TWI764115B - 樹脂組成物及成形品 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種樹脂組成物,其可製造不引起表面剝離、拉伸斷裂伸長度優異、進而低介電常數性亦優異之成形品。該樹脂組成物含有芳香族聚醚酮樹脂(I)及含氟共聚物(II),且特徵在於:r2與r1之比r2/r1為1.60以下,該r1為含氟共聚物(II)之平均分散粒徑,該r2為依據ASTM D1238於380℃、5000 g負重下及預熱5分鐘時測定熔體流動速率之後的含氟共聚物(II)之平均分散粒徑。
Description
本發明係關於一種樹脂組成物及成形品。
芳香族聚醚酮樹脂之強度或耐熱性優異,作為超級工程塑膠為人所知。又,氟樹脂之滑動性、耐熱性、耐化學品性、耐溶劑性、耐候性、柔軟性、電性性質等特性優異,而用於各種製品中。
例如,專利文獻1中揭示有一種樹脂組成物,其含有芳香族聚醚酮樹脂(I)及氟樹脂(II),且特徵在於:氟樹脂(II)為四氟乙烯及下述通式(1)所表示之全氟乙烯性不飽和化合物之共聚物,
CF2
=CF-Rf1
(1)
(式中,Rf1
表示-CF3
或-ORf2
,Rf2
表示碳數1~5之全氟烷基),芳香族聚醚酮樹脂(I)與氟樹脂(II)之質量比(I):(II)為95:5~50:50,氟樹脂(II)粒子狀地分散於芳香族聚醚酮樹脂(I)中,氟樹脂(II)之平均分散粒徑為3.0 μm以下。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:國際公開第2012/005133號
[發明所欲解決之課題]
本發明提供一種可製造不引起表面剝離、拉伸斷裂伸長度優異、進而低介電常數性亦優異之成形品的樹脂組成物。
[解決課題之技術手段]
本發明係關於一種樹脂組成物,其含有芳香族聚醚酮樹脂(I)及含氟共聚物(II),且特徵在於:r2與r1之比r2/r1為1.60以下,該r1為含氟共聚物(II)之平均分散粒徑,該r2為依據ASTM D1238於380℃、5000 g負重下及預熱5分鐘時測定熔體流動速率之後的含氟共聚物(II)之平均分散粒徑。
芳香族聚醚酮樹脂(I)較佳為熔點為300~380℃。
芳香族聚醚酮樹脂(I)較佳為玻璃轉移溫度為130~220℃。
含氟共聚物(II)較佳為熔點為200~323℃。
含氟共聚物(II)較佳為四氟乙烯及下述通式(1):
CF2
=CF-Rf1
(1)
(式中,Rf1
表示-CF3
或-ORf2
,Rf2
表示碳數1~5之全氟烷基)所表示之全氟乙烯性不飽和化合物之共聚物。
本發明之樹脂組成物較佳為芳香族聚醚酮樹脂(I)與含氟共聚物(II)之質量比(I):(II)為99:1~30:70。
本發明之樹脂組成物較佳為含有纖維狀填充劑(III)。
本發明亦關於一種顆粒物,其係使上述樹脂組成物成形而獲得。
本發明亦關於一種成形品,其係由上述樹脂組成物或上述顆粒物所形成。
[發明之效果]
本發明之樹脂組成物由於具有上述構成,故可製造出成形後亦不引起表面剝離、拉伸斷裂伸長度優異、進而低介電常數性優異之成形品。
本發明之樹脂組成物含有芳香族聚醚酮樹脂(I)及含氟共聚物(II)。於本發明之樹脂組成物中,較佳為含氟共聚物(II)粒子狀地分散於芳香族聚醚酮樹脂(I)中。於此種情形時,通常,芳香族聚醚酮樹脂(I)形成連續相,上述含氟共聚物(II)形成分散相。
本發明之樹脂組成物之r2與r1之比r2/r1為1.60以下,該r1為含氟共聚物(II)之平均分散粒徑,該r2為依據ASTM D1238於380℃、5000 g負重下及預熱5分鐘時測定熔體流動速率(MFR)之後的含氟共聚物(II)之平均分散粒徑。
由於含氟共聚物難以與樹脂混合,故含有含氟共聚物之樹脂組成物於成形時難以引起表面剝離且難以表現出機械物性。本發明人等為解決上述課題而進行努力研究,結果發現,藉由著眼於混練時之剪切速度,於混練中有效果地實施剪切,從而可製造即使進行加熱亦可抑制含氟共聚物之粒子凝聚或合體的樹脂組成物。
本發明之樹脂組成物藉由具有上述構成,從而可抑制成形時之表面剝離。又,可製造成形後亦維持機械物性、具有優異之拉伸斷裂伸長度的成形品。進而,由本發明之樹脂組成物製造之成形品其耐衝擊性、韌性及柔軟性亦優異。進而,亦可使獲得之成形品為低介電常數。
上述r1為本發明之樹脂組成物中之含氟共聚物(II)之平均分散粒徑。上述r2為依據ASTM D1238於380℃、5000 g負重下及預熱5分鐘時對本發明之樹脂組成物測定熔體流動速率之後的樹脂組成物中之含氟共聚物(II)之平均分散粒徑。
上述比r2/r1為1.60以下。就拉伸斷裂伸長度、耐衝擊性、韌性、柔軟性及低介電性更優異之方面而言,比r2/r1更佳為1.50以下,進而較佳為1.47以下。
若藉由上述MFR之測定所得之結果為,粒子狀地分散之含氟共聚物(II)凝聚而含氟共聚物(II)之粒子粗大化,則比r2/r1變大。因此,上述比r2/r1為1.60以下表示,藉由上述MFR測定所得之結果為,含氟共聚物(II)之粒子難以凝聚。
本發明之樹脂組成物較佳為含氟共聚物(II)之平均分散粒徑為2.5 μm以下。藉由平均分散粒徑為2.5 μm以下,從而可製造拉伸斷裂伸長度、耐衝擊性、韌性、柔軟性及低介電性更加優異之成形品。
就可獲得具有更高之特性之成形品,並且成形性變得更優異之方面而言,含氟共聚物(II)之平均分散粒徑更佳為2.0 μm以下,進而較佳為1.5 μm以下。平均分散粒徑之下限並無特別限制,可為0.01 μm。
本發明之樹脂組成物較佳為含氟共聚物(II)之最大分散粒徑為5 μm以下。若最大分散粒徑為5 μm以下,則拉伸斷裂伸長度、耐衝擊性、韌性、柔軟性及低介電常數性提昇。若最大分散粒徑為3 μm以下,則可製造拉伸斷裂伸長度、耐衝擊性、韌性、柔軟性及低介電常數性更加優異之成形品。最大分散粒徑之下限並無特別限制,可為0.01 μm。
於本發明之樹脂組成物中,上述含氟共聚物(II)之平均分散粒徑及最大分散粒徑依照以下順序而決定。
上述樹脂組成物中之含氟共聚物之平均分散粒徑可藉由以相對於擠出方向垂直之方式切斷自上述樹脂組成物之線料或顆粒物切下之切片,並使用共焦雷射顯微鏡觀察其剖面而進行確認。藉由使用圖像解析軟體(Image J)而解析獲得之顯微鏡圖像。選擇分散相,求出等效圓直徑(equivalent circle diameter)。算出20個分散相之等效圓直徑,算出其平均值,作為平均分散粒徑。
上述芳香族聚醚酮樹脂(I)只要包含由伸芳基、醚基[-O-]及羰基[-C(=O)-]構成之重複單位,則並無特別限制,例如包含下述式(a1)~(a5)之任一者所表示之重複單位。
[-Ar-O-Ar-C(=O)-] (a1)
[-Ar-O-Ar-C(=O)-Ar-C(=O)-] (a2)
[-Ar-O-Ar-O-Ar-C(=O)-] (a3)
[-Ar-O-Ar-C(=O)-Ar-O-Ar-C(=O)-Ar-C(=O)-] (a4)
[-Ar-O-Ar-O-Ar-C(=O)-Ar-C(=O)-] (a5)
(式中,Ar表示可具有取代基之2價芳香族烴環基)
作為Ar所表示之2價之芳香族烴環基,例如可例示:伸苯基(鄰、間、或對伸苯基等)、伸萘基等碳數為6~10之伸芳基、聯伸苯基(2,2'-聯伸苯基、3,3'-聯伸苯基、4,4'-聯伸苯基等)等聯伸芳基(各伸芳基之碳數為6~10)、鄰、間或對伸聯三苯基等伸聯三苯基(各伸芳基之碳數為6~10)等。該等芳香族烴環基可具有取代基,例如:鹵素原子、烷基(甲基等直鏈狀或支鏈狀之碳數1~4之烷基等)、鹵烷基、羥基、烷氧基(甲氧基等直鏈狀或支鏈狀之碳數1~4之烷氧基等)、巰基、烷硫基、羧基、磺基、胺基、N-取代胺基、氰基等。再者,於重複單位(a1)~(a5)中,各Ar之種類可互相相同,亦可不同。
Ar較佳為伸苯基(例如對伸苯基)、聯伸苯基(例如4,4'-聯伸苯基)。
作為具有重複單位(a1)之樹脂,可例示聚醚酮(例如Victrex公司製造之「PEEK-HT」)等。作為具有重複單位(a2)之樹脂,可例示聚醚酮酮(例如Arkema+Oxford Performance Material公司製造之「PEKK」)等。作為具有重複單位(a3)之樹脂,可例示:聚醚醚酮(例如Victrex公司製造之「VI CTREX PEEK」、Evonik公司製造之「Vestakeep(註冊商標)」、Daicel-Evonik公司製造之「Vestakeep-J」、Solvay Speciality Polymers公司製造之「KetaSpire(註冊商標)」)、聚醚-二苯基-醚-苯基-酮-苯(例如Solvay Speciality Polymers公司製造之「Kadel(註冊商標)」)等。作為具有重複單位(a4)之樹脂,可例示聚醚酮醚酮酮(例如Victrex公司製造之「VICTREX ST」)等。作為具有重複單位(a5)之樹脂,可例示聚醚醚酮酮等。
於由伸芳基、醚基與羰基構成之重複單位中,醚片段(E)與酮片段(K)之比率例如E/K為0.5~3,較佳為1~2.5左右。醚片段對分子鏈賦予柔軟性,酮片段對分子鏈賦予剛直性,故具有以下傾向:醚片段越多,則結晶速度越快,最終可達到之結晶度亦越高,酮片段越多,則玻璃轉移溫度及熔點越高。
該等芳香族聚醚酮樹脂(I)可單獨或將2種以上組合使用。
該等芳香族聚醚酮樹脂(I)之中,較佳為具有重複單位(a1)至(a4)任一者之芳香族聚醚酮樹脂。例如,作為上述芳香族聚醚酮樹脂(I),較佳為選自由聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮及聚醚酮醚酮酮所組成之群中之至少1種樹脂。進而,更佳為選自由聚醚酮、聚醚醚酮及聚醚酮酮所組成之群中之至少1種樹脂。尤其就可製造拉伸斷裂伸長度、耐衝擊性、韌性、柔軟性及低介電性更加優異之成形品之方面而言,較佳為聚醚酮酮。
上述芳香族聚醚酮樹脂(I)較佳為於380℃、5000 g負重之條件下測定之熔體流動速率(MFR)為1~150 g/10分鐘,更佳為5~130 g/10分鐘,進而較佳為10~100 g/10分鐘。藉由MFR為上述範圍,從而可獲得拉伸強度更加優異之成形品。
上述芳香族聚醚酮樹脂(I)之MFR係依據ASTM D1238,使用熔融指數測定儀(melt indexer)進行測定。
上述芳香族聚醚酮樹脂(I)較佳為60 sec-1
、390℃時之熔融黏度為0.01~4.0 kNsm-2
。藉由熔融黏度為上述範圍,從而加工特性提昇,進而獲得拉伸強度優異之成形品。熔融黏度之較佳下限為0.05 kNsm-2
,更佳為0.10 kNsm-2
,進而較佳為0.15 kNsm-2
。熔融黏度之較佳上限為2.5 kNsm-2
,更佳為1.5 kNsm-2
,進而較佳為1.0 kNsm-2
。
芳香族聚醚酮樹脂(I)之熔融黏度係依據ASTM D3835-02而測定。
上述芳香族聚醚酮樹脂(I)較佳為玻璃轉移溫度為130℃以上。更佳為135℃以上,進而較佳為140℃以上。藉由為上述範圍之玻璃轉移溫度,可獲得耐熱性優異之樹脂組成物。玻璃轉移溫度之上限並無特別限制,但就成形性之觀點而言,較佳為220℃以下,更佳為180℃以下。
上述玻璃轉移溫度依據JIS K7121,使用示差掃描熱量測定(DSC)裝置於由20℃/分鐘之升溫速度構成之測定條件下進行測定。
上述芳香族聚醚酮樹脂(I)較佳為熔點為300℃以上。更佳為320℃以上。藉由為上述範圍之熔點,從而可提昇獲得之成形品之耐熱性。又,熔點較佳為380℃以下,於對具有380℃以上之熔點之芳香族聚醚酮樹脂進行混練時,有混練時含氟共聚物之熱劣化嚴重而無法維持物性之隱憂。
上述熔點係與使用示差掃描熱量測定(DSC)裝置以10℃/分鐘之速度升溫時之熔融熱曲線中之極大值對應之溫度。
上述含氟共聚物(II)例如為具有基於至少1種含氟乙烯性單體之聚合單位之聚合物。含氟共聚物(II)較佳為熔融加工性之氟樹脂。作為含氟共聚物(II),可使用1種,亦可使用2種以上。
作為上述含氟共聚物(II),例如可列舉:四氟乙烯(TFE)/六氟丙烯(HFP)共聚物、TFE/HFP/全氟(烷基乙烯基醚)(PAVE)共聚物、TFE/PAVE共聚物[PFA]、乙烯(Et)/TFE共聚物、Et/TFE/HFP共聚物、聚氯三氟乙烯[PCTFE]、三氟氯乙烯(CTFE)/TFE共聚物、CTFE/TFE/PAVE共聚物、Et/CTFE共聚物、TFE/偏二氟乙烯(VdF)共聚物、VdF/HFP/TFE共聚物、VdF/HFP共聚物、聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚氟乙烯(PVF)。又,只要為熔融加工性,則亦可使用低分子量之聚四氟乙烯(PTFE)。
作為上述PAVE,較佳為具有碳數1~6之烷基者,可列舉:全氟(甲基乙烯基醚)、全氟(乙基乙烯醚)、全氟(丙基乙烯醚)、全氟(丁基乙烯醚)等。
作為上述含氟共聚物(II),更佳為四氟乙烯(TFE)及下述通式(1):
CF2
=CF-Rf1
(1)
(式中,Rf1
表示-CF3
或-ORf2
,Rf2
表示碳數1~5之全氟烷基)所表示之全氟乙烯性不飽和化合物之共聚物。於上述Rf1
為-ORf2
之情形時,上述Rf2
較佳為碳數為1~3之全氟烷基。藉由使用上述含氟共聚物(II),從而可獲得拉伸特性、柔軟性、耐衝擊性、低介電常數優異之成形品。再者,所謂拉伸特性優異,意為拉伸斷裂伸長率大。
作為通式(1)所表示之全氟乙烯性不飽和化合物,就可獲得拉伸斷裂伸長度、耐衝擊性、柔軟性及低介電常數更加優異之成形品之方面而言,較佳為選自由六氟丙烯(HFP)、全氟(甲基乙烯基醚)(PMVE)、全氟(乙基乙烯醚)(PEVE)及全氟(丙基乙烯醚)(PPVE)所組成之群中之至少1種,更佳為選自由六氟丙烯及全氟(丙基乙烯醚)所組成之群中之至少1種。
作為上述含氟共聚物(II),進而較佳為選自由TFE與HFP之共聚物、TFE、HFP與PPVE之共聚物及TFE與PPVE之共聚物所組成之群中之至少1種,尤佳為選自由TFE與HFP之共聚物及TFE、HFP與PPVE之共聚物所組成之群中之至少1種。
上述含氟共聚物(II)較佳為由相對於總聚合單位為98~75質量%之基於TFE之聚合單位(TFE單位)及2~25質量%之上述通式(1)所表示之全氟乙烯性不飽和化合物所構成。上述構成含氟共聚物(II)之TFE之含量下限更佳為77質量%,進而較佳為80質量%,尤佳為83質量%,格外佳為85質量%。上述構成含氟共聚物(II)之TFE之含量上限更佳為97質量%,進而較佳為95質量%,格外佳為92質量%。
又,構成含氟共聚物(II)之通式(1)所表示之全氟乙烯性不飽和化合物之含量下限更佳為3質量%,進而較佳為5質量%。構成含氟共聚物(II)之通式(1)所表示之全氟乙烯性不飽和化合物之含量上限更佳為23質量%,進而較佳為20質量%,尤佳為17質量%,格外佳為15質量%。
含氟共聚物(II)較佳為僅由TFE及通式(1)所表示之全氟乙烯性化合物所構成之共聚物。
上述含氟共聚物(II)較佳為60 sec-1
、390℃時之熔融黏度為0.2~4.0 kNsm-2
。藉由熔融黏度為上述範圍,從而可獲得加工特性提昇、拉伸斷裂伸長度、耐衝擊性、韌性、柔軟性及低介電性更加優異之成形品。熔融黏度之更佳下限為0.25 kNsm-2
,進而較佳為0.3 kNsm- 2
,尤佳為0.35 kNsm-2
,最佳為0.4 kNsm-2
。熔融黏度之更佳之上限為3.7 kNsm-2
,進而較佳為3.6 kNsm-2
,尤佳為3.5 kNsm- 2
。
上述含氟共聚物(II)之熔融黏度依據ASTM D3835-02進行測定。
上述含氟共聚物(II)較佳為於380℃、5000 g負重之條件下測定之熔體流動速率(MFR)為0.1~100 g/10分鐘,更佳為0.5~80 g/10分鐘,進而較佳為0.5~70 g/10分鐘。藉由MFR為上述範圍,從而可獲得拉伸斷裂伸長度、耐衝擊性、韌性、柔軟性及低介電性更加優異之成形品。
上述含氟共聚物(II)之MFR依據ASTM D1238,使用熔融指數測定儀進行測定。
上述含氟共聚物(II)之熔點並無特別限制,但於成形時使用之芳香族聚醚酮樹脂(I)熔融之溫度含氟共聚物(II)已經熔融,該情況對於成形較佳,故較佳為上述芳香族聚醚酮樹脂(I)之熔點以下之溫度。例如,含氟共聚物(II)之熔點較佳為200~323℃,更佳為220~320℃,進而較佳為240~315℃。氟樹脂(II)之熔點係求出下述溫度,即與使用示差掃描熱量測定(DSC)裝置以10℃/分鐘之速度升溫時之熔融熱曲線中之極大值對應之溫度。
上述含氟共聚物(II)可為利用公知之方法進行了氟氣體處理者,亦可為進行了氨處理者。
於本發明之樹脂組成物中,就抑制含氟共聚物相之凝聚、合體,且易將其分散粒徑之變化率控制於所需之範圍之觀點而言,可使用含有反應性官能基之含氟共聚物。反應性官能基並無特別限制,具體而言,可例示:乙烯基、環氧基、羧基、酸酐基、酯基、醛基、羰二氧基、鹵甲醯基、烷氧羰基、胺基、羥基、苯乙烯基、甲基丙烯醯基、丙烯醯基、脲基、巰基、硫醚基、異氰酸基、水解性矽基等,但其中較佳為選自由環氧基、羧基、酸酐基、胺基及羥基所組成之群中之至少1種,進而較佳為選自由羧基及酸酐基所組成之群中之至少1種。可包含2種以上該等反應性官能基。又,反應性官能基可導入至含氟共聚物之主鏈末端或側鏈之任一者。
含有上述反應性官能基之含氟共聚物之官能基量並無特別限制,但若考慮使反應充分地進行之觀點及流動性劣化之觀點,則較佳為0.01莫耳%~15莫耳%以下之範圍。
本發明之樹脂組成物較佳為芳香族聚醚酮樹脂(I)與含氟共聚物(II)之熔融黏度比(I)/(II)(芳香族聚醚酮樹脂(I)/含氟共聚物(II))為0.01~5.0。藉由將熔融黏度比(I)/(II)設為上述範圍,從而可獲得拉伸斷裂伸長度、耐衝擊性、韌性、柔軟性及低介電性更加優異之成形品。熔融黏度比(I)/(II)之下限更佳為0.02,進而較佳為0.025,尤佳為0.03。熔融黏度比(I)/(II)之上限更佳為4.0,進而較佳為3.0,尤佳為2.5,格外佳為2.0,最佳為1.8。
於本發明之樹脂組成物中,芳香族聚醚酮樹脂(I)與含氟共聚物(II)之質量比(I):(II)並無特別限制,例如較佳為99:1~30:70。又,更佳為95:5~35:65,進而較佳為95:5~40:60。
本發明之樹脂組成物較佳為於380℃之熔體流動速率(MFR)為0.1~100 g/10分鐘,更佳為1~80 g/10分鐘。MFR處於上述範圍內之樹脂組成物之流動性更加優異。若MFR小於上述範圍,則有成形加工性惡化之隱憂。又,若MFR大於上述範圍,則有無法表現出所需之性能之隱憂。上述MFR為依據ASTM D1238,於預熱時間5分鐘、溫度380℃、負重5 kg進行測定而獲得之值。
本發明之樹脂組成物較佳為相對介電常數為2.60以下。更佳為2.58以下,進而較佳為2.55以下。藉由相對介電常數小於上述範圍,從而可獲得習知中不易實現之介電損失小之樹脂組成物。又,上述相對介電常數之下限並無特別限制,更佳為2.30以上。若相對介電常數確實未達2.30,含氟共聚物之組成比變大,則機械物性之降低變得顯著,難以獲得所需之機械物性。
上述相對介電常數係藉由空腔共振器擾動法而測定之值。
本發明之樹脂組成物之較佳之態樣之一為:r2與r1之比r2/r1為1.60以下,其中r1為含氟共聚物(II)之平均分散粒徑,r2為依據ASTM D1238於380℃、5000 g負重下及預熱5分鐘時測定熔體流動速率之後之含氟共聚物(II)之平均分散粒徑;上述芳香族聚醚酮樹脂(I)為PEKK。
本發明之樹脂組成物視需要可含有除芳香族聚醚酮樹脂(I)及含氟共聚物(II)以外之成分。作為除上述芳香族聚醚酮樹脂(I)及含氟共聚物(II)以外之成分,並無特別限制,可使用鈦酸鉀等之晶鬚、玻璃纖維、石棉纖維、碳纖維、陶瓷纖維、鈦酸鉀纖維、芳綸纖維、其他高強度纖維等纖維狀之強化材;滑石、雲母、黏土、碳粉末、石墨、人造石墨、天然石墨、玻璃珠等無機填充材;著色劑;阻燃劑等通常使用之無機或有機之填充材;聚矽氧油、二硫化鉬等潤滑劑;顏料;碳黑等導電劑;橡膠等耐衝擊性提昇劑;硬脂酸鎂等潤滑劑;苯并***化合物等紫外線吸收劑;氮化硼等發泡劑;其他添加劑等。
該等添加劑可於不損害本案效果之範圍內添加至原料之芳香族聚醚酮樹脂(I)中,亦可添加至原料之含氟共聚物(II)中。又,可於不損害本案效果之範圍內,於對芳香族聚醚酮樹脂(I)及含氟共聚物(II)進行混練時,藉由側進給(side feed)方式等而添加至熔融狀態之原料中。
纖維狀填充劑(III)
本發明之樹脂組成物較佳為進而含有纖維狀填充劑(III)。關於本發明之樹脂組成物中使用之纖維狀填充材,例如可例示:玻璃纖維、碳纖維、碳磨碎纖維、金屬纖維、石綿、岩絨、陶瓷纖維、礦渣纖維、鈦酸鉀晶鬚、硼晶鬚、硼酸鋁晶鬚、碳酸鈣晶鬚、氧化鈦晶鬚、矽灰石、硬矽鈣石、坡縷石(厄帖浦石)及海泡石等纖維狀無機填充材、芳綸纖維、聚醯亞胺纖維及聚苯并噻唑纖維等耐熱有機纖維所代表之纖維狀耐熱有機填充材、以及使該等填充劑表面被覆有例如金屬或金屬氧化物等異種材料之纖維狀填充材等。作為表面被覆有異種材料之填充材,例如可例示金屬塗層玻璃纖維及金屬塗層碳纖維等。作為異種材料之表面被覆之方法,並無特別限制,例如可列舉:公知之各種鍍覆法(例如:電鍍、無電解鍍覆、熔融鍍覆等)、真空蒸鍍法、離子電鍍法、CVD法(例如熱CVD、MOCVD、電漿CVD等)、PVD法及濺鍍法等。該等纖維狀填充材之中,較佳為選自由玻璃纖維、碳纖維、碳磨碎纖維及芳綸纖維所組成之群中之至少1種,更佳為選自由玻璃纖維及碳纖維所組成之群中之至少1種。
上述纖維狀填充材之纖維徑較佳為0.1~20 μm之範圍。纖維徑之上限更佳為18 μm,進而較佳為15 μm。另一方面,纖維徑之下限更佳為1 μm,進而較佳為6 μm。此處所謂纖維徑係指數量平均纖維徑。又,該數量平均纖維徑為根據下述影像算出之值,該影像為:掃描電子顯微鏡觀察使成形品溶解於溶劑中或利用鹼性化合物使樹脂分解之後所採取之殘渣、及於坩堝中進行灰化之後所採取之灰化殘渣所得者。
於本發明之樹脂組成物中使用之纖維狀填充材為玻璃纖維之情形時,玻璃纖維之玻璃組成使用A玻璃、C玻璃及E玻璃等所代表之各種玻璃組成,並無特別限制。該玻璃填充材視需要可含有TiO2
、SO3
及P2
O5
等成分。該等之中,更佳為E玻璃(無鹼玻璃)。就機械強度提昇之方面而言,該玻璃纖維較佳為利用周知之表面處理劑、例如矽烷偶合劑、鈦酸酯偶合劑或鋁酸鹽偶合劑等實施了表面處理者。又,較佳為烯烴系樹脂、苯乙烯系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚酯系樹脂、環氧系樹脂及胺酯(urethane)系樹脂等經聚焦處理者,就機械強度之方面而言,尤佳為環氧系樹脂、胺酯系樹脂。經集束處理之玻璃纖維之集束劑附著量於玻璃纖維100質量%中,較佳為0.1~3質量%,更佳為0.2~1質量%。亦可使用扁平剖面玻璃纖維作為本發明之樹脂組成物中使用之纖維狀填充材。作為該扁平剖面玻璃纖維,為如下玻璃纖維:纖維剖面之長徑之平均值較佳為10~50 μm,更佳為15~40 μm,進而較佳為20~35 μm,且長徑與短徑之比(長徑/短徑)之平均值較佳為1.5~8,更佳為2~6,進而較佳為2.5~5。使用長徑與短徑之比的平均值為該範圍之扁平剖面玻璃纖維之情形與使用未達1.5之非圓形剖面纖維之情形相比,大為改良異向性。又,作為扁平剖面形狀,除扁平以外,亦可列舉:橢圓狀、繭狀及三葉狀或與該等形狀類似之非圓形剖面形狀。其中,就改良機械強度、低異向性之方面而言,較佳為扁平形狀。又,扁平剖面玻璃纖維之平均纖維長與平均纖維徑之比(縱橫比)較佳為2~120,更佳為2.5~70,進而較佳為3~50,存在若纖維長與平均纖維徑之比未達2,則機械強度之提昇效果變小之情形,存在若纖維長與平均纖維徑之比超過120,則異向性變大,此外成形品外觀亦劣化之情形。所謂該扁平剖面玻璃纖維之平均纖維徑,指將扁平剖面形狀換算為相同面積之真圓形時之數量平均纖維徑。又,所謂平均纖維長,指本發明之樹脂組成物中之數量平均纖維長。又,該數量平均纖維長為根據下述影像藉由圖像解析裝置而算出之值,該影像為:光學顯微鏡觀察進行成形品經過高溫灰化、利用溶劑進行溶解、以及利用化學品進行分解等處理後所採取之填充材之殘渣所得者。又,為如下值:計算該值時,以纖維徑為標準,長度為該標準以下者不計數,利用該方法所得之值。
上述纖維狀填充劑(III)之質量比較佳為相對於本發明之樹脂組成物,為0~50質量%,更佳為5~40質量%,進而較佳為10~30質量%。
(其他添加劑)
本發明之樹脂組成物為了改良其設計性等,較佳為使用該等改良時使用之添加劑。以下對該等添加劑進行具體地說明。
(IV)染顏料
本發明之樹脂組成物進而可提供一種含有各種染顏料並展現出多樣化的設計性之成形品。作為本發明之樹脂組成物中使用之染顏料,可列舉:苝系染料、香豆素系染料、硫靛藍系染料、蒽醌系染料、9-氧硫𠮿系染料、鐵藍等亞鐵氰化物、芘酮系染料、喹啉系染料、喹吖啶酮系染料、二 系染料、異吲哚啉酮系染料及酞菁系染料等。進而本發明之樹脂組成物亦可摻合金屬顏料而獲得更良好的金屬色彩。作為金屬顏料,較佳為鋁粉。又,藉由摻合螢光增白劑或除此以外發光之螢光染料,從而可賦予發揮發光色之進一步良好的設計效果。
(V)具有熱線吸收能之化合物
本發明之樹脂組成物可含有具有熱線吸收能之化合物。作為該化合物,較佳可例示:酞菁系近紅外線吸收劑、ATO、ITO、氧化銥及氧化釕、氧化亞銨、氧化鈦等金屬氧化物系近紅外線吸收劑、硼化鑭、硼化鈰及硼化鎢等金屬硼化物系或氧化鎢系近紅外線吸收劑等近紅外吸收能優異之各種金屬化合物以及碳填料。作為該酞菁系近紅外線吸收劑,例如市售而可容易取得之三井化學(股份)製造之MIR-362。作為碳填料,可例示:碳黑、石墨(包含天然及人工之任一者)及富勒烯等,較佳為碳黑及石墨。該等可使用單質或將2種以上併用使用。酞菁系近紅外線吸收劑之含量較佳為相對於本發明之樹脂組成物100質量份為0.0005~0.2質量份,更佳為0.0008~0.1質量份,進而較佳為0.001~0.07質量份。金屬氧化物系近紅外線吸收劑、金屬硼化物系近紅外線吸收劑及碳填料之含量於本發明之樹脂組成物中較佳為0.1~200 ppm(質量比率)之範圍,更佳為0.5~100 ppm之範圍。
(VI)光高反射用白色顏料
本發明之樹脂組成物中摻合光高反射用白色顏料,而可賦予光反射效果。作為該白色顏料,尤佳為二氧化鈦(尤其是利用聚矽氧等有機表面處理劑經處理之二氧化鈦)顏料。該光高反射用白色顏料之含量較佳為相對於樹脂組成物100質量份為3~30質量份,更佳為8~25質量份。又,光高反射用白色顏料可併用2種以上。
(VII)紫外線吸收劑
本發明之樹脂組成物中摻合紫外線吸收劑而可賦予耐候性。作為該紫外線吸收劑,具體而言,二苯甲酮系中,例如可例示:2,4-二羥基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-辛氧基二苯甲酮、2-羥基-4-苄氧基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基-5-磺醯基二苯甲酮、2,2'-二羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2,2',4,4'-四羥基二苯甲酮、2,2'-二羥基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮、2,2'-二羥基-4,4'-二甲氧基-5-鈉亞碸基二苯甲酮、雙(5-苯甲醯基-4-羥基-2-甲氧基苯基)甲烷、2-羥基-4-正十二烷基氧基二苯甲酮及2-羥基-4-甲氧基-2'-羧基二苯甲酮等。作為紫外線吸收劑,具體而言,苯并***系中,例如可例示:2-(2-羥基-5-甲基苯基)苯并***、2-(2-羥基-5-第三辛基苯基)苯并***、2-(2-羥基-3,5-二異丙苯基苯基)苯基苯并***、2-(2-羥基-3-第三丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并***、2,2'-亞甲基雙[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并***-2-基)酚]、2-(2-羥基-3,5-二-第三丁基苯基)苯并***、2-(2-羥基-3,5-二-第三丁基苯基)-5-氯苯并***、2-(2-羥基-3,5-二-第三戊基苯基)苯并***、2-(2-羥基-5-第三辛基苯基)苯并***、2-(2-羥基-5-第三丁基苯基)苯并***、2-(2-羥基-4-辛氧基苯基)苯并***、2,2'-亞甲基雙(4-異丙苯基-6-苯并***苯基)、2,2'-對伸苯基雙(1,3-苯并 -4-酮)、及2-[2-羥基-3-(3,4,5,6-四氫鄰苯二甲醯亞胺甲基)-5-甲基苯基]苯并***、以及2-(2'-羥基-5-甲基丙烯醯氧基乙基苯基)-2H-苯并***及可與該單體共聚合之乙烯系單體的共聚物、或2-(2'-羥基-5-丙烯醯氧基乙基苯基)-2H-苯并***及可與該單體共聚合之乙烯系單體的共聚物等具有2-羥基苯基-2H-苯并***骨架之聚合物等。關於紫外線吸收劑,具體而言,羥基苯基三系中,例如可例示:2-(4,6-二苯基-1,3,5-三-2-基)-5-己氧基苯酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三-2-基)-5-甲基氧基苯酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三-2-基)-5-乙基氧基苯酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三-2-基)-5-丙基氧基苯酚及2-(4,6-二苯基-1,3,5-三-2-基)-5-丁基氧基苯酚等。進而可例示:2-(4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三-2-基)-5-己氧基苯酚等上述例示化合物之苯基為2,4-二甲基苯基之化合物。關於紫外線吸收劑,具體而言,環狀亞胺基酯系中,例如可例示:2,2'-對伸苯基雙(3,1-苯并 -4-酮)、2,2'-間伸苯基雙(3,1-苯并 -4-酮)及2,2'-p,p'-二伸苯基雙(3,1-苯并 -4-酮)等。
又,作為紫外線吸收劑,具體而言,氰基丙烯酸酯系中,例如可例示:1,3雙-[(2'-氰基-3',3'-二苯基丙烯醯基)氧基]-2,2-雙[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯醯基)氧基]甲基)丙烷及1,3-雙-[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯醯基)氧基]苯等。進而上述紫外線吸收劑可為聚合物型之紫外線吸收劑,該聚合物型之紫外線吸收劑藉由採取可進行自由基聚合之單體化合物之構造,而使該紫外線吸收性單體及/或光穩定性單體與(甲基)丙烯酸烷基酯等單體共聚合。作為上述紫外線吸收性單體,較佳可例示:(甲基)丙烯酸酯之酯取代基中含有苯并***骨架、二苯甲酮骨架、三骨架、環狀亞胺基酯骨架及氰基丙烯酸酯骨架之化合物。上述之中,就紫外線吸收能之方面而言,較佳為苯并***系及羥基苯基三系,就耐熱性或色相之方面而言,較佳為環狀亞胺基酯系及氰基丙烯酸酯系。具體而言,例如可列舉:Chemipro Kasei(股份)「Chemisorb 79」、Japan BASF(股份)「Tinuvin 234」等。上述紫外線吸收劑可單獨使用,亦可以2種以上之混合物使用。紫外線吸收劑之含量較佳為相對於本發明之樹脂組成物100質量份為0.01~3質量份,更佳為0.01~1質量份,進而較佳為0.05~1質量份,尤佳為0.05~0.5質量份。
(VIII)抗靜電劑
存在對本發明之樹脂組成物要求抗靜電性能之情形,於該情形時較佳為含有抗靜電劑。作為該抗靜電劑,例如可列舉:(1)十二烷基苯磺酸鏻鹽所代表之芳基磺酸鏻鹽、烷基磺酸鏻鹽等有機磺酸鏻鹽以及如四氟硼酸鏻鹽之類的硼酸鏻鹽。關於該鏻鹽之含量,相對於本發明之樹脂組成物100質量份,適宜為5質量份以下、較佳為0.05~5質量份、更佳為1~3.5質量份、進而較佳為1.5~3質量份之範圍。作為抗靜電劑,例如可列舉:(2)有機磺酸鋰、有機磺酸鈉、有機磺酸鉀、有機磺酸銫、有機磺酸銣、有機磺酸鈣、有機磺酸鎂及有機磺酸鋇等有機磺酸鹼(土類)金屬鹽。該金屬鹽如上所述,亦用作阻燃劑。更具體而言,該金屬鹽例如可例示十二烷基苯磺酸之金屬鹽或全氟烷磺酸之金屬鹽等。關於有機磺酸鹼(土類)金屬鹽之含量,相對於本發明之樹脂組成物100質量份,適宜為0.5質量份以下,較佳為0.001~0.3質量份,更佳為0.005~0.2質量份。尤其適宜為鉀、銫、及銣等鹼金屬鹽。
作為抗靜電劑,例如可列舉(3)烷基磺酸銨鹽及芳基磺酸銨鹽等有機磺酸銨鹽。該銨鹽相對於本發明之樹脂組成物100質量份,適宜為0.05質量份以下。作為抗靜電劑,例如可列舉如(4)聚醚酯醯胺之類的含有聚(氧伸烷基)乙二醇成分作為其構成成分之聚合物。該聚合物相對於本發明之樹脂組成物100質量份,適宜為5質量份以下。
(IX)填充材
本發明之樹脂組成物中可摻合公知之各種填充材作為除纖維狀填充劑以外之強化填料。作為該填充材,可列舉各種板狀填充材及粒狀填充材。此處,板狀填充材為其形狀為板狀(包含表面具有凹凸者或板具有彎曲者)之填充材。粒狀填充材為包含不定形狀之除該等形狀以外形狀之填充材。
作為板狀填充材,較佳可例示:玻璃薄片、滑石、雲母、高嶺土、金屬薄片、碳薄片及石墨、以及使該等填充劑表面被覆有例如金屬或金屬氧化物等異種材料之板狀填充材等。其粒徑較佳為0.1~300 μm之範圍。關於該粒徑,若為10 μm左右為止之區域,則指利用作為液相沈降法之一的X射線穿透法所測得之粒徑分佈之中值粒徑(D50)之值,若為10~50 μm之區域,則指利用雷射繞射-散射法所測得之粒徑分佈之中值粒徑(D50)之值,若為50~300 μm之區域,則為利用振動式篩分法所得之值。該粒徑為於樹脂組成物中之粒徑。板狀填充材可為如下造粒物:該造粒物可利用各種矽烷系、鈦酸酯系、鋁酸鹽系及鋯酸鹽系等之偶合劑進行表面處理,又,亦可經烯烴系樹脂、苯乙烯系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚酯系樹脂、環氧系樹脂及胺酯系樹脂等各種樹脂或高級脂肪酸酯等進行集束處理、或經壓縮處理。
(X)其他樹脂或彈性體
本發明之樹脂組成物中,亦可於不損害本發明之效果之範圍內,於發揮本發明之效果之範圍內小比率地使用其他樹脂或彈性體來代替樹脂成分之一部分。其他樹脂或彈性體之摻合量較佳為相對於本發明之樹脂組成物100質量份為20質量份以下,更佳為10質量份以下,進而較佳為5質量份以下,最佳為3質量份以下。作為該其他樹脂,例如可列舉:聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯等聚酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚胺酯樹脂、聚矽氧樹脂、聚伸苯基醚樹脂、聚伸苯基硫醚樹脂、聚碸樹脂、聚甲基丙烯酸酯樹脂、酚系樹脂、環氧樹脂等樹脂。又,作為彈性體,例如可列舉:異丁烯/異戊二烯橡膠、苯乙烯/丁二烯橡膠、乙烯/丙烯橡膠、丙烯酸系彈性體、聚酯系彈性體、聚醯胺系彈性體、核殼型之彈性體之MBS(甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/丁二烯)橡膠、MB(甲基丙烯酸甲酯/丁二烯)橡膠、MAS(甲基丙烯酸甲酯/丙烯腈/苯乙烯)橡膠、氟橡膠、含氟彈性體等。
(XI)其他添加劑
本發明之樹脂組成物中可摻合其他流動改質劑、抗菌劑、如流動石蠟之類的分散劑、光觸媒系防污劑及光致變色劑等。
本發明之樹脂組成物較佳為芳香族聚醚酮樹脂(I)及含氟共聚物(II)之合計為100質量%~50質量%。若未達50質量%,則有失去拉伸斷裂伸長度、柔軟性,無法獲得所需之機械物性之隱憂。
本發明之樹脂組成物可藉由一面對上述芳香族聚醚酮樹脂(I)及含氟共聚物(II)施加高剪切力一面進行熔融混練而製造。具體而言,可藉由以600秒-1
(/sec)以上之剪切速度進行熔融混練而製造。
本發明亦提供一種樹脂組成物之製造方法,其特徵在於包含以剪切速度600秒- 1
以上對芳香族聚醚酮樹脂(I)及含氟共聚物(II)進行混練之步驟。
上述剪切速度更佳為700秒-1
(/sec)以上,進而較佳為750秒-1
(/sec)以上,尤佳為800秒-1
(/sec)以上。藉此,能以次微米級使含氟共聚物(II)分散於芳香族聚醚酮樹脂(I)中,進而可抑制成形時含氟共聚物(II)凝聚之行為。其結果為,獲得之樹脂組成物之流動性變得更加優異,又,可提供拉伸特性、柔軟性、耐衝擊性及低介電常數更加優異之成形品。
再者,上述剪切速度(r)例如為使用下述式而求出之值。
γ=πDr/C
D:螺桿外徑(mm)
r:螺桿轉速(rpm)
C:晶片間隙(mm)
上述熔融混練較佳為一面對上述芳香族聚醚酮樹脂及上述含氟共聚物施加高剪切力一面實施。上述熔融混練時使用之裝置並無特別限制,藉由調整特殊螺桿或高轉速、窄間隙等可更有效果地施加剪切之混練條件,從而可利用習知中使用之雙軸擠出機、單軸擠出機、多軸擠出機、串疊擠出機或批次式混練機之輥子捏和機、Laboplastomill、班布里混合機、加壓捏合機、摻合研磨機進行實施。藉此,可以次微米級使上述含氟共聚物分散於上述芳香族聚醚酮樹脂中,進而可抑制成形時含氟共聚物凝聚之行為。其結果為,可提供一種獲得之樹脂組成物之成形品之表面不會剝離,又,拉伸特性、柔軟性、耐衝擊性及低介電常數性更加優異之成形品。作為可施加高剪切力之裝置,較佳為使用雙軸擠出機或混練部中具有內部反饋型螺桿之高剪切加工機(回流式高剪切加工機)進行實施。
內部反饋型螺桿為形成有自前端部朝向後端側沿螺桿中心軸之反饋孔之螺桿。於混練部中具有內部反饋型螺桿之高剪切加工機中,實現如下循環:注入至混練部之熔融樹脂隨著內部反饋型螺桿之旋轉被送至前端側,自前端部之流入口流入至反饋孔並流向後方,並自噴出口噴出,再次隨著內部反饋型螺桿之旋轉被送至前端側。藉由該循環,從而熔融樹脂得以高度分散、混合,可使分散相之尺寸變小。作為上述高剪切加工機,可例示日本特開2005-313608號公報、日本特開2011-046103號公報等中記載之裝置。
於使用雙軸擠出機作為混練機之情形時,較佳為使用具有L/D大之螺桿構成之雙軸擠出機。雙軸擠出機之螺桿構成較佳為L/D=30以上,更佳為L/D=35以上,進而較佳為L/D=40以上。再者,L/D為螺桿之有效長度(L)/螺桿直徑(D)。就混練性、生產性提昇之觀點而言,最佳為利用雙軸擠出機所進行之熔融混練。
上述熔融混練之時間較佳為1~600秒,更佳為5~300秒。有若熔融混練時間較上述時間長,則樹脂之劣化顯著,無法表現出理想性能之隱憂。又,有若熔融混練時間較上述時間短,則分散性變差,無法獲得所需之性能之隱憂。
上述熔融混練之溫度必須為上述芳香族聚醚酮樹脂之熔點以上,且為上述含氟共聚物(II)之熔點以上,較佳為240~450℃,更佳為260~400℃。
本發明之樹脂組成物之形態並無特別限制,可為顆粒物。即,使本發明之樹脂組成物成形而獲得之顆粒物亦為本發明之一。
本發明之顆粒物可為對芳香族聚醚酮樹脂(I)及含氟共聚物(II)進行混練而獲得本發明之樹脂組成物之後,將混練物自混練機取出,之後成形為顆粒物之形狀者,亦可為使用混練機對芳香族聚醚酮樹脂(I)及含氟共聚物(II)進行混練之後,藉由熔融擠出等自混練機擠出並進行成形者。
作為成形方法,並無特別限制,例如可列舉使用雙軸擠出機等進行熔融擠出之方法等。
上述顆粒物可為於成形為顆粒物之形狀後,添加可後添加之公知成分者。作為向顆粒物添加之方法,可使用公知之方法,可例示:利用噴霧器等向顆粒物噴灑之方法、將顆粒物與添加物之粉末進行乾式摻合之方法等。例如,上述顆粒物可為成形後添加有潤滑劑(例如硬脂酸鎂等)者。由上述顆粒物形成之成形品其拉伸斷裂伸長度優異。又,耐衝擊性、柔軟性及低介電常數優異。
又,上述顆粒物可於添加「可後添加之公知成分」後進一步進行混練。
又,使藉由上述製造方法而獲得之樹脂組成物成形而獲得之顆粒物及成形後添加有潤滑劑之顆粒物亦為本發明之一。
上述除芳香族聚醚酮樹脂(I)及含氟共聚物(II)以外之成分可預先添加至芳香族聚醚酮樹脂(I)及含氟共聚物(II)中並進行混合,亦可於摻合芳香族聚醚酮樹脂(I)及含氟共聚物(II)時添加。
由本發明之樹脂組成物或顆粒物形成之成形品亦為本發明之1。
由本發明之樹脂組成物所構成之成形品通常可使該顆粒物射出成形而獲得。於該射出成形時,不僅通常之冷流道(cold runner)方式之成形法,亦可藉由可實現無流道之熱流道而製造。又,射出成形時,不僅可使用通常之成形方法,亦可使用氣體輔助射出成形、射出壓縮成形、超高速射出成形、射出加壓成形、雙色成形、夾層成形、模內塗佈成形、嵌入成形、發泡成形(包含利用超臨界流體者)、急速加熱冷卻模具成形、絕熱模具成形及模具內再熔融成形以及由該等之組合所構成之成形法等。又,可使用膜成形、擠出成形、利用擠出所進行之電線成形、管式成形、板材成形。
又,本發明提供一種含有芳香族聚醚酮樹脂(I)及含氟共聚物(II),且拉伸斷裂伸長度為20%以上之成形品(以下亦稱為「本發明之第2成形品」)。
本發明之第2成形品較佳為上述拉伸斷裂伸長度為20%以上,更佳為25%以上。又,藉由使用本發明之樹脂組成物,從而可將拉伸斷裂伸長度設為30%以上,亦可設為40%以上。拉伸斷裂伸長度越大越佳,上限並無特別限制,例如可為200%。
上述拉伸斷裂伸長度為依據ASTM D 638藉由自動立體測圖儀(autograph)以試驗速度2 mm/min所測定之值。
本發明之第2成形品較佳為夏比(charpy)強度為4 KJ/m2
以上,更佳為9 KJ/m2
以上。夏比衝擊強度越大越佳,上限並無特別限制,例如可為200 KJ/m2
。
夏比強度為依據ASTM D6110-02所測定之值。
本發明之第2成形品較佳為於格子剝離試驗中,剝離之格子數相對於總格子數未達20%。於剝離之格子數未達20%之情形時,不易引起成形品之表面剝離,且可實現拉伸斷裂伸長度之提昇及其他機械物性之維持。又,可維持美麗的外觀。
上述格子剝離試驗係依據JIS K5400,以1 mm見方之25格子內剝離之格子數對上述成形品進行評價。
本發明之第2成形品較佳為含氟共聚物(II)之平均分散粒徑為4 μm以下。就可獲得具有更高特性之成形品、並且成形性變得更優異之方面而言,含氟共聚物(II)之平均分散粒徑更佳為3 μm以下,進而較佳為2.5 μm以下。平均分散粒徑之下限並無特別限制,可為0.01 μm。
本發明之第2成形品較佳為含氟共聚物(II)之最大分散粒徑為10 μm以下。就使機械物性變得更優異之方面而言,含氟共聚物(II)之最大分散粒徑更佳為5 μm以下。最大分散粒徑之下限並無特別限制,可為0.01 μm以下。
於本發明之第2成形品中,上述含氟共聚物(II)之平均分散粒徑及最大分散粒徑係依照與本發明之樹脂組成物相同之順序而決定。
本發明之第2成形品較佳為相對介電常數為2.60以下。更佳為2.58以下,進而較佳為2.55以下。又,上述相對介電常數更佳為2.30以上。若相對介電常數確實未達2.30,含氟共聚物之組成比變大,則機械物性之降低變得顯著,難以獲得所需之機械物性。
上述相對介電常數為藉由空腔共振器擾動法所測定之值。
於本發明之第2成形品中,芳香族聚醚酮樹脂(I)及含氟共聚物(II)與本發明之樹脂組成物中記載者相同。
本發明之第2成形品可適當採用與上述由本發明之樹脂組成物或顆粒物所形成之成形品相同之態樣。
實施例
以下,列舉實施例說明本發明,本發明並非僅限於該實施例。
<熔體流動速率(MFR)>
(1)含氟共聚物之MFR係依據ASTM D1238,於380℃、5000 g負重之條件下使用熔融指數測定儀進行測定。
(2)芳香族聚醚酮樹脂之MFR係依據ASTM D1238,於380℃、5000 g負重之條件下使用熔融指數測定儀進行測定。
(3)由含氟共聚物與芳香族聚醚酮樹脂加以混合而獲得之樹脂組成物之MFR係依據ASTM D1238,於預熱時間5分鐘、溫度380℃、負重5000 g進行測定而獲得之值。
<熔點>
含氟共聚物之熔點係作為與使用示差掃描熱量測定(DSC)裝置以10℃/分鐘之速度升溫時之熔融熱曲線中之極大值對應之溫度而求出。
芳香族聚醚酮樹脂之熔點係作為與使用示差掃描熱量測定(DSC)裝置於10℃/分鐘之速度升溫時之熔融熱曲線中之極大值對應之溫度而求出。
<玻璃轉移溫度(Tg)>
藉由示差掃描熱量測定(DSC)裝置進行測定。
<平均分散粒徑之算出>
以相對於流動方向垂直之方式切斷自實施例中獲得之混練物(樹脂組成物)、實施例中獲得之MFR之線料及實施例中獲得之射出成形品(成形品)切下之切片,並利用共焦雷射顯微鏡拍攝其剖面,藉由圖像解析軟體(ImageJ)對獲得之顯微鏡圖像進行解析。選擇分散相,求出等效圓直徑。算出分散相20個左右之等效圓直徑,算出其平均值,作為平均分散粒徑r1及平均分散粒徑r2。
<混練時剪切速度>
混練時之剪切速度(γ)係使用下述式求出。
γ=πDr/C
D:螺桿外徑(mm)
r:螺桿轉速(rpm)
C:晶片間隙(mm)
<射出成形品之製作>
使實施例、比較例中製造之樹脂組成物於120℃乾燥8小時之後,藉由小型射出成形機進行射出成形,藉此獲得ASTM多功能試片(127×12.7×3.2 mmt)及ASTM V號啞鈴。
<拉伸斷裂伸長度之測定>
使用利用上述方法製得之射出成形品,依據ASTM D 638,藉由自動立體測圖儀測定拉伸斷裂伸長度。測定條件為於試驗速度2 mm/min下進行。
<相對介電常數之測定>
將上述熔體流動速率測定中製成之線料切為寬2 mm、長100 mm之短條狀,利用空腔共振器擾動法(網路分析儀)測定2.45 GHz時之相對介電常數。
<格子剝離試驗>
依據JIS K5400,以1 mm見方之25格子內剝離之格子數對利用上述方法製作之射出成形品進行評價。
實施例及比較例中,使用下述材料。
芳香族聚醚酮樹脂(1):聚醚酮酮(MFR:40.2 g/10分鐘、熔點:331℃、Tg:162℃)
芳香族聚醚酮樹脂(2):聚醚酮酮(MFR:79.5 g/10分鐘、熔點:360℃、Tg:165℃)
芳香族聚醚酮樹脂(3):聚醚醚酮(MFR:24.5 g/10分鐘、熔點:340℃、Tg:143℃)
芳香族聚醚酮樹脂(4):聚醚醚酮(MFR:75.6 g/10分鐘、熔點:343℃、Tg:143℃)
芳香族聚醚酮樹脂(5):聚醚醚酮(MFR:10.0 g/10分鐘、熔點:342℃、Tg:143℃)
芳香族聚醚酮樹脂(6):聚醚醚酮(MFR:29.6 g/10分鐘、熔點:340℃、Tg:143℃)
含氟共聚物(1):TFE/HFP/PPVE共聚物;MFR:29.8 g/10分鐘;熔點:260℃。
含氟共聚物(2):TFE/HFP/PPVE共聚物;MFR:12.3 g/10分鐘;熔點:255℃。
含氟共聚物(3):TFE/PPVE共聚物;MFR:31.4 g/10分鐘;熔點:301℃。
圓形剖面短切玻璃纖維(1):纖維徑10 μm、切斷長度3 mm
實施例1
使用回流式高剪切加工機(NIIGATA MACHINE TECHNO股份有限公司製造),於以下所示之特定條件下對以表1所示之比率(質量%)乾式摻合芳香族聚醚酮樹脂(1)及含氟共聚物(1)並於120℃乾燥8小時而得者進行熔融混練。再者,反饋孔係使用直徑為ϕ2.5 mm者。
螺桿之L/D:1.8
混練溫度:370℃
混練時之剪切速度:870秒-1
混練時間:10秒
實施例2~3
如表1所示般改變芳香族聚醚酮樹脂之種類、含氟共聚物之種類,除此以外,以與實施例1相同之方式製造樹脂組成物。又,以相同之方式測定各種物性。將結果示於表1。
實施例4~6
以表1所示之比率(質量%)對芳香族聚醚酮樹脂(3)及含氟共聚物(1)進行預混合,使用雙軸擠出機(ϕ30 mm、L/D=36),於料缸溫度390℃之條件下進行熔融混練,製造樹脂組成物。使用獲得之樹脂組成物,以與實施例1相同之方式測定各種物性。將結果示於表1。
實施例7
使用回流式高剪切加工機(NIIGATA MACHINE TECHNO股份有限公司製造)於以下所示之特定之條件下,對以表2所示之比率(質量%)乾式摻合芳香族聚醚酮樹脂(1)、含氟共聚物(1)及短切玻璃纖維(1)並於120℃乾燥8小時而得者進行熔融混練。反饋孔係使用直徑為ϕ2.5 mm者。
螺桿之L/D:1.8
混練溫度:370℃
混練時之剪切速度:870秒-1
混練時間:10秒
比較例1~3
以表1所示般改變芳香族聚醚酮樹脂之種類、含氟共聚物之種類,將雙軸擠出機改變為ϕ15 mm、L/D=60,除此以外,以與實施例1相同之方式製造樹脂組成物。又,以相同之方式測定各種物性。將結果示於表1。
比較例4
如表1所示般改變芳香族聚醚酮樹脂之種類、含氟共聚物之種類,使用Laboplastomill代替雙軸擠出機,除此以外,以與實施例1相同之方式製造樹脂組成物。又,以相同之方式測定各種物性。將結果示於表1。
比較例5及6
以表1所示般改變芳香族聚醚酮樹脂之種類、含氟共聚物之種類,除此以外,以與比較例3相同之方式製造樹脂組成物。又,以相同之方式測定各種物性。將結果示於表1。
比較例7
對於以表2所示之比率(質量%)乾式摻合芳香族聚醚酮樹脂(1)、含氟共聚物(1)及短切玻璃纖維(1)並於120℃乾燥8小時而成者,將雙軸擠出機改變為ϕ15 mm、L/D=60,除此以外,以與實施例7相同之方式製造樹脂組成物。又,以相同之方式測定各種物性。將結果示於表2。
[表1]
[表2]
實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 實施例5 | 實施例6 | 比較例1 | 比較例2 | 比較例3 | 比較例4 | 比較例5 | 比較例6 | |
芳香族聚醚酮樹脂 | (1) | (2) | (2) | (3) | (4) | (4) | (1) | (1) | (5) | (6) | (6) | (6) |
含氟共聚物 | (1) | (1) | (3) | (1) | (2) | (2) | (1) | (3) | (1) | (1) | (1) | (1) |
芳香族聚醚酮樹脂/含氟共聚物組成比 (質量%比) | 80/20 | 80/20 | 80/20 | 80/20 | 50/50 | 40/60 | 80/20 | 80/20 | 80/20 | 80/20 | 80/20 | 60/40 |
芳香族聚醚酮樹脂之熔點 (℃) | 331 | 360 | 360 | 340 | 343 | 343 | 331 | 331 | 342 | 340 | 340 | 360 |
芳香族聚醚酮樹脂之玻璃轉移溫度 (℃) | 162 | 165 | 165 | 143 | 143 | 143 | 162 | 162 | 143 | 143 | 143 | 143 |
混練時剪切速度 (sec-1 ) | 870 | 870 | 870 | 2450 | 2450 | 2450 | 470 | 300 | 550 | 175 | 550 | 550 |
MFR測定前粒徑r1 (μm) | 0.32 | 0.41 | 0.88 | 0.32 | 1.49 | 1.43 | 2.8 | 2.3 | 1.51 | 0.6 | 1.84 | 2.33 |
MFR測定後粒徑r2 (μm) | 0.41 | 0.45 | 0.78 | 0.41 | 2.05 | 2.10 | 4.50 | 3.90 | 3.60 | 1.06 | 4.14 | 4.35 |
粒徑比(r2/r1) | 1.28 | 1.10 | 0.89 | 1.28 | 1.38 | 1.47 | 1.61 | 1.70 | 2.38 | 1.77 | 2.25 | 1.87 |
MFR (g/10 min) | 26 | 62 | 57 | 18 | 41 | 30 | 43 | 66 | 21 | 19 | 22 | 14 |
拉伸斷裂伸長率 (%) | 146 | 123 | 111 | 72 | 30 | 43 | 無伸長 | 無伸長 | 18 | 19 | 19 | 無伸長 |
相對介電常數 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 3.2 | 2.9 | 2.8 | 2.5 | 2.5 | 3.2 | 3.2 | 3.2 | 3.0 |
格子剝離試驗 (個) | 0 | 0 | 0 | 2 | 3 | 4 | 13 | 25 | 15 | 23 | 22 | 25 |
實施例7 | 比較例7 | |
芳香族聚醚酮樹脂 | (1) | (1) |
含氟共聚物 | (1) | (1) |
芳香族聚醚酮樹脂/含氟共聚物/纖維狀填充材(質量%比) | 60/20/20 | 60/20/20 |
芳香族聚醚酮樹脂之熔點 (℃) | 331 | 331 |
芳香族聚醚酮樹脂之玻璃轉移溫度 (℃) | 162 | 162 |
混練時剪切速度 (sec-1 ) | 870 | 470 |
MFR測定前粒徑r1 (μm) | 0.38 | 3.1 |
MFR測定後粒徑r2 (μm) | 0.45 | 5.30 |
粒徑比(r2/r1) | 1.18 | 1.71 |
MFR (g/10 min) | 15 | 33 |
拉伸斷裂伸長率 (%) | 6 | 無伸長 |
相對介電常數 | 3.5 | 3.5 |
格子剝離試驗 (個) | 0 | 10 |
無
無
Claims (9)
- 一種樹脂組成物,其含有芳香族聚醚酮樹脂(I)及含氟共聚物(II),且特徵在於:r2與r1之比r2/r1為1.60以下,該r1為含氟共聚物(II)之平均分散粒徑,該r2為依據ASTM D1238於380℃、5000g負重下及預熱5分鐘時測定熔體流動速率之後的含氟共聚物(II)之平均分散粒徑。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中,芳香族聚醚酮樹脂(I)之熔點為300~380℃。
- 如請求項1或2之樹脂組成物,其中,芳香族聚醚酮樹脂(I)之玻璃轉移溫度為130~220℃。
- 如請求項1或2之樹脂組成物,其中,含氟共聚物(II)之熔點為200~323℃。
- 如請求項1或2之樹脂組成物,其中,含氟共聚物(II)為四氟乙烯及下述通式(1):CF2=CF-Rf1 (1)(式中,Rf1表示-CF3或-ORf2,Rf2表示碳數1~5之全氟烷基)所表示之全氟乙烯性不飽和化合物之共聚物。
- 如請求項1或2之樹脂組成物,其中,芳香族聚醚酮樹脂(I)與含氟共聚物(II)之質量比(I):(II)為99:1~30:70。
- 如請求項1或2之樹脂組成物,其進而含有纖維狀填充劑(III)。
- 一種顆粒物,其係使請求項1至7中任一項之樹脂組成物成形而獲得。
- 一種成形品,其係由請求項1至7中任一項之樹脂組成物或請求項8之顆粒物所形成。
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