CN111108155B - 金属树脂复合体、树脂组合物和金属树脂复合体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种金属树脂复合体,其金属部件与热塑性树脂部件的接合强度(金属接合强度)高,并且镀覆性优异;并且提供上述金属树脂复合体的形成中使用的树脂组合物和金属树脂复合体的制造方法。一种金属树脂复合体,其包含在表面具有凹凸的金属部件、以及与上述金属部件在具有上述凹凸的面侧相接的热塑性树脂部件,由树脂组合物形成,该树脂组合物中,相对于以50质量%以上的比例包含上述结晶性热塑性树脂的热塑性树脂100质量份,含有1~25质量份的激光直接成型添加剂(B)。
Description
技术领域
本发明涉及金属树脂复合体、树脂组合物和金属树脂复合体的制造方法。特别涉及可通过激光直接成型技术在热塑性树脂部件上形成镀覆的金属树脂复合体等。
背景技术
以聚酯系树脂或聚酰胺系树脂为代表的热塑性树脂具有优异的机械强度和成型性,因此被广泛用于电气电子设备构件、汽车构件等电装构件、机械构件等中。特别是近年来,使用金属树脂复合体的情况也日渐增多,该金属树脂复合体是将由热塑性树脂形成的热塑性树脂部件与由铝、铁等形成的金属部件复合而成的。
作为这样的金属树脂复合体的示例,专利文献1中公开了一种复合成型体,其特征在于,其是下述树脂组合物与表面经微细凹凸处理的金属(层)一体地附着而成的,所述树脂组合物是包含纤维状增强剂和热塑性弹性体的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂组合物;或者是包含改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和纤维状增强剂的改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂组合物,该改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂由间苯二甲酸成分相对于全部二羧酸成分的含量为3~50摩尔%的聚对苯二甲酸丁二醇酯/间苯二甲酸共聚物形成。但是,在这样的金属树脂复合体中,作为异种部件的热塑性树脂部件与金属部件的接合性成为问题。
另一方面,近年来寻求在热塑性树脂部件中制造能够进行三维设计的天线的方法。作为这样的三维天线的形成技术之一,激光直接成型(下文中有时称为“LDS”)技术引起了人们的关注。LDS技术例如为下述技术:向包含LDS添加剂的热塑性树脂部件的表面照射激光使其活化,对上述经活化的部位施用金属,由此形成镀覆。该技术的特征在于能够在不使用粘接剂等的情况下在树脂成型品的表面直接制造天线等金属结构体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-149018号公报
发明内容
发明所要解决的课题
如上所述,在包含金属部件和热塑性树脂部件的金属树脂复合体中,除了金属部件与热塑性树脂部件的接合性以外,有时还要求形成镀覆层。
本发明是为了解决该课题而进行的,其目的在于提供一种金属部件与热塑性树脂部件的接合强度(金属接合强度)高且镀覆性优异的金属树脂复合体、以及在上述金属树脂复合体的形成中使用的树脂组合物和金属树脂复合体的制造方法。
用于解决课题的手段
本发明人基于上述课题进行了研究,结果通过下述手段<1>、优选通过手段<2>~<18>解决了上述课题。
<1>一种金属树脂复合体,其中,
该金属树脂复合体包含:在表面具有凹凸的金属部件、以及与上述金属部件在具有上述凹凸的面侧相接的热塑性树脂部件,
上述热塑性树脂部件由树脂组合物形成,该树脂组合物中,相对于以50质量%以上的比例包含结晶性热塑性树脂的热塑性树脂100质量份,含有1~25质量份的激光直接成型添加剂(B)。
<2>如<1>中所述的金属树脂复合体,其中,上述热塑性树脂包含聚酯系树脂(A-1)和聚酰胺系树脂(A-2)中的至少一种。
<3>如<2>中所述的金属树脂复合体,其中,上述热塑性树脂以50质量%以上的比例包含聚酯系树脂(A-1)。
<4>如<2>中所述的金属树脂复合体,其中,上述热塑性树脂以50~85质量%的比例包含聚酯系树脂(A-1),以50~15质量%的比例包含聚酰胺系树脂(A-2)。
<5>如<2>~<4>中任一项所述的金属树脂复合体,其中,上述热塑性树脂的60质量%以上由聚酯系树脂(A-1)或聚酰胺系树脂(A-2)构成。
<6>如<1>~<5>中任一项所述的金属树脂复合体,其中,上述树脂组合物的熔点Tm与结晶温度Tc之差(Tm-Tc)为20~60℃。
<7>如<1>~<6>中任一项所述的金属树脂复合体,其中,上述激光直接成型添加剂(B)包含铜、锑和锡中的至少一种。
<8>如<1>~<7>中任一项所述的金属树脂复合体,其进一步包含玻璃系填充材料。
<9>如<1>~<8>中任一项所述的金属树脂复合体,其中,在上述热塑性树脂部件的表面且不与上述金属部件相接的部位具有镀覆层。
<10>如<1>~<9>中任一项所述的金属树脂复合体,其中,在上述金属树脂复合体的金属部件的表面具有阳极氧化处理层。
<11>如<10>中所述的金属树脂复合体,其中,上述热塑性树脂以55质量%以上的比例包含聚酯系树脂(A-1)。
<12>如<1>~<11>中任一项所述的金属树脂复合体,其进一步具有抗蚀剂层。
<13>一种用于形成金属树脂复合体的树脂组合物,该树脂组合物中,相对于包含聚酯系树脂(A-1)和聚酰胺系树脂(A-2)中的至少一种的热塑性树脂100质量份,包含1~25质量份的激光直接成型添加剂(B)。
<14>一种金属树脂复合体的制造方法,其中,该制造方法包括对于在表面具有凹凸的金属部件的具有上述凹凸的面侧施用熔融的树脂组合物来形成热塑性树脂部件,该树脂组合物中,相对于以50质量%以上的比例包含结晶性热塑性树脂的热塑性树脂100质量份,含有1~25质量份的激光直接成型添加剂(B)。
<15>如<14>中所述的金属树脂复合体的制造方法,其中,上述热塑性树脂包含聚酯系树脂(A-1)和聚酰胺系树脂(A-2)中的至少一种。
<16>如<14>或<15>中所述的金属树脂复合体的制造方法,其中,对于上述在表面具有凹凸的金属部件施用熔融的树脂组合物的工序通过注射成型来进行。
<17>如<14>~<16>中任一项所述的金属树脂复合体的制造方法,其包括在上述热塑性树脂部件的表面形成镀覆层的工序。
<18>如<14>~<17>中任一项所述的金属树脂复合体的制造方法,其进一步进行阳极氧化处理。
发明的效果
根据本发明,能够提供一种金属部件与热塑性树脂部件的接合强度(金属接合强度)高且镀覆性优异的金属树脂复合体、以及在上述金属树脂复合体的形成中使用的树脂组合物和金属树脂复合体的制造方法。
附图说明
图1是本发明的金属树脂复合体的一例的截面示意图。
图2是示出实施例中的接合强度的测定方法的图。
具体实施方式
下面对本发明的内容进行详细说明。需要说明的是,本说明书中,“~”是以包含其之前和之后所记载的数值作为下限值和上限值的含义来使用的。
本发明的金属树脂复合体的特征在于,其包含:在表面具有凹凸的金属部件、以及与上述金属部件在具有上述凹凸的面侧相接的热塑性树脂部件,上述热塑性树脂部件由树脂组合物形成,该树脂组合物中,相对于以50质量%以上的比例包含结晶性热塑性树脂的热塑性树脂100质量份,含有1~25质量份的激光直接成型添加剂(B)。通过为这样的构成,可得到金属部件与热塑性树脂部件的接合强度(金属接合强度)高且镀覆性优异的金属树脂复合体。关于其理由,据推测,通过混配LDS添加剂,在成型时,树脂组合物的流动性提高,树脂组合物容易充分进入到凹凸部的内部,可得到接合强度优异的金属树脂复合体。
特别是在混配玻璃系填充材料时,由于LDS添加剂的作用而使玻璃系填充材料稍微破碎,因此由LDS添加剂的添加所带来的接合强度的提高显著。另外,通过将聚酯系树脂和聚酰胺系树脂共混来用作热塑性树脂,能够进一步提高镀覆性。
图1示出了本发明的金属树脂复合体10的一例,其具有金属部件1、设于金属部件的表面的热塑性树脂部件2、以及设于热塑性树脂部件的表面的镀覆层3。此外,图1所示的金属树脂复合体中,对其整体进行了阳极氧化处理,设有阳极氧化处理层4。需要说明的是,如在下文详述,阳极氧化处理是对金属进行的处理,但在本发明中,在将实施于金属树脂复合体中包含的金属的阳极氧化处理还同时实施于热塑性树脂部件的情况下,该处理也被称为阳极氧化处理。
<金属部件>
本发明的金属树脂复合体具有在表面具有凹凸的金属部件。认为,通过使金属部件在表面具有凹凸,热塑性树脂侵入到凹凸结构的凹部壁的深处并在该状态下固化而使其被固定且不会从凹部脱出,由此能够表现出牢固的接合强度。
需要说明的是,热塑性树脂部件不必与金属部件的具有凹凸的面侧全部相接,不用说也可以与具有凹凸的面侧的一部分相接。另外,金属部件不必在热塑性树脂部件与金属部件相接的部位中的所有部位均具有凹凸。即,金属部件在热塑性树脂部件与金属部件相接的部位的一部分具有凹凸即可。
本发明中,热塑性树脂部件与金属部件在上述具有凹凸的面侧相接,优选热塑性树脂部件与金属部件在上述具有凹凸的面侧的表面相接。另外,如下文详述,在通过金属部件的表面的凹凸化处理而进行微粒等的固定的情况下或者在金属部件的表面设置底涂层的情况下,在这样的处理等之后的表面设置热塑性树脂部件的方式也包含在与金属部件在上述具有凹凸的面侧相接的方式中。
作为构成金属部件的金属,可以举出铝、铁、铜、镁、锡、镍、锌等各种金属以及包含这些金属的合金。这些之中,金属部件优选包含铝、铁、铜和镁以及包含这些金属的合金中的至少一种,更优选包含铝和含铝的合金。
另外,金属部件除了为其全部由金属构成的部件以外,也可以为将由金属以外的部位构成的部件的凹凸侧的表面利用金属(例如镍、铬、锌、金等)进行镀覆而成的部件。
作为金属部件的形状没有特别限制,优选可以举出平板、曲板、板状、棒状、筒状、块状、片状、膜状等、或者制作成所期望的特定形状。凹凸化处理前的原料金属部件的表面的形状没有特别限制,并不限于单一的平面或曲面,也可以具有阶梯部或凹部、凸部等各种形状。
作为金属部件的厚度没有特别限制,优选为0.05~100mm的范围,更优选为0.1~50mm,进一步优选为0.12~10mm。特别是铝板和铁板的情况下的厚度分别优选为0.1~20mm、更优选为0.2~10mm。关于上述厚度,在金属部件为平板状的情况下,是指其厚度,另外,在平板状以外的情况下,优选金属部件中的与热塑性树脂部件在具有凹凸的面侧相接的金属部位中的最薄的厚度为上述范围。
金属部件至少与热塑性树脂部件相接的部位的一部分具有凹凸。上述凹凸可以通过实施金属部件的凹凸化处理(也称为粗面化处理)来形成。通过这样的凹凸化处理,可以使金属部件具有微细的凹凸形状的表面。
作为在金属部件的表面形成微细的凹凸的凹凸化处理(也称为粗面化处理)没有特别限定,可以采用各种公知的方法,例如可例示出化学处理、激光处理、喷砂处理等,优选化学处理。
另外,凹凸化处理中,还可以将金属氧化物或陶瓷等微粒(例如氧化钛、氧化硅微粒)以粉体或者将粉体分散在各种溶剂中的分散液的形式固定在金属部件的表面,以物理方式形成凸部,由此进行凹凸化。微粒的数均粒径优选为10nm~1mm、更优选为20nm~500μm、进一步优选为30nm~200μm。
关于化学处理,根据金属的种类已知有各种方法,可以使用公知的方法。金属部件为铝或铝合金的情况下,优选可以举出下述方法:利用酸性水溶液和/或碱性水溶液进行的蚀刻;或者在表面形成氧化覆膜后,除去氧化覆膜,接着利用氨、肼、水溶性胺化合物等进行处理。
激光处理是对于金属部件的表面照射激光并在金属部件的表面形成凹凸的处理,例如通过对金属表面进行挖槽加工以及在使其熔融并再凝固的条件下进行加工的激光蚀刻处理来形成。例如,对某一扫描方向进行激光扫描加工,之后对相同扫描方向或者交叉的方向进行激光扫描,通过将该操作重复2次以上来形成凹凸。
激光扫描的条件有输出功率、扫描速度、扫描频率、扫描次数、影线宽(处理间距)、图案化形状等,可以通过它们的组合而由所期望的凹部和凸部形成微细的凹凸表面。
另外,加工中使用的激光的种类可以适宜地选择固体激光、纤维激光、半导体激光、气体激光、液体激光等的各种波长的激光,振荡形态也可根据期待连续波、脉冲波的金属部件表面的凹凸形状来选择。另外,在使用连续波的情况下,能够形成更复杂的凹凸结构。
作为喷砂处理,有利用叶轮(impeller)的离心力投射喷砂材料的喷丸处理、使用空气压缩器并利用压缩空气投射喷砂材料的空气喷砂处理,它们均能够对金属部件的表面赋予凹凸形状。作为喷砂材料,可以举出硅砂、氧化铝、铝线粒、钢砂、钢丸等材料。
另外,也可以为将混入有树脂粒或金属粒等磨料粒的水与加工空气一起向着金属部件的表面以数十米/秒~约300米/秒左右的速度进行高压喷射来进行蚀刻处理的湿式喷砂处理。
另外,作为其他方法,还可以在金属镀覆(例如镀锌)后加热至比镀覆金属(锌)的熔点高的温度,使镀覆层的金属(锌)的一部分或大部分蒸发,由此得到表面被粗面化的金属部件。
上述例示的凹凸化处理(粗面化处理)可以单独或多种组合使用。根据组合方法,有时可表现出凹凸结构的最佳化或成本降低等效果。
金属部件表面的凹凸以十点平均粗糙度Rz计优选为10nm~300μm、更优选为20nm以上、进一步优选为30nm以上、进而优选为50nm以上、100nm以上、500nm以上、再进一步优选为1μm以上、进而更优选为10μm以上、特别进而优选为20μm以上,并且更优选为250μm以下、进一步优选为200μm以下、进而优选为180μm以下、再进一步优选为150μm以下,也可以为100μm以下、50μm以下。十点平均粗糙度按照后述实施例的记载进行测定。
上述的金属部件利用硅烷偶联剂进行表面处理也是有用的。
作为硅烷偶联剂没有特别限定,例如可以举出具有甲氧基、乙氧基、硅烷醇基等的化合物,作为硅烷偶联剂,优选可以举出乙烯基三甲氧基硅烷、氯丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-2-氨基乙基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-(N-苯乙烯基甲基-2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷盐酸盐、脲基氨基丙基乙氧基硅烷等。特别是铝基体、铁基体与硅烷偶联剂形成Al-O-Si、Fe-O-Si的键接而牢固地结合,并且树脂组合物与硅烷偶联剂的有机官能团反应而牢固地结合,能够实现更牢固的结合。
另外,通过使用包含三嗪硫醇衍生物的溶液的湿式法在经凹凸化处理的金属表面形成三嗪硫醇衍生物的覆膜,由此能够通过化学键合实现接合强度进一步的提高。
在金属部件与热塑性树脂部件的接合中,除了由于凹凸引起的锚固效应以外,使极性基团有效地起作用而形成化学键合也是优选的。例如,为了赋予COOH基、NH2基等作为酸性和碱性官能团,对于经凹凸化处理的金属表面实施臭氧处理、等离子体处理、火焰处理、电晕放电处理、化学试剂处理等也是有用的。
此外,在金属部件上设置底涂层也是优选的。作为底涂层中使用的材料,优选使用丙烯酸系材料、环氧系材料、氨基甲酸酯系材料、聚酰胺系材料等。作为底涂层中使用的材料的市售品,可例示出东亚合成公司制造的Aron Melt PPET。
<热塑性树脂部件>
本发明的金属树脂复合体包含金属部件、以及与上述金属部件的具有凹凸的面侧相接的热塑性树脂部件。
本发明中的热塑性树脂部件由树脂组合物形成,该树脂组合物中,相对于以50质量%以上的比例包含结晶性热塑性树脂的热塑性树脂100质量份,含有1~25质量份的激光直接成型添加剂(B)。
<<热塑性树脂>>
热塑性树脂部件由以50质量%以上的比例包含结晶性热塑性树脂的树脂组合物形成。结晶性热塑性树脂优选为包含聚酯系树脂(A-1)和聚酰胺系树脂(A-2)中的至少一种的热塑性树脂。
本发明中的热塑性树脂的第一实施方式是以40质量%以上的比例包含聚酯系树脂(A-1)的方式,优选以50质量%以上的比例包含聚酯系树脂(A-1)、更优选以55质量%以上的比例包含聚酯系树脂(A-1)。另外,热塑性树脂中的聚酯系树脂(A-1)的比例的上限可以为100质量%,但优选为90质量%以下、更优选为85质量%以下。作为第一实施方式中的聚酯系树脂(A-1)以外的热塑性树脂,可以从聚酰胺系树脂(A-2)和后述的其他热塑性树脂中适宜地选择,优选为聚酰胺系树脂(A-2)和聚碳酸酯系树脂中的至少一种。
本发明中的热塑性树脂的第二实施方式中,其60质量%以上为聚酯系树脂(A-1)或聚酰胺系树脂(A-2)。第二实施方式中,聚酯系树脂(A-1)和聚酰胺系树脂(A-2)的总量优选为70质量%、更优选为80质量%以上、进一步优选为90质量%以上、进而优选为95质量%以上,并且优选为100质量%以下。
本发明中的热塑性树脂的第三实施方式是以50质量%以上的比例包含聚酰胺系树脂(A-2)的方式,优选以55质量%以上的比例包含聚酰胺系树脂(A-2)。另外,热塑性树脂中的聚酰胺系树脂(A-2)的比例的上限可以为100质量%,优选为90质量%以下、更优选为85质量%以下。
本发明中的热塑性树脂的进一步优选的实施方式是以50~85质量%的比例包含聚酯系树脂(A-1)、以50~15质量%的比例包含聚酰胺系树脂(A-2)的方式。通过为这样的构成,能够在维持金属部件与热塑性树脂部件的高接合强度的同时进一步提高镀覆性。
本发明中的热塑性树脂中,结晶性热塑性树脂占50质量%以上,优选占60质量%以上、更优选占80质量%以上。另外,关于上限,可以100质量%为结晶性热塑性树脂。通过使用结晶性热塑性树脂,成型周期、流动性优异,耐化学药品性也优异。
另外,本发明中的热塑性树脂中包含的结晶性热塑性树脂的结晶温度优选为140~195℃、更优选为145~190℃。通过为这样的构成,熔融树脂通过成型过程中的保压工序可有效地流入到金属表面的凹部,其结果,能够进一步提高接合强度。结晶温度按照后述实施例的记载进行测定。
<<<聚酯系树脂(A-1)>>>
上述热塑性树脂的优选一例为聚酯系树脂(A-1)。通过在热塑性树脂部件中使用聚酯系树脂(A-1),可得到与金属的接合强度更为优异的金属树脂复合体。另外,通过使用聚酯系树脂(A-1)、特别是聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂,金属树脂复合体即使在被施以阳极氧化处理时也能够具有高耐性。
聚酯系树脂(A-1)是通过二羧酸化合物与二羟基化合物的缩聚、羟基羧酸化合物的缩聚或者这些化合物的缩聚等而得到的聚酯,可以为均聚聚酯、共聚聚酯中的任一种。
作为构成聚酯系树脂(A-1)的二羧酸化合物,优选使用芳香族二羧酸或其酯形成性衍生物。
作为芳香族二羧酸,可以举出对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、1,5-萘二甲酸、2,5-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸、联苯-2,2’-二甲酸、联苯-3,3’-二甲酸、联苯-4,4’-二甲酸、二苯基醚-4,4’-二甲酸、二苯基甲烷-4,4’-二甲酸、二苯基砜-4,4’-二甲酸、二苯基异丙叉基-4,4’-二甲酸、1,2-双(苯氧基)乙烷-4,4’-二甲酸、蒽-2,5-二甲酸、蒽-2,6-二甲酸、对三联苯-4,4’-二甲酸、吡啶-2,5-二甲酸等,优选使用对苯二甲酸。
这些芳香族二羧酸可以将2种以上混合使用。众所周知,这些芳香族二羧酸中,除了游离酸以外,可以将二甲基酯等作为酯形成性衍生物而用于缩聚反应。
需要说明的是,只要为少量,则这些芳香族二羧酸可以与己二酸、壬二酸、十二烷二酮酸、癸二酸等脂肪族二羧酸、1,2-环己烷二羧酸、1,3-环己烷二羧酸和1,4-环己烷二羧酸等脂环式二羧酸中的1种以上一起混合使用。
作为构成聚酯系树脂(A-1)的二羟基化合物,可以举出乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、六亚甲基二醇、新戊二醇、2-甲基丙烷-1,3-二醇、二甘醇、三甘醇等脂肪族二醇、环己烷-1,4-二甲醇等脂环式二醇等、以及这些的混合物等。需要说明的是,只要为少量,则可以使1种以上的分子量400~6,000的长链二醇、即聚乙二醇、聚-1,3-丙二醇、聚四亚甲基二醇等共聚。
另外,还可以使用氢醌、间苯二酚、萘二醇、二羟基二苯基醚、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷等芳香族二醇。
另外,除了上述这样的二官能性单体以外,为了导入支链结构,还可以少量合用例如丙三羧酸、三蜂花酸、偏苯三酸等三官能或者苯均四酸等四官能的具有酯形成能力的酸、或者甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇等三官能或者四官能的具有酯形成能力的醇等多官能性单体、用于分子量调节的脂肪酸等单官能性化合物。
作为聚酯系树脂(A-1),通常使用主要由二羧酸与二醇的缩聚形成的树脂,即使用全部树脂的50质量%、优选70质量%以上由该缩聚物形成的树脂。作为二羧酸,优选芳香族羧酸,作为二醇,优选脂肪族二醇。
其中优选的是酸成分的95摩尔%以上为对苯二甲酸、醇成分的95质量%以上为脂肪族二醇的聚对苯二甲酸亚烷基酯。其代表物为聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯。它们优选接近于均聚聚酯,即优选全部树脂的95质量%以上为由对苯二甲酸成分与1,4-丁二醇或乙二醇成分形成的树脂。
聚酯系树脂(A-1)的特性粘度优选为0.3~2dL/g。通过使特性粘度为0.3dL/g以上,能够进一步提高所得到的热塑性树脂部件的机械强度。另外,通过使其为2dL/g以下,热塑性树脂部件的流动性提高,具有进一步提高成型性的倾向。从成型性和机械特性的方面出发,特性粘度更优选为0.4dL/g以上、进一步优选为0.5dL/g以上、进而优选为0.6dL/g以上,并且更优选为1.5dL/g以下、进一步优选为1.3dL/g以下、特别可以为1.2dL/g以下、0.9dL/g以下、0.8dL/g以下。
需要说明的是,聚酯系树脂(A-1)的特性粘度是在四氯乙烷与苯酚的1:1(质量比)的混合溶剂中在30℃测定得到的值。热塑性树脂部件包含2种以上的聚酯系树脂(A-1)的情况下,聚酯系树脂的特性粘度为各聚酯系树脂(A-1)的特性粘度乘以质量分数而得到的值的合计。以下的特性粘度同样来考虑。
聚酯系树脂(A-1)的末端羧基量可以适宜地选择来决定,通常为60eq/吨以下、优选为50eq/吨以下,也可以为30eq/吨以下。通过使其为60eq/吨以下,树脂组合物的熔融成型时更不容易产生气体。末端羧基量的下限值没有特别限定,通常为3eq/吨以上、优选为5eq/吨以上、更优选为10eq/吨以上。热塑性树脂部件包含2种以上的聚酯系树脂(A-1)的情况下,聚酯系树脂的末端羧基量为各聚酯系树脂(A-1)的末端羧基量乘以质量分数而得到的值的合计。以下的末端羧基量同样来考虑。
需要说明的是,聚酯系树脂(A-1)的末端羧基量为通过将树脂0.5g溶解在苯甲醇25mL中并使用氢氧化钠的0.01摩尔/升苯甲醇溶液进行滴定而测定得到的值。作为末端羧基量的调整方法,可以通过调整聚合时的原料投料比、聚合温度、减压方法等聚合条件的方法、使末端封链剂反应的方法等现有公知的任意方法来进行。
聚酯系树脂(A-1)的吸水率例如为0.01质量%以上,进而为0.05质量%以上。另外,上述吸水率优选为0.20质量%以下,可以为0.15质量%以下,进而可以为0.10质量%以下。在包含2种以上的聚酯系树脂(A-1)的情况下,聚酯系树脂的吸水率是对于各聚酯系树脂的吸水率乘以质量分数而得到的值的合计。吸水率的测定方法根据ISO62A。以下的吸水率也是同样的。
其中,聚酯系树脂(A-1)优选包含聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。具体地说,聚酯系树脂(A-1)中的优选50质量%以上、更优选55质量%以上为聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。
聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂可以将以对苯二甲酸作为主成分的二羧酸成分或它们的酯衍生物与以1,4-丁二醇作为主成分的二醇成分通过间歇式或连续式地熔融聚合来制造。另外,在利用熔融聚合制造出低分子量的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂后,可以进一步在氮气流下或减压下进行固相聚合,由此将聚合度(或分子量)提高至所期望的值。
聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂优选下述的制造方法:将以对苯二甲酸作为主成分的二羧酸成分与以1,4-丁二醇作为主成分的二醇成分以连续式进行熔融缩聚。
作为进行酯化反应时使用的催化剂,可以为以往已知的催化剂,例如可以举出钛化合物、锡化合物、镁化合物、钙化合物等。这些之中,特别优选的是钛化合物。关于作为酯化催化剂的钛化合物的具体例,例如可以举出钛酸四甲酯、钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯等钛的醇化物、钛酸四苯酯等钛的酚化物等。
聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂可以为通过共聚而进行了改性的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(下文中有时也称为“改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂”),作为其具体的优选共聚物,可以举出与聚亚烷基二醇类(特别是聚四亚甲基二醇)共聚的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、与二聚酸共聚的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、与间苯二甲酸共聚的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。
通过导入共聚成分而使结晶性降低的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的吸水率提高,因此可进一步提高镀覆性,因而是优选的。
作为改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂,使用与聚四亚甲基二醇共聚的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的情况下,共聚物中的四亚甲基二醇成分的比例优选为3~40质量%、更优选为5~30质量%、进一步优选为10~25质量%。
作为改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂,使用与二聚酸共聚的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的情况下,二聚酸成分在全部羧酸成分中所占的比例以羧酸基计优选为0.5~30摩尔%、更优选为1~20摩尔%、进一步优选为3~15摩尔%。
作为改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂,使用与间苯二甲酸共聚的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的情况下,间苯二甲酸成分在全部羧酸成分中所占的比例以羧酸基计优选为1~30摩尔%、更优选为1~20摩尔%、进一步优选为3~15摩尔%。
改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂中,优选与二聚酸共聚的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、与聚四亚甲基二醇共聚的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、与间苯二甲酸共聚的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂,更优选与二聚酸共聚的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和与间苯二甲酸共聚的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。
聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的特性粘度优选为0.5~2dL/g。从成型性和机械特性的方面出发,更优选具有0.6~1.5dL/g的范围的特性粘度。通过使用特性粘度为0.5dL/g以上的树脂,所得到的热塑性树脂部件的机械强度倾向于进一步提高。另外,通过使该特性粘度为2dL/g以下,热塑性树脂部件的流动性倾向于进一步提高,成型性倾向于提高。
需要说明的是,特性粘度是在四氯乙烷与苯酚的1:1(质量比)的混合溶剂中在30℃测定得到的值。
聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的末端羧基量可以适宜地选择来确定,通常为60eq/吨以下、优选为50eq/吨以下、更优选为40eq/吨以下,可以为30eq/吨以下。通过使其为60eq/吨以下,能够有效地抑制树脂组合物熔融成型时的气体产生。末端羧基量的下限值没有特别限定,考虑聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的制造生产率,通常为10eq/吨以上。
需要说明的是,聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的末端羧基量为通过将聚对苯二甲酸亚烷基酯树脂0.5g溶解在苯甲醇25mL中并使用氢氧化钠的0.01摩尔/升苯甲醇溶液进行滴定而测定得到的值。作为调整末端羧基量的方法,可以通过调整聚合时的原料投料比、聚合温度、减压方法等聚合条件、使末端封链剂反应的方法等现有公知的任意方法来进行。
作为聚酯系树脂(A-1),还优选包含聚对苯二甲酸丁二醇酯均聚物和改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。通过含有特定量的改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂,容易提高焊接强度、耐碱性、镀覆加工后的耐热冲击性,是优选的。
聚酯系树脂(A-1)包含聚对苯二甲酸丁二醇酯均聚物和改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的情况下,相对于聚对苯二甲酸丁二醇酯均聚物和改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的合计100质量%,改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂优选为5~60质量%、更优选为10~60质量%、进一步优选为20~55质量%。
此外,聚酯系树脂(A-1)还优选含有聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂。通过含有特定量的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂,容易提高焊接强度,是优选的。
聚酯系树脂(A-1)包含聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的情况下,相对于聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的合计100质量%,聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂优选为5~50质量%、更优选为10~50质量%、进一步优选为15~45质量%。此处的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂中包含聚对苯二甲酸丁二醇酯均聚物和改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂这两者。
聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂是相对于全部构成重复单元以由对苯二甲酸和乙二醇形成的氧化亚乙基氧化对苯二甲酰基单元作为主要结构单元的树脂,也可以包含氧化亚乙基氧化对苯二甲酰基单元以外的构成重复单元。聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂以对苯二甲酸或其低级烷基酯和乙二醇作为主要原料来制造,但也可以使用其他酸成分和/或其他二醇成分一并作为原料。
作为对苯二甲酸以外的酸成分,可以举出邻苯二甲酸、间苯二甲酸、1,5-萘二甲酸、二苯砜-4,4’-二甲酸、联苯-4,4’-二甲酸、1,4-环己烷二甲酸、1,3-亚苯基二氧基二乙酸和它们的结构异构体、丙二酸、琥珀酸、己二酸等二羧酸及其衍生物、对羟基苯甲酸、乙醇酸等羟基酸或其衍生物。
另外,作为乙二醇以外的二醇成分,可以举出丙二醇、1,4-丁二醇、六亚甲基二醇、新戊二醇、2-甲基丙烷-1,3-二醇、二甘醇、三甘醇等脂肪族二醇、环己烷-1,4-二甲醇等脂环式二醇等、以及它们的混合物等。需要说明的是,只要为少量,则可以使1种以上的分子量400~6,000的长链二醇、即聚乙二醇、聚-1,3-丙二醇、聚四亚甲基二醇等共聚。
此外,聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂中,也可以共聚例如1.0摩尔%以下、优选0.5摩尔%以下、进一步优选0.3摩尔%以下的支链成分、例如丙三羧酸、三蜂花酸、偏苯三酸等三官能或者苯均四酸等四官能的具有酯形成能力的酸、或者甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷等三官能或者四官能的具有酯形成能力的醇。
聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的特性粘度优选为0.3~1.5dL/g、进一步优选为0.3~1.2dL/g、特别优选为0.4~0.8dL/g。
需要说明的是,聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的特性粘度为在四氯乙烷与苯酚的1:1(质量比)的混合溶剂中在30℃测定得到的值。
另外,聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的末端羧基的浓度优选为3~50eq/吨、尤其为5~45eq/吨、进而为10~40eq/吨。
需要说明的是,聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的末端羧基浓度为通过将聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂0.5g溶解在苯甲醇25mL中并使用氢氧化钠的0.01摩尔/升苯甲醇溶液进行滴定而求出的值。
作为调整末端羧基量的方法,可以通过调整聚合时的原料投料比、聚合温度、减压方法等聚合条件的方法、使末端封链剂反应的方法等现有公知的任意方法来进行。
<<<聚酰胺系树脂(A-2)>>>
聚酰胺系树脂(A-2)是指内酰胺类的开环聚合物、通过二氨基羧酸的缩聚而得到的聚合物、通过胺类和二元酸类或与其等同的化合物的缩聚而得到的聚合物类。作为内酰胺类,可以举出丙内酰胺、α-吡咯烷酮、ε-己内酰胺、庚内酰胺、ω-十二内酰胺、环十二烷内酰胺等,作为二氨基羧酸,可以举出氨基己酸、7-氨基庚酸、11-氨基十一烷酸、9-氨基壬酸等。作为胺类,可以举出1,6-己二胺、间苯二甲胺、对苯二甲胺等,作为二元酸类,可以举出对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、癸二酸、十二烷二酸、戊二酸等。
聚酰胺系树脂(A-2)的第一实施方式为脂肪族聚酰胺树脂。
作为脂肪族聚酰胺树脂,更具体地说,可以举出聚酰胺4、聚酰胺6、聚酰胺7、聚酰胺8、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺66、聚酰胺69、聚酰胺610、聚酰胺611、聚酰胺612、聚酰胺6/66、聚酰胺6/12等。上述聚酰胺系树脂可以为单独一种,也可以为2种以上的混合物。其中优选聚酯系树脂(A-1)的熔点与聚酰胺系树脂(A-2)的熔点没有较大差异,聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的情况下,优选聚酰胺6、聚酰胺6/66共聚或者聚酰胺66,更优选聚酰胺6。
聚酰胺系树脂(A-2)的第二实施方式为半芳香族聚酰胺树脂。半芳香族聚酰胺树脂由来自二胺的结构单元和来自二羧酸的结构单元构成,是指来自二胺的结构单元和来自二羧酸的结构单元的合计结构单元的30~70摩尔%为包含芳香环的结构单元,优选来自二胺的结构单元和来自二羧酸的结构单元的合计结构单元的40~60摩尔%为包含芳香环的结构单元。通过使用这样的半芳香族聚酰胺树脂,可以提高所得到的树脂成型品的机械强度。作为半芳香族聚酰胺树脂,可例示出聚酰胺6T、聚酰胺9T、后述的苯二甲胺系聚酰胺树脂等。
第二实施方式中的聚酰胺系树脂中,优选至少一种为下述的聚酰胺树脂:其由来自二胺的结构单元和来自二羧酸的结构单元构成,来自二胺的结构单元的70摩尔%以上来自苯二甲胺,来自二羧酸的结构单元的70摩尔%以上来自碳原子数4~20的α,ω-直链脂肪族二羧酸(优选己二酸或癸二酸、更优选己二酸)(下文中有时称为“苯二甲胺系聚酰胺树脂”)。
苯二甲胺系聚酰胺树脂的来自二胺的结构单元中,更优选80摩尔%以上、进一步优选85摩尔%以上、进而优选90摩尔%以上、再进一步优选95摩尔%以上来自苯二甲胺。苯二甲胺系聚酰胺树脂的来自二羧酸的结构单元中,更优选80摩尔%以上、进一步优选85摩尔%以上、进而优选90摩尔%以上、再进一步优选95摩尔%以上来自碳原子数4~20的α,ω-直链脂肪族二羧酸。
苯二甲胺优选为对苯二甲胺和间苯二甲胺,更优选为间苯二甲胺与对苯二甲胺的混合物。
作为半芳香族聚酰胺树脂,具体地说,可以举出聚酰胺6T、聚酰胺6/6T、聚酰胺6/6I、聚酰胺6I/6T、间苯二甲胺与己二酸的缩聚物(聚酰胺MXD6)、含有间苯二甲胺和对苯二甲胺的混合二胺与己二酸的缩聚物(聚酰胺PAMP6)、对苯二甲胺与癸二酸的缩聚物(聚酰胺PXD10)等。其中优选MXD6和PAMP6、更优选PAMP6。
聚酰胺系树脂(A-2)的相对粘度是在98%硫酸中以浓度1质量%、温度25℃测定的相对粘度,通常为1.6~4.0、优选为2.0~3.8。相对粘度小于1.6时,所得到的树脂组合物倾向于变脆;反之相对粘度大于4时,树脂组合物成型时的流动性可能会不足。
聚酰胺系树脂(A-2)的末端羧基含量可以适宜地选择来确定,优选为35μeq/g以上、更优选为40μeq/g以上、进一步优选为45μeq/g以上、特别优选为50μeq/g以上。上限通常为140μeq/g以下、优选为130μeq/g以下、更优选为120μeq/g以下。另外,末端氨基含量优选为10μeq/g以上、更优选为15μeq/g以上、进一步优选为20μeq/g以上,其上限通常为100μeq/g以下、优选为80μeq/g以下、更优选为70μeq/g以下。通过为这样的末端基团含量,具有容易提高耐碱性、耐热冲击性的倾向,是优选的。
聚酰胺系树脂(A-2)的末端羧基含量可以通过将聚酰胺系树脂溶解在苯甲醇中并利用0.01N氢氧化钠进行滴定来测定。另外,末端氨基可以通过将聚酰胺系树脂溶解在苯酚中并利用0.01N盐酸进行滴定来测定。作为调整末端羧基含量、末端氨基量的方法,可以通过调节聚合时的原料投料比、聚合温度、减压方法等聚合条件的方法、使末端封链剂反应的方法等现有公知的任意方法来进行。
聚酰胺系树脂(A-2)的吸水率优选为0.4质量%以上、更优选为0.5质量%以上、进一步优选为1.0质量%以上,并且优选为2.5质量%以下、更优选为2.0质量%以下。通过使用这样的吸水率的聚酰胺系树脂,能够进一步提高镀覆性。
本发明中,聚酰胺系树脂(A-2)的吸水率与聚酯系树脂(A-1)的吸水率之差优选为0.7质量%以上、更优选为0.8质量%以上、进一步优选为1.0质量%以上、进而优选为1.2质量%以上。作为上述吸水率之差的上限,优选为2.5质量%以下、更优选为2.0质量%以下、进一步优选为1.8质量%以下。通过为这样的构成,可得到更高地维持镀覆性、并且阳极氧化处理耐性优异的金属树脂复合体。
<<<其他热塑性树脂>>>
本发明中的热塑性树脂部件可以包含上述热塑性树脂以外的其他热塑性树脂。对其他热塑性树脂的种类没有特别限定,例如可以举出聚碳酸酯系树脂、苯乙烯系树脂、聚缩醛树脂、聚乳酸系树脂、聚烯烃树脂、聚苯硫醚树脂等。本发明中的热塑性树脂部件包含其他热塑性树脂的情况下,其他热塑性树脂优选聚碳酸酯系树脂。
在混配其他热塑性树脂的情况下,其含量优选为热塑性树脂的10~60质量%。
作为构成本发明中的热塑性树脂部件的热塑性树脂的共混方式的一例,可例示出包含聚酯系树脂(A-1)30~70质量%(优选50~70质量%)和聚碳酸酯系树脂70~30质量%(优选50~30质量%)的方式。
聚碳酸酯系树脂是通过使二羟基化合物或者该二羟基化合物和少量的多羟基化合物与光气或碳酸二酯反应而得到的可以具有支链的热塑性聚合物或共聚物。
聚碳酸酯系树脂的制造方法没有特别限定,可以使用通过现有公知的界面聚合法或熔融法(酯交换法)制造的树脂。
原料二羟基化合物优选为芳香族二羟基化合物。具体地说,可以举出2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(即双酚A)、四甲基双酚A、双(4-羟基苯基)-对二异丙基苯、氢醌、间苯二酚、4,4-二羟基联苯等,优选可以举出双酚A。另外,也可以使用在上述的芳香族二羟基化合物上键合有1个以上的磺酸四烷基磷鎓的化合物。
作为聚碳酸酯系树脂,优选上述中的衍生自2,2-双(4-羟基苯基)丙烷的芳香族聚碳酸酯系树脂、或者衍生自2,2-双(4-羟基苯基)丙烷和其他芳香族二羟基化合物的芳香族聚碳酸酯共聚物。另外,也可以为与具有硅氧烷结构的聚合物或低聚物的共聚物等以芳香族聚碳酸酯系树脂为主体的共聚物。此外,还可以将上述的聚碳酸酯系树脂的2种以上混合使用。
为了调节聚碳酸酯系树脂的分子量,使用一元芳香族羟基化合物即可,例如可以举出间甲基苯酚和对甲基苯酚、间丙基苯酚和对丙基苯酚、对叔丁基苯酚、对长链烷基取代苯酚等。
聚碳酸酯系树脂的粘均分子量Mv优选为5,000~50,000、更优选为10,000~45,000、进一步优选为14,000~40,000。通过使粘均分子量为5,000以上,所得到的成型品的机械强度倾向于进一步提高。另外,通过使粘均分子量为50,000以下,具有热塑性树脂的流动性提高、成型性提高的倾向。需要说明的是,聚碳酸酯系树脂的粘均分子量是由使用二氯甲烷作为溶剂、在温度25℃测定出的溶液粘度换算得到的粘均分子量[Mv]。
聚碳酸酯系树脂通过凝胶色谱法(GPC)测定的聚苯乙烯换算的质均分子量Mw与数均分子量Mn之比(Mw/Mn)优选为2.0~5.0、更优选为2.5~4.0。Mw/Mn若过小,则具有熔融状态的流动性增大、成型性降低的倾向。另一方面,Mw/Mn若过大,则具有熔融粘度增大、成型变得困难的倾向。
另外,从热稳定性、水解稳定性、色调等方面出发,聚碳酸酯系树脂的末端羟基量优选为100质量ppm以上、更优选为200质量ppm以上、进一步优选为300质量ppm以上、进而优选为400质量ppm以上、再进一步优选为500质量ppm以上。并且通常为1,500质量ppm以下、优选为1,300质量ppm以下、进一步优选为1,200质量ppm以下、进而优选为1,100质量ppm以下、再进一步优选为1,000质量ppm以下。聚碳酸酯系树脂的末端羟基量若过小,则与热塑性聚酯的相容性降低。另外,成型时的初期色调可能会恶化。末端羟基量若过大,则具有滞留热稳定性、耐湿热性降低的倾向。
聚碳酸酯系树脂的吸水率优选为0.1质量%以上,并且优选为2.5质量%以下、更优选为2.0质量%以下。通过使用这样的吸水率的聚碳酸酯系树脂,能够进一步提高镀覆性。特别是通过与吸水率低的聚酯系树脂(A-1)共混,能够在保持阳极氧化处理耐性等聚酯系树脂的特性的同时提高镀覆性。
聚碳酸酯系树脂的其他详细情况可以参考日本特开2016-108526号公报的0014~0089段的记载,将这些内容并入本说明书中。
上述树脂组合物中的热塑性树脂的合计含有比例优选为40质量%以上、更优选为44质量%以上。另外,上述含有比例优选为95质量%以下、更优选为90质量%以下、进一步优选为85质量%以下。
如上所述,本发明中的热塑性树脂可以仅为1种,也可以为2种以上,在为2种以上的情况下,优选总量为上述范围。
<<激光直接成型添加剂(LDS添加剂)(B)>>
本发明中的热塑性树脂部件由树脂组合物形成,该树脂组合物除了含有上述热塑性树脂以外,还含有激光直接成型添加剂(B)。
本发明中的LDS添加剂是指下述化合物:相对于热塑性树脂部件中包含的热塑性树脂100质量份,添加10质量份被认为是LDS添加剂的添加剂,使用波长1064nm的YAG激光,以输出功率13W、频率20kHz、扫描速度2m/s进行照射,之后的镀覆工序利用无电解的MacDermid制造的MID Copper 100XB Strike的镀覆槽实施,将金属应用于上述激光照射面时,可以形成镀覆层(后述实施例的镀覆性的评价为评价B以上)。
本发明中使用的LDS添加剂可以为合成品、也可以使用市售品。另外,关于市售品,除了作为LDS添加剂市售的物质以外,只要可满足本发明中的LDS添加剂的条件,也可以为作为其他用途销售的物质。LDS添加剂可以仅使用1种,也可以合用两种以上。
本发明中使用的LDS添加剂的第一实施方式为包含铜和铬的化合物。作为第一实施方式的LDS添加剂,优选包含10~30质量%的铜。另外,优选包含15~50质量%的铬。第一实施方式中的LDS添加剂优选为包含铜和铬的氧化物。
作为铜和铬的含有方式,优选尖晶石结构。尖晶石结构是指以复合氧化物的形式被视为AB2O4型的化合物(A和B为金属元素)的代表性晶体结构型之一。
第一实施方式的LDS添加剂中,除了铜和铬以外,还可以微量含有其他金属。作为其他金属,可例示出锑、锡、铅、铟、铁、钴、镍、锌、镉、银、铋、砷、锰、镁、钙等,优选锰。这些金属可以以氧化物的形式存在。
第一实施方式的LDS添加剂的优选一例是铜铬氧化物以外的金属氧化物的含量为10质量%以下的LDS添加剂。
本发明中使用的LDS添加剂的第二实施方式是包含锑和/或磷、以及锡的氧化物,优选为包含锑和锡的氧化物。
第二实施方式的LDS添加剂中,更优选锡的含量大于磷和/或锑的含量,进一步优选锡的量相对于锡、磷和锑的总量为80质量%以上。
特别是作为第二实施方式的LDS添加剂,如上所述,优选包含锑和锡的氧化物,更优选锡的混合量大于锑的含量,进一步优选锡的量相对于锡和锑的总量为80质量%以上。
更具体地说,作为第二实施方式的LDS添加剂,可以举出掺杂有锑的氧化锡、掺杂有氧化锑的氧化锡、掺杂有磷的氧化锡、掺杂有磷氧化物的氧化锡,优选掺杂有锑的氧化锡、掺杂有氧化锑的氧化锡,更优选掺杂有氧化锑的氧化锡。例如,在包含磷和氧化锡的LDS添加剂中,磷的含量优选为1~20质量%。另外,在包含锑和氧化锡的LDS添加剂中,锑的含量优选为1~20质量%。另外,在包含磷、锑和氧化锡的LDS添加剂中,优选磷的含量为0.5~10质量%、锑的含量为0.5~10质量%。
本发明中使用的LDS添加剂的第三实施方式优选包含:至少含有2种金属、且电阻率为5×103Ω·cm以下的导电性氧化物。导电性氧化物的电阻率优选为8×102Ω·cm以下、更优选为7×102Ω·cm以下、进一步优选为5×102Ω·cm以下。对下限没有特别限制,例如可以为1×101Ω·cm以上,进而可以为1×102Ω·cm以上。
本发明中的导电性氧化物的电阻率是指粉末电阻率,可以如下测定:将导电性氧化物的微粉末10g装入内表面实施了特氟龙(注册商标)加工的内径25mm的圆筒内并加压至100kg/cm2(填充率20%),使用横河电机制造的“3223型”测试仪进行测定。
第三实施方式中使用的LDS添加剂只要包含电阻率为5×103Ω·cm以下的导电性氧化物就没有特别限制,优选包含至少2种金属,具体地说,优选包含周期表的n族(n为3~16的整数)金属和n+1族金属。n优选为10~13的整数,更优选12或13。
第三实施方式中使用的LDS添加剂中,将LDS添加剂中的周期表的n族(n为3~16的整数)金属的含量和n+1族金属的含量的合计设为100摩尔%时,一方的金属的含量优选为15摩尔%以下、进一步优选为12摩尔%以下、特别优选为10摩尔%以下。下限没有特别限制,为0.0001摩尔%以上。通过使2种以上的金属的含量为这样的范围,能够提高镀覆性。本发明中,特别优选掺杂有n+1族金属的n族金属氧化物。
此外,第三实施方式中使用的LDS添加剂中,优选LDS添加剂中包含的金属成分的98质量%以上由上述周期表的n族金属的含量和n+1族金属构成。
作为周期表的n族金属,例如可以举出3族(钪、钇)、4族(钛、锆等)、5族(钒、铌等)、6族(铬、钼等)、7族(锰等)、8族(铁、钌等)、9族(钴、铑、铱等)、10族(镍、钯、铂)、11族(铜、银、金等)、12族(锌、镉等)、13族(铝、镓、铟等)、14族(锗、锡等)、15族(砷、锑等)、16族(硒、碲等)、这些的金属氧化物等。其中,优选12族(n=12)金属或金属氧化物,更优选锌。
作为周期表的n+1族金属,例如可以举出4族(钛、锆等)、5族(钒、铌等)、6族(铬、钼等)、7族(锰等)、8族(铁、钌等)、9族(钴、铑、铱等)、10族(镍、钯、铂)、11族(铜、银、金等)、12族(锌、镉等)、13族(铝、镓、铟等)、14族(锗、锡等)、15族(砷、锑等)、16族(硒、碲等)、这些的金属氧化物等。其中,优选13族(n+1=13)金属或金属氧化物,更优选铝或镓,进一步优选铝。
第三实施方式中使用的LDS添加剂中还可以含有导电性金属氧化物以外的金属。作为导电性氧化物以外的金属,可例示出锑、钛、铟、铁、钴、镍、镉、银、铋、砷、锰、铬、镁、钙等。这些金属可以以氧化物的形式存在。这些金属的含量相对于LDS添加剂优选分别为0.01质量%以下。
需要说明的是,第三实施方式中使用的LDS添加剂中,从提高L值的方面出发,锑的含量相对于LDS添加剂优选为3质量%以下、更优选为1质量%以下、进一步优选为0.01质量%以下,特别优选实质上不包含锑。实质上不包含是指不在对本发明的效果带来影响的范围内包含。
本发明中使用的LDS添加剂的平均粒径优选为0.01~100μm、更优选为0.05~30μm、进一步优选为0.05~15μm。通过形成这样的平均粒径,能够使LDS添加剂在树脂组合物中均匀分散,具有进一步提高镀覆性的倾向,是优选的。
上述之中,本发明中使用的LDS添加剂优选包含铜、锑和锡中的至少一种。更优选可例示出铜铬氧化物(CuCr2O4)等重金属复合氧化物尖晶石;铜氢氧化物磷酸盐、磷酸铜、硫酸铜、硫氰酸铜等铜盐;掺杂有锑的氧化锡等含锑的氧化锡等。其中更优选铜铬氧化物或含锑的氧化锡。
另外,由于铜铬氧化物还起到作为黑色颜料的功能,因此在得到黑色成型品的情况下是合适的;另外,由于含锑的氧化锡可作为白色颜料使用,因此还可作为白色成型品、或者进一步与其他颜色的颜料合用而作为所期望的彩色变种来应用。
上述树脂组合物中的LDS添加剂的含量相对于热塑性树脂100质量份为1~25质量份,优选为3质量份以上、更优选为5质量份以上、进一步优选为8质量份以上,并且优选为20质量份以下、更优选为18质量份以下。LDS添加剂可以仅使用1种,也可以合用两种以上。在使用2种以上的情况下,优选总量为上述范围。
<<玻璃系填充材料>>
上述树脂组合物还优选含有玻璃系填充材料。
作为玻璃系填充材料,可以举出玻璃纤维、板状玻璃、玻璃珠、玻璃鳞片,优选玻璃纤维。
玻璃系填充材料选自A玻璃、C玻璃、E玻璃、S玻璃等玻璃组成中,特别优选E玻璃(无碱玻璃)。
玻璃纤维是指与长度方向垂直地切割得到的截面形状为正圆形、多边形且呈现纤维状外观的物质。玻璃纤维的单纤维的数均纤维径通常为1~25μm、优选为5~17μm。通过使数均纤维径为1μm以上,树脂组合物成型为热塑性树脂部件的成型加工性倾向于进一步提高。通过使数均纤维径为25μm以下,热塑性树脂部件的外观提高,增强效果也倾向于提高。玻璃纤维可以是单纤维或将单纤维多根捻合而成的纤维。
玻璃纤维的形态可以为将单纤维或多根捻合而成的纤维连续地卷绕而成的玻璃粗纱、切齐成长度1~10mm的短切纤维(即数均纤维长度1~10mm的玻璃纤维)、粉碎成长度10~500μm左右的磨碎纤维(即数均纤维长度10~500μm的玻璃纤维)等中的任一种,优选切齐成长度1~10mm的短切纤维。玻璃纤维也可以将形态不同的纤维合用。
另外,作为玻璃纤维,还优选具有异形截面形状。该异形截面形状是指由与纤维的长度方向垂直的截面的长径/短径比表示的扁平率优选例如为1.5~10、尤其为2.5~10、进而为2.5~8、特别为2.5~5。
玻璃珠是外径10~100μm的球状物质,另外,作为玻璃鳞片,优选可以举出厚度1~20μm、一边的长度为0.05~1mm的鳞片状的物质。
玻璃系填充材料中,只要不显著损害上述树脂组合物的特性,为了提高与树脂成分的亲和性,也可以为利用例如硅烷系化合物、环氧系化合物、氨基甲酸酯系化合物等进行了表面处理的材料、进行了氧化处理的材料。
相对于热塑性树脂的合计100质量份,玻璃系填充材料的含量优选为10质量份以上,可以为20质量份以上、30质量份以上、40质量份以上、45质量份以上。另外,上述含量的上限优选为150质量份以下、更优选为100质量份以下,可以为85质量份以下、75质量份以下、65质量份以下。
玻璃系填充材料可以仅包含1种,也可以包含2种以上。包含2种以上的情况下,优选总量为上述范围。
<<弹性体>>
上述树脂组合物中,除了上述的各成分以外,还优选含有弹性体。通过含有弹性体,能够改善树脂组合物的耐冲击性。需要说明的是,本说明书中,弹性体被规定为与上述热塑性树脂不同的成分。
本发明中使用的弹性体没有特别限定,通常使用橡胶性聚合物或在橡胶性聚合物上共聚可与其反应的化合物而得到的物质。弹性体的玻璃化转变温度优选为0℃以下、更优选为-20℃以下、进一步优选为-30℃以下。
作为橡胶性聚合物的具体例,例如可以举出:聚丁二烯、聚异戊二烯、二烯系共聚物(苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯酸-丁二烯橡胶等);乙烯与碳原子数3以上的α-烯烃的共聚物(乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物等)、烯烃与其他不饱和单体的共聚物(乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物等)、烯烃与乙烯基醚化合物的共聚物等烯烃与其他不饱和单体的共聚物;乙烯、丙烯和非共轭二烯的三元共聚物;丙烯酸类橡胶(聚丙烯酸丁酯、聚(丙烯酸-2-乙基己酯)、丙烯酸丁酯-丙烯酸-2-乙基己酯共聚物等);有机硅系橡胶(聚有机硅氧烷橡胶、由聚有机硅氧烷橡胶和聚(甲基)丙烯酸烷基酯橡胶构成的IPN型复合橡胶)等。它们可以单独使用1种,也可以将2种以上合用。
另外,这些共聚物可以为导入有环氧基或缩水甘油基的共聚物,优选导入有这些基团。
需要说明的是,本发明中的(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯,(甲基)丙烯酸是指丙烯酸和甲基丙烯酸。
本发明中,作为弹性体的形态,可以为接枝共聚物、无规共聚物或者嵌段共聚物,特别优选在橡胶性聚合物上接枝共聚能够与其共聚的单体成分的接枝共聚物。作为接枝共聚物的制造方法,可以为本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合等中的任一种制造方法,共聚方式可以为一段接枝、也可以为多段接枝。
作为能够与橡胶性聚合物接枝共聚的单体成分的具体例,可以举出:芳香族乙烯基化合物、氰化乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸酯化合物、(甲基)丙烯酸化合物、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等含有环氧基的(甲基)丙烯酸酯化合物;马来酰亚胺、N-甲基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺等马来酰亚胺化合物;马来酸、邻苯二甲酸、衣康酸等α,β-不饱和羧酸化合物或它们的酸酐(例如马来酸酐等)等。这些单体成分可以单独使用1种,也可以将2种以上合用。这些之中,从机械特性、表面外观的方面出发,优选芳香族乙烯基化合物、氰化乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸酯化合物、(甲基)丙烯酸化合物,更优选(甲基)丙烯酸酯化合物。作为(甲基)丙烯酸酯化合物的具体例,可以举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸辛酯等。
从耐冲击性、表面外观的方面出发,接枝共聚物优选核/壳型接枝共聚物型的共聚物。其中特别优选下述的核/壳型接枝共聚物,其包含:以选自含聚丁二烯的橡胶、含聚丙烯酸丁酯的橡胶、聚有机硅氧烷橡胶、由聚有机硅氧烷橡胶和聚丙烯酸烷基酯橡胶形成的IPN型复合橡胶中的至少一种橡胶成分作为核层、在该核层周围共聚(甲基)丙烯酸酯而形成的壳层。上述核/壳型接枝共聚物中,橡胶成分优选含有40质量%以上、更优选含有60质量%以上。另外,(甲基)丙烯酸优选含有10质量%以上。需要说明的是,本发明中的核/壳型也可以为不一定能够明确地区分核层与壳层的情况,其旨在广义地包含在作为核的部分的周围接枝聚合橡胶成分而得到的化合物。
作为这些核/壳型接枝共聚物的优选具体例,可以举出甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(MABS)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物(MB)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸类橡胶共聚物(MA)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸类橡胶-苯乙烯共聚物(MAS)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸·丁二烯橡胶共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸·丁二烯橡胶-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(丙烯酸·有机硅IPN橡胶)共聚物等。这样的橡胶性聚合物可以单独使用1种、也可以将2种以上合用。
作为这样的弹性体,例如可以举出Rohm and Haas Japan公司制造的“Paraloid(注册商标、以下相同)EXL2602”、“Paraloid EXL2603”、“Paraloid EXL2655”、“ParaloidEXL2311”、“Paraloid EXL2313”、“Paraloid EXL2315”、“Paraloid KM330”、“ParaloidKM336P”、“Paraloid KCZ201”、三菱丽阳公司制造的“Metablen(注册商标、以下相同)C-223A”、“Metablen E-901”、“Metablen S-2001”、“Metablen SRK-200”、Kaneka公司制造的“Kaneace(注册商标、以下相同)M-511”、“Kaneace M-600”、“Kaneace M-400”、“Kaneace M-580”、“Kaneace M-711”、“Kaneace MR-01”、宇部兴产制造的“Ubesta XPA”等。
另外,本发明的弹性体中,从耐冲击性的方面出发,还优选乙烯与碳原子数为3以上的α-烯烃的共聚物(乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物等)、烯烃与其他不饱和单体的共聚物(乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物等)等的烯烃与其他不饱和单体的共聚物。其中还优选具有环氧基或缩水甘油基的这些共聚物。
上述具有环氧基或缩水甘油基的共聚物通过将烯烃与具有环氧基或缩水甘油基的不饱和单体共聚的方法、相对于烯烃聚合物共聚具有环氧基或缩水甘油基的不饱和单体的方法等来得到。环氧基或缩水甘油基的导入通过利用过氧化氢或者有机过酸等(例如过苯甲酸、过甲酸和过乙酸等)对于烯烃聚合物的末端、或者烯烃与其他不饱和单体等的共聚物和它们的复合物中存在的不饱和键进行氧化等来进行。
作为烯烃,可以举出乙烯、丙烯、1-丁烯、异丁烯、2-丁烯、环丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-丁烯、环戊烯、1-己烯、环己烯、1-辛烯、1-癸烯和1-十二碳烯等。它们可以使用1种、也可以将2种以上组合使用。
作为烯烃,它们之中特别优选乙烯。
作为具有环氧基或缩水甘油基的不饱和单体,例如可以举出丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯等不饱和羧酸、乙烯基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、甲基丙烯酰基缩水甘油醚、2-甲基丙烯基缩水甘油醚、苯乙烯-对缩水甘油醚等醚化合物、肉桂酸缩水甘油酯、衣康酸缩水甘油酯和N-[4-(2,3-环氧丙氧基)-3,5-二甲基苄基]甲基丙烯酰胺等。它们可以使用1种,也可以将2种以上组合使用。这些之中,优选不饱和羧酸、特别优选丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯。
优选为将这些具有环氧基或缩水甘油基的不饱和单体一起与例如丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯等不具有环氧基或缩水甘油基的不饱和单体共聚而成的共聚物。
本发明中,特别优选乙烯-丙烯酸烷基酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物。
作为这样的弹性体,例如可以举出三井杜邦聚合化学公司制造的Elvaloy AS、住友化学公司制造的BF-7M、ARKEMA公司制造的AX8900等。
此外,作为弹性体,可以参照WO2017/110458号公报的0080~0086段的记载,将这些内容并入本说明书中。
上述树脂组合物包含弹性体的情况下,弹性体的含量相对于热塑性树脂100质量份优选为1质量份以上,可以为5质量份以上、8质量份以上。上述含量的上限值优选为30质量份以下、更优选为25质量份以下、进一步优选为22质量份以下。弹性体可以仅包含一种,也可以包含两种以上。包含2种以上的情况下,优选总量为上述范围。
<<环氧化合物>>
上述树脂组合物还优选含有环氧化合物。环氧化合物例如在将聚酯系树脂(A-1)与聚酰胺系树脂(A-2)等2种以上的热塑性树脂共混的情况下起到作为增容剂的作用,发挥出提高耐水解特性、以及进一步提高成型品的焊接部的强度、耐久性的功能。
作为环氧化合物,在1分子中具有1个以上的环氧基即可,通常可以使用作为醇、酚类或羧酸等与环氧氯丙烷的反应物的缩水甘油基化合物、将烯烃性双键环氧化而得到的化合物。
作为环氧化合物的优选具体例,例如可以举出双酚A型环氧化合物、双酚F型环氧化合物等双酚型环氧化合物、间苯二酚型环氧化合物、酚醛清漆型环氧化合物、脂环化合物型二环氧化合物、缩水甘油醚类、缩水甘油酯类、环氧化聚丁二烯等,优选双酚A型环氧化合物。
作为双酚A型环氧化合物,可以举出双酚A-二缩水甘油醚、氢化双酚A-二缩水甘油醚等,该化合物作为ADEKA公司制造的商品名“ADEKA CIZER EP-17”市售。另外还市售有三菱化学公司制造的商品“Epikote 1003”,是优选的。作为双酚F型环氧化合物,可以举出双酚F-二缩水甘油醚、氢化双酚F-二缩水甘油醚等。
作为间苯二酚型环氧化合物,可例示出间苯二酚二缩水甘油醚等。
作为酚醛清漆型环氧化合物,可例示出线型酚醛型环氧化合物、甲酚线型酚醛型环氧化合物等。
作为脂环化合物型化合物的示例,可以举出乙烯基环己烯二环氧化物、双环戊二烯氧化物、3,4-环氧环己基-3,4-环己基羧酸酯、双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯、乙烯基环己烯二环氧化物、3,4-环氧环己基缩水甘油醚等。
作为缩水甘油醚类的具体例,可以举出甲基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、癸基缩水甘油醚、硬脂基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、丁基苯基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚等单缩水甘油醚;新戊二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、双酚A二缩水甘油醚等。
另外,作为缩水甘油酯类,可以举出苯甲酸缩水甘油酯、山梨酸缩水甘油酯等单缩水甘油酯类;己二酸二缩水甘油酯、对苯二甲酸二缩水甘油酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯等。
作为环氧化丁二烯,可例示出环氧化聚丁二烯、环氧化苯乙烯-丁二烯系共聚物、环氧化氢化苯乙烯-丁二烯系共聚物等。
另外,环氧化合物可以为将含缩水甘油基的化合物作为一种成分的共聚物。例如可以举出α,β-不饱和酸的缩水甘油酯与选自由α-烯烃、丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯组成的组中的1种或2种以上的单体的共聚物。
作为环氧化合物,优选环氧当量100~2000g/eq、分子量(高分子的情况下是指质均分子量,对于下文中的环氧化合物是同样的)2,000以下的环氧化合物。通过使环氧当量为100g/eq以上,环氧基的量为适量,树脂组合物的粘度降低,焊接部的密合性倾向于提高。通过使环氧当量为2000g/eq以下,树脂组合物的耐湿热特性倾向于进一步提高。另外,通过使分子量(质均分子量)为2,000以下,与聚酯系树脂(A-1)的相容性提高,成型品的机械强度倾向于提高。
本发明中的环氧化合物的第一实施方式为环氧当量1,000~2,000g/eq、质均分子量1,000~2,000的环氧化合物(优选双酚A型环氧化合物)。
本发明中的环氧化合物的第二实施方式为环氧当量100~250g/eq、分子量100~500的环氧化合物(优选双酚A型环氧化合物)。
作为环氧化合物,更优选由双酚A或酚醛清漆与环氧氯丙烷的反应得到的双酚A型环氧化合物或酚醛清漆型环氧化合物,进一步优选双酚A型环氧化合物。
本发明中,特别优选合用2种分子量不同的双酚A型环氧化合物。通过为这样的构成,具有耐水解性能的提高以及与聚酰胺树脂的相容性提高的倾向。
分子量低的双酚A型环氧化合物(下文中有时称为“低分子量的环氧化合物”)的分子量优选为100~700,分子量高的双酚A型环氧化合物(下文中有时称为“高分子量的环氧化合物”)的质均分子量优选大于700且为20000以下。
另外,低分子量的环氧化合物与高分子量的环氧化合物的质量比例(低分子量的环氧化合物/高分子量的环氧化合物)优选为0.05~1.0、更优选为0.1~1.0。通过为这样的范围,具有耐水解性能的提高以及与聚酰胺树脂的相容性进一步提高的倾向。
环氧化合物的含量相对于热塑性树脂100质量份优选为0.1质量份以上、更优选为0.2质量份以上,可以为2.5质量份以上、进而可以为2.8质量份以上。另外,上述含量的上限值优选为10质量份以下、更优选为8质量份以下、进一步优选为6质量份以下、进而优选为5质量份以下。
环氧化合物可以仅含有1种,也可以含有2种以上。含有2种以上的情况下,优选总量为上述范围。
<<滑石>>
上述树脂组合物可以进一步包含滑石。
通过混配滑石,可以使所得到的热塑性树脂部件的尺寸稳定性、产品外观良好,另外,即使减少LDS添加剂的含量,也能够使热塑性树脂部件的镀覆性良好。此外还具有能够加快镀覆的生长速度的优点。另一方面,由于滑石具有降低与金属的接合强度的倾向,因此还优选为尽可能实质上不包含滑石的构成。特别是在通过化学试剂处理来形成金属部件表面的凹凸的情况下,更优选为实质上不包含滑石的构成。
滑石可以使用利用选自聚有机氢硅氧烷类和有机聚硅氧烷类中的化合物的至少一种进行了表面处理的物质。这种情况下,滑石中的硅氧烷化合物的附着量优选为滑石的0.1~5质量%。
滑石的数均粒径优选小于金属部件表面的凹凸的十点平均粗糙度Rz。
另外,滑石的数均粒径优选为50μm以下、更优选为25μm以下、进一步优选为10μm以下。关于下限值,优选为1μm以上、更优选为2μm以上。
滑石通常为鳞片状,将最长部分的长度作为平均粒径。关于滑石的数均粒径,对于利用电子显微镜观察得到的图像,随机提取进行粒径测定的对象滑石来测定粒径,由所得到的测定值计算出该数均粒径。以观察倍率为1,000倍、测定数为1,000个以上来进行。
在混配滑石的情况下,上述树脂组合物中的滑石的含量相对于热塑性树脂100质量份优选为1~50质量份、更优选为2~35质量份、进一步优选为5~30质量份。
在混配滑石的情况下,上述热塑性树脂中的滑石的含量相对于LDS添加剂100质量份优选为0.1质量份以上、更优选为10质量份以上、进一步优选为15质量份以上,可以为30质量份以上、也可以为50质量份以上。另外,滑石的含量的上限值相对于LDS添加剂100质量份优选为200质量份以下、更优选为180质量份以下、进一步优选为100质量份以下、进而优选为90质量份以下。滑石利用硅氧烷化合物进行了表面处理的情况下,利用硅氧烷化合物进行了表面处理的滑石的含量优选为上述范围内。
另一方面,本发明中,还可以为实质上不包含滑石的构成。上述的实质上不包含滑石是指上述树脂组合物中的滑石的含量为LDS添加剂的含量的5质量%以下,优选为3质量%以下、更优选为1质量%以下、进一步优选为0.1质量%以下。通过像这样为实质上不包含滑石的构成,具有进一步提高金属接合强度的倾向,是优选的。
<<稳定剂>>
上述树脂组合物优选含有稳定剂。
作为稳定剂,可以举出磷系稳定剂、硫系稳定剂、酚系稳定剂等各种稳定剂。特别优选为磷系稳定剂和酚系稳定剂。
相对于热塑性树脂100质量份,稳定剂的含量优选为0.001~2质量份。通过使稳定剂的含量为0.001质量份以上,具有热塑性树脂部件的热稳定性进一步提高的倾向,能够有效地抑制成型时的分子量降低和色调变差。另外,通过使其为2质量份以下,能够有效地抑制银色(シルバー)生成、有效地抑制色调恶化。稳定剂的含量更优选为0.01~1质量份、进一步优选为0.1~0.8质量份。
稳定剂可以仅使用一种、也可以使用两种以上。使用两种以上的情况下,优选总量为上述范围。
作为磷系稳定剂,可以举出亚磷酸、磷酸、亚磷酸酯、磷酸酯以及这些的金属盐等。其中优选有机磷酸酯化合物、有机亚磷酸酯化合物或有机亚膦酸二酯化合物以及这些的金属盐,特别优选有机磷酸酯化合物以及这些的金属盐。作为金属,可例示出锌和铝等,优选锌。
作为有机磷酸酯化合物,优选下式(1)所表示的化合物或其金属盐。
[化1]
O=P(OH)n(OR1)3-n (1)
(式(1)中,R1表示烷基或芳基。n表示0~2的整数。需要说明的是,n为0时,3个R1可以相同也可以不同,n为1时,2个R1可以相同也可以不同。)
作为式(1)所表示的化合物的金属盐,可例示出锌盐。关于上述金属盐,优选与式(1)所表示的化合物所具有的羟基键合而形成盐。例如,优选2个OH基与锌键合,形成-O-Zn-O-结构。
上述式(1)中,R1表示烷基或芳基,R1更优选碳原子数为1以上、优选为2以上、通常为30以下、优选为25以下的烷基、或碳原子数为6以上、通常为30以下的芳基,与芳基相比,R1更优选烷基。需要说明的是,R1存在2个以上的情况下,R1相互分别可以相同、也可以不同。
作为式(1)所表示的有机磷酸酯化合物,更优选可以举出R1为碳原子数8~30的长链烷基酸式磷酸酯化合物。作为碳原子数为8~30的烷基的具体例,可以举出辛基、2-乙基己基、异辛基、壬基、异壬基、癸基、异癸基、十二烷基、十三烷基、异十三烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、二十烷基、三十烷基等。
作为长链烷基酸式磷酸酯,例如可以举出酸式磷酸辛酯、酸式磷酸2-乙基己酯、酸式磷酸癸酯、酸式磷酸月桂酯、酸式磷酸十八烷基酯、酸式磷酸油酯、酸式磷酸二十二烷基酯、酸式磷酸苯酯、酸式磷酸壬基苯酯、酸式磷酸环己酯、酸式磷酸苯氧基乙酯、烷氧基聚乙二醇酸式磷酸酯、双酚A酸式磷酸酯、酸式磷酸二甲酯、酸式磷酸二乙酯、酸式磷酸二丙酯、酸式磷酸二异丙酯、酸式磷酸二丁酯、酸式磷酸二辛酯、酸式磷酸二-2-乙基己酯、酸式磷酸二辛酯、酸式磷酸二月桂酯、酸式磷酸二硬脂酯、酸式磷酸二苯酯、酸式磷酸双壬基苯酯以及它们的金属盐。
这些之中,优选酸式磷酸十八烷基酯,该稳定剂作为ADEKA公司制造的商品名“ADKSTAB AX-71”有市售。另外,还优选酸式磷酸硬脂酯锌盐,该稳定剂作为城北化学工业社制造的商品名“JP-518Zn”有市售。
磷系稳定剂的含量相对于热塑性树脂的合计100质量份优选为0.001~1质量份、更优选为0.01~0.6质量份、进一步优选为0.1~0.5质量份。
磷系稳定剂可以仅使用一种、也可以使用两种以上。使用两种以上的情况下,优选总量为上述范围。
通过混配磷系稳定剂,特别是在聚酯系树脂(A-1)为聚对苯二甲酸丁二醇酯、其他热塑性树脂为聚碳酸酯系树脂的情况下,两者的酯交换反应被适度地抑制,因而优选。此外,在聚酯系树脂(A-1)为聚对苯二甲酸丁二醇酯、其他热塑性树脂为聚碳酸酯系树脂的情况下,优选将磷系稳定剂与酚系稳定剂合用。
作为酚系稳定剂,优选受阻酚系稳定剂,例如可以举出季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、硫代二乙撑双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、N,N’-己烷-1,6-二基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺]、2,4-二甲基-6-(1-甲基十五烷基)苯酚、二乙基[[3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基]甲基]磷酸酯、3,3’,3”,5,5’,5”-六叔丁基-a,a’,a”-(三甲苯-2,4,6-三基)三-对甲酚、4,6-双(辛硫基甲基)-邻甲酚、乙撑双(氧化乙烯)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯]、六亚甲基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、2,6-二叔丁基-4-(4,6-双(辛硫基)-1,3,5-三嗪-2-基氨基)苯酚、2-[1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基]-4,6-二叔戊基苯基丙烯酸酯等。
其中,优选季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯。作为这样的酚系稳定剂,具体地说,例如可以举出BASF公司制造的(商品名、以下相同)“IRGANOX 1010”、“IRGANOX 1076”、ADEKA公司制造的“ADKSTAB AO-50”、“ADKSTAB AO-60”等。
需要说明的是,酚系稳定剂可以含有1种,也可以以任意的组合和比例含有2种以上。
酚系稳定剂的含量相对于热塑性树脂100质量份优选为0.01~1质量份。通过使其含量为0.01质量份以上,热稳定性倾向于进一步提高;通过使其为1质量份以下,具有能够有效地抑制发生气体量的倾向。更优选的含量相对于热塑性树脂100质量份为0.05质量份以上,进一步优选为0.1质量份以上,并且为0.8质量份以下,可以为0.7质量份以下。
酚系稳定剂可以仅使用一种、也可以使用两种以上。使用两种以上的情况下,优选总量为上述范围。
<<防粘剂>>
上述树脂组合物(热塑性树脂部件)还优选进一步含有防粘剂。
作为防粘剂,可以应用在热塑性树脂中通常使用的已知的防粘剂,其中优选为选自聚烯烃系化合物、脂肪酸酯系化合物、有机硅系化合物和脂肪族金属盐系中的1种以上的防粘剂。
作为聚烯烃系化合物,可以举出选自烷烃系蜡和聚乙烯系蜡中的化合物,其中优选质均分子量为700~10,000、进而为900~8,000的化合物。另外,还特别优选在侧链导入有羟基、羧基、酸酐基、环氧基等的改性聚烯烃系化合物。
作为脂肪酸酯系化合物,可以举出甘油脂肪酸酯类、山梨聚糖脂肪酸酯类、季戊四醇脂肪酸酯类等脂肪酸酯类或其部分皂化物等,其中优选由碳原子数为11~28、优选碳原子数为17~21的脂肪酸构成的单脂肪酸酯或二脂肪酸酯。具体地说,可以举出单硬脂酸甘油酯、甘油单山嵛酸酯、甘油二山嵛酸酯、甘油-12-羟基单硬脂酸酯、山梨糖醇酐单山嵛酸酯、季戊四醇二硬脂酸酯、季戊四醇四硬脂酸酯等。
另外,作为有机硅系化合物,从与聚酯系树脂(A-1)的相容性等方面出发,优选经改性的化合物。作为改性硅油,可以举出在聚硅氧烷的侧链导入了有机基团的硅油、在聚硅氧烷的两个末端和/或一个末端导入了有机基团的硅油等。作为所导入的有机基团,可以举出环氧基、氨基、羧基、甲醇基、甲基丙烯酰基、巯基、苯酚基等,优选可以举出环氧基。作为改性硅油,特别优选在聚硅氧烷的侧链导入了环氧基的硅油。
另外,作为脂肪族金属盐系化合物,可以举出硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸铅、硬脂酸铝、褐煤酸钠、褐煤酸系蜡等脂肪酸金属盐类、脂肪酸酯类,优选硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸铅、硬脂酸铝、褐煤酸钠、褐煤酸系蜡。特别优选碳原子数为10~34的脂肪酸蜡、更优选褐煤酸系蜡。
防粘剂的含量相对于热塑性树脂100质量份优选为0.05~2质量份。通过使该含量为0.05质量份以上,能够有效地抑制因熔融成型时的脱模不良所致的表面性降低;通过使其为2质量份以下,树脂组合物混炼时的作业性提高,能够更为有效地抑制从所得到的热塑性树脂部件中产生气体。防粘剂的含量相对于热塑性树脂100质量份优选为0.05~1.5质量份、进一步优选为0.1~1.0质量份。
防粘剂可以仅使用一种、也可以使用两种以上。使用两种以上的情况下,优选总量为上述范围。
<<阻燃剂组合物>>
本发明中使用的热塑性树脂组合物可以包含阻燃剂组合物。作为阻燃剂组合物,可以仅由阻燃剂构成,也可以为阻燃剂与阻燃助剂的组合。阻燃剂和阻燃助剂分别可以仅为1种、也可以为2种以上。
作为本发明中使用的阻燃剂组合物中包含的阻燃剂和/或阻燃助剂,可例示出卤素系阻燃剂、有机金属盐系阻燃剂、磷系阻燃剂、有机硅系阻燃剂、锑系阻燃剂或阻燃助剂,作为热塑性树脂使用聚酰胺树脂、聚酯系树脂的情况下,优选混配卤素系阻燃剂或磷系阻燃剂。另外,作为热塑性树脂使用聚碳酸酯系树脂的情况下,优选磷系阻燃剂、有机金属盐系阻燃剂。
作为卤素系阻燃剂的优选具体例,可例示出溴系阻燃剂,可以举出溴化聚碳酸酯、溴化环氧树脂、溴化苯氧基树脂、溴化聚苯醚树脂、溴化聚苯乙烯树脂、溴化双酚A、缩水甘油基溴化双酚A、五溴苄基聚丙烯酸酯、溴化酰亚胺等,其中,溴化聚碳酸酯、溴化聚苯乙烯树脂、缩水甘油基溴化双酚A、五溴苄基聚丙烯酸酯具有容易抑制耐冲击性的降低的倾向,更为优选。
作为磷系阻燃剂,例如可以举出乙基次膦酸金属盐、二乙基次膦酸金属盐、聚磷酸三聚氰胺、缩合磷酸酯、磷腈化合物等,其中优选缩合磷酸酯或磷腈。另外,为了抑制成型时的气体或模垢的产生、阻燃剂的渗出,可以混配与磷系阻燃剂相容性优异的热塑性树脂。作为这样的热塑性树脂,优选为聚苯醚树脂、聚碳酸酯系树脂、苯乙烯系树脂。
缩合磷酸酯优选为下述通式(10)所表示的化合物。
通式(10)
[化2]
(式中,R1、R2、R3和R4各自独立地表示氢原子或有机基团。其中不包括R1、R2、R3和R4全部为氢原子的情况。X表示2价有机基团,p为0或1,q表示1以上的整数、r表示0或1以上的整数。)
上述的通式(10)中,有机基团例如可以举出具有取代基或不具有取代基的烷基、环烷基、芳基。作为取代基,可以举出烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、卤原子、卤代芳基等。另外也可以为将这些取代基组合成的基团、或者将这些取代基利用氧原子、硫原子、氮原子等键接而组合成的基团等。另外,2价有机基团是指从上述有机基团除去1个碳原子而得到的2价以上的基团。例如可以举出亚烷基、亚苯基、取代亚苯基、衍生自双酚类的多核亚苯基等。
作为上述通式(10)所示的缩合磷酸酯的具体例,例如可例示出磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三苯脂、磷酸三甲苯酯、磷酸三甲苯基苯酯、磷酸辛基二苯酯、磷酸二异丙基苯酯、三(氯乙基)磷酸酯、三(二氯丙基)磷酸酯、三(氯丙基)磷酸酯、双(2,3-二溴丙基)磷酸酯、双(2,3-二溴丙基)-2,3-二氯磷酸酯、双(氯丙基)单辛基磷酸酯、双酚A四苯基磷酸酯、双酚A四甲苯基二磷酸酯、双酚A四(二甲苯基)二磷酸酯、对苯二酚四苯基二磷酸酯、对苯二酚四甲苯基磷酸酯、对苯二酚四(二甲苯基)二磷酸酯等各种物质。
另外,作为市售的缩合磷酸酯,例如以来自大八化学工业(株式会社)的“CR733S”(间苯二酚双(二苯基磷酸酯))、“CR741”(双酚A双(二苯基磷酸酯))、“PX-200”(间苯二酚双(二(二甲苯基)磷酸酯))、来自ADEKA公司的“ADKSTAB FP-700”(2,2-双(对羟基苯基)丙烷·三氯氧化膦缩聚物(聚合度1~3)的苯酚缩合物)之类的商品名销售,能够容易地获得。
磷腈化合物是在分子中具有-P=N-键的有机化合物,优选为选自由下述通式(1)所表示的环状磷腈化合物、下述通式(2)所表示的链状磷腈化合物、以及将选自由下述通式(1)和下述通式(2)组成的组中的至少一种磷腈化合物利用交联基团交联而成的交联磷腈化合物组成的组中的至少一种化合物。
[化3]
通式(1)中,a为3~25的整数,R1和R2可以相同或不同,表示烷基、环烷基、烯基、炔基、烯丙氧基、氨基、羟基、芳基或烷基芳基。
[化4]
通式(2)中,b为3~10000的整数,R3和R4可以相同或不同,表示烷基、环烷基、烯基、炔基、烯丙氧基、氨基、羟基、芳基或烷基芳基。
R5表示选自-N=P(OR3)3基、-N=P(OR4)3基、-N=P(O)OR3基、-N=P(O)OR4基中的至少一种,R6表示选自-P(OR3)4基、-P(OR4)4基、-P(O)(OR3)2基、-P(O)(OR4)2基中的至少一种。
上述通式(1)和通式(2)中,作为烷基,例如可以举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、辛基、癸基、十二烷基等,优选甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基等碳原子数1~6的烷基,特别优选甲基、乙基、丙基等碳原子数1~4的烷基。
作为环烷基,例如可以举出环戊基、环己基等碳原子数5~14的环烷基,优选碳原子数5~8的环烷基。
作为烯基,例如可以举出乙烯基、烯丙基等碳原子数2~8的烯基。作为环烯基,例如可以举出环戊基、环己基等碳原子数5~12的环烯基。
作为炔基,例如还可以举出乙炔基、丙炔基等碳原子数2~8的炔基、或乙炔基苯基等具有芳基作为取代基的炔基等。
作为芳基,例如可以举出苯基、甲基苯基(即甲苯基)基、二甲基苯基(即二甲苯基)基、三甲基苯基、萘基等碳原子数为6~20的芳基,其中优选碳原子数6~10的芳基、特别优选苯基。
作为烷基芳基,例如可以举出苄基、苯乙基、苯基丙基等碳原子数6~20的芳烷基,其中优选碳原子数7~10的芳烷基,特别优选苄基。
其中,优选上述通式(1)中的R1和R2、上述通式(2)中的R3和R4为芳基、芳烷基。通过使用这样的芳香族磷腈,能够有效地提高热塑性树脂组合物的热稳定性。根据这样的观点,上述R1、R2、R3和R4更优选为芳基、特别优选为苯基。
作为通式(1)和通式(2)所表示的环状和/或链状磷腈化合物,例如可例示出苯氧基磷腈、邻甲苯基氧基磷腈、间甲苯基氧基磷腈、对甲苯基氧基磷腈等(多)甲苯基氧基磷腈、邻,间-二甲苯氧基磷腈、邻,对-二甲苯氧基磷腈、间,对-二甲苯氧基磷腈等的(多)二甲苯氧基磷腈、邻,间,对-三甲基苯基氧基磷腈、苯氧基邻甲苯基氧基磷腈、苯氧基间甲苯基氧基磷腈、苯氧基对-甲苯基氧基磷腈等的(多)苯氧基甲苯基氧基磷腈、苯氧基邻,间-二甲苯氧基磷腈、苯氧基邻,对-二甲苯氧基磷腈、苯氧基间,对-二甲苯氧基磷腈等(多)苯氧基甲苯基氧基二甲苯氧基磷腈、苯氧基邻,间,对-三甲基苯基氧基磷腈等,优选为环状和/或链状苯氧基磷腈等。
作为通式(1)所表示的环状磷腈化合物,特别优选R1和R2为苯基的环状苯氧基磷腈。作为这样的环状苯氧基磷腈化合物,例如可以举出从使氯化铵和五氯化磷在120~130℃的温度反应而得到的环状和直链状的氯磷腈混合物中取出六氯环三磷腈、八氯环四磷腈、十氯环五磷腈等环状氯磷腈,之后利用苯氧基取代而得到的苯氧基环三磷腈、八苯氧基环四磷腈、十苯氧基环五磷腈等化合物。另外,上述环状苯氧基磷腈化合物优选通式(1)中的a为3~8的整数的化合物,也可以为a不同的化合物的混合物。
上述a的平均优选为3~5、更优选为3~4。另外,其中优选a=3的化合物为50质量%以上、a=4的化合物为10~40质量%、a=5以上的化合物合计为30质量%以下的化合物的混合物。
作为通式(2)所表示的链状磷腈化合物,特别优选R3和R4为苯基的链状苯氧基磷腈。这样的链状苯氧基磷腈化合物例如可以举出通过将利用上述方法得到的六氯环三磷腈在220~250℃的温度下进行开环聚合并将所得到的聚合度3~10000的直链状二氯磷腈利用苯氧基取代而得到的化合物。上述直链状苯氧基磷腈化合物的通式(2)中的b优选为3~1000、更优选为3~100、进一步优选为3~25。
作为交联磷腈化合物,例如可以举出具有4,4'-磺酰基二亚苯基(即双酚S残基)的交联结构的化合物、具有2,2-(4,4'-二亚苯基)异丙叉基的交联结构的化合物、具有4,4'-氧代二亚苯基的交联结构的化合物、具有4,4'-硫代二亚苯基的交联结构的化合物等具有4,4'-二亚苯基的交联结构的化合物等。
另外,作为交联磷腈化合物,从阻燃性的方面出发,优选通式(1)中的R1、R2为苯基的环状苯氧基磷腈化合物利用上述交联基交联而成的交联苯氧基磷腈化合物、或上述通式(2)中的R3、R4为苯基的链状苯氧基磷腈化合物利用上述交联基交联而成的交联苯氧基磷腈化合物,更优选环状苯氧基磷腈化合物利用上述交联基交联而成的交联苯氧基磷腈化合物。
另外,以通式(1)所表示的环状磷腈化合物和/或通式(2)所表示的链状苯氧基磷腈化合物中的全部苯基和亚苯基数为基准,交联苯氧基磷腈化合物中的亚苯基的含量通常为50~99.9%、优选为70~90%。另外,上述交联苯氧基磷腈化合物特别优选为在其分子内不具有游离羟基的化合物。
本发明中,从热塑性树脂组合物的阻燃性和机械特性的方面出发,优选磷腈化合物为选自由上述通式(1)所表示的环状苯氧基磷腈化合物、以及上述通式(1)所表示的环状苯氧基磷腈化合物利用交联基交联而成的交联苯氧基磷腈化合物组成的组中的至少一种。
作为磷腈化合物的市售品,可例示出FP-110、伏见制药公司制造。
作为有机金属盐系阻燃剂,优选有机碱金属盐化合物、有机碱土金属盐化合物(下文中,将碱金属和碱土金属称为“碱(土)金属”)。另外,作为有机金属盐系阻燃剂,可以举出磺酸金属盐、羧酸金属盐、硼酸金属盐、磷酸金属盐等,从添加到芳香族聚碳酸酯系树脂中的情况下的热稳定性的方面出发,优选磺酸金属盐,特别优选全氟烷烃磺酸金属盐。
作为磺酸金属盐,可以举出磺酸锂(Li)盐、磺酸钠(Na)盐、磺酸钾(K)盐、磺酸铷(Rb)盐、磺酸铯(Cs)盐、磺酸镁(Mg)盐、磺酸钙(Ca)盐、磺酸锶(Sr)盐、磺酸钡(Ba)盐等,其中特别优选磺酸钠(Na)盐、磺酸钾(K)盐。
作为这样的磺酸金属盐,例如可以举出二苯砜-3,3’-二磺酸二钾、二苯砜-3-磺酸钾、苯磺酸钠、(聚)苯乙烯磺酸钠、对甲苯磺酸钠、(支链)十二烷基苯磺酸钠、三氯苯磺酸钠、苯磺酸钾、苯乙烯磺酸钾、(聚)苯乙烯磺酸钾、对甲苯磺酸钾、(支链)十二烷基苯磺酸钾、三氯苯磺酸钾、苯磺酸铯、(聚)苯乙烯磺酸铯、对甲苯磺酸铯、(支链)十二烷基苯磺酸铯、三氯苯磺酸铯等芳香族磺酸碱(土)金属盐化合物、全氟丁烷磺酸钾等全氟烷烃磺酸碱金属盐等全氟烷烃磺酸金属盐(烷烃的碳原子数优选为2~6)。其中,特别是二苯砜-3,3’-二磺酸二钾、二苯砜-3-磺酸钾、对甲苯磺酸钠、对甲苯磺酸钾、全氟丁烷磺酸钾由于透明性、阻燃性的平衡优异而优选,特别优选全氟丁烷磺酸钾等全氟烷烃磺酸金属盐。
锑系阻燃剂或阻燃助剂是含锑的化合物,其是有助于阻燃性的化合物。具体地说,可以举出三氧化锑(Sb2O3)、四氧化锑、五氧化锑(Sb2O5)等氧化锑、锑酸钠、磷酸锑等。其中,氧化锑由于耐湿热性优异而优选。进而优选使用三氧化锑。
作为阻燃助剂,除了上述化合物以外,还可以举出氧化铜、氧化镁、氧化锌、氧化钼、氧化锆、氧化锡、氧化铁、氧化钛、氧化铝、硼酸锌等。这些之中,从阻燃性更优异的方面出发,优选硼酸锌。
关于阻燃助剂的含量,相对于阻燃剂,阻燃助剂优选以0.3~1.1(质量比)的比例使用,更优选以0.4~1.0的比例使用。
关于锑系阻燃剂或阻燃助剂的含量,在含有这些物质的情况下,相对于热塑性树脂100质量份优选为0.1~25质量份、更优选为1~15质量份。
另外,相对于卤素系阻燃剂,锑系阻燃剂或阻燃助剂的含量优选以1:0.3~1.1(质量比)的比例使用,更优选以1:0.4~1.0的比例使用。
阻燃剂组合物的混合量相对于树脂成分100质量份优选为0.01质量份~40质量份、更优选为1~40质量份、进一步优选为5~50质量份、特别优选为6~35质量份、进而优选为7~30质量份。
特别是在作为阻燃剂组合物使用有机金属盐系阻燃剂的情况下,其相对于树脂成分100质量份优选为0.01~1质量份。
<<抗滴落剂>>
本发明中使用的热塑性树脂组合物可以包含抗滴落剂。作为抗滴落剂,优选聚四氟乙烯(PTFE),其具有原纤维形成能力,在树脂组合物中容易分散,且显示出将树脂彼此结合而制成纤维状材料的倾向。作为聚四氟乙烯的具体例,例如可以举出由三井杜邦氟化学品市售的商品名“特氟龙(注册商标)6J”或“特氟龙(注册商标)30J”、由大金化学工业市售的商品名“POLYFLON”、或者由旭硝子市售的商品名“Fluon”等。
相对于热塑性树脂100质量份,抗滴落剂的含有比例优选为0.01~20质量份。通过使抗滴落剂为0.1质量份以上,阻燃性进一步提高;通过使其为20质量份以下,外观倾向于提高。抗滴落剂的含有比例更优选相对于热塑性树脂100质量份为0.05~10质量份、优选为0.08~5质量份。
<<硅酸盐矿物>>
本发明中使用的热塑性树脂组合物中可以包含滑石以外的硅酸盐矿物。本发明中,通过混配硅酸盐矿物,能够提高弯曲强度。作为硅酸盐矿物,只要为包含硅Si和氧O的矿物就没有特别限制,可以举出云母、硅灰石等。
本发明中使用的硅酸盐矿物优选为粒子状或纤维状,其数均粒径或平均径分别优选为1~30μm、更优选为2~20μm。硅酸盐矿物的长厚比优选为3~30、更优选为5~20。
另外,本发明中使用的硅酸盐矿物可以为利用选自聚有机氢硅氧烷类和有机聚硅氧烷类中的化合物的至少一种进行了表面处理的硅酸盐矿物。
关于硅酸盐矿物的混配量,在混配的情况下,相对于树脂成分100质量份优选为0.1质量份以上、更优选为5质量份以上、进一步优选为10质量份以上、特别优选为20质量份以上、也可以为30质量份以上。作为上限值,优选为60质量份以下、更优选为50质量份以下、进一步优选为45质量份以下。
本发明中使用的热塑性树脂组合物可以仅包含1种硅酸盐矿物、也可以包含2种以上的硅酸盐矿物。在包含2种以上的情况下,总量为上述范围。硅酸盐矿物进行了表面处理的情况下,优选经表面处理的总量为上述范围。
<<其他含有成分>>
上述树脂组合物可以在不会显著损害本发明的效果的范围内包含上述以外的各种添加剂。作为这样的添加剂,可以举出紫外线吸收剂、玻璃系填充材料以外的填充材料、抗静电剂、防雾剂、染料/颜料、荧光增白剂、滑剂、防粘连剂、流动性改良剂、增塑剂、分散剂、抗菌剂等。它们可以2种以上合用。关于阻燃剂和阻燃助剂,可参考WO2017/038409的0060~0063段和0082~0085段的记载,将这些内容并入本说明书中。
<树脂组合物的制造方法>
上述树脂组合物的制造方法没有特别限定,可以广泛采用公知的热塑性树脂组合物的制造方法。具体地说,可以将各成分使用转鼓混合机、亨舍尔混合机等各种混合机预先进行混合,之后利用班伯里混炼机、辊、布拉本登机、单轴混炼挤出机、双轴混炼挤出机、捏合机等进行熔融混炼,由此制造树脂组合物。
另外,例如也可以不将各成分预先混合或者仅将一部分成分预先混合,使用加料器供给至挤出机进行熔融混炼,来制造上述树脂组合物。
此外,例如也可以将一部分成分预先混合并供给至挤出机中进行熔融混炼,将由此得到的树脂组合物作为母料,将该母料再次与余下的成分混合,进行熔融混炼,由此制造出上述树脂组合物。
<树脂组合物的特性>
上述树脂组合物依据ISO178成型为ISO多用途试验片(4mm厚)时的弯曲强度优选为80MPa以上,也可以为100MPa以上、120MPa以上。关于上述弯曲强度的上限没有特别限定,例如250MPa以下、进而230MPa以下仍是足以实用的水平。弯曲强度根据后述实施例中记载的方法进行测定。
上述树脂组合物依据ISO178成型为ISO多用途试验片(4mm厚)时的带缺口的却贝冲击强度优选为3KJ/m2以上。关于上述带缺口的却贝冲击强度的上限没有特别限定,例如50KJ/m2以下、进而30KJ/m2以下仍是足以实用的水平。带缺口的却贝冲击强度根据后述实施例中记载的方法进行测定。
上述树脂组合物的熔点Tm优选为200~250℃、更优选为210~240℃。
上述树脂组合物的结晶温度Tc优选为150℃以上且小于200℃、更优选为155~195℃。
此外,上述树脂组合物的熔点Tm与结晶温度Tc之差(Tm-Tc)优选为20℃以上、并且优选为60℃以下。上述Tm-Tc的下限值更优选为25℃以上、进一步优选为30℃以上。另外,上述Tm-Tc的上限值更优选为55℃以下、进一步优选为50℃以下。通过为这样的构成,与金属部件的接合强度倾向于进一步提高。
熔点Tm和结晶温度Tc分别以粒料的状态利用DSC进行测定,按照升温速度和降温速度分别为20℃/分钟,在300℃保持3分钟的条件进行测定。具体地说,按照后述的实施例中记载的方法进行。
另外,在热塑性树脂包含2种以上的情况下,作为熔点,优选熔点最低的树脂的熔点满足上述Tm;作为结晶温度,优选结晶温度最高的树脂的结晶温度满足上述Tc。由此,作为Tm-Tc,优选熔点最低的树脂的Tm与结晶温度最高的树脂的Tc之差为上述范围。
<镀覆层>
本发明的金属树脂复合体优选在热塑性树脂部件的表面且不与上述金属部件相接的部位具有镀覆层。图1示出了本发明的金属树脂复合体的一例,1表示金属部件、2表示热塑性树脂部件、3表示镀覆层。本发明中,通常在热塑性树脂部件的表面通过激光直接成型形成镀覆。热塑性树脂部件的形状可以为任意的,可以为平坦状、可以一部分或全部呈曲面、也可以为三维复杂形状。
对热塑性树脂部件照射激光,作为激光没有特别限定,可以从YAG激光、准分子激光等公知的激光中适宜地选择,优选YAG激光。另外,激光的波长也没有特别限定。优选的波长范围为200nm~1200nm、特别优选为800~1200nm。
在照射激光时,在热塑性树脂部件形成仅被照射过的区域被活化的区域。另外,根据热塑性树脂的种类,进行有利于后续的镀覆层形成的表面粗糙化。将热塑性树脂部件浸渍在电镀液中(在浸渍之前进行或不进行清洗工序),利用无电解镀覆(或者电解镀覆)来镀覆铜、镍、金、银、钯、优选铜,仅在激光照射过的区域形成镀覆层。
另外,本发明中,热塑性树脂部件的含义并不限于最终产品,也包含各种构件,但作为热塑性树脂部件,可以兼具耐冲击特性和刚性、耐热性,并且各向异性减小、翘曲减小,通过对其应用激光直接成型,能够形成宽度为1mm以下、进而为150μm以下的电路间距(下限值没有特别限定,例如为30μm以上)的电路。
另外,本发明中,由于能够提高热塑性树脂部件的机械强度,因此还能够形成无基板电路。
<阳极氧化处理>
本发明的金属树脂复合体优选被施以阳极氧化处理。上述图1中,4表示经阳极氧化处理得到的阳极氧化处理层。通过进行阳极氧化处理,能够有效地抑制金属部表面的氧化劣化、防止腐蚀。
阳极氧化处理的方法没有限定,通过将金属树脂复合体浸渍在电解液中并使金属部件作为阳极流通弱的直流、交流或交直流的电流来形成。作为电解液,例如可以举出硫酸、草酸、其他有机酸。
在阳极氧化处理时,成为对热塑性树脂部件也一起实质上实施了上述处理的状态。本发明中,通过使热塑性树脂中的聚酯系树脂(A-1)的比例为55质量%以上,能够使阳极氧化处理耐性更为优异。
另外,本发明中的阳极氧化处理优选在金属部件的表面实施,但在进行阳极氧化处理的金属树脂复合体具有镀覆层的情况下,在镀覆层的表面也可以具有实施了阳极氧化处理而得到的阳极氧化处理层。另一方面,也可以在对不具有镀覆层的金属树脂复合体进行阳极氧化处理后形成镀覆层。这种情况下,在实施了上述处理的热塑性树脂部件的表面形成镀覆层。另外,也可以在对不具有镀覆层的金属树脂复合体进行阳极氧化处理后形成镀覆层,进一步实施阳极氧化处理。
在金属部件为铝或其合金的情况下,阳极氧化处理是有效的。即,本发明中,更优选对金属树脂复合体实施耐酸铝处理。
通过进行阳极氧化处理,所形成的氧化覆膜通常为5~25μm左右,但可以根据需要通过调节流通的电流和时间来适宜地调整。
<抗蚀剂层>
本发明的金属树脂复合体可以具有抗蚀剂层。抗蚀剂层形成在热塑性树脂部件上。按照抗蚀剂层与所期望的图案匹配来进行显影后,对热塑性树脂部件进行蚀刻以匹配图案。蚀刻可以采用公知的蚀刻方法。在通过蚀刻形成的热塑性树脂部件的孔中插入金属,由此能够形成金属部件与镀覆层或其他电极等的金属配线。
<金属树脂复合体的特性>
本发明的金属树脂复合体依据ISO19095测定的接合强度优选为5MPa以上,进而可以为10MPa以上、13MPa以上、更优选为15MPa以上。对上述接合强度的上限没有特别限定,例如即使为40MPa以下、进而为30MPa以下仍是足以实用的水平。接合强度根据后述实施例中记载的方法来测定。
金属树脂复合体的制造方法
本发明还公开了金属树脂复合体的制造方法。
本发明的金属树脂复合体的制造方法包括对于在表面具有凹凸的金属部件的具有上述凹凸的面侧施用熔融的树脂组合物,该树脂组合物中,相对于以50质量%以上的比例包含结晶性热塑性树脂的热塑性树脂100质量份,含有1~25质量份的激光直接成型添加剂(B)。
上述热塑性树脂优选包含聚酯系树脂(A-1)和聚酰胺系树脂(A-2)中的至少一种。
将上述树脂组合物应用至金属部件时,作为所使用的成型机,只要能够形成金属部件与树脂组合物的金属树脂复合体就没有特别限定,例如可以使用注射成型机、挤出成型机、加热模压成型机、压塑成型机、传递模塑成型机、注型成型机、反应注射成型机等各种成型机,这些之中,特别优选注射成型机。即,优选对于在表面具有凹凸的金属部件施用熔融的树脂组合物的工序通过注射成型来进行。
在注射成型法的情况下,具体地说,优选通过将金属部件嵌入到注射成型模具的内腔部并将树脂组合物注射到模具中的嵌件成型法来制造。具体地说,准备成型用的模具,将该模具打开,在其一部分中设置(嵌入)金属部件,其后将模具关闭,按照树脂组合物的至少一部分与金属部件的形成了凹凸形状的面相接的方式向模具内注射树脂组合物并使其固化。然后打开模具,进行脱模,由此可以得到金属树脂复合体。
所嵌入的金属部件的尺寸根据目标金属树脂复合体的尺寸、结构等适宜地决定即可。所嵌入的金属部件不必涉及所得到的金属树脂复合体整体,可以为金属树脂复合体的一部分。
在嵌件成型时,为了提高接合强度,优选使熔融的树脂组合物的温度与金属部件的温度尽可能接近。对方法并不特别限定,优选将金属部件预先加热。另外,加热方法没有特别限定,例如可以举出:将金属部件在嵌件成型前利用感应加热、红外线加热、加热板、加热炉、激光等进行加热并嵌入加热后的部件的方法;将金属部件嵌入到模具中后利用卤素灯、干燥机等从外部对金属部件中的与树脂组合物的接合区域附近进行加热的方法;利用配置在模具内部的盒式加热器等进行加热的方法;等等。特别是仅对与树脂组合物的接合区域进行局部加热是有用的。需要说明的是,“局部加热”包括:利用加热手段进行加热至包含接合区域的周边为止,但对比金属部件的接合区域更远的部分不进行加热的情况。
加热温度越高越好,通常为100~350℃、优选为120~250℃、进一步优选为130~250℃。通过使加热温度为上述下限值以上,能够增大与模具温度的差异,更有效地发挥出加热的效果;通过使加热温度为上述上限值以下,能够缩短升温时间,因此具有成型周期提高的倾向,另外,不容易发生树脂的滞留,在成型上优选。
作为得到金属树脂复合体的方法,除了上述以外,还可以选择激光熔敷法、振动熔敷法、超声波熔敷法等通过对金属部件或热塑性树脂部件(树脂组合物)进行加热、或者对它们均进行加热来进行复合化的方法。根据复合体的形状、成本等选择最佳的方法即可。特别是激光熔敷法能够进行局部区域的熔敷、并且能够兼顾局部加热,因而优选。
上述金属树脂复合体的制造方法优选进一步包括形成镀覆层的工序。另外,上述金属树脂复合体的制造方法优选进一步进行阳极氧化处理。形成镀覆层的工序和进行阳极氧化处理的工序可以参考上述的记载。
像这样得到的本发明的金属树脂复合体的尺寸、形状、厚度等没有特别限定,可以为板状(圆板、多边形等)、柱状、箱状、碗状、盘状等任意形状。另外,复合体的全部的部分的厚度不必均匀,并且在复合体上也可以设置增强肋等。
实施例
以下举出实施例更具体地说明本发明。只要不脱离本发明的宗旨,以下的实施例中示出的材料、用量、比例、处理内容、处理过程等可以适宜地变更。因此,本发明的范围并不限于以下示出的具体例。
以下的实施例以及比较例中使用的成分如下述表1和表2所述。
[表1]
[表2]
<实施例1~13、比较例1、比较例2>
<<复合物>>
将上述表1或2中记载的玻璃系填充材料以外的各成分以下述表3或表4中记载的量(均为质量份)共混,对其使用30mm的排气型双螺杆挤出机(日本制钢所社制造的“TEX30α”),从侧加料器向其中供给玻璃系填充材料,在挤出机机筒设定温度为270℃、螺杆转速为200rpm的条件下进行混炼,挤出成线料状,用水槽骤冷,利用造粒机制成粒料,得到树脂组合物的粒料。
<<弯曲强度的测定和带缺口的却贝冲击强度的测定>>
将上述得到的树脂组合物粒料在120℃干燥5小时后,利用注射成型机(日精树脂工业公司制造的“NEX80”)在料筒温度250℃、模具温度80℃的条件下注射成型出ISO多用途试验片(4mm厚)。
依据ISO178,使用上述ISO多用途试验片(4mm厚)测定弯曲强度(单位:MPa)。
另外,依据ISO179标准,使用上述ISO多用途试验片(4mm厚)测定带缺口的却贝冲击强度(单位:KJ/m2)。
<<结晶温度的测定>>
关于树脂组合物的结晶温度(Tc),使用差示扫描热量测定(DSC)机在氮气气氛下以升温速度20℃/分钟从30℃升温至300℃,在300℃保持3分钟后,以降温速度20℃/分钟进行降温,测定此时观测到的放热峰的峰顶温度,将其作为结晶温度。
<<熔点的测定>>
关于树脂组合物的熔点(Tm),使用差示扫描热量测定(DSC)机在氮气气氛下以升温速度20℃/分钟从30℃升温至300℃,测定此时观测到的吸热峰的峰顶温度,将其作为熔点。
<<Tm-Tc>>
Tm-Tc由所测定的数值导出,在熔点、结晶温度分别观测到2个以上的情况下,Tm使用低熔点并且Tc使用高结晶温度来导出。
<<金属部件的处理>>
<<<化学处理>>>
对于厚度为1.5mm的铝板(JIS A1050),在脱脂后利用含有几种的混酸(盐酸和硫酸等成分)的水溶液(关东化学株式会社制造、铝蚀刻液)进行化学处理(化学蚀刻),经过清洗工序得到具有凹凸表面的铝板。将所得到的铝板的表面利用激光显微镜(KEYENCE VK-X100)的10倍物镜进行观察,测量表面粗糙度,结果十点平均粗糙度Rz为37μm。
<<<激光处理>>>
使用波长1062nm的纤维激光器(Omron制造、MX-Z2000H),在厚度为1.5mm的铝(JISA1050)板上实施凹凸化。以输出功率为20W的范围将数种条件组合,进行3次扫描。将所得到的铝板的表面利用激光显微镜(KEYENCE VK-X100)的10倍物镜进行观察,测量表面粗糙度,结果十点平均粗糙度Rz为134μm。
<<<喷砂处理>>>
在喷砂处理前对铝板(A1050P)进行脱脂处理,通过喷砂(不二制作所制造、AT型)进行凹凸化处理。其后使用超声波清洗机将残留的研磨剂、铝微粉清洗除去。将所得到的铝板的表面利用激光显微镜(KEYENCE VK-X100)的10倍物镜进行观察,测量表面粗糙度,结果十点平均粗糙度Rz为64μm。
<<金属树脂复合体的制造>>
依据ISO19095,将进行了上述表面处理的金属部件(铝板)切割成长度45mm×宽度12mm的尺寸,安装于模具内腔内。
将上述得到的树脂粒料(树脂组合物)在120℃干燥4小时,使用所得到的干燥物按照铝板与树脂组合物的接合面积为长度5mm×宽度10mm的方式向所安装的铝板的凹凸表面侧进行嵌件成型(长度45mm×宽度10mm×厚3mm),如图2所示成型出铝板(金属部件)1与树脂组合物(热塑性树脂部件)2结合而成的金属树脂复合体。图2的符号与图1通用。
成型中使用注射成型机(日精树脂工业公司制造的“NEX80”),在料筒温度270℃和模具温度140℃的条件下实施。
<<接合强度的测定>>
如图2所述,依据ISO19095进行接合性的评价。
测定中使用拉伸试验机(INSTRON公司制造的“5544型”),将经接合而进行了一体化的金属部件(铝板)1与树脂组合物(热塑性树脂部件)2使用依据ISO19095的拉伸用夹具将其长轴方向的两端用夹头夹持,以拉伸速度5mm/分钟、夹头间距离80mm的条件进行拉伸,测定接合强度(单位:MPa)。
<<镀覆性(LDS性能)>>
对于所得到的金属树脂复合体的热塑性树脂部件侧,使用Trumpf公司制造的VMc1的激光照射装置(波长1064nm的YAG激光,最大输出功率15W),以输出功率80%、频率10kHz、速度1m/s进行照射。镀覆工序利用无电解的Enthone公司制造的ENPLATE LDS CU 400PC的48℃镀覆槽来实施。关于镀覆性能(LDS性能),目视观察镀覆20分钟后的铜的厚度,按以下基准进行评价判定。
A:良好的外观
B:产生了镀覆,但有些薄(在实用水平)
C:完全未产生镀覆
<<耐酸铝处理耐性>>
将铝脱脂处理后,在硫酸中在20℃进行阳极氧化,进行染色、封孔处理。关于耐酸铝性,将着色性分成3个等级进行判断。着色不良是指未观察到光泽性或所希望颜色的显色。
A:观察良好的着色。
B:着色良好,但在一部分观察到着色不良。
C:在大部分观察到着色不良。
将结果列于下述表3和表4。
由上述结果可知,本发明的金属树脂复合体中,金属部件与热塑性树脂部件的接合强度高,镀覆性也优异(实施例1~13)。与之相对,在金属部件不具有凹凸的情况下(比较例1),金属部件与热塑性树脂部件未接合。特别是通过合用聚酯系树脂和聚酰胺系树脂作为热塑性树脂,得到了可维持更高的镀覆性、同时耐酸铝处理耐性优异的金属树脂复合体(实施例3、4、6~13)。另外,在未混配LDS添加剂的情况下(比较例2),完全未产生镀覆。
工业实用性
本发明的金属树脂复合体中,热塑性树脂部件与金属部件牢固地接合并且能够形成镀覆层,因此适合用作一般家电产品、OA设备(复印机、打印机、传真机等)、各种便携终端(移动电话等)或个人电脑等电气电子构件(外壳、壳体、罩等)、汽车等车辆用构件(车辆用结构构件或者例如制动装置踏板等)、机械构件等构件的材料。特别是可优选用于要求机械强度的车辆用发动机控制单元(ECU)中。
符号的说明
1:金属部件
2:热塑性树脂部件
3:镀覆层
4:阳极氧化处理层
10:金属树脂复合体
Claims (15)
1.一种金属树脂复合体,其中,
该金属树脂复合体包含:在表面具有凹凸的金属部件、以及与所述金属部件在具有所述凹凸的面侧相接的热塑性树脂部件,
所述金属部件表面的凹凸以十点平均粗糙度Rz计为10nm~300μm,
所述热塑性树脂部件由树脂组合物形成,该树脂组合物中,相对于以50质量%以上的比例包含结晶性热塑性树脂的热塑性树脂100质量份,含有1质量份~25质量份的激光直接成型添加剂(B),所述热塑性树脂以50质量%~85质量%的比例包含聚酯系树脂(A-1)、以50质量%~15质量%的比例包含聚酰胺系树脂(A-2),所述聚酯系树脂(A-1)是芳香族二羧酸或其酯形成性衍生物与二羟基化合物缩聚得到的聚酯。
2.如权利要求1所述的金属树脂复合体,其中,所述热塑性树脂的60质量%以上由聚酯系树脂(A-1)构成。
3.如权利要求1或2所述的金属树脂复合体,其中,所述聚酯系树脂(A-1)的50质量%以上为聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。
4.如权利要求1或2所述的金属树脂复合体,其中,所述树脂组合物的熔点Tm与结晶温度Tc之差Tm-Tc为20℃~60℃。
5.如权利要求1或2所述的金属树脂复合体,其中,所述激光直接成型添加剂(B)包含铜、锑和锡中的至少一种。
6.如权利要求1或2所述的金属树脂复合体,其中,该金属树脂复合体进一步包含玻璃系填充材料。
7.如权利要求1或2所述的金属树脂复合体,其中,在所述热塑性树脂部件的表面且不与所述金属部件相接的部位具有镀覆层。
8.如权利要求1或2所述的金属树脂复合体,其中,在所述金属树脂复合体的金属部件的表面具有阳极氧化处理层。
9.如权利要求1所述的金属树脂复合体,其中,在所述金属树脂复合体的金属部件的表面具有阳极氧化处理层,所述热塑性树脂以55质量%以上的比例包含聚酯系树脂(A-1)。
10.如权利要求1或2所述的金属树脂复合体,其中,该金属树脂复合体进一步具有抗蚀剂层。
11.一种树脂组合物,在该树脂组合物中,相对于热塑性树脂100质量份,包含1质量份~25质量份的激光直接成型添加剂(B),所述热塑性树脂以50质量%~85质量%的比例包含聚酯系树脂(A-1)、以50质量%~15质量%的比例包含聚酰胺系树脂(A-2),所述聚酯系树脂(A-1)是芳香族二羧酸或其酯形成性衍生物与二羟基化合物缩聚得到的聚酯,所述树脂组合物用于与表面具有以十点平均粗糙度Rz计为10nm~300μm的凹凸的金属部件形成金属树脂复合体。
12.一种金属树脂复合体的制造方法,其中,该制造方法包括:对于在表面具有以十点平均粗糙度Rz计为10nm~300μm的凹凸的金属部件的具有所述凹凸的面侧施用熔融的树脂组合物来形成热塑性树脂部件;在该树脂组合物中,相对于以50质量%以上的比例包含结晶性热塑性树脂的热塑性树脂100质量份,含有1质量份~25质量份的激光直接成型添加剂(B),所述热塑性树脂以50质量%~85质量%的比例包含聚酯系树脂(A-1)、以50质量%~15质量%的比例包含聚酰胺系树脂(A-2),所述聚酯系树脂(A-1)是芳香族二羧酸或其酯形成性衍生物与二羟基化合物缩聚得到的聚酯。
13.如权利要求12所述的金属树脂复合体的制造方法,其中,对于所述在表面具有凹凸的金属部件施用熔融的树脂组合物的工序通过注射成型来进行。
14.如权利要求12或13所述的金属树脂复合体的制造方法,其中,该制造方法包括在所述热塑性树脂部件的表面形成镀覆层的工序。
15.如权利要求12或13所述的金属树脂复合体的制造方法,其中,该制造方法中进一步进行阳极氧化处理。
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