專利名稱：復(fù)合材料組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括熱塑性聚合物和纖維素纖維的復(fù)合材料組合物，涉及用于這種復(fù)合材料組合物的潤滑劑/偶聯(lián)劑，以及涉及由這種組合物形成的構(gòu)件和構(gòu)架。當(dāng)將本發(fā)明的復(fù)合材料制成構(gòu)件時，其非常適合用作木材替代物。
背景技術(shù)：
包含有機(jī)樹脂和填料的復(fù)合材料為人們所熟悉并已使用多年。例如，一直需要開發(fā)出具有天然木材外觀和質(zhì)感的材料。這種需求的一個原因是為了保護(hù)有限的、來自于森林的供建筑用天然木材的資源。另一原因是某些復(fù)合材料在某些方面具有優(yōu)于天然木材的性能。例如，可以將復(fù)合材料配制成具有增強(qiáng)耐濕性的合成木材。
在建筑中全面使用木制產(chǎn)品除了其帶來的總費(fèi)用和困難外，在通常的板材二次加工中許多木材成為廢料。當(dāng)木材生產(chǎn)商將所閥樹木制成各種各樣用于加工成構(gòu)架的長板或厚板時，產(chǎn)生大量的鋸屑和細(xì)碎材料，諸如枝條等。因此人們一直試圖利用木纖維或木屑與各種粘合材料制造原木的替代產(chǎn)品。這種產(chǎn)品已經(jīng)商品化并且通常被稱為“纖維板”或“碎料板”。此外，木屑或木纖維與塑料粘合劑一起使用產(chǎn)生了所謂的塑用木。結(jié)果，纖維素和相關(guān)材料成為常用復(fù)合材料，具體地講，用作木材替代品的復(fù)合材料的高度所需原料。
伴隨著這種復(fù)合材料生產(chǎn)和實(shí)現(xiàn)的一個問題是強(qiáng)力粘合纖維素纖維和熱塑性粘合劑的能力。已經(jīng)認(rèn)識到幾乎對所有已知的這種材料而言，填料和樹脂混合物間的粘合穩(wěn)定性是這些材料品質(zhì)下降和產(chǎn)生斷裂的一個原因。美國專利5,981,067號報導(dǎo)了一種解決這種問題的方法，該方法包括增強(qiáng)聚合物-纖維的相容性，即增強(qiáng)聚合物和纖維相互混和/粘合的傾向。美國專利5,120,776號(通過引用并入本文)提出用馬來酸酐或鄰苯二甲酸酐預(yù)處理纖維素纖維來改善纖維在聚合物基質(zhì)中的粘合性和分散性。相關(guān)資料還有Maldas和Kokta在Journal Adhesion Science Technology，1991，1-14頁的文章“使用馬來酸酐和異氰酸酯作為涂料組分對木纖維的表面改性，以及表面改性木纖維在聚苯乙烯復(fù)合材料中的性能(Surface modification of woodfibers using maleic anhydride and isocyanate as coating components andtheir performance in polystyrene composites)”。
雖然已經(jīng)有人提出將馬來酸酐基的偶聯(lián)劑用于制造復(fù)合材料，但是這種材料在商業(yè)中應(yīng)用并未獲得中決定性成功。
復(fù)合材料的商業(yè)應(yīng)用通常涉及通過模塑、擠塑等對這種組合物進(jìn)行成型。為了在商業(yè)競爭環(huán)境中有效實(shí)施這種操作，需要這種加工處理以較高的速率進(jìn)行，同時產(chǎn)生最少的操作問題。為達(dá)到這個目標(biāo)，在實(shí)踐中需要往復(fù)合材料中使用添加劑，以助于加工處理。一種常用的操作助劑是潤滑劑或脫模劑，它們可使這種復(fù)合材料的有效加工以商業(yè)可接受的速度進(jìn)行。金屬硬脂酸鹽，特別是硬脂酸鋅常在用于熱塑性聚合物和纖維素纖維的復(fù)合材料的潤滑復(fù)合劑(package)中使用。參見例如美國專利6,180,257 B1號(2欄，II，26-28)。
發(fā)明概述本發(fā)明的幾個方面包括新的潤滑劑組合物，新的復(fù)合材料組合物，新的構(gòu)件和新的制造方法。這些方面均來源于，或至少部分來源于本發(fā)明人的以下認(rèn)識某些潤滑劑，特別是金屬羧酸鹽潤滑劑如金屬硬脂酸鹽可負(fù)面影響某些所需偶聯(lián)劑的性能。這些方面還來源于本發(fā)明人的以下發(fā)現(xiàn)某些潤滑劑與這種偶聯(lián)劑以協(xié)同方式操作產(chǎn)生了令人驚異的優(yōu)異性能。
本申請人發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料組合物很適合于形成成型制品，這種組合物包括聚合物(優(yōu)選熱塑性聚合物)、纖維素、包括羧酸官能基(例如酸酐部分)的偶聯(lián)劑和包括親電子官能基(如羧酸烷基酯或其官能衍生物)的潤滑劑。按照高度優(yōu)選的實(shí)施方案，所述潤滑劑不含具有反協(xié)同作用量的金屬羧酸鹽，如金屬硬脂酸鹽。甚至更優(yōu)選基本不含金屬羧酸鹽，如金屬硬脂酸鹽。此中所用的術(shù)語“反協(xié)同作用量”是指與不含這種金屬羧酸鹽的相同復(fù)合材料相比，金屬羧酸鹽對復(fù)合材料的性質(zhì)的負(fù)面影響已不可忽視的量。
本發(fā)明還提供包括一種烷基酯和一種酰胺酯的潤滑劑組合物。
本發(fā)明的方法包括將本發(fā)明的復(fù)合材料制成成型制品，優(yōu)選通過擠塑成型制成成型制品。
附圖概述

圖1是本發(fā)明一個實(shí)施方案的構(gòu)件的橫截面、部分示意圖。
圖2是本發(fā)明另一個實(shí)施方案的構(gòu)件的橫截面、部分示意圖。
圖3是本發(fā)明再一個實(shí)施方案的構(gòu)件的橫截面、部分示意圖。
優(yōu)選實(shí)施方案的描述本發(fā)明涉及復(fù)合材料組合物，該組合物可以高速制備成成型制品，特別是具有所需強(qiáng)度性能的構(gòu)件。通常優(yōu)選所述組合物包括約10-50重量份的熱塑性聚合物、約50-90重量份纖維素纖維、有效量的偶聯(lián)劑和有效量的本發(fā)明的潤滑劑。此中所用的術(shù)語“有效量”是指能對組合物的相關(guān)性能產(chǎn)生明顯，并優(yōu)選顯著改善的量。因此，就偶聯(lián)劑來說，有效量的偶聯(lián)劑使得熱塑性聚合物和纖維素纖維間的相容性和/或粘合性得到明顯改善，其通常(但并不只是)表現(xiàn)為成型制品拉伸強(qiáng)度的改善。就潤滑劑來說，有效量使得組合物加工性能得到明顯改善，其通常(但并不只是)表現(xiàn)為組合物可有效成型，并優(yōu)選擠塑成成型制品的速度和/或效率的改善。
按照某些優(yōu)選的實(shí)施方案，所述復(fù)合材料組合物優(yōu)選包括約20-40重量份，更優(yōu)選約25-35重量份的熱塑性聚合物，約50-80重量份并更優(yōu)選約50-65重量份的纖維素纖維，約1-5重量份的偶聯(lián)劑和約1-5重量份的潤滑劑。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的組合物產(chǎn)生了比現(xiàn)有技術(shù)組合物的性能超乎意料改善的成型制品。更具體地說，包括馬來酸酐基偶聯(lián)劑和本發(fā)明的潤滑劑的優(yōu)選復(fù)合材料組合物生產(chǎn)的成型制品的拉伸強(qiáng)度比含大量常用的現(xiàn)有技術(shù)潤滑劑硬脂酸鋅的相同組合物的高至少約25％，并且更優(yōu)選高至少約50％。優(yōu)選本發(fā)明的復(fù)合材料組合物具有至少約2000psi、更優(yōu)選至少約2500psi，甚至更優(yōu)選3000psi的拉伸強(qiáng)度。
本發(fā)明，特別是本發(fā)明潤滑劑組合物的另一項(xiàng)顯著并令人驚異的優(yōu)點(diǎn)是費(fèi)用方面的優(yōu)點(diǎn)，其源于本發(fā)明的潤滑劑操作性能的改善。更具體地說，本發(fā)明的潤滑劑能更有效地增強(qiáng)復(fù)合材料組合物的成型性能，特別是擠塑性能。這種改善可通過下面的事實(shí)說明本發(fā)明的組合物與使用現(xiàn)有技術(shù)硬脂酸鋅潤滑劑的組合物相比，在潤滑劑用量不多于約90％，甚至更優(yōu)選不多于約75％的情況下可達(dá)到基本相同的加工速度。
熱塑性聚合物任何基本上具有熱塑性的聚合物均可考慮用于本發(fā)明。例如，可考慮用于本發(fā)明組合物的熱塑性聚合物包括聚酰胺、聚鹵乙烯、聚酯、聚烯烴、對聚苯硫醚、聚甲醛、苯乙烯聚合物和聚碳酸酯。特別優(yōu)選的是聚烯烴聚合物。
對基本上為熱塑性的聚合物材料的主要要求是其能保持足夠的熱塑性，而可與纖維素纖維熔融共混，并可在擠塑和模塑的熱塑性加工中有效形成成型制品。因此考慮在本發(fā)明的組合物中可包括少量的熱固性樹脂，而不會犧牲這些基本性能。新制備的聚合物和循環(huán)(廢棄)聚合物均可使用。
此中所用的術(shù)語“聚烯烴”是指不飽和脂族烴的均聚物、共聚物和改性聚合物。在優(yōu)選的聚烯烴中，最優(yōu)選聚乙烯和聚丙烯。特別優(yōu)選的是高密度聚乙烯(HDPE)?？紤]到經(jīng)濟(jì)和環(huán)境方面的因素，優(yōu)選使用來自瓶和膜的HDPE粉碎物料。
纖維素纖維本發(fā)明的組合物包括含纖維素的填料。所述填料組分可包括增強(qiáng)性(高長徑比)填料、非增強(qiáng)性(低長徑比)填料和兩者的組合。長徑比定義為填料顆粒長度對有效直徑的比率。高長徑比提供了在相同水平填料含量下具有較高的強(qiáng)度和模量的優(yōu)點(diǎn)。無機(jī)填料，如玻璃纖維、碳纖維、滑石、云母、高嶺土、碳酸鈣等可作為纖維素的任選輔料而包括在其中。此外，也可使用包括聚合物纖維在內(nèi)的其它有機(jī)填料。
本發(fā)明的纖維素填料特別重要并且特別優(yōu)選，這是因?yàn)槠涞偷馁M(fèi)用以及如輕的重量、在高強(qiáng)度熱動力混和器中處理后保持高長徑比的能力以及低的摩擦性能(因此可延長儀器壽命)等其它方面的原因。所述纖維素可來自任何來源，包括林木和農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品。所述纖維素纖維可包括硬木纖維、軟木纖維、大麻纖維、黃麻纖維、谷殼、麥秸和它們中兩種或多種的組合。在某些實(shí)施方案中，所述纖維素優(yōu)選包括大比例的高長徑比纖維，諸如硬木纖維。但是，這種高長徑比纖維通常更難以處理，因此在加工速度和效率作為特別重要考慮因素的實(shí)施方案中不那么優(yōu)選。
偶聯(lián)劑此中所用的術(shù)語“偶聯(lián)劑”是指可促使纖維素顆粒與熱塑性聚合物分散和/或相容的化合物或組合物。一般來說，發(fā)現(xiàn)具親電子官能基、特別是羧酸官能基的化合物(包括有機(jī)聚合物)將可有效地滿足該目的，并且所有這種化合物均可考慮用于本發(fā)明中。優(yōu)選的有機(jī)化合物包括具馬來酸酐官能團(tuán)的聚合物。
按照本發(fā)明的教導(dǎo)，多種具有馬來酸酐官能團(tuán)的化合物均可考慮用于本發(fā)明，并且所有這些化合物和它們的組合物均在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在某些實(shí)施方案中，優(yōu)選采用官能化聚合物，特別是馬來酸酯化聚烯烴聚合物。
本領(lǐng)域技術(shù)人員從本申請的公開可理解用于本發(fā)明的官能化聚合物的具體性能和特征為了滿足各種應(yīng)用的具體需要而可作各種改變。但是，一般來說，本申請人發(fā)現(xiàn)通常需要選擇具有與復(fù)合材料的熱塑性聚合物的至少一部分大致相符的骨架的官能化聚合物。例如，在本發(fā)明的所述熱塑性聚合物為聚乙烯的實(shí)施方案中，可優(yōu)選利用官能化聚乙烯作為偶聯(lián)劑。同樣，對于所述熱塑性聚合物包括聚丙烯的實(shí)施方案來說，可優(yōu)選利用官能化聚丙烯作為偶聯(lián)劑。但是本申請人已意外地發(fā)現(xiàn)了一種高度有效用于兩種不同聚烯烴聚合物、優(yōu)選C2-C4聚烯烴、并更優(yōu)選聚乙烯和聚丙烯的偶聯(lián)劑。對于本發(fā)明的需要具有偶聯(lián)劑(能以高效率用于寬范圍的各種復(fù)合材料組合物)的實(shí)施方案來說，本申請人已發(fā)現(xiàn)應(yīng)優(yōu)選利用馬來酸酯化聚丙烯聚合物，特別是具有約10,000到15,000的分子量和平均每個聚合物鏈具有約1.5到2.5個馬來酸酐官能團(tuán)的聚丙烯。特別是對于熱塑性聚合物包括聚烯烴的實(shí)施方案來說，優(yōu)選偶聯(lián)劑包括官能化聚烯烴，并優(yōu)選具約10,000到25,000(更優(yōu)選約10,000到20,000)的分子量和平均每個聚合物鏈約0.6到3個(更優(yōu)選約0.8到2.5個)馬來酸酐官能團(tuán)的官能化聚乙烯、官能化聚丙烯和/或它們的組合。這種官能化聚烯烴可例如以A-C 1221、597、596和575的商品名購自HoneywellInternational。此外，官能化聚乙烯和聚丙烯公開于美國專利3,882,1945號、4,404,312號和5,001,197號中，這些專利均通過引用并入本文。
在某些實(shí)施方案中可考慮優(yōu)選單獨(dú)使用硅烷偶聯(lián)劑，或硅烷偶聯(lián)劑與其它優(yōu)選的偶聯(lián)劑的組合。但是，除了此中所述的優(yōu)選的偶聯(lián)劑外，也可使用為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的或?qū)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員所知的，并未在這里具體指出的其它有效的偶聯(lián)化合物，或者在某些情況下將它們作為此中所述的優(yōu)選偶聯(lián)劑的替代品使用。
潤滑劑本發(fā)明的組合物包括有效量的潤滑劑或潤滑復(fù)合劑。在一種實(shí)施方案中，所述潤滑劑包括烷基酯。特別優(yōu)選的是通過多元醇(即多羥基化合物)與一種或多種一元或多元羧酸或羧酸官能團(tuán)反應(yīng)形成的多元醇酯。
所述多元醇是由通式R(OH)n表示的多元醇，式中R為任何脂族或環(huán)脂族烴基(優(yōu)選烷基)，并且n至少為2。所述烴基可包含約2到20或更多的碳原子，并且所述烴基也可包含諸如氯、氮和/或氧原子取代基。所述多羥基化合物通?？砂粋€或多個氧化烯基，因此所述多羥基化合物包括諸如聚醚多元醇等化合物。用于形成羧酸酯的多元醇化合物中包含的碳原子數(shù)(即碳數(shù)，其中在本申請書中所用的術(shù)語碳數(shù)是指各在酸或醇中的碳原子總數(shù))和羥基數(shù)目(即羥基值)可有大的差別。
下面的醇是特別有用的多元醇新戊二醇、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、三羥甲基丁烷、單季戊四醇、工業(yè)級季戊四醇和二季戊四醇。最優(yōu)選的醇是工業(yè)級季戊四醇(如約88％單季戊四醇、10％二季戊四醇和1-2％三季戊四醇)、單季戊四醇和二季戊四醇。
優(yōu)選的羧酸包括C2-C20一元酸和二元酸，優(yōu)選包括己二酸和硬脂酸。
羧酸的官能化衍生物也可用于形成潤滑劑。例如當(dāng)形成酯時，多元酸的酸酐可代替多元酸使用。這些酸酐包括例如琥珀酸酐、戊二酸酐、己二酸酐、馬來酸酐、鄰苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、橋亞甲基四氫化鄰苯二甲酸酐、甲基橋亞甲基四氫化鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、硬脂酸酐和多元酸的混和酸酐。特別優(yōu)選的本發(fā)明的潤滑化合物是美國專利4,487,874號和6,069,195號(均通過引用并入本文)中所述的復(fù)合酯(complex esters)。
優(yōu)選的本發(fā)明的烷基酯包括下面式1的烷基酯的混合物 式(1)式中R獨(dú)立為氫或-C(O)R’，并且至少一個R為-C(O)R’；R’為氫、具有約3到18個碳原子的不飽和或飽和烷基鏈，或-C(O)-X-COOH；和X為不飽和或飽和的烷基鏈，可以為一價或多價，具有約3到18個碳原子。
所述烷基酯優(yōu)選包括季戊四醇己二酸酯-硬脂酸酯，它是一種式1烷基酯的混合物，其中有機(jī)部分的約14％為衍生自己二酸的-C(O)-X-COOH部分，有機(jī)部分的約71％為衍生自硬脂酸和其締合酸(主要是棕櫚酸)的-C(O)R’部分。這種材料由Honeywell International Inc.以RL 710的商品名出售。
如美國專利3,578,621(通過引用并入本文)中公開的那樣，本發(fā)明的潤滑復(fù)合劑還優(yōu)選包括酰胺蠟，并且更優(yōu)選硬脂酰胺蠟。特別優(yōu)選的是亞乙基雙硬脂酰胺(“EBS”)。
雖然在潤滑復(fù)合劑中烷基酯和酰胺蠟可以考慮以寬范圍的相對濃度使用，但是優(yōu)選烷基酯與酰胺蠟的重量比為約30∶1到1∶1，更優(yōu)選20∶1到約2∶1。
按照優(yōu)選的實(shí)施方案，所述潤滑復(fù)合劑包含不超過約25％重量的金屬羧酸鹽，更優(yōu)選包含不超過10％重量的金屬羧酸鹽，最優(yōu)選基本不含金屬羧酸鹽。按照更為優(yōu)選的實(shí)施方案，所述潤滑復(fù)合劑包含不超過約25％重量的硬脂酸鋅，更優(yōu)選包含不超過10％重量的硬脂酸鋅，最優(yōu)選基本不含硬脂酸鋅。
就所述復(fù)合材料組合物來說，通常優(yōu)選所述復(fù)合材料包含不超過0.5％重量的金屬羧酸鹽，更優(yōu)選包含不超過0.25％重量的金屬羧酸鹽。特別優(yōu)選所述復(fù)合材料包含不超過0.5％重量的硬脂酸鋅，更優(yōu)選包含不超過0.25％重量的硬脂酸鋅。
按照某些實(shí)施方案，所述潤滑劑包括氫化蓖麻油。添加劑復(fù)合劑(additive packages)本發(fā)明的一方面包括可用于形成具有優(yōu)異加工性能和最終使用性能的復(fù)合材料組合物的添加劑組合物。更具體地說，所述添加劑復(fù)合劑包括潤滑劑和/或偶聯(lián)劑的獨(dú)特組合，其能有效改善復(fù)合材料的加工特性而不會降低(有時甚至是增強(qiáng))制成品的強(qiáng)度特征。
在某些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述添加劑是一種含有少于反協(xié)同作用量的金屬羧酸鹽的潤滑劑。特別優(yōu)選的本發(fā)明的潤滑劑基本不含金屬羧酸鹽，其大部分(重量份)為烷基酯和/或氫化蓖麻油，小部分(重量份)為酰胺蠟。在某些實(shí)施方案中，潤滑復(fù)合劑還包括少量(重量份)的聚烯烴，優(yōu)選聚乙烯或聚丙烯，更優(yōu)選基本為線性的聚乙烯或聚丙烯。在某些優(yōu)選的實(shí)施方案中，潤滑組合物包括約80-97重量份的選自烷基酯、氫化蓖麻油和其兩者或多者的組合的化合物，約1-10重量份的酰胺蠟和約1-10重量份的聚烯烴。
雖然本發(fā)明的潤滑復(fù)合劑在某些實(shí)施方案中可考慮有益地單獨(dú)使用，但是通常優(yōu)選提供包括本發(fā)明的潤滑劑/潤滑復(fù)合劑連同本發(fā)明的偶聯(lián)劑/偶聯(lián)復(fù)合劑的添加劑復(fù)合劑。此外，雖然可考慮將這些復(fù)合劑按照本發(fā)明以寬范圍的相對比例組合，但是通常優(yōu)選提供具有約1∶1到4∶1潤滑劑∶偶聯(lián)劑重量比率的添加劑復(fù)合劑，在某些實(shí)施方案中更優(yōu)選提供約3∶2潤滑劑∶偶聯(lián)劑重量比率的添加劑復(fù)合劑。
構(gòu)件正如上面所述，本發(fā)明的組合物可用于形成各種構(gòu)件，所有這種構(gòu)件均落入本發(fā)明的廣闊范圍內(nèi)。但是本申請人發(fā)現(xiàn)可使用本發(fā)明方法和組合物形成本特別難以形成和/或因?yàn)楦呒庸べM(fèi)用而從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)來看實(shí)際不可行的構(gòu)件，特別是擠塑構(gòu)件。更具體可參見圖1-3，由圖可見本發(fā)明包括同時具備堅固和輕質(zhì)特點(diǎn)的構(gòu)件。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道這種輕質(zhì)構(gòu)件實(shí)際上不能通過現(xiàn)有的復(fù)合材料組合物擠塑生產(chǎn)，因?yàn)樵摌?gòu)件具有大的橫截面積。更具體地說，本發(fā)明的復(fù)合材料組合物具有高強(qiáng)度和高潤滑性的獨(dú)特結(jié)合，可以讓這種高表面積構(gòu)件在較高速度、經(jīng)濟(jì)的條件下進(jìn)行擠塑。本申請人相信按照現(xiàn)有技術(shù)不能以商業(yè)上高效和經(jīng)濟(jì)合理的方式生產(chǎn)出所述構(gòu)件。
方法本發(fā)明包括形成成型制品的方法，該方法包括下面步驟提供如本文所述的本發(fā)明的復(fù)合材料組合物，并將所述組合物制成所需形狀的制品。所述組合物可按照任何本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的將各組分混和成均勻的復(fù)合材料組合物的技術(shù)將各組分混合來提供，所述技術(shù)公開于例如美國專利3,943,079；4,338,228；5,886,066和5,997,784中(均通過引用并入本文)。
正如在前述專利中公開的，成型步驟也可包括任何本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的將均勻的復(fù)合材料制成成型制品的技術(shù)，包括注塑和擠塑。優(yōu)選通過擠塑成型。
對比實(shí)施例本對比實(shí)施例并不一定代表現(xiàn)有技術(shù)，事實(shí)上可能比最接近的現(xiàn)有技術(shù)更接近本發(fā)明。無論如何，該對比實(shí)施例用作說明本發(fā)明優(yōu)異性能的基礎(chǔ)。
通過擠塑配混62重量份(pbw)的木纖維、33重量份的HDPE、2重量份的馬來酸酯化聚乙烯偶聯(lián)劑和3重量份基本上由1∶2重量比的EBS和硬脂酸鋅組成的潤滑劑來制備復(fù)合材料組合物。
通過已知方法，在已知條件下將所述復(fù)合材料組合物制成成型制品。得到的制品具有約2000psi的拉伸強(qiáng)度。
實(shí)施例1通過擠塑配混62.8重量份的木纖維、33重量份的HDPE、2重量份的馬來酸酯化聚乙烯偶聯(lián)劑和2.2重量份基本上由1∶1∶20重量比的EBS、硬脂酸鋅和季戊四醇己二酸酯-硬脂酸酯組成的潤滑劑制備復(fù)合材料組合物。
通過使用與對比實(shí)施例相同的方法、并在相同的條件下將復(fù)合材料組合物制成成型制品。得到的制品具有約2900psi的拉伸強(qiáng)度，比對比實(shí)施例提高了45％。
實(shí)施例2通過擠塑配混62.75重量份的木纖維、33重量份的HDPE、2重量份的馬來酸酯化聚乙烯偶聯(lián)劑和2.25重量份基本上由2.5∶20重量比的EBS和季戊四醇己二酸酯-硬脂酸酯組成的潤滑劑制備復(fù)合材料組合物。
通過使用與對比實(shí)施例相同的方法，并在相同的條件下將復(fù)合材料組合物制成成型制品。得到的制品具有約3500psi的拉伸強(qiáng)度，比對比實(shí)施例提高了75％。
實(shí)施例3通過擠塑配混62.5重量份的木纖維、33重量份的HDPE、2重量份的馬來酸酯化聚乙烯偶聯(lián)劑和2.5重量份基本上由季戊四醇己二酸酯-硬脂酸酯組成的潤滑劑制備復(fù)合材料組合物。
通過使用與對比實(shí)施例相同的方法，并在相同的條件下將復(fù)合材料組合物制成成型制品。得到的制品具有約3200psi的拉伸強(qiáng)度，比對比實(shí)施例提高了60％。
對比實(shí)施例2本對比實(shí)施例并不一定代表現(xiàn)有技術(shù)，事實(shí)上可能比最接近的現(xiàn)有技術(shù)更接近本發(fā)明。無論如何，該對比實(shí)施例用于作為說明本發(fā)明優(yōu)異性能的基礎(chǔ)。
通過擠塑配混60.5重量份的木纖維、33重量份的HDPE、2重量份的馬來酸酯化聚乙烯偶聯(lián)劑和4.5重量份基本上由1∶2重量比的EBS和硬脂酸鋅組成的潤滑劑制備復(fù)合材料組合物。
通過已知擠塑方法，在已知條件下將所述復(fù)合材料組合物制成成型制品。
實(shí)施例4通過擠塑配混62重量份的木纖維、33重量份的HDPE、2重量份的馬來酸酯化聚乙烯偶聯(lián)劑和3重量份基本上由2.5∶20重量比的EBS和季戊四醇己二酸酯-硬脂酸酯組成的潤滑劑制備復(fù)合材料組合物。
通過使用與對比實(shí)施例2相同的方法，并在相同的條件下將復(fù)合材料組合物制成成型制品。盡管使用重量和費(fèi)用均比對比實(shí)施例2低約50％的潤滑劑，其成型加工的效率至少與對比實(shí)施例2相同，生產(chǎn)率至少大致與對比實(shí)施例2相同。
權(quán)利要求
1.一種用于制備成型制品的組合物，所述組合物包括纖維素纖維；熱塑性粘合劑；包含馬來酸酐或馬來酸酐官能團(tuán)的偶聯(lián)劑；和包括羧酸的烷基酯的潤滑劑。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中所述潤滑劑還包括羧酰胺蠟。
3.權(quán)利要求1的組合物，其中所述潤滑劑基本不含硬脂酸鋅。
4.權(quán)利要求1的組合物，其中所述潤滑劑基本不含金屬硬脂酸鹽。
5.權(quán)利要求1的組合物，其中所述潤滑劑基本不含金屬羧酸鹽。
6.一種用于含纖維素復(fù)合材料的潤滑劑組合物，所述組合物包括約30∶1到1∶1重量比的烷基酯和酰胺蠟。
7.權(quán)利要求6的潤滑劑組合物，其中所述烷基酯和酰胺蠟的存在比率為約20∶1到2∶1。
8.權(quán)利要求6的潤滑劑組合物，其中所述烷基酯包括下面式1的烷基酯的混合物 式(1)式中R獨(dú)立為氫或-C(O)R’，并且其中至少一個R為-C(O)R’；R’為氫、具有約3到18個碳原子的不飽和或飽和烷基鏈，或-C(O)-X-COOH；和X為具有約3到18個碳原子的不飽和或飽和的烷基鏈。
9.一種制備制品的方法，所述方法包括提供形成成型制品的組合物，該組合物包括纖維素纖維、熱塑性粘合劑、含馬來酸酐或馬來酸酐官能團(tuán)的偶聯(lián)劑和含羧酸的烷基酯的潤滑劑；和將所述組合物制成成型制品。
10.一種用于形成成型制品的組合物，所述組合物包括纖維素；熱塑性粘合劑；包括有機(jī)聚合物親電官能團(tuán)的偶聯(lián)劑；和潤滑劑。
11.權(quán)利要求10的組合物，其中所述潤滑劑基本不含金屬羧酸鹽。
12.權(quán)利要求10的組合物，其中所述潤滑劑不含有反協(xié)同作用量的金屬羧酸鹽。
13.權(quán)利要求12的組合物，其中所述潤滑劑包括羧酸的烷基酯。
全文摘要
本發(fā)明公開了很適合于形成成型制品的復(fù)合材料組合物，所述組合物包括熱塑性聚合物、纖維素、包括酸酐部分的偶聯(lián)劑和包括羧酸烷基酯的潤滑劑。優(yōu)選所述潤滑劑基本不含硬脂酸鋅。
文檔編號C10N40/00GK1514872SQ02811631
公開日2004年7月21日 申請日期2002年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月16日
發(fā)明者R·B·赫斯, J·E·加夫特, L·E·科勒, R B 赫斯, 加夫特, 科勒 申請人:霍尼韋爾國際公司