专利名称：树脂添加剂的制作方法
热塑性树脂，如聚碳酸酯树脂(PC)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)及其共混物以及通过上述树脂中的1种或多种与其他树脂的掺混获得的混合物，当它们在各种模塑过程中加热并熔融时常常发生热分解(分子量下降)以及机械性能的降低。本发明涉及可防止树脂热分解的树脂添加剂，以及防止热分解，却不显著降低冲击性强度的树脂添加剂。
树脂材料，特别是代表性树脂PC、PBT及PET，具有在加热熔融时分子量急剧下降的特性，致使分子量因各种模塑过程产生的热和捏合中施加的剪切应力而显著下降。因此，要回收利用模塑生产中的流道残料和流道冷料以及回收利用制品是困难的。
根据本发明人的研究，上述树脂在加热和熔融期间的分子量下降可通过在树脂中加入以儿茶素对树脂做过表面处理的无机颗粒得到抑制，可是又出现IZOD(伊佐德)冲击强度降低的问题。
本发明人继续对儿茶素树脂添加剂的深入研究终于导致如下的发现热塑性树脂在加热并熔融期间的分子量下降可以通过在上述树脂中加入一种以儿茶素处理无机颗粒获得的树脂添加剂得到抑制。
进而，本发明人发现，不仅热塑性树脂在加热并熔融时分子量的下降可以得到抑制，而且其伊佐德冲击强度的降低也可得到减轻，只需在上述树脂中加入一种以儿茶素处理无机颗粒，再以偶联剂对其做进一步表面处理获得的树脂添加剂。
另外，本发明人还发现，不仅热塑性树脂在加热并熔融时分子量的下降可以得到抑制，而且其伊佐德冲击强度的降低也可得到防止，只需在上述树脂中加入一种以儿茶素处理无机颗粒，再以苯酮化合物或糖类对其进行表面处理，随后再以偶联剂对其进一步表面处理获得的树脂添加剂。
因此，本发明第1个目的是提供一种树脂添加剂，它可通过以儿茶素对无机颗粒进行表面处理获得，它可抑制树脂在加热并熔融期间的分子量下降，从而防止树脂的变质。
本发明第2个目的是提供一种树脂添加剂，它可通过令无机颗粒表面与儿茶素溶液接触以实现对其的处理，再以偶联剂对其进一步处理--这种对其进行多层表面处理来制备，它不仅可防止树脂在加热并熔融期间的分子量下降，而且还能防止树脂伊佐德冲击强度的降低。
本发明第3个目的是提供一种树脂添加剂，它可通过令无机颗粒表面与儿茶素溶液接触以实现对其的处理，再以苯酮化合物或糖类对其进行表面处理，随后再以偶联剂对其进一步表面处理--这种对其进行多层表面处理来制备，它旨在通过儿茶素使树脂热稳定化，并通过苯酮或糖类降低冲击应力并加强无机颗粒与基质树脂的结合，从而不仅可防止树脂在加热并熔融期间的分子量下降，而且还能防止树脂伊佐德冲击强度的降低。
本发明第4个目的是提供一种树脂添加剂，该添加剂不仅提供树脂加热并熔融期间保持热稳定的热塑性树脂，而且还防止树脂伊佐德冲击强度的降低。
本发明进一步的目的是提供一种树脂添加剂，该添加剂不仅提供树脂加热并熔融期间保持热稳定的热塑性聚碳酸酯树脂、热塑性聚酯树脂或包含此种热塑性聚碳酸酯树脂及聚酯树脂的热塑性树脂，而且还防止树脂伊佐德冲击强度的降低。
本发明的另一个目的是提供一种树脂添加剂，它使得制品的回收利用成为可能。
本发明进一步的目的在研读了下面的说明之后将变得更为清楚。
已发现，本发明的上述诸目的可借助下列来达到1.一种通过以儿茶素对无机颗粒进行表面处理制备的树脂添加剂，2.一种通过以儿茶素对无机颗粒进行表面处理，再以偶联剂对其进行表面处理制备的树脂添加剂，3.一种通过以儿茶素对无机颗粒进行表面处理，然后以苯酮化合物对其进行表面处理，随后再以偶联剂对其进一步表面处理制备的树脂添加剂，以及4.一种通过以儿茶素对无机颗粒进行表面处理，然后以糖类对其进行表面处理，随后再以偶联剂对其进一步表面处理制备的树脂添加剂。
下面，将对本发明的树脂添加剂做进一步解释。
本发明所使用的无机颗粒不受任何具体限制，故可以是任何无机颗粒，只要能有效地用来实现本发明的目的。其具体例子包括二氧化硅盐，如二氧化硅、无水二氧化硅、硅胶、滑石粉、粘土、云母硅酸铝及高岭土、氧化铝以及它们的盐，如铝酸盐。此外，以玻璃态存在的无机物质，即，玻璃，也可用作本发明的无机材料。各种各样的材料，如氧化物玻璃，特别是硅酸盐玻璃，玻璃纤维粉末、玻璃珠、玻璃泡及飘尘均可使用。再有，碳及碳纤维粉末也可用作无机颗粒。这当中，二氧化硅粉末系天然生成，因此成本效益极佳，故而它是优选使用的。所使用的无机颗粒的粒度及形式不受任何具体限制，应根据其种类及使用目的恰当地选择和使用。
再者，本发明所使用的儿茶素是一种多羟基酚化合物，它是3-氧代黄烷的多氧基衍生物，广泛存在于自然界的植物中。据说，儿茶素包括具有各种不同分子结构的多相类型，所有的类型都是天然化合物，因此存在着多种具有不同结构的儿茶素。本发明所使用的儿茶素不受具体限制，可以是任何种类的，只要它是能够有效地实现本发明目的的儿茶素。儿茶素叫做涩味汁。目前，儿茶素在医疗上用作抑癌(carcinostatic)物质，工业上作为固色剂及尼龙媒染剂。儿茶素在水和低级醇中的溶解度很高，因此可以以高浓度溶液形式使用。
下面的式(a)～(d)分别给出4种典型的儿茶素。而且，如上所述，儿茶素是广泛存在于自然界的植物中的化合物。因此不难想到，它们在化学结构上存在部分差异。在本发明中，对这类多羟基酚与儿茶素之间不加区分，故可作为同义语使用。
以儿茶素处理无机颗粒的方法是，将无机颗粒加入到儿茶素溶液中并搅拌以使儿茶素吸收到颗粒上，随后过滤并干燥处理过的无机颗粒。在此种情况下，关于儿茶素的用量，优选对无机颗粒施以按待处理无机颗粒计含0.5～6.0wt％儿茶素的溶液。如果儿茶素的量低于0.5wt％，则树脂的热稳定效果不明显。另一方面，如果该量比6.0wt％再高，则效果将不再变化，因此用量超过该极限将没有意义。儿茶素处理所使用的溶剂包括水、低级醇、四氢呋喃、甲苯、苯、丙酮、乙腈、各种酮及酯。水和低级醇是优选使用的。本发明所使用的儿茶素溶液的浓度不受具体限制，只要它不超过让儿茶素吸收到无机颗粒表面时的温度下儿茶素的饱和浓度，任何浓度均可使用。让儿茶素吸收到无机颗粒上去的温度不受具体限制，但一般在室温。可使用2种或更多种儿茶素。经如此处理获得的以儿茶素处理的无机颗粒(简称为颗粒1)可直接用作树脂添加剂。进而，可再以偶联剂对其进行处理，或者再以苯酮化合物，随后再以进一步偶联剂处理，从而制备成本发明的树脂添加剂。
再有，本发明所使用的苯酮化合物是二苯酮或其衍生物，而二苯酮本身则更合适。然而，该苯酮化合物当然也可以是二苯酮衍生物，如二苯酮-2-羧酸及二苯酮-4，4-二羧酸。二苯酮化合物所起的作用与偶联剂一样，因此其用量与偶联剂用量相同。其用量范围，以儿茶素处理后的无机颗粒为基准，优选在0.4～4.2wt％之间。如果苯酮化合物用量过少，其效果将不显著。另一方面，如果用量过大，它将由于起着增塑剂作用而降低树脂的机械强度。因此，二者都是不可取的。
以苯酮化合物处理颗粒1的方法包括，将相当于颗粒1的0.4～4.2wt％的苯酮化合物溶解在诸如甲苯和二甲苯之类的有机溶剂中，向其中加入颗粒1并充分搅拌，随后过滤并干燥处理的颗粒1，结果就获得经苯酮化合物处理的颗粒1(以下简称颗粒2)。在此种情况下，苯酮化合物及颗粒1可按照任何顺序加入到溶剂中。以苯酮化合物进行处理的条件不受具体限制，所采用的温度、处理时间以及溶剂的种类和用量应根据无机颗粒与苯酮化合物的种类和数量恰当地选择。可使用2种或更多种苯酮化合物。如此获得的颗粒2再接受以偶联剂的后续处理。
本发明所使用的糖类包括单糖、低聚糖及多糖，且各种各样的糖类均可使用。特别合适的是葡萄糖、果糖、麦芽糖及蔗糖。当然，也可使用多糖，如花青苷、花色素、皂角苷以及它们的衍生物。糖类起着与偶联剂相同的作用，因此其用量与偶联剂的用量相同。优选其用量范围，以儿茶素处理后的无机颗粒为基准，为0.4～4.2wt％。如果糖类的用量过少，其效果将不显著。另一方面，如果用量过大，它将由于起着增塑剂作用而降低树脂的机械强度。
以糖类处理颗粒1的方法包括，将相当于待处理颗粒1的0.4～4.2wt％的糖类溶解在诸如水之类的溶剂中，向其中加入颗粒1并充分搅拌以便让糖类吸收在颗粒上，随后过滤并干燥处理的颗粒1，结果就获得糖类处理的颗粒1(以下简称颗粒3)。在此种情况下，糖类及颗粒1可按照任何顺序加入到溶剂中。以糖类进行处理的条件不受具体限制，所采用的温度、处理时间以及溶剂的种类和用量应根据无机颗粒与糖类的种类和数量恰当地选择。可使用2种或更多种糖类。以糖类处理的方法不受具体限制，任何方法均可使用。如此获得的颗粒3再接受以偶联剂的后续处理。
优选使用以硅烷为基础的偶联剂作为本发明中使用的偶联剂。这当中，具有诸如环氧基团、乙烯基基团或氨基基团之类端基的化合物是优选的。具体地说，这些以硅烷为基础的偶联剂例如包括，乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酸基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷以及三氟丙基甲基二甲氧基硅烷。特别优选的以硅烷为基础的偶联剂包括γ-甲基丙烯酸基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷及三氟丙基甲基二甲氧基硅烷。以硅烷为基础的偶联剂的用量，按以儿茶素处理的无机颗粒为基准，为0.4～4.2wt％，优选0.8～2.5wt％。如果该偶联剂表面处理的用量过小，则效果不明显。另一方面，如果用量过大，则偶联剂将在树脂中起增塑剂的作用，从而降低树脂的机械性能。因此，二者均不可取。
以偶联剂处理颗粒1、2或3，可按照各种各样的方法实施，例如可以这样来实施将相当于颗粒1，或者用于制备颗粒2或3的颗粒1的0.4～4.2wt％的偶联剂溶解在水中或诸如甲苯及二甲苯之类的有机溶剂中，并将准备以偶联剂处理的颗粒1、2或3加入其中，并充分搅拌以便让偶联剂吸收到颗粒上，随后将处理的颗粒1、2或3过滤并干燥，结果就获得偶联剂处理的颗粒1、2或3(本发明的树脂添加剂)。在此种情况下，偶联剂与颗粒1、2或3可按照任何顺序加入到溶剂中。以偶联剂处理的条件不受具体限制，处理温度、处理时间、所用溶剂的种类及用量应根据无机颗粒及偶联剂的种类和用量恰当地选择。可使用2种或更多种偶联剂的组合形式。另外，以偶联剂处理的方法包括将偶联剂或偶联剂的溶液直接喷涂到颗粒1、2或3上。在此种情况下，更为有效的是，让经过喷涂后的颗粒1、2或3在从室温到约40℃的封闭容器中静置数日到约1个月。而且还可使用这样的方法，即，令颗粒1、2或3、偶联剂及树脂进行熔融并同时捏合，但本发明不限于这些方法，任何方法均可使用。关于本发明树脂添加剂的制备中无机颗粒的处理顺序，一般首先实施以儿茶素的处理，任选地以苯酮化合物或糖类进行处理，最后实施以偶联剂的处理。然而，该处理顺序不受此限，处理可按照任何顺序进行。
向其中加入本发明树脂添加剂的树脂不受具体限制，但合适的是聚碳酸酯树脂及热塑性聚酯树脂，特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯及聚对苯二甲酸丁二醇酯。它们的共混物或者它们中的1种或多种的组合与其他树脂的掺混树脂，如PC/ABS、PBT/ABS、PC/PBT、PC/PET以及PC/聚苯乙烯乃是优选使用的。
一般地，本发明的树脂添加剂在树脂中的加入比例为树脂的0.5～3.5wt％。
接受儿茶素处理的无机颗粒应允许儿茶素的分子牢固地附着在其表面上。另一方面，当树脂发生热分解时，将产生自由基分子，而倘若自由基分子能够转化为稳定分子，则树脂的分解便可得到抑制。儿茶素带有许多羟基基团，这些羟基基团能俘获树脂分解所产生的自由基。然而，笔者以为，牢固附着在无机颗粒表面上的儿茶素外表面也存在着大量羟基基团，正是由于这样的结果，笔者认为，仅以儿茶素进行表面处理的烷基链虽然能抑制树脂的分解，但不具有对基质树脂如此大的润湿性。这就妨碍了树脂与无机颗粒的牢固结合。因此，造成伊佐德冲击强度从树脂特有的数值大大降低。笔者预期，树脂的稳定化与伊佐德冲击强度下降的抑制--这2种效果可以同时实现，只需借助偶联剂使--仅以儿茶素表面处理的无机颗粒，或者使通过以糖类或苯酮化合物对其进一步处理所获得的无机颗粒--与基质树脂牢固地粘附。另一方面，笔者还认为，该苯酮化合物或糖类，由于存在于儿茶素层与偶联剂层之间，故能起到一种所谓的缓冲作用，即，使作用在树脂上的应力分散开来，从而可获得防止伊佐德冲击强度较大下降的效果。然而，本发明将不受此种推理的限制。
仅以儿茶素进行表面处理获得的无机颗粒，或者通过对--以儿茶素表面处理的无机颗粒或经过儿茶素表面处理又随后以糖类或苯酮化合物进行表面处理的无机颗粒--以偶联剂进行表面处理所获得的无机颗粒，如上所述，就变为一种树脂添加剂，它能够抑制树脂的分子量下降，或者能够不但抑制分子量的下降而且能抑制伊佐德冲击强度的下降。
发明效果如下面的实例和对比例所示，通过仅以儿茶素对无机颗粒进行表面处理所获得的本发明树脂添加剂能抑制热塑性树脂在加热并熔融期间的分子量下降。进而，通过对以儿茶素进行表面处理的无机颗粒再以偶联剂进一步表面处理所获得的树脂添加剂，或者通过先以儿茶素，然后以苯酮化合物或糖类对无机颗粒进行表面处理，再以偶联剂进行表面处理所获得的树脂添加剂，还可抑制伊佐德冲击强度的下降。因此，本发明的树脂添加剂的效果在于，它能抑制诸如PC、PBT、PET及其掺混树脂在加热并熔融期间的分子量下降，或者不仅能抑制分子量分下降而且能减少伊佐德冲击强度的下降。
附图简述
图1表示本发明实施例中所使用的注塑制品，它是各种试样的复合模塑制品。
代号释义(a)重物跌落试验板(b)拉伸试样(c)HDT(热畸变温度)试样(d)伊佐德冲击强度试样(e)抗压试样(f)挠曲强度试样(g)比色试验板(h)树脂储罐(i)熔融树脂加入口实施例下面，将通过实例和对比例进一步详细说明本发明。
实例1在300mL烧杯中，加入200mL去离子水，并在其中溶解进3g儿茶素(药典儿茶素，由Toyama化学工业公司制造)。在其中加入100g二氧化硅粉末(IMSIL A-25平均粒度3.2μm Unimin特种矿物公司制造)。在本例中，儿茶素的用量相当于3wt％。物料借助玻璃棒搅拌10min。然后，溶液经布氏漏斗真空过滤，滤液在干燥器(型号D-30Daiwa Kagaku公司制造)中在60℃下干燥24h。将粉末加入到10kg PC树脂(Panlite L-1250；Mn24700，Mw60800，Mw/Mn2.46，伊佐德冲击强度66kgfcm/cm，Teijin Kasei公司制造)中，并将它们放在纸袋中混合，结果发现，它们能够混合到让切片几乎全部被覆盖的状态，尽管在袋底存在着粉末一定程度地脱离切片的情况。全部树脂被投入到注塑机(型号IS-170，东芝机械公司制造)的料斗中，并在注塑嘴温度280℃、注塑压力995kgf/cm2、保压压力595kgf/cm2、注塑时间1.61s及保压时间21.4s条件下采用能复合模塑各种试样的模头进行模塑，结果制备成各种不同试样。其模塑制品示于图1中。
在同样试验条件下试验PC材料的100％循环利用，并将全部模塑试样放在压碎机(型号FNSK-15D1.5kw，Nissui Kako公司制造)中进行压碎。压碎的树脂采用脱湿干燥器(型号DR-30Z，Kawata公司制造)和温度控制器(型号DN2-20-3，Kato Riki制作公司制造)，在110℃再干燥4h，并在同样条件下反复进行4次注塑。取这些试样的一部分，随同四氢呋喃(THF)溶剂一起放入到备有磨砂瓶塞的锥形瓶中，将混合体系浓度控制在0.05wt％之后，让烧瓶在室温静置一整天整夜，以便使混合体系溶解。借助微量过滤器(GL Chromatodisk 13N，非水型，Kurashiki Boseki公司制造)将二氧化硅颗粒滤出并从物料中分离出来，于是便制成用于测定PC分子量的样品。平均分子量的测定方法是，将标准聚苯乙烯(标准PS，Mw/Mn＝1.06，压力化学公司制造)预先溶解在THF中制成与样品相同的浓度，并根据分子量对色谱柱排出时间的标定曲线对照着换算得到。测定结果载于表1中。
对比例1分子量按照与实施例1中相同的条件进行测定，不同的是，采用不含任何添加剂的PC并进行注塑。其结果一并载于表1中。
实例2通过将儿茶素处理量改为，以无水二氧化硅为基准0.5、1.0、2.0、4.0、5.0及6.0wt％，按照与实例1中相同的方式和程序制备成各种样品。为方便计，将它们分别指定为KN 0.5、KN 1.0、KN 2.0、KN 4.0、KN 5.0及KN 6.0。按与实例1中相同的方式测定其分子量，其结果一并载于表1中。
对比例2通过加入0.2和4.5wt％儿茶素制成的实例2中未曾制备的样品，接受分子量测定，结果载于表1中。从表中可以看出，当儿茶素用量少时，PC将发生显著降解，然而倘若用量过大，也不再能获得更大的效果。
表1.实例及对比例的结果
实例3重复实例1的程序，所不同的是，将PC改成PBT树脂(Julanex3200，Polyplastic公司制造)、PET(Kurapet 1030，Kuraray公司制造)、PC/ABS合金(Ubeloy CX1OA，Ube Cycon公司制造)及PBT/ABS(Novaloy-B，B1500，Daicel化学工业公司制造)。这些树脂非常难以溶解在有机溶剂中，因此就其熔体粘度进行比较并根据熔融流动速率(MFR)的数值进行评估。MFR是采用型号C-5059(Toyo SeikiSeisakusho公司制造)在荷重5kg和温度240℃条件下测定的。其结果一并载于表2中。
表2
对比例3实例3中的各种树脂按照与实例1中相同的方式反复模塑，以便测定MRF。其结果一并载于表2中。正如从表中看出的，不含添加剂的树脂在MRF数值上，也就是分子量上较低。
实例4在300mL烧杯中，加入200mL去离子水，并在其中溶解进3g儿茶素(药典儿茶素，由Toyama化学工业公司制造)。在其中加入100g二氧化硅粉末(IMSIL A-25平均粒度3.2μm Unimin特种矿物公司制造)。在本例中，儿茶素的用量相当于3wt％。物料借助玻璃棒搅拌10min。然后，溶液经布氏漏斗真空过滤，滤液在干燥器(型号D-30Daiwa Kagaku公司制造)中在60℃下干燥24h。为方便计，称其为KN 3。进一步，2g硅烷偶联剂(KBM503，Shin-etsu化学工业公司制造)被加入到200mL二甲苯中并溶解在其中，再向其中加入KN3。用玻璃棒搅拌10min之后，溶液按类似方式滤过布氏漏斗，然后滤液类似地在干燥器中在60℃干燥1h，之后确认它不再有二甲苯气味。将物料加入到10kg PC树脂(Panlite L-1250；Mn24700，Mw60800，Mw/Mn2.46，伊佐德冲击强度66kgfcm/cm，Teijin Kasei公司制造)中，并将它们放在纸袋中混合，结果发现，它们能够混合到让切片几乎全部被覆盖的状态，尽管在袋底存在着粉末一定程度地脱离切片的情况。全部树脂被投入到注塑机(型号IS-170，东芝机械公司制造)的料斗中，并在注塑嘴温度280℃、注塑压力995kgf/cm2、保压压力595kgf/cm2、注塑时间1.61s及保压时间21.4s条件下采用能复合模塑各种试样的模头进行模塑，结果制备成各种不同试样。伊佐德冲击强度试样按照JIS K7110；拉伸强度试样按JIS K7113；挠曲强度试样按JIS K7203。与此同时，树脂又通过能模塑2.5mm×127mm×254mm板的模头进行模塑。其模塑制品如图1所示。
在同样试验条件下试验PC材料的100％循环利用，并将全部模塑试样放在压碎机(型号FNSK-15D1.5kw，Nissui Kako公司制造)中进行压碎。压碎的树脂采用脱湿干燥器(型号DR-30Z，Kawata公司制造)和温度控制器(型号DN2-20-3，Kato Riki制作公司制造)，在110℃再干燥4h，并在同样条件下反复进行4次注塑。伊佐德冲击强度试样具有根据JIS K7110的尺寸。试样是采用JISLD型伊佐德试验机(Toyo Seiki Seisakusho公司制造)制备的，其中V形缺口是采用型号B3515(同一公司制造)形成的。如此进行的冲击强度测定发现，该数值为45kgfcm/cm。另外，取这些试样的一部分，并随同四氢呋喃(THF)溶剂一起放入到备有磨砂瓶塞的锥形瓶中，将混合体系浓度控制在0.05wt％之后，让烧瓶在室温静置一整天整夜，以便使混合体系溶解。借助微量过滤器(GL Chromatodisk 13N，非水型，KurashikiBoseki公司制造)将二氧化硅颗粒滤出并从物料中分离出来，于是便制成用于测定PC分子量的样品。平均分子量的测定方法是，将标准聚苯乙烯(标准PS，Mw/Mn＝1.06，压力化学公司制造)预先溶解在THF中制成与样品相同的浓度，并根据分子量对色谱柱排出时间的标定曲线对照着换算得到。测定结果载于表3中。
对比例4按照与实例4相同的条件测定伊佐德冲击强度，所不同的是，采用不含任何添加剂的PC并进行注塑。其结果一并载于表3中。
实例5按照与实例4相同的方式测定伊佐德冲击强度及分子量，所不同的是，无机颗粒改成仅经过实例4中儿茶素处理的。其结果一并载于表3中。
实例6通过以3wt％儿茶素按与实例4相同的方式和程序处理二氧化硅粉末，制成5kg KN3。在从每种KN3中采取的100g样品中加入0.4、0.7、1.5、2.0、3.0及4.0wt％硅烷偶联剂，从而制备成试样。为方便计，分别称之为KNS 0.4、KNS 0.7、KNS 1.5、KNS 2.0、KNS 3.0及KNS 4.0。按照与实例4相同的方式测定其冲击强度，其结果一并载于表3中。正如从表中看出的，经过硅烷偶联剂处理过的那些，在伊佐德冲击强度方面下降较少。
实例7通过加入0.2和4.5wt％硅烷偶联剂制成的实例6中未曾制备的样品，接受伊佐德冲击强度测定，结果载于表3中。从表中可以看出，当硅烷偶联剂用量少时，伊佐德冲击强度过小，然而即使用量很大，也不再能获得更大的效果。
实例8重复实例4的程序，所不同的是，将PC改成PBT树脂(Julanex 3200，Polyplastic公司制造)、PET(Kurapet 1030，Kuraray公司制造)、PC/ABS合金(Ubeloy CX10A，Ube Cycon公司制造)及PBT/ABS(Novaloy-B，B1500，Daicel化学工业公司制造)。其结果一并载于表3中。
对比例5实例8中的各种树脂按照与实例4中相同的方式反复模塑，以便测定伊佐德冲击强度。其结果一并载于表3中。正如从表中看出的，不含添加剂的树脂在伊佐德冲击强度上较低。
表3.实例及对比例的结果
实例9在300mL烧杯中，加入200mL去离子水，并在其中溶解进3g儿茶素(药典儿茶素，由Toyama化学工业公司制造)。在其中加入100g二氧化硅粉末(IMSIL A-25平均粒度3.2μm Unimin特种矿物公司制造)。在本例中，儿茶素的用量相当于接受表面处理的二氧化硅颗粒的3wt％。物料借助玻璃棒搅拌10min。然后，溶液经布氏漏斗真空过滤，滤液在干燥器(型号D-30Daiwa Kagaku公司制造)中在60℃干燥24h。为方便计，称其为KN3。在200mL二甲苯中溶入2g二苯酮(质量保证试剂，Wako Junyaku工业公司制造)并加入KN 3。溶液用玻璃棒搅拌10min之后，真空过滤通过布氏漏斗。滤液类似地在干燥器中在60℃干燥1h，之后确认它不再有二甲苯气味。称该物料为KNB 3。进一步，2g硅烷偶联剂(KBM503，Shin-etsu化学工业公司制造)按类似方式加入到200mL二甲苯中并溶解在其中，再向其中加入KNB3。用玻璃棒搅拌10min之后，溶液按类似方式滤过布氏漏斗，然后滤液类似地在干燥器中在60℃干燥1h，之后确认它不再有二甲苯气味。将粉末加入到10kg PC树脂(Panlite L-1250；Mn24700，Mw60800，Mw/Mn2.46，伊佐德冲击强度66kgfcm/cm，Teijin Kasei公司制造)中，并将它们放在纸袋中混合，结果发现，它们能够混合到让切片几乎全部被覆盖的状态，尽管在袋底存在着粉末一定程度地脱离切片的情况。全部树脂被投入到注塑机(型号IS-170，东芝机械公司制造)的料斗中，并在注塑嘴温度280℃、注塑压力995kgf/cm2、保压压力595kgf/cm2、注塑时间1.61s及保压时间21.4s条件下采用能复合模塑各种试样的模头进行模塑，结果制备成各种不同试样。伊佐德冲击强度试样根据JIS K7110；拉伸强度试样按JIS K7113；挠曲强度试样按JIS K7203。与此同时，树脂又通过能模塑2.5mm×127mm×254mm板的模头进行模塑。其模塑制品如图1所示。
在同样试验条件下试验PC材料的100％循环利用，并将全部模塑试样放在压碎机(型号FNSK-15D1.5kw，Nissui Kako公司制造)中进行压碎。压碎的树脂采用脱湿干燥器(型号DR-30Z，Kawata公司制造)和温度控制器(型号DN2-20-3，Kato Riki制作公司制造)，在110℃再干燥4h并在同样条件下反复进行4次注塑。伊佐德冲击强度试样是采用JISLD型伊佐德试验机(Toyo Seiki Seisakusho公司制造)制备的，其中V形缺口是采用型号B3515(同一公司制造)形成的。如此进行的冲击强度测定发现，该数值为53kgfcm/cm。另外，取这些试样的一部分，并随同四氢呋喃(THF)溶剂一起放入到备有磨砂瓶塞的锥形瓶中，将混合体系浓度控制在0.05wt％之后，让烧瓶在室温静置一整天整夜，以便使混合体系溶解。借助微量过滤器(GLChromatodisk 13N，非水型，Kurashiki Boseki公司制造)将二氧化硅颗粒滤出并从物料中分离出来，于是便制成用于测定PC分子量的样品。平均分子量的测定方法是，将标准聚苯乙烯(标准PS，Mw/Mn＝1.06，压力化学公司制造)预先溶解在THF中制成与样品相同的浓度，并根据分子量对色谱柱排出时间的标定曲线对照着换算得到。测定结果载于表4中。
对比例6按照与实例9相同的条件测定伊佐德冲击强度，所不同的是，采用不含任何添加剂的PC并进行注塑。其结果一并载于表4中。
实例10按照与实例9相同的方式测定伊佐德冲击强度及分子量，所不同的是，无机颗粒改成仅经过实例9中儿茶素处理的。其结果一并载于表4中。
实例11通过以3wt％儿茶素按实例9相同方式处理二氧化硅颗粒制成5kg KN3。通过在从每种KN3采取的100g样品中加入0.4、0.7、1.5、2.0、3.0及4.0wt％二苯酮并加入固定量2wt％偶联剂进行处理，从而制备成试样。为方便计，分别称之为KNBS 0.4、KNBS 0.7、KNBS 1.5、KNBS 2.0、KNBS 3.0及KNBS 4.0。按照与实例9相同的方式测定其冲击强度，其结果一并载于表4中。正如从表中看出的，经过硅烷偶联剂处理过的那些，在伊佐德冲击强度方面下降较少。
实例12通过加入0.2和4.5wt％苯酮制成的实例11未曾制备的样品，接受伊佐德冲击强度测定，结果载于表4中。从表中可以看出，当二苯酮用量少时，伊佐德冲击强度过小，然而即使用量很大，也不再能获得更大的效果。
实例13重复实例9的程序，所不同的是，将PC改成PBT树脂(Julanex 3200，Polyplastic公司制造)、PET(Kurapet 1030，Kuraray公司制造)、PC/ABS合金(Ubeloy CX10A，Ube Cycon公司制造)及PBT/ABS(Novaloy-B，B1500，Daicel化学工业公司制造)。其结果一并载于表4中。
对比例7实例13中所用未加入添加剂的各种树脂按照与实例9中相同的方式反复模塑，以便测定伊佐德冲击强度。其结果一并载于表4中。正如从表中看出的，不含添加剂的树脂在伊佐德冲击强度上较低。
表4.实例及对比例的结果
<p>实例14在300mL烧杯中，加入200mL去离子水，并在其中溶解进3g儿茶素(药典儿茶素，由Toyama化学工业公司制造)。在其中加入100g二氧化硅粉末(IMSIL A-25平均粒度3.2μm Unimin特种矿物公司制造)。在本例中，儿茶素的用量相当于接受表面处理的二氧化硅颗粒的3wt％。物料借助玻璃棒搅拌10min。然后，溶液经布氏漏斗真空过滤，滤液在干燥器(型号D-30Daiwa Kagaku公司制造)中在60℃干燥24h。为方便计，称其为KN 3。在200mL水中溶入2g葡萄糖(质量保证试剂，Wako Junyaku工业公司制造)并加入KN 3。溶液用玻璃棒搅拌10min之后，真空过滤通过布氏漏斗。滤液类似地在干燥器中在60℃干燥24h。称该物料为KNA 3。进一步，2g硅烷偶联剂(KBM503，Shin-etsu化学工业公司制造)以类似方式加入到200mL二甲苯中并溶解在其中，再向其中加入KNA3。用玻璃棒搅拌10min之后，溶液按类似方式滤过布氏漏斗，然后滤液类似地在干燥器中在60℃干燥1h，之后确认它不再有二甲苯气味。将物料加入到10kg PC树脂(Panlite L-1250；Mn24700，Mw60800，Mw/Mn2.46，伊佐德冲击强度66kgfcm/cm，Teijin Kasei公司制造)中，并将它们放在纸袋中混合，结果发现，它们能够混合到让切片几乎全部被覆盖的状态，尽管在袋底存在着粉末一定程度地脱离切片的情况。全部树脂被投入到注塑机(型号IS-170，东芝机械公司制造)的料斗中，并在注塑嘴温度280℃、注塑压力995kgf/cm2、保压压力595kgf/cm2、注塑时间1.61s及保压时间21.4s条件下采用能复合模塑各种试样的模头进行模塑，结果制备成各种不同试样。伊佐德冲击强度试样根据JISK7110；拉伸强度试样按JIS K7113；挠曲强度试样按JIS K7203。与此同时，树脂又通过能模塑2.5mm×127mm×254mm板的模头进行模塑。其模塑制品如图1所示。
在同样试验条件下试验PC材料的100％循环利用，并将全部模塑试样放在压碎机(型号FNSK-15D1.5kw，Nissui Kako制作公司制造)中进行压碎。压碎的树脂采用脱湿干燥器(型号DR-30Z，Kawata公司制造)和温度控制器(型号DN2-20-3，Kato Riki制作公司制造)在110℃再干燥4h，并在同样条件下反复进行4次注塑。该伊佐德冲击强度试样具有按照JIS K7110的尺寸。伊佐德冲击强度试样是采用JISLD型伊佐德试验机(Toyo Seiki Seisakusho公司制造)制备的，其中V形缺口是采用型号B3515(同一公司制造)形成的。如此进行的冲击强度测定发现，该数值为50kgfcm/cm。另外，取这些试样的一部分，并随同四氢呋喃(THF)溶剂一起放入到备有磨砂瓶塞的锥形瓶中，将混合体系浓度控制在0.05wt％之后，让烧瓶在室温静置一整天整夜，以便使混合体系溶解。借助微量过滤器(GL Chromatodisk13N，非水型，Kurashiki Boseki公司制造)将二氧化硅颗粒滤出并从物料中分离出来，于是便制成用于测定PC分子量的样品。平均分子量的测定方法是，将标准聚苯乙烯(标准PS，Mw/Mn＝1.06，压力化学公司制造)预先溶解在THF中制成与样品相同的浓度，并根据分子量对色谱柱排出时间的标定曲线对照着换算得到。测定结果载于表5中。
对比例8按照与实例14相同的条件测定伊佐德冲击强度，所不同的是，采用不含任何添加剂的PC并进行注塑。其结果一并载于表5中。
实例15按照与实例14相同的方式测定伊佐德冲击强度及分子量，所不同的是，无机颗粒改成仅经过实例14中儿茶素处理的。其结果一并载于表5中。
实例16通过以3wt％儿茶素按实例14相同方式处理二氧化硅粉末制成5kg KN3。通过在从每种KN3采取的100g样品中加入0.4、0.7、1.5、2.0、3.0及4.0wt％葡萄糖并加入固定量2wt％偶联剂进行处理，从而制备成试样。为方便计，分别称之为KNAS 0.4、KNAS 0.7、KNAS 1.5、KNAS 2.0、KNAS 3.0及KNAS 4.0。按照与实例14相同的方式测定其伊佐德冲击强度，其结果一并载于表5中。正如从表中看出的，经过硅烷偶联剂处理过的那些，在伊佐德冲击强度方面下降较少。
实例17通过加入0.2和4.5wt％葡萄糖制成的实例16中未曾制备的样品，接受伊佐德冲击强度测定，结果载于表5中。从表中可以看出，当葡萄糖用量少时，伊佐德冲击强度过小，然而即使用量很大，也不再能获得更大的效果。
实例18重复实例14的程序，所不同的是，将PC改成PBT树脂(Julanex 3200，Polyplastic公司制造)、PET(Kurapet 1030，Kuraray公司制造)、PC/ABS合金(Ubeloy CX10A，Ube Cycon公司制造)及PBT/ABS(Novaloy-B，B1500，Daicel化学工业公司制造)。其结果一并载于表5中。
对比例9实例18中的各种树脂按照与实例14中相同的方式反复进行模塑，以便测定伊佐德冲击强度。其结果一并载于表5中。正如从表中看出的，不含添加剂的树脂在伊佐德冲击强度上较低。
表5.实例及对比例的结果
实例19重复与实例14相同的程序，所不同的是，以蔗糖(商业质量保证的蔗糖)代替实例14中的葡萄糖。结果，获得49kgf/cm的伊佐德冲击强度。
实例20重复与实例14相同的程序，所不同的是，以皂角苷(由茶叶种子制成，Wako Junyaku工业公司制造)代替实例14中的葡萄糖。结果，获得49kgf/cm的伊佐德冲击强度。
实例21重复与实例14相同的程序，所不同的是，以糊精(化学纯品级，Wako Junyaku工业公司制造)代替实例14中的葡萄糖。结果，获得40kgf/cm的伊佐德冲击强度。
权利要求
1.一种通过以儿茶素对无机颗粒进行表面处理制备的树脂添加剂。
2.权利要求1的树脂添加剂，其中无机颗粒是以按无机颗粒计0.5～6.0wt％的儿茶素进行表面处理的。
3.一种通过以儿茶素对无机颗粒进行表面处理，再以偶联剂对其进一步表面处理制备的树脂添加剂。
4.权利要求3的树脂添加剂，其中以儿茶素进行表面处理的无机颗粒，再以相当于经儿茶素表面处理的无机颗粒的0.4～4.2wt％的偶联剂进一步表面处理。
5.一种通过以儿茶素对无机颗粒进行表面处理，再以苯酮化合物对其表面处理，随后再以偶联剂对其进一步表面处理制备的树脂添加剂。
6.权利要求5的树脂添加剂，其中以儿茶素进行表面处理的无机颗粒，再以相当于所述无机颗粒的0.4～4.2wt％的苯酮化合物进行表面处理，随后再以相当于经儿茶素表面处理的无机颗粒的0.4～4.2wt％的偶联剂进行表面处理。
7.一种通过以儿茶素对无机颗粒进行表面处理，再以糖类对其进行表面处理，随后再以偶联剂对其进行表面处理制备的树脂添加剂。
8.权利要求7的树脂添加剂，其中以儿茶素进行表面处理的无机颗粒，再以相当于所述无机颗粒的0.4～4.2wt％的糖类进行表面处理，随后再以相当于经儿茶素表面处理的无机颗粒的0.4～4.2wt％的偶联剂进行表面处理。
9.权利要求7的树脂添加剂，其中糖类是蔗糖(sugar)及多糖或其混合物。
10.权利要求3、5及7中任何一项的树脂添加剂，其中偶联剂是以硅烷为基础的偶联剂。
11.权利要求1、3、5及7中任何一项的树脂添加剂，其中无机颗粒是二氧化硅、氧化铝、它们的盐或玻璃。
12.权利要求1、3、5及7中任何一项的树脂添加剂，其中将树脂添加剂加入到其中的树脂，是以热塑性聚碳酸酯为基础的树脂或含此种以聚碳酸酯为基础的树脂的热塑性树脂。
13.权利要求1、3、5及7中任何一项的树脂添加剂，其中树脂添加剂加入到其中的树脂是以热塑性聚酯为基础的树脂，或含此种以聚酯为基础的树脂的热塑性树脂。
全文摘要
本发明提供一种通过以儿茶素对无机颗粒进行表面处理制备的树脂添加剂;一种通过以儿茶素对无机颗粒进行表面处理,再以偶联剂对其进行表面处理制备的树脂添加剂;或者一种通过以儿茶素对无机颗粒进行表面处理,然后以苯酮化合物对其进行表面处理,再以偶联剂对其进行进一步表面处理制备的树脂添加剂。此类树脂添加剂具有抑制热塑性树脂在加热并熔融期间的分子量下降,或者不仅抑制分子量下降而且抑制伊佐德冲击强度下降的效果。
文档编号C08K9/04GK1263904SQ0010188
公开日2000年8月23日 申请日期2000年2月3日 优先权日1999年2月4日
发明者日下石进, 菅野真纪 申请人:东北宗形株式会社