[发明专利]非腐蚀纤维增强聚合物组合物

说明书

本发明涉及一种注射成型组合物，所述注射成型组合物包含至少一种聚烯烃、至少一种脱木质素的木浆纤维、至少一种马来酸酐接枝的聚烯烃和选自碱土金属氧化物或锌氧化物的至少一种金属氧化物。

技术领域

本发明涉及纤维增强聚合物组合物，所述纤维增强聚合物组合物导致其中以熔融状态注入有所述组合物的金属模具较少的腐蚀。

背景技术

纤维增强聚合物复合材料为价格实惠的材料，所述材料可以形成为多种设计，例如家具、运动设备或汽车部件。虽然在过去，矿物纤维例如玻璃纤维已被用于纤维增强聚合物复合材料中，但是近年来植物来源的纤维的使用已经增加，因为其在不增加密度的情况下也提供增强特性并且可再生地来源于植物。

由纤维增强聚合物复合材料形成的物品可以通过常见的成型技术例如注射成型获得，其中将聚合物复合材料的熔体注入到金属模具中并使其在被排出之前固化。

用于注射成型的模具通常是昂贵的，因为其制造不仅需要大量的工作和专业知识，而且有时由其制造模具的化学惰性金属合金可能是昂贵的。因此，存在对保持尽可能长时间地使用模具或者能够使用由抗性较小的金属合金制成的模具的关注。

当与在使用传统矿物纤维增强的聚合物复合材料时观察到的腐蚀水平相比时，在聚合物复合材料中使用木纤维时，观察到注射成型机的常用金属模具在其内表面上遭受增加的腐蚀。

虽然期望从植物来源的纤维的增强效果中获益，但是市场要求它们不应在成型体中过度可见。因此，通常来源于木材的植物来源的纤维为至少经化学制浆的以除去大量的木材木质素，并且在大多数情况下还为经漂白的以从化学木浆中基本上除去任何剩余的木质素并获得光学地共混到着色或未着色的聚合物物质中的白色纤维。这种加工的附加益处是，从基于植物的材料中除去在成型温度下分解成各种不希望的腐蚀性酸化合物(例如乙酸和甲酸)的很大一部分木质素以及一部分半纤维素，并且模具寿命得以延长。

然而，如所预期的那样，在聚合物复合材料中使用脱木质素的木浆无法避免模具腐蚀。已知为了减轻模具的腐蚀，在包含木粉或木纤维的聚合物组合物中使用可以充当酸清除剂的添加剂例如水滑石。然而，在脱木质素的木浆的情况下，添加已知的酸清除剂例如水滑石并不能缓解模具腐蚀。

此外，聚合物复合材料中的脱木质素的木浆为吸湿的，并且在开放储存期间吸收水分，并且已观察到获得的水分加剧了由某些合金制成的钢模具中的腐蚀问题，但不是所述腐蚀问题的直接原因。

因此，存在对以下的需求：提供在由包含脱木质素的木浆的聚合物复合材料形成物品时发生的在注射成型的情况下模具腐蚀的问题的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种组合物，当在金属模具例如钢模具中以熔融状态成型时，所述组合物导致至少减少或消除金属模具的另外情况下的不希望的腐蚀。此外，本发明提供了表现出延长的储存寿命的组合物，因为尽管获得的水分水平高且可变，但本发明的组合物仍表现出加工稳健性。不希望受制于特定理论，假设金属模具的腐蚀部分由于在注射成型中遇到的条件期间由脱木质素的木浆纤维散发的腐蚀性化合物例如由脱木质素的木浆纤维热降解产生的挥发物，或者在木浆的化学去木质作用期间引入的化合物，痕量的所述化学化合物和/或其衍生物例如二氧化硫包含在脱木质素的木浆纤维中。

本发明的一个目的是提供一种成型组合物，优选注射成型组合物，所述注射成型组合物包含至少一种热塑性聚合物、至少一种脱木质素的木浆纤维、至少一种马来酸酐接枝的聚烯烃和选自碱金属氧化物或碱土金属氧化物或锌氧化物的至少一种金属氧化物。

在根据本发明的注射组合物的一个优选实施方案中，当根据ASTM D 1238使用5kg重量在190℃下测量时，成型组合物的熔体流动指数(melt flow index，MFI)为0.5g/10分钟至40g/10分钟。