熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物、在熱板熔接中的應用以及熔接方法

2023-10-11 23:37:44

專利名稱：熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物、在熱板熔接中的應用以及熔接方法
技術領域：
本發明涉及熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物、在熱板熔接中的應用和熔接方 法。所述甲基丙烯酸樹脂組合物例如可用作尾燈罩、前燈罩和儀錶板等車輛用部件等的原 材料。
背景技術：
已知甲基丙烯酸樹脂組合物的透明性或耐候性優異，可用作尾燈罩或前燈罩、儀 錶板等車輛用部件等的原材料(例如參照專利文獻1-9)。所述車輛用部件是將由ABS樹脂 等的苯乙烯系樹脂等構成的殼套部件與其接合，並進一步加工。已知將它們接合的方法有 粘合劑的方法、熱板熔接法、振動熔接法等(專利文獻10)。這裡所述的熱板熔接法是將上 述各部件的接合部分別與金屬制的熱板緊密貼合，加熱熔融，然後將它們壓接的方法，這可 以省卻塗布粘合劑的麻煩或使粘合劑固化的時間，是生產性優異的方法。現有技術文獻專利文獻專利文獻1 專利文獻2 專利文獻3 專利文獻4 專利文獻5 專利文獻6:專利文獻7:專利文獻8:專利文獻9:專利文獻10
日本特開平05-311025號公報 日本特開平05-247311號公報 日本特開平05-279537號公報 日本特開平06-41385號公報 日本特開平06-41386號公報 日本特開平06-184389號公報 日本特開平06-184390號公報 日本特開平06-240093號公報 日本特開平01-294763號公報 日本特開2005-239823號公報

發明內容
在熱板熔接法中，從生產性的角度考慮，希望在短時間內將各部件的接合部分熔 融，因此優選高熱板溫度，另外該溫度至少需要230°C左右。但是以往的甲基丙烯酸樹脂組 合物中，將其用加熱至上述規定溫度的熱板熔融後，在從熱板上分離時，樹脂的一部分無法 良好地從熱板上剝離，可見拉成絲狀的現象(所謂的拉絲)。將上述樹脂組合物用作上述車 輛用部件的原材料，這成為外觀不良的原因。因此，本發明的目的在於提供在熱板熔接時，即使提高熱板溫度也難以發生拉絲 的熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物。本發明的目的還在於提供上述甲基丙烯酸樹脂組合 物在熱板熔接中的應用、以及熔接方法。在所述狀況下，本發明人進行了深入的研究，結果發現了一種甲基丙烯酸樹脂組合物，該甲基丙烯酸樹脂組合物含有以甲基丙烯酸甲酯為主體的單體聚合而成的聚合物， 該聚合物的粘均分子量為15萬-25萬，該甲基丙烯酸樹脂組合物在將其用於熱板熔接時， 即使提高熱板溫度也難以發生拉絲，是熱板熔接用優異的樹脂組合物，從而完成了本發明。S卩，本發明提供熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物，它含有以甲基丙烯酸甲酯為 主體的單體聚合而成的聚合物，其特徵在於該聚合物的粘均分子量為15萬-25萬。本發明還涉及甲基丙烯酸樹脂組合物在熱板熔接中的應用，該甲基丙烯酸樹脂組 合物含有以甲基丙烯酸甲酯為主體的單體聚合而成的聚合物，聚合物的粘均分子量為15 萬-25萬。本發明進一步涉及熔接方法，該方法具備以下步驟將由甲基丙烯酸樹脂組合 物形成的第1部件的至少一部分與熱板接觸並熔融的步驟，其中，所述甲基丙烯酸樹脂組 合物含有以甲基丙烯酸甲酯為主體的單體聚合而成的聚合物，聚合物的粘均分子量為15 萬-25萬；將第1部件從熱板上分離，與第2部件壓接的步驟。根據本發明，可以提供在熱板熔接時，即使提高熱板溫度也難以發生拉絲的熱板 熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物。附圖簡述

圖1是表示本實施方案的熔接方法的步驟圖。圖2是自上觀察切斷之前的平板1的示意圖。圖3是自上觀察將平板1切斷後的各試驗片2的示意圖。圖4是表示拉絲性評價試驗中該評價試驗開始前狀態的一個例子的示意圖。圖5是表示拉絲性評價試驗中，甲基丙烯酸樹脂組合物的試驗片拉絲狀態的一個 例子的示意圖。實施發明的方式以下詳細說明本發明。本發明中的熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物是含有以甲 基丙烯酸甲酯為主體的單體聚合而成的聚合物的熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物，其特 徵在於該聚合物的粘均分子量為15萬-25萬。含有具如上所述規定的粘均分子量的聚合 物的熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物在將其用於熱板熔接時，即使提高熱板的溫度，在 將熱板與該樹脂組合物分離時，樹脂難以發生拉成絲狀的所謂的拉絲，作為熱板熔接用極 為優異。以甲基丙烯酸甲酯為主體的單體包含50%重量以上甲基丙烯酸甲酯和除此以外 的單體。所述甲基丙烯酸甲酯以外的單體只要是可以與甲基丙烯酸甲酯共聚的單體即可， 沒有特別限制，可以是1個分子內具有1個可自由基聚合的雙鍵的單官能單體，也可以是 1個分子內具2個以上可自由基聚合的雙鍵的多官能單體。其中，甲基丙烯酸甲酯以外的 單體優選丙烯酸酯。甲基丙烯酸甲酯以外的單體採用丙烯酸酯時，優選甲基丙烯酸甲酯為 85-100重量份、以及丙烯酸酯為0-15重量份，更優選甲基丙烯酸甲酯為92-99. 9重量份、以 及丙烯酸酯為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、丙烯酸環己酯、丙烯 酸苄基酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-羥基乙酯等。其中優選丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯。 丙烯酸酯可以單獨使用一種或將兩種以上組合使用。本發明的甲基丙烯酸樹脂組合物含有粘均分子量為15萬-25萬的上述聚合物。所述粘均分子量M可通過下式(1)求出。InM= {1η[ η]_1η(4· 8Χ1(Γ5)}/0· 8(1)式(1)中，M表示粘均分子量，[η]表示特性粘度。該[η]可由按照IS01628-6 測定的粘數VN進一步通過下式(2)求出。VN = [ n]+o. 4X [ n]2(2)上述聚合物的製備方法沒有特別限定，例如可以採用通過懸浮聚合、溶液聚合、本 體聚合等的聚合反應將以規定量甲基丙烯酸甲酯為主體的單體進行聚合的方法。控制所 述聚合物的粘均分子量的方法可以採用以往公知的方法，例如可通過調節引發劑的種類和 量、鏈轉移劑的種類和量、聚合溫度等來控制。通常採用下述方法減少鏈轉移劑的量來提 高粘均分子量，通過使鏈轉移劑的量增多來降低粘均分子量。從抑制所得甲基丙烯酸樹脂組合物的拉絲的角度考慮，甲基丙烯酸樹脂組合物中 除上述聚合物外，還優選含有脂肪酸衍生物和/或脂族醇。這裡所述的脂肪酸衍生物有脂 肪酸醯胺、脂肪酸烷基酯、脂肪酸甘油酯等，其中優選脂肪族醯胺。這裡所述的脂肪酸醯胺通常是具有碳原子數10-22左右的脂肪酸與氨或氨基化 合物脫水縮合而成的結構的化合物。脂肪酸醯胺例如有月桂酸醯胺、棕櫚酸醯胺、硬脂酸 醯胺、山嵛酸醯胺等的飽和脂肪酸醯胺，或油酸醯胺、亞油酸醯胺等的不飽和脂肪酸醯胺， 亞乙基雙月桂酸醯胺、亞乙基雙棕櫚酸醯胺、亞乙基雙硬脂酸醯胺等的醯胺類。其中優選硬 脂酸醯胺或亞乙基雙硬脂酸醯胺。脂肪酸醯胺可以單獨使用1種或將2種以上組合使用。脂肪酸烷基酯通常是具有碳原子數10-22左右的脂肪酸與碳原子數1-10左右的1 價脂族醇脫水縮合而成的結構的化合物。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、棕櫚酸甲酯、棕櫚酸乙酯、棕櫚酸丁酯、棕櫚酸辛酯、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 等飽和脂肪酸烷基酯，油酸甲酯、油酸乙酯、油酸丁酯、油酸辛酯、亞油酸甲酯、亞油酸乙酯、 亞油酸丁酯、亞油酸辛酯等不飽和脂肪酸烷基酯等。其中，優選硬脂酸甲酯、硬脂酸乙酯、硬 脂酸丁酯、硬脂酸辛酯等硬脂酸烷基酯，更優選硬脂酸甲酯。脂肪酸烷基酯可以單獨使用1 種或將2種以上組合使用。脂肪酸甘油酯通常是具有碳原子數10-22左右的脂肪酸與甘油脫水縮合而成的 結構的化合物。脂肪酸甘油酯有脂肪酸單甘油酯、脂肪酸二甘油酯、脂肪酸三甘油酯。脂 肪酸甘油酯的具體例子有月桂酸單甘油酯、月桂酸二甘油酯、月桂酸三甘油酯、棕櫚酸單 甘油酯、棕櫚酸二甘油酯、棕櫚酸三甘油酯、硬脂酸單甘油酯、硬脂酸二甘油酯、硬脂酸三甘 油酯、山嵛酸單甘油酯、山嵛酸二甘油酯、山嵛酸三甘油酯等飽和脂肪酸甘油酯，或油酸單 甘油酯、油酸二甘油酯、油酸三甘油酯、亞油酸單甘油酯、亞油酸二甘油酯、亞油酸三甘油酯 等不飽和脂肪酸甘油酯等。其中優選硬脂酸單甘油酯、硬脂酸二甘油酯、硬脂酸三甘油酯等 硬脂酸甘油酯，更優選硬脂酸單甘油酯。脂肪酸甘油酯可以單獨使用1種或將2種以上組 合使用。脂族醇通常是碳原子數10-22的脂族醇，可以是一元醇，也可以是多元醇。脂族醇 的具體例子有月桂醇、棕櫚醇、硬脂醇、山嵛醇等飽和脂族醇，或油醇、亞油醇等不飽和脂 族醇等。其中優選硬脂醇。脂族醇可以單獨使用1種或將2種以上組合使用。脂肪酸衍生物和/或脂族醇的用量沒有特別限定，優選其含量相對於100重量份聚合物為0.01-1.0重量份。在不影響拉絲性的範圍內，本發明的甲基丙烯酸樹脂組合物可以根據需要含有紫 外線吸收劑、光漫射劑、抗氧化劑、著色劑、熱穩定劑等。使用脂肪酸衍生物和/或脂族醇時，將它們配合在甲基丙烯酸樹脂組合物中的方 法例如有以下方法將上述聚合物、規定量的脂肪酸衍生物和/或脂族醇加入到單軸擠出 機或雙軸擠出機中，通過加熱熔融混煉進行混合的方法；在以甲基丙烯酸甲酯為主體的單 體聚合反應時，一併混合脂肪酸衍生物和/或脂族醇的方法；在上述聚合物的顆粒表面附 著脂肪酸衍生物和/或脂族醇，成型時一起混合的方法等。通過上述方法均可獲得本發明的甲基丙烯酸樹脂組合物。所述甲基丙烯酸樹脂組 合物在將其應用於熱板熔接時，即使提高熱板的溫度，在分離熱板與該樹脂組合物時也難 以發生樹脂被拉成絲狀的所謂的拉絲，因此作為熱板熔接用很優異。本發明的熔接方法具備以下步驟將由上述甲基丙烯酸樹脂組合物形成的第1部 件的至少一部分與熱板接觸並熔融的步驟；將第1部件從熱板上分離，與第2部件壓接的步 驟。這裡，第2部件的材質沒有特別限定。第2部件可以是使用本發明的甲基丙烯酸樹脂 組合物形成的。圖1是表示本實施方案的熔接方法的步驟圖。這種情況下，可以在第1部 件10和第2部件20之間配置熱板40 (參照圖1 (a))，使第1部件10和第2部件20的至少 一部分與熱板40接觸，分別熔融(參照圖1 (b))，然後從熱板40上分離(參照圖1 (c))，將 第1部件的熔融部IOa和第2部件的熔融部20a壓接(參照圖1 (d))。所述甲基丙烯酸樹脂組合物可適合用作車輛用部件的原材料，特別適合用作尾燈 罩、前燈罩、儀錶板等的車輛用部件的原材料。
實施例以下通過實施例詳細說明本發明，但本發明並不受其限定。[用於進行拉絲性評價試驗的試驗片的製備方法]使用作為評價試驗對象的甲基丙烯酸樹脂組合物，通過注射成型機(東芝製造的 「IS130II型」)，在成型溫度240°C、模具溫度60°C下製備長210_X寬120_X厚度3_ 的平板1(參照圖2)。接著，將該平板1用鋸板機如圖3所示切成長20mmX寬40mmX厚 3mm，共製作22片試驗片2。圖2是自上觀察切斷之前的平板1的示意圖，圖3是自上觀察 切斷後各試驗片2的示意圖。[拉絲性的評價試驗法]根據圖4和圖5對甲基丙烯酸樹脂組合物的拉絲性的評價試驗方法進行說明。圖 4是表示評價試驗開始前狀態的一個例子的示意圖，圖5是表示該評價試驗中，甲基丙烯酸 樹脂組合物的試驗片拉絲的狀態的一個例子的示意圖。如圖4所示，在電熱板3上鋪長15cmX寬15cmX厚3mm的SUS34制的板，將其作 為熱板4。在可調節高度的測高計5上夾持鋁製的棒6，再在該鋁棒6上用夾子固定按照上 述製備方法獲得的長20mmX寬40mmX厚3mm的甲基丙烯酸樹脂組合物的試驗片2。接著，將該試驗片2中製備該試驗片時未被鋸板機切斷的面(20mmX3mm)按壓在 加熱至規定溫度的熱板4上20秒，使試驗片2的接觸部熔融，然後如圖5所示，提起試驗片 2，通過測高計5的刻度讀取絲7拉起的長度。將上述操作重複10次，求出某一溫度下拉絲的長度平均值。該平均值為5cm時的溫度作為拉絲起始溫度。[粘均分子量的測定]聚合物的粘均分子量是使用烏氏粘度計，按照IS0-1628-6的方法測定25°C、 0. 氯仿溶液中的特性粘度，由上述式(1)計算。實施例1(a)甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸甲酯聚合而成的聚合物的製備向具備攪拌器的聚合反應器中分別連續供給97重量份甲基丙烯酸甲酯和3重量 份丙烯酸甲酯的混合物、0.016重量份1，1_ 二(叔丁基過氧)環己烷、0.09重量份正辛基 硫醇，在175°C下、以平均停留時間40分鐘進行聚合反應。接著，將由聚合反應器排出的反 應液(部分聚合物)進行預熱，然後供給排氣擠出機，使未反應的單體成分氣化回收，同時 得到顆粒狀聚合物。(b)熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物的評價將實施例1 (a)所得聚合物作為熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物，按照上述制 備方法製備試驗片，然後按照上述評價試驗方法評價該試驗片。其結果如表1所示。實施例2(a)甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸甲酯聚合而成的聚合物的製備按照與實施例1 (a)同樣的操作得到顆粒狀的聚合物。(b)熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物的製備將100重量份實施例2 (a)所得的聚合物、0. 1重量份亞乙基雙硬脂酸醯胺用轉鼓 混合，然後供給螺杆直徑40mm的擠出機並熔融混煉，得到熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合 物。(c)熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物的評價使用實施例2(b)所得的甲基丙烯酸樹脂組合物，按照上述製備方法製備試驗片， 然後按照上述評價試驗方法評價該試驗片。其結果如表1所示。實施例3將亞乙基雙硬脂酸醯胺的使用量由0. 1重量份變更為0. 2重量份，除此之外進行與實施例2同樣的操作。其結果如表1所示。實施例4將亞乙基雙硬脂酸醯胺的使用量由0. 1重量份變更為0. 3重量份，除此之外進行與實施例2同樣的操作。其結果如表1所示。實施例5(a)熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物的製備按照與實施例1(a)同樣的操作進行聚合反應。接著將由聚合反應器排出的反應 液(部分聚合物)進行預熱，然後供給排氣擠出機，使未反應的單體成分氣化回收，然後通過計量泵添加0.1重量份在該擠出機頂端部熔融的硬脂醇，得到顆粒狀熱板熔接用甲基丙 烯酸樹脂組合物。(b)熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物的評價使用實施例5(a)所得的甲基丙烯酸樹脂組合物，按照上述製備方法製備試驗片， 然後按照上述評價試驗方法評價該試驗片。其結果如表1所示。
比較例1(a)甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸甲酯聚合而成的聚合物的製備向具備攪拌器的聚合反應器中分別連續供給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(叔丁基過氧)環己烷、0.17重量份正辛基 硫醇，在175°C下、以平均停留時間40分鐘進行聚合反應。接著，將由聚合反應器排出的反 應液(部分聚合物)進行預熱，然後供給排氣擠出機，使未反應的單體成分氣化回收，同時 得到顆粒狀聚合物。(b)熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物的評價以比較例1(a)所得的聚合物作為熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物，按照上述 製備方法製備試驗片，然後按照上述評價試驗方法評價該試驗片。其結果如表1所示。[表 1]
權利要求
甲基丙烯酸樹脂組合物在熱板熔接中的應用，該甲基丙烯酸樹脂組合物含有以甲基丙烯酸甲酯為主體的單體聚合而成的聚合物，該聚合物的粘均分子量為15萬 25。
2.權利要求1的應用，其中，上述聚合物是85-100重量份甲基丙烯酸甲酯與0-15重量 份丙烯酸酯聚合而成的聚合物。
3.權利要求1或2的應用，其中，上述甲基丙烯酸樹脂組合物進一步含有脂肪酸衍生物 和/或脂族醇。
4.權利要求3的應用，其中，上述脂肪酸衍生物和/或上述脂族醇的含量相對於100重 量份上述聚合物為0. 01-1. 0重量份。
5.權利要求1-4中任一項的應用，其中，上述甲基丙烯酸樹脂組合物用作車輛用部件 的原材料。
6.權利要求5的應用，其中，上述車輛用部件是選自尾燈罩、前燈罩和儀錶板的至少一種。
7.熔接方法，該熔接方法具備以下步驟將由甲基丙烯酸樹脂組合物形成的第1部件 的至少一部分與熱板接觸並熔融的步驟，其中，所述甲基丙烯酸樹脂組合物含有以甲基丙 烯酸甲酯為主體的單體聚合而成的聚合物，該聚合物的粘均分子量為15萬-25萬；和將上 述第1部件從上述熱板上分離，與第2部件壓接的步驟。
8.權利要求7的熔接方法，其中，上述聚合物是85-100重量份甲基丙烯酸甲酯與0-15 重量份丙烯酸酯聚合而成的聚合物。
9.權利要求7或8的熔接方法，其中，上述甲基丙烯酸樹脂組合物進一步含有脂肪酸衍 生物和/或脂族醇。
10.權利要求9的熔接方法，其中，上述脂肪酸衍生物和/或上述脂族醇的含量相對於 100重量份上述聚合物為0. 01-1. 0重量份。
11.權利要求7-10中任一項的應用，其中，上述甲基丙烯酸樹脂組合物用作車輛用部 件的原材料。
12.權利要求11的熔接方法，其中，上述車輛用部件是選自尾燈罩、前燈罩和儀錶板的 至少一種。
13.熱板熔接用甲基丙烯酸樹脂組合物，該甲基丙烯酸樹脂組合物含有以甲基丙烯酸 甲酯為主體的單體聚合而成的聚合物，該聚合物的粘均分子量為15萬-25萬。
全文摘要
本發明涉及甲基丙烯酸樹脂組合物在熱板熔接中的應用，該甲基丙烯酸樹脂組合物含有以甲基丙烯酸甲酯為主體的單體聚合而成的聚合物，該聚合物的粘均分子量為15萬-25萬。
文檔編號F21S8/10GK101990563SQ200980112229
公開日2011年3月23日 申請日期2009年4月7日 優先權日2008年4月8日
發明者和氣孝雄, 山崎和廣 申請人:住友化學株式會社