DE102020120686A1

DE102020120686A1 - Polycarbonatharzzusammensetzung mit ausgezeichneten Lichtreflexions- und Lichtabschirmeigenschaften und unter Verwendung derselben hergestelltes Kraftfahrzeug-Formteil

Info

Publication number: DE102020120686A1
Application number: DE102020120686.0A
Authority: DE
Inventors: Jae Joon Chang; Myeung II KIM; Jae Hwan Kim; Jin Sol PARK; Soo Min Lee
Original assignee: LG Chem Ltd; Hyundai Mobis Co Ltd
Current assignee: LG Chem Ltd; Hyundai Mobis Co Ltd
Priority date: 2019-08-06
Filing date: 2020-08-05
Publication date: 2021-02-25
Also published as: US20210040313A1; CN112341778B; US11623987B2; KR20210016928A; CN112341778A

Abstract

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Polycarbonatharzzusammensetzung mit ausgezeichneten Lichtreflexions- und Lichtabschirmeigenschaften und auf ein unter Verwendung derselben hergestelltes Kraftfahrzeug-Formteil. Die Polycarbonatharzzusammensetzung umfasst: 60 bis 70 Gew.-% eines Polycarbonatharzes, 4 bis 10 Gew.-% eines kautschukmodifizierten vinylbasierten Pfropfcopolymers, 3 bis 11 Gew.-% eines styrolbasierten Copolymers, 15 bis 25 Gew.-% Titandioxid und 2 bis 3 Gew.-% eines mineralischen Füllstoffs.

Description

Hintergrund
Gebiet
Exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beziehen sich auf eine Polycarbonatharzzusammensetzung mit ausgezeichneten Lichtreflexions- und Lichtabschirmeigenschaften und auf ein unter Verwendung derselben hergestelltes Kraftfahrzeug-Formteil.
Diskussion des Hintergrunds
In-Vehicle-Infotainment(IVI)-Geräte, die die Funktion der Beschaffung von Informationen, wie Zustand im Fahrzeug und Navigation, und Unterhaltungsfunktionen, wie Musik- und Videoabspielung, steuern, erregen Aufmerksamkeit. In den letzten Jahren wurde mit der zunehmenden Beliebtheit von Smartphones und Tablets und der Entwicklung der Informationstechnik (IT) durch die Kombination von Funktionen, wie Navigation im Fahrzeug, Audio-/Video-Output und Internet, mit persönlichen IT-Geräten eine größere Vielfalt an Infotainmentdiensten ermöglicht. Diese IVI-Geräte (-Produkte) umfassen Audio-Video-Navigation (AVN), integrierte Mittelkonsole (ICS) und dergleichen.
In den letzten Jahren hat sich die Produktion von IVI-Geräten mit einer Dead-Front-Gestaltung ausgedehnt, und als Reaktion auf diese Ausdehnung benötigt man ein graufarbiges Material für ein Knopfgehäuse des IVI-Geräts. Wenn jedoch das graufarbige Material angewendet wird, entsteht das Problem, dass die Lichtdurchlässigkeit reduziert wird, und somit die Leuchtkraft des Knopfes reduziert ist. Daher besteht ein Bedürfnis, die Leuchtkraft des Materials für das Knopfgehäuse zu verbessern.
Der technische Hintergrund der vorliegenden Offenbarung ist in der koreanischen Offenlegungsschrift Nr. 2008-0061310 (veröffentlicht am 2. Juli 2008 mit dem Titel „Polycarbonate Resin Composition Having Excellent Yellowing Resistance and Flame retardancy“) offenbart.
Kurzbeschreibung
Ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist die Bereitstellung einer Polycarbonatharzzusammensetzung mit ausgezeichneten Lichtreflexions- und Lichtabschirmeigenschaften.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Offenbarung ist die Bereitstellung einer Polycarbonatharzzusammensetzung mit ausgezeichnetem Erscheinungsbild, ausgezeichneter Wärmebeständigkeit, Schlagzähigkeit und mechanischer Festigkeit.
Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Offenbarung ist die Bereitstellung einer Polycarbonatharzzusammensetzung mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, Formbarkeit und Dimensionsstabilität.
Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Offenbarung ist die Bereitstellung eines unter Verwendung der Polycarbonatharzzusammensetzung hergestellten Kraftfahrzeug-Formteils.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Polycarbonatharzzusammensetzung. In einer Ausführungsform umfasst die Polycarbonatharzzusammensetzung 60 bis 70 Gew.-% eines Polycarbonatharzes, 4 bis 10 Gew.-% eines kautschukmodifizierten vinylbasierten Pfropfcopolymers, 3 bis 11 Gew.-% eines styrolbasierten Copolymers, 15 bis 25 Gew.-% Titandioxid und 2 bis 3 Gew.-% eines mineralischen Füllstoffs.
In einer Ausführungsform kann das Polycarbonatharz einen gemäß der Norm ASTM D 1238 (bei 300°C unter 1,2 Kilopond) gemessenen Schmelzindex von 2 bis 30 g/10 min und ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 20000 bis 80 000 g/mol aufweisen.
In einer Ausführungsform kann das kautschukmodifizierte vinylbasierte Pfropfcopolymer eine Struktur aufweisen, die einen kautschukartigen Polymerkern und eine durch Pfropfpolymerisation eines aromatischen vinylbasierten Monomers und eines vinylcyanidbasierten Monomers auf dem Kern gebildete Hülle umfasst.
In einer Ausführungsform kann das styrolbasierte Copolymer ein Copolymer aus einem styrolbasierten Monomer und einem vinylcyanidbasierten Monomer umfassen.
In einer Ausführungsform können das kautschukmodifizierte vinylbasierte Pfropfcopolymer und das styrolbasierte Copolymer in einem Gewichtsverhältnis von 1:1 bis 1:2 enthalten sein.
In einer Ausführungsform können die Summe des kautschukmodifizierten vinylbasierten Pfropfcopolymers und des styrolbasierten Copolymers und das Titandioxid in einem Gewichtsverhältnis von 1:1 bis 1:3 enthalten sein.
In einer Ausführungsform kann das Titanoxid eine mittlere Größe von 0,1 bis 0,3 µm und eine Rutilphase aufweisen.
In einer Ausführungsform kann das Titanoxid oberflächenbehandelt sein.
In einer Ausführungsform kann der mineralische Füllstoff eines oder mehrere aus Talk, Glimmer und Wollastonit umfassen.
In einer Ausführungsform kann der Talk eine mittlere Größe von 3 bis 10 µm aufweisen, und der Wollastonit kann eine mittlere Größe von 5 bis 30 µm aufweisen.
In einer Ausführungsform kann die Polycarbonatharzzusammensetzung weiterhin ein Additiv in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-% umfassen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, und das Additiv kann eines oder mehrere aus einem Wärmestabilisator, einem Gleitmittel und einem Lichtstabilisator umfassen.
In einer Ausführungsform kann die Polycarbonatharzzusammensetzung ein Lichtreflexionsvermögen von 95% oder mehr bei einer Wellenlänge von 400 bis 700 nm und eine Lichtdurchlässigkeit von 0% bei einer Wellenlänge von 400 bis 700 nm aufweisen.
In einer Ausführungsform kann die Polycarbonatharzzusammensetzung einen gemäß der Norm ISO 1133 (bei 260°C unter 5 kg) gemessenen Schmelzindex von 10 bis 16 g/10 min, eine gemäß der Norm ISO 179 gemessene Kerbschlagzähigkeit von 34 kJ/m² oder mehr bei Raumtemperatur (23°C) und eine gemäß der Norm ISO 75 gemessene Wärmeformbeständigkeit (HDT) von 105°C oder höher aufweisen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein unter Verwendung der Polycarbonatharzzusammensetzung hergestelltes Kraftfahrzeug-Formteil. In einer Ausführungsform kann das Kraftfahrzeug-Formteil ein Knopfgehäuse, ein Knopfhalter, eine Innenverkleidung, oder ein Multiterminalgehäuse sein.
Die Polycarbonatharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Offenbarung und das unter Verwendung derselben hergestellte Kraftfahrzeug-Formteil können aufgrund ihrer ausgezeichneten Lichtreflexions- und Lichtabschirmeigenschaften Licht vollständig abschirmen und können ein ausgezeichnetes Erscheinungsbild, eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit, Schlagzähigkeit und mechanische Festigkeit aufweisen und können auch eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit, Formbarkeit und Dimensionsstabilität aufweisen.
Ausführliche Beschreibung der veranschaulichten Ausführungsformen
In der folgenden Beschreibung wird die ausführliche Beschreibung damit zusammenhängender bekannter Technik oder Konfiguration weggelassen, wenn dadurch der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung unnötigerweise verschleiert werden könnte.
Außerdem sind die in der folgenden Beschreibung verwendeten Ausdrücke Ausdrücke, die unter Berücksichtigung der gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung erhaltenen Funktionen definiert sind, und können optional von einem Anwender oder einer Bedienperson oder gemäß den Gepflogenheiten geändert werden. Dementsprechend sollte die Definition der Ausdrücke in der gesamten Beschreibung auf den Inhalten beruhen.
Polycarbonatharzzusammensetzung
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Polycarbonatharzzusammensetzung. In einer Ausführungsform umfasst die Polycarbonatharzzusammensetzung ein Polycarbonatharz, ein kautschukmodifiziertes vinylbasiertes Pfropfcopolymer, ein styrolbasiertes Copolymer, Titandioxid und einen mineralischen Füllstoff.
Im Folgenden werden die Komponenten der Zusammensetzung ausführlich beschrieben.
Polycarbonatharz
Das Polycarbonatharz kann dadurch hergestellt werden, dass man ein Monomer auf Bisphenolbasis und einen Carbonat-Vorläufer copolymerisiert.
Zum Beispiel kann es sich bei dem Monomer auf Bisphenolbasis um eines oder mehrere handeln, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Bis(4-hydroxyphenyl)methan, Bis(4-hydroxyphenyl)ether, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfon, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfoxid, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfid, Bis(4-hydroxyphenyl)keton, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)ethan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan (Bisphenol A; BPA), 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)butan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexan (Bisphenol Z; BPZ), 2,2-Bis(4-hydroxy-3,5-dibromphenyl)propan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3,5-dichlorphenyl)propan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3-bromphenyl)propan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3-chlorphenyl)propan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)-propan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)propan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-1-phenylethan, Bis(4-hydroxyphenyl)diphenylmethan und (α,ω-Bis[3-(o-hydroxyphenyl)propyl]polydimethylsiloxan besteht.
Zum Beispiel kann es sich bei dem Carbonat-Vorläufer um einen oder mehrere handeln, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat, Dibutylcarbonat, Dicyclohexylcarbonat, Diphenylcarbonat, Ditolylcarbonat, Bis(chlorphenyl)carbonat, m-Kresylcarbonat, Dinaphthylcarbonat, Bis(diphenyl)carbonat, Carbonylchlorid (Phosgen), Triphosgen, Diphosgen, Carbonylbromid und Bishalogenformat besteht.
In einer Ausführungsform kann das Polycarbonatharz einen gemäß der Norm ASTM D 1238 (bei 300°C unter 1,2 Kilopond) gemessenen Schmelzindex von 2 bis 30 g/10 min aufweisen. Unter dieser Bedingung kann die Zusammensetzung eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit und Kompatibilität aufweisen. Zum Beispiel kann der Schmelzindex 5 bis 25 g/10 min betragen. Zum Beispiel kann der Schmelzindex 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 oder 30 g/10 min betragen.
In einer Ausführungsform kann das Polycarbonatharz ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 20000 bis 80 000 g/mol aufweisen. Unter dieser Bedingung kann die Zusammensetzung ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, wie Mischbarkeit und Schlagzähigkeit, aufweisen.
In einer Ausführungsform ist das Polycarbonatharz in einer Menge von 60 bis 70 Gew.-% enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polycarbonatharzzusammensetzung. Wenn das Polycarbonatharz in einer Menge von weniger als 60 Gew.-% enthalten ist, können das Erscheinungsbild, die Schlagzähigkeit und die Wärmebeständigkeit der Zusammensetzung beeinträchtigt sein, und wenn das Polycarbonatharz in einer Menge von mehr als 70 Gew.-% enthalten ist, kann die Lichtreflexions- oder Lichtabschirmeigenschaft der Zusammensetzung beeinträchtigt sein. Zum Beispiel kann das Polycarbonatharz in einer Menge von 63 bis 67 Gew.-% enthalten sein. Zum Beispiel kann das Polycarbonatharz in einer Menge von 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69 oder 70 Gew.-% enthalten sein, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polycarbonatharzzusammensetzung.
Kautschukmodifiziertes vinylbasiertes Pfropfcopolymer
Das kautschukmodifizierte vinylbasierte Pfropfcopolymer kann eine Struktur aufweisen, bei der ein aromatisches vinylbasiertes Monomer und ein mit dem aromatischen vinylbasierten Monomer copolymerisierbares Monomer auf ein kautschukartiges Polymer pfropfpolymerisiert wird.
Zum Beispiel kann das kautschukmodifizierte vinylbasierte Pfropfcopolymer dadurch erhalten werden, dass man ein aromatisches vinylbasiertes Monomer, ein mit dem aromatischen vinylbasierten Monomer copolymerisierbares Monomer, usw. zu einem kautschukartigen Polymer gibt und dann diese Monomere polymerisiert. Zum Beispiel kann, wenn notwendig, das kautschukmodifizierte vinylbasierte Pfropfcopolymer weiterhin ein Monomer umfassen, um Verarbeitbarkeit und Wärmebeständigkeit zu vermitteln. Die Polymerisation kann nach einem allgemein bekannten Polymerisationsverfahren, wie Emulsionspolymerisation, Suspensionspolymerisation, Massepolymerisation, oder dergleichen, durchgeführt werden.
In einer Ausführungsform sind Beispiele für das kautschukartige Polymer ein Kautschuk auf Dienbasis, wie Polybutadien, Poly(styrol-butadien) und Poly(acrylnitril-butadien); gesättigter Kautschuk, der durch Hinzufügen von Wasserstoff zu dem Kautschuk auf Dienbasis erhalten wird; Acrylkautschuk, wie Isoprenkautschuk und Polybutylacrylat; und ein Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-Terpolymer (EPDM). Diese Polymere können allein oder als Gemisch von zweien oder mehreren davon verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Kautschuk auf Dienbasis verwendet werden, und insbesondere kann Polybutadienkautschuk verwendet werden. Der Gehalt an dem kautschukartigen Polymer kann 5 bis 65 Gew.-%, zum Beispiel 10 bis 60 Gew.-%, betragen, bezogen auf 100 Gew.-% des kautschukmodifizierten vinylbasierten Pfropfcopolymers. Innerhalb dieses Gehaltsbereichs kann die Polycarbonatharzzusammensetzung umfassend das kautschukmodifizierte vinylbasierte Pfropfcopolymer ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, wie Schlagzähigkeit, Wärmebeständigkeit, Fließfähigkeit und dergleichen, aufweisen.
In einer Ausführungsform kann die mittlere Teilchengröße (Z-Mittel) des kautschukartigen Polymers (Kautschukteilchen) 0,05 bis 6 µm, zum Beispiel 0,15 bis 4 µm, betragen. Innerhalb dieses Bereichs kann die Polycarbonatharzzusammensetzung ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, wie Schlagzähigkeit, Wärmebeständigkeit, Fließfähigkeit und dergleichen, aufweisen.
In einer Ausführungsform kann das kautschukartige Polymer dadurch erhalten werden, dass man ein aromatisches vinylbasiertes Monomer und ein vinylcyanidbasiertes Monomer in dem kautschukartigen Polymer aufquellen lässt und polymerisiert. Zum Beispiel kann das kautschukartige Polymer, das in der vorliegenden Offenbarung verwendet wird, dadurch hergestellt werden, dass man ein Gemisch aus einem aromatischen vinylbasierten Monomer, einem vinylcyanidbasierten Monomer und einem Polymerisationsstarter zu dem kautschukartigen Polymer gibt, einen Emulgator, einen Molekulargewichtsregulator und Wasser hinzufügt, das Gemisch rührt, so dass das aromatische vinylbasierte Monomer und das vinylcyanidbasierte Monomer in das kautschukartige Polymer hineinquellen, und dann diese Monomere polymerisiert. Das Verfahren zur Herstellung dieses kautschukartigen Polymers ist in der Technik bekannt und kann vom Fachmann leicht durchgeführt werden.
In einer Ausführungsform ist das aromatische vinylbasierte Monomer ein Monomer, das auf das kautschukartige Copolymer pfropfcopolymerisiert werden kann, und Beispiele dafür sind unter Anderem Styrol, α-Methylstyrol, β-Methylstyrol, p-Methylstyrol, p-t-Butylstyrol, Ethylstyrol, Vinylxylol, Monochlorstyrol, Dichlorstyrol, Dibromstyrol, Vinylnaphthalin und dergleichen. Diese Monomere können allein oder als Gemisch von zweien oder mehreren verwendet werden. Der Gehalt an dem aromatischen vinylbasierten Monomer kann 15 bis 95 Gew.-%, zum Beispiel 20 bis 80 Gew.-%, betragen, bezogen auf 100 Gew.-% des kautschukmodifizierten vinylbasierten Pfropfcopolymers. Innerhalb dieses Gehaltsbereichs kann die Polycarbonatharzzusammensetzung ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, wie Schlagzähigkeit, Wärmebeständigkeit, Fließfähigkeit und dergleichen, aufweisen.
In einer Ausführungsform sind Beispiele für das mit dem aromatischen vinylbasierten Monomer copolymerisierbare Monomer vinylcyanidbasierte Monomere, wie Acrylnitril, Methacrylnitril, Ethacrylnitril, Phenylacrylnitril, α-Chloracrylnitril und Fumarnitril. Diese Monomere können allein oder als Gemisch von zweien oder mehreren verwendet werden. Insbesondere können Acrylnitril und Methacrylnitril verwendet werden. Der Gehalt an dem mit dem aromatischen vinylbasierten Monomer copolymerisierbaren Monomer kann 1 bis 50 Gew.-%, zum Beispiel 5 bis 45 Gew.-%, betragen, bezogen auf 100 Gew.-% des kautschukmodifizierten vinylbasierten Pfropfcopolymers. Innerhalb dieses Gehaltsbereichs kann die Polycarbonatharzzusammensetzung ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, wie Schlagzähigkeit, Wärmebeständigkeit, Fließfähigkeit und dergleichen, aufweisen.
In einer Ausführungsform sind Beispiele für das Monomer, um Verarbeitbarkeit und Wärmebeständigkeit zu vermitteln, unter Anderem Acrylsäure, Methacrylsäure, Alkylacrylat, Alkylmethacrylat, Maleinsäureanhydrid, maleinimidbasierte Verbindungen (N-substituiertes Maleinimid), und Gemische davon. Der Gehalt an dem Monomer, um Verarbeitbarkeit und Wärmebeständigkeit zu vermitteln, kann 15 Gew.-% oder weniger, zum Beispiel 10 Gew.-% oder weniger, betragen, bezogen auf 100 Gew.-% des kautschukmodifizierten vinylbasierten Pfropfcopolymers. Innerhalb dieses Gehaltsbereichs kann das Monomer die Verarbeitbarkeit und Wärmebeständigkeit des kautschukmodifizierten vinylbasierten Pfropfcopolymers verbessern, ohne andere physikalische Eigenschaften zu beeinträchtigen.
In einer Ausführungsform kann das kautschukmodifizierte vinylbasierte Pfropfcopolymer eine Struktur aufweisen, die einen kautschukartigen Polymerkern und eine durch Pfropfpolymerisation eines aromatischen vinylbasierten Monomers und eines vinylcyanidbasierten Monomers auf dem Kern gebildete Hülle umfasst.
In einer Ausführungsform kann das kautschukmodifizierte vinylbasierte Pfropfcopolymer ein Copolymer (g-ABS) umfassen, das einen kautschukartigen Polybutadien-Polymerkern und eine durch Pfropfpolymerisation des aromatischen vinylbasierten Monomers Styrol und des vinylcyanidbasierten Monomers Acrylnitril auf dem Kern gebildete Hülle umfasst.
In einer Ausführungsform ist das kautschukmodifizierte vinylbasierte Pfropfcopolymer in einer Menge von 4 bis 10 Gew.-% enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polycarbonatharzzusammensetzung. Wenn das kautschukmodifizierte vinylbasierte Pfropfcopolymer in einer Menge von weniger als 4 Gew.-% enthalten ist, können die Schlagzähigkeit und die Lichtreflexions- und Lichtabschirmeigenschaften der Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Offenbarung reduziert sein, und wenn das kautschukmodifizierte vinylbasierte Pfropfcopolymer in einer Menge von mehr als 10 Gew.-% enthalten ist, kann der Schmelzindex der Harzzusammensetzung reduziert sein, und somit können seine Mischbarkeit, Formbarkeit oder mechanischen Eigenschaften verschlechtert sein. Zum Beispiel kann das kautschukmodifizierte vinylbasierte Pfropfcopolymer in einer Menge von 5 bis 8 Gew.-% enthalten sein. Zum Beispiel kann das kautschukmodifizierte vinylbasierte Pfropfcopolymer in einer Menge von 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10 Gew.-% enthalten sein, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polycarbonatharzzusammensetzung.
Styrolbasiertes Copolymer
Das styrolbasierte Copolymer kann ein Copolymer eines styrolbasierten Monomers und eines vinylcyanidbasierten Monomers umfassen.
In einer Ausführungsform kann das styrolbasierte Monomer, das in der vorliegenden Offenbarung verwendet wird, aus der Gruppe ausgewählt sein, die aus Styrol; Divinylbenzol; Vinyltoluol; alkylsubstituierten Styrolen, wie α-Methylstyrol, p-t-Butylstyrol, und 2,4-Dimethylstyrol; halogensubstituierten Styrolen; und Kombinationen davon besteht, wobei „Alkyl“ C1- bis C8-Alkyl bedeutet.
In einer Ausführungsform kann es sich bei dem vinylcyanidbasierten Monomer um Acrylnitril, Methacrylnitril, Fumarnitril, oder eine Kombination von zweien oder mehreren davon handeln, doch ist es nicht darauf beschränkt.
In einer Ausführungsform kann das Copolymer des styrolbasierten Monomers und des vinylcyanidbasierten Monomers durch Emulsionspolymerisation, Suspensionspolymerisation, Lösungspolymerisation, Massepolymerisation, oder dergleichen hergestellt werden.
In einer Ausführungsform kann das Copolymer des styrolbasierten Monomers und des vinylcyanidbasierten Monomers 10 Gew.-% bis 40 Gew.-% des vinylcyanidbasierten Monomers und 60 Gew.-% bis 90 Gew.-% des styrolbasierten Monomers umfassen, bezogen auf 100 Gew.-% des Copolymers.
Wenn der Gehalt des vinylcyanidbasierten Monomers und des styrolbasierten Monomers jeweils in den oben beschriebenen Bereich fällt, kann die Polycarbonatharzzusammensetzung umfassend das Copolymer dieser Monomere ausgezeichnete physikalische Eigenschaften, wie Schlagzähigkeit, Fließfähigkeit, Wärmebeständigkeit und Härte, aufweisen.
In einer Ausführungsform kann das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des styrolbasierten Copolymers 40000 g/mol bis 500 000 g/mol betragen. Innerhalb dieses Bereichs kann die Polycarbonatharzzusammensetzung der vorliegenden Offenbarung ausgezeichnete mechanische Eigenschaften aufweisen.
In einer Ausführungsform ist das styrolbasierte Copolymer in einer Menge von 3 bis 11 Gew.-% enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polycarbonatharzzusammensetzung. Wenn das styrolbasierte Copolymer in einer Menge von weniger als 3 Gew.-% enthalten ist, kann der Schmelzindex der Harzzusammensetzung reduziert sein, und somit kann seine Formbarkeit beeinträchtigt sein, und wenn das styrolbasierte Copolymer in einer Menge von mehr als 11 Gew.-% enthalten ist, kann die Mischbarkeit der Harzzusammensetzung beeinträchtigt sein, oder ihre mechanischen Eigenschaften, wie Schlagzähigkeit, können beeinträchtigt sein. Zum Beispiel kann das styrolbasierte Copolymer in einer Menge von 6 bis 9 Gew.-% vorhanden sein. In einer Ausführungsform kann das styrolbasierte Copolymer in einer Menge von 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder 11 Gew.-% enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polycarbonatharzzusammensetzung.
In einer Ausführungsform können das kautschukmodifizierte vinylbasierte Pfropfcopolymer und das styrolbasierte Copolymer in einem Gewichtsverhältnis von 1:1 bis 1:2 enthalten sein. Unter dieser Gewichtsverhältnisbedingung können die Mischbarkeit, Kompatibilität und die mechanischen Eigenschaften der Harzzusammensetzung allesamt ausgezeichnet sein. Zum Beispiel können das kautschukmodifizierte vinylbasierte Pfropfcopolymer und das styrolbasierte Copolymer in einem Gewichtsverhältnis von 1,1 bis 1,5 enthalten sein.
Titandioxid
Das Titandioxid ist enthalten, um der Harzzusammensetzung Lichtreflexions- und Lichtabschirmeigenschaften zu verleihen.
Das Titandioxid, das in der vorliegenden Offenbarung verwendet wird, kann sphärisches, elliptisches, plättchenartiges oder amorphes Titandioxid sein, ist aber nicht darauf beschränkt. In einer Ausführungsform kann das Titandioxid (TiO₂) eine mittlere Größe von 0,1 bis 0,3 µm aufweisen. Dabei kann der Ausdruck „Größe“ den Durchmesser oder die maximale Länge des Titandioxids bedeuten. Innerhalb dieses Bereichs der mittleren Größen können die Mischbarkeit und Dispergierbarkeit der Harzzusammensetzung ausgezeichnet sein.
In einer Ausführungsform kann das Titandioxid eine Rutilphase aufweisen. In diesem Fall kann das Titandioxid ausgezeichnete thermische Stabilität und Witterungsbeständigkeit aufweisen.
In einer Ausführungsform kann das Titandioxid oberflächenbehandelt sein. Zum Beispiel kann die Oberfläche des Titandioxids mit einem Oberflächenbehandlungsmittel beschichtet und behandelt sein. Das Oberflächenbehandlungsmittel kann eines oder mehrere aus einem anorganischen Oberflächenbehandlungsmittel und einem organischen Oberflächenbehandlungsmittel umfassen.
In einer Ausführungsform kann das anorganische Oberflächenbehandlungsmittel eines oder mehrere aus Aluminiumoxid (Al₂O₃), Siliciumdioxid (SiO₂), Zirconiumoxid (ZrO₂), Natriumsilicat, Natriumaluminat, Natriumaluminiumsilicat, Zinkoxid, und Glimmer umfassen.
In einer Ausführungsform kann das organische Oberflächenbehandlungsmittel eines oder mehrere aus Polydimethylsiloxan, Trimethylpropan, und Pentaerythrit umfassen. Zum Beispiel kann die Oberflächenbehandlung durchgeführt werden, indem man 100 Gewichtsteile des Titandioxids mit 0,01 bis 10 Gewichtsteilen des Oberflächenbehandlungsmittels beschichtet.
In einer Ausführungsform ist das Titandioxid in einer Menge von 15 bis 25 Gew.-% enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polycarbonatharzzusammensetzung. Wenn das Titandioxid in einer Menge von weniger als 15 Gew.-% enthalten ist, können die Lichtreflexions- und Lichtabschirmeigenschaften der Harzzusammensetzung beeinträchtigt sein, und wenn das Titandioxid in einer Menge von mehr als 25 Gew.-% enthalten ist, können die mechanischen Eigenschaften der Harzzusammensetzung der vorliegenden Offenbarung, wie Schlagzähigkeit, beeinträchtigt sein. Zum Beispiel kann das Titandioxid in einer Menge von 18 bis 22 Gew.-% enthalten sein. Zum Beispiel kann das Titandioxid in einer Menge von 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 oder 25 Gew.-% enthalten sein, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polycarbonatharzzusammensetzung.
In einer Ausführungsform können die Summe des kautschukmodifizierten vinylbasierten Pfropfcopolymers und des styrolbasierten Copolymers und das Titandioxid in einem Gewichtsverhältnis von 1:1 bis 1:3 enthalten sein. Unter dieser Gewichtsverhältnisbedingung kann die Harzzusammensetzung ausgezeichnete Lichtreflexions- und Lichtabschirmeigenschaften und mechanische Eigenschaften, wie Schlagzähigkeit, aufweisen, während sie eine ausgezeichnete Mischbarkeit aufweist. Zum Beispiel können sie in einem Gewichtsverhältnis von 1:1 bis 1:1,6 enthalten sein. Zum Beispiel können die Summe des kautschukmodifizierten vinylbasierten Pfropfcopolymers und des styrolbasierten Copolymers und das Titandioxid in einem Gewichtsverhältnis von 1:1 bis 1:1,5 enthalten sein.
Mineralischer Füllstoff
Der mineralische Füllstoff ist enthalten, um eine vollständige Lichtabschirmeigenschaft zu gewährleisten, ohne die Schlagzähigkeit signifikant zu reduzieren. In einer Ausführungsform kann der mineralische Füllstoff eines oder mehrere aus Talk, Glimmer, und Wollastonit umfassen.
Der mineralische Füllstoff, der in der vorliegenden Offenbarung verwendet wird, kann ein sphärischer, elliptischer, plättchenartiger oder amorpher mineralischer Füllstoff sein, ist aber nicht darauf beschränkt.
In einer Ausführungsform kann der Talk eine mittlere Größe von 3 bis 10 µm aufweisen, und der Wollastonit kann eine mittlere Größe von 5 bis 30 µm aufweisen. Dabei kann der Ausdruck „Größe“ den Durchmesser oder die maximale Länge des Talks oder Wollastonits bedeuten. Unter dieser Bedingung kann die Harzzusammensetzung der vorliegenden Offenbarung eine ausgezeichnete Mischbarkeit, Dispergierbarkeit und Wärmebeständigkeit aufweisen.
In einer Ausführungsform ist der mineralische Füllstoff in einer Menge von 2 bis 3 Gew.-% enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polycarbonatharzzusammensetzung. Wenn der mineralische Füllstoff in einer Menge von weniger als 2 Gew.-% enthalten ist, kann es schwierig sein, eine vollständige Lichtabschirmeigenschaft zu gewährleisten, und wenn der mineralische Füllstoff in einer Menge von mehr als 3 Gew.-% enthalten ist, kann die Schlagzähigkeit der Harzzusammensetzung eher reduziert sein. Der mineralische Füllstoff kann in einer Menge von 2, 2,1, 2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9 oder 3 Gew.-% enthalten sein, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polycarbonatharzzusammensetzung.
Additiv
In einer Ausführungsform kann die Polycarbonatharzzusammensetzung weiterhin ein Additiv in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-% enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Das Additiv kann eines oder mehrere aus einem thermischen Stabilisator, einem Gleitmittel und einem Lichtstabilisator umfassen, ist aber nicht auf diese beschränkt. Zum Beispiel kann das Additiv in einer Menge von 0,01, 0,05, 0,1, 0,5, 1, 2, 3, 4 oder 5 Gew.-% enthalten sein, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polycarbonatharzzusammensetzung.
In einer Ausführungsform kann die Polycarbonatharzzusammensetzung eine Lichtreflexion von 95% oder mehr bei einer Wellenlänge von 400 bis 700 nm aufweisen. Außerdem kann die Polycarbonatharzzusammensetzung eine Lichtdurchlässigkeit von 0% (oder eine Lichtabschirmungsrate von 100%) bei einer Wellenlänge von 400 bis 700 nm aufweisen. Zum Beispiel kann die Polycarbonatharzzusammensetzung eine Lichtreflexion von 95 bis 99,99% bei einer Wellenlänge von 400 bis 700 nm aufweisen.
Die Lichtreflexion (%) und die Lichtdurchlässigkeit (%) wurden mit Hilfe einer Messvorrichtung (hergestellt von Hunter Lab; Modell: ColorQUEST XE) im RSIN-Modus gemessen. Außerdem können die Lichtreflexion und die Lichtdurchlässigkeit unter Verwendung des SCI-Messverfahrens gemessen werden.
In einer Ausführungsform kann die Polycarbonatharzzusammensetzung einen gemäß der Norm ISO 1133 (bei 260°C unter 5 kg) gemessenen Schmelzindex von 10 bis 16 g/10 min, eine gemäß der Norm ISO 179 gemessene Kerbschlagzähigkeit von 34 kJ/m² oder mehr bei Raumtemperatur (23 °C) und eine gemäß der Norm ISO 75 gemessene Wärmeformbeständigkeit (HDT) von 105°C oder höher aufweisen.
Zum Beispiel kann die Polycarbonatharzzusammensetzung eine gemäß der Norm ISO 179 gemessene Kerbschlagzähigkeit von 34 bis 40 kJ/m² bei Raumtemperatur (23°C) und eine gemäß der Norm ISO 75 gemessene Wärmeformbeständigkeit (HDT) von 105 bis 115°C aufweisen.
Unter Verwendung der Polycarbonatharzzusammensetzung hergestelltes Kraftfahrzeug-Formteil
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein unter Verwendung der Polycarbonatharzzusammensetzung hergestelltes Kraftfahrzeug-Formteil.
In einer Ausführungsform kann das Kraftfahrzeug-Formteil für In-Vehicle-Infotainment(IVI)-Anwendungen verwendet werden. Zum Beispiel kann das Kraftfahrzeug-Formteil ein Knopfgehäuse, ein Knopfhalter, eine Innenverkleidung oder ein Multiterminalgehäuse für Audio-Video-Navigation (AVN) und integrierte Mittelkonsole (ICS) sein.
Die Polycarbonatharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Offenbarung und das unter Verwendung derselben hergestellte Formteil können aufgrund ihrer ausgezeichneten Lichtreflexions- und Lichtabschirmeigenschaften Licht vollständig abschirmen und können ein ausgezeichnetes Erscheinungsbild, ausgezeichnete Wärmebeständigkeit, Schlagzähigkeit und mechanische Festigkeit aufweisen und können auch ausgezeichnete Verarbeitbarkeit, Formbarkeit und Dimensionsstabilität aufweisen.
Im Folgenden werden die Konfiguration und Wirkung der vorliegenden Offenbarung ausführlicher unter Bezugnahme auf bevorzugte Beispiele beschrieben. Diese Beispiele werden jedoch als bevorzugte Beispiele der vorliegenden Offenbarung vorgestellt und sollen keineswegs als die vorliegende Offenbarung einschränkend angesehen werden. Die Inhalte, die hier nicht beschrieben sind, können vom Fachmann ausreichend und fachlich sich vorgestellt werden, und daher wird deren Beschreibung hier weggelassen.
Sofern nicht anders angegeben, handelt es sich bei allen hierin Bezug genommenen Standards, wie ASTM, ISO, etc., um die am Tag vor dem Prioritätsdatum aktuellen Versionen des jeweiligen Standards.
Sofern nicht anders angegeben, wurden alle Teilchengrößen durch Messung unter Verwendung eines Feldemissions-Rasterelektronenmikroskops (Field Emission Scanning Electron Microscope; FE-SEM) bestimmt.
Beispiele und Vergleichsbeispiele
Die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendeten Komponenten sind wie folgt.

(A) Polycarbonatharz: ein Polycarbonatharz (LG Chem Ltd., PC 1300-15) mit einem Schmelzindex von 15 g/10 min (gemessen gemäß ASTM D1238 bei 300 °C unter einer Last von 1,2 Kilopond) wurde verwendet.
(B) Kautschukmodifiziertes vinylbasiertes Pfropfcopolymer: ein Acrylnitril-Butadien-Styrol-Pfropfcopolymer (LG Chem Ltd., DP270E) wurde verwendet.
(C) Styrolbasiertes Copolymer: ein Copolymer von einem styrolbasierten Monomer und einem vinylcyanidbasierten Monomer (SAN, LG Chem Ltd., 80HF) wurde verwendet.
(D) Titandioxid: TiO₂ der Rutilphase mit einem mittleren Durchmesser von 0,1 bis 0,3 µm wurde verwendet.
(E) Anorganischer Füllstoff: (E1) Talk mit einem mittleren Durchmesser von 3 bis 10 µm wurde verwendet. (E2) Wollastonite mit einem mittleren Durchmesser von 5 bis 30 µm wurde verwendet.
(F) Additiv: ein thermischer Stabilisator, ein Gleitmittel oder ein Lichtstabilisator wurde verwendet.

Beispiele 1 bis 4 und Vergleichsbeispiele 1 bis 9
Gemäß den in der folgenden Tabelle 1 gezeigten Zusammensetzungen wurden Gemische dadurch hergestellt, dass man Komponenten mit einem bekannten Verfahren miteinander mischte. Jedes der Gemische wurde in einem Doppelschneckenextruder (L/D = 29, ϕ = 45 mm) platziert, geschmolzen, geknetet und dann extrudiert, wodurch Polycarbonatharzzusammensetzungen vom Pellet-Typ hergestellt wurden. Die hergestellten Pellets wurden 2 Stunden lang bei 80°C getrocknet und dann mit Hilfe einer Spritzgussmaschine, die auf eine Zylindertemperatur von 180 bis 220 °C und eine Formtemperatur von 60°C eingestellt war, zum Spritzguss verwendet, wodurch Probekörper hergestellt wurden.
Bewertung von physikalischen Eigenschaften
Die physikalischen Eigenschaften der Probekörper der Beispiele 1 bis 4 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 9 wurden wie folgt bewertet, und die Ergebnisse der Bewertung sind in der folgenden Tabelle 2 gezeigt.

(1) Der Schmelzindex (g/10 min) wurde gemäß der Norm ISO 1133 (bei 260°C unter 5 kg) gemessen.
(2) Raumtemperatur-Schlagzähigkeit (kJ/m²): Die Kerbschlagzähigkeit bei Raumtemperatur (23 °C) wurde gemäß der Norm ISO 179 gemessen.
(3) Die Wärmeformbeständigkeit (HDT, °C) wurde gemäß der Norm ISO 75 gemessen.
(4) Die Lichtreflexion (%) und Lichtdurchlässigkeit (%) wurden mit Hilfe eines Messgeräts (hergestellt von HUNTER LAB, Modell: ColorQUEST XE) im RSIN-Modus gemessen. Die Lichtreflexion und die Lichtdurchlässigkeit wurden mit dem SCI-Messverfahren gemessen.

Komponenten (Gew.-%)	Beispiele				Vergleichsbeispiele
Komponenten (Gew.-%)	1	2	3	4	1	2	3	4	5	6	7	8	9
(A)	64	64,5	64	64,5	57	72	64	64	71	54	64,5	62	66
(B)	6	6	6	6	6	5	2	11	6	6	6	6	6
(C)	7	7	7	7	14	-	11	2	7	7	7	7	7
(D)	20	19	19	19	20	20	20	20	13	30	20	20	20
(E1)	2	2,5	3	-	2	2	2	2	2	2	1,5	4	-
(E2)	-	-	-	2,5	-	-	-	-	-	-	-	-	-
(F)	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1

Physikalische Eigenschaften	Beispiele				Vergleichsbeispiele
Physikalische Eigenschaften	1	2	3	4	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Schmelzindex (g/10 min)	14	15	14	15	17	10	18	8	16	11	14	13	16
Schlagzähigkeit (23°C, kJ/m² ₎	35	37	34	39	29	40	28	44	38	25	35	30	38
HDT (°C)	108	108	109	109	105	111	111	105	109	106	108	109	108
Lichtreflexion % (1mm)	96	95	95	95	96	93	94	96	90	97	95	96	94
Lichtdurchlässigkeit % (1mm)	0	0	0	0	0	0,2	0,1	0	0,5	0	0,1	0	0,3

Anhand der Ergebnisse in der obigen Tabelle 2 war zu erkennen, dass die Beispiele 1 bis 4 gemäß der vorliegenden Offenbarung eine Lichtreflexion von 95% oder mehr und eine Lichtdurchlässigkeit von 0% aufwiesen, was anzeigt, dass sie Licht vollständig abschirmen können. Es war jedoch zu erkennen, dass die Vergleichsbeispiele 1 bis 9, die den Bedingungen der vorliegenden Offenbarung nicht genügen, eine schlechtere Mischbarkeit und schlechtere mechanische Eigenschaften oder schlechtere Lichtreflexions- und Lichtabschirmeigenschaften als die Beispiele 1 bis 4 zeigten.
Einfache Modifikationen oder Variationen der vorliegenden Offenbarung können vom Fachmann leicht durchgeführt werden, und alle solchen Modifikationen oder Variationen sind als im Umfang der vorliegenden Offenbarung mitumfasst anzusehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 20080061310 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm ISO 1133 [0069]
Norm ISO 179 [0069, 0070]
Norm ISO 75 [0070]

Claims

Polycarbonatharzzusammensetzung, umfassend: 60 bis 70 Gew.-% eines Polycarbonatharzes; 4 bis 10 Gew.-% eines kautschukmodifizierten vinylbasierten Pfropfcopolymers; 3 bis 11 Gew.-% eines styrolbasierten Copolymers; 15 bis 25 Gew.-% Titandioxid; und 2 bis 3 Gew.-% eines mineralischen Füllstoffs.
Polycarbonatharzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das Polycarbonatharz einen gemäß der Norm ASTM D 1238 (bei 300°C unter 1,2 Kilopond) gemessenen Schmelzindex von 2 bis 30 g/10 min und ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 20000 bis 80 000 g/mol aufweist.
Polycarbonatharzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das kautschukmodifizierte vinylbasierte Pfropfcopolymer eine Struktur aufweist, die einen kautschukartigen Polymerkern und eine durch Pfropfpolymerisation eines aromatischen vinylbasierten Monomers und eines vinylcyanidbasierten Monomers auf dem Kern gebildete Hülle umfasst.
Polycarbonatharzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das styrolbasierte Copolymer ein Copolymer aus einem styrolbasierten Monomer und einem vinylcyanidbasierten Monomer umfasst.
Polycarbonatharzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das kautschukmodifizierte vinylbasierte Pfropfcopolymer und das styrolbasierte Copolymer in einem Gewichtsverhältnis von 1:1 bis 1:2 enthalten sind.
Polycarbonatharzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die Summe des kautschukmodifizierten vinylbasierten Pfropfcopolymers und des styrolbasierten Copolymers und das Titandioxid in einem Gewichtsverhältnis von 1:1 bis 1:3 enthalten sind.
Polycarbonatharzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das Titanoxid eine mittlere Größe von 0,1 bis 0,3 µm und eine Rutilphase aufweist.
Polycarbonatharzzusammensetzung gemäß Anspruch 7, wobei das Titanoxid oberflächenbehandelt ist.
Polycarbonatharzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei der mineralische Füllstoff eines oder mehrere aus Talk, Glimmer und Wollastonit umfasst.
Polycarbonatharzzusammensetzung gemäß Anspruch 9, wobei der Talk eine mittlere Größe von 3 bis 10 µm aufweist und der Wollastonit eine mittlere Größe von 5 bis 30 µm aufweist.
Polycarbonatharzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend ein Additiv in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, wobei das Additiv eines oder mehrere aus einem Wärmestabilisator, einem Gleitmittel und einem Lichtstabilisator umfasst.
Polycarbonatharzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, die ein Lichtreflexionsvermögen von 95% oder mehr bei einer Wellenlänge von 400 bis 700 nm und eine Lichtdurchlässigkeit von 0% bei einer Wellenlänge von 400 bis 700 nm aufweist.
Polycarbonatharzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, die einen gemäß der Norm ISO 1133 (bei 260°C unter 5 kg) gemessenen Schmelzindex von 10 bis 16 g/10 min, eine gemäß der Norm ISO 179 gemessene Kerbschlagzähigkeit von 34 kJ/m² oder mehr bei Raumtemperatur (23 °C) und eine gemäß der Norm ISO 75 gemessene Wärmeformbeständigkeit (HDT) von 105°C oder mehr aufweist.
Kraftfahrzeug-Formteil, hergestellt unter Verwendung der Polycarbonatharzzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13.
Kraftfahrzeug-Formteil gemäß Anspruch 14, bei dem es sich um ein Knopfgehäuse, einen Knopfhalter, eine Innenverkleidung oder ein Multiterminalgehäuse handelt.