所述的树脂模制品,其中所述树脂改性剂包括含芳族基团的碳二亚胺类化合物。
13.根据权利要求7所述的树脂模制品,其中所述催化剂包括受阻胺光稳定剂类弱碱性催化剂。
14.一种包括根据权利要求1所述的树脂模制品的相机模块构件。
15.一种包括根据权利要求1所述的树脂模制品的汽车电子部件构件。
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