CN111406094A - 聚丙烯树脂组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚丙烯树脂组合物,其中,含有聚丙烯树脂、具有极性官能团的弹性体和填充材料。本发明的聚丙烯树脂组合物能够良好地适用于音响设备、电器产品、交通工具、建筑物、工业用设备等制品。

Description

聚丙烯树脂组合物
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯树脂组合物及其制造方法。更详细而言,涉及在音响设备、电器产品、交通工具、建筑物、工业用设备等中能够作为减振材料使用的聚丙烯树脂组合物及其制造方法,以及对树脂组合物赋予减振性的添加剂和含有该聚丙烯树脂组合物的减振材料。
背景技术
近年来,各种设备都被要求采取振动对策,特别是在汽车、家电制品、精密设备等领域,振动对策已成为必需。一般而言,作为减振性高的材料,可以列举:将金属板和橡胶、沥青等振动吸收原材料贴合而成的材料;或者,在金属板中夹入振动吸收原材料而成的减振钢板那样的复合型材料。这些减振材料利用刚性高的金属板来保持形状,并利用振动吸收原材料来吸收振动。另外,作为仅由金属组成的材料,则可以列举:利用双晶或铁磁性将动能转化为热能而吸收振动的合金型材料。但是,对于复合型材料而言,由于贴合不同的原材料,在成型加工性上受到限制,并且,由于使用了金属钢板,存在制品自身变重的问题。另外,对于合金型材料而言,由于只使用了金属,因此也较重,并且,其减振性能是不充分的。
对于这样的现有技术,提出了具有振动抑制功能的功能性树脂组合物。例如,在专利文献1中公开了一种减振性树脂成型品,其特征在于,其是由聚丙烯类树脂组合物成型而得到的减振性树脂成型品,上述树脂组合物是通过向结晶性聚丙烯(PP)中添加并混合高密度聚乙烯(PE)、芳香族烃树脂而得到树脂成分,并在所得到的树脂成分中混合增强性无机填充剂而形成的,并且,在上述树脂组合物中还添加并混合芳香族乙烯基-共轭二烯类嵌段共聚物的氢化物作为树脂成分。
[现有技术文献]
专利文献
专利文献1:日本特开平5-331329号公报。
发明内容
本发明涉及以下的[1]~[6]。
[1]一种聚丙烯树脂组合物,其中,含有聚丙烯树脂、具有极性官能团的弹性体和填充材料。
[2]一种聚丙烯树脂组合物的制造方法,其中,包括:将添加剂和聚丙烯树脂熔融混炼的工序,该添加剂含有具有极性官能团的弹性体与填充材料的熔融混炼物。
[3]一种聚丙烯树脂组合物的制造方法,其中,包括:将具有极性官能团的弹性体、填充材料和聚丙烯树脂熔融混炼的工序。
[4]如上述[3]所述的制造方法,其中,通过将含有聚丙烯树脂和填充剂的预混炼物A与含有聚丙烯树脂、具有极性官能团的弹性体和填充剂的预混炼物B熔融混炼,来实施将具有极性官能团的弹性体、填充材料和聚丙烯树脂熔融混炼的工序。
[5]一种添加剂,其中,含有具有极性官能团的弹性体与填充材料的熔融混炼物。
[6]一种减振材料,其中,含有上述[1]所述的聚丙烯树脂组合物或利用上述[2]~[4]中任一项所述的制造方法制造的聚丙烯树脂组合物。
具体实施方式
然而,对于专利文献1的聚丙烯树脂组合物而言,虽然在室温下的减振性得到了提高,但在高温区域的减振性的提高较小,并且,弯曲弹性模量反而降低了。
本发明涉及维持弹性模量并且在宽的温度区域内减振性优异的聚丙烯树脂组合物及其制造方法、用于树脂组合物的添加剂和含有该聚丙烯树脂组合物的减振材料。
利用本发明,能够提供维持弹性模量并且减振性优异的聚丙烯树脂组合物及其制造方法、用于树脂组合物的添加剂和含有该聚丙烯树脂组合物的减振材料。
本发明的发明人新发现了如下现象:通过在聚丙烯树脂组合物中所添加的弹性体与填充剂之间产生某些化学键合而强化它们的界面,不仅能够维持聚丙烯树脂组合物的弹性模量,并且其减振性得到了提高。并且,确认到:与专利文献1中所述那样没有强化弹性体与填充剂之间的界面的情况相比,减振性和耐冲击性也有进一步的提高。该机理尚不确定,但推测如下:通过强化弹性体与填充剂的界面,从而能够增大弹性体的应变能(strainenergy)。
本发明的聚丙烯树脂组合物含有聚丙烯树脂、具有极性官能团的弹性体和填充材料。
[聚丙烯树脂]
聚丙烯树脂是在聚合物的主链中包含优选30mol以上的亚丙基的重复单元的树脂。在本发明中,可以没有特别限定地使用聚丙烯均聚物、无规聚丙烯、嵌段聚丙烯、氯化聚丙烯、羧酸改性聚丙烯和它们的衍生物以及它们的混合物。
对于本发明中所使用的聚丙烯树脂没有特别限定,优选使用重均分子量为5000~500000的聚丙烯。
关于聚丙烯树脂的流动性,从成型加工的容易性的观点考虑,例如,对熔体流动速率(MFR)基于JIS K7210进行测定时,希望优选为2.0g/10min以上、更优选为4.0g/10min以上,另一方面,优选为50g/10min以下、更优选为30g/10min以下。
关于聚丙烯树脂的熔点,优选为120℃以上,更优选为125℃以上,另一方面,优选为170℃以下,更优选为165℃以下。
关于本发明的聚丙烯树脂组合物中的聚丙烯树脂的量,从得到发挥所希望的弹性模量的成型体和减振材料的观点考虑,优选为35质量%以上,更优选为45质量%以上,进一步优选为55质量%以上。另一方面,从得到发挥所希望的减振性的成型体和减振材料的观点考虑,优选为85质量%以下,更优选为75质量%以下,进一步优选为65质量%以下。
[具有极性官能团的弹性体]
关于具有极性官能团的弹性体的极性官能团和弹性体的详细情况,以后叙述,作为这样的弹性体,例如,可以列举马来酸酐改性的聚苯乙烯-氢化聚丁二烯共聚物(SEBS)、马来酸酐改性的聚苯乙烯-异丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SIBS)、马来酸酐改性的聚苯乙烯-乙烯-丁烯-聚烯烃嵌段共聚物(SEBC)、环氧改性的聚苯乙烯-氢化聚丁二烯共聚物(SEBS)等,从提高减振性和耐冲击性的观点考虑,优选为马来酸酐改性SEBS。对于具有极性官能团的弹性体,可以使用1种或2种以上。
在本发明的聚丙烯树脂组合物中,关于具有极性官能团的弹性体的含量,从提高减振性的观点考虑,相对于聚丙烯树脂100质量份,优选为5质量份以上,更优选为10质量份以上,进一步优选为15质量份以上;从抑制弯曲弹性模量下降的观点考虑,优选为60质量份以下,更优选为50质量份以下,进一步优选为40质量份以下,更进一步优选为35质量份以下,更进一步优选为30质量份以下。另外,在含有2种以上的具有极性官能团的弹性体时的含量为它们的合计量。
作为具有极性官能团的弹性体的极性官能团,只要能够与上述填充材料键合,就没有特别限定,例如,可以列举酯基、酰胺基、羟基、羧基、氨基、酸酐基、环氧基和碳化二亚胺基等,从反应性的观点考虑,优选为作为反应性官能团的羟基、羧基、氨基、酸酐基、环氧基,更优选为酸酐基、环氧基,进一步优选为酸酐基,进一步优选为马来酸酐基。酸酐基还可以与其它的基团(例如,碳化二亚胺基等)键合。导入于弹性体的极性官能团可以为1种,也可以为2种以上。
对于极性官能团的加成量没有特别限定,可以根据极性官能团和弹性体的种类而适当选择。例如,在具有极性官能团的弹性体为马来酸酐改性的聚苯乙烯-氢化聚丁二烯共聚物(SEBS)等马来酸酐改性弹性体的方式中,从抑制弹性模量下降以及提高减振性和耐冲击性的观点考虑,相对于加成前的弹性体100质量份,极性官能团优选为0.05质量份以上,更优选为0.1质量份以上,进一步优选为0.3质量份以上。另一方面,从相同的观点考虑,优选为10质量份以下,更优选为5质量份以下,进一步优选为3质量份以下。另外,关于本方式中的马来酸酐等酸酐的加成量,可以利用酸值滴定进行测定。
作为具有极性官能团的弹性体的弹性体,可以使用公知的热塑性弹性体作为减振性弹性体。从提高在高温区域和低温区域的减振性的观点考虑,热塑性弹性体的玻璃化转变温度Tg优选为-40℃以上,优选40℃以下。另外,利用弹性体的粘弹性测定得到的tanδ的峰值优选为0.5以上,更优选为0.8以上,进一步优选为1.0以上。进一步,tanδ为0.5以上的温度区域优选为10℃以上,更优选为20℃以上,从提高在高温区域和低温区域的减振性的观点考虑,tanδ为0.5以上的温度区域优选为-40℃~40℃的温度区域。作为热塑性弹性体,例如,优选选自苯乙烯类热塑性弹性体、烯烃类热塑性弹性体、聚酯类热塑性弹性体、聚酰胺类热塑性弹性体、聚氨酯类热塑性弹性体、腈类热塑性弹性体、氟类热塑性弹性体、聚丁二烯类热塑性弹性体和有机硅类热塑性弹性体中的至少1种,从提高在高温区域和低温区域的减振性的观点考虑,优选苯乙烯类热塑性弹性体。另外,在本说明书中,高温区域是指35℃~80℃,低温区域是指-30℃~10℃。
苯乙烯类热塑性弹性体(以下,有时称为“苯乙烯类弹性体”。)由嵌段A和嵌段B组成,其中,嵌段A是由构成硬链段的苯乙烯类化合物聚合而成,嵌段B是由构成软链段的共轭二烯聚合而成。作为用于聚合物嵌段A的苯乙烯类化合物,例如,可以列举:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、1,3-二甲基苯乙烯等苯乙烯化合物;乙烯基萘、乙烯基蒽等具有乙烯基的多环芳香族化合物等。这些中,优选苯乙烯化合物的聚合物,更优选苯乙烯的聚合物。作为用于聚合物嵌段B的共轭二烯,例如,可以列举丁二烯、异戊二烯、丁烯、异丁烯、乙烯、1,3-戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯等,优选列举将选自这些共轭二烯单体中的1种或2种以上聚合而成的嵌段共聚物,更优选列举聚异戊二烯、聚丁二烯、聚异丁烯、聚乙烯、聚丁烯、以及异戊二烯与丁二烯的共聚物。另外,还可以在嵌段B中共聚在上述聚合物嵌段A中使用的苯乙烯类化合物。对于各种共聚物而言,作为其形态,可以选择无规共聚物、嵌段共聚物以及锥形共聚物中的任意形态。另外,还可以为被氢化的结构。
作为这样的苯乙烯类弹性体的具体例,例如,可以列举:聚苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物(SIS)、聚苯乙烯-聚丁二烯共聚物(SBS)、聚苯乙烯-氢化聚丁二烯共聚物(SEBS)、聚苯乙烯-氢化聚异戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、聚苯乙烯-乙烯基-聚异戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SHIVS)、聚苯乙烯-异丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SIBS)、聚苯乙烯-乙烯-丁烯-聚烯烃(优选聚丙烯)嵌段共聚物(SEBC)、聚苯乙烯-氢化聚丁二烯-氢化聚异戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物、聚苯乙烯-氢化聚丁二烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物等。这些可以单独使用一种,也可以并用两种以上。在本发明中,优选SEBS、SHVIS、SBS、SIS、SIBS、SEBC,更优选SEBS。
从提高在高温区域和低温区域的减振性的观点考虑,苯乙烯类弹性体中的苯乙烯含量优选为10质量%以上,更优选为15质量%以上,并且优选为80质量%以下,更优选为70质量%以下。关于苯乙烯类弹性体中的苯乙烯含量,可以利用公知的方法(例如,利用NMR)进行测定。
具有极性官能团的弹性体可以应用公知的方法来制备。例如,可以使具有极性官能团的化合物(例如马来酸酐等)与弹性体直接反应,也可以利用共聚而在弹性体中导入具有极性官能团的聚合物,还可以利用弹性体与具有极性官能团的成分的混合而制备,优选使具有极性官能团的化合物直接反应。根据需要,也可以使用公知的聚合引发剂。作为弹性体与具有极性官能团的化合物的比率,例如,相对于弹性体100质量份,具有极性官能团的化合物优选为0.05~3质量份。另外,从减振性、耐冲击性的观点考虑,优选除去残留单体。作为除去残留单体的方法,有利用有机溶剂的清洗、抽吸排气、气化等,优选为利用有机溶剂的清洗。
[填充材料]
作为填充材料,只要是公知的填充剂中的具有极性官能团的填充剂,就没有特别限定。在极性官能团中,优选为与具有极性官能团的弹性体键合的反应性官能团。另外,在具有反应性官能团的填充材料中,可以列举板状的填充剂、粒状的填充剂、针状的填充剂、纤维状的填充剂等,优选为板状的填充剂。对于本发明的填充材料,可以使用1种或2种以上。
所谓“与弹性体键合”是指任意的化学键合。可以列举氢键、离子键、共价键等。作为键,优选强的键。
作为反应性官能团,可以列举羟基、羧基、氨基等,优选为羟基,更优选为硅烷醇基。
作为具有这样的反应性官能团的填充剂,可以列举云母、滑石、玻璃填料、纤维素填料、氢氧化铝、氢氧化镁、二氧化硅等,优选为云母、滑石、玻璃填料,更优选为云母。
另外,也可以将碱土金属的碳酸盐(例如,碳酸镁、碳酸钙等)作为填充剂而优选地使用。即,作为本发明的优选的填充剂,可以例示选自云母、滑石、玻璃填料、碳酸钙、纤维素填料、氢氧化铝、氢氧化镁和二氧化硅中的1种以上的填充剂。
从使弹性体与填充剂的相互作用更强的观点考虑,可以进行使填充剂的粒径变小等的处理,以增大界面粘接面。
在本发明的聚丙烯树脂组合物中,关于填充材料的含量,从提高弯曲弹性模量的观点考虑,相对于聚丙烯树脂100质量份,优选为5质量份以上,更优选为10质量份以上,进一步优选为15质量份以上;从抑制减振性下降的观点考虑,优选为70质量份以下,更优选为65质量份以下,进一步优选为60质量份以下。另外,在含有2种以上的填充材料时的含量是它们的合计量。
[马来酸酐改性聚烯烃]
本发明的聚丙烯树脂组合物还可以含有马来酸酐改性聚烯烃。混合有这样的成分的聚丙烯树脂组合物的成型体其强度和/或减振性得到了提高,因而更优选。作为马来酸酐改性聚烯烃,优选马来酸酐改性聚丙烯,在本发明中,可以使用市售品,例如,三洋化成工业株式会社制造的“YOUMEX”。
在本发明的聚丙烯树脂组合物中,关于马来酸酐改性聚烯烃的含量,从强度和/或减振性的观点考虑,相对于聚丙烯树脂100质量份,优选为0.1质量份以上,更优选为0.3质量份以上,进一步优选为0.5质量份以上;从性价比的观点考虑,优选为2.0质量份以下,更优选为1.5质量份以下,进一步优选为0.7质量份以下。
[任意成分]
本发明的聚丙烯树脂组合物中,在不损害本发明的效果的范围内,作为上述以外的其他的成分,可以含有扩链剂、增塑剂、有机结晶成核剂、无机结晶成核剂、水解抑制剂、阻燃剂、抗氧化剂、烃系蜡类或阴离子型表面活性剂之类的润滑剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、防雾剂、光稳定剂、颜料、防霉剂、抗菌剂、发泡剂等。另外,同样在不损害本发明的效果的范围内,还可以含有其他的高分子材料或其他的树脂组合物。
[聚丙烯树脂组合物的制造方法的示例]
作为本发明的聚丙烯树脂组合物的制造方法的具体例,可以列举如下制造方法,其包括将添加剂和聚丙烯树脂熔融混炼的工序,该添加剂含有具有极性官能团的弹性体与填充材料的熔融混炼物。作为制造方法的更优选的方式,可以列举如下制造方法,其包括:将含有具有极性官能团的弹性体和填充材料的混合物熔融混炼的工序(1);和将上述工序(1)中得到的混炼物与聚丙烯树脂熔融混炼的工序(2)。作为进一步优选的方式,可以列举如下制造方法,其包括:将由具有极性官能团的弹性体和填充材料组成的混合物熔融混炼的工序(1);和将上述工序(1)中得到的混炼物与聚丙烯树脂熔融混炼的工序(2)。关于熔融混炼,可以使用密闭式捏合机、单螺杆或双螺杆的挤出机、开放式辊型混炼机等公知的混炼机。在熔融混炼后,可以利用公知的方法将熔融混炼物干燥或冷却。另外,也可以预先使用亨舍尔混合机、高速混合机等将原料均匀混合后,将其供于熔融混炼。
关于具有极性官能团的弹性体与填充材料的优选的比率、含有熔融混炼物的添加剂或工序(1)中得到的混炼物与聚丙烯树脂的优选的比率,可以基于前述的本发明的聚丙烯树脂等中所记载的数值范围而计算出。
作为本发明的聚丙烯树脂组合物的制造方法的另外的其他的具体例,可以列举如下制造方法,其包括:将具有极性官能团的弹性体、填充材料和聚丙烯树脂熔融混炼的工序(简称为“一起工序”)。关于熔融混炼,可以使用上述的公知的混炼机,关于各成分的优选的比率,可以基于前述的本发明的聚丙烯树脂等中所记载的数值范围而计算出。
作为用于实施上述一起工序的优选的方式之一,可以列举:将构成聚丙烯树脂组合物的上述各成分分为两个组,再将两者熔融混炼的方式。更具体而言,可以列举:将含有聚丙烯树脂和填充剂的预混炼物A与含有聚丙烯树脂、具有极性官能团的弹性体和填充剂的预混炼物B熔融混炼的方式。通过以这样的方式实施一起工序,能够发挥如下的效果:进一步提高所得到的树脂组合物的成型体的弯曲强度和耐热性,或者在维持弯曲强度和耐热性的情况下提高减振性。发挥这样的效果的机理尚不确定,但推测如下:在各预混炼物中促进了成分之间的相互作用,其结果,引起了成型体性质的提高。
<聚丙烯树脂>
在本方式中,聚丙烯树脂分配在预混炼物A和预混炼物B中而使用。预混炼物A中的聚丙烯树脂的种类可以与预混炼物B中的聚丙烯树脂的种类相同,也可以不同。关于预混炼物A和预混炼物B中的聚丙烯树脂的含量的合计量(与前述的本发明的聚丙烯树脂组合物中的聚丙烯树脂的含量相同),在所得到的聚丙烯树脂组合物中,优选为35质量%以上,更优选为45质量%以上,进一步优选为55质量%以上,另一方面,优选为85质量%以下,更优选为75质量%以下,进一步优选为65质量%以下。对于预混炼物A中的聚丙烯树脂与预混炼物B中的聚丙烯树脂的比率(预混炼物A:预混炼物B)没有特别限定,从混合性的观点考虑,以质量比计,优选为20:80~80:20,更优选为30:70~70:30,进一步优选为40:60~60:40。
<填充剂>
在本方式中,填充剂分配在预混炼物A和预混炼物B中而使用。预混炼物A中的填充剂的种类可以与预混炼物B中的填充剂的种类相同,也可以不同。关于预混炼物A和预混炼物B中的填充剂的含量的合计量(与前述的本发明的聚丙烯树脂组合物中的填充剂的含量相同),相对于聚丙烯树脂100质量份,优选为5质量份以上,更优选为10质量份以上,进一步优选为15质量份以上,另一方面,优选为70质量份以下,更优选为65质量份以下,进一步优选为60质量份以下。对于预混炼物A中的填充剂与预混炼物B中的填充剂的比率(预混炼物A:预混炼物B)没有特别限定,从分散性和促进相互作用的观点考虑,以质量比计,优选为10:90~50:50,更优选为20:80~45:55,进一步优选为7:25~11:20。
<具有极性官能团的弹性体>
在本方式中,具有极性官能团的弹性体混合在预混炼物B中。关于预混炼物A和预混炼物B中的该弹性体的含量的合计量,相对于聚丙烯树脂100质量份,优选为5质量份以上,更优选为10质量份以上,进一步优选为15质量份以上,另一方面,优选为70质量份以下,更优选为65质量份以下,进一步优选为60质量份以下。
<预混炼物A>
预混炼物A含有聚丙烯树脂和填充剂。
从分散性和混合性的观点考虑,预混炼物A中的聚丙烯树脂的含量优选为60质量%以上,更优选为70质量%以上,进一步优选为80质量%以上,另一方面,优选为93质量%以下,更优选为90质量%以下,进一步优选为88质量%以下。
预混炼物A中能够混合的填充剂如上所述,优选为选自云母、滑石、玻璃填料、碳酸钙、纤维素填料、氢氧化铝、氢氧化镁和二氧化硅中的1种以上的填充剂,从提高弯曲强度和耐热性的观点考虑,更优选含有玻璃填料。从发挥所希望的效果的观点考虑,预混炼物A中的填充剂的含量优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,进一步优选为12质量%以上,另一方面,优选为35质量%以下,更优选为30质量%以下,进一步优选为20质量%以下。
对于预混炼物A而言,从提高聚丙烯树脂组合物的成型体的强度和/或减振性的的观点考虑,优选还含有马来酸酐改性聚烯烃。从发挥所希望的效果的观点考虑,预混炼物A中的马来酸酐改性聚烯烃的含量优选为0.2质量%以上,更优选为0.5质量%以上,进一步优选为0.9质量%以上,另一方面,优选为2.0质量%以下,更优选为1.5质量%以下,进一步优选为1.1质量%以下。
对于预混炼物A而言,只要不降低成型体的物性,也可以含有前述的各成分以外的任意成分。
预混炼物A可以通过使用前述的混炼机将各成分熔融混炼而制备。
<预混炼物B>
预混炼物B含有聚丙烯树脂、具有极性官能团的弹性体和填充剂。
从分散性和混合性的观点考虑,预混炼物B中的聚丙烯树脂的含量优选为30质量%以上,更优选为35质量%以上,进一步优选为38质量%以上,另一方面,优选为55质量%以下,更优选为50质量%以下,进一步优选为46质量%以下。
预混炼物B中能够混合的具有极性官能团的弹性体如上所述,从提高减振性的观点考虑,优选为选自马来酸酐改性的聚苯乙烯-氢化聚丁二烯共聚物(SEBS)、马来酸酐改性的聚苯乙烯-异丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SIBS)、马来酸酐改性的聚苯乙烯-乙烯-丁烯-聚烯烃嵌段共聚物(SEBC)、和环氧改性的聚苯乙烯-氢化聚丁二烯共聚物(SEBS)中的1种以上。从发挥所希望的效果的观点考虑,预混炼物B中的具有极性官能团的弹性体的含量优选为25质量%以上,更优选为30质量%以上,进一步优选为35质量%以上,另一方面,优选为50质量%以下,更优选为45质量%以下,进一步优选为41质量%以下。
预混炼物B中能够混合的填充剂如上所述,优选为选自云母、滑石、玻璃填料、碳酸钙、纤维素填料、氢氧化铝、氢氧化镁和二氧化硅中的1种以上的填充剂,从提高减振性的观点考虑,更优选含有碳酸钙。从发挥所希望的效果的观点考虑,预混炼物B中的填充剂的含量优选为10质量%以上,更优选为15质量%以上,进一步优选为18质量%以上,另一方面,优选为35质量%以下,更优选为30质量%以下,进一步优选为20质量%以下。
对于预混炼物B而言,只要不降低成型体的物性,也可以含有前述的各成分以外的任意成分。
预混炼物B可以通过使用前述的混炼机将各成分熔融混炼而制备。
<本方式的聚丙烯树脂组合物的制造方法>
使用前述的混炼机或公知的注射成型机,将上述的预混炼物A和预混炼物B一起熔融混炼,由此,能够制造聚丙烯树脂组合物。
[添加剂]
本发明的添加剂包含具有极性官能团的弹性体与填充剂的熔融混炼物,除了熔融混炼物以外,在不损害本发明的效果的范围内,可以任意地含有扩链剂、增塑剂、有机结晶成核剂、无机结晶成核剂、水解抑制剂、阻燃剂、抗氧化剂、烃系蜡类或阴离子型表面活性剂之类的润滑剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、防雾剂、光稳定剂、颜料、防霉剂、抗菌剂、发泡剂等。另外,本发明的添加剂中还可以含有一起熔融混炼的树脂的一部分(例如,添加剂中的0.1~50.0质量%)。本发明的添加剂可以作为各种树脂的添加剂使用。
作为成为添加本发明的添加剂的对象的树脂,例如,除了前述的聚丙烯树脂以外,还可以列举聚乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、氯乙烯树脂、ABS树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂等。如上所述,通过将这样的添加剂与树脂熔融混炼,能够提高所得到的树脂组合物的减振性和耐冲击性。
关于添加剂中的具有极性官能团的弹性体的含量,从减振性和耐冲击性的观点考虑,优选为10.0质量%以上,更优选为15.0质量%以上,进一步优选为20.0质量%以上;从相同的观点考虑,优选为55.0质量%以下,更优选为50.0质量%以下,进一步优选为45.0质量%以下。关于添加剂中的填充材料的含量,从减振性和耐冲击性的观点考虑,优选为20.0质量%以上,更优选为30.0质量%以上,进一步优选为40.0质量%以上;从相同的观点考虑,优选为90.0质量%以下,更优选为85.0质量%以下,进一步优选为80.0质量%以下。本发明的添加剂的优选的方式之一,是由具有极性官能团的弹性体和填充材料组成添加剂。
具有极性官能团的弹性体中,有时残留有加成了极性官能团的未反应物。从提高本发明的效果的观点考虑,优选除去该未反应物,作为除去的方法,优选溶剂清洗、蒸馏除去,其中,优选溶剂清洗,更优选丙酮清洗。
在制备上述的添加剂、聚丙烯树脂组合物、预混炼物A或预混炼物B时,由于所使用的原料的种类有所不同,不能一概地设定熔融混炼温度、熔融混炼时间,但优选以170℃~240℃优选熔融混炼15秒~900秒。
通过应用注射成型、挤出成型、热成型等各种成型加工方法,本发明的聚丙烯树脂组合物能够合适地用作音响设备、电器产品、建筑物、工业用设备等制品或者它们的部件或框体所使用的减振材料。
例如,在利用注射成型制造含有本发明的聚丙烯树脂组合物的部件或框体时,通过将上述聚丙烯树脂组合物的粒料填充至注射成型机中,并将其注入到模具内进行成型而得到。
关于注射成型,可以使用公知的注射成型机。例如,可以列举具有料筒和插入其内部的螺杆作为主要的构成要素的成型机[J75E-D、J110AD-180H(株式会社日本制钢所制造)等]。此外,也可以将上述聚丙烯树脂组合物的原料供给至料筒,直接进行熔融混炼,但优选将预熔融混炼后的原料填充至注射成型机中。
另外,在应用注射成型以外的成型方法的情况下,只要按照公知的方法进行成型即可,没有特别限定。
[成型体或减振材料]
本发明的聚丙烯树脂组合物的成型体或利用本发明的制造方法制造的聚丙烯树脂组合物能够适用于音响设备、电器产品、建筑物、工业用设备等的制品或它们的部件或者框体所使用的减振材料等。另外,本发明的聚丙烯树脂组合物的成型体即使是由单一材料构成,其弯曲弹性模量也是高的,因此,在不使用金属钢板等高刚性原材料的情况下,利用单一原材料就能够充分保持形状且具有优异的减振性能,并且也能够优选地用于汽车、铁路、航空器等的要求轻量化的制品或它们的部件或者框体。
作为本发明的聚丙烯树脂组合物或利用本发明的制造方法制造的聚丙烯树脂组合物在减振材料中的应用,可以例示如下。作为音响设备框体用材料,可以用于扬声器、电视、收录机、头戴式耳机、组合音响、话筒、音频播放器、微型光盘、FLOPPY(注册商标)、影像设备等;进一步,作为带电动马达的电器产品的部件和框体用材料,可以用于电钻、电动螺丝刀等电动工具类,和计算机、投影仪、服务器、POS系统等带冷却功能的电器产品,以及洗衣机、衣物干燥机、空调室内机、缝纫机、餐具清洗机、复合机、打印机、扫描仪、硬盘驱动器、摄像机、加湿器、空气净化器、手机、吹风机等;作为带振动源的电器产品的部件和框体用材料,可以用于电动牙刷、电动剃须刀、按摩机等;作为带原动机的电器产品的部件和框体用材料,可以用于发电机、气体发电机等;作为带压缩机的电器产品的部件和框体用材料,可以用于冰箱、自动售货机、空调室外机、除湿机、家庭用发电机;作为汽车部件用材料,可以用于控制板(dashboard)、仪表板(instrument panel)、车底板、车门、车顶等内部装饰材料用材料,和油盘、前盖、摇杆盖等发动机周围用材料,以及汽车导航、门饰、齿轮箱、阻尼消音器、模块载架等;作为道路用材料,可以用于隔音板、道路照明设备、ETC设备部件等;作为铁路部件用材料,可以用于地板、厢壁、侧板、车顶、车门、椅子、桌子等内部装饰材料,和电动机周围的框体和部件、齿轮箱、受电弓罩、各种保护罩等;作为飞机部件用材料,可以用于地板、舱壁、侧板、机顶、椅子、桌子等内部装饰材料,和发动机周围的框体和部件等;作为船舶部件用材料,可以用于发动机房用的框体和墙壁材料、计量室用的框体和墙壁材料;作为建筑用材料,可以用于墙壁、顶棚、地板、分隔板、隔音壁、卷帘、窗帘导轨、配管管道、台阶、门、窗框等;作为工业用设备部件用材料,可以用于斜槽(chute)、升降机、卷扬机、自动扶梯、输送机、拖拉机、推土机、割草机等;作为医疗用设备的部件和框体用材料,可以用于呼吸器相关设备、耳鼻喉相关设备、牙科用设备、外科用设备等。
关于本发明的聚丙烯树脂组合物在音响设备、电器产品、交通工具、建筑物、工业用设备等制品或它们的部件或者框体中的应用,可以根据该部件、框体、装置和设备的制造方法、应用场所和所希望的目的而适当设定,可以按照该技术领域的常用方法进行使用。
本发明的聚丙烯树脂组合物或利用本发明的制造方法制造的聚丙烯树脂组合物也可以适用于风扇、风扇的结构部件。例如,可以适用于:微波炉、冰箱等带压缩机的电器产品;电子照相机、图像录像播放装置、计算机、投影仪等电子设备的框体箱等中所设置的冷却风扇装置;散热器、车辆用空调装置的冷凝器等散热的冷却风扇装置或者换气扇、电风扇、空调机(风扇加热器)等的冷却风扇或送风用风扇装置;电器产品用电动机罩;扬声器、电视、收录机、头戴式耳机、组合音响等音响设备;隔音壁、配管、配管管道等建筑用材料这样的具有各种风扇的制品。
作为风扇的种类,可以列举西洛克风扇、涡轮风扇等的离心风扇、贯流风扇等横流风扇、斜流风扇、螺旋桨风扇等轴流风扇、利用直流电或交流电所驱动的电动机进行旋转驱动的风扇等。
风扇的大小因种类和用途而异,例如,可以列举外形Φ为10mm至10000mm的风扇。叶片的大小为长度10mm至10000mm,宽度10mm至10000mm。
关于呈现显著的减振效果、噪音降低效果的频率,可以列举:来自F=NZk/60的旋转噪音峰的频率、电动机的旋转或振动所产生的频率、风扇的共振频率、结构部件的共振频率等。上述的频率存在于低频率侧时,产生低频率的噪音,因此能够预测到:作为使用减振材料时的效果,能够降低低频率噪音。假设上述的频率存在于高频率侧,由于产生高频率的噪音,因此能够预测到:作为使用减振材料时的效果,能够降低高频率噪音。
另外,当上述的来自F=NZk/60的旋转噪音峰的频率、电动机的旋转或振动所产生的频率和风扇的共振频率、结构部件的共振频率分别重叠时,噪音显著增大,然而,使用由本发明的聚丙烯树脂组合物形成的风扇时,能够实现噪音的降低。
为了实现风扇噪音的降低,只要能够实现抑制下述振动中的至少一种即可:抑制风扇的叶片自身的振动;抑制风扇附近的结构部件(例如,风扇罩、风扇外壳、电动机罩、通风管、导风板、钟形口、发动机罩等)的振动;抑制来自使风扇旋转的电动机的振动;以及,抑制来自电动机的框体的振动等。
关于由本发明的聚丙烯树脂组合物形成的风扇在音响设备、电器产品、交通工具、建筑物、工业用设备等制品或它们的部件或者框体中的应用,可以根据该部件、框体、装置和设备的制造方法、应用场所和所希望的目的而适当设定,可以按照该技术领域的常用方法使用。
关于上述的实施方式,本发明进一步公开以下的聚丙烯树脂组合物、聚丙烯树脂组合物的制造方法、添加剂和减振材料。
<1>一种聚丙烯树脂组合物,其中,含有聚丙烯树脂、具有极性官能团的弹性体和填充材料。
<2>如上述<1>所述的聚丙烯树脂组合物,其中,还优选含有马来酸酐改性聚烯烃,更优选含有马来酸酐改性聚丙烯。
<3>如上述<1>或<2>所述的聚丙烯树脂组合物,其中,具有极性官能团的弹性体的极性官能团优选为选自酯基、酰胺基、羟基、羧基、氨基、酸酐基、环氧基和碳化二亚胺基中的1种以上。
<4>如上述<1>~<3>中任一项所述的聚丙烯树脂组合物,其中,具有极性官能团的弹性体的弹性体优选为选自苯乙烯类热塑性弹性体、烯烃类热塑性弹性体、聚酯类热塑性弹性体、聚酰胺类热塑性弹性体、聚氨酯类热塑性弹性体、腈类热塑性弹性体、氟类热塑性弹性体、聚丁二烯类热塑性弹性体和有机硅类热塑性弹性体中的至少1种的热塑性弹性体,更优选为苯乙烯类热塑性弹性体,进一步优选为选自聚苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物(SIS)、聚苯乙烯-聚丁二烯共聚物(SBS)、聚苯乙烯-氢化聚丁二烯共聚物(SEBS)、聚苯乙烯-氢化聚异戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、聚苯乙烯-乙烯基-聚异戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SHIVS)、聚苯乙烯-异丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SIBS)、聚苯乙烯-乙烯-丁烯-聚烯烃(优选聚丙烯)嵌段共聚物(SEBC)、聚苯乙烯-氢化聚丁二烯-氢化聚异戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物、聚苯乙烯-氢化聚丁二烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物中的至少1种。
<5>如上述<1>~<4>中任一项所述的聚丙烯树脂组合物,其中,具有极性官能团的弹性体优选为选自马来酸酐改性SEBS、马来酸酐改性SIBS、马来酸酐改性SEBC和环氧改性SEBS中的1种以上。
<6>如上述<1>~<5>中任一项所述的聚丙烯树脂组合物,其中,填充剂优选为选自云母、滑石、玻璃填料、碳酸钙、纤维素填料、氢氧化铝、氢氧化镁和二氧化硅中的1种以上的填充剂。
<7>如上述<1>~<6>中任一项所述的聚丙烯树脂组合物,其中,聚丙烯树脂组合物中的聚丙烯树脂的量优选为35质量%以上,更优选为45质量%以上,进一步优选为55质量%以上,另一方面,优选为85质量%以下,更优选为75质量%以下,进一步优选为65质量%以下;聚丙烯树脂组合物中的具有极性官能团的弹性体的含量相对于聚丙烯树脂100质量份,优选为5质量份以上,更优选为10质量份以上,进一步优选为15质量份以上,另一方面,优选为60质量份以下,更优选为50质量份以下,进一步优选为40质量份以下,进一步优选为35质量份以下,进一步优选为30质量份以下;聚丙烯树脂组合物中的填充剂的含量相对于聚丙烯树脂100质量份,优选为5质量份以上,更优选为10质量份以上,进一步优选为15质量份以上,另一方面,优选为70质量份以下,更优选为65质量份以下,进一步优选为60质量份以下。
<8>如上述<1>~<7>中任一项所述的聚丙烯树脂组合物,其中,聚丙烯树脂组合物中的聚丙烯树脂的量优选为35质量%以上,更优选为45质量%以上,进一步优选为55质量%以上,另一方面,优选为85质量%以下,更优选为75质量%以下,进一步优选为65质量%以下;聚丙烯树脂组合物中的具有极性官能团的弹性体的含量相对于聚丙烯树脂100质量份,优选为5质量份以上,更优选为10质量份以上,进一步优选为15质量份以上,另一方面,优选为60质量份以下,更优选为50质量份以下,进一步优选为40质量份以下,进一步优选为35质量份以下,进一步优选为30质量份以下;聚丙烯树脂组合物中的填充剂的含量相对于聚丙烯树脂100质量份,优选为5质量份以上,更优选为10质量份以上,进一步优选为15质量份以上,另一方面,优选为70质量份以下,更优选为65质量份以下,进一步优选为60质量份以下;聚丙烯树脂组合物中的马来酸酐改性聚烯烃的含量相对于聚丙烯树脂100质量份,优选为0.1质量份以上,更优选为0.3质量份以上,进一步优选为0.5质量份以上,另一方面,优选为2.0质量份以下,更优选为1.5质量份以下,进一步优选为0.7质量份以下。
<9>一种聚丙烯树脂组合物的制造方法,其中,包括:将添加剂和聚丙烯树脂熔融混炼的工序,该添加剂含有具有极性官能团的弹性体与填充材料的熔融混炼物。
<10>如上述<9>所述的聚丙烯树脂组合物的制造方法,其中,包括:将由具有极性官能团的弹性体和填充材料组成的混合物熔融混炼的工序(1);和将上述工序(1)中得到的混炼物和聚丙烯树脂熔融混炼的工序(2)。
<11>一种聚丙烯树脂组合物的制造方法,其中,包括:将具有极性官能团的弹性体、填充材料和聚丙烯树脂熔融混炼的工序。
<12>如上述<11>所述的聚丙烯树脂组合物的制造方法,其中,通过将含有聚丙烯树脂和填充剂的预混炼物A与含有聚丙烯树脂、具有极性官能团的弹性体和填充剂的预混炼物B熔融混炼,来实施将具有极性官能团的弹性体、填充材料和聚丙烯树脂熔融混炼的工序。
<13>如上述<12>所述的聚丙烯树脂组合物的制造方法,其中,预混炼物A还优选含有马来酸酐改性聚烯烃,更优选含有马来酸酐改性聚丙烯。
<14>如上述<9>~<13>中任一项所述的聚丙烯树脂组合物的制造方法,其中,具有极性官能团的弹性体优选为选自马来酸酐改性SEBS、马来酸酐改性SIBS、马来酸酐改性SEBC和环氧改性SEBS中的1种以上的弹性体。
<15>如上述<9>~<14>中任一项所述的聚丙烯树脂组合物的制造方法,其中,填充剂优选为选自云母、滑石、玻璃填料、碳酸钙、纤维素填料、氢氧化铝、氢氧化镁和二氧化硅中的1种以上的填充剂。
<16>如上述<12>~<15>中任一项所述的聚丙烯树脂组合物的制造方法,其中,预混炼物A中的聚丙烯树脂与预混炼物B中的聚丙烯树脂的比率(预混炼物A:预混炼物B)以质量比计优选为20:80~80:20,更优选为30:70~70:30,进一步优选为40:60~60:40;预混炼物A中的填充剂与预混炼物B中的填充剂的比率(预混炼物A:预混炼物B)以质量比计优选为10:90~50:50,更优选为20:80~30:70,进一步优选为7:25~11:20。
<17>如上述<12>~<16>中任一项所述的聚丙烯树脂组合物的制造方法,其中,预混炼物A和预混炼物B中的聚丙烯树脂的含量的合计量优选为35质量%以上,更优选为45质量%以上,进一步优选为55质量%以上,另一方面,优选为85质量%以下,更优选为75质量%以下,进一步优选为65质量%以下;预混炼物A和预混炼物B中的具有极性官能团的弹性体的含量的合计量相对于聚丙烯树脂100质量份,优选为5质量份以上,更优选为10质量份以上,进一步优选为15质量份以上,另一方面,优选为70质量份以下,更优选为65质量份以下,进一步优选为60质量份以下;预混炼物A和预混炼物B中的填充剂的含量的合计量相对于聚丙烯树脂100质量份,优选为5质量份以上,更优选为10质量份以上,进一步优选为15质量份以上,另一方面,优选为70质量份以下,更优选为65质量份以下,进一步优选为60质量份以下;预混炼物A和预混炼物B中的马来酸酐改性聚烯烃的含量的合计量相对于聚丙烯树脂100质量份,优选为0.1质量份以上,更优选为0.3质量份以上,进一步优选为0.5质量份以上,另一方面,优选为2.0质量份以下,更优选为1.5质量份以下,进一步优选为0.7质量份以下。
<18>如上述<12>~<17>中任一项所述的聚丙烯树脂组合物的制造方法,其中,预混炼物A中能够混合的填充剂优选为选自优选云母、滑石、玻璃填料、碳酸钙、纤维素填料、氢氧化铝、氢氧化镁和二氧化硅中的1种以上,更优选含有玻璃填料。
<19>如上述<12>~<18>中任一项所述的聚丙烯树脂组合物的制造方法,其中,预混炼物A中的聚丙烯树脂的含量优选为60质量%以上,更优选为70质量%以上,进一步优选为80质量%以上,另一方面,优选为93质量%以下,更优选为90质量%以下,进一步优选为88质量%以下;预混炼物A中的填充剂的含量优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,进一步优选为12质量%以上,另一方面,优选为35质量%以下,更优选为30质量%以下,进一步优选为20质量%以下;预混炼物A中的马来酸酐改性聚烯烃的含量优选为0.2质量%以上,更优选为0.5质量%以上,进一步优选为0.9质量%以上,另一方面,优选为2.0质量%以下,更优选为1.5质量%以下,进一步优选为1.1质量%以下。
<20>如上述<12>~<19>中任一项所述的聚丙烯树脂组合物的制造方法,其中,预混炼物B中能够混合的具有极性官能团的弹性体优选选自马来酸酐改性SEBS、马来酸酐改性SIBS、马来酸酐改性SEBC和环氧改性SEBS中的1种以上;预混炼物B中能够混合的填充剂优选选自云母、滑石、玻璃填料、碳酸钙、纤维素填料、氢氧化铝、氢氧化镁和二氧化硅中的1种以上的填充剂,更优选含有碳酸钙。
<21>如上述<12>~<20>中任一项所述的聚丙烯树脂组合物的制造方法,其中,预混炼物B中的聚丙烯树脂的含量优选为30质量%以上,更优选为35质量%以上,进一步优选为38质量%以上,另一方面,优选为55质量%以下,更优选为50质量%以下,进一步优选为46质量%以下;预混炼物B中的具有极性官能团的弹性体的含量优选为25质量%以上,更优选为30质量%以上,进一步优选为35质量%以上,另一方面,优选为50质量%以下,更优选为45质量%以下,进一步优选为41质量%以下;预混炼物B中的填充剂优选为10质量%以上,更优选为15质量%以上,进一步优选为18质量%以上,另一方面,优选为35质量%以下,更优选为30质量%以下,进一步优选为20质量%以下。
<22>如上述<12>~<21>中任一项所述的聚丙烯树脂组合物的制造方法,其中,通过使用混炼机将预混炼物A和预混炼物B一起熔融混炼,制造聚丙烯树脂组合物。
<23>如上述<9>~<22>中任一项所述的聚丙烯树脂组合物的制造方法,其中,制备聚丙烯树脂组合物、预混炼物A和/或预混炼物B时的熔融混炼温度优选为170~240℃,熔融混炼时间优选为15~900秒。
<24>如上述<1>~<8>中任一项所述的聚丙烯树脂组合物、或利用上述<9>~<23>中任一项所述的聚丙烯树脂组合物的制造方法制造的聚丙烯树脂组合物,其中,所述组合物优选适用于风扇、风扇的结构部件,更优选适用于:微波炉、冰箱等带压缩机的电器产品;电子照相机、图像录像播放装置、计算机、投影仪等电子设备的框体箱等中所设置的冷却风扇装置;散热器、车辆用空调装置的冷凝器等散热的冷却风扇装置,或者换气扇、电风扇、空调机(风扇加热器)等冷却风扇或送风用风扇装置;电器产品用电动机罩;扬声器、电视、收录机、头戴式耳机、组合音响等音响设备;隔音壁、配管、配管管道等建筑用材料这样的具有各种风扇的制品。
<25>一种添加剂,其中,含有具有极性官能团的弹性体和填充材料的熔融混炼物。
<26>如上述<25>所述的添加剂,其中,具有极性官能团的弹性体优选为选自马来酸酐改性SEBS、马来酸酐改性SIBS、马来酸酐改性SEBC和环氧改性SEBS中的1种以上的弹性体。
<27>如上述<25>或<26>所述的添加剂,其中,填充剂优选为选自云母、滑石、玻璃填料、碳酸钙、纤维素填料、氢氧化铝、氢氧化镁和二氧化硅中的1种以上的填充剂。
<28>如上述<25>~<27>中任一项所述的添加剂,其中,添加剂所添加的对象树脂优选为上述的聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、氯乙烯树脂、ABS树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺树脂和/或聚酯树脂。
<29>如上述<25>~<28>中任一项所述的添加剂,其中,添加剂中的具有极性官能团的弹性体的含量优选为10.0质量%以上,更优选为15.0质量%以上,进一步优选为20.0质量%以上,另一方面,优选为55.0质量%以下,更优选为50.0质量%以下,进一步优选为45.0质量%以下;添加剂中的填充材料的含量优选为20.0质量%以上,更优选为30.0质量%以上,进一步优选为40.0质量%以上,另一方面,优选为90.0质量%以下,更优选为85.0质量%以下,进一步优选为80.0质量%以下。
<30>一种减振材料,其中,含有上述<1>~<8>中任一项所述的聚丙烯树脂组合物或利用上述<9>~<23>中任一项所述的聚丙烯树脂组合物的制造方法制造的聚丙烯树脂组合物。
<31>如上述<30>所述的减振材料,其中,减振材料优选为用于音响设备、电器产品、建筑物、工业用设备等制品或它们的部件或者框体的减振材料。
实施例
以下,利用制备例和实施例等对本发明进行详细叙述,但本发明并不受这样的实施例等的任何限定。
[具有极性官能团的弹性体的制备]
制备例1
使用同向啮合型双螺杆挤出机(株式会社日本制钢所制造、TEX-28V、L/D=42、D=28),将100质量份的SEBS、马来酸酐6.0质量份和有机过氧化物即过氧化二异丙苯0.1质量份在260℃反应混炼,进行绞线切割(strand cut),得到马来酸酐改性SEBS(简称为“MAH-SEBS”。)的粒料。此外,对所得到的粒料在80℃进行3小时除湿干燥,使水分量达到1000ppm以下。然后,在回流条件下,用丙酮对所得到的粒料进行3小时清洗,以除去残留单体。利用酸值滴定来测定MAH-SEBS中的马来酸酐的加成量。将结果示于表1中。另外,马来酸酐的加成量为相对于100质量份SEBS的值。
制备例2
除了使用SIBS来代替SEBS以外,按照与制备例1相同的方法,得到马来酸酐改性SIBS(简称为“MAH-SIBS”。)的粒料。对所得到的粒料进行与制备例1相同的除湿干燥和除去残留单体的各种处理。利用酸值滴定来测定MAH-SIBS中的马来酸酐的加成量。将结果示于表4中。另外,马来酸酐的加成量为相对于100质量份SIBS的值。
制备例3
除了使用SEBC来代替SEBS以外,按照与制备例1相同的方法,得到马来酸酐改性SEBC(简称为“MAH-SEBC”。)的粒料。对所得到的粒料进行与制备例1相同的除湿干燥和除去残留单体的各种处理。利用酸值滴定来测定MAH-SEBC中的马来酸酐的加成量。将结果示于表4中。另外,马来酸酐的加成量为相对于100质量份SEBC的值。
制备例4
使用同向啮合型双螺杆挤出机(株式会社日本制钢所制造、TEX-28V、L/D=42、D=28),将制备例1中得到的100质量份的MAH-SEBS和聚碳化二亚胺5.0质量份在250℃反应混炼,进行绞线切割,得到聚碳化二亚胺改性SEBS(简称为“CDI-SEBS”。)的粒料。此外,对所得到的粒料在80℃进行3小时除湿干燥,使水分量达到1000ppm以下。利用WO2009/069649中所记载的方法测定CDI-SEBS中的碳化二亚胺(CDI)的加成量。将结果示于表5中。另外,CDI的加成量为相对于100质量份SEBS的值。
<极性官能团的加成量>
按照如下的方法测定上述制备例中所制备的具有极性官能团的弹性体中的极性官能团的加成量。
参照日本特开平11-080522(碳化二亚胺)、日本特开2002-202301(马来酸酐)中所记载的方法,用甲苯溶解具有极性官能团的弹性体后,加入苄醇,作为检测液使用酚红,作为滴定溶液使用KOH溶液,由此进行酸值滴定,根据所得到的酸值的值测定极性官能团的加成量。
[聚丙烯树脂组合物的制造]
实施例1~9
使用同向啮合型双螺杆挤出机(株式会社日本制钢所制造、TEX-28V、L/D=42、D=28),将制备例1、2、3或4中得到的弹性体的粒料和表1~5中所记载的填充材料在200℃反应混炼,进行绞线切割,得到弹性体和填充材料的混合物粒料。此外,对所得到的粒料在80℃进行3小时除湿干燥,使水分量达到1000ppm以下。接着,使用上述挤出机,将所得到的混合物粒料和聚丙烯树脂在200℃熔融混炼,进行绞线切割,得到聚丙烯树脂组合物的粒料。此外,对所得到的粒料在80℃进行3小时除湿干燥,使水分量达到500ppm以下。
比较例1~12
除了使用表1~5所记载的原料以外,与实施例1同样地操作,得到聚丙烯树脂组合物的粒料。此外,在比较例3中,在熔融混炼混合物粒料和聚丙烯树脂时,添加马来酸酐。
实施例10
使用同向啮合型双螺杆挤出机(株式会社日本制钢所制造、TEX-28V、L/D=42、D=28),将制备例1中得到的弹性体的粒料、表5所记载的填充材料和聚丙烯树脂以表5所记载的质量比在200℃反应混炼,进行绞线切割,得到聚丙烯树脂组合物的粒料。对所得到的粒料在80℃进行3小时除湿干燥,使水分量达到500ppm以下。
比较例13
除了使用SEBS的粒料来代替制备例1中得到的弹性体的粒料以外,按照与实施例10相同的方法进行处理,得到聚丙烯树脂组合物的粒料。对所得到的粒料在80℃进行3小时除湿干燥,使水分量达到500ppm以下。
实施例11
使用同向啮合型双螺杆挤出机(株式会社日本制钢所制造、TEX-28V、L/D=42、D=28),将制备例1中得到的弹性体的粒料、填充材料和马来酸酐改性PP以及聚丙烯树脂以表6所记载的质量比在200℃反应混炼,进行绞线切割,得到聚丙烯树脂组合物的粒料。对所得到的粒料在80℃进行3小时除湿干燥,使水分量达到500ppm以下。
实施例12
使用同向啮合型双螺杆挤出机(株式会社日本制钢所制造、TEX-28V、L/D=42、D=28),将填充材料和马来酸酐改性PP以及聚丙烯树脂以表6所记载的质量比在200℃反应混炼,进行绞线切割,得到预混炼物A的粒料。对所得到的粒料在80℃进行3小时除湿干燥,使水分量达到500ppm以下。
与之另外地,使用同向啮合型双螺杆挤出机(株式会社日本制钢所制造、TEX-28V、L/D=42、D=28),将制备例1中得到的弹性体的粒料、填充材料和聚丙烯树脂以表6所记载的质量比在200℃反应混炼,进行绞线切割,得到预混炼物B的粒料。对所得到的粒料在80℃进行3小时除湿干燥,使水分量达到500ppm以下。
以预混炼物A的粒料为61.7质量份和预混炼物B的粒料为110质量份的比率对两者进行干式混合,接着,投入到注射成型机(株式会社日本制钢所制造、J110AD-180H、料筒温度设定6个部位),进行注射成型,从而进行熔融混炼。作为此时的条件,将料筒温度设定为如下:将从喷嘴前端侧至第5个单元设定为200℃,将剩余的1个单元设定为170℃,将漏斗下设定为45℃。对所得到的成型物进行绞线切割,得到聚丙烯树脂组合物的粒料。
实施例13
除了将各成分的量变更为表6所示的质量比以外,按照与实施例12相同的方法得到预混炼物A的粒料和预混炼物B的粒料。接着,以预混炼物A的粒料为57.5质量份和预混炼物B的粒料为127质量份的比率对两者进行干式混合,按照与实施例12相同的方法得到聚丙烯树脂组合物的粒料。
[聚丙烯树脂组合物的评价]
使用注射成型机(株式会社日本制钢所制造、J110AD-180H、料筒温度设定6个部位),对各实施例、比较例中得到的粒料进行注射成型。对于料筒温度,设定为如下:将从喷嘴前端侧至第5个单元设定为200℃,将剩余的1个单元设定为170℃,将漏斗下设定为45℃。模具温度设定为80℃,成型四棱柱试验片(62mm×12.7mm×5mm)、四棱柱试验片(125mm×13mm×6.4mm)和四棱柱试验片(127mm×12.7mm×1.6mm),得到树脂组合物的成型体。将所得到的成型体用于各个评价试验。另外,在下述的表中,*所示的位置表示未评价或者省略了评价结果。
<损耗系数>
对于四棱柱试验片(127mm×12.7mm×1.6mm),基于JIS K7391,根据利用中央加振法测量得到的频率响应函数的2次共振峰,利用半宽度法算出损耗系数。使用由振荡器Type3160、增幅器Type 2718、振动器Type 4810、加速度传感器Type 8001构成的系统(均由B&K公司制造),使用损耗系数测量软件MS18143。利用恒温槽(ESPEC公司制造、PU-3J)控制测定环境,在0℃至80℃的温度范围内进行测定。损耗系数的值越大,可以评价为该温度下的减振性越高。将23℃和40℃下的结果示于各表中。对实施例7~8和比较例10~11进行更低温(即,-30℃、-20℃或0℃)下的评价。将它们的结果示于表4中。
<弯曲弹性模量和弯曲强度>
对于四棱柱试验片(125mm×13mm×6.4mm),基于ASTM D790,使用Tensilon(Orientec公司制造、Tensilon万能试验机、RTC-1210A),将十字头速度设定为3mm/min来进行弯曲试验,求出弯曲弹性模量和弯曲强度。弯曲弹性模量的值越大,可以评价为弹性越高;并且,弯曲强度的值越大,可以评价为弯曲强度越强。将结果示于各表中。
<耐冲击性1>
对于四棱柱试验片(62mm×12.7mm×5mm),基于ASTM D256,使用开槽机切出2.5mm的切口,使用Izod冲击试验机(株式会社安田精机制作所制造)进行冲击试验。耐冲击性的值越大,可以评价为耐冲击性越高。将结果示于表1中。
<耐冲击性2>
使用四棱柱试验片(62mm×12.7mm×5mm),基于ASTM D256,使用开槽机(株式会社安田精机制作所制造、189-PN)切出2.5mm的切口,使用Izod冲击试验机(株式会社安田精机制作所制造)进行冲击试验。耐冲击性的值越大,可以评价为耐冲击性越高。将结果示于各表中。
<热变形温度>
对于四棱柱试验片(125mm×13mm×6.4mm),基于ASTM D648,使用热变形温度测定机(株式会社安田精机制作所制造),在边缘宽度、升温速度2℃/分钟、1.8MPa的负荷的条件下,求出0.254mm形变时的负荷弯曲温度。热变形温度的值越高,可以评价为耐热性越优异。
[表1]
表1
Figure BDA0002505870220000261
[表2]
表2
Figure BDA0002505870220000262
[表3]
表3
Figure BDA0002505870220000271
[表4]
表4
Figure BDA0002505870220000272
[表5]
表5
Figure BDA0002505870220000281
[表6]
表6
Figure BDA0002505870220000282
制备例和各表中所示的各成分的详细情况如下所述。
聚丙烯树脂:(商品名:BC03B、日本Polypro公司制造、聚丙烯均聚物、MFR:30g/10min、熔点:160℃)。
SEBS:(商品名:S.O.E.S1605、旭化成化学株式会社制造)。
SIBS:(商品名:SIBSTAR 103T、Kaneka公司制造)。
SEBC:(商品名:DUNARON 4600P、JSR公司制造)。
聚碳化二亚胺:(商品名:CARBODILITE HMV-15CA、日清纺株式会社制造)。
马来酸酐:(商品名:马来酸酐、和光纯药工业株式会社制造)。
过氧化二异丙苯(商品名:PERCUMYL D、日油株式会社制造)。
云母:(商品名:A-21S、YAMAGUCHI MICA公司制造)。
玻璃填料:(商品名:T-480、日本电气硝子株式会社制造)。
碳酸钙:(商品名:Whiton H、白石钙株式会社制造)。
马来酸酐改性PP(聚丙烯):(商品名:YOUMEX1001、三洋化成工业株式会社制造)。
在表1中,对实施例1和比较例2进行比较时,可知:利用本发明,能够维持弹性模量,并且能够提高在室温(23℃)的减振性和高温区域(40℃)的减振性。另外,对实施例1、2和使用了现有的弹性体SEBS的比较例2、4进行比较时,可知:利用本发明,不仅能够提高减振性,也能够提高耐冲击性。另外,根据比较例3可知:不对弹性体与填充剂之间的界面进行强化,而只添加马来酸酐的情况下,无法获得本发明的效果。
根据表2和表3可知:即使是云母以外的各种填充剂的情况下,也能够发挥本发明的效果;并且,在不使用具有极性官能团的弹性体的情况下,即使变更填充剂的种类,也无法同时实现减振性和弹性模量或强度。根据表2的实施例5和表3的比较例8,可知:即使填充剂的种类为碳酸钙,也能够确认本发明的优越性。
根据表4可知:将具有极性官能团的弹性体中的弹性体变更为SIBS、SEBC时,在-30℃、-20℃或0℃这样的低温区域内,减振性得到了提高。
根据表5的实施例9与比较例12的对比可知:即使变更极性官能团,也能够发挥本发明的效果。另外,根据表5的实施例1和实施例10的结果可知:无论是将构成聚丙烯树脂组合物的成分一起熔融混炼,还是之后再将聚丙烯树脂熔融混炼,所得到的聚丙烯树脂组合物的成型体的评价结果都是相同的。
根据与表6的各实施例的对比,可知:通过混合马来酸酐改性聚烯烃,提高了成型体的强度;在制备含有规定成分的预混炼物A和预混炼物B后,再将两者熔融混炼,由此能够进一步提高成型体的弯曲强度(实施例12);能够在维持弯曲强度的情况下提高减振性(实施例13)。考虑这是由于如下原因:在各个预混炼物中,促进了成分之间的相互作用,其结果,成型体的性质得到提高。在本发明的领域内,已知减振性与强度存在此消彼长的关系,因此,从确保减振性的观点考虑,应避免添加提高强度的成分,然而,利用本发明的特征的制造方法,即使添加这样的成分,也能够以充分的水平确保减振性和强度这两种性能。
[产业上利用的可能性]
本发明的聚丙烯树脂组合物能够适用于音响设备、电器产品、交通工具、建筑物、工业用设备等制品。

Claims (16)

1.一种聚丙烯树脂组合物,其中,
含有聚丙烯树脂、具有极性官能团的弹性体和填充材料。
2.如权利要求1所述的聚丙烯树脂组合物,其中,
具有极性官能团的弹性体的极性官能团为选自酯基、酰胺基、羟基、羧基、氨基、酸酐基、环氧基和碳化二亚胺基中的1种以上。
3.如权利要求1或2所述的聚丙烯树脂组合物,其中,
所述具有极性官能团的弹性体为选自马来酸酐改性的聚苯乙烯-氢化聚丁二烯共聚物(SEBS)、马来酸酐改性的聚苯乙烯-异丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SIBS)、马来酸酐改性的聚苯乙烯-乙烯-丁烯-聚烯烃嵌段共聚物(SEBC)和环氧改性的聚苯乙烯-氢化聚丁二烯共聚物(SEBS)中的1种以上的弹性体。
4.如权利要求1~3中任一项所述的聚丙烯树脂组合物,其中,
所述填充剂为选自云母、滑石、玻璃填料、碳酸钙、纤维素填料、氢氧化铝、氢氧化镁和二氧化硅中的1种以上的填充剂。
5.如权利要求1~4中任一项所述的聚丙烯树脂组合物,其中,
在所述聚丙烯树脂组合物中,相对于聚丙烯树脂100质量份,具有极性官能团的弹性体的含量为5质量份以上且60质量份以下,填充剂的含量为5质量份以上且70质量份以下。
6.一种聚丙烯树脂组合物的制造方法,其中,
包括:将添加剂和聚丙烯树脂熔融混炼的工序,所述添加剂含有具有极性官能团的弹性体与填充材料的熔融混炼物。
7.如权利要求6所述的聚丙烯树脂组合物的制造方法,其中,
包括:将由具有极性官能团的弹性体和填充材料组成的混合物熔融混炼的工序(1);和将所述工序(1)中所得到的混炼物和聚丙烯树脂熔融混炼的工序(2)。
8.一种聚丙烯树脂组合物的制造方法,其中,
包括:将具有极性官能团的弹性体、填充材料和聚丙烯树脂熔融混炼的工序。
9.如权利要求8所述的聚丙烯树脂组合物的制造方法,其中,
通过将含有聚丙烯树脂和填充剂的预混炼物A与含有聚丙烯树脂、具有极性官能团的弹性体和填充剂的预混炼物B熔融混炼,来实施将具有极性官能团的弹性体、填充材料和聚丙烯树脂熔融混炼的工序。
10.如权利要求9所述的聚丙烯树脂组合物的制造方法,其中,
预混炼物A还含有马来酸酐改性聚烯烃。
11.如权利要求6~10中任一项所述的聚丙烯树脂组合物的制造方法,其中,
所述具有极性官能团的弹性体为选自马来酸酐改性的聚苯乙烯-氢化聚丁二烯共聚物(SEBS)、马来酸酐改性的聚苯乙烯-异丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SIBS)、马来酸酐改性的聚苯乙烯-乙烯-丁烯-聚烯烃嵌段共聚物(SEBC)和环氧改性的聚苯乙烯-氢化聚丁二烯共聚物(SEBS)中的1种以上的弹性体。
12.如权利要求6~11中任一项所述的聚丙烯树脂组合物的制造方法,其中,
所述填充剂为选自云母、滑石、玻璃填料、碳酸钙、纤维素填料、氢氧化铝、氢氧化镁和二氧化硅中的1种以上的填充剂。
13.一种添加剂,其中,
含有具有极性官能团的弹性体与填充材料的熔融混炼物。
14.如权利要求13所述的添加剂,其中,
所述具有极性官能团的弹性体为选自马来酸酐改性的聚苯乙烯-氢化聚丁二烯共聚物(SEBS)、马来酸酐改性的聚苯乙烯-异丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SIBS)、马来酸酐改性的聚苯乙烯-乙烯-丁烯-聚烯烃嵌段共聚物(SEBC)和环氧改性的聚苯乙烯-氢化聚丁二烯共聚物(SEBS)中的1种以上的弹性体。
15.如权利要求13或14所述的添加剂,其中,
所述填充剂为选自云母、滑石、玻璃填料、碳酸钙、纤维素填料、氢氧化铝、氢氧化镁和二氧化硅中的1种以上的填充剂。
16.一种减振材料,其中,
含有权利要求1~5中任一项所述的聚丙烯树脂组合物或利用权利要求6~12中任一项所述的聚丙烯树脂组合物的制造方法制造的聚丙烯树脂组合物。
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