[發明專利]熱塑性模塑組合物以及由其制造的模塑件

有效

• 申請號: 200710093297.0
• 申請日: 2007-10-30
• 公開（公告）號: CN101225189A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發明（設計）人: 雷納·阿佩爾;哈拉爾德·馮·戈丁;杰拉德·盧杰特
• 申請（專利權）人: 費伯－卡斯特爾股份公司
• 主分類號: C08L1/02
• 分類號: C08L1/02;C08K5/00;C08J5/00;C08L23/08
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 劉明海

技術領域

本發明涉及一種熱塑性模塑組合物以及由其制造的模塑件，所述模塑組合物具有聚合物基體和包埋入其中的填料。

背景技術

所述模塑組合物或由其而生產出的材料又稱作配混料。為了達到高的強度，采用了纖維類填料。為了生產模塑件，需要聚合物基體的熔融以及與填料進行緊密混合。如果，如根據本發明所設計那樣，要生產木材質配混料，則出現了含纖維素的纖維或者完全由纖維素構成的纖維(以下簡稱纖維素纖維)，例如，木屑或者從其他的木質化的植物部分中所獲得的纖維。問題在于，聚合物基體熔融所必需的溫度，在如聚碳酸酯或聚丙烯這些傳統的聚合物的情況下非常高，使得存在纖維素纖維被損壞的危險。為了獲得纖維與聚合物基體之間牢固的接合，則所述聚合物材料同纖維之間必須形成牢固的粘合接合，由于纖維素纖維的親水特性和常規的聚合物基體的疏水特性，這需要使用粘合促進劑。因此，用于生產模塑件的材料花費與成本花費提高。另外，粘合促進劑大多是對鍵康不安全的物質，不希望它們在日用品中，例如在鉛筆外殼中。此外，纖維素纖維由于其親水特性而含有殘余水分，其對于纖維牢固地固著到聚合物基體中同樣起到抵制作用，因此，必須對所述纖維進行耗費性的干燥。最后還有一個問題是，采用傳統的聚合物基體雖然可以達到足夠的強度和剛性，但是卻不能具有木材的其它特性，例如表面結構和觸摸感覺，或者在切屑加工時的特性等，例如考慮到鉛筆的削尖。

發明內容

本發明的任務在于提供一種模塑組合物，該模塑組合物在低的熔融溫度或配混溫度下可以被加工成，尤其是被擠出成具有類似木材特性的模塑件，以及具有類似木材特性的模塑件。

該任務通過根據權利要求1的熱塑性模塑組合物和根據權利要求11的模塑件而完成。根據本發明的模塑組合物含有10重量％至35重量％的具有親水基團的乙烯共聚物蠟，其熔點為75℃至110℃，以及含有纖維素或由纖維素組成的纖維，其份額為45重量％至90重量％，優選為60重量％至90重量％(基于纖維的干物質計)。根據大量的實驗完全令人驚訝地表明，這種由所述類型的乙烯共聚物蠟與纖維素纖維構成的模塑組合物得到一種具有與木材類似的強度和剛度的材料，該材料易于進行切屑加工，并且在視覺和觸覺上具有與木材類似的外觀。由于使用的聚合物基體的熔點或熔程低，所以配混和擠出或者其他的成型操作可以在相應低的加工溫度下進行，因此對纖維素纖維幾乎不受熱應力。此外，低的加工溫度還允許添加如木材香料等對溫度敏感的添加劑。因此，優選使用熔點或熔程為75℃～85℃的乙烯共聚物蠟。還令人意外的是，含有極性基團(OH-基)的纖維素纖維即使在沒有添加粘合促進劑的情況下也能夠與由乙烯共聚物蠟形成的聚合物基體牢固接合。另一個意外的效果是，觀察到甚至與纖維牢固接合，該纖維仍含有約至多15重量％的殘余水分含量。因此，預先的耗費能量的纖維干燥過程就不再需要了，例如鋸屑或木屑的干燥。配混物的強度也可能受到使用的纖維素纖維的長度的影響。在純纖維素情況下，優選長度為70μm至800μm，尤其是70μm至150μm的纖維。在木屑情況下，則大約1mm至2mm的纖維長度是適宜的。

除了纖維素纖維外，還可以存在填料，特別是無機填料，優選云母、滑石和/或高嶺土，以便改變如模塑件的比重或其稠度。在此情況下，最高含量為10重量％是適宜的，因為在超出此含量的含量情況下，則會強烈改變乙烯共聚物蠟/纖維素纖維體系所達到的性能特性，尤其是斷裂強度。

為了改善擠出過程中模塑組合物的流動性，有利的是，將選自蠟、油和脂肪酸衍生物的潤滑劑混入，此時所述基體體系的吸收能力達到15重量％。此外，尤其是通過使用脂肪酸于生物，特別是硬脂酸鈣，還獲得光滑的表面。

模塑件優選通過擠出而由上述的模塑組合物制得。可以將原材料進行物理混合，亦即將基本上為粉末狀或顆粒狀的乙烯共聚物蠟與纖維素纖維例如在螺桿擠出機內進行配混與擠出。但也可考慮模塑組合物首先進行配混與造粒，所得到的顆粒任選在中間存放后擠出或者用其他的成型工藝進行加工。

如果要生產具有較高硬度的模塑件，則這通過加入氧化的聚乙烯即可達到。此時小于0.1重量％的含量幾乎不再顯示效果。當含量大于8重量％時，則對模塑件切屑加工時更難，例如這對可削尖的鉛筆外殼是不利的。強度和硬度一定程度上也可以通過添加天然或合成樹脂來調節，在此應保持樹脂的最大含量為5重量％。優選的樹脂為木質素、電木和酮-醛縮合樹脂。