專利名稱：纖維－聚烯烴樹脂復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料。更具體地說，本發(fā)明涉及用作具有改進(jìn)的機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性的纖維-增強(qiáng)塑料模制品的前體或中間體材料的纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
摻入無機(jī)填料，如玻璃纖維和滑石，是用于改進(jìn)聚烯烴樹脂耐熱性或機(jī)械強(qiáng)度的已知方法。另外，摻入合成有機(jī)纖維是用于改進(jìn)抗沖擊性的已知方法。
例如，JP-A No.2001-49012公開了包含聚烯烴樹脂和合成纖維的有機(jī)纖維-增強(qiáng)樹脂粒料。它還公開了聚(對苯二甲酸乙二醇酯)纖維、聚(對苯二甲酸丁二醇酯)纖維、尼龍6纖維和尼龍66纖維作為該合成纖維的特例。
JP-A No.2002-60502公開了纖維-增強(qiáng)熱塑性樹脂粒料，其特征在于天然植物纖維-紡紗和合成有機(jī)纖維基本以紡紗和纖維大致排列于每個粒料的縱向方向的狀態(tài)存在。

發(fā)明內(nèi)容
在這種情況下，本發(fā)明的一個目的是提供用作具有改進(jìn)的機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性的纖維-增強(qiáng)塑料模制品的前體或中間體材料的纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料。
本發(fā)明一方面提供一種纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料，其包含5-70重量％的組分(A)即聚(萘二甲酸乙二醇酯)纖維和30-95重量％的組分(B)即聚烯烴樹脂，條件是用重量％表示的量各自以組分(A)和(B)的總重量為基準(zhǔn)。
本發(fā)明另一方面提供一種纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料，其包含組分(A)即聚(萘二甲酸乙二醇酯)纖維、組分(B)即聚烯烴樹脂和組分(C)即用選自不飽和羧酸及其衍生物的化合物改性的聚烯烴樹脂，其中組分(B)的量與組分(B)和(C)的總量的比為60-99.5重量％，且組分(A)在纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料中的含量為5-70重量％，條件是組分(A)的含量以組分(A)、(B)和(C)的總量為基準(zhǔn)。以下，組分(C)“用選自不飽和羧酸及其衍生物的化合物改性的聚烯烴樹脂”有時也稱作“改性聚烯烴樹脂”。
具體實施例方式
在本發(fā)明中，涉及聚(萘二甲酸乙二醇酯)纖維的組分(A)包括由聚(2，6-萘二甲酸乙二醇酯)制備的纖維，和由共聚聚(2，6-萘二甲酸乙二醇酯)制得的纖維，后者由不少于90mol％的2，6-萘二甲酸乙二醇酯單元和不超過10mol％的第三組分構(gòu)成，條件是用mol％表示的量各自以共聚聚(2，6-萘二甲酸乙二醇酯)所有結(jié)構(gòu)單元的總量為基準(zhǔn)。
通常，聚(2，6-萘二甲酸乙二醇酯)可以通過下述方法制得，該方法包括在合適的反應(yīng)條件以及催化劑存在下，2，6-萘二羧酸或其衍生物與乙二醇縮聚。
包含第三組分的共聚聚(2，6-萘二甲酸乙二醇酯)可以通過下述方法制得，該方法包括在合適的反應(yīng)條件以及催化劑存在下，使2，6-萘二羧酸或其衍生物與乙二醇發(fā)生縮聚，并在縮聚結(jié)束前添加第三組分以形成共聚聚酯。
在共聚聚(2，6-萘二甲酸乙二醇酯)中，第三組分的例子包括(a)具有兩個成酯官能團(tuán)的化合物，(b)具有一個成酯官能團(tuán)的化合物，和(c)具有三個或更多個成酯官能團(tuán)的化合物。理想地以基本形成線性聚合物的量使用該第三組分。
具有兩個成酯官能團(tuán)的化合物(a)的例子包括脂族二羧酸、脂環(huán)族二羧酸酸、芳族二羧酸、羧酸、羥基羧酸、羥基化合物和它們的衍生物。
脂族二羧酸的例子包括草酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸和二聚酸。脂環(huán)族二羧酸的例子包括環(huán)丙烷二甲酸、環(huán)丁烷二甲酸和六氫化對苯二甲酸。芳族二羧酸的例子包括鄰苯二甲酸、間苯二酸、2，7-萘二甲酸和聯(lián)苯二羧酸。羧酸的例子包括二苯醚二羧酸、二苯基砜二羧酸、二苯氧基乙烷二羧酸和3，5-二羧基苯磺酸鈉。羥基羧酸的例子包括乙醇酸、對羥基苯甲酸和對羥基乙氧基苯甲酸。羥基化合物的例子包括丙二醇、三亞甲基二醇、二甘醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、對苯二甲醇、1，4-環(huán)己烷二甲醇、雙酚A、p，p′-二苯氧基砜-1，4-雙(β-羥基乙氧基)苯、2，2-二(對-β-羥基乙氧基苯基)丙烷、聚亞烷基二醇和對亞苯基二(二甲基環(huán)己烷)。
另外，還可以使用衍生自上述羧酸、羥基羧酸、羥基化合物或它們的衍生物的低聚物。
具有一個成酯官能團(tuán)的化合物(b)的例子包括苯甲酸、芐氧基苯甲酸和甲氧基聚亞烷基二醇。
具有三個或更多個成酯官能團(tuán)的化合物(C)的例子包括甘油、季戊四醇和三羥甲基丙烷。
如果需要，聚(2，6-萘二甲酸乙二醇酯)或共聚聚(2，6-萘二甲酸乙二醇酯)可以含有消光劑如二氧化鈦，和穩(wěn)定劑如磷酸、亞磷酸和它們的酯。
從改進(jìn)機(jī)械強(qiáng)度如剛性和沖擊強(qiáng)度的觀點出發(fā)，作為組分(A)的聚(萘二甲酸乙二醇酯)纖維理想地具有2-50mm，更優(yōu)選3-40mm，進(jìn)一步優(yōu)選4-20mm的加權(quán)平均纖維長度。
在這里使用的組分(A)的加權(quán)平均纖維長度是指組分(A)在纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料中的加權(quán)平均纖維長度，并通過從復(fù)合材料中除去聚烯烴樹脂(組分(B))和如果存在的改性聚烯烴樹脂(組分(C))，然后借助于JP-A No.2002-5294中公開的方法(除了煅燒步驟)進(jìn)行測量而測定。
在本發(fā)明中，作為組分(B)的聚烯烴樹脂的例子包括聚丙烯樹脂、聚乙烯樹脂和主要由具有四個或更多個碳原子的α-烯烴組成的α-烯烴樹脂。聚烯烴樹脂優(yōu)選是聚丙烯樹脂。這些聚烯烴樹脂可以單獨使用或以其中兩種或多種結(jié)合使用。
聚丙烯樹脂的例子包括丙烯均聚物、乙烯-丙烯無規(guī)共聚物、丙烯-α烯烴無規(guī)共聚物、丙烯-乙烯-α-烯烴無規(guī)共聚物和通過均聚丙烯然后共聚乙烯和丙烯獲得的丙烯嵌段共聚物。
丙烯-乙烯無規(guī)共聚物中的乙烯含量、丙烯-α-烯烴無規(guī)共聚物中的α-烯烴含量和丙烯-乙烯-α烯烴無規(guī)共聚物中的乙烯和α烯烴總含量各自都不超過基于在每個共聚物中的所有單體單元總量的50mol％。這些含量可以通過使用Kinokuniya有限公司(1995)出版的由日本化學(xué)學(xué)會編寫的The Meeting ofMacromolecule Analysis，“New Edition Macromolecule Handbook”中所描述的IR法或NMR法而測量得到。
聚乙烯樹脂的例子包括乙烯均聚物、乙烯-丙烯無規(guī)共聚物、乙烯-α-烯烴無規(guī)共聚物和乙烯-丙烯-α-烯烴無規(guī)共聚物。
乙烯-丙烯無規(guī)共聚物中的丙烯含量、乙烯-α烯烴無規(guī)共聚物中的α-烯烴含量和丙烯-乙烯-α-烯烴無規(guī)共聚物中的丙烯和α-烯烴總含量各自都不超過基于在每個共聚物中的所有單體單元總量的50mol％。
主要由具有四個或更多個碳原子的α-烯烴組成的α-烯烴樹脂的例子包括α-烯烴-丙烯無規(guī)共聚物和α-烯烴-乙烯無規(guī)共聚物。
作為組分(B)聚烯烴樹脂構(gòu)成成分的具有四個或更多個碳原子的α-烯烴的例子包括1-丁烯、2-甲基1-丙烯、2-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、1-己烯、2-乙基-1-丁烯、2，3-二甲基-1-丁烯、2-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基1-戊烯、3，3-二甲基-1-丁烯、1-庚烯、甲基-1-己烯、二甲基-1-戊烯、乙基-1-戊烯、三甲基-1-丁烯、甲基乙基-1-丁烯、1-辛烯、甲基-1-戊烯、乙基-1-己烯、二甲基-1-己烯、丙基-1-庚烯、甲基乙基-1-庚烯、三甲基-1-戊烯、丙基-1-戊烯、二乙基-1-丁烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一碳烯和1-十二碳烯。優(yōu)選具有4-8個碳原子的α-烯烴，特別是1-丁烯、1-戊烯、1-己烯和1-辛烯。
作為組分(B)的聚烯烴樹脂可以通過溶液聚合、淤漿聚合、本體聚合、氣相聚合等方法制得。聚烯烴樹脂可以由上述聚合工藝之一制備，也可以由上述聚合工藝中的兩種或更多種相結(jié)合制得。特別地，組分(B)可以使用KogyoChosakai Publishing Co.(1994)出版的由Yasuji SAEKI編寫的“New PolymerProduction Process”，以及JP-A No.4-323207和JP-A No.61-287917等中公開的聚合方法來制備。
在制備聚烯烴樹脂中使用的催化劑的例子包括多點(multi-site)催化劑和單點(single site)催化劑。多點催化劑的優(yōu)選例子包括使用含有鈦原子、鎂原子和鹵素原子的固體催化劑組分制備的催化劑。單點催化劑的優(yōu)選例子包括茂金屬絡(luò)合物。
在本發(fā)明中，組分(C)也即用選自不飽和羧酸及其衍生物的化合物改性的聚烯烴樹脂的例子包括下列類型(1)-(4)的改性聚烯烴樹脂。這些聚烯烴樹脂可以單獨使用或者兩種或多種結(jié)合使用。
類型(1)通過選自不飽和羧酸及其衍生物的化合物和烯烴均聚物的接枝聚合制得的改性聚烯烴樹脂。
類型(2)通過選自不飽和羧酸及其衍生物的化合物和兩種或多種烯烴共聚獲得的共聚物的接枝聚合制得的改性聚烯烴樹脂。
類型(3)通過選自不飽和羧酸及其衍生物的化合物和先均聚一種烯烴再共聚兩種或多種烯烴獲得的嵌段共聚物的接枝聚合而制得的改性聚烯烴樹脂。
類型(4)通過烯烴和選自不飽和羧酸及其衍生物的化合物的共聚合制得的改性聚烯烴樹脂。
適合用于組分(C)改性聚烯烴樹脂的烯烴的例子包括具有2-12個碳原子的α-烯烴如乙烯、丙烯，1-丁烯、2-甲基-1-丙烯、2-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、1-己烯、2-乙基-1-丁烯、2，3-二甲基-1-丁烯、2-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、3，3-二甲基-1-丁烯、1-庚烯、甲基-1-己烯、二甲基-1-戊烯、乙基-1-戊烯、三甲基-1-丁烯、甲基乙基-1-丁烯、1-辛烯、甲基-1-戊烯、乙基-1-己烯、二甲基-1-己烯、丙基-1-庚烯、甲基乙基-1-庚烯、三甲基-1-戊烯、丙基-1-戊烯、二乙基-1-丁烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一碳烯和1-十二碳烯。優(yōu)選的是乙烯、丙烯和1-丁烯。
用于制備組分(C)改性聚烯烴樹脂的方法的例子包括溶液法、本體法和熔融-捏合法。這些方法可以單獨使用或結(jié)合使用。
溶液法、本體法、熔融-捏合法等可以是例如在“Practical Design of PolymerAlloy”Fumio IDE，Kogyo Chosakai Publishing Co.(1996)，Prog.Polym.Sci.，24，81-142(1999)，以及JP-A No.2002-308947中描述的那些。
用于制備組分(C)改性聚烯烴樹脂的不飽和羧酸的例子包括馬來酸、富馬酸、衣康酸、丙烯酸和甲基丙烯酸。
不飽和羧酸的衍生物可以是例如衍生自不飽和羧酸的酸酐、酯、酰胺、酰亞胺和金屬鹽。其特例包括馬來酸酐、衣康酸酐、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、馬來酸單乙基酯、馬來酸二乙酯、富馬酸單甲酯、富馬酸二甲酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、馬來酸單酰胺、馬來酸二酰胺、富馬酸單酰胺、馬來酰亞胺、N-丁基馬來酰亞胺和甲基丙烯酸鈉。
此外，還可以使用在與聚烯烴進(jìn)行接枝聚合步驟時脫水形成不飽和羧酸的化合物，如檸檬酸和蘋果酸。
選自不飽和羧酸及其衍生物的化合物的優(yōu)選例子包括丙烯酸、甲基丙烯酸縮水甘油酯和馬來酸酐。
組分(C)理想地是下述類型(5)的改性聚烯烴樹脂、下述類型(6)的改性聚烯烴樹脂、或它們的混合物。
類型(5)由馬來酸酐和包含衍生自烯烴的結(jié)構(gòu)單元作為主要結(jié)構(gòu)單元的聚烯烴樹脂進(jìn)行接枝聚合制得的改性聚烯烴樹脂，所述烯烴選自乙烯和丙烯。
類型(6)由甲基丙烯酸縮水甘油酯或馬來酸酐與選自乙烯和丙烯的烯烴共聚合制得的改性聚烯烴樹脂。
從機(jī)械強(qiáng)度如抗沖擊性、疲勞特性和剛性的觀點出發(fā)，在作為組分(C)的改性聚烯烴樹脂中，衍生自選自不飽和羧酸及其衍生物的化合物的結(jié)構(gòu)單元的含量優(yōu)選為0.1-10重量％。
當(dāng)作為組分(C)的改性聚烯烴樹脂是上述類型(4)的改性聚烯烴樹脂時，衍生自選自不飽和羧酸及其衍生物的化合物的結(jié)構(gòu)單元的含量優(yōu)選為3-10重量％。
當(dāng)作為組分(C)的改性聚烯烴樹脂是上述類型(1)、(2)或(3)的改性聚烯烴樹脂時，衍生自選自不飽和羧酸及其衍生物的化合物的結(jié)構(gòu)單元的含量優(yōu)選為0.1-10重量％。
當(dāng)本發(fā)明的纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料含有聚(萘二甲酸乙二醇酯)纖維(組分(A))和聚烯烴樹脂(組分(B))而不包含改性聚烯烴樹脂(組分(C))時，從改進(jìn)機(jī)械強(qiáng)度如剛性和沖擊強(qiáng)度的觀點出發(fā)，組分(A)的含量為5-70重量％，優(yōu)選8-68重量％，更優(yōu)選10-65重量％，以組分(A)和(B)的總量為基準(zhǔn)。也就是說，組分(B)的含量優(yōu)選為30-95重量％，更優(yōu)選32-92重量％，甚至更優(yōu)選35-90重量％。
當(dāng)本發(fā)明的纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料是含有聚(萘二甲酸乙二醇酯)纖維(組分(A))、聚烯烴樹脂(組分(B))和改性聚烯烴樹脂(組分(C))的纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料時，從改進(jìn)機(jī)械強(qiáng)度如剛性和沖擊強(qiáng)度的觀點出發(fā)，組分(B)的量與組分(B)和(C)的總量的比是60-99.5重量％，優(yōu)選70-99.5重量％，更優(yōu)選80-99重量％。也就是說，組分(C)的量與組分(B)和(C)的總量的比是0.5-40重量％，優(yōu)選0.5-30重量％，更優(yōu)選1-20重量％。
當(dāng)本發(fā)明的纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料是含有聚(萘二甲酸乙二醇酯)纖維(組分(A))、聚烯烴樹脂(組分(B))和改性聚烯烴樹脂(組分(C))的纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料時，從改進(jìn)機(jī)械強(qiáng)度如剛性和沖擊強(qiáng)度，以及由該纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料獲得的模制品的外觀出發(fā)，組分(A)在該纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料中的含量為5-70重量％，優(yōu)選8-68重量％，更優(yōu)選10-65重量％，以組分(A)、(B)和(C)的總量為基準(zhǔn)。
如果需要，本發(fā)明的纖維-聚烯烴樹脂可以含有彈性體。彈性體的例子包括乙烯-α-烯烴無規(guī)共聚物、乙烯-α-烯烴非共軛多烯無規(guī)共聚物、氫化嵌段共聚物、其它彈性聚合物和它們的混合物。
如果需要，本發(fā)明的纖維-聚烯烴樹脂可以含有通常添加于熱塑性樹脂中的各種物質(zhì)，例如穩(wěn)定劑如抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑、中和劑和紫外線吸收劑，泡沫抑制劑，阻燃劑，阻燃助劑，分散劑，抗靜電劑，潤滑劑，防粘連劑如硅石，著色劑如染料和顏料，增塑劑，成核劑和結(jié)晶促進(jìn)劑。
此外，它們還可以含有平片狀或顆粒狀無機(jī)化合物如玻璃片、云母、玻璃粉、玻璃珠、滑石、粘土、氧化鋁、炭黑和硅灰石或須晶。
本發(fā)明的纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料可以由下列方法(1)-(3)制得。
(1)一種方法，包括混合所有組分形成均勻混合物，然后熔融-捏合該混合物。
(2)一種方法，包括分別混合組分的任意組合以形成均勻的混合物，然后把這些混合物熔融-捏合在一起。
(3)拉擠成型法。
在上述方法(1)和(2)中，用于制備均勻混合物的方法可以是例如利用混合設(shè)備如Henschel混合器和螺帶式混合器的混合方法。用于熔融-捏合的方法可以是使用混合設(shè)備如Bamdury混合器、塑料開煉機(jī)、Brabender塑性形變記錄儀、單螺桿擠出機(jī)和雙螺桿擠出機(jī)的熔融-捏合方法。
從制備纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料的方便性和機(jī)械強(qiáng)度如剛性和沖擊強(qiáng)度的觀點出發(fā)，制備本發(fā)明纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料的方法優(yōu)選拉擠成型法。拉擠成型法主要是在拉伸時連續(xù)纖維束浸著樹脂的方法。它的例子包括下列方法(i)到(iii)(i)一種方法，其中通過讓纖維束穿過含有樹脂乳液、懸浮液或溶液的浸泡浴而使纖維束浸著樹脂；(ii)一種方法，其中以通過噴涂樹脂粉末于纖維束或讓纖維束穿過含有該粉末的浴而使樹脂附著于纖維束，然后熔融該樹脂的方式使纖維束浸著樹脂；和(iii)一種方法，其中通過讓纖維束穿過一個十字機(jī)頭，同時通過擠出機(jī)等將樹脂供給于該十字機(jī)頭來使纖維束浸著樹脂。
優(yōu)選的是方法(iii)，即使用十字機(jī)頭的方法。特別優(yōu)選的是使用在JP-ANo.3-272830中公開的那類十字機(jī)頭的方法。
在拉擠成型法中，用樹脂浸漬纖維束可以通過一步、兩步或多步法完成。另外，由拉擠成型法生產(chǎn)的粒料和由熔融-捏合法生產(chǎn)的粒料可以共混在一起。
為了在注塑時可以以良好的注塑性能獲得具有高強(qiáng)度的模制品，本發(fā)明的纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料理想地是由拉擠成型法生產(chǎn)的具有2-50mm，優(yōu)選3-40mm，更優(yōu)選4-20mm長度的粒料。
由拉擠成型法生產(chǎn)的粒料中包含的聚(萘二甲酸乙二醇酯)纖維(組分(A))的加權(quán)平均纖維長度與該粒料的長度相等。聚(萘二甲酸乙二醇酯)纖維(組分(A))的長度與包含該纖維的粒料的長度相等意味著該組分(A)的聚(萘二甲酸乙二醇酯)纖維的加權(quán)平均纖維長度是該粒料長度的90-110％。
因為在每個粒料中組分(A)聚(萘二甲酸乙二醇酯)纖維的長度都與粒料的長度相等，所以如果該粒料的長度小于2mm，那么改進(jìn)由該粒料生產(chǎn)的模制品的剛性、耐熱性和沖擊強(qiáng)度的效果就可能不夠充分，模制品可能具有很大的翹曲。而如果該粒料的長度大于50mm，則變得難于模塑粒料。
在本發(fā)明的纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料中，希望組分(A)聚(萘二甲酸乙二醇酯)纖維是相互平行排列的。此類纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料很容易由拉擠成型法制得。
本發(fā)明的纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料能夠通過各種模塑方法被加工成模制品。這些模塑方法可以是例如注塑、注射壓縮模塑、氣體輔助模塑和擠壓成型。
在由本發(fā)明纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料制備的模制品中，從模制品的機(jī)械強(qiáng)度和耐久性的觀點出發(fā)，包含于模制品中的組分(A)聚(萘二甲酸乙二醇酯)纖維的加權(quán)平均纖維長度優(yōu)選是1mm或更多，并且更優(yōu)選1-10mm。
此類模制品的例子包括汽車塑料部件，如需要具有高機(jī)械強(qiáng)度、高耐久性和良好外觀的外部部件；以及需要具有高耐熱剛性的內(nèi)部部件和發(fā)動機(jī)組件。
外部部件的例子包括擋泥板、外擋泥板、格子式護(hù)柵、外蓋通氣孔、輪蓋、側(cè)防護(hù)器、側(cè)槌、側(cè)下緣、正面護(hù)柵、側(cè)臺階、車頂縱梁、尾部阻流板和保險杠。內(nèi)部部件的例子包括儀表板和汽車內(nèi)飾。發(fā)動機(jī)組件的例子包括緩沖梁、冷卻風(fēng)扇、風(fēng)扇護(hù)罩、燈罩、車用暖風(fēng)設(shè)備箱、保險絲盒和空氣過濾器罩箱。
模制品的例子包括電器元件、機(jī)器零件和結(jié)構(gòu)件。電器元件的例子包括住宅的電動工具、照相機(jī)、攝像機(jī)、微波爐、電飯鍋、電水壺、真空吸塵器、個人電腦、復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、FDD和CRT。機(jī)器零件的例子包括泵殼。結(jié)構(gòu)件的例子包括罐、管和建筑物用框架。
實施例以下通過參考實施例和對比實施例來描述本發(fā)明，這些實施例無論如何并不限制本發(fā)明的范圍。
原料用于實施例和對比實施例的原料如下。
(A)聚(萘二甲酸乙二醇酯)纖維(A-1)商品名TEONEX；由Teijin Techno Products Ltd.制造；纖度＝1100dtex，纖維直徑＝25微米(B)聚烯烴樹脂(B-1)丙烯均聚物(MFR＝320g/10min)(B-2)丙烯均聚物(MFR＝120g/10min)，可從Sumitomo Chemical Co.，Ltd.以商品名NOBLEN U501E-1獲得。
(C)改性聚烯烴樹脂(C-1)馬來酸酐改性的聚丙烯樹脂(MFR＝60g/10min；馬來酸酐接枝量＝0.6重量％；由JP-ANo.2004-197068實施例1所述的方法制得)(C-2)甲基丙烯酸2-羥基乙酯改性的聚丙烯樹脂(MFR＝77g/10min；甲基丙烯酸2-羥基乙酯接枝量＝2.3重量％)(D)聚(對苯二甲酸乙二醇酯)纖維(D-1)由Teijin Techno Products Ltd.制造的聚(對苯二甲酸乙二醇酯)纖維；纖度＝1100dtex，纖維直徑＝25微米馬來酸酐改性的聚丙烯樹脂(C-1)的馬來酸酐接枝量由下述方法測定。
在100ml的沸騰二甲苯中，溶解1.0g樣品。攪拌下將該溶液滴入到1000ml甲醇中，收集形成的固體。真空干燥(80℃，8小時)收集的固體，然后熱壓形成100mm厚的膜。測量該膜的紅外光譜。以1780cm-1附近的吸收為基礎(chǔ)來計算馬來酸酐的接枝量。
甲基丙烯酸2-羥基乙酯改性的聚丙烯樹脂(C-2)由下述方法制備。
向100重量份的聚丙烯樹脂(特性粘度[η]＝3.0dl/g，乙烯含量＝0.2重量％)粉末中，加入8重量份的甲基丙烯酸2-羥基乙酯、2重量份的過氧化苯甲酸叔丁酯、3重量份的有機(jī)多孔粉末(商品名MP-1000；由MEMBRANA制造)和0.3重量份的2，2′-亞甲基-二-(4，6-二叔丁基苯基)磷酸鈉，并充分混合。然后，在雙螺桿擠出機(jī)中捏合該混合物，形成甲基丙烯酸2-羥基乙酯改性的聚丙烯樹脂(C-2)。作為雙螺桿擠出機(jī)，使用螺桿L/D為45和筒徑為15mm的雙螺桿擠出機(jī)(商品名KZW15-45MG；由Technovel Corporation制造)。其在180℃的料筒溫度和500rpm的螺桿轉(zhuǎn)速下運行。
甲基丙烯酸2-羥基乙酯改性的聚丙烯樹脂(C-2)的甲基丙烯酸2-羥基乙酯接枝量由下述方法測定。
將樣品溶于沸騰的二甲苯中。攪拌下將該溶液滴入大量甲醇中，收集形成的固體。真空干燥(80℃，8小時)收集的固體，然后熱壓形成100mm厚的膜。測量該膜的紅外光譜。以1730cm-1附近的吸收為基礎(chǔ)來計算甲基丙烯酸2-羥基乙酯的接枝量。
用于測定的樣品的制備用于實施例和對比實施例測定的樣品的制備方法描述如下。
(1)纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料粒料的制備根據(jù)JP-A No.3-121146中描述的方法，制備具有表1所示組成的纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料粒料。在制備中，浸漬溫度為200℃且牽引速度為13m/min。
(2)模塑使用具有下述特點的模塑機(jī)，其模塑條件如下，通過注塑上述(1)中獲得的纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料粒料來制備用于測定的樣品。
模塑機(jī)由Japan Steel Works，Ltd.生產(chǎn)的J150E。
合模力150噸螺桿具有深螺槽的螺桿螺旋直徑46mm螺桿L/D比20.3[模塑條件]料筒溫度200℃模具溫度50℃背壓0MPa在實施例和對比實施例中，物理性能由下述方法測定。
(1)MFR(g/10min)MFR按照ASTM D1238，在下述條件下測定。
測量溫度230℃載荷21.2N(2)彎曲模量(MPa)彎曲模量按照ASTM D790，在下述條件下測定。
測量溫度23℃樣品厚度3.2mm跨度50mm拉伸速率2mm/min。
(3)抗彎強(qiáng)度(MPa)抗彎強(qiáng)度按照ASTM D790，在下述條件下測定。
測量溫度23℃樣品厚度3.2mm跨度50mm拉伸速率2mm/min。
(4)懸臂梁式(IZOD)沖擊強(qiáng)度(kJ/m2)懸臂梁式(IZOD)沖擊強(qiáng)度按照ASTM D256，在下述條件下測定。
測量溫度23℃樣品厚度6.4mm[帶有V形缺口]。
(5)熱變形溫度(HDT)(℃)熱變形溫度按照ASTM D648，在下述條件下測定。
載荷應(yīng)力1.82MPa樣品厚度6.4mm(6)屈服點強(qiáng)度(MPa)屈服點強(qiáng)度按照ASTM D638，在下述條件下測定。
測量溫度23℃樣品厚度3.2mm拉伸速率10mm/min。
(7)加權(quán)平均纖維長度(mm)
通過Soxhlet提取(溶劑二甲苯)從樣品中除去樹脂組分。然后，收集纖維并通過在JP-A No.2002-5924中公開的方法測定纖維的加權(quán)平均纖維長度。
實施例1利用JP-A No.3-121146中公開的方法，制備具有表1所示組成的纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料粒料。該粒料含有27重量％的纖維且長度為9mm。
注塑該纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料粒料，并測量所得樣品的彎曲模量、抗彎強(qiáng)度、懸臂梁式(IZOD)沖擊強(qiáng)度、熱變形溫度和加權(quán)平均纖維長度。其結(jié)果示于表1中。
對比實施例1除了用聚(對苯二甲酸乙二醇酯)纖維(D-1)代替聚(萘二甲酸乙二醇酯)纖維(A-1)之外，以與實施例1中相同的方式進(jìn)行評價。其結(jié)果示于表1中。
表1

實施例2利用JP-A No.3-121146中公開的方法，制備具有表2所示組成的纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料粒料。該粒料含有17重量％的纖維且長度為9mm。
注塑該纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料粒料，并測量所得樣品的彎曲模量、抗彎強(qiáng)度、屈服點強(qiáng)度、懸臂梁式(IZOD)沖擊強(qiáng)度和加權(quán)平均纖維長度。其結(jié)果示于表2中。
對比實施例2除了用聚(對苯二甲酸乙二醇酯)纖維(D-1)代替聚(萘二甲酸乙二醇酯)纖維(A-1)之外，以與實施例2中相同的方式進(jìn)行評價。其結(jié)果示于表2中。
實施例3利用JP-A No.3-121146中公開的方法，制備具有表2所示組成的纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料粒料。該粒料含有23重量％的纖維且長度為9mm。
注塑該纖維聚烯烴樹脂復(fù)合材料粒料。用與實施例2中相同的方式評價得到的樣品。其結(jié)果示于表2中。
實施例4利用JP-A No.3-121146中公開的方法，制備具有表2所示組成的纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料粒料。該粒料含有23重量％的纖維且長度為9mm。
注塑該纖維聚烯烴樹脂復(fù)合材料粒料。用與實施例2中相同的方式評價得到的樣品。其結(jié)果示于表2中。
實施例5利用JP-A No.3-121146中公開的方法，制備具有表2所示組成的纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料粒料。該粒料含有23重量％的纖維且長度為9mm。
注塑該纖維聚烯烴樹脂復(fù)合材料粒料。用與實施例2中相同的方式評價得到的樣品。其結(jié)果示于表2中。
表2

實施例1滿足了本發(fā)明的全部要求，其機(jī)械強(qiáng)度如彎曲模量、抗彎強(qiáng)度和懸臂梁式(IZOD)沖擊強(qiáng)度以及耐熱性都得到了改進(jìn)。實施例2-5也滿足了本發(fā)明的全部要求，其機(jī)械強(qiáng)度如彎曲模量、抗彎強(qiáng)度、屈服點強(qiáng)度和懸臂梁式(IZOD)沖擊強(qiáng)度都得到了改進(jìn)。
未使用組分(A)的對比實施例1，其機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性都不足。未使用組分(A)的對比實施例2，其機(jī)械強(qiáng)度不足。
權(quán)利要求
1.一種纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料，該材料包含5-70重量％的組分(A)即聚(萘二甲酸乙二醇酯)纖維和30-95重量％的組分(B)即聚烯烴樹脂，條件是用重量％表示的量各自以組分(A)和(B)的總重量為基準(zhǔn)。
2.一種纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料，該材料包含組分(A)即聚(萘二甲酸乙二醇酯)纖維、組分(B)即聚烯烴樹脂和組分(C)即用選自不飽和羧酸及其衍生物的化合物改性的聚烯烴樹脂，其中組分(B)的量與組分(B)和(C)的總量的比為60-99.5重量％，且組分(A)在纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料中的含量為5-70重量％，條件是組分(A)的含量以組分(A)、(B)和(C)的總量為基準(zhǔn)。
3.權(quán)利要求1的纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料，該纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料呈長度為2-50mm的粒料形式，其中在每個粒料中組分(A)的纖維相互平行地排列。
4.權(quán)利要求2的纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料，該纖維-聚烯烴樹脂復(fù)合材料呈長度為2-50mm的粒料形式，其中在每個粒料中組分(A)的纖維相互平行地排列。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種纖維－聚烯烴樹脂復(fù)合材料，其包含5－70重量％的聚(萘二甲酸乙二醇酯)纖維(組分(A))和30－95重量％的聚烯烴樹脂(組分(B))。還公開了另一種纖維－聚烯烴樹脂復(fù)合材料，其包含組分(A)、組分(B)和組分(C)，組分(C)即為用選自不飽和羧酸和它們的衍生物的化合物改性的聚烯烴樹脂，其中組分(B)的量與組分(B)和(C)的總量的比為 60－99.5重量％，且纖維－聚烯烴樹脂中組分(A)的含量為5－70重量％。
文檔編號C08L23/00GK1702108SQ20051007923
公開日2005年11月30日 申請日期2005年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月24日
發(fā)明者北野勝久 申請人:住友化學(xué)株式會社