TWI224116B - Molded part with better short-time deflection temperature under load properties - Google Patents

Description

1224116 五、發明説明（1 ) 詳細說明 本發明係關於用以製造在負荷特性下具有較佳短時 間偏轉溫度之模塑零件之方法以及根據本發明所製造之 模塑零件。 在電氣和電子工業中，由於各種焊接方法例如逆流 或波焊接，對於具有高短時期熱負荷之某些模塑零件的 高尺寸穩定性之要求日增。此處，260 °C至450 °C之溫 度尖峰在至多30秒的時窗以內發生。此特別應用至 SMD組件（表面安裝之裝置）及MIDS(模塑之互連裝置， 即：空間電路載體）。關於此項應用，通常使用於電氣 和電子工業中之基於聚酯例如聚對苯二甲酸一乙二酯之 強化玻璃纖維及自熄之模塑化合物僅滿足此等要求達極 有限程度。當使用不含鉛之焊料時，特別是該種情況， 於此情況，焊接溫度是大槪3(TC高於使用含鉛之焊料。 關於歷經熱負荷之模塑零件，較高程度的穩定性可 經由使用/3射線或7射照射它而獲得。較高程度的負載 性之原因可能是由於聚合物骨架之交聯。爲了增加此效 果，通常添加交聯強化劑作爲一種添加劑。當聚合物骨 架中之聚酯模塑化合物含有烯屬共價鍵時，經由照射例 如此處所述之交聯亦可獲得，此等可通過當正製造聚酯 時，與不飽和單體例如2-丁烯-1，4-二醇之共縮聚予以 引入。例如此處之模塑零件記述於歐洲專利案A 0 5 5 9 072及A 0 669 360及A 0 679 689等中。照射方法的缺 點是顯然可見：它需要昂貴設備且通常需要附加之後勤 -3- 1224116 五、發明説明（2 ) 程序。當將零件通常經由外界公司予以照射時，因此使 得該程序昂貴且耗時。 本發明的任務是避免此等缺點且特別，能達到甚至 更高之熱負載。 此任務經由一種方法予以說明；其中模塑零件係由 聚酯模塑化合物所組成，此化合物含有： a) 35至100重量％之熱塑性聚酯 b) 0至6 0重量％之塡料或增強材料 c) 〇至20重量％之衝擊改性橡膠 d) 〇至30重量％之阻燃劑 e) 0至20重量％之增效劑及 f) 〇至5重量％之其他添加劑及/或處理劑 將模塑零件在180°至25 0°C間之溫度下，宜在190 °C至23 0°C，特別宜在200°C至220°C下處理歷至少1 小時之一段時間，宜自2至24小時，特別宜歷4至1 8 小時。 本發明的另外主題是根據此方法所製造之模塑零件。 聚酯係根據所熟知方法經由酯化或轉酯化反應及於 觸媒之存在下，使有機二羧酸或其形成聚酯之衍生物與 各自之二醇隨後縮聚予以製造。 適當之二羧酸是脂族、環脂族或芳族酸。彼等具有2 至36個C原子（宜爲4至18個C原子）在碳骨架中。舉 例而言1，4-環己烷二羧酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、癸 二羧酸、二聚脂肪酸、酞酸、異酞酸、對苯二酸、萘二 -4- 1224116 五、發明説明（3 ) 羧酸，4,4，-二苯基二羧酸、4,4’-二苯基碾二羧酸、 4,4，-二苯醚二羧酸、3-己烯-1，6-二羧酸、3-辛烯-1,8-二羧酸、10-幵烯-1，20·二羧酸或四氫酞酸。可將二羧酸 個別採用或以混合物形式採用。 關於二醇，可使用具碳骨架中具有2至12C原子之 烷二醇、烯二醇或環烷二醇。舉例而言，乙二醇、丁二 醇-1，4、己二醇-1，6、1，4或1，3_二甲基環己烷、新戊二 醇、2-丁烯二醇-1,4、3-己烯二醇-1，6、2-戊二醇-1，5 或3-甲基-2-戊烯二醇-1，5均適合。二醇類可個別採用 或以混合物形式採用。 在縮聚過程後，聚酯通常顯示：50至2 00立方厘米/ 克之範圍內（宜是70至180立方厘米/克）之黏度値， 係根據DIN(德國工業標準）53 728/ISO 1 628，第5部 份在25 °C下於0.5 %酚/鄰二氯苯溶液（重量比1 ·· 1)中 所量計。 本發明的範圍內之較佳聚酯是聚對苯二甲酸乙二酯 、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚2,6-萘二甲酸乙二酯及聚2,6-萘二甲酸丁二酯，係同元聚合 物或共聚物。 在本發明之另外較佳具體實施例中，聚酯含有烯屬 共價鍵其係經由不飽和單體，即：經由一種不飽和二醇 及/或一種不飽和二羧酸予以引入。二醇組分和二羧酸 組分兩者可含有〇·1至100莫耳百分比之不飽和單體單 元。 1224116 五、發明説明（4 ) 特佳者是聚酯係自下列單體所衍生之單體單元所組 成。 一對苯二甲酸及/或2,6-萘二羧酸 一 〇至99.9莫耳百分比，宜係75至9〇莫耳百分比， 丁二醇-1,4 一 100至0·1莫耳百分比，宜係25至10莫耳百分比， 2-丁 烯二醇-1，4 聚酯模塑化合物可含有多達60重量％、宜係ο.!至 50重量％ ’而特別宜係5至45重量％之纖維葉狀片或 顆粒形狀之塡料或增強劑或此等物料之混合物。 纖維形狀之塡料或增強材料之實例是玻璃纖維、碳 纖維、芳族聚醯胺纖維、鈦酸鉀纖維及纖維形狀之矽酸 鹽例如矽灰石。 葉片形狀塡料或增強劑，舉例而言，是雲母、滑石 或石墨。 顆粒形狀塡料或增強材料的實例是玻璃圓球、石英 粉末、高嶺土、氮化硼、碳酸鈣、硫酸鋇、矽酸鹽、氮 化矽、二氧化鈦、及鎂或鋁之氧化物或水合之氧化物。 聚酯模塑化合物亦可含有阻燃劑其數量是0至30重 量％。可使用所有種類之阻燃劑其通常使用於聚酯模塑 化合物中者，舉例而言，多鹵聯苯、多鹵二苯醚、多鹵 酞酸及其衍生物、多鹵低碳酸鹽及聚碳酸酯或鹵化之聚 苯乙烯，在此情況中，各自之溴化合物極爲有效；三聚 氰胺氰尿酸酯、三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺焦磷酸酯、 -6· 1224116 五、發明説明（5 ) 元素之紅磷、各種有機磷化合物例如膦酸鹽、次膦酸鹽 、亞膦酸鹽、膦化氧例如三苯膦氧化物、磷化氫、亞磷 酸鹽或磷酸酯例如磷酸三苯酯。其他適當阻燃劑是含有 磷-氮鍵之化合物，例如膦羧基腈氯化物、磷酸酯醯胺 、磷酸醯胺、膦酸醯胺、次磷酸醯胺、参（氮丙啶）膦的 氧化物或四羥甲基氯化鐵。 如果使用阻燃劑，亦可使用增效劑其數量高達20重 量％、宜0.1至1 5重量％。適當增效劑之實例是鎘、鋅 、鋁、銀、鐵、銅、銻、錫、鎂、錳、釩和硼的化合物 。特別適合化合物，舉例而言，是金屬的氧化物、以及 碳酸鹽或氧化碳酸鹽，有機或無機酸之氫氧化物和鹽類 例如乙酸鹽或磷酸鹽或磷酸氫鹽及硫酸鹽。 模塑化合物亦可含有其他添加劑及/或處理劑，例如 抗氧化劑、熱穩定劑、光穩定劑、著色劑、顏料、潤滑 劑、脫模劑或流動助劑。 聚酯模塑化合物可根據所熟知方法經由在習見之混 合設施中，特別是雙螺桿擠壓機中混合並擠壓原料予以 製造。將它擠壓後，將擠出物冷卻，粉碎並乾燥。 在所有適當方法之協助下，舉例而言，射出成型或 擠壓，可使用以如此方式所製成之聚酯模塑化合物來製 造模塑零件。此等模塑零件的實例是插頭連接器、繞絲 管、電容器盒、開關、外殼組件或電容器薄膜。 熱處理可經由任何所熟知方法予以進行，例如在乾 燥櫥中、空氣中、在保護氣體下或在真空中。對於改良 1224116 五、發明説明（6 ) 在負荷特性下短時間偏轉溫度，此不具有顯著影響。如 果將化合物在空氣中熱處理所發生之任何褪色可經由在 保護氣體或真空中操作而予防止。可能使用之主要保護 氣體是氮或氬。 在各實例中使用下列模塑化合物： 模塑化合物1 含有下列組份之聚酯模塑化合物： 54重量％ 聚對苯二甲酸丁二酯，具有107立方厘米/ 克的黏度値J，係根據DIN 5 3 72 8/1 SO 1 628第5部份，在25 °C下，於0.5克，聚 酯在毫升之酚/鄰二氯苯（重量比1: 1)的溶液中所量計。 3 0重量％ 玻璃纖維 1 〇重量％ 含溴之阻燃劑 〇 . 5重量％ 穩定劑和脫模劑 5.5重量％ 三氧化銻 模塑化合物2 該聚酯模塑化合物與模塑化合物1之不同僅在：它 含有20重量％的聚對苯二甲酸丁二酯，其他34%的聚 對苯二甲酸丁二酯係由自下列化合物所製造之共聚酯所 替代：自對苯二甲酸二甲酯與丁（烷）_1，4_二醇和2_丁 烯-1,4-二醇之混合物其中18莫耳百分數的二醇組份係 自2 - 丁烯-1，4 -二醇所衍生。 1.6毫米厚UL桿（模塑化合物1和2)及繞絲管（模塑 1224116 五、發明説明（7 ) 化合物2)藉射出成型自模塑化合物予以製成。 將自模塑化合物2所製造之一些模塑零件根據現代 技術水準使用/5射線處理，使其餘模塑零件歷經根據本 發明之熱處理。 使自模塑化合物1所製造之模塑零件歷經與自模塑 化合物2所造之模塑零件相同熱處理。 熱處理在210°C之循環空氣加熱橱中進行歷最大24 小時的一段時間（在空氣中）。 在不同處理時間或輻射劑量後，將在負荷下之短時 間偏轉溫度使用交聯試驗機（“焊料鐵試驗”）測定。此試 驗包括經由在1 5 0克之壓力時，使用具有1毫米直徑之 可加熱點穿透樣品之表面達到0 · 1毫米深度而測定溫度 。在測量期間，將試驗點之溫度儘可能保持恒定。 結果示於表1及表2中。 表_丄：照射交聯來自模塑化合物2之模塑零件 (照射持續高達24小時） 輻射劑量[kGy] 在負荷下之短時間偏轉溫度[°C ] 1.6毫米桿 繞絲筒 0 250 250 200 3 12 270 250 326 282 300 338 292 350 348 304 &…2 :在2 1 0°C下，熱處理來自模塑化合物1和2之 模塑零件 -9- Ϊ224116 五、發明説明（8 ) 時間[小時] 在負荷下之短時間偏轉溫度Γ 模製化合物1 模製化合物2 1.6mm UL 桿 1.6mm UL 桿 C ] 模製化合物2 繞絲筒 0 255 250 250 2 285 305 269 4 290 355 305 8 320 400 350 24 344 440 410 經由對於UL桿之測量可見：熱處理習見聚酯模塑化 合物產生與照射交聯具有一部份的不飽和單體之模塑化 合物相同之結果。在另一方面，對於模塑化合物2之熱 處理產生大爲加強之在負荷下，短時間偏轉溫度。UL 桿和繞絲筒間所見到之差別是樣品厚度的結果。 -10-

Claims (1)

1224116 六、申請專利範圍 第901 3 1 486號「在負荷特性下有較佳短時間偏轉溫度之 模塑零件」專利案 (93年5月3日修正本） 六、申請專利範圍： 1.一種用以製造模塑零件之方法，其係具有在負荷特性 下良好短時間偏轉溫度，其特徵爲： a) 製成模塑零件，其含有最小量爲35重量％之熱塑性 聚酯，及0 . 1至60重量％之塡料或增強材料，以及 b) 將此模塑零件在180°至250°C間之溫度下處理歷1 至2 4小時。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中模塑零件係另外 含有： 一 0 · 1至20重量％之衝擊改性橡膠，及/或 一 0 · 1至30重量％之阻燃劑，及/或 一 0 · 1至2 0重量％之增效劑，及/或 一 0 · 1至5重量％之其他添加劑及/或處理劑。 3 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中被選取之聚酯係 選自下列所構成之族群：聚對苯二甲酸乙二酯、聚對 苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚2,6 -萘 二甲酸乙二酯及聚2, 6-萘二甲酸丁二酯。 4 ·如申請專利範圍第1項之方法，其在聚酯中，該二醇 組分及/或二羧酸組分係含有0 · 1至1 00莫耳百分比 之不飽和單體單元。 1224116 、申請專利範圍 5 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該聚酯係由自下 列單體所衍生之單體單元所組成： 一選自對苯二甲酸和2 , 6 -萘二羧酸之二羧酸，以及 —2 -丁讎一醇-1，4。 6 .如申請專利範圍第5項之方法，其中在聚酯的二醇部 分中有10至25莫耳百分比係衍生自2-丁烯二醇-1，4 ° 7 .如申請專利範圍第丨至5項中任一項之方法，其中模 塑化合物係含有0 . 1至50重量％之塡料或增強劑。 8 .如申請專利範圍第6項之方法，其中模塑化合物係含 有5至45重量％之塡料或增強劑。 9 ·如申請專利範圍第1至5項中任一項之方法，其中模 塑化合物係含有0 . 1至25重量％之阻燃劑。 1 0 ·如申請專利範圍第1至5項中任一項之方法，其中 模塑化合物係含有0 . 1至1 5重量％之增效劑。 1 1 ·如申請專利範圍第1至5項中任一項之方法，其中 模塑零件係以射出成型或擠壓而製成。 1 2 .如申請專利範圍第1至5項中任一項之方法，其係 將模塑零件在較高溫度下處理歷2至24小時。 1 3 ·如申請專利範圍第Π項之方法，其係將模塑零件處 理歷4至8小時。 1 4 .如申請專利範圍第1至5項中任一項之方法，其係 將模塑零件在190°C至230°C下處理。 1224116 六、申請專利範圍 1 5 .如申請專利範圍第1 3項之方法，其係將模塑零件在 200°C至220T：下處理。 1 6 .如申請專利範圍第1至5項中任一項之方法，其係 用於製造模塑零件。 1 7 .如申請專利範圍第1 6項之方法，其中模塑零件爲插 頭連接器、繞絲筒、印刷電路板、具有印刷電路板功 能之外殼、替續器組件、電容器盒、開關、外殼組件 或電容器薄膜。