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Die
vorliegende Anmeldung betrifft eine mit Glasfaser verstärkte
Polyesterharzzusammensetzung und ein daraus hergestelltes Formprodukt.
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Polyesterharz
weist ausgezeichnete mechanische Festigkeit, Chemikalienbeständigkeit,
elektrische Eigenschaften, Formungseigenschaften und ein ausgezeichnetes
Erscheinungsbild auf und wurde bisher folglich weithin in verschiedenen
Anwendungen verwendet. Zudem kann Polyesterharz zum Verbessern seiner mechanischen
Festigkeit mit verschiedenen anorganischen Materialien verwendet
werden, wodurch die Anwendungen, in welchen derartige Harze verwendet
werden können, erweitert werden können.
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Allerdings
ist Polyesterharz in aller Regel kristallin und kann folglich verglichen
mit nicht-kristallinem Harz eine schlechte Formstabilität
aufweisen. Folglich kann ein aus einem kristallinen Polyesterharz
geformtes Formprodukt mehr schrumpfen, als ein aus einem nicht-kristallinen
Harz geformtes Formprodukt, wenn diese Temperaturveränderungen
ausgesetzt werden.
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Demzufolge
wurde am Mischen eines Polyesterharzes mit einem nicht-kristallinen
Harz wie Polycarbonat, ABS, ASA und dergleichen viel geforscht,
um die Formstabilität zu verbessern und dennoch die Nutzen des
Polyesterharzes beizubehal ten. Beispielsweise kann ein ASA-Harz
mit einem Polyesterharz gemischt werden, wenn Wetterfestigkeit erforderlich
ist.
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Im
Allgemeinen kann bei der Verwendung von Glasfaser zum Verstärken
eines thermoplastischen Harzes das erhaltene Harz seine dem thermoplastischen
harz zugeschriebene Formungseigenschaft beibehalten und auch eine
verbesserte Zugfestigkeit und Biegefestigkeit und insbesondere einen
ausgezeichneten Biegemodul und eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit
aufweisen. Demzufolge kann ein mit Glasfaser verstärktes
thermoplastisches Harz zur Herstellung eines Belastung und Wärme
ausgesetzten Produkts verwendet werden. Aufgrund dieser Eigenschaften
wird mit Glasfaser verstärktes thermoplastisches Harz weithin
in Anwendungen wie Automobilen, elektronischen Teilen und dergleichen
verwendet.
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Allerdings
kann ein mit Glasfaser verstärktes Polyesterharz in der
Spritz- und Vertikalrichtung aufgrund der Glasfaserorientierung,
die während des Spritzgussverfahrens stattfinden kann,
unterschiedliche Schrumpfungseigenschaften aufweisen. Demzufolge
könnte ein mit Glasfaser verstärktes thermoplastisches
Harz nicht die gewünschten Maße oder die gewünschte
Gestalt aufweisen, wenn das Formprodukt nach dem Spritzguss verbogen
oder deformiert wird. Um dieses Problem anzugehen müsste
eine Gussform mehrmals modifiziert werden oder könnte das
Spritzgussverfahren komplexere Arbeitsbedingungen erfordern, die
die Verarbeitungsfähigkeit verschlechtern können.
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Zudem
kann die Zugabe von Glasfaser zu einem Polyesterharz das Fließvermögen
des Harzes herabsetzen. Folglich kann das mit faserverstärkte
Polyesterharz zu dessen Verarbeitung auch erhöhte Spritzgusstemperaturen
erfordern.
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Daher
sollte ein mit Glasfaser verstärktes thermoplastisches
Harz ein verbessertes Fließvermögen und eine verbesserte
Formstabilistät aufweisen sowie Zugfestigkeit, Biegefestigkeit,
Biegemodul und Wärmebeständigkeit, die aus der
Zugabe von Glasfaser resultieren, beibehalten.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine glasfaserverstärkte
Polyesterharzzusammensetzung bereitzustellen, die eine ausgezeichnete
Ausgewogenheit an Formstabilität, Wärmebeständigkeit
und Biegefestigkeit aufweist.
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Ein
anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein unter Verwendung
der mit Glasfaser verstärkten Polyesterharzzusammensetzung
hergestelltes Formprodukt bereit.
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Diese
Aufgabe wurde durch Bereitstellung einer glasfaserverstärkten
Polyesterharzzusammensetzung gelöst, die (A) etwa 30 bis
etwa 80 Gew.-% eines Polyesterharzes; (B) etwa 5 bis etwa 30 Gew.-%
eines Copolymers auf Vinyl-Basis; und (C) etwa 10 bis etwa 50 Gew.-%
einer Glasfaser mit einem Verhältnis der Durchmesser („cross-sectional
aspect ratio”) von etwa 1,5 oder mehr einschließt.
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Bei
dem Polyesterharz kann es sich um ein aromatisches Polyesterharz
wie, aber nicht beschränkt auf ein Polyethylenterephthalatharz,
ein Polytrimethylenterephthalatharz, ein Polybutylenterephthalatharz,
ein Polyhexamethylenterephthalatharz, ein Polycyclohexandimethylenterephthalatharz,
ein durch Modifizieren dieser Harze in eine nicht-kristalline Form
hergestelltes Polyesterharz oder eine Kombination davon handeln.
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Das
Copolymer auf Vinyl-Basis kann etwa 65 bis etwa 80 Gew.-% eines
ersten Monomers auf Vinyl-Basis, umfassend ein aromatisches Vinylmonomer,
ein Mo nomer auf Acryl-Basis oder eine Kombination davon; und etwa
20 bis etwa 35 Gew.-% eines zweiten Monomers auf Vinyl-Basis, umfassend
ein ungesättigtes Nitrilmonomer, ein Monomer auf Acryl-Basis
oder eine Kombination davon, einschließen.
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Die
Glasfaser kann ein Verhältnis der Durchmesser im Bereich
von etwa 1,5 bis etwa 8 aufweisen und kann sowohl Glasfaser mit
einem Verhältnis der Durchmesser von etwa 1,5 oder mehr
und Glasfaser mit einem Verhältnis der Durchmesser von
weniger als etwa 1,5 einschließen. Die Glasfaser mit einem
Verhältnis der Durchmesser von weniger als etwa 1,5 kann
in einer Menge von etwa 1 bis etwa 80 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichts
des Gemischs aus der Glasfaser mit einem Verhältnis der
Durchmesser von etwa 1,5 oder mehr und der Glasfaser mit einem Verhältnis
der Durchmesser von weniger als etwa 1,5 eingeschlossen sein.
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Die
mit Glasfaser verstärkte Polyesterharzzusammensetzung kann
des Weiteren ein die Schlagzähigkeit verstärkendes
Mittel einschließen, das ein Copolymer vom Kern-Schale-Typ,
ein lineares Copolymer auf Olefin-Basis oder eine Kombination davon
umfasst. Das die Schlagzähigkeit verstärkende
Mittel kann in einer Menge von etwa 1 bis etwa 20 Gewichtsteilen
auf der Basis von etwa 100 Gewichtsteilen der mit Glasfaser verstärkten
Polyesterharzzusammensetzung eingeschlossen sein.
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Das
Copolymer vom Kern-Schale-Typ kann durch Pfropfen einer ungesättigten
Verbindung, umfassend ein Polymer, das durch Polymerisieren von
einem oder mehreren eines Monomers auf Acryl-Basis, eines aromatischen
Vinylmonomers, eines ungesättigten Nitrilmonomers oder
einer Kombination davon hergestellt ist, auf ein Kautschukpolymer,
das durch Polymerisieren eines Monomers, das durch Polymerisieren
eines Monomers, umfassend ein Monomer auf Dien-Basis, ein Monomer
auf Acryl-Basis, ein Monomer auf Silicium-Basis oder eine Kombinati on
davon hergestellt ist, hergestellt werden. Bei dem linearen Copolymer
auf Olefin-Basis kann es sich um ein Monomer auf Olefin-Basis, umfassend
Ethylen, Propylen, Butylen, Isobutylen oder eine Kombination davon,
und ein Monomer auf Acryl-Basis, umfassend (Meth)acrylsäurealkylester,
(Meth)acrylsäureester oder eine Kombination davon, handeln.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein aus der mit Glasfaser
verstärkten Polyesterharzzusammensetzung geformtes Produkt
bereitgestellt.
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Hier
nachstehend werden detailliert weitere Aspekte der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
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1 ist
eine schematische Ansicht, die das Verhältnis der Durchmesser
einer Glasfaser gemäß einer Ausführungsform
zeigt.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun hier nachstehend in der folgenden
detaillierten Beschreibung der Erfindung vollständiger
beschrieben, wobei einige aber nicht sämtliche Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben sind. Tatsächlich kann diese
Erfindung in vielen verschiedenen Formen verkörpert werden
und sollte nicht als auf die hier dargelegten Ausführungsformen
beschränkt betrachtet werden; vielmehr sind diese Ausführungsformen
derart bereitgestellt, dass diese Offenbarung den geltenden gesetzlichen
Anforderungen genügt.
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Wie
hier verwendet, wenn eine Definition nicht auf andere Weise bereitgestellt
ist, bedeutet der Begriff „(Meth)acrylat” „Acrylat” und „Methacrylat”.
Der Begriff „(Meth)acrylsäurealkylester” bedeutet „Acrylsäurealkylester” und „Methac rylsäurealkylester”,
und der Begriff „(Meth)acrylsäureester” bedeutet „Acrylsäureester” und „Methacrylsäureester”.
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Gemäß einer
Ausführungsform schließt eine mit Glasfaser verstärkte
Polyesterharzzusammensetzung ein: (A) etwa 30 bis etwa 80 Gew.-%
eines Polyesterharzes; (B) etwa 5 bis etwa 30 Gew.-% eines Copolymers
auf Vinyl-Basis; und (C) etwa 10 bis etwa 50 Gew.-% einer Glasfaser
mit einem Verhältnis der Durchmesser von etwa 1,5 oder
mehr.
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Beispielhafte
Bestandteile, die in der mit Glasfaser verstärkten Polyesterharzzusammensetzung
gemäß Ausführungsformen der Erfindung
eingeschlossen sind, werden hier nachstehend detailliert beschrieben. Allerdings
sind diese Ausführungsformen nur beispielhaft, und die
vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
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(A) Polyesterharz
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Gemäß einer
Ausführungsform kann es sich bei dem Polyesterharz um ein
aromatisches Polyesterharz handeln, das durch Kondensationspolymerisation
von Terephthalsäure oder Terephthalsäurealkylester und
einer C2-C10-Glycolkomponente hergestellt ist. Wie hier mit Bezug
auf den Terephthalsäurealkylester verwendet, kann es sich
bei dem Alkyl um ein C1- bis C10-Alkyl handeln.
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Beispiele
für das aromatische Polyesterharz können ohne
Einschränkung Polyethylenterephthalatharz, Polytrimethylenterephthalatharz,
Polybutylenterephthalatharz, Polyhexamethylenterephthalatharz, Polycyclohexandimethylenterephthalatharz,
Polyesterharz, das durch Mischen dieser Harze mit einem anderen
Mo nomer zu einer nicht-kristallinen Form modifiziert wurde, und
dergleichen und Kombinationen davon einschließen. In beispielhaften
Ausführungsformen kann das aromatische Polyesterharz Polyethylenterephthalatharz,
Polytrimethylenterephthalatharz, Polybutylenterephthalatharz, nicht-kristallines
Polyethylenterephthalatharz oder eine Kombination davon einschließen.
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Das
Polyesterharz kann eine Kristallinität im Bereich von 10
bis 60% aufweisen.
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Das
Polyesterharz kann eine spezifische Dichte im bereich von etwa 1,15
bis etwa 1,4 g/cm3 und einen Schmelzpunkt
im Bereich von etwa 210 bis etwa 280°C aufweisen. Weist
das Polyesterharz eine geeignete Grenzviskosität, sowie
eine spezifische Dichte und einen Schmelzpunkt in den vorstehenden
Bereichen auf, kann es ausgezeichnete mechanische Eigenschaften
und Formungseigenschaften bereitstellen.
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Die
mit Glasfaser verstärkte Polyesterharzzusammensetzung kann
das Polyesterharz in einer Menge von etwa 30 bis etwa 80 Gew.-%,
z. B. etwa 40 bis etwa 60 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichts
der mit Glasfaser verstärkten Polyesterharzzusammensetzung
einschließen. Schließt die mit Glasfaser verstärkte
Polyesterharzzusammensetzung das Polyesterharz in einer Menge in
diesen Bereichen ein, kann die Zusammensetzung eine ausgezeichnete
Festigkeit und Schlagzähigkeit aufweisen.
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(B) Copolymer auf Vinyl-Basis
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Das
Copolmer auf Vinyl-Basis kann ein Copolymer einschließen,
einschließend: etwa 65 bis etwa 80 Gew.-% eines ersten
Monomers auf Vinyl-Basis, umfassend ein aromatisches Vinylmonomer,
ein Monomer auf Acryl-Basis oder eine Kombi nation davon; und etwa
20 bis etwa 35 Gew.-% eines zweiten Monomers auf Vinyl-Basis, umfassend
ein ungesättigtes Nitrilmonomer, ein Monomer auf Acryl-Basis
oder eine Kombination davon. Wie hier verwendet unterscheiden sich
das erste und das zweite Monomer auf Vinyl-Basiss voneinander. Schließt
das Copolymer auf Vinyl-Basis das erste und das zweite Monomer auf
Vinyl-Basis in einer Menge in diesen Bereichen ein, kann es zu einer
verbesserten Thermochromie und Chemikalienbeständigkeit
beitragen.
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Beispielhafte
aromatische Vinylmonomere können ohne Einschränkung
Styrol, C1- bis C10-alkylsubstituiertes Styrol, halogensubstituiertes
Styrol und dergleichen und Kombinationen davon einschließen.
Beispielhaftes alkylsubstituiertes Styrol kann ohne Einschränkung
o-Ethylstyrol, m-Ethylstyrol, p-Ethylstyrol, α-Methylstyrol
und dergleichen und Kombinationen davon einschließen.
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Beispielhafte
Monomere auf Acryl-Basis können ohne Einschränkung
(Meth)acrylsäurealkylester, (Meth)acrylsäureester
und dergleichen und Kombinationen davon einschließen. Wie
hier mit Bezug auf die (Meth)acrylsäurealkylester und die
alkyl-N-substituierten maleimide verwendet, kennzeichnet das Alkyl
ein C1- bis C10-Alkyl. Beispielhafte (Meth)acrylsäurealkylester
können ohne Einschränkung Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat,
Propyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat und dergleichen und Kombinationen
davon einschließen. Beispielhafte (Meth)acrylsäureester
können ohne Einschränkung (Meth)acrylat und dergleichen einschließen.
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Beispielhafte
ungesättigte Nitrilmonomere können ohne Einschränkung
Acrylnitril, Methacrylnitril, Ethacrylnitril und dergleichen und
Kombinationen davon einschließen.
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Das
Copolymer auf Vinyl-Basis kann bei der Herstellung eines kautschukmodifizierten
Pfropfcopolymers auf Vinyl-Basis als Nebenprodukt wie als wie hier
nachstehend detaillierter beschriebenes die Schlagzähigkeit
verstärkendes Mittel vom Kern-Schale-Typ hergestellt werden.
Beispielsweise kann das Copolymer auf Vinyl-Basis hergestellt werden,
wenn eine überschüssige Menge eines Polymers auf
Vinyl-Basis in eine kleine Menge eines Kautschukpolymers gepfropft
oder eine überschüssige Menge eines als Molekulargewichtsregulierungsmittel
verwendetes Kettenübertragungsmittels verwendet wird.
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Beispielhafte
Copolymere auf Vinyl-Basis können ohne Einschränkung
ein Copolymer, einschließend Styrol, Acrylnitril und wahlweise
Methylmethacrylat; ein Copolymer, einschließend α-Methylstyrol,
Acrylnitril und wahlweise Methylmethacrylat; ein Copolymer, einschließend
Styrol, α-Methylstyrol, Acrylnitril und wahlweise Methylmethacrylat;
und dergleichen und Kombinationen davon einschließen.
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Das
Copolymer auf Vinyl-Basis kann durch Emulsionspolymerisation, Suspensionspolymerisation,
Lösungspolymerisation oder Blockpolymerisation hergestellt
werden und ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts im Bereich von
etwa 15.000 bis etwa 300.000 g/mol aufweisen.
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Die
mit Glasfaser verstärkte Polyesterharzzusammensetzung kann
das Copolymer auf Vinyl-Basis in einer Menge von etwa 5 bis etwa
30 Gew.-%, z. B. etwa 10 bis etwa 20 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichts
der mit Glasfaser verstärkten Polyesterharzzusammensetzung
einschließen. Schließt die mit Glasfaser verstärkte
Polyesterharzzusammensetzung das Copolymer auf Vinyl-Basis in einer
Menge in diesen Bereichen ein, kann die Zusammensetzung ausgezeichnete
Verträglichkeit und weniger Eigenschaftsabweichung aufweisen,
was eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit bereitstellen
kann.
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(C) Glasfaser
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Gemäß einer
Ausführungsform kann die Glasfaser einen flachen Querschnitt
und ein vorbestimmtes Streckungsverhältnis aufweisen.
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1 ist
eine schematische Ansicht, die das Streckungsverhältnis
der Glasfaser gemäß einer Ausführungsform
zeigt. In Bezug auf 1 ist das Streckungsverhältnis
als das Verhältnis des kürzesten Durchmessers
(b) im Querschnitt der Glasfaser zum längsten Durchmesser
(a) davon definiert.
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Die
Glasfaser kann ein Streckungsverhältnis von etwa 1,5 oder
mehr, z. B. von etwa 1,5 bis etwa 8 und als anderes Beispiel von
etwa 2 bis etwa 6 aufweisen. Weist die Glasfaser ein Verhältnis
der Durchmesser in diesen Bereichen auf, kann die mit Glasfaser
verstärkte Polyesterharzzusammensetzung einen deutlich
geringen Grad an Fließvermögensverminderung aufweisen.
Folglich kann sie je nach der Fließfähigkeit eines
Polyesterharzes wenig Orientierungseffekte aufweisen und eine Verformung
eines aus einer mit Glasfaser verstärkten Polyesterharzzusammensetzung
hergestellten Kunststoffformprodukts minimieren oder eleminieren.
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Die
Glasfaser kann eine Länge im Bereich von etwa 2 bis etwa
13 mm, z. B. von etwa 3 bis etwa 6 mm aufweisen.
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Zudem
kann die Glasfaser einen Querschnittsdurchmesser im Bereich von
etwa 10 bis etwa 20 μm aufweisen.
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Gemäß einer
Ausführungsform können die Glasfaser mit einem
Streckungsverhältnis von etwa 1,5 oder mehr und eine Glasfaser
mit einem Streckungsverhältnis von weniger als etwa 1,5
miteinander gemischt werden. Wie hier beschrieben, kann die Glasfaser
mit einem Streckungsverhältnis von etwa 1,5 oder mehr in einem
derartigen Gemisch in einer Menge im Bereich von etwa 20 bis etwa
99 Gew.-% und die Glasfaser mit einem Streckungsverhältnis
von weniger als etwa 1,5 in einer Menge im Bereich von etwa 1 bis
etwa 80 Gew.-% verwendet werden. Werden eine Glasfaser mit einem
Streckungsverhältnis von etwa 1,5 oder mehr und eine Glasfaser
mit einem Streckungsverhältnis von weniger als etwa 1,5
in dem vorstehend erwähnten Verhältnis gemischt,
kann die mit Glasfaser verstärkte Polyesterharzzusammensetzung
ausgezeichnete Verarbeitungsfähigkeit und Schlagzähigkeit
beibehalten.
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Gemäß einer
Ausführungsform kann die Glasfaser auf einer Oberfläche
davon mit einem vorbestimmten Material beschichtet werden, um eine
Reaktion mit dem Polyesterharz zu verhindern und den Imprägnierungsgrad
zu verbessern.
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Das
Beschichtungsmaterial kann das Gesamtfließvermögen,
die Schlagzähigkeit und dergleichen einer mit Glasfaser
verstärkten Polyesterharzzusammensetzung verändern.
Geeignete Materialien zum Beschichten von Glasfaser und Beeinflussen
des Fließvermögens, der Schlagzähigkeit
und dergleichen einer mit Glasfaser verstärkten Polyesterharzzusammensetzung
sind dem Durchschnittsfachmann bekannt und können ohne übermäßige
Versuchsführung je nach den gewünschten Eigenschaften
der erhaltenen Zusammensetzung ausgewählt werden.
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Die
mit Glasfaser verstärkte Polyesterharzzusammensetzung kann
die Glasfaser in einer Menge von etwa 10 bis etwa 50 Gew.-%, z.
B. etwa 10 bis etwa 40 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichts der
mit Glasfaser verstärkten Polyesterharzzusammensetzung
einschließen. Schließt die mit Glasfaser verstärkte
Polyesterharz zusammensetzung Glasfaser in einer Menge in diesen
Bereichen ein, kann die Glasfaser die Biegefestigkeit und Wärmebeständigkeit
der mit Glasfaser verstärkten Polyesterharzzusammensetzung
und folglich ihre Fließfähigkeit verbessern, um
dadurch ausgezeichnete Formungseigenschaften bereitzustellen.
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(D) Die Schlagzähigkeit verstärkendes
Mittel
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Gemäß einer
Ausführungsform kann eine mit Glasfaser verstärkte
Polyesterharzzusammensetzung des Weiteren ein die Schlagzähigkeit
verstärkendes Mittel einschließen.
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Bei
dem die Schlagzähigkeit verstärkenden Mittel kann
es sich um ein Copolymer von Kern-Schale-Typ, ein lineares Copolymer
auf Olefin-Basis oder eine Kombination davon handeln.
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Das
Copolymer vom Kern-Schale-Typ kann eine durch Pfropfen eines ungesättigten
Monomers auf einen Kautschukkern gebildete Schale einschließen.
Beispielsweise kann die Kern-Schale durch Pfropfen einer ungesättigten
Verbindung, umfassend ein Polymer, das durch Polymerisieren von
einem oder mehreren Monomeren, umfassend ein Monomer auf Acryl-Basis,
ein aromatisches Vinylmonomer, ein ungesättigtes Nitrilmonomer
oder eine Kombination davon, gebildet ist, auf ein Kautschukpolymer,
das durch Polymerisieren eines Monomers, umfassend ein Monomer auf
Dien-Basis, ein Monomer auf Acryl-Basis, ein Monomer auf Silicium-Basis
oder eine Kombination davon, hergestellt ist, gebildet werden.
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Beispielhafte
Monomere auf Dien-Basis können ohne Einschränkung
C4- bis C6-Butadien, Isopren und dergleichen und Kombinationen davon
einschließen. Beispielhafte Kautschukpolymere, die durch
Polymerisieren eines Monomers auf Dien-Basis hergestellt sind, können
ohne Einschränkung Butadienkautschuk, Acrylkautschuk, Styrol/Butadienkautschuk,
Acrylnitril/Butadienkautschuk, Isoprenkautschuk, Ethylen-Propylen-dien-Terpolymer
(EPDM) und dergleichen und Kombinationen davon einschließen.
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Beispielhafte
Monomere auf Acryl-Basis können ohne Einschränkung
Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, n-Propyl(meth)acrylat,
n-Butyl(meth)acrylat, Hexyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat und
dergleichen und Kombinationen davon einschließen. Ein Härter
oder Aushärtungsmittel wie Ethylenglycoldi(meth)acrylat,
Propylenglycoldi(meth)acrylat, 1,3-Butylenglycoldi(meth)acrylat,
1,4-Butylenglycoldi(meth)acrylat, Allyl(meth)acrylat, Triallylcyanurat
und dergleichen oder eine Kombination davon kann verwendet werden.
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Beispielhafte
Monomere auf Silicium-Basis können ohne Einschränkung
Cyclosiloxanverbindungen wie Hexamethylcyclotrisiloxan, Octamethylcyclotetrasiloxan,
Decamethylcyclopentasiloxan, Dodecamethylcyclohexasiloxan, Trimethyltriphenylcyclotrisiloxan,
Tetramethyltetraphenylcyclotetrasiloxan, Octaphenylcyclotetrasiloxan
und dergleichen und Kombinationen davon einschließen. Ein
Härter oder Aushärtungsmittel wie, aber nicht
beschränkt auf Trimethoxymethylsilan, Triethoxyphenylsilan,
Tetramethoxysilan, Tetraethoxysilan und dergleichen oder eine Kombination
davon kann verwendet werden.
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Das
Kautschukpolymer mit einem mittleren Kautschukteilchendurchmesser
im Bereich von etwa 0,4 bis etwa 1 μm kann in Bezug auf
eine Ausgewogenheit von Schlagzähigkeit und Färbung
nützlich sein.
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Das
Kautschukpolymer kann in einer Menge von etwa 20 bis etwa 80 Gew.-%
auf der Basis des Gesamtgewichts des Copolymers vom Kern-Schale-Typ
eingeschlossen sein. Schließt das Copolymer vom Kern-Schale-Typ
das Kautschukpolymer in einer Menge in diesem Bereich ein, kann
das Copolymer vom Kern-Schale-Typ die die Schlagzähigkeit
verstärkende Wirkung und Wärmebeständigkeitsverbesserung
maximieren und das Fließvermögen deutlich verbessern.
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Unter
den ungesättigten Verbindungen können beispielhafte
Monomere auf Acryl-Basis ohne Einschränkung (Meth)acrylsäurealkylester,
(Meth)acrylsäureester und dergleichen und Kombinationen
davon einschließen. Wie hier mit Bezug auf (Meth)acrylsäurealkylester
verwendet, kennzeichnet das Alkyl ein C1- bis C10-Alkyl. Beispielhafte
(Meth)acrylsäurealkylester können ohne Einschränkung
Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat
und dergleichen und Kombinationen davon einschließen. Beispielhafte
(Meth)acrylsäureester können ohne Einschränkung
(Meth)acrylat und dergleichen einschließen.
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Unter
den ungesättigten Verbindungen können beispielhafte
aromatische Vinylmonomere ohne Einschränkung Styrol, C1-
bis C10-alkylsubstituiertes Styrol, halogensubstituiertes Styrol
und dergleichen und Kombinationen davon einschließen. Beispielhaftes
alkylsubstituiertes Styrol kann ohne Einschränkung o-Ethylstyrol,
m-Ethylstyrol, p-Ethylstyrol, alpha-Methylstyrol und dergleichen
und Kombinationen davon einschließen.
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Unter
den ungesättigten Verbindungen können beispielhafte
ungesättigte Nitrilmonomere ohne Einschränkung
Acrylnitril, Methacrylnitril, Ethacrylnitril und dergleichen und
Kombinationen davon einschließen.
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Eine
beispielhafte ungesättigte Verbindung, die ein aus mehr
als einem Monomer hergestelltes Polymer umfasst, kann Polymethylmethacrylat
einschließen.
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Das
Copolymer vom Kern-Schale-Typ kann eine mittlere Teilchengröße
im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 10 μm aufweisen. Weist
das Copolymer vom Kern-Schale-Typ eine mittlere Teilchengröße
in diesem Bereich auf, kann es in einer Polyestermatrix gut dispergiert
werden. Demzufolge kann, wenn die Zusammensetzung einem äußeren
Schlag ausgesetzt wird, sie leicht den Schlag absorbieren, um die
die Schlagzähigkeit verstärkende Wirkung zu erhöhen.
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Das
lineare Copolymer auf Olefin-Basis kann Copolymer aus einem Monomer
auf Olefin-Basis und einem Monomer auf Acyl-Basis einschließen.
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Beispielhafte
Monomere auf Olefin-Basis können ohne Einschränkung
Ethylen, Propylen, Butylen, Isobutylen und dergleichen und Kombinationen
davon einschließen.
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Beispielhafte
Monomere auf Acryl-Basis können ohne Einschränkung
(Meth)acrylsäurealkylester, (Meth)acrylsäureester
und dergleichen und Kombinationen davon einschließen. Wie
hier mit Bezug auf den (Meth)acrylsäurealkylester verwendet,
kennzeichnet das Alkyl ein C1- bis C10-Alkyl. Beispielhafte (Meth)acrylsäurealkylester
können ohne Einschränkung Methyl(meth)acrylat,
Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat und
dergleichen und Kombinationen davon einschließen. Beispielhafte
(Meth)acrylsäureester können ohne Einschränkung
(Meth)acrylat und dergleichen einschließen.
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Das
lineare Copolymer auf Olefin-Basis kann unter Verwendung eines Ziegler-Natta-Katalysators,
bei welchem es sich um einen üblichen Olefinpolymerisati onskatalysator
handelt, hergestellt werden. Damit es eine selektivere Struktur
aufweist, kann das Copolymer auf Olefin-Basis alternativ unter Verwendung
eines Katalysators auf Metallocen-Basis hergestellt werden.
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Gemäß einer
Ausführungsform soll ein die Schlagzähigkeit verstärkendes
Mittel keine funktionelle Gruppe einschließen, um eine
Farbänderung während des Spritzaufenthaltes zu
verhindern und ein ausgezeichnetes Spritzerscheinungsbild zu erlangen.
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Die
mit Glasfaser verstärkte Polyesterharzzusammensetzung kann
das die Schlagzähigkeit verstärkende Mittel in
einer Menge von etwa 1 bis etwa 20 Gewichtsteilen, z. B. etwa 5
bis etwa 15 Gewichtsteilen auf der Basis von etwa 100 Gewichtsteilen
der mit Glasfaser verstärkten Polyesterharzzusammensetzung
einschließen. Ist ein die Schlagzähigkeit verstärkendes
Mittel in diesen Bereichen eingeschlossen, kann es die die Schlagzähigkeit
verstärkende Wirkung maximieren, die Wärmebeständigkeitszunahme
erhöhen und das Fließvermögen verbessern,
was die Spritzgusseigenschaften verbessern kann.
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(E) Andere Zusätze
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Gemäß einer
Ausführungsform kann die mit Glasfaser verstärkte
Polyesterharzzusammensetzung des Weiteren einen oder mehrere Zusätze
einschließen.
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Ein
beispielhafter Zusatz bzw. beispielhafte Zusätze kann bzw.
können ohne Einschränkung antibakterielle Mittel,
Wärmestabilisatoren, Antioxidationsmittel, Trennmittel,
Lichtstabilisatoren, Verträglichmacher, Zusätze
aus anorganischem Material, oberflächenaktive Mittel, Kupplungsmittel,
Weichmacher, Beimischungen, Stabilisatoren, Schmiermittel, antistatische
Mittel, Flammschutzmittel, Wet terfestigkeitsmittel, Farbmittel, Ultraviolett(UV)strahlenblocker,
Füllstoffe, Keimbildner, Hafthilfen, Klebstoffe und dergleichen
und Kombinationen davon einschließen.
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Beispielhafte
Antioxidationsmittel können ohne Einschränkung
Antioxidationsmittel vom Phenol-Typ, Antioxidationsmittel vom Phosphit-Typ,
Antioxidationsmittel vom Thioether-Typ, Antioxidationsmittel vom Amin-Typ
und dergleichen und Kombinationen davon einschließen. Beispielhafte
Trennmittel können ohne Einschränkung fluorhaltige
Polymere, Siliconöle, Metallsalze von Stearinsäure,
Metallsalze von Montansäure, Montansäureesterwachse,
Polyethylenwachse und dergleichen und Kombinationen davon einschließen.
Beispielhafte Wetterfestigkeitsmittel können ohne Einschränkung
Wetterfestigkeitsmittel vom Benzophenon-Typ, Wetterfestigkeitsmittel
vom Amin-Typ und dergleichen und Kombinationen davon einschließen.
Beispielhafte Farbmittel können ohne Einschränkung
Farbstoffe, Pigmente und dergleichen und Kombinationen davon einschließen.
Beispielhafte Ultraviolett(UV)strahlenblocker können ohne
Einschränkung Titanoxid (TiO2),
Ruß und dergleichen und Kombinationen davon einschließen.
Beispielhafte Füllstoffe können ohne Einschränkung Glasfaser,
Kohlenstofffaser, Silica, Glimmer, Aluminiumoxid, Ton, Calciumcarbonat,
Schwefelsäurecalcium, Glasperlen und dergleichen und Kombinationen
davon einschließen. Ist ein Füllstoff eingeschlossen,
kann er Eigenschaften wie mechanische Festigkeit, Wärmebeständigkeit
und dergleichen verbessern. Beispielhafte Keimbildner können
ohne Einschränkung Talkum, Ton und dergleichen und Kombinationen
davon einschließen.
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Gemäß einer
Ausführungsform kann die mit Glasfaser verstärkte
Polyesterharzzusammensetzung einen Zusatz in einer Menge von etwa
50 Gewichtsteilen oder weniger auf der Basis von etwa 100 Gewichtsteilen
der mit Glasfaser verstärkten Polyesterharzzusammensetzung
einschließen. ist ein Zusatz in einer Menge in diesem Bereich
eingeschlossen, kann je nach der Verwendung eines jeden davon eine
gewünschte Wirkung erzielt und können ausgezeichnete
mechanische Eigenschaften und ein verbessertes Oberflächenerscheinungsbild
bereitgestellt werden.
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Gemäß einer
Ausführungsform kann die mit Glasfaser verstärkte
Polyesterharzzusammensetzung unter Verwendung von bekannten Verfahren
hergestellt werden. Beispielsweise können die vorstehend
erwähnten Bestandteile und wahlweise Zusätze miteinander
vermischt und in einem Extruder zur Herstellung von Pellets schmelzextrudiert
werden.
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Eine
andere Ausführungsform der Erfindung stellt ein unter Verwendung
der mit Glasfaser verstärkten Polyesterharzzusammensetzung
geformtes Produkt bereit. Das Formprodukt kann das Polyesterharz
einschließen, in welchem Glasfaser mit einem Streckungsverhältnis
von etwa 1,5 oder mehr dispergiert ist.
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Dieses
Kunststoffformprodukt kann verschiedene vorteilhafte Eigenschaften
wie verbesserte Zugfestigkeit und Biegefestigkeit und insbesondere
ausgezeichnete Wärmebeständigkeit aufweisen und
folglich für ein konstanter Belastung und Wärme
ausgesetztes Teil verwendet werden.
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Zudem
kann, wenn eine Glasfaser mit einem Verhältnis der Durchmesser
von etwa 1,5 oder mehr zugesetzt wird, die mit Glasfaser verstärkte
Polyesterharzzusammensetzung verglichen mit einer herkömmlichen mit
Glasfaser verstärkten Polyesterharzzusammensetzung ein
stark vermindertes Fließvermögen aufweisen. Demzufolge
kann verhindert werden, dass ein Kunststoffformprodukt während
des Herstellungsverfahrens verbogen oder verformt wird.
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Daher
kann dieses Kunststoffprodukt in verschiedenen eine präzise
Formstabilität erfordernden Produkten, z. B. Elektronikfeinteilen,
Autofeinteilen und dergleichen nützlich sein.
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Die
folgenden Beispiele veranschaulichen diese Offenbarung detaillierter.
Allerdings sind sie beispielhafte Ausführungsformen dieser
Offenbarung und nicht beschränkend.
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Beispiele
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Eine
mit Glasfaser verstärkte Polyesterharzzusammensetzung gemäß einer
Ausführungsform schließt jeden Bestandteil wie
folgt ein.
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(A) Polyesterharz
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Polybutylenterephthalat
mit einer spezifischen Dichte von 1,31 g/cm3,
einer Grenzviskosität von 0,83 und einem Schmelzpunkt von
228°C, erhältlich von SHINKONG Co. unter der Bezeichnung
Shinite K001 wird als das Polyesterharz verwendet.
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(B) Copolymer auf Vinyl-Basis
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Ein
SAN-Ccopolymerharz wird durch Zugabe von 0,17 Gewichtsteilen Azobisisobutyronitril,
0,4 Gewichtsteilen eines t-Dodecylmercaptan-Kettenübertragungsmittels
und 0,5 Gewichtsteilen Tricalciumphosphat zu einem Gemisch aus 71,5
Gewichtsteilen Styrol, 28,5 Gewichtsteilen Acrylnitril und 120 Gewichtsteilen
erstionisiertem Wasser und dann 5-stündiges Suspensionspolyme risieren
des erhaltenen Gemischs bei 75°C hergestellt. Das erhaltene
Copolymer wird gewaschen, entwässert und getrocknet, um
ein pulverförmiges SAN-Copolymerharz herzustellen.
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(C) Glasfaser
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CSG
3PA-820, hergestellt von Nitto Boseki Co., Ltd., als 3 mm lange
Glasfaser mit einem (C-1) Verhältnis der Durchmesser von
4 (längster Durchmesser 28 μm, kürzester
Durchmesser 7 μm) wird verwendet.
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CS321-EC10-3,
hergestellt von KCC Corporation, aufweisend eine Länge
von 3 mm, einen Durchmesser von 13 μm und ein (C-2) Verhältnis
der Durchmesser von 1 wird verwendet.
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(D) Die Schlagzähigkeit verstärkendes
Mittel
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Ein
Copolymer vom Kern-Schale-Typ, hergestellt durch Pfropfen eines
Copolymers von Acrylnitril und Styrol auf Acrylat, wird verwendet.
Das Copolymer weist eine mittlere Teilchengröße
von 3 μm auf.
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Beispiele 1 bis 8 und Vergleichsbeispiele
1 bis 3
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Die
vorstehend erwähnten Bestandteile werden gemäß den
in der folgenden Tabelle 1 angegebenen Mengen gemischt, und aus
dem Gemisch werden unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders
mit Φ = 45 mm Pellets hergestellt. Ein Polyesterharz, ein
die Schlagzähigkeit verstärkendes Mittel und ein
Copoly mer auf Vinyl-Basis werden in einen Hauptzufuhrtrichter gegeben,
und Glasfaser wird in einen Nebenzufuhrtrichter gegeben.
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Experimentalbeispiel
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Die
Pellets gemäß den Beispielen 1 bis 8 und Vergleichsbeispielen
1 bis 3 werden 3 Stunden oder länger bei 110°C
getrocknet und dann in einem Extruder mit 10 uz, eingestellt bei
einer Gestaltgebungstemperatur von 200 bis 300°C und einer
Formungstemperatur von 60 bis 100°C zur Herstellung eines
Probenstücks extrudiert. Die Eigenschaften der Probenstücke
werden gemäß den folgenden Verfahren gemessen.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 bereitgestellt.
- (1) Schmelzflussgeschwindigkeit: gemessen gemäß ASTM
D1238 bei einer Temperatur von 250°C unter Verwendung
eines Gewichts von 5 kg zum Messen der Masse eines 1 Minute lang
heraus fließenden Harzes.
- (2) Biegefestigkeit: gemessen gemäß ASTM
790.
- (3) Wärmebeständigkeit: gemessen gemäß ASTM
D648.
- (4) Schrumpfungsverhältnis: ein 6'' × 6''
und 1/8''-dicker Filmfaltgussformling wird auf 80°C gehalten
und in einer Spritzgussform mit 10 Unzen mit einer Leistung von
95% spritzgegossen und dann ohne jegliche externe Energie 24 Stunden
lang in einem Raum mit konstanter Temperatur/Luftfeuchtigkeit, derart
eingestellt, dass er eine Temperatur von 23°C und eine
Luftfeuchtigkeit von 50% aufweist, stehen gelassen. Dann werden
die Schrumpfungsgeschwindigkeit in der Querrichtung (Transverse
Direction; TD) senkrecht zur Maschinenrichtung (Machine Direction;
MD) und die Fließfähigkeit, ber welchem es sich
um eine Rückflussrichtung des Probenstücks handelt,
gemessen.
Tabelle 1 | Beispiele | Vergleichsbeispiele |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 1 | 2 | 3 |
(A) Polyesterharz (Gew.-%) | 50 | 50 | 50 | 50 | 55 | 55 | 55 | 55 | 80 | 50 | 55 |
(B) Copolymer
auf Vinyl-Basis (Gew.-%) | 10 | 10 | 30 | 30 | 15 | 15 | 15 | 15 | - | 40 | 15 |
(C) Glasfaser (Gew.-%) | C-1 | 40 | 40 | 20 | 20 | 30 | 25 | 15 | 10 | 20 | 10 | - |
C-2 | - | - | - | - | - | 5 | 15 | 20 | - | - | 30 |
(D) die
Schlagzähigkeit verstärkendes Mittel (Gewichtsteile*) | - | 15 | - | 15 | 10 | 10 | 10 | 10 | - | - | 10 |
Schmelzflussgeschwindigkeit
(melt flow rate; MFR) (g/l Minute) | 28 | 21 | 40 | 25 | 30 | 31 | 32 | 30 | 32 | 30 | 30 |
Biegefestigkeit (kgf/cm2) | 110.000 | 105.000 | 59.000 | 54.000 | 78.000 | 77.000 | 76.000 | 73.000 | 53.000 | 43.000 | 77.000 |
Wärmebeständigkeit
(°C) | 230 | 210 | 193 | 185 | 194 | 193 | 189 | 189 | 202 | 140 | 193 |
Schrumpfungsverhältnis
(%) | MD:0,3
5
TD:0,7
2 | MD:0,3
4
TD:0,7
0 | MD:0,3
9
TD:0,8
2 | MD:0,3
9
TD:0,8
5 | MD:0,2
8
TD:0,6
8 | MD:0,3
0
TD:0,7
5 | MD:0,2
9
TD:0,8
0 | MD:0,3
0
TD:0,8
5 | MD:0,4
5
TD:0,9
3 | MD:0,3
8
TD:0,9
8 | MD:0,3
1
TD:0,9
4 |
- * Gewichtsteile: auf der Basis von 100
Gewichtsteilen (A) eines Polyesterharzes, (B) eines Copolymers auf
Vinyl-Basis und (C) einer Glasfaser.
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In
Bezug auf Tabelle 1 weisen die Zusammensetzungen, einschließend
ein Polyesterharz, ein Copolymer auf Vinyl-Basis und eine Glasfaser
mit einem Verhältnis der Durchmesser von etwa 1,5 oder
mehr gemäß den Beispielen 1 bis 8 eine ausgezeichnete
Ausgewogenheit an Eigenschaften wie Fließvermögen,
Biegefestigkeit, Wärmebeständigkeit und Formstabilität
verglichen mit Vergleichsbeispiel 1 (Zusammensetzung kein Copolymer
auf Vinyl-Basis einschließend), Vergleichsbeispiel 2 (Zusammensetzung,
einschließend ein Copolymer auf Vinyl-Basis in einer Menge
außerhalb des Bereichs der Erfindung) und Vergleichsbeispiel
3 (Zusammensetzung, keine Glasfaser mit einem Verhältnis
der Durchmesser von etwa 1,5 oder mehr einschließend) auf.
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Insbesondere
weist Vergleichsbeispiel 3 (die Zusammensetzung, einschließend
eine Glasfaser mit einem Verhältnis der Durchmesser von
weniger als etwa 1,5) ein hohes Schrumpfungsverhältnis
und folglich eine verschlechterte Formstabilität auf.
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Viele
Modifikationen und andere Ausführungsformen der Erfindung
kommen dem Fachmann, welchem diese Erfindung gehört, mit
dem Nutzen der in der vorstehenden Beschreibung dargelegten Lehren
in den Sinn. Daher sollte es klar sein, dass die Erfindung auf die
offenbarten spezifischen Ausführungsformen nicht beschränkt
ist, und dass Modifikationen und andere Ausführungsformen
im Umfang der anhängigen Ansprüche eingeschlossen
sein sollen. Wenngleich hier spezifische Ausdrücke eingesetzt
werden, werden sie nur in einem allgemeinen und beschreibenden Sinn
und nicht zum Zwecke der Beschränkung des in den Ansprüchen
definierten Umfangs der Erfindung verwendet.
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Diese
Anmeldung beansprucht Priorität der am 18. Dezember 2008
eingereichten
koreanischen
Patentanmeldung Nr. 10-2008-0129331 und der am 16. Dezember
2009 eingereichten
koreanischen
Patentanmeldung Nr. 10-2009-0125503 , wobei deren jeweilige
gesamte Offenbarung hier unter Bezugnahme eingebracht ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- - KR 10-2008-0129331 [0086]
- - KR 10-2009-0125503 [0086]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - ASTM D1238 [0082]
- - ASTM 790 [0082]
- - ASTM D648 [0082]