CN105566877A - 用于车辆顶置控制台的耐化学性聚合树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
用于顶置控制台的耐化学性聚合树脂组合物包含:聚酯树脂,其包含二羧酸组分残基和二醇组分残基,该二羧酸组分包含对苯二甲酸,该二醇组分包含5~60mol%的异山梨醇、5~80mol%的环己烷二甲醇和余量的其他二醇化合物;聚碳酸酯;和不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物。以上三者均基于聚酯树脂、聚碳酸酯和不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物的总重量。该组合物还包含基于100重量份聚酯树脂、聚碳酸酯和不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物为0.1~10重量份的耐候添加剂。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年10月31日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2014-0150405号优先权的权益,其全部内容通过引用的方式并入本文。
技术领域
本公开涉及用于车辆顶置控制台的耐化学性聚合树脂组合物,其显现出改善的耐热性、耐冲击性等的物理特性,即使在长时间暴露于室外环境时还保持极佳的外观特性,并且当与汽车空气清新剂等接触时显现出改善的耐化学性而没有化学开裂。
背景技术
作为车辆内饰材料,聚碳酸酯/丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸丁酯(PC/ASA)树脂通常用于顶置控制台。由于PC的优异耐热性、耐冲击性和自熄特性以及ASA的可加工性和经济优势,PC/ASA树脂已被开发用于需要高耐热性、耐冲击性和涂覆特性的顶置控制台。然而,就耐化学性而言,PC/ASA易受到大多数化学品的影响,例如芳香烃、酮、醛、醇,特别是萜烯(柠檬烯等)。当PC/ASA树脂长时间直接地暴露于这些化学品时,出现褪色、溶胀和开裂,从而使产品质量变差。此外,PC/ASA树脂在头部碰撞区具有安全性问题。
因此,已经进行很多研究来制备具有比传统PC/ASA树脂更优的耐化学性的树脂组合物。例如,已经使用具有优异耐化学性的聚烯烃类树脂来改善PC/ASA的耐化学性。然而,在此情况下,嵌段共聚物必须用作增容剂以改善不相容材料的相容性,而且发生相分离,从而使得机械特性变差。
此外,已经对混合丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)与具有优良耐热性、机械强度和弹性强度的聚酯树脂来作为用于顶置控制台的PC/ASA树脂的替代物的方法进行了研究。
由于优异的耐冲击性、机械强度、表面特性和可加工性,ABS树脂广泛用在电气和电子产品、车辆部件、通用商品等中。然而,ABS树脂在树脂的橡胶组分中包含化学上不稳定的双键,从而当暴露于紫外线时会容易发生橡胶组分的老化。因此,ABS树脂具有较差的耐候性和耐光性。当ABS树脂长时间置于外部时,随着时间流逝,褪色和物理性能的劣化比较明显地增加,因此,ABS树脂不适合用作暴露于阳光的室内/室外材料。
因此,存在对开发用于车辆顶置控制台的聚合树脂组合物的需要,该聚合树脂具有优异的耐化学性和耐候性,并且具有与现有PC/ASA树脂相同或更好的耐热性和耐冲击性等物理性质。
发明内容
本公开提供一种用于车辆顶置控制台的耐化学性树脂组合物,其显示出改善的耐热性、耐冲击性等物理特性,即使长时间暴露于室外环境时仍保持优异的外观特性,并且在与汽车空气清新剂等接触时显示出改善的耐化学性而不产生化学开裂。
本发明构思的一个方面提供一种用于顶置控制台的耐化学性树脂组合物,其包含:20~40重量%的聚酯树脂,其包含二羧酸组分残基和二醇组分残基,该二羧酸组分包含对苯二甲酸,该二醇组分包含5~60mol%的异山梨醇、5~80mol%的环己烷二甲醇和余量的其他二醇化合物;50~70重量%的聚碳酸酯;和10~30重量%的不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物,其中,以上聚酯树脂、聚碳酸酯和不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物的含量均基于聚酯树脂、聚碳酸酯和不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物的总重量;以及0.1~10重量份的耐候添加剂,其基于100重量份的聚酯树脂、聚碳酸酯和不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物。
具体实施方式
在下文中,将更加具体地说明根据特定实施方式的用于顶置控制台的耐化学性聚合树脂组合物。
根据示例性实施方式,用于顶置控制台的耐化学性聚合树脂组合物包含:聚酯树脂,其包含二羧酸组分残基和二醇组分残基,该二羧酸组分包含对苯二甲酸,该二醇组分包含5~60mol%的异山梨醇、5~80mol%的环己烷二甲醇和余量的其他二醇化合物;聚碳酸酯;和不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物,其中,聚酯树脂、聚碳酸酯和不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物的含量均基于聚酯树脂、聚碳酸酯和不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物的总重量。耐化学性聚合树脂组合物还包含基于100重量份聚酯树脂、聚碳酸酯和不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物为0.1~10重量份的耐侯添加剂。
混合特定聚合树脂的传统方法已经用于补充或改善聚酯树脂的物理特性。然而,通过混合聚合物,在改善或互补协同效应中存在局限,并且难以获得足够的机械特性和耐侯性。
因此,已经研究了表现出优异机械特性、耐候性和耐化学性的树脂组合物,其在与汽车空气清新剂等接触时没有化学开裂。根据本公开,可以通过将具有特定组成的聚酯树脂与聚碳酸酯以及不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物混合来得到这些具有优异耐化学性以及物理特性例如优异的耐冲击性和耐热性的树脂组合物。
根据本公开的聚合树脂组合物显示出优异的在耐化学性和耐冲击性方面的特性并且不包含不稳定双键。由此,由于稳定的不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物,即使在暴露在UV或高温的情况下,组合物也具有优良的机械特性和耐候性。
可以使用用于制备聚合树脂的共混物或混合物的传统方法来制备聚合树脂组合物。然而,制备方法不限于此。例如,可以将聚酯树脂、聚碳酸酯、不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物以及耐候添加剂注入常规搅拌机、混合器或滚筒中,然后通过双螺杆混炼挤出机而彼此混合。在树脂组合物的制备过程中,可以使用充分干燥的树脂。
在根据示例性实施方式的聚合树脂组合物中,聚酯树脂可以包含二羧酸组分残基和二醇组分残基,该二羧酸组分包含对苯二甲酸,且该二醇组分包含5~60mol%的异山梨醇、5~80mol%的环己烷二甲醇和余量的其他二醇化合物。
如本文所用,“顶置控制台”是指设置在车辆的前顶板上的空间,并且其中安装有用于太阳镜、眼镜等的存储空间以及照明。
此外,“残基”是指包含在特定化合物的化学反应产物中并且衍生自该特定化合物的部分或单元。例如,各个二羧酸组分的“残基”和二醇组分的“残基”是指衍生自经酯化反应或缩聚反应形成的聚酯中的二羧酸组分或二醇组分的部分。
“二羧酸组分”是指其包含二羧酸例如对苯二甲酸、其烷基酯(例如,具有1~4个碳原子的低级烷基酯,例如单甲基酯、单乙基酯、二甲基酯、二乙基酯或二丁基酯)、和/或其酸酐,并且可以与二醇组分反应形成二羧酸部分例如对苯二酰部分。
用在聚酯合成中的二羧酸组分包含对苯二甲酸,由此改善要制备的聚酯树脂的物理特性,例如耐热性、耐化学性或者耐候性(例如防止分子量的降低或UV引起的变黄)。
此外,除对苯二甲酸外,聚酯树脂中的二羧酸组分还可以包含选自具有8至20个碳原子的芳香族二羧酸以及具有4至20个碳原子的脂肪族二羧酸中的一种或多种。
芳香族二羧酸组分可以是具有8至20个碳原子、更特别地为8至14个碳原子的芳香族二羧酸,或其混合物。芳香族二羧酸的实例可以包括异酞酸、萘二羧酸如2,6-萘二甲酸、联苯二甲酸、4,4’-二苯乙烯二甲酸、2,5-呋喃二甲酸、2,5-噻酚二甲酸,但是芳香族二羧酸的具体实例不限于此。
脂肪族二羧酸组分可以是具有4至20个碳原子、更特别地为4至12个碳原子的脂肪族二羧酸,或其混合物。脂肪族二羧酸的实例可以包括环己烷二羧酸例如1,4-环己烷二甲酸或者1,3-环己烷二甲酸,直链、支化或环状的脂肪族二羧酸组分例如邻苯二甲酸、癸二酸、琥珀酸、异癸基琥珀酸、马来酸、富马酸、己二酸、戊二酸或者壬二酸,但是脂肪族二羧酸的具体实例不限于此。
二羧酸组分可以包含50~100mol%、优选70~100mol%的对苯二甲酸;以及0~50mol%、更特别地为0~30mol%的选自芳香族二羧酸和脂肪族二羧酸的一种或多种二羧酸。如果二羧酸组分中的对苯二甲酸的含量过低或过高,聚酯树脂的物理性质例如耐热性、耐化学性或耐候性可能会劣化。
用在聚酯合成中的二醇组分可以包含5~60mol%的异山梨醇、5~80mol%的环己烷二甲醇和余量的其他二醇化合物。
二醇组分包含异山梨醇(1,4:3,6-二脱水葡萄糖醇),由此改善要制备的聚酯树脂的耐化学性以及耐热性等物理特性。随着环己烷二甲醇(例如,1,2-环己烷二甲醇、1,3-环己烷二甲醇或1,4-环己烷二甲醇)的含量在二醇组分中增加,要制备的聚酯树脂的耐冲击性会大大地增加。
具体而言,聚酯树脂的二醇组分可以包含5~60mol%的异山梨醇,并且如果二醇组分中异山梨醇的含量低于5mol%,要制备的聚酯树脂的耐热性或耐化学性将不足,并且可能得不到聚酯树脂的熔融粘度性质。此外,如果异山梨醇的含量高于60mol%,聚酯树脂或产品的外观可能变差或可能发生黄化。
除异山梨醇和环己烷二甲醇外,二醇组分还可以包含其他二醇组分。“其他二醇组分”是指除异山梨醇和环己烷二甲醇之外的二醇组分,例如,其可以是脂肪族二醇、芳香族二醇或其混合物。
在聚酯共聚物中,二醇组分还可以包含选自由化学式1、2和3表示的化合物中的一种或多种。
[化学式1]
其中R1、R2、R3和R4各自独立地为氢或具有1~5个碳原子的取代的或未取代的烷基,且n1和n2各自独立地为0~3的整数;
[化学式2]
其中R1、R2、R3和R4各自独立地为氢或具有1~5个碳原子的取代的或未取代的烷基。
[化学式3]
其中n为1~7的整数。
此外,聚酯树脂可以具有10,000~100,000的重均分子量和0~200℃的玻璃化转变温度。
可以通过使包含5~60mol%的异山梨醇、5~80mol%的环己烷二甲醇和余量的其他二醇化合物的二醇组分与包含对苯二甲酸的二羧酸组分酯化来制备聚酯树脂,通过在酯化程度到达至少80%时加入磷类稳定剂,并通过使酯化产物进行缩聚。
在制备聚酯树脂时,将包含锌化合物的催化剂用于酯化反应,在酯化反应的结尾(例如,当酯化程度达到至少80%时)向反应溶液加入磷基稳定剂,并且使得到的酯化产物进行缩聚,由此提供呈现出高耐热性、阻燃性和耐冲击性的物理特性,并具有优异的外观特性、高透明性和优良成型性的聚酯树脂。
关于包含对苯二甲酸的二羧酸组分,环己烷二甲醇、异山梨醇和其他二醇化合物的详细说明与上述相同。
锌类催化剂的具体实例可以包括醋酸锌、脱水醋酸锌、或其混合物,且磷类稳定剂的具体实例可以包括磷酸、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、膦酰基乙酸三乙酯或其两种或更多种的混合物。
二羧酸组分和二醇组分之间的酯化反应可以在0~10.0kg/cm2的压力和150~300℃的温度下进行。酯化反应条件可以根据最终聚酯的具体特性、二羧酸组分与二醇之间的摩尔比或工艺条件而适当地变化。用于酯化反应的示例性条件包括0~5.0kg/cm2的压力。在某些实施方式中,酯化反应在0.1~3.0kg/cm2和200~270℃温度下实施。在某些实施方式中,酯化反应在240~260℃进行。
酯化反应可以以分批或连续方式进行。各个原料可以分别加入,但是它们可以以浆的形式通过混合二醇组分与二羧酸组分而加入。浆可以通过将室温下将固体形式的二醇组分溶解在水或乙二醇中,然后将该溶液与包含对苯二甲酸的二羧酸组分混合而制备。或者,可以通过将异山梨醇在60℃或更高温度下熔融,然后将熔融的异山梨醇与包含对苯二甲酸的二羧酸组分以及其他二醇组分混合来制备浆。还可以向二羧酸组分以及异山梨醇和乙二醇的共聚二醇组分的浆中加入水,由此增强浆的流动性。
参与酯化反应的二羧酸组分与二醇组分之间的摩尔比可以为1:1.05至1:3.0。如果二羧酸组分:二醇组分的摩尔比小于1:1.05,在聚合反应后二羧酸组分可能未被反应,引起树脂较差的透明性。相反,如果摩尔比超过1:3.0,聚合速率可能降低或者树脂的生产率可能变差。
酯化产物的缩聚反应步骤可以包括使二羧酸组分和二醇组分的酯化产物在150~300℃的温度和600至0.01mmHg的减压下反应1至24小时的步骤。
缩聚反应可以在150~300℃、更特别地为200~290℃或者260~280℃的温度,以及600至0.01mmHg、更特别地为200至0.05mmHg或100至0.1mmHg的减压下进行。缩聚反应的减压条件使得能够去除作为缩聚反应副产物的乙二醇。如果缩聚反应在400至0.01mmHg的减压范围之外进行,副产物的去除可能不充分。
如果缩聚反应在150~300℃的温度范围之外进行,即,如果缩聚反应在150℃或更低的温度进行,无法有效地从系统中去除作为缩聚反应副产物的乙二醇,因此,最终反应产物的特性粘度可能会降低,这使聚酯树脂的物理特性变差,并且如果反应在300℃或更高的温度进行,很可能在聚酯树脂的外观上发生黄化。缩聚反应可以持续使最终反应产物的特性粘度达到合适水平所须的时间,例如,1至24小时的平均保持时间。
同时,制备聚酯树脂组合物的方法还可以包括加入缩聚催化剂的步骤。缩聚催化剂可以在缩聚反应开始之前加入酯化或酯交换反应产物中。或者,可以在酯化反应之前或过程中向包含二醇组分和二羧酸组分的浆混合物中加入缩聚催化剂。
作为缩聚催化剂,可以使用钛化合物、锗化合物、锑化合物、铝化合物、锡化合物或其混合物。
钛化合物可以示例为钛酸四乙酯、钛酸乙酰三丙酯、钛酸四丙酯、钛酸四丁酯、聚钛酸丁酯、钛酸2-乙基己基酯、钛酸辛二醇酯、乳酸钛酸酯、三乙醇胺钛酸酯、乙酰丙酮钛酸酯、钛酸乙基乙酰乙酸酯、钛酸异硬脂酸酯、二氧化钛、二氧化钛/二氧化硅共聚物、以及二氧化钛/二氧化锆共聚物。
锗化合物可以示例为二氧化锗(GeO2)、四氯化锗(GeCl4)、乙二醇锗、醋酸锗、其共聚物、及其混合物。在某些实施方式中,使用二氧化锗。二氧化锗可以是结晶型或无定形形式。还可以使用溶于乙二醇的二氧化锗。
除具有上述特定组分的聚酯树脂和不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物外,实施方式中的用于车辆顶置控制台的耐化学性树脂组合物可以包含后述的聚碳酸酯树脂。因此,用于顶置控制台的耐化学性树脂组合物包含特定量的具有优异机械特性的聚碳酸酯,从而具有改进的冲击强度、抗拉强度和延伸率等机械特性,并显示出优异的耐热性。
作为聚碳酸酯类聚合物,可以使用通过用双酚A作为基础组分制备的多种聚碳酸酯类聚合物。具体而言,考虑到要制备的树脂成型制品的特性,可以使用具有不同分子量和物理特性的聚碳酸酯而没有特殊限制,例如,可以使用具有10,000~100,000的重均分子量的聚碳酸酯。
除具有上述特定组成的聚酯树脂以及聚碳酸酯外,根据实施方式的用于顶置控制台的耐化学性聚合树脂组合物包含不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物。与ABS树脂不同,不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物不包含具有双键的丁二烯类橡胶。因此,不发生由于空气中的氧或臭氧或UV引起的变色或物理特性的劣化,由此改善耐候性、耐光性、耐化学性和耐热性。因此,将不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物用在频繁暴露于阳光的户外外部材料中,例如户外电气或电子产品、汽车零件或建筑材料。
不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物可以是核-壳型橡胶,其中优选将丙烯酸烷基酯用在核中以改善耐冲击性,且可以将不饱和腈和芳香族乙烯用在壳中以改善基体树脂的粘附和分散性。具体而言,核-壳型橡胶可以具有0.01~5μm的平均粒径和5~90%的接枝率,且核可以具有-20℃或更低的玻璃化转变温度,且壳可以具有20℃或更高的玻璃化转变温度。
在不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物中,不饱和腈可以提供耐化学性和光泽特性,且不饱和腈可以是选自丙烯腈、甲基丙烯腈、乙基丙烯腈、苯基丙烯腈、α-氯丙烯腈和氯丙烯腈中的一种或多种。
具体而言,在不饱和腈中,丙烯腈可以用于提供优良的耐化学性、高光泽特性和高硬度。
不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物包含芳香族乙烯,从而具有优良的可加工性和成型性。芳香族乙烯可以是选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯乙烯基甲苯、叔丁基苯乙烯、卤素取代的苯乙烯、1,3-二甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯和乙基苯乙烯中的一种或多种。
不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物包含丙烯酸烷基酯,且丙烯酸酯主链中的氢原子的离解能为约90kcal/mol,因此,其仅被波长为300nm或更短的高能光离解。上述高能光在阳光中不可得,因此不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物不被阳光和UV降解。因此,可以大大改善被认为是传统ABS树脂的最大缺点的耐候性,从而即使在外部长时间使用,也使树脂的机械性能劣化或外观改变减至最低。
丙烯酸烷基酯可以包括选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯和丙烯酸丁酯中的一种或多种。特别是,当使用丙烯酸丁酯时,由于丁基的柔性,实施方式中的树脂组合物具有较低的玻璃化转变温度,从而显示出优良的耐冲击性。
在实施方式的树脂组合物中,不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物可以是丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸丁酯(ASA)。如上所述,由于丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸丁酯不包含在主链中具有双键的丁二烯橡胶,其具有和ABS树脂相比为相当或更好的成型加工性、耐化学性和耐冲击性。此外,由于不发生因空气中氧或臭氧或者UV引起的褪色或物理特性劣化,其在户外呈现出优良的机械特性和耐候性。
实施方式中的树脂组合物分别以约20~40重量%、50~70重量%和10~30重量%的量包含聚酯树脂、聚碳酸酯、和不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物。在树脂组合物中,如果聚酯树脂的含量过高,生产成本增加且流动性降低,从而降低可加工性。如果不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物的含量过低,可加工性可能降低。因此,为确保优良的机械性能和耐候性,可以包含聚酯树脂和不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物。
实施方式的树脂组合物可以具有1.0或更低、更特别地为0.5或更低的ΔE,其使用加速老化测试仪根据ASTMD4587-05进行测定。ΔE值时耐候性的指标。如果ΔE为1.0或更低,即使在长时间暴露于外部时也较少发生外观的褪色,并且保持初始的物理特性而没有机械特性方面的大变化,这显示出优良的耐候性。相反,如果ΔE具有高水平值,当长时间暴露于外部时,外观劣化。此外,机械特性也降低,因此,其不适于长时间户外使用。
实施方式中的用于顶置控制台的耐化学性聚合树脂组合物还可以包含0.1~10重量份的耐候添加剂,基于总100重量份的聚酯树脂、聚碳酸酯和不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物。耐候添加剂是具有在UVA、UVB和UVC区域吸收UV的特性并向包含其的聚合树脂组合物提供耐候特性的化合物。
具体而言,耐候添加剂可以包括选自苯甲酮类化合物、苯并三唑类化合物、苯并恶嗪类化合物、丙二酸盐(酯)类化合物、三嗪类化合物和受阻胺光稳定剂(HALS)类化合物中的一种或多种。例如,可以使用二苯甲酮、2-(2H-苯并三唑-2-基)-对甲酚、2,2’-亚甲基-双(6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基))苯酚、2,2’-(1,4-亚苯基)-双-(4H-3,1-苯并恶嗪-4-酮)、四乙基-2,2’-(1,4-亚苯基二亚甲基)-二丙二酸酯、2-(H-苯并三唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚、2-羟苯基-均三嗪衍生物、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-己氧基苯酚或烷氧基胺受阻胺稳定剂。
用于顶置控制台的耐化学性聚合树脂组合物还可以包含选自不饱和腈-芳香族乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯类增容剂、不饱和腈-芳香族乙烯-马来酸酐类增容剂、饱和的乙烯-丙烯酸烷基酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯类增容剂、和碳二亚胺类抗水解剂中的一种或多种。
在这一点上,不饱和腈-芳香族乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯类增容剂可以以15重量份或更少的量包含其中,不饱和腈-芳香族乙烯-马来酸酐类增容剂以15重量份或更少的量包含其中,饱和的乙烯-丙烯酸烷基酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯类增容剂以15重量份或更少的量包含其中,或者碳二亚胺类抗水解剂以10重量份或更少的量包含其中,均基于总共100重量份的聚酯树脂、聚碳酸酯和不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物。
丙烯酸烷基酯可以是选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸辛酯和2-乙基己基丙烯酸酯中的一种或多种。
此外,不饱和腈-芳香族乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯类增容剂可以具有20~200℃的玻璃化转变温度和200~300,000的重均分子量,并且任选地,其可以被芳香族乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯代替。
在这一点上,不饱和腈-芳香族乙烯-马来酸酐类增容剂可以具有20~200℃的玻璃化转变温度和200~300,000的重均分子量,并且饱和的乙烯-丙烯酸烷基酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯类增容剂可以具有-150~200℃的玻璃化转变温度和200~300,000的重均分子量。
此外,碳二亚胺类抗水解剂可以具有50~300,000的重均分子量,并且可以通过以下化学式4或化学式5表示:
[化学式4]
R1-N=C=N-R2
其中R1和R2各自独立地为氢原子、具有1~20个碳原子的烷基或具有6~36个碳原子的芳基;
[化学式5]
其中R为具有1~20个碳原子的烷基或具有6~36个碳原子的芳基,且n为2~30,000的整数并代表平均聚合度。
此外,实施方式中的用于顶置控制台的耐化学性树脂组合物还可以包含选自染料、颜料、冲击改性剂、填料、稳定剂、润滑剂、抗氧化剂、抗菌剂、脱模剂的添加剂及其混合物。
作为抗氧化剂,可以使用例如,酚类一级抗氧化剂、亚磷酸盐类助抗氧化剂、硫酯类抗氧化剂。在这一点上,酚类一级抗氧化剂可以具有50~300,000的重均分子量,亚磷酸盐类抗氧化剂可以,例如,选自以下化学式6~8,且硫酯类抗氧化剂可以是由以下化学式9或化学式10表示的化合物:
[化学式6]
其中R1和R2各自独立地为具有1~40个碳原子的取代的或未取代的烷基、或具有6~40个碳原子的取代的或未取代的芳基;
[化学式7]
其中R1和R2各自独立地为具有1~40个碳原子的取代的或未取代的烷基、或具有6~40个碳原子的取代的或未取代的芳基,且n为1以上的整数并表示取代重复单元;
[化学式8]
其中R1、R2、R3和R4各自独立地为具有1~40个碳原子的取代的或未取代的烷基、或具有6~40个碳原子的取代的或未取代的芳基;
[化学式9]
[化学式10]
其中R3和R4各自独立地为具有1~40个碳原子的取代的或未取代的烷基、或具有6~40个碳原子的取代的或未取代的芳基。
此外,润滑剂可以是选自金属硬脂酸盐类润滑剂、酰胺类润滑剂、烯烃类润滑剂和酯类润滑剂中的一种或多种。
根据本公开,提供一种用于顶置控制台的耐化学性聚合树脂组合物,其呈现出改进的耐热性、耐冲击性等的物理特性,即使在长时间段暴露于户外环境时也保持优异的外观特性,并且还显示出改进的耐化学性,当与汽车空气清新剂等接触时没有化学开裂。
在下文中,本公开将在以下实施例中更详细地进行解释。然而,这些实施例提供用于示例说明的目的且不意在限制本公开的范围。
<实施例和比较例>
树脂组合物的制备
实施例1
基于100重量%的由40重量%的对苯二甲酸-异山梨醇-1,4-环己二醇-乙二醇共聚物聚酯(Tg:110℃,重均分子量:50000)、50重量%的聚碳酸酯和10重量%的丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸丁酯接枝共聚物组成的树脂,加入3重量%的丙烯腈-苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、1.0重量%的苯并三唑类耐候添加剂、0.2重量%的酚类一级抗氧化剂、和0.2重量%的亚磷酸盐类助抗氧化剂,并用双螺杆混炼挤出机(Φ=40mm,L/D=44)实施均匀的混炼挤出,从而制备丸状物。
在这方面,对苯二甲酸-异山梨醇-1,4-环己二醇-乙二醇共聚物聚酯为具有高耐冲击性的环保树脂ECOZEN,可购自SKChemicals(韩国),聚碳酸酯为可购自SamyangCorp.(韩国)的3025PJ,丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸丁酯接枝共聚物为可购自Styrolution(德国)的VLE,其为核-壳橡胶型接枝ASA,丙烯腈-苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯为可购自SUNNYFC(中国)的SAG-005,苯并三唑类耐侯添加剂为可购自BASF(德国)的Tinuvin234,酚类一级抗氧化剂为可购自ADEKACorp.(日本)的AO-60,并且亚磷酸盐类助抗氧化剂为可购自DOVERChemicalCorp(美国)的S-9228。
实施例2
基于100重量%的由30重量%的对苯二甲酸-异山梨醇-1,4-环己二醇-乙二醇共聚物聚酯(Tg:110℃,重均分子量:50000)、60重量%的聚碳酸酯和10重量%的丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸丁酯接枝共聚物组成的树脂,加入3重量%的丙烯腈-苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、1.0重量%的苯并三唑类耐候添加剂、0.2重量%的酚类一级抗氧化剂、和0.2重量%的亚磷酸盐类助抗氧化剂,并用双螺杆混炼挤出机(Φ=40mm,L/D=44)实施均匀的混炼挤出,从而制备丸状物。
在这方面,对苯二甲酸-异山梨醇-1,4-环己二醇-乙二醇共聚物聚酯为具有高耐冲击性的环保树脂ECOZEN,可购自SKChemicals(韩国),聚碳酸酯为可购自SamyangCorp.(韩国)的3022PJ,丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸丁酯接枝共聚物为可购自Styrolution(德国)的VLE,其为核-壳橡胶型接枝ASA,丙烯腈-苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯为可购自SUNNYFC(中国)的SAG-005,苯并三唑类耐侯添加剂为可购自BASF(德国)的Tinuvin360,酚类一级抗氧化剂为可购自ADEKACorp.(日本)的AO-60,并且亚磷酸盐类助抗氧化剂为可购自DOVERChemicalCorp(美国)的S-9228。
实施例3
基于100重量%的由20重量%的对苯二甲酸-异山梨醇-1,4-环己二醇-乙二醇共聚物聚酯(Tg:110℃,重均分子量:50000)、60重量%的聚碳酸酯和20重量%的丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸丁酯接枝共聚物组成的树脂,加入3重量%的丙烯腈-苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、1.0重量%的三嗪类耐候添加剂、0.2重量%的酚类一级抗氧化剂、和0.2重量%的亚磷酸盐类助抗氧化剂,并用双螺杆混炼挤出机(Φ=40mm,L/D=44)实施均匀的混炼挤出,从而制备丸状物。
在这方面,对苯二甲酸-异山梨醇-1,4-环己二醇-乙二醇共聚物聚酯为具有高耐冲击性的环保树脂ECOZEN,可购自SKChemicals(韩国),聚碳酸酯为可购自SamyangCorp.(韩国)的3025PJ,丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸丁酯接枝共聚物为可购自Styrolution(德国)的VLE,其为核-壳橡胶型接枝ASA,丙烯腈-苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯为可购自SUNNYFC(中国)的SAG-005,三嗪类耐侯添加剂为可购自BASF(德国)的Tinuvin1577,酚类一级抗氧化剂为可购自ADEKACorp.(日本)的AO-60,并且亚磷酸盐类助抗氧化剂为可购自Clariant(瑞士)的Irgafos168。
比较例1
以与实施例1相同的方式制备聚合树脂组合物,除使用10重量%的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(KumhoPetrochemicalCo.,HR-181)代替10重量%的丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸丁酯接枝共聚物外。
比较例2
以与实施例1相同的方式制备聚合树脂组合物,除不使用对苯二甲酸-异山梨醇-1,4-环己二醇-乙二醇共聚物聚酯,而是使用50重量%聚碳酸酯树脂(SamyangCorp.(韩国),3022PJ)、20重量%丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸丁酯接枝共聚物(Styrolution(德国),VLE)、和30重量%的丙烯腈-苯乙烯共聚物(KumhoPetrochemicalCo.(韩国),SAN-326)外。
比较例3
基于100重量%的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS;KumhoPetrochemicalCo.(韩国),HR-181)和丙烯腈-苯乙烯共聚物(KumhoPetrochemicalCo.(韩国),SAN-326),加入0.6重量%的苯并三唑类化合物与受阻胺光稳定剂(HLAS)类化合物的混合物(ClariantPR-31),并且进行均匀的混炼挤出以制备丸状物。
<试验例:测试由聚合树脂组合物制备的成型制品的物理特性>
将根据实施例1至3和比较例1至3制备的丸状物用注射机在250℃的压辊温度下以相同条件进行注塑,然后注塑的测试样品在23±2℃和50±5%相对湿度的条件下调整。它们的机械性能测定如下。测试结果在下表1中给出。
试验例1:冲击强度测试
根据ASTMD256,准备测试样品,并且用Izod冲击测试仪(Toyoseiki)测定它们的冲击强度。
试验例2:拉伸性能测试
根据ASTMD638,准备测试样品,并且用万能试验机(ZwickRoellZ010)测定它们的抗拉强度和延伸率。
试验例3:弯曲性能测试
根据ASTMD790,准备测试样品,并且用万能试验机(ZwickRoellZ010)测定它们的弯曲强度和弯曲模量。
试验例4:耐热性测试
根据ASTMD648,准备测试样品,并且用耐热性测试仪(HDT测试仪,Toyoseiki)测定它们的耐热性。
试验例5:耐候性测试
根据ASTMD4587-05,准备测试样品,并且使用加速老化测试仪(Q-LAB)测定ΔE,其与测试样品在试验前的ΔE进行比较。
试验例6:耐化学性测试
将根据实施例1至3和比较例1至2制备的丸状物用注射机在250℃的压辊温度下以相同条件进行注塑,然后在23±2℃和50±5%相对湿度的条件下将注塑的抗拉强度样品调整24小时。根据以下方法实行评估。
①将用于耐化学性测试的试验固定装置制备为具有1.5%的应变,将拉伸测试样品固定在试验固定装置中。
②向拉伸测试样品施用1分钟的空气清新剂,然后在23±2℃放置72小时。
③在23±2℃72小时后,从试验固定装置中去除拉伸测试样品,然后在23±2℃放置约1~2小时。
④如上放置约1~2小时后,在光学显微镜下观察施用有空气清新剂的拉伸测试样品的表面,以测定裂纹宽度,并且通过开裂或破损的存在/不存在评估耐化学性。
[表1]
如在以上测定结果中所示,与比较例相比,实施例的聚合树脂组合物显示出优异的耐热性、耐冲击性和拉伸特性。具体而言,这些聚合树脂组合物呈现出优异的机械特性以及对户外环境变化例如热、UV、空气等的高度耐受性、以及对家用化学品例如多种清洁剂、空气清新剂等的优异耐化学性,从而广泛地用在汽车内饰材料、电子产品等中,特别是作为顶置控制台用的材料。
尽管已经详细描述了本公开的具体部分,但是对本领域技术人员明显的是,这些具体说明提供为优选实施方式,并且本公开的范围不受此限制。因此,本公开的范围应当仅由所附权利要求及其等效方式限定。
Claims (14)
1.一种用于顶置控制台的耐化学性聚合树脂组合物,所述组合物包含:
20~40重量%的聚酯树脂,其包含二羧酸组分的残基和二醇组分的残基,所述二羧酸组分包含对苯二甲酸,所述二醇组分包含5~60mol%的异山梨醇、5~80mol%的环己烷二甲醇和余量的其他二醇化合物;
50~70重量%的聚碳酸酯;和
10~30重量%的不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物;以及
0.1~10重量份的耐候添加剂,其基于100重量份的所述聚酯树脂、所述聚碳酸酯和所述不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物,
以上所述聚酯树脂、所述聚碳酸酯和所述不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物的含量均基于所述聚酯树脂、所述聚碳酸酯和所述不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物的总重量。
2.根据权利要求1所述的耐化学性聚合树脂组合物,其中,具有用加速老化测试仪根据ASTMD4587-05测定的1.0或更低的耐候性指数ΔE。
3.根据权利要求1所述的耐化学性聚合树脂组合物,其中,所述聚酯树脂具有10,000~100,000的重均分子量以及0~200℃的玻璃化转变温度。
4.根据权利要求1所述的耐化学性聚合树脂组合物,其中,在所述聚酯树脂中,所述二羧酸组分还包含选自具有8~20个碳原子的芳香族二羧酸和具有4~20个碳原子的脂肪族二羧酸中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的耐化学性聚合树脂组合物,其中,在所述聚酯树脂中,所述二醇组分还包含选自由化学式1、2和3表示的化合物中的一种或多种:
[化学式1]
在化学式1中,R1、R2、R3和R4各自独立地为氢、或具有1~5个碳原子的取代的或未取代的烷基,且n1和n2各自独立地为0~3的整数;
[化学式2]
在化学式2中,R1、R2、R3和R4各自独立地为氢、或具有1~5个碳原子的取代的或未取代的烷基;
[化学式3]
在化学式3中,n为1~7的整数。
6.根据权利要求1所述的耐化学性聚合树脂组合物,其中,所述不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物为具有0.01~5μm的平均粒径和5~90%的接枝率的核-壳型橡胶,所述核具有-20℃或更低的玻璃化转变温度,且所述壳具有20℃或更高的玻璃化转变温度。
7.根据权利要求1所述的耐化学性聚合树脂组合物,其中,所述不饱和腈选自丙烯腈、甲基丙烯腈、乙基丙烯腈、苯基丙烯腈、α-氯丙烯腈和氯丙烯腈。
8.根据权利要求1所述的耐化学性聚合树脂组合物,其中,所述芳香族乙烯选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯乙烯基甲苯、叔丁基苯乙烯、卤素取代的苯乙烯、1,3-二甲基苯乙烯,2,4-二甲基苯乙烯和乙基苯乙烯。
9.根据权利要求1所述的耐化学性聚合树脂组合物,其中,所述丙烯酸烷基酯选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯和丙烯酸丁酯。
10.根据权利要求1所述的耐化学性聚合树脂组合物,其中,所述不饱和腈-芳香族乙烯-丙烯酸烷基酯接枝共聚物包括丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸丁酯。
11.根据权利要求1所述的耐化学性聚合树脂组合物,其中,所述聚碳酸酯具有50~200℃的玻璃化转变温度和10,000~100,000的重均分子量。
12.根据权利要求1所述的耐化学性聚合树脂组合物,其中,所述耐候添加剂包括选自苯并三唑类化合物、苯甲酮类化合物、苯并恶嗪类化合物、丙二酸盐(酯)类化合物、三嗪类化合物和受阻胺光稳定剂(HALS)类化合物中的一种或多种。
13.根据权利要求1所述的耐化学性聚合树脂组合物,其中,还包含选自不饱和腈-芳香族乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯类增容剂、不饱和腈-芳香族乙烯-马来酸酐类增容剂、饱和的乙烯-丙烯酸烷基酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯类增容剂和碳二亚胺类抗水解剂中的一种或多种添加剂。
14.根据权利要求1所述的耐化学性聚合树脂组合物,其中,还包含选自染料、颜料、冲击改性剂、填料、稳定剂、润滑剂、抗氧化剂、抗菌剂、脱模剂中的一种或多种添加剂及其混合物。
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