[发明专利]由碳化合物组成的材料

说明书

本发明涉及一种由碳化合物组成的材料，它可以利用所有公知的塑料加工机械加工成模塑件、板材、管材或薄膜等。

在市场上除了可以获得许多不同种类的纯塑料，例如聚氯乙烯、聚乙烯（低密度和高密度的）、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺等之外，还有一部分塑料填料组合物从成本等因素看有着重要的意义。为了满足专门的市场需求，还有一些组合物是由制成微粒的炭粉、焦炭粉和石油焦炭粉掺入热塑性聚合物中而制成的，并且在某些情况下，用煤炭、焦炭或石油焦炭制成的最细的粉末已经不能被当作通常意义上的填料对待了，它们多少已经变成了热塑性聚合物的必要组分，对该种塑料的性质发挥着决定性的影响。

此外，公知的还有一种制造可塑性变形的材料的方法，该材料由聚乙烯和焦炭细粉填料组成，该方法在聚乙烯基体中至少加入相当于其重量四分之一的，最好是等量或更多的焦炭细粉，并以公知的方式将其混合在一起。（参见德国专利展出说明书1065607）。

炭粉或焦炭粉在塑性模塑材料中并不象大多使用的填料那样会使材料的性质变劣，而是出人意料地能改善成形材料的物理性质（改善拉伸强度、弯曲拉伸强度、延伸率和冷脆稳定性）;模塑材料还易于成型加工。特别适合于填件聚乙烯基体的有烟煤焦炭、石油焦炭和沥青焦炭。特别是低灰分烟煤焦炭和等量的聚乙烯相混合可制成具有良好弹性的板材，它在弯曲试验中和在聚乙烯基体中填充了其他填料，如页岩粉的材料相比，具有有良好的稳定性。具有同样混合比例的页岩粉-聚乙烯板仅在几次弯曲应力的作用之后便告折断。

在公知的方法中，焦炭粉是以通常的方式研磨而成的。生产高质量的模塑材料不仅可以使用高细度（6400目/cm²），而且也可使用粗粒度（900目/cm²）的粉末。

在由聚乙烯和焦炭粉末组成的混合物中还可以加入浸润剂、润滑剂和其他公知的添加剂，例如紫外线稳定剂、热稳定剂等。

特别应当指出的是，用公知的模塑材料制成的模塑件具有良好的焊接性。

还有一类公知的模塑材料，由聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、乙烯-丙烯、乙烯-丁烯或丙烯-丁烯共聚物制成并含有直径小于60微米的微粒焦炭，其中的100份聚合物中含有200至400份微粒石油焦炭，其中至少有80%的平均粒度在0.75至50微米之间（参见德国专利展出说明书第1259095号）。这种模塑材料的机理是，石油焦炭微粒的粒度分布会影响最终产物高结构强度的实现。实际上不可能在这种聚合物中添加150至200份平均直径大于50微米（！！）的石油焦炭微粒。此外这种产品也不具有所要求的高的冲击拉伸强度和弯曲拉伸强度。如果将石油焦炭进一步细化并将粒度在0.75至约50微米之间的微粒与聚合物混合，则会出人意料地达到最为有利的物理性质。

为了制造这种公知的模塑材料，可以采用任何市售的普通聚烯烃或者混合聚烯烃，其熔融系数约在10至0.2之间，分子量约在50000至700000之间。

在将石油焦炭用到公知的模塑材料中之前，要通过球磨机、棒磨机、锤磨机的研磨将石油焦炭粉碎和校准，或者通过蒸汽或空气的喷吹将焦炭颗粒甩到一个表面上，通过转子叶片（帕尔曼[Pallmann].制粉装置）的离心分离作用，通过超声波振动或者使用间距为0.0254cm或者更小的相对设置的钢辊将石油焦炭粉碎并校准。

因为石油焦炭，特别是相对高灰分石油焦炭的硬度可能会相当高，例如为7.5-8摩斯（Mohs）刻度，所以用上述方法粉碎石油焦炭时，粉碎装置会很快地磨损，并且要导致金属屑、铁屑或者钢屑混入被研磨料中，其后果或者是必须费力地并且代价高昂地将其分离，或者造成模塑材料的性质不能被所有的应用领域所接受。

另外还有一种公知的方法用于制造专门的研磨煤炭，以作为塑料的填料，它是将硬煤，如无烟煤置于非氧化气氛中粉碎，直至平均粒不大于2.5微米，并且特别要达到粒度分布为，至少90%的材料粒度小于5微米（参见德国专利公开说明书第1592914号）。