CN106349730A - 树脂组合物和使用该树脂组合物的模制品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种树脂组合物和使用该树脂组合物的模制品。树脂组合物可以通过使热塑性硫化橡胶和聚乙烯树脂与热塑性烯烃树脂、聚丙烯树脂、无机填料和热塑性橡胶混合而获得,具体地,热塑性硫化橡胶和聚乙烯树脂可以从生物可得材料(生物质)获得。因此,树脂组合物是环保的,因为其不像石油类材料,由于减少二氧化碳和挥发性有机化合物的生成而不散发出有害化合物的难闻气味。此外,可以确保在仅使用常规生物可降解树脂时无法实现的优异的机械特性诸如延伸率、硬度、强度等,并且同时可以改善可加工性和模压性。
Description
技术领域
本发明涉及树脂组合物和使用该树脂组合物的模制品。树脂组合物可以通过将热塑性硫化橡胶和聚乙烯树脂与热塑性烯烃树脂、聚丙烯树脂、无机填料和热塑性橡胶混合而获得,具体地,热塑性硫化橡胶和聚乙烯树脂可以从生物材料获得。如此,树脂组合物是环保的,因为其与石油类材料相反,会因为减少二氧化碳和挥发性有机化合物的生成而不散发出有害化合物的难闻气味。此外,可以确保在仅使用常规生物可降解树脂时无法实现的优异的机械特性诸如延伸率、硬度、强度等,并且同时可以改善可加工性和模压性。
背景技术
包括聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氯乙烯树脂、丙烯酸树脂、酚树脂等的合成树脂已经普遍并广泛用于日常生活。例如,含有此类合成树脂的组合物由于优异的模压性、抗冲击性、耐化学性、低比重和低成本已经广泛地用于车辆的塑料模制品和内部/外部零件。
然而,由合成树脂制备的片材可能是环境不利的,因为在其制备过程中引起环境污染,并且其在使用后无法循环利用。另外,石油基合成树脂对环境和人体有害,因为其在高浓度下产生挥发性有机化合物,这会通过大气环境中的光化学反应而产生二次污染,诸如光化学氧化物。
在现有技术中,韩国专利公开第2012-0047113号公开了通过使用农业废料作为原材料而制备的塑料和用于制备该塑料的方法,以循环利用废弃资源并降低生产成本。然而,生产的塑料可能具有令人不满意的机械特性。
此外,韩国专利登记第091016号公开了含有乙烯和丙烯进行共聚得到的聚烯烃树脂的组合物。然而,环境污染问题可能无法充分解决,因为其含有常见的聚乙烯树脂和聚烯烃树脂。
另外,韩国专利公开第2009-0131843号公开了聚丙烯/大豆蛋白复合材料组合物、使用该组合物的生物复合片材和用于制备该组合物的方法。然而,因为大豆蛋白可以直接使用,产品质量可能会随大豆蛋白的质量而改变。
因此,必须开发出能够替代合成树脂并同时减少环境污染并散发出较少挥发性有机化合物的新型环保树脂材料和使用该新型环保树脂材料的制品。
发明内容
在优选的方面,本发明提供一种树脂组合物,其通过使热塑性硫化橡胶和聚乙烯树脂与热塑性烯烃树脂、聚丙烯树脂、无机填料和热塑性橡胶混合而获得,具体地,热塑性硫化橡胶和聚乙烯树脂可以包括生物可得组分,或者可以从生物可得组分或从生物质获得。如此,树脂组合物是环保的,因为其不像石油类材料,由于减少二氧化碳和挥发性有机化合物的生成而不散发有害化合物的难闻气味,并可以确保在仅使用常规生物可降解树脂时无法实现的优异的机械特性诸如延伸率、硬度、强度等,同时可以改善可加工性和模压性。
因此,本发明提供一种环保树脂组合物,其产生较少的二氧化碳和挥发性有机化合物。
本发明还提供一种表现出改善的可加工性和模压性并将机械特性确保在一定水平上的模制品。
此外,本发明提供一种用于制备模制品的方法,该模制品可以通过回收处理而再利用于其他目的。
在一个方面,本发明提供一种树脂组合物,其可以包含:量为约10wt%至40wt%的热塑性硫化橡胶;量为约20wt%至30wt%的聚乙烯树脂;量为约30wt%至50wt%的热塑性烯烃树脂;量为约1wt%至10wt%的聚丙烯树脂;以及量为约1wt%至10wt%的无机填料,所有wt%均基于树脂组合物的总重量。具体地,热塑性硫化橡胶和聚乙烯树脂可以各自从生物质获得。
本文使用的术语“生物质”是指生物可得材料或来自活的或死的生物体的组分,并且“生物可得材料”是指生物材料或从生物体生成、产生、合成、排泄和/或处理的物质。在某些方面,生物质可以具体是指生物可得材料或来自植物或动物的组分,包括来自植物和动物的材料,其通常可能不用于食品或喂养人类或家畜的目的。例如,生物质可以包括多种类型的植物、农作物、森林残留物诸如来自植物的木材、树枝、干纤维,来自动物的固体废料,以及来自生物体的碎片,其可以借助于生物或化学方法而直接或间接地转变成资源诸如材料或能量(燃料)。本文所提及的示例性生物质可以包括来自例如玉米、洋蓟、甘蔗、甜菜等的材料。
优选地,热塑性硫化橡胶可以包含均得自生物质的油或三元乙丙橡胶(EPDM)或其混合物。此外,聚乙烯树脂可以通过使乙烯聚合而获得,该乙烯由得自生物质的乙醇的脱水而制备得到。具体地,用于聚乙烯树脂的乙醇可以从选自玉米、洋蓟、甘蔗和甜菜中的一种或多种提取出来。
优选地,热塑性烯烃树脂可以处于完全交联、半交联和非交联中的至少一种状态。
优选地,热塑性烯烃树脂可以是选自聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈(SAN)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)和聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)中的一种或多种。
优选地,聚丙烯树脂是均聚丙烯树脂。具体地,聚丙烯树脂可以具有30,000至40,000的数均分子量(Mn)和25g/10分钟至40g/10分钟的熔融指数(230℃,2.16kg)。
优选地,无机填料可以是选自碳酸钙、氧化钙、云母和滑石中的一种或多种。
树脂组合物还可以包含基于树脂组合物总重量的量为约1wt%至20wt%的热塑性橡胶。优选地,热塑性橡胶可以是基于热塑性橡胶总重量的量为约50wt%至60wt%的乙烯与量为约40wt%至50wt%的C2-C10α烯烃的共聚物。具体地,C2-C10α烯烃可以是选自丙烯、丁烯、戊烯、己烯和辛烯中的一种或多种。另外,热塑性橡胶可以是选自乙丙橡胶(EPR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、乙烯-丁烯橡胶(EBR)和乙烯-辛烯橡胶(EOR)中的一种或多种。
另外,提供由上述组分组成的或基本由其组成的树脂组合物。例如,树脂组合物可以由以下组分组成或基本由以下组分组成:量为约10wt%至40wt%的热塑性硫化橡胶;量为约20wt%至30wt%的聚乙烯树脂;量为约30wt%至50wt%的热塑性烯烃树脂;量为约1wt%至10wt%的聚丙烯树脂;以及量为约1wt%至10wt%的无机填料,所有wt%均基于树脂组合物的总重量。
在另一个方面,本发明提供使用上述树脂组合物制备的模制品。
在另一个方面,本发明提供用于制备模制品的方法,该方法可以包括以下步骤:通过混合量为约10wt%至40wt%的生物热塑性硫化橡胶、量为约20wt%至30wt%的生物聚乙烯树脂、量为约30wt%至50wt%的热塑性烯烃树脂、量为约1wt%至10wt%的聚丙烯树脂、以及量为约1wt%至10wt%的无机填料来制备混合物,所有wt%均基于该混合物的总重量;以及通过熔融该混合物来制备模制品。具体地,如上所述,热塑性硫化橡胶和聚乙烯树脂可以各自从生物质获得,或包含生物可得的组分。
还提供车辆,其包含使用上述树脂组合物制备的模制品。
根据本发明的树脂组合物可以包含均可包括生物可得组分的热塑性硫化橡胶和聚乙烯树脂,因此,树脂组合物可以是环保的,因为其不像石油类材料,由于减少二氧化碳和挥发性有机化合物(VOC)的生成而不散发有害化合物的难闻气味,并且可以通过回收处理而循环用于其他目的。此外,该树脂组合物可以确保在仅使用当前使用的生物可降解树脂时无法实现的优异的机械特性诸如延伸率、硬度、强度等,因而可以同时改善可加工性和模压性。
此外,因为本发明的树脂组合物可以在成本竞争力和触感方面具有优势,使用该树脂组合物的模制品可以用于车辆的内部/外部零件、地板产品、装饰板、膜等。
具体实施方式
应理解,本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语包括通常的机动车,例如,包括多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车,包括各种船只和船舶的水运工具,飞行器等等,并且包括混合动力车、电动车、插入式混合电动车、氢动力车和其他代用燃料车(例如,来源于石油以外的资源的燃料)。本文中提到的混合动力车是具有两种或更多种动力来源的车,例如同时为汽油动力和电动力的车。
本文使用的术语仅为说明具体实施方式,而不是意在限制本发明。如本文所使用的,单数形式“一个、一种、该”也意在包括复数形式,除非上下文中另外明确指明。还应当理解的是,在说明书中使用的术语“包括、包含、含有”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元素和/或部件,但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、部件和/或其群组。如本文所使用的,术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任何和所有结合。
除非特别指出或从上下文清晰得到,本文使用的术语“约”应理解为在本领域的正常容忍范围内,例如在均值的2个标准差内。“约”可以理解为在所述值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%或0.01%内。除非另外从上下文清晰得出,本文中提供的所有数值都被术语“约”修饰。
在下文中,将更加详细地描述本发明的示例性实施方式。
本发明提供一种树脂组合物,其可以包含:量为约10wt%至40wt%的热塑性硫化橡胶(生物TPV);量为约20wt%至30wt%的聚乙烯(生物PE)树脂;量为约30wt%至50wt%的热塑性烯烃(TPO)树脂;量为约1wt%至10wt%的聚丙烯(PP)树脂;以及量为约1wt%至10wt%的无机填料,所有wt%均基于树脂组合物的总重量。
在本发明的示例性实施方式中,树脂组合物具体地使用热塑性硫化橡胶和聚乙烯树脂,这两种均可以从生物质得到。此外,树脂组合物可以是环保的,因为其不像石油类材料,由于减少二氧化碳和挥发性有机化合物(VOC)的生成而不散发有害化合物的难闻气味,并且可以通过回收处理而循环用于其他目的。具体地,相比于在常规石油基聚乙烯材料生产时散发出二氧化碳,本发明的聚乙烯树脂可以由聚合生物乙醇而制得,其中生物乙醇从甘蔗等得到,由此减少二氧化碳的产生。
如本文所用的生物乙醇是指在其他常见醇中通过现代生物工艺诸如发酵而产生的生物可得乙醇。
本发明的树脂组合物可以通过将热塑性硫化橡胶和聚乙烯树脂与热塑性烯烃树脂、聚丙烯树脂、无机填料和热塑性橡胶混合而获得。具体地,热塑性硫化橡胶和聚乙烯树脂从生物质或生物材料获得。从而,树脂组合物能够确保在仅使用现有生物可降解树脂时无法实现的优异的机械特性诸如延伸率、硬度、强度等,并且可以同时改善可加工性和模压性。
在下面给出根据本发明的树脂组合物中各个组分的详细描述。
1.热塑性硫化橡胶(生物热塑性硫化橡胶(生物TPV))
在本发明的示例性实施方式中,热塑性硫化橡胶可以从生物质得到,并且,例如可以包含均得自生物质的油或三元乙丙橡胶(EPDM)或其混合物。具体地,热塑性硫化橡胶可以是通过包括将聚丙烯添加到生物可得的油或植物油诸如棕榈油、生物可得的EPDM、或其混合物中,并然后进行交联的步骤而制备的一种热塑性硫化橡胶。
在本发明的示例性实施方式中,热塑性硫化橡胶可以基于树脂组合物的总重量,以约10wt%至40wt%的量使用。当其含量低于约10wt%时,由于令人不满意的物理特性诸如强度(抗拉强度或撕裂强度)、延伸率等,可能难以制备成模制品。并且,当其含量高于约40wt%时,加工成本可能增加。
2.聚乙烯树脂(生物聚乙烯(生物PE)树脂)
在本发明的示例性实施方式中,聚乙烯树脂可以是通过包括使由生物可得乙醇的脱水而制备的乙烯进行聚合的步骤而得到的一种聚乙烯树脂。乙醇可以从植物中作为生物质源而得到。例如,液体燃料,诸如甲醇、乙醇、柴油等可以通过加工生物质而生物可得。具体地,在聚乙烯树脂中使用的乙醇可以是从选自玉米、洋蓟、甘蔗和甜菜中的一种或多种中提取的一种乙醇。例如,乙醇可以通过从甘蔗或甜菜中直接提取糖并然后进行醇类发酵而获得。
在本发明的示例性实施方式中,聚乙烯树脂可以以约20wt%至30wt%的量使用。当其含量低于约20wt%时,可加工性和模压性可能令人不满意。并且,当其含量高于约30wt%时,加工成本可能增加。
3.热塑性烯烃(TPO)树脂
在本发明的示例性实施方式中,可以添加热塑性烯烃树脂,来提供在真空模塑期间具有熔融强度和充足流挂性的树脂组合物,并且可以以完全交联、半交联和非交联中的至少一种状态进行使用。具体地,在完全交联状态下的热塑性烯烃树脂可以用于防止树脂组合物的延伸率过度增加,并且用于防止在模塑之后修剪性的下降。
此外,在半交联状态下的热塑性烯烃树脂可以具有的结构是,聚丙烯链可以贯穿半交联状态下的树脂,并且当其经外力延伸时,可以通过使树脂组合物均匀伸展而减少组合物的厚度偏差。
此外,在非交联状态下的热塑性烯烃树脂可以具有比完全交联状态下或半交联状态下的热塑性烯烃树脂低的熔融强度,但是可以具有比一般烯烃树脂高的熔融强度。当使用非交联状态下的热塑性烯烃树脂时,乙丙橡胶(EPR)可以用作可一起添加的热塑性橡胶。在这种情况下,这是有利的,具有难闻气味的挥发性有机化合物不会产生,并且在物理特性上几乎没有变化出现,因为未使用交联剂。
在本发明的示例性实施方式中,热塑性烯烃树脂可以是选自聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈(SAN)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)和聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)中的一种或多种。
在本发明的示例性实施方式中,热塑性烯烃树脂可以基于树脂组合物总重量,以约30wt%至50wt%的量使用。当其含量低于约30wt%时,由于树脂组合物的强度降低,压延加工性和模压性可能是令人不满意的。并且,当其含量高于约30wt%时,树脂组合物可能散发出挥发性有机化合物的难闻气味。
4.聚丙烯(PP)树脂
在本发明的示例性实施方式中,可以添加聚丙烯树脂,通过向树脂组合物提供刚性来提高保持形状的能力,并且可以使用本领域已知的任何树脂而不受限制。具体地,可以使用仅由聚丙烯树脂构成的均聚型聚丙烯,其散发出较少的挥发性有机化合物的难闻气味,并且经历较少的应答于温度或光的变化。
聚丙烯树脂可以具有约30,000至40,000的数均分子量(Mn)和约25g/10分钟至40g/10分钟(在约230℃的温度,约2.16kg下)的熔融指数。具体地,聚丙烯树脂可以是具有约0.89至0.91的比重、约90至97的邵氏A硬度和约20%至30%的延伸率以减少树脂组分增加的延伸率的一种聚丙烯树脂。
在本发明的示例性实施方式中,聚丙烯树脂可以基于树脂组合物的总重量,以约1wt%至10wt%的量使用。当其含量低于约1wt%时,在加工期间的模压性可能是令人不满意的,因为树脂组合物的熔融强度快速下降,并且在真空模塑期间由于树脂组合物的硬化而可能发生爆裂。另外,由其制备的模制品可能具有令人不满意的质感。并且,当含量高于约10wt%时,由其制备的模制品可能具有令人不满意的外观质量。
5.无机填料
在本发明的示例性实施方式中,无机填料可以用于提高树脂组合物的机械特性,并且可以是选自碳酸钙、氧化钙、云母和滑石中的一种或多种。
在本发明的示例性实施方式中,无机填料可以基于树脂组合物的总重量,以约1wt%至10wt%的量使用。当其含量低于约1wt%时,树脂组合物的机械特性可能是令人不满意的,并且组合物可能发粘。并且,当其含量高于约10wt%时,在模塑期间可能由于组合物增加的硬度和降低的延伸率而出现树脂组合物的爆裂。具体地,无机填料可以是具有约2.6的比重、并且根据汽车行业中对用于车辆内部零件的塑料产品的气味评估标准而为等级4或更高等级的一种无机填料。
6.热塑性橡胶
在本发明的示例性实施方式中,树脂组合物还可以包含基于树脂组合物总重量的量为约1wt%至20wt%的热塑性橡胶。具体地,可以添加热塑性橡胶以提高树脂组合物的抗冲击性,并且可以使用基于热塑性橡胶总重量的量为约50wt%至60wt%的乙烯与基于热塑性橡胶总重量的量为约40wt%至50wt%的C2-C10α烯烃的共聚物。当C2-C10α烯烃的含量低于约40wt%时,树脂组合物的可加工性可能是令人不满意的。并且,当其含量高于约50wt%时,虽然表面质感因为组合物下降的硬度而得以改善,压延加工性可能是令人不满意的。
在本发明的示例性实施方式中,C2-C10α烯烃可以是现有技术中已知的任何C2-C10α烯烃,而不受限制。具体地,可以使用选自丙烯、丁烯、戊烯、己烯和辛烷中的一种或多种。
在本发明的示例性实施方式中,热塑性橡胶可以是选自乙丙橡胶(EPR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、乙烯-丁烯橡胶(EBR)和乙烯-辛烯橡胶(EOR)中的一种或多种。优选地,可以使用乙烯-辛烯橡胶(EOR)。
具体地,可以包含乙烯-辛烯橡胶(EOR)来克服添加到树脂组合物的热塑性烯烃的缺点,诸如低强度和具有难闻气味的挥发性有机化合物。乙烯-辛烯橡胶可以与无机填料一起向树脂组合物提供与热塑性烯烃树脂相似的熔融强度,并且改善组合物的气味。
乙烯-辛烯橡胶(EOR)的等级通常根据其辛烯含量进行分类。辛烯含量可以为基于乙烯-辛烯橡胶重量的约40wt%至50wt%,或特别地为约40wt%至45wt%。
在本发明的示例性实施方式中,热塑性橡胶可以以约1wt%至20wt%的量使用。当其含量低于约1wt%时,在真空模塑期间,由于树脂组合物的熔融强度下降,在模制品中可能出现过度的流挂,从而导致模制品表面上的褶皱。并且,当含量高于约20wt%时,树脂组合物可能散发出挥发性有机化合物的难闻气味。
在另一个方面,本发明还提供使用上述树脂组合物制备的模制品,该树脂组合物包含生物可得的组分。
本发明的用于制备模制品的方法可以包括以下步骤:通过混合量为约10wt%至40wt%的热塑性硫化橡胶、量为约20wt%至30wt%的聚乙烯树脂、量为约30wt%至50wt%的热塑性烯烃树脂、量为约1wt%至10wt%的聚丙烯树脂、以及量为约1wt%至10wt%的无机填料来制备混合物,所有wt%均基于该混合物的总重量;以及通过熔融该混合物来制备模制品。具体地,热塑性硫化橡胶和聚乙烯树脂可以各自包含生物可得组分或从生物可得组分获得。
在本发明的示例性实施方式中,模制品可以通过使由此制备的混合物熔融并使其通过压延辊而进行制备。混合物的熔融可以根据常用方法使用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、捏合机或班伯里密炼机而执行,但是可以不局限于此。并且,压延可以根据本发明所属领域内已知的常见方法来执行。
因此,根据本发明的包含均可得自生物可得组分的热塑性硫化橡胶和聚乙烯树脂的树脂组合物可以是环保的,因为其不像石油类材料,由于减少二氧化碳和挥发性有机化合物(VOC)的生成而不散发有害化合物的难闻气味,并且可以通过回收处理而循环利用于其他目的。
另外,通过将热塑性硫化橡胶和聚乙烯树脂与热塑性烯烃树脂、聚丙烯树脂、无机填料和热塑性橡胶混合而获得的本发明的树脂组合物,能够确保在仅使用现有生物可降解树脂时无法实现的优异的机械特性诸如延伸率、硬度、强度等,并且可以同时改善可加工性和模压性。
此外,因为本发明的树脂组合物可以在成本竞争力和触感方面具有优势,使用该树脂组合物的模制品可以用于车辆的内部/外部零件、地板产品、装饰板、膜等。具体地,模制品可以制备成片材、膜等,以用于车辆的内部零件/外部零件。因为模制品具有优异的物理特性,诸如耐溶剂性、耐磨性、抗刮擦性、耐光性、耐热性、耐化学性等,并且是环保的,其可以用于车辆内部零件的表面材料,以改善车辆内的气氛而不散发出难闻气味。
实施例
本发明将通过实施例而更详细地进行描述明。以下实施例仅出于例示说明的目的,并且对于本领域技术人员而言显然的是,本发明的范围不限制于这些实施例。
实施例1~3和比较例1~3
以表1中描述的组合物成分和含量制备树脂组合物。将各个树脂组合物熔融,在辊之间压成片,并然后压延获得片材。
表1
测试例1:物理特性的评估
在实施例1~3和比较例1~3中制备的片材的物理特性通过下述方法而测量。结果在以下表3中给出。
[评估方法]
(1)抗拉强度和延伸率
根据ASTM D 638,使用拉伸试验机测量抗拉强度和延伸率。在200mm/分钟的测试速度和70mm的参考点间距离的条件下,使用I型测试样本来测量单位给定面积的最大负荷和延伸率。
(2)撕裂强度
根据KS M6518,在200mm/分钟的拉伸速度条件下,通过将哑铃型B测试样本夹持到拉伸试验机,将撕裂强度测量为负载平均值。
(3)耐热老化性
通过将测试样本放置在保持为110±2℃的强制对流加热炉中300小时,并使用分光光度计确定在45°角的△Ecmc,并根据在ISO105-A02中规定的灰度等级用肉眼评估颜色变化,从而测量耐热老化性。
(4)耐光老化性
通过在89±3℃的黑色面板温度、50±5%RH的受控湿度和126MJ/m2的条件下,使用在ISO 105中规定的测试器对测试样本照射光,并根据在ISO 105-A02中规定的灰度等级用肉眼评估颜色变化,从而测量耐光老化性。
(5)耐化学性
通过用已充分浸渍在以下表2中所列测试溶液中的纱布来对测试样本表面擦拭10次,使得其在室温下静置1小时,并根据在ISO105-A02中规定的灰度等级用肉眼评估颜色变化,从而测量耐化学性。
表2
测试溶液 | 说明 |
玻璃清洁剂 | 弱碱性玻璃清洁剂 |
清洁剂 | 95%蒸馏水和5%中性洗净剂的混合物 |
洗涤剂 | 50%异丙醇和50%蒸馏水的混合物 |
汽油 | 不含铅的汽油 |
抛光蜡 | HMC |
(6)耐防晒霜性
根据GMN 10033通过将两片相同大小的白棉布堆叠在铝板(50mm×50mm)上,并在其整个表面上涂敷0.25g的防晒霜(Coppertone,水宝宝,SPF 45),从而测量耐防晒霜性。在将测试样本放置在铝板上并用500g的负荷按压后,将组件在80±2℃的恒温浴中静置1小时。在除去白色棉布和铝板之后,将测试样本在室温下静置约10至15分钟,用中性洗净剂洗涤并干燥。然后,用肉眼评估颜色变化。当颜色几乎没有变化时,做出的评估为优异,当颜色稍微有变化时,评估为良好,当颜色有变化但是质量没有下降时,评估为中等,以及当颜色变化严重时,评估为差。
(7)挥发性有机化合物的气味
将4-L玻璃容器在100℃加热约1小时并在室温下静置1小时,以除去玻璃容器中的气味。切成50mm×60mm大小的测试样本在玻璃容器中于100℃加热2小时。通过在室温(23±2℃)下静置60分钟而冷却后,在将容器盖打开约3cm至4cm后评估气味。通过当气味严重时分配5分,当气味中等时分配3分,当几乎没有气味时分配1分来定量气味的强度。
(8)压延加工性
在通过熔融树脂组合物、将其在辊间压制成片、并然后压延片而制备片材之后,用肉眼评估可加工性和表面状态。当未熔融的树脂组分残留在表面上或由于不令人满意的流动性而表面粗糙时,做出的评估为差,并且当没有此类问题时,做出的评估为良好。
(9)真空/注射模压性
评估已经进行压延、表面处理和层压处理的模制片材在真空模塑和注塑期间是否具有外观问题。由树脂熔融强度的不同而引起的流挂性不同,引起在真空模塑期间模制片材的爆裂和厚度的突然降低。当部分安全气囊(PAB)的厚度为0.60mm或更大时,模压性评估为良好。
(10)与注射树脂的粘合性
在真空模塑之后评估与注射树脂的粘合性。如果当对模制片材进行强制剥离时不发生剥离,则粘合性评估为良好,如果发生剥离,则评估为较差。
表3
从表3可以确定,与比较例1~3相比,实施例1~3显示出显著改善的物理特性,具体为抗拉强度、撕裂强度和延伸率。它们还满足用于模制品的物理特性要求,诸如可加工性、模压性和可靠性(耐热老化性、耐光老化性、耐化学性、耐防晒霜性和气味)。因此,可以证实,当使用该组合物制备模制品时,不会出现有关特性的特定问题。
相反,不包含得自生物质的热塑性硫化橡胶和聚乙烯树脂的比较例1显示出较差的机械特性,具体为抗拉强度、撕裂强度和延伸率。
并且,包含少量聚乙烯树脂的比较例2显示出非常差的机械特性诸如抗拉强度、撕裂强度和延伸率,非常差的散发气味,在压延处理期间由于未熔融部分的形成而显示出较差的表面状态,并且显示出较差的模压性,其中由于在真空模塑期间下降的流挂性,部分安全气囊的厚度为0.60mm或更低。
对于过量使用聚乙烯树脂的比较例3,虽然压延加工性良好,因为发生变色,耐光老化性和耐热老化性较差,并且真空/注射模压性和与注射树脂的粘合性也较差。
因此,可以证实,在实施例1~3中制备的树脂组合物表现出较好的机械特性,并且可以进行真空模塑和注塑并保持延压加工性。
测试例2:总挥发性有机化合物(TVOC)浓度的评估
对于在实施例1~3和比较例1中制备的片材测量总的挥发性有机化合物和单个挥发性有机化合物的浓度。结果在表4中示出。
[方法和评估标准]
对于实施例1~3和比较例1~3,测量总挥发性有机化合物(TVOC)的浓度。总挥发性有机化合物的浓度是指通过总体上测量存在空气中的所有挥发性有机化合物的浓度而获得的值,因为不容易单独地定量它们的浓度。
由工业安全健康法案的条款7-2建议的室内空气质量标准是500μg/m3或更低的总挥发性有机化合物(TVOC)、30μg/m3或更低的苯、1000μg/m3或更低的甲苯、360μg/m3或更低的乙苯、700μg/m3或更低的二甲苯、300μg/m3或更低的苯乙烯、以及210μg/m3或更低的甲醛。
表4
从表4中可见,实施例1~3不仅在总的挥发性有机化合物(TVOC)方面而且在所有的挥发性有机化合物(VOC)诸如苯、甲苯、乙苯、二甲苯和苯乙烯方面满足室内空气质量的建议标准。
相反,比较例1在总的挥发性有机化合物(TVOC)和挥发性有机化合物(VOC)诸如苯、甲苯、乙苯、二甲苯和苯乙烯方面不满足室内空气质量的建议标准。此外,可以看出,因为包含在树脂组合物中的浓度非常高,有害的挥发性有机化合物以非常高的浓度散发到空气中。
因此,可以看出,含有热塑性硫化橡胶和聚乙烯树脂的实施例1~3是环保的,因为其与含有低密度聚乙烯(LDPE)树脂的比较例1相比,由于减少挥发性有机化合物的产生,不散发出有害化合物的难闻气味。
如上所述,本发明的树脂组合物可以通过将热塑性硫化橡胶和聚乙烯树脂与热塑性烯烃树脂、聚丙烯树脂、无机填料和热塑性橡胶混合而获得,并且具体地,热塑性硫化橡胶和聚乙烯树脂可以包含生物可得组分或从生物可得组分获得。因此,树脂组合物能够确保在仅使用当前使用的生物可降解树脂时无法实现的优异的机械特性诸如延伸率、硬度、强度等,并且可以同时改善可加工性和模压性。
Claims (19)
1.一种树脂组合物,其包含:
量为10wt%至40wt%的热塑性硫化橡胶;
量为20wt%至30wt%的聚乙烯树脂;
量为30wt%至50wt%的热塑性烯烃树脂;
量为1wt%至10wt%的聚丙烯树脂;以及
量为1wt%至10wt%的无机填料,
所有wt%均基于所述树脂组合物的总重量,
所述热塑性硫化橡胶和所述聚乙烯树脂各自能够从生物质获得。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述热塑性硫化橡胶包含均得自生物质的油或三元乙丙橡胶或其混合物。
3.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述聚乙烯树脂通过使乙烯聚合而获得,所述乙烯由得自生物质的乙醇的脱水而制得。
4.根据权利要求3所述的树脂组合物,其中,所述乙醇提取自选自玉米、洋蓟、甘蔗和甜菜中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述热塑性烯烃树脂处于完全交联、半交联和非交联中的至少一种状态。
6.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述热塑性烯烃树脂是选自聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯和聚(甲基丙烯酸甲酯)中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述聚丙烯树脂是均聚丙烯树脂。
8.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述聚丙烯树脂的数均分子量为30,000至40,000,且熔融指数在230℃、2.16kg下为25g/10min至40g/10min。
9.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述无机填料是选自碳酸钙、氧化钙、云母和滑石中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述树脂组合物还包含量为1wt%至20wt%的热塑性橡胶。
11.根据权利要求10所述的树脂组合物,其中,所述热塑性橡胶是量为50wt%至60wt%的乙烯与量为40wt%至50wt%的C2-C10α烯烃的共聚物,wt%均基于所述热塑性橡胶的总重量。
12.根据权利要求11所述的树脂组合物,其中,所述C2-C10α烯烃是选自丙烯、丁烯、戊烯、己烯和辛烯中的一种或多种。
13.根据权利要求10所述的树脂组合物,其中,所述热塑性橡胶是选自乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、乙烯-丁烯橡胶和乙烯-辛烯橡胶中的一种或多种。
14.根据权利要求1所述的树脂组合物,其基本由以下组分构成:
量为10wt%至40wt%的热塑性硫化橡胶;
量为20wt%至30wt%的聚乙烯树脂;
量为30wt%至50wt%的热塑性烯烃树脂;
量为1wt%至10wt%的聚丙烯树脂;以及
量为1wt%至10wt%的无机填料,
所有wt%均基于所述树脂组合物的总重量。
15.根据权利要求1所述的树脂组合物,其由以下组分构成:
量为10wt%至40wt%的热塑性硫化橡胶;
量为20wt%至30wt%的聚乙烯树脂;
量为30wt%至50wt%的热塑性烯烃树脂;
量为1wt%至10wt%的聚丙烯树脂;以及
量为1wt%至10wt%的无机填料,
所有wt%均基于所述树脂组合物的总重量。
16.一种模制品,其包含权利要求1所述的树脂组合物。
17.一种用于制备模制品的方法,其包括以下步骤:
从生物质分别获得热塑性硫化橡胶和聚乙烯树脂;
通过混合量为10wt%至40wt%的所述热塑性硫化橡胶、量为20wt%至30wt%的所述聚乙烯树脂、量为30wt%至50wt%的热塑性烯烃树脂、量为1wt%至10wt%的聚丙烯树脂和量为1wt%至10wt%的无机填料来制备混合物,所有wt%均基于所述混合物的总重量;以及
通过包括熔融所述混合物的步骤来制备模制品。
18.根据权利要求17所述的方法,其中,所述混合物使用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、捏合机或班伯里密炼机来熔融。
19.一种车辆,其包含使用权利要求1所述的树脂组合物而制备的模制品。
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