[发明专利]用于制备增强制品的方法

说明书

本发明涉及用于制备增强制品的方法。

引进于半多个世纪之前，纤维-增强塑料是在工业中具有宽范围的 应用的复合材料，例如用于航空航天、汽车、削片、建造和建筑业。 增强制品可以包含个体材料的任何组合，例如纤维(增强纤维)已经分 散于其中的热塑性聚合物(基体)。很多种有机纤维，包括合成纤维(例 如聚酰胺、聚四氟乙烯、聚酯)、天然纤维(例如棉、大麻、亚麻、黄 麻)和无机纤维(例如玻璃纤维和碳纤维)通常作为增强纤维用于复合材 料。

增强塑料工业已经将不同形式的玻璃纤维用于增强聚合物基体， 来产生多种产品。玻璃纤维通常作为多根连续、非常长的长丝供应， 并且形式可以是股、粗纱或纱。长丝是增强材料的个体纤维。股是多 根成束的长丝。纱是加捻在一起的长丝或股的集合。粗纱是指缠绕成 卷(package)的股的集合。

用于制备增强组合物的方法例如描述于WO2009/080281。在该公 开中，描述了用于制备长的玻璃纤维-增强热塑性聚合物组合物的方 法，其包括下述步骤：

a.从卷中解出至少一根包含上浆组合物的连续玻璃多长丝股；

b.将浸渍剂施加至所述至少一根连续玻璃多长丝股以形成浸渍的 连续多长丝股；

c.围绕浸渍的连续多长丝股施加热塑性聚合物的护套以形成装有 护套的连续多长丝股；和

d.将装有护套的连续玻璃多长丝股切割成丸粒。

使用以上描述的方法获得的丸粒包含长度与丸粒相同的多长丝玻 璃股。当将这些丸粒模制成制品时，制品的刚度在所有情况下都不充 足。制品的刚度可以通过提高制品中玻璃纤维的量而提高。然而，包 含高于50wt％的量的玻璃纤维的丸粒不可用于注塑成型工艺。此外， 随着玻璃纤维含量的增加，最终部件的重量将要增加，这并不总是期 望的，特别是在汽车工业中。

纤维增强热塑性模制产品的制造已知于例如US6,291,064中。该 专利公开了纤维增强热塑性树脂丸粒，其包含热塑性树脂作为基体聚 合物和玻璃纤维作为增强纤维，其中丸粒的长度为约2-12mm，以总 丸粒的20-60体积％的量包含长度与丸粒基本上相同长度的玻璃纤 维，形态为沿着丸粒的纵向方向对齐或加捻的纤维，并且L/D²为0.45 或更大并且L/D为1.1-6，其中L表示丸粒的长度并且D表示其直径。 该美国专利中公开的丸粒与树脂丸粒共混，所述树脂丸粒基本上不包 含任何玻璃纤维，并且然后可以将共混物注塑成型以生产模制产品。

本发明的目标是提供用于制备具有增加的刚度的增强制品的方 法。

该目标是通过提供根据所附权利要求的方法实现的。

即，该目标是使用用于制备增强制品的方法满足的，所述方法包 括在升高的温度下将包含丸粒的模制组合物模制成制品的步骤，其中 各个丸粒具有轴向长度并且包含沿着轴向长度延伸的芯和围绕芯的护 套，其中芯包含浸渍剂和多长丝股，所述多长丝股包含各自长度基本 上等于丸粒轴向长度并且基本上沿丸粒轴向长度取向的玻璃纤维，其 中护套包含热塑性聚合物，其中热塑性聚合物是丙烯均聚物或丙烯共 聚物；并且其中模制组合物进一步包含填料并且其中模制组合物具有 根据ISO527/1B在23℃下测定的至少5000MPa的各向同性弹性模量。

优选地，各向同性弹性模量为至少5500MPa，更优选至少5600 MPa，例如至少5800或至少6000MPa。这令人惊奇地远高于在由不 包含填料的玻璃纤维增强模制组合物制备制品时所预期的各向同性弹 性模量。

为了避免疑义，应该理解填料是增强填料，即，增加热塑性材料 的刚度(模量)的填料。非增强填料在本发明的背景下不被认为是“填 料”。如果相比于不具有这样的填料的相同组合物时，包含10wt％的 这样的填料的组合物的各向同性模量的增加(如果有的话)是最多2％， 则认为填料是非增强的。

通过使用本发明的方法，也可以实现一种或多种以下的另外的优 点：

1)熔融的根据本发明的模制组合物的流动性将得到改善。因为流 动性改善，制品的设计可以包含较小的细节(例如肋状物)，其将在模 制过程中用材料填充。这也允许较薄制品的设计。

2)由根据本发明的模制组合物制备的制品的收缩和翘曲将低于由 仅包含玻璃纤维的模制组合物制备的制品。