TW201903003A - 熱塑性複合物，熱塑性複合物的製造方法，及射出成型產品 - Google Patents

熱塑性複合物，熱塑性複合物的製造方法，及射出成型產品 Download PDF

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Abstract

提供一種熱塑性複合物，一種用於製備熱塑性複合物的方法，及一種射出成型產品。以該熱塑性複合物的總重量作為100重量%計，該熱塑性複合物包含35重量%至85重量%的熱塑性樹脂、5重量%至45重量%的非纖維素有機纖維、及小於5重量%的量的中空玻璃微球。

Description

熱塑性複合物，熱塑性複合物的製造方法，及射出成型產品
本揭露係關於製備熱塑性複合物的技術領域，具體地係關於一種熱塑性複合物，一種用於製備熱塑性複合物的方法，及一種射出成型產物。
目前，在熱塑性複合物的製備領域中，有一個技術問題亟需解決，即在熱塑性樹脂以高強度中空玻璃微球填充後，難以同時獲得具有低密度、高模數、及高韌性(在本文中定義為具有高衝擊強度，如以ASTM D256所測定)之全部的熱塑性複合物。因此，需要發展具有低密度、高模數、及高韌性的新穎熱塑性複合物，其能夠以中空玻璃微球改質。
為了解決上述的問題，發明人已進行了深入且詳細的研究。本揭露的目的在於提供一種用於製備複合物的方法，該方法使用高強度中空玻璃微球及非纖維素有機纖維來填充熱塑性樹脂，藉由該方法可製備具有低密度、高模數、及高韌性的熱塑性複合物， 且當在射出成型程序中引進超臨界發泡技術時，該複合物的密度可進一步降低，同時維持該材料的其他機械性質。此方法特別適用於輕量聚烯烴複合物的製備及商業化。
根據一態樣，本揭露提供一種熱塑性複合物，以該熱塑性複合物的總重量作為100重量%計，其包含35重量%至85重量%的熱塑性樹脂、5重量%至45重量%的非纖維素有機纖維、及小於5重量%之量的中空玻璃微球。
根據另一態樣，本揭露提供一種用於製備此熱塑性複合物的方法。該方法包括：熔融混合熱塑性樹脂及中空玻璃微球，以獲得熔融混合物；及將非纖維素有機纖維與該熔融混合物混合且浸漬，以獲得含有該熱塑性樹脂、該等中空玻璃微球、及該非纖維素有機纖維的熱塑性複合物。
根據進一步態樣，本揭露提供一種射出成型產物，其包括已經受射出成型的上述熱塑性複合物。
根據進一步態樣，本揭露提供一種射出成型產物，其包括已經受超臨界發泡射出成型的上述熱塑性複合物。
在一些實施例中，根據本揭露的技術解決方案具有下列優點之一或多者：(i)可製備一種具有低密度、高模數、及高韌性的熱塑性複合物；及(ii)當超臨界發泡技術被引進該射出成型程序中時，該複合物的密度可進一步降低，同時實質上維持該材料的其他機械性質。
在本申請案中：諸如「一(a,an)」、及「該(the)」之用語不僅意圖指單數實體，亦包括其具體實例可被用來作為說明之整體類別。用語「一」及「該」與用語「至少一(at least one)」可以互換使用。
中間包括清單(…)的詞組「包含…中之至少一者(comprises at least one of)」是指包含清單中的項目中之任一者及清單中的兩個或更多個項目之任意組合。接在清單(…)後面的詞組「…中之至少一者(at least one of)」是指清單中的項目中之任一者或清單中的兩個或更多個項目之任意組合。
除非另外陳述，否則所有數值範圍皆包括其端點及在端點之間的非整數值(例如1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。
已概述本揭露之實施例之各種態樣及優點。上文的發明內容非意欲說明本揭露的各說明性實施例與各實施方案。
1‧‧‧第一餵料斗
2‧‧‧第二餵料斗
3‧‧‧纖維供應輥
4‧‧‧模頭
6‧‧‧切刀
7‧‧‧雙螺桿擠壓機
a至i‧‧‧區
圖1係根據本揭露之一實施例顯示一種用於執行製備熱塑性複合物的方法的設備的示意圖。
以高強度中空玻璃微球填充的該熱塑性樹脂可改善熱收縮因子，增強材料之剛性，減少射出成型的週期時間，以及降低材料之密度，且已開始被應用於例如汽車。然而，當使用以高強 度中空玻璃微球改質的熱塑性樹脂時，一般而言因添加高強度中空玻璃微球，該熱塑性樹脂的機械性質(例如，衝擊強度、斷裂伸長率、及拉伸強度)將會降低。
熱塑性複合物
在一實施例中，在本文中所述的熱塑性複合物，以該熱塑性複合物的總重量作為100重量%計，可包含35重量%至85重量%的熱塑性樹脂、5重量%至45重量%的非纖維素有機纖維、及小於5重量%之量的中空玻璃微球。
該熱塑性複合物可採用熱塑性樹脂作為該基底材料。舉例來說，該熱塑性樹脂可係選自下列之一或多者之熱塑性樹脂：聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)、耐綸6、乙烯丙烯共聚物、乙烯辛烯共聚物、乙烯丙烯二烯共聚物、乙烯丙烯辛烯共聚物、聚丁二烯、丁二烯共聚物、苯乙烯/丁二烯橡膠(SBR)、嵌段共聚物(例如苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)、或苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯的三嵌段共聚物。此等共聚物中的一些已知係熱塑性烯烴(TPO)及熱塑性彈性體(TPE)。上述熱塑性樹脂的分子量無特別限制，只要能夠滿足用於熱塑性材料之製備的必要要求即可。舉例來說，該熱塑性樹脂可係聚丙烯。可用的可商購熱塑性樹脂的實例包括PPK9026及PPK8003，來自Sinopec Limited,China；PP3800、PP3520、及PP3920來自SK Corporation,South Korea；PP3015來自Formosa Chemicals&Fibre Corporation,Taiwan；PPK2051來自Formosa Plastics Corporation,Taiwan。在一些實施例中，以該熱塑性複合物的總重量作為100重量%計，該熱塑性樹脂的含量可為35重量%至85重量%、35重量%至75重量%、40重量%至70重量%、或48重量%至70重量%。
根據本揭露的一實施例，將非纖維素有機纖維添加至該熱塑性複合物中，以例如增加該熱塑性複合物的模數及韌性。根據本揭露的一些實施例，該非纖維素有機纖維係選自耐綸66纖維、聚對苯二甲酸乙二酯纖維、聚對苯二甲酸丙二酯纖維、聚苯硫醚纖維、聚醚醚酮纖維、及聚芳醯胺纖維中的一或多者。該非纖維素有機纖維可進一步選自其他液晶聚合物纖維。在一些實施例中，該非纖維素有機纖維為一耐綸66纖維。上述非纖維素有機纖維的分子量無特別限制，只要能夠滿足用於熱塑性材料之製備的必要要求即可。根據本揭露的一些實施例，該非纖維素有機纖維可係數種非纖維素有機纖維，其具有5μm至70μm、8μm至50μm、或15μm至20μm的直徑。可商購的非纖維素有機纖維包含PA(耐綸)66纖維T743(來自Invista China Co.,Ltd.)，其係一種具有15μm至20μm的直徑，且未經受表面改質的耐綸66纖維。根據本揭露的一些實施例，以該熱塑性複合物的總重量作為100重量%計，該非纖維素有機纖維的含量可係5重量%至45重量%、10重量%至40重量%、15重量%至35重量%、或甚至15重量%至30重量%。
根據本揭露的一些實施例，非纖維素有機纖維的較高熔融峰值(如以微差掃描量熱法或DSC所量測)應係60℃或更高、70℃或更高、或甚至80℃或更高於熱塑性樹脂的熔融峰值，以達到本揭露用於獲得具有高模數、高韌性、及低密度的熱塑性複合物的目的。
根據本揭露，熱塑性複合物包括中空玻璃微球。根據本揭露的一些實施例，將中空玻璃微球添加至熱塑性複合物中，以降低該熱塑性複合物的密度。在一些實施例中，以該熱塑性複合物的總重量計，中空玻璃微球係以小於5重量%的量在熱塑性複合物中。中空玻璃微球具有5μm至100μm、5μm至80μm、或10μm至50μm之平均粒徑。此外，中空玻璃微球具有0.3g/cm3至0.8g/cm3、0.3g/cm3至0.7g/cm3、或0.4g/cm3至0.6g/cm3之密度。另外，中空玻璃微球具有大於37.9MPa之壓縮強度，在一些實施例中大於48.3MPa，在一些實施例中大於55.2MPa，或在一些實施例中大於70.0MPa。可商購的中空玻璃微球包括以商標名稱「iM16K」獲自3M Company的彼等，其具有20μm之平均粒徑，0.46g/cm3之密度，及113.8MPa之壓縮強度。根據本揭露的一些實施例，以該熱塑性複合物的總重量作為100重量%計，中空玻璃微球的含量係0.1重量%至少於5重量%、0.5重量%至4.5重量%、0.5重量%至4重量%、1重量%至4.5重量%、1重量%至4重量%、或1重量%至3重量%。如在以下實例中所說明，以該熱塑性複合物的總重量作為100重量%計，當熱塑性複合物包含15重量%至30重量%的 非纖維素有機纖維及小於5重量%的中空玻璃微球時，所得的熱塑性複合物的韌性係相當優秀，且仍可達到小於1g/cm3的密度。
除了上述的組分外，該熱塑性組成物進一步包含用於改善所製備的熱塑性複合物的多種性質的其他助劑。該等助劑包括無機填料，其用於改善材料的機械性質；相容劑，其用於增強該複合物中各別組分之間的相容性；增韌劑，其用於增強該複合物的韌性；抗氧化劑，其用於改善該複合物的抗氧化性質。因此，該熱塑性複合物可進一步包含無機填料、相容劑、增韌劑、或抗氧化劑中的一或多者。
合適的無機填料的實例包括選自玻璃纖維、碳纖維、玄武岩纖維、滑石、蒙脫石中的一或多者。
該相容劑係可選自此技術領域中一般用於在複合物中執行相容性的該等相容劑。在一些實施例中，該相容劑係馬來酸酐接枝聚丙烯。可商購的相容劑包括聚丙烯接枝馬來酸酐，來自Shanghai Yuanyuan Polymer Co.,Ltd。
該增韌劑可係選自此技術領域中一般用於增韌複合物的該等增韌劑。在一些實施例中，該增韌劑包含聚乙烯及聚烯烴彈性體中之至少一者。可用的增韌劑的實例包括乙烯丙烯彈性體、乙烯辛烯彈性體、乙烯丙烯二烯彈性體、乙烯丙烯辛烯彈性體、聚丁二烯、丁二烯共聚物、苯乙烯/丁二烯橡膠(SBR)、及嵌段聚共聚物，諸如苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯的三嵌段、或苯乙烯-異戊二烯、苯乙烯-丁二烯、 苯乙烯-乙烯-丁烯的星狀嵌段聚合物。可商購的增韌劑包括聚乙烯來自Sinopec Limited,China、及聚烯烴彈性體來自Dow Corporation。
抗氧化劑無特別限制，且其可選自此技術領域中一般用於複合物的該等抗氧化劑。在一些實施例中，抗氧化劑係選自新戊四醇肆3-(3,5-二三級丁基-4-羥苯基)丙酸酯及參(2,4-二三級丁基)亞磷酸鹽中的一或多者。可商購的抗氧化劑包括可以商標名稱「IRGANOX 1010」(即新戊四醇肆3-(3,5-二三級丁基-4-羥苯基)丙酸酯)購自BASF Corporation的抗氧化劑、及購自BASF Corporation的抗氧化劑「IRGAFOS 168」(即參(2,4-二三級丁基)亞磷酸鹽)。
根據本揭露的一些實施例，以該熱塑性複合物的總重量作為100重量%計，該無機填料的含量係0重量%至15重量%、2重量%至15重量%、或5重量%至12重量%。根據本揭露的一些實施例，以該熱塑性複合物的總重量作為100重量%計，該相容劑的含量係5重量%至20重量%、5重量%至15重量%、或6重量%至12重量%。根據本揭露的一些實施例，以該熱塑性複合物的總重量作為100重量%計，該增韌劑的含量係0重量%至15重量%、0重量%至8重量%、或2重量%至8重量%。根據本揭露的一些實施例，以該熱塑性複合物的總重量作為100重量%計，該抗氧化劑的含量係0.1重量%至0.5重量%、0.1重量%至0.4重量%、或0.2重量%至0.3重量%。
根據本揭露，該熱塑性複合物係以具有2-5的長寬比之顆粒的形式存在，其中非纖維素有機纖維在顆粒的長度方向延 伸，且非纖維素有機纖維具有5mm至25mm、8mm至20mm、或10mm至12mm的長度。
用於製備熱塑性複合物的方法根據本揭露的另一態樣，提供一種用於製備熱塑性複合物的方法，其包含以下步驟：(a)熔融混合熱塑性樹脂及中空玻璃微球，以獲得一熔融混合物；及(b)將非纖維素有機纖維與該熔融混合物混合且浸漬，以獲得含有該熱塑性樹脂、該等中空玻璃微球、及該非纖維素有機纖維的熱塑性複合物。
根據本揭露的一些實施例，下列係可能的：在步驟(a)中熱塑性樹脂及中空玻璃微球與助劑一起熔融混合，以獲得一熔融混合物，其中該助劑包含無機填料、相容劑、增韌劑、及抗氧化劑之一或多者；且在步驟(b)中，該熔融混合物及非纖維素有機纖維經混合且浸漬，以獲得熱塑性複合物，該熱塑性複合物含有該熱塑性樹脂、該等中空玻璃微球、該助劑、及該非纖維素有機纖維。
根據本揭露的一些實施例，可將拉動該熱塑性複合物且裁切其成顆粒型式的步驟(c)包括在步驟(b)之後。
根據本揭露的一些實施例，該步驟(a)係在一雙螺桿擠壓機中執行。
根據本揭露的一些實施例，用於根據本揭露製備熱塑性複合物的示意方法將於以下參照圖1具體地描述，其中混合且擠壓原料係於一雙螺桿擠壓機7中執行，其包含一第一餵料斗1、一 第二餵料斗2、在不同溫度下的複數個區a至區i(包括但不限於區a至區i)、及一模頭4。
顯示於圖1中用於根據本揭露製備熱塑性複合物的示意方法包含下列步驟：預熱雙螺桿擠壓機7至一設定溫度；添加熱塑性樹脂(以及多種助劑)至第一餵料斗1，用於混合且預熱以獲得一預混合物；添加中空玻璃微球至第二餵料斗2，以與預混合物熔融混合，以獲得一熔融混合物；當擠壓熔融混合物至模頭4時，自一或多個纖維供應輥3供應非纖維素有機纖維至模頭4，以混合且浸漬該熔融混合物與非纖維素有機纖維，以獲得含有該熱塑性樹脂、該等中空玻璃微球、及非纖維素有機纖維(以及該助劑)的經浸漬帶；且使用一切刀6將自模頭4拉動的經浸漬帶裁切成具有所欲尺寸的顆粒。替代地，可透過先於該股模頭的一下游埠添加非纖維素有機纖維至該雙螺桿擠壓機中。
射出成型產品
本揭露的另一態樣係一射出成型產品。本揭露的進一步態樣為一射出成型產品，其已經受超臨界發泡射出成型。
用於製備射出成型產品的方法
根據本揭露的一些實施例，在習知技術中一習知射出成型程序可被採用以在由本揭露所提供的該熱塑性複合物上執行射出成型。舉例來說，來自Chen Hsong Machinery Co.Ltd的MJ-20H 塑膠射出成型機，其包含三個加熱區，可被採用以在由本揭露所提供的該熱塑性複合物上執行射出成型。根據本揭露的一些實施例，一超臨界發泡程序可進一步合併以在由本揭露所提供的該熱塑性複合物上執行超臨界發泡射出成型。
該超臨界發泡程序係用於減少射出成型產品物品的密度的一發泡技術。然而，使用此程序通常將導致發泡物品的機械性質降低。時常當使用超臨界發泡程序製造輕量聚丙烯複合物時，材料的斷裂伸長率及凹口衝擊強度會降低。本申請的發明人發現，藉由使用由本揭露所提供的熱塑性複合物，且引進一超臨界發泡程序至射出成型程序中，熱塑性複合物的密度可進一步減少，同時可實質上維持材料的其他機械性質，特別是材料的斷裂伸長率及凹口衝擊強度。
根據本揭露的一些實施例，可合併一超臨界二氧化碳發泡程序，以在由本揭露所提供的該熱塑性複合物上執行射出成型。舉例來說，可採用Mucell®-enabled Engel ES200/100TL射出成型機在熱塑性複合物上執行超臨界發泡射出成型，其中該射出成型機包含三個加熱區，且包含二個射出噴嘴在其射出埠。關於包括中空玻璃微球的微蜂巢式熱塑性樹脂的進一步細節，請見例如美國專利申請案第2015/0102528號(Gunes等人)
下列實施例意欲用來說明本揭露而且不會形成限制。
在一第一實施例中，本揭露提供一熱塑性複合物，以該熱塑性複合物的總重量作為100重量%計，該熱塑性複合物包含 35重量%至85重量%的熱塑性樹脂、5重量%至45重量%的非纖維素有機纖維、及小於5重量%之量的中空玻璃微球。
在一第二實施例中，本揭露提供如第一實施例之熱塑性複合物，其中該熱塑性樹脂包含下列之至少一者：聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、耐綸6、乙烯丙烯共聚物、乙烯辛烯共聚物、乙烯丙烯二烯共聚物、乙烯丙烯辛烯共聚物、聚丁二烯、丁二烯共聚物、苯乙烯/丁二烯橡膠(SBR)、嵌段共聚物(例如苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)、或苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯的三嵌段共聚物。
在一第三實施例中，本揭露提供如第一或第二實施例之熱塑性複合物，其中該非纖維素有機纖維包含耐綸66纖維、聚對苯二甲酸乙二酯纖維、聚對苯二甲酸丙二酯纖維、聚苯硫醚纖維、聚醚醚酮纖維、或聚芳醯胺纖維中之至少一者。
在一第四實施例中，本揭露提供如第一至第三實施例中任一者之熱塑性複合物，其中該非纖維素有機纖維的較高熔融峰值較該熱塑性樹脂的熔融峰值高60℃或以上。
在一第五實施例中，本揭露提供如第一至第四實施例中任一者之熱塑性複合物，其中該非纖維素有機纖維具有5μm至70μm的直徑。
在一第六實施例中，本揭露提供如第一至第五實施例中任一者之熱塑性複合物，其中該等中空玻璃微球具有在範圍自5 μm至100μm中的粒徑、在範圍自0.3g/cm3至0.8g/cm3中的密度、及大於37.9MPa的壓縮強度。
在一第七實施例中，本揭露提供如第一至第六實施例中任一者之熱塑性複合物，其中該熱塑性複合物進一步包含無機填料、相容劑、增韌劑、或抗氧化劑中之至少一者。
在一第八實施例中，本揭露提供如第七實施例之熱塑性複合物，其中該無機填料包含玻璃纖維、碳纖維、玄武岩纖維、滑石、或蒙脫石中之至少一者。
在一第九實施例中，本揭露提供如第一至第八實施例中任一者之熱塑性複合物，其中該熱塑性複合物係呈顆粒形式，其中該非纖維素有機纖維在該顆粒的長度方向上延伸，且其中該非纖維素有機纖維具有在範圍自5mm至25mm中的長度。
在一第十實施例中，本揭露提供如第一至第九實施例中任一者之熱塑性複合物，其中以該熱塑性複合物的總重量作為100重量%計，該熱塑性複合物包含15重量%至30重量%的該非纖維素有機纖維及0.5重量%至4.5重量%的該中空玻璃微球。
在一第十一實施例中，本揭露提供如第一至第九實施例中任一者之熱塑性複合物，其中以該熱塑性複合物的總重量作為100重量%計，該熱塑性複合物包含0.5重量%至4.5重量%、0.5重量%至4重量%、1重量%至4.5重量%、1重量%至4重量%、或1重量%至3重量%中之至少一者的該等中空玻璃微球。
在第十二實施例中，本揭露提供一種用於製備如第一至第十一實施例中任一者之熱塑性複合物的方法，該方法包含：熔融混合熱塑性樹脂及中空玻璃微球，以獲得熔融混合物；及將非纖維素有機纖維與該熔融混合物混合且浸漬，以獲得含有該熱塑性樹脂、該等中空玻璃微球、及該非纖維素有機纖維的熱塑性複合物。
在第十三實施例中，本揭露提供一種用於製備熱塑性複合物的方法，該方法包含：熔融混合熱塑性樹脂及中空玻璃微球，以獲得熔融混合物；及將非纖維素有機纖維與該熔融混合物混合且浸漬，以獲得含有該熱塑性樹脂、該等中空玻璃微球、及該非纖維素有機纖維的熱塑性複合物。
在一第十四實施例中，本揭露提供如第十三實施例之方法，其中該熱塑性樹脂包含聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、或耐綸6中之至少一者。
在一第十五實施例中，本揭露提供如第十三或第十四實施例之方法，其中該非纖維素有機纖維包含耐綸66纖維、聚對苯二甲酸乙二酯纖維、聚對苯二甲酸丙二酯纖維、聚苯硫醚纖維、聚醚醚酮纖維、或聚芳醯胺纖維中之至少一者。
在一第十六實施例中，本揭露提供如第十三至第十五實施例中任一者之方法，其中該非纖維素有機纖維的較高熔融峰值較該熱塑性樹脂的熔融峰值高60℃或以上。
在一第十七實施例中，本揭露提供如第十三至第十六實施例中任一者之方法，其中該非纖維素有機纖維具有5μm至70μm的直徑。
在一第十八實施例中，本揭露提供如第十三至第十七實施例中任一者之方法，其中該等中空玻璃微球具有在範圍自5μm至100μm中的粒徑、在範圍自0.3g/cm3至0.8g/cm3中的密度、及大於37.9MPa的壓縮強度。
在一第十九實施例中，本揭露提供如第十二至第十八實施例中任一者之方法，其中該熱塑性樹脂及該等中空玻璃微球與助劑一起熔融混合，以獲得一熔融混合物，其中該助劑包含無機填料、相容劑、增韌劑、及抗氧化劑中之至少一者；且其中該熔融混合物及該非纖維素有機纖維經混合且浸漬，以獲得熱塑性複合物，該熱塑性複合物含有該熱塑性樹脂、該等中空玻璃微球、該助劑、及該非纖維素有機纖維。
在一第二十實施例中，本揭露提供如第十九實施例之方法，其中該無機填料包含玻璃纖維、碳纖維、玄武岩纖維、滑石、或蒙脫石中之至少一者。
在一第二十一實施例中，本揭露提供如第十二至第二十實施例中任一者之方法，其中熔融混合係在一雙螺桿擠壓機中執行。
在一第二十二實施例中，本揭露提供如第十二至第二十一實施例中任一者之方法，其進一步包含拉動該熱塑性複合物，該熱塑性複合物包含該熱塑性樹脂、該等中空玻璃微球、及該非纖維素有機纖維，且裁切該熱塑性複合物成顆粒型式。
在一第二十三實施例中，本揭露提供如第二十二實施例之方法，其中該非纖維素有機纖維具有在範圍自5mm至25mm中的長度。
在一第二十四實施例中，本揭露提供如第十三至第二十三實施例中任一者之方法，其中以該熱塑性複合物的總重量作為100重量%計，該熱塑性複合物包含15重量%至30重量%的該非纖維素有機纖維及0.5重量%至4.5重量%的該中空玻璃微球。
在一第二十五實施例中，本揭露提供如第十三至第二十四實施例中任一者之方法，其中以該熱塑性複合物的總重量作為100重量%計，該熱塑性複合物包含0.5重量%至4.5重量%、0.5重量%至4重量%、1重量%至4.5重量%、1重量%至4重量%、或1重量%至3重量%中之至少一者的該等中空玻璃微球。
在一第二十六實施例中，本揭露提供一種包含如第一至第十一實施例中任一者之熱塑性複合物之射出成型產品，其已經受射出成型。
在一第二十七實施例中，本揭露提供如第二十五實施例之射出成型產品，其已經受超臨界發泡射出成型。
在一第二十八實施例中，本揭露提供如第二十七實施例之射出成型產品，其中該超臨界發泡射出成型係超臨界二氧化碳發泡射出成型。
實例
以下提供實例，但需強調的是，本揭露的範圍不為下列實例所限制。所有的份數及百分比都是以重量計，除非另有指明。
於下述實例中採用的原料顯示於表1中。
一般射出成型程序
來自Chen Hsong Machinery Co.Ltd,China的塑膠射出成型機MJ-20H具有三個加熱區，經使用於下述的熱塑性複合物的實例上執行射出成型。射出噴嘴的溫度係200℃。第一加熱區的溫度係200℃。第二及第三加熱區的溫度係195℃。模頭的溫度係40℃。融熔壓力係5百萬帕斯卡(MPa)。冷卻時間係15秒。
測試樣品係使用射出成型機成型，以獲得ASTM類型I的拉伸測試樣品(如ASTM D638-10所述：塑膠拉伸性能的標準測試方法)。
測試方法
在射出成型產品上執行多種性質測試係以評估包括撓曲模數、斷裂伸長率、凹口衝擊強度及密度之物理性質。撓曲模數係根據ASTM D-790-15：未強化及強化塑膠及電子絕緣材料的撓曲性質的標準測試方法評估，斷裂伸長率係根據ASTM D638-10：塑膠的拉伸性質的標準測試方法評估、及凹口衝擊強度係根據ASTM D-256-10e1：用於判定塑膠的Izod擺垂衝擊阻力的標準測試方法評估。具體來說，每一ASTM的標準射出成型樣本棒具有3.2mm的厚度，其被放置在20℃的溫度及50%的相對溼度的環境中達48小時。然後，在IINSTRON 5969(Norwood,MA)通用測試機上執行用於撓曲模數及斷裂伸長率的測試。以2.75J的衝擊錘在型號PIT550A-2擺垂衝擊測試機(Shenzhen Wance Testing Machine Co.,Ltd.)上執行凹口衝擊測試。
藉由根據ASTM D792使用METTLER TOLEDO Al204密度天平(Toledo,Ohio)將所得的射出成型產品的重量除以體積，以獲得具有g/cm3的單位的射出成型產品的密度。
實例1(Ex.1)
於使用前，將中空玻璃微球「iM16K」及PA耐綸66纖維兩者在120℃下乾燥達2小時。
將32重量份的PP K9026、35重量份的PP 3015、25重量份的PP 3920、及8重量份的PP K2051在20℃下在桶中混合，以獲得稱為「PP摻合物1」的熱塑性樹脂摻合物。
如圖1所示，由Guangzhou POTOP Co.Ltd所製造的雙螺桿擠壓機(TDM20)經預熱至設定溫度，其中各別區(區a至區i)的設定溫度由第一餵料斗至模頭係分別依此順序：150℃、210℃、215℃、210℃、210℃、210℃、205℃、205℃、及205℃。
67重量份的「PP摻合物1」及2重量份的POE、3重量份的低密度聚乙烯、7重量份的PP-MAH及0.3重量份的抗氧化劑(其中抗氧化劑「IRGANOX 1010」對抗氧化劑「IRGAFOS 168」在該抗氧化劑中的重量比係3：1)經添加至該第一餵料斗用於混合以獲得預混合物。
1重量份的「iM16K」中空玻璃微球經添加至該第二餵料斗。
該雙螺桿擠壓機被啟動以允許1重量份的「iM16K」中空玻璃微球與70.3重量份的預混合物在200℃下熔融混合，因此獲得熔融混合物。
當80.3重量份的熔融混合物經擠壓至模頭中時，20重量份的PA(耐綸)66纖維，以成束的形式，在205℃的溫度下由一纖維供應輥供應至模頭，以獲得複合物纖維。該複合物以1.5m/min的速率被拉至切刀，且被裁切成具有10-12mm長度的顆粒，且乾燥。
實例1的顆粒具有表2所示的組成物。實例1的顆粒係根據「一般射出成型程序」製作成測試樣本棒，且該測試樣本棒根據「測試方法」測試。測試結果顯示在表4中。
實例2(Ex.2)
實例2的樣本係以與實例1相同的方法製備，除了「iM16K」的量增加至3份而不是1份，且「PP摻合物1」係由67份減少至65份。
實例2的顆粒具有表2所示的組成物。實例2的顆粒係根據「一般射出成型程序」製作成測試樣本棒，且該測試樣本棒根據「測試方法」測試。測試結果顯示在表4中。
實例3(Ex.3)
實例3的樣本係以與實例1相同的方法製備，除了將PA耐綸66纖維以相同量的PET纖維取代。
實例3的顆粒具有表3所示的組成物。實例3的顆粒係根據「一般射出成型程序」製作成測試樣本棒，且該測試樣本棒根據「測試方法」測試。測試結果顯示在表4中。
實例4(Ex.4)
實例4的樣本係以與實例2相同的方法製備，除了將PA耐綸66纖維以相同量的PET纖維取代。
實例4的顆粒具有表3所示的組成物。實例4的顆粒係根據「一般射出成型程序」製作成測試樣本棒，且該測試樣本棒係根據「測試方法」受測試。測試結果顯示在表4中。
上面製備的實例1至實例4的樣本以上述方法測試。測試結果係歸納於下表4中。
所屬技術領域中具有通常知識者應了解，可作出各種修改與變化而不背離本揭露的範圍。此類修改及變化意欲落入由隨附的申請專利範圍所界定的本揭露的範圍中。

Claims (15)

  1. 一種熱塑性複合物，以該熱塑性複合物的總重量作為100重量%計，該熱塑性複合物包含35重量%至85重量%的熱塑性樹脂、5重量%至45重量%的非纖維素有機纖維、及小於5重量%的量的中空玻璃微球。
  2. 如請求項1之熱塑性複合物，其中該熱塑性樹脂包含下列之至少一者：聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、耐綸6、乙烯丙烯共聚物、乙烯辛烯共聚物、乙烯丙烯二烯共聚物、乙烯丙烯辛烯共聚物、聚丁二烯、丁二烯共聚物、苯乙烯/丁二烯橡膠(SBR)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、或苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯的三嵌段共聚物。
  3. 如請求項1之熱塑性複合物，其中該非纖維素有機纖維包含耐綸66纖維、聚對苯二甲酸乙二酯纖維、聚對苯二甲酸丙二酯纖維、聚苯硫醚纖維、聚醚醚酮纖維、或聚芳醯胺纖維中之至少一者。
  4. 如請求項1之熱塑性複合物，其中該非纖維素有機纖維的較高熔融峰值較該熱塑性樹脂的熔融峰值高60℃或以上。
  5. 如請求項1之熱塑性複合物，其中該非纖維素有機纖維具有5μm至70μm的直徑。
  6. 如請求項1之熱塑性複合物，其中該等中空玻璃微球具有在範圍自5μm至100μm中的粒徑、在範圍自0.3g/cm 3至0.8g/cm 3中的密度、及大於37.9MPa的壓縮強度。
  7. 如請求項1之熱塑性複合物，其中該熱塑性複合物進一步包含無機填料、相容劑、增韌劑、或抗氧化劑中之至少一者。
  8. 如請求項7之熱塑性複合物，其中所選之該無機填料包含玻璃纖 維、碳纖維、玄武岩纖維、滑石、或蒙脫石中之至少一者。
  9. 如請求項1之熱塑性複合物，其中該熱塑性複合物係呈顆粒形式，其中該非纖維素有機纖維在該顆粒的長度方向上延伸，且其中該非纖維素有機纖維具有在範圍自5mm至25mm中的長度。
  10. 如請求項1之熱塑性複合物，其中以該熱塑性複合物的總重量作為100重量%計，該熱塑性複合物包含0.5重量%至4.5重量%的中空玻璃微球。
  11. 一種用於製備如請求項1至10中任一項的熱塑性複合物的方法，該方法包含：熔融混合該熱塑性樹脂及該等中空玻璃微球，以獲得熔融混合物；及將該非纖維素有機纖維與該熔融混合物混合且浸漬，以獲得含有該熱塑性樹脂、該等中空玻璃微球、及該非纖維素有機纖維的熱塑性複合物。
  12. 如請求項11之用於製備該熱塑性複合物的方法，其中該熱塑性樹脂及該等中空玻璃微球與助劑一起熔融混合，以獲得熔融混合物，其中該助劑包含無機填料、相容劑、增韌劑、及抗氧化劑中之至少一者，且其中該熔融混合物及該非纖維素有機纖維經混合且浸漬，以獲得含有該熱塑性樹脂、該等中空玻璃微球、該助劑、及該非纖維素有機纖維的熱塑性複合物。
  13. 如請求項11之用於製備該熱塑性複合物的方法，其中該熔融混合係在雙螺桿擠壓機中執行。
  14. 一種射出成型產品，其包含如請求項1至10中任一項之熱塑性複合物，其已經受射出成型。
  15. 如請求項14之射出成型產品，其已經受超臨界發泡射出成型。
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