CN111499967A - 树脂组合物和注射成型制品 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种树脂组合物,包含:100重量份的聚丙烯树脂;0.2重量份至2重量份的烯烃类弹性体;2重量份至5重量份的长径比在35至60范围内的滑石;2重量份至5重量份的平均纤维直径为0.1μm至2μm且平均纤维长度为8μm至30μm的纤维状硫酸镁;以及0.01重量份至1重量份的金属皂,该金属皂为选自由脂肪酸镁盐和脂肪酸铝盐组成的组中的至少一者。
Description
技术领域
本发明涉及含有聚丙烯树脂的树脂组合物以及使用该树脂组合物的注射成型制品。
背景技术
近年来,在汽车的内部部件、外部部件等的应用中,出于改善燃料消耗等目的,要求进一步减轻重量。为了减轻重量,正在研究提高热塑性树脂的利用率。
专利文献1公开了一种树脂组合物,其包含:40质量%至50质量%的聚丙烯树脂、20质量%至30质量%的烯烃类热塑性弹性体、25质量%至35质量%的50%粒径(D50)为11μm至15μm的滑石以及1质量%以上且小于2质量%的长度为100μm以下的纤维状填料。
专利文献2公开了一种聚丙烯树脂组合物,其包含:100重量份的丙烯-乙烯嵌段共聚物、1重量份至20重量份的平均粒径为1μm至10μm的滑石、1重量份至20重量份的平均纤维直径为0.1μm至1.5μm且平均纤维长度为10μm至30μm的纤维状硫酸镁以及1重量份至100重量份的弹性体。专利文献2还进一步说明了滑石与纤维状硫酸镁的重量比在3:1至1.5:1的范围内,并且该树脂组合物的密度在0.950g/cm3至1.000g/cm3的范围内。
专利文献1:JP-A 2017-132929
专利文献2:JP-A 2013-112718
发明内容
在专利文献1和2中,试图在减轻重量的同时提高刚性和抗冲击性。然而,弯曲弹性等刚性与抗冲击性是相互矛盾的性质,因此很难同时实现刚性和抗冲击性二者的改善。此外,也可能出现这样的问题:即使刚性和抗冲击性都得到了增强,这也会导致重量的增加。由此,虽然已经提出了专利文献1和2中的树脂组合物,但仍然难以在充分减轻重量的同时使刚性和抗冲击性这二者得到增强。
因此,本发明的目的在于提供一种树脂组合物,并且提供使用该树脂组合物的注射成型制品,该树脂组合物使得可以在充分减轻重量的同时,使刚性和抗冲击性都得到增强。
本发明的树脂组合物包含:聚丙烯树脂;烯烃类弹性体;长径比在35至60范围内的滑石;平均纤维直径为0.1μm至2μm且平均纤维长度为8μm至30μm的纤维状硫酸镁;以及金属皂,其为选自由脂肪酸镁盐和脂肪酸铝盐组成的组中的至少一者,其中,相对于每100重量份的聚丙烯树脂,烯烃类弹性体的含量在0.2重量份至2重量份的范围内,相对于每100重量份的聚丙烯树脂,滑石的含量在2重量份至5重量份的范围内,相对于每100重量份的聚丙烯树脂,纤维状硫酸镁的含量在2重量份至5重量份的范围内,并且相对于每100重量份的聚丙烯树脂,金属皂的含量在0.01重量份至1重量份的范围内。
在本发明中,选自由脂肪酸镁盐和脂肪酸铝盐组成的组中的至少一者优选为含有极性基团的脂肪酸盐。
在本发明中,金属皂优选为脂肪酸镁盐。
在本发明中,树脂组合物优选进一步包含结晶成核剂,并且相对于每100重量份的聚丙烯树脂,结晶成核剂的含量优选在0.005重量份至1重量份的范围内。
在本发明中,树脂组合物的根据JIS K7210:2014测定的MFR(230℃,21.2N)优选在15g/10分钟至60g/10分钟的范围内。
本发明的注射成型制品由根据本发明的树脂组合物形成。
根据本发明,可以提供一种树脂组合物以及使用该树脂组合物的注射成型制品,其中该树脂组合物使得可以在充分减轻重量的同时,使刚性和抗冲击性这二者都得到增强。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施方案进行说明。然而,以下的实施方案仅为示例,并且本发明不应理解为局限于以下实施方案。
树脂组合物:
本发明的树脂组合物包含:聚丙烯树脂、烯烃类弹性体、滑石、纤维状硫酸镁以及金属皂。滑石的长径比在35至60的范围内。纤维状硫酸镁的平均纤维直径为0.1μm至2μm且平均纤维长度为8μm至30μm。金属皂为脂肪酸镁盐和脂肪酸铝盐中的至少一者。
相对于每100重量份的聚丙烯树脂,烯烃类弹性体的含量在0.2重量份至2重量份的范围内。相对于每100重量份的聚丙烯树脂,滑石的含量在2重量份至5重量份的范围内。相对于每100重量份的聚丙烯树脂,纤维状硫酸镁的含量在2重量份至5重量份的范围内。相对于每100重量份的聚丙烯树脂,金属皂的含量在0.01重量份至1重量份的范围内。
本发明人已经发现,对于以相应的特定含量包含聚丙烯树脂、烯烃类弹性体、上述特定的滑石、上述特定的纤维状硫酸镁以及上述特定的金属皂的树脂组合物,能够在减轻重量的同时,使刚性和抗冲击性均得到增强。
以下对构成本发明的树脂组合物的各成分进行详细说明。
(聚丙烯树脂)
本发明的树脂组合物包含聚丙烯树脂。
对聚丙烯树脂并没有特别限定,例如可以使用丙烯的均聚物以及丙烯与至少一种其他烯烃单体的共聚物。对用于共聚物的烯烃单体并没有特别限定,可以使用乙烯、丁烯等。该共聚物可以是无规共聚物,也可以是嵌段共聚物。
从进一步增强刚性的观点来看,聚丙烯树脂优选为丙烯的均聚物。另一方面,从进一步增强抗冲击性的观点来看,聚丙烯树脂优选为共聚物,如丙烯和乙烯的嵌段共聚物。
聚丙烯树脂的MFR优选为5g/10分钟以上,更优选为10g/10分钟以上,并且优选为120g/10分钟以下,更优选为100g/10分钟以下。当聚丙烯树脂的MFR在下限值以上时,可以进一步增强树脂组合物的成型性。当聚丙烯树脂的MFR在上限值以下时,树脂组合物可以提供进一步增强的刚性。在本说明书中,可以根据JIS K7210:2014,在230℃、21.2N的条件下测定NFR。
在100重量%的树脂组合物中,聚丙烯树脂的含量优选为50重量%以上,更优选为70重量%以上,并且优选为97重量%以下,更优选为95重量%以下。当聚丙烯树脂的含量在下限值以上时,树脂组合物可以提供进一步增强的刚性。当聚丙烯树脂的含量在上限值以下时,可以进一步提高树脂组合物的成型性,并且树脂组合物可以提供进一步增强的抗冲击性。
(烯烃类弹性体)
本发明的树脂组合物包含烯烃类弹性体。
对烯烃类弹性体并没有特别限定,例如弹性体可使用:乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物等乙烯-α-烯烃共聚物;乙烯-丙烯-丁二烯共聚物和乙烯-丙烯-异戊二烯共聚物等乙烯-α-烯烃-二烯三元共聚物;以及乙烯-乙烯-丁烯-乙烯共聚物。这些可以为无规共聚物,但更理想为嵌段共聚物。这些可以单独使用一种,也可以两种以上混合使用。
相对于每100重量份的聚丙烯树脂,烯烃类弹性体的含量为0.2重量份以上,优选为0.5重量份以上,并且为2重量份以下,优选为1.8重量份以下。当烯烃类弹性体的含量在下限值以上时,树脂组合物可以提供进一步增强的抗冲击性。当烯烃类弹性体的含量在上限值以下时,树脂组合物可以提供进一步增强的刚性。
(滑石)
本发明的树脂组合物包含滑石。
滑石的长径比为35以上,优选为40以上,并且为60以下,优选为55以下。当滑石的长径比在上述范围内时,树脂组合物在增强抗冲击性的同时,可以提供进一步增强的刚性。可以获得利用扫描电子显微镜(SEM)测定的300个颗粒的平均值作为长径比(长/宽)。
对滑石的平均粒径并没有特别限定,但优选为1μm以上,更优选为3μm以上,并且优选为20μm以下,更优选为15μm以下。当滑石的平均粒径在上述范围内时,树脂组合物在维持其抗冲击性的同时,可以提供进一步增强的刚性。可以获得利用扫描电子显微镜(SEM)测定的300个颗粒的平均值作为滑石的平均粒径。
相对于每100重量份的聚丙烯树脂,滑石的含量为2重量份以上,优选为3重量份以上,并且为5重量份以下,优选为4重量份以下。当滑石的含量在下限值以上时,树脂组合物可以提供进一步增强的刚性。当滑石的含量在上限值以下时,树脂组合物可以提供进一步增强的抗冲击性,并且可以实现重量的进一步减轻。
(纤维状硫酸镁)
本发明的树脂组合物包含纤维状硫酸镁。
纤维状硫酸镁的平均纤维直径为0.1μm以上,优选为0.2μm以上,并且为2μm以下,优选为1.5μm以下。当纤维状硫酸镁的平均纤维直径在上述范围内时,树脂组合物在增强刚性的同时,可以提供进一步增强的抗冲击性。
纤维状硫酸镁的平均纤维长度为8μm以上,优选为10μm以上,并且为30μm以下,优选为25μm以下。当纤维状硫酸镁的平均纤维长度在上述范围内时,树脂组合物在增强刚性的同时,可以提供进一步增强的抗冲击性。
可以获得利用扫描电子显微镜(SEM)测定的300个颗粒的平均值作为纤维状硫酸镁的平均纤维直径和平均纤维长度。
相对于每100重量份的聚丙烯树脂,纤维状硫酸镁的含量为2重量份以上,优选为2.5重量份以上,并且为5重量份以下,优选为4.5重量份以下。当纤维状硫酸镁的含量在上述范围内时,树脂组合物在增强刚性的同时,可以提供进一步增强的抗冲击性。
(金属皂)
本发明的树脂组合物包含金属皂。
金属皂为脂肪酸镁盐或脂肪酸铝盐。金属皂可以为脂肪酸镁盐和脂肪酸铝盐这二者。从进一步同时增强刚性和抗冲击性的观点来看,金属皂优选为脂肪酸镁盐。
对金属皂并没有特别限定,其实例包括:硬脂酸镁、硬脂酸铝、12-羟基硬脂酸镁、12-羟基硬脂酸铝、月桂酸镁以及月桂酸铝。这些可以单独使用一种,也可以使用两种以上的混合物。其中,从进一步同时增强刚性和抗冲击性的观点来看,优选具有羟基等极性基团的脂肪酸盐,例如12-羟基硬脂酸镁或12-羟基硬脂酸铝。更优选具有羟基等极性基团的脂肪酸镁盐,例如12-羟基硬脂酸镁。
相对于每100重量份的聚丙烯树脂,金属皂的含量为0.01重量份以上,优选为0.02重量份以上,并且为1重量份以下,优选为0.8重量份以下。当金属皂的含量在上述范围内时,树脂组合物的刚性和抗冲击性均得到进一步增强。
(结晶成核剂)
本发明的树脂组合物也可以进一步包含结晶成核剂。在进一步包含结晶成核剂的情况下,树脂组合物在增强抗冲击性的同时,可以提供进一步增强的刚性。
可使用的结晶成核剂的实例包括:羧酸金属盐类,如苯甲酸钠;磷酸酯金属盐类,如亚甲基双(2,4-二叔丁基苯基)磷酸钠;多元醇衍生物,如二亚苄基山梨糖醇;以及酰胺化合物,如1,3,5-三(二甲基异丙基氨基)苯。这些可以单独使用一种,也可以使用两种以上的混合物。
相对于每100重量份的聚丙烯树脂,结晶成核剂的含量优选为0.001重量份以上,更优选为0.002重量份以上,进一步优选为0.005重量份以上,并且优选为1重量份以下,更优选为0.8重量份以下。当结晶成核剂的含量在上述范围内时,树脂组合物在增强抗冲击性的同时,可以提供进一步增强的刚性。
(其他添加剂)
在不损害本发明目的的范围内,本发明的树脂组合物还可以包含上述成分以外的添加剂。其他添加剂的实例包括:碳酸钙、高岭土和云母等填料、抗氧化剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、纤维增强剂、润滑剂、阻燃剂、抗静电剂以及着色剂。对其他添加剂的含量并没有特别限定,相对于每100重量%的树脂组合物,其含量优选为10重量%以下。
(树脂组合物)
本发明的树脂组合物的MFR优选为15g/10分钟以上,更优选为20g/10分钟以上,并且优选为60g/10分钟以下,更优选为50g/10分钟以下。当树脂组合物的MFR在上述范围内时,可以进一步增强树脂组合物的成型性。可根据JIS K7210:2014,在230℃、21.2N的条件下测定树脂组合物的MFR。
本发明的树脂组合物的比重优选为0.96g/cm3以下,更优选为0.95g/cm3以下。当树脂组合物的比重在上述范围内时,可以进一步减轻树脂组合物的重量。
本发明的树脂组合物的弯曲模量优选为2,000MPa以上。
本发明的树脂组合物的简支梁冲击强度优选为9.0kJ/m2以上。
(树脂组合物的制造方法)
本发明的树脂组合物可以通过利用常规方法将上述成分进行混合和捏合而得到。混合和捏合方法的实例包括使用螺带式掺混机、亨舍尔混合机(Henschel mixer)、班伯里密炼机(Banbury mixer)、转鼓(drum tumbler)、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、共捏合机以及多螺杆挤出机的方法。捏合过程中的加热温度是基于各成分的熔点来确定的。
注射成型制品
可以通过利用常规的注射成型方法将上述树脂组合物成型,从而得到本发明的注射成型制品。由于本发明的注射成型制品是通过对上述树脂组合物进行注射成型而获得的,因此在减轻注射成型制品的重量的同时,可同时增强其刚性和抗冲击性。
对注射成型制品并没有特别的限定,其可为汽车的内部部件和外部部件(包括外板)、铁道车辆和建筑物的内部部件和外部部件(包括外板)以及电器的外壳和部件。汽车的内部部件和外部部件的实例包括:引擎盖、挡泥板、保险杠、车门、行李架、天窗、散热器护栅、轮毂罩、仪表盘、柱饰、控制台、手套箱以及门饰板等。
实施例
以下对根据本发明的具体实施例进行说明,但应当理解的是,本发明并不限于这些实施例。
描述了在以下实施例和比较例中使用的各成分。
聚丙烯树脂:聚丙烯,Japan Polypropylene Corporation制,商品名为“NEWCONNBX03GH”,MFR:23g/10分钟;
烯烃类弹性体:乙烯-辛烯共聚物,Dew Chemical制,商品名为“ENGAGE8842”;
滑石:滑石A:(Nippon Talc Co.,Ltd.制,商品名为“PAOG-2”,长径比:50,平均粒径:5μm);滑石B:(Nippon Talc Co.,Ltd.制,商品名为“RA-3”,长径比:35,平均粒径:5μm);滑石C:(Nippon Talc Co.,Ltd.制,商品名为“L-1”,长径比:20,平均粒径:5μm);滑石D:(Nippon Talc Co.,Ltd.制,商品名为“M-3”,长径比:20,平均粒径:10μm);
纤维状硫酸镁:Ube Materials Industries,Ltd.制,商品名为“MOS·HIGE”,平均纤维长度:8μm至30μm,平均纤维直径:0.5μm至1μm;
金属皂:12-羟基硬脂酸镁(Nitto Kasei Kogyo K.K.制,商品名为“MS-6”)、12-羟基硬脂酸铝(Nitto Kasei Kogyo K.K.制,商品名为“AS-6”)、硬脂酸镁(Nitto KaseiKogyo K.K.制,商品名为“MS-7”)、硬脂酸钠(Nitto Kasei Kogyo K.K.制,商品名为“CS-3”);
结晶成核剂:亚甲基双(2,4-二叔丁基苯基)磷酸钠(ADEKA制,商品名为“ADEKASTAB NA-11”)
实施例1
将1.1重量份的聚烯烃类弹性体、3.8重量份的滑石A、3.8重量份的纤维状硫酸镁以及0.043重量份的12-羟基硬脂酸镁混合到100重量份的聚丙烯树脂中,然后,通过使用双螺杆挤出捏合机,在220℃下以300rpm的螺杆转速进行熔融捏合,从而制备树脂组合物。
使用注射成型机将得到的树脂组合物进行成型,从而获得注射成型制品。注射成型的条件为:温度为200℃且模具温度为40℃。在成型前,利用加热干燥机使树脂组合物在110℃下干燥4小时。
实施例2-6和比较例1-6
按照与实施例1相同的方式获得树脂组合物以及相应的注射成型制品,不同之处在于:如下表1所示改变聚丙烯树脂的量、聚烯烃类弹性体的量、滑石的种类或混合量、纤维状硫酸镁的量、金属皂的种类以及/或者结晶成核剂的量。
(评价)
对实施例和比较例中得到的树脂组合物或注射成型制品进行了以下评价。评价结果如下表1所示。
流动性(MFR)
实施例和比较例中得到的树脂组合物的流动性是根据JIS K7210在230℃和21.2N的条件下测定的。
弯曲模量
实施例和比较例中获得的注射成型制品的弯曲模量是根据JIS K7171:2016在23℃下测定的。
简支梁冲击强度
实施例和比较例中获得的注射成型制品的简支梁冲击强度是根据JIS K7111:2012在23℃下测定的。试验片为有缺口试验片。
比重
实施例和比较例中获得的树脂组合物的比重是根据JIS K7112:1999进行测定的。
表1
本发明不限于各实施方式以及各方面的说明。在不脱离权利要求范围的情况下,本发明也包括本领域技术人员所构思的各种改变。本说明书中提及的公开文献的内容通过引用全部并入本文。
本申请基于2019年1月31日提交的日本专利申请No.2019-015609,其全部内容通过引用并入本文。
Claims (6)
1.一种树脂组合物,包含:
聚丙烯树脂;
烯烃类弹性体;
长径比在35至60范围内的滑石;
平均纤维直径为0.1μm至2μm且平均纤维长度为8μm至30μm的纤维状硫酸镁;以及
金属皂,其为选自由脂肪酸镁盐和脂肪酸铝盐组成的组中的至少一者,
其中,
相对于每100重量份的所述聚丙烯树脂,所述烯烃类弹性体的含量在0.2重量份至2重量份的范围内,
相对于每100重量份的所述聚丙烯树脂,所述滑石的含量在2重量份至5重量份的范围内,
相对于每100重量份的所述聚丙烯树脂,所述纤维状硫酸镁的含量在2重量份至5重量份的范围内,并且
相对于每100重量份的所述聚丙烯树脂,所述金属皂的含量在0.01重量份至1重量份的范围内。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中所述选自由脂肪酸镁盐和脂肪酸铝盐组成的组中的至少一者为含有极性基团的脂肪酸盐。
3.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中所述金属皂为所述脂肪酸镁盐。
4.根据权利要求1所述的树脂组合物,进一步包含结晶成核剂,其中,相对于每100重量份的所述聚丙烯树脂,所述结晶成核剂的含量在0.005重量份至1重量份的范围内。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的树脂组合物,根据JIS K7210:2014在230℃和21.2N的条件下测定的MFR在15g/10分钟至60g/10分钟的范围内。
6.一种注射成型制品,其由根据权利要求1至5中任一项所述的树脂组合物形成。
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