專利名稱：制備復(fù)合材料的方法
專利說明制備復(fù)合材料的方法
背景技術(shù)：
通常將易碎固體顆粒如玻璃泡或纖維等與聚合物材料混合以形成復(fù)合材料。常規(guī)方法中，易碎固體顆粒與熔融聚合物材料在具有簡單攪拌的容器中混合。雖然這種工藝可以獲得高質(zhì)量的混合物(例如，含有極少的截留氣體并且具有低水平的易碎固體顆粒破裂率)，但是這種間歇工藝通常比連續(xù)工藝更加耗時(shí)和/或更加昂貴。
已有關(guān)于易碎固體顆粒與熔融聚合物材料相混合的各種連續(xù)工藝的發(fā)明，但是那些工藝通常比上述間歇工藝產(chǎn)生更多的截留氣體和/或破裂的易碎固體顆粒，尤其是易碎固體顆粒(例如玻璃泡或纖維)的情況。例如，在普通的連續(xù)工藝中，將玻璃泡加入到位于擠出機(jī)筒內(nèi)的熔融聚合物流體中。該工藝通常產(chǎn)生大量的截留氣體(例如空氣)和玻璃微泡破裂，從而導(dǎo)致復(fù)合材料的密度高于或低于預(yù)期密度。
發(fā)明概述 一方面，本發(fā)明提供了一種制備復(fù)合材料的方法，該方法包括 提供擠出機(jī)，該擠出機(jī)具有殼、由該殼限定的筒和至少部分布置在筒內(nèi)的至少一個(gè)螺桿、延伸穿過殼并向筒敞開的第一入口、延伸穿過殼并向筒敞開且布置在第一入口下游的第二入口、和向筒敞開且位于第二入口下游的出口； 將大量的易碎固體顆粒引入到第一入口內(nèi)，使得該易碎固體顆粒與螺桿結(jié)合； 通過第二入口將熔融聚合物材料引入到擠出機(jī)內(nèi)，使得熔融聚合物材料與螺桿結(jié)合，并與易碎固體顆?；旌弦孕纬扇廴趶?fù)合材料，該復(fù)合材料包括易碎固體顆粒在熔融聚合物材料中的分散體；和 從出口獲得熔融復(fù)合材料。
在某些實(shí)施方案中，熔融聚合物材料可包括熱固性樹脂、熱塑性樹脂，或其組合。
依據(jù)本發(fā)明，典型地有可能采用連續(xù)工藝將易碎固體顆粒與熔融聚合物材料相混合，同時(shí)實(shí)現(xiàn)相對低的氣體截留量。此外，在很多情況下，也可以實(shí)現(xiàn)相對低的易碎固體顆粒破裂量。
本發(fā)明的方法可用于例如制備復(fù)合材料。
如在本文中所使用的， 術(shù)語“筒”是指布置在擠出機(jī)機(jī)體內(nèi)的空心腔，并且其中布置了一個(gè)或多個(gè)螺桿，所述螺桿通常與筒對齊； 術(shù)語“上游”是指沿螺桿距離出口較遠(yuǎn)的位置；和 術(shù)語“下游”是指沿螺桿距離出口較近的位置。
附圖
簡述 該圖為依據(jù)本發(fā)明的示例性工藝的剖視圖。
發(fā)明詳述 本發(fā)明實(shí)際可能用到的易碎固體顆粒包括例如有機(jī)和/或無機(jī)易碎固體顆粒。易碎固體顆?？梢允蔷|(zhì)或非均質(zhì)的(例如復(fù)合顆?；蚩招闹?并且可具有任意形狀(例如球形或細(xì)長形)。易碎固體顆粒在本發(fā)明實(shí)際使用溫度范圍內(nèi)通常應(yīng)該為固體，盡管其在更高的溫度下可能變軟或熔融。
合適的有機(jī)易碎固體顆粒的實(shí)例包括合成的熱塑性或熱固性聚合物微球。
合適的無機(jī)易碎固體顆粒的實(shí)例包括玻璃珠；玻璃泡(例如空心玻璃微球或玻璃微泡)；空心或陶瓷填充的微球；玻璃薄片；短纖維，例如硼、碳、石墨、玻璃或陶瓷短纖維等；及其組合。也可以使用有機(jī)和無機(jī)顆粒的組合。
易碎固體顆粒的平均直徑尺寸范圍可從至少10、20、30或50微米到最高50、150、250或甚至500微米，盡管也可能使用更大及更小的顆粒。
易碎固體顆?？赡芫哂卸喾?例如雙峰或三峰)分布(例如，為了提高填充效率)，例如，美國專利申請公開第2002/0106501 A1號(Debe)中所述。
市售可得的玻璃泡的實(shí)例包括3M Company銷售的，商品名為“3MSCOTCHLITE GLASS BU出口LES”(例如，等級K1、K15、S15、S22、K20、K25、S32、K37、S38、K46、S60/10000、A16/500、A20/1000、A20/1000、A20/1000、A20/1000、H50/10000EPX、和H50/10000(酸洗的))；Potter Industries，Valley Forge，Pennsylvania銷售的玻璃泡，商品名為“SPHERICEL”(例如等級110P8和60P18)，“LUXSIL”和“Q-CEL”(例如等級30、6014、6019、6028、6036、6042、6048、5019、5023和5028)；Grefco Minerals，Bala Cynwyd，Pennsylvania銷售的空心玻璃微球，商品名為“DICAPERL”(例如，等級HP-820、HP-720、HP-520、HP-220、HP-120、HP-900、HP-920、CS-10-400、CS-10-200、CS-10-125、CSM-10-300、和CSM-10-150)；Silbrico Corp.，Hodgkins，Illinois銷售的空心玻璃顆粒，商品名為“SIL-CELL”(例如等級SIL35/34、SIL-32、SIL-42、和SIL-43)。
市售可得的空心陶瓷微球的實(shí)例包括Potter Industries銷售的陶瓷空心微球，商品名為“EXTENDOSPHERES”(例如，等級SG、CG、TG、SF-10、SF-12、SF-14、SLG、SL-90、SL-150、和XOL-200)；3M Company銷售的陶瓷空心微球，商品名為“3M ZEEOSPHERE”(例如，等級G-200、G-400、G-600、G-800、G-850、W-210、和W-610)。
市售可得的陶瓷纖維的實(shí)例包括3M Company市售的陶瓷纖維，商品名為“NEXTEL”(例如，“NEXTEL 312”、“NEXTEL 440”、“NEXTEL550”、“NEXTEL 610”、和“NEXTEL 720”)。
易碎固體顆粒的密度可為任意值。例如，易碎固體顆粒的平均密度范圍可從至少0.1或0.3克/毫升到最高0.6、1.1或甚至3.0克/毫升或更大。
有利地，依據(jù)本發(fā)明的方法可用于混合熔融聚合物材料(例如，熔融熱塑性聚合物)與易碎固體顆粒。在該情況下，通過依據(jù)本發(fā)明實(shí)施該方法，相對于那些當(dāng)熔融聚合物材料在擠出機(jī)筒內(nèi)運(yùn)動時(shí)，將易碎固體顆粒加入其中的方法而言，該方法通常有可能減少易碎固體顆粒破裂。
有用的熔融聚合物材料包括例如熔融熱塑性樹脂、熔融熱固性樹脂、熔融玻璃、及其共混物與混合物。
熱塑性樹脂的實(shí)例包括聚烯烴(例如，聚乙烯和聚丙烯，如DowChemical Co.，Midland，Michigan銷售的，商品名為“ENGAGE 8200”、“ATTANE”、“LINEAR LOW DENSITY POLYETHYLENE 6806”、“FLEXOMER 1137”和“FLEXOMER 1138”)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(例如，General Electric Co.，Pittsfield Massachusetts銷售的，商品名為“CYCOLAC”)，聚酰胺(例如，E.I.du Pont de Nemours & Co.，Wilmington，Delaware市售的，商品名為“NYLON”和“ZYTEL”)，聚碳酸酯(例如，General Electric Co.市售的，商品名為“LEXAN”)，聚氯乙烯(增塑或未增塑的)；乙烯-醋酸乙烯酯(例如，E.I.du Pont deNemours & Co.市售的，商品名為“ELVAX”，以及ExxonMobil Corp.，Houston，Texas市售的，商品名為“ESCORENE”)，聚酯(例如，聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚己酸內(nèi)酯)，聚酰亞胺，纖維素酯(例如，醋酸纖維素)，聚氨酯，聚脲，丙烯酸類樹脂，含氟聚合物，離子交聯(lián)聚合物，聚醚嵌段的聚酰胺熱塑性彈性體，聚酰亞胺，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物，縮醛，丙烯酸類樹脂，纖維素制品，和其它可擠出熱塑性塑料，及其組合。
有用的熱固性樹脂包括例如環(huán)氧樹脂、聚異氰酸酯、醇酸樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧丙烯酸樹脂、環(huán)氧官能化聚烯烴、及其組合。如果存在，擠出機(jī)內(nèi)通常應(yīng)該保持足夠低的溫度，使熱固性樹脂在擠出機(jī)內(nèi)充分聚合。
熔融聚合物材料還可以任選地包括各種助劑，這些助劑包括例如增塑劑、增韌劑、偶聯(lián)劑、觸變劑、顏料、填料、增強(qiáng)材料、及其組合。
在將熔融聚合物材料經(jīng)第二入口加入到擠出機(jī)之前，可除去其中的揮發(fā)成份和/或脫氣。這樣通常有助于減少復(fù)合材料中常出現(xiàn)的空隙空間的數(shù)量。
螺桿擠出機(jī)技術(shù)為本領(lǐng)域所熟知。有用的螺桿擠出機(jī)包括例如單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)、多階螺桿擠出機(jī)和往復(fù)式螺桿擠出機(jī)。通常，這些擠出機(jī)中的螺桿是螺旋狀的，并且其斜度可能相同或變化。在一些擠出機(jī)中，螺紋是連續(xù)的，而其它擠出機(jī)中螺紋是間斷的。例如，“Encyclopedia of Polymer Science and Engineering”，Vol.6，Wiley-InterscienceNew York，c1986，pages 571-631和Plastics Materials& Processes，S.Schwartz et al.，Van Nostrand ReinholdNew York，c1982，pages 578-590中，有關(guān)于螺桿擠出機(jī)技術(shù)的探討。關(guān)于合適的螺桿擠出機(jī)的更多細(xì)節(jié)，例如美國專利第3,082,816號(Skidmore)中有所說明。
多螺桿擠出機(jī)通常包括一個(gè)或多個(gè)螺桿，下游端的模頭，通過該模頭實(shí)現(xiàn)擠出，和位于或靠近上游端的引入原料的入口。擠出機(jī)還可能具有一個(gè)或多個(gè)額外的入口和/或開口，其沿筒分布在不同的位置。構(gòu)造所述開口通常是為了能夠通過開口抽真空，便于除去揮發(fā)成份。在多數(shù)實(shí)例中還有加熱裝置，其有利于將擠出材料的溫度控制在適合揮發(fā)成份排除的溫度上。擠出機(jī)可以任選地包括，例如為簡單輸送而設(shè)計(jì)的推進(jìn)螺桿元件，以及用于加強(qiáng)混合和/或形成密封的倒退螺桿和圓柱形元件。一種特別有用的擠出機(jī)是同向旋轉(zhuǎn)全嚙合雙螺桿擠出機(jī)，例如從APV Chemical Machinery，Saginaw，Michigan市售可得。
現(xiàn)參見附圖，方法100說明了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案。將易碎固體顆粒130加入擠出機(jī)150的第一入口115內(nèi)，該擠出機(jī)具有殼106和布置在筒108內(nèi)的螺桿110。易碎固體顆粒130由螺桿110輸送至某點(diǎn)，在該點(diǎn)與熔融聚合物材料140混合，該聚合物材料通過位于第一入口下游的第二入口加入。揮發(fā)成份可通過任選的開口132、134和136排除。復(fù)合材料170經(jīng)出口180從擠出機(jī)150中移出。
易碎固體顆粒通過第一入口供入到擠出機(jī)內(nèi)。第一入口通常布置在擠出機(jī)殼的上面或側(cè)面，但也可以按照能夠?qū)⒁姿楣腆w顆粒供給螺桿的任何方位來布置。第一入口可以憑借重力進(jìn)料，或通過機(jī)械裝置進(jìn)料，例如螺旋輸送機(jī)(augur)(例如，充填機(jī)(stuffer)或填料器(crammer))。
通常，應(yīng)該在相對低的剪切條件下將熔融聚合物材料加入易碎固體顆粒中，使破裂率或截留空氣最小化。通過例如升高熔融聚合物材料的溫度(由此降低粘度)以及/或在熔融聚合物材料中加入加工助劑，對此操作有利。熔融聚合物材料可通過重力進(jìn)料裝置，或通過機(jī)械力(例如來自于單獨(dú)的擠出機(jī))加入。
依據(jù)本發(fā)明的方法對于降低易碎固體顆粒結(jié)塊是很有效的，在非均質(zhì)復(fù)合材料的加工和/或成形中，結(jié)塊可能導(dǎo)致不可接受的延誤。當(dāng)固體顆粒加入到已處于擠出機(jī)機(jī)體內(nèi)的熔融熱塑性塑料中時(shí)，結(jié)塊問題是很普遍的。然而，本發(fā)明通常能減少這個(gè)問題，從而保證了比以上討論的方法具有更高的產(chǎn)量和/或一致性。
為了便于加工，可采用低于螺桿全容量的方式(即供料不足模式)將易碎固體顆粒加入擠出機(jī)筒內(nèi)。這樣通常降低了使螺桿旋轉(zhuǎn)所必需的力。
依據(jù)本發(fā)明，發(fā)現(xiàn)通過將易碎顆粒加入到第一入口，通?？梢砸缘陀趥鹘y(tǒng)工藝的螺桿轉(zhuǎn)速來操作該擠出機(jī)，例如，傳統(tǒng)工藝中易碎顆粒從第一入口下游某點(diǎn)加入到聚合物熔融體中。采用較慢的螺桿轉(zhuǎn)速有助于控制熔融復(fù)合材料過熱，由于粘度增加可導(dǎo)致過熱(并伴隨粘性發(fā)熱，例如由螺桿旋轉(zhuǎn)所導(dǎo)致)，粘度增加通常發(fā)生在混合熔融聚合物材料與易碎固體顆粒之時(shí)。這種過熱可能導(dǎo)致不希望發(fā)生的熔融聚合物材料降解。因而，本發(fā)明有利于以比現(xiàn)有方法相對較高的填充量來制備復(fù)合材料。
在混合易碎固體顆粒與熔融聚合物材料之前，可以(例如在擠出機(jī)筒內(nèi))加熱易碎固體顆粒。這種方法對于減少易碎固體顆粒例如空心玻璃或陶瓷微球以及玻璃或陶瓷纖維的破裂特別有用。
螺桿擠出機(jī)通常具有至少一個(gè)適合氣體和其它揮發(fā)成份排除的開口。開口位于沿?cái)D出機(jī)筒長度方向上的不同位置，包括例如第二入口上游、第一與第二入口之間、和第一入口上游。通常，降低開口壓力(例如，壓力低于10托(1.3千帕))有利于揮發(fā)成份的有效排除，但也可以使用較高的壓力。
熔融復(fù)合材料從擠出機(jī)出口獲得之后可冷卻和/或用其它方式固化。
依據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方案，通過將熔融聚合物材料加入到在螺桿擠出機(jī)的桶內(nèi)的易碎固體顆粒中，通常有可能實(shí)現(xiàn)低水平截留氣體。例如，在這種實(shí)施方案中，以固化復(fù)合材料總體積為基準(zhǔn)，除易碎固體顆粒外，固化復(fù)合材料中包含的截留氣體體積，按體積計(jì)可以小于或等于4％、3％、2％，或者甚至1％。
有利地，依據(jù)本發(fā)明，以復(fù)合材料和/或固體聚合物復(fù)合材料的總體積為基準(zhǔn)，易碎固體顆粒按體積計(jì)最高可達(dá)30％、40％、50％、60％、65％或甚至75％，或更高，同時(shí)具有低破裂率(例如，以復(fù)合材料總體積為基準(zhǔn)，破裂率按體積計(jì)小于或等于1.2％)。
在某些實(shí)施方案中，在總體積的基礎(chǔ)上，以復(fù)合材料總重量為基準(zhǔn)，易碎固體顆粒按重量計(jì)可能占至少30％或40％至最高50％或60％，盡管也可以使用更多或更少的量。
在固體顆粒為空心微球的情況下，依據(jù)本發(fā)明的方法在具有相對高的均一度和壓碎強(qiáng)度的低密度復(fù)合材料的制備上是很有用的，該復(fù)合材料用于如絕熱、電絕緣、夾套和消聲等。
通過以下非限定性實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)，但對于實(shí)施例中所述具體材料和用量，以及其它條件和細(xì)節(jié)，不應(yīng)解釋為過度地限制本發(fā)明。
實(shí)施例 除非另作說明，實(shí)施例及說明書其它部分中的所有份、百分率、比率等都按重量計(jì)，并且實(shí)施例中所有試劑都是可以得到的，或從一般化學(xué)供應(yīng)商如Sigma-Aldrich Company，Milwaukee，Wisconsin處購得，或可以通過常規(guī)方法合成。
測試方法 平均破裂的玻璃微泡的體積百分?jǐn)?shù)和截留氣體體積百分?jǐn)?shù)的測定 將熔爐加熱至600℃，將陶瓷坩鍋置于爐內(nèi)5分鐘。將坩鍋在干燥器內(nèi)冷卻，然后稱重。將待測復(fù)合材料試樣置于坩鍋中，對樣品和坩鍋稱重，并在加熱至600℃的爐內(nèi)放置30分鐘。坩鍋從爐內(nèi)移出，在干燥器內(nèi)冷卻后稱重，得到坩鍋及剩余玻璃的質(zhì)量。計(jì)算以下質(zhì)量 mc＝(坩鍋及試樣的質(zhì)量)—坩鍋的質(zhì)量 mg＝(坩鍋及剩余玻璃的質(zhì)量)—坩鍋的質(zhì)量 mp＝(坩鍋及試樣的質(zhì)量)—(坩鍋及剩余玻璃的質(zhì)量) 下式用于計(jì)算破裂玻璃微泡的體積百分?jǐn)?shù)，xv 其中ρc為測定的復(fù)合材料的密度，ρgu為未破裂玻璃微泡的密度，以及ρgb為破裂玻璃微泡的密度。
下式用于計(jì)算截留氣體的體積百分?jǐn)?shù)，xgas 其中mc和ρc分別為復(fù)合材料的質(zhì)量和密度，mp和ρp分別為聚合物的質(zhì)量和密度，以及mg和ρg分別為剩余玻璃(包括破裂及未破裂泡)的質(zhì)量和密度。
平均顆粒密度的測定 從Micromeritics，Norcross，Georgia市售可得的全自動氣體置換比重計(jì)，商品名為“ACCUPYC 1330 PYCNOMETER”，用于測定復(fù)合材料和剩余玻璃的密度，依據(jù)ASTM D-2840-69，“空心微球的平均真實(shí)顆粒密度(Average True Particle Density of Hollow Microspheres)”。
玻璃微泡的制備 在美國專利第4,391,646號(Howell；實(shí)施例1)中對以下玻璃微泡的制備工藝作了基本的描述，以及在美國專利第4,767,726號(Marshall；實(shí)施例8)中對所用的玻璃的組成作了描述。用于制備復(fù)合材料的玻璃微泡通常其90％的尺寸范圍為10～60微米，平均顆粒密度為0.4g/mL。
比較例C-1 比較例C-1是使用同向旋轉(zhuǎn)全嚙合雙螺桿擠出機(jī)(型號MP-2050TC，從APV Chemical Machinery，Saginaw，Michigan市售可得，其由兩個(gè)直徑為50.8mm，長徑比(L/D)為45的螺桿組成。擠出機(jī)有10個(gè)溫度區(qū)域，區(qū)域1—區(qū)域10(區(qū)域1＝300℉(149℃)，區(qū)域2＝319℉(160℃)，區(qū)域3＝365℉(185℃)，以及區(qū)域4-10＝374℉(190℃))擠出的復(fù)合材料。該擠出機(jī)與20mL/轉(zhuǎn)的齒輪泵相連。
粒狀馬來酸酯化聚丙烯(MFI＝380g/10分鐘)，從EastmanChemical，Kingsport，Tennessee市售可得，商品名為“EPOLENEG3003”，從上述雙螺桿擠出機(jī)的區(qū)域1(Z1)加入。擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為225rpm，生產(chǎn)量設(shè)定為22 lb/hr(10kg/hr)。玻璃微泡通過計(jì)重進(jìn)料器以18 lb/hr(8.2kg/hr)的進(jìn)料速度從區(qū)域1(Z1)下游約58.4cm處加入開放口。雙螺桿擠出機(jī)上的真空孔開口位于區(qū)域1(Z1)下游171.0cm處。裝載的玻璃微泡按重量計(jì)為45％且按體積計(jì)為64％(玻璃微泡的密度為0.42g/mL，以及“EPOLENE G3003”的密度為0.91g/mL)。復(fù)合材料通過模頭(8個(gè)圓孔；各孔直徑為0.093英寸(2.36mm))擠出，冷卻，并用濕式造粒機(jī)(型號5；從Gala Industries，Eagle Rock，Virginia市售可得)造粒。冷卻的復(fù)合材料通過離心干燥機(jī)，裝入聚乙烯塑料袋，放入成排的桶內(nèi)。冷卻的復(fù)合材料中玻璃微泡平均破裂率按體積計(jì)為1.3％，以及復(fù)合材料中平均截留氣體按體積計(jì)為8.9％。
比較例C-2 除了雙螺桿擠出機(jī)上的真空孔開口位于區(qū)域1(Z1)下游62cm處，并且玻璃微泡從區(qū)域1(Z1)下游約171cm處加入以外，依據(jù)比較例C-1中所述工藝來制備比較例C-2。冷卻的復(fù)合材料中玻璃微泡平均破裂率按體積計(jì)為1.3％，以及復(fù)合材料中平均截留氣體按體積計(jì)為6.4％。
實(shí)施例1 除了雙螺桿擠出機(jī)上的真空孔開口位于區(qū)域1(Z1)，以及使用位于區(qū)域1(Z1)下游38.0cm處的計(jì)重進(jìn)料器加入玻璃微泡，并且從區(qū)域1(Z1)下游116.0cm處加入熔融聚合物以外，依據(jù)比較例C-1中所述工藝來制備實(shí)施例1。擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為75rpm。冷卻的復(fù)合材料中玻璃微泡平均破裂率按體積計(jì)為1.2％，以及復(fù)合材料中平均截留氣體按體積計(jì)為3.5％。
在不偏離本發(fā)明范圍及實(shí)質(zhì)的前提下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種修改和替換，應(yīng)理解，本發(fā)明并非過度限定至本文前述的說明性實(shí)施方案。
權(quán)利要求
1.一種制備復(fù)合材料的方法，該方法包括
提供擠出機(jī)，該擠出機(jī)具有殼、由該殼限定的筒和至少部分地布置在筒內(nèi)的至少一個(gè)螺桿、延伸穿過殼并向筒敞開的第一入口、延伸穿過殼并向筒敞開且布置在第一入口下游的第二入口、和向筒敞開并位于第二入口下游的出口；
將大量的易碎固體顆粒引入到第一入口內(nèi)，使得該易碎固體顆粒與螺桿結(jié)合；
通過第二入口將熔融聚合物材料引入到擠出機(jī)內(nèi)，使得熔融聚合物材料與螺桿結(jié)合，并與易碎固體顆粒混合以形成熔融復(fù)合材料，該復(fù)合材料包括易碎固體顆粒在熔融聚合物材料中的分散體；和
從出口獲得該熔融復(fù)合材料。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括使該熔融復(fù)合材料固化。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中以固化復(fù)合材料的總體積為基準(zhǔn)，除易碎固體顆粒外，在固化復(fù)合材料中包括的截留氣體的比例，按體積計(jì)小于4％。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中以固化復(fù)合材料的總體積為基準(zhǔn)，固化復(fù)合材料按體積計(jì)包含小于或等于1.2％的破裂的易碎固體顆粒。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中擠出機(jī)還包括延伸穿過殼并向筒敞開的開口。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中開口位于第一入口的上游。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中開口位于第一入口和第二入口之間。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其中開口位于第二入口的下游。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其中擠出機(jī)至少包括兩個(gè)螺桿，該螺桿至少部分地布置在筒內(nèi)。
10.如權(quán)利要求5所述的方法，其中開口壓力小于1.3千帕。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在將熔融聚合物材料引入到第二入口內(nèi)之前，至少部分地除去熔融聚合物材料的揮發(fā)成份。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在使易碎固體顆粒處于筒內(nèi)并與熔融聚合物材料混合之前，加熱該易碎固體顆粒。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中易碎固體顆粒的平均直徑尺寸范圍為從至少10微米到最高150微米。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中易碎固體顆粒包括玻璃微泡、玻璃短纖維或空心陶瓷微球中的至少一種。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中易碎固體顆粒包括玻璃微泡。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中易碎固體顆粒具有多峰粒度分布。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其中易碎固體顆粒的平均密度范圍為從至少0.1克/毫升到最高3.0克/毫升。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在總體積的基礎(chǔ)上，以復(fù)合材料的總體積為基準(zhǔn)，易碎固體顆粒按體積計(jì)占至少40％到最高60％。
19.如權(quán)利要求1所述的方法，其中熔融聚合物材料包括熔融熱塑性樹脂。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中熔融熱塑性樹脂選自聚烯烴、離子交聯(lián)聚合物、聚醚嵌段的聚酰胺熱塑性彈性體、聚酰亞胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物、縮醛、丙烯酸類樹脂、纖維素制品、氯化聚合物、含氟聚合物、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、及其組合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備復(fù)合材料的方法，其中將熔融聚合物材料加入到在螺桿擠出機(jī)內(nèi)的易碎固體顆粒中。
文檔編號B29C47/76GK101389466SQ200580042049
公開日2009年3月18日 申請日期2005年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月7日
發(fā)明者馬德琳·P·申巴赫, 邁克爾·C·馬丁, 多瑪修斯·恩瓦汶馬, 哈里·J·馬歇爾, 利·E·奧爾森, 布里奇特·A·本茨, 蘇曼特里·維達(dá)格多 申請人:3M創(chuàng)新有限公司