專利名稱：鉸接構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由特定樹(shù)脂復(fù)合材料制成的具有顯著的優(yōu)越鉸接特性的鉸接構(gòu)件，特別涉及一種由熱塑性聚酯樹(shù)脂(A)和由選自下述的一種單體均聚或兩種或兩種以上單體共聚而得的聚合物(B)所組成的鉸接構(gòu)件，這些單體是丙烯腈類化合物、丙烯酸酯類、丙烯酸、甲基丙烯酸酯類、甲基丙烯酸及芳香族乙烯基化合物。


圖1為用于測(cè)試鉸接特性的試樣的簡(jiǎn)單示意圖，其中圖1(a)為鉸接構(gòu)件的正視圖，圖1(b)為鉸接構(gòu)件的側(cè)視圖，圖1(c)為鉸接構(gòu)件的放大圖。圖中，參數(shù)1表示鉸接構(gòu)件，其它數(shù)值的單位為mm。
本發(fā)明所述的鉸接構(gòu)件如圖1所示。要承受一次或數(shù)次彎曲載荷的部件的薄壁部分稱之為鉸接件(圖1中由數(shù)字1表示)。對(duì)鉸接件的形狀無(wú)特別限制，可以是片狀、條狀、帶狀及其它形狀。同樣，對(duì)鉸接件的厚度及長(zhǎng)度也無(wú)限制。在本發(fā)明所述的鉸接件中，包括那些基本上具備鉸接件功能的構(gòu)件。
此外，在本說(shuō)明書(shū)中，鉸接特性定義為上述鉸接件承受至少一次彎曲的耐久性。
近來(lái)，由于熱塑性樹(shù)脂的易于加工性和其它特性，它們已在相當(dāng)廣泛的領(lǐng)域內(nèi)得到應(yīng)用并取代了金屬。總之，由于熱塑性樹(shù)脂也具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度和其它物理及化學(xué)特性，它已被廣泛地用于制作汽車、電力或電子設(shè)備的機(jī)械部件，辦公設(shè)備，其它精密儀器、建筑材料、雜貨等。然而，在這些領(lǐng)域內(nèi)，大多數(shù)情況下還要求材料具有某些特殊的性能。這類特殊性能之一即為鉸接特性。
總之，由于近年來(lái)要求通過(guò)減少產(chǎn)品的一些零部件而降低產(chǎn)品成本，所以要求采用鉸接件裝配某些部件以使得組裝便利并且花費(fèi)低廉的情況日益增加。此外，尚有許多使鉸接特性惡化的因素，如在低溫下使用鉸接構(gòu)件和從結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)來(lái)看，鉸接件成型的困難性，因而對(duì)于優(yōu)良的鉸接特性的要求已更加嚴(yán)重。
為滿足這類要求，已經(jīng)提出了在熱塑性聚酯樹(shù)脂中加入橡膠性物質(zhì)來(lái)改善鉸接性能的方法以及諸如此類的方法。
不言而喻，利用這種方法能使鉸接特性得到某種程度的改善，但常常不能滿足更進(jìn)一步的要求，并且會(huì)產(chǎn)生大的缺陷，即其它的物理性能如剛性及剪切強(qiáng)度會(huì)降低。
本發(fā)明的目的就是提供一種具有優(yōu)良的鉸接特性的鉸接構(gòu)件，其鉸接特性與那些常用的鉸接構(gòu)件相比更加優(yōu)異，而且不降低其它的物理性能。
本發(fā)明者以解決上述問(wèn)題為目的，通過(guò)他們的反復(fù)認(rèn)真研究提出了本發(fā)明，并且提供了一種具有熱塑性樹(shù)脂的各種優(yōu)良性能和優(yōu)良的鉸接特性的熱塑性樹(shù)脂模型制品。
具體說(shuō)來(lái)，本發(fā)明涉及一種通過(guò)模塑復(fù)合材料而制得的具有優(yōu)良鉸接特性的鉸接構(gòu)件，該復(fù)合材料包括99至40份(重量)的熱塑性聚酯樹(shù)脂(A)和1至60份(重量)的由選自下述的一種單體均聚或兩種或二種以上單體共聚而得到的聚合物(B)，這些單體是丙烯腈類化合物、丙烯酸酯類、丙烯酸、甲基丙烯酸酯類、甲基丙烯酸及芳香族乙烯基化合物。
進(jìn)一步而言，雖然上述復(fù)合材料本身是知道的，但使用這類復(fù)合材料使鉸接特性有顯著的改進(jìn)，這是完全未預(yù)料到的，并且是十分驚奇的。直至本發(fā)明者進(jìn)行反復(fù)認(rèn)真的研究發(fā)現(xiàn)這一事實(shí)后才可能提出本發(fā)明。
本發(fā)明中采用的熱塑性聚酯包括由下述縮聚反應(yīng)產(chǎn)生的聚酯，即二羧酸化合物與二羥基化合物的縮聚、羥基羧酸的縮聚，包括這三種組分或其它類似組分的混合物的縮聚。均聚酯或是共聚酯均可達(dá)到本發(fā)明的效果。
本發(fā)明中采用的二羧酸化合物包括熟知的二羧酸化合物，如對(duì)苯二酸、間苯二酸、萘二甲酸、聯(lián)苯二羧酸、二苯醚二羧酸、二苯乙烷二羧酸、環(huán)己烷二羧酸、己二酸和葵二酸、它們的烷基、烷氧基或鹵素取代物等等。此外，這些二羧酸化合物能夠以成酯衍生物的形式使用，例如低級(jí)醇酯如二甲酯。按照本發(fā)明，上述化合物是單獨(dú)或混合使用的。
其次，二羥基類化合物包括如下的二羥基化合物，例如乙二醇、丙二醇、丁二醇、新戊二醇、對(duì)苯二酚、間苯二酚、二羥基苯、萘二酚、二羥基二苯醚、環(huán)己二醇和2，2-二(4-羥基苯基)丙烷、聚亞氧烷基乙二醇，和它們的烷基、烷氧基或鹵素取代物等等。它們可單獨(dú)或混合使用。
此外，羥基羧酸類包括如下的羥基羧酸，例如羥基苯甲酸、α-萘酚酸及二亞苯基羥基羧酸，以及它們的烷基、烷氧基或鹵素取代物這些化合物的成酯衍生物也能使用。按照本發(fā)明，這些化合物可單獨(dú)或混合使用。
按照本發(fā)明，采用上述化合物為單體組分進(jìn)行縮聚得到的各種熱塑性聚酯，可單獨(dú)或混合使用，均可顯著達(dá)到本發(fā)明的效果。這些熱塑性聚酯以采用聚對(duì)苯二甲酸亞烷基酯為好，最好是聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯。
此外，按照本發(fā)明，熱塑性聚酯可采用已知的交聯(lián)、接枝聚合和其它類似的方法來(lái)進(jìn)行改性。
其次，本發(fā)明中構(gòu)成上述熱塑性樹(shù)脂的聚合物(組分B)是通過(guò)選自下述的一種單體均聚或兩種或二種以上單體共聚而得到的，這些單體有丙烯腈類化合物(如丙烯腈和甲基丙烯腈)、丙烯酸酯類化合物(如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯)，甲基丙烯酸酯類化合物(如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯)以及芳香族乙烯基化合物(如丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯和α-甲基苯乙烯)。這些聚合物(組分B)是單獨(dú)或混合加到熱塑性聚酯樹(shù)脂中的。
更具體地說(shuō)，上述聚合物為丙烯腈-苯乙烯共聚物、丙烯腈一甲基丙烯酸甲酯共聚物、丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物，聚苯乙烯等。
此外，這些聚合物可通過(guò)將少量的烯類化合物、橡膠組分、酸酐和其它類似的組份共聚到該聚合物上或?qū)⑺鼈兘又酆系皆摼酆衔锷霞捌渌姆椒ㄟM(jìn)行改性。
按照本發(fā)明，在上述聚合物中，優(yōu)先采用的是丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯。
此外，按照本發(fā)明，基于99至40份(重量)的熱塑性聚酯樹(shù)脂(組分A)，這些聚合物(組分B)使用的比例為1至60份(重量)。在這些聚合物使用的比例少于1份(重量)的情況下，鉸接特性得不到足夠的改善，而當(dāng)這些聚合物使用的比例超過(guò)60份(重量)后，不僅失去了一些熱塑性聚酯的優(yōu)異特性(如機(jī)械性能、物理性能和化學(xué)性能)，而且根據(jù)不同的情況也影響到其加工性能、表面狀態(tài)等等，這是不利的。組分B加入的比例最好為3至50份(重量)。
另外，為改進(jìn)物理性能，可在構(gòu)成本發(fā)明鉸接構(gòu)件的復(fù)合材料中加入各種已知的添加劑。所說(shuō)的添加劑包括抗氧劑、耐氣候老化劑和耐光老化劑、熱穩(wěn)定劑、油膏、防粘劑、成核劑、阻燃劑、抗靜電劑表面活性劑、著色劑及其它添加劑。
少量的其它熱塑性樹(shù)脂和纖維狀、片狀、粉末及粒狀的無(wú)機(jī)填料(如玻璃)，也可補(bǔ)加到本發(fā)明的鉸接構(gòu)件所用的復(fù)合材料中，以便在不影響本發(fā)明目的的情況下改進(jìn)其它的物理性能。
本發(fā)明所述的鉸接件可通過(guò)已知的加工方法和模塑方法很容易地進(jìn)行制備，這些方法已用于常見(jiàn)的樹(shù)脂和其它具有添加劑的類似樹(shù)脂。
例如，方法1，其中將各組分先進(jìn)行混合，然后將所得混合物經(jīng)擠出機(jī)摻混并擠出以制成粒料，隨后該粒料再進(jìn)行模塑;方法2，其中先制備組成不同的顆粒，然后進(jìn)行摻混和模塑以得到由本發(fā)明所述復(fù)合材料形成的模塑產(chǎn)品;方法3，其中在模塑時(shí)各組分直接填入模具以制得由本發(fā)明所述復(fù)合材料形成的模塑制品。類似的其它方法也可使用。
下面將參照優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明加以說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于這些優(yōu)選的實(shí)施例。
此外，對(duì)鉸接特性的評(píng)價(jià)是通過(guò)制備具有如圖1所示形狀的試件進(jìn)行的，評(píng)價(jià)根據(jù)下述標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試樣數(shù)n＝10
測(cè)試方法1)試樣在溫度為23℃，RH為50%的環(huán)境下放置24小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間，然后在同樣條件下將鉸接構(gòu)件以180°的角彎曲100次。
2)試樣在溫度為-20℃的環(huán)境下放置24小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間然后在同樣條件下將鉸接構(gòu)件以180°的角彎曲100次。
結(jié)果評(píng)價(jià)A在進(jìn)行100次彎曲時(shí)，鉸接構(gòu)件被破壞的數(shù)目(此數(shù)值越小越好)。
結(jié)果評(píng)價(jià)B依照下述評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)經(jīng)100次彎曲后鉸接構(gòu)件的狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，并且以平均結(jié)果來(lái)表示(此值越大越好)。
5幾乎未見(jiàn)異常。
4鉸接構(gòu)件表面產(chǎn)生細(xì)小裂紋。
3鉸接構(gòu)件表面上產(chǎn)生的裂紋增長(zhǎng)了。
2鉸接構(gòu)件表面上產(chǎn)生的裂紋進(jìn)一步向中心部分增長(zhǎng)，因而鉸接構(gòu)件顯著變薄。
1在變薄的鉸接構(gòu)件上產(chǎn)生裂縫，因而鉸接構(gòu)件將斷裂。
0鉸接構(gòu)件被破壞。
實(shí)例1至8和對(duì)比例1至2將本發(fā)明所述的各種聚合物(組分B)以表1所示的比例加入到聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯樹(shù)脂(商品名為“Duranex”，由Polyplastics有限公司生產(chǎn))中，然后將所得混合物在內(nèi)徑為30mm的雙螺桿擠出機(jī)中熔融及摻混，以制備粒狀的復(fù)合材料。
隨后，采用注射模塑機(jī)制備具有如圖1所示形狀的、用于進(jìn)行各種物理性能測(cè)試的鉸接試樣和標(biāo)準(zhǔn)的試樣，以測(cè)定它們的鉸接特性和其它特性。一般物理性能的測(cè)定按ASTM進(jìn)行。不含本發(fā)明所述聚合物(組分B)的復(fù)合材料也按同樣方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，以進(jìn)行對(duì)比。
由表1所列結(jié)果可清楚知道，本發(fā)明所述聚合物(組分B)的加入對(duì)改進(jìn)鉸接特性十分有效。
由上述說(shuō)明書(shū)及優(yōu)選的實(shí)施例可清楚地知道，由所述復(fù)合材料加工制成的本發(fā)明的鉸接構(gòu)件具有十分優(yōu)異的鉸接特性，而沒(méi)有其它物理性能降低的缺點(diǎn)，該復(fù)合材料包括熱塑性聚酯和由選自下述的一種單體均聚或兩種或兩種以上單體共聚而得的聚合物，這些單體為丙烯腈類化合物、丙烯酸酯類、丙烯酸、甲基丙烯酸酯類、甲基丙烯酸及芳香族乙烯基化合物。
這種鉸接構(gòu)件可用作用于汽車工業(yè)、電力及電子部件、建筑材料、雜貨及其它領(lǐng)域中的各種類型的鉸接構(gòu)件，更具體地說(shuō)，本發(fā)明所述的鉸接構(gòu)件適于用作為用于汽車、電力設(shè)備及其它產(chǎn)品的連接器。
權(quán)利要求
1.一種通過(guò)模塑復(fù)合材料而制備的鉸接構(gòu)件，該復(fù)合材料包括(A)99至40份(重量)的熱塑性聚酯樹(shù)脂，以及(B)1至60份(重量)的由選自下述的一種單體均聚或二種或二種以上單體共聚而得的聚合物，這些單體為丙烯腈類化合物、丙烯酸酯類、丙烯酸、甲基丙烯酸酯類、甲基丙烯酸及芳香族乙烯基化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的鉸接構(gòu)件，其中所述的熱塑性聚酯樹(shù)脂為聚對(duì)苯二甲酸亞烷基酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的鉸接構(gòu)件，其中所述的熱塑性聚酯樹(shù)脂為聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的鉸接構(gòu)件，其中所述的聚合物(上述組分B)為丙烯腈-苯乙烯共聚物，聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯。
全文摘要
一種鉸接件可通過(guò)模塑復(fù)合材料進(jìn)行制備，該復(fù)合材料包括 (A)99至40份(重量)的熱塑性聚酯樹(shù)脂，以及 (B)由選自下述的一種單體均聚或二種或二種以上單體共聚而得的聚合物，這些單體為丙烯腈類化合物，丙烯酸酯類，丙烯酸、甲基丙烯酸酯類、甲基丙烯酸和芳香族乙烯基化合物，此類聚合物為1至60份(重量)。
文檔編號(hào)C08L25/12GK1030275SQ88102078
公開(kāi)日1989年1月11日 申請(qǐng)日期1988年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1987年4月15日
發(fā)明者高橋克彥, 飯山誠(chéng), 小島松司, 望月光博 申請(qǐng)人:聚塑料株式會(huì)社