CN110612329A - 耐切割热塑性组合物 - Google Patents
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Abstract
耐切割热塑性组合物包含聚合物和陶瓷微球。陶瓷微球具有约20至约80μm的D90粒径、约1至约15μm的D50粒径和/或约1μm的D10粒径。陶瓷微球以约5至约50重量%的量存在于在耐切割热塑性组合物中,基于100重量份的所述热塑性组合物计。
Description
技术领域
本发明总体上涉及耐切割热塑性组合物、由其形成的制品和使用该制品的方法。
背景技术
耐切割热塑性材料被用于各种行业的各种应用中。例如,耐切割热塑性材料被用于安全产品如防护服、防割手套和安全眼镜中。作为另一个实例,耐切割热塑性材料被用于各种商业产品和工业产品如砧板和传送带中。
在食品行业中,肉类包装厂和食品加工厂使用传送带将肉沿着装配线传送,屠宰者在装配线上切割、分离和移除某些肉的切块。在屠宰和包装过程中,传送带受到来自刀具、铡除刀(guillotines)、食物产品、清洁产品和加工的反复冲击和物理应力,以及与生产线的运行有关的固有的物理应力。与刀具和其他尖锐物体的反复接触,结合施加到传送带上的其他物理应力,可能导致传送带的小块碎片从传送带上脱落或脱离,导致污染和潜在的产品召回,并最终导致传送带故障,例如传送带撕裂或断裂。此外,传送带和切割设备如刀具、铡除刀和模具之间的反复接触可以使切割工具的刀片钝化,这增加所需的切力,从而对操作员和/或切割设备施加额外的物理应力。
从健康和清洁角度来看,传送带的碎片可能进入包装的肉中,造成商业和监管问题。事实上,食品和药物管理局(FDA)审计员在对食品加工厂进行审计的过程中会寻找潜在的食品污染源(例如传送带的碎片)。此外,传送带和切割设备之间的反复接触导致的传送带上的切口和裂缝难以清洁,因此可能需要额外的清洁时间和/或化学品。从生产角度来看,传送带的碎片可能进入生产线上的生产设备如滚筒、电动机等中,可能导致设备问题和停机时间。在一些情况下,丢失的碎片甚至可能造成传送带故障,导致停机时间和昂贵的更换成本。
此外,已知的耐切割热塑性组合物通常是硬质的,因为需要硬质聚合物(例如高分子量的多聚甲醛)以获得足够的耐切割性。由于已知耐切割热塑性组合物的硬度,传送带通常需要模块化设计。模块化设计包含带齿的不连续的传送带部分。传送带部分的齿相互啮合,以将传送带部分连接在一起,并形成连续的传送带。模块化设计是必需的,因为传送带部分在输送线的始端和末端铰接而非弯曲。然而,传送带部分相互啮合的齿之间的空间会集聚废物,提供细菌生长的位置,并且难以清洁。
因此,仍然需要改进耐切割热塑性材料的机会。
发明内容
耐切割热塑性组合物包含聚合物和陶瓷微球。陶瓷微球具有约20至约80μm的D90粒径、约1至约15μm的D50粒径和/或约1μm的D10粒径。陶瓷微球在耐切割热塑性组合物中以约5至约50重量%的量存在,基于100重量份的所述热塑性组合物计。
还公开了在由耐切割热塑性组合物形成的制品上切割物体的方法。该方法包括提供包含热塑性组合物的制品,和使用刀片在制品上切割物体的步骤。
本公开内容的耐切割热塑性组合物在宽温度范围内表现出优异的物理性能,例如拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率、弹性模量、挠曲模量和耐切割性。在一些实施方案中,耐切割热塑性组合物在宽温度范围内表现出优异的柔性,因此可以被挤出成能够在输送线的始端和末端弯曲的连续的片材,从而消除对模块化传送带的需求和与模块化传送带相关的问题。
除提供耐切割性以外,包含在热塑性组合物中的陶瓷微球还降低了刀片(例如来自切割设备如刀具或铡除刀(guillotine))和包含热塑性组合物的制品之间接触时刀片钝化的速率,从而减小对操作者和切割设备的物理应力,进一步延长用耐切割热塑性组合物形成的制品的寿命。
附图说明
本公开内容的其他优势将易于被接受,因为当结合附图考虑时,通过参考以下详细说明,所述优势变得更好理解,其中:
图1为刀片与现有技术的热塑性组合物所形成制品的表面接触的横截面侧视图的说明。
图2为刀片与本公开内容的热塑性组合物所形成制品的表面接触的横截面侧视图的说明。
图3为说明耐切割测试方法的示意图。
图4为说明拖曳力测试方法的示意图。
图1-4本质上是示例性的,并且没有按比例绘制,因此并不旨在表示本公开内容的各个部件的相对尺寸。
具体实施方式
参照附图,其中在所有的几个视图中相似的数字表示相似的或相应的部分,通常在10处示出耐切割热塑性组合物(“热塑性组合物”)。热塑性组合物10和由其形成的制品可用于多种行业中的多种应用中。例如,热塑性组合物10和由其形成的制品可用于形成安全产品如防护服、防割手套和安全眼镜。作为另一个实例,热塑性组合物10和由其形成的制品可用于各种市售产品和工业产品如砧板和传送带中。
在许多实施方案中,热塑性组合物10被用于形成市售产品和工业产品如砧板和传送带。在这样的应用中,产品表现出优异的耐切割性,并且使得与刀片16和产品例如传送带之间的接触有关的刀片16的钝化速率最小。
耐切割热塑性组合物:
聚合物
热塑性组合物10包含一种或多种聚合物。所述聚合物选自弹性体、热塑性塑料、热塑性弹性体及其组合。
聚合物可以为热塑性聚合物或热固性聚合物。热塑性塑料具有相对高的分子量和通过分子间作用力结合的分子链,所述分子间作用力随着温度升高迅速减弱,从而热塑性塑料熔化。因此,热塑性塑料可以通过加热重塑,并且通常被用于通过各种聚合物加工技术如注塑、压模、压延和挤出来生产零件。与热塑性塑料相反,热固性塑料在固化时形成不可逆的化学键,因此不会融化,但会分解。
在许多实施方案中,聚合物为热塑性聚合物(热塑性塑料)。热塑性塑料可以是无定形的、结晶的或半结晶的聚合物。通常,与无定形聚合物相比,结晶聚合物具有相对明显的熔点,分子链的排列更加有序,并且需要更高的温度以实现良好的流动。通常,无定形聚合物没有真正的熔点,并且逐渐软化,分子链的取向更加无规,并且不像无定形聚合物那样易于流动。在一些实施方案中,热塑性组合物10包含热塑性弹性体或结晶的和无定形的热塑性聚合物的组合,因此为半结晶的。
合适的弹性体的各种非限制性实例包括天然橡胶(天然聚异戊二烯)、合成聚异戊二烯、聚丁二烯、氯丁橡胶、丁基橡胶、卤代丁基橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、表氯醇橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、硅酮橡胶、氟硅酮橡胶、氟弹性体、全氟弹性体、聚醚嵌段酰胺、氯磺化聚乙烯和乙烯-乙酸乙烯酯。
合适的热塑性塑料和热塑性弹性体的各种非限制性实例包括聚烯烃、聚烯烃弹性体、聚氯乙烯(PVC)、聚酰胺(PA)、苯乙烯弹性体、热塑性硫化橡胶弹性体(TPV)、氟聚合物、硅酮、聚酯、多聚甲醛(POM)、热塑性聚氨酯(TPU)及其组合。在一些优选的实施方案中,聚合物选自热塑性聚氨酯、多聚甲醛、聚对苯二甲酸亚烷基酯及其组合。
聚烯烃的合适的、非限制性实例包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚甲基戊烯(PMP)和聚丁烯-1(PB-1)。聚烯烃弹性体的其他合适的、非限制性的实例包括聚异丁烯(PIB)、乙丙橡胶(EPR)、三元乙丙单体橡胶(EPDM)。
聚酰胺的合适的、非限制性的实例包括PA11、PA12、PA610、PA612、PA1010、PA6、PA66、PA1110T、PA1212T及其组合。
热塑性苯乙烯弹性体的合适的、非限制性的实例包括与乙烯、丙烯、丁二烯、异戊二烯单元的苯乙烯嵌段共聚物或TPS(例如SBS、SEBS和SEPS)。热塑性苯乙烯弹性体通常基于A-B-A型嵌段结构,其中A为硬质相以及B为弹性体。
特定的氟聚合物的合适的、非限制性的实例包括聚四氟乙烯(PTFE)、氟化乙烯丙烯(FEP)、全氟烷氧基(PFA)和乙烯四氟乙烯(ETFE)。
聚酯的合适的、非限制性的实例包括聚乙醇酸交酯或聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚羟基链烷酸酯(PHA)、聚羟基丁酸酯(PHB)、共聚物聚己二酸乙二醇酯(PEA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯)(PHBV)、半芳族共聚物聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、共聚酯化合物(TPE-E)和Vectran。聚酯可选自聚对苯二甲酸亚烷基酯例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚己二酸乙二醇酯、聚羟基链烷酸酯、聚羟基丁酸酯、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯)、聚乙醇酸交酯、聚乳酸、4-羟基苯甲酸和6-羟基萘-2-甲酸的缩聚产物以及聚己内酯。在一个特定的实施方案中,进一步将聚合物定义为半结晶的热塑性聚酯,包括但不限于:聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-共-间苯二甲酸酯及其组合。在另一个特定的实施方案中,聚合物为聚对苯二甲酸丁二醇酯。
在各种实施方案中,聚酯具有:大于约10000或大于约25000、或约10000至约1000000、或约50000至约750000、或约75000至约500000g/mol的重均分子量;根据ISO 527-1/-2测定的约350至约14000、或约700至约7000、或约1500至约3500MPa的23℃的拉伸模量;根据ISO 527-1/-2测定的在23℃下约15至约150、或约35至约75MPa的拉伸强度(屈服应力);和/或根据IS 527-1/-2测定的在23℃下约1%至约20%、或约2%至约10%、或约3%至约5%的伸长率(屈服应变)。合适的可使用的聚酯的实例包括但不限于:BASF Corporation的市售的聚对苯二甲酸丁二醇酯。购自BASF的热塑性聚酯是基于聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的半结晶的热塑性聚酯,其可以为未增强的(未填充的)或增强的(填充的,例如玻璃填充的)。
缩醛聚合物的合适的、非限制性的实例为多聚甲醛。缩醛聚合物可被进一步定义为均聚物、共聚物或均聚物和共聚物的混合物。通常,缩醛聚合物被进一步定义为多聚甲醛。多聚甲醛可被进一步定义为均聚物、共聚物或均聚物和共聚物的混合物。多聚甲醛可被进一步定义为多聚甲醛均聚物(-(-O-CH2-)n-),其中n可以为任何大于1的数。如本领域中已知,多聚甲醛的均聚物通常通过以下方法合成:通过阴离子催化使无水甲醛聚合,然后通过与乙酸酐反应而稳定化。作为另一个实例,多聚甲醛可为多聚甲醛共聚物。还如本领域中已知的,多聚甲醛的共聚物可通过以下方法合成:通过酸性催化将甲醛转化为三噁烷,然后使用酸性催化剂使三噁烷与二氧戊环或环氧乙烷反应以形成共聚物。
在各种实施方案中,多聚甲醛具有:大于约10000、或大于约25000、或约10000至约1000000、或约50000至约750000、或约75000至约500000g/mol的重均分子量;根据ISO 527-1/-2测定的在23℃下约20至约200、或约40至约100MPa的拉伸强度(屈服应力);根据ISO527-1/-2测定的在23℃下约1%至约40%、或约2%至约20%、或约4%至约10%的伸长率(屈服应变);和/或根据ISO 527-1/-2测定的在23℃下约500至约16000、或约1000至约8000、或约2000至约4000MPa的拉伸模量。可使用的合适的多聚甲醛的实例包括但不限于:BASF Corporation市售的多聚甲醛。
在一个优选的实施方案中,热塑性组合物10包含热塑性聚氨酯弹性体(TPU),其还可能被本领域技术人员描述为TPU、热塑性聚氨酯或TPE-U。当然,可以想到的是,热塑性组合物10可以包含一种或多种TPU。通常,TPU包含一种或多种多元醇、一种或多种扩链剂(例如二醇)和异氰酸酯组分的反应产物。TPU通常包括线性分段聚合嵌段,包括硬链段和软链段。不囿于任何特定理论,据信软链段具有低极性,并形成了为热塑性聚氨酯提供弹性性能的弹性体基质。据信硬链段比软链段短,具有更高的极性,并且起多功能连接点的作用,所述多功能连接点起物理交联和增强填料的作用。据信,在加热时,物理交联作用消失,从而使得热塑性聚氨酯可用于多种加工方法中。
TPU的韧性、低温柔性、强度、耐磨性、透明度和耐化学性是本领域中已知的。通过调节异氰酸酯、线性聚合物二醇和/或低分子量二醇的性质和量,可使这些物理性质适应于不同的最终用途。
TPU可以进一步定义为聚醚热塑性聚氨酯(即基于聚醚的TPU)、聚酯热塑性聚氨酯(即基于聚酯的TPU)或聚醚热塑性聚氨酯和聚酯热塑性聚氨酯的组合。即,TPU可以进一步定义为包括或者为异氰酸酯与聚醚多元醇、聚酯多元醇、脂族或烯键式多元醇或这些多元醇的组合的反应产物。或者,TPU可以进一步定义为由异氰酸酯与线性聚合二醇(例如,具有约500至约8000g/mol的重均分子量)、低分子量二醇(例如,具有约50至约600g/mol的重均分子量)和/或多元醇的加聚反应制备的多嵌段共聚物。通常,TPU可通过改变如上所述的硬链段和软链段的比例获得。物理性质如肖氏硬度以及模量、负荷能力(压应力)、撕裂强度和比重通常随硬链段与软链段的比例增加而增加。
为本公开的目的,“基于聚酯的”TPU为包含其中存在的至少两个酯基的TPU和/或由包含聚酯键的反应物形成的TPU。同样,同样为本申请的目的,“基于聚醚的”TPU为包含其中存在的至少两个醚基的TPU和/或由包含聚醚键的反应物形成的TPU。应当理解,对于基于聚酯的TPU和基于聚醚的TPU,反应物都可用于形成其中不包含聚酯基或聚醚基的TPU。此外,还应当理解,适于本公开内容的目的的TPU不限于基于聚酯的TPU或基于聚醚的TPU,并且其他不包含其中存在的醚基或酯基的TPU也可以是合适的。当热塑性组合物中包含多于一种TPU时,多于一种TPU符合本公开内容中阐述的对TPU的描述,并且额外的TPU不限于任何特定的TPU,但通常包括基于聚醚的TPU和/或基于聚酯的TPU。
在许多实施方案中,在基于聚酯的或基于聚醚的TPU中分别除了聚酯多元醇或聚醚多元醇以外,TPU还包含扩链剂的反应产物。在其他实施方案中,TPU可包含扩链剂和异氰酸酯在不存在聚酯多元醇和/或聚醚多元醇的情况下的反应产物。合适的扩链剂可选自但不限于:二醇类,包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、1,4-丁二醇、丁烯二醇、丁炔二醇、苯二甲醇、戊烯二醇、1,4-亚苯基-双-β-羟基乙醚、1,3-亚苯基-双-β-羟基乙醚、双-(羟甲基环己烷)、己二醇和硫二甘醇;二胺类,包括乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺、环己二胺(cyclohexalene diamine)、苯二胺、甲苯二胺、二甲苯二胺、3,3'-二氯联苯胺和3,3'-二硝基联苯胺;链烷醇胺,包括乙醇胺、氨基丙醇、2,2-二甲基丙醇胺、3-氨基环己醇和对氨基苄基醇;以及任何前述扩链剂的组合。
在一个实施方案中,TPU为聚酯热塑性聚氨酯,并且包含聚酯多元醇、异氰酸酯组分和扩链剂的反应产物。合适的聚酯多元醇通常由二羧酸和具有至少一个伯羟基的二醇的反应制备。合适的二羧酸包括但不限于:己二酸、甲基己二酸、丁二酸、辛二酸、癸二酸、草酸、戊二酸、庚二酸、壬二酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸及其组合。适用于制备聚酯多元醇的二醇包括但不限于:乙二醇、丁二醇、己二醇、双(羟甲基环己烷)、1,4-丁二醇、二乙二醇、2-甲基-丙二醇、3-甲基-戊二醇、2,2-二甲基丙二醇、1,3-丙二醇及其组合。可用于本发明中的合适的聚酯热塑性聚氨酯的具体实例包括但不限于:BASF Corporation的市售的聚酯热塑性聚氨酯。
在一个替代性的实施方案中,TPU为聚酯热塑性聚氨酯,并且包含合适的扩链剂、异氰酸酯组分和聚合多元醇的反应产物。合适的扩链剂如上文所公开。可用于本发明中的合适的聚酯热塑性聚氨酯的具体实例包括但不限于:BASF Corporation的市售的聚酯热塑性聚氨酯。
在另一个实施方案中,TPU为聚醚热塑性聚氨酯,并且包含聚醚多元醇、异氰酸酯组分和扩链剂的反应产物。合适的聚醚多元醇包括但不限于:聚丁二醇、聚乙二醇、聚丙二醇及其组合。在另一实施方案中,TPU为聚醚热塑性聚氨酯,并且包含扩链剂和异氰酸酯组分的反应产物。应当理解,本领域技术人员可根据期望的热塑性聚氨酯的性能使用本领域中已知的任何扩链剂。可用于本发明中的合适的聚醚热塑性聚氨酯的具体实例包括但不限于:BASF Corporation的市售的聚醚热塑性聚氨酯。
在另一个实施方案中,TPU为脂族或烯键式热塑性聚氨酯,并且包含脂族或烯键式热塑性多元醇、异氰酸酯组分和扩链剂的反应产物。合适的聚醚多元醇包括但不限于:氢化的聚丁二烯或非氢化的聚丁二烯及其组合,或与聚酯多元醇和/或聚醚多元醇结合。应当理解,本领域技术人员可根据期望的热塑性聚氨酯的性能使用本领域中已知的任何扩链剂。
通常,用于形成TPU的聚醚多元醇、聚酯多元醇、脂族多元醇或烯键式多元醇具有约600至约3000g/mol的重均分子量。然而,多元醇不限于该分子量范围。在一个实施方案中,用于形成TPU的起始材料(例如线性聚合二醇、低分子量二醇和/或多元醇)具有约2的平均官能度。例如,任何预聚物或单体都可以具有两个末端反应性基团,以促进形成TPU中没有分支点或分支点很少的高分子量线性链。
用于形成TPU的异氰酸酯组分通常包括但不限于:异氰酸酯、二异氰酸酯、多异氰酸酯及其组合。异氰酸酯组分可包括一种或多种不同的异氰酸酯。在一个实施方案中,异氰酸酯组分包括n官能的异氰酸酯。在该实施方案中,n通常为约2至约5、更通常为约2至约4、更通常为约2至约3并且最通常为约2的数。应当理解,n可以为整数,或可以具有约2至约5的中间值。异氰酸酯组分通常包括选自芳族异氰酸酯、脂族异氰酸酯及其组合的异氰酸酯。在另一个实施方案中,异氰酸酯组分包括脂族异氰酸酯如六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、二环己基甲基二异氰酸酯(H12MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯及其组合。如果异氰酸酯组分包括脂族异氰酸酯,则异氰酸酯组分还可包括改性的多价的脂族异氰酸酯,即通过脂族二异氰酸酯和/或脂族多异氰酸酯的化学反应获得的产物。实例包括但不限于:脲、缩二脲、脲基甲酸酯、碳二亚胺、脲酮亚胺、异氰脲酸酯、氨基甲酸乙酯基、二聚物、三聚物及其组合。异氰酸酯组分还可包括,但不限于:单独使用的改性的二异氰酸酯,或用于与聚氧化亚烷基二醇、二乙二醇、二丙二醇、聚氧化亚乙基二醇、聚氧化亚丙基二醇、聚氧化亚丙基聚氧化亚乙基二醇、聚酯醇、聚己内酯及其组合的反应产物中的改性的二异氰酸酯。
或者,异氰酸酯组分可包括芳族异氰酸酯。如果异氰酸酯组分包括芳族异氰酸酯,则芳族异氰酸酯通常对应于式R’(NCO)z,其中R’为芳族的,z为对应于R’的化合价的整数。通常,z至少为2。芳族二异氰酸酯的合适的实例包括但不限于:四甲基二甲苯二异氰酸酯(TMXDI)、1,4-二异氰酸酯基苯、1,3-二异氰酸酯基-邻二甲苯、1,3-二异氰酸酯基-对二甲苯、1,3-二异氰酸酯基-间二甲苯、2,4-二异氰酸酯基-1-氯苯、2,4-二异氰酸酯基-1-硝基苯、2,5-二异氰酸酯基-1-硝基苯、间苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6-甲苯二异氰酸酯的混合物、1,5-萘二异氰酸酯、1-甲氧基-2,4-苯二异氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4'-联苯二异氰酸酯、3,3'-二甲基-4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、3,3'-二甲基二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯、三异氰酸酯如4,4',4"-三苯基甲烷三异氰酸酯、多亚甲基多亚苯基多异氰酸酯和2,4,6-甲苯三异氰酸酯、四异氰酸酯如4,4'-二甲基-2,2'-5,5'-二苯基甲烷四异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、2,2'-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多亚苯基多异氰酸酯,及其相应的异构体混合物,及其组合。或者,芳族异氰酸酯可包括m-TMXDI和1,1,1-三羟甲基丙烷的三异氰酸酯产物、甲苯二异氰酸酯和1,1,1-三羟甲基丙烷的反应产物及其组合。在一个实施方案中,异氰酸酯组分包括选自亚甲基二苯基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、H12MDI及其组合的二异氰酸酯。异氰酸酯组分还可以任意量与多元醇和/或扩链剂反应,如本领域技术人员所确定的。
异氰酸酯组分可以任意量与多元醇和/或扩链剂反应,如本领域技术人员所确定的。通常,异氰酸酯与多元醇和/或扩链剂以约80至约130、或者约90至约120、更通常约95至约105并且最通常约105至约110的异氰酸酯指数反应。
可使用各种添加剂以形成聚合物如TPU。合适的添加剂包括但不限于:消泡剂、加工助剂、增塑剂、链终止剂、表面活性剂、助粘剂、阻燃剂、抗氧化剂、除水剂、气相二氧化硅、染料、紫外光稳定剂、填料、酸化剂、触变剂、过渡金属、催化剂、发泡剂、表面活性剂、交联剂、惰性稀释剂及其组合。一些特别合适的添加剂包括但不限于:减少水解的碳二亚胺、减少氧化和泛黄(yellowing)的受阻酚和受阻胺光稳定剂、增加UV光稳定性的苯并三唑、玻璃填料和增加TPU组合物的抗静电性能的磺酸盐。可以本领域技术人员期望的任意量包含添加剂。在各种实施方案中,TPU具有:大于约25000、或大于约2000000、或约50000至约1000000、或约100000至约500000g/mol的重均分子量;通过ASTM D412测定的在23℃下约10至约300、或约20至约150、或约40至约75MPa的拉伸强度(屈服应力);通过ASTM D412测定的在23℃下约125%至约600%、或约250%至约500%的伸长率(屈服应变);和/或通过ASTMD412测定的在23℃下约50至约350、或约100至约700MPa的拉伸模量。可使用的合适的TPU的实例包括但不限于:BASF Corporation的市售的 TPU。
聚合物通常以约5至约95、或约40至约90、或约60至约85重量份每100重量份的热塑性组合物10的量存在于热塑性组合物10中。包含在热塑性组合物10中的聚合物的量可以在上述范围之外变化,但通常都是在这些范围内的整数值和分数值。换句话说,聚合物通常可具有约5至约95的范围内的任意值或值的范围,基于100重量份的热塑性组合物10计。此外,应当理解,多于一种类型的聚合物可包含在热塑性组合物10中,在这种情况下,所包含的所有的聚合物的总量在上述范围内。
陶瓷微球
热塑性组合物10包含微球12。微球12可以是实心的或空心的。通常,微球12是实心的和球形的(或圆形的)形状。在一些实施方案中,微球12具有除圆形以外的形状,例如具有各向异性的不规则的有小平面的形状。即,应当理解,在一些实施方案中,微球12不总是球形的或圆形的。在一些实施方案中,微球12的尺寸范围从纳米至微米。在其他实施方案中,微球12的尺寸范围从微米至厘米。微球12包含以下物质、基本上由以下物质组成或由以下物质组成:金属、聚合物、陶瓷和/或玻璃。
在一些实施方案中,微球12具有等于或大于刀片16的切割材料(例如金属)的硬度的硬度。在一些这样的实施方案中,微球12可以包含金属或陶瓷。在其他实施方案中,微球12具有小于切割材料的硬度的硬度,但仍然表现出优异的耐切割性。在一些这样的实施方案中,微球12可以包含芳族聚酰胺(aramid)(例如聚-对亚苯基对苯二甲酰胺)或玻璃纤维。在这样的实施方案中,芳族聚酰胺可以是本领域中已知的任何物质,但通常进一步定义为AABB聚合物,以商品名如和/或New StarTM出售。
在许多实施方案中,陶瓷微球12为包含碱性铝硅酸盐陶瓷的硬的、高密度的球形微米级颗粒。微球12可以为实心的或空心的。通常,微球12为实心的、球形的(或圆形的)形状和白色的外观。在许多实施方案中,微球12具有约2.0至约2.8、或约2.4至约2.6g/cm3的比重。
在一些实施方案中,陶瓷微球12可以由不透射线的材料制成,所述材料包括但不限于硫酸钡。在这样的实施方案中,传送带可以由热塑性组合物10制成或由热塑性组合物10形成,并且可以通过x射线设备容易地检测到传送带的任何脱落的碎片,从而防止在这样的传送带上传递的产品如食品被污染。
陶瓷微球12的球形(圆形)形状有助于:(1)最小化模塑过程中流动引起的取向(即,用热塑性组合物10形成的制品的收缩);和(2)当刀刃接触由热塑性组合10形成的制品(例如传送带)时,使得刀片16(例如切割设备如刀具或铡除刀的金属刀片16)的刀刃围绕各陶瓷微球12滑动,或推开各陶瓷微球12。关于要点(2),陶瓷微球12的形状和硬度使得与刀片16边缘接触的钝化最小化,减小切割过程中的拖曳力,并且甚至可以使刀刃在与热塑性组合物10形成的制品接触时变得锋利。
陶瓷微球12的粒径应当足够小,以使得热塑性组合物10可加工(例如可挤出、可注塑等)并产生光滑表面14(例如显示面);但比刀片16边缘的宽度大(具有比刀片16边缘的宽度更大的直径)。据信,如果颗粒太小,则它们将不会从刀片16边缘偏斜,这导致钝化接触,使得刀片16边缘钝化。刀片16边缘可为0.1μm量级的宽度。
如文中所述的粒径具有D值(D10、D50和D90)。D值为当颗粒基于递增的质量排列时,将样品的质量分成指定的百分比的球体的直径。例如,D10为样品质量的10%由直径小于该值的颗粒组成时的直径。D50为样品质量的50%小于该值并且样品质量的50%大于该值时的颗粒的直径。D90为样品质量的90%小于该值并且样品质量的10%大于该值时的颗粒的直径。通常,陶瓷微球12的合适的粒径范围为约0.1至约200μm。更具体地,在许多实施方案中,陶瓷微球12具有如下以D值(D10、D50和D90)计的粒径分布:约20至约80、或约5至约35、或约8至约30、或约7至约11、或约13至约17、或约24至约32、或约13至约30μm的D90粒径;约1至约15、或约2至约11、或约1至约5、或约2至约12、或约2至约6、或约8至约12μm的D50粒径;和/或约1的D10粒径。
此外,在许多实施方案中,陶瓷微球12具有在莫氏硬度标上约1至约15、或约1至约10、或约2至约8的硬度。陶瓷微球12应当比刀片16的材料更硬和更坚固。更硬的陶瓷微球12具有由从刀片16边缘的侧面刮擦或腐蚀掉材料而引起的锐化效应。仅在陶瓷微球12和刀片16边缘之间的钝化接触被避免时,才会发生该锐化效应。在许多实施方案中,陶瓷微球12具有大于约4200kg/cm2的压碎强度,和在莫氏硬度标上约6的硬度。
陶瓷微球12的颗粒形状、尺寸和硬度的结合赋予了本发明的优选实施方案独特的性能组合:改进的耐切割性、减少的切割拖拽力(抗性)和降低的刀片16钝化。
现参见下表1,列出了对不同材料的键型和近似键能的比较。
表1
材料的键型 | 近似键能(kcal/mol) |
共价键 | <170 |
金属键 | <200 |
离子键 | <370 |
氢键 | <12 |
范德华力 | 1-10 |
包含通过具有最高达200kcal/mol的强度的金属键结合的高强度部件(例如刀具、铡除刀等的部件)的刀片16的实施例可以被通过具有最高达370kcal/mol的离子键结合的陶瓷材料(例如陶瓷微球12)刮擦。不囿于理论,应认为陶瓷微球12不会被切割、压碎或破裂,而是会将刀片16的力分散到更大面积的聚合物上,从而充分地削弱该力,并避免热塑性组合物10的表面14被刀片16切割。
现参见图1,示出刀片16与由现有技术/比较热塑性组合物18形成的制品(包含板状填料20,没有陶瓷微球12)的现有技术/比较表面22接触的示意图。在图1中,当将力施加到刀片16时,比较热塑性组合物18的比较表面22被切开,并且刀片16接触比较表面22。比较热塑性组合物18包含板状填料20。这样,刀片16和板状填料20(或为此目的的任何软的和/或任何非圆形的填料)之间的钝化接触在比较表面22处和比较热塑性组合物18内发生,导致比较热塑性组合物18中的明显的切口/间隙和刀片16的显著钝化,甚至可能导致比较热塑性组合物18的各部分断裂脱离。
现参见图2,示出刀片16与本公开内容的热塑性组合物10制成的制品(包含作为优选实施方案的陶瓷微球12)的表面14接触的示意图。在一些实施方案中,当将力施加至刀片16,并且刀片16接触表面14时,热塑性组合物10的表面14没有被切割,因为陶瓷微球12帮助分散了通过刀片16施加的力,使得最终压力保持低于热塑性组合物10中包含的热塑性树脂的键能。即,陶瓷微球12为热塑性组合物10提供了改善的耐切割性。在图2的实施方案中,将足够量的力施加至刀片16,使得在将力施加至刀片16时,热塑性组合物10的表面14被切割。在图2中,避免了刀片16与陶瓷微球12之间的钝化接触,因此,当刀片16进入热塑性组合物10中时,刀片16的侧面与陶瓷微球12接触并被其磨锐。为此,陶瓷微球12使得热塑性组合物10中的切口尺寸最小,减小了刀片16上的拖曳力,并且至少使得刀片16的钝化最小化,或者在一些情况下使刀片16变得锋利。
此外,考虑到以上键能,认为陶瓷微球12将会从刀片16的方向偏斜而不被切割,这导致与刀片16的侧面(例如刀具的侧面)接触,这将会使较软的金属刀片16变得锋利。即,在刀片16与热塑性组合物10之间的切割运动/接触期间,较硬的陶瓷微球对较软的金属刀片16壁的接触/摩擦会类似于常规的磨刀器那样使刀具变得锋利。
陶瓷微球12通常以约5至约95、或约10至约60、或约15至约40重量份的量存在于热塑性组合物10中,基于100重量份的热塑性组合物10计。包含在热塑性组合物10中的陶瓷微球12的量可以在上述范围之外变化,但通常都是这些范围内的整数值和分数值。换句话说,陶瓷微球12通常可具有约5至约50的范围内的任意值或值的范围,基于100重量份的热塑性组合物10计。此外,应当理解,热塑性组合物10中可包含多于一种类型的陶瓷微球12,在这种情况下,所包含的所有的陶瓷微球12的总量在上述范围内。
添加剂
热塑性组合物10还可包括但不限于一种或多种选自以下的添加剂:消泡剂、加工助剂、蜡、增塑剂、链终止剂、表面活性剂、助粘剂、阻燃剂、抗氧化剂、除水剂、气相二氧化硅、染料、紫外光稳定剂、填料、触变剂、过渡金属、催化剂、发泡剂、表面活性剂、交联剂、惰性稀释剂及其组合。一些特别合适的添加剂包括但不限于:减少水解的碳二亚胺、减少氧化和泛黄的受阻酚和受阻胺光稳定剂、增加UV光稳定性的苯并三唑、玻璃填料和增加热塑性组合物10的抗静电性能的磺酸盐。可以本领域技术人员期望的任意量包含添加剂。
在一些实施方案中,热塑性组合物10包含不透射线的填料如硫酸钡。在这样的实施方案中,传送带可以由热塑性组合物10制成或由热塑性组合物10形成,并且可以通过x射线设备容易地检测到传送带的任何脱落的碎片,从而防止在这类传送带上传递的产品如食品被污染。
热塑性组合物的性能
图3和4中示意性地描述了用于评估本公开内容的热塑性组合物10的耐切割性和拖曳力的优选测试方法。然而,所述优选的测试方法并不意图在范围上受限或在设计上专有,并且本领域任何技术人员将会理解,在不偏离基本概念的情况下,优选的测试方法的变体是可能的,并且这类优选的测试方法的变体将会提供用于比较在相同条件下测试的两种材料的数据。可以预想,可以使用其他测试参数和设备设计,包括所施加负荷的大小、悬臂梁长度、心轴直径和剃刀选择以及可以容易地引入到优选的测试方法中的其他构型,并且可以预见,为了清楚和公开的目的而不是作为限制范围的方式,仅示出和说明优选的测试方法的特定构造。
根据与目前在传送带应用中使用的常规热塑性塑料、尤其是N2320的直接比较,评估热塑性组合物10的耐切割性能。图3中示意说明的第一测试方法(“耐切割测试”)旨在评估材料的耐切割性和它们对切割工具例如刀片16的钝化作用。图4中示意说明的第二测试方法(“拖曳力测试”)旨在评估切割工具例如刀片16在材料表面14上移动时的拖曳力。
现参见图3,通过以下方法进行耐切割测试:首先使用单螺杆挤出机将热塑性组合物10加工成2mm厚、6英寸宽的测试片材。将测试片材切割成长度恰好足以缠绕2.5英寸直径的心轴24的测试条。在测试片材中以与挤出方向成45°角度的方式切割测试条,使得当缠绕在心轴24上时,测试条的边缘形成没有重叠或间隙的均匀接缝。通常,将测试条置于121℃的对流烘箱中20分钟以软化测试条,以便于将它们缠绕在心轴24上。一旦缠绕,就通过用胶带粘紧测试条的边缘而将包含热塑性组合物10的测试条固定在心轴24周围。将未使用的通用剃须刀刀片16如购自的通用剃须刀替换件(型号#H-595-B)连接到悬臂梁26的自由端,使得刀片16的中心位于心轴24和测试条上方中心。心轴的中心轴(A)和悬臂梁铰链(H)之间的间距(D1)为6英寸。升高铰链,使得刀片16与测试条的表面14垂直。将2磅力的负荷28施加到刀片16正上方的悬臂梁26上(如图3箭头所示)。一旦如上文所述设置设备,心轴24就以约每分钟15转(rpm)的速率旋转1000转。测试完成后,取下测试条,并通过扫描电子显微镜进行分析。测量测试条中切口的深度和刀片16的钝度。将切口深度与用 N2320形成并通过上述耐切割测试测试的测试条的切口深度比较,并以百分比形式记录耐切割梯度。在测试后,与测试 N2320形成的测试条时使用的刀片16相比,还分析了测试对刀片16的影响,例如刀片钝度。
在典型的实施方案中,热塑性组合物10具有大于约15%、约20%、约30%、约40%、约50%、约60%、约70%、约80%或约90%的耐切割梯度。即,3个包含热塑性组合物10的测试条的平均切口深度比3个包含 N2320的测试条的平均切口深度小约15%、约20%、约30%、约40%、约50%、约60%、约70%、约80%或约90%,其中所有测试都根据上述耐切割测试进行。
现参见图4,拖曳力测试用于测定切割工具例如刀片16移动通过材料例如热塑性组合物10的表面14时的拖曳力。通过将热塑性组合物10注塑成2mm厚、4x 4英寸的板而形成测试板。使用胶带将板粘附到水平表面30上。将未使用过的新的通用剃须刀刀片16如购自的通用剃须刀替换件(型号#H-595-B)连接到横动滑板(sled)32上。将刀片16从水平方向旋转15°,以防止刀片16的刀刃磨刮测试板的表面14。一旦装配完成,以2英寸每分钟的速率拉动其上具有刀片16的横动滑板32通过测试板的表面14(如图4箭头所示),同时力传感器34测量拖曳力。将进行测试的热塑性组合物10的3次拖曳力值的平均值与用 N2320形成的测试板的3次拖曳力值的平均值进行比较,所有拖曳力测试都完全如上所述进行,并以百分比形式记录拖曳力梯度。
在典型的实施方案中,热塑性组合物10具有大于约15%、约20%、约30%、约40%、约50%、约60%、约70%、约80%或约90%的拖曳力梯度。即,3个包含热塑性组合物10的测试板的平均拖曳力比3个包含 N2320的测试板的平均拖曳力小约15%、约20%、约30%、约40%、约50%、约60%、约70%、约80%或约90%,所有测试都根据上述拖曳力测试进行。
通常,通过ASTM D792测定的热塑性组合物10的比重为约1.05至约1.95g/cm3、约1.1至约1.85g/cm3、约1.15至约1.45g/cm3、约1.1至约1.25g/cm3、约1.12至约1.2g/cm3、或约1.3至约1.5g/cm3。在一个实施方案中,热塑性组合物具有约1.15g/cm3的密度。
通常,在根据ASTM D-790进行测试时,热塑性组合物10具有小于约400000、约360000、约320000、约280000、约240000、约200000、约160000、约120000、约80000、约70000、约60000、约50000、约40000、约30000、约20000、约10000psi的挠曲模量。
如文中所用,“基本上由......组成”意指排除会改变热塑性组合物10的基本特性和新的特性的任何元素或元素的组合以及任意量的任何元素或元素的组合,例如填料、增塑剂和聚酰胺。在一个实施方案中,热塑性组合物10基本上由TPU和陶瓷微球12组成。
热塑性组合物10可基本上不含本领域中已知的其他聚合物(包括POM)、本领域中已知的其他填料(包括增强填料)和本领域中已知的增塑剂。如上文刚刚使用的术语“基本上不含”是指每100重量份的热塑性组合物10中小于0.1、更通常地小于0.01并且最通常地小于0.001重量份的量。
制品和方法:
如上所述,本公开内容还包括由热塑性组合物10形成的制品。该制品可用于各个行业的多种应用中。例如,热塑性组合物10和由其形成的制品可用于形成安全产品如防护服、防割手套和安全眼镜。作为另一个实例,热塑性组合物10和由其形成的制品可用于各种市售产品和工业产品如砧板和传送带中。
在许多实施方案中,热塑性组合物10被用于形成市售产品和工业产品如砧板和传送带。在这样的应用中,产品表现出优异的耐切割性、降低的拖曳力,并使与刀片16和产品例如传送带之间的接触有关的刀片16的钝化速率最小。
在一个实施方案中,制品为传送带。在另一实施方案中,制品为砧板。因为本公开内容的耐切割热塑性组合物10在宽温度范围内表现出优异的物理性能,例如拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率、弹性模量、挠曲模量和耐切割性和降低的拖曳力,并且还在刀片16(例如来自切割设备如刀具、铡除刀或模具)与制品(例如传送带)接触时具有降低刀片16钝化速率的作用,因此该制品是耐用的、持久的,并且可以减少操作员和/或切割设备上的物理应力。
除热塑性组合物10和由其形成的制品以外,本公开内容还提供在由耐切割热塑性组合物10形成的制品上切割物体的方法。该方法包括以下步骤:(1)提供包含热塑性组合物10的制品;和(2)使用刀片16在制品上切割物体。
在一个典型的实施方案中,制品为砧板或传送带。刀片16通常为金属和切割工具如刀具、铡除刀或模具(例如模切板)的一部分。在一个实施方案中,制品为具有约0.1至约20mm、或约0.5至约8mm的厚度的传送带。
在一个典型的实施方案中,物体为食品如肉、树胶等。在另一个典型的实施方案中,制品为包含聚合材料如橡胶或热塑性塑料的产品,如橡胶厨房垫。
所述方法任选地包括使用热塑性组合物10形成制品的步骤。可以使用多种技术形成制品,所述技术包括但不限于:挤出、真空成型、模切和注塑。制品可以是包含热塑性组合物10和/或由热塑性组合物10形成的传送带或任何其他切割表面。
已经以示例性的方式说明了本发明,并且应当理解,已经使用的术语的性质旨在描述性而非限制性。显然,根据上述教导,本发明的许多修改和变化是可能的。因此,应当理解,在所附权利要求的范围内,可以不同于具体记载的方式实施本发明。
实施例
使用本公开内容的热塑性组合物形成一系列的制品。更具体地,包含热塑性组合物的实施例1-12通过以下方法形成:首先通过双螺杆混合将陶瓷颗粒掺入到热塑性组合物中,然后对于切口深度实验,通过单螺杆挤出将热塑性组合物挤出成2mm厚、6英寸宽的测试片,或对于拖曳力实验,将热塑性组合物注塑成4”x 4”x 2mm的板。下表2中列出了实施例1-12和比较实施例1-3的配方,其中以重量份计的组分的量基于100重量份的热塑性组合物计。
表1
*在施加2磅力负荷的条件下测试1000转。
**/***用于评估本公开内容的热塑性组合物的耐切割性**和拖曳力***的测试方法如上文所述,并在图3和4中示意性地描述。
聚合物A为基于聚醚的热塑性聚氨酯,其当根据ASTM 2240测试时,硬度为74ShoreD;当根据ASTM D-792测试时,密度为1.19g/cm3;当根据ASTM D-1525测试时,维卡软化温度为160℃;当根据ASTM D-412测试时,拉伸模量为7100psi;和当根据ASTM D-412测试时,挠曲模量为73000psi。
聚合物B为基于聚醚的热塑性聚氨酯,其当根据ASTM 2240测试时,硬度为85ShoreA;当根据ASTM D-792测试时,密度为1.12g/cm3;当根据ASTM D-1525测试时,维卡软化温度为100℃;当根据ASTM D-412测试时,拉伸模量为5200psi;和当根据ASTM D-412测试时,挠曲模量为4200psi。
聚合物C为基于聚醚的热塑性聚氨酯,其当根据ASTM 2240测试时,硬度为54ShoreD;当根据ASTM D-792测试时,密度为1.16g/cm3;当根据ASTM D-1525测试时,维卡软化温度为138℃;当根据ASTM D-412测试时,拉伸模量为7000psi;和当根据ASTM D-412测试时,挠曲模量为24000psi。
聚合物D为高分子量的多聚甲醛,其当根据ASTM D-792测试时,密度为1.4g/cm3;当根据ISO 306测试时,维卡软化温度为150℃;当根据DIN 53765测试时,熔点为165℃;当根据ISO 527-2测试时,拉伸强度为64MPa;和当根据ASTM D-790测试时,挠曲模量为358000psi。实施例11是相同材料的注塑级。
聚合物E为聚对苯二甲酸丁二醇酯,其当根据ASTM D-792测试时,密度为1.4g/cm3;当根据ISO 306测试时,维卡软化温度为150℃;当根据DIN 53765测试时,熔点为167℃;当根据ISO 527-2测试时,拉伸强度为65MPa;和当根据ASTM D-790测试时,挠曲模量为358000psi。
陶瓷A为实心陶瓷微球,其粒径为D90-28μm、D50-10μm和D10-1μm,莫氏硬度标上的硬度为6,压碎强度大于4200kg/m2。
陶瓷B为实心陶瓷微球,其粒径为D90-15μm、D50-4μm和D10-1μm,莫氏硬度标上的硬度为6,压碎强度大于4200kg/m2。
现参见表2,关于耐切割性,包含聚合物A(TPU)和20重量%的陶瓷微球A的实施例4和9显著优于比较实施例2和3(TPU,没有陶瓷微球)和比较实施例1(POM,没有陶瓷微球——传送带的工业标准)。实施例4中大于约20重量%的负载量的较大粒径的陶瓷微球产生了比比较实施例1更好的性能,以及所有测试的实施例中最佳的耐切割性。
应当理解,所附权利要求不限于表示在具体实施方式中记载的任何特定的化合物、组合物或方法,其可以在落入所附权利要求范围内的特定实施方案之间变化。关于本文中依赖用于说明各种实施方案的特定特征或方面的任何马库什组,应当理解,可由独立于所有其他马库什成员的各个马库什组的每个成员获得不同的、特殊的和/或意外的结果。马库什组的每个成员可以单独使用和/或结合使用,在所附权利要求范围内为具体实施方案提供充分的支持。
还应理解,在本公开内容的各种实施方案中使用的任何范围和子范围都独立地和共同地落入所附权利要求的范围内,并且应当理解,记载和考虑其中包括整数值和/或分数值的所有范围,即使文中没有明确写出这些值。本领域技术人员易于认识到,所列范围和子范围足以说明和实现本公开内容的各种实施方案,并且这样的范围和子范围可以被进一步描绘为相关的一半、三分之一、四分之一、五分之一等。仅作为一个示例,范围“0.1至0.9”可以被进一步描绘成下三分之一,即0.1至0.3;中三分之一,即0.4至0.6;以及上三分之一,即0.7至0.9,它们单独地和共同地在所附权利要求的范围内,并且可以单独地和/或共同地使用,在所附权利要求范围内为具体实施方案提供充分的支持。此外,关于定义或修饰范围的语言,例如“至少”、“大于”、“少于”、“不多于”等,应当理解,这样的语言包括子范围和/或上限或下限。作为另一种实例,范围“至少10”固有地包括至少10至35的子范围、至少10至25的子范围、25至35的子范围等,并且每个子范围可以单独地使用和/或共同地使用,在所附权利要求范围内为具体实施方案提供充分的支持。最后,可使用在所公开范围内的单个的数字,在所附权利要求范围内为具体实施方案提供充分的支持。例如,“1至9”的范围包括单个整数,例如3,以及单个包含小数点的数字(或分数),例如4.1,可以使用这些数字,在所附权利要求范围内为具体实施方案提供充分的支持。
已经以示例性的方式描述本发明,并且应当理解,已经使用的术语旨在为描述性词语而非限制性。显然,根据上述教导,本发明的许多修改和变化是可能的。因此,应当理解,在所附权利要求的范围内,可以不同于具体记载的方式实施本发明。
Claims (20)
1.耐切割热塑性组合物,包含:
(A)聚合物;和
(B)陶瓷微球,其具有约20至约80μm的D90粒径、约1至约15μm的D50粒径和/或约1μm的D10粒径,并且以约5至约50重量%的量存在,基于100重量份的所述热塑性组合物计;
其中所述热塑性组合物具有大于约15%的耐切割性梯度。
2.根据权利要求1所述的耐切割热塑性组合物,其中所述陶瓷微球具有约5至约35μm的D90粒径。
3.根据权利要求1或2所述的耐切割热塑性组合物,其中所述陶瓷微球以约15至约35重量%的量存在,基于100重量份的所述热塑性组合物计。
4.根据前述权利要求中任一项所述的耐切割热塑性组合物,其中所述陶瓷微球具有约2.2至约2.6g/cm3的比重。
5.根据前述权利要求中任一项所述的耐切割热塑性组合物,其中所述陶瓷微球具有大于约4200kg/cm2的压碎强度。
6.根据前述权利要求中任一项所述的耐切割热塑性组合物,其中所述聚合物选自热塑性聚氨酯、多聚甲醛、聚对苯二甲酸亚烷基酯及其组合。
7.根据权利要求6所述的耐切割热塑性组合物,其包含选自基于聚醚的热塑性聚氨酯、基于聚酯的热塑性聚氨酯及其组合的所述热塑性聚氨酯。
8.根据权利要求7所述的耐切割热塑性组合物,其中所述热塑性聚氨酯为基于聚醚的热塑性聚氨酯。
9.根据权利要求7或8所述的耐切割热塑性组合物,其中所述热塑性聚氨酯具有大于约50000g/mol的重均分子量。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的耐切割热塑性组合物,其中所述热塑性聚氨酯的通过ASTM D412测定的在23℃下的拉伸强度为约2000至约80000psi。
11.根据权利要求6所述的耐切割热塑性组合物,其包含所述多聚甲醛。
12.根据权利要求11所述的耐切割热塑性组合物,其中所述多聚甲醛具有大于约25000g/mol的重均分子量。
13.根据权利要求6所述的耐切割热塑性组合物,其包含所述聚对苯二甲酸亚烷基酯,其中所述聚对苯二甲酸亚烷基酯选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯及其组合。
14.根据权利要求13所述的耐切割热塑性组合物,其包含聚对苯二甲酸丁二醇酯。
15.根据权利要求13或14所述的耐切割热塑性组合物,其中所述聚对苯二甲酸亚烷基酯具有大于约25000g/mol的重均分子量。
16.根据前述权利要求中任一项所述的耐切割热塑性组合物,其通过ASTM D790测定的在23℃下的挠曲模量小于约400000psi。
17.根据前述权利要求中任一项所述的耐切割热塑性组合物,其具有大于约15%的拖曳力梯度。
18.根据前述权利要求中任一项所述的耐切割热塑性组合物,其具有约1.05至约1.95g/cm3的比重。
19.传送带,其包含前述权利要求中任一项所述的耐切割热塑性组合物。
20.在由权利要求1至19中任一项所述的耐切割热塑性组合物形成的制品上切割物体的方法,所述方法包括以下步骤:
(1)提供包含所述热塑性组合物的制品;和
(2)用刀片在制品上切割物体。
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5597649A (en) * | 1995-11-16 | 1997-01-28 | Hoechst Celanese Corp. | Composite yarns having high cut resistance for severe service |
CN1437636A (zh) * | 2000-06-01 | 2003-08-20 | 索尔韦工程聚合物公司 | 提高了表面耐久性的聚烯烃材料 |
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---|---|---|---|---|
US5851668A (en) * | 1992-11-24 | 1998-12-22 | Hoechst Celanese Corp | Cut-resistant fiber containing a hard filler |
JPH0986748A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-03-31 | Kawasaki Steel Corp | 鋼板等の搬送材の搬送装置 |
US6080474A (en) * | 1997-10-08 | 2000-06-27 | Hoechst Celanese Corporation | Polymeric articles having improved cut-resistance |
US6730393B1 (en) * | 1997-10-08 | 2004-05-04 | Honeywell International, Inc. | Cut-resistant polymeric sheets and articles formed therefrom |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5597649A (en) * | 1995-11-16 | 1997-01-28 | Hoechst Celanese Corp. | Composite yarns having high cut resistance for severe service |
CN1437636A (zh) * | 2000-06-01 | 2003-08-20 | 索尔韦工程聚合物公司 | 提高了表面耐久性的聚烯烃材料 |
CN105531323A (zh) * | 2013-08-30 | 2016-04-27 | 沙特基础全球技术有限公司 | 包含热塑性聚氨酯及颗粒工程聚合物的组合物和制品 |
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