專利名稱：一種橡膠填充的定向聚合物復(fù)合體材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含有交聯(lián)的橡膠顆粒的定向聚合物復(fù)合體材料以及這種材料的制備方法。本發(fā)明的一個理想實施例涉及一種含有交聯(lián)的橡膠顆粒的展開的定向聚合物復(fù)合體材料。
背景技術(shù)：
定向聚合物復(fù)合體材料(OPCs)正在逐步獲得先前幾乎由木制材料獨占的建材市場的市場份額。例如，大量各式各樣的OPC裝飾材料目前可用于取代杉木，紅木，處理過的松木，或者其他的大量的曾經(jīng)所使用的標準裝飾材料。OPCs的高強度與低維持護理費用這樣一些較少的理想特征正在幫助它們占領(lǐng)市場。不幸的是，OPCs非常容易劃傷或者磨損，這是不想被看到的，尤其是對于深色的 OPCs。而且當穿過OPCs表面附近的纖維被切割或者暴露于磨損環(huán)境下時，OPCs非常容易發(fā)生纖維化。這些缺陷降低了 OPCs在一些必須切割和容易發(fā)生劃傷，磨蝕和/或磨損的應(yīng)用(例如裝飾)中的吸引力。為了提高聚丙烯聚合物復(fù)合體的抗劃傷和耐磨損能力的方法包括，將一種保護層以涂層或者薄片的形式覆蓋于聚丙烯聚合物上，加入助滑添加劑或者小的堅硬顆粒， 或者加入硅樹脂基質(zhì)的添加劑，(例如，參見Huber，Gregor等人提高汽車用PP與TPO 的抗劃傷和耐磨損能力的添加劑的方法,汽車用TPOs的會議報告，日內(nèi)瓦，2005年6月 21-22 日，再版于 http //www, ciba. com/pf/docMDMS. asp ？ targetlibrary = CHBS PA MADS&docnumber = 4271)。在聚丙烯材料上運用涂層為OPC的加工帶來了相當大的復(fù)雜性， 由于在制造這種材料之后需要一個敷用步驟。而且，涂層材料與敷用方法的選擇需要經(jīng)過仔細的篩選和測試，以確保該涂層粘附于聚丙烯上，因為如果涂層從材料上脫落，其抗劃傷與耐磨損能力也就喪失了。加入助滑劑與堅硬顆粒則不能形成一個均勻的溶液以抗劃傷與耐磨損，也不能抗纖維化，如比較例A和C-E中所示。纖維化現(xiàn)象能夠通過OPC表面的熱處理而減弱(參見美國臨時申請61/014131)。 該工藝對于減少纖維化現(xiàn)象是有效的，但是總的來說對于減少OPC表面的劃痕與磨損則不太有效，而且還會加劇隨后劃痕和磨損的產(chǎn)生。此外，隨著能源費用的上漲，理想的是避免對OPC進行熱處理。因此，理想的是擁有一種生產(chǎn)具有抗劃傷耐磨損的0PC，并且不需要在OPC上敷用材料的方法。而且，更加理想的是不需要對OPC的表面進行熱處理而能夠減少OPC的纖維化。更理想的是一種為了同時得益于低質(zhì)量的具備這些特性的空穴0PC。

發(fā)明內(nèi)容
令人驚訝的是，將交聯(lián)的橡膠顆粒加入聚合物復(fù)合體中，然后使該聚合物復(fù)合體形成定向聚合物復(fù)合體材料(OPC)，如果交聯(lián)的橡膠顆粒在聚合物復(fù)合體的軟化溫度下為 “非流動性”的，將使得生產(chǎn)出的OPC具有前面所述的一個或多個理想特性。交聯(lián)橡膠顆粒為“非流動性”，定義為將大量橡膠顆粒放置于壓板之間，該壓板處于OPC的聚合物復(fù)合體的軟化溫度下，然后以13. SMPa (2000磅每平方英寸)的壓力緊壓壓板大約10分鐘，然后釋放壓力，該交聯(lián)的橡膠顆粒繼續(xù)保持為分離的顆粒，并且為初始形態(tài)。例如，僅是在聚合物復(fù)合體中的交聯(lián)的橡膠顆粒的存在將在聚合物復(fù)合體的固態(tài)拉模過程中誘發(fā)空穴。因此，固態(tài)模拉含有在聚合物復(fù)合體軟化溫度下為非流動性的交聯(lián)的橡膠顆粒的聚合物復(fù)合體，能夠生產(chǎn)出一種展開的OPC(EOPC)，該EOPC為一種十分理想的材料，因為其強度與模量都得到了增強，而且由于與非定向聚合物復(fù)合體相比多出的空穴而密度得到了降低。更令人驚訝的是，加入了交聯(lián)的橡膠顆粒的OPC材料與不含交聯(lián)的橡膠顆粒的相似的OPC材料相比，其抗劃傷與耐磨損能力得到了增強。此外，聚合物復(fù)合體的固態(tài)模拉所生產(chǎn)出的EOPC與不含交聯(lián)的橡膠顆粒的相似EOPC相比具有更強的抗劃傷與耐磨損能力。甚至更令人驚訝的是，當交聯(lián)橡膠顆粒的濃度占聚合物復(fù)合體質(zhì)量的大約25wt% 或者更多時，所生產(chǎn)出來的OPC顯示出其固有的改善的抗劃傷與耐磨損能力以及固有的改善的抗纖維化能力。模拉聚合物復(fù)合體可以進一步誘發(fā)空穴從而產(chǎn)生出一種具有上述加強特性的EOPC。第一方面，本發(fā)明涉及了一種定向聚合物復(fù)合體材料，包括具有軟化溫度的聚合物復(fù)合體，分散在該聚合物復(fù)合體內(nèi)的交聯(lián)的橡膠顆粒，以及聚合物復(fù)合體中的連續(xù)的可定向聚合物相；其中，在聚合物復(fù)合體的軟化溫度下，該交聯(lián)的橡膠顆粒的粘度是該聚合物復(fù)合體的粘度的至少10倍。該第一方面的特別理想的實施例包括以下特征的任意一個或者多個的組合定向聚合物復(fù)合體所含有的孔隙體積足夠降低其密度5%或者更多；孔隙腔存在于交聯(lián)的橡膠顆粒附近的聚合體復(fù)合體內(nèi)；交聯(lián)的橡膠顆粒含有選自二氧化硅和炭黑中的至少一種添加劑；交聯(lián)的橡膠顆粒為碾碎的輪胎；交聯(lián)的橡膠顆粒的濃度占聚合物復(fù)合體質(zhì)量的50wt% 或者更少；交聯(lián)的橡膠顆粒的濃度占聚合物復(fù)合體質(zhì)量的10wt%或更多，以及40wt%或更少；交聯(lián)的橡膠顆粒的濃度占聚合物復(fù)合體質(zhì)量的25wt%或更多，以及40wt%或更少；橡膠顆粒的粒徑在10-200目之間；橡膠顆粒的濃度為10wt%或更多以及50wt%或者更少， 其粒徑為100微米或更多以及2000微米或更少；橡膠顆粒的濃度為25wt%或更多以及 40%或更少，其粒徑為180微米或更多以及600微米或更少；連續(xù)的可定向聚合物相包含 80%或更多的質(zhì)量分數(shù)的丙烯基質(zhì)的聚合物；OPC具有超過1.4的彎曲模量，優(yōu)選為大于 2. IGPa(gigaPascals)0第二方面，本發(fā)明涉及一種制備第一方面的定向聚合物復(fù)合體材料的方法，該方法包括以下步驟(a)提供具有軟化溫度的聚合物復(fù)合體，連續(xù)的可定向聚合物相以及分散在聚合物復(fù)合體內(nèi)的交聯(lián)的橡膠顆粒；以及(b)將聚合物復(fù)合體調(diào)節(jié)到低于聚合物復(fù)合體的軟化溫度的拉伸溫度；以及(c)當剛一到達所述拉伸溫度時對聚合物復(fù)合體進行拉伸，從而誘導(dǎo)聚合物復(fù)合體中聚合物鏈的定向化，以形成定向聚合物復(fù)合體；其中在聚合物復(fù)合體的軟化溫度下，該交聯(lián)的橡膠顆粒的粘度比聚合物復(fù)合體的粘度至少高出10倍。第二方面的具體實施例包括以下特征中的任意一個或者多個的組合步驟(C)包括通過一個固態(tài)拉模對聚合物復(fù)合體拉伸，以及在聚合物復(fù)合體中誘發(fā)空穴；交聯(lián)的橡膠顆粒含有二氧化硅；交聯(lián)的橡膠顆粒為碾碎的輪胎；交聯(lián)的橡膠顆粒的濃度占聚合物復(fù)合體質(zhì)量的10wt%或更多以及40wt%或更少；交聯(lián)的橡膠顆粒的濃度占聚合物復(fù)合體質(zhì)量的25wt%或更多以及40wt%或更少；橡膠顆粒的粒徑為10目到200目之間；橡膠顆粒的濃度為20wt%或更多以及50wt%或更少，以及橡膠顆粒的粒徑為100微米或更多以及2000 微米或更少；橡膠顆粒的濃度為25wt%或更多以及40wt%或更少，橡膠顆粒的粒徑為180 微米或更多以及600微米或更少；連續(xù)的可定向聚合物相包含SOwt %或更多的丙烯基質(zhì)的聚合物；以及進一步包括步驟(d)冷卻定向聚合物復(fù)合體。本發(fā)明的方法適用于制備本發(fā)明中的OPCs。本發(fā)明中的OPCs可以產(chǎn)生空穴，固有抗劃傷與耐磨損能力，固有抗纖維化的能力，或者上述理想特性的任意組合。結(jié)果是，本發(fā)明中的OPCs十分適用于外觀十分重要以及磨損幾率高的場合。例如，本發(fā)明中的OPCs十分適用于裝飾材料以及典型地滿足于木制品的其他任何應(yīng)用。
具體實施例方式術(shù)語“聚合物復(fù)合體”包括含有至少一種聚合物組分的連續(xù)的聚合物相，且該聚合物復(fù)合體可包含有非聚合的組分?！疤畛涞摹本酆衔飶?fù)合體包括聚合物復(fù)合體中不連續(xù)的添加劑，例如無機填充物和/或交聯(lián)的橡膠顆粒?！翱啥ㄏ蚓酆衔铩睘橐环N聚合物，能夠形成通過固態(tài)變形(例如，固態(tài)拉伸)被誘發(fā)的分子定向?？啥ㄏ蚓酆衔锟梢允欠蔷B(tài)的也可以是半結(jié)晶的(半結(jié)晶聚合物具有一個熔化溫度(Tm)，且包括那些被稱為“結(jié)晶”的聚合物)。理想的定向聚合物包括半結(jié)晶聚合物，甚至更理想的為線性聚合物(指的是1000個聚合物單位中只出現(xiàn)少于1個支鏈的聚合物)。半結(jié)晶聚合物特別理想，因為它們與非晶態(tài)聚合物復(fù)合體相比，在強度與模量上有較大的提高。一旦定向，半結(jié)晶聚合物復(fù)合體在強度與彎曲模量上比非晶態(tài)聚合物復(fù)合體提高4-10倍?！岸ㄏ蚓酆衔飶?fù)合體材料”，“0PC”以及“定向聚合物復(fù)合體”是可以互換的，并且指的是通過定向聚合物復(fù)合體的聚合物而生產(chǎn)出來的一種材料?！袄w維化”是指纖維材料從大塊材料上分離。纖維化進一步產(chǎn)生“分層”，一般來說指的是從比完好纖維要寬的截面長度的大塊材料上分離。在此為了表示清楚，“纖維化”指的是完好鏈與寬鏈兩者的纖維化并包括分層。“可定向聚合物相”為能夠形成通過固態(tài)變形(例如，固態(tài)拉伸)被誘發(fā)的分子定向的聚合物相。代表性地，可定向聚合物相中占可定向聚合物相總質(zhì)量的75wt%或更多，甚至90wt %或更多，甚至更高比例的聚合物為可定向聚合物?？啥ㄏ蚓酆衔锵嗫梢园ㄒ环N或多種類型的聚合物，以及一種或多種類型的可定向聚合物?！百|(zhì)量分數(shù)”與“wt%”可互換，而且是相對于總的聚合物質(zhì)量來說，除非特別說明?！肮虘B(tài)”指的是聚合物(或者聚合物復(fù)合體)處于比其軟化溫度低的溫度下的狀態(tài)。因此，“固態(tài)拉伸”指的是在低于聚合物(或者聚合物復(fù)合體)的軟化溫度以下的溫度下拉伸聚合物或聚合物復(fù)合體。除了特別指出之外，OPC的“截面”垂直于OPC的定向方向。截面具有質(zhì)心，周長以及穿過質(zhì)心連接周長上兩點延伸的尺寸。僅具有一種或者超過一種半結(jié)晶聚合物作為聚合物組分的聚合物或者聚合物復(fù)合體的“軟化溫度”(Ts)為聚合物復(fù)合體的熔化溫度。半結(jié)晶聚合物的“熔化溫度”(Tm)即為當以特定的加熱速率對晶體聚合物加熱時，以差示掃描量熱法(DSC)測定的晶體-熔化的相轉(zhuǎn)變過程中的溫度(temperature half-way)。對半結(jié)晶聚合物的Tm的測定采用ASTM方法E794-06中的DSC步驟。對多種聚合物的組合以及填充的聚合物復(fù)合體的Tm的測定同樣是在相同的測定條件下采用ASTM 方法E794-60。采用10°C/min的加熱速率進行1值測定。如果聚合物的組合或者填充的聚合物復(fù)合體僅僅包含易混合的聚合物以及在其DSC曲線中明顯僅有一個晶體-熔化相轉(zhuǎn)變，那么該聚合物的組合以及填充的聚合物復(fù)合體的Tm值即為相轉(zhuǎn)變過程中的溫度。如果因為不可混合的聚合物的存在，其DSC曲線上明顯出現(xiàn)多個晶體-熔化相轉(zhuǎn)變，那么該聚合物的組合以及填充的聚合物復(fù)合體的Tm值即為連續(xù)相聚合物的Tm值。如果超過一種聚合物為連續(xù)的，而且不可混，那么該聚合物的組合或者填充的聚合物復(fù)合體的Tm值即為連續(xù)相聚合物的最低Tm值。僅有一種或者超過一種非晶態(tài)聚合物作為聚合物組分的聚合物或者聚合物復(fù)合體的Ts為聚合物復(fù)合體的玻璃轉(zhuǎn)變溫度。聚合物或聚合物復(fù)合體的“玻璃轉(zhuǎn)變溫度”(Tg)根據(jù)ASTM方法E1356-03的DSC 步驟測定。對于聚合物的組合以及填充的聚合物復(fù)合體的Tg的測定同樣是在相同的測定條件下采用ASTM方法E1356-03的DSC步驟測定。如果該聚合物的組合或者填充的聚合物復(fù)合體僅僅包含易混合的聚合物以及在其DSC曲線中明顯僅有一個玻璃化相轉(zhuǎn)變，那么該聚合物的組合或者填充的聚合物復(fù)合體的Tg值即為相轉(zhuǎn)變過程中的溫度。如果因為不可混合的非晶態(tài)聚合物的存在，其DSC曲線上明顯出現(xiàn)多個玻璃化相轉(zhuǎn)變，那么該聚合物的組合或者填充的聚合物復(fù)合體的Tg值即為連續(xù)相聚合物的Tg值。如果超過一種聚合物為連續(xù)的，而且不可混，那么該聚合物的組合或者填充的聚合物復(fù)合體的Tg值即為連續(xù)相聚合物的最低Tg值。如果聚合物復(fù)合體包含半結(jié)晶與非晶態(tài)聚合物，該聚合物復(fù)合體的軟化溫度即為連續(xù)相聚合物或聚合物復(fù)合體的軟化溫度。如果半結(jié)晶與非晶態(tài)聚合物相為共連續(xù)的 (co-continuous)，那么該組合的軟化溫度即為兩相的較低軟化溫度。在本發(fā)明中，當聚合物復(fù)合體包括分散于連續(xù)聚合物相中的交聯(lián)的橡膠顆粒時， 該聚合物復(fù)合體的軟化溫度即為連續(xù)聚合物相的軟化溫度?！袄鞙囟取奔礊槔鞙囟确秶鷥?nèi)的聚合物在拉伸之間所處的溫度，即為該聚合物在初始拉伸時所處的溫度。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，聚合物復(fù)合體在加工中的穿過其截面(即為，沿著復(fù)合體截面尺寸方向)的溫度是變化的。因此，提及的聚合物復(fù)合體的溫度指的是沿著聚合物復(fù)合體截面尺寸方向的最高溫度與最低溫度的平均值。沿著聚合物截面尺寸方向的兩個不同點的溫度的理想狀態(tài)是與沿著截面尺寸方向的最高溫度與最低溫度的平均值之間相差10 %或者更少，優(yōu)選為5 %或者更少，更優(yōu)為1 %或者更少，最優(yōu)為0 %。通過在截面尺寸的不同點之間插入熱電偶來測量沿著截面尺寸方向的攝氏溫度(V)?！熬郾┒妆娇扇堋迸c“PP 二甲苯可溶”和“PPXS”為可互換的。PPXS為一種在二甲苯中可溶并且包含聚合的丙烯單元的組分。本發(fā)明中，PPXS主要指的是不規(guī)則的聚丙烯，定向嵌段的聚丙烯(含有空間立構(gòu)缺陷(stereodefect)的等規(guī)立構(gòu)(isotactic)分子，含有聚丙烯的分段的等規(guī)立構(gòu)部分，在某種程度上該分子在PPXS的測定條件下可溶于二甲苯)，含有等規(guī)立構(gòu)的聚丙烯和丙烯低聚物的低平均分子質(zhì)量聚丙烯?！耙蚁?丙烯共聚物二甲苯可溶”與‘ /Ρ-XS”為可互換的。E/P-XS為可溶于二甲苯并且包含聚合到組分中的乙烯與丙烯單元的組分。E/P-XS共聚物包括低聚物?！肮逃械亍保?例如OPC固有一種特性或特征，指的是該材料(例如，0PC) 一旦產(chǎn)生就直接具有該特性或特征，而不需要后續(xù)的修飾，比如層壓，涂層，和/或表面熱處理。當OPC中的顆粒的大部分(超過顆粒的50wt%，優(yōu)選為超過75wt%，更優(yōu)為 IOOwt%)是某尺寸或大小時，“粒徑”指的就是該尺寸。測定與描述橡膠顆粒的粒徑的理想方法為使用符合美國標準篩網(wǎng)規(guī)范的篩網(wǎng)與開口。如果一種OPC的復(fù)合體與另一種OPC在所有方面基本相同，除了本文中提到的相似OPC參考情況，那么就稱作一種OPC與另一種OPC “相似”。如果復(fù)合體在工藝重現(xiàn)性的合理范圍內(nèi)是相同的，則兩者基本相同?！癆STM，，指的是美國材料與試驗協(xié)會(American Society for Testing and Materials)試驗方法。該方法的年份既可以由方法編號中的帶有連字符號的后綴定義，也可以在沒有這樣一個定義的情況下，為本申請?zhí)峤蝗罩白罱咏哪攴??！岸喾N”指的是至少兩種?！昂?或”指的是“和，或者作為可選擇的”。范圍包括端點，除非特別指出。方法以及復(fù)合體本發(fā)明的方法要求提供具有軟化溫度的聚合物復(fù)合體。該聚合物復(fù)合體同時包括連續(xù)的定向聚合物相和分散于聚合物復(fù)合體中的交聯(lián)的橡膠顆粒。本發(fā)明中的OPC包括一種具有軟化溫度的相似的聚合物復(fù)合體，分散于聚合物復(fù)合體中的交聯(lián)的橡膠顆粒，以及連續(xù)定向聚合物相，區(qū)別僅在于OPC中的聚合物復(fù)合體被定向比本方法第一步所提供的聚合物復(fù)合體要多。接下來對該聚合物復(fù)合體，交聯(lián)的橡膠顆粒與定向聚合物相的描述適用于本發(fā)明的方法與0PC。交聯(lián)的橡膠顆粒與非交聯(lián)的橡膠和非交聯(lián)的橡膠顆粒不同。交聯(lián)的橡膠顆粒在組成橡膠的聚合物鏈之間具有化學(xué)鍵(交聯(lián))。交聯(lián)橡膠顆粒保持為完整的，并且在高于本發(fā)明中拉伸溫度的溫度下可彼此分離，相反，非交聯(lián)的橡膠為熱塑性的，在低于本發(fā)明中拉伸溫度的溫度下則容易變形。因此，在固態(tài)拉伸該聚合物復(fù)合體的過程中，非交聯(lián)的橡膠就會在該聚合物復(fù)合體內(nèi)流動以及散開。相反，交聯(lián)的橡膠顆粒在其固態(tài)拉伸過程中則會保持完整，并且在聚合物復(fù)合體內(nèi)與其他顆粒可彼此分離。本發(fā)明的OPC (包括交聯(lián)的橡膠顆粒和聚合物復(fù)合體)的交聯(lián)的橡膠顆粒在該聚合物復(fù)合體的軟化溫度下(即為連續(xù)聚合物相的軟化溫度，該交聯(lián)的橡膠顆粒位于該連續(xù)聚合物相中)是非流動性的。如果將大量橡膠顆粒放置于處于OPC聚合物復(fù)合體軟化溫度下的壓板之間，然后以13. SMPa(2000磅/平方英寸)的壓力緊壓接近10分鐘，一旦釋放該壓力，交聯(lián)的橡膠顆粒仍然保持為分散的顆粒以及初始形狀，則交聯(lián)的橡膠顆粒是“非流動的”。交聯(lián)的橡膠顆粒中的橡膠可以為天然橡膠，合成橡膠或者天然與合成橡膠的組合。交聯(lián)可以是通過任意一種或者超過一種物質(zhì)的組合的交聯(lián)方式，包括多功能的單元結(jié)構(gòu)在聚合過程中的反應(yīng)或者是在聚合之后與交聯(lián)劑的反應(yīng)。與硫磺的硫化作用為交聯(lián)橡膠的一種通用方法。交聯(lián)橡膠顆?？梢园私宦?lián)橡膠之外的其他元素。在一個理想的實施例中，交聯(lián)橡膠顆粒為碾碎的輪胎(例如，汽車輪胎，卡車輪胎，以及/或者拖拉機輪胎)， 還可以包括輪胎中發(fā)現(xiàn)的任何或者所有成分。輪胎中含有二氧化硅從而增強輪胎的耐磨特性(參見，例如美國專利5518055第2欄64行-第3欄第6行，以及美國專利7378464第 5欄第17-27行)。輪胎還可以包括炭黑顆粒作為增強填充劑，賦予其抗磨損性。本發(fā)明中的交聯(lián)橡膠顆粒還可以包括二氧化硅，炭黑顆粒，二氧化硅以及炭黑顆粒，或者不含二氧化硅，炭黑顆?；蛘叨趸枰约疤亢陬w粒。此外，聚合物復(fù)合體可以包括分離于交聯(lián)橡膠顆粒的二氧化硅顆粒，或者不含分離于交聯(lián)橡膠顆粒的二氧化硅顆粒。交聯(lián)的橡膠顆粒通常影響OPC的至少兩個性能。首先，橡膠的粒徑增大到一定的粒徑時可提高其抗纖維化能力的效率。也就是說，當橡膠顆粒尺寸變大時，抗纖維化能力就會隨著橡膠顆粒的濃度而大幅增強。不受理論的約束，更大的橡膠顆粒被認為會中斷聚合物鏈的纏結(jié)(entanglement)，否則該聚合物鏈可在拉伸過程中OPCs定向方向上形成纖維。 隨著橡膠顆粒尺寸的增大，通常認為聚合物鏈較少可能地在橡膠顆粒周圍纏結(jié)從而越過橡膠顆粒延伸出纖維。因此，纖維被認為是更容易在較大橡膠顆粒處終止，而非較小顆粒。為了使抗纖維化能力得到最優(yōu)化，優(yōu)選為使用尺寸為100微米或者更大的交聯(lián)橡膠顆粒，更優(yōu)為600微米或者更大。橡膠顆粒通常為2000微米或者更少。當交聯(lián)的橡膠顆粒尺寸超過2000微米時，OPC板在拉伸過程中會有折斷的傾向。橡膠顆粒尺寸還可以影響所生成的OPC的表面光滑度，更小的顆粒尺寸會生成更加光滑的表面。交聯(lián)的橡膠顆粒理想為具有2000微米或者更小的顆粒尺寸，優(yōu)選為710微米或者更少，更優(yōu)為425微米或者更少，可以是75微米或者更少。為了使所生成OPC的表面光滑度更優(yōu)化，越小的顆粒尺寸越理想。如果橡膠顆粒遠遠超過2000微米，那么OPC的表面則會明顯出現(xiàn)凹凸不平與粗糙的特點。隨著顆粒尺寸的減小，為了優(yōu)化分層能力(抗纖維化能力)所需要OPC中橡膠顆粒的數(shù)量越多，交聯(lián)的橡膠顆粒的費用越高。因此，為了達到經(jīng)濟實用性，橡膠顆粒尺寸通常為75微米或者更大。盡管不是必須的，聚合物復(fù)合體優(yōu)選為含有的交聯(lián)的橡膠顆粒的濃度占總的聚合物復(fù)合體質(zhì)量的50wt%或更少。當交聯(lián)的橡膠顆粒的濃度超過聚合物復(fù)合體的50wt%時， 該聚合物復(fù)合體就會很難引入OPC中。一般而言，交聯(lián)橡膠顆粒占聚合物復(fù)合體的比例沒有最低限制。只要具有交聯(lián)的橡膠顆粒，尤其是以或者更多的濃度出現(xiàn)時，在固態(tài)拉伸過程中就會產(chǎn)生所需要的空穴，從而減少或者消除劃痕的出現(xiàn)。本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例為包括濃度為聚合物復(fù)合體質(zhì)量基礎(chǔ)上或者更多的橡膠顆粒，從而獲得令人驚訝的效果，即由聚合物復(fù)合體制成的OPC所固有的抗劃痕抗污能力得到提高。本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例為包括濃度為聚合物復(fù)合體質(zhì)量基礎(chǔ)上25wt%或者更多的橡膠顆粒，從而獲得令人驚訝的效果，即由聚合物復(fù)合體制成的OPC所固有的抗劃痕與抗污能力提高，同時意外地理想地固有地降低其纖維化。為了同時在OPC抗纖維化能力，表面光滑度與抗劃痕能力之間取得平衡，OPC最優(yōu)化的方式為具有橡膠顆粒濃度為20wt%或更多，優(yōu)選為25wt%或更多，以及50wt%或更少，優(yōu)選為40wt%或更少，以及橡膠顆粒尺寸為100微米或更多，優(yōu)選為180微米或更多，以及2000微米或更少，優(yōu)選為600微米或更少。根據(jù)本發(fā)明所述的聚合物復(fù)合體包括連續(xù)的定向聚合物相。連續(xù)的可定向聚合物相為一種在聚合物復(fù)合體中連續(xù)的可定向聚合物相。通常來說，可定向聚合物相包括聚合物復(fù)合體中所有非交聯(lián)聚合物，以及特別是聚合物復(fù)合體中所有可定向聚合物。連續(xù)的可定向聚合物相可以包括超過一種的聚合物，包括超過一種的可定向聚合物?？啥ㄏ蚓酆衔锵嗫梢杂梢环N或者多種可定向聚合物組成。定向聚合物可以是非晶態(tài)的或者半結(jié)晶的。在此，“半結(jié)晶的”與“結(jié)晶的”為可互換的，指的是聚合物具有一個熔化溫度(Tm)。理想的可定向聚合物為一種或多種半結(jié)晶聚合物，特別是聚烯烴聚合物(聚烯烴類)。聚烯烴類在與填充劑顆粒結(jié)合時容易形成空穴， 因為聚烯烴類為相對的非極性，因此更加不容易吸附到填充劑顆粒上。線狀聚合物(即為， 聚合物中每1000個單元結(jié)構(gòu)中少于一個發(fā)生鏈支化，比如線性低密度聚乙烯)更為理想。合適的可定向聚合物包括基于聚苯乙烯，聚碳酸酯，聚丙烯，聚乙烯的聚合物與共聚物(例如，高密度的，較高密度的，超高密度的聚乙烯)，聚氯乙烯，聚甲基戊烷，聚四氟乙烯，聚酰胺，聚酯(例如，聚對苯二甲酸乙二醇酯)以及聚酯基礎(chǔ)的聚合物，聚碳酸酯，聚氧化乙烯，聚甲醛，聚偏氟乙烯，以及液態(tài)晶體聚合物，及它們的混合物。如果第一聚合物包含第二聚合物，則第一聚合物是“基于”第二聚合物的。例如，嵌段共聚物是基于包含嵌段的聚合物的。特別理想的可定向聚合物包括基于聚乙烯，聚丙烯，聚酯的聚合物。更加特別理想的可定向聚合物包括具有分子量為50，000-3, 000, 000g/mol之間的線性聚乙烯；特別是從 100，000-1, 500, 000g/mol，甚至是從 750，000-1, 500, 000g/mol。聚酯(聚酯基聚合物)的一個優(yōu)選類別為至少一個多元醇，理想為線性多元醇，優(yōu)選為二醇(例如C2-C6的二醇)，與至少一個多元酸，優(yōu)選為多羧酸，反應(yīng)來得到的。合適的聚酯舉例為包括聚乙烯-2，6-乙二酯，聚乙烯-1，5-乙二酯，聚亞丁基酯-1，2- 二羥基苯甲酸，聚對苯二甲酸乙二醇酯，聚對苯二甲酸丁烯，特別是聚對苯二甲酸乙烯。聚丙烯(PP)基聚合物(即為，基于PP的聚合物)為應(yīng)用于本發(fā)明的可定向聚合物的一個優(yōu)選實例。PP基聚合物通常比其他可定向聚烯烴聚合物密度要低。因此，PP基聚合物比其他可定向聚烯烴聚合物更容易得到輕質(zhì)的材料。PP基聚合物同樣比其他可定向聚烯烴聚合物具有更高的熱穩(wěn)定性。因此，PP基聚合物也可以形成比其他聚烯烴聚合物的可定向材料具有更高的熱穩(wěn)定性的可定向材料。適當?shù)腜P基聚合物包括格勒納塔(Zeigler Natta)，金屬茂絡(luò)合物，以及后-金屬茂絡(luò)合物(post-metallocene)聚丙烯。適當?shù)腜P基聚合物包括PP均聚物；PP無規(guī)共聚物(其中乙烯或者其他α-烯烴占單元結(jié)構(gòu)質(zhì)量的0. 1-15% ) ；PP抗沖共聚物(impact copolymers)具有的PP均聚物或者PP無規(guī)共聚物復(fù)合體占抗沖共聚物質(zhì)量的50-97Wt%， 所具有的乙烯丙烯共聚物橡膠占反應(yīng)器中所準備的抗沖共聚物或者抗沖改性劑或者是由兩種或兩種以上的α-烯烴在反應(yīng)器中發(fā)生共聚作用而生成的無規(guī)共聚物橡膠質(zhì)量的 3-50wt% ；PP抗沖共聚物具有的PP均聚物或者PP無規(guī)共聚物復(fù)合體占抗沖共聚物質(zhì)量的 50-97wt %，所具有的乙烯-丙烯共聚物橡膠占通過混合加入的抗沖共聚物質(zhì)量或者通過混合(示例而非限制于雙螺桿擠出工藝)加入的由兩種或兩種以上的α-烯烴(例如，乙烯-辛烯)通過格勒-納塔，金屬茂絡(luò)合物，或單活性中心催化劑的共聚作用制備的其它橡膠(抗沖改性劑)的3-50wt%。理想為使用熔料流動率為0.8-8之間的PP基聚合物，優(yōu)選為2-4，更加優(yōu)選為2-3。一種優(yōu)選可定向聚合物包括或者由高度結(jié)晶的PP基聚合物(“HCPP”)組成。HCPP 是一種聚丙烯基聚合物(polypropylene)，該聚合物具有的聚丙烯二甲苯可溶物與乙烯/ 丙烯共聚物二甲苯可溶物的組合占HCPP總質(zhì)量的4. Owt %或者更少，優(yōu)選為3. 5wt%或更少，更優(yōu)為3. Owt %或更少，更優(yōu)為2. Owt %或更少，甚至更優(yōu)為1. Owt %或更少，更優(yōu)為 0. 5襯％或更少，以及最優(yōu)為Owt %。根據(jù)ASTM方法D5492-06來測定PPXS與E/P-XS的百分比，但是在測定PPXS與E/P-XS的百分比時僅僅只考慮適合于用作PPXS與E/P-XS的組分。 換句話說，PPXS與E/P-XS百分比并不包括丙烯的聚合物或者低聚物或者乙烯/丙烯共聚物的二甲苯可溶物組分所占的比例。HCPP也可以通過等規(guī)立構(gòu)指數(shù)進行表征。不溶于二甲苯的聚合物的質(zhì)量分數(shù)即為聚合物的等規(guī)立構(gòu)指數(shù)(即為，等規(guī)立構(gòu)指數(shù)=100% -(PPXS 與E/P-XS所占的))。PP可被紫外線穩(wěn)定化，優(yōu)選為被抗沖改進。特別適宜的PP由有機穩(wěn)定劑穩(wěn)定化。PP可以不含鈦白粉以獲得UV穩(wěn)定性，從而允許使用較少的色素從而獲得全譜顏色中的任意一種。低分子量與高分子量的受阻胺光穩(wěn)定劑(HALS)的組合為賦予PP以UV穩(wěn)定性的理想添加劑。市場上可買到的穩(wěn)定劑優(yōu)選實例包括IRGASTAB FS 811, IRGASTAB FS 812(IRGASTAB為Ciki專用化學(xué)品公司的商標)。一種十分優(yōu)選的穩(wěn)定劑系統(tǒng)包括 IRGASTAB FS 301，TINUVIN 123 與 CHIMASS0RB 119 的混合物(TINUVIN 與 CHIMASS0RB 為 Ciba專用化學(xué)品公司的商標)。在一個優(yōu)選實施例中，可定向聚合物相包括相對于可定向聚合物相質(zhì)量的SOwt % 或更多，優(yōu)選為90wt%或更多的PP基聚合物。PP基聚合物可以是丙烯均聚物。聚合物復(fù)合體可以進一步包括例如有機填充劑，無機填充劑或有機與無機填充劑的組合這些填充劑。有機填充劑包括有纖維質(zhì)的材料，如木質(zhì)纖維，木粉以及木面。無機填充劑包括滑石粉，粘土(例如，高嶺土)，氫氧化鎂，氫氧化鋁，白云石，玻璃微珠，二氧化硅，云母，金屬填充物，長石，鈣硅石，玻璃纖維，金屬纖維，硼纖維，炭黑，納米-填充劑，碳酸鈣，粉煤灰，以及上述無機填充劑的一種或多種的組合。在本發(fā)明的方法中，調(diào)節(jié)聚合物復(fù)合體達到拉伸溫度(Td)，即低于聚合物復(fù)合體的軟化溫度(Ts)。Td優(yōu)選為比聚合物復(fù)合體的或者更多。Td可以比聚合物復(fù)合體的Ts低15°C或更多，20°C或者更多，30°C或者更多，甚至40°C或者更多。更低的拉伸溫度有利于在拉伸過程中獲得聚合物復(fù)合體中的最大空穴。空穴有利于降低聚合物復(fù)合體的密度，從而生成相對的低密度0PC。通常，Td比聚合物復(fù)合體的Ts低401或更多。在以比Ts 低超過40°C的Td下拉伸聚合物復(fù)合體在經(jīng)濟上要求更低的拉伸速率，從而避免破裂。一到達Td就拉伸該聚合物復(fù)合體，從而誘導(dǎo)聚合物鏈在聚合物復(fù)合體內(nèi)定向以形成0PC。理想的是，聚合物復(fù)合體在拉伸過程中被保持在Td或者其附近(10°C以內(nèi))，從而實現(xiàn)定向與空穴的最大化。拉伸要求施加張力。通過施加張力于聚合物復(fù)合體使聚合物復(fù)合體變細與伸長來拉伸聚合物復(fù)合體。拉伸過程有別于注塞擠壓過程，注塞擠壓過程是在聚合物復(fù)合體的后部施加壓縮力使得聚合物復(fù)合體穿過沖模。張力是獲得空穴的必須條件。因此，雖然注塞擠壓過程可以誘導(dǎo)聚合物復(fù)合體中的定向，但是這種注塞擠壓過程卻不能誘導(dǎo)聚合物復(fù)合體中的空穴(除了附圖
工藝步驟之外)。相反，拉伸過程既能定向聚合物復(fù)合體，也能在聚合物復(fù)合體中產(chǎn)生空穴。拉伸可以采取無模拉拔，模拉或者無模拉拔與模拉相結(jié)合。無模拉拔工藝中聚合物復(fù)合體通過拉拔，從而使頸部不受物理約束。不同于在拉伸之前控制聚合物復(fù)合體的形狀，無模拉拔在拉拔之后對最終聚合物復(fù)合體的尺寸與形狀提供較少控制。通常，對聚合物復(fù)合體進行無模拉拔生成的0PC，其斷面形狀與拉拔之前的聚合物復(fù)合體斷面形狀相似。相反，模拉過程包括通過固態(tài)拉模對聚合物復(fù)合體進行拉伸，使得聚合物復(fù)合體變細。固態(tài)拉模為集中沖模，意味著具有一個拉伸凹槽，通過該拉伸凹槽對聚合物復(fù)合體進行拉伸，從而使得聚合物復(fù)合體在穿過沖模時減小一個或多個尺寸。拉伸凹槽的形狀有助于在聚合物復(fù)合體穿過拉伸凹槽時直接控制聚合物復(fù)合體變細。拉模在對OPC形狀的限定上相對于無模拉拔工藝具有更強的控制力。通常，聚合物復(fù)合體在進行固態(tài)拉模之后會繼續(xù)變細。因此， 模拉過程通常與至少某一無模拉拔相結(jié)合。無模拉拔的數(shù)量可以通過對退出拉模的OPC進行淬火而控制。淬火的位置與溫度控制著無模拉拔發(fā)生的數(shù)量。在沖模之后快速淬火以及使用冷卻淬火劑都會使無模拉拔的數(shù)量減少。本方法可以使用任何拉模，且不局限于某一特定的拉模。但是，本發(fā)明優(yōu)選適用大體上成比例的拉模。大體上成比例的拉模指的是對聚合物復(fù)合體以這樣一種方式進行拉模以獲得一種0PC，該OPC的斷面形狀與進入成比例的拉模的聚合物復(fù)合體的斷面形狀成比例。這樣一種沖模平衡力朝著聚合物復(fù)合體橫截面面心作用，如此使得聚合物復(fù)合體內(nèi)的變化與加工條件并不影響最終OPC的形狀。因此，盡管聚合物復(fù)合體與拉伸工序條件會發(fā)生變化，但是這樣一種拉模仍然有利地對最終OPC的形狀提供了可預(yù)測的控制。拉伸是以一定的拉伸速率進行的。拉伸速率是對聚合物復(fù)合體在拉伸工序中隨著時間所走的直線距離的測定。通常，聚合物復(fù)合體在拉伸工序中拉伸越多，成穴越多，或者越集中，拉伸速率就會變得越快。常用方法為將聚合物復(fù)合體在整個拉伸工序中的最大線性速率定義為整個拉伸工序中的拉伸速率，通常即為最終OPC生成時的速率。此為約定俗成，除非另作說明。本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員能夠理解，聚合物復(fù)合體在整個拉伸工序中會經(jīng)歷多種局部或者中部的拉伸速率。例如，聚合物復(fù)合體在拉模之后會具有一個拉伸速率，而且在拉模之后通過無模拉拔提高其拉伸速率。類似地，聚合物復(fù)合體的拉伸速率隨著其在無模拉拔或者模拉過程中的變細而提高。這些工序可以被認為具有可變的拉伸速率。此外，拉伸可以發(fā)生于多個步驟中；因此，會經(jīng)歷多種中間的拉伸速率。例如，依次使用兩種不同的模拉會產(chǎn)生至少兩種不同的中間的模拉速率，第二次模拉之后的拉伸速率比第一次模拉之后的拉伸速率要快。所有關(guān)于拉伸可想到的組合與變化都在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員理解，整個拉伸工序可能包括多種中間的拉伸步驟，每一個步驟可能具有一個中間的拉伸速率，該速率相當于可定向聚合物復(fù)合體在該中間拉伸工序中最快的線性速率。中間拉伸速率即等同于或者少于整個工序的拉伸速率。本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例為固態(tài)拉模工序，所使用的拉伸速率為0. 25米每分鐘 (m/min)或者更快，優(yōu)選為0. 5m/min或者更快，更優(yōu)為2m/min或者更快。最佳的拉伸速率為1. 2m/min或者更快，優(yōu)選為2. 4m/min或者更快，以及更加優(yōu)選為3. 7m/min或者更快。被調(diào)節(jié)至Td的可定向聚合物復(fù)合體的拉伸速率的上限僅僅受限于要獲得該拉伸速率所需要的力。拉伸力不應(yīng)該超過被拉伸的聚合物復(fù)合體在拉伸溫度下的抗張強度，否則該聚合物復(fù)合體將會破裂。通常，拉伸速率為30m/min或者更低。聚合物復(fù)合體在拉伸工序中會形成空穴，因此其密度會降低。通過空穴這個過程， 當聚合物在拉伸過程中被拉伸遠離填充劑顆粒時在填充劑顆粒周圍就會出現(xiàn)空隙體積?？昭ㄊ巧a(chǎn)不需要發(fā)泡劑而具有空隙體積的OPC的手段。發(fā)生于拉伸時的空穴的程度取決于拉伸速率(當達到某一速率時；例如，參見美國專利申請20080111278)以及交聯(lián)橡膠顆粒， 其他填充劑以及微晶的濃度。拉伸速率(達到某一速率)，交聯(lián)的橡膠濃度，填充劑濃度或者微晶濃度中任意一個的增加，或者拉伸溫度的降低通常都會增加空穴的程度。本發(fā)明方法的一個優(yōu)選實施例為在拉伸步驟中誘發(fā)空穴從而生產(chǎn)出本發(fā)明中具有空穴空隙體積的 OPC(即為，有孔的0PC)。眾所周知的是，未填充的聚丙烯在固態(tài)拉伸中的成穴能夠足足降低其密度5%。本方法可以形成的空穴足足降低聚合物復(fù)合體密度超過5%，通常為8%或更多，10%或更多，15%或更多，甚至20%或更多。本發(fā)明的方法可以包括在形成OPC之后的冷卻步驟。通常，OPC在剛剛拉伸之后的溫度比環(huán)境溫度要高，因此，在拉伸之后可以進行一個冷卻步驟。冷卻步驟可以使得OPC 本身僅僅冷卻到環(huán)境溫度，或者使用積極的冷卻手段，例如運用水，空氣或者其他冷卻介質(zhì)作用于0PC。冷卻手段的應(yīng)用有利于控制最終OPC的尺寸。本發(fā)明的方法用于制備本發(fā)明中的0PC。理想為，本發(fā)明中的OPC具有孔隙，從而相對于聚合物復(fù)合體的密度降低該OPC的密度。更理想的是，所有孔隙均為聚合物復(fù)合體在拉伸步驟中的空穴的結(jié)果。由空穴而產(chǎn)生的孔隙有別于其他手段所生成的孔隙，因為空穴的孔隙最接近于橡膠顆?；蛘咂渌畛鋭?。本發(fā)明的OPCs的彎曲模量優(yōu)選為1.46 乂200，000磅每平方英寸？&)或者更大， 優(yōu)選為2. IGPa (300, OOOpsi)或者更大，更優(yōu)為2. 8GPa (400，OOOpsi)或者更大。1. 4GPa或者更大的彎曲模量為符合甲板的規(guī)范要求，該規(guī)范要求甲板硬度足夠于在100磅每平方英尺的重量均勻分布于16英寸的跨度下發(fā)生少于0. 09英寸的偏差，(參見，舉例，國際法規(guī)委員會評估服務(wù)(ICC-ES)要求ACI 74標題為驗收標準或甲板等級和護欄系統(tǒng)Acceptance Criteria or Deck Board Ratings and Guardrail Systems)。彎曲模量的增力口有禾丨J于獲得更大的甲板硬度，從而更安全地承受比法規(guī)要求更高的重量。根據(jù)ASTM方法D-790-03 進行彎曲模量測定。本發(fā)明的OPCs的密度優(yōu)選為少于1. 0克每立方厘米(g/cm3)，優(yōu)選具有密度為 0. 9g/cm3或者更低，更優(yōu)為0. 8g/cm3或者更低。根據(jù)ASTM方法D-792-00進行密度測定。當本發(fā)明的OPCs含有相對于聚合物復(fù)合體質(zhì)量的IOwt%或者更多的交聯(lián)橡膠顆粒時，它們令人驚訝地展示出對可見的劃痕與污點具有抵抗能力甚至消除能力。本發(fā)明中拉伸的OPCs含有相對于聚合物復(fù)合體質(zhì)量的10wt%或者更多交聯(lián)橡膠顆粒時，有利于成穴，同時增強甚至消除對可見的劃痕與污點的抵抗能力。使用下面定義的劃痕實驗方法進行劃痕與污點抵抗力評估。本發(fā)明的另一個令人驚訝的結(jié)果是，當交聯(lián)橡膠濃度超過聚合物復(fù)合體質(zhì)量的 25wt%時，OPC顯示出纖維化降低。OPC包含與定向方向?qū)R的聚合物分子。沿著定向方向?qū)R聚合物復(fù)合體中的聚合物分子對聚合物復(fù)合體進行拉伸，該定向方向平行于拉伸所進行的方向(拉伸方向)。當定向發(fā)生時，平行于定向方向的纖維化(纖維的分層)的可能性提高，因為定向聚合物在OPC體內(nèi)變得類似于纖維。纖維化是不需要的，可以通過多種方法證明。例如，當沿著不平行于定向方向進行切割OPC時就會沿著切割邊緣發(fā)生纖維化。將所產(chǎn)生的纖維拉出則會產(chǎn)生不好的分層，纖維的剝落會十分明顯，或者甚至更加不幸的是， 一塊OPC沿著OPC的定向方向脫離于OPC。OPC的纖維化在一些產(chǎn)品例如甲板，護墻板，或者其他木制品替代的應(yīng)用中是不合需求的，其中切割似乎是必須的，因此需要OPC的耐磨損性與整體性。本發(fā)明中的OPCs包含25wt%或者更多的交聯(lián)橡膠有利于提高其抗纖維化能力，同時受益于與交聯(lián)的橡膠有關(guān)的空穴，抗劃痕與抗污點能力。采用以下劃痕試驗方法對OPCs抗劃痕能力進行表征，以及采用以下纖維化試驗方法對OPCs抗纖維化能力進行表征。劃痕試驗方法將一 OPC樣品沿著拉伸方向切割成長度為23厘米。使用五指劃痕試驗機，以0. 3 毫米的尖端，該尖端以45度角逐漸變細為一個點，沿著樣品拉伸方向(聚合物定向的方向) 拉伸一個手指觸針。施加7牛頓的正交力于觸針尖端，以177毫米每分鐘的速率沿著OPC 樣品方向拉伸觸針149. 45毫米的長度。采用永久性標記圈出觸針劃過的區(qū)域，從而在外觀檢查中很容易觀察到這片區(qū)域。手持樣品在離眼睛0.3米處于明亮日光燈下，完全旋轉(zhuǎn)從而判斷劃痕是否可見。重復(fù)測試每種材料的至少三件樣品確保結(jié)果準確。報告是否有劃痕可見。纖維化試驗方法本試驗方法要求將一 OPC樣品沿著平行于樣品定向方向進行切割，從而產(chǎn)生出一個標簽(tab)，然后以一個可控制的速率與方向拉扯該標簽直至與OPC分離。標簽部分的長度與和標簽分離的OPC的長度，表征了 OPC的抗纖維化能力。長度越長，則抗纖維化能力越低。從OPC部分上制備一個試樣，具有2. 54厘米寬，0. 762厘米厚，20. 32厘米長。長度為沿著擠壓的方向延伸。在OPC的一端，以2. 54厘米寬為中心的表面切割一個標簽，其尺寸為0.635厘米寬，0.476厘米深(朝著2. M厘米寬的表面)，以及0. 953厘米長。將OPC 置于一個框架里，以相對于更新的升級包模型陽67拉力測試機呈45度角手持試樣?？蚣転榉枪潭ǖ?，移動框架以使得標簽與拉手正下方的樣品脫離。通過手柄抓住標簽，將標簽以 2. 54厘米每分鐘的速率將標簽從樣品上拉起，直到標簽從OPC樣品上脫離。也就是說，當 OPC樣品在Y軸與X軸之間的45度角時，沿著Y軸拉扯標簽。測量從OPC樣品上分離的標簽長度。取六個樣品的標簽長度平均值，作為代表OPCs抗纖維化能力的標簽長度。實施例以下例子示出了本發(fā)明的實施方式，但是并不是本發(fā)明的完整范圍。以下例子和比較的特征是在拉伸之后不采取進一步的熱處理或者表面涂層。交聯(lián)橡膠顆粒由交聯(lián)橡膠顆粒供應(yīng)商提供，尺寸由美國標準篩值轉(zhuǎn)換而來。比較例A對聚合物復(fù)合體進行模拉，該聚合物復(fù)合體由一種含有0. 5wt%乙烯成分的有核的聚丙烯-乙烯無規(guī)共聚物組成，熔體流動速率為3 (例如，INSPIRE D404. 1樹脂，INSPIRE 為陶氏化學(xué)公司的商標)。提供截面尺寸為5. 08厘米*1. 52厘米的鋼坯(billet)形的聚合物復(fù)合體，在比聚合物復(fù)合體軟化溫度(Td大約為148°C )低15°C的拉伸溫度(Td)下進行拉伸，采用基本上成比例的固態(tài)拉模，其矩形截面入口尺寸要比鋼坯的尺寸大，出口尺寸為3. 49厘米*1. 046厘米，以5. 7米每分鐘的速率進行拉伸?；旧铣杀壤墓虘B(tài)拉模具有一個成型的凹槽，通過該凹槽對聚合物復(fù)合體進行拉伸，成形的凹槽每個截面與成形凹槽的其他截面都是基本上成比例的。參見公開的美國專利申請2008-0111277(其通過引用整體合并于此)用于對基本上成比例的拉模的進一步討論與定義。所生成OPC (比較例A)具有的截面尺寸為大約2. 54厘米*0. 762厘米。比較例A中密度為0. 879克每平方厘米(g/cm2)，而欲拉伸的鋼坯密度為0. 90Ig/ cm2。拉伸導(dǎo)致的空穴空隙體積相當于使其密度降低了 4%。已知，純聚丙烯產(chǎn)生的空穴孔隙體積足以降低其密度達到5% (參見A. Pawlak and A. feileski，大分子(macromolecules)， 38 (23)，9688-9697 頁(2005)。比較例A，在劃痕試驗中的結(jié)果為顯示出明顯可見的劃痕，在纖維化試驗中長度為 16厘米。比較例B如比較例A那樣進行比較例B，區(qū)別在于使用了聚丙烯抗沖共聚物，該共聚物具有 33wt%的非交聯(lián)乙烯/丙烯橡膠(例如，購自陶氏化學(xué)公司的D143. 00性能聚合物)。比較例B具有的密度為0.893克每立方厘米(g/cm3)，而預(yù)拉伸鋼坯密度為 0.904g/cm3。拉伸所產(chǎn)生的空穴空隙體積相應(yīng)地使密度減小1%。比較例B在劃痕試驗方法下產(chǎn)生明顯可見的劃痕，在纖維化試驗方法下長度為18 厘米。比較例A與比較例B的對比結(jié)果說明彈性橡膠與聚丙烯形成的抗沖共聚物并不能防止劃痕試驗方法中劃痕的出現(xiàn)。此外，抗沖共聚物OPC在纖維化試驗方法中顯示出更差的性能。比較例C如比較例A進行比較例C，區(qū)別為在拉伸之前鋼坯的聚合物組分中分散有46wt% 的滑石。比較例C具有密度為0. 838克每立方厘米(g/cm3)，而預(yù)拉伸鋼坯密度為1. 31g/ cm3。拉伸所產(chǎn)生的空穴空隙體積相應(yīng)地使密度減小37%。比較例C在劃痕試驗方法下產(chǎn)生明顯可見的劃痕，在纖維化試驗方法下長度為11 厘米。比較例A與對照實驗B的對比結(jié)果說明以滑石的形式的堅硬的顆粒添加劑使用于聚丙烯中并不能防止劃痕試驗方法中劃痕的出現(xiàn)。比較例D如比較例C進行比較例D，區(qū)別為在拉伸之前鋼坯的聚合物組分中分散有3wt%的 TEG0MER 抗劃痕100抗劃痕潤滑劑(TEG0MER為高施米特股份有限公司的商標)。比較例D具有的密度為0. 87克每立方厘米(g/cm3)，而預(yù)拉伸鋼坯密度為1. 3g/ cm3。拉伸所產(chǎn)生的空穴空隙體積相應(yīng)地使密度減小33%。比較例D在劃痕試驗方法下產(chǎn)生明顯可見的劃痕，在纖維化試驗方法下長度為18 厘米(最大可能)。比較例D與比較例A和C的對比結(jié)果揭示了堅硬的顆粒添加劑與潤滑劑一起使用于聚丙烯中，并不能防止劃痕試驗方法中劃痕的出現(xiàn)。此外，加入潤滑劑與滑石使得在纖維化試驗方法中顯示出更差的性能。比較例E如比較例C進行比較例E，區(qū)別為在拉伸之前鋼坯的聚合物復(fù)合體中分散有3wt% 的IRGASURF SR100抗劃痕潤滑劑(IRGASURF為瑞士汽巴專用化學(xué)品股份有限公司的商標)°比較例E具有密度為0. 93克每立方厘米(g/cm3)，而預(yù)拉伸鋼坯密度為1. 35g/ cm3。拉伸所產(chǎn)生的空穴空隙體積相應(yīng)地使密度減小31%。比較例E則在劃痕試驗方法下產(chǎn)生可見的明顯劃痕，在纖維化試驗方法下長度為 18厘米(最大可能)。比較例E與對照實驗A和C的對比結(jié)果揭示了堅硬的顆粒添加劑與潤滑劑一起使用于聚丙烯中，并不能防止劃痕試驗方法中劃痕的出現(xiàn)。此外，加入潤滑劑與滑石使得在纖維化試驗方法中顯示出更差的性能。比較例F如比較例C進行比較例F，區(qū)別為在拉伸之前鋼坯的聚合物復(fù)合體中分散有 46襯％的鈣硅石NYADG(購自NYCO礦產(chǎn)公司)代替滑石。比較例F具有的密度為0.86克每立方厘米(g/cm3)，而預(yù)拉伸鋼坯密度為1. 3g/ cm3。拉伸所產(chǎn)生的空穴空隙體積相應(yīng)地使密度減小34%。比較例F則在劃痕試驗方法下產(chǎn)生可見的明顯劃痕，在纖維化試驗方法下長度為 18厘米(最大可能)。比較例A與對照實驗F的對比結(jié)果揭示了加入鈣硅石并不能防止劃痕試驗方法中劃痕的出現(xiàn)。此外，加入鈣硅石使得OPC在纖維化試驗方法中顯示出顯著惡化的性能。實例如比較例A制備實例，區(qū)別為在拉伸之前鋼坯的聚合物復(fù)合體中分散有交聯(lián)橡膠顆粒，該交聯(lián)橡膠顆粒為回收的整個輪胎經(jīng)過碾碎之后具備各種各樣的篩孔尺寸，購自于理海大學(xué)技術(shù)有限公司Lehigh Technologies，LLC(美國佛羅里達州那不勒斯)。該交聯(lián)橡膠顆粒是一種由硫化橡膠材料制成的自由流動黑色粉末物質(zhì)。表2中交聯(lián)橡膠顆粒的數(shù)量與篩網(wǎng)尺寸在各個實例中視為相同，以及各個實例都是采用密度與各式各樣的試驗程序進行表征。表2
權(quán)利要求
1.一種定向聚合物復(fù)合體材料，包括具有軟化溫度的聚合物復(fù)合體，分散在所述聚合物復(fù)合體內(nèi)的交聯(lián)的橡膠顆粒，以及所述聚合物復(fù)合體中的連續(xù)的可定向聚合物相；其特征在于，所述交聯(lián)的橡膠顆粒在所述聚合物復(fù)合體的軟化溫度下為非流動性的。
2.如權(quán)利要求1所述的定向聚合物復(fù)合體材料，其特征在于，所述定向聚合物復(fù)合體含有的孔隙體積足以降低其密度5%或更多。
3.如權(quán)利要求1或2所述的定向聚合物復(fù)合體材料，其特征在于，所述交聯(lián)的橡膠顆粒含有選自二氧化硅與炭黑中的至少一種添加劑。
4.如權(quán)利要求1-3中的任意一項所述的定向聚合物復(fù)合體材料，其特征在于，所述交聯(lián)的橡膠顆粒為碾碎的輪胎。
5.如權(quán)利要求1-4中的任意一項所述的定向聚合物復(fù)合體材料，其特征在于，所述交聯(lián)的橡膠顆粒的濃度占所述聚合物復(fù)合體質(zhì)量的10wt%或更多以及50wt%或更少。
6.如權(quán)利要求1-5中的任意一項所述的定向聚合物復(fù)合體材料，其特征在于，所述橡膠顆粒的粒徑在10-200目之間。
7.如權(quán)利要求1-6中的任意一項所述的定向聚合物復(fù)合體材料，其特征在于，所述橡膠顆粒的濃度為20wt %或更多以及50wt %或更少，而且所述橡膠顆粒的粒徑為100微米或更多以及2000微米或更少。
8.如權(quán)利要求1-7中的任意一項所述的定向聚合物復(fù)合體材料，其特征在于，所述橡膠顆粒的濃度為25wt %或更多以及40wt %或更少，而且所述橡膠顆粒的粒徑為180微米或更多以及600微米或更少。
9.一種制備權(quán)利要求1所述的定向聚合物復(fù)合體材料的方法，該方法包括以下步驟(a)提供具有軟化溫度的聚合物復(fù)合體，連續(xù)的可定向聚合物相以及分散在聚合物復(fù)合體內(nèi)的交聯(lián)的橡膠顆粒；以及(b)將所述聚合物復(fù)合體調(diào)節(jié)到比所述聚合物復(fù)合體的所述軟化溫度低的拉伸溫度下；以及(c)當剛一到達所述拉伸溫度時對所述聚合物復(fù)合體進行拉伸，從而誘導(dǎo)所述聚合物復(fù)合體中聚合物鏈的定向化，以形成定向聚合物復(fù)合體；其特征在于，所述交聯(lián)的橡膠顆粒在所述聚合物復(fù)合體的所述軟化溫度下為非流動性的。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，步驟(c)包括將所述聚合物復(fù)合體通過固態(tài)拉模法進行拉伸，以及在所述聚合物復(fù)合體中誘發(fā)空穴。
11.如權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述交聯(lián)的橡膠顆粒含有選自二氧化硅與炭黑中的至少一種填充劑。
12.如權(quán)利要求9-11中任意一項所述的方法，其特征在于，所述交聯(lián)的橡膠顆粒為碾碎的輪胎。
13.如權(quán)利要求9-12中任意一項所述的方法，其特征在于，所述交聯(lián)的橡膠顆粒的濃度占所述聚合物復(fù)合體質(zhì)量的10wt%或更多以及40wt%或更少。
14.如權(quán)利要求9-13中任意一項所述的方法，其特征在于，所述橡膠顆粒具有的粒徑在10-200目之間。
15.如權(quán)利要求9-14中的任意一項所述的方法，其特征在于，所述橡膠顆粒的濃度為 20wt%或更多以及50wt%或更少，而且所述橡膠顆粒的粒徑為100微米或更多以及2000微米或更少。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種定向聚合物復(fù)合體中的交聯(lián)的橡膠顆粒，在定向聚合物復(fù)合體中誘發(fā)空穴，從而增強其抗劃傷耐磨損以及抗纖維化能力。
文檔編號C08L19/00GK102317366SQ200980154597
公開日2012年1月11日 申請日期2009年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月25日
發(fā)明者凱文·尼克爾斯, 布雷特·貝詩米爾, 金·沃爾頓 申請人:埃奧瓦勛斯公司