熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物、在熱板熔接中的應(yīng)用以及熔接方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物、在熱板熔接中的應(yīng)用以及熔接方法。本發(fā)明涉及甲基丙烯酸樹脂組合物在熱板熔接中的應(yīng)用，該甲基丙烯酸樹脂組合物含有以甲基丙烯酸甲酯為主體的單體聚合而成的聚合物，該聚合物的粘均分子量為15萬-25萬。
【專利說明】熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物、在熱板熔接中的應(yīng)用以及熔接方法
[0001]本申請是申請?zhí)枮?00980112229.1 (國際申請日為2009年04月07日)、發(fā)明名稱為“熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物、在熱板熔接中的應(yīng)用以及熔接方法”的進入國家階段的PCT申請的分案申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物、在熱板熔接中的應(yīng)用和熔接方法。所述甲基丙烯酸樹脂組合物例如可用作尾燈罩、前燈罩和儀表板等車輛用部件等的原材料。
【背景技術(shù)】[0003]已知甲基丙烯酸樹脂組合物的透明性或耐候性優(yōu)異，可用作尾燈罩或前燈罩、儀表板等車輛用部件等的原材料(例如參照專利文獻1-9)。所述車輛用部件是將由ABS樹脂等的苯乙烯系樹脂等構(gòu)成的殼套部件與其接合，并進一步加工。已知將它們接合的方法有粘合劑的方法、熱板熔接法、振動熔接法等(專利文獻10)。這里所述的熱板熔接法是將上述各部件的接合部分別與金屬制的熱板緊密貼合，加熱熔融，然后將它們壓接的方法，這可以省卻涂布粘合劑的麻煩或使粘合劑固化的時間，是生產(chǎn)性優(yōu)異的方法。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開平05-311025號公報
[0007]專利文獻2:日本特開平05-247311號公報
[0008]專利文獻3:日本特開平05-279537號公報
[0009]專利文獻4:日本特開平06-41385號公報
[0010]專利文獻5:日本特開平06-41386號公報
[0011]專利文獻6:日本特開平06-184389號公報
[0012]專利文獻7:日本特開平06-184390號公報
[0013]專利文獻8:日本特開平06-240093號公報
[0014]專利文獻9:日本特開平01-294763號公報
[0015]專利文獻10:日本特開2005-239823號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]在熱板熔接法中，從生產(chǎn)性的角度考慮，希望在短時間內(nèi)將各部件的接合部分熔融，因此優(yōu)選高熱板溫度，另外該溫度至少需要230°C左右。但是以往的甲基丙烯酸樹脂組合物中，將其用加熱至上述規(guī)定溫度的熱板熔融后，在從熱板上分離時，樹脂的一部分無法良好地從熱板上剝離，可見拉成絲狀的現(xiàn)象(所謂的拉絲)。將上述樹脂組合物用作上述車輛用部件的原材料，這成為外觀不良的原因。[0017]因此，本發(fā)明的目的在于提供:在熱板熔接時，即使提高熱板溫度也難以發(fā)生拉絲的熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物。本發(fā)明的目的還在于提供上述甲基丙烯酸樹脂組合物在熱板熔接中的應(yīng)用、以及熔接方法。
[0018]在所述狀況下，本發(fā)明人進行了深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了一種甲基丙烯酸樹脂組合物，該甲基丙烯酸樹脂組合物含有以甲基丙烯酸甲酯為主體的單體聚合而成的聚合物，該聚合物的粘均分子量為15萬-25萬，該甲基丙烯酸樹脂組合物在將其用于熱板熔接時，即使提高熱板溫度也難以發(fā)生拉絲，是熱板熔接用優(yōu)異的樹脂組合物，從而完成了本發(fā)明。
[0019]即，本發(fā)明提供熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物，它含有以甲基丙烯酸甲酯為主體的單體聚合而成的聚合物，其特征在于:該聚合物的粘均分子量為15萬-25萬。
[0020]本發(fā)明還涉及甲基丙烯酸樹脂組合物在熱板熔接中的應(yīng)用，該甲基丙烯酸樹脂組合物含有以甲基丙烯酸甲酯為主體的單體聚合而成的聚合物，聚合物的粘均分子量為15萬-25萬。
[0021]本發(fā)明進一步涉及熔接方法，該方法具備以下步驟:將由甲基丙烯酸樹脂組合物形成的第I部件的至少一部分與熱板接觸并熔融的步驟，其中，所述甲基丙烯酸樹脂組合物含有以甲基丙烯酸甲酯為主體的單體聚合而成的聚合物，聚合物的粘均分子量為15萬-25萬；將第I部件從熱板上分離，與第2部件壓接的步驟。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，可以提供:在熱板熔接時，即使提高熱板溫度也難以發(fā)生拉絲的熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物。
[0023]附圖簡述
[0024]圖1是表示本實施方案的熔接方法的步驟圖。
[0025]圖2是自上觀察切斷之前的平板I的示意圖。
`[0026]圖3是自上觀察將平板I切斷后的各試驗片2的示意圖。
[0027]圖4是表示拉絲性評價試驗中該評價試驗開始前狀態(tài)的一個例子的示意圖。
[0028]圖5是表示拉絲性評價試驗中，甲基丙烯酸樹脂組合物的試驗片拉絲狀態(tài)的一個例子的示意圖。
[0029]實施發(fā)明的方式
[0030]以下詳細說明本發(fā)明。本發(fā)明中的熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物是含有以甲基丙烯酸甲酯為主體的單體聚合而成的聚合物的熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物，其特征在于:該聚合物的粘均分子量為15萬-25萬。含有具如上所述規(guī)定的粘均分子量的聚合物的熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物在將其用于熱板熔接時，即使提高熱板的溫度，在將熱板與該樹脂組合物分離時，樹脂難以發(fā)生拉成絲狀的所謂的拉絲，作為熱板熔接用極為優(yōu)異。
[0031]以甲基丙烯酸甲酯為主體的單體包含50%重量以上甲基丙烯酸甲酯和除此以外的單體。所述甲基丙烯酸甲酯以外的單體只要是可以與甲基丙烯酸甲酯共聚的單體即可，沒有特別限制，可以是I個分子內(nèi)具有I個可自由基聚合的雙鍵的單官能單體，也可以是I個分子內(nèi)具2個以上可自由基聚合的雙鍵的多官能單體。其中，甲基丙烯酸甲酯以外的單體優(yōu)選丙烯酸酯。甲基丙烯酸甲酯以外的單體采用丙烯酸酯時，優(yōu)選甲基丙烯酸甲酯為85-100重量份、以及丙烯酸酯為0-15重量份，更優(yōu)選甲基丙烯酸甲酯為92-99.9重量份、以及丙烯酸酯為0.1-8重量份。[0032]上述丙烯酸酯例如有:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸芐基酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-羥基乙酯等。其中優(yōu)選丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯。丙烯酸酯可以單獨使用一種或?qū)煞N以上組合使用。
[0033]本發(fā)明的甲基丙烯酸樹脂組合物含有粘均分子量為15萬-25萬的上述聚合物。所述粘均分子量M可通過下式(I)求出。
[0034]InM = {In [ η ] -1n (4.8 X IO-5)} /0.8 (I)
[0035]式(I)中，M表示粘均分子量，[η]表示特性粘度。該[η]可由按照IS01628-6測定的粘數(shù)VN進一步通過下式(2)求出。
[0036]VN = [ n] + 0.4X [ n]2 (2)
[0037]上述聚合物的制備方法沒有特別限定，例如可以采用通過懸浮聚合、溶液聚合、本體聚合等的聚合反應(yīng)將以規(guī)定量甲基丙烯酸甲酯為主體的單體進行聚合的方法?？刂扑鼍酆衔锏恼尘肿恿康姆椒梢圆捎靡酝姆椒ǎ缈赏ㄟ^調(diào)節(jié)引發(fā)劑的種類和量、鏈轉(zhuǎn)移劑的種類和量、聚合溫度等來控制。通常采用下述方法:減少鏈轉(zhuǎn)移劑的量來提高粘均分子量，通過使鏈轉(zhuǎn)移劑的量增多來降低粘均分子量。
[0038]從抑制所得甲基丙烯酸樹脂組合物的拉絲的角度考慮，甲基丙烯酸樹脂組合物中除上述聚合物外，還優(yōu)選含有脂肪酸衍生物和/或脂族醇。這里所述的脂肪酸衍生物有脂肪酸酰胺、脂肪酸烷基酯、脂肪酸甘油酯等，其中優(yōu)選脂肪族酰胺。
[0039]這里所述的脂肪酸酰胺通常是具有碳原子數(shù)10-22左右的脂肪酸與氨或氨基化合物脫水縮合而成的結(jié)構(gòu)的化合物。脂肪酸酰胺例如有:月桂酸酰胺、棕櫚酸酰胺、硬脂酸酰胺、山崳酸酰胺等的飽和脂肪酸酰胺，或油酸酰胺、亞油酸酰胺等的不飽和脂肪酸酰胺，亞乙基雙月桂酸酰胺、亞乙基雙棕櫚酸酰胺、亞乙基雙硬脂酸酰胺等的酰胺類。其中優(yōu)選硬脂酸酰胺或亞乙基雙硬脂酸酰胺。脂肪酸酰胺可以單獨使用I種或?qū)?種以上組合使用。
[0040]脂肪酸烷基酯通常是具有碳原子數(shù)10-22左右的脂肪酸與碳原子數(shù)1-10左右的I價脂族醇脫水縮合而成的結(jié)構(gòu)的化合物。脂肪酸烷基酯例如有:月桂酸甲酯、月桂酸乙酯、月桂酸丁酯、月桂酸辛酯、棕櫚酸甲酯、棕櫚酸乙酯、棕櫚酸丁酯、棕櫚酸辛酯、硬脂酸甲酯、硬脂酸乙酯、硬脂酸丁酯、硬脂酸辛酯、山崳酸甲酯、山崳酸乙酯、山崳酸丁酯、山崳酸辛酯等飽和脂肪酸烷基酯，油酸甲酯、油酸乙酯、油酸丁酯、油酸辛酯、亞油酸甲酯、亞油酸乙酯、亞油酸丁酯、亞油酸辛酯等不飽和脂肪酸烷基酯等。其中，優(yōu)選硬脂酸甲酯、硬脂酸乙酯、硬脂酸丁酯、硬脂酸辛酯等硬脂酸烷基酯，更優(yōu)選硬脂酸甲酯。脂肪酸烷基酯可以單獨使用I種或?qū)?種以上組合使用。
[0041]脂肪酸甘油酯通常是具有碳原子數(shù)10-22左右的脂肪酸與甘油脫水縮合而成的結(jié)構(gòu)的化合物。脂肪酸甘油酯有:脂肪酸單甘油酯、脂肪酸二甘油酯、脂肪酸三甘油酯。月旨肪酸甘油酯的具體例子有:月桂酸單甘油酯、月桂酸二甘油酯、月桂酸三甘油酯、棕櫚酸單甘油酯、棕櫚酸二甘油酯、棕櫚酸三甘油酯、硬脂酸單甘油酯、硬脂酸二甘油酯、硬脂酸三甘油酯、山崳酸單甘油酯、山崳酸二甘油酯、山崳酸三甘油酯等飽和脂肪酸甘油酯，或油酸單甘油酯、油酸二甘油酯、油酸三甘油酯、亞油酸單甘油酯、亞油酸二甘油酯、亞油酸三甘油酯等不飽和脂肪酸甘油酯等。其中優(yōu)選硬脂酸單甘油酯、硬脂酸二甘油酯、硬脂酸三甘油酯等硬脂酸甘油酯，更優(yōu)選硬脂酸單甘油酯。脂肪酸甘油酯可以單獨使用I種或?qū)?種以上組合使用。
[0042]脂族醇通常是碳原子數(shù)10-22的脂族醇，可以是一元醇，也可以是多元醇。脂族醇的具體例子有:月桂醇、棕櫚醇、硬脂醇、山崳醇等飽和脂族醇，或油醇、亞油醇等不飽和脂族醇等。其中優(yōu)選硬脂醇。脂族醇可以單獨使用I種或?qū)?種以上組合使用。
[0043]脂肪酸衍生物和/或脂族醇的用量沒有特別限定，優(yōu)選其含量相對于100重量份聚合物為0.01-1.0重量份。
[0044]在不影響拉絲性的范圍內(nèi)，本發(fā)明的甲基丙烯酸樹脂組合物可以根據(jù)需要含有紫外線吸收劑、光漫射劑、抗氧化劑、著色劑、熱穩(wěn)定劑等。
[0045]使用脂肪酸衍生物和/或脂族醇時，將它們配合在甲基丙烯酸樹脂組合物中的方法例如有以下方法:將上述聚合物、規(guī)定量的脂肪酸衍生物和/或脂族醇加入到單軸擠出機或雙軸擠出機中，通過加熱熔融混煉進行混合的方法；在以甲基丙烯酸甲酯為主體的單體聚合反應(yīng)時，一并混合脂肪酸衍生物和/或脂族醇的方法；在上述聚合物的顆粒表面附著脂肪酸衍生物和/或脂族醇，成型時一起混合的方法等。
[0046]通過上述方法均可獲得本發(fā)明的甲基丙烯酸樹脂組合物。所述甲基丙烯酸樹脂組合物在將其應(yīng)用于熱板熔接時，即使提高熱板的溫度，在分離熱板與該樹脂組合物時也難以發(fā)生樹脂被拉成絲狀的所謂的拉絲，因此作為熱板熔接用很優(yōu)異。
[0047]本發(fā)明的熔接方法具備以下步驟:將由上述甲基丙烯酸樹脂組合物形成的第I部件的至少一部分與熱板接觸并熔融的步驟；將第I部件從熱板上分離，與第2部件壓接的步驟。這里，第2部件的材質(zhì)沒有特別限定。第2部件可以是使用本發(fā)明的甲基丙烯酸樹脂組合物形成的。圖1是表示本實施方案的熔接方法的步驟圖。這種情況下，可以在第I部件10和第2部件20之間配置熱板40 (參照圖1 (a))，使第I部件10和第2部件20的至少一部分與熱板40接觸，分別熔融(參照圖1(b))，然后從熱板40上分離(參照圖1(c))，將第I部件的熔融部IOa和第2部件的熔融部20a壓接(參照圖1(d))。
[0048]所述甲基丙烯酸樹脂組合物可適合用作車輛用部件的原材料，特別適合用作尾燈罩、前燈罩、儀表板等的車輛用部件的原材料。
實施例
[0049]以下通過實施例詳細說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不受其限定。
[0050][用于進行拉絲性評價試驗的試驗片的制備方法]
[0051]使用作為評價試驗對象的甲基丙烯酸樹脂組合物，通過注射成型機(東芝制造的“IS130II型”)，在成型溫度240°C、模具溫度60°C下制備長210_X寬120_X厚度3_的平板I (參照圖2)。接著，將該平板I用鋸板機如圖3所示切成長20mmX寬40mmX厚3mm，共制作22片試驗片2。圖2是自上觀察切斷之前的平板I的示意圖，圖3是自上觀察切斷后各試驗片2的不意圖。
[0052][拉絲性的評價試驗法]
[0053]根據(jù)圖4和圖5對甲基丙烯酸樹脂組合物的拉絲性的評價試驗方法進行說明。圖4是表示評價試驗開始前狀態(tài)的一個例子的示意圖，圖5是表示該評價試驗中，甲基丙烯酸樹脂組合物的試驗片拉絲的狀態(tài)的一個例子的示意圖。
[0054]如圖4所示，在電熱板3上鋪長15cmX寬15cmX厚3mm的SUS34制的板，將其作為熱板4。在可調(diào)節(jié)高度的測高計5上夾持鋁制的棒6，再在該鋁棒6上用夾子固定按照上述制備方法獲得的長20mmX寬40mmX厚3mm的甲基丙烯酸樹脂組合物的試驗片2。
[0055]接著，將該試驗片2中制備該試驗片時未被鋸板機切斷的面(20mmX3mm)按壓在加熱至規(guī)定溫度的熱板4上20秒，使試驗片2的接觸部熔融，然后如圖5所示，提起試驗片2，通過測高計5的刻度讀取絲7拉起的長度。將上述操作重復(fù)10次，求出某一溫度下拉絲的長度平均值。該平均值為5cm時的溫度作為拉絲起始溫度。
[0056][粘均分子量的測定]
[0057]聚合物的粘均分子量是使用烏氏粘度計，按照IS0-1628-6的方法測定25°C、0.1%氯仿溶液中的特性粘度，由上述式(I)計算。
[0058]實施例1
[0059](a)甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸甲酯聚合而成的聚合物的制備
[0060]向具備攪拌器的聚合反應(yīng)器中分別連續(xù)供給97重量份甲基丙烯酸甲酯和3重量份丙烯酸甲酯的混合物、0.016重量份1，1-二(叔丁基過氧)環(huán)己烷、0.09重量份正辛基硫醇，在175°C下、以平均停留時間40分鐘進行聚合反應(yīng)。接著，將由聚合反應(yīng)器排出的反應(yīng)液(部分聚合物)進行預(yù)熱，然后供給排氣擠出機，使未反應(yīng)的單體成分氣化回收，同時得到顆粒狀聚合物。
[0061](b)熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物的評價
[0062]將實施例1 (a) 所得聚合物作為熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物，按照上述制備方法制備試驗片，然后按照上述評價試驗方法評價該試驗片。其結(jié)果如表1所示。
[0063]實施例2
[0064](a)甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸甲酯聚合而成的聚合物的制備
[0065]按照與實施例1 (a)同樣的操作得到顆粒狀的聚合物。
[0066](b)熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物的制備
[0067]將100重量份實施例2 (a)所得的聚合物、0.1重量份亞乙基雙硬脂酸酰胺用轉(zhuǎn)鼓混合，然后供給螺桿直徑40_的擠出機并熔融混煉，得到熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物。
[0068](C)熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物的評價
[0069]使用實施例2(b)所得的甲基丙烯酸樹脂組合物，按照上述制備方法制備試驗片，然后按照上述評價試驗方法評價該試驗片。其結(jié)果如表1所示。
[0070]實施例3
[0071]將亞乙基雙硬脂酸酰胺的使用量由0.1重量份變更為0.2重量份，除此之外進行與實施例2同樣的操作。其結(jié)果如表1所示。
[0072]實施例4
[0073]將亞乙基雙硬脂酸酰胺的使用量由0.1重量份變更為0.3重量份，除此之外進行與實施例2同樣的操作。其結(jié)果如表1所示。
[0074]實施例5
[0075](a)熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物的制備
[0076]按照與實施例1 (a)同樣的操作進行聚合反應(yīng)。接著將由聚合反應(yīng)器排出的反應(yīng)液(部分聚合物)進行預(yù)熱，然后供給排氣擠出機，使未反應(yīng)的單體成分氣化回收，然后通過計量泵添加0.1重量份在該擠出機頂端部熔融的硬脂醇，得到顆粒狀熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物。
[0077](b)熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物的評價
[0078]使用實施例5(a)所得的甲基丙烯酸樹脂組合物，按照上述制備方法制備試驗片，然后按照上述評價試驗方法評價該試驗片。其結(jié)果如表1所示。
[0079]比較例I
[0080](a)甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸甲酯聚合而成的聚合物的制備
[0081]向具備攪拌器的聚合反應(yīng)器中分別連續(xù)供給99重量份甲基丙烯酸甲酯和I重量份丙烯酸甲酯的混合物、0.016重量份1，1-二(叔丁基過氧)環(huán)己烷、0.17重量份正辛基硫醇，在175°C下、以平均停留時間40分鐘進行聚合反應(yīng)。接著，將由聚合反應(yīng)器排出的反應(yīng)液(部分聚合物)進行預(yù)熱，然后供給排氣擠出機，使未反應(yīng)的單體成分氣化回收，同時得到顆粒狀聚合物。
[0082](b)熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物的評價
[0083]以比較例1(a)所得的聚合物作為熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物，按照上述制備方法制備試驗片，然后按照上述評價試驗方法評價該試驗片。其結(jié)果如表1所示。
[0084][表 I]
【權(quán)利要求】
1.甲基丙烯酸樹脂組合物在熱板熔接中的應(yīng)用，該甲基丙烯酸樹脂組合物含有以甲基丙烯酸甲酯為主體的單體聚合而成的聚合物，該聚合物的粘均分子量為15萬-25萬。
2.權(quán)利要求1的應(yīng)用，其中，上述聚合物是85-100重量份甲基丙烯酸甲酯與0-15重量份丙烯酸酯聚合而成的聚合物。
3.權(quán)利要求1或2的應(yīng)用，其中，上述甲基丙烯酸樹脂組合物進一步含有脂肪酸衍生物和/或脂族醇。
4.權(quán)利要求3的應(yīng)用，其中，上述脂肪酸衍生物和/或上述脂族醇的含量相對于100重量份上述聚合物為0.01-1.0重量份。
5.權(quán)利要求1-4中任一項的應(yīng)用，其中，上述甲基丙烯酸樹脂組合物用作車輛用部件的原材料。
6.權(quán)利要求5的應(yīng)用，其中，上述車輛用部件是選自尾燈罩、前燈罩和儀表板的至少一種。
7.熔接方法，該熔接方法具備以下步驟:將由甲基丙烯酸樹脂組合物形成的第I部件的至少一部分與熱板接觸并熔融的步驟，其中，所述甲基丙烯酸樹脂組合物含有以甲基丙烯酸甲酯為主體的單體聚合而成的聚合物，該聚合物的粘均分子量為15萬-25萬；和將上述第I部件從上述熱板上分離，與第2部件壓接的步驟。
8.權(quán)利要求7的熔接方法，其中，上述聚合物是85-100重量份甲基丙烯酸甲酯與0-15重量份丙烯酸酯聚合而成的聚合物。
9.權(quán)利要求7或8的熔接方法，其中，上述甲基丙烯酸樹脂組合物進一步含有脂肪酸衍生物和/或脂族醇。
10.權(quán)利要求9的熔接方法，其中，上述脂肪酸衍生物和/或上述脂族醇的含量相對于100重量份上述聚合物為0.01-1.0重量份。
11.權(quán)利要求7-10中任一項的應(yīng)用，其中，上述甲基丙烯酸樹脂組合物用作車輛用部件的原材料。
12.權(quán)利要求11的熔接方法，其中，上述車輛用部件是選自尾燈罩、前燈罩和儀表板的至少一種。
13.熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物，該甲基丙烯酸樹脂組合物含有以甲基丙烯酸甲酯為主體的單體聚合而成的聚合物，該聚合物的粘均分子量為15萬-25萬。
【文檔編號】C08L33/12GK103881279SQ201410114506
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2009年4月7日 優(yōu)先權(quán)日:2008年4月8日
【發(fā)明者】和氣孝雄, 山崎和廣 申請人:住友化學(xué)株式會社