CN110872389A - 树脂组合物和树脂成型品 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及树脂组合物和树脂成型品。具体而言,本发明提供的树脂组合物包含:纤维素酰化物(A);热塑性弹性体(B);和纤维(C)。
Description
技术领域
本发明涉及树脂组合物和树脂成型品。
背景技术
专利文献1公开了一种含有乙酸纤维素和用于增强的天然纤维素纤维或天然纤维素的成型品。
非专利文献1公开了含有纤维素酯和玻璃纤维的复合物的物理性质。
引用列表
专利文献
专利文献1:日本专利第2843827号
非专利文献
非专利文献1:Toyama K,Soyama M,Tanaka S,Iji M(2015),“Development ofcardanol-bonded cellulose thermoplastics:high productivity achieved in two-step heterogeneous process.”,Cellulose 22:1625-1639
发明内容
本发明的目的是提供一种树脂组合物,其与仅含有纤维素酰化物(A)和纤维(C)的树脂组合物相比,能够获得具有优异的拉伸强度的树脂成型品。
用于实现上述目的的具体手段包括以下方面。
[1]如本发明的一个方面,提供了一种树脂组合物,其包括纤维素酰化物(A)、热塑性弹性体(B)和纤维(C)。
[2]如[1]所述的树脂组合物,其中,所述纤维素酰化物(A)包括选自由乙酸丙酸纤维素和乙酸丁酸纤维素组成的组中的至少一种。
[3]如[1]或[2]所述的树脂组合物,其中,所述热塑性弹性体(B)包括选自由以下组成的组中的至少一种:具有芯-壳结构的聚合物(b1),其包括芯层和在所述芯层的表面上含有(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物的壳层;烯烃聚合物(b2),其是α-烯烃和(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物,所述烯烃聚合物(b2)含有60质量%以上的源自所述α-烯烃的结构单元;具有芯-壳结构的聚合物(b3),所述聚合物(b3)具有含有丁二烯聚合物的芯层和在所述芯层的表面上含有选自苯乙烯聚合物或丙烯腈-苯乙烯聚合物的聚合物的壳层;苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(b4);聚氨酯(b5);和聚酯(b6)。
[4]如[1]至[3]中任一项所述的树脂组合物,其中,所述纤维(C)含有在纤维的表面上具有羟基的纤维。
[5]如[1]至[4]中任一项所述的树脂组合物,其中,所述纤维(C)包含选自由玻璃纤维和纤维素纤维组成的组中的至少一种。
[6]如[1]至[5]中任一项所述的树脂组合物,其中,以质量计,所述纤维素酰化物(A)的含量、所述热塑性弹性体(B)的含量和所述纤维(C)的含量满足0.03≤(C)/{(A)+(B)+(C)}≤0.5的关系。
[7]如[1]至[6]中任一项所述的树脂组合物,其中,以质量计,所述纤维素酰化物(A)的含量和所述热塑性弹性体(B)的含量满足0.03≤(B)/{(A)+(B)}≤0.3的关系。
[8]如[1]至[7]中任一项所述的树脂组合物,其进一步包括腰果酚化合物(D)。
[9]如[8]所述的树脂组合物,其中,所述腰果酚化合物(D)含有分子量为500以下的腰果酚化合物。
[10]如[8]或[9]所述的树脂组合物,其中,以质量计,所述纤维素酰化物(A)的含量和所述腰果酚化合物(D)的含量满足0.02≤(D)/{(A)+(D)}≤0.2的关系。
[11]一种树脂成型品,其包括[1]至[10]中任一项所述的树脂组合物。
[12]如[11]所述的树脂成型品,其是注射成型品。
[13]如[11]或[12]所述的树脂成型品,其拉伸弹性模量为2500MPa以上。
根据[1]、[3]、[4]或[5]的发明,提供了一种树脂组合物,其与仅含有纤维素酰化物(A)和纤维(C)的树脂组合物相比,能够获得具有优异的拉伸强度的树脂成型品。
根据[2]的发明,提供了一种树脂组合物,其与纤维素酰化物(A)为二乙酰纤维素或三乙酰纤维素的情况相比,能够获得具有优异的拉伸强度的树脂成型品。
根据[6]的发明,提供了一种树脂组合物,其与(C)/{(A)+(B)+(C)}小于0.03或大于0.5的情况相比,能够获得具有优异的拉伸强度的树脂成型品。
根据[7]的发明,提供了一种树脂组合物,其与(B)/{(A)+(B)}小于0.03或大于0.3的情况相比,能够获得具有优异的拉伸强度的树脂成型品。
根据[8]的发明,提供了一种树脂组合物,其与仅含有纤维素酰化物(A)、热塑性弹性体(B)和纤维(C)的树脂组合物相比,能够获得具有优异的拉伸强度的树脂成型品。
根据[9]的发明,提供了一种树脂组合物,其与仅包含分子量大于500的腰果酚化合物作为腰果酚化合物(D)的情况相比,能够获得具有优异的拉伸强度的树脂成型品。
根据[10]的发明,提供了一种树脂组合物,其与(D)/{(A)+(D)}小于0.02或大于0.2的情况相比,能够获得具有优异的拉伸强度的树脂成型品。
根据[11]或[12]的发明,提供了一种树脂成型品,其与仅包含纤维素酰化物(A)和纤维(C)的树脂成型品相比,具有优异的拉伸强度。
根据[13]的发明,提供了一种树脂成型品,其与拉伸弹性模量小于2500MPa的树脂成型品相比,具有优异的拉伸强度。
具体实施方式
下面将描述示例性实施方式。这些描述和实例是示例性实施方式的说明,并不限制示例性实施方式的范围。
在本公开内容中,使用“至”表示的数值范围显示了包括在“至”之前和之后写入的数值分别作为最小值和最大值的范围。
在本公开内容的阶段中描述的数值范围中,在一个数值范围中写入的上限值或下限值可以替换为其他阶段描述中的数值范围的上限值或下限值。另外,在本公开内容中描述的数值范围中,数值范围的上限值或下限值可以分别替换为实例中示出的值。
在本公开内容中,术语“过程”不仅包括独立的过程,而且还包括不能与其他过程明确区分的过程,只要其可以实现过程的预期目的即可。
在本公开内容中,每种组分可以包含多种相应的物质。在本公开内容中,当提及组合物中每种组分的量时,它指的是在存在与组合物中的每种组分对应的多种物质的情况下,存在于组合物中的多种物质的总量,除非另有说明。
在示例性实施方式中,“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少一种,“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯中的至少一种。
在本公开内容中,纤维素酰化物(A)、热塑性弹性体(B)、纤维(C)和腰果酚化合物(D)也可称为组分(A)、组分(B)、组分(C)和组分(D)。
<树脂组合物>
示例性实施方式的树脂组合物包含纤维素酰化物(A)、热塑性弹性体(B)和纤维(C)。
根据示例性实施方式的树脂组合物,获得具有优异的拉伸强度的树脂成型品。
作为研究的结果,本公开的发明人发现,当将热塑性弹性体(B)添加到纤维素酰化物(A)和纤维(C)中时,树脂成型品的拉伸强度得到提高。由于热塑性弹性体(B)对单一物质的纤维素酰化物(A)不具有提高拉伸强度的功能(如下面描述的参考例A和参考例B所示),因此令人惊讶的是,通过将热塑性弹性体(B)添加到树脂组合物中,提高了树脂成型品的拉伸强度。作为包含纤维素酰化物(A)和纤维(C)的树脂成型品的拉伸强度由于添加热塑性弹性体(B)而得到提高的机理,考虑以下机理。
假设由于熔融的纤维素酰化物(A)对纤维(C)具有高润湿性,因此当将纤维(C)添加到熔融的纤维素酰化物(A)中时,施加到纤维素酰化物(A)的剪切应力很可能转移到纤维(C),并且由于剪切应力而发生纤维(C)的切割。
关于这一点,当将纤维(C)和热塑性弹性体(B)添加到熔融的纤维素酰化物(A)中时,施加到纤维素酰化物(A)的剪切应力不太可能传递到纤维(C),从而防止纤维(C)的切割。结果,树脂组合物包含长度接近原始长度的纤维(C),并且与不添加热塑性弹性体(B)的情况相比,拉伸强度得到提高。
作为施加到纤维素酰化物(A)的剪切应力由于热塑性弹性体(B)的添加而不太可能转移到纤维(C)的机理,考虑以下两种机理。(1)由于热塑性弹性体(B)在捏合产物中的分散而导致消耗剪切应力,因此防止施加到纤维(C)的剪切应力的传播。(2)分散于捏合产物中的热塑性弹性体(B)覆盖纤维(C),并防止纤维(C)的切割。
从进一步提高树脂成型品的拉伸强度的角度而言,根据示例性实施方式的树脂组合物优选进一步包括腰果酚化合物(D)。据认为,腰果酚化合物(D)与纤维素酰化物(A)具有高混溶性,并且具有作为疏水结构的芳香环,从而降低纤维素酰化物(A)对纤维(C)的润湿性。假设由于润湿性的降低,施加到纤维素酰化物(A)的剪切应力不太可能转移到纤维(C),从而防止了纤维(C)的切割,结果,提高了树脂成型品的拉伸强度。
下面将详细描述根据示例性实施方式的树脂组合物的组分。
[纤维素酰化物(A):组分(A)]
纤维素酰化物(A)是纤维素衍生物,其中纤维素中的至少一部分羟基被酰基取代(酰化)。酰基是指包括-CO-RAC结构的基团(RAC表示氢原子或烃基)。
纤维素酰化物(A)是例如,由以下通式(CA)表示的纤维素衍生物。
在通式(CA)中,A1、A2和A3各自独立地表示氢原子或酰基,并且n表示2以上的整数。然而,n个A1、n个A2和n个A3中的至少一部分表示酰基。分子中的n个A1可以彼此全部相同、部分相同或不同。类似地,分子中的n个A2和n个A3可以彼此全部相同、部分相同或不同。
由A1、A2和A3表示的酰基中的烃基可以是直链、支化或环状的,但优选为直链或支化的,并且更优选为直链的。
由A1、A2和A3表示的酰基中的烃基可以是饱和烃基或不饱和烃基,但更优选为饱和烃基。
由A1、A2和A3表示的酰基优选为具有1至6个碳原子的酰基。即,纤维素酰化物(A)优选为其中酰基的碳原子数为1至6的纤维素酰化物(A)。其中酰基的碳原子数为1至6的纤维素酰化物(A)与包含碳原子数为7以上的酰基的纤维素酰化物(A)相比,更可能形成具有优异耐冲击性的树脂成型品。
由A1、A2和A3表示的酰基中的氢原子可以被卤原子(例如,氟原子、溴原子和碘原子)、氧原子或氮原子等取代,但优选不被取代。
由A1、A2和A3表示的酰基的实例包括甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基(butyrylgroup,butanoyl group)、丙烯酰基或己酰基等。在酰基的上述实例中,从树脂组合物的成型性、树脂成型品的耐冲击性或树脂成型品的优异的拉伸强度的角度而言,酰基更优选为碳原子数为2以上且4以下的酰基,并且还更优选为碳原子数为2或3的酰基。
纤维素酰化物(A)的实例包括乙酸纤维素(单乙酸纤维素、二乙酸纤维素(DAC)、三乙酸纤维素)、乙酸丙酸纤维素(CAP)或乙酸丁酸纤维素(CAB)等。
从树脂成型品的耐冲击性或树脂成型品的优异的拉伸强度的角度而言,纤维素酰化物(A)优选为乙酸丙酸纤维素(CAP)和乙酸丁酸纤维素(CAB),并且更优选为乙酸丙酸纤维素(CAP)。
可以单独使用一种纤维素酰化物(A),或者可以组合使用两种以上的纤维素酰化物(A)。
从树脂组合物的成型性、树脂成型品的耐冲击性或树脂成型品的优异的韧性的角度而言,纤维素酰化物(A)的重均聚合度优选为200至1000,更优选为500至1000,并且还更优选为600至1000。
纤维素酰化物(A)的重均聚合度通过以下工序由重均分子量(Mw)测定。
首先,纤维素酰化物(A)的重均分子量(Mw)通过使用四氢呋喃,通过基于凝胶渗透色谱装置(GPC装置:由Tosoh Corporation制造的HLC-8320GPC,柱:TSK gelα-M)进行聚苯乙烯换算来测量。
接下来,纤维素酰化物(A)的聚合度通过将纤维素酰化物(A)的重均分子量(Mw)除以其结构单元分子量来测定。例如,在纤维素酰化物的取代基为乙酰基的情况下,结构单元分子量在取代度为2.4时为263,在取代度为2.9时为284。
从树脂组合物的成型性、树脂成型品的耐冲击性或树脂成型品的优异的韧性的角度而言,纤维素酰化物(A)的取代度优选为2.1至2.9,更优选为2.2至2.9,还更优选为2.3至2.9,并且尤其优选为2.6至2.9。
从树脂组合物的成型性、树脂成型品的耐冲击性或树脂成型品的优异的韧性的角度而言,在乙酸丙酸纤维素(CAP)中,乙酰基的取代度与丙酰基的取代度之比(乙酰基/丙酰基)优选为0.01至1,并且更优选为0.05至0.1。
CAP优选是满足以下(1)、(2)、(3)和(4)中的至少一个的CAP,更优选是满足以下(1)、(3)和(4)的CAP,并且还更优选是满足以下(2)、(3)和(4)的CAP。
(1)当使用四氢呋喃作为溶剂通过GPC法测量CAP时,以聚苯乙烯计的重均分子量(Mw)为160,000至250,000,以聚苯乙烯计的数均分子量(Mn)与以聚苯乙烯计的Z均分子量(Mz)之比Mn/Mz为0.14至0.21,并且以聚苯乙烯计的重均分子量(Mw)与以聚苯乙烯计的Z均分子量(Mz)之比Mw/Mz为0.3至0.7。
(2)当使用四氢呋喃作为溶剂通过GPC方法测量CAP时,以聚苯乙烯计的重均分子量(Mw)以苯乙烯计为160,000至250,000,并且以聚苯乙烯计的数均分子量(Mn)与以聚苯乙烯计的Z均分子量(Mz)之比(Mn/Mz)为0.14至0.21。(3)当根据ISO11443:1995在230℃下通过毛细层析仪(capillography)测量CAP时,剪切速率为1216(/sec)时的粘度η1(Pa·s)与剪切速率为121.6(/sec)时的粘度η2(Pa·s)之比(η1/η2)为0.1至0.3。(4)将通过CAP的注射成型获得的小方形板试件(由JIS K7139:2009规定的D11试件,60mm×60mm,厚度1mm)在温度为65℃和相对湿度为85%的气氛中放置48小时时,MD方向的膨胀系数和TD方向的膨胀系数均为0.4%至0.6%。这里,MD方向是指用于注射成型的模具的腔的长度方向,TD方向是指与MD方向垂直的方向。
从树脂组合物的成型性、树脂成型品的耐冲击性或树脂成型品的优异的韧性的角度而言,在乙酸丁酸纤维素(CAB)中,乙酰基的取代度与丁酰基的取代度之比(乙酰基/丁酰基)优选为0.05至3.5,并且更优选为0.5至3.0。
纤维素酰化物(A)的取代度是表示纤维素的羟基被酰基取代的程度的指数。即,取代度是表示纤维素酰化物(A)的酰化程度的指数。具体而言,取代度是指纤维素酰化物的D-吡喃葡萄糖单元中的三个羟基被酰基取代的一系列取代的分子内平均数。取代度用1H-NMR(由JEOL RESONANCE制造的JMN-ECA)由纤维素来源的氢的峰积分与酰基来源的氢的峰积分之比来测定。
[热塑性弹性体(B):组分(B)]
热塑性弹性体(B)是例如,在常温(25℃)下具有弹性并且在高温下具有与热塑性树脂相同的软化性质的热塑性弹性体。
热塑性弹性体(B)的实例包括:
具有芯-壳结构的聚合物(b1),所述聚合物(b1)具有芯层和在所述芯层的表面上含有(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物的壳层;
烯烃聚合物(b2),其是α-烯烃和(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物,所述烯烃聚合物(b2)含有60质量%以上的源自所述α-烯烃的结构单元;
具有芯-壳结构的聚合物(b3),所述聚合物(b3)具有含有丁二烯聚合物的芯层和在所述芯层的表面上含有选自苯乙烯聚合物或丙烯腈-苯乙烯聚合物的聚合物的壳层;
苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(b4);
聚氨酯(b5);和
聚酯(b6)。
从获得提高拉伸强度的效果的可能性的角度而言,热塑性弹性体(B)优选为具有芯-壳结构的聚合物(b1)或烯烃聚合物(b2)。
-具有芯-壳结构的聚合物(b1):组分(b1)-
具有芯-壳结构的聚合物(b1)是包括芯层和位于所述芯层表面上的壳层的具有芯-壳结构的聚合物。
具有芯-壳结构的聚合物(b1)是其中芯层被设置为最内层并且壳层被设置为最外层的聚合物(具体而言,其中壳层是通过在作为芯层的聚合物上接枝聚合(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物而获得的聚合物)。
可以在芯层和壳层之间提供一个或更多个其他层(例如,1至6个其他层)。在芯层和壳层之间提供其他层的情况下,具有芯-壳结构的聚合物(b1)是其中将多种聚合物接枝聚合以在作为芯层的聚合物上形成多层聚合物的聚合物。
芯层没有特别限制,但优选为橡胶层。橡胶层的实例包括(甲基)丙烯酸橡胶、硅橡胶、苯乙烯橡胶、共轭二烯橡胶、α-烯烃橡胶、丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、聚酯橡胶、聚酰胺橡胶和其两种以上的共聚物橡胶的层。其中,橡胶层优选为(甲基)丙烯酸橡胶、硅橡胶、苯乙烯橡胶、共轭二烯橡胶、α-烯烃橡胶或其两种以上的共聚物橡胶的层。橡胶层也可以是通过共聚交联剂(二乙烯基苯、丙烯酸烯丙酯或丁二醇二丙烯酸酯等)而获得的橡胶层。
(甲基)丙烯酸橡胶的实例包括通过聚合(甲基)丙烯酸类组分(例如,其中烷基具有2至8个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯)而获得的聚合物橡胶。
硅橡胶的实例包括由硅组分(聚二甲基硅氧烷或聚苯基硅氧烷等)组成的橡胶。
苯乙烯橡胶的实例包括通过聚合苯乙烯组分(苯乙烯或α-甲基苯乙烯等)而获得的聚合物橡胶。
共轭二烯橡胶的实例包括通过聚合共轭二烯组分(丁二烯或异戊二烯等)而获得的聚合物橡胶。
α-烯烃橡胶的实例包括通过聚合α-烯烃组分(乙烯、丙烯、2-甲基丙烯)而获得的聚合物橡胶。
共聚物橡胶的实例包括通过聚合两种以上(甲基)丙烯酸组分而获得的共聚物橡胶,通过聚合(甲基)丙烯酸组分和硅组分而获得的共聚物橡胶以及(甲基)丙烯酸组分、共轭二烯组分和苯乙烯组分的共聚物。
在构成壳层的聚合物中,(甲基)丙烯酸烷基酯的实例包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸环己酯或(甲基)丙烯酸十八烷基酯等。在(甲基)丙烯酸烷基酯中,烷基链的至少一部分氢可以被取代。氢的取代基的实例包括氨基、羟基或卤素基等。
从获得提高拉伸强度的效果的可能性的角度而言,其中,(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物优选为其中烷基链具有1至8个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物,更优选为其中烷基链具有1或2个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物,并且更优选为其中烷基链具有1个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物。
构成壳层的聚合物可以是除(甲基)丙烯酸烷基酯之外,通过聚合选自含缩水甘油基的乙烯基化合物或不饱和二羧酸酐中的至少一种而获得的聚合物。
含缩水甘油基的乙烯基化合物的实例包括(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、衣康酸缩水甘油酯、衣康酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚、苯乙烯-4-缩水甘油醚和4-缩水甘油基苯乙烯。
不饱和二羧酸酐的实例包括马来酸酐、衣康酸酐、戊烯二酸酐、柠康酸酐和乌头酸酐。其中,优选为马来酸酐。
在芯层和壳层之间存在另一层的情况下,另一层的实例包括包含关于壳层描述的聚合物的层。
相对于整个芯-壳结构,壳层的质量比例优选为1质量%至40质量%,更优选为3质量%至30质量%,并且还更优选为5质量%至15质量%。
从获得提高拉伸强度的效果的可能性的角度而言,具有芯-壳结构的聚合物的平均一次粒径没有特别限制,但优选为50nm至500nm,更优选为50nm至400nm,还更优选为100nm至300nm,并且尤其优选为150nm至250nm。
平均一次粒径是指通过以下方法测量的值。平均一次粒径通过以下方法获得:用扫描电子显微镜观察颗粒;将一次颗粒的最大直径设定为一次粒径;并测量100个颗粒的一次粒径,并平均一次粒径的总值。具体而言,平均一次粒径通过用扫描电子显微镜观察树脂组合物中具有芯-壳结构的聚合物的分散形式来测定。
具有芯-壳结构的聚合物(b1)可以通过已知的方法制造。
已知方法的实例包括乳液聚合。制造方法的具体实例包括以下方法。首先,将单体混合物乳化并聚合以形成芯颗粒(芯层),然后将另一种单体混合物在芯颗粒(芯层)的存在下乳化并聚合以形成在芯颗粒(芯层)周围形成壳层的具有芯-壳结构的聚合物。在芯层和壳层之间形成另一层的情况下,重复其他单体混合物的乳液聚合,以获得作为目标的具有由芯层、另一层和壳层组成的芯-壳结构的聚合物。
具有芯-壳结构的聚合物(b1)的市售产品的实例包括由Mitsubishi ChemicalCorporation制造的“METABLEN”(注册商标)、由Kaneka Corporation制造的“KANE ACE”(注册商标)、由Dow Chemical Japan Ltd.制造的“PARALOID”(注册商标)、由Aica Kogyo Co.,Ltd.制造的“STAFILOID”(注册商标)和由Kuraray Co.,ltd.制造的“PARAFACE”(注册商标)。
-烯烃聚合物(b2):组分(b2)-
烯烃聚合物(b2)优选为烯烃聚合物,其为α-烯烃和(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物,所述烯烃聚合物含有60质量%以上的源自α-烯烃的结构单元。
在烯烃聚合物中,α-烯烃的实例包括乙烯、丙烯或2-甲基丙烯等。从获得提高拉伸强度的效果的可能性的角度而言,α-烯烃优选为具有2至8个碳原子的α-烯烃,并且更优选为具有2或3个碳原子的α-烯烃。其中,还更优选为乙烯。
与α-烯烃聚合的(甲基)丙烯酸烷基酯的实例包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸环己酯或(甲基)丙烯酸十八烷基酯等。从获得提高拉伸强度的效果的可能性的角度而言,(甲基)丙烯酸烷基酯优选为其中烷基链具有1至8个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯,更优选为其中烷基链具有1至4个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯,并且还更优选为其中烷基链具有1或2个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯。
从获得提高拉伸强度的效果的可能性的角度而言,烯烃聚合物优选为乙烯和丙烯酸甲酯的聚合物。
从获得提高拉伸强度的效果的可能性的角度而言,烯烃聚合物优选包含60质量%至97质量%,并且更优选70质量%至85质量%的源自α-烯烃的结构单元。
烯烃聚合物可具有除源自α-烯烃的结构单元和源自(甲基)丙烯酸烷基酯的结构单元之外的结构单元。相对于烯烃聚合物中的所有结构单元,其他结构单元优选为10质量%以下。
-具有芯-壳结构的聚合物(b3):组分(b3)-
具有芯-壳结构的聚合物(b3)是包括芯层和位于所述芯层表面上的壳层的具有芯-壳结构的聚合物。
具有芯-壳结构的聚合物(b3)是其中芯层被设置为最内层并且壳层被设置为最外层的聚合物(具体而言,其中壳层是通过在含有丁二烯聚合物的芯层上接枝聚合苯乙烯聚合物或丙烯腈-苯乙烯聚合物而获得的聚合物)。
可以在芯层和壳层之间提供一个或更多个其他层(例如,1至6个其他层)。在芯层和壳层之间提供其他层的情况下,具有芯-壳结构的聚合物(b3)是其中将多种聚合物接枝聚合以在作为芯层的聚合物上形成多层聚合物的聚合物。
含有丁二烯聚合物的芯层没有特别限制,只要通过聚合含有丁二烯的组分获得丁二烯聚合物即可。芯层可以包含丁二烯的均聚物,或可以包含丁二烯和其他单体的共聚物。在芯层是丁二烯和其他单体的共聚物的情况下,其他单体的实例包括乙烯基芳香族单体。乙烯基芳香族单体优选为苯乙烯组分(例如,苯乙烯、烷基取代的苯乙烯(例如,α-甲基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2-乙基苯乙烯、3-乙基苯乙烯或4-乙基苯乙烯等),或卤素取代的苯乙烯(例如,2-氯苯乙烯、3-氯苯乙烯或4-氯苯乙烯等))。可以单独使用一种苯乙烯组分,或者可以组合使用两种以上的苯乙烯组分。在苯乙烯组分中,优选使用苯乙烯。可以使用多官能单体(诸如烯丙基(甲基)丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯和二乙烯基苯)作为其他单体。
具体而言,含有丁二烯聚合物的芯层可以是,例如,丁二烯的均聚物、丁二烯和苯乙烯的共聚物或丁二烯、苯乙烯和二乙烯基苯的三元共聚物。
芯层中包含的丁二烯聚合物优选包含60质量%至100质量%(优选70质量%至100质量%)的源自丁二烯的结构单元,和0质量%至40质量%(优选0质量%至30质量%)的源自其他单体(优选苯乙烯组分)的结构单元。例如,源自构成丁二烯聚合物的各单体的结构单元的比例优选满足以下:丁二烯的含量为60质量%至100质量%;苯乙烯的含量为0质量%至40质量%;并且相对于苯乙烯和二乙烯基苯的总量,二乙烯基苯的含量优选为0%至5%。
含有苯乙烯聚合物的壳层没有特别限制,只要壳层包含通过聚合苯乙烯组分而获得的聚合物即可。壳层可以包含苯乙烯的均聚物,或可以包含苯乙烯和其他单体的共聚物。苯乙烯组分的实例包括与在芯层中示例的苯乙烯组分相似的组分。其他单体的实例包括(甲基)丙烯酸烷基酯(例如,(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸环己酯或(甲基)丙烯酸十八烷基酯)等。在(甲基)丙烯酸烷基酯中,烷基链的至少一部分氢可以被取代。氢的取代基的实例包括氨基、羟基或卤素基等。可以单独使用一种(甲基)丙烯酸烷基酯,或者可以组合使用两种以上的(甲基)丙烯酸烷基酯。可以使用多官能单体(诸如烯丙基(甲基)丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯和二乙烯基苯)作为其他单体。壳层中包含的苯乙烯聚合物优选为其中苯乙烯组分的含量为85质量%至100质量%,并且其他单体组分(优选(甲基)丙烯酸烷基酯)的含量为0质量%至15质量%的共聚物。
在苯乙烯聚合物中,从获得提高拉伸强度的效果的可能性的角度而言,壳层中包含的苯乙烯聚合物优选为苯乙烯和(甲基)丙烯酸烷基酯的共聚物。从相同的角度而言,优选苯乙烯与其中烷基链具有1至8个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯的共聚物,并且更优选其中烷基链具有1至4个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物。
含有丙烯腈-苯乙烯聚合物的壳层包含丙烯腈组分和苯乙烯组分的共聚物。丙烯腈-苯乙烯聚合物没有特别限制,并且其实例包括已知的丙烯腈-苯乙烯聚合物。丙烯腈-苯乙烯聚合物可以是,例如,10质量%至80质量%的丙烯腈组分和20质量%至90质量%的苯乙烯组分的共聚物。与丙烯腈组分共聚的苯乙烯组分的实例包括与在芯层中例举的苯乙烯组分相似的组分。多官能单体(诸如烯丙基(甲基)丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯和二乙烯基苯)也可用于包含在壳层中的丙烯腈-苯乙烯聚合物。
在芯层和壳层之间存在另一层的情况下,另一层的实例包括包含关于壳层描述的聚合物的层。
相对于整个芯-壳结构,壳层的质量比例优选为1质量%至40质量%,更优选为3质量%至30质量%,并且还更优选为5质量%至15质量%。
在组分(b3)中,包括含有丁二烯聚合物的芯层和在所述芯层的表面上含有苯乙烯聚合物的壳层的具有芯-壳结构的聚合物(b3)的市售产品的实例包括,例如,由MitsubishiChemical Corporation制造的“METABLEN”(注册商标)、由Kaneka Corporation制造的“KANE ACE”(注册商标)、由Arkema制造的“CLEARSTRENGTH”(注册商标)和由Dow ChemicalJapan Ltd.制造的“PARALOID”(注册商标)。
另外,在组分(b3)中,包括含有丁二烯聚合物的芯层和在所述芯层的表面上含有丙烯腈-苯乙烯聚合物的壳层的具有芯-壳结构的聚合物(b3)的市售产品的实例包括由Galata Chemicals制造的“BLENDEX”(注册商标)或由ELIX POLYMERS制造的“ELIX”,等等。
-苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(b4):组分(b4)-
共聚物(b4)没有特别限制,只要共聚物(b4)是热塑性弹性体即可,并且其实例包括已知的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物。共聚物(b4)可以是苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物及其氢化产物。
从获得提高拉伸强度的效果的可能性的角度而言,共聚物(b4)优选为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物的氢化产物。从相同的角度而言,共聚物(b4)可以是嵌段共聚物,例如,优选包含在两末端含有苯乙烯部分的嵌段和含有乙烯/丁烯部分的中心嵌段的共聚物(苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物),其通过对丁二烯部分的至少一部分双键进行氢化而获得。苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物的乙烯/丁烯嵌段部分可以是无规共聚物。
共聚物(b4)可以通过已知的方法获得。在共聚物(b4)是苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物的氢化产物的情况下,例如,共聚物(b4)可以通过对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的丁二烯部分进行氢化而获得,其中共轭二烯部分由1,4键构成。
共聚物(b4)的市售产品的实例包括由Clayton Co.,Ltd.制造的“KRATON”(注册商标)或由Kuraray Co.,ltd.制造的“SEPTON”(注册商标)等。
-聚氨酯(b5):组分(b5)-
聚氨酯(b5)没有特别限制,只要聚氨酯(b5)是热塑性弹性体即可,并且其实例包括已知的聚氨酯。聚氨酯(b5)优选为线性聚氨酯。聚氨酯(b5)例如通过使多元醇组分(聚醚多元醇、聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇等)与有机异氰酸酯组分(芳香族二异氰酸酯或脂肪族(包括脂环族)二异氰酸酯等)以及必要时与扩链剂(脂肪族或(包括脂环族)二醇等)反应而获得。可以单独使用一种多元醇组分和有机异氰酸酯组分,或者可以分别组合使用其两种以上。
从获得提高拉伸强度的效果的可能性的角度而言,聚氨酯(b5)优选为脂肪族聚氨酯。脂肪族聚氨酯优选通过例如,使含有聚碳酸酯多元醇的多元醇组分与含有脂肪族二异氰酸酯的异氰酸酯组分反应而获得。
聚氨酯(b5)可以通过例如,使多元醇组分与有机异氰酸酯组分反应而获得,从而使在合成聚氨酯时原料的NCO/OH比值落在0.90至1.5的范围内。聚氨酯(b5)可以通过已知的方法(诸如一步法和预聚合法)来获得。
聚氨酯(b5)的市售产品的实例包括由Lubrizol Co.,Ltd.制造的“ESTANE”(注册商标)或由BASF AG制造的“ELASTOLLAN”(注册商标)等。其实例还包括Bayer Corporation制造的“DESMOPAN”(注册商标)。
-聚酯(b6):组分(b6)-
聚酯(b6)没有特别限制,只要芳香族聚酯(b6)是热塑性弹性体即可,并且其实例包括已知的聚酯。从获得提高拉伸强度的效果的可能性的角度而言,聚酯(b6)优选为芳香族聚酯。在示例性实施方式中,芳香族聚酯表示在其结构中具有芳香环的聚酯。
聚酯(b6)的实例包括聚酯共聚物(聚醚酯或聚酯酯等)。聚酯(b6)的具体实例包括:具有由聚酯单元组成的硬链段和由聚酯单元组成的软链段的聚酯共聚物;具有由聚酯单元组成的硬链段和由聚醚单元组成的软链段的聚酯共聚物;和具有由聚酯单元组成的硬链段和由聚醚单元和聚酯单元组成的软链段的聚酯共聚物。聚酯共聚物的硬链段与软链段(硬链段/软链段)的质量比,例如优选为20/80至80/20。构成硬链段的聚酯单元和构成软链段的聚酯单元和聚醚单元可以是芳香族或脂肪族(包括脂环族)。
作为聚酯(b6)的聚酯共聚物可以通过已知的方法来获得。聚酯共聚物优选为线性聚酯共聚物。聚酯共聚物可以通过以下获得:对具有4至20个碳原子的二羧酸组分、具有2至20个碳原子的二醇组分和数均分子量为300至20,000的聚亚烷基二醇组分(含有聚亚烷基二醇的环氧烷加合物)进行酯化或酯交换的方法;以及使通过酯化或酯交换这些组分而制得的低聚物缩聚的方法。其他实例包对具有4至20个碳原子的二羧酸组分、具有2至20个碳原子的二醇组分和数均分子量为300至20,000的脂肪族聚酯组分进行括酯化或酯交换的方法。二羧酸组分是芳香族或脂肪族二羧酸或其酯衍生物。二醇组分是芳香族或脂肪族二醇。聚亚烷基二醇组分是芳香族或脂肪族聚亚烷基二醇。
在这些组分中,从获得提高拉伸强度的效果的可能性的角度而言,优选使用具有芳香环的二羧酸组分作为聚酯共聚物的二羧酸组分。另外,脂肪族二醇组分和脂肪族聚亚烷基二醇组分优选分别用作二醇组分和聚亚烷基二醇组分。
聚酯(b6)的市售产品的实例包括由Toyobo Co.,Ltd.制造的“PELPRENE”(注册商标)和由Du Pont-Toray Co.,Ltd.制造的“HYTREL”(注册商标)。
[纤维(C):组分(C)]
纤维(C)没有特别限制,并且其实例包括纤维素纤维、红麻纤维、玻璃纤维、碳纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、芳酰胺纤维、聚氨酯纤维、丙烯酸纤维、维纶纤维和聚乙烯纤维。
可以单独使用一种纤维(C),或者可以组合使用两种以上的纤维(C)。
纤维(C)的平均长度为例如0.5mm至50mm,并且优选为1mm至10mm。纤维(C)的平均长度是100个随机选择的纤维(C)的各自长度的算术平均值。
纤维(C)的平均直径为例如1μm至100μm,并且优选为5μm至50μm。纤维(C)的平均直径是100个随机选择的纤维(C)的各自直径的算术平均值。
作为纤维(C)的一个方面,实例包括在其表面上具有羟基的纤维(C)。含有在其表面上具有羟基的纤维(C)和纤维素酰化物(A)的树脂组合物和树脂成型品由于组分(B)或组分(D)的添加而可能获得提高拉伸强度的效果。假设由于熔融的纤维素酰化物(A)对在其表面上具有羟基的纤维(C)表现出高润湿性,因此当捏合时,施加到纤维素酰化物(A)的剪切应力可能转移到纤维(C),并且可能发生纤维(C)的切割。然而,由于组分(B)的添加,剪切应力不太可能传递到纤维(C),并且防止纤维(C)的切割。
在其表面上具有羟基的纤维(C)的实例包括选自由玻璃纤维和纤维素纤维组成的组中的至少一种。
[腰果酚化合物(D):组分(D)]
腰果酚化合物是指在作为原料的腰果含有的天然来源的化合物中所含的组分(例如,由以下结构式(d-1)至(d-4)表示的化合物)或该组分的衍生物。
根据示例性实施方式的树脂组合物可以包含源自腰果的天然来源的化合物的混合物(以下简称“腰果来源的混合物”)作为腰果酚化合物(D)。
根据示例性实施方式的树脂组合物可以包含来自腰果来源的混合物的衍生物作为腰果酚化合物(D)。来自腰果来源的混合物的衍生物的实例包括以下混合物或单体等。
·通过调整腰果来源的混合物中的各组分的组成比而获得的混合物;
·通过从腰果来源的混合物中仅分离特定组分而获得的单体;
·含有通过对腰果来源的混合物中的组分进行改性而获得的改性产物的混合物;
·含有通过使腰果来源的混合物中的组分聚合而获得的聚合物的混合物;
·含有通过对腰果来源的混合物中的组分进行改性和聚合而获得的改性聚合物的混合物;
·含有通过对其中调整了组成比的混合物中的组分进一步改性而获得的改性产品的混合物;
·含有通过使其中调整了组成比的混合物中的组分进一步聚合而获得的聚合物的混合物;
·含有通过对其中调整了组成比的混合物中的组分进一步改性和聚合而获得的改性聚合物的混合物;
·通过对分离的单体进一步改性而获得的改性产物;
·通过使分离的单体进一步聚合而获得的聚合物;
·通过对分离的单体进一步改性和聚合而获得的改性聚合物。
这里,单体包括多聚体,例如二聚体和三聚体。
从树脂成型品的耐冲击性的角度而言,腰果酚化合物(D)优选为选自由由通式(CDN1)表示的化合物和通过聚合由通式(CDN1)表示的化合物而获得的聚合物组成的组中的至少一种。
在通式(CDN1)中,R1表示可具有取代基的烷基,或具有双键并可具有取代基的不饱和脂肪族基团。R2表示羟基、羧基、可具有取代基的烷基,或具有双键并可具有取代基的不饱和脂肪族基团。P2表示0至4的整数。在P2为2以上的情况下,多个R2可以是相同的基团或不同的基团。
在通式(CDN1)中,由R1表示的可具有取代基的烷基优选为具有3至30个碳原子的烷基,更优选为具有5至25个碳原子的烷基,并且还更优选为具有8至20个碳原子的烷基。
取代基的实例包括:羟基;含醚键的取代基,例如环氧基和甲氧基;和含有酯键的取代基,例如乙酰基和丙酰基。
可具有取代基的烷基的实例包括十五烷-1-基、庚烷-1-基、辛烷-1-基、壬烷-1-基、癸烷-1-基、十一烷-1-基、十二烷-1-基或十四烷-1-基等。
在通式(CDN1)中,由R1表示的具有双键并可具有取代基的不饱和脂肪族基团优选为具有3至30个碳原子的不饱和脂肪族基团,更优选为具有5至25个碳原子的不饱和脂肪族基团,并且还更优选为具有8至20个碳原子的不饱和脂肪族基团。
不饱和脂肪族基团中所含的双键的数目优选为1至3。
不饱和脂肪族基团的取代基的实例与烷基的取代基的实例相似。
具有双键并可具有取代基的不饱和脂肪族基团的实例包括十五碳-8-烯-1-基、十五碳-8,11-二烯-1-基、十五碳-8,11,14-三烯-1-基、十五碳-7-烯-1-基、十五碳-7,10-二烯-1-基或十五碳-7,10,14-三烯-1-基等。
在通式(CDN1)中,R1优选为十五碳-8-烯-1-基、十五碳-8,11-二烯-1-基、十五-8,11,14-三烯-1-基、十五碳-7-烯-1-基、十五碳-7,10-二烯-1-基或十五碳-7,10,14-三烯-1-基等。
在通式(CDN1)中,由R2表示的可具有取代基的烷基和具有双键并可具有取代基的不饱和脂肪族基团的优选实例与由R1表示的可具有取代基的烷基和具有双键并可具有取代基的不饱和脂肪族基团的优选实例相似。
由式(CDN1)表示的化合物可以进一步改性。例如,可以使由式(CDN1)表示的化合物环氧化,具体而言,可以是具有其中由式(CDN1)表示的化合物的羟基被以下基团(EP)取代的结构的化合物,即,由以下通式(CDN1-e)表示的化合物。
在基团(EP)和通式(CDN1-e)中,LEP表示单键或二价连接基团。通式(CDN1-e)中R1、R2和P2的定义分别与通式(CDN1)中R1、R2和P2的定义相同。
在基团(EP)和通式(CDN1-e)中,由LEP表示的二价连接基团的实例包括可具有取代基的亚烷基(优选具有1至4个碳原子的亚烷基,更优选具有1个碳原子的亚烷基)或-CH2CH2OCH2CH2-基团等。
取代基的实例与通式(CDN1)的R1中的取代基的实例相似。
LEP优选为亚甲基。
通过聚合由通式(CDN1)表示的化合物而获得的聚合物是指经由或不经由连接基团通过聚合至少两种由通式(CDN1)表示的化合物而获得的聚合物。
通过聚合由通式(CDN1)表示的化合物而获得的聚合物的实例包括由以下通式(CDN2)表示的化合物。
在通式(CDN2)中,R11、R12和R13各自独立地表示可具有取代基的烷基,或具有双键并可具有取代基的不饱和脂肪族基团。R21、R22和R23各自独立地表示羟基、羧基、可具有取代基的烷基,或具有双键并可具有取代基的不饱和脂肪族基团。P21和P23各自独立地表示0至3的整数,并且P22表示0至2的整数。L1和L2各自独立地表示二价连接基团。符号n表示0至10的整数。在P21为2以上的情况下的多个R21、在P22为2以上的情况下的多个R22以及在P23为2以上的情况下的多个R23可以分别是相同的基团或不同的基团。在n为2以上的情况下,多个R12、R22和L1可以分别是相同的基团或不同的基团。在n为2以上的情况下的多个P22可以是相同的数目或不同的数目。
在通式(CDN2)中由R11、R12、R13、R21、R22和R23表示的可具有取代基的烷基和具有双键并可具有取代基的不饱和脂肪族基团的优选实例与通式(CDN1)中R1的优选实例相似。
在通式(CDN2)中由L1和L2表示的二价连接基团的实例包括可具有取代基的亚烷基或(优选具有2至30个碳原子的亚烷基,更优选具有5至20个碳原子的亚烷基)等。
取代基的实例与通式(CDN1)的R1中的取代基的实例相似。
在通式(CDN2)中,n优选为1至10,并且更优选为1至5。
由式(CDN2)表示的化合物可以进一步改性。例如,可以使由式(CDN2)表示的化合物环氧化,具体而言,具有其中由式(CDN2)表示的化合物的羟基被以下基团(EP)取代的结构的化合物,即,由以下通式(CDN2-e)表示的化合物。
通式(CDN2-e)中R11、R12、R13、R21、R22、R23、P21、P22、P23、L1、L2和n的定义分别与通式(CDN2)中R11、R12、R13、R21、R22、R23、P21、P22、P23、L1、L2和n的定义相同。
在通式(CDN2-e)中,LEP1、LEP2和LEP3各自独立地表示单键或二价连接基团。在n为2以上的情况下,多个LEP2可以是相同的基团或不同的基团。
通式(CDN2-e)中由LEP1、LEP2和LEP3表示的二价连接基团的优选实例与通式(CDN1-e)中由LEP表示的二价连接基团的优选实例相似。
通过聚合由通式(CDN1)表示的化合物而获得的聚合物可以是,例如,经由或不经由连接基团通过三维交联并聚合至少三种以上由通式(CDN1)表示的化合物而获得的聚合物。通过三维交联并聚合由通式(CDN1)表示的化合物而获得的聚合物的实例包括,例如,由以下结构式表示的化合物。
上述结构式中R10、R20和P20的定义分别与通式(CDN1)中R1、R2和P2的定义相同。L10表示单键或二价连接基团。多个R10、R20和L10可以分别是相同的基团或不同的基团。多个P20可以是相同的数目或不同的数目。
结构式中由L10表示的二价连接基团的实例包括可具有取代基的亚烷基或(优选具有2至30个碳原子的亚烷基,更优选具有5至20个碳原子的亚烷基)等。
取代基的实例与通式(CDN1)的R1中的取代基的实例相似。
由上述结构式表示的化合物可以进一步改性,并且例如,可以被环氧化。具体而言,由上述结构式表示的化合物可以是具有其中由上述结构式表示的化合物的羟基被基团(EP)取代的结构的化合物,例如,由以下结构式表示的化合物,即,通过三维交联并聚合由通式(CDN1-e)表示的化合物而获得的聚合物。
上述结构式中R10、R20和P20的定义分别与通式(CDN1-e)中R1、R2和P2的定义相同。L10表示单键或二价连接基团。多个R10、R20和L10可以分别是相同的基团或不同的基团。多个P20可以是相同的数目或不同的数目。
结构式中由L10表示的二价连接基团的实例包括可具有取代基的亚烷基或(优选具有2至30个碳原子的亚烷基,更优选具有5至20个碳原子的亚烷基)等。
取代基的实例与通式(CDN1)的R1中的取代基的实例相似。
从提高树脂成型品的透明度的角度而言,腰果酚化合物(D)优选包含具有环氧基的腰果酚化合物,并且更优选为具有环氧基的腰果酚化合物。
可以使用市售产品作为腰果酚化合物(D)。市售产品的实例包括由CARDOLITECorp.制造的NX-2024、Ultra LITE 2023、NX-2026、GX-2503、NC-510、LITE 2020、NX-9001、NX-9004、NX-9007、NX-9008、NX-9201、NX-9203或由Tohoku Chemical Industries,Ltd.制造的LB-7000、LB-7250、CD-5L等。具有环氧基的腰果酚化合物的市售产品的实例包括由CARDOLITE Corp.制造的NC-513、NC-514S、NC-547、LITE513E或Ultra LTE 513等。
从树脂成型品的耐冲击性的角度而言,腰果酚化合物(D)的羟值优选为100mgKOH/g以上,更优选为120mgKOH/g以上,并且还更优选为150mgKOH/g以上。腰果酚化合物的羟值依照ISO 14900的A方法测量。
在具有环氧基的腰果酚化合物的情况下,从提高树脂成型品的透明度的角度而言,腰果酚化合物(D)的环氧当量优选为300至500,更优选为350至480,并且还更优选为400至470。具有环氧基的腰果酚化合物的环氧当量依照ISO3001测量。
从获得提高拉伸强度的效果的可能性的角度而言,腰果酚化合物(D)的分子量优选为250至1000,更优选为280至800,并且还更优选为300至500。
可以单独使用一种腰果酚化合物(D),或者可以组合使用两种以上的腰果酚化合物(D)。
[组分(A)与组分(D)的含量或含量比]
从由于组分(B)或组分(D)的添加而获得提高拉伸强度的效果的可能性的角度而言,根据示例性实施方式的树脂组合物优选具有以下范围内的各组分的含量或含量比(均以质量计)。
各组分的缩写如下。
组分(A)=纤维素酰化物(A)
组分(B)=热塑性弹性体(B)
组分(C)=纤维(C)
组分(D)=腰果酚化合物(D)
相对于树脂组合物的总量,根据示例性实施方式的树脂组合物中的组分(A)的含量优选为50质量%以上,更优选为60质量%以上,并且还更优选为65质量%以上。
相对于树脂组合物的总量,根据示例性实施方式的树脂组合物中的组分(B)的含量优选为1质量%至25质量%,更优选为1质量%至15质量%,还更优选为5质量%至10质量%。
相对于树脂组合物的总量,根据示例性实施方式的树脂组合物中的组分(C)的含量优选为5质量%至50质量%,并且更优选为10质量%至30质量%。
在根据示例性实施方式的树脂组合物包含组分(D)的情况下,相对于树脂组合物的总量,组分(D)的含量优选为1质量%至20质量%,更优选为3质量%至15质量%,并且还更优选为5质量%至10质量%。
组分(A)的含量、组分(B)的含量和组分(C)的含量优选满足0.02≤(C)/{(A)+(B)+(C)}≤0.6的关系,更优选满足0.03≤(C)/{(A)+(B)+(C)}≤0.6的关系,还更优选满足0.03≤(C)/{(A)+(B)+(C)}≤0.5的关系,并且还更优选满足0.04≤(C)/{(A)+(B)+(C)}≤0.5的关系。
组分(A)的含量和组分(B)的含量优选满足0.02≤(B)/{(A)+(B)}≤0.5的关系,更优选满足0.03≤(B)/{(A)+(B)}≤0.4的关系,还更优选满足0.03≤(B)/{(A)+(B)}≤0.3的关系,并且还更优选满足0.04≤(B)/{(A)+(B)}≤0.3的关系。
在根据示例性实施方式的树脂组合物包含组分(D)的情况下,组分(A)的含量和组分(D)的含量优选满足0.01≤(D)/{(A)+(D)}≤0.3的关系,并且更优选满足0.02≤(D)/{(A)+(D)}≤0.2的关系。
[其他组分]
根据示例性实施方式的树脂组合物可以包含其他组分。
其他组分的实例包括增塑剂、阻燃剂、增容剂、防粘剂、光稳定剂、耐候剂、着色剂、颜料、改性剂、抗滴剂、抗静电剂、抗-水解剂、填料、增强剂(玻璃纤维、碳纤维、滑石、粘土、云母、玻璃片、研磨玻璃、玻璃珠、结晶二氧化硅、氧化铝、氮化硅、氮化铝或氮化硼等)、用于防止乙酸释放的酸受体(氧化物,例如氧化镁和氧化铝;金属氢氧化物,例如氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化铝和水滑石;碳酸钙;或滑石;等等)和反应性捕获剂(例如,环氧化合物、酸酐化合物或碳二亚胺等)。
相对于树脂组合物的总量,其他组分的含量优选为0质量%至5质量%。这里,“0质量%”表示不包含其他成分。
增塑剂的实例包括酯化合物、樟脑、金属皂、多元醇和聚(环氧烷)。从树脂成型品的耐冲击性的角度而言,增塑剂优选为酯化合物。可以单独使用一种增塑剂,或者可以组合使用两种以上的增塑剂。
可包含在根据示例性实施方式的树脂组合物中作为增塑剂的酯化合物的实例包括己二酸酯、柠檬酸酯、癸二酸酯、壬二酸酯、邻苯二甲酸酯、乙酸酯、二元酸酯、磷酸酯、缩合磷酸酯、二醇酯(例如,苯甲酸二醇酯)或脂肪酸酯的改性产物(例如,环氧化脂肪酸酯)等。酯的实例包括单酯、二酯、三酯或聚酯等。其中,优选二羧酸二酯(己二酸二酯、癸二酸二酯、壬二酸二酯或邻苯二甲酸二酯等)。
作为增塑剂,优选为己二酸酯。己二酸酯与纤维素酰化物(A)具有高亲和性,并且以相对于纤维素酰化物(A)基本均匀的状态分散,因此与其他增塑剂相比,热流动性得到进一步提高。
可以使用己二酸酯与另一组分的混合物作为己二酸酯。混合物的市售产品的实例包括由Daihachi Chemical Industry Co.,Ltd.制造的DAIFATTY 101。
脂肪酸酯(诸如柠檬酸酯、癸二酸酯、壬二酸酯、邻苯二甲酸酯和乙酸酯)的实例包括脂肪酸和醇的酯。醇的实例包括:一元醇,例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和2-乙基己醇;和多元醇,例如甘油、聚甘油(如二甘油)、季戊四醇、乙二醇、二甘醇、丙二醇、丁二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷和糖醇;等等。
苯甲酸二醇酯中二醇的实例包括乙二醇、二甘醇和丙二醇等。
环氧化脂肪酸酯是具有其中不饱和脂肪酸酯的碳-碳不饱和键被环氧化的结构的酯化合物(即,氧杂环丙烷)。环氧化脂肪酸酯的实例包括醇和脂肪酸的酯,其中不饱和脂肪酸(例如,油酸、棕榈油酸、巴寇赛尼克酸(barcosenic acid)、亚油酸、亚麻酸或神经酸等)的碳-碳不饱和键的部分或全部被环氧化。醇的实例包括:一元醇,例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和2-乙基己醇;和多元醇,例如甘油、聚甘油(二甘油)、季戊四醇、乙二醇、二甘醇、丙二醇、丁二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷和糖醇等;等等。
包含在根据示例性实施方式的树脂组合物中作为增塑剂的酯化合物的分子量(或重均分子量)优选为200至2000,更优选为250至1500,且还更优选为280至1000。酯化合物的重均分子量是依照测量纤维素酰化物(A)的重均分子量的方法测量的值,除非另有说明。
根据示例性实施方式的树脂组合物可以包含除组分(A)、组分(B)、组分(C)和组分(D)之外的树脂。但是,在包含另一树脂的情况下,相对于树脂组合物的总量,其他树脂的含量优选为5质量%以下,并且更优选小于1质量%。更优选不包含其他树脂(即,0质量%)。
其他树脂的实例包括已知的热塑性树脂,其具体实例包括:聚碳酸酯树脂;聚丙烯树脂;聚酯树脂;聚烯烃树脂;聚(酯碳酸酯)树脂;聚亚苯基醚树脂;聚苯硫醚树脂;聚砜树脂;聚醚砜树脂;聚亚芳基树脂;聚醚酰亚胺树脂;聚缩醛树脂;聚乙烯醇缩醛树脂;聚酮树脂;聚醚酮树脂;聚(醚醚酮)树脂;聚芳基酮树脂;聚醚腈树脂;液晶树脂;聚苯并咪唑树脂;聚乙二酰脲树脂;通过使一个以上选自由芳香族烯基化合物、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯和乙烯基氰化合物组成的组中的乙烯基单体聚合或共聚而获得的基于乙烯基的聚合物或共聚物;二烯-芳香族烯基化合物共聚物;乙烯基氰-二烯-芳香族烯基化合物共聚物;芳香族烯基化合物-二烯-乙烯基氰-N-苯基马来酰亚胺共聚物;乙烯基氰-(乙烯-二烯-丙烯(EPDM))-芳香族烯基化合物共聚物;聚氯乙烯树脂;或氯化氯乙烯树脂;等等。这些树脂可以单独使用或可以组合使用其两种以上。
[制造树脂组合物的方法]
用于制造根据示例性实施方式的树脂组合物的方法的实例包括:混合和熔融捏合组分(A)、组分(B)、组分(C)和组分(D)的至少一种以及必要时的另一组分中的方法;或在溶剂中溶解组分(A)、组分(B)、组分(C)和组分(D)中的至少一种以及必要时的另一组分的方法;等等。熔融捏合方法没有特别限制,并且其实例包括双螺杆挤出机、亨舍尔混合机、班伯里混合机、单螺杆挤出机、多螺杆挤出机和共捏合机。
<树脂成型品>
根据示例性实施方式的树脂成型品包括根据示例性实施方式的树脂组合物。即,根据示例性实施方式的树脂成型品具有与根据示例性实施方式的树脂组合物相同的配方。
从形状高自由度的角度而言,根据示例性实施方式的树脂成型品的成型方法优选为注射成型。因此,从形状高自由度的角度而言,根据示例性实施方式的树脂成型品优选为通过注射成型而获得的注射成型品。
将根据示例性实施方式的树脂成型品注射成型时的料筒温度为例如160℃至280℃,并且优选为180℃至240℃。将根据示例性实施方式的树脂成型品注射成型时的模具温度为例如40℃至90℃,并且更优选为40℃至60℃。
根据示例性实施方式的树脂成型品的注射成型可以使用例如,市售设备进行,市售设备例如由Nissei Plastic Industrial Co.,Ltd.制造的NEX500、由Nissei PlasticIndustrial Co.,Ltd.制造的NEX150、由Nissei Plastic Industrial Co.,Ltd.制造的NEX7000、由Nissei Plastic Industrial Co.,Ltd.制造的PNX40和由Sumitomo MachineryCorp.制造的SE50D。
用于获得根据示例性实施方式的树脂成型品的成型方法不限于上述注射成型,并且可以是,例如,可以应用挤出成型、吹塑成型、热压成型、压延成型、涂布成型、铸造成型、浸渍成型、真空成型或传递成型等。
根据示例性实施方式的树脂成型品适用于诸如电子和电气设备、办公室机器、家用电器、汽车内饰材料、玩具和容器的应用。根据示例性实施方式的树脂成型品的应用的具体实例包括:电子或电气设备或家用电器的壳体;电子或电气设备或家用电器的各种部件;汽车内饰件;积木玩具;塑料模型工具包;CD-ROM或DVD的存储盒;餐具;饮料瓶;食物托盘;包装材料;薄膜;或片材;等等。
根据示例性实施方式的树脂成型品的拉伸弹性模量优选为2500MPa以上,更优选为3000MPa以上,并且还更优选为3500MPa以上。
这里,拉伸弹性模量是通过使用ISO多用途试件作为样品,依照ISO 527:2012进行拉伸试验而测量的拉伸弹性模量(MPa)。
[实施例]
在下文中,将参考实施例更详细地描述根据示例性实施方式的树脂组合物和树脂成型品。在不脱离本公开的精神的情况下,可以适当地修改以下实施例中所示的材料、量、比率和处理工序等。因此,根据示例性实施方式的树脂组合物和树脂成型品不应被解释为限于以下具体实施例。
<每种材料的准备>
准备以下材料。
[纤维素酰化物(A)]
·CA1:“CAP482-20”,由Eastman Chemical Company制造,乙酸丙酸纤维素,重均聚合度:716,乙酰基取代度:0.18,丙酰基取代度:2.49。
·CA2:“CAP482-0.5”,由Eastman Chemical Company制造,乙酸丙酸纤维素,重均聚合度:189,乙酰基取代度:0.18,丙酰基取代度:2.49。
·CA3:“CAP504-0.2”,由Eastman Chemical Company制造,乙酸丙酸纤维素,重均聚合度:133,乙酰基取代度:0.04,丙酰基取代度:2.09。
·CA4:“CAB171-15”,由Eastman Chemical Company制造,乙酸丁酸纤维素,重均聚合度:754,乙酰基取代度:2.07,丁酰基取代度:0.73。
·CA5:“CAB381-20”,由Eastman Chemical Company制造,乙酸丁酸纤维素,重均聚合度:890,乙酰基取代度:1.05,丁酰基取代度:1.74。
·CA6:“CAB500-5”,由Eastman Chemical Company制造,乙酸丁酸纤维素,重均聚合度:625,乙酰基取代度:0.17,丁酰基取代度:2.64。
·CA7:“L50”,由Daicel Corporation制造,二乙酰纤维素,重均聚合度:570。
·CA8:“LT-35”,由Daicel Corporation制造,三乙酰纤维素,重均聚合度:385。
·RC1:“Tenite propionate 360A4000012”,由Eastman Chemical Company制造,乙酸丙酸纤维素,重均聚合度:716,乙酰基取代度:0.18,丙酰基取代度:2.49。该产物包含对应于增塑剂的己二酸二辛酯,其中乙酸丙酸纤维素为88质量%,己二酸二辛酯为12质量%。
·RC2:“Treva GC6021”,由Eastman Chemical Company制造,乙酸丙酸纤维素,重均聚合度:716,乙酰基取代度:0.18,丙酰基取代度:2.49。该产物包含3质量%至10质量%的对应于组分(B)的化学物质。
CA1满足以下(2)、(3)和(4)。CA2满足以下(4)。(2)当使用四氢呋喃作为溶剂通过GPC法测量CAP时,以聚苯乙烯计的重均分子量(Mw)为160,000至250,000,以聚苯乙烯计的数均分子量(Mn)与以聚苯乙烯计的Z均分子量(Mz)之比(Mn/Mz)为0.14至0.21,并且以聚苯乙烯计的重均分子量(Mw)与以聚苯乙烯计的Z均分子量(Mz)之比(Mw/Mz)为0.3至0.7。(3)当依照ISO 11443:1995在230℃下通过毛细层析仪测量CAP时,剪切速率为1216(/sec)时的粘度η1(Pa·s)与剪切速率为121.6(/sec)时的粘度η2(Pa·s)的比例(η1/η2)为0.1至0.3。(4)将通过CAP的注射成型获得的小方形板试件(由JIS K7139:2009规定的D11试件,60mm×60mm,厚度1mm)在温度为65℃和相对湿度为85%的气氛中放置48小时时,MD方向的膨胀系数和TD方向的膨胀系数均为0.4%至0.6%。
[热塑性弹性体(B)]
·EL1:“METABLEN W-600A”,由Mitsubishi Chemical Corporation制造,具有芯-壳结构的聚合物(b1),通过使“甲基丙烯酸甲酯的均聚物橡胶”接枝聚合到作为芯层的“丙烯酸2-乙基己基酯和丙烯酸正丁酯的共聚物橡胶”来形成壳层而获得的聚合物,平均一次粒径:200nm。
·EL2:“METABLEN S-2006”,由Mitsubishi Chemical Corporation制造,具有芯-壳结构的聚合物(b1),其芯层由“硅酮/丙烯酸橡胶”组成并且其壳层由“甲基丙烯酸甲酯的聚合物”组成的聚合物,平均一次粒径:200nm。
·EL3:“PARALOID EXL2315”,由Dow Chemical Japan Ltd.制造,具有芯-壳结构的聚合物(b1),通过使“甲基丙烯酸甲酯的聚合物”接枝聚合到作为芯层的“主要成分为聚(丙烯酸丁酯)的橡胶”来形成壳层而获得的聚合物,平均一次粒径:300nm。
·EL4:“LOTRYL 29MA03”,由Arkema制造,烯烃聚合物(b2),乙烯和丙烯酸甲酯的共聚物,其是含有71质量%的源自乙烯的结构单元的烯烃聚合物。
·EL5:“KANE ACE B-564”,由Kaneka Corporation制造,基于MBS的树脂,具有芯-壳结构的聚合物(b3)。
·EL6:“BLENDEX 338”,由Galata Chemicals(Artek)制造,ABS芯-壳,具有芯-壳结构的聚合物(b3)。
·EL7:“KRATON FG1924G”,由Kraton Corporation制造,苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(b4)。
·EL8:“ESTANE ALR 72A”,由Lubrizol制造,聚氨酯(b5)。
·EL9:“Hytrel 3078”,由Du Pont-Toray Co.,Ltd.制造,芳香族聚酯共聚物的共聚物,聚酯(b6)。
[纤维(C)]
·FB1:“CORDENKA700”,由Cordenka制造,人造丝纤维帘线,长丝数:1000,长丝的平均直径:12μm。切割成平均长度为5mm后使用。
·FB2:“NDP-T”,由Nippon Paper Industries Co.,Ltd.制造,溶解的纸浆,α-纤维素含量:90质量%,平均直径:30μm,平均长度:2mm。
·FB3:“CSX-3J-451S”,由Nitto Boseki Co.,Ltd.制造,玻璃纤维,平均直径:11μm,平均长度:3mm。
·FB4:“ChopVantage HP3540”,由Nippon Electric Glass Co.,Ltd.制造,玻璃纤维,平均直径:10μm,平均长度:3mm。
·FB5:“T008A-006”,由Toray Industries,Inc.制造,碳纤维,平均直径:7μm,平均长度:6mm。
[腰果酚化合物(D)]
·CN1:“NX-2026”,由Cardolite制造,腰果酚,分子量:298至305。
·CN2:“Ultra LITE 2023”,由Cardolite制造,腰果酚(酸化以稳定颜色),分子量:298至305。
·CN3:“Ultra LITE 2020”,由Cardolite制造,羟乙基化的腰果酚,分子量:343至349。
·CN4:“GX-5170”,由Cardolite制造,羟乙基化的腰果酚,分子量:827至833。
·CN5:“Ultra LITE 513”,由Cardolite制造,腰果酚的缩水甘油醚,分子量:354至361。
·CN6:“NC-514S”,由Cardolite制造,腰果酚来源的双官能环氧化合物,分子量:534至537。
·CN6:“NC-547”,由Cardolite制造,腰果酚来源的三官能环氧化合物,分子量:1087至1106。
[其他]
·PL1:“Daifatty 101”,由Daihachi Chemical Industry Co.,Ltd.制造,含己二酸酯的化合物,分子量:326至378。
·PL2:“DOA”,由Mitsubishi Chemical Corporation制造,己二酸二辛酯,分子量:371。
<树脂组合物的制造,树脂成型品的注射成型>
[实施例1至83、对比例1至55和参考例A和B]
在表1至7中所示的进料量和捏合温度下,用双轴捏合机(由Labtech Engineering制造的LTE20-44)进行捏合以获得颗粒(树脂组合物)。使用该颗粒,在不超过180MPa的注射峰值压力下,以及在表1至7中所示的成型温度和模具温度下,对ISO多功能试件(哑铃形状,测量部分的尺寸:宽度:10mm,厚度:4mm)进行成型。
<树脂成型品的性能评价>[拉伸弹性模量和拉伸强度]
将ISO多功能试件置于万能试验装置(由Shimadzu Corporation制造的AutographAG-Xplus)中,并依照ISO 527:2012进行拉伸试验以测定其拉伸弹性模量(MPa)和拉伸强度(MPa)。测量值示于表1至7中。
提供对本发明的实施方式的前述描述是为了说明和描述的目的。并非试图穷尽本发明所披露的精确形式或将本发明限制于所披露的精确形式。显然,许多改进和变化对于本领域技术人员是显而易见的。选择并描述所述实施方式是为了能够最好地解释本发明的原理及其实际用途,由此使得本领域的其他技术人员能够理解适用于预计的特定用途的本发明的各种实施方式和各种改进方案。本发明的范围由下述权利要求及其等同物所限定。
Claims (13)
1.一种树脂组合物,其包含:
纤维素酰化物(A);
热塑性弹性体(B);和
纤维(C)。
2.如权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述纤维素酰化物(A)包括选自由乙酸丙酸纤维素和乙酸丁酸纤维素组成的组中的至少一种。
3.如权利要求1或2所述的树脂组合物,其中,所述热塑性弹性体(B)包括选自由以下组成的组中的至少一种:
具有芯-壳结构的聚合物(b1),其包括芯层和在所述芯层的表面上含有(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物的壳层;
烯烃聚合物(b2),其是α-烯烃和(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物,所述烯烃聚合物(b2)含有60质量%以上的源自所述α-烯烃的结构单元;
具有芯-壳结构的聚合物(b3),其包括含有丁二烯聚合物的芯层和在所述芯层的表面上含有选自苯乙烯聚合物或丙烯腈-苯乙烯聚合物的聚合物的壳层;
苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(b4);
聚氨酯(b5);和
聚酯(b6)。
4.如权利要求1至3中任一项所述的树脂组合物,
其中,所述纤维(C)含有在纤维的表面上具有羟基的纤维。
5.如权利要求1至4中任一项所述的树脂组合物,其中,所述纤维(C)包含选自由玻璃纤维和纤维素纤维组成的组中的至少一种。
6.如权利要求1至5中任一项所述的树脂组合物,其中,以质量计,所述纤维素酰化物(A)的含量、所述热塑性弹性体(B)的含量和所述纤维(C)的含量满足0.03≤(C)/{(A)+(B)+(C)}≤0.5的关系。
7.如权利要求1至6中任一项所述的树脂组合物,其中,以质量计,所述纤维素酰化物(A)的含量和所述热塑性弹性体(B)的含量满足0.03≤(B)/{(A)+(B)}≤0.3的关系。
8.如权利要求1至7中任一项所述的树脂组合物,其进一步包含腰果酚化合物(D)。
9.如权利要求8所述的树脂组合物,其中,所述腰果酚化合物(D)含有分子量为500以下的腰果酚化合物。
10.如权利要求8或9所述的树脂组合物,其中,以质量计,所述纤维素酰化物(A)的含量和所述腰果酚化合物(D)的含量满足0.02≤(D)/{(A)+(D)}≤0.2的关系。
11.一种树脂成型品,其包含权利要求1至10中任一项所述的树脂组合物。
12.如权利要求11所述的树脂成型品,其是注射成型品。
13.如权利要求11或12所述的树脂成型品,其拉伸弹性模量为2500MPa以上。
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