平面模件或膜的制备方法技术

从可挤出的热塑性聚合物模制组合物制备具有各向异性的热膨胀系数的片状模制品或箔，所述制备是通过以直径为１０－１０００ｎｍ且纵横比为１∶５－１∶１００００的片状页硅酸盐填充所述热塑性聚合物模制组合物，挤出被填充的热塑性聚合物模制组合物，然后对所述挤出物进行单轴或双轴拉伸以得到片状模制品或箔而完成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】平面模件或膜的制备方法本专利技术涉及具有各向异性的热膨胀系数的片状模制品或箔的制备方法，所述片状模制品或箔由可挤出的热塑性聚合物模制组合物组成。热塑性塑料组成的组件相对于由金属制造的部件具有许多优势，但也有明显缺陷。优势有密度较低，这可显著降低重量；容易通过注射成型加工，使得有较高水平的设计灵活性；内在的耐蚀性，意味着不需要任何专门的防腐蚀措施；以及易于将塑料组件整合至金属结构中。在缺陷方面，尤其是尺寸稳定性较低，这是由于聚合物的通常较高水平的吸水性、低耐热性(劲度的温度依赖性)和高热膨胀系数(CTE)；以及源于此的制造问题。具体地，在汽车制造中，塑料组成的车体组件充其量只能在线内(inline)加工，而不能根据需要在线上(online)加工，并且实际上一般仅能够离线加工，这意味着这些组件不得不在涂漆线结束时装配。这不但会带来另外的花费，而且会有配色的问题。金属的CTE的数量级是10×10-6K-1，而低于玻璃化转变温度(Tg)的聚合物的CTE是100×10-6K-1，即升高10倍。相对于金属的CTE基本不依赖于温度，聚合物的CTE一旦超过Tg会进一步升高2倍或3倍。已经知道片状无机填充物，例如页硅酸盐，可用作聚合物模制组合物中的填充物。WO2006/029138涉及可进一步加工为膜或箔的水溶性聚酰胺组合物的制备。这里可以伴随使用页硅酸盐。对于该制备过程，将所述聚合物的醇溶液与页硅酸盐混合并流延以得到膜或箔。所述箔可用于包装工业中。JP-A-57083551涉及蛭石填充的聚酰胺树脂组合物，所述聚合物具有硬度和长度增加相关的改良性质。为此目的，将纵横比＞5的蛭石引入尼龙-6，6并注射成型。在挤出方向和其垂直方向上测量多个热膨胀系数。Polymer43(2002)，第6727-6741页描述了尼龙-6纳米复合材料的热膨胀特征。为此目的，将页硅酸盐加入尼龙-6，并将所述模制组合物挤出。所述挤出过程得到在三个空间方向上具有不同的热膨胀系数的模制品。由此得出以下结论：分层页硅酸盐非统计性地取向。然而，在以前的页硅酸盐方法中得到的偶然且因此不确定的取向，以及相关的热膨胀系数的各向异性，对于需要在2个空间方向上降低热膨胀系数的应用是不够的。适用这一点的产品特别包括通过注射成型产生的壁厚小于1mm的产品。本专利技术的目标是在包括高于玻璃化转变温度的温度下分别大大降低聚合材料以及模制品的热膨胀。由于所关注的三维组件要经受长和宽的紧容限(tighttolerance)，必须在两个维度中降低CTE。第三维——所述组件的厚度——的变化关系不大或者无关。为此目的必须对材料进行的改良或者对其存在其中的混合物或复合材料进行的改良，优选预计不伴随有任何韧度降低，即所述材料的任何脆变。本专利技术通过一种具有各向异性的热膨胀系数的片状模制品或箔的制备方法实现了该目标，所述片状模制品或箔由可挤出的热塑性聚合物模制组合物组成，所述方法是通过以直径为10-1000nm且纵横比(aspectratio)为1∶5-1∶10000的片状页硅酸盐填充所述热塑性聚合物模制组合物，挤出被填充的热塑性聚合物模制组合物，然后对所述挤出物进行单轴取向或双轴取向以得到片状模制品或箔而进行。根据本专利技术已经发现，利用所述挤出物——其在该阶段已经通过挤出模具的剪切和拉紧预取向——的单轴取向或双轴取向，得到片状模制品或箔，可达到足够高水平的页硅酸盐的取向，结果是主表面的平面中的热膨胀系数较小，而在垂直于所述主表面的方向上的热膨胀系数较高。这使得可得到CTE在两个维度上降低的模制品或箔。原则上，CTE降低在此处可以通过使用热膨胀小于聚合物的热膨胀的无机化合物实现。如果这些化合物以粉末的形式均质复合至聚合物中，那么CTE的降低符合混合规则，与所述填充物的浓度成线性并各向同性。由于填充物的CTE约为10×10-6K-1，如果使用已知的方法，那么达到显著效应所需的填充物浓度很高，并且这些浓度对机械特性(即所述材料的韧度)有不利影响。本专利技术人已经出人意料地发现，如果所使用的颗粒优选很细并且是片层的(即“二维”)，当这些材料在聚合物基质中具有最大分散均质性并且具有最大平面取向的情况下，那么甚至低浓度也能实现CTE大大降低。另外，在这些材料中观察到劲度(弹性模量)和耐热性显著增加，但几乎没有任何韧度降低。所使用的片状填充物优选包括有机改性蒙脱石(MMT)，其可在脱落和分散方面得到良好结果。任何所需的合适方法可用于实现所述挤出物的单轴取向或双轴取向，以得到片状模制品或箔。根据本专利技术的一个实施方案，所述挤出过程优选自缝形模头(slotdie)进行，随后进行挤出箔的单轴取向或双轴取向。根据本专利技术的另一个实施方案，所述挤出过程优选自环形模头(annulardie)进行，随后经吹制或吹塑进行双轴取向。本领域技术人员知晓合适的方法、合适的装置和模具几何形状。为了得到更厚的层厚度，可以将所述挤出并取向的模制品或箔成叠(例如在加热时成叠)或层压。该加工步骤不会不利地影响所述填充物的分散或取向。如果在共挤出过程中产生的熔化亚层相互重叠，那么可以省略层压过程。随后可以进行压延阶段以校准所述层厚度；或者随后可以在展开架中处理以提高取向。此处，箔技术的一个优势是材料相结合的灵活性。低CTE的膜可以与功能性能(例如扩散屏障、韧度、阻燃性、光学性质等)对成品来说重要的膜结合。可通过将至少一个页硅酸盐填充的箔与至少一个其他热塑性箔结合产生复合物，所述其他热塑性箔起到例如性质改良的作用，如有关扩散屏障或抗冲击性。箔堆叠体可以经共挤出产生，此处可经层压加入另外的膜亚层或膜堆叠体。随后可以经冲击挤压过程或者经热成形将所述模制品或箔用于产生模制品。这些模制品特别用于汽车结构中。此处特别相关的有外部车体部件，例如轮胎、发动机罩、门和汽车后背箱盖，还有汽车内饰。就本专利技术而言，表述“片状模制品”是指主要在两个维度中伸展并仅向第三维伸展很少的模制品。例如，所述模制品的长和宽均可以是所述模制品厚度的至少10倍，优选至少20倍。表述“各向异性的热膨胀系数”是指模制品在3个空间方向的至少一个上具有不同于其他空间方向上的热膨胀系数。优选的本专利技术的模制品或箔，与未填充的聚合物相比，在垂直于主表面上具有增大的热膨胀系数，并且在主表面内具有降低的热膨胀系数。对页硅酸盐的表述“片状”是指直径是10nm-1000nm，其纵横比是1∶5-1∶10000。在所述方法中随后单轴取向或双轴取向所述挤出物优选导致1∶1-1∶20、特别优选1∶2-1∶8的取向比。任何所需的合适的片状页硅酸盐可用于本专利技术的方法中。优选的页硅酸盐的直径是15nm-500nm，特别是20nm-500nm。此处纵横比优选是1∶5-1∶1000，特别是1∶10-1∶100。层厚度优选小于50nm，特别优选小于10nm，特别是小于2nm。所述页硅酸盐可以基于任何所需的硅酸盐，例如基于蒙脱石、硅酸铝、硅酸镁、膨润土、蛭石等。其他合适的页硅酸盐有锂蒙脱石、皂石、贝得石和绿脱石。合适的页硅酸盐描述于引言中列出的文献中。其他的合适页硅酸盐描述于WO2008/063198和US5,747,560中。所述页硅酸盐可以是未处理的或者有机改性的页硅酸盐。优选使用有机改性的页硅酸盐。这种类型的有机改本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种制备具有各向异性的热膨胀系数的片状模制品或箔的方法，所述片状模制品或箔由可挤出的热塑性聚合物模制组合物组成，所述方法是通过以直径为１０－１０００ｎｍ且纵横比为１∶５－１∶１００００的片状页硅酸盐填充所述热塑性聚合物模制组合物，挤出被填充的热塑性聚合物模制组合物，然后对所述挤出物进行单轴取向或双轴取向以得到片状模制品或箔而进行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP08163852.02008年9月8日1.一种降低片状模制品或箔的热膨胀的方法，所述片状模制品或箔由可挤出的热塑性聚合物模制组合物组成，所述方法是通过以直径为10-1000nm且纵横比为1:5-1:10000的片状页硅酸盐填充所述热塑性聚合物模制组合物，挤出被填充的热塑性聚合物模制组合物，然后对所述挤出物进行单轴取向或双轴取向以得到片状模制品或箔而进行，其中所述挤出且取向的模制品或箔被成叠或层压以增加层厚度，由此填充物的分散或取向不会受到不利的影响，所述单轴取向或双轴取向达到了足够高水平的页硅酸盐的取向，结果是主表面的平面中的热膨胀系数较小，而在垂直于所述主表面的方向上的热膨胀系数较高，并且随后经冲击挤压过程或者经热成形制备模制品，且其中所述挤出自环形模头进行，随后经吹制进行双轴取向，其中所述热塑性聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·斯坦林格，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：DE