聚合物合金、热塑性树脂组合物及其成形品的制作方法

文档序号:3654074阅读:278来源:国知局
专利名称:聚合物合金、热塑性树脂组合物及其成形品的制作方法
技术领域
本发明涉及含有聚碳酸酯树脂,至少由两种树脂成分组成的聚合物合金、含有聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂以及填料的热塑性树脂组合物、含有聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂的透明成形品、含有聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂的中空成形品、以及含有聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂的复合成形品。
背景技术
聚碳酸酯树脂虽有优良的耐冲击性,但是由于耐化学药品性和流动性差,所以一直在进行与各种树脂形成聚合物合金的改进研究。然而,聚合物合金化,却产生了本身是聚碳酸酯特征的耐冲击性降低的问题。
在特开平5-156141号公报中,记载了一种成形体。这种成形体通过在聚碳酸酯树脂和聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂等聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯中配入丙烯系接枝共聚物粒子后熔融粘合,形成了聚碳酸酯树脂成分与聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯树脂成分互相侵入的网目结构。这种结构,显示出与单纯的聚合物合金相比,耐化学药品性或强度、韧性得到一定程度改进的效果。然而,由该文献记载的方法制成的成形品的耐冲击性或者耐药品性的改善效果,却未能满足要求。
据特开2003-286414号公报的公开,通过使聚碳酸酯树脂,和聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂通过斯皮诺达分解制成结构周期为0.001~1微米的两相连续结构或者粒子间距离为0.001~1微米的分散结构,机械强度能够得到改善。该文献记载的方法通过在挤压机中施加剪切,使聚碳酸酯树脂和聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂互溶,然后使其斯皮诺达分解来控制合金结构,采用这种方法虽然可以获得机械特性提高的效果,但是仅使二者互溶并不一定能满足对耐冲击性改善效果的要求,尚需进一步加以改进。

发明内容
本发明课题在于提供一种含有聚碳酸酯树脂且具有优良耐冲击性的聚合物合金。
本发明的第一发明涉及一种聚合物合金,其含有聚碳酸酯树脂,而且是由至少两种树脂成分组成的聚合物合金,测定该聚合物合金的红外吸收光谱的情况下,在2933±5cm-1范围内出现的吸收峰与2965±5cm-1范围内出现的吸收峰的强度之比为0.43以上。
本发明的第二发明涉及一种热塑性树脂组合物,在至少掺合聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂而成的聚合物合金中含有填料,该填料是下记(a)无机粒子和/或(b)玻璃纤维,而且所述的聚合物合金还形成结构周期为0.001~5微米的两相连续结构、或粒子间距离为0.001~5微米的分散结构。
(a)用激光衍射法测定的数均粒径为10微米以下的无机粒子(b)热塑性树脂组合物中的玻璃纤维的60%以上是纤维长度处于0.1~1毫米范围内的玻璃纤维。
第三发明涉及一种成形品,是由至少掺合聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯树脂而成的聚合物合金构成的透明成形品,在所述的成形品的表面上,所述的聚合物合金形成结构周期为0.001微米以上和0.4微米以下的两相连续结构,或者形成粒子间距离0.001微米以上和0.4微米以下的分散结构,而且将上述透明成形品制成3毫米厚度的试验片经过150℃1小时热处理后,波长400nm可见光的光线透过率为80%以上。
第四发明涉及一种成形品,是至少由聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂掺合而成的聚合物合金成形而成的具有中空部的成形品,在该成形品表面上,构成所述的成形品的聚合物合金,形成结构周期为0.001~5微米的两相连续结构,或者粒子间距离为0.001~5微米的分散结构。
第五发明涉及一种成形品,是将至少由聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯树脂掺合而成的聚合物合金成形而成的成形品与其它部件焊接的、具有焊接部的成形品,该成形品中由所述的聚合物合金构成的非焊接部表面上,所述的聚合物合金形成结构周期为0.001~5微米的两相连续结构,或者粒子间距离为0.001~5微米的分散结构。
具体实施例方式
本发明的第一发明是一种聚合物合金,其含有聚碳酸酯树脂,而且是由至少两种树脂成分组成的聚合物合金,测定该聚合物合金的红外吸收光谱的情况下,在2933±5cm-1范围内出现的吸收峰与2965±5cm-1范围内出现的吸收峰的强度之比为0.43以上。
红外吸收峰强度比=I(2933cm-1)/(2965cm-1) [式1]I(2933cm-1)该组合物中在2933±5cm-1范围内出现的吸收峰强度I(2965cm-1)该组合物中在2965±5cm-1范围内出现的吸收峰强度。
作为本发明的聚合物合金用的聚碳酸酯树脂,可以优选举出以双酚A、即选自2,2’-双(4-羟基苯基)丙烷、4,4’-二羟基二苯基链烷、4,4’-二羟基二苯基砜和4,4’-二羟基二苯基醚的一种以上的二羟基化合物作为主要原料的物质。其中,优选以双酚A,即以2,2’-双(40羟基苯基)丙烷为主要原料制造的物质。具体讲,优选采用以上述双酚A等作为二羟基成分,以酯交换法或碳酰氯法得到的聚碳酸酯。此外,上述双酚A也可以并用能与其共聚的其它二羟基化合物,例如4,4’-二羟基二苯基链烷、4,4’-二羟基二苯基砜和4,4’-二羟基二苯基醚等。其它二羟基化合物的用量,相对于二羟基化合物的总量而言,优选处于10摩尔%以下。
而且上述聚碳酸酯树脂,从优秀的耐冲击性和成形性的观点来看,将0.7克聚碳酸酯树脂融解在100毫升二氯甲烷中后,在20℃下测定时的增比粘度优选处于0.1~2.0范围内的物质,特别优选处于0.5~1.5范围内的物质,最好是处于0.8~1.5范围内的物质。
本发明的聚合物合金含有聚碳酸酯树脂,由至少两种成分树脂组成。
而且本发明的聚合物合金,在测定该组合物的红外吸收光谱的情况下,在2933±5cm-1范围内出现的吸收峰与2965±5cm-1范围内出现的吸收峰的强度比(红外吸收峰强度比)必须处于0.43以上,优选处于0.45以上。而且红外吸收峰强度比更优选处于0.45~0.7范围内,最好处于0.45~0.6范围内。
其中,上述中的峰强度是指,从峰位置处的强度值中减去该位置处基线上的强度值后的数值。而且这种基线是指,连接3200cm-1与2700cm-1处强度的直线。这种红外吸收光谱的测定,可以采用红外吸收ATR测定进行。上述红外吸收光谱中,在2933cm-1附近出现的吸收峰是C=O和O-C-O的结合,即隶属于相对于聚碳酸酯的C=O的反反结构。上述红外吸收光谱中,在2965cm-1附近出现的吸收峰,是C-H非对称伸缩,即隶属于相对于聚碳酸酯的C=O的顺反结构。也就是说,上述红外吸收峰强度比,表示反反结构支配的半结晶相相对于顺反结构支配的无定形相的比例。本发明中,聚碳酸酯树脂组合物中,用红外吸收光谱测定的聚碳酸酯树脂的半结晶相/无定形相之比,当处于上述范围内的情况下,看到耐冲击性急剧提高。
聚合物合金中,例如通过在以通常条件的高剪切力下将聚碳酸酯树脂与其它树脂加以熔融混练,能够提高半结晶相/无定形相之比。其中在熔融混练时的剪切速度,优选处于100~10000sec-1范围内。而且从显著增大半结晶相/无定形相之比的观点来看,上述剪切速度优选处于500~5000sec-1范围内。更优选处于1000sec-1~3000sec-1范围内。其中作为与聚碳酸酯树脂混练的其它树脂,优选选择剪切速度在100~10000sec-1范围的剪切下能与聚碳酸酯相溶的树脂,在相溶状态下进行混练。并且在相溶状态下进行混练后,通过固定结构,能对高剪切应力下形成的半结晶相/无定形相比没有显着损害的情况下固定结构因而优选。其中本发明中所述的“剪切速度在100~10000sec-1范围内剪切下能与聚碳酸酯相溶”是指,无需在该剪切速度的全部范围内的剪切条件下,和聚碳酸酯树脂相相溶,只要在该剪切速度的任意剪切条件下,与聚碳酸酯树脂相溶即可。
作为这样的剪切速度在100~10000sec-1范围的剪切下能与聚碳酸酯相溶的树脂,可以举出与聚碳酸酯树脂相溶性的树脂,或者在非剪切下是非相溶系的树脂,但在上述剪切下变成相溶性的树脂。从可以获得后述的优选的周期结构或分散结构的聚合物合金的观点来看,更优选使用在非剪切下是非相溶系,但在上述剪切下变成相溶性的树脂。
其中上述剪切速度,例如在使用平行园盘剪切赋予装置的情况下,将加热至预定温度制成熔融状态的树脂放入平行园盘之间,可以从距离中心的距离(r)、平行园盘间的间距(h)和旋转的角速度(ω)按照公式ω×r/h求出。
作为本发明的聚合物合金的具体制造方法,含有聚碳酸酯树脂的至少两成分树脂,在双轴挤压机的捏合区域中,在使半结晶相/无定形相比处于本发明规定范围内的充分高的剪切应力下,能够通过熔融混练得到。使用双轴挤压机的情况下,可以通过进行采用多个捏合块的螺旋安排(スクリユ一アレンジ)、使树脂温度下降、提高螺旋的转数、通过使所用聚合物的粘度上升,来形成高剪切应力状态的方式,来进行适当调节。
为了形成高剪切应力状态,聚碳酸酯树脂的增比粘度优选处于0.5~1.5范围内,更优选处于0.8~1.5范围内。其中聚碳酸酯的增比粘度,可以采用将0.7克聚碳酸酯树脂溶解在100毫升二氯甲烷中,在20℃测定的方法求出。
而且本发明的聚合物合金中,聚碳酸酯树脂与聚碳酸酯树脂以外的树脂,优选形成结构周期为0.001微米以上和5微米以下的两相连续结构,或者形成粒子间距离为0.001微米以上和5微米以下的分散结构。
作为获得具有这种结构的聚合物合金的方法,优选采用后述的斯皮诺达分解法。为了获得更加优良的特性,优选控制在结构周期为0.002~1微米范围内的两相连续结构,或者粒子间距离为0.002~1微米范围内的分散结构上;更优选控制在结构周期控制为0.003~0.5微米范围内的两相连续结构,或者粒子间距离为0.003~0.5微米范围内的分散结构上;最好控制在结构周期为0.003~0.3微米范围内的两相连续结构,或者粒子间距离为0.003~0.3微米范围内的分散结构上。
一般而言,由两种成分树脂组成的聚合物合金有相溶系统、非相溶系统和半相溶系统。相溶系统是指在平衡状态的非剪切下,在玻璃转变温度以上、热分解以下的实用温度的全部区域内均是相溶系统的系统。非相溶系统与相溶系统相反,是指在全部区域内均变成非相溶系统的系统。而半相溶系统是指在某个特定温度和组成区域内相溶,而在其它区域变成非相溶系统的系统。而且这种半相溶系统中又有因其相分离状态的条件不同由斯皮诺达分解引起相分离的系统,以及因核生成和生长而产生相分离的系统。
此外,在由三种成分以上组成的聚合物合金的情况下有,三种成分以上均是相溶的系统统、三种成分以上均是非相溶的系统统、两种成分以上是相溶的系统统而其余一种成分以上的相是非相溶的系统统、两种成分是半相溶系统而其余成分分配在由这两种成分组成的半相溶系统种的系统、两种成分是半相溶系统而其余成分变成与这两种成分非相溶的系统等。本发明中,由三成分以上组成的聚合物合金的情况下,优选两成分是非相溶系统而其余成分分配在由这两种成分组成的非相溶系统的系统。这种情况下,聚合物合金的结构,变得与由两种成分组成的非相溶系统的结构相同。以下以由两种成分树脂组成的聚合物合金为代表加以说明。
即使在上述非相溶系统中,通过熔融混练也能诱发斯皮诺达分解。这是在熔融混练时的高剪切下一旦相熔化,其后使其处于非剪切下而引起相分解的所谓剪切场依赖型(剪断場依存型)斯皮诺达分解。关于这种剪切场依赖型斯皮诺达分解的基本部分,由于与一般的半相溶系统中斯皮诺达分解相同,所以对一般的半相溶系统中斯皮诺达分解进行说明之后,将以附加特征部分的方式对剪切场依赖型斯皮诺达分解进行说明。
斯皮诺达分解引起的相分离,一般是指在相对于不同的二种成分树脂和温度的相图中,在斯皮诺达曲线内侧的不稳定状态所产生的相分离。另一方面,所谓因核生成和生长引起的相分离,在该相图中为双节固溶曲线的内侧,且指在斯皮诺达曲线外侧的准稳定状态产生的相分离。
这种斯皮诺达曲线是指,对于组成和温度不同的二种成分树脂进行混合的情况下,相溶情况下的自由能与不相溶的两相中自由能之和的差值(ΔGmix),用浓度(φ)进行二次偏微分的结果(δ2ΔGmix/δφ2)为0的曲线。在斯皮诺达曲线的内侧,δ2ΔGmix/δφ2<0是不稳定状态,在斯皮诺达曲线的外侧是δ2ΔGmix/δφ2>0。
而且双节固溶曲线是指,相对于组成和温度,系统的相溶区域与不相溶区域的边界曲线。
这里相溶状态是指,在分子水平上均一混合的状态。具体讲,由不同成分组成的相,不形成0.001微米以上的结构物质的情况。而且所述的非相溶状态是指不是相溶状态的情况。也就是说是指由不同成分组成的相形成0.001微米以上的结构物质的状态。这里所述的0.001微米以上的结构物质是指,例如结构周期为0.001~1微米的两相连续结构或者粒子间距离为0.001~1微米的分散结构等。是否相溶,例如可以像《聚合物合金和混合物》Leszek A Utracki,hanser出版,慕尼黑、维也那、纽约,64页(Polymer Alloys and Blends,LeszekA Utracki,hanser Publishers,Munich Viema New York,P64)上记载的那样,利用电子显微镜、差示扫描量热计(DSC)或其它各种方法判断。
按照详细的理论,在斯皮诺达分解中,一旦使在相溶区域温度下均一相溶化的混合系统的温度,迅速变化到不稳定区域的温度的情况下,系统就会迅速朝着共存组成开始相分离。此时,浓度被一定波长单色化、在结构周期(Λm)两分离相形成共同连续并规则络合的两相连续结构。这两相连续结构形成后,将该结构周期保持一定的情况下,仅将两相浓度差增大的过程叫作斯皮诺达分解的初期过程。
此外,上述的斯皮诺达分解的初期过程中的结构周期(Λm),具有下式的热力学关系。
(Λm)~[|Ts-T|/Ts]-1/2(式中,Ts是斯皮诺达曲线上的温度)这里两相连续结构是指,混合树脂的两种成分分别形成连续相,互相以三维络合的结构。这种两相连续结构的示意图,例如记载在《聚合物合金基础与应用》(第二版)(第10.1章)(高分子学会编着东京化学同人)。
对于剪切场依赖型斯皮诺达分解而言,通过赋予剪切能扩大相溶区域。也就是说,斯皮诺达曲线由于赋予剪切而显着变化,所以与斯皮诺达曲线不变化的上述一般的斯皮诺达分解相比,即使在相同温度下实质上的过冷却度|Ts-T|也会增大。其结果,容易使上述关系式中的斯皮诺达分解的结构周期减小。
在斯皮诺达分解中,经过这种初期过程后,当达到同时产生波长增大和浓度差增大的中期过程、浓度差共存组成之后,波长增大经过自相似产生的后期过程,最终进行到宏观上两相分离为止。本发明中,在达到了最终宏观上分离成两相之前的所需结构周期的阶段,使结构固定即可。而且在从中期过程至后期过程的波长增大过程中,由于组成和表面张力的影响,往往使一相的连续性中断,从上述的两相连续结构变化成分散结构的情况也有。这种情况下,当达到所需粒子间距离的阶段使结构固定即可。
这里分散结构是指,在一相是连续相的基体中点存在作为另一相的粒子的所谓海岛结构。
而且关于由此初期过程使结构发展的方法虽然没有特别限制,但是通常优选采用在构成聚合物合金的各树脂成分的玻璃化转变温度中,在最低温度以上进行热处理的方法。此外,当聚合物合金在相溶状态下具有单一的玻璃化转变温度的情况下,或者在相分解持续进行的状态下,聚合物合金的玻璃化转变温度处于构成聚合物合金的各树脂成分的玻璃化转变温度之间的情况下,更优选采用在该聚合物合金中的玻璃化转变温度中的最低温度以上进行热处理。而且,作为构成聚合物合金的各树脂成分使用结晶性树脂的情况下,将该热处理温度设定在结晶性树脂的结晶熔融温度以上,能有效获得通过热处理的结构进展,所以优选。此外,将该热处理温度设定在结晶性树脂的结晶溶解温度±20℃以内,能够容易控制上述结构发展而优选,更优选设定在结晶溶解温度±10℃以内。其中使用两种以上结晶性树脂作为树脂成分的情况下,该热处理温度优选设定在以结晶性树脂的结晶溶解温度中最高温度作为基准,这种结晶溶解温度±20℃以内,更优选设定在这种结晶溶解温度±10℃以内。
作为固定化通过斯皮诺达分解的结构的方法,可以举出通过骤冷将相分离的一相或两相结构固定的方法、或者当一个成分是热固化成分的情况下,利用该热固化成分相因反应不能自由运动的方法、以及当一个成分是结晶性树脂的情况下,利用因结晶性树脂相结晶而不能自由运动的方法等。其中优选采用使用结晶性树脂的情况下,通过结晶化固定结构的方法。
另一方面,对于因核生成和生长而相分离的系统而言,由于自其初期就形成海岛结构的分散结构,及其生长,所以很难形成规则排列的两相连续结构或分散结构。
为了确认得到了这种两相连续结构或分散结构,重要的是确认规则的周期结构。为此,除利用光学显微镜或透过型电子显微镜观察,确认形成两相连续结构之外,在采用光线散射装置或小角度X射线散射装置进行的散射测定中,确认散射极大的出现。其中光线散射装置和小角度X射线散射装置由于最适宜的测定区域不同,所以可以根据结构周期的大小适当选择使用。这种散射测定中散射极大的存在,证明存在具有某个周期的规则的相分离结构,其周期Λm与两相连续结构情况下的结构周期对应,在分散结构情况下与粒子间距离对应。而且其值可以使用散射光线在散射体内的波长λ、赋予散射极大的散射角θm按下式计算。
Λm=(λ/2)/sin(θm/2)为了实现斯皮诺达分解,一旦将两成分树脂形成相溶状态后,必须使斯皮诺达曲线内侧处于不稳定状态。在一般的半相溶系统的斯皮诺达分解中,在相溶条件下熔融混练后通过使温度跳跃到非相溶区域,能够产生斯皮诺达分解。另一方面,对于上述剪切场依存型斯皮诺达分解而言,在非相溶系统中,在高剪切下使其相溶化之后,使其处于非剪切下能够产生斯皮诺达分解。
作为因上述剪切场依存型斯皮诺达分解而产生相分离的聚碳酸酯树脂与其它树脂的组合,在非剪切下是非相溶,而在剪切下是相溶,而且是在从剪切下向非剪切下变化中产生斯皮诺达分解的组合。具体讲,例如可以举出聚碳酸酯树脂与苯乙烯-丙烯腈共聚物的组合、聚碳酸酯树脂与热塑性聚酯树脂的组合、聚碳酸酯树脂与苯乙烯-丁二烯共聚物的组合、聚碳酸酯树脂与苯乙烯-丁二烯共聚物的加氢物的组合等。其中,优选聚碳酸酯树脂与苯乙烯-丙烯腈共聚物的组合、聚碳酸酯树脂与热塑性聚酯树脂的组合,特别优选聚碳酸酯树脂与热塑性聚酯树脂的组合。
作为这种热塑性聚酯树脂,可以举出由二元酸或其酯形成的衍生物,以及由二元醇或其衍生物的酯化反应合成的饱和聚酯。
作为上述由二元酸或其酯形成的衍生物,可以举出对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、1,5-萘二羧酸、双(对羧基苯基)甲烷、蒽二甲酸、4,4’-二苯醚二羧酸、5-磺基间苯二羧酸钠等芳香族二元羧酸,己二酸、癸二酸、壬二酸、十二碳烷二酮酸等脂肪族二元羧酸,1,3-环己烷二羧酸、1,-环己烷二羧酸等脂环式二元羧酸,及其低级醇酯类等。而且作为二元醇或其衍生物,可以举出2~20个碳原子的脂肪族二醇,即乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、十亚甲基二醇。环己烷二甲醇、环己烷二醇等,或者分子量为400~6000的长链二醇,即聚乙二醇、聚1,3-丙二醇、聚四亚甲基二醇等及其酯形成性衍生物等。使用一种或者两种以上这些二元酸或其酯形成性衍生物、二元醇或其衍生物,能够制成聚合物乃至共聚物。
作为这些聚合物乃至共聚物的优选实例,可以举出聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚丁烯(对苯二甲酸酯/间苯二甲酸酯)、聚丁烯(对苯二甲酸酯/己二酸酯)、聚丁烯(对苯二甲酸酯/癸二酸酯)、聚丁烯(对苯二甲酸酯/癸二羧酸酯)、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯(对苯二甲酸酯/间苯二甲酸酯)、聚乙烯(对苯二甲酸酯/己二酸酯)、聚乙烯(对苯二甲酸酯/5-磺基间苯二甲酸钠)、聚丁烯(对苯二甲酸酯/5-磺基间苯二甲酸钠)、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚环己烷二亚甲基对苯二甲酸酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯等。其中优选聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚丁烯(对苯二甲酸酯/己二酸酯)、聚丁烯(对苯二甲酸酯/癸二羧酸酯)、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯(对苯二甲酸酯/己二酸酯)、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚环己烷二亚甲基对苯二甲酸酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯等,更优选聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯等,最好是聚对苯二甲酸丁二醇酯。
这种聚对苯二甲酸丁二醇酯,是以对苯二甲酸或其酯形成性衍生物与1,4-丁二醇或其酯形成性衍生物作为主要成分经过缩聚反应得到的聚合物,也可以在无损于特性的范围内含有共聚成分,而共聚成分的共聚量优选占全部单体的20摩尔%以下。
作为这些聚合物和共聚物的优选实例,可以举出聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚丁烯(对苯二甲酸酯/间苯二甲酸酯)、聚丁烯(对苯二甲酸酯/己二酸酯)、聚丁烯(对苯二甲酸酯/癸二酸酯)、聚丁烯(对苯二甲酸酯/癸烷二甲酸酯)、聚丁烯(对苯二甲酸酯/萘二甲酸酯)、聚(丁烯/乙烯)对苯二甲酸酯等,可以单独使用或者两种以上混合使用。
而且上述热塑性聚酯,从成形性、机械特性的观点来看,在25℃下测定邻氯苯溶液时的特性粘度处于0.36~1.60范围内的,特别是处于0.52~1.25范围内的是适用的,最好是处于0.6~1.0范围内。
聚碳酸酯树脂与上述剪切下能与聚碳酸酯树脂相溶的其它树脂的配合量没有特别限制,但是优选相对于100重量份聚碳酸酯树脂配入1~1000重量份的其它树脂。更优选相对于100重量份聚碳酸酯树脂配入10~1000重量份其它树脂,最好是10~500重量份。
而且上述聚合物合金中,优选进一步添加含有聚碳酸酯树脂组合物构成的成分的嵌段共聚物或接枝共聚物或无规共聚物等第三成分,因为这能使相分离的相间界面的自由能降低,容易控制两相连续结构中的结构周期、或者分散结构中分散粒子之间的距离。这种情况下,由于这种第三成分在除它之外的由两成分树脂组成的聚合物合金的各相中分配,所以通常能够与由两成分树脂组成的聚合物合金同样处理。
作为本发明聚合物合金中的其它树脂,在上述优选树脂中也可以在无损于本发明结构的范围内进一步含有其它热塑性树脂或热固性树脂。作为这种热塑性树脂,例如可以举出聚乙烯、聚酰胺、聚苯硫、聚醚醚酮、液晶聚酯、聚甲醛、聚砜、聚醚砜、聚苯氧等。作为热固性树脂,例如可以举出酚醛树脂、蜜胺树脂、不饱和聚酯树脂、硅树脂、环氧树脂等。
而且优选使本发明的聚合物合金含有橡胶质聚合物的理由是能得到优良的低温耐冲击性。橡胶质聚合物是常温下具有橡胶状弹性的固体,作为具有这种橡胶质聚合物的化合物实例,可以举出热塑性弹性体、橡胶改性聚苯乙烯系树脂、核壳聚合物等。其中所述的热塑性弹性体是常温下具有橡胶状弹性的固体,但是一旦加热粘度就会降低能够熔融混练的高分子物质的总称。橡胶改性聚苯乙烯系树脂是指将橡胶质聚合物在聚苯乙烯系树脂中混合的高分子物质的总称。而核壳聚合物是指,由多层结构构成,玻璃状树脂包含了由橡胶层构成的堆芯层的核壳型接枝共聚物的总称。
其中优选使用核壳聚合物作为含有这种橡胶质聚合物的实例。
对于热塑性弹性体的种类并无特别限制,例如可以举出烯烃系、苯乙烯系、聚酯系、聚酰胺系、以及尿烷系等。作为烯烃系弹性体的实例,可以举出以乙烯和/或丙烯作为主要成分的共聚物,具体讲可以举出乙烯—丙烯共聚物、乙烯—丁烯共聚物、乙烯—辛烯共聚物、乙烯—丙烯—丁烯共聚物、乙烯—丙烯—二烯共聚物、乙烯—丙烯酸乙酯共聚物、乙烯—醋酸乙烯酯共聚物、乙烯—甲基丙烯酸缩水甘油基酯共聚物等。作为苯乙烯系弹性体的实例,可以举出由以苯乙烯等乙烯基芳香族化合物作为主体的聚合物段与以未氢化和/或氢化了的共轭二烯化合物作为主体的聚合物段构成的嵌段共聚物。作为构成这种嵌段共聚物的乙烯基芳香族化合物,例如可以从苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、对叔丁基苯乙烯、二乙烯基苯、对甲基苯乙烯、1,1-二苯基苯乙烯等中选出一种或两种以上,其中优选苯乙烯。而且作为共轭二烯化合物,例如可以从丁二烯、异戊二烯、1,3-戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、间戊二烯(ピレリレン)、3-丁基-1,3-辛二烯、苯基-1,3-丁二烯等之中选择一种或者两种以上,其中优选丁二烯、异戊二烯及其组合。其中所述的嵌段共聚物,是由以乙烯基芳香族化合物作为主体的聚合物段A与以共轭二烯化合物作为主体的聚合物段B构成的嵌段共聚物。乙烯基芳香族化合物与共轭二烯化合物之间的共聚比为5/95~70/30,特别优选10/90~60/40的聚合比。作为聚酯系弹性体的实例,可以举出以聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯这样的芳香族聚酯作为硬链段,以聚乙二醇或聚四亚甲基二醇这样的聚醚或者以聚己二酸乙二酯、聚己二酸丁二酯、聚己内酯这样的脂肪族聚酯作为软链段的嵌段共聚物。作为聚酰胺系弹性体的实例,可以举出以尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12等为硬链段,以聚醚或脂肪族聚酯作为软链段的嵌段共聚物。作为尿烷系弹性体的实例,可以举出以使4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等二异氰酸酯与乙二醇、四亚甲基二醇等二醇反应得到的聚氨酯作为硬链段,以聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基二醇等聚醚或者聚己二酸乙二酯、聚己二酸丁二酯、聚己内酯等脂肪族聚酯作为软链段的嵌段共聚物。
橡胶改性聚苯乙烯系树脂,是将橡胶质聚合物在聚苯乙烯系树脂中混合的树脂。作为混合方法虽然也可以采用单纯的机械混合法,但是为了获得良好的相溶性,优选在橡胶质聚合物存在下,使苯乙烯系单体等接枝共聚的所谓接枝共聚法得到的树脂。而且,优选采用在该方法得到的橡胶改性聚苯乙烯系树脂(接枝共聚物)中混合用另外方法得到的聚苯乙烯系树脂的所谓接枝—混合法得到的树脂。作为这种橡胶质聚合物,具体讲可以举出聚丁二烯、苯乙烯—丁二烯共聚物、加氢苯乙烯—丁二烯嵌段共聚物等共轭二烯系橡胶,乙烯-丙烯系共聚物等非共轭二烯系橡胶等,其中优选聚丁二烯。而且作为这种上述苯乙烯系的单体有苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、溴代苯乙烯等,其中最好采用苯乙烯和/或α-甲基苯乙烯。作为苯乙烯系单体以外的单体,可以举出丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯等乙烯基单体。
作为核壳聚合物,优选由多层结构构成、玻璃状树脂包含平均粒径1.0微米以下的橡胶层的核壳型接枝共聚物。作为这种核壳型共聚物的橡胶层,可以采用使从硅系、二烯系、丙烯系弹性体中选出的一种或者两种以上弹性体成分共聚/接枝共聚而成的物质。作为硅系弹性体,是使有机硅氧烷单体聚合而制造的物质,作为有机硅氧烷,例如可以使用六甲基三环硅氧烷、八甲基环硅氧烷、十甲基五环硅氧烷、十二甲基六环硅氧烷、三甲基三苯基硅氧烷、四甲基苯基环四硅氧烷、八苯基环四硅氧烷等。作为丙烯系橡胶,能够通过丙烯酸丁酯之类的丙烯酸酯与少量亚丁基二丙烯酸酯之类的交联性单体聚合得到。作为这种丙烯酸酯,除丙烯酸丁酯之外,还可以举出丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸己酯、丙烯酸2-乙基己酯等。而且作为交联性单体,除亚丁基二丙烯酸酯以外,还可以举出亚丁基二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷之类的多元醇与丙烯酸的酯类,二乙烯基苯、乙烯基丙烯酸酯、乙烯基甲基丙烯酸酯之类的乙烯基化合物,烯丙基丙烯酸酯、烯丙基甲基丙烯酸酯、马来酸二烯丙酯、富马酸二烯丙酯、衣康酸二烯丙酯、马来酸单烯丙酯、富马酸单烯丙酯、氰尿酸三烯丙酯之类的烯丙基化合物。所述的二烯系橡胶,作为实例可以举出使丁二烯单体聚合得到的聚丁二烯。此外,核壳型共聚物的由玻璃状树脂形成的壳层,可以使用乙烯基系聚合物。乙烯基系聚合物,可以通过使从芳香族乙烯基系单体、氰化乙烯基系单体、甲基丙烯酸酯系单体和丙烯酸酯单体中选出的至少一种单体聚合或共聚来得到。这种核壳型共聚物的橡胶层和壳层,通常利用接枝共聚结合。这种接枝共聚,在必要时还可以通过在橡胶层聚合时添加能与壳层反应的接枝交叉剂,将反应基团赋予给橡胶层后,形成壳层的方法来得到。作为接枝交叉剂,在硅系橡胶中可以使用具有乙烯基键的有机硅氧烷或者具有巯基的有机硅氧烷,优选使用丙烯酰基硅氧烷、甲基丙烯酰基硅氧烷、乙烯基硅氧烷。作为上述的核壳聚合物,例如可以举出钟渊化学制造的カネエ-ス(注册商标)FM、三菱レイヨン制造的メタブレン(注册商标)W-300、W-530、S-2001、ロ-ムアンドハ-ス株式会社制造的アクリロイド(注册商标)KM-323、KM-330、吴羽化学制造的パラロイド(注册商标)EXL-2311、-2602、-3211、武田药品制造的スタフイロイド(注册商标)P-3267等。
对这种橡胶质聚合物的配合量没有特别限制,但是相对于100重量份聚碳酸酯树脂优选1~100重量份。相对于100重量份聚碳酸酯树脂更优选2~50重量份。相对于100重量份聚碳酸酯树脂,最好为5~30重量份。
对于聚碳酸酯树脂与除上述聚碳酸酯树脂之外的树脂(包括在剪切速度为100~10000sec-1范围内能与聚碳酸酯树脂相溶的树脂、橡胶质聚合物、其它热塑性树脂、热固性树脂等)的总配合量没有特别限制,但是优选相对于100重量份聚碳酸酯树脂,除聚碳酸酯树脂以外的树脂总量为10~1000重量份,更优选相对于100重量份聚碳酸酯树脂,除聚碳酸酯树脂以外的树脂总量为10~500重量份。
这些其它热塑性树脂或橡胶质聚合物、热固性树脂,可以在制造本发明的聚合物合金的任何阶段配入。例如,可以举出在配合两种树脂时同时添加的方法、或事先将两种树脂熔融混练后添加的方法、或首先在两种树脂中的任一种树脂内添加并熔融混练后再配入其余树脂的方法等。
此外,还优选使本发明的聚合物合金中含有惰性粒子。作为惰性粒子可以举出高分子交联粒子、氧化铝粒子、球状氧化硅粒子、凝聚氧化硅粒子、硅酸铝粒子、碳酸钙粒子、氧化钛粒子、高岭土粒子等无机粒子。这些粒子中优选使用高分子交联粒子、氧化铝粒子、球状氧化硅粒子或硅酸铝粒子。
惰性粒子的平均粒径优选为0.001~5微米,更优选0.01~3微米。而且惰性粒子的配比,相对于100重量份聚碳酸酯树脂优选为0.01~10重量份。更优选的配比为0.05~5重量份。惰性粒子低于0.01重量份的情况下,在薄膜或片材成形时有可能因润滑性变差而使成形性降低,因而不好。反之,一旦惰性粒子超过10重量份,就有可能使韧性降低,也不好。
此外,还优选使本发明的聚合物合金中含有脱模剂。作为脱模剂,可以使用硬脂酸或褐煤酸之类长链脂肪族羧酸与乙二醇或甘油、季戊四醇等的多元醇的酯类化合物,或者硬脂酸和褐煤酸之类长链脂肪族羧酸与硬脂酰胺和亚乙基二胺之类酰胺化合物,和聚乙烯、硅化合物等。优选脱模剂的具体实例,可以举出聚乙烯、硅化合物、褐煤酸的乙二醇酯和亚乙基双硬脂酰胺等。
脱模剂的配比,相对于100重量份聚碳酸酯树脂优选为0.001~1重量份,更优选0.005~0.8重量份。脱模剂低于0.001重量份的情况下,注塑成形时脱模性不良,有可能使成形性变差,因而不好。反之一旦超过1重量份,脱模剂就有可能在成形品表面上泄漏,使成形品外观变差或者污染模具,所以也不好。
其中,在无损于本发明目的的范围内,本发明的聚合物合金中也可以进一步含有各种添加剂。作为这些添加剂,例如可以举出滑石、高岭土、云母、粘土、膨润土、绢云母、碱性碳酸镁、氢氧化铝、玻璃片、玻璃纤维、碳纤维、石棉纤维、岩棉、碳酸钙、硅砂、硅灰石、硫酸钡、玻璃珠、氧化钛等增强剂,非板状填充料或者抗氧化剂(磷系、硫系等),紫外线吸收剂,热稳定剂(位阻酚系等),酯交换反应抑制剂,润滑剂,脱模剂,抗静电剂,粘连防止剂,含有染料和颜料的着色剂,阻燃剂(卤素系、磷系等),阻燃助剂(以三氧化锑为代表的锑化合物、氧化锆、氧化钼等),发泡剂,偶合剂(含有环氧基、氨基巯基、乙烯基、异氰酸酯基中一种以上基团的癸烷偶合剂或钛偶合剂),抗菌剂等。
这些添加剂可以在制造本发明的聚合物合金的任何阶段配入。例如,可以举出在配合两种树脂时同时添加的方法、事先将两种树脂熔融混练后添加的方法、或者首先在两种树脂中的任一种树脂内添加,熔融混练后再配入其余树脂的方法等。
本发明的聚合物合金一般以颗粒状供给。这种颗粒在测定了吸收光谱的情况下,该颗粒表面的红外吸收峰的强度比(下记式2)优选处于0.43以上,更优选处于0.45以上。而且优选红外吸收峰强度比处于0.45~0.7范围内的物质,更优选处于0.45~0.6范围内的物质。
红外吸收峰强度比=Ip(2933cm-1)/Ip(2965cm-1)[式2]Ip(2933cm-1)颗粒表面在2933±5cm-1范围内出现的红外吸收峰强度Ip(2965cm-1)颗粒表面在2965±5cm-1范围内出现的红外吸收峰强度上述红外吸收光谱中的吸收峰强度和测定方法,与上述式1中说明的相同。
作为上述颗粒的具体制造方法,与上述本发明的聚合物合金的制造方法同样,都能够通过将含有聚碳酸酯树脂的至少两成分树脂熔融混练,以条状或片状喷出后,在水中骤冷,通过造粒得到。
对于上述颗粒形状虽然没有特别限制,但是优选的是适合于注塑成形、挤压成形等公知塑性加工的大小和形状。具体讲,可以举出直径1~6毫米,优选1.5~4毫米,长度2~6毫米,优选2.5~4毫米的圆筒状,或长宽分别为3~6毫米,厚度为1.5~3毫米的正方体形状等。
此外,也优选使上述颗粒含有脱模剂的理由如上所述。这种脱模剂既可以在颗粒内部全部含有,也可以在一部分或者全部颗粒表面上存在。也就是说,也可以使颗粒和脱模剂干混。
这种颗粒能够采用任何方法加工成形成任何形状。作为成形方法,可以举出例如熔融纺丝法、熔融制膜法、注塑成形法、挤压成形法、吹塑法、吹出成形法等。
本发明的聚合物合金,能够通过熔融制膜加工成薄膜或片材。这种薄膜或片材,在测定红外吸收光谱的情况下,该薄膜或片材表面红外吸收峰强度比(下记式3)优选处于0.43以上,更优选处于0.45以上。而且红外吸收峰强度比优选处于0.45~0.7范围内,更优选处于0.45~0.6范围内。
红外吸收峰强度比=If(2933cm-1)/If(2965cm-1)[式3]If(2933cm-1)在薄膜或片材表面在2933±5cm-1范围内出现的红外吸收峰强度
If(2965cm-1)在薄膜或片材表面在2965±5cm-1范围内出现的红外吸收峰强度上述红外吸收光谱中的吸收峰强度和测定方法,与上述式1中说明的相同。
而且优选在上述薄膜或片材中,使聚碳酸酯树脂与聚碳酸酯树脂以外的树脂,形成结构周期为0.001微米以上和5微米以下的两相连续结构,或者形成粒子间距离为0.001微米以上和5微米以下的分散结构。
具有上述结构的薄膜或片材的获得方法,优选采用上述的斯皮诺达分解法。此外为了获得更加优良的特性,优选控制形成结构周期为0.002~1微米范围的两相连续结构,或者形成粒子间距离为0.002~1微米范围的分散结构;更优选控制形成结构周期为0.003~0.5微米范围的两相连续结构,或者形成粒子间距离为0.003~0.5微米范围的分散结构;最好控制形成结构周期为0.003~0.3微米范围的两相连续结构,或者形成粒子间距离为0.003~0.3微米范围的分散结构。
而且上述薄膜或片材用的聚碳酸酯树脂以外的树脂,优选采用在上述聚合物合金项目中记载的、在非剪切下与聚碳酸酯树脂是非相溶的,而经过熔融混练能够相溶的树脂。其中,优选聚碳酸酯树脂与热塑性聚酯树脂的组合,特别优选聚碳酸酯树脂与聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的组合。
这种薄膜或片材的优选制造方法,与上述聚合物合金项目中说明的制造方法相同,可以举出将用双轴挤压机熔融混练的聚碳酸酯树脂组合物从T形模具中喷出,喷出该树脂组合物后冷却,将其固定化的方法。更具体讲有,将该树脂组合物喷出后,用铸造滚筒冷却来将结构固定化的方法,或将该树脂组合物喷出后,在两个辊间成形的抛光方法或砑光方法等,但是这里并无特别限制。而且在铸造滚筒中铸造时,为使熔融树脂紧贴在铸造滚筒上,也可以采用施加静电的方法、采用吹拂器的方法、采用对铸造滚筒挤压的滚筒的方法等。此外,在铸造滚筒中铸造的情况下,优选将铸造滚筒设置在喷出口的正下方,进行骤冷。
而且还可以对得到的薄膜进行拉伸。对于拉伸的方法并无特别限制,可以采用逐次双向拉伸或同时双向拉伸的方法。优选采用拉伸倍数处于2~8倍范围内,拉伸速度处于500~5000%/分的范围内。此外,拉伸时的热处理温度,通常优选采用在构成聚合物合金的每个树脂成分的玻璃化转变温度中最低温度以上的温度下进行热处理的方法。当聚合物合金在相溶状态下具有单一玻璃化转变温度的情况下,以及在相分解持续进行的状态下聚合物合金的玻璃化转变温度处于构成聚合物合金的每个树脂成分的玻璃化转变温度之间的情况下,更优选在该聚合物合金中的玻璃化转变温度中最低温度以上的温度下进行热处理。而且使用结晶性树脂作为构成聚合物合金中每个树脂成分的情况下,从拉伸很难受结晶性树脂的结晶化影响的观点来看,优选将该热处理温度设定在结晶性树脂的升温结晶化温度以下。这种拉伸薄膜,优选经过进一步热处理使其结构稳定化。通常优选使这种稳定化所需的热处理温度,处于构成通常聚合物合金的每个树脂成分的玻璃化转变温度中最低温度以上的温度下进行热处理的方法。当相分离处于持续进行的状态下聚合物合金的玻璃化转变温度,处于构成聚合物合金的每个树脂成分的玻璃化转变温度之间的情况下,更优选在该聚合物合金中玻璃化转变温度中最低温度以上的温度下进行热处理。而且这种拉伸薄膜,通过拉伸能使结构周期或粒子间距离增大。从可以得到优良的机械性能来看,优选这种拉伸薄膜中聚合物合金的树脂具有0.001~1微米的两相连续结构或者具有0.001~1微米的分散结构。从薄膜的透明性来看,更优选具有0.001~0.1微米的两相连续结构或者具有0.001~0.1微米的分散结构。
构成上述薄膜或片材的树脂成分的组成,与上述聚合物合金同样,在片材或薄膜中使用的情况下,为了提高制膜时的卷曲性能,优选配入上述聚合物合金项中说明的惰性无机粒子和/或高分子交联粒子。
而且之所以能使上述薄膜或片材中含有含橡胶质聚合物等的各种添加剂的理由,与上述聚合物合金项中说明的相同。这些添加剂虽然可以在制造上述薄膜或片材的任何阶段配入,但是通常优选采用事先将这些添加剂添加在构成聚合物合金的任何树脂中制成母料,再将其添加的方法。此外,进一步含有橡胶质聚合物等上述各种添加剂的情况下,橡胶质聚合体等其它添加剂成分,也可以形成在具有上述优选的结构周期的树脂组合物中分散的结构。
上述聚合物合金,能够经过注塑成形加工成注塑成形品。这种注塑成形品在测定红外线吸收光谱的情况下,该注塑成形品表面的红外吸收峰强度比(下式4)优选处于0.43以上,更优选处于0.45以上。而且优选处于0.45~0.7范围内,更优选处于0.45~0.6范围内。
红外吸收峰强度比=Ii(2933cm-1)/Ii(2965cm-1)[式4]Ii(2933cm-1)注塑成形品表面在2933±5cm-1范围内出现的红外吸收峰强度Ii(2965cm-1)注塑成形品表面在2965±5cm-1范围内出现的红外吸收峰强度上述红外吸收光谱中的吸收峰强度和测定方法,与上述式1中说明的相同。
而且优选在上述注塑成形品中,聚碳酸酯树脂与聚碳酸酯树脂以外的树脂形成结构周期为0.001微米以上和5微米以下的两相连续结构,或者形成粒子间距离为0.001微米以上和5微米以下的分散结构。
作为获得具有上述结构的注塑成形品的方法,优选采用上述的斯皮诺达分解法。此外为了获得更加优良的特性,优选控制形成结构周期为0.002~1微米范围的两相连续结构,或者形成粒子间距离为0.002~1微米范围的分散结构;更优选控制形成结构周期为0.003~0.5微米的两相连续结构,或者形成粒子间距离为0.003~0.5微米范围的分散结构;最好控制形成结构周期为0.003~0.3微米范围的两相连续结构,或者形成粒子间距离为0.003~0.3微米范围的分散结构。
而且作为上述注塑成形品用的树脂组合,优选采用在上述聚合物合金项目中记载的、非剪切下是非相溶的,而经过熔融混练能够相溶的组合。其中,优选聚碳酸酯树脂与热塑性聚酯树脂的组合,特别优选聚碳酸酯树脂与聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的组合。
作为构成这种注塑成形品的树脂的配合量虽然没有特别限制,但是相对于100重量份聚碳酸酯树脂,优选10~1000重量份聚碳酸酯树脂以外的树脂。相对于100重量份聚碳酸酯树脂,更优选10~100重量份聚碳酸酯树脂以外的树脂。要获得长形的成形品或精密成形品的情况下,优选减少聚碳酸酯树脂的配合量,不使注塑成形时的流动性降低。
制造上述注塑成形品的优选方法如下。通过在能够赋予高剪切的双轴挤压机内使构成注塑成形品的树脂,在与上述聚合物合金项中说明的制造方法同样的在高剪切应力下一旦相溶化,就将其从挤压机中喷出后立即冷却,由此制成二成分树脂在相溶状态下结构得到固定的颗粒、或本身是斯皮诺达分解初期状态的结构周期处于0.4微米以下的两相连续结构颗粒。使这种颗粒注塑成形,在其注塑成形过程中使其进行斯皮诺达分解,使其形成具有结构周期为0.001微米以上和5微米以下的两相连续结构、或者粒子间距离为0.001微米以上和5微米以下的分散结构的注塑成形品。
其中与上述聚合物合金项中说明的同样,在无损于本发明目的的范围内还可以使构成上述注塑成形品的聚合物合金中含有各种添加剂。其中在制备上述注塑成形品的情况下,为了提高成形品的脱模性优选使其含有在上述聚合物合金项中说明的脱模剂。这些添加剂可以在制造上述注塑成形品的任何阶段配入。例如,可以举出在配合两种树脂时同时添加的方法、事先将两种树脂熔融捏合后添加的方法、或首先在两种树脂中任一种树脂内添加,熔融混练后再配入其余树脂的方法等。
而且在无损于本发明结构的范围内,与上述聚合物合金项中说明的同样,还可以在上述注塑成形品中,作为与聚碳酸酯树脂配合的其它树脂,与优选使用的树脂一起含有其它热塑性树脂或橡胶质聚合物、热固性树脂。这些其它热塑性树脂、橡胶质聚合物或热固性树脂,可以在制造上述注塑成形品的任何阶段配入。例如可以举出在配入两成分树脂时同时添加的方法、事先将两成分树脂熔融混练后添加的方法、开始在两成分树脂中任一树脂中添加,熔融混练后再配入其它树脂的方法等。此外,在进一步使其含有橡胶质聚合物等、上述的其它各种添加剂、其它树脂的情况下,橡胶质聚合物等的其它各种添加剂、树脂成分也可以形成在具有上述优选的结构周期的树脂组合物中分散的结构。
第二发明涉及一种热塑性树脂组合物,至少配入聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯树脂而成的聚合物合金中含有填料,该填料是下记(a)无机粒子和/或(b)玻璃纤维,而且所述的聚合物合金还形成结构周期为0.001~5微米的两相连续结构或粒子间距离为0.001~5微米的分散结构。
(a)用激光衍射法测定的数均粒径为10微米以下的无机粒子(b)热塑性树脂组合物中玻璃纤维的60%以上是纤维长度处于0.1~1毫米范围内的玻璃纤维。
本发明中使用的聚对苯二甲酸丁二醇酯,是以对苯二甲酸或其酯形成性衍生物与1,4-丁二醇或其酯形成性衍生物作为主要成分经过缩聚反应得到的聚合物,在无损于特性的范围内还可以含有共聚成分。共聚成分的共聚量,相对于全部单体优选处于20摩尔%以下。
作为这些聚合物和共聚物的优选实例,可以举出聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚丁烯(对苯二甲酸酯/间苯二甲酸酯)、聚丁烯(对苯二甲酸酯/己二酸酯)、聚丁烯(对苯二甲酸酯/癸二酸酯)、聚丁烯(对苯二甲酸酯/癸二羧酸酯)、聚丁烯(对苯二甲酸酯/萘二酸酯)聚(丁烯/乙烯)对苯二甲酸酯等,可以单独使用或者两种以上混合使用。
而且这些聚合物和共聚物,从成形性和机械特性的观点来看,优选在25℃下测定邻氯苯溶液时的特性粘度处于0.36~1.60范围内,特别优选处于0.52~1.25范围内的物质是适用的,最好是处于0.6~1.0范围内的物质。
作为本发明中使用的聚碳酸酯树脂,与第一发明项中所述的相同。
本发明的热塑性树脂组合物中,还可以在无损于本发明结构的范围内含有其它热塑性树脂和热固性树脂。这些热塑性树脂和热固性树脂与第一发明项中所述的相同。
这些其它热塑性树脂和热固性树脂,可以在制造本发明的热塑性树脂组合物的任何阶段配入。例如,可以举出在配合聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂时同时添加的方法、事先将聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂熔融混练后添加的方法、或首先在聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂中任一种树脂内添加,熔融混练后再配入其余树脂的方法等。
其中,本发明的热塑性树脂组合物中,还可以在无损于本发明结构的范围内含有各种添加剂。作为这些添加剂与第一发明项中所述的相同。
这些添加剂,可以在制造本发明的热塑性树脂组合物的任何阶段配入。例如,可以举出在配合聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂时同时添加的方法、事先将聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂熔融混练后添加的方法、或首先在聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂中任一种树脂内添加,熔融混练后再配入其余树脂的方法等。
本发明的热塑性树脂组合物,必须在热塑性树脂组合物中(例如颗粒状态)由聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂形成结构周期为0.001~5微米的两相连续结构或者形成粒子间距离为0.001~5微米的分散结构。作为获得具有这种结构的热塑性树脂组合物的方法,优选与第一发明项中所述的同样利用斯皮诺达分解的方法。为了得到表面外观更加优良的热塑性树脂组合物,优选控制在结构周期为0.002~1微米范围内的两相连续结构,或者粒子间距离为0.002~1微米范围内的分散结构上;更优选控制在结构周期为0.003~0.5微米范围内的两相连续结构,或者粒子间距离为0.003~0.5微米范围内的分散结构上;最好控制在结构周期为0.003~0.3微米范围内的两相连续结构,或者粒子间距离为0.003~0.3微米范围内的分散结构上。本发明中通过采用具有这样规则性强的相结构的热塑性树脂组合物,能够获得表面外观优良的成形品。
本发明中以赋予上述热塑性树脂组合物高强度和高刚性为目的,而使其含有填料,但是作为填料必须是下述(a)无机粒子和/或(b)玻璃纤维。
(a)用激光衍射法测定的数均粒径为10微米以下的无机粒子(b)热塑性树脂组合物中玻璃纤维的60%以上是纤维长度处于0.1~1毫米范围内的玻璃纤维。
仅当在上述(a)无机粒子和/或(b)玻璃纤维的情况下,才能得到除高强度和高刚性外,表面外观也优良的成形品。而当填料不处于上述范围内的情况下,不能得到本发明特征的优良表面外观。
作为上述(a)无机粒子,例如可以举出滑石、高岭土、云母、粘土、膨润土、绢云母、碱性碳酸镁、氢氧化铝、玻璃片、碳酸钙、硅砂、硅灰石、硫酸钡、玻璃珠、氧化钛等。其中为了获得优良的成形品的表面外观,该无机粒子优选是从滑石、高岭土、云母和碳酸钙中选出的一种以上物质。而且用激光衍射法测定的情况下,(a)无机粒子的数均粒径必须处于10微米以下,但是优选处于7微米以下,最好处于5微米以下。作为下限从制造时的处理的观点来看优选处于0.1微米以上。
而且作为(a)上述无机粒子的粒度分布,优选不存在过大的粒子。
这些(a)无机粒子的配比,相对于100重量份聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂的总量,优选处于1~200重量份范围内,更优选处于10~100重量份范围内。
作为填料使用(b)玻璃纤维的情况下,必须使热塑性树脂组合物中的玻璃纤维的60重量%以上是纤维长度处于0.1~1毫米范围内。这样才能得到除高强度、高刚性之外,表面外观也优良的成形品。
而且这种纤维长度分布,0.1~1毫米范围内的占60重量%以上虽然是必须的,但是优选70重量%以上,更优选80重量%。而且作为纤维长度分布的优选范围为0.1~0.8毫米,更优选0.15~0.7毫米。
其中,热塑性树脂组合物中玻璃纤维的长度分布可以测定如下。将热塑性树脂组合物颗粒放入坩埚中,在电炉内于500℃下加热30分钟完全灰化后,冷却,加入适量1%中性洗涤剂水溶液,用超声波洗涤器搅拌3分钟,然后用玻璃移液管取搅拌溶液置于专用玻璃板上,用状态显微镜进行照片摄取。然后,就被摄影的纤维用数字化仪测定200根纤维长度,这样能够求出纤维长度分布。玻璃纤维的纤维长度分布,尽可能不要宽,分布窄的陡峭分布能够更加有效和稳定地发挥本发明的效果。例如,当大量混入纤维长度短的玻璃纤维的情况下,将导致所得到成形品的强度低,冲击强度低。而且大量混入纤维长度长的玻璃纤维的情况下,由于容易引起流动性降低、表面外观变差等,所以都不好。
另外,在成形品中,为了使玻璃纤维的纤维长度处于本发明的纤维长度分布范围内,供给成形之前的热塑性树脂组合物(例如颗粒状态)中,纤维长度优选处于本发明范围内或者稍长。但是无论哪种情况下,都应当考虑在配入玻璃纤维的阶段中不招致玻璃纤维过度破损程度的混合条件。
这些(b)玻璃纤维的配比,相对于100重量份聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂总量,优选处于1~200重量份范围内,更优选处于10~100重量份范围内。
以下说明制造上述热塑性树脂组合物的优选方法。首先,用双轴挤压机等在充分高的剪切应力下,将聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂熔融混练而一旦相溶化,就将其从挤压机中以条状或片状喷出,喷出后立即冷却,由此得到条或片。所得到的条或片是二成分树脂在相溶状态下结构被固定的状态,或者具有是斯皮诺达分解初期状态的结构周期为0.1微米以下的两相连续结构的状态。更优选二成分树脂在相溶状态下结构被固定的状态。将这种条或片进行剪切制成颗粒状。
进而用单轴或双轴挤压机等对该颗粒再次进行熔融混练,同时配入填料,在此过程中使其进行斯皮诺达分解,使之形成结构周期为0.001~5微米的两相连续结构或者粒子间距离处于0.001~5微米范围内的分散结构。而且还可以优选采用以下方法,即配入上述聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂,在充分的剪切条件下对其熔融混练,从靠近挤压机尖端附近的部位侧位给料器配入填料,在该过程中进一步使斯皮诺达分解进行,使其形成结构周期为0.001~5微米的两相连续结构或者粒子间距离处于0.001~5微米范围内的分散结构。
本发明的热塑性树脂组合物可以采用任何方法形成任意形状。作为成形方法,例如可以举出注塑成形、挤压成形、吹塑成形、吹出(blow)成形等,但是其中作为优选的成形方法可以举出注塑成形法。
第三发明涉及一种成形品,是至少由聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂配合而成的聚合物合金构成的透明的成形品,在所述的成形品的表面上,所述的聚合物合金形成结构周期为0.001微米以上和不足0.4微米的两相连续结构,或者形成粒子间距离为0.001微米以上和不足0.4微米的分散结构,而且将上述透明成形品制成3毫米厚度的试验片经过150℃1小时热处理后,波长400nm可见光的光线透过率处于80%以上。
这里所述的本发明的光线透过率是平均厚度3毫米的光线透过率。成形品厚度超过3毫米的情况下,切成厚度3.1毫米,再夹住厚度3毫米的间隔在150℃下热压,制成3毫米的成形品。另一方面当成形品厚度小于3毫米的情况下,层迭至3毫米以上之后,切成厚度3.1毫米,再夹住厚度3毫米的间隔通过在150℃下对其热压,能够得到3毫米的成形品。
本发明的成形品,成形性、耐化学药品性和透明性优良。通过使聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂具有处于上述范围内的结构,能够发挥高的成形性和耐化学药品性。然而一般而言,聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂形成这种两相连续结构或分散结构的情况下,加热后透明性容易降低。也就是说,由于加热会使聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的结晶生长,所以透明度容易降低。但是,本发明的成形品,由于具有结构周期或粒子间距离小于0.4微米的结构,所以聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的结晶将会细微化,因而可以抑制生长成粗大的球形晶体。因此,由于聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的结晶仅仅生长成比可见光的波长小的尺寸,所以可以得到加热后透明性高的成形品。
为了得到进一步暴露在高温下仍保持稳定的透明性的成形品,优选在成形品表面上,控制在结构周期为0.002~0.3微米范围内的两相连续结构,或者粒子间距离为0.002~0.3微米范围内的分散结构上;更优选控制在结构周期为0.003~0.2微米范围内的两相连续结构,或者粒子间距离为0.003~0.2微米范围内的分散结构上。
本发明中使用的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂,与第二发明项中所述的相同,而且作为聚碳酸酯树脂,与第一发明项中说明的相同。
对于这种聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂的配合量虽然并无特别限制,但是作为聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂的配量比,优选使聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂/聚碳酸酯树脂聚=10/90(重量比)~90/10(重量比)范围内,更优选处于15/85~85/15(重量比)范围内。
而且在改善耐侯性的目的下优选在上述成形品中添加紫外线吸收剂。作为这种紫外线吸收剂,可以举出苯并三唑系、二苯甲酮系、苯甲酸酯系、氰基丙烯酸酯系等。其中优选苯并三唑系、苯甲酸酯系。作为苯并三唑系的光线吸收剂,可以举出2-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(3,5-二叔丁基-2-羟基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(-5-甲基-2-羟基苯基)苯并三唑、2-(3,5-二叔丁基-2-羟基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)苯并三唑等。而且作为苯甲酸酯系光线吸收剂,例如可以举出2,4-二叔丁基苯基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯、十六烷基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯。具体讲,作为市售的优选实例可以举出“ケミソ-ブ(注册商标)”79(ケミプロ化成)、“チヌビン(注册商标)”234(汽巴特殊化学品公司チバ·スペシヤルテイ·ケミカルズ)、“アデカスタブ(注册商标)”LA31(旭电化工业)、“チヌビン(注册商标)”1577(汽巴特殊化学品公司)等。这些紫外线吸收剂的配合率,相对于100重量份聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂总量,优选处于0.05~10重量份范围内。
在上述成形品中进一步添加包含构成成形品的成分的嵌段共聚物、接枝共聚物或无规共聚物等第三成分,鉴于能使相分离的相间界面的自由能降低,容易控制两相连续结构中的结构周期或分散结构中分散粒子间的距离而优选。包含构成成形品成分的嵌段共聚物、接枝共聚物或无规共聚物等第三成分,与第一发明的项中所述的相同。
在本发明的成形品中,还可以在无损于本发明结构的范围内使其含有其它热塑性树脂或热固性树脂。这些热塑性树脂与第一发明项中所述的相同。
这些其它热塑性树脂或热固性树脂,可以在制造本发明成形品的任何阶段配入。例如,可以举出在配合聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂时同时添加的方法、事先将聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂熔融混练后添加的方法、或首先在聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂中任一种树脂内添加,熔融混练后再配入其余树脂的方法等。
其中,本发明的成形品中,还可以在无损于本发明结构的范围内使其含有各种添加剂。这些添加剂与第一发明项中所述的相同。
这些添加剂,可以在制造本发明成形品的任何阶段配入。例如,可以举出在配合聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂时同时添加的方法、事先将聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂熔融混练后添加的方法、或首先在聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂中任一种树脂内添加,熔融混练后再配入其余树脂的方法等。
以下说明本发明成形品的优选制造方法。首先,用双轴挤压机等在充分高的剪切应力下,将聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂熔融混练而一旦相溶化,就将其从挤压机中以条状或条状喷出,喷出后立即冷却,通过剪切加工成颗粒状。得到的颗粒是二成分树脂在相溶状态下结构被固定的状态,或者具有本身是斯皮诺达分解初期状态的结构周期为0.1微米以下的两相连续结构的状态。更优选二成分树脂在相溶状态下结构被固定的状态。通过将这种颗粒成形,使其在该成形过程中进行斯皮诺达分解,使之形成结构周期为0.001微米以上和不足0.4微米的两相连续结构,或者粒子间距离为0.001微米以上和不足0.4微米的分散结构,于是将结构固定。
本发明的成形品可以用各种成形方法得到。可以优选采用注塑成形法、薄膜成形法、片材成形法、吹塑成形法、吹出成形法等。本发明的成形品特别优选采用注塑成形法、薄膜成形法、片材成形法得到的注塑成形品、薄膜、片材等。而且也优选对薄膜或片材实施了层迭加工、波纹板状加工、或表面涂敷等后得到的成形品。
注塑成形法中,将上述颗粒注塑成形,在该注塑成形的过程中使其进行斯皮诺达分解,在成形品的表面变成结构周期为0.001微米以上和0.4不足微米的两相连续结构,或者粒子间距离为0.001微米以上和不足0.4微米的分散结构的时候,将结构固定,来制成注塑成形品。
在薄膜成形法或片材成形法中,用上述颗粒挤压成形,在该挤压成形过程中,使其进行斯皮诺达分解,从T型模具中喷出。通过喷出后冷却将结构固定,由此形成在薄膜或片材的表面具有结构周期为0.001微米以上和不足0.4微米的两相连续结构,或者粒子间距离为0.001微米以上和不足0.4微米范围的分散结构的薄膜或片材。更具体讲,有喷出后用铸造滚筒冷却固化的方法,或喷出后在两个辊间成形的抛光方法或砑光方法等,但是这里并无特别限制。而且在铸造滚筒中铸造时,为使熔融树脂紧贴在铸造滚筒上,也可以采用施加静电的方法、采用吹拂器的方法、采用对铸造滚筒对向挤压的滚筒的方法等。此外,在铸造滚筒中铸造的情况下,优选将铸造滚筒设置在喷出口的正下方,进行骤冷方法,这种方法由于聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂将会微晶化而更加优选。
而且还可以对得到的薄膜或片材进行拉伸。对于拉伸方法并无特别限制,可以采用逐次双向拉伸或同时双向拉伸的方法。优选采用拉伸倍数处于2~8倍范围内,拉伸速度处于500~5000%/分的范围内。此外,拉伸时的热处理温度,通常优选采用在构成薄膜或片材的每个树脂成分的玻璃化转变温度中最低温度以上,即聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的玻璃化转变温度以上的温度下进行热处理的方法。当聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂在相溶状态下具有单一玻璃化转变温度的情况下,以及在相分解持续进行的状态下聚合物合金的玻璃化转变温度处于聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂的玻璃化转变温度之间的情况下,更优选在该聚合物合金中的玻璃化转变温度中最低温度以上的温度下进行热处理。而且从拉伸很难受结晶性树脂的结晶化影响的观点来看,优选将该热处理温度设定在聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的升温结晶化温度以下。这样得到的拉伸薄膜,优选采用经过进一步热处理,来缓和拉伸时的残余变形,使其结构稳定化而使用的方法。这种稳定化所需的热处理温度,通常优选采用构成薄膜或片材的每个树脂成分玻璃化转变温度中最低温度以上的温度下进行热处理的方法。相分离持续进行的状态下聚合物合金的玻璃化转变温度,处于聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂的玻璃化转变温度之间的情况下,更优选在该聚合物合金的玻璃化转变温度中最低温度以上的温度下进行热处理。而且这种拉伸薄膜,通过拉伸能使结构周期或粒子间距离增大。拉伸后的薄膜中,从得到优良的透明性来看,优选聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂具有结构周期为0.001微米以上和不足0.4微米的两相连续结构,或者粒子间距离为0.001微米以上不足0.4微米的分散结构。
第四发明涉及一种成形品,是成形至少由聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂配合而成的聚合物合金而成的有中空部的成形品,在该成形品表面上,构成所述成形品的聚合物合金,形成有结构周期为0.001~5微米的两相连续结构,或者形成粒子间距离为0.001~5微米的分散结构。
为了得到壁厚更加均一的中空成形品,优选在中空成形品表面上,控制成结构周期为0.002~1微米范围内的两相连续结构,或者粒子间距离为0.002~1微米范围内的分散结构;更优选控制成结构周期为0.003~0.5微米范围内的两相连续结构,或者粒子间距离为0.003~0.5微米范围内的分散结构。最好控制成结构周期为0.003~0.3微米范围内的两相连续结构,或者粒子间距离为0.003~0.3微米范围内的分散结构。通过在本发明中具有这种微细结构,能够得到壁厚均一的中空成形品。
本发明中使用的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂,与第二发明项中所述的相同,而且作为本发明的聚合物合金中使用的聚碳酸酯树脂,与第一发明项中说明的相同。
对于这种聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂的配合量虽然并无特别限制,但是作为聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂的配比,优选使聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂/聚碳酸酯树脂聚=10/90~90/10(重量比)范围内,更优选处于15/85~85/15(重量比)范围内。
而且在上述成形品中进一步添加含有构成成形品成分的嵌段共聚物、接枝共聚物和无规共聚物等第三成分,因为这能使相分离的相间界面的自由能降低,容易控制两相连续结构中的结构周期、以及分散结构中分散粒子之间的距离,所以优选。这种情况下,这种共聚物等第三成分,由于分配在由除它之外的两成分树脂(本发明中是聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂)组成的各相中,所以通常能够与由两成分树脂组成的聚合物合金同样处理。
而且在上述成形品中,还可以在无损于本发明结构的范围内含有其它热塑性树脂或热固性树脂。作为这些热塑性树脂与第一发明项中所述的相同。
这些其它热塑性树脂或热固性树脂,可以在制造本发明成形品的任何阶段配入。例如,可以举出在配合聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂时同时添加的方法、事先将聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂熔融混练后添加的方法、或首先在聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂中任一种树脂内添加,熔融混练后再配入其余树脂的方法等。
其中上述成形品中,还可以在无损于本发明结构的范围内含有各种添加剂。这些添加剂与第一发明项中所述的相同。
这些添加剂,可以在制造本发明成形品的任何阶段配入。例如,可以举出在配合聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂时同时添加的方法、事先将聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂熔融混练后添加的方法、或首先在聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂中任一种树脂内添加,熔融混练后再配入其余树脂的方法等。
以下说明本发明成形品的优选制造方法。首先,用双轴挤压机等在充分高的剪切应力下,将聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂熔融混练而一旦相溶化,就将其从挤压机中以条状或条状喷出,喷出后立即冷却,通过剪切加工成颗粒状。得到的颗粒是二成分树脂在相溶状态下结构被固定的状态,或者具有本身是斯皮诺达分解初期状态的结构周期处于0.1微米以下的两相连续结构的状态。更优选二成分树脂在相溶状态下结构得到固定的状态。成形这种颗粒,使其在该成形过程中进一步进行斯皮诺达分解,使之形成结构周期为0.001~5微米的两相连续结构,或者粒子间距离处于0.001~5微米范围的分散结构,并将结构固定。
本发明的成形品是有中空部的成形品、这种中空成形品优选采用在熔融的树脂中注入气体或液体等各种介质的成型方法得到。作为优选的成形方法,可以举出气体辅助注塑成形法或注坯吹塑成形法。
所谓气体辅助注塑成形法是指,将由上述聚合物合金制成的颗粒熔融,将熔融树脂注射充填在金属模具型腔内,在熔融树脂的注射过程或注射充填之后,利用喷嘴或针头向熔融树脂中注入氮气等加压气体的成形方法。气体辅助注塑成形法,可以使用通常的气体辅助注塑成形机,按照通常的方法进行。例如,熔融树脂的注射量优选处于金属模具型腔容积的30~80%范围内,更优选处于50~70%范围内。而且气体的注入压力可以根据聚合物合金的熔融粘度等加以选择,作为优选的注入压力例如可以举出5~500千克/平方厘米范围。其中在所述的注射充填工序中,可以根据成形体的中空部容积,以小于型腔容积的量注射充填熔融树脂。此时,一旦注射树脂被不均一地喷射到金属模具型腔内,产生流动变形,就会在成形品上形成暂停标记等,使外观特性降低,与此相比,一旦采用上述颗粒注射充填,就可以因上述那样的斯皮诺达分解而形成微细的相结构。因由优良的规则性产生的流变特性,或者由于在抑制熔融树脂的流动变形,以均一形状在金属模具的型腔内射出,由此壁厚均一的同时能够抑制多重皱纹状暂停标记等的生成,能够得到表面均一且外观特性优良的中空成形品。
所谓注坯吹塑成形法,是指最初利用注塑成形法制成的作为成形品雏形的预制件,通过向其中吹入空气得到中空成形品的成形方法。其中在所述的预制件成形工序中,一旦因所用树脂的不均一产生结晶化的不均一,在下一吹塑阶段中使预制件稳定地膨胀就会变得困难。针对这一点,若使用上述的颗粒形成预制件,则因上述那种的斯皮诺达分解而可以形成微细的相结构。预制件中的结晶化不均一因优良的规则性而降低,在下一吹塑阶段能够使预制件稳定地膨胀,因而能够得到一种表面均一、外观特性优良的中空成形品。
第五发明涉及一种成形品,是将成形至少由聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯树脂配合而成的聚合物合金而成的成形品与其它部件焊接的、具有焊接部的成形品,该成形品中在由所述的聚合物合金构成的非焊接部表面,所述聚合物合金形成结构周期为0.001~5微米的两相连续结构,或者形成粒子间距离为0.001~5微米的分散结构。
本发明的成形品,是使用含有聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯树脂,该聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯树脂形成结构周期为0.001~5微米的两相连续结构,或者粒子间距离为0.001~5微米的分散结构的成形品,与其它部件焊接而成的成形品。这里所述的其它部件,既可以由与上述成形品同样的聚合物合金制成,也可以由不同的树脂或树脂组合物构成,但是从获得优良的焊接强度来看,优选前者。而且作为这种其它部件,可以是一个或一个以上。将具有这种特定结构的成形品焊接的情况下,能够得到焊接强度优良的复合成形品。据认为这是因为根据优良的规则性的流变性,焊接行为稳定提高。
为了得到焊接强度更优良的复合成形品,在复合成形品的非焊接部表面,优选控制成结构周期为0.002~1微米范围内的两相连续结构,或者粒子间距离为0.002~1微米范围内的分散结构,更优选控制成结构周期为0.003~0.5微米范围内的两相连续结构,或者粒子间距离为0.003~0.5微米范围内的分散结构,最好控制成结构周期为0.003~0.3微米范围内的两相连续结构,或者粒子间距离为0.003~0.3微米范围内的分散结构。
其中在本发明中,构成复合成形品的聚合物合金的结构周期(粒子间距离)是在非焊接部表面测定的值。这是因为在焊接之后,很难在焊接部直接测定聚合物合金的结构周期(粒子间距离),而且焊接前的焊接部表面的相结构,与非焊接部表面的相结构实质上相同的缘故。
本发明中使用的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂,与第二发明项中所述的相同,而且作为本发明中使用的聚碳酸酯树脂,与第一发明项中说明的相同。
对于这种聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂的配合量虽然并无特别限制,但是作为聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂的配比,优选使聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂/聚碳酸酯树脂聚=10/90~90/10(重量比)范围内,更优选处于15/85~85/15(重量比)范围内。
而且在上述成形品中进一步添加含有构成成形品成分的嵌段共聚物、接枝共聚物或无规共聚物等第三成分,鉴于能使相分离的相间界面自由能降低,容易控制两相连续结构中的结构周期以及分散结构中分散粒子之间的距离而优选。这种情况下,这种共聚物等第三成分,由于分配在由除它之外的两成分树脂(本发明中是聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂)组成的各相中,所以通常能够与由两成分树脂组成的聚合物合金同样处理。
而且在上述成形品中,还可以在无损于本发明结构的范围内含有其它热塑性树脂或热固性树脂。作为这些热塑性树脂与第一发明项中所述的相同。
这些其它热塑性树脂或热固性树脂,可以在制造本发明成形品的任何阶段配入。例如,可以举出在配合聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂时同时添加的方法、事先将聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂熔融混练后添加的方法、或首先在聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂中任一种树脂内添加,熔融混练后再配入其余树脂的方法等。
其中上述成形品中,还可以在无损于本发明结构的范围内含有各种添加剂。作为这些添加剂与第一发明项中所述的相同。
以下说明本发明成形品的优选制造方法。首先,用双轴挤压机等在充分高的剪切应力下,将聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂熔融混练而一旦相溶化,就将其从挤压机中以条状或条状喷出,喷出后立即冷却,通过剪切加工成颗粒状。得到的颗粒为二成分树脂在相溶状态下结构被固定的状态,或者具有本身是斯皮诺达分解初期状态的结构周期处于0.1微米以下的两相连续结构的状态。更优选二成分树脂在相溶状态下结构得到固定的状态。用这种颗粒成形,例如在该注塑成形过程中使其进一步进行斯皮诺达分解,形成结构周期为0.001~5微米的两相连续结构,或者粒子间距离处于0.001~5微米范围的分散结构,并将结构固定。
接着通过将这种成形品与其它部件焊接,可以得到复合成形品。
本发明的复合成形品可以利用各种焊接法焊接得到。作为优选的焊接方法,可以举出激光焊接法、振动焊接法、热熔焊接法和超声波焊接法。
激光焊接法,是以采用了透过激光光线的材料的激光焊接试验片为上部,以采用了吸收激光光线的材料的激光焊接用试验片为下部,上下重迭设置试验片,从上部照射激光光线的方法。激光光线的照射通常沿着焊接轨道进行。对于激光焊接条件没有特别限制,但是作为优选的激光焊接条件,例如可以举出输出功率为10~50瓦的范围,激光扫描速度为1~50毫米/秒钟的范围。本发明的成形品,不仅可以有效的用作使激光光线透过的部件,而且通过配入炭黑等还可以有效地作为吸收激光光线的部件使用。
振动焊接法是指,一边对焊接面之间施加0.1~0.6MPa左右压力,一边赋予振幅为0.5~2.0毫米左右、振动频率为100Hz左右的振动,通过产生的摩擦热进行熔融焊接的方法。
热容焊接法是指使要被焊接的部位与被加热的热板接触来熔融,然后剥离热板,使被焊接的部位之间保持在突出吻合状态下,将其热熔的方法。
超声波焊接法是指,通过超声波振动对树脂赋予振动能量,由此利用在树脂内振动能转化成热能的发热特性将其熔融焊接的方法。
以下基于实施例说明本发明在实施例中使用了以下原料。
PBT-1聚对苯二甲酸丁二醇酯(东レ株式会社制造,“トレコン(注册商标)”1050S,玻璃化转变温度32℃,结晶溶解温度220℃)PBT-2聚对苯二甲酸丁二醇酯(东レ株式会社制造,“トレコン(注册商标)”1200S,玻璃化转变温度32℃,结晶溶解温度220℃)PBT-3聚对苯二甲酸丁二醇酯(东レ株式会社制造,“トレコン(注册商标)”1100S,玻璃化转变温度32℃,结晶溶解温度220℃)PC-1聚碳酸酯树脂(三菱工程塑料株式会社制造,“ユ-ピロン(注册商标”)E2000,玻璃化转变温度151℃,将0.7克溶解在100毫升二氯甲烷中在20℃下测定时的比粘度1.18)PC-2聚碳酸酯树脂(三菱工程塑料株式会社制造,“ユ-ピロン(注册商标)”S2000,玻璃化转变温度151℃,将0.7克溶解在100毫升二氯甲烷中20℃下测定时的比粘度0.78)PC-3聚碳酸酯树脂(出光石油化学株式会社制造,“タフロン(注册商标)”A1900,玻璃化转变温度151℃,将0.7克溶解在100毫升二氯甲烷中20℃下测定时的比粘度0.48)PC-4聚碳酸酯树脂(三菱工程塑料株式会社制造,“ユ-ピロン(注册商标)”H4000,玻璃化转变温度151℃,将0.7克溶解在100毫升二氯甲烷中20℃下测定时的比粘度0.44)橡胶质聚合物-1核壳聚合物(钟渊化学株式会社制造,“カネエ-ス(注册商标)”FM511)橡胶质聚合物-2核壳聚合物(三菱レイヨン株式会社制造,“メタブレン(注册商标)”S2001)惰性粒子平均粒径2.5微米(次级粒径)的湿法氧化硅脱模剂-1褐煤酸乙二醇酯(クラリアントジヤパン株式会社制造,Licowax E)脱模剂-2聚乙烯(三井化学株式会社制造,“ハイゼツクス(注册商标)”700OF)滑石-1用200目筛子将PKP80(富士滑石工业株式会社制造,)过筛的滑石,数均粒径为4.5微米的滑石滑石-2用150目筛子将PKP80(富士滑石工业株式会社制造,)过筛的滑石,数均粒径为10.2微米的滑石滑石-3LMS300(富士滑石工业株式会社制造,),数均粒径为4.5微米的滑石玻璃纤维玻璃纤维直径9微米、长3毫米的玻璃纤维而且滑石的粒径用激光衍射法在以下条件下测定,表示得到的平均直径(数均粒径)。
测定仪器岛津制作所(株式会社)制造的SALD2000J测定粒子范围0.1~100微米紫外线吸收剂2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚,“チヌビン(注册商标)”234,汽巴特殊化学品公司制造在实施例和对照例中采用了以下评价方法。
(1)评价试验片的制造使得到的颗粒从料斗下朝着尖端供给设定在240℃-250℃-260℃-260℃的日精树脂工业株式会社制造的注塑成形机(PS-60E9DSE),在将金属模具温度定为80℃、保压10秒钟、冷却时间30秒钟的成形循环下,成形为厚度1/8英寸(3.2毫米)的、带有模具槽口的艾佐德冲击试验片。
(2)红外吸收光谱中吸收峰强度的测定关于实施例、对照例中得到的喷出条、颗粒表面、注塑成形品表面、片材表面,使用パ-キンエルマ公司出品的Spectrum One富利艾变换红外吸收ATR装置,在分解能4cm-1和积分四次下测定了红外吸收光谱,求出了在2933±5cm-1范围内出现的吸收峰和2965±5cm-1范围内出现的吸收峰的强度。这里所述的红外吸收峰强度,是用从峰位置的强度值减去该位置上基线直线上的强度值的差值计算的。而且所述的基线直线是指连接3200cm-1和2700cm-1强度的直线。
(3)相结构的评价i)用电子显微镜观察利用碘染色法将聚碳酸酯树脂染色后,利用超微切片机将喷出条、颗粒、注塑成形品或片材切成超薄切片,制成样品。将该样品置于日立制作所制造的H-7100型透过型电子显微镜上,放大10万倍对相结构进行观察。观察到的两相连续结构的进行下面ii)的测定,决定结构周期。
ii)利用小角X射线散射测定了两相连续结构的结构周期。X射线发生装置采用理学电机株式会社制造的RU-200,以CuKα线作为线源,以输出50KV/150mA、狭缝半径0.5毫米、照相机半径405毫米、曝光时间120分钟,用柯达胶卷和DEF-5相机摄取了散射照片。其中,样品使用与上述i)同样方法制备的样品。在小角X射线散射中由峰值位置(θm)和下式计算结构周期(Λm)。
Λm=(λ/2)/sin(θm/2)(4)艾佐德冲击试验使用厚度1/8英寸(3.2毫米)的带有模具槽口的艾佐德冲击试验片,按照ASTM D638测定了艾佐德冲击值。
实施例1~6将表1记载的组成构成的原料,供给挤压温度设定在250℃、设有两个捏合区域的螺旋安排、螺旋转数定为300rpm的双轴挤压机(池贝工业株式会社制造,PCM-300),将从模具挤出的条料在冰水中骤冷。各实施例的条料均是透明的,按照上述观察方法对这些条料进行观察后,各样品均未发现0.001微米以上的结构物,确认已经相溶。求出这些条料在2933±5cm-1范围内出现的吸收峰和2965±5cm-1范围内出现的吸收峰的强度,将按照下式1计算的红外吸收峰强度比示于表1之中。
红外吸收峰强度比=I(2933cm-1)/(2965cm-1) [式1]I(2933cm-1)该组合物中在2933±5cm-1范围内出现的吸收峰强度I(2965cm-1)该组合物中在2965±5cm-1范围内出现的吸收峰强度然后使从模具中喷出的条料在盛满温度调至10℃水的冷却浴中通过15秒钟骤冷使结构固定后,利用条料切粒机制粒后得到了颗粒。各实施例的颗粒均为透明的,按照上述评价方法进行观察之后,确认实施例1~3和实施例5~6中均未发现0.001微米以上的结构物已相溶,但是却发现实施例4中形成了0.07微米的两相连续结构。而且求出了这些颗粒在2933±5cm-1范围内出现的吸收峰和2965±5cm-1范围内出现的吸收峰的强度,将按照下式2计算的红外吸收峰强度比示于表1之中。
红外吸收峰强度比=Ip(2933cm-1)/Ip(2965cm-1) [式2]Ip(2933cm-1)颗粒表面在2933±5cm-1范围内出现的吸收峰强度Ip(2965cm-1)颗粒表面在2965±5cm-1范围内出现的吸收峰强度使用得到的颗粒,按照上述制造方法形成了厚度1/8英寸(3.2毫米)的、带有模具槽口的艾佐德冲击试验片,按照ASTM D638在23℃进行了艾佐德冲击试验。结果示于表1之中。
从上述注塑成形条件下进行成形的成形品切出超薄切片,与上述颗粒同样用透过型电子显微镜照片观察了结构的状态。在电子显微镜照片上观察到由被染成黑色的聚碳酸酯相和白色的聚对苯二甲酸丁二醇酯相形成互相连续相的两相连续结构。
而且按照上述评价方法,利用小角X射线散射法测定了上述两相连续结构的结构周期。结果示于表1之中。
而且求出了这些艾佐德冲击试验片在2933±5cm-1范围内出现的吸收峰和2965±5cm-1范围内出现的吸收峰的强度,将按照下式4计算的红外吸收峰强度比示于表1之中。
红外吸收峰强度比=Ii(2933cm-1)/Ii(2965cm-1) [式4]Ii(2933cm-1)注塑成形品表面在2933±5cm-1范围内出现的吸收峰强度Ii(2965cm-1)注塑成形品表面在2965±5cm-1范围内出现的吸收峰强度对照例1~2除了将螺旋转数定为100转和200转以外,与实施例1~6同样进行了熔融混练,并得到了条料。对照例1的条料是不透明的,对照例2的条料是透明的。就这些样品与实施例1~6同样制备了颗粒和成形品,分别求出显微镜观察和红外吸收峰强度比,将其示于表1之中。而且对照例1样品的结构周期是从电子显微镜照片求出的结构周期。而且将与实施例1~6同样进行的成形评价结果示于表1之中。
表1

1*I(2933cm-1)/I(2965cm-1)2*Ip(2933cm-1)/Ip(2965cm-1)3*Ii(2933cm-1)/Ii(2965cm-1)实施例7~11使用表2记载的组成构成的原料与实施例1~6同样进行了熔融混练,得到了颗粒。进而用所得到的颗粒,供给挤压温度设定在250℃。前端部有T模具的单轴挤压机(φ40毫米)进行薄膜化。其中在薄膜化中,在T模具的下部设置温度调整到50℃的硬铬镜面的铸造滚筒,将从T模具的喷口中喷出的树脂在该铸造滚筒内铸造,接着通过调温到50℃的第二滚筒后,以一定卷曲速度通过设定在每分钟5米的辊间,然后用卷曲辊卷曲,由此得到了薄膜。所得到薄膜的厚度为0.1毫米。得到的薄膜是透明的,按照上述评价方法进行观察后发现,每个样品中都存在两相连续结构。而且利用小角X射线散射法测定了结构周期,结果示于表2之中。而且求出了这些薄膜在2933±5cm-1范围内出现的吸收峰和2965±5cm-1范围内出现的吸收峰的强度,将按照下式3计算的红外吸收峰强度比示于表2之中。
红外吸收峰强度比=If(2933cm-1)/If(2965cm-1) [式3]If(2933cm-1)薄膜表面在2933±5cm-1范围内出现的吸收峰强度If(2965cm-1)薄膜表面在2965±5cm-1范围内出现的吸收峰强度然后从上述得到薄膜中切下长×宽×厚度=50mm×10mm×0.1mm的样品,以卡盘间距20毫米、拉伸速度10毫米/分钟进行的抗拉强度和延伸率的测定结果记载在表2之中。
对照例3~4除了分别将螺旋的转数定为100转和200转以外,与实施例7~11同样对表2记载的组成构成的原料进行熔融混练,得到了条料。对于这些样品也和实施例7~11同样,制造颗粒和薄膜,并将分别求出的显微镜观察结果和红外吸收峰强度比示于表2之中。而且对照例3样品的结构周期是用电子显微镜照片求出的。并且与实施例7~11同样,切出长×宽×厚度=50mm×10mm×0.1mm的样品,以卡盘间距20毫米、拉伸速度10毫米/分钟进行的抗拉强度和延伸率的测定结果记载在表2之中。
表2

1*I(2933cm-1)/I(2965cm-1)2*Ip(2933cm-1)/Ip(2965cm-1)3*If(2933cm-1)/If(2965cm-1)
实施例12~17使用配入了橡胶质聚合物的表3记载的组成构成的原料,与实施例1~6同样进行熔融混练制成料粒和成形品,并将分别求出的透过型电子显微镜观察结果和红外吸收峰强度比示于表3之中。各样品中条料和料粒,均是橡胶质聚合物在PC和PBT相溶的基体中分散的结构。另一方面,成形品中,构成上述基体中PC和PBT相分离的结构,关于这种结构的结构周期用电子显微镜求出。与实施例1~6同样进行了成形评价,并且进行23℃和-40℃下的艾佐德冲击试验,结果示于表3之中。
表3

1*I(2933cm-1)/I(2965cm-1)2*Ip(2933cm-1)/Ip(2965cm-1)3*Ii(2933cm-1)/Ii(2965cm-1)综上所述可知,本发明的聚合物合金可以得到耐冲击性极为优良的注塑成形品、或机械特性优良的薄膜。
在以下实施例18~27和对照例5~15中,除了上述评价方法之外,还采用了以下评价方法。
(1)抗拉强度按照ASTM D638(ASTM1号哑铃形试样)进行测定。
(2)弯曲试验按照ASTM D790进行测定。
(3)成形品光泽使用100×100×3mm的试验片,按照JIS K 7105的光泽测定法,利用数字变角光泽计(スガ试验机株式会社制造,UGV-40)测定了45度-45度反射时的光泽度。
实施例18~27将表4上段记载的组成构成的原料,供给挤压温度设定在270℃、设两个捏合区域的螺旋安排,螺旋转数为300rpm的双轴挤压机(池贝工业株式会社制造,PCM-300),从模具挤出的条料在冰水中骤冷。各实施例的条料均是透明的,按照上述评价方法对这些条料进行观察后,各样品均未发现0.001微米以上的结构物,确认已经相溶。
然后使从模具中喷出的条料在盛满温度调至10℃水的冷却浴中通过15秒钟骤冷将结构固定后,利用条料切粒机制粒后得到了料粒。
对于得到的料粒再配入表4中段的填料后,将其供给挤压温度设定在270℃、螺旋转数定为100rpm的全刮板单螺旋挤压机(田边-40毫米)。将从模具中喷出的条料在盛满调温至10℃水的冷却浴中通过15秒钟骤冷将结构固定后,利用条料切粒机制粒后得到了注塑成形用颗粒。
从上述注塑成形用颗粒中切出超薄切片,与上述条料同样用透过型电子显微镜照片观察了结构的状态。在电子显微镜照片上观察到由被染成黑色的聚碳酸酯相和白色的聚对苯二甲酸丁二醇酯相形成互相连续相的两相连续结构,以及粒子间距离均一的分散结构。结果记载在表4之中。
而且按照上述评价方法用小角X射线散射法测定了上述两相连续结构和分散结构的结构周期。
将得到的颗粒从料斗下朝着尖端供给设定在250℃-260℃-270℃-270℃的日精树脂工业株式会社制造的注塑成形机(PS-60E9DSE),在将金属模具温度定为80℃、保压10秒钟、冷却时间30秒钟的成形循环下,成形为厚度1/8英寸(3.2毫米)的ASTM1号哑铃试验片、以及ASTM D-790的弯曲试验片。
将得到的成形品的评价结果记载在表4之中。
就配入了玻璃纤维的样品,取注塑成形用的颗粒放入坩埚中,在电炉内于500℃下加热30分钟完全灰化后,冷却,加入适量1%中性洗涤剂水溶液,用超声波洗涤器搅拌3分钟,然后用玻璃移液管取搅拌溶液置于专用玻璃板上,用状态显微镜进行拍照。就被摄影的纤维用数字化仪测定200根的纤维长度,求出纤维长度分布。记载在表4之中。
表4

对照例5~12、14除了对表5上段记载的组成构成的原料进行树脂熔融混练时,将螺旋转数定为100rpm以外,与实施例18~27同样进行熔融混练,得到了条料。对照例5~12和14的条料是不透明的。对于这些样品也与实施例18~27同样制造了颗粒和注塑成形品,并且进行了与实施例18~27同样的成形评价,结果示于表5之中。
从上述注塑成形用颗粒中切出超薄切片,与上述条料同样用透过型电子显微镜照片观察了结构的状态。在对照例5~12、14任何实例中,在电子显微镜照片上观察到大到5微米以上的分散粒子分散不均的结构。
对照例13除了使用经激光衍射法测定的数均粒径处于本发明范围之外的无机粒子(滑石)作为填料以外,与实施例18~27同样进行了熔融混练后,得到了条料。对这些样品也与实施例18~27同样制造了颗粒和注塑成形品,并且进行了与实施例18~27同样的成形评价,结果示于表5之中。
从上述注塑成形用料粒中切出超薄切片,与上述条料同样用透过型电子显微镜照片观察了结构的状态。在电子显微镜照片上观察到由被染成黑色的聚碳酸酯相和白色的聚对苯二甲酸丁二醇酯相形成互相连续相的两相连续结构,以及粒子间距离均一的分散结构。
对照例15使用玻璃纤维作为填料,将表5上段记载的组成构成的树脂原料与表5中段记载的玻璃纤维同时配入,将其供给挤压温度设定在270℃、螺旋转数定为100rpm的全刮板单螺旋挤压机(田边-40毫米)。使从模具中喷出的条料在盛满调温至10℃水的冷却浴中通过15秒钟内骤冷将结构固定后,利用条料切粒机制粒后得到了注塑成形用颗粒。从上述注塑成形用料粒中切出超薄切片,与实施例18~27同样在透过型电子显微镜照片观察了结构的状态。在电子显微镜照片上观察到大到5微米以上的分散粒子分散不均的结构。
就这些样品与实施例18~27同样制成注塑成形品,并与实施例18~27同样进行了成形评价,结果示于表5之中。
表5

从实施例18~27和对照例5~15的结果可知,本发明的热塑性树脂组合物,可以得到一种除优良的规则性带来的高强度和高刚性以外,还具有优良的耐侯性而且表面外观优良的成形品。
在以下实施例28~31和对照例16~18中,除上述相结构评价以外,还采用了以下评价方法。
(1)透明性将得到的片材层叠至厚度3.1毫米,夹住3毫米的空间在150℃下热压1分,制成厚度3毫米的片材。然后用这种片材,借助于岛津制作所制造的MPC3100型分光光度计测定了波长400nm下可见光的透过率。
(2)热处理后的透明性将得到的片材层叠至厚度3.1毫米,夹住3毫米的空间在150℃下热压1小时,制成厚度3毫米的片材。然后用这种片材,借助于岛津制作所制造的MPC3100型分光光度计测定了波长400nm下可见光的透过率。
(3)拉伸冲击强度用得到的片材在冲压机上制作哑铃形试验片,按照ASTM D1822测定了拉伸冲击强度。
(4)耐化学药品性将得到的片材在四氢呋喃中浸渍1小时后,将片材表面未发生变化的评价为A,将片材表面产生了粗造等的评价为B。
实施例28~31将表6记载的组成构成的原料,供给挤压温度设定在270℃、设两个捏合区域的螺旋安排,螺旋转数为300rpm的双轴挤压机(池贝工业株式会社制造,PCM-30),从模具挤出的条料在冰水中骤冷。各实施例的条料均是透明的,而且按照上述评价方法对这些条料进行观察后,在这些样品中均未发现0.001微米以上的结构物,确认已经相溶。
然后使从模具中喷出的条料在盛满温度调至10℃水的冷却浴中通过15秒钟骤冷将结构固定后,利用条料切粒机制粒后得到了颗粒。将得到的颗粒供给挤压温度设定在250℃、端部有T模具的单螺旋挤压机(Φ40毫米)制片。
其中在制片时,将温度调至20℃的硬铬镜面铸造滚筒设置在T模具的下部。将从T模具处理槽口喷出的树脂在该铸造滚筒中铸造,再通过调温至20℃的第二滚筒后,使其以一定卷曲速度、设定在5米/分钟的辊间通过,用卷筒卷曲后得到薄膜。所得到的薄膜厚度0.1毫米。而且得到的薄膜是透明的,按照上述评价方法观察后确认,全部样品中均存在两相连续结构。在电子显微镜照片上观察到由被染成黑色的聚碳酸酯相和白色的聚对苯二甲酸丁二醇酯相形成互相连续相的两相连续结构,以及粒子间距离均一的分散结构。而且利用小角X射线散射法测定了结构周期。评价结果记载在表6之中。
对照例16~18除了将螺旋的转数定为100以外,与实施例28~31同样进行熔融混练,得到了条料。对照例16~18的条料是不透明的。就这些样品也与实施例28同样制造了颗粒和片材,并进行了与实施例28~31同样的评价,结果示于表6之中。
而且从得到的片材的表面上切出超薄切片,与上述条料同样用透过型电子显微镜照片观察了结构。在对照例16~18的各例中,在电子显微镜照片上均观察到尺寸大的1微米以上的分散粒子分散不均一的分散结构。
表6

实施例28~31和对照例16~18的结果说明,本发明的成形品成形性、耐化学药品性和透明性均优良。
在以下的实施例32~35、对照例19~21中,除上述相结构评价方法之外,还采用了以下评价方法。
在后述的条件下,进行气体辅助注塑成形,按照以下的标准评价成形性。
(1)偏厚性A几乎可以均一地充填气体,具有2毫米左右均一厚度。
B可以观察到壁厚5毫米左右,薄壁部分1毫米左右的壁厚部。
C发现部分气体泄漏的痕迹。
(2)气孔在50注料量的中空成形品中观察到气孔产生的个数。
(3)外观A无因注塑和麻点引起的外观不良。
B产生因注塑引起的外观不良。
C因注塑引起的外观不良。
实施例32~35将表7记载的组成构成的原料,供给挤压温度设定在270℃、设两个捏合区域的螺旋安排,螺旋转数为300rpm的双轴挤压机(池贝工业株式会社制造,PCM-30),将从模具挤出的条料在冰水中骤冷。各实施例的条料均是透明的,而且按照上述评价方法对这些条料进行观察后,在各样品中均未发现0.001微米以上的结构物,确认已经相溶。
然后使从模具中喷出的条料在盛满温度调至10℃水的冷却浴中通过15秒钟内骤冷将结构固定后,利用条料切粒机制粒后得到了颗粒。
将得到的颗粒供给挤压温度设定在270℃、金属模具温度为80℃的气体辅助成形机,将树脂注塑量定为金属模具型腔容积70%的条件下进行注塑成形。注塑开始2秒钟后,从配置在金属模具型腔上的移动式针孔向注塑树脂内注入压力为100千克/平方厘米的压缩氮气,使树脂膨润,在金属模具的型腔内复制。然后解除气体产生的压缩加压状态,取出成形品。
对所得到成形品的成形性的评价结果记载在表7之中。
而且从进行上述气体辅助成形后的成形品表面上切下超薄切片,与上述同样,在电子显微镜照片上观察了结构的状态。在电子显微镜照片上观察到由被染成黑色的聚碳酸酯相和白色的聚对苯二甲酸丁二醇酯相形成互相连续相的两相连续结构,和粒子间距离均一的分散结构。
而且利用小角X射线散射法测定了上述两相连续结构,和分散结构结构周期。评价结果记载在表7之中。
对照例19~21除了使用表7记载的组成构成的原料,将螺旋的转数定为100以外,与实施例32~34同样进行熔融混练,得到了条料。对照例19~21的条料都是不透明的。就这些样品也与实施例32~34同样制造了颗粒和中空成形品,并进行了与实施例32~34同样的评价,结果示于表7之中。
而且从进行了上述气体辅助成形的成形品表面上切出超薄切片,与上述条料同样用透过型电子显微镜照片观察了结构。在对照例19~21的各例中,在电子显微镜照片上均观察到尺寸大的5微米以上的分散粒子分散不均一的分散结构。
表7

从实施例32~34和对照例19~21的结果来看,由于本发明能够得到壁厚均一的中空成形品,所以能够用作具有这些特性和中空部的成形品。
在以下实施例32~35和对照例22~24中,除上述相结构的评价方法之外,还采用了以下评价方法。
在后述条件下进行激光焊接,按照以下基准进行评价。
(1)焊接性A在激光光线的入射表面上没有熔融痕迹,能焊接。
B在激光光线的入射表面上虽有熔融痕迹,但能焊接。
C在激光光线的入射表面上有熔融痕迹,不能焊接。
(2)焊接强度采用拉伸试验机(AG-500B),以1毫米/分钟拉伸速度、和40毫米跨度将拉伸试验进行得使焊接部位产生抗拉剪切应力,求出焊接部位断裂时的应力。
实施例32~35将表8记载的组成构成的原料,供给挤压温度设定在270℃、设两个捏合区域的螺旋安排、螺旋转数为300rpm的双轴挤压机(池贝工业株式会社制造,PCM-30),将从模具挤出的条料在冰水中骤冷。各实施例中的条料均是透明的,而且按照上述评价方法对这些条料进行观察后,在各样品中均未发现0.001微米以上的结构物,确认已经相溶。
然后使从模具中喷出的条料在盛满温度调至10℃水的冷却浴中通过15秒钟骤冷将结构固定后,利用条料切粒机制粒后得到了颗粒。
将得到的颗粒供给挤压温度设定在270℃、金属模具温度为80℃的注塑成形机,成形为宽×长×厚度=24mm×70mm×3mm的试验片,作为激光光线透过侧的试验片。而且使用在100重量份聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂中配入0.4重量份炭黑的材料,同样制成激光光线透过侧的试验片。使用两片这样的试验片,以有长度30毫米范围内重叠的方式将激光光线透过侧的试验片配置在上面,从重叠部位的上部以输出功率20瓦、激光扫描速度10毫米/秒钟、焦距38毫米、焦距0.6毫米照射激光光线,以此方式进行激光焊接。
对得到的复合成形品的焊接性评价结果记载在表8之中。
而且从进行了上述激光焊接后的成形品表面上切下超薄切片,与上述同样,在电子显微镜照片上观察了结构的状态。在电子显微镜照片上观察到由被染成黑色的聚碳酸酯相和白色的聚对苯二甲酸丁二醇酯相形成互相连续相的两相连续结构。
此外还利用小角X射线散射法测定了上述两相连续结构和分散结构结构周期。评价结果记载在表8之中。
对照例22~24除了使用表8记载的组成构成的原料,将螺旋的转数定为100以外,与实施例35~37同样进行熔融混练,得到了条料。对照例22~24的条料都是不透明的。就这些样品也与实施例35~37同样制造了颗粒和激光焊接复合成形品,并进行了与实施例35~37同样的焊接性评价,结果示于表8之中。
而且从进行了上述激光焊接的成形品的非焊接部分表面上切出超薄切片,与上述条料同样用透过型电子显微镜照片观察了结构的状态。在对照例22~24的各例中,在电子显微镜照片上均观察到尺寸大的5微米以上的分散粒子分散不均一的分散结构。
表8

从实施例35~38和对照例22~24的结果来看,由于本发明能够得到焊接强度优良的复合成形品,所以有效利用这些特性能够作为具有焊接部的成形品。
本发明第一发明的聚合物合金,由于能够得到耐冲击性非常优良的注塑成形品、或机械特性优良的薄膜,所以可以作为需要这些特性的材料使用。此外,本发明得到的聚合物合金,通过有效利用优良的耐冲击性或机械特性,能够在汽车部件或电机部件等中使用。
本发明第二发明的热塑性树脂组合物,除其优良的规则性带来的高强度、高刚性以外,由于能够得到还具有优良耐侯性且表面外观优良的成形品,所以能够广泛用于汽车、电气部件等之中,其中可以作为汽车部件使用。
本发明第三发明的成形品,因为成形性、耐化学药品性和透明性优良,所以通过有效利用这些特性,能够在涉及食品相关用途、包装材料用途、医疗用品相关用途、农业相关用途、建材部门用途、电气电子部件相关用途、信息产业相关用途、光学部分相关用途等用途中使用。
本发明第四发明的成形品,由于能够得到壁厚均一的中空成形品,所以通过有效利用这些特性,作为具有中空部的成形品,能够广泛用于汽车部件、电气部件等之中。其中可以作为汽车部件使用。
本发明的第五发明的成形品,由于能够得到焊接强度优良的复合成形品,所以通过有效利用这些特性,作为具有焊接部分的复合成形品,能够广泛用于汽车部件、电气部件等之中。其中能够作为汽车部件使用。
本申请文件说明书中的“以上”表示“大于等于”,“以下”表示“小于等于”。
权利要求
1.一种聚合物合金,其含有聚碳酸酯树脂,且由至少两种成分的树脂组成,其中,在测定该聚合物合金的红外吸收光谱的情况下,在2933±5cm-1范围内出现的吸收峰与2965±5cm-1范围内出现的吸收峰的强度比为0.43或0.43以上。
2.按照权利要求1所述的聚合物合金,其中,所述聚合物合金形成有结构周期为0.001微米或0.001微米以上、小于5微米的两相连续结构、或者粒子间距离为0.001微米或0.001微米以上、小于5微米的分散结构。
3.按照权利要求1所述的聚合物合金,其中,在构成所述聚合物合金的树脂中,除聚碳酸酯树脂以外的树脂含有在剪切速度100~10000sec-1范围内的剪切下,与聚碳酸酯树脂相溶的树脂。
4.按照权利要求1所述的聚合物合金,其中,所述聚合物合金含有聚碳酸酯树脂和聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。
5.按照权利要求1所述的聚合物合金,其中,所述聚合物合金进一步含有橡胶质聚合物。
6.一种热塑性树脂组合物,是在至少掺合聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂而成的聚合物合金中,含有填料而成,该填料是下记(a)无机粒子和/或(b)玻璃纤维,而且所述聚合物合金形成有结构周期为0.001~5微米的两相连续结构、或粒子间距离为0.001~5微米的分散结构;(a)用激光衍射法测定的数均粒径为10微米或10微米以下的无机粒子(b)热塑性树脂组合物中的玻璃纤维的60重量%或60重量%以上是纤维长度在0.1~1毫米范围内的玻璃纤维。
7.按照权利要求6所述的热塑性树脂组合物,其中,所述无机粒子是选自滑石、高岭土、云母、碳酸钙的一种或一种以上物质。
8.按照权利要求6所述的热塑性树脂组合物,其中,构成所述聚合物合金的聚碳酸酯树脂,将0.7克聚碳酸酯树脂溶解在100毫升二氯甲烷中并在20℃下测定时的增比粘度为0.8或0.8以上。
9.一种成形品,是由至少掺合聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯树脂而成的聚合物合金构成的透明成形品,其中,在所述成形品的表面,所述聚合物合金形成结构周期为0.001微米或0.001微米以上、小于0.4微米的两相连续结构,或者形成粒子间距离为0.001微米或0.001微米以上、小于0.4微米的分散结构,而且将上述透明成形品制成3毫米厚度的试验片经过150℃、1小时的热处理后,在波长400nm的可见光中的光线透过率为80%或80%以上。
10.按照权利要求9所述的成形品,其中,进一步含有紫外线吸收剂。
11.按照权利要求9所述的成形品,其中,所述成形品是从注塑成形品、薄膜或片材、或者加工薄膜或片材而得到的成形品中选出的成形品。
12.一种成形品,是使聚合物合金成形而成的具有中空部的成形品,所述聚合物合金至少掺合聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂而成,其中,在该成形品表面,构成所述成形品的聚合物合金,形成有结构周期为0.001~5微米的两相连续结构,或者粒子间距离为0.001~5微米的分散结构。
13.按照权利要求12所述的成形品,其中,所述成形品通过采用选自气体辅助注塑成形法和注坯吹塑成形法的成形方法成形。
14.一种成形品,是使聚合物合金成形而成的成形品与其它部件焊接的、具有焊接部的成形品,所述聚合物合金至少掺合聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯树脂而成,其中,在该成形品中由所述聚合物合金构成的非焊接部表面,所述聚合物合金形成有结构周期为0.001~5微米的两相连续结构,或者粒子间距离为0.001~5微米的分散结构。
15.按照权利要求14所述的成形品,其中,所述焊接部通过采用选自激光焊接法、振动焊接法、热熔焊接法和超声波焊接法的焊接方法焊接而成。
全文摘要
本发明涉及一种聚碳酸酯树脂组合物,其含有聚碳酸酯树脂,而且至少由两种成分的树脂组成的聚碳酸酯树脂组合物,该组合物是在2933±5cm
文档编号C08L67/02GK1696196SQ20051000684
公开日2005年11月16日 申请日期2005年1月28日 优先权日2004年5月12日
发明者小林定之, 落合伸一郎, 田中明子 申请人:东丽株式会社
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