成形用玻璃长纤维强化树脂材料、该树脂材料的注射成形品及使用该树脂材料的成形方法技术

本发明专利技术涉及成形用玻璃长纤维强化树脂材料，具备包含全同立构五分率在９５％以上的聚丙烯组分、且熔体流动速率（ＪＩＳ　Ｋ７２１０温度：２３０℃，负重：２１．１８Ｎ）为１００～３００ｇ／１０ｍｉｎ的基体聚合物，对应于总质量含量为３０～５０质量％的玻璃长纤维，在上述基体聚合物和上述玻璃长纤维间赋予亲和性的亲和性赋予组分；所述树脂材料至少由上述基体聚合物和上述玻璃长纤维的复合体组成，这样抑制了成形加工时的玻璃长纤维的折损，能够获得具备高弯曲弹性率和高冲击强度的成形品。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于注射成形等的。
技术介绍
由于具备极佳的机械特性、成形加工性等性能，长度约10mm的玻璃长纤维和树脂复合而成的玻璃长纤维强化树脂材料作为汽车部件等各种工业用品的材料被广泛使用。日本专利公开公报平7-232324号揭示了这种玻璃长纤维强化树脂材料，即，以70～300g/10分钟的熔体流动速率(以下称为“MFR”)使改性聚丙烯树脂熔融，将其浸渗入玻璃纤维束后，切成长为2～50mm的切片，将这些切片做成母体混合物后，用聚丙烯树脂稀释就可制得上述玻璃长纤维强化树脂材料。上述构成使通过拉拔法制得的母体混合物中的玻璃长纤维的分散性得到了提高，用聚丙烯树脂稀释母体混合物可防止成形品的强度下降。此外，日本专利公报平3-25340号记载了包含低分子量的热塑性聚合物和体积百分率在30％以上的强化用玻璃纤维的玻璃长纤维强化片与分子量大于构成该纤维强化片的热塑性聚合物的热塑性聚合物的混合物。上述构成使玻璃长纤维树脂的润湿性得到了提高，同时提高了成形品的弯曲弹性率。日本专利公开公报平11-152062号揭示了以热塑性树脂(聚丙烯、乙烯·丙烯嵌段共聚物等)为基体，原材料中包含含有20～80质量％互相平行配列的玻璃纤维的全长为2～100mm的含有玻璃纤维的热塑性树脂切片，将该原材料注射成形可形成汽车前端，其中玻璃纤维含量为15～50质量％，且重均纤维长为1～20mm。该构成不仅能够确保良好的振动疲劳特性及耐冲击性，还可抑制反变形。第2721702号专利公报揭示了由丙烯聚合物(丙烯的均聚物等)和增强材料(玻璃纤维等)混合而成的组合物。丙烯聚合物具有55～430g/10分钟的MFR，增强材料对应于丙烯聚合物材料及增强材料的总质量约含20～65％。该构成的流动特性优于由低MFR的聚合物制得的纤维强化组合物，同时可抑制成形品的强度和损坏。日本专利公开公报平6-340784号揭示了丙烯系耐热树脂成形材料，该材料由20～80质量份实质上所有纤维长度至少在3mm以上、直径在20μm以下的强化用玻璃纤维，和80～20质量份至少部分被不饱和羧酸或其衍生物改性、且整个聚合物的MFR在50g/10分钟以上的结晶性丙烯系聚合物(丙烯聚合物，乙烯·丙烯共聚物等)组成；由3～97质量％强化用玻璃纤维在聚合物组分中以互相平行的状态配列的玻璃纤维束构造物，和97～3％MFR在50g/10分钟以上的结晶性丙烯系聚合物(丙烯聚合物，乙烯·丙烯共聚物等)组成。该构成使通过注射成形等获得的成形品具备良好的耐热性、成形性、耐成形破坏性，且较轻，所以适用于要求轻量且具备高度的耐热性、成形尺寸稳定性的汽车部件。此外，还记载了通过添加选自乙烯系弹性体(乙烯·丙烯二元共聚橡胶(EPM)，乙烯·丙烯·非共轭二烯三元共聚橡胶(EPDM)等)及苯乙烯系弹性体(加氢苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物等)的至少1种弹性体，使成形品的耐冲击强度和耐成形破坏性有所提高。日本专利公开公报平11-228759号揭示了由90～30质量％的MFR为1～1000g/10分钟、丙烯聚合物部分的全同立构五分率在95％以上、且用交叉的分步色谱仪测得的40℃以下的洗脱量在2.0质量％以下的丙烯系树脂(丙烯聚合物、乙烯·丙烯嵌段共聚物等)，和10～70质量％的MFR为0.1～100g/10分钟的弹性体(乙烯·丙烯共聚物橡胶(EPR)、乙烯·丙烯·二烯共聚橡胶(EPDM)等)，及对应于丙烯系树脂和弹性体的总质量为5～75质量％的无机填料(玻璃纤维等)混合而成的丙烯系树脂组合物。该构成使通过注射成形获得的成形品的耐损伤性及弯曲弹性率有了显著的改善。树脂成形品的成形方法包括挤压成形法和注射成形法。相比较而言，用挤压成形法很难获得复杂的成形形状，而注射成形法却能够容易地获得形状复杂的成形品，成形自由度较高。此外，挤压成形法必须对开口部分等部位进行冲孔处理等后加工，而不需要这种后加工的注射成形法的加工性良好。另外，挤压成形法需要将树脂板(坯料)固定在模具中，再进行加热及压缩等步骤，而注射成形法只需要将熔融树脂注入模具中进行连续地成形即可，生产性较高。因此，从以上各种观点考虑，注射成形法要优于挤压成形法。但是，用相同的玻璃长纤维强化树脂材料成形时，如图21所示，通过注射成形法获得的成形品和通过挤压成形法获得的成形品虽然具备同等水平的弯曲弹性率，但存在前者的冲击强度(悬臂梁式冲击值)明显比后者低的问题。树脂成形品的弯曲弹性率依赖于所含的玻璃长纤维量，而冲击强度则依赖于所含的玻璃长纤维的纤维长。上述现象表示注射成形法中从材料的投入到成形的过程中玻璃长纤维被折损而变短。事实上，实验结果是用具有纤维长在10mm以上的玻璃长纤维的树脂材料进行挤压成形时，从成形品中抽出的玻璃长纤维的长度约为10mm；而用具有纤维长为10mm的长纤维的树脂材料进行注射成形时，从成形品中抽出的玻璃长纤维的长度约为0.9mm。如图22所示，玻璃长纤维的折损是由于注射成形机的筒体内形成了树脂固相7和熔融相8，在该固相7和熔融相8的界面的树脂相间的剪断是由于玻璃长纤维被弯曲所致，熔融相8中树脂的剪断流动时的压曲是由于玻璃长纤维被弯曲所致。针对上述问题，上述日本专利公开公报平7-232324号记载了通过提高玻璃长纤维的分散性及粘合性来实现冲击强度加强的目的，但如图23所示，不能够达到挤压成形品的水平。此外，通过添加聚丙烯弹性体和聚乙烯弹性体也可提高冲击强度，但如图23所示，采用这种手段会出现弯曲弹性率下降的问题。专利技术的揭示本申请是鉴于上述问题完成的专利技术，其目的是提供成形加工时能够防止玻璃长纤维的折损，且能够获得具备较高弯曲弹性率和冲击强度的成形品的成形用玻璃长纤维强化树脂材料，该树脂材料的注射成形品及使用了该树脂材料的成形方法。为了达到上述目的，本专利技术采用包含全同立构五分率较高的聚丙烯组分的聚合物作为成形用玻璃长纤维强化树脂材料的基体聚合物，并采用具备高结晶度和低熔融粘度的材料，通过抑制在成形加工时的玻璃长纤维的折损，获得具备高弯曲弹性率和高冲击强度的成形品。此外，本专利技术通过混合粘度相对较低的基体聚合物和玻璃长纤维的复合母体混合物与粘度相对较高的稀释聚合物，组成成形用玻璃长纤维强化树脂材料，其中的基体聚合物覆盖保护了玻璃长纤维，不仅抑制了玻璃长纤维的折损还可利用稀释聚合物提高树脂部分的强度，这样就能够获得具备高弯曲弹性率和高冲击强度的成形品。具体来讲，本专利技术的成形用玻璃长纤维强化树脂材料具备包含全同立构五分率在95％以上的聚丙烯组分、且熔体流动速率(JIS K7210温度230℃，负重21.18N)为100～300g/10min的基体聚合物，对应于总质量含量为30～50质量％的玻璃长纤维，在上述基体聚合物和上述玻璃长纤维间赋予亲和性的亲和性赋予组分。该强化树脂材料至少由上述基体聚合物和上述玻璃长纤维的复合体组成。由于上述构成中的基体聚合物的MFR达到了较高的水平(分子量较小)，所以在注射成形机的筒体内的树脂材料的熔融粘度整体较低，基体聚合物的固相和熔融相的粘合差较小，能够有效抑制因它们的互相作用而导致的玻璃长纤维的折损，获得冲击强度较高的成形品。另外，由于基体聚合物的熔融粘度较低，所以基体聚合物和玻璃长纤维的润湿性良好。此外，由于基体聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】
成形用玻璃长纤维强化树脂材料，具备包含全同立构五分率在９５％以上的聚丙烯组分、且熔体流动速率（ＪＩＳ Ｋ７２１０温度：２３０℃，负重：２１．１８Ｎ）为１００～３００ｇ／１０ｍｉｎ的基体聚合物，对应于总质量含量为３０～５０质量％的玻璃长纤维，在上述基体聚合物和上述玻璃长纤维间赋予亲和性的亲和性赋予组分；所述树脂材料至少由上述基体聚合物和上述玻璃长纤维的复合体组成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：栃冈孝宏，藤和久，森胁健二，
申请(专利权)人：玛志达株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]