315383 A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作杜印製 五、 發明説明 , 1 ) 本 發 明 係 有 關 9 因 成 型 品 中 長 纖 維 强 化 材 分 散 度 良 好 9 而 對 該 長 纖 維 强 化 材 具 補 强 效 果 > 特 別 是 對 延 伸 强 度 與 彎 曲 强 度 等 機 械 性 强 度 及 反 覆 衝 擊 特 性 某 等 優 異 性 之 適 於 射 出 成 型 的 長 纖 維 强 化 樹 脂 組 成 物 0 所 謂 的 長 纖 維 强 化 聚 醯 胺 樹 脂 組 成 物 係 , 以 連 續 性 强 化 用 長 纖 維 束 浸 漬 熔 融 樹 脂 等 方 法 而 得 0 由 該 長 纖 强 化 組 成 物 得 到 的 强 化 成 型 品 較 目 Λ. 刖 之 短 纖 維 成 型 品 可 發 揮 大 幅 改 良 過 的 耐 衝 擊 性 0 原 因 係 5 該 長 纖 維 强 化 組 成 物 ( 顆 粒 ) 中 含 有 實 質 的 與 顆 粒 長 等 長 的 强 化 用 纖 維 0 、,- 刖 述 的 所 謂 長 纖 維 强 化 聚 酿 胺 樹 脂 組 成 物 係 因 其 特 性 的 活 用 而 廣 泛 地 被 使 用 0 惟 聚 醯 胺 樹 脂 雖 有 優 良 的 耐 熱 性 等 但 相 反 的 其 輕 量 性 吸 濕 性 及 高 價 位 所 引 起 之 費 用 與 功 能 比 仍 爲 改 進 的 目. 標 0 又 其 確 實 有 優 良 的 耐 衝 擊 性 但 於 衝 擊 重 量 的 返 覆 操 作 情 形 下 仍 有 脆 化 ( 缺 少 返 覆 衝 擊 特 性 ) 的 弱 點 而 使 得 用 途 受 到 限 制 0 另 外 特 開 昭 6 0 — 5 8 4 5 8 號 公 報 係 揭 示 由 特 定 變 性 聚 丙 Μ 5 特 定 聚 醯 胺 及 纖 維 狀 强 化 材 形 成 組 成 物 0 藉 由 該 發 明 可 得 到 5 具 有 與 聚 醯 胺 同 等 之 耐 埶 ^\\\ 性 , 且 輕 量 性 、 吸 濕 性 及 費 用 與 功 能 比 優 異 的 組 成 物 > 但 是 9 該 公 報 對 製 作 組 成 物 的 方 法 中 > 僅 記 載 利 用 押 出 機 等 將 樹 脂 及 預 先 切 短 之 玻 璃 纖 維 以 熔 融 混 練 的 方 法 製 作 0 經 追 試 該 方 法 9 發 現 由 該 組 成 物 得 到 的 成 型 品 於 返 覆 衝 擊 的 特 性 上 已 較 原 本 的 耐 衝 擊 性 有 顯 著 的 不 足 〇 本紙张尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格( 210X297公釐)_ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A 7 B7 五、發明説明(2 ) 因此,本發明者提出由聚醯胺樹脂與經不飽和羧酸類接 枝改質的改質烯烴結晶性聚合體,特別是改質丙烯結晶性 聚合體形成所謂的「聚合物摻合物」作爲樹脂母體再加入 均句分散狀態之長纖維强化材而產生新穎的長纖維强化材 樹脂組成物之發明。由本發明可得到,具優良輕量性及費 用與功能性,及除一段的優異耐衝擊性以外,還有對返覆 衝擊性特別改良的長纖維强化樹脂組成物。 同時,被要求由該長纖維强化組成物所製得的成型品 應具高性能的領域中,必須將成型品中的長纖維分散性作 進一步的改善,例如使延伸强度等機械强度有向上提升的 空間。此外,因成型品中存在因開纖不足呈小纖維束階段 的玻璃長纖維强化材使得成型品中也存在著有外觀不良的 問題。因此,成型品的返覆衝擊特性也有更進一步改善的 空間。 至於其他的先前技術,特公平5 — 6 0 7 8 0號公報 則揭示,含纖維的第1熱可塑性樹脂與,具有比第1樹脂 更低之熔融溫度度的第2樹脂組合成樹脂組成物的提案。 而該組成物係,利用先行熔融第2樹脂包含第1樹脂的方 式抑制由第1樹脂造成的纖維彎曲,其結果係,能改善所 得成型品的强度,剛性,耐熱性。同時,經本發明者檢討 的結果,得知了下面的事情: 即,所得成型品中纖維彎曲情形確實已有改良(減少 ),但該成型品的機械性强度之改良程度依然不足,而具 有優良耐衝擊性的成型品,對其返覆衝擊特性則完全未改 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 A7
315S8S B7 五、發明説明(3 ) 善 ° 由上述的說明得知,非常希望有一種,因提高成型品 中的纖維分散性,使得成型品的輕量性,費用與功能性, 機械性强度及返覆衝擊性均優良的纖維强化樹脂組成物, 但至今尙未有充分滿意的組成物。因此,本發明係提供一 種能發揮上述各項優良特性的纖維强化組成物。’ 經本發明者就上述事性事情專心檢討的結果係,以聚 醯胺樹脂做爲樹脂母體的長纖維强化樹脂(A )之主膠料 配合轉化爲特定聚合物摻合物形態的樹脂稀釋材(B)而 形成特定組成的新穎長纖維强化樹脂組成物(C ),由該 組成物形成的成型品除具優越的延伸强度等機械强度外, 意外的其返覆衝擊特性也特性優異,本發明經重覆檢討的 結果,而達本發明的目的。本發明係,下面之「基本的構 成」及「改良構成1」〜「改良構成4」所記載構成的組 成物: (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 由 與的之之 ο 含 <%到述述 3 ,體 t 得前前 一 合合 W 而到 , 3 配聚 0煉得% 長 } 性 2 混而 t 有 A 晶 ~ 融,W 含 { 結 5 溶 } ο 中料煙 4 } B 6 體膠烯 } 2丨 一 母主之 1 b 材 ο 脂的質 b丨釋 1 樹 }改{脂稀爲 之 2 經脂樹脂量 ) a } 樹 胺樹含 1 < 2 烴醯的 } a 材 1 烯聚化 2 ί 化 5性0//0物 a } 脂强丨晶 t 合丨 成樹維類結 W 摻材 構胺纖酸之 ο 物化 的醯長羧} 8 合强 本聚、和1 ~ 聚維 基m飽 1 5 質纖 不 b 5 實長 . 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨0x297公釐) A7 B7 S15383 五、發明説明(4 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 長織維強化材(a2)以外之樹脂成分〔(al) + (b 1) + (b2)〕中結晶性聚烯烴樹脂(bl)含量爲 2 0〜4 5 w t %的長纖維強化聚合物摻合物樹脂組成物 (C )。 (改良構成1 ) 由聚醯胺樹脂6 0〜7 0重量%與結晶性聚烯烴樹脂 (bl) 40 〜25 重量%構成〔(bl) + (b2)= 1 0 0重量%〕的樹脂稀釋材〔B〕組成的〔基本的構成 〕所記載之長纖維強化聚合物摻合物樹脂組成物(C)· 〔改良構成2〕 由玻璃纖維、岩絨、金靥繊維與碳纖維群中選出的至 少一種,及/或全芳香族聚醯胺纖維與全芳香族聚酯纖維 群中選出的至少一種之長纖維強化材(a 2 )組成的〔基 本的構成〕及〔改良構成1〕所記載之長纖維強化聚合物 摻合物樹脂組成物(C) · 經濟部中央標準局員工消费合作社印袈 (改良構成4 ) 由聚醯胺樹脂(b2) 60〜75重量%與含有.改質 丙烯聚合體(bl)之結晶性聚丙烯樹脂(bl) 40〜 25 重量%構成〔(b + 1) + (b2) =100 重量% 〕的樹脂稀釋材(B)組成的〔基本的構成〕及〔改良構 成1〕〜〔改良構成3〕所記載之長纖維強化聚合物摻合 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4現格(210X297公釐) -7 - 經濟.那中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7___ 五、發明説明(5 ) 物樹脂組成物(C )。 (圖面的簡單說明)' 圖1 A係由本發明的長纖維强化聚合物摻合物樹脂組 成物而得到的射出成型平板之軟X線照片。 圖1 B係,由目前的纖維强化樹脂組成物而得到的射 出成犁平板之軟X線照片。 與本發明有關的長纖維强化聚合物摻合物樹脂(C ) 係,特定的主膠料(A)配合特定的樹脂稀釋材(B)而 得到的。以下詳細說明之。 〔主膠料(A )〕 本發明所使用的主膠料(A )(以下簡稱爲「成分( A )」含,做爲樹脂母體的聚醯胺樹脂(a 1 ) 「以下, 記載爲樹脂基料(a 1),或聚醯胺樹脂母體」與長纖維 强化材(a 2 )。 而樹脂母體之基本材料的聚醯胺樹脂(a 1 )的例子 如下,但非限於該例。 ♦開環加成聚合系:聚醯胺—6 (PA6) '聚醯胺一 11 (PA11)、聚醯胺―12 (P A 1 2 ); ♦共縮合聚合系:聚醯胺_6 ,6 (PA6 6) '聚醯胺 -6 ,10 (PA610)、聚醯胺_ 6,12(PA612)、MXD6( 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS〉A4規格(210X297公釐〉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央橾準局貝工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明(6) m —苯二甲胺與肥酸形成的)等; ♦上述的混成體:聚醯胺—6/聚醯胺一 6 6共縮合體等 , ♦上述2種以上的組成物(混合物) 上述之聚醯胺樹脂(尼龍)群中,就耐熱性與機械强 度的平衡等觀點而言,較好係聚醯胺一 6及聚醯胺一 6 6 。又,.於重視與後述樹脂稀釋材(B )的相溶性及低吸水 性(耐水性)之用途上,較好係聚醯胺- 1 1及聚醯胺- 1 2 ,聚醯胺—6 ,1 0 ,聚醢胺—6 ,1 2、MXD6 。於重視耐熱性(高熱變形溫度)之用途上,以M XD 6 最適合。 與該類樹脂母體(a 1 )配合,能使本發明之長纖維 强化樹脂組成物成爲「延伸强度」及「返復衝擊性」優異 之物的,做爲長纖維强化材(a 2 )的下面所述之物,於 必要時可適當運用。即,本發明中做爲長纖維强化材(a 2 )所使用的長纖維(a 2 )係,由無機纖維及有機纖維 中隨意選出。該無機纖維的例子如,玻璃纖維、石棉、金 屬纖維及碳纖維。該有機纖維的例子如,全芳香族聚醯胺 (商品名:魔法絲)纖維、全芳香族聚醋(商品名:肯蒲 拉)纖維等。 此等長纖維並非全以單纖絲形態使用,多數的情形係 使用以結合劑集束多條纖維的粗紗或橋式之形態。 以下就上述長纖維中以一般常用的玻璃纖維作爲主要 例子詳細說明。如果,去除以其他長纖維作爲强化材的情 本紙浪尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 t 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 _ 五、發明説明(7 ) 形,及有所特殊要求的情形外,其使用方式可與玻声長纖 維相同。 本發明能使用的玻璃製長纖維强化材較好係,供應作 爲樹脂强化用的一般性玻璃粗紗,其平均纖維徑係6〜 3 0 " m、單纖絲(集束)的條數係5 0 0〜6 0 0 0根 ,又以平均纖維徑9〜2 3 pm、單纖絲1 0 0 0〜 4 0 0.0根者較爲適用。就用途而言,也可以此等玻璃粗 紗2根以上之合絲形態使用。而本發明所使用的長纖維强 化顆粒(A)中的纖維長與該顆粒的長大致相同。即,切 斷由無端口之纖維拉絲成型的强化絲末的物質即是長纖維 强化顆粒。 含有此等樹脂母體(a 1 )及長纖維强化材(a 2 ) 的主膠料即,含有此最終濃度更高濃度之樹脂母體(a 1 )的長纖維强化樹脂組成物的製造方法係,下面所示已知 的「拉絲成型法(裝置)」中任何一種方法(裝置),並 無限制: 即,將熔融的聚醯胺樹脂(a 1 )及,與該樹脂成交 叉方向的粗紗式之長纖維强化材(長纖維束)(a 2 )導 入直角進料模頭中,沿著長纖維强化材(a 2 )的流路配 置複數長纖維强化材,又,各 之間以平行且保持一定間 隔的方式穿過十字頭內設置的障壁及金屬板,蛇行化長纖 維强化材(a 2 ),同時利用與障壁及金屬板之周面接觸 並開鬆該纖維,再於開鬆後的纖維間浸漬熔融樹脂後,退 出已成型單絲。冷卻該單絲後,造粒成長3〜3 〇 m m, 本紙張尺度通用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 10 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 A7 B7 315383 五、發明説明(8 ) 又以6〜2 5mm較好,最好係9〜2 Omm的顆粒。如 上述所載,該顆粒長係長纖維强化材長。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 强化顆粒中的纖維强化材平均長,即,以避免使用顆 粒平均長不足3 mm者爲佳。其理由係,發現由平均長不 足3 m m之顆粒得到的成型品只有小幅度改良機械强度、 耐衝擊·性及返覆衝擊特性等任何一種性能。另外,也應避 免使用平均長超過3 0 mm之極長顆粒較好。其理由係, 使用極長顆粒時,因一般的射出成型機容易產生由斗到螺 旋的進料困難,因此,往往須對料斗中的極長顆粒與稀釋 樹脂之間進行分級。 (樹脂稀釋材(B )) 本發明所使用的樹脂稀釋材(B )係,實質的聚合物 摻合物化之物,由特定的結晶性聚烯烴樹脂(b 1 )及聚 醢胺(b 2 )而得到的。 結晶性聚烯烴樹脂(b 1 )係含改質烯烴結晶性聚合 體(b 1 1 )。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 於本發明中,該結晶性聚烯烴樹脂(b 1 )的全部量 爲改質烯烴結晶性聚合體(b 1 1 )也無礙。 另外,該改質烯烴結晶性聚合體(b 1 1 )係,經不 飽和羧酸,或其酸酐 '或其誘導體(以下總稱爲「不飽和 竣酸類」)之改質劑實質改質的。該經不飽和羧酸類實質 改質的改質烯烴結晶性聚合體例如可以係,結晶性聚烯烴 樹脂接板反應此等改質劑而得到的改質丙烯結晶性聚合體 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 11
經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 五、發明説明(9 ) 單體,也可以係該單體與非改質結晶性聚烯烴樹脂的混合 物。 此般改質烯烴結晶性聚合體(b11)使用基材而得 到的聚合體例如,聚乙烯、聚丙烯、聚一 1 一丁烯、或聚 ·— 4 一甲基_1 —戊烯等,又以聚丙烯特別好。做爲此等 改質結晶性烯烴聚合體之原料的烯烴聚合體或做爲非改質 烯烴結晶性聚合體,使用的烯烴聚合體較好係,結晶性單 獨聚合體及,.與2種以上之烯烴的結晶性共聚合體。 做爲改質劑的不飽和羧酸類的具體例子如,丙烯酸、 甲基丙烯酸、馬來酸、衣康酸、四氫化苯二酸、及原冰片 烯二羧酸等之1種以上,或此等的酸酐物如無水馬來酸、 無水衣康酸、無水四氯化苯二酸及無水降茨二羧酸等之酸 酐物的1種以上之物。其中,就實用性能而言最好的係無水 馬來酸,另外地也可使用此等的酸誘導體。爲了使烯烴結 晶性聚合體接枝結合改質劑較好係與自由基引發劑共存。 又,樹脂稀釋材(B),可以係由改質烯烴結晶性聚 合體(b 1 1 )與聚醯胺樹脂起實質化學反應形成聚合物 摻合物化,也可以係上述接枝改質烯烴結晶性聚合體以外 的經不飽和羧酸類改質的烯烴結晶性聚合體,例如,含有 離子鍵聚合物樹脂,或併有,與含有羧基以外之極性基的 氨基或羧基中至少一種結合得到的基的聚合體。 本發明的改質烯烴結晶性聚合體(b 1 1 )中,與基 材之烯烴結晶性聚合體(也包含共聚合體)(bl)接枝 的改質劑之不飽和羧酸類單位,例如,一般含量係 ( CNS ) A4*?^ ( 210 X 297/^¾ ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -* 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(10) 0. 01〜1重量%,又以0. 05〜0. 5重量%較好 〇 而樹脂稀釋材(B )形成用的聚醯胺樹脂(b 2 )可 以係,由樹脂母體所使用的相同的各種聚醯胺中選出。較 好係使用與樹脂母體(a 1 )之聚醯胺樹脂相同的聚醯胺 樹脂。 本發明係由,熔融混合此般的結晶性聚丙烯樹脂(b 1 )與聚醯胺樹脂(b 2 ),於改質丙烯結晶性聚合體( b 1 1 )與聚醢胺樹脂(b 2 )之間形成實質化學結合的 聚合物摻合物化而得到的。 此處的「形成實質的化學結合」係指,所得物的沸騰 二甲苯抽出殘渣之比率較所配合的聚醯胺樹脂(b 2 )之 比率具有高有效差。 即,該現象係表示,聚醯胺分子間產生化學結合,使 得聚丙烯分子無法抽出而殘留者,因後者與聚醯胺樹脂化 學結合,因此以沸騰二甲苯也難以抽出。 又,該聚合物摻合物化的樹脂稀釋材(B )可利用其 他的方法,即,同時熔融混練結晶性聚烯烴樹脂(b 1 ) 、不飽和羧酸類較好係無水馬來酸之改質劑及聚醯胺樹脂 (b 2 ) 3者,使改質後的聚烯烴結晶性聚合體(b 1 1 )與聚醯胺樹脂(b 2 )之間能產生實質的,如上述所觀 測之實驗事寅程度的化學結合之方法而製得。 而聚合物摻合物化之樹脂稀釋材(B )中結晶性聚丙 烯樹脂(b 1 )之含有比率較好係比對該組成物(B )爲 本紙張尺度適用中國國家梯準(CNS)A4規格( 210X297公釐)^ - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五 發明説明 11) 1 2 0 4 5 W t % 〇 而 且 該 含 量 應 避 免 於 1 5 W t % 以 下 1 f 〇 其 理 由 係 9 由 最 終 組 成 物 形 成 的 成 型 體 (UZ* 之 反 復 衝 擊 特 性 I 1 差 ( 參 考 比 較 例 2 ) , 該 現 象 可 解 釋 爲 > 因 最 終 組 成 物 ( I 請 1 I C ) 中 9 結 晶 性 聚 丙 烯 樹 脂 ( b 1 ) 的 含 量 低 於 下 限 而 造 it 聞 I 1 成 的 〇 背 1 另 外 聚 合 物 摻 合 物 稀 釋 材 ( B ) 中 結 晶 性 聚 丙 烯 樹 注 意 1 I 脂 ( b. 1 )的 含 有 比 率 也 應 避 免 超 過 4 5 W t % 之 範 圍 0 事 項 1 | 再 1 該 情 形 下 9 最 終 生 成 物 成 分 ( b 1 ) 的 量 9 能 於 本 發 明 的 填 窝 •7 本 Λ I 範 圍 內 將 可 避 免 機 械 性 强 度 及 返 復 衝 擊 特 性 低 劣 〇 即 9 頁 1 I 假 若 最 終 組 成 的 上 述 含 有 比 係 於 本 發 明 範 圍 內 而 結 晶 性 I ι 聚 丙 烯 樹 脂 ( b 1 ) 之 含 有 比 率 超 過 4 5 W t % 時 會 造 成 1 I 容 積 比 超 過 5 0 % 0 1 訂 I 由 上 述 所 得 的 結 果 係 可 擁 有 以 結 晶 性 聚 丙 烯 樹 脂 ( I 1 I b 1 ) 爲 母 體 方 面 聚 醯 胺 樹 脂 ( a 1 ) + ( b 2 ) ) 1 1 爲 分 散 體 方 面 的 海 島 ( 前 者 係 厂 海 J > 後 者 係 厂 島 J ) 構 1 1 造 0 因 此 5 聚 合 物 摻 合 物 化 的 樹 脂 稀 釋 材 ( B ) 之 熔 點 與 | 所 使 用 的 結 晶 性 聚 丙 稀 樹 脂 ( b 1 ) 之 熔 點 相 同 9 其 結 果 1 I 如 特 公 平 5 — 6 0 7 8 0 號 公 報 所 記 載 的 於 成 形 階 段 能 i 1 I 確 實 抑 制 長 纖 維 的 彎 曲 〇 1 i 相 反 的 , 若 該 組 成 物 係 來 白 主 膠 料 中 之 樹 脂 母 體 的 聚 1 醯 胺 樹 脂 ( a 1 ) 與 擔 任 樹 脂 稀 釋 材 ( B ) 之 — 翼 的 Γ 稀 1 釋 材 用 的 聚 醯 胺 樹 脂 ( b 2 ) 及 改 質 丙 嫌 結 晶 性 聚 合 體 ( 1 I b 1 1 ) 時 將 難 有 均 一 的 聚 合 物 摻 合 物 化 使 得 最 終 組 成 I 物 ( C ) 形 成 的 "f 成 型 品 將 難 於 提 高 其 機 械 性 强 度 及 返 復 衝 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標阵(CNS ) A4規格(210X297公釐) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 〇1^383 A7 ____B7_五、發明説明(12) 擊特性。 _ (長纖維强化材聚合物摻合物樹脂(C )) 本發明的長纖維强化聚合物摻合物樹脂組成物(C ) 係,以聚合物摻合物樹脂稀釋材(B )稀釋上述主膠料( A )製得的。製造的方法則係,例如乾混各別之顆粒的方 法。或主膠料(A )於上述「拉絲成形」時,於絲未狀之 主膠料(A )的周圍擠出被覆聚合物摻合物化之樹脂稀釋 材(B )後造粒的方法。 將最終組物(C )稀釋成,其中的纖維强化材(a 2 )含量1 0〜6 0 w t %,纖維强化材以外之樹脂成分〔 (a 1 ) + ( b 1 ) + ( b 2 )〕中,結晶性聚丙烯樹脂 (b 1 )含量2 0〜4 5w t%。若結晶性聚丙烯樹脂( b 1 )含量低於1 7wt% (比較例7 )或超過4 5wt %時,機械性强度及返復衝擊特性低劣,所以應避免之。 其理由係無法付予成型品充分的補强效果(比較例6 )。 其原因係,付予所得成型品之補强效果飽和的結果,係完 全無經濟實益,以及,結果的結晶性聚烯烴樹脂含量低落 ,使得返復覆衝擊特性差。 利用本發明之長纖維强化聚合物摻合物樹脂組成物成 型各種型式物的方法,以射出成型法最適宜。該方法係, 利用螺旋全長(L )比對螺旋直徑(D )的比率(l / D )8〜2 5之螺旋,於壓縮比1. 5〜2. 5程度下射出 成型的。 本紙張尺度適用+國國家標準(〇奶)八4規格(2丨0><297公釐)_ "— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ___B7 五、發明説明(13) 於該條件下的射出成型法,可充分實現本發明巧期待 的效果’即’成型品中長纖維高度分散,提高成型品中延 伸强度及成型品的返覆衝擊特性(耐久次數)。 t施例的評估 (1 )成型品中的長纖維分散性 以射出成型方式形成平板,其內部的長纖維之分散狀 態以軟X線觀察。結果以下面方式記錄。 〇(良好):長纖維的分散性良好,看不到長纖維束 0 X (不良):可散具長纖維的分配不均,而且看得到 多數的長纖維束。 圖1之狀態圖係實際的分散狀態的典型複製圖。圖1 中(a )所顯示的分散性良好之軟線像係以本發明之各組 成物作成的成型品之軟X線像,而(b )所顯示的分散性 不良或稍不良之像係以比較例的各組成物作成成型品之軟 線像。 (2 )延伸强度 以JIS K—7113爲標準。試驗片係使用 J I S 1號試驗片。 (3 )返覆衝擊特性 將J I S K — 7 1 1所記載的艾佐德試驗片設置於 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、tT 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 16 A7 B7 -年二4日 修正 補充 經濟部中央樣準局貞工消費合作社印製 五、發明説明(14 ) 艾佐德衝擊試驗機上,由7 5度上揚角度返覆升降4 0 k g的錘,至試驗片破壞爲止,數其升降次數。 (4) 樹脂的流動起點 •測定裝置:島津流速測驗器一 CF I - 5 00型 •測定方法:等速昇溫法 •測定條件:昇溫速度3 °C / mi η ;荷重100 kgf;胎具的:L/D= 10/0.5。 (5) 北學結合形成的有無確認 以沸騰二甲苯抽出法確認樹脂稀釋材顆粒(B )有無 形成化學結合。測定的方法及條件係,以沸騰二甲苯抽出 5 g的試料顆粒,測定其抽出殘渣量。以下面的基準判定 化學結合生成的有無。而聚醯胺的配合率係以(b 2 ) / {(bl) + (b2)}表示其值。 ♦無化學結合:當殘渣量與聚醯胺樹脂的配合率大致相同 時 ♦有化學結合··殘渣量比聚醯胺樹脂的配合率多1 0重量 %時》 實施例1〜4·及比較例1、2 於附有直角進料模頭的押出機先端導入熔融的聚醯胺 樹脂(a 1 )之樹脂母體與玻璃製的長纖維粗紗之長繊維 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -17 - A7 _B7____ 五、發明説明(15) 强化材(a 2 ),開鬆纖維束或單獨纖維,於纖維間浸潰 熔融樹脂,拉絲形成絲束。依表中所記載的平均長度切斷 該絲束作成長纖維强化顆粒。所得的長纖維强化顆粒(A )係,P A 6中含有玻璃製長纖維8 0 w t %的主膠料顆 粒(A ) 上述的主膠料顆粒(A)係,使用聚醯胺樹脂(a 1 )PA. 6 〔商品名「CM1007」(東連公司製)〕, 以及,做爲長纖維强化材(a 2 )的玻璃製之長纖維粗紗 (a 2 )〔平均單纖維徑1 7"m,集束根數4 0 0 〇根 ,t ex支2 3 1 Og/km (日本電氣硝子公司製)〕 Ο 另外,將無水馬來酸(b 1 2 )接枝反應後的改質丙 烯結晶性聚合體(b 1 1 )(無水馬來酸單位含量〇 . 3 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) w t % = 0 . 06med)與上述的 PA6 (b2),依 照表中所規定的比率裝入押出機,於押出機中熔融混煉( 溫度2 5 0 Ό )後,擠出於前述兩者間生成實質化學結合 的聚合物摻合化之樹脂稀釋材(B),切成所規定之長度 ,即,作爲玻璃製之長纖維强化的顆粒(平均長3 m m ) Ο 乾混前者5 0 w t %及後者5 0 w t %供應給射出成 型機(L/D=20;壓縮比1. 8),經射出成型(溫 度2 5 0 °C )作成平板及其他各種試驗片。結果與比較例 一起記載於表1。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐)_ ^ g A7 B7 五、發明説明(16) 實施例5與6及比較例3〜8 除了,以玻璃製長纖維强化材(a 2 )强化的樹脂主 膠料(A )中做爲樹脂母材的聚醯胺樹脂(a 1 ),及做 爲長纖維强化材(a 2 )之玻璃製長織維强化材的含量, 及主膠料顆粒的平均長,及聚合物摻合物稀釋材(B )中 結晶性聚丙烯樹脂〔(b + 1 )十(b 1 1 )〕與聚醯胺 樹脂(b 2 )之比率,及樹脂主膠料(A)與聚合物摻合 物稀釋材(B )之混比等依照表中所記載的方式,以外, 其他同實施例1製造最終組成物,再使用該組成物製成試 驗片進行各項評估。結果記載於表2 (比較例8於表3) 0 實施例7 以無水馬來酸的接枝反應改質的改質聚丙嫌(b 1 ) 1 〇 w t %,以及非改質聚丙烯樹脂(b 1 ) 2 0 w t % 取代實施例1所使用之物與相同的P A 6 7 0 w t %之 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 比率裝入押出機熔融混練。所得的聚合物摻合物化之樹脂 稀釋材(B )除了做爲顆粒使用以外,因實施例1製造最 終組成物(C ),再製成各種試驗片進行各項評估。結果 記載於表3。 實施例8 除了調製以長纖維强化聚醯胺樹脂(a 1 ) p A 6 6 〔商品名:CM3 0 0 7 (東進公司製)〕的樹脂主膠料 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 19 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 A7 ____B7 _ 五、發明説明(17) (A ),與聚合物摻合物化之樹脂稀釋材顆粒(B )以外 ’其他同實施例1作成試驗片進行各項評估。結果記載於 表3。 比較例9 所使用的押出機係含有,於通常的料上即第1料上中 加入機筒途中塡充料投入用的料斗即第2料斗,由第1料 斗投入無水馬來酸接枝反應後的改質丙烯烴結晶性聚合體 (b 1 1 )與實施例1相同的p a 6 ( a 1 ),以前者/ 後者=2 2 / 7 8 ( w t % )之比率混合的混合物。 由第2料斗投入短玻璃絲毡〔平均單纖維徑1 3 p m ’短玻璃平均長3mm (日本電氣硝子公司製)〕熔融混 煉,以絲束狀擠出,將該絲未切成平均長3. 5mm的强 化顆粒〔含有4 0 w t %之玻璃製纖維强化材〕。 測定該强化顆粒中所存的纖維强化材平均長係 〇 . 8 8 m m。以不經稀釋材稀釋的該强化顆粒,製作與 實施例1相同的試驗片進行評估。結果記載於表3。 比較例1 0 利用與比較例9相同的押出機熔融煉,由第1料斗投 入的與實施例1相同的P A 6 ( a 1 ),與,由第2料斗 投入的與比較例9相同的短玻璃絲毡(a 2 ),以絲未狀 擠出後,將該複合絲未切成平均長3 . 5 m m的主膠料顆 粒(A )。該主膠料(A )係,含有6 0 vv t %之玻璃纖 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)_ _ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 A7 315383 _B7 五、發明説明(18) 維强化材的聚醯胺樹脂(a 1 )顆粒。 測定該主膠料顆料(A )中所殘存的纖維强化材平均 長係0_ 8 5mm。以比對該主膠料顆粒(a) 67wt (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) %乾混與實施例1相同的稀釋材顆粒(B) 3 3wt%, 將最終組成物(C )中的玻璃纖維强化材含量,最終樹脂 成分中的結晶性聚丙烯樹脂〔(b + 1 ) + ( b 1 1 )〕 含量調整與比較例9相同之値。再將所得的最終組成物( C )供應給射出成型機,製作與實施例1相同的試驗片之 平板及各種試樣進行評估。結果記載於表3。 <實驗結果的分析> 本發明實施例1〜8所得的成型品中,纖維强化材分 散良好,使得成型品延伸强度優異,同時返覆衝擊特性也 良好。(表1、2及3)。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 比較例1則係,樹脂稀釋材(B )中改質丙烯結晶性 聚合體(b 1 1 )比率過小,並且比對最終組成物(C ) 全體的改質丙烯結晶性聚合體(b 1 1 )含量也過低的例 子。成型品係改良過延伸强度之物,但返覆衝擊特性差。 比較例2係,樹脂稀釋材(B )中改質丙烯結晶性聚 合體(b 1 1 )之含量過大的例子。所得成型品於延伸强 度返覆衝擊特性均不充足。 比較例3係,以改質丙烯結晶性聚合體(b 1 1 )單 獨做爲樹脂稀釋劑(B )(非聚合物摻合物化)的例子, 同時也是,以具有比第一熱可塑性樹脂(A )低融點之( 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)_ _ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _ B7 五、發明説明(19) B )組合(A )的例子,於本發明範圍內的最終組成物所 得成品於延伸强度及返覆衝擊强度均不充足(表2 )。 比較例4係,以改質丙烯結晶性聚合體做爲樹脂母體 使用,製作長纖維强化樹脂之充膠料(A ),再配合做爲 樹脂稀釋# ( B )之聚醯胺樹脂(b 2 )的例子。於本發 明範圍內的最終組成物的所得成型品於延伸强度及返覆衝 擊强度係完全沒有改良(表2 )。 比較例5係,主膠料(A )之顆粒長過長的例子,一 於成型機之料斗內的長纖維强化樹脂之主膠料顆粒與樹脂 稀釋材(B )之間產生分級的結果,使得成型品相當分歧 (無沒得到一定品質的成型品)(表2 )。 比較例6係,最終組成物(C )中玻璃長纖維强化材 (a 2 )含量過少的例子,所得成型品於延伸强度及返覆 衝擊强度均惡劣(表2 )。 比較例7係,最終組成物(C )中,玻璃强化材(a 2 )含量過多的例子,所得成型品於延伸强度具有高値, 但,最終組成物(C )中改質丙烯結晶性聚合體(b 1 1 )含量過低的結果,使得成型品於返覆衝擊强度係低値( 表2 )。 比較例8係,熔融混煉以馬來酸接枝反應改質的改改 質丙烯結晶性聚合體(b 1 1 )及P A ( 6 ),所得的聚 合物摻合物樹脂做爲母體〔=主膠料(A )〕調製長纖維 化樹脂的,因此該比較例並無樹脂稀釋材配合。於本發明 範圍內的最終組成的所得成型品中纖維强化材(a 2 )分 本紙張尺度適用中國國家樣準(CNS)A4規格( 210X297公釐)-92 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 A7 _______B7 五、發明説明(20) 散性差,於成型品並未發現所希望的延伸强度(表3 )。 比較例9則係,以短纖維做爲纖維强化材,使用比較 例8相同的母體形成試驗片。成型試驗片於延伸强度及返 覆衝擊特性中任何一種均不及由本發明最終組成物(C ) 所形成試驗片的評估結果(表3 )。 比較例1 0係,主膠料(A )以短纖維爲纖維强化材 ’且不拘於配合本發明聚合物摻合物化的特定樹脂稀釋材 (B ),所得試驗片比較比較例9的於延伸强度及返覆衝 擊特性係完全未改良(表3 )。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) M規格(210X297公釐)π0 * 16 A7 B7 五、發明説明(21) 表 1 實驗番號 實施例 比較例 實驗內容 1 2 3 4 1 2 最終組成物中GF含有置(we (:¾) 40 40 40 40 40 40 最終樹脂中PP含有S(weU) 25 33 33 33 13 42 毛膠料(A)比率(》t« 50 50 50 50 50 50 (al)母體樹脂(wt%) PA6 20 PA6 20 PA6 20 PA6 20 PA6 20 PA6 20 (a2)GF 含有SUM) 80 80 80 80 80 80 平均長(mm) 10 10 6 25 10 10 樹脂稀釋材(B)的比率(wW) 50 50 50 50 50 50 PP[(bl) + (bll)比率(wt*) 30 40 40 40 15 50 PA(b2) 比率(wt*) 70 60 60 60 85 50 聚合物摻合物化(有/無) 有 有 有 有 有 有 (al) 236 236 236 236 236 236 流動開始點(°C)(B) 236 236 236 236 236 181 成形品中的纖維分散性(-) 〇 〇 〇 〇 〇 〇 成形品的延伸强度(MPa) 274 272 270 275 279 193 成形品的返覆衝擊特性(回) 144 123 105 141 32 31 GF:玻璃纖維强化材 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -· -9 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS )八4規格(210 X 297公釐) 24 315383 A7 B7 五、發明説明(μ) 表 2 實驗番猇 實施例 比較例 實驗內容 最終組成物中GF含有SUetW 最終樹脂中PP含有里:(wet« 15 29 56 27 40 33 42 31 ο 3 4 3 5 3 毛膠料(A)比率(wC%〉 38 70 80 60 ο 5 7 U1)母體樹脂(w“) (a2)GF 含有SUtW 平均長(ΒΠΒ) ΡΑ6 60 40 10 ΡΑ6 20 80 10 ΡΑ6 50 50 10 ΡΑ6 30 70 10 ο 5 8 3 ο ο 3 1 樹脂稀釋材(Β)的比率(*t%) 62 30 20 40 ο 5 3 8 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) PP[(bl) + (bll)比率 U“) PA(b2) 比率(we%) 聚合物摻合物化(有/無) 40 60 有 40 60 有 100 100 無 無 40 60 有 40 60 有 訂 (al) 流動開始點ΓΟ(Β) 236 236 236 236 236 181 181 236 236 236 236 236 成形品中的纖維分散性(-) 〇 〇 Ο Ο 成形品的延伸强度(MPa) 149 284 200 159 成形品的返覆衝擊特性(回) 74 147 12 10 Ο 〇 52 1 GF:玻璃織維强化材 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格( 210X297公釐)_ & - A7 B7 五、發明説明(23) 表 3 實驗番號 寅施例 比較例 實驗內容 1 2 3 9 10 最終組成物中GF含有置(wet« 40 40 40 40 40 最終樹脂中PP含有S(wet%) 25 33 33 22 22 毛膠料(A)比率(wt%) 50 50 100 100(短) 7(短) U1)母腌樹脂(wt%) PA6 20 PA6 20 PA6 ALY60 PA6 ALY 60 PA6 40 - - MPP - - (a2)GF 含有置(wU) 80 80 40 40 60 平均長(Μ) 10 10 10 0.88 0.85 樹脂稀釋材(Β〉的比率(wt« 50 50 - - 33 PP[(bl) + (bll)比率(wU) 30 40 - - 40 PA(b2) 比率(wt«) 70 60 - - 60 聚合物摻合物化(有/無) 有 有 無 無 有 (al) 236 277 236 236 236 流動開始點(°C)(B) 236 277 - - 236 成形品中的纖維分散性(3 〇 〇 X 〇 〇 成形品的延伸强度(MPa) 273 271 167 153 155 成形品的返覆衝擊特性(回) 138 125 42 3 2 GF:玻璃纖維强化材:ALY聚合物摻合物;MPP改質丙烯重合體;短:短纖維强化材 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Λ 、-° 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) 26 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 〇15383 a7 B7五、發明説明(Μ) 發明之效果 '由上述可知,本發明長纖維强化樹脂組成物(C )能 表現出下面各種效果: (1 )成型品中長纖維强化材高度分散的結果,所得成型 品於延伸强度及返覆衝擊强度均非常的優異。 (2 )本發明長纖維强化樹脂組成物(C )適用於種之工 業零件,特別是利用高機械强度與返覆衝擊特性生產物的 汽車及車輛用零件例如保險桿、輪胎蓋、底盤等,又,屋 外送風器、冷水塔等的渦輪及電動工具零件等用途上。 (3 )若以射出成型法,因具有本發明希望的效果,即, 成型品中長纖維的均一分散性,因此可高度實現成形品中 延伸强度的提升及成型品返覆衝擊特性(耐久次數)增加 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格( 210X297公釐).97 _