[发明专利]包含粒子流动助剂的组合物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年12月21日提交的美国临时专利申请序列号61/740472的优先权，其内容在此以引用方式并入。

技术领域

本发明涉及含短纤维的树脂组合物(其包含粒子改性剂)，并且在其它方面涉及由该组合物制得的制品以及该组合物在流动方法中的用途。

背景技术

复合材料(例如，含纤维的聚合物组合物)由于其相对低的成本与其相对高的性能特性而在行业中被广泛地使用。一般来讲，此类材料通过向树脂添加刚性或柔性纤维以实现所得复合物在固化时(例如，在树脂固化时)加强的机械性能(例如，增加的抗冲击性和/或模量)和/或热性能(例如，增加的耐热性)来产生。

通常，将复合物分为短纤维或连续纤维复合物。短纤维复合物(其常常包括由玻璃或石墨制成的短切纤维)可通过各种方法(包括注塑和挤出)制造。

然而，当在此类制造方法中(或在需要具有流动性的树脂组合物的其它类似方法或应用中)使用短纤维时，其相对高的长径比(例如，对于短纤维，可能必要的是有效改善机械性能)可导致树脂组合物粘度的增加。这会造成加工困难，并且还会限制添加到树脂的短纤维的量。

发明内容

因此，我们认识到当前使用短纤维的限制损害了行业应用中纤维的潜力。我们也认识到持续需要能够容易加工(例如，通过挤出或注塑)的含短纤维的树脂组合物以提供表现出有用性能(例如，有用的机械性能诸如相对高的拉伸强度，以及相对高的弯曲和剪切性能)的短纤维复合物。我们还认识到同样需要可添加到含短纤维的树脂组合物以改善其流动性的流动助剂。

优选地，流动助剂将能够降低含短纤维的树脂组合物的粘度而不使由所述组合物制得的短纤维复合物的机械性能显著下降(相对于无流动助剂制备的对应复合物)。理想地，流动助剂将提供足够的粘度降低以允许使用显著较高载量的短纤维，以便提供表现出加强的机械性能的短纤维复合物(相对于无流动助剂且因此使用较小载量的短纤维制备的对应复合物)。

简而言之，在一个方面，本发明提供了一种组合物，该组合物包含：

(a)包含至少一种液体树脂的树脂组分；

(b)包含柔性短纤维的增强改性剂；和

(c)包含杂化的有机-无机颗粒的流动改性剂，所述杂化的有机-无机

颗粒含有包含基本上非相互作用基团的有机或杂有机基团；

其中所述增强改性剂和所述流动改性剂分散在所述树脂组分中。

所述树脂组分优选地包含至少一种液体树脂，所述液体树脂为可固化的树脂(例如，热固性树脂诸如环氧树脂)。所述短纤维的性质可为无机或有机的。优选地，所述杂化的有机-无机颗粒包括有机改性的金属氧化物颗粒(更优选地，有机改性的二氧化硅颗粒；甚至更优选地，倍半硅氧烷颗粒)。

已发现某些杂化的有机-无机颗粒(含有包含基本上非相互作用基团的有机或杂有机基团的那些)可在含柔性短纤维的树脂组合物中有效作为流动助剂。此类颗粒可用于降低组合物粘度而无需溶剂或反应性稀释剂，并且在一些情况下，不使由所述组合物制得的短纤维复合物的机械性能(例如，拉伸强度)显著下降(相对于无颗粒制备的对应复合物)。另外，包含颗粒通常可允许使用较高载量的柔性短纤维以实现所得短纤维复合物改善的机械性能(相对于无颗粒且因此使用较小载量的短纤维制备的对应复合物)。

本发明组合物可用于宽泛范围的制造方法，所述方法中可能必要的或期望的是组合物的流动性。例如，组合物可用于生产结构粘合剂(在粘结或接合方法中使用)或者表面制品或模塑制品(在多种应用诸如体育用品应用中使用)的挤出和注塑方法。

鉴于以上观点，本发明组合物的至少一些实施例可满足上述持续需要的能够容易加工以提供表现出有用性能的短纤维复合物的含短纤维的树脂组合物。本发明组合物中包含的颗粒可满足同样需要可添加到含短纤维的树脂组合物以改善其流动性的流动助剂。在本发明组合物的至少一些实施例中，可改善流动性而不使由所述组合物制得的短纤维复合物的机械性能显著下降，并且在至少一些实施例中，所述颗粒可提供足够的粘度降低以允许使用显著较高载量的短纤维(以便提供表现出加强的机械性能的短纤维复合物)。

在另一方面，本发明也提供了一种制品，其包含本发明的上述组合物，其中所述组合物为至少部分地固化的。

在又一方面，本发明提供了一种流动方法，所述方法包括：(a)提供本发明的上述组合物；以及(b)向所述组合物施加足够的力以使所述组合物流动。

具体实施方式