[发明专利]模芯材料和注塑方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种含有水溶性物质的模芯材料。本发明的模芯材料特别适用于制备用于具有精细结构(例如汽车制造工业领域中所用的表面紧固件(face fastener)(钩环紧固件Hook-and-Loop fastener)等等)的塑料制品或部件注塑的模芯。

发明背景

对于制备用于高分子量材料制品注塑的模芯的材料，需要满足下面的条件，即容易模塑具有精细结构的模芯，以及在模塑所述的高分子量材料的制品或部件之后，所用的模芯能容易地溶于水并除去。

美国专利No.5,242,646揭示了一种用于生产具有顶端部分、芯柱部分和基座的表面紧固件的方法，在该方法中，PVA被用作模芯材料。然而，由于PVA同时被熔化和分解(热交联)，因而其本身难以形成模芯。

在日本未审查专利公开No.60-155212和EP0314156中，叙述了一种带有羧基的丙烯酸高分子量材料作为水溶性的用于高分子量材料注塑的模芯材料。在美国专利No.4,990,146和美国专利No.4,870,148中，叙述了含有氨基的可溶于酸性溶剂或碱性溶剂的高分子量材料。另外，在日本未审查专利公开No.1-198609中，叙述了一种作为水溶性模芯材料的通过将填料加入至含有羧基的丙烯酸高分子量材料中得到的材料。

然而，这些水溶性材料是有缺陷的，表现在当形成模芯时，它们没有足够的耐热性和流动性，或者当用水除去用过的模芯时其水溶性差。

发明简述

因此，本发明涉及一种用于注塑的模芯材料，本发明的目的是提供一种模芯材料，它在形成模芯时具有足够的耐热性和流动性，从而有利于精确地形成具有精细结构的模芯，并且当将用过的模芯溶于水中并除去时，该材料易溶于水中。

本发明者研究了解决上述难题的各种方法，结果发现包括聚乙烯醇(PVA)和聚环氧乙烷(PEO)的组合物满足上述要求，由此而完成了本发明。

因此，本发明提供一种用于注塑的模芯材料，它包括聚乙烯醇(PVA)和聚环氧乙烷(PEO)的共聚物，及这种材料的应用。优选实例的详细说明

在本发明中，使用聚乙烯醇(PVA)和聚环氧乙烷(PEO)的共聚物作为注塑用的模具等中的水溶性模芯材料。聚乙烯醇(PVA)的熔点为170℃至230℃，取决于不同的皂化度。

然而，任何PVA在温度超过200℃时开始热分解，在240℃或更高温度时，PVA发生脱水和交联反应，因此，PVA具有其水溶性显著降低的缺陷。如上所述，当对PVA进行热加工时，由于PVA的分解反应与其热处理同时进行，因此PVA的热加工非常困难。另一方面，聚环氧乙烷也是一种已知的水溶性树脂。然而，PEO的注塑流动性与具有相同数量级的分子量的PVA相比很差，因此不适于制备精细形状的注塑产品。

聚乙烯醇(PVA)和聚环氧乙烷(PEO)的共聚物能相对降低导致化学反应的羟基浓度。在保持高的水溶性的同时，由于该共聚物在其结构中带有羟基和醚键，因此，该共聚物比PVA更稳定。另外，醚键的导入使该共聚物具有低的熔点，因此，能解决与PVA的热加工性有关的难题。构成上述共聚物的PVA部分，根据皂化反应进行的程度，包括从部分皂化的带有乙酸基的PVA至完全皂化的PVA。

在上述共聚物中PVA与PEO之间的摩尔比较好为99至50(PVA)：1至50(PEO)。在该比值范围内，在形成模芯时能得到足够的热稳定性和足够的流动性，而且用过的模芯具有足够的水溶性，但是当该比率量超过50％时，模芯的粘度太高，以致于难以形成具有精细形状的模芯。另一方面，当该比率量低于1％时，该模芯材料的热稳定性太低，以致于在形成模芯过程中由于加热而发生热交联，并且用过的模芯的水溶性可能会降低。

在该聚合物中PVA与PEO之间的摩尔比更好为95至55(PVA)∶5至45(PEO)。在该比值范围内，上述特性更为显著。在该聚合物中PVA与PEO之间的摩尔比还要好为90至70(PVA)∶30至10(PEO)。在该比值范围内，上述特性还要显著。