烯基官能化聚二有机硅氧烷组合物及其在形成木塑复合材料中的使用方法技术

本发明专利技术题为“烯基官能化聚二有机硅氧烷组合物及其在形成木塑复合材料中的使用方法”。一种烯基官能化聚二有机硅氧烷可用于制备木塑复合材料制品的组合物和方法中。木塑复合材料制品可用作建筑材料。聚二有机硅氧烷可以液体形式添加至组合物中，或者可形成用于制备木塑复合材料制品的固体载体组分的一部分。塑复合材料制品的固体载体组分的一部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】烯基官能化聚二有机硅氧烷组合物及其在形成木塑复合材料中的使用方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]根据35U.S.C.
§
119(e)，本申请要求提交于2019年8月7日的美国临时专利申请号62/883682的权益。美国临时专利申请号62/883682据此以引用方式并入。


[0003]聚二有机硅氧烷可用于木塑复合材料(WPC)组合物和用于制备WPC制品的方法中。聚二有机硅氧烷可以液体或固体形式递送。

技术介绍

[0004]用于制备WPC制品的常规工艺通常需要加工助剂(其可为内部或外部的)以有利于成形并确保WPC制品的质量(例如，表面和边缘的平滑度)。常规的低成本有机加工助剂通常经受需要高负载以实现更快生产速度的缺点，从而影响成本和/或性能特性。此外，许多常规加工助剂可能不利地影响WPC制品的物理特性，并且降低机械特性(诸如抗冲击性、弯曲强度和弯曲模量)，尤其是在高使用温度下。常规加工助剂也可从WPC制品迁移，因此随时间推移不利地影响WPC制品的一种或多种特性，诸如物理特性、外观、感觉、重叠注塑能力、共挤出能力、粘附到表面的能力、印刷表面的能力或对WPC制品表面上漆的能力。此外，一些有机加工助剂在较高的应用温度下挥发，这可能导致WPC制品成形或WPC制品中的气泡和裂纹，这可能损害这些制品的长期性能。

技术实现思路

[0005]一种组合物，包含：(a)木质纤维素基填料；(b)乙烯基聚合物；以及(c)聚二有机硅氧烷，其每分子具有至少一个硅键合的烯基基团并且具有在25℃在具有#CP
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52转子的Brookfield DV
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III锥板粘度计上以0.1RPM至50RPM测得的2,000mPa
·
s至60,000mPa
·
s的粘度。还公开了由该组合物制备木塑复合材料制品的方法。
[0006]一种固体载体组分包含：
[0007](i)以上作为起始物质(c)描述的聚二有机硅氧烷；以及
[0008](ii)聚合物组分，其选自由以下项组成的组：
[0009]乙烯基聚合物，
[0010]马来酸化乙烯基聚合物，以及
[0011]乙烯基聚合物和马来酸化乙烯基聚合物两者的组合。固体载体组分可用于将聚二有机硅氧烷递送至组合物。
具体实施方式
[0012]上述组合物可用于制备木塑复合材料制品。该组合物可包含：
[0013]15重量％至70重量％的(a)木质纤维素基填料；
[0014]29.5重量％至84.5重量％的(b)乙烯基聚合物；
[0015]0.5重量％至6重量％的(c)具有以下单元式的聚二有机硅氧烷：(R2R
’
SiO
1/2
)
a
(R3SiO
1/2
)
b
(R2SiO
2/2
)
c
(RR
’
SiO
2/2
)
d
，其中每个R为独立选择的不含脂族不饱和基团的具有1至18个碳原子的单价烃基团，每个R
’
为独立选择的具有2至18个碳原子的烯基基团，下标a为0至2，下标b为0至2，量(a+b)＝2，下标c≥0，下标d≥0，量(a+d)≥1，并且量(a+b+c+d)足以使聚二有机硅氧烷的粘度为在25℃在具有#CP
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52转子的Brookfield DV
‑
III锥板粘度计上以0.1RPM至50RPM测得的2,000mPa
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s至60,000mPa
·
s；以及
[0016]0重量％至4重量％的(d)马来酸化乙烯基聚合物；
[0017]各自基于所述组合物中起始物质(a)、(b)、(c)和(d)的组合重量。
[0018](a)木质纤维素基填料
[0019]上述组合物包含起始物质(a)木质纤维素基填料。木质纤维素基填料包含木质纤维素材料，另选地基本上由木质纤维素材料组成，另选地由木质纤维素材料组成。通常，木质纤维素基填料由木质纤维素材料组成。木质纤维素基填料以及木质纤维素材料可包含来源于任何植物源的任何物质。当木质纤维素基填料基本上由木质纤维素材料组成或由木质纤维素材料组成时，木质纤维素材料也可包含一些水或水分含量，尽管木质纤维素材料以及木质纤维素基填料通常是干燥的，即不包含任何游离水分含量，但可能与制备、衍生、形成和/或储存木质纤维素基填料的环境中的相对湿度有关。对于其他种类的(a)木质纤维素基填料，通常情况也是如此，但是对于木质纤维素基填料，注意到木质纤维素材料通常包含在任何干燥或最终使用之前收获/制备的一些水含量。
[0020]木质纤维素基填料通常包含碳水化合物聚合物(例如纤维素和或半纤维素)，并且还可包含芳族聚合物(例如木质素)。木质纤维素基填料通常为天然木质纤维素材料，即，不是合成来源的。例如，木质纤维素基填料通常来源于木材(硬木、软木和/或胶合板)。另选地或除此之外，木质纤维素基填料可包括来自其他非木材来源的木质纤维素材料，诸如来自植物的木质纤维素材料，或其他植物来源的聚合物，例如农副产品、谷壳、剑麻、蔗渣、小麦秸秆、木棉、苎麻、灰叶剑麻、玉米纤维或椰壳、坚果壳、亚麻、黄麻、大麻、洋麻、稻壳、马尼拉麻、花生壳、竹子、秸秆、木质素、淀粉、或纤维素和含纤维素的产品、以及它们的组合。木质纤维素基填料可为原生的、回收的、或它们的组合。
[0021]另选地，木质纤维素基填料可包括木材填料。“木材”如Pettersen,Roger C.,U.S.Department of Agriculture,Forest Service,Forest Products Laboratory,Madison,WI，The Chemical Composition of Wood，第2章中所述。木材可包含18％至35％的量的木质素和65％至75％的量的碳水化合物以及至多10％的量的任选的无机矿物质。木材的碳水化合物部分包含纤维素和半纤维素。纤维素含量可在木材干重的40％至50％范围内，并且半纤维素含量可在25％至35％的范围内。基于木材填料的干重，α
‑
纤维素含量可为29％至57％、另选地40％至50％。木材填料来源于木材，例如，硬木和/或软木。可衍生木材填料的合适硬木的具体示例包括但不限于白蜡木、白杨木、三角叶杨、椴木、桦木、山毛榉、栗木、橡胶树、榆树、桉树、枫树、橡树、杨树、悬铃木、以及它们的组合。可衍生木材填料的合适软木的具体示例包括但不限于云杉、冷杉、铁杉、柽柳、落叶松、松树、柏树、红木、以及它们的组合。来源于不同硬木的组合、不同软木的组合或硬木和软木的组合的填料可一起用作木材填料。另选地，木质纤维素基填料可基本上由木材填料组成。另选地，木质纤维素基
填料可由木材填料组成。
[0022]木质纤维素基填料可具有任何形式和尺寸，例如纳米至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制备木塑复合材料制品的组合物，所述组合物包含：15重量％至70重量％的(a)木质纤维素基填料；29.5重量％至84.5重量％的(b)乙烯基聚合物；0.5重量％至6重量％的(c)具有以下单元式的聚二有机硅氧烷：(R2R
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SiO
1/2
)
a
(R3SiO
1/2
)
b
(R2SiO
2/2
)
c
(RR
’
SiO
2/2
)
d
，其中每个R为独立选择的不含脂族不饱和基团的具有1至18个碳原子的单价烃基团，每个R
’
为独立选择的具有2至18个碳原子的烯基基团，下标a为0至2，下标b为0至2，量(a+b)＝2，下标c≥0，下标d≥0，量(a+d)≥1，并且量(a+b+c+d)足以使所述聚二有机硅氧烷的粘度为在25℃在具有#CP
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52转子的Brookfield DV
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III锥板粘度计上以0.1RPM至50RPM测得的2,000mPa
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s至60,000mPa
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s；以及0重量％至4重量％的(d)马来酸化乙烯基聚合物；各自基于所述组合物中起始物质(a)、(b)、(c)和(d)的组合重量。2.根据权利要求1所述的组合物，其中起始物质(a)所述木质纤维素基填料包括来源于以下的木质纤维素材料：木材、植物、农副产品、谷壳、剑麻、蔗渣、小麦秸秆、木棉、苎麻、灰叶剑麻、玉米纤维或椰壳、坚果壳、亚麻、黄麻、大麻、洋麻、稻壳、马尼拉麻、花生壳、竹子、秸秆、木质素、淀粉、或纤维素和含纤维素的产品、以及它们的组合，并且起始物质(a)以45重量％至65重量％的量存在。3.根据权利要求1所述的组合物，其中起始物质(b)所述乙烯基聚合物选自由以下项组成的组：高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度低分子量聚乙烯(LDLMWPE)、以及它们的组合，并且起始物质(b)以30重量％至65重量％的量存在。4.根据权利要求3所述的组合物，其中所述乙烯基聚合物包含LLDPE。5.根据权利要求3或4所述的组合物，其中所述乙烯基聚合物包含≥50％的回收聚乙烯。6.根据权利要求1所述的组合物，其中所述聚二有机硅氧烷为具有式的双烯基封端的聚二有机硅氧烷，其中每个R为独立选择的不含脂族不饱和基团的具有1至18个碳原子的单价烃基团，每个R
’
为独立选择的具有2至18个碳原子的烯基基团，并且下标x具有足以使所述聚二有机硅氧烷的粘度为在25℃在具有#CP
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52转子的Brookfield DV
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III锥板粘度计上以0.1RPM至50RPM测得的2,000mPa
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s至60,000mPa
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s的值。7.根据权利要求6所述的组合物，其中每个R为具有1至12个碳原子的烷基基团，每个R
’
为具有2至12个碳原子的烯基基团，并且下标x具有足以使所述聚二有机硅氧烷的粘度为2,000mPa
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s至10,000mPa
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s的值，并且所述聚二有机硅氧烷以1.5重量％至2重量％的量存在。8.根据权利要求7所述的组合物，其中每个R为甲基基团，每个R
’
为乙烯基基团，下标x具有足以使所述聚二有机硅氧烷的粘度为2,000mPa
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s至5,000mPa
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s的值。
9.根据权利要求1所述的组合物，其中存在所述马来酸化乙烯基聚合物，并且所述马来酸化乙烯基聚合物具有根据ASTM D1238
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13在190℃和2.16Kg下测得的0.1g/10min至25g/10min的熔体指数和0.25重量％至2.5重量％的马来酸酐含量。10.根据权利要求1所述的组合物，还包含附加起始物质，所述附加起始物质选自由以下项组成的组：(e)不同于起始物质(a)的所述木质纤维素基填料的附加填料、(f)着色剂、(g)发泡剂、(h)UV稳定剂、(i)抗氧化剂、(j)加工助剂、(k)防腐剂、(l)生物杀灭剂、(m)阻燃剂、(n)抗冲改性剂、以及(o)它们中的两种或更多种的组合。11.一种用于制备木塑复合材料制品的方法，所述方法包括：(1)将包括以下的起始物质组合15重量％至70重量％的(a)木质纤维素基填料；29.5重量％至84.5重量％的(b)乙烯基聚合物；0.5重量％至6重量％的(c)包含以下单元式的聚二有机硅氧烷：(R2R
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SiO
1/2
)
a
(R3SiO
1/2
)
b
(R2SiO
2/2
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【专利技术属性】
技术研发人员：I，
申请(专利权)人：美国陶氏有机硅公司，
类型：发明
国别省市：