外壳-覆盖的发泡的模塑制品和能量吸收构件的制作方法_2

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保持未被外壳覆盖。这样的洞的总面积通常为外壳的外部表面 积的至多5%。换言之,外壳覆盖约95%或更多的PST珠粒模塑物的表面。
[0021] 外壳是否与PST珠粒模塑物粘合,可当外壳-覆盖的发泡的模塑制品在外壳和PST 珠粒模塑物之间经历90°剥离测试时,通过评价PST珠粒模塑物的材料失效百分数来确 定。因此,当材料失效百分数不大于1%时,认为外壳不与PST珠粒模塑物粘合。材料失效 优选为0%。
[0022] 剥离测试如下进行。将外壳-覆盖的发泡的模塑制品切割,以得到具有外壳的立 方体测试块(尺寸为50mmX50mmX50mm)。用于测量剥离强度的夹具使用粘合剂与携带外 壳的测试块的一侧结合,另一个夹具与携带外壳的一侧相对的那侧结合。测试块随后经历 拉伸测试,其中使用拉伸测试机器(Tensilon拉伸测试机),以10 _/分钟的拉伸速率,从 PST珠粒模塑物剥离外壳。在外壳已剥离之后,观察PST珠粒模塑物的表面,以计数存在于 表面上的膨胀珠粒(包括破裂的珠粒)的数量(Cl)和已沿着外壳和PST模塑制品之间的 边界与外壳分离而没有破坏珠粒的膨胀珠粒的数量(C2)。计算百分数(C1-C2)/Cl X 100作 为测试块的材料失效百分数。共进行5次类似的测试,计算算术平均值。当材料失效百分 数平均为1%或更少时,认为外壳不与PST珠粒模塑物粘合。
[0023] 通过使用烯烃类热塑性弹性体作为组成外壳的树脂,可实现其中外壳不与PST珠 粒模塑物粘合的构造。烯烃类热塑性弹性体对PST不具有亲和力或具有很少的亲和力,并 且由烯烃类热塑性弹性体形成的外壳不能与PST珠粒模塑物熔融-粘合。
[0024] 通过加热和熔融-粘合PST珠粒,可得到PST珠粒模塑物。
[0025] 组成PST珠粒的基础树脂为可为苯乙烯单体的均聚物、两种或更多种苯乙烯单体 的共聚物或至少50重量%的苯乙烯单体与少于50重量%的不是苯乙烯单体并且可与苯乙 烯单体共聚的共聚单体的共聚物的PST。
[0026] 苯乙烯单体的实例包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻-甲基苯乙烯、间-甲基苯乙 烯、对-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、对-乙基苯乙烯、2, 4-二甲基苯乙烯、对-甲氧基苯乙烯、 对-苯基苯乙烯、对-正丁基苯乙烯、对-正己基甲苯、对-辛基甲苯、对-叔丁基苯乙烯、 邻-氯苯乙稀、间-氯苯乙稀、对-氯苯乙稀、2, 4-二氯苯乙稀、2, 4, 6-三溴苯乙稀、苯乙稀 磺酸和苯乙烯磺酸钠。可与苯乙烯单体共聚的共聚单体的实例包括丙烯酸的C1-C ltl烷基酯, 例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸2-乙基己酯;甲基丙烯酸 的C 1-Cltl烷基酯,例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯 和甲基丙烯酸2-乙基己酯;和含有腈基的不饱和化合物,例如丙烯腈和甲基丙烯腈。
[0027] 出于由其得到的PST珠粒的优良的发泡性、优良的模具内可塑性和通常的目的性 质的原因,优选PST含有苯乙烯单体构件,其量为60-100重量%,特别优选70-100重量%。
[0028] 优选PST珠粒模塑物的空隙度为5%或更少,并且熔融粘合率为20-70%。
[0029] 当PST珠粒模塑物的基本上整个表面被外壳覆盖时和当PST珠粒模塑物具有低空 隙度和特定的熔融粘合率时,本发明的外壳-覆盖的发泡的模塑制品呈现尤其优良的能量 吸收性能。具有高空隙度的PST珠粒模塑物可能脆并且吸收大能量性能低。从该角度,空 隙度优选为3%或更少,更优选1%或更少。
[0030] 当PST珠粒模塑物的熔融粘合率过高时,碰撞后可能产生大的反应力。此外,当打 算生产在膨胀珠粒之间具有低空隙度的大体积PST珠粒模塑物时,提高熔融粘合率倾向于 引起得到的PST珠粒模塑物收缩。因此,当熔融粘合率过高时,在已生产后,PST珠粒模塑 物将过度收缩。这可导致在外壳和PST珠粒模塑物之间形成间隙,因此,外壳-覆盖的发泡 的模塑制品可能不能呈现期望的能量吸收性能。从该角度,PST珠粒模塑物的粘合率优选 为50%或更少,更优选40%或更少。
[0031] 未被外壳覆盖并且具有低熔融粘合率的PST珠粒模塑物将容易破裂,甚至当经历 小应变时,因此,不能显示期望的能量吸收性能。另一方面,因为PST珠粒模塑物被覆盖并 且与具有特定构造的外壳密切接触,在通过碰撞而变形后,PST珠粒模塑物不容易破裂,即 使熔融-粘合率相对低。因此,外壳-覆盖的发泡的模塑制品显示期望的能量吸收性能。
[0032] 如下测定本文使用的PST珠粒模塑物的"空隙度"。从已在23°C的温度和50%的 相对湿度的环境中放置至少24小时的PST珠粒模塑物切割立方体样品。从样品的外部尺 寸,测定其整体体积Va [cm3]。使用金属丝将样品浸没在容纳在有刻度的量筒中的乙醇中。 从液位的上升,测定样品的真实体积Vb [cm3]。通过以下公式,由真实体积Vb [cm3]和整 体体积Va [cm3]可计算PST珠粒模塑物的空隙度: 空隙度(%) = [ (Va-Vb) /Va] X 100 对于来自相同的PST珠粒模塑物的共五个样品进行类似的测量,得到的五个空隙度值 的平均值用作PST珠粒模塑物的空隙度。
[0033] 本文使用的"熔融粘合率"通过以下方法测量。使PST珠粒模塑物破裂,并且用肉 眼观察其中存在至少100个膨胀珠粒的破裂的表面,以计数破裂的膨胀珠粒(珠粒内分离) 的数量(nl)和沿着膨胀珠粒之间的界面分离的膨胀珠粒(珠粒间分离)的数量(n2)。破 裂的膨胀珠粒的数量(nl)比破裂的膨胀珠粒的数量(nl)和沿着膨胀珠粒之间的界面分离 的膨胀珠粒的数量(π2)的总和的百分数(100Χη?Λη1+η2))代表熔融粘合率。
[0034] 出于吸收大能量优良性的原因,优选PST珠粒模塑物的表观密度为15-50 kg/m3。 从该角度,表观密度的下限更优选为20 kg/m3。表观密度的更优选的上限为40 kg/m3。
[0035] 外壳应由烯烃类热塑性弹性体组成。如果具有相对高刚性的热塑性树脂(例如高 密度聚乙烯、基于聚丙烯的树脂和基于聚苯乙烯的树脂)用于形成外壳,则当经历碰撞冲 击后,抑制PST珠粒模塑物的变形,因此,可能外壳-覆盖的发泡的模塑制品不能呈现足够 的能量吸收性质或如设计的那样实现能量吸收性能。
[0036] 烯烃类热塑性弹性体的实例包括包含聚烯烃(例如聚丙烯)的基质和在基质中 的很好分散的烯烃橡胶组分(例如乙烯-丙烯橡胶)的弹性体;和包含乙烯、丙烯和其它 α -烯烃的共聚物的弹性体。烯烃类热塑性弹性体在室温下为弹性的,呈现橡胶弹性并且仍 能与一般性热塑性树脂类似地模塑。
[0037] 烯烃类热塑性弹性体的具体实例包括"ESPOLEX ΤΡΕ"(由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制备)、由 Mitsubishi Chemical Corporation 制备的"THERM0LAN" 和"ZELAS"、 由 Mitsui Chemicals,Inc.制备的"MIRAST0MER"、由 JSR Corporation 制备的"JSR EXCELINK" 和由 Toyobo Co.,Ltd 制备的 "SARLINK"。
[0038] 优选烯烃类热塑性弹性体的肖氏A硬度为85或更少,这意味着外壳柔软。当收到 碰撞冲击后,被这样的软弹性体外壳覆盖的PST珠粒模塑物更加不可能防止变形。从该角 度,烯烃类热塑性弹性体的肖氏A硬度更优选为82或更少,还更优选80或更少。肖氏A硬 度的下限通常为30,优选45。
[0039] 本文使用的肖氏A硬度根据JIS K6253-3 (2012),在23°C下,通过A型肖氏硬度测 试来测量。
[0040] 当外壳-覆盖的发泡的模塑制品的外壳通过吹塑生产时,优选烯烃类热塑性弹性 体的MFR为5. 0 g/10分钟或更少,更优选4. 0 g/10分钟或更少,特别优选3. 0 g/10分钟 或更少。MFR的下限通常为0.1 g/10分钟。烯烃类热塑性弹性体的MFR在230°C和5 kg 载荷下测量。
[0041] 优选外壳的平均厚度为5 mm或更少,由于在收到碰撞冲击后,被外壳覆盖的PST 珠粒模塑物更加不可能防止变形。当外壳通过吹塑生产时,平均厚度的下限通常为约1 _。
[0042] 如下测量外壳的平均厚度。首先,在外壳-覆盖的发泡的模塑制品上,随机选择10 个或更多个测量点(排除厚度与其它部分相当不同的部分,例如角部分)用于测量外壳厚 度。在每一个测量点,切割外壳-覆盖的发泡的模塑制品,使用厚度计测量横截面的外壳厚 度。或者,切掉在每一个测量点的外壳,并且使用厚度计测量切割的外壳的厚度。外壳的平 均厚度为测量值的算术平均值。如果在外壳和PST珠粒模塑物之间的边界不清楚以至于难 以使用厚度计测定厚度时,可使
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