[发明专利]轻质制品、复合组合物及其制备工艺

说明书

技术领域

本公开涉及轻质制品，尤其是成型的热塑性制品及其制备工艺。

发明内容

在第一方面，本说明提供了一种包括中空玻璃微球和微孔热塑性树脂的复合材料。

在第二方面，本说明提供了一种包括中空玻璃微球和微孔热塑性树脂的模塑制品。

在另一方面，本说明提供了一种方法，该方法包括将包括热塑性塑料和中空玻璃微球的掺加物的第一预复合的材料给料至微孔泡沫注塑机。该方法还包括将超临界流体注入所述掺加物中并使掺加物和超临界流体在高压下共混以形成共混物。该方法还包括将所述共混物注入模制工具中。

在所述方法的特定实施例中，所述掺加物还可包括颗粒填料，所述颗粒填料选自滑石、钙硅石、玻璃纤维、碳酸钙、炭黑、模塑着色颜料、碳纤维、碳纳米管、陶瓷微球、中空陶瓷微球、玻璃珠、陶瓷纤维和纳米粒子。

选择的颗粒填料可呈它们的原生形式，或者所述颗粒可以是化学地或物理地表面处理的。

在另外的特定实施例中，所述方法还可包括：将超临界流体给料至所述注塑机中的所述掺加物供，所述超临界流体选自CO₂和N₂；以及使所述掺加物和所述超临界流体在所述微孔泡沫注塑机内共混以形成均匀共混物。

在另一方面，本说明提供了一种方法，该方法包括将包括热塑性塑料和中空玻璃微球的预复合掺加物母料的第一材料给料至微孔泡沫注塑机。所述方法还可包括将超临界流体注入所述掺加物中并使所述掺加物和所述超临界流体在高压下共混以形成共混物，并将所述共混物注入模制工具中。

在所述方法的特定实施例中，所述掺加物还可包括颗粒填料，所述颗粒填料选自滑石、钙硅石、玻璃纤维、碳酸钙、炭黑、模塑着色颜料、碳纤维、碳纳米管、陶瓷微球、中空陶瓷微球、玻璃珠、陶瓷纤维和纳米粒子。

在另外的特定实施例中，所述方法还可包括：将超临界流体给料至所述注塑机中的所述掺加物，所述超临界流体选自CO₂和N₂；使所述掺加物和所述超临界流体在所述微孔泡沫注塑机内共混以形成均匀共混物。

在另一方面，本说明提供了一种方法，该方法包括将包括热塑性塑料、中空微球、矿物油的干混物和第二材料给料至微孔泡沫注塑机，所述第二材料包括处于其超临界状态的CO₂或N₂。该方法还包括使所述干混物和第二材料在所述微孔注塑机内共混以形成熔融共混物，并将所述共混物注入模制工具中。

附图说明

图1a是利用MuCell工艺已被发泡的聚丙烯材料的SEM。

图1b是利用MuCell工艺已被发泡的包含im30k中空玻璃微球的聚丙烯材料的SEM。

附图可未按比例绘制。在所有附图中，相同参考标号可以用来表示相同部件。

具体实施方式

在塑料领域，仍需要减小成型制品的密度并因此减小其重量。然而，此类减小应该提供美观特性、尺寸特性和机械特性的良好平衡，并且此类塑料应该相对廉价并且制备效率高。随着近来原材料价格的激增以及车辆温室气体排放形式的运输法规，对降低聚合物(尤其是石油基聚合物)的量并制备引人注目的轻质材料的研究加大。

已证明在聚合物的挤塑成型或注塑成型期间气体在其超临界状态下的受控使用能够形成具有较少量的聚合物树脂的发泡的并因此轻质的部件。当将要减少显著重量(例如，减少12重量％以上)时，微孔发泡工艺对生成柔顺并且美学上令人满意的部件提出了固有工艺优化挑战(若干模具重复)。

申请人已发现(并在本说明中提供)，将微孔发泡工艺与中空玻璃微球组合使用出人意料地能够在良好的机械特性和尺寸特性的同时实现重量减小。从实例中可以看出，并非所有发泡技术在应用于填充有中空玻璃微球的热塑性树脂时均能够得到期望的结果。令人意外的是，申请人已发现，微孔发泡工艺与中空玻璃微球的特定组合在保持机械和尺寸特性的同时提供在重量减少方面得以改善。申请人还发现，包含中空玻璃微球的微孔热塑性树脂以及由其制成的模塑制品可在保持机械和尺寸特性的同时在重量减少方面得以改善。

如本文所用，并且除非上下文另外意指，否则以下术语可具有指示的含义。

术语“微孔”通常是指0.1至100微米的孔尺寸。

术语“中空微球”是指最大尺寸小于一毫米的中空圆形颗粒。