CN105980455B - 包含两种以上的树脂、玻璃纤维的组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供包含两种以上的树脂及玻璃长纤维的组合物，上述组合物的特征在于，包含：由两种以上的单位树脂形成的混合树脂；长度为10mm以上的玻璃长纤维；橡胶类树脂。其中，相对于100重量份的上述混合树脂，上述玻璃长纤维为3至30重量份，上述橡胶类树脂为0.5至25重量份。

Description

包含两种以上的树脂、玻璃纤维的组合物
技术领域
本发明涉及包含两种以上的树脂、玻璃纤维的组合物，更详细地，涉及如下包含两种以上的树脂、玻璃长纤维的组合物，当混合使用时，将玻璃长纤维使用于耐冲击性和弯曲特性差的废树脂中，从而借助玻璃长纤维可同时提高塑料产品的耐冲击性和弯曲特性。
背景技术
可将废树脂作为再生原料，因此将这些废树脂分离回收并破碎后进行熔融来再使用。但是，基于高分子的这种废树脂根据种类，其物性非常不同，因而为了再利用废树脂，应根据种类，准确地分离多种废树脂。
通常，利用比重之差来分离废树脂，但在比重比水低的聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)的情况下，存在难以进行这种方式的分离的问题。在同时使用这种未准确分离的不同物性的树脂的情况下，树脂之间的相容性和充分的各个树脂聚合物之间的亲和度(affinity)下降，因此，存在耐冲击性等物性下降的问题。
例如，在韩国实用新型申请第20-2001-24176号中公开了利用再生塑料来制备托盘而降低成本的技术。但是，对比文件的上述再生托盘通过粉碎废树脂材料来以托盘形状成型制备而成，在此情况下，因异种废树脂材料之间的相容性和亲和度下降而存在耐冲击性下降的问题。
发明内容
技术问题
因此，本发明所要解决的问题为提供耐冲击性、弯曲强度等物性得到改善且包含两种以上的废树脂的组合物及利用其的塑料产品。
有益效果
根据本发明，将作为规定长度以上的玻璃纤维的玻璃长纤维使用于两种以上的废树脂中，并使上述玻璃长纤维与上述两种以上的树脂相结合，从而提高单位树脂之间的物理亲和力和弯曲特性，同时使用橡胶类树脂等来大大提高耐冲击特性、相容性。并且，当再利用废树脂时，使用烯烃类橡胶树脂，从而提高包含聚乙烯的废树脂中玻璃长纤维的树枝状分散度，同时可以解决橡胶树脂析出表面上的问题，进而，可解决因橡胶树脂的碳化而发生的气味的问题。
进而，使用添加有低密度聚乙烯(LDPE)的橡胶类树脂，从而通过提高在废树脂中的玻璃长纤维的分散度，来将借助玻璃长纤维加强强度的效果最大化。
附图说明
图1及图2为分别根据本发明的一实施例对改变长度的玻璃长纤维和由聚丙烯与聚乙烯以5：5或2：8的成分比混合而成的混合树脂进行混合并熔融后成型的成型体(托盘)的冲击强度及弯曲强度的实验结果。
图3及图4分别为上述实施例及比较例的托盘表面照片。
图5及图6为仅使用橡胶类树脂的组合物成型后在扫描电子显微镜(SEM)下的照片，图7及图8为使用含有低密度聚乙烯的橡胶类树脂的组合物成型后在扫描电子显微镜下的照片。
图9为本发明一实施例的塑料产品的制备方法的流程图。
具体实施方式
以下，参照本发明的附图进行详细说明。接着要介绍的实施例是为了将本发明的思想可充分传达给本发明所属技术领域的普通技术人员而作为例来提供的。因此，本发明并不局限于以下说明的实施例，能够以其他形式被具体化。并且，对于附图，为了方便，夸张表现结构要素的宽度、长度、厚度等。在说明书全文中，相同的附图标记表示相同的结构要素。并且，在本说明书全文中，若无其他特别的指称，则在本说明书内所表示的简称应解释为在本领域中通用且被理解的水平。
本发明人为了解决上述问题，提供由两种以上的废树脂混合材料和作为规定长度(10mm以上)的玻璃纤维的玻璃长纤维混合而成的组合物。
在本发明的一实施例中，上述两种以上的废树脂的单位树脂为比重比水低的聚乙烯和聚丙烯，上述两种树脂为使用后所废弃的废树脂。尤其，在本发明中，在同时使用具有这种不同的结构、物性及分子量的两种以上的废树脂的过程中，利用特定长度以上的玻璃长纤维和橡胶类树脂，来解决了因同时使用这种两种以上的废树脂而发生的相容性下降的问题，即，脆性下降、耐冲击性减弱、弯曲强度减弱等问题。
本发明一实施例的组合物作为用于制备托盘等塑料成型体的组合物，包含由两种以上的单位树脂形成的混合树脂、长度为10mm以上的玻璃长纤维及橡胶类树脂。
在本发明的一实施例中，上述混合树脂由废聚乙烯和废聚丙烯的单位树脂形成，上述单位树脂的分子量由通常使用的一般的聚乙烯和聚丙烯的分子量而定。并且，上述混合树脂的单位树脂比重小于1，难以通过利用与水的比重差的通常的废树脂分离方法来分离聚乙烯和聚丙烯的树脂。进而，在混合使用这种树脂的情况下，因不同的链长度、结构、枝形态等，树脂之间的相容性和化学结合力下降，最终，存在因向外部施加的冲击而使由上述混合树脂制备而成的成型体容易粉碎的问题。
然而，在本发明中，在进行熔融之前，对规定长度的玻璃长纤维进行物理混合后进行熔融，从而可使上述玻璃长纤维成为结合有上述混合树脂的单位树脂的一种主链。最终，不同种类的单位树脂与玻璃长纤维相结合，上述玻璃长纤维用作用于连接两种单位树脂之间的连接体。
尤其，本发明人着重于如下方面：在连接不同种类的废树脂的玻璃长纤维的情况下，随着其长度效果也不同，并且，在使用丁苯橡胶(SBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)等橡胶类树脂的情况下，不仅维持弯曲强度，而且可大大提高耐冲击特性。
根据本发明的一实施例，相对于100重量份的上述混合树脂，长度为10mm以上的玻璃长纤维为3至30重量份，上述橡胶类树脂为0.5至30重量份。本发明一实施例的玻璃长纤维以使已熔融的玻璃快速引出并卷绕的方式形成，当前在商业上所使用的玻璃长纤维是指10mm以上的玻璃长纤维。
若以小于上述范围的量混合玻璃长纤维，则连接单位树脂的玻璃长纤维的有效长度减少，因此无法与单位树脂充分地化学结合，从而亲和力的改善效果下降，相反，若以超过上述范围的量混合玻璃长纤维，则实际形成成型体的树脂的混合比过小，从而存在成型性下降且重量过大的缺点。
进而，若以小于上述范围的量混合上述组合物所含有的橡胶树脂，则耐冲击特性下降，若超过上述范围，则树脂的成型性和弯曲强度下降。
在本发明的一实施例中，上述橡胶类树脂为烯烃类橡胶树脂。本发明人在针对利用废树脂的塑料产品所进行的熔融工序中，发现了如下问题：在使用一般的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物等非烯烃类橡胶类树脂的情况下，在橡胶类树脂中产生由热量引起的碳化现象(产生碳化物和气味)，同时，当进行熔融工序时，因分解速度高而使橡胶类树脂之间凝聚，导致分散性低，且发生表面析出，为了解决上述问题，将烯烃类橡胶树脂使用于组合物中，来使当废树脂熔融时的橡胶树脂的凝聚可能性下降，并且，也使在碳化过程中所产生的气味减少。对于使用烯烃类橡胶树脂的效果，在以下实验例中更加详细说明。
本发明的另一实施例提供由两种以上的废树脂混合材料、作为规定长度(10mm以上)的玻璃纤维的玻璃长纤维以及添加有低密度聚乙烯的橡胶类树脂混合而成的组合物。
本发明一实施例的组合物作为用于制备托盘等塑料成型体的组合物，使用由两种以上的单位树脂形成的混合树脂、长度为10mm以上的玻璃长纤维以及含有低密度聚乙烯(密度：0.915～0.925g/cm3，重均分子量：1000000以上)的橡胶类树脂。尤其，在玻璃长纤维与已熔融的树脂相混合的情况下，玻璃长纤维的分散度下降，因此，本发明人为了解决难以达成塑料产品的均匀的强度的问题，预先在橡胶树脂中添加侧枝多的低密度聚乙烯，来使其与由两种以上的废树脂形成的混合树脂相混合。与上述橡胶类树脂相混合的低密度聚乙烯使玻璃长纤维的分散度得到提高，最终，使最终所取得的塑料产品的强度得到提高。对于使用含有低密度聚乙烯的橡胶类树脂来使玻璃长纤维分散度得到提高的效果，在以下实验例中更加详细说明。在本发明的一实施例中，上述橡胶类树脂可以为丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物等非烯烃类或乙烯-丁烯共聚物等烯烃类橡胶树脂，但是，为了防止产生气味或橡胶树脂的表面析出现象，上述橡胶树脂可以为烯烃类橡胶树脂。
在本发明的一实施例中，如上所述，上述混合树脂由废聚乙烯和废聚丙烯的单位树脂形成，在混合使用具有类似于这些水平的比重的废树脂的情况下，所产生的问题如上所述。
根据发明的一实施例，相对于100重量份的上述混合树脂，长度为10mm以上的玻璃长纤维为3至30重量份，含有低密度聚乙烯的橡胶类树脂为0.5至25重量份，低密度聚乙烯为5至35重量份。
在低密度聚乙烯小于上述范围的情况下，玻璃长纤维的分散程度下降，从而有可能发生强度的不均匀性，在低密度聚乙烯超过上述范围的情况下，借助橡胶类树脂提高耐冲击强度的效果下降，并且，若以小于上述范围的量混合玻璃长纤维，则连接单位树脂的玻璃长纤维的有效长度减少，因此无法与单位树脂充分地化学结合，从而亲和力的改善效果下降，相反，若以超过上述范围的量混合玻璃长纤维，则实际形成成型体的树脂的混合比过小，从而存在成型性下降且重量过大的缺点。而且，若以小于上述范围的量混合橡胶树脂，则耐冲击特性下降，若超过上述范围，则树脂的成型性和弯曲强度下降。
本发明提供利用具有上述效果的组合物来提高强度和耐弯曲强度等的塑料产品。本发明的组合物可使用于因装载货物等而需要承受规定载荷的多种形态的产品(例如，托盘、板条箱(CRATE)、箱子)中，这些全部属于本发明的范围。
实验例1
图1及图2为分别根据本发明的一实施例对改变长度的玻璃长纤维(10重量份)和由聚丙烯与聚乙烯以5：5至9：1的比例(重量比)混合而成的混合树脂进行混合并熔融后成型的成型体(托盘)的冲击强度及弯曲强度的实验结果。
在图1及图2中，废树脂表示未使用单独的玻璃长纤维的情况，SF表示使用1mm以下的玻璃短纤维的情况，LF表示使用10mm以上的玻璃长纤维的情况，LF/R表示将橡胶类树脂使用于10mm以上的玻璃长纤维的情况。
参照图1及图2，可确认到相比于未使用玻璃长纤维的情况，在使用玻璃短纤维的情况下，部分弯曲强度增加，但冲击强度减弱。但是，可知在使用10mm以上的玻璃长纤维的情况下，弯曲强度和冲击强度都明显增加。
实验例2
根据本发明的一实施例，在由聚丙烯与聚乙烯以5：5至2：8的比例(重量比)混合而成的混合树脂中添加玻璃长纤维(10重量份)和作为烯烃类橡胶树脂的乙烯-丁烯共聚物(平均分子量为2000，10重量份)后，进行熔融来制备了托盘(实施例)。与此相反，以相同的重量份的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物代替烯烃类橡胶树脂来添加，并以与实施例1相同的方式制备了托盘(比较例)。
下列表1为将由根据本发明制备的实施例及比较例的组合物制备而成的托盘放置于密闭间10小时后，由3名实验者官能性地判断的结果。
[表1]
实施例 比较例
实验者1 无气味 有气味
实验者2 无气味 有气味
实验者3 无气味 有气味
参照上述实验结果可知，在根据本发明当再熔融废树脂时使用烯烃类橡胶树脂的情况下，可抑制因橡胶的碳化所发生的恶臭。
实验例3
图3及图4分别为上述实施例及比较例的托盘表面照片。
参照图3及图4可知，在将烯烃类橡胶树脂使用于本发明的情况下，由于分解速度低，已熔融的废树脂中橡胶树脂凝聚的可能性下降，由此，在最终所取得的托盘的表面，没有析出黑色的橡胶树脂。
实验例4
在本发明的一实施例中，将含有低密度聚乙烯(5重量份)的橡胶类树脂(乙烯-丁烯共聚物，10重量份)以颗粒形态与混合树脂及玻璃长纤维相混合并进行熔融。尤其，本发明人发现了在使用含有低密度聚乙烯的橡胶类树脂的情况下，玻璃长纤维的混合树脂中的分散度大大提高的惊人的事实。
图5及图6为仅使用橡胶类树脂的组合物成型后在扫描电子显微镜下的照片，图7及图8为使用含有低密度聚乙烯的橡胶类树脂的组合物成型后在扫描电子显微镜下的照片。
参照图5至图8可知，在仅将橡胶类树脂添加于熔融状态的树脂的情况下，玻璃长纤维整体上不被均匀地分散(参照图5)，最终，空洞(Void)形成于端面(参照图6)。但是，在将含有低密度聚乙烯的橡胶类树脂以颗粒形态添加于熔融状态的树脂的情况下，玻璃长纤维均匀地被分散(参照图7)，同时，在组合物中形成的空洞相对少(参照图8)。
由以上的结果可知，在熔融状态下，与含有低密度聚乙烯的橡胶类树脂一同被添加的玻璃长纤维在树脂中均匀地被分散，从而产生冲击、弯曲强度均得到改善的效果。
实验例5
下列表2为对添加低密度聚乙烯的情况以及未添加低密度聚乙烯且使用橡胶类树脂、玻璃长纤维的情况下的冲击强度和弯曲强度进行测定的结果。在本实验例中，相对于100重量份的上述混合树脂(聚丙烯及聚乙烯)，玻璃长纤维为15重量份，橡胶类树脂为10重量份。并且，使用了10重量份的低密度聚乙烯。
[表2]
未添加低密度聚乙烯 添加低密度聚乙烯
冲击强度 80 92
弯曲强度 33 32
参照上述结果可知，在添加低密度聚乙烯的情况下，树脂的冲击强度的改善效果大大增加。判断其原因为借助低密度聚乙烯的玻璃长纤维的分散度的提高以及基于此的细密的结构。
图9为本发明一实施例的塑料产品的制备方法的流程图。
参照图9，将上述的混合树脂、玻璃长纤维、选择性地含有低密度聚乙烯的橡胶类树脂相混合来制备上述的组合物。此时，上述低密度聚乙烯包含于颗粒形态的橡胶类树脂，然后与上述混合树脂相混合，且如上所述，通过使用低密度聚乙烯来使玻璃长纤维的分散度大大提高。并且，在选择性地含有低密度聚乙烯的橡胶类树脂为烯烃类橡胶树脂的情况下，可抑制橡胶类树脂向塑料产品表面析出的问题和因碳化现象所发生的恶臭问题。
然后，使已混合的上述组合物熔融后，通过使已熔融的上述组合物成型来制备塑料产品。在本发明的一实施例中，上述成型方式为注塑成型方式，但本发明的范围并不局限于此。
综上所述，在本发明中，通过以规定长度的玻璃长纤维连接不同的结构、物性的废树脂之间，来提高单位树脂之间的亲和力、相容性，同时，使用橡胶类树脂来大大提高耐冲击特性、弯曲特性。进而，使用添加有低密度聚乙烯的橡胶类树脂，从而在废树脂中的聚乙烯树脂中具有优秀的相容性且具有细枝的低密度聚乙烯通过使玻璃长纤维固定来提高分散度。最终，将借助玻璃长纤维加强强度的效果最大化。并且，以颗粒形态将添加有低密度聚乙烯的橡胶类树脂和两种以上的废树脂相混合来进行成型，从而解决橡胶类树脂移动至塑料表面而被析出的问题。
以上的说明仅为例示性地说明本发明的技术思想，只要是本发明所属技术领域的普通技术人员，就可以在不脱离本发明的本质性特性的范围内进行多种修改及变形。因此，在本发明中所公开的实施例并不用于限制本发明的技术思想，而是用于说明本发明的技术思想，本发明的技术思想的范围并不由这种实施例而受限制。本发明的保护范围应根据以下的发明要求保护范围来解释，并应解释为在与其同等范围内的所有技术思想包括在本发明的发明要求保护范围中。

Claims (6)

1.一种包含两种以上的树脂及玻璃长纤维的组合物，其特征在于，包含：
由废聚乙烯和废聚丙烯形成的混合树脂；
长度为10mm以上的玻璃长纤维；
橡胶类树脂；以及
用于提高所述玻璃长纤维的分散度的低密度聚乙烯，
所述橡胶类树脂为乙烯-丁烯共聚物，
其中，相对于100重量份的所述混合树脂，所述玻璃长纤维为3至30重量份，所述乙烯-丁烯共聚物为0.5至25重量份。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述低密度聚乙烯被包含5至35重量份。
3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述低密度聚乙烯包含于颗粒形态的所述橡胶类树脂后，混入所述组合物。
4.一种塑料产品，其特征在于，包含权利要求1至3中的任意一项所述的组合物。
5.一种塑料产品的制备方法，利用权利要求1至3中的任意一项所述的组合物，其特征在于，包括：
制备权利要求1至3中的任意一项所述的组合物的步骤；
使已制备的所述组合物熔融的步骤；以及
使已熔融的所述组合物成型来制备塑料产品的步骤。
6.根据权利要求5所述的塑料产品的制备方法，其特征在于，已制备的所述组合物由包含于颗粒形态的橡胶类树脂的低密度聚乙烯与混合树脂相混合而成。
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