基丙烯酸甲酯(PMM)、聚縮醛、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯腈、 聚丁二烯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚乙烯、聚丙烯、環(huán)氧聚合物、不飽和聚酯、聚氨酯、聚環(huán) 戊二烯和其共聚物中的一種或多種。適宜的聚合物還包括液體橡膠,如硅酮。
[0052] 根據(jù)本發(fā)明可以使用的聚合物有利地為熱塑性聚合物。熱塑性聚合物是在熱量作 用下軟化并在冷卻時(shí)再次硬化到其原始特性(即加熱-冷卻循環(huán)完全可逆)的那些聚合 物。通過(guò)傳統(tǒng)定義,熱塑性塑料是具有分子鍵的直鏈和支化線(xiàn)性鏈有機(jī)聚合物。根據(jù)本發(fā) 明可以使用的聚合物的實(shí)例包括但不限于聚乙烯,例如,線(xiàn)性低密度聚乙烯(LLDPE)和其 中密度級(jí)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇 酯(PET)、乙烯/聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯及其混合物。
[0053] 在某些實(shí)施方式中,聚合物是聚烯烴聚合物,例如,聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯,或乙 烯、丙烯和丁烯單體中兩種以上的共聚物,例如,乙烯-丙烯共聚物。在某些實(shí)施方式中,聚 合物是丙烯、聚乙烯和乙烯-丙烯共聚物中的兩種以上的混合物,例如丙烯和聚乙烯的混 合物。
[0054] 在某些實(shí)施方式中,聚合物包含聚丙烯或聚乙烯或聚丙烯和聚乙烯的混合物、基 本上由其構(gòu)成或由其構(gòu)成。
[0055] 功能組合物的制備
[0056] 功能組合物可以通過(guò)將其成分緊密地混合在一起而制得。所述經(jīng)表面處理的高長(zhǎng) 徑比滑石于是可以在加工形成最終的功能組合物或物品之前適當(dāng)?shù)嘏c成分和任何希望的 其他成分的混合物摻混。
[0057] 本發(fā)明的聚合物組合物可以通過(guò)將本文所述的經(jīng)表面處理的高長(zhǎng)徑比滑石與聚 合物組合而制得,所述經(jīng)表面處理的高長(zhǎng)徑比滑石的量為所述聚合物組合物的總重量的 至少約10重量%,例如,所述聚合物組合物的總重量的至少約20重量%,或至少約30重 量%,或至少約35重量%,或至少約40重量%,或至少約45重量%,或至少約50重量%, 或至少約60重量%。在某些實(shí)施方式中,經(jīng)表面處理的高長(zhǎng)徑比滑石的量為所述聚合物組 合物的總重量的約10重量%~約70重量%,例如,所述聚合物組合物的總重量的約20重 量%~約60重量%,或約25重量%~約50重量%,或約30重量%~約50重量%,或約 30重量%~約45重量%,或約30重量%~約40重量%,或約35重量%~約45重量%。 在某些實(shí)施方式中,聚合物組合物包含相對(duì)于所述聚合物組合物的總重量為至少約30重 量%的聚合物,例如,相對(duì)于所述聚合物組合物的總重量為約30重量%~約90重量%的聚 合物,或約40重量%~約80重量%的聚合物,約50重量%~75重量%的聚合物,約50重 量%~約70重量%的聚合物,或約55重量%~約70重量%的聚合物,或約60重量%~約 70重量%的聚合物,或約55重量%~65重量%的聚合物。
[0058] 本領(lǐng)域技術(shù)人員容易明白,本發(fā)明的聚合物組合物的制備可以通過(guò)本領(lǐng)域已知的 任何適宜的混合方法實(shí)現(xiàn)。
[0059] 這樣的方法包括干式混合各成分或其前體,然后以傳統(tǒng)方式加工。必要時(shí),某些成 分可以在添加到混配混合物之前預(yù)混。
[0060] 在熱塑性聚合物組合物的情況中,這樣的加工可以包括熔體混合,所述熔體混合 在由組合物制造物品的擠出機(jī)中直接進(jìn)行,或在單獨(dú)的混合裝置中預(yù)混。作為另選,各成分 的干式混配物可以直接注射成型而不經(jīng)預(yù)先熔體混合。
[0061] 聚合物組合物可以通過(guò)將其成分緊密地混合在一起而制得。所述經(jīng)表面處理的高 長(zhǎng)徑比滑石然后可以在上述加工之前與聚合物和任何希望的其他成分進(jìn)行適當(dāng)?shù)母墒綋?混。
[0062] 其他填料化合物(如上述的那些,包括例如層狀指數(shù)小于2. 8的滑石)可以在混 合階段添加并摻拌。
[0063] 為了制備交聯(lián)或固化聚合物組合物,根據(jù)所用聚合物的性質(zhì)和量,將未固化成分 或其前體以及必要時(shí)的經(jīng)表面處理的高長(zhǎng)徑比滑石和任何希望的非滑石成分的摻和物在 熱、壓力和/或光的適宜條件下與有效量的任何適宜的交聯(lián)劑或固化體系接觸,從而交聯(lián) 和/或固化聚合物。
[0064] 為了制備其中經(jīng)表面處理的高長(zhǎng)徑比滑石和任何希望的其他成分在聚合時(shí)原位 存在的聚合物組合物,根據(jù)所用單體的性質(zhì)和量,單體和任何希望的其他聚合物前體的摻 和物、經(jīng)表面處理的高長(zhǎng)徑比滑石和任何其他成分在熱、壓力和/或光的適宜條件下接觸, 從而使單體與經(jīng)表面處理的高長(zhǎng)徑比滑石和任何其他成分原位聚合。
[0065] 在某些實(shí)施方式中,經(jīng)表面處理的高長(zhǎng)徑比滑石在攪拌下分散到包含聚合物(例 如,聚丙烯)和可選的固化劑的混合物中?;旌衔锟梢赃€包含脫模劑。
[0066] 所得分散物可以脫氣以除去攜帶的空氣。然后可以將所得分散物倒入適宜的模具 并固化。適宜的固化溫度為20 °C~200 °C,例如20 °C~120 °C,或例如60 °C~90 °C。
[0067] 起始聚合物混合物可以還包含預(yù)聚物(例如,丙烯單體)。預(yù)聚物可以對(duì)應(yīng)或可以 不對(duì)應(yīng)于起始聚合物。
[0068] 起始聚合物或聚合物/單體溶液的粘度、固化劑、脫模劑和經(jīng)表面處理的高長(zhǎng)徑 比滑石的量可以根據(jù)最終固化產(chǎn)品的要求而變化。通常,經(jīng)表面處理的高長(zhǎng)徑比滑石的添 加量越大,分散液粘度越高??梢约尤敕稚﹣?lái)降低分散液的粘度。作為另選,可以減少起 始溶液中聚合物的量。
[0069] 合適的固化劑對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言是容易明白的,并且包括有機(jī)過(guò)氧化 物、氫過(guò)氧化物和偶氮化合物。過(guò)氧化物和氫過(guò)氧化物固化劑的實(shí)例包括二甲基二丁基過(guò) 氧己烷、芐基過(guò)氧化物、過(guò)氧化二異丙苯、過(guò)氧化甲乙酮、月桂基過(guò)氧化物、過(guò)氧化環(huán)己酮、 過(guò)苯甲酸叔丁酯、叔丁基氫過(guò)氧化物、叔丁基苯氫過(guò)氧化物、枯烯氫過(guò)氧化物和過(guò)辛酸叔丁 酯。
[0070] 混配的組合物可進(jìn)一步包含其他成分,比如滑動(dòng)助劑(例如芥酸酰胺)、加工助劑 (例如Polybatch?AMF-705)、脫模劑和抗氧化劑。
[0071] 合適的脫模劑對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是容易明白的,并且包括脂肪酸、脂肪酸 的鋅、鈣、鎂和鋰鹽以及有機(jī)磷酸酯。具體實(shí)例為硬脂酸、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、硬 脂酸鋰、油酸鈣、棕櫚酸鋅。通常,相對(duì)于母料的重量,滑動(dòng)助劑和加工助劑以及脫模劑的添 加量小于約5重量%。如本領(lǐng)域技術(shù)人員容易明白的,隨后可用本領(lǐng)域已知的常規(guī)技術(shù)手 段擠出、壓縮成型或注射成型聚合物物品(包括上述那些)。因此,如下面描述的,本發(fā)明還 涉及由本發(fā)明的聚合物組合物形成的物品。
[0072] 在某些實(shí)施方式中,聚合物組合物包含著色劑,如果所述著色劑存在,將在聚合物 組合物的混配期間添加。著色劑可以以母粒的形式添加。合適的顏色多種多樣。
[0073] 在某些實(shí)施方式中,所述方法包括將經(jīng)表面處理的高長(zhǎng)徑比滑石以大于約30重 量%的量與預(yù)先形成的聚合物混合或摻拌。例如,可將經(jīng)表面處理的高長(zhǎng)徑比滑石添加至 雙螺桿擠出機(jī)(對(duì)其進(jìn)給未填充的聚合物并使之熔化)。將經(jīng)表面處理的高長(zhǎng)徑比滑石通 過(guò)料斗進(jìn)給到擠出機(jī)中(例如,經(jīng)由重力進(jìn)料)并與聚合物均勻摻合。混合物從擠出機(jī)中 露出,并且可被冷卻。然后,例如,可將混合物進(jìn)一步壓縮成型或注射成型成有用的形狀。
[0074] 上述方法可包括混配和擠出。混配可用雙螺桿混合機(jī)進(jìn)行,例如,Clextral BC 21雙螺桿擠出機(jī)9 (具有合適的長(zhǎng)度/直徑,例如,為30~50,例如,為約30~40)、或 LeistritzZSE18雙螺桿擠出機(jī)(具有合適的長(zhǎng)度/直徑比,例如,為30~50,例如,為約 40~50)、或Baker Perkins25mm雙螺桿混合機(jī)??蓪⒕酆衔铩⒔?jīng)表面處理的高長(zhǎng)徑比滑 石和可選的其他成分預(yù)先混合并由單個(gè)料斗進(jìn)料??蓪⑺萌垠w冷卻,例如在水浴中冷卻, 然后?;?。試樣,例如,簡(jiǎn)支梁塊或拉伸啞鈴,可以注射成型或流延或吹塑成膜。
[0075] 螺桿溫度可以是約100°C~約300°C,例如,約150°C~約280°C,例如約180°C~約 250°C、或約 200°C~230°C。
[0076] 螺桿速度可以為約IOOrpm~1200rpm,例如,約IOOrpm~lOOOrpm,例如,約 200rpm~800rpm,例如,約 250rpm~650rpm,例如,約 200rpm~400rpm,或約 500rpm~ 700rpm。在某些實(shí)施方式中,螺桿速度為約300rpm。在其他實(shí)施方式中,螺桿速度為約 600rpm〇
[0077] 合適的注射成型裝置包括,例如,Billion50TProxima壓機(jī)。聚合物組合物可在 成型前干燥。干燥可在任何合適的溫度(例如,約60°C)進(jìn)行合適的時(shí)間,例如,約1小時(shí)~ 約20小時(shí),例如,約2小時(shí)~18小時(shí)、或約1小時(shí)~3小時(shí)、或約4小時(shí)~8小時(shí)、或約12 小時(shí)~18小時(shí)。干燥期間的溫度可保持恒定或可變。在某些實(shí)施方式中,干燥期間的溫度 可以是約70°C~120°C,例如,約80°C~100°C,例如約90°C。
[0078] 成型一般在聚合物組合物可流動(dòng)的溫度進(jìn)行。例如,成型溫度可以是約100°C~ 300°C,例如約200°C~300°C、或約240°C~約280°C。在成型之后,將使成型件冷卻定形。
[0079] 其他合適的加工技術(shù)包括氣體輔助注射成型、壓光、真空成型、熱成型、吹塑、牽 弓丨、旋壓、薄膜成型、層壓或其任意組合。如對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言會(huì)明白的,可使用任何 合適的裝置。
[0080] 如本文所述,可以以任何合適的方式加工聚合物組合物以形成商品或并入商品 中。可以由功能組合物(例如,聚合物組合物)形成的物品多種多樣。實(shí)例包括機(jī)動(dòng)車(chē)車(chē) 身部件和面板,例如,發(fā)動(dòng)機(jī)罩(蓋)、翼片、后視鏡外殼、車(chē)門(mén)(前和/或后)、尾門(mén)和保險(xiǎn) 杜(前和/或后)。
[0081] 在某些實(shí)施方式中,本發(fā)明的聚合物組合物和/或聚合物復(fù)合材料可以表現(xiàn)出一 種或多種物理或機(jī)械性能方面的特性。例如,出乎預(yù)料地發(fā)現(xiàn),本發(fā)明的實(shí)施方式的經(jīng)表 面處理的高長(zhǎng)徑比滑石可以以較高裝載量(例如,大于約30重量%,或至少約35重量%, 或至少約40重量%的裝載水平)并入聚合物而不發(fā)生表面缺陷,或至少較低地發(fā)生表面缺 陷,而在包含相應(yīng)量的未根據(jù)本文所述的方法進(jìn)行表面處理的相當(dāng)?shù)母唛L(zhǎng)徑比滑石的聚合 物組合物中則見(jiàn)到表面缺陷。于是,本發(fā)明的實(shí)施方式的聚合物組合物和/或由聚合物組 合物形成的聚合物復(fù)合材料和/或物品特征可在于基本上不存在表面缺陷。表面缺陷的發(fā) 生被認(rèn)為是使用注射成型或擠出等技術(shù)由聚合物組合物加工聚合物復(fù)合材料的結(jié)果。表面 缺陷(如注射印痕)的程度可以根據(jù)下述實(shí)施例記載的方法確定。
[0082] 在某些實(shí)施方式中,聚合物組合物和/或由其形成的聚合物復(fù)合材料和/或物品 可以表現(xiàn)簡(jiǎn)支梁沖擊性質(zhì)(也稱(chēng)為沖擊強(qiáng)度)、例如無(wú)缺口簡(jiǎn)支梁沖擊強(qiáng)度或缺口簡(jiǎn)支梁 沖擊強(qiáng)度方面