热塑性树脂组合物和成型品的制作方法
【专利摘要】提供在高温高湿度环境的与金属和热固化性树脂的密合性和导热性、尺寸稳定性、机械强度优异的热塑性树脂组合物、和成型品。本发明是热塑性树脂组合物，其中以规定比例配合了(A)热塑性树脂、(B)碳酸镁和(C)玻璃纤维，其特征在于，上述(A)热塑性树脂为选自聚芳撑硫醚树脂、聚酰胺树脂和聚酯树脂中的至少1种以上，其在规定的加工温度条件下、剪切速率1000(1/s)时的熔融粘度为1～200Pa·s，上述(B)碳酸镁利用热重分析(TGA)、在氮气氛下以10℃/分钟的升温速度从23℃升温至150℃时的质量减少率为1％以下，上述(C)玻璃纤维的纤维直径为4～11μm。
【专利说明】热塑性树脂组合物和成型品
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高温高湿度环境下的与金属和热固化性树脂的密合性优异、进而导热 性、尺寸稳定性、强度优异的热塑性树脂组合物，以及涉及可得到与搭载于汽车等上的马达 部件、动力控制单元部件的金属端子和密封半导体元件的热固化性树脂的密合性优异的成 型品的、热塑性树脂组合物和将其成型而得的成型品。
【背景技术】
[0002] 热塑性树脂、特别是机械特性、和耐热性优异的工程塑料充分应用其优异的特性， 可在各种用途中使用。作为工程塑料的一种的聚芳撑硫醚树脂，由于具有作为具备优异的 耐热性、刚性、尺寸稳定性、和阻燃性等的工程塑料的合适的性质，因此以注射成型用为中 心，可用于各种电气?电子部件、机械部件和汽车部件等的用途。另外，聚酰胺树脂由于机械 特性与韧性的平衡优异，因此可用于各种电气?电子部件、机械部件和汽车部件等的用途， 聚对苯二甲酸丁二醇酯（以下有时称为PBT)等的聚酯树脂充分应用成型性、耐热性、机械 性质和耐化学性，而可广泛用作汽车、电气?电子仪器的连接器、继电器、开关等的工业用成 型品的材料。
[0003] 近年来，关于地球温室化、资源能源问题，从对于环境低负荷的角度研究了各种对 策。其中在汽车工业中，为了使在驱动机构中使用了电力马达的电力汽车、将汽油发动机等 的内燃机和电力马达并用了的混合动力汽车等在行驶中的二氧化碳、氮氧化物的排出量降 低、即减少燃料消耗，进行了电力马达的高性能?高功率化。为了使电力马达的性能提高， 搭载了对于驱动所需要的电力将从电池输送的电压升高的变流器、而且搭载了将直流电压 交换为交流电压、驱动马达的单元的动力控制单元（以下有时称为PCU)的性能提高也成为 必要。
[0004] 伴随电力马达的高功率化，由马达运转时的铜损、铁损导致的发热量增大，因此周 边构件暴露于高温下。进而根据行驶环境，暴露于高湿度下，与马达内部的线圈、电极密 合?保护的构件的气密性降低，或者由于蓄热而使马达寿命降低，因此存在要提高保护材料 与金属的密合性、散热性的课题。
[0005] 另外，即使对于PCU，为了进行高功率化，分别将构成PCU的多个半导体电源元件 (包含晶体管和二极管的将电流开/关的开关元件）大电力化，因此具有下述这样的课题： 由于与此相伴的温度和湿度的升高，导致密封元件的热固化性树脂的、与该元件和热塑性 树脂制的框的界面的密合性降低所产生的保护功能的降低。同样地，存在金属端子与热塑 性树脂的界面的密合降低的课题。
[0006] 进而，即使在汽车以外的电气电子设备中，伴随由高性能化导致的电力功率增加 而使温度升高，因此对于作为保护设备内部部件的保护材料使用的热塑性树脂，也要求与 金属、热固化性树脂的密合性、散热性、加工性优异的新型材料。
[0007] 作为导热性、耐水性、阻燃性、加工性优异的树脂组合物，已知含有聚苯硫醚树脂 等的合成树脂、和具有规定的比表面积和平均粒径的无水碳酸镁的合成树脂组合物（例如 参照专利文献1)。
[0008] 但是，专利文献1对于合成树脂组合物与金属或热固化性树脂等的密合性没有任 何公开，另外，由于没有加入玻璃纤维，因此对于高温高湿度环境下的尺寸变化的机械强度 不足，从而推测专利文献1涉及的合成树脂组合物与金属和热固化性树脂的密合性不充 分。
[0009] 另外，在专利文献1的实施例中，由于是在未固化的热固化性树脂中配合无水碳 酸镁来制作合成树脂组合物，因此对于使用热塑性树脂时的熔融粘度没有任何的考虑，使 用的热塑性树脂的熔融粘度高时，热塑性树脂与碳酸镁不能充分混合，在所得的组合物中 有组成不均，由此特性不均有变大的可能性。
[0010] 作为同样的技术，公开了在工程塑料中配合了具有规定的比表面积和平均粒径的 无水碳酸镁的树脂组合物（例如参照专利文献2)、配合了实施了 Si化合物的被覆层的、具 有规定的比表面积和平均粒径的无水碳酸镁、和具有酯键的合成树脂的树脂组合物（例如 参照专利文献3)。在这些技术中，与专利文献1同样地，由于没有加入玻璃纤维，因此对于 高温高湿度下的尺寸变化的机械强度不足，从而与金属和热固化性树脂的密合性不充分， 使用的热塑性树脂的熔融粘度高的情况下，热塑性树脂与碳酸镁不能充分混合，在所得的 组合物中有组成不均，由此有特性不均变大的可能性。
[0011]另外，公开了金属和树脂的复合体，其中实施了特定的药品处理的镁合金制的金 属部件等、与树脂组合物接合，所述树脂组合物以聚苯硫醚系树脂或聚对苯二甲酸丁二醇 酯系树脂为主成分、配合了选自玻璃纤维、碳酸镁等的填充剂（例如参考专利文献4)。记载 了该复合体的接合性、密闭性优异，但没有将玻璃纤维和碳酸镁并用作为填充剂的例子，另 夕卜，关于该复合体中使用的树脂组合物的导热性，没有记载或暗示。
[0012] 进而，公开了含有重均分子量为1万以上的聚合物、具有环氧基或氧杂环丁烷基 的固化性化合物、氰酸酯化合物、固化剂、和碳酸镁等填料的绝缘片（例如参考专利文献 5)。但是，专利文献5的绝缘片虽然记载了介电常数低、未固化状态下的操作性优异，但是， 是对于热固化性树脂的记载，使用熔融粘度高的热塑性树脂时，热塑性树脂与碳酸镁不能 充分混合，在所得的组合物中有组成不均，由此有特性不均变大的可能性。另外，由于没有 加入玻璃纤维，因此对于高温高湿度下的尺寸变化的机械强度不足，从而推测与金属和热 固化性树脂的密合性不充分。
[0013] 现有技术文献
[0014] 专利文献
[0015] 专利文献1 :日本特开2006-291078号公报（权利要求书、实施例）
[0016] 专利文献2 :日本特开2005-272752号公报（权利要求书、实施例）
[0017] 专利文献3 :日本特开2007-261922号公报（权利要求书、实施例）
[0018] 专利文献4 :日本特开2008-173967号公报（权利要求书、实施例）
[0019] 专利文献5 :日本特开2011-124075号公报（权利要求书、实施例）
【发明内容】
[0020] 本发明以解决前述现有技术中的问题作为课题进行了研究，结果完成了本发明。 因此，本发明的课题是提供高温高湿度下的与金属和热固化性树脂的密合性优异、进而导 热性、机械强度、尺寸稳定性优异的热塑性树脂组合物和成型品。
[0021] 为了解决上述课题、实现目的，本发明的热塑性树脂组合物是配合了（A)热塑性 树脂、⑶碳酸镁、和（C)玻璃纤维的热塑性树脂组合物，其特征在于，以上述㈧热塑性树 月旨、上述（B)碳酸镁和上述（C)玻璃纤维的合计为100质量％计，上述（A)热塑性树脂以 25?50质量％的比例配合，上述⑶碳酸镁以10?70质量％的比例配合，上述（C)玻璃 纤维以5?40质量％的比例配合，上述（A)热塑性树脂为选自聚芳撑硫醚树脂、聚酰胺树 脂和聚酯树脂中的至少1种以上，其在规定的加工温度条件下、剪切速率1000 (Ι/s)时的熔 融粘度为1?200Pa *s，上述（B)碳酸镁利用热重分析（TGA)、在氮气氛下以10°C /分钟的 升温速度从23°C升温至150°C时的质量减少率为1 %以下，上述（C)玻璃纤维的纤维直径为 4 ?11 μ m〇
[0022] 另外，本发明的热塑性树脂组合物的特征在于，在上述发明中，上述（A)热塑性树 脂为选自下述（a-Ι)聚芳撑硫醚树脂、（a-2)聚酰胺树脂和（a-3)聚酯树脂中的至少1种 以上，
[0023] (a-Ι)在熔点+10°C?熔点+30°C的加工温度下、剪切速率1000(1/S)时的熔融粘 度为1?200Pa · s的聚芳撑硫醚树脂
[0024] (a-2)在熔点+25°C?熔点+45°C的加工温度下、剪切速率1000(1/S)时的熔融粘 度为1?200Pa · s的聚酰胺树脂
[0025] (a-3)熔点+15°C?熔点+35°C的加工温度下、剪切速率1000(1/S)时的熔融粘度 为1?200Pa · s的聚酯树脂。
[0026] 另外，本发明的热塑性树脂组合物的特征在于，在上述发明中，上述（B)碳酸镁利 用热重分析（TGA)、在氮气氛下以10°C /分钟的升温速度从23°C加热至300°C时的质量减 少率为2%以下。
[0027] 另外，本发明的热塑性树脂组合物的特征在于，在上述发明中，相对于上述（A)热 塑性树脂、上述（B)碳酸镁和上述（C)玻璃纤维的合计100质量份，进而配合了 1?20质 量份的⑶烯烃系树脂。
[0028] 另外，本发明的热塑性树脂组合物的特征在于，在上述发明中，上述（C)玻璃纤维 的纤维直径为5?8 μ m。
[0029] 另外，本发明的成型品的特征在于，是将上述任一项所述的热塑性树脂组合物注 射成型而得的。
[0030] 另外，本发明的成型品的特征在于，在上述发明中，上述成型品为汽车部件、电气 电子部件或发电?热交换设备部件。
[0031] 另外，本发明的成型品的特征在于，在上述发明中，上述成型品的上述热塑性树脂 组合物与金属和/或热固化性树脂相接。
[0032] 本发明的热塑性树脂组合物在高温高湿度下的与金属和热固化性树脂的密合性、 导热性和机械强度和尺寸稳定性优异。根据本发明的热塑性树脂组合物，可使用注射成型 机等连续地加工为所需的形状，可得到具有优异的密合性的与金属、热固化性树脂的复合 物。
[0033] 对于本发明的成型品，构件的周边暴露于高温高湿度下时可保持与金属和热固化 性树脂的密合性，由此对于需要保护内部部件、抑制特性降低的汽车的马达周边部件和动 力控制单元周边部件是有用的。
[0034] 附图的简单说明
[0035] 图1是将本发明的热塑性树脂组合物注射成型而得的成型品的概略形状的示图。
【具体实施方式】
[0036] 以下详细地说明本发明。
[0037] 本发明是一种热塑性树脂组合物，其中配合了（A)热塑性树脂、（B)碳酸镁和（C) 玻璃纤维，其特征在于，以上述（A)热塑性树脂、上述（B)碳酸镁和上述（C)玻璃纤维的合 计为100质量％计,上述⑷热塑性树脂以25?50质量％的比例配合，上述⑶碳酸镁以 10?70质量％的比例配合，上述（C)玻璃纤维以5?40质量％的比例配合，上述（A)热塑 性树脂为选自聚芳撑硫醚树脂、聚酰胺树脂和聚酯树脂中的至少1种以上，其在规定的加 工温度条件下、剪切速率1000 (Ι/s)时的熔融粘度为1?200Pa *s，上述（B)碳酸镁利用热 重分析（TGA)、在氮气氛下以10°C /分钟的升温速度从23°C升温至150°C时的质量减少率 为1%以下，上述（C)玻璃纤维的纤维直径为4?Ι?μπι。
[0038] 首先，对于（Α)热塑性树脂进行说明。在本发明中，使用的（Α)热塑性树脂选自聚 芳撑硫醚树脂、聚酰胺树脂和聚酯树脂中的1种以上。
[0039] 作为聚芳撑硫醚树脂的代表例，可以列举聚苯硫醚（以下有时也简称为PPS)、聚 苯硫醚砜、聚苯硫醚酮、它们的无规共聚物、嵌段共聚物和它们的混合物等，其中特别优选 使用聚苯硫醚。所述的聚苯硫醚是含有优选为70摩尔％以上、更优选为90摩尔％以上的 下述结构式（1)所示的重复单元的聚合物，含有70摩尔％以上的结构式（1)所示的重复单 元时，耐热性优异，因此是优选的。
[0040]
【权利要求】
1. 一种热塑性树脂组合物，其中配合了㈧热塑性树脂、（B)碳酸镁和（C)玻璃纤维， 其特征在于，以上述（A)热塑性树脂、上述（B)碳酸镁和上述（C)玻璃纤维的合计为 100质量％计，上述（A)热塑性树脂以25?50质量％的比例配合，上述（B)碳酸镁以10? 70质量％的比例配合，上述（C)玻璃纤维以5?40质量％的比例配合， 上述（A)热塑性树脂为选自聚芳撑硫醚树脂、聚酰胺树脂和聚酯树脂中的至少1种以 上，其在规定的加工温度条件下、剪切速率1000 (Ι/s)时的熔融粘度为1?200Pa · s， 上述（B)碳酸镁利用热重分析（TGA)、在氮气氛下以10°C /分钟的升温速度从23°C升 温至150°C时的质量减少率为1%以下， 上述（C)玻璃纤维的纤维直径为4?11 μ m。
2. 根据权利要求1所述的热塑性树脂组合物，其特征在于，上述（A)热塑性树脂为选自 下述（a-Ι)聚芳撑硫醚树脂、（a-2)聚酰胺树脂和（a-3)聚酯树脂中的至少1种以上， (a-Ι)在熔点+10°C?熔点+30°C的加工温度下、剪切速率1000(1/S)时的熔融粘度为 1?200Pa · s的聚芳撑硫醚树脂 (a-2)在熔点+25°C?熔点+45°C的加工温度下、剪切速率1000(1/S)时的熔融粘度为 1?200Pa · s的聚酰胺树脂 (a-3)熔点+15°C?熔点+35°C的加工温度下、剪切速率1000(1/S)时的熔融粘度为 1?200Pa · s的聚酯树脂。
3. 根据权利要求1或2所述的热塑性树脂组合物，其特征在于，上述（B)碳酸镁利用热 重分析（TGA)、在氮气氛下以10°C /分钟的升温速度从23°C加热至300°C时的质量减少率 为2%以下。
4. 根据权利要求1?3中任一项所述的热塑性树脂组合物，其特征在于，相对于上述 ㈧热塑性树脂、上述⑶碳酸镁和上述（C)玻璃纤维的合计100质量份，进而配合了 1? 20质量份的⑶烯烃系树脂。
5. 根据权利要求1?4中任一项所述的热塑性树脂组合物，其特征在于，上述（C)玻璃 纤维的纤维直径为5?8μπι。
6. -种成型品，其特征在于，是将权利要求1?5中任一项所述的热塑性树脂组合物注 射成型而得的。
7. 根据权利要求6所述的成型品，其特征在于，上述成型品为汽车部件、电气电子部件 或发电/热交换设备部件。
8. 根据权利要求6或7所述的成型品，其特征在于，上述成型品的上述热塑性树脂组合 物与金属和/或热固化性树脂相接。
【文档编号】C08K7/14GK104144983SQ201380010116
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2013年2月18日 优先权日:2012年2月23日
【发明者】小林隆弘, 梅津秀之, 井砂宏之 申请人:东丽株式会社