复合形成材料及经表面处理的玻璃短纤维的制作方法_2

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的光学显微镜照片。
[0035] 图6是W照片替代的图示,将实施例6制作的颗粒加热至50(TC,使耐绝66燃烧消失 后的玻璃短纤维的光学显微镜照片。
[0036] 图7是W照片替代的图示,将实施例7制作的颗粒加热至50(TC,使耐绝66燃烧消失 后的玻璃短纤维的光学显微镜照片。
[0037] 图8是W照片替代的图示,将实施例8制作的颗粒加热至50(TC,使耐绝66燃烧消失 后的玻璃短纤维的光学显微镜照片。
[0038] 图9是W照片替代的图示,将比较例I制作的颗粒加热至50(TC,使耐绝66燃烧消失 后的玻璃短纤维的光学显微镜照片。
[0039] 图10是W照片替代的图示,将比较例2制作的颗粒加热至50(TC,使耐绝66燃烧消 失后的玻璃短纤维的光学显微镜照片。
[0040] 图11是W照片替代的图示,将参考例1及参考例2制作的试验片的拉伸强度试验的 试验完成后的照片。
【具体实施方式】
[0041] 兹就本发明的复合形成材料、经表面处理的玻璃短纤维及复合形成材料的制造方 法详细说明于下述。
[0042] 首先,构成本发明的复合形成材料的热塑性树脂,只要是可分散玻璃短纤维之物, 则并无特别限定,可例示为:例如通用塑料、工程塑料、超级工程塑料等先前所使用的热塑 性树脂。具体言之,W通用塑料而言,可例示为:聚乙締(PE)、聚丙締(PP)、聚氯乙締(PVC)、 聚氯亚乙締、聚苯乙締(PS)、聚乙酸乙締醋(PVAc)、聚四氣乙締(PTFE)、丙締腊下二締苯乙 締树脂(ABS树脂)、苯乙締丙締腊共聚物(AS树脂)、丙締酸树脂(PMMA)等。W工程塑料而言, 可例示为:W耐绝为代表之聚酷胺(PA)、聚缩醒(POM)、聚碳酸醋(PC)、变性聚伸苯酸(m-PPE、变性PPE、PPO )、聚对苯二甲酸下二醋(PBT )、聚对苯二甲酸乙二醋(PET )、间规聚苯乙締 (syndiotactic polystyrene) (SPS)、环状聚締控(COP)等。W超级工程塑料而言,可例示 为:聚苯硫酸(polyphenylene Siilf ide) (PPS)、聚四氣乙締(PTFE)、聚讽(PSF)、聚酸讽 (PES)、非晶聚芳基化物(PAR)、聚酸酸酬(PEEK)、热塑性聚酷亚胺(PI)、聚酷胺酷亚胺(PAI) 等。该等树脂亦可使用一种或组合二种W上使用。
[0043] 上述树脂,虽可分类为结晶性与非结晶性,不过结晶性树脂,可通过使玻璃短纤维 分散,而使增强性能提高,例如通过在PP、P0M、PBT、PA、SPS、PPS等结晶性树脂,将玻璃短纤 维分散,而可使增强性能提高。
[0044] 在本发明,玻璃短纤维的意义是指与热塑性树脂混炼前纤维的纤维直径为约1至7 WIK纤维长为300至1000 wii左右的玻璃纤维成为棉状之物,其与将纤维直径10至1祉m的单纤 维收集50至200条的玻璃纤维,切断成预定长度的短玻璃丝为完全不同之物。此外,在下述, 与热塑性树脂混炼前的玻璃短纤维,仅记载为"玻璃短纤维";而与热塑性树脂混炼,所得复 合形成材料中玻璃短纤维,是记载为"复合形成材料中的玻璃短纤维"。
[0045] 玻璃短纤维在为相同重量的情形,纤维直径越小,则表面积变大,与热塑性树脂的 接着面积变广,所得复合形成材料的强度增加,故佳。一方面,纤维直径过小时,则在与热塑 性树脂混炼时纤维易于切断,又,体积及柔软性变得过大,因欲在热塑性树脂中均匀混炼变 困难,故纤维直径3至化m特佳。又,玻璃短纤维的平均纤维长小于300皿,则在考虑混炼时负 载所致玻璃短纤维的切断时,复合形成材料中玻璃短纤维的长宽比变小,增强效果不足,平 均纤维长超过1000 wii时,则对热塑性树脂中玻璃短纤维的分散变得不足,又,玻璃短纤维彼 此间相互缠绕,在纤维间吸入空气造成空隙(void)的原因,并不佳。
[0046] 复合形成材料中玻璃短纤维的长宽比,较佳为IOW上,更佳为15W上。长宽比较10 更小时,则无法获得充分的增强效果。
[0047] 玻璃短纤维,是通过在周围设置有多个Imm左右的小孔的旋转器予W高速旋转,将 烙融的玻璃喷出而制造。该工艺一般称为离屯、法,通过调整烙融的玻璃的黏度及旋转速度, 则可较经济的制造1至7WI1左右的微细玻璃短纤维。
[0048] 又,玻璃短纤维虽可W上述方法制造,不过亦可使用市售品,可例示为:例如Mag-ISO ver股份有限公司WR800 (平均纤维直径4.0曲1、平均纤维长15mm)等。但是,玻璃短纤维的 平均纤维长超过1000 Mi时,则如上述,为对热塑性树脂中玻璃短纤维的分散不足,又玻璃短 纤维彼此间相互缠绕,在纤维间吸入空气造成空隙的原因。因此,在使用时,在涂布表面处 理剂后,有必要进行干燥及裂解处理,将平均纤维长调整至300至1000 wii的长度。
[0049] 玻璃短纤维为无机材料,一方面,由于热塑性树脂为有机材料,故仅将玻璃短纤维 分散于热塑性树脂,则玻璃短纤维与热塑性树脂的接着性变弱。因此,W将玻璃短纤维W娃 烧偶合剂进行表面处理之后,分散于热塑性树脂为佳。
[0050] W硅烷偶合剂而言,只要是先前所使用之物,并无特别限定,较佳为考虑与构成复 合形成材料的热塑性树脂的反应性、热稳定性等来同时决定,可例示为:例如胺基硅烷系、 环氧硅烷系、締丙基硅烷系、乙締硅烷系等的硅烷偶合剂。该等硅烷偶合剂,较佳为使用东 丽? Dow Corning公司制Z系列、信越化学工业公司制的KBM系列、邸E系列、JNC公司制等市 售品。
[0051 ]上述硅烷偶合剂,是通过溶解于溶剂,并对玻璃短纤维喷雾、干燥,则可进行玻璃 短纤维的表面处理。硅烷偶合剂对该玻璃短纤维的重量百分率为0.1至2. Owt%、较佳为 0.15至0.4wt %、更较佳为0.24wt %。
[0052] 在本发明,亦可将玻璃短纤维W润滑剂进行表面处理。润滑剂在将玻璃短纤维混 炼于热塑性树脂时,玻璃短纤维的滑动会变好,只要是易于分散于热塑性树脂之物,则并无 特别限制,虽可使用硅油等先前所使用的润滑剂,但特佳为杯芳控。娃因为属于油,故缺乏 对热塑性树脂的亲和性,不过杯芳控因属于酪树脂,故可提高玻璃短纤维的滑动(slip),- 方面,由于其与热塑性树脂的亲和性优异,故照样维持玻璃短纤维的纤维长,而可使复合形 成材料中的玻璃短纤维的添加量增多。
[0053] 杯芳控,是指使多个(例如:4至8个范围内)的酪单位或间苯二酪单位结合成环状 的环状寡聚物,W四聚物之例而言,可例示为:下述式(1)所示的间苯二酪环状四聚物。
[0054]
(1)
[0化5](式中,Ri表示径基;化表示碳数1至17的直链状烷基或苯基)。
[0056] W上述通式(1)所示杯芳控的制造方法而言,将间苯二酪或者间苯二酪衍生物与 醒化合物(对甲醒或者对醒)W预定摩尔比,在乙醇或者乙酸溶剂中盐酸或者硫酸触媒下, 通过W预定溫度,进行数小时反应,则可合成环状化合物、线状化合物。来自合成的产物,通 过W甲醇等予W再结晶,而加 W单离,而可仅获得杯芳控。可例示为:例如下述式(2)所示的 反应,自产物单离可仅获得杯芳控。
[0化7]
[005引(式中,R3表不〔10出1)。
[0059] 在此种杯芳控的制造方法中,较佳为使间苯二酪衍生物与醒化合物的摩尔比相 等,用来获得杯芳控。醒化合物变多时,则会有条状物(striped body)或分枝状物优先产生 的可能性。
[0060] 又,W六聚物之例而言,可例示为:下述式(3)所示的对聚径杯芳[6]控。
[0061]
[0062] 上述对聚径杯芳[6]控,例如可W下述式(4)的顺序合成,其详细内容记载于高分 子(Macromole州Ies)2005,38,6871-6875。
[0063]
[0064] 将经合成的杯芳控溶解的溶剂,只要是可溶解杯芳控之物,并无特别限制,可例示 为:例如甲醇、乙醇、丙酬、四氨巧喃(THF)、氯仿、二甲亚讽(DMSO)、二乙二醇(DEG)、二甘醇 二甲酸(Diglyme)、S甘醇二甲酸(triglyme)、二氧六圖、甲基异下酬、甲基S级下酸、聚乙 二醇、甲苯、二甲苯、二氯甲烧、二乙酸等。
[0065] 玻璃短纤维的表面处理,是通过将已溶解杯芳控的溶液,于玻璃短纤维喷雾、干燥 来进行。
[0066] 已溶解上述杯芳控的溶液,亦可通过上述制法来制造,但是,例如化nodax公司制 塑料改质剂nanodaX(注册商标)亦可使用。塑料改质剂nanodaX(注册商标)对玻璃短纤维的 重量百分率,较佳为0.001至0.5wt %,更佳为0.01至0.3wt %。
[0067] 玻璃短纤维可W上述硅烷偶合剂或润滑剂处理,亦可W硅烷偶合剂及润滑剂处 理。
[0068] 又,本发明的玻璃短纤维,除了 W上述硅烷偶合剂及/或润滑剂所致表面处理之 夕h亦可W环氧树脂、乙酸乙締醋树脂、乙酸乙締醋共聚物树脂、胺甲酸醋树脂、丙締酸树脂 等已为人所熟知的被覆剂进行表面处理。该等被覆剂可单独使用,或者混合二种W上使用, 相对于硅烷偶合剂,被覆剂的重
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