热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物、 在热板熔接中的应用 以及熔接方法 【技术领域】
本发明涉及热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物、 在热板熔接中的应用和熔接方 法。所述甲基丙烯酸树脂组合物例如可用作尾灯罩、 前灯罩和仪表板等车辆用部件等的原 材料。背景技术
已知甲基丙烯酸树脂组合物的透明性或耐候性优异， 可用作尾灯罩或前灯罩、 仪 表板等车辆用部件等的原材料 ( 例如参照专利文献 1-9)。 所述车辆用部件是将由 ABS 树脂 等的苯乙烯系树脂等构成的壳套部件与其接合， 并进一步加工。已知将它们接合的方法有 粘合剂的方法、 热板熔接法、 振动熔接法等 ( 专利文献 10)。这里所述的热板熔接法是将上 述各部件的接合部分别与金属制的热板紧密贴合， 加热熔融， 然后将它们压接的方法， 这可 以省却涂布粘合剂的麻烦或使粘合剂固化的时间， 是生产性优异的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献 1 ： 日本特开平 05-311025 号公报
专利文献 2 ： 日本特开平 05-247311 号公报
专利文献 3 ： 日本特开平 05-279537 号公报
专利文献 4 ： 日本特开平 06-41385 号公报
专利文献 5 ： 日本特开平 06-41386 号公报
专利文献 6 ： 日本特开平 06-184389 号公报
专利文献 7 ： 日本特开平 06-184390 号公报
专利文献 8 ： 日本特开平 06-240093 号公报
专利文献 9 ： 日本特开平 01-294763 号公报
专利文献 10 ： 日本特开 2005-239823 号公报 发明内容 在热板熔接法中， 从生产性的角度考虑， 希望在短时间内将各部件的接合部分熔 融， 因此优选高热板温度， 另外该温度至少需要 230℃左右。但是以往的甲基丙烯酸树脂组 合物中， 将其用加热至上述规定温度的热板熔融后， 在从热板上分离时， 树脂的一部分无法 良好地从热板上剥离， 可见拉成丝状的现象 ( 所谓的拉丝 )。 将上述树脂组合物用作上述车 辆用部件的原材料， 这成为外观不良的原因。
因此， 本发明的目的在于提供 ： 在热板熔接时， 即使提高热板温度也难以发生拉丝 的热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物。 本发明的目的还在于提供上述甲基丙烯酸树脂组合 物在热板熔接中的应用、 以及熔接方法。
在所述状况下， 本发明人进行了深入的研究， 结果发现了一种甲基丙烯酸树脂组
合物， 该甲基丙烯酸树脂组合物含有规定的甲基丙烯酸树脂、 和脂肪酸酰胺、 脂肪酸烷基 酯、 脂肪酸甘油酯、 脂族醇等的化合物， 将其用于热板熔接时， 即使提高热板温度也难以发 生拉丝， 是热板熔接用优异的树脂组合物， 从而完成了本发明。
即， 本发明提供热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物， 其特征在于 ： 该组合物含有以 甲基丙烯酸甲酯为主体的单体聚合而成的聚合物、 以及选自脂肪酸酰胺、 脂肪酸烷基酯、 脂 肪酸甘油酯和脂族醇的至少一种的添加剂。
本发明还涉及甲基丙烯酸树脂组合物在热板熔接中的应用， 该甲基丙烯酸树脂组 合物含有以甲基丙烯酸甲酯为主体的单体聚合而成的聚合物、 以及选自脂肪酸酰胺、 脂肪 酸烷基酯、 脂肪酸甘油酯和脂族醇的至少一种的添加剂。
本发明进一步涉及熔接方法， 该方法具备以下步骤 ： 将由甲基丙烯酸树脂组合物 形成的第 1 部件的至少一部分与热板接触并熔融的步骤， 其中， 所述甲基丙烯酸树脂组合 物含有以甲基丙烯酸甲酯为主体的单体聚合而成的聚合物、 以及选自脂肪酸酰胺、 脂肪酸 烷基酯、 脂肪酸甘油酯和脂族醇的至少一种的添加剂 ； 将第 1 部件从热板上分离， 与第 2 部 件压接的步骤。
根据本发明， 可以提供 ： 在热板熔接时， 即使提高热板温度也难以发生拉丝的热板 熔接用甲基丙烯酸树脂组合物。 附图简述
图 1 是表示本实施方案的熔接方法的步骤图。
图 2 是自上观察切断之前的平板 1 的示意图。
图 3 是自上观察将平板 1 切断后的各试验片 2 的示意图。
图 4 是表示拉丝性评价试验中该评价试验开始前状态的一个例子的示意图。
图 5 是表示拉丝性评价试验中， 甲基丙烯酸树脂组合物的试验片拉丝状态的一个 例子的示意图。
实施发明的方式
以下详细说明本发明。 本发明中的热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物含有以甲基 丙烯酸甲酯为主体的单体聚合而成的聚合物、 以及选自脂肪酸酰胺、 脂肪酸烷基酯、 脂肪酸 甘油酯和脂族醇的至少一种的添加剂。所述甲基丙烯酸树脂组合物在将其用于热板熔接 时， 即使提高热板的温度， 在将热板与该树脂组合物分离时， 树脂难以发生拉成丝状的所谓 的拉丝， 作为热板熔接用极为优异。
以甲基丙烯酸甲酯为主体的单体包含 50％重量以上甲基丙烯酸甲酯和除此以外 的单体。所述甲基丙烯酸甲酯以外的单体只要是可以与甲基丙烯酸甲酯共聚的单体即可， 没有特别限制， 可以是 1 个分子内具有 1 个可自由基聚合的双键的单官能单体， 也可以是 1 个分子内具 2 个以上可自由基聚合的双键的多官能单体。其中， 甲基丙烯酸甲酯以外的 单体优选丙烯酸酯。甲基丙烯酸甲酯以外的单体采用丙烯酸酯时， 优选甲基丙烯酸甲酯为 85-100 重量份、 以及丙烯酸酯为 0-15 重量份， 更优选甲基丙烯酸甲酯为 92-99.9 重量份、 以 及丙烯酸酯为 0.1-8 重量份。
上述丙烯酸酯例如有 ： 丙烯酸甲酯、 丙烯酸乙酯、 丙烯酸丁酯、 丙烯酸环己酯、 丙烯 酸苄基酯、 丙烯酸 2- 乙基己酯、 丙烯酸 2- 羟基乙酯等。 其中优选丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯。 丙烯酸酯可以单独使用 1 种或将 2 种以上组合使用。
上述聚合物的制备方法没有特别限定， 例如可以采用通过悬浮聚合、 溶液聚合、 本 体聚合等的聚合反应将以规定量甲基丙烯酸甲酯为主体的单体进行聚合的方法。
本发明的甲基丙烯酸树脂组合物除上述聚合物外， 含有选自脂肪酸酰胺、 脂肪酸 烷基酯、 脂肪酸甘油酯和脂族醇的至少一种的添加剂。
这里所述的脂肪酸酰胺通常是具有碳原子数 10-22 左右的脂肪酸与氨或氨基化 合物脱水缩合而成的结构的化合物。脂肪酸酰胺例如有 ： 月桂酸酰胺、 棕榈酸酰胺、 硬脂酸 酰胺、 山嵛酸酰胺等的饱和脂肪酸酰胺， 或油酸酰胺、 亚油酸酰胺等不饱和脂肪酸酰胺， 亚 乙基双月桂酸酰胺、 亚乙基双棕榈酸酰胺、 亚乙基双硬脂酸酰胺等酰胺类。 其中优选硬脂酸 酰胺或亚乙基双硬脂酸酰胺。脂肪酸酰胺可以单独使用 1 种或将 2 种以上组合使用。
脂肪酸烷基酯通常是具有碳原子数 10-22 左右的脂肪酸与碳原子数 1-10 左右的 1 价脂族醇脱水缩合而成的结构的化合物。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、 棕榈酸甲酯、 棕榈酸乙酯、 棕榈酸丁酯、 棕榈酸辛酯、 硬脂酸甲 酯、 硬脂酸乙酯、 硬脂酸丁酯、 硬脂酸辛酯、 山嵛酸甲酯、 山嵛酸乙酯、 山嵛酸丁酯、 山嵛酸辛 酯等饱和脂肪酸烷基酯， 或油酸甲酯、 油酸乙酯、 油酸丁酯、 油酸辛酯、 亚油酸甲酯、 亚油酸 乙酯、 亚油酸丁酯、 亚油酸辛酯等不饱和脂肪酸烷基酯等。 其中， 优选硬脂酸甲酯、 硬脂酸乙 酯、 硬脂酸丁酯、 硬脂酸辛酯等的硬脂酸烷基酯， 更优选硬脂酸甲酯。脂肪酸烷基酯可以单 独使用 1 种或将 2 种以上组合使用。
脂肪酸甘油酯通常是具有碳原子数 10-22 左右的脂肪酸与甘油脱水缩合而成的 结构的化合物。脂肪酸甘油酯有 ： 脂肪酸单甘油酯、 脂肪酸二甘油酯、 脂肪酸三甘油酯。脂 肪酸甘油酯的具体例子有 ： 月桂酸单甘油酯、 月桂酸二甘油酯、 月桂酸三甘油酯、 棕榈酸单 甘油酯、 棕榈酸二甘油酯、 棕榈酸三甘油酯、 硬脂酸单甘油酯、 硬脂酸二甘油酯、 硬脂酸三甘 油酯、 山嵛酸单甘油酯、 山嵛酸二甘油酯、 山嵛酸三甘油酯等饱和脂肪酸甘油酯， 或油酸单 甘油酯、 油酸二甘油酯、 油酸三甘油酯、 亚油酸单甘油酯、 亚油酸二甘油酯、 亚油酸三甘油酯 等不饱和脂肪酸甘油酯等。 其中优选硬脂酸单甘油酯、 硬脂酸二甘油酯、 硬脂酸三甘油酯等 硬脂酸甘油酯， 更优选硬脂酸单甘油酯。脂肪酸甘油酯可以单独使用 1 种或将 2 种以上组 合使用。
脂族醇通常是碳原子数 10-22 的脂族醇， 可以是一元醇， 也可以是多元醇。脂族醇 的具体例子有 ： 月桂醇、 棕榈醇、 硬脂醇、 山嵛醇等饱和脂族醇， 或油醇、 亚油醇等不饱和脂 族醇等。其中优选硬脂醇。脂族醇可以单独使用 1 种或将 2 种以上组合使用。
上述添加剂的用量没有特别限定， 优选其含量相对于 100 重量份聚合物调整为 0.01-1.0 重量份。
在不影响拉丝性的范围内， 本发明的甲基丙烯酸树脂组合物可以根据需要含有紫 外线吸收剂、 光漫射剂、 抗氧化剂、 着色剂、 热稳定剂等。
本发明的甲基丙烯酸树脂组合物的制备方法例如有以下方法 ： (1) 将上述聚合 物、 上述添加剂加入到单轴挤出机或双轴挤出机中， 通过加热熔融混炼进行混合的方法 ； (2) 在以甲基丙烯酸甲酯为主体的单体聚合反应时， 一并混合上述添加剂的方法 ； (3) 在上 述聚合物的颗粒或珠表面附着上述添加剂， 成型时一起混合的方法等。
通过上述方法均可获得本发明的甲基丙烯酸树脂组合物。 所述甲基丙烯酸树脂组 合物在将其应用于热板熔接时， 即使提高热板的温度， 在分离热板与该树脂组合物时也难以发生树脂被拉成丝状的所谓的拉丝， 因此作为热板熔接用很优异。
本发明的熔接方法具备以下步骤 ： 将由上述甲基丙烯酸树脂组合物形成的第 1 部 件的至少一部分与热板接触并熔融的步骤 ； 将第 1 部件从热板上分离， 与第 2 部件压接的步 骤。这里， 第 2 部件的材质没有特别限定。第 2 部件可以是使用本发明的甲基丙烯酸树脂 组合物形成的。图 1 是表示本实施方案的熔接方法的步骤图。这种情况下， 可以在第 1 部 件 10 和第 2 部件 20 之间配置热板 40( 参照图 1(a))， 使第 1 部件 10 和第 2 部件 20 的至少 一部分与热板 40 接触， 分别熔融 ( 参照图 1(b))， 然后从热板 40 上分离 ( 参照图 1(c))， 将 第 1 部件的熔融部 10a 和第 2 部件的熔融部 20a 压接 ( 参照图 1(d))。
所述甲基丙烯酸树脂组合物可适合用作车辆用部件的原材料， 特别适合用作尾灯 罩、 前灯罩、 仪表板等的车辆用部件的原材料。 实施例 以下通过实施例详细说明本发明， 但本发明并不受其限定。
[ 用于进行拉丝性评价试验的试验片的制备方法 ]
使用作为评价试验对象的甲基丙烯酸树脂组合物， 通过注射成型机 ( 东芝制造的 “IS130II 型” )， 在成型温度 240℃、 模具温度 60℃下制备长 210mm× 宽 120mm× 厚度 3mm 的平板 1( 参照图 2)。接着， 将该平板 1 用锯板机如图 3 所示切成长 20mm× 宽 40mm× 厚 3mm， 共制作 22 片试验片 2。图 2 是自上观察切断之前的平板 1 的示意图， 图 3 是自上观察 切断后各试验片 2 的示意图。
[ 拉丝性的评价试验法 ]
根据图 4 和图 5 对甲基丙烯酸树脂组合物的拉丝性的评价试验方法进行说明。图 4 是表示评价试验开始前状态的一个例子的示意图， 图 5 是表示该评价试验中， 甲基丙烯酸 树脂组合物的试验片拉丝的状态的一个例子的示意图。
如图 4 所示， 在电热板 3 上铺长 15cm× 宽 15cm× 厚 3mm 的 SUS34 制的板， 将其作 为热板 4。另一方面， 在可调节高度的测高计 5 上夹持铝制的棒 6， 再在该铝棒 6 上用夹子 固定按照上述制备方法获得的长 20mm× 宽 40mm× 厚 3mm 的甲基丙烯酸树脂组合物的试验 片 2。
接着， 将该试验片 2 中制备该试验片时未被锯板机切断的面 (20mm×3mm) 按压在 加热至规定温度的热板 4 上 20 秒， 使试验片 2 的接触部熔融， 然后如图 5 所示， 提起试验片 2， 通过测高计 5 的刻度读取丝 7 拉起的长度。将上述操作重复 10 次， 求出某一温度下拉丝 的长度平均值。该平均值为 5cm 时的温度作为拉丝起始温度。
实施例 1
(a) 甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸甲酯聚合而成的聚合物的制备
向具备搅拌器的聚合反应器中分别连续供给 99 重量份甲基丙烯酸甲酯和 1 重量 份丙烯酸甲酯的混合物、 0.016 重量份 1， 1- 二 ( 叔丁基过氧 ) 环己烷、 0.17 重量份正辛基 硫醇， 在 175℃下、 以平均停留时间 40 分钟进行聚合反应。接着， 将由聚合反应器排出的反 应液 ( 部分聚合物 ) 进行预热， 然后供给排气挤出机， 使未反应的单体成分气化回收， 同时 得到颗粒状聚合物。
(b) 热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物的制备
将 100 重量份实施例 1(a) 所得的聚合物、 0.1 重量份硬脂酸单甘油酯用转鼓混合， 然后供给螺杆直径 40mm 的挤出机并熔融混炼， 得到热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物。
(c) 热板熔接用甲基丙烯酸树脂组合物的评价
使用实施例 1(b) 所得的甲基丙烯酸树脂组合物， 按照上述制备方法制备试验片， 然后按照上述评价试验方法评价该试验片。其结果如表 1 所示。
实施例 2
使用 0.3 重量份硬脂基醇代替 0.1 重量份硬脂酸单甘油酯， 除此之外进行与实施 例 1 同样的操作。其结果如表 1 所示。
实施例 3
使用 0.2 重量份硬脂酸甲酯代替 0.1 重量份硬脂酸单甘油酯， 除此之外进行与实 施例 1 同样的操作。其结果如表 1 所示。
实施例 4
使用 0.3 重量份硬脂酸甲酯代替 0.1 重量份硬脂酸单甘油酯， 除此之外进行与实 施例 1 同样的操作。其结果如表 1 所示。
实施例 5 使用 0.1 重量份硬脂酸酰胺代替 0.1 重量份硬脂酸单甘油酯， 除此之外进行与实 施例 1 同样的操作。其结果如表 1 所示。
实施例 6
使用 0.2 重量份硬脂酸酰胺代替 0.1 重量份硬脂酸单甘油酯， 除此之外进行与实 施例 1 同样的操作。其结果如表 1 所示。
实施例 7
使用 0.1 重量份亚乙基双硬脂酸酰胺代替 0.1 重量份硬脂酸单甘油酯， 除此之外 进行与实施例 1 同样的操作。其结果如表 1 所示。
实施例 8
使用 0.2 重量份亚乙基双硬脂酸酰胺代替 0.1 重量份硬脂酸单甘油酯， 除此之外 进行与实施例 1 同样的操作。其结果如表 1 所示。
实施例 9
使用 0.3 重量份亚乙基双硬脂酸酰胺代替 0.1 重量份硬脂酸单甘油酯， 除此之外 进行与实施例 1 同样的操作。其结果如表 1 所示。
比较例 1
不使用 0.1 重量份硬脂酸单甘油酯， 除此之外进行与实施例 1 同样的操作。其结 果如表 1 所示。
比较例 2
使用 0.3 重量份硬脂酸钙代替 0.1 重量份硬脂酸单甘油酯， 除此之外进行与实施 例 1 同样的操作。其结果如表 1 所示。
[ 表 1]
添加剂添加量 ( 重量份 )拉丝起始温度 (℃ )7CN 101990562 A说硬脂酸单甘油酯 硬脂基醇 硬脂酸甲酯 硬脂酸甲酯 硬脂酸酰胺 硬脂酸酰胺 亚乙基双硬脂酸酰胺 亚乙基双硬脂酸酰胺 亚乙基双硬脂酸酰胺 硬脂酸钙明0.1 0.3 0.2 0.3 0.1 0.2 0.1 0.2 0.3 0.3书250 250 250 260 250 250 250 250 250 230 2406/6 页实施例 1 实施例 2 实施例 3 实施例 4 实施例 5 实施例 6 实施例 7 实施例 8 实施例 9 比较例 1 比较例 2
符号说明
1... 将甲基丙烯酸树脂组合物注射成型得到的平板， 2... 甲基丙烯酸树脂组合 物的试验片， 3... 电热板， 4... 热板， 5... 测高计， 6... 铝棒， 7... 甲基丙烯酸树脂组合物 与热板之间产生的丝状的该树脂组合物的一部分， 10... 第 1 部件， 10a... 第 1 部件的熔融 部， 20... 第 2 部件， 20a... 第 2 部件的熔融部， 40... 热板。