[发明专利]包含润滑剂的纤维素纤维-塑料组合物

说明书

本发明专利申请是国际申请号为PCT/EP2005/011944，国际申请日为2005年11月8日，进入中国国家阶段的申请号为“200580038081.3”，发明名称为“包含润滑剂的纤维素纤维-塑料组合物”的发明专利申请的分案申请。

发明领域

本发明涉及聚合物-纤维素纤维组合物，所述组合物包含基于N，N’-双烷酰基乙二胺的润滑剂。本发明还涉及挤出制备聚合物-纤维素纤维组合物的方法，以及由所述方法制备的挤出组合物。本发明的另一个目的是使用N，N’-双烷酰基乙二胺作为聚合物-纤维素纤维组合物中的润滑剂。

发明背景

由于木材成本上升，成熟林木短缺，目前需要寻找木材的高质量替代品，这种需求将长期持续存在。另外，高质量木材替代品比木材更加经久耐用，因为它们不易受到白蚁侵害，也不易腐烂。

过去几年，在甲板、窗户、围栏、汽车内饰和托盘之类的应用中，用聚合物-木材复合物代替传统实木产品的市场已经成长起来。得到高质量聚合物-木材复合物的一个关键是将纤维素纤维完全分散在聚合物基体中。许多领先的聚乙烯-木材甲板制造商发现润滑剂至关重要。

农作物残体是收割庄稼后留在田地里的植物部分。这些残体的例子包括但不限于收割小麦、燕麦、稻谷和玉米后留在田地里的植物部分(如秸秆)。收割之后，农作物残体常常被烧掉或被犁进土里作堆肥。如果不烧掉或犁进土里，这些每年生的木质纤维素纤维[木质纤维(lignocellulosics)]是用作生产非木纤维(non-wood fiber)复合物的极有潜力的纤维来源。

美国专利6011091介绍了一种纤维素复合物，它包含60-70％纤维素材料、30-40％聚氯乙烯材料以及至多4重量％的极性热固性材料。可以采用常见的商用润滑剂，如硬脂酸钙、酯类、石蜡和酰胺蜡。但是，氯乙烯基热塑性塑料通常比烯烃基热塑性塑料更难加工。

美国专利6066680描述了一种挤出型复合物，它由包含聚合物树脂和木粉微粒的可发泡的塑料形成。该专利介绍了一种两步工艺，先用树脂包封木粉微粒并造粒，然后将粒化碎片与另外的树脂和发泡剂混合。可以加入硬脂酸、硬脂酸钙、酯腊和AC-629A氧化的聚乙烯蜡之类的润滑剂。

所述聚合物树脂是聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯和聚苯乙烯。

美国专利6011091的后续专利6103791介绍了另一种纤维素复合物，它包含50-65％纤维素材料、25-30％聚氯乙烯材料以及至多4重量％的极性热固性材料。这些复合物被认为提高了耐候性。另外，它们能更好地粘着到木材上，不需要粘合剂或连接层。

因此，目前仍然需要基于易加工的聚合物的优质聚合物-木材复合物，它比当前市场上的产品具有更好的耐候性和尺寸稳定性。

发明概述

本发明涉及可挤出的和挤出的聚合物-纤维素纤维复合物，它包含与纤维素纤维混合的聚合物和润滑剂，其中所述聚合物如高密度聚乙烯(HDPE)，所述润滑剂包括N，N’-双烷酰基乙二胺的混合物，其中各烷酰基独立包含8-14个碳原子。以组合物总重为基准，本发明的组合物包含70-30重量％、优选60-40重量％的纤维素纤维，混合有30-70重量％、优选40-60重量％的聚合物。已经发现，其中各烷酰基独立包含8-14个碳原子的N，N’-双烷酰基乙二胺混合物，是优于当前木材中所用亚乙基双硬脂酰胺(EBS)/硬脂酸锌(ZnSt)掺合物的润滑剂。

这些润滑剂相对于原有技术中的EBS/ZnSt掺合物的优点是在指定的挤出机扭力矩下的产量增加，挤出机中的温度降低，挤出成形体(profile)的尺寸稳定性提高，挤出成形体的外观得到改善。本发明组合物中所用润滑剂提高了塑料掺合物的内部和外部润滑性。内部润滑性可促进增强填料在聚合物中的分散，从而改进物理性质，提高挤出机的产量。外部润滑剂的主要益处在于减小使可挤出组合物移动通过模头所需的力，从而改善挤出制品的外观。

以组合物总重为基准，所述组合物包含1-7重量％的润滑剂。在优选实施方式中，HDPE/松木复合物包含2-4重量％的润滑剂，HDPE/橡木复合物包含3-6重量％的润滑剂。

N，N’-双烷酰基乙二胺混合物可衍生自含8-14个碳原子的羧酸，或者它们的衍生物如酰基氯或酸酐。因此，每个N，N’-双烷酰基乙二胺分子中的两个烷酰基可以相同或不同，每个组分的相对比例取决于羧酸原料的组成。

所述润滑剂优选包含至少一种N，N’-双烷酰基乙二胺，所述至少一个烷酰基包含12个碳原子。