CN101076563A - 复合组合物、结构制品及其制备 - Google Patents

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Abstract

一种适于形成成形制品的复合组合物，所述复合组合物包含热塑性聚烯烃粘合剂、纤维素、固态的马来化聚丙烯偶联剂和硬脂酸盐润滑剂。可由这些组合物通过挤出形成成形制品，而不会对挤出过程造成不应有的不利影响，或者不利地影响产量。用于该复合组合物的添加剂包包含固态的马来化聚丙烯偶联剂和硬脂酸盐润滑剂。

Description

复合组合物、结构制品及其制备
发明领域
[0001]本发明涉及包含热塑性聚合物、纤维素纤维、偶联剂和润滑剂的复合组合物，用于该复合组合物的润滑剂/偶联剂包，结构件以及由该组合物形成的结构件的制备方法。当形成结构件时，本发明的复合材料非常适于用作木材的替代品。
发明背景
[0002]已知包含有机树脂和填充剂的复合材料，并使用多年。为了降低砍伐天然木材的需求，需要找到具有天然木材外观和感觉的材料。该需求的一个理由在于努力节约全世界森林用于建筑目的的天然木材的有限供应。另一个理由在于某些复合材料在某些方面可表现出比天然木材更优异的性质。例如，有可能将复合材料配制成防潮性得到增强和物理性质得到提高的合成木材。
[0003]在建筑中大量使用木制品除通常的高成本和使用困难外，许多通用板材制造中的木材成为废料。木材生产商努力将被砍伐的树木转变为一系列用于结构件制造的长木板和厚木板时，产生大量锯末和例如树枝等纸浆材料。因此已尝试利用木材纤维或木材碎料和各种粘合剂材料制备作为原木替代品的产品。该类产品已有售，通常称为“纤维板”或“碎料板”。此外，已利用木材碎料或木材纤维与塑料粘合剂制备所谓的塑化木材。结果，总体而言纤维素和相关材料为非常理想的用于复合物的材料，特别是在用作木材替代品的复合物中。
[0004]一个与该复合材料的制备和效用相关的问题为能否将纤维素纤维和热塑性粘合剂紧密粘合在一起。几乎从已知该种材料起，就已认为填充剂和树脂质混合物间的粘合稳定性是这些材料降解和毁损的原因。如美国专利5,981,067所报导，该问题的一个解决方法包括增强聚合物和纤维间的相容性，即聚合物和纤维彼此混合和/或粘合的趋势。美国专利5,120,776教导了用马来酸或邻苯二甲酸酐预处理过的纤维素纤维可增强纤维在聚合物基质中的结合和分散性，该专利通过引用结合到本文。与这点相关的还有Maldas和Kokta，“Surface modification of wood fibers using maleic anhydride andisocyanate as coating components and their performance in polystyrenecomposites(利用马来酸酐和异氰酸酯作为涂料组分对木材纤维进行表面改性及其在聚苯乙烯复合物中的性能)”，Journal Adhesion ScienceTechnology(粘合科技)，1991，1-14页。
[0005]虽然已提议将基于马来酸酐的偶联剂用于制备复合材料，但在商业应用中使用该种材料不可能成功就已成定论。复合组合物的商业应用经常涉及通过模塑、挤出等方法对该组合物进行成形。为了使该种操作在商业竞争环境中切实有效，要求以相对较高的速率和最少的操作问题进行该加工过程。为此，切实需要在复合组合物中使用添加剂以有助于其加工。通常使用的一种加工助剂为润滑剂或脱膜剂，其使得能够以可接受的商业速度有效加工该复合物。硬脂酸盐，通常为硬脂酸金属盐，尤其是硬脂酸钙或硬脂酸锌，经常用于润滑剂包，而该润滑剂包用于包含热塑性聚合物和纤维素填充剂的复合物。参见例如美国专利6,180,257B1(第2栏，26-28行)。
[0006]然而，已发现使用用于形成纤维素填充剂和热塑性聚烯烃粘合剂(使用马来化的聚丙烯偶联剂)的挤出复合物的硬脂酸盐润滑剂会导致由该包含马来化的聚丙烯偶联剂的复合物制备的结构制品产生裂纹和裂缝，同时对挤出扭矩和挤出压力产生不利影响。在解决该问题的一种尝试中，要求所述制品的加工者或制造商降低挤出速率和提高润滑剂的用量。这两种调整方式均不理想，且通常不能接受。较慢的挤出速率导致单位时间段内的产量(产率)下降和更高的成品制造成本。使用更多的润滑剂增加制备成本，同时可导致制品所需性质的降低。
[0007]因此，如果可提供纤维素填充剂和热塑性聚烯烃粘合剂(使用马来化的聚丙烯偶联剂)的复合物，其不会使由其形成的结构制品产生裂纹和裂缝，同时不需要降低挤出速率或提高润滑剂的用量而获得所述结构制品，这将是非常理想的。特别理想的是提供该种性能得到提高的复合物，其可实现上述目的，同时提供由其制备的结构制品，该结构制品相对于由现有复合物制备的结构制品，具有相同或更好的物理性质。
发明概述
[0009]本发明涉及多个方面的内容，包括新型的润滑剂/偶联剂添加剂包组合物、新型复合组合物、新型结构件以及制备所述复合结构的新方法。这些方面的每一个都至少部分来自于本发明发明人的如下认识：所提及的问题可通过将固态制备的马来化的聚丙烯偶联剂用作在纤维素填充剂、热塑性聚烯烃粘合剂和硬脂酸盐润滑剂的复合物中使用的偶联剂予以解决。此前，只有熔融形成的马来化的聚丙烯偶联剂，例如美国专利3,882,1945、4,404,312和5,001,197公开的熔融法制备的偶联剂，被用于纤维素填充剂、热塑性聚烯烃和硬脂酸盐润滑剂的复合物中。本发明发明人已发现，通过在纤维素填充剂、热塑性聚烯烃和硬脂酸盐润滑剂的复合物中使用固态制备的马来化的聚丙烯偶联剂，可基本消除由其形成的结构制品中的裂纹和裂缝问题，同时还发现不需要降低挤出机的速度和增加润滑剂的含量。
[0010]申请人已发现非常适于形成成形制品和结构制品的复合组合物，该复合组合物包含热塑性聚烯烃聚合物、纤维素填充剂、固态的马来化聚丙烯偶联剂和硬脂酸盐润滑剂。可将所述固态的马来化聚丙烯偶联剂与硬脂酸盐润滑剂和任选的其他润滑剂结合，以形成用于制备所述复合组合物的新型的预制添加剂包。
[0011]本发明方法包括使本发明复合物成形为成形制品或结构制品，优选通过挤出热塑性聚烯烃聚合物、纤维素填充剂、固态的马来化聚丙烯偶联剂和硬脂酸盐润滑剂的复合物。
[0012]本发明的成形制品或结构制品包括由该包含热塑性聚烯烃聚合物、纤维素填充剂、固态的马来化聚丙烯偶联剂和硬脂酸盐润滑剂的复合物形成的成形制品或结构制品。
附图简述
[0012]图1为本发明一个实施方案的结构件的横截面半示意图；图2为本发明另一个实施方案的结构件的横截面半示意图；和图3为本发明另一个实施方案的结构件的横截面半示意图。
优选实施方案描述
[0013]本发明涉及可以高速率制成具有所需强度性能的成形制品或结构制品(尤其是结构件)的复合组合物。一般而言，优选所述组合物包含约10-约50重量份热塑性聚合物、约50-约85重量份纤维素纤维、对本发明而言有效量的偶联剂以及有效量的润滑剂。本文使用的术语有效量指产生可觉察到的(优选实质上的)组合物相应性能提高的任何量。因此就偶联剂而言，有效量的固态的马来化聚丙烯偶联剂产生可觉察到的热塑性聚合物和纤维素纤维间相容性和/或粘性的提高，所述提高通常通过成形制品拉伸强度的提高表现出来，但这不是唯一方式。优选马来化聚丙烯偶联剂的该种有效量为约1-约5重量份。就硬脂酸盐润滑剂而言，有效量的润滑剂产生可觉察到的组合物可加工性的提高，所述提高通常通过所述组合物可有效形成(优选挤出)成形制品的速度和/或效率的提高表现出来，但这不是唯一方式。优选单独或与其他润滑剂结合的硬脂酸盐润滑剂的该种有效量为约1-约10重量份，更优选为约1-约5重量份。
[0014]依据某些优选的实施方案，优选所述复合组合物包含约30-约47，更优选约20-约40重量份，更加优选约25-约35重量份热塑性聚烯烃聚合物，优选约50-约80重量份，更优选约50-约70重量份纤维素纤维，优选约1-约5重量份，更优选约1-3重量份固态制备的马来化聚丙烯偶联剂，优选约1-约8重量份，更优选约2-约6重量份润滑剂。
[0015]本发明包含本发明基于固态的马来化聚丙烯偶联剂和硬脂酸盐润滑剂的组合物的优选实施方案制备的成形制品的性能得到了提高，制备的制品没有任何明显的或实质上的裂纹或裂缝，不需要产量的任何降低或者不需要润滑剂用量的任何提高。优选由本发明优选复合组合物制备的制品的弹性模量(MOE)为至少约250,000，更优选至少约300,000，优选裂断模量(MOR)为至少约1500，更优选至少约2000。
[0017]本发明(具体而言是本发明固态的马来化聚丙烯偶联剂/硬脂酸盐润滑剂的组合)的另一个实质上的和出人意料的优势在于成本优势，该优势来源于本发明组合物加工性能的提高。更具体地说，本发明的固态的马来化聚丙烯偶联剂/硬脂酸盐润滑剂的组合能更有效地增强所述复合组合物的可成型性，尤其是可挤出性。
[0018]设想任何基本上为热塑性的聚烯烃聚合物均适用于本发明。基本上为热塑性的聚烯烃聚合物材料的基本要求为其保留足够的热塑性，以使熔体与纤维素纤维混合，并使其在热塑加工中通过挤出或模塑有效形成成形制品。因此设想本发明组合物可包含少量的热固性树脂，而不牺牲这些必须的性能。可使用新的和循环利用的(废品)聚合物。本文使用的术语聚烯烃指不饱和脂族烃的均聚物、共聚物和改性聚合物。优选的聚烯烃为C2-C4聚烯烃，最优选聚乙烯和聚丙烯。特别优选低密度聚乙烯(LDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)。
[0019]本发明的组合物包括含有纤维素的填充剂。所述填充剂组分可包含增强(高长宽比)填充剂、非增强(低长宽比)填充剂以及增强填充剂和非增强填充剂的组合。长宽比为填充剂颗粒长度和有效直径的比率。高长宽比具有如下优势，即相同含量的填充剂强度更高和模量更大。可包括无机填充剂(例如玻璃纤维、碳纤维、滑石、云母、高岭土和碳酸钙等)作为纤维素的任选补充物。此外，也可使用包括任何合适聚合物纤维的其他有机填充剂。
[0020]本发明的纤维素填充剂特别重要和优选，因为其成本低以及例如重量轻、在高强度热动力混合器中加工处理后能保持高长宽比和低磨损性(因此延长机器的使用寿命)等其他原因。所述纤维素可为任意来源，包括木材/林业和农副产品。所述纤维素纤维可包括硬木材纤维、软木材纤维、大麻、黄麻、稻壳、麦秆以及上述物质两种或多种的组合。在某些实施方案中，优选所述纤维素包含实质量的高长宽比纤维，例如硬木材中存在的纤维。然而，该高长宽比的纤维通常更难以加工，因此在着重考虑加工速度和效率的实施方案中可能不太希望使用。
[0021]本文使用的术语固态的马来化聚丙烯偶联剂指促进纤维素颗粒和热塑性聚合物分散和/或相容的固态的马来化聚丙烯偶联剂。本发明发明人已出人意料地发现，固态的马来化聚丙烯偶联剂非常适用于用于制备复合组合物及由其制备的结构制品的不同聚烯烃聚合物(更优选C2-C4聚烯烃，更加优选聚乙烯和聚丙烯)和硬脂酸盐润滑剂。对于本发明中需要可高效用于多种复合组合物的偶联剂的实施方案，本发明发明人已发现，优选使用马来化聚丙烯聚合物，优选分子量为约10,000-约25,000，更优选约10,000-约20,000、每聚合物链的平均马来酸酐官能度为约0.6-约5％，更优选约1.0-约2.％，更加优选约1.3-约1.6％的聚丙烯。该种固态的马来化聚丙烯购自例如Kometra Kunststoff Modificakatoren und Aditiv AG of Schkopau，Germany。该种固态的马来化聚丙烯依据WO 02/093157公开的固态制造法制备，其公开的内容通过对其的引用结合到本文中。这类购自Kometra Kunststoff Modificakatoren und Aditiv AG的典型固态马来化聚丙烯的实例包括可购得的商品名为Kometra 2110FA、Kometra2112FA、Kometra 8012FA和Kometra 8112FA的固态马来化聚丙烯。特别优选在本发明的聚烯烃热塑性聚合物/纤维素填充剂/硬脂酸盐润滑剂复合组合物中用作偶联剂的固态的马来化聚丙烯为Kometra8112。
[0022]设想在某些实施方案中，除固态马来化聚丙烯偶联剂外，可能还需要优选单独使用或与其他优选的偶联剂结合使用硅烷偶联剂。当然，除本文所述的固态的马来化聚丙烯偶联剂外，也可使用本文没有具体提及的其他有效的偶联化合物，但其目前为或将为本领域熟练技术人员所知。
[0023]本发明的复合组合物包含有效量的硬脂酸盐润滑剂或润滑剂包。虽然任何合适的硬脂酸盐润滑剂均可用于本发明的复合组合物，但在一个优选实施方案中，所述润滑剂包含硬脂酸钙或硬脂酸锌润滑剂。如美国专利3,578,621所公开，优选本发明的润滑剂包也包含羧酰胺蜡，更优选硬脂酰胺蜡，通过引用将该美国专利结合到本文。特别优选亚乙基双硬脂酰胺(“EBS”)。虽然设想可以较宽的相对浓度在润滑剂包中一起使用硬脂酸盐和酰胺蜡，但优选烷基酯与酰胺蜡的重量比为约30∶1-约1∶1，更优选20∶1-约2∶1。
[0024]本发明一方面涉及用于形成具有有利的加工性能和最终用途性能的复合组合物的添加剂组合物。更具体地说，所述添加剂包包含硬脂酸盐润滑剂和固态的马来化聚丙烯偶联剂的独特组合，其可有效提高所述复合物的加工特性，而不会减损成品的强度特性，同时还不会降低复合制品的产量以及不会产生具有难以接受的裂纹和裂缝的制品。
[0025]虽然设想在某些实施方案中，可有益地单独使用本发明的硬脂酸盐润滑包，但依据本发明通常优选提供包含硬脂酸盐润滑剂/包和固态的马来化聚丙烯偶联剂/包的添加剂包。此外，虽然依据本发明设想这些包可以较宽的相对比例范围组合，但通常优选提供包含硬脂酸盐的润滑剂与偶联剂的重量比为约1∶1-约4∶1，在某些实施方案中更优选约3∶2或3∶1或2∶1的添加剂包。
[0026]本发明的复合组合物可包含其他任选的组分，包括但不限于约0-约10％重量的其他填充剂(例如矿物填充剂)、约0-约4％重量的颜料和着色剂、约0-约2％重量的光稳定剂和约0-约2％重量的杀虫剂等，其中所述重量百分数基于组合物的总重量。
[0027]如前所述，可利用本发明复合组合物形成许多结构件，同时所有这类结构件均在本发明的宽泛范围内。而且本发明发明人已发现本发明方法和组合物可用于形成结构件，尤其是挤出结构件，否则所述结构件将异常难以形成和/或从经济角度出发因为高加工成本而实际上不可行。更具体地就图1-3而言，可见本发明包括坚硬且轻质的结构件。本领域熟练技术人员将会理解的是，由于所述结构的横截面面积较大，实际上不可能通过挤出现有复合组合物制备这类轻质结构件。更具体而言，本发明的复合组合物具有高强度和高润滑性的独特结合，其使得能够以相对更高的速率和在经济挤出条件下挤出这种高表面积的结构件。本发明发明人认为，依据现有技术使用纤维素填充剂、热塑性聚烯烃、熔融形成的马来化聚丙烯偶联剂和硬脂酸盐润滑剂的复合物的不可能以经济高效和成本低廉的方式制备这类结构件。
[0028]形成复合制品的方法包括形成成形制品，其包括以下步骤：提供本文所述的本发明复合组合物以及使所述组合物成型为所需成形制品。可依据本领域技术人员熟知的用于组合组分形成均匀复合组合物的任何方法(如美国专利3,943,079、4,338,228、5,886,066和5,997,784所公开的方法)组合组分而提供所述组合物，通过引用将上述专利结合到本文中。
[0029]如上述专利所公开的，成型步骤也可包括本领域技术人员熟知的用于使均匀复合物成型为成形制品的任何方法，包括注塑和挤出。优选通过挤出成型。
[0030]通过以下示例了可由本发明复合组合物制备的改良复合制品的实施例对本发明进行阐述，但这不构成限定。
[0031]制备以下本发明复合组合物和对比复合组合物及由其挤出的复合板。制备和测试的复合组合物在下表1列出。
                                                表1
  组分   组合物
  1   2   3   4   5   6   7   8
  枫木40目   65   65   65   65   65   56   65   65
  HDPE   29   27   27   27   27   27   27   27
  TLPX 1229   6   6   6   6   6   6   6   6
  Kometra 2110FA   2
  Kometra 2112FA   2
  Kometra 8012FA   2
  Kometra 8112FA   2
  PH020-19017RRR   2
  1172-189-16RRR   2
  Vis 465-187-14   2
HDPE＝高密度聚乙烯
TLPX 1229＝硬脂酸锌/亚乙基双硬脂酰胺的润滑剂包(2∶1)
Kometra 2110FA、Kometra 2112FA、Kometra 8012FA和Kometra8112FA＝固态制备的马来化聚丙烯
PH020-19017RRR、1172-189-16RRR和Vis 465-187-14＝熔融制备的马来化聚丙烯
组合物2、3、4和5为本发明的复合组合物，即包含硬脂酸锌润滑剂和固态的马来化聚丙烯偶联剂的复合组合物。组合物6、7和8相类似，但为包含硬脂酸锌润滑剂和现有技术熔融制备的马来化聚丙烯偶联剂的对比复合组合物。组合物1为包含硬脂酸锌润滑剂但没有偶联剂的基准对比复合组合物。
[0032]在以下挤出条件下通过已知方法将所有复合组合物成型为约1”×0.3”(2.5cm×0.75cm)的板。所使用的挤出机为Brabender32mm平行双螺杆挤出机。室内条件为67％湿度和69(20.6℃)。挤出机条件如下：筒区#1-190℃、筒区#2-190℃、筒区#3-180℃、模头区#1-170℃、模头区#2-170℃、挤出机速度40rpm。木材含水量为0.30％。
[0033]表2列出了与八种复合组合物相对应的挤出机条件，所述条件至少部分取决于被加工处理的复合组合物。
                                                表2
  加工条件   组合物
  1   2   3   4   5   6   7   8
盘前压力psi(kg/cm2)   3400(239)   3400(239)   3500(246)   3600253)   3400(239)   3950(278)   3850(281)
模头压力psi(kg/cm2)   260(18.3)   270(19)   260(18.3)   350(24.6)   365(25.7)   485(34.1)   485(34.1)
  挤出机扭矩   14   14   15   16   17   19   19
  熔融温度℃   177   182   183   182   183   185   188
  产率英寸/分钟(cm/分钟)   31.5(80)   34(86.4)   33.75(85.7)   35.5(90.2)   33.75(85.7)   32.5(81.8)   35.75(90.6)
[0034]由八种复合组合物制备的板具有以下物理特性和性质。由包含熔融制备的马来化聚丙烯偶联剂的复合组合物(即组合物6、7和8)制备的板均具有裂纹和明显的裂缝，由组合物7制备的板具有宽裂缝，由组合物8制备的板具有非常宽的裂缝，从而无法对其进行下述物理性质的测定。相反，由本发明包含固态的马来化聚丙烯偶联剂的复合组合物制备的板均具有良好品质，且没有任何明显的裂纹或裂缝。由复合组合物1-8挤出的板的弹性模量(MOE)和裂断模量(MOR)见表3。
                                                表3
  物理性质   组合物
  1   2   3   4   5   6   7   8
  MOE   192870   236100   283090   298810   240581   334320   466890   -
  MOR   1219   1294   1572   1653   2217   1945   194-   -
[0035]仅有润滑剂而没有偶联剂的复合组合物的物理性质总体上最差。熔融制备的马来化聚丙烯偶联剂和固态制备的马来化聚丙烯偶联剂都对这些物理性质有积极影响，但熔融制备的马来化聚丙烯偶联剂对挤出机性能具有明显的不利影响，而固态制备的马来化聚丙烯偶联剂则不会。
[0036]通过以下本发明的复合组合物9-12及由其挤出的板对本发明进行进一步阐述。为对比之目的，还提供了没有任何偶联剂的基准组合物(编号13)。所述组合物见表4。
                                表4
  组分   组合物
  9   10   11   12   13
  枫木40目   65   65   65   65   69
  HDPE   27   27   27   27   29
  TLPX 1229   6   6   6   6   6
  Kometra 2110FA   2
  Kometra 2112FA   2
  Kometra 8012FA   2
  Kometra 8112FA   2
[0037]在以下挤出条件下通过已知方法将所有复合组合物成型为约1”×0.3”(2.5cm×0.75cm)的板。所使用的挤出机为Brabender32mm平行双螺杆挤出机。室内条件为66％湿度和68(20℃)。挤出机条件如下：筒区#1-190℃、筒区#2-190℃、筒区#3-180℃、模头区#1-170℃、模头区#2-170℃、挤出机速度40rpm。木材含水量为1.10％。
[0038]表5列出了与四种复合组合物相对应的挤出机条件，所述条件至少部分取决于被加工的复合组合物。
                                    表5
加工条件   组合物
  9   10   11   12   13
  盘前压力psi(kg/cm2)   3500(246)   3600(253)   3500(246)   3600(253)   3500(246)
  模头压力psi(kg/cm2)   420(29.6)   370(26.0)   380(26.7)   340(23.9)   390(27.4)
  挤出机扭矩   15   15   16   16   15
  熔融温度℃   180   182   183   183   173
  产率英寸/分钟(cm/分钟)   32(81.3)   31.25(79.4)   31.75(80.6)   315(80.0)   32(81.3))
[0039]由所述复合组合物制备的板具有以下物理特性和性质。由包含固态的马来化聚丙烯偶联剂的复合组合物制备的板均具有良好品质，且没有任何明显的裂纹或裂缝。由复合组合物9、10、11、12和13挤出的板的弹性模量(MOE)和裂断模量(MOR)见表6。
                            表6
物理性质   组合物
  9   10   11   12   13
  MOE   248330   316190   317570   336540   180260
  MOR   1563   1702   1820   1914   1234
[0040]所得结果再次表明固态的马来化聚丙烯偶联剂能明显增强所得复合制品的物理性质，而不会不利地影响产量或挤出机性能。
[0041]制备以下本发明复合组合物和对比复合组合物及由其挤出的复合板。制备和测试的复合组合物在下表7列出。
                                        表7
  组分   组合物
  14   15   16   17   18   19   20   21   22
枫木40目   65   65   65   65   65   56   65   65   65
  HDPE   29   27   27   27   27   27   27   27   27
  TLPX 1229   6   6   6   6   6   6   6   6   6
  Kometra8012FA   2
  Kometra8112FA   2
  MZ-353D   2
  Polybond3150   2
  Polybond3200   2
  MP880   2
  G-3003   2
  G-3015   2
HDPE＝高密度聚乙烯
TLPX 1229＝硬脂酸锌/亚乙基双硬脂酰胺的润滑剂包(2∶1)
Kometra 8012FA和Kometra 8112FA＝固态制备的马来化聚丙烯
MD-353D、Polybond 2150、Polybond 3200、MP880、G-3003和G-3015＝熔融制备的马来化聚丙烯
组合物15、16为本发明的复合组合物，即包含硬脂酸锌润滑剂和固态的马来化聚丙烯偶联剂的复合组合物。组合物17-22相类似，但为包含硬脂酸锌润滑剂和现有技术熔融制备的马来化聚丙烯偶联剂的对比复合组合物。组合物14为包含硬脂酸锌润滑剂但没有偶联剂的基准对比复合组合物。
[0042]在以下挤出条件下通过已知方法将所有复合组合物成型为约1”×0.3”(2.5cm×0.75cm)的板。所使用的挤出机为Brabender32mm平行双螺杆挤出机。室内条件为67％湿度和67(19.5℃)。挤出机条件如下：筒区#1-190℃、筒区#2-190℃、筒区#3-180℃、模头区#1-170℃、模头区#2-170℃、挤出机速度40rpm。木材含水量为1％。
[0043]表8列出了与九种复合组合物相对应的挤出机条件，所述条件至少部分取决于被加工的复合组合物。
                                                    表8
加工条件   组合物
  14   15   16   17   18   19   20   21   22
挤出机压力psi(kg/cm2)   3400(239)   3600(253)   3700(260)   3500(246)   3700(260)   3600(253)   3700(260)   3625(255)   3800(267)
  模头压力psi(kg/cm2)   295(20.7)   590(41.5)   400(28.1)   395(27.7)   455(32)   497(34.9)   440(29.5)   445(31.3)   450(31.7)
挤出机扭矩(Amps)   14   16   16   19   17   18   16   18   19
  熔融温度℃   173   179   183   179   180   183   183   182   182
  产率英寸/分钟(cm/分钟)   33.25(84.5)   34.8(88.4)   34.3(87.1)   33.12(84.1)   35.1(89.2)   35.5(90.2)   34.8(88.4)   35.3(89.7)   35(88.9)
[0044]由九种复合组合物制备的板具有以下物理特性和性质。由包含熔融制备的马来化聚丙烯偶联剂的复合组合物(即组合物17-22)制备的板均具有裂纹和明显的裂缝，由组合物19和22制备的板具有宽裂缝。相反，由本发明包含固态的马来化聚丙烯偶联剂的复合组合物(组合物15和16)制备的板均具有良好品质，且没有任何明显的裂纹或裂缝。由复合组合物14-22挤出的板的弹性模量(MOE)和裂断模量(MOR)见表9A和表9B。
                            表9A
物理性质   组合物
  14   15   16   17   18
  MOE   172780   3188700   344680   320480   319670
  MOR   1184   1864   1854   1609   1749
                      表9B
  物理性质   组合物
  19   20   21   22
  MOE   298850   338210   270170   310900
  MOR   1596   1750   1451   1705
[0045]仅有润滑剂而没有偶联剂的复合组合物的物理性质总体上最差。熔融制备的马来化聚丙烯偶联剂和固态制备的马来化聚丙烯偶联剂都对这些物理性质有积极影响，但熔融制备的马来化聚丙烯偶联剂对挤出机性能具有明显的不利影响，而固态制备的马来化聚丙烯偶联剂则不会。
[0046]所得结果再次表明固态的马来化聚丙烯偶联剂能明显增强所得复合制品的物理性质，而不会不利地影响产量或挤出机性能。
[0047]虽然本文参照其特定实施方案对本发明进行了描述，应当理解的是可在本文公开的本发明主旨和范围内进行改变、改进和变换。相应地，本发明包括所有这些落入所附权利要求主旨和范围内的改变、改进和变换。

Claims (19)

1.一种用于形成成形复合制品的组合物，所述组合物包含：
纤维素纤维；
热塑性聚烯烃粘合剂；
包含固态的马来化聚丙烯的偶联剂；和
硬脂酸盐润滑剂。
2.权利要求1的组合物，其中所述固态的马来化聚丙烯偶联剂具有每聚合物链约1-约2％的马来酸酐官能度。
3.权利要求2的组合物，其中所述固态的马来化聚丙烯偶联剂具有每聚合物链约1.3-约1.6％的马来酸酐官能度。
4.权利要求1的组合物，其中所述润滑剂包含硬脂酸锌。
5.权利要求4的组合物，其中所述润滑剂还包含亚乙基双硬脂酰胺。
6.权利要求1的组合物，其中所述聚烯烃粘合剂选自聚乙烯和聚丙烯。
7.权利要求6的组合物，其中所述聚烯烃粘合剂为聚乙烯。
8.权利要求1的组合物，所述组合物包含占组合物为约50-约84重量份的纤维素纤维，包含占组合物为约10-约50重量份的热塑性聚烯烃粘合剂，包含占组合物为约1-约5％重量固态的马来化偶联剂，以及包含占组合物为约1-约10％重量的润滑剂。
9.权利要求7的组合物，所述组合物包含占组合物为约50-约84重量份的纤维素纤维，包含占组合物为约10-约50重量份的聚乙烯粘合剂，包含占组合物为约1-约5％重量固态的马来化偶联剂，以及包含占组合物为约1-约10％重量的润滑剂。
10.一种制造制品的方法，所述方法包括：
提供一种用于形成成形制品的组合物，所述组合物包含：纤维素纤维、热塑性聚烯烃粘合剂、固态的马来化聚丙烯偶联剂以及硬脂酸盐润滑剂；和
使所述组合物形成成形制品。
11.权利要求10的方法，其中通过挤出形成制品。
12.权利要求11的方法，其中所述聚烯烃粘合剂选自聚乙烯和聚丙烯。
13.权利要求12的方法，其中所述聚烯烃粘合剂树脂为聚乙烯。
14.权利要求10的方法，其中所述形成的制品为结构制品。
15.一种制品，所述制品依据权利要求10的方法制备。
16.一种制品，所述制品依据权利要求11的方法制备。
17.一种制品，所述制品依据权利要求13的方法制备。
18.一种用于形成复合组合物的添加剂包，其中所述复合组合物用于由其形成制品，所述添加剂包包含：
包含固态的马来化聚丙烯偶联剂的偶联剂，和
包含硬脂酸盐润滑剂的润滑剂，和
其中润滑剂和偶联剂的比率为约1∶1-约4∶1。
18.权利要求17的添加剂包，其中所述润滑剂和偶联剂的比率为约3∶1。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102690442A (zh) * 2012-06-06 2012-09-26 上海大学 制备纤维素填充的复合材料的方法

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1846509A2 (en) * 2005-02-02 2007-10-24 E.I.Du pont de nemours and company Composite comprising cellulose and thermoplastic polymer
US7635731B2 (en) * 2005-07-28 2009-12-22 Chemtura Corporation Cellulosic-thermoplastic composite and method of making the same
US20070048343A1 (en) * 2005-08-26 2007-03-01 Honeywell International Inc. Biocidal premixtures
JP2008019355A (ja) * 2006-07-13 2008-01-31 Chisso Corp 熱可塑性樹脂組成物とその成形品
JP5433949B2 (ja) * 2008-01-11 2014-03-05 三菱化学株式会社 セルロース繊維含有ポリオレフィン系樹脂組成物
DE102008034013B4 (de) * 2008-07-15 2011-04-28 J. S. Staedtler Gmbh & Co. Kg Verwendung eines Holzersatzwerkstoff
CA2713510A1 (en) * 2009-08-20 2011-02-20 Vic De Zen Extrusion process and product
DE102010008780A1 (de) * 2010-02-22 2011-08-25 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 80686 Kompositzusammensetzung, Verfahren zu deren Herstellung, Formteil und Verwendung
EP2712882A1 (en) * 2012-09-27 2014-04-02 UPM-Kymmene Corporation Method and system for manufacturing a polymer composite
EP2871210A1 (de) * 2013-11-08 2015-05-13 Rotho Kunststoff AG Zusammensetzung für einen Verbundwerkstoff, Verbundwerkstoff, Kunststoff-Formkörper und Verfahren zum Herstellen eines solchen
CA2930191A1 (en) * 2013-11-22 2015-05-28 Christopher L. Ross Grafted polymer compositions
JP6215127B2 (ja) * 2014-04-23 2017-10-18 王子ホールディングス株式会社 繊維含有樹脂組成物の製造方法
US9920284B2 (en) 2015-04-22 2018-03-20 S. C. Johnson & Son, Inc. Cleaning composition with a polypropdxylated 2-(trialkylammonio)ethanol ionic liquid
WO2017049021A1 (en) * 2015-09-17 2017-03-23 Api Intellectual Property Holdings, Llc Compatibilizers for polymer-nanocellulose composites
US10808204B2 (en) 2016-10-26 2020-10-20 S. C. Johnson & Son, Inc. Aqueous cleaning composition with tertiary amine ionic liquid and quaternary ammonium antimicrobial surfactant
WO2018080836A1 (en) 2016-10-26 2018-05-03 S. C. Johnson & Son, Inc. Disinfectant cleaning composition with quaternary ammonium hydroxycarboxylate salt
US10920175B2 (en) 2016-10-26 2021-02-16 S. C. Johnson & Son, Inc. Disinfectant cleaning composition with quaternary amine ionic liquid
SE541870C2 (en) * 2017-12-21 2020-01-02 Stora Enso Oyj Improved process for manufacturing composite product
JP7132794B2 (ja) 2018-08-24 2022-09-07 パナソニックホールディングス株式会社 複合樹脂成形体

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3414551A (en) * 1965-06-24 1968-12-03 Hercules Inc Modification of crystalline propylene polymers
DE2223371B2 (de) * 1972-05-12 1976-09-02 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Roentgendiagnostikapparat mit einer regeleinrichtung fuer die roentgenroehrenspannung
US5001197A (en) * 1989-05-10 1991-03-19 Exxon Chemical Patents Inc. Polypropylene composition and method for functionalization of polypropylene
US5187202A (en) * 1991-09-17 1993-02-16 Ferro Corporation Concentrates for imparting a simulated stone effect to thermoplastic substrates
US6180257B1 (en) * 1996-10-29 2001-01-30 Crane Plastics Company Limited Partnership Compression molding of synthetic wood material
US5973035A (en) * 1997-10-31 1999-10-26 Xyleco, Inc. Cellulosic fiber composites
US6284098B1 (en) * 1998-07-20 2001-09-04 Wwj, Llc Lignocellulose fiber filler for thermoplastic composite compositions
US20020161072A1 (en) * 2001-01-22 2002-10-31 Philip Jacoby Wood fiber-filled polypropylene
WO2002083824A1 (en) * 2001-04-16 2002-10-24 Honeywell International, Inc. Composite compositions
DE10123825A1 (de) * 2001-05-16 2002-11-28 Kometra Kunststoff Modifikatoren & Additiv Durch Maleinsäureanhydrid modifizierte Polypropylene und Verfahren zu ihrer Herstellung
US20030021915A1 (en) * 2001-06-15 2003-01-30 Vivek Rohatgi Cellulose - polymer composites and related manufacturing methods
US6780359B1 (en) * 2002-01-29 2004-08-24 Crane Plastics Company Llc Synthetic wood composite material and method for molding
US6743507B2 (en) * 2002-06-07 2004-06-01 Rayonier Products And Financial Services Company Cellulose fiber reinforced composites having reduced discoloration and improved dispersion and associated methods of manufacture

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102690442A (zh) * 2012-06-06 2012-09-26 上海大学 制备纤维素填充的复合材料的方法

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