CN108003587A - 热塑性树脂组合物及由其生产的制品 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了热塑性树脂组合物及由其生产的制品。热塑性树脂组合物包括:100重量份的聚碳酸酯树脂;1至15重量份的橡胶改性的乙烯基共聚物树脂;10至30重量份的含磷阻燃剂;3至12重量份的碳酸钙;5至40重量份的滑石;和0.001至5重量份的黑色颜料,其中碳酸钙与滑石的重量比在1:1.5至1:6的范围内并且黑色颜料具有10nm至24nm的平均粒径。热塑性树脂组合物可以实现高光泽度和良好的外观特性,并且在流动性、耐冲击性、耐热性、薄膜阻燃性、尺寸稳定性等方面能够表现出良好的性能。
Description
技术领域
本发明涉及热塑性树脂组合物以及由其生产的模制制品。更具体地说,本发明涉及一种热塑性树脂组合物,其能够实现高光泽和良好外观,并且能够在流动性、耐冲击性、耐热性、薄膜阻燃性和尺寸稳定性方面表现出良好的性能,并且涉及由该热塑性树脂组合物生产的模制制品。
背景技术
与玻璃或金属相比,热塑性树脂表现出优异的性能,例如低比重、良好的成型性和良好的耐冲击性,并且可用于电气/电子产品、汽车内部/外部材料和建筑外部材料的外壳。特别是随着电气/电子产品越来越大且越来越轻的趋势,由热塑性树脂生产的塑料产品正在迅速取代现有的玻璃和金属基产品。
特别地,通过将聚碳酸酯(PC)树脂与橡胶改性的芳香族乙烯基共聚物(例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物树脂)共混制备的PC/ABS基热塑性树脂组合物,可以提高聚碳酸酯树脂的可加工性和耐化学性,而不会降低聚碳酸酯树脂的耐冲击性和耐热性,并且可以实现成本降低,从而能够实现其各种应用。
这样的热塑性树脂组合物可以包含阻燃剂和诸如玻璃纤维、滑石和硅灰石等无机填料,以提高刚性和阻燃性。
然而,含有诸如玻璃纤维等无机填料的热塑性树脂组合物的流动性和伸长性会劣化,并且由于玻璃纤维突出的担忧而难以实现良好的外观。
因此,需要能够实现高光泽和良好外观并且在流动性、耐冲击性、耐热性、薄膜阻燃性、尺寸稳定性等方面表现出良好性能的热塑性树脂组合物。
在日本特开2005-028135A号公报中公开了背景技术的一个实例。
发明内容
本发明的一个方面是提供一种热塑性树脂组合物以及由其生产的模制制品,该热塑性树脂组合物能够实现高光泽和良好外观并且在流动性、耐冲击性、耐热性、薄膜阻燃性和尺寸稳定性方面表现出良好的性能。
本发明的一个方面涉及一种热塑性树脂组合物。该热塑性树脂组合物包括:100重量份的聚碳酸酯树脂;1至15重量份的橡胶改性的乙烯基共聚物树脂;10至30重量份的含磷阻燃剂;3至12重量份的碳酸钙;5至40重量份的滑石;和0.001至5重量份的黑色颜料,其中碳酸钙与滑石的重量比在1:1.5至1:6的范围内并且黑色颜料具有10nm至24nm的平均粒径。
在示例性的实施方式中,橡胶改性的乙烯基共聚物树脂可以怕得通过将芳香族乙烯基单体和(甲基)丙烯酸烷基酯单体接枝到橡胶聚合物上获得的橡胶改性的芳香族乙烯基接枝共聚物。
在示例性的实施方式中,含磷阻燃剂可以包括选自于磷酸酯、膦酸酯,次磷酸酯、氧化膦和磷腈化合物中的至少一种。
在示例性的实施方式中,橡胶改性的乙烯基共聚物树脂可以以比含磷阻燃剂低的量存在。
在示例性的实施方式中,热塑性树脂组合物可以具有根据ASTM D1238在5kgf的负载下在220℃下测量的30g/10min至50g/10min的熔体流动指数(MI),并且具有根据ASTMD256在1/8"厚的试样上测量的5kgf·cm/cm以上的缺口悬臂梁冲击强度。
在示例性的实施方式中,热塑性树脂组合物可以具有82℃至90℃的玻璃化转变温度和根据UL94标准在1.0mm厚的试样上测量的V1以上的阻燃性。
在示例性的实施方式中,热塑性树脂组合物可以具有根据ASTM D696在90℃下在6.4mm厚的弯曲试样上测量的20cm/cm℃至45cm/cm℃的线膨胀系数,以及在通过使用尺寸为400mm×100mm×10mm(长×宽×厚)的发光模具(luminous mold)(以免形成毛刺)在260℃的温度下和在每个保持压力(30巴、50巴和70巴)下注射模制制备并且在23℃下放置24小时的试样上测量的390mm至400mm的纵向长度。
在示例性的实施方式中,热塑性树脂组合物可以具有根据ASTM D523以60°的角度在注塑成型的试样上测量的95%至100%的光泽度(60°),以及根据ASTM D2244在3.2mm厚的试样上测量的90至100的亮度(L*)、-0.1至0.3的a*和-0.1至0.3的b*。
本发明的另一方面涉及一种模制制品。该模制制品由热塑性树脂组合物形成。
在示例性的实施方式中,模制制品可以是电子产品的壳体的塑料构件,壳体包括金属框架,并且塑料构件邻接金属框架的至少一个表面。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方式的电子产品的壳体的示意性侧视截面图。
具体实施方式
在下文中,将更详细地描述本发明的实施方式。
根据本发明的热塑性树脂组合物包括(A)聚碳酸酯树脂;(B)橡胶改性的乙烯基共聚物树脂;(C)含磷阻燃剂;(D)碳酸钙;(E)滑石;和(F)黑色颜料。
(A)聚碳酸酯树脂
根据本发明的一个实施方式,聚碳酸酯树脂可以是用于典型热塑性树脂组合物的聚碳酸酯树脂。例如,聚碳酸酯树脂可以是通过使二酚(芳香族二醇化合物)与碳酸酯前体(如光气、卤代甲酸酯或碳酸二酯)反应制备的芳香族聚碳酸酯树脂。
二酚的实例可以包括4,4'-双苯酚、2,2-双(4-羟苯基)丙烷、2,4-双(4-羟苯基)-2-甲基丁烷、1,1-双(4-羟苯基)环己烷、2,2-双(3-氯-4-羟苯基)丙烷和2,2-双(3,5-二氯-4-羟苯基)丙烷,但并不限于此。例如,二酚可以是2,2-双(4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二氯-4-羟苯基)丙烷或1,1-双(4-羟苯基)环己烷,具体地2,2-双(4-羟苯基)-丙烷,其也被称为双酚A。
在一些实施方式中,聚碳酸酯树脂可以是支链聚碳酸酯树脂。例如,可以通过基于聚合中使用的二酚的总摩尔数以0.05mol%至2mol%的量,添加三官能或更高多官能化合物(例如含三价或更高价酚基的化合物),以制备支链聚碳酸酯树脂。
在一些实施方式中,聚碳酸酯树脂可以是均聚碳酸酯树脂、共聚碳酸酯树脂或它们的共混物。此外,聚碳酸酯树脂可以部分地或完全地被在酯前体(例如双官能羧酸)存在下通过聚合得到的芳香族聚酯-碳酸酯树脂替换。
在一些实施方式中,通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量,聚碳酸酯树脂可以具有10,000g/mol至50,000g/mol的重均分子量(Mw),例如15,000g/mol至40,000g/mol。在这一范围内,热塑性树脂组合物可以具有良好的流动性(可加工性)。
在一些实施方式中,聚碳酸酯树脂可以具有根据ISO 1133在300℃下在1.2kgf负载下测量的5g/10min至80g/10min的熔体流动指数(MI)。聚碳酸酯树脂可以是具有不同熔体流动指数的两种以上聚碳酸酯树脂的混合物。
(B)橡胶改性的乙烯基共聚物树脂
橡胶改性的乙烯基共聚物树脂可以是通过将芳香族乙烯基单体和(甲基)丙烯酸烷基酯单体接枝到橡胶聚合物上获得的橡胶改性的芳香族乙烯基接枝共聚物(B1),或是橡胶改性的芳香族乙烯基接枝共聚物(B1)和芳香族乙烯基共聚物树脂(B2)的混合物。
如本文所使用的,除非另作说明,术语“(甲基)丙烯酰基”可以指代“丙烯酰基”和“甲基丙烯酰基”。例如,术语“(甲基)丙烯酸酯”可以指代“丙烯酸酯”和“甲基丙烯酸酯”。
(B1)橡胶改性的芳香族乙烯基接枝共聚物
根据本发明的一个实施方式,通过将芳香族乙烯基单体和(甲基)丙烯酸烷基酯单体添加到橡胶聚合物,并且根据需要向其添加用于赋予加工性和耐热性的单体,接着进行聚合(接枝共聚),可以获得橡胶改性的芳香族乙烯基接枝共聚物。此处,聚合可以通过任何典型的已知聚合方法进行,例如乳液聚合、悬浮聚合、本体聚合等。
橡胶聚合物的实例可包括:二烯橡胶诸如聚丁二烯、聚(苯乙烯-丁二烯)和聚(丙烯腈-丁二烯);丙烯酸橡胶诸如通过向二烯橡胶、异戊二烯橡胶中加入氢而获得的饱和橡胶以及聚(丙烯酸丁酯);和乙烯-丙烯-二烯单体三元共聚物,但并不限于此。这些可以单独使用或作为其混合物使用。例如,橡胶聚合物可以是二烯橡胶,特别是丁二烯橡胶。基于橡胶改性的芳香族乙烯基接枝共聚物的总重量(100wt%),橡胶聚合物可以20重量百分比(wt%)至70wt%的量存在,例如30wt%至65wt%。在一些实施方式中,橡胶改性的芳香族乙烯基接枝共聚物可以以20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、或70wt%的量包含橡胶聚合物。进一步地,根据一些实施方式,橡胶聚合物的量可以在任意前述量至任意另外的前述量的范围内。在这一范围内,热塑性树脂组合物可以在耐冲击性、机械性能等方面表现出良好的性能。橡胶聚合物(橡胶颗粒)可以具有0.05μm至6μm的平均(z-平均)粒径,例如0.15μm至4μm,具体地0.25μm至3.5μm。在这一范围内,热塑性树脂组合物可以在耐冲击性、外观和阻燃性方面表现出良好的性能。此处,平均(z-平均)粒径是通过本领域已知的干法使用Mastersizer 2000E系列测试仪(Malvern)测量的。
芳香族乙烯基单体可以与橡胶共聚物接枝共聚,并且可以包括例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、乙基苯乙烯、乙烯基二甲苯、一氯苯乙烯、二氯苯乙烯、二溴苯乙烯和乙烯基萘、但并不限于些。这些可以单独使用或作为其混合物使用。基于橡胶改性的芳香族乙烯基接枝共聚物的总重量(100wt%),芳香族乙烯基单体可以以5wt%至40wt%的量存在,例如10wt%至30wt%。在一些实施方式中,橡胶改性的芳香族乙烯基接枝共聚物可以以5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、或40wt%的量包含芳香族乙烯基单体。进一步地,根据一些实施方式,芳香族乙烯基单体的量可以在任意前述量至任意另外的前述量的范围内。在这一范围内,热塑性树脂组合物能在耐疲劳性、耐冲击性、机械性能等方面表现出良好的性能。
(甲基)丙烯酸烷基酯单体的实例可以包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯等。这些可以单独使用或作为其混合物使用。例如,(甲基)丙烯酸烷基酯单体可以是(甲基)丙烯酸甲酯,具体地甲基丙烯酸甲酯。基于橡胶改性的芳香族乙烯基接枝共聚物的总重量,(甲基)丙烯酸烷基酯单体可以1wt%至35wt%的量存在,例如5wt%至30wt%。在一些实施方式中,橡胶改性的芳香族乙烯基接枝共聚物可以以1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、或35wt%的量包含(甲基)丙烯酸烷基酯单体。进一步地,根据一些实施方式,(甲基)丙烯酸烷基酯单体的量可以在任意前述量至任意另外的前述量的范围内。在这一范围内,热塑性树脂组合物可以在耐冲击性、机械性能等方面表现出良好的性能。
用于赋予加工性和耐热性的单体的实例可以包括:乙烯基氰化合物,如丙烯腈、甲基丙烯腈、乙基丙烯腈、苯基丙烯腈、α-氯丙烯腈和富马腈;丙烯酸、马来酸酐和N-取代的马来酰亚胺,但并不限于此。这些可以单独使用或作为其混合物使用。基于橡胶改性的芳香族乙烯基接枝共聚物的总重量,用于赋予加工性和耐热性的单体可以15wt%以下的量使用,例如0.1wt%至10wt%。在一些实施方式中,橡胶改性的芳香族乙烯基接枝共聚物可以以0(不存在单体)、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、或15wt%的量包含用于赋予加工性和耐热性的单体。进一步地,根据一些实施方式,用于赋予加工性和耐热性的单体的量可以在任意前述量至任意另外的前述量的范围内。在这一范围内,热塑性树脂组合物在加工性、耐热性和耐冲击性方面可以具有良好的性能,而其它性能不会劣化。
在一些实施方式中,基于橡胶改性的乙烯基共聚物树脂的总重量,橡胶改性的芳香族乙烯基接枝共聚物可以60wt%以上的量存在,例如80wt%至100wt%。在一些实施方式中,橡胶改性的芳香族乙烯基接枝共聚物树脂可以以60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、或100wt%的量包含橡胶改性的乙烯基共聚物。进一步地,根据一些实施方式,橡胶改性的乙烯基共聚物的量可以在任意前述量至任意另外的前述量的范围内。在这一范围内,热塑性树脂组合物能在耐冲击性、机械性能和流动性方面表现出良好的性能。
(B2)芳香族乙烯基共聚物树脂
根据本发明的一个实施方式,芳香族乙烯基共聚物树脂可以是用于典型橡胶改性的乙烯基共聚物树脂的芳香族乙烯基共聚物树脂。例如,芳香族乙烯基共聚物树脂可以是包括芳香族乙烯基单体和可以与芳香族乙烯基单体共聚的单体(诸如乙烯基氰单体)的单体混合物的聚合物。
在一些实施方式中,可以通过将芳香族乙烯基单体和可与芳香族乙烯基单体共聚的单体混合,接着进行聚合来获得芳香族乙烯基共聚物树脂。此处,聚合可以通过任何典型的已知聚合方法进行,例如乳液聚合、悬浮聚合、本体聚合等。
芳香族乙烯基单体的实例可以包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、乙基苯乙烯、乙烯基二甲苯、一氯苯乙烯、二氯苯乙烯、二溴苯乙烯和乙烯基萘,但不限于此。这些可以单独使用或作为其混合物使用。基于芳香族乙烯基共聚物树脂的总重量,芳香族乙烯基单体可以20wt%至90wt%的量存在,例如30wt%至80wt%。在一些实施方式中,芳香族乙烯基共聚物树脂可以以20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、或90wt%的量包含芳香族乙烯基单体。进一步地,根据一些实施方式,芳香族乙烯基单体的量可以在任意前述量至任意另外的前述量的范围内。在这一范围内,热塑性树脂组合物能在耐冲击性、流动性等方面可表现出良好的性能。
可以与芳香族乙烯基单体共聚的单体的实例可以包括:乙烯基氰化合物,如丙烯腈、甲基丙烯腈、乙基丙烯腈、苯基丙烯腈、α-氯丙烯腈和富马腈。这些可以单独使用或作为其混合物使用。基于芳香族乙烯基共聚物树脂的总重量,可与芳香族乙烯基单体共聚的单体可以10wt%至80wt%的量存在,例如20wt%至70wt%。在一些实施方式中,芳香族乙烯基共聚物树脂可以以10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、或80wt%的量包含可以与芳香族乙烯基单体共聚的单体。进一步地,根据一些实施方式,可以与芳香族乙烯基单体共聚的单体的量可以在任意前述量至任意另外的前述量的范围内。在这一范围内,热塑性树脂组合物能在耐冲击性、流动性等方面表现出良好的性能。
在一些实施方式中,芳香族乙烯基共聚物树脂可以具有通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量的10,000g/mol至300,000g/mol的重均分子量(Mw),例如15,000g/mol至150,000g/mol。在这一范围内,热塑性树脂组合物能在机械强度、成形性等方面表现出良好的性能。
在一些实施方式中,基于橡胶改性的乙烯基共聚物树脂的总重量,芳香族乙烯基共聚物树脂存在的量可以为20wt%以下,例如10wt%以下。在一些实施方式中,橡胶改性的乙烯基共聚物树脂可以以0(不存在芳香族乙烯基共聚物树脂)、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20wt%的量包含芳香族乙烯基共聚物树脂。进一步地,根据一些实施方式,芳香族乙烯基共聚物树脂的量可以在任意前述量至任意另外的前述量的范围内。在这一范围内,热塑性树脂组合物能在流动性、热稳定性等方面表现出良好的性能。
根据本发明的一个实施方式,相对于100重量份聚碳酸酯树脂(A),橡胶改性的乙烯基共聚物树脂(B)可以以1至15重量份,例如3至10重量份的量存在。在一些实施方式中,热塑性树脂组合物可以以1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、或15重量份的量包含橡胶改性的乙烯基共聚物树脂(B)。进一步地,根据一些实施方式,橡胶改性的乙烯基共聚物树脂的量可以在任意前述量至任意另外的前述量的范围内。如果橡胶改性的乙烯基共聚物树脂(B)的量少于1重量份,热塑性树脂组合物可能遭受耐冲击性和机械性能的劣化,而如果橡胶改性的乙烯基共聚物树脂(B)的量超过15重量份,则热塑性树脂组合物可能会遭受流动性、阻燃性等的劣化。
(C)含磷阻燃剂
根据本发明的一个实施方式,含磷阻燃剂可以是用于典型阻燃剂热塑性树脂组合物的含磷阻燃剂。例如,含磷阻燃剂可以包括磷酸酯、膦酸酯、次磷酸酯、氧化膦、磷腈化合物及其金属盐。这些化合物可以单独使用或作为其混合物使用。
在一个实施方式中,含磷阻燃剂可以包括由式1表示的芳香族磷酸酯化合物:
其中R1、R2、R4和R5各自独立地为氢原子、C6至C20芳基或C1至C10烷基取代的C6至C20芳基;R3是C6至C20亚芳基或C1至C10烷基取代的C6至C20亚芳基,例如,二醇的衍生物,诸如间苯二酚、氢醌、双酚A或双酚-S的衍生物;并且n为整数0至10,例如0至4。
当式1中n为0时,由式1表示的芳香族磷酸酯化合物的实例可以包括磷酸二芳基酯,诸如磷酸二苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三辛酯、磷酸三(2,6-二甲基苯基)酯、磷酸三(2,4,6-三甲基苯基)酯、磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯和磷酸三(2,6-二甲基苯基)酯,但不限于此。此外,当式1中n为1时,芳香族磷酸酯化合物的实例可以包括双酚A双(二苯基磷酸酯)、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、间苯二酚双[双(2,6-二甲基苯基)磷酸酯]、间苯二酚双[双(2,4-二叔丁基苯基)磷酸酯]、氢醌双[双(2,6-二甲基苯基)磷酸酯]和氢醌双[双(2,4-二叔丁基苯基)磷酸酯],但不限于此。这些化合物可以单独使用或作为其混合物使用。
在一些实施方式中,相对于100重量份聚碳酸酯树脂(A),含磷阻燃剂(C)可以以10至30重量份的量存在,例如15至25重量份。在一些实施方式中,热塑性树脂组合物可以以10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、或30重量份的量包含含磷阻燃剂。进一步地,根据一些实施方式,含磷阻燃剂的量可以在任意前述量至任意另外的前述量的范围内。如果含磷阻燃剂(C)的量少于10重量份,热塑性树脂组合物可能遭受(薄膜)阻燃性的劣化,而如果含磷阻燃剂(C)的量超过30重量份,热塑性树脂组合物可能遭受耐冲击性、热稳定性等的劣化。
在一些实施方式中,橡胶改性的乙烯基共聚物树脂(B)的量可以少于含磷阻燃剂(C)的量。
(D)碳酸钙
根据本发明,碳酸钙与滑石协作,用来改善热塑性树脂组合物的流动性、刚性、(薄膜)阻燃性、尺寸稳定性和这些性质之间的平衡。
在一些实施方式中,碳酸钙可以是无定形或结晶碳酸钙。有利地是,无定形碳酸钙具有比结晶碳酸钙更大的比表面积和更细的粒度。
在一些实施方式中,碳酸钙可以是天然碳酸钙或合成碳酸钙。合成碳酸钙可以通过现有技术中已知的任何方法制备,例如碳酸化反应方法、水溶液方法等。具体地说,在水溶液方法中,将溶解有钙盐的水溶液与溶解有羧基的盐类的水溶液混合,以通过沉淀混合物产生合成碳酸钙。
在一些实施方式中,碳酸钙具有霰石、贝母石(baterite)或方解石结构,并且可以具有锥体或立方体的颗粒形状。碳酸钙颗粒的平均粒径可以为0.03μm至30μm,但不限于此。此处,可以使用粒度分布分析仪测定平均粒径。在一些实施方式中,碳酸钙颗粒可以具有0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、或30μm的平均粒径。
在一些实施方式中,相对于100重量份聚碳酸酯树脂(A),碳酸钙(D)可以以3至12重量份的量存在,例如5至10重量份。在一些实施方式中,热塑性树脂组合物可以以3、4、5、6、7、8、9、10、11、或12重量份的量包含碳酸钙。进一步地,根据一些实施方式碳酸钙的量可以在任意前述量至任意另外的前述量的范围内。如果碳酸钙(D)的量少于3重量份,热塑性树脂组合物可能会遭受光泽度、刚性和尺寸稳定性的劣化,而如果碳酸钙(D)的量超过12重量份,则热塑性树脂组合物可能遭受耐冲击性、阻燃性和机械性能的劣化。
(E)滑石
根据本发明,滑石与碳酸钙协作能够改善热塑性树脂组合物的流动性、刚性、(薄膜)阻燃性、尺寸稳定性、光泽度、外观特性以及这些性质之间的平衡。
在一些实施方式中,滑石可以是典型的片状滑石。滑石的平均粒径可以为2μm至10μm,例如3μm至7μm。在一些实施方式中,滑石可以具有2、3、4、5、6、7、8、9、或10μm的平均粒径在这一范围内,热塑性树脂组合物在刚性、尺寸稳定性、光泽度(外观)等方面具有良好的性能。
在一些实施方式中,滑石可以具有0.3至1.0g/cm3的体密度,例如0.4至0.8g/cm3。在一些实施方式中,滑石可以具有0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、或1.0g/cm3的体密度在这一范围内,热塑性树脂组合物可以在刚性、尺寸稳定性、光泽度(外观)等方面表现出良好的性能。
在一些实施方式中,相对于100重量份聚碳酸酯树脂(A),滑石(E)的存在量可以为5至40重量份,例如10至30重量份。在一些实施方式中,热塑性树脂组合物可以以5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、或40重量份的量包含滑石。进一步地,根据一些实施方式,滑石的量可以在任意前述量至任意另外的前述量的范围内。如果滑石(E)人量少于5重量份,热塑性树脂组合物可能遭受流动性、尺寸稳定性、刚性等的劣化,而如果滑石(E)的量超过40重量份,热塑性树脂组合物可能遭受耐冲击性、机械性能、阻燃性等的劣化。
在一些实施方式中,碳酸钙(D)与滑石(E)的重量比((D):(E))可以为1:1.5至1:6,例如1:2至1:5。如果碳酸钙(D)与滑石(E)的重量比((D):(E))小于1:1.5,热塑性树脂组合物可能遭受尺寸稳定性、阻燃性、光泽度(外观)等的劣化,而如果碳酸钙(D)与滑石(E)的重量比((D):(E))超过1:6,热塑性树脂组合物可能遭受光泽度(外观)、耐冲击性、流动性、阻燃性、尺寸稳定性等的劣化。
(F)黑色颜料
根据本发明,热塑性树脂组合物可以包括平均粒径为10nm至24nm(例如15nm至22nm)的黑色颜料,以与碳酸钙和滑石协作提供高光泽和合意的外观。例如,黑色颜料可以是炭黑。在一些实施方式中,黑色颜料可以具有10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、或24nm的平均粒径。如果黑色颜料的平均粒径小于10nm,热塑性树脂组合物可能遭受分散和机械性能的劣化,而如果黑色颜料的平均粒径大于24nm,热塑性树脂组合物可能遭受光泽度和颜色的恶化。此处,平均(z-平均)粒径是通过本领域已知的任何干法使用Mastersizer 2000E系列(Malvern)测试仪测量的。
在一些实施方式中,相对于100重量份聚碳酸酯树脂(A),黑色颜料(F)可以以0.001至5重量份的量存在,例如0.1至2重量份。在一些实施方式中,热塑性树脂组合物可以以0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09.0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、或5重量份的量包含黑色颜料。进一步地,根据一些实施方式,黑色颜料的量可以在任意前述量至任意另外的前述量的范围内。相对于100重量份聚碳酸酯树脂,如果黑色颜料的量小于0.001重量份,热塑性树脂组合物可能遭受光泽度和颜色的劣化,而如果黑色颜料的量超过5重量份,热塑性树脂组合物可能遭受耐冲击性和机械性能的劣化。
根据本发明一个实施方式的热塑性树脂组合物可以进一步包括添加剂,诸如脱模剂、润滑剂、增塑剂、热稳定剂、光稳定剂、阻燃助剂、防滴剂、抗氧化剂及其混合物。
在一些实施方式中,添加剂可以不受限制地包括在典型的热塑性树脂组合物中使用的任何添加剂。例如,添加剂可以包括:脱模剂如聚乙烯蜡、含氟聚合物、硅酮油、硬脂酸金属盐、褐煤酸金属盐和褐煤酸酯蜡;成核剂如粘土;抗氧化剂如受阻酚化合物;和它们的混合物,但不限于此。相对于100重量份聚碳酸酯树脂,添加剂的存在量可以为0.1至40重量份,但不限于此。
根据本发明一个实施方式的热塑性树脂组合物,可以通过混合前述组分,随后使用典型的双螺杆挤出机在200℃至280℃(例如250℃至260℃)下进行熔融挤出,从而制备为粒料形式。
在一些实施方式中,热塑性树脂组合物可以具有根据ASTM D1238在220℃和5kgf的条件下进行测量的30g/10min至50g/10min,例如35g/10min至45g/10min的熔体流动指数(MI)。
在一些实施方式中,热塑性树脂组合物可以具有根据ASTM D256在1/8"厚的试样上测量的5kgf·cm/cm以上,例如5kgf·cm/cm至8kgf·cm/cm的缺口悬臂梁冲击强度。
在一些实施方式中,热塑性树脂组合物可以具有82℃至90℃,例如84℃至87℃的玻璃化转变温度。
在一些实施方式中,热塑性树脂组合物可以具有根据UL94标准在1.0mm厚的试样上测试的V1以上的阻燃性。
在一些实施方式中,热塑性树脂组合物可以具有根据ASTM D696在90℃下在6.4毫米厚的弯曲试样上测量的20cm/cm℃至45cm/cm℃,例如25cm/cm℃至42cm/cm℃的线膨胀系数。
在一些实施方式中,在使用尺寸为400mm×100mm×10mm(长×宽×厚)的发光模具(以免形成毛刺)在260℃的温度下和在每个保持压力(30巴、50巴和70巴)下注射模制制备并且在23℃下放置24小时的注射模制的试样上测量的热塑性树脂组合物可以具有390mm至400mm,例如396mm至399mm的纵向长度。
在一些实施方式中,热塑性树脂组合物可以具有根据ASTM D523以60°的角度在注射模制的试样上测量的95%至100%,例如96%至99%的光泽度(60°)。
在一些实施方式中,热塑性树脂组合物可以具有根据ASTM D2244在3.2mm厚的试样上测量的90至100例如95至99的亮度(L*),以及各自独立地为-0.1至0.3,例如0至0.2的a*和b*。
根据本发明的另一方面,由如上的热塑性树脂组合物形成的模制制品。
在一些实施方式中,模制制品可以是电子产品的外壳的塑料构件,该塑料构件包括金属框架和邻接该金属框架的至少一个表面的塑料构件。
图1是根据本发明的一个实施方式的电子产品的壳体的示意性侧视截面图。应当理解的是,附图不是精确地按比例绘制,并且为了附图中的描述的清楚起见,部件的尺寸被放大。参见图1,根据一个实施方式的电子产品的壳体包括金属框架10和邻接金属框架10的至少一个表面的塑料构件20,其中塑料构件由根据本发明的实施方式的热塑性树脂组合物形成。
在一些实施方式中,金属框架10和塑料构件20可以具有各种形状,而不限于附图所示的形状。金属框架10和塑料构件20形成邻接结构,其中金属框架10邻接塑料构件20的至少一个表面。邻接结构可以通过粘合或插入来实现,但不限于此。
在一些实施方式中,金属框架10可以是不锈钢框架,或者可以从可以应用于电子产品的典型壳体的任何市售产品中选择。
在一些实施方式中,塑料构件20可以由聚碳酸酯树脂组合物通过各种成型方法如注射模制、挤出成型、真空成型、浇铸等形成。具体地,塑料构件20可以通过热成型、蒸汽成型(RHCM(快速热循环成型))等形成,并且可以是22"至75"薄膜型TV、薄膜型监视器等的前盖或后盖。塑料构件20表现出高光泽度,适用于高光泽产品(具有98%的光泽度),并且允许施加诸如发丝图案、腐蚀图案等的外观图案。
其次,将参考一些实施例更详细地描述本发明。应当理解的是,这些实施例仅用于说明,而不以任何方式解释为限制本发明。将省略对本领域技术人员显而易见的细节的描述。
实施例
实施例和比较例中使用的组分的细节如下。
(A)聚碳酸酯树脂
使用双酚A聚碳酸酯树脂(熔体流动指数:60±10g/10min,根据ISO1133在300℃下在1.2kg负载下测量)。
(B)橡胶改性的乙烯基共聚物树脂
使用橡胶改性的芳香族乙烯基接枝共聚物(g-MBS),其是通过将25wt%苯乙烯和15wt%甲基丙烯酸甲酯接枝到60wt%聚丁二烯橡胶(PBR)上获得的,具有310nm的Z-平均值。
(C)含磷阻燃剂
使用低聚物型双酚A二磷酸酯(YOkE BDP,Yoke Chemical Co.,Ltd.)。
(D)碳酸钙
使用碳酸钙(产品名:2B,OMYA Co.,Ltd.)。
(E)滑石
使用滑石(产品名:KCM 6300,体密度:0.4to 0.6g/cm3,KOCH Co.,Ltd.)。
(F)黑色颜料
使用(F1)炭黑(产品名:High Black 50L,平均粒径:19nm,Orion Co.,Ltd.)。
使用(F2)炭黑(产品名:High Black 80L,平均粒径:27nm,Orion Co.,Ltd.)。
实施例1至3以及比较例1至4
按表1中所列的量混合上述组分,随后在250℃下挤出以制备粒料。此处,使用L/D为36且直径为45mm的双螺杆挤出机进行挤出。在80℃下将制备的粒料干燥4小时以上,随后使用6盎司注塑机(成型温度:250℃至260℃,模具温度:60℃)进行注射模制,由此制备试样。对所制备的试样进行以下性能的评价,结果示于表1中。
性能评价
(1)熔体流动指数(MI,单位:g/10min):根据ASTM D1238在220℃在5kgf负载下测量熔体流动指数。
(2)缺口悬臂梁冲击强度(单位:kgf·cm/cm):根据ASTM D256在1/8"厚的缺口悬臂梁试样上测量悬臂梁冲击强度。
(3)玻璃化转变温度(单位:℃):在Q20仪器(差示扫描量热仪(DSC),TA)中,在真空(蒸汽:3,000ppm以下)中在80℃下将5至10mg样品干燥4小时,在氮气气氛下以20℃/min的加热速率从30℃加热至400℃,在400℃下放置1分钟,以20℃/min的冷却速率冷却到30℃,并且在30℃放置1分钟。然后,以20℃/min的加热速率将样品加热至400℃的同时,基于转变温度测量测量玻璃化转变温度(第2次扫描)。
(4)阻燃性:根据UL 94可燃性测试标准,使用1.0mm厚的试样测量阻燃性。
(5)线膨胀系数(单位:cm/cm℃):根据ASTM D696在90℃下在6.4mm厚的弯曲试样上测量线膨胀系数。
(6)发光平模尺寸评价(单位:mm):测量注射模制的试样的纵向长度。试样是使用尺寸为400mm×100mm×10mm(长×宽×厚)的发光模具(以免形成毛刺)在260℃的成型温度下和在每个保持压力(30巴、50巴和70巴)下注射模制制备的,并且在23℃下放置了24小时。
(7)光泽度(60°)(单位:%):根据ASTM D523,使用MG-268光泽度计(KonicaMinolta Co.,Ltd.),在通过注射模制制备的尺寸为90mm×50mm×2mm的度样上测量光泽度。
(8)颜色(亮度(L*)和色度(a*和b*)):根据ASTM D2244,使用色度计(CM-3600d,Konica Minolta Co.,Ltd.)在镜面分量排除(SCE)模式下,在3.2mm厚的注射模制的试样上测量亮度(L*)和色度(a*和b*)。
表1
从表1可以看出,根据本发明的热塑性树脂组合物在流动性(成型加工性)、耐冲击性、耐热性、薄膜阻燃性、外观特性(如光泽度、颜色等)、尺寸稳定性以及它们之间的平衡方面表现出了良好的性能。
相反,碳酸钙与滑石的重量比为1:1.3(小于1:1.5)且滑石存在少量(3.9重量份)的比较例1的热塑性树脂组合物,遭受了尺寸稳定性(线膨胀系数和发光平模尺寸评价)的劣化。碳酸钙与滑石的重量比为1:0.42(小于1:1.5)的比较例2的热塑性树脂组合物遭受了尺寸稳定性的显着劣化,并且还遭受了流动性、耐冲击性、阻燃性、外观特性等的劣化。碳酸钙与滑石的重量比为1:10(高于1:6)的比较例3的热塑性树脂组合物,大体上遭受了光泽度、流动性、耐冲击性、尺寸稳定性、光泽度等劣化。另外,使用平均粒径大于27nm的黑色颜料(F2炭墨)制备的比较例4的热塑性树脂组合物,遭受了外观特性如光泽度和颜色的劣化。
应当理解,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,本领域技术人员可以做出各种修改、改变、变更和等效实施方式。
Claims (10)
1.一种热塑性树脂组合物,包含:
100重量份的聚碳酸酯树脂;
1至15重量份的橡胶改性的乙烯基共聚物树脂;
10至30重量份的含磷阻燃剂;
3至12重量份的碳酸钙;
5至40重量份的滑石;和
0.001至5重量份的黑色颜料,
其中,碳酸钙与滑石的重量比在1:1.5至1:6的范围内并且所述黑色颜料具有10nm至24nm的平均粒径。
2.根据权利要求1所述的热塑性树脂组合物,其中所述橡胶改性的乙烯基共聚物树脂包含通过将芳香族乙烯基单体和(甲基)丙烯酸烷基酯单体接枝到橡胶聚合物而获得的橡胶改性的芳香族乙烯基接枝共聚物。
3.根据权利要求1所述的热塑性树脂组合物,其中所述含磷阻燃剂包含选自磷酸酯或盐、膦酸酯或盐、次磷酸酯或盐、氧化膦和磷腈化合物中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的热塑性树脂组合物,其中所述橡胶改性的乙烯基共聚物树脂以比所述含磷阻燃剂更低的量存在。
5.根据权利要求1所述的热塑性树脂组合物,其中所述热塑性树脂组合物具有根据ASTM D1238在220℃下在5kgf的负载下测量的30g/10min至50g/10min的熔体流动指数、以及根据ASTM D256在1/8"厚的试样上测量的5kgf·cm/cm或更大的缺口悬臂梁冲击强度。
6.根据权利要求1所述的热塑性树脂组合物,其中所述热塑性树脂组合物具有82℃至90℃的玻璃化转变温度以及根据UL94标准在1.0mm厚的试样上测量的V1或更高的阻燃性。
7.根据权利要求1所述的热塑性树脂组合物,其中所述热塑性树脂组合物具有根据ASTM D696在90℃下在6.4mm厚的弯曲试样上测量的20cm/cm℃至45cm/cm℃的线膨胀系数,以及在通过使用具有长×宽×厚=400mm×100mm×10mm的尺寸的发光模具以免形成毛刺,在260℃的温度下和在30巴、50巴和70巴的每个保持压力下注射模制来制备并且在23℃下放置24小时的试样上测量的390mm至400mm的纵向长度。
8.根据权利要求1所述的热塑性树脂组合物,其中所述热塑性树脂组合物具有根据ASTM D523以60°的角度在注射模制的试样上测量的95%至100%的60°的光泽度,以及根据ASTM D2244在3.2mm厚的试样上测量的90至100的亮度L*、-0.1至0.3的a*和-0.1至0.3的b*。
9.一种由根据权利要求1至8中任一项所述的热塑性树脂组合物形成的模制制品。
10.根据权利要求9所述的模制制品,其中所述模制制品是电子产品的壳体的塑料构件,所述壳体包括金属框架和邻接所述金属框架的至少一个表面的所述塑料构件。
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