[发明专利]复合材料和复合产品

说明书

本发明涉及包含纤维素材料、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)和苯乙烯马来酸酐(SMA)的复合材料。纤维素材料在被并入至复合材料中之前可被热改性。本发明还涉及包含根据本发明的复合材料的复合产品。

技术领域

本发明涉及包含纤维素材料、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)和苯乙烯马来酸酐(SMA)的复合材料。纤维素材料在被并入至复合材料中之前可被热改性。本发明还涉及包含根据本发明的复合材料的复合产品。

背景技术

传统上，栅栏、层面(decks，甲板)、门、窗、覆层和壁板(siding)由从实木取材的(使用实木的)组件制成。这些产品通常被认为比由金属或水泥制成的产品更美观，例如，金属栅栏或水泥砌块墙或层面。然而，一段时间以后，实木产品可能由于天气暴露和生物侵袭而自然地开始分解。已知可通过用广泛可得的耐候性涂料、油漆、清漆、面漆等处理木材而缓和这种劣化。然而，不幸的是经处理的木材产品经常可在短时间内劣化，从而需要部分或全部更换。适合用于围栏、装饰物、窗和门的许多实木材料的维护是昂贵的。此外，由于木材的天然变化，单个组件的更换可能导致产品的外观不一致、不均匀。

许多产品、技术和构思被用于制造挤出或模塑热塑性塑料作为半结构化的室外应用(比如装饰物、公园人行道、儿童游乐场、座椅和长椅)中的木材的替代方案。最广泛使用的热塑性塑料是聚乙烯，其典型地为来自HDPE、LDPE以及LLDPE奶瓶、膜等的回收产物。其他广泛使用的热塑性塑料包括聚苯乙烯、抗冲改性的聚苯乙烯、PVC和聚丙烯。许多体系还使用了无机填料，比如碳酸钙，和滑石，或纤维素填料，典型地为木材或其他天然纤维，其被配混至热塑性塑料中以强化性质并且使得配混物(compound)看起来更像其所替代的木质木材。这些体系正在快速地获取市场的认可，尤其是在层面中，其中其具有长期耐久性和减少的维护的优点。由于近期关于用于处理用于室外应用的木材的化学品和防腐剂的健康顾虑，以及鉴于耐久的硬木材(hardwoods，阔叶木)的稀缺，其具有额外的优点。

许多复合材料，比如纤维素/聚合物复合材料被用作全天然木材、颗粒板、刨花板以及其他类似材料的替代物。例如，US3,908,902；US4,091,153；US4,686,251；US4,708,623；US5,002,713；US5,087,400；US5,151,238；US5,417,904；US5,948,524；US6,280,667；US6,827,995和US6,936,200涉及制造塑料/纤维素木材替代产品的方法。

苯乙烯-马来酸酐和基于木材的填料的固体复合材料公开在US3,765,934；US3,894,975和US3,958,069；加拿大公开专利申请号2,626,992A1中以及在Simonsen等的“Properties of Styrene-Maleic Anhydride Copolymers Containing Wood-BasedFillers”，Forest Products Journal，第48卷，第1期，第89-92页，1998年1月中。

与天然木材相比，纤维素/聚合物复合材料提供了对磨损和撕裂的优越的耐受性。特别地，纤维素/聚合物复合材料具有对水分的增强的耐受性。事实上，众所周知水分的保留是天然木材翘曲、开裂以及褪色的主要原因。另外，纤维素/聚合物复合材料具有天然木材的外观，且其可以与天然木材相同的方式锯切、砂磨、成型、转动、紧固和上面漆(精细加工，finished)。纤维素/聚合物复合材料还具有比实木更好的表面磨损耐受性，尤其是在例如经常发生磨损的地板和装饰物的应用中。因此，纤维素/聚合物复合材料通常用于以下应用中，比如内部和外部装饰性房屋模塑制品，相框，家具，走廊层面，层面栏杆，窗模塑制品，窗组件，门组件，屋顶结构体，建筑壁板和覆层，以及其他合适的室内和室外组件。此外，纤维素/聚合物复合材料可替代高度耐久的且稀缺的硬木材，例如热带硬木材。