CN117980410A - 树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
一种具有优异的低翘曲性和耐热性的树脂组合物,其中,基于合计100质量份的(A)~(C),所述树脂组合物包含:25质量份~48质量份的聚苯硫醚树脂(A),(A)的在295℃、1.00kgf负载下测定的MVR为60cm3/10min~500cm3/10min;非晶橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)和/或聚苯醚树脂(C),(B)的在200℃、5kgf负载下测定的MVR为0.3cm3/10min~16cm3/10min,(B)和(C)的总含量为52质量份~75质量份;5质量份~150质量份的纤维填料(D)。
Description
技术领域
本发明涉及一种树脂组合物,更具体地,涉及一种含有聚苯硫醚树脂的树脂组合物,其具有优异的耐热性且具有增强的低翘曲性。
背景技术
聚苯硫醚树脂(以下简称PPS树脂)表现出优异的耐热性、耐化学性、电绝缘性能等,因此广泛用于电气/电子设备部件、机动车辆部件、其他电气设备部件、机械部件等。
然而,PPS树脂是结晶树脂,因此具有高的成型收缩因子,成型品的翘曲倾向于成为问题。已经共混了诸如滑石的板状填料以改善PPS树脂的翘曲,但是强度和韧性倾向于劣化。
此外,已经提出了通过将PPS树脂与聚苯醚树脂(下文中缩写为PPE树脂)混合来减少翘曲的技术(例如,参见专利文献1),但是还不可能实现大型成型品所需的程度的增强的低翘曲性。
引用列表
专利文献
专利文献1:JP2004-269664A
发明内容
技术问题
本发明的目的(要解决的问题)是提供一种包含PPS树脂的树脂组合物,其表现出优异的耐热性,并且表现出大型成型品所需的程度的增强的低翘曲性。
技术方案
作为为了解决上述问题而进行的勤奋研究的结果,本发明的发明人发现,通过将高流动性PPS树脂与大量的具有高分子量、低MVR的非晶聚苯乙烯或橡胶增强聚苯乙烯和/或非晶PPE树脂混合并共混纤维填料,可以解决上述问题,从而完成本发明。
本发明涉及以下树脂组合物和成型品。
1.一种树脂组合物,其中,基于合计100质量份的以下(A)~(C),所述树脂组合物包含:
25质量份~48质量份的聚苯硫醚树脂(A),所述(A)的在295℃、1.00kgf负载下测定的MVR为60cm3/10min~500cm3/10min;
非晶橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)和/或聚苯醚树脂(C),所述(B)的在200℃、5kgf负载下测定的MVR为0.3cm3/10min~16cm3/10min,所述(B)和所述(C)的总含量为52质量份~75质量份;和
5质量份~150质量份的纤维填料(D)。
2.根据上述1所述的树脂组合物,其中,所述树脂组合物同时包含所述(B)和所述(C),并且其中基于合计100质量份的所述(A)~(C),(B)和(C)的总含量为52质量份~75质量份。
3.根据上述1所述的树脂组合物,其中,所述(B)和所述(C)的含量值的质量比(B)/(C)为0.1以上。
4.根据上述1所述的树脂组合物,其中,所述(B)和所述(C)的含量值的质量比(B)/(C)为0.5以上。
5.根据上述1所述的树脂组合物,所述树脂组合物还包含1质量份~20质量份的溴化阻燃剂(E)。
6.根据上述1所述的树脂组合物,基于合计100质量份的(A)~(C),所述树脂组合物还包含0.1质量份~5质量份的环氧化合物(F),含环氧基团的化合物(F)的环氧当量重量为150g/eq~1500g/eq。
7.根据上述1所述的树脂组合物,其中,所述聚苯醚树脂(C)的在30℃下、在氯仿中测定的特性粘度为0.4dl/g以上。
8.根据上述1所述的树脂组合物,其中,所述聚苯硫醚树脂(A)为直链型聚苯硫醚树脂。
9.根据上述1所述的树脂组合物,其中,所述纤维填料(D)被所述聚苯硫醚树脂(A)包围。
10.一种成型品,其包含上述1~9中任一项所述的树脂组合物。
11.根据上述10所述的成型品,其为车载壳体部件。
本发明的有益效果
本发明的树脂组合物在低翘曲性方面特别优异,并且还表现出优异的耐热性。
附图说明
图1是示出在实施例中获得的树脂组合物的形态的SEM图像的照片。
具体实施方式
基于合计100质量份的以下(A)~(C),本发明的树脂组合物包含:25质量份~48质量份的聚苯硫醚树脂(A),所述(A)的在295℃、1.00kgf负载下测定的MVR为60cm3/10min~500cm3/10min;
非晶橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)和/或聚苯醚树脂(C),所述(B)的在200℃、5kgf负载下测定的MVR为0.3cm3/10min~16cm3/10min,所述(B)和所述(C)的总含量为52质量份~75质量份;和
5质量份~150质量份的纤维填料(D)。
通过以这样的方式构成,尽管是其中的PPS树脂(A)的含量低、并且橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)和/或PPE树脂(C)的含量高的体系,但是高流动性PPS树脂(A)在海岛结构中形成海(基质)或在共连续结构中形成海,而具有低熔体粘度的橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)和/或PPE树脂(C)形成岛,并且PPS树脂(A)藉由纤维填料(D)变得连续并且倾向于形成基质(海),这意味着可以获得在低翘曲性方面特别优异并且还表现出优异的耐热性的树脂组合物。
现在将详细解释本发明的实施方式。下面给出的解释基于实施方式和具体的实施例,但是应当理解,本发明不限于这样的实施方式和具体的实施例。
此外,在本说明书中使用符号“~”意味着包括在“~”之前和之后提到的数值作为其下限和上限。
[聚苯硫醚树脂(A)]
本发明的树脂组合物含有聚苯硫醚树脂(A),(A)的在295℃、1.00kgf负载下测定时的MVR为60cm3/10min~500cm3/10min。
通过将MVR为60cm3/10min~500cm3/10min的高流动性PPS树脂与橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)和聚苯醚树脂(C)组合,可以获得具有高度的低翘曲性、优异的耐热性以及优异的机械强度和耐化学性的树脂组合物。
如果使用MVR小于60cm3/10min的PPS树脂,则翘曲量增加,难以实现低翘曲性,不表现出PPS树脂的高耐热性,并且机械强度趋于变低。此外,如果使用MVR大于500cm3/10min的PPS树脂,则难以形成上述海岛结构,橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)和聚苯醚树脂(C)倾向于形成海,并且低翘曲性和耐热性倾向于劣化。MVR优选为70cm3/10min以上,更优选为75cm3/10min以上,进一步优选为80cm3/10min以上,特别优选为85cm3/10min以上,并且优选为300cm3/10min以下,更优选为250cm3/10min以下。
此外,本发明中的PPS树脂(A)的MVR是在295℃、1.00kgf负载下测量的值。
所述PPS树脂(A)含有对亚苯基硫醚单元作为组成单元,所述对亚苯基硫醚单元的含量优选大于50mol%,更优选为70mol%以上,进一步优选为90mol%以上。其他组成单元的实例包括间亚苯基硫醚单元、邻亚苯基硫醚单元、亚苯基砜单元、亚苯基酮单元、亚苯基醚单元和含取代基的亚苯基硫醚单元。
其中,从获得具有优异强度、韧性、耐热性、耐化学性和机械特性的树脂组合物的角度出发,优选对亚苯基硫醚单元的含量优选为70mol%以上、进一步优选为90mol%以上、特别优选仅含有对亚苯基硫醚单元的聚(对苯硫醚)。
用于生产PPS树脂(A)的方法没有特别限制,可以使用已知用于生产PPS树脂的常用方法的方法来生产。具体地,所述PPS树脂由对二氯苯和硫酸钠在极性溶剂中进行缩聚反应得到,反应在高温、高压下进行,通过脱水反应或脱盐反应进行聚合,可通过调节聚合时间或催化剂量或引入支化剂来调节MVR。
PPS树脂(A)可以是不进行特殊热处理而保持直链分子结构的直链型树脂,也可以是在氧气存在下高温处理得到的交联树脂,但从充分达到本发明的有益效果的角度出发,优选是直链型PPS树脂,而不是交联树脂。
[橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)]
本发明的树脂组合物含有橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯,并且使用MVR在200℃、5kgf负载下测定时为0.3cm3/10min~16cm3/10min的非晶橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)。
橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)优选是非晶的。这里,术语非晶是指使用差示扫描量热计(DSC)等测量样品时,没有检测到明显的熔点或熔融峰。相反,术语结晶是指倾向于形成分子以有序方式排列的晶体结构,并且在使用差示扫描量热计(DSC)等进行的测量中存在熔点和熔融峰。其中苯环以有序方式交替布置在聚合物主链上的间规聚苯乙烯等是结晶的,优选被排除作为橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)。
聚苯乙烯可以是苯乙烯的均聚物、或者是例如α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基甲苯或乙烯基二甲苯等另外的芳香族乙烯基单体以例如50质量%以下的量进行共聚而获得的共聚物。
橡胶增强聚苯乙烯优选由丁二烯橡胶组分共聚或共混得到,丁二烯橡胶组分的量通常不小于1质量%且小于50质量%,优选3质量%~40质量%,更优选5质量%~30质量%,进一步优选5质量%~20质量%。特别优选橡胶增强聚苯乙烯是高抗冲聚苯乙烯(HIPS)。
在本发明中,使用MVR在200℃、5kgf负载下测定时为0.3cm3/10min~16cm3/10min的物质作为橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)。通过以使得橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)和/或PPE树脂(C)的总含量为52质量份~75质量份(基于合计100质量份的(A)~(C))的量包含具有上述MVR的橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B),其中PPS树脂(A)的含量为25质量份~48质量份,PPS树脂(A)在物理性质方面占主导地位,并且因此可以实现高耐热性和高度的低翘曲性。如果MVR为16cm3/10min以下,则可以提高耐热性和耐化学性,如果MVR为0.3cm3/10min以上,则可以实现优异的生产稳定性和流动性。
橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)的MVR优选为0.4cm3/10min以上,更优选为0.8cm3/10min以上,进一步优选为1.0cm3/10min以上,特别优选为1.1cm3/10min以上。此外,MVR的上限优选为11cm3/10min以下,更优选为8cm3/10min以下,进一步优选为6cm3/10min以下,特别优选为4cm3/10min以下。
[聚苯醚树脂(C)]
本发明的树脂组合物中使用的聚苯醚树脂(C)是树脂主链中具有如下通式所示的组成单元的聚合物,且可以是均聚物或共聚物。
[化1]
式中,两个Ra部分各自独立地表示氢原子、卤素原子、伯烷基或仲烷基、芳基、氨基烷基、卤代烷基、烃氧基或卤代烃氧基,两个Rb部分各自独立地表示氢原子、卤素原子、伯烷基或仲烷基、芳基、卤代烷基、烃氧基或卤代烃氧基。然而,两个Ra部分不会都是氢原子。
Ra和Rb优选为氢原子、伯烷基或仲烷基、或芳基。伯烷基的优选实例包括甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、异戊基、2-甲基丁基、2,3-二甲基丁基、2-甲基戊基、3-甲基戊基或4-甲基戊基、以及庚基。仲烷基的优选实例包括异丙基、仲丁基和1-乙基丙基。特别优选Ra是具有1~4个碳原子的伯烷基或仲烷基、或苯基。Rb优选为氢原子。
PPE树脂(C)的均聚物的优选实例包括2,6-二烷基亚苯基醚聚合物,例如聚(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-乙基-6-甲基-1,4-亚苯基醚)和聚(2-甲基-6-丙基-1,4-亚苯基醚)。共聚物的实例包括:2,6-二烷基酚/2,3,6-三烷基酚共聚物,例如2,6-二甲基苯酚/2,3,6-三甲基苯酚共聚物、2,6-二甲基苯酚/2,3,6-三乙基苯酚共聚物、2,6-二乙基苯酚/2,3,6-三甲基苯酚共聚物和2,6-二丙基苯酚/2,3,6-三甲基苯酚共聚物;通过将苯乙烯接枝聚合到聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)上而获得的接枝共聚物;和通过将苯乙烯接枝聚合到2,6-二甲基苯酚/2,3,6-三甲基苯酚共聚物上而获得的接枝共聚物。
特别优选的是,PPE树脂(C)是聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)或2,6-二甲基苯酚/2,3,6-三甲基苯酚无规共聚物。
PPE树脂(C)的在30℃下、在氯仿中测试时的特性粘度优选为0.4dl/g以上,更优选为0.42dl/g以上。如果特性粘度为0.4dl/g以上,则树脂组合物的机械强度进一步提高,并且树脂组合物倾向于表现出耐化学性和耐热性。特性粘度的上限优选为0.8dl/g,如果特性粘度为0.8dl/g以下,则流动性进一步改善,成型加工倾向于更容易。此外,可以通过使用具有不同特性粘度值的两种以上类型的PPE树脂来获得该范围内的特性粘度。
制备PPE树脂(C)的方法没有特别限制,可以使用公知的方法,例如包括在胺铜催化剂存在下对单体例如2,6-二甲基苯酚进行氧化聚合的方法,并且在这种情况下,可以通过选择反应条件将特性粘度控制在所需范围内。可以通过选择诸如聚合温度、聚合时间和催化剂量的条件来控制特性粘度。
通过将52质量份~75质量份(基于合计100质量份的(A)~(C))的量的具有上述MVR的PPE树脂(C)和/或橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)与25质量份~48质量份的PPS树脂(A)组合并入本发明的树脂组合物中,PPS树脂(A)在物理性质方面占主导地位,因此可以实现高耐热性和高度的低翘曲性。
关于(A)~(C)的优选含量值,基于合计100质量份的(A)~(C),组分(A)为30质量份~48质量份,特别是35质量份~48质量份,组分(B)和/或组分(C)为52质量份~70质量份,特别是52质量份~65质量份。
优选加入橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)和PPE树脂(C)两者,基于合计100质量份的(A)~(C),(B)和(C)的总含量优选为52质量份~75质量份,(B)的含量优选为20质量份~60质量份,(C)的含量优选为15质量份~40质量份。
另外,从负载下的变形温度的角度出发,(B)与(C)的含量值的质量比[(B)/(C)]优选为0.1以上,更优选为0.3以上,特别是0.4以上、0.5以上、0.7以上或0.8以上。另外,从改善可成型性的角度出发,(B)与(C)的含量值的质量比[(B)/(C)]优选为15以下,更优选为10以下,特别是8以下、6以下、5以下或4以下,特别优选为2以下。
[纤维填料(D)]
本发明的树脂组合物含有纤维填料(D)。
纤维填料(D)的实例包括诸如玻璃纤维、碳纤维和矿物纤维等纤维填料,但其中优选玻璃纤维。
不管共混时玻璃纤维的形式如何,例如短切原丝、粗纱玻璃或热塑性树脂与玻璃纤维的母料,公知的任何类型的玻璃纤维都可以用作玻璃纤维,例如A-玻璃、E-玻璃和含氧化锆组分的耐碱玻璃组合物。其中,从提高树脂组合物热稳定性的角度出发,玻璃纤维优选为无碱玻璃(E-玻璃)。
玻璃纤维优选为长度方向的横截面为圆形或长度方向的横截面的不规则形状纵横比为2~6的玻璃纤维。设想由垂直于玻璃纤维的长度方向的横截面所界定的最小面积的矩形,在长度方向上的横截面中的不规则形状纵横比为大直径/小直径之比,其中该矩形的长边的长度被视为大直径,并且矩形的短边的长度被视为小直径。通过引入不规则形状纵横比为2~6的玻璃纤维,玻璃纤维在PPS树脂(A)的取向相之间表现出桥接功能,PPS树脂(A)容易形成基质(海),因此可以特别地改善耐热性并实现低翘曲性和优异的外观。
此外,在这些玻璃纤维被PPS树脂(A)的相包围的情况下,由玻璃纤维实现的PPS树脂(A)相之间的桥接效果进一步增加,并且大体积玻璃纤维也具有用作PPS树脂(A)的增量剂的功能,因此易于进一步增加耐热性。
在玻璃纤维具有不规则形状横截面的情况下,不规则形状纵横比更优选为2.5以上,并且进一步优选为3以上,并且更优选为5.5以下,并且进一步优选为5以下。特别优选的是,长度方向上的横截面形状大致为矩形。
玻璃纤维在长度方向上的横截面积优选大于180μm2且不大于300μm2,通过具有这样的横截面积,PPS树脂(A)容易形成基质,并且耐热性倾向于提高。横截面积更优选大于180μm2且不大于250μm2,并且进一步优选大于180μm2且不大于200μm2。
玻璃纤维的厚度没有特别限制,但优选小直径为2μm~20μm,大直径为约5μm~50μm。
玻璃纤维可以用集束剂或表面处理剂处理。除了未处理的玻璃纤维之外,在制备本发明的树脂组合物时,还可以通过添加集束剂或表面处理剂对玻璃纤维进行表面处理。
集束剂的实例包括例如乙酸乙烯酯树脂、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂和聚酯树脂等树脂的乳液。
作为表面处理剂的实例,可以举出:氨基硅烷化合物,例如γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷和γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷;氯代硅烷化合物,例如乙烯基三氯硅烷和甲基乙烯基二氯硅烷;烷氧基硅烷化合物,例如乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷;环氧硅烷化合物,例如β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷和γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷;丙烯酸化合物;异氰酸酯化合物;钛酸酯化合物;和环氧化合物。
这些集束剂和表面处理剂可以使用组合两种以上,其用量(涂覆量)相对于玻璃纤维的质量通常为10质量%以下,优选为0.05质量%~5质量%。将该涂覆量设定为10质量%以下,实现了必要且令人满意的效果。
可以根据所需的特性组合使用两种或两种以上的纤维填料(D),相对于合计100质量份的PPS树脂(A)、橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)和PPE树脂(C),纤维填料(D)的含量为5质量份~150质量份,优选为10质量份以上,更优选为20质量份以上,进一步优选为30质量份以上,特别优选为40质量份以上,且优选为120质量份以下,更优选为100质量份以下,特别优选为80质量份以下,尤其优选为60质量份以下。通过以这样的量加入纤维填料,可以实现高度的耐热性,增加获得的成型体的强度并增强减少收缩效果。
在本发明的树脂组合物中,使用电子显微镜观察,优选在树脂组合物的成型体的横截面结构中,纤维填料(D)被PPS树脂(A)的相包围。此外,优选PPS树脂(A)形成海(基质),橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)和PPE树脂(C)在海岛结构中形成共连续相。通过具有这种形态的结构,可形成特别是耐热性进一步改进、低翘曲性优异、并且外观也优异的产品。
图1是示出实施例2中获得的树脂组合物的成型品的形态的SEM图像的照片。在该图中,应当理解,浅灰色部分是包含聚苯乙烯和PPE树脂的共连续相,深灰色部分形成PPS树脂的基质相(海相),黑色圆圈是玻璃纤维,并且玻璃纤维被PPS树脂的相包围。
除了纤维填料(D)之外,本发明的树脂组合物还可以含有另外的层状、粒状或非晶无机填料。无机层状填料的实例包括滑石、玻璃片、云母、高岭土、膨胀石墨、片状石墨和金属箔。
其他类型的粒状和非晶无机填料的实例包括陶瓷珠、粘土、沸石、硫酸钡、氧化钛、氧化硅、氧化铝、氢氧化镁和硫化锌。
除了纤维填料(D)之外的这些无机填料具有通过降低各向异性来降低翘曲性的功能,但也导致树脂组合物的强度和韧性降低,因此优选不添加过量的这些其他无机填料。
当包含在树脂组合物中时,相对于合计100质量份的PPS树脂(A)、橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)和PPE树脂(C),这些其他无机填料的含量优选为30质量份以下,更优选为20质量份以下,进一步优选为15质量份以下,特别优选为10质量份以下或7质量份以下,尤其优选为5质量份以下。
[溴化阻燃剂(E)]
本发明的树脂组合物优选含有溴化阻燃剂(E)以改善阻燃性。此外,引入溴化阻燃剂(E)实现了显著降低金属腐蚀的有益效果。
多种化合物可用作溴化阻燃剂(E)。溴化阻燃剂的实例包括溴化邻苯二甲酰亚胺、溴化聚丙烯酸酯、溴化环氧化合物、溴化聚碳酸酯和溴化聚苯乙烯,但是从进一步改善阻燃性而不显著损害本发明的树脂组合物的耐热性的角度出发,优选溴化邻苯二甲酰亚胺、溴化聚丙烯酸酯和溴化环氧化合物。
以下通式(1)表示的化合物优选为溴化邻苯二甲酰亚胺。
[化2]
式(1)中,D表示亚烷基、烷基醚基、二苯砜基、二苯酮基或二苯醚基。i是1~4之间的整数。
由上述通式(1)表示的溴化邻苯二甲酰亚胺的实例包括N,N'-(双四溴邻苯二甲酰亚胺)乙烷、N,N′-(双四溴邻苯二甲酰亚胺)丙烷、N,N′-(双四溴邻苯二甲酰亚胺)丁烷、N,N′-(双四溴邻苯二甲酰亚胺)二乙醚、N,N′-(双四溴邻苯二甲酰亚胺)二丙醚、N,N′-(双四溴邻苯二甲酰亚胺)二丁醚、N,N′-(双四溴邻苯二甲酰亚胺)二苯砜、N,N′-(双四溴邻苯二甲酰亚胺)二苯酮和N,N′-(双四溴邻苯二甲酰亚胺)二苯醚。
其中上述通式(1)中的D为亚烷基的溴化邻苯二甲酰亚胺作为溴化邻苯二甲酰亚胺是优选的,并且由通式(2)表示的溴化邻苯二甲酰亚胺是特别优选的。
[化3]
式(2)中,i为1~4之间的整数。
其中,优选上述式(2)中的i为4的N,N′-亚乙基双(四溴邻苯二甲酰亚胺)。
在溴化邻苯二甲酰亚胺中,溴浓度优选为52质量%~75质量%,更优选为56质量%~73质量%,进一步优选为57质量%~70质量%。通过将溴浓度设定在这样的范围内,可以容易地保持良好的阻燃性。
溴化聚丙烯酸酯优选是通过单独聚合含溴原子的(甲基)丙烯酸苄酯、或共聚两种以上此类单体、或使此类单体与另外的乙烯基单体共聚而获得的聚合物。溴原子与苯环连接,每个苯环连接的溴原子数优选为1~5个,优选4~5个。
含溴原子的丙烯酸苄酯的实例包括五溴苄基聚丙烯酸酯、四溴苄基聚丙烯酸酯、三溴苄基聚丙烯酸酯及它们的混合物。此外,含溴原子的甲基丙烯酸苄酯的实例包括对应于上述丙烯酸酯的甲基丙烯酸酯。
用于与含溴原子的(甲基)丙烯酸苄酯共聚的其他乙烯基单体的具体实例包括:丙烯酸;丙烯酸酯,例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸苄酯;甲基丙烯酸;甲基丙烯酸酯,例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸苄酯;苯乙烯;丙烯腈;不饱和羧酸,例如富马酸和马来酸,及其酸酐;乙酸乙烯酯和氯乙烯。
相对于含溴原子的(甲基)丙烯酸苄酯,这些通常以等摩尔量或更少的量使用,并且优选以对应于该等摩尔量的0.5倍以下的量使用。
此外,可使用二丙烯酸二甲苯酯、二甲基丙烯酸二甲苯酯、二丙烯酸四溴二甲苯酯、二甲基丙烯酸四溴二甲苯酯、丁二烯、异戊二烯、二乙烯基苯等作为乙烯基单体,相对于含溴原子的丙烯酸苄酯或甲基丙烯酸苄酯,它们通常以对应于等摩尔量的0.5倍以下的量使用。
溴化聚丙烯酸酯优选是通过单独聚合含溴原子的丙烯酸酯单体(特别是(甲基)丙烯酸苄酯)、或共聚两种以上此类单体、或共聚此类单体与另外的乙烯基单体而获得的聚合物,溴原子被添加到苯环中。在苯环中加入溴原子,每个苯环中加入的溴原子数优选为1~5个,更优选为4~5个。
优选五溴苄基聚丙烯酸酯作为溴化聚丙烯酸酯,因为其溴含量高、表现出优异的热稳定性和具有高电绝缘性能(耐电痕性能)。
溴化环氧化合物的具体优选实例包括溴化双酚A环氧化合物,例如四溴双酚A环氧化合物和缩水甘油基溴化双酚A环氧化合物。
溴化环氧化合物的分子量是任意的,应适当选择和决定,但其质量平均分子量(Mw)优选为3,000~100,000,特别优选该范围内的高分子量,更具体地,Mw值优选为10,000~80,000,特别优选为13,000~78,000,更优选为15,000~75,000,特别优选为18,000~70,000,在该范围内的高分子量是优选的。
溴化环氧化合物的环氧当量重量优选为3,000g/eq~40,000g/eq,更优选为4,000g/eq~35,000g/eq,特别优选为10,000g/eq~30,000g/eq。
溴化阻燃剂(E)的热分解起始温度优选为350℃以上,更优选为360℃以上,特别是365℃以上、370℃以上、380℃以上、390℃以上、395℃以上、或400℃以上。通过引入这种类型的热分解起始温度高的溴化阻燃剂(E),容易赋予阻燃性,不会导致在粒料生产时生产稳定性的劣化或在成型时气体排放性质的劣化。
相对于合计100质量份的PPS树脂(A)、橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)和PPE树脂(C),溴化阻燃剂(E)的含量优选为1质量份~20质量份。
如果溴化阻燃剂(E)的含量小于1质量份,则阻燃性往往不足,如果该含量超过20质量份,则机械强度如抗冲击性往往不足,比重往往过高。溴化阻燃剂(E)的含量优选为2质量份以上,更优选为3质量份以上,特别优选为4质量份以上,尤其优选为5质量份以上,并且优选为17质量份以下,更优选为15质量份以下,特别优选为12质量份以下,更优选为10质量份以下,尤其优选为9质量份以下。
[三氧化二锑]
本发明的树脂组合物优选含有三氧化二锑,以进一步提高阻燃性。锑化合物的实例包括三氧化二锑(Sb2O3)、五氧化二锑(Sb2O5)和锑酸钠,但其中优选三氧化二锑。
优选以一定量共混三氧化二锑,使得树脂组合物中的源自溴化阻燃剂(E)的溴原子与三氧化二锑中锑原子的总质量比为3质量%~25质量%,更优选为4质量%~22质量%,进一步优选为10质量%~20质量%。如果该总质量比小于3质量%,则阻燃性倾向于劣化,并且如果该总质量比超过25质量%,则机械强度倾向于劣化。另外,溴原子与锑原子的质量比(Br/Sb)优选为0.3~5,更优选为0.3~4。优选将该质量比设为落在该范围内,因为可以容易地实现阻燃性。
三氧化二锑优选以预先制备的母料的形式使用,并且优选作为母料与热塑性树脂、优选橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)或聚苯醚树脂(C)进行共混。由于这种配置方式,三氧化二锑倾向于存在于橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)或聚苯醚树脂(C)的相中,改善了熔融捏合和成型期间的热稳定性,抑制了抗冲击性的劣化,并且降低了阻燃性和抗冲击性的变化。
优选母料中三氧化二锑的含量为20质量%~90质量%。在三氧化二锑的含量小于20质量%的情况下,锑化合物在阻燃母料中的比例低,阻燃性提高效果趋于低。同时,在三氧化二锑的含量超过90质量%的情况下,三氧化二锑的分散性倾向于劣化,当三氧化二锑被共混时,树脂组合物的阻燃性变得不稳定,并且当生产母料时,例如当使用挤出机生产母料时,可加工性倾向于劣化,原丝不稳定并且容易发生诸如断裂的问题,这是不期望的。
优选母料中三氧化二锑的含量为30质量%~85质量%。
相对于合计100质量份的PPS树脂(A)、橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)和PPE树脂(C),三氧化二锑的含量优选为0.1质量份~10质量份,更优选为0.5质量份以上,进一步优选为1质量份以上,特别优选为1.5质量份以上,尤其优选为2质量份以上,并且更优选为8质量份以下,进一步优选为6质量份以下,特别优选为5质量份以下,尤其优选为4质量份以下。如果该含量低于上述下限,则阻燃性趋于降低,并且如果该含量高于上述上限,则结晶温度降低,脱模性能劣化,并且诸如抗冲击性等的机械性能趋于劣化。
[环氧化合物(F)]
本发明的树脂组合物优选含有环氧化合物(F)。
PPS树脂(A)本身不具有与环氧化合物(F)反应的化学结构,但是通过引入环氧化合物(F),环氧化合物(F)由于极性亲和力而不均匀地朝向PPS树脂(A)与纤维填料(D)之间的边界分布,从而增加PPS树脂(A)与纤维填料(D)之间的界面强度,并且能够改善树脂组合物的机械强度、特别是韧性。
在包含环氧化合物(F)的情况下,相对于合计100质量份的PPS树脂(A)、橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)和PPE树脂(C),其优选含量为0.1质量份~5质量份。通过指定这样的含量,可以改善机械强度,特别是韧性。如果该含量小于0.1质量份,则上述改善效果降低,如果该含量超过5质量份,则当树脂组合物静置时发生显著的增稠,并且成型性趋于降低。环氧化合物(F)的含量更优选为0.2质量份以上,特别优选为0.3质量份以上,并且更优选为4质量份以下,进一步优选为3质量份以下,特别优选为2质量份以下或1.5质量份以下,尤其优选为1质量份以下。
环氧化合物(F)可以是每分子具有一个以上环氧基团的化合物,并且其实例包括酚醛清漆环氧化合物、双酚A环氧化合物、双酚F环氧化合物、脂环族环氧化合物、缩水甘油醚化合物、缩水甘油酯化合物、环氧化丁二烯聚合物和间苯二酚环氧化合物。
此外,排除作为溴化阻燃剂(E)的实例给出的溴化环氧化合物作为该环氧化合物(F)。此外,也排除下文中作为弹性体的实例而给出的含环氧基团的弹性体作为该环氧化合物(F)。
酚醛清漆环氧化合物的实例包括苯酚酚醛清漆环氧化合物和甲酚酚醛清漆环氧化合物。
双酚A环氧化合物的实例包括双酚A二缩水甘油醚和氢化双酚A二缩水甘油醚,双酚F环氧化合物的实例包括双酚F二缩水甘油醚和氢化双酚F二缩水甘油醚。
脂环族环氧化合物的实例包括乙烯基环己烯氧化物、二环戊二烯氧化物、3,4-环氧环己基-3,4-环己基羧酸酯、双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯、乙烯基环己烯二环氧化物和3,4-环氧环己基缩水甘油醚。
缩水甘油醚化合物的实例包括:单缩水甘油醚化合物,例如甲基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、癸基缩水甘油醚、硬脂基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、丁基苯基缩水甘油醚和烯丙基缩水甘油醚;和二缩水甘油醚化合物,例如新戊二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚和双酚A二缩水甘油醚。
缩水甘油酯化合物的实例包括:单缩水甘油酯化合物,例如缩水甘油基苯甲酸酯和缩水甘油基山梨酸酯;和二缩水甘油酯化合物,例如二缩水甘油基己二酸酯、二缩水甘油基对苯二甲酸酯、二缩水甘油基邻苯二甲酸酯。
环氧化丁二烯聚合物的实例包括环氧化聚丁二烯、环氧化苯乙烯-丁二烯共聚物和环氧化氢化苯乙烯-丁二烯共聚物。
间苯二酚环氧化合物的实例包括间苯二酚二缩水甘油醚。
此外,环氧化合物(F)可以是包含含缩水甘油基的化合物作为一种组分的共聚物。其实例包括α,β-不饱和酸的缩水甘油酯与选自由α-烯烃、丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸酯组成的组中的一种或两种以上单体的共聚物,并且作为优选实例可以举出含环氧基团的丙烯酸(共)聚合物。
例如,作为通常使用的环氧化合物,含环氧基团的烯属弹性体等是柔性的,因此表现出优异的韧性,但是在机械强度改善效果方面不足,并且在刚性方面也较差,因此不是特别优选的。
环氧化合物(F)的环氧当量重量优选为150g/eq~1500g/eq。如果环氧当量重量小于150g/eq,则由于环氧基团的量太高,树脂组合物的粘度倾向于增加,但是如果环氧当量重量超过1500g/eq,则环氧基团的量很少,这意味着倾向于难以充分实现提高树脂组合物的机械强度的效果。环氧当量重量优选为150g/eq~1000g/eq,更优选为150g/eq~500g/eq。
环氧化合物(F)的重均分子量优选为300~9000。如果该重均分子量超过9000,则PPS树脂(A)、橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)和PPE树脂(C)之间的相容性降低,并且树脂组合物的成型体的机械强度趋于降低。该重均分子量更优选为7000以下,进一步优选为6000以下。
环氧化合物(F)的重均分子量是使用GPC根据聚苯乙烯计算的重均分子量Mw。
从耐热性和可处理性的角度出发,特别优选为通过将表氯醇与双酚A或酚醛清漆反应而获得的双酚A环氧化合物或酚醛清漆环氧化合物或者含环氧基团的丙烯酸(共)聚合物作为环氧化合物(F)。
[弹性体]
从提高树脂组合物的韧性和实现耐热冲击性的角度出发,本发明的树脂组合物可以包含弹性体。从与PPS树脂(A)相容的角度出发,弹性体优选为含环氧基团的烯属弹性体或含环氧基团的丙烯酸类弹性体。
含环氧基团的烯属弹性体或丙烯酸类弹性体优选为通过将缩水甘油基引入烯属弹性体或丙烯酸类弹性体中而获得的弹性体。引入缩水甘油基的方法不受限制,可以使用任何公知的方法。其具体实例包括:包括将含环氧基团的乙烯基单体(例如α,β-不饱和酸的缩水甘油酯化合物,例如丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙基丙烯酸缩水甘油酯或衣康酸缩水甘油酯)与作为弹性体原料的烯属单体或丙烯酸单体共聚的方法;包括使用含环氧基团的聚合引发剂或链转移剂使弹性体聚合物聚合的方法;以及包括将环氧化合物接枝到弹性体上的方法。
在甲基丙烯酸缩水甘油酯基团的情况下,缩水甘油酯基团的含量通常为1质量%~20质量%,优选为3质量%~15质量%,更优选为3质量%~12质量%,特别优选为4质量%~8质量%。
烯属弹性体的优选实例包括:聚丁二烯、聚异戊二烯、苯乙烯-丁二烯无规共聚物和嵌段共聚物、这些嵌段共聚物的氢化物、丁二烯-异戊二烯共聚物等含二烯的弹性体、乙烯-丙烯无规共聚物和嵌段共聚物、乙烯-丁烯无规共聚物和嵌段共聚物、乙烯与α-烯烃的共聚物、乙烯-丙烯-己二烯共聚物等乙烯-丙烯-非共轭二烯三元共聚物、和丁烯-异戊二烯共聚物。
丙烯酸酯弹性体是通过聚合丙烯酸酯或共聚丙烯酸酯作为主要组分而获得的橡胶状弹性体,其实例包括通过将可接枝聚合单体(例如甲基丙烯酸甲酯)接枝聚合到通过将丙烯酸酯(例如丙烯酸丁酯)和少量可交联单体(例如二丙烯酸丁二醇酯)聚合而获得的聚合物上而获得的橡胶状聚合物。
除了丙烯酸丁酯之外,所述丙烯酸酯的实例还包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸己酯和丙烯酸2-乙基己酯。此外,除了二丙烯酸丁二醇酯之外,上述可交联单体的实例还包括:例如二甲基丙烯酸丁二醇酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯等多元醇与丙烯酸或甲基丙烯酸的酯,例如丙烯酸乙烯酯和甲基丙烯酸乙烯酯等乙烯基化合物,丙烯酸烯丙酯,甲基丙烯酸烯丙酯,马来酸二烯丙酯,富马酸二烯丙酯,衣康酸二烯丙酯,马来酸单烯丙酯和富马酸单烯丙酯。
此外,除了甲基丙烯酸甲酯以外,上述可接枝聚合的单体的实例包括:例如甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯和甲基丙烯酸月桂酯等甲基丙烯酸酯,苯乙烯和丙烯腈。此外,含缩水甘油基的丙烯酸酯的实例包括甲基丙烯酸缩水甘油酯。可以通过使这种可接枝聚合的单体中的一些在通过聚合上述丙烯酸酯和可交联单体来制备聚合物时共存而共聚。
作为烯属弹性体或丙烯酸类弹性体,将上述烯属单体与上述丙烯酸酯单体组合而获得的共聚物是优选的。
含环氧基团的烯属弹性体或含环氧基团的丙烯酸类弹性体优选通过使甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚而获得,特别优选衍生自甲基丙烯酸缩水甘油酯的组成单元的含量为3质量%~15质量%。
[稳定剂]
从提高热稳定性和防止机械强度、透明度和色调劣化的角度出发,本发明的树脂组合物优选包含稳定剂。作为稳定剂,优选含磷稳定剂、含硫稳定剂和酚类稳定剂,它们是热稳定剂和抗氧化剂。
含磷稳定剂的实例包括亚磷酸、磷酸、亚磷酸酯(亚磷酸酯)、三价磷酸酯(亚膦酸酯)和五价磷酸酯(磷酸酯),并且其中优选有机亚磷酸酯化合物、有机亚膦酸酯化合物和有机磷酸酯化合物。
优选的有机磷酸酯化合物是由以下通式表示的化合物:
(R)1O)3-nP(=O)OHn
式中,R1表示烷基或芳基,多个R1基团可以彼此相同或不同。n表示0~2的整数。
有机磷酸酯化合物的更优选实例是长链烷基酸式磷酸酯化合物,其中R1具有8~30个碳原子。具有8~30个碳原子的烷基的具体实例包括辛基、2-乙基己基、异辛基、壬基、异壬基、癸基、异癸基、十二烷基、十三烷基、异十三烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、二十烷基和三十烷基。
长链烷基酸式磷酸酯化合物的实例包括酸式磷酸辛酯、酸式磷酸2-乙基己酯、酸式磷酸癸酯、酸式磷酸月桂酯、酸式磷酸十八烷基酯、酸式磷酸油基酯、酸式磷酸二十二烷基酯、酸式磷酸苯酯、酸式磷酸壬基苯酯、酸式磷酸环己酯、酸式磷酸苯氧基乙酯、烷氧基聚乙二醇酸式磷酸酯、双酚A酸式磷酸酯、酸式磷酸二甲酯、酸式磷酸二乙酯、酸式磷酸二丙酯、酸式磷酸二异丙酯、酸式磷酸二丁酯、酸式磷酸二辛酯、酸式磷酸二-2-乙基己酯、酸式磷酸二辛酯、酸式磷酸二月桂酯、酸式磷酸二硬脂基酯、酸式磷酸二苯酯和酸式磷酸双(壬基苯基)酯。其中,优选酸式磷酸十八烷基酯,并且该化合物可以通过商购由ADAKA生产的商品“Adekastab AX-71”而获得。
优选的有机亚磷酸酯化合物是由以下通式表示的化合物:
R2O-P(OR3)(OR4)
式中,R2、R3和R4各自为氢原子、具有1~30个碳原子的烷基或具有6~30个碳原子的芳基,并且R2、R3和R4中的至少一个为具有6~30个碳原子的芳基。
有机亚磷酸酯化合物的实例包括亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(壬基苯基)酯、亚磷酸二(十二烷基)酯、亚磷酸三乙酯、亚磷酸十三烷基酯、亚磷酸三(2-乙基己基)酯、亚磷酸三(十三烷基)酯、亚磷酸三硬脂基酯、亚磷酸二苯基单癸基酯、亚磷酸单苯基二癸基酯、亚磷酸二苯基单(十三烷基)酯、四苯基二丙二醇二亚磷酸酯、四苯基四(十三烷基)季戊四醇四亚磷酸酯、氢化双酚A苯基亚磷酸酯聚合物、亚磷酸二苯酯、4,4′-亚丁基-双(3-甲基-6-叔丁基苯基二(十三烷基)亚磷酸酯)、四(十三烷基)-4,4′-异亚丙基二苯基二亚磷酸酯、双(十三烷基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(壬基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二月桂基季戊四醇二亚磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯、三(4-叔丁基苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、氢化双酚A季戊四醇亚磷酸酯聚合物、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、2,2′-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)辛基亚磷酸酯和双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。其中,优选双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
优选的有机亚膦酸酯化合物是由以下通式表示的化合物:
R5-P(OR6)(OR7)
式中,R5、R6和R7各自为氢原子、具有1~30个碳原子的烷基或具有6~30个碳原子的芳基,并且R5、R6和R7中的至少一个为具有6~30个碳原子的芳基。
此外,有机亚膦酸酯化合物的实例包括四(2,4-二异丙基苯基)-4,4’-亚联苯基二亚膦酸酯、四(2,4-二正丁基苯基)-4,4’-亚联苯基二亚膦酸酯、四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4’-亚联苯基二亚膦酸酯、四(2,4-二叔丁基苯基)-4,3’-亚联苯基二亚膦酸酯、四(2,4-二叔丁基苯基)-3,3’-亚联苯基二亚膦酸酯、四(2,6-二异丙基苯基)-4,4’-亚联苯基二亚膦酸酯、四(2,6-二正丁基苯基)-4,4’-亚联苯基二亚膦酸酯、四(2,6-二叔丁基苯基)-4,4’-亚联苯基二亚膦酸酯、四(2,6-二叔丁基苯基)-4,3’-亚联苯基二亚膦酸酯和四(2,6-二叔丁基苯基)-3,3’-亚联苯基二亚膦酸酯。
任何常规公知的含硫原子的化合物都可以用作含硫稳定剂,并且其中优选硫醚化合物。其具体实例包括二(十二烷基)硫代二丙酸酯、二(十四烷基)硫代二丙酸酯、二(十八烷基)硫代二丙酸酯、季戊四醇四(3-十二烷基硫代丙酸酯)、硫代双(N-苯基-β-萘胺)、2-巯基苯并三唑、2-巯基苯并咪唑、四甲基秋兰姆单硫化物、四甲基秋兰姆二硫化物、二丁基二硫代氨基甲酸镍、异丙基黄原酸镍和三月桂基三硫代磷酸酯。其中,优选季戊四醇四(3-十二烷基硫代丙酸酯)。
含酚稳定剂的实例包括季戊四醇四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯)、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、硫代二亚乙基双(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯)和季戊四醇四(3-(3,5-二新戊基-4-羟基苯基)丙酸酯)。其中,优选季戊四醇四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯)和十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯。
可以含有一种稳定剂,或者含有以任意比例组合的两种以上类型的任意组合。
相对于合计100质量份的PPS树脂(A)、橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)和PPE树脂(C),稳定剂的含量优选为0.001质量份~2质量份。若稳定剂的含量小于0.001质量份,则组合物成型时,树脂组合物的热稳定性趋于降低,且倾向于发生分子量降低和色调劣化;若稳定剂的含量超过2质量份,则其含量过大,出现银色,容易出现色调劣化。所述稳定剂的含量更优选为0.01质量份~1.5质量份,进一步优选为0.1质量份~1质量份。
[脱模剂]
此外,本发明的树脂组合物优选含有脱模剂(或润滑剂)。
脱模剂(润滑剂)的实例包括:含烃脱模剂,例如液体石蜡、石蜡、聚乙烯蜡和聚丙烯蜡;含脂肪酸脱模剂,例如硬脂醇、硬脂酸和12-羟基硬脂酸;含酰胺脱模剂,例如硬脂酰胺、油酰胺、芥酰胺、山嵛酰胺、亚甲基双硬脂酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺、亚乙基双油酰胺、亚乙基双芥酰胺和亚乙基双月桂酰胺;含金属皂脱模剂,例如硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸铅、硬脂酸铝和硬脂酸钡;氢化油和脂肪;和含酯脱模剂,例如单硬脂酸甘油酯、硬脂酸丁酯、季戊四醇硬脂酸酯和硬脂酸硬脂基酯。
在这些中,从具有高软化点、增加树脂组合物的流动性和耐热性并表现出高脱模效果的角度出发,优选含酰胺脱模剂,并且在这些中,优选亚乙基双脂肪酸酰胺,尤其是亚甲基双硬脂酸酰胺。
相对于合计100质量份的PPS树脂(A)、橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)和PPE树脂(C),脱模剂(润滑剂)的含量优选为0.1质量份~3质量份,更优选为0.2质量份~2.5质量份,进一步优选为0.3质量份~2质量份。如果该含量小于0.1质量份,则由于熔融加工期间的脱模不良,表面性质倾向于劣化,但是如果该含量超过3质量份,则树脂组合物的捏合加工性倾向于劣化,并且成型品的表面倾向于浑浊。
[炭黑]
本发明的树脂组合物优选含有炭黑。
炭黑的种类、原料或生产方法不受限制,可以采用炉黑、槽黑、乙炔黑、科琴黑等。炭黑的数均粒径没有特别限制,但优选为约5nm~60nm。
炭黑优选以预先与热塑性树脂一起形成母料的形式使用。用于形成母料的热塑性树脂的优选实例包括PPS树脂、PPE树脂、烯烃树脂和苯乙烯树脂,优选为苯乙烯树脂,特别优选为丙烯腈-苯乙烯树脂(AS树脂)。
相对于合计100质量份的PPS树脂(A)、橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)和PPE树脂(C),炭黑的含量优选为0.1质量份~4质量份,更优选为0.2质量份~3质量份。如果该含量为0.1质量份以上,则可以提高实现所需颜色的有益效果,并且可以预期提高耐候性等。如果该含量为4质量份以下,则预期可以抑制机械特性的降低。
[其他包含的组分]
除了上述PPS树脂(A)、橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)和PPE树脂(C)之外,本发明的树脂组合物还可以含有其他热塑性树脂,只要不损害本发明的有益效果即可。其他热塑性树脂的具体实例包括聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚缩醛树脂、聚酰胺树脂、聚碳酸酯树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚醚酮树脂和聚烯烃树脂。
然而,在包含另一种类型的树脂的情况下,相对于合计100质量份的PPS树脂(A)、橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)和聚苯醚树脂(C),其含量优选为20质量份以下,更优选为10质量份以下,进一步优选为5质量份以下,特别优选为3质量份以下。
此外,本发明的树脂组合物可含有除上述以外的多种添加剂,且此类添加剂的实例包括防滴剂、紫外线辐射吸收剂、抗静电剂、防雾剂、防粘连剂、增塑剂、分散剂、抗微生物剂、着色剂、染料和颜料。
[树脂组合物的生产]
本发明的树脂组合物可以使用制备树脂组合物的常规方法制备。即,除了纤维填料(D),将PPS树脂(A)、橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)、聚苯醚树脂(C)和任选的其他树脂组分和各种添加剂一次充分混合,然后使用单螺杆或双螺杆挤出机熔融捏合。还可以通过不将组分预混合或仅将一些组分预混合,然后通过进料器供应到挤出机并进行熔融捏合来生产树脂组合物。此外,一些组分可以作为母料共混,然后熔融捏合。此外,可以通过将通过预先混合组分获得的混合物供应到成型机(例如注射成型机)而不熔融捏合混合物来生产各种成型体。此外,优选使用侧进料器引入纤维填料(D)。
熔融捏合期间的加热温度通常可以适当地选择在280℃~350℃的范围内。如果该温度过高,则倾向于产生分解气体,这会导致外观缺陷。因此,优选选择考虑了剪切热产生等的螺杆构造。为了抑制后续工序中捏合和成型过程中的分解,优选使用抗氧化剂或热稳定剂。
[成型制品]
使用本发明的树脂组合物制造成型品的方法没有特别限制,可以是通常用于树脂组合物的任何成型方法。其实例包括注射成型方法、超高速注射成型方法、注射压缩成型方法、双色成型方法、诸如气体辅助方法等的吹塑成型方法、使用隔热模具的成型方法、使用快速加热模具的成型方法、发泡成型方法(包括超临界流体)、嵌件成型方法、IMC(模内涂覆)成型方法、挤出成型方法、片材成型方法、热成型方法、旋转成型方法、层压成型方法、压制成型方法和吹塑成型方法。其中,特别优选注射成型方法和嵌件成型方法。此外,在本发明的一个实施方式中,本发明的树脂组合物不易腐蚀金属,因此特别适用于嵌件成型。
所获得的成型品在具有高度的低翘曲性和耐热性方面是优异的,并且表现出优异的韧性、强度、其他机械特性和耐化学性,因此可以特别有利地用于在这些特性方面有严格要求的电气/电子设备部件、机动车辆内部和外部部件、其他电气设备部件和机械部件。另外,在本发明的一个实施方式中,所获得的成型体在低翘曲性、耐热性和阻燃性方面是优异的,表现出优异的韧性、强度、其他机械特性和耐化学性,并且不可能腐蚀金属,因此可以特别有利地用于电气/电子设备部件、机动车辆内部和外部部件、其他电气设备部件和机械部件中,对于这些部件,在这些特性方面有严格要求。
电气/电子设备部件的具体实例包括连接器、线圈、传感器、传感器盖、灯座、电阻器、继电器壳体、小开关、线圈架、电容器、各种接线板、插头、PC壳体、IH炊具壳体部件、烤架手柄、线圈周边部件、用于电饭锅的保护框架、智能计量表壳体、工业断路器壳体、逆变器盒体、手机壳体、加热器壳体、电池隔板、电池盒体和用于机动车辆的充电设备。
机动车辆内部和外部部件的特别优选的实例包括车载壳体部件、车载电池盒体、车载电池盖、车载电池隔板、各种马达盒体、传感器盒体、各种阀(诸如排气阀)、用于燃料系统、排气系统和进气系统的各种管道、进气喷嘴、进气歧管、燃料泵、发动机冷却水接头、化油器主体、化油器间隔件、车载相机支架、排气传感器、保持器部件、门镜支柱、用于机动车辆内部的平视显示器的壳体、用于发动机控制单元(ECU)的壳体以及用于机动车辆电气设备的连接器部件。
本发明的树脂组合物特别适合用作车载壳体部件等。
实施例
现在将通过使用实施例更详细地解释本发明。然而,应当理解,本发明不限于下面给出的实施例。
实施例1~10和比较例1~7
所用组分如下表1所示。
[表1]
在上表1所示的组分中,采用转鼓混合机将纤维填料(D)以外的组分按照下表2-表3所示的比例(所有比例均为质量份)混合均匀,然后采用双螺杆挤出机(日本制钢所生产的TEX30α;L/D=42),在采用侧进料器将纤维填料(D)引入的同时,在预设的料筒温度310℃、排出速率30kg/h、螺杆转速200rpm下进行熔融捏合,得到树脂组合物,将树脂组合物在水浴中快速冷却,采用造粒机造粒得到树脂组合物的粒料。
[拉伸断裂强度和拉伸断裂伸长率]
在将由此获得的粒料在120℃下干燥5小时之后,使用日本制钢所生产的注射成型机(合模力85T)在320℃的料筒温度和140℃的模具温度下注射成型ISO多用途试件(厚度为4mm)。
根据ISO 527使用上述ISO多用途试件(厚度4mm)测量拉伸断裂强度(单位:MPa)和拉伸断裂伸长率(单位:%)。
[最大弯曲强度和弯曲弹性模量]
根据ISO 178使用上述ISO多用途测试件(厚度4mm)在23℃下测量最大弯曲强度(单位:MPa)和弯曲弹性模量(单位:MPa)。
[缺口夏比冲击强度]
根据ISO 179,通过在上述ISO多用途试件(厚度4mm)中切割缺口来获得缺口试件,并且在温度23℃下测量缺口试件的夏比冲击强度(单位:kJ/m2)。
[负载下的变形温度和耐热性的评估]
使用上述ISO多用途测试件(厚度4mm),根据ISO75-1和ISO75-2在1.80MPa的负载下测量负载下的变形温度。
使用以下标准评价耐热性。
AA:负载下的变形温度高于250℃
A:负载下的变形温度为150℃~250℃
C:负载下的变形温度低于150℃
[焊料耐热性测试和焊料耐热性评估]
使用注射成型机(日本制钢所生产的J50ADS)将尺寸为12.5mm×125mm×1.5mm厚的燃烧试件在310℃的料筒温度和130℃的模具温度下注射成型。使用镊子将该试件浸入调节到260℃的温度的焊料浴中10秒,然后从焊料浴中取出,然后观察试件的状态。
使用以下标准评价和判定焊料耐热性。
A:在形状或外观方面没有观察到异常。
B:试件的形状得以保持,但观察到溶胀等外观异常。
C:未保持试件的形状。
[翘曲量和翘曲性的评估]
在注射成型机(日精树脂工业社生产的NEX80)中使用侧面浇口模具将直径为100mm、厚度为1.6mm的圆盘在料筒温度为260℃、模具温度为80℃、注射成型时间为0.5秒的条件下成型,测定圆盘的翘曲量(单位:mm)。
使用以下标准评价和判定翘曲性。
AA:翘曲量不大于3mm
B:翘曲量大于3mm但小于4mm
C:翘曲量至少为4mm
这些评价的结果示于下表2-3中。
[表2]
[表3]
实施例11~15
所用组分如下表4所示。
[表4]
在上表4所示的组分中,采用转鼓混合机将纤维填料(D)以外的组分按照下表5所示的比例(所有比例均为质量份)混合均匀,然后采用双螺杆挤出机(日本制钢所生产的TEX30α;L/D=42),在采用侧进料器将纤维填料(D)引入的同时,在预设的料筒温度310℃、排出速率30kg/h、螺杆转速200rpm下进行熔融捏合,得到树脂组合物,将树脂组合物在水浴中快速冷却,采用造粒机造粒得到树脂组合物的粒料。
[拉伸断裂强度和拉伸断裂伸长率]
在将由此获得的粒料在120℃下干燥5小时之后,使用日本制钢所生产的注射成型机(合模力85T)在320℃的料筒温度和140℃的模具温度下注射成型ISO多用途试件(厚度为4mm)。
根据ISO 527使用上述ISO多用途试件(厚度4mm)测量拉伸断裂强度(单位:MPa)和拉伸断裂伸长率(单位:%)。
[最大弯曲强度和弯曲弹性模量]
根据ISO 178使用上述ISO多用途测试件(厚度4mm)在23℃下测量最大弯曲强度(单位:MPa)和弯曲弹性模量(单位:MPa)。
[缺口夏比冲击强度]
根据ISO 179,通过在上述ISO多用途试件(厚度4mm)中切割缺口来获得缺口试件,并且在温度23℃下测量缺口试件的夏比冲击强度(单位:kJ/m2)。
[负载下的变形温度和耐热性的评估]
使用上述ISO多用途测试件(厚度4mm),根据ISO75-1和ISO75-2在1.80MPa的负载下测量负载下的变形温度。
使用以下标准评价耐热性。
A:负载下的变形温度不低于175℃
C:负载下的变形温度低于175℃
[焊料耐热性测试和焊料耐热性评估]
使用注射成型机(日本制钢所生产的J50ADS)将尺寸为12.5mm×125mm×1.5mm厚的燃烧试件在310℃的料筒温度和130℃的模具温度下注射成型。使用镊子将该试件浸入调节到260℃的温度的焊料浴中10秒,然后从焊料浴中取出,然后观察试件的状态。
使用以下标准评价和判定焊料耐热性。
A:在形状或外观方面没有观察到异常。
B:试件的形状得以保持,但观察到溶胀等外观异常。
C:未保持试件的形状。
[阻燃性评价(UL-94)]
根据Underwriters Laboratories Subject 94(UL-94)方法,使用5个试件(厚度1.6mm)测试可燃性(阻燃性)。
根据UL-94中描述的评价方法,阻燃性被分类为V-0、V-1、V-2或不合格。
[翘曲量和翘曲性的评估]
在注射成型机(日精树脂工业社生产的NEX80)中使用侧面浇口模具将直径为100mm、厚度为1.6mm的圆盘在料筒温度为260℃、模具温度为80℃、注射成型时间为0.5秒的条件下成型,测定圆盘的翘曲量(单位:mm)。
使用以下标准评价和判定翘曲性。
A:翘曲量不大于3mm
B:翘曲量大于3mm但不大于5mm
C:翘曲量大于5mm
[腐蚀性评价]
将4g所得树脂组合物粒料置于内径为高度为160mm的玻璃试管中。用内侧粘结有银板(10mm×10mm×0.2mmt)的/>玻璃片材密封该试管,用保持在350℃的块加热器保持2小时,并且通过使用光度计色差计(柯尼卡美能达公司生产的CM-3600d)基于SCI方法确定a*值和b*值,使用以下所示的标准来评价银板的颜色变化程度。
A:a*+b*的值小于10.0
B+:a*+b*的值至少为10.0但小于15.0
B:a*+b*的值至少为15.0但小于20.0
C:a*+b*的值至少为20.0
这些评价的结果示于下表5中。
[表5]
实施例16~19
在上表4所示的组分中,采用转鼓混合机将纤维填料(D)以外的组分按照下表6所示的比例(所有比例均为质量份)混合均匀,然后采用双螺杆挤出机(日本制钢所生产的TEX30α;L/D=42),在采用侧进料器将纤维填料(D)引入的同时,在预设的料筒温度310℃、排出速率30kg/h、螺杆转速200rpm下进行熔融捏合,得到树脂组合物,将树脂组合物在水浴中快速冷却,采用造粒机造粒得到树脂组合物的粒料。
[拉伸断裂强度和拉伸断裂伸长率]
以与上述相同的方式测量拉伸断裂强度(单位:MPa)和拉伸断裂伸长率(单位:%)。
[最大弯曲强度和弯曲弹性模量]
以与上述相同的方式在23℃下测量最大弯曲强度(单位:MPa)和弯曲弹性模量(单位:MPa)。
[机械强度的评估]
使用上述结果和下述标准评价和判定机械强度。
A:至少130MPa的拉伸强度和至少175MPa的弯曲强度
B:至少120MPa的拉伸强度和至少170MPa的弯曲强度
C:不满足条件A和B
[负载下的变形温度和耐热性的评估]
以与上述相同的方式测量负载下的变形温度。
使用以下标准判定耐热性。
A:负载下的变形温度不低于175℃
C:负载下的变形温度低于175℃
[焊料耐热性测试和焊料耐热性评估]
以与上述相同的方式观察试件的状态。
使用以下标准评价和判定焊料耐热性。
A:在形状或外观方面没有观察到异常。
B:试件的形状得以保持,但观察到溶胀等外观异常。
C:未保持试件的形状。
[翘曲量和翘曲的评估]
以与上述相同的方式测量圆盘的翘曲量(单位:mm)。
使用以下标准评价和判定翘曲性。
A:翘曲量小于3mm
B:翘曲量至少为3mm但小于5mm
C:翘曲量至少为5mm
这些评价的结果示于下表6中。
[表6]
工业实用性
本发明的树脂组合物在低翘曲性和耐热性方面是优异的,并且还表现出优异的机械强度和耐化学性,因此可以有利地用于在这些特性方面有严格要求的电气/电子设备部件、车载电气设备部件、车载壳体部件等。
Claims (11)
1.一种树脂组合物,其中,基于合计100质量份的以下(A)~(C),所述树脂组合物包含:
25质量份~48质量份的聚苯硫醚树脂(A),所述(A)的在295℃、1.00kgf负载下测定的MVR为60cm3/10min~500cm3/10min;
非晶橡胶增强聚苯乙烯或聚苯乙烯(B)和/或聚苯醚树脂(C),所述(B)的在200℃、5kgf负载下测定的MVR为0.3cm3/10min~16cm3/10min,所述(B)和所述(C)的总含量为52质量份~75质量份;和
5质量份~150质量份的纤维填料(D)。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述树脂组合物同时包含所述(B)和所述(C),并且其中基于合计100质量份的所述(A)~(C),(B)和(C)的总含量为52质量份~75质量份。
3.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述(B)和所述(C)的含量值的质量比(B)/(C)为0.1以上。
4.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述(B)和所述(C)的含量值的质量比(B)/(C)为0.5以上。
5.根据权利要求1所述的树脂组合物,所述树脂组合物还包含1质量份~20质量份的溴化阻燃剂(E)。
6.根据权利要求1所述的树脂组合物,所述树脂组合物还包含0.1质量份~5质量份的环氧化合物(F),含环氧基团的化合物(F)的环氧当量重量为150g/eq~1500g/eq。
7.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述聚苯醚树脂(C)的在30℃下在氯仿中测定的特性粘度为0.4dl/g以上。
8.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述聚苯硫醚树脂(A)为直链型聚苯硫醚树脂。
9.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述纤维填料(D)被所述聚苯硫醚树脂(A)包围。
10.一种成型品,其包含权利要求1~9中任一项所述的树脂组合物。
11.根据权利要求10所述的成型品,其为车载壳体部件。
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