[发明专利]置于基于玻璃的纤维和含玻璃的基底上的水分散体

说明书

发明背景

发明领域

本发明总体上涉及水分散体和分散体组合物(dispersion compound)。

背景技术

长纤维增强的热塑性树脂已经广泛地用于各种工业产品组件，这是因为它们具有优良的机械强度，耐热性，和可成形性。然而难以通过在挤出机中捏合短纤维和热塑性树脂来产生长纤维增强的热塑性树脂，已知长纤维增强的热塑性树脂可由长纤维增强的热塑性浓缩物制备。

已知长纤维增强的热塑性浓缩物通过熔融挤拉成型方法制备。在熔融挤拉成型中，将纤维束(fiber strand)牵拉通过热塑性熔体，并且变得被熔融的基质聚合物或载体树脂润湿。后成型或脱模方法(Post forming or strippingmeans)用来设定一致的纤维含量。

但是，纤维含量通常不超出浓缩物重量的50至70wt％范围。由于热塑性熔体具有高粘度，在挤拉成型的过程中，可能发生树脂对纤维的不完全渗透。为了获得纤维束被熔体充分渗透，挤拉成型方法通常使用非常低分子量的热塑性塑料作为载体树脂。但是，即使低含量的低分子量热塑性载体树脂存在于长纤维增强的热塑性浓缩物中也会对添加了浓缩物的未增强的热塑性树脂的机械强度、耐热性和可成形性产生有害影响。

在美国专利4,626,306，4,680,224，5,725,710，5,888,580和6,045,912中所述的方法中，使用液态聚合物粉末分散体用于浸渍纤维束。将热塑性粉末，通常是低分子量的热塑性塑料，施用至沿纵向移动穿过粉末分散体的纤维束；例如通过加热将分散介质、溶剂(优选水)从纤维束除去，然后使热塑性塑料熔融，并例如通过碾轧使复合物固化。

在这些方法中，恒定量的粉末沉积在移动通过分散体浴的纤维束上会存在问题。复合物的聚合物含量取决于分散体浴的固含量。纤维束的直接附近的浓度会波动并且不会总是精确地对应于随后提供的分散体的平均浓度。已经提出了许多补救措施，如导向装置(guide)，纤维束测量校准器(strandmeasuring calibration devices)，液态聚合物粉末分散体浴的浓度控制，等，它们没有解决这些问题中的一些问题。

或者，热塑性树脂的水分散体通过这样的方法制备，在该方法中可聚合的单体(其是树脂原材料)通过乳液聚合方法在水性介质中在乳化剂存在下聚合。有利地，乳液聚合方法可产生高分子量热塑性树脂。但是，该方法受到可使用的可聚合单体的数目少的限制，因此，也限制了可产生的热塑性树脂的水分散体的数目。

玻璃纤维(包括连续纤维、束和粗纱，和切短纤维和束)也用于增强各种聚合物基质，并且用于增强聚烯烃。在玻璃纤维的形成过程中通常用化学处理组合物(常常称为胶料组合物(sizing composition))对它们进行处理，从而在接下来的加工中保护纤维，并且帮助纤维粘合至聚合物基质。

美国专利4,728,573公开了通过化学处理的玻璃纤维，该玻璃纤维如下制备：使得从来自套管或类似设备中的孔口流出的玻璃熔融流制备的玻璃纤维变细，用水性化学处理组合物处理该玻璃纤维，将该纤维收集到一个或多个束中，并将该束作为短束或连续束收集到多层包装中。所述水性化学处理组合物包括一种或多种胺有机偶联剂，已经用有机或无机碱中和或接近中和的羧基改性的聚烯烃树脂的水性乳液或分散体，水可溶性、可分散性或可乳化的成膜聚合物，和粘合剂稳定剂。

WO2004099529公开了干式墙带(drywall tape)，包括玻璃纤维和置于一部分所述玻璃纤维上的涂层的网状物。该涂层包括至少部分可溶或可分散于密封剂中的树脂粘合剂。当固化时，该涂层还能够与所述密封剂形成粘性粘结。

美国专利6,818,698(WO2004031246)公开了在玻璃纤维制造工艺过程中或者在后续阶段，将高分子量官能化的聚烯烃乳液施用至玻璃纤维上，从而获得具有高机械性能的增强的聚丙烯复合物。

在上述专利和出版物中所用的聚烯烃分散体中每种都含有官能化的聚烯烃，如马来酸酐接枝的聚丙烯。公开了涂层玻璃纤维或玻璃纤维增强的制品的其它出版物包括美国专利5,437,928，5,891,284和5,972,166。

期望改善这些和其它基于纤维的增强结构体。需要改进基于纤维的增强体和结构体的其它组件之间的粘附力。此外，也期望使用增强结构体提高形成制品的能力。

发明内容