樹脂組合物、樹脂成型體和樹脂組合物的製備方法與流程

2023-05-05 05:14:26

本發明涉及樹脂組合物、樹脂成型體和樹脂組合物的製備方法。

背景技術：

一直以來，提供了作為樹脂組合物的各種組合物，並將它們用於各種應用中。

特別地，將包含熱塑性樹脂的樹脂組合物用於家用電器或汽車的各種部件或殼體中，或用於辦公設備或電氣電子設備的殼體等各種部件中。

例如，專利文獻1公開了「一種通過具有預定結構單元的共聚碳酸酯樹脂上漿的碳纖維短切原絲，以及含有該碳纖維短切原絲的熱塑性樹脂組合物」。此外，參考文獻1公開了「熱塑性樹脂是聚碳酸酯樹脂、聚酯樹脂、或包含這些樹脂作為主要成分的聚合物合金」。

另外，專利文獻2公開了「一種纖維強化熱塑性樹脂組合物，其由0.1重量％至10重量％的支鏈上具有氨基亞烷基的(甲基)丙烯酸聚合物(a1)、1重量％至70重量％的強化纖維(b)以及20重量％至98.9重量％的熱塑性樹脂(c)構成」。

[專利文獻1]jp-a-6-57640

[專利文獻2]wo2007/037260

技術實現要素：

本發明提供了一種樹脂組合物，與包含聚碳酸酯和強化纖維的樹脂組合物中不包含具有反應性環狀基團的相容劑的情況相比，由本發明的樹脂組合物可以獲得具有優異的彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹脂成型體。

本發明的各個方面如下所述。

本發明的第一方面為一種樹脂組合物，包含：聚碳酸酯；強化纖維；以及具有反應性環狀基團的相容劑。

本發明的第二方面為根據本發明第一方面所述的樹脂組合物，其中所述相容劑是選自由噁唑啉改性的聚苯乙烯、馬來酸酐改性的聚苯乙烯和馬來醯亞胺改性的聚苯乙烯構成的組中的至少一者。

本發明的第三方面為根據本發明第一或第二方面所述的樹脂組合物，其中相對於100重量份的所述聚碳酸酯，所述強化纖維的含量為0.1重量份至200重量份。

本發明的第四方面為根據本發明第一至第三方面中任一方面所述的樹脂組合物，其中相對於100重量份的所述聚碳酸酯，所述相容劑的含量為0.1重量份至20重量份。

本發明的第五方面為根據本發明第一至第四方面中任一方面所述的樹脂組合物，其中相對於所述強化纖維的重量，所述相容劑的含量為1重量％至15重量％。

本發明的第六方面為根據本發明第一至第五方面中任一方面所述的樹脂組合物，進一步包含：具有不同於聚碳酸酯的溶解度參數(sp值)且包含醯胺鍵和醯亞胺鍵中的至少一者的樹脂。

本發明的第七方面為根據本發明第六方面所述的樹脂組合物，其中具有不同於所述聚碳酸酯的溶解度參數且包含醯胺鍵和醯亞胺鍵中的至少一者的所述樹脂在所述強化纖維的周圍形成覆層，並且所述覆層的厚度為50nm至700nm。

本發明的第八方面為根據本發明第七方面所述的樹脂組合物，其中所述相容劑的層介於所述覆層和所述聚碳酸酯之間。

本發明的第九方面為根據本發明第六至第八方面中任一方面所述的樹脂組合物，其中具有不同於所述聚碳酸酯的溶解度參數(sp值)且包含醯胺鍵和醯亞胺鍵中的至少一者的所述樹脂為聚醯胺。

本發明的第十方面為根據本發明第六至第九方面中任一方面所述的樹脂組合物，其中相對於100重量份的所述聚碳酸酯，具有不同於所述聚碳酸酯的溶解度參數(sp值)且包含醯胺鍵和醯亞胺鍵中的至少一者的所述樹脂的含量為0.1重量份至20重量份。

本發明的第十一方面為根據本發明第六至第十方面中任一方面所述的樹脂組合物，其中相對於所述強化纖維的重量，具有不同於所述聚碳酸酯的溶解度參數(sp值)且包含醯胺鍵和醯亞胺鍵中的至少一者的所述樹脂的含量為1重量％至10重量％。

本發明的第十二方面為一種樹脂成型體，包含：聚碳酸酯；強化纖維；以及具有反應性環狀基團的相容劑。

本發明的第十三方面為根據本發明第十二方面所述的樹脂成型體，其中所述相容劑是選自由噁唑啉改性的聚苯乙烯、馬來酸酐改性的聚苯乙烯和馬來醯亞胺改性的聚苯乙烯構成的組中的至少一者。

本發明的第十四方面為根據本發明第十二或第十三方面所述的樹脂成型體，其中相對於100重量份的所述聚碳酸酯，所述強化纖維的含量為0.1重量份至200重量份。

本發明的第十五方面為根據本發明第十二至第十四方面中任一方面所述的樹脂成型體，其中相對於100重量份的所述聚碳酸酯，所述相容劑的含量為0.1重量份至20重量份。

本發明的第十六方面為根據本發明第十二至第十五方面中任一方面所述的樹脂成型體，其中相對於所述強化纖維的重量，所述相容劑的含量為1重量％至15重量％。

本發明的第十七方面為根據本發明第十二至第十六方面中任一方面所述的樹脂成型體，進一步包含：具有不同於聚碳酸酯的溶解度參數(sp值)且包含醯胺鍵和醯亞胺鍵中的至少一者的樹脂。

本發明的第十八方面為根據本發明第十七方面所述的樹脂成型體，其中具有不同於聚碳酸酯的溶解度參數(sp值)且包含醯胺鍵和醯亞胺鍵中的至少一者的所述樹脂在所述強化纖維的周圍形成覆層，並且所述覆層的厚度為50nm至700nm。

本發明的第十九方面為根據本發明第十八方面所述的樹脂成型體，其中所述相容劑的層介於所述覆層和所述聚碳酸酯之間。

本發明的第二十方面為根據本發明第十七至第十九方面中任一方面所述的樹脂成型體，其中具有不同於聚碳酸酯的溶解度參數(sp值)且包含醯胺鍵和醯亞胺鍵中的至少一者的所述樹脂是聚醯胺。

本發明的第二十一方面為根據本發明第十七至第二十方面中任一方面所述的樹脂成型體，其中相對於100重量份的所述聚碳酸酯，具有不同於聚碳酸酯的溶解度參數(sp值)且包含醯胺鍵和醯亞胺鍵中的至少一者的所述樹脂的含量為0.1重量份至20重量份。

本發明的第二十二方面為根據本發明第十七至第二十一方面中任一方面所述的樹脂成型體，其中相對於所述強化纖維的重量，具有不同於聚碳酸酯的溶解度參數(sp值)且包含醯胺鍵和醯亞胺鍵中的至少一者的所述樹脂的含量為1重量％至10重量％。

本發明的第二十三方面是一種製備樹脂組合物的方法，該方法包括：將聚碳酸酯、強化纖維和具有反應性環狀基團的相容劑熔融捏合。

根據本發明的第一或第二方面，提供了一種樹脂組合物，與包含聚碳酸酯和強化纖維的樹脂組合物中不包含具有反應性環狀基團的相容劑的情況相比，由所述樹脂組合物可以獲得具有優異彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹脂成型體。

根據本發明的第三方面，提供了一種樹脂組合物，與相對於100重量份的聚碳酸酯，強化纖維的含量低於0.1重量份或超過200重量份的情況相比，由所述樹脂組合物可以獲得具有優異的可成型性、彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹脂成型體。

根據本發明的第四方面，提供了一種樹脂組合物，與相對於100重量份的聚碳酸酯，相容劑的含量低於0.1重量份或超過200重量份的情況相比，由所述樹脂組合物可以獲得具有優異彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹脂成型體。

根據本發明的第五方面，提供了一種樹脂組合物，與相對強化纖維的重量，相容劑的含量低於1重量％或超過15重量％的情況相比，由所述樹脂組合物可以獲得具有優異彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹脂成型體。

根據本發明的第六方面，提供了一種樹脂組合物，與不包含具有不同於聚碳酸酯的溶解度參數(sp值)且包含醯胺鍵和醯亞胺鍵中的至少一者的樹脂的情況相比，由所述樹脂組合物可以獲得具有優異彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹脂成型體。

根據本發明的第七方面，提供了一種樹脂組合物，與具有不同於聚碳酸酯的溶解度參數(sp值)且包含醯胺鍵和醯亞胺鍵中的至少一者的樹脂未在強化纖維周圍形成覆層、或者由該樹脂在強化纖維周圍形成的覆層的厚度小於50nm或超過700nm的情況相比，由所述樹脂組合物可以獲得具有優異彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹脂成型體。

根據本發明的第八方面，提供了一種樹脂組合物，與相容劑層未介於覆層和聚碳酸酯之間的情況相比，由所述樹脂組合物可以獲得具有優異彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹脂成型體。

根據本發明的第九方面，提供了一種樹脂組合物，與使用咪唑作為具有不同於聚碳酸酯的溶解度參數(sp值)且包含醯胺鍵和醯亞胺鍵中的至少一者的樹脂的情況相比，由所述樹脂組合物可以獲得具有優異彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹脂成型體。

根據本發明的第十方面，提供了一種樹脂組合物，與相對於100重量份的聚碳酸酯，具有不同於聚碳酸酯的溶解度參數(sp值)且包含醯胺鍵和醯亞胺鍵中的至少一者的樹脂的含量低於0.1重量份或超過20重量份的情況相比，由所述樹脂組合物可以獲得具有優異彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹脂成型體。

根據本發明的第十一方面，提供了一種樹脂組合物，與相對於強化纖維的重量，具有不同於聚碳酸酯的溶解度參數(sp值)且包含醯胺鍵和醯亞胺鍵中的至少一者的樹脂的含量低於1重量％或超過10重量％的情況相比，由所述樹脂組合物可以獲得具有優異彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹脂成型體。

根據本發明的第十二或十三方面，提供了一種樹脂成型體，與包含聚碳酸酯和強化纖維的樹脂組合物中不包含具有反應性環狀基團的相容劑的情況相比，所述樹脂成型體具有優異彎曲彈性模量和拉伸彈性模量。

根據本發明的第十四方面，提供了一種樹脂成型體，與相對於100重量份的聚碳酸酯，強化纖維的含量低於0.1重量份或超過200重量份的情況相比，所述樹脂成型體具有優異的成型性、彎曲彈性模量和拉伸彈性模量。

根據本發明的第十五方面，提供了一種樹脂成型體，與相對於100重量份的聚碳酸酯，相容劑的含量低於0.1重量份或超過20重量份的情況相比，所述樹脂成型體具有優異彎曲彈性模量和拉伸彈性模量。

根據本發明的第十六方面，提供了一種樹脂成型體，與相對強化纖維的重量，相容劑的含量低於1重量％或超過15重量％的情況相比，所述樹脂成型體具有優異彎曲彈性模量和拉伸彈性模量。

根據本發明的第十七方面，提供了一種樹脂成型體，與不包含具有不同於聚碳酸酯的溶解度參數(sp值)且含有醯胺鍵和醯亞胺鍵中的至少一者的樹脂的情況相比，所述樹脂成型體具有優異彎曲彈性模量和拉伸彈性模量。

根據本發明的第十八方面，提供了一種樹脂成型體，與具有不同於聚碳酸酯的溶解度參數(sp值)且包含醯胺鍵和醯亞胺鍵中的至少一者的樹脂未在強化纖維周圍形成覆層、或者由該樹脂在強化纖維周圍形成的覆層的厚度小於50nm或超過700nm的情況相比，所述樹脂成型體具有優異彎曲彈性模量和拉伸彈性模量。

根據本發明的第十九方面，提供了一種樹脂成型體，與相容劑的層未介於覆層和聚碳酸酯之間的情況相比，所述樹脂成型體具有優異彎曲彈性模量和拉伸彈性模量。

根據本發明的第二十方面，提供了一種樹脂成型體，與使用咪唑作為有不同於聚碳酸酯的溶解度參數(sp值)且包含醯胺鍵和醯亞胺鍵中的至少一者的樹脂的情況相比，所述樹脂成型體具有優異彎曲彈性模量和拉伸彈性模量。

根據本發明的第二十一方面，提供了一種樹脂成型體，與相對於100重量份的聚碳酸酯，具有不同於聚碳酸酯的溶解度參數(sp值)且包含醯胺鍵和醯亞胺鍵中的至少一者的樹脂的含量低於0.1重量份或超過20重量份的情況相比，所述樹脂成型體具有優異彎曲彈性模量和拉伸彈性模量。

根據本發明的第二十二方面，提供了一種樹脂成型體，與相對於強化纖維的重量，具有不同於聚碳酸酯的溶解度參數(sp值)且包含醯胺鍵和醯亞胺鍵中的至少一者的樹脂的含量低於1重量％或超過10重量％的情況相比，所述樹脂成型體具有優異彎曲彈性模量和拉伸彈性模量。

根據本發明的第二十三方面，提供了一種樹脂組合物的製備方法，與所述方法包括熔融捏合聚碳酸酯和強化纖維而並未使用具有反應性環狀基團的相容劑的情況相比，通過所述方法能夠獲得具有優異彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹脂成型體。

附圖說明

將基於以下附圖對本發明的示例性實施方案進行詳細說明，其中：

圖1為示出了根據本發明示例性實施方案的樹脂成型體的主要部分的一個實例的模型圖像；

圖2為說明了根據本發明示例性實施方案的樹脂成型體的主要部分的一個實例的示意圖；以及

圖3為其中採用了微滴法的試驗的示意圖。

具體實施方式

以下，將描述作為本發明的樹脂組合物和樹脂成型體的一個實例的實施方案。

樹脂組合物

根據本示例性實施方案的樹脂組合物包含聚碳酸酯、強化纖維以及具有反應性環狀基團的相容劑。

近年來，為了獲得具有優異機械強度的樹脂成型體，將包含聚碳酸酯和強化纖維的樹脂組合物用作基材(基體)。

在該樹脂組合物中，如果強化纖維與聚碳酸酯之間的親合性低，則在這兩種材料的界面處產生空間，並且界面處的密著性可能劣化。這種界面處密著性的劣化可能會導致機械強度、特別是彎曲彈性模量和拉伸彈性模量下降。

因此，由於根據本示例性實施方案的樹脂組合物包含聚碳酸酯、強化纖維和具有反應性環狀基團的相容劑這三種成分，因此得到了具有優異的彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹脂成型體。獲得該效果的原因尚未明確，但據推測原因如下所述。

當由樹脂組合物獲得樹脂成型體時，如果將樹脂組合物熱熔融並混合，則作為基材的聚碳酸酯和相容劑熔融，並且相容劑分散到樹脂組合物中。

在這種狀態下，如果相容劑與強化纖維接觸，相容劑的反應性環狀基團和存在於強化纖維表面上的極性基團(例如，包含在碳纖維中的羧基，包含在玻璃纖維中的羥基等)彼此相互反應。因為相容劑的反應性環狀基團(例如，噁唑啉殘基、馬來酸殘基、馬來醯亞胺殘基等)具有環狀結構，因此認為，當相容劑在熱熔融混合的時候分散時，難以發生所述反應，而在相容劑與強化纖維接觸時，則容易發生所述反應。

由上所述，據認為，通過使相容劑介於強化纖維和聚碳酸酯之間，強化纖維和聚碳酸酯之間界面處的密著性得以增加，並且可以獲得具有優異機械強度、特別是優異的彎曲彈性模量和拉伸彈性強度的樹脂成型體。

另外，可以根據以下所述的微滴法來評價強化纖維和聚碳酸酯之間界面處的密著性。

同時，根據本示例性實施方案的樹脂組合物可以進一步包含具有不同於聚碳酸酯的溶解度參數(sp值)且包含醯胺鍵和醯亞胺鍵中的至少一者的樹脂(以下，稱為「特定樹脂」)。據認為，還由於樹脂組合物進一步包含了該特定樹脂，因此可以獲得具有優異機械強度、特別是優異的彎曲彈性模量和拉伸彈性強度的樹脂成型體。獲得該效果的原因尚未明確，但據推測原因如下所述。

當由樹脂組合物獲得樹脂成型體時，如果將樹脂組合物熱熔融並混合，則作為基材的聚碳酸酯和相容劑熔融，這二者在相容劑分子內的一部分以及特定樹脂分子內所包含的醯胺鍵或醯亞胺鍵中彼此相容，從而使特定樹脂分散在樹脂組合物中。

在這種狀態下，當特定樹脂與強化纖維接觸時，特定樹脂分子中所含的醯胺鍵或醯亞胺鍵與強化纖維表面上存在的極性基團通過親和力(吸引力和氫鍵)彼此物理結合。另外，聚碳酸酯和特定樹脂因具有不同的溶解度參數(sp值)而相容性通常較低，因此，由於聚碳酸酯和特定樹脂之間的排斥力，特定樹脂和強化纖維之間的接觸頻率增加，其結果是，特定樹脂對強化纖維的附著量或附著區域增加。如此，在強化纖維的周圍形成了特定樹脂的覆層(參見圖1)。在圖1中，pc表示聚碳酸酯，rf表示強化纖維，並且cl表示覆層。

另外，由於形成覆層的特定樹脂與相容劑分子的一部分相容，因為相容劑與聚碳酸酯相容，所以在吸引力和排斥力之間形成平衡狀態，並且特定樹脂所形成的覆層形成為較薄的狀態，其厚度為50nm至700nm，並且幾乎是均勻的。特別地，由於強化纖維表面上所存在的羧基或羥基與特定樹脂的分子中所含的醯胺鍵或醯亞胺鍵之間的親和性高，因此據認為，易於在強化纖維的周圍形成特定樹脂的覆層，並且該覆層較薄且具有優異的均勻性。

由上所述，據認為，強化纖維和聚碳酸酯之間的界面處的密著性增加，並且可以獲得具有優異機械強度、特別是優異的彎曲彈性模量和拉伸彈性強度的樹脂成型體。

在此，根據本示例性實施方案的樹脂組合物通過樹脂組合物(例如，料粒)的製備過程中的熔融捏合和注射成型，從而具有這樣的結構，其中在強化纖維的周圍形成了特定樹脂的覆層，並且所述覆層的厚度為50nm至700nm。

在根據本示例性實施方案的樹脂組合物中，從進一步提高彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的觀點來看，由特定樹脂形成的覆層的厚度為50nm至700nm，並且優選為50nm至650nm。如果覆層的厚度為50nm以上時，彎曲彈性模量和拉伸彈性模量得以改進；如果覆層的厚度為700nm以下，抑制了強化纖維和聚碳酸酯之間界面的弱化(其中有覆層介於強化纖維和聚碳酸酯之間)，並且抑制了彎曲彈性模量和拉伸彈性模量降低。

覆層的厚度是通過以下方法測定的值。利用電子顯微鏡(ve-9800，keyencecorporation製造)在液氮中切斷測量對象，並觀察橫截面。在該橫截面中，在100個點處測定位於強化纖維周圍的覆層的厚度，並且獲得其平均值。

根據示例性實施方案的樹脂組合物(及其樹脂成型體)具有這樣的構成，例如，其中相容劑與位於覆層和聚碳酸酯之間的空間部分相容。

具體而言，例如，相容劑層介於由特定樹脂形成的覆層和作為基材的聚碳酸酯之間(參見圖2)。換言之，在覆層的表面上形成相容劑層，並且覆層和聚碳酸酯隔著相容劑層彼此相鄰。雖然相容劑形成的層比覆層更薄，但是相容劑層的介入使得覆層和熱塑性樹脂之間的密著性(結合性)得以提高，由此可以容易地得到機械強度、特別是彎曲彈性模量和拉伸彈性模量優異的樹脂成型體。另外，在圖2中，pc表示聚碳酸酯，rf表示強化纖維，cl表示覆層並且ca表示相容劑層。

特別地，相容劑層以與覆層鍵合(因相容劑和特定樹脂的官能團反應而共價鍵合)的狀態而介於覆層和聚碳酸酯之間。據認為，通過以如下狀態介入的相容劑來形成這種結構，在該狀態下，相容劑的反應性環狀基團和覆層的特定樹脂內所包含的官能團(例如，胺殘基)彼此反應從而鍵合，並且除了反應性環狀基團之外的部分(相容部分)與聚碳酸酯相容。

在此，確認相容劑層介於覆層和聚碳酸酯之間的方法如下所述。

將紅外光譜分析儀(nicolet6700ft-ir，thermofisherscientific製造)用作分析儀。例如，在樹脂組合物(或樹脂成型體)包含作為聚碳酸酯的雙酚a型聚碳酸酯(以下縮寫為pc)、作為聚醯胺的pa66以及作為改性聚苯乙烯的馬來酸酐改性的聚苯乙烯(以下縮寫為ma-ps)的情況下，通過kbr壓片法，分別獲得上述物質的混合物、pc和pa66的混合物、pc和ma-ps的混合物、以及作為對照的pc單一物質、pa6單一物質和ma-ps單一物質的紅外光譜，並對源自於混合物中的酸酐(ma-ps的特徵峰)的1870cm-1至1680cm-1波數範圍內的峰面積進行比較和分析。經確認，在pc、pa66和ma-ps的混合物中酸酐的峰面積減少，ma-ps和pa66之間相互反應。以這種方式，可以確定相容劑層(結合層)介於覆層和聚碳酸酯之間。具體而言，如果ma-ps和pa66相互反應，則ma-ps中的環狀馬來酸酐部分發生開環，從而與pa66的胺殘基化學鍵合，相應地，環狀馬來酸酐部分減少。因此，能夠確定相容劑層(結合層)介於覆層和聚碳酸酯之間。

以下，將對根據本示例性實施方案的樹脂組合物的各組分進行詳細說明。

聚碳酸酯

聚碳酸酯是樹脂組合物的基材，並且稱為通過強化纖維強化的樹脂組分(也稱為「基體樹脂」)。

對於聚碳酸酯沒有特別的限制，其實例包括具有(-o-r-oco-)作為重複單元的樹脂。此外，r舉例為二苯基丙烷和對二甲苯。對於–o-r-o沒有特別的限制，只要–o-r-o是二氧化合物即可。

聚碳酸酯的具體實例包括芳族聚碳酸酯，例如雙酚a型聚碳酸酯、雙酚s型聚碳酸酯和聯苯型聚碳酸酯。

聚碳酸酯可以是矽樹脂或十一烷酸醯胺的共聚物。

可以單獨使用一種類型的聚碳酸酯，或者使用兩種以上的組合。

對於聚碳酸酯的分子量沒有特別的限制，並且可以根據樹脂成型體的成型條件或用途等來確定。例如，聚碳酸酯的重均分子量(mw)優選在10,000至300,000的範圍內，更優選在10,000至200,000的範圍內。

另外，與分子量的情況相同，對於聚碳酸酯的玻璃化轉變溫度(tg)或熔點(tm)沒有特別的限制，並且可以根據樹脂的種類、成型條件或樹脂成型體的用途來確定。例如，聚碳酸酯的熔點(tm)優選在100℃至300℃的範圍內，更優選在150℃至250℃的範圍內。

此外，重均分子量(mw)和熔點(tm)表示通過以下方法測定的值。

即，重均分子量(mw)是利用凝膠滲透色譜(gpc)在以下條件下測定的。採用高溫gpc系統「hlc-8321gpc/ht」作為gpc裝置，並採用鄰二氯苯作為洗脫劑。首先，在高溫(140℃至150℃)下，將聚烯烴熔化在鄰二氯苯中，進行過濾以獲得濾液作為測定樣品。測定條件如下：樣品濃度：0.5％，流速：0.6ml/分鐘，樣品注入量：10μl，採用ri檢測器。另外，採用「聚苯乙烯標準樣品tskstandard」：「a-500」、「f-1」、「f-10」、「f-80」、「f-380」、「a-2500」、「f-4」、「f-40」、「f-128」和「f-700」(tosohcorporation製造)這10個樣品來繪製校正曲線。

另外，熔點(tm)是根據jisk7121-1987的「塑料轉變溫度測量法」中熔點獲得方法中所披露的「熔融峰溫度」，由差示掃描量熱法(dsc)獲得的dsc曲線而得到的。

作為基材的聚碳酸酯的含量可以根據樹脂成型體的用途來確定。相對於樹脂組合物的總重量，聚碳酸酯的含量優選為5重量％至95重量％，更優選為10重量％至95重量％，還更優選為20重量％至95重量％。

強化纖維

強化纖維的實例包括應用到樹脂組合物中的公知的強化纖維(例如，碳纖維(也稱為炭纖維)、玻璃纖維、金屬纖維、芳族聚醯胺纖維等)。

在這些強化纖維中，碳纖維和玻璃纖維是優選的，從進一步提高彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的觀點來看，碳纖維是更優選的。

使用公知的碳纖維作為碳纖維，並且可以使用pan系碳纖維和瀝青系碳纖維中的任一種。

碳纖維可以經過公知的表面處理。

如果所述碳纖維是碳纖維，則表面處理的實例包括氧化處理和上漿處理。

另外，對於碳纖維的纖維直徑和纖維長度沒有特別的限制，並且可以根據樹脂成型體的用途來選擇。

進一步地，對於碳纖維的形態沒有特別限制，並且可以根據樹脂成型體的用途來選擇。碳纖維形態的實例包括：由多根單纖維構成的纖維束、纖維束集束、以及通過二維或三維方式編織纖維而得到的織物。

可以使用市售產品作為碳纖維。

pan系碳纖維的市售產品的實例包括「torayca(註冊商標，torayindustries,inc.製造)」、「tenax」(tohotenaxco.,ltd製造)和「pyrofil(註冊商標，mitsubishirayonco.,ltd.製造)」。pan系碳纖維的市售產品的其他實例包括由hexcelcorporation、cytecindustriesinc.、dow-aksa、formosaplasticsgroup以及sglcarbonse製造的市售產品。

瀝青系碳纖維的市售產品包括「dialead」(註冊商標，mitsubishirayonco.,ltd.製造)、「granoc」(nippongraphitefiberco.,ltd.製造)和「kureca」(kurehacorporation製造)。瀝青系碳纖維的市售產品的其他實例包括由osakagaschemicalsco.,ltd.和cytecindustriesincorporated製造的市售產品。

同時，對玻璃纖維沒有特別限制，並且可以使用公知的纖維，如短纖維和長纖維。

另外，玻璃纖維可以經過公知的表面處理。

作為用於表面處理的表面處理劑，從與聚烯烴間的親和性的觀點出發，可以列舉矽烷類偶聯劑。

另外，對於玻璃纖維的纖維直徑和纖維長度沒有特別的限制，並且可以根據樹脂成型體的用途來選擇。

進一步地，對於碳纖維的形態沒有特別限制，並且可以根據樹脂成型體的用途來選擇。

可以使用市售產品作為玻璃纖維，並且其實例包括nittobosekico.,ltd.製造的rs240qr-483和re480qb-550。

可以單獨使用這些強化纖維中的一種，或者可以將兩種以上組合使用。

相對於100重量份的作為基材的聚碳酸酯，強化纖維的含量優選為0.1重量份至200重量份，更優選為1重量份至180重量份，還更優選5重量份至150重量份。

相對於100重量份的聚碳酸酯，由於強化纖維的含量為0.1重量份以上，所以樹脂組合物得以強化；並且相對於100重量份的聚碳酸酯，由於強化纖維的含量為200重量份以下，所以在獲得樹脂成型體時，可成型性令人滿意。

另外，當將碳纖維用作強化纖維時，相對於強化纖維的總重量，碳纖維的含量優選為80重量％以上。

以下，可以將相對於100重量份的作為基材的聚碳酸酯的含量(重量份)縮寫為「phr(perhundredresin)」。

當使用該縮寫時，強化纖維的含量為0.1phr至200phr。

相容劑

相容劑是用於提高作為基材的聚碳酸酯與強化纖維之間親和性的樹脂。此外，在樹脂組合物包含特定樹脂的情況下，相容劑是用於提高作為基材的聚碳酸酯與特定樹脂之間親和性的樹脂。另外，相容劑具有反應性環狀基團。

可根據作為基材的聚碳酸酯來確定相容劑。

相容劑的結構與作為基材的聚碳酸酯的結構相同或相容，並且優選地在分子的一部分中包含能夠與特定樹脂的官能團發生反應的反應性環狀基團。

相容劑的實例包括改性聚合物(改性聚苯乙烯、改性苯乙烯(甲基)丙烯酸酯共聚物，改性苯乙烯(甲基)丙烯腈共聚物、改性聚碳酸酯等)，其中，引入了改性部分作為反應性環狀基團，該改性部分包括具有噁唑啉結構的基團(噁唑啉基、烷基噁唑啉基等)、羧酸酐殘基(馬來酸酐殘基、富馬酸酐殘基、檸檬酸酐殘基等)和馬來醯亞胺殘基(馬來醯亞胺殘基、n-烷基馬來醯亞胺殘基、n-環烷基馬來醯亞胺殘基、n-苯基馬來醯亞胺殘基等)。

此外，對於改性聚合物，有如下方法：使包括前述改性部分的化合物與聚合物反應，從而使該化合物化學鍵合至該聚合物的方法；通過使用包括上述改性部分的化合物來形成支鏈，從而將該支鏈結合至聚合物的方法；以及將單體共聚以形成包含改性部分和聚合物的化合物的方法。

作為優選的相容劑，選自由噁唑啉改性的聚苯乙烯、馬來酸酐改性的聚苯乙烯和馬來醯亞胺改性的聚苯乙烯構成的組中的至少一者是優選的。

噁唑啉改性的聚苯乙烯的實例包括具有噁唑啉結構的單體(2-乙烯基-2-噁唑啉、5-甲基-2-乙烯基-2-噁唑啉、2-苯基-2-噁唑啉、(r,r)-4,6-二苯並呋喃二基-2,2』-雙(4-苯基噁唑啉)等)和苯乙烯類(苯乙烯、烷基取代的苯乙烯、滷素取代的苯乙烯、乙烯基萘、羥基苯乙烯等)的共聚物。

馬來酸酐改性的聚苯乙烯的實例包括馬來酸酐和苯乙烯類(苯乙烯、烷基取代的苯乙烯、滷素取代的苯乙烯、乙烯基萘、羥基苯乙烯等)的共聚物。

馬來醯亞胺改性的聚苯乙烯的實例包括馬來醯亞胺(馬來醯亞胺、n-烷基馬來醯亞胺、n-環烷基馬來醯亞胺、n-苯基馬來醯亞胺等)和苯乙烯類(苯乙烯、烷基取代的苯乙烯、滷素取代的苯乙烯、乙烯基萘、羥基苯乙烯等)的共聚物。

可以使用市售產品作為相容劑的改性聚合物。

噁唑啉改性的聚苯乙烯的市售產品的實例包括由nipponshokubaico.,ltd.製造的epocros(註冊商標)的系列產品(k-2010e、k-2020e、k-2030e、rps-1005)。

馬來酸酐改性的聚苯乙烯的市售產品的實例包括由arakawachemicalindustries,ltd.製造的alastair(註冊商標)的系列產品。

馬來醯亞胺改性的聚苯乙烯的市售產品的實例包括由nipponshokubaico.,ltd.製造的polyimilex(註冊商標)的系列產品(psx0371)。

對於相容劑的分子量沒有特別的限制，從可加工性的觀點出發，其分子量優選在5,000至100,000的範圍內，更優選在5,000至80,000的範圍內。

相對於100重量份的作為基材的聚碳酸酯，相容劑的含量優選為0.1重量份至20重量份，更優選為0.1重量份至18重量份，還更優選為0.1重量份至15重量份。

由於相容劑的含量在上述範圍內，所以與作為基材的聚碳酸酯之間的親和性得以提高(在包含特定樹脂的情況下，與特定樹脂的親和性得以提高)，並且彎曲彈性模量和拉伸彈性模量得以改善。

另外，在包含特定樹脂的情況中，從有效地展示出作為基材的聚碳酸酯和特定樹脂之間的親和性的觀點出發，相容劑的含量優選與特定樹脂的含量成正比(間接與強化纖維的含量成正比)。

相對於強化纖維的重量，相容劑的含量優選為1重量％至15重量％，更優選為1重量％至12重量％，並且還更優選為1重量％至10重量％。

相對於強化纖維的重量，如果相容劑的含量為1重量％以上，易於獲得與強化纖維的親和性(在包含特定樹脂的情況下，易於獲得與特定樹脂之間的親和性)。如果相容劑的含量為15重量％以下(特別是10重量％以下)，則可防止殘留未反應的官能團，其中未反應的官能團會導致變色或劣化。

具有不同於聚碳酸酯的溶解度參數(sp值)且包含醯胺鍵和醯亞胺鍵中的至少一者的樹脂(特定樹脂)

如上所述，特定樹脂具有溶解度參數(sp值)和特定的部分結構，從而能夠覆蓋強化纖維的外周。

將對該特定樹脂進行詳細描述。

首先，特定樹脂是這樣的樹脂，該樹脂的溶解度參數(sp值)不同於作為基材的聚碳酸酯的溶解度參數。

在此，從特定樹脂和聚碳酸酯之間的相容性和排斥性的觀點出發，聚碳酸酯的sp值與特定樹脂的sp值之差優選為3以上，更優選為3至6。

本文所使用的sp值是根據費多爾方法計算的值。具體而言，例如，溶解度參數(sp值)基於例如polym.eng.sci.,第14卷，147頁(1974)，根據以下等式計算出sp值。

等式：sp值＝√(ev/v)＝√(σδei/σδvi)

(在上式中，ev：蒸發能(cal/mol)，v：摩爾體積(cm3/mol)，σδei：各原子或原子團的蒸發能，σδvi：各原子或原子團的摩爾體積)

另外，溶解度參數(sp值)採用(cal/cm3)1/2作為單位，然而，根據慣例省略了單位，並且其以無量綱形式表示。

另外，特定樹脂在其分子內包含醯亞胺鍵和醯胺鍵中的至少一者。

由於特定樹脂包含醯亞胺鍵或醯胺鍵，因此展示出了特定樹脂與強化纖維表面上存在的極性基團的親和性。

作為特定樹脂的具體類型，可以列舉在主鏈內包含醯亞胺鍵和醯胺鍵中至少一者的熱塑性樹脂，並且熱塑性樹脂的具體實例包括聚醯胺(pa)、聚醯亞胺(pi)、聚醯胺醯亞胺(pai)、聚醚醯亞胺(pei)和聚胺基酸。

由於特定樹脂優選與聚碳酸酯間具有低的相容性，並具有與作為基材的聚碳酸酯不同的sp值，因此，優選使用與作為基材的聚碳酸酯不同的熱塑性樹脂。

其中，從進一步提高彎曲彈性模量和拉伸彈性模量並獲得與強化纖維之間優異密著性的觀點出發，聚醯胺(pa)是優選的。

在此，通過諸如界面剪切強度等指標來評價特定樹脂和強化纖維之間的密著性。

使用微滴法測定界面剪切強度。在此，通過使用圖3示出的試驗示意圖來描述微滴法。

微滴法是這樣一種方法，該方法通過將液體樹脂塗布到單纖維f上，附著液滴d(也稱為樹脂液滴或樹脂球)以固定該液滴d，然後沿著箭頭方向進行單纖維f的牽拉試驗，從而評價特定樹脂和強化纖維之間的界面密著性。

基於該試驗，使用以下等式計算界面剪切強度(τ)。

[等式1]

在該方程式中，τ表示界面剪切強度，f表示拉出負荷，d表示單纖維的纖維直徑，並且l表示液滴長度。

界面剪切強度(τ)的計算值越高，表示強化纖維和特定樹脂之間的密著性越高，並且其還是這樣的指標：通過選擇具有更大的值的強化纖維和特定樹脂的組合，可以形成具有更高的彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹脂成型體。

聚醯胺的實例包括其中二羧酸和二胺共縮合併聚合的產物，以及其中內醯胺開環聚合併縮合的物質。

二羧酸的實例包括草酸、己二酸、辛二酸、癸二酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸、1,4-環己烷二羧酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、庚二酸、壬二酸和鄰苯二甲酸，其中，己二酸和對苯二甲酸是優選的。

二胺的實例包括乙二胺、五亞甲基二胺、六亞甲基二胺、壬二胺、癸二胺、1,4-環己烷二胺、對苯二胺、間苯二胺和間苯二甲胺二胺，其中，六亞甲基二胺是優選的。

內醯胺的實例包括ε-己內醯胺、十一烷內醯胺和十二烷基內醯胺，其中，ε-己內醯胺是優選的。

從與強化纖維之間的親和性(密著性)以及樹脂成型體的可成型性的觀點出發，聚醯胺優選為：ε-己內醯胺開環聚合併縮合而獲得的聚醯胺(pa6)、尼龍6.6、尼龍6.10、尼龍1～12、和稱為芳香族尼龍的mxd、ht-1m、尼龍6-t、聚氨基三唑、聚苯並咪唑、聚噁二唑、聚醯胺醯亞胺和哌啶類聚醯亞胺。其中，尼龍6.6是優選的。

對於特定樹脂的分子量沒有特別的限制，只要特定樹脂比共存於樹脂組合物中的作為基材的聚碳酸酯更容易熱熔融即可。例如，如果特定樹脂是聚醯胺，其重均分子量優選在10,000至300,000的範圍內，更優選在10,000至100,000的範圍內。

另外，與分子量的情況相同，對於特定樹脂的玻璃化轉變溫度或熔點沒有特別限制，只要特定樹脂比共存於樹脂組合物中的作為基材的聚碳酸酯更容易熱熔融即可。例如，如果特定樹脂是聚醯胺，其熔點(tm)優選在100℃至400℃的範圍內，更優選在150℃至350℃的範圍內。

相對於100重量份的作為基材的聚碳酸酯，特定樹脂的含量優選為0.1重量份至20重量份，更優選為0.5重量份至20重量份，還更優選為1重量份至20重量份。

由於特定樹脂的含量在上述範圍內，因此獲得與強化纖維之間的親和性，並且改善了彎曲彈性模量和拉伸彈性模量。

從有效地展示出與強化纖維間的親和性的觀點出發，特定樹脂的含量優選與上述強化纖維的含量成正比。

相對於強化纖維的重量，特定樹脂的含量優選為1重量％至10重量％，更優選為1重量％至9重量％，並且還更優選為1重量％至8重量％。

相對於強化纖維的重量，如果特定樹脂的含量為1重量％以上，則易於獲得強化纖維和特定樹脂之間的親和性；相對於強化纖維的重量，如果特定樹脂的含量為10重量％以下時，樹脂的流動性得到改善。

其他組分

根據本示例性實施方案的樹脂組合物可包含除了上述各組分之外的其他組分。

其他組分的實例包括已知的添加劑，如阻燃劑、阻燃助劑、加熱時用的下垂(滴落)抑制劑、增塑劑、抗氧化劑、脫模劑、光穩定劑、耐候劑、著色劑、顏料、改性劑、抗靜電劑、水解抑制劑、填料、強化纖維以外的增強劑(例如滑石、粘土、雲母、玻璃片、磨碎的玻璃、玻璃珠、結晶二氧化矽、氧化鋁、氮化矽、氮化鋁或氮化硼等)。

相對於100重量份的作為基材的聚碳酸酯，其他組分的含量(例如)優選為0重量份至10重量份，更優選為0重量份至5重量份。在此，「0重量份」是指不包含其他組分的情況。

樹脂組合物的製備方法

通過將上述各組分熔融捏合從而製備根據本示例性實施方案的樹脂組合物。

在此，將公知的裝置用作熔融捏合裝置，並且其實例包括雙螺杆擠出機、亨舍爾混合機(henschelmixer)、班伯裡混合機、單螺杆擠出機、多螺杆擠出機和共捏合機。

熔融捏合時的溫度(料筒溫度)可以根據構成樹脂組合物的樹脂組分的熔點來確定。

特別地，優選使用以下製備方法獲得根據本示例性實施方案的樹脂組合物，該方法包括將聚碳酸酯、強化纖維、特定樹脂和相容劑熔融捏合。如果將聚碳酸酯、強化纖維、特定樹脂和相容劑共同熔融捏合，則易於在強化纖維的周圍形成處於薄且基本均勻狀態的特定樹脂的覆層，並且提高了彎曲彈性模量和拉伸彈性模量。

樹脂成型體

根據示例性實施方案的樹脂成型體包含：聚碳酸酯、強化纖維、具有不同於聚碳酸酯的溶解度參數(sp值)且包含醯胺鍵和醯亞胺鍵中的至少一者的樹脂(特定樹脂)、以及相容劑。即，根據示例性實施方案的樹脂成型體具有與根據示例性實施方案的樹脂組合物相同的組成。另外，所述具有不同於聚碳酸酯的溶解度參數(sp值)且包含醯胺鍵和醯亞胺鍵中的至少一者的樹脂在所述強化纖維的周圍形成覆層，並且該覆層的厚度為50nm至700nm。

另外，根據示例性實施方案的樹脂成型體可以通過製備根據示例性實施方案的樹脂組合物、並將該樹脂組合物成型來獲得；並且可以通過製備包含除強化纖維以外的其他組分的組合物、並且在成型時將該組合物與強化纖維混合來獲得。

作為成型方法，例如可以採用注射成型、擠出成型、吹塑成型、熱壓成型、壓延成型、塗布成型、澆鑄成型、浸漬成型、真空成型和傳遞成型等。

從獲得高自由度的形狀的觀點出發，根據示例性實施方案的樹脂成型體的成型方法優選為注射成型。

注射成型時的料筒溫度(例如)為180℃至300℃，優選200℃至280℃。注射成型時的模具溫度(例如)為30℃至100℃，優選30℃至60℃。

可以使用市售裝置進行注射成型，例如nisseiplasticindustrialco.,ltd.製造的nex150、由nisseiplasticindustrialco.,ltd.製造的nex70000以及由toshibamachineco.,ltd.製造的se50d。

根據本發明示例性實施方案的樹脂成型體可以合適地用於以下應用中，如電子電氣設備、辦公設備、家用電器、汽車內飾和容器等，更具體的例子為電子電氣設備和家用電器的殼體；電子電氣設備或家用電器的各種部件；汽車內飾部件；cd-rom或dvd的收納箱；餐具；飲料瓶；食品託盤；包裝材料；薄膜；片材等。

特別地，在根據本發明示例性實施方案的樹脂成型體中，由於採用強化纖維作為所述強化纖維，因此能夠獲得具有更優異的機械強度的樹脂成型體。因此，該樹脂成型體適合用作金屬部件的替代品。

實施例

將使用以下實施例對本示例性實施方案進行描述，但是本發明的示例性實施方案不限於這些實施例。

實施例1至25和比較例1至12

使用雙螺杆擠出機(tem58ss，toshibamachineco.,ltd.製造)，在200℃的料筒溫度下，將表1至5中所示的各組分(表中的各數值表示份數)捏合，從而獲得樹脂組合物的粒料。

使用注射成型機(nex150，nisseiplasticindustrialco.,ltd.製造)在270℃的料筒溫度和50℃的模具溫度下使獲得的粒料成型，從而獲得iso多用途啞鈴形試樣(對應於iso527拉伸試驗以及iso178彎曲試驗)(試樣厚：4mm，寬：10mm)以及d2試樣(長：60mm，寬：60mm，厚：2mm)。

評價

使用獲得的兩種試樣進行以下評價。

評價結果在表1至表5中示出。

拉伸彈性模量和伸長率

利用評價裝置(shimazucorporation製造的精密萬能測試儀autographag-is5kn)，根據基於iso527的方法測定獲得的iso多用途啞鈴形試樣的拉伸彈性模量和伸長率。

彎曲彈性模量

利用萬能測試儀(autographag-xplus，shimadzucorporation製造)，根據基於iso178的方法測定所獲得的iso多用途啞鈴形試樣的彎曲彈性模量。

熱變形溫度(hdt)

利用hdt測量裝置(hdt-3，toyoseikico.,ltd.製造)，根據基於iso178彎曲試驗的方法，測定所獲得的iso多用途啞鈴形試樣在1.8mpa的負荷下的熱變形溫度(℃)。

尺寸變化率

使獲得的d2試樣在28℃和31％rh的條件下靜置24小時，並在試樣的td方向和md方向上測定試樣在靜置前後的尺寸變化率(％)。

另外，利用測量顯微鏡(stm6-lm，olyumpuscorporation製造)測定所述尺寸變化。

覆層的厚度測定

根據公知的方法，使用獲得的各d2試樣測定覆層的厚度。另外，測量前對是否存在覆層進行確認。

[表3]

[表5]

此外，表1至表5中的材料類型的細節如下所示。

聚碳酸酯

·聚碳酸酯1：panlite(註冊商標)1225l，由teijinlimited.)製造，sp值＝9.7

·聚碳酸酯2：tarflonneo(註冊商標)ag1950，由idemitsukosanco.,ltd.製造，sp值＝10.3

碳纖維

·碳纖維(經表面處理)：torayca(註冊商標)-系t300，由torayindustries,inc.製造

·碳纖維(未經表面處理)：通過在溶劑中浸漬torayca以除去上漿劑而獲得的纖維

·玻璃纖維：rs240qr-483，由nittobosekico.,ltd.製造，利用氧化矽系表面處理劑進行表面處理

特定樹脂

·聚醯胺(pa6)：zytel(註冊商標)7331j，由dupontkabushikikaisha製造，sp值＝13.6

·聚醯胺(pa66)：101l，由dupontkabushikikaisha製造，sp值＝11.6

·聚醯胺(pa6t)：ty-502nz，由toyoboco.,ltd.製造，sp值＝13.5

·聚醯胺(pa11)：rilsan(註冊商標)pa11，arkemak.k.，sp值＝12.7

相容劑

·噁唑啉改性的pst：噁唑啉改性的聚苯乙烯(epocros？(註冊商標)rps1005，由nipponshokubaico.,ltd.製造，乙烯基噁唑啉·苯乙烯共聚物)

·馬來酸酐改性的pst：馬來酸酐改性的聚苯乙烯(alastair(註冊商標)700，

·馬來醯亞胺改性的pst：馬來醯亞胺改性的聚苯乙烯(polyimilex(註冊商標)psx0371，由nipponshokubaico.,ltd.製造，n-苯基馬來醯亞胺·苯乙烯共聚物)

從上述結果可以發現，與比較例相比，在實施例中能夠獲得具有優異彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的成型體。

另外，通過掃描電子顯微鏡(sem)觀察實施例(例如，實施例5等)的覆層，證實了在碳纖維周圍形成了處於幾乎均勻狀態的覆層。

此外，根據公知方法分析實施例(例如，實施例5等)中所製造的樹脂成型體的結果，證實了所使用的相容劑的層(噁唑啉改性的聚苯乙烯層、馬來酸酐改性的聚苯乙烯層和馬來醯亞胺改性的聚苯乙烯層)介於覆層和聚碳酸酯之間(相容劑的層形成於覆層的表面)。