包含轴向芯和聚合物护套的粒料、及其制造制造技术

具有轴向方向并且包含在所述轴向方向上延伸的芯并且进一步包含围绕所述芯施加的聚合物护套的粒料，其中所述芯包含多根在所述轴向方向上延伸的细丝；所述聚合物护套至少基本上不含所述细丝；所述聚合物护套包含多个填充剂颗粒；所述粒料包含以所述粒料的总重量按重量计至少30％、优选至少35％、更优选至少40％，并且优选至多60％、优选至多50％的细丝。进一步披露的是由模制多个所述粒料获得的经增强的制品，以及制造此类粒料的方法。

Granules containing axial cores and polymer sheaths, and their fabrication

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含轴向芯和聚合物护套的粒料、及其制造本专利技术涉及一种用于制备粒料、经增强的制品的方法并且涉及一种制造粒料的方法。半个多世纪之前引进的纤维增强的塑料是在工业，例如在航空航天、汽车、芯片、建筑和结构工业中具有宽范围应用的复合材料。经增强的制品可以包含单独材料的任何组合，例如其中已经分散了纤维(增强性纤维)的热塑性聚合物(基质)。多种多样的包含合成纤维(如聚酰胺、聚四氟乙烯、聚酯)、天然纤维(如棉、大麻、亚麻、黄麻)的有机纤维和无机纤维(如玻璃纤维和碳纤维)经常在复合材料中用作增强性纤维。所述塑料工业一直在使用呈不同形式的玻璃纤维用于增强聚合物基质以生产多样性的产物。玻璃纤维通常作为多根连续的非常长的细丝供应并且可以是线股或束、粗纱或纱线的形式。细丝是增强性材料的单根纤维。束是多根成束的细丝。纱线是扭转在一起的细丝或线股的集合。粗纱是指缠绕成包装物的束/线股的集合。用于生产经增强的组合物的方法是例如在WO2009/080281中所描述的。在此公开内容中，描述了用于生产长玻璃纤维增强的热塑性聚合物组合物的方法，所述方法包括以下后续步骤：a.从包装物中解开含有施胶组合物的至少一根连续玻璃复丝线股；b.将浸渍剂施加到所述至少一根连续玻璃复丝线股上，以形成经浸渍的连续复丝线股；c.在围绕所述经浸渍的连续复丝线股施加热塑性聚合物护套，以形成带护套的连续复丝线股；以及d.将所述带护套的连续复丝线股切割成粒料。用以上描述的方法获得的粒料包含具有与所述粒料相同长度的复丝玻璃(线股)。当将这些粒料模制成制品时，所述制品的刚度并非对所有的应用都是足够的。制品的刚度可以通过提高所述制品中玻璃纤维的量改进。然而，含有高于50wt.％的量的玻璃纤维的粒料难以用于注射模制方法中。此外，随着玻璃纤维含量的增加，最终零件的密度将增大，这不总是希望的、特别在汽车工业中不希望。本申请人的国际申请WO2016/062569A1涉及一种将玻璃纤维增强的热塑性聚合物组合物的粒料从装载位置运送至卸载位置的方法。本申请人的国际申请WO206/091686A1涉及一种用于制造含有基于所述组合物的重量从10-70wt.％的玻璃纤维的长玻璃纤维增强的聚丙烯组合物的方法。本专利技术的目的是提供用于在用于制备具有减小的密度同时保持良好的刚度的经增强的制品的方法中使用的粒料。换言之，本专利技术的目的是增加制品的刚度同时保持密度相同或者减少制品的重量并且保持类似的刚度。这些目的中的一个或多个通过如所附权利要求书中讨论的本专利技术来实现。
技术实现思路
在第一方面，本专利技术涉及一种具有轴向方向的粒料；所述粒料包含在所述轴向方向上延伸的芯并且包含已经围绕所述芯施加的聚合物护套，其中所述芯包含在所述轴向方向上延伸的多根细丝、优选玻璃细丝；其中所述聚合物护套至少基本上不含所述(玻璃)细丝并且其中所述聚合物护套包含多个填充剂颗粒；其中所述粒料包含以所述粒料的总重量按重量计至少30％、优选至少35％、更优选至少40％，并且优选至多60％、优选至多50％的(玻璃)细丝。在第二方面，本专利技术涉及模制多个根据本专利技术所述的粒料获得的固体物体。在第三方面，本专利技术涉及一种制备粒料的方法，该方法包括以下步骤：i)从包装物中解开多根连续(玻璃)细丝；ii)任选地，将浸渍组合物施加到所述多根(玻璃)细丝上以形成经浸渍的多根(玻璃)细丝；iii)提供包含至少一种聚合物和多个填充剂颗粒的聚合物组合物；iv)将包含填充剂颗粒的聚合物护套围绕所述多根(玻璃)细丝施加以形成带护套的束，所述带护套的束包含含有所述多根(玻璃)细丝的芯并且包含含有所述聚合物和填充剂颗粒的护套：以及v)将所述带护套的束切割成单独粒料，所述单独粒料包含在轴向方向上延伸的芯并且包含已经围绕所述芯施加的聚合物护套，其中所述聚合物护套至少基本上不含所述(玻璃)细丝并且其中所述聚合物护套包含多个填充剂颗粒；其中所述粒料包含以所述粒料的总重量按重量计至少30％、优选至少35％、更优选至少40％，并且优选至多60％、优选至多50％的(玻璃)细丝。定义在本说明书中，复合材料意指：包含至少两种单独材料。根据本专利技术的粒料可认为是复合粒料。在本说明书中，粒料意指：圆形的或管状的固体物体如物质的压缩块。在本说明书中，玻璃泡意指：由玻璃壁和内部空隙组成的空心玻璃微珠。然而，多个玻璃泡可以包含一定体积的至多20wt.％、优选至多15wt.％、更优选至多10wt.％的固体玻璃颗粒。在本说明书中，细丝意指：细线或线状的物体或纤维。在本说明书中，玻璃细丝意指：由玻璃制成的细丝。在本说明书中，复丝意指：多根细丝，例如以线股或束的形式。在本说明书中，束意指：固定在一起或堆叠在一起的多根细丝。在本说明书中，黏土意指：粒状硅酸盐矿物材料；天然产物。在本说明书中，纳米黏土意指：黏土的纳米颗粒；即(分层的)矿物硅酸盐的纳米颗粒。在本说明书中，海泡石黏土意指：特定类型的黏土，是络合硅酸镁，对于该络合硅酸镁的典型的化学式是Mg4Si6O15(OH)。具体实施方式.如以上讨论的，在第一方面，本专利技术涉及一种具有轴向方向的粒料；所述粒料包含在所述轴向方向上延伸的芯并且包含已经围绕所述芯施加的聚合物护套，其中：*所述芯包含多根在轴向方向上延伸的(玻璃)细丝；*所述聚合物护套至少基本上不含所述细丝；*所述聚合物护套包含多个填充剂颗粒；*所述粒料包含以所述粒料的总重量按重量计至少30％、优选至少35％、更优选至少40％，并且优选至多60％、优选至多50％的细丝。换言之，它涉及包含被含填充剂的聚合物护套包围的玻璃细丝芯的粒料。此粒料可用于制备经增强的制品。填充剂对经增强的制品的强度/刚度具有积极影响。填充剂优选地是降低经增强的制品的重量同时保持相同的强度/刚度或改进这些的低重量填充剂。在实施例中，本专利技术涉及一种具有轴向方向的粒料；所述粒料由在轴向方向上延伸的芯和已经围绕所述芯施加的聚合物护套组成，其中：*所述芯由在轴向方向上延伸的多根(浸渍的)(玻璃)细丝组成；*所述聚合物护套至少基本上不含所述细丝；*所述聚合物护套包含多个填充剂颗粒；*所述粒料包含以所述粒料的总重量按重量计至少30％、优选至少35％、更优选至少40％，并且优选至多60％、优选至多50％的细丝。根据本专利技术的粒料具有至少两种填充剂，第一填充剂是形成所述粒料的芯的细丝并且第二填充剂是存在于聚合物护套中的填充剂颗粒。所述粒料包含以所述粒料的总重量按重量计所述芯的至少30％、优选至少35％、更优选至少40％，并且优选至多60％、优选至多50％的细丝。这允许在由所述粒料制备的经增强的制品中存在足够强度。已知通过增加芯中的玻璃细丝的量，强度将随着粒料的重量增加。已经出人意料地发现，纤维增强的热塑性树脂粒料的拉伸模量与密度的比率可以通过用微粒填充剂(例如空心玻璃泡或微球或通过纳米黏土或其组合)填充聚合物护套显著地减少；而基本上没有显著地降低所述粒料的拉伸强度和其他的物理特性。因此，(玻璃)纤维细丝增强的热塑性粒料可以制成更轻的还希望地坚固的形式。本专利技术可以用于制造用于在各种结构应用中使用的复合材料，例如像用于机动车辆使用的零件。用于本专利技术的粒料具有总体上圆柱形状，所述圆柱形状具有轴向长度，即在垂直于圆柱横截面的方向的长度。所述粒料的芯具有总体上圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有轴向方向的粒料；所述粒料包含在所述轴向方向上延伸的芯并且包含已经围绕所述芯施加的聚合物护套，其中：*所述芯包含多根在所述轴向方向上延伸的细丝、优选玻璃细丝；*所述聚合物护套是至少基本上不含所述细丝，优选地所述聚合物护套包含基于所述聚合物护套的总重量小于5wt.％的所述细丝；*所述聚合物护套包含多个填充剂颗粒；其中所述填充剂颗粒是玻璃泡、纳米黏土颗粒、或其组合，*所述粒料包含以所述粒料的总重量按重量计至少30％、优选至少35％、更优选至少40％，并且优选至多60％、优选至多50％的细丝。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.15 EP 16204286.51.一种具有轴向方向的粒料；所述粒料包含在所述轴向方向上延伸的芯并且包含已经围绕所述芯施加的聚合物护套，其中：*所述芯包含多根在所述轴向方向上延伸的细丝、优选玻璃细丝；*所述聚合物护套是至少基本上不含所述细丝，优选地所述聚合物护套包含基于所述聚合物护套的总重量小于5wt.％的所述细丝；*所述聚合物护套包含多个填充剂颗粒；其中所述填充剂颗粒是玻璃泡、纳米黏土颗粒、或其组合，*所述粒料包含以所述粒料的总重量按重量计至少30％、优选至少35％、更优选至少40％，并且优选至多60％、优选至多50％的细丝。2.根据权利要求1所述的粒料，其中，所述填充剂颗粒是玻璃泡和纳米黏土颗粒的组合、更优选以在0.5至2.0之间的玻璃泡与纳米黏土颗粒的比率。3.根据前述权利要求中任一项所述的粒料，其中，所述粒料包含基于所述粒料的总重量在3wt.％与20wt.％之间、优选在5wt.％与10wt.％之间的所述填充剂颗粒。4.根据前述权利要求中任一项所述的粒料，其中，所述芯包含从2000至5000根细丝和/或其中所述细丝具有从5至50微米、更优选从10至30微米并且最优选从15至25微米的直径。5.根据前述权利要求中任一项所述的粒料，其中，所述聚合物护套是聚烯烃、优选聚丙烯、更优选聚丙烯均聚物，更优选地具有至少20g/10min的熔体流动指数(MFI)和/或具有至多150g/10min、最优选在40g/10min至80g/10min的范围内的MFI。6.根据前述权利要求中任一项所述的粒料，其中，所述芯的半径在800与4000微米之间和/或其中所述聚合物护套的厚度在500与1500微米之间。7.根据前述权利要求中任一项所述的粒料，其中，所述芯构成所述粒料的横截面面积的35％与60％之间并且其中所述护套构成所述粒料的横截面面积的40％与65％之间。8.根据前述权利要求中任一项所述的粒料，其中，所述聚合物护套基本上不含细丝，这意指它包含基于所述聚合物护套的总重量小于2wt.％的细丝。9.根据前述权利要求中任一项所述的粒料，其中，所述填充剂颗粒是玻璃泡并且其中所述玻璃泡破裂是至多30％...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z·法海米，C·图法诺，
申请(专利权)人：SABIC环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL