发明内容
【技术问题】
一个实施方式提供了可具有优异的蚀刻和镀层附着性(紧密接触)性能的热塑性树脂组合物。
另一个实施方式提供了使用所述热塑性树脂组合物的模制品。
【技术方案】
根据一个实施方式,提供了热塑性树脂组合物,包括(A)聚碳酸酯树脂;(B)包括接枝在共轭的二烯类橡胶聚合物上的芳族乙烯基化合物和乙烯基氰化合物的接枝共聚物;和(C)芳族乙烯基化合物和乙烯基氰化合物的共聚物。所述芳族乙烯基化合物和乙烯基氰化合物的共聚物(C)包括衍生自所述乙烯基氰化合物的重复单元,基于共聚物(C)的总量(重量),所述衍生自所述乙烯基氰化合物的重复单元的量为约18wt%至约22wt%。
所述聚碳酸酯树脂(A)可具有约10,000g/mol至约50,000g/mol的重均分子量(Mw)。
所述共轭的二烯类橡胶聚合物可包括丁二烯橡胶聚合物、异戊二烯橡胶聚合物、氯代异戊二烯橡胶聚合物或它们的组合。
所述芳族乙烯基化合物可包括苯乙烯、C1至C10烷基取代的苯乙烯、卤素取代的苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基萘或它们的组合。
所述乙烯基氰化合物可包括丙烯腈、甲基丙烯腈、乙基丙烯腈或它们的组合。
所述接枝共聚物(B)可包括核和壳,所述核包括所述共轭的二烯类橡胶聚合物,所述壳包括衍生自所述芳族乙烯基化合物的重复单元和衍生自所述乙烯基氰化合物的重复单元。所述核可具有约至约的平均粒径。
基于所述接枝共聚物的总量(重量),所述接枝共聚物(B)可包括约30wt%至约60wt%的所述核和约40wt%至约70wt%的所述壳。
基于所述壳的总量,所述壳可包括约50wt%至约80wt%的衍生自所述芳族乙烯基化合物的重复单元和约20wt%至约50wt%的衍生自所述乙烯基氰化合物的重复单元。
所述芳族乙烯基化合物和乙烯基氰化合物的共聚物(C)可具有约50,000g/mol至约150,000g/mol的重均分子量(Mw)。
基于所述热塑性树脂组合物的总量(重量),所述热塑性树脂组合物可包括约30wt%至约50wt%的所述聚碳酸酯树脂(A);约10wt%至约30wt%的包括接枝在共轭的二烯类橡胶聚合物上的芳族乙烯基化合物和乙烯基氰化合物的接枝共聚物(B);和约20wt%至约60wt%的芳族乙烯基化合物和乙烯基氰化合物的共聚物(C)。
所述热塑性树脂组合物可进一步包括一种或多种添加剂,例如染料、颜料、阻燃剂、填料、稳定剂、润滑剂、抗菌剂、脱模剂或它们的组合。
根据另一个实施方式,提供了使用所述的热塑性树脂组合物制备的模制品。
所述模制品可具有大于或等于约650g/cm的镀层附着性。
【有益效果】
所述热塑性树脂组合物可提供优异的蚀刻性能和镀层附着性。
具体实施方式
如文中所用,在未另外提供具体定义时,术语“取代的”是指包括卤素(-F、-Cl、-Br或-I)、羟基、硝基、氰基、氨基、叠氮基、脒基、肼基、腙基、羰基、氨甲酰基、巯基、酯基、羧基或其盐、磺酸基或其盐、磷酸基或其盐、C1至C20烷基、C2至C20烯基、C2至C20炔基、C1至C20烷氧基、C6至C30芳基、C6至C30芳氧基、C3至C30环烷基、C3至C30环烯基、C3至C30环炔基或它们的组合的至少一个取代基取代官能团的至少一个氢的一种。
根据一个实施方式的热塑性树脂组合物包括(A)聚碳酸酯树脂;(B)包括接枝在共轭的二烯类橡胶聚合物上的芳族乙烯基化合物和乙烯基氰化合物的接枝共聚物;和(C)芳族乙烯基化合物和乙烯基氰化合物的共聚物。基于共聚物(C)的总量(重量),所述芳族乙烯基化合物和乙烯基氰化合物的共聚物(C)可包括约18wt%至约22wt%的量的衍生自所述乙烯基氰化合物的重复单元。
所述热塑性树脂组合物可通过包括所述聚碳酸酯树脂(A);所述接枝共聚物(B);和包含约18wt%至约22wt%的量的衍生自所述乙烯基氰化合物的重复单元的共聚物(C),而提供优异的蚀刻性能和优异的镀层附着性。因此,所述热塑性树脂组合物在包括镀层例如建筑材料、用于汽车或其它交通工具的外部材料等的应用中是有用的。
下文,详细地说明所述热塑性树脂组合物的每个组分。
(A)聚碳酸酯(PC)树脂
聚碳酸酯树脂可提供例如抗冲击性、耐热性、弯曲性能、拉伸性能等性能至热塑性树脂组合物。
可通过一种或更多种联苯酚(diphenol)与碳酰氯、卤代甲酸酯、碳酸酯或它们的组合的化合物的反应制备所述聚碳酸酯树脂。
联苯酚的实例可无限制地包括氢醌、间苯二酚、4,4'-二羟基联苯、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(称作“双酚-A”)、2,4-双(4-羟基苯基)-2-甲基丁烷、双(4-羟基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、2,2-双(3-氯-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二氯-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二溴-4-羟基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)亚砜、双(4-羟基苯基)酮和双(4-羟基苯基)醚等和它们的组合。在一个实施方式中,可使用联苯酚的2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二氯-4-羟基苯基)丙烷和/或1,1-双(4-羟基苯基)环己烷,并且在另一个实施方式中,可使用2,2-双(4-羟基苯基)丙烷。
聚碳酸酯树脂可为使用彼此不同的两种或更多种联苯酚获得的两种或更多种聚碳酸酯树脂的混合物。聚碳酸酯树脂还可包括线型聚碳酸酯树脂、支链聚碳酸酯树脂、聚酯碳酸酯共聚物或它们的组合。
线型聚碳酸酯树脂可包括双酚-A类聚碳酸酯树脂。
支链聚碳酸酯树脂可包括通过多官能芳族化合物诸如偏苯三酸酐、偏苯三酸等与一种或多种联苯酚和碳酸酯反应而制备的一种聚碳酸酯树脂。基于聚碳酸酯树脂的重复单元的总重量,衍生自多官能芳族化合物的重复单元的含量可为约0.05mol%至约2mol%。
聚酯碳酸酯共聚物树脂可包括通过双官能羧酸与一种或多种联苯酚和碳酸酯反应而生产的一种聚酯碳酸酯共聚物树脂。碳酸酯可包括二芳基碳酸酯诸如碳酸二苯酯和碳酸亚乙酯。
聚碳酸酯树脂可具有约10,000g/mol至约50,000g/mol的重均分子量(Mw)。当聚碳酸酯树脂具有在上述范围内的重均分子量时,可实现优异的抗冲击性和耐热性。在一个实施方式中,聚碳酸酯树脂可具有约15,000g/mol至约30,000g/mol的重均分子量(Mw)。
基于热塑性树脂组合物的总量(重量),热塑性树脂组合物可包含约30wt%至约50wt%,例如约40wt%至约50wt%的量的聚碳酸酯树脂(A)。在一些实施方式中,热塑性树脂组合物可包含约30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、48或50wt%的量的聚碳酸酯树脂。此外,根据本发明的一些实施方式,聚碳酸酯树脂的量可在从上述量的约任一个至上述量的约其它任一个的范围内。
当包含在上述范围内量的聚碳酸酯树脂(A)时,可实现优异的抗冲击性和耐热性。
(B)包括接枝在共轭的二烯类橡胶聚合物上的芳族乙烯基化合物和乙烯基氰化
合物的接枝共聚物
通过接枝聚合芳族乙烯基化合物和乙烯基氰化合物到共轭的二烯类橡胶聚合物上而制备接枝共聚物。所述接枝共聚物可增强抗冲击性,还可起增强镀层附着性的作用,因为它在镀敷工艺的过程中可有效地被蚀刻。
共轭的二烯类橡胶聚合物的实例可无限制地包括丁二烯橡胶聚合物、异戊二烯橡胶聚合物、氯代异戊二烯橡胶聚合物等和它们的组合。共轭的二烯类橡胶聚合物可具有高的接枝率,并提供优异的抗冲击性给最终的接枝共聚物。
芳族乙烯基化合物的实例可无限制地包括苯乙烯、C1至C10烷基取代的苯乙烯、卤素取代的苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基萘等和它们的组合。烷基取代的苯乙烯的实例可无限制地包括邻乙基苯乙烯、间乙基苯乙烯、对乙基苯乙烯、α-甲基苯乙烯等和它们的组合。
乙烯基氰化合物的实例可无限制地包括丙烯腈、甲基丙烯腈、乙基丙烯腈等和它们的组合。
示例性接枝共聚物(B)可包括通过接枝苯乙烯和丙烯腈到丁二烯橡胶聚合物上而制备的ABS树脂。ABS树脂可单独使用,或以两种或更多种树脂的混合物使用。
接枝共聚物(B)可具有包含共轭的二烯类橡胶聚合物作为核以及芳族乙烯基化合物和乙烯基氰化合物接枝聚合到所述核上并形成壳的核-壳结构。
包含所述共轭的二烯类橡胶聚合物的核根据期望的性能可具有包括单层、双层或它们的组合的结构。
根据一个实施方式,所述核可具有包含所述共轭的二烯类橡胶聚合物的单层橡胶核。
根据另一个实施方式,所述核可为双层橡胶核,所述双层橡胶核具有包括共轭的二烯类橡胶聚合物和衍生自芳族乙烯基化合物的重复单元的内层,以及包含共轭的二烯类橡胶聚合物的外层。所述双层橡胶核可进一步有效地改善抗冲击性。
所述核可具有约至约例如约至约以及在另一个实施例中约至约的平均粒径。当所述核具有在上述范围内的平均粒径时,所述组合物可提供优异的抗冲击性及有效地增加镀层附着性,并且在镀敷工艺的过程中用裸眼未观察到蚀刻的部分。
基于接枝共聚物的总量(重量),接枝共聚物(B)可包括约30wt%至约60wt%的核和约40wt%至约70wt%的壳。在一个实施方式中,基于接枝共聚物的总量,接枝共聚物(B)可包括约45wt%至约60wt%的核和约40wt%至约55wt%的壳。
在一些实施方式中,接枝共聚物(B)可包括约30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、48、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59或60wt%的量的核。此外,根据本发明的一些实施方式,核的量可在从上述量的约任一个至上述量的约其它任一个的范围内。
在一些实施方式中,接枝共聚物(B)可包括约40、41、42、43、44、45、46、47、48、48、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69或70wt%的量的壳。此外,根据本发明的一些实施方式,壳的量可在从上述量的约任一个至上述量的约其它任一个的范围内。
当接枝共聚物(B)包括在上述范围内量的核和壳时,所述组合物可具有高的聚合稳定性,并可有效地分散在基质中。
基于所述壳的总量(重量),所述壳可包括约50wt%至约80wt%的范围的量的衍生自芳族乙烯基化合物的重复单元和约20wt%至约50wt%的范围的量的衍生自乙烯基氰化合物的重复单元。在一个实施方式中,基于所述壳的总量,壳可包括约60wt%至约80wt%的范围的量的衍生自芳族乙烯基化合物的重复单元和约20wt%至约40wt%的范围的量的衍生自乙烯基氰化合物的重复单元。
在一些实施方式中,所述壳可包括约50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79或80wt%的量的衍生自芳族乙烯基化合物的重复单元。此外,根据本发明的一些实施方式,衍生自芳族乙烯基化合物的重复单元的量可在从上述量的约任一个至上述量的约其它任一个的范围内。
在一些实施方式中,所述壳包括约20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、48或50wt%的量的衍生自乙烯基氰化合物的重复单元。此外,根据本发明的一些实施方式,衍生自乙烯基氰化合物的重复单元的量可在从上述量的约任一个至上述量的约其它任一个的范围内。
当所述壳包括在上述范围内量的衍生自乙烯基氰化合物和乙烯基氰化合物的重复单元时,所述组合物可有效地分散在基质中。
另一方面,接枝共聚物可包括接枝在约100重量份的共轭的二烯类橡胶聚合物上的约30重量份至约60重量份的范围的量的芳族乙烯基化合物和约10重量份至约30重量份的范围的量的乙烯基氰化合物。
在一些实施方式中,接枝共聚物可包括约30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、48、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59或60重量份的量的芳族乙烯基化合物。此外,根据本发明的一些实施方式,芳族乙烯基化合物的量可在从上述量的约任一个至上述量的约其它任一个的范围内。
在一些实施方式中,接枝共聚物可包括约10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30重量份的量的乙烯基氰化合物。此外,根据本发明的一些实施方式,乙烯基氰化合物的量可在从上述量的约任一个至上述量的约其它任一个的范围内。
接枝共聚物可具有高接枝率及包括抗冲击性的最优性质。在一个实施方式中,接枝共聚物可包括接枝在约100重量份的共轭的二烯类橡胶聚合物上的约30重量份至约40重量份的范围的量的芳族乙烯基化合物及约10重量份至约20重量份的范围的量的乙烯基氰化合物。
基于热塑性树脂组合物的总量(重量),热塑性树脂组合物可包括约10wt%至约30wt%,例如约20wt%至约30wt%的包括接枝在共轭的二烯类橡胶聚合物上的芳族乙烯基化合物和乙烯基氰化合物的接枝共聚物(B)。在一些实施方式中,热塑性树脂组合物可包括约10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30wt%的量的接枝共聚物(B)。此外,根据本发明的一些实施方式,接枝共聚物(B)的量可在从上述量的约任一个至上述量的约其它任一个的范围内。
当热塑性树脂组合物包括在上述范围内量的接枝共聚物(B)时,所述组合物在镀敷工艺的过程中可有效地被蚀刻,并可有效地改善镀层附着性。可通过乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合、本体聚合或它们的组合无限制地制备接枝共聚物(B)。
(C)芳族乙烯基化合物和乙烯基氰化合物的共聚物
通过聚合芳族乙烯基化合物和乙烯基氰化合物制备共聚物(C),所述共聚物(C)起基质并分散接枝共聚物(B)的作用。
下文,芳族乙烯基化合物和乙烯基氰化合物与上述相同,除非具体说明。
共聚物(C)可包括通过苯乙烯和丙烯腈共聚制备的苯乙烯-丙烯腈(SAN)树脂。可包括单个种类的SAN树脂,或者两种或更多种的混合物,但不限于此。
基于共聚物(C)的总量,共聚物(C)可包括约18wt%至约22wt%的量的衍生自乙烯基氰化合物的重复单元。在一些实施方式中,共聚物(C)可包括约18、19、20、21或22wt%的量的衍生自乙烯基氰化合物的重复单元。此外,根据本发明的一些实施方式,衍生自乙烯基氰化合物的重复单元的量可在从上述量的约任一个至上述量的约其它任一个的范围内。
当共聚物(C)包含在上述范围内量的衍生自乙烯基氰化合物的重复单元时,可有效地获得优异的蚀刻性能和镀层附着性,并且接枝共聚物(B)可有效地分散。
所述芳族乙烯基化合物和乙烯基氰化合物的共聚物(C)可具有约50,000g/mol至约150,000g/mol的重均分子量(Mw)。当共聚物(C)具有在上述范围内的重均分子量(Mw)时,可改善优异的可成形性和抗冲击性。在一个实施方式中,芳族乙烯基化合物和乙烯基氰化合物的共聚物(C)可具有约80,000g/mol至约120,000g/mol的重均分子量(Mw)。
基于热塑性树脂组合物的总量(重量),热塑性树脂组合物可包括约20wt%至约60wt%,例如约20wt%至约40wt%的量的芳族乙烯基化合物和乙烯基氰化合物的共聚物(C)。在一些实施方式中,热塑性树脂组合物可包括约20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、48、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59或60wt%的量的共聚物(C)。此外,根据本发明的一些实施方式,共聚物(C)的量可在从上述量的约任一个至上述量的约其它任一个的范围内。
当热塑性树脂组合物包括在上述范围内量的共聚物(C)时,共聚物(C)可有效地作用为其中可分散有接枝共聚物(B)的基质。
(D)其它添加剂
热塑性树脂组合物可包括一种或多种其它添加剂(D)。可使用添加剂以提供各种性能,例如注塑性能、性能平衡等。
添加剂的实例无限制地包括染料、颜料、阻燃剂、填料、稳定剂、润滑剂、抗菌剂、脱模剂等和它们的组合。
只要热塑性树脂组合物的性能未显著地劣化,可以适于具体的用途和/或赋予具体性质的量包括添加剂(D)。通常,基于约100重量份的接枝共聚物(B),热塑性树脂组合物可包括小于或等于约40重量份,例如约0.1重量份的至约30重量份量的添加剂。
下文,描述了文中说明的包含在热塑性树脂组合物中的组分的示例的量和类型,但是技术人员将理解可根据每个组分的内在特性及根据最终热塑性树脂组合物的期望性能合适地调节组合物组分的量和类型。
可使用任何已知的制备树脂组合物的方法制备根据一个实施方式的热塑性树脂组合物。例如,一种或多种添加剂可选地同时与根据一个实施方式的每种组分混合。可熔融挤出所述混合物,并制备为颗粒的形态。
根据另一个实施方式,模制上述热塑性树脂组合物以提供模制品。所述模制品可具有优异的蚀刻性能、镀层附着性、机械性能、热特性和可成形性,因此制成各个领域中的各种尺寸和结构。例如,模制品可为用于交通工具例如汽车的外部材料。
模制品可具有大于或等于约650g/cm,例如约650g/cm至约1,000g/cm的镀层附着性。当模制品具有在上述范围内的镀层附着性时,模制品可在上面具有有效的镀层,并在镀敷工艺的过程中有效地使镀敷部分的分离最小化,或防止和抑制镀敷部分的分离。
实施例
本公开中更详细地描述了下面的实施例。然而,应理解本公开不限于这些实施例。
热塑性树脂组合物包括如下每种组分。
(A)聚碳酸酯树脂
(A-1)聚碳酸酯树脂:购自第一毛织株式会社的具有27,000g/的重均分子量(Mw)。
(A-2)聚碳酸酯树脂:购自第一毛织株式会社的具有22,000g/mol的重均分子量(Mw)。
(B)包括接枝在共轭的二烯类橡胶聚合物上的芳族乙烯基化合物和乙烯基氰化合物的接枝共聚物
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物:购自第一毛织株式会社,核含量:58wt%,壳含量:42wt%,核的组分的含量:100wt%的丁二烯,壳组分的含量:75wt%的苯乙烯和25wt%的丙烯腈。
(C)芳族乙烯基化合物和乙烯基氰化合物的共聚物
(C-1)丙烯腈-苯乙烯共聚物:购自第一毛织株式会社,丙烯腈含量:33wt%,苯乙烯含量:67wt%,90,000g/mol的重均分子量。
(C-2)丙烯腈--苯乙烯共聚物:购自第一毛织株式会社,丙烯腈含量:23wt%,苯乙烯含量:77wt%,90,000g/mol的重均分子量。
(C-3)丙烯腈--苯乙烯共聚物:购自第一毛织株式会社,丙烯腈含量:27wt%,苯乙烯含量:73wt%,90,000g/mol的重均分子量。
(C-4)丙烯腈--苯乙烯共聚物:购自第一毛织株式会社,丙烯腈含量:20wt%,苯乙烯含量:80wt%,90,000g/mol的重均分子量。
(C-5)丙烯腈--苯乙烯共聚物:购自第一毛织株式会社,丙烯腈含量:15wt%,苯乙烯含量:85wt%,90,000g/mol的重均分子量。
实施例1~6和对比例1~4:热塑性树脂组合物的制备
使用下表1中提供的上述组分的量制备根据实施例1~6和对比例1~4的每种热塑性树脂组合物。
混合所述组分以具有下表1中的组成。然后,在设定机筒温度至约250℃后,将混合物分别放在具有L/D=29和Φ=45mm的双螺杆挤出机中。挤出所述混合物以形成树脂组合物颗粒。
(表1)
实验例1:镀层附着性
根据实施例1~6和对比例1~4的热塑性树脂组合物在约100℃下干燥约2个小时,然后通过设定约260℃的料筒温度、约60℃的模制温度和约30秒的模制循环,使用6盎司的注射成型机注塑成ASTM样品。
分别镀敷样品(152.4mm×152.4mm×3mm)。镀敷过程如下。
首先,在约55℃使用表面活性剂处理样品约5分钟以去除油,并在约65℃使用作为蚀刻剂的无水铬酸/硫酸(体积比=370/430)氧化丁二烯约15分钟。
然后,在约25℃用盐酸水溶液处理所得产物约25秒,以去除剩余的铬酸,并且在约30℃使用钯-锡(Pd/Sn)催化剂约2分钟,以吸收钯的锚定孔(anchor hole)。接下来,所得产物在约55℃活化约2分钟,以使用硫酸水溶液去除锡,然后使用硫酸镍在30℃化学镀约5分钟。
然后,使用铜、镍和铬电镀所得的产物。具体地,在约25℃用硫酸铜以约电镀铜约35分钟。在55℃使用硫酸镍以约进行电镀镍约15分钟。在约55℃用无水铬酸以约进行电镀铬约3分钟。镀层包可括具有约25μm至约27μm的厚度的铜镀层、具有约10μm至约11μm的厚度的镍镀层和具有约0.4μm至约0.5μm的厚度的铬镀层,因此镀层可具有总共36μm至约38μm的厚度。
通过在镀敷表面上制造约10mm宽的切口,并用拉力计在垂直方向上剥离约80mm以获得强度,而评价样品的镀层附着性,以g/cm单位报告。这个评价重复三次,并计算它的平均值。下表2提供了结果。
实验例2:蚀刻性能
在实验例1中用蚀刻剂氧化丁二烯后,拍摄每个样品的外观的SEM照片。文中,使用场发射电子枪扫描电子显微镜(FEG-SEM)JSM-6390(JEOL有限公司)。
图1为实施例2的SEM照片,并且图2为对比例1的SEM照片。参照SEM照片,评价每个热塑性树脂组合物的有关蚀刻性能。
下表2中提供了结果。
<蚀刻性能评价参照>
良好:相当于图1的蚀刻性能
差:相当于图2的蚀刻性能
(表2)
参考表2,根据实施例1~6的热塑性树脂组合物具有优异的镀层附着性和蚀刻性能。
另一方面,根据对比例1的热塑性树脂组合物具有优异的镀层附着性,但是具有差的蚀刻性能。根据对比例2~4的热塑性树脂组合物具有良好的蚀刻性能,但是具有差的镀层附着性。
得益于前述说明提供的教导,本发明的许多修改和其它实施方式为将本发明所属领域的技术人员所了解。因此,应理解本发明不限于已公开的具体实施方式,且其修改和其它实施方式预期包含在所附权利要求的范围内。尽管此处使用了具体术语,它们仅以一般的说明性的方式使用而不用于限制的目的,本发明的范围由权利要求书限定。