本申請涉及用于制備輕質(zhì)部件，例如汽車內(nèi)部件和外部件的發(fā)泡母料。

背景技術(shù)：

此章節(jié)的陳述僅旨在提供與本申請相關(guān)的背景信息，而且可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

一般來講，廣泛用于發(fā)泡制品的塑料包括聚苯乙烯樹脂和聚氨酯樹脂。樹脂已經(jīng)在從軟緩沖材料到硬絕緣材料的各種領(lǐng)域中使用，因?yàn)樵谌刍瘯r(shí)由于高熔體張力它們的膨脹性易于控制。然而，聚苯乙烯樹脂的缺點(diǎn)在于耐熱性不大，因?yàn)樗鼈兙哂写蠹s100℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。此外，聚氨酯樹脂的缺點(diǎn)在于難于二次模塑或再利用聚氨酯樹脂。具體地，由塑料制備的發(fā)泡產(chǎn)品被限制性地用于在交通工具、電子和電氣產(chǎn)品中的注塑產(chǎn)品中限制性地使用，因?yàn)樗鼈兊臋C(jī)械強(qiáng)度不足。

另一方面，聚丙烯樹脂可以廣泛用于在交通工具、電子和電氣產(chǎn)品中的注塑產(chǎn)品，因?yàn)榫郾渲哂袃?yōu)異的機(jī)械性能和耐熱性，并且可二次模塑或可回收利用。然而，聚丙烯樹脂的缺點(diǎn)在于在發(fā)泡時(shí)在樹脂內(nèi)的氣體的截留是不可能的，因?yàn)闃渲娜垠w張力在超過其熔點(diǎn)的溫度下急劇降低，因此當(dāng)通過氣體的噴發(fā)或發(fā)泡單元(foamed cell)的破裂而形成大孔時(shí)難于控制發(fā)泡。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)通過將聚烯烴樹脂、化學(xué)發(fā)泡劑、熱膨脹性微膠囊和無機(jī)填料以預(yù)定量混合而制備的發(fā)泡母料，與聚烯烴樹脂混合，并且所得的混合物經(jīng)受發(fā)泡注塑時(shí)，所得的注塑制品具有改善的抗拉強(qiáng)度、撓曲模量、沖擊強(qiáng)度和外觀質(zhì)量，同時(shí)發(fā)泡單元均勻地分布在50μm至400μm的尺寸范圍內(nèi)，因此適用于汽車的內(nèi)部/外件 的部件。本發(fā)明基于這些發(fā)現(xiàn)而提出。

因此，本申請?zhí)峁┠軌蚋纳瓢l(fā)泡質(zhì)量的發(fā)泡母料。

本申請還提供具有優(yōu)異膨脹性和直接金屬化屬性的聚烯烴樹脂組合物，其包含發(fā)泡母料。

本申請還提供通過發(fā)泡注塑聚烯烴樹脂組合物制備的注塑制品。

在一個(gè)方面，本申請?zhí)峁┩ㄟ^熔融并擠出包含聚烯烴樹脂的混合物而制備的發(fā)泡母料。這里，混合物包含(A)10重量％至89重量％的聚烯烴樹脂、(B)5重量％至30重量％的化學(xué)發(fā)泡劑、(C)5重量％至30重量％的熱膨脹性微膠囊、以及(D)1重量％至30重量％的無機(jī)填料。在一個(gè)方面，本申請?zhí)峁┩ㄟ^熔融并擠出包含聚烯烴樹脂的混合物而制備的發(fā)泡母料。這里，混合物包含(A)10重量％至89重量％的聚烯烴樹脂、(B)5重量％至30重量％的化學(xué)發(fā)泡劑、(C)5重量％至30重量％的熱膨脹性微膠囊、以及(D)1重量％至30重量％的無機(jī)填料。

在另一個(gè)方面，本申請?zhí)峁┚哂袃?yōu)異膨脹性和直接金屬化屬性的聚烯烴樹脂組合物，其基于聚烯烴樹脂組合物的總重量包含1phr至10phr的發(fā)泡母料。

在又一方面，本申請?zhí)峁┩ㄟ^發(fā)泡注塑聚烯烴樹脂組合物而制備的注塑制品。

另外，根據(jù)本文所提供的描述，適用性的范圍將變得顯而易見。應(yīng)當(dāng)理解，說明和具體實(shí)施例僅旨在為了說明的目的，并不旨在限制本發(fā)明的范圍。

附圖說明

為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在將通過舉例的方式參考附圖描述本發(fā)明的各種形式，其中：

圖1是示出當(dāng)在光學(xué)顯微鏡下觀察時(shí)在實(shí)施例1(a)和比較例1(b)中制備的試樣的橫截面的圖像；以及

圖2是示出為在實(shí)施例1(a)和比較例1(b)中制備的試樣的外表面拍照而獲得的圖像。

本文所述的附圖僅為了說明的目的，并不旨在以任何形式限制本 發(fā)明的范圍。

具體實(shí)施方式

以下說明在本質(zhì)上僅是示例性的，并不旨在限制本發(fā)明、應(yīng)用或用途。應(yīng)當(dāng)理解，在整套附圖中，相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相同或?qū)?yīng)的部分或特征。

一般來講，市售的聚丙烯樹脂具有全同立構(gòu)結(jié)構(gòu)。因此，當(dāng)化學(xué)發(fā)泡劑添加到此類聚丙烯樹脂，并且所得的混合物經(jīng)受發(fā)泡注塑時(shí)，存在外觀相關(guān)的問題，諸如由于發(fā)泡氣體的突然膨脹而在最終注塑產(chǎn)品表面上的氣流痕和漩紋出現(xiàn)。

此外，當(dāng)熱膨脹性微膠囊用于聚丙烯樹脂時(shí)，關(guān)于最終注塑產(chǎn)品外觀的問題可以被解決，但是由于其中殼被發(fā)泡氣體圍繞的結(jié)構(gòu)特性，發(fā)泡速率降低。

另外，因?yàn)榛瘜W(xué)發(fā)泡劑或熱膨脹性微膠囊與樹脂共混，并且所得的混合物以常規(guī)發(fā)泡注射工藝注塑，由于發(fā)泡劑的不充分分散，難以均勻發(fā)泡。

同時(shí)，韓國登記專利第10-1007763號公開了用于發(fā)泡注塑的聚丙烯樹脂組合物和使用其制備的泡沫體。在這種情況下，當(dāng)使用具有3g/10分鐘至50g/10分鐘的熔體流動(dòng)指數(shù)和7或更大的分子量分布(即，多分散指數(shù)(PI))，或具有非常寬的分子量分布的丙烯基多相樹脂時(shí)，樹脂組合物的機(jī)械性能降低，并且由于使用低分子量聚丙烯，泡沫體的發(fā)泡和外觀質(zhì)量降低。

本發(fā)明的特征在于，使用包含聚烯烴基樹脂、化學(xué)發(fā)泡劑、熱膨脹性微膠囊和無機(jī)填料的發(fā)泡母料以改善最終注塑產(chǎn)品的外觀質(zhì)量、發(fā)泡劑分散性和發(fā)泡量值(foaming magnitude)的均勻性。

因此，本申請?zhí)峁┩ㄟ^熔融并擠出包含聚烯烴樹脂的混合物而制備的發(fā)泡母料。這里，混合物包含(A)10重量％至89重量％的聚烯烴樹脂、(B)5重量％至30重量％的化學(xué)發(fā)泡劑、(C)5重量％至30重量％的熱膨脹性微膠囊、以及(D)1重量％至30重量％的無機(jī)填料。

第一，作為在本申請中使用的基礎(chǔ)樹脂，可在本文使用的聚烯烴 樹脂(A)包括選自以下的至少一種：通過選自均聚聚丙烯(均聚PP)、丙烯、乙烯、丁烯和辛烯的共聚單體的聚合而形成的無規(guī)共聚物、通過將乙丙橡膠與聚丙烯共混而形成的嵌段共聚物、聚乙烯、乙烯醋酸乙烯酯和α-烯烴的共聚物。這是因?yàn)榫巯N樹脂具有優(yōu)異的低溫?cái)D出性。特別地，更多地以一種形式使用聚乙烯以執(zhí)行在較低溫度下的擠出。

在這種情況下，聚烯烴樹脂的用量為基于發(fā)泡母料總重量的10重量％至89重量％。當(dāng)聚烯烴樹脂的含量低于10重量％時(shí)，加工性能降低。另一方面，當(dāng)聚烯烴樹脂的含量高于89重量％時(shí)，由于發(fā)泡劑含量的減少，膨脹性降低。因此，聚烯烴樹脂可以在該含量范圍內(nèi)使用。

然后，可以在本文使用的化學(xué)發(fā)泡劑(B)可以包括選自偶氮二甲酰胺、p,p'-氧雙(苯磺酰肼)、對甲苯磺酰肼、苯磺酰肼、N,N'-二亞硝基五亞甲基四胺、對甲苯磺酰氨基脲、5-苯基四唑、碳酸氫鈉、二苯亞磺酸鋅、以及二甲苯亞磺酸鋅的至少一種。

化學(xué)發(fā)泡劑的用量為基于發(fā)泡母料總重量的約5重量％至30重量％。當(dāng)化學(xué)發(fā)泡劑的含量低于5重量％時(shí)，發(fā)泡特性降低。另一方面，當(dāng)化學(xué)發(fā)泡劑的含量高于30重量％時(shí)，最終產(chǎn)品的機(jī)械性能降低。因此，化學(xué)發(fā)泡劑可以在該含量范圍內(nèi)使用。

熱膨脹性微膠囊(C)充當(dāng)發(fā)泡劑，并且由殼和芯組成。更具體地，熱膨脹性微膠囊可以由包含聚合產(chǎn)物的殼和含有揮發(fā)性液體的芯組成，該聚合產(chǎn)物包括含腈基的丙烯酸單體和含酰胺基的丙烯酸單體，該揮發(fā)性液體包含選自乙烯、丙烷、丙烯、正丁烷、異丁烷、丁烯、異丁烯、正戊烷、異戊烷、新戊烷、正己烷、庚烷、和石油醚的至少一種低分子量烴。

熱膨脹性微膠囊的用量為基于發(fā)泡母料總重量的5重量％至30重量％。當(dāng)微膠囊的含量低于5重量％時(shí)，可導(dǎo)致關(guān)于最終產(chǎn)品外觀的問題。另一方面，當(dāng)微膠囊的含量高于30重量％時(shí)，膨脹性降低。因此，熱膨脹性微膠囊可以在該含量范圍內(nèi)使用。

此外，無機(jī)填料(D)是用于改善發(fā)泡劑的分散性并防止在其它組分(A、B和C)之間相互干擾的組分。在一個(gè)形式中，無機(jī)填料(D)可以包括選自滑石、碳酸鈣、硫酸鈣、氧化鎂、硬脂酸鈣、硅灰石、 云母、二氧化硅、硅酸鈣、納米粘土、晶須、玻璃纖維、碳纖維和碳黑的至少一種。

在這種情況下，無機(jī)填料的用量為基于發(fā)泡母料總重量的1重量％至30重量％。當(dāng)無機(jī)填料的含量低于1重量％時(shí)，發(fā)泡劑的分散性降低。另一方面，當(dāng)無機(jī)填料的含量高于30重量％時(shí)，加工性能降低，并且微膠囊可損壞。因此，無機(jī)填料可以在該含量范圍內(nèi)使用。

另外，用于制備發(fā)泡母料的混合物還可以包含選自抗氧化劑、UV穩(wěn)定劑、阻燃劑、著色劑、塑化劑、熱穩(wěn)定劑、防粘劑和抗靜電劑的至少一種添加劑。

另外，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)泡母料可以通過熔融并擠出其中聚烯烴樹脂、化學(xué)發(fā)泡劑、熱膨脹性微膠囊和無機(jī)填料以預(yù)確量混合的混合物而制備。

熔融并擠出可以使用單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)、捏合機(jī)等執(zhí)行。在這種情況下，熔融并擠出可以在50rpm至300rpm的螺桿轉(zhuǎn)速、5秒至90秒的保留時(shí)間、和180℃至200℃的擠出溫度下執(zhí)行。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速低于50rpm時(shí)，分散性降低，反之當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速高于300rpm時(shí)，發(fā)泡劑可能劣化。此外，當(dāng)保留時(shí)間低于5秒時(shí)，分散性降低，反之當(dāng)保留時(shí)間高于90秒時(shí)，發(fā)泡劑可能劣化。因此，熔融并擠出可以在這些范圍內(nèi)執(zhí)行。

另外，當(dāng)擠出溫度低于180℃時(shí)，可擠出性和生產(chǎn)能力降低，反之當(dāng)擠出溫度高于200℃時(shí)，發(fā)泡劑可能劣化。因此，熔融并擠出可以在該溫度范圍內(nèi)執(zhí)行。

此外，本申請?zhí)峁┚哂袃?yōu)異膨脹性和直接金屬化屬性的聚烯烴樹脂組合物，其特征在于，基于聚烯烴樹脂組合物的總重量，該聚烯烴樹脂組合物包含1phr至10phr的發(fā)泡母料。

在通過將上述發(fā)泡母料與聚烯烴樹脂混合并使所得的混合物經(jīng)受發(fā)泡注塑來制備模制品的情況下，與通過將化學(xué)發(fā)泡劑或熱膨脹性微膠囊與樹脂共混并使所得的混合物經(jīng)受發(fā)泡注塑來制備的模制品相比，可以改善外觀質(zhì)量、發(fā)泡劑分散性和發(fā)泡量值的均勻性。這些結(jié)果可以通過下面將描述的物理性能的測量來確認(rèn)。

具體地，基于聚烯烴樹脂組合物的總重量，發(fā)泡母料的含量可以 為1phr至10phr。在這種情況下，當(dāng)發(fā)泡母料的含量低于1phr時(shí)，膨脹性降低。另一方面，當(dāng)發(fā)泡母料的含量高于10phr時(shí)，最終產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)可行性和物理性能降低。因此，發(fā)泡母料可以在該含量范圍內(nèi)按需使用。在這種情況下，聚烯烴樹脂組合物可以包含如上所述的聚烯烴樹脂(A)和無機(jī)填料(D)，并且還可以包含添加劑。

此外，通過將在含量范圍內(nèi)的組合物的組分混合并使所得的混合物經(jīng)受發(fā)泡注塑而獲得的模制品具有均勻分布于其中的50μm至400μm尺寸的發(fā)泡單元。當(dāng)發(fā)泡單元的尺寸小于50μm時(shí)，生產(chǎn)能力可能不令人滿意。另一方面，當(dāng)發(fā)泡單元的尺寸大于400μm時(shí)，機(jī)械性能可能不令人滿意。因此，發(fā)泡單元可以在該尺寸范圍內(nèi)形成。

另外，注塑制品具有令人滿意的機(jī)械性能，例如10,000kg/cm²至25,000kg/cm²的撓曲模量、100kg/cm²至450kg/cm²的抗拉強(qiáng)度、以及80℃至135℃的熱變形溫度。因?yàn)樽⑺苤破肪哂写肆钊藵M意的機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量，所以該注塑制品可以被提供作為用于汽車內(nèi)部/外部材料的零件。

因此，根據(jù)本發(fā)明的包含發(fā)泡母料的聚烯烴樹脂組合物在發(fā)泡注塑時(shí)可以具有優(yōu)異的發(fā)泡質(zhì)量和出眾的表面質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)模制品的直接金屬化。此外，聚烯烴樹脂組合物可以通過改善機(jī)械性能并且還實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)的部件而應(yīng)用于包括汽車內(nèi)部材料用部件的各種領(lǐng)域。

在下文中，將參照下面的實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明的一種或多種形式。然而，這些實(shí)施例不旨在限制本發(fā)明的一種或多種形式的目的和范圍。

實(shí)施例

以下實(shí)施例說明本發(fā)明，并且不旨在對其進(jìn)行限制。

制備例1

通過將母料組合物的組分以在下表1中列出的含量比率混合而獲得的混合物，使用雙螺桿擠出機(jī)(具有30mm的螺桿直徑、L/D為40)，在螺桿轉(zhuǎn)速為100rpm、保留時(shí)間為30秒、擠出溫度為190℃的條件下注塑，從而制備發(fā)泡母料。

比較制備例1至3

發(fā)泡母料以與制備例1相同的方式制備，不同的是，使用的組合 物的組分和它們的含量比率如在下表1列出。

表1

實(shí)施例1至4

在將表2中列出的聚烯烴樹脂組合物使用雙螺桿擠出機(jī)在螺桿轉(zhuǎn)速為300rpm、保留時(shí)間為20秒、擠出溫度為180℃的條件下經(jīng)受發(fā)泡注塑時(shí)，將制備例1的發(fā)泡母料添加到其中以制備試樣。

比較例1至10

具有相同尺寸的試樣以與實(shí)施例1至4相同的方式制備，不同的是，使用的組合物的組分和它們的含量比率如下表2列出。然而，在比較制備例1至4中制備的發(fā)泡母料用作在比較例7至10中使用的發(fā)泡母料。具體地，比較制備例1的發(fā)泡母料用作比較例7的發(fā)泡母料，比較制備例2的發(fā)泡母料用作比較例8的發(fā)泡母料，比較制備例3的發(fā)泡母料用作比較例9的發(fā)泡母料，并且比較制備例4的發(fā)泡母料用作比較例10的發(fā)泡母料。

實(shí)施例1至4和比較例1至10的組合物、以及組分含量比率在下表2和表3中列出。

表2

表3

試驗(yàn)例

試驗(yàn)例：物理性能的測量

使用如下的測量方法測量在實(shí)施例1至4和比較例1至10中制備的試樣以確定其物理性能。結(jié)果在下表4和表5中列出。

1)抗拉(屈服)強(qiáng)度根據(jù)在ASTM D638中規(guī)定的評估方法測量。

2)撓曲模量根據(jù)在ASTM D790中規(guī)定的評估方法測量。

3)Izod沖擊強(qiáng)度根據(jù)在ASTM D256中規(guī)定的評估方法測量。

4)外觀質(zhì)量通過計(jì)算由5個(gè)質(zhì)量評價(jià)人進(jìn)行的評估的平均值來評估。

5)使用光學(xué)顯微鏡在1cm×1cm尺寸內(nèi)測量發(fā)泡單元的平均直徑。

表4

表5

如在表4和表5中所示，可以看出，與其中單獨(dú)使用化學(xué)發(fā)泡劑或熱膨脹性微膠囊的比較例1至6的試樣相比，其中在聚烯烴樹脂中使用發(fā)泡母料的實(shí)施例1至4的試樣具有優(yōu)異的機(jī)械性能，諸如抗拉強(qiáng)度、撓曲模量、沖擊強(qiáng)度、優(yōu)異的外觀質(zhì)量和發(fā)泡單元的均勻性。

此外，可以看出當(dāng)在聚烯烴樹脂中填料和橡膠的含量增加時(shí)，機(jī)械性能和發(fā)泡特性得以改善。另外，可以看出在比較例7至10的情況下物理性能和外觀質(zhì)量降低，從而指示發(fā)泡劑的比率不適當(dāng)。

另外，圖1是示出當(dāng)在光學(xué)顯微鏡下觀察時(shí)，在實(shí)施例1和比較例1中制備的試樣的橫截面的圖像。如圖1所示，它顯示出在本申請的實(shí)施例1的試樣中均勻地形成發(fā)泡單元。

另外，圖2是示出為在實(shí)施例1和比較例1中制備的試樣的外觀拍照而獲得的圖像。如圖2所示，它顯示出本申請的實(shí)施例1的試樣具有優(yōu)異的外觀質(zhì)量，因?yàn)楫?dāng)用肉眼觀察時(shí)，氣流痕和漩紋減少。

因此，根據(jù)本發(fā)明的包含發(fā)泡母料的聚烯烴樹脂組合物具有令人滿意的機(jī)械性能，諸如抗拉強(qiáng)度、撓曲模量和沖擊強(qiáng)度，并改善外觀質(zhì)量，同時(shí)發(fā)泡單元均勻分布并在50μm至400μm的尺寸范圍內(nèi)形成。因此，聚烯烴樹脂組合物更適合用于汽車內(nèi)部/外部材料的部件。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一種形式的發(fā)泡母料可以改善聚烯烴樹 脂的發(fā)泡質(zhì)量，并因此具有優(yōu)異的機(jī)械性能，諸如抗拉強(qiáng)度、撓曲模量和沖擊強(qiáng)度，同時(shí)在發(fā)泡注塑時(shí)發(fā)泡單元以50μm至400μm的尺寸范圍均勻地分布。此外，發(fā)泡母料已經(jīng)改善了外觀質(zhì)量，因此更適合用于汽車內(nèi)部/外部材料的部件。

另外，通過使根據(jù)本發(fā)明的一種形式的聚丙烯樹脂組合物經(jīng)受發(fā)泡注塑而獲得的模制品，可以應(yīng)用到汽車內(nèi)部/外部材料的部件。因此，模制品在滿足發(fā)泡單元的均勻分布和機(jī)械性能方面可以有用的，并且還通過實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)部件改善汽車的燃料效率。

本申請的說明在本質(zhì)上僅是示例性的，因此不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)的變更也要在本發(fā)明的范圍內(nèi)。此類變更不應(yīng)視為脫離本發(fā)明的精神和范圍。