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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine thermoplastische Harzzusammensetzung und ein selbige einschließendes geformtes Produkt. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine thermoplastische Harzzusammensetzung, die gute Eigenschaften bezüglich Verwitterungsbeständigkeit, Schlagfestigkeit und Färbbarkeit besitzt und umweltfreundlich und recycelbar ist, und ein selbige einschließendes geformtes Produkt.
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[Fachlicher Hintergrund]
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Thermoplastische Harzzusammensetzungen werden in breitem Umfang als ein Außenmaterial für elektrische/elektronische Produkte, Mobilgeräte oder Büroautomatisierungs (OA)-Vorrichtungen, ein Automobilgehäuse und dergleichen verwendet aufgrund guter Eigenschaften hinsichtlich der mechanischen Festigkeit, Hitzebeständigkeit und Schlagfestigkeit. Allerdings haben Produkte (Außenmaterialien etc.), die aus thermoplastischen Harzzusammensetzungen gebildet sind, Schwierigkeiten bei der Realisierung eines hochwertigen Aussehens und einer Hochglanz-Textur infolge von Materialbeschränkungen. Kürzlich ist ein Lackierprozess hauptsächlich hinsichtlich von Produkten, die aus thermoplastischen Harzzusammensetzungen gebildet werden, zur Verleihung eines luxuriösen Aussehens, wie einer Hochglanz-Textur, bei den Produkten durchgeführt worden.
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Allerdings beinhaltet ein solcher Lackierprozess mehrere Schritte, wie Basisbeschichtung, Deckbeschichtung, Mittelbeschichtung und Grund- bzw. Primerbeschichtung, und hat die Probleme einer hohen Fehlerquote, was zu einer Zunahme der Fertigungskosten und einer geringen Recycelbarkeit von fehlerhaften Gütern führt. Außerdem erfordert ein solcher Lackierprozess einen hohen Verbrauch an schädlichen flüchtigen organischen Verbindungen, wodurch eine Umweltverschmutzung verursacht wird.
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Um solche Probleme zu lösen, sind unlackierte Materialien entwickelt worden, die eine Hochglanz-Textur ohne irgendeinen Lackierprozess realisieren können. Allerdings sind solche unlackierten Materialien nicht zufrieden stellend hinsichtlich von allen gewünschten Eigenschaften, wie Färbbarkeit, Schlagfestigkeit, Hitzebeständigkeit und Kratzfestigkeit.
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Herkömmlicherweise sind Sheet-Molding-Verbindungs-(SMC-) Materialien allgemein als Automobilaußenmaterialien, wie Stoßdämpfer, verwendet worden. Da aber SMC-Materialien nicht recycelbar sind, besteht ein zunehmender Bedarf an umweltfreundlichen recycelfähigen Materialien, die die SMC-Materialien ersetzen können.
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Verschiedene Studien sind über Polycarbonat/Polyester-Legierungen als umweltfreundlichen Materialien, die SMC-Materialien ersetzen können, durchgeführt worden. Ein Automobilaußenmaterial ist erforderlich, um eine ausreichend hohe Verwitterungsbeständigkeit und Schlagfestigkeit sicherzustellen. Jedoch sehen die Polycarbonat/Polyester-Legierungen keine ausreichende Verwitterungsbeständigkeit und Schlagfestigkeit vor. Demzufolge ist ein Verfahren der Zusetzung eines Verwitterungsstabilisators oder eines Schlagzähigkeits-Modifizierungsmittels zu den Polycarbonat/Polyester-Legierungen vorgeschlagen worden zur Verbesserung der Verwitterungsbeständigkeit und/oder Schlagfestigkeit. Allerdings ist dieses Verfahren mit einem Problem behaftet, dadurch dass ein Überschuss an Verwitterungsstabilisator oder Schlagzähigkeits-Modifizierungsmittel eine Verschlechterung der Färbbarkeit verursachen kann, und Produkte, die durch Spritzgießen hergestellt wurden, können ein schlechtes Aussehen haben aufgrund von vielen Gasströmungsspuren auf deren Oberfläche.
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Aus diesem Grund besteht ein Bedarf an einer thermoplastischen Harzzusammensetzung, die eine gute Färbbarkeit und ein gutes Aussehen realisieren kann, während sie gleichzeitig eine ausreichende Schlagfestigkeit und Verwitterungsbeständigkeit sicherstellt, um als Automobilaußenmaterial verwendet zu werden.
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Der technische Hintergrund der vorliegenden Erfindung ist in dem
koreanischen Patent Nr. 10-1266294 offenbart.
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[Offenbarung]
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[Technisches Problem]
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Es ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine thermoplastische Harzzusammensetzung bereitzustellen, welche gute Eigenschaften hinsichtlich Schlagfestigkeit, Verwitterungsbeständigkeit und Färbbarkeit besitzt und somit als Automobilaußenmaterialien und dergleichen ohne irgendeinen Lackierprozess verwendet werden kann.
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Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine thermoplastische Harzzusammensetzung bereitzustellen, welche gute Aussehenscharakteristika zeigt.
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Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine recycelbare umweltfreundliche thermoplastische Harzzusammensetzung bereitzustellen, die SMC-Materialien ersetzen kann.
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Es ist noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein geformtes Produkt bereitzustellen, welches die thermoplastische Harzzusammensetzung wie weiter oben dargelegt, einschließt.
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[Technische Lösung]
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In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung schließt eine thermoplastische Harzzusammensetzung Folgendes ein: ein Basisharz, einschließlich ein Polycarbonatharz, ein Polyesterharz und ein Polyalkyl(meth)-acrylatharz; ein Dien-basiertes Schlagzähigkeits-Modifiziermittel; und ein acrylisches Schlagzähigkeits-Modifiziermittel.
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Das Basisharz kann Folgendes einschließen: etwa 40 Gew.-% bis etwa 80 Gew.-% des Polycarbonatharzes; etwa 10 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-% des Polyesterharzes; und etwa 1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% des Polyalkyl(meth)-acrylatharzes.
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Das Dien-basiertes Schlagzähigkeits-Modifiziermittel kann in einer Menge von etwa 0,1 Gewichtsteilen bis etwa 10 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile des Basisharzes vorliegen.
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Das acrylische Schlagzähigkeits-Modifiziermittel kann in einer Menge von etwa 0,1 Gewichtsteilen bis etwa 10 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile des Basisharzes vorliegen.
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Das Gewichtsverhältnis des Dien-basierten Schlagzähigkeits-Modifiziermittels zu dem acrylischen Schlagzähigkeits-Modifiziermittel kann im Bereich von etwa 1:1 bis etwa 4:1 liegen.
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Das Polyalkyl(meth)acrylatharz kann ein Poly(methylmethacrylat)harz sein.
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Das Dien-basierte Schlagzähigkeits-Modifiziermittel kann ein Schlagzähigkeits-Modifiziermittel vom Kern-Hüllen-Typ sein, das aus einem Kern, der aus einem Kautschukpolymer, einschließend Dienkautschuke, gebildet ist; und einer Hülle, die durch Pfropfen eines Alkyl(meth)acrylatpolymers an dem Kern gebildet wurde, besteht.
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Das acrylische Schlagzähigkeits-Modifiziermittel kann ein Schlagzähigkeits-Modifiziermittel vom Kern-Hüllen-Typ sein, bestehend aus: einem Kern, der aus einem Kautschukpolymer, einschließend acrylische Kautschuke, gebildet ist; und einer Hülle, die durch Pfropfen eines Alkyl(meth)acrylatpolymers an dem Kern gebildet ist.
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Die thermoplastische Harzzusammensetzung kann ferner einen Verwitterungs-stabilisator einschließen, wobei der Verwitterungsstabilisator in einer Menge von 1 Gewichtsteil oder weniger, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Basisharzes, vorliegen kann. In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung schließt ein geformtes Produkt die weiter oben dargelegte thermoplastische Harzzusammensetzung ein.
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Das geformte Produkt kann eine Izod-Schlagfestigkeit von etwa 65 kgf·cm/cm oder höher, wie auf einem 1/8" dicken Prüfstück in Übereinstimmung mit ASTM D256 gemessen, und einen Farbunterschied (DE) von etwa 2,0 oder weniger, wie vor und nach der Exposition an Verwitterungsbedingungen für 2000 Stunden gemäß ISO 4892-2 gemessen, haben.
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[Vorteilhafte Wirkungen]
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Die vorliegende Erfindung stellt eine thermoplastische Harzzusammensetzung bereit, die gute Eigenschaften hinsichtlich Schlagfestigkeit, Verwitterungsbeständigkeit und Färbbarkeit besitzt und somit als Automobilaußenmaterialien und dergleichen ohne irgendeinen Lackierprozess verwendet werden kann.
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Des Weiteren stellt die vorliegende Erfindung eine thermoplastische Harzzusammensetzung bereit, welche eine ausreichende Verwitterungsbeständigkeit mit wenig oder ohne Verwitterungsstabilisator durch Zugabe eines Polyalkyl(meth)-acrylatharzes sicherstellen kann. So kann ein Artikel, der durch Spritzgießen der thermoplastischen Harzzusammensetzung hergestellt wird, eine Verschlechterung der Ästhetik infolge von Gasströmungsspuren auf einer Oberfläche davon unterdrücken, wodurch für ein gutes Aussehen gesorgt wird.
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Ferner kann die thermoplastische Harzzusammensetzung zu einem Artikel hergestellt werden, der als Automobilaußenmaterialien durch Spritzgießen oder dergleichen verwendet werden kann und aufgrund seiner Thermoplastizität recycelt werden kann.
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[Beste Ausführungsart]
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben.
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Als ein Resultat wiederholter Untersuchungen für die Entwicklung eines unlackierten Materials mit hoher Schlagfestigkeit, das recycelbar ist und als Automobilaußenmaterialien verwendet werden kann, fanden die Erfinder der vorliegenden Anmeldung heraus, dass die oben genannten Ziele unter Verwendung einer Mischung eines Polycarbonat/Polyester-Mischharzes, eines Polyalkyl(meth)-acrylatharzes und von zwei spezifischen Schlagzähigkeits-Modifizierungsmitteln erreicht werden können, und vollendeten die vorliegende Erfindung.
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Insbesondere schließt eine thermoplastische Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung Folgendes ein: ein Basisharz, das (A) ein Polycarbonatharz, (B) ein Polyesterharz und (C) ein Polyalkyl(meth)acrylatharz; (D) ein Dien-basiertes Schlagzähigkeits-Modifiziermittel; und (E) ein acrylisches Schlagzähigkeits-Modifiziermittel.
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Wenn nicht in anderer Weise hierin definiert, bezieht sich der Ausdruck „(Meth)acryl“ auf „Acryl“ und/oder „Methacryl“. Zum Beispiel kann „(Meth)-acrylat“ „Acrylat“ und/oder „Methacrylat“ einschließen.
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Als Nächstes werden Details von jeder Komponente der thermoplastischen Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Basisharz
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Polycarbonat(PC)-Harz
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Das Polycarbonat (PC)-Harz gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedes typische Polycarbonat (PC)-Harz einschließen, das in thermoplastischen Harzzusammensetzungen verwendet wird. Zum Beispiel kann das Polycarbonatharz ein aromatisches Polycarbonatharz sein, das durch Umsetzen von Diphenolen (aromatischen Diolverbindungen) mit einem Vorläufer, wie Phosgen, Halogenformiat oder Carbonatdiester, hergestellt wird.
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Beispiele der Diphenole können 4,4'-Biphenol, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)-propan, 2,4-Bis(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan, 2,2-Bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(3-chlor-4-hydroxyphenyl)propan und 2,2-Bis-(3,5-dichlor-4-hydroxyphenyl)propan einschließen, ohne darauf beschränkt zu sein. Zum Beispiel können die Diphenole 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(3,5-dichlor-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)propan oder 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexan, insbesondere 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)propan, das auch als Bisphenol A bezeichnet wird, einschließen.
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Das Polycarbonatharz kann ein verzweigtes Polycarbonatharz sein. Zum Beispiel kann das Polycarbonatharz ein Polycarbonatharz sein, das durch Hinzufügen einer tri- oder höheren polyfunktionalen Verbindung hergestellt wird, zum Beispiel einer tri- oder höhervalenten Phenolgruppen-haltigen Verbindung, in einer Menge von etwa 0,05 Mol-% bis etwa 2 Mol-%, bezogen auf die Gesamtzahl von Molen der Diphenole, die bei der Polymerisation verwendet werden.
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Das Polycarbonat (PC)-Harz kann ein Homopolycarbonatharz, ein Copolycarbonatharz oder eine Mischung davon sein.
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Des Weiteren kann das Polycarbonat (PC)-Harz teilweise oder vollständig durch ein aromatisches Polyestercarbonatharz ersetzt sein, das durch Polymerisation in Gegenwart eines Estervorläufers, zum Beispiel einer bifunktionellen Carbonsäure, erhalten wird.
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Das Polycarbonat (PC)-Harz kann ein gewichtsmittleres Molekulargewicht (Mw) von etwa 15 000 oder mehr, zum Beispiel etwa 15 000 bis etwa 100 000, insbesondere etwa 17 000 bis etwa 60 000, noch weiter besonders etwa 20 000 bis etwa 40 000, zum Beispiel 20 000, 21 000, 22 000, 23 000, 24 000, 25 000, 26 000, 27 000, 28 000, 29 000, 30 000, 31 000, 32 000, 33 000, 34 000, 35 000, 36 000, 37 000, 38 000, 39 000 oder 40 000 aufweisen, wie mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) unter Verwendung von Polystyren als eine Referenzprobe gemessen. Innerhalb dieses Bereiches kann ein geformtes Produkt, das aus der thermoplastischen Harzzusammensetzung gebildet wird, gute Eigenschaften in Bezug auf Fluidität, Hitzebeständigkeit und Biegemodul zeigen.
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Das Polycarbonat (PC)-Harz kann einen Schmelzflussindex (MI) von etwa 5 g/10 min bis etwa 40 g/10 min, zum Beispiel 5 g/10 min, 6 g/10 min, 7 g/10 min, 8 g/10 min, 9 g/10 min, 10 g/10 min, 11 g/10 min, 12 g/10 min, 13 g/10 min, 14 g/10 min, 15 g/10 min, 16 g/10 min, 17 g/10 min, 18 g/10 min, 19 g/10 min, 20 g/10 min, 21 g/10 min, 22 g/10 min, 23 g/10 min, 24 g/10 min, 25 g/10 min, 26 g/10 min, 27 g/10 min, 28 g/10 min, 29 g/10 min, 30 g/10 min, 31 g/10 min, 32 g/10 min, 33 g/10 min, 34 g/10 min, 35 g/10 min, 36 g/10 min, 37 g/10 min, 38 g/10 min, 39 g/10 min oder 40 g/10 min aufweisen, wie bei 220°C unter einer Last von 10 kg gemäß ISO 1133 gemessen, ohne darauf beschränkt zu sein. Alternativ kann das Polycarbonatharz eine Mischung von wenigstens zwei Polycarbonatharzen mit unterschiedlichen Schmelzflussindices sein.
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Das Polycarbonate (PC)-Harz kann in einer Menge von etwa 40 Gew.-% bis etwa 80 Gew.-%, insbesondere etwa 45 Gew.-% bis etwa 75 Gew.-%, noachc weiter besonders etwa 45 Gew.-% bis etwa 70 Gew.-%, zum Beispiel 45 Gew.-%, 46 Gew.-%, 47 Gew.-%, 48 Gew.-%, 49 Gew.-%, 50 Gew.-%, 51 Gew.-%, 52 Gew.-%, 53 Gew.-%, 54 Gew.-%, 55 Gew.-%, 56 Gew.-%, 57 Gew.-%, 58 Gew.-%, 59 Gew.-%, 60 Gew.-%, 61 Gew.-%, 62 Gew.-%, 63 Gew.-%, 64 Gew.-%, 65 Gew.-%, 66 Gew.-%, 67 Gew.-%, 68 Gew.-%, 69 Gew.-% oder 70 Gew.-% in dem Basisharz vorliegen. Innerhalb dieses Bereiches kann ein geformtes Produkt, das aus der thermoplastischen Harzzusammensetzung gebildet ist, gute Eigenschaften in Bezug auf Fluidität und Biegemodul zeigen.
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Polyesterharz
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Das Polyesterharz (B) ist ein aromatisches Polyesterharz und kann durch Schmelzkondensationspolymerisation eines C2- bis C10-Glykols und einer Terephthalsäure oder eines Alkylterephthalatesters erhalten werden. Hier bezieht sich „Alkyl“ auf eine C1- bis C10-Alkylgruppe.
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Beispiele des aromatischen Polyesterharzes können ein Poly(ethylenterephthalat)harz, ein Poly(trimethylenterephthalat)harz, ein Poly(butylenterephthalat)-harz, ein Poly(hexamethylenterephthalat)harz, ein Poly(cyclohexandimethylenterephthalat)harz und ein amorphes modifiziertes Polyesterharz, das durch Hinzufügen von einigen anderen Monomeren in der Polymerisation von diesen Harzen erhalten wird, einschließen. Insbesondere ist ein Poly(ethylenterephthalat)harz, ein Poly-(trimethylenterephthalat)harz, ein Poly(butylenterephthalat)harz oder ein amorphes Poly(ethylenterephthalat)harz bevorzugt.
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Das Polyesterharz weist bevorzugter Weise eine Grenzviskosität ([η]) von etwa 0,85 dl/g bis etwa 1,52 dl/g und stärker bevorzugt etwa 1,03 dl/g bis etwa 1,22 dl/g auf. Zum Beispiel kann das Polyesterharz eine Grenzviskosität ([η]) von 1,03 dl/g, 1,04 dl/g, 1,05 dl/g, 1,06 dl/g, 1,07 dl/g, 1,08 dl/g, 1,09 dl/g, 1,10 dl/g, 1,11 dl/g, 1,12 dl/g, 1,13 dl/g, 1,14 dl/g, 1,15 dl/g, 1,16 dl/g, 1,17 dl/g, 1,18 dl/g, 1,19 dl/g, 1,20 dl/g, 1,21 dl/g oder 1,22 dl/g haben. Innerhalb dieses Bereiches kann das Polyesterharz gute mechanische Eigenschaften und Formbarkeit bei der thermoplastischer Harzzusammensetzung bereitstellen.
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Insbesondere kann das Polyesterharz ein Poly(butylenterephthalat) sein. Hier ist das Polybutylenterephthalat ein Polymer, das durch Kondensationspolymerisation von 1,4-Butandiol und Terephthalsäure oder Dimethylterephthalat als Monomere durch direkte Veresterung oder Umesterung erhalten wird.
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Um die Schlagfestigkeit des Polyesterharz zu verbessern, kann das Polybutylenterephthalat mit Poly(tetramethylenglycol) (PTMG), Poly(ethylenglycol) (PEG), Poly(propylenglycol) (PPG), einem aliphatischen Polyester mit niedrigem Molekulargewicht oder einem aliphatischen Polyamid mit niedrigem Molekulargewicht copolymerisiert werden oder kann durch Mischen mit einer Komponente für die Verbesserung der Schlagfestigkeit modifiziert werden.
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Das Polyesterharz kann in einer Menge von etwa 10 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-%, insbesondere etwa 20 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-%, noch weiter besonders etwa 24 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-%, zum Beispiel 24 Gew.-%, 25 Gew.-%, 26 Gew.-%, 27 Gew.-%, 28 Gew.-%, 29 Gew.-%, 30 Gew.-%, 31 Gew.-%, 32 Gew.-%, 33 Gew.-%, 34 Gew.-%, 35 Gew.-%, 36 Gew.-%, 37 Gew.-%, 38 Gew.-%, 39 Gew.-%, 40 Gew.-%, 41 Gew.-%, 42 Gew.-%, 43 Gew.-%, 44 Gew.-%, 45 Gew.-%, 46 Gew.-%, 47 Gew.-%, 48 Gew.-%, 49 Gew.-% oder 50 Gew.-% in dem Basisharz vorliegen. Innerhalb dieses Bereiches kann ein geformtes Produkt, das aus der thermoplastischen Harzzusammensetzung geformt wird eine gute Ausgewogenheit zwischen Wärmebeständigkeit und Fluidität aufweisen.
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Polyalkyl(meth)acrylatharz
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Die thermoplastische Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung schließt das Polyalkyl(meth)acrylatharz (C) ein. Basierend auf Studien der Erfinder der vorliegenden Anmeldung wurde festgestellt, dass, wenn eine Mischung des Polyalkyl(meth)acrylatharzes, des Polycarbonatharzes und des Polyesterharzes als ein Basisharz verwendet wird, die thermoplastische Harzzusammensetzung eine verbesserte Verwitterungsbeständigkeit ohne Verschlechterung der Färbbarkeit aufweisen kann.
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Das Polyalkyl(meth)acrylatharz kann ein Homopolymer eines Alkyl(meth)-acrylatmonomers sein, wobei das Alkyl(meth)acrylatmonomer ein C1- bis Cio-Alkylgruppen-haltiges (Meth)acrylatmonomer, zum Beispiel Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat oder Butyl(meth)acrylat sein kann, ohne darauf beschränkt zu sein.
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Genauer gesagt, kann das Polyalkyl(meth)acrylatharz ein Poly(methyl methacrylat)harz sein.
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Das Polyalkyl(meth)acrylatharz kann in einer Menge von etwa 1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, insbesondere etwa 1 Gew.-% bis etwa 6 Gew.-%, noch weiter bsonders etwa 2 Gew.-% bis etwa 6 Gew.-%, zum Beispiel 2 Gew.-%, 3 Gew.-%, 4 Gew.-%, 5 Gew.-% oder 6 Gew.-% in dem Basisharz vorliegen. Innerhalb dieses Bereiches kann die thermoplastische Harzzusammensetzung eine verbesserte Verwitterungsbeständigkeit ohne eine Verschlechterung bei der Schlagfestigkeit und Färbbarkeit bereitstellen.
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Diene-basiertes Schlagzähigkeits-Modifizierungsmittel
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Das Dien-basierte Schlagzähigkeits-Modifiziermittel (D) kann ein Copolymer vom Kern-Hüllen-Typ sein, das ein Kautschukpolymer enthält, das Dienkautschuke einschließt.
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Das Dien-basierte Schlagzähigkeits-Modifiziermittel kann durch Bilden eines Kerns aus einem Kautschukpolymer durch Polymerisation eines Dienkautschukmonomers, gefolgt von der Bildung einer Hülle durch Pfropfpolymerisation eines mit dem Kern pfropfpolymerisierbaren Monomers, hergestellt werden.
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Hier können Beispiele des Dienkautschukmonomers Butadien und Isopren einschließen. Insbesondere ist Butadien bevorzugt zur Bereitstellung von besseren physikalischen Eigenschaften.
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Beispiele des mit dem Kern pfropfpolymerisierbaren Monomers können Styrol, alkyl-substituiertes Styrol, (Meth)acrylnitril(meth)acrylat, Alkyl(meth)acrylat und Kombinationen davon einschließen. Besonders Alkyl(meth)acrylat ist für die Bereitstellung von besseren physikalischen Eigenschaften bevorzugt.
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In einer Ausführungsform kann das Dien-basierte Schlagzähigkeits-Modifiziermittel ein Schlagzähigkeits-Modifizierungsmittel vom Kern-Hüllen-Typ sein, das aus einem Kern, der aus einem Kautschukpolymer gebildet ist, das Butadienkautschuke einschließt, und einer Hülle, die durch Pfropfen von Alkyl-(meth)acrylat an dem Kern gebildet wird, aufgebaut ist. Da das die Hülle bildende Alkyl(meth)acrylat eine gute Kompatibilität mit dem Polyalkyl(meth)acrylatharz in dem Basisharz besitzt, kann das Dien-basierte Schlagzähigkeits-Modifiziermittel gleichmäßig in dem Basisharz dispergiert werden.
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Das Dien-basierte Schlagzähigkeits-Modifiziermittel kann in einer Menge von etwa 0,1 Gewichtsteilen bis etwa 10 Gewichtsteilen, insbesondere etwa 0,1 Gewichtsteilen bis etwa 8 Gewichtsteilen, noch weiter besonders von etwa 1 Gewichtsteil bis etwa 5 Gewichtsteilen, zum Beispiel 1 Gewichtsteil, 2 Gewichtsteilen, 3 Gewichtsteilen, 4 Gewichtsteilen oder 5 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Basisharzes, vorliegen. Innerhalb dieses Bereiches kann ein geformtes Produkt, das aus der thermoplastischen Harzzusammensetzung geformt wurde, gute Eigenschaften hinsichtlich Schlagfestigkeit, Verwitterungsbeständigkeit und Färbbarkeit bereitstellen.
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Acrylisches Schlagzähigkeits-Modifizierungsmittel
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Das acrylische Schlagzähigkeits-Modifiziermittel (E) kann ein Copolymer vom Kern-Hüllen-Typ sein, das ein Kautschukpolymer enthält, welches acrylische Kautschuke einschließt.
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Das acrylische Schlagzähigkeits-Modifiziermittel kann durch Bilden eines Kerns aus einem Kautschukpolymer durch Polymerisation eines acrylischen Kautschukmonomers, gefolgt von der Bildung einer Hülle durch Pfropfpolymerisation eines mit dem Kern pfropfpolymerisierbaren Monomers hergestellt werden.
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Hierbei kann das acrylische Kautschukmonomer ein C4- bis C20-Alkyl-(meth)acrylat, zum Beispiel Butyl(meth)acrylat, Hexyl(meth)acrylat, Ethylhexyl-(meth)acrylat, Stearyl(meth)acrylat oder Lauryl(meth)acrylate sein, ohne darauf beschränkt zu sein.
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Beispiele des mit dem Kern pfropfpolymerisierbaren Monomers können Styrol, alkyl-substituiertes Styrol, (Meth)acrylnitril(meth)acrylat, Alkyl(meth)acrylat und Kombinationen davon einschließen. Insbesondere ist Alkyl(meth)acrylat für die Bereitstellung von besseren physikalischen Eigenschaften bevorzugt.
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In einer Ausführungsform kann das acrylische Schlagzähigkeits-Modifiziermittel ein Schlagzähigkeits-Modifizierungsmittel von Kern-Hüllen-Typ sein, das aus einem Kern, der aus einem Kautschukpolymer gebildet ist, das acrylische Kautschuke einschließt, und einer Hülle, die durch Pfropfen von Alkyl(meth)acrylat an dem Kern gebildet wird, aufgebaut ist. Da das die Hülle bildende Alkyl-(meth)acrylat eine gute Kompatibilität mit dem Polyalkyl(meth)acrylatharz in dem Basisharz besitzt, kann das acrylische Schlagzähigkeits-Modifiziermittel gleichmäßig in dem Basisharz dispergiert werden.
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Das acrylische Schlagzähigkeits-Modifiziermittel kann in einer Menge von etwa 0,1 Gewichtsteilen bis etwa 10 Gewichtsteilen, insbesondere etwa 0,1 Gewichtsteilen bis etwa 8 Gewichtsteilen, noch weiter besonders etwa 1 Gewichtsteil bis etwa 5 Gewichtsteilen, zum Beispiel 1 Gewichtsteil, 2 Gewichtsteilen, 3 Gewichtsteilen, 4 Gewichtsteilen oder 5 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Basisharzes, vorliegen. Innerhalb dieses Bereiches kann ein geformtes Produkt, das aus der thermoplastischen Harzzusammensetzung geformt wurde, gute Eigenschaften hinsichtlich Schlagfestigkeit, Verwitterungsbeständigkeit und Färbbarkeit bereitstellen.
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Wenn das Dien-basierte Schlagzähigkeits-Modifiziermittel (D) in einer Menge von größer als oder gleich der Menge des acrylischen Schlagzähigkeits-Modifiziermittels (E) verwendet wird, kann die thermoplastische Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung bessere physikalische Eigenschaften haben. Wenn die Menge des acrylischen Schlagzähigkeits-Modifiziermittels die Menge des Dien-basierten Schlagzähigkeits-Modifiziermittels übersteigt, ist die thermoplastische Harzzusammensetzung nicht für die Verwendung als ein unlackiertes Material aufgrund seiner schlechten Färbbarkeit geeignet.
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Genauer gesagt, kann das Gewichtsverhältnis von dem Dien-basierten Schlagzähigkeits-Modifiziermittel (D) zu dem acrylischen Schlagzähigkeits-Modifiziermittel (E) im Bereich von etwa 1:1 bis etwa 4:1, insbesondere etwa 1:1 bis etwa 3:1, zum Beispiel 1:1, 2:1 oder 3:1, liegen. Innerhalb dieses Bereiches kann ein geformtes Produkt, das aus der thermoplastischen Harzzusammensetzung geformt wurde, gute Eigenschaften hinsichtlich Schlagfestigkeit, Verwitterungsbeständigkeit und Färbbarkeit bereitstellen.
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Verwitterungsstabilisator
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Die thermoplastische Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner einen Verwitterungsstabilisator einschließen, um die Verwitterungsbeständigkeit weiter zu verbessern. Der Verwitterungsstabilisator kann jeden Verwitterungsstabilisator einschließen, der üblicherweise im Fachbereich verwendet wird. Zum Beispiel kann der Verwitterungsstabilisator eine Benzophenonverbindung oder eine Aminverbindung sein, ohne darauf beschränkt zu sein.
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Der Verwitterungsstabilisator kann in einer Menge von etwa 1 Gewichtsteil oder weniger, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Basisharzes, vorliegen. Innerhalb dieses Bereiches kann die thermoplastische Harzzusammensetzung weitere verbesserte physikalische Eigenschaften besitzen. Wenn die Menge des Verwitterungsstabilisators 1 Gewichtsteil übersteigt, kann die thermoplastische Harzzusammensetzung nicht für die Verwendung als ein unlackiertes Material aufgrund seiner schlechten Färbbarkeit geeignet sein.
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Additiv
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Die thermoplastische Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner nach Bedarf Additive einschließen.
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Beispiele der Additive können ein antimikrobielles Mittel, einen Wärmestabilisator, ein Antioxidationsmittel, ein Trennmittel, einen Lichtstabilisator, ein Kompatibilisierungsmittel, einen Farbstoff, ein anorganisches Additiv, ein Tensid, einen Haftvermittler bzw. Kopplungsmittel, ein Plastifizierungsmittel, ein Schlagzähigkeits-Modifizierungsmittel, eine Beimischung, ein Färbemittel, einen Stabilisator, ein Gleitmittel, ein Antistatikmittel, ein Pigment, ein Flammschutzmittel, ein Färbemittel, ein UV-Blockiermittel, Füllstoffe, ein Nukleierungsmittel, ein Adhäsionshilfsmittel, einen Klebstoff und Kombinationen davon einschließen.
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Beispiele des Antioxidationsmittels können Phenol-, Phosphit-, Thioether- und Amin-Antioxidantien einschließen, ohne darauf beschränkt zu sein.
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Beispiele des Trennmittels können fluorhaltige Polymere, Silikonöle, Metallsalze von Stearinsäure, Metallsalze von Montansäure, Montansäureesterwachs und Polyethylenwachs einschließen, ohne darauf beschränkt zu sein.
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Beispiele des Färbemittels können Pigmente und Farbstoffe einschließen, ohne darauf beschränkt zu sein.
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Beispiele des UV-Blockiermittels können Titanoxid und Ruß einschließen, ohne darauf beschränkt zu sein.
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Beispiele der Füllstoffe können Glasfaser, Kohlefaser, Silica, Mika, Aluminiumoxid, Ton, Calciumcarbonat, Calciumsulfat und Glasperlen einschließen. Die Füllstoffe dienen der Verbesserung von Eigenschaften der thermoplastischen Harzzusammensetzung, wie der mechanischen Festigkeit und Hitzebeständigkeit.
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Beispiele des Nukleierungsmittels können Talk und Ton einschließen.
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Die Additive können in einer geeigneten Menge für die Verbesserung in den vorgenannten gewünschten Eigenschaften vorliegen, ohne eine Verschlechterung bei anderen Eigenschaften der thermoplastischen Harzzusammensetzung herbeizuführen. Zum Beispiel können die Additive in einer Menge von etwa 0,1 Gewichtsteilen bis etwa 30 Gewichtsteilen, zum Beispiel 0,1 Gewichtsteilen, 0.5 Gewichtsteilen, 1 Gewichtsteil, 2 Gewichtsteilen, 3 Gewichtsteilen, 4 Gewichtsteilen, 5 Gewichtsteilen, 6 Gewichtsteilen, 7 Gewichtsteilen, 8 Gewichtsteilen, 9 Gewichtsteilen, 10 Gewichtsteilen, 11 Gewichtsteilen, 12 Gewichtsteilen, 13 Gewichtsteilen, 14 Ge-wichtsteilen, 15 Gewichtsteilen, 16 Gewichtsteilen, 17 Gewichtsteilen, 18 Gewichts-teilen, 19 Gewichtsteilen, 20 Gewichtsteilen, 21 Gewichtsteilen, 22 Gewichtsteilen, 23 Gewichtsteilen, 24 Gewichtsteilen, 25 Gewichtsteilen, 26 Gewichtsteilen, 27 Gewichtsteilen, 28 Gewichtsteilen, 29 Gewichtsteilen oder 30 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Basisharzes, vorliegen.
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Die thermoplastische Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch jedes geeignete bekannte Verfahren hergestellt werden. Zum Beispiel können die vorgenannten Komponenten und Additive unter Verwendung eines Henschel-Mixers, eines V-Mischers, eines Tumbler-Mischers oder eines Bandmischers, gefolgt von einer Schmelzextrusion in einem Einschneckenextruder oder einem Doppelschneckenextruder gemischt werden, wodurch ein thermoplastisches Harz in Pelletform hergestellt wird.
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Ein geformtes Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung wird aus der weiter oben dargelegten thermoplastischen Harzzusammensetzung gebildet. Zum Beispiel kann die thermoplastische Harzzusammensetzung zu einem geformten Produkt durch jedes bekannte Verfahren, wie Spritzgießen, Blasformen, Extrusion oder Gießen, geformt werden.
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Das geformte Produkt, welches die thermoplastische Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung einschließt, hat gute Eigenschaften hinsichtlich Schlagfestigkeit, Verwitterungsbeständigkeit und Färbbarkeit.
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Insbesondere weist das geformte Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung eine gute Izod-Schlagfestigkeit von etwa 65 kgf·cm/cm oder höher auf, wie auf einem 1/8" dicken Prüfstück gemäß ASTM D256 gemessen.
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Des Weiteren weist das geformte Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung einen Farbunterschied (DE) von etwa 2,0 oder weniger, wie vor und nach der Exposition an Verwitterungsbedingungen für 2000 Stunden gemäß ISO 4892-2 gemessen, und damit eine gute Verwitterungsbeständigkeit auf.
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[Modus für die Erfindung]
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Als Nächstes wird die vorliegende Erfindung detaillierter mit Bezug auf einige Beispiele beschrieben. Es sollte sich verstehen, dass diese Beispiele lediglich der Veranschaulichung dienen und nicht in irgendeiner Weise als Einschränkung der vorliegenden Erfindung auszulegen sind.
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Eine Beschreibung von für Fachleute auf dem Gebiet offensichtlichen Details wird der Klarheit halber weggelassen.
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BEISPIEL
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Details von Komponenten, die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendet wurden, sind wie folgt:
- (A) Polycarbonatharz: SC-1080 (Samsung SDI Co., Ltd.).
- (B) Polyesterharz: SHINITE K011 (Polybutylenterephthalat, SHINKONG Synthetic Fibers Corp., Grenzviskosität ([η]): 1,2 dl/g).
- (C) Polyalkyl(meth)acrylatharz: ALTUGLAS V040 (Poly(methylmethacrylat), ARKEMA Inc.).
- (D) Dien-basiertes Schlagzähigkeits-Modifiziermittel: M732 (Kaneka Corporation).
- (E) Acrylisches Schlagzähigkeits-Modifiziermittel: FM40 (Kaneka Corporation).
- (F) Verwitterungsstabilisator: TINUVIN 1577 (BASF Corporation).
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Beispiel 1
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100 Gewichtsteile eines Basisharzes, erhalten durch Mischen von 58 Gew.-% des (A) Polycarbonatharzes mit 40 Gew.-% des (B) Polyesterharzes und 2 Gew.-% des (C) Polyalkyl(meth)acrylats, wurd mit 2 Gewichtsteilen des Dien-basierten Schlagzähigkeits-Modifiziermittel (D), 2 Gewichtsteilen des acrylischen Schlagzähigkeits-Modifiziermittels (E) und 1 Gewichtsteil Ruß als ein Färbemittel, das schwarze Farbe verleiht, gemischt, gefolgt von einer Schmelzextrusion in einem Doppelschnecken-Extruder bei einer Trommeltemperatur von 270°C, wodurch eine thermoplastische Harzzusammensetzung in Pelletform hergestellt wurde.
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Beispiel 2 und Vergleichsbeispiele 1 bis 6
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Eine thermoplastische Harzzusammensetzung wurde in Pelletform in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Menge jeder Komponente so abgeändert wurde, wie es in der Tabelle 1 aufgelistet ist. In der Tabelle 1 werden die Gehaltswerte von (A), (B) und (C) in Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Basisharzes ausgedrückt, und die Gehaltswerte von (D), (E) und (F) werden in Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile des Basisharzes ausgedrückt.
Tabelle 1
| Beispiel 1 | Beispiel 2 | Vergleichsbeispiel 1 | Vergleichsbeispiel 2 | Vergleichsbeispiel 3 | Vergleichsbeispiel 4 | Vergleichsbeispiel 5 | Vergleichsbeispiel 6 |
(A) | 58 | 68 | 50 | 70 | 58 | 65 | 58 | 68 |
(B) | 40 | 30 | 40 | 30 | 40 | 35 | 40 | 30 |
(C) | 2 | 2 | 10 | - | 2 | - | 2 | 2 |
(D) | 2 | 3 | 4 | 3 | - | 4 | - | 4 |
(E) | 2 | 1 | - | 1 | 6 | - | - | - |
(F) | - | - | - | 1.5 | - | - | - | - |
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Ein Prüfstück, das unter Verwendung der thermoplastischen Harzzusammensetzungen der Beispiele und Vergleichsbeispiele hergestellt wurde, wurde hinsichtlich der folgenden Eigenschaften evaluiert. Ergebnisse sind in der Tabelle 2 gezeigt.
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Evaluierung der Eigenschaften
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Herstellung des Prüfstücks: jede der in Pelletform hergestellten thermoplastischen Harzzusammensetzungen wurde in einem Ofen bei 100°C 3 Stunden lang oder länger getrocknet, gefolgt von einem Spritzgießen unter Verwendung einer 10-Unzen-Spritzgießmaschine bei einer Formungstemperatur von 250°C bis 270°C und einer Formtemperatur von 60°C bis 80°C, wodurch ein Prüfstück für die Evaluierung von Eigenschaften hergestellt wurde, die Standards für die Messung von Eigenschaften erfüllte.
- (1) Schlagfestigkeit: Die Izod-Kerbschlagzähigkeit (Einheit: kgf·cm/cm) wurde auf einem 1/8" dicken gekerbten Prüfstück gemäß ASTM D256 gemessen.
- (2) Aussehen: Ein Test-Prüfstück mit einer Größe von 2 mm × 50 mm × 200 mm wurde durch Spritzgießen in einer Form mit einer Pin-point-Gate-Struktur hergestellt, gefolgt von einer Evaluierung gemäß den Fließkriterien im Anschluss an die Begutachtung des Aussehens des Test-Prüfstück mit dem bloßen Auge.
- ○: Weder Fließspuren, Delaminationen noch Blasen wurden festgestellt.
- ×: Fließspuren, Delaminationen oder Blasen wurden festgestellt.
- (3) Färbbarkeit: Ein CIE L*-Wert wurde mit Hilfe eines CM-3600d-Geräts (Konica Minolta Co., Ltd.) gemäß ASTM D2244 gemessen, wodurch eine Evaluierung der Färbbarkeit mit einer Helligkeitsstufe durchgeführt wurde. Für schwarze Farbe gibt ein niedrigerer L*-Wert eine geringere Helligkeit und damit eine bessere Färbbarkeit an.
- (4) Verwitterungsbeständigkeit: der Farbunterschied (DE) vor und nach der Exposition an Verwitterungsbedingungen für 2000 Stunden wurde gemäß ISO 4892-2 gemessen.
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Tabelle 2 | Beispiel 1 | Beispiel 2 | Vergl.-Beispiel 1 | Vergl. - Beispiel 2 | Vergl. - Beispiel 3 | Vergl. - Beispiel 4 | Vergl.-Beispiel 5 | Vergl. - Beispiel 6 |
(1) Schlagfestigkeit | 70 | 68 | 40 | 65 | 75 | 75 | 6 | 68 |
(2) Aussehen | ○ | ○ | × | × | ○ | ○ | ○ | ○ |
(3) Färbbarkeit | 28,30 | 27,91 | 27,51 | 28,00 | 29,26 | 27,87 | 26,00 | 27,91 |
(4) Verwitterungsbeständigkeit | 1,8 | 1,7 | 1,8 | 1,9 | 2,2 | 8,2 | 1,8 | 10,5 |
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Wie in der Tabelle 2 gezeigt, zeigten die thermoplastischen Harzzusammensetzungen gemäß der vorliegende Erfindung (Beispiele 1 und 2) gute Eigenschaften hinsichtlich Schlagfestigkeit, Aussehen, Färbbarkeit und Verwitterungsbeständigkeit. Umgekehrt zeigten die thermoplastischen Harzzusammensetzungen, die frei von dem Polyalkyl(meth)acrylatharz waren (Vergleichsbeispiele 2, 3 und 4), schlechte Eigenschaften hinsichtlich des Aussehens oder der Verwitterungsbeständigkeit, die thermoplastischen Harzzusammenetzungen, die nur eines der Dien-basierten Schlagzähigkeits-Modifiziermittel und des acrylischen Schlagzähigkeits-Modifiziermittels einschlossen (Vergleichsbeispiele 1, 3 und 6), zeigten schlechte Eigenschaften hinsichtlich wenigstens einem aus Schlagfestigkeit, Aussehen, Färbbarkeit und Verwitterungsbeständigkeit. Des Weiteren zeigte die thermoplastische Harzzusammensetzung, die frei von den Schlagzähigkeits-Modifizierungsmitteln war (Vergleichsbeispiel 5), eine sehr schlechte Schlagfestigkeit.
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Obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf einige Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte es sich verstehen, dass die vorliegende Erfindung auf verschiedenen Wegen realisiert werden kann und dass verschiedene Modifizierungen, Veränderungen, Abänderungen und äquivalente Ausführungsformen von Fachleuten erfolgen bzw. vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Aus diesem Grund sollte es sich verstehen, dass die vorgenannten Ausführungsformen lediglich der Veranschaulichung dienen und sind in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung auszulegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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