CN117980402A - 透明树脂组合物和模制品 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种透明树脂组合物和由其形成的模制品,所述透明树脂组合物包含含有化学回收再利用单体单元的透明基质树脂以减少碳排放,从而是生态友好的并且具有优异的机械性能和耐候性。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年10月1日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2021-0130840的权益,该专利申请的公开内容通过引用全部并入本说明书中。
技术领域
本发明涉及一种透明树脂组合物和由其形成的模制品,所述透明树脂组合物包含含有化学回收再利用单体单元的基质树脂以减少碳排放,从而是生态友好的并且具有优异的机械性能和耐候性。
背景技术
世界各地都加强了生态友好的政策和法规。特别是,已经提出了回收再利用塑料废物的方法以减少碳排放,最值得注意的是,正在研究和开发消费后回收再利用(PCR)材料。
PCR材料不是简单的为降低成本而设计的低成本回收再利用材料,而是对环境有益的材料,因为废弃产品在被消费者使用后被回收再利用。PCR材料的回收再利用方式主要分为机械回收再利用和化学回收再利用。
机械回收再利用是一种通过粉碎和清洗塑料废物进行回收再利用的方式,而分拣异物和金属是这种回收再利用的关键。由于在用于回收再利用的机械分解时热能消耗低,机械回收再利用显著地减少了碳,但是即使在回收再利用时进行分拣,也实际上不能去除所有的异物和金属,导致与新料(virgin materials)相比质量劣化,并且难以确保质量的均匀性。特别是,对于应用于需要透明度的产品的透明树脂,当在回收再利用时异物和金属混合时,透明度可能劣化。
化学回收再利用是一种分解塑料本身的分子结构,并且使塑料恢复为纯原料的使用化学方法进行回收再利用的方式,近来,这种回收再利用技术的开发正在加速。化学回收再利用通过回收再利用产生纯原料,因此与机械回收再利用相比,在回收再利用时可以实现与新料相同的质量水平。
同时,当透明树脂在室外使用时或即使在室内使用也稳定地暴露于外部光线时,在没有确保足够的耐候性的情况下,透明度劣化。因此,在透明树脂中,重要的是确保耐候性。
[相关技术文献]
[专利文献]
(专利文献1)KR 10-2012-0088090A
发明内容
技术问题
为了克服上述背景技术中的限制,本发明要解决的任务是使用一种PCR材料作为透明树脂,以提供生态友好性,确保与新料相同水平的机械性能并且改善耐候性。
即,本发明的一方面提供了一种透明树脂组合物和由其形成的模制品,所述透明树脂组合物包含含有化学回收再利用单体单元的基质树脂以减少碳排放,从而是生态友好的并且具有优异的机械性能和耐候性。
技术方案
为了解决上述任务,本发明提供了一种透明树脂组合物和模制品。
(1)根据本发明的一方面,提供了一种透明树脂组合物,包含:包含橡胶聚合物的透明接枝共聚物;透明基质树脂;和紫外线吸收剂,其中,所述透明基质树脂包含化学回收再利用(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元,并且所述紫外线吸收剂包含选自二苯甲酮类紫外线吸收剂和苯并三唑类紫外线吸收剂中的至少一种。
(2)本发明提供了根据上面(1)所述的透明树脂组合物,其中,所述透明接枝共聚物包含共轭二烯类橡胶聚合物、(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元、芳香族乙烯基类单体单元和乙烯基氰类单体单元。
(3)本发明提供了根据上面(1)或(2)所述的透明树脂组合物,其中,相对于100重量份的所述透明接枝共聚物和所述透明基质树脂的总量,所述透明接枝共聚物的量为5重量份至60重量份。
(4)本发明提供了根据上面(1)至(3)所述的透明树脂组合物,其中,相对于100重量份的所述透明接枝共聚物和所述透明基质树脂的总量,所述透明基质树脂的量为40重量份至95重量份。
(5)本发明提供了根据上面(1)至(4)所述的透明树脂组合物,其中,述透明基质树脂包含第一透明基质树脂和第二透明基质树脂,所述第二透明基质树脂包含化学回收再利用(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元。
(6)本发明提供了根据上面(5)所述的透明树脂组合物,其中,所述第一透明基质树脂包含(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元、芳香族乙烯基类单体单元和乙烯基氰类单体单元。
(7)本发明提供了根据上面(5)或(6)所述的透明树脂组合物,其中,所述第二透明基质树脂包含化学回收再利用(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元、芳香族乙烯基类单体单元和乙烯基氰类单体单元。
(8)本发明提供了根据上面(5)至(7)所述的透明树脂组合物,其中,相对于100重量份的所述透明接枝共聚物和所述透明基质树脂的总量,所述第一透明基质树脂的量为10重量份至70重量份,相对于100重量份的所述透明接枝共聚物和所述透明基质树脂的总量,所述第二透明基质树脂的量为10重量份至80重量份。
(9)本发明提供了根据上面(1)至(8)所述的透明树脂组合物,其中,形成所述化学回收再利用(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元的化学回收再利用(甲基)丙烯酸烷基酯类单体是由废弃人造大理石中化学回收再利用的。
(10)本发明提供了根据上面(1)至(9)所述的透明树脂组合物,其中,所述二苯甲酮类紫外线吸收剂是选自2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮和2,2′-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮中的至少一种。
(11)本发明提供了根据上面(1)至(10)所述的透明树脂组合物,其中,所述苯并三唑类紫外线吸收剂是2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑。
(12)本发明提供了根据上面(1)至(11)所述的透明树脂组合物,其中,相对于100重量份的所述透明接枝共聚物和所述透明基质树脂的总量,所述紫外线吸收剂的量为0.01重量份至1.00重量份。
(13)根据本发明的另一方面,提供了一种由根据上面(1)至(12)中任一项所述的透明树脂组合物模塑而成的模制品。
有益效果
根据本发明的透明树脂组合物包含含有化学回收再利用单体单元的基质树脂以减少碳排放,从而是生态友好的并且具有优异的机械性能和耐候性。
具体实施方式
下文中,将详细描述本发明,以帮助理解本发明。
应当理解的是,在本发明的说明书和权利要求书中使用的词语或术语不应理解为限于常用词典中定义的含义。将进一步理解的是,应当基于发明人可以适当地定义词语或术语的含义以更好地说明本发明的原则,将词语或术语理解为具有与它们在相关技术的上下文中的含义和本发明的技术构思一致的含义。
在本发明中使用的术语“单体单元”可以指来自各个单体的组分、结构或材料本身,并且具体地,可以指在聚合聚合物时,加入的单体参与聚合反应时在聚合物中构成的重复单元。
本发明中使用的术语“组合物”包括由该组合物的材料形成的反应产物和分解产物以及包含该组合物的材料的混合物。
本发明提供了一种包含PCR材料的透明树脂组合物。在本发明中,PCR材料指根据化学回收再利用法使用化学回收再利用单体的PCR材料。
根据本发明的一个实施方案,所述透明树脂组合物可以包含:包含橡胶聚合物的透明接枝共聚物、透明基质树脂和紫外线吸收剂,所述透明基质树脂可以包含化学回收再利用(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元,所述紫外线吸收剂可以包含选自二苯甲酮类紫外线吸收剂和苯并三唑类紫外线吸收剂中的至少一种。
根据本发明的一个实施方案,所述透明树脂组合物的特征在于包含作为PCR材料的透明基质树脂。这样,当包含作为PCR材料的透明基质树脂时,可以减少作为温室气体的二氧化碳的排放,并且与单独使用作为新料的透明基质树脂的情况相比,由此产生的碳排放减少对环境有益。
在本发明中描述的共轭二烯类橡胶聚合物可以为包含共轭二烯类单体单元的橡胶聚合物,具体地,形成共轭二烯类单体单元的共轭二烯类单体可以为选自1,3-丁二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、间戊二烯、3-丁基-1,3-辛二烯、异戊二烯和2-苯基-1,3-丁二烯中的至少一种,更具体地可以为1,3-丁二烯。
用于形成本发明中描述的(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元的(甲基)丙烯酸烷基酯类单体可以为具有1至18个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯、具有1至12个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯或具有1至6个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯。在这种情况下,(甲基)丙烯酸酯可以指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。具有1至18个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯类单体可以为(甲基)丙烯酸甲酯,具体地,甲基丙烯酸甲酯。另外,(甲基)丙烯酸烷基酯类单体可以为原始单体或化学回收再利用单体,但是可以指原始单体,除非具体地指明为化学回收再利用单体。
用于形成本发明中描述的芳香族乙烯基类单体单元的芳香族乙烯基类单体可以是选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯,4-丙基苯乙烯、1-乙烯基萘、4-环己基苯乙烯、4-(对甲基苯基)苯乙烯和1-乙烯基-5-己基萘中的至少一种,具体地可以为苯乙烯。
用于形成本发明中描述的乙烯基氰类单体单元的乙烯基氰类单体单元可以是选自丙烯腈、甲基丙烯腈、乙基丙烯腈、苯基丙烯腈和α-氯丙烯腈中的至少一种,具体地可以为丙烯腈。
根据本发明的一个实施方案,所述透明接枝共聚物可以包含共轭二烯类橡胶聚合物、(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元、芳香族乙烯基类单体单元和乙烯基氰类单体单元。具体地,所述透明接枝共聚物可以是通过使(甲基)丙烯酸烷基酯类单体、芳香族乙烯基类单体和乙烯基氰类单体接枝聚合到共轭二烯类橡胶聚合物上而得到的接枝共聚物,并且可以具有核-壳结构,在这种情况下,所述核可以包含共轭二烯类橡胶聚合物,所述壳可以包含(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元、芳香族乙烯基类单体单元和乙烯基氰类单体单元。
根据本发明的一个实施方案,相对于所述透明接枝共聚物,所述透明接枝共聚物中共轭二烯类橡胶聚合物的含量可以为30重量%以上、35重量%以上、40重量%以上或45重量%以上,并且还可以为70重量%以下、65重量%以下、60重量%以下或55重量%以下,在此范围内,透明树脂组合物具有优异的机械性能。
根据本发明的一个实施方案,相对于所述透明接枝共聚物,所述透明接枝共聚物中(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元的含量可以为10重量%以上、15重量%以上、20重量%以上、25重量%以上或30重量%以上,并且还可以为50重量%以下、45重量%以下、40重量%以下或35重量%以下,在此范围内,与透明基质树脂的相容性是优异的,并且透明度和机械性能是优异的。
根据本发明的一个实施方案,所述透明接枝共聚物中(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元可以由原始(甲基)丙烯酸烷基酯类单体和/或化学回收再利用(甲基)丙烯酸烷基酯类单体形成,并且当包含由化学回收再利用(甲基)丙烯酸烷基酯类单体形成的单体单元时,其可以进一步有益于环境。
根据本发明的一个实施方案,相对于所述透明接枝共聚物,所述透明接枝共聚物中芳香族乙烯基类单体单元的含量可以为1重量%以上、3重量%以上、5重量%以上或10重量%以上,并且还可以为30重量%以下、25重量%以下、20重量%以下或15重量%以下,在此范围内,与透明基质树脂的相容性是优异的,并且透明度和机械性能是优异的。
根据本发明的一个实施方案,相对于所述透明接枝共聚物,所述透明接枝共聚物中乙烯基氰类单体单元的含量可以为1重量%以上、2重量%以上、3重量%以上、4重量%以上或5重量%以上,并且还可以为20重量%以下、15重量%以下、10重量%以下或8重量%以下,在此范围内,与透明基质树脂的相容性是优异的,并且透明度和机械性能是优异的。
根据本发明的一个实施方案,所述透明接枝共聚物的折射率可以为1.500以上、1.505以上、1.510以上或1.515以上,并且还可以为1.530以下、1.525以下、1.520以下或1.518以下。在这种情况下,可以使用阿贝折射仪来测量折射率。
根据本发明的一个实施方案,在所述透明树脂组合物中,相对于100重量份的所述透明接枝共聚物和所述透明基质树脂的总量,所述透明接枝共聚物的量可以为5重量份至60重量份。具体地,所述透明接枝共聚物的量可以为5重量份以上、10重量份以上、15重量份以上、20重量份以上或25重量份以上,并且还可以为60重量份以下、55重量份以下、50重量份以下、45重量份以下、40重量份以下或35重量份以下,在此范围内,可以根据所述接枝共聚物中包含的橡胶聚合物的量来调节透明树脂组合物的颜色、加工性能和机械性能。
根据本发明的一个实施方案,所述透明基质树脂可以包含化学回收再利用(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元,可以具体地包含化学回收再利用(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元、芳香族乙烯基类单体单元和乙烯基氰类单体单元。
根据本发明的一个实施方案,相对于所述透明基质树脂,所述透明基质树脂中化学回收再利用(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元的含量可以为50重量%以上、55重量%以上、60重量%以上、65重量%以上或58重量%以上,并且还可以为80重量%以下、75重量%以下、70重量%以下或69重量%以下,在此范围内,与透明接枝共聚物的相容性是优异的,并且透明度和机械性能是优异的。
根据本发明的一个实施方案,相对于所述透明基质树脂,所述透明基质树脂中芳香族乙烯基类单体单元的含量可以为5重量%以上、10重量%以上、15重量%以上或20重量%以上,并且还可以为40重量%以下、35重量%以下、30重量%以下或25重量%以下,在此范围内,与透明接枝共聚物的相容性是优异的,并且透明度和机械性能是优异的。
根据本发明的一个实施方案,相对于所述透明基质树脂,所述透明基质树脂中乙烯基氰类单体单元的含量可以为1重量%以上、2重量%以上、3重量%以上、4重量%以上或5重量%以上,并且还可以为20重量%以下、15重量%以下、10重量%以下或8重量%以下,并且在此范围内,与透明接枝共聚物的相容性是优异的,并且透明度和机械性能是优异的。
根据本发明的一个实施方案,所述透明基质树脂的折射率可以为1.500以上、1.505以上、1.510以上或1.515以上,并且还可以为1.530以下、1.525以下、1.520以下或1.518以下。在这种情况下,可以使用阿贝折射仪来测量折射率。
根据本发明的一个实施方案,在所述透明树脂组合物中,相对于100重量份的所述透明接枝共聚物和所述透明基质树脂的总量,所述透明基质树脂的量可以为40重量份至95重量份。具体地,所述透明基质树脂的量可以为40重量份以上、45重量份以上、50重量份以上、55重量份以上、60重量份以上或65重量份以上,并且还可以为95重量份以下、90重量份以下、85重量份以上、80重量份以下或75重量份以下,在此范围内,透明树脂组合物的颜色、加工性能和机械性能可以根据所述接枝共聚物中包含的橡胶聚合物的量来调节。
根据本发明的一个实施方案,所述透明基质树脂可以包含第一透明基质树脂和第二透明基质树脂,并且所述第二透明基质树脂可以包含化学回收再利用(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元。具体地,所述第一透明基质树脂可以包含(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元、芳香族乙烯基类单体单元和乙烯基氰类单体单元,所述第二透明基质树脂可以包含化学回收再利用(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元、芳香族乙烯基类单体单元和乙烯基氰类单体单元。在这种情况下,可以从包含原始(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元的第一基质树脂进一步提高透明树脂组合物的透明度和机械性能,并且还可以从包含化学回收再利用(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元的第二基质树脂确保生态友好性。
根据本发明的一个实施方案,在所述透明树脂组合物中,当所述透明基质树脂包含第一透明基质树脂和第二透明基质树脂时,相对于100重量份的所述透明接枝共聚物和所述透明基树脂的总量,所述第一透明基质树脂的量可以为10重量份至70重量份,相对于100重量份的所述透明接枝共聚物和所述透明基质树脂的总量,所述第二透明基质树脂的量可以为10重量份至80重量份。具体地,相对于100重量份的所述透明接枝共聚物和所述透明基质树脂的总量,所述第一透明基质树脂的量可以为10重量份以上、20重量份以上、25重量份以上或者30重量份以上,并且还可以为70重量份以下、60重量份以下、50重量份以下或40重量份以下。另外,相对于100重量份的所述透明接枝共聚物和所述透明基质树脂的总量,所述第二透明基质树脂的量可以为10重量份以上、20重量份以上、25重量份以上或30重量份以上,并且还可以为80重量份以下、75重量份以下、70重量份以下、60重量份以下、50重量份以下或40重量份以下。在这种情况下,可以从包含原始(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元的第一基质树脂进一步提高透明树脂组合物的透明度和机械性能,并且还可以从包含化学回收再利用(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元的第二基质树脂确保生态友好性。
根据本发明的一个实施方案,形成化学回收再利用(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元的化学回收再利用(甲基)丙烯酸烷基酯类单体可以由废弃人造大理石中化学回收再利用。具体地,所述化学回收再利用(甲基)丙烯酸烷基酯类单体可以通过粉碎废弃人造大理石,并且通过对粉碎后的废弃人造大理石粉末或颗粒进行热分解,将作为(甲基)丙烯酸烷基酯类单体的(甲基)丙烯酸烷基酯化合物与氢氧化铝分离而获得。更具体地,氢氧化铝、水和其它杂质可以在高温下从废弃人造大理石经过热分解的热解物中被去除,得到(甲基)丙烯酸烷基酯化合物。得到的(甲基)丙烯酸烷基酯化合物可以通过蒸馏塔进行蒸馏过程以提高纯度。因此,化学回收再利用(甲基)丙烯酸烷基酯类单体可以具有95%以E的纯度。
根据本发明的一个实施方案,即使当化学回收再利用(甲基)丙烯酸烷基酯类单体具有提高的纯度时,但是与原始单体相比,不可避免地包含了一些杂质,并且这些杂质导致了透明树脂组合物的耐候性劣化。因此,与单独使用原始单体制备的透明树脂组合物相比,包含含有化学回收再利用(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元的透明基质树脂的透明树脂组合物不可避免地具有劣化的耐候性,为了解决该问题,需要包含如本发明中的紫外线吸收剂。然而,对于根据本发明的包含透明基质树脂的透明树脂组合物,由于不是所有的紫外线吸收剂都显示出相同水平的耐候性改善,因此包含特别适合于根据本发明的透明基质树脂的紫外线吸收剂是至关重要的。通常,应用于树脂的紫外线吸收剂是有机紫外线吸收剂如二苯甲酮类紫外线吸收剂、苯并三唑类紫外线吸收剂、氰基丙烯酸酯类紫外线吸收剂、甲脒类紫外线吸收剂、三嗪类紫外线吸收剂、水杨酸酯类紫外线吸收剂和受阻胺类紫外线吸收剂(HALS),以及无机紫外线吸收剂如镍类紫外线吸收剂和铈类紫外线吸收剂,但是无机紫外线吸收剂导致透明树脂组合物的透明度劣化,因此不适合应用于透明树脂组合物。因此,当排除无机紫外线吸收剂而仅考虑有机紫外线吸收剂时,当考虑与具有低极性的透明接枝共聚物和透明基质树脂的相容性、着色性和透明度时,二苯甲酮类紫外线吸收剂、苯并三唑类紫外线吸收剂和受阻胺类紫外线吸收剂是理想的,但是受阻胺类紫外线吸收剂(HALS)不能通过屏蔽效应来阻挡紫外线光,因此不能充分改善透明树脂组合物的耐候性。因此,本发明的透明树脂组合物的特征在于包含选自二苯甲酮类紫外线吸收剂和苯并三唑类紫外线吸收剂中的至少一种紫外线吸收剂作为紫外线吸收剂。
根据本发明的一个实施方案,二苯甲酮类紫外线吸收剂可以不受限制地使用,只要其为可以商购的二苯甲酮类紫外线吸收剂即可,但是考虑到与根据本发明的透明基质树脂的相容性,该二苯甲酮类紫外线吸收剂可以具体地是选自2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮和2,2′-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮中的至少一种。
根据本发明的一个实施方案,苯并三唑类紫外线吸收剂可以不受限制地使用,只要其为可以商购的苯并三唑类紫外线吸收剂即可,但是考虑到与根据本发明所述的透明基质树脂的相容性,该苯并三唑类紫外线吸收剂可以具体地是2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑。
根据本发明的一个实施方案,在所述透明树脂组合物中,相对于100重量份的所述透明接枝共聚物和所述透明基质树脂的总量,所述紫外线吸收剂的量可以为0.01重量份至1.00重量份。具体地,相对于100重量份的所述透明接枝共聚物和所述透明基质树脂的总量,所述紫外线吸收剂的量可以为0.01重量份以上、0.05重量份以上、0.10重量份以上、0.20重量份以上、0.30重量份以上、0.40重量份以上或0.50重量份以上,并且还可以为0.90重量份以下、0.80重量份以下、0.70重量份以下、0.60重量份以下或0.50重量份以下,在此范围内,可以防止透明度和机械性能的劣化,并且可以进一步改善耐候性。
本发明提供了一种由所述透明树脂组合物模塑的模制品。
根据本发明的一个实施方案,所述模制品可以为使用所述透明树脂组合物挤出和/或注射的模制品,即使模制品可能暴露于外部光下,该模制品也可以适用于需要透明度的产品。
下文中,将详细描述本发明的实施例,以使本发明所属领域的普通技术人员可以容易地实施本发明。然而,本发明可以以多种不同形式来实现,并且不应理解为限于本文中描述的实施例。
制备例
制备例1:制备接枝共聚物
制备包含100重量份的离子交换水、32重量份的甲基丙烯酸甲酯、11重量份的苯乙烯、7重量份的丙烯腈、0.04重量份的异丙苯过氧化氢、1重量份的十二烷基苯磺酸钠、0.3重量份的叔十二烷基硫醇、0.048重量份的甲醛次硫酸氢钠、0.012重量份的乙二胺四乙酸和0.001重量份的硫酸亚铁的混合溶液。
将50重量份(相对于固体含量)的丁二烯橡胶胶乳(平均粒径:300nm,折射率:1.516,凝胶含量:70重量%)加入到氮气置换的反应器中,在75℃下以恒定速率连续地加入混合溶液5小时以进行聚合。连续加入结束后,将反应器内的温度升温至80℃,之后老化1小时,然后终止聚合以得到含有接枝共聚物的接枝共聚物胶乳。在这种情况下,最终聚合转化率为99%。
将制备的接枝共聚物胶乳用氯化钙水溶液凝结、老化、洗涤、脱水和干燥以得到接枝共聚物粉末。在这种情况下,制备的接枝共聚物粉末的折射率为1.516。
制备例2:制备第一基质树脂
制备包含69重量份的甲基丙烯酸甲酯、24重量份的苯乙烯、7重量份的丙烯腈、30重量份的甲苯和0.15重量份的叔十二烷基硫醇的混合溶液。
将上述混合溶液以恒定速率连续加入到氮气置换的反应器中,使得停留时间为3小时,并且将反应器的温度保持在148℃。在预热罐中加热从反应器中排出的聚合溶液,并且在挥发罐中挥发未反应的单体。然后,使用聚合物输送泵挤出机在210℃下通过挤出得到颗粒形式的第一基质树脂。在这种情况下,制备的第一基质树脂颗粒的折射率为1.516。
制备例3:制备第二基质树脂
在制备例2中,除了使用等量的通过由废弃人造大理石中化学回收再利用得到的甲基丙烯酸甲酯作为甲基丙烯酸甲酯之外,以与制备例2相同的方式制备第二基质树脂。在这种情况下,制备的第二基质树脂颗粒的折射率为1.516。
实施例和比较例
将下面各组分与0.5重量份的润滑剂和0.25重量份的抗氧化剂以表1至表3中所示的量共混,并且使用双螺杆挤出捏合机在210℃的气缸温度下挤出共混产物以制备颗粒形式的透明树脂组合物。
在这种情况下,各组分的量是相对于100重量份的透明接枝共聚物和透明基质树脂的总量而言的。
(1)接枝共聚物:制备例1中制备的接枝共聚物
(2)第一基质树脂:制备例2中制备的第一基质树脂
(3)第二基质树脂:制备例3中制备的第二基质树脂
(4)紫外线吸收剂1:2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮(Global Planning Co.,Ltd.,BPH,CAS No.1843-05-6)
(5)紫外线吸收剂2:2,2′-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮(Sigma Aldrich,CASNo.131-53-3)
(6)紫外线吸收剂3:2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑(Global Planning Co.,Ltd.,UV-329,CAS No.3147-75-9)
(7)紫外线吸收剂4:双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(Global PlanningCo.,Ltd.,UV-770,CAS No.52829-07-9)
[表1]
[表2]
[表3]
试验例
试验例1
使用实施例1至实施例13和比较例1至比较例4中制备的颗粒和通过使用注塑机在210℃的注射温度下注射颗粒制备的试样,以下面的方式确定透明度、熔融指数、冲击强度、拉伸性能、弯曲性能和耐候性,结果示于下表4至表6中。
*透明度:将制备的试样在25℃和50±5%的相对湿度下储存12小时,然后使用来自SUGA的HZ-V3根据ASTM D1003测量面积为80mm×40mm且厚度为3.0mm的试样的总透光率Tt(%)和雾度(%)。
*色坐标:将制备的试样在25℃和50±5%的相对湿度下储存12小时,使用来自Hunter Lab的Ultrascan PRO测量面积为40mm×80mm且厚度为3.0mm的试样在CIE LAB颜色空间中的色坐标值(L、a和b)。
*冲击强度(J/m):将制备的试样在25℃和50±5%的相对湿度下储存12小时,然后使用来自TINIUS-OLSEN的IT504/104根据ASTM D256测量1/4″和1/8″厚的缺口试样在室温(25℃)下的缺口悬臂梁冲击强度。
*熔融指数(g/10min):使用实施例1至实施例13和比较例1至比较例4中制备的颗粒,根据ASTM D1238在220℃、10kg负载下测量熔融指数。
*拉伸性能:将制备的试样在25℃和50±5%的相对湿度下储存12小时,然后使用来自Zwick/roell的万能试验机根据ASTM D638以50mm/min的十字头速度测量面积为13mm×115mm且厚度为3mm的试样的拉伸强度(MPa)和伸长率(%)。
*弯曲性能:将制备的试样在25℃和50±5%的相对湿度下储存12小时,然后使用来自Zwich/roell的万能试验机根据ASTM D790测量面积为25mm×80mm且厚度为3.2mm的试样的弯曲强度(MPa)和弯曲模量(MPa)。
*耐候性(ΔE):将制备的试样在25℃和50±5%的相对湿度下储存12小时,然后使用AMETEK的UV-A,,将面积为40mm×80mm且厚度为3.2mm的试样暴露于光强度为0.77W/m2的紫外线下150小时并测量其耐候性。在这种情况下,根据下面的方程1来确定耐候性。
[方程1]
ΔE={(L-L′)2+(a-a′)2+(b-b′)2}1/2
在上面等式1中,L、a和b表示在紫外线暴露之前试样在CIE LAB颜色空间中的色坐标值,L′、a′和b′表示在紫外线暴露之后试样在CIE LAB颜色空间中的色坐标值。
[表4]
[表5]
[表6]
如上表4至表6中所示,可以确定,尽管实施例1至实施例7中制备的透明树脂组合物包含含有化学回收再利用单体的第二基质树脂,但是透明树脂组合物显示出与仅使用了原始单体且不包含紫外线吸收剂制备的比较例1的透明树脂组合物相同水平的透明度和加工性能,并且具有优异的机械性能和耐候性。
特别是,可以确定,包含二苯甲酮类紫外线吸收剂作为紫外线吸收剂制备的实施例1至实施例5和实施例7的透明树脂组合物比包含苯并三唑类紫外线吸收剂作为紫外线吸收剂制备的实施例6的透明树脂组合物显示出更高的透明度。
另外,可以确定,尽管实施例7的透明树脂组合物不包含单独使用原始单体制备的第一基质树脂作为基质树脂,而仅包含含有化学回收再利用单体的第二基质树脂,但是实施例7的透明树脂组合物显示出与包含第一基质树脂和相同量的二苯甲酮类紫外线吸收剂的实施例2的透明树脂组合物相同水平的透明度、加工性能、机械性能和耐候性。
另外,接枝共聚物在透明树脂组合物中的量不同于实施例2的实施例8至实施例13示出了b值、加工性能和机械性能根据接枝共聚物中包含的橡胶聚合物的量而变化,但是该变化仅限于接枝共聚物中包含的橡胶聚合物的量,并且确定了根据包含化学回收再利用单体的第二基质树脂的透明度和根据二苯甲酮类紫外线吸收剂的耐候性改善保持相同水平。
同时,可以确认,还包含二苯甲酮类紫外线吸收剂的比较例2的透明树脂组合物相对于比较例1的透明树脂组合物,由于包含二苯甲酮类紫外线吸收剂而显示出耐候性的轻微改善,但是没有示出与实施例1至实施例13的透明树脂组合物一样充分的耐候性改善。
另外,可以确认,包含含有与实施例1至实施例6中相同量的化学回收再利用单体的第二基质树脂,但不包含紫外新吸收剂的比较例3的透明树脂组合物具有比比较例1的透明树脂组合物显著更低的耐候性。
另外,可以确定,与比较例3的透明树脂组合物相比,如实施例1至实施例6中包含含有化学回收再利用单体的第二基质树脂,并且包含受阻胺光稳定剂(HALS)类紫外线吸收剂作为紫外线吸收剂的比较例4的透明树脂组合物具有轻微改善的耐候性,但是仍然比比较例1的透明树脂组合物具有低的耐候性。
结果表明,当包含含有化学回收再利用单体的第二基质树脂的透明树脂组合物如比较例3的透明树脂组合物中那样不包含紫外线吸收剂时,耐候性急剧降低,并且即使当包含紫外线吸收剂来解决该问题时,与本发明不同,除非包含合适的紫外线吸收剂,否则耐候性可能不会被充分改善。
同时,除了上面试验之外,根据实施例1至实施例6制备透明树脂组合物时产生的温室气体二氧化碳的排放量(单位:kgCO2/kg)来确定碳足迹,结果示出了与根据比较例1制备透明树脂组合物时产生的二氧化碳排放量(单位:kgCO2/kg)相比,二氧化碳产生的排放量减少至少7重量%。
基于所述结果,可以确定,根据本发明的透明树脂组合物包含含有化学回收再利用单体单元的基质树脂以减少碳排放,因此是生态友好的并且显示出优异的机械性能和耐候性。
Claims (13)
1.一种透明树脂组合物,包含:
包含橡胶聚合物的透明接枝共聚物;
透明基质树脂;和
紫外线吸收剂,
其中,所述透明基质树脂包含化学回收再利用(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元,并且
所述紫外线吸收剂包含选自二苯甲酮类紫外线吸收剂和苯并三唑类紫外线吸收剂中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的透明树脂组合物,其中,所述透明接枝共聚物包含共轭二烯类橡胶聚合物、(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元、芳香族乙烯基类单体单元和乙烯基氰类单体单元。
3.根据权利要求1所述的透明树脂组合物,其中,相对于100重量份的所述透明接枝共聚物和所述透明基质树脂的总量,所述透明接枝共聚物的量为5重量份至60重量份。
4.根据权利要求1所述的透明树脂组合物,其中,相对于100重量份的所述透明接枝共聚物和所述透明基质树脂的总量,所述透明基质树脂的量为40重量份至95重量份。
5.根据权利要求1所述的透明树脂组合物,其中,所述透明基质树脂包含第一透明基质树脂和第二透明基质树脂,
所述第二透明基质树脂包含化学回收再利用(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元。
6.根据权利要求5所述的透明树脂组合物,其中,所述第一透明基质树脂包含(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元、芳香族乙烯基类单体单元和乙烯基氰类单体单元。
7.根据权利要求5所述的透明树脂组合物,其中,所述第二透明基质树脂包含化学回收再利用(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元、芳香族乙烯基类单体单元和乙烯基氰类单体单元。
8.根据权利要求5所述的透明树脂组合物,其中,相对于100重量份的所述透明接枝共聚物和所述透明基质树脂的总量,所述第一透明基质树脂的量为10重量份至70重量份,并且
相对于100重量份的所述透明接枝共聚物和所述透明基质树脂的总量,所述第二透明基质树脂的量为10重量份至80重量份。
9.根据权利要求1所述的透明树脂组合物,其中,形成所述化学回收再利用(甲基)丙烯酸烷基酯类单体单元的化学回收再利用(甲基)丙烯酸烷基酯类单体是由废弃人造大理石化学回收再利用的。
10.根据权利要求1所述的透明树脂组合物,其中,所述二苯甲酮类紫外线吸收剂是选自2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮和2,2′-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮中的至少一种。
11.根据权利要求1所述的透明树脂组合物,其中,所述苯并三唑类紫外线吸收剂是2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑。
12.根据权利要求1所述的透明树脂组合物,其中,相对于100重量份的所述透明接枝共聚物和所述透明基质树脂的总量,所述紫外线吸收剂的量为0.01重量份至1.00重量份。
13.一种由根据权利要求1至12中任一项所述的透明树脂组合物模塑而成的模制品。
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