[发明专利]具有高硬度的热塑性组合物和其制造方法

说明书

一种挤出热塑性组合物，其包括：(a)约20重量％至约75重量％陶瓷纤维组分；(b)约15重量％至约70重量％聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)组分，所述PBT组分包括高分子量PBT和低分子量PBT；(c)约5重量％至约23重量％聚碳酸酯组分；以及(d)约1重量％至约10重量％增容剂组分。还描述了制造所述挤出热塑性组合物的方法。

技术领域

本公开涉及热塑性组合物，尤其涉及具有高陶瓷纤维含量以及良好的强度和伸长性质的挤出热塑性组合物。

背景技术

挤出热塑性材料的性质大致上受聚合物基质分子量的影响，并且在材料包括纤维的情况下，其也会受最终模塑部件中的残余纤维长度的影响。双螺杆挤出工艺可以有效地将纤维分散在聚合物熔体中，但是，挤出机机筒内部极高的剪切应力会极大地破环纤维，导致残留纤维长度减小。当使用脆性纤维(如α-氧化铝纤维)进行加工时，这种效果更加明显。此外，高剪切混合会产生过多的热量，这会破坏基质中的聚合物链。

长纤维热塑性(LFT)化合物(如SABIC VERTON^TM和PolyOne OnForce^TM)已用于形成具有更长残留纤维长度的组合物；然而，如果纤维长度太长，则该组合物的熔体流动特征受到不利影响，使得进一步的下游工艺，如注塑非常困难。通常需要特殊的工具或模具设计来容纳这些组合物。此外，由于在拉挤成型工艺中聚合物熔体在模块中的停留时间通常很长，因此基质聚合物经常降解，从而进一步降低了组合物的性质。

本公开的各方面则解决了这些和其它缺点。

发明内容

本公开的各方面涉及挤出热塑性组合物，其包括：(a)约20重量％至约75重量％陶瓷纤维组分；(b)约15重量％至约70重量％聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)组分，所述PBT组分包括高分子量PBT和低分子量PBT；(c)约5重量％至约23重量％聚碳酸酯组分；以及(d)约1重量％至约10重量％增容剂组分。

本公开的各方面进一步涉及制造热塑性组合物的方法，其包括：

a)将以下组合以形成混合物：包括高分子量PBT和低分子量PBT的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)组分；聚碳酸酯组分；以及增容剂组分；

b)在挤出条件下将该混合物挤出以形成所述热塑性组合物，所述挤出条件在少于70秒的停留时间下，对所述热塑性组合物施加小于约90瓦时/千克(W-Hr/kg)的比能，或在少于少于60秒或少于少于45秒的停留时间下，对所述热塑性组合物施加小于约150瓦时/千克的比能；以及

c)在步骤(a)期间或在步骤(b)期间将陶瓷纤维组分添加到所述混合物中。

所述挤出热塑性组合物包括：

i)约20重量％至约75重量％陶瓷纤维组分；

ii)约15重量％至约70重量％包括高分子量PBT和低分子量PBT的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)组分；

iii)约5重量％至约23重量％聚碳酸酯组分；以及

iv)约1重量％至约10重量％增容剂组分。

附图说明

在不一定按比例绘制的图式中，相同数字在不同视图中可以描述相同组分。具有不同字母后缀的相同标号可表示相同组分的不同实例。图式借助于实例而非限制性地总体上说明本文件中所讨论的各种实施例。

图1是显示根据本公开的各方面的热塑性组合物的PBT分子量相对于比能的图。

图2是显示根据本公开的各方面的热塑性组合物的PC分子量相对于比能的图。

图3是显示根据本公开的各方面的热塑性组合物的艾氏缺口冲击强度相对于比能的图。