專利名稱：用于冷塑的聚合物復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于冷塑的塑性復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
塑性樹脂，例如聚酯樹脂用于獲得高性能材料的用途是公知的。 典型的例子是所謂的聚合化合物，即那些衍生自具有不同來源并且具 有不同特性的兩種基質(zhì)的組合的那些材料，當(dāng)將所述兩種基質(zhì)彼此適 當(dāng)組合時，其形成至少部分保持其組成基質(zhì)的特性的材料。使用的大
多數(shù)材料包括如下聚酯，該聚酯用玻璃纖維(Fiberglass )或用聚合 物材料或用編織織物增強(qiáng)例如以賦予其多方向的抵抗性。還已知乙烯 基酯樹脂，由于其結(jié)構(gòu)，對玻璃纖維具有良好的親合性。然而，盡管 乙烯基酯樹脂具有良好的對化學(xué)試劑的耐性，但并不推薦在高溫應(yīng)用 領(lǐng)域中使用它們。
塑性材料如聚丙烯的高性能也是已知的。然而，這些材料的缺點(diǎn) 與模塑工藝有關(guān)，所述模塑工藝包括在昂貴的鋼模具中進(jìn)行的，并且 采用高噸位壓力的熱模塑操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高性能材料，該材料特別具有顯著的 抗斷裂性、無菌性、疏水性、耐酸性、高聲學(xué)性以及熱絕緣性等，并 且該材料可以通過簡單和成本有效的方法獲得。
該目的通過聚合化合物及其制備方法來實(shí)現(xiàn)，如所附權(quán)利要求中 定義的。參考附圖，將通過下文給出的非限制性的說明對本發(fā)明一些示例 性實(shí)施方案的描述，而更清楚的理解作為本發(fā)明目的的復(fù)合材料的更 多特征和優(yōu)點(diǎn)


圖1是用于制備本發(fā)明的復(fù)合材料的裝置的示意性透視圖。
根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合材料由乙烯基酯樹脂組成，其中混入其中的填 料是聚烯烴，優(yōu)選選自聚丙烯和聚乙烯。更優(yōu)選該聚烯烴是聚乙烯。
所述乙烯基酯樹脂優(yōu)選是基于與苯乙烯交聯(lián)的雙酚-A環(huán)氧樹脂的
環(huán)氧乙烯基酯樹脂，其中苯乙烯比率為30 wt。/。至50wt%，優(yōu)選35wt。/0 至45wt%。這種乙烯基酯樹脂優(yōu)選具有超過lg/cc，更優(yōu)選1.1至 1.2g/cc的密度，并且玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為110。C至13(TC。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述聚烯烴以微?；男问酱嬖?，并且具 有20 pm至50 pm，更優(yōu)選22 至30 pm的粒度。在微?；奈⒘?的可能形狀中，優(yōu)選球狀。
在本發(fā)明的復(fù)合材料中，所述聚烯烴優(yōu)選以所述乙烯基酯樹脂的 小于55 wt%，更優(yōu)選35 wt°/。 ~ 50 wt%，最優(yōu)選約40 wt。/o的量混合。 己經(jīng)令人驚奇地發(fā)現(xiàn)所述聚烯烴能夠賦予所述聚合化合物高機(jī)械性和
耐酸性；特別是關(guān)于聚乙烯，其比在類似現(xiàn)有技術(shù)的應(yīng)用中更通常用 作填料的聚丙烯獲得了更高的性能。
本發(fā)明的復(fù)合材料將進(jìn)一步含有交聯(lián)催化劑和底漆，如在下文中 將更好地論述的。
本發(fā)明的聚合化合物可以進(jìn)一步含有合適的顏料或著色劑，以使 所述聚合化合物具有期望的美觀外觀?，F(xiàn)在將借助圖1描述根據(jù)本發(fā)明的用于制備所述聚合物復(fù)合材料 的方法，圖1示意性地示出用于這種方法的系統(tǒng)1。
系統(tǒng)1是由用于乙烯基酯樹脂(樹脂+苯乙烯交聯(lián)劑)的第一貯器2
和用于聚烯烴的第二貯器3組成。貯器2和3是分別通過相應(yīng)的管2'， 3'與配有攪拌器的容器4的底部連通，其中通過合適的排氣元件5產(chǎn)生 真空。容器4的底部還通過管4'與泵送元件6流體連通，泵送元件6 將所述材料的混合物進(jìn)料到通常是動態(tài)混合器的混合元件7中。分別 在相應(yīng)的貯器8， 9中含有的催化劑和顏料或著色劑，也被進(jìn)料到混合 元件7中。通過管7'，混合元件7直接將所述反應(yīng)混合物進(jìn)料到模具(未 示出)中，在這里所述復(fù)合材料被成形。下文中將描述根據(jù)所述方法的 模式，控制所述材料流動的合適的閥門和指令以及控制單元。
實(shí)際上，以如上所述的比率將乙烯基酯樹脂和聚烯烴裝入容器4 中，并且在攪拌下進(jìn)行真空處理(5巴低壓)2小時以上，優(yōu)選3小時以 上，最優(yōu)選約4小時。所述真空處理對于防止在交聯(lián)反應(yīng)中氣泡的產(chǎn) 生是非常重要的。因此，所述復(fù)合材料的最終性能得以改善。
當(dāng)完成該處理后，通過泵送元件6將混合物輸送到混合元件7中， 在這里，適量的催化劑/底漆和著色劑或顏料被加入到所述混合物中。 在該添加結(jié)束時，將反應(yīng)混合物澆注入模具中，在這里，將完成所述 聚合物復(fù)合材料的交聯(lián)反應(yīng)和隨后的成形。所述反應(yīng)是放熱的，以至 于溫度可以達(dá)到70-8(TC，并且通常在相當(dāng)短的時間(幾分鐘)內(nèi)完成。 為了獲得均勻的復(fù)合材料，重要的是獲得在混合元件7中提供的所有 組分，尤其是樹脂和聚乙烯的適當(dāng)?shù)幕旌稀?br> 所述著色劑或顏料與其它組分以1 wtM至3 wt%，優(yōu)選約2 wt^。的
重量比率混合。
所述催化劑與其它組分以1 wt。/。到3 wt%，優(yōu)選1.5 wt%ItJ 2wt%的重量比率混合。作為所述催化劑，通常使用過氧化物，例如乙酰丙 酮過氧化物或過氧化丁酮。優(yōu)選還使用比例為6wtn/o到12wt。/。的適當(dāng) 的底漆/促進(jìn)劑，尤其是鈷鹽，優(yōu)選辛酸鈷。所述促進(jìn)劑的比例可以根 據(jù)希望生產(chǎn)的產(chǎn)物的類型而變，并且其濃度取決于產(chǎn)物的厚度和固化 需要的時間。當(dāng)所述厚度值相對薄時，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使用相對所述樹脂重
量2%至3%，以及優(yōu)選約2.5%的濃度是有利的。在產(chǎn)品非常厚的情況
下，其中可能導(dǎo)致難以釋放由所述硬化反應(yīng)生成的熱，在借助于由樹
脂的2 wt。/。到3 wt%，和優(yōu)選約2.5 wt。/。的比率的鈷鹽形成的促進(jìn)劑的 情況下，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使用由重量比率為所述樹脂的0.5 wtn/。至5 wt%、特
別是1 Wtn/c至4 Wt。/a的丁酮過氧化物形成的催化劑是有利的。
當(dāng)期望生產(chǎn)淺色或透明產(chǎn)物時，優(yōu)選使用濃度為所述樹脂的0.05% 至0.4%，并且優(yōu)選0.1°/。至0.4%的N，N-二乙基乙酰乙酰胺代替鈷鹽作 為所述促進(jìn)劑。
使根據(jù)本發(fā)明的聚合物復(fù)合材料具有這些性能，以用于高性能應(yīng) 用。事實(shí)上其特征在于高機(jī)械阻力和對腐蝕性因素的耐性，它是無菌 的、防水的、耐刮的并且可易于模塑、粉碎、車螺紋或攻絲。因此， 這種材料的典型應(yīng)用領(lǐng)域是家具元件，以及尤其是廚房臺面，并且最 尤其是技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的柜臺。例如，表面可以與在其中整體模制的水槽
一起模塑。
已經(jīng)令人驚奇地發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的聚合化合物具有顯著的熱絕緣特 性。該特性是令人驚奇的，因?yàn)橥ǔ２煌扑]乙烯基酯樹脂用于高溫應(yīng) 用領(lǐng)域。由于該特性，本發(fā)明的材料可以有效地用于生產(chǎn)隔熱板。
本發(fā)明的材料還具有顯著的隔音性能，并因此能有利地用于生產(chǎn) 高度保真揚(yáng)聲器。
由于其疏水性和耐機(jī)械一化學(xué)性，本發(fā)明的材料可以有效地用于生產(chǎn)花齊和植物用的罐。
最后，本發(fā)明的材料的不可忽略的優(yōu)點(diǎn)是它的低成本，這也是由 于其制造方法簡單的結(jié)果，所述方法不需要使用用于高溫注塑和高噸 位壓制的鋼模具。
可以知道的是，本文中僅僅記載了作為本發(fā)明目的的聚合物復(fù)合 材料及其制備方法的一些具體實(shí)施方案，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)特
定應(yīng)用的需要對于這些實(shí)施方案進(jìn)行任何和所有改進(jìn)，而不脫離本發(fā)
明的保護(hù)范圍。
例如，有可能通過如下方式進(jìn)一步改善本發(fā)明的復(fù)合材料的特性， 所述方式為例如在模塑步驟中，在所述模具內(nèi)將不同材料的纖維或機(jī) 織纖維，如玻璃纖維包括在其中。
權(quán)利要求
1. 聚合物復(fù)合材料，其包括其中分散有填料的環(huán)氧乙烯基酯樹脂，所述填料是顆粒形式的聚烯烴，其中所述聚烯烴以相對于所述環(huán)氧乙烯基酯樹脂低于55wt％的量混合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物復(fù)合材料，其中所述聚烯烴以相 對于所述環(huán)氧乙烯基酯樹脂35wt。/。到50wt°/。，優(yōu)選約40wt。/。的量混
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚合物復(fù)合材料，其中所述聚烯烴 以球狀顆粒形式使用。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚合物復(fù)合材料，其中所述聚烯烴被微 ?；⑶移淞６葹?0微米至50微米。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚合物復(fù)合材料，其中所述聚烯烴的粒 度為22微米至30微米。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的聚合物復(fù)合材料，其中所 述聚烯烴選自聚丙烯和聚乙烯，優(yōu)選聚乙烯。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的聚合物復(fù)合材料，其中所 述環(huán)氧乙烯基酯樹脂基于與苯乙烯交聯(lián)的雙酚A的環(huán)氧樹脂，其中苯 乙烯百分率為30 wt。/。至50 wt%,優(yōu)選35 wt。/。至45 wt%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的聚合物復(fù)合材料，其中所述環(huán)氧乙烯基 酯樹脂的密度高于1 g/cc，優(yōu)選1.1至1.2 g/cc，并且玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為 110。C至130。C。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1到8中任一項(xiàng)所述的聚合物復(fù)合材料，其中所述材料包括著色劑或顏料。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的聚合物復(fù)合材料，其中含有比率為 1 wt。/。至3 wt%，優(yōu)選約2 wt。/。的所述著色劑或顏料。
11. 用于制備根據(jù)權(quán)利要求1到10中任一項(xiàng)所述的聚合物復(fù)合材 料的方法，包括以下步驟一將環(huán)氧乙烯基酯樹脂/苯乙烯和顆粒形式聚烯烴的混合物進(jìn)行 真空處理并且攪拌大于2小時，其中所述聚烯烴以相對于所述環(huán)氧乙烯基酯樹脂低于55 Wt。/。的量混合；一通過混合元件(7)，向真空處理的所述混合物中添加著色劑或顏 料和催化劑/底漆；一在模具中注入所得的混合物直到固化。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述催化劑是過氧化物和 所述底漆是鈷鹽，或是N,N-二乙基乙酰乙酰胺。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述過氧化物是乙酰丙酮 過氧化物或丁酮過氧化物。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述鈷鹽是辛酸鈷。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12到14中任一項(xiàng)所述的方法，其中當(dāng)所述催 化劑是乙酰丙酮過氧化物時，其用量為所述樹脂的1 wt。/。至3 wt%，優(yōu) 選1.5 wt。/。至2 wt%。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12到14中任一項(xiàng)所述的方法，其中當(dāng)所述催 化劑是丁酮過氧化物時，其用量為所述樹脂的0.5 wt。/。至5 wt%，優(yōu)選 lwt。/o至4wt0/0。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12到16中任一項(xiàng)所述的方法，其中當(dāng)所述底 漆是鈷鹽時，為了產(chǎn)品的薄的厚度值，其用量為所述樹脂的2wty。至 3 wt°/。，或6 wt。/。至12 wt%。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12到16中任一項(xiàng)所述的方法，其中當(dāng)所述底 漆是N，N-二乙基乙酰乙酰胺時，其用量為所述樹脂的0.05wt。/o至 0.4 wt%，優(yōu)選0.1 wt。/。至0.4 wt%。
19. 根據(jù)權(quán)利要求11到18中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述著色 劑或顏料的用量為1 wty。至3 wt%，優(yōu)選約2wt°/。。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1到10中任一項(xiàng)所述的聚合物復(fù)合材料，它可 以根據(jù)權(quán)利要求11到19中任一項(xiàng)所述的方法制得。
21. 用根據(jù)權(quán)利要求1到10或權(quán)利要求20中任一項(xiàng)所述的聚合 物復(fù)合材料制備的產(chǎn)品，所述產(chǎn)品優(yōu)選是廚房或?qū)嶒?yàn)室操作臺面、揚(yáng) 聲器、隔熱板或家具元件或其部件。
全文摘要
本發(fā)明涉及塑性復(fù)合材料及其制備方法。特別地，本發(fā)明涉及聚合物復(fù)合材料，該材料包括其中分散有填料的環(huán)氧乙烯基酯樹脂，所述填料是顆粒形式的聚乙烯，其中所述聚乙烯以相對于所述環(huán)氧乙烯基酯樹脂低于55wt％的量混合，以及涉及用于制備所述聚合物復(fù)合材料的方法，其中將樹脂/苯乙烯混合物和聚乙烯在真空條件下進(jìn)行處理并且置于攪拌下大于2小時。
文檔編號C08L63/10GK101522794SQ200680056086
公開日2009年9月2日 申請日期2006年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月12日
發(fā)明者菲利波·蘭迪斯 申請人:不動產(chǎn)服務(wù)有限公司