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QUERVERWEIS AUF EINE VERWANDTE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der beim koreanischen Amt für geistiges Eigentum am 24. November 2011 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr.
10-2011-0123722 , wobei deren gesamte Inhalte hier unter Bezugnahme aufgenommen sind.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Eine thermoplastische Harzzusammensetzung und ein Formprodukt unter Verwendung derselben sind offenbart.
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Beschreibung des verwandten Fachgebiets
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Ein Acrylnitril-Butadien-Styrol(ABS)-Harz weist ausgezeichnete Schlagfestigkeit und Verarbeitungsfähigkeit und zufriedenstellende/n mechanische Festigkeit, Wärmeverformungstemperatur, Glanz und dergleichen auf und kann folglich weithin für elektrische/elektronische Teile, Büromaschinen und dergleichen verwendet werden.
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Wird allerdings das Acrylnitril-Butadien-Styrol(ABS)-Harz bei einem Gehäuse für hochqualitative elektronische Geräte wie LCD, PDP TV, ein Stereosystem, und dergleichen angewandt, kann während des Spritzgusses oder auf einem sich in Verwendung befindenden Produkt leicht ein Kratzer entstehen, oder es ist schwierig, eine hochqualitative Farbe wiederzugeben, wodurch das Problem der Verschlechterung des Produktwertes verursacht wird.
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Zum Lösen des Problems wird ein unter Verwendung des ABS-Harzes hergestelltes Spritzgussprodukt mit Urethan oder dergleichen bestrichen und mit einer UV-Beschichtung behandelt oder mit einem Harz auf Acrylbasis mit ausgezeichneten Kratzmerkmalen auf der Oberfläche beschichtet.
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Allerdings erfordert diese Behandlung einen zusätzlichen Nachprozess und geht folglich mit dem Problem einer Produktivitätsverschlechterung, beispielsweise zunehmender Komplexität, zunehmendem Defektanteil, und dergleichen, und der Umweltverschmutzung einher.
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Bei dem ASA-Harz mit ausgezeichneter Wetterfestigkeit handelt es sich um ein universelles Harz, das weithin als ein Baumaterial, ein Außenmaterial für ein Kraftfahrzeug und dergleichen verwendet wird, jedoch weist es keine ausgezeichneten Kratzfestigkeitsmerkmale und auch Lichtundurchlässigkeitsmerkmale und folglich eingeschränkte Färbeeigenschaften auf.
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Demgegenüber weist ein ABS/PMMA-Harz ausgezeichnete Transparenz auf und kann folglich bei einem Gehäuse für nicht bestrichene elektronische Geräte aufgrund von Farbwiedergabeeigenschaften mit den Merkmalen Echtfärbung und Hochglanz und Kratzfestigkeit gemäß einer PMMA-Verwendung angewandt werden, jedoch weist es den Nachteil verschlechterter Wetterfestigkeit auf.
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KR 100983872 B1 offenbart eine hochglänzende transparente thermoplastische Harzzusammensetzung.
KR 102010045830 A betrifft eine wetter- und kratzfeste thermoplastische Harzzusammensetzung.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine transparente thermoplastische Harzzusammensetzung mit ausgezeichneten Wetterfestigkeits- und Kratzfestigkeitsmerkmalen bzw. -eigenschaften bereit.
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Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Formprodukt unter Verwendung der thermoplastischen Harzzusammensetzung bereit.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt gemäß Patentanspruch 1 eine thermoplastische Harzzusammensetzung bereit, die ein Pfropfcopolymer auf Acrylbasis (A); ein Copolymer auf der Basis eines Vinylaromaten bzw. aromatischen Vinyls und eines Vinylcyanids (B); und ein Polyalkyl(meth)acrylatharz (C) einschließt, wobei das Copolymer auf der Basis eines Vinylaromaten und eines Vinylcyanids (B) 5 bis 25 Gew.-% einer Struktureinheit einschließt, die von einer Vinylcyanidverbindung abgeleitet ist.
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Die thermoplastische Harzzusammensetzung kann 50 bis 200 Gewichtsteile des Copolymers auf der Basis eines Vinylaromaten und eines Vinylcyanids (B) bezogen auf 100 Gewichtsteile des Pfropfcopolymers auf Acrylbasis (A) einschließen.
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Die thermoplastische Harzzusammensetzung kann 50 bis 300 Gewichtsteile des Polyalkyl(meth)acrylatharzes (C) bezogen auf 100 Gewichtsteile des Pfropfcopolymers auf Acrylbasis (A) einschließen.
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Das Gewichtsverhältnis des Copolymers auf der Basis eines Vinylaromaten und eines Vinylcyanids (B) und des Polyalkyl(meth)acrylatharzes (C) kann 6:4 bis 3:7 betragen.
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Bei dem Pfropfcopolymer auf Acrylbasis (A) handelt es sich um ein pfropfpolymerisiertes Copolymer, das ein Monomer auf der Basis eines Vinylaromaten, ein Monomer, das mit dem Monomer auf der Basis eines Vinylaromaten copolymerisierbar ist, oder eine Kombination davon, auf einem Kautschukphasenpolymer auf Acrylbasis oder eine Kombination von zwei oder mehr Arten einschließt.
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Das Monomer, das mit dem Monomer auf der Basis eines Vinylaromaten copolymerisierbar ist, kann eine Vinylcyanidverbindung einschließen und kann in einer Menge von 20 bis 30 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge der Monomeren, die auf dem Kautschukphasenpolymer auf Acrylbasis pfropfpolymerisiert sind, eingeschlossen sein.
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Bei dem Copolymer auf der Basis eines Vinylaromaten und eines Vinylcyanids (B) kann es sich um ein Copolymer von Styrol und Acrylnitril, ein Copolymer von α-Methylstyrol und Acrylnitril oder ein Copolymer von Styrol, α-Methylstyrol und Acrylnitril handeln.
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Bei dem Polyalkyl(meth)acrylatharz (C) kann es sich um Polyalkyl(meth)acrylat handeln, das eine C1- bis C10-Alkylgruppe einschließt, und es kann sich um ein Polymer von Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, Glycidyl(meth)acrylat, Hydroxyethyl(meth)acrylat oder eine Kombination davon handeln.
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Die thermoplastische Harzzusammensetzung kann des Weiteren einen Zusatzstoff einschließen, der einen Farbstoff, ein Pigment, einen Flammhemmer, einen Füllstoff, einen Stabilisator, ein Schmiermittel, ein antibakterielles Mittel, ein Trennmittel oder eine Kombination davon einschließt.
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Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Formprodukt bereit, das unter Verwendung der thermoplastischen Harzzusammensetzung hergestellt ist.
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Das Formprodukt kann einen Trübungswert von 5 bis 20 gemäß dem Standard von ASTM D1003 aufweisen.
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Andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in der folgenden detaillierten Beschreibung eingeschlossen.
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Die thermoplastische Harzzusammensetzung kann ausgezeichnete Wetterfestigkeits- und Kratzfestigkeitseigenschaften aufweisen und Hochtransparenzeigenschaften realisieren.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Hier nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben. Allerdings sind diese Ausführungsformen beispielhaft beschrieben, und diese Offenbarung ist nicht darauf beschränkt.
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In dieser Spezifikation bedeutet, wenn keine sonstige spezifische Definition angegeben ist, „substituiert“ eines, das mit einem Substituenten aus einem Halogenatom (F, Cl, Br, I), einer Hydroxygruppe, einer Nitrogruppe, einer Cyanogruppe, einer Aminogruppe, einer Azidogruppe, einer Amidinogruppe, einer Hydrazinogruppe, einer Hydrazonogruppe, einer Carbonylgruppe, einer Carbamylgruppe, einer Thiolgruppe, einer Estergruppe, einer Carboxylgruppe oder einem Salz davon, einer Sulfonsäuregruppe oder einem Salz davon, einer Phosphorsäuregruppe oder einem Salz davon, einer C1- bis C20-Alkylgruppe, einer C2- bis C20-Alkenylgruppe, einer C2- bis C20-Alkinylgruppe, einer C1- bis C20-Alkoxygruppe, einer C6-bis C30-Arylgruppe, einer C6- bis C30-Aryloxygruppe, einer C3- bis C30-Cycloalkylgruppe, einer C3- bis C30-Cycloalkenylgruppe, einer C3-bis C30-Cycloalkinylgruppe oder einer Kombination davon, statt eines Wasserstoffs einer Verbindung substituiert ist.
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In dieser Spezifikation bedeutet, wenn keine sonstige spezifische Definition angegeben ist, „(Meth)acrylat“ sowohl „Acrylat“ als auch „Methacrylat“. Zudem bedeutet „(Meth)acrylsäurealkylester“ sowohl „Acrylsäurealkylester“ als auch „Methacrylsäurealkylester“ und bedeutet „(Meth)acrylsäureester“ sowohl „Acrylsäureester“ als auch „Methacrylsäureester“.
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Eine thermoplastische Harzzusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt (A) ein Pfropfcopolymer auf Acrylbasis; (B) ein Copolymer auf der Basis eines Vinylaromaten bzw. aromatischen Vinyls und eines Vinylcyanids; und (C) ein Polyalkyl(meth)acrylatharz ein. Bei der thermoplastischen Harzzusammensetzung handelt es sich um eine allgemeine Harzzusammensetzung, die ein Pfropfcopolymer auf Acrylbasis einschließt, und sie kann nicht nur leicht bei einem Baumaterial, einem Außenmaterial für ein Kraftfahrzeug und dergleichen angewandt werden, sondern gewährleistet auch Transparenz und weist verbesserte Kratzfestigkeitsmerkmale auf. Im Folgenden wird jeder in der thermoplastischen Harzzusammensetzung verwendete Bestandteil speziell veranschaulicht.
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Pfropfcopolymer auf Acrylbasis
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Bei dem Pfropfcopolymer auf Acrylbasis (A) handelt es sich um ein Copolymer, das ein Monomer auf der Basis eines Vinylaromaten und/oder ein mit dem Monomer auf der Basis eines Vinylaromaten copolymerisierbares Monomer einschließt, das auf einem Kautschukphasenpolymer auf Acrylbasis pfropfpolymerisiert ist. Vorzugsweise bildet das Kautschukphasenpolymer auf Acrylbasis einen Kern, und das Monomer auf der Basis eines Vinylaromaten und/oder das mit dem Monomer auf der Basis eines Vinylaromaten copolymerisierbare Monomer wird unter Bildung einer Schale auf dem Kern pfropfpolymerisiert, wodurch das Pfropfcopolymer auf Acrylbasis (A) eine Kern-Schale-Struktur aufweisen kann.
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Bei dem Kautschukphasenpolymer auf Acrylbasis kann es sich um ein Polymer von (Meth)acrylsäurealkyester, (Meth)acrylsäureester oder eine Kombination davon handeln. Bei dem Alkyl kann es sich um C1- bis C10-Alkyl handeln. Beispiele für den (Meth)acrylsäurealkylester können Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat und dergleichen sein, und Beispiele für den (Meth)acrylsäureester können ein Monomer auf Acrylbasis, wie (Meth)acrylat und dergleichen sein, jedoch sind diese nicht darauf beschränkt.
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Das Kautschukphasenpolymer auf Acrylbasis kann eine Kernstruktur aufweisen, die je nach den gewünschten Eigenschaften eine Monoschicht, eine Doppelschicht oder eine Kombination davon einschließt. Speziell kann das Kautschukphasenpolymer auf Acrylbasis den Kautschukkern mit einer das Monomer auf Acrylbasis einschließenden Monoschicht einschließen. Zudem kann das Kautschukphasenpolymer auf Acrylbasis einen Kautschukkern mit einer Doppelschicht aufweisen, die eine das Monomer auf Acrylbasis und eine aromatische Vinylverbindung einschließende Innenschicht und eine das Monomer auf Acrylbasis einschließende Außenschicht einschließt. Der doppelschichtige Kautschukkern kann zur weiteren Verbesserung von Färbeeigenschaften und Glanz, sowie zum Bewahren von Wetterfestigkeit, Schlagfestigkeit und dergleichen verwendet werden, beispielsweise kann das Kautschukphasenpolymer auf Acrylbasis, das einen Kautschukkern mit einer Doppelschicht einschließt, die eine ein Monomer auf Acrylbasis und eine Vinylverbindung einschließende Innenschicht einschließt, verwendet werden, um eine ausgezeichnete Wirkung hinsichtlich optischer Eigenschaften zu erhalten.
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Wie vorstehend beschrieben, besteht die Doppelschicht des Kautschukkerns aus einer Innenschicht und einer Außenschicht, beispielsweise schließt die Innenschicht eine Acrylsäurealkylesterverbindung und eine aromatische Vinylverbindung ein, während die Außenschicht eine Acrylsäurealkylesterverbindung einschließt.
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Bei der Acrylsäurealkylesterverbindung kann es sich um C1- bis C10-Alkylacrylat handeln, und beispielsweise kann sie Methylacrylat, Butylacrylat oder eine Kombination davon sein.
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Bei der aromatischen Vinylverbindung kann es sich um Styrol, C1- bis C10- alkylsubstituiertes Styrol, halogensubstituiertes Styrol oder eine Kombination davon handeln. Beispiele für das alkylsubstituierte Styrol können o-Ethylstyrol, m-Ethylstyrol, p-Ethylstyrol, α-Methylstyrol und dergleichen sein, sind aber nicht darauf beschränkt.
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Bei der Innenschicht kann es sich speziell um ein Copolymer von der Acrylsäurealkylesterverbindung und der aromatischen Vinylverbindung handeln. Das Gewichtsverhältnis der Acrylsäurealkylesterverbindung und der aromatischen Vinylverbindung der Innenschicht kann 95:5 bis 80:20 betragen, und wenn sie in dem Gewichtsverhältnis in einem derartigen Bereich eingeschlossen sind, können für eine vorher bestimmte Verwendung geeignete Leistungskombinationen an Wetterfestigkeit, Schlagfestigkeit, Glanz und Färbeeigenschaften erhalten werden.
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In einer anderen Ausführungsform kann das Gewichtsverhältnis der Innenschicht und der Außenschicht 20:80 bis 70:30 betragen. Weisen die Innen- und die Außenschicht ein Gewichtsverhältnis in dem Bereich auf, kann eine Ausgewogenheit in den Eigenschaften erhalten werden, welche für eine vorher bestimmte Verwendung verwendet wird.
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Das Kautschukphasenpolymer auf Acrylbasis kann durch Mischen eines den monoschichtigen Kautschukkern einschließenden Copolymers auf Acrylbasis und eines den doppelschichtigen Kautschukkern einschließenden Copolymers auf Acrylbasis erhalten werden. Beispielsweise können das den monoschichtigen Kautschukkern einschließende Copolymer auf Acrylbasis und das den doppelschichtigen Kautschukkern einschließende Copolymer auf Acrylbasis in einem Gewichtsverhältnis von 20:80 bis 80:20 und speziell 25:75 bis 75:25 gemischt werden. Wenn in dem Verhältnisbereich gemischt wird, weist die thermoplastische Harzzusammensetzung auf Acrylbasis ausgezeichnete Färbeeigenschaften auf.
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Das auf das Kautschukphasenpolymer auf Acrylbasis pfropfpolymerisierte Monomer schließt ein Monomer auf der Basis eines Vinylaromaten und/oder ein mit dem Monomer auf der Basis eines Vinylaromaten copolymerisierbares Monomer ein. Wie vorstehend beschrieben, werden vorzugsweise das Monomer auf der Basis eines Vinylaromaten und/oder das mit dem Monomer auf der Basis eines Vinylaromaten copolymerisierbare Monomer unter Bildung einer Schale auf das Kautschukphasenpolymer auf Acrylbasis pfropfpolymerisiert.
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Bei dem Monomer auf der Basis eines Vinylaromaten bzw. aromatischen Vinyls kann es sich um Styrol, C1- bis C10-alkylsubstituiertes Styrol, halogensubstituiertes Styrol und dergleichen oder eine Kombination davon handeln. Beispiele für das alkylsubstituierte Styrol können o-Ethylstyrol, m-Ethylstyrol, p-Ethylstyrol, α-Methylstyrol und dergleichen sein.
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Bei dem mit dem Monomer auf der Basis eines Vinylaromaten copolymerisierbaren Monomer kann es sich um eine Vinylcyanidverbindung, eine heterocyclische Verbindung und dergleichen handeln.
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Bei der Vinylcyanidverbindung kann es sich um Acrylnitril, Methacrylnitril, Ethacrylnitril oder eine Kombination davon handeln.
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Bei der heterocyclischen Verbindung kann es sich um Maleinsäureanhydrid, alkyl- oder phenyl-N-substituiertes Maleimid oder eine Kombination davon handeln.
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Als das Monomer auf der Basis eines Vinylaromaten und/oder das mit dem Monomer auf der Basis eines Vinylaromaten copolymerisierbare Monomer kann eine aromatische Vinylverbindung, eine Vinylcyanidverbindung, eine heterocyclische Verbindung und dergleichen oder eine Kombination davon verwendet werden, und ein Gemisch oder ein Copolymer von einer aromatischen Vinylverbindung und einer Vinylcyanidverbindung können vorzugsweise verwendet werden. Die aromatische Vinylverbindung und die Vinylcyanidverbindung können zu 60 bis 90 Gew.-% und 10 bis 40 Gew.-% vorliegen. Beispielsweise kann der Gehalt der Vinylcyanidverbindung 20 bis 30 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge an auf das Kautschukphasenpolymer auf Acrylbasis pfropfpolymerisierten Monomeren betragen.
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Das Pfropfcopolymer auf Acrylbasis (A) kann 70 bis 30 Gew.-% des Kautschukphasenpolymers auf Acrylbasis, das in der Lage ist, eine Kernstruktur zu bilden, und 30 bis 70 Gew.-% des pfropfpolymerisierbaren Polymers, das in der Lage ist, eine Schalenstruktur zu bilden, und speziell 60 bis 40 Gew.-% eines Kautschukkerns und 40 bis 60 Gew.-% einer Schale, einschließen. Ist das Pfropfcopolymer auf Acrylbasis (A) in dem Mengenbereich eingeschlossen, kann die thermoplastische Harzzusammensetzung ausgezeichnete Färbeeigenschaften aufweisen.
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Der mittlere Teilchendurchmesser des Kautschuks kann 0,07 bis 0,30 µm betragen. Das Kautschukphasenpolymer auf Acrylbasis kann durch Verändern des mittleren Teilchendurchmessers eines Kautschuks bimodal werden. Beispielsweise kann ein Kautschukphasenpolymer auf Acrylbasis, das einen Kautschuk mit einem großen Teilchendurchmesser von 0,4 bis 0,7 µm einschließt, mit einem anderen Kautschukphasenpolymer auf Acrylbasis, das einen Kautschuk mit einem kleinen Teilchendurchmesser von 0,1 bis 0,3 µm einschließt, gemischt werden. Auf diese Weise kann, wenn die Kautschukphasenpolymere auf Acrylbasis mit großem Teilchendurchmesser/kleinem Teilchendurchmesser gemischt und bimodal verwendet werden, der bimodale Typ den konkreten bzw. praktischen Aufprall verglichen mit einem unimodalen Typ verbessern, da Kautschukteilchen mit großem Durchmesser die Rolle spielen, indirekt den Aufprall zu dämpfen, während Kautschukteilchen mit kleinem Durchmesser die Rolle spielen, den Aufprall unter den Kautschukteilchen mit großem Durchmesser zu verteilen.
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Das Pfropfcopolymer auf Acrylbasis (A) kann durch ein Verfahren der Emulsionspolymerisation, Suspensionspolymerisation, Lösungspolymerisation oder Massenpolymerisation hergestellt werden.
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Copolymer auf der Basis eines Vinylaromaten und eines Vinylcyanids
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Bei dem Copolymer auf der Basis eines Vinylaromaten bzw. aromatischen Vinyls und eines Vinylcyanids (B) handelt es sich um ein Copolymer von einer aromatischen Vinylverbindung und einer Vinylcyanidverbindung.
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Bei der aromatischen Vinylverbindung kann es sich um Styrol, C1- bis C10-alkylsubstituiertes Styrol, halogensubstituiertes Styrol, Vinyltoluol, Vinylnaphthalin oder eine Kombination davon handeln. Spezifische Beispiele für das alkylsubstituierte Styrol können α-Methylstyrol, p-Methylstyrol, o-Ethylstyrol, m-Ethylstyrol, p-Ethylstyrol, p-t-Butylstyrol, 2,4-Dimethylstyrol und dergleichen sein.
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Bei der Vinylcyanidverbindung kann es sich um Acrylnitril, Methacrylnitril, Ethacrylnitril oder eine Kombination davon handeln.
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Spezifische Beispiele für das Copolymer auf der Basis eines Vinylaromaten und eines Vinylcyanids (B) können ein Copolymer von Styrol und Acrylnitril; ein Copolymer von α-Methylstyrol und Acrylnitril; oder ein Copolymer von Styrol, α-Methylstyrol und Acrylnitril und vorzugsweise ein Copolymer von Styrol und Acrylnitril sein.
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Bei dem Copolymer auf der Basis eines Vinylaromaten und eines Vinylcyanids (B) kann es sich um ein Polymer handeln, indem (Meth)acrylsäurealkylester sowie eine Verbindung auf der Basis eines Vinylaromaten und einer Vinylcyanidverbindung weiter polymerisiert werden.
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Bei dem (Meth)acrylsäurealkylester kann es sich vorzugsweise um (Meth)acrylsäurealkylester mit einer C1- bis C10-Alkylgruppe handeln. Beispielsweise können ohne Beschränkung Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, Butylmethacrylat, Pentylmethacrylat, Hexylmethacrylat, Heptylmethacrylat, Octylmethacrylat, Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, Butylacrylat, Pentylacrylat, Hexylacrylat, Heptylacrylat, Octylacrylat, Ethylhexylacrylat und dergleichen oder eine Kombination davon verwendet werden.
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Transparenzmerkmale können durch relatives Vermindern einer von einer Vinylcyanidverbindung abgeleiteten Struktureinheit im Copolymer auf der Basis eines Vinylaromaten und eines Vinylcyanids (B) realisiert werden, werden jedoch mit anderen Eigenschaften wie Chemikalienfestigkeit und dergleichen eingetauscht bzw. erkauft, und demzufolge muss das Copolymer auf der Basis eines Vinylaromaten und eines Vinylcyanids (B) in einem geeigneten Mengenbereich eingeschlossen sein. Das Copolymer auf der Basis eines Vinylaromaten und eines Vinylcyanids (B) schließt 5 bis 25 Gew.-% einer Struktureinheit ein, die von einer Vinylcyanidverbindung abgeleitet ist. Beispielsweise kann das Copolymer auf der Basis eines Vinylaromaten und eines Vinylcyanids 15 bis 20 Gew.-% einer Struktureinheit einschließen, die von einer Vinylcyanidverbindung abgeleitet ist. Die thermoplastische Harzzusammensetzung, die eine Struktureinheit einschließt, die von einer Vinylcyanidverbindung in dem Bereich abgeleitet ist, schließt die Struktureinheit ein, die von einer Vinylcyanidverbindung in einer in Bezug auf die Gesamtmenge geringeren Menge abgeleitet ist, und kann Transparenzmerkmale gewährleisten. Beispielsweise kann eine thermoplastische Harzzusammensetzung, die das Copolymer auf der Basis eines Vinylaromaten und eines Vinylcyanids (B) einschließt, das eine Struktureinheit einschließt, die von einer Vinylcyanidverbindung in dem Bereich abgeleitet ist, einen Trübungswert von 5 bis 20 aufweisen.
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Das Copolymer auf der Basis eines Vinylaromaten und eines Vinylcyanids (B) kann ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 60.000 bis 150.000 g/mol aufweisen.
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Die thermoplastische Harzzusammensetzung kann 50 bis 200 Gewichtsteile des Copolymers auf der Basis eines Vinylaromaten und eines Vinylcyanids (B) bezogen auf 100 Gewichtsteile des Pfropfcopolymers auf Acrylbasis (A) einschließen.
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Polyalkyl(meth)acrylatharz
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Das Polyalkyl(meth)acrylatharz (C) ist hydrolysebeständig und kann die Kratzfestigkeit der thermoplastischen Harzzusammensetzung verbessern.
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Das Polyalkyl(meth)acrylatharz (C) kann durch Polymerisieren eines Alkyl(meth)acrylat einschließenden Rohmonomers unter Verwendung eines wohlbekannten Polymerisationsverfahrens eines Suspensionspolymerisationsverfahrens, eines Massenpolymerisationsverfahrens, eines Emulsionspolymerisationsverfahrens und dergleichen erhalten werden.
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Ein Monomer des Polyalkyl(meth)acrylatharzes (C), Alkyl(meth)acrylat, schließt eine C1- bis C10-Alkylgruppe ein und kann Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, Glycidyl(meth)acrylat, Hydroxyethyl(meth)acrylat und dergleichen sein.
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Hierin kann das Alkyl(meth)acrylat in einer Menge von mehr als oder gleich 50 Gew.-% und speziell 80 bis 99 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge des Polyalkyl(meth)acrylatharzes (C) eingeschlossen sein. Ist das Alkyl(meth)acrylat in der Menge eingeschlossen, wird die Wärmebeständigkeit eines erhaltenen Formprodukts verbessert, und die molekulare Wechselwirkung zwischen dem vorstehenden Pfropfcopolymer auf Acrylbasis (A) und dem Copolymer auf der Basis eines Vinylaromaten und eines Vinylcyanids (B) wird erhöht, was die Affinität, und im Ergebnis Hydrolysebeständigkeit und Kratzfestigkeit verbessert.
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Das Rohmonomer kann neben dem Alkyl(meth)acrylat des Weiteren ein Monomer auf Vinylbasis einschließen. Bei dem Monomer auf Vinylbasis kann es sich um ein aromatisches Vinylmonomer wie Styrol, α-Methylstyrol, p-Methylstyrol und dergleichen; ein ungesättigtes Nitrilmonomer wie Acrylnitril, Methacrylnitril und dergleichen handeln, und diese können einzeln oder in einem Gemisch verwendet werden.
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Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Polyalkyl(meth)acrylatharzes (C) kann 10.000 bis 200.000 g/mol und speziell 15.000 bis 150.000 g/mol betragen. Weist das Polyalkyl(meth)acrylatharz (C) ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts in dem Bereich auf, weisen das vorstehende Pfropfcopolymer auf Acrylbasis (A) und das Copolymer auf der Basis eines Vinylaromaten und eines Vinylcyanids (B) ausgezeichnete Verträglichkeit auf und stellen ausgezeichnete Hydrolysebeständigkeit, Kratzfestigkeit, Verarbeitungsfähigkeit und dergleichen sicher.
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Werden das Polyalkyl(meth)acrylatharz (C) und das Copolymer auf der Basis eines Vinylaromaten und eines Vinylcyanids (B) in einem eingestellten Verhältnis gemischt, kann nicht nur eine Ausgewogenheit zwischen Kratzfestigkeitsmerkmalen und Wetterfestigkeit eingestellt, sondern können auch Transparenzmerkmale der thermoplastischen Harzzusammensetzung beibehalten werden. Beispielsweise können das Copolymer auf der Basis eines Vinylaromaten und eines Vinylcyanids (B) und das Polyalkyl(meth)acrylatharz (C) in einem Gewichtsverhältnis von 6:4 bis 3:7 und vorzugsweise 6:4 bis 4:6 in der thermoplastischen Harzzusammensetzung gemischt werden.
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Die thermoplastische Harzzusammensetzung kann 50 bis 300 Gewichtsteile des Polyalkyl(meth)acrylatharzes (C) bezogen auf 100 Gewichtsteile des Pfropfcopolymers auf Acrylbasis (A) einschließen. Wird das Polyalkyl(meth)acrylatharz (C) in dem Bereich verwendet, werden Verarbeitungsfähigkeit, Hydrolysebeständigkeit, Kratzfestigkeit und dergleichen verbessert.
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Andere Zusatzstoffe
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Die thermoplastische Harzzusammensetzung kann des Weiteren einen zusätzlichen Zusatzstoff (D) einschließen, um Spritzgusseigenschaften und die Ausgewogenheit von Eigenschaften zu verbessern.
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Beispielsweise kann die thermoplastische Harzzusammensetzung des Weiteren einen Zusatzstoff aus einem Farbstoff, einem Pigment, einem Flammhemmer, einem Füllstoff, einem Stabilisator, einem Schmiermittel, einem antibakteriellen Mittel, einem Trennmittel und dergleichen einschließen, die einzeln oder als Gemisch aus zwei oder mehreren verwendet werden können.
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Der Zusatzstoff kann geeigneterweise in einem Bereich eingeschlossen sein, so lange er die physikalischen Eigenschaften der thermoplastischen Harzzusammensetzung nicht verschlechtert, und er ist insbesondere in weniger als oder gleich 40 Gewichtsteilen und spezieller 0,1 bis 30 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Pfropfcopolymers auf Acrylbasis (A), eingeschlossen.
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Hierin vorstehend ist die beispielhafte Menge von jedem in der thermoplastischen Harzzusammensetzung eingeschlossenen Bestandteil veranschaulicht, jedoch kann diese zur Herstellung der thermoplastischen Harzzusammensetzung in Abhängigkeit von den endgültig gewünschten Eigenschaften unter Berücksichtigung der inhärenten Eigenschaften der Bestandteile erhöht oder vermindert werden.
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Die thermoplastische Harzzusammensetzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann nach einem wohlbekannten Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise wird jeder Bestandteil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gleichzeitig mit anderen Zusatzstoffen gemischt, und das Gemisch wird schmelzextrudiert und daraus Pellets hergestellt.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die thermoplastische Harzzusammensetzung zur Bereitstellung eines Formprodukts geformt. Das Formprodukt kann eine große Größe, eine komplizierte Struktur oder eine dünne Dicke aufweisen, und es kann erforderlich sein, dass es gute mechanische Eigenschaften, Wärmeeigenschaften und Formbarkeit aufweist, und beispielsweise kann es für ein Kraftfahrzeugaußenmaterial verwendet werden.
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Hier nachstehend veranschaulichen die folgenden Beispiele diese Offenbarung detaillierter. Diese Beispiele sollen jedoch in keinster Weise als Beschränkung des Umfangs der Erfindung interpretiert werden.
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Beispiele
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Eine thermoplastische Harzzusammensetzung gemäß einer Ausführungsform kann Bestandteile wie folgt einschließen.
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Pfropfcopolymer auf Acrylbasis:
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Ein ASA-Harz mit einer Doppel-Kern-Schale-Form, hergestellt durch Pfropfemulsionspolymerisieren von 33 Gew.-% Acrylnitril und 67 Gew.-% Styrol bezogen auf 50 Gewichtsteile eines Butylacrylatkautschuks mit 50 Gewichtsteilen eines Monomergemischs mit einer Doppelkernstruktur, die aus einem durch Copolymerisieren von Butylacrylat und Styrol gebildeten Innenkern und einem aus dem Butylacrylatkautschuk gebildeten Außenkern besteht.
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Pfropf-MABS-Harz mit einer Kern-Schale-Struktur, einschließend eine (Meth)acrylsäurealkylesterkomponente:
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Ein Pfropf-MABS-Harz mit einer Kern-Schale-Struktur als ein Methylmethacrylat-Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer und eine Zusammensetzung aus 55 Gewichtsteilen eines Butadienkautschuks, 33 Gewichtsteilen Methylmethacrylat, 3 Gewichtsteilen Acrylnitril und 9 Gewichtsteilen Styrol, wobei die Schale aus einer Innen- und einer Außenschale besteht.
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Styrol-Acrylnitril-Copolymer:
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Ein SAN-Harz, das 20 Gew.-% Acrylnitril und 80 Gew.-% Styrol einschließt und ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 100.000 g/mol aufweist.
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Methylmethacrylat-Styrol-Acrylnitril-Copolymer:
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Ein MSAN-Harz, das 20 Gew.-% Acrylnitril, 65 Gew.-% Styrol und 15 Gew.-% Methacrylat einschließt und ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 100.000 g/mol aufweist.
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Styrol-Acrylnitril-Copolymer:
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Ein SAN-Harz, das 15 Gew.-% Acrylnitril und 85 Gew.-% Styrol einschließt und ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 120.000 g/mol aufweist.
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Styrol-Acrylnitril-Copolymer:
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Ein SAN-Harz, das 32 Gew.-% Acrylnitril und 68 Gew.-% Styrol einschließt und ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 120.000 g/mol aufweist.
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alpha-Methylstyrol-Acrylnitril-Copolymer:
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Ein SAN-Harz, das 30 Gew.-% Acrylnitril und 70 Gew.-% alpha-Methylstyrol einschließt und ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 120.000 g/mol aufweist.
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Polymethylmethacrylatharz:
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Ein PMMA-Harz, das Methylmethacrylat umfasst und ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 110.000 aufweist.
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Beispiele 1 bis 6 und Vergleichsbeispiele 1 bis 7
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Die thermoplastischen Harzzusammensetzungen gemäß den Beispielen 1 bis 6 und Vergleichsbeispielen 1 bis 7 wurden unter Verwendung der vorstehend erwähnten Bestandteile hergestellt, um eine Zusammensetzung wie in der folgenden Tabelle 1 beschrieben aufzuweisen.
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Andere Zusatzstoffe wurden jeder thermoplastischen Harzzusammensetzung, die in der folgenden Tabelle 1 beschrieben ist, zugesetzt, und die Gemische wurden jeweils extrudiert/verarbeitet, um pelletartige thermoplastische Harze zu erhalten. Die Extrusion wurde unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders mit L/D=29 und einem Durchmesser von 45 mm und Einstellung einer Zylindertemperatur bei 230°C durchgeführt. Die hergestellten Pellets wurden bei 8o°C 2 Stunden lang getrocknet, und dann wurde ein Probenstück zur Eigenschaftsmessung und ein Probenstück mit 9 cm × 5 cm × 0,2 cm zum Messen der Kratzfestigkeit, optischer Eigenschaften und Wetterfestigkeit unter Verwendung einer 6-Unzen (6 oz.)-Spritzgussmaschine und Einstellung einer Zylindertemperatur bei 240°C und einer Guss- bzw. Formtemperatur bei 6o°C hergestellt.
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Experimentalbeispiel 1: Mechanische Eigenschaften
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Die hergestellte Eigenschaftsprobe wurde mittels der folgenden Methoden gemessen, und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 bereitgestellt.
- (1) Lichtdurchlässigkeit und Trübung: gemessen gemäß ASTM D1003-Standard.
- (2) BSP-Breite (BSP: Ball type Scratch Profile; Kugel(typ)-Kratzprofil): Die Rauheit wurde geprüft und die Kratzbreite wurde gemessen unter Verwendung eines Wolframcarbidstifts mit einer Hügelspitze mit einem Durchmesser von 0,7 mm durch jeweils Aufbringen einer Last von 300 g, 500 g und 1000 g, Anbringen eines Kratzers auf den Probenstücken mit einer Geschwindigkeit von 75 mm/Min. und dann Verwenden eines Oberflächenprofilmessers gemäß einem Cheil-Verfahren.
- (3) Bleistifthärte: Härte (Bleistift und Bleistifthärte gemäß JIS K5401) wurde gemessen, falls kein Kratzer entstand, indem ein 500 g-Gewicht auf Bleistifte unterschiedlicher Härte aufgebracht wurde und dann die Bleistifte fünfmal bei einer Geschwindigkeit von 10 mm/s auf ein Probenstück gedrückt wurden.
- (4) Wetterfestigkeit: gemessen gemäß SAE J 1960 (3.000 Stunden, ΔE)
(Tabelle 1) | | Beispiele | Vergleichsbeispiele |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Pfropfacrylcopolymer (A-1) | 25 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | - | 30 | 25 | 25 | 25 |
| MABS-Harz (A-2) | - | - | - | - | - | - | - | - | 30 | - | - | - | - |
| SAN-Harz (B-1) | - | - | 28 | - | - | - | - | - | 28 | - | - | - | - |
| SAN-Harz (B-2) | 30 | 28 | - | - | 35 | 42 | - | - | - | - | - | - | - |
| SAN-Harz (B-3) | - | - | - | 28 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| SAN-Harz (B-4) | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 28 | 20 | 20 | 20 |
| SAN-Harz (B-5) | - | - | - | - | - | - | - | 70 | - | - | 40 | 40 | 40 |
| PMMA-Harz (C) | 45 | 42 | 42 | 42 | 35 | 28 | 70 | - | 42 | 42 | 2 | 3 | 4 |
(Tabelle 2) | | Beispiele | Vergleichsbeispiele |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Lichtdurchlässigkeit [%] | 83,8 | 81,2 | 80,8 | 82,6 | 80,1 | 79,0 | 46,3 | 21,0 | 95,1 | 30,2 | 2,3 | 3,4 | 5,1 |
| TRÜBUNG [%] | 15,0 | 17,9 | 20,3 | 18,2 | 19,1 | 21,0 | 50,3 | 89,6 | 4,2 | 88,0 | 99,9 | 99,9 | 99,9 |
| BSP-Breite [-] | 252 | 260 | 261 | 258 | 262 | 268 | 240 | 262 | 262 | 262 | 320 | 310 | 315 |
| Bleistifthärte | H | H | H | H | H | H | H | F | H | H | 2B | B | B |
| Wetterfestigkeit (3000 Std, ΔE) | 2,7 | 2,6 | 2,6 | 2,9 | 2,9 | 3,0 | 2,8 | 2,8 | 10 oder mehr | 2,9 | 2,2 | 2,0 | 1,7 |
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Die Probenstücke gemäß den Beispielen 1 bis 6 zeigten ausgezeichnete Trübungsmerkmale und Kratzfestigkeitsmerkmale. Demgegenüber zeigten die Probenstücke der Vergleichsbeispiele, mit Ausnahme des Vergleichsbeispiels 3, stark verschlechterte Transparenz- und Trübungsmerkmale, und Vergleichsbeispiel 3 zeigte zufriedenstellende Transparenz- und Trübungsmerkmale und eine stark verschlechterte Wetterfestigkeit und behielt keine Ausgewogenheit in den Eigenschaften bei.
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Während diese Erfindung in Verbindung mit dem beschrieben wurde, was derzeit als praktische beispielhafte Ausführungsformen betrachtet wird, sollte es klar sein, dass die Erfindung auf die offenbarten Ausführungsformen nicht beschränkt ist, sondern im Gegensatz dazu verschiedene Modifikationen und gleichwertige Anordnungen, die im Geist und Umfang der anhängigen Ansprüche eingeschlossen sind, abdecken soll. Daher sind die vorstehend erwähnten Ausführungsformen als beispielhaft, aber in keiner Weise als Beschränkung der Erfindung zu betrachten.