CN110872395A - 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。所述树脂组合物包括具有源自生物质的碳原子的树脂,其中,通过ISO 294‑3:2002中定义的方法由所述树脂组合物制成的D2试件与蒸馏水的接触角为65度至85度,所述接触角通过ISO 15989:2004中定义的方法测量。
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
在相关技术中,已提供各种树脂组合物并用于各种目的。该树脂组合物特别用于家用电器和汽车的各种部件和外壳等。另外,热塑性树脂还用于诸如办公设备以及电子和电气设备的外壳的部件。近年来,已经使用源自生物质(源自除化石资源以外的有机体的有机资源)的树脂,并且作为相关领域中已知的具有源自生物质的碳原子的树脂之一,可以例举纤维素酰化物。
作为相关技术中的树脂组合物,可以例举出JP-A-2013-079319中公开的以下组合物。JP-A-2013-079319公开了“含有(A)纤维素酯、(B)苯乙烯类树脂和(C)二氧化钛的树脂组合物,其中,在(A)组分和(B)组分各自的含量中,(A)组分为50重量%至95重量%,(B)组分为5重量%至50重量%,并且相对于(A)组分和(B)组分的总含量(100质量份),(C)组分的含量为0.1至10质量份,并且该树脂组合物不包含(A)组分和(B)组分的增容剂”。
另外,已知JP-A-2010-260926中公开的树脂组合物多孔体。JP-A-2010-260926公开了“一种聚乳酸树脂组合物多孔体,其包含聚乳酸树脂(A)和根据JIS K 2398与水的接触角为87度以上的聚合物(B),并且内部具有平均孔径为50μm以下的孔”。
发明内容
本发明的目的是提供一种含有具有源自生物质的碳原子的树脂的树脂组合物,与通过ISO 294-3:2002中定义的方法由树脂组合物制成的D2试件与蒸馏水的接触角(通过ISO 15989:2004中定义的方法测量)小于65度或大于85度的情况相比,所提供的树脂组合物能够获得穿刺冲击强度优异的树脂成型品。
该目的通过以下手段来实现。
<1>根据本公开的一个方面,提供了一种树脂组合物,其包含具有源自生物质的碳原子的树脂,其中,通过ISO 294-3:2002中定义的方法由所述树脂组合物制成的D2试件与蒸馏水的接触角为65度至85度,所述接触角通过ISO 15989:2004中定义的方法测量。
<2>根据<1>所述的树脂组合物,其中,相对于所述树脂组合物中碳原子的总量,ASTM D6866:2012中定义的树脂组合物中源自生物质的碳原子的含量为30%以上。
<3>根据<1>或<2>所述的树脂组合物,其中,所述具有源自生物质的碳原子的树脂包含纤维素酰化物(A)。
<4>根据<3>所述的树脂组合物,其中,所述纤维素酰化物(A)是选自由乙酸丙酸纤维素(CAP)和乙酸丁酸纤维素(CAB)组成的组中的至少一种化合物。
<5>根据<3>或<4>所述的树脂组合物,其中,相对于所述树脂组合物,所述纤维素酰化物(A)的含量为50重量%以上。
<6>根据<1>至<4>中任一项所述的树脂组合物,其进一步包含选自由由式(1)表示的化合物、由式(2)表示的化合物、由式(3)表示的化合物、由式(4)表示的化合物和由式(5)表示的化合物组成的组中的至少一种酯化合物(B)。
在式(1)中,R11表示具有7至28个碳原子的脂肪族烃基,并且R12表示具有9至28个碳原子的脂肪族烃基。在式(2)中,R21和R22各自独立地表示具有7至28个碳原子的脂肪族烃基。在式(3)中,R31和R32各自独立地表示具有7至28个碳原子的脂肪族烃基。在式(4)中,R41、R42和R43各自独立地表示具有7至28个碳原子的脂肪族烃基。在式(5)中,R51、R52、R53和R54各自独立地表示具有7至28个碳原子的脂肪族烃基。
<7>根据<6>所述的树脂组合物,其中,所述具有源自生物质的碳原子的树脂包含所述纤维素酰化物(A),并且所述酯化合物(B)与所述纤维素酰化物(A)的重量比(B/A)为0.0025至0.1。
<8>根据<5>或<7>所述的树脂组合物,其中,所述酯化合物(B)与所述具有源自生物质的碳原子的树脂(ABio)的重量比(B/ABio)为0.005至0.05。
<9>根据<1>至<8>中任一项所述的树脂组合物,其进一步包含增塑剂(C)。
<10>根据<9>所述的树脂组合物,其中,所述增塑剂(C)包含选自由腰果酚化合物、二羧酸二酯、柠檬酸酯、在聚醚化合物的分子中具有至少一个不饱和键的聚醚化合物、聚醚酯化合物、苯甲酸二醇酯、由式(6)表示的化合物和环氧化脂肪酸酯组成的组中的至少一种。
在式(6)中,R61表示具有7至28个碳原子的脂肪族烃基,并且R62表示具有1至8个碳原子的脂肪族烃基。
<11>根据<8>或<9>所述的树脂组合物,其中,所述增塑剂(C)包含腰果酚化合物。
<12>根据<1>至<11>中任一项所述的树脂组合物,其进一步包含热塑性弹性体(D)。
<13>根据<12>所述的树脂组合物,其中,所述热塑性弹性体(D)包含选自由芯-壳结构聚合物(d1)和烯烃聚合物(d2)组成的组中的至少一种,所述芯-壳结构聚合物(d1)具有芯层和在所述芯层的表面上含有(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物的壳层,所述烯烃聚合物(d2)是α-烯烃和(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物并且包含60重量%以上的源自所述α-烯烃的构成单元。
<14>根据本公开的另一方面,提供了一种树脂成型品,其包含根据<1>至<13>中任一项所述的树脂组合物。
<15>根据<14>所述的树脂成型品,其是注射成型品。
根据<1>或<2>的方面,提供了一种含有具有源自生物质的碳原子的树脂的树脂组合物,与通过ISO 294-3:2002中定义的方法由树脂组合物制成的D2试件与蒸馏水的接触角(通过ISO 15989:2004中定义的方法测量)小于65度或大于85度的情况相比,能够获得穿刺冲击强度优异的树脂成型品。
根据<3>的方面,提供了一种树脂组合物,其与仅含有具有其他源自生物质的原子的树脂(例如,聚乳酸和聚酰胺11作为具有源自生物质的碳原子的树脂)的情况相比,能够获得穿刺冲击强度更优异的树脂成型品。
根据<4>的方面,提供了一种树脂组合物,其与纤维素酰化物(A)为乙酸纤维素的情况相比,能够获得穿刺冲击强度更优异的树脂成型品。
根据<5>的方面,提供了一种树脂组合物,其与纤维素酰化物(A)的含量相对于树脂组合物小于50重量%的情况相比,能够获得穿刺冲击强度更优异的树脂成型品。
根据<6>的方面,提供了一种树脂组合物,其与仅含有具有源自生物质的碳原子的树脂的树脂组合物的情况或含有酯化合物(B)的树脂组合物(其中R11、R21、R22、R31、R32、R41、R42、R43、R51、R52、R53和R54中的任何一个表示具有小于7个碳原子或大于28个碳原子的脂肪族烃基,或者R12表示具有小于9个碳原子或大于28个碳原子的脂肪族烃基)的情况相比,能够获得穿刺冲击强度更优异的树脂成型品。
根据<7>的方面,提供了一种树脂组合物,其与酯化合物(B)与纤维素酰化物(A)的重量比(B/A)小于0.0025或大于0.1的情况相比,能够获得穿刺冲击强度更优异的树脂成型品。
根据<8>的方面,提供了一种树脂组合物,其与酯化合物(B)与具有源自生物质的碳原子的树脂(ABio)的重量比(B/ABio)小于0.005或大于0.05的情况相比,能够获得穿刺冲击强度更优异的树脂成型品。
根据<9>或<10>的方面,提供了一种树脂组合物,其与仅含有具有源自生物质的碳原子的树脂的树脂组合物的情况相比,能够获得穿刺冲击强度更优异的树脂成型品。
根据<11>的方面,提供了一种树脂组合物,其与就增塑剂(C)而言所述增塑剂(C)仅包含选自由二羧酸二酯、柠檬酸酯、聚醚化合物的分子中具有至少一个不饱和键的聚醚化合物、聚醚酯化合物、苯甲酸二醇酯、由式(6)表示的化合物和环氧化脂肪酸酯组成的组中的至少一种的情况相比,能够获得穿刺冲击强度更优异的树脂成型品。
根据<12>的方面,提供了一种树脂组合物,其与仅含有具有源自生物质的碳原子的树脂的树脂组合物的情况相比,能够获得穿刺冲击强度更优异的树脂成型品。
根据<13>的方面,提供了一种树脂组合物,其与其中热塑性弹性体(D)不包含选自由芯-壳结构聚合物(d1)和烯烃聚合物(d2)组成的组中的至少一种(所述芯-壳结构聚合物(d1)具有芯层和在所述芯层的表面上含有(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物的壳层,而所述烯烃聚合物(d2)是α-烯烃和(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物并且包含60重量%以上的源自所述α-烯烃的构成单元)的树脂组合物的情况相比,能够获得穿刺冲击强度更优异的树脂成型品。
根据<14>的方面,提供了一种与使用含有具有源自生物质的碳原子的树脂的树脂组合物的情况相比,穿刺冲击强度优异的树脂成型品,其与通过ISO 294-3:2002中定义的方法由树脂组合物制成的D2试件与蒸馏水的接触角(通过ISO 15989:2004中定义的方法测量)小于65度或大于85度的情况相比,能够获得穿刺冲击强度优异的树脂成型品。
根据<15>的方面,提供了一种作为树脂成型品,与使用含有具有源自生物质的碳原子的树脂的树脂组合物的情况相比,穿刺冲击强度优异的注射成型品,其与通过ISO294-3:2002中定义的方法由树脂组合物制成的D2试件与蒸馏水的接触角(通过ISO 15989:2004中定义的方法测量)小于65度或大于85度的情况相比,能够获得穿刺冲击强度优异的树脂成型品。
具体实施方式
在下文中,将描述作为本发明的实例的示例性实施方式。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。在以逐步方式陈述的数值范围中,在一个数值范围中描述的上限值或下限值可以替换为以逐步方式描述的另一数值范围的上限值或下限值。另外,在该示例性实施方式中描述的数值范围中,数值范围的上限值或下限值可以替换为实例中描述的值。在示例性实施方式中,术语“步骤”不仅包括独立的步骤,还包括即使其不能与其他步骤明确区分,也可以实现步骤的预期目的的情况。在示例性实施方式中,每种组分可以包含多种相应的物质。在示例性实施方式中,在提及组合物中每种组分的量的情况下,如果存在与组合物中的每种组分对应的多种物质,除非另有说明,否则它是指多种物质的总量。在示例性实施方式中,“(甲基)丙烯酸”表示丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少一种,并且“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯中的至少一种。在示例性实施方式中,纤维素酰化物(A)、酯化合物(B)、增塑剂(C)和热塑性弹性体(D)也分别称为组分(A)、组分(B)、组分(C)和组分(D)。
<树脂组合物>
根据示例性实施方式的树脂组合物包含具有源自生物质的碳原子的树脂,其中,通过ISO 294-3:2002中定义的方法由树脂组合物制成的D2试件与蒸馏水的接触角为65度至85度,所述接触角通过ISO 15989:2004中定义的方法测量。根据示例性实施方式的树脂组合物可以包含其他组分,例如后面描述的酯化合物(B)、增塑剂(C)和热塑性弹性体(D)。
与源自化石资源(例如,石油)的树脂组合物不同,在相关技术中难以在含有源自生物质的组分的树脂组合物中自由地设计分子结构,并且难以赋予所需的性能,因此由树脂组合物获得的树脂成型品的穿刺冲击强度可能不足。
相反,根据示例性实施方式的树脂组合物包含具有源自生物质的碳原子的树脂,其中,通过ISO 294-3:2002中定义的方法由树脂组合物制成的D2试件与蒸馏水的接触角为65度至85度,所述接触角通过ISO 15989:2004中定义的方法测量,因此,其可以获得穿刺冲击强度优异的树脂成型品。推断其原因如下。
据估计,进行使树脂组合物中蒸馏水的接触角为65度以上的设计,使得当成型树脂组合物时,将亲水性部分在一定程度上收集在树脂成型品内。这意味着通过以氢键为代表的分子间或分子内极性基团的键合得到强化,这被认为提高了穿刺冲击强度。另一方面,据估计接触角为85度以下的设计旨在确保分子间距离不会彼此过于接近。当分子彼此过于接近时,认为刚性变得过强,并且通过弱化相对于外力(例如,高速碰撞)的分子间力的能量吸收是不足够的,并且穿刺冲击强度劣化;然而,当接触角为85度以下时,据估计穿刺冲击强度变得优异。基于上述原因,认为由示例性实施方式中的树脂组合物获得的树脂成型品的穿刺冲击强度优异。
[与蒸馏水的接触角]
在根据示例性实施方式的树脂组合物中,通过ISO 294-3:2002中定义的方法由树脂组合物制成的D2试件与蒸馏水的接触角为65度至85度,所述接触角通过ISO15989:2004中定义的方法测量,并且从所得的树脂成型品的穿刺冲击强度的角度而言,接触角优选为65度至80度,更优选为65度至75度,并且特别优选为67度至72度。与蒸馏水的接触角通过例如树脂组合物中包含的树脂的种类和含量、后文描述的酯化合物(B)的种类和含量、以及后文描述的增塑剂(C)的种类和含量来调整。
另外,在示例性实施方式中测量与蒸馏水的接触角的方法以这样的方式进行:使用根据示例性实施方式的树脂组合物通过ISO 294-3:2002中定义的方法进行注射成型,以获得D2试件(尺寸为(60±2)mm×(60±2)mm×(2±0.1)mm的矩形板),并且使用得到的D2试件,通过ISO 15989:2004中定义的方法测量D2试件中蒸馏水的接触角。
在下文中,将详细描述根据示例性实施方式的树脂组合物的组分。
[具有源自生物质的碳原子的树脂]
根据示例性实施方式的树脂组合物包含具有源自生物质的碳原子的树脂。具有源自生物质的碳原子的树脂没有特别限制,并且已经使用了已知的具有源自生物质的碳原子的树脂。另外,作为具有源自生物质的碳原子的树脂,所有树脂不一定必须源自生物质,并且其至少一部分可以具有源自生物质的结构。具体而言,下文描述的纤维素酰化物可以具有源自生物质的纤维素结构和源自石油的酰化物结构。注意,在示例性实施方式中,“具有源自生物质的碳原子的树脂”是至少具有源自有机资源的碳原子的树脂,所述有机资源源自从除化石资源以外的有机体,并且如下所述,基于ASTM D 6866:2012的规定,由14C的丰度表明源自生物质的碳原子的存在。
从得到的树脂成型品的穿刺冲击强度的角度而言,相对于树脂组合物中碳原子的总量,根据示例性实施方式的树脂组合物中以ASTM D6866:2012定义的源自生物质的碳原子的含量优选为20%以上,更优选为30%以上,还更优选为35%以上,并且特别优选为40%至100%。另外,在示例性实施方式中,测量树脂组合物的源自生物质的碳原子的含量的方法是通过基于ASTM D 6866:2012的规定测量树脂组合物中所有碳原子中的14C的丰度来计算源自生物质的碳原子的含量。
具有源自生物质的碳原子的树脂的实例包括纤维素酰化物、聚乳酸、源自生物质的聚烯烃、源自生物质的聚对苯二甲酸乙二醇酯、源自生物质的聚酰胺、聚(3-羟基丁酸)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、磷脂酰甘油(PG)、异山梨醇聚合物和丙烯酸改性松香。其中,从得到的树脂成型品的穿刺冲击强度的角度而言,具有源自生物质的碳原子的树脂优选包含纤维素酰化物(A),并且具有源自生物质的碳原子的树脂更优选为纤维素酰化物(A)。
-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,纤维素中的至少部分羟基被酰基取代(酰化)。酰基是具有-CO-RAC结构的基团(RAC表示氢原子或烃基)。
纤维素酰化物(A)是由式(CA)表示的纤维素衍生物。
在式(CA)中,A1、A2和A3独立地表示氢原子或酰基,并且n表示2以上的整数。这里,n个A1、n个A2和n个A3的至少一部分表示酰基。分子中的所有n个A1可以彼此相同、部分相同或不同。类似地,分子中的所有n个A2可以彼此相同、部分相同或不同,并且分子中的所有n个A3可以彼此相同、部分相同或不同。
在由A1、A2和A3表示的酰基中,酰基中的烃基可以是直链、支化或环状的,但其优选为直链或支化的,并且更优选为直链的。
在由A1、A2和A3表示的酰基中,酰基中的烃基可以是饱和烃基或可以是不饱和烃基,并且更优选为饱和烃基。
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,作为纤维素酰化物(A),优选为具有1至6个碳原子的酰基的纤维素酰化物(A)。对于具有1至6个碳原子的酰基的纤维素酰化物(A),其与具有7个以上碳原子的酰基的纤维素酰化物(A)的情况相比,容易获得穿刺冲击强度更优异的树脂成型品。
由A1、A2和A3表示的酰基可以是其中酰基中的氢原子被卤素原子(例如,氟原子、溴原子和碘原子)、氧原子或氮原子等取代的基团,并且优选为未取代的基团。
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(丁酰基)、丙烯酰基和己酰基。其中,从树脂组合物的成形性和树脂成型品的穿刺冲击强度的角度而言,酰基更优选为具有2至4个碳原子的酰基,并且还更优选为2或3个碳原子的酰基。
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)和三乙酸纤维素)、乙酸丙酸纤维素(CAP)和乙酸丁酸纤维素(CAB)。
从得到的树脂成型品的穿刺冲击强度的角度而言,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)。
纤维素酰化物(A)可以单独使用,或者可以组合使用其两种以上。
从树脂组合物的成形性和所得的树脂成型品的穿刺冲击强度的角度而言,纤维素酰化物(A)的重均聚合度优选为200至1000,并且更优选为600至1000。
纤维素酰化物(A)的平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)通过使用四氢呋喃用凝胶渗透色谱装置(GPC装置:由TOSOHCORPORATION制造,HLC-8320GPC,柱:TSKgelα-M)以聚苯乙烯换算来测量。接下来,将纤维素酰化物(A)的重均分子量(Mw)除以纤维素酰化物(A)的构成单元的分子量,以测定纤维素酰化物(A)的聚合度。例如,在纤维素酰化物的取代基为乙酰基的情况下,构成单元的分子量在取代度为2.4时为263,在取代度为2.9时为284。示例性实施方式中的树脂的重均分子量(Mw)也通过与测量纤维素酰化物(A)的重均分子量的方法相同的方法来测量。
从树脂组合物的成形性和树脂成型品的穿刺冲击强度的角度而言,纤维素酰化物(A)的取代度优选为1.5至2.95,更优选为1.8至2.9,还更优选为2.1至2.85,并且特别优选为2.3至2.85。
在乙酸丙酸纤维素(CAP)中,从树脂组合物的成形性和树脂成型品的穿刺冲击强度的角度而言,乙酰基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。
作为CAP,优选为满足以下(1)、(2)、(3)和(4)中的至少一个的CAP,并且更优选为满足以下(1)、(3)和(4)的CAP,并且还更优选为满足以下(2)、(3)和(4)的CAP。(1)当用四氢呋喃作为溶剂通过GPC方法进行测量时,以聚苯乙烯计的重均分子量(Mw)为160000至250000,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。(2)当用四氢呋喃作为溶剂通过GPC方法进行测量时,以聚苯乙烯计的重均分子量(Mw)为160000至250000,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)当根据ISO 11443:1995在230℃下用毛细测定仪进行测量时,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正方板试件(JISK7139:2009规定的D11试件,60mm×60mm,厚度为1mm)在温度为65℃且相对湿度为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方向表示用于注射成型的模具的腔的长度方向,TD方向表示与MD方向垂直的方向。
在乙酸丁酸纤维素(CAB)中,从树脂组合物的成形性和要得到的树脂成型品的穿刺冲击强度的角度而言,乙酰基与丁酰基的取代度之比(乙酰基/丁酰基)优选为0.01至1,并且更优选为0.05至0.1。
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。换句话说,取代度是指示纤维素酰化物(A)的酰化程度的指数。具体而言,取代度表示其中纤维素酰化物的D-吡喃葡萄糖单元中的三个羟基被酰基取代的取代数量的分子内平均数。取代度用1H-NMR(JMN-ECA,由JEOL RESONANCE制备)由纤维素来源的氢原子的峰积分与酰基来源的氢原子的峰积分之比来测定。
具有源自生物质的碳原子的树脂可以单独使用,或者可以组合使用其两种以上。
[酯化合物(B):组分(B)]
从得到的树脂成型品的穿刺冲击强度的角度而言,根据示例性实施方式的树脂组合物优选进一步包含选自由由式(1)表示的化合物、由式(2)表示的化合物、由式(3)表示的化合物、由式(4)表示的化合物和由式(5)表示的化合物组成的组中的至少一种酯化合物(B)。其中,从得到的树脂成型品的穿刺冲击强度的角度而言,作为酯化合物(B),根据示例性实施方式的树脂组合物更优选包含选自由由式(1)表示的化合物、由式(2)表示的化合物和由式(3)表示的化合物组成的组中的至少一种,还更优选包含选自由由式(1)表示的化合物和由式(2)表示的化合物组成的组中的至少一种,并且特别优选包含由式(1)表示的化合物。
在式(1)中,R11表示具有7至28个碳原子的脂肪族烃基,并且R12表示具有9至28个碳原子的脂肪族烃基。在式(2)中,R21和R22各自独立地表示具有7至28个碳原子的脂肪族烃基。在式(3)中,R31和R32各自独立地表示具有7至28个碳原子的脂肪族烃基。在式(4)中,R41、R42和R43各自独立地表示具有7至28个碳原子的脂肪族烃基。在式(5)中,R51、R52、R53和R54各自独立地表示具有7至28个碳原子的脂肪族烃基。
R11表示具有7至28个碳原子的脂肪族烃基。从由R11表示的基团可能相对于树脂的分子链充当润滑剂的角度而言,由R11表示的基团优选为具有9个碳原子以上的脂肪族烃基,更优选为具有10个碳原子以上的脂肪族烃基,并且还更优选为具有15个碳原子以上的脂肪族烃基。从由R11表示的基团可能进入树脂的分子链之间(特别是纤维素酰化物(A),以下同样适用)的角度而言,由R11表示的基团优选为具有24个碳原子以下的脂肪族烃基,更优选为具有20个碳原子以下的脂肪族烃基,并且还更优选为具有18个碳原子以下的脂肪族烃基。由R11表示的基团特别优选为具有17个碳原子的脂肪族烃基。
由R11表示的基团可以是饱和脂肪族烃基和不饱和脂肪族烃基。从由R11表示的基团可能进入树脂的分子链之间的角度而言,由R11表示的基团优选为饱和脂肪族烃基。
由R11表示的基团可以是直链脂肪族烃基、支化的脂肪族烃基或含有脂环的脂肪族烃基。从由R11表示的基团可能进入树脂的分子链之间的角度而言,由R11表示的基团优选为不含脂环的脂肪族烃基(即,链脂肪族烃基),并且更优选为直链脂肪族烃基。
在由R11表示的基团是不饱和脂肪族烃基的情况下,从由R11表示的基团可能进入树脂的分子链之间的角度而言,该基团中的不饱和键的数目优选为1至3,更优选为1或2,并且还更优选为1。
在由R11表示的基团是不饱和脂肪族烃基的情况下,从由R11表示的基团可能进入树脂的分子链之间并且相对于树脂的分子链容易充当润滑剂的角度而言,由R11表示的基团优选包含具有5至24个碳原子的直链饱和烃链,更优选包含具有7至22个碳原子的直链饱和烃链,并且还更优选包含具有9至20个碳原子的直链饱和烃链,并且特别优选包含具有15至18个碳原子的直链饱和烃链。
在由R11表示的基团是支化的脂肪族烃基的情况下,从由R11表示的基团可能进入树脂的分子链之间的角度而言,由R11表示的基团中的支链的数目优选为1至3,更优选为1或2,并且还更优选为1。
在由R11表示的基团是支化的脂肪族烃基的情况下,从由R11表示的基团可能进入树脂的分子链之间并且相对于树脂的分子链容易充当润滑剂的角度而言,由R11表示的基团的主链优选包含5至24个碳原子,更优选包含7至22个碳原子,并且还更优选包含9至20个碳原子,并且特别优选包含15至18个碳原子。
在由R11表示的基团是含有脂环的脂肪族烃基的情况下,从由R11表示的基团可能进入树脂的分子链之间的角度而言,由R11表示的基团中的脂环的数目优选为1或2,并且更优选为1。
在由R11表示的基团是含有脂环的脂肪族烃基的情况下,从由R11表示的基团可能进入树脂的分子链之间的角度而言,由R11表示的基团中的脂环优选为具有3或4个碳原子的脂环,并且更优选为具有3个碳原子的脂环。
从进一步提高树脂成型品的穿刺冲击强度的角度而言,由R11表示的基团优选为直链饱和脂肪族烃基、直链不饱和脂肪族烃基、支化的饱和脂肪族烃基或支化的不饱和脂肪族烃基,并且特别优选为直链饱和脂肪族烃基。这些脂肪族烃基中优选的碳原子数如上所述。
由R11表示的基团可以是其中脂肪族烃基中的氢原子被卤素原子(例如,氟原子、溴原子和碘原子)、氧原子或氮原子等取代的基团,并且优选为未取代的基团。
R12表示具有9至28个碳原子的脂肪族烃基。作为由R12表示的基团,可以提及与对R11描述的那些相同的形式。这里,由R12表示的基团的碳原子数优选如下。
从由R12表示的基团可能相对于树脂的分子链充当润滑剂的角度而言,由R12表示的基团优选为具有10个碳原子以上的脂肪族烃基,更优选为具有11个碳原子以上的脂肪族烃基,并且还更优选为具有16个碳原子以上的脂肪族烃基。从由R12表示的基团可能进入树脂的分子链之间的角度而言,由R12表示的基团优选为具有24个碳原子以下的脂肪族烃基,更优选为具有20个碳原子以下的脂肪族烃基,并且还更优选为具有18个碳原子以下的脂肪族烃基。由R12表示的基团特别优选为具有18个碳原子的脂肪族烃基。
从进一步提高树脂成型品的穿刺冲击强度的角度而言,由R12表示的基团优选为直链饱和脂肪族烃基、直链不饱和脂肪族烃基、支化的饱和脂肪族烃基或支化的不饱和脂肪族烃基,并且特别优选为直链饱和脂肪族烃基。
这些脂肪族烃基中优选的碳原子数如上所述。
由R21、R22、R31、R32、R41、R42、R43、R51、R52、R53和R54表示的基团的具体形式和优选形式与对R11描述的那些相同。
在下文中,将描述由R11、R21、R22、R31、R32、R41、R42、R43、R51、R52、R53和R54表示的具有7至28个碳原子的脂肪族烃基的具体实例,以及由R12表示的具有9至28个碳原子的脂肪族烃基的具体实例,但示例性实施方式不限于此。
酯化合物(B)可以单独使用,或者可以组合使用其两种以上。
[增塑剂(C):组分(C)]
从得到的树脂成型品的穿刺冲击强度的角度而言,根据示例性实施方式的树脂组合物优选进一步包含增塑剂(C)。增塑剂(C)的实例包括腰果酚化合物、除酯化合物(B)以外的酯化合物、樟脑、金属皂、多元醇和聚环氧烷。作为增塑剂(C),从树脂成型品的穿刺冲击强度的角度而言,优选为腰果酚化合物。
增塑剂(C)可以单独使用,或者可以组合使用其两种以上。
从通过添加酯化合物(B)容易地获得提高穿刺冲击强度的效果的角度而言,增塑剂(C)优选为腰果酚化合物或除酯化合物(B)以外的酯化合物。在下文中,将具体描述适合作为增塑剂(C)的腰果酚化合物和酯化合物。
-腰果酚化合物-
腰果酚化合物是指源自腰果的天然来源的化合物中所含的组分(例如,由式(c-1)至(c-4)表示的化合物)或上述组分的衍生物。
腰果酚化合物可以单独使用,或者可以组合使用其两种以上。
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作为腰果酚化合物(在下文中,也称为“源自腰果的混合物”)。
根据该示例性实施方式的树脂组合物可以包含源自腰果的混合物的衍生物作为腰果酚化合物。作为源自腰果的混合物的衍生物,例如,可以例举以下混合物和纯物质。
·通过调整源自腰果的混合物中的各组分的组成比而制备的混合物
·作为从源自腰果的混合物中分离出特定组分的纯物质
·含有通过对源自腰果的混合物中的组分进行改性而获得的改性产物的混合物
·含有通过使源自腰果的混合物中的组分聚合而获得的聚合物的混合物
·含有通过对源自腰果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
·含有通过对调整源自腰果的混合物中各组分的组成比而制备的混合物中的组分进一步改性而获得的改性产物的混合物
·含有通过使调整源自腰果的混合物中各组分的组成比而制备的混合物中的组分进一步聚合而获得的聚合物的混合物
·含有通过对调整源自腰果的混合物中各组分的组成比而制备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
·通过对纯物质进一步改性而获得的改性产物
·通过使纯物质进一步聚合而获得的聚合物
·通过对纯物质进一步改性和聚合而获得的改性聚合物
这里,纯物质包括多聚体,例如二聚体和三聚体。
从树脂成型品的穿刺冲击强度的角度而言,腰果酚化合物优选为选自由通过聚合由式(CDN1)表示的化合物而获得的聚合物和由式(CDN1)表示的化合物组成的组中的至少一种化合物。
在式(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,以复数形式存在的每个R2可以是相同的基团或不同的基团。
在式(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,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-基和十四烷-1-基。
在式(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。取代基的实例包括与烷基的那些相同的取代基。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-基和十五碳-7,10,14-三烯-1-基。
在式(CDN1)中,作为R1,优选十五碳-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-基和十五碳-7,10,14-三烯-1-基。
在式(CDN1)中,由R2表示的可具有取代基的烷基和具有双键并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那些相同。
由式(CDN1)表示的化合物可以进一步改性。例如,其可以被环氧化,具体而言,由式(CDN1)表示的化合物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,由以下式(CDN1-e)表示的化合物。
在基团(EP)和式(CDN1-e)中,LEP表示单键或二价连接基团。在式(CDN1-e)中,每个R1、R2和P2分别与式(CDN1)中R1、R2和P2相同。
在基团(EP)和式(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,并且更优选具有1个碳原子的亚烷基)和-CH2CH2OCH2CH2-基团。取代基的实例包括与式(CDN1)的R1中的那些相同的取代基。
作为LEP,优选为亚甲基。
其中将由式(CDN1)表示的化合物聚合的聚合物是其中将至少两种以上由式(CDN1)表示的化合物在有或没有连接基团下聚合的聚合物。
作为通过聚合由式(CDN1)表示的化合物而获得的聚合物,例如,可以例举由式(CDN2)表示的化合物。
在式(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。n表示0至10的整数。在P21为2以上的情况下,以复数形式存在的R21可以是相同的基团或不同的基团,在P22为2以上的情况下,以复数形式存在的R22可以是相同的基团或不同的基团,并且在P23为2以上的情况下,以复数形式存在的R23可以是相同的基团或不同的基团。在n为2以上的情况下,以复数形式存在的R12可以是相同的基团或不同的基团,在n为2以上的情况下,以复数形式存在的R22可以是相同的基团或不同的基团,在n为2以上的情况下,以复数形式存在的L1可以是相同的基团或不同的基团,并且在n为2以上的情况下,以复数形式存在的P22可以是相同的数目或不同的数目。
在式(CDN2)中,作为由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,优选示例与式(CDN1)中R1示例的相同的基团。
在式(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(优选具有2至30个碳原子的亚烷基,并且更优选具有5至20个碳原子的亚烷基)。取代基的实例包括与式(CDN1)的R1中的那些相同的取代基。
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,其可以被环氧化,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,由以下式(CDN2-e)表示的化合物。
在式(CDN2-e)中,每个R11、R12、R13、R21、R22、R23、P21、P22、P23、L1、L2和n分别与式(CDN2)中的R11、R12、R13、R21、R22、R23、P21、P22、P23、L1和L2以及n相同。在式(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,以复数形式存在的每个LEP2可以是相同的基团或不同的基团。
在式(CDN2-e)中,作为由LEP1、LEP2和LEP3表示的二价连接基团,优选例举与例举为式(CDN1-e)中由LEP表示的二价连接基团的相同的基团。
其中将由式(CDN1)表示的化合物聚合的聚合物可以是例如其中将由式(CDN1)表示的至少三种以上化合物在有或没有连接基团的情况下三维交联并聚合的聚合物。其中将由式(CDN1)表示的化合物三维交联并聚合的聚合物的实例包括由以下式表示的化合物。
在该式中,每个R10、R20和P20分别与式(CDN1)中R1、R2和P2相同。L10表示单键或二价连接基团。以复数形式存在的R10可以是相同的基团或不同的基团,以复数形式存在的R20可以是相同的基团或不同的基团,并且以复数形式存在的L10可以是相同的基团或不同的基团。以复数形式存在的P20可以是相同的数目或不同的数目。
在该式中,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(优选具有2至30个碳原子的亚烷基,并且更优选具有5至20个碳原子的亚烷基)。取代基的实例包括与式(CDN1)的R1中的那些相同的取代基。
由式表示的化合物可以进一步改性,例如,其可以被环氧化。具体而言,其可以是具有其中由式表示的化合物的羟基被基团(EP)取代的结构的化合物,并且其实例包括由以下式表示的化合物,即,其中将由式(CDN1-e)表示的化合物三维交联并聚合的聚合物。
在该式中,每个R10、R20和P20分别与式(CDN1-e)中R1、R2和P2相同。L10表示单键或二价连接基团。以复数形式存在的R10可以是相同的基团或不同的基团,以复数形式存在的R20可以是相同的基团或不同的基团,并且以复数形式存在的L10可以是相同的基团或不同的基团。以复数形式存在的P20可以是相同的数目或不同的数目。
在该式中,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(优选具有2至30个碳原子的亚烷基,并且更优选具有5至20个碳原子的亚烷基)。取代基的实例包括与式(CDN1)的R1中的那些相同的取代基。
从提高树脂成型品的穿刺冲击强度的角度而言,腰果酚化合物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。
作为腰果酚化合物,可以使用市售产品。市售产品的实例包括由Cardolite制备的NX-2024、Ultra LITE 2023、NX-2026、GX-2503、Nc-510、LITE 2020、NX-9001、NX-9004、NX-9007、NX-9008、NX-9201和NX-9203,以及由Tohoku Chemical Industries,Ltd.制备的LB-7000、LB-7250和CD-5L。
具有环氧基的腰果酚化合物的市售产品的实例包括由Cardolite制备的Nc-513、Nc-514S、Nc-547、LITE513E和Ultra LTE 513。
从树脂成型品的穿刺冲击强度的角度而言,腰果酚化合物的羟值优选为100mgKOH/g以上,更优选为120mgKOH/g,并且还更优选为150mgKOH/g。腰果酚化合物的羟值依照ISO14900的A方法进行测量。
在使用具有环氧基的腰果酚化合物作为腰果酚化合物的情况下,从提高树脂成型品的穿刺冲击强度的角度而言,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进行测量。
-酯化合物-
根据示例性实施方式的树脂组合物中包含的酯化合物作为增塑剂(C)没有特别限制,只要其是除由式(1)至(5)表示的化合物以外的酯化合物即可。
作为增塑剂(C)包含的酯化合物的实例包括二羧酸二酯、柠檬酸酯、聚醚酯化合物、苯甲酸二醇酯、由式(6)表示的化合物和环氧化脂肪酸酯。这些酯的实例包括单酯、二酯、三酯和聚酯。
在式(6)中,R61表示具有7至28个碳原子的脂肪族烃基,R62表示具有1至8个碳原子的脂肪族烃基。作为由R61表示的基团的具体形式和优选形式,可以例举与式(1)中由R11表示的形式相同的形式。由R62表示的基团可以是饱和脂肪族烃基或不饱和脂肪族烃基,并且优选为饱和脂肪族烃基。由R62表示的基团可以是直链脂肪族烃基,可以是支化的脂肪族烃基,可以是含有脂环的脂肪族烃基,并且优选为直链脂肪族烃基。由R62表示的基团可以是其中脂肪族烃基中的氢原子被卤素原子(例如,氟原子、溴原子和碘原子)、氧原子、氮原子取代的基团,并且优选为未取代的基团。由R62表示的基团优选具有2个以上碳原子,更优选具有3个以上碳原子,并且还更优选具有4个以上碳原子。
作为增塑剂(C)包含的酯化合物的具体实例包括己二酸酯、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)和脂肪酸酯的改性产物(例如,环氧化脂肪酸酯)。上述酯的实例包括单酯、二酯、三酯和聚酯。其中,优选二羧酸二酯(己二酸二酯、癸二酸二酯、壬二酸二酯和邻苯二甲酸二酯等)。
作为增塑剂(C),优选己二酸酯。己二酸酯与树脂(特别是纤维素酰化物(A))具有高亲和性,并且以与树脂(特别是纤维素酰化物(A))几乎均匀的状态分散,因此热流动性比其他增塑剂提高更多。
在根据示例性实施方式的树脂组合物中所包含的作为增塑剂(C)的酯化合物中,分子量(或重均分子量)优选为200至2000,更优选为250至1500,并且还更优选为280至1000。酯化合物的重均分子量是根据测量纤维素酰化物(A)的重均分子量的方法测量的值,除非另有说明。
己二酸酯的实例包括己二酸二酯和己二酸聚酯。其具体实例包括由式(AE)表示的己二酸二酯和由式(APE)表示的己二酸聚酯。
在式(AE)中,RAE1和RAE2各自独立地表示烷基或聚氧烷基[-(CxH2x-O)y-RA1](这里,RA1表示烷基,x表示1至10的整数,并且y表示1到10的整数)。
在式(APE)中,RAE1和RAE2各自独立地为烷基或聚氧烷基[-(CxH2x-O)y-RA1](这里,RA1表示烷基,x表示1至10的整数,并且y表示1至10的整数),RAE3表示亚烷基。
m1表示1至10的整数,m2表示1至20的整数。
在式(AE)和(APE)中,由RAE1和RAE2表示的烷基优选为具有1至12个碳原子的烷基,更优选为具有4至10个碳原子的烷基,并且还更优选为具有8个碳原子的烷基。由RAE1和RAE2表示的烷基可以是直链烷基、支化的烷基和环状的烷基中的任何一种,并且优选为直链烷基或支化的烷基。
在式(AE)和(APE)中,在由RAE1和RAE2表示的聚氧烷基[-(CxH2x-O)y-RA1]中,由RA1表示的烷基优选为具有1至6个碳原子的烷基,并且更优选为具有1至4个碳原子的烷基。由RA1表示的烷基可以是直链烷基、支化的烷基和环状的烷基中的任何一种,并且优选为直链烷基或支化的烷基。
在式(APE)中,由RAE3表示的亚烷基优选为具有1至6个碳原子的亚烷基,并且更优选为具有1至4个碳原子的亚烷基。亚烷基可以是直链烷基、支化的烷基和环状的烷基中的任何一种,并且优选为直链烷基或支化的烷基。
在式(APE)中,m1优选为1至5的整数,m2优选为1至10的整数。
在式(AE)和(APE)中,由各编码表示的基团可以被取代基取代。取代基的实例包括烷基、芳基和羟基。
己二酸酯的分子量(或重均分子量)优选为250至2000,更优选为280至1500,并且还更优选为300至1000。己二酸酯的重均分子量是根据测量纤维素酰化物(A)的重均分子量的方法测量的值。
作为己二酸酯,可以使用己二酸酯和其他组分的混合物。作为该混合物的市售产品,可以示例由Daihachi Chemical Industry Co.,Ltd.制备的Daifatty 101等等。
作为脂肪酸酯(例如,柠檬酸酯、癸二酸酯、壬二酸酯、邻苯二甲酸酯和乙酸酯)末端的烃基,优选为脂肪族烃基,优选为具有1至12个碳原子的烷基,更优选为具有4至10个碳原子的烷基,并且还更优选为具有8个碳原子的烷基。烷基可以是直链烷基、支化的烷基和环状的烷基中的任何一种,并且优选为直链烷基或支化的烷基。
脂肪酸酯(例如,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(二甘油等等)、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。
苯甲酸二醇酯中的二醇的实例包括乙二醇、二甘醇和丙二醇。
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脂肪酸和醇的酯,其中部分或全部的碳-碳不饱和键在不饱和脂肪酸(例如,油酸、棕榈油酸、异油酸、亚油酸、亚麻酸和神经酸)中被环氧化。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(二甘油等等)、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。
环氧化脂肪酸酯的市售产品的实例包括ADEKA SIZER D-32、D-55、O-130P和O-180A(由ADEKA CORPORATION制备)、SANSO CIZER E-PS、nE-PS、E-PO、E-4030、E-6000、E-2000H和E-9000H(由New Japan Chemical Co.,Ltd.制备)。
聚醚酯化合物的聚酯单元可以是芳香族或脂肪族(包括脂环族),并且聚醚酯化合物的聚醚单元可以是芳香族或脂肪族(包括脂环族)。聚酯单元与聚醚单元的重量比例如,为20:80至80:20。聚醚酯化合物的分子量(或重均分子量)优选为250至2000,更优选为280至1500,并且还更优选为300至1000。聚醚酯化合物的市售产品的实例包括ADEKA SIZERRS-1000(由ADEKA CORPORATION制备)。
作为分子中具有至少一个不饱和键的聚醚化合物,例举出在其末端具有烯丙基的聚醚化合物,并且优选为聚亚烷基二醇烯丙基醚。分子中具有至少一个不饱和键的聚醚化合物的分子量(或重均分子量)优选为250至2000,更优选为280至1500,并且还更优选为300至1000。分子中具有至少一个不饱和键的聚醚化合物的市售产品的实例包括聚亚烷基二醇烯丙基醚,例如UNIOX PKA-5006、UNIOX PKA-5008、UNIOL PKA-5014和UNIOL PKA-5017(由NOF CORPORATION制备)。
[热塑性弹性体(D):组分(D)]
从得到的树脂成型品的穿刺冲击强度的角度而言,优选根据示例性实施方式的树脂组合物进一步包含热塑性弹性体(D)。热塑性弹性体(D)是选自由以下组成的组中的至少一种热塑性弹性体:具有芯-壳结构的聚合物(d1),其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和丙烯腈-苯乙烯聚合物的聚合物的壳层;具有芯-壳结构的聚合物(d2),其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(d3),其是α-烯烃和(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物并且包含60重量%以上的源自所述α-烯烃的结构单元;苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(d4);聚氨酯(d5);和聚酯(d6)。
组分(D)是例如在常温(25℃)具有弹性并且在高温下具有类似于热塑性树脂的软化性质的热塑性弹性体。
从得到的树脂成型品的穿刺冲击强度的角度而言,热塑性弹性体(D)优选为选自由以下组成的组中的至少一种热塑性弹性体:含有丁二烯聚合物的芯层、具有芯-壳结构的聚合物(d1),其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和丙烯腈-苯乙烯聚合物的聚合物的壳层;具有芯-壳结构的聚合物(d2),其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;苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(d4);聚氨酯(d5);和聚酯(d6);更优选热塑性弹性体(D)包含选自由以下组成的组中的至少一种热塑性弹性体:含有丁二烯聚合物的芯层、具有芯-壳结构的聚合物(d1),其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和丙烯腈-苯乙烯聚合物的聚合物的壳层;具有芯-壳结构的聚合物(d2),其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;并且还更优选热塑性弹性体(D)包含具有芯-壳结构的聚合物(d2),其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。
另外,从所得的树脂成型品的穿刺冲击强度的角度而言,热塑性弹性体(D)优选为颗粒热塑性弹性体。即,从得到的树脂成型品的穿刺冲击强度的角度而言,根据示例性实施方式的树脂组合物优选包含热塑性弹性体颗粒作为热塑性弹性体(D)。
(具有芯-壳结构的聚合物(d1):组分(d1))
具有芯-壳结构的聚合物(d1)是具有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(d1)是具有作为最内层的芯层和作为最外层的壳层的聚合物(具体而言,其中壳层通过使(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物接枝聚合到成为芯层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(d1)是通过使多种聚合物接枝聚合到成为芯层的聚合物以形成多层聚合物而获得的聚合物。
芯层没有特别限制,并且可以是橡胶层。橡胶层的实例包括(甲基)丙烯酸橡胶层、硅橡胶层、苯乙烯橡胶层、共轭二烯橡胶层、α-烯烃橡胶层、丁腈橡胶层、聚氨酯橡胶层、聚酯橡胶层、聚酰胺橡胶层和这些橡胶的两种以上的共聚物橡胶层。其中,橡胶层优选为(甲基)丙烯酸橡胶层、硅橡胶层、苯乙烯橡胶层、共轭二烯橡胶层、α-烯烃橡胶层和这些橡胶的两种以上的共聚物橡胶层。橡胶层可以是通过使交联剂(二乙烯基苯、丙烯酸烯丙酯和丁二醇二丙烯酸酯等)共聚和交联而获得的橡胶层。
作为(甲基)丙烯酸橡胶的实例,可以例举通过聚合(甲基)丙烯酸组分(具有2至8个碳原子的(甲基)丙烯酸的烷基酯等等)而获得的聚合物橡胶。硅橡胶的实例包括由硅氧烷组分(聚二甲基硅氧烷和聚苯基硅氧烷等)制成的橡胶。苯乙烯橡胶的实例包括通过聚合苯乙烯组分(苯乙烯和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(丁二烯和异戊二烯等)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、丙烯和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)丙烯酸组分和硅氧烷组分而获得的共聚物橡胶,通过聚合(甲基)丙烯酸组分、共轭二烯和苯乙烯组分而获得的共聚物橡胶。
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)丙烯酸环己酯和(甲基)丙烯酸十八烷基酯。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。取代基的实例包括氨基、羟基和卤代基。
其中,从通过添加组分(B)容易地获得提高韧性的效果的角度而言,作为(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物,优选为具有1至8个碳原子的烷基链的(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物,更优选为具有1或2个碳原子的烷基链的(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物,并且还更优选为具有1个碳原子的烷基链的(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和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、衣康酸二缩水甘油酯、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。
在芯层和壳层之间提供其他层的情况下,其他层的实例包括对壳层描述的聚合物层。
相对于整个芯-壳结构,壳层的重量比优选为1重量%至40重量%,更优选为3重量%至30重量%,并且还更优选为5重量%至15重量%。
具有芯-壳结构的聚合物的平均一次粒径没有特别限制,并且从通过添加组分(B)容易地获得提高韧性的效果的角度而言,优选为50nm至500nm,更优选为50nm至400nm,还更优选为100nm至300nm,并且特别优选为150nm至250nm。平均一次粒径是指通过以下方法测量的值。平均一次粒径是作为多于100个颗粒的一次粒径的平均值的数均一次粒径。每个一次粒径是每个一次颗粒中的最大直径,并通过用扫描电子显微镜观察颗粒来测量。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而获得。
具有芯-壳结构的聚合物(d1)可以通过已知的方法制备。作为已知的方法,可提及乳液聚合方法。具体而言,将例举以下方法为制备方法。首先,通过单体混合物的乳液聚合制备芯颗粒(芯层),然后对其他单体混合物在芯颗粒(芯层)的存在下进行乳液聚合以形成其中在芯颗粒(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其他层的情况下,重复其他单体混合物的乳液聚合,以获得具有由目标芯层、其他层和壳层组成的芯-壳结构的聚合物。
具有芯-壳结构的聚合物(d1)的市售产品的实例包括由Mitsubishi ChemicalCorporation制备的“METABLEN”(注册商标)、由Kaneka Corporation制备的“KANE ACE”(注册商标)、由Dow Chemical Japan Limited制备的“PARALOID”(注册商标)、由Aica KogyoCompany,Limited制备的“STAPHYLOID”(注册商标)和由KURARAY Co.,Ltd.制备的“PARAFACE”(注册商标)。
(具有芯-壳结构的聚合物(d2):组分(d2))
具有芯-壳结构的聚合物(d2)是具有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(d2)是具有作为最内层的芯层和作为最外层的壳层的聚合物(具体而言,通过使苯乙烯聚合物或丙烯腈-苯乙烯聚合物接枝聚合到含有丁二烯聚合物的芯层以形成壳层而获得的聚合物)。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(d3)是通过使多种聚合物接枝聚合到成为芯层的聚合物以形成多层聚合物而获得的聚合物。
含有丁二烯聚合物的芯层没有特别限制,只要其是通过聚合含有丁二烯的组分而获得的聚合物即可,并且可以是丁二烯均聚物的芯层或可以是丁二烯和其他单体的共聚物的芯层。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化合物。在乙烯基芳香族化合物中,可以使用苯乙烯组分(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-乙基苯乙烯和4-乙基苯乙烯)和卤素取代的苯乙烯(例如,2-氯苯乙烯、3-氯苯乙烯和4-氯苯乙烯)。苯乙烯组分可以单独使用,或者可以组合使用其两种以上。在苯乙烯组分中,优选使用苯乙烯。作为其他单体,可以使用多官能单体,例如烯丙基(甲基)丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯和二乙烯基苯。
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,并且可以是丁二烯和苯乙烯的共聚物,或者其可以是丁二烯、苯乙烯和二乙烯基苯的三元共聚物。
在芯层中所含的丁二烯聚合物中,源自丁二烯的结构单元的比例优选为60重量%至100重量%(优选70重量%至100重量%),并且源自其他单体(优选苯乙烯组分)的结构单元的比例优选为0重量%至40重量%(优选0重量%至30重量%)。例如,作为源自构成丁二烯聚合物的各单体的结构单元的比例,丁二烯为60重量%至100重量%,苯乙烯为0重量%至40重量%,并且相对于苯乙烯和二乙烯基苯的总量,二乙烯基苯的含量可以为0%至5重量%。
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,并且可以是苯乙烯的均聚物或苯乙烯和其他单体的共聚物的壳层。苯乙烯组分的实例包括与对芯层所例举的苯乙烯组分相同的组分。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)丙烯酸环己酯和(甲基)丙烯酸十八烷基酯。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。取代基的实例包括氨基、羟基和卤代基。
(甲基)丙烯酸烷基酯可以单独使用,或者可以组合使用其两种以上。作为其他单体,可以使用多官能单体,例如烯丙基(甲基)丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯和二乙烯基苯。
壳层中包含的苯乙烯聚合物可以是苯乙烯组分为85重量%至100重量%并且其他单体组分(优选(甲基)丙烯酸烷基酯)为0重量%至15重量%的共聚物。
其中,从通过添加组分(B)容易地获得提高韧性的效果的角度而言,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,优选为苯乙烯和具有1至8个碳原子的烷基链的(甲基)丙烯酸烷基酯的共聚物,并且更优选为具有1至4个碳原子的烷基链的(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是含有丙烯腈组分和苯乙烯组分的共聚物的壳层。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-苯乙烯聚合物的实例包括丙烯腈组分为10重量%至80重量%并且苯乙烯组分为20重量%至90重量%的共聚物。与丙烯腈组分共聚的苯乙烯组分的实例包括与对芯层示例的苯乙烯组分相同的组分。作为壳层中包含的丙烯腈-苯乙烯聚合物,可以使用多官能单体,例如烯丙基(甲基)丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯和二乙烯基苯。
在芯层和壳层之间提供其他层的情况下,其他层的实例包括对壳层描述的聚合物层。
相对于整个芯-壳结构,壳层的重量比优选为1重量%至40重量%,更优选为3重量%至30重量%,并且还更优选为5重量%至15重量%。
在组分(d2)中,具有含有丁二烯聚合物的芯层和在所述芯层上含有苯乙烯聚合物的壳层的具有芯-壳结构的聚合物(d2)的市售产品的实例包括由Mitsubishi ChemicalCorporation制备的“METABLEN”(注册商标)、由Kaneka Corporation制备的“KANE ACE”(注册商标)、由Arkema制备的“Clearstrength”(注册商标)和由Dow Chemical Japan Limited制备的“PARALOID”(注册商标)。在组分(d2)中,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丙烯腈-苯乙烯聚合物的壳层的芯-壳结构的聚合物(d3)的市售产品的实例包括由Galata Chemicals制备的“blendex”(注册商标)和由ELIX POLYMERS制备的“ELIX”。
(烯烃聚合物(d3):组分(d3))
烯烃聚合物(d3)是α-烯烃和(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物,并且优选为含有60重量%以上的源自α-烯烃的结构单元的烯烃聚合物。
在烯烃聚合物中,α-烯烃的实例包括乙烯、丙烯和2-甲基丙烯。从通过添加组分(B)容易地获得提高韧性的效果的角度而言,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)丙烯酸环己酯和(甲基)丙烯酸十八烷基酯。从通过添加组分(B)容易地获得提高韧性的效果的角度而言,优选为具有1至8个碳原子的烷基链的(甲基)丙烯酸烷基酯,更优选为具有1至4个碳原子的烷基链的(甲基)丙烯酸烷基酯,并且还更优选为具有1个碳原子或2个碳原子的烷基链的(甲基)丙烯酸烷基酯。
从通过添加组分(B)容易地获得提高韧性的效果的角度而言,烯烃聚合物优选为乙烯和丙烯酸甲酯的聚合物。
从通过添加组分(B)容易地获得提高韧性的效果的角度而言,在烯烃聚合物中,源自α-烯烃的结构单元优选为60重量%至97重量%,并且更优选为70重量%至85重量%。
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以外的其他结构单元。这里,相对于烯烃聚合物中的全部结构单元,其他结构单元可以是10重量%以下。
(苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(d4):组分(d4))
共聚物(d4)没有特别限制,只要其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(d4)可以是苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物及其氢化产物。
从通过添加组分(B)容易地获得提高韧性的效果的角度而言,共聚物(d4)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(d4)可以是嵌段共聚物,例如,其优选为通过对丁二烯部分的至少一部分双键进行氢化的在两末端具有苯乙烯部分的嵌段和含有中心乙烯/丁烯的部分嵌段的共聚物(苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯的三嵌段共聚物)。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(d4)通过已知的方法获得。在共聚物(d4)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(d4)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键组成。
共聚物(d4)的市售产品的实例包括由Kraton Corporation制备的“Kraton”(注册商标)和由KURARAY Co.,Ltd.制备的“Septon”(注册商标)。
(聚氨酯(d5):组分(d5))
聚氨酯(d5)没有特别限制,只要其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(d5)优选为线性聚氨酯。聚氨酯(d5)可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)、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)以及必要时扩链剂(脂肪族或(包括脂环族)二醇等等)反应而获得。多元醇组分可以单独使用,或者可以组合使用其两种以上,并且有机异氰酸酯组分可以单独使用,或者可以组合使用其两种以上。
从通过添加组分(B)容易地获得提高韧性的效果的角度而言,聚氨酯(d5)优选为脂肪族聚氨酯。作为脂肪族聚氨酯,例如,优选通过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的脂肪族聚氨酯。
聚氨酯(d5)可以通过使多元醇组分与有机异氰酸酯组分在使得合成聚氨酯时的原料中的NCO/OH比值在例如0.90至1.5的范围内时进行反应而获得。聚氨酯(d5)通过已知的方法(例如,一步法和预聚合法)获得。
聚氨酯(d5)的市售产品的实例包括由Lubrizol制备的“Estane”(注册商标)和由BASF制备的“Elastollan”(注册商标)。例举由Bayer制备的“Desmopan”(注册商标)。
(聚酯(d6):组分(d6))
聚酯(d6)没有特别限制,只要其是热塑性弹性体即可,并且其实例包括已知的聚酯。从通过添加组分(B)容易地获得提高韧性的效果的角度而言,聚酯(d6)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(d6)的实例包括聚酯共聚物(聚醚酯或聚酯酯等)。其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)的重量比可以是例如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(d6)的聚酯共聚物通过使用已知的方法来获得。聚酯共聚物优选为线性聚酯共聚物。聚酯共聚物通过例如对具有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20000的聚亚烷基二醇组分(包括聚亚烷基二醇的环氧烷加合物)进行酯化或酯交换的方法,以及对这些组分进行酯化或酯交换以制备低聚物然后使该低聚物缩聚的方法而获得。另外,例如,可以例举对具有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20000的脂肪族聚酯组分进行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,并且聚亚烷基二醇组分是芳香族或脂肪族聚亚烷基二醇。
其中,从通过添加组分(B)容易地获得提高韧性的效果的角度而言,聚酯共聚物的二羧酸组分优选使用具有芳香环的二羧酸组分。每种二醇组分和聚亚烷基二醇组分优选使用脂肪族二醇组分和脂肪族聚亚烷基二醇组分。
聚酯(d6)的市售产品的实例包括由Toyobo Co.,Ltd.制备的“PELPRENE”(注册商标),由Du Pont-Toray Co.,Ltd.制备的“HYTREL”(注册商标)。
热塑性弹性体(D)可以单独使用,或者可以组合使用其两种以上。
[上述各组分的含量或含量比]
根据示例性实施方式的树脂组合物包含具有源自生物质的碳原子的树脂(组分(A)等等),并且必要时,包含组分(B)、组分(C)和组分(D)以及以下描述的其他组分(E)。从所得的树脂成型品的穿刺冲击强度的角度而言,根据示例性实施方式的树脂组合物的各组分的含量或含量比优选在以下范围内(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)=酯化合物(B)
组分(C)=增塑剂(C)
组分(D)=热塑性弹性体(D)
相对于树脂组合物的总质量,根据示例性实施方式的树脂组合物中的具有源自生物质的碳原子的树脂的含量优选为50重量%以上,更优选为60重量%以上,并且还更优选为70重量%以上。
相对于树脂组合物的总质量,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重量%以上,更优选为60重量%以上,并且还更优选为70重量%以上。另外,相对于100质量份的具有源自生物质的碳原子的树脂的含量,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质量份以上,更优选为80质量份以上,并且还更优选为95质量份至100质量份。
相对于树脂组合物的总质量,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0.1重量%至15重量%,更优选为0.5重量%至10重量%,并且还更优选为1重量%至5重量%。
相对于树脂组合物的总质量,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1重量%至25重量%,更优选为3重量%至20重量%,并且还更优选为5重量%至15重量%。
相对于树脂组合物的总质量,根据示例性实施方式的树脂组合物中的组分(D)的含量优选为1重量%至20重量%,更优选为3重量%至15重量%,并且还更优选为5重量%至10重量%。
组分(C)与具有源自生物质的碳原子的树脂(ABio)的含量比(C/ABio)优选为0.03≤(C/ABio)≤0.3,更优选为0.05≤(C/ABio)≤0.2,并且还更优选为0.07≤(C/ABio)≤0.15。此外,组分(C)与组分(A)的含量比(C/A)优选为0.05≤(C/A)≤0.3,更优选为0.05≤(C/A)≤0.2,并且还更优选为0.07≤(C/A)≤0.3。
组分(D)与具有源自生物质的碳原子的树脂(ABio)的含量比(D/ABio)优选为0.025≤(D/ABio)≤0.3,更优选为0.05≤(D/ABio)≤0.2,并且还更优选为0.07≤(D/ABio)≤0.1。另外,组分(D)与组分(A)的含量比(D/A)优选为0.025≤(D/A)≤0.3,更优选为0.05≤(D/A)≤0.2,并且还更优选为0.07≤(D/A)≤0.1。
[其他组分(E)]
根据示例性实施方式的树脂组合物可以包含其他组分(E)(组分(E))。在含有其他组分(E)的情况下,相对于树脂组合物的总含量,其他组分(E)的总含量优选为15重量%以下,并且更优选为10重量%以下。
其他组分(E)的实例包括阻燃剂、增容剂、氧化抑制剂、稳定剂、脱模剂、光稳定剂、耐候剂、着色剂、颜料、改性剂、滴落抑制剂、抗静电剂、水解抑制剂、填料、增强剂(例如,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、氮化铝和氮化硼)、防止乙酸释放的酸受体(例如,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;和滑石)、反应性捕获剂(例如,环氧化合物、酸酐化合物和碳二亚胺)。相对于树脂组合物的总量,每种其他组分(E)的含量优选为0重量%至5重量%。这里,“0重量%”表示不含其他组分(E)。
除具有源自生物质的碳原子的树脂(组分(A)等等)、组分(B)、组分(C)和组分(D)之外,根据示例性实施方式的树脂组合物可以包含其他树脂作为其他组分(E)。然而,在含有其他树脂的情况下,相对于树脂组合物的总量,其他树脂的含量优选为5重量%以下,并且更优选小于1重量%。特别优选在树脂组合物中不含其他树脂(即,0重量%)。其他树脂的实例包括相关技术中的热塑性树脂,并且其具体实例包括: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乙烯基聚合物或共聚物;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;氯乙烯树脂;和氯化氯乙烯树脂。这些树脂可以单独使用,或者可以组合使用其两种以上。
作为其他组分(E)的聚酯可以包含脂肪族聚酯(e1)。脂肪族聚酯(e1)的实例包括羟基烷酸酯(羟基烷酸)的聚合物、多元羧酸和多元醇的缩聚物、环状内酰胺的开环缩聚物,以及通过酯键聚合乳酸而获得的聚合物。
此外,根据示例性实施方式的树脂组合物优选包含氧化抑制剂或稳定剂作为其他组分(E)。氧化抑制剂或稳定剂优选包含选自由受阻酚化合物、生育酚化合物、生育三烯酚化合物、亚磷酸酯化合物和羟胺化合物组成的组中的至少一种化合物(e3)。化合物(e3)可以单独使用,或者可以组合使用其两种以上,但从得到的树脂成型品的穿刺冲击强度的角度而言,优选组合使用两种以上。其中组合使用其两种以上的形式可以是其中在同一组中组合使用其两种以上的形式的任何一种(例如,两种以上的受阻酚化合物),和其中与其他组组合使用其两种以上的形式(例如,受阻酚化合物和生育酚化合物)。从得到的树脂成型品的穿刺冲击强度的角度而言,其中组合使用其两种以上的形式优选为其中组合使用选自由受阻酚化合物和羟胺化合物和亚磷酸酯化合物组成的组中的至少一种的形式,并且更优选为其中组合使用受阻酚化合物和亚磷酸酯化合物的形式。相对于树脂组合物的总质量,根据示例性实施方式的树脂组合物中的化合物(e3)的含量优选为0.01重量%至5重量%,更优选为0.05重量%至2重量%,并且还更优选为0.1重量%至1重量%。
化合物(e3)的具体实例包括受阻酚化合物,例如由BASF制备的“Irganox 1010”、“Irganox 245”和“Irganox 1076”、由ADEKA CORPORATION制备的“ADK STAB AO-80”、“ADKSTAB AO-60”、“ADK STAB AO-50”、“ADK STAB AO-40”、“ADK STAB AO-30”、“ADK STAB AO-20”和“ADK STAB AO-330”以及由Sumitomo Chemical Company,Limited制备的“SumilizerGA-80”、“Sumilizer GM”和“Sumilizer GS”;亚磷酸酯化合物,例如由BASF制备的“Irgafos38”(双(2,4-二叔丁基-6-甲基苯基)-乙基-亚磷酸酯)、“Irgafos 168”、“Irgafos TNPP”和“Irgafos P-EPQ”;以及羟胺化合物,例如由BASF制备的“Irgastab FS-042”。
此外,化合物(e3)中的生育酚化合物的具体实例包括以下化合物。
化合物(e3)中的生育三烯酚化合物的具体实例包括以下化合物。
[制备树脂组合物的方法]
制备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混炼具有源自生物质的碳原子的树脂(组分(A)等等)以及必要时的组分(B)、组分(C)、组分(D)和其他组分(E)的方法;以及在溶剂中溶解具有源自生物质的碳原子的树脂(组分(A)等等)以及必要时的组分(B)、组分(C)、组分(D)和其他组分(E)的方法。用于熔融混炼的方法没有特别限制,并且其实例包括双螺杆挤出机、亨舍尔混合机、班伯里混炼机、单螺杆挤出机、多螺杆挤出机和共混炼机。
<树脂成型品>
根据示例性实施方式的树脂成型品包含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的成分相同的组成。
从形状高自由度的角度而言,作为成型根据示例性实施方式的树脂成型品的方法,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优选为例如160℃至280℃,并且更优选为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优选为例如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通过使用市售设备进行,市售设备如由Nissei Plastic IndustrialCo.,Ltd.制造的NEX500、由Nissei Plastic Industrial Co.,Ltd.制造的NEX150、由Nissei Plastic Industrial Co.,Ltd.制造的NEX7000、由Nissei Plastic IndustrialCo.,Ltd.制造的PNX40和由Sumitomo Heavy Industries,Ltd.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、真空成型和传递成型等。
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、办公设备、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具体应用包括电子和电气设备或家用电器的壳体;电子和电气设备或家用电器的各种部件;汽车内饰件;分段装配玩具;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;和片材。
实施例
将参考以下实施例进一步具体描述根据示例性实施方式的树脂组合物和树脂成型品。在不脱离示例性实施方式的精神的情况下,可以适当地改变以下实施例中描述的材料、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限制性地解释为以下具体实施例。
<每种材料的准备>
准备以下材料。
[具有源自生物质的碳原子的树脂]-纤维素酰化物(A)-
·CA1:由Eastman Chemical Company制备的“CAP482-20”,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:由Eastman Chemical Company制备的“CAP482-0.5”,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:由Eastman Chemical Company制备的“CAP504-0.2”,乙酸丙酸纤维素,重均聚合度:133,乙酰基取代度:2.09,丙酰基取代度:0.04
·CA4:由Eastman Chemical Company制备的“CAB171-15”,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
·CA7:由Daicel Corporation.制备的“L50”,二乙酰纤维素,重均聚合度:570
·CA8:由Daicel Corporation.制备的“LT-35”,三乙酰纤维素,重均聚合度:385
·RC1:由Eastman Chemical Company制备的“Tenite propionate360A4000012”,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
上述产物包含对应于组分(C)的己二酸二辛酯。上述产品中包含的乙酸丙酸纤维素为88重量%,并且上述产品中包含的己二酸二辛酯为12重量%。
·RC2:由Eastman Chemical Company制备的“Treva GC6021”,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
上述产品包含对应于组分(D)的化学物质。
CA1满足以下(2)、(3)和(4)。CA2满足以下(4)。(2)当用四氢呋喃作为溶剂通过GPC方法进行测量时,以聚苯乙烯计的重均分子量(Mw)为160000至250000,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)当根据ISO 11443:1995在230℃用毛细测定仪进行测量时,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板试件(JIS K7139:2009规定的D11试件,60mm×60mm,厚度为1mm)在温度为65℃且相对湿度为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%。
-除纤维素酰化物(A)以外的具有源自生物质的碳原子的树脂-
·PE1:由Nature Works LLC制备的“Ingeo3001D”,聚乳酸
·PE2:由Braskem S.A制备的“Braskem SGF4950”,生物来源的聚乙烯
·PA1:由Arkema S.A制备的“RILSAN”,聚酰胺11(通过十一烷内酰胺的开环缩聚而获得的聚酰胺)
·PH1:由Monsanto Company制备的“Biopole”,聚(3-羟基丁酸)
[酯化合物(B)]
·LU1:由FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制备的“STEARYLSTEARATE”,硬脂酸十八醇酯
由式(1)表示的化合物,R11的碳原子数:17,R12的碳原子数:18
·LU2:由FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制备的“ETHYLENE GLYCOLDISTEARATE”,乙二醇二硬脂酸酯
由式(2)表示的化合物,R21的碳原子数:17,R22的碳原子数:17
·LU3:由FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制备的“GLYCERYLDISTEARATE”,甘油二硬脂酸酯
由式(3)表示的化合物,R31的碳原子数:17,R32的碳原子数:17
·LU4:由Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制备的“Decyl Decanoate”,癸酸癸酯
由式(1)表示的化合物,R11的碳原子数:9,R12的碳原子数:10
·LU5:由Larodan Fine Chemicals制备的“LAURYL LAURATE”,月桂酸月桂酯
由式(1)表示的化合物,R11的碳原子数:11,R12的碳原子数:12
·LU6:由FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制备的“DOCOSYLDOCOSANOATE”,二十二烷酸二十二烷基酯
由式(1)表示的化合物,R11的碳原子数:21,R12的碳原子数:22
[增塑剂(C)]
·PL1:由Cardolite制备的“NX-2026”,腰果酚,分子量:298至305
·PL4:由Cardolite制备的“Ultra LITE 513”,腰果酚的缩水甘油醚,分子量:354至361
·PL6:由Daihachi Chemical Industry Co.,Ltd.制备的“Daifatty 101”,含己二酸酯的化合物,分子量:326至378
[热塑性弹性体(D)]
·EL1:由Mitsubishi Chemical Corporation制备的“METABLEN W-600A”,具有芯-壳结构的聚合物(d2),其中壳层通过使“甲基丙烯酸甲酯均聚物橡胶”接枝聚合到对应于芯层的“丙烯酸2-乙基己酯和丙烯酸正丁酯的均聚物橡胶”而获得的聚合物,平均一次粒径为200nm
·EL5:由KANEKA CORPORATION制备的“Kane Ace B-564”,甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚(MBS)树脂,具有芯-壳结构的聚合物(d1)
·EL6:由Galata Chemicals(Artek)制备的“Blendex 338”,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)芯-壳,具有芯-壳结构的聚合物(d1)
·EL7:由Kraton Corporation制备的“Kraton FG1924G”,苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)(d4)
·EL8:由Lubrizol制备的“Estane ALR 72A”,聚氨酯(d5)
·EL9:由Du Pont-Toray Co.,Ltd.制备的“Hytrel 3078”,芳香族聚酯共聚物,聚酯(d6)
[其他组分(E)]
·PM1:由Asahi Kasei Corporation.制备的“DELPET 720V”,聚甲基丙烯酸甲酯
·ST1:由BASF制备的“Irganox B225”,四[3-(3',5'-二叔丁基-4'-羟基苯基)丙酸]季戊四醇和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的混合物,混合比(重量比):1/1
·ST2:由Eastman Chemical Company制备的“Epoxidized octyl tallate”,环氧化妥尔油酸辛酯
<树脂组合物的制备和树脂成型品的注射成型(D2试件的制作)>[实施例1至30和比较例1至6]
在表1或2中所示的各组分的含量比和混炼温度下,用双螺杆混炼机(TEX 41SS,由Toshiba Machine Co.,Ltd.制造)进行混炼,以获得颗粒状的树脂组合物。依照ISO294-3:2002中定义的方法,用所得的颗粒状的树脂组合物,在不超过180Mpa的注射峰值压力,以及表1或2中所示的成型温度和模具温度的条件下,通过使用注射成型机(NEX 500I,由NisseiPlastic Industrial Co.,Ltd.制造)对D2试件(60mm×60mm×厚度为2mm)进行成型。
<源自生物质的碳原子的含量的测量>
用得到的颗粒状的树脂组合物,基于ASTM D 6866:2012的规定测量树脂组合物中全部碳原子中14C的丰度,并计算源自生物质的碳原子的含量。
结果示于表1和2中。
<与蒸馏水的接触角的测量>
对于得到的D2试件,使用接触角计(OCA 15EC,由EKO Instruments制造)通过基于ISO 15989:2004的方法测量与蒸馏水的接触角(度)。
测量结果示于表1和2中。
<穿刺冲击强度(自由落镖法冲击试验的总穿透能)的测量>
根据ISO 7765-2:1994,自由落镖法冲击试验的总穿透能(J)是在撞击质量为5kg,下落高度为0.66m,并且试件厚度为2mm的条件下测得的。总穿透能的值越大,穿刺冲击强度越优异。
评价结果示于表1和2中。
<穿刺冲击强度/拉伸模量值的计算>-拉伸模量的测量-
用得到的颗粒状树脂组合物,在注射峰值压力不超过180MPa的料筒温度下通过使用注射成型机(由Nissei Plastic Industrial Co.,Ltd.制造的NEX 500)对ISO多功能哑铃形试件(测量部分厚度为4mm,宽度为10mm)进行成型。
用得到的ISO多功能哑铃形试件,通过使用依照ISO 527-1:2012的方法测量拉伸模量(MPa)。将上述得到的自由落镖法冲击试验的总穿透能(J)/拉伸模量(MPa)的值计算为穿刺冲击强度/拉伸模量的值。穿刺冲击强度/拉伸模量的值越大,随时间保持的穿刺冲击强度越优异。
评价结果示于表1和2中。
表1和2中各组分含量的单位是质量份。
从以上结果可知,与比较例的树脂组合物相比,本实施例的树脂组合物可以获得穿刺冲击强度优异的树脂成型品。
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 (15)
1.一种树脂组合物,其包含具有源自生物质的碳原子的树脂,其中,通过ISO 294-3:2002中定义的方法由所述树脂组合物制成的D2试件与蒸馏水的接触角为65度至85度,所述接触角通过ISO 15989:2004中定义的方法测量。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,相对于所述树脂组合物中碳原子的总量,ASTM D6866:2012中定义的树脂组合物中源自生物质的碳原子的含量为30%以上。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的树脂组合物,其中,所述具有源自生物质的碳原子的树脂包含纤维素酰化物(A)。
4.根据权利要求3所述的树脂组合物,其中,所述纤维素酰化物(A)是选自由乙酸丙酸纤维素(CAP)和乙酸丁酸纤维素(CAB)组成的组中的至少一种化合物。
5.根据权利要求3或权利要求4所述的树脂组合物,其中,相对于所述树脂组合物,所述纤维素酰化物(A)的含量为50重量%以上。
7.根据权利要求6所述的树脂组合物,其中,所述具有源自生物质的碳原子的树脂包含纤维素酰化物(A),并且所述酯化合物(B)与所述纤维素酰化物(A)的重量比(B/A)为0.0025至0.1。
8.根据权利要求5或权利要求7所述的树脂组合物,其中,所述酯化合物(B)与所述具有源自生物质的碳原子的树脂(ABio)的重量比(B/ABio)为0.005至0.05。
9.根据权利要求1至权利要求8中任一项所述的树脂组合物,其进一步包含增塑剂(C)。
11.根据权利要求8或权利要求9所述的树脂组合物,其中,所述增塑剂(C)包含腰果酚化合物。
12.根据权利要求1至权利要求11中任一项所述的树脂组合物,其进一步包括热塑性弹性体(D)。
13.根据权利要求12所述的树脂组合物,其中,所述热塑性弹性体(D)包含选自由芯-壳结构聚合物(d1)和烯烃聚合物(d2)组成的组中的至少一种,所述芯-壳结构聚合物(d1)具有芯层和在所述芯层的表面上含有(甲基)丙烯酸烷基酯聚合物的壳层,而所述烯烃聚合物(d2)是α-烯烃和(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物并且包含60重量%以上的源自所述α-烯烃的构成单元。
14.一种树脂成型品,其包含权利要求1至权利要求13中任一项所述的树脂组合物。
15.根据权利要求14所述的树脂成型品,其中,所述树脂成型品是注射成型品。
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