树脂组合物及由其制得的模塑产品制造技术

一种树脂组合物包括能形成晶体结构的聚酯、至少一种用作成核剂的选自尿嘧啶和尿嘧啶衍生物的组分。还提供由该组合物得到的树脂模塑品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及由能够形成晶体结构的聚酯所组成的树脂组合物，以及使用该树脂组合物的模塑产品。更具体地，本专利技术涉及可以使可生物降解树脂的结晶变得容易进行同时又能确保在实际使用中耐久性令人满意的技术。
技术介绍
近年来人们的环境意识不断提高，使用在自然环境中可降解的并因此具有所谓的生物可降解性的树脂材料受到关注。例如，不同于目前已知的通用树脂，由非化石燃料制备的具有可生物降解性的树脂，具有以下优点不涉及资源短缺的问题；此类树脂有助于解决废弃物处理问题，因为它们在自然环境中可降解；它们可由自然资源如甜玉米等制得；可抑制了被认为会导致全球气候变暖的CO2气体的量。因此，这些树脂是有希望在未来引起更多关注的材料。在可降解的树脂中，高熔点(170℃至180℃)脂族聚酯，尤其是聚乳酸，其材料性能极好，以至于由该材料得到的模塑产品具有良好的透明度，从而预期其具有广泛的用途。已经公认，这些生物可降解树脂的主要应用包括，例如，用于农业、林业和渔业的材料(膜、种植盆、钓丝、鱼网等)、民用工程材料(保水片、用于植物的网等)、包装领域和容器(因为存放土壤、食品等而难以循环使用)、一次性物品，诸如便利品、卫生用品、比赛用品等。从环境保护的角度来看，预计这些用品在未来的应用会进一步增加。例如，已经研究了在电气和电子制件中的应用，这些电气和电子制件例如电视机底座、个人电脑机箱等。当考虑用于此类电气产品的底座和结构材料时，认为材料的耐热性约80℃或80℃以上是必需的。近年来，为了使材料在实际应用中保持优良的性能，提高结晶度被摆在了重要的位置上。但是，尤其是关于可生物降解聚酯，聚酯中典型的聚乳酸是一种耐热性差的材料，其玻璃化温度(Tg)约为60℃。当由该材料制得的模塑产品暴露在高于其玻璃化温度的温度时，该产品会软化并变形，从而在实际使用中存在问题。要指出，实际应用中的耐热性是指在接近80℃时能保证约100MPa的劲度(弹性模量)。例如，为了提高可生物降解聚酯的耐热性，提及一种涉及加入耐热性无机填料的方法，这些无机填料例如滑石、云母等。通过该方法，可以提高材料的机械性能和硬度。但是，事实上，只向树脂中加入无机填料难以确保得到令人满意的耐热性。在相关技术中，已经提出了一种在模塑过程中或在模塑后通过热处理来提高聚乳酸的耐热性的技术。聚乳酸是一类能够形成晶体结构的聚酯，但是该材料也是一种不容易结晶的聚合物。因此，当根据在普通通用树脂中所用的方法来对聚乳酸进行模塑时，所得的产物实际上是无定形的，因而其机械强度差并且易于发生热变形。然而，当在模塑过程中或在模塑后对产品进行热处理，以促进结晶，会提高产品的耐热性。但是，用热处理来使产品结晶，需要耗费长的时间，给实际制造带来麻烦。例如，若使用通用树脂，注塑步骤一般以约1分钟的模塑周期进行。在这方面，已经意识到，由于热处理由聚乳酸得到的模塑产品的方法要使产品的结晶程度确保该产品的机械强度足以供实际应用，这事实上需要花费太长的时间。若在结晶步骤中不加入成核剂，自然形成晶核的发生率非常低，以至于晶体尺寸在微米级上。这会带来这样的问题，即最终得到的模塑产品较混浊，透明度差，从而限制了其实际应用的范围。对于能够形成晶体结构的聚酯来说，解决上述此类问题并促进树脂结晶的一种措施是加入成核剂。成核剂是一种成为初始晶核并促进结晶聚合物的晶体生长的试剂。大致上，能促进结晶聚合物结晶或者能提高聚合物结晶速率的物质可称为成核剂。如果向聚合物中加入成核剂，则得到较细小的晶体，从而对最终得到的树脂的劲度和透明度具有提高的作用。因为模塑过程中结晶的速度得到提高，所以对于缩短此步骤所需时间是有利的。上述的此类作用实际上已经在其它类型的结晶聚合物中得到证实。例如，当加入成核剂时，聚丙烯(下文中有时称为PP)在劲度和透明度方面得到提高。在此例中，例如，使用山梨糖醇作为成核剂，该物质的三维网状结构被认为对产品性能的提高起到有效作用。除此之外，对于金属盐类型的物质，例如，提及的是羟基二(叔丁基苯甲酸)铝、(4-叔丁基苯基)磷酸钠、亚甲基双(2，4-二叔丁基苯基)磷酸钠等。但是，在这方面，若如聚乳酸之类的聚酯用作树脂，则实际应用中的问题涉及要施加的成核剂。例如，当使用滑石时，其用量应该在百分之几十左右，以确保得到满意的成核效果。但是，这样的用量会使滑石在树脂中的含量过高，随之而来的问题是最终得到的树脂组合物不能确保具有满足实际应用的机械强度。滑石在树脂中的高含量会导致产品出现混浊，透明度下降，从而限制了产品的实际应用范围。在相关技术中，对于脂族聚酯的应用，已经揭示了使用山梨糖醇物质作为成核剂的技术(参见，例如，日本专利公开号平10-158369)。还揭示了该物质对聚乳酸具有明显的结晶效果。对于通过加入其它类型成核剂来促进结晶，提出了一种向脂族聚酯中加入至少一种作为透明成核剂的化合物的技术，该化合物的熔点为40℃至300℃，选自脂族羧酰胺、脂族羧酸盐、脂族醇和脂族羧酸酯(参见，例如，日本专利公开号平9-278991)。此外，还提出了一些技术，其中包括向聚乳酸树脂中加入作为透明成核剂的至少一种有机化合物的技术，所述有机化合物选自熔融温度或软化点为80℃至300℃、熔化熵为10-100cal/K/mol的那些有机化合物(参见，例如，日本特许公开号平11-5849)；以及向聚乳酸树脂中加入具有特定类型结构的作为澄清剂的脂族酸酯的技术(参见，例如，日本特许公开号平11-116783)。特别对于聚乳酸，已经提出了通过在聚乳酸中配制某种类型的杂环化合物来得到耐热性和冲击强度俱佳的树脂组合物的技术(参见，例如，日本专利公开号2004-352872和2004-352873号)。杂环化合物的一个例子是邻苯二甲酰肼。在该杂环化合物和滑石组合加入的一个例子中，聚乳酸的结晶度得到提高。在使用聚酯制备的工业产品中，已经认识到从实际应用的角度来看，确保产品对于水解的耐久性是非常重要的。水解程度的不同取决于使用的聚酯的类型和使用环境。考虑各模塑产品所需的使用时间，水解未必总是实际应用中的问题。然而，特别是在使用可生物降解聚酯的情况下，确保抗水解的使用耐久性将会变得很重要。尤其对于短使用期限(或短时间)，快速分解是优选的。但是，在本文中，考虑的是长使用期限(或长时间)，因此必须抑制水解。例如，在用作电气产品、电子器具等产品的底座的情况，需要几年到数十年这样长期的可靠性，因此，从实际应用的角度来，如拉伸强度、弯曲强度、耐冲击性等机械性能必须在上述的期间内保持在令人满意的水平上。至今为止，人们已经就提高可降解聚酯长期可靠性的技术提出了许多建议。但是，确保材料的可靠性同时又提高上述树脂的结晶度，还没有能够令人满意地得以实现。
技术实现思路
在日本专利公开号平10-158369、平9-278991、平11-5849和平11-116783所揭示的技术中没有使用任何成核剂，在实际应用中促进结晶的作用和提高所得模塑产品耐久性的作用尚不能令人满意。关于日本专利公开号2004-352872和2004-352873中所述的技术，我们通过向聚乳酸中加入邻苯二甲酰肼对结晶度进行了评价，结果表明邻苯二甲酸酰阱的提高作用是小的，并没有得到令人满意的使用耐热性和冲击强度。这将会在下文中进行描述。此外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种树脂组合物，它至少包含能形成晶体结构的聚酯和成核剂，所述成核剂由选自尿嘧啶和尿嘧啶衍生物的组分组成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤則孝，野口勉，森浩之，藤平裕子，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]