CN105348711A - 环保软mbs树脂组合物和使用其的乙烯基皮革 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环保的软甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯(MBS)树脂组合物和使用其的乙烯基皮革,并且更具体地说,涉及一种环保的软MBS树脂组合物和使用其的乙烯基皮革,其包括甲基丙烯酸酯丁二烯苯乙烯(MBS)树脂、植物油和热塑性聚酯弹性体树脂,从而保持其环保性而不释放环境激素干扰物,并且还在耐气候性、耐低温性、耐热性、抗张强度、断裂伸长率、耐刮擦性、粘附性和耐磨性方面提供优异的特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保的软甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯(MBS)树脂组合物和使用其的乙烯基皮革,并且更具体地说,涉及一种环保的软MBS树脂组合物,其包括甲基丙烯酸酯丁二烯苯乙烯(MBS)树脂、植物油和热塑性聚酯弹性体树脂,和使用其的乙烯基皮革。
背景技术
由于聚氯乙烯(PVC)的良好可加工性和在耐气候性、抗张强度、断裂伸长率、耐刮擦性、粘附性、耐磨性等方面的优异特性,其通常用作原料来制造人造革(即乙烯基皮革)。
由于当前的环境问题,限制或禁止使用聚氯乙烯(PVC)成为一种趋势。但是,尚无替代PVC的材料且PVC仍广泛用于制造包、构造类或广告类产品、或诸如此类。
具体来说,当使用PVC与纤维织物层合以制造如人造革等产品时,产品更难再循环并且大部分被焚化,这带来了环境和成本方面的问题。
作为这一问题的解决方法,已经进行多种替换软PVC树脂的尝试。但是PVC替代物远不够完善,并且不存在完善的PVC替代物。
另一方面,甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯(MBS)树脂是通过苯乙烯与甲基丙烯酸酯单体在存在橡胶乳胶的情况下接枝共聚以粉末形式产生,并且主要用作硬PVC、工程塑料或其它树脂的减震剂或其它佐剂。
PVC树脂是一种最广泛使用的树脂,因为其容易与如塑化剂等液体原料混溶,并且具有良好相容性,且具有良好特性和通过软化获得的可加工性,使得有可能形成高质量的柔软产品。MBS树脂不容易软化,并且即使被软化,特性也会恶化,因此其不可能加工成可商业化的产品。
因此,需要研究可以解决MBS树脂问题平衡的方法,以及替换所有类别的软PVC产品的方法。
现有技术
[专利文献]
(专利文献1)
韩国特许公开专利第10-2008-0037904号
发明内容
为了解决现有技术的问题,本发明的一个目的是提供与现有PVC树脂不同的环保软MBS树脂组合物,和使用其的乙烯基皮革,其不会释放环境激素干扰物。
本发明的另一个目的是提供环保的软MBS树脂组合物和使用其的乙烯基皮革,其中环保软MBS树脂组合物在耐气候性、耐低温性、耐热性、抗张强度、断裂伸长率、耐刮擦性、粘附性和耐磨性方面具有优异特性,并且因此适合作为替代材料来替换软PVC薄膜、薄片、玩具和医用产品,以及通常使用现有的PVC基的合成皮革的包和构造类产品或广告类产品。
为了达到本发明的目的,提供一种环保的软甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯(MBS)树脂组合物,其包括:100重量份MBS树脂;20到130重量份植物油;以及3到150重量份热塑性聚酯弹性体(TPEE)树脂。
优选地,MBS树脂可以具有60到85重量份的橡胶含量。
植物油可包括选自以下各物质组成的群组中的至少一者:棕榈油、椰子油、蓖麻油、葡萄籽油、荷荷芭油(jojobaoil)、红花油、澳洲坚果油以及橄榄籽油。
热塑性聚酯弹性体(TPEE)树脂可以具有35D到50D的肖氏硬度(Shorehardness)。
另外,软MBS树脂组合物可以还包括30到600重量份经乙二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)树脂。
软MBS树脂组合物可还包括以100重量份MBS树脂组合物计的10到30重量份填充剂,其中填充剂选自以下各物质组成的群组:碳酸钙(CaCO3)、二氧化硅和其混合物。
软MBS树脂组合物可还包括选自以下各物质组成的群组中的至少一种阻燃剂:氧化锌(ZnO)、硼酸锌(ZnBO3)、Ca-Mo、三均三嗪(tristriazine)、十溴二苯基乙烷、八溴二苯基氧化物、三氧化锑、五氧化锑、氢氧化铝、氢氧化镁以及多聚磷酸。
软MBS树脂组合物可还包括填充剂、环保润滑剂、改性剂或阻燃剂。
软MBS树脂组合物可还包括选自以下各物质组成的群组中的至少一种添加剂:塑化剂、抗氧化剂和UV吸收剂。
本发明可进一步提供用于制备环保软MBS树脂的方法,其包括:将甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯(MBS)树脂与植物油混合;以及,向所得到的混合物中添加热塑性聚酯弹性体(TPEE)树脂。
本发明可进一步提供使用上述环保软MBS树脂的环保乙烯基皮革。
本发明的效果
与现有PVC树脂不同,本发明是环保的,并且不释放环境激素干扰物,并且还在耐气候性、耐低温性、耐热性、抗张强度、断裂伸长率、耐刮擦性、粘附性和耐磨性方面具有优异特性,因此其适合作为替代材料来替换软PVC薄膜、薄片、玩具和医用产品,以及使用现有PVC基合成皮革的包和构造类产品或广告类产品。
具体实施方式
在下文中,将对本发明进行详细描述。
本发明开发一种软树脂,其具有足够良好的特性和可加工性,从而使其可以替换软PVC薄膜、薄片、玩具、医用产品和通常使用现有PVC树脂的其它软PVC产品。
MBS树脂是以粉末形式制得的组分并且主要用作硬PVC或工程塑料的减震剂。由于其具有与其它树脂良好的互混性和相容性,因此MBS树脂主要用于改良其它树脂的特性和可加工性。但是,MBS树脂的特性并未好到足以单独使用并且因此不可能加工成可商业化的产品。
因此,本发明制备软MBS树脂,其使用MBS树脂作为基底树脂,但与热塑性聚酯弹性体树脂组合,以便产生具有足够良好的特性和可加工性,使其从而可替换软PVC树脂的软树脂。
因此,本发明提供环保软树脂组合物,其包括甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯树脂、植物油和热塑性聚酯弹性体树脂。
使用甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯(MBS)树脂作为基底树脂。
MBS树脂优选是在高橡胶含量情况下不透明的MBS树脂。更具体地说,更优选的是橡胶含量是60到85重量份的MBS树脂,因为MBS树脂与植物油之间的互混性表现良好,并且MBS树脂可与后续步骤中的热塑性聚酯弹性体树脂混溶,产生具有优异特性和可加工性的软MBS树脂。
通过使用橡胶含量小于60重量份制备的MBS树脂,其减震作用不明显并且导致需要使用额外的减震剂来提高树脂的抗震强度,因此其在经济方面不合适。
可将MBS树脂与油混合来控制硬度。在这一工艺中,树脂与油之间的互混性和相容性是重要的。树脂与油之间的互混性和相容性差可能使树脂的特性和可加工性恶化。
因此,添加用于软化MBS树脂的油,优选是植物油。
植物油优选是从植物或植物种子提取的油。植物油的具体实例可包括棕榈油、椰子油、蓖麻油、葡萄籽油、荷荷芭油、红花油、澳洲坚果油、橄榄籽油等。特别优选是棕榈油。
植物油的含量优选是以100重量份MBS树脂计的20到130重量份,并且更优选的是40到100重量份。植物油含量低于20重量份可能导致不明显的MBS树脂软化作用。植物油含量超过130重量份可能由于油过量而导致其与MBS树脂的互混性和相容性恶化,并且导致油在薄片表面上渗出形成油花,可能使树脂的特性和可加工性恶化。
在将MBS树脂与植物油混合在一起之后,向混合物中添加热塑性聚酯弹性体树脂。
热塑性聚酯弹性体(TPEE)树脂是环保树脂,其具有良好的特性和可加工性,以及与MBS树脂良好的相容性,从而补偿MBS树脂的特性。
换句话说,TPEE树脂具有与MBS树脂优异的互混性和相容性,与棕榈油具有或多或少良好的互混性和高相容性,以及优异的物理特性,如高温下的高抗张强度、低压缩形变、优异的耐化学性、耐低温性、耐气候性、耐热性、抗张强度等,从而其在与MBS树脂组合时形成高质量的组合物。TPEE树脂还是能够抑制棕榈油浸出的树脂。在可能的情况下,优选使用具有低熔融温度和低硬度的TPEE树脂。
可以通过根据已知方法将芳香族二羧酸或其成酯衍生物、脂肪族二醇和聚氧化烯进行熔融聚合或通过熔融聚合TPEE树脂而进行固体聚合来制备TPEE树脂。
为了获得足够的特性,TPEE树脂的肖氏硬度优选是35D到50D。
TPEE树脂的含量优选是以100重量份MBS树脂计3到150重量份。TPEE树脂含量低于3重量份可能使MBS树脂特性补偿作用不明显,而TPEE树脂含量超过150重量份可能由于所用的过量TPEE树脂而对软MBS树脂的特性具有副作用。
本发明的环保软MBS树脂组合物在必要时可还包括经乙二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)树脂。
PETG树脂的含量优选是以100重量份MBS树脂计30到600重量份。PETG树脂含量低于30重量份可能使MBS树脂特性补偿作用不明显,而PETG树脂含量超过600重量份可能提高软MBS树脂的硬度而不具有软化作用,在这种情况下,需要添加油来软化MBS树脂,但可能在表面上引起油花或油迁移。
PETG树脂是相对便宜的,具有降低生产成本的作用,并且与TPEE树脂组合使用以增强MBS树脂的特性。尽可能更优选地使用具有低熔融温度的PETG树脂来制备高质量的MBS树脂。更具体地说,PETG树脂的熔融温度在80℃到180℃范围内。
根据本发明的包括上述组分的环保软MBS树脂组合物可还包括填充剂、环保润滑剂、阻燃剂、改性剂等。
填充剂的具体实例可包括碳酸钙(CaCO3)、二氧化硅等。填充剂的含量以100重量份MBS树脂组合物计可为10到30重量份。
润滑剂的具体实例可包括多种润滑剂,如石蜡、聚烯烃蜡、聚丙烯蜡、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、芥子酸酰胺、芥酸酰胺(erucamide)等。优选使用环保润滑剂。
阻燃剂的具体实例可包括氧化锌(ZnO)、硼酸锌(ZnBO3)、Ca-Mo、三均三嗪、十溴二苯基乙烷、八溴二苯基氧化物、三氧化锑、五氧化锑、氢氧化铝、氢氧化镁、多聚磷酸等。
同样,本发明的环保软MBS树脂组合物可还包括添加剂,如塑化剂、抗氧化剂、UV吸收剂、改性剂等。
本发明还提供了使用上述指定的环保软MBS树脂的乙烯基皮革。使用本发明的环保软MBS树脂的乙烯基皮革是环保的,并且不释放环境激素干扰物,并且还具有优异特性,如耐气候性、耐低温性、耐热性、抗张强度、断裂伸长率、耐刮擦性、粘附性和耐磨性。另外,本发明的环保软MBS树脂可以用作替代性材料来替换软PVC薄膜、薄片、玩具和医用产品,以及通常使用除乙烯基皮革以外的现有PVC类合成皮革的包和构造类产品或广告类产品。
下文中,将参考实施例更详细地描述本发明,这些实例是仅为示例性说明的目的而提供,并且意不在限制本发明的范围。
实施例1
为了测定甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯(MBS)树脂与植物油之间的相容性对MB树脂和植物油含量的依赖性,根据下表1中提供的组成将MBS树脂和植物油混合在一起来评估它们之间的相容性。在这方面,MBS树脂是MB838或MB872(由LG化学有限公司(LGChemLtd.)制造)并且植物油是棕榈油。表1中的重量单位是千克。
[表1]
甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯(MBS)树脂是由LG化学有限公司制造的MB872或MB838。
在将MBS树脂与植物油混合在一起时,植物油含量相对于1.0千克MBS树脂以0.2千克逐步递增方式从0.4千克增加到1.0千克。结果,互混性仍相同,且棕榈油含量超过0.8千克的组合物3、4、7和8呈凝胶状态。
在表1中,组合物1和5呈树脂形式,即使在较少吸附量的棕榈油的情况下仍显示抗张强度、断裂伸长率、表面粘性等方面的树脂特性不够良好,并且在表面上具有油花或迁移现象,因此其不可能加工成所需树脂产品。相对于组合物8,组合物4的特性得到改善,但油花或迁移问题和粘着力没有显著改善。因此,对于MBS树脂,MB838的吸油性和与油的混溶性比MB872好。
实施例2
如表2中所示,通过将0.4千克、0.6千克、0.8千克或1.0千克棕榈油与1.0千克用作MBS树脂的MB838或MB872混合制成每一种混合物,向每一种混合物中添加0.28千克、0.32千克、0.36千克或0.40千克热塑性聚酯弹性体(TPEE)树脂。加热所得混合物然后接着冷却,观察状态变化。在表2中,重量单位是千克。
[表2]
(1)热塑性聚酯弹性体(TPEE)是由科隆工业股份有限公司(KolonIndustriesInc.)制造的KP3340。
如表2中所示,由于向MBS树脂与棕榈油的每一种混合物中添加了TPEE树脂,棕榈油含量低于0.8千克的组合物1、2、3、5和6是肖氏A硬度为约90的组合物,并且棕榈油含量是1.0千克的组合物2和8是肖氏A硬度为70或低于70的低硬度组合物,并且含有过量的棕榈油,导致无法获得高质量的组合物。另外,使用MB838或MB872的组合物具有类似结果。
实施例3
将1.0千克棕榈油与1.0千克用作MBS树脂的MB838混合,然后向混合物中添加0.6千克、1.0千克、1.3千克或1.5千克的不同量的TPEE树脂。加热所得混合物,然后冷却,观察改善产品质量的作用。结果呈现于表3中。与软PVC(塑化剂浓度为100phr并且肖氏A硬度为约70)相比,得到表3中的质量改善结果。在表3中,重量单位是千克。
[表3]
区分 | 1 | 2 | 3 | 4 |
MB838树脂 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
棕榈油 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
TPEE树脂 | 0.6 | 1.0 | 1.3 | 1.5 |
质量改善作用 | 良好 | 良好 | 良好 | 极佳 |
如表3所示,组合物1、2和3在改善耐热性、耐低温性和耐气候性方面的作用与软PVC类似,表面耐磨性和粘着力比软PVC略差,但弹性更好。另外,组合物4在抗张强度和断裂伸长率方面显著优于软PVC。
实施例4
如表4所示,1千克MB838树脂在每种情况下与不同量的棕榈油混合,然后将混合物与TPEE树脂和PETG树脂混合来制备每一种软MBS树脂。测量软MBS树脂的肖氏A硬度、质量改善结果、比重、抗张强度和断裂伸长率。测量结果呈现于表4中。在表4中,重量单位是千克。
[表4]
在表4中,组合物2由于其高硬度组成而在硬度方面与塑化剂浓度为30phr的软PVC类似,组合物3与塑化剂浓度为40phr的软PVC类似,组合物4与塑化剂浓度为60phr的软PVC类似,组合物5与塑化剂浓度为80phr的软PVC类似,组合物6与塑化剂浓度为90phr的软PVC类似,组合物7与塑化剂(DOP)含量为100phr的软PVC(约A51±3)类似。
与组合物7相比,在表4中,其与具有少量PETG树脂的组合物8的硬度类似,但在特性如抗张强度较差。
另一方面,组合物中使用PETG树脂的主要目的在于通过混合作为填充剂的大量PETG树脂来降低生产成本。根据表4,组合物1、1-1和1-2含有大量PETG树脂并且进行了测试。
换句话说,为了保持软PVC的硬度在约30到40phr范围内,将1千克MB838树脂与棕榈油和PETG树脂混合,同时棕榈油含量从1.0千克增加到1.3千克或1.6千克并且PETG树脂含量增加到4.0到7.0千克。
结果,表4中的组合物1和1-1在硬度方面与塑化剂浓度为约40phr的软PVC类似,并且组合物1-2在硬度方面与塑化剂浓度为约30phr的软PVC类似,特性与组合物2类似。
另外,表4中的组合物1在硬度方面与塑化剂浓度为约30phr的软PVE类似,与塑化剂浓度为约30phr的软PVC相比显示高质量,但需要高生产成本。
但是,当组合物中使用大量棕榈油时,如表4中组合物1-1的情况,即使PETG树脂的量提高,但由于向MBS树脂中添加如此大量的油,仍会出现油在表面上渗出的油花。
实施例5
根据实施例4的表4中的组合物1,其与塑化剂浓度为约30phr的软PVC具有类似硬度和良好质量,但与塑化剂浓度为30phr的软PVC相比更昂贵。因此,将1千克MB838与用作填充剂的PETG树脂混合来降低生产成本,并且使用棕榈油以保持表4中组合物2的硬度与塑化剂浓度为30phr的软PVC的硬度类似,同时PETG树脂含量以递增方式从4千克增加到7千克,并且棕榈油含量以递增方式从1千克增加到1.6千克。然后测量所得组合物的肖氏A硬度。
测量结果呈现于表5中。在表5中,重量单位是千克。
[表5]
区分 | 1 | 2 | 3 | 4 |
MB838 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
棕榈油 | 1.0 | 1.3 | 1.3 | 1.6 |
TPEE树脂 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 |
PETG树脂 | 4.0 | 5.0 | 6.0 | 7.0 |
肖氏A硬度 | 98±3 | 97±3 | D60±3 | 95±3 |
在表5中,组合物1和2在硬度方面与塑化剂浓度为约40phr的软PVC类似,组合物3与塑化剂浓度为约30phr的软PVC类似,组合物4与塑化剂浓度为约50phr的PVC类似。
在特性方面,表5中的组合物1、2和3与表4中的组合物2类似,并且即使PETG含量增加时,表5中的组合物4由于使用了大量油而仍具有模糊现象。因此,即使当油的含量在1.0到1.3千克范围内增加并且PETG树脂含量增加到6.0千克时,表5中的组合物与表2中的组合物2所有结果都相同,从而最终导致生产成本显著降低。
已参考具体说明性实施例描述本发明,在不偏离本发明的范围和精神的情况下容易对所述说明性实施例作出多种改变和修饰。所有此类改变和修饰都视为由所附本发明的权利要求书涵盖。
Claims (11)
1.一种环保软甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯(MBS)树脂组合物,其包含:
100重量份MBS树脂;
20到130重量份植物油;和
3到150重量份热塑性聚酯弹性体(TPEE)树脂。
2.根据权利要求1所述的环保软MBS树脂组合物,其中所述MBS树脂的橡胶含量为60到85重量份。
3.根据权利要求1所述的环保MBS树脂组合物,其中所述植物油包含选自以下各物质组成的群组中的至少一者:棕榈油、椰子油、蓖麻油、葡萄籽油、荷荷芭油、红花油、澳洲坚果油以及橄榄籽油。
4.根据权利要求1所述的环保软MBS树脂组合物,其中所述热塑性聚酯弹性体(TPEE)树脂的肖氏硬度为35D到50D。
5.根据权利要求1所述的环保软MBS树脂组合物,其中所述组合物还包含30到600重量份经乙二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)树脂。
6.根据权利要求1所述的环保软MBS树脂组合物,其中所述软MBS树脂组合物还包含以100重量份所述MBS树脂组合物计的10到30重量份填充剂,其中所述填充剂选自以下各物质组成的群组:碳酸钙(CaCO3)、二氧化硅和其混合物。
7.根据权利要求1所述的环保软MBS树脂组合物,其中所述软MBS树脂组合物还包含选自以下各物质组成的群组中的至少一种阻燃剂:氧化锌(ZnO)、硼酸锌(ZnBO3)、Ca-Mo、三均三嗪、十溴二苯基乙烷、八溴二苯基氧化物、三氧化锑、五氧化锑、氢氧化铝、氢氧化镁以及多聚磷酸。
8.根据权利要求1所述的环保软MBS树脂组合物,其中所述软MBS树脂组合物还包含填充剂、环保润滑剂、改性剂或阻燃剂。
9.根据权利要求1所述的环保软MBS树脂组合物,其中所述软MBS树脂组合物还包含选自以下各物质组成的群组中的至少一种添加剂:塑化剂、抗氧化剂和UV吸收剂。
10.一种制备环保软MBS树脂的方法,其包含:
将甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯(MBS)树脂与植物油混合;以及
向所述所得到的混合物中添加热塑性聚酯弹性体(TPEE)树脂。
11.一种环保的乙烯基皮革,其使用权利要求1所述的环保软MBS树脂。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160224 |