專利名稱：填充復(fù)合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種填充熱塑性樹脂復(fù)合物。
背景技術(shù)：
眾所周知，在樹脂組合物中加入填料可用以調(diào)節(jié)所得組合物(通常稱為“復(fù)合物”或“填充復(fù)合物”)的物理性能，例如降低其密度，或者通過使用更廉價的材料降低相對昂貴的樹脂比例，從而降低費(fèi)用。已知填料的實例包括固體顆粒，例如二氧化鈦、玻璃等。已知還可使用中空顆粒，例如中空玻璃泡。盡管玻璃泡經(jīng)常已成功用于降低最終復(fù)合物的密度，但在很多情況下在處理復(fù)合物的過程中將玻璃泡壓碎，因此削弱了所希望的密度降低。而且，包含玻璃泡的樹脂組合物經(jīng)常表現(xiàn)出所需物理性能所不希望的損失，例如抗張強(qiáng)度。已知向聚合物中加入非增強(qiáng)性填料會導(dǎo)致聚合復(fù)合物的機(jī)械強(qiáng)度(抗張強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度等)的降低。非增強(qiáng)性填料可定義為長徑比(長度對直徑)小于2的顆粒?？梢哉J(rèn)為機(jī)械強(qiáng)度的損失主要由于填料造成聚合物鏈的破壞，并且由于聚合物與填料間的無效鍵合；其中鍵的強(qiáng)度被認(rèn)為弱于聚合物鏈自身的拉伸強(qiáng)度。
美國專利3769126(Kolek)、4243575(Myers等)、4923520(Anzai等)和5695851(Watanabe等)和歐洲申請No.1142685(Akesson)中公開了填充樹脂復(fù)合物的示意性實例。
發(fā)明概述本發(fā)明提供一種填充熱塑性樹脂復(fù)合物。本發(fā)明的復(fù)合物提供了抗張強(qiáng)度和降低重量方面令人驚訝的組合。由本發(fā)明的組合物提供的這種改進(jìn)性能使得可將填充樹脂復(fù)合物用于一些產(chǎn)品應(yīng)用中，而這些應(yīng)用是其它技術(shù)所不能提供的。
總之簡要地，在一個典型實施例中，本發(fā)明的組合物包含一種熱塑性烯烴，例如聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯、聚苯乙烯及其共聚物，包含馬來酸酐和玻璃泡。優(yōu)選地，該玻璃泡在加入到復(fù)合物中之前經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑中的一種處理，例如氨基硅烷，例如氨基丙基三乙氧基硅烷(APS)或N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷。
通常地，玻璃泡應(yīng)當(dāng)表現(xiàn)出至少3000PSI的抗碎強(qiáng)度，使其能夠經(jīng)受很多擠壓操作。在一些實施方式中，它們會優(yōu)選地表現(xiàn)出至少18000PSI的抗碎強(qiáng)度，使其能夠經(jīng)受注射模塑和擠壓操作。通常使用ASTM D3102-72中的“Hydrostatic Collapse Strength of Hollow GlassMicropheres”來測量玻璃泡的強(qiáng)度。
本發(fā)明可使用可商購到的玻璃泡填料，用于樹脂復(fù)合物中。優(yōu)選地，該玻璃泡具有較高的強(qiáng)度變化，例如ScotchliteTMGlass BubblesS60HS，其為蘇打-石灰-硼硅酸鹽玻璃。這些玻璃泡表現(xiàn)出均衡的抗碎強(qiáng)度為18000psi，密度為0.60g/cc，平均直徑為約30微米。
可通過注射模塑法、擠壓法和其它由熱塑性聚合物形成制品的已知方法，用本發(fā)明的組合物制備制品。
實施例本發(fā)明將進(jìn)一步地通過下面意為非限定性的示例性實施例進(jìn)行解釋。除非特別指出，所有的含量均為以重量表示的份數(shù)。
除非特別指出，使用下面的制備和測試方法。
測試方法拉伸模量根據(jù)ASTM Test Method D-638測試?yán)炷Ａ浚瑘蟾嬉訫pa。
極限拉伸模量根據(jù)ASTM Test Method D-638測試極限拉伸模量，報告以Mpa。
彎曲模量根據(jù)ASTM Test Method D-790測試彎曲模量，報告以Mpa。
極限彎曲模量根據(jù)ASTM Test Method D-790測試極限彎曲模量，報告以Mpa。
斷裂伸長率根據(jù)ASTM Test Method D-638測試斷裂伸長率，報告以％。
鋸齒狀缺口沖擊強(qiáng)度(Notched Izod Impact Strength)根據(jù)ASTM Test Method D-256測試鋸齒狀缺口沖擊強(qiáng)度(NotchedIzod Impact Strength)，報告以J/cm。
密度從Micromeritics，Norcross，Georgia獲得、商品名為“ACCUPYC1330PYCNOMETER”的全自動排氣比重瓶，用于依照ASTM D-2840-69中“Average True Particle Density of Hollow Microspheres”測量注射模塑復(fù)合材料的密度。
玻璃泡的硅烷處理在Ross Mixer(可獲自Charles Ross & Son Company Hauppauge，NY)中加入N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(1500g；0.5wt.％；可獲自O(shè)si Specialties，Albany，NY，商品名為“A1120”)的溶液。在中等攪拌速度下，緩慢加入玻璃泡(可獲自3M Company，St.Paul，MN，商品名為“S60HS”)，將該混合物混合15分鐘。將隨后的糊狀物倒入鋁盤中，在80℃的強(qiáng)迫通風(fēng)爐中干燥過夜。將干燥的玻璃泡用180微米篩子過篩，從中除去塊狀物。
聚丙烯復(fù)合物的混合和成型在雙螺桿擠出機(jī)(BerstorffUltra Glide；螺桿直徑為25mm；長徑比為36∶1；螺桿速度范圍為200-250rpm；溫度設(shè)定范圍為200-575(93℃-302℃)，實際范圍為148-575(64℃-302℃)；通過量為10lbs/hr(4.5Kg/hr))上安裝有玻璃泡的側(cè)進(jìn)料設(shè)備；造粒機(jī)附件中充滿聚丙烯(可獲自AtoFina，商品名為“FINA 3825”；在230℃下的熔融指數(shù)為30g/10m；Tm為165℃，密度為0.905g/cm3)和馬來酸酐(購自Crompton Corporation，Middlebury，CT，商品名為“POLYBOND3200”)。將測試樣品在注射模塑機(jī)(150噸Engel Injection MoldingMachine；帶有ASTM四腔鑄模)中成型，螺桿直徑為30mm，噴注壓力保持低于18000psi(124MPa)。
表1機(jī)械性能

---意為未添加或未測量
權(quán)利要求
1.一種填充熱塑性樹脂復(fù)合物，包含至少一種熱塑性烯烴、馬來酸酐和玻璃泡。
2.權(quán)利要求1的復(fù)合物，其中所述的玻璃泡經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑中的至少一種處理過。
3.權(quán)利要求2的復(fù)合物，其中所述的硅烷偶聯(lián)劑是氨基硅烷。
4.權(quán)利要求3的復(fù)合物，其中所述的硅烷偶聯(lián)劑選自氨基丙基三乙氧基硅烷和N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷。
5.權(quán)利要求1的復(fù)合物，其中所述的玻璃泡表現(xiàn)出的抗碎強(qiáng)度至少為3000PSI。
6.權(quán)利要求1的復(fù)合物，其中所述的玻璃泡表現(xiàn)出的抗碎強(qiáng)度至少為18000PSI。
7.權(quán)利要求1的復(fù)合物，其中所述的熱塑性烯烴選自聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯、聚苯乙烯及其共聚物。
8.一種包含權(quán)利要求1的復(fù)合物的制品。
全文摘要
一種填充熱塑性樹脂復(fù)合物，其包括至少一種熱塑性烯烴、馬來酸酐和玻璃泡。
文檔編號C08K5/09GK1902276SQ200480039668
公開日2007年1月24日 申請日期2004年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月30日
發(fā)明者安德魯·S·D'蘇扎 申請人:3M創(chuàng)新有限公司