玻璃纖維增強聚烯烴組合物的制作方法
【專利說明】玻璃纖維増強聚稀輕組合物
[0001] 本發明通常設及玻璃纖維增強聚締控。
[0002] 更特別的是，本發明設及長玻璃纖維增強聚締控，例如，長玻璃纖維增強聚丙締。 運樣的材料用于要求高剛度的應用，例如，保險杠飾板、儀表盤支架和其它汽車部件。
[0003] 長玻璃纖維增強聚丙締材料本身是已知的并且例如可W商品名Stamax商購自 SABIC Innovative Plastics。運些長玻璃纖維增強聚丙締材料可作為包含忍和包圍所述 忍的聚丙締護層圍丸粒獲得，其中所述忍包含沿丸粒縱向延伸的玻璃纖維和浸潰劑。
[0004] W02009/080281公開了用于制造所述類型的長玻璃纖維增強聚丙締材料的方法。 該法包括W下后續步驟：
[0005] a)從卷中解出至少一根連續玻璃多長絲股，其包含至多2質量％的上漿劑組合物；
[0006] b)將0.5-20質量％的浸潰劑施用至所述至少一根連續玻璃多長絲股W形成經浸 潰的連續多長絲股；
[0007] C)將熱塑性聚合物的護層施加至經浸潰的連續多長絲股周圍W形成裝有護層的 連續多長絲股；
[000引其特征在于浸潰劑是非揮發性，其烙點比熱塑性基體烙點低至少2(TC，
[0009] 施用溫度下的粘度為2.5-lOOcS，并且
[0010] 與待增強的熱塑性聚合物相容。
[001。 2.5-lOOcS的粘度對應于2.5 X 10-6-100 X l0-6m2/s的施用溫度下的粘度。
[0012] 根據W02009/080281，裝有護層的連續玻璃多長絲股可W切割成長度為2-50mm，優 選5-30mm，更優選6-20mm并且最優選10-15mm的丸粒。
[0013] 用于制造長玻璃纖維增強聚丙締材料的另一種方法所基于是拉擠工藝。在運樣的 方法中，W使得個體長絲完全分散至所述樹脂中的方式將連續玻璃多纖維股牽拉穿過烙融 的樹脂。運樣的方法的實例公開于EP1364760、化1010646和W02008/089963。
[0014] W02009/080821中使用術語"多長絲股"和使用的術語"多纖維股"應該認為是同義 詞并且指的是相同類型的材料，其通常也稱為粗紗。
[0015] 拉擠等級長玻璃纖維增強聚丙締材料和根據本發明的長玻璃纖維增強聚締控材 料之間的重要區別是在本發明中玻璃纖維未分散在聚締控中。該分散僅僅在下游轉化工藝 中（例如，注塑成型)材料模制成成品或半成品部件時發生。
[0016] 為了允許恰當地將玻璃纖維分散在運樣的下游轉化工藝中，丸粒的忍不僅包含玻 璃纖維還包含浸潰劑。浸潰劑在模制（半)成品制品的過程中促進玻璃纖維的恰當的分散。 浸潰劑是運些長玻璃纖維增強聚締控材料的重要組分。
[0017] 首先，如果玻璃纖維在下游工藝中的分散不充足，運將導致玻璃纖維在最終產物 中聚結，導致不良的視覺外觀，所謂的"白斑"，并且甚至可能損失或降低機械性質。
[0018] 第二，如果浸潰劑未充分地使玻璃纖維彼此結合并且結合至聚締控護層，則在使 丸粒(其是根據本發明的組合物的形式)經受反復性機械負荷時，玻璃纖維可能從丸粒中分 離。運樣的反復性機械負荷可能例如在丸粒通過管道系統或振動輸送機裝置(例如振動輸 送帶運輸)的過程中發生。進一步地，反復性機械負荷在搖動、攬拌多個丸粒或在將丸粒填 充至適合的運輸容器，例如，包裝件(octabin)中時發生。除此之外，運輸容器可W在運輸過 程中經受振動，其可W是玻璃長絲從丸粒中分離的另一種原因。應該理解W上實例的若干 變種也可W認為是反復性機械負荷。反復性機械負荷的本質通常是無規的。特別重要的是， 在丸粒通過管道系統運輸的過程中玻璃纖維從丸粒中分離是因為分離的長絲可W導致管 道系統和/或用于管道系統的過濾器、閥口、出口等的堵塞。運樣的堵塞可能導致設備的故 障時間和生產能力的可能的損失。玻璃纖維從丸粒中分離的問題通常稱為"游離玻璃"問 題。
[0019] 因此，實際上，浸潰劑具有至少兩種關鍵的功能，第一種是有效地使玻璃纖維彼此 結合并且結合至丸粒中的聚締控護層，并且第二種是提供玻璃纖維在下游轉化工藝中的充 分分散。
[0020] 適合的浸潰劑公開于W02009/080281dW02009/080281具體公開了浸潰劑可W是30 質量％的超支化聚合物（Vybar 260,可得自Baker Hu曲es)和70質量％的鏈燒控(Paralux 油，可得自化evron)的共混物。W02009/080281的浸潰劑的缺點是其要求個體組分的非現場 (off-site)共混、在工藝的后勤鏈中增加了進一步的步驟，并且因此使得運樣的浸潰劑甚 至更昂貴。通常，優選的是使用單組分浸潰劑，W使得克服混合問題，例如組分的去混合、儲 存問題和更復雜的后勤。
[0021] W099/00543公開了用于施用至玻璃增強纖維的非水性上漿劑組合物，其包含(a) 一種或多種成膜劑，其與待增強的聚合物可混合;和(b)-種或多種偶聯劑。成膜劑可W選 自無定形蠟、微晶蠟、馬來酸化的低分子量聚丙締、控樹脂。該文件的上漿劑組合物為在其 制造過程中直接施用至玻璃纖維上的材料。因此，W099/00543中公開的上漿劑組合物不被 認為是本文定義的浸潰劑。不同的是，本發明的浸潰劑是單獨于根據本發明的玻璃纖維增 強聚締控組合物的組分并且在所述組合物的制造過程中，所述浸潰劑施用在玻璃多纖維股 (粗紗)上，所述玻璃多纖維股包含玻璃纖維，所述玻璃纖維包含上漿劑。
[0022] 鑒于浸潰劑的重要功能，存在對滿足至少上述功能的進一步的浸潰劑的持續需 求，但是其同時允許W成本有效的方式制造玻璃纖維增強聚締控材料。
[0023] 因此，目標是提供長玻璃纖維增強聚締控，其包含忍和包圍所述忍的聚締控護層， 其中所述忍包含沿著丸粒的縱向方向延伸的玻璃纖維和浸潰劑，其滿足W下的一種或多 種：
[0024] -纖維良好地分散在由所述長玻璃纖維增強聚締控制造的制品中，
[0025] -在丸粒經受反復性機械負荷時運樣的丸粒導致的游離玻璃低，
[00%]-低材料成本，
[0027]-由該組合物制造的制品的機械性質良好，
[00%]-制造的速度可接受
[0029] -排放和/或氣味性質可接受
[0030] 本發明人已經發現運些目標中的至少一種可W使用玻璃纖維增強聚締控組合物 來滿足，所述玻璃纖維增強聚締控組合物包含忍和包圍所述忍的聚締控護層，其中所述忍 包含玻璃纖維和浸潰劑，其中所述浸潰劑包含至少70wt%的微晶蠟，基于浸潰劑重量計。在 運個方面，將要理解微晶蠟可W為單個微晶蠟或若干微晶蠟的共混物。應該理解浸潰劑是 在組合物中的單獨組分并且不應該與上漿劑組合物(上漿劑)混淆，所述上漿劑組合物（上 漿劑)在其制造過程中通常施用在玻璃纖維表面上。在運個方面，術語"玻璃纖維"應該理解 為意指具有玻璃忍和與所述玻璃忍接觸的上漿劑組合物的玻璃纖維。玻璃纖維制造中的上 漿劑的用途是公知的，例如見于W099/00543,并且甚至對制造粗紗(也稱為玻璃多纖維股） 來說是重要的。或者，在不存在上漿劑的情況下，不可能制造可W組合成粗紗并且纏繞在線 軸上的玻璃纖維。
[0031] 因此，更具體而言，本發明設及玻璃纖維增強聚締控組合物，其包含忍和包圍所述 忍的聚締控護層，其中所述忍包含玻璃纖維和浸潰劑，其中所述浸潰劑包含至少70wt%的 微晶蠟，基于浸潰劑重量計，并且其中玻璃纖維包含玻璃忍和與所述玻璃忍接觸的上漿劑 組合物。
[0032] 微晶蠟是公知的材料。通常，微晶蠟是固體飽和脂肪族控的精煉混合物，并且通過 對來自石油精煉工藝的特定級分進行去油生產。微晶蠟不同于精制鏈燒控蠟，不同之處在 于分子結構更支化并且控鏈更長(更高的分子量）。因此，微晶蠟的晶體結構相比鏈燒控蠟 細小得多，其直接影響了運樣的材料的多種機械性質。微晶蠟相比于鏈燒控蠟更有初性、更 有柔性并且通常烙點更高。細晶結構也使得微晶蠟與溶劑或油結合，并且因此防止組合物 滲出（sweating out)。微晶蠟可W用于改性鏈燒控蠟的晶體性質。
[0033] 微晶蠟也非常不同于所謂的異聚合物（iso-polymer)。首先，微晶蠟是石油基的， 而異聚合物為聚-α-締控。第二，異聚合物具有高于95 %的非常高支化程度，而就微晶蠟而 言的支化量通常為40-80wt%。最后，相比于微晶蠟的烙融溫度，異聚合物烙點通常相對低。 總之，微晶蠟形成了不同種類的材料，其不與鏈燒控或異聚合物產生混淆。
[0034] 剩余的至多30wt%的浸潰劑可W包含天然或合成蠟或異聚合物。通常的天然蠟為 動物蠟(例如蜂蠟、羊毛脂和牛脂）、植物蠟(例如己西棟桐蠟、小燭樹蠟、大豆）、礦物蠟(例 如鏈燒控、地蠟和褐煤蠟）。通常的合成蠟包括締屬聚合物例如聚乙締蠟或多元醇酸-醋蠟、 氯化糞和Fisher Tropsch衍生蠟。通常的異聚合物或超支化聚合物的實例為上述的Vybar 260。在實施方案中，浸潰劑的剩余部分包含高度支化聚-α-締控的一種或多種(例如聚乙締 蠟）、鏈燒控或由其組成。
[0035] 因為浸潰劑為玻璃纖維增強聚締控組合物中的單獨組分，浸潰劑通常不包含