TWI303644B - Thermoplastic resin composition for refrigerator having improved environmental stress crack resistance - Google Patents

Description

1303644 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於冰箱之熱塑性樹脂組成物。更 特別地，本發明係有關於一種用於冰箱之熱塑性樹脂組成 5 物’其藉由使用一從具有特定平均粒徑之一橡膠聚合物、 一苯乙烯系共聚物、以及氰化乙烯-芳香乙烯共聚物製備之 一丙烯腈-丁二浠-苯乙烯接枝共聚物樹脂，而具有優秀的環 境壓裂耐受性、真空成形性（vacuum formability)、以及碎 裂耐受性。 10 【先前技術】 一丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（acrylonitrile_ butadiene-styrene，下稱ABS樹脂）係在以丁二烯為基礎之橡 膠聚合物存在之下’將一不飽和腈基化合物（亦即丙烯腈 15 單體）與一芳香乙烯化合物（亦即苯乙烯單體）進行接枝 反應而獲得。一般而言，ABS樹脂之理想性質可藉由控制 > 其中作為基質樹脂之橡膠聚合物、接枝ABS樹脂（g-ABS)、 或一 SAN樹脂之組成物而達到。因此而獲得的ABS樹脂具備 有優秀的物理性質如加工性、财撞擊性、剛性，尤其是優 20 秀的著色力以及光澤度。因此，ABS樹脂被廣泛地應用於 電器或電子產品以及各種產品中。正當ABS樹脂的應用潮 流從單一功能模式朝向多功能模式時，多功能模式ABS樹 脂的需求近來亦隨之增加。 一般而言，在冰箱中外部鋼板與内部樹脂板之間的部 1303644 分連接處，係由一檯板（table board)、一上蓋與一邊框（sash) 組裝而製成。藉著將形成聚氨酯（polyurethane)之液體注入 已組裝冰箱之一内部盒（internal box)與一外部各f box)之間的空間，使得液體可在適當位置起泡^固化，以 5开々成一冰相之一絕緣層**此聚歲S旨泡沫絕緣層之主要成分 中’係使用含有一多元醇（P〇lyol)與—二異氣酸酯 (diissocyanate)化合物之一混合物、以及—如氟利昂（fre〇n) 之發泡劑。 然而’在此聚氨醋泡沫絕緣層中所使用之主要成分可 10能在冰箱的内部盒部分造成化學腐蝕，此處因在製造過程 或使用中時與樹脂表面接觸而造成壓力集中 成壓裂（stress cracking)。因此’一冰箱之樹脂組成物應對 於此些化學成分具有耐壓裂性。 至於製備一冰箱之内部盒時，典型地係使用ABS樹 15脂’因為ABS樹脂有平衡的物理性質如剛性、耐衝撞性、 加工性、光澤度、以及針對氟利昂’例如用在一硬式聚氨 丨酯泡沫中作為發泡劑之CFC-11之耐化學性。目前 被HCFC-141b所取代，因為CFC-11會造成平流層中臭氧層 的破壞。然而’ HCFC-141b的問題在於，因為化學成分^ 2〇 化所造成的冰箱内部盒的壓力裂解。 為了解決上述問題，日本早期公開專利申請案第 2-284906號揭露了 一冰箱内部盒其係由_含#胃 乙烯（vinyl cyanide)之ABS樹脂所構成，以及曰本早期公開 專利申請案第6-262713號揭露了一種合成過程中混合丙婦 1303644 酸橡膠的方法。然而 為壓力而碎裂。 依此而製造出來的樹脂依然容易因 因此，本發明之發明人發展出一熱塑性樹脂組成物其 可應用於-冰箱之一部分’並藉由使用一從含有一特定平 均粒徑之橡膠、一苯乙稀系共聚物、以及-氰化乙稀芳香 乙烯所製備而成之丙烯腈·丁二烯·苯乙稀接枝共聚物樹 脂’而包括有優良的環境壓裂耐受性、易於真空成形、優 秀的耐碎裂性與熱安定性。

10 【發明内容】 本發明之主要目的係在提供一種用於冰箱之熱塑性樹 脂組成物，其具有優秀的環境壓裂耐受性。 本發明之另-目的係在提供一種用於冰箱之熱塑性樹 脂組成物，其可輕易進行真空成形。 15 本發明之又一目的係在提供一種用於冰箱之熱塑性樹 脂組成物，其具有優秀的耐裂性。 • 本發明之再一目的係在提供一種用於冰箱之熱塑性樹 月曰組成物’其具有優良的熱安定性。 本發明用於冰箱之熱塑性樹脂組成物，其包括：（a)2〇 20至40重量份之一丙烯腈_ 丁二烯-苯乙烯 (acrylonitdle-butadiene-styrene，ABS)接枝共聚物樹脂，其 製備方法係將60〜30重量百分比之包括一氰化乙烯…㈧岀心 vinyl)化合物以及一芳香乙烯化合物之一單體混合物，經乳 化聚合反應而接枝至40〜70重量百分比之具有一平均粒徑 1303644 0.1〜0·4 μιη之一橡膠聚合物；（B) 1至2〇重量份之一苯乙烯 系共聚物’其包括（b 1)0〜75重量百分比之一苯乙烯系共聚 物’其係由5〜20重量百分比且平均粒徑為〇1〜1〇jam之一橡 膠聚合物、10〜30重量百分比之一氰化乙烯化合物、以及 5 65〜85重量百分比之一芳香乙烯化合物共聚合而製得，以及 (b2)25〜100重量百分比之一苯乙烯系共聚物，其係由5〜2〇% 重里百为比且平均粒控為0.1〜1〇 一橡膠聚合物、以及 > 80〜95%重量百分比之一芳香乙烯化合物共聚合而製得；以 及（C) 50至79重量份之一氰化乙浠·芳香乙烯共聚物。 10 (A)丙烯腈-丁一烯-苯乙烯接枝共聚物樹脂（g_ABS樹脂） 本發明之丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物樹脂，係 將60〜30重量百分比之包括一氰化乙烯化合物以及一芳香 乙烯化合物之一單體混合物，經乳化聚合反應而接枝至 40〜70重1百分比之具有一平均粒徑〇· 1〜〇·4 之一橡膠聚 15 合物。 此橡膠聚合物，舉例而言，係選自一群組包括一丁二 ^ 稀橡膠、異戊二烯橡膠（iSOprene)、一丁二稀·苯乙浠共聚 物、一丙烯酸烷酯（alkylacrylate)橡膠等。在這些物質中， 較it係使用聚丁二烯。橡膠聚合物之平均橡膠粒握較佳係 20 介於0·1〜0·4 。當平均橡膠粒徑係低於0.1 μιη時，此樹脂 組成物無法提供足夠的撞擊強度與環境壓裂耐受性。另一 方面，當平均橡膠粒徑係超過0.4 μιη時，則會延遲製造橡 膠化合物的時間，且光澤度會降低。 此氰化乙烯化合物以及芳香乙烯化合物在此領域中係 1303644 為習知並可商業購得。同時，在單體混合物中之此氰化乙 烯化合物可佔有一此領域中任何習知之含量。 至於g-ABS樹脂（A)，可使用二種不同類型之g-ABS樹 脂之混合物，此二不同類型之g_ABS樹脂係分別由而顯著不 5 同之二組橡膠顆粒所製備。較佳範例為一混合物，其包括： (a〇 0〜100重量百分比之接枝ABS(g-ABS)樹脂其係由一平 均粒徑為0.25〜0.4 μηι之橡膠聚合物製備而成，以及 (aW〜100重量百分比之g-ABS樹脂其係由一平均粒徑為 > 0.1〜0.15 μηι之橡膠聚合物製備而成。 10 在本發明中，係使用此g-ABS樹脂（Α)的含量為約 20〜40重量份。若g-ABS樹脂（A)之含量係低於20重量份時， 此樹脂組成物不能獲得足夠的環境壓裂耐受性。另一方 面，若g-ABS樹脂（A)之含量係高於40重量份時，則此樹脂 組成物之流動性（flowability)則會降低。 15 (B)苯乙烯系共聚物 本發明之苯乙烯系共聚物包括：（bDO〜75重量百分比之 ► 一苯乙烯系共聚物，其係由5〜20重量百分比且平均粒徑為 0.1〜10 μηι之一橡膠聚合物、10〜30重量百分比之一氰化乙 烯（cyanide vinyl)化合物、以及65〜85重量百分比之一芳香 20 乙烯化合物共聚合而製得，以及（b2)25〜100重量百分比之一 苯乙烯系共聚物，其係由5〜20重量百分比且平均粒徑為 0· 1〜10 μηι之一橡膠聚合物、以及80〜95重ϊ百分比之一芳 香乙烯化合物共聚合而製得。 在本發明苯乙烯系共聚物（bi)中之橡膠聚合物之平均 1303644 錢佳係介於G.1〜ι〇μπι之間。若平均橡膠粒徑係低於〇」 μηι，則此樹脂組成物之環境壓裂耐受性不佳。若平均橡膠 粒徑係高於10 μηι，則外表光澤度會下降。 /此外，在苯乙烯系共聚物（bl)十之氰化乙稀化合物含量 ，為10〜3G重量百分比。若氰化乙婦化合物之含量係超出此 範圍，則此樹脂組成物之環境壓裂耐受性會降低。 在苯乙烯系共聚物（bj中，橡膠聚合物之平均粒徑較佳 係介於0·1〜10 μηι之間。若平均橡膠粒徑低於〇1 pm時，則 此樹脂組成物之環境壓裂耐受性不佳。若平均橡膠粒徑高 於10 μηι時，則外表光澤度會下降。 此外’在苯乙烯系共聚物（bj中之氰化乙烯化合物含量 係為0〜10重量百分比。若氰化乙烯化合物之含量高於1〇重

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20 置百分比時，則此樹脂組成物之環境壓裂耐受性以及化學 抗性均會降低。 本發明之苯乙烯系共聚物（B)係包括〇〜75重量百分比 之苯乙烯系共聚物（bi)、以及25〜100重量百分比之苯乙烯系 共聚物（bj。若苯乙烯系共聚物（卜及!^)之含量係超出上述 範圍’則環境壓裂耐受性會降低。 此外，每100重量份之總樹脂組成物中係使用約1〜1〇 重量份之本發明之苯乙烯系共聚物（b2)。若使用量係低於！ 重量份，則樹脂組成物之環境壓裂耐受性下降。若使用量 係超過10重量份，則衝撞強度以及抗張強度會因相分離而 降低。 本發明之苯乙烯系共聚物（B)較佳係以約1〜20重量份 11 1303644 . =含量使用之。若苯乙烯系共聚物（B)之含量係低於丨重量 f，則此樹脂組成物無法獲得足夠的碎裂耐受性。而若含 蕙係高於20重量份，則總樹脂組成物之分子量會降低，因 而難以獲得良好的真空成形性。 5 (C)氰化乙烯-芳香乙烯共聚物 本發明之氰化乙烯-芳香乙烯共聚物（C)係以約5〇〜79 重量份之含量使用之。此氰化乙烯·芳香乙烯共聚物（c)可單 _ 獨使用、或以含有至少二顯著不同且包括有不同分子量之 氰化乙烯-芳香乙烯共聚物之一混合物使用之。在上述組合 〇 中，此含有至少二顯著不同且包括有不同分子量之氰化乙 烯-芳香乙烯共聚物係為較佳。 本發明之氰化乙烯-芳香乙烯共聚物（c)係包括（Ci) 〇 1 〇〇重里百分比之氰化乙烯-芳香乙烯共聚物，其包含 25〜40重量百分比之氰化乙烯化合物，且具有一重量平均分 5 子i (Mw)約為50,000至150,〇〇〇之間，以及（C2) 1〇〇〜〇重量百 分比之氰化乙烯-芳香乙烯共聚物，其包含20〜30重量百分 比之氰化乙烯化合物，且具有一重量平均分子量（Mw)約為 150,000 至 1，〇〇〇,〇〇〇之間。 若共聚物（q)之重量平均分子量係低於5〇,〇〇〇，此樹脂 20 組成物無法提供足夠的環境壓裂耐受性。另一方面，若共 、 聚物（C2)之重量平均分子量超過1，000,000,則此樹脂組成物 之熔融黏度（meltviscosity)會升高，致使加工更困難，且模 製物件之外表不佳。 在本發明中，較佳係使用由34〜66重量百分比之共聚物 12 1303644 (c!)以及34〜66重量百分比之共聚物（c2)所組成之混合物。 本發明之此氰化乙烯-芳香乙烯共聚物（C)較佳係以約 50〜79重量份之含量使用之。若氰化乙烯-芳香乙烯共聚物 (C)之含量係低於50重量份，則此樹脂組成物之可流動性會 5 降低。若其含量係高於79重量份，則此樹脂組成物無法獲 得充分的碎裂耐受性。 在本發明之樹脂組成物中可使用其他添加物。這些添 加物包括一潤滑劑、一釋放劑（releasing agent)、一光安定 > 劑（light stabilizer)、一 紫外線安定劑（UV stabilizer)、一阻 10 燃劑（flame retardant)、一抗靜電劑、一著色劑、一填充料、 一而t衝撞改質劑（impact modifier)、以及上述之混合物。同 時，於其中亦可獲得其他的樹脂或橡膠成分。 【實施方式】 15 在每一實施例與比較例中所使用之成分（A)、（B)、以 及（C)係如下所示。 | (A) g-ABS樹脂 (aO使用具有核-殼結構之g-ABS樹脂，係由在乳化聚合 反應中與一平均粒徑為0.32 μπι之橡膠聚合物接枝反應而 20 得。 (a2)使用具有核-殼結構之g-ABS樹脂，係由在乳化聚合 反應中與一平均粒徑為〇. 13 μηι之橡膠聚合物接枝反應而 得。 (Β)苯乙烯系共聚物樹脂 13 1303644 (b 1)使用之本乙稀系共聚物樹脂，係由7重量百分比之 一平均粒徑為2 μη之聚丁二烯、25重量百分比之一丙烯 腈、以及68重量百分比之苯乙烯共聚合而製得。 卬2)使用之苯乙烯系共聚物樹脂，係由1〇重量百分比之 一平均粒徑為〇_6 μηχ之聚丁二烯、以及9〇%重量百分比之苯 乙烯共聚合而製得。 (C)氰化乙烯-芳香乙烯共聚物 (Ci)使用之SAN樹脂係包含有40重量百分比之丙稀 腈，且重量平均分子量為120,000。 (C2)使用之SAN樹脂係包含有25重量百分比之丙稀 腈，且重量平均分子量為450,000。 實施例1-7 在表1中所列之成分係被混合，且混合物係經一 L/d=29 且Φ=40ηπη之雙螺桿壓出機壓出成小丸。這些小丸藉著使用 一射出成型機而於230°C下被鑄入待測樣本中。測試結果係 如表2所示。 比較例1-3 比較例1之實施方式係與實施例1相同，但不使用兩種 苯乙烯系共聚物〇^及132)。 比較例2之貫施方式係與實施例1相同，但不使用苯乙 烯系共聚物（b2)。 比較例3之實施方式係與實施例1相同，但苯乙烯系共 聚物樹脂（B)之使用量係超出本發明之範圍。 1303644 表1 實施例 比較例 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 A (a〇 20 15 30 25 25 25 25 25 25 25 (a2) 10 15 - 5 5 5 5 5 5 5 B (bi) 1 7 3 3 1 1 - - 3 15 (b2) 3 8 1 2 3 3 3 - - 10 C (c〇 31 23 31 30 66 - 32 35 32 20 (C2) 35 32 35 35 - 66 35 35 35 25 實施例與比較例之待測樣本之機械性質係以如下方式 測量，結果列於表2中。 5 (l)IZOD衝擊強度（kg· cm/cm):刻度IZOD衝擊強度係 依據ASTM D256(l/4”刻度）而量得。 (2)流量指數（flow index，g/ΙΟ分鐘）：流量指數係依據 ASTM D123 8(10kg，220°C)而量得。 > (3)光澤度（Gloss，％):光澤度值係以一光澤計於60° 10 角量得。 (4)環境壓裂财受性（Environmental stress crack resistance，ESCR):尺寸為 150 x 20 x 1.6 mm之受測小塊係 於230°C下鑄入一射出成型機，且控制射出速度為10%以避 免毛邊，並加工程抗張樣本。將此樣本置於一夾具中，施 15 加6%張力至此樣本。接著分別施加聚丙二醇（polypropylene glycol，以下稱 PPG)、甲二苯二異氰酸酯（methylene diphenyl diisocyanate，以下稱MDI)、以及環戊烧（cyclopentane，以 15 1303644 下稱CP)至此樣本。每一樣本靜置5小時。ESCR係依據ASTM D638而量得。一般相信當其值低於5時代表環境壓裂耐受性 不佳。其值至少要有1〇才會被認為具備有碎裂耐受性。 (5) HCFC-141b測試（秒）：同上所製備之尺寸為15〇χ 5 2〇 χ 1 ·6 mm之受測小塊’係被置於一夾具中，施力口 6%張力 至此樣本。接著，施加HCFC-141b至此樣本，並決定至樣 本產生裂痕所需之時間。 表2 實施例 比較例 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 IZOD衝擊強度 29 25 41 33 31 36 34 32 38 22 流量指數 4.32 4.53 3.53 4.28 4.64 2.35 4.23 4.18 4.15 6.74 光：i 睪度（％) 87 75 90 87 89 81 91 93 90 65 PPG 15.3 11.3 15.7 15.3 15.4 10.9 14.8 11.2 11.8 10.3 ESCR MDI 9.3 9.5 9.7 9.1 8.4 10.5 9.8 7.2 8.6 9.2 CP 13.2 15.7 12.1 12.8 13.4 11.5 12.8 8.6 9.6 13.4 HCFC-141b 測試(秒） 110 500 65 80 170 150 100 20 25 500 10 如表2所示，未使用苯乙烯系共聚物樹脂（B)之比較例1 顯示其環境壓裂耐受性與化學抗性均較差。未使用苯乙烯 系共聚物樹脂（b2)之比較例2顯示其對抗PPG與MDI之環境 壓裂耐受性下降。使用過量苯乙烯系共聚物樹脂之比較 16 1303644 例3顯示顯示其衝擊強度、流量指數以及光澤度均大幅下 降。 上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所 主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限 5 於上述實施例。 【圖式簡單說明】 無

I 10 【主要元件符號說明】 無 17

Claims (1)

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20 十、申請專利範圍： 1. 一種用於冰箱之熱塑性樹脂組成物，包括： (A) 20至40重量份之一丙烯腈·丁二烯-苯乙烯 (acrylonitdle-butadiene-styrene)接枝共聚物樹脂，其將 60〜30重量百分比之包括一氰化乙烯（cyanide vinyl)化合物 以及一芳香乙烯化合物之一單體混合物，經乳化聚合反應 而接枝至40〜70重量百分比之具有一平均粒徑〇1〜〇·4 μιη的 一橡膠聚合物製備而得； (Β) 1至20重量份之一苯乙烯系共聚物，其係由下述所 組成··（bi)0〜75重量百分比之一苯乙烯系共聚物，其係由 5 20重嚴百分比且平均粒徑為〇i〜1〇 之一橡膠聚合 物、10〜30重量百分比之一氰化乙烯化合物、以及“〜^重 里百分比之一芳香乙烯化合物共聚合而製得，以及 (b2)25〜100重量百分比之一苯乙烯系共聚物，其係由扣如 重里百分比且平均粒徑為〇el〜1〇|im之一橡膠聚合物、以及 80〜95重罝百分比之一芳香乙烯化合物共聚合而製得丨以及 (C) 50至79重量份之一氰化乙烯_芳香乙烯共聚物。 2·如申請專利範圍第丨項所述之用於冰箱之熱塑性樹 脂組成物，其中，該丙稀^丁二稀_苯乙稀接枝共聚物㈧ 係至少-選自由㈤由-平均粒徑為G.25〜G.4 _之橡膠聚 合物聚合而成之接枝ABS(g-ABS)樹脂、以及（h)由一平均 粒徑為(M〜〇·15卿之橡膝聚合物聚合而成之接枝烟樹脂 所組成之群組。 3·如申請專利範圍第1所述之用於冰箱之熱塑性樹 18