CN101516995B - 热塑性树脂组合物和树脂成型品 - Google Patents
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Abstract
本发明提供可以得到耐冲击性、耐剥离性和成型品表面外观性优异的成型品的热塑性树脂组合物。该热塑性树脂组合物含有:脂肪族聚酯(A)5~95质量%;烯烃类树脂(B)4~94质量%;选自以下的(C1)~(C3)中的至少一种芳香族乙烯基类聚合物(C)1~40质量%(组分(A)、组分(B)和组分(C)的合计量为100质量%)。上述芳香族乙烯基类聚合物(C1)是由嵌段共聚物形成的弹性体,该嵌段共聚物含有主要由芳香族乙烯基化合物构成的聚合物嵌段和主要由共轭二烯化合物构成的聚合物嵌段。上述芳香族乙烯基类聚合物(C2)是将芳香族乙烯基类聚合物(C1)氢化而得到的弹性体。上述芳香族乙烯基类聚合物(C3)是在烯烃类聚合物的存在下、将含有芳香族乙烯基化合物的乙烯基类单体聚合而得到的接枝共聚物。
Description
技术领域
本发明涉及热塑性树脂组合物和树脂成型品,详细地涉及耐冲击性、耐剥离性和成型品表面外观性优异的热塑性树脂组合物以及树脂成型品。
背景技术
脂肪族聚酯作为具有生物降解性的材料而引人注目。另外,关于脂肪族聚酯的一部分,由现有的以石油为基础原料的技术,利用生物量开发塑料,作为地球温暖化的对策以及预想未来枯竭的石油资源的代替品而受到瞩目。
但是,一般,脂肪族聚酯的耐冲击性低,其使用用途大大受到限制。以改良这些缺点为目的提出了配合聚烯烃类聚合物的各种方法。例如,提出了由聚乳酸和改性烯烃化合物形成的组合物(专利文献1)、由脂肪族聚酯和间规聚丙烯形成的组合物(专利文献2)、还有由聚乳酸和乙烯-丙烯-二烯(EPDM)类热塑性弹性体形成的组合物(专利文献3)。
专利文献1:特开平9-316310号公报
专利文献2:特开平10-251498号公报
专利文献3:特开2002-37987号公报
但是,上述的方法中,存在耐冲击性的改善效果小,特别是将利用本方法得到的组合物注射成型得到的成型品有时发现剥离现象的问题。
发明内容
鉴于上述事实,本发明的目的在于,提供耐冲击性、耐剥离性以及成型品表面外观性优异的热塑性树脂组合物和树脂成型品。另外,本发明的其他目的在于,提供抗静电性、抗静电性的持续性、耐冲击 性、耐药性和磨损性优异的抗静电性树脂组合物以及树脂成型品。
为了达到上述目的,本发明人等进行了精心研究,其结果发现,混合脂肪族聚酯和聚烯烃类树脂时,通过配合具有特定嵌段的共聚物,可以得到耐冲击性、耐剥离性和成型品表面外观性优异的热塑性树脂组合物。并且,通过在上述组合物中配合特定的聚合物,可以得到抗静电性、抗静电性的持续性、耐冲击性、耐药性和耐磨损性优异的抗静电性树脂组合物。另外,如果在上述的组合物中配合苯乙烯类树脂,可以得到耐冲击性更优异的热塑性树脂组合物。
本发明基于以上见解完成,并由一系列相关的发明组成,各发明的要点按照下面说明。
本发明的第一要点在于,提供一种热塑性树脂组合物,其特征在于,含有:脂肪族聚酯(A)5~95质量%;烯烃类树脂(B)4~94质量%;选自以下的(C1)~(C3)中的至少一种芳香族乙烯基类聚合物(C)1~40质量%(组分(A)、组分(B)和组分(C)的合计量为100质量%)。
上述芳香族乙烯基类聚合物(C1)是由嵌段共聚物形成的弹性体,该嵌段共聚物含有主要由芳香族乙烯基化合物构成的聚合物嵌段和主要由共轭二烯化合物构成的聚合物嵌段。上述芳香族乙烯基类聚合物(C2)是将芳香族乙烯基类聚合物(C1)氢化而得到的弹性体。上述芳香族乙烯基类聚合物(C3)是在烯烃类聚合物的存在下、将含有芳香族乙烯基化合物的乙烯基类单体聚合而得到的接枝共聚物。
并且,本发明优选的方式在于,含有包括下述的(E1)和/或(E1)的苯乙烯类树脂(E),其比例相对于组分(A)~组分(C)的合计100质量份,为3~100质量份。
上述苯乙烯类树脂(E1)是在橡胶质聚合物(其中,不包括芳香族乙烯基类聚合物(C1)和(C2))的存在下、将含有芳香族乙烯基化合物的乙烯类单体聚合而得到的橡胶强化苯乙烯类树脂。上述苯乙烯类树脂(E2)是在上述橡胶质聚合物不存在下,将含有芳香族乙烯基化合物的乙烯类单体(共)聚合而得到的苯乙烯类树脂。
本发明的第二要点在于提供一种具有抗静电性的热塑性树脂组合物,其特征在于,含有:脂肪族聚酯(A)10~90质量%;烯烃类树脂 (B)4~80质量%;选自以下的(C1)~(C3)中的至少一种芳香族乙烯基类聚合物(C)3~40质量%;具有选自聚酰胺、聚酯和聚烯烃中的至少一种嵌段(D1)和亲水性聚合物嵌段(D2)的嵌段共聚物(D)3~60质量%(组分(A)、组分(B)、组分(C)和组分(D)的合计为100质量%)。
上述芳香族乙烯基类聚合物(C1)是由嵌段共聚物形成的弹性体,该嵌段共聚物含有主要由芳香族乙烯基化合物构成的聚合物嵌段和主要由共轭二烯化合物构成的聚合物嵌段。上述芳香族乙烯基类聚合物(C2)是将芳香族乙烯基类聚合物(C1)氢化而得到的弹性体。上述芳香族乙烯基类聚合物(C3)是在烯烃类聚合物的存在下、将含有芳香族乙烯基化合物的乙烯基类单体聚合而得到的接枝共聚物。
另外,本发明优选的方式在于,含有包括下述的(E1)和/或(E1)的苯乙烯类树脂(E),其比例相对于组分(A)~组分(D)的合计100质量份,为5~100质量份。
上述苯乙烯类树脂(E1)是在橡胶质聚合物(其中,不包括芳香族乙烯基类聚合物(C1)和(C2))的存在下、将含有芳香族乙烯基化合物的乙烯类单体聚合而得到的橡胶强化苯乙烯类树脂。上述苯乙烯类树脂(E2)是在上述橡胶质聚合物不存在下、将含有芳香族乙烯基化合物的乙烯类单体(共)聚合而得到的苯乙烯类树脂。
发明效果
根据本发明,能够提供耐冲击性、耐剥离性和成型品表面外观性优异的热塑性树脂组合物以及树脂成型品。另外,根据本发明,能够提供抗静电性、抗静电性的持续性、耐冲击性、耐药性和耐磨损性优异的热塑性树脂组合物以及树脂成型品。
具体实施方式
下面,对本发明进行详细的说明。本说明书中,“(共)聚合”是指均聚和共聚,“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸和/或甲基丙烯酸,“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。
本发明的第一要点的热塑性树脂组合物中,作为必需组分,含有脂肪族聚酯(A)、烯烃类树脂(B)、特定的芳香族乙烯基类聚合物(C)。 本发明的第二要点的热塑性树脂组合物中,作为必需组分,含有脂肪族聚酯(A)、烯烃类树脂(B)、芳香族乙烯基类聚合物(C)和嵌段共聚物(D)。并且,在本发明中,作为优选方式,使用特定的苯乙烯类树脂(E)。
<脂肪族聚酯(A)>
作为本发明中使用的脂肪族聚酯,没有特别限定,可以列举(i)将以脂肪族二元醇、脂肪族二羧酸或其功能性衍生物为主体的成分缩聚而得到的脂肪族聚酯(A1),(ii)将以脂肪族羟基羧酸为主体的成分缩聚而得到的脂肪族聚酯,(iii)将以ε-己内酯等内酯化合物为主体的成分缩聚而得到的脂肪族聚酯等。优选为上述(i)和上述(ii),特别优选为上述(i)。
上述的脂肪族二元醇能够以下面的通式(1)表示。
HO-R1-OH (1)
通式(1)中,R1表示二元的脂肪族烃基。R1的碳原子数通常为2~11,优选为2~6。R1包括环烯基,另外,也可以具有支链。R1优选为[-(CH2)n-],其中,n表示2~11的整数,优选为2~6的整数。
作为上述的脂肪族二元醇的具体例子,可以列举乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己二醇、1,6-环己二甲醇等。其中,从所得到的脂肪族聚酯的物性方面考虑,特别优选1,4-丁二醇。上述的脂肪族二元醇可以并用2种以上。
上述的脂肪族二羧酸能够以下面的通式(2)表示。
HOOC-R2-COOH (2)
通式(2)中,R2表示直接结合或二元的脂肪族烃基。R2的碳原子数通常为2~11,优选为2~6。R2包括环烯基,另外,可以具有支链。R2优选为[-(CH2)m-],其中,m表示0或1~11的整数,优选为0或1~6的整数。
作为脂肪族二羧酸的具体例子,可以列举草酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、辛二酸、十二烷二酸等,作为它们的衍生物,可以列举这些的低级烷酯和酸酐。作为衍生物,优选2个羧基的双方被变化为例如酯基等的化合物。其中,从所得到的脂肪族聚酯的物性方面考虑,优选琥珀酸或己二酸,特别优选琥珀酸。上述的二羧酸可以并 用2种以上。
作为上述的脂肪族羟基羧酸,如果分子中具有1个羟基和1个羧基,就没有特别的限制,优选以下面的通式(3)表示的脂肪族羟基羧酸。
HO-R3-COOH(3)
通式(3)中,R3表示二元的脂肪族烃基。R3的碳原子数通常为1~11,优选为1~16。R3可以包括环烯基。优选的R3为链状烃。其中,所谓链状也包括支链。
作为脂肪族羟基羧酸,优选为一个碳原子上具有羟基和羧基的化合物,特别优选为下面的通式(4)所示的化合物。
通式(4)中,z是0或1以上的整数,优选为0或1~10,更优选为0或1~5。
作为脂肪族羟基羧酸的具体例子,可以列举乳酸(L-乳酸和/或D-乳酸)、乙醇酸、3-羟基丁酸、4-羟基丁酸、2-羟基-正丁酸、2-羟基-3,3-二甲基丁酸、2-羟基-3-甲基丁酸、2-甲基乳酸、2-羟基己酸、以及这些化合物的混合物等。当这些中存在光学异构体的情况下,可以是D型、L型以及外消旋体中任一种,作为形状,可以是固体、液体以及水溶液中的任一种。特别优选使用时聚合速度明显增大且容易得到的乳酸或乙醇酸以及这些的水溶液。乳酸和乙醇酸的50%、70%、90%水溶液通常被市售,容易得到。
上述(i)由脂肪族二元醇化合物和脂肪族二羧酸化合物构成的脂肪族聚酯,可以与上述脂肪族羟基羧酸化合物进行共聚。另外,上述(ii)由羟基羧酸构成的脂肪族聚酯,可以与上述脂肪族二元醇化合物和脂肪族二羧酸化合物进行共聚。另外,上述(iii)由内酯化合物构成的脂肪族聚酯,可以与上述脂肪族羟基羧酸化合物、脂肪族二元醇化合物、脂肪族二羧酸化合物中的一种以上进行共聚。
另外,上述(i)、(ii)和(iii)的脂肪族聚酯,可以与作为其他的化合物的3官能脂肪族羟基羧酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二羧 酸等芳香族二羧酸、双酚A等芳香族二元醇、羟基苯甲酸等芳香族羟基羧酸等进行适当共聚。
作为酯化反应中使用的催化剂,可以列举锗、钛、锑、锡、镁、钙、锌等可溶于反应体系的金属化合物。其中,优选锗化合物,作为具体的例子,可以列举四烷氧基锗等有机锗化合物、氧化锗、氯化锗等无机锗化合物。从价格和得到的容易性方面考虑,特别优选氧化锗、四乙氧基锗或四丁氧基锗。
催化剂的使用量相对于使用的单体量的合计量,通常为0.001~3质量%,优选为0.005~1.5重量%。催化剂的添加时间,如果在聚酯生成之前就没有特别限定,可以在添加原料时添加,也可以在开始减压时添加。特别优选添加原料时、与2官能脂肪族羟基羧酸同时添加,或者将催化剂溶解在2官能性脂肪族羟基羧酸及其水溶液中进行添加。
酯化反应的温度、时间、压力等的条件,如果是能够得到目的物脂肪族聚酯的条件,就没有特别限定,反应温度通常为150~260℃,优选为180~230℃,反应时间通常为1小时以上,优选为2~15小时,反应压力通常为10mmHg以下,优选为2mmHg以下。
脂肪族聚酯类树脂(A)的数均分子量(Mn),从作为本发明的目的耐冲击性方面出发,通常为1~20万,优选为2~20万。另外,重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)的比Mw/Mn通常为3以上,优选为4以上。
在本发明中,从本发明的目的之一的更加提高耐冲击性的观点出发,构成脂肪族聚酯类树脂(A)的二元醇成分和二羧酸成分(包括衍生物)的至少一种优选来源于植物,更优选两种原料都来源于植物。
<烯烃类树脂(B)>
本发明中使用的烯烃类树脂(B)由碳原子数为2~10的烯烃类的至少一种构成。该烯烃类树脂(B)也可以并用2种以上。
作为上述烯烃类的具体例子,有乙烯、丙烯、丁烯-1、戊烯-1、己烯-1、3-甲基丁烯-1、4-甲基戊烯-1、3-甲基己烯-1等α-烯烃,优选为乙烯、丙烯、丁烯-1、3-甲基-丁烯-1、4-甲基戊烯-1,特别优选为乙烯和丙烯。这些化合物可以并用2种以上。
另外,作为上述烯烃类,可以使用环状烯烃。环状烯烃通常与上 述非环状烯烃并用。作为环状烯烃,如果是具有一个双键的脂环式化合物,就没有特别的限定,例如,可以列举特开平5-310845号公报等中例示的化合物。优选的环状烯烃为碳原子数在11以下的化合物。
作为上述环状烯烃,优选为降冰片烯类,优选碳原子数在11以下的降冰片烯类(降冰片烯和/或降冰片烯衍生物)占全部环状烯烃的50质量%以上。作为降冰片烯的具体例子,可以列举二环[2.2.1]庚-2-烯、6-甲基二环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二甲基二环[2.2.1]庚-2-烯、1-甲基二环[2.2.1]庚-2-烯、6-乙基二环[2.2.1]庚-2-烯、6-正丁基二环[2.2.1]庚-2-烯、6-异丁基二环[2.2.1]庚-2-烯、7-甲基二环[2.2.1]庚-2-烯等二环[2.2.1]庚-2-烯衍生物、三环[4.3.0.12.5]-3-癸烯、2-甲基三环[4.3.0.12.5]-3-癸烯、5-甲基三环[4.3.0.12.5]-3-癸烯等三环[4.3.0.12.5]-3-癸烯衍生物、三环[4.4.0.12.5]-3-十一碳烯等。这些化合物可以并用2种以上。另外,碳原子数在12以上的环状烯烃可以单独使用,或者与上述碳原子数在11以下的化合物并用。
作为烯烃类树脂(B)的形成中所需要的能够使用的其他单体,可以列举4-甲基-1,4-己二烯、5-甲基-1,4-己二烯、7-甲基-1,6-辛二酮、1,9-癸二烯等非共轭二烯烃等。
作为烯烃类树脂(B)优选的例子优选为聚乙烯、聚丙烯、丙烯-乙烯共聚物等主要含有丙烯单元的聚合物、乙烯-降冰片烯共聚物,更优选聚丙烯、丙烯-乙烯共聚物等主要含有丙烯单元的聚合物。这些化合物可以并用2种以上,这种情况下,优选的组合为聚丙烯和聚乙烯、聚乙烯和乙烯-降冰片烯共聚物的组合。
另外,作为上述的丙烯-乙烯共聚物,可以是无规共聚物、嵌段共聚物等中的任一种,从表面外观性出发,优选无规型。另外,聚乙烯可以是高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯等中的任一种。
上述的烯烃类树脂(B),可以用例如高压聚合法、低压聚合法、茂金属催化剂聚合法等方法进行制造,可以是用脱掉聚合催化剂后的物质、除去低分子化合物后的物质、经各种改性剂(酸酐基、羧基、环氧基等)改性后的物质中任一种。
虽然与烯烃类树脂(B)的结晶性的有无没有关系,但优选使用至 少一种在室温下、X射线衍射得到的结晶度为10%以上的物质。另外,优选使用至少一种烯烃类树脂(B)的以JISK7121为标准测定的熔点在40℃以上的物质。
作为烯烃类树脂(B)使用聚丙烯类树脂的情况下,其熔体流动速率(以JISK7210:1999(230℃,负荷2.16kg)为标准测定)通常为0.01~500g/10分钟,优选为0.05~100g/10分钟,使用聚乙烯类树脂的情况下,其熔体流动速率(以JISK6922-2(190℃,负荷2.16kg)为标准测定)通常为0.01~500g/10分钟,优选为0.05~100g/10分钟。
在烯烃类树脂(B)中可以配合抗氧化剂、热稳定剂、润滑剂等各种添加剂。另外,根据使用的用途,有时优选使用没有配合由成型品产生气体的成分的上述各种添加剂的物质、含少量低分子量的烃化合物或者除去低分子量的烃化合物的物质、脱去催化剂的物质。
<芳香族乙烯基类聚合物(C)>
本发明中使用的芳香族乙烯基类聚合物(C)为选自以下的芳香族乙烯基类聚合物(C1)~(C3)中的至少一种。
<芳香族乙烯基类聚合物(C1)>
芳香族乙烯基类聚合物(C1)是由嵌段共聚物形成的弹性体,该嵌段共聚物含有主要由芳香族乙烯基化合物构成的聚合物嵌段(C-a)和主要由共轭二烯化合物构成的聚合物嵌段(C-b)。
作为上述的芳香族乙烯基化合物,可以列举苯乙烯、α-甲基苯乙烯、羟基苯乙烯等,优选苯乙烯或α-甲基苯乙烯,特别优选苯乙烯。另外,作为共轭二烯化合物,可以列举丁二烯、异戊二烯、己二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯等,优选丁二烯或异戊二烯。这些化合物可以并用2种以上。
另外,嵌段(C-b)使用2种以上的共轭二烯化合物,这些可以是以无规状、嵌段状、锥状中的任一种形态结合而成的嵌段。另外,嵌段(C-b)可以含有1~10个芳香族乙烯基化合物渐增的锥状嵌段,来自嵌段(C-b)的共轭二烯的乙烯基键含量不同的聚合物嵌段等可以适当共聚。
芳香族乙烯基类聚合物(C1)的优选结构是以下结构式(I)~(III) 所示的聚合物。
(A-B)Y (I)
(A-B)Y-X (II)
A-(B-A)Z (III)
结构式(I)~(III)中,各符号的意义如下。
符号A表示以芳香族乙烯基化合物为主体的聚合物嵌段,如果是实质上由芳香族乙烯基化合物构成的聚合物嵌段,一部分可以含有共轭二烯化合物。芳香族乙烯基化合物的含量通常为90质量%以上,优选为99质量%以上。
符号B表示共轭二烯化合物的均聚物嵌段或芳香族乙烯基化合物等其他的单体与共轭二烯化合物的共聚物嵌段。符号X表示偶合剂的残基,符号Y是1~5的整数,Z是1~5的整数。在符号B是芳香族乙烯基化合物等其他单体与共轭二烯化合物的共聚物的情况下,该其他单体的含量相对于共轭二烯化合物和该其他单体的合计,通常为50质量%以下。
芳香族乙烯基类聚合物(C1)中,芳香族乙烯基化合物和共轭二烯化合物的使用比例(芳香族乙烯基化合物/共轭二烯化合物),通常为10~70/30~90质量%,优选为15~65/35~85质量%,更优选为20~60/40~80质量%。
由芳香族乙烯基化合物和共轭二烯化合物构成的嵌段共聚物,在阴离子聚合的技术领域是公知的,例如,在特公昭47-28915号公报、特公昭47-3252号公报、特公昭48-2423号公报、特公昭48-20038号公报等中公开。另外,具有锥状嵌段的聚合物嵌段的制造方法,在特开昭60-81217号公报中公开。
来自芳香族乙烯基类聚合物(C1)的共轭二烯化合物的乙烯基键量(1,2-和3,4-键)含量,通常为5~80%的范围,芳香族乙烯基类化合物(C1)的数均分子量通常为10000~1000000,优选为20000~500000,更优选为20000~200000。其中,上述结构式(I)~(III)中,符号A所示的聚合物嵌段的数均分子量为3000~150000的范围,符号B所示的聚合物嵌段的数均分子量为5000~200000的范围。
共轭二烯化合物的乙烯基键量的调节,可以使用N,N,N′,N′-四甲基 乙二胺、三甲胺、三乙胺、重氮环(2,2,2)八胺等胺类、四氢呋喃、一缩二乙二醇二甲基醚、一缩二乙二醇二丁基醚等醚类、硫醚类、膦类、磷酰胺类、烷基苯磺酸盐、钾和钠的醇盐等进行。
用上述的方法得到聚合物之后,使用偶合剂使聚合物链通过偶合剂残基进行延长或分支的聚合物优选包括在本发明的(C1)组分中。作为其中使用的偶合剂,可以列举己二酸二乙酯、二乙烯基苯、甲基二氯硅烷、四氯化硅、丁基三氯化硅、四氯化锡、丁基三氯化锡、二甲基氯化硅、四氯化锗、1,2-二溴乙烷、1,4-氯代甲基苯、双(三氯甲硅烷基)乙烷、环氧化亚麻籽油、甲苯二异氰酸酯、1,2,4-苯三异氰酸酯等。
上述的嵌段共聚物中,从耐冲击性出发,优选嵌段(C-b)具有1~10个芳香族乙烯基化合物渐增的锥状嵌段的聚合物和/或偶合处理后的星形嵌段型的聚合物。
<芳香族乙烯基类化合物(C2)>
芳香族乙烯基类化合物(C2)是将上述芳香族乙烯基类化合物(C1)氢化而形成的弹性体。氢化可以是共轭二烯部分的碳-碳双键的50%以上被氢化的部分氢化或全部氢化。
氢化反应可以通过公知的方法进行。另外,可以通过公知的方法调节氢化率,从而得到目的聚合物。作为具体的方法,有特公昭42-8704号公报、特公昭43-6636号公报、特公昭63-4841号公报、特公昭63-5401号公报、特开平2-133406号公报、特开平1-297413号公报等中公开的方法。
另外,上述的芳香族乙烯基类聚合物(C1)和(C2)可以是其他聚合物作为嵌段聚合物和/或接枝聚合物进行化学结合而成的。在该情况下,其他聚合物不需要100质量%进行化学结合,如果其他聚合物的至少10质量%进行化学结合,就可以达到本发明的目的。作为其他聚合物,优选为芳香族聚碳酸酯和/或聚氨酯,更优选为芳香族聚碳酸酯。芳香族聚碳酸酯嵌段共聚物混合物可以按照例如特开2001-220506号公报记载的方法等进行制造。也可以作为Kuraray社制造的TM聚合物系列的“TM-S4L77”、“TM-H4L77”(商品名)等得到。
另外,使其他聚合物接枝聚合的优选方法是,在上述的芳香族乙烯基类聚合物(C1)和/或(C2)的存在下接枝聚合乙烯基类单体的方法。其中使用的乙烯基类单体,优选使用后述的组分(E)的乙烯基类单体(b)。接枝聚合的方法,可以全部使用在后述的组分(E)中使用的乳化聚合、溶液聚合、本体聚合、悬浊聚合等,优选为溶液聚合和本体聚合。
<芳香族乙烯基类聚合物(C3)>
芳香族乙烯基类聚合物(C3)是在烯烃类聚合物的存在下、将含有芳香族乙烯基化合物的乙烯基类单体聚合得到的接枝共聚物。
作为上述的烯烃类聚合物,可以全部使用上述(B)组分中记载的聚合物。从耐冲击性的方面出发,优选为丙烯或乙烯的均聚物和共聚物,更优选为丙烯的均聚物和丙烯类共聚物。
上述的含有芳香族乙烯基化合物的乙烯基类单体,可以全部使用在后述的组分(E)中使用的乙烯基类单体,优选含有芳香族乙烯基化合物和氰化乙烯基化合物作为必需成分、并含有能够与这些化合物进行共聚的其他乙烯基单体作为任意成分的混合单体。
这里使用的芳香族乙烯基化合物,优选为苯乙烯和α-甲基苯乙烯,作为氰化乙烯基化合物优选为丙烯腈。另外,作为任意成分的其它乙烯基单体,可以列举丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯等丙烯酸酯;甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯等甲基丙烯酸酯;马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐等不饱和酸酐;丙烯酸、甲基丙烯酸等不饱和酸;马来酰亚胺、N-甲基马来酰亚胺、N-丁基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺等马来酰亚胺化合物等。这些可以并用2种以上。
芳香族乙烯基类聚合物(C3)中的烯烃类树脂的含量,以烯烃类树脂和单体成分的合计为100质量%,通常为10~60质量%,优选为20~50质量%。含有芳香族乙烯基化合物的乙烯基类单体中的芳香族乙烯基化合物和氰化乙烯基化合物的质量比率,作为芳香族乙烯基化合物/氰化乙烯基化合物,通常为30/70~98/2,优选为60/40~95/5。
能够进行共聚的其他乙烯基单体的使用量,相对于芳香族乙烯基化合物和氰化乙烯基化合物的合计100质量份,通常为50质量份以下,优选为30质量份以下,更优选为20质量份以下。
芳香族乙烯基类聚合物(C3)的制造方法,可以使用乳化聚合、本体聚合、悬浊聚合、溶液聚合等公知的方法,特别从品质的观点出发,优选溶液聚合。另外,溶液聚合可以按照分批式聚合法和连续式聚合法的任一种方法进行,但从经济性的观点出发,优选连续式聚合法。
作为溶液聚合中使用的溶剂,例如可以列举以芳香族烃为主体的惰性溶剂。作为芳香族烃,可以列举苯、甲苯、乙苯、二甲苯、异丙苯等,从经济性和品质的观点出发,优选甲苯。另外,可以以溶剂中的30质量%以下使用酮类、酯类、醚类、酰胺类、卤代烃等极性溶剂,但优选与脂肪族烃并用。溶剂的使用量,相对于烯烃类树脂和乙烯基单体成分的合计100质量份,通常为50~200质量份,优选为60~180质量份。聚合温度通常为80~140℃,优选为90~135℃,更优选为100~130℃。
进行接枝共聚时,优选按照烯烃类树脂为10~60质量%、乙烯基单体为90~40质量%(两者的合计为100质量%)的比例进行使用。另外,优选预先将烯烃类树脂溶解在溶剂中后,再添加乙烯基单体进行接枝共聚。此时,烯烃类树脂不需要完全均匀溶解,有时可以一部分溶解或处于膨润状态。溶解烯烃类树脂时的溶剂温度通常为100℃以上,优选为105℃以上,更优选为110~200℃,特别优选为110~170℃。烯烃类树脂的溶解优选在上述温度范围内进行2~5小时左右的时间。烯烃类树脂的溶解性根据反应容器的规格而不同,通常在小于100℃时溶解性降低,接枝率降低,不能得到目的的性能。进行接枝共聚时的聚合时间通常为1~10小时,优选为1.5~8小时,更优选为2~6小时。聚合时间过短时,会导致聚合率不能提高,接枝率降低,时间过长时,则生产率降低。
在接枝共聚时,可以使用聚合引发剂,不使用聚合引发剂可以利用热聚合进行聚合,优选使用聚合引发剂的方法。作为聚合引发剂,可以没有限制地使用现有公知的聚合引发剂,优选使用对接枝反应有效的有机过氧化物。
作为上述的有机过氧化物,可以列举过氧化酯类化合物、二烷基过氧化物类化合物、二酰基过氧化物类化合物、过氧化二碳酸酯类化 合物、过氧化缩酮类化合物等。作为过氧化酯类化合物,例如可以列举过氧化新癸酸枯基酯、过氧化新癸酸-1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化新癸酸叔己酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化新庚酸叔丁酯、过氧化戊酸叔己酯、过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁酯、2,5-二甲基-2,5-二(2-乙基己酰过氧化)己烷、过氧化-2-乙基己酸叔己酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化异丙基单碳酸叔己酯、过氧化马来酸叔丁酯、过氧化-3,5,5-三甲基己酸叔丁酯、过氧化月桂酸叔丁酯、过氧化异丙基单碳酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己基单碳酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔己酯、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰过氧化)己烷、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化-3-甲基苯甲酰叔丁酯、过氧化苯甲酰叔丁酯等。作为二烷基过氧化物类化合物,例如可以列举二(2-叔丁基过氧化异丙基)苯、二枯基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、叔丁基枯基过氧化物、二-叔己基过氧化物、二叔丁基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)乙炔-3等。作为二酰基过氧化物类化合物,例如可以列举二异丁酰基过氧化物、二(3,5,5-三甲基己酰)过氧化物、二月桂酰基过氧化物、二琥珀酸过氧化物、二-(3-甲基苯甲酰)过氧化物、苯甲酰(3-甲基苯甲酰)过氧化物、二苯甲酰过氧化物、二(4-甲基苯甲酰)过氧化物等。作为过氧化二碳酸酯类化合物,例如可以列举过氧化二碳酸二正丙酯、过氧化二碳酸二异丙酯、二(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯、二(2-乙基己基)过氧化二碳酸酯、过氧化二碳酸二仲丁酯等。作为过氧化缩酮类化合物,例如可以列举1,1-二(叔己基过氧化)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二(叔己基过氧化)环己烷、1,1-二(叔丁基过氧化)-2-甲基环己烷、1,1-二(叔丁基过氧化)-2-甲基环己烷、1,1-二(叔丁基过氧化)环己烷、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷、正丁基-4,4-二(叔丁基过氧化)戊酸酯、2,2-二(4,4-二(叔丁基过氧化)环己基)丙烷等。这些可以并用2种以上。其中,优选过氧化酯类化合物,更优选10小时半衰期温度(T10)为80~120℃的过氧化酯类化合物,特别优选过氧化异丙基单碳酸叔丁酯。
上述的聚合引发剂的使用量,相对于烯烃类树脂和乙烯基单体的合计100质量份,通常为0.01~5质量份,优选为0.05~3质量份,更优选为0.1~2质量份。另外,例如还可以使用硫醇类、α-甲基苯乙烯 二聚体等链转移剂,并且,根据需要可以添加抗氧化剂。作为其添加方法,可以在最终产品中混合,或者可以在聚合反应前后中添加。
作为聚合引发剂,使用10小时半衰期温度(T10)为80~120℃的过氧化酯类化合物进行溶液聚合时,优选以满足以下的式(1)的温度(Tr)范围进行聚合。
T10≤Tr≤T10+30(℃) (1)
(式(5)中,T10是上述聚合引发剂的10小时半衰期温度(℃)。)
芳香族乙烯基类聚合物(C3)的接枝率通常为20~200质量%,优选为30~150质量%,更优选为40~120质量%。该接枝率可以通过以下的式(2)求出。
接枝率(质量%)={(T-S)/S}×100 (2)
上述的式(6)中,T是将1g烯烃类树脂接枝共聚物加入200ml丙酮中,利用震荡机震荡2小时后,利用离心分离机(转速:23000rpm)离心60分钟,进行分离,分离不溶成分和可溶成分而得到的不溶成分的质量(g)。S是该烯烃类树脂接枝共聚物1g中含有的聚烯烃类树脂的质量(g)。
芳香族乙烯基类聚合物(C3)的丙酮可溶成分的极限粘度[η](使用甲乙酮作为溶剂,在30℃测定)通常为0.1~1.2dl/g,优选为0.2~1dl/g,更优选为0.2~0.8dl/g。
芳香族乙烯基类聚合物(C3)的熔体流动速率(在220℃、10kg的条件下测定)(MFR)通常为5g/10分钟以上,优选为10~200g/10分钟,IZOD冲击强度通常为20~200J/m,优选为90~200J/m,弯曲弹性模量通常为1400~3000MPa,优选为1500~3000MPa。
另外,芳香族乙烯基类聚合物(C3),通常含有乙烯基单体接枝在烯烃类树脂上得到的共聚物和乙烯基单体未接枝在烯烃类树脂上得到的未接枝成分(即,乙烯基单体彼此的均聚物和共聚物)。
<嵌段共聚物(D)>
具有选自聚酰胺、聚酯和聚烯烃中的至少一种嵌段(D1)和亲水性聚合物嵌段(D2)。并且,嵌段(D1)可以在聚酰胺嵌段中共聚聚酯和/或聚烯烃,也可以在聚酯嵌段中共聚聚酰胺和/或聚烯烃,另外,也可以在聚烯烃嵌段中共聚聚酰胺和/或聚酯。
作为聚酰胺,可以是(I)源自二胺成分和二羧酸成分的聚酰胺、(II)由内酰胺类的开环聚合得到的聚酰胺、(III)源自氨基羧酸的聚酰胺、这些的共聚聚酰胺和这些的混合聚酰胺中的任一种。
作为上述(I)中的二胺成分,可以列举乙二胺、丁二胺、己二胺癸二胺、2,3,4-三亚甲基己二胺或2,4,4-三亚甲基己二胺、1,3-双(氨基甲基)环己烷或1,4-双(氨基甲基)环己烷、双(对氨基己基)甲烷、苯基二胺、间二甲苯二胺、对二甲苯二胺等脂肪族、脂环族或芳香族的二胺。作为二羧酸成分,可以列举己二酸、辛二酸、癸二酸、环己二羧酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸等脂肪族、脂环族或芳香族的二羧酸。作为上述(II)的内酰胺类,可以列举己内酰胺、月桂内酰胺等。另外,作为上述(III)的氨基羧酸,可以列举ω-氨基己酸、ω-氨基庚酸、氨基十一烷酸、1,2-氨基十二烷酸等。
作为聚酯,有由碳原子数4~20的二羧酸成分和/或其酯形成衍生物(I)和二元醇成分(II)得到的聚合物、由2官能羟基羧酸化合物得到的聚合物、由己内酯化合物得到的聚合物、由选自上述(I)、(II)、2官能羟基羧酸化合物、己内酯化合物中的化合物构成的共聚物等,作为共聚物,优选由上述(I)、(II)、2官能羟基羧酸化合物构成的共聚物。其中,所谓碳原子数是羧基的碳原子数和构成与羧基的碳原子直接连结的链或环的碳原子数的总和。
作为碳原子数4~20的二羧酸,有琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、α,ω-十二烷二羧酸、十二碳烯琥珀酸、十八碳烯二羧酸等碳原子数4~20的脂肪族二羧酸、1,4-环己烷二羧酸等碳原子数8~20的脂环族二羧酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,4-萘二羧酸、2,3-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸、2,7-萘二羧酸等碳原子数8~12的芳香族二羧酸、5-钠硫代间苯二甲酸、5-钾硫代间苯二甲酸、5-四丁基鏻硫代间苯二甲酸等磺酸基结合在芳香环上的碳原子数8~12的取代芳香族二羧酸、上述二羧酸的甲酯等酯形成衍生物等。这些可以并用2种以上。其中,优选对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、5-钠硫代间苯二甲酸、琥珀酸或这些的酯形成衍生物。
作为二元醇成分,可以全部使用作为上述脂肪族聚酯(A)的原料成分所说明的二元醇,特别优选乙二醇或1,4-丁二醇。另外,也可以使 用己内酯等内酯化合物、作为脂肪族聚酯(A)的原料成分记载的2官能脂肪族羟基羧酸和2官能羟基羧酸。
作为本发明中使用的聚酯,优选(i)由上述二羧酸和其酯形成衍生物以及上述二元醇得到的聚酯,(ii)由上述二羧酸或其酯形成衍生物、上述二元醇以及上述2官能羟基羧酸得到的聚酯。
聚烯烃是指烯烃类的(共)聚合物。作为烯烃类,可以全部使用烯烃类树脂(B)中所记载的烯烃类,其中优选乙烯、丙烯、丁烯-1、3-甲基丁烯-1、4-甲基戊烯-1和降冰片烯。这些可以并用2种以上。另外,作为聚合物成分的一部分,也可以使用4-甲基-1,4-己二烯、5-甲基-1,4-己二烯、7-甲基-1,6-辛二烯、1,9-癸二烯等非共轭二烯。根据聚烯烃的凝胶渗透色谱(GPC)得到的聚苯乙烯换算的数均分子量通常为800~20000,优选为1000~10000,更优选为1200~6000。
聚烯烃可以通过聚合法、热降解法等得到。使用聚合法时,在催化剂的存在下使烯烃进行(共)聚合。作为催化剂例如可以使用自由基催化剂、金属氧化物催化剂、齐格勒-纳塔催化剂、茂金属催化剂等。另外,通过高分子量聚烯烃的热降解法得到的低分子量聚烯烃,可以通过例如特开平3-62804号公报记载的方法容易地得到。得到嵌段共聚物(D)时,需要对聚烯烃的分子末端进行改性,因为该分子末端容易改性,所以优选由热降解法得到的聚烯烃。
由热降解法得到的聚烯烃,通常是分子两末端能够改性的聚烯烃和一个末端没有能够改性的末端基的聚烯烃的混合物,优选两末端能够改性的聚烯烃为主要成分。热降解法得到的聚烯烃中的双键量,从抗静电性的观点出发,每1000个碳原子,通常为1~40个,优选为2~30个,更优选为4~20个。每1分子中的双键的平均数,从重复结构的形成性的观点以及抗静电性的观点出发,通常为1.1~5个,优选为1.3~3个,更优选为1.8~2.2个。热降解法中容易得到Mn为800~6000,每1分子中的平均末端双键数为1.5~2个的低分子量聚烯烃[例如,参照村田胜英、牧野忠彦、日本化学学会志、192页(1975)]。
作为在聚烯烃上加入官能基的方法,有在热降解法得到的分子末端具有碳-碳双键的聚烯烃上加入具有官能基的碳-碳不饱和化合物的方法等。
嵌段共聚物(D)中,选自上述聚酰胺、聚酯和聚烯烃中的至少一种的嵌段(D1)和亲水性聚合物嵌段(D2)的键是选自酯键、酰胺键、醚键、聚氨酯键、亚酰胺键等中的至少一种键。因此,上述嵌段(B1)的分子末端,有必要用与下述亲水性聚合物嵌段(D2)的分子两末端官能基具有反应性的官能基进行改性。作为这些官能基,有羧基、羟基、氨基、酸酐基、噁唑啉基、环氧基等。
作为亲水性聚合物嵌段(D2)的亲水性聚合物,可以列举聚醚、含有聚醚的亲水性聚合物、阴离子性聚合物等。
作为聚醚,可以列举聚醚二元醇、聚醚二胺、这些的改性物等。作为含有聚醚的亲水性聚合物,可以列举具有聚醚二元醇链段的聚醚酯酰胺、聚醚酯酰胺亚酰胺、聚醚酯、具有聚醚二胺链段的聚醚酰胺、具有聚醚二元醇或聚醚二胺链段的聚醚聚氨酯等。作为阴离子性聚合物,可以列举以具有磺酰基的二羧酸和上述聚醚作为必需成分单元、并且具有磺酰基的阴离子性聚合物。1分子中的磺酰基数量通常为2~80个,优选为3~60个。亲水性聚合物嵌段(D2)可以是直链状的,也可以是支链状的。作为亲水性聚合物嵌段(D2)的亲水性聚合物,优选聚醚。
作为聚醚中的聚醚二元醇,可以列举下面的通式(5)和(6)所表的化合物等。
[0121] H-(OA1)n-O-E1-(A1O)n′-H (5)
H-(OA2)m-O-E2-(A2O)m′-H (6)
[0123] 通式(5)中,E1表示从二元的含羟基化合物除去羟基的残基,A1表示碳原子数为2~4的亚烷基,n和n′表示上述二元的含羟基化合物的每1个羟基的烯化氧加成数。n个(OA1)和n′个(A1O)可以相同也可以不同,另外,这些由2种以上的氧化烯基构成时的结合形式,可以是嵌段或无规或这些的组合。n和n′通常为1~300,优选为2~250,更优选为10~100的整数,另外,n和n′可以相同也可以不同。
作为上述二元的含羟基化合物,可以列举一分子中含有2个醇性或酚性的羟基的化合物,即,二羟基化合物,具体地可以列举二元醇(例如碳原子数2~12的脂肪族、脂环式或芳香族的二元醇)、碳原子数6~18的二元酚、含有叔氨基的二元醇等。
作为脂肪族二元醇,例如可以列举乙二醇、丙二醇等亚烷基二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、1,12-十二烷二醇等。作为脂环式二元醇,例如可以列举1,2-环戊二醇和1,3-环戊二醇、1,2-环己二醇、1,3-环己二醇和1,4-环己二醇、1,4-环己烷二甲醇等。作为芳香族二元醇,例如可以列举二甲苯二醇等。
作为二元酚,可以列举对苯二酚、儿茶酚、间苯二酚、漆酚等单环二元酚、双酚A、双酚F、双酚S、4,4′-二羟基二苯基-2,2-丁烷、二羟基联苯、二羟基二苯基醚等双酚、二羟基萘、联萘酚等缩合多环二元酚。
通式(6)中,E2是通式(5)中记载的从二元的含羟基化合物除去羟基的残基,A2的至少一部分是下面的通式(7)所示的取代亚烷基,残基是碳原子数2~4的亚烷基。
-CHR-CHR′- (7)
通式(7)中的R、R′中一个是通式(8)所示的基,另一个是H。
-CH2O(A3O)xR″ (8)
通式(8)中,x是1~10的整数,R″为H或碳原子数1~10的烷基、芳基、烷基芳基、芳基烷基或酰基,A3为碳原子数2~4的亚烷基。
通式(6)中,m个(OA2)和m′个(A2O)可以相同也可以不同。m和m′为整数,通常为1~300,优选为2~250,更优选为10~100。另外,m和m′可以相同也可以不同。
上述通式(5)所示的聚醚二元醇,可以通过在二元的含羟基化合物上使烯化氧加成反应而制造。烯化氧可以列举碳原子数2~4的烯化氧,例如环氧乙烷、环氧丙烷、1,2-环氧丁烷、1,4-环氧丁烷、2,3-环氧丁烷、1,3-环氧丁烷。这些可以并用2种以上。并用2种以上烯化氧时的结合形式可以是无规和/或嵌段中的任一种。作为烯化氧优选的例子是环氧乙烷单独和环氧乙烷与其它烯化氧的并用引起的嵌段和/或无规加成。烯化氧的加成数,每1个上述二元的含羟基化合物的羟基,通常为1~300,优选为2~250,更优选为10~100。
作为上述通式(6)所示的聚醚二元醇优选的制造方法,可以列举以下的(A)、(B)方法等。
(A)以上述二元的含羟基化合物作为起始物质,将下面的通式(9) 所示的缩水甘油醚聚合,或者与碳原子数2~4的烯化氧进行共聚的方法。
通式(9)中的A4是碳原子数2~4的亚烷基,p为1~10的整数,R1为氢原子、碳原子数1~10的烷基、芳基、烷基芳基、芳基烷基或酰基。
(B)以上述二元的含羟基化合物作为起始物质,利用侧链上具有氯代甲基的聚醚的方法。具体地说,将表氯醇或表氯醇和烯化氧加成共聚,得到侧链上具有氯代甲基的聚醚后,使该聚醚、碳原子数2~4的聚亚烷基二醇和R1X(R1与上述意义相同,X为Cl、Br或I)在碱存在下进行反应,或者使该聚醚和碳原子数2~4的聚亚烷基二醇单香芹醚在碱存在下反应的方法。在此使用的碳原子数2~4的烯化氧可以全部使用上述的化合物。
另外,本发明中优选的嵌段共聚物(D),可以通过利用公知的方法将上述嵌段(D1)和亲水性聚合物嵌段(D2)聚合而得到。例如,可以使上述嵌段(D1)和亲水性聚合物嵌段(D2)在减压下200~250℃进行聚合反应而制造。另外,进行聚合反应时,可以使用公知的聚合催化剂。
作为聚合催化剂,是选自单丁基氧化锡等锡类催化剂、三氧化锑、二氧化锑等锑类催化剂、钛酸四丁酯等钛类催化剂、氢氧化锆、氧化锆、乙酸锆等锆类催化剂、元素周期表第IIB族金属的有机酸盐中的1种或2种以上的组合。
从提高抗静电性的目的出发,在嵌段共聚物(D)中可以含有碱金属的盐和/或碱土类金属的盐(F)。组分(F)可以在得到嵌段共聚物(D)的聚合之前或者聚合时含有,也可以在聚合后使嵌段共聚物(D)含有。另外,组分(F)可以在制造本发明的抗静电性树脂组合物时配合,另外,也可以利用与上述方法组合的方法含有。
作为组分(F),可以列举锂、钠、钾等碱金属、镁、钙等碱土金属的有机酸盐、磺酸盐、无机酸盐、卤化物等。
作为组分(F)优选的具体例子,可以列举氯化锂、氯化钠、氯化钾、溴化锂、溴化钠、溴化钾等碱金属的卤化物、过氯酸钠、过氯酸钾等碱金属的无机酸盐、乙酸钾、硬脂酸锂等碱金属的有机酸盐、辛基磺酸、十二烷基磺酸、四癸基磺酸、硬脂基磺酸、二十四烷基磺酸、2-乙基己基磺酸等的烷基的碳原子数8~24的烷基磺酸的碱金属盐、苯基磺酸、萘基磺酸等芳香族磺酸的碱金属盐、辛基苯磺酸、十二烷基苯磺酸、二丁基苯磺酸、二壬基苯磺酸等的烷基的碳原子数6~18的烷基苯磺酸的碱金属盐、二甲基萘磺酸、二异丙基萘磺酸、二丁基萘磺酸等的烷基的碳原子数2~18的烷基萘磺酸等的烷基的碳原子数2~18的烷基萘磺酸的碱金属盐、三氟甲烷磺酸等的氟化磺酸等的碱金属盐。这些可以并用2种以上。组分(F)的使用量,相对于嵌段共聚物(D),通常为30质量%以下,优选为20质量%以下,更优选为10质量%以下。
嵌段共聚物(D)中的上述嵌段(D1)的成分/亲水性聚合物嵌段(D2)的成分的比率,通常为10~90/10~90质量%,优选为20~80/20~80质量%,更优选为30~70/30~70质量%。
在上述嵌段(D1)的成分中使用聚烯烃的嵌段共聚物(D),例如可以使用特开2001-278985号公报、特开2003-48990号公报等中记载的方法进行制造,另外,也可以作为三洋化成工业社制造的“Pelestat 300系列”中的“Pelestat 300”、“Pelestat 303”、“Pelestat 200系列”中的“230”、“201”等得到。
另外,在上述嵌段(D1)的成分中使用聚酰胺的嵌段共聚物(D)中聚酰胺的数均分子量,通常为500~20000,优选为500~10000,更优选为500~5000。该嵌段共聚物(D)的分子量没有特别限制,作为还原粘度(ηsp/C),通常为1.0~3.0,优选为1.2~2.5。上述的还原粘度是在甲酸溶液中浓度0.5g/100ml、温度25℃的条件下测定的值。这样的嵌段共聚物(D)特别优选的例子是聚酰胺和聚(烯化氧)乙二醇嵌段以酯键结合的聚醚酯酰胺,可以作为三洋化成工业社制造的“Pelestat NC6321”、“M-140”、“6500”(商品名)得到。
另外,在上述嵌段(D1)的成分中使用聚酯而得到的嵌段共聚物(D)的分子量,没有特别限制,作为还原粘度(ηsp/C),通常为0.3~ 2.5,优选为0.5~2.5。上述的还原粘度是使用苯酚/四氯乙烷=40/60质量比的混合溶剂,在浓度1.0g/100ml、温度35℃的条件下测定得到的值。这些嵌段共聚物(D)特别优选的例子例如作为竹本油脂社制造的“TEP004”、“TEP010”、“TEP008”(商品名)得到。
嵌段共聚物(D)的制造时(聚合前、聚合中、聚合后),可以使公知的抗氧化剂、热稳定剂等存在。另外,嵌段共聚物(D)可以并用2种以上。在上述嵌段(D1)的成分中使用聚烯烃时,抗静电性特别优异,使用聚酯时,耐磨性特别优异。另外,使用聚酰胺时,成型品表面外观性特别优异。
<苯乙烯类树脂(E)>
本发明中使用的苯乙烯类树脂(E)包括以下的苯乙烯类树脂(E1)和/或苯乙烯类树脂(E2)。
<苯乙烯类树脂(E1)>
苯乙烯类树脂(E1)是在橡胶质聚合物(其中,不包括芳香族乙烯基类聚合物(C1)和(C2))的存在下、将含有芳香族乙烯基化合物的乙烯基类单体聚合得到的橡胶强化苯乙烯类树脂。
作为上述的橡胶质聚合物,没有特别的限定,可以列举聚丁二烯、丁二烯-苯乙烯共聚物、丁二烯-丙烯腈共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-非共轭二烯共聚物、乙烯-丁烯-1共聚物、乙烯-丁烯-1-非共轭二烯共聚物、丙烯酸橡胶、有机硅橡胶、有机硅-丙烯酸类IPN橡胶、天然橡胶等。其中,优选聚丁二烯、丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-非共轭二烯共聚物、丙烯酸橡胶、有机硅橡胶、天然橡胶等。橡胶质聚合物可以并用2种以上。
上述橡胶质聚合物的凝胶含有率,没有特别限定,以乳化聚合得到苯乙烯类树脂(E1)时,凝胶含有率通常为98%以下,优选为40~98质量%。满足这样的条件,可以得到能够形成耐冲击性特别优异的成型品的热塑性树脂组合物。
上述的凝胶含有率,可以通过以下的方法求出。即,将橡胶质聚合物1g投入到100ml甲苯中,在室温下静置48小时,将用100目金属网(质量为W1(g))过滤得到的甲苯不溶成分和金属网在80℃下真空干燥6小时称重(质量为W2(g)),以下述式(3)算出。
凝胶含有率(质量%)=[{W2(g)-W1(g)}/1(g)]×100 (3)
凝胶含有率可以在橡胶质聚合物的制造时,能够通过适当设定分子量调节剂的种类以及量、聚合时间、聚合温度、聚合转化率等来进行调节。
苯乙烯类树脂(E1)中的橡胶质聚合物的含量,以苯乙烯类树脂(E1)为基准(100质量%),通常为3~80质量%,优选为5~70质量%,更优选为10~60质量%。
作为上述的构成乙烯基单体的芳香族乙烯基化合物,可以列举苯乙烯、α-甲基苯乙烯、羟基苯乙烯等。其中优选苯乙烯和α-甲基苯乙烯。芳香族乙烯基化合物可以并用2种以上。
作为能够与芳香族乙烯基化合物共聚的其它乙烯基单体,可以列举乙烯基氰基化合物、(甲基)丙烯酸酯化合物、马来酰亚胺化合物、其他的含有各种官能基的不饱和化合物等。
在本发明优选方式中,以芳香族乙烯基化合物作为必需单体成分,根据需要,可以并用选自氰化乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸酯化合物、马来酰亚胺化合物中的1种或2种以上作为单体成分,另外根据需要,也可以并用其它含有各种官能基的不饱和化合物中的至少一种作为单体成分。作为其它含有各种官能基的不饱和化合物,作为其它含有各种官能基的不饱和化合物,可以列举不饱和酸化合物、含有环氧基的不饱和化合物、含有羟基的不饱和化合物、含有噁唑啉基的不饱和化合物、含有酸酐基的不饱和化合物、含有取代或非取代的氨基的不饱和化合物等,这些可以并用2种以上。
作为氰化乙烯基化合物,可以列举丙烯腈、甲基丙烯腈等,这些可以并用2种以上。使用氰化乙烯基化合物时,可以赋予耐药性。氰化乙烯基化合物的使用量,作为全部单体成分中的比例通常为1~60质量%,优选为5~50质量%。
作为(甲基)丙烯酸酯化合物,可以列举丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯等,这些可以并用2种以上。使用(甲基)丙烯酸酯化合物时,可以提高表面硬度,另外有时能够使脂肪族聚酯类树脂(A)和苯乙烯类树脂(E1)的相溶性提高。(甲基)丙烯酸酯化合物的使用量,作为全 部单体成分中的比例通常为1~80质量%,优选为5~80质量%。
作为马来酰亚胺化合物,可以列举马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺等。这些可以并用2种以上。另外,为了导入马来酰亚胺单元,可以使马来酸酐共聚,再进行酰亚胺化。使用马来酰亚胺化合物时,可以赋予耐热性。马来酰亚胺化合物的使用量,作为全部单体成分中的比例通常为1~60质量%,优选为5~50质量%。
作为不饱和酸化合物,可以列举丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、马来酸、富马酸、衣康酸、柠康酸、肉桂酸等,这些可以并用2种以上。作为含有环氧基的不饱和化合物,可以列举丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚等,这些可以并用2种以上。
作为含有羟基的不饱和化合物,可以列举3-羟基-1-丙烯、4-羟基-1-丁烯、顺式-4-羟基-2-丁烯、反式-4-羟基-2-丁烯、3-羟基-2-甲基-1-丙烯、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯、2-羟基乙基丙烯酸酯、N-(4-羟基苯基)马来酰亚胺等,这些可以并用2种以上。
作为含有噁唑啉基的不饱和化合物,可以列举乙烯基噁唑啉等,这些可以并用2种以上。作为含有酸酐基的不饱和化合物,可以列举马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐等,这些可以并用2种以上。
作为含有取代或非取代的氨基的不饱和化合物,可以列举丙烯酸氨基乙酯、丙烯酸丙基氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸苯基氨基乙酯、N-乙烯基二乙基胺、N-乙酰乙烯基胺、丙烯酰胺(acrylamine)、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺(acrylamide)、N-甲基丙烯酰胺、对氨基苯乙烯等,这些可以并用2种以上。
使用其它的含有各种官能基的不饱和化合物时,苯乙烯类树脂(E1)和其它的聚合物混合时,可以提高二者的相溶性。为了达到这种效果所优选的单体是含有环氧基的不饱和化合物、不饱和酸化合物或含有羟基的不饱和化合物。其它的含有各种官能基的不饱和化合物的使用量,作为在苯乙烯类树脂(E1)中使用的含有该官能基的不饱和化合物的合计量,相对于苯乙烯类树脂(E1)通常为0.1~20质量%,优选为0.1~10质量%。
全部乙烯基单体中除芳香族乙烯基化合物以外的单体的使用量,以全部乙烯基单体为基准(作为100质量%),通常为80质量%以下,优选为60质量%以下,更优选为40质量%以下。
乙烯基单体的优选组合是苯乙烯/丙烯腈、苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯/丙烯腈/甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯/丙烯腈/甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯/丙烯腈/甲基丙酸-2-羟基乙酯、苯乙烯/丙烯腈/(甲基)丙烯酸、苯乙烯/N-苯基马来酰亚胺、苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯/环己基马来酰亚胺等,特别优选的组合是苯乙烯/丙烯腈=65/45~90/10(质量比)、苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯=80/20~20/80(质量比)、苯乙烯/丙烯腈/甲基丙烯酸甲酯=苯乙烯量20~80质量%,丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯的合计量为20~80质量%。
苯乙烯类树脂(E1)可以利用公知的聚合法例如乳化聚合、本体聚合、溶液聚合、悬浊聚合和这些聚合法的组合而制造。其中,在橡胶质聚合物的存在下,使乙烯基类单体(共)聚合的优选方法是乳化聚合和溶液聚合。
在利用乳化聚合制造的情况下,可以使用聚合引发剂、链转移剂、乳化剂等,这些可以使用公知的物质。
作为聚合引发剂,可以列举氢过氧化枯烯、氢过氧化对 烷、氢过氧化二异丙基苯、四甲基丁基氢过氧化物、叔丁基氢过氧化物、过硫酸钾、偶氮二异丁腈等。另外,作为聚合引发剂,优选使用各种还原剂、含糖焦磷酸铁配方、次硫酸盐配方等氧化还原系。
作为链转移剂,可以列举辛基硫醇、正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、正己基硫醇、萜品油烯类等。作为乳化剂,可以列举十二烷基苯磺酸钠等烷基苯磺酸盐、月桂基硫酸钠等脂肪族磺酸盐、月桂酸钾、硬脂酸钾、油酸钾、棕榈酸钾等高级脂肪酸盐、松脂酸钾等松脂酸盐等。
并且,乳化聚合中,橡胶质聚合物和乙烯基类单体的使用方法,在橡胶质聚合物全部量的存在下,可以将乙烯基类单体一并添加进行聚合,也可以分批或连续添加进行聚合。另外,可以将橡胶质聚合物的一部分在聚合途中添加。
乳化聚合后得到的乳胶,通常利用凝固剂使其凝固,水洗并干燥, 由此得到苯乙烯类树脂(E1)的粉末。此时,也可以将乳化聚合得到的2种以上苯乙烯类树脂(E1)的乳胶适当混合后进行凝固。凝固剂可以使用氯化钙、硫酸镁、氯化镁等无机盐、或硫酸、盐酸、醋酸、柠檬酸、苹果酸等酸。使用酸作为凝固剂时,凝固后,优选在碱性水溶液中进行中和处理,通过这种中和处理,本发明的热塑性树脂组合物的耐冲击性以及耐水解性可以得到提高。中和处理时使用的碱性化合物优选氢氧化钠、氢氧化钾。
利用溶液聚合制造苯乙烯类树脂(E1)时能够使用的溶剂,是通常的自由基聚合中使用的惰性聚合溶剂,例如可以举出乙苯、甲苯等芳香族烃、甲乙酮、丙酮等酮类、乙腈、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮等。
聚合温度通常为80~140℃,优选为85~120℃的范围。聚合时可以使用聚合引发剂,也可以不使用聚合引发剂以热聚合进行聚合。作为聚合引发剂,可以适合使用过氧化酮、二烷基过氧化物、二酰基过氧化物、过氧化酯、氢过氧化物、偶氮双异丁腈、苯甲酰过氧化物等有机过氧化物等。另外,使用链转移剂时,例如可以使用硫醇类、萜品油烯类、α-甲基苯乙烯二聚物等。另外,使用本体聚合、悬浊聚合进行制造时,可以使用溶液聚合中说明过的聚合引发剂、链转移剂等。利用上述各种聚合法得到的苯乙烯类树脂(E1)中残存的单体的量,通常为10000ppm以下,优选为5000ppm以下。
另外,在橡胶质共聚物的存在下将乙烯基类单体聚合得到的苯乙烯类树脂(E1)中通常包括乙烯基类单体向橡胶质聚合物接枝共聚得到的共聚物和未向橡胶质聚合物接枝的未接枝成分。苯乙烯类树脂(E1)的接枝率通常为20~200质量%,优选为30~150质量%,更优选为40~120质量%。接枝率可以通过下式(4)求出。
接枝率(质量%)={(T-S)/S}×100 (4)
式(8)中,T是将1g苯乙烯类树脂(E1)加入丙酮20ml中,利用振荡机振荡2小时后,用离心分离机(转速:23000rpm)离心分离60分钟,分离不溶成分和可溶成分得到的不溶成分的质量(g)。S是1g苯乙烯类树脂(E1)中含有的橡胶质聚合物的质量(g)。
另外,苯乙烯类树脂(E1)的丙酮可溶成分的极限粘度[η](使用 甲乙酮作为溶剂,在30℃下测定),通常为0.2~1.2dl/g,优选为0.2~1.0dl/g,更优选为0.3~0.8dl/g。另外,苯乙烯类树脂(E1)中分散的接枝化橡胶质聚合物颗粒的平均粒径,通常为500~30000 优选为1000~20000 更优选为1500~8000 平均粒径可以利用使用电子显微镜的公知方法测定。
<苯乙烯类树脂(E2)>
苯乙烯类树脂(E2)是上述乙烯基类单体的聚合物。即,与苯乙烯类树脂(E1)不同,是在橡胶质聚合物不存在下,将乙烯基类单体进行(共)聚合得到的聚合物。因此,关于苯乙烯类树脂(E2)的说明,与上述苯乙烯类树脂(E1)的说明,除了不使用橡胶质聚合物之外是相同,“其它的含有各种官能基的不饱和化合物”等的种类和使用量都一样。但是,在橡胶质聚合物不存在下将乙烯基类单体(共)聚合的优选方法是本体聚合、溶液聚合、悬浊聚合和乳化聚合。本体聚合和悬浊聚合可以使用公知的方法,溶液聚合和乳化聚合与上述苯乙烯类树脂(E1)中说明的方法相同。
<热塑性树脂组合物(1)>
本发明的热塑性树脂组合物(1)含有:上述脂肪族聚酯(A)5~95质量%;烯烃类树脂(B)4~94质量%;芳香族乙烯基类聚合物(C)1~40质量%,其中,组分(A)、组分(B)和组分(C)的合计为100质量%。
脂肪族聚酯(A)的比例小于5质量%时,成型品表面外观性劣化,并且从生物降解性的观点出发也不优选,大于95质量%时,耐冲击性劣化。脂肪族聚酯(A)的比例优选为10~92质量%,更优选为20~85质量%,特别优选为30~80质量%。
烯烃类树脂(B)的比例小于4质量%时,耐冲击性、耐剥离性以及成型品表面外观性劣化,大于94质量%时,耐冲击性劣化,并且从生物降解性的观点出发也不优选。烯烃类树脂(B)的比例优选为5~90质量%,更优选为10~85质量%,特别优选为15~80质量%。
芳香族乙烯基类聚合物(C)的比例小于1质量%时,耐冲击性、耐剥离性以及成型品表面外观性劣化,大于40质量%时,成型品表面外观性劣化。芳香族乙烯基类聚合物(C)的比例优选为3~35质量%, 更优选为5~35质量%,特别优选为5~30质量%。
芳香族乙烯基类聚合物(C)是以提高脂肪族聚酯(A)和烯烃类树脂(B)的相容性、得到上述优异各物性为目的而使用的,优选根据所要求的性能,适当使用芳香族乙烯基类聚合物(C)中的种类(C1)~(C3)。
例如,在要求耐冲击性时,优选使用芳香族乙烯基类聚合物(C1)或(C2),特别优选使用芳香族乙烯基类聚合物(C2)。要求成型品表面外观性时,优选使用芳香族乙烯基类聚合物(C3)。而在要求耐冲击性和成型品表面外观性时优选并用(C1)和/或(C2)50~95质量%以及(C3)5~50质量%。其中,上述的(C1)、(C2)和(C3)的合计为100质量%。
而且,在本发明优选方式中,含有上述苯乙烯类树脂(E),其比例相对于上述组分(A)~(C)的合计100质量份,通常为3~100质量份,优选为5~85质量份,更优选为5~70质量份,特别优选为5~60质量份。苯乙烯类树脂(E)的比例小于3质量份时,不能充分得到提高耐冲击性的效果,大于100质量份时,有耐冲击性、耐剥离性和成型品表面外观性劣化的倾向。
<热塑性树脂组合物(2)>
本发明的具有抗静电性的热塑性树脂组合物(2)含有:上述脂肪族聚酯(A)10~90质量%;烯烃类树脂(B)4~80质量%;芳香族乙烯基类聚合物(C)3~40质量%;嵌段共聚物(D)3~60质量%,其中,组分(A)、组分(B)、组分(C)和组分(D)的合计为100质量%。
脂肪族聚酯(A)的比例小于10质量%时,耐冲击性劣化,并且从生物降解性的观点出发也不优选,大于90质量%时,抗静电性和耐药性劣化。脂肪族聚酯(A)的比例优选为15~90质量%,更优选为20~85质量%,特别优选为25~80质量%。
烯烃类树脂(B)的比例小于4质量%时,耐药性劣化,大于80质量%时,抗静电性劣化,并且从生物降解性的观点出发也不优选。烯烃类树脂(B)的比例优选为5~75质量%,更优选为5~70质量%,特别优选为10~70质量%。
芳香族乙烯基类聚合物(C)的比例小于3质量%时,耐冲击性、耐药性和磨损性劣化,大于40质量%时,耐药性劣化。芳香族乙烯基类聚合物(C)的比例优选为5~35质量%,更优选为10~35质量%,特别优选为10~30质量%。
芳香族乙烯基类聚合物(C)具有提高组分(A)和(B)的相容性的作用,从耐冲击性的观点出发,优选使用组分(C1)和(C2)中的任一个,特别优选使用组分(C2)。另一方面,在要求成型品表面外观性时,优选使用组分(C3)。从耐冲击性和成型品表面外观性观点出发,优选并用组分(C1)和/或组分(C2)50~95质量%以及组分(C3)5~50质量%。其中,组分(C1)、(C2)和(C3)的合计为100质量%。
嵌段共聚物(D)的使用比例小于3质量%时,抗静电性劣化,大于50质量%时,磨损性和耐冲击性劣化。嵌段共聚物(D)的使用比例优选为5~60质量%,更优选为5~50质量%,特别优选为6~45质量%。
而且,在本发明优选方式中,含有上述的苯乙烯类树脂(E),其比例相对于上述组分(A)~(D)的合计100质量份,通常为5~100质量份,优选为5~85质量份,更优选为5~70质量份,特别优选为5~60质量份。苯乙烯类树脂(E)的使用比例小于5质量份时,不能得到提高耐冲击性的效果,大于100质量份时,抗静电性劣化。
本发明中的热塑性树脂组合物(2)中,以更加提高抗静电性为目的,可以配合具有具备氟化烷基磺酰基的阴离子部的盐(G)以及非离子类表面活性剂(H)。
作为上述盐(G),可以列举三氟甲烷磺酸锂、双(三氟甲烷磺酰)酰亚胺锂、三(三氟甲烷磺酰)甲烷锂等,特别优选三氟甲烷磺酸锂。并且,可以并用2种以上。上述盐(G)可以作为三光化学工业社制造的“Sankonol 0862-13T”、“AQ-50T”、“AQ-75T”、“TBX-25”(商品名)以溶液或母炼胶的形态得到。
上述盐(G)的使用比例,作为相对于上述组分(A)~(D)的合计100质量份的比例,通常为0.01~10质量份,优选为0.05~7质量份,更优选为0.05~5质量份,特别优选为0.1~3质量份。
作为上述的非离子类表面活性剂(H),可以列举多元醇酯、含氮化合物(胺化合物、酰胺化合物)等。
作为上述的多元醇酯,可以列举甘油酯、聚甘油酯、脱水山梨糖醇酯(sorbitan ester)、乙二醇酯、丙二醇酯等。
作为上述的甘油单酯,可以列举甘油单月桂酸酯、甘油单肉豆蔻酸酯、甘油单棕榈酸酯、甘油单硬脂酸酯、甘油单山嵛酸酯、甘油单油酸酯等。作为上述的聚甘油酯,可以列举二甘油单月桂酸酯、二甘油单肉豆蔻酸酯、二甘油单棕榈酸酯、二甘油单硬脂酸酯、二甘油单山嵛酸酯、二甘油单油酸酯等。
作为上述的脱水山梨糖醇酯,可以列举脱水山梨糖醇单油酸酯、脱水山梨糖醇单山嵛酸酯、脱水山梨糖醇单硬脂酸酯、脱水山梨糖醇单异硬脂酸酯、脱水山梨糖醇单月桂酸酯、脱水山梨糖醇单棕榈酸酯等。作为上述的乙二醇酯,可以列举单硬脂酸乙二醇酯等。另外,作为上述的丙二醇酯,可以列举单硬脂酸丙二醇酯等。
其中,优选甘油单硬脂酸酯、二甘油单硬脂酸酯、甘油单月桂酸酯、二甘油单月桂酸酯和脱水山梨糖醇单硬脂酸酯。
作为上述的胺化合物,可以列举月桂基二乙醇胺、肉豆蔻基二乙醇胺、棕榈基二乙醇胺、硬脂基二乙醇胺、油基二乙醇胺、月桂基二异丙醇胺、肉豆蔻基二异丙醇胺、棕榈基二异丙醇胺、硬脂基二异丙醇胺、油基二异丙醇胺、N,N-二羟基乙基烷基胺(其中,烷基的碳原子数通常为12~22)等的二链烷醇胺等。
作为上述的酰胺化合物,可以列举月桂基二乙醇酰胺、肉豆蔻基二乙醇酰胺、棕榈基二乙醇酰胺、山嵛基二乙醇酰胺、油基二乙醇酰胺、月桂基二异丙醇酰胺、肉豆蔻基二异丙醇酰胺、棕榈基二异丙醇酰胺、硬脂基二异丙醇酰胺、油基二异丙醇酰胺等。
在上述之中,优选胺类化合物,特别优选月桂基二乙醇胺或硬脂基二乙醇胺。
非离子类表面活性剂(H)的使用比例,作为相对于上述组分(A)~(D)的合计100质量份的比例,通常为0.05~20质量份,优选为0.1~10质量份,更优选为0.3~5质量份。
在本发明的热塑性树脂组合物中,可以适当地配合公知的耐候 (光)剂、抗氧化剂、热稳定剂、润滑剂、硅油、增塑剂、滑动剂、着色剂、染料、发泡剂、加工助剂(超高分子量丙烯类聚合物、超高分子量乙烯类聚合物)、阻燃剂、结晶核剂、水解抑制剂(碳化二亚胺化合物等)。
另外,在本发明的热塑性树脂组合物中,可以使用公知的无机、有机填充材料。其中,作为所使用的填充材料,可以列举玻璃纤维、玻璃薄片、玻璃纤维的研磨纤维、玻璃珠子、中空玻璃珠子、碳纤维、碳纤维的研磨纤维、银、铜、黄铜、铁等粉体或纤维状物质、碳黑、锡涂层氧化钛、锡涂层二氧化硅、镍涂层碳纤维、滑石、碳酸钙、碳酸钙晶须、硅灰石、云母、高岭土、蒙脱土、锂蒙脱石、氧化锌晶须、钛酸钙晶须、硼酸铝晶须、板状氧化铝、板状二氧化硅、有机处理后的脱蒙石、芳香族聚酰胺纤维、酚醛纤维、聚酯纤维、洋麻纤维、木粉、纤维素纤维、淀粉等。这些可以并用2种以上。
为了提高分散性,上述的填充材料可以使用公知的偶合剂、表面处理剂、聚焦剂等进行处理。作为公知的偶合剂,可以列举硅烷类偶合剂、钛酸盐类偶合剂、铝类偶合剂等。上述的无机、有机填充材料的使用量,相对于本发明的热塑性树脂组合物100质量份,通常为1~200质量份。
另外,本发明的热塑性树脂组合物中,可以适当使用其它公知的聚合物。作为这些聚合物,可以列举聚酰胺树脂、聚酰胺弹性体、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚芳酯、液晶聚酯等热塑性聚酯树脂、聚酯弹性体、聚碳酸酯、PMMA、甲基丙烯酸甲酯、马来酰亚胺化合物共聚物、聚苯醚、聚苯硫醚、芳香族聚碳酸酯、热塑性聚氨酯、环氧树脂、酚醛树脂、脲树脂、苯氧树脂等。
本发明的热塑性树脂组合物,使用各种挤出机、斑伯里混炼机、捏合机、连续捏合机、辊等,将上述各种构成组分熔融混炼而制造。混炼处理时,各组分可以一次性添加或者分批添加。
本发明的热塑性树脂组合物,可以使用注射成型、压制成型、压延成型、T模挤出成型、吹塑成型、层压成型、真空成型、异型挤出成型等公知的成型方法制造树脂成型品。树脂成型品包括注射成型品、片状成型品(包括多层片状)、薄膜成型品(包括多层薄膜)、异型挤 出成型品、真空成型品等。
根据上述得到的树脂成型品,因为其耐冲击性、耐剥离性和成型品表面外观性优异,所以能够在家电领域、建材领域、卫生领域、车辆领域等中的各种部件、住房等中使用。
实施例
以下,更详细地说明本发明,但本发明在不超出其要点的范围内,不被以下的实施例限定。另外,在实施例中,“份”和“%”只要没有特别限定就是质量基准。另外,在实施例和比较例中的各种测定按照以下方法进行。
<评价方法>
(1)橡胶质聚合物的凝胶含有率:按照上述方法进行。
(2)橡胶质聚合物乳胶的平均粒径:
制造苯乙烯类树脂(E)时使用的橡胶质聚合物乳胶的平均粒径,使用光散射法进行测定。测定机使用大塚电子社制造的“LPA-3100型”,以70次积算使用Cumulant(ミユムラント)法。另外,芳香族乙烯基类聚合物(C3)中的分散接枝化橡胶质聚合物颗粒的粒径,用电子显微镜确认与乳胶粒径大致相同。
(3)苯乙烯类树脂(E)的接枝率:按照上述方法进行。
(4)芳香族乙烯基类聚合物(C3)和苯乙烯类树脂(E)的丙酮可溶成分的极限粘度[η]:按照上述方法进行。
(5)耐冲击性A:
使用成型品(尺寸2.4mm×50mm×100mm),使用1/2英寸径、前端R1/2英寸的打击棒,求出以2.4m/sec的速度打击成型品时的破坏能量(kgf·cm)。
(6)耐剥离性:
目视观察上述(5)的破坏面,以“○:无剥离,×:可以明显观察到剥离”的二级标准进行评价。
(7)成型品表面外观:
目视观察上述(5)的成型品的表面,以“○:成型品没有波纹并且具有平滑性,×:成型品产生波纹或者表面不平滑”的二级标准进行评价。
(8)抗静电性:
使用尺寸为2.4mm×76mm×127mm的成型品作为试样。然后,根据FTMS-101(美国联邦试验基准),使用美国ETS社制造的“STATICDECAYMETER406D”,在温度为23℃、相对湿度为12%的条件下,对成型品施加+5KV后,接地,测定衰减至50V的时间(秒)。
(9)抗静电性的持续性:
将上述(8)的成型品在蒸馏水中浸渍10天后,充分干燥,再进行上述(5)的抗静电性评价。
(10)耐冲击性B:
根据ISO179的标准,使用同ISO规格规定的成型品,测定查拜式冲击强度(KJ/m2)。
(11)耐药性:
根据ISO527的标准,使用同ISO规格规定的成型品,测定拉伸强度(MPa)(T0)。另外,将上述规定的成型品,在5%氢氧化钠水溶液中,在23℃下浸渍10天后,干燥,以求上述T0的条件测定拉伸强度(T1),并以下式(5)算出拉伸强度的保持率。以该保持率为基准,保持率80%以上的为○,保持率小于80%的为×进行评价。
拉伸强度的保持率(%)=T1/T0×100(5)
(12)磨损性:
以JISK7204为标准,使用同JIS规格规定的成型品,测定泰伯尔磨损量(mg)。在锤500g、磨损轮CS17、1000次条件下进行测定。
<热塑性聚合物组合物的组分>
(1)脂肪族聚酯(A):
A1:琥珀酸/1,4-丁二醇为主体的脂肪族聚酯[三菱化学社制造“GSPlaAZ91T”(商品名)]
A2:聚乳酸类脂肪族聚酯[三井化学社制造“LACEAH-100J”(商品名)]
(2)烯烃类树脂(B):
B1:无规型聚丙烯、熔体流动速率0.8g/10分钟[JapanPolypropylene Corporation制造“NOVATEC PPEG8”(商品名)]
B2:均聚型聚丙烯、熔体流动速率2.4g/10分钟[Japan Polypropylene Corporation制造“NOVATEC PPFY6C”(商品名)]
B3:嵌段型聚丙烯、熔体流动速率2.5g/10分钟[JapanPolypropylene Corporation制造“NOVATEC PPBC6C”(商品名)]
B4:茂金属类聚乙烯、熔体流动速率2.0g/10分钟[JapanPolyethylene Corporation制造“HARMOREX NF464N”(商品名)]
(3)芳香族乙烯基类聚合物(C):
C1:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物,苯乙烯含量35%[JSR社制造“TR2500”(商品名)]
C2-1:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氢化物,苯乙烯含量30%[Asahi Kasei Chemicals Corporation制造“Tuftec H1041”(商品名)]
C2-2:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的部分氢化物,苯乙烯含量67%[Asahi Kasei Chemicals Corporation制造“Tuftec P200”(商品名)]
C3~C5:使用下述的制造例1~3中得到的C3~C5。
(4)嵌段共聚物(D):
D1:聚酰胺-聚乙二醇嵌段共聚物(钠化合物含有品,钠含量1120ppm)[三洋化成工业社制造“Pelestat M-140”(商品名)]
D2:聚酯-聚乙二醇嵌段共聚物(钠化合物含有品,钠含量12350ppm)[竹本油脂社制造“TEP004”(商品名)]
D3:聚丙烯-聚乙二醇嵌段共聚物(钠化合物含有品,钠含量4540ppm)[三洋化成工业社制造“Pelestat 303”(商品名)]
D4:聚烯烃-聚乙二醇嵌段共聚物(钠化合物非含有品)[三洋化成工业社制造“Pelestat 201”(商品名)]
(5)苯乙烯类树脂(E):
E1和E2:使用下述的制造例4和5中得到的E1和E2。
制造例1(苯乙烯-丁二烯星形远嵌段共聚物(C3)的制造):
干燥具有搅拌机和外罩的高压釜,氮气置换,在氮气流中投入环己烷和四氢呋喃2.75份。添加苯乙烯25份,升温至60℃之后,添加含有正丁基锂的环己烷溶液,进行聚合反应60分钟(第一阶段)。接着,添加苯乙烯3份、丁二烯20份的混合物,进行聚合反应60分钟 (第二阶段),再添加苯乙烯3份、丁二烯20份的混合物,进行聚合反应60分钟(第三阶段),接着,添加丁二烯29份,当转化率达到100%时结束聚合。添加四氯化硅0.1份作为偶合剂后,完成偶合反应。聚合结束后,相对于上述得到的共聚物100份,添加2,6-二-叔丁基儿茶酚0.3份,其后,除去溶剂,得到具有锥状嵌段的偶合型苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物C5。这种物质中苯乙烯含量为31%,数均分子量为200000。
制造例2(完全氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(C4)的制造):
干燥具有搅拌机和外罩的高压釜,氮气置换,在氮气流中投入含有苯乙烯15份的环己烷溶液。接着,添加正丁基锂,在70℃下聚合1小时后,添加含有丁二烯70份的环己烷溶液,聚合1小时。其后,添加含有苯乙烯15份的环己烷溶液,聚合1小时,取样得到的嵌段聚合物溶液的一部分,相对于嵌段共聚物100份,添加2,6-二-叔丁基儿茶酚0.3份之后,加热除去溶剂。得到的物质的苯乙烯含量为30%,聚丁二烯部分的1,2-乙烯基键量为35%,数均分子量为74000。在剩下的嵌段共聚物溶液中添加使二氯化二茂钛和三乙基铝在环己烷中反应得到的溶液,在50℃、50kgf/cm2的氢气压下,进行3小时的氢化反应。相对于嵌段共聚物100份,添加2,6-二-叔丁基儿茶酚0.3份之后,除去溶剂,得到丁二烯部分的氢化率为100%的聚合物C4。
制造例3(聚丙烯树脂接枝共聚物(C5)的制造):
将带有螺旋搅拌桨的不锈钢制高压釜以氮气置换,在氮气流中添加聚丙烯(Japan Polypropylene Corporation制造“NOVATEC PPMA3”(商品名),熔体流动速率11g/10分钟)40份、甲苯140份,将内温升温到120℃,边保持该温度,边搅拌2小时进行溶解操作。此后,将内温降至95℃时,添加苯乙烯42份、丙烯腈18份、作为聚合引发剂的叔丁基过氧化异丙基单碳酸酯0.5份,再次将内温升至120℃,边保持该温度边反应3小时。此后,将内温冷却至100℃,添加十八烷基-3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯酚)-丙酸酯0.2份,将反应混合物从高压釜中取出,进行水蒸气蒸馏,除去未反应单体和溶剂。得到的聚丙烯类树脂接枝共聚物的接枝率为40.8%,极限粘度[η]为0.225dl/g。
制造例4(橡胶强化苯乙烯类树脂(E1)的制造):
在具有搅拌机的玻璃制烧瓶中,在氮气流中添加离子交换水75份、 松脂酸钾0.5份、叔十二烷基硫醇0.1份、聚丁二烯乳胶(平均粒径:2000 凝胶含有率85%)30份(固体成分)、苯乙烯-丁二烯共聚物乳胶(苯乙烯含量25%,平均粒径6000 )10份(固体成分)、苯乙烯15份、丙烯腈5份,边搅拌并使其升温。内温达到45℃时添加在离子交换水20份中溶有焦磷酸钠0.2份、硫酸亚铁7水合物0.01份、葡萄糖0.2份的溶液。此后添加氢过氧化枯烯0.07份,开始聚合。1小时聚合之后,再用3小时连续添加离子交换水50份、松脂酸钾0.7份、苯乙烯30份、丙烯腈10份、叔十二烷基硫醇0.05份、氢过氧化物枯烯0.01份,然后继续聚合1小时后,添加2,2′-亚甲基-双(4-乙基-6-叔丁酚)0.2份,完成聚合。使用硫酸水溶液凝固反应生成物的乳胶,水洗之后使用氢氧化钾水溶液洗净,中和,再水洗后干燥,得到橡胶强化苯乙烯类树脂D1。该产物的接枝率为68%,丙酮可溶成分的极限粘度[η]为0.45dl/g。
制造例5(苯乙烯类树脂(E2)的制造):
连接2个带有螺旋桨和外罩的聚合反应容器,以氮气置换之后,在第一个反应容器中连续添加苯乙烯75份、丙烯腈25份、甲苯20份。连续供给作为分子量调节剂的叔十二烷基硫醇0.12份和甲苯5份的溶液、作为聚合引发剂的1,1′-偶氮(环己烷-1-腈)0.1份和甲苯5份的溶液。控制第一个反应容器的聚合温度在110℃,平均滞留时间2.0小时,聚合转化率达到57%。得到的聚合物溶液,使用在第一个反应容器外部设置的泵,连续取出与苯乙烯、丙烯腈、甲苯、分子量调节剂、聚合引发剂的供给量相同的量,供给第二个反应容器。第二个反应容器的聚合温度为130℃,聚合转化率为75%。第二个反应容器中得到共聚物溶液,使用2螺杆3段带有通风口的挤出机,直接将未反应单体和溶剂挥发,得到极限粘度[η]为0.48的苯乙烯类树脂D2。
<热塑性树脂组合物(1)>
实施例1A~16A和比较例1A~10A:
以表1和表2中记载的配合比例,使用亨舍尔混合机混合后,使用双螺杆挤出机(料筒设定温度210℃)熔融混炼,颗粒化。将得到的颗粒充分干燥后,通过注射成型(料筒设定温度200℃)得到试验片。
评价结果表示在表1和表2中。
从表1和表2记载的结果可以得到以下几点:
(1)实施例1A~7A中,耐冲击性、耐剥离性以及成型品表面外观性优异。与此相比,比较例1A中,因为组分(A)的使用量在本发明的范围外、偏少,成型品表面外观性劣化。比较例2A中,组分(A)的使用量在本发明的范围外、偏多,组分(B)和组分(C)的使用量在本发明的范围外、偏少,耐冲击性劣化。比较例3A中,组分(B)的使用量在本发明的范围外、偏少,耐冲击性、耐剥离性以及成型品表面外观性劣化。比较例4A中,组分(B)的使用量在本发明的范围外、偏多,组分(A)的使用量在本发明的范围外、偏少,耐冲击性劣化。比较例5A中,组分(C)的使用量在本发明的范围外、偏少,耐冲击性、耐剥离性以及成型品表面外观性劣化。比较例6A中,组分(C)的使用量在本发明的范围外、偏多,成型品表面外观性劣化。
(2)实施例8A~16A中,耐冲击性、耐剥离性以及成型品表面外观性优异,与实施例1A~7A相比,通过使用规定量的组分(E),耐冲击性更加优良。与此相比,比较例7A中,组分(A)的使用量在本发明的范围外、偏少,成型品表面外观性劣化。比较例8A中,组分(C)的使用量在本发明的范围外、偏少,耐冲击性、耐剥离性以及成型品表面外观性劣化。比较例9A中,组分(E)的使用量在本发明的范围外、偏多,耐冲击性、耐剥离性以及成型品表面外观性劣化。比较例10A中,组分(B)的使用量在本发明的范围外、偏少,耐冲击性、耐剥离性以及成型品表面外观性劣化。
<具有抗静电性的热塑性树脂组合物(2)>
实施例1B~24B和比较例1B~7B:
按照表3~5所记载的配合比例,使用亨舍尔混合机混合后,使用双螺杆挤出机(料筒设定温度210℃)熔融混炼、颗粒化。将得到的颗粒充分干燥后,利用注射成型机(料筒设定温度200℃),得到用于评价抗静电性、抗静电性的持续性、耐冲击性、耐药性、磨损性的试验片,利用上述的方法进行评价。评价结果表示在表6~8中。
[表6]
[表7]
[表8]
从表3~8记载的结果,可以得到以下结论。即,实施例1B~7B和比较例1B~4B是不含苯乙烯类树脂(E)的树脂组合物的实施例和比较例。这些实施例中,抗静电性、抗静电性的持续性、耐冲击性、耐药性以及磨损性优良。与此相比,比较例1B中,组分(A)的使用量在本发明规定的范围之外、偏多,组分(B)、(C)和(D)的使用量在本发明规定的范围之外、偏少,抗静电性、耐冲击性以及耐药性劣化。比较例2B中,组分(D)的使用量在本发明规定的范围之外、偏少,抗静电性劣化。比较例3B中,组分(D)的使用量在本发明规定的范围之外、偏多,耐冲击性和磨损性劣化。比较例4B中,组分(C)的使用量在本发明规定的范围之外、偏少,耐冲击性、耐药性以及磨损性劣化。
另一方面,实施例8B~24B和比较例5B~7B是含有苯乙烯类树脂(E)的树脂组合物的实施例和比较例。这些实施例中,抗静电性、抗静电性的持续性、耐冲击性、耐药性以及磨损性优良。通过含有苯乙烯类树脂(E),抗静电性和耐冲击性特别优良。比较例5B中,组分(D)的使用量在本发明规定的范围之外、偏少,耐冲击性、耐药性以及磨损性劣化。比较例6B中,组分(D)的使用量在本发明规定的范围之外、偏少,抗静电性劣化。比较例7B中,组分(D)的使用量在本发明规定的范围之外、偏多,耐冲击性和磨损性劣化。
Claims (10)
1.一种热塑性树脂组合物,其特征在于,
含有:脂肪族聚酯(A)5~95质量%;烯烃类树脂(B)4~94质量%;选自以下的(C1)~(C3)中的至少一种芳香族乙烯基类聚合物(C)1~40质量%,其中,组分(A)、组分(B)和组分(C)的合计量为100质量%,
所述芳香族乙烯基类聚合物(C1)是由嵌段共聚物形成的弹性体,该嵌段共聚物含有主要由芳香族乙烯基化合物构成的聚合物嵌段和主要由共轭二烯化合物构成的聚合物嵌段,
所述芳香族乙烯基类聚合物(C2)是将芳香族乙烯基类聚合物(C1)氢化而得到的弹性体,
所述芳香族乙烯基类聚合物(C3)是在烯烃类聚合物的存在下、将含有芳香族乙烯基化合物的乙烯基类单体聚合而得到的接枝共聚物,其中,所述芳香族乙烯基类聚合物(C3)中的烯烃类树脂的含量相对于烯烃类树脂和单体成分的合计100质量%,为20~50质量%,
该热塑性树脂组合物还含有包括以下的(E1)和/或(E2)的苯乙烯类树脂(E),其比例相对于组分(A)~(C)的合计100质量份,为3~100质量份,
所述苯乙烯类树脂(E1)是在橡胶质聚合物的存在下、将含有芳香族乙烯基化合物的乙烯基类单体聚合而得到的橡胶强化苯乙烯类树脂,其中,所述橡胶质聚合物不包括芳香族乙烯基类聚合物(C1)和(C2),
所述苯乙烯类树脂(E2)是在所述橡胶质聚合物不存在下、将含有芳香族乙烯基化合物的乙烯基类单体(共)聚合而得到的苯乙烯类树脂,
所述烯烃类树脂(B)由乙烯、α-烯烃、环状烯烃中的至少一种构成。
2.如权利要求1所述的热塑性树脂组合物,其特征在于:脂肪族聚酯(A)是聚乳酸类树脂。
3.如权利要求1所述的热塑性树脂组合物,其特征在于:脂肪族聚酯(A)是主要由1,4-丁二醇和琥珀酸得到的脂肪族聚酯。
4.如权利要求3所述的热塑性树脂组合物,其特征在于:
脂肪族聚酯(A)是将乳酸作为其它成分进行共聚得到的脂肪族聚酯共聚物。
5.一种树脂成型品,其特征在于:
其为由权利要求1~4中任一项所述的热塑性树脂组合物而形成的。
6.一种抗静电性树脂组合物,其特征在于,
含有:脂肪族聚酯(A)10~90质量%;烯烃类树脂(B)4~80质量%;选自以下的(C1)~(C3)中的至少一种芳香族乙烯基类聚合物(C)3~40质量%;具有选自聚酰胺、聚酯和聚烯烃中的至少一种的嵌段(D1)和亲水性聚合物嵌段(D2)的嵌段共聚物(D)3~50质量%,其中,组分(A)、组分(B)、组分(C)和组分(D)的合计为100质量%,
所述芳香族乙烯基类聚合物(C1)是由嵌段共聚物形成的弹性体,该嵌段共聚物含有主要由芳香族乙烯基化合物构成的聚合物嵌段和主要由共轭二烯化合物构成的聚合物嵌段,
所述芳香族乙烯基类聚合物(C2)是将芳香族乙烯基类聚合物(C1)氢化而得到的弹性体,
所述芳香族乙烯基类聚合物(C3)是在烯烃类聚合物的存在下、将含有芳香族乙烯基化合物的乙烯基类单体聚合而得到的接枝共聚物,其中,所述芳香族乙烯基类聚合物(C3)中的烯烃类树脂的含量相对于烯烃类树脂和单体成分的合计100质量%,为20~50质量%,
该抗静电性树脂组合物还含有包括以下的(E1)和/或(E2)的苯乙烯类树脂(E),其比例相对于组分(A)~(D)的合计100质量份,为5~100质量份,
所述苯乙烯类树脂(E1)是在橡胶质聚合物的存在下、将含有芳香族乙烯基化合物的乙烯基类单体聚合而得到的橡胶强化苯乙烯类树脂,其中,所述橡胶质聚合物不包括芳香族乙烯基类聚合物(C1)和(C2),
所述苯乙烯类树脂(E2)是在所述橡胶质聚合物不存在下、将含有芳香族乙烯基化合物的乙烯基类单体(共)聚合而得到的苯乙烯类树脂,
所述烯烃类树脂(B)由乙烯、α-烯烃、环状烯烃中的至少一种构成。
7.如权利要求6所述的抗静电性树脂组合物,其特征在于:脂肪族聚酯(A)是聚乳酸类树脂。
8.如权利要求6所述的抗静电性树脂组合物,其特征在于:脂肪族聚酯(A)是主要由1,4-丁二醇和琥珀酸得到的脂肪族聚酯。
9.如权利要求8所述的抗静电性树脂组合物,其特征在于:
脂肪族聚酯(A)是将乳酸作为其它成分进行共聚得到的脂肪族聚酯共聚物。
10.一种树脂成型品,其特征在于:
其为由权利要求6~9中任一项所述的抗静电性树脂组合物而形成的。
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