CN104540892A - 包含2种以上的树脂、玻璃长纤维的组合物 - Google Patents

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Abstract

提供一种包含2种以上的树脂及玻璃长纤维的组合物，作为包含2种以上的树脂及玻璃长纤维的组合物，其特征在于，包括：由2种以上的单位树脂构成的混合树脂；长度10mm以上的玻璃长纤维；及橡胶系树脂；相对于所述混合树脂100重量份，所述玻璃长纤维为3至30重量份，所述橡胶系树脂为10至50重量份。

Description

包含2种以上的树脂、玻璃长纤维的组合物
技术领域
本发明涉及包含2种以上的树脂、玻璃长纤维的组合物，更详细而言，涉及一种在混合使用时耐冲击性、弯曲特性下降的废树脂中，使用玻璃长纤维，能够借助于玻璃长纤维而使塑料制品的耐冲击性和弯曲特性同时提高的包含2种以上的树脂、玻璃长纤维的组合物。
背景技术
废树脂可以用作再生原料，因此将其分离收取，破碎后熔融，提供用于再使用。但是，就基于高分子的这种废树脂而言，其物性因种类而极为不同，因此，为了废树脂的再利用，需根据种类而准确地分离多种种类的废树脂。
一般而言，利用比重的差异而分离废树脂，但问题是，当是比重比水低的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)时，难以以这种方式分离。当同时使用如此无法准确分离的不同物性的树脂时，树脂间的相溶性下降，各树脂聚合物间充分的亲和力(affinity)下降，因而存在耐冲击性等物性低下的问题。
例如，大韩民国实用新型申请大韩民国第20-2001-24176号公开一种利用再生塑料制造托盘，实现节省成本的技术。但是，所述引用发明的再生托盘是粉碎废树脂材料，成型制造成托盘形状，此时，由于不同种类的废树脂材料间低下的相溶性和亲和力，存在耐冲击性下降的问题。
发明内容
技术问题
因此，本发明要解决的课题是提供耐冲击性、弯曲强度等物性得到改善的、包含2种废树脂的组合物和利用其的塑料制品。
技术方案
为解决所述课题，本发明提供一种包含2种以上的树脂及玻璃长纤维的组合物，作为包含2种以上的树脂及玻璃长纤维的组合物，其特征在于，包括：由2种以上的单位树脂构成的混合树脂；长度10mm以上的玻璃长纤维；及橡胶系树脂；相对于所述混合树脂100重量份，所述玻璃长纤维为3至30重量份，所述橡胶系树脂为10至50重量份。
在本发明的一个实施例中，所述组合物还包括LDPE 10至35重量份，所述LDPE在包含于所述颗粒形态的橡胶系树脂后，混入所述组合物。
在本发明的一个实施例中，所述混合树脂由废聚乙烯(PE)和废聚丙烯(PP)构成。
本发明还提供包含所述组合物的塑料制品。
本发明作为利用所述组合物的塑料制造方法，包括：对混合树脂、玻璃长纤维及橡胶树脂进行混合而制造所述组合物的步骤；使所述混合的组合物熔融的步骤；及使所述熔融的组合物成型并制造塑料制品的步骤；所述制品为托盘或箱子。
另外，就所述制造的组合物而言，颗粒形态的橡胶系树脂中含有的LDPE可以混合于所述混合树脂。
发明的效果
根据本发明，在2种以上的废树脂中，使用作为既定长度以上玻璃纤维的玻璃长纤维，使所述2种以上的树脂结合于所述玻璃长纤维，使单位树脂间的物理亲和力和弯曲特性提高，而且使用橡胶系树脂等，使耐冲击特性、相溶性极大地提高。进一步而言，通过使用添加了LDPE的橡胶系树脂，使在废树脂中的玻璃长纤维的分散度提高，使玻璃长纤维导致的强度强化效果实现最大化。另外，使以颗粒形态添加了LDPE的橡胶系树脂混合于2种以上的废树脂并成型，从而解决橡胶系树脂移动到塑料表面并析出的问题。
附图说明
图1及2分别是根据本发明的一个实施例，在PP与PE比率按5:5或2:8的成份比混合的混合树脂中，采用玻璃长纤维的不同长度使之混合、熔融后成型的成型体(托盘)的冲击强度及弯曲强度实验结果。
图3及4是只使用橡胶系树脂的组合物的成型后SEM照片，图5及6是使用含有LDPE的橡胶系树脂的组合物的成型后SEM照片。
图7是本发明的一个实施例的托盘制造方法的步骤图。
具体实施方式
下面参照本发明的附图进行详细说明。下面介绍的实施例作为示例，提供用于使得能够向所属领域的技术人员充分传递本发明的思想。因此，本发明并非限定于以下说明的实施例，也可以以其它形态具体化。而且，在附图中，构成要素的宽度、长度、厚度等，为了便利而会夸张地表现。在通篇说明书中，相同的参照符号代表相同的构成要素。另外，在通篇说明书中标识的缩略语，只要在本说明书没有另外的其它指称，则应按所属行业通用、理解的水平进行解释。
本发明人为了解决上述问题，提供一种在2种以上的废树脂混合材料中混合了作为既定长度(10mm以上)玻璃纤维的玻璃长纤维的组合物。
在本发明的一个实施例中，所述2种以上的废树脂的单位树脂，有比重低于水的聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)，所述两种树脂是使用后废弃的废树脂。就本发明而言，特别是一同使用这种具有不同结构、物性和分子量的2种以上的废树脂，并利用特定长度以上的玻璃长纤维和橡胶系树脂，解决了因同时使用这种2种以上的废树脂而发生的相溶性低下造成的问题，即，脆性低下、耐冲击性弱化、弯曲强度弱化等问题。
本发明一个实施例的组合物作为用于制造诸如托盘等塑料成型体的组合物，包括由2种以上的单位树脂构成的混合树脂、长度10mm以上的玻璃长纤维；及橡胶系树脂。
在本发明的一个实施例中，所述混合树脂由废聚乙烯(PE)和废聚丙烯(PP)的单位树脂构成，所述单位树脂的分子量取决于通常使用的普通PE和PP的分子量。另外，所述混合树脂的单位树脂，其比重不足1，以利用与水的比重差的通常的废树脂分离方法，难以进行PE与PP的树脂分离。进一步而言，当混合这种树脂使用时，由于不同的链长、结构、支链形态等，树脂间相溶性和化学结合力下降，结果，随着施加于外部的冲击，存在以所述混合树脂制造的成型体容易破裂的问题。
但是，本发明是在熔融前以物理方式混合既定长度的玻璃长纤维后使之熔融，能够使所述玻璃长纤维发挥供所述混合树脂的单位树脂结合的一种主链的功能。结果，不同种类的单位树脂与玻璃长纤维结合，所述玻璃长纤维发挥连接两种单位树脂之间的连接体的功能。
特别是，本发明人的主要目的在于，就连接不同种类的废树脂的玻璃长纤维而言，其效果因长度而异，另外，当使用诸如SBR、EPDM、SEBS、SBS等的橡胶系树脂时，使得能够在保持弯曲强度的同时，极大提高耐冲击特性。
图1及2分别是根据本发明的一个实施例，在PP与PE比率按5:5至2:8混合的混合树脂中，采用玻璃长纤维的不同长度使之混合、熔融后成型的成型体(托盘)的冲击强度及弯曲强度实验结果。
在图1及2中，废树脂显示出不使用另外的玻璃长纤维的情形，SF显示出使用1mm以下玻璃短纤维的情形，LF显示出使用10mm以上玻璃长纤维的情形，LF/R显示出在10mm以上的玻璃长纤维中使用橡胶系树脂的情形。
世界卫生组织(WHO)提出的MMVF(Man-made vitreos fibers，人造玻璃纤维)规定，把平均直径6～15μm的玻璃纤维称为玻璃长纤维，把2～9μm的玻璃纤维称为玻璃短纤维。玻璃长纤维是高速引出熔融的玻璃并缠绕而成，现在商业上使用的是10mm以上者，玻璃短纤维以1mm以下的形态利用。
如图1及2所示，当使用玻璃短纤维时，与不使用玻璃长纤维的情形相比，可以确认弯曲强度一部分增加而冲击强度变弱的现象。但是可知，当使用10mm以上玻璃长纤维时，弯曲强度和冲击强度均显著增加。
根据本发明的一个实施例，长度10mm以上的玻璃长纤维相对于所述混合树脂100重量份为3至30重量份，所述橡胶系树脂为10至50重量份。
如果玻璃长纤维混合得不足所述范围，则连接单位树脂之间的玻璃长纤维的有效长度减小，因而无法与单位树脂在化学上充分结合，亲和力改善效果下降，相反，如果超过，则实际构成成型体的树脂的混合比过于减小，成型性下降，存在超重的缺点。
另外，如果橡胶树脂混合得不足所述范围，则耐冲击特性低下，如果超过，则树脂的成型性和弯曲强度下降。
本发明又一实施例提供一种在2种以上的废树脂混合材料中混合添加有作为既定长度(10mm以上)玻璃纤维的玻璃长纤维及LDPE的橡胶系树脂的组合物。
本发明的一个实施例的组合物作为用于制造诸如托盘等塑料成型体的组合物，使用由2种以上的单位树脂构成的混合树脂；长度10mm以上的玻璃长纤维；及含有LDPE(密度：0.915～0.925g/cm3，重量平均分子量：100万以上)的橡胶系树脂。特别是当玻璃长纤维混合于熔融的树脂时，玻璃长纤维的分散度下降，因而难以达成塑料制品的均一的强度，本发明人为了解决这种问题，使橡胶树脂中预先含有侧链众多的LDPE，使得与由2种以上的废树脂构成的混合树脂混合。与所述橡胶系树脂混合的LDPE提高了玻璃长纤维的分散度，结果使最终获得的塑料制品的强度提高。使用含LDPE橡胶系树脂导致玻璃长纤维分散度提高的效果，在以下实验例中进一步详细说明。
在本发明的一个实施例中，所述混合树脂如上所述，由废聚乙烯(PE)和废聚丙烯(PP)的单位树脂构成，当混合使用具有这种相似水平的比重的废树脂时，发生的问题如上所述。另外，使用玻璃长纤维的效果也与上述相同，因而省略对此的说明。但是，本发明的所述又一实施例提供了一种构成例，就连接不同种类的废树脂的玻璃长纤维而言，其效果因长度和分散度而异，使LDPE包含于提高耐冲击特性的诸如SBR、EPDM、SEBS、SBS等橡胶系树脂，使玻璃长纤维的分散度提高，使强度极大提高。
根据发明的一个实施例，相对于所述混合树脂100重量份，长度为10mm以上的玻璃长纤维为3至30重量份，含LDPE橡胶系树脂为15至50重量份，橡胶系树脂为5至15重量份，及LDPE为10至35重量份。如果LDPE不足所述范围时，玻璃长纤维的分散程度下降，会发生强度的不均一性，当超过所述范围时，橡胶系树脂导致的耐冲击强度提高效果下降。另外，如果玻璃长纤维混合得不足所述范围，则连接单位树脂之间的玻璃长纤维的有效长度减小，因而无法与单位树脂在化学上充分结合，亲和力改善效果下降，相反，如果超过，则构成实际成型体的树脂的混合比过小，成型性下降，存在超重的缺点。另外，如果橡胶树脂混合得不足所述范围，则耐冲击特性低下，如果超过，则树脂的成型性和弯曲强度下降。
图1及2分别是根据本发明的一个实施例，在PP与PE比率(重量比)按5:5至2:8混合的混合树脂中，采用不同玻璃长纤维的长度使之混合、熔融后成型的成型体(托盘)的冲击强度及弯曲强度实验结果。
在图1及2中，废树脂显示出不使用另外的玻璃长纤维的情形，SF显示出使用1mm以下玻璃短纤维的情形，LF显示出使用10mm以上玻璃长纤维的情形，LF/R显示出在10mm以上的玻璃长纤维中使用橡胶系树脂的情形。
世界卫生组织(WHO)提出的MMVF(Man-made vitreos fibers，人造玻璃纤维)规定，把平均直径6～15μm的玻璃纤维称为玻璃长纤维，把2～9μm的玻璃纤维称为玻璃短纤维。玻璃长纤维是高速引出熔融的玻璃并缠绕而成，现在商业上使用的是10mm以上者，玻璃短纤维以1mm以下的形态利用。
如图1及2所示，当使用玻璃短纤维时，与不使用玻璃长纤维的情形相比，可以确认弯曲强度一部分增加而冲击强度变弱的现象。但是可知，当使用10mm以上玻璃长纤维时，弯曲强度和冲击强度均显著增加。
在本发明的一个实施例中，把含有LDPE的橡胶系树脂(SBR)以颗粒形态与混合树脂及玻璃长纤维混合并熔融。特别是本发明人发现，当使用含有LDPE的橡胶系树脂时，玻璃长纤维在混合树脂内的分散度极大提高的惊人事实。
图3及4是只使用橡胶系树脂的组合物的成型后SEM照片，图5及6是使用含有LDPE的橡胶系树脂的组合物的成型后SEM照片。
如图3至6所示可知，当在熔融状态的树脂中只添加橡胶系树脂时，玻璃长纤维整体上不均一分散(参照图3)，结果，在剖面上形成有空洞(Void)(参照图4)。但是，当以颗粒形态，把含LDPE橡胶系树脂添加于熔融状态树脂时，可知玻璃长纤维均一分散(参照图5)，而且，在组合物内，空洞形成得相对较少(参照图6)。
从以上结果可知，在熔融状态下，与含有LDPE的橡胶系树脂共同添加的玻璃长纤维在树脂内均一分散，由此产生了冲击、弯曲强度均改善的效果。
下述表1是测量添加LDPE时和不添加LDPE而使用橡胶系树脂、玻璃长纤维时的冲击强度和弯曲强度的结果。在本实验例中，相对于所述混合树脂(聚丙烯及聚乙烯)100重量份，玻璃长纤维为15重量份，橡胶系树脂为10重量份。另外，LDPE使用10重量份。
【表1】
未添加LDPE 添加LDPE
冲击强度 80 92
弯曲强度 33 32
如果参照所述结果可知，当添加LDPE时，树脂的冲击强度的改善效果极大增加。判断认为，这是因为LDPE导致玻璃长纤维的分散度提高，从而使结构致密。
本发明利用具有所述效果的组合物，提供强度和耐弯曲强度等得到提高的塑料制品。例如，可以在诸如托盘、货箱(CRATE)、箱子的装载货物等并需承担既定负重的多种形态的制品中使用本发明的组合物，这均属于本发明的范围。
图7是本发明的一个实施例的塑料制品制造方法的步骤图。
如图7所示，混合上述的混合树脂、玻璃长纤维、LDPE及橡胶系树脂，制造上述的组合物。此时，所述LPPE包含于颗粒形态的橡胶系树脂后，混合于所述混合树脂，随着使用LDPE，玻璃长纤维的分散度极大提高，这与所述说明的内容相同。另外，当以颗粒形态使用橡胶系树脂时，能够解决橡胶系树脂在塑料制品表面析出的问题。
如果是不使用LDPE的情形，则可以在没有LDPE的情况下只注入橡胶系树脂颗粒，但如果是使用LDPE的情形，则优选LDPE预先混入橡胶系树脂后，与橡胶系树脂一同以颗粒形态注入。这是因为以颗粒注入的橡胶系树脂的流动性导致LDPE的分散效果。
之后，使所述混合的组合物熔融后，使所述熔融的组合物成型，制造塑料制品。在本发明的一个实施例中，所述成型为注塑成型方式，但本发明的范围并非限定于此。
如上所述，本发明利用既定长度的玻璃长纤维连接不同结构、物性的废树脂之间，使单位树脂间的亲和力、相溶性提高，而且，使用橡胶系树脂，使耐冲击特性、弯曲特性极大提高。进一步而言，通过使用添加了LDPE的橡胶系树脂，在废树脂中的PE树脂内具有优秀的相溶性，具有细分支的LDPE使玻璃长纤维固定，使分散度提高。结果，使玻璃长纤维导致的强度强化效果实现最大化。另外，使以颗粒形态添加了LDPE的橡胶系树脂混合于2种以上的废树脂并进行成型，从而解决了橡胶系树脂移动到塑料表面并析出的问题。
以上说明只是示例性地说明本发明的技术思想而已，只要是本发明所属技术领域的技术人员，便能够在不超出本发明的本质特性的范围内进行多种修改及变形。因此，本发明中公开的实施例并非用于限定而是用于说明本发明的技术思想，不得根据这种实施例而限定本发明的技术思想的范围。本发明的保护范围应根据以下权利要求书进行解释，在与之同等范围内的所有技术思想应解释为包含于本发明的权利范围。
工业上的利用可能性
本发明提供用于托盘、箱子等的塑料制品用组合物，工业上的利用可能性得到认证。

Claims (7)

1.一种包含2种以上的树脂及玻璃长纤维的组合物，作为包含2种以上的树脂及玻璃长纤维的组合物，其特征在于，包括：
由2种以上的单位树脂构成的混合树脂；
长度10mm以上的玻璃长纤维；及
橡胶系树脂；
相对于所述混合树脂100重量份，所述玻璃长纤维为3至30重量份，所述橡胶系树脂为10至50重量份。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，
所述组合物还包括LDPE(低密度聚乙烯)10至35重量份。
3.根据权利要求2所述的组合物，其特征在于，
所述LDPE在包含于所述颗粒形态的橡胶系树脂后，混入所述组合物。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的包含2种以上的树脂及玻璃长纤维的组合物，其特征在于，
所述混合树脂由废聚乙烯(PE)和废聚丙烯(PP)构成。
5.一种包含权利要求1至权利要求3中任意一项所述的组合物的塑料制品。
6.一种塑料制品制造方法，作为利用了权利要求1至权利要求3中任意一项所述的组合物的塑料制品制造方法，其特征在于，包括：
制造权利要求1至权利要求3中任意一项所述的组合物的步骤；
使所述混合的组合物熔融的步骤；及
使所述熔融的组合物成型并制造塑料制品的步骤。
7.根据权利要求6所述的塑料制品制造方法，其特征在于，
所述制造的组合物的颗粒形态的橡胶系树脂中含有的LDPE混合于所述混合树脂。
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