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TW201343779A - 具有高表面品質之成形物件 - Google Patents

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TW201343779A
TW201343779A TW101144633A TW101144633A TW201343779A TW 201343779 A TW201343779 A TW 201343779A TW 101144633 A TW101144633 A TW 101144633A TW 101144633 A TW101144633 A TW 101144633A TW 201343779 A TW201343779 A TW 201343779A
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TW101144633A
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湯瑪斯 裘克
烏爾里希 格羅瑟
馬汀 多布勒
彼特 薩米區
亞歷山大 麥耶
克里斯福 克林肯寶格
拉斐爾 歐瑟
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拜耳智慧財產有限公司
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Abstract

本發明有關一種具有高表面品質、高尺寸穩定性及高熱變形溫度之熱塑性成形物件,以及一種熱塑性模製組成物與一種製造成形物件之方法。本發明再者有關一種從熱塑性成形部件製造之塗布加工部件。

Description

具有高表面品質之成形物件
本發明有關一種具有高表面品質之熱塑性成形物件以及一種熱塑性模製組成物與一種製造成形物件之方法。本發明再者有關一種從熱塑性成形部件製造之塗布加工部件。
若是製造平面加工部件的問題,例如針對美學理由意欲給予均勻型或若需要亦高光澤型,總是需要具有高表面品質之熱塑性成形物件。若成形物件必須例如藉由施用官能層(其等本身必須同樣具有高表面品質)更進一步官能化,則高表面品質亦重要。關於此點,若作為官能層撐體之成形物件已具有劣等表面則為不利。
具有高表面品質之成形物件可被用於各種用途或加工部件。此等包含尤其具有高反射功率之加工部件。此等實例係金屬化成形物件作為泛光燈反射器,其捆紮燈或信標之光以便產生界定的束輪廓。然而,使用根據本發明成形物件亦有興趣用於集中器情況,亦即光伏打領域之反射鏡,其聚焦陽光例如於光學結構元件上,然後引導至產生電流之光伏打電池。
然而,在提及用途的情況中,由於太陽或輻射源的熱加強作用,發生嚴重加熱基材,其在泛光燈情況中特別於光源區域 較加工部件其他區域更高。
此加熱對用於製造成形物件之熱塑性模製組成物強加關於確保高尺寸準確性同時維持成形物件之高表面品質之特別需求。
光導引或光反射之塑膠成形部件已敘述於文獻:DE 3940436 C2揭示一種特別是馬達車輛頭燈用反射器之製造方法。此方法中,將具有非常低或無填料含量之熱塑性材料連續注射入鑄模,其填滿部分鑄模腔,然後為被礦物或有機填料強化之等向性熱塑性材料。
DE 4404604 A1提供一種用於塑膠反射器之剛性支撐殼的照明設備之製造方法,該支撐殼提供有例如聚碳酸酯或聚對酞酸丁二酯之平滑熱塑性塑膠皮,其塗布有金屬且形成熱固性塑膠材料之剛性核。
JP 2000322918 A、JP 11241005及JP 11241006揭示一種具有良好表面性質、良好熱穩定性及高金屬黏著之反射器。此處金屬係施加至包括聚酯、聚碳酸酯、填料及進一步組分之塑膠組成物成形部件。然而,以此方式製造之反射器未具有所需尺寸穩定性及/或表面品質。
JP 2006240085 A敘述一種具有高熱變形溫度及對鍍鋅表面良好黏著性的反射構件之製造方法,鍍鋅表面及鍍鋅步驟係不利且不適合高精確反射器使用。
因此本發明目的係製造一種成形物件,其
●可於熱塑性條件下製造
●具有熱膨脹低等向性係數
●具有高尺寸準確性
●具有高表面品質,其暴露於熱下亦留存
●具有高耐熱性,但至少100℃
●可於真空被金屬化且
●金屬化後具有高反射率
藉由射出模製法與鑄模動態溫度控制之組合,且以根據本發明的強化熱塑性模製組成物協助,已可能達到所述目的。
已驚人地發現包括下列的組成物具有所需性質輪廓A)30至100重量份、較佳40至90重量份、特別佳50至85重量份芳香族聚碳酸酯及/或芳香族聚酯碳酸酯,較佳為聚碳酸酯,B)0至50重量份、較佳0至40.0重量份、特別佳5.0至20.0重量份橡膠改質的接枝聚合物及/或乙烯基共聚物,C)0至50.0重量份、較佳0至30.0重量份、特別佳10.0至25.0重量份聚酯,較佳為PBT或PET,D)5.0至50.0重量份、較佳10.0至30.0重量份、特別佳15.0至25.0重量份具選自包含球形/立方體、片板/座形及層狀幾何之組群的顆粒形狀之無機填料,E)0至5.0重量份、較佳0.5至3.0重量份、特別佳0.75至1.25重量份進一步傳統聚合物添加劑,其中本申請案中陳述之所有重量份係標準化以致組成物中所有成分A+B+C+D+E重量份總和為100。
在特別較佳具體實例中,組成物係僅由成分A、D及E組 成,且在進一步較佳具體實例中,成分A至E呈上述量含量。
成分A:
本發明上下文中聚碳酸酯係同元聚碳酸酯與共聚碳酸酯兩者;聚碳酸酯可為線型或以已知方式分支。
根據本發明適合之成分A芳香族聚碳酸酯及/或芳香族聚酯碳酸酯已知於文獻或可由文獻已知之方法製備(針對製備芳香族聚碳酸酯,參見例如Schnell,「Chemistry and Physics of Polycarbonates」,Interscience Publishers,1964及DE-AS 1 495 626、DE-A 2 232 877、DE-A 2 703 376、DE-A 2 714 544、DE-A 3 000 610、DE-A 3 832 396;針對製備芳香族聚酯碳酸酯,如DE-A 3 077 934)。
芳香族聚碳酸酯係如藉由界面方法將二酚與碳酸鹵化物(較佳為光氣)及/或與芳香族二羧酸二鹵化物(較佳為苯二羧酸二鹵化物)反應製備,視情況使用鏈終止劑(例如單酚)及視情況使用三官能或大於三官能的分支劑(例如三酚或四酚)。同樣可能經由二酚與例如碳酸二苯酯反應的熔融聚合方法製備。
用於製備芳香族聚碳酸酯及/或芳香族聚酯碳酸酯之二酚較佳為式(I)者 其中
A 為單鍵、C1至C5伸烷基、C2至C5亞烷基、C5至C6環亞烷基、-O-、-SO-、-CO-、-S-、-SO2-、C6至C12伸芳基,其可稠合視情況包括雜原子之進一步芳香環,或式(II)或(III)之基團
B 於各情況中為C1至C12烷基(較佳為甲基)、鹵素(較佳為氯及/或溴),x 於各情況中互相獨立為0、1或2,p 為1或0,且R5及R6對各X1可個別選擇且互相獨立表示氫或C1至C6烷基,較佳為氫、甲基或乙基,X1 表示碳且m 表示4至7之整數、較佳為4或5,但書為至少一個原子X1、R5及R6同時為烷基。
較佳二酚為氫醌、間苯二酚、二羥基二酚、雙-(羥基苯基)-C1-C5-烷、雙-(羥基苯基)-C5-C6-環烷、雙-(羥基苯基)醚、雙-(羥基苯基)亞碸、雙-(羥基苯基)酮、雙-(羥基苯基)碸、及α,α- 雙-(羥基苯基)-二異丙基苯、及其核上經溴化及/或核上經氯化之衍生物。
特別佳二酚為4,4’-二羥基聯苯、雙酚A、2,4-雙-(4-羥基苯基)-2-甲基丁烷、1,1-雙-(4-羥基苯基)環己烷、1,1-雙-(4-羥基苯基)-3,3,5-三甲基環己烷、4,4’-二羥基二苯硫醚、4,4’-二羥基二苯碸及其二-與四-溴化或氯化之衍生物,例如2,2-雙-(3-氯-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙-(3,5-二氯-4-羥基苯基)丙烷或2,2-雙-(3,5-二溴-4-羥基苯基)丙烷。2,2-雙-(4-羥基苯基)丙烷(雙酚A)為特別佳。
二酚可個別或呈任何所欲混合物使用。二酚係已知於文獻或藉由文獻已知之方法可獲得。
適合用於製備熱塑性芳香族聚碳酸酯之鏈終止劑為例如酚、對-氯酚、對-第三丁基酚或2,4,6-三溴酚,以及長鏈烷基酚例如根據DE-A 2 842 005的4-[2-(2,4,4-三甲基戊基)]-酚、4-(1,3-四甲基丁基)-酚,或於烷基取代基中具有總計8至20個碳原子之單烷基酚或二烷基酚,例如3,5-二-第三丁基酚、對-異辛基酚、對-第三辛基酚、對-十二烷基酚及2-(3,5-二甲基庚基)-酚與4-(3,5-二甲基庚基)-酚。欲使用之鏈終止劑用量通常介於0.5莫耳%至10莫耳%,以使用之特別二酚莫耳總和為基準。
熱塑性芳香族聚碳酸酯具有平均分子量(重量平均Mw,由GPC(膠透層析術)以聚碳酸酯標準測量)為10,000至200,000g/mol、較佳15,000至80,000g/mol、特別佳24,000至32,000g/mol。
熱塑性芳香族聚碳酸酯可以已知方式分支,特別佳藉由合併0.05至2.0莫耳%(以使用之二酚總和為基準)三官能或大於三官能之化合物,例如具有三或多個酚系基者。較佳使用線型聚碳酸酯,進一步佳係以雙酚A為主者。
同元聚碳酸酯及共聚碳酸酯兩者皆適合。1至25重量%、較佳2.5至25重量%(以欲使用之二酚總用量為基準)具有羥基芳氧基端基團之聚二有機矽氧烷亦可用於製備根據本發明成分A共聚碳酸酯。此等係已知(US 3 419 634)且可藉由文獻已知之方法製備。含有聚二有機矽氧烷之共聚碳酸酯同樣適合;含有聚二有機矽氧烷之共聚碳酸酯之製備係敘述例如於DE-A 3 334 782。
除雙酚A同元聚碳酸酯以外,較佳聚碳酸酯為具高至15莫耳%(以二酚莫耳總和為基準)如提及較佳或特別佳的其他二酚之雙酚A共聚碳酸酯,特別是2,2-雙-(3,5-二溴-4-羥基苯基)丙烷。
用於製備芳香族聚酯碳酸酯之芳香族二羧酸二鹵化物較佳為異酞酸、對酞酸、二苯醚-4,4’-二羧酸及萘-2,6-二羧酸之二酸二氯化物。
特別佳為比率介於1:20至20:1之異酞酸與對酞酸之二酸二氯化物的混合物。
在製備聚酯碳酸酯中,額外共使用碳酸鹵化物(較佳為光氣)作為二官能酸衍生物。
除已提及之單酚以外,用於製備芳香族聚酯碳酸酯之可能鏈終止劑亦為其氯碳酸酯、及可視情況被C1至C22烷基或鹵素 原子取代的芳香族單羧酸之酸氯化物、及脂族C2至C22單羧酸氯化物。
鏈終止劑用量於各情況中為0.1至10莫耳%,在酚系鏈終止劑情況下以二酚莫耳為基準及在單羧酸氯化物鏈終止劑情況下以二羧酸二氯化物莫耳為基準。
一或多種芳香族羥基羧酸可額外被用於製備芳香族聚酯碳酸酯。
芳香族聚酯碳酸酯可為線型或以已知方式分支(關於此點參見DE-A 2 940 024及DE-A 3 007 934),線型聚酯碳酸酯為較佳。
可使用之分支劑為例如三官能或大於三官能之羧酸氯化物呈用量0.01至1.0莫耳%(以使用之二羧酸二氯化物為基準),例如1,3,5-苯三甲酸三氯化物、三聚氰酸三氯化物、3,3’,4,4’-二苯基酮四羧酸四氯化物、1,4,5,8-萘四羧酸四氯化物或焦蜜石酸四氯化物,或三官能或大於三官能之酚呈用量0.01至1.0莫耳%(以使用之二酚為基準),例如1,3,5-苯三酚、4,6-二甲基-2,4,6-三-(4-羥基苯基)-庚-2-烯、4,6-二甲基-2,4,6-三-(4-羥基苯基)-庚烷、1,3,5-三-(4-羥基苯基)-苯、1,1,1-三-(4-羥基苯基)-乙烷、三-(4-羥基苯基)-苯基甲烷、2,2-雙[4,4-雙(4-羥基苯基)-環己基]-丙烷、2,4-雙-(4-羥基苯基異丙基)-酚、四-(4-羥基苯基)甲烷、2,6-雙(2-羥基-5-甲基苄基)-4-甲基酚、2-(4-羥基苯基)-2-(2,4-二羥基苯基)-丙烷、四-(4-[4-羥基苯基異丙基]-苯氧基)-甲烷、1,4-雙[4,4’-(二羥基三苯基)-甲基]-苯。酚系分支劑可與二酚最初導入;酸氯化物分支劑可與酸二氯化物一起導入。
熱塑性芳香族聚酯碳酸酯中,碳酸酯結構單元之含量可如所需改變。較佳者,碳酸酯基之含量係高至100莫耳%、特別是高至80莫耳%、特別佳高至50莫耳%,以酯基及碳酸酯基總和為基準。芳香族聚酯碳酸酯之酯及碳酸酯兩者含量可呈嵌段或隨機分布形式存在於聚縮合物中。
熱塑性芳香族聚碳酸酯及聚酯碳酸酯可獨自或以任何所欲混合物使用。
成分B:
成分B包括一或多種下列接枝聚合物B.1 5至95重量%、較佳20至90重量%、特別佳30至60重量%至少一個乙烯基單體於B.2 95至5重量%、較佳80至10重量%、特別佳70至40重量%一或多個接枝基質上。
接枝基質之玻璃轉移溫度較佳<10℃、進一步較佳<0℃、特別較佳<-20℃。
接枝基質B.2通常具有平均粒徑(d50數值)0.05至10.00μm、較佳0.10至5.00μm、進一步較佳0.20至1.00μm、特別較佳0.25至0.50μm。
單體B.1較佳為下列混合物 B.1.1 50至99重量份乙烯基芳香族及/或核上經取代的乙烯基芳香族(例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、對-甲基苯乙烯、對-氯苯乙烯)及/或(甲基)丙烯酸(C1-C8)-烷酯(例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯),及B.1.2 1至50重量份乙烯基氰化物(不飽和腈例如丙烯 腈與甲基丙烯腈)及/或(甲基)丙烯酸(C1-C8)-烷酯(例如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸第三丁酯)、及/或不飽和羧酸之衍生物(例如酐及醯亞胺)(例如順丁烯二酸酐)。
較佳單體B.1.1係選自至少一種單體苯乙烯、α-甲基苯乙烯及甲基丙烯酸甲酯,較佳單體B.1.2係選自至少一種單體丙烯腈、順丁烯二酸酐及甲基丙烯酸甲酯。特別佳單體為B.1.1苯乙烯及B.1.2丙烯腈。
適合接枝聚合物B之接枝基質B.2為例如二烯橡膠、EP(D)M橡膠,即基於乙烯/丙烯與視情況二烯該等者、及丙烯酸酯、聚胺基甲酸酯、聚矽氧、氯平及乙烯/乙酸乙烯酯橡膠。
較佳接枝基質B.2為二烯橡膠(例如基於丁二烯及異平者)或二烯橡膠混合物或二烯橡膠共聚物或其混合物與進一步可共聚合單體(如根據B.1.1及B.1.2)之。純聚丁二烯橡膠為特別佳。
決定玻璃轉移溫度係藉助動態微差掃描熱量法(DSC)根據DIN EN 61006於加熱率10K/min以中點決定(切線法)決定Tg。
特別佳聚合物B為例如ABS聚合物(乳化、整體及懸浮ABS),例如敘述於如DE-OS 2 035 390(=US 3 644 574)或於DE-OS 2 248 242(=GB-PS 1 409 275)及於Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie,第19卷(1980),第280頁及其後。接枝基質B.2之凝膠含量為至少30重量%、較 佳至少40重量%(於甲苯中測量)。
接枝共聚物B係藉由自由基聚合製備,例如藉由乳化、懸浮、溶液或整體聚合,較佳藉由乳化或整體聚合。
特別適合接枝橡膠亦根據US 4 937 285以有機氫過氧化物及抗壞血酸之引發劑系統藉由氧化還原引發於乳化聚合方法中所製備之ABS聚合物。
因為已知接枝單體在接枝反應期間並非必然完全接枝於接枝基質上,故根據本發明接枝聚合物B亦了解意義為在接枝基質存在下藉由(共)聚合接枝單體所製造且在後處理(work up)期間亦獲得之彼等產物。
根據聚合物B的B.2適合丙烯酸酯橡膠較佳為丙烯酸烷酯與視情況高至40重量%(以B.2為基準)之其他可聚合乙烯屬不飽和單體之聚合物。較佳可聚合丙烯酸酯包含C1至C8-烷酯,例如甲基、乙基、丁基、正辛基及2-乙基己基酯;鹵烷酯,較佳為鹵-C1-C8-烷酯,例如丙烯酸氯乙酯,及此等單體之混合物。
對交聯而言,可共聚合具有大於一個可聚合雙鍵之單體。交聯單體之較佳實例為具3至8個C原子之不飽和單羧酸與具3至12個C原子之不飽和單官能醇的酯,或與具有2至4個OH基及2至20個C原子之飽和多元醇的酯,例如乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙酯;聚不飽和雜環化合物,例如三聚氰酸三乙烯酯及三聚氰酸三烯丙酯;多官能乙烯基化合物,例如二-及三乙烯基苯;以及磷酸三烯丙酯及酞酸二烯丙酯。較佳交聯單體為甲基丙烯酸烯丙酯、乙二醇二甲基丙烯酸 酯、酞酸二烯丙酯及具有至少三個乙烯屬不飽和基之雜環化合物。特別佳交聯單體為環狀單體三聚氰酸三烯丙酯、三聚異氰酸三烯丙酯、三丙烯醯基六氫-對稱-三、三烯丙基苯。交聯單體用量較佳為0.02至5.00、特別是0.05至2.00重量%,以接枝基質B.2為基準。在具有至少三個乙烯屬不飽和基之環狀交聯單體情況下,有利地限制用量少於1重量%接枝基質B.2。
除丙烯酸酯以外,可視情況用於製備接枝基質B.2之較佳「其他」可聚合乙烯屬不飽和單體係如丙烯腈、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、丙烯醯胺、乙烯基C1-C6-烷基醚、甲基丙烯酸甲酯及丁二烯。作為接枝基質B.2之較佳丙烯酸酯橡膠為具有凝膠含量至少60重量%之乳化聚合物。
根據B.2之進一步適合接枝基質為具有接枝活性部位之聚矽氧橡膠,例如敘述於DE-OS 3 704 657、DE-OS 3 704 655、DE-OS 3 631 540及DE-OS 3 631 539。
接枝基質B.2之凝膠含量係於25℃在適合溶劑中決定(M.Hoffmann、H.Krömer、R.Kuhn,Polymeranalytik I and II,Georg Thieme-Verlag,Stuttgart 1977)。
平均粒徑d50係各情況中50重量%粒子呈現高於及低於之直徑。其可藉助超離心測量決定(W.Scholtan、H.Lange,Kolloid.Z.und Z.Polymere 250(1972),第782至1796頁)。
成分C:
成分C包含一或多種熱塑性聚對酞酸伸烷酯。
聚對酞酸烷二酯為芳香族二羧酸或其反應性衍生物(例如二甲酯或酐)與脂族、環脂族或芳脂族二醇之反應產物及此等 反應產物之混合物。
較佳聚對酞酸伸烷酯包括至少80重量%、較佳至少90重量%(以二羧酸成分為基準)之對酞酸基團,及至少80重量%、較佳至少90重量%(以二醇成分為基準)之乙二醇及/或丁烷-1,4-二醇基團。
除對酞酸基團以外,較佳聚對酞酸伸烷酯可包括高至20莫耳%、較佳高至10莫耳%之其他具有8至14個C原子的芳香族或環脂族二羧酸基團或具有4至12個C原子的脂族二羧酸基團,例如酞酸、異酞酸、萘-2,6-二羧酸、4,4’-二苯基二羧酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、環己烷二乙酸之基團。
除乙二醇或丁烷-1,4-二醇基團以外,較佳聚對酞酸伸烷酯可包括高至20莫耳%、較佳高至10莫耳%之其他具有3至12個C原子的脂族二醇或具有6至21個C原子的環脂族二醇,如丙烷-1,3-二醇、2-乙基丙烷-1,3-二醇、新戊二醇、戊烷-1,5-二醇、己烷-1,6-二醇、環己烷-1,4-二甲醇、3-乙基戊烷-2,4-二醇、2-甲基戊烷-2,4-二醇、2,2,4-三甲基戊烷-1,3-二醇、2-乙基己烷-1,3-二醇、2,2-二乙基丙烷-1,3-二醇、己烷-2,5-二醇、1,4-二-(β-羥基乙氧基)-苯、2,2-雙-(4-羥基環己基)-丙烷、2,4-二羥基-1,1,3,3-四甲基環丁烷、2,2-雙-(4-β-羥基乙氧基苯基)-丙烷及2,2-雙-(4-羥基丙氧基苯基)-丙烷之基基團(DE-A 2 407 674、2 407 776、2 715 932)。
如根據DE-A 1 900 270及US-PS 3 692 744,藉由併入敘述相對小量的三-或四-元醇或三-或四-元羧酸可分支聚對酞酸伸烷酯。較佳分支劑實例為1,3,5-苯三甲酸、1,2,4-苯三甲酸、 三羥甲基-乙烷與-丙烷及新戊四醇。
單獨從對酞酸及其反應性衍生物(如其二烷酯)與乙二醇及/或丁烷-1,4-二醇已製備之聚對酞酸伸烷酯、及/或此等聚對酞酸伸烷酯之混合物為特別佳。
聚對酞酸烷二酯之混合物包括1至50重量%、較佳1至30重量%之聚對酞酸乙二酯,及50至99重量%、較佳70至99重量%之聚對酞酸丁二酯。
較佳使用之聚對酞酸伸烷酯通常具有限制黏度為0.4至1.5 dl/g、較佳0.5至1.2 dl/g,其係在烏氏(Ubbelohde)黏度計25℃下於酚/鄰-二氯苯(1:1重量份)中測量。
聚對酞酸伸烷酯可藉由已知方法製備(參見如Kunststoff-Handbuch,第VIII卷,第695頁及其後,Carl-Hanser-Verlag,慕尼黑1973)。
成分D:
此等無機填料係具有選自包含球形/立方體、片板/座形及層狀幾何組群的顆粒外形之特殊無機粒子。柄樣顆粒外形不適合本發明上下文。
特別適合者係具有球形或層狀幾何之無機填料,較佳呈具有大外部及/或內部表面積之精細切割及/或多孔形式。此等較佳為熱惰性無機材料(特別是基於氮化物,例如氮化硼),或為氧化物或混合氧化物(例如氧化鈰、氧化鋁),或為碳化物(例如碳化鎢、碳化矽或碳化硼),粉末石英(例如石英粉),非晶形SiO2,碾磨沙,玻璃粒子(例如玻璃粉末,特別是玻璃球),矽酸鹽或鋁矽酸鹽(alumosilicate),石墨(特別是高 純度合成石墨)。此上下文中,石英及滑石為特別佳,石英(球形顆粒外形)為最佳。
本發明使用之填料特徵在於平均直徑d50%為0.1至10 μm、較佳0.2至8.0 μm、進一步較佳0.5至5 μm。
在較佳具體實例中,成分D為藉由無鐵研磨與隨後空氣分離從加工石英沙已製備之精細切割石英粉。
本發明使用之矽酸鹽特徵在於平均直徑d50%為2至10 μm、較佳2.5至8.0 μm、進一步較佳3至5 μm、特別佳3 μm,上直徑d95%相應較佳為6至34 μm、進一步較佳6.5至25.0 μm、又進一步較佳7至15 μm、特別佳10 μm。
矽酸鹽具有根據ISO 9277由氮吸附決定之BET比表面積為較佳0.4至8.0 m2/g、進一步較佳2至6m2/g、特別較佳4.4至5.0m2/g。
進一步較佳之矽酸鹽僅具有最大量3重量%次要組份,其中較佳含量為Al2O3<2.0重量%,Fe2O3<0.05重量%,(CaO+MgO)<0.1重量%,(Na2O+K2O)<0.1重量%,各情況中以矽酸鹽總重量為基準。
使用矽酸鹽較佳具有根據ISO 10390於水性懸浮液測量之pH範圍6至9、進一步佳6.5至8.0。
再者,其等具有根據ISO 787-5之油吸收數較佳為20至30 g/100 g。
進一步有利具體實例使用呈精細研磨類型形式、具有平均 粒子直徑d50<10 μm、較佳<5 μm、特別佳<2 μm、非常特別佳<1.5 μm之滑石。
藉由空氣分離決定粒徑分布。
特別佳使用具有有機矽化合物塗料之無機填料,特別是矽酸鹽,較佳使用環氧矽烷、甲基矽氧烷及甲基丙烯醯基矽烷膠料(sizes)。環氧矽烷膠料為特別佳。
藉由熟習技藝人士已知之一般方法進行無機填料之粒度分級。
成分E:
組成物可包括進一步添加劑作為成分E。根據成分E之可能進一步添加劑特別為傳統聚合物添加劑,例如阻燃劑(如有機磷或鹵素化合物,特別是基於雙酚A的寡磷酸鹽)、抗滴劑(例如氟化聚烯烴(如聚四氟乙烯)、聚矽氧及聚芳醯胺(aramid)纖維之物質類化合物)、潤滑劑與脫模劑(較佳四硬脂酸新戊四酯)、成核劑、穩定劑(例如UV、熱及/或水解穩定劑及抗氧化劑)、以及染料與顏料(例如碳黑、二氧化鈦或氧化鐵)。
使用之穩定劑特別是基於磷及/或酚系穩定劑,較佳為亞磷酸參(2,4-二-第三丁基苯基)酯或2,6-二-第三丁基-4-(十八烷氧基-羰基乙基)酚及其混合物。
混練:
進行根據本發明包括成分A)至E)之聚合物組成物之製備係藉由聯合、混合及均質化個別組份之合併一般方法,均質化特別佳在剪切力作用下發生於熔體。視情況在熔融均質化前 使用粉末預混物進行聯合及混合。
亦可使用細粒或細粒及粉末與根據本發明添加劑之預混物。
亦可使用已從混合成分於適合溶劑的溶液所製備之預混物,均質化視情況於溶液中進行,然後移除溶劑。
特別是,根據本發明組成物之添加劑可藉由已知方法於此處導入或作為母料。
使用母料特別佳於導入添加劑,特別使用基於特別聚合物基質之母料。
關於此點,組成物可聯合、混合、均質化及然後於傳統設備中擠壓,例如螺桿擠壓機(例如雙螺桿擠壓機,TSE)、捏合機或Brabender或Banbury磨機。擠壓後,可冷卻擠出物並搗碎。亦可預混合個別成分,剩餘起始物質然後可個別及/或同樣呈混合物添加。
亦可在設出模製機之塑化單元中進行聯合及徹底混合熔體中之預混物。此過程中,熔體於隨後步驟中直接轉化成成形物件。
射出成型法:
動態鑄模溫度控制於射出成型之方法特徵在於在射出熔體前迅速加熱鑄模壁。由於提升鑄模溫度,防止熔體過早固化,以致尤其可能有鑄模表面之更高鑄造準確性,成分表面品質改良。鑄模壁溫度應於Vicat溫度+/-20℃區域、較佳於+/-10℃區域、特別佳於+5℃區域。動態鑄模溫度控制再者特徵在於射出操作後鑄模壁溫度盡可能迅速再度冷卻至原始溫度,成分 以傳統方式在鑄模中冷卻至脫模溫度。針對以下提及之實施例,使用以感應加熱協助之動態鑄模溫度控制。
金屬化:
塗敷金屬於聚合物可經由各種方法達到,例如藉由汽相沉積或濺鍍。方法更詳細敘述於如「Vakuumbeschichtung vol.1至5」,H.Frey,VDI-Verlag Düsseldorf 1995或「Oberflächen-und Dünnschicht-Technologie」part 1,R.A.Haefer,Springer Verlag 1987。
為了完成金屬更佳黏著性及為了清潔基材表面,一般使基底經受電漿預處理。在若干環境下,電漿預處理可改質聚合物表面性質。此等方法係藉由如Friedrich等人於Metallized plastics 5 & 6:Fundamental and applied aspects及H.Grünwald等人於Surface and Coatings Technology 111(1999)287-296敘述。
在PECVD(電漿加強化學汽相沉積)或電漿聚合方法中可塗敷另外的層,例如減少腐蝕的保護膠料。此等中,主要基於矽氧烷之低沸前驅物於電漿中汽化並從而活化,以至其等可形成膜。此處典型物質為六甲基二矽氧烷(HMDSO)、四甲基二矽氧烷、十甲基環戊矽氧烷、八甲基環四矽氧烷及三甲氧基甲基矽烷。
可能金屬較佳為Ag、Al、Ti、Cr、Cu、VA鋼、Au、Pt,特別佳為Ag、Al、Ti或Cr。
測試模製組成物 熱暴露試驗
將樣品片貯存於定義溫度之烘箱各情況中1小時。貯存於烘箱用以模擬稍後使用期間成分可能暴露於熱。此試驗中,使樣品片貯存於增加烘箱溫度之階段。各情況中,每個溫度階段使用一組測試試樣。令最大量使用溫度定義為高至未發生表面反射率可見劣化之溫度。
測量參數
根據DIN ISO 306(Vicat軟化溫度,以50N負載及加熱速率120K/h之方法B),在尺寸80 x 10 x 4mm一側射出模製的試驗棒上測量熱變形溫度。
根據DIN ISO 11359-1、-2測量熱膨脹係數(CLTE)(線型熱膨脹係數,平行/垂直,於23至55℃呈單位10-4/K)。
根據ASTM E 1331-04在金屬化樣品片上測量反射率。執行分開測量有光澤「包含鏡面」(總反射〔%〕)及測量無光澤「排除鏡面」(漫散反射〔%〕)。直接反射〔%〕經由關係R直接=R總-R漫散計算。使用具合併光度計球體之Hunter UltraScan PRO作為測量裝置。
使用之組份: 成分A1
基於雙酚A在25℃二氯甲烷中具有固有黏度1.255及濃度0.5 g/100ml之線型聚碳酸酯。
成分A2
基於雙酚A在25℃二氯甲烷中具有固有黏度1.270及濃度0.5 g/100ml之線型聚碳酸酯。
成分A3
基於雙酚A在25℃二氯甲烷中具有固有黏度1.290及濃度0.5 g/100ml之線型聚碳酸酯。
成分Ba(純B.1/SAN):
藉由整體方法製備具有重量平均分子量Mw為130 kg/mol(由GPC決定)之77重量%苯乙烯及23重量%丙烯腈的共聚物。
成分Bb(具聚矽氧/丙烯酸酯接枝之接枝聚合物B.1與B.2):
來自Mitsubishi Rayon Co.,Ltd.,CAS 178462-89-0之衝擊改質劑,苯乙烯/丙烯腈改質的聚矽氧/丙烯酸酯橡膠,Metablen® SRK 200。
成分Bc(具聚丁二烯接枝之接枝聚合物B.1與B.2):
在整體聚合方法中製備具有丙烯腈:丁二烯:苯乙烯比率21:10:69之ABS。
成分C1:
具有在25℃酚/鄰-二氯苯(1:1重量份)中測量的固有黏度0.62之線型聚對酞酸乙二酯。
成分D1:
使用來自Quarzwerke GmbH(50226 Frechen,德國)以商品名Sikron SF 600可得之石英粉(d50=3μm,d95=10μm,未粒度分級)。
成分D2:
來自Imifabi S.p.A.之HTP Ultra 5C滑石,具有SiO2含量61.5%、MgO含量31%、Al2O3含量0.4%之滑石(talk)(平 均粒子直徑:0.5μm)
成分D3:
具有平均直徑13.7μm及平均長度3.0至4.0 mm之玻璃纖維(粒度分級於聚碳酸酯用途)。
成分E1:
四硬脂酸新戊四酯作為潤滑劑/脫膜劑。
製備細粒:
在雙螺桿擠壓機上(ZSK-25)(Werner und Pfleidercr),以旋轉速度225 rpm及通量20 kg/h,於機器溫度260℃至290℃,使表1所列之起始物質混練及造粒。在如下述射出成型機上,將完成細粒加工成對應測試試樣。
製造測試試樣:
針對下列提及之實施例,使用以感應加熱協助之動態鑄模溫度控制。測試試樣為具有不同表面結構之DIN A5樣品片。在高光澤表面區域中進行光學測量。設定製造樣品片之鑄模及材料溫度係顯示於表「性質及加工參數」。
金屬化方法:
塗布元件係由真空室組成,其中樣品置放於旋轉樣品支架上。以大約20 rpm旋轉樣品支架。在導入真空室前,以離子化空氣猛吹測試試樣以便使其免於灰塵。其後,使具測試室樣之真空室撤空至壓力p≦1‧10-5 mbar。然後以500W氬氣點火電漿至壓力p=0.1 mbar 1分鐘,使樣品暴露此電漿(電漿預處理)。電漿來源係由2個平行金屬電極組成之二極管排列,其係以交變頻率40 kHz及電壓大於1,000 V操作。其後,將樣 品金屬化。對此,讓Ar氣以壓力5‧10-3mbar進入。藉助DC磁控管,將大約100 nm厚的鋁層以功率密度6.4W/cm2塗敷於樣品。噴鍍時間為2.5 min。其後,藉助電漿聚合塗敷腐蝕保護層HMDSO。對此,汽化HMDSO,讓蒸汽進入真空室直至產生壓力大約0.08mbar。其後,在1,500W以上述二極管排列點火電漿,塗敷腐蝕保護層1分鐘。
組成物:
性質與加工參數:
決定根據本發明實施例1與2之最大量使用溫度:

Claims (15)

  1. 一種熱塑性組成物,包括A)30至100重量份至少一種芳香族聚碳酸酯,B)0.0重量份至50.0重量份橡膠改質的接枝聚合物及/或乙烯基共聚物,C)0.00至50.00重量份聚酯,D)5.0至50.0重量份至少一種具有選自包含球形/立方體、片板/座形及層狀幾何之組群的顆粒外形之無機填料,E)0.00至5.0重量份進一步傳統聚合物添加劑,其中成分A)至E)之重量份總和總計達100重量份。
  2. 根據申請專利範圍第1項之組成物,特徵在於其等包括下列用量之成分:A)50.0至85.0重量份至少一種芳香族聚碳酸酯,B)0重量份至20.0重量份橡膠改質的接枝聚合物及/或乙烯基共聚物,C)10.00至25.00重量份聚酯,D)15.0至30.0重量份至少一種具有選自包含球形/立方體、片板/座形及層狀幾何之組群的顆粒外形之無機填料,E)0.75至1.25重量份進一步傳統聚合物添加劑,
  3. 根據申請專利範圍第1或2項任一項之模製組成物,特徵在於成分D具有選自包含球形/立方體、層狀幾何之組群的顆粒外形。
  4. 根據申請專利範圍第1或2項中任一項之模製組成物,特徵在於成分D係選自包含氮化物、氧化物、混合氧化物、碳化物、粉末石英、非晶形SiO2、碾磨沙、玻璃粒子、矽酸鹽或鋁矽酸鹽(alumosilicates)及石墨之熱惰性無機材料之組群。
  5. 根據申請專利範圍第4項之模製組成物,特徵在於成分D係選自包含氮化硼、氧化鈰、氧化鋁、碳化鎢、碳化矽、碳化硼、石英粉、非晶形SiO2、碾磨沙、玻璃粉末、玻璃球、矽酸鹽或鋁矽酸鹽(alumosilicates)及高純度合成石墨之組群。
  6. 根據申請專利範圍第1或2項中任一項之模製組成物,特徵在於成分D為石英。
  7. 根據申請專利範圍第1至3項中任一項之模製組成物,特徵在於該填料具有平均直徑d50%為0.1至10 μm。
  8. 根據申請專利範圍第1至3項中任一項之模製組成物,特徵在於該矽酸鹽具有平均直徑d50%為2至10 μm。
  9. 根據申請專利範圍第1至3項中任一項之模製組成物,特徵在於該填料係粒度分級。
  10. 一種根據申請專利範圍第1或2項中任之一項模製組成 物之用途,其係於製造具有低等向性熱膨脹係數、改良尺寸準確性、高表面品質、暴露於熱期間及之後有高反射率與良好金屬化能力之成形部件。
  11. 一種製造具有增加表面抗刮性、改良尺寸準確性及改良表面光澤的成形部件之方法,包括步驟:a)混練包括成分A)至E)之組成物,以製備根據申請專利範圍第1或2項任一項組成物之細粒,b)以動態鑄模溫度控制射出成型以此方式所製備細粒之成形部件。
  12. 根據申請專利範圍第11項之方法,特徵在於金屬化表面接著為進一步步驟。
  13. 根據申請專利範圍第11或12項之方法,特徵在於該成形部件表面係在電漿源以交變頻率40 kHz及電壓>1,000 V經受電漿預處理。
  14. 根據申請專利範圍第12或13項之方法,特徵在於該金屬為鋁。
  15. 根據申請專利範圍第12或13項之方法,特徵在於藉助電漿聚合塗敷另外的腐蝕保護層。
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