玻璃纤维增强聚烯烃组合物制造技术

本发明专利技术涉及玻璃纤维增强聚烯烃组合物，其包含芯和包围所述芯的聚烯烃护层，其中所述芯包含玻璃纤维和浸渍剂，其中所述浸渍剂包含至少70wt％的微晶蜡，基于浸渍剂重量计。本申请进一步涉及用于生产这样的丸粒的方法以及由其制备的结构部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术通常涉及玻璃纤维增强聚烯烃。更特别的是，本专利技术涉及长玻璃纤维增强聚烯烃，例如，长玻璃纤维增强聚丙烯。这样的材料用于要求高刚度的应用，例如，保险杠饰板、仪表盘支架和其它汽车部件。长玻璃纤维增强聚丙烯材料本身是已知的并且例如可以商品名Stamax商购自SABICInnovativePlastics。这些长玻璃纤维增强聚丙烯材料可作为包含芯和包围所述芯的聚丙烯护层围丸粒获得，其中所述芯包含沿丸粒纵向延伸的玻璃纤维和浸渍剂。WO2009/080281公开了用于制造所述类型的长玻璃纤维增强聚丙烯材料的方法。该法包括以下后续步骤：a)从卷中解出至少一根连续玻璃多长丝股，其包含至多2质量％的上浆剂组合物；b)将0.5-20质量％的浸渍剂施用至所述至少一根连续玻璃多长丝股以形成经浸渍的连续多长丝股；c)将热塑性聚合物的护层施加至经浸渍的连续多长丝股周围以形成装有护层的连续多长丝股；其特征在于浸渍剂是非挥发性，其熔点比热塑性基体熔点低至少20℃，施用温度下的粘度为2.5-100cS，并且与待增强的热塑性聚合物相容。2.5-100cS的粘度对应于2.5×10-6-100×10-6m2/s的施用温度下的粘度。根据WO2009/080281，装有护层的连续玻璃多长丝股可以切割成长度为2-50mm，优选5-30mm，更优选6-20mm并且最优选10-15mm的丸粒。用于制造长玻璃纤维增强聚丙烯材料的另一种方法所基于是拉挤工艺。在这样的方法中，以使得个体长丝完全分散至所述树脂中的方式将连续玻璃多纤维股牵拉穿过熔融的树脂。这样的方法的实例公开于EP1364760、NL1010646和WO2008/089963。WO2009/080821中使用术语“多长丝股”和使用的术语“多纤维股”应该认为是同义词并且指的是相同类型的材料，其通常也称为粗纱。拉挤等级长玻璃纤维增强聚丙烯材料和根据本专利技术的长玻璃纤维增强聚烯烃材料之间的重要区别是在本专利技术中玻璃纤维未分散在聚烯烃中。该分散仅仅在下游转化工艺中(例如，注塑成型)材料模制成成品或半成品部件时发生。为了允许恰当地将玻璃纤维分散在这样的下游转化工艺中，丸粒的芯不仅包含玻璃纤维还包含浸渍剂。浸渍剂在模制(半)成品制品的过程中促进玻璃纤维的恰当的分散。浸渍剂是这些长玻璃纤维增强聚烯烃材料的重要组分。首先，如果玻璃纤维在下游工艺中的分散不充足，这将导致玻璃纤维在最终产物中聚结，导致不良的视觉外观，所谓的“白斑”，并且甚至可能损失或降低机械性质。第二，如果浸渍剂未充分地使玻璃纤维彼此结合并且结合至聚烯烃护层，则在使丸粒(其是根据本专利技术的组合物的形式)经受反复性机械负荷时，玻璃纤维可能从丸粒中分离。这样的反复性机械负荷可能例如在丸粒通过管道系统或振动输送机装置(例如振动输送带运输)的过程中发生。进一步地，反复性机械负荷在摇动、搅拌多个丸粒或在将丸粒填充至适合的运输容器，例如，包装件(octabin)中时发生。除此之外，运输容器可以在运输过程中经受振动，其可以是玻璃长丝从丸粒中分离的另一种原因。应该理解以上实例的若干变种也可以认为是反复性机械负荷。反复性机械负荷的本质通常是无规的。特别重要的是，在丸粒通过管道系统运输的过程中玻璃纤维从丸粒中分离是因为分离的长丝可以导致管道系统和/或用于管道系统的过滤器、阀门、出口等的堵塞。这样的堵塞可能导致设备的故障时间和生产能力的可能的损失。玻璃纤维从丸粒中分离的问题通常称为“游离玻璃”问题。因此，实际上，浸渍剂具有至少两种关键的功能，第一种是有效地使玻璃纤维彼此结合并且结合至丸粒中的聚烯烃护层，并且第二种是提供玻璃纤维在下游转化工艺中的充分分散。适合的浸渍剂公开于WO2009/080281。WO2009/080281具体公开了浸渍剂可以是30质量％的超支化聚合物(Vybar260，可得自BakerHughes)和70质量％的链烷烃(Paralux油，可得自Chevron)的共混物。WO2009/080281的浸渍剂的缺点是其要求个体组分的非现场(off-site)共混、在工艺的后勤链中增加了进一步的步骤，并且因此使得这样的浸渍剂甚至更昂贵。通常，优选的是使用单组分浸渍剂，以使得克服混合问题，例如组分的去混合、储存问题和更复杂的后勤。WO99/00543公开了用于施用至玻璃增强纤维的非水性上浆剂组合物，其包含(a)一种或多种成膜剂，其与待增强的聚合物可混合；和(b)一种或多种偶联剂。成膜剂可以选自无定形蜡、微晶蜡、马来酸化的低分子量聚丙烯、烃树脂。该文件的上浆剂组合物为在其制造过程中直接施用至玻璃纤维上的材料。因此，WO99/00543中公开的上浆剂组合物不被认为是本文定义的浸渍剂。不同的是，本专利技术的浸渍剂是单独于根据本专利技术的玻璃纤维增强聚烯烃组合物的组分并且在所述组合物的制造过程中，所述浸渍剂施用在玻璃多纤维股(粗纱)上，所述玻璃多纤维股包含玻璃纤维，所述玻璃纤维包含上浆剂。鉴于浸渍剂的重要功能，存在对满足至少上述功能的进一步的浸渍剂的持续需求，但是其同时允许以成本有效的方式制造玻璃纤维增强聚烯烃材料。因此，目标是提供长玻璃纤维增强聚烯烃，其包含芯和包围所述芯的聚烯烃护层，其中所述芯包含沿着丸粒的纵向方向延伸的玻璃纤维和浸渍剂，其满足以下的一种或多种：-纤维良好地分散在由所述长玻璃纤维增强聚烯烃制造的制品中，-在丸粒经受反复性机械负荷时这样的丸粒导致的游离玻璃低，-低材料成本，-由该组合物制造的制品的机械性质良好，-制造的速度可接受-排放和/或气味性质可接受本专利技术人已经发现这些目标中的至少一种可以使用玻璃纤维增强聚烯烃组合物来满足，所述玻璃纤维增强聚烯烃组合物包含芯和包围所述芯的聚烯烃护层，其中所述芯包含玻璃纤维和浸渍剂，其中所述浸渍剂包含至少70wt％的微晶蜡，基于浸渍剂重量计。在这个方面，将要理解微晶蜡可以为单个微晶蜡或若干微晶蜡的共混物。应该理解浸渍剂是在组合物中的单独组分并且不应该与上浆剂组合物(上浆剂)混淆，所述上浆剂组合物(上浆剂)在其制造过程中通常施用在玻璃纤维表面上。在这个方面，术语“玻璃纤维”应该理解为意指具有玻璃芯和与所述玻璃芯接触的上浆剂组合物的玻璃纤维。玻璃纤维制造中的上浆剂的用途是公知的，例如见于WO99/00543，并且甚至对本文档来自技高网...

【技术保护点】
玻璃纤维增强聚烯烃组合物，其包含芯和包围所述芯的聚烯烃护层，其中所述芯包含玻璃纤维和浸渍剂，其中所述浸渍剂包含至少70wt％的微晶蜡，基于浸渍剂重量计。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.29 EP 13190576.21.玻璃纤维增强聚烯烃组合物，其包含芯和包围所述芯的聚烯烃
护层，其中所述芯包含玻璃纤维和浸渍剂，其中所述浸渍剂包含至少
70wt％的微晶蜡，基于浸渍剂重量计。
2.根据权利要求1的组合物，其中所述浸渍剂包含至少80，更优
选至少90，更优选至少95wt％的微晶蜡。
3.根据权利要求1或2的组合物，其中所述聚烯烃为聚丙烯。
4.根据权利要求1-3中任一项或多项的组合物，其中所述微晶蜡具
有以下性质的一种或多种：
-60℃-90℃的滴熔点，根据ASTMD127测定，
-55-90℃的凝点，根据ASTMD938测定，
-7-40个1/10毫米的25℃下的针入度，根据ASTMD1321测定，
-10-25mPa·s的100℃下粘度，根据ASTMD445测定，
-0-5wt％的油含量，基于微晶蜡的重量计，根据ASTMD721测
定。
5.根据权利要求1-4中任一项或多项的组合物，其中所述玻璃纤维
的直径为5-50微米，优选10-30微米，例如15-25微米。
6.根据权利要求1-5中任一项或多项的组合物，其包含0.5-20
wt％，优选0.8-7wt％的浸渍剂，基于组合物总重量计。
7.根据权利要求1-6中任一项或多项的组合物，其中所述浸渍剂为
非挥发性的，熔点比所述聚烯烃护层的聚烯烃的熔点低至少20℃并且
施用温度下的粘度为2.5×10-6-100×10-6m2/s(2.5-100cS)。
8.根据权利要求1-7中任一项或多项的组合物，其中所述组合物为
一种或多种丸粒的形式，优选长度为1-40mm，例如5-20和优选10-18
mm。
9.根据权利要求8的组合物，其中所述玻璃纤维沿着丸粒的纵向
方向延伸并且长度为丸粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·图法诺，G·J·E·比尔蒙德，
申请(专利权)人：SABIC环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL