CN102918116B - 用于熔融工艺的树脂共混物,树脂粒和使用它们制备树脂制品的方法 - Google Patents

用于熔融工艺的树脂共混物,树脂粒和使用它们制备树脂制品的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了用于熔融工艺的树脂共混物、树脂粒和使用它们制备树脂制品的方法。所述树脂共混物可以包括第一树脂和第二树脂,所述第二树脂与所述第一树脂的溶解度参数差在25℃为0.001至10.0(J/cm3)1/2。所述树脂共混物可以改善树脂制品的机械和表面特性。此外,因为制造树脂制品不需要涂布或电镀,所以能够降低制造时间和/或成本,并且能够提高生产率。

Description

用于熔融工艺的树脂共混物,树脂粒和使用它们制备树脂制品的方法
技术领域
本发明涉及用于熔融工艺的树脂共混物(resinblend)和使用该树脂共混物制造树脂制品的方法,更具体而言,涉及用于熔融工艺的树脂共混物和使用该树脂共混物制造树脂制品的方法,所述树脂共混物可以改善树脂制品的机械和表面特性并增加制造效率,例如,减少加工时间、增加生产率以及降低制造成本,而不需要使用额外的表面涂层。
背景技术
由于树脂优异的可加工性和例如拉伸强度、弹性模量、耐热性和抗冲击性等的性质,它们被用于多种用途,例如汽车零件、头盔、电子装置零件、纺纱机零件、玩具或管道。
特别是,因为直接与人体接触,所以用于家居室内装饰配件(homeinterioraccessories)、汽车零件和玩具的树脂要求是环境友好的,并且具有优异的耐划伤性。但是,当暴露于外部环境中一段时间后,树脂通常被空气中的氧、臭氧和光降解,并且颜色容易发生变化。因此,树脂在耐候性和强度方面变得非常差,并且容易破碎。由于这个原因,通常使用通过应用额外的涂布或电镀工艺来补偿树脂的缺点并改善表面特性的方法。但是,这样的涂布或电镀工艺会劣化树脂制备工艺的效率和经济可行性,或者在树脂产品的加工或处理过程中产生有毒物质。
因此,人们已经提出了多种不使用涂布或电镀工艺的方法来改善塑性树脂的特性,例如耐划伤性、耐热性和耐候性。例如,有人提出向树脂中添加无机粒子的方法来改善树脂的物理性质,例如耐磨性和硬度。但是,该方法会劣化树脂的可加工性、冲击强度和亮度特性。虽然还有人提出另外添加具有优异的耐划伤性或耐热性的树脂来改善塑性树脂的表面特性的方法,但是根据该方法,在注塑产品以后需要额外的工艺(例如固化工艺),并且例如耐候性、耐热性和耐划伤性的物理性质可能没有提高至产品所要求的程度。
由于这些原因,对在不需要使用涂布或电镀塑性树脂的情况下增加工艺的效率和经济可行性并且改善制品的机械和表面特性的方法存在需求。
发明内容
技术问题
本发明提供了用于熔融工艺的树脂共混物。该树脂共混物在例如挤出或注射模塑等熔融工艺中可以改善树脂制品的机械和表面特性。此外,因为制造树脂制品不需要涂布或电镀,所以能够降低制造时间和/或制造成本,并且能够提高生产率。
本发明还提供了利用所述用于熔融工艺的树脂共混物的树脂粒(pellet)。
本发明还提供了使用所述用于熔融工艺的树脂共混物或所述树脂粒制造树脂制品的方法。
技术方案
在一个实施方案中,用于熔融工艺的树脂共混物包括:第一树脂;和第二树脂,在25℃所述第二树脂与所述第一树脂的溶解度参数差为0.001至10(J/cm3)1/2
在另一个实施方案中,树脂粒包括:包含第一树脂的核;和包含第二树脂的壳,在25℃所述第二树脂与所述第一树脂的溶解度参数差为0.001至10(J/cm3)1/2
在另一个实施方案中,制备树脂制品的方法包括使所述树脂共混物熔融以形成熔体共混物和对该熔体共混物进行加工。
下面将详细描述根据本发明实施方案的用于熔融工艺的树脂共混物、树脂粒和使用它们制造树脂制品的方法。
在本发明中,共混物可以是第一树脂和第二树脂均匀共混在一种基质中的共混物,或者是由第一树脂组成的树脂粒和由第二树脂组成的树脂粒均匀共混的共混物。第一树脂和第二树脂均匀共混在一种基质中的共混物指的是第一和第二树脂均匀共混在一种树脂粒中,并因此以组合物的类型存在。
熔融工艺或熔体加工可以指在树脂共混物的熔融温度(Tm)或更高温度下使树脂共混物熔融以形成熔体共混物并使用该熔体共混物形成所需产品的工艺。例如,熔融工艺可以包括注塑、挤出、纤维纺丝和发泡等。
层分离或分层可以指基本上由一种树脂形成的一个层设置或排列在基本上由另一种树脂形成的另一层上。基本上由一种树脂形成的层可以指在整个层中连续地存在一种类型的树脂,而没有在该层中形成海-岛结构。海-岛结构可以指相分离的树脂部分地分布在整个树脂共混物中。此外,“基本上由…形成”可以指在层中存在一种树脂或一种树脂的含量丰富。在层分离中,两个层可以是分开的,或当必要时,三个或更多个层可以是分开的。
本发明人发现,在包含第一树脂和第二树脂的用于熔融工艺的树脂共混物中,当使用具有不同物理性质的第一树脂和第二树脂时会观察到层分离,并且在挤出或注塑工艺过程中或之后不使用额外工艺的情况下,使用所述层分离选择性地包覆树脂粒或树脂制品的表面,由此完成了本发明。特别地,因为第二树脂与第一树脂相比具有不同的物理性质,例如更高的疏水性,所以在例如挤出或注塑的熔融工艺中可以容易地进行层分离,并且所述第二树脂会构成要模塑的树脂粒的表层或树脂制品的表层。
因此,当使用所述用于熔融工艺的树脂共混物时,在不使用额外涂布工艺的情况下可以获得具有优异的机械和表面特性的树脂制品。通常,为了从模具中容易地取出树脂制品,已经简单地使用低粘度溶剂。另一方面,所述用于熔融工艺的树脂共混物可以利用第二树脂的分子量分布以及第一和第二树脂之间物理性质的差异使得树脂发生层分离,并改善树脂制品的表面和机械特性。
所述树脂共混物的层分离可以由第一和第二树脂之间物理性质的差异和/或第二树脂的分子量分布导致。这里,不同的物理性质可以包括,例如,表面能、熔体粘度、玻璃化转变温度和溶解度参数。
在一个实施方案中,用于熔融工艺的树脂共混物包括:第一树脂;和第二树脂,在25℃所述第二树脂与所述第一树脂的表面能差为0.1至35mN/m。
在25℃第一和第二树脂之间的表面能差可以为0.1至35mN/m,优选为1至30mN/m,更优选为1至20mN/m。在所述树脂共混物的情况中,在熔融工艺后,将熔融加工后的树脂共混物暴露于环境空气中。此时,所述树脂共混物具有移动性。所以,可以将第二树脂设置在邻近环境空气的位置以形成树脂制品的表面层,因为与第一树脂相比,表面能较小的第二树脂可以具有疏水性,并且移动以与环境空气接触。因此,当表面能差非常小时,因为在熔融状态混合物中的第二树脂难以穿过树脂共混物的聚合物基质,所以熔融加工后的树脂共混物不容易发生层分离。另外,当表面能差非常大时,第一和第二树脂不能彼此粘附,并因此可能脱离开。
在另一个实施方案中,用于熔融工艺的树脂共混物包括:第一树脂;和第二树脂,在100至1000s-1的剪切速率和该树脂共混物的加工温度下所述第二树脂与所述第一树脂的熔体粘度差为0.1至3000pa*s。
在100至1000s-1的剪切速率和所述树脂共混物的加工温度下,所述第一树脂和所述第二树脂之间的熔体粘度差可以为0.1至3000pa*s,优选为1至2000pa*s,更优选为1至1000pa*s。当熔体粘度差非常小时,树脂共混物的层分离不能容易地发生,因为第一树脂容易与第二树脂混合。当熔体粘度差非常大时,第一和第二树脂不能彼此粘附,并因此可能脱离开。
熔体粘度可以使用毛细管流量计测量,并且是指在预定加工温度和剪切速率(/s)下的剪切粘度(Pa*s)。
剪切速率为当加工树脂共混物时施加的剪切速率,并且可以根据加工方法进行控制。
所述加工温度是对树脂共混物进行加工的温度。例如,当对树脂共混物进行例如挤出或注塑的加工时,加工温度为进行挤出或注塑的温度。加工温度可以根据进行挤出或注塑的树脂进行控制。例如,包含由ABS树脂组成的第一树脂和通过聚合基于甲基丙烯酸甲酯的单体获得的第二树脂的树脂共混物的加工温度可以是210至240℃。
在又一个实施方案中,用于熔融工艺的树脂共混物包括:第一树脂;和第二树脂,在25℃所述第二树脂与所述第一树脂的溶解度参数差为0.001至10.0(J/cm3)1/2
在25℃所述第一树脂和所述第二树脂之间的溶解度参数差为0.001至10.0(J/cm3)1/2,优选为0.01至5.0(J/cm3)1/2,更优选为0.01至3.0(J/cm3)1/2。溶解度参数是树脂的固有特性,显示根据各个树脂分子的极性的溶解能力,并且各个树脂的溶解度参数通常是已知的。当溶解度参数差非常小时,树脂共混物的层分离不能容易地发生,因为第一树脂容易与第二树脂混合。当溶解度参数差非常大时,第一和第二树脂不能彼此粘附,并因此可能脱离开。
所述第二树脂的分子量分布(PDI)为1至2.5,优选为1至2.3。
当第二树脂的分子量分布大于2.5时,第二树脂的低分子量部分导致第一树脂容易与第二树脂混合,或者第二树脂的高分子量部分导致熔融状态混合物中的第二树脂的移动性降低,难以发生层分离。
在本发明中,所述用于熔融工艺的树脂共混物中的第二树脂的重均分子量(Mw)为30,000至200,000,优选为50,000至150,000。
当上述重均分子量小于30,000时,第一树脂容易与第二树脂混合,而当上述重均分子量大于200,000时,第二树脂的移动性降低,并因此难以发生层分离。
同时,所述第一树脂主要确定所需树脂制品的物理性质,并且可以根据所需树脂制品的种类和工艺条件进行选择。作为第一树脂,可以使用合成树脂而没有限制,但是可以包括基于苯乙烯的树脂,例如基于丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)的树脂、基于聚苯乙烯的树脂、基于丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)的树脂或基于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的树脂;基于聚烯烃的树脂,例如基于高密度聚乙烯的树脂、基于低密度聚乙烯的树脂或基于聚丙烯的树脂;热塑性弹性体,例如基于酯的热塑性弹性体或基于烯烃的热塑性弹性体;基于聚氧化烯的树脂,例如基于聚甲醛的树脂或基于聚氧乙烯的树脂;基于聚酯的树脂,例如基于聚对苯二甲酸乙二醇酯的树脂或基于聚对苯二甲酸丁二醇酯的树脂;基于聚氯乙烯的树脂;基于聚碳酸酯的树脂;基于聚苯硫醚的树脂;基于乙烯醇的树脂;基于聚酰胺的树脂;基于丙烯酸酯的树脂;工程塑料;或其共聚物或混合物。
所述第二树脂如上所述显示与第一树脂在物理性质方面的差异,并且可以进行选择以为树脂制品的表面提供特殊功能。对功能的种类没有特别限制。例如第二树脂的具体实例可以包括耐磨树脂、防沾污树脂、耐指纹树脂、有色树脂、珠光树脂、高光泽树脂、无光泽树脂、阻隔树脂或其混合物。
所述第二树脂可以具有热固化官能团和UV固化官能团之一或两者。当第二树脂中包括热固化官能团时,由于在挤出或注塑中形成的交联而会导致发生层分离并增加硬度。
所述第二树脂的更具体实例可以包括基于(甲基)丙烯酸酯的树脂、基于环氧的树脂、基于氧杂环丁烷的树脂、基于异氰酸酯的树脂、基于硅的树脂、基于氟的树脂及其共聚物或混合物。
所述基于(甲基)丙烯酸酯的树脂是通过使作为主要成分的丙烯酰基或甲基丙烯酰基单体聚合形成的树脂,所述丙烯酰基或甲基丙烯酰基单体可以包括但不限于:甲基丙烯酸烷基酯,例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸月桂酯或甲基丙烯酸十八酯;丙烯酸烷基酯,例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸月桂酯或丙烯酸十八酯;或(甲基)丙烯酸缩水甘油酯,例如甲基丙烯酸缩水甘油酯或丙烯酸缩水甘油酯。
所述基于环氧的树脂是含有环氧基团的树脂,并且可以是但不限于双酚型,例如双酚A、双酚F、双酚S或其加氢加合物(hydroadditive);酚醛型,例如苯酚酚醛树脂或甲酚酚醛树脂;含氮环型,例如异氰脲酸三缩水甘油酯或乙内酰脲;脂环型;脂族型;芳族型,例如萘或联苯;缩水甘油基型,例如缩水甘油醚、缩水甘油胺或缩水甘油酯;二环型,例如二环戊二烯;酯型;或醚酯型。
所述基于氧杂环丁烷的树脂是通过使具有至少一个氧杂环丁烷环的氧杂环丁烷单体聚合形成的有机化合物,并且可以是但不限于1,4-双[(3-乙基-3-氧杂环丁基甲氧基)甲基]苯,二[1-乙基(3-氧杂环丁基)]甲基醚,或聚氧杂环丁烷化合物,例如苯酚酚醛氧杂环丁烷(phenolnovolacoxetane)、对苯二甲酸酯二氧杂环丁烷(terephthalatebisoxetane)或亚联苯基二氧杂环丁烷(biphenylenebisoxetane)。
所述基于异氰酸酯的树脂可以是含有异氰酸酯基的树脂,并且可以是但不限于二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)。
所述基于硅的树脂为包含由硅氧烷键(其为硅-氧键)连接的主链的树脂,并且可以是但不限于聚二甲基硅氧烷(PDMS)。
所述基于氟的树脂为含有氟原子的树脂,并且可以是但不限于聚四氟乙烯(PTFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、聚偏1,1-二氟乙烯(PVDF)或聚氟乙烯(PVF)。
基于100重量份的第一树脂,所述用于熔融工艺的树脂共混物包含第二树脂的量可以为0.1至50重量份,优选为1至20重量份。
基于100重量份的第一树脂,当包含第二树脂的量小于0.1重量份时,不发生层分离。当包含第二树脂的量大于50重量份时,由于第二树脂的高成本导致树脂制品的制造成本增加。
所述用于熔融工艺的树脂共混物可以制备成树脂粒。使用该树脂共混物制备的树脂粒可以具有如下结构:第一树脂可以设置在树脂粒的中间,而第二树脂可以是与第一树脂层分离的,并设置成包围第一树脂并形成树脂粒的壳。
根据本发明的一个示例性实施方案,可以提供一种树脂粒,该树脂粒包括:包含第一树脂的核;和包含第二树脂的壳,在25℃所述第二树脂与所述第一树脂的表面能差为0.1至35mN/m。
根据本发明的另一个示例性实施方案,可以提供一种树脂粒,该树脂粒包括:包含第一树脂的核;和包含第二树脂的壳,在100至1000s-1的剪切速率和该树脂粒的加工温度下所述第二树脂与所述第一树脂的熔体粘度差为0.1至3000pa*s。
根据本发明的又一个示例性实施方案,可以提供一种树脂粒,该树脂粒包括:包含第一树脂的核;和包含第二树脂的壳,在25℃所述第二树脂与所述第一树脂的溶解度参数差为0.001至10.0(J/cm3)1/2
已经详细地描述了第一和第二树脂,因此将省略更详细的描述。
同时,根据本发明的另一个示例性实施方案,可以提供一种制备树脂制品的方法,该方法包括:使所述用于熔融工艺的树脂共混物熔融以形成熔体共混物;和对该熔体共混物进行加工。
如上所述,因为与第一树脂相比,第二树脂具有不同的物理性质,例如更高的疏水性,所以在所述树脂共混物的挤出或注塑过程中会发生层分离,并且由于该层分离,树脂粒或树脂制品的表面会被选择性地包覆而不需要额外的工艺。
此外,所述熔融工艺可以在剪切应力下进行,并且可以包括但不限于注塑和挤出。
可以通过挤出将所述用于熔融工艺的树脂共混物制备成树脂粒。另外,可以通过挤出将所述树脂共混物制备成树脂粒,然后通过例如注塑的熔融工艺加工成树脂制品。或者,可以通过注塑将所述树脂共混物直接制备成树脂制品。根据在所述树脂共混物的挤出或注塑中使用的第一和第二树脂的种类,可以改变要施加的温度。
所述制备树脂制品的方法可以还包括对通过熔融加工所述树脂共混物得到的产品(即由所述树脂共混物获得的熔融加工产品)进行固化。在例如挤出或注塑的工艺后,可以还进行热固化和紫外(UV)固化之一或两者。在必要时,可以在所述工艺后进行化学处理。
同时,所述制备树脂制品的方法可以还包括在对所述用于熔融工艺的树脂共混物进行挤出或注塑之前制备第二树脂。作为制备第二树脂的实例,有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合或乳液聚合。
在悬浮聚合方法中,第二树脂可以如下制备:将单体分散在反应介质中,在反应溶剂中加入并混合添加剂(例如链转移剂、引发剂和分散稳定剂),并在40℃或更高的温度下使该混合物聚合。所述单体为选自耐磨树脂、防沾污树脂、耐指纹树脂、有色树脂、珠光树脂、高光泽树脂、无光泽树脂和阻隔树脂中的至少一种树脂的单体。
所述选自耐磨树脂、防沾污树脂、耐指纹树脂、有色树脂、珠光树脂、高光泽树脂、无光泽树脂和阻隔树脂中的至少一种树脂的单体的实例可以包括基于(甲基)丙烯酸酯的树脂、基于环氧的树脂、基于氧杂环丁烷的树脂、基于异氰酸酯的树脂、基于硅的树脂、基于氟的树脂及其共聚物。
所述反应介质可以是已知常规用于制备合成树脂、聚合物或共聚物的任意一种介质而没有限制。该反应介质的实例可以是蒸馏水。
所述可以加到反应溶剂中的链转移剂可以是但不限于:烷基硫醇,例如正丁基硫醇、正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇或异丙基硫醇;芳基硫醇;卤素化合物,例如酮四氯化物;或芳族化合物,例如α-甲基苯乙烯二聚物或α-乙基苯乙烯二聚物。
所述引发剂为聚合引发剂,其可以是但不限于:过氧化物,例如辛酰基过氧化物、癸酰基过氧化物或月桂基过氧化物;或偶氮类化合物,例如偶氮二异丁腈或偶氮二(2,4-二甲基)戊腈。
所述反应介质中可以包含的分散稳定剂可以是但不限于:有机分散剂,例如聚乙烯醇、聚烯烃-马来酸或纤维素;或无机分散剂,例如磷酸三钙。
上面已经详细地描述了第一和第二树脂,因此将省略对它们的进一步描述。
有益效果
根据本发明,可以提供用于熔融工艺的树脂共混物、树脂粒和使用它们制备树脂制品的方法。所述树脂共混物可以改善树脂制品的机械和表面特性。此外,因为制造树脂制品不需要额外的涂布,所以能够降低制造时间和/或成本,并且能够提高生产率
附图说明
图1为图示根据实施例1制备的分层制品的横截面视图的SEM图像。
具体实施方式
将参照下面的实施例详细地描述本发明。但是,本发明并不限于下面的实施例。
实验例1:表面能的测量
根据Owens-Wendt-Rabel-Kaelble(OWRK)方法,使用液滴形状分析仪(Kruss,DSA100)测量由实施例1至4和比较例3至7获得的第二树脂和第一树脂以及由比较例1和2获得的样品的表面能。
更具体而言,将所述第二树脂、第一树脂或样品溶解在甲基乙基酮溶剂中以具有15wt%的浓度,然后利用棒涂法涂布在LCD玻璃上。在60℃的烘箱中将涂布后的LCD玻璃预干燥2分钟,然后在90℃干燥1分钟。
在干燥(或固化)后,在25℃将去离子水和二碘甲烷分别滴在经涂覆的表面上10次,以得到接触角的平均值,然后通过将数值代入OWRK方法中计算表面能。
实验例2:熔体粘度的测量
使用毛细管流变仪1501(Gottfert)测量由实施例1至4和比较例3至7获得的第二树脂、由实施例获得的第一树脂以及由比较例1和2获得的样品的熔体粘度。
更具体而言,在将毛细管模头(capillarydie)连接到圆筒上以后,将所述第二树脂、第一树脂或样品分成3份放入圆筒中。在240℃的操作温度下测量根据100至1000s-1剪切速率的剪切粘度(pa*s)。
实验例3:溶解度参数的测量
虽然有几种测量和计算溶解度参数的方法,但是在下面的实施例和比较例中,使用已知的方法,即VanKrevelen法[参考Bicerano,J.,PredictionofPolymerProperties,第三版,MarcelDekkerInc.,纽约(2002),其公开内容通过引用全部并入本文],在25℃计算溶解度参数。根据VanKrevelen法,溶解度参数使用基团贡献理论(groupcontributiontheory)来计算,并如下面的公式所定义:
在上述公式中,Ecoh为内聚能,V是分子体积,ecoh为内聚能密度。内聚能(Ecoh)如下定义:
Ecoh=10570.9×(0χv-0χ)+9072.8×(2×1χ-1χv)+1018.2×NVKH
在上述公式中,0X、1X、0Xv1Xv为连接性指数,NVKH为关联项(correlationterm)。根据公开文献[Bicerano,J.,PredictionofPolymerProperties,第三版,MarcelDekkerInc.,纽约(2002)]计算各个变量。
实验例4:横截面特征的观察
在实施例和比较实施例中制备的样品经受低温冲击测试。然后,使用THF蒸汽对样品的断裂面进行蚀刻,并使用SEM观察层分离的横截面。所观察到的横截面特征显示在图1中。
实验例5:测量铅笔硬度的实验
使用铅笔硬度测试仪(ChungbukTech)在500g的固定负荷下测量实施例和比较实施例中样品的铅笔硬度。用标准铅笔(Mitsubishi;6B至9H级)以45度固定角度在样品表面上制造划痕,由此观察表面的变化率(ASTM3363)。铅笔硬度的值为由进行5次测试得到的结果的平均值。
实验例6:分子量分布(PDI)的测量
在下面条件下使用凝胶色谱法(GPC)测量分子量分布:
仪器:由AgilentTechnologies生产的1200系列
色谱柱:由PolymerLaboratories生产的2PLgelmixedBs
溶剂:THF
柱温:40℃
样品浓度:1mg/mL,100L进样
标准品:聚苯乙烯(Mp:3900000,723000,316500,52200,31400,7200,3940或485)
使用由AgilentTechnologies提供的化学工作站(ChemStataion)作为分析程序,并使用凝胶渗透色谱法(GPC)测量重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn),然后由公式Mw/Mn计算分子量分布。
实施例1
(1)第二树脂的制备
将1500g蒸馏水和4g作为分散剂的2%聚乙烯醇水溶液放入3升反应器中并溶解。随后,再向其中加入560g甲基丙烯酸甲酯、240g甲基丙烯酸缩水甘油酯、2.4g作为链转移剂的正十二烷基硫醇和2.4g作为引发剂的偶氮二异丁腈,并在400rpm搅拌下混合。使混合物在60℃进行聚合反应3小时,然后冷却至30℃,由此获得珠型第二树脂-1。然后,将第二树脂-1用蒸馏水洗涤三次,在烘箱中脱水并干燥。
(2)树脂共混物和使用该树脂共混物的树脂制品的制备
在将90重量份的第一树脂-1(由60wt%的甲基丙烯酸甲酯、7wt%的丙烯腈、10wt%的丁二烯和23wt%的苯乙烯组成的热塑性树脂)与10重量份的第二树脂-1共混之后,使用双螺杆挤出机(leistritz)在240℃挤出该共混物,由此得到树脂粒。然后,使用EC100Ф30注塑机(ENGEL)在240℃对上述树脂粒进行注塑,由此得到样品1。
(3)样品物理性质的测量
作为第一树脂-1和第二树脂-1的物理性质的测量结果,显示表面能差为6.4mN/m,熔体粘度差为180pa*s,溶解度参数差为0.5(J/cm3)1/2,由GPC得到的第二树脂的重均分子量为100K,且第二树脂的分子量分布为2.1。另外,样品1的铅笔硬度为2H,且发生了层分离。
实施例2
(1)第二树脂的制备
将1500g蒸馏水和4g作为分散剂的2%聚乙烯醇水溶液放入3升反应器中并溶解。随后,再向其中加入760g甲基丙烯酸甲酯、40g甲基丙烯酸全氟己基乙酯、2.4g作为链转移剂的正十二烷基硫醇和2.4g作为引发剂的偶氮二异丁腈,并在400rpm搅拌下混合。使混合物在60℃进行聚合反应3小时,然后冷却至30℃,由此获得珠型第二树脂-2。然后,将第二树脂-2用蒸馏水洗涤三次,在烘箱中脱水并干燥。
(2)树脂共混物和使用该树脂共混物的树脂制品的制备
除了使用10重量份的第二树脂-2代替10重量份的第二树脂-1以外,用与实施例1相同的方法制备样品2。
(3)样品物理性质的测量
作为第一树脂-1和第二树脂-2的物理性质的测量结果,显示表面能差为4.2mN/m,熔体粘度差为250pa*s,溶解度参数差为0.2(J/cm3)1/2,由GPC得到的第二树脂的重均分子量为100K,且第二树脂的分子量分布为2.0。另外,样品2的铅笔硬度为2H,且发生了层分离。
实施例3
(1)第二树脂的制备
除了将560g甲基丙烯酸甲酯和240g甲基丙烯酸叔丁酯、2.4g作为链转移剂的正十二烷基硫醇和3.2g作为引发剂的偶氮二异丁腈加入反应器中以外,以与实施例1中描述的相同方法制备第二树脂-3。
(2)树脂共混物和使用该树脂共混物的树脂制品的制备
除了使用10重量份的第二树脂-3代替10重量份的第二树脂-1以外,用与实施例1相同的方法制备样品3。
(3)样品物理性质的测量
作为第一树脂-1和第二树脂-3的物理性质的测量结果,显示表面能差为1.1mN/m,熔体粘度差为360pa*s,溶解度参数差为0.7(J/cm3)1/2,由GPC得到的第二树脂的重均分子量为80K,且第二树脂的分子量分布为1.9。另外,样品3的铅笔硬度为2H,且发生了层分离。
实施例4
(1)第二树脂的制备
使用实施例1的第二树脂-1。
(2)树脂共混物和使用该树脂共混物的树脂制品的制备
除了使用90重量份的第一树脂-2(由21wt%的丙烯腈、15wt%的丁二烯和64wt%的苯乙烯组成的热塑性树脂)代替90重量份的第一树脂-1以外,以与实施例1中所述的相同方法制备样品4。
(3)样品物理性质的测量
作为第一树脂-2和第二树脂-1的物理性质的测量结果,显示表面能差为6.1mN/m,熔体粘度差为120pa*s,溶解度参数差为0.7(J/cm3)1/2,由GPC得到的第二树脂的重均分子量为100K,且第二树脂的分子量分布为2.1。另外,样品4的铅笔硬度为HB,且发生了层分离。
比较例1
仅用实施例1的第一树脂-1制备比较例1。具体地,使用双螺杆挤出机(leistritz)在240℃挤出100重量份的第一树脂-1,由此得到树脂粒。然后,使用EC100Ф30注塑机(ENGEL)在240℃对上述树脂粒进行注塑,由此得到样品5。
作为测量样品5的物理性质得到的结果,铅笔硬度为F,且没有观察到层分离。
比较例2
使用双螺杆挤出机(leistritz)在240℃挤出100重量份的第一树脂-2,由此得到树脂粒。然后,使用EC100Ф30注塑机(ENGEL)在240℃对上述树脂粒进行注塑,由此得到样品6。
作为测量样品6的物理性质得到的结果,铅笔硬度为2B,且没有观察到层分离。
比较例3
(1)第二树脂的制备
将1500g蒸馏水和4g作为分散剂的2%聚乙烯醇水溶液放入3升反应器中并溶解。随后,再向其中加入40g甲基丙烯酸甲酯、760g甲基丙烯酸全氟己基乙酯、2.4g作为链转移剂的正十二烷基硫醇和2.4g作为引发剂的偶氮二异丁腈,并在400rpm搅拌下混合。使混合物在60℃进行聚合反应3小时,然后冷却至30℃,由此获得珠型第二树脂-4。然后,将第二树脂-4用蒸馏水洗涤三次,在烘箱中脱水并干燥。
(2)树脂共混物和使用该树脂共混物的树脂制品的制备
除了使用10重量份的第二树脂-4代替10重量份的第二树脂-1以外,用与实施例1中所述的相同方法制备样品7。
(3)样品物理性质的测量
作为测量第一树脂-1和第二树脂-4的物理性质的测量结果,显示表面能差为37mN/m,熔体粘度差为375pa*s,溶解度参数差为3.5(J/cm3)1/2,由GPC得到的第二树脂的重均分子量为100K,且第二树脂的分子量分布为2.1。另外,样品7中发生第一树脂和第二树脂之间的脱离,因此没有测量铅笔硬度。
比较例4
(1)第二树脂的制备
除了使用0.8g正十二烷基硫醇和1.6g偶氮二异丁腈代替2.4g正十二烷基硫醇和2.4g偶氮二异丁腈以外,以与实施例1中描述的相同方法制备第二树脂-5。
(2)树脂共混物和使用该树脂共混物的树脂制品的制备
除了使用10重量份的第二树脂-5代替10重量份的第二树脂-1以外,用与实施例1相同的方法制备厚度为3200μm的样品8。
(3)样品物理性质的测量
作为第一树脂-1和第二树脂-5的物理性质的测量结果,显示表面能差为6.3mN/m,熔体粘度差为1090pa*s,溶解度参数差为0.5(J/cm3)1/2,由GPC得到的第二树脂的重均分子量为205K,且第二树脂的分子量分布为3.3。另外,样品8的铅笔硬度为H,部分观察到了层分离,且分离层的厚度有些部分不均匀。
比较例5
(1)第二树脂的制备
除了使用4.8g正十二烷基硫醇和2.4g偶氮二异丁腈代替2.4g正十二烷基硫醇和3.2g偶氮二异丁腈以外,以与实施例3中描述的相同方法制备第二树脂-6。
(2)树脂共混物和使用该树脂共混物的树脂制品的制备
除了使用10重量份的第二树脂-6代替10重量份的第二树脂-3以外,用与实施例3中描述的相同方法制备厚度为3200μm的样品9。
(3)样品物理性质的测量
作为第一树脂-1和第二树脂-6的物理性质的测量结果,显示表面能差为1mN/m,熔体粘度差为610pa*s,溶解度参数差为0.7(J/cm3)1/2,第二树脂的重均分子量为42K,且第二树脂的分子量分布为3.2。另外,样品9的铅笔硬度为F,且没有观察到层分离。
比较例6
(1)第二树脂的制备
除了使用0.5g正十二烷基硫醇和1.6g偶氮二异丁腈代替2.4g正十二烷基硫醇和3.2g偶氮二异丁腈以外,以与实施例3中描述的相同方法制备第二树脂-7。
(2)树脂共混物和使用该树脂共混物的树脂制品的制备
除了使用10重量份的第二树脂-7代替10重量份的第二树脂-3以外,用与实施例3中描述的相同方法制备厚度为3200μm的样品10。
(3)样品物理性质的测量
作为第一树脂-1和第二树脂-7的物理性质的测量结果,显示表面能差为1mN/m,熔体粘度差为1390pa*s,溶解度参数差为0.7(J/cm3)1/2,第二树脂的重均分子量为245K,且第二树脂的分子量分布为5.3。另外,样品10的铅笔硬度为F,且没有观察到层分离。
比较例7
(1)第二树脂的制备
除了使用0.4g正十二烷基硫醇和1.1g偶氮二异丁腈代替2.4g正十二烷基硫醇和3.2g偶氮二异丁腈以外,以与实施例3中描述的相同方法制备第二树脂-8。
(2)树脂共混物和使用该树脂共混物的树脂制品的制备
除了使用10重量份的第二树脂-8代替10重量份的第二树脂-3以外,用与实施例3中描述的相同方法制备厚度为3200μm的样品11。
(3)样品物理性质的测量
作为第一树脂-1和第二树脂-8的物理性质的测量结果,显示表面能差为1mN/m,熔体粘度差为2200pa*s,溶解度参数差为0.7(J/cm3)1/2,第二树脂的重均分子量为320K,且第二树脂的分子量分布为5.2。另外,样品11的铅笔硬度为F,且没有观察到层分离。
如实施例和比较例中所示,在使用表面能、熔体粘度或溶解度参数具有所述差值的第一树脂和第二树脂的实施例1至4中观察到了层分离。还观察到,根据实施例1至4制备的树脂制品具有由第一树脂形成的层,中间层和由第二树脂形成的层。
因为第二树脂层在所述树脂制品的表面上形成,所以该树脂制品具有改善的表面特性。具体而言,已证实使用由基于甲基丙烯酸甲酯的单体聚合的第二树脂的实施例1至4,由于HB或更高的高铅笔硬度而能够显现出优异的耐划伤性。
相反,(比较实施例1和2的)仅使用第一树脂制备的树脂模制品没有分离层并具有低的表面铅笔硬度。因此,为了将比较实施例1和2中得到的树脂制品用于汽车零件或电子装置零件,需要涂布工艺来改善表面特性。
同时,当第二树脂层和第一树脂层之间的表面能差大于35mN/m时(在对比例3中),第一树脂没有粘附到第二树脂上,且这两种树脂彼此脱离开。因此,可以理解的是,只有当象实施例1至4中那样第一树脂和第二树脂具有特定表面能差(在25℃)时,才能在树脂制品中发生层分离。
另外,从比较实施例4至7中可以理解的是,只有当第二树脂具有如上所述的重均分子量和分子量分布时才能观察到层分离。

Claims (11)

1.用于剪切应力下的熔融工艺的树脂共混物,其包含:
由ABS树脂组成的第一树脂;和
通过聚合基于甲基丙烯酸甲酯的单体获得的第二树脂,所述第二树脂与所述第一树脂的溶解度参数差在25℃为0.01至3.0(J/cm3)1/2,并且与所述第一树脂在100至1000s-1的剪切速率和210至240℃下的熔体粘度差为0.1至3000 Pa·s,
其中,所述第二树脂的分子量分布为1至2.5,重均分子量为50,000至150,000,并且
其中,所述共混物能够在剪切速率为100至1000s-1的熔融工艺的过程中形成分层结构,在所述分层结构中,所述第一树脂设置在该分层结构的中间;所述第二树脂设置成包围所述第一树脂并构成该分层结构的表层。
2.根据权利要求1所述的树脂共混物,其中,所述第二树脂的分子量分布为1至2.3。
3.根据权利要求1所述的树脂共混物,其中,基于100重量份的所述第一树脂,所述第二树脂的含量为0.1至50重量份。
4.根据权利要求1所述的树脂共混物,其中,基于100重量份的所述第一树脂,所述第二树脂的含量为1至20重量份。
5.一种具有分层结构的树脂粒,其包括:
包含由ABS树脂组成的第一树脂的核;和
包含通过聚合基于甲基丙烯酸甲酯的单体获得的第二树脂的壳,所述第二树脂与所述第一树脂的溶解度参数差在25℃为0.01至3.0(J/cm3)1/2,并且与所述第一树脂在100至1000s-1的剪切速率和210至240℃下的熔体粘度差为0.1至3000 Pa·s,
其中,所述第二树脂的分子量分布为1至2.5,重均分子量为50,000至150,000,并且
其中,所述分层结构在剪切速率为100至1000s-1的熔融工艺的过程中形成,在该分层结构中,所述第一树脂设置在该分层结构的中间;所述第二树脂设置成包围所述第一树脂并构成所述树脂粒的表层。
6.根据权利要求5所述的树脂粒,其中,所述第二树脂的分子量分布为1至2.3。
7.一种制备树脂制品的方法,包括:
使权利要求1所述的树脂共混物熔融,形成熔体共混物;和
对上述熔体共混物进行加工。
8.根据权利要求7所述的方法,该方法还包括:
对由所述树脂共混物得到的熔融加工的产品进行固化。
9.根据权利要求7所述的方法,其中,所述熔融和加工在剪切应力下进行。
10.根据权利要求8所述的方法,其中,所述固化通过热固化或紫外固化进行。
11.一种制备树脂制品的方法,包括:
使权利要求5所述的树脂粒熔融,形成熔体;和
对上述熔体进行加工。
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