聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物及使用该组合物的模制制品.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200910222886.3

申请日:

2009.11.20

公开号:

CN101747611A

公开日:

2010.06.23

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C08L 69/00申请公布日:20100623|||实质审查的生效IPC(主分类):C08L 69/00申请日:20091120|||公开

IPC分类号:

C08L69/00; C08L67/04; C08L33/08; C08L33/10; C08L51/04; C08L51/00; C08L51/08; C08L23/00

主分类号:

C08L69/00

申请人:

第一毛织株式会社

发明人:

赵真卿; 李炯卓; 河斗汉; 郑昌道

地址:

韩国庆尚北道

优先权:

2008.12.19 KR 10-2008-0130526

专利代理机构:

北京德琦知识产权代理有限公司 11018

代理人:

王琦;王珍仙

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内容摘要

本发明公开了一种聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物及使用该组合物的模制制品,其中所述聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物包括:(A)100重量份的混合树脂,包括(a1)10~90wt%的聚碳酸酯树脂和(a2)10~90wt%的聚乳酸树脂;(B)1~50重量份的阻燃剂;(C)1~30重量份的丙烯酸类共聚物;和(D)1~20重量份的抗冲增强剂。

权利要求书

1.  一种聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物,包括:
(A)100重量份的混合树脂,包括基于所述混合树脂总量的(a1)10~90wt%的聚碳酸酯树脂和(a2)10~90wt%的聚乳酸树脂;
(B)1~50重量份的阻燃剂;
(C)1~30重量份的丙烯酸类共聚物;和
(D)1~20重量份的抗冲增强剂。

2.
  根据权利要求1所述的聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物,其中所述聚乳酸树脂的重均分子量为80000~300000g/mol。

3.
  根据权利要求1所述的聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物,其中所述阻燃剂选自由磷阻燃剂、氮化合物类阻燃剂、硅类阻燃剂、无机阻燃剂及其组合构成的组中。

4.
  根据权利要求1所述的聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物,其中所述阻燃剂为磷阻燃剂。

5.
  根据权利要求1所述的聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物,其中所述丙烯酸类共聚物的重均分子量为500000~10000000g/mol。

6.
  根据权利要求1所述的聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物,其中所述丙烯酸类共聚物的重均分子量为1000000~10000000g/mol。

7.
  根据权利要求1所述的聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物,其中所述丙烯酸类共聚物为包括选自由(甲基)丙烯酸直链烷基酯单体、(甲基)丙烯酸支链烷基酯单体、(甲基)丙烯酸环烷基酯单体及其组合构成的组中的至少两种单体的共聚物;或者为将反应性基团接枝到选自由(甲基)丙烯酸直链烷基酯单体、(甲基)丙烯酸支链烷基酯单体、(甲基)丙烯酸环烷基酯单体及其组合构成的组中的单体上制备的共聚物。

8.
  根据权利要求1所述的聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物,其中所述抗冲增强剂选自由核-壳共聚物、线型烯烃类共聚物及其组合构成的组中。

9.
  根据权利要求8所述的聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物,其中所述核-壳共聚物通过将不饱和单体接枝到橡胶聚合物上来制备,所述不饱和单体选自由丙烯酸类单体、芳族乙烯基单体、不饱和腈单体及其组合构成的组中,所述橡胶聚合物由选自由二烯类单体、丙烯酸类单体、硅类单体及其组合构成的组中的单体聚合得到。

10.
  一种根据权利要求1~9所述的聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物制造的模制制品。

说明书

聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物及使用该组合物的模制制品
对相关申请的交叉引用
本申请要求2008年12月19日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请10-2008-0130526的优先权和权益,其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明涉及一种聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物及使用该组合物的模制制品。
背景技术
人们已对用于特定用途的牢固且安全的聚合物材料的开发进行了大量研究。然而,由于废弃的聚合物已被公认为是全世界的严重环境问题。因此需要开发环境友善型聚合物材料作为其替代品。
环境友善型聚合物可主要分为可光降解聚合物和可生物降解聚合物。可生物降解聚合物包括能被微生物分解的官能团。
在这些聚合物中,脂族聚酯聚合物已引起最大关注,因为它具有优异的加工性能和可易于调节的分解特性。特别是聚乳酸(PLA)在全世界具有150000吨的市场份额,并扩张覆盖通常使用塑料的领域,例如用作食品包装材料和容器、电子产品用壳体等。聚乳酸树脂通过利用其中的聚乳酸的可生物降解特性而主要用于诸如食品容器、包装材料和膜等一次性产品。目前,聚乳酸由美国Natureworks有限公司、日本丰田汽车公司等生产。
然而,常规的聚乳酸树脂在制成薄膜时缺乏充分的模制性能、机械强度和耐热性,并容易毁坏。当它制成模制制品时,在60℃或更高的温度下还会变形。
日本专利公开2004-190026、2006-335909和2006-182994公开了混合聚乳酸、聚碳酸酯和阻燃剂的技术。然而,聚碳酸酯不能充分弥补聚乳酸较弱的机械性能和热性能,因为根据上述方法,它们仅仅是熔融混合。
另一方面,日本专利公开2006-111858公开了一种使增容剂和聚乳酸树脂/聚碳酸酯树脂混合以改善模制制品外观的方法。然而,该增容剂仅仅涉及改善相容性,并未涉及机械强度和耐热性。
此外,日本专利再公开WO06/097979介绍了包括增容剂的聚乳酸/热塑性树脂,但该树脂不是阻燃剂。此外,它也没有阐明如何制备增容剂。
发明内容
本发明的一个方面提供一种改善模制制品外观并具有良好的耐热性、抗冲强度、阻燃性和机械性能的聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物。
本发明的另一个方面提供一种使用所述聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物制造的模制制品。
根据本发明的一个方面,提供一种聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物,包括:(A)100重量份的混合树脂,包括(a1)10~90wt%的聚碳酸酯树脂和(a2)10~90wt%的聚乳酸树脂;(B)1~50重量份的阻燃剂;(C)1~30重量份的丙烯酸类共聚物;和(D)1~20重量份的抗冲增强剂。
聚乳酸树脂的重均分子量可为80000~300000g/mol。
阻燃剂可选自由磷类阻燃剂、氮化合物类阻燃剂、硅类阻燃剂、无机阻燃剂及其组合构成的组中,特别为磷类阻燃剂。
所述丙烯酸类共聚物的重均分子量可为500000~10000000g/mol,特别为1000000~10000000g/mol。此外,所述丙烯酸类共聚物可为两种或更多种单体的共聚物,所述单体选自由(甲基)丙烯酸直链烷基酯单体、(甲基)丙烯酸支链烷基酯单体、(甲基)丙烯酸环烷基酯单体及其组合构成的组中;或者为包括接枝有反应性基团的单体的共聚物,所述单体选自由(甲基)丙烯酸直链烷基酯单体、(甲基)丙烯酸支链烷基酯单体、(甲基)丙烯酸环烷基酯单体及其组合构成的组中。
所述抗冲增强剂可选自由具有核-壳结构的共聚物、线型烯烃类共聚物及其组合构成的组中。具有核-壳结构的共聚物可通过将不饱和单体接枝到橡胶状聚合物上来制备,所述不饱和单体选自由丙烯酸类单体、芳族乙烯基单体、不饱和腈单体及其组合构成的组中,所述橡胶状聚合物由选自由二烯类单体、丙烯酸类单体、硅类单体及其组合构成的组中的单体聚合得到。
根据本发明的另一个方面,提供一种使用所述聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物制造的模制制品。
以下,将详细描述本发明的其它方面。
具体实施方式
以下将详细描述本发明的示例性实施方式。但这些实施方式仅为示例性目的,而本发明不限于此。
如文中所用,在未提供特别限定时,术语“(甲基)丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯”和“甲基丙烯酸酯”。此外,“(甲基)丙烯酸的烷基酯((meth)acrylicacid alkyl ester)”可以是“丙烯酸的烷基酯(acrylic acid alkyl ester)”和“甲基丙烯酸的烷基酯(methacrylic acid alkyl ester)”,“(甲基)丙烯酸的酯((meth)acrylic acid ester)”可以是“丙烯酸的酯(acrylic acid ester)”和“甲基丙烯酸的酯((meth)acrylic acid ester)”。
根据一个实施方式的聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物包括:(A)混合树脂,包括(a1)聚碳酸酯树脂和(a2)聚乳酸树脂;(B)阻燃剂;(C)丙烯酸类共聚物;和(D)抗冲增强剂。
以下将详细描述根据实施方式的聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物所包含的示例性组分。但这些实施方式仅用于示例,且本发明不限于此。
(A)混合树脂
根据一个实施方式,混合树脂包括(a1)聚碳酸酯(PC)树脂和(a2)聚乳酸(PLA)树脂。
(a1)聚碳酸酯树脂
根据一个实施方式的聚碳酸酯树脂可通过使以下通式1的二酚与选自由光气、氢卤酸酯、碳酸酯及其组合构成的组中的化合物反应制备。
[化学通式1]

在以上化学通式1中,
A为连接体,选自由单键、取代或未取代的C 1~C30的直链或支链烷撑基、取代或未取代的C2~C5的亚烯基、取代或未取代的C2~C5的烷叉基、取代或未取代的C1~C30的直链或支链卤代烷撑基、取代或未取代的C5~C6的环烷撑基、取代或未取代的C5~C6的环亚烯基、取代或未取代的C5~C10的环烷叉基、取代或未取代的C6~C30的亚芳基、取代或未取代的C1~C20的直链或支链氧烷撑基、氢卤酸酯、碳酸酯、CO、S和SO2构成的组中。
R1和R2各自独立地为选自由取代或未取代的C1~C30的烷基、取代或未取代的C6~C30的芳基构成的组中的取代基,且
n1和n2独立地为0~4的整数。
术语“取代的”是指氢被选自由卤素、C1~C30的烷基、C1~C30的卤代烷基、C6~C30的芳基、C1~C20的烷氧基及其组合构成的组中的一种所取代。
上述通式1表示的二酚可组合使用以构成聚碳酸酯树脂的重复单元。二酚包括氢醌、间苯二酚、4,4′-二羟基联苯、2,2-双(4-羟苯基)丙烷(称为“双酚-A”)、2,4-双(4-羟苯基)-2-甲基丁烷、1,1-双(4-羟苯基)环己烷、2,2-双(3-氯-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二氯-4-羟苯基)丙烷等,在一个实施方式中,包括2,2-双(4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二氯-4-羟苯基)丙烷或1,1-双(4-羟苯基)环己烷,而在另一个实施方式中,包括2,2-双(4-羟苯基)丙烷。
在一个实施方式中,聚碳酸酯树脂的重均分子量为10000~200000g/mol,而在另一个实施方式中,为15000~80000g/mol,但不限于此。
聚碳酸酯树脂可以是用互不相同的两种或更多种二酚得到的聚碳酸酯树脂的混合物。聚碳酸酯树脂可为直链聚碳酸酯树脂、支链聚碳酸酯树脂、聚酯碳酸酯共聚物等。
直链聚碳酸酯树脂可包括双酚-A类聚碳酸酯树脂。支链聚碳酸酯树脂可通过使诸如偏苯三酸酐、偏苯三酸等多官能团芳族化合物与二酚和碳酸酯反应制得。基于支链聚碳酸酯树脂的总重量,多官能团芳族化合物的含量可为0.05~2mol%。聚酯碳酸酯共聚物树脂可通过使双官能团羧酸与二酚和碳酸酯反应制得。碳酸酯可包括诸如碳酸二苯酯等碳酸二芳酯、碳酸亚乙酯等。
基于聚碳酸酯树脂和聚乳酸树脂的混和树脂的总重量,聚碳酸酯树脂的含量可为10~90wt%,而在一个实施方式中,可为20~80wt%。当聚碳酸酯树脂含量在以上范围时,能有助于改善耐热性和抗冲强度以及环境友善效果。
(a2)聚乳酸树脂
通常,聚乳酸树脂为通过将分解玉米淀粉得到的乳酸用作单体进行酯反应制得的聚酯类树脂,并可购得。
聚乳酸树脂可包括衍生自乳酸的重复单元,该乳酸选自由L-乳酸、D-乳酸、L,D-乳酸及其组合构成的组中。
考虑到耐热性和成形性能之间的平衡,聚乳酸树脂可包括95wt%以上的衍生自L-乳酸的重复单元。具体地,聚乳酸树脂可包括95~100wt%的衍生自L-乳酸的重复单元和0~5wt%的衍生自D-乳酸的重复单元。更具体地,可包括98~99.99wt%的衍生自L-乳酸的重复单元和0.01~2wt%的衍生自D-乳酸的重复单元。当聚乳酸树脂含有上述组合物时,可具有耐热性和成形性能之间的平衡以及优异的耐水解性。
此外,在聚乳酸树脂能够成形时,对其分子量或分子量分布没有具体限制。但聚乳酸树脂的重均分子量可为80000g/mol或更高。具体地,聚乳酸树脂的重均分子量可为80000~300000g/mol。
当聚乳酸树脂具有上述范围的重均分子量时,可有助于模制制品的机械强度和耐热性的平衡。
聚乳酸树脂可选自由聚乳酸均聚物、聚乳酸共聚物及其组合构成的组中。
聚乳酸均聚物可以是通过开环聚合乳酸而制备的聚合物,所述乳酸选自由L-乳酸、D-乳酸及其组合构成的组中。
聚乳酸共聚物为具有能够与聚乳酸聚合物共聚的组分的无规或嵌段共聚物。能与聚乳酸聚合物共聚的组分可包括分子内含有能具有两个或更多个酯结合的官能团的化合物。
分子内含有能具有两个或更多个酯结合的官能团的化合物可包括(i)二羧酸、(ii)多元醇、(iii)除乳酸以外的羟基碳酸、(iv)内酯以及(v)由以上化合物制得的聚酯、聚醚、聚碳酸酯等。
(i)二羧酸可包括C4~C50的直链或支链、饱和或不饱和的脂族二羧酸、C8~C20的芳族二羧酸、聚醚二羧酸等。
文中脂族二羧酸可包括琥珀酸、己二酸、癸二酸、癸烷二羧酸等。芳族二羧酸可包括邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸等。聚醚二羧酸可包括在诸如聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚乙烯聚丙二醇等聚亚烷基醚的两端具有羧甲基的二羧酸。
(ii)多元醇可包括脂族多元醇、芳族多元醇、多亚烷基醚等。
文中脂族多元醇可以是具有2~4个羟基的C2~C50的脂族多元醇,例如丁二醇、己二醇、辛二醇、癸二醇、1,4-环己烷二甲醇、甘油、脱水山梨醇、三羟甲基丙烷、新戊二醇等。
此外,芳族多元醇可包括诸如双羟基甲苯、氢醌等C6~C20的芳族二醇或通过将诸如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等C2~C4的环氧烷添加到诸如双酚A、双酚F等双酚中再一起反应而制备的芳族二醇。
此外,多亚烷基醚可包括醚二醇(ether glycol),例如二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等。
(iii)除乳酸以外的羟基碳酸可包括C3~C10的羟基碳酸,例如甘醇酸、羟丁基碳酸、6-羟基己酸等。
(iv)内酯可包括乙交酯、ε-己内酯乙交酯、ε-己内酯、β-丙内酯、δ-丁内酯、β-丁内酯、γ-丁内酯、δ-戊内酯等。
(v)可包括各种聚酯、聚醚或聚碳酸酯以用于制备乳酸共聚物而无特别限制,只要它们是乳酸聚合物常用的,但具体地,包括它们之中的聚酯。
聚酯可包括由脂族二羧酸和脂族二醇制备的脂族聚酯。
文中脂族二羧酸可包括琥珀酸、己二酸、癸二酸、癸烷二羧酸等。脂族二醇可包括C2~C20的脂族二醇,例如乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、辛二醇等;聚亚烷基醚(均聚物或共聚物),例如聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等;聚亚烷基碳酸酯等。
基于聚碳酸酯树脂和聚乳酸树脂的混和树脂的总量,聚乳酸树脂的含量可为10~90wt%,具体地,可为20~80wt%。当聚乳酸树脂含量在以上范围时,能带来优异的耐热性和抗冲强度以及环境友善效果。
(B)阻燃剂
根据一个实施方式,阻燃剂没有特别限制,但可选自由磷类阻燃剂、氮化合物类阻燃剂、硅类阻燃剂、无机阻燃剂及其组合构成的组中,特别是磷类阻燃剂。
磷类阻燃剂可包括诸如磷酸酯、多磷酸盐等有机磷类化合物或红磷。
磷类阻燃剂的实例可包括三甲基磷酸盐、三乙基磷酸盐、三丁基磷酸盐、三己基磷酸盐、三丁氧基乙基磷酸盐、三苯基磷酸盐、三甲苯基磷酸盐、三(二甲苯酚)磷酸盐、三异丙苯基磷酸盐、三萘基磷酸盐、甲苯基二苯基磷酸盐、二甲苯酚二苯基磷酸盐、二苯基磷酸盐、甲基丙烯酰基氧乙基磷酸盐(methacroyl oxyethyl acid phosphoric acid salt)、二苯基丙烯酰氧乙基磷酸盐、二苯基甲基丙烯酰氧乙基磷酸盐、三聚氰胺磷酸盐、二(三聚氰胺)磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐、三苯基氧化膦、三甲苯基氧化膦、甲烷磷酸联苯(methanephosphoric acid diphenyl)、苯基磷酸羟基磷酸盐、它们的缩合材料的缩合磷酸酯等。
缩合磷酸酯的可商购的实例可包括由DAIHACHI CHEMICALINDUSTRY有限公司制造的PX-200、PX-201、PX-202、CR-733S、CR-741、CR-747等。
氮化合物类阻燃剂可包括脂族胺化合物、芳族胺化合物、杂环氮化合物、氰化合物、脂族酰胺、芳族酰胺、脲、硫代脲等。
脂族胺化合物可包括乙胺、丁胺、二乙胺、乙二胺、三亚乙基四胺、二氨基环己烷、二氨基环辛烷、鸟嘌呤、二氨基嘌呤、三吡啶、三嗪化合物等。
硅类阻燃剂可包括硅酮树脂和硅油。
硅酮树脂可包括具有三维网状结构并能形成诸如RSiO3/2、RSiO和RSiO1/2等单元的树脂。文中R表示诸如甲基、乙基、丙基等C1~C10的烷基、芳基,或者进一步包括乙烯基的上述取代基。
硅油可包括改性聚硅氧烷和聚二甲基硅氧烷或它们的混合物,其中所述改性聚硅氧烷在聚二甲基硅氧烷的侧链或末端含有至少一个甲基,所述聚二甲基硅氧烷被选自由氢、烷基、环己基、苯基、苄基、环氧基、聚醚基、羧基、巯基、氯代烷基、烷醇酯基、醇基、烯丙基、乙烯基、三氟甲基及其组合构成的组中的一种取代基改性。
无机阻燃剂可包括二氧化硅(SiO2)、氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑、五氧化二锑、锑、碳酸钠、羟基酒石酸锌、酒石酸锌、偏酒石酸、硫酸锌、氧化锌、氧化亚铁、氧化铁、氧化锡(SnO)、二氧化锡(SnO2)、硼酸锌、硼酸钙、硼酸铵、八钼酸铵、钨的金属盐、钨和非金属的复合氧化物、锆类化合物、胍类化合物、石墨、滑石、膨胀石墨等。特别是可优选使用氢氧化铝和滑石。
基于100重量份的聚碳酸酯树脂和聚乳酸树脂的混和树脂,阻燃剂的含量可为1~50重量份。具体地,在另一个实施方式中可为5~30重量份。当阻燃剂含量在以上范围时,能够实现优异的抗冲击性和耐热性以及优异的阻燃性。
(C)丙烯酸类共聚物
根据一个实施方式,丙烯酸类共聚物可用作增容剂。
丙烯酸类共聚物可为至少包括两种单体的共聚物,所述单体选自由(甲基)丙烯酸直链烷基酯单体、(甲基)丙烯酸支链烷基酯单体、(甲基)丙烯酸环烷基酯单体及其组合构成的组中。文中烷基表示C1~C18的烷基。
(甲基)丙烯酸直链烷基酯可包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八烷醇酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十八烷醇酯、甲基丙烯酸十三烷酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯等。
(甲基)丙烯酸支链烷基酯可包括丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯等。
(甲基)丙烯酸环烷基酯可包括丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯等。
丙烯酸类共聚物的具体实例可包括含有除了甲基丙烯酸甲酯单体以外的选自由任何其它的直链、支链和环状的(甲基)丙烯酸烷基酯及其组合构成的组中的至少一种单体与甲基丙烯酸甲酯单体的共聚物。该共聚物包括60~95wt%的甲基丙烯酸甲酯单体和5~40wt%的其它单体。具体地,该共聚物可包括75~85wt%的甲基丙烯酸甲酯单体和15~25wt%的其它单体。当丙烯酸类共聚物含有上述组合物时,能够制造外观优异的模制制品。
丙烯酸类共聚物的重均分子量可为500000~10000000g/mol,具体为1000000~10000000g/mol,更具体为1000000~5000000g/mol,最具体为1500000~4000000g/mol。当丙烯酸类共聚物具有上述范围的重均分子量时,模制制品能够具有优异的抗冲强度和外观。
丙烯酸类共聚物可用诸如乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合等方法制备。具体地,该方法可包括乳液聚合。乳液聚合可使用普通的乳化剂、聚合引发剂、氧化还原催化剂等进行。
基于其中100重量份的单体,丙烯酸类共聚物可使用0.5~5重量份的乳化剂、0.0005~0.005重量份的聚合引发剂和0.01~0.1重量份的氧化还原催化剂来制备。
乳化剂没有特别限制,但可单独地或组合地包括诸如脂族酯、烷基苯磺酸盐、烷基磷酸盐、磺基丁二酸二烷基酯等阴离子乳化剂,或诸如聚氧乙撑基烷基醚、烷基胺酯等非离子乳化剂。
聚合引发剂可包括:水溶性引发剂,例如过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠等;脂溶性引发剂,包括例如叔丁基氢过氧化物、氢过氧化异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰等有机过氧化物;和氧化还原引发剂等。
氧化还原催化剂可包括甲醛次硫酸氢钠、乙二氨四乙酸二钠、硫酸亚铁、硫酸铜(CuSO4)等。
丙烯酸类共聚物可包括通过将类似环氧基的反应性基团接枝到单体上聚合得到的共聚物,所述单体选自由(甲基)丙烯酸直链烷基酯单体、(甲基)丙烯酸支链烷基酯单体、(甲基)丙烯酸环烷基酯单体及其组合构成的组中。在此,基于丙烯酸类共聚物的总量,反应性基团含量可为1~40wt%。当反应性基团含量在此范围时,能够改善诸如抗冲强度、硬度等机械强度。
根据一个实施方式,不具有反应性基团的丙烯酸类共聚物可更适合用于需要外观优异的领域。
基于100重量份的聚碳酸酯树脂和聚乳酸树脂的混和树脂,丙烯酸类共聚物含量可为1~30重量份。在另一个实施方式中,可为1~15重量份。当丙烯酸类共聚物含量在此范围时,能够确保优异的阻燃性。
(D)抗冲增强剂
抗冲增强剂对聚乳酸树脂具有优异的亲和力,并包括选自由核-壳共聚物、线型烯烃类共聚物及其组合构成的组中的一种。
核-壳共聚物具有核-壳结构。当不饱和单体接枝到橡胶核上时,形成硬壳。不饱和单体可选自由丙烯酸类单体、芳族乙烯基单体、不饱和腈单体以及它们的组合构成的组中,并可接枝到由选自由二烯类单体、丙烯酸类单体、硅类单体及其组合构成的组中的单体聚合得到的橡胶聚合物中。
二烯类单体可包括丁二烯、异戊二烯等。具体地可包括丁二烯。
丙烯酸类单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯等。可使用诸如二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸丙二醇酯、二甲基丙烯酸1,3-丁二醇酯、二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯、甲基丙烯酸烯丙基酯、氰尿酸三烯丙基酯等固化剂。
硅类单体可由环硅氧烷制备。其实例可选自由六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷、三甲基三苯基环三硅氧烷、四甲基四苯基环四硅氧烷和八苯基环四硅氧烷构成的组中。本文中可包括诸如三甲氧基甲基硅烷、三乙氧基苯基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷等固化剂。
当橡胶聚合物的橡胶平均粒径为0.4~1μm时,能够确保抗冲击性和着色性能之间的良好平衡。
在这些不饱和单体中,丙烯酸类单体可选自由(甲基)丙烯酸的烷基酯、(甲基)丙烯酸的酯以及它们的组合构成的组中。特别是可选自由不具有反应性基团的(甲基)丙烯酸的烷基酯、(甲基)丙烯酸的酯以及它们的组合构成的组中。包括丙烯酸类单体的抗冲增强剂能够产生优异的外观,所述丙烯酸类单体不具有能接枝到橡胶组合物上的反应性基团。
此时烷基表示C1~C10的烷基。具体地,(甲基)丙烯酸烷基酯的实例可包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯等,具体地包括(甲基)丙烯酸甲酯。
此外,酐可包括酸酐。具体地,可包括诸如马来酸酐、衣康酸酐等羧酸酐。
在这些不饱和单体之中,芳族乙烯基单体可选自由苯乙烯、C1~C10烷基取代的苯乙烯、卤代苯乙烯以及它们的组合构成的组中。烷基取代苯乙烯的实例可包括邻乙基苯乙烯、间乙基苯乙烯、对乙基苯乙烯、α-甲基苯乙烯等。
在这些不饱和单体之中,不饱和腈单体可选自由丙烯腈、甲基丙烯腈、乙基丙烯腈以及它们的组合构成的组中。
核-壳聚合物可包括50~90wt%的橡胶聚合物和10~50wt%的不饱和单体。当核-壳聚合物含有上述组合物时,能够产生与树脂的优异相容性,由此可显著增强抗冲强度。
线型烯烃类共聚物可包括烯烃类单体和丙烯酸类单体的共聚物。
烯烃类单体可单独或组合地包括乙烯、丙烯、异丙烯、丁烯、异丁烯等。
丙烯酸类单体可包括(甲基)丙烯酸的烷基酯或(甲基)丙烯酸的酯。此时烷基表示C1~C10的烷基。(甲基)丙烯酸的烷基酯的实例可包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯等,特别包括(甲基)丙烯酸甲酯。(甲基)丙烯酸的酯的实例可包括(甲基)丙烯酸酯。
线型烯烃类共聚物可通过使用普通的烯烃聚合催化剂齐格勒-纳塔催化剂制备。为了制得更具选择性的结构,线型烯烃类共聚物可通过使用金属茂类催化剂制备。
本文中,能将诸如马来酸酐等反应性基团接枝到烯烃类共聚物上以改善与聚乳酸树脂的分散性。本发明相关领域的普通技术人员容易实施将反应性基团接枝到线型烯烃类共聚物上的方法。
根据一个实施方式,抗冲增强剂、特别是不具有反应性基团的线型烯烃类共聚物可更适合用于要求外观优异的领域。
根据一个实施方式,基于100重量份的聚碳酸酯树脂和聚乳酸树脂的混和树脂,抗冲增强剂含量可为1~20重量份。在另一个实施方式中,抗冲增强剂含量可为3~10重量份。当抗冲增强剂含量在此范围时,能够使抗冲强化和耐热性最大化并改善流动性,由此改善注射成型性能。
(E)其它添加剂
根据一个实施方式,聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物可进一步包括添加剂。
添加剂可选自由抗菌剂、热稳定剂、抗氧化剂、脱模剂、光稳定剂、增容剂、无机材料添加剂、表面活性剂、偶联剂、增塑剂、掺料、着色剂、稳定剂、润滑剂、抗静电剂、耐火剂、耐候剂、紫外线(UV)阻挡剂、填充剂、成核剂、粘合助剂、粘结剂以及它们的混合物构成的组中。
抗氧化剂可包括酚型、磷化物型、硫醚型或胺型抗氧化剂。脱模剂可包括含氟聚合物、硅油、硬脂酸的金属盐、褐煤酸的金属盐、褐煤酸酯蜡或聚乙烯蜡。此外,耐候剂可以是二苯甲酮型或胺型。着色剂可包括染料或颜料。紫外线(UV)阻挡剂可包括二氧化钛(TiO2)或炭黑。填充剂可包括玻璃纤维、碳纤维、硅石、云母、矾土、粘土、碳酸钙、硫酸钙或玻璃珠。当包括填充剂时,可改善诸如机械强度、耐热性等性能。此外,成核剂可包括粘土。
基于100重量份的聚碳酸酯树脂和聚乳酸树脂的混和树脂,添加剂含量可为0.1~30重量份。当添加剂含量在此范围时,各种添加剂分别能带来所需效果,而且还能够提供优异的机械性能并改善表面外观。
根据一个实施方式,聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物可通过添加聚碳酸酯树脂、聚乳酸树脂、阻燃剂、丙烯酸类共聚物和抗冲增强剂来制备。换句话说,它可通过同时混合聚碳酸酯树脂、聚乳酸树脂、阻燃剂、丙烯酸类共聚物和抗冲增强剂来制备,或者通过混合聚乳酸树脂和抗冲增强剂,然后母体处理(master-disposing)混合物来制备。
母体处理法降低了聚碳酸酯树脂和聚乳酸树脂之间的粘度差,由于聚乳酸树脂的粘度相对低于聚碳酸酯树脂,所以聚乳酸树脂会因抗冲增强剂而流动性变差。
此外,根据一个实施方式,颗粒可通过使用聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物以周知方法制备。例如,颗粒可通过混合本发明的各组分和添加剂,然后用挤出机熔融挤出混合物来制备。
根据一个实施方式,提供了一种通过使用聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物模制的产品。聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物可有用地用于要求耐热性、抗冲强度、阻燃性以及良好的机械性能和外观的模制制品,例如汽车、汽车部件、电子部件、通讯装置、办公设备等。具体地,能够用于电子产品外壳,例如电视、计算机、打印机、洗衣机、磁带播放机、音频设备、游戏设备等。
以下实施例将详细说明本发明。但这些实施例在任何意义上不应解释为限制本发明的范围。
[实施例]
根据一个实施方式,聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物包括以下各组分。
(A)混合树脂
(a1)聚碳酸酯树脂
使用由韩国LG-DOW公司制造的CALIBRE200-3。
(a2)聚乳酸树脂
使用由美国NatureWorks有限公司制造的4032D。
(B)阻燃剂
使用由日本DAIHACHI公司制造的磷类阻燃剂PX-200。
(C)丙烯酸类共聚物
(C-1)在装有搅拌器、温度计、氮气孔和循环式冷凝器的3L四口烧瓶反应器内,将190.15g离子交换过的水、0.015g双十二烷基硫代琥珀酸钠、0.001g正十二烷基硫醇、0.2g碳酸氢钠(NaHCO3)、7g甲基丙烯酸丁酯和4g丙烯酸丁酯制成乳液。在反应器内将乳液保持在75℃并替换成氮气氛,然后向其中加入0.05g过硫酸钾。使制得的混合物反应120分钟,制备种子胶乳。在完成种子反应时,同时将包括63g甲基丙烯酸丁酯、41g丙烯酸丁酯、50g甲基丙烯酸甲酯、0.1g双十二烷基硫代琥珀酸钠和0.063g正十二烷基硫醇以及20g过硫酸钾(0.5%稀溶液)的混合物加入到反应器中保持320分钟,同时保持反应器内温度为75℃。将制得的混合物通过进一步反应聚合60分钟。制得的共聚物是重均分子量为1500000g/mol的丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸甲酯。
(C-2)根据与C-1相同的方法制备共聚物,区别在于将10g过硫酸钾用作聚合引发剂。制得的共聚物是重均分子量为4100000g/mol的丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸甲酯。
(C-3)根据与C-1相同的方法制备共聚物,区别在于将5g过硫酸钾用作聚合引发剂。制得的共聚物是重均分子量为8000000g/mol的丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸甲酯。
(C-4)根据与C-2相同的方法制备共聚物,区别在于不将甲基丙烯酸丁酯用作单体。制得的共聚物是重均分子量为3900000g/mol的丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸甲酯。
(C-5)根据与C-2相同的方法制备共聚物,区别在于用甲基丙烯酸乙酯代替甲基丙烯酸丁酯作为单体。制得的共聚物是重均分子量为4000000g/mol的丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸甲酯。
(C-6)使用由Nippon Oiland Fats有限公司制造的Modiper A-4200作为丙烯酸类共聚物,通过将甲基丙烯酸甘油醚酯以10wt%的量接枝到丙烯酸类单体上制得。
(D)抗冲增强剂
使用由Mitsubishi Rayon公司制造的METABLENE C-223A。
实施例1~7和对比例1~3
以40kg/hr的进料速度、240rpm的转速、250~300℃的温度、规格、L/D=36的螺杆配置用以下表1所示的量将上述组分放入反应挤出机中,然后一起反应。
接着,用普通的双螺杆挤出机在220~280℃的温度下挤出反应物并制成颗粒。
实验例
将根据实施例1~7和对比例1~3的颗粒在80℃下干燥4小时后,然后用6盎司的注塑机注塑为ASTM哑铃状样本,注塑机设置为220~280℃的料筒温度、100℃的成型温度和每隔40秒的成型周期。测定样本相关性能。结果示于以下表1中。
(1)热变形温度(VST):根据ASTM D1525测定。
(2)Izod抗冲强度:根据ASTM D256A测定。
(3)阻燃性:根据UL-94V测试测定。
(4)外观:用裸眼检查模制产品的相关外观。
(5)抗拉强度:根据ASTM D638测定。
(6)挠曲强度:根据ASTM D790测定。
(7)挠曲模量:根据ASTM D790测定。
表1

*重量份:表示基于100重量份的混合树脂(A)
**阻燃性级别:V0>V1>失败
***外观级别:◎(优异)>○(良好)>△(正常)>×(差)
参照表1,根据一个实施方式的包括聚碳酸酯树脂、聚乳酸树脂、阻燃剂、多种分子量的丙烯酸类共聚物和抗冲增强剂的实施例1~7的颗粒表明了具有优异的耐热性、抗冲强度、阻燃性和机械强度。特别是与实施例7的包括具有反应性基团的丙烯酸类共聚物的颗粒相比,包括实施例1~6的不含有反应性基团的丙烯酸类共聚物的颗粒具有更好的外观。
另一方面,对比例1的不包括丙烯酸类共聚物的颗粒具有的耐热性和抗冲强度变差很多,且具有的外观差。此外,对比例2的包括根据实施方式范围以外的丙烯酸类共聚物的颗粒具有较差的抗冲强度、阻燃性和机械强度。
虽然已结合目前认为是可行的示例性实施方式说明了本发明,但应理解的是,本发明不限于以上公开的实施方式,相反,本发明旨在覆盖包含在所附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等效方案。

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本发明公开了一种聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物及使用该组合物的模制制品,其中所述聚乳酸/聚碳酸酯树脂组合物包括:(A)100重量份的混合树脂,包括(a1)1090wt的聚碳酸酯树脂和(a2)1090wt的聚乳酸树脂;(B)150重量份的阻燃剂;(C)130重量份的丙烯酸类共聚物;和(D)120重量份的抗冲增强剂。。

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