專利名稱:含有纖維的熱塑性樹脂組合物的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種具有優(yōu)良力學(xué)特性的含有纖維的熱塑性樹脂組合物的制造方法。
背景技術(shù):
迄今已經(jīng)知道,為了改善諸如力學(xué)強(qiáng)度之類各種性能可向熱塑性樹脂組合物中摻入纖維質(zhì)材料和各種填料。在日本專利申請公開號10837/1975中公開了一種增強(qiáng)的聚烯烴樹脂組合物,其制備方法是將馬來酸酐或衣康酸和一種特殊的無機(jī)金屬化合物如氧化鎂和氫氧化鎂加入到聚烯烴中使之產(chǎn)生反應(yīng),然后再向該混合物中混入玻璃纖維。
但是,由此獲得的增強(qiáng)效果卻未必令人滿意。
發(fā)明的公開內(nèi)容本發(fā)明的一個目的在于提供一種制造含有纖維的熱塑性樹脂組合物的方法,由該組合物所加工的制件具有高的抗沖強(qiáng)度且該組合物具有高的流動性。
本發(fā)明制造含有纖維的熱塑性樹脂組合物的第一種方法敘述如下(1)一種制造含有長纖維的熱塑性樹脂組合物的方法,包含采用一種包含一臺備有至少兩個原料喂入口的螺桿擠出機(jī),且在該擠出機(jī)的末端(最下游一端)安有一個用熔融樹脂液體浸漬連續(xù)纖維束的樹脂浸漬浴的設(shè)備;向位于所說螺桿擠出機(jī)上游一端的原料喂入口(第一喂料口)喂入固定量的一種包含一種含有聚烯烴的樹脂、一種不飽和羧酸和一種有機(jī)過氧化物,或一種含有聚烯烴的樹脂、一種不飽和羧酸酐和一種有機(jī)過氧化物,或一種含有聚烯烴的樹脂、一種不飽和羧酸、一種不飽和羧酸酐和一種有機(jī)過氧化物的樹脂混合物;向位于所說螺桿擠出機(jī)下游一端的原料喂入口(第二喂料口)喂入固定量的至少一種選自堿土金屬的單質(zhì)、氫氧化物和氧化物的堿土金屬;第二喂料口所處的位置應(yīng)在上述混合物能受到充分的熔體捏和之后的位置;使由熔體捏和而得到的熔融樹脂混合物流入到上述的浸漬浴中去;使一種連續(xù)纖維束通過該浸漬浴中的熔融樹脂混合物,從而使該連續(xù)纖維束浸漬上所說的樹脂混合物;將上述纖維束從一個帶有可調(diào)開孔的樹脂浸漬纖維出口處拉出并由此使該長纖維沿同一方向取向,并控制纖維含量;以及隨后使該樹脂組合物固化。
(2)按上述第(1)項(xiàng)所述的制造含有長纖維的熱塑性樹脂組合物的方法,其中,向第一喂料口喂入包含94~20wt%的含聚烯烴的樹脂、0.01~5.0wt%的不飽和羧酸和/或不飽和羧酸以及0.01~0.5wt%的有機(jī)過氧化物的樹脂混合物;向第二喂料口喂入0.01~5.0wt%的堿土金屬;同時,調(diào)節(jié)樹脂浸漬纖維出口的開孔以使纖維的含量達(dá)到5~80wt%(wt%是以所要生產(chǎn)的樹脂組合物的總重量為基準(zhǔn)計(jì)算的)。
本發(fā)明的制造含有纖維的熱塑性樹脂組合物的第二種方法敘述如下(3)一種制造含有短纖維的熱塑性樹脂組合物的方法,包含將固定量的一種包含一種含有聚烯烴的樹脂、一種不飽和羧酸和一種有機(jī)過氧化物,或一種含有聚烯烴的樹脂、一種不飽和羧酸酐和一種有機(jī)過氧化物,或一種含有聚烯烴的樹脂、一種不飽和羧酸、一種不飽和羧酸酐和一種有機(jī)過氧化物的樹脂混合物喂入到位于一臺具有至少三個原料喂入口的螺桿擠出機(jī)的上游一端的一個原料喂入口(第一喂料口)中;將固定量的至少一種選自堿土金屬的單質(zhì)、氫氧化物和氧化物的堿土金屬喂入到一個原料喂入口(第二喂料口)中以使其熔融捏和;將固定量的纖維質(zhì)材料從第三喂料口喂入并使其進(jìn)一步熔融捏和;及然后使該混合物冷卻并進(jìn)行造粒。
(4)按照上述第(3)項(xiàng)的制造含有短纖維的熱塑性樹脂組合物的方法,其中,向第一喂料口中喂入包含94~20wt%的含聚烯烴的樹脂、0.01~5.0wt%的不飽和羧酸和/或不飽和羧酸和0.01~0.5wt%的有機(jī)過氧化物的樹脂混合物;向第二喂料口中喂入0.01~5.0wt%的堿土金屬;向第三喂料口中再喂入5~80wt%的纖維質(zhì)材料(wt%是以所要生產(chǎn)的樹脂組合物總重量為基準(zhǔn)計(jì)算的)。
附圖簡述
圖1是用圖示法所作的說明性附圖,圖中連續(xù)性纖維束用樹脂混合物進(jìn)行浸漬;其中1代表熔融的樹脂浸漬??;2代表一個喂料口;3代表一個連續(xù)纖維束的導(dǎo)入口;4代表連續(xù)纖維束;5代表松開(纖維)輥;6代表熔融的樹脂混合物;7代表樹脂浸漬的纖維束出口(出口咀);8代表浸漬了樹脂的纖維束。
實(shí)施本發(fā)明的最佳方式在本發(fā)明的制造方法中,用于作為含聚烯烴的樹脂成分的聚烯烴是包含一種組合物的概念,該組合物包含一般含2~10個碳原子的α-烯烴如乙烯、丙烯、丁烯-1、戊烯-1、己烯-1、4-甲基戊烯-1、辛烯-1和癸烯-1,或兩種或多種此類烯烴的結(jié)晶性均聚物或結(jié)晶性共聚物。在這些聚烯烴中,聚丙烯或丙烯與包含丙烯作為主要成分的其它α-烯烴的共聚物從實(shí)用觀點(diǎn)看更富有應(yīng)用價值。例如,其中包括聚丙烯(結(jié)晶的丙烯均聚物和結(jié)晶的丙烯-乙烯共聚物)和聚乙烯(高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯和超低密度聚乙烯)。再則,含聚苯乙烯橡膠和丙烯酸酯橡膠的這些聚烯烴的混合物也包括在內(nèi)。含聚烯烴的這類樹脂的共混含量,以所說樹脂組合物重量為基準(zhǔn)計(jì),優(yōu)選為94~20wt%、更優(yōu)選的為89~40wt%。
用于本發(fā)明制造方法的有機(jī)過氧化物包括脂族過氧化物,如二叔丁基過氧化己炔、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過氧)己烷和叔丁基過氧化物;以及芳族過氧化物,如1,3-二枯基過氧化物、1,3-雙(叔丁基過氧異丙基)苯和過氧化苯甲酰。尤其是1,3-雙(叔丁基過氧化異丙基)苯是優(yōu)選的。這些有機(jī)過氧化物的添加量沒有特殊限制,而合適的用量為以所說樹脂重量為基準(zhǔn)計(jì)的0.01~0.5wt%。
用于本發(fā)明制造方法的不飽和羧酸或其酸酐包括丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、檸康酸、衣康酸、介康酸(metaconic acid)、四氫化鄰苯二甲酸、降冰片烯二羧酸以及這些酸的酸酐。這些酸可單獨(dú)使用,也可將其中的兩種或幾種合并起來使用。尤其馬來酸酐是優(yōu)選的。這些不飽和羧酸或其酸酐的添加量不受特殊限制,而優(yōu)選的用量為以所說組合物重量為基準(zhǔn)計(jì)的0.01~5.0wt%,更優(yōu)選的為0.1~1.0wt%。
用于本發(fā)明制造方法的堿土金屬是至少一種選自堿土金屬的單質(zhì)、氫氧化物和氧化物的堿土金屬,包括氫氧化鎂、氫氧化鈣和氧化鎂。這些化合物可單獨(dú)使用,也可將其中的兩種或幾種合并起來使用。尤其氫氧化鎂是優(yōu)選使用的。這些堿土金屬的添加量不受特殊限制,而優(yōu)選的用量為以所說組合物重量為基準(zhǔn)計(jì)的0.01~5wt%,更優(yōu)選的為0.1~1.0wt%。
眾所周知的一類纖維,如玻璃纖維、碳纖維、金屬纖維和高聚物纖維可以作為用于本發(fā)明制造方法的連續(xù)纖維束或纖維質(zhì)材料的例子。這些纖維可以單獨(dú)使用,也可將其中的兩種或幾種合并起來使用。玻璃纖維是優(yōu)選使用的,因?yàn)檫@種纖維容易獲得并能為制成品提供優(yōu)良的抗沖強(qiáng)度。還更為優(yōu)選使用的是經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑表面處理的玻璃纖維,這種硅烷偶聯(lián)劑能為樹脂提供界面粘結(jié)性能。
在第一種制造方法中所采用的市售的連續(xù)玻璃纖維束包括玻璃纖維粗紗。通常所包括的這種粗紗的平均單纖直徑為4~30μm,單纖集束根數(shù)為400~10,000根,而紡織紗支數(shù)為300~20,000g/km,優(yōu)選的粗紗的平均單纖直徑為9~23μm,而單纖集束根數(shù)為1,000~6,000根。在第二種制造方法中所采用的纖維質(zhì)材料包括市售的短纖維,其平均單纖直徑為6~23μm。
按照本發(fā)明制造方法優(yōu)選制得的含纖維的熱塑性樹脂組合物的纖維含量為5~80wt%,優(yōu)選的為10~60wt%。
本發(fā)明制造方法所采用的螺桿擠出機(jī)具有至少兩個原料喂入口。具體說,其中一個原料喂入口(第一喂料口)應(yīng)作這樣設(shè)計(jì),即固定量的包含含有聚烯烴的樹脂和有機(jī)過氧化物的混合物可以從其最上游的一端喂入,而一個原料喂入口(第二喂料口)應(yīng)作這樣設(shè)計(jì),即固定量的堿土金屬可以從擠出機(jī)的中段喂入。螺桿擠出機(jī)的類型沒有特殊限制,雙螺桿或單螺桿均可使用。從捏和加工性能考慮,雙螺桿是優(yōu)選的。
再則,為充分降低在有機(jī)過氧化物存在下的聚烯烴樹脂組分的粘度并使金屬氫氧化物和氧化物組分得以均勻分散,從第一喂料口到第二喂料口之間的L/D的降低值最好在10或10以上,更優(yōu)選的降低值為15~25;而從第二喂料口到模頭出口之間的L/D的降低值在3或3以上,更優(yōu)選的為5~15。還有,為改善捏和性質(zhì),最好在第一喂料口與第二喂料口之間及第二喂料口與模頭之間是一個捏和區(qū)段。更有,在第二喂料口與模頭之間最好備有一個排氣孔。(L/D表示螺桿擠出機(jī)的螺桿長度與直徑之比。)本發(fā)明的第一種制造方法將作如下說明。
所采用的設(shè)備包含一臺備有至少兩個原料喂入口的螺桿擠出機(jī)和在該螺桿擠出機(jī)的一端(最下游一端)安有一個用以使熔融樹脂液體浸漬連續(xù)纖維束的樹脂浸漬浴。將固定量的包含一種含有聚烯烴的樹脂、一種不飽和羧酸和一種有機(jī)過氧化物,或一種含聚烯烴的樹脂、一種不飽和羧酸酐和一種有機(jī)過氧化物,或一種含聚烯烴的樹脂、一種不飽和羧酸、一種不飽和羧酸酐和一種有機(jī)過氧化物的樹脂混合物喂入到位于螺桿擠出機(jī)上游的原料喂入口(第一喂料口)中。接著,將固定量的至少一種選自堿土金屬的單質(zhì)、氫氧化物和氧化物的堿土金屬喂入到位于螺桿擠出機(jī)下游的原料喂入口(第二喂料口)中,第二喂料口的位置應(yīng)設(shè)計(jì)在能使以上所說的混合物得以充分熔體捏和的位置;隨后再進(jìn)一步熔融捏和。
所說的制造方法將參考圖1說明如下。使由上述熔體捏和得到的熔融樹脂混合物6從熔融樹脂混合物進(jìn)料口2流入到熔融樹脂浸漬浴1中,并將連續(xù)纖維束4從上述熔融樹脂浸漬浴的另一部位(連續(xù)纖維導(dǎo)入口3)導(dǎo)入,以便使該連續(xù)纖維束4浸漬上處于上述浸漬浴中的熔融樹脂混合物6。該連續(xù)纖維束4從出口細(xì)嘴7(該樹脂浸漬纖維出口有一個可調(diào)節(jié)的開孔)拉出,同時使該連續(xù)纖維束4卷繞在一個松開輥5上并由此制成樹脂浸漬的纖維束8,在該纖維束中長纖維是順同一方向排列的并具有受控的纖維含量。接著,使以上纖維束8干燥并將其切斷,從而制得含有順同一方向排列的長纖維的顆粒狀組合物。
以下將對有關(guān)本發(fā)明制造方法的樹脂浸漬浴和裝置作出說明。
這種熔融的樹脂浸漬浴是一種使借助螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔體捏和而得到的熔融樹脂混合物產(chǎn)生流動并使預(yù)定量的該混合物貯存起來的浴。該浴安裝有加熱器并最好能夠?qū)囟瓤刂圃诒人脴渲埸c(diǎn)高的溫度條件下,該溫度通常為160~300℃。再則,此熔融樹脂浸漬浴1備有熔融樹脂混合物喂入口2、連續(xù)纖維束導(dǎo)入口3、浸在浸漬浴中的松開輥5和出口細(xì)嘴7(樹脂浸漬的纖維束的出口)。
<熔融樹脂混合物喂入口2>
通常,熔融樹脂混合物喂入口2是開在熔融樹脂浸漬浴1的頂板上、底板上或上游一端的邊側(cè)壁上。
<連續(xù)纖維束導(dǎo)入口3>
通常,連續(xù)纖維束導(dǎo)入口3是開在熔融樹脂浸漬浴1的上游一端的邊側(cè)壁上或頂板上。當(dāng)該導(dǎo)入口開在上游一端邊側(cè)壁上時,連續(xù)纖維束(纖維集合體)4的橫截面形狀或與將上述的若干列纖維束4排列起來而得到的一股纖維束的橫截面相當(dāng)?shù)钠拭嫘螤顒t要滿足導(dǎo)入口的形狀。當(dāng)導(dǎo)入口開在上游一端的頂板上時,如果熔融樹脂混合物6從連續(xù)纖維束導(dǎo)入口3泄漏出來則不要緊,因此,可以有一個大的開口,且上述的那種形狀將不會產(chǎn)生問題。
<浸在熔融樹脂浸漬浴中的松開輥5>
使用一種幾乎為圓形截面的部件(通常叫做松開輥5)作為一種松開并浸漬連續(xù)纖維束4的裝置。該連續(xù)纖維束4被牽引進(jìn)入熔融的樹脂浸漬浴1中,同時以“之”字形方式卷繞到松開輥5上,借助這些松開輥的作用連續(xù)纖維束4可以被熔融的樹脂混合物6所浸漬。最好至少要安裝有一個松開輥5。
<出口細(xì)嘴7(樹脂浸漬的纖維束的出口)>
通過調(diào)節(jié)安裝在熔融樹脂浸漬浴最下游部位的出口細(xì)嘴7的直徑,就可以控制浸漬在連續(xù)纖維束4上的熔融樹脂6的含量。因此,當(dāng)使用相同紗支數(shù)的纖維束時,如果細(xì)嘴的直徑大,則粘附于纖維上的樹脂量就升高,而纖維的含量就下降。相反,如果細(xì)嘴的直徑小,則粘附于纖維上的樹脂量就下降,而纖維的含量則升高。
浸漬有熔融樹脂混合物的纖維束(樹脂浸漬的纖維束8)通過一個冷卻裝置,卷繞輥,以及如必要,還有造粒機(jī)之后進(jìn)行造粒加工;造粒機(jī)安裝在出口細(xì)嘴7之后,由此制得按照本發(fā)明第一種制造方法制備的含有順同一方向排列的長纖維的熱塑性樹脂組合物。
在本發(fā)明的第二種制造方法中,采用一種具有至少三個原料喂入口的螺桿擠出機(jī)。具體說,所采用的螺桿擠出機(jī)在其最上游一端開有一個原料喂入口(第一喂料口),使得固定量的含聚烯烴樹脂和有機(jī)過氧化物的混合物可以由此喂料口喂入;在擠出機(jī)的中段開有一個原料喂入口(第二喂料口),使得固定量的堿土金屬的單質(zhì)、氫氧化物和氧化物及其混合物可以由此喂料口喂入;以及在擠出機(jī)的最下游一端開有一個原料喂入口(第三喂料口),使得固定量的玻璃短纖維可以由此喂料口喂入。
使用這種螺桿擠出機(jī)對所說組合物進(jìn)行熔體捏和,然后冷卻并造粒,由此制造出含短纖維的熱塑性樹脂組合物。
實(shí)施例本發(fā)明的制造含纖維的熱塑性樹脂組合物的方法將參照以下實(shí)施例和對比例作具體說明。但是,本發(fā)明的范圍將不受這些實(shí)施例的限制。
在實(shí)施例和對比例中所制得的樹脂組合物采用以下所列的測試方法進(jìn)行評價。所用的測試片是采用一套測試片模具模塑制成的,模塑的條件是套筒溫度250℃、模具溫度50℃、模內(nèi)壓力30MPa。
(1)抗張強(qiáng)度按照J(rèn)IS K7113方法測定(2)撓曲測試按照J(rèn)IS K7203方法測定(3)撓曲彈性模量按照J(rèn)IS K7203方法測定(4)懸臂式?jīng)_擊強(qiáng)度按照J(rèn)IS K7110方法測定實(shí)施例1使用一臺具有三個原料喂入口的、φ30mm的雙螺桿擠出機(jī)(L/D整機(jī)=30,第一至第二喂料口=16,第二至第三喂料口=7,第三喂料口至模頭出口=7;捏和段的L/D第一至第二喂料口=7,第二至第三喂料口=4,第三喂料口至模頭出口=4),并從第一喂料口喂入58.15重量份的聚丙烯樹脂粉料(聚丙烯均聚物)作為含聚烯烴的樹脂、0.2重量份的馬來酸酐作為一種不飽和羧酸酐、0.05重量份的1,3-雙(叔丁基過氧化丙基)苯作為有機(jī)過氧化物、0.3重量份的硬脂酸鈣作為潤滑劑和0.3重量份的2,6-二叔丁基對甲苯酚作為熱穩(wěn)定劑。先將這些物料在一個混料機(jī)中進(jìn)行攪拌并混勻。然后將該經(jīng)混勻后的樹脂混合物從第一喂料口喂入,并從第二喂料口喂入1.0重量份的氫氧化鎂。在溫度為250℃、螺桿轉(zhuǎn)速為200rpm和總出料量為30kg/小時的擠出條件下,使經(jīng)熔體捏和而得的熔融樹脂混合物流入到浸漬浴1中。
另一方面,將玻璃纖維粗紗4(平均單纖直徑17μm,紡織紗支數(shù)2310g/km,單纖集束根數(shù)為4000根)導(dǎo)入到上述的浸漬浴1中,使處于上述浸漬浴1中的熔融樹脂混合物6能夠充分浸漬玻璃纖維粗紗中的每一根單纖,并將該粗紗從處于上述浸漬浴1中的粗紗出口7牽引出去,在牽引時通過調(diào)節(jié)上述浸漬浴的粗紗出口7的開孔使玻璃纖維的含量達(dá)40wt%(也就是說,使熔融樹脂的浸漬率達(dá)60wt%)。使由此得到的熔融樹脂混合物浸漬過的粗紗8在冷水浴中冷卻,然后用纖維切刀將其切成10mm的長度,由此制得粒狀的含玻璃長纖維的熱塑性樹脂組合物,在該組合物中,在切割表面之間順同向排列著連續(xù)的長纖維。
采用上述方法對該組合物進(jìn)行測試和評價,其結(jié)果列于表1中。
實(shí)施例2按照實(shí)施例1的方法制備一種樹脂組合物,所不同的是用氧化鎂代替氫氧化鎂,其結(jié)果列于表1。
實(shí)施例3使用一臺備有三個原料喂入口的φ30mm的雙螺桿擠出機(jī)(L/D整機(jī)=30,第一至第二喂料口=16,第二至第三喂料口=7,第三喂料口至模頭出口=7;捏和區(qū)段的L/D第一至第二喂料口=7,第二至第三喂料口=4,第三喂料口至模頭出口=4),并采用一臺攪拌機(jī)將57.1 5重量份的作為含聚烯烴樹脂的聚丙烯樹脂粉料、0.2重量份的作為不飽和羧酸酐的馬來酸酐、0.05重量份的作為有機(jī)過氧化物的1,3-雙(叔丁基過氧化丙基)苯、0.3重量份的作為潤滑劑的硬脂酸鈣和0.3份的作為熱穩(wěn)定劑的2,6-二叔丁基對甲苯酚進(jìn)行攪拌和勻混。將勻混所得的樹脂混合物從第一喂料口喂入,再從第二喂料口喂入1.0重量份的氫氧化鎂并從第三喂料口喂入1.0重量份的氧化鎂。使在250℃溫度、200rpm螺桿轉(zhuǎn)速和30kg/小時出料量的擠出條件下經(jīng)熔體捏和制得的熔融樹脂混合物流入到浸漬浴中去。
用以上的按實(shí)施例1的方法用上述的熔融樹脂組合物浸漬玻璃纖維粗紗,由此制得粒狀的含玻璃長纖維的熱塑性樹脂組合物。
采用上述方法測試并評價該樹脂組合物,其結(jié)果列于表1中。
對比例1按照實(shí)施例1的方法制備一種樹脂混合物并從第一喂料口喂料,所不同的是聚丙烯樹脂粉料的用量改為59.15重量份,且不使用氫氧化鎂和第二喂料口,從而不必重復(fù)實(shí)施例1的相應(yīng)操作。所得結(jié)果列于表1中。
對比例2按照實(shí)施例1的方法制備一種樹脂組合物,所不同的是聚丙烯樹脂粉料的用量改為57.15重量份,氫氧化鎂的用量改為2.0重量份,并將它們連同樹脂混合物一起從第一喂料口同時喂入,而第二喂料口則不使用。所得結(jié)果列于表1中。
表1
*1重量份*2模塑之前立即對比例3按照實(shí)施例3相同的方法,將樹脂混合物從螺桿擠出機(jī)的第一喂料口喂入,所不同的是,不使用氫氧化鎂、第二喂料口和第三喂料口,并在熔體捏和之后使樹脂混合物流入到浸漬浴中去。將一股作為纖維增強(qiáng)材料的玻璃纖維粗紗(平均單纖直徑17μm,紡織紗支數(shù)2310g/km、單纖集束根數(shù)4000根)從浸漬浴上部導(dǎo)入,使玻璃纖維粗紗中的每一根單纖都充分浸漬上熔融的樹脂,并將該粗紗作這樣的牽引,即使得該玻璃纖維的含量為40wt%。在冷卻水浴使之冷卻,然后用切纖機(jī)將其切斷成10mm長,由此制得粒狀的含玻璃長纖維的熱塑性樹脂組合物。
將2重量份的氫氧化鎂加入到98重量份的上述組合物中制成一種組合物(也就是說,在模塑制作評價用的測試片之前立即加入氫氧化鎂),并按上述方法對其進(jìn)行評價,其結(jié)果列于表1中。
實(shí)施例4使用一臺備有三個原料喂入口的φ45mm雙螺桿擠出機(jī)(L/D整機(jī)=40,第一至第二喂料口=22,第二至第三喂料口=9,第三喂料口至模頭出口=9;捏和區(qū)段的L/D第一至第二喂料口=7,第二至第三喂料口=4,第三喂料口至模頭出口=4),并在一臺混料機(jī)中加入67.1重量份的作為含聚烯烴樹脂的聚丙烯樹脂粉料、0.2重量份的作為不飽和羧酸酐的馬來酸酐、0.1重量份的作為有機(jī)過氧化物的1,3-雙(叔丁基過氧化丙基)苯、0.3重量份的作為潤滑劑的硬脂酸鈣和0.3重量份的作為熱穩(wěn)定劑的2,6-二叔丁基對甲苯酚,進(jìn)行攪拌和勻混。將由勻混得到的樹脂混合物從第一喂料口喂入,并又從第二喂料口喂入2.0重量份的氫氧化鎂,從第三喂料口喂入30重量份的玻璃短纖維。在250℃溫度、200rpm轉(zhuǎn)速和30kg/小時總出料量的擠出條件下,對所說混合物進(jìn)行熔體捏和,隨后在冷水浴中冷卻,接著用切纖機(jī)進(jìn)行造粒,由此制得含玻璃短纖維的熱塑性樹脂組合物。
按照前述方法對該組合物進(jìn)行測試和評價,其結(jié)果列于表2中。
對比例4按照實(shí)施例1的方法制備一種樹脂混合物并從第一喂料口喂料,所不同的是聚丙烯樹脂粉料的用量改為69.1重量份,同時不使用氫氧化鎂和第二喂料口,從而不再重復(fù)實(shí)施例4的該項(xiàng)操作。所得結(jié)果列于表2中。
對比例5按照實(shí)施例4的方法制備一種樹脂組合物,所不同的是,樹脂混合物是與氫氧化鎂一起同時從第一喂料口喂入,而第二喂料口則不用。所得結(jié)果列于表2中。表2
*重量份工業(yè)上應(yīng)用的可能性按照本發(fā)明第一種制造方法的任一實(shí)施例(實(shí)施例1~3)中(其中樹脂組分與堿土金屬是分別喂入的),使用所制得的樹脂組合物制成的模塑制件具有優(yōu)良的力學(xué)強(qiáng)度,如抗張強(qiáng)度、撓曲強(qiáng)度和懸臂沖擊強(qiáng)度。與此相反,不喂入堿土金屬的樹脂組合物(對比例1)、樹脂組分與堿土金屬不是分別喂入的樹脂組合物(對比例2)以及堿土金屬混入模塑料中的樹脂組合物(對比例3)則提供低的力學(xué)強(qiáng)度值。據(jù)推測,當(dāng)堿土金屬混入模塑料中時,長的纖維被切斷了,所以力學(xué)強(qiáng)度就下降了。
再則,由按照本發(fā)明第二種制造方法的實(shí)施例3制備的樹脂組合物所提供的力學(xué)強(qiáng)度較之不喂入堿土金屬的樹脂組合物(對比例4)和樹脂組分與堿土金屬不是分別喂入的樹脂組合物(對比例5)所提供的力學(xué)強(qiáng)度要高。但是,按照第一種制造方法制得的含長纖維的樹脂組合物的沖擊強(qiáng)度更為優(yōu)良。
權(quán)利要求
1.一種制造含有長纖維的熱塑性樹脂組合物的方法,包含采用一種包含一臺備有至少兩個原料喂入口的螺桿擠出機(jī),且在該擠出機(jī)的末端(最下游一端)安有一個用熔融樹脂液體浸漬連續(xù)纖維束的樹脂浸漬浴的設(shè)備;向位于所說螺桿擠出機(jī)上游一端的原料喂入口(第一喂料口)喂入固定量的一種包含一種含有聚烯烴的樹脂、一種不飽和羧酸和一種有機(jī)過氧化物,或一種含有聚烯烴的樹脂、一種不飽和羧酸酐和一種有機(jī)過氧化物,或一種含有聚烯烴的樹脂、一種不飽和羧酸、一種不飽和羧酸酐和一種有機(jī)過氧化物的樹脂混合物;向位于所說螺桿擠出機(jī)下游一端的原料喂入口(第二喂料口)喂入固定量的至少一種選自堿土金屬的單質(zhì)、氫氧化物和氧化物的堿土金屬;第二喂料口所處的位置應(yīng)在上述混合物能受到充分的熔體捏和之后的位置;使由熔體捏和而得到的熔融樹脂混合物流入到上述的浸漬浴中去;使一種連續(xù)纖維束通過該浸漬浴中的熔融樹脂混合物,從而使該連續(xù)纖維束浸漬上所說的樹脂混合物;將上述纖維束從一個帶有可調(diào)開孔的樹脂浸漬纖維出口處拉出并由此使該長纖維沿同一方向取向,并控制纖維含量;以及隨后使該樹脂組合物固化。
2.如權(quán)利要求1所述的、制造含長纖維熱塑性樹脂組合物的方法,其中,向第一喂料口喂入包含94~20wt%的含聚烯烴的樹脂、0.01~5.0wt%的不飽和羧酸和/或不飽和羧酸以及0.01~0.5wt%的有機(jī)過氧化物的樹脂混合物;向第二喂料口喂入0.01~5.0wt%的堿土金屬;同時,調(diào)節(jié)樹脂浸漬纖維出口的開孔以使纖維的含量達(dá)到5~80wt%(wt%是以所要生產(chǎn)的樹脂組合物的總重量為基準(zhǔn)計(jì)算的)。
3.一種制造含有短纖維的熱塑性樹脂組合物的方法,包含將固定量的一種包含一種含有聚烯烴的樹脂、一種不飽和羧酸和一種有機(jī)過氧化物,或一種含有聚烯烴的樹脂、一種不飽和羧酸酐和一種有機(jī)過氧化物,或一種含有聚烯烴的樹脂一種不飽和羧酸、一種不飽和羧酸酐和一種有機(jī)過氧化物的樹脂混合物喂入到位于一臺具有至少三個原料喂入口的螺桿擠出機(jī)的上游一端的一個原料喂入口(第一喂料口)中;將固定量的至少一種選自堿土金屬的單質(zhì)、氫氧化物和氧化物的堿土金屬喂入到一個原料喂入口(第二喂料口)中以使其熔融捏和;將固定量的纖維質(zhì)材料從第三喂料口喂入并使其進(jìn)一步熔融捏和;及然后使該混合物冷卻并進(jìn)行造粒。
4.如權(quán)利要求3所述的、制造含短纖維熱塑性樹脂組合物的方法,其中,向第一喂料口中喂入包含94~20wt%的含聚烯烴的樹脂、0.01~5.0wt%的不飽和羧酸和/或不飽和羧酸和0.01~0.5wt%的有機(jī)過氧化物的樹脂混合物;向第二喂料口中喂入0.01~5.0wt%的堿土金屬;向第三喂料口中再喂入5~80wt%的纖維質(zhì)材料(wt%是以所要生產(chǎn)的樹脂組合物總重量為基準(zhǔn)計(jì)算的)。
全文摘要
一種通過一步操作制造含纖維的熱塑性樹脂組合物的方法,該樹脂組合物具有高的流動性且能賦予制品高的抗沖強(qiáng)度。所說的方法包括采用一種由螺桿擠出機(jī)和位于該螺桿擠出機(jī)出口處的樹脂浸漬浴構(gòu)成的設(shè)備;包括將含聚烯烴的樹脂組分與一種不飽和羧酸和一種有機(jī)過氧化物的混合物,或?qū)⑺f的樹脂組分與一種不飽和羧酸酐和一種有機(jī)過氧化物的混合物,或?qū)⑺f的樹脂組分與一種不飽和羧酸、一種不飽和羧酸酐和一種有機(jī)過氧化物的混合物,以恒定進(jìn)料量通過位于所說螺桿擠出機(jī)上游一端的第一喂料口喂入到所說的螺桿擠出機(jī)中去;包括將至少一種選自堿土金屬的單質(zhì)、氫氧化物和氧化物中之一者,以恒定進(jìn)料量通過位于所說螺桿擠出機(jī)下游的第二喂料口喂入到所說的螺桿擠出機(jī)中去;其中,上述的混合物已經(jīng)過充分的熔體捏和作用,然后使由此得到的熔體捏和過的樹脂混合物卸入到所說的浸漬浴中;包括使一種纖維粗紗通過浸漬浴中的樹脂混合物以使該粗紗浸漬上該樹脂混合物;同時還包括將浸漬了樹脂混合物的粗紗經(jīng)過一個牽引出口,從浸漬浴中牽引出來,從而制得一種含長纖維的熱塑性樹脂組合物。
文檔編號B29B15/12GK1282288SQ98812247
公開日2001年1月31日 申請日期1998年10月14日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月17日
發(fā)明者服部隆宏, 武井洋 申請人:智索股份有限公司