【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于生产优选用作制造复合材料的原材料的纤维素和/或木质纤维素颗粒的方法。
技术介绍
1、众所周知，利用纤维素纤维材料(诸如木浆)与塑料材料(诸如热塑性或热固性材料)一起用于制造复合材料。纤维素纤维的一个重要功能是加固复合材料结构。
2、在典型的复合材料制造工艺中，首先制备母料，母料包含纤维素材料和塑料的浓缩混合物。然后用塑料材料稀释该母料，使其适于供应给挤出工艺，在挤出工艺中形成最终的复合材料制品。
3、为了制造母料，在纤维素纤维材料与塑料材料混合之前，该纤维通常要经过碾磨以获得细粉，从而能够稳定地供应并分散到塑料材料中。然而，对纤维进行研磨会减少纤维长度，从而也降低纤维在复合材料结构中的增强潜力。
4、为了省去对碾磨的需要，已知在制造母料之前将纤维素纤维材料与塑料材料预先混合。这种方法将纤维的增强功能限制在预混合步骤中使用的塑料材料上。
5、还已知由干燥的纤维素材料制备颗粒。然而，这种颗粒含有高度聚集的纤维素纤维。
6、需要开发新的纤维材料，用于通过涉及复合步骤的工艺制造木塑复合材料。
7、需要有更多用途的方法来制造浆基材料和塑料材料的复合材料，使得最终产品的组成，特别是就塑料成分而言，可以在更大范围内变化。
8、还需要提高可持续性和材料效率。
9、本专利技术的实施方案旨在克服现有技术中的至少一些缺点。
技术实现思路
1、本专利技术由独立权利要求中的特征定义。从属权利
2、根据本专利技术的第一方面，提供一种方法，包括：提供包含纤维素和/或木质纤维素纤维的湿浆组合物；将湿浆组合物与至少一种添加剂化学品混合以获得湿浆和添加剂化学品的混合物；在混合物的稠度小于80％时，由混合物制备纤维素和/或木质纤维素颗粒；干燥颗粒，其中颗粒中的纤维可分散到熔融的热塑性或热固性基质中以获得在熔融基质中的纤维的分散体。
3、第一方面的各种实施方案可以包括以下列表中的一个或多个特征：
4、·所述混合以3至30％，诸如3至10％，诸如3％至5％或5％至10％的稠度进行。
5、·所述混合以10％至30％的稠度进行。
6、·颗粒中至少90wt-％的纤维(总干物质)可分散到熔融的热塑性或热固性基质中，形成稳定的分散体，优选稳定至少1小时。
7、·湿浆组合物包含以下或由以下组成：稠度小于60％，诸如小于50％，例如在20-50％或30-40％的范围内的湿木浆。
8、·湿浆组合物包含始终未干燥的浆组合物或由始终未干燥的浆组合物组成。
9、·湿浆组合物由始终未干燥的浆组合物组成。
10、·混合物包含始终未干燥的混合物。
11、·湿浆组合物包含化学浆或由化学浆组成，诸如牛皮纸浆。
12、·该方法还包括例如在所述混合步骤之前，将所述浆组合物脱水，优选至稠度为至少3％。
13、·该方法还包括例如在所述混合步骤之前，将所述浆组合物脱水，优选至稠度为至少10％，诸如10％至30％。
14、·在所述混合步骤中，湿浆组合物的稠度为至少10％。
15、·所述至少一种添加剂化学品包括使纤维或纤维表面更加疏水的疏水剂，优选使得纤维的cobb值小于110g/m2，诸如小于100g/m2，诸如小于90g/m2。
16、·所述至少一种添加剂化学品包括使纤维或纤维表面更加疏水的疏水剂，优选使得纤维的cobb值小于50g/m2，诸如小于15g/m2，诸如小于10g/m2。
17、·所述至少一种添加剂化学品选自下组：脂肪酸、烷基烯酮二聚体(akd)、脂肪醇、脂肪酸酯、生物聚合物、阳离子多胺、阳离子聚乙烯亚胺(pei)、阳离子或非离子聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯丙基氯化铵(pdadmac)、羧甲基纤维素(cmc)、马来酸酐(ma)、马来酸酐接枝聚丙烯(mapp)、硅烷、烷氧基硅烷以及它们的衍生物及其组合。
18、·所述至少一种添加剂化学品选自下组：cmc、淀粉、akd、疏水剂，以及它们的任意组合。
19、·该方法还包括在所述颗粒制备步骤之前，将湿浆组合物与包含纤维素和/或木质纤维素纤维的第二浆组合物混合，其中第二浆组合物的组成不同于湿浆组合物的组成。
20、·第二浆组合物的稠度为至少5％，例如10％至60％。
21、·第二浆组合物包含改性木浆纤维，所述改性木浆纤维能够减少纤维间相互作用，通常是非共价纤维间键合。
22、·湿浆组合物和第二浆组合物中的一者或两者包含纤维化浆，诸如纤维化化学浆。
23、·第二浆组合物包含纤维化浆。
24、·第二浆组合物包含微晶纤维素(mcc)。
25、·第二浆组合物包含水解的纤维素和/或木质纤维素纤维，优选是水解的纤维素和/或木质纤维素软木纤维。
26、·该方法还包括在所述颗粒制备步骤之前，将浆组合物脱水，优选至稠度为至少20％，诸如30％至60％。
27、·在所述颗粒制备期间，混合物的稠度为10％至80％，诸如20％至60％，例如至少30％，诸如30％至40％。
28、·所述颗粒制备步骤产生干密度在150至250kg/m3范围内的三维颗粒。
29、·所述颗粒制备步骤产生干密度在150至700kg/m3范围内的三维颗粒。
30、·所述颗粒制备步骤产生至少90wt-％的颗粒的所有三维尺寸都在0.1cm至10cm范围内的三维颗粒。
31、·所述干燥通过转鼓式干燥机、带式干燥机、柜式干燥、悬浮空气干燥(air bornedrying)、气流干燥(flash drying)或流化床干燥进行，优选将温度保持在40至200℃的范围内。
32、·所获得的颗粒包含的塑料材料占总干物质的比例小于5wt-％，优选小于1wt-％，例如小于0.5wt-％。
33、·所述纤维素和/或木质纤维素纤维不包含任何回收的或废弃的或人造的纤维素和/或木质纤维素纤维。
34、根据本专利技术的第二方面，提供一种通过根据第一方面的方法获得的产品。
35、根据本专利技术的第三方面，提供干燥的纤维素和/或木质纤维素颗粒，其中颗粒包含总干物质的至少80wt-％，例如至少90wt-％的纤维素和/或木质纤维素纤维；并且颗粒的干密度在100至250kg/m3的范围内；并且其中颗粒中的纤维可分散到熔融的热塑性或热固性基质中，以获得纤维在熔融基质中的分散体。
36、根据本专利技术的第四方面，提供干燥的纤维素和/或木质纤维素颗粒，其中颗粒包含总干物质的至少80wt-％，例如至少90wt-％的纤维素和/或木质纤维素纤维；并且颗粒的干密度在150至700kg/m3的范围内；并且其中颗粒中的纤维可分散到熔融的热塑性或热固性基质中，以获得在熔融基质中的纤维的分散体。
37、第二方面或本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述颗粒中总干物质的至少90wt-％的纤维可分散到熔融的热塑性或热固性基质中，以形成稳定的分散体，优选稳定至少1小时。
3.根据权利要求1或权利要求2的方法，其中，所述湿浆组合物包含以下或由以下组成：稠度小于60％，诸如小于50％，例如在20％至50％或30％至40％的范围内的湿木浆。
4.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述湿浆组合物包含始终未干燥的浆组合物或由始终未干燥的浆组合物组成；和/或所述混合物包含始终未干燥的混合物或由始终未干燥的混合物组成。
5.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述湿浆组合物包含化学浆诸如牛皮纸浆或由之组成。
6.根据前述任一项权利要求所述的方法，还包括例如在所述混合步骤之前，将所述浆组合物脱水，优选至稠度为至少10％，诸如10％至30％，并且优选在所述混合步骤中，所述湿浆组合物的稠度为至少10％。
7.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述至少一种添加剂化学品包括使所述纤维或纤维表面更加疏水的疏水剂
8.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述至少一种添加剂化学品选自下组：脂肪酸、烷基烯酮二聚体(AKD)、脂肪醇、脂肪酸酯、生物聚合物、阳离子多胺、阳离子聚乙烯亚胺(PEI)、阳离子或非离子聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯丙基氯化铵(pDADMAC)、羧甲基纤维素(CMC)、马来酸酐(MA)、马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)、硅烷、烷氧基硅烷以及它们的衍生物及其组合。
9.根据前述任一项权利要求所述的方法，还包括在所述颗粒制备步骤之前，将所述湿浆组合物与包含纤维素和/或木质纤维素纤维的第二浆组合物混合，其中所述第二浆组合物的组成不同于所述湿浆组合物的组成。
10.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述第二浆组合物的稠度为至少5％，例如10％至60％。
11.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述第二浆组合物包含改性木浆纤维，所述改性木浆纤维能够减少纤维间相互作用，通常是非共价纤维间键合。
12.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述湿浆组合物和所述第二浆组合物中的一者或两者包含纤维化浆，诸如纤维化化学浆。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括在所述颗粒制备步骤之前，将所述浆组合物脱水，优选至稠度为至少20％，诸如30％至60％。
14.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，在所述颗粒制备期间，所述混合物的稠度为10％至80％，诸如20％至60％，例如至少30％，诸如30％至40％。
15.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述颗粒制备步骤产生干密度在150至250kg/m3范围内的三维颗粒。
16.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述干燥通过带式干燥机、柜式干燥机、悬浮空气干燥器、气流干燥器或流化床干燥器进行，优选将温度保持在40至200℃的范围内。
17.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述纤维素和/或木质纤维素纤维不包含任何回收的或废弃的或人造的纤维素和/或木质纤维素纤维。
18.一种产品，通过根据前述任一项权利要求所述的方法获得。
19.根据权利要求18所述的产品，包括包含非团聚的纤维素和/或木质纤维素纤维的干燥颗粒。
20.根据权利要求18或19所述的产品，包含直接适用于供应给复合工艺，与热塑性或热固性材料结合以制备纤维-塑料复合材料的颗粒。
21.根据权利要求18至20中任一项所述的产品，其中，所述颗粒中的纤维可分散到熔融的热塑性或热固性基质中，优选以形成稳定的分散体，例如至少稳定1小时。
22.根据权利要求18至21中任一项所述的产品，其中，所述产品的干物质含量为至少85wt-％，诸如至少95wt-％，例如至少99wt-％。
23.根据权利要求18至22中任一项所述的产品，按总干物质计算，包含至少80wt-％，诸如至少90wt-％，例如至少95wt-％的纤维素和/或木质纤维素纤维，所述纤维素和/或木质纤维素纤维优选源自湿化学浆。
24.根据权利要求18至23中任一项所述的产品，包含占总干物质至少0.1wt-％，诸如至少0.5wt-％，例如至少1wt-％，例如在0.1wt-％至2wt-％范围内的至少一种添加剂化学品或总添加剂化学品。
25.根据权利要求18至24中任一项所述的产品...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述颗粒中总干物质的至少90wt-％的纤维可分散到熔融的热塑性或热固性基质中，以形成稳定的分散体，优选稳定至少1小时。
3.根据权利要求1或权利要求2的方法，其中，所述湿浆组合物包含以下或由以下组成：稠度小于60％，诸如小于50％，例如在20％至50％或30％至40％的范围内的湿木浆。
4.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述湿浆组合物包含始终未干燥的浆组合物或由始终未干燥的浆组合物组成；和/或所述混合物包含始终未干燥的混合物或由始终未干燥的混合物组成。
5.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述湿浆组合物包含化学浆诸如牛皮纸浆或由之组成。
6.根据前述任一项权利要求所述的方法，还包括例如在所述混合步骤之前，将所述浆组合物脱水，优选至稠度为至少10％，诸如10％至30％，并且优选在所述混合步骤中，所述湿浆组合物的稠度为至少10％。
7.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述至少一种添加剂化学品包括使所述纤维或纤维表面更加疏水的疏水剂，优选使得所述纤维的cobb值小于110g/m2，诸如小于100g/m2，诸如小于90g/m2。
8.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述至少一种添加剂化学品选自下组：脂肪酸、烷基烯酮二聚体(akd)、脂肪醇、脂肪酸酯、生物聚合物、阳离子多胺、阳离子聚乙烯亚胺(pei)、阳离子或非离子聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯丙基氯化铵(pdadmac)、羧甲基纤维素(cmc)、马来酸酐(ma)、马来酸酐接枝聚丙烯(mapp)、硅烷、烷氧基硅烷以及它们的衍生物及其组合。
9.根据前述任一项权利要求所述的方法，还包括在所述颗粒制备步骤之前，将所述湿浆组合物与包含纤维素和/或木质纤维素纤维的第二浆组合物混合，其中所述第二浆组合物的组成不同于所述湿浆组合物的组成。
10.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述第二浆组合物的稠度为至少5％，例如10％至60％。
11.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述第二浆组合物包含改性木浆纤维，所述改性木浆纤维能够减少纤维间相互作用，通常是非共价纤维间键合。
12.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述湿浆组合物和所述第二浆组合物中的一者或两者包含纤维化浆，诸如纤维化化学浆。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括在所述颗粒制备步骤之前，将所述浆组合物脱水，优选至稠度为至少20％，诸如30％至60％。
14.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，在所述颗粒制备期间，所述混合物的稠度为10％至80％，诸如20％至60％，例如至少30％，诸如30％至40％。
15.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述颗粒制备步骤产生干密度在150至250kg/m3范围内的三维颗粒。
16.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述干燥通过带式干燥机、柜式干燥机、悬浮空气干燥器、气流干燥器或流化床干燥器进行，优选将温度保持在40至200℃的范围内。
17.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述纤维素和/或木质纤维素纤维不包含任何回收的或废弃的或人造的纤维素和/或木质纤...
【专利技术属性】
技术研发人员：基尔西·海尔沃宁，拉伊利·科波宁，
申请(专利权)人：芬宝公司，
类型：发明
国别省市：
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