包括表面改性的微球体的低密度模塑料制造技术

本发明专利技术提供了一种模塑热固性制品，其比重在0.80和1.25之间。当给予相比予常规制品的重量减轻时，该模制品能够通过严格的饰面附着力测试以及环境测试。一般而言，与常规制品相比密度的减轻使得本模制品很好地适用于汽车零部件成型，特别的是此些汽车零部件得到高光泽表面处理。本发明专利技术生产的典型的汽车零部件包括引擎盖，行李箱盖，挡泥板，门和四分之一面板。

Low density mould plastics including surface modified microspheres

The invention provides a molding thermosetting product with a specific gravity between 0.80 and 1.25. When the weight of the conventional product is reduced, the product can be tested through strict adhesion testing and environmental testing. Generally speaking, compared with conventional products, the reduction of density makes the moulded products suitable for automotive parts molding, especially those automotive parts with high gloss surface treatment. The typical auto parts produced by the invention include the hood, the luggage cover, the fender, the door and the 1/4 panel.

【技术实现步骤摘要】
包括表面改性的微球体的低密度模塑料本申请为申请日是2015.02.02、申请号是201510053275.6、专利技术创造名称是“包括表面改性的微球体的低密度模塑料”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请本申请要求2014年6月27日递交的序列号为62/018,377的美国临时申请的优先权，其内容在此以引用被包含。
本专利技术一般涉及低密度片状模塑料，特别涉及一种包括具有改性表面的微球体的低密度片状模塑料。
技术介绍
为了降低片状模塑料(SMC)的密度或块状模塑料(BMC)的密度，高密度无机填充剂，如碳酸钙被从配方中去除，以热塑性塑料取代为了保持表面质量特征。本领域的常见的另一方法为去除一部分无机填充剂，并以空心玻璃微球取代无机填充剂中的一部分。美国专利7,770,670为此种典型性成就。由于此类玻璃微球与疏水周围基质结合有限性的趋向，此参考文件指导将玻璃微球的表面以硅烷改性，为了在微球和将该微球包围在内的该固化基质之间创造更强的结合。在显微图中发生故障时这个更大的交互作用被作为更大的绝对强度而观察到，且微球体被基质材料所包覆。当生成的固化材料已经经受过创造具有镜面光泽测量为70光泽单位(GU)的高质量表面抛光的表面时的检验时，其证明汽车表面上漆所需要的油漆附着力是很难通过工业耐久性测试的。同时业界已经考虑到由比重小于1.5的SMC形成的制品，以US5,412,003作为证明，以实现制品的质量上的减少。这实际上证明了装载微球的难度之高会导致预固化树脂和机械性能的处理性能的退化。低密度SMC制品的一个持久的问题是由此在制品上涂覆时欠佳的外敷层附着力。因此，存在对一种对超层具有强固有稳固性，包含中空玻璃微球体的超低密度SMC或BMC制品的需求。
技术实现思路
提供了一种模制品，包括具有一个表面的树脂基质，该树脂基质由交联聚酯树脂或乙烯基树脂形成。具有从16到45微米的平均直径的微球体嵌入树脂基质中，该微球体具有介于0.15和0.6之间的比重，以及大于或等于2750千帕(kPa)的等规立构压碎强度。表面活化剂烷氧基硅烷分子与每个该玻璃微球体共价结合。该树脂基质中也有填料粒子。该树脂基质中还有纤维。该纤维为天然纤维、玻璃纤维、碳纤维或它们的组合。该制品的比重在0.80和1.25之间。一种模制品，包括具有一个表面的树脂基质，该树脂基质由交联聚酯树脂或乙烯基树脂形成；具有从16到45微米的平均直径的微球体嵌入树脂基质中，该微球体具有介于0.15和0.6之间的比重，以及大于或等于2750千帕(kPa)的等规立构强度；多个表面活化剂分子与每个该玻璃微球体共价结合，该多个表面活化剂分子为烷氧基硅烷；该树脂基质中有填料粒子；以及该树脂基质中有纤维，其中，该制品具有介于0.80和1.25之间比重。该模制品还包括按照ASTMD3359粘附在该表面上的外敷层。该模具的该微球体为该配方的10到51的总质量百分比。该模制品的等规立构的压碎强度高于或等于6895千帕(kPa)。该模制品等规立构的压碎强度高于或等于55158千帕(kPa)。该多个表面活化剂分子每个都包含一个适合于与所述的树脂基质共价结合的基团，其中基团为异氰酸基、氨基、环氧基、烯丙基、或甲基丙酸烯基中的一种。该表面活化剂为一种杂原子功能性终止热塑性涂料。该热塑性涂料具有的杂原子包括的端基有：叔胺、羟基-、亚胺-、或氰基。该玻璃微球体具有的标准直径的纵横比介于1.1和1.2之间。该树脂为聚酯，环氧基树脂或聚氨酯。附图说明本专利技术此外通过下列附图详细说明，其意图表现本专利技术的某些方面，但是不应以限制于本专利技术的实践的解释。图1表示将具有未处理的微球体(顶板)的表1中的标准化SMC和具有与3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷共价结合的微球体的相同的SMC配方中的胶带移除之后的SMC的刮伤的一式三份的上漆表面的一系列图。图2表示未处理的(上板)和处理的(下板)的微球体遭受过砂砾和热冲击测试的图1的板的一系列图。图3A是包括按照图1的顶板的包含未处理微球体的分层的SMC板的扫描电镜照片(SEM)。图3B是包括按照图1的底板的包含烷氧基硅烷处理微球体的分层SMC板的SEM。具体实施方式本专利技术用于具有0.80和1.25的特殊比重的热固性制品的模塑。本专利技术的制品都能够通过严格的涂附着力测试和环境测试，同时与传统制品相比提供重量上的节省。相较于传统的制品，其密度的降低使得本专利技术非常适合于在一般情况下形成车辆部件，特别是接收高光泽面漆的车辆部件。由本专利技术制造的示例性的车辆部件包括引擎盖，行李箱盖，挡泥板，门，四分之一面板。可以被理解在例子中提供了值的范围，该范围旨在包含不仅仅该范围的结束点值，而且该范围中间值也明确地包含在范围内，被该范围最后的有效数字改变。以举例的方式，一个从1到4的例举的范围旨在包括1-2，1-3，2-4，3-4，和1-4。根据本专利技术，一个微球体具有介于10和120微米的平均直径。在某些实施方案中，该微球体是单分散的，同时在其他实施方案中，尺寸的范围为5至200微米之间。可理解的在一种在介于0.80到1.25范围的低比重和也促进混合简易性之间平衡的具有创造性的制品的形成中，具有介于0.19和0.6之间比重和大于或等于2750千帕的等规立构压碎强度的的微球体被选择。在其他实施方案中，等规立构压碎强度是在3447和194105千帕之间。可以理解的是具有较高的压碎强度的微球体不太可能被与SMC和BMC配方相关联的完全混合以及流动压所破坏。基于密度和体积达到如表1所述在0.80到1.25范围内的要求制品比重，微球体的负载易于模化。此处使用的微球体被定义为包括一个中空微球或具有在介于1和1.6之间的两个标准最大线性尺寸之间的纵横比的实心球。通常，球状体的颗粒由玻璃或热塑性材料形成。在一些创造性实施例中，微球体为球状体的10线性尺寸百分比之内并由玻璃形成。为了加强微球体和周围的固化基质之间的相互作用，微球体被共价结合到微球体表面偶联剂上。此处的这里涉及到处理和预处理的。在某创造性的实施方案中，该微球体以一粘附到微球体表面的表面涂层预处理。在不打算被特定的理论束缚，该微球体表面通过与亲水基团反应共价结合改性，如羟基，在微球体表面上制造在微球体表面的疏水性表面功能，以制造出与周围基质更强的相互作用。据信在图1和2中可见的如此形成的制品的涂覆层的改良粘附被证实，相比图3A，树脂涂覆微球体在图3B中的SEM中观察到。在一些创造性实施例中，与微球体表面共价结合的表面活性剂分子具有末端反应性部分适用于在固化期间与周围树脂基质结合。在不打算束缚于特定的理论下，在测试中如ASTMD3359，固化树脂基质和微球体之间的共价键合提升了所得SMC或BMC的脱层强度。与SMC或BMC树脂在固化过程反应的终端基团说明性地包括三级胺-；羟基-；亚胺-；不饱和乙烯，如烯丙基-或丙烯醛基-；或氰基部分。可以理解基质固化可以通过如自由基固化，潮气固化或它们的组合的机制发生。端叔胺基的热塑性塑料容易被制备。D.H.Richards,D.M.Service,andM.J.Stewart,Br.Polym.J.16,117(1984)(D.H.理查兹，D.M.服务，M.J.斯图尔特，英国高分子杂志16，117(1984))。一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模制品，其特征在于，包括：具有一个表面的树脂基质，所述的树脂基质由交联聚酯树脂或乙烯酯树脂组成；在所述的树脂基质中具有从16到45微米平均直径的微球体，所述的微球体具有介于0.15和0.6之间的比重，以及大于或等于2750千帕(kPa)的等规立构的压碎强度；与每个所述的玻璃微球体共价结合的多个表面活化剂分子，所述的多个表面活化剂分子为烷氧基硅烷；在所述的树脂基质中的填料粒子；以及在所述的树脂基质中的纤维，所述的纤维仅为玻璃纤维，其中，该制品具有介于0.80和1.25之间比重。

【技术特征摘要】
2014.06.27 US 62/018,3771.一种模制品，其特征在于，包括：具有一个表面的树脂基质，所述的树脂基质由交联聚酯树脂或乙烯酯树脂组成；在所述的树脂基质中具有从16到45微米平均直径的微球体，所述的微球体具有介于0.15和0.6之间的比重，以及大于或等于2750千帕(kPa)的等规立构的压碎强度；与每个所述的玻璃微球体共价结合的多个表面活化剂分子，所述的多个表面活化剂分子为烷氧基硅烷；在所述的树脂基质中的填料粒子；以及在所述的树脂基质中的纤维，所述的纤维仅为玻璃纤维，其中，该制品具有介于0.80和1.25之间比重。2.根据权利要求1所述的制品，其特征在于，还包括按照ASTMD3359粘附在该表面上的外敷层。3.根据权利要求1或2所述的制品，其特征在于，其中所述的微球体为该配方的10到51的总质量百分比。4.根据权利要求1到3任一所述的制品，其特征在于，其中等规立构的压碎强度高于或等于6895千帕(kPa)。5.根据权利要求1到3任一所述的制品，其特征在于，其中等规立构的压碎强度高于或等于55158千帕(kPa)。6.根据权利要求1到5任一所述的制品，其特征在于，其中所述的多个表面活化剂分子每个都包含一个适合于与所述的树脂基质共价结合的基团。7.根据权利要求6所述的制品，其特征在于，所述基团为异氰酸基、氨基、环氧基、烯丙基、或甲基丙酸烯基中的一个。8.根据权利要求1到7任一所述的制品，其特征在于，其中所述的表面活化剂为一种杂原子功能性终止热塑性涂料。9.根据权利要求8所述的涂料，其特征在于，其中，所述涂料具有的杂原子包括的端基有：叔胺、羟基-、亚胺-、或氰基。10.根据权利要求1到9任一所述制品，其特征在于，其中，所述的玻璃微球体具有的标准直径的纵横比介于1.1和1.2之间。11.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：普罗拜尔·K·古哈，迈克尔·J·西瓦杰克，迈克尔·J·希尔图宁，迈克尔·Z·亚松森，
申请(专利权)人：赛史品威奥唐山结构复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13