揭示了用于热塑性制品的经涂覆的强化生物纤维。该生物纤维上的涂层包含增塑溶胶。该经涂覆的强化生物纤维可用于热塑性配混物中，用于模拟天然木材的外观，同时为木塑复合材料(WPC)提供明显增大的挠曲模量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用增塑溶胶涂覆用于塑料制品的生物纤维。
技术介绍
在许多工业中，塑料已经代替了其他材料。在包装工业中，塑料代替玻璃以最大程度减少破裂、减轻重量、以及降低制造和运输中消耗的能量。在其他工业中，塑料代替金属以最大程度减少腐蚀、减轻重量、以及提供体相着色(color-in-bulk)产品。近来兴起了称 为“木塑复合材料(wood polymer composite)” (WPC)的整体工业。木塑复合材料的基础在于以下前提，使用木纤维和其他天然生成的微粒之类的生物纤维作为热塑性配混物的添加剂，能模拟木材的外观，同时还能提供塑料的耐用性。在使用面料外层和不使用面料外层的情况下，用WPC材料制造了户外装饰性和结构性木质建筑材料，例如铺板、围栏、窗户等。WPC材料模拟天然木材的外观(包括其表面肌理和木纹着色)的能力是WPC成功代替天然木材本身的价值的关键。而且，使用普通木纤维如松木来模拟外来木材的外观是环境友好的。本领域曾尝试提供其中木材含量超过50重量％的WPC材料，但是没有成功。美国专利第6498205号(Zehner)揭示了热塑性材料粉末与约50重量％的纤维素材料的干掺混物。专利技术概述本领域需要一种耐用性组合物来涂覆木纤维或木粉之类的生物纤维，使得涂覆后的生物纤维能与热塑性配混物一起使用，使用时所述生物纤维的加载量超过该热塑性配混物的约50重量％，从而模拟WPC中的天然木材的外观，具有惊人的挠曲模量强度和高耐热变形性。本专利技术通过使用增塑溶胶来涂覆生物纤维，引人注目且出人意料地在热塑性配混物的挠曲模量值的基础上，提高该配混物中生物纤维的强化能力，解决了本领域中的问题。本专利技术一方面是一种经涂覆的强化生物纤维，其包含(a)生物纤维，和(b)布氏粘度(ASTM D 1824 25°C，20rpm)约为1200-3000厘泊的增塑溶胶，其中该增塑溶胶是刚性溶胶。本专利技术另一方面是热塑性树脂和上述经涂覆的强化生物纤维的配混物。本专利技术另一方面是由所述配混物通过模塑或挤出方式制造的成形制品。本专利技术的一个特征在于，生物纤维上涂覆的增塑溶胶在随后经涂覆的强化生物纤维与热塑性配混成分进行配混的过程中在生物纤维上持久保持。本专利技术的另一个特征在于，通过生物纤维的强化，实现了出人意料的极佳挠曲模量、拉伸模量、低吸水性、和热变形性质，以致于WPC能适用于从当前的建筑材料应用到加载量明显更高的应用的广大范围。通过本专利技术实施方式的说明并参考以下附图，其他特征将是显而易见的。附图简要描述图I是本专利技术经涂覆的 强化生物纤维的横截面的400倍放大照片，显示出外表面上的涂层，未示出该生物纤维的内表面。专利技术详述强化增塑溶胶适用于本专利技术的增塑溶胶是由分散体级别、微悬浮体级别和乳液级别的聚(氯乙烯)(PVC)树脂(均聚物和共聚物)和增塑剂形成的那些增塑溶胶。示例性的分散体级别的PVC树脂见述于美国专利第4581413、4693800、4939212和5290890号，等等，例如这四篇专利中引用的其它文献。优选将增塑溶胶配制成在PVC树脂颗粒熔化时为刚性，而非挠性。有时候，这些类型的增塑溶胶被称为“刚性溶胶”以强调该特点，即，虽然它们在开始使用时是作为可流动树脂，但在熔化之后，它们具有刚性增塑性。适用于本专利技术的增塑溶胶是熔化时具有大于约60、优选大于70的肖氏D硬度(ASTM D 2240-02，15秒之后)的那些增塑溶胶。同样，优选的增塑溶胶在熔化时具有大于约7000psi (48兆帕)、优选大于8000或9000psi (55-62兆帕)的拉伸强度(ASTM D 638)。最后，优选的增塑溶胶在熔化时只表现出小于10%、优选小于5%的少量百分伸长(ASTM D638)。目前优选用于本专利技术的增塑溶胶是可从瑞翁科技和库塞克联合公司(ZeonTechnologies and Kusek and Associates)商购的用于结构性复合物应用的Pultuff 牌增塑溶胶树脂。目前，合适的Pultuff级别是1000、2000、和3000系列。这些级别确定为具有低粘度(布氏粘度(ASTM D 1824 25°C,20rpm)约为1200-3000厘泊)的刚性、无-邻苯二甲酸酯的增塑溶胶。如制造商所说明，Pultuff 树脂不含苯乙烯、不含挥发性单体或溶剂、不含邻苯二甲酸酯增塑剂，为配混机提供环境适应性选项。Pultuff 树脂体系表现出延长的储存寿命，不会在施用设备中硬化，保养简易，清洁需求最大程度降低，并且能停机数天而无须进行树脂和设备清洁。停机和启动所需的时间和工作量最大程度降低。这简化了停机并消除了浪费。使用Pultuff 树脂得到的物理性质与使用热固性树脂得到的物理性质类似，在一些情况下优于后者。仟诜的功能件添加剂增塑溶胶除了聚氯乙烯颗粒和增塑剂以外通常还包含其他物质。本专利技术增塑溶胶中还可包含的功能性添加剂的非限制性例子包括热稳定剂、紫外吸收剂、填料、脱模剂、杀生物剂、颜料、及其组合。这些功能性添加剂可从塑料工业领域技术人员已知的许多商购来源获得，也可能存在于可商购的增塑溶胶如上述Pultuff 树脂中。牛物纤维为避免疑问，“生物纤维”表示天然生成的微粒材料的单纤维和多纤维。如同语言表述上常见的情况，单数形式的表述也包括复数的情况，例如对绵羊和其他放牧动物。来自可再生资源的任何天然生成的微粒材料都是可用本专利技术组合物涂覆的候选材料。对于塑料制品中所用天然生成的材料的可再生资源的关注为许多不同种类的植物材料和动物材料的供应打开了市场。植物材料的非限制性例子包括木纤维、木粉、亚麻、草的根毛、植物外壳的碎片、荚的碎片、植物浆液、植物硬壳、植物种子、植物纤维等、及其组合。木纤维是最普遍的，尤其是松木。但是，对于饰面目的，可以选择特定种类的植物材料，从而在模塑或挤出之后，在WPC的表面中形成吸引人的肌理或外观。动物材料的非限制性例子包括哺乳动物毛发、骨头碎片、动物外壳碎片、爬虫皮碎片等、及其组合。同样，对于饰面目的，可以选择特定种类的动物材料，从而在模塑或挤出之后，在WPC的表面中形成吸引人的肌理或外观。生物纤维的长宽比可以约为1-100，优选约为2-10。生物纤维的长度可以约为10微米至6毫米，优选约为50微米至2毫米。可改变生物纤维的尺寸至通过20目筛网，宜通过30目筛网，优选通过40目筛网。本专利技术中可使用不同类型生物纤维的混合物，从而在设计用于模拟天然木材的最终塑料制品中形成不同着色和肌理。表I显示用于涂覆本专利技术的具有着色剂组合物的生物纤维的各成分的可接受重量百分数，适宜重量百分数和优选重量百分数。权利要求1.一种经涂覆的強化生物纤维，其包含 (a)生物纤维，和 (b)增塑溶胶，其布氏粘度(ASTMD 182425°C, 20rpm)约为1200-3000厘泊， 其中该增塑溶胶是刚性溶胶。2.如权利要求I所述的经涂覆的強化生物纤维，其特征在于，所述增塑溶胶在作为树脂进行熔化时具有以下性质 (1)肖氏D硬度(ASTMD 2240-02，15秒之后)大于60， (2)拉伸强度(ASTMD 638)大于约48兆帕， (3)百分伸长(ASTMD 638)小于10%。3.如权利要求I或2所述的经涂覆的強化生物纤维，其特征在于本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·B·霍利尔科，S·李，
申请(专利权)人：普立万公司，
类型：
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。