[发明专利]热塑性模塑组合物以及由其制造的模塑件

说明书

技术领域

本发明涉及一种热塑性模塑组合物以及由其制造的模塑件，所述模塑组合物具有聚合物基体和包埋入其中的填料。

背景技术

所述模塑组合物或由其而生产出的材料又称作配混料。为了达到高的强度，采用了纤维类填料。为了生产模塑件，需要聚合物基体的熔融以及与填料进行紧密混合。如果，如根据本发明所设计那样，要生产木材质配混料，则出现了含纤维素的纤维或者完全由纤维素构成的纤维(以下简称纤维素纤维)，例如，木屑或者从其他的木质化的植物部分中所获得的纤维。问题在于，聚合物基体熔融所必需的温度，在如聚碳酸酯或聚丙烯这些传统的聚合物的情况下非常高，使得存在纤维素纤维被损坏的危险。为了获得纤维与聚合物基体之间牢固的接合，则所述聚合物材料同纤维之间必须形成牢固的粘合接合，由于纤维素纤维的亲水特性和常规的聚合物基体的疏水特性，这需要使用粘合促进剂。因此，用于生产模塑件的材料花费与成本花费提高。另外，粘合促进剂大多是对键康不安全的物质，不希望它们在日用品中，例如在铅笔外壳中。此外，纤维素纤维由于其亲水特性而含有残余水分，其对于纤维牢固地固着到聚合物基体中同样起到抵制作用，因此，必须对所述纤维进行耗费性的干燥。最后还有一个问题是，采用传统的聚合物基体虽然可以达到足够的强度和刚性，但是却不能具有木材的其它特性，例如表面结构和触摸感觉，或者在切屑加工时的特性等，例如考虑到铅笔的削尖。

发明内容

本发明的任务在于提供一种模塑组合物，该模塑组合物在低的熔融温度或配混温度下可以被加工成，尤其是被挤出成具有类似木材特性的模塑件，以及具有类似木材特性的模塑件。

该任务通过根据权利要求1的热塑性模塑组合物和根据权利要求11的模塑件而完成。根据本发明的模塑组合物含有10重量％至35重量％的具有亲水基团的乙烯共聚物蜡，其熔点为75℃至110℃，以及含有纤维素或由纤维素组成的纤维，其份额为45重量％至90重量％，优选为60重量％至90重量％(基于纤维的干物质计)。根据大量的实验完全令人惊讶地表明，这种由所述类型的乙烯共聚物蜡与纤维素纤维构成的模塑组合物得到一种具有与木材类似的强度和刚度的材料，该材料易于进行切屑加工，并且在视觉和触觉上具有与木材类似的外观。由于使用的聚合物基体的熔点或熔程低，所以配混和挤出或者其他的成型操作可以在相应低的加工温度下进行，因此对纤维素纤维几乎不受热应力。此外，低的加工温度还允许添加如木材香料等对温度敏感的添加剂。因此，优选使用熔点或熔程为75℃～85℃的乙烯共聚物蜡。还令人意外的是，含有极性基团(OH-基)的纤维素纤维即使在没有添加粘合促进剂的情况下也能够与由乙烯共聚物蜡形成的聚合物基体牢固接合。另一个意外的效果是，观察到甚至与纤维牢固接合，该纤维仍含有约至多15重量％的残余水分含量。因此，预先的耗费能量的纤维干燥过程就不再需要了，例如锯屑或木屑的干燥。配混物的强度也可能受到使用的纤维素纤维的长度的影响。在纯纤维素情况下，优选长度为70μm至800μm，尤其是70μm至150μm的纤维。在木屑情况下，则大约1mm至2mm的纤维长度是适宜的。

除了纤维素纤维外，还可以存在填料，特别是无机填料，优选云母、滑石和/或高岭土，以便改变如模塑件的比重或其稠度。在此情况下，最高含量为10重量％是适宜的，因为在超出此含量的含量情况下，则会强烈改变乙烯共聚物蜡/纤维素纤维体系所达到的性能特性，尤其是断裂强度。

为了改善挤出过程中模塑组合物的流动性，有利的是，将选自蜡、油和脂肪酸衍生物的润滑剂混入，此时所述基体体系的吸收能力达到15重量％。此外，尤其是通过使用脂肪酸于生物，特别是硬脂酸钙，还获得光滑的表面。

模塑件优选通过挤出而由上述的模塑组合物制得。可以将原材料进行物理混合，亦即将基本上为粉末状或颗粒状的乙烯共聚物蜡与纤维素纤维例如在螺杆挤出机内进行配混与挤出。但也可考虑模塑组合物首先进行配混与造粒，所得到的颗粒任选在中间存放后挤出或者用其他的成型工艺进行加工。

如果要生产具有较高硬度的模塑件，则这通过加入氧化的聚乙烯即可达到。此时小于0.1重量％的含量几乎不再显示效果。当含量大于8重量％时，则对模塑件切屑加工时更难，例如这对可削尖的铅笔外壳是不利的。强度和硬度一定程度上也可以通过添加天然或合成树脂来调节，在此应保持树脂的最大含量为5重量％。优选的树脂为木质素、电木和酮-醛缩合树脂。