CN108026374A - 含有塑料和有机纤维的混合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及混合物,其含有(A)无定形硅氧烷‑有机共聚物,其具有10‑3000个硅氧烷单元/硅氧烷链段和至少一个有机链段,其具有选自酯基团、酰胺基团、尿烷基团、脲基团和硫脲基团中的至少一种基团;(B)有机纤维以及(C)可选取代的聚烯烃。本发明还涉及用于生产的方法和其用途。
Description
技术领域
本发明涉及含有硅氧烷-有机共聚物的纤维填充混合物,涉及用于生产其的方法以及涉及其应用。
背景技术
用作传统的建筑材料的木材与明显的缺点相关,例如,对UV光和水分的耐性是有限的,以及上述材料在表面处特别是在风化之后具有碎裂的倾向。作为替代品,近年来,已经发现所谓的WPC(木材聚合物复合材料)越来越多地用作木材替代产品。这些WPC是木材-或天然纤维-增强塑料,其可以含有另外的添加剂以避免木材相对于UV防护和水分的缺点以及以确保木质外观。此类产品例如被称为建筑元件或称为以所谓的盖板(decking)的形式的天井覆盖物(patio covering)。木纤维部分通常在10%至90%之间,优选在30%至80%之间,剩余部分基本上由塑料组成,通常为聚氯乙烯(PVC)或来自聚烯烃的组的聚合物,如高密度聚乙烯(HDPE)或聚丙烯(PP),其可以另外混合与在塑料加工中常用的添加剂。这些添加剂可以是染料和颜料、UV稳定剂或阻燃剂,以可以确保在许多年内的户外使用以及可以增强耐火性,从而使这些型材(profile)还可以在建筑业中采用。可以将防止细菌、昆虫、真菌、尤其是霉菌、藻类或白蚁等的侵袭的添加剂同样纳入WPC。
WPC可以被直接产生为半成品。例如作为型材,或作为塑料颗粒,其可以在进一步处理步骤(例如挤出或注射模塑)中成形。
用旨在确保木纤维与塑料的良好的混合的典型的塑料加工机(例如双螺杆挤出机或行星齿轮挤出机)来产生天然纤维-/木纤维-塑料混合物。因为由此产生的复合物的机械特性(例如刚度和弯曲强度)随着纤维部分的增加而不断增加并且这些复合物看起来越来越相似于木材,所以WPC生产商旨在最大限度地提高木纤维的含量。然而,其缺点在于,在较高的纤维含量下内部摩擦力会不断增加,因而会妨碍加工并加剧对混合设备的磨损。为了避免在较高的纤维含量下增加发生的加工问题,则采用称为聚合物加工助剂(PPA)如例如硬脂酸锌。它们充当内润滑剂和外润滑剂并促进混合和加工过程以及还可以产生更同质、更均匀的表面的挤出半成品。
然而,目前使用的PPA的缺点在于,它们已知倾向于在一些情况下,它们变得吸附在存在的填料表面上并从而变得失活。由于高木纤维材料含量,这尤其发生在存在的纤维表面处,因此,在一些情况下必须添加非常高浓度的PPA。因而,在这些高浓度下,要添加按重量计2%和高达6%之间的PPA,然而,其反过来对WPC共混物的刚度具有负面影响。此外,因而会降低挤出型材的可焊性,其尤其在由WPC制成的窗框的生产中是不利的。此外,采用的PPA还与其它聚合物添加剂(称为偶联剂/粘合促进剂反应),其通过反应性基团旨在为木纤维带来与采用的基质塑料的更好的粘附,并因而改善WPC的机械性能。因而,PPA的这些副反应还必然导致WPC的机械性能的不希望的损害。
通过von Hristov等的研究也是已知的,其使用特殊的热塑性有机硅作为在WPC中的工艺添加剂(Advances in Polymer Technology,Vol.26,No.2,100-108(2007))。然而,其中明显的缺点在于,Hristov使用的产物被相对大量地使用并因而不仅导致对加工性能的所需要的积极影响,而且在一些情况下还导致对WPC复合物的机械性能的损害。
发明内容
本发明的目的是找到允许通过塑料与自然和木纤维的混合来生产WPC的工艺添加剂,使得一方面可以将高纤维量并入塑料,同时,另一方面,工艺添加剂没有明显损害或甚至有所改善WPC复合物的机械性能,并且现有技术的缺点不再明显。这是通过本发明来实现的。
这本发明提供了混合物,其含有
(A)无定形硅氧烷-有机共聚物,其具有10至3000个硅氧烷单元/硅氧烷链段以及至少一个有机链段,该有机链段具有选自酯基团、酰胺基团、尿烷基团、脲基团和硫脲基团的至少一个基团,
(B)有机纤维以及
(C)可选取代的聚烯烃。
在共聚物(A)中的有机链段优选是含脲、含尿烷或含酰胺的链段,以及特别优选含脲的链段。
在根据本发明的采用的共聚物(A)中,可以以任何期望的方式,例如随机地,分布硅氧烷链段和有机链段。组分(A)优选选自嵌段或梳状聚合物,特别优选嵌段共聚物。
术语“无定形硅氧烷-有机共聚物”是本领域技术人员已知的。在本发明的上下文中,术语“无定形硅氧烷-有机共聚物”优选应理解为是指硅氧烷-有机共聚物,其在1013hPa的压力下在20℃和200℃之间范围的温度范围内通过差示扫描量热法(DSC)的研究中没有显示结晶部分的熔化焓。
组分(A)优选选自以下通式(1)的无定形硅氧烷-有机共聚物
其中
R可以是相同的或不同的并且表示一价、SiC键合的、可选氟取代或氯取代的具有1至20个碳原子的烃基团,
X可以是相同的或不同的并且表示具有1至20个碳原子的亚烷基基团,其中不相邻的亚甲基单元可以由-O-基团所替代,
A可以是相同的或不同的并且表示氧原子、硫原子或氨基基团-NR’-,
Z可以是相同的或不同的并且表示氧原子或氨基基团-NR’-,
R’可以是相同的或不同的并且表示氢原子或具有1至10个碳原子的烷基基团,
Y可以是相同的或不同的并且表示二价、可选氟取代或氯取代的具有1至20个碳原子的烃基团,
D可以是相同的或不同的并且表示二价、可选氟取代、氯取代或C1-C6-烷基酯取代的烃基团,其中不相邻的亚甲基单元可以由-O-、-COO-、-OCO-或-OCOO-基团所替代,
B可以是相同的或不同的并且表示氢原子或官能化或非官能化有机基团或有机硅基团,
n可以是相同的或不同的并且是10至3000的数目,
a是至少1的数目,
b是0或1至100的数目,
c是0或1至100的数目,
d是至少1的数目并且
e是0或1的数目。
R的实例是烷基基团如甲基基团、乙基基团、正丙基基团、异丙基基团、1-正丁基基团、2-正丁基基团、异丁基基团、叔丁基基团、正戊基基团、异戊基基团、新戊基基团、叔戊基基团;己基基团如正己基基团;庚基基团如正庚基基团;辛基基团如正辛基基团和异辛基基团(如2,2,4-三甲基戊基基团);壬基基团如正壬基基团;癸基基团如正癸基基团;十二烷基基团如正十二烷基基团;十八烷基基团如正十八烷基基团;环烷基基团如环戊基基团、环己基基团、环庚基基团和甲基环己基基团;烯基基团如乙烯基基团、1-丙烯基基团和2-丙烯基基团;芳基基团如苯基基团、萘基基团、蒽基基团和菲基基团;烷芳基基团如邻、间、对甲苯基基团;二甲苯基基团和乙基苯基基团;或芳烷基基团如苄基基团或α-苯基乙基基团和β-苯基乙基基团。
卤化基团R的实例是卤素烷基基团如3,3,3-三氟正丙基基团、2,2,2,2′,2′,2′-六氟异丙基基团和七氟异丙基基团。
基团R优选是一价、可选氟取代和/或氯取代的具有1至20个碳原子的烃基团,特别优选具有1至6个碳原子的烃基团,尤其是甲基基团、乙基基团、乙烯基基团或苯基基团。
基团X的实例是下面针对基团Y列出的亚烷基基团。
基团X优选是具有1至10个碳原子的亚烷基基团,特别优选亚甲基基团或正亚丙基基团。
基团R’优选是氢原子。
A优选表示-NR’-基团,其中R’是如上所定义,特别优选-NH-基团。
基团Z优选表示-O-或-NH-。
基团Y的实例是亚烷基基团如亚甲基、亚乙基、正亚丙基、异亚丙基、正亚丁基、异亚丁基、叔亚丁基、正亚戊基、异亚戊基、新亚戊基、叔亚戊基基团、亚己基基团、亚庚基基团、亚辛基基团、亚壬基基团、亚癸基基团、亚十二烷基基团或亚十八烷基基团;亚环烷基基团如亚环戊基基团、1,4-亚环己基基团、亚异佛尔酮基基团或4,4’-亚甲基二亚环己基基团;亚烯基基团如亚乙烯基基团、亚正己烯基基团、亚环己烯基基团、1-亚丙烯基基团、亚烯丙基基团、亚丁烯基基团或4-亚戊烯基基团;亚炔基基团如亚乙炔基基团或亚丙炔基基团;亚芳基基团如亚苯基基团、亚联苯基基团、亚萘基基团、亚蒽基基团或亚菲基基团;亚烷芳基基团如邻、间、对亚甲苯基基团、亚二甲苯基基团或乙基亚苯基基团;或亚芳烷基基团如亚苄基基团、4,4’-亚甲基二亚苯基基团或β-苯基亚乙基基团。
基团Y优选是具有3至13个碳原子的烃基团,特别优选线性或环状亚烷基基团。
基团D的实例是针对Y列出的实例以及还有聚氧化烯基团,如聚氧乙烯基团或聚氧丙烯基团。
D优选表示二价、可选氟取代、氯取代或C1-C6-烷基酯取代的具有1至700个碳原子的烃基团或聚氧化烯基团。在其中D是可选取代的烃基团的情况下,它优选选自具有2至12个碳原子的亚烷基基团,尤其是具有4至12个碳原子。在其中D是聚氧化烯基团的情况下,它优选选自那些具有20至800个碳原子的聚氧化烯基团,特别优选20至200个碳原子,尤其是20至100个碳原子,其中非常优选的其选自聚氧乙烯基团或聚氧丙烯基团。
指数n优选表示10至800的数目,特别优选10至400,尤其是40至300。
a优选表示1至1000的数目,特别优选3至250,尤其是5至100。
当b不是0时,b优选表示1至250的数目,尤其是1至30。优选地,b是0。
指数c优选表示0或1至10的数目,尤其是0或1至5的数目。
d优选表示1至30的数目,特别优选1至20,尤其是1至10。
在化学式(1)中的端基B可以是在这样的聚合物的合成中标准地形成的常规的现有技术端基,例如氢、氨基或异氰酸酯端基。这些端基可以在聚合物合成期间或随后与进一步的基团反应,例如与脂族胺、醇或氨基硅烷或异氰氧基硅烷反应。甚至在合成期间还可以添加对于异氰酸酯基团具有反应性的单官能有机化合物,例如伯或仲醇或胺,因而使得可能还精确地(elegantly)控制硅氧烷-有机共聚物(A)的流变性能和分子量。
B的进一步优选的实例是以下通式的结构
其中
X可以是相同的或不同的并且表示具有1至20个碳原子的亚烷基基团,其中不相邻的亚甲基单元可以被-O-基团所替代,
A可以是相同的或不同的并且表示氧原子、硫原子或氨基基团-NR’-,
R’可以是相同的或不同的并且表示氢原子或具有1至10个碳原子的烷基基团,
R”可以是相同的或不同的并且表示氢原子或具有1至20个碳原子的烷基基团,
Y可以是相同的或不同的并且表示二价、可选氟取代或氯取代的具有1至20个碳原子的烃基团以及
f是0、1、2或3。
基团B优选地选自通式(3)或(4)的结构或氢原子。
组分(A)优选是无色的。
组分(A)优选地选自热塑性无定形共聚物,特别优选地选自损耗因子(G”/G’)的值假设为1的温度低于根据本发明的组合物的加工温度优选不超过40°K,特别优选不超过20°K的那些。
在混合过程中在根据本发明的组合物的熔化的温度下组分(A)的损耗因子优选低于5,特别优选低于3,非常特别优选低于2。这会确保,组分(A)仍然在设备部件(例如喷嘴表面)上形成弹性膜,因而在这里提供特别的效果。
在DIN EN ISO 6721-1:2011中描述了这种损耗因子。根据包括适用的随附文件的DIN EN ISO 6721-2:2008,进行损耗因子的确定。在1Hz的频率下并在20℃至250℃的温度范围内利用DIN EN ISO 6721-2:2008的6.2节的标准试样来确定损耗因子。还可以可替代地借助于包括适用的随附文件的ISO 6721-10,在1Hz的频率和低于1%的形变下,来确定损耗因子。
根据本发明所采用的化学式(1)的共聚物是已经知道的并且优选通过现有技术的过程所产生,如例如在EP-A 250248、EP-A 822951或DE-A 10137855中所描述的,特别优选如在DE-A 10137855中所描述的。
在根据本发明所采用的组分(A)中,二有机硅氧基单元(diorganylsiloxy unit)的含量优选按重量计在80%和99%之间,特别优选按重量计在90%和99%之间,非常特别优选按重量计在95%和99%之间。
化学式(1)的硅氧烷-有机共聚物(A)的实例是
(C2H5O)3-Si-C3H6-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO]40-70-NH(CH2)3SiMe2(OSiMe2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-C3H6-Si(OC2H5)3,
(H3CO)3-Si-C3H6-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO]40-70-NH(CH2)3SiMe2(OSiMe2)35-45(CH2)3-NH-CO-NH-C3H6-Si(OCH3)3,
(C2H5O)3-Si-CH2-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO]40-70-NH(CH2)3SiMe2(OSiMe2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-CH2-Si(OC2H5)3,
(H5C2O)3-Si-C3H6-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO]40-70-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH]-CO-NH-C3H6-Si(OC2H5)3,
(H5C2O)3-Si-CH2-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO]40-70-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH]-CO-NH-CH2-Si(OC2H5)3,
(H3CO)3-Si-C3H6-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO]40-70-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH]-CO-NH-C3H6-Si(OCH3)3,
H3C(H3CO)2-Si-C3H6-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO]40-70-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH]-CO-NH-C3H6-Si(OCH3)2CH3,
n-C4H9-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO]40-70-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NCO,
(C2H5O)3-Si-C3H6-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-C10H18-NH-CO]25-35-NH(CH2)3SiMe2(OSiMe2)35-45(CH2)3-NH-CO-NH-C3H6-Si(OC2H5)3,
(C2H5O)3-Si-CH2-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-C10H18-NH-CO]25-35-NH(CH2)3SiMe2(OSiMe2)35-45(CH2)3-NH-CO-NH-CH2-Si(OC2H5)3,
(H3CO)3-Si-C3H6-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-C10H18-NH-CO]25-35-NH(CH2)3SiMe2(OSiMe2)35-45(CH2)3-NH-CO-NH-C3H6-Si(OCH3)3,
(H3CO)3-Si-C3H6-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-C10H18-NH-CO]25-35-[NH-C6H12-NH-CO-NH-C10H18-NH-CO]5-10-NH(CH2)3SiMe2(OSiMe2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-C3H6-Si(OCH3)3,
(H3CO)3-Si-C3H6-NH-CO-NH-C10H18-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-C10H18-NH-CO]25-35[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-C10H18-NH]-CO-NH-C3H6-Si(OCH3)3,
H3C(H3CO)2-Si-C3H6-NH-CO-NH-C10H18-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-C10H18-NH-CO]25-35-NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-C10H18-NH-CO-NH-C3H6-Si(OCH3)2CH3,
(H5C2O)3-Si-C3H6-NH-CO-NH-C10H18-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-C10H18-NH-CO]25-35-NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-C10H18-NH-CO-NH-C3H6-Si(OC2H5)3,
(C2H5O)3-Si-C3H6-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-C6H12-NH-CO]25-35-NH(CH2)3SiMe2(OSiMe2)35-45(CH2)3-NH-CO-NH-C3H6-Si(OC2H5)3,
(C2H5O)3-Si-CH2-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-C6H12-NH-CO]25-35-NH(CH2)3SiMe2(OSiMe2)35-45(CH2)3-NH-CO-NH-CH2-Si(OC2H5)3,
(H3CO)3-Si-C3H6-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-C6H12-NH-CO]25-35-NH(CH2)3SiMe2(OSiMe2)35-45(CH2)3-NH-CO-NH-C3H6-Si(OCH3)3,
(H3CO)3-Si-C3H6-NH-CO-NH-C6H12-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-C6H12-NH-CO]25-35-NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-C6H12-NH-CO-NH-C3H6-Si(OCH3)3,
H3C(H3CO)2-Si-C3H6-NH-CO-NH-C6H12-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-C6H12-NH-CO]25-35-NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-C6H12-NH-CO-NH-C3H6-Si(OCH3)2CH3,
(H5C2O)3-Si-C3H6-NH-CO-NH-C6H12-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-C6H12-NH-CO]25-35-NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)35-45-(CH2)3-NH-CO-NH-C6H12-NH-CO-NH-C3H6-Si(OC2H5)3,
(C2H5O)3-Si-C3H6-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)130-155-(CH2)3-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO]10-20-NH(CH2)3SiMe2(OSiMe2)130-155(CH2)3-NH-CO-NH-C3H6-Si(OC2H5)3,
(C2H5O)3-Si-CH2-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)130-155-(CH2)3-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO]8-20-NH(CH2)3SiMe2(OSiMe2)130-155(CH2)3-NH-CO-NH-CH2-Si(OC2H5)3,
(C2H5O)3-Si-C3H6-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)130-155-(CH2)3-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO]8-20-[NH-CH2-CH2-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO]3-8-NH(CH2)3SiMe2(OSiMe2)130-155(CH2)3-NH-CO-NH-C3H6-Si(OC2H5)3,
(C2H5O)3-Si-CH2-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)130-155-(CH2)3-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO]8-20-[NH-CH2-CH2-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO]3-8-NH(CH2)3SiMe2(OSiMe2)130-155(CH2)3-NH-CO-NH-CH2-Si(OC2H5)3,
n-C4H9-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)120-155-(CH2)3-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO]8-20-NH-n-C4H9,
n-C4H9-NH-CO-NH-C10H18-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)120-155-(CH2)3-NH-CO-NH-C10H18-NH-CO]8-20-NH-n-C4H9,
n-C4H9-NH-CO-NH-C6H12-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)120-155-(CH2)3-NH-CO-NH-C6H12-NH-CO]8-20-NH-n-C4H9,
n-C4H9-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)120-155-(CH2)3-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO]8-20-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)120-155-(CH2)3-NH-CO-NH-C10H18-NH-CO]4-10NH-n-C4H9,
n-C4H9-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)120-155-(CH2)3-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO]8-20-NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)120-155-(CH2)3-NH2,
n-C4H9-NH-CO-NH-C10H18-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)120-155-(CH2)3-NH-CO-NH-C10H18-NH-CO]8-20-NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)120-155-(CH2)3-NH2,
H-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)120-155-(CH2)3-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO]8-20-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)120-155-(CH2)3-NH2,
H[NH-CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)120-155-(CH2)3-NH-CO-NH-C6H12-NH-CO]8-20-NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)120-155-(CH2)3-NH2以及
n-C4H9-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)120-155-(CH2)3-NH-CO-NH-p-C6H10-CH2-p-C6H10-NH-CO]8-20-[NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)120-155-(CH2)3-NH-CO-NH-C10H18-NH-CO]4-10NH-(CH2)3-Si(CH3)2-(O-Si(CH3)2)120-155-(CH2)3-NH2。
在根据本发明的混合物中硅氧烷共聚物(A)的比例优选在100ppmw和10,000ppmw之间,优选在250ppmw和6000ppmw之间,非常特别优选在500ppmw和4000ppmw之间。
根据本发明所采用的有机纤维(B)优选是含有纤维素的有机纤维,其中特别优选按重量计具有30%至55%的纤维素含量的有机纤维。含有纤维素的有机纤维(B)优选是含有纤维素的天然纤维,优选具有植物来源,尤其是木材。
木材,其可以用作组分(B),优选组成自按重量计30%至55%的纤维素、按重量计15%至35%的多元醇和按重量计15%至35%的木质素。
根据本发明所采用的有机纤维(B)可以呈现任何所需的几何形状,但优选具有大于2以及非常特别优选大于4的长度/直径比的纤维。
根据本发明所采用的有机纤维(B)的实例是来自硬或软木材的纤维,例如枫木、白蜡树、雪松、松树和云杉,来自水果的草或外壳或来自其它纤维植物的纤维,如亚麻、蔗糖、花生植物、椰子、剑麻、竹、大麻和稻壳,或来自植物纤维的加工残渣的纤维,例如甘蔗渣。同样可以使用所列举的纤维类型的混合物。还可以将来自工业过程(例如家具、木材地板或造纸)的废物产生木材和天然纤维。
还容易可用作根据本发明所采用的组分(B)是木材废物,例如树皮、木屑或木料,其仅仅必须相对于颜色和颗粒尺寸加以选择以影响待自其产生的模塑制品的所期望的特性。
当木材用作组分(B)时,它优选选自木纤维或木粉,特别优选压实木粉,尤其是颗粒尺寸为150μm至500μm的压实木粉。
较长的木纤维会影响模塑制品的刚度,但降低其抗冲击性。较小的颗粒确实对刚度有一定的影响,但会降低模塑制品的抗断裂性。由于避免了木粉尘,所以优选采用压实木粉作为根据本发明的组分(B)。
当采用木材作为组分(B)时,其水含量,优选是按重量计6%至8%,但可以通过干燥降低至按重量计0.5%至2.0%的优选范围。可以在球磨机等中通过研磨可选地将待使用的木材粉碎成粉末。
在根据本发明的混合物中,有机纤维(B)的比例优选是在按重量计30%和90%之间,特别优选在按重量计45%和85%之间,尤其是在按重量计50%和70%之间。
根据本发明的聚合物(C)可以是聚合物主链组成自碳-碳键的任何所需的可选取代的迄今为止已知的聚合物。
组分(C)优选选自可选地氯取代、烷基取代、羧酸烷基酯取代、腈取代或苯基取代的聚烯烃,特别优选可选地氯或甲基取代的聚亚烷基基团。
用于产生组分(C)的优选单体是乙烯、丙烯、氯乙烯、乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、苯乙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯或丁二烯或它们的混合物,特别优选乙烯、丙烯或氯乙烯。
根据本发明所采用的聚合物(C)的实例是聚烯烃,例如低密度和高密度的聚乙烯(LDPE、LLDPE、HDPE)、丙烯的均聚物丙烯与例如乙烯、丁烯、己烯和辛烯(PP)的共聚物、烯烃共聚物如例如乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、聚甲基丙烯酸酯如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、还有聚氯乙烯(PVC)和聚苯乙烯(PS、HIPS、EPS)以及苯乙烯共聚物,例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的聚合物(ABS)、丙烯酸酯-丙烯腈-苯乙烯(ASA)和丙烯腈-苯乙烯(SAN)、丙烯腈-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯的聚合物(MABS)、丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯(AMMA)、丙烯酸甲酯-氯乙烯(VC/MA)和甲基丙烯酸甲酯-氯乙烯(VC/MMA)。
根据本发明所采用的聚烯烃(C)优选是HDPE或聚丙烯,特别优选聚丙烯。
根据本发明所采用的取代的聚烯烃(C)优选是聚氯乙烯(PVC)或聚甲基丙烯酸甲酯,特别优选PVC。
根据本发明所采用的有机聚合物(C)优选是热塑性的,即,按照DIN EN ISO 6721-2:2008,假设损耗因子(G”/G’)的值为1的温度优选是至少40℃,特别优选至少100℃。
根据本发明所采用的有机聚合物(C)优选具有大于1000MPa的E模量(依据ISO527)。
有机聚合物(C)的聚合物结构可以是支链的或者是支链的。
所采用的有机聚合物(C)的类型基本上确定了根据本发明的混合物的加工温度。
在根据本发明的混合物中有机聚合物(C)的比例优选是按重量计10%至70%、优选按重量计15%至55%、非常特别优选按重量计30%至50%。
根据本发明所采用的组分(C)选自市售的产品或可以通过在化学中常用的方法所产生的产品。
优选的是,未取代的聚烯烃和取代的聚烯烃均用作根据本发明所采用的组分(C)。特别优选的是,一部分的根据本发明所采用的组分(C)选自聚烯烃,其聚合物主链部分地被酸酐基团取代,非常特别优选选自部分地携带马来酸酐或琥珀酸酐基团的聚烯烃。它们的实例是来自ARKEMA SA(科隆布,法国)的和产品线的市售产品、来自Mitsui&Co Deutschland GmbH(杜塞尔多夫,德国)的家族的产品或来自BYKKometra GmbH(施科保,德国)的产品范围的产品。
当采用酸酐取代的聚烯烃作为一部分的组分(C)时,那么它们的优选用量为按重量计0.1%至5%的量、特别优选按重量计0.5%至3%的量、以及非常特别优选按重量计1%至2.5%的量,其中每种情况都基于根据本发明的混合物的总重量。
除组分(A)、(B)和(C)之外,根据本发明的混合物还可以含有其它物质,例如无机纤维(D)、阻燃剂(E)、灭微生物剂(F)、颜料(G)、UV吸收剂(H)和HALS稳定剂(I)。
根据本发明可选使用的无机纤维(D)的实例是玻璃纤维、玄武岩纤维或钙硅石,其中玻璃纤维是优选的。
当使用无机纤维(D)时,关注优选按重量计1%至30%的量、特别优选按重量计5%至15%的量。根据本发明的混合物优选不含有任何组分(D)。
根据本发明可选使用的阻燃剂(E)的实例是基于卤化有机化合物的有机阻燃剂或无机阻燃剂,例如氢氧化铝(ATH)或氢氧化镁。
当使用阻燃剂(E)时,无机阻燃剂如ATH是优选的。
根据本发明可选使用的灭微生物剂(F)的实例是无机杀真菌剂,如硼酸盐,例如硼酸锌,或有机杀真菌剂,例如噻苯咪唑(thiabendazole)。
根据本发明可选使用的颜料(G)的实例是有机颜料或无机颜料,例如氧化铁或二氧化钛。
当使用颜料(G)时,关注优选按重量计0.2%至7%的量、特别优选按重量计0.5%至3%的量。优选的是当使用颜料(G)时,尤其是以与组分(C)的预混合物的形式。
根据本发明可选使用的UV吸收剂(H)的实例是二苯甲酮、苯并三唑或三嗪。
当使用UV吸收剂(H)时,苯并三唑和三嗪是优选的。
根据本发明可选使用的HALS稳定剂(受阻胺光稳定剂)(I)的实例是例如哌啶或哌啶基衍生物并且尤其是以Tinuvin(BASF,路德维希港,德国)品牌的名称可获得的。
根据本发明的混合物优选是那些,其含有
(A)化学式(1)的无定形硅氧烷-有机共聚物,
(B)有机纤维,
(C)未取代的聚烯烃和取代的聚烯烃,
可选的(D)无机纤维,
可选的(E)阻燃剂,
可选的(F)灭微生物剂,
可选的(G)颜料,
可选的(H)UV吸收剂以及
可选的(I)HALS稳定剂。
根据本发明的混合物特别优选是那些混合物,其含有
(A)化学式(1)的无定形硅氧烷-有机共聚物,
(B)木纤维,
(C)未取代的聚烯烃和取代的聚烯烃,
可选的(D)无机纤维,
可选的(E)阻燃剂,
可选的(F)灭微生物剂,
(G)颜料,
可选的(H)UV吸收剂以及
可选的(I)HALS稳定剂。
在另一特别优选的实施方式中,根据本发明的混合物是那些混合物,其含有
(A)化学式(1)的无定形硅氧烷-有机共聚物,
(B)木纤维,
(C)未取代的聚烯烃和取代的聚烯烃,
(F)灭微生物剂,
(G)颜料以及
(H)UV吸收剂。
根据本发明的混合物优选不含有组分(A)至(I)之外的任何进一步的成分。
根据本发明的混合物的单个成分可以在每种情况下是一种类型的这样的成分或至少两种不同类型的这样的成分的混合物。
可以通过任何期望的迄今为止已知的方法来产生根据本发明的混合物,例如以任何期望的顺序来混合组分。现有技术的混合器或捏合机或挤出机可用于此目的。
本发明进一步提供了用于产生根据本发明的混合物的方法,其中通过以任何期望的顺序来混合组分(A)、(B)和(C)以及还可选地进一步的组分,优选选自组分(D)至(I)。
可以在存在或不存在溶剂的情况下来进行根据本发明的方法,其中无溶剂生产是优选的。
可以连续地、不连续地或半连续地进行根据本发明的方法,但优选连续地。
优选在连续运行的捏合机或混合器或挤出机中进行根据本发明的方法,其中通过重量或容积装置并以纯形式或作为预混合物将根据本发明的待混合的单个组分各自连续地供给到混合设备。优选作为在具有较大比例的组分之一中的预混合物来供给在整体混合物中以按重量计小于1%的比例存在的组分。
在其下进行根据本发明的方法的温度主要取决于所使用的组分并且是本领域技术人员已知的,条件是,它们低于所使用的单个组分的具体分解温度。优选在低于250℃的温度下、特别优选在150℃至220℃的范围内进行根据本发明的方法。
优选在环境大气的压力下(即,在900hPa和1100hPa之间)进行根据本发明的方法。然而,还可以使用较高的压力,其尤其是取决于所使用的混合设备。因而,在所使用的捏合机、混合器或挤出机的不同区域中,压力是例如明显大于1000hPa。
在根据本发明的方法的优选实施方式中,在作为与一部分的有机聚合物(C)和可选的一种或多种的组分(D)至(I)的预混合物的所谓的母料中使用组分(A)。优选在140℃和230℃之间的温度下,通过混合组分(A)、(C)和可选的一种或多种的组分(D)至(I),来产生这种预混合物,其中可以连续地、不连续地或半连续地进行混合。混合操作可以采用现有技术的混合器、捏合机或挤出机。
优选在现有技术的挤出机或捏合机中连续地进行组分(A)和(C)的混合。这种预混合物优选含有在按重量计5%和35%之间、特别优选在10%和30%之间、尤其优选在15%和25%之间的量的共聚物(A),其中在每种情况下均基于预混合物的重量。
根据本发明所产生的预混合物优选以颗粒形式或以粉末形式存在,但优选以颗粒形式。颗粒还可以通过机械研磨被加工成粉末或借助于相应的造粒厂而获得为微颗粒。
在根据本发明的方法中,然后优选将因而获得的预混合物连续地输送到可加热的混合器,其具有组分(C)、组分(F)和可选的一种或多种的组分(D)至(I)的剩余部分。可以分别地或一起地将组分加入混合器。然后在150℃至210℃的温度下、特别优选在180℃至210℃下优选进行单个组分的混合/匀化。
在单个组分的混合过程以后,然后优选通过喷嘴从反应器排出作为热的、高粘度的熔体的根据本发明的组合物。在优选的过程中,用冷却介质来冷却材料并在出现以后随后粉碎/颗粒化。可以通过水下造粒同时进行或依次进行材料的冷却和造粒。使用的优选的冷却介质是水或空气。用于造粒的优选的过程是水下造粒、通过空气切割的造粒和链造粒。得到的颗粒具有优选小于0.5g、特别优选小于0.25g、尤其是小于0.125g的重量。根据本发明所获得的颗粒优选是圆柱形或球形。
在随后的步骤中,可以挤出因此获得的颗粒以提供模制品,优选型材,其中借助于进一步的热塑加工操作。在优选的加工模式中,以颗粒的形式,将根据本发明的组合物连续地输送到现有技术的捏合机或挤出机,通过温度的作用在上述捏合机或挤出机中加以加热并塑化并随后通过赋予期望的型材形状的喷嘴加以压制。因而,这里可以制造固体型材或中空型材,其取决于喷嘴的构造。
本发明进一步提供了通过挤出根据本发明的混合物所产生的模制品。
在优选实施方式中,通过适当的喷嘴,立即连续地挤出根据本发明的组合物(作为型材),然后其同样可以被切成一定长度/被切割成一定尺寸。
根据本发明的组合物的生产可以采用现有技术的混合器或捏合机或挤出机。
获得的混合物优选是热塑性的,即,根据DIN EN ISO 6721-2:2008,假设损耗因子(G”/G’)的值为1的温度是优选至少40℃,特别优选至少100℃。
获得的混合物优选具有大于1000MPa的弹性模量(根据ISO 527)。
就刚度和低吸水率而言,根据本发明的混合物呈现卓越的性能,因而,上述混合物可以特别用于外部应用。
根据本发明的混合物可以用于所谓的WPC迄今一直在使用的地方。
根据本发明的聚合物混合物的优选应用是在建筑业中用作型材的组分或用作汽车内部应用的复合物。
根据本发明的组合物具有生产简单的优点。
根据本发明的组合物进一步具有低吸水率的优点。
根据本发明的组合物具有以下优点:通过添加含有硅氧烷的组分(A)改善了成品混合物的机械性能。
根据本发明的方法具有以下优点:甚至在较高含量的有机纤维下,也会强烈降低金属混合器/挤出机元件的机械磨损。
在下文描述的实施例中,所有报道的粘度均涉及25℃的温度。除非另有说明,在环境大气的压力下(即,在大约1000hPa下),并在室温下(即,在大约23℃下),或在在室温下而没有另外加热或冷却的条件下混合反应物所建立的温度下以及在大约50%的相对大气湿度下,进行以下实施例。此外,除非另有说明,所有报告的以份数和百分比为单位的量均涉及重量。
具体实施方式
在实施例中使用以下产品:
聚合物C1:具有163℃熔点的聚丙烯(市售为“PP HC205TF”,来自Borealis AG,维也纳,奥地利);
共聚物A1:无定形脲-硅氧烷共聚物(市售为345,来自WackerChemie AG,慕尼黑,德国);根据ISO 6721-10,在这里,假设损耗因子(G”/G’)的值为1的温度是184℃(测量频率为1Hz,形变为0.1%)。在190℃下的损耗因子是1.13;
共聚物A2:具有161℃的熔点的半晶体脲-硅氧烷共聚物(市售为200/50,来自Wacker Chemie AG,慕尼黑,德国);依据ISO6721-10,在这里,假设损耗因子(G”/G’)的值为1的温度是163.5℃(测量频率为1Hz,形变为0.1%)。在190℃下的损耗因子是7;
聚合物A3:基于线性聚二甲基硅氧烷的无定形含有有机硅的添加剂(市售为Pellet P,来自Wacker Chemie AG,慕尼黑,德国);
PPA1:基于硬脂酸酯的加工助剂(市售为“PHX369”,来自Chemson Polymer-Additive AG,阿诺尔德施泰茵,奥地利);
纤维B1:木纤维(市售为Lignocell C320,来自JRS Rettenmaier&GmbH undCo.KG,罗森堡,德国);
聚合物C2:马来酸酐官能化聚丙烯(市售为“Scona TPPP 8112FA”,来自BYKKometra GmbH,施科堡,德国);
颜料1:二氧化钛(市售为“Titandioxid K 2450”,来自Kronos International,勒沃库森,德国);
颜料2:氧化铁(市售为360,来自Lanxess,勒沃库森,德国)。
实施例1(母料I的生产)
在每种情况下,以颗粒形式,使1.00kg的共聚物A1与9.00kg的聚合物C1混合,然后在220℃的温度下并在来自Collin(埃伯思贝格,德国)的ZK25反转双螺杆挤出机中进行复合。在进入区域(区1)中的温度是100℃并增加到在区2中的180℃和在区3中的220℃。区4和区5同样是在220℃下以及喷嘴被温度控制为210℃。以线性挤出混合物,其随后被颗粒化。排出速率是2.2kg/h。这会提供9.85kg的母料I,按重量计,其具有10%的共聚物A1的含量。
实施例2(母料II的生产)
在每种情况下,以颗粒形式,使1.00kg的共聚物A2与9.00kg的聚合物C1混合,然后在220℃的温度下并在来自Collin的ZK25反转双螺杆挤出机中进行复合。在进入区域(区1)中的温度是100℃,然后增加到在区2中的180℃和在区3中的220℃。区4和区5同样是在220℃下以及喷嘴被温度控制为210℃。以线性挤出混合物,其随后被颗粒化。排出速率是2.2kg/h。这会提供9.72kg的母料I,按重量计,其具有10%的共聚物A2的含量。
实施例3-12(本发明的实施例4、5和6)
用在表1中陈述的组分并以其中报告的量(在每种情况下以千克为单位)来产生木纤维化合物。在每种情况下,将报告的组分彼此独立地重力计量进入来自Coperion(斯图加特,德国)的ZSK 26Mc同向旋转双螺杆捏合机的区1。区1的温度是195℃,区2的温度是190℃,区3的温度是190℃,区4的温度是185℃以及区5的温度同样是185℃。喷嘴温度是190℃。在自喷嘴出现以后,立即在18℃的冷却水温度下,利用来自Econ(魏斯基兴/特劳恩,奥地利)的用于水下造粒的工厂,来颗粒化获得的聚合物熔体。聚合物混合物的排出速率是15kg/h。
表1:
实施例 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
母料I | 1 | 5 | 8 | |||||||
母料II | 1 | 5 | 8 | |||||||
聚合物A3 | 0.5 | 1 | ||||||||
PPA1 | 2 | |||||||||
聚合物C1 | 38 | 37 | 33 | 30 | 37 | 33 | 30 | 37.5 | 37 | 36 |
纤维B1 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 |
聚合物C2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
单个组分的总和 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
分离的颗粒量 | 97.2 | 98.3 | 98.4 | 99.0 | 98.2 | 97.9 | 98.1 | 96.4 | 98.2 | 97.8 |
实施例13-22(本发明的实施例14、15和16)
在20kg/h下,将在实施例3-12中获得的聚合物混合物重力计量进入反转双螺杆挤出机(巴顿菲尔辛辛那提,奥地利,Fiberex K38)的区1。区1的温度是195℃,区2的温度是170℃,区3的温度是180℃,区4的温度是180℃以及区5的温度同样是180℃。喷嘴温度是190℃。挤出机速度是20rpm。在每种情况下,熔体温度是约190℃。在自喷嘴出现以后,挤出获得的聚合物熔体,作为宽度为80mm和高度为25mm的型材,在冷却带上冷却至32℃,然后切割成一定尺寸。
表2:
实施例 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 |
来自实施例的化合物 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
挤出参数 | ||||||||||
(目标<130Wh/kg) | ||||||||||
比功率[Wh/kg] | 136 | 127 | 115 | 112 | 121 | 115 | 105 | 136 | 130 | 114 |
挤出机载荷[%] | 43 | 39 | 35.5 | 35.3 | 38.1 | 36.4 | 33 | 43 | 41 | 35.3 |
以℃计的熔融温度 | 192 | 191 | 198 | 188 | 186 | 187 | 187 | 191 | 190 | 190 |
力学性能 | ||||||||||
弯曲弹性模量[MPa] | 3700 | 4100 | 3700 | 3400 | 2350 | 2200 | 2150 | 3600 | 3300 | 3050 |
弯曲强度[MPa] | 58 | 63 | 57 | 50 | 30 | 29 | 28 | 58 | 57 | 42 |
抗冲击性[N/mm2] | 8.5 | 10 | 9.3 | 7.5 | 4.4 | 4.4 | 4 | 8 | 9.6 | 5.9 |
吸水性 | ||||||||||
(目标≤15%) | ||||||||||
28天储存[%] | 14.9 | 14.9 | 15 | 14.9 | 31 | 36 | 37 | 19 | 17 | 22 |
实施例23-28(本发明的实施例25至28)
用在表3中陈述的组分并以其中报告的量(在每种情况下,以千克为单位)来产生木纤维化合物。在每种情况下,将报告的组分彼此独立地重力计量进入来自Coperion(斯图加特,德国)的ZSK 26Mc同向旋转双螺杆捏合机的区1。区1的温度是195℃,区2的温度是190℃,区3的温度是190℃,区4的温度是185℃以及区5的温度同样是185℃。喷嘴温度是190℃。在自喷嘴出现以后,立即在18℃的冷却水温度下,利用来自Econ(魏斯基兴/特劳恩,奥地利)的用于水下造粒的工厂来颗粒化获得的聚合物熔体。聚合物混合物的排出速率是15kg/h。
表3:
实施例 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 |
母料I | 3 | 3 | 3 | 3 | ||
聚合物C1 | 38 | 38 | 35 | 35 | 35 | 35 |
纤维B1 | 58 | 58 | 58 | 58 | 59 | 59 |
聚合物C2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
颜料1 | 2 | 2 | 1 | |||
颜料2 | 2 | 2 | 1 | |||
单个组分的总和 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
分离的颗粒量 | 98.3 | 98.1 | 98.5 | 97.2 | 97.2 | 98.9 |
颗粒颜色 | 白色 | 灰黑色 | 白色 | 灰黑色 | 白色 | 灰黑色 |
实施例29-34(本发明的实施例31至34)
以20kg/h,将在实施例23-28中获得的聚合物混合物重力计量进入反转双螺杆挤出机(巴顿菲尔辛辛那提,奥地利,Fiberex K38)的区1。区1的温度是195℃,区2的温度是170℃,区3的温度是180℃,区4的温度是180℃以及区5的温度同样是180℃。喷嘴温度是190℃。挤出机速度是20rpm。在每种情况下,熔体温度是约190℃。在自喷嘴出现以后,挤出获得的聚合物熔体,作为宽度为80mm和高度为25mm的彩色型材,在冷却带上冷却至32℃,然后按尺寸加以切割。
表4:
实施例 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 |
来自实施例的化合物 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 |
挤出参数 | ||||||
(目标<130Wh/kg) | ||||||
比功率[Wh/kg] | 135 | 136 | 114 | 115 | 113 | 115 |
挤出机载荷[%] | 43 | 43 | 35.6 | 35.3 | 34.8 | 35.4 |
以℃计的熔体温度 | 192 | 191 | 187 | 188 | 186 | 187 |
力学性能 | ||||||
弯曲弹性模量[MPa] | 3550 | 3580 | 3700 | 3720 | 3680 | 3650 |
弯曲强度[MPa] | 57 | 56 | 60 | 61 | 62 | 61 |
抗冲击性[N/mm2] | 8.3 | 8.6 | 9.4 | 9.5 | 9.2 | 9.3 |
吸水性 | ||||||
(目标≤15%) | ||||||
28天储存[%] | 15 | 14.9 | 15 | 14.9 | 15.1 | 14.8 |
各自根据EN ISO 178来确定弯曲性能。测试速度是3mm/分钟,测量的样品数目是6,试样尺寸是80mm×10mm×4mm。
按照EN ISO 179来确定夏比冲击强度(无缺口的)。摆锤具有0.5J的冲击能。测量的样品数目是10。试样尺寸是80mm×10mm×4mm。
为了确定吸水性,在每种情况下,将尺寸为50mm×50mm×4mm的2个样品存储在DM水中,以致它们被温度为20±2℃的水完全包围以及浸泡时间为28天。在水存储的开始以前,在每种情况下,在干燥柜中并在80℃下干燥样品72小时。在上文提到的浸泡时间以后,从水浴取出样品并从表面吸干水。通过形成在水存储以后的重量增加和在水存储以前的原始重量的商来计算吸水性。
本发明的实施例4和5以及6或14、15和16或25至28的混合物仅是聚合物/天然纤维复合物,其在挤出期间呈现功耗的强烈减少,同时维持低吸水率和可接受的机械参数。
Claims (11)
1.一种混合物,含有
(A)无定形硅氧烷-有机共聚物,具有10至3000个硅氧烷单元/硅氧烷链段和至少一个有机链段,其中所述有机链段具有选自酯基团、酰胺基团、尿烷基团、脲基团和硫脲基团中的至少一种基团,
(B)有机纤维以及
(C)可选取代的聚烯烃。
2.根据权利要求1所述的混合物,其特征在于,组分(A)选自以下通式(1)的组分
其中
R可以是相同的或不同的并且表示一价、SiC键合的、可选氟取代或氯取代的具有1至20个碳原子的烃基团,
X可以是相同的或不同的并且表示具有1至20个碳原子的亚烷基基团,其中不相邻的亚甲基单元可以由-O-基团替代,
A可以是相同的或不同的并且表示氧原子、硫原子或氨基基团-NR’-,
Z可以是相同的或不同的并且表示氧原子或氨基基团-NR’-,
R’可以是相同的或不同的并且表示氢原子或具有1至10个碳原子的烷基基团,
Y可以是相同的或不同的并且表示二价、可选氟取代或氯取代的具有1至20个碳原子的烃基团,
D可以是相同的或不同的并且表示二价、可选氟取代、氯取代或C1-C6-烷基酯取代的烃基团,其中不相邻的亚甲基单元可以由-O-、-COO-、-OCO-或-OCOO-基团替代,
B可以是相同的或不同的并且表示氢原子或者官能化的或非官能化的有机基团或有机硅基团,
n可以是相同的或不同的并且是10至3000的数目,
a是至少1的数目,
b是0或1至100的数目,
c是0或1至100的数目,
d是至少1的数目并且
e是0或1的数目。
3.根据权利要求1或2所述的混合物,其特征在于,组分(A)中的二有机硅氧基单元的含量在80重量%和99重量%之间。
4.根据权利要求1至3中一项或多项所述的混合物,其特征在于,所述混合物中的所述硅氧烷共聚物(A)的比例在100ppmw和10000ppmw之间。
5.根据权利要求1至4中一项或多项所述的混合物,其特征在于,组分(B)是木材。
6.根据权利要求1至5中一项或多项所述的混合物,其特征在于,所述混合物中的所述有机纤维(B)的比例在30重量%和90重量%之间。
7.根据权利要求1至6中一项或多项所述的混合物,其特征在于,组分(C)选自氯取代的聚烯烃、烷基取代的聚烯烃、羧酸烷基酯取代的聚烯烃、腈取代的聚烯烃或苯基取代的聚烯烃。
8.根据权利要求1至7中一项或多项所述的混合物,其特征在于,所述混合物中的所述有机聚合物(C)的比例为10重量%至70重量%。
9.一种用于生产根据权利要求1至8中一项或多项所述的混合物的方法,通过以任何期望的顺序来混合组分(A)、组分(B)和组分(C)以及还可选地其他组分进行。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,将组分(A)用作与有机聚合物(C)的一部分以及可选的组分(D)至(I)中的一种或多种的预混合物。
11.一种模制品,通过挤出根据权利要求1至8中一项或多项所述的混合物生产或根据权利要求9或10生产。
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