聚合物组合物制造技术

包含热塑性聚合物、纤维素材料和功能填料的组合物，由其形成的复合材料、能够形成所述组合物的母料，制造所述组合物和复合材料的方法，以及所述功能填料在包含热塑性聚合物和纤维素材料的组合物中的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚合物组合物
本专利技术涉及包含热塑性聚合物、纤维素材料和功能填料的组合物由其形成的复合材料、能够形成所述组合物的母料、制造所述组合物和复合材料的方法以及所述功能填料在包含热塑性聚合物和纤维素材料的组合物中的应用。
技术介绍
已知由热塑性聚合物和纤维素材料(如锯末)的混合物挤出复合材料。这样的复合材料材料通常被称为木-聚合物复合材料。这样的复合材料可以由再生热塑性聚合物形成，这是环境上理想的。随着将聚合物废料再循环的需求增加，对于开发将聚合物废料经济上可行地加工成高品质聚合物复合材料的新方法和组合物存在持续的需求。
技术实现思路
根据第一方面，本专利技术涉及包含热塑性聚合物、纤维素材料和功能填料的组合物，其中，所述功能填料包含无机颗粒物和在所述无机颗粒物的表面上的表面处理剂。根据第二方面，本专利技术涉及由第一方面的组合物形成的复合材料。根据第三方面，本专利技术涉及制造第一方面的组合物的方法，包括将热塑性聚合物、纤维素材料和功能填料混配。根据第四方面，本专利技术涉及制造第三方面的复合材料的方法，包括将第一方面的组合物挤出，例如，共挤出。根据第五方面，提供了在纤维素-聚合物复合材料的挤出过程中减少功耗的方法，所述方法包括由第一方面的组合物挤出纤维素-聚合物复合材料。根据第六方面，提供了改进由包含热塑性聚合物、纤维素材料和功能填料的组合物形成的复合材料的均一性的方法，所述方法包括向所述组合物(在由其形成所述复合材料之前)添加选自未涂布的滑石或云母的次要填料成分，和由其形成、例如挤出复合材料。根据第七方面，本专利技术涉及能够形成第一方面的组合物的母料。根据第八方面，本专利技术涉及未涂布的滑石或云母作为分散剂在(i)包含热塑性聚合物、纤维素材料和功能填料的组合物或(ii)第一方面的组合物中的应用。根据第九方面，本专利技术涉及包含无机颗粒物和在所述无机颗粒物的表面上的表面处理剂的功能填料在包含热塑性聚合物和纤维素材料的组合物中的应用，其中，所述聚合物的至少一部分偶联到所述功能填料。根据第十方面，本专利技术涉及第一方面的组合物用于改性、例如改善由其形成的复合材料的机械性能的应用。具体实施方式在某些实施方式中，所述组合物(以及由其形成的复合材料)包含聚合物成分和功能填料的基质。在某些实施方式中，所述聚合物成分源自再生聚合物，例如，再生消费聚合物废料。基质与纤维素材料组合。在某些实施方式中，所述纤维素材料源自废料，例如，纤维素材料源自木材加工过程中产生的副产物木材。功能填料包含用表面处理剂处理的无机颗粒物。不希望受理论所约束，据信表面处理剂充当偶联改性剂，并将聚合物成分的至少一部分偶联到无机颗粒物，形成基质。这种偶联作用增强了不同聚合物种类的相容而不会不利地影响所得组合物和由其形成的复合材料的物理(例如，机械)性质，甚至可能导致一种或多种物理性质的改善。机械性能包括例如弹性(也称为韧性)、断裂伸长率、挠曲模量(也称为刚性)和变形(也称为延展性)。弹性/韧性@-20℃可以按照ISO179测定。断裂伸长率可以按照ISO178测定。挠曲模量/刚性可以按照ISO178测定。而且，能够利用混合的聚合物再生进料是环境上有利的，因为在再生过程中和并入新的再生复合材料中之前需要更少的功和能量来加工和分离不同类型的聚合物废料。组合物在某些实施方式中，基于所述组合物的总重量，所述组合物包含约10重量％～约80重量％热塑性聚合物、约20％～约80％纤维素材料和约1重量％～约70重量％功能填料。在某些实施方式中，纤维素材料与热塑性聚合物的重量比大于约1:1。在某些实施方式中，基于所述组合物的总重量，所述组合物包含约20重量％～约50重量％热塑性聚合物、约40％～约70％纤维素材料和约1重量％～约50重量％功能填料。在某些实施方式中，所述组合物包含约2重量％～约20重量％的功能填料，可选地还包含约2重量％～约15重量％的次要填料，例如，约3重量％～约15重量％的功能填料且可选地还包含约3重量％～约12重量％的次要填料。热塑性聚合物在某些实施方式中，所述组合物包含约10重量％～约70重量％热塑性聚合物，例如约10重量％～约60重量％热塑性聚合物，或约20重量％～约50重量％热塑性聚合物，或约25重量％～约50重量％热塑性聚合物，或约30重量％～约50重量％热塑性聚合物，或约35重量％～约50重量％热塑性聚合物，或约30重量％～约40重量％热塑性聚合物，或约35重量％～约45重量％热塑性聚合物，或约40％～约50％热塑性聚合物，或约25重量％～约40重量％热塑性聚合物，或约25％～约35％热塑性聚合物。在某些实施方式中，所述组合物包含不大于约50重量％的热塑性聚合物，例如不大于约45重量％热塑性聚合物，或不大于约40重量％热塑性聚合物，或不大于约35重量％热塑性聚合物，或不大于约30重量％热塑性聚合物。在某些实施方式中，所述热塑性聚合物的至少一部分为再生聚合物，例如，再生消费后聚合物废料。例如，热塑性聚合物的至少50重量％、或至少60重量％、或至少约70重量％、或至少约80重量％、或至少约90重量％、或至少约95重量％、或至少约99重量％是再生的。在某些实施方式中，基本上所有的热塑性聚合物是再生的。在某些实施方式中，再生聚合物源自聚合物废料，例如，消费后聚合物废料、后工业聚合物废料和/或后农业废料聚合物。在某些实施方式中，聚合物为再生的消费后聚合物废料。热塑性聚合物可以为任何适当的热塑性聚合物或树脂。例如，聚烯烃如聚乙烯(包括HDPE、LDPE和/或LLDPE)和聚丙烯、聚酯、聚酰胺、PVC、尼龙、聚苯乙烯、聚苯硫醚、聚甲醛和聚碳酸酯。在某些实施方式中，基于所述组合物的总重量，所述组合物包含少量的热固性聚合物，例如，至多约10重量％的热固性聚合物，例如，或约0.1重量％～约10重量％、或至多约5重量％、或至多约2重量％、或至多约1重量％的热固性聚合物。在某些实施方式中，热塑性聚合物包含聚烯烃混合物。在某些实施方式中，热塑性聚合物包含聚乙烯。在某些实施方式中，热塑性聚合物包含聚乙烯和聚丙烯。在某些实施方式中，热塑性聚合物的至少一部分偶联。不希望被理论所约束，据信聚合物经由表面处理剂偶联到无机颗粒物，无机颗粒物如下所述充当偶联改性剂。此处使用的术语“第一”和“第二”仅用于区分不同类别的同种聚合物，例如，第一和第二聚乙烯聚合物，指的是第一和第二聚乙烯聚合物为不同形式的聚乙烯，例如，HPDE和LDPE，或MFR(熔体流动速率)为<0.75g/10分钟@190℃/2.16kg的HDPE和MFR为>0.75g/10分钟@190℃/2.16kg的HDPE。通常，HDPE被认为是具有较高结晶性和熔点、密度为约0.96g/cm3以上、主要为线性或非支化链的聚乙烯聚合物。通常，LDPE(低密度聚乙烯)被认为是具有较低结晶性和熔点且密度为约0.91g/cm3～约0.94g/cm3的高支化聚乙烯。通常，LLDPE(线性低密度聚乙烯)被认为是具有显著量的短支链的聚乙烯，通常通过乙烯与更长链烯烃的共聚来制造。LLDPE因为不含长链分支而在结构上不同于传统LDPE。在某些实施方式中，热塑性聚合物包含偶联的(即，经由表面处理剂(本文中也称为“偶联改性剂”)偶联到无机颗粒物)的至少两种形式的聚乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，其包含热塑性聚合物、纤维素材料和功能填料，其中，所述功能填料包含无机颗粒物和在所述无机颗粒物的表面上的表面处理剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.17 GB 1416456.0;2014.10.17 GB 1418450.11.一种组合物，其包含热塑性聚合物、纤维素材料和功能填料，其中，所述功能填料包含无机颗粒物和在所述无机颗粒物的表面上的表面处理剂。2.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中，所述热塑性聚合物的至少一部分是再生聚合物，例如，再生的消费后聚合物废料。3.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中，所述热塑性聚合物包含聚乙烯和可选的聚丙烯。4.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中，所述热塑性聚合物的至少一部分是偶联的。5.如权利要求5所述的组合物，其中，所述热塑性聚合物包含经由所述表面处理剂偶联到所述无机颗粒物的聚乙烯。6.如权利要求5所述的组合物，其中，所述热塑性聚合物包含偶联的至少两种聚乙烯聚合物。7.如权利要求6所述的组合物，其中，所述至少两种聚乙烯聚合物的第一种包含HDPE，可选的是，所述至少两种聚乙烯聚合物的第二种包含：(i)与第一种聚乙烯聚合物中的HDPE不同的HDPE，和/或(ii)LDPE。8.如权利要求6或7所述的组合物，其中，所述至少两种聚乙烯聚合物的第一种的MFR为小于0.75g/10分钟@190℃/2.16kg，可选的是，所述至少两种聚乙烯聚合物的第二种的MFR等于或大于0.75g/10分钟@190℃/2.16kg。9.如权利要求6、7或8所述的组合物，其中，基于所述组合物的总重量，第一种聚乙烯聚合物中的HDPE的存在量为所述组合物的约10重量％～约30重量％。10.如权利要求6、7、8或9所述的组合物，其中，第一种聚乙烯中的HDPE构成所述热塑性聚合物的总量的约30重量％～约70重量％。11.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中，所述热塑性聚合物包含约30重量％～约90重量％的HDPE、约1重量％～约15重量％的聚丙烯和可选的至多约40重量％的LDPE。12.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中，所述无机颗粒物包含碳酸钙或者为碳酸钙，例如，研磨碳酸钙。13.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中，所述组合物还包含未用表面处理剂处理的次要填料，可选的是，所述次要填料为滑石或云母。14.如前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中，所述表面处理剂包含第一化合物，所述第一化合物包含具有一个或两个相邻羰基的末端丙酸基或烯基。15.如权利要求14所述的聚合物组合物，其中，第一化合物具有式(1)：A-(X-Y-CO)m(O-B-CO)nOH(1)其中，A为含有具有一个或两个相邻羰基的末端烯键的部分；X为O，m为1～4，或者X为N且m为1；Y为C1-18亚烷基或C2-18亚烯基；B为C2-6亚烷基；n为0～5；条件是，当A含有与所述烯基相邻的两个羰基时，X为N。16.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其中，基于所述组合物的总重量，所述组合物包含约10重量％～约80重量％的热塑性聚合物、约20重量％～约80重量％的纤维素材料和约1重量％～约70重量％的功能填料。17.如权利要求16所述的组合物，其中，纤维素材料与热塑性聚合物的重量比大于约1:1。18.如权利要求16或17所述的组合物，其中，基于所述组合物的总重量，所述组合物包含约20重量％～约50重量％的热塑性聚合物、约40重量％～约70重量％的纤维素材料和约1重量％～约50重量％的功能填料。19.如权利要求16～18中任一项所述的组合物，其中，所述组合物包含约2重量％～约20重量％的功能填料，并且可选地还包含约2.5重量％～约25重量％的次要填料，例如，约2.5重量％～约15重量％的次要填料。20.如权利要求19所述的组合物，其中，所述次要填料为未涂布的滑石、碳黑或云母。21.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其还包含抗氧化剂和/或着色剂。22.一种复合材料，其由权利要求1至21中任一项所述的组合物形成。23.如权利要求22所述的复合材料，其包含核和围绕该核的外...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·斯莱特，G·赫尔林，
申请(专利权)人：伊梅里斯矿物有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB