專利名稱：成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料、該樹脂材料的注射成形品及使用該樹脂材料的成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于注射成形等的成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料、該樹脂材料的注射成形品及使用該樹脂材料的成形方法。
背景技術(shù)：
由于具備極佳的機(jī)械特性、成形加工性等性能，長(zhǎng)度約10mm的玻璃長(zhǎng)纖維和樹脂復(fù)合而成的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料作為汽車部件等各種工業(yè)用品的材料被廣泛使用。
日本專利公開公報(bào)平7-232324號(hào)揭示了這種玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料，即，以70～300g/10分鐘的熔體流動(dòng)速率(以下稱為“MFR”)使改性聚丙烯樹脂熔融，將其浸滲入玻璃纖維束后，切成長(zhǎng)為2～50mm的切片，將這些切片做成母體混合物后，用聚丙烯樹脂稀釋就可制得上述玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料。上述構(gòu)成使通過(guò)拉拔法制得的母體混合物中的玻璃長(zhǎng)纖維的分散性得到了提高，用聚丙烯樹脂稀釋母體混合物可防止成形品的強(qiáng)度下降。
此外，日本專利公報(bào)平3-25340號(hào)記載了包含低分子量的熱塑性聚合物和體積百分率在30％以上的強(qiáng)化用玻璃纖維的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化片與分子量大于構(gòu)成該纖維強(qiáng)化片的熱塑性聚合物的熱塑性聚合物的混合物。上述構(gòu)成使玻璃長(zhǎng)纖維樹脂的潤(rùn)濕性得到了提高，同時(shí)提高了成形品的彎曲彈性率。
日本專利公開公報(bào)平11-152062號(hào)揭示了以熱塑性樹脂(聚丙烯、乙烯·丙烯嵌段共聚物等)為基體，原材料中包含含有20～80質(zhì)量％互相平行配列的玻璃纖維的全長(zhǎng)為2～100mm的含有玻璃纖維的熱塑性樹脂切片，將該原材料注射成形可形成汽車前端，其中玻璃纖維含量為15～50質(zhì)量％，且重均纖維長(zhǎng)為1～20mm。該構(gòu)成不僅能夠確保良好的振動(dòng)疲勞特性及耐沖擊性，還可抑制反變形。
第2721702號(hào)專利公報(bào)揭示了由丙烯聚合物(丙烯的均聚物等)和增強(qiáng)材料(玻璃纖維等)混合而成的組合物。丙烯聚合物具有55～430g/10分鐘的MFR，增強(qiáng)材料對(duì)應(yīng)于丙烯聚合物材料及增強(qiáng)材料的總質(zhì)量約含20～65％。該構(gòu)成的流動(dòng)特性優(yōu)于由低MFR的聚合物制得的纖維強(qiáng)化組合物，同時(shí)可抑制成形品的強(qiáng)度和損壞。
日本專利公開公報(bào)平6-340784號(hào)揭示了丙烯系耐熱樹脂成形材料，該材料由20～80質(zhì)量份實(shí)質(zhì)上所有纖維長(zhǎng)度至少在3mm以上、直徑在20μm以下的強(qiáng)化用玻璃纖維，和80～20質(zhì)量份至少部分被不飽和羧酸或其衍生物改性、且整個(gè)聚合物的MFR在50g/10分鐘以上的結(jié)晶性丙烯系聚合物(丙烯聚合物，乙烯·丙烯共聚物等)組成；由3～97質(zhì)量％強(qiáng)化用玻璃纖維在聚合物組分中以互相平行的狀態(tài)配列的玻璃纖維束構(gòu)造物，和97～3％MFR在50g/10分鐘以上的結(jié)晶性丙烯系聚合物(丙烯聚合物，乙烯·丙烯共聚物等)組成。該構(gòu)成使通過(guò)注射成形等獲得的成形品具備良好的耐熱性、成形性、耐成形破壞性，且較輕，所以適用于要求輕量且具備高度的耐熱性、成形尺寸穩(wěn)定性的汽車部件。此外，還記載了通過(guò)添加選自乙烯系彈性體(乙烯·丙烯二元共聚橡膠(EPM)，乙烯·丙烯·非共軛二烯三元共聚橡膠(EPDM)等)及苯乙烯系彈性體(加氫苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物等)的至少1種彈性體，使成形品的耐沖擊強(qiáng)度和耐成形破壞性有所提高。
日本專利公開公報(bào)平11-228759號(hào)揭示了由90～30質(zhì)量％的MFR為1～1000g/10分鐘、丙烯聚合物部分的全同立構(gòu)五分率在95％以上、且用交叉的分步色譜儀測(cè)得的40℃以下的洗脫量在2.0質(zhì)量％以下的丙烯系樹脂(丙烯聚合物、乙烯·丙烯嵌段共聚物等)，和10～70質(zhì)量％的MFR為0.1～100g/10分鐘的彈性體(乙烯·丙烯共聚物橡膠(EPR)、乙烯·丙烯·二烯共聚橡膠(EPDM)等)，及對(duì)應(yīng)于丙烯系樹脂和彈性體的總質(zhì)量為5～75質(zhì)量％的無(wú)機(jī)填料(玻璃纖維等)混合而成的丙烯系樹脂組合物。該構(gòu)成使通過(guò)注射成形獲得的成形品的耐損傷性及彎曲彈性率有了顯著的改善。
樹脂成形品的成形方法包括擠壓成形法和注射成形法。相比較而言，用擠壓成形法很難獲得復(fù)雜的成形形狀，而注射成形法卻能夠容易地獲得形狀復(fù)雜的成形品，成形自由度較高。此外，擠壓成形法必須對(duì)開口部分等部位進(jìn)行沖孔處理等后加工，而不需要這種后加工的注射成形法的加工性良好。另外，擠壓成形法需要將樹脂板(坯料)固定在模具中，再進(jìn)行加熱及壓縮等步驟，而注射成形法只需要將熔融樹脂注入模具中進(jìn)行連續(xù)地成形即可，生產(chǎn)性較高。因此，從以上各種觀點(diǎn)考慮，注射成形法要優(yōu)于擠壓成形法。
但是，用相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料成形時(shí)，如圖21所示，通過(guò)注射成形法獲得的成形品和通過(guò)擠壓成形法獲得的成形品雖然具備同等水平的彎曲彈性率，但存在前者的沖擊強(qiáng)度(懸臂梁式?jīng)_擊值)明顯比后者低的問(wèn)題。樹脂成形品的彎曲彈性率依賴于所含的玻璃長(zhǎng)纖維量，而沖擊強(qiáng)度則依賴于所含的玻璃長(zhǎng)纖維的纖維長(zhǎng)。上述現(xiàn)象表示注射成形法中從材料的投入到成形的過(guò)程中玻璃長(zhǎng)纖維被折損而變短。事實(shí)上，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是用具有纖維長(zhǎng)在10mm以上的玻璃長(zhǎng)纖維的樹脂材料進(jìn)行擠壓成形時(shí)，從成形品中抽出的玻璃長(zhǎng)纖維的長(zhǎng)度約為10mm；而用具有纖維長(zhǎng)為10mm的長(zhǎng)纖維的樹脂材料進(jìn)行注射成形時(shí)，從成形品中抽出的玻璃長(zhǎng)纖維的長(zhǎng)度約為0.9mm。如圖22所示，玻璃長(zhǎng)纖維的折損是由于注射成形機(jī)的筒體內(nèi)形成了樹脂固相7和熔融相8，在該固相7和熔融相8的界面的樹脂相間的剪斷是由于玻璃長(zhǎng)纖維被彎曲所致，熔融相8中樹脂的剪斷流動(dòng)時(shí)的壓曲是由于玻璃長(zhǎng)纖維被彎曲所致。
針對(duì)上述問(wèn)題，上述日本專利公開公報(bào)平7-232324號(hào)記載了通過(guò)提高玻璃長(zhǎng)纖維的分散性及粘合性來(lái)實(shí)現(xiàn)沖擊強(qiáng)度加強(qiáng)的目的，但如圖23所示，不能夠達(dá)到擠壓成形品的水平。此外，通過(guò)添加聚丙烯彈性體和聚乙烯彈性體也可提高沖擊強(qiáng)度，但如圖23所示，采用這種手段會(huì)出現(xiàn)彎曲彈性率下降的問(wèn)題。
發(fā)明的揭示本申請(qǐng)是鑒于上述問(wèn)題完成的發(fā)明，其目的是提供成形加工時(shí)能夠防止玻璃長(zhǎng)纖維的折損，且能夠獲得具備較高彎曲彈性率和沖擊強(qiáng)度的成形品的成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料，該樹脂材料的注射成形品及使用了該樹脂材料的成形方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用包含全同立構(gòu)五分率較高的聚丙烯組分的聚合物作為成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料的基體聚合物，并采用具備高結(jié)晶度和低熔融粘度的材料，通過(guò)抑制在成形加工時(shí)的玻璃長(zhǎng)纖維的折損，獲得具備高彎曲彈性率和高沖擊強(qiáng)度的成形品。此外，本發(fā)明通過(guò)混合粘度相對(duì)較低的基體聚合物和玻璃長(zhǎng)纖維的復(fù)合母體混合物與粘度相對(duì)較高的稀釋聚合物，組成成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料，其中的基體聚合物覆蓋保護(hù)了玻璃長(zhǎng)纖維，不僅抑制了玻璃長(zhǎng)纖維的折損還可利用稀釋聚合物提高樹脂部分的強(qiáng)度，這樣就能夠獲得具備高彎曲彈性率和高沖擊強(qiáng)度的成形品。
具體來(lái)講，本發(fā)明的成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料具備包含全同立構(gòu)五分率在95％以上的聚丙烯組分、且熔體流動(dòng)速率(JIS K7210溫度230℃，負(fù)重21.18N)為100～300g/10min的基體聚合物，對(duì)應(yīng)于總質(zhì)量含量為30～50質(zhì)量％的玻璃長(zhǎng)纖維，在上述基體聚合物和上述玻璃長(zhǎng)纖維間賦予親和性的親和性賦予組分。該強(qiáng)化樹脂材料至少由上述基體聚合物和上述玻璃長(zhǎng)纖維的復(fù)合體組成。
由于上述構(gòu)成中的基體聚合物的MFR達(dá)到了較高的水平(分子量較小)，所以在注射成形機(jī)的筒體內(nèi)的樹脂材料的熔融粘度整體較低，基體聚合物的固相和熔融相的粘合差較小，能夠有效抑制因它們的互相作用而導(dǎo)致的玻璃長(zhǎng)纖維的折損，獲得沖擊強(qiáng)度較高的成形品。另外，由于基體聚合物的熔融粘度較低，所以基體聚合物和玻璃長(zhǎng)纖維的潤(rùn)濕性良好。此外，由于基體聚合物中的聚丙烯組分的全同立構(gòu)五分率在95％以上，即，聚丙烯組分中的大部分甲基沿聚合物鏈形成相同的立體構(gòu)型，所以聚丙烯組分間盡量密集配列，以更高的結(jié)晶度狀態(tài)固化，這樣即使采用低分子量的基體聚合物也能夠獲得具備高彎曲彈性率的成形品。
MFR是以聚合物的熔融粘度為指標(biāo)的系數(shù)，是以JIS K7210(ASTM D1238)為基準(zhǔn)的相當(dāng)于10分鐘內(nèi)圓管擠出流的聚合物吐出量的克數(shù)。圓筒擠出的條件則根據(jù)聚合物種類選定試驗(yàn)溫度及試驗(yàn)負(fù)載。本申請(qǐng)中的MFR是在試驗(yàn)溫度為230℃、試驗(yàn)負(fù)載為21.18N的條件下測(cè)得的。此外，聚合物的熔融粘度一般依賴于分子量，MFR為100g/10min的聚丙烯的分子量約為12萬(wàn)5千，MFR為300g/10min的聚丙烯的分子量約為7萬(wàn)。本發(fā)明中的MFR必須達(dá)到100～300g/10min，如果低于100g/10min，則基體聚合物的熔融粘度較高，這樣就不能抑制玻璃長(zhǎng)纖維的折損，也不能夠獲得沖擊強(qiáng)度較高的成形品。如果MFR高于300g/10min，則因空氣的進(jìn)入會(huì)在成形品內(nèi)形成空隙，所以成形品的沖擊強(qiáng)度反而下降。
全同立構(gòu)五分率是聚合物立規(guī)性的指標(biāo)。由于聚丙烯的單體單元中具有1個(gè)甲基，所以具備立體異構(gòu)性。沿聚合物鏈的甲基的立體構(gòu)型如果是無(wú)規(guī)的，則被稱為無(wú)規(guī)立構(gòu)；如果交替地立體構(gòu)型不同，則被稱為間規(guī)立構(gòu)；如果立體構(gòu)型相同，則被稱為全同立構(gòu)。此外，當(dāng)聚丙烯中的連續(xù)2個(gè)單體單元即2連子的甲基的立體構(gòu)型相同，稱為內(nèi)消旋(m)，如果不同被稱為外消旋(r)。全同立構(gòu)五分率是指任意5個(gè)連續(xù)的單體單元，即5連子(pentad)的甲基立體構(gòu)型完全相同(4個(gè)連續(xù)的內(nèi)消旋配列(mmmm)的狀態(tài))的比例，也稱為mmmm分率。因此，全同立構(gòu)五分率較高的聚丙烯在固化時(shí)分子有規(guī)則地配列，結(jié)晶度較高，這樣就能夠提高成形品的彎曲彈性率。5連子(pentad)中的甲基立體構(gòu)型的歸屬在高分辨13C NMR光譜的共振區(qū)域內(nèi)可加以確認(rèn)，可從其強(qiáng)度獲得比例的定量化，全同立構(gòu)五分率由下式算出。
式1 本發(fā)明中的聚丙烯組分的全同立構(gòu)五分率必須在95％以上，如果低于95％，則不能夠獲得彎曲彈性率較高的成形品。
玻璃長(zhǎng)纖維對(duì)應(yīng)于總質(zhì)量的含量必須為30～50質(zhì)量％，如果低于30％，則不能夠獲得彎曲彈性率較高的成形品。如果高于50％，則成形片中的玻璃長(zhǎng)纖維含量較高，雖然能夠獲得具備高彎曲彈性率和高沖擊強(qiáng)度的成形品，但樹脂材料的粘度上升，流動(dòng)性下降，不能夠達(dá)到本發(fā)明的采用低熔融粘度的基體聚合物來(lái)抑制玻璃長(zhǎng)纖維的折損的目的，而且，還可能會(huì)對(duì)成形品的耐久性等性能產(chǎn)生不良影響。特別是在制造大型成形品時(shí)，通過(guò)高壓將樹脂材料壓入成形用模具的情況下，成形機(jī)中及模具內(nèi)玻璃長(zhǎng)纖維折損的機(jī)率更高。本發(fā)明的特征就顯現(xiàn)在使玻璃長(zhǎng)纖維的含量以質(zhì)量百分率計(jì)在30～50％的范圍內(nèi)，獲得具備高彎曲彈性率和高沖擊強(qiáng)度的成形品。
本發(fā)明的成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料中，可以基體聚合物和玻璃長(zhǎng)纖維的復(fù)合體為母體混合物，用均聚丙烯稀釋該母體混合物，構(gòu)成成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料，也可以復(fù)合體本身為成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料。
此外，在基體聚合物和玻璃長(zhǎng)纖維間賦予親和性的親和性賦予組分是具有可與用于玻璃長(zhǎng)纖維表面處理的偶合劑進(jìn)行化學(xué)結(jié)合的官能團(tuán)的酸改性聚丙烯。該構(gòu)成中的酸改性部分與玻璃長(zhǎng)纖維表面的偶合劑化學(xué)結(jié)合，聚丙烯部分?jǐn)U散到作為基體聚合物的聚丙烯組分中，在玻璃長(zhǎng)纖維和基體聚合物間形成牢固的結(jié)合，這樣就賦予基體聚合物和玻璃長(zhǎng)纖維間較高的親和性。和基體聚合物的熔融粘度較低(分子量較小)這點(diǎn)相結(jié)合，基體聚合物充分浸滲入玻璃長(zhǎng)纖維間，使玻璃長(zhǎng)纖維在基體聚合物中的分散變得更好。酸改性聚丙烯可以和基體聚合物熔融而與玻璃長(zhǎng)纖維復(fù)合，也可將基體聚合物和玻璃長(zhǎng)纖維的復(fù)合體投入成形機(jī)中再混入酸改性聚丙烯。酸改性聚丙烯除了馬來(lái)酸酐改性聚丙烯、丙烯酸改性聚丙烯或羧酸改性聚丙烯之外，還包括具有羥基的酸改性的聚丙烯。較好的是構(gòu)成組分為馬來(lái)酸酐改性聚丙烯及丙烯酸改性聚丙烯中的至少1種。
對(duì)基體聚合物和玻璃長(zhǎng)纖維或它們和親和性賦予組分的復(fù)合體的形態(tài)無(wú)特別限定，其構(gòu)成一般最好是長(zhǎng)為10～12mm的棒狀切片，玻璃長(zhǎng)纖維最好沿其長(zhǎng)度方向進(jìn)行定向。該構(gòu)成可使成形品中的玻璃長(zhǎng)纖維含量均勻分布，且能夠確保足夠的沖擊強(qiáng)度。即，切片的長(zhǎng)如果不足10mm，則包含在成形品中的玻璃長(zhǎng)纖維較短，無(wú)法獲得足夠的沖擊強(qiáng)度。切片的長(zhǎng)度如果超過(guò)12mm，則在作為注射成形機(jī)材料投入口的料斗處出現(xiàn)分級(jí)和橋接，使成形品中的玻璃長(zhǎng)纖維含量有波動(dòng)。采用所謂的拉拔法可制得棒狀切片，即，在熔融的基體聚合物等的浴中浸滲入玻璃纖維束，使熔融物浸滲入玻璃纖維間并固化后沿長(zhǎng)度方向切斷，就可獲得上述棒狀切片。
基體聚合物為均聚丙烯時(shí)，其中可混入聚丙烯組分的全同立構(gòu)五分率在95％以上的乙烯·丙烯嵌段共聚物。該構(gòu)成的乙烯·丙烯嵌段共聚物中，聚乙烯組分在聚丙烯組分中形成領(lǐng)地，形成了海-島構(gòu)造，所以受到的沖擊被聚丙烯組分和聚乙烯組分的界面部分將能量吸收，使沖擊強(qiáng)度得到了進(jìn)一步提高。乙烯·丙烯嵌段共聚物可以和基體聚合物熔融和玻璃長(zhǎng)纖維復(fù)合而混合，也可以和基體聚合物和玻璃長(zhǎng)纖維的復(fù)合體的母體混合物一起投入成形機(jī)中而混合。要使乙烯·丙烯嵌段共聚物的聚丙烯組分的全同立構(gòu)五價(jià)物達(dá)到95％以上，與上述同樣，如果低于95％，則不能夠獲得具備較高彎曲彈性率的成形品。
本申請(qǐng)的其他發(fā)明也涉及成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料，該成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料具備母體混合物和包含全同立構(gòu)五分率在95％以上的聚丙烯組分的稀釋聚合物。其中母體混合物包含全同立構(gòu)五分率在95％以上的聚丙烯組分的基體聚合物，對(duì)應(yīng)于總質(zhì)量含量為30～50質(zhì)量％的玻璃長(zhǎng)纖維，在上述基體聚合物和上述玻璃長(zhǎng)纖維間賦予親和性的親和性賦予組分。母體混合物至少由上述基體聚合物和上述玻璃長(zhǎng)纖維的復(fù)合體組成。上述母體混合物中的基體聚合物的熔體流動(dòng)速率是上述稀釋聚合物的2倍。
上述構(gòu)成中，由于母體混合物的基體聚合物的MFR是稀釋聚合物的MFR的2倍，所以兩者的粘度差較大。而且，由于前者的粘度低于后者，所以前者對(duì)玻璃長(zhǎng)纖維的潤(rùn)濕性更高，例如，在注射成形機(jī)內(nèi)加熱及混入樹脂材料時(shí)，玻璃長(zhǎng)纖維維持被基體聚合物覆蓋保護(hù)的狀態(tài)，其折損被有效抑制，能夠獲得具備較高沖擊強(qiáng)度的成形品。此外，基體聚合物和稀釋聚合物中的聚丙烯組分的全同立構(gòu)五分率都在95％以上，即，甲基的大部分沿聚合物鏈形成相同的立體構(gòu)型，聚丙烯分子間盡量密集配列，這樣不僅能夠在更高的結(jié)晶化程度的狀態(tài)下固化，還有利于MFR高于基體聚合物的稀釋聚合物的樹脂組分的高強(qiáng)度化，因此，能夠獲得具有較高彎曲彈性率的成形品。
此外，由于基體聚合物的MFR為稀釋聚合物的MFR的2倍，兩者間的粘合差較大，所以玻璃長(zhǎng)纖維被基體聚合物覆蓋保護(hù)，這樣就可抑制其過(guò)度分散，露出在成形品表面的部分就很少。而且，由于基體聚合物的粘度低于稀釋聚合物，所以流動(dòng)速度快，在流動(dòng)路線內(nèi)壁形成基體聚合物層的情況下進(jìn)行流動(dòng)，因此，樹脂材料在填入模穴中時(shí)，在模穴內(nèi)壁形成基體聚合物層，其結(jié)果是，在成形品中由基體聚合物形成一定厚度的皮層，這樣就能夠獲得外觀極好的成形品。
可采用均聚丙烯和乙烯·丙烯嵌段共聚物作為母體混合物的基體聚合物及稀釋聚合物。
在此種情況下，母體混合物的基體聚合物的MFR較好為100～300g/10min。該構(gòu)成中，由于基體聚合物的MFR達(dá)到較高水平(分子量較低)，例如，注射成形機(jī)的筒體內(nèi)的樹脂材料的熔融粘度整體變得較低，這樣就使基體聚合物的固相和熔融相的粘度差變小，可有效地抑制因它們的相互作用所致的玻璃長(zhǎng)纖維的折損。此外，由于基體聚合物的熔融粘度較低，所以其對(duì)玻璃長(zhǎng)纖維的潤(rùn)濕性更好。
以上成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料適用于單軸擠壓成形、雙軸擠壓成形、注射成形等任何成形方法。但在筒體內(nèi)使樹脂組分加熱熔融，通過(guò)混合用螺桿使熔融物剪切流動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行混合擠壓成形或注射成形的方法能夠賦予樹脂材料以極佳的性能，顯現(xiàn)出特別好的效果及作用。
此外，對(duì)玻璃長(zhǎng)纖維含量在30～50％的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料進(jìn)行注射成形獲得的注射成形品所要求具備的特性包括所含玻璃長(zhǎng)纖維的重均纖維長(zhǎng)在4mm以上、彎曲彈性率在5GPa以上、懸臂梁式?jīng)_擊值在25KJ/m2以上，這些都是以往所達(dá)不到的。獲得上述注射成形品的方法之一是采用本發(fā)明的成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料進(jìn)行注射成形。對(duì)上述注射成形品無(wú)特別限定，包括汽車的護(hù)罩模件、門模件、提升式門模件、汽車保險(xiǎn)杠器模件、軸瓦部件及構(gòu)造儀表盤部件等。
重均纖維長(zhǎng)是指從成形品中抽取規(guī)定根數(shù)(500～1500根)的玻璃長(zhǎng)纖維，測(cè)定各纖維長(zhǎng)，然后根據(jù)下式算出的值。
式2 懸臂梁式?jīng)_擊值是按照以JIS K7110(ASTM D256)為標(biāo)準(zhǔn)的懸臂梁式?jīng)_擊試驗(yàn)方法測(cè)得的要破壞試驗(yàn)片所需的吸收能量除以切陷部分的截面積所得值，它是沖擊強(qiáng)度的指標(biāo)。
采用具備樹脂加熱裝置、混合用螺桿及成形用模具的注射成形機(jī)進(jìn)行注射成形的方法包括將全同立構(gòu)五分率在95％以上、且MFR為100～300g/10min的均聚丙烯和玻璃長(zhǎng)纖維復(fù)合而成的長(zhǎng)度方向定向的長(zhǎng)為10～12mm的棒狀切片的成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料投入注射成形機(jī)中的步驟；通過(guò)樹脂加熱裝置對(duì)投入注射成形機(jī)的樹脂材料進(jìn)行加熱，在該樹脂組分熔融的同時(shí)使混合用螺桿旋轉(zhuǎn)進(jìn)行混合的步驟；通過(guò)成形用模具對(duì)經(jīng)過(guò)加熱及混合的樹脂材料進(jìn)行注射成形，獲得對(duì)應(yīng)于總質(zhì)量玻璃長(zhǎng)纖維的質(zhì)量百分率為30～50％、其重均長(zhǎng)纖維在4mm以上、彎曲彈性率在5GPa以上、懸臂梁式?jīng)_擊值在25KJ/m2以上的注射成形品的步驟。所述樹脂加熱配置一般為配置在樹脂成形機(jī)的筒體的加熱器。
上述方法中，為了防止玻璃長(zhǎng)纖維的折損，混合用螺桿的旋轉(zhuǎn)速度以20～40rpm為宜。此外，樹脂材料在成形用模具中的注射充填時(shí)間以2.5～7.0秒為宜。
利用上述方法制造要求高沖擊強(qiáng)度的車輛護(hù)罩模件的注射成形品時(shí)，最好滿足以上混合用螺桿的旋轉(zhuǎn)速度及樹脂材料在成形用模具中的注射充填時(shí)間的條件。
此外，該方法中的成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料為聚丙烯組分的全同立構(gòu)五分率在95％以上的乙烯·丙烯嵌段共聚物，所以其注射成形品的沖擊強(qiáng)度得到了進(jìn)一步提高。
采用具備含有全同立構(gòu)五分率在95％以上的聚丙烯組分且MFR為100～300g/10min的基體聚合物、對(duì)應(yīng)于總質(zhì)量的含量為30～50質(zhì)量％的玻璃長(zhǎng)纖維及在基體聚合物和玻璃長(zhǎng)纖維間賦予親和性的親和性賦予組分，至少由基體聚合物和玻璃長(zhǎng)纖維的復(fù)合體形成的成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料，以更詳細(xì)的設(shè)定條件進(jìn)行的成形方法包括上述樹脂材料的準(zhǔn)備步驟；將該樹脂材料投入注射成形機(jī)的步驟；通過(guò)樹脂加熱裝置對(duì)投入注射成形機(jī)的樹脂材料進(jìn)行加熱使樹脂組分熔融的同時(shí)，使混合用螺桿以20～60rpm的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)進(jìn)行混合的步驟；在反壓為2.94×105～3.92×105Pa、注射充填時(shí)間為2.0～7.0秒、注射率為70～90％及注射壓為1.86～3.24MPa的條件下在成形用模具中進(jìn)行注射成形的步驟；在注射壓的20～45％的壓力下、對(duì)成形用模具內(nèi)的進(jìn)行了注射成形處理的樹脂材料保壓9～20秒的步驟；打開成形用模具取出注射成形品的步驟。
反壓是指在注射成形機(jī)的筒體前端通過(guò)縮小通道將熔融的樹脂材料向筒體上流反擠壓而起作用的壓力。注射充填時(shí)間是指從熔融的樹脂材料流入成形用模具開始到充填完畢的時(shí)間。注射率是指在注射成形機(jī)的筒體前端積存的熔融樹脂材料中1次注射填入成形用模具的樹脂材料的質(zhì)量百分率。注射壓是指注射成形機(jī)中注射填入成形用模具時(shí)作用于樹脂材料的壓力。保壓是指注射填入成形用模具后保持的規(guī)定壓力。
如果反應(yīng)小于2.94×105Pa，則樹脂材料在成形用模具的澆口處固化，不能夠獲得完全的注射成形品。如果反應(yīng)超過(guò)3.92×105Pa，則在樹脂材料的注射充填過(guò)程中玻璃長(zhǎng)纖維的折損嚴(yán)重。同樣，如果注射率小于70％，則樹脂材料在成形用模具的澆口處固化，不能夠獲得完全的注射成形品。如果注射率超過(guò)90％，則在樹脂材料的注射充填過(guò)程中玻璃長(zhǎng)纖維的折損嚴(yán)重。保壓如果低于注射壓的20％，則注射成形品易產(chǎn)生裂縫，保壓如果超過(guò)注射壓的45％，則容易出現(xiàn)玻璃長(zhǎng)纖維的折損。
對(duì)附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明
圖1表示片狀基體聚合物中的玻璃長(zhǎng)纖維分散狀態(tài)。
圖2表示乙烯·丙烯嵌段共聚物的結(jié)構(gòu)。
圖3為注射成形獲得的護(hù)罩模件的立體圖。
圖4表示實(shí)施方式2的樹脂材料的流動(dòng)狀態(tài)。
圖5表示基體聚合物和稀釋聚合物的MFR之比和注射成形品的沖擊強(qiáng)度及外觀的關(guān)系。
圖6及7是實(shí)施例1使用的試驗(yàn)評(píng)估試樣的構(gòu)成表格。
圖8是實(shí)施例1的試驗(yàn)評(píng)估結(jié)果的表格。
圖9是由實(shí)施例1的試驗(yàn)評(píng)估結(jié)果表示的作為基體聚合物的均聚丙烯的全同立構(gòu)五分率和注射成形品的重均纖維長(zhǎng)、彎曲彈性率及懸臂梁式?jīng)_擊值的關(guān)系。
圖10是由實(shí)施例1的試驗(yàn)評(píng)估結(jié)果表示的基體聚合物的MFR和注射成形品的重均纖維長(zhǎng)、彎曲彈性率及懸臂梁式?jīng)_擊值的關(guān)系。
圖11比較了由實(shí)施例1的試驗(yàn)評(píng)估結(jié)果表示的有無(wú)親和性反應(yīng)組分的情況下注射成形品的重均纖維長(zhǎng)、彎曲彈性率及懸臂梁式?jīng)_擊值等各種特性。
圖12是由實(shí)施例1的試驗(yàn)評(píng)估結(jié)果表示的丙烯酸改性聚丙烯的含量和注射成形品的重均纖維長(zhǎng)、彎曲彈性率及懸臂梁式?jīng)_擊值的關(guān)系。
圖13是由實(shí)施例1的試驗(yàn)評(píng)估結(jié)果表示的馬來(lái)酸酐改性聚丙烯的含量和注射成形品的重均纖維長(zhǎng)、彎曲彈性率及懸臂梁式?jīng)_擊值的關(guān)系。
圖14比較了由實(shí)施例1的試驗(yàn)評(píng)估結(jié)果表示的混入母體混合物的作為稀釋聚合物的均聚丙烯和乙烯·丙烯嵌段共聚物的注射成形品的重均纖維長(zhǎng)、彎曲彈性率及懸臂梁式?jīng)_擊值等各種特性。
圖15是由實(shí)施例1的試驗(yàn)評(píng)估結(jié)果表示的作為稀釋聚合物的乙烯·丙烯共聚物的聚丙烯組分的全同立構(gòu)五分率和注射成形品的重均纖維長(zhǎng)、彎曲彈性率及懸臂梁式?jīng)_擊值的關(guān)系。
圖16是由實(shí)施例2的試驗(yàn)評(píng)估結(jié)果表示的玻璃長(zhǎng)纖維的質(zhì)量百分率和注射成形品的彎曲彈性率及懸臂梁式?jīng)_擊值的關(guān)系。
圖17是實(shí)施例3使用的試驗(yàn)評(píng)估試樣的注射成形條件的表格。
圖18是實(shí)施例3使用的試驗(yàn)評(píng)估試樣成形時(shí)的注射成形機(jī)的溫度設(shè)定表格。
圖19表示實(shí)施例3的100℃時(shí)的彎曲疲勞試驗(yàn)的結(jié)果。
圖20表示實(shí)施例3的120℃時(shí)的彎曲疲勞試驗(yàn)的結(jié)果。
圖21表示以往的注射成形品和擠壓成形品的懸臂梁式?jīng)_擊值和彎曲彈性率的關(guān)系。
圖22是注射成形機(jī)內(nèi)的基體聚合物和玻璃長(zhǎng)纖維的狀態(tài)說(shuō)明圖。
圖23表示通過(guò)玻璃長(zhǎng)纖維的分散性改良和添加彈性體使沖擊強(qiáng)度有所提高的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂的懸臂梁式?jīng)_擊值和彎曲彈性率的關(guān)系。
實(shí)施方式1玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料在作為由基體聚合物、玻璃長(zhǎng)纖維、在基體聚合物和玻璃長(zhǎng)纖維間賦予親和性的親和性賦予組分組成的復(fù)合體的片狀母體混合物中混入作為稀釋聚合物的切片狀乙烯·丙烯共聚物就可獲得實(shí)施方式1的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料。
上述基體聚合物是全同立構(gòu)五分率在95％以上且MFR為100～300g/10min(分子量7萬(wàn)～12萬(wàn)5千)的均聚丙烯。
玻璃長(zhǎng)纖維是E玻璃等無(wú)堿玻璃，其表面經(jīng)過(guò)氨基硅烷等偶合劑的處理。
親和性賦予組分是具有能夠與對(duì)玻璃長(zhǎng)纖維進(jìn)行表面處理的偶合劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的官能團(tuán)、且容易擴(kuò)散入作為基體聚合物的均聚丙烯的馬來(lái)酸酐改性聚丙烯或丙烯酸改性聚丙烯。均聚丙烯和酸改性聚丙烯的混合比例是前者∶后者＝5∶95％～95∶5％。
母體混合物的切片是長(zhǎng)度為10～12mm的棒狀物，玻璃長(zhǎng)纖維沿長(zhǎng)度方向定向配置。采用將玻璃纖維束浸滲入均聚丙烯和酸改性聚丙烯的熔融物中，使該熔融物含浸入玻璃纖維間，固化后沿長(zhǎng)度方向切斷的所謂拉拔法可制得該切片狀母體混合物。
母體混合物中作為稀釋聚合物混入的乙烯·丙烯嵌段共聚物中的聚丙烯組分的全同立構(gòu)五分率在95％以上。在母體混合物中混入作為稀釋聚合物的乙烯·丙烯嵌段共聚物后，使玻璃長(zhǎng)纖維對(duì)應(yīng)于總質(zhì)量的含量達(dá)到30～50質(zhì)量％。
由于上述構(gòu)成的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料的基體聚合物的MFR達(dá)到了較高水平(分子量較小)，所以注射成形機(jī)的筒體內(nèi)的樹脂材料的熔融粘度整體較低，這樣基體聚合物的固相和熔融相的粘度差較小，它們的相互作用能夠有效抑制玻璃長(zhǎng)纖維的折損，獲得沖擊強(qiáng)度較高的成形品。此外，由于基體聚合物的熔融粘度較低，所以基體聚合物和玻璃長(zhǎng)纖維的潤(rùn)濕性良好。由于作為基體聚合物的聚丙烯的全同立構(gòu)五分率在95％以上，即，大部分甲基沿聚合物鏈形成相同的立體構(gòu)型，所以分子間盡量密集配列，以較高的結(jié)晶度固化，即使是低分子量的基體聚合物，也能夠獲得具有高彎曲彈性率的成形品。
由于采用馬來(lái)酸酐改性聚丙烯或丙烯酸改性聚丙烯等酸改性聚丙烯作為親和性賦予組分，所以在酸改性部分和玻璃長(zhǎng)纖維表面的偶合劑進(jìn)行化學(xué)結(jié)合的同時(shí)，聚丙烯部分向作為基體聚合物的均聚丙烯擴(kuò)散，在玻璃長(zhǎng)纖維和基體聚合物間形成牢固的結(jié)合。此外，利用拉拔法制造母體混合物時(shí)，如果基體聚合物對(duì)玻璃長(zhǎng)纖維的含浸不夠充分，則如圖1(a)所示，獲得基體聚合物2a中的玻璃長(zhǎng)纖維3a的分散不充分的切片1a。但實(shí)施方式1中通過(guò)使用上述酸改性聚丙烯，在基體聚合物和玻璃纖維間賦予了較高親和性，這樣不僅基體聚合物的熔融粘度變小(分子量較小)，而且玻璃纖維間含浸了足夠的基體聚合物，如圖1(b)所示，切片1b的基體聚合物2b中的玻璃長(zhǎng)纖維3b的分散性良好。
母體混合物是長(zhǎng)為10～12mm的棒狀切片。由于玻璃長(zhǎng)纖維在其長(zhǎng)度方向定向，所以所得成形品中的玻璃長(zhǎng)纖維含量不會(huì)不均，且能夠確保足夠的沖擊強(qiáng)度。
母體混合物中的聚丙烯組分的全同立構(gòu)五分率在95％以上的乙烯·丙烯嵌段共聚物和稀釋聚合物混合，乙烯·丙烯嵌段共聚物如圖2所示，由于聚丙烯組分4中由聚乙烯組分5的領(lǐng)地形成了海-島結(jié)構(gòu)，所以施加的沖擊在聚丙烯組分4和聚乙烯組分5的界面部分被能量吸收，使獲得的成形品的沖擊強(qiáng)度進(jìn)一步提高。
注射成形機(jī)上述玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂通過(guò)注射成形機(jī)注射成形。
該注射成形機(jī)中，設(shè)置在混合用螺桿的刮板的螺距和刮板溝大于以往，所以刮板部位的玻璃長(zhǎng)纖維的剪切力減弱。此外，防逆流閥中的樹脂材料通道大于以往，由于在擠壓模具中未設(shè)置花鍵，所以注射成形機(jī)端部的玻璃長(zhǎng)纖維的剪切力減弱。因此，注射成形機(jī)的改良可抑制樹脂材料的玻璃長(zhǎng)纖維的折損。
采用上述注射成形機(jī)注射成形時(shí)，按照以下步驟進(jìn)行。
首先，準(zhǔn)備實(shí)施方式1的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料。
然后，將準(zhǔn)備好的樹脂材料從料斗投入注射成形機(jī)中。
然后，在注射成形機(jī)的筒體內(nèi)對(duì)投入其中的樹脂材料進(jìn)行加熱，使樹脂組分熔融的同時(shí)，使混合用螺桿旋轉(zhuǎn)進(jìn)行混合。
然后，將經(jīng)過(guò)加熱和混合的樹脂材料注射入成形用模具內(nèi)的模穴內(nèi)。
然后，對(duì)注射入成形用模具的樹脂材料進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的保壓。
最后，打開成形用模具，取出注射成形品。
此時(shí)的成形條件是，樹脂溫度240～260℃，模具溫度50～80℃，螺桿旋轉(zhuǎn)速度20～60rpm、反壓0～9.80×105Pa(更好為2.94×105～3.92×105Pa)、注射速度(注射充填時(shí)間)2.0～7.0秒、注射率70～90％、注射壓1.86～3.24MPa、保壓時(shí)的壓力為注射壓的20～45％、保壓時(shí)間9～20秒。
注射成形品圖3表示將上述玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料投入上述注射成形機(jī)中，成形的護(hù)罩模件6。該護(hù)罩模件6由護(hù)罩上部、護(hù)罩側(cè)面構(gòu)件、頭燈支撐部分、散熱器及空調(diào)器支撐部分、冷卻風(fēng)扇的馬達(dá)支撐部分、機(jī)罩彈鍵支撐部分等一體化構(gòu)成。
形成該護(hù)罩模件6的樹脂材料的母體混合物的基體聚合物的全同立構(gòu)五分率在95％以上，且其MFR為100～300g/10min。玻璃長(zhǎng)纖維對(duì)應(yīng)于總質(zhì)量的含量以質(zhì)量百分率計(jì)為30～50％。因此，護(hù)罩模件6是有效抑制了玻璃長(zhǎng)纖維的折損、且具備高彎曲彈性率和沖擊強(qiáng)度的注射成形品。具體來(lái)講，其中所含的玻璃長(zhǎng)纖維的重均纖維長(zhǎng)在4mm以上、且彎曲彈性率在5GPa以上、懸臂梁式?jīng)_擊值在25KJ/m2以上。這種由玻璃長(zhǎng)纖維的含量為30～50％的樹脂材料注射成形而得的護(hù)罩模件達(dá)到了以往沒(méi)有的水平。
此外，以往由23個(gè)部件構(gòu)成的護(hù)罩模件通過(guò)注射成形成為一體化產(chǎn)品，所以部件數(shù)量減少，成本也減少了。
實(shí)施方式2玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料在作為由基體聚合物、玻璃長(zhǎng)纖維、在基體聚合物和玻璃長(zhǎng)纖維間賦予親和性的親和性賦予組分組成的復(fù)合體的切片狀母體混合物中混入作為稀釋聚合物的切片狀乙烯·丙烯共聚物就可獲得實(shí)施方式2的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料。
上述基體聚合物是全同立構(gòu)五分率在95％以上且MFR為100～300g/10min(分子量7萬(wàn)～12萬(wàn)5千)的均聚丙烯。
玻璃長(zhǎng)纖維是E玻璃等無(wú)堿玻璃，其表面經(jīng)過(guò)氨基硅烷等偶合劑的處理。
親和性賦予組分是具有能夠與對(duì)玻璃長(zhǎng)纖維進(jìn)行表面處理的偶合劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的官能團(tuán)、且容易擴(kuò)散入作為基體聚合物的均聚丙烯的馬來(lái)酸酐改性聚丙烯或丙烯酸改性聚丙烯。均聚丙烯和酸改性聚丙烯的混合比例是前者∶后者＝5∶95％～95∶5％。
母體混合物的切片是長(zhǎng)度為10～12mm的棒狀物，玻璃長(zhǎng)纖維沿長(zhǎng)度方向定向配置。采用將玻璃纖維束浸入均聚丙烯和酸改性聚丙烯的熔融物中，使該熔融物含浸入玻璃纖維間，固化后沿長(zhǎng)度方向切斷的所謂拉拔法可制得該切片狀母體混合物。
母體混合物中作為稀釋聚合物混入的乙烯·丙烯嵌段共聚物中的聚丙烯組分的全同立構(gòu)五分率在95％以上。在母體混合物中混入作為稀釋聚合物的乙烯·丙烯嵌段共聚物后，使玻璃長(zhǎng)纖維對(duì)應(yīng)于總質(zhì)量的含量達(dá)到30～50質(zhì)量％。
如上所述，母體混合物的基體聚合物均聚丙烯的MFR為100～300g/10min，它的MFR值是作為稀釋聚合物的乙烯·丙烯嵌段共聚物的MFR的2倍。即，作為基體聚合物的均聚丙烯和作為稀釋聚合物的乙烯·丙烯嵌段共聚物之間具有粘合差，前者的粘度低于后者。
利用與實(shí)施方式1同樣的注射成形機(jī)，用實(shí)施方式2的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料可制得護(hù)罩模件等注射成形品。
由于上述構(gòu)成的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料中作為基體聚合物的均聚丙烯的MFR是作為稀釋聚合物的乙烯·丙烯嵌段共聚物的2倍，所以兩者具有較大的粘度差。而且，由于前者的粘度低于后者，所以前者對(duì)玻璃長(zhǎng)纖維的潤(rùn)濕性更高。例如，在注射成形機(jī)內(nèi)進(jìn)行樹脂材料的加熱及混合時(shí)，如圖4所示，玻璃長(zhǎng)纖維9維持被均聚丙烯10覆蓋保護(hù)的狀態(tài)，其折損被有效抑制，能夠獲得圖5所示的沖擊強(qiáng)度較高的成形品。而且，由于均聚丙烯的MFR為100～300g/10min，所以，注射成形機(jī)的筒體內(nèi)的樹脂材料的熔融粘度整體較低，這樣均聚丙烯的固相和熔融相的粘度差變小，它們的相互作用能夠有效抑制玻璃長(zhǎng)纖維的折損，該作用有利于獲得沖擊強(qiáng)度更高的成形品。此外，由于均聚丙烯及乙烯·丙烯嵌段共聚物的聚丙烯組分的全同立構(gòu)五分率在95％以上，即，大部分甲基沿聚合物鏈形成相同的立體構(gòu)型，聚丙烯分子間盡量密集配列，以較高的結(jié)晶度固化，且有利于MFR高于均聚丙烯的乙烯·丙烯嵌段共聚物的樹脂組分的高強(qiáng)度化，所以，能夠獲得具有高彎曲彈性率的成形品。
此外，由于均聚丙烯的MFR為乙烯·丙烯嵌段共聚物的MFR的2倍，兩者間的粘度差較大，所以玻璃長(zhǎng)纖維被均聚丙烯覆蓋保護(hù)，這樣就可抑制其過(guò)度分散，露出在成形品表面的部分就很少。而且，如圖4所示，由于均聚丙烯10的粘度低于乙烯·丙烯嵌段共聚物，所以流動(dòng)速度快，在流動(dòng)路線內(nèi)壁12一面形成均聚丙烯層10a一面進(jìn)行流動(dòng)，因此，樹脂材料在填入模穴中時(shí)，在模穴內(nèi)壁形成均聚丙烯層，其結(jié)果是，在成形品中由均聚丙烯形成一定厚度的皮層，這樣就能夠獲得如圖5所示的外觀極好的成形品。
其他實(shí)施方式上述實(shí)施方式1中，在母體混合物中混入乙烯·丙烯嵌段共聚物，構(gòu)成玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂，將玻璃長(zhǎng)纖維的質(zhì)量百分率為30～50％的母體混合物作為樹脂材料使用。
上述實(shí)施方式1及2中，母體混合物中混入作為稀釋聚合物的乙烯·丙烯嵌段共聚物，構(gòu)成玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂，但對(duì)其無(wú)特別限定，也可混入全同立構(gòu)五分率在95％以上的均聚丙烯作為稀釋聚合物。
上述實(shí)施方式1中，通過(guò)注射成形獲得了護(hù)罩模件6，但對(duì)其并無(wú)特別限定，也可成形為作為門內(nèi)側(cè)板的玻璃升降部件支撐部分和車內(nèi)裝飾支撐部分等為一體的門模件，作為提升式門內(nèi)側(cè)板的后刮水器驅(qū)動(dòng)部件支撐部分、車內(nèi)裝飾支撐部分等為一體的提升式門模件，補(bǔ)強(qiáng)物、沖擊吸收部件等一體成形的汽車保險(xiǎn)杠模件，設(shè)置于車輛的側(cè)門下方或提升式門下方的升降用軸瓦部件，儀表盤橫板、轉(zhuǎn)向軸承架、導(dǎo)氣管和中心控制板等一體成形的儀表盤部件等強(qiáng)度合適的成形品。
實(shí)施例1(試驗(yàn)評(píng)估試樣)將以下各例的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為試驗(yàn)評(píng)估試樣。各例的構(gòu)成如圖6和7所示。
例1將玻璃纖維束浸入全同立構(gòu)五分率為98％、MFR為120g/10min(重均分子量Mw＝101200)的均聚丙烯和丙烯酸改性聚丙烯的熔融物中后使其固化，將其切成長(zhǎng)度方向平均長(zhǎng)度為10mm的切片，制得母體混合物。該母體混合物中以質(zhì)量百分率計(jì)包含47％均聚丙烯、5％丙烯酸改性聚丙烯及48％玻璃長(zhǎng)纖維。
在100質(zhì)量份母體混合物中混入20質(zhì)量份作為稀釋聚合物的聚丙烯組分的全同立構(gòu)五分率為95％、MFR為30g/10min的切片狀乙烯·丙烯嵌段共聚物，將具備該結(jié)構(gòu)的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例1。通過(guò)稀釋使玻璃長(zhǎng)纖維占總質(zhì)量的40質(zhì)量％。
例2將除了采用全同立構(gòu)五分率為95％、MFR為120g/10min(Mw＝106500)的均聚丙烯之外其他結(jié)構(gòu)都和例1相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例2。
例3將除了采用全同立構(gòu)五分率為94.5％、MFR為120g/10min(Mw＝112000)的均聚丙烯之外其他結(jié)構(gòu)都和例1相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例3。
例4將除了采用全同立構(gòu)五分率為92％、MFR為120g/10min(Mw＝119000)的均聚丙烯之外其他結(jié)構(gòu)都和例1相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例4。
例5將玻璃纖維束浸入全同立構(gòu)五分率為98％、MFR為60g/10min(重均分子量Mw＝171000)的均聚丙烯和丙烯酸改性聚丙烯聚合物的熔融物中后使其固化，然后將其切成長(zhǎng)度方向平均長(zhǎng)度為10mm的切片，制得切片狀玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料，將此作為例5。該樹脂材料以質(zhì)量百分率計(jì)包含50％均聚丙烯、10％丙烯酸改性聚丙烯聚合物及40％玻璃長(zhǎng)纖維。
例6將除了采用MFR為80g/10min(Mw＝150100)的均聚丙烯之外其他結(jié)構(gòu)都和例5相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例6。
例7將除了采用MFR為100g/10min(Mw＝120000)的均聚丙烯之外其他結(jié)構(gòu)都和例5相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例7。
例8將除了采用MFR為120g/10min(Mw＝101200)的均聚丙烯之外其他結(jié)構(gòu)都和例5相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例8。
例9將除了采用MFR為150g/10min(Mw＝93400)的均聚丙烯之外其他結(jié)構(gòu)都和例5相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例9。
例10將除了采用MFR為300g/10min(Mw＝70100)的均聚丙烯之外其他結(jié)構(gòu)都和例5相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例10。
例11將除了采用MFR為400g/10min(Mw＝65100)的均聚丙烯之外其他結(jié)構(gòu)都和例5相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例11。
例12將除了采用全同立構(gòu)五分率為94.5％、MFR為60g/10min(Mw＝184000)的均聚丙烯之外其他結(jié)構(gòu)都和例5相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例12。
例13將除了采用MFR為80g/10min(Mw＝159000)的均聚丙烯之外其他結(jié)構(gòu)都和例12相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例13。
例14將除了采用MFR為100g/10min(Mw＝136000)的均聚丙烯之外其他結(jié)構(gòu)都和例12相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例14。
例15將除了采用MFR為120g/10min(Mw＝126200)的均聚丙烯之外其他結(jié)構(gòu)都和例12相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例15。
例16將除了采用MFR為150g/10min(Mw＝110400)的均聚丙烯之外其他結(jié)構(gòu)都和例12相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例16。
例17將除了采用MFR為300g/10min(Mw＝70100)的均聚丙烯之外其他結(jié)構(gòu)都和例12相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例17。
例18將除了采用MFR為400g/10min(Mw＝65100)的均聚丙烯之外其他結(jié)構(gòu)都和例12相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例18。
例19將除了采用以質(zhì)量百分率計(jì)包含52％均聚丙烯和48％玻璃長(zhǎng)纖維的母體混合物之外其他結(jié)構(gòu)都和例1相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例19。即，例19的母體混合物中不包含酸改性聚丙烯聚合物。
例20將玻璃纖維束浸入全同立構(gòu)五分率為98％、MFR為120g/10min(重均分子量Mw＝101200)的均聚丙烯和馬來(lái)酸酐改性聚丙烯聚合物的熔融物中后使其固化，將其切成長(zhǎng)度方向平均長(zhǎng)度為10mm的切片，制得母體混合物。該母體混合物中以質(zhì)量百分率計(jì)包含45％均聚丙烯、7％馬來(lái)酸酐改性聚丙烯聚合物及48％玻璃長(zhǎng)纖維。
在100質(zhì)量份母體混合物中混入20質(zhì)量份作為稀釋聚合物的聚丙烯組分的全同立構(gòu)五分率為95％、MFR為30g/10min的切片狀乙烯·丙烯嵌段共聚物，將具備該結(jié)構(gòu)的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例20。通過(guò)稀釋使玻璃長(zhǎng)纖維占總質(zhì)量的40質(zhì)量％。
例21將除了采用以質(zhì)量百分率計(jì)包含42％均聚丙烯、10％丙烯酸改性聚丙烯聚合物及48％玻璃長(zhǎng)纖維的母體混合物之外其他結(jié)構(gòu)都和例1相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例21。
例22將除了采用以質(zhì)量百分率計(jì)包含32％均聚丙烯、20％丙烯酸改性聚丙烯聚合物及48％玻璃長(zhǎng)纖維的母體混合物之外其他結(jié)構(gòu)都和例1相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例22。
例23將除了采用以質(zhì)量百分率計(jì)包含47％均聚丙烯、5％馬來(lái)酸酐改性聚丙烯聚合物及48％玻璃長(zhǎng)纖維的母體混合物之外其他結(jié)構(gòu)都和例20相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例23。
例24將除了采用以質(zhì)量百分率計(jì)包含42％均聚丙烯、10％馬來(lái)酸酐改性聚丙烯聚合物及48％玻璃長(zhǎng)纖維的母體混合物之外其他結(jié)構(gòu)都和例20相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例24。
例25將除了采用以質(zhì)量百分率計(jì)包含32％均聚丙烯、20％馬來(lái)酸酐改性聚丙烯聚合物及48％玻璃長(zhǎng)纖維的母體混合物之外其他結(jié)構(gòu)都和例20相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例25。
例26將除了采用作為稀釋聚合物的聚丙烯組分的全同立構(gòu)五分率為96％的切片狀乙烯·丙烯嵌段共聚物之外其他結(jié)構(gòu)都和例1相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例26。
例27將除了采用作為稀釋聚合物的聚丙烯組分的全同立構(gòu)五分率為92％的切片狀乙烯·丙烯嵌段共聚物之外其他結(jié)構(gòu)都和例1相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例27。
例28將玻璃纖維束浸入全同立構(gòu)五分率為95％、MFR為120g/10min(重均分子量Mw＝106500)的均聚丙烯和馬來(lái)酸酐改性聚丙烯聚合物的熔融物中后使其固化，然后將其切成長(zhǎng)度方向平均長(zhǎng)度為10mm的切片，制得切片狀玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料，將此作為例28。該樹脂材料以質(zhì)量百分率計(jì)包含45％均聚丙烯、7％丙烯酸改性聚丙烯聚合物及48％玻璃長(zhǎng)纖維。
例29將除了采用以質(zhì)量百分率計(jì)包含42％均聚丙烯、10％馬來(lái)酸酐改性聚丙烯聚合物及48％玻璃長(zhǎng)纖維的母體混合物之外其他結(jié)構(gòu)都和例28相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例29。
例30將除了采用MFR為100g/10min(Mw＝123000)的均聚丙烯之外其他結(jié)構(gòu)都和例28相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例30。
例31將玻璃纖維束浸入全同立構(gòu)五分率為95％、MFR為60g/10min(重均分子量Mw＝182000)的均聚丙烯和馬來(lái)酸酐改性聚丙烯聚合物的熔融物中后使其固化，然后將其切成長(zhǎng)度方向平均長(zhǎng)度為10mm的切片，制得切片狀玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料，將此作為例31。該樹脂材料以質(zhì)量百分率計(jì)包含32％均聚丙烯、20％馬來(lái)酸酐改性聚丙烯聚合物及48％玻璃長(zhǎng)纖維。
例32將除了采用MFR為150g/10min(Mw＝95000)的均聚丙烯之外其他結(jié)構(gòu)都和例31相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例32。
例33將除了采用作為稀釋聚合物的全同立構(gòu)五分率為96％的切片狀均聚丙烯之外其他結(jié)構(gòu)都和例1相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例33。
例34將除了采用作為稀釋聚合物的全同立構(gòu)五分率為96％的切片狀均聚丙烯之外其他結(jié)構(gòu)都和例20相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例34。
例35將玻璃纖維束浸入聚丙烯組分的全同立構(gòu)五分率為94.5％、MFR為60g/10min(重均分子量Mw＝178000)的乙烯·丙烯嵌段共聚物和丙烯酸改性聚丙烯聚合物的熔融物中后使其固化，然后將其切成長(zhǎng)度方向平均長(zhǎng)度為10mm的切片，制得切片狀玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料，將此作為例35。該樹脂材料以質(zhì)量百分率計(jì)包含50％乙烯·丙烯嵌段共聚物、10％丙烯酸改性聚丙烯聚合物及40％玻璃長(zhǎng)纖維。
例36將除了采用MFR為80g/10min(Mw＝153000)的乙烯·丙烯嵌段共聚物之外其他結(jié)構(gòu)都和例35相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例36。
例37將除了采用MFR為100g/10min(Mw＝120100)的乙烯·丙烯嵌段共聚物之外其他結(jié)構(gòu)都和例35相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例37。
例38將除了采用MFR為120g/10min(Mw＝111800)的乙烯·丙烯嵌段共聚物之外其他結(jié)構(gòu)都和例35相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例38。
例39將除了采用MFR為150g/10min(Mw＝103200)的乙烯·丙烯嵌段共聚物之外其他結(jié)構(gòu)都和例35相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例39。
例40將除了采用MFR為300g/10min(Mw＝70000)的乙烯·丙烯嵌段共聚物之外其他結(jié)構(gòu)都和例35相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例40。
例41將除了采用MFR為400g/10min(Mw＝65100)的乙烯·丙烯嵌段共聚物之外其他結(jié)構(gòu)都和例35相同的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例41。
例42將玻璃纖維束浸入全同立構(gòu)五分率為98％、MFR為120g/10min(重均分子量Mw＝107000)的均聚丙烯和丙烯酸改性聚丙烯的熔融物中后使其固化，將其切成長(zhǎng)度方向平均長(zhǎng)度為10mm的切片，制得母體混合物。該母體混合物中以質(zhì)量百分率計(jì)包含50.1％均聚丙烯、1.9％馬來(lái)酸酐改性聚丙烯及48％玻璃長(zhǎng)纖維。
在100質(zhì)量份母體混合物中混入20質(zhì)量份作為稀釋聚合物的聚丙烯組分的全同立構(gòu)五分率為96％、MFR為30g/10min的切片狀乙烯·丙烯嵌段共聚物，將具備該結(jié)構(gòu)的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料作為例42。通過(guò)稀釋使玻璃長(zhǎng)纖維占總質(zhì)量的48質(zhì)量％。
(試驗(yàn)評(píng)估方法)重均纖維長(zhǎng)通過(guò)注射成形將以上制得的各例玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料制成板狀試驗(yàn)片。然后，從成形的試驗(yàn)片中抽取約1000根玻璃長(zhǎng)纖維，分別測(cè)量它們的長(zhǎng)度。按照下式算出各試樣的重均纖維長(zhǎng)。
式3 彎曲彈性率通過(guò)注射成形將以上制得的各例玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料制成板狀試驗(yàn)片。然后，按照J(rèn)IS K7171(ASTM D790)對(duì)這些試驗(yàn)片進(jìn)行彎曲試驗(yàn)。
由獲得的試驗(yàn)圖求得彎曲彈性率。
懸臂梁式?jīng)_擊值通過(guò)注射成形將以上制得的各例玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料制成具有邊長(zhǎng)為12.7mm的正方形截面的長(zhǎng)為64.0mm的棒狀體。然后，按照J(rèn)ISK7110(ASTM D256)的懸臂梁式?jīng)_擊試驗(yàn)方法，在各試驗(yàn)片上造成切陷部位，制得2號(hào)A試驗(yàn)片，測(cè)量各試驗(yàn)片的切陷部位的寬度等。接著，以同樣標(biāo)準(zhǔn)用上述試驗(yàn)片進(jìn)行懸臂梁式?jīng)_擊試驗(yàn)。
用下式由錘旋轉(zhuǎn)軸的力矩(WR)、錘上舉的角度(α)、試驗(yàn)片被破壞后錘上舉的角度(β)及沖擊試驗(yàn)時(shí)的能量損失(L)算出要破壞試驗(yàn)片所需吸收的能量(E)。
式4E＝WR(cosα-cosβ)-L然后，用下式由該吸收能量(E)、試驗(yàn)片切陷部位的寬度(b)、試驗(yàn)片切陷部位附近的厚度(t)及試驗(yàn)片切陷深度(d)算出懸臂梁式?jīng)_擊值(aKI)。
式5akI=Eb(t-d)×1000]]>(試驗(yàn)評(píng)估結(jié)構(gòu))試驗(yàn)結(jié)果如圖8所示。
作為基體聚合物的聚丙烯的全同立構(gòu)五分率的影響圖9是由例1～4的試驗(yàn)結(jié)果表示的均聚丙烯的全同立構(gòu)五分率和重均纖維長(zhǎng)、彎曲彈性率及懸臂梁式?jīng)_擊值的關(guān)系。
從圖中可看出，隨著均聚丙烯的全同立構(gòu)五分率的提高，重均纖維長(zhǎng)、彎曲彈性率及懸臂梁式?jīng)_擊值都有所提高。
雖然對(duì)重均纖維長(zhǎng)的變長(zhǎng)原因不太清楚，但例1～4中，具有MFR為120g/10min的均聚丙烯的母體混合物中混入了作為稀釋聚合物的MFR為30g/10min的乙烯·丙烯嵌段共聚物，由于前者的MFR是后者的4倍，兩者具有較大的粘度差。而且，前者的粘度低于后者，所以前者對(duì)玻璃長(zhǎng)纖維的潤(rùn)濕性更高，在注射成形機(jī)內(nèi)加熱混合樹脂材料時(shí)，玻璃長(zhǎng)纖維維持被低粘度的均聚丙烯覆蓋保護(hù)的狀態(tài)，這樣就顯現(xiàn)出纖維折損被有效抑制的效果。
彎曲彈性率有所提高是因?yàn)殡S著全同立構(gòu)五分率的提高，聚丙烯中的甲基沿聚合物鏈形成相同立體構(gòu)型的比例提高，所以聚丙烯分子間盡量密集配列，以結(jié)晶度更高的狀態(tài)固化。
懸臂梁式?jīng)_擊值有所提高是因?yàn)橹鼐w維長(zhǎng)度變長(zhǎng)和聚丙烯組分的結(jié)晶度增高的共同結(jié)果。
對(duì)以上例子進(jìn)行比較會(huì)發(fā)現(xiàn)，全同立構(gòu)五分率分別為95％和98％的例3及例1能夠獲得重均纖維長(zhǎng)在4mm以上、彎曲彈性率在5GPa以上、懸臂梁式?jīng)_擊值在30KJ/m2以上的注射成形品。
基體聚合物的MFR的影響圖10是由例5～18及例35～41的試驗(yàn)結(jié)果表示的基體聚合物的MFR和重均纖維長(zhǎng)、彎曲彈性率及懸臂梁式?jīng)_擊值的關(guān)系。此外，例28和例30、例31和例32的試驗(yàn)結(jié)果也示于圖10。
從圖中可看出，基體聚合物是全同立構(gòu)五分率為98％的均聚丙烯的例5～11、基體聚合物是全同立構(gòu)五分率為94.5％的均聚丙烯的例12～18、基體聚合物是全同立構(gòu)五分率為94.5％的乙烯·丙烯嵌段共聚物的例35～41的重均分子量、彎曲彈性率及懸臂梁式?jīng)_擊值隨著MFR的增大而發(fā)生的變化(隨著分子量變小的變化)都是相同的。
即，隨著MFR增大到150g/10min重均纖維長(zhǎng)變長(zhǎng)。這是因?yàn)殡S著基體聚合物的分子量變小，其熔融粘度下降，這樣就可有效抑制注射成形時(shí)玻璃長(zhǎng)纖維的折損。此外，在MFR超過(guò)150g/10min后，雖然重均纖維長(zhǎng)略有增加，但增加幅度非常小。
隨著MFR增大到150g/10min彎曲彈性率下降。這是由于基體聚合物的分子量變小引起的。此外，在MFR超過(guò)150g/10min后，彎曲彈性率幾乎保持不變。
隨著MFR增大到300g/10min懸臂梁式?jīng)_擊值有所提高。其原因與上述同樣，因?yàn)橛行У匾种屏瞬ＡчL(zhǎng)纖維的折損。此外，在MFR超過(guò)300g/10min后，懸臂梁式?jīng)_擊值下降。這是因?yàn)榛w聚合物的熔融粘度過(guò)低，由于空氣的進(jìn)入成形品中出現(xiàn)空隙。
比較上述例子會(huì)發(fā)現(xiàn)，基體聚合物是全同立構(gòu)五分率為98％、MFR為100～300g/10min的均聚丙烯的例7～10能夠獲得重均纖維長(zhǎng)在4mm以上、彎曲彈性率在5GPa以上、懸臂梁式?jīng)_擊值在25KJ/m2以上的注射成形品。
例28和例30的差別僅在于作為基體聚合物的聚丙烯的MFR不同。如圖10所示，各種特性都和上述同樣變化。它們的特征是彎曲彈性率高于其他例子。
例31和例32的差別也僅在于作為基體聚合物的聚丙烯的MFR不同。如圖10(b)所示，MFR為150g/10min的例32的彎曲彈性率高于MFR為60g/10min的例31，與上述變化相反。但是，如圖10(a)及(c)所示，僅從重均纖維長(zhǎng)及懸臂梁式?jīng)_擊值的結(jié)果看，例31及例32無(wú)任何特異變化。
全同立構(gòu)五分率為98％的均聚丙烯為基體聚合物的例5～11和全同立構(gòu)五分率為94.5％的均聚丙烯為基體聚合物的例12～18相比，前者的重均纖維長(zhǎng)、彎曲彈性率及懸臂梁式?jīng)_擊值都高于后者。其理由和作為基體聚合物的均聚丙烯的全同立構(gòu)五分率的變化情況相同。
此外，以均聚丙烯為基體聚合物的例11～18和以乙烯·丙烯共聚物為基體聚合物的例35～41的比較如后所述。
作為親和性賦予組分的酸改性聚丙烯的影響圖11是由例19、例1和例20的試驗(yàn)結(jié)果比較的重均纖維長(zhǎng)、彎曲彈性率及懸臂梁式?jīng)_擊值的變化。例19中不包含賦予作為基體聚合物的均聚丙烯和玻璃長(zhǎng)纖維以親和性的組分，例1和例20中分別包含作為親和性賦予組分的丙烯酸改性聚丙烯和馬來(lái)酸酐改性聚丙烯。
從圖中可看出，不包含親和性賦予組分的例19的重均纖維長(zhǎng)和包含親和性賦予組分的例1及例20相同，但彎曲彈性率及懸臂梁式?jīng)_擊值極低。這是因?yàn)槔?及例20中的親和性賦予組分的酸改性部分和玻璃長(zhǎng)纖維表面的偶合劑化學(xué)結(jié)合，聚丙烯部分向作為基體聚合物的均聚丙烯擴(kuò)散，在玻璃長(zhǎng)纖維和基體聚合物間形成牢固的結(jié)合。例19未形成這種結(jié)合，在彎曲變形和受到?jīng)_擊時(shí)基體聚合物和玻璃長(zhǎng)纖維表面在界面剝離。
比較這些例子會(huì)發(fā)現(xiàn)，包含親和性賦予組分的例1及例20能夠獲得重均纖維長(zhǎng)在4mm以上、彎曲彈性率在5GPa以上、懸臂梁式?jīng)_擊值在25KJ/m2以上的注射成形品。
作為親和性賦予組分的酸改性聚丙烯的含量的影響圖12是由例1、例19、例21及例22的試驗(yàn)結(jié)果表示的丙烯酸改性聚丙烯中母體混合物含量和重均纖維長(zhǎng)、彎曲彈性率及懸臂梁式?jīng)_擊值的關(guān)系。圖13是由例19、例20及例23～25的試驗(yàn)結(jié)果表示的馬來(lái)酸酐改性聚丙烯中的母體混合物含量和重均纖維長(zhǎng)、彎曲彈性率及懸臂梁式?jīng)_擊值的關(guān)系。此外，例28及例29的試驗(yàn)結(jié)果也如圖13所示。
從圖12(a)及圖13(a)可看出，重均纖維長(zhǎng)和酸改性聚丙烯的混合量無(wú)關(guān)，基本在略長(zhǎng)于4mm的范圍內(nèi)變化。
從圖12(b)及(c)可看出，隨著丙烯酸改性聚丙烯的含量增加到5％，彎曲彈性率及懸臂梁式?jīng)_擊值有所提高，但其含量增加到5％以上，卻未見彎曲彈性率及懸臂梁式?jīng)_擊值再有提高。與此相同，從圖13(b)及(c)可看出，用馬來(lái)酸酐改性聚丙烯的情況下，即使其含量增加到10％以上，彎曲彈性率及懸臂梁式?jīng)_擊值也未見提高。
例28和例29中的基體聚合物都是全同立構(gòu)五分率為95％的均聚丙烯，它們的差別僅在于作為親和性賦予組分的馬來(lái)酸酐改性聚丙烯含量的不同，如圖13所示，其變化情況如上所述。即，具有相同馬來(lái)酸酐改性聚丙烯含量的例20及例24的重均纖維長(zhǎng)及懸臂梁式?jīng)_擊值大致相同，例20及例24的彎曲彈性率也都較高，但其值與馬來(lái)酸酐改性聚丙烯的含量多少無(wú)關(guān)，幾乎相同。
以乙烯·丙烯嵌段共聚物為基體聚合物或以乙烯·丙烯嵌段共聚物為稀釋聚合物的影響圖10中，基體聚合物是全同立構(gòu)五分率為94.5％的均聚丙烯的例12～18，和具有全同立構(gòu)五分率為94.5％的聚丙烯組分的乙烯·丙烯嵌段共聚物的例35～41相比，與各MFR對(duì)應(yīng)的重均纖維長(zhǎng)及彎曲彈性率都較接近，但后者的懸臂梁式?jīng)_擊值高3～9KJ/m2，其值與基體聚合物是全同立構(gòu)五分率為98％的均聚丙烯的例5～11相同或更高。這是因?yàn)樽鳛楹笳叩幕w聚合物為乙烯·丙烯嵌段共聚物的聚丙烯組分中由聚乙烯組分的領(lǐng)地，形成了海-島構(gòu)造，所以受到的沖擊被聚丙烯組分和聚乙烯組分的界面部分能量吸收。
以下，對(duì)以均聚丙烯為母體混合物的基體聚合物、以乙烯·丙烯共聚物為稀釋聚合物的情況進(jìn)行研究。
圖14是由例1、例33、例20及例34的試驗(yàn)結(jié)果比較重均纖維長(zhǎng)、彎曲彈性率及懸臂梁式?jīng)_擊值的變化。例1和例33的母體混合物中混入的稀釋聚合物的種類不同。例1使用的是乙烯·丙烯共聚物，例33使用的是均聚丙烯。例20及例34的構(gòu)成差別也是如此。
從圖14可看出，以乙烯·丙烯共聚物為稀釋聚合物的例1的重均纖維長(zhǎng)和彎曲彈性率高于以均聚丙烯為稀釋聚合物的例33。這點(diǎn)例20和例34也是如此。例1的懸臂梁式?jīng)_擊值也略高于例33，但例20比例34低。從圖10不能確認(rèn)乙烯·丙烯共聚物的耐沖擊性提高效果?？梢酝茰y(cè)這不是稀釋聚合物中的聚丙烯組分的全同立構(gòu)五分率的不同的原因。
作為稀釋聚合物的乙烯·丙烯共聚物中的聚丙烯組分的全同立構(gòu)五分率的影響圖15是由例1、例26及例27的試驗(yàn)結(jié)果表示的作為稀釋聚合物的乙烯·丙烯共聚物的聚丙烯組分的全同立構(gòu)五分率和重均纖維長(zhǎng)、彎曲彈性率及懸臂梁式?jīng)_擊值的關(guān)系。
從圖中可看出，隨著作為稀釋聚合物的乙烯·丙烯共聚物的聚丙烯組分的全同立構(gòu)五分率的提高，重均纖維長(zhǎng)、彎曲彈性率及懸臂梁式?jīng)_擊值都有所提高。即，可以確認(rèn)在用含有聚丙烯組分的稀釋聚合物稀釋母體混合物的情況下，其全同立構(gòu)五分率會(huì)對(duì)成形品特性產(chǎn)生較大影響。
各種特性隨著全同立構(gòu)五分率的增加而提高的理由和以均聚丙烯為基體聚合物的全同立構(gòu)五分率的變化情況相同。
比較這些例子會(huì)發(fā)現(xiàn)，全同立構(gòu)五分率分別為95％和96％的例1及例26能夠制得重均纖維長(zhǎng)在4mm以上、彎曲彈性率在5GPa以上、懸臂梁式?jīng)_擊值在30KJ/m2以上的注射成形品。
對(duì)例42的研究例42和除了例19的其他例子相比，其中作為親和性賦予組分的酸改性聚丙烯含量較少，在2.0質(zhì)量％以下。但是，例42的重均纖維長(zhǎng)為4.56mm、彎曲彈性率為5.6GPa、懸臂梁式?jīng)_擊值為38KJ/m2，都達(dá)到了較高水平。這是因?yàn)槔?2中作為親和性賦予組分的馬來(lái)酸酐改性聚丙烯含量較少，基體聚合物及稀釋聚合物所占比例較多，所以樹脂本身的強(qiáng)度有所提高。
此外，從圖9及圖10可看出，雖然酸改性聚丙烯含量增加到一定量時(shí)彎曲彈性率和懸臂梁式?jīng)_擊值會(huì)隨之提高，但其含量達(dá)到該量以上后，都未見上述兩值再有提高。從例42的試驗(yàn)結(jié)果可看出，例42的構(gòu)成中的酸改性聚丙烯含量對(duì)應(yīng)于總質(zhì)量一般在2.0％左右，含有這種程度的酸改性聚丙烯后，可充分確保賦予玻璃長(zhǎng)纖維和基體聚合物以親和性。
實(shí)施例2對(duì)玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料中包含的玻璃長(zhǎng)纖維的質(zhì)量百分率和其注射成形品的彎曲特性及懸臂梁式?jīng)_擊值的關(guān)系進(jìn)行研究。
(試驗(yàn)評(píng)估試樣)將玻璃纖維束浸入全同立構(gòu)五分率為98％、MFR為120g/10min(重均分子量Mw＝101200)的均聚丙烯和丙烯酸改性聚丙烯的熔融物中后使其固化，將其切成長(zhǎng)度方向平均長(zhǎng)度為10mm的切片，制得母體混合物。該母體混合物中以質(zhì)量百分率計(jì)包含25％均聚丙烯、5％丙烯酸改性聚丙烯及70％玻璃長(zhǎng)纖維。
然后，用聚丙烯組分的全同立構(gòu)五分率為96％的切片均聚丙烯適當(dāng)稀釋該母體混合物，制得玻璃長(zhǎng)纖維對(duì)應(yīng)于總質(zhì)量分別為10、20、30、40及50質(zhì)量％的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料。此外，作為比較材料，準(zhǔn)備僅由構(gòu)成母體混合物的均聚丙烯形成的切片。
(試驗(yàn)評(píng)估方法)通過(guò)注射成形將以上制得的各樹脂材料和比較材料分別制成板狀試驗(yàn)片。然后，按照J(rèn)IS K7171(ASTM D790)對(duì)這些試驗(yàn)片進(jìn)行彎曲試驗(yàn)。由獲得的試驗(yàn)記錄求得彎曲彈性率。
此外，與上述實(shí)施例1相同，按照J(rèn)IS K7110(ASTM D256)分別測(cè)定各樹脂材料及比較材料的懸臂梁式?jīng)_擊值。
(試驗(yàn)評(píng)估結(jié)果)彎曲彈性率玻璃長(zhǎng)纖維的質(zhì)量百分率和彎曲彈性率的關(guān)系如圖16(a)所示。從圖16(a)可明顯看出，如果玻璃長(zhǎng)纖維含量較多，則彎曲彈性率與之呈比例地提高。這就證明玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂成形品的彎曲彈性率依賴于玻璃長(zhǎng)纖維的含量。具體來(lái)講，當(dāng)玻璃長(zhǎng)纖維含量達(dá)到30％以上時(shí)，可獲得5GPa以上的彎曲彈性率。
彎曲強(qiáng)度玻璃長(zhǎng)纖維的質(zhì)量百分率和彎曲強(qiáng)度的關(guān)系如圖16(b)所示。從圖16(b)可明顯看出，隨著玻璃長(zhǎng)纖維含量的增加彎曲強(qiáng)度有所提高。這和彎曲彈性率的結(jié)果相同。
懸臂梁式?jīng)_擊值玻璃長(zhǎng)纖維的質(zhì)量百分率和懸臂梁式?jīng)_擊值的關(guān)系如圖16(c)所示。從圖16(c)可明顯看出，懸臂梁式?jīng)_擊值隨著玻璃長(zhǎng)纖維含量的增加而提高。值得注意的是，玻璃長(zhǎng)纖維的質(zhì)量百分率為30％及40％時(shí)，懸臂梁式?jīng)_擊值可達(dá)到25KJ/m2以上，這是以往具有同樣質(zhì)量百分率的玻璃纖維的注射成形品所不能夠?qū)崿F(xiàn)的。
此外，從成形品中切出棒狀體，再對(duì)其進(jìn)行加工制得設(shè)有切陷部位的試驗(yàn)片，用該試驗(yàn)片求得懸臂梁式?jīng)_擊值。再測(cè)定從成形品中切出的試驗(yàn)片的彎曲彈性率，獲得上述實(shí)施例1及2的數(shù)據(jù)。因而，未從成形品切出的成形品(試驗(yàn)片)通過(guò)玻璃長(zhǎng)纖維的定向可期望獲得更高的懸臂梁式?jīng)_擊值及彎曲彈性率。
實(shí)施例3比較玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料及玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚酰胺樹脂材料的彎曲疲勞特性進(jìn)行評(píng)估。
(試驗(yàn)評(píng)估試樣)準(zhǔn)備在100質(zhì)量份中以質(zhì)量百分率計(jì)包含47％全同立構(gòu)五分率為95％、MFR為120g/10min(重均分子量Mw＝101200)的均聚丙烯，5％丙烯酸改性聚丙烯及48％玻璃長(zhǎng)纖維的平均長(zhǎng)度為10mm的切片狀母體混合物中混入20質(zhì)量份作為稀釋聚合物的聚丙烯組分的全同立構(gòu)五分率為95％、MFR為30g/10min的切片狀乙烯·丙烯嵌段共聚物，制得玻璃長(zhǎng)纖維占總質(zhì)量的40質(zhì)量％的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料，即，實(shí)施例1所用的例2的樹脂材料。
此外，準(zhǔn)備含有30質(zhì)量％玻璃長(zhǎng)纖維的與上述樹脂材料的母體混合物同樣形態(tài)的切片狀玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚酰胺樹脂材料。
(試驗(yàn)評(píng)估方法)將準(zhǔn)備的各種樹脂材料投入注射成形機(jī)中，注射成形后獲得數(shù)枚板狀試樣和啞鈴狀試樣。例2的聚丙烯制樹脂材料的板狀試樣的注射成形條件是螺桿旋轉(zhuǎn)速度為45rpm、反壓為2.94×105～3.92×105Pa、注射率為70～90％、注射壓為2.06～2.16MPa、保壓時(shí)的壓力為注射壓的25～20％、注射速度(注射充填時(shí)間)為5.0秒、保壓時(shí)間為10秒、冷卻時(shí)間為50秒(參考圖17)。此外，分別將注射成形機(jī)料斗溫度及成形用模具溫度設(shè)定為55℃及50～55℃，并從料斗側(cè)開始向成形用模具側(cè)將壓力缸分為6部分，依次將它們的溫度設(shè)定為190℃、220℃、230～240℃、240～250℃、240～250℃及220℃(參考圖18)。例2的聚丙烯制樹脂材料的啞鈴狀試樣的注射成形條件是螺桿旋轉(zhuǎn)速度為45rpm、反壓為2.94×105～3.92×105Pa、注射率為70～90％、注射壓為2.84～3.24MPa、保壓時(shí)的壓力為注射壓的45～40％、注射速度(注射充填時(shí)間)為2.4秒、保壓時(shí)間為9.6秒、冷卻時(shí)間為50秒(參考圖17)。此外，注射成形機(jī)的料斗等的溫度設(shè)定和板狀試樣相同(參考圖18)。板狀及啞鈴狀試樣的重均纖維長(zhǎng)都在4mm以上。
聚酰胺制樹脂材料的板狀試樣的注射成形條件除了注射壓為1.86～1.96MPa之外，其他都和例2的板狀試樣的成形條件相同(參考圖17和18)。聚酰胺制樹脂材料的啞鈴狀試樣的注射成形條件除了注射壓為2.55～2.84MPa、注射速度(注射充填時(shí)間)為2.3秒及保壓時(shí)間為9.7秒之外，其他都和例2的啞鈴狀試樣的成形條件相同(參考圖17和18)。此外，板狀及啞鈴狀試樣的重均纖維長(zhǎng)都在1mm以下。
按照ASTM D671(JIS K7118及7119)，用分別由聚丙烯和聚酰胺制得的樹脂材料注射成形而得的啞鈴狀試樣進(jìn)行規(guī)定應(yīng)力下的彎曲疲勞試驗(yàn)。該彎曲疲勞試驗(yàn)分別在100℃及120℃的溫度條件下進(jìn)行。此外，在各試樣的各試驗(yàn)溫度下每20～50MPa的范圍內(nèi)應(yīng)力設(shè)定為4。
記錄各樹脂材料的對(duì)應(yīng)于設(shè)定應(yīng)力的各試樣到被破壞為止的彎曲次數(shù)。
(試驗(yàn)評(píng)估結(jié)果)圖19和20所示為100℃及120℃的溫度下的試驗(yàn)結(jié)果。從這些圖中可看出，使用了例2的聚丙烯制樹脂材料的注射成形品在100℃的溫度條件下和使用了聚酰胺制樹脂材料的成形品具有同等的耐彎曲疲勞特性。在120℃的溫度條件下，其耐彎曲疲勞特性優(yōu)于使用了聚酰胺制樹脂材料的成形品。這是因?yàn)槔?的聚丙烯制樹脂材料的注射成形品中包含的玻璃長(zhǎng)纖維的重均纖維長(zhǎng)在4mm以上(參考圖8)，即使試驗(yàn)溫度提高，也能夠維持其增強(qiáng)效果，所以耐彎曲疲勞特性下降較少。對(duì)應(yīng)于此，使用了聚酰胺制樹脂材料的成形品包含的玻璃長(zhǎng)纖維的重均纖維長(zhǎng)在1mm以下，如果試驗(yàn)溫度提高，則玻璃長(zhǎng)纖維的增強(qiáng)效果明顯下降，這樣耐彎曲疲勞特性的下降也隨之增加。
汽車的設(shè)置了護(hù)罩模件的部分的溫度可上升到100℃左右，構(gòu)成該部件的樹脂材料存在鹽害和腐蝕性問(wèn)題。此外，因吸水而使形狀有所改變，所以存在精度差的缺點(diǎn)，但因其注射成形品在高溫下的耐疲勞性優(yōu)于玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料的成形品，所以以往一直采用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚酰胺樹脂材料。但是，本發(fā)明的玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚丙烯樹脂材料的注射成形品中包含的玻璃長(zhǎng)纖維的重均纖維長(zhǎng)在4mm以上，因此，其在高溫下的耐疲勞性優(yōu)于玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化聚酰胺材料的成形品。而且，由于無(wú)鹽害等缺點(diǎn)，所以有可作為構(gòu)成汽車護(hù)罩模件的樹脂材料使用的可能。
權(quán)利要求
1.成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料，具備包含全同立構(gòu)五分率在95％以上的聚丙烯組分、且熔體流動(dòng)速率(JIS K7210溫度230℃，負(fù)重21.18N)為100～300g/10min的基體聚合物，對(duì)應(yīng)于總質(zhì)量含量為30～50質(zhì)量％的玻璃長(zhǎng)纖維，在上述基體聚合物和上述玻璃長(zhǎng)纖維間賦予親和性的親和性賦予組分；所述樹脂材料至少由上述基體聚合物和上述玻璃長(zhǎng)纖維的復(fù)合體組成。
2.如權(quán)利要求1所述的成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料，其中，上述復(fù)合是長(zhǎng)為10～12mm的棒狀切片，玻璃長(zhǎng)纖維沿其長(zhǎng)度方向進(jìn)行定向。
3.如權(quán)利要求1所述的成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料，其中，上述玻璃長(zhǎng)纖維的表面經(jīng)過(guò)偶合劑處理，上述親和性賦予組分是具有可與用于玻璃長(zhǎng)纖維表面處理的偶合劑進(jìn)行化學(xué)結(jié)合的官能團(tuán)的酸改性聚丙烯。
4.如權(quán)利要求3所述的成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料，其中，上述酸改性聚丙烯的構(gòu)成組分為馬來(lái)酸酐改性聚丙烯及丙烯酸改性聚丙烯中的至少1種。
5.如權(quán)利要求1所述的成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料，其中，上述基體聚合物為均聚丙烯。
6.如權(quán)利要求5所述的成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料，其中，混合了聚丙烯組分的全同立構(gòu)五分率在95％以上的乙烯·丙烯嵌段共聚物。
7.如權(quán)利要求6所述的成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料，所述樹脂材料用于注射成形。
8.注射成形品，通過(guò)對(duì)權(quán)利要求7所述的成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料進(jìn)行注射成形處理而制得，其中包含的玻璃長(zhǎng)纖維的重均纖維長(zhǎng)在4mm以上、且彎曲彈性率在5GPa以上、懸臂梁式?jīng)_擊值在25KJ/m2以上。
9.如權(quán)利要求8所述的注射成形品，所述成形品為汽車的護(hù)罩模件、門模件、提升式門模件、汽車保險(xiǎn)杠模件、軸瓦部件及構(gòu)造儀表盤部件。
10.成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料，具備母體混合物和含有全同立構(gòu)五分率在95％以上的聚丙烯組分的稀釋聚合物，母體混合物具有包含全同立構(gòu)五分率在95％以上的聚丙烯組分、對(duì)應(yīng)于總質(zhì)量含量為30～50質(zhì)量％的玻璃長(zhǎng)纖維、在上述基體聚合物和上述玻璃長(zhǎng)纖維間賦予親和性的親和性賦予組分，所述母體混合物至少由上述基體聚合物和上述玻璃長(zhǎng)纖維的復(fù)合體組成，上述母體混合物的基體聚合物的熔體流動(dòng)速率為上述稀釋聚合物的2倍。
11.如權(quán)利要求10所述的成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料，其中，上述母體混合物的基體聚合物的熔體流動(dòng)速率(JIS K7210溫度230℃，負(fù)重21.18N)為100～300g/10min。
12.如權(quán)利要求11所述的成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料，所述樹脂材料用于注射成形。
13.注射成形品，通過(guò)對(duì)權(quán)利要求12所述的成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料進(jìn)行注射成形處理而制得，其中包含的玻璃長(zhǎng)纖維的重均纖維長(zhǎng)在4mm以上、且彎曲彈性率在5GPa以上、懸臂梁式?jīng)_擊值在25KJ/m2以上。
14.如權(quán)利要求13所述的注射成形品，所述成形品為汽車的護(hù)罩模件、門模件、提升式門模件、汽車保險(xiǎn)杠模件、軸瓦部件及構(gòu)造儀表盤部件。
15.注射成形品，由具備含有聚丙烯組分的基體聚合物和對(duì)應(yīng)于該基體聚合物的含量為30～50質(zhì)量％的玻璃長(zhǎng)纖維的成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料注射成形而得，其中包含的玻璃長(zhǎng)纖維的重均纖維長(zhǎng)在4mm以上、且彎曲彈性率在5GPa以上、懸臂梁式?jīng)_擊值在25KJ/m2以上。
16.如權(quán)利要求15所述的注射成形品，所述成形品為汽車的護(hù)罩模件、門模件、提升式門模件、汽車保險(xiǎn)杠模件、軸瓦部件及構(gòu)造儀表盤部件。
17.玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂成形品的成形方法，其特征在于，使權(quán)利要求7所述的成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料中的樹脂組分加熱熔融，在使熔融物剪切流動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行混合，然后成形為規(guī)定形狀。
18.玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂成形品的成形方法，其特征在于，使權(quán)利要求12所述的成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料中的樹脂組分加熱熔融，在使熔融物剪切流動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行混合，然后成形為規(guī)定形狀。
19.注射成形品的成形方法，所述方法是采用具備樹脂加熱裝置、混合用螺桿及成形用模具的注射成形機(jī)制得注射成形品的方法，其特征在于，包括以下3個(gè)步驟，將全同立構(gòu)五分率在95％以上、且熔體流動(dòng)速率(JIS K7210溫度230℃，負(fù)重21.18N)為100～300g/10min的均聚丙烯和玻璃長(zhǎng)纖維復(fù)合而成的沿長(zhǎng)度方向定向的長(zhǎng)為10～12mm的棒狀切片的成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料投入上述注射成形機(jī)中的步驟；通過(guò)上述樹脂加熱裝置對(duì)投入上述注射成形機(jī)的樹脂材料進(jìn)行加熱，在樹脂組分熔融的同時(shí)使上述混合用螺桿旋轉(zhuǎn)進(jìn)行混合的步驟；以2.5～7.0秒的注射充填時(shí)間將上述經(jīng)過(guò)加熱及混合的樹脂材料注射入上述成形用模具，獲得玻璃長(zhǎng)纖維的對(duì)應(yīng)于總質(zhì)量的含量為30～50質(zhì)量％、其重均長(zhǎng)纖維在4mm以上、彎曲彈性率在5GPa以上、懸臂梁式?jīng)_擊值在25KJ/m2以上的注射成形品的步驟。
20.如權(quán)利要求19所述的注射成形品的成形方法，其中，上述注射成形品為汽車的護(hù)罩模件。
21.汽車護(hù)罩模件注射成形品的成形方法，所述方法是采用具備樹脂加熱裝置、混合用螺桿及成形用模具的注射成形機(jī)制得汽車護(hù)罩模件注射成形品的方法，其特征在于，包括以下3個(gè)步驟，將全同立構(gòu)五分率在95％以上、且熔體流動(dòng)速率(JIS K7210溫度230℃，負(fù)重21.18N)為100～300g/10min的均聚丙烯和玻璃長(zhǎng)纖維復(fù)合而成的沿長(zhǎng)度方向定向的長(zhǎng)為10～12mm的棒狀切片的成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料投入上述注射成形機(jī)中的步驟；通過(guò)上述樹脂加熱裝置對(duì)投入上述注射成形機(jī)的樹脂材料進(jìn)行加熱，在樹脂組分熔融的同時(shí)使上述混合用螺桿旋轉(zhuǎn)進(jìn)行混合的步驟；用上述成形用模件對(duì)上述經(jīng)過(guò)加熱及混合的樹脂材料進(jìn)行注射成形處理，獲得玻璃長(zhǎng)纖維的對(duì)應(yīng)于總質(zhì)量的含量為30～50質(zhì)量％、其重均纖維長(zhǎng)在4mm以上、彎曲彈性率在5GPa以上、懸臂梁式?jīng)_擊值在25KJ/m2以上的汽車護(hù)罩模件注射成形品的步驟。
22.如權(quán)利要求21所述的注射成形品的成形方法，其中，上述成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料中混合了聚丙烯組分的全同立構(gòu)五分率在95％以上的乙烯·丙烯嵌段共聚物。
23.注射成形品的成形方法，所述方法是采用具備樹脂加熱裝置、混合用螺桿及成形用模具的注射成形機(jī)制得注射成形品的方法，其特征在于，包括以下6個(gè)步驟，準(zhǔn)備具備含有全同立構(gòu)五分率在95％以上的聚丙烯組分且熔體流動(dòng)速率(JIS K7210溫度230℃，負(fù)重21.18N)為100～300g/10min的基體聚合物、對(duì)應(yīng)于總質(zhì)量含量為30～50質(zhì)量％的玻璃長(zhǎng)纖維及在基體聚合物和玻璃長(zhǎng)纖維間賦予親和性的親和性賦予組分，至少由基體聚合物和玻璃長(zhǎng)纖維的復(fù)合體形成的成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料的步驟；將上述樹脂材料投入上述注射成形機(jī)的步驟；通過(guò)上述樹脂加熱裝置對(duì)投入上述注射成形機(jī)的樹脂材料進(jìn)行加熱使樹脂組分熔融的同時(shí)，使上述混合用螺桿以20～60rpm的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)進(jìn)行混合的步驟；在反壓為2.94×105～3.92×105Pa、注射充填時(shí)間為2.0～7.0秒、注射率為70～90％及注射壓為1.86～3.24MPa的條件下在上述成形用模具中進(jìn)行注射成形的步驟；在上述注射壓的20～45％的壓力下、對(duì)上述成形用模具內(nèi)的進(jìn)行了注射成形處理的樹脂材料保壓9～20秒的步驟；打開上述成形用模具取出注射成形品的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及成形用玻璃長(zhǎng)纖維強(qiáng)化樹脂材料,具備包含全同立構(gòu)五分率在95%以上的聚丙烯組分、且熔體流動(dòng)速率(JIS K7210溫度:230℃,負(fù)重:21.18N)為100～300g/10min的基體聚合物,對(duì)應(yīng)于總質(zhì)量含量為30～50質(zhì)量%的玻璃長(zhǎng)纖維,在上述基體聚合物和上述玻璃長(zhǎng)纖維間賦予親和性的親和性賦予組分;所述樹脂材料至少由上述基體聚合物和上述玻璃長(zhǎng)纖維的復(fù)合體組成,這樣抑制了成形加工時(shí)的玻璃長(zhǎng)纖維的折損,能夠獲得具備高彎曲彈性率和高沖擊強(qiáng)度的成形品。
文檔編號(hào)C08L51/06GK1380890SQ01801261
公開日2002年11月20日 申請(qǐng)日期2001年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月28日
發(fā)明者栃岡孝宏, 藤和久, 森脅健二 申請(qǐng)人:瑪志達(dá)株式會(huì)社