CN106488955B - 聚合物组合物、模塑制品、以及用于制造其的方法 - Google Patents
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Abstract
提供：包括消费后材料(PCM)树脂和生物基树脂的作为对生态环境友好的材料的聚合物组合物；模塑制品；以及用于制造其的方法。根据实施方式的聚合物组合物包括：包括聚碳酸酯的热塑性树脂、消费后材料(PCM)树脂、生物基树脂、和核‑壳型弹性体。
Description
技术领域
本发明涉及聚合物组合物、模塑制品、及其制造方法，且更具体地，涉及对生态环境友好的阻燃聚合物组合物、模塑制品、及其制造方法。
背景技术
随着近来的在电子和通信工业中的发展，成像设备和便携式无线终端已经变得尺寸更小、厚度更薄、重量更轻且成像品质更高，并且其功能已多样化。
因此，需要开发如下材料：尽管其薄但其保持产品的高的硬度，其具有不影响产品的成型的流变学性质、以及满足消费者的需要的对生态环境的友好性。
常规的再循环材料例如消费后材料(PCM)或消费后树脂(PCR)或生物材料已被用于实现这些目标。
然而，如果使用再循环材料，则难以保持原材料的供给和需求处于平衡，并且产品的物理性质例如冲击强度可恶化。生物材料可由于结晶而改变注塑(注射成型)产品的物理性质，并且可由于低的结晶速度而不适合用于注塑工艺。
发明内容
技术问题
本公开内容的一个方面是提供包括作为对生态环境友好的材料的消费后材料(PCM)树脂和生物基树脂的聚合物组合物、模塑制品、及其制造方法。
本公开内容的另一个方面是提供进一步包括具有聚碳酸酯的热塑性树脂和核-壳型弹性体以增强对生态环境友好的材料的性质的聚合物组合物、模塑制品、及其制造方法。
技术方案
根据本发明的一个方面，聚合物组合物包括：包括聚碳酸酯的热塑性树脂；消费后材料(PCM)树脂；生物基树脂；和核-壳型弹性体。
生物基树脂可包括选自以下的至少一种：聚(对苯二甲酸环己烷二甲醇酯)二醇(PCTG)和聚(对苯二甲酸乙二醇酯)二醇(PETG)。
PCM树脂可包括PCM聚碳酸酯。
核-壳型弹性体可包括：包含选自丁二烯和丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物的至少一种的核；和包含聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的壳。
热塑性树脂包括选自低分子量聚碳酸酯和高分子量聚碳酸酯的至少一种，和其中高分子量聚碳酸酯具有45g/10分钟或更小(300℃，1.2kg)的熔体指数，且低分子量聚碳酸酯具有大于45g/10分钟(300℃，1.2kg)的熔体指数。
聚合物组合物可包括：45-60重量％的热塑性树脂、1-20重量％的PCM树脂、1-20重量％的生物基树脂、和5-15重量％的核-壳型弹性体，和其中所述45-60重量％的热塑性树脂包括45-55重量％的高分子量聚碳酸酯和0-5重量％的低分子量聚碳酸酯。
聚合物组合物可具有110％或更大的伸长率。
根据保险商实验室(UnderWriter’s Laboratory，UL)94标准，聚合物组合物可具有V2的阻燃等级。
聚合物组合物可具有15g/10分钟或更大(300℃，1.2kg)的熔体指数。
聚合物组合物可具有60kgfcm/cm或更大的悬梁臂缺口冲击强度。
聚合物组合物可具有100℃或更大的热变形温度(HDT)。
聚合物组合物可进一步包括选自以下的至少一种的添加剂：蜡、蜡型母料、热稳定剂、紫外光稳定剂、抗氧化稳定剂、除臭剂和表面稳定剂。
根据本发明的另一方面，制造模塑制品的方法包括：通过挤出机制备聚合物组合物，所述聚合物组合物包括：包括聚碳酸酯的热塑性树脂、消费后材料(PCM)树脂、生物基树脂、和核-壳型弹性体；和通过将聚合物组合物进料到注塑设备中而对聚合物组合物进行注塑。
制备聚合物组合物可包括挤出包括如下的组合物：包括聚碳酸酯的热塑性树脂、PCM树脂、生物基树脂、和核-壳型弹性体。
所述挤出组合物可包括：使该组合物熔融；和通过向该组合物施加剪切应力来分散该组合物。
挤出机可包括选自连续流动单螺杆挤出机和连续流动双螺杆挤出机的至少一种。
根据本发明的另一方面，提供包括聚合物组合物的模塑制品，所述聚合物组合物包括：包括聚碳酸酯的热塑性树脂、消费后材料(PCM)树脂、生物基树脂、和核-壳型弹性体。
制品可以膜、片材、粒料、或纤维的形状模塑。
模塑制品可包括选自电子装置的内部材料和外部材料的至少一种，其中所述电子装置包括智能装置，所述内部材料包括智能装置的后盖，且所述外部材料包括选自以下的至少一种：智能装置的前盖、前部装饰品、本位键(归位键)、侧键、和电池盖。
电子装置可包括选自以下的至少一种：显示设备、计算机、平板个人电脑、印刷机(打印机)、多功能设备、冰箱、洗涤机、空调机、照相机(摄像机)、电子书、电子纸、3D眼镜、和电池充电器。
有益效果
如上所述的根据本公开内容的聚合物组合物、模塑制品、及其制造方法具有以下效果。
首先，可提供对生态环境友好的材料以符合全球的生态环境友好政策。
此外，注塑为薄的产品的工艺是可能的，以符合消费者对薄的产品的需要。
此外，产品可具有阻燃性以在着火的情况下具有自熄性质。
此外，通过使用核-壳型弹性体，产品可具有优异的冲击强度。
附图说明
由结合附图考虑的实施方式的以下描述，本发明的这些和/或其它方面将变得明晰和更容易理解，其中：
图1是作为模塑制品的智能装置的分解透视图。
图2是图1的智能装置的沿着线AA'所取的横截面图。
图3是作为模塑制品的显示装置的透视图。
图4是说明根据一个实施方式的挤出机的结构的视图。
图5是说明根据一个实施方式的注塑设备的结构的视图。
图6说明使用根据对比例2-4的试样制造的智能装置的电池盖的落锤试验结果。
图7说明使用根据对比例2-4的试样制造的智能装置的后盖的落锤试验结果。
图8说明使用根据实施例1-4的试样制造的电池盖的落锤试验结果。
图9说明根据实施例1-4的试样制造的智能装置的后盖的落锤试验结果。
具体实施方式
现在将对本公开内容的实施方式进行详细地介绍，其例子在附图中说明，其中相同的附图标记始终是指相同的元件。
在下文中，将参考附图详细地描述本公开内容的实施方式。
根据实施方式的聚合物组合物包括：包括聚碳酸酯的热塑性树脂、消费后材料(PCM)树脂、生物基树脂、和核-壳型弹性体。
热塑性树脂是在被模塑之后通过加热而重复地熔融和再成型的树脂，且根据实施方式的聚合物组合物可包括45-60重量％的热塑性树脂。
热塑性树脂可包括聚碳酸酯。聚碳酸酯可包括低分子量聚碳酸酯和高分子量聚碳酸酯的至少一种，例如，0-5重量％的低分子量聚碳酸酯和45-55重量％的高分子量聚碳酸酯。
高分子量聚碳酸酯可具有45g/10分钟或更小(300℃，1.2kg)的熔体指数，且低分子量聚碳酸酯可具有大于45g/10分钟(300℃，1.2kg)的熔体指数。
作为商业化热塑性树脂的聚碳酸酯树脂可使用双酚A合成。聚碳酸酯树脂是透明的并且具有优异的机械性质，且由根据实施方式的聚合物组合物模塑的制品可具有抗冲击性。此外，聚碳酸酯树脂具有自熄性质并且可向由根据实施方式的聚合物组合物模塑的制品提供耐热性和阻燃性。
消费后材料(PCM)是指已经服务了其预期用途并且已被丢弃用于处理或回收的成品，且还可被称为消费后树脂(PCR)材料。在下文中，术语PCM和PCR材料可以可互换地使用。在整个说明书中，PCM可作为包含PCR材料的概念使用。
PCM树脂是使用再循环材料作为原材料合成的热塑性树脂。根据实施方式的聚合物组合物可包括1-20重量％的PCM树脂。
PCM树脂可包括PCM聚碳酸酯。PCM聚碳酸酯是聚碳酸酯的再循环材料。通过使用PCM聚碳酸酯再循环材料，聚合物组合物可具有生态环境友好性质。
更特别地，已知，为了制造1kg的PCM聚碳酸酯，4kg的二氧化碳(CO2)被释放，而为了制造1kg的聚碳酸酯，5kg的CO2被释放。即，通过使用根据实施方式的PCM聚碳酸酯树脂，可减少CO2的产生量，并且根据实施方式的聚合物组合物可为更加对生态环境友好的。
作为生物降解聚合物树脂的生物基树脂是可广泛应用于多种工业领域例如医药、食品、一次性产品、涂料工业的通用聚合物树脂。生物基树脂可包括用于工业用途的从谷物(玉米)提取的树脂。根据实施方式的聚合物组合物可包括1-20重量％的生物基树脂。
生物基树脂可包括选自以下的至少一种：聚(对苯二甲酸环己烷二甲醇酯)二醇(PCTF)和聚(对苯二甲酸乙二醇酯)二醇(PETG)，为了描述的方便，它们在下文中将被称为PCTF和PETG。
防止聚合物组合物的粘度的快速升高的生物基树脂可替代低分子量聚碳酸酯，并且向根据实施方式的聚合物组合物和由聚合物组合物模塑的制品提供生态环境友好性。
例如，通过向聚合物组合物添加PCTG可提高聚合物组合物的流动性，并且可使用所述聚合物组合物更有效地注塑出制品。
作为在室温下具有橡胶弹性的聚合物材料的弹性体可非常快速地可逆地变形百分之几百。根据实施方式的聚合物组合物可包括核-壳型弹性体。
核-壳型弹性体可具有包含选自丁二烯和丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物的至少一种的核层、和包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的壳层。
核-壳型弹性体可向聚合物组合物和由该聚合物组合物模塑的制品提供抗冲击性。更特别地，由于生物基材料或PCM树脂可提高聚碳酸酯树脂的柔性或柔软度，因此通过向其添加核-壳型弹性体，在随后将描述的拉伸强度试验、悬臂梁缺口冲击强度试验、或落锤试验中，可靠性可提高。
根据实施方式的聚合物组合物可包括5-15重量％的核-壳型弹性体。如果聚合物组合物包括不足量的核-壳型弹性体，则在聚合物组合物中所述弹性体的可分散性可降低，并且因此改善抗冲击性的效果是可忽略的。相反，如果聚合物组合物包括过量的核-壳型弹性体，则由于高的粘度，模塑效率可降低。因此，在根据实施方式的聚合物组合物中需要适当地控制核-壳型弹性体的量。
根据实施方式的聚合物组合物可具有110％或更大的伸长率。
另外，根据保险商实验室(UL)94标准，根据实施方式的聚合物组合物可具有V2或更高的阻燃等级，该标准是国际塑料可燃性标准。通过使用聚碳酸酯作为热塑性树脂，根据实施方式的聚合物组合物可具有超过V2等级的阻燃性。
另外，根据实施方式的聚合物组合物可具有100℃或更大的热变形温度(HDT)。通过使用聚碳酸酯作为热塑性树脂，聚合物组合物可具有热变形温度的可靠性。
根据实施方式的聚合物组合物可具有15g/10分钟或更大(300℃，1.2kg)的熔体指数。熔体指数是在给定条件下通过活塞挤出的熔融材料的熔体流动速率，其指示熔融材料的流动的容易程度。当熔体指数增大时，材料可容易地成型为薄膜。通过使用PCM树脂或低分子量聚碳酸酯，根据实施方式的聚合物组合物可具有优异的熔体流动性。
根据实施方式的聚合物组合物可具有60kgfcm/cm或更大的悬梁臂缺口冲击强度。悬梁臂缺口冲击强度测试是测试材料的冲击强度的方法。通过使用核-壳型弹性体，根据实施方式的聚合物组合物可具有高的悬梁臂缺口冲击强度。
此外，根据实施方式的聚合物组合物可进一步包括添加剂。添加剂可包括选自以下的至少一种：蜡、蜡型母料、热稳定剂、紫外光稳定剂、抗氧化稳定剂、除臭剂、和表面稳定剂。
作为半固体润滑剂的蜡可防止由混合材料以制造模塑制品而导致的热产生。通过向组合物添加蜡，可在制造过程期间控制温度。
蜡型母料是橡胶原材料与蜡的混合物。如果将蜡单独地添加到组合物，则蜡可无法与组合物均匀地混合。因此，通过使用蜡型母料，可将蜡均匀地分散在组合物中。
热稳定剂、紫外光稳定剂和抗氧化稳定剂是添加用于防止或抑制树脂的恶化的化学品。根据实施方式的聚合物组合物包括塑性组分例如聚碳酸酯。由于塑性组分因热、光或氧而恶化，因此需要防止该恶化。因此，通过在需要时向其添加热稳定剂、紫外光稳定剂、或抗氧化稳定剂，根据实施方式的聚合物组合物可防止树脂的恶化。
除臭剂是在使用聚合物组合物制造注塑产品时用于使气体产生最小化的添加剂。根据实施方式的聚合物组合物或由其模塑的制品可包括除臭剂以在沉积涂覆(涂层)材料时获得可靠性。
表面稳定剂是用于使由聚合物组合物模塑的制品的表面光滑的添加剂。根据实施方式的聚合物组合物可包括表面稳定剂。
已在上文中描述了根据实施方式的聚合物组合物。聚合物组合物的类型和组成比率不限于以上描述的那些并且可包括对于本领域普通技术人员来说是明显的变型。
接下来，将描述根据实施方式的模塑制品。
根据实施方式的模塑制品包括聚合物组合物，所述聚合物组合物包括：包括聚碳酸酯的热塑性树脂、消费后材料(PCM)树脂、生物基树脂、和核-壳型弹性体。
制品可以膜、片材、粒料或纤维的形状模塑，并且可包括电子装置的内部材料或外部材料。
电子装置可包括选自以下的至少一种：智能装置、显示设备、计算机、监控器、平板个人电脑、印刷机、多功能设备、冰箱、洗涤机、空调机、照相机、电子书、电子纸、3D眼镜、和电池充电器。
在下文中，将描述智能装置作为模塑制品的例子。
图1是作为模塑制品的智能装置的分解透视图。图2是图1的智能装置的沿着线AA'所取的横截面图。
参考图1和2，智能装置100包括：显示模块115、安装在显示模块115的前表面上的窗玻璃120、安装在显示模块115的后表面上的框架(骨架)125、围绕显示模块115和窗玻璃120的边缘的前盖130、围绕前盖130的外周表面的前部装饰品135、安装在框架125的后表面上的电池140、设置在框架125的后表面上的后盖145、以及覆盖后盖145和电池140的电池盖150。
更具体地，后盖145可具有电池孔，电池140***该电池孔中。因此，电池140可通过电池孔安装在框架125的后表面上。此外，该框架可具有电池安装部件155，并且可形成引导凸缘160以围绕电池安装部件155的边缘。引导凸缘160限定电池140的安装区域，并且引导凸缘160可沿着后盖145的电池孔的边缘形成。另外，可在后盖145的上部部分上设置多种电子部件，并且电池140可设置在后盖145的下部部分上。
根据实施方式的模塑制品可包括图1和2中所示的智能装置100的框架125、前盖130、前部装饰品135、后盖145和电池盖150。然而，模塑制品的应用不限于智能装置100的那些。根据实施方式的模塑制品还可包括在对于本领域普通技术人员而言是明显的范围内的变型，包括智能装置的本位键和按钮。
接下来，将描述显示设备200作为模塑制品的另一个例子。
图3是作为模塑制品的显示设备200的透视图。
参考图3，显示设备200可包括配置成显示图像和输出声音的主体210、以及配置成支撑主体210的支架(支柱)220。
根据实施方式的显示设备220的主体210和支架220可包括上面描述的聚合物组合物。即，主体210和支架220可为通过对聚合物组合物进行注塑而制造的模塑制品。然而，模塑制品的应用不限于显示设备200的那些。根据实施方式的模塑制品还包括在对于本领域普通技术人员而言是明显的范围内的变型，包括显示设备200的内部材料。
已描述了包括根据实施方式的聚合物组合物的模塑制品。
接下来，将描述制造根据实施方式的模塑制品的方法。
首先，将描述用于制备根据实施方式的聚合物组合物的挤出机的结构和用于使用通过挤出机制备的聚合物组合物作为原材料制造模塑制品的注塑设备的结构。图4是说明根据一个实施方式的挤出机300的结构的视图。图5是说明根据一个实施方式的注塑设备400的结构的视图。
参考图4，根据一个实施方式的挤出机300可包括：用于将原材料进料的挤出机料斗310，可旋转地安装的轴320，围绕轴320的挤出机料筒330，用于使轴320旋转的挤出机驱动单元340a、340b和340c，用于加热挤出机料筒330的内部的挤出机加热器350，用于排放聚合物组合物的排放模头360、和用于控制挤出机加热器350的加热温度的挤出机控制器(未示出)。挤出机300可为如图4中所示的连续流动单螺杆挤出机。然而，挤出机300不限于此并且也可为连续流动双螺杆挤出机。
挤出机驱动单元340a、340b和340c可包括：用于可旋转地驱动轴320的电动机(马达)340a、与发动机340a连接并且将发动机340a的动力传送到齿轮部件340c的耦合部件340b、以及用于接收发动机340a的动力并使轴320旋转的齿轮部件340c。由挤出机驱动单元340a、340b和340c驱动的轴320可以预定方向(例如，顺时针方向)旋转以便以100-400rpm的速度向熔融混合物施加剪切应力。
挤出机加热器350可包括从进料部分到排放部分设置的多个加热器以控制挤出机料筒330的内部温度。即，挤出机料筒330的内部可划分为多个段，其温度被分别控制。可根据其中所加工的原材料适当地控制各段的温度。
参考图5，根据一个实施方式的注塑设备400包括：用于将原材料进料的注塑设备料斗410、用于容纳通过注塑设备料斗410引入的原材料的机筒420、安装在机筒420中用于前后移动和旋转的螺杆430、用于将旋转力传输到螺杆430的注塑设备电动机440、与螺杆430连接以使螺杆430线性地移动的注塑设备料筒450、安装在机筒420的外周表面上以加热机筒420中容纳的原材料的注塑设备加热器460、用于将容纳在机筒420中的合成树脂的原材料供应到模具470中的喷嘴465、以及接收来自喷嘴465的原材料并使制品成型的模具470。
模具470可包括用于接收原材料的第一模具470a和与第一模具470a结合以在其中构成注塑腔475的第二模具470b。第一模具470a可为固定模具，且第二模具470b可为可移动模具。
上面已描述了用于制造根据实施方式的模塑制品的挤出机300和注塑设备400。接下来，将描述制造根据实施方式的模塑制品的方法。
制造根据实施方式的模塑制品的方法可包括：通过将包括具有聚碳酸酯的热塑性树脂、PCM树脂、生物基树脂、和核-壳型弹性体的组合物(在下文中，称为原材料)挤出而制备聚合物组合物；和对聚合物组合物进行注塑。
将原材料挤出可包括：通过使用混合机将原材料预先混合，将混合的原材料进料到挤出机料斗310中，使所引入的原材料熔融，和通过对熔融的原材料施加剪切应力而将其分散。该方法可进一步包括将从排放模头360排出的原材料干燥。
对聚合物组合物进行注塑可包括：将聚合物组合物进料到注塑设备料斗410中，使所引入的聚合物组合物熔融，和将熔融的聚合物组合物供应到模具470中。
在下文中，为了描述的方便，将描述智能装置的电池盖150和后盖145的制备例作为模塑制品的例子。
制备例1
首先，通过使用混合机(未示出)将高分子量聚碳酸酯、低分子量聚碳酸酯、PCM聚碳酸酯、PCTG、核-壳型弹性体、蜡型母料、热稳定剂、紫外光稳定剂和其它添加剂预先混合以制造智能装置的电池盖150。随后，将这些原材料进料到图4中所示的挤出机料斗310中。然后，将在挤出机料筒330中挤出并从排放模头360排出的原材料在90-100℃的温度下干燥3-4小时以制备聚合物组合物。
表1显示作为根据一个实施方式的电池盖150的原材料的聚合物组合物的制备条件并且将随后描述。
表1
如表1中所示，根据本制备例，挤出机料筒330被划分为多个段，且各段的温度被分别控制。更具体地，将挤出机料筒330在挤出机料斗310周围的温度控制在245℃，且将挤出机料筒330在排放模头360周围的温度控制在275℃。
随后，将聚合物组合物进料到图5中所示的注塑设备料斗410中，并通过使用智能装置的电池盖模具进行注塑，从而制造电池盖150。
表2显示用于注塑智能装置的电池盖150的注塑的注塑条件并且将随后描述。
表2
如表2中所示，根据本制备例，机筒420被划分为多个段，且以逐步的方式控制所述段的温度。更具体地，通过将机筒420在喷嘴465周围的温度控制在285℃并且将机筒420在注塑设备料斗410周围的温度控制在260℃而将原材料供应到模具470中。将作为固定模具的第一模具470a的温度控制在90℃，并且将作为可移动模具的第二模具470b的温度控制在110℃。
制备例2
以与制备例1中相同的方式制备聚合物组合物以制备智能装置的后盖145。
随后，将聚合物组合物进料到图5中所示的注塑设备料斗410中，并通过使用智能装置的后盖模具进行注塑以制造后盖145。
表3显示用于注塑智能装置的后盖145的注塑的注塑条件，并且将随后描述。
表3
如表3中所示，根据本制备例，通过将机筒420在喷嘴465周围的温度控制在295℃并且将机筒420在注塑设备料斗410周围的温度控制在280℃而将原材料进料到模具中。此外，将作为固定模具的第一模具470a的温度控制在80℃，并且将作为可移动模具的第二模具470b的温度控制在80℃。
参考表2和3，确认，用于制备智能装置的电池盖150的模具470的温度需要控制得高于用于制备智能装置的后盖145的模具470的温度。由于智能装置的电池盖150的厚度小于智能装置的后盖145的厚度，因此用于制备电池盖150的模具470的温度需要控制为较高以降低进料的原材料的粘度。
即，可取决于待模塑的制品的类型而不同地控制模具470和机筒420的温度。
上面已描述了制造根据实施方式的模塑制品的方法。然而，模塑制品的制备例不限于此并且也可在对于本领域普通技术人员是明显的范围内进行修改。
接下来，将描述由根据以下实施例和对比例制备的聚合物组合物形成的试样的物理性质的测试结果以帮助本公开内容的更好的理解。然而，本公开内容不限于以下实施例。
实施例1
由根据实施例1的聚合物组合物形成的试样包括：44重量％的高分子量聚碳酸酯、5重量％的低分子量聚碳酸酯、20重量％的PCM聚碳酸酯、20重量％的PCTG、6重量％的核-壳型弹性体、5重量％的蜡型母料、0.2phr的热稳定剂、和0.2phr的紫外光稳定剂。在下文中，phr定义为相对于100重量％的全部组合物的每百份的份数。
实施例2
由根据实施例2的聚合物组合物形成的试样包括：49重量％的高分子量聚碳酸酯、20重量％的PCM聚碳酸酯、20重量％的PCTG、6重量％的核-壳型弹性体、5重量％的蜡型母料、和0.2phr的紫外光稳定剂。
实施例3
由根据实施例3的聚合物组合物形成的试样包括：45重量％的高分子量聚碳酸酯、20重量％的PCM聚碳酸酯、20重量％的PCTG、10重量％的核-壳型弹性体、5重量％的蜡型母料、和0.2phr的紫外光稳定剂。
实施例4
由根据实施例4的聚合物组合物形成的试样包括：40重量％的高分子量聚碳酸酯、20重量％的PCM聚碳酸酯、20重量％的PCTG、15重量％的核-壳型弹性体、5重量％的蜡型母料、和0.2phr的紫外光稳定剂。
对比例1
由根据对比例1的聚合物组合物形成的试样包括：25重量％的高分子量聚碳酸酯、30重量％的低分子量聚碳酸酯、20重量％的PCM聚碳酸酯、20重量％的PCTG、5重量％的蜡型母料、0.2phr的热稳定剂、和0.2phr的紫外光稳定剂。
对比例2
由根据对比例2的聚合物组合物形成的试样包括：25重量％的高分子量聚碳酸酯、25重量％的低分子量聚碳酸酯、20重量％的PCM聚碳酸酯、20重量％的PCTG、5重量％的核-壳型弹性体、5重量％的蜡型母料、0.2phr的热稳定剂、和0.2phr的紫外光稳定剂。
对比例3
由根据对比例3的聚合物组合物形成的试样包括：26重量％的高分子量聚碳酸酯、20重量％的低分子量聚碳酸酯、20重量％的PCM聚碳酸酯、20重量％的PCTG、8重量％的核-壳型弹性体、6重量％的蜡型母料、0.2phr的热稳定剂、和0.2phr的紫外光稳定剂。
对比例4
由根据对比例4的聚合物组合物形成的试样包括：25.9重量％的高分子量聚碳酸酯、24重量％的低分子量聚碳酸酯、20重量％的PCM聚碳酸酯、20重量％的PCTG、5重量％的核-壳型弹性体、5重量％的蜡型母料、0.1重量％的蜡、0.2phr的热稳定剂、和0.2phr的紫外光稳定剂。
对比例5
由根据对比例5的聚合物组合物形成的试样包括：43重量％的高分子量聚碳酸酯、6重量％的低分子量聚碳酸酯、20重量％的PCM聚碳酸酯、20重量％的PCTG、6重量％的核-壳型弹性体、5重量％的蜡型母料、0.2phr的热稳定剂、和0.2phr的紫外光稳定剂。
对比例6
由根据对比例6的聚合物组合物形成的试样包括：36重量％的高分子量聚碳酸酯、3重量％的低分子量聚碳酸酯、20重量％的PCM聚碳酸酯、20重量％的PCTG、16重量％的核-壳型弹性体、5重量％的蜡型母料、和0.2phr的紫外光稳定剂。
表4显示根据实施例1-4和对比例1-6的聚合物组合物的组成比率。
表4
测试例1：基础物理性质的评价
根据以下方法评价由根据实施例1-4和对比例1-6的聚合物组合物形成的试样的物理性质。
熔体指数(MI)
在1.2kg和300℃的条件下测量由根据实施例1-4和对比例1-6的聚合物组合物形成的试样的熔体指数(MI)。
比重
测量由根据实施例1-4和对比例1-6的聚合物组合物形成的试样的比重。
热变形温度(HDT)
根据美国材料与试验协会(ASTM)D648测试方法在1.8MPa的应力下测量切割为127×12.7×6.4mm的尺寸的由根据实施例1-4和对比例1-6的聚合物组合物形成的试样的热变形温度。
阻燃性
根据UL-94标准在t＝3.2cm条件下测量由根据实施例1-4和对比例1-6的聚合物组合物形成的试样的阻燃性。
测试例2：机械性质的评价
根据以下方法评价由根据实施例1-4和对比例1-6的聚合物组合物形成的试样的机械性质。
抗挠刚度和挠曲模量
根据ASTM D790标准测试方法测量由根据实施例1-4和对比例1-6的聚合物组合物形成的试样的抗挠刚度。
冲击强度
根据ASTM D256测试方法测量由根据实施例1-4和对比例1-6的聚合物组合物形成的试样的冲击强度。
拉伸强度
根据ASTM D638测试方法测量由根据实施例1-4和对比例1-6的聚合物组合物形成的试样的拉伸强度。
伸长率
根据ASTM D638测试方法测量由根据实施例1-4和对比例1-6的聚合物组合物形成的试样的伸长率。
落锤试验
使500g砝码从50cm的高度落到由根据实施例1-4和对比例1-6的聚合物组合物形成的试样上。
测试例3：其它性质的评价
根据以下方法测量由根据实施例1-4和对比例1-6制备的聚合物组合物形成的试样的其它性质。
化妆品耐受性
将Nivea Aqua Protect Sun Spray(SPF30，PA++)施加到由根据实施例1-4和对比例1-6的聚合物组合物形成的试样的涂覆表面并保持在80℃/80％的条件下。在24小时之后，将试样洗涤，干燥，并于室温保持4小时。然后，将试样以2mm的间隔横切并且通过使用胶带剥离一次。
高温和高湿度
将由根据实施例1-4和对比例1-6的聚合物组合物形成的试样在50℃/95％的条件下保持72小时。在将试样于室温保持4小时之后，将试样以2mm的间隔横切并且通过使用胶带剥离一次。
沉积涂覆(涂层)
向由根据实施例1-4和对比例1-6的聚合物组合物形成的试样顺序地施加底漆、底涂层、紫外光处理、锡(Sn)、中间涂层、面漆和紫外光处理。
热冲击
将由根据实施例1-4和对比例1-6的聚合物组合物形成的试样在-40℃保持1小时并在85℃保持1小时。将该过程重复30个循环，并将试样于室温保持4小时。然后，将试样以2mm的间隔横切并通过使用胶带剥离一次。
根据上述方法测量的物理性质显示在下表5中。
表5
参考表5，根据对比例1的试样具有表明高的流动性的54.6g/10cm的熔体指数和843(Kgf/cm2)的高的抗挠刚度，但是具有11kgfcm/cm的非常低的悬臂梁缺口冲击强度。此外，根据对比例1的试样未能通过落锤试验和化妆品耐受性试验。
因此，根据对比例2和4，使用减少量的低分子量聚碳酸酯进行测试。结果，尽管悬臂梁缺口冲击强度提高到52-58kgfcm/cm，但是根据对比例2和4的试样与根据对比例1的试样一样也未能通过落锤试验和化妆品耐受性试验。
图6说明使用根据对比例2-4的试样制造的智能装置的电池盖的落锤试验结果。图7说明使用根据对比例2-4的试样制造的智能装置的后盖的落锤试验结果。
如图6和7中所示，通过落锤试验，在使用根据对比例2-4的聚合物组合物制造的智能装置的电池盖和后盖中观察到缺口。即，由根据对比例2-4的聚合物组合物形成的试样在落锤试验中不能具有可靠的结果。
此外，通过逐渐降低低分子量聚碳酸酯的量并将核-壳型弹性体的量增加到0、5和8重量％来对根据对比例1-3的试样进行测试。因此，确认，随着低分子量聚碳酸酯的量减少，悬臂梁缺口冲击强度改善，但悬臂梁无缺口冲击强度未改善。相反，通过核-壳型弹性体，悬臂梁无缺口冲击强度由136kgfcm/cm提高到140kgfcm/cm。
进行对比例5以测定低分子量聚碳酸酯的下限。如果以6重量％的量使用低分子量聚碳酸酯，则获得比对比例1-4的那些高的60kgfcm/cm的悬臂梁缺口冲击强度，但在落锤试验中未得到可靠的结果。
进行对比例6以测定核-壳型弹性体的上限。如果以16重量％的量使用核-壳型弹性体，则得到58kgfcm/cm的相对较低的悬臂梁缺口冲击强度和142kgfcm/cm的相对较低的悬臂梁无缺口冲击强度。
基于以上结果的综合考虑，在根据实施例1-4的聚合物组合物中，低分子量聚碳酸酯以5重量％或更少的量使用，且核-壳型弹性体以6-15重量％的量使用。确认，根据实施例1-4的试样具有64-70kgfcm/cm的悬臂梁缺口冲击强度和145-150kgfcm/cm的悬臂梁无缺口冲击强度。此外，确认，根据实施例1-4的试样具有比根据对比例1-6的试样的那些高的110-204％的伸长率，并且在落锤试验和化妆品耐受性试验中具有优异的结果。
图8说明使用根据实施例1-4的试样制造的电池盖的落锤试验结果。图9说明使用根据实施例1-4的试样制造的智能装置的后盖的落锤试验结果。
如图8和9中所示，通过落锤试验，在使用根据实施例1-4的聚合物组合物制造的智能装置的电池盖和后盖中未观察到缺口。因此，确认，在落锤试验中得到了可靠的结果。
为得到可靠的沉积涂覆，在有和没有除臭剂的条件下对根据实施例1-4和对比例4的试样进行测试。作为沉积涂覆测试的结果，不管除臭剂，所有试样均通过了可靠性标准。然而，如果需要，可使用除臭剂以得到模塑制品的设计的多样性。
此外，为了得到可靠的表面稳定性，在有和没有表面稳定剂的条件下对根据实施例1-4和对比例4的试样进行测试。结果，不管表面稳定剂，所有试样均通过了可靠性标准。然而，如果需要，可使用表面稳定剂以得到模塑制品的设计的多样性。
基于测试结果，确认，通过减少低分子量聚碳酸酯的量改善了因低分子量聚碳酸酯的结构而恶化的试样的化学耐受性。
此外，确认，通过向其添加核-壳型弹性体改善了因缺口而恶化的试样的物理性质。然而，当使用过量的核-壳型弹性体时，悬臂梁缺口冲击强度和悬臂梁无缺口冲击强度可恶化。如果核-壳型弹性体的量不足，则外部冲击不能被充分地分散，未能防止物理性质的恶化。确认，需要适当地控制核-壳型弹性体的量。
上面已经描述了具有阻燃性和生态环境友好性的聚合物组合物、包括其的模塑制品、以及制造所述模塑制品的方法。对于本领域技术人员而言将明晰的是，可在本发明中进行多种修改和变化而不背离本发明的精神或范围。因此，预期本发明涵盖了本发明的修改和变化，只要它们落入所附权利要求及其等同物的范围内。
Claims (23)
1.聚合物组合物，包括：
包括聚碳酸酯的热塑性树脂；
消费后材料树脂；
生物基树脂；和
核-壳型弹性体，
其中所述核-壳型弹性体包括：
包括选自丁二烯和丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物的至少一种的核；和
包括聚甲基丙烯酸甲酯的壳。
2.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述生物基树脂包括选自聚(对苯二甲酸环己烷二甲醇酯)二醇和聚(对苯二甲酸乙二醇酯)二醇的至少一种。
3.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述消费后材料树脂包括消费后材料聚碳酸酯。
4.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述热塑性树脂包括选自低分子量聚碳酸酯和高分子量聚碳酸酯的至少一种。
5.根据权利要求4所述的聚合物组合物，其中所述高分子量聚碳酸酯在300℃和1.2kg的条件下测量时具有45g/10分钟或更小的熔体指数，且所述低分子量聚碳酸酯在300℃和1.2kg的条件下测量时具有大于45g/10分钟的熔体指数。
6.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物包括45-60重量％的所述热塑性树脂、1-20重量％的所述消费后材料树脂、1-20重量％的所述生物基树脂、和5-15重量％的所述核-壳型弹性体。
7.根据权利要求6所述的聚合物组合物，其中所述45-60重量％的热塑性树脂包括45-55重量％的高分子量聚碳酸酯和0-5重量％的低分子量聚碳酸酯。
8.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物具有110％或更大的伸长率。
9.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中根据保险商实验室94标准，所述聚合物组合物具有V2的阻燃等级。
10.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物在300℃和1.2kg的条件下测量时具有15g/10分钟或更大的熔体指数。
11.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物具有60kgfcm/cm或更大的悬梁臂缺口冲击强度。
12.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物具有100℃或更大的热变形温度。
13.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物进一步包括添加剂。
14.根据权利要求13所述的聚合物组合物，其中所述添加剂包括选自以下的至少一种：蜡、蜡型母料、热稳定剂、紫外光稳定剂、抗氧化稳定剂、除臭剂、和表面稳定剂。
15.制造模塑制品的方法，所述方法包括：
通过挤出机制备聚合物组合物，所述聚合物组合物包括：包括聚碳酸酯的热塑性树脂、消费后材料树脂、生物基树脂、和核-壳型弹性体；和
通过将所述聚合物组合物进料到注塑设备中而对所述聚合物组合物进行注塑。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述制备聚合物组合物包括将包括包含聚碳酸酯的热塑性树脂、消费后材料树脂、生物基树脂、和核-壳型弹性体的组合物挤出。
17.根据权利要求16所述的方法，其中将组合物挤出包括：
使所述组合物熔融；和
通过向所述组合物施加剪切应力而将该组合物分散。
18.根据权利要求15所述的方法，其中所述挤出机包括选自连续流动单螺杆挤出机和连续流动双螺杆挤出机的至少一种。
19.模塑制品，其包括聚合物组合物，所述聚合物组合物包括：包括聚碳酸酯的热塑性树脂、消费后材料树脂、生物基树脂、和核-壳型弹性体。
20.根据权利要求19所述的模塑制品，其中所述制品是以膜、片材、粒料、或纤维的形状模塑的。
21.根据权利要求19所述的模塑制品，其中所述模塑制品包括电子装置的内部材料或外部材料。
22.根据权利要求21所述的模塑制品，其中所述电子装置包括智能装置，
所述内部材料包括所述智能装置的后盖；和
所述外部材料包括选自以下的至少一种：所述智能装置的前盖、前部装饰品、本位键、侧键、和电池盖。
23.根据权利要求19所述的模塑制品，其中所述电子装置包括选自以下的至少一种：显示设备、计算机、平板个人电脑、印刷机、多功能设备、冰箱、洗涤机、空调机、照相机、电子书、电子纸、3D眼镜、和电池充电器。
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