TWI670325B - 具有優異阻燃性的聚合物樹脂組合物 - Google Patents

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Abstract

本發明是關於一種聚合物樹脂組合物，尤指一種具有優異的耐化學性與阻燃性，並同時展現出較佳的物理性質(例如耐熱性及耐衝擊性)的聚合物樹脂組合物。

Description

具有優異阻燃性的聚合物樹脂組合物
本發明是關於一種聚合物樹脂組合物，尤指一種具有優異耐化學性與阻燃性，並同時展現出較佳物理性質(例如耐熱性及耐衝擊性)的聚合物樹脂組合物。
聚酯樹脂(polyester resin)具有相對優異的耐熱性(heat resistance)、機械強度(mechanical strength)及彈性強度(elastic strength)。因此，聚酯樹脂被廣泛地使用作為強化塑膠(reinforced plastic)、塗層(coating)、膜層(film)、成形樹脂(molding resin)等。由於聚酯樹脂的特殊物理特性，聚酯樹脂在近期越來越多地被用於室內建材(interior building material)或成形廣告牌(molding signboard)等領域。
然而，相較於其他如丙烯酸材料(acrylic material)與聚碳酸酯系材料(polycarbonate-based material)之聚合物材料(polymeric material)，聚酯樹脂具有較低的耐熱性，且聚酯樹脂可能因為周圍環境的變化而造成物理性質退化或變形。因此，聚酯樹脂有不適合單獨用於室外外牆材料(outdoor exterior material)或汽車零件(automobile part)的問題。
此外，聚碳酸酯樹脂(polycarbonate resin)為具有耐衝擊性或耐熱性等的合成樹脂(synthetic resin)，且已經被用於多個領域，包括多種建材及電子產品的外表、包裝材料、盒子、箱子或用於室內設計的外部或內部材料。聚碳酸酯樹脂因其良好的機械性質而具有許多需求，但其還是有問題存在，聚碳酸酯的外觀或顏色會因居家環境中經常使用的多種清潔劑(detergent)、女用化妝品(female cosmetic)、兒童洗手液(children's hand sanitizer)等而改變或產生裂縫，而其產品則會因多種日常生活所用的化學物而造成退化。
有多種已執行的方案可解決上述聚酯樹脂或聚碳酸酯樹脂所遭遇的問題。此外，對於混合聚酯樹脂與聚碳酸酯樹脂的方法的研究也已開始進行。
尤其，為了用於電力或電子產品及在使用時會產生熱的辦公室用品，例如顯示器或傳真機，或用於對環境(例如火)脆弱的材料，樹脂組合物應需具有阻燃性。然而，聚酯樹脂與聚碳酸酯樹脂皆具有易燃的特性。此外，由於聚酯樹脂與聚碳酸酯樹脂彼此具有不同的熔融黏度(melt viscosity)以及分子結構，因此單單只將這兩者混合來增加阻燃性具有其限制。
因此，一般會使用阻燃劑來使樹脂組合物具有阻燃性。然而，當使用高含量的阻燃劑來得到高程度的阻燃性時反而會帶來缺點，阻燃劑可能會溶析(elution)，且物理特性例如衝擊強度、彈性強度及透明度會顯著地降低，尤其耐熱性會巨幅下降。
此外，多種方法已被提出來以增加聚碳酸酯的耐化學性，並同時維 持其機械性質，尤其是耐熱性。然而，耐熱性增進的程度還不足以應用於實際的工業上，且所製造的樹脂產物的外觀特徵也會退化。再者，已嘗試另外將聚碳酸酯樹脂與一種或多種額外的材料混和以同時增加耐熱性與耐化學性的方法，但很難達到適當的耐化學性之程度。
因此，對於聚酯樹脂及聚碳酸酯樹脂，仍須研究關於具有優異的耐化學性及阻燃性，並同時維持互補的物理性質(例如強度、透明度與耐熱性等)的聚合物樹脂組合物。
本申請案主張於2014年12月19號提交至韓國專利局的韓國專利申請號第10-2014-0183431號的優先權，該專利申請案在此全文引用以作為參考。
本發明之一目的在於提供一種具有優異的耐化學性與阻燃性，並同時展現出優異的機械及物理性質(例如強度、透明度及耐熱性)的聚合物樹脂組合物，其包括具有特定組成之一聚酯樹脂、一聚碳酸酯樹脂與一阻燃劑。
為了達到上述目的，本發明提供一種聚合物樹脂組合物，其包括5至70重量%之一聚酯樹脂、15至65重量%之一聚碳酸酯樹脂以及1至20重量%之一阻燃劑。聚酯樹脂包含一二羧酸成分之殘留物與一二元醇成分之殘留物，其中二羧酸成分之殘留物包括對苯二甲酸，二元醇成分之殘留物包含5至60莫耳百分比(mol%)之異山梨醇、5至80莫耳百分比之環己烷二甲醇以及剩餘含量之其他二 元醇化合物。
根據本發明之一具體實例，上述之聚酯樹脂可具有約為10000至約為100000g/mol之一重量平均分子量(weight average molecular weight)以及約為O至約為200℃之一玻璃轉移溫度(glass transition temperature)。上述之聚碳酸酯樹脂可具有約為10000至約為100000g/mol之重量平均分子量以及約為50至約為200℃之玻璃轉移溫度。
此外，聚酯樹脂中之二羧酸成分可包含一個或多個選自由具有8至20個碳原子之芳香族二羧酸(aromatic dicarboxylic acid)以及具有4至20個碳原子之脂肪族二羧酸(aliphatic dicarboxylic acid)所組成之群組。聚酯樹脂中之二元醇成分可包含一個或多個選自由下列化學式1、化學式2與化學式3所表示之化合物所組成之群組：
在化學式1中，R1、R2、R3與R4各自獨立地為氫(hydrogen)或具有1至5個碳原子之未經取代或經取代之烷基(alkyl group)，而n1與n2各自獨立地為0至3之整數。
在化學式2中，各個R5、R6、R7與R8各自獨立地為氫或具有1至5個碳 原子之未經取代或經取代之烷基。
在化學式3中，n3為1至7之整數。
再者，上述之阻燃劑可包含一個或多個選自由鹵基阻燃劑(halogen-based flame retardant)、磷基阻燃劑(phosphorus-based flame retardant)以及無機阻燃劑(inorganic flame retardant)所組成之群組。
根據本發明之另一具體實例，上述之聚合物樹脂組合物可另包括一個或多個共聚物(copolymer)，選自由芳香族乙烯基-不飽和腈共聚物(aromatic vinyl-unsaturated nitrile copolymer)、不飽和腈-二烯基橡膠-芳香族乙烯基接枝共聚物(unsaturated nitrile-diene-based rubber-aromatic vinyl graft copolymer)、甲基丙烯酸烷酯-二烯基橡膠-芳香族乙烯基接枝共聚物(alkyl methacrylate-diene-based rubber-aromatic vinyl graft copolymer)與甲基丙烯酸烷酯-矽-丙烯酸烷酯接枝共聚物(alkyl methacrylate-silicon-alkyl acrylate graft copolymer)所組成之群組。
在此情況中，選自由芳香族乙烯基-不飽和腈共聚物、不飽和腈-二烯基橡膠-芳香族乙烯基接枝共聚物、甲基丙烯酸烷酯-二烯基橡膠-芳香族乙烯基接枝共聚物與一甲基丙烯酸烷酯-矽-丙烯酸烷酯接枝共聚物所組成之群組的一個或多個共聚物之含量可為約1至約25重量%。
此外，二烯基橡膠(diene-based rubber)可為丁二烯型橡膠(butadiene type rubber)或異戊二烯型橡膠(isoprene-type rubber)。不飽和腈(unsaturated nitrile) 可為一個或多個選自由丙烯腈(acrylonitrile)、甲基丙烯腈(methacrylonitrile)、乙基丙烯腈(ethacrylonitrile)、苯基丙烯腈(phenylacrylonitrile)與α-氯丙烯腈(α-chloroacrylonitrile)所組成之群組。芳香乙烯基(aromatic vinyl)可為一個或多個選自由苯乙烯(styrene)、α-甲基苯乙烯乙烯甲苯(α-methyl styrene vinyl toluene)、叔丁基苯乙烯(t-butyl styrene)、經鹵素取代之苯乙烯(halogen-substituted styrene)、1,3-二甲基苯乙烯(1,3-dimethyl styrene)、2,4-二甲基苯乙烯(2,4-dimethyl styrene)與乙基苯乙烯(ethyl styrene)所組成之群組。
根據本發明之一具體實例，不飽和腈-二烯基橡膠-芳香族乙烯基接枝共聚物可為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(acrylonitrile-butadiene-styrene graft copolymer)。甲基丙烯酸烷酯-二烯基橡膠-芳香族乙烯基接枝共聚物可為甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(methyl methacrylate-butadiene-styrene graft copolymer)。甲基丙烯酸烷酯-矽-丙烯酸烷酯接枝共聚物可較佳為甲基丙烯酸甲酯-矽-丙烯酸丁酯接枝共聚物(methyl methacrylate-silicon-butyl acrylate graft copolymer)。
根據本發明之另一具體實例，上述之聚合物樹脂組合物具有範圍為約0.5至約20%之由下列式1所定義的一抗張強度損失(tensile strength loss)，式1為：抗張強度損失(%)=[(測試前的抗張強度-測試後的抗張強度)/測試前的抗張強度]x100。
此外，當3.0毫米之聚合物樹脂組合物被提供至UL94 V測試(垂直燃燒測試)時，聚合物樹脂組合物可具有高於或等於V-0等級之一阻燃性。
再者，聚合物樹脂組合物可另包括一個或多個添加物(additive)，選自由染料(dye)、顏料(pigment)、衝擊調整劑(impact modifier)、充填物(filler)、安定劑(stabilizer)、潤滑劑(lubricant)、抗氧化劑(antioxidant)、抗菌劑(antimicrobial agent)、脫離劑(releasing agent)、抗水解劑(anti-hydrolysis agent)、塑化劑(plasticizer)、成核劑(nucleating agent)、有機-無機微粒(organic-inorganic particle)或上述物質之混和物所組成之群組。
如上所述，本發明之聚合物樹脂組合物具有優異的阻燃性，並同時展現出較佳的物理性質，例如強度、透明度與耐熱性。
本發明之聚合物樹脂組合物包括5至70重量%之一聚酯樹脂、15至65重量%之一聚碳酸酯樹脂與1至20重量%之一阻燃劑。聚酯樹脂包含一二羧酸成分之殘留物與一二元醇成分之殘留物。二羧酸成分之殘留物包括對苯二甲酸，二元醇成分之殘留物包含5至60莫耳百分比(mol%)之異山梨醇、5至80莫耳百分比之環己烷二甲醇以及剩餘含量之其他二元醇化合物。
於此所使用之用語僅用以解釋特定的具體實例，且這些用語並非用 來限制本發明。所使用的單數形式也應包括複數形式，除非於文中有另外指明。用於說明書中之「包含、包括或具有」的用語，其指明有所述特徵、形狀、步驟、本質的元素或其組合的存在，但必須了解的是並不預先排除存在或附加有一個或多個其它特徵、形狀、步驟、本質的元素或其組合的可能性。
本發明可以具有多種變化形以及進行各種修改，而於下將提供並詳細說明特定的具體實例。然而，並非用以將本發明限制於這些所揭露的特定的態樣，需理解的是，本發明包括所述構思及本發明技術範圍中的各種修改、等同物或替代品。
在下文中，將詳細說明本發明。
根據本發明之一具體實例，提供聚合物樹脂組合物包括5至70重量%之聚酯樹脂、15至65重量%之聚碳酸酯樹脂與1至20重量%之阻燃劑。聚酯樹脂包含二羧酸成分之殘留物與二元醇成分之殘留物。二羧酸成分之殘留物包括對苯二甲酸，二元醇成分之殘留物包含5至60莫耳百分比之異山梨醇、5至80莫耳百分比之環己烷二甲醇以及剩餘含量之其他二元醇化合物。
如前文所述，為了增補或提升聚酯樹脂之物理性質已提出混合特定的聚合物樹脂(polymer resin)的方法，但因混和了這些成分而造成改善的效果及互補的協同效應具有其限制，而且不易維持足夠的機械性質與阻燃性。
因此，本發明人對於聚合物樹脂組合物進行了透徹的研究，以使其展現優異的機械性質與阻燃性，並可將其應用於各種電力或電子元件、辦公室 用品、汽車零件、日常用品、建築構件等。經由實驗發現，當聚酯樹脂、聚碳酸酯樹脂與阻燃劑以特定的組合比混合時，可得到展現出優異的阻燃性並同時具有優異的物理性質(例如耐衝擊性與耐熱性)的聚合物樹脂組合物。本發明是基於此發現所完成。
此聚合物樹脂組合物可藉由使用習知的方法與設備(例如用於製備聚合物樹脂之摻合物或混合物)製備，並沒有特別的限制。舉例而言，可將聚碳酸酯樹脂、聚酯樹脂與阻燃劑加入習知的摻合機(blender)、混合機(mixer)或滾筒(tumbler)，然後經由雙螺旋捏合擠壓機(twin-screw kneading extruder)混合以提供聚合物樹脂組合物。在製備聚合物樹脂組合物的方法中，各樹脂較佳是處於足夠乾燥的狀態下而被使用。
此外，在本發明之一具體實例之聚合物樹脂組合物中，聚酯樹脂包含二羧酸成分之殘留物與二元醇成分之殘留物。二羧酸成分之殘留物包括對苯二甲酸，二元醇成分之殘留物包含5至60莫耳百分比之異山梨醇、5至80莫耳百分比之環己烷二甲醇以及剩餘含量之其他二元醇化合物。
在此使用的用語「殘留物」指的是當特定化合物參與一化學反應時，由該特定化合物所衍生且包含於該化學反應之產物的一特定基團(moiety)或單元(unit)。舉例而言，二羧酸成分之「殘留物」或二元醇成分之「殘留物」分別指的係經由酯化(esterification)或聚縮合(polycondensation)所形成之聚酯(polyester)中由二羧酸成分或二元醇成分衍生之基團。
在此使用的用語「二羧酸成分」意指包括二羧酸(dicarboxylic acid) 例如對苯二甲酸、其烷基酯(alkyl ester)(具有1至4個碳原子之低級烷基酯，例如單甲基酯(monomethyl ester)、單乙基酯(monoethyl ester)、二甲基酯(dimethyl ester)、二乙基酯(diethyl ester)或二丁基酯(dibutyl ester))、及/或其酸酐(acid anhydride)等，可與二元醇成分反應而產生二羧酸基團(dicarboxylic acid moiety)，例如對苯二甲醯基基團(terephthaloyl moiety)。
由於用於合成聚脂(polyester)的二羧酸成分包括對苯二甲酸，因此所產出的聚酯樹脂具有較佳的物理性質，例如耐熱性、耐化學性或阻燃性。
再者，除了對苯二甲酸之外，聚酯樹脂中之二羧酸成分可另包括一個或多個選自由具有8至20個碳原子之芳香族二羧酸(aromatic dicarboxylic acid)以及具有4至20個碳原子之脂肪族二羧酸(aliphatic dicarboxylic acid)所組成之群組。
芳香族二羧酸成分可為具有8至20個碳原子之芳香族二羧酸，且較佳具有8至14個碳原子，或者是上述的混合物等。芳香族二羧酸的例子可包括異苯二甲酸(isophthalic acid)、奈二羧酸(naphthalene dicarboxylic acid)例如2,6-萘二羧酸(2,6-naphthalene dicarboxylic acid)、聯苯二羧酸(diphenyl dicarboxylic acid)、4,4’-二苯乙烯二羧酸(4,4'-stilbene dicarboxylic acid)、呋喃-2,5-二羧酸(2,5-furan dicarboxylic acid)、2,5-噻吩二羧酸(2,5-thiophene dicarboxylic acid)等，但作為芳香族二羧酸類之具體例子並不限於此。
脂肪族二羧酸可為具有4至20個碳原子之脂肪族二羧酸，且較佳具有4至12個碳原子，或者是上述的混合物。脂肪族二羧酸的例子可包括直鏈 (linear)、支鏈(branched)或環狀(cyclic)脂肪族二羧酸成分，舉例如環己烷二羧酸(cyclohexane dicarboxylic acid)例如1,4-環己烷二羧酸(1,4-cyclohexane dicarboxylic acid)及1,3-環己烷二羧酸(1,3-cyclohexane dicarboxylic acid)、鄰苯二甲酸(phthalic acid)、癸二酸(sebacic acid)、琥珀酸(succinic acid)、異癸基琥珀酸(isodecyl succinic acid)、馬來酸(maleic acid)、富馬酸(fumaric acid)、己二酸(adipic acid)、戊二酸(glutaric acid)、壬二酸(azelaic acid)等，但作為脂肪族二羧酸類之具體例子並不限於此。
此外，上述之二羧酸成分可包括約50至約100莫耳百分比，較佳是約70至約100莫耳百分比之對苯二甲酸，以及約0至約50莫耳百分比，較佳是約0至約30莫耳百分比之一種或多種二羧酸，選自由芳香族二羧酸與脂肪族二羧酸所組成的群組。當對苯二甲酸在二羧酸成分中所佔有的比例過低或過高，聚酯樹脂的物理性質，如耐熱性、耐化學性及耐候性(weatherability)等可能會退化。
此外，在聚酯的合成中使用的二元醇成分可包括5至60莫耳百分比之異山梨醇、5至80莫耳百分比之環己烷二甲醇以及剩餘含量之其他二元醇化合物。
由於二元醇成分包括異山梨醇(1,4：3,6-dianhydroglucitol)，因此所產出的聚酯樹脂不僅具有較佳的耐熱性，也具有較佳的物理性質，例如耐化學性與耐藥性(drug resistance)。由於二元醇成分中環己烷二甲醇(例如1,2-環己烷二甲醇、1,3-環己烷二甲醇或1,4-環己烷二甲醇)的含量增加，因此所產出的聚酯樹脂的耐衝擊性強度也會大幅提升。
另一方面，在異山梨醇與環己烷二甲醇之外，二元醇成分可另包括其他二元醇成分。「其他二元醇成分」的用語意指除了異山梨醇與環己烷二甲醇外的二元醇成分，且其例子可包括脂肪族二元醇(aliphatic diol)、芳香族二元醇(aromatic diol)或上述兩者的混合物。
再者，聚酯樹脂中之二元醇成分可包括一個或多個選自由下列化學式1、化學式2與化學式3所表示之化合物所組成之群組：
在化學式1中，R1、R2、R3與R4各自獨立地為氫(hydrogen)或具有1至5個碳原子之未經取代或經取代之烷基(alkyl group)，而n1與n2各自獨立地為0至3之整數。
在化學式2中，各個R5、R6、R7與R8各自獨立地為氫或具有1至5個碳原子之未經取代或經取代之烷基。
在化學式3中，n3為1至7之整數。
聚酯樹脂可較佳具有約10000至約100000g/mol之重量平均分子量 (weight average molecular weight)以及約0至約200℃之玻璃轉移溫度(glass transition temperature)。
以樹脂組合物的全部重量而言，聚酯樹脂佔了5至70重量%，較佳為約10至約70重量%，更佳為約20至約60重量%。當聚酯樹脂的含量低於特定範圍時，可能會造成耐化學性降低及抗張強度損失增加的問題。當聚酯樹脂的含量高於特定範圍時，可能會造成耐熱性降低的問題。
另一方面，上述的聚酯樹脂可由製備聚酯樹脂之一方法所提供，該方法包括以下步驟：將二元醇成分與二羧酸成分酯化，其中二元醇成分包括5至60莫耳百分比之異山梨醇、5至80莫耳百分比之環己烷二甲醇以及剩餘含量之其他二元醇化合物，二羧酸成分包對苯二甲酸；在酯化已進行了80%或以上時，添加磷基安定劑(phosphorus-based stabilizer)至反應溶液中；以及將酯化之反應產物聚縮合。
根據製備聚酯樹脂的方法，使用鋅基化合物(zinc-based compound)作為酯化之反應催化劑，並於酯化的最後將磷基安定劑添加進反應溶液。舉例而言，在酯化已進行了80%或以上時，使酯化之反應產物聚縮合，藉此以提供具有例如高耐熱性、高阻燃性及高耐衝擊性之物理性質，並具有良好的外觀性質、高透明度及良好成形性質的聚酯樹脂。
關於二羧酸成分包括對苯二甲酸、環己烷二甲醇、異山梨醇及其他二元醇化合物的細節與上述的說明相同。
鋅基催化劑(zinc-based catalyst)的具體例子可包括醋酸鋅(zinc acetate)、二水醋酸鋅(zinc acetate dehydrate)或上述之混合物。磷基安定劑的具體例子可包括磷酸(phosphoric acid)、磷酸三甲酯(trimethyl phosphate)、磷酸三乙酯(triethyl phosphate)、磷酸三苯酯(triphenyl phosphate)、磷醯基乙酸三乙酯(triethyl phosphonoacetate)或上述兩種或兩種以上材料的混合物。
酯化步驟可以在約0至約10.0kg/cm2之壓力下及約150至約300℃之溫度下進行二羧酸成分與二元醇成分的反應。酯化的條件可依欲產出的聚脂的特定性質、二羧酸成分與乙二醇(glycol)之間的莫耳比或是製程條件等而做適當的控制。具體來說，酯化較佳於約0至約5.0kg/cm2之壓力，更佳為約0.1至約3.0kg/cm2之壓力，以及較佳於約200至約270℃之溫度，更佳為約240至約260℃之溫度的條件下進行。
此外，酯化可以經由批次性或是連續性的方式進行，且各原料可以分別引入，或較佳以漿料狀的型態將二元醇成分與二羧酸成分之混合物引入。另外，可將在室溫下為固態的二元醇成分溶於水或乙二醇，然後將其與例如對苯二甲酸之二羧酸成分混合以形成漿料。或者，可於60℃或是高於60℃之溫度下熔化異山梨醇，再與例如對苯二甲酸及其他二元醇成分之二羧酸成分混合以形成漿料。再者，可在混合有二羧酸成分及例如異山梨醇與乙二醇之二元醇成分共聚物的漿料中加入水，藉此提高漿料的流動性。
用於酯化的二羧酸成分與二元醇成分，彼此之間的莫耳比的範圍可為約1：1.05至1：3.0。若二羧酸成分與二元醇成分之間的莫耳比小於約1.05，則未反應的二羧酸成分可能會於聚合(polymerization)中殘留並造成樹脂的透明度退 化。此外，若莫耳比超過約3.0，則聚合速率可能會降低或樹脂的生產率會退化。
酯化反應產物的聚縮合可包括以下步驟。在約150至約300℃之溫度及約600至約0.01mmHg之減壓條件下，將二羧酸成分之酯化反應產物與二元醇化合物反應約1至約24小時。
聚縮合可以在約150℃至約300℃，較佳是約200℃至約290℃，更佳是約260℃至約280℃的溫度下，以及在約600至約0.01mmHg，較佳是約200至約0.05mmHg，更佳是約100至約0.1mmHg的減壓條件下進行。在採取減壓條件之聚縮合應用中，聚縮合反應的副產物(例如乙二醇)可被移除至系統外。因此，若聚縮合在約400至0.01mmHg以外之減壓條件範圍下進行時，將無法充分排除副產物。
此外，若聚縮合在150℃至300℃的溫度範圍以外進行時，舉例而言，若進行聚縮合的溫度小於或等於150℃，那麼會很難將聚縮合的副產物(例如乙二醇)移除至系統外，因此終產物之本質黏度(intrinsic viscosity)會變低，且產出的聚酯樹脂的物理性質也會退化。若進行聚縮合的溫度高於300℃，所製得的聚酯樹脂的外觀有很高的機率會發生黃變。另外，聚縮合所進行的時間可以視欲獲得之終產物的本質黏度是否能達到適當的程度而定，例如為1至24小時的平均停留時間。
另一方面，聚酯樹脂成分的製備方法可另包括添加聚縮合催化劑的步驟。該聚縮合催化劑可在聚縮合開始前加至酯化或轉酯化的產物，或在酯化前加入包括二元醇成分與二羧酸成分的混合漿料，或在酯化中加入。
鈦基化合物(titanium-based compound)、鍺基化合物(germanium-based compound)、銻基化合物(antimony-based compound)、鋁基化合物(aluminum-based compound)、錫基化合物(tin-based compound)及上述材料的混合物可使用為上述之聚縮合催化劑。
鈦基化合物的例子可包括鈦酸四乙酯(tetraethyl titanate)、鈦酸乙醯三丙酯(acetyltripropyl titanate)、鈦酸四丙酯(tetrapropyl titanate)、鈦酸四丁酯(tetrabutyl titanate)、聚鈦酸丁酯(polybutyl titanate)、鈦酸2-乙基己酯(2-ethylhexyl titanate)、鈦酸辛二醇酯(octylene glycol titanate)、鈦酸乳酸酯(lactate titanate)、三乙醇胺鈦酸酯(triethanolamine titanate)、乙醯丙酮化鈦酸酯(acetylacetonate titanate)、鈦酸乙基乙醯乙酸酯(ethyl acetoacetic ester titanate)、鈦酸異硬脂酯(isostearyl titanate)、二氧化鈦(titanium dioxide)、二氧化鈦/二氧化矽共聚物(titanium dioxide/silicon dioxide copolymer)、二氧化鈦/二氧化鋯共聚物(titanium dioxide/zirconium dioxide copolymer)等。
鍺基化合物的例子可包括二氧化鍺(germanium dioxide，GeO2)、四氯化鍺(germanium tetrachloride，GeCl4)、乙二醇鍺(germanium ethyleneglycoxide)、醋酸鍺(germanium acetate)、上述化合物之共聚物或上述化合物之混合物。較佳地，可選用二氧化鍺，亦可使用結晶或非晶(crystalline or amorphous)的二氧化鍺，或可使用可溶於乙二醇之二氧化鍺。
另一方面，聚碳酸酯樹脂是與聚酯樹脂摻合，藉此，樹脂組合物之機械性質，例如衝擊強度(impact strength)、抗張強度(tensile strength)及延長性 (elongation)可被提升，且耐熱性也可被大幅提升。
至於聚碳酸酯基聚合物(polycarbonate-based polymer)，可多樣地使用以雙酚-A(bisphenol-A)作為基本構成材料而製作的聚碳酸酯基聚合物。具體而言，考量到所製作的樹脂成形體(resin molded article)的特性，並沒有特別限制使用具有不同分子量及物理性質的聚碳酸酯基聚合物。舉例而言，較佳使用具有約10000至約100000g/mol重量平均分子量以及約50至約200℃之玻璃轉移溫度的聚碳酸酯基聚合物。
以樹脂組合物的全部重量而言，所包含的上述聚碳酸酯樹脂可佔15至65重量%，較佳為約20至約60重量%。若聚碳酸酯樹脂的含量少於上述特定範圍，提升機械性質(例如強度、延長性及耐熱性)的效果可能會很小。若聚碳酸酯樹脂的含量超過特定的重量份(weight part)，所產出的樹脂或成形體的耐化學性、加工特性及阻燃性可能會下降。
另一方面，上述的阻燃劑是與聚酯樹脂與聚碳酸酯樹脂混合，藉此幫助提升樹脂組合物整體的阻燃性。
根據本發明之一具體實例，於此可使用之阻燃劑包括鹵基阻燃劑(halogen-based flame retardant)、磷基阻燃劑(phosphorus-based flame retardant)、無機阻燃劑(inorganic flame retardant)或上述阻燃劑的混合物。
鹵基阻燃劑的具體例子可包括十溴雙酚醚(decabromodiphenylether，DECA)、四溴雙酚A(tetrabromo-bisphenol A，TBBA)、1,2-雙五溴苯基乙烷 (1,2-bis(pentabromophenyl)ethane)、八溴三甲基苯基茚(octabromotrimethylphenyl indane)、溴化環氧寡聚合物(brominated epoxy oligomer)等。
磷基阻燃劑的例子可包括紅磷(red phosphorus)、磷酸酯基(phosphoric acid ester-based)、磷酸酯基(phosphate-based)、膦酸酯基(phosphonate-based)、次膦酸酯(phosphinate-based)、磷化氫氧化物基(phosphine oxide-based)與磷腈(phosphazene-based)的阻燃劑。詳細而言，例如磷酸三苯酯(triphenyl-phosphate，TPP)、間苯二酚雙(二苯磷酸酯)(resorcinol bis(diphenylphosphate)，RDP)、四苯基雙酚A二磷酸酯(bisphenol A bis(diphenylphosphate)，BDP)、六苯氧基環三磷腈(hexaphenoxytricyclophosphazene)、多磷酸銨(ammonium polyphosphate，APP)、三聚氰胺磷酸(melamine phosphate，MP)及9,10-二氫-9-氧雜-10-磷菲-10-氧化物(9,10-dihydrro-9-oxa-10-phosphophenanthrene-10-oxide，DOPO)等。
無機阻燃劑的例子可包括硼化合物(boron compound)、三氧化銻(antimony trioxide)、氫氧化鋁(aluminum hydroxide)、氫氧化鎂(magnesium hydroxide)等。
然而，本發明並不限於阻燃劑的種類。
就樹脂組合物的全部重量而言，所包含的上述阻燃劑的含量佔1至20重量%，較佳佔約10至約18重量%。當所包含之阻燃劑的含量少於特定範圍時，所製出的樹脂組合物及成形體無法表現出足夠的阻燃效果。當所包含的阻燃劑的含量超過特定範圍時，所製出的樹脂組合物及成形體中的阻燃劑可能會被洗出(eluted)，則物理性質(例如衝擊強度、彈性強度及透明度)會顯著地下降，尤其 會造成耐熱性明顯降低的問題。
根據本發明之另一具體實例，聚合物樹脂組合物可另包括一個或多個共聚物選自由芳香族乙烯基-不飽和腈共聚物(aromatic vinyl-unsaturated nitrile copolymer)、不飽和腈-二烯基橡膠-芳香族乙烯基接枝共聚物(unsaturated nitrile-diene-based rubber-aromatic vinyl graft copolymer)、甲基丙烯酸烷酯-二烯基橡膠-芳香族乙烯基接枝共聚物(alkyl methacrylate-diene-based rubber-aromatic vinyl graft copolymer)與甲基丙烯酸烷酯-矽-丙烯酸烷酯接枝共聚物(alkyl methacrylate-silicon-alkyl acrylate graft copolymer)所組成之群組。
在此例中，選自由芳香族乙烯基-不飽和腈共聚物、不飽和腈-二烯基橡膠-芳香族乙烯基接枝共聚物、甲基丙烯酸烷酯-二烯基橡膠-芳香族乙烯基接枝共聚物與一甲基丙烯酸烷酯-矽-丙烯酸烷酯接枝共聚物所組成之群組的一個或多個共聚物之含量相較於樹脂組合物的全部重量為約1至約25重量%，且較佳為約5至約20重量%。
當上述共聚物的含量少於特定範圍時，會造成耐衝擊性降低的問題。當共聚物的含量高於特定範圍時，對提升機械及物理性質(例如強度與耐熱性)沒有效果，或可能會造成阻燃性與耐化學性降低的問題。
在此例中，二烯基橡膠(diene-based rubber)可為丁二烯型橡膠(butadiene type rubber)或異戊二烯型橡膠(isoprene-type rubber)。不飽和腈(unsaturated nitrile)可為一個或多個選自由丙烯腈(acrylonitrile)、甲基丙烯腈(methacrylonitrile)、乙基丙烯腈(ethacrylonitrile)、苯基丙烯腈(phenylacrylonitrile) 與α-氯丙烯腈(α-chloroacrylonitrile)所組成之群組。芳香乙烯基(aromatic vinyl)可為一個或多個選自由苯乙烯(styrene)、α-甲基苯乙烯乙烯甲苯(α-methyl styrene vinyl toluene)、叔丁基苯乙烯(t-butyl styrene)、經鹵素取代之苯乙烯(halogen-substituted styrene)、1,3-二甲基苯乙烯(1,3-dimethyl styrene)、2,4-二甲基苯乙烯(2,4-dimethyl styrene)與乙基苯乙烯(ethyl styrene)所組成之群組。
此外，不飽和腈-二烯基橡膠-芳香族乙烯基接枝共聚物較佳為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(acrylonitrile-butadiene-styrene graft copolymer)，且甲基丙烯酸烷酯-二烯基橡膠-芳香族乙烯基接枝共聚物較佳為甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(methyl methacrylate-butadiene-styrene graft copolymer)。再者，甲基丙烯酸烷酯-矽-丙烯酸烷酯接枝共聚物較佳為甲基丙烯酸甲酯-矽-丙烯酸丁酯接枝共聚物(methyl methacrylate-silicon-butyl acrylate graft copolymer)。
此外，不飽和腈-二烯基橡膠-芳香族乙烯基接枝共聚物為經由乳化聚合(emulsion polymerization)或整體聚合(bulk polymerization)方法製作的核殼型橡膠(core-shell rubber)，其具有約0.01至約5微米之平均粒徑(average particle diameter)以及約5至約90%之接枝率(graft rate)，且核心具有小於或等於約-20℃之玻璃轉移溫度，以及外殼具有大於或等於約20℃之玻璃轉移溫度。外殼可選擇性地包括或不包括官能基(functional group)，例如甲基丙烯酸縮水甘油酯(glycidyl methacrylate)或順丁烯二酸酐(maleic anhydride)。
另一方面，核殼型橡膠可選擇性地具有單峰分布(monomodal distribution)之形態，且平均粒徑的範圍為約0.01至約5微米，或是多峰分布(multimodal distribution)之形態，且平均粒子大小的範圍為約0.01至約5微米。
此外，聚合物樹脂組合物可另包括一個或多個選自由不飽和腈-芳香族乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯基相容劑(unsaturated nitrile-aromatic vinyl-glycidyl methacrylate-based compatibilizer)、不飽和腈-芳香族乙烯-順丁烯二酸酐基相容劑(unsaturated nitrile-aromatic vinyl-maleic anhydride-based compatibilizer)、飽和乙烯-丙烯酸烷酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯基相容劑(saturated ethylene-alkyl acrylate-glycidyl methacrylate-based compatibilizer)與二亞醯胺化碳基抗水解劑(carbodiimide-based anti-hydrolysis agent)所組成之群組。
在此例中，所包括的不飽和腈-芳香族乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯基相容劑可具有少於或等於15重量%之含量，所包括的不飽和腈-芳香族乙烯-順丁烯二酸酐基相容劑可具有少於或等於15重量%之含量，所包括的飽和乙烯-丙烯酸烷酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯基相容劑可具有少於或等於15重量%之含量，以及所包括的二亞醯胺化碳基抗水解劑可具有少於或等於10重量%之含量。
丙烯酸烷酯可為一個或多個選自由丙烯酸甲酯(methyl acrylate)、丙烯酸乙酯(ethyl acrylate)、丙烯酸丙酯(propyl acrylate)、丙烯酸異丙酯(isopropyl acrylate)、丙烯酸丁酯(butyl acrylate)、丙烯酸己酯(hexyl acrylate)、丙烯酸辛酯(octyl acrylate)與)2-乙基丙烯酸己酯(2-ethyl hexyl acrylate)所組成之群組。
此外，不飽和腈-芳香族乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯基相容劑可具有約20至約200℃的玻璃轉移溫度以及約200至約300000的重量平均分子量，且其可選擇性地以芳香族乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯替代。
承上，不飽和腈-芳香族乙烯-順丁烯二酸酐基相容劑可具有約20至約200℃之玻璃轉移溫度以及約200至約300000之重量平均分子量。飽和乙烯-丙烯酸烷酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯基相容劑可具有約-150至約200℃之玻璃轉移溫度以及約200至約300000之重量平均分子量。
此外，二亞醯胺化碳基抗水解劑可具有約50至約300000之重量平均分子量，且其可如下列化學式4或化學式5所示：Ra-N=C=N-Rb 化學式4
在化學式4中，C為碳(carbon)，N為氮(nitrogen)，Ra與Rb各自獨立地為氫原子、具有1至20個碳原子之烷基或具有6至36個碳原子之芳香基(aryl group)。
在化學式5中，C為碳，N為氮，Rc為具有1至20個碳原子之烷基或具有6至36個碳原子之芳香基，以及n為2至30000的整數，其表示聚合的平均程度。
此外，根據本發明之一具體實例，聚合物樹脂組合物可另包括一個或多個添加物，選自由染料(dye)、顏料(pigment)、衝擊調整劑(impact modifier)、充填物(filler)、安定劑、潤滑劑(lubricant)、抗氧化劑(antioxidant)、抗菌劑(antimicrobial agent)、脫離劑(releasing agent)、抗水解劑、塑化劑(plasticizer)、成核劑(nucleating agent)、有機-無機微粒(organic-inorganic particle)或上述物質之混和物所組成之群組。
此外，例如芳香族一次抗氧化劑(phenol-based primary antioxidant)、 亞磷酸鹽基二次抗氧化劑(phosphite-based secondary antioxidant)、硫酯基抗氧化劑(thioester-based antioxidant)等可作為上述的抗氧化劑。在此例中，芳香族一次抗氧化劑可具有50至300000之重量平均分子量。亞磷酸鹽基二次抗氧化劑可例如為選自由下列化學式6至化學式8組成之群組，而硫酯基抗氧化劑可為化學式9或化學式10所表示的化合物：
在化學式6中，O為氧(oxygen)，P為磷(phosphorus)，Rd及Re各自獨立地為具有1至40個碳原子之未經取代或經取代之烷基或具有6至40個碳原子之未經取代或經取代之芳香基。
在化學式7中，O為氧，P為磷，Rf及Rg各自獨立地為具有1至40個碳原子之未經取代或經取代之烷基或具有6至40個碳原子之未經取代或經取代之芳香基，以及n為大於1的整數，其表示取代之重複單元。
在化學式8中，O為氧，P為磷，Rh、Ri、Rj與Rk各自獨立地為具有1至40個碳原子之未經取代或經取代之烷基或具有6至40個碳原子之未經取代或經取代之芳香基。
在化學式9與化學式10中，C為碳，O為氧，S為硫(sulfur)，Rm與Rn各自獨立地為具有1至40個碳原子之未經取代或經取代之烷基或具有6至40個碳原子之未經取代或經取代之芳香基。
上述的潤滑劑可為一個或多個選自由金屬硬脂酸鹽基潤滑劑(metal stearate-based lubricant)、醯胺基潤滑劑(amide-based lubricant)、石蠟基潤滑劑(paraffin-based lubricant)與酯基潤滑劑(ester-based lubricant)所組成之群組。
上述的安定劑可為受阻胺光安定劑(hindered amine light stabilizer，HALS)、苯丙三唑基光吸收劑(benzotriazole-based light absorber)或二苯甲酮基光吸收劑(benzophenone-based light absorber)。
顏料可包括無機顏料或有機顏料等。無機鹽料包括碳黑(carbon black)、氧化鈦(titanium oxide)、氧化鋅(zinc oxide)或氧化鐵(iron oxide)。有機顏料包括花青基顏料(cyanine-based pigment)、磷基顏料(phosphorus-based pigment)、醌基顏料(quinone-based pigment)、紫環酮基顏料(perinone-based pigment)、異吲哚啉酮基顏料(isoindolinone-based pigment)或硫靛基顏料(thioindigo-based pigment)。
上述的塑化劑可包括例如鄰苯二甲酸二乙酯(diethyl phthalate)、鄰苯二甲酸二辛酯(dioctyl phthalate)或鄰苯二甲酸二環己酯(dicyclohexyl phthalate)之苯二甲酸酯基塑化劑(phthalic acid ester-based plasticizer)，例如己二酸二丁酯(di-1-butyl adipate)、己二酸(adipic acid)、己二酸二正辛酯(di-n-octyl adipate)、癸二酸(sebacic acid)、鄰苯二甲酸二正丁酯(di-n-butyl)、壬二酸(azelaic acid)或二(2-乙基己酯)(di-2-ethyl hexyl)之脂肪族二元酸酯基塑化劑(aliphatic dibasic acid ester-based plasticizer)，例如二苯基(2-乙基己基)磷酸酯(diphenyl 2-ethylhexyl phosphate)、磷酸二苯辛酯(diphenyl octyl phosphate)之磷酸酯基塑化劑(phosphate ester-based plasticizer)，例如乙醯基檸檬酸三丁酯(acetyl tributyl citrate)、乙醯基三-2-檸檬酸乙基己酯(acetyl tri-2-ethylhexyl citrate)、檸檬酸三丁酯(tributyl citrate)之多元羥基羧酸酯(polyhydric hydroxy carboxylic acid ester)，例如乙醯蓖麻油酸甲酯(methyl acetyl ricinoleate)、硬脂酸戊酯(amyl stearate)之脂肪酸酯基塑化劑(fatty acid ester-based plasticizer)，例如甘油三醋酸酯(glycerin triacetate)之多元醇酯基塑化劑(polyhydric alcohol ester-based plasticizer)，例如脂肪酸之環氧化丁酯(epoxidized butyl esters of fatty acids)或環氧化硬脂酸異辛酯(epoxy octyl stearate)之環氧基塑化劑(epoxy-based plasticizer)。
上述的有機-無機微粒可包括二氧化矽(silica)、膠體二氧化矽(colloidal silica)、氧化鋁(alumina)、鋁酸膠(alumina sol)、滑石(talc)、二氧化鈦(titanium dioxide)、雲母(mica)、碳酸鈣(calcium carbonate)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚甲基丙烯酸甲酯(poly methylmethacrylate)、矽(silicon)等。微粒並不限於是否經過表面處理(surface treatment)製作，不過當使用經表面處理過的二氧化鈦或滑石時，他們的整體物理性質(如剛性及衝擊強度)具有良好的平衡， 並展現出比重(specific gravity)下降及提升耐熱性與射出成形性(injection moldability)的效果。尤其可由化學或物理方法並使用處理劑(treating agent)進行表面處理，處理劑例如有機矽烷偶合劑(silane coupling agent)、高脂肪酸(higher fatty acid)、脂肪酸金屬鹽(metal salts of fatty acids)、不飽和脂肪酸(unsaturated fatty acid)、有機鈦酸酯(organic titanate)、樹脂酸(resin acid)或聚乙二醇(polyethylene glycol)。無機微粒可具有約1至約30微米之平均粒子大小，較佳為約1至約15微米，且在上述範圍內具有提升耐熱性及剛性的效果。
成核劑可包括山梨糖醇基金屬鹽(sorbitol-based metal salt)、磷酸基金屬鹽(phosphate-based metal salt)、喹吖啶酮(quinacridone)、羧酸鈣(calcium carboxylate)、醯胺基有機化合物(amide-based organic compound)等，且較佳選用磷酸基金屬鹽。
根據本發明之另一具體實例，上述的聚合物樹脂組合物可具有範圍為約0.5至約20%之由下列式1所定義的抗張強度損失，式1為：抗張強度損失(%)=[(測試前的抗張強度-測試後的抗張強度)/測試前的抗張強度]x100。
測試前的抗張強度及測試後的抗張強度是由以下的方法所量測。聚合物樹脂組合物經均勻地揉合(knead)與擠壓(extrude)而製作出顆粒(pellet)。將製作出的顆粒以相同方式於約250℃的溫度注入。在約23±2℃的溫度及約50±5%的相對濕度下，調節為了測試抗張強度所注入的樣本24小時。準備變形量為約2.2%的耐化學性測試固定裝置，並且將樣本固定至該測試固定裝置。接下來，將測試樣本提供至芳香族/脂肪族化學試劑或UV光阻擋劑之摻合物約1分鐘，然後將 其在約23±2℃下放置72小時。之後，對測試樣本量測測試前及測試後的抗張強度。然而，芳香族/脂肪族化學試劑之摻合物包括約10至90重量%之乙醇，並且可另包括一個或多個選自由脂肪族及芳香族醇類(aliphatic and aromatic alcohols)、脂肪族及芳香族酯類(aliphatic and aromatic esters)、芳香族醛類(aromatic aldehydes)、不飽和烴類(unsaturated hydrocarbons)、飽和烴類(saturated hydrocarbons)、脂肪族胺類(aliphatic amines)、脂肪族二胺類(aliphatic diamines)與萜烯類(terpene)所組成的群組之附屬成分。
此外，當3.0毫米之聚合物樹脂組合物被提供至UL94 V測試(垂直燃燒測試)時，聚合物樹脂組合物可具有高於或等於V-0等級之阻燃性。
在下文中，將藉由具體實施例對本發明的操作及功效進行更詳細的說明。但是，下列實施例僅用於理解本發明，且本發明的範圍並不限定於此。
實施例
準備習知的聚碳酸酯樹脂(polycarbonate(PC)resin)、丙烯腈-苯乙烯樹脂(styrene-acrylonitrile(SAN)resin)、含有約60重量%之丁二烯橡膠之丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(acrylonitrile-butadiene-styrene，ABS)樹脂粉末、間苯二酚雙(二苯磷酸酯)阻燃劑及四苯基雙酚A二磷酸酯阻燃劑。
製備聚酯樹脂
製備實施例A：
將對苯二甲酸(6莫耳)作為二羧酸成分、1,4-環己烷二甲醇(138克，0.957莫耳)、乙二醇(313克，5.043莫耳)及異山梨醇(105克，0.718莫耳)作為二元 醇成分放入配有攪拌器(stirrer)和排放冷凝器(discharge condenser)的3升反應器中，以準備好反應。在255℃之溫度下提供反應混合物以進行酯化反應。在此例中，將產生的水排至外部。在完成產水及排水後，將產出的酯化產物轉移至配有攪拌器、冷凝器與真空系統之聚縮合反應器中。
將催化劑、安定劑和著色劑加進混合物中。在將反應器之內部溫度升高至265℃後，在500mmHg之減壓條件下進行40分鐘將乙二醇移除。接下來，將壓力降至0.1mmHg並進行聚縮合反應來製備聚酯樹脂。藉此所製備的聚酯樹脂具有63000(g/mol)之重量平均分子量(Mw)及0.76(dl/g)之本質黏度。
製備實施例B：
使用與製備實施例A相同的方法製備聚酯樹脂，不同的是使用對苯二甲酸(6莫耳)作為二羧酸成分、1,4-環己烷二甲醇(565克，3.918莫耳)、乙二醇(96克，1.547莫耳)及異山梨醇(789克，5.399莫耳)作為二元醇成分。藉此所製備的聚酯樹脂具有37000(g/mol)之重量平均分子量(Mw)及0.65(dl/g)之本質黏度。
製備聚酯樹脂組合物
依據以下表1與表2所示的各成分比例，在250℃之料筒溫度(cylinder temperature)及245℃之模具溫度(die temperature)下，使用雙螺旋捏合擠壓機(Φ：40毫米，L/D=44)對各成分均勻地揉合與擠壓以製備具顆粒型態之聚合物樹脂組合物。
實驗實施例
抗張特性實驗
使用如上述實施例及製備實施例所製備的聚合物樹脂組合物，依照ASTM D638標準製備尺寸為150毫米×12.7毫米×3.2毫米之狗骨頭狀的樣本，並利用萬能試驗機(Universal Test Machine)來量測抗張特性。
在表3與表4中，關於抗張特性的術語如下所示：抗張特性強度(@Y)：在降伏點之抗張強度；抗張特性延長性(@Y)：在降伏點之拉伸延長性；抗張特性強度(@B)：在斷點之抗張強度；抗張特性延長性(@B)：在斷點時之拉伸延長性。
耐化學性實驗
使用如上述實施例及製備實施例所製備的聚合物樹脂組合物，依照ASTM D638標準製備尺寸為150毫米×12.7毫米×3.2毫米之狗骨頭狀的樣本，然後在約23±2℃的溫度及約50±5%的相對濕度下使其調節24小時。藉由以下方法進行計算。
(1)準備變形量為約2.2%的耐化學性測試固定裝置，並且將樣本固定至該測試固定裝置。
(2)將測試樣本提供至芳香族/脂肪族化學試劑或UV光阻擋劑之摻合物約1分鐘，然後將其在約23±2℃下放置72小時。
(3)在23±2℃下經72小時後，量測測試前及測試後的抗張強度並由以下式1計算抗張強度損失(%)，而上述的耐化學性可被比較及求出。式1為：抗張強度損失(%)=[(測試前的抗張強度-測試後的抗張強度)/測試前的抗張強度]x100。
上述的芳香族/脂肪族化學試劑之摻合物包括約10至90重量%之乙醇的特徵，並另包括一個或多個選自由以下附屬成分所組成的群組。
附屬成分包括脂肪族及芳香族醇類、脂肪族及芳香族酯類、芳香族醛類、不飽和烴類、飽和烴類、脂肪族胺類、脂肪族二胺類與萜烯類。
此外，關於UV光阻擋劑，可選用常見之UV光阻擋劑領域中的產品。
在以下表3與表4中，關於抗張強度損失的術語如下所示：
抗張強度損失(A)：提供至醇基芳香族/脂肪族化學試劑之摻合物時的抗張強度損失。
抗張強度損失(B)：提供至UV光阻擋劑時的抗張強度損失。
撓曲特性實驗
使用如上述實施例及製備實施例所製備的聚合物樹脂組合物，依照ASTM D740標準製備尺寸為127毫米×12.7毫米×6.4毫米之狗骨頭狀的樣本並利 用萬能試驗機來量測撓曲特性。
衝擊特性實驗
使用如上述實施例及製備實施例所製備的聚合物樹脂組合物，分別製備具有64.0毫米×12.7毫米×3.2毫米尺寸的測試樣本(3.2T樣本，3.2T，RT)及具有64.0毫米×12.7毫米×6.4毫米尺寸的測試樣本(6.4T樣本，6.4T，RT)，在23℃下使用Izode衝擊測試機並依照ASTM D256標準量測其衝擊特性。
耐熱性實驗
使用如上述實施例及製備實施例所製備的聚合物樹脂組合物，製備尺寸為127毫米×13毫米×10毫米的樣本，在將其提供至0.455MPa之壓力下時依照ASTM D648標準測量熱變形溫度(heat distortion temperature/heat deflection temperature，HDT)。
阻燃性實驗
使用如上述實施例及製備實施例所製備的聚合物樹脂組合物，樣本尺寸為127毫米×12.7毫米×3.0毫米，然後依UL94 V測試(垂直燃燒測試)量測阻燃性。
上述實驗的結果整理於以下表3與表4。
請參考以上表3與表4，可確認本發明之實施例相較於比較實施例不只具有優異的機械性質(例如抗張特性、撓曲特性、衝擊特性及耐熱性)，也展現出顯著提升的耐化學性及阻燃性。
特別言之，相較於比較實施例，可確認本發明之實施例中，所測量出的阻燃性為在阻燃性中非常優異的V-0等級，以及作為耐化學性之指標的抗張強度損失為約3-13%，相較於比較實施例也是大幅提升。
此外，可看出比較實施例7表現出某些與本發明之實施例相似的結果，例如阻燃性、耐化學性等。但比較實施例7包含少量的聚碳酸酯樹脂，因此相較於本發明之實施例，比較實施例7之抗張特性及撓曲特性較差。尤其是可確認在比較實施例7的例子中，量測到的熱變形溫度為小於或等於60℃，因此耐熱 性大幅地下降。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

Claims (15)

  1. 一種聚合物樹脂組合物(polymer resin composition)包括：5至70重量%之一聚酯樹脂(polyester resin)，包含一二羧酸成分(dicarboxylic acid component)之殘留物(residue)與一二元醇成分(diol component)之殘留物，其中該二羧酸成分之殘留物包括對苯二甲酸(terephthalic acid)，該二元醇成分之殘留物包含5至60莫耳百分比(mol%)之異山梨醇(isosorbide)、5至80莫耳百分比之環己烷二甲醇(cyclohexanedimethanol)以及剩餘含量之其他二元醇化合物；15至65重量%之一聚碳酸酯樹脂(polycarbonate resin)；一個或多個共聚物(copolymer)，選自由芳香族乙烯基-不飽和腈共聚物(aromatic vinyl-unsaturated nitrile copolymer)、不飽和腈-二烯基橡膠-芳香族乙烯基接枝共聚物(unsaturated nitrile-diene-based rubber-aromatic vinyl graft copolymer)、甲基丙烯酸烷酯-二烯基橡膠-芳香族乙烯基接枝共聚物(alkyl methacrylate-diene-based rubber-aromatic vinyl graft copolymer)與甲基丙烯酸烷酯-矽-丙烯酸烷酯接枝共聚物(alkyl methacrylate-silicon-alkyl acrylate graft copolymer)所組成之群組，其中該或該等共聚物之含量為5至20重量%；以及1至20重量%之一阻燃劑(flame retardant)。
  2. 如請求項1所述之聚合物樹脂組合物，其中該聚酯樹脂具有10000至100000g/mol之一重量平均分子量(weight average molecular weight)以及0至200℃之一玻璃轉移溫度(glass transition temperature)。
  3. 如請求項1所述之聚合物樹脂組合物，其中該聚碳酸酯樹脂具有10000至100000g/mol之一重量平均分子量以及50至200℃之一玻璃轉移溫度。
  4. 如請求項1所述之聚合物樹脂組合物，其中該聚酯樹脂中之該二羧酸成分包含一個或多個選自由具有8至20個碳原子之芳香族二羧酸(aromatic dicarboxylic acid)以及具有4至20個碳原子之脂肪族二羧酸(aliphatic dicarboxylic acid)所組成之群組。
  5. 如請求項1所述之聚合物樹脂組合物，其中該聚酯樹脂中之該二元醇成分包含一個或多個選自由下列化學式1、化學式2與化學式3所表示之化合物所組成之群組：
    Figure TWI670325B_C0001
    在化學式1中，R1、R2、R3與R4各自獨立地為氫(hydrogen)或具有1至5個碳原子之未經取代或經取代之烷基(alkyl group)，而n1與n2各自獨立地為0至3之整數；
    Figure TWI670325B_C0002
    在化學式2中，各個R5、R6、R7與R8各自獨立地為氫或具有1至5個碳原子之未經取代或經取代之烷基；以及
    Figure TWI670325B_C0003
    在化學式3中，n3為1至7之整數。
  6. 如請求項1所述之聚合物樹脂組合物，其中該阻燃劑包含一個或多個選自由鹵基阻燃劑(halogen-based flame retardant)、磷基阻燃劑(phosphorus-based flame retardant)以及無機阻燃劑(inorganic flame retardant)所組成之群組。
  7. 如請求項1所述之聚合物樹脂組合物，其中該二烯基橡膠(diene-based rubber)為丁二烯型橡膠(butadiene type rubber)或異戊二烯型橡膠(isoprene-type rubber)。
  8. 如請求項1所述之聚合物樹脂組合物，其中該不飽和腈(unsaturated nitrile)為一個或多個選自由丙烯腈(acrylonitrile)、甲基丙烯腈(methacrylonitrile)、乙基丙烯腈(ethacrylonitrile)、苯基丙烯腈(phenylacrylonitrile)與α-氯丙烯腈(α-chloroacrylonitrile)所組成之群組。
  9. 如請求項1所述之聚合物樹脂組合物，其中該芳香乙烯基(aromatic vinyl)為一個或多個選自由苯乙烯(styrene)、α-甲基苯乙烯乙烯甲苯(α-methyl styrene vinyl toluene)、叔丁基苯乙烯(t-butyl styrene)、經鹵素取代之苯乙烯(halogen-substituted styrene)、1,3-二甲基苯乙烯(1,3-dimethyl styrene)、2,4-二甲基苯乙烯(2,4-dimethyl styrene)與乙基苯乙烯(ethyl styrene)所組成之群組。
  10. 如請求項1所述之聚合物樹脂組合物，其中該不飽和腈-二烯基橡膠-芳香族乙烯基接枝共聚物為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(acrylonitrile-butadiene-styrene graft copolymer)。
  11. 如請求項1所述之聚合物樹脂組合物，其中該甲基丙烯酸烷酯-二烯基橡膠-芳香族乙烯基接枝共聚物為甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(methyl methacrylate-butadiene-styrene graft copolymer)。
  12. 如請求項1所述之聚合物樹脂組合物，其中該甲基丙烯酸烷酯-矽-丙烯酸烷酯接枝共聚物為甲基丙烯酸甲酯-矽-丙烯酸丁酯接枝共聚物(methyl methacrylate-silicon-butyl acrylate graft copolymer)。
  13. 如請求項1所述之聚合物樹脂組合物，其中該聚合物樹脂組合物具有範圍為0.5至20%之由下列式1所定義的一抗張強度損失(tensile strength loss)，式1為：抗張強度損失(%)=[(測試前的抗張強度-測試後的抗張強度)/測試前的抗張強度]x100。
  14. 如請求項1所述之聚合物樹脂組合物，其中當3.0毫米之該聚合物樹脂組合物被提供至UL94 V測試(垂直燃燒測試)時，該聚合物樹脂組合物具有高於或等於V-0等級之一阻燃性(flame retardancy)。
  15. 如請求項1所述之聚合物樹脂組合物，另包括一個或多個添加物(additive)，選自由染料(dye)、顏料(pigment)、衝擊調整劑(impact modifier)、充填物(filler)、安定劑(stabilizer)、潤滑劑(lubricant)、抗氧化劑(antioxidant)、抗菌劑(antimicrobial agent)、脫離劑(releasing agent)、抗水解劑(anti-hydrolysis agent)、塑化劑(plasticizer)、成核劑(nucleating agent)、有機-無機微粒(organic-inorganic particle)或上述物質之混和物所組成之群組。
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