[发明专利]用于向原料中加入偶联剂的方法

说明书

发明领域

本发明涉及如1的前序中所限定的用于在复合材料的制造中向原料加入偶联剂的方法。

发明背景

从现有技术得知用于从主要固体的原料制造复合材料的不同方法和设备。原料和任选的添加剂可被直接引入到挤压过程或通过初步的处理过程，例如成粒或混合过程，被引入到挤压过程，以制造复合材料。

此外，从现有技术，例如从参考文件US 2004/0126515得知，在挤压阶段向复合材料尤其是木质复合材料的制造中的原料加入偶联剂。已知在木质复合物的制造中使用马来酐改性的聚烯烃，例如MAPE和MAPP作为偶联剂。MAPE或MAPP与木质纤维反应，在酐的羰基和纤维的羟基之间形成共价键。偶联剂的聚烯烃部分机械地结合到原料的聚合体基质。还使用基于硅烷的偶联剂。在偶联剂的加入阶段需要高工艺温度，主要为180℃以上，以便在偶联剂和原料之间获得充分的粘合。无分离加热阶段地提供足够高的工艺温度常常有问题。另一个问题是在无木质素的纤维和塑料之间提供足够好的粘合。以前，在存在偶联剂时尚未在无木质素的纤维和塑料之间提供足够牢固的结合。在这种情况下，将要形成的复合材料的机械性能很差。

发明目的

本发明的目的是公开用于制造复合材料的新方法。此外，本发明的目的是公开在初步处理阶段已向原料加入偶联剂。此外，本发明的目的是公开一种方法，在该方法中偶联剂和原料之间以及原料的不同物质之间的粘合能够被改善。

发明概述

根据本发明的方法由权利要求书中所述的特征描述。

本发明基于用于制造复合材料的方法，该材料含有基于纤维和基于聚合物的材料，其中该制造包括初步处理过程以形成用于制造复合材料的原料混合物。根据本发明，初步处理过程包括热冷混合装置，该装置包括至少一个加热阶段。根据本发明，将含有无木质素的材料和偶联剂的原料投入热冷混合装置以形成原料混合物，原料的基于纤维和基于聚合物的物质之间的粘合被偶联剂改善。

在该上下文中，原料混合物指可含有一种或多种原料和/或一种或多种原料材料例如再生材料的混合物。此外，原料混合物含有在初步处理过程中所要加入的偶联剂。此外，原料混合物可含有添加剂和/或另外的塑料。原料指至少一种原料或多种不同原料的混合物。原料可以是含有基于无木质素纤维，例如基于木质纤维、稻草、芦苇或亚麻或基于其他植物纤维、和/或基于聚合物诸如基于塑料的组分的任何原料或原料材料。在一个实施方式中，基于木质纤维的无木质素的材料可包括从上述植物制备的基于纸的材料。

原料的基于纤维的材料含有无木质素的材料，例如基于化学浆的纸或纸纤维或不含有木质素的纯化学浆纤维。

在该上下文中，偶联剂指改善不同物质之间的粘合的任何粘合剂或材料。

在本发明的一个实施方式中，将含有马来酐的有机材料用作偶联剂。在一个实施方式中，偶联剂选自MAPE(马来酐聚乙烯)、MAPP(马来酐聚丙烯)和它们的混合物。在一个实施方式中，偶联剂基于硅烷。可选地，可使用任何本身已知的和适于该目的的偶联剂。

在一个优选的实施方式中，基本上均匀的原料混合物在混合装置中形成。优选地，将原料和偶联剂以及任选的添加剂和另外的塑料在混合装置中混合成均匀的原料混合物。

在本发明的一个实施方式中，团块在混合装置中由原料混合物形成。

在本发明的一个实施方式中，将原料混合物在混合装置中加热到180℃以上的温度，在这种情况下原料和偶联剂反应以通过偶联剂提供原料基于纤维和聚合物的物质之间的粘合。在一个实施方式中，将原料混合物在混合装置中加热到185℃以上的温度，在这种情况下原料和偶联剂反应以通过偶联剂提供原料基于纤维和聚合物的物质之间的粘合。为原料和偶联剂之间的反应提供足够高的温度可通过足够长的停留时间确保。特别是热冷型混合装置的结构保证了足够长的停留时间，例如15至20min的停留时间，以提供原料和偶联剂之间的反应。

在本发明的一个实施方式中，使用包括加热和冷却阶段的混合装置。在所有的运转应用中应用冷却阶段不是必须的，即，即使包括冷却段，也可使用没有冷却阶段的混合装置。在一个优选的实施方式中，冷却阶段在加热阶段后。

在一个实施方式中，在加热阶段中提供相当强力的混合。由于混合，在原料和偶联剂之间提供大接触面积。混合还有助于水的蒸发，其减弱偶联，并有助于其从过程中离开。在一个实施方式中，在冷却阶段也提供混合。