CN112752796B - 具有织物质地的模制产品 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的模制产品为具有其中有色颗粒分散在热塑性树脂中的结构的模制产品,其中,如通过颗粒尺寸分析仪测量的,有色颗粒具有约250‑3,200μm的平均颗粒尺寸,并且相对于约100重量份的热塑性树脂,有色颗粒的含量为约0.05‑5重量份,三维图案形成在模制产品的至少一个表面上,并且三维图案具有约50‑500μm的10‑点平均粗糙度(Rz)和约30‑60的不同亮度值的数量。模制产品具有卓越的抗冲击性和卓越的耐热性等,并且具有类似于实际织物的外观。

Description

具有织物质地的模制产品
技术领域
本发明涉及具有织物质地的模制产品和制造其的方法。更具体地,本发明涉及具有与实际织物类似的外观同时在抗冲击性和耐热性方面具有良好的特性的模制产品和制造其的方法。
背景技术
热塑性树脂由于相比玻璃或金属更低的比重以及在可塑性和抗冲击性方面良好的特性而用作用于电气/电子产品的外壳的材料、用于汽车的内部/外部材料和用于建筑的外部材料。随着越来越多地使用热塑性树脂作为外部材料,对可满足消费者对于豪华外观的需求的外部材料,特别是具有织物质地的外部材料的需求越来越大。
通常,通过将实际的织物与热塑性树脂掺混,通过对热塑性树脂产品施加一般图案蚀刻工艺,或通过具有织物质地的图案化膜的模内形成、附接或打印来制造具有织物质地的材料。
然而,这些方法具有热塑性树脂的物理特性劣化、成本增加、工艺步骤的数量增加和由于粘合剂和膜等的使用而导致的生态友好性差的缺点。
所以,需要具有与实际的织物类似的外观而不劣化物理特性,比如抗冲击性和耐热性的模制产品。
本发明的背景技术在韩国专利公开第10-2015-0103541号中公开。
发明内容
本发明的一个方面提供了具有与实际的织物类似的外观同时在抗冲击性和耐热性方面具有良特性的模制产品。
本发明的另一方面提供了制造上面阐述的模制产品的方法。
本发明的上述和其他方面将从下述实施方式的详细描述中变得显而易见。
【技术方案】
1、本发明的一个方面涉及模制产品。模制产品具有其中有色颗粒分散在热塑性树脂中的结构,模制产品具有在其至少一个表面上形成的三维图案,其中有色颗粒具有约250μm至约3,200μm的平均粒径,如使用颗粒尺寸分析仪测量的,并且相对于约100重量份的热塑性树脂,有色颗粒以约0.05重量份至约5重量份的量存在,并且三维图案具有约50μm至约500μm的十点平均粗糙度(Rz)和约30至约60个不同亮度值,不同亮度值的数量通过如下计算:以600dpi的分辨率扫描三维图案的3mm×3mm区域,将所述扫描图像转换成由4,900个像素表示的图像,并且使用CIE 1976L*a*b*(CIELAB)颜色系统测量每个像素的亮度(L*)。
2、在实施方式1中,热塑性树脂可包括聚碳酸酯树脂和橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂中的至少一种。
3、在实施方式1或2中,橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂可包括:约10wt%至约100wt%的通过将芳族乙烯基单体和可与所述芳族乙烯基单体共聚的单体接枝共聚到橡胶聚合物获得的橡胶改性的乙烯基接枝共聚物;以及,任选地,约90wt%或更少的通过芳族乙烯基单体和可与所述芳族乙烯基单体共聚的单体的共聚获得的芳族乙烯基共聚物树脂。
4、在实施方式1至3中,有色颗粒与热塑性树脂可具有约20至约99的亮度差。
5、在实施方式1至4中,有色颗粒可包括纤维素和碳纤维中的至少一种。
6、在实施方式1至5中,有色颗粒可具有约0.015至约0.08的纵横比。
7、在实施方式1至6中,当热塑性树脂为二烯橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂时,如根据ASTM D256在1/4”厚的样品上测量的,模制产品可具有约9kgf·cm/cm至约50kgf·cm/cm的切口悬臂梁式冲击强度,并且,当热塑性树脂为聚碳酸酯树脂和二烯橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂的组合时,如根据ASTM D256在1/4”厚的样品上测量的,模制产品可具有约15kgf·cm/cm至约50kgf·cm/cm的切口悬臂梁式冲击强度,并且,当热塑性树脂为聚碳酸酯树脂和(甲基)丙烯酸酯橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂的组合时,如根据ASTM D256在1/4”厚的样品上测量的,模制产品可具有约9kgf·cm/cm至约50kgf·cm/cm的切口悬臂梁式冲击强度。
8、在实施方式1至7中,当热塑性树脂为二烯橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂时,如按照ASTM D648在18.56kgf/cm2的负荷下以120℃/小时的加热速率测量的,模制产品可具有约82℃至约125℃的热变形温度(HDT),并且,当热塑性树脂为聚碳酸酯树脂和二烯橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂的组合时,如按照ASTM D648在18.56kgf/cm2的负荷下以120℃/小时的加热速率测量的,模制产品可具有约108℃至约125℃的热变形温度(HDT),并且,当热塑性树脂为聚碳酸酯树脂和(甲基)丙烯酸酯橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂的组合时,如按照ASTM D648在18.56kgf/cm2的负荷下以120℃/小时的加热速率测量的,模制产品可具有约82℃至约125℃的热变形温度(HDT)。
9、本发明的另一方面涉及制造模制产品的方法。该方法包括使用注塑机注入热塑性树脂组合物,该注塑机提供有能够在模制产品的至少一个表面上形成具有约50μm至约500μm的十点平均粗糙度(Rz)的三维图案的模具,其中热塑性树脂组合物包括约100重量份的热塑性树脂和约0.05重量份至约5重量份的有色颗粒,如使用颗粒尺寸分析仪测量的,有色颗粒具有约250μm至约3,200μm的平均粒径。
10、在实施方式9中,热塑性树脂组合物的注入可在约200℃至约320℃的注入温度和约40℃至约80℃的模具温度的条件下进行。
【有益效果】
本发明提供了具有与实际的织物类似的外观同时在抗冲击性和耐热性方面具有良好的特性的模制产品和制造其的方法。
具体实施方式
【最佳方式】
下文,将详细地描述本发明的实施方式。
根据本发明的模制产品为具有织物质地的模制产品,并且具有其中有色颗粒分散在热塑性树脂中的结构,由热塑性树脂组合物形成,并且具有在其至少一个表面上形成的三维图案。
如本文使用的,“至”表示具体的数值范围,表述“a至b”意思是“≥a且≤b”。
根据本发明的一个实施方式的热塑性树脂组合物包括:(A)热塑性树脂;和(B)有色颗粒。
(A)热塑性树脂
根据本发明的热塑性树脂可包括在典型的热塑性树脂组合物中使用的任何适当的热塑性树脂。例如,热塑性树脂可包括聚碳酸酯树脂和/或橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂。具体地,热塑性树脂可为聚碳酸酯树脂或聚碳酸酯树脂和橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂的组合。
(a)聚碳酸酯树脂
根据本发明的一个实施方式的聚碳酸酯树脂可包括典型的热塑性树脂组合物中使用的任何适当的聚碳酸酯树脂。例如,聚碳酸酯树脂可为通过二酚(芳族二醇化合物)与碳酸酯前体(比如光气、卤素甲酸酯或碳酸二酯)反应而制备的芳族聚碳酸酯树脂。
在一些实施方式中,二酚可包括4,4’-二酚、2,2-双(4-羟苯基)丙烷、2,4-双(4-羟苯基)-2-甲基丁烷、1,1-双(4-羟苯基)环己烷、2,2-双(3-氯-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二氯-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3-甲基-4-羟苯基)丙烷和2,2-双(3,5-二甲基-4-羟苯基)丙烷,但不限于此。例如,二酚可为2,2-双-(4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二氯-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3-甲基-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二甲基-4-羟苯基)丙烷或1,1-双(4-羟苯基)环己烷,具体地2,2-双(4-羟苯基)丙烷,其也称为双酚A。
在一些实施方式中,碳酸酯前体可包括,例如,碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丁酯、碳酸二环己酯、碳酸二苯酯、二甲苯基碳酸酯、双(氯苯基)碳酸酯、间甲苯基碳酸酯、二萘基碳酸酯、碳酰氯(光气)、双光气、三光气、羰基溴化物和二卤代甲酸酯。这些可单独使用或作为其混合物使用。
在一些实施方式中,聚碳酸酯树脂可为支链聚碳酸酯树脂。例如,聚碳酸酯树脂可通过添加基于聚合中使用的二酚的总摩尔数的约0.05mol%至约2mol%的三官能或更高官能的多官能化合物(具体地三价或更高价的含酚基的化合物)而制备。
在一些实施方式中,聚碳酸酯树脂可为均聚碳酸酯树脂、共聚碳酸酯树脂或其掺混物。聚碳酸酯树脂可部分地或全部被芳族聚酯-碳酸酯树脂替代,该芳族聚酯-碳酸酯树脂通过在酯前体(例如,双官能羧酸)存在的情况下聚合而获得。
在一些实施方式中,如通过凝胶渗透色谱(GPC)测量的,聚碳酸酯树脂可具有约10,000g/mol至约200,000g/mol,例如,约15,000g/mol至约40,000g/mol的重均分子量(Mw)。在该范围内,热塑性树脂组合物可在抗冲击性、硬度和耐热性方面具有良好的特性。
(b)橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂
根据本发明的一个实施方式的橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂为在物理特性,比如抗冲击性、流动性和耐热性之间具有良好的平衡的热塑性树脂,并且可用于各种应用中,比如用于建筑的内部/外部材料和用于汽车的内部/外部材料。
在一些实施方式中,橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂可包括:(b1)约10wt%至约100wt%的通过将芳族乙烯基单体和可与芳族乙烯基单体共聚的单体接枝共聚到橡胶聚合物获得的橡胶改性的乙烯基接枝共聚物;和,任选地,(b2)约90wt%或更少的通过芳族乙烯基单体和可与芳族乙烯基单体共聚的单体的共聚获得的芳族乙烯基共聚物树脂。即,仅橡胶改性的乙烯基接枝共聚物(b1)或橡胶改性的乙烯基接枝共聚物(b1)和芳族乙烯基共聚物树脂(b2)的混合物可用作根据本发明的橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂。
在一些实施方式中,橡胶改性的乙烯基接枝共聚物(b1)可通过将芳族乙烯基单体和可与芳族乙烯基单体共聚的单体添加至橡胶聚合物,随后聚合而获得。芳族乙烯基共聚物树脂(b2)可通过芳族乙烯基单体与可与芳族乙烯基单体共聚的单体的聚合而获得。这里,聚合工艺可通过任何已知的聚合方法,比如乳液聚合、悬浮聚合或本体聚合来进行。当聚合工艺通过本体聚合进行时,橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂(其中橡胶改性的乙烯基接枝共聚物(b1)分散在作为基质的芳族乙烯基共聚物树脂(b2)中)可通过一步反应工艺制备而无需分开制备橡胶改性的乙烯基接枝共聚物(b1)和芳族乙烯基共聚物树脂(b2)。
在一些实施方式中,橡胶(橡胶聚合物)在最终橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂中存在的量可为5wt%至50wt%,并且如通过颗粒尺寸分析仪测量的,可具有约0.2μm至约15μm,例如,约0.3μm至约10μm的平均(Z-平均)粒径。在这些范围内,可能获得具有良好的抗冲击性并且可实现三维质地的热塑性树脂组合物。这里,橡胶聚合物(橡胶颗粒)的平均(Z-平均)粒径可通过光散射颗粒尺寸分析在乳胶状态的样品上测量。具体地,橡胶聚合物的平均(Z-平均)粒径可通过如下工艺去确定:其中橡胶聚合物的乳胶通过筛网过滤以去除在橡胶聚合物的聚合期间形成的凝结体,随后将0.5g的乳胶和30ml的蒸馏水的混合溶液倾倒入1,000ml烧瓶中,并且然后用蒸馏水填充烧瓶以制备样品,接着将10ml的样品转移到石英槽,随后使用光散射颗粒尺寸分析仪(Nano-ZS,Malvern Instrument)测量平均粒径。
现在,将更详细地描述橡胶改性的乙烯基接枝共聚物(b1)和芳族乙烯基共聚物树脂(b2)。
(b1)橡胶改性的乙烯基接枝共聚物
橡胶改性的乙烯基接枝共聚物可通过将芳族乙烯基单体和可与芳族乙烯基单体共聚的单体接枝共聚到橡胶聚合物来获得。如果需要,橡胶改性的乙烯基接枝共聚物可进一步包括用于赋予加工性能和耐热性的单体。
橡胶聚合物的示例可包括二烯橡胶,比如聚丁二烯、聚(苯乙烯-丁二烯)和聚(丙烯腈-丁二烯)、通过二烯橡胶的氢化获得的饱和橡胶、异戊二烯橡胶、C2至C10烷基(甲基)丙烯酸酯橡胶、C2至C10烷基(甲基)丙烯酸酯-苯乙烯共聚物和乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)。这些可单独使用或作为其混合物使用。例如,橡胶聚合物可包括二烯橡胶和(甲基)丙烯酸酯橡胶,具体地,丁二烯橡胶和丙烯酸丁酯橡胶。
在一些实施方式中,基于橡胶改性的乙烯基接枝共聚物(b1)的总重,橡胶聚合物存在的量可为约5wt%至约65wt%,例如,约10wt%至约60wt%,具体地约20wt%至约50wt%。在该范围内,橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂可具有良好的机械特性,比如抗冲击性。
在一些实施方式中,如通过颗粒尺寸分析仪测量的,橡胶聚合物可具有约250nm至约3,000nm,例如,约350nm至约2,000nm的平均(Z-平均)粒径。在该范围内,可能获得具有良好的抗冲击性并且可实现三维质地的热塑性树脂组合物。这里,橡胶聚合物(橡胶颗粒)的平均(Z-平均)粒径可通过光散射颗粒尺寸分析在乳胶状态的样品上测量。具体地,橡胶聚合物的平均(Z-平均)粒径可通过如下工艺确定:其中橡胶聚合物的乳胶通过筛网过滤以去除在橡胶聚合物的聚合期间形成的凝结体,随后将0.5g的乳胶和30ml的蒸馏水的混合溶液倾倒入1,000ml烧瓶中,并且然后用蒸馏水填充烧瓶以制备样品,接着将10ml的样品转移到石英槽,随后使用光散射颗粒尺寸分析仪(Nano-ZS,Malvern Instrument)测量平均粒径。
芳族乙烯基单体可接枝共聚到橡胶聚合物并且可包括,例如,苯乙烯、α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、乙基苯乙烯、乙烯基二甲苯、一氯苯乙烯、二氯苯乙烯、二溴苯乙烯和乙烯基萘,但不限于此。这些可单独使用或作为其混合物使用。基于橡胶改性的乙烯基接枝共聚物(b1)的总重,芳族乙烯基单体存在的量可为约15wt%至约94wt%,例如,约20wt%至约80wt%,具体地约30wt%至约60wt%。在该范围内,可能获得具有良好的机械特性的橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂。
可与芳族乙烯基单体共聚的单体可包括,例如,乙烯基氰化物化合物,比如丙烯腈,和不饱和腈化合物,比如乙基丙烯腈和甲基丙烯腈。这些可单独使用或作为其混合物使用。基于橡胶改性的乙烯基接枝共聚物(b1)的总重,可与芳族乙烯基单体共聚的单体存在的量可为约1wt%至约50wt%,例如,约5wt%至约45wt%,具体地约10wt%至约30wt%。在该范围内,可能获得具有良好的机械特性的橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂。
用于赋予加工性能和耐热性的单体可包括,例如,丙烯酸、(甲基)丙烯酸、马来酐和N-取代的马来酰亚胺,但不限于此。这些可单独使用或作为其混合物使用。基于橡胶改性的乙烯基接枝共聚物(b1)的总重,用于赋予加工性能和耐热性的单体可任选地以约15wt%或更少,例如,约0.1wt%至约10wt%的量存在。在该范围内,用于赋予加工性能和耐热性的单体可赋予热塑性树脂组合物加工性能和耐热性而不劣化其他特性。
在一些实施方式中,橡胶改性的乙烯基接枝共聚物可包括,例如,通过将作为芳族乙烯基单体的苯乙烯和作为乙烯基氰单体的丙烯腈接枝共聚到丁二烯橡胶聚合物获得的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(g-ABS),以及通过将作为芳族乙烯基单体的苯乙烯和作为乙烯基氰单体的丙烯腈接枝共聚到丙烯酸丁酯橡胶聚合物获得的丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物(g-ASA)。
(b2)芳族乙烯基共聚物树脂
芳族乙烯基共聚物树脂可使用除了橡胶(橡胶聚合物)之外的橡胶改性的乙烯基接枝共聚物(b1)的组分(即,使用包括如上述的单体的单体混合物)来制备。这里,单体混合物中的单体之间的比率可取决于它们之间的相容性而变化。例如,芳族乙烯基共聚物树脂可通过芳族乙烯基单体和可与芳族乙烯基单体共聚的单体的共聚获得。
芳族乙烯基单体可包括,例如,苯乙烯、α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、乙基苯乙烯、乙烯基二甲苯、一氯苯乙烯、二氯苯乙烯、二溴苯乙烯和乙烯基萘,但不限于此。这些可单独使用或作为其混合物使用。
可与芳族乙烯基单体共聚的单体可包括,例如,乙烯基氰化物化合物(比如丙烯腈)和不饱和腈化合物,比如乙基丙烯腈和甲基丙烯腈。这些可单独使用或作为其混合物使用。
芳族乙烯基共聚物树脂可进一步包括用于赋予加工性能和耐热性的单体。用于赋予加工性能和耐热性的单体可包括,例如,丙烯酸、(甲基)丙烯酸、马来酐和N-取代的马来酰亚胺,但不限于此。这些可单独使用或作为其混合物使用。
基于芳族乙烯基共聚物树脂的总重,芳族乙烯基单体存在的量可为约50wt%至约95wt%,例如,约60wt%至约90wt%,具体地约70wt%至约80wt%。在该范围内,热塑性树脂组合物可具有良好的冲击强度和机械特性之间的良好平衡。
基于芳族乙烯基共聚物树脂的总重,可与芳族乙烯基单体共聚的单体存在的量可为约5wt%至约50wt%,例如,约10wt%至约40wt%,具体地约20wt%至约30wt%。在该范围内,热塑性树脂组合物可具有良好的冲击强度机械特性之间的良好平衡。
基于芳族乙烯基共聚物树脂的总重,用于赋予加工性能和耐热性的单体可任选地以约30wt%或更少,例如,约0.1wt%至约20wt%的量存在。在该范围内,用于赋予加工性能和耐热性的单体可赋予热塑性树脂组合物加工性能和耐热性而不劣化其他特性。
芳族乙烯基共聚物树脂可具有约50,000g/mol至约500,000g/mol的重均分子量,但不限于此。
作为根据本发明的橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂,可使用仅橡胶改性的乙烯基接枝共聚物(b1),比如通过将作为芳族乙烯基单体的苯乙烯和作为不饱和腈化合物的丙烯腈接枝共聚到丁二烯橡胶聚合物核获得的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(g-ABS),或橡胶改性的乙烯基接枝共聚物(b1)和芳族乙烯基共聚物树脂(b2)的混合物,比如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(ABS树脂)、丙烯腈-乙烯丙烯橡胶-苯乙烯共聚物树脂(AES树脂)和丙烯腈-丙烯酸橡胶-苯乙烯共聚物树脂(AAS树脂)。这里,ABS树脂可具有其中作为橡胶改性的乙烯基接枝共聚物(b1)的g-ABS分散在作为芳族乙烯基共聚物树脂(b2)的苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂(SAN树脂)中的结构。
在一些实施方式中,当热塑性树脂为聚碳酸酯树脂(a)和橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂(b)的组合时,基于热塑性树脂的总重,聚碳酸酯树脂(a)存在的量可为约5wt%至约95wt%,例如,约30wt%至约70wt%,并且基于热塑性树脂的总重,橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂(b)存在的量可为约5wt%至约95wt%,例如,约30wt%至约70wt%。在这些范围内,热塑性树脂组合物可具有良好的抗冲击性和耐热性。
(B)有色颗粒
根据本发明的有色颗粒包括在热塑性树脂中,其用于制造具有三维图案的模制产品,以拓宽模制产品的颜色光谱,从而允许模制产品具有与实际的织物类似的外观。有色颗粒可具有针状(纤维状)形状。另外,如使用颗粒尺寸分析仪测量的,有色颗粒可具有约250μm至约3,200μm,例如,约350μm至约3,000μm的平均粒径,和约10μm至约100μm,例如约15μm至约80μm的预加工横截面直径。当有色颗粒的平均粒径超出该范围时,模制产品的颜色光谱(不同亮度值的数量)的宽度减少,使模制产品难以具有织物质地。
在一些实施方式中,如使用CIE 1976L*a*b*(CIELAB)颜色系统测量的,有色颗粒可与热塑性树脂具有约20至约99,例如,约20至约80的亮度(L*)差。在该范围内,可能获得具有与实际的织物类似的质地(尤其,视觉质地)的模制产品。
在一些实施方式中,有色颗粒可具有约0.015至约0.08,例如,约0.018至约0.08的纵横比。这里,纵横比指针状(纤维状)有色颗粒的横截面的短轴直径与长轴直径的比率。在该范围内,可能获得具有与实际的织物类似的质地(尤其,视觉质地)的模制产品。
在一些实施方式中,有色颗粒可包括纤维素、碳纤维和其组合。
在一些实施方式中,相对于约100重量份的热塑性树脂,有色颗粒存在的量可为约0.05重量份至约5重量份,例如,约0.1重量份至约3重量份。如果有色颗粒的量小于约0.05重量份,则热塑性树脂组合物和由其形成的模制产品在颜色光谱和分散性方面可具有差的特性,而如果有色颗粒的量超过约5重量份,则热塑性树脂组合物和由其形成的模制产品在抗冲击性和耐热性方面可具有差的特性。
除了上述的组分,根据本发明的实施方式的热塑性树脂组合物可进一步包括添加剂而不改变本发明的好处。添加剂的示例可包括阻燃剂、抗氧化剂、抗滴落剂、润滑剂、脱模剂、成核剂、抗静电剂、稳定剂、着色剂和其混合物,但不限于此。
在一些实施方式中,根据本发明的热塑性树脂组合物可通过将上述组分混合,随后熔体在约200℃至约280℃,例如,约220℃至约260℃下在典型的双杆挤出机中挤出而以小球形式制备。
在一些实施方式中,当热塑性树脂为二烯橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂(例如,g-ABS/SAN),如按照ASTM D256在1/4”厚样品上测量的,热塑性树脂组合物(其模制产品)可具有约9kgf·cm/cm至约50kgf·cm/cm,例如,约10kgf·cm/cm至约30kgf·cm/cm的切口悬臂梁式冲击强度。
在一些实施方式中,当热塑性树脂为聚碳酸酯树脂和二烯橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂(例如,g-ABS/SAN)的组合时,如按照ASTM D256在1/4”厚样品上测量的,热塑性树脂组合物(其模制产品)可具有约15kgf·cm/cm至约50kgf·cm/cm,例如,约18kgf·cm/cm至约40kgf·cm/cm的切口悬臂梁式冲击强度。
在一些实施方式中,当热塑性树脂为聚碳酸酯树脂和(甲基)丙烯酸酯橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂(例如,g-ASA/SAN)的组合时,如按照ASTM D256在1/4”厚样品上测量的,热塑性树脂组合物(其模制产品)可具有约9kgf·cm/cm至约50kgf·cm/cm,例如,约10kgf·cm/cm至约40kgf·cm/cm的切口悬臂梁式冲击强度。
在一些实施方式中,当热塑性树脂为二烯橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂(例如,g-ABS/SAN)时,如按照ASTM D648在18.56kgf/cm2的负荷下以120℃/小时的加热速率测量的,热塑性树脂组合物(其模制产品)可具有约82℃至约125℃,例如,约85℃至约115℃的热变形温度(HDT)。
在一些实施方式中,当热塑性树脂为聚碳酸酯树脂和二烯橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂(例如,g-ABS/SAN)的组合时,如按照ASTM D648在18.56kgf/cm2的负荷下以120℃/小时的加热速率测量的,热塑性树脂组合物(其模制产品)可具有约108℃至约125℃,例如,约110℃至约120℃的热变形温度(HDT)。
在一些实施方式中,当热塑性树脂为聚碳酸酯树脂和(甲基)丙烯酸酯橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂(例如,g-ASA/SAN)的组合时,如按照ASTM D648在18.56kgf/cm2的负荷下以120℃/小时的加热速率测量的,热塑性树脂组合物(其模制产品)可具有约82℃至约125℃,例如约84℃至约115℃的热变形温度(HDT)。
根据本发明的模制产品由上面阐述的热塑性树脂组合物形成并且具有在其至少一个表面上形成的三维图案,其中三维图案具有约50μm至约500μm,例如约70μm至约450μm的十点平均粗糙度(Rz)。当三维图案的十点平均粗糙度(Rz)超出该范围时,模制产品的颜色光谱(的数量不同亮度值)的宽度可减少,使模制产品难以具有织物质地。
这里,十点平均粗糙度(不规则的十点高度)(Rz)通过如下过程计算:其中从用显微镜在粗糙度曲线的平均线的方向上测量的粗糙度曲线提取参考长度,随后获得取样部分的平均线的纵向放大方向上测量的五个最高峰的高度(Yp)的绝对平均值和五个最低谷的深度(Yv)的绝对平均值的总和,并且然后所得值以μm表示,如方程式1表示。
[方程式1]
Figure BDA0002953987050000101
在一些实施方式中,模制产品可具有30至60,例如,30至50个不同亮度值,不同亮度值的数量通过如下计算:扫描三维图案的3mm×3mm区域,将所述扫描图像转换成由4,900个像素表示的图像,并且使用CIE 1976L*a*b*(CIELAB)颜色系统测量每个像素的亮度(L*)。如果不同亮度值的数量小于30,则模制产品的颜色光谱可过窄,使模制产品难以具有织物质地,而如果不同亮度值的数量超过约60,模制产品难以具有织物质地和美丽的外观。
在一些实施方式中,模制产品可通过任何典型的注塑成型方法使用注塑机注入热塑性树脂组合物来制造,该注塑机配备能够在模制产品的至少一种表面上形成三维图案的模具。
在一些实施方式中,注塑成型工艺可在约200℃至约320℃,例如约210至约290℃的注入温度和约40℃至约80℃,例如约50℃至约70℃的模具温度的条件下进行。当注塑成型工艺在这些条件下进行时,可能获得具有在其至少一个表面上形成的三维图案的模制产品。
根据本发明的模制产品可具有与实际的织物类似的外观和天然质地同时在抗冲击性和耐热性方面具有良好的特性。因此,模制产品可用于需要豪华外观的各种应用,比如用于汽车的内部/外部材料、用于电气/电子产品的内部/外部材料、壁纸和用于建筑的外部材料。
【发明方式】
接下来,将参考一些实施例更详细地描述本发明。应理解,提供这些实施例仅用于阐释并且决不解释为限制本发明。
实施例
实施例和比较例中使用的组分的细节如下:
(A)热塑性树脂
(a)聚碳酸酯树脂
使用双酚A聚碳酸酯树脂(重均分子量(Mw):28,000g/mol)。
(b1)橡胶改性的乙烯基接枝共聚物
使用通过将55wt%的苯乙烯和丙烯腈(重量比:75/25)接枝共聚到45wt%的具有310nm的Z-平均粒径的丁二烯橡胶获得的g-ABS共聚物。
(b2)橡胶改性的乙烯基接枝共聚物
使用通过将55wt%的苯乙烯和丙烯腈(重量比:75/25)接枝共聚到45wt%的具有400nm的平均粒径的丙烯酸丁酯橡胶获得的g-ASA共聚物。
(c)芳族乙烯基共聚物树脂
使用通过80wt%的苯乙烯和20wt%的丙烯腈的聚合获得的SAN树脂(重均分子量:130,000g/mol)。
(B)有色颗粒
(B1)使用具有270μm的平均粒径和0.056的横截面纵横比的针状碳纤维(亮度:23)。
(B2)使用具有500μm的平均粒径和0.03的横截面纵横比的针状纤维素颗粒(亮度:45)。
(B3)使用具有3,000μm的平均粒径和0.033的横截面纵横比的针状纤维素颗粒(亮度:28)。
(B4)使用具有150μm的平均颗粒尺寸和0.33的横截面纵横比的针状碳纤维(亮度:23)。
(B5)使用具有3,300μm的平均粒径和0.009的横截面纵横比的针状纤维素颗粒(亮度:27)。
(B6)使用具有500μm的平均粒径和0.03的横截面纵横比的针状纤维素颗粒(亮度:32)。
实施例1至3和10至12以及比较例1、2和7至10
将上述的组分以表1、表2和表3中所列的量混合,随后将在220℃下在双杆挤出机(L/D:35,Φ:45mm)中熔体挤出,从而制备小球。将制备的小球在80℃下干燥2小时或更长时间并且然后使用10盎司注塑机在230℃的成型温度和60℃的模具温度的条件下进行注塑成型,该注塑机配备能够形成具有401μm的十点平均粗糙度(Rz)的三维图案的模具,从而制备样品。对制备的样品评估下述特性。结果显示在表1、表2和表3中。
实施例4至9以及比较例3至6和11
将上述的组分以表1、表2和表3中所列的量混合,随后将在260℃下在双杆挤出机(L/D:35,Φ:45mm)中熔体挤出,从而制备小球。将制备的小球在100℃下干燥2小时或更长时间并且然后使用10盎司注塑机在270℃的成型温度和60℃的模具温度的条件下进行注塑成型,该注塑机配备能够形成具有401μm的十点平均粗糙度(Rz)的三维图案的模具,从而制备样品。对制备的样品评估下述特性。结果显示在表1和表2中。
比较例9
以与实施例1中相同的方式制备样品,只是使用能够形成具有25μm的十点平均粗糙度(Rz)的三维图案的模具。对制备的样品评估下述特性。结果显示在表2中。
性质评估
(1)颜色光谱:扫描实施例和比较例中制备的样品中的每一个的三维图案的3mm×3mm区域,随后将扫描的图像转换成由4,900个像素表示的图像,并且然后使用CIE 1976L*a*b*(CIELAB)颜色系统测量每个像素的亮度(L*),从而计算不同亮度值的数量。
(2)冲击强度:按照ASTM D256在1/4”厚的样品上测量切口悬臂梁式冲击强度(单位:kgf·cm/cm)。
(3)耐热性:按照ASTM D648在18.56kgf/cm2的负荷下以120℃/小时的加热速率在实施例和比较例中制备的样品中的每一个上测量热变形温度(HDT,单位:℃)。
表1
Figure BDA0002953987050000121
*重量份:相对于100重量份的热塑性树脂(A)
表2
Figure BDA0002953987050000122
Figure BDA0002953987050000131
*重量份:相对于100重量份的热塑性树脂(A)
表3
Figure BDA0002953987050000132
*重量份:相对于100重量份的热塑性树脂(A)
从表1至表3中显示的结果中可见,根据本发明的模制产品具有30至60个不同亮度值并且因此具有与实际的织物(不同亮度值的数量:42)类似的外观(质地)同时在抗冲击性和耐热性方面具有良好的特性。
相反地,比较例1、3和5的模制产品(其中使用具有小于本文指出的范围的平均粒径的有色颗粒(B4)而不是根据本发明的有色颗粒)在颜色光谱方面具有差的特性,比较例2、4和6的模制产品(其中使用具有超过本文指出的范围的平均粒径的有色颗粒(B5))在耐热性等方面具有差的特性,并且比较例10和11的模制产品(其中使用与热塑性树脂具有小于10的亮度差的有色颗粒(B6))在颜色光谱方面具有差的特性。另外,比较例7的模制产品(其中有色颗粒的含量小于本文指出的范围)在颜色光谱方面具有差的特性,比较例8的模制产品(其中有色颗粒的含量超过本文指出的范围)在抗冲击性和耐热性方面具有差的特性,并且比较例9的模制产品(其形成有具有小于本文指出的范围的十点平均粗糙度(Rz)的微图案化突起)在颜色光谱方面具有差的特性。
应理解,在不背离本发明的精神和范围的情况下,本领域技术人员可作出各种修改、改变、变化和等效实施方式。

Claims (9)

1.一种模制产品,所述模制产品具有其中有色颗粒分散在热塑性树脂中的结构,所述模制产品具有在所述模制产品的至少一个表面上形成的三维图案,
其中,使用颗粒尺寸分析仪测量的,所述有色颗粒具有250μm至3,200μm的平均粒径,并且相对于100重量份的所述热塑性树脂,所述有色颗粒以0.05重量份至5重量份的量存在,
所述三维图案具有50μm至500μm的十点平均粗糙度(Rz)和30至60个不同亮度值,不同亮度值的数量通过如下计算:以600dpi的分辨率扫描所述三维图案的3mm×3mm区域,将扫描的图像转换成由4,900个像素表示的图像,并且使用CIE 1976L*a*b*(CIELAB)颜色系统测量每个像素的亮度(L*),并且
其中所述有色颗粒为一种纤维素或一种碳纤维。
2.根据权利要求1所述的模制产品,其中所述热塑性树脂包括聚碳酸酯树脂和橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的模制产品,其中所述橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂包括:10wt%至100wt%的通过将芳族乙烯基单体和可与所述芳族乙烯基单体共聚的单体接枝共聚到橡胶聚合物获得的橡胶改性的乙烯基接枝共聚物;以及,任选地,90wt%或更少的通过芳族乙烯基单体和可与所述芳族乙烯基单体共聚的单体的共聚获得的芳族乙烯基共聚物树脂。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的模制产品,其中所述有色颗粒与所述热塑性树脂具有20至99的亮度差。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的模制产品,其中所述有色颗粒具有0.015至0.08的纵横比。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的模制产品,其中,当所述热塑性树脂为二烯橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂时,根据ASTM D256在1/4”厚的样品上测量的,所述模制产品具有9kgf·cm/cm至50kgf·cm/cm的切口悬臂梁式冲击强度,并且,当所述热塑性树脂为聚碳酸酯树脂和二烯橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂的组合时,根据ASTM D256在1/4”厚的样品上测量的,所述模制产品具有15kgf·cm/cm至50kgf·cm/cm的切口悬臂梁式冲击强度,并且,当所述热塑性树脂为聚碳酸酯树脂和(甲基)丙烯酸酯橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂的组合时,根据ASTM D256在1/4”厚的样品上测量的,所述模制产品具有9kgf·cm/cm至50kgf·cm/cm的切口悬臂梁式冲击强度。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的模制产品,其中,当所述热塑性树脂为二烯橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂时,按照ASTM D648在18.56kgf/cm2的负荷下以120℃/小时的加热速率测量的,所述模制产品具有82℃至125℃的热变形温度(HDT),并且,当所述热塑性树脂为聚碳酸酯树脂和二烯橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂的组合时,按照ASTMD648在18.56kgf/cm2的负荷下以120℃/小时的加热速率测量的,所述模制产品具有108℃至125℃的热变形温度(HDT),并且,当所述热塑性树脂为聚碳酸酯树脂和(甲基)丙烯酸酯橡胶改性的芳族乙烯基共聚物树脂的组合时,按照ASTM D648在18.56kgf/cm2的负荷下以120℃/小时的加热速率测量的,所述模制产品具有82℃至125℃的热变形温度(HDT)。
8.一种制造根据权利要求1至7中任一项所述的模制产品的方法,所述方法包括:
使用注塑机注入热塑性树脂组合物,所述注塑机配备能够在所述模制产品的至少一个表面上形成具有50μm至500μm的十点平均粗糙度(Rz)的三维图案的模具,
其中所述热塑性树脂组合物包括100重量份的热塑性树脂和0.05重量份至5重量份的有色颗粒,使用颗粒尺寸分析仪测量的,所述有色颗粒具有250μm至3,200μm的平均粒径。
9.根据权利要求8所述的方法,其中所述热塑性树脂组合物的注入在200℃至320℃的注入温度和40℃至80℃的模具温度的条件下进行。
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