含有插件和塑料護套的部件以及生產所述部件的方法

2023-09-10 10:00:40 2

專利名稱：含有插件和塑料護套的部件以及生產所述部件的方法
含有插件和塑料護套的部件以及生產所述部件的方法本發明涉及一種包含插件和塑料護套的部件，所述塑料護套由至少兩種塑料組分組成，其中所述插件被第一塑料組分A封閉，並且存在封閉第一塑料組分A的第二塑料組分 B。本發明還涉及一種生產所述部件的方法。當金屬插件用於電子元件的集成化時，例如使用含有插件和塑料護套的部件，例如在汽車技術中或在航空技術中。在這裡，部件中需要防漏或粘合，從而防止水分或液體的侵入以及防止這種侵入對電子元件的損害。所述部件必須即使當經受溫度變化時也保持防漏。在由金屬插件和塑料護套組成的複合結構中在粘合連接中的不良防漏性能的一個原因可以例如來自金屬元件被塑料組分的潤溼性差，導致粘合性差。在金屬部件和塑料組分的熱膨脹之間的區別也導致應力，會引起裂紋。例如從EP-B 0M9975知道插頭形式的部件，其中塑料護套封閉了金屬插件。為了實現在塑料和金屬之間的防漏粘合，在外部塑料材料和金屬插件之間引入柔性塑料材料。 柔性塑料材料例如是未增強的熱塑性彈性體。EP-A 1496587公開了一種複合部件，其中帶狀電纜從密封的結構中通過，所述密封結構是由塑料材料組成的。為了密封電纜從塑料材料出來處的間隙，孔用液體橡膠填充， 然後固化。DE-C 10053115也公開了一種由塑料護套組成的用於電纜的通道。在這裡，密封是通過密封劑實現的，所述密封劑同時具有對於套子材料和管線的護套材料這兩者的粘合性能。所提到的合適密封劑的例子是脂肪、蠟、樹脂、浙青等。EP-A 0245975公開了另一種插頭連接器，其中由塑料材料組成的固體護套接收了金屬引線。在金屬引線和外部護套之間使用柔性塑料材料，從而實現防漏粘合。WO-A 2008/099009也公開了一種部件，其中塑料層用作插件的護套。在所述部件中的金屬插件首先被低粘度塑料組合物加上護套，並且在第二步中在護套周圍注射硬塑料組分。合適的具有低粘度的塑料是聚醯胺、脂族聚酯，或基於脂族和芳族二羧酸以及脂族二羥基化合物的聚酯。DE-B 102005033912公開了另一種外殼通道，其中電接觸是通過外殼進行的，並且其中外殼通道已經被密封以防止不需要的物質的侵入。為了實現密封，鍍鋅方法用於提高在密封區域中的導體元件的粗糙深度。在現有技術中，用於給插件加護套的塑料的缺點是不能提供足夠的防漏性能，尤其當其在溫度變化的條件下使用時。所以，本發明的目的是提供一種部件，其含有插件和塑料護套，並且其中塑料護套即使在溫度變化的情況下儲存期間也能提供充足的防漏性能。此目的通過一種含有插件和塑料護套的部件實現，所述塑料護套由至少兩種塑料組分組成，其中所述插件被第一塑料組分A封閉，並且存在封閉第一塑料組分A的第二塑料組分B，其中第一塑料組分A是由以下物質組成的Al :10-100重量％的至少一種熱塑性苯乙烯(共)聚合物，和A2 0-90重量％的至少一種熱塑性(共)聚酯，
在每種情況下基於第一塑料組分A的聚合物含量計，並且第二塑料組分B是由以下物質組成的Bl :50-100重量％的至少一種半結晶的熱塑性聚酯，其是基於芳族二羧酸和基於脂族或芳族二羥基化合物，和B2 0-50重量％的至少一種熱塑性苯乙烯(共)聚合物，在每種情況下基於第二塑料組分B的聚合物含量計，並且其中第一塑料組分A和第二塑料組分B具有不同的組成。第一塑料組分A由至少一種熱塑性苯乙烯(共)聚合物和任選地至少一種熱塑性 (共)聚酯組成，與由現有技術知道的塑料護套相比、尤其當所述部件在溫度變化的條件下使用時相比，實現了顯著改進的防漏性能。 在一個優選實施方案中，第一塑料組分A含有50-100重量％的至少一種熱塑性苯乙烯(共)聚合物，尤其70-100重量％。因此，至少一種熱塑性(共)聚酯的比例優選是 0-50重量％，尤其是0-30重量％。在一個特別優選的實施方案中，用量是70-90重量％的熱塑性苯乙烯(共)聚合物和10-30重量％的熱塑性(共)聚酯。熱塑性苯乙烯(共)聚合物Al優選選自苯乙烯-丁二烯共聚物，苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)，α -甲基苯乙烯-苯乙烯-丙烯腈共聚物，具有由二烯聚合物或丙烯酸烷基酯組成的粒狀橡膠相的苯乙烯-丙烯腈共聚物，以及具有由二烯聚合物或丙烯酸烷基酯組成的粒狀橡膠相的α -甲基苯乙烯-苯乙烯-丙烯腈共聚物，其中在共聚物中除了苯乙烯之外的每種單體單元構成的比例是15-40重量％。組分Al通常含有15-60重量％、優選25_55重量％、尤其30_50重量％的粒狀接枝橡膠，以及40-85重量％、優選45-75重量％、尤其50-70重量％的熱塑性苯乙烯(共) 聚合物，其中重量百分比各自是基於粒狀橡膠相和熱塑性(共)聚合物的總重量計，並且總
量是100重量％。熱塑性苯乙烯(共)聚合物Al也可以包含α -甲基苯乙烯或Ν_苯基馬來醯亞胺， 其比例是0-70重量％。在這裡，除了苯乙烯之外的單體的重量比例或者α-甲基苯乙烯或N-苯基馬來醯亞胺的比例總是基於熱塑性苯乙烯(共)聚合物Al的重量計。在一個優選實施方案中，苯乙烯組分Al含有作為橡膠相的基於丁二烯的粒狀接枝橡膠，以及含有作為熱塑性硬相的由乙烯基芳族單體和乙烯基氰化物組成的共聚物 (SAN)，尤其是由苯乙烯和丙烯腈組成，特別優選由苯乙烯、α -甲基苯乙烯和丙烯腈組成。優選的是，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物(ABQ用作被粒狀接枝橡膠抗衝改性的 SAN。ABS聚合物一般是抗衝改性的SAN聚合物，其中二烯聚合物、尤其1，3_聚丁二烯存在於尤其由苯乙烯和/或α-甲基苯乙烯和丙烯腈組成的共聚物基體中。ABS聚合物和它們的生產方法是本領域技術人員公知的，並且記載在文獻中，例如參見DIN EN ISO 2580-1 (2003 年 2 月)、W002/00745 和 W02008/020012,以及 Modern Styrenic Polymers, 編輯 J. Scheirs, ffiley&Sons 2003，第 305-338 頁。熱塑性聚酯A2優選選自聚對苯二甲酸亞乙酯，聚對苯二甲酸亞丙酯，聚對苯二甲酸亞丁酯，以及由一種或多種二酸與一種或多種二醇和任選地一種或多種內酯組成的共聚酯，以及由至少兩種所述聚酯組成的混合物。用於組成共聚酯的合適的二酸的例子是選自以下的那些對苯二甲酸，己二酸，間苯二甲酸，2，6-萘二甲酸，壬二酸，癸二酸，十二烷二酸，環己烷二羧酸，以及它們的混合物。用於組成共聚酯的合適的二醇的例子是選自以下的那些1，2_乙二醇，1，3_丙二醇，1，4_ 丁二醇，戊二醇，1，6_己二醇，1，4_己二醇，1，4_環己烷二醇，1，4_環己烷二甲醇， 新戊二醇，聚四氫呋喃，以及它們的混合物。如果在共聚酯的結構中還使用一種或多種內酯，它們優選是選自以下的那些 ε-己內酯，己-4-內酯，Y-丁內酯，以及Y-戊內酯。在一個優選實施方案中，在塑料組分A中所含的至少一種聚酯具有比第二塑料組分B的聚酯Bl更低的熔點。作為熱塑性聚酯Α2，優選使用由對苯二甲酸(10-40摩爾％ )、1，4_ 丁二醇(50摩爾％ )和己二酸或癸二酸(10-40摩爾％ )組成的無規共聚酯，其中單體總量是100重量％。 特別優選由對苯二甲酸(15-35摩爾％ )、1，4_ 丁二醇(50摩爾％ )和己二酸(15-35摩爾％ )組成的無規共聚酯，其中單體總量是100重量％。較低熔點的優點是第一塑料組分A的初期熔點能當將第二組分B注射到所述材料上時實現特別的防漏粘合性能。第一塑料組分A還可以含有一種或多種添加劑。在這裡，添加劑通常是選自以下的那些纖維狀或粒狀的填料，抗衝改性劑，阻燃劑，成核劑，炭黑，顏料，著色劑，脫模劑，熱老化穩定劑，抗氧化劑，加工穩定劑，以及增容劑。合適的纖維狀填料是玻璃纖維、碳纖維或芳族聚醯胺纖維。通常使用的粒狀填料的例子是高嶺土，煅燒的高嶺土，滑石，白堊，無定形二氧化矽，以及石英粉。在纖維狀或粒狀的填料中，特別優選粒狀填料。非常特別優選礦物質和玻璃珠，尤其是玻璃珠。如果第一塑料組分A含有玻璃珠，則玻璃珠的比例優選是0. 1-40重量％，基於第一塑料組分A的總
重量計。為了改進與第一塑料組分A之間的相容性，填料的表面可以例如已經用有機化合物或矽烷化合物處理。適用於第一塑料組分A的抗衝改性劑的例子是由至少兩種選自以下的單體單元組成的共聚物乙烯，丙烯，丁二烯，異丁烯，異戊二烯，氯丁二烯，乙酸乙烯酯，苯乙烯，丙烯腈，以及丙烯酸酯，以及在醇組分中具有1-18個碳原子的甲基丙烯酸酯。合適的抗衝改性劑例如參見 W0-A2007/009930。第一塑料組分A可以含有0-50重量％的阻燃劑，基於第一塑料組分A的總重量計。合適的阻燃劑的例子是含滷素的阻燃劑，不含滷素的阻燃劑，基於三聚氰胺-氰尿酸酯的阻燃劑，含磷的阻燃劑，以及含有膨脹石墨的阻燃劑。在一個特別優選的實施方案中，塑料組分A含有至少一種增容劑。至少一種增容劑的比例優選是0. 05-5重量％，尤其是1-3重量％，在每種情況下基於塑料組分A的總重量計。所用的增容劑可以改進組分Α2在苯乙烯(共)聚合物Al基體中的粘合性，或用作第一塑料組分A和第二塑料組分B之間的粘接促進劑。合適的增容劑的例子是用甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝的苯乙烯(共)聚合物，例如在Macromol. Symp. 2006，233，17-25頁中描述的那些。其它合適的材料是用異氰酸酯基團接枝的苯乙烯(共)聚合物，聚[亞甲基(亞苯基異氰酸酯)]，聯唑啉，用唑啉基團接枝的苯乙烯共聚物，或用馬來酸酐接枝的苯乙烯共聚物。特別合適的材料是是具有環氧官能團的苯乙烯共聚物，其中還具有一定比例的甲基丙烯酸。優選的是環氧官能化的苯乙烯-丙烯酸無規共聚物，其具有3000_8500g/ mol的摩爾質量Mw，並且被多於兩個環氧基/每個分子鏈官能化。特別優選的是環氧官能化的苯乙烯-丙烯酸無規共聚物，其具有5000-7000g/mol的摩爾質量Mw，並且被多於四個環氧基/每個分子鏈官能化。所述第二塑料組分B中的至少一種半結晶的熱塑性聚酯Bi，基於芳族二羧酸和脂族或芳族二羥基化合物，優選是聚對苯二甲酸亞烷基酯或由至少兩種不同的聚對苯二甲酸亞烷基酯組成的混合物。所述至少一種聚對苯二甲酸亞烷基酯優選在其醇結構部分中具有
2-10個碳原子。這種類型的聚對苯二甲酸亞烷基酯是本身公知的，並且在文獻中有記載。它們的主鏈含有從芳族二羧酸衍生的芳環。芳環也可以具有取代基，例如被滷素取代，例如氯或溴，或被C1-C4烷基取代，例如甲基、乙基、異丙基、正丙基、正丁基、異丁基或叔丁基。聚對苯二甲酸亞烷基酯可以通過芳族二羧酸或它們的酯或其它成酯衍生物與脂族二羥基化合物按照本身公知的方式反應製備。優選的二羧酸是2，6_萘二羧酸，對苯二甲酸，間苯二甲酸，或它們的混合物。最多30摩爾％、優選最多10摩爾％的芳族二羧酸可以被脂族或脂環族二羧酸代替，例如己二
酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸和/或環己烷二羧酸。在脂族二羥基化合物中，優選具有2-6個碳原子的二醇，尤其是1，2_乙二醇，1，
3-丙二醇，1，4-丁二醇，1，6-己二醇，1，4-己二醇，1，4-環己烷二醇，1，4-環己烷二甲醇， 新戊二醇，或它們的混合物。特別優選的是，在第二塑料組分B中作為聚對苯二甲酸亞烷基酯形式的半結晶熱塑性聚酯Bl是聚對苯二甲酸亞乙酯，聚對苯二甲酸亞丙酯，聚對苯二甲酸亞丁酯，或由至少兩種所述聚對苯二甲酸亞烷基酯組成的混合物。非常特別優選的是，在第二塑料組分B中作為聚對苯二甲酸亞烷基酯形式的半結晶熱塑性聚酯Bl是聚對苯二甲酸亞丁酯，或由聚對苯二甲酸亞丁酯(60-90重量％ )和聚對苯二甲酸亞乙酯(10-40重量％ )組成的混合物，其中PBT和PET的總量是100重量％。聚酯A2和Bl的特性粘數一般是50-220ml/g，優選80_160ml/g (根據ISO 1628於 25°C在苯酚/鄰二氯苯混合物(重量比為1 1)中的0.5重量％溶液中檢測)。特別優選聚酯A2和Bl具有羧基端基含量為最高lOOmeq/kg聚酯，優選最高 50meq/kg聚酯，尤其是最高40meq/kg聚酯。這種聚酯可以例如通過DE-A 4401055所述的方法製備。羧基端基含量一般通過滴定法檢測，例如電勢法。此外，有利的是使用聚對苯二甲酸亞乙酯再循環物(也稱為PET碎片)，如果合適的話作為與聚對苯二甲酸亞烷基酯例如聚對苯二甲酸亞丁酯的混合物使用。再循環物一般是稱為工業後循環物或消費後循環物的材料。工業後循環物是來自縮聚反應或來自加工的廢料，例如來自注塑工藝的澆口料， 來自注塑工藝或擠出工藝的初始產物，或來自擠出片材或箔的邊角料。消費後循環物通常是在消費者使用後收集並循環的塑料製品。同樣，迄今最重要的製品是吹塑瓶，其由聚對苯二甲酸亞乙酯組成，例如用於礦物質水、軟飲料和果汁。這兩種再循環物都採取再研磨料或粒料的形式。在後一種情況下，粗循環物首先分離和提純，然後在擠出機中熔融和造粒。這很大程度上促進了處理、自由流動性能，並且容易計量用於進一步的加工步驟。再循環物可以作為粒料的形式或再研磨料的形式使用，並且在這裡最大的邊緣長度應當是10mm，優選8mm。因為聚酯在加工期間的水解裂解，例如由於痕量水分引起，所以優選預先乾燥再循環物。在乾燥之後的殘餘水分含量優選小於0. 2%，尤其小於0. 05%。另一類提到的是全芳族聚酯，其衍生自芳族二羧酸和芳族二羥基化合物。合適的芳族二羧酸是上文對於聚對苯二甲酸亞烷基酯描述的那些化合物。優選使用的混合物是由5-100摩爾％間苯二甲酸和0-95摩爾％對苯二甲酸組成，尤其約50-80% 對苯二甲酸和約20-50%間苯二甲酸的混合物。芳族二羥基化合物優選具有以下通式其中Z是具有最多8個碳原子的亞烷基或亞環烷基，具有最多12個碳原子的亞芳基，羰基，磺醯基，氧或硫原子，或化學鍵，m是0-2。二羥基化合物的亞苯基也可以被C1-C8 烷基或C1-C8烷氧基和氟、氯或溴取代。母體化合物的例子是二羥基聯苯，二(羥基苯基)鏈烷，二(羥基苯基)環烷， 二(羥基苯基)硫化物，二(羥基苯基)醚，二(羥基苯基)酮，二(羥基苯基)亞碸，α， α 』-二(羥基苯基)二烷基苯，二(羥基苯基)碸，二(羥基苯甲醯基)苯，間苯二酚和氫醌，以及它們的環烷基化和環滷代的衍生物。其中，優選4，4』_二羥基聯苯，2，4_ 二 G』-羥基苯基)-2-甲基丁烷，α，α，- 二(4-羥基苯基)_對-二異丙基苯，2，2』 - 二(3』 -甲基-4』 -羥基苯基)丙燒，以及2，2_ 二(3』 -氯-4』 -羥基苯基)丙烷，尤其是2，2_ 二 (4』 -羥基苯基)丙烷、2，2_ 二(3』，5』 - 二氯二羥基苯基)丙烷、1，1-二(4』 -羥基苯基) 環己烷、3，4』 - 二羥基苯甲酮、4，4』 - 二羥基二苯基碸和2，2_ 二(3』，5』 - 二甲基-4』 -羥基苯基)丙烷以及它們的混合物。當然，也可以使用聚對苯二甲酸亞烷基酯和全芳族聚酯的混合物。這些一般含有20-98重量％的聚對苯二甲酸亞烷基酯和2-80重量％的全芳族聚酯。也可以使用聚酯嵌段共聚物，例如共聚醚酯。這類產物是本身公知的，並且在文獻中有記載，例如參見US 3651014。相應的產物也可以商購，例如Hytrel (DuPont)。也可以使用聚對苯二甲酸亞烷基酯Bl和苯乙烯共聚物Β2的混合物。這些混合物優選含有60-90重量％的聚對苯二甲酸亞烷基酯和10-40重量％的苯乙烯共聚物。特別優選含有60-80重量％聚對苯二甲酸亞烷基酯和20-40重量％苯乙烯共聚物的混合物。如果第二塑料組分B含有至少一種熱塑性苯乙烯(共)聚合物Β2，則其優選選自丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)，以及它們的混合物。
一個優選實施方案包括作為苯乙烯共聚物B2的丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸共聚物 (ASA)，其具有以下組成20-40重量％的苯乙烯，20-40重量％的丙烯腈，和20-40重量％的丙烯酸，其中各單體的總量是100重量％。在一個特別優選的實施方案中，聚對苯二甲酸亞烷基酯Bl是聚對苯二甲酸亞丁酯，並且苯乙烯共聚物B2是具有以下組成的丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸共聚物(ASA) :20-40 重量％的苯乙烯，20-40重量％的丙烯腈，和20-40重量％的丙烯酸，其中各單體的總量是 100重量％。B1的比例是60-80重量％，B2的比例是20-40重量％，比例總和是100重量％， 基於聚合物組分B的塑料的總重量計。與至少一種半結晶的熱塑性聚酯Bl和任選地至少一種熱塑性苯乙烯(共)聚合物B2 —起，第二塑料組分B也可以含有一種或多種添加劑。在這裡，添加劑是選自以下的那些纖維狀或粒狀的填料，抗衝改性劑，阻燃劑，成核劑，炭黑，顏料，著色劑，脫模劑，熱老化穩定劑，抗氧化劑，加工穩定劑，以及增容劑。合適的纖維狀或粒狀填料的例子是碳纖維、玻璃纖維、玻璃珠、無定形二氧化矽、 石棉、矽酸鈣、偏矽酸鈣、碳酸鎂、碳酸鈣、高嶺土、白堊、石英粉、雲母、硫酸鋇和長石。填料的優選用量是0. 1-50重量％，尤其是10-40重量％。優選纖維狀填料，其中尤其優選玻璃纖維。所述填料的比例是基於第二塑料組分B的總重量計。為了改進相容性，填料的表面可以已經用有機化合物或矽烷化合物處理。可以在第二塑料組分B中包含的阻燃劑優選與可以包含在第一塑料組分A中的那些阻燃劑相同。與上述添加劑一起，可以包含的其它材料是穩定劑、抗氧化劑、用於抵抗熱分解和 UV輻射分解的試劑，潤滑劑和脫模劑，著色劑例如染料和顏料(也包括炭黑)，成核劑，增塑劑等。這些材料也可以含有基於第二塑料組分B總重量計的0-2重量％的含氟乙烯聚合物。部件的例子是用於電子工程中的塑料部件，機電部件，或具有插入接觸的塑料外
tJXi O被塑料護套封閉的插件的例子是衝孔板柵(stamped grid)。在這種情況下，部件可以用作例如插頭連接器。此外，插件可以是電線、環形導體、平面導體、柔性箔或印刷電路板。如果部件用於汽車工業領域中，則插件可以例如也是保持帶、門閂、鎖、套筒螺母、 減磨軸承、錶盤、用於穩定劑的金屬絲，或由模鑄鋅或模鑄鋁組成的用於安全門裝置的部件。此外，部件也可以是用於刀、剪刀、刮刀或改錐的刀片。插件優選從金屬製造。合適的用於製造插件的金屬是銅和含銅的合金，例如 CuSn6、CuSnO，15,CuBe,CuFe,CuZn37,CuSn4Zn6Pb3-C-GC (j；^ ) ^ CuZn39Pb3 ( )；鋁和含鋁的合金，例如AlSil2Cul、AlSilOMg，鈦，不鏽鋼，不含鉛的金屬，以及金屬合金，或者具有錫塗層的材料。本發明還提供一種生產含有插件和塑料護套的部件的方法，所述塑料護套由至少兩種塑料組分組成，其中所述方法包括以下步驟(a)用第一塑料組分A給插件加上護套，其中第一塑料組分A是由以下物質組成的Al :10-100重量％的至少一種熱塑性苯乙烯(共)聚合物，和
A2 0-50重量％的至少一種熱塑性(共)聚酯，在每種情況下基於第一塑料組分A的聚合物含量計，(b)模塑由第二塑料組分B組成的外部護套，其中第二塑料組分B是由以下物質組成的Bl :50-100重量％的至少一種半結晶的熱塑性聚酯，其是基於芳族二羧酸和基於脂族或芳族二羥基化合物，和B2 0-50重量％的至少一種熱塑性苯乙烯(共)聚合物，在每種情況下基於第二塑料組分B的聚合物含量計，其中插件首先用第一塑料組分A加上護套，然後施用第二塑料組分B ；或者首先模塑外部護套B，然後將第一塑料組分A 裝入在由第二塑料組分B組成的外部護套和插件之間的空腔中，從而形成插件的護套。在一個優選實施方案中，第一塑料組分A含有50-100重量％的至少一種熱塑性苯乙烯(共)聚合物，尤其70-100重量％的至少一種熱塑性苯乙烯(共)聚合物。因此，至少一種熱塑性(共)聚酯的比例優選是0-50重量％，尤其是0-30重量％。特別優選含有 70-90重量％的熱塑性苯乙烯(共)聚合物和10-30重量％的熱塑性(共)聚酯的方案。在一個優選實施方案中，注塑工藝用於在步驟(a)中用第一塑料組分A給插件加上護套。為此，將插件放置在注射模具中。一旦已經放置插件，就關閉模具並將塑料模塑組合物注射入模具中。塑料模塑組合物至少部分地給插件加上護套，並形成與插件之間的粘合。結果是在插件和塑料組分A之間的防漏粘合。在這裡，塑料模塑組合物的注射通常是在注塑中常規的壓力下進行。但是，如果例如在插件周圍的不均勻注射會導致其變形，則優選的是在模具中注射組分A時的最大壓力是低於900巴，更優選低於600巴。低注射壓力避免了當材料在插件周圍注射時插件的變形。一旦材料已經注射到插件的周圍，第一塑料組分A硬化並變成固體。在插件周圍注射第一塑料組分A的另一個優點是插件被所述塑料護套穩定。當插件用第一塑料組分A加上護套時，可以獲得各種形狀。例如，可以獲得長方形、菱形、五角形、八角形、圓形或橢圓形截面。如果由第一塑料組分A組成的塑料護套帶有角，則這些角也可以是圓角。在由第一塑料組分A組成的護套的表面之間的連接可以是鈍角的、銳角的或圓形連接。也可以有明顯的熔體唇痕，即由第一塑料組分A組成的薄突出區域。當在材料上注射第二塑料組分B時，這些唇痕然後熔融並變形。如此產生粘合。也可以有在插件周圍注射並由第一塑料組分A組成的材料上設計的突出區域。例如，第一塑料組分A可以按照雙T形狀的橫截面封閉插件。當第一塑料組分A按照此方式在材料周圍注射時，互鎖粘合可以經由突出區域實現。因為在第一塑料組分A上注射第二塑料組分B —般會引起第一塑料組分A的初期熔融，所以如果第二塑料組分B的加工溫度高於第一塑料組分A的熔點或軟化點，則預先注射的由第一塑料組分A組成的材料的形狀通常會改變。當在材料周圍注射第二塑料組分B時，預先注射的由第一塑料組分A組成的材料也可以由於注射的熔體的壓力而變形。例如，預先注射的由第一塑料組分A組成的材料的銳角可以成為圓的。一旦插件已經用第一塑料組分A加上護套，則如此加護套的插件用第二塑料組分 B加上護套。用第二塑料組分B加護套的操作優選也經由注塑工藝進行。注塑工藝在這裡一般用在注塑中常規的壓力進行。如果塑料模塑組合物已經採用低注射壓力注射，則在模具內的壓力一般高於在步驟(a)中在模具中的最大壓力。在第二塑料組分B的注射期間， 已經硬化的第一塑料組分A的表面優選經歷初期熔融，如此產生在第一塑料組分A和第二塑料組分B之間的特別優良的粘結。在步驟(a)中用第一塑料組分A給插件加護套的操作以及在步驟(b)中模塑由第二塑料組分B組成的外部護套的操作可以在相同的注射模具內進行。為此，必要的是，注射模具先用由第一塑料組分A組成的護套封閉與插件形狀對應的空腔。然後，模具必須打開以使未佔據的形狀對應於最終部件的形狀。本領域技術人員知道合適的模具。但是，作為另一個選擇，在步驟(a)中用第一塑料組分A給插件加護套的操作也可以在第一個模具中進行，並且在步驟(b)中模塑由第二塑料組分B組成的外部護套的操作在第二個模具中進行。在這種情況下，必要的是，從第一個模具取出已經用第一塑料組分A 加護套的插件，並在此材料周圍注射第二塑料組分B之前將此插件放入第二個模具中。如果要避免由第一塑料組分A組成的插件的護套發生變形，則必要的是第一塑料組分A顯示出對正在接近的第二塑料組分B料流具有足夠的機械耐性。這需要足夠的韌度和強度，並且這些取決於第一塑料組分A的硬化程度和第二塑料組分B的注射壓力。為了避免必須在每次注射工序之後清潔注塑機械，為了改變材料，優選的是兩種不同的注塑機或塑化裝置用於第一塑料組分A和第二塑料組分B。如果在步驟(a)中的加護套操作和在步驟(b)中模塑外部護套的操作在同一模具中進行，則模具可以同時連接這兩種注塑機。另一種可能性是開始將此模具連接到注射第一塑料組分A的注塑機，然後將模具連接到用於在具有由第一塑料組分A組成的護套的插件周圍注射第二塑料組分B的注塑機。用於此目的的常規注塑機的例子是具有轉臺式模具的注塑機。這些具有例如相對布置的圓筒，並且在每種情況下模具朝向用於注射下一種材料的圓筒的方向旋轉。如果使用兩個不同的模具，則每個模具優選連接到注塑機。在這裡，合適的注塑機是本領域技術人員公知的任何所需的注塑機。可以在步驟(b)中，第二塑料組分B僅僅對被第一塑料組分A加護套的插件的一部分進行加護套的操作。在這種情況下，優選的是，在其周圍注射第二塑料組分B的區域是具有外表面的那些區域，這是因為用第二塑料組分B加護套的操作確保了模製品具有尺寸穩定性。另一種可能性當然是在具有由第一塑料組分A組成的護套的整個插件周圍注射第二塑料組分B。在此工藝包括先模塑由第二塑料組分B組成的外部護套、其中插件的區域沒有加護套並且在第二步中用第一塑料組分A對插件中未加護套的區域進行加護套的操作的情況下，用第二塑料組分B給插件加護套的優選方法是所述組分給在插件中存在外部表面的那些區域中加護套。被第一塑料組分A鑄塑上的區域優選不具有朝外的表面。此方法確保了所得的部件具有幾何和尺寸穩定性。用第二塑料組分B給插件加護套的操作優選經由注塑工藝進行。為此，將插件放到注射模具中，然後在其周圍注射第二塑料組分B。為了避免第二塑料組分B穿透進入要排除的區域，模具與插件在那些區域中接觸。一旦插件已經被第二塑料組分B加上護套，要用第一塑料組分A加護套的那些區域就成為可觸及的。為此，可以在模具內提供可移動的部件，它們先形成封閉處，然後使這些封閉處成為可觸及的以使它們能用第一塑料組分A鑄塑；或者從模具取出在其周圍已經注射第二塑料組分B的插件，並將它放置在第二模具中，其中要用第一塑料組分A加護套的那些區域已經成為可觸及的。用第一塑料組分A加護套的操作也優選通過注塑工藝極性。這一般在注塑工藝中常規的壓力下進行。如果例如在插件周圍的非均勻注射會引起變形，則用於第一塑料組分A 的注塑工藝優選在比用於在插件周圍注射第二塑料組分B的注塑工藝更低的壓力下進行。 用於用第一塑料組分A給插件加護套的壓力則優選是低於900巴，優選低於600巴。實現在第一塑料組分A和第二塑料組分B之間的防漏粘合的優選方法是第一塑料組分A的熔體引起在第二塑料組分B表面上的初期熔融，使得例如互相之間的擴散產生在第一塑料組分 A和第二塑料組分B之間的特別良好的粘結。另一種可能性是在第一塑料組分A和第二塑料組分B之間的化學和/或機械粘合。化學粘合可以例如通過第一塑料組分A的聚合物組分和第二塑料組分B的聚合物組分之間的反應產生，例如通過在第一塑料組分A或第一塑料組分A中的一種組分與第二塑料組分B或第二塑料組分B中的一種組分之間形成共價鍵。另一種總能實現的可能性是設計此工藝，使得不僅獲得優良的粘結，而且得到在第一塑料組分A和第二塑料組分B之間的互鎖粘合。在插件周圍第一次注射材料期間的第一塑料組分A的熔體溫度優選在用於通過注塑加工所述聚合物的常規溫度的範圍內。如果第一塑料組分A是由兩種聚合物組成的混合物，則選擇熔體溫度足夠高以使這兩種組分都是液體。更高的加工溫度導致更加自由流動的熔體，其能提供插件表面的更好潤溼，從而允許實現在插件材料和第一塑料組分A材料之間的更高粘合強度。但是，過度的熔體溫度會導致第一塑料組分A或者其組分Al或A2中之一的熱降解。當然後在組分上注射第二塑料組分B時，第二塑料組分B的熔體溫度優選在通過注塑加工所述聚合物的常規溫度的範圍內。如果第二塑料組分B是由兩種聚合物組成的混合物，則選擇熔體溫度足夠高以使這兩種組分都是液體。更高的加工溫度導致更加自由流動的熔體，其能提供由第一塑料組分A組成的護套表面的更好潤溼和/或初期熔融，從而允許實現在第二塑料組分B和第一塑料組分A之間的更高粘合強度。作為兩種組分的熱機械相容性的函數，可以獲得不同厚度的邊界層，這通過互相擴散改進了防漏性能，並且提供了在第一塑料組分A和第二塑料組分B之間的粘合。第二塑料組分B的熔體溫度優選不設置得過高以致由第一塑料組分A組成的護套完全熔融和燒蝕。也優選的是，選擇用於第二塑料組分B的注射壓力，使得由第一塑料組分A組成的護套不會過度變形或在最壞的情況下燒蝕。本發明的部件例如是用於電子工程中的塑料部件的類型。所述部件也可以是機電部件或具有插入接觸的塑料外殼。這種部件例如用作傳感器，例如油傳感器、齒輪旋轉速率傳感器、壓力傳感器等，作為電器外殼，作為控制外殼，例如在ABS領域、ESP領域、傳導體系領域或氣袋領域中，或在汽車的發動機控制系統中。這些部件也可以例如用作車窗升降器組件或用於頭燈控制系統。本發明的部件也可以用於汽車領域之外的領域，例如用作傳感器，用作填充水平指示器，或用作管道裝置。本發明部件的其它合適應用的例子是在家用設備中的電器部件。合適的部件的例子是繼電器、線圈形成器、開關部件、磁力閥、電子手工工具、插頭設備或插頭連接器。本發明的部件是由插件組成，所述插件具有由第一塑料組分A組成的護套和由第二塑料組分B組成的外部護套，本發明部件的一個特徵是沿著兩個界面都防漏的，即在插件和由第一塑料組分A組成的護套之間的界面，以及在第一塑料組分A和第二塑料組分B 之間的界面。在這裡，防漏粘合表示在實驗中在改變氣候條件的情況下使用至少200個周期時的洩漏速率小於0. 5cm3/分鐘，其中要檢測的部件在所述周期中經受-40°C和+150°C 的交替溫度。洩漏速率通常通過具有0.5巴實驗壓力的壓力差方法檢測。
實施例實驗樣品是從由被第一塑料組分A和第二塑料組分B加護套的CuSn6組成的插件生產的。為了生產實驗樣品，衝模先用於從CuSn6的條料衝壓出插件。插件具有長方形框架，並且也有用於連接此框架的相對的兩個短邊的中心圓角。所生產的插件的長度是30mm， 其寬度是10. 5mm，高度是0. 5mm。在框架的外部圓角和中心圓角之間的凹槽的長度是25mm， 凹槽的寬度是3mm.在衝壓工藝之後，衝壓的部件用丙酮洗滌，從而除去油和雜質。螺杆直徑為18mm 的注塑機用於生產實驗樣品(Allrounder 270S，來自Arburg)。模具的閉合力是500kN，注射壓力是1500巴。在具有三個圓角的插件的中心區域周圍注射平行管形狀的材料，而由第二塑料組分B組成的護套完全封閉了第一塑料組分A。由第一塑料組分A組成的護套的長度是15mm，其寬度是4. 5mm，厚度是1. 5mm ；而完全封閉第一塑料組分A並且由第二塑料組分B組成的護套的長度是20mm，其寬度是13mm，厚度是4. 5mm。在插件上注射第一塑料組分 A和在被第一塑料組分A加護套的插件上注射第二塑料組分B的操作是大約在模具分離線處進行。為了檢測所述材料，具有由第一塑料組分A組成的護套和具有由第二塑料組分B 組成的護套的部件經受溫度衝擊應力，使用最多500個周期。對於每個溫度衝擊周期使用以下工序在150°C下儲存15分鐘，在10秒內溫度變為_40°C，在_40°C下儲存15分鐘，在 10秒內溫度變為150°C。溫度-衝擊處理是在來自VStsch的VT 7030S2溫度-衝擊櫥中進行。防漏性能是在經受應力之前以及在100個周期、200周期和任選地在500個周期之後通過差示壓力方法檢測的。對於差示壓力試驗，兩個容積經受相同的壓力，一個實驗容積和一個對比容積。如果實驗容積不是防漏的，則產生壓力差，並能直接檢測到。作為另一個選擇，可以檢測每單位時間內的壓降。在本實施方案中，將實驗樣品的外圍緊緊地夾在夾具中，並將壓力施加到實驗樣品的下側。此體系用橡膠密封環密封。使用由組分Bl組成的固體實驗樣品的空白實驗用於證明引起從實驗容積洩漏的唯一洩漏是沿著插件的方向、在插件和由第一塑料組分A組成的護套之間、或在由第一塑料組分A組成的護套和由第二塑料組分B組成的外套之間產生的。所用的實驗介質是空氣。實驗容積V^^是36ml。用0. 5巴壓力填充此容積所需要的時間是5秒。在10秒的靜置時間之後，對於Ati9s= 5秒檢測壓降。然後，在2秒內排空所述容積。在Boyle-Marriotter方程中使用差示壓降來計算洩漏速率
權利要求
1.一種含有插件和塑料護套的部件，所述塑料護套由至少兩種塑料組分組成，其中所述插件被第一塑料組分A封閉，並且存在封閉第一塑料組分A的第二塑料組分B，其中第一塑料組分A是由以下物質組成的Al =10-100重量％的至少一種熱塑性苯乙烯(共)聚合物，和A2 0-90重量％的至少一種熱塑性(共)聚酯，在每種情況下基於第一塑料組分A的聚合物含量計，並且第二塑料組分B是由以下物質組成的Bl :50-100重量％的至少一種半結晶的熱塑性聚酯，其是基於芳族二羧酸和基於脂族或芳族二羥基化合物，和B2 :0-50重量％的至少一種熱塑性苯乙烯(共)聚合物，在每種情況下基於第二塑料組分B的聚合物含量計，並且其中第一塑料組分A和第二塑料組分B具有不同的組成。
2.權利要求1的部件，其中熱塑性苯乙烯(共)聚合物Al是選自苯乙烯-丁二烯共聚物，苯乙烯-丙烯腈共聚物，α -甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物，具有由二烯聚合物或丙烯酸烷基酯組成的粒狀橡膠相的苯乙烯-丙烯腈共聚物，以及具有由二烯聚合物或丙烯酸烷基酯組成的粒狀橡膠相的α -甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物，其中在共聚物中除了苯乙烯之外的每種單體單元構成的比例是15-40重量％。
3.權利要求2的部件，其中熱塑性苯乙烯(共)聚合物Al還包含0-70重量％比例的 α -甲基苯乙烯或N-苯基馬來醯亞胺，基於苯乙烯(共)聚合物Al的重量計。
4.權利要求1-3中任一項的部件，其中熱塑性聚酯Α2是選自聚對苯二甲酸亞乙酯， 聚對苯二甲酸亞丙酯，聚對苯二甲酸亞丁酯，以及由一種或多種二酸與一種或多種二醇和任選地一種或多種內酯組成的共聚酯。
5.權利要求1-4中任一項的部件，其中在第一塑料組分A中的至少一種熱塑性聚酯Α2 具有比第二塑料組分B中的聚酯Bl更低的熔點，或具有比第二塑料組分B中的聚酯Bl的熔點更低的玻璃化轉變溫度。
6.權利要求1-5中任一項的部件，其中所述第二塑料組分B中的半結晶的熱塑性聚酯 Bl是聚對苯二甲酸亞烷基酯，或由至少兩種不同的聚對苯二甲酸亞烷基酯組成的混合物， 其中所述聚對苯二甲酸亞烷基酯優選在其醇結構部分中具有2-10個碳原子。
7.權利要求6的部件，其中所述聚對苯二甲酸亞烷基酯是聚對苯二甲酸亞乙酯，聚對苯二甲酸亞丙酯，聚對苯二甲酸亞丁酯，或由至少兩種這些聚對苯二甲酸亞烷基酯組成的混合物。
8.權利要求1-7中任一項的部件，其中所述熱塑性苯乙烯(共)聚合物Β2是選自丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，苯乙烯-丙烯腈共聚物， 以及它們的混合物。
9.權利要求1-8中任一項的部件，其中第一塑料組分A和/或第二塑料組分B還含有一種或多種添加劑，所述添加劑是選自纖維狀或粒狀的填料，抗衝改性劑，阻燃劑，成核劑，炭黑，顏料，著色劑，脫模劑，熱老化穩定劑，抗氧化劑，加工穩定劑，以及增容劑。
10.權利要求1-9中任一項的部件，其中第一塑料組分A含有0.1-40重量％的玻璃珠， 基於第一塑料組分A的總重量計。
11.權利要求1-10中任一項的部件，其中第二塑料組分B含有0.1-50重量％的纖維狀填料，尤其玻璃纖維，基於第二塑料組分B的總重量計。
12.權利要求1-11中任一項的部件，其中插件是從以下材料製造的銅，含銅的合金， 鋁，含鋁的合金，鈦，不鏽鋼，不含鉛的金屬，或金屬合金，或者具有錫塗層的任何材料。
13.權利要求1-12中任一項的部件，其中所述部件是用於電子工程中的塑料部件，機電部件，或具有插入接觸的塑料外殼。
14.一種生產根據權利要求1-13中任一項的部件的方法，所述方法包括以下步驟(a)用第一塑料組分A給插件加上護套，其中第一塑料組分A是由以下物質組成的 Al :50-100重量％的至少一種熱塑性苯乙烯(共)聚合物，和A2 :0-50重量％的至少一種熱塑性(共)聚酯， 在每種情況下基於第一塑料組分A的聚合物含量計，(b)模塑由第二塑料組分B組成的外部護套，其中第二塑料組分B是由以下物質組成的Bl :50-100重量％的至少一種半結晶的熱塑性聚酯，其是基於芳族二羧酸和基於脂族或芳族二羥基化合物，和B2 :0-50重量％的至少一種熱塑性苯乙烯(共)聚合物，在每種情況下基於第二塑料組分B的聚合物含量計，其中插件首先用第一塑料組分A 加上護套，然後施用第二塑料組分B;或者首先模塑外部護套B，然後將第一塑料組分A裝入在由第二塑料組分B組成的外部護套和插件之間的空腔中，從而形成插件的護套。
15.權利要求14的方法，其中具有第一塑料組分A的插件的護套和由第二塑料組分B 組成的護套是通過注塑工藝生產的。
全文摘要
本發明涉及一種含有插件和塑料護套的部件，所述塑料護套由至少兩種塑料組分組成，其中所述插件被第一塑料組分A封閉，並且第一塑料組分A被第二塑料組分B封閉。第一塑料組分A是由以下物質組成的A110-100重量％的至少一種熱塑性苯乙烯(共)聚合物，和A20-90重量％的至少一種熱塑性(共)聚酯，在每種情況下基於第一塑料組分A的聚合物含量計；並且第二塑料組分B是由以下物質組成的B150-100重量％的至少一種半結晶的熱塑性聚酯，其是基於芳族二羧酸和基於脂族或芳族二羥基化合物，和B20-50重量％的至少一種熱塑性苯乙烯(共)聚合物，在每種情況下基於第二塑料組分B的聚合物含量計，並且其中第一塑料組分A和第二塑料組分B具有不同的組成。本發明還涉及一種生產所述部件的方法。
文檔編號B29C70/70GK102548761SQ201080041979
公開日2012年7月4日 申請日期2010年7月13日 優先權日2009年7月23日
發明者A·塔勒布魯, H·克勒格爾, P·艾貝克, R·馮本特恩, R·明克維茨 申請人:巴斯夫歐洲公司