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金屬/樹脂復(fù)合結(jié)構(gòu)體及金屬構(gòu)件的制作方法_4

文檔序號:8268877閱讀:來源:國知局
br>[0211] 作為熱塑性樹脂(A),沒有特別限定,可舉出例如,聚烯烴系樹脂、聚甲基丙烯酸 甲酯樹脂等聚甲基丙烯酸系樹脂、聚丙烯酸甲酯樹脂等聚丙烯酸系樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚 乙烯醇-聚氯乙烯共聚物樹脂、聚乙烯醇縮乙醛樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、聚乙烯醇縮甲 醛樹脂、聚甲基戊烯樹脂、馬來酸酐-苯乙烯共聚物樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚苯醚樹脂、聚醚 醚酮樹脂、聚醚酮樹脂等芳香族聚醚酮、聚酯系樹脂、聚酰胺系樹脂、聚酰胺酰亞胺樹脂、聚 酰亞胺樹脂、聚醚酰亞胺樹脂、苯乙烯系彈性體、聚烯烴系彈性體、聚氨酯系彈性體、聚酯系 彈性體、聚酰胺系彈性體、離子交聯(lián)聚合物、氨基聚丙烯酰胺樹脂、異丁烯馬來酸酐共聚物、 ABS、ACS、AES、AS、ASA、MBS、乙烯-氯乙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙酸乙 烯酯-氯乙烯接枝聚合物、乙烯-乙烯醇共聚物、氯化聚氯乙烯樹脂、氯化聚乙烯樹脂、氯化 聚丙烯樹脂、羧基乙烯基聚合物、酮樹脂、非晶性共聚酯樹脂、降冰片烯樹脂、氟塑料、聚四 氟乙烯樹脂、氟化乙烯聚丙烯樹脂、PFA、聚氯氟乙烯樹脂、乙烯四氟乙烯共聚物、聚1,1-二 氟乙烯樹脂、聚氟乙烯樹脂、聚芳酯樹脂、熱塑性聚酰亞胺樹脂、聚1,1-二氯乙烯樹脂、聚 氯乙烯樹脂、聚乙酸乙烯醋樹脂、聚砜樹脂、聚對甲基苯乙烯樹脂、聚烯丙基胺樹脂、聚乙烯 基醚樹脂、聚苯醚樹脂、聚苯硫醚(PPS)樹脂、聚甲基戊烯樹脂、低聚酯丙烯酸酯、二甲苯樹 月旨、馬來酸樹脂、聚羥基丁酸酯樹脂、聚砜樹脂、聚乳酸樹脂、聚谷氨酸樹脂、聚己內(nèi)酯樹脂、 聚醚砜樹脂、聚丙烯腈樹脂、苯乙烯-丙烯腈共聚物樹脂等。這些熱塑性樹脂可以單獨使用 一種,也可以二種以上組合使用。
[0212] 其中,作為熱塑性樹脂(A),從可以更有效地獲得金屬構(gòu)件103與樹脂構(gòu)件105的 接合強度提高效果的觀點考慮,優(yōu)選使用選自聚烯烴系樹脂、聚酯系樹脂和聚酰胺系樹脂 中的一種或二種以上熱塑性樹脂。
[0213] 上述聚烯烴系樹脂,可以沒有特別限定地使用將烯烴聚合而獲得的聚合物。
[0214] 作為構(gòu)成上述聚烯烴系樹脂的烯烴,可舉出例如,乙烯、α -烯烴、環(huán)狀烯烴等。
[0215] 作為上述α-烯烴,可舉出碳原子數(shù)3?30、優(yōu)選為碳原子數(shù)3?20的直鏈狀或 支鏈狀的α-烯烴。更具體而言,可舉出丙烯、1-丁烯、1-戊烯、3-甲基-1-丁烯、1-己烯、 4_甲基-1-戊稀、3-甲基-1-戊稀、1-辛稀、1-癸稀、1-十二碳稀、1-十四碳稀、1-十六碳 稀、1-十八碳稀、1-二十碳稀等。
[0216] 作為上述環(huán)狀烯烴,可舉出碳原子數(shù)3?30的環(huán)狀烯烴,優(yōu)選為碳原子數(shù)3?20。 更具體而言,可舉出環(huán)戊烯、環(huán)庚烯、降冰片烯、5-甲基-2-降冰片烯、四環(huán)十二碳烯、2-甲 基 _1,4, 5, 8- 一亞甲基-1,2, 3, 4, 4a, 5, 8, 8a-八氛蔡等。
[0217] 作為構(gòu)成上述聚烯烴系樹脂的烯烴,優(yōu)選可舉出乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、 3-甲基-1- 丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯等。其中,更優(yōu)選為乙烯、丙 稀、1-丁稀、1-己稀、4-甲基-1-戊稀,進一步優(yōu)選為乙稀或丙稀。
[0218] 上述聚烯烴系樹脂可以為將一種上述烯烴單獨聚合而獲得的樹脂,或者也可以為 將二種以上組合而進行無規(guī)共聚、嵌段共聚、接枝共聚而獲得的樹脂。
[0219] 此外,作為上述聚烯烴系樹脂,可以為直鏈狀的樹脂,也可以為導(dǎo)入了支鏈結(jié)構(gòu)的 樹脂。
[0220] 作為上述聚酯系樹脂,可舉出例如,聚乳酸、聚乙醇酸、聚己內(nèi)酯、聚琥珀酸乙二醇 酯等脂肪族聚酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯 (PBT)、聚對苯二甲酸1,4-環(huán)己烷二甲醇酯(PCT)等。
[0221] 作為上述聚酰胺系樹脂,可舉出例如,PA6、PA12等開環(huán)聚合系脂肪族聚酰胺; PA66、PA46、PA610、PA612、PAll 等縮聚系聚酰胺;MXD6、PA6T、PA9T、PA6T/66、PA6T/6、無定 形PA等半芳香族聚酰胺;聚(對苯二甲酰對苯二胺)、聚(間苯二甲酰對苯二胺)、聚(間 苯二甲酰間苯二胺)等全芳香族聚酰胺、酰胺系彈性體等。
[0222] 此外,作為熱塑性樹脂(A),從可以更有效地獲得金屬構(gòu)件103與樹脂構(gòu)件105的 接合強度提高效果的觀點考慮,優(yōu)選使用選自玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為140°C以上的熱塑性樹脂、 和非晶性熱塑性樹脂中的一種或二種以上熱塑性樹脂。
[0223] 作為上述玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為140°C以上的熱塑性樹脂,可舉出例如,選自聚碳酸酯 樹脂、聚醚醚酮樹脂、聚醚酮樹脂等芳香族聚醚酮、聚酰亞胺樹脂和聚醚砜樹脂中的一種或 二種以上。
[0224] 作為上述非晶性熱塑性樹脂,可舉出例如,選自聚苯乙烯樹脂、聚丙烯腈樹脂、苯 乙烯-丙烯腈共聚物樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物樹脂(ABS樹脂)、聚甲基丙烯酸 甲酯樹脂和聚碳酸酯樹脂中的一種或二種以上。
[0225] 關(guān)于熱塑性樹脂(A),為了使對金屬構(gòu)件103表面的凹凸形狀的進入容易,優(yōu)選流 動性高。因此,本實施方式中熱塑性樹脂(A),按照ASTM D1238,在2. 16kg荷重的條件下測 定的MFR優(yōu)選為10?200g/10min。MFR可以在由各樹脂確定的溫度下測定,在丙稀系聚合 物的情況下在230°C測定,在乙烯系聚合物的情況下在190°C測定等。
[0226] 本實施方式涉及的樹脂構(gòu)件105可以制成涂膜。上述涂膜可以使用市售的各種涂 料。
[0227] 作為上述涂料的種類,大地劃分,有油性涂料和水性涂料。作為油性涂料,可舉出 例如,使丙烯酸系樹脂、聚烯烴系樹脂、聚氨酯系樹脂、環(huán)氧系樹脂、酚系樹脂、聚酯系樹脂、 醇酸系樹脂等樹脂溶解在有機溶劑中而得的涂料。作為水性涂料,可舉出例如,使丙烯酸系 樹脂、丙烯酸系硅系樹脂、聚烯烴系樹脂、硅系樹脂、聚氨酯系樹脂、環(huán)氧系樹脂、酚系樹脂、 聚酯系樹脂、醇酸系樹脂、生物降解性樹脂等樹脂懸浮在水中而得的涂料。
[0228] 上述涂膜可以為由上述油性涂料或水性涂料中的任一種形成的涂膜。進行了上述 表面粗化處理的金屬構(gòu)件103由于可以形成深的凹凸,因此涂料樹脂進入該凹部而形成涂 膜,因此與金屬的密合性高,作為其結(jié)果,可以期待變?yōu)椴灰讋兟涞臓顩r。另外,在本實施方 式中,對進行了上述表面粗化處理的金屬構(gòu)件103施與的凹凸形狀如上所述,為形成深的 凹凸的形狀,因此即使是特別是如水性涂料那樣涂料樹脂懸浮在水中,各個涂料樹脂的分 子基于表面張力而成為大的塊狀,在涂布時進入該凹部中也成為可能。因此,本實施方式的 金屬/樹脂復(fù)合結(jié)構(gòu)體106即使在使用了在現(xiàn)有技術(shù)中難以在金屬構(gòu)件表面形成密合性高 的涂膜的水性涂料的情況下,也可以形成高密合性的涂膜,在這方面非常優(yōu)異。
[0229] (填充材(B))
[0230] 在熱塑性樹脂組合物(P)中,從金屬構(gòu)件103與樹脂構(gòu)件105的線膨脹系數(shù)差的 調(diào)整、使樹脂構(gòu)件105的機械強度提高的觀點考慮,可以進一步包含填充材(B)。
[0231] 作為填充材(B),例如,可以從由玻璃纖維、碳纖維、碳粒子、粘土、滑石、二氧化硅、 礦物、纖維素纖維所組成的組中選擇一種或二種以上。其中,優(yōu)選為選自玻璃纖維、碳纖維、 滑石、礦物中的一種或二種以上。
[0232] 填充材⑶的形狀沒有特別限定,可以為纖維狀、粒子狀、板狀等任何的形狀。
[0233] 填充材⑶優(yōu)選以數(shù)量分數(shù)計具有5?100%的最大長度在IOnm以上600 μπι以 下的范圍的填充材。該最大長度更優(yōu)選為30nm以上550 μ m以下,進一步優(yōu)選為50nm以上 500 ym以下。此外,在該最大長度的范圍的填充材⑶的數(shù)量分數(shù)優(yōu)選為10?100%,更 優(yōu)選為20?100%。
[0234] 如果填充材(B)的最大長度在上述范圍內(nèi),則在熱塑性樹脂組合物(P)的成型時 在熔融的熱塑性樹脂(A)中填充材(B)可以容易地移動,因此在后述的金屬/樹脂復(fù)合結(jié) 構(gòu)體106的制造時,在金屬構(gòu)件表面附近也能夠使填充材(B)以一定程度的比例存在。因 此,上述那樣地與填充材(B)進行相互作用的樹脂進入金屬構(gòu)件表面的凹凸形狀中,從而 能夠具有更牢固的接合強度。
[0235] 此外,如果上述數(shù)量分數(shù)在上述范圍內(nèi),則對于與金屬構(gòu)件103表面的凹凸形狀 進行作用而言充分數(shù)目的填充材(B)在熱塑性樹脂組合物(P)中存在。
[0236] 另外,填充材(B)的長度如下求出:從所得的金屬/樹脂復(fù)合結(jié)構(gòu)體106除去由熱 塑性樹脂組合物(P)形成的構(gòu)件后,將該熱塑性樹脂組合物(P)在烘箱中加熱,從而使其完 全地碳化,然后,除去碳化了的樹脂,將剩下的填充材(B)用掃描型電子顯微鏡進行測定, 從而求出。這里,所謂填充材(B)的最大長度,在圖11的示意圖中如Ll?L3所示,如果是 長方形,則為在3邊內(nèi)最大的長度L1,如果是圓筒形,則為在圓的長軸側(cè)的直徑長度與圓筒 的高度中較長的長度L2,如果是球或旋轉(zhuǎn)橢圓體,則為采取所有截面的長軸側(cè)的直徑長度 時的最長的直徑的長度L3。
[0237] 填充材(B)的數(shù)量分數(shù)如下求出:計數(shù)在進行上述填充材(B)的長度測定時使用 的電子顯微鏡照片所拍攝出的全部的填充材(B)的數(shù)目,算出其中包含在上述范圍內(nèi)的填 充材⑶的數(shù)目,從而求出。
[0238] 填充材⑶可以為1種,也可以為2種以上,在使用2種以上的情況下,將全部種 類的填充材(B)匯總而通過上述那樣的方法求出最大長度。
[0239] 另外,填充材(B)可以為在與熱塑性樹脂(A)混煉前的階段最大長度超過600 μπι 的填充材,也可以為通過在混煉中以及成型中進行切斷、粉碎而最大長度落入了上述范圍 的填充材。
[0240] 另外,在熱塑性樹脂組合物(P)包含填充材(B)的情況下,其含量相對于熱塑性樹 脂(A) 100質(zhì)量份優(yōu)選為1質(zhì)量份以上100質(zhì)量份以下,更優(yōu)選為5質(zhì)量份以上90質(zhì)量份 以下,特別優(yōu)選為10質(zhì)量份以上80質(zhì)量份以下。
[0241] 填充材(B)除了有提高樹脂構(gòu)件105的剛性的效果以外,還有可以控制樹脂構(gòu)件 105的線膨脹系數(shù)的效果。特別是,在本實施方式的金屬構(gòu)件103與樹脂構(gòu)件105的復(fù)合體 的情況下,往往金屬構(gòu)件103與樹脂構(gòu)件105的形狀穩(wěn)定性的溫度依賴性大大不同,因此如 果發(fā)生大的溫度變化,則復(fù)合體易于受到應(yīng)變。通過樹脂構(gòu)件105含有上述填充材(B),可 以降低該應(yīng)變。此外,如果上述填充材(B)的含量在上述范圍內(nèi),可以抑制韌性的降低。
[0242] (其它配合劑)
[0243] 在熱塑性樹脂組合物(P)中,可以以賦予各個功能為目的而包含其它配合劑。
[0244] 作為上述配合劑,可舉出熱穩(wěn)定劑、抗氧化劑、顏料、耐候劑、阻燃劑、增塑劑、分散 劑、潤滑劑、脫模劑、抗靜電劑等。
[0245] (熱塑性樹脂組合物⑵的制造方法)
[0246] 熱塑性樹脂組合物⑵的制造方法沒有特別限定,一般而言可以通過公知的方法 來制造。例如,可舉出以下方法。首先,將上述熱塑性樹脂(A)、根據(jù)需要的上述填充材(B)、 以及根據(jù)需要的上述其它配合劑,使用班伯里密煉機、單軸擠出機、雙軸擠出機、高速雙軸 擠出機等混合裝置,進行混合或熔融混合,來獲得熱塑性樹脂組合物(P)。
[0247] [金屬/樹脂復(fù)合結(jié)構(gòu)體的制造方法]
[0248] 接著,對本實施方式涉及的金屬/樹脂復(fù)合結(jié)構(gòu)體106的制造方法進行說明。
[0249] 金屬/樹脂復(fù)合結(jié)構(gòu)體106的制造方法沒有特別限定,通過相對于進行了上述表 面粗化處理的金屬構(gòu)件103,使上述熱塑性樹脂組合物(P)以成為所希望的樹脂構(gòu)件105的 形狀的方式一邊成型一邊接合來獲得。
[0250] 作為樹脂構(gòu)件105的成型方法,可以采用注射成型、擠出成型、加熱加壓成型、壓 縮成型、傳遞模塑成型、澆鑄成型、激光熔接成型、反應(yīng)注射成型(R頂成型)、液體注射成型 (LIM成型)、熔射成型等樹脂成型方法。
[0251] 此外,在制造在金屬構(gòu)件103上涂布有熱塑性樹脂組合物(P)皮膜的由金屬構(gòu) 件-熱塑性樹脂組合物皮膜形成的復(fù)合體的情況下,可以采用使熱塑性樹脂組合物(P)溶 解或分散在溶劑中而調(diào)制樹脂清漆,將該樹脂清漆涂布于金屬構(gòu)件103的涂布法、其它各 種涂裝方法。作為其它涂裝方法,可以例示燒結(jié)涂裝、電沉積涂裝、靜電涂裝、粉體涂裝、紫 外線固化涂裝等。
[0252] 其中,作為金屬/樹脂復(fù)合結(jié)構(gòu)體106的制造方法,優(yōu)選為注射成型法,具體而言, 優(yōu)選通過將金屬構(gòu)件103嵌入注射成型模具的模腔部,將熱塑性樹脂組合物(P)注射到模 具中的注射成型法來制造。具體而言,優(yōu)選為包含以下的(i)?(iii)的工序的方法。
[0253] (i)制造熱塑性樹脂組合物(P)的工序,
[0254] (ii)將金屬構(gòu)件103設(shè)置在注射成型用的模具內(nèi)的工序,
[0255] (iii)將熱塑性樹脂組合物(P)以與金屬構(gòu)件103的至少一部分相接的方式,在上 述
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