DE112014003158B4 - Elektrisches Bauteil, umfassend ein Isolierharz-Formteil, sowie Verfahren zur Stabilisierung der Flammhemmung - Google Patents

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Abstract

Elektrisches Bauteil, umfassend:ein stromdurchflossenes Teil undein Isolierharz-Formteil in Kontakt mit dem stromdurchflossenen Teil, wobei das Formteil ein Formteil aus einer thermoplastischen Harzzusammensetzung ist, wobeidie thermoplastische Harzzusammensetzung umfasst:(A) ein Harz auf Polyphenylenetherbasis oder ein gemischtes Harz aus einem Harz auf Polyphenylenetherbasis und einem Harz auf Styrolbasis,(B) ein hydriertes Blockcopolymer,(C) ein flammhemmendes Mittel und(D) Titanoxid,wobei der Gehalt des Bestandteils (A) 60 bis 80 Massenteile ist,der Gehalt des Bestandteils (B) 5 bis 30 Massenteile ist,der Gehalt des Bestandteils (C) 9 bis 25 Massenteile ist undder Gehalt des Bestandteils (D) 0,1 bis 3 Massenteile ist,bezogen auf die Gesamtheit von 100 Massenteilen der Bestandteile (A), (B) und (C), undwobei mindestens eine Kriechstrecke, welche die kürzeste Strecke zwischen dem stromdurchflossenen Teil und einem äußeren Oberflächenteil des elektrischen Bauteils, welches von dem stromdurchflossenen Teil durch das Isolierharz-Formteil elektrisch getrennt ist, ist, und welche eine Strecke entlang der Oberfläche des Isolierharz-Formteils einschließt, 15 mm oder mehr und 40 mm oder weniger beträgt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Bauteil, welches ein Isolierharz-Formteil mit stabilisierten Alterungseigenschaften aufweist, sowie ein Verfahren zur Stabilisierung der Flammhemmung.
  • Hintergrundtechnik
  • In den letzten Jahren sind mit der Zunahme der Nutzung elektrischer Energie elektrische Bauteile, die ein Isolierharz-Formteil umfassen, in verschiedenen Anwendungen nachgefragt worden.
  • Insbesondere besteht an Isolierharz-Formteile, die für elektrische Bauteile verwendet werden, bei denen elektrische Isoliereigenschaften wie Kriechstromfestigkeit erforderlich sind, die Anforderung gestellt, dass diese zusätzlich zu hervorragenden Isoliereigenschaften auch hervorragende Flammbeständigkeit, mechanische Eigenschaften, Schlagzähigkeitseigenschaften, Wasserbeständigkeit, chemische Beständigkeit, Formbeständigkeit und dergleichen haben.
  • Beispiele für herkömmliche Harzmaterialien für elektrische und elektronische Bauteilanwendungen sind Polyesterharze oder Polyamidharze.
  • Weiterhin ist als Harzzusammensetzung mit verbesserter Kriechstromfestigkeit und Flammbeständigkeit beispielsweise eine Harzzusammensetzung vorgeschlagen worden, welche ein Basisharz, ein flammhemmendes Mittel auf Halogenbasis und einen Sauerstoffsäurebestandteil enthält (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
  • Weiterhin ist eine Harzzusammensetzung vorgeschlagen worden, welche ein flammhemmendes Mittel auf Phosphorbasis enthält, wobei es sich um ein flammhemmendes Mittel auf Nicht-Halogenbasis handelt (siehe zum Beispiel Patentliteratur 2).
  • Überdies ist eine Harzzusammensetzung vorgeschlagen worden, die ein Polycarbonat-Polyorganosiloxan-Copolymer, ein Alkalimetallsalz einer organischen Sulfonsäure, Polytetrafluorethylen und Titandioxidteilchen mit einer Deckschicht enthält (siehe zum Beispiel Patentliteratur 3).
  • Andererseits sind als Materialien für eine Komponente mit hervorragender Maßgenauigkeit, welche ein flammhemmendes Mittel auf Nicht-Halogenbasis enthält, Polycarbonat (nachfolgend auch als „PC“ bezeichnet) und ein modifizierter Polyphenylenether (auch als „modifizierter PPE“ bezeichnet) vorgeschlagen worden.
  • Derartige Harzmaterialien werden aufgrund ihrer Eigenschaften für Gehäuse elektrischer und elektronischer Bauteile, Gehäusekomponenten und dergleichen verwendet.
  • Überdies ist eine thermoplastische Harzzusammensetzung vorgeschlagen worden, welche ein Polyphenylenetherharz, Carbon Black und ein Carbonat und/oder Sulfat eines Erdalkalimetalls enthält und eine verbesserte Kriechstromfestigkeit aufweist (siehe zum Beispiel Patentliteratur 4).
  • JP 2010- 189 517 A offenbart ein Formteil aus einer thermoplastischen Harzzusammensetzung für ein elektronisches Bauteil, wobei die thermoplastische Harzzusammensetzung (A) ein gemischtes Harz aus einem Harz auf Polyphenylenetherbasis und einem Harz auf Styrolbasis, (B) ein hydriertes Blockcopolymer, (C) ein flammhemmendes Mittel auf Phosphorsäurebasis und (D) Titanoxid umfasst.
  • Zitatliste
  • Patentliteratur
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technische Probleme
  • Obwohl Polyesterharze und Polyamidharze bezüglich der mechanischen Eigenschaften und chemischen Beständigkeit hervorragend sind, gibt es jedoch ein Problem dahingehend, dass es schwierig ist, dass diese Eigenschaften gleichzeitig zusammen mit Dimensionsstabilität Wasserbeständigkeit und dergleichen erfüllt werden.
  • Weiterhin wird die in Patentliteratur 1 offenbarte Harzzusammensetzung unter Verwendung eines halogenierten flammhemmenden Mittels hergestellt, so dass das Problem besteht, dass diese neuere Umwelt- und Sicherheitsanforderungen nicht erfüllen kann.
  • Zudem weist die in Patentliteratur 2 offenbarte Harzzusammensetzung das Problem auf, dass diese eine ausreichende Flammhemmung nach Wärmealterung nicht gewährleisten kann.
  • Überdies ist die in Patentliteratur 3 offenbarte Harzzusammensetzung eine Kombination von Polycarbonat und Titanoxid, dessen Oberfläche spezifisch behandelt wurde, und es besteht noch Raum zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, Wasserfestigkeit und Dimensionsstabilität.
  • Weiterhin wird die in Patentliteratur 4 offenbarte thermoplastische Harzzusammensetzung nur bezüglich eines Kriechstroms bei 250 V und 275 V bewertet, so dass bei Verwendung der thermoplastischen Harzzusammensetzung in einem Bauteil, das bei einer höheren Spannung als diesen Spannungen eingesetzt wird, eine längere Kriechstrecke erforderlich sein kann, womit es schwierig ist, ein verkleinertes Bauteil bereit zu stellen. Weiterhin beinhaltet die thermoplastische Harzzusammensetzung Carbon Black als wesentlichen Bestandteil und weist damit das Problem auf, dass sie in Bezug auf Anwendungen mit anderen Farben als schwarz eingeschränkt ist.
  • In den letzten Jahren wurden Isolierharz-Formteile zur Verwendung in elektrischen Bauteilen auf dem Gebiet der elektrischen Energie in vielfältigen Formen eingesetzt, einschließlich Solarbatterien, Brennstoffbatterien, Speicherbatterien, elektrisch betriebenen Fahrzeugen, LED-Beleuchtungen und intelligenten Zählern.
  • Es wird dann gefordert, dass ein solches Isolierharz-Formteil in verkleinerten und multifunktionalisierten elektrischen Bauteilen verwendet wird.
  • Es ist daher für in elektrische Bauteile einbezogene Isolierharz-Formteile zunehmend schwierig, einen ausreichenden Isolierabstand zwischen stromdurchflossenen Teilen zu gewährleisten, um einen Funktionsverlust aufgrund eines Kriechstroms zu vermeiden, sowie auch zwischen einem solchen stromdurchflossenen Teil und dem äußeren Oberflächenteil des Isolierharz-Formteils.
  • Weiterhin wird insbesondere für verkleinerte elektrische Komponenten stark gefordert, dass diese physikalische Eigenschaften wie Flammhemmung aufweisen, die auch nach einer Wärmealterung beibehalten werden, da das Isolierharz-Formteil leicht durch Wärmebildung des stromdurchflossenen Teils beeinträchtigt wird.
  • Andererseits wies eine Harzzusammensetzung, die im Hinblick auf die Umwelt- und Sicherheitsanforderungen unter Verwendung von beispielsweise einem flammhemmenden Mittel auf Phosphorbasis als einem flammhemmendem Mittel auf Nicht-Halogenbasis hergestellt wird, wie oben beschrieben Probleme in Bezug auf die Verminderung der Flammhemmung nach Wärmealterung auf.
  • Im Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme im Stand der Technik richtet die vorliegende Erfindung die Aufmerksamkeit auf ein Harz auf Polyphenylenetherbasis, welches gleichzeitig Flammhemmung, mechanische Eigenschaften, Wasserbeständigkeit und Dimensionsstabilität erfüllt, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrisches Bauteil bereitzustellen, welches einen Formgegenstand aus einer thermoplastischen Harzzusammensetzung umfasst, die ein Harz auf Polyphenylenetherbasis enthält, mit dem eine Verbesserung der Leistungsfähigkeit und eine Größenverminderung realisiert werden können.
  • Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist also, ein elektrisches Bauteil bereitzustellen, umfassend einen Isolierharz-Formgegenstand, welches Kriechstromfestigkeit aufweist, um eine Verminderung des Isolierabstands zu ermöglichen, welches hervorragend bezüglich der Ausgewogenheit zwischen Schlagfestigkeit und Steifigkeit ist und auch eine stabilisierte Flammhemmung nach Wärmealterung aufweist, selbst im Fall der Verwendung eines flammhemmenden Mittels auf Phosphorbasis.
  • Lösung des Problems
  • Die vorliegenden Erfinder haben ausgiebige Untersuchungen durchgeführt, um die obigen Probleme zu lösen, und haben als Ergebnis herausgefunden, dass bei Verwendung eines Formgegenstands aus einer thermoplastischen Harzzusammensetzung, in welcher ein hydriertes Blockcopolymer, ein flammhemmendes Mittel und Titanoxid zu einem Harz auf Polyphenylenetherbasis gegeben werden (nachfolgend auch als „Harz auf PPE-Basis“ bezeichnet), als Isolierharz-Formgegenstand in Kontakt mit einem stromdurchflossenen Teil, zusätzlich zu den ursprünglich vorhandenen hervorragenden Harzeigenschaften eine hohe Kriechstromfestigkeit, hervorragende Schlagzähigkeit und hervorragende Steifigkeit erzielt werden können und eine stabile Flammhemmung selbst nach Wärmealterung aufrecht erhalten werden kann und haben somit die vorliegende Erfindung fertiggestellt.
  • Die vorliegende Erfindung ist in den angehängten Patentansprüchen definiert.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Durch die vorliegende Erfindung kann ein elektrisches Bauteil bzw. eine elektrische Komponente bereitgestellt werden, umfassend ein Isolierharz-Formteil, das hervorragend hinsichtlich der Ausgewogenheit von Kriechstromfestigkeit, Schlagzähigkeit und Steifigkeit ist, und das in der Lage ist, eine stabile Flammhemmung selbst nach Wärmealterung beizubehalten.
  • Figurenliste
    • [1] 1 illustriert eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels eines elektrischen Bauteils der vorliegenden Ausführungsform.
    • [2] 2 zeigt eine erläuternde Ansicht der Kriechstrecke, wobei ein Beispiel eines elektrischen Bauteils der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Nachfolgend wird eine Ausführungsform zur Durchführung der vorliegenden Erfindung (nachfolgend auch als „die vorliegende Ausführungsform“ bezeichnet) ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Die vorliegende Erfindung soll nicht auf die nachfolgende Ausführungsform eingeschränkt sein, und es können verschiedene Abwandlungen davon innerhalb des Erfindungsgedankens vorgenommen werden.
  • Gleiche Elemente sind in den Zeichnungen mit gleichen Bezugszeichen versehen und überdeckende Beschreibung ist weggelassen.
  • Weiterhin beziehen sich Positionsbeziehungen wie oben, unten, links und rechts auf die in den Zeichnungen angegebenen Verhältnisse, wenn nicht anders angegeben, und die Größenverhältnisse sind nicht auf die in den Zeichnungen angegebenen Verhältnisse eingeschränkt.
  • [Elektrisches Bauteil/Elektrische Komponente]
  • Das elektrische Bauteil gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet ein stromdurchflossenes Teil, ein Isolierharz-Formteil bzw. einen Isolierharz-Formgegenstand in Kontakt mit dem stromdurchflossenen Teil, wobei das Formteil ein Formteil aus einer thermoplastischen Harzzusammensetzung ist.
  • Die thermoplastische Harzzusammensetzung enthält (A) ein Harz auf Polyphenylenetherbasis oder ein gemischtes Harz aus einem Harz auf Polyphenylenetherbasis und einem Harz auf Styrolbasis (nachfolgend auch als „Bestandteil (A)“ bezeichnet), (B) ein hydriertes Blockcopolymer (nachfolgend auch als „Bestandteil (B)“ bezeichnet), (C) ein flammhemmendes Mittel (nachfolgend auch als „Bestandteil (C)“ bezeichnet) und (D) Titanoxid (nachfolgend auch als „Bestandteil (D)“ bezeichnet).
  • Der Gehalt des Bestandteils (A) ist 60 bis 80 Massenteile, der Gehalt des Bestandteils (B) ist 5 bis 30 Massenteile, der Gehalt des Bestandteils (C) ist 9 bis 25 Massenteil und der Gehalt des Bestandteils (D) ist 0,1 bis 3 Massenteile, bezogen auf die Gesamtheit von 100 Massenteilen der Bestandteile (A), (B) und (C).
  • Mindestens eine Kriechstrecke, die einen entlang der Oberfläche des Isolierharz-Formteils gebildeten Längenabschnitt beinhaltet, und die eine Strecke zwischen dem stromdurchflossenen Teil und dem äußeren Oberflächenabschnitt des elektrischen Bauteils, in welchem das stromdurchflossene Teil durch das Isolierharz-Formteil elektrisch getrennt ist, ist, beträgt 15 mm oder mehr und 40 mm oder weniger.
  • Das elektrische Bauteil der vorliegenden Ausführungsform umfasst ein stromdurchflossenes Teil und ein Isolierharz-Formteil in Kontakt mit dem stromdurchflossenen Teil, wobei der Formgegenstand ein Formgegenstand aus einer thermoplastischen Harzzusammensetzung ist, wie oben erwähnt.
  • Das stromdurchflossene Teil bezieht sich auf ein leitfähiges Element, welches in dem elektrischen Bauteil enthalten ist und im Gebrauch leitet, und Beispiele hierfür sind ein Metallanschluss und ein leitfähiger Draht.
  • In dem elektrischen Bauteil der vorliegenden Erfindung ist mindestens eine Kriechstrecke, welches eine Strecke zwischen dem stromdurchflossenen Teil und dem äußeren Oberflächenteil des elektrischen Bauteils ist, das von dem stromdurchflossenen Teil durch das Isolierharz-Formteil elektrisch getrennt ist, und welche eine Strecke entlang der Oberfläche des Isolierharz-Formteils beinhaltet, 15 mm oder mehr und 40 mm oder weniger.
  • Der „äußere Oberflächenteil des elektrischen Bauteils“ bedeutet hier den äußeren Oberflächenteil des elektrischen Bauteils bei Verwendung des elektrischen Bauteils, d. h. im leitenden Zustand.
  • Die „Kriechstrecke“ ist hier als kürzeste Strecke definiert, die entlang der Oberfläche eines Isolators zwischen zwei verschiedenen stromdurchflossenen Teilen oder zwischen einem stromdurchflossenen Teil und der Grenz(ober)fläche des elektrischen Geräts gemessen wird, wie zum Beispiel in JIS 6950-1 definiert.
  • Weiterhin bedeutet die „Grenz(ober)fläche“ die „äußere Oberfläche einer elektrischen Umhüllung unter der Annahme, dass eine Metallfolie auf eine Oberfläche eines zugänglichen Isolators gedrückt wird“, gemäß dem JIS-Standard.
  • Die „zugängliche Isolatoroberfläche“ bezieht sich also auf eine „Stelle, auf welche die Finger ohne starke Kraft gelegt werden können“, und wenn eine Metallfolie auf die zugängliche Isolatoroberfläche gedrückt wird, um eine Oberfläche mit elektrischer Leitfähigkeit vorzusehen, entspricht eine „Strecke, die entlang der Oberfläche eines Isolators gebildet wird, wobei die Strecke eine Strecke zwischen einem ursprünglichen stromdurchflossenen Teil und dieser Metallfolie ist“ der Kriechstrecke. Alternativ wird die Kriechstrecke als kürzeste Strecke bei der Messung einer Strecke zwischen einem stromdurchflossenen Teil und der Grenz(ober)fläche des elektrischen Geräts entlang der Oberfläche eines Isolators definiert. Wenn es zwei Wege gibt, die zwischen zwei verschiedenen stromdurchflossenen Teilen verlaufen oder zwischen einem stromdurchflossenen Teil und der Grenz(ober)fläche eines elektrischen Geräts, bezieht sich die Kriechstrecke auf die kürzeste Strecke, die entlang einem kürzeren Weg verläuft.
  • Die „Kriechstrecke“ des elektrischen Bauteils der vorliegenden Ausführungsform wird unten spezifisch unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben, wobei als Beispiel ein Fall herangezogen wird, bei dem das elektrische Bauteil eine Steckverbindung ist.
  • Wie in 1 gezeigt ist, ist in dem elektrischen Bauteil der vorliegenden Ausführungsform eine Steckverbindung zum Beispiel aus einem Stecker 10 und einer Buchse 20 aufgebaut.
  • In dem Stecker bzw. Steckelement 10 ist ein Stift 11 als stromdurchflossenes Teil mit einem vorbestimmten Stromkabel 12 verbunden, und der Stift 11 ist von einem röhrenförmigen Steck-Isolierharz-Formteil 13 umgeben.
  • Das Stromkabel 12 ist mit dem Steck-Isolierharz-Formteil 13 mittels einer Kappe 14 gesichert.
  • In der Buchse 20 ist ein Aufnahmeelement 21 als stromdurchflossenes Teil mit einem vorbestimmten Stromkabel 12 verbunden, wobei das Aufnahmeelement 21 von einem röhrenförmigen Buchsen-Isolierharz-Formteil 23 umgeben ist.
  • Das Stromkabel 22 ist mittels einer Kappe 24 mit dem Buchsen-Isolierharz-Formteil 23 gesichert.
  • Das Buchsen-Isolierharz-Formteil 23 umfasst einen Einrasthaken/Schnapphaken 25 für ein Einrasten des Steckelements 10 und der Buchse 20, wobei das Steck-Isolierharz-Formteil 13 einen Schlitz aufweist, in welchen der Einrasthaken 25 eingeschoben wird.
  • Weiterhin umfasst das Aufnahmeelement 21 eine Öffnung 26.
  • Wie in 2 gezeigt ist wird, wenn der Stecker 10 und die Buchse 20 ineinandergreifen, der Einrasthaken in den in 1 gezeigten Schlitz 15 eingeschoben, und der Stift 11 wird wie in 1 gezeigt in die Öffnung 26 eingeschoben, wodurch ermöglicht wird, dass ein leitender Zustand zwischen den Elementen 10 und 20 hergestellt wird.
  • Wie in 2 gezeigt ist, sind der Stift 11 und das Aufnahmeelement 21, welches beides stromdurchflossene Teile sind, von dem äußeren Oberflächenabschnitt des elektrischen Bauteils durch das Steck-Isolierharz-Formteil 13 und das Buchsen-Isolierharz-Formteil 23 getrennt.
  • Genauer ist ein Beispiel für die Kriechstrecke eine Strecke zwischen dem äußeren Oberflächenabschnitt der Kappe 24 der Buchse 20 und dem Aufnahmeelement 21, wobei es sich um die kürzeste Strecke handelt, welche die Strecke entlang der Oberfläche des Buchsen-Isolierharz-Formgegenstands 23 einschließt, d. h. die Strecke gemäß der gestrichelten Linie AB.
  • Ein anderes Beispiel für die Kriechstrecke ist eine Strecke, die von dem Grenzbereich zwischen dem Steck-Isolierharz-Formteil 13 und dem Buchsen-Isolierharz-Formteil 23 im eingeschobenen Zustand bis zum Grenzbereich zwischen dem Stift 11 und dem Buchsenanschluss 21, wiederum im eingerasteten Zustand, verläuft, wobei es sich um den kürzesten Abstand handelt, der die Strecke entlang der Oberflächen beider Isolierharz-Formteile 13 und 23 beinhaltet, d. h. die Strecke gemäß der gestrichelten Linie CD.
  • Ein weiteres Beispiel für die Kriechstrecke ist eine Strecke, die von dem Grenzbereich zwischen der Kappe 14 und dem Steck-Isolierharz-Formteil 13 bis zum Verbindungsbereich zwischen dem Kabel 12 und dem Stift 11 verläuft, wobei es sich um die kürzeste Strecke handelt, welche eine Strecke entlang der Oberfläche des Steck-Isolierharz-Formteils 13 beinhaltet, d. h. die Strecke entlang der gestrichelten Linie EF.
  • Wie oben erläutert, kann in dem elektrischen Bauteil, das einen Isolierharz-Formgegenstand aufweist, mehr als eine Kriechstrecke vorhanden sein, da das elektrische Bauteil aus mehreren Komponenten besteht.
  • Das Isolierharz-Formteil, aus welchem das elektrische Bauteil der vorliegenden Ausführungsform gebildet ist, kann geeigneterweise in Strom-, Leistungs-, Wärme- und optischen Übertragungskomponenten und verschiedenen Isolierkomponenten in unterschiedlichen Industriezweigen eingesetzt werden, wie beispielsweise der Kraftfahrzeug-, Strom- und Elektronik-, Haushalts- und Energieindustrie, sowie Gehäusen und Rahmen zur Aufnahme oder zum Halten solcher Komponenten oder schicht- oder folienförmigen Formteilen.
  • Darunter kann das ein Isolierharz-Formteil aufweisende elektrische Bauteil gemäß der vorliegenden Ausführungsform geeignet in Solarbatteriemodulanwendungen, wie beispielsweise Steckverbindungen für eine Solarbatterie und Verteilerdosen für eine Solarbatterie, sowie für Wandadapter und Wandlerkomponentenanwendungen eingesetzt werden.
  • Die Kriechstromfestigkeit des Isolierharz-Formgegenstands, welcher das elektrische Bauteil der vorliegenden Ausführungsform bildet, ist wichtig zur Aufrechterhaltung der Sicherheit in dem elektrischen Bauteil über einen langen Zeitraum. Insbesondere in elektrischen Bauteilen, bei denen in letzter Zeit die Größen- und Dickenverminderung fortgeschritten ist, ist es notwendig, dass diese eine höhere Kriechstromfestigkeit aufweisen, da der Abstand zwischen leitenden Bereichen kleiner wird.
  • Das Isolierharz-Formteil, aus dem das elektrische Bauteil der vorliegenden Ausführungsform gebildet ist, wird durch Formen einer bestimmten thermoplastischen Harzzusammensetzung erhalten und weist hervorragende Isoliereigenschaften und Schlagzähigkeit auf.
  • Die Schlagzähigkeit der thermoplastischen Harzzusammensetzung kann durch das später in den Beispielen beschriebene Verfahren bewertet werden.
  • Die Verfahren zum Formen der thermoplastischen Harzzusammensetzung beinhaltet Spritzgießen (was Inserttechnik, Hohlformen, Mehrfarbenspritzgießen und dergleichen einschließt), Blasformen, Formpressen, Extrudieren in ein geschlossenes Werkzeug, Thermoformen und Ausschneiden aus einer dicken Platte.
  • Hierunter ist Spritzgießen im Hinblick auf die Massenerzeugung bevorzugt, wobei Mehrfarbenspritzgießen oder Metallinsertspritzgießen im Hinblick auf die Wärmebeständigkeit, Dimensionsstabilität und Steifigkeit bevorzugter ist.
  • Insbesondere wenn z. B. ein Zweifarben-Spritzgießen mit einem Elastomer durchgeführt wird, weist die thermoplastische Harzzusammensetzung bevorzugt Beständigkeit gegenüber dem Elastomeradditiv auf, das nach längerem Gebrauch ausbluten kann.
  • Die thermoplastische Harzzusammensetzung zur Bereitstellung des Isolierharz-Formteils, aus welchem das elektrische Bauteil der vorliegenden Ausführungsform gebildet ist, weist die obige Zusammensetzung auf und hat somit eine chemische Beständigkeit gegenüber dem Elastomeradditiv.
  • Um die chemische Beständigkeit gegenüber dem Elastomeradditiv zu verstärken, ist es beispielsweise effektiv, den Gehalt des Harzes auf Polyphenylenetherbasis (A) zu erhöhen.
  • Die chemische Beständigkeit gegenüber dem Elastomeradditiv kann hier durch das später in den Beispielen beschriebene Verfahren bewertet werden.
  • Weiterhin weist die thermoplastische Harzzusammensetzung zur Bereitstellung des Isolierharz-Formgegenstands, aus dem das elektrische Bauteil der vorliegenden Ausführungsform gebildet ist, hervorragende Kriechstromeigenschaften auf.
  • Spezifisch beträgt in dem Isolierharz-Formgegenstand, aus welchem das elektrische Bauteil der vorliegenden Ausführungsform gebildet ist, die Tropfenzahl einer Elektrolytlösung (wässrige Ammoniumchloridlösung mit 0,1 Massen-%), die bis zu einer Kriechwegbildung bei Anlegen einer Spannung von 400 V in der Kriechstromprüfung gemäß IEC 60112 heruntertropfte, bevorzugt 50 Tropen oder mehr in allen der fünf durchgeführten Prüfungen, bevorzugter 60 Tropen oder mehr, weiter bevorzugt 80 Tropfen oder mehr.
  • Weiterhin ist die Anzahl der Tropfen der Elektrolytlösung bis zu einer Kriechwegbildung bei Anlegen einer Spannung von 600 V in sämtlichen der fünf durchgeführten Versuche bevorzugt 80 Tropfen oder mehr.
  • Es sei hier angemerkt, dass aufgrund der größeren Anzahl der Tropfen der Elektrolytlösung in der Kriechwegprüfung kaum Kriechstrom auftritt.
  • Weiterhin bezieht sich Kriechstrom bzw. Kriechwegbildung auch auf ein Phänomen, bei dem sich die Isoliereigenschaften aufgrund des Auftretens einer Entladung zwischen leitenden Bereichen stetig verschlechtern, so dass schließlich ein Leiten und ein Entzünden verursacht werden.
  • Um demgemäß einen Kriechstrom zu vermeiden, ist es in dem elektrischen Bauteil, welches ein Isolierharz-Formteil umfasst, bevorzugt, dass eine ausreichende Kriechstrecke zwischen einem stromdurchflossenen Teil und der äußeren Oberfläche des Isolierharz-Formteils gewährleistet wird. Wenn die Kriechstrecke länger ist, wird eine Entzündung des Isolierharz-Formteils aufgrund eines Kriechstroms leichter vermieden, aber Konstruktionsmaßnahmen, wie beispielsweise eine Dimensionszunahme des Isolierharz-Formteils oder eine Erhöhung der Rippenzahl sind erforderlich.
  • In dem elektrischen Bauteil der vorliegenden Ausführungsform enthält die thermoplastische Harzzusammensetzung zur Bereitstellung des Isolierharz-Formteils, aus dem das elektrische Bauteil gebildet ist, das Polyphenylenetherharz (A), das hydrierte Blockcopolymer (B), das flammhemmende Mittel (C) und das Titanoxid (D), wobei die Gehalte dieser Bestandteile in geeignete Bereiche spezifiziert werden können, so dass eine gute Kriechstrombeständigkeit vorliegt und die Kriechstrecke kleiner gemacht werden kann.
  • In dem elektrischen Bauteil der vorliegenden Ausführungsform ist mindestens eine oben beschriebene Kriechstrecke 15 mm oder mehr und 40 mm oder weniger. Durch Einstellen der Kriechstrecke in diesen Zahlenbereich kann eine gute Kriechstrombeständigkeit ausgeübt werden. Die Kriechstrecke ist bevorzugt 20 mm oder mehr und 40 mm oder weniger, bevorzugter 20 mm oder mehr und 30 mm oder weniger.
  • Wenn die Kriechstrecke mehr als 40 mm beträgt, kann eine gute Isoliereigenschaft auch ohne Verwendung der thermoplastischen Harzzusammensetzung der vorliegenden Ausführungsform beibehalten werden. In diesem Fall kann aber ein Herstellungsprozess erschwert werden, weil Konstruktionsmaßnahmen angewandt werden müssen, und es ist schwierig, eine Größenverminderung des elektrischen Bauteils zu realisieren.
  • Indem die Kriechstrecke in den oben erwähnten Bereich eingestellt wird, kann ein elektrisches Bauteil, welches ein Isolierharz-Formteil umfasst, mit weniger Einschränkungen hinsichtlich der Konstruktionsform zur Vermeidung eines Entzündens aufgrund eines Kriechstroms hergestellt werden.
  • Die Kriechstromfestigkeit des Isolierharz-Formteils, das durch Formen der thermoplastischen Harzzusammensetzung hergestellt wird, kann durch das später in den Beispielen beschriebene Verfahren bewertet werden.
  • Es ist in dem ein Isolierharz-Formteil aufweisenden elektrischen Bauteil gemäß der vorliegenden Ausführungsform wichtig, dass die thermoplastische Harzzusammensetzung, die zur Bildung des Isolierharz-Formteils verwendet werden soll, gute Schlagzähigkeit und Steifigkeit aufweist.
  • Das ein Isolierharz-Formteil umfassende elektrische Bauteil gemäß der vorliegenden Ausführungsform soll nicht nur im allgemeinen Haushalt sondern auch unter harschen Umgebungsbedingungen, wie in Industrieanlagen und im Freien verwendet werden. Es ist daher wichtig, dass das elektrische Bauteil eine Schlagzähigkeit aufweist, die für den Fall des Herunterfallens aufgrund grober Behandlung oder im Freien beim Getroffenwerden eines herunterfallenden Gegenstands erforderlich ist; eine Steifigkeit, die erforderlich ist, um durch Einschnappen oder durch Metallschraubenteile installiert werden zu können; eine ausreichende Wärmebeständigkeit, um eine Verformung aufgrund von Wärmebildung einer innenliegenden Komponente zu verhindern; und insbesondere eine gute Ausgewogenheit zwischen Schlagzähigkeit und Steifigkeit.
  • Das Isolierharz-Formteil, aus dem das elektrische Bauteil der vorliegenden Ausführungsform gebildet ist, weist nicht nur eine hohe Schlagzähigkeit, sondern auch eine ausreichende Steifigkeit auf, die bei Verwendung als Gehäuse oder Träger erforderlich ist.
  • Obwohl Steifigkeit und Schlagzähigkeit allgemein nicht kompatibel sind, kann das Isolierharz-Formteil, welches das elektrische Bauteil der vorliegenden Ausführungsform bildet, eine gut ausgewogene verbesserte Steifigkeit und Schlagzähigkeit aufweisen, indem eine thermoplastische Harzzusammensetzung verwendet wird, die ein unten spezifiziertes Verhältnis der Charpy-Schlägzähigkeit zum Biegemodul aufweist.
  • Die thermoplastische Harzzusammensetzung für die Verwendung in der vorliegenden Ausführungsform weist bevorzugt einen Wert, der durch Teilen der Schlagzähigkeit nach Charpy (Einheit: kJ/m2) bei 23°C durch das Biegemodul (Einheit: GPa) bei 23°C (Schlagzähigkeit nach Charpy/Biegemodul) erhalten wird, von 10 oder mehr auf, bevorzugter 12 oder mehr, weiter bevorzugt 14 oder mehr.
  • In Bezug auf diese Beziehung ist die obere Grenze der Schlagzähigkeit nach Charpy nicht besonders eingeschränkt, und der Biegemodul ist bevorzugt 1,5 GPa oder mehr, bevorzugter 1,8 GPa oder mehr.
  • Wenn der Biegemodul 1,5 GPa oder mehr ist, wird für ein Formteil eine hervorragende Steifigkeit während des Erhitzens erzielt.
  • Die obere Grenze des Wertes Schlagzähigkeit nach Charpy/Biegemodul ist nicht besonders eingeschränkt und ist im Hinblick auf die Ausgewogenheit zwischen Schlagzähigkeit des Isolierharz-Formteils und dem Steifigkeitsgefühl, was anzeigt, dass ein aus dem Isolierharz-Formteil hergestelltes Element in ein anderes Element eingerastet ist, bevorzugt 40 oder weniger, bevorzugter 30 oder weniger, weiter bevorzugt 20 oder weniger.
  • In der thermoplastischen Harzzusammensetzung für die Verwendung in der vorliegenden Ausführungsform kann der Wert Schlagzähigkeit nach Charpy/Biegemodul bei 23°C in den obigen Bereich gebracht werden, indem der Gehalt des Harzes auf Polyphenylenetherbasis oder des gemischten Harzes aus einem Harz auf Polyphenylenetherbasis und einem Harz auf Styrolbasis (A) auf 60 bis 80 Teile und der Gehalt des hydrierten Blockcopolymers (B) auf 5 bis 30 Teile eingestellt wird, jeweils bezogen auf die Gesamtheit von 100 Massenteilen der Bestandteile (A), (B) und (C), und die thermoplastische Harzzusammensetzung durch ein unten beschriebenes Verfahren hergestellt wird, d. h. durch Schmelzkneten der Bestandteile mit einem Extruder.
  • Die thermoplastische Harzzusammensetzung zur Verwendung in der vorliegenden Ausführungsform weist eine hervorragende Schlagzähigkeit auf. Zum Beispiel ist die Schlagzähigkeit nach Charpy bei 23°C bevorzugt 9 kJ/m2 oder mehr, bevorzugter 15 kJ/m2 oder mehr, weiter bevorzugt 20 kJ/m2 oder mehr.
  • Die obere Grenze der Schlagzähigkeit nach Charpy bei 23°C ist nicht besonders eingeschränkt, ist aber unter dem Gesichtspunkt, dass das elektrische Bauteil die Steifigkeit und Flammhemmung beibehält, bevorzugt 100 kJ/m2 oder weniger.
  • Die Schlagzähigkeit nach Charpy bei 23°C und der Biegemodul bei 23°C können hier in der vorliegenden Ausführungsform durch die später in den Beispielen beschriebenen Verfahren bestimmt werden.
  • Die thermoplastische Harzzusammensetzung für die Verwendung in der vorliegenden Ausführungsform weist bevorzugt eine Brennbarkeitsklasse von V-0 auf, gemessen unter Verwendung eines Teststücks mit einer Dicke von 1,5 mm gemäß einer Vertikalbrennprüfung nach UL-94. Es ist weiterhin bevorzugter, dass die Brennbarkeitsklasse, die mit einem Teststück mit einer geringen Dicke von weniger als 1,5 mm gemessen wird, ebenfalls V-0 ist.
  • Um eine solche Brennbarkeitsklasse in der thermoplastischen Harzzusammensetzung für die Verwendung in der vorliegenden Ausführungsform zu realisieren, ist es effektiv, die thermoplastische Harzzusammensetzung durch ein nachfolgend beschriebenes Verfahren herzustellen.
  • (Thermoplastische Harzzusammensetzung)
  • Die thermoplastische Harzzusammensetzung, welche das elektrische Bauteil der vorliegenden Ausführungsform bildet, beinhaltet das Harz auf Polyphenylenetherbasis oder das gemischte Harz aus Polyphenylenether und einem Harz auf Styrolbasis (A), das hydrierte Blockcopolymer (B), das flammhemmende Mittel (C) und das Titanoxid (D).
  • Der Gehalt von (A) beträgt 60 bis 80 Massenteile, der Gehalt von (B) 5 bis 30 Massenteile, der Gehalt von (C) 9 bis 25 Massenteile und der Gehalt von (D) 0,1 bis 3 Massenteile, bezogen auf die Gesamtheit von 100 Massenteilen der Bestandteile (A), (B) und (C).
  • Nachfolgend werden die jeweiligen Bestandteile, aus welchen die thermoplastische Harzzusammensetzung gebildet ist, ausführlich beschrieben.
  • <(A) Harz auf Polyphenylenetherbasis oder gemischtes Harz aus einem Harz auf Polyphenylenetherbasis und einem Harz auf Styrolbasis>
  • Das Harz auf Polyphenylenetherbasis, welches das Harz auf Polyphenylenetherbasis oder das gemischte Harz aus einem Harz auf Polyphenylenetherbasis und einem Harz auf Styrolbasis (A) für die Verwendung in der vorliegenden Ausführungsform bildet, ist bevorzugt ein Homopolymer oder ein Copolymer mit (einer) Wiederholungseinheit(en) der folgenden allgemeinen Formel (1) und/oder der allgemeinen Formel (2).
  • Wie nachfolgend beschrieben ist, kann auch eine modifizierte Einheit mit einer Modifizierungsgruppe verwendet werden.
    Figure DE112014003158B4_0001
    Figure DE112014003158B4_0002
    Figure DE112014003158B4_0003
  • In den allgemeinen Formeln (1) und (2) sind R1, R2, R3, R4, R5 und R6 jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Arylgruppe mit 6 bis 9 Kohlenstoffatomen oder ein Halogenatom, mit der Maßgabe, dass R5 und R6 nicht gleichzeitig Wasserstoff sind.
  • Beispiele für das Polyphenylenetherhomopolymer sind Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylen)ether, Poly(2-methyl-6-ethyl-1,4-phenylen)ether, Poly(2,6-diethyl-1,4-phenylen)ether, Poly(2-ethyl-6-n-propyl-1,4-phenylen)ether, Poly(2,6-di-n-propyl-1,4-phenylen)ether, Poly(2-methyl-6-n-butyl-1,4-phenylen)ether, Poly(2-ethyl-6-isopropyl-1,4-phenylen)ether, Poly(2-methyl-6-chloretyhl-1,4-phenylen)ether, Poly(2-methyl-6-hydroxyethyl-1,4-phenylen)ether und Poly(2-methyl-6-chlorethyl-1,4-phenylen)ether, sind aber nicht darauf eingeschränkt.
  • Das Polyphenylenethercopoylmer bezieht sich auf ein Copolymer, welches als hauptsächliche Wiederholungseinheit(en), die Wiederholungseinheit(en) der allgemeinen Formel (1) und/oder der allgemeinen Formel (2) aufweisen.
  • „Hauptsächlich“ bedeutet, dass der Gehalt der Wiederholungseinheit(en) der allgemeinen Formel (1) und/oder der allgemeinen Formel (2) in dem Polyphenylenethercopolymer 60 Massen-% oder mehr ist.
  • Beispiele für das Polyphenylenethercopoylmer sind ein Copolymer aus 2,6-Dimethylphenol und 2,3,6-Trimethylphenol, ein Copolymer aus 2,6-Dimethylphenol und o-Cresol und ein Copolymer aus 2,6-Dimethylphenyol, 2,3,6-Trimethylphenol und o-Cresol, sind aber nicht darauf eingeschränkt.
  • Das Harz auf Polyphenylenetherbasis ist im Hinblick auf die Hitzebeständigkeit bevorzugt Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylen)ether.
  • Weiterhin ist unter dem Gesichtspunkt einer Verbesserung der Hitzebeständigkeit des Harzes auf Polyphenylenetherbasis ein Polyphenylenether bevorzugt, welcher als Teilstruktur die 2-(Dialkylaminomethyl)-6-methylphenylenethereinheit oder die 2-(N-Alkyl-N-phenylaminomethyl)-6-methylphenylenethereinheit enthält, die in der japanischen Patentoffenlegung Nr. 63-301222 oder dergleichen beschrieben ist.
  • Die reduzierte Viskosität (Einheit: dl/g, Chloroformlösung, gemessen bei 30°C) des Harzes auf Polyphenylenetherbasis ist im Hinblick auf die Fließfähigkeit, Zähigkeit und chemische Beständigkeit bevorzugt im Bereich von 0,25 bis 0,6, bevorzugter im Bereich von 0,35 bis 0,55.
  • In der vorliegenden Ausführungsform kann ein modifizierter Polyphenylenether, erhalten durch teilweises oder vollständiges Modifizieren eines Polyphenylenethers mit einer ungesättigten Carbonsäure oder einem Derivat davon, als das Harz auf Polyphenylenetherbasis verwendet werden.
  • Ein solcher modifizierter Polyphenylenether ist in der japanischen Patentoffenlegung Nr. 2-276823 (U.S. Patente Nrn. 5159027 und 35695 ), der japanischen Patentoffenlegung Nr. 63-108059 (U.S. Patente Nrn. 5214109 und 5216089 ) und der japanischen Patentoffenlegung Nr. 59-59724 beschrieben.
  • Der modifizierte Polyphenylenether kann zum Beispiel durch Schmelzkneten und Umsetzen eines Polyphenylenethers und einer ungesättigten Carbonsäure oder eines Derivats davon in Gegenwart oder Abwesenheit eines Radikalinitiators hergestellt werden. Alternativ kann der modifizierte Polyphenylenether durch Lösen eines Polyphenylenethers und einer ungesättigten Carbonsäure oder eines Derivats davon in einem organischen Lösungsmittel in Gegenwart oder Abwesenheit eines Radikalinitiators und Umsetzen dieser in der Lösung hergestellt werden.
  • Beispiele der ungesättigten Carbonsäure oder des Derivats davon sind die folgenden, sind aber nicht darauf eingeschränkt: Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, halogenierte Maleinsäure, cis-4-Cyclohexen-1,2-dicarbonsäure und endo-cis-Bicyclo(2,2,1)-5-hepten-2,3-dicarbonsäure sowie Anhydride, Ester, Amide und Imide dieser Dicarbonsäuren, sowie Acrylsäure und Methacrylsäure und Ester und Amide dieser Monocarbonsäuren.
  • Zusätzlich zu der ungesättigten Carbonsäure oder dem Derivat davon kann auch eine gesättigte Carbonsäure, die selbst bei der Reaktionstemperatur bei der Herstellung des modifizierten Polyphenylenethers pyrolisiert wird, und die ein Derivat des modifizierten Polyphenylenethers werden kann, welches das Harz auf Polyphenylenetherbasis (A) zur Verwendung in der vorliegenden Ausführungsform ist, verwendet werden. Spezifisch beinhaltet die gesättigte Carbonsäure Äpfelsäure und Zitronensäure.
  • Diese können einzeln oder in Kombinationen zweier oder mehrerer verwendet werden.
  • Das Harz auf Polyphenylenetherbasis ist allgemein als Pulver erhältlich.
  • In Bezug auf die Teilchengröße des Harzes auf Polyphenylenetherbasis ist die durchschnittliche Teilchengröße 1 bis 1000 µlm, bevorzugter 10 bis 700 µlm, weiter bevorzugt 100 bis 500 µm.
  • Die durchschnittliche Teilchengröße des Pulvers des Harzes auf Polyphenylenetherbasis ist im Hinblick auf die Handhabbarkeit beim Verarbeiten bevorzugt 1 µm oder mehr und ist bevorzugt 1000 µm oder weniger unter dem Gesichtspunkt, dass verhindert wird, dass ein nicht geschmolzener Bereich beim Schmelzkneten gebildet wird.
  • Die durchschnittliche Teilchengröße des Pulvers des Harzes auf Polyphenylenetherbasis kann hier zum Beispiel mit einem Laser-Teilchengrößenmessgerät bestimmt werden.
  • Ein gemischtes Harz aus einem Harz auf Polyphenylenetherbasis und einem Harz auf Styrolbasis kann ebenfalls als Bestandteil (A) verwendet werden.
  • Das Harz auf Styrolbasis bezieht sich auf ein Polymer, das durch Polymerisieren einer Styrolverbindung oder einer Styrolverbindung und einer mit der Styrolverbindung copolymerisierbaren Verbindung in Gegenwart oder Abwesenheit eines Kautschukpolymers erhalten wird.
  • Beispiele der Styrolverbindung sind die folgenden, sind aber nicht drauf eingeschränkt: Styrol, α-Methylstyrol, 2,4-Dimetylstyrol, Monochlorstyrol, p-Methylstyrol, p-tert-Butylstytrol und Ethylstyrol, wobei Styrol bevorzugt ist.
  • Weiterhin sind Beispiele der mit der Styrolverbindung copolymerisierbaren Verbindung folgende, sind aber nicht darauf eingeschränkt: Methacrylatester, wie Methylmethacrylat und Ethylmethacrylat; ungesättigte Nitrilverbindungen, wie Acrylonitril und Methacrylonitril; sowie Säureanhydride, wie Maleinsäureanhydrid, wobei eine solche Verbindung zusammen mit der Styrolverbindung eingesetzt wird. Die Menge der mit der Styrolverbindung copolymerisierbaren Verbindung, die eingesetzt wird, ist bevorzugt 20 Massen-% oder weniger, bevorzugter 15 Massen-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmenge der Verbindung und der Verbindung auf Styrolbasis.
  • Das Kautschukpolymer beinhaltet einen konjugierten Dienkautschuk, ein Copolymer aus einem konjugierten Dien und einer aromatischen Vinylverbindung oder einen Ethylen-Propylen-Copolymerkautschuk. Insbesondere Polybutadien und ein StyrolButadien-Copolymer sind bevorzugt. Weiterhin wird bevorzugt ein teilhydriertes Polybutadien mit einem Unsättigungsgrad von 80 bis 20 % oder ein Polybutadien, das 90 % oder mehr 1,4-cis-Bindungen enthält, als Kautschukpolymer verwendet.
  • Beispiele des Harzes auf Styrolbasis sind folgende, sind aber nicht darauf eingeschränkt: Polystyrol, kautschukverstärktes Polystyrol, Styrol-Acrylonitril-Copolymer (AS-Harz), kautschukverstärktes Styrol-Acrylonitril-Copolymer (ABS-Harz) und andere Copolymere auf Styrolbasis. Insbesondere ist eine kautschukverstärkte Polystyrolkombination von Polystyrol und einem teilhydrierten Polybutadien mit einem Unsättigungsgrad von 80 bis 20 % bevorzugt.
  • Das Harz auf Styrolbasis in dem Bestandteil (A), welches die thermoplastische Harzzusammensetzung zur Verwendung in der vorliegenden Ausführungsform bildet, ist bevorzugt ein Homopolystyrol, wobei sowohl ein ataktisches Polystyrol als auch ein syndiotaktisches Polystyrol verwendet werden kann.
  • Wenn der Bestandteil (A) ein gemischtes Harz aus einem Harz auf Polyphenylenetherbasis und einem Harz auf Styrolbasis ist, ist der Gehalt des Harzes auf Styrolbasis bevorzugt 20 Massen-% oder weniger, bevorzugter 10 Massen-% oder weniger, weiter bevorzugt 5 Massen-% oder weniger, bezogen auf 100 Massenteile des Bestandteils (A).
  • Das obige Harz auf Styrolbasis wird hier in Form einer teilweisen Ersetzung des Harzes auf Polyphenylenetherbasis in dem Bestandteil (A) eingesetzt, wobei die Menge des Harzes auf Polyphenylenetherbasis in dem Bestandteil (A) mit dem Gehalt des Harzes auf Styrolbasis verringert wird.
  • Obwohl die Fließfähigkeit durch eine Erhöhung des Gehalts des Harzes auf Styrolbasis in dem Bestandteil (A) verbessert wird, ist der Gehalt im Hinblick auf die Hitzebeständigkeit und Flammhemmung bevorzugt 20 Massen-% oder weniger. Wenn der Gehalt des Harzes auf Styrolbasis 20 Massen-% oder weniger ist, wird eine thermoplastische Harzzusammensetzung mit hervorragender Hitzebeständigkeit und Flammhemmung erhalten, und wenn kein Harz auf Styrolbasis zugegeben wird, wird eine thermoplastische Harzzusammensetzung erhalten, die insbesondere bezüglich der Hitzebeständigkeit und der Wärmealterungsbeständigkeit hervorragend ist.
  • In der thermoplastischen Harzzusammensetzung für die Verwendung in der vorliegenden Ausführungsform ist der Gehalt des Bestandteils (A), obwohl dieser beliebig in Abhängigkeit anderer Bestandteile variieren kann, im Bereich von 60 bis 80 Massenteile, bevorzugt 65 bis 80 Massenteile, bevorzugter 65 bis 75 Massenteile, bezogen auf 100 Massenteile der Gesamtheit des Bestandteils (A), des Bestandteils (B) und des Bestandteils (C).
  • Wenn der Gehalt des Bestandteils (A) 60 Massenteile oder mehr ist, werden eine hohe Hitzebeständigkeitstemperatur und eine hervorragende Wärmealterungsbeständigkeit erzielt. Wenn weiterhin der Gehalt des Bestandteils (A) 80 Massenteile oder weniger ist, wird eine gute Fließfähigkeit erzielt.
  • Wenn der Gehalt der Komponente (A) innerhalb dieses Bereichs abnimmt und der Gehalt der Komponente (B), die nachfolgend beschrieben wird, erhöht wird, kann eine thermoplastische Harzzusammensetzung mit herausragender Schlagzähigkeit erhalten werden.
  • <(B) Hydriertes Blockcopolymer >
  • Die thermoplastische Harzzusammensetzung zur Verwendung in dem elektrischen Bauteil der vorliegenden Ausführungsform enthält das hydrierte Blockcopolymer (B).
  • Als hydriertes Blockcopolymer (B) kann bevorzugt ein hydriertes Blockcopolymer verwendet werden, das durch Hydrieren eines Blockcopolymers aus Styrol und einer konjugierten Dienverbindung erhalten wird, d.h. eines Blockcopolymers aus einem Polystyrolblock und einem Polymerblock einer konjugierten Dienverbindung.
  • Der Hydrierungsgrad von ungesättigten Bindungen, die von der konjugierten Dienverbindung in dem Bestandteil (B) stammen, ist bevorzugt 60 % oder mehr, bevorzugter 80 % oder mehr, weiter bevorzugt 95 % oder mehr.
  • Wenn der Bestandteil (B) ein hydriertes Blockcopolymer ist, das durch Hydrieren eines Blockcopolymers aus Styrol und einer konjugierten Dienverbindung erhalten wird, beinhaltet die Struktur des Blockcopolymers vor Hydrierung des Bestandteils (B) eine Struktur mit S-B-S, S-B-S-B, (S-B-)4-Si, S-B-S-B-S oder dergleichen, wobei eine Styrolblockkette durch S dargestellt wird und eine Dienverbindungsblockkette durch B dargestellt wird.
  • Weiterhin kann die Mikrostruktur des Dienverbindungspolymerblocks beliebig gewählt werden.
  • Die Menge der Vinylbindungen (Gesamtheit von 1,2-Vinylbindungen und 3,4-Vinylbindungen) ist bevorzugt im Bereich von 2 bis 60 %, bevorzugter 8 bis 40 %, bezogen auf die Gesamtheit der Bindungen (Gesamtheit der 1,2-Vinylbindungen, 3,4-Vinylbindungen und 1,4-Bindungen) des Dienverbindungspolymers.
  • Als hydriertes Blockcopolymer (B) wird bevorzugt mindestens ein hydriertes Blockcopolymer ausgewählt und verwendet, welches bevorzugt ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 150000 bis 350000 aufweist, bevorzugter 200000 bis 300000.
  • Wenn das Zahlenmittel des Molekulargewichts des hydrierten Blockcopolymers (B) 150000 oder mehr ist, besteht die Tendenz, dass die Schlagzähigkeit der thermoplastischen Harzzusammensetzung herausragend ist.
  • Die Schlagzähigkeit der thermoplastischen Harzzusammensetzung wird proportional zum Zahlenmittel des Molekulargewichts des hydrierten Blockcopolymers (B) erhöht, und ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 150000 oder mehr erlaubt eine ausreichende Schlagzähigkeit in der praktischen Verwendung, während ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 350000 oder weniger eine niedrige Belastung beim Schmelzkneten der thermoplastischen Harzzusammensetzung und eine hervorragende Verarbeitungsfließfähigkeit erlaubt, so dass es dadurch ermöglicht wird, den Bestandteil (B) ausreichend in der thermoplastischen Harzzusammensetzung zu verteilen/dispergieren.
  • Wenn das hydrierte Blockcopolymer (B) ein hydriertes Blockcopolymer ist, das durch Hydrieren eines Blockcopolymers von Styrol und einer konjugierten Dienverbindung erhalten wird, weist zumindest eine Styrolpolymerblockkette bevorzugt ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 15000 oder mehr, bevorzugter 20000 oder mehr und 50000 oder weniger auf. Weiter bevorzugt haben alle Styrolpolymerblockketten ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 15000 oder mehr.
  • Das Zahlenmittel des Molekulargewichts kann hier mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) gemessen werden.
  • Wenn das hydrierte Blockcopolymer (B) ein hydriertes Blockcopolymer ist, das durch Hydrieren eines Blockcopolymers von Styrol und einer konjugierten Dienverbindung erhalten wird, ist der Anteil des Styrolpolymerblocks in dem hydrierten Blockcopolymer (B) im Hinblick auf die Ausgewogenheit zwischen Fließfähigkeit und Schlagzähigkeit bevorzugt in dem Bereich von 10 bis 70 Massen-%, bevorzugter im Bereich von 20 bis 50 Massen-%, ist aber nicht besonders eingeschränkt, solange das Zahlenmittel des Molekulargewichts der Styrolpolymerblockkette in dem obigen Bereich ist.
  • Als das hydrierte Blockcopolymer (B) können auch zwei oder mehr hydrierte Blockcopolymere mit unterschiedlicher Zusammensetzung und Struktur in Kombination verwendet werden.
  • Zum Beispiel können ein hydriertes Blockcopolymer, bei dem der Gehalt an gebundenem Styrolpolymerblock 50 Massen-% oder mehr ist, und ein hydriertes Blockcopolymer, bei dem der Gehalt an gebundenem Styrolpolymerblock 30 Massen-% oder weniger ist, in Kombination verwendet werden, es können hydrierte Blockcopolymere mit verschiedenen Molekulargewichten in Kombination verwendet werden, oder ein hydriertes statistisches Blockcopolymer, erhalten durch Hydrieren eines Blockcopolymers, welches einen statistischen Copolymerblock aus Styrol und einem konjugierten Dien enthält, kann in Kombination verwendet werden.
  • In der thermoplastischen Harzzusammensetzung zur Verwendung in der vorliegenden Ausführungsform ist der Gehalt des hydrierten Blockcopolymers (B) im Bereich von 5 bis 30 Massenteilen, bevorzugt 10 bis 25 Massenteilen, stärker bevorzugt 10 bis 20 Massenteilen, bezogen auf die Gesamtheit von 100 Massenteilen des Bestandteils (A), des Bestandteils (B) und des später beschriebenen Bestandteils (C).
  • Wenn der Gehalt des hydrierten Blockcopolymers (B) 5 Massenteile oder mehr ist, wird eine thermoplastische Harzzusammensetzung mit hervorragender Schlagzähigkeit und Kriechstromfestigkeit erhalten, und wenn der Gehalt 30 Massenteile oder weniger ist, wird eine thermoplastische Harzzusammensetzung mit hervorragendem Biegemodul, hervorragender Flammhemmung und Stabilisierung der Flammhemmung nach Wärmealterung erhalten.
  • Wenn der Gehalt des hydrierten Blockcopolymers (B) 30 Massenteile oder weniger ist, ist die Kompatibilität zwischen dem Bestandteil (A) und dem oben beschriebenen Bestandteil (B) gut, und eine Abspaltung bzw. Auftrennung in einem Formteil kann vermieden werden.
  • In der thermoplastischen Harzzusammensetzung zur Verwendung in der vorliegenden Ausführungsform ist das hydrierte Blockcopolymer (B) in Form von Teilchen dispergiert/verteilt.
  • Die durchschnittliche Teilchengröße der Teilchen des Bestandteils (B), die in der thermoplastischen Harzzusammensetzung dispergiert sind, ist bevorzugt 0,2 bis 1,0 µm, bevorzugter 0,3 bis 1,3 µm, weiter bevorzugt 0,3 bis 0,6 µm.
  • Wenn die durchschnittliche Teilchengröße der Teilchen des Bestandteils (B) 0,2 bis 1,0 µm ist, wird eine thermoplastische Harzzusammensetzung mit hervorragender Schlagzähigkeit, Ausgewogenheit zwischen Schlagzähigkeit und Biegemodul und hervorragender Kriechstromfestigkeit erhalten.
  • Durch Einstellung des Gehalts des Bestandteils (A) auf 60 bis 80 Massenteile wie oben beschrieben und durch Einstellen des Gehalts des Bestandteils (B) auf 5 bis 30 Massenteile, bezogen auf die Gesamtheit von 100 Massenteilen der Bestandteile (A), (B) und (C) und durch Anwenden eines HErstellungsverfahrens für die thermoplastische Harzzusammensetzung, das später beschrieben ist, kann die durchschnittliche Teilchengröße der Teilchen von (B) in den obigen Bereich gebracht werden.
  • Die durchschnittliche Teilchengröße der Teilchen des Bestandteils (B), die in der thermoplastischen Harzzusammensetzung verteilt sind, kann hier durch das später in den Beispielen beschriebene Verfahren bestimmt werden.
  • Wenn weiterhin die durchschnittliche Teilchengröße unter Verwendung des Formteils bestimmt wird, das mit dem elektrischen Bauteil vorgesehen ist, ist es bevorzugt, die Messung bei einer Position von 5 mm oder weniger von dem Fließende durchzuführen, um den Einfluss einer Orientierung aufgrund des Formens zu verringern.
  • <(C)Flammhemmendes Mittel>
  • Die thermoplastische Harzzusammensetzung zur Verwendung in der vorliegenden Ausführungsform enthält das flammhemmende Mittel (C).
  • Ein bevorzugtes flammhemmendes Mittel (C) enthält mindestens eines, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem anorganischen flammhemmenden Mittel, einer Siliconverbindung und einer Organophosphorverbindung.
  • Das anorganische flammhemmende Mittel enthält Alkalimetallhydroxide oder Erdalkalimetallhydroxide wie Magnesiumhydroxid und Aluminiumhydroxid, die Kristallwasser enthalten, und eine Zinkboratverbindung und eine Zinkstannatverbindung, die jeweils allgemein als flammhemmende Mittel von synthetischen Harzen verwendet werden, sind aber nicht darauf eingeschränkt.
  • Die Siliconverbindung beinhaltet Organopolysiloxan oder ein modifiziertes Produkt, welches Organopolysiloxan einschließt. Die Siliconverbindung kann in Form einer Flüssigkeit oder eines Feststoffs bei Umgebungstemperatur vorliegen. Die Gerüststruktur des Organopolysiloxans kann entweder eine lineare Struktur oder eine verzweigte Struktur sein, wobei eine verzweigte Struktur oder eine dreidimensionale Struktur mit einer trifunktionalen oder tetrafunktionalen Struktur im Molekül bevorzugt ist. Bindungsgruppen der Hauptkette und verzweigter Seitenketten der Siliconverbindung beinhalten Wasserstoff oder eine Kohlenwasserstoffgruppe, bevorzugt eine Phenylgruppe, Methylgruppe, Ethylgruppe und Propylgruppe, wobei auch eine andere Kohlenwasserstoffgruppe als Bindungsgruppe einbezogen sein kann. Die terminale Bindungsgruppe der Siliconverbindung kann eine OH-Gruppe, eine Alkoxygruppe oder eine Kohlenwasserstoffgruppe sein.
  • Zu den allgemein für flammhemmende Mittel verwendeten Siliconverbindungen gehören ein Polymer, welches durch Polymerisation einer von vier Siloxangruppen (M-Einheit: R3SiO0,5, D-Einheit: R2SiO1,0, T-Einheit: RSiO1,5, Q-Einheit: SiO2,0) erhalten wird.
  • In der thermoplastischen Harzzusammensetzung der vorliegenden Ausführungsform ist ein bevorzugtes Organopolysiloxan für die Siliconverbindung für die Verwendung in dem flammhemmenden Mittel (C) ein Organopolysiloxan, welches bevorzugt 60 Molprozent oder mehr, bevorzugter 90 Molprozent oder mehr, weiter bevorzugt 100 Molprozent einer Siloxaneinheit (T-Einheit) der Formel RSiO1,5 aufweist, in der Gesamtmenge der vier Siloxaneinheiten, und wobei bevorzugt mindestens 60 Molprozent, bevorzugter 80 Molprozent oder mehr einer bindenden Kohlenwasserstoffgruppe in der gesamten Siloxaneinheit, dargestellt durch R, in der gesamten verwendeten Siloxanverbindung eine Phenylgruppe aufweist.
  • Als Organopolysiloxan als flammhemmendes Mittel (C) kann auch ein modifiziertes Silicon verwendet werden, bei dem die bindende Gruppe durch eine Aminogruppe, Epoxygruppe, Mercaptogruppe oder andere Modifizierungsgruppe substituiert ist.
  • Ein modifiziertes Produkt kann ebenfalls verwendet werden, welches durch chemische Adsorption oder physikalische Adsorption des Organopolysiloxans an einen anorganischen Füllstoff wie Siliciumdioxid oder Calciumcarbonat erhalten wird.
  • Zu der Organophosphorverbindung als flammhemmendes Mittel (C) gehören nicht einschränkend ein flammhemmendes Mittel auf Phosphorsäurebasis und eine Phosphazenverbindung.
  • Durch Zugabe der Organophosphorverbindung kann eine Verbesserung der Flammhemmung erzielt werden, wobei eine beliebige Organophosphorverbindung verwendet werden kann, solange diese allgemein als flammhemmendes Mittel verwendet wird.
  • Es kann bevorzugt ein flammhemmendes Mittel auf Phosphorsäurebasis verwendet werden, da dieses eine besonders hohe Flammhemmung verleiht. Als flammhemmendes Mittel auf Phosphorsäurebasis wird insbesondere eine Phosphatverbindung bevorzugt eingesetzt.
  • Beispiele der Phosphatverbindung sind die folgenden, sind aber nicht darauf eingeschränkt: Triphenylphosphat, Trisnonylphenylphosphat, Resorcinolbis(diphenylphosphat), Resorcinol-bis[di(2,6-dimethylphenyl)phosphat], 2,2-bis{4-[bis(phenoxy)phosphoryloxy]phenyl}propan und 2,2-bis{4-[bis(methylphenoxy)phosphoryloxy]phenyl}propan.
  • Beispiele für andere flammhemmende Mittel auf Phosphorbasis als die obigen sind die folgenden, sind aber nicht darauf eingeschränkt: Flammhemmende Mittel auf Phosphatbasis wie Trimethylphosphat, Triethylphosphat, Tributylphosphat, Trioctylphosphate, Tributoxyethylphosphat, Tricresylphosphat, Cresylphenylphosphat, Octyldiphenylphosphat und Diisopropylphenylphosphat; Monophosphatverbindungen wie Diphenyl-4-hydroxy-2,3,5,6-tetrabromobenzylphosphonat, Dimethyl-4-hydroxy-3,5-dibromobenzylphosphonat, Diphenyl-4-hydroxy-3,5-dibromobenzylphosphonat, Tris(chloroethyl)phosphat, Tris(dichloropropyl)phosphat, Tris(chloropropyl)phosphat, Bis(2,3-dibromopropyl)-2,3-dichloropropylphosphat, Tris(2,3-dibromopropyl)phosphat, Bis(chloropropyl)monooctylphosphat, Hydrochinonyldiphenylphosphat, Phenylnonylphenylhydrochinonylphosphat und Phenyldinonylphenylphosphat; sowie eine aromatische kondensierte Phosphatverbindung.
  • Hierunter ist eine aromatische kondensierte Phosphatverbindung bevorzugt, da diese weniger Gas bei der Verarbeitung bildet und eine hervorragende Wärmestabilität und dergleichen aufweist.
  • Die aromatische kondensierte Phosphatverbindung ist allgemein im Handel erhältlich, und es können zum Beispiel CR741, CR733S und PX200, hergestellt von Daihachi Chemical Industry Co., Ltd., und FP600, FP700 und FP800, hergestellt von ADEKA Corporation, dafür verwendet werden.
  • Als aromatische kondensierte Phosphatverbindung ist ein kondensiertes Phosphat der folgenden Formel (I) oder Formel (II) bevorzugt:
    Figure DE112014003158B4_0004
    Figure DE112014003158B4_0005
  • In den allgemeinen Formeln (I) und (II) stellen Q1, Q2, Q3 und Q4 jeweils einen Substituenten dar und bedeuten jeweils unabhängig eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen. R11 und R12 bedeuten jeweils eine Methylgruppe.
  • R13 und R14 stellen jeweils unabhängig ein Wasserstoff oder eine Methylgruppe dar. n bedeutet eine ganze Zahl von 1 oder mehr und n1 und n2 bedeuten jeweils unabhängig eine ganze Zahl von 0 bis 2. m1, m2, m3 und m4 bedeuten jeweils unabhängig eine ganze Zahl von 0 bis 3.
  • In dem kondensierten Phosphat, das durch eine der Formeln (I) und (II) dargestellt ist, bedeutet n eine ganze Zahl von 1 oder mehr, bevorzugt eine ganze Zahl von 1 bis 3 in jedem Molekül, wie oben beschrieben.
  • Insbesondere beinhaltet ein bevorzugtes kondensiertes Phosphat ein kondensiertes Phosphat der Formel (I), worin m1, m2, m3, m4, n1 und n2 0 sind und R13 und R14 Methylgruppen sind, und beinhaltet bevorzugt ein kondensiertes Phosphat der Formel (I), worin Q1, Q2, Q3, Q4, R13 und R14 Methylgruppen sind, n1 und n2 0 sind und m1, m2, m3 und m4 ganze Zahlen von 1 bis 3 sind, welches 50 Massenprozent oder mehr eines Phosphats enthält, bei dem n im Bereich von 1 bis 3 oder bevorzugt 1 ist.
  • Eine besonders bevorzugte aromatische kondensierte Phosphatverbindung wie oben beschrieben beinhaltet eine aromatische kondensierte Phosphatverbindung mit einer Säurezahl von 0,1 oder weniger (gemäß JIS K2501 erhaltener Wert) im Hinblick auf die Wärmealterungsbeständigkeit.
  • Als die Phosphazenverbindung als flammhemmendes Mittel (C) sind Phenoxyphosphazen und ein vernetztes Produkt davon bevorzugt, wobei eine Phenoxyphosphazenverbindung mit einer Säurezahl von 0,1 oder weniger (gemäß JIS K2501 erhaltener Wert) im Hinblick auf die Wärmealterungsbeständigkeit bevorzugter ist.
  • In der thermoplastischen Harzzusammensetzung für die Verwendung in der folgenden Ausführungsform variiert der Gehalt des flammhemmenden Mittels (C) in Abhängigkeit vom gefordertem Flammhemmungsgrad und ist im Bereich von 9 bis 25 Massenteilen, bevorzugt im Bereich von 9 bis 20 Massenteilen, bevorzugter im Bereich von 10 bis 20 Massenteilen, bezogen auf die Gesamtmenge von 100 Massenteilen des Bestandteils (A), des Bestandteils (B) und des Bestandteils (C).
  • Indem der Gehalt des flammhemmenden Mittels (C) auf 9 Massenteile oder mehr eingestellt wird, kann eine hervorragende Flammhemmung und Kriechstromfestigkeit verliehen werden, und durch Einstellung auf 25 Massenteile oder weniger kann eine hohe Schlagzähigkeit beibehalten werden, wodurch eine thermoplastische Harzzusammensetzung mit hervorragender Ausgewogenheit zwischen Schlagzähigkeit und Biegemodul bereitgestellt werden kann.
  • <(D) Titanoxid>
  • Die thermoplastische Harzzusammensetzung für die Verwendung in der vorliegenden Ausführungsform enthält das Titanoxid (D).
  • Die primäre Teilchengröße des Titanoxids (D) in Form eines Rohmaterials ist im Hinblick auf die Ausgewogenheit zwischen Dispergierbarkeit und Handhabbarkeit in der Produktion bevorzugt 0,01 bis 0,5 µm, bevorzugter 0,05 bis 0,4 µm, weiter bevorzugt 0,15 bis 0,3 µm.
  • Das Titanoxid (D) kann als Oberflächenbehandlungsmittel mindestens eines von Oxidhydraten und/oder Oxiden von Aluminium, Magnesium, Zirconium, Titan, Zinn und dergleichen, höhere Fettsäuresalze wie Stearat oder eine Organosiliciumverbindung beinhalten.
  • Das Titanoxid (D) kann durch ein Trockenverfahren oder ein Nassverfahren hergestellt werden. Die Kristallstruktur des Titanoxids (D) kann entweder eine Rutiltyp- oder Anatasetypstruktur sein und ist im Hinblick auf die Wärmebeständigkeit der thermoplastischen Harzzusammensetzung für die Verwendung in der vorliegenden Ausführungsform bevorzugt eine Rutiltypstruktur.
  • Die Menge des zuzugebenden Titanoxids (D) ist 0,1 bis 3,0 Massenteile, bevorzugt 0,5 bis 2,5 Massenteile, bevorzugter 0,7 bis 2,0 Massenteile, bezogen auf die Gesamtmenge von 100 Massenteilen des Bestandteils (A), des Bestandteils (B) und des Bestandteils (C).
  • Die Menge des zuzugebenden Bestandteils (D) kann auf 0,1 Massenteile oder mehr eingestellt werden, bezogen auf die Gesamtmenge von 100 Massenteile des Bestandteils (A), des Bestandteils (B) und des Bestandteils (C), was zu einer Verbesserung der Kriechstromfestigkeit führt, und kann auf 3,0 Massenteile oder weniger eingestellt werden, um so die Gewährleistung einer Niedrigtemperaturschlagzähigkeit zu ermöglichen und eine Ausgewogenheit zwischen Schlagzähigkeit und Biegemodul zu ermöglichen.
  • Überdies kann die thermoplastische Harzzusammensetzung, welche die oben beschriebenen Bestandteile enthält, das Titanoxid (D) enthalten, um zu einer Stabilisierung der Flammhemmung nach Wärmealterung von (A), (B) und (C) zu führen.
  • [Verfahren zur Stabilisierung der Flammhemmung durch Zugabe von Titanoxid]
  • Ein Verfahren zur Stabilisierung der Flammhemmung gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die Zugabe des Titanoxids (D) zu der thermoplastischen Harzzusammensetzung, welche das Harz auf Polyphenylenetherbasis oder das gemischte Harz aus einem Harzes auf Polyphenylenetherbasis und einem Harz auf Styrolbasis (A), das hydrierte Blockcopolymer (B) und das flammhemmende Mittel (C) enthält.
  • Das Verfahren kann durchgeführt werden, damit die Wirkung der Erzielung einer stabilen Flammhemmung (Vertikalbrennprüfung nach UL94) der thermoplastischen Harzzusammensetzung selbst nach Wärmealterung erzielt wird.
  • Insbesondere ist die Wirkung der Stabilisierung der Flammhemmung dann hoch, wenn das flammhemmende Mittel (C) ein flammhemmendes Mittel auf Phosphorsäurebasis ist.
  • Ein Beispiel für die oben beschriebene „Wärmealterung“ beinhaltet das Durchführen eines Alterungstests bei 150°C für 500 Stunden.
  • Überdies ist bei dem Verfahren zur Stabilisierung der Flammhemmung der vorliegenden Ausführungsform die Wirkung der Stabilisierung der Flammhemmung (Vertikalbrennprüfung nach UL94) der thermoplastischen Harzzusammensetzung dann hoch, wenn der Gehalt von (A) 60 bis 80 Massenteile ist, der Gehalt von (B) 5 bis 30 Massenteile ist und der Gehalt von (C) 9 bis 25 Massenteile ist, bezogen auf die Gesamtheit von 100 Massenteilen der Komponenten (A), (B) und (C), und die Menge des zuzugebenden (D) zu der thermoplastischen Harzzusammensetzung 0,1 bis 3 Massenteile ist.
  • (Andere Bestandteile)
  • Die obige thermoplastische Harzzusammensetzung kann zusätzlich zu den Bestandteilen (A) bis (D) weiteres nachfolgend beschriebenes Material enthalten.
  • <(E) Carbonat und/oder Sulfat eines Erdalkalimetalls >
  • Die thermoplastische Harzzusammensetzung für die Verwendung in der vorliegenden Ausführungsform kann weiterhin (E) ein Carbonat und/oder Sulfat eines Erdalkalimetalls (nachfolgend manchmal auch als „Bestandteil (E)“ bezeichnet) zusätzlich zu den oben beschriebenen Bestandteilen (A) bis (D) enthalten.
  • Das Erdalkalimetall in dem Bestandteil (E) ist mindestens ein Element, das zu der Gruppe Ila des Periodensystems gehört und ist bevorzugt Calcium, Barium, Strontium oder Magnesium, bevorzugter Calcium oder Barium.
  • Die durchschnittliche Teilchengröße des Bestandteils (E) ist nicht besonders eingeschränkt, und die durchschnittliche Teilchengröße ist bevorzugt 0,05 bis 3 µm, bevorzugter 0,05 bis 1 µm.
  • Die durchschnittliche Teilchengröße des Bestandteils (E) kann durch Beobachten der Teilchen des Bestandteils (E) in Form des Rohmaterials mit einem Elektronenmikroskop bei 20000-facher Vergrößerung und Bestimmung des arithmetischen Mittelwerts erhalten werden.
  • Der Bestandteil (E) kann einzeln oder als ein Gemisch von zweien oder mehreren eingesetzt werden.
  • Der Gehalt des Bestandteils (E) in der thermoplastischen Harzzusammensetzung zur Verwendung in der vorliegenden Ausführungsform ist bevorzugt 0,01 bis 1,0 Massenteile, bevorzugter 0,01 bis 0,5 Massenteile, weiter bevorzugt 0,01 bis 0,1 Massenteile, bezogen auf die gesamte Menge von 100 Massenteilen des Bestandteils (A), des Bestandteils (B) und des Bestandteils (C).
  • Durch Einstellen des Gehalts des Bestandteils (E) auf 0,01 Massenteile oder mehr kann eine Stabilisierung der Kriechstromfestigkeit erzielt werden und durch Einstellen auf 1,0 Massenteile oder weniger kann eine gute Schlagzähigkeit in der praktischen Verwendung erhalten werden.
  • <Andere Additive>
  • Die thermoplastische Harzzusammensetzung für die Verwendung in der vorliegenden Ausführungsform kann auch andere Additive enthalten, um die gewünschten Eigenschaften zu verleihen, solange die Wirkung der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird.
  • Beispiele anderer Additive sind folgende, sind aber nicht darauf eingeschränkt: Wärmestabilisatoren, Ultraviolettabsorber, Lichtabsorber, Weichmacher, Antioxidationsmittel, verschiedene Stabilisatoren, Antistatikmittel, Freisetzungsmittel, Farbstoffe oder Pigmente, Epoxidverbindungen und andere Harze als der Bestandteil (A), wie beispielsweise Polyethylen.
  • Diese anderen Additive sind bevorzugt von schwarzer Farbe, da der Einsatz oft im Freien in Solarbatteriemodulanwendungen erfolgt, wie beispielsweise einer Steckverbindung für eine Solarbatterie und einer Verteilerbox für eine Solarbatterie, was geeignete Anwendungen des elektrischen Bauteils der vorliegenden Ausführungsform sind. Daher ist bevorzugt Carbon Black als Pigment enthalten.
  • Ein bevorzugter Gehalt von Carbon Black ist bevorzugt 0,1 bis 3,0 Massenteile, bevorzugter 0,1 bis 1,0 Massenteile, weiter bevorzugt 0,2 bis 0,6 Massenteile, bezogen auf die Gesamtmenge von 100 Massenteilen der oben beschriebenen Bestandteile (A) bis (D). Wenn der Gehalt 0,1 bis 3,0 Massenteile ist, wird eine thermoplastische Harzzusammensetzung mit gutem Erscheinungsbild erhalten, und selbst wenn das Titanoxid enthalten ist, wird eine thermoplastische Harzzusammensetzung, die eine ausreichende Schwarzfärbung zeigt, erhalten.
  • Herkömmliche bekannte flammhemmende Mittel und Hilfsflammhemmer, die anders als der obige Bestandteil (C) sind, können auch zugemischt sein, womit die Flammhemmung weiter verstärkt werden kann.
  • Beispiele des flammhemmenden Mittels und des Hilfsflammhemmers, die anders als der Bestandteil (C) sind, beinhalten anorganische Siliciumverbindungen, wie Kaolinton und Talk, sind aber nicht darauf eingeschränkt.
  • Weiterhin können anorganische Füllstoffe, wie Glasfasern oder Glasflocken oder andere Faserverstärkungsmittel zugemischt sein, womit eine thermoplastische Harzzusammensetzung mit weiter herausragender Dimensionsgenauigkeit und Wärmebeständigkeit erhalten wird.
  • Die thermoplastische Harzzusammensetzung für die Verwendung in der vorliegenden Ausführungsform kann auch andere Polymere oder Oligomere enthalten. Beispiele anderer Polymere oder Oligomere sind folgende, sind aber nicht darauf eingeschränkt: Petrolharz, Terpenharz und hydrierte Harze davon, Coumaronharz und Coumaron-Inden-Harze als Fließfähigkeitsverbesserer oder ein Siliconharz oder Phenolharz etc. zur Verbesserung der Flammhemmung.
  • [Verfahren zur Herstellung der thermoplastischen Harzzusammensetzung]
  • Die thermoplastische Harzzusammensetzung für die Verwendung in der vorliegenden Ausführungsform kann durch Schmelzkneten der obigen jeweiligen Bestandteile mit einem Extruder erhalten werden.
  • Als Extruder ist ein Doppelschneckenextruder geeignet.
  • Beispiele des Doppelschneckenextruders sind ein Doppelschneckenextruder, der mit einer Druckablassventilöffnung versehen ist, wobei der Schneckendurchmesser 58 mm ist und die Anzahl der Zylinder 13 ist, ist aber nicht darauf eingeschränkt.
  • Das Verfahren zur Herstellung der thermoplastischen Harzzusammensetzung unter Verwendung des Doppelschneckenextruders wird nachfolgend genauer beschrieben.
  • Zum Beispiel werden beim Schmelzkneten der Bestandteil (A), der Bestandteil (B) und der Bestandteil (D), und wahlweise der Bestandteil (E) über eine erste Zufuhröffnung eines Zylinders 1, der stromaufwärts in Strömungsrichtung des Doppelschneckenextruders liegt.
  • Danach wird der Bestandteil (C) von einer Einspritzdüse in die Seite des Extruder unter Verwendung einer Zahnradpumpe über eine zweite Zufuhröffnung (Flüssigkeit), die stromabwärts der ersten Zufuhröffnung liegt, zugeführt und dann die Extrusion durchgeführt.
  • In Bezug auf die Schneckenstruktur des Doppelschneckenextruders nimmt die Nichtschmelz-Mischzone bevorzugt 45 bis 75 %, bevorzugter 60 bis 70 % von stromaufwärts des Zylinders ein, wenn die gesamte Zylinderlänge als 100 % angenommen wird.
  • In dem Doppelschneckenextruder wird ein Knetelement (Phase von 45 Grad) (üblicherweise als R bezeichnet), ein Knetelement (Phase von 90 Grad) (üblicherweise als N bezeichnet) oder ein Knetelement (negative Phase von 45 Grad) (üblicherweise als L bezeichnet) bevorzugt in einer Schmelzknetzone eingesetzt, und ein Knetelement (Phase von 75 Grad) (üblicherweise als R bezeichnet) wird bevorzugt in der Nichtschmelz-Mischzone eingesetzt, nachdem das flammhemmende Mittel (C) über die zweite Zufuhröffnung zugeführt wurde.
  • Die Schnecke in der Schmelzknetzone weist beispielsweise bevorzugt eine Schneckenkonfiguration auf, bei der eine Knetscheibe (R) (normales Gewindeschneckenelement, bei dem 3 bis 7 Scheiben mit einem Verwindungswinkel von 15 bis 75 Grad kombiniert sind, und L (Schneckenlänge)/D (Schneckendurchmesser) 0,5 bis 2,0 beträgt), eine Knetscheibe N (neutrales Schneckenelement, bei dem 3 bis 7 Scheiben mit einem Verwindungswinkel von 90 Grad kombiniert sind und L/D 0,5 bis 2,0 ist), eine Knetscheibe L (Umkehrgewindeschneckenelement, bei dem 3 bis 7 Scheiben mit einem Verwindungswinkel von 15 bis 75 Grad kombiniert sind und L/D 0,5 bis 1,0 ist) und dergleichen geeignet kombiniert, sind aber nicht darauf eingeschränkt, und ein Schneckenelement, wie beispielsweise eine Umkehrgewindeschnecke (Doppelstartumkehrgewindeschneckenelement, bei dem L/D 0,5 bis 1,0 ist), eine SME-Schnecke (Schneckenelement mit verbesserter Kneteigenschaft durch eine gekerbte Normalgewindeschraube, wobei L/D 0,5 bis 1,5 ist), eine ZME-Schnecke (Schneckenelement mit verbesserter Kneteigenschaft durch eine gekerbte Umkehrgewindeschnecke, wobei L/D 0,5 bis 1,5 ist) und dergleichen können ebenfalls geeignet in eine Schneckenstruktur einbezogen werden, um ein Kneten durchzuführen.
  • Bei Schmelzkneten in dem Herstellungsverfahren der thermoplastischen Harzzusammensetzung für die Verwendung in der vorliegenden Ausführungsform wird weiter bevorzugt eine Evakuierung durchgeführt.
  • Weiterhin ist die Harztemperatur beim Schmelzkneten bevorzugt im Bereich von 290 bis 350°C. Spezifisch ist die Temperatur des vorderen Teils des Doppelschneckenextruders bevorzugt im Bereich von 150 bis 250°C, die Temperatur im hinteren Bereich ist bevorzugt im Bereich von 250 bis 330°C, und die Harztemperatur am Düsenauslass ist bevorzugt im Bereich von 290 bis 350°C, dies ist aber nicht besonders eingeschränkt.
  • Die Rotationszahl der Schnecken des Doppelschneckenextruders ist bevorzugt im Bereich von 150 bis 600 UpM.
  • Eine thermoplastische Zusammensetzung, in welcher die Teilchen des hydrierten Blockcopolymers (B) im Bereich von 0,2 bis 1,0 µm dispergiert sind, wird erhalten, indem die thermoplastische Harzzusammensetzung gemäß dem obigen Herstellungsverfahren hergestellt wird. Somit wird eine thermoplastische Harzzusammensetzung mit hervorragender Kriechstromfestigkeit, Schlagzähigkeit und Flammhemmung erhalten.
  • [Verfahren zur Herstellung des elektrischen Bauteils]
  • Das elektrische Bauteil der vorliegenden Ausführungsform kann hergestellt werden, indem die thermoplastische Harzzusammensetzung zu einer vorbestimmten Form geformt wird, die von der Anwendung abhängt, um ein Isolierharz-Formteil bereitzustellen, und Kombinieren des Formteils mit einem vorbestimmten stromdurchflossenen Teil, das von der Anwendung abhängt.
  • Das Formverfahren beinhaltet Spritzgießen (einschließlich Einsatzspritzgießen (Inserttechnik), Hohlspritzgießen, Mehrfarbenspritzgießen und dergleichen), Blasformen, Pressformen, Extrusionsformen, Thermoformen und Ausschneiden aus einer dicken Platte.
  • Hierunter ist Spritzgießen im Hinblick auf die Massenherstellung bevorzugt und Mehrfarbenspritzgießen oder Metalleinsatzspritzgießen ist im Hinblick auf die Hitzebeständigkeit, Dimensionsstabilität und Steifigkeit bevorzugter.
  • Insbesondere ist ein Zweifarbenspritzgießen mit einem Elastomer geeignet, da die thermoplastische Harzzusammensetzung Beständigkeit gegenüber einem Elastomeraditiv aufweist, das nach einem langen Verwendungszeitraum ausbluten kann.
  • Beispiele des stromdurchflossenen Teils sind ein Metallanschluss und ein leitfähiger Draht, wobei das stromdurchflossene Teil variabel in Abhängigkeit der Anwendung des elektrischen Bauteils gewählt werden kann.
  • (Anderes Beispiel des elektrischen Bauteils)
  • Ein anderes Beispiel des elektrischen Bauteils der vorliegenden Ausführungsform ist ein elektrisches Bauteil, umfassend ein stromdurchflossenes Teil und ein Isolierharz-Formteil in Kontakt mit dem stromdurchflossenen Teil, wobei das Formteil ein Formteil aus einer thermoplastischen Harzzusammensetzung ist, wobei die thermoplastische Harzzusammensetzung das Polyphenylenetherbasisharz oder das gemischte Harz aus einem Polyphenylenetherbasisharz und einem Harz auf Styrolbasis (A) und das hydrierte Blockcopolymer (B) umfasst, wobei die Brennbarkeitsklasse der thermoplastischen Harzzusammensetzung (Dicke: 1,5 mm), gemessen gemäß der Vertikalbrennprüfung nach UL94, V-0 ist, die Menge der thermoplastischen Harzzusammensetzung (Teststück von 30 mm x 30 mm), die herabtropfte bis zum Auftreten eines Kriechstroms bei 300 V, 400 V, 500 V und 600 V in einer Kriechstromfestigkeitsprüfung gemäß IEC60112, 80 Tropfen oder mehr ist, und mindestens einer Kriechstrecke, welche eine Strecke zwischen dem stromdurchflossenen Teil und dem äußeren Oberflächenteil des elektrischen Bauteils, das von dem stromdurchflossenen Teil durch das Isolierharz-Formteil elektrisch getrennt ist, ist, und welche eine Strecke entlang der Oberfläche des Isolierharz-Formteils beinhaltet, 15 mm oder mehr und 40 mm oder weniger ist.
  • Die thermoplastische Harzzusammensetzung kann durch Schmelzkneten des Bestandteils (A) und des Bestandteils (B) und wahlweise anderen Bestandteilen hergestellt werden.
  • Das Isolierharz-Formteil kann durch Formen der thermoplastischen Harzzusammensetzung zu einer vorbestimmten Form hergestellt werden.
  • Das elektrische Bauteil kann durch Kombinieren des Isolierharz-Formteils mit einem vorbestimmten stromdurchflossenen Teil in Abhängigkeit der Anwendung hergestellt werden.
  • Die Vertikbrennprüfung nach UL94 kann durch später in den Beispielen beschriebene Verfahren durchgeführt werden.
  • Der Kriechstromeigenschaftstest kann durch später in den Beispielen beschriebene Verfahren durchgeführt werden.
  • [Anwendungen]
  • Das elektrische Bauteil der vorliegenden Ausführungsform kann in innenliegenden Komponententeilen von Bürogeräten verwendet werden, wie beispielsweise Industriegeräten, Messgeräten, Gehäusen und elektrischen Geräten, elektrischen und elektronischen Komponenten zur Verwendung in Wandadaptern für elektrische Haushaltsanwendungen und dergleichen, Speichermedien und deren Antriebe, Sensorgeräten, Anschlussblöcken, Sekundärbatterien, Brennstoff(zell)batterien, Solarbatterien, Solarkrafterzeugung, Geothermieerzeugung, Windkrafterzeugung, intelligenten Messgeräten und dergleichen auf den Gebieten der Energie und Umwelt, in elektrischen Komponenten, die Stromübertragungsanlagen bilden, Kabelanschlüssen, Kraftfahrzeugteilen, Steckverbindungen für Solarbatterien, Verteilerboxen für Solarbatterien und Komponenten für Hybridfahrzeuge und strombetriebene Fahrzeuge. Insbesondere wird das elektrische Bauteil bevorzugt in einer Steckverbindung für eine Solarbatterie, einer Verteilerbox für eine Solarbatterie oder einem Wandadapter verwendet.
  • Beispiele
  • Nachfolgend wird die folgende Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben.
  • In jedem der Beispiele und jedem der Vergleichsbeispiele verwendete Bestandteile sind die folgenden:
  • [Bestandteil (A)]
  • (PPE: Harz auf Polphenylenetherbasis)
  • Poly-2,6-Dimethyl-1,4-phenylenether: Produktname „Zylon S201A“, hergestellt von Asahi Kasei Chemicals Corporation.
  • (PS: Polystyrol)
  • Homopolystyrol: Produktname „PSJ-polystyrene 685“, hergestellt von PS Japan Corporation.
  • (HIPS: Hochschlagzähes Polystyrol)
  • Hochschlagzähes Polystyrol: Produktname „PSJ-polystyrene H9302“, hergestellt von PS Japan Corporation.
  • [Hydriertes Blockcopolymer]
  • Es wurde das folgende hydrierte Blockcopolymer (Bindungsstruktur Polystyrol-Poly(ethylen-butylen)-Polystyrol verwendet, erhalten durch Hydrieren eines StyrolButadien-Blockcopolymers (Bindungsstruktur Polystyrol-Polybutadien-Polystyrol).
  • (SEBS-1)
  • Hydriertes Blockcopolymer (Zahlenmittel des Molekulargewichts: 250000, Styrolpolymerblock: 33 Massen-%, Hydrierungsgrad der Butadieneinheiten: 98 % oder mehr): Produktname „Kraton G1651“, hergestellt von Kraton Polymers LLC.
  • (SEBS-2)
  • Hydriertes Blockcopolymer (Zahlenmittel des Molekulargewichts: 80000, Styrolpolymerblock: 60 Massen-%, Hydrierungsgrad der Butadieneinheiten: 98 % oder mehr): Produktname „Septon 8104“, hergestellt von Kuraray Co., Ltd.
  • (SEBS-3)
  • Hydriertes Blockcopolymer (Zahlenmittel des Molekulargewichts: 80000, Styrolpolymerblock: 30 Massen-%, Hydrierungsgrad der Butadieneinheiten: 98 % oder mehr): eingetragene Marke „Kraton G1650“, hergestellt von Kraton Polymers LLC.
  • In den vorliegenden Beispielen wurde das Zahlenmittel des Molekulargewichts durch Gelpermeationschromatographie (GPC) gemessen, die Menge des Styrolpolymerblocks wurde durch das Osmiumtetroxidzersetzungsverfahren bestimmt und der Hydrierungsgrad der Butadieneinheit wurde durch Infrarotspektroskopie und Kernmagnetresonanzspektrometrie gemessen.
  • [Flammhemmendes Mittel (C)]
  • Es wurde das folgende flammhemmende Mittel verwendet.
  • (FR-1)
  • Kondensiertes Phosphat auf Bisphenol A-Basis: Produktname „CR-741“, hergestellt von Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.
  • [Titanoxid (D)]
  • (D-1)
  • Titandioxid mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,2 µm.
  • (D-2)
  • Titandioxid mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,05 µm.
  • Hinsichtlich der durchschnittlichen Teilchengröße wurden die Teilchen des Bestandteils (D) unter Verwendung eines Elektronenmikroskops bei 20000-facher Vergrößerung beobachtet und es wurde der arithmetische Mittelwert, der aus den maximalen Durchmessern von 20 Teilchen bestimmt wurde, durch Berechnung erhalten und als durchschnittliche Teilchengröße definiert.
  • [(E) Carbonat und/oder Sulfat eines Erdalkalimetalls]
  • (E-1)
  • Bariumsulfat mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,8 µm.
  • (E-2)
  • Calciumcarbonat mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,15 µm.
  • Hinsichtlich der durchschnittlichen Teilchengröße wurden die Teilchen des Bestandteils (E) unter Verwendung eines Elektronenmikroskops bei 20000-facher Vergrößerung beobachtet und es wurde der arithmetische Mittelwert, der aus dem maximalen Durchmesser von 20 Teilchen bestimmt wurde, durch Berechnung erhalten und als durchschnittliche Teilchengröße definiert.
  • [(F) Carbon Black]
  • Das folgende Carbon Black wurde verwendet.
  • (F-1) Produktname „Mitsubishi carbon black #52“, hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation.
  • [Verfahren zur Bewertung von Eigenschaften der thermoplastischen Harzzusammensetzung]
  • Die Eigenschaften der später in den Beispielen und Vergleichsbeispielen hergestellten thermoplastischen Harzzusammensetzungen wurden gemäß den folgenden Verfahren und Bedingungen bewertet.
  • (Herstellung von Teststücken)
  • Pellets der in den später beschriebenen Beispielen und Vergleichsbeispielen hergestellten thermoplastischen Harzzusammensetzungen wurden bei 100°C für 2 Stunden getrocknet, und anschließend wurde eine IS-100GN-Spritzgießmaschine, hergestellt von Toshiba Machine Co., Ltd. verwendet (die Zylindertemperatur wurde auf 280°C eingestellt und die Formtemperatur wurde auf 80°C eingestellt), um ein Teststück gemäß ISO-15103 und eine flache Platte von 150 mm x 150 mm x 3 mm herzustellen.
  • (Messung der durchschnittlichen Teilchengröße)
  • Die durchschnittliche Teilchengröße des in Form von Teilchen in der thermoplastischen Harzzusammensetzung dispergierten hydrierten Blockcopolymers (B) wurde wie folgt gemessen.
  • Das wie oben beschrieben (Herstellung des Teststücks) hergestellte Teststück nach ISO-15103 wurde verwendet, und es wurde der Bereich des Fließendes des Teststücks ausgewählt, um ein ultradünnes Stück herzustellen.
  • Danach wurde das ultradünne Stück mit Rutheniumtetroxid angefärbt und anschließend unter Verwendung eines Transmissionselektronenmikroskops fotografiert.
  • Das Foto bei 20000-facher Vergrößerung (Sichtfeld: 15 cm x 12 cm) wurde verwendet, um jede Teilchengröße des hydrierten Blockcopoylmers (B) zu messen, und es wurde die durchschnittliche Teilchengröße berechnet.
  • Die Form jedes dispergierten Teilchens war dabei unregelmäßig, daher wurde die Größe jedes dispergierten Teilchens unter Verwendung einer Bildanalysesoftware gemessen (Image-Pro Plus, hergestellt von Nippon Roper K.K.).
  • Der längere Durchmesser der Ellipse, die einem Projektionsbild jedes Teilchens entspricht, wurde unter Verwendung des Softwareprogramms für jede Teilchengröße verwendet.
  • Die durchschnittliche Teilchengröße wurde als Durchschnitt der Größen von 150 Probenteilchen im Sichtfeld definiert.
  • (Kriechstromeigenschaft: Bewertung der Tropfenzahl bis zum Auftreten eines Kriechstroms)
  • Die Pellets der in den später beschriebenen Beispielen und Vergleichsbespielen hergestellten thermoplastischen Harzzusammensetzung wurden verwendet, um durch Spritzgießen ein Anschlussblockformteil bereitzustellen.
  • Ein flacher Bereich dieses Anschlussblockformteils: 30 mm x 30 mm wurde ausgeschnitten, und es wurde alle 30 Sekunden auf jedes der Teststücke eine wässrige 0,1 Massen-% Ammoniumchloridlösung getropft, wobei Spannungen von 300 V, 400 V, 500 V und 600 V unter Verwendung einer Testapparatur gemäß IEC60112 angelegt wurden, und es wurde die Zahl der heruntergetropften Tropfen gemessen, bis ein Kriechstrom auftrat.
  • Der Messversuch für die Tropfenzahl wurde fünfmal durchgeführt.
  • Die Kriechstromeigenschaft wird wie unten bewertet:
    • A (extrem gut) Die Tropfenzahl betrug 80 Tropfen oder mehr in mehr als zwei der fünf durchgeführten Versuche.
    • B (ausreichend gut) Die Zahl der Tropen betrug 50 Tropfen oder mehr in mehr als zwei der fünf durchgeführten Versuche.
    • C (minderwertig) Die Tropfenzahl betrug weniger als 50 Tropfen in einem oder mehreren der fünf durchgeführten Versuche.
  • (Schlagzähigkeit nach Charpy)
  • Das Teststück gemäß ISO-15103, das wie oben (Herstellung des Teststücks) hergestellt worden war, wurde verwendet, und die Schlagzähigkeit nach Charpy der thermoplastischen Harzzusammensetzung wurde bei 23°C und -40°C gemäß ISO179/1eA als dem Charpy-Schlagzähigkeitsversuchsstandard gemessen.
  • (Biegemodul)
  • Das Teststück (Dicke: 4 mm) gemäß ISO-15103, das wie oben beschrieben (Herstellung des Teststücks) hergestellt worden war, wurde verwendet, und der Biegemodul (FM) bei 23°C der Harzzusammensetzung wurde gemäß ISO178 gemessen.
  • (Charpy-Schlagzähigkeit/Biegemodul: Charyp/FM-Verhältnis)
  • Die Messwerte für die Charpy-Schlagzähgikeit und den Biegemodul wurden verwendet, um den Wert Charpy-Schlagzähigkeit/Biegemodul zu berechnen.
  • Wenn dieser Wert 10 oder mehr war, wurde die Ausgewogenheit zwischen Schlagzähigkeit und Steifigkeit als gut bewertet.
  • (Flammhemmung)
  • Das Teststück (blattförmiges Teststück mit einer Dicke von 1,5 mm), hergestellt unter Verwendung der thermoplastischen Harzzusammensetzung der später beschriebenen Beispiele und Vergleichsbeispiele wurde verwendet, um die Vertikalbrennprüfung gemäß einer UL94-Brennprüfung durchzuführen.
  • Das blattförmige Teststück mit einer Dicke von 1,5 mm wurde verwendet, und ein Flammenkontakt wurde für jeweils 5 Proben zweimal durchgeführt, also zehnmal insgesamt, gemäß der UL94-V-Prüfung, und es wurden die durchschnittliche Sekundenzahl und maximale Sekundenzahl der beendigung des Brennens gemessen und gemäß den Kriterien der UL94-Brennprüfung eingestuft.
  • (Flammhemmung nach Wärmealterung)
  • Das Teststück (blattförmiges Teststück mit einer Dicke von 1,5 mm), das in den später beschriebenen Beispielen und Vergleichsbeispielen unter Verwendung der thermoplastischen Harzzusammensetzung hergestellt worden war, wurde zur Durchführung der Wärmealterung in einem Luftzirkulationsofen bei 150°C für 500 Stunden verwendett, danach wurde auf die gleiche Weise wie oben (Flammhemmung) ein Flammenkontakt für jeweils 5 Proben zweimal durchgeführt, also zehnmal insgesamt, gemäß der UL94-V-Prüfung, und es wurden die durchschnittliche Sekundenzahl und die Maximalsekundenzahl der Beendigung des Brennens gemessen und gemäß den Kriterien der UL94-Brennprüfung eingestuft.
  • (Chemische Beständigkeit)
  • Die chemische Beständigkeit während des Kontakts mit einem Elastomer wurde bewertet.
  • Die Pellets der in den später beschriebenen Beispielen und Vergleichsbeispielen hergestellten thermoplastischen Harzzusammensetzungen wurden verwendet und einem Spritzgießen durch das beschriebene Verfahren unterzogen (Herstellung von Teststücken), um eine flache Platte von 150 mm x 150 mm x 3 mm herzustellen, und es wurde ein Streifen von 10 mm x 50 mm aus der flachen Platte herausgeschnitten, so dass die Längsrichtung des Streifens senkrecht zur Fließrichtung des Harzes war, um ein Teststück bereitzustellen.
  • Das Teststück wurde auf einem Biegebalken angebracht, es wurde eine Belastung von 1,5 % darauf ausgeübt und anschließend wurde die Oberfläche des Streifens mit Silikon 1527, hergestellt von Beijing TONSAN Adhesive Co., Ltd., beschichtet und es wurde beobachtet, ob eine Rissbildung auf der Oberfläche des Streifens nach 48 Stunden auftrat oder nicht.
  • Das Auftreten von Rissen wurde als Maß für die chemische Beständigkeit herangezogen, wobei die chemische Beständigkeit gemäß den folgenden Kriterien bewertet wurde.
  • <Bewertungskriterien der chemischen Beständigkeit>
    • O: Auftreten von Rissen wurde nicht visuell beobachtet.
    • Δ: Auftreten von Mikrorissen wurde visuell beobachtet.
  • [Beispiel 1]
  • (Herstellung einer thermoplastischen Harzzusammensetzung)
  • Die obigen Bestandteile wurden unter den in Tabelle 1 unten gezeigten Schmelz- und Extrusionsbedingungen vermischt und in den Mengen, wie in Tabelle 2 unten, vermischt, um eine thermoplastische Harzzusammensetzung wie folgt herzustellen.
  • Die jeweiligen Bestandteile wurden unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders schmelzgeknetet, der mit einer Druckablassventilöffnung ausgestattet war (TEM58SS: hergestellt von Toshiba Machine Co., Ltd.), wobei der Schneckendurchmesser 58 mm betrug und die Zylinderzahl 13 war.
  • Beim Schmelzkneten wurden Polyphenylenether (PPE) und Polystyrol (PS) (A), das hydrierte Blockcopolymer (SEBS-1) (B) und das Titandioxid (D-1 oben) (D) über eine erste Zufuhröffnung, die bei Zylinder 1 stromaufwärts in der Fließrichtung des Extruders lag, zugeführt.
  • Danach wurde das flammhemmende Mittel (FR-1 oben) (C) aus einer Spritzdüse unter Verwendung einer Zahnradpumpe über eine zweite (Flüssigkeits-)Zufuhröffnung, die stromabwärts der ersten Zufuhröffnung lag, der Seite des Extruders zugeführt, und es wurde ein Strang extrudiert.
  • Der extrudierte Strang wurde gekühlt und geschnitten, um thermoplastische Harzzusammensetzungspellets bereitzustellen.
  • In Bezug auf die Schneckenstruktur des Extruders nahm die Nichtschmelz-Mischzone 70 % der Gesamtzylinderlänge ein.
  • In der Schmelzknetzone wurden ein Knetelement (Phase von 45 Grad) (als R bezeichnet), ein Knetelement (Phase von 90 Grad) (als N bezeichnet) und ein Knetelement (negative Phase von 45 Grad) (als L bezeichnet) verwendet.
  • Weiterhin wurde in der Nichtschmelz-Mischzone, nachdem das flammhemmende Mittel (FR-1 oben) (C) über die zweite Zufuhröffnung zugegeben worden war, ein Knetelement (Phase von 45 Grad) (als R bezeichnet) verwendet.
  • Eine Vakuumentlüftungszone wurde bei Zylinder 11 angeordnet, und es wurde bei -900 hPa evakuiert.
  • Die zweite Zufuhröffnung, über welche das flammhemmende Mittel (FR-1) (C) zugeführt wurde, befand sich bei Zylinder 5.
  • Die Extrusion wurde unter Bedingungen der folgenden Zylindereinstelltemperaturen durchgeführt: Zylinder 1: Wasserkühlung, Zylinder 2: 100°C, Zylinder 3 bis 6: 200°C, Zylinder 7: 250°C, Zylinder 8: 270°C, Zylinder 9 bis 13: 280°C und Öffnung: 290°C; und die Rotationszahl der Schnecke betrug 350 UpM und die abgegebene Menge 400 kg/h.
  • Die Eigenschaften der thermoplastischen Harzzusammensetzung und des wie oben beschriebenen Formteils wurden gemäß den obigen Methoden bewertet. Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
  • [Beispiel 2 bis 13], [Vergleichsbeispiel 1 bis 6]
  • Die Zusammensetzung war die in Tabelle 2 unten gezeigte. Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 1, um jeweils thermoplastische Harzzusammensetzungspellets herzustellen, und die Eigenschaften aller thermoplastischen Harzzusammensetzungen und aller Formteile wurden bewertet. Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
  • In Tabelle 2 sind Beispiele 1 bis 13 mit „Bsp. 1 bis 13“ und Vergleichsbeispiele 1 bis 6 als „Vergl.-Bsp. 1 bis 6“ bezeichnet. [Tabelle 1]
    Knet- und Extrusionsbedingungen Beispiele 1-13
    Vergleichsbeispiele 1-6
    Vorne Prozentsatz vorne % 70
    Temperatur vorderer Zylinder °C 210
    Schneckenelement RR
    Hinten Prozentsatz hinten % 30
    Temperatur hinterer Zylinder °C 290
    Schneckenelement RRNL
    Rotationszahl der Schraube UpM 400
    Extrusionsrate kg/h 400
    Position der Zugabe von Bestandteil (C) Zylinder 5
    Figure DE112014003158B4_0006
  • In jedem der Beispiele 1 bis 13 wurde ein Formgegenstand mit hervorragender Kriechstromfestigkeit, hervorragender Ausgewogenheit zwischen Schlagzähigkeit und Steifigkeit und mit der Fähigkeit, eine stabile Flammhemmung selbst nach Wärmealterung aufrecht zu erhalten, erhalten. Es wurde so bestätigt, dass durch Verwendung des Isolierharz-Formteils sogar ein elektrisches Bauteil mit mindestens einer kurzen Kriechstrecke von 15 mm oder mehr und 40 mm oder weniger als elektrisches Bauteil mit hervorragender Kriechstromfestigkeit verwendet werden konnte.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Das elektrische Bauteil der vorliegenden Erfindung findet gewerbliche Anwendung in Innenteilkomponenten von Bürogerätschaft wie Industriegerätschaft, Messgerätschaft, Gehäusen, elektrischen Geräten, elektrischen und elektronischen Bauteilen zur Verwendung in einem Wandadapter für elektrische Haushaltsanwendungen und dergleichen, Speichermedien und deren Antriebe, Sensorgerätschaft, Anschlussblöcke, Sekundärbatterien, Brennstoff(zell)batterien, Solarbatterien, Solarstromerzeugung, Geothermieerzeugung, Windstromerzeugung, intelligente Messgeräte und dergleichen auf dem Gebiet der Energie und Umwelt, elektrische Bauteile als Bestandteil von Stromübertragungsanlagen, Kabelanschlüssen und Fahrzeugteilen, insbesondere Steckverbindungen/Verbindungsstücken für eine Solarbatterie, eine Verteilerbox für eine Solarbatterie und Bauteile für Hybridfahrzeuge/strombetriebene Fahrzeuge.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Stecker
    11
    Stift, Steckelement
    12
    Stromkabel
    13
    Isolierharz-Formteil zum Stecken
    14
    Kappe
    15
    Schlitz
    20
    Buchse, Kupplung
    21
    Aufnahmeelement
    22
    Stromkabel
    23
    Isolierharz-Formteil als Buchse
    24
    Kappe
    25
    Einrasthaken, Schnapphaken
    26
    Öffnung

Claims (15)

  1. Elektrisches Bauteil, umfassend: ein stromdurchflossenes Teil und ein Isolierharz-Formteil in Kontakt mit dem stromdurchflossenen Teil, wobei das Formteil ein Formteil aus einer thermoplastischen Harzzusammensetzung ist, wobei die thermoplastische Harzzusammensetzung umfasst: (A) ein Harz auf Polyphenylenetherbasis oder ein gemischtes Harz aus einem Harz auf Polyphenylenetherbasis und einem Harz auf Styrolbasis, (B) ein hydriertes Blockcopolymer, (C) ein flammhemmendes Mittel und (D) Titanoxid, wobei der Gehalt des Bestandteils (A) 60 bis 80 Massenteile ist, der Gehalt des Bestandteils (B) 5 bis 30 Massenteile ist, der Gehalt des Bestandteils (C) 9 bis 25 Massenteile ist und der Gehalt des Bestandteils (D) 0,1 bis 3 Massenteile ist, bezogen auf die Gesamtheit von 100 Massenteilen der Bestandteile (A), (B) und (C), und wobei mindestens eine Kriechstrecke, welche die kürzeste Strecke zwischen dem stromdurchflossenen Teil und einem äußeren Oberflächenteil des elektrischen Bauteils, welches von dem stromdurchflossenen Teil durch das Isolierharz-Formteil elektrisch getrennt ist, ist, und welche eine Strecke entlang der Oberfläche des Isolierharz-Formteils einschließt, 15 mm oder mehr und 40 mm oder weniger beträgt.
  2. Elektrisches Bauteil nach Anspruch 1, wobei das flammhemmende Mittel (C) ein flammhemmendes Mittel auf Phosphorsäurebasis ist.
  3. Elektrisches Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, wobei das hydrierte Blockcopolymer (B) in Form von Teilchen in der thermoplastischen Harzzusammensetzung dispergiert ist, und wobei die durchschnittliche Teilchengröße der dispergierten Teilchen des hydrierten Blockcopolymers (B) 0,2 bis 1,0 µm ist.
  4. Elektrisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Wert, der durch Teilen der Schlagzähigkeit der thermoplastischen Harzzusammensetzung nach Charpy in kJ/m2 bei 23°C durch den Biegemodul in GPa bei 23°C der thermoplastischen Harzzusammensetzung, Schlagzähigkeit nach Charpy/Biegemodul, erhalten wird, 10 oder mehr ist, und die Brennbarkeitsklasse der thermoplastischen Harzzusammensetzung mit einer Dicke von 1,5 mm, gemessen gemäß der UL94-Vertikalbrennprüfung, V-0 ist.
  5. Elektrisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin umfassend 0,01 bis 1 Massenteile eines Carbonats und/oder Sulfats eines Erdalkalimetalls (E), bezogen auf die Gesamtheit von 100 Massenteilen der Bestandteile (A), (B) und (C) .
  6. Elektrisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Gehalt des Bestandteils (A) 65 bis 75 Massenteile ist, der Gehalt des Bestandteils (B) 10 bis 25 Massenteile ist und der Gehalt des Bestandteils (C) 10 bis 20 Massenteile ist, bezogen auf die Gesamtheit von 100 Massenteilen der Bestandteile (A), (B) und (C).
  7. Elektrisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Gehalt der Komponente (D) 0,7 bis 2,0 Massenteile ist, bezogen auf die Gesamtheit von 100 Massenteilen der Bestandteile (A), (B) und (C).
  8. Elektrisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das gemischte Harz (A) aus dem Harz auf Polyphenylenetherbasis und dem Harz auf Styrolbasis 20 Massen-% oder weniger des Harzes auf Styrolbasis enthält.
  9. Elektrisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Brennbarkeitsklasse der thermoplastischen Harzzusammensetzung mit einer Dicke von 1,5 mm, gemessen gemäß der UL94-Vertikalbrennprüfung, V-0 ist, und die Menge der thermoplastischen Harzzusammensetzung bei Verwendung eines Teststücks von 30 mm x 30 mm, die abtropfte bis zum Auftreten eines Kriechstroms bei 300 V, 400 V, 500 V und 600 V in einer Kriechstromfestigkeitsprüfung nach IEC60112 80 Tropfen oder mehr ist.
  10. Elektrisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Verwendung in einer Steckverbindung für eine Solarbatterie.
  11. Elektrisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Verwendung in einer Verteilerbox für eine Solarbatterie.
  12. Elektrisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Verwendung in einem Wandadapter.
  13. Verfahren zur Stabilisierung der Flammhemmung gemäß einer UL94-Vertikalbrennprüfung einer thermoplastischen Harzzusammensetzung, welche (A) ein Harz auf Polyphenylenetherbasis oder ein gemischtes Harz eines Harzes auf Polyphenylenetherbasis und eines Harzes auf Styrolbasis, (B) ein hydriertes Blockcopolymer und (C) ein flammhemmendes Mittel enthält, umfassend: das Zugeben eines Titanoxids (D) in das thermoplastische Harz, wobei in der erhaltenen thermoplastischen Harzzusammensetzung der Gehalt der Komponente (A) 60 bis 80 Massenteile ist, der Gehalt der Komponente (B) 5 bis 30 Massenteile ist, der Gehalt der Komponente (C) 9 bis 25 Massenteile ist und der Gehalt der Komponente (D) 0,1 bis 3 Massenteile ist, bezogen auf die Gesamtheit von 100 Massenteilen der Komponenten (A), (B) und (C).
  14. Verfahren zur Stabilisierung der Flammhemmung gemäß einer UL94-Vertikalbrennprüfung einer thermoplastischen Harzzusammensetzung nach Anspruch 13, wobei die Komponente (C) ein flammhemmendes Mittel auf Phosphorsäurebasis ist.
  15. Verfahren zur Stabilisierung der Flammhemmung nach Anspruch 13 oder 14, wobei die in Anspruch 13 oder 14 angegebene Flammhemmung die Flammhemmung nach Wärmealterung nach 500 Stunden bei 150°C gemäß der UL94-Vertikalbrennprüfung ist.
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