用可再生内容物成形的热塑性塑料制造技术

提供了一种包含聚丙烯、玻璃纤维以及用作一填料的一纤维素粉末的模塑组合物配方。该填料可以为椰子壳粉末、胡桃壳粉末或稻壳中的至少一种。该模塑组合物配方可以进一步包括示例性地包括椰子纤维、竹纤维、甘蔗纤维、或香蕉皮纤维中的至少一种的天然纤维素纤维。该模塑组合物可以为可压塑的长纤维热塑性塑料(LFTD)。该模塑组合物配方可以用于热成型中。在该模塑组合物的一个具体实施方式中，聚丙烯的配方比例为该配方的50％至60％；以及聚丙烯替代物为该配方的5％至15％，并且在另一个实施方式中，聚丙烯的配方比例为40％至80％，纤维素粉末为1％至25％，以及玻璃纤维为1％至50％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请主张于2014年6月13日提交的序列号为62/011,949的美国临时专利申请的优先权，其通过引用的方式并入本文。
本专利技术通常涉及热塑性模塑组合物(thermoplasticmoldingcompositions)且特别涉及用可再生内容物(renewablecontent)成形的热塑性塑料(thermoplastics)。
技术介绍
热成型是将一塑料片材加热至一柔韧的成型温度以在一模具中形成一特定形状且修整以产生一可用产品的一制造过程。当涉及较薄规格和某些材料类型时，在一烘箱中将片材或“薄膜”加热到一足够高的温度使得塑料可以拉伸到一模具中或一模具上并冷却成一成品形状。厚规格热成型包括如车门和仪表板、冰箱衬里、多用途车床以及塑料托盘的多种部件。热成型公司通常通过在一包装机(balingmachine)中压缩或通过进料到一制粒机(研磨机)以及生产磨碎的碎片(groundflake)以出售给再加工公司或在其自己的设备中重复使用来回收它们的废料和废塑料。通常，来自热成型工艺的废料和废塑料被转换回用于再次成型的挤出片材，以及用于注射成型(injectionmolding)的颗粒。聚丙烯(PP)是用于包括各种类型的包装、纺织品、塑料部件和可重复使用的容器、实验室设备以及汽车部件的各种应用的一热塑性聚合物。热塑性塑料是当加热时变成一液体并在充分冷却时冻结成一非常玻璃态(veryglassystate)的一聚合物。因热塑性塑料可以重熔和再成型热塑性聚合物不同于热固性聚合物(胶木)(Bakelite)。一聚合物是由称为单体的重复结构单元组成的一大分子(高分子)。单体通常通过共价化学键彼此连接。聚丙烯具有基于单体的一线性结构。在如氯化钛的一催化剂存在下由丙烯气体制备聚丙烯。因此，聚丙烯为石油精制过程的一副产物，且为石油基的。为了改变聚丙烯的一些材料性能，聚丙烯配方通常包括例如颜料、炭黑、橡胶、抗氧化剂以及UV稳定剂的添加剂。聚丙烯可作为模塑粉末(moldingpowder)、挤出片材、流延膜、纺织纤维(textilestaple)以及连续长丝纱线(filamentyarn)。聚丙烯对一石油基的依赖性导致聚丙烯的价格随油和油的可用性的价格上升和下降变化。因此，存在一种用于降低材料例如包括可压模的长纤维热塑性塑料(LFTD)的热成型和可压模的热塑性塑料中低聚丙烯(virginpolypropylene)含量百分比以减少聚丙烯使用的需要。此外，通过使用“绿色”或基于农业的产品聚丙烯含量的减少也具有一积极的环境影响。
技术实现思路
提供了一种包含聚丙烯、玻璃纤维以及用作一填料的一纤维素粉末的模塑组合物配方。本专利技术的模塑组合物配方的实施例可以具有为椰子壳粉末、核桃壳粉末或稻壳中的至少一种的一填料。本专利技术的模塑组合物配方还可以包括示例性地包括椰子纤维、竹纤维、甘蔗纤维或香蕉皮纤维中的至少一种的一天然纤维素纤维。在一具体实施方式中，本专利技术的模塑组合物为一可压塑的长纤维热塑性塑料(LFTD)。本专利技术的模塑组合物配方的实施方式可用于热成型。在本专利技术模塑组合物的一个具体实施方式中，聚丙烯的配方比例为该配方的50％至60％；并且聚丙烯替代物为该配方的5％至15％。在本专利技术模塑组合物的一个具体实施方式中，聚丙烯的配方比例为40％至80％，纤维素粉末为1％至25％，玻璃纤维为1％至50％。提供了一种用于生产一模塑组合物包括混合和复合(mixingandcompounding)可再生内容物以形成一聚丙烯替代组合物、以及结合该聚丙烯替代组合物与聚丙烯、一种或多种添加剂以及玻璃纤维的方法。在一具体实施方式中的混合和精梳(combing)方法为用一双螺杆挤出机进行的。在本专利技术方法的一具体实施方式中，可再生内容物为一纤维素天然填料，其可以为椰子壳粉末、胡桃壳粉末或稻壳中的至少一种。在本专利技术方法的一具体实施方式中，可再生内容物为一天然纤维素纤维，其可以为椰子纤维、竹纤维、甘蔗纤维或香蕉皮纤维中的至少一种。本专利技术方法的实施方式可用于生产为一可压塑的长纤维热塑性塑料(LFTD)的一组合物。本专利技术方法的实施方式可用于生产用于热成型的一组合物。在本专利技术方法的一具体实施方式中使用的配方比例可以为配方的50％至60％的聚丙烯，其中聚丙烯替代物为配方的5％至15％。在本专利技术方法的一具体实施方式中使用的配方比例可以为配方的40％至80％的聚丙烯，其中纤维素粉末为1％至25％，以及玻璃纤维为1％至50％。附图说明在说明书结尾处的权利要求书中特别指出并明确要求保护的被认为是本专利技术的主题。从下面结合附图的详细描述中，本专利技术的前述和其它目的、特征和优点是显而易见的，其中：图1为碳酸钙与椰子壳基填料的片材模塑组合物(SMC)的密度对装载量(loading)(重量％)的一曲线图；图2为椰子壳与碳酸钙的重量节省对填料装载量的百分比的一曲线图；图3示出一大豆基填料和椰子壳基填料的一SMC材料的机械性能的一对比表；图4示出了一5％和一10％椰子壳基填料的长纤维热塑性塑料(D-LFT)的机械性能的一对比表；图5为主要由聚丙烯和玻璃纤维形成的可压塑的长纤维热塑性塑料的一现有技术配方和方法的一框图；以及图6为一部分聚丙烯由可再生内容物替代的用于可压塑的长纤维热塑性塑料的一本专利技术配方和方法的一框图。具体实施方式本专利技术作为降低在热成型和可压塑的热塑性塑料中的聚丙烯(PP)含量的一经济和环境友好的替代品而具有实用性。再循环的和可再生内容物代替聚丙烯的引入，减少了较高成本的聚丙烯的使用，并且有助于减少在聚丙烯生产期间可能释放到环境中的潜在污染。热塑性塑料的热成型、注射和压塑均受益于本专利技术的包含物。将纤维素粉末填料引入热成型和可压塑的热塑性材料中作为基础配方中聚丙烯含量的一替代物。在此有效的这种纤维素天然填料示例性地包括椰子壳粉末；坚果(treenutshellpowder)壳粉末；花生壳；谷物壳以及示例性地包括稻、小麦的外壳、以及椰子壳纤维。典型的粉末具有5微米至200微米的一粒度分布，且更优选在15微米至100微米之间。也可以将纤维素纤维与纤维素粉末填料一起引入热成型、注射成型以及可压塑的热塑性材料中作为基础配方中聚丙烯含量的一替代物。在此有效的纤维素天然纤维示例性地包括椰子纤维、竹纤维、甘蔗纤维、香蕉皮纤维、大麻、甘蔗(cane)、黄麻、蚕丝和椰子壳。“绿色”农业纤维素基填料和纤维的使用用于降低材料密度和成本同时仍满足成品热成型和可压模的制品和部件的特定机械要求。例如，相比于矿物填料例如碳酸钙(CaCO3)从椰子壳获得的填料提供高达百分之五十六(56％)的密度-1.2g/cc椰子壳相对于2.7g/cc碳酸钙。较低的材料密度有助于降低部件重量，这对于车辆和其它应用中的能量效率是重要的。此外，天然填料具有各向同性的机械性能。图1为碳酸钙相对于椰子壳基填料的片材模塑组合物(SMC)的密度对装载量(％重量)的一曲线图。图2为椰子壳基相对于碳酸钙的重量节省对填料装载量的百分比的一曲线图。基于椰子壳的填料耐气味和霉变，并为复合材料提供各向同性性质、刚度和良好的热性能。此外，椰子壳基填料具有比其它测试的天然填料(例如胡桃壳、稻壳灰、木粉、山核桃壳、蛋壳等)一更低的吸水率，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模塑组合物配方包含：聚丙烯；玻璃纤维；以及作为一填料的一纤维素粉末。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.13 US 62/011,9491.一种模塑组合物配方包含：聚丙烯；玻璃纤维；以及作为一填料的一纤维素粉末。2.根据权利要求1所述的模塑组合物配方，其特征在于，所述的填料为椰子壳粉末、胡桃壳粉末或稻壳中的至少一种。3.根据权利要求1所述的模塑组合物配方，其特征在于，还包含一天然纤维素纤维。4.根据权利要求3所述的模塑组合物配方，其特征在于，所述的纤维进一步为椰子纤维、竹纤维、甘蔗纤维或香蕉皮纤维中的至少一种。5.根据权利要求1～4中任一项所述的模塑组合物配方，其特征在于，所述的组合物为一可压塑的长纤维热塑性塑料(LFTD)。6.根据权利要求1～4中任一项所述的模塑组合物配方，其特征在于，所述的组合物用于热成型。7.根据权利要求1～4中任一项所述的模塑组合物配方，其特征在于，所述的聚丙烯的配方比例为所述配方的50％至60％；以及其中所述的聚丙烯替代物为所述配方的5％至15％。8.根据权利要求1～4中任一项所述的模塑组合物配方，其特征在于，所述的聚丙烯的配方比例为40％至80％，所述的纤维素粉末为1％至25％，所述的玻璃纤维为1％至50％。9.根据权利要求1至4中任一项所述的模塑组合物配方，其特征在于，所述的填料为椰子壳粉末。10.一种用于生产一模塑组合物的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：普罗拜尔·古玛·古哈，迈克尔·J·西瓦杰克，迈克尔·J·希尔图宁，谢恩·斯科普里，
申请(专利权)人：康廷南拓结构塑料有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US