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具有改善的冲击强度和熔体流动性的热塑性树脂组合物由其制备的制品及合金化的组合物.pdf

  • 上传人:小**
  • 文档编号:8904020
  • 上传时间:2021-01-11
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201010613292.8

    申请日:

    20101229

    公开号:

    CN102115564A

    公开日:

    20110706

    当前法律状态:

    有效性:

    有效

    法律详情:

    IPC分类号:

    C08L25/12,C08L55/02,C08L25/14,C08L69/00,C08L33/12,C08L23/00,C08L71/12,C08L67/02,C08L77/00,C08L79/08

    主分类号:

    C08L25/12,C08L55/02,C08L25/14,C08L69/00,C08L33/12,C08L23/00,C08L71/12,C08L67/02,C08L77/00,C08L79/08

    申请人:

    第一毛织株式会社

    发明人:

    郑珍和,权奇惠,具慈官,金一镇

    地址:

    韩国庆尚北道

    优先权:

    10-2009-0134973,10-2010-0096046

    专利代理机构:

    北京康信知识产权代理有限责任公司

    代理人:

    李丙林;张英

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    内容摘要

    本发明提供了一种具有改善的冲击强度和熔体流动性的热塑性树脂组合物。本发明的苯乙烯系热塑性树脂组合物包含(A)以重量计约10%至约99%的热塑性树脂,其包括一种或多种选自由苯乙烯系共聚树脂(a1)和橡胶改性的乙烯基接枝共聚物(a2)所组成组中的化合物;(B)以重量计约1%至约90%的由包含硅基化合物制备的支链苯乙烯系共聚物树脂。由于应用了支链苯乙烯系共聚物树脂,本发明的热塑性树脂组合物是一种具有更好的流动性、可压实性和抗冲击强度的树脂组合物。本发明还提供了一种通过将所述苯乙烯系热塑性树脂组合物挤压或注射而制备的塑料制品。本发明还提供了一种合金化的苯乙烯系热塑性树脂组合物。

    权利要求书

    1.一种苯乙烯系热塑性树脂组合物,包括:(A)以重量计约10%至约99%的包含一种或多种选自由(a1)苯乙烯系共聚树脂和(a2)橡胶改性的乙烯基接枝共聚物组成的组的热塑性树脂;(B)以重量计约1%至约90%的由包含硅基化合物制备的支链苯乙烯系共聚物树脂。 2.根据权利要求1所述的苯乙烯系热塑性树脂组合物,其中由引入硅基化合物制备的所述支链苯乙烯系共聚物树脂(B)是通过将(b1)芳香族乙烯基单体、(b2)不饱和腈类单体、(b3)(甲基)丙烯酸类单体、及(b4)含有两个或多个不饱和官能团的硅基化合物进行共聚合制备的共聚物或其组合。 3.根据权利要求2所述的苯乙烯系热塑性树脂组合物,其中由引入硅基化合物制备的所述支链苯乙烯系共聚物树脂(B)是通过将以下成分共聚合制备的共聚物或其组合:(b1)以重量计约10%至约85%的芳香族乙烯基单体;(b2)以重量计约10%至约85%的不饱和腈类单体;(b3)以重量计约1%至约50%的(甲基)丙烯酸类单体;和(b4)以重量计约0.1%至约20%的含有两个或多个不饱和官能团的硅基化合物。 4.根据权利要求1所述的苯乙烯系热塑性树脂组合物,其中由引入硅基化合物制备的所述支链苯乙烯系共聚物树脂(B)的重均分子量为约5,000至约5,000,000之间。 5.根据权利要求2所述的苯乙烯系热塑性树脂组合物,其中所述芳香族乙烯基单体(b1)选自由苯乙烯、对甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、卤素取代的苯乙烯、烷基取代的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、顺丁烯二酸酐、C烷基取代的马来酰亚胺、苯核取代的马来酰亚胺、以及其组合组成的组中的一种。 6.根据权利要求2所述的苯乙烯系热塑性树脂组合物,其中所述不饱和腈类单体(b2)选自由丙烯腈、甲基丙烯腈、以及其组合组成的组中的一种。 7.根据权利要求2所述的苯乙烯系热塑性树脂组合物,其中所述(甲基)丙烯酸类单体(b3)是具有如下所示式1或式2表示的结构的芳香族或脂肪族甲基丙烯酸酯,和能够与具有如下所示式1或式2表示的结构的芳香族或脂肪族甲基丙烯酸酯共聚合的(甲基)丙烯酸类单体的组合:[式1]其中m是从0到20的整数,X是氢或甲基,Y是选自由甲基、环己基、苯基、苄基、甲基苯基、甲基乙基苯基、甲氧基苯基、环己基苯基、氯苯基、溴苯基、苯基苯基、和苄基苯基组成的组中的一种,[式2]其中m是从0到20的整数,X是氢或甲基,Z是氧(O)或硫(S),Ar是选自由甲基、环己基、苯基、甲基苯基、甲基乙基苯基、甲氧基苯基、环己基苯基、氯苯基、溴苯基、苯基苯基和苄基苯基组成的组中的一种。 8.根据权利要求7所述的苯乙烯系热塑性树脂组合物,其中所述芳香族或脂肪族甲基丙烯酸酯选自由(甲基)丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苯氧基酯、甲基丙烯酸苯氧基乙酯、甲基丙烯酸-2-乙基苯氧基酯、甲基丙烯酸-2-乙基硫代苯基酯、甲基丙烯酸-2-乙基胺基苯基酯、甲基丙烯酸苯基酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸-2-苯基乙酯、甲基丙烯酸-3-苯基丙酯、甲基丙烯酸-4-苯基丁酯、甲基丙烯酸-2-(2-甲基苯基)乙基酯、甲基丙烯酸-2-(3-甲基苯基)乙基酯、甲基丙烯酸-2-(4-甲基苯基)乙基酯、甲基丙烯酸-2-(4-丙基苯基)乙基酯、甲基丙烯酸-2-(4-(1-甲基乙基)苯基)乙基酯、甲基丙烯酸-2-(4-甲氧基苯基)乙基酯、甲基丙烯酸-2-(4-环己基苯基)乙基酯、甲基丙烯酸-2-(2-氯苯基)乙基酯、甲基丙烯酸-2-(3-氯苯基)乙基酯、甲基丙烯酸-2-(4-氯苯基)乙基酯、甲基丙烯酸-2-(4-溴苯基)乙基酯、甲基丙烯酸-2-(3-苯基苯基)乙基酯、甲基丙烯酸-2-(4-苄基苯基)乙基酯、以及其组合组成的组中的一种。 9.根据权利要求2所述的苯乙烯系热塑性树脂组合物,其中所述含有两个或多个不饱和官能团的硅基化合物(b4)是一种在末端或侧链含有两个或多个不饱和官能团的硅基化合物,或是其两种或多种的组合,结构如下式3所表示:[式3]其中,l、m和n是从0到100的整数,l+m+n不等于0,R~R单独或同时是烃基、乙烯基、羟基、氨基、脲基、异氰酸酯基、环硫基、环氧基或巯基,R1~R8中的至少两个或多个包含能够聚合且具有线性或环形结构的不饱和官能团(R1和R8的组合)。 10.根据权利要求9所述的苯乙烯系热塑性树脂组合物,其中所述含有两个或多个不饱和官能团的硅基化合物(b4)选自由二甲氧基甲基乙烯基硅烷、二乙氧基甲基乙烯基硅烷、二乙酰氧基甲基乙烯基硅烷、1,1,1,3,5,5,5,-七甲基-3-乙烯基三硅氧烷、2,4,6,8-四甲基-四乙烯基环四硅氧烷、α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷、改性的乙烯基二甲基硅氧烷、以及其组合组成的组中的一种。 11.根据权利要求2所述的苯乙烯系热塑性树脂组合物,其中所述含有两个或多个不饱和官能团的硅基化合物(b4)是包含至少两个或多个可聚合的不饱和官能团的线性或环形结构的化合物。 12.根据权利要求2所述的苯乙烯系热塑性树脂组合物,其中所述含有两个或多个不饱和官能团的硅基化合物(b4)的粘度低于5,000cPs。 13.根据权利要求2所述的苯乙烯系热塑性树脂组合物,其中所述含有两个或多个不饱和官能团的硅基化合物(b4)的乙烯基含量约在0.05mmol/g至约10mmol/g之间。 14.根据权利要求1所述的苯乙烯系热塑性树脂组合物,其中所述苯乙烯系共聚物树脂(a1)是通过将以重量计约50%至约95%的芳香族乙烯基化合物或其混合物,与以重量计约5%至50%的(甲基)丙烯酸烷基酯或其混合物进行共聚合制备成的共聚物或其混合物。 15.根据权利要求1所述的苯乙烯系热塑性树脂组合物,其中所述橡胶改性的乙烯基接枝共聚物(a2)是通过将以重量计约5%至约95%的乙烯基单体混合物,与以重量计约5%至约95%的橡胶聚合物进行接枝聚合制备的接枝共聚物。 16.根据权利要求1所述的苯乙烯系热塑性树脂组合物,其中所述苯乙烯系热塑性树脂组合物的悬臂梁冲击强度(1/8″)为根据ASTM D256测量的15-60kgf·cm/cm,熔体流动指数为根据ASTMD1238(220℃,10kg)测量的15-60g/10min。 17.根据权利要求1所述的苯乙烯系热塑性树脂组合物,其中所述苯乙烯系热塑性树脂组合物还包括添加剂,所述添加剂选自由表面活性剂、成核剂、偶联剂、填料、增塑剂、抗冲改性剂、润滑剂、抗菌剂、脱模剂、热稳定剂、抗氧化剂、光稳定剂、增容剂、无机填料、染料、稳定剂、抗静电剂、颜料、阻燃剂、以及其混合物组成的组。 18.一种塑料制品,通过将根据权利要求1至17中任一项所述的苯乙烯系热塑性树脂组合物挤出或射出而制备。 19.一种合金化的苯乙烯系热塑性树脂组合物,通过将权利要求1至17中任一项所述的苯乙烯系热塑性树脂组合物与一种或两种以上的树脂组合物合金化而制备,所述一种或两种以上的树脂组合物选自由聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚烯烃、聚苯醚(PPE)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酰胺、聚酰亚胺、以及其混合物组成的组。

    说明书

    

    本申请要求2009年12月30日提交到韩国知识产权局的2009-0134973号专利申请、和2010年10月1日提交到韩国知识产权局的2010-0096046号申请的优先权,其全部内容结合于此供参考。

    技术领域

    本发明涉及一种苯乙烯系热塑性树脂组合物。

    背景技术

    热塑性树脂具有比玻璃或金属更低的比重,而且具有良好的物理性能,如可压实性与抗冲击性等。最近由于电子产品变得越来越大、重量变轻及伴随的低价格走势,塑料制品正在迅速取代现有的玻璃或金属领域,从电子元件拓宽到汽车部件领域。因此,外部材料的功能和外观变得越来越重要,外界刺激(stimulation)的要求及可加工性也在增加。

    丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)树脂是通过将接枝ABS共聚物(g-ABS)树脂分散于基质聚合物苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)树脂中制备而成。接枝ABS共聚物(g-ABS)是一种共聚物,其将芳香族乙烯基化合物(如苯乙烯类单体)和不饱和腈化合物(如丙烯腈类单体)接枝到作为中心或核心部分的丁二烯基橡胶聚合物中。这种ABS树脂具有良好的性能,例如可加工性、抗冲击性、耐热性、耐化学性、机械强度及熔体强度等,也有优异的着色性能和光泽。因此,ABS树脂广泛应用于各类电器、电子和各种需要视觉舒适的外观的部件。

    然而,ABS树脂用于如搅拌机、洗衣机、电风扇等电器和电子设备的内部和外部材料时,也应该具有抵抗强化学试剂如乙酸和工业用油不破裂的性能,同时保持优异的抗冲击性。这种材料易受发动机驱动力的重复压力。因此,这种内部和外部材料应该能耐受重复压力以致在预定时间或更长时间不破裂或破损。

    最近,随着电子部件外壳变化的趋势,对各类特殊复杂性能的要求越来越多。尤其,随着高抗冲击性、流动性和色彩变得十分重要,由于电子部件要变得更薄和更奢华的策略方法,对于ABS树脂具有良好抗冲击性和流动性能的要求日益提高。

    为了提高ABS树脂的抗冲击性,传统上在ABS树脂中应用SAN树脂能够通过增加SAN树脂的分子量或橡胶含量来加强抗冲击性,使抗冲击性提高,但未能改善流动性和耐热性。

    发明内容

    为了克服这些问题,本发明是针对苯乙烯系热塑性树脂组合物,其中苯乙烯系共聚物树脂和橡胶改性的乙烯基接枝树脂的共混物进一步包括支链苯乙烯系共聚物树脂,该支链苯乙烯系共聚物树脂通过引入硅基化合物制备而成,从而提高了树脂的抗冲击性和熔体流动性。进一步地,本发明提供了使用上述树脂组合物的塑料制品。

    本发明提供了一种苯乙烯系热塑性树脂组合物,其包括:(A)以重量计约10%至约99%的热塑性树脂,所述热塑性树脂包括一种或多种选自由(a1)苯乙烯系共聚物树脂和(a2)橡胶改性的乙烯基接枝共聚物组成的组;和(B)以重量计约1%至约90%的支链苯乙烯系共聚物树脂,所述支链苯乙烯系共聚物树脂是通过引入硅基化合物制备的。

    在本发明的示例性实施方式中,通过引入硅基化合物制备的支链苯乙烯系共聚物树脂(B)的重均分子量在约50,000至约5,000,000之间。

    通过引入硅基化合物制备的支链苯乙烯系共聚物树脂(B)是一种由芳香族乙烯基单体(b1)、不饱和腈类单体(b2)、(甲基)丙烯酸类((meth)acrylic)单体(b3)和含有两个或更多不饱和官能团的硅基化合物(b4)共聚合制备成的共聚物或其组合。

    通过引入硅基化合物制备的支链苯乙烯系共聚物树脂(B)是一种由(b1)以重量计约10%至约85%的芳香族乙烯基单体;(b2)以重量计约10%至约85%的不饱和腈类单体;(b3)以重量计约1%至约50%的(甲基)丙烯酸类(((meth)acrylic))单体,和(b4)以重量计约0.1%至约20%的含有两个或更多不饱和官能团的硅基化合物共聚合制备成的共聚物或其组合。

    苯乙烯系热塑性树脂组合物还进一步包括添加剂,所述添加剂选自由表面活性剂、成核剂、偶联剂、填料、增塑剂、抗冲改性剂、润滑剂、抗菌剂、脱模剂(parting agents)、热稳定剂、抗氧化剂、光稳定剂、增容剂、无机填料、染料、稳定剂、抗静电剂、颜料、防火剂(阻燃剂)、以及其组合组成的组。

    本发明包括挤出上述苯乙烯系热塑性树脂组合物的粒料和对其模塑成的塑料制品。

    在本发明的示例性实施方式中,苯乙烯系热塑性树脂组合物能与其他树脂合金化,例如,但不限于一种或两种以上选自由以下构成的组中的树脂组合物,该组包括聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚烯烃、聚苯醚(PPE)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酰胺、聚酰亚胺、以及其组合。

    此外,本发明提供了上述合金化的苯乙烯系热塑性树脂组合物。

    具体实施方式

    在以下对本发明的详细说明中,本发明在下文中将被更完整地描述,其中描述了本发明的一些实施例,但并非所有实施例。事实上,本发明可以许多不同的形式实现,不应被解释为局限于本文列出的实施例中;相反,提供这些实施例是为了使公开能满足适用的法律要求。

    本发明提供了一种苯乙烯系热塑性树脂组合物,包含以重量计约10%至约99%的热塑性树脂,该热塑性树脂包括选自由(a1)苯乙烯系共聚物树脂和(a2)橡胶改性的乙烯基接枝共聚物组成的组中的一种或多种;和(B)以重量计约1%至约90%的通过引入硅基化合物制备的支链苯乙烯系共聚物树脂。

    本发明的苯乙烯系热塑性树脂组合物包含苯乙烯系共聚物树脂和橡胶改性的乙烯基接枝树脂,以及通过引入硅基化合物制备的支链苯乙烯系共聚物树脂的共混物,从而同时提高树脂的抗冲击性与熔体流动性。具体地,由于应用了通过引入硅基化合物制备的支链苯乙烯系共聚物树脂,本发明的苯乙烯系热塑性树脂组合物具有优异的抗冲击性,而且支链结构提高了熔体流动性,因此,它具有良好的成型性能。

    (a1)苯乙烯系共聚物树脂

    本发明的苯乙烯系共聚物树脂能通过已知的方法制备,将以重量计约50%至约95%的芳香族乙烯基化合物或其组合、以重量计约5%至约50%的不饱和腈类化合物、(甲基)丙烯酸烷基酯、顺丁烯二酸酐以及基于马来酰亚胺的化合物或其组合进行共聚合而制备。上述方法在本领域是众所周知的,是乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合或本体聚合中的一种。

    芳香族乙烯基化合物的实例可包含但不局限于苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、2,4-二甲基苯乙烯,及卤素或烷基取代的苯乙烯等。苯乙烯是最优选的。

    不饱和腈类化合物的实例可包含但不局限于丙烯腈和甲基丙烯腈等。

    (甲基)丙烯酸烷基酯的实例可包含但不局限于C1-8甲基丙烯酸烷基酯和C1-8丙烯酸烷基酯等。C1-8甲基丙烯酸烷基酯和C1-8丙烯酸烷基酯分别是甲基丙烯酸和丙烯酸的酯类,由含有1-8个碳原子的一元醇所制备。在本发明的示例性实施方式中,这些可包括但不限于甲基丙烯酸甲酯类、甲基丙烯酸乙酯类、丙烯酸乙酯类、丙烯酸甲酯类或甲基丙烯酸丙酯类等。

    基于马来酰亚胺的化合物的实例可包括但不局限于C1-4烷基N-取代的马来酰亚胺或苯基N-取代的马来酰亚胺。

    在本发明的示例性实施方式中,苯乙烯系共聚物(a1)是苯乙烯系共聚物或其组合,它由以重量计约50%至约95%的苯乙烯、α-甲基苯乙烯、卤素或烷基取代的苯乙烯、或其组合;以及以重量计约5%至50%的丙烯腈、甲基丙烯腈、C1-8丙烯酸烷基酯类、顺丁烯二酸酐、C1-4烷基或苯核(phenyl nucleus)取代的马来酰亚胺、或其组合通过共聚合制备而成。

    优选的苯乙烯系共聚物(a1)的实例可由苯乙烯和丙烯腈,可选地甲基丙烯酸甲酯类单体混合物;α-甲基苯乙烯和丙烯腈,可选地甲基丙烯酸甲酯类的单体混合物;或者苯乙烯、α-甲基苯乙烯和丙烯腈,可选地甲基丙烯酸甲酯类单体混合物制备而成。

    优选的苯乙烯系共聚物(a1)的重均分子量为15,000至250,000。

    在另一个示例性实施方式中,苯乙烯共聚物优选是由苯乙烯和顺丁烯二酸酐组成的共聚物,它通过连续本体聚合过程或溶液聚合过程制备。苯乙烯和顺丁烯二酸酐的比率能在很大范围内改变,尤其是顺丁烯二酸酐的量以重量计为约5%至约50%。此外,苯乙烯/顺丁烯二酸酐共聚物的重均分子量可在很大范围内变化,尤其优选重均分子量为15,000至250,000。

    在另一个示例性实施方式中,制备了如下所述的橡胶改性的乙烯基接枝共聚物(a2),苯乙烯系共聚物(a1)可能作为副产品产生。尤其是,当以过量单体混合物接枝小量的橡胶聚合物,或当使用过多的链转移剂作为分子量控制剂时,这会发生得更频繁。在本发明中制备树脂组合物使用的苯乙烯系共聚物的量并不代表包括接枝共聚物的副产物。

    (a2)橡胶改性的乙烯基接枝共聚物

    橡胶改性的乙烯基接枝共聚物(a2)由以重量计约5%至约95%的橡胶聚合物和以重量计约5%至约95%的乙烯基单体混合物通过接枝聚合而制备。橡胶改性的乙烯基接枝共聚物(a2)由本领域技术人员众所周知的方法制备,如乳液聚合、悬浮聚合、本体聚合和溶液聚合。乙烯基单体混合物包括以重量计约50%至约95%的芳香族乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸烷基酯类、或其组合,和以重量计约5%至约50%的不饱和腈类化合物、(甲基)丙烯酸烷基酯类、马来酰亚胺化合物、或其组合。

    优选地,乙烯基单体混合物包含以重量计约60%至约90%的芳香族乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸烷基酯类、或其组合,和以重量计约10%至约40%的不饱和腈类化合物、(甲基)丙烯酸烷基酯类、马来酰亚胺化合物、或其组合。

    芳香族乙烯基化合物包括但不限于苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、2,4-二甲基苯乙烯、及卤素或烷基取代的苯乙烯等。

    上述(甲基)丙烯酸烷基酯类可包含C1-8甲基丙烯酸烷基酯类和C1-8丙烯酸烷基酯类。C1-8甲基丙烯酸烷基酯类或C1-8丙烯酸烷基酯类可分别是甲基丙烯酸或丙烯酸的烷基酯类,且为可由含有1-8个碳原子的一元醇制备的酯类。在示例性实施方式中,它包括但不限于甲基丙烯酸甲酯类、甲基丙烯酸乙酯类、丙烯酸乙酯类、丙烯酸甲酯类或甲基丙烯酸丙酯类。

    不饱和腈类化合物可包括但不限于丙烯腈、甲基丙烯腈等。

    马来酰亚胺化合物可包括但不限于C1-4烷基N-取代的马来酰亚胺或苯基N-取代的马来酰亚胺等。

    橡胶共聚物的实例可包括但不限于丁二烯橡胶类、丙烯酸橡胶类、乙烯/丙烯橡胶类、苯乙烯-丁二烯、丙烯腈/丁二烯橡胶类、异戊二烯橡胶类、乙烯-丙烯-二烯单体(EPDM)(三元乙丙橡胶)、和聚有机硅氧烷/聚(甲基)丙烯酸烷基酯橡胶类复合物等。

    考虑到树脂组合物理想的抗冲击强度和外观,橡胶颗粒的平均尺寸在约0.05μm至约4μm的范围内。

    在一个示例性实施方式中,橡胶改性的乙烯基接枝共聚物(a2)可通过将以重量计约5%至约95%的以下单体混合物接枝聚合到以重量计约5%至约95%的选自由以下组成的组中的一种或其组合制备而成,该组包括丁二烯橡胶类、丙烯酸橡胶类、乙烯/丙烯橡胶类、苯乙烯-丁二烯(橡胶类)、丙烯腈/丁二烯橡胶类、异戊二烯橡胶类、乙烯-丙烯-二烯单体(EPDM)、及聚有机硅氧烷/聚(甲基)丙烯酸烷基酯橡胶类复合物等,所述单体混合物包含以重量计约50%至约95%的苯乙烯、α-甲基苯乙烯、卤素或烷基取代的苯乙烯、甲基丙烯酸C1-8烷基酯类、丙烯酸C1-8烷基酯类或其组合,和以重量计约5%至约50%的丙烯腈、甲基丙烯腈、甲基丙烯酸C1-8烷基酯类、丙烯酸C1-8烷基酯类、顺丁烯二酸酐、C1-4烷基N-取代的马来酰亚胺或苯基N-取代的马来酰亚胺、或其组合。

    橡胶改性的乙烯基接枝共聚物(a2)的实例可以是将丁二烯橡胶类、丙烯酸橡胶类或苯乙烯-丁二烯橡胶与包含苯乙烯、丙烯腈和可选的(甲基)丙烯酸烷基酯单体的混合物接枝共聚合而制备的共聚物。

    其他橡胶改性的乙烯基接枝共聚物(a2)的实例可以是将丁二烯橡胶类、丙烯酸橡胶类或苯乙烯-丁二烯橡胶与甲基丙烯酸甲酯单体接枝共聚合制备的共聚物。

    最优选的橡胶改性的乙烯基接枝共聚物(a2)是ABS接枝共聚物。

    (B)通过引入硅基化合物制备的支链苯乙烯系共聚物树脂

    本发明通过引入硅基化合物制备的支链苯乙烯系共聚物树脂(B)是包含芳香族乙烯基单体(b1)、不饱和腈类单体(b2)、(甲基)丙烯酸类((meth)acrylic)单体(b3)和含有两个或多个不饱和官能团的硅基化合物(b4)的共聚物。通过引入硅基化合物制备的一定量的支链苯乙烯系共聚物树脂(B)包含以重量计约10%至约85%的芳香族乙烯基单体(b1)、以重量计约10%至约85%的不饱和腈类单体(b2)、以重量计约1%至约50%的(甲基)丙烯酸类单体(b3)和以重量计约0.1%至约20%的含有两个或多个不饱和官能团的硅基化合物(b4)。

    优选地,通过引入硅基化合物制备的支链苯乙烯系共聚物树脂(B)的重均分子量为约5,000至约5,000,000。

    芳香族乙烯基单体(b1)的实例选自由苯乙烯、对甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、卤素或烷基取代的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、顺丁烯二酸酐、C1-4烷基取代的马来酰亚胺、苯核取代的马来酰亚胺等,及其混合物组成的组。

    不饱和腈类单体(b2)的实例选自不限于由丙烯腈、甲基丙烯腈及其混合物组成的组。

    (甲基)丙烯酸类单体(b3)可以是一种含有如下式1或2表示的结构的芳香族或脂肪族甲基丙烯酸酯,也可以是能够与含有如下式1或2表示的结构的芳香族或脂肪族甲基丙烯酸酯发生共聚的(甲基)丙烯酸类单体的组合。

    [式1]

    其中,m是0到20的整数,X是氢或甲基,Y是选自由甲基、环己基、苯基、苄基、甲基苯基、甲基乙基苯基、甲氧基苯基、环己基苯基、氯苯基、溴苯基、苯基苯基和苄基苯基组成的组中的一种。

    [式2]

    其中,m是0到20的整数,X是氢或甲基,Z是氧(O)或硫(S),Ar是选自由甲基、环己基、苯基、甲基苯基、甲基乙基苯基、甲氧基苯基、环己基苯基、氯苯基、溴苯基、苯基苯基(联苯基)和苄基苯基所组成的组中的一种。

    所述芳香族或脂肪族甲基丙烯酸酯选自由(甲基)丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苯氧基酯、甲基丙烯酸苯氧基乙酯、甲基丙烯酸-2-乙基苯氧基酯、甲基丙烯酸-2-乙基硫代苯基酯、甲基丙烯酸-2-乙基胺基苯基酯、甲基丙烯酸苯基酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸-2-苯基乙酯、甲基丙烯酸-3-苯基丙酯、甲基丙烯酸-4-苯基丁酯、甲基丙烯酸-2-(2-甲基苯基)乙基酯、甲基丙烯酸-2-(3-甲基苯基)乙基酯、甲基丙烯酸-2-(4-甲基苯基)乙基酯、甲基丙烯酸-2-(4-丙基苯基)乙基酯、甲基丙烯酸-2-(4-(1-甲基乙基)苯基)乙基酯、甲基丙烯酸-2-(4-甲氧基苯基)乙基酯、甲基丙烯酸-2-(4-环己基苯基)乙基酯、甲基丙烯酸-2-(2-氯苯基)乙基酯、甲基丙烯酸-2-(3-氯苯基)乙基酯、甲基丙烯酸-2-(4-氯苯基)乙基酯、甲基丙烯酸-2-(4-溴苯基)乙基酯、甲基丙烯酸-2-(3-苯基苯基)乙基酯、甲基丙烯酸-2-(4-苄基苯基)乙基酯、以及其组合组成的组中的一种。

    (甲基)丙烯酸类单体(b3)可包含甲基丙烯酸酯类、丙烯酸酯类、不饱和羧酸、酸酐、含羟基的酯类等、以及其组合。(甲基)丙烯酸类单体的实例可包括但不限于甲基丙烯酸酯类,其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、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯和甲基丙烯酸苄酯;丙烯酸酯类,其包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苯酯、和甲基丙烯酸苄酯;不饱和羧酸,其包括丙烯酸和甲基丙烯酸;酸酐,包括顺丁烯二酸酐;酯类,包含丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸-2-羟丙酯和丙烯酸单甘油酯、以及其组合。

    含有两个或多个不饱和官能团的硅基化合物(b4)是一种在末端或侧链含有两个或多个不饱和官能团的硅基化合物,或两种或多种该硅基化合物的组合,以下式3表示硅基化合物的结构。

    [式3]

    其中,l、m和n是从0到100的整数,l+m+n不等于0,R1~R8独立地或同时是烃基、乙烯基、羟基、氨基、脲基(ureido)、异氰酸酯基、环硫基(episulfide)、环氧基或巯基。R1~R8中的至少两个或多个包含能够聚合并具有线性或环形结构的不饱和官能团(R1和R8的组合)。

    含有两个或多个不饱和官能团的硅基化合物(b4)的实例可选自不限于由二甲氧基甲基乙烯基硅烷、二乙氧基甲基乙烯基硅烷、二乙酰氧基甲基乙烯基硅烷、1,1,1,3,5,5,5,-七甲基-3-乙烯基三硅氧烷、2,4,6,8-四甲基四乙烯基环四硅氧烷、α,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷、改性的乙烯基二甲基硅氧烷及其组合组成的组。含有两个或多个不饱和官能团的硅基化合物(b4)的粘度低于5,000cPs,例如1至500cPs。同时,含有两个或多个不饱和官能团的硅基化合物(b4)的乙烯基含量优选为约0.05mmol/g至约10mmol/g。

    如果含有两个或多个不饱和官能团的硅基化合物(b4)的乙烯基含量小于0.05mmol/g,就不能形成超过临界值的支链结构。如果含有两个或多个不饱和官能团的硅基化合物(b4)的乙烯基含量超过10mmol/g,由于形成大量的交联结构而使抗冲击性和流动性能均得不到改善。

    基于单体混合物的总重,含有两个或多个不饱和官能团的硅基化合物(b4)的量为以重量计约0.1%至约10%,例如以重量计约0.1%至约8%。如果(b4)的量以重量计超过约10%,流动性能和可加工性可能变差。如果(b4)的量以重量计小于0.1%,抗冲击性的改善效果会减弱。

    通过引入硅基化合物制备的支链苯乙烯系共聚物树脂(B)的重均分子量优选5,000至5000,000。通过引入硅基化合物制备的具有上述分子量的支链苯乙烯系共聚物树脂(B)在保持热塑性树脂现有性能的同时改善其可加工性和抗冲击性。

    在本发明另一个示例性实施方式中,本发明的通过引入硅基化合物制备的支链苯乙烯系共聚物树脂包含硅基化合物以改善树脂抗冲击性,并能够共聚合时产生高分子量,还具有支链结构,以改善流动性能。

    基于总的树脂组合物,通过引入硅基化合物制备的支链苯乙烯系共聚物树脂(B)的量为以重量计约1%至约80%,例如以重量计约5%至约50%,例如以重量计约10%至约50%。如果通过引入硅基化合物制备的支链苯乙烯系共聚物树脂(B)的量为以重量计小于1%,抗冲击性和流动性能将不能充分改善。

    通过引入硅基化合物制备的支链苯乙烯系共聚物树脂(B)可通过乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合和本体聚合制备。

    在本发明的示例性实施方式中,苯乙烯系热塑性树脂组合物可包含添加剂,这些添加剂选自由表面活性剂、成核剂、偶联剂、填料、增塑剂、抗冲改性剂、润滑剂、抗菌剂、脱模剂、热稳定剂、抗氧化剂、光稳定剂、增容剂、无机填料、染料、稳定剂、抗静电剂、颜料、阻燃剂及其组合组成的组。

    根据本发明的苯乙烯系热塑性树脂组合物可通过常规工艺制备。例如,本发明的树脂组合物可通过混合上述成份以及可选地一种或多种添加剂,然后熔融并在挤出机中将混合物挤出而制造成粒料。制造的粒料可应用已知的成型方法加工成各种成型制品,如注射成型(射出成型)、挤出成型、真空模塑和浇铸成型。

    本发明的苯乙烯系热塑性树脂组合物由于相容性改善,可具有良好的抗冲击性和成型性,而且可以被染色,这样它可以被成型成各种产品。本发明的树脂组合物尤其适合于生产电器或电子外部材料、零件、汽车部件、透镜和玻璃等。

    在一个示例性实施方式中,苯乙烯系热塑性树脂组合物可用于生产各种产品的各种生产中,包括但不限于居家用电器和电子产品,如电视、洗衣机、卡式唱机、MP3播放器、DMB、导航系统、手机、电话、游戏机、音响设备、电脑、打印机和复印机等。

    制造的粒料可应用已知的成型方法加工成各种成型制品,如注射成型、挤出成型、真空模塑和浇铸成型,这些都是本领域的技术人员所熟知的。

    本发明的苯乙烯系热塑性树脂组合物能够与另一种树脂组合物合金化。在一个示例性实施方式中,合金化的苯乙烯系热塑性树脂组合物可通过将本发明的苯乙烯系热塑性树脂组合物和一种或两种以上树脂组合物合金化而制备,上述一种或两种以上树脂组合物选自但不限于由聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚烯烃、聚苯醚(PPE)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酰胺、聚酰亚胺、以及其混合物组成的组。

    因此,本发明提供了苯乙烯系热塑性树脂组合物,它可以与选自但不限于由聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚烯烃、聚苯醚(PPE)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酰胺、聚酰亚胺、以及其混合物组成的组的一种或两种以上的树脂组合物合金化。

    通过引用以下实施例能更好地理解本发明,实施例的目的是为了说明,而不能被理解为以任何方式限制本发明的范围,本发明的范围限定在所附的权利要求中。

    实施例

    以下部分被用于实施例和比较例:

    (a1)苯乙烯系共聚物树脂

    应用重均分子量为150,000的苯乙烯-丙烯腈(SAN)共聚物树脂,其是通过将75重量份的苯乙烯和25重量份的丙烯腈在75℃悬浮聚合5小时制备成的。

    (a2)橡胶改性的苯乙烯系接枝共聚物

    基于单体总含量,添加45重量份的聚丁二烯胶乳作为丁二烯含量。此外,添加包括39重量份的苯乙烯、16重量份的丙烯腈和150重量份的去离子水的混合物。另外,向其中加入1.0重量份的十八烯酸钾、0.4重量份的氢过氧化枯烯和0.3重量份的t-十二硫醇链转移剂,作为添加剂。混合后,在75℃恒温下反应5小时,形成ABS接枝胶乳。在产生的聚合物胶乳中加入硫酸溶液(1%)。此外,当上述聚合物胶乳凝固(coagulate)后,将该聚合物胶乳干燥,以使接枝共聚物树脂成为粉末状。

    (B)通过引入硅基化合物制备的支链苯乙烯系共聚物树脂

    (B1)通过引入硅基化合物制备的支链苯乙烯系共聚物树脂-1

    应用重均分子量为120,000的苯乙烯系共聚物,其是通过将70.5重量份的苯乙烯、23.5重量份的丙烯腈和5重量份的丙烯酸丁酯与1重量份具有100cPs粘度且乙烯基含量为0.5mmol/g的乙烯基改性的二甲基硅氧烷化合物进行悬浮聚合制备而成。

    (B2)通过引入硅基化合物制备的支链苯乙烯系共聚物树脂-2

    应用重均分子量为600,000的苯乙烯系共聚物,其是通过将67.5重量份的苯乙烯、22.5重量份的丙烯腈及5重量份的丙烯酸丁酯与5重量份具有100cPs粘度且乙烯基含量为0.5mmol/g的乙烯基改性的二甲基硅氧烷化合物进行悬浮聚合制备而成。

    (B3)通过引入硅基化合物制备的支链苯乙烯系共聚物树脂-3

    应用重均分子量为1,000,000的苯乙烯系共聚物,其是通过将64重量份的苯乙烯、19重量份的丙烯腈及5重量份的丙烯酸丁酯,与10重量份具有100cPs粘度且乙烯基含量为0.5mmol/g的乙烯基改性的二甲基硅氧烷化合物进行悬浮聚合制备而成。

    (B4)通过引入硅基化合物制备的支链苯乙烯系共聚物树脂-4

    应用重均分子量为120,000的苯乙烯系共聚物,其是通过将66.7重量份的苯乙烯、22.3重量份的丙烯腈及10重量份的丙烯酸丁酯与1重量份具有100cPs粘度且乙烯基含量为0.5mmol/g的乙烯基改性的二甲基硅氧烷化合物进行悬浮聚合制备而成。

    (B5)通过引入硅基化合物制备的支链苯乙烯系共聚物树脂-5

    应用重均分子量为120,000的苯乙烯系共聚物,其是通过将63重量份的苯乙烯、21重量份的丙烯腈及15重量份的丙烯酸丁酯与1重量份具有100cPs粘度且乙烯基含量为0.5mmol/g的乙烯基改性的二甲基硅氧烷化合物进行悬浮聚合制备而成。

    (B6)通过引入硅基化合物制备的支链苯乙烯系共聚物树脂-6

    应用重均分子量为120,000的苯乙烯系共聚物,其是通过将74重量份的苯乙烯、25重量份的丙烯腈与1重量份具有100cPs粘度且乙烯基含量为0.5mmol/g的乙烯基改性的二甲基硅氧烷化合物进行悬浮聚合制备而成。

    (B7)线性共聚物树脂-7

    应用重均分子量为120,000的苯乙烯系共聚物,其是通过降75重量份的苯乙烯、25重量份的丙烯腈和5重量份的丙烯酸丁酯,进行悬浮聚合制备而成。

    (B8)通过引入硅基化合物制备的支链苯乙烯系共聚物树脂-8

    应用重均分子量为250,000的苯乙烯系共聚物,其是通过将70.5重量份的苯乙烯、23.5重量份的丙烯腈及5重量份的丙烯酸丁酯与1重量份具有10cPs粘度且乙烯基含量为15mmol/g的乙烯基改性的二甲基硅氧烷化合物进行悬浮聚合制备而成。

    实施例1~6和比较例1~4

    下面的表1中列出了添加的每种成分的量。添加的成分互相混合均匀,并熔融,然后通过挤出机挤出以制备粒料。所用的挤出机是直径为45毫米且L/D=29的双螺杆挤出机。制造的粒料在70℃干燥6小时后,使用6-盎司注射机将粒料成型成待测样品。

    依据ASTM 256(1/8英寸,有缺口)测量悬臂梁式冲击强度(kgfcm/cm)。

    依据ASTM D-1238(220℃/10kg)测量流动性(熔体流动指数,g/10min)。

    依据ASTM D790测量在样品厚度为1/4″处的弯曲模量。

    根据UL 94 VB测量待测样品在样品厚度为1/12″处的阻燃性。依据ASTM 256(1/8英寸,有缺口)测量悬臂梁式抗冲击强度(kgfcm/cm)。依据ASTM D-1238(220℃/10kg)测量流动性(熔体流动指数,g/10min)。将1重量份的黑色着色剂加入到树脂中并将树脂挤出后,应用色量计比较代表亮度的L-值以评估颜色形成(color development)。结果见表2。

    依据ASTM D1525在5kg条件下测量耐热性及维氏(Vicot)软化温度(VST)。

    [表1]

    如果由苯乙烯系共聚物树脂(SAN)和橡胶改性的乙烯基接枝共聚物共混而制备的比较例1的树脂对于赋予高抗冲击强度方面是必需的,比较例2也高度要求比较例1的g-ABS的量。在这种情况下,可改善抗冲击强度,然而,流动性和物理性能会迅速恶化。

    当通过苯乙烯系共聚物树脂(SAN)和橡胶改性的乙烯基接枝共聚物共混制备树脂时,如果进一步加入包含硅基化合物的支链苯乙烯系共聚物树脂,以同时改善抗冲击性和流动性能,如实施例1-4,增大的分子量和硅基化合物能改善抗冲击强度,同时支链结构能改善流动性和可压实性(compactibility)。

    如实施例1和2所示,如果硅化合物的量适当,将会形成优异的抗冲击强度和流动性,也不会发生耐热性和机械性能的恶化。此外,比较实施例2和3中支链苯乙烯系共聚物树脂本身的量,发现随着使用量的增大,抗冲击强度和流动性能随之改善。

    比较实施例1、2和4,在应用的共聚物组合物中,随着硅化合物使用量的增大,整个树脂的流动性和抗冲击强度得到增强,然而,在硅化合物的量超过适当量的情况下,流动性增加而抗冲击强度降低。如实施例4所示,如果硅化合物的量变大,抗冲击强度的改善比实施例2小,但流动性能增大更多。

    如实施例5和6所示,当包含硅基化合物的支链苯乙烯系共聚物树脂共聚合且基于(甲基)丙烯酸((meth)acryl)的单体的量增大时,使抗冲击强度和流动性能进一步改善,因此这种树脂可作为超高流动性材料使用。

    如比较例3和4所示,当芳香族乙烯基单体(b1)与不饱和腈类单体(b2)共聚合时,且仅应用硅基化合物,而没有(甲基)丙烯酸类单体(比较例3)或(甲基)丙烯酸类单体(比较例4),流动性会稍微提高,而抗冲击强度没有任何改善。此外,如比较例5中所示,如果应用的硅化合物含有大量(超过10mmol/g)的(甲基)丙烯酸类单体和乙烯基,流动性和抗冲击强度将不会改善。

    本发明所属领域的技术人员在前面说明书的教导下,将会想到对本发明进行诸多修改和其他的实施方式。因此,应当理解,本发明并不限于公开的具体实施例,应当包括所附权利要求范围内包括的修改和其他实施例。尽管本文应用了具体术语,但是只是用其通常的和描述的意义,而不是为了限制权利要求所限定的本发明的范围。

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    具有 改善 冲击 强度 流动性 塑性 树脂 组合 制备 制品 合金
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