一种高韧性COC材料及其制备方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 111978665 A(43)申请公布日 2020.11.24

(21)申请号 202010765143.7(22)申请日 2020.08.03

(71)申请人 宁波拓烯新材料科技有限公司

地址 315000 浙江省宁波市高新区沧海路

1弄2号6号楼A9(72)发明人 王果　郭松　杜柑宏　

(74)专利代理机构 宁波海曙甬睿专利代理事务

所(普通合伙) 33330

代理人 黄思荣(51)Int.Cl.

C08L 45/00(2006.01)C08L 23/16(2006.01)C08L 23/20(2006.01)

权利要求书1页 说明书5页

()发明名称

一种高韧性COC材料及其制备方法

(57)摘要

本发明公开了一种高韧性COC材料，按重量份计，包括如下组成部分：100质量份的COC环烯烃共聚物，1～30质量份聚合物增韧剂。并提供了该材料的制备方法，包括将聚合物增韧剂经冷冻后切粒处理得到细小粒子；将COC环烯烃共聚物，聚合物增韧剂与功能助剂按照比例称量后，共混；加入到双螺杆挤出机中挤出，挤出温度为280℃～290℃；经冷却，切粒，烘干后即得所述高韧性COC材料。所得高韧性COC材料化学稳定性高，透光率高，韧性好。

CN 111978665 ACN 111978665 A

权　利　要　求　书

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1.一种高韧性COC材料，其特征在于，按重量份计，包括如下组成部分：100质量份的COC环烯烃共聚物，1～30质量份聚合物增韧剂。

2.根据权利要求1所述的高韧性COC材料，其特征在于，所述COC环烯烃共聚物的重均分子量为10000～100000。

3.根据权利要求2所述的高韧性COC材料，其特征在于，所述COC环烯烃共聚物的重均分子量为30000～50000。

4.根据权利要求2或3所述的高韧性COC材料，其特征在于，所述COC环烯烃共聚物为APL6509,APL6013,APL6015,APL5014D0，TOPAS-480,TOPAS-480R,TOPAS-E48R，TOPAS-330R,TOPAS-RS420中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的高韧性COC材料，其特征在于，所述COC环烯烃共聚物为APL6015。

6.根据权利要求1所述的高韧性COC材料，其特征在于，所述聚合物增韧剂由乙丙橡胶，三元乙丙橡胶，四元乙丙橡胶，聚1-丁烯，聚异丁烯，乙烯/1-丁烯共聚物，乙烯/1-己烯共聚物，乙烯/1-辛烯共聚物中的一种或多种组成。

7.根据权利要求6所述的高韧性COC材料，其特征在于，所述高聚物增韧剂为三元乙丙橡胶。

8.根据权利要求1所述的高韧性COC材料，其特征在于，还包括0.005～5质量份的功能助剂。

9.根据权利要求3所述的高韧性COC材料，其特征在于，所述功能助剂由受阻胺类光稳定剂，抗氧剂，紫外光吸收剂中的一种或多种组成。

10.一种制备权利要求1至9中任一项的高韧性COC材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

一、将聚合物增韧剂经冷冻后切粒处理得到细小粒子；二、将COC环烯烃共聚物，聚合物增韧剂与功能助剂按照比例称量后，共混；加入到双螺杆挤出机中挤出，挤出温度为280℃～290℃；经冷却，切粒，烘干后即得所述高韧性COC材料。

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一种高韧性COC材料及其制备方法

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技术领域

[0001]本发明涉及环烯烃共聚物COC技术领域，具体公开了一种高韧性COC材料及其制备方法。

背景技术

[0002]COC又称为环烯烃共聚物，是由环烯烃与乙烯或α烯烃共聚而成的非晶聚合物。具有高透光率，高水汽阻隔性，高尺寸稳定性以及高化学稳定性等优点，广泛应用于消费电子，安防镜头，医疗和包装材料等领域。然而，由于其主链含有大量的刚性环状结构，因此该类聚合物普遍韧性差。为了扩展COC材料的应用领域，提高产品的市场需求，需要在保留COC已有优良性能的同时，提高COC的韧性。

[0003]专利CN108084626A报道了一种增韧改性再生COP材料的制备方法。通过在回收COP材料中掺杂PE等方法，提高了再生COP材料的韧性，使其力学性能达到了目前常用的高抗冲聚苯乙烯的性能。然而由于PE,PP等是结晶聚合物，因此通过这个方法得到的材料，透光率显著降低，且容易发生分层现象。专利CN111393783A同样报道了一种透明增韧环烯烃共聚物。其通过在COP中掺杂乙烯-丙烯酸丁酯共聚物等方法，提高了COP的韧性。然而，由于乙烯-丙烯酸丁酯极性较大，且容易水解，最终将使得增韧改性的COP材料，水汽阻隔性和化学稳定性有所降低。

[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高韧性COC材料，同时不降低材料的透光率和化学稳定性。本发明的另一方面，还提供了这种高韧性COC材料的制备方法。发明内容

[0005]本发明的第一目的是提供一种高韧性COC材料，同时不降低材料的透光率和化学稳定性。

[0006]本发明的第二目的是提供一种高韧性COC材料的制备方法。[0007]为达到上述发明目的，本发明所述高韧性COC材料如下：[0008]一种高韧性COC材料，按重量份计，包括如下组成部分：100质量份的COC环烯烃共聚物，1～30质量份聚合物增韧剂。[0009]进一步地，高韧性COC材料，按重量份计，包括如下组成部分：100质量份的COC环烯烃共聚物，10～20质量份聚合物增韧剂。[0010]进一步地，所述COC环烯烃共聚物的重均分子量为10000～100000，更进一步地，所述COC环烯烃共聚物的重均分子量为30000～50000。[0011]进一步地，所述COC环烯烃共聚物具体举例可以为日本三井公司的APL6509,APL6013,APL6015,APL5014D0，德国Hoechst公司的TOPAS-480,TOPAS-480R,TOPAS-E48R,TOPAS-330R,TOPAS-RS420中的一种或多种。更进一步地，所述COC环烯烃共聚物为APL6015。[0012]进一步地，所述聚合物增韧剂由乙丙橡胶，三元乙丙橡胶，四元乙丙橡胶，聚1-丁烯，聚异丁烯，乙烯/1-丁烯共聚物，乙烯/1-己烯共聚物，乙烯/1-辛烯共聚物中的一种或多

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种组成。更进一步地，所述高聚物增韧剂为三元乙丙橡胶。[0013]进一步地，所述高韧性COC材料还含有0.005～5质量份的功能助剂。进一步地，所述功能助剂由受阻胺类光稳定剂，抗氧剂，紫外光吸收剂中的一种或多种组成。[0014]本发明的另一方面，还提供了一种高韧性COC材料的制备方法，其制备过程包含如下步骤：[0015]一、将聚合物增韧剂经冷冻后切粒处理得到细小粒子；[0016]二、将COC环烯烃共聚物，聚合物增韧剂与功能助剂按照比例称量后，共混。加入到双螺杆挤出机中挤出，挤出温度为280℃～290℃。经冷却，切粒，烘干后即得所述高韧性COC材料。

[0017]与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：本发明提供的高韧性COC材料，主要由COC环烯烃共聚物与聚合物增韧剂组成。其中乙丙橡胶，三元乙丙橡胶,四元乙丙橡胶，聚1-丁烯，聚异丁烯，乙烯/1-丁烯共聚物，乙烯/1-己烯共聚物以及乙烯/1-辛烯共聚物等聚合物增韧剂，主链基本为饱和的聚烯烃结构，化学稳定性高，水汽阻隔性能优异，与COC的相容性好。其次这类聚合物增韧剂均为无色透明，与COC共混后不会降低COC的透光率。另外这类聚合物增韧剂本身玻璃化转变温度低，韧性好，与COC共混后可大幅提高COC材料的韧性，拓宽了COC材料的应用范围。

具体实施方式

[0018]下面结合具体实施例对本发明进行进一步解释说明，这些实施例不能理解为本申请所要求保护的范围。[0019]实施例1

[0020]一种高韧性COC材料，按重量份计，其主要原料组成如下：100质量份的APL6015,1质量份的三元乙丙橡胶(美国狮子化学，Trilene 77)。[0021]一种高韧性COC材料，其制备方法如下所述：[0022]一、将三元乙丙橡胶在液氮中冷冻成固体，然后加入切粒机中切成小块粒子。[0023]二、将切成粒子的三元乙丙橡胶与APL6015混合均匀后加入到双螺杆挤出机中挤出，挤出温度为280℃～290℃。经冷却，切粒，烘干后即得所述高韧性COC材料。[0024]实施例2

[0025]一种高韧性COC材料，按重量份计，其主要原料组成如下：100质量份的APL6015,5质量份的三元乙丙橡胶(美国狮子化学，Trilene 77)。[0026]一种高韧性COC材料，其制备方法如下所述：[0027]一、将三元乙丙橡胶在液氮中冷冻成固体，然后加入切粒机中切成小块粒子。[0028]二、将切成粒子的三元乙丙橡胶与APL6015混合均匀后加入到双螺杆挤出机中挤出，挤出温度为280℃～290℃。经冷却，切粒，烘干后即得所述高韧性COC材料。[0029]实施例3

[0030]一种高韧性COC材料，按重量份计，其主要原料组成如下：100质量份的APL6015,10质量份的三元乙丙橡胶(美国狮子化学，Trilene 77)。[0031]一种高韧性COC材料，其制备方法如下所述：[0032]一、将三元乙丙橡胶在液氮中冷冻成固体，然后加入切粒机中切成小块粒子。

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二、将切成粒子的三元乙丙橡胶与APL6015混合均匀后加入到双螺杆挤出机中挤

出，挤出温度为280℃～290℃。经冷却，切粒，烘干后即得所述高韧性COC材料。[0034]实施例4

[0035]一种高韧性COC材料，按重量份计，其主要原料组成如下：100质量份的APL6015,20质量份的三元乙丙橡胶(美国狮子化学，Trilene 77)。[0036]一种高韧性COC材料，其制备方法如下所述：[0037]一、将三元乙丙橡胶在液氮中冷冻成固体，然后加入切粒机中切成小块粒子。[0038]二、将切成粒子的三元乙丙橡胶与APL6015混合均匀后加入到双螺杆挤出机中挤出，挤出温度为280℃～290℃。经冷却，切粒，烘干后即得所述高韧性COC材料。[0039]实施例5

[0040]一种高韧性COC材料，按重量份计，其主要原料组成如下：100质量份的APL6015,30质量份的三元乙丙橡胶(美国狮子化学，Trilene 77)。[0041]一种高韧性COC材料，其制备方法如下所述：[0042]一、将三元乙丙橡胶在液氮中冷冻成固体，然后加入切粒机中切成小块粒子。[0043]二、将切成粒子的三元乙丙橡胶与APL6015混合均匀后加入到双螺杆挤出机中挤出，挤出温度为280℃～290℃。经冷却，切粒，烘干后即得所述高韧性COC材料。[0044]实施例6

[0045]一种高韧性COC材料，按重量份计，其主要原料组成如下：100质量份的APL6015,10质量份的乙丙橡胶(美国狮子化学，Trilene CP80)。[0046]一种高韧性COC材料，其制备方法如下所述：[0047]一、将乙丙橡胶在液氮中冷冻成固体，然后加入切粒机中切成小块粒子。[0048]二、将切成粒子的三元乙丙橡胶与APL6015混合均匀后加入到双螺杆挤出机中挤出，挤出温度为280℃～290℃。经冷却，切粒，烘干后即得所述高韧性COC材料。[0049]实施例7

[0050]一种高韧性COC材料，按重量份计，其主要原料组成如下：100质量份的APL6013,10质量份的聚异丁烯(德国巴斯夫，b10N)。[0051]一种高韧性COC材料，其制备方法如下所述：[0052]一、将聚异丁烯橡胶在液氮中冷冻成固体，然后加入切粒机中切成小块粒子。[0053]二、将所有原料混合均匀后加入到双螺杆挤出机中挤出，挤出温度为280℃～290℃。经冷却，切粒，烘干后即得所述高韧性COC材料。[00]实施例8

[0055]一种高韧性COC材料，按重量份计，其主要原料组成如下：100质量份的APL6013,10质量份的聚1-丁烯(韩国大林，PB2400)。[0056]一种高韧性COC材料，其制备方法如下所述：[0057]一、将聚丁烯橡胶在液氮中冷冻成固体，然后加入切粒机中切成小块粒子。[0058]二、将所有原料混合均匀后加入到双螺杆挤出机中挤出，挤出温度为280℃～290℃。经冷却，切粒，烘干后即得所述高韧性COC材料。[0059]实施例9

[0060]一种高韧性COC材料，按重量份计，其主要原料组成如下：100质量份的TOPAS-5

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E48R,10质量份的聚异丁烯(德国巴斯夫，b10N)。[0061]一种高韧性COC材料，其制备方法如下所述：[0062]一、将聚异丁烯橡胶在液氮中冷冻成固体，然后加入切粒机中切成小块粒子。[0063]二、将所有原料混合均匀后加入到双螺杆挤出机中挤出，挤出温度为280℃～290℃。经冷却，切粒，烘干后即得所述高韧性COC材料。[00]实施例10

[0065]一种高韧性COC材料，按重量份计，其主要原料组成如下：100质量份的APL6015,10质量份的三元乙丙橡胶(美国狮子化学，Trilene 77)，0.5质量份的受阻胺类光稳定剂770，0.5质量份的抗氧剂1010。[0066]一种高韧性COC材料，其制备方法如下所述：[0067]一、将三元乙丙橡胶在液氮中冷冻成固体，然后加入切粒机中切成小块粒子。[0068]二、将切成粒子的三元乙丙橡胶与其它原料混合均匀后加入到双螺杆挤出机中挤出，挤出温度为280℃～290℃。经冷却，切粒，烘干后即得所述高韧性COC材料。[0069]实施例11

[0070]一种高韧性COC材料，按重量份计，其主要原料组成如下：90质量份的APL6015,10质量份的APL6013,10质量份的三元乙丙橡胶(美国狮子化学，Trilene 77)。[0071]一种高韧性COC材料，其制备方法如下所述：[0072]一、将三元乙丙橡胶在液氮中冷冻成固体，然后加入切粒机中切成小块粒子。[0073]二、将切成粒子的三元乙丙橡胶与其它原料混合均匀后加入到双螺杆挤出机中挤出，挤出温度为280℃～290℃。经冷却，切粒，烘干后即得所述高韧性COC材料。[0074]比较例1

[0075]未经任何改性处理的APL6015粒子。[0076]比较例2

[0077]一种改性COC材料，按重量份计，其主要原料组成如下：100质量份的APL6015,0.5质量份的乙丙橡胶(美国狮子化学，Trilene CP80)。[0078]一种改性COC材料，其制备方法如下所述：[0079]一、将乙丙橡胶在液氮中冷冻成固体，然后加入切粒机中切成小块粒子。[0080]二、将切成粒子的三元乙丙橡胶与APL6015混合均匀后加入到双螺杆挤出机中挤出，挤出温度为280℃～290℃。经冷却，切粒，烘干后即得所述改性COC材料。[0081]比较例3

[0082]一种改性COC材料，按重量份计，其主要原料组成如下：100质量份的APL6015,35质量份的乙丙橡胶(美国狮子化学，Trilene CP80)。[0083]一种改性COC材料，其制备方法如下所述：[0084]一、将乙丙橡胶在液氮中冷冻成固体，然后加入切粒机中切成小块粒子。[0085]二、将切成粒子的三元乙丙橡胶与APL6015混合均匀后加入到双螺杆挤出机中挤出，挤出温度为280℃～290℃。经冷却，切粒，烘干后即得所述改性COC材料。[0086]性能测试：

[0087]将上述实施例1～11，比较例1～3所述COC材料，按照国标制备样条，其中透光率检测依照GB/T 2410-2008标准。折射率采用ASTM D2标准进行测试。缺口冲击强度采用GB/

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T1843-2008标准。玻璃化转变温度检测依照GB/T19466.2-2004标准。[0088]表1：检测结果

 透光率％折射率缺口冲击强度J/m2玻璃化转变温度/℃

实施例1911.4.8143实施例2911.5.3140实施例3911.7.6132实施例4901.5315.6126实施例5901.5221.9118实施例6911.7.4129实施例7911.7.5129实施例11.7.2130实施例9911.7.7125实施例10901.7.5135实施例11911.7.9130比较例1911.3.1145比较例2911.3.6144比较例31.22.1105

[0090]从上表结果可以看到，实施例1～11中，加入特定的聚合物增韧剂，可以保持COC材料90％以上透光率，且折射率基本不变的同时，显著改善COC材料的韧性。同时由于聚合物增韧剂的玻璃化转变温度较低，且是非晶聚合物。因此与COC混合后，玻璃化转变温度有所降低。但共混后的材料只表现出一个玻璃化转变温度，说明COC与聚合物增韧剂之间的相容性良好。

[0091]比较例2～3说明，过低或过量的聚合物增韧剂，可能导致增韧效果提升不显著或者透光率下降等问题。

[0092]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围内。

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