[发明专利]由再循环和可再生的成分形成的长纤维热塑性塑料

说明书

相关申请

本申请主张提交于2012年1月6日的美国临时申请序列号61/583,808的优先权；据此，其内容通过引用的方式并入。

技术领域

本发明通常涉及到热塑性制模组合物，特别是由再循环和可再生成分形成的压缩可塑的长纤维热塑性塑料。

背景技术

聚丙烯(PP)是一种用于多种应用中的热塑性聚合物，包括：包装业、纺织业、塑料零件以及不同类型的可重复使用容器、实验室设备，以及汽车零部件。热塑性可塑制品包含强化纤维，特别是玻璃纤维以不断增加的频率应用于模具的生产中。在如汽车零部件的应用中，与纤维强化、低密度以及热塑性模具的生产量有关的强度使这些材料成为十分有诱惑力的选择。此类制品的高强度以及韧性提供了许多相对于传统钢冲压件的优点。此类制品是将玻璃纤维绳束与熔化的热塑性薄膜结合，在双带压力机或双螺杆挤压机中生产的。聚丙烯通常的被作为热塑性聚合物用于此类制品模具中。由于表面光洁度要求以及对制品此种汽车部件接收一层均匀的涂料层的通常要求，纯PP常用于此种模具。由于纯PP的实用性以及价格依赖于不稳定的石油价格，这种引进以及这种模具的成本上的不确定因素，以及由于直接依赖于不可再生石油资源的使用，在环境上也是不受欢迎的。作为PP的相对高成本的结果，由于纯PP相对于竞争材料如钢制品以及片状模塑组合物(SMC)的成本，许多会得益于此类模具的应用是不可行的。

虽然已经做出努力使用一部分再循环的PP以减少纤维增强的热塑性模具的成本，由于使用的再循环PP的不均匀性以及与纯的与再循环PP之间的差别熔化特性有关的不均匀性，这些努力获得了有限的成功。由于疏水PP润湿填料，如碳酸钙或碳黑以及事实上许多类型的玻璃纤维很差的困难，从而有损所得制品的强度，添加填料以取代制模组合物中的PP的努力也被证明是不成功的。天然纤维已经被检测用以取代此类模具中的大部分的玻璃，但是这些尝试都是以整体制品的强度为代价的。基质或纤维改性已被认为是必要的，以改善天然纤维和基体之间的相容性。马来酸化的聚烯烃用于改性基质。此类基质改性产生了马来偶联剂的酸酐基团与天然纤维中的羟基基团之间的相互作用。用对不同的耦合剂如硅烷，聚丙烯接枝的(PPgMA)或乙酰化改性的马来酸酐的作用广泛的研究以制造工程零件的目的，已被文献R.Malkapuram et al.,J.强化塑料与复合材料,28卷,No.10/2009,1169页报道。干燥天然纤维以及天然纤维的表面改性的难度增加了相当大的成本以及PP纤维填充模具的可变性，在不有损制品的强度下不能取代PP模具中的玻璃纤维或者碳纤维强化复合材料。

此外，由于熔化的长流向，填充PP的玻璃纤维趋向于适应于内部纤维，制品强度在平行于熔态流动的方向上的减弱通常显著，这一问题被微粒填料或者天然纤维填料中的杂质恶化了。

因此，存在一种对压缩可塑的热塑性塑料的需要，包括：缩小PP的量同时仍旧能够负担与强化玻璃纤维全负载和纯PP相关的强度。还存在一种对一种此类组合物的需要，包括：再循环材料以减少此类模具的环境足迹。

发明内容

本发明提供了一种制模组合物配方，包括：聚丙烯、玻璃纤维以及包括再循环的片状模塑组合物转移膜的聚丙烯替代品。该聚丙烯替代品以1至35总重量百分比存在，也可以包括天然纤维素纤维或粉末。本发明还提供了一种方法，聚丙烯替代品被混合和均质，然后与聚丙烯和添加剂以及之后的玻璃纤维混合。在纯聚丙烯使用的量的削减方面，相比传统热塑性塑料玻璃纤维填充模具是有减少的。

附图说明

通过以下附图进一步详细介绍了本发明。这些附图不应以限制在本发明附图2描述的典型实施例2的范围来解释，而应以其在模具中发明和使用方面来解释。

图1为一种现有技术配方和主要由聚丙烯和玻璃纤维形成压缩可塑长纤维热塑性塑料方法的框图；及

图2为一种创造性的配方和由再循环和可再生成分替代一部分聚丙烯形成的压缩可塑长纤维热塑性塑料方法的框图。

具体实施方式

本发明具有作为一种经济的和环保的替代物用以降低特别包括压缩可塑长纤维热塑性塑料(LFTD)的压缩可塑热塑性塑料中的聚丙烯(PP)成分的作用。引入再循环和可再生的成分替代聚丙烯，降低高成本聚丙烯的使用，帮助降低在聚丙烯生产中可能被释放到环境中的潜在的污染。与常规材料相比，本发明的减少环境足迹是显著的。