[發(fā)明專利]形成天然纖維聚合物復(fù)合物的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310670983.5
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN103862648A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 艾倫·成馳·李;安吉拉·哈里斯
• 申請（專利權(quán)）人: 福特環(huán)球技術(shù)公司
• 主分類號: B29C47/00
• 分類號: B29C47/00
• 代理公司: 北京德恒律治知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及形成天然纖維聚合物復(fù)合物的方法。

背景技術(shù)

聚合材料因質(zhì)輕而被用于形成各種汽車部件。然而，為滿足更嚴(yán)格的性能要求，需改善聚合物的機(jī)械性能。這些機(jī)械性能可包括剛度、尺寸穩(wěn)定性、模量、熱變形溫度、阻隔性能、防銹及耐沖擊性。機(jī)械性能的改善能夠降低成品零件的零件厚度、重量及其制造時間，從而降低制造成本。改善聚合物的性能有多種途徑，包括補(bǔ)充纖維而進(jìn)行強(qiáng)化。以一種經(jīng)濟(jì)節(jié)能的方式生產(chǎn)機(jī)械性能合格且質(zhì)輕的聚合材料仍然是一個挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種形成天然纖維聚合物復(fù)合物的方法，包括如下步驟：向擠出機(jī)中引入聚合物、天然纖維和超臨界流體以形成天然纖維聚合物混合物；以及在低于所述聚合物自身的標(biāo)準(zhǔn)熔化溫度的溫度下，擠出天然纖維聚合物混合物以形成天然纖維聚合物復(fù)合物。該超臨界流體可在所述聚合物引入擠出機(jī)之后被引入擠出機(jī)。該超臨界流體可在天然纖維引入擠出機(jī)之前或之后被引入擠出機(jī)。

該聚合物可以固體形式引入擠出機(jī)，并可如天然纖維聚合物混合物中所存在的那樣熔化。該超臨界流體可以小于關(guān)于聚合物的重量比的重量比引入擠出機(jī)。

優(yōu)選地，引入步驟還包括在混合天然纖維之前，將聚合物與所述超臨界流體混合以形成熔融的聚合物。

該方法還可包括在將天然纖維聚合物混合物自擠出機(jī)擠出之前對其進(jìn)行冷卻。這通過可在擠出物離開擠出機(jī)之前冷卻天然纖維聚合物混合物來執(zhí)行，擠出物包括聚合物、天然纖維以及SCF。該方法還可包括由天然纖維聚合物復(fù)合物形成天然纖維聚合物顆粒。

優(yōu)選地，聚合物包括聚酰胺聚合物。

優(yōu)選地，聚合物包括尼龍6聚合物、尼龍6,6聚合物、尼龍6,10聚合物以及尼龍11聚合物中的至少一種。

優(yōu)選地，天然纖維聚合物混合物包括重量百分比少于10%的無機(jī)聚合物。

優(yōu)選地，引入步驟還包括以基于所述天然纖維聚合物混合物的總重量的10%至70%的重量百分比將所述天然纖維引入所述擠出機(jī)。

優(yōu)選地，天然纖維包括纖維素、大豆粉以及椰殼粉中的至少一種。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明還提供一種方法，包括：向擠出機(jī)中引入聚合物、天然纖維和超臨界流體以形成天然纖維聚合物混合物，所述超臨界流體在所述聚合物之后以小于關(guān)于所述聚合物的重量比的重量比引入；以及在低于所述聚合物自身的標(biāo)準(zhǔn)熔化溫度的溫度下，擠出所述天然纖維聚合物混合物以形成天然纖維聚合物復(fù)合物。

優(yōu)選地，引入步驟還包括在所述天然纖維之后引入所述超臨界流體。

優(yōu)選地，引入步驟還包括在所述天然纖維之前引入所述超臨界流體。

優(yōu)選地，聚合物包括尼龍6聚合物、尼龍6,6聚合物、尼龍6,10聚合物以及尼龍11聚合物中的至少一種。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面，本發(fā)明提供一種通過擠出機(jī)形成天然纖維聚合物復(fù)合物的方法，所述擠出機(jī)包括第一入口和沿著擠出方向位于所述第一入口下游的第二入口，所述方法包括：通過所述第一入口以單位為重量/小時的第一速率向所述擠出機(jī)引入聚合物；通過所述第二入口以小于所述第一速率的單位為重量/小時的第二速率向所述擠出機(jī)引入超臨界流體；向所述擠出機(jī)引入天然纖維以形成包括所述聚合物、所述超臨界流體和所述天然纖維的天然纖維聚合物混合物；以及在低于所述聚合物自身的標(biāo)準(zhǔn)熔化溫度的溫度下，擠出所述天然纖維聚合物混合物以形成天然纖維聚合物復(fù)合物。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的第三方面的方法，該方法還包括：在所述天然纖維聚合物復(fù)合物自所述擠出機(jī)擠出后，對所述天然纖維聚合物復(fù)合物進(jìn)行冷卻和固化以形成所述天然纖維聚合物復(fù)合物的顆粒。

附圖說明

圖1是描述形成天然纖維聚合物復(fù)合物的非限制性方法的流程圖；

圖2是描述形成天然纖維聚合物復(fù)合物的非限制性擠出方法的流程圖；以及

圖3是描述參照表2的產(chǎn)品的色彩外觀。

具體實施方式

現(xiàn)將詳細(xì)參考發(fā)明人已知的本發(fā)明的復(fù)合物、實施例及方法。然而，應(yīng)當(dāng)理解，公開的實施例僅為本發(fā)明的實例，其能夠以多種替代形式實施。因此，本文公開的具體細(xì)節(jié)不應(yīng)視為限定，而僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以各種方式實現(xiàn)本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。

除非有明確表述，在本發(fā)明中所有表示材料的量或反應(yīng)和/或使用的條件的數(shù)量當(dāng)用“大約”修飾時應(yīng)從最廣泛意義上來理解。