熱塑性樹脂組合物和成型品的制作方法
【專利摘要】提供在高溫高濕度環(huán)境的與金屬和熱固化性樹脂的密合性和導(dǎo)熱性、尺寸穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異的熱塑性樹脂組合物、和成型品。本發(fā)明是熱塑性樹脂組合物，其中以規(guī)定比例配合了(A)熱塑性樹脂、(B)碳酸鎂和(C)玻璃纖維，其特征在于，上述(A)熱塑性樹脂為選自聚芳撐硫醚樹脂、聚酰胺樹脂和聚酯樹脂中的至少1種以上，其在規(guī)定的加工溫度條件下、剪切速率1000(1/s)時(shí)的熔融粘度為1～200Pa·s，上述(B)碳酸鎂利用熱重分析(TGA)、在氮?dú)夥障乱?0℃/分鐘的升溫速度從23℃升溫至150℃時(shí)的質(zhì)量減少率為1％以下，上述(C)玻璃纖維的纖維直徑為4～11μm。
【專利說明】熱塑性樹脂組合物和成型品

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高溫高濕度環(huán)境下的與金屬和熱固化性樹脂的密合性優(yōu)異、進(jìn)而導(dǎo)熱 性、尺寸穩(wěn)定性、強(qiáng)度優(yōu)異的熱塑性樹脂組合物，以及涉及可得到與搭載于汽車等上的馬達(dá) 部件、動力控制單元部件的金屬端子和密封半導(dǎo)體元件的熱固化性樹脂的密合性優(yōu)異的成 型品的、熱塑性樹脂組合物和將其成型而得的成型品。

【背景技術(shù)】
[0002] 熱塑性樹脂、特別是機(jī)械特性、和耐熱性優(yōu)異的工程塑料充分應(yīng)用其優(yōu)異的特性， 可在各種用途中使用。作為工程塑料的一種的聚芳撐硫醚樹脂，由于具有作為具備優(yōu)異的 耐熱性、剛性、尺寸穩(wěn)定性、和阻燃性等的工程塑料的合適的性質(zhì)，因此以注射成型用為中 心，可用于各種電氣?電子部件、機(jī)械部件和汽車部件等的用途。另外，聚酰胺樹脂由于機(jī)械 特性與韌性的平衡優(yōu)異，因此可用于各種電氣?電子部件、機(jī)械部件和汽車部件等的用途， 聚對苯二甲酸丁二醇酯（以下有時(shí)稱為PBT)等的聚酯樹脂充分應(yīng)用成型性、耐熱性、機(jī)械 性質(zhì)和耐化學(xué)性，而可廣泛用作汽車、電氣?電子儀器的連接器、繼電器、開關(guān)等的工業(yè)用成 型品的材料。
[0003] 近年來，關(guān)于地球溫室化、資源能源問題，從對于環(huán)境低負(fù)荷的角度研究了各種對 策。其中在汽車工業(yè)中，為了使在驅(qū)動機(jī)構(gòu)中使用了電力馬達(dá)的電力汽車、將汽油發(fā)動機(jī)等 的內(nèi)燃機(jī)和電力馬達(dá)并用了的混合動力汽車等在行駛中的二氧化碳、氮氧化物的排出量降 低、即減少燃料消耗，進(jìn)行了電力馬達(dá)的高性能?高功率化。為了使電力馬達(dá)的性能提高， 搭載了對于驅(qū)動所需要的電力將從電池輸送的電壓升高的變流器、而且搭載了將直流電壓 交換為交流電壓、驅(qū)動馬達(dá)的單元的動力控制單元（以下有時(shí)稱為PCU)的性能提高也成為 必要。
[0004] 伴隨電力馬達(dá)的高功率化，由馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的銅損、鐵損導(dǎo)致的發(fā)熱量增大，因此周 邊構(gòu)件暴露于高溫下。進(jìn)而根據(jù)行駛環(huán)境，暴露于高濕度下，與馬達(dá)內(nèi)部的線圈、電極密 合?保護(hù)的構(gòu)件的氣密性降低，或者由于蓄熱而使馬達(dá)壽命降低，因此存在要提高保護(hù)材料 與金屬的密合性、散熱性的課題。
[0005] 另外，即使對于PCU，為了進(jìn)行高功率化，分別將構(gòu)成PCU的多個半導(dǎo)體電源元件 (包含晶體管和二極管的將電流開/關(guān)的開關(guān)元件）大電力化，因此具有下述這樣的課題： 由于與此相伴的溫度和濕度的升高，導(dǎo)致密封元件的熱固化性樹脂的、與該元件和熱塑性 樹脂制的框的界面的密合性降低所產(chǎn)生的保護(hù)功能的降低。同樣地，存在金屬端子與熱塑 性樹脂的界面的密合降低的課題。
[0006] 進(jìn)而，即使在汽車以外的電氣電子設(shè)備中，伴隨由高性能化導(dǎo)致的電力功率增加 而使溫度升高，因此對于作為保護(hù)設(shè)備內(nèi)部部件的保護(hù)材料使用的熱塑性樹脂，也要求與 金屬、熱固化性樹脂的密合性、散熱性、加工性優(yōu)異的新型材料。
[0007] 作為導(dǎo)熱性、耐水性、阻燃性、加工性優(yōu)異的樹脂組合物，已知含有聚苯硫醚樹脂 等的合成樹脂、和具有規(guī)定的比表面積和平均粒徑的無水碳酸鎂的合成樹脂組合物（例如 參照專利文獻(xiàn)1)。
[0008] 但是，專利文獻(xiàn)1對于合成樹脂組合物與金屬或熱固化性樹脂等的密合性沒有任 何公開，另外，由于沒有加入玻璃纖維，因此對于高溫高濕度環(huán)境下的尺寸變化的機(jī)械強(qiáng)度 不足，從而推測專利文獻(xiàn)1涉及的合成樹脂組合物與金屬和熱固化性樹脂的密合性不充 分。
[0009] 另外，在專利文獻(xiàn)1的實(shí)施例中，由于是在未固化的熱固化性樹脂中配合無水碳 酸鎂來制作合成樹脂組合物，因此對于使用熱塑性樹脂時(shí)的熔融粘度沒有任何的考慮，使 用的熱塑性樹脂的熔融粘度高時(shí)，熱塑性樹脂與碳酸鎂不能充分混合，在所得的組合物中 有組成不均，由此特性不均有變大的可能性。
[0010] 作為同樣的技術(shù)，公開了在工程塑料中配合了具有規(guī)定的比表面積和平均粒徑的 無水碳酸鎂的樹脂組合物（例如參照專利文獻(xiàn)2)、配合了實(shí)施了 Si化合物的被覆層的、具 有規(guī)定的比表面積和平均粒徑的無水碳酸鎂、和具有酯鍵的合成樹脂的樹脂組合物（例如 參照專利文獻(xiàn)3)。在這些技術(shù)中，與專利文獻(xiàn)1同樣地，由于沒有加入玻璃纖維，因此對于 高溫高濕度下的尺寸變化的機(jī)械強(qiáng)度不足，從而與金屬和熱固化性樹脂的密合性不充分， 使用的熱塑性樹脂的熔融粘度高的情況下，熱塑性樹脂與碳酸鎂不能充分混合，在所得的 組合物中有組成不均，由此有特性不均變大的可能性。
[0011]另外，公開了金屬和樹脂的復(fù)合體，其中實(shí)施了特定的藥品處理的鎂合金制的金 屬部件等、與樹脂組合物接合，所述樹脂組合物以聚苯硫醚系樹脂或聚對苯二甲酸丁二醇 酯系樹脂為主成分、配合了選自玻璃纖維、碳酸鎂等的填充劑（例如參考專利文獻(xiàn)4)。記載 了該復(fù)合體的接合性、密閉性優(yōu)異，但沒有將玻璃纖維和碳酸鎂并用作為填充劑的例子，另 夕卜，關(guān)于該復(fù)合體中使用的樹脂組合物的導(dǎo)熱性，沒有記載或暗示。
[0012] 進(jìn)而，公開了含有重均分子量為1萬以上的聚合物、具有環(huán)氧基或氧雜環(huán)丁烷基 的固化性化合物、氰酸酯化合物、固化劑、和碳酸鎂等填料的絕緣片（例如參考專利文獻(xiàn) 5)。但是，專利文獻(xiàn)5的絕緣片雖然記載了介電常數(shù)低、未固化狀態(tài)下的操作性優(yōu)異，但是， 是對于熱固化性樹脂的記載，使用熔融粘度高的熱塑性樹脂時(shí)，熱塑性樹脂與碳酸鎂不能 充分混合，在所得的組合物中有組成不均，由此有特性不均變大的可能性。另外，由于沒有 加入玻璃纖維，因此對于高溫高濕度下的尺寸變化的機(jī)械強(qiáng)度不足，從而推測與金屬和熱 固化性樹脂的密合性不充分。
[0013] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0014] 專利文獻(xiàn)
[0015] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2006-291078號公報(bào)（權(quán)利要求書、實(shí)施例）
[0016] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2005-272752號公報(bào)（權(quán)利要求書、實(shí)施例）
[0017] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2007-261922號公報(bào)（權(quán)利要求書、實(shí)施例）
[0018] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開2008-173967號公報(bào)（權(quán)利要求書、實(shí)施例）
[0019] 專利文獻(xiàn)5 :日本特開2011-124075號公報(bào)（權(quán)利要求書、實(shí)施例）


【發(fā)明內(nèi)容】

[0020] 本發(fā)明以解決前述現(xiàn)有技術(shù)中的問題作為課題進(jìn)行了研究，結(jié)果完成了本發(fā)明。 因此，本發(fā)明的課題是提供高溫高濕度下的與金屬和熱固化性樹脂的密合性優(yōu)異、進(jìn)而導(dǎo) 熱性、機(jī)械強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異的熱塑性樹脂組合物和成型品。
[0021] 為了解決上述課題、實(shí)現(xiàn)目的，本發(fā)明的熱塑性樹脂組合物是配合了（A)熱塑性 樹脂、⑶碳酸鎂、和（C)玻璃纖維的熱塑性樹脂組合物，其特征在于，以上述㈧熱塑性樹 月旨、上述（B)碳酸鎂和上述（C)玻璃纖維的合計(jì)為100質(zhì)量％計(jì)，上述（A)熱塑性樹脂以 25?50質(zhì)量％的比例配合，上述⑶碳酸鎂以10?70質(zhì)量％的比例配合，上述（C)玻璃 纖維以5?40質(zhì)量％的比例配合，上述（A)熱塑性樹脂為選自聚芳撐硫醚樹脂、聚酰胺樹 脂和聚酯樹脂中的至少1種以上，其在規(guī)定的加工溫度條件下、剪切速率1000 (Ι/s)時(shí)的熔 融粘度為1?200Pa *s，上述（B)碳酸鎂利用熱重分析（TGA)、在氮?dú)夥障乱?0°C /分鐘的 升溫速度從23°C升溫至150°C時(shí)的質(zhì)量減少率為1 %以下，上述（C)玻璃纖維的纖維直徑為 4 ?11 μ m〇
[0022] 另外，本發(fā)明的熱塑性樹脂組合物的特征在于，在上述發(fā)明中，上述（A)熱塑性樹 脂為選自下述（a-Ι)聚芳撐硫醚樹脂、（a-2)聚酰胺樹脂和（a-3)聚酯樹脂中的至少1種 以上，
[0023] (a-Ι)在熔點(diǎn)+10°C?熔點(diǎn)+30°C的加工溫度下、剪切速率1000(1/S)時(shí)的熔融粘 度為1?200Pa · s的聚芳撐硫醚樹脂
[0024] (a-2)在熔點(diǎn)+25°C?熔點(diǎn)+45°C的加工溫度下、剪切速率1000(1/S)時(shí)的熔融粘 度為1?200Pa · s的聚酰胺樹脂
[0025] (a-3)熔點(diǎn)+15°C?熔點(diǎn)+35°C的加工溫度下、剪切速率1000(1/S)時(shí)的熔融粘度 為1?200Pa · s的聚酯樹脂。
[0026] 另外，本發(fā)明的熱塑性樹脂組合物的特征在于，在上述發(fā)明中，上述（B)碳酸鎂利 用熱重分析（TGA)、在氮?dú)夥障乱?0°C /分鐘的升溫速度從23°C加熱至300°C時(shí)的質(zhì)量減 少率為2%以下。
[0027] 另外，本發(fā)明的熱塑性樹脂組合物的特征在于，在上述發(fā)明中，相對于上述（A)熱 塑性樹脂、上述（B)碳酸鎂和上述（C)玻璃纖維的合計(jì)100質(zhì)量份，進(jìn)而配合了 1?20質(zhì) 量份的⑶烯烴系樹脂。
[0028] 另外，本發(fā)明的熱塑性樹脂組合物的特征在于，在上述發(fā)明中，上述（C)玻璃纖維 的纖維直徑為5?8 μ m。
[0029] 另外，本發(fā)明的成型品的特征在于，是將上述任一項(xiàng)所述的熱塑性樹脂組合物注 射成型而得的。
[0030] 另外，本發(fā)明的成型品的特征在于，在上述發(fā)明中，上述成型品為汽車部件、電氣 電子部件或發(fā)電?熱交換設(shè)備部件。
[0031] 另外，本發(fā)明的成型品的特征在于，在上述發(fā)明中，上述成型品的上述熱塑性樹脂 組合物與金屬和/或熱固化性樹脂相接。
[0032] 本發(fā)明的熱塑性樹脂組合物在高溫高濕度下的與金屬和熱固化性樹脂的密合性、 導(dǎo)熱性和機(jī)械強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異。根據(jù)本發(fā)明的熱塑性樹脂組合物，可使用注射成型 機(jī)等連續(xù)地加工為所需的形狀，可得到具有優(yōu)異的密合性的與金屬、熱固化性樹脂的復(fù)合 物。
[0033] 對于本發(fā)明的成型品，構(gòu)件的周邊暴露于高溫高濕度下時(shí)可保持與金屬和熱固化 性樹脂的密合性，由此對于需要保護(hù)內(nèi)部部件、抑制特性降低的汽車的馬達(dá)周邊部件和動 力控制單元周邊部件是有用的。
[0034] 附圖的簡單說明
[0035] 圖1是將本發(fā)明的熱塑性樹脂組合物注射成型而得的成型品的概略形狀的示圖。

【具體實(shí)施方式】
[0036] 以下詳細(xì)地說明本發(fā)明。
[0037] 本發(fā)明是一種熱塑性樹脂組合物，其中配合了（A)熱塑性樹脂、（B)碳酸鎂和（C) 玻璃纖維，其特征在于，以上述（A)熱塑性樹脂、上述（B)碳酸鎂和上述（C)玻璃纖維的合 計(jì)為100質(zhì)量％計(jì),上述⑷熱塑性樹脂以25?50質(zhì)量％的比例配合，上述⑶碳酸鎂以 10?70質(zhì)量％的比例配合，上述（C)玻璃纖維以5?40質(zhì)量％的比例配合，上述（A)熱塑 性樹脂為選自聚芳撐硫醚樹脂、聚酰胺樹脂和聚酯樹脂中的至少1種以上，其在規(guī)定的加 工溫度條件下、剪切速率1000 (Ι/s)時(shí)的熔融粘度為1?200Pa *s，上述（B)碳酸鎂利用熱 重分析（TGA)、在氮?dú)夥障乱?0°C /分鐘的升溫速度從23°C升溫至150°C時(shí)的質(zhì)量減少率 為1%以下，上述（C)玻璃纖維的纖維直徑為4?Ι?μπι。
[0038] 首先，對于（Α)熱塑性樹脂進(jìn)行說明。在本發(fā)明中，使用的（Α)熱塑性樹脂選自聚 芳撐硫醚樹脂、聚酰胺樹脂和聚酯樹脂中的1種以上。
[0039] 作為聚芳撐硫醚樹脂的代表例，可以列舉聚苯硫醚（以下有時(shí)也簡稱為PPS)、聚 苯硫醚砜、聚苯硫醚酮、它們的無規(guī)共聚物、嵌段共聚物和它們的混合物等，其中特別優(yōu)選 使用聚苯硫醚。所述的聚苯硫醚是含有優(yōu)選為70摩爾％以上、更優(yōu)選為90摩爾％以上的 下述結(jié)構(gòu)式（1)所示的重復(fù)單元的聚合物，含有70摩爾％以上的結(jié)構(gòu)式（1)所示的重復(fù)單 元時(shí)，耐熱性優(yōu)異，因此是優(yōu)選的。
[0040]

【權(quán)利要求】
1. 一種熱塑性樹脂組合物，其中配合了㈧熱塑性樹脂、（B)碳酸鎂和（C)玻璃纖維， 其特征在于，以上述（A)熱塑性樹脂、上述（B)碳酸鎂和上述（C)玻璃纖維的合計(jì)為 100質(zhì)量％計(jì)，上述（A)熱塑性樹脂以25?50質(zhì)量％的比例配合，上述（B)碳酸鎂以10? 70質(zhì)量％的比例配合，上述（C)玻璃纖維以5?40質(zhì)量％的比例配合， 上述（A)熱塑性樹脂為選自聚芳撐硫醚樹脂、聚酰胺樹脂和聚酯樹脂中的至少1種以 上，其在規(guī)定的加工溫度條件下、剪切速率1000 (Ι/s)時(shí)的熔融粘度為1?200Pa · s， 上述（B)碳酸鎂利用熱重分析（TGA)、在氮?dú)夥障乱?0°C /分鐘的升溫速度從23°C升 溫至150°C時(shí)的質(zhì)量減少率為1%以下， 上述（C)玻璃纖維的纖維直徑為4?11 μ m。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性樹脂組合物，其特征在于，上述（A)熱塑性樹脂為選自 下述（a-Ι)聚芳撐硫醚樹脂、（a-2)聚酰胺樹脂和（a-3)聚酯樹脂中的至少1種以上， (a-Ι)在熔點(diǎn)+10°C?熔點(diǎn)+30°C的加工溫度下、剪切速率1000(1/S)時(shí)的熔融粘度為 1?200Pa · s的聚芳撐硫醚樹脂 (a-2)在熔點(diǎn)+25°C?熔點(diǎn)+45°C的加工溫度下、剪切速率1000(1/S)時(shí)的熔融粘度為 1?200Pa · s的聚酰胺樹脂 (a-3)熔點(diǎn)+15°C?熔點(diǎn)+35°C的加工溫度下、剪切速率1000(1/S)時(shí)的熔融粘度為 1?200Pa · s的聚酯樹脂。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱塑性樹脂組合物，其特征在于，上述（B)碳酸鎂利用熱 重分析（TGA)、在氮?dú)夥障乱?0°C /分鐘的升溫速度從23°C加熱至300°C時(shí)的質(zhì)量減少率 為2%以下。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的熱塑性樹脂組合物，其特征在于，相對于上述 ㈧熱塑性樹脂、上述⑶碳酸鎂和上述（C)玻璃纖維的合計(jì)100質(zhì)量份，進(jìn)而配合了 1? 20質(zhì)量份的⑶烯烴系樹脂。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的熱塑性樹脂組合物，其特征在于，上述（C)玻璃 纖維的纖維直徑為5?8μπι。
6. -種成型品，其特征在于，是將權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)所述的熱塑性樹脂組合物注 射成型而得的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的成型品，其特征在于，上述成型品為汽車部件、電氣電子部件 或發(fā)電/熱交換設(shè)備部件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的成型品，其特征在于，上述成型品的上述熱塑性樹脂組合 物與金屬和/或熱固化性樹脂相接。
【文檔編號】C08K7/14GK104144983SQ201380010116
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月23日
【發(fā)明者】小林隆弘, 梅津秀之, 井砂宏之 申請人:東麗株式會社