專利名稱：：纖維增強的聚丙烯組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明總的來說涉及由纖維增強的聚丙烯組合物制成的制品，該制品具有至少300，000psi的彎曲模量并且在儀器化沖擊試驗過程中顯示出延性。本發(fā)明還涉及制備該類制品的方法。其更特別地涉及有利的纖維增強聚丙烯物質(zhì)組合物。更特別地，本發(fā)明涉及包括丙烯基聚合物、有機纖維和無機填料的聚丙烯基纖維復合材料。
背景技術(shù)：
：由于韌度和剛度之間的權(quán)衡取舍使得聚烯烴在工程應(yīng)用中具有有限的用途。例如，聚乙烯被廣泛地認為是相對韌性的，但是剛度低。聚丙烯通常顯示相反的趨勢，即相對為剛性的，但是韌度低。已經(jīng)引入了多種公知的聚丙烯組合物以致力于韌度。例如，已知通過加入橡膠粒子增加聚丙烯韌度，或者在反應(yīng)器中加入產(chǎn)生抗沖共聚物或者通過后反應(yīng)器共混。然而，使用此方法在韌度提高的同時，剛度顯著降低。已經(jīng)引入玻璃增強的聚丙烯組合物來改善剛度。然而，玻璃纖維在典型的注射模塑設(shè)備中具有斷裂的趨勢，導致降低的韌度和剛度。另外，玻璃增強的產(chǎn)品在注射模塑后具有翹曲的趨勢。另一種改善聚烯烴物理性能的已知方法是有機纖維增強。例如，EP專利申請0397881〃>開了通過將100重量份聚丙烯樹脂和10-100重量份具有的纖維直徑為l-10丹尼爾、纖維長度為0.5-50mm和纖維強度為5-13g/d的聚酯纖維進行熔體混合，然后模塑所得混合物而制備的組合物，在此其全部公開內(nèi)容參考引入。另外，發(fā)明人為Gray，Jr.等人的U.S.專利No.3，639，424，公開了包括聚合物如聚丙烯和均勻分散于其中的至少大約10wt。/o該組合物的短纖維的組合物，所述纖維是人造聚合物，如聚(對苯二曱酸乙二醇酯)或聚(對苯二甲酸1，4-環(huán)己二甲醇酯)，在此該專利的全部/^開內(nèi)容參考引入。在PCT公開文本W(wǎng)O02/053629中也公開了纖維增強的聚丙烯組合物，在此其全部公開內(nèi)容參考引入。更具體地說，WO02/053629公開了一種聚合物，其包含在熔融加工過程中具有高流動性的熱塑性基質(zhì)和長度為0.1-50mm的聚合物纖維。該聚合物包含0.5-10wt。/。的潤滑劑。對于有機纖維增強的聚丙烯組合物的各種改性也是已知的。例如，用馬來酸酐或丙烯酸改性的聚烯烴已被作為基質(zhì)組分用以改善合成有機纖維和聚烯烴之間的界面強度，這被認為提高了由其制得的模制品的機械性能。其他背景參考資料包括PCT公開文本W(wǎng)O卯/05164;EP專利申請0669372;發(fā)明人為Kadowaki等的U.S.專利No.6,395,342;EP專利申請1075918;發(fā)明人為Yasukawa等的U.S.專利No.5,145,891，發(fā)明人為Yasukawa等的U.S.專利No.5,145,892;和EP專利0232522，在此其全部公開內(nèi)容參考引入。存在對于改進的聚丙烯基纖維復合材料的需要，該復合材料在有利的原料和制造成本方面產(chǎn)生改善的耐沖擊性/韋刃度、用于模塑制品的剛度的結(jié)合。另外，當形成才莫塑制品時聚丙烯-纖維組合物將在經(jīng)歷通過落錘式?jīng)_擊試驗而斷裂后理想地不碎裂。發(fā)明概述已經(jīng)令人驚奇地發(fā)現(xiàn)可以制備基本不含潤滑劑的纖維增強的聚丙烯組合物，其同時具有至少300,000psi的彎曲模量并在儀器化沖擊試驗過程中顯示出延性。特別令人驚奇的是使用寬范圍的聚丙烯包括一些不含纖維非常脆的聚丙烯作為基質(zhì)材料制備該種組合物的能力。本發(fā)明的組合物特別適合用于制造包括但不限于家用電器、汽車零件和船殼的制品。在一個實施方案中，本發(fā)明提供由包含如下組分的組合物制造的制品基于該組合物的總重量，至少30wt。/。聚丙烯、10-60wt。/。有機纖維、0-40wt。/0無機填料和0-0.1wt。/。潤滑劑。該組合物具有至少300,000psi的彎曲4莫量并且在儀器化沖擊試驗(15mph，-29。C，25lbs)過程中顯示出延性。在另一實施方案中，含有無機填料的纖維增強聚丙烯復合材料進一步包括0.01-0.1wt。/。潤滑劑。適合的潤滑劑包括，但不限于，硅油、硅橡膠純膠料、脂肪酰胺、石蠟油、石蠟和酯油。在另一個實施方案中，本發(fā)明提供由該種組合物制成的汽車零件。在另一個實施方案中，本發(fā)明提供由基于該組合物的總重量主要包含至少30wt。/。均聚聚丙烯、10-60wt。/。有機纖維和0.1-40wto/。無機填料的組合物制成的制品。該組合物具有至少300,000psi的彎曲模量并且在4義器化沖擊試驗(15mph，-25°C，25lbs)過程中顯示出延性。在又一個實施方案中，本發(fā)明提供一種制備汽車零件的方法。該方法包括將組合物擠出混合以形成基擠出物并且將該擠出物注射模塑以形成汽車零件。用于形成擠出物的組合物包含至少30wt。/。聚丙烯、10-60wt。/。有機纖維、0-40wt。/。無機填料和0-0.1wt。/。潤滑劑。該組合物具有至少300,000psi的彎曲模量并且在儀器化沖擊試驗(15mph，-29。C，251bs)過程中顯示出延性。在本發(fā)明公開內(nèi)容的又一個實施方案中，提供一種有利的聚丙烯樹脂組合物，其包含基于該組合物的總重量至少30wt。/。聚丙烯基聚合物，基于該組合物的總重量10-60wt。/。有機纖維，和基于該組合物的總重量0-40wt%無機填料；其中由所述組合物模塑制得的制品具有至少300,000psi的彎曲模量并且在儀器化沖擊試驗(15mph，-29。C，251bs)過程中顯示出延性。在本發(fā)明公開內(nèi)容的又一個實施方案中，提供一種有利的聚丙烯樹脂組合物，其包含基于該組合物的總重量至少25wt。/。的熔體流率為大約20-1500g/10分鐘的聚丙烯基聚合物，基于該組合物的總重量5-40wt。/。有機纖維；和基于該組合物的總重量10-60wt。/。無機填料；其中由所述組合物模塑制得的制品具有至少大約300，000psi的彎曲模量并且在儀器化沖擊試驗(15mph，-29。C，25lbs)過程中顯示出延性。在本發(fā)明公開內(nèi)容的又一個實施方案中，提供一種有利的聚丙烯樹脂組合物，其包含基于該組合物的總重量至少30wt。/。聚丙烯基聚合物，基于該組合物的總重量5-40wt。/。有機纖維，和基于該組合物的總重量10-60wt%無才幾填料；和基于該組合物的總重量0.01-0.1wt。/。潤滑劑；其中由所述組合物模塑制得的制品具有至少大約300,000psi的彎曲模量并且在儀器化沖擊試驗過程中顯示出延性。在本發(fā)明公開內(nèi)容的又一個實施方案中，提供一種有利的聚丙烯樹脂組合物，其包含基于該組合物的總重量至少25wt。/。聚丙烯基聚合物，其中所述聚丙烯基聚合物具有至少80g/10分鐘的熔體流率；基于該組合物的總重量5-15wt。/。有才幾纖維；和基于該組合物的總重量50-60wt。/。滑石或硅灰石；其中由所述組合物模塑制得的制品具有至少大約750,000psi的彎曲模量并且在儀器化沖擊試驗過程中(15mph，-29。C,251bs)顯示出延性。在本發(fā)明公開內(nèi)容的再一個實施方案中，提供一種有利的聚丙烯樹脂組合物，其包含基于該組合物的總重量至少40wt。/。聚丙烯基聚合物，其中所述聚丙烯基聚合物具有至少100g/10分鐘的熔體流率；基于該組合物的總重量10-30wt。/。有機纖維；和基于該組合物的總重量10-30wt。/?；蚬杌沂?；其中由所述組合物才莫塑制得的制品具有至少大約325,000psi的彎曲模量并且在儀器化沖擊試驗過程中(15mph，-29。C,251bs)顯示出延性。由有利的聚丙烯纖維復合材料、本文公開的制備方法及其用途/應(yīng)用得到許多有利之處。例如，在本發(fā)明公開內(nèi)容的示例性實施方案中，所公開的聚丙烯纖維復合材料顯示出改進的耐儀器化沖擊性。在本發(fā)明公開內(nèi)容的另一示例性實施方案中，所公開的聚丙烯纖維復合材料顯示出改進的彎曲模量。在本發(fā)明公開內(nèi)容的另一示例性實施方案中，所公開的聚丙烯纖維復合材料在儀器化沖擊試驗過程中不碎裂。在本發(fā)明公開內(nèi)容的又一示例性實施方案中，所^>開的聚丙烯纖維復合材料在儀器化沖擊試驗過程中在不需要潤滑劑添加劑的條件下顯示纖維拉出。在本發(fā)明公開內(nèi)容的又一示例性實施方案中，所公開的聚丙烯纖維復合材料與橡膠增韌的聚丙烯相比顯示出更高的熱變形溫度。在本發(fā)明公開內(nèi)容的又一示例性實施方案中，所公開的聚丙烯纖維復合材料與橡膠增韌的聚丙烯相比顯示出更低的流動和交叉流動線性熱膨脹系數(shù)。所公開的聚丙烯纖維復合材料的這些和其他的優(yōu)點、特征和屬性、本發(fā)明公開內(nèi)容的制備方法和它們的有利的應(yīng)用和/或用途，由下面的詳細描述，特別是當與這里的附圖結(jié)合閱讀時，將是顯而易見的。發(fā)明詳述本發(fā)明涉及改進的纖維增強聚丙烯組合物和其中用于模塑應(yīng)用的制備方法。本發(fā)明的纖維增強的聚丙烯組合物與現(xiàn)有技術(shù)相比區(qū)別在于其包含聚丙烯基基質(zhì)與有機纖維和無機填料的結(jié)合，該結(jié)合有利地產(chǎn)生由該組合物模塑制得的、彎曲模量為至少300，000psi并且在儀器化沖擊試驗(15mph，-29°C，251bs)過程中顯示出延性的制品。本發(fā)明的纖維增強聚丙烯組合物與現(xiàn)有技術(shù)相比的區(qū)別還在于包含具有有利的高熔體流率而沒有犧牲耐沖擊性的聚丙烯基基質(zhì)聚合物。另外，本發(fā)明的纖維增強的聚丙烯組合物在儀器化沖擊試驗過程中不碎裂。本發(fā)明的纖維增強的聚丙烯組合物同時具有所需的剛度，如測定具有至少300,000psi的彎曲模量，和韌度，如測定在儀器化沖擊試驗過程中顯示出延性。在一個特別的實施方案中，該組合物具有至少350,000psi,或者至少370,000psi，或者至少3卯，000psi，或者至少400,000psi,或者至少450,000psi的彎曲模量。更特別地，該組合物具有至少600,000psi，或至少800,000psi的彎曲模量。還據(jù)信在聚丙烯基質(zhì)和纖維之間具有弱的界面有助于纖維拉出，并因此可以提供韌度。這樣，不需要添加改性聚丙烯以提高纖維和聚丙烯基質(zhì)之間的粘結(jié)，盡管使用改性聚丙烯可以有利地提高填料如滑石或硅灰石與基質(zhì)之間的粘結(jié)。另外，在一個實施方案中，不需要添加潤滑劑以減弱聚丙烯和纖維之間的界面而進一步提高纖維拉出。一些實施方案還顯示在儀器化落鏢沖擊試驗過程中沒有碎裂，這產(chǎn)生進一步的優(yōu)點，使得非?？拷鼪_擊的人不會受到潛在的有害碎裂碎片的影響。本發(fā)明的組合物基于該組合物的總重量通常包括至少30wt。/。聚丙烯作為基質(zhì)樹脂。在一個特別的實施方案中，基于該組合物的總重量，聚丙烯的存在量為至少30wt。/o，或至少35wt。/o，或至少40wt。/。，或至少45wt%，或至少50wt。/。，或者存在量在下限為30wt%，或35wt。/。，或40wty。，或45wt%，或50wt。X),且上限為75wt%，或80wt。/o的范圍內(nèi)。在另一實施方案中，聚丙烯的存在量為至少25wt%。對用作基質(zhì)樹脂的聚丙烯沒有特別限制，通常選自由丙烯均聚物、丙烯-乙烯無規(guī)共聚物、丙烯-a-烯烴無規(guī)共聚物、丙烯嵌段共聚物、丙烯抗沖共聚物，和它們的結(jié)合組成的組。在一個特別的實施方案中，聚丙烯是丙烯均聚物。在另一個特別的實施方案中，聚丙烯是基于該抗沖共聚物的總重量包含78-95wt。/。均聚聚丙烯和5-22wt。/。乙丙橡膠的丙烯抗沖共聚物。在此實施方案的一個特別方面，丙烯抗沖共聚物包含90-95wt。/。均聚聚丙烯和5-10wt。/。乙丙橡膠，基于該抗沖共聚物的總重量。基質(zhì)樹脂聚丙烯可以具有大約20-1500g/10分鐘的熔體流率。在一個特別的實施方案中，該聚丙烯基質(zhì)樹脂的熔體流率大于100g/10分鐘，并且更特別是大于或等于400g/10分鐘。在另一個實施方案中，該聚丙烯基質(zhì)樹脂的熔體流率為大約1500g/10分鐘。更高的熔體流率允許在加工性能、物料通過比率方面的改進，以及更高的有機纖維和無機填料負載水平而不對彎曲^^莫量和耐沖擊性造成不利影響。在一個特別的實施方案中，基質(zhì)聚丙烯基于該聚丙烯的總重量包含低于0.1wt。/。的改性劑。典型的改性劑包括，例如，不飽和羧酸，如丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、衣康酸、富馬酸，或它們的酯；馬來酸酐、衣康酸酐；和它們的衍生物。在另一特別的實施方案中，基質(zhì)聚丙烯不含改性劑。在又一個特別的實施方案中，聚丙烯基聚合物進一步包括大約0.1wt%-小于大約10wt。/。用接枝劑改性的聚丙烯基聚合物。接枝劑包括，但不限于，丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、衣康酸、富馬酸，或它們的酯；馬來酸酐、衣康酸酐；和它們的結(jié)合。該聚丙烯可以進一步含有本領(lǐng)域中通常已知的添加劑，如分散劑、潤滑劑、阻燃劑、抗氧化劑、抗靜電劑、光穩(wěn)定劑、紫外光吸收劑、炭黑、成核劑、增塑劑和著色劑如染料或顏料。如果存在的話，聚丙烯基質(zhì)中添加劑的量，基于基質(zhì)的總重量通常為0.5wt%,或2.5wt%，到7.5wt%，或10wt%。加工過程中添加劑的擴散可能造成一部分添加劑存在于纖維中。本發(fā)明并不受任何生產(chǎn)基質(zhì)聚丙烯的特定聚合方法的限制，并且本文描述的聚合方法不受任何特別的反應(yīng)容器類型的限制。例如，基質(zhì)聚丙烯可以使用任何公知的溶液聚合、淤漿聚合、本體聚合、氣相聚合和它們的結(jié)合的方法制備。此外，本發(fā)明不局限于任何用于制備聚丙烯的特別的催化劑，例如可以包括Ziegler-Natta或茂金屬催化劑。本發(fā)明的組合物基于該組合物的總重量通常包括至少10wt。/。有機纖維。在一個特別的實施方案中，纖維的存在量基于該組合物的總重量為至少10wt%，或至少15wt%，或至少20wt%，或者存在量在下限為10wt%，或15wt%，或20wt%，且上限為50wt%，或55wt%，或60wt%，或70wt%的范圍內(nèi)。在另一個實施方案中，有機纖維的存在量為至少5wt。/。到最多40wt%。對用作纖維的聚合物沒有特別限制，通常選自由聚對苯二甲酸亞烷基酯、聚萘二甲酸亞烷基酯、聚酰胺、聚烯烴、聚丙烯腈，和它們的結(jié)合組成的組。在一個特別的實施方案中，纖維包含選自由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯、聚酰胺和丙烯酸組成的組的聚合物。在另一個特別的實施方案中，該有機纖維包含PET。在一個實施方案中，所述纖維是單組分纖維。在另一個實施方案中，該纖維是多組分纖維，其中所述纖維由如下方法形成其中至少兩種聚合物由單獨的擠出機擠出并一起熔噴或紡絲以形成一種纖維。在此實施方案的一個特別的方面，用于多組分纖維的聚合物基本上是相同的。在此實施方案的另一個特別的方面，用于多組分纖維的聚合物相互不同。該多組分纖維的構(gòu)造可以是，例如，皮/芯排列、并列排列、餅狀(pie)排列、海島狀排列，或它們的變體。也可以將纖維拉伸以通過取向提高機械性能，隨后在升高的溫度下但是在晶體熔點之下退火以減少收縮并提高在升高溫度下的尺寸穩(wěn)定性。對本發(fā)明的纖維的長度和直徑?jīng)]有特別限制。在一個特別的實施方案中，所述纖維具有1/4英寸的長度，或者長度在下限為1/8英寸，或1/6英寸，且上限為1/3英寸，或l/2英寸范圍內(nèi)。在另一個特別的實施方案中，纖維的直徑在下限為10nm和上限為100nm的范圍內(nèi)。所述纖維可以進一步包含本領(lǐng)域通常已知的添加劑，如分散劑、潤滑劑、阻燃劑、抗氧化劑、抗靜電基、光穩(wěn)定劑、紫外光吸收劑、炭黑、成核劑、增塑劑和著色劑如染料或顏料。用于制備本發(fā)明組合物的纖維不受任何特別的纖維形式的限制。例如，纖維可以是連續(xù)的長絲紗、特別是取向紗線或短纖維形式。在另一個實施方案中，所述纖維可以是連續(xù)的復絲纖維或連續(xù)的單絲纖維。本發(fā)明的組合物任選地包括無機填料，其量基于該組合物的總重量為至少lwt%,或至少5wt%，或至少10wt%，或者該量在下限為0wt%,或lwt%，或5wt%，或10wt%，或15wt%,且上限為25wt%，或30wt%，或35wt%,或40wt。/。的范圍內(nèi)。在另一個實施方案中，聚丙烯纖維復合材料中可以包括的無才幾填料為10wt。/。-大約60wt%。在一個特別的實施方案中，所述無機填料選自由滑石、碳酸鈣、氫氧化鈣、硫酸鋇、云母、硅酸鈣、粘土、高呤土、二氧化硅、氧化鋁、硅灰石、碳酸鎂、氬氧化鎂、氧化鈦、氧化鋅、疏酸鋅，和它們的結(jié)合組成的組?；梢跃哂写蠹sl-大約lOOjim的尺寸。在一個特別的實施方案中，在高達大約60wt。/。的高滑石負載下，聚丙烯纖維復合材料顯示出至少大約750,000psi的彎曲模量并且在儀器化沖擊試驗(15mph，-29。C,25lbs)過程中沒有碎裂。在另一個特別的實施方案中，在低至10wt。/。的低滑石負載下，聚丙烯纖維復合材料顯示出至少大約325,000psi的彎曲模量并且在儀器化沖擊試驗(15mph,-29。C，25lbs)過程中沒有碎裂。另夕卜，在聚丙烯纖維復合材料中10-60wt%的硅灰石負載產(chǎn)生突出的耐沖擊性和剛度的結(jié)合。在另一個特別的實施方案中，包括熔體流率為80-1500的聚丙烯基樹脂、10-15wt。/。的聚酯纖維和50-60wt。/。無機填料的纖維增強聚丙烯組合物顯示出850，000-1，200，000psi的彎曲模量并且在-29。C下，以25磅和15英里/小時進行測試的儀器化沖擊試驗過程中沒有碎。所述無機填料包括，但不限于，滑石和硅灰石。此剛度和韌度的結(jié)合在聚合物基材料中難以實現(xiàn)。另外，纖維增強的聚丙烯組合物在66psi下具有140。C的熱變形溫度，流動和交叉流動線性熱膨脹系數(shù)分別為2.2xlO-s和3.3x10力。C。作為對比，橡膠增韌的聚丙烯具有94.6°C的熱變形溫度，并且流動和交叉流動熱膨脹系數(shù)分別為10x10-5和18.6x10-5/°C。本發(fā)明的制品通過形成纖維增強的聚丙烯組合物，然后將該組合物注射模塑形成制品而制成。本發(fā)明不受任何用于形成組合物的特別方法的限制。例如，該組合物可以通過以任何已知的拉擠或擠出混合方法使聚丙烯、有機纖維和任選的無機填料接觸形成。在一個特別的實施方案中，該組合物以擠出混合方法形成。在此實施方案的一個特別方面中，在放入擠出機進料斗中之前將有機纖維切斷。在此實施方案的另一個特別方面中，有機纖維被直接從一個或多個線軸加入到擠出機進料斗中。由本文描述的組合物制成的制品包括，但不限于，汽車零件、家用電器和船殼。本發(fā)明通過下面的實施例和其所具有的優(yōu)點進一步得以證明，但不限于其中的范圍。測試方法將本文描述的纖維增強的聚丙烯組合物在2300psi壓力下、全部加熱區(qū)域以及噴嘴處為401°C、磨具溫度為60°C下進行注射模塑。彎曲模量數(shù)據(jù)從由本文描述的纖維增強的聚丙烯組合物制備的注射模塑樣品使用ISO178標準程序產(chǎn)生。儀器化沖擊試驗數(shù)據(jù)從由本文描述的纖維增強聚丙烯組合物制備的注射模塑樣品使用ASTMD3763產(chǎn)生。儀器化沖擊試驗(試驗條件為15mph，-29°C，25lbs)過程中的延性被定義為樣品不碎裂。實施例PP3505G是由TexasBaytown的ExxonMobilChemicalCompany市購的丙烯均聚物。根據(jù)ASTMD1238測量PP3505G的MFR(2.16kg,230。C)為400g/10分鐘。PP7805是由TexasBaytown的ExxonMobilChemicalCompany市購的80MFR抗沖丙烯共聚物。PP8114是含乙丙橡膠和塑料的22MFR抗沖丙烯共聚物，是由TexasBaytown的ExxonMobilChemicalCompany市購的。PP8224是含乙丙橡膠和塑料的25MFR抗沖丙烯共聚物，是由TexasBaytown的ExxonMobilChemicalCompany市購的。PO1020是含0.5-1.0wt7。馬來酸酐的430MFR馬來酸酐官能化的聚丙烯均聚物。CimpactCB7是表面改性滑石，V3837是高長寬比的滑石，二者均由ColoradoEnglewood的LuzenacAmericaInc.可得。i兌明性實施例1-8將不同量的PP3505G和由InvistaCorporation得到的0.25"長聚酯纖維在Haake單螺桿擠出機中于175°C下混合。將從擠出機中出來的股條切割為0.5"的長度并使用Boy50M噸注射模塑機在205。C下注射模塑到保持在60°C的模具中。注射壓力和噴嘴壓力保持在2300psi。樣品根據(jù)ASTMD3763的幾何形狀進行模塑并在用于內(nèi)部零件的標準自動條件下(25lbs,15MPH,在-29。C下)測試儀器化沖擊。吸收的總能量和沖擊結(jié)果在表1中給出。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>*實施例1-6:樣品沒有由于沖擊碎裂或裂分，樣品沒有碎片出來。**實施例7:由于沖擊碎片從樣品脫落。***實施例8:樣品由于沖擊完全碎裂。說明性實施例9-14在實施例9-11中，將35wt%PP7805、20wt%CimpactCB7滑石、和45wt。/。由InvistaCorporation獲得的0.25"長聚脂纖維在Haake雙螺桿擠出機中于1"。C下混合。將從擠出機中出來的股條切割為0.5"長度并使用BoyS0M噸注射模塑機在205。C下注射模塑到保持在60。C的模具中。注射壓力和噴嘴壓力保持在2300psi。樣品根據(jù)ASTMD3763的幾何形狀進行模塑并測試儀器化沖擊。吸收的總能量和沖擊結(jié)果在表2中給出。在實施例12-14中，將PP8114在與實施例9-ll相同的條件下擠出和注射模塑。吸收的總能量和沖擊結(jié)果在表2中給出。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>*實施例9-12:樣品沒有由于沖擊而碎裂或裂分，沒有碎片從樣品出來。**實施例13-14:樣品由于沖擊而碎裂。i兌明性實施例15-16將長徑比為40:1的LeistritzZSE27HP-60D27mm雙蟲累軒橋出機由?？诔隹谘b上6對12"捏合元件。該?？谥睆綖?/4"。將連續(xù)的27,300丹尼爾的PET纖維股條與PP7805和滑石一起直接由線軸加入到擠出機的進料斗中。擠出機中的捏合元件將纖維就地斷裂。擠出機速度為400轉(zhuǎn)/分鐘，將整個擠出機的溫度保持在1卯。C。在與實施例1-14所述類似的條件下進行注射模塑。測定樣品的機械和物理性能并在表3中與PP8224的機械和物理性能相比較。儀器化沖擊試驗顯示在兩個實施例中都沒有裂分或碎裂的跡象，沒有碎片從樣品出來。在切口卻貝試驗中，PET纖維增強的PP7805樣品僅僅部分斷裂，而PP8224樣品完全斷裂。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>i兌明性實施例17-18在實施例17-18中，將30wt%PP3505G或PP8224、15wt。/o由InvistaCorporation獲得的0.25'，長聚酯纖維、和45wt%V3837滑石在Haake雙螺桿擠出機中于175。C下混合。將從擠出機中出來的股條切割為0.5'，的長度并使用Boy50M噸注射模塑機在205。C下注射模塑到保持在60°C的模具中。注射壓力和噴嘴壓力保持在2300psi。樣品根據(jù)ASTMD3763的幾何形狀進行模塑并測試彎曲模量。彎曲模量結(jié)果在表4中給出。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>含有PET纖維和滑石的橡膠增韌PP8114基質(zhì)顯示出比PP3505均聚物低的抗沖值。此結(jié)果是令人驚奇的，因為在所有的溫度下在任何沖擊條件下只有橡膠增韌的基質(zhì)遠比只有低分子量PP3505均聚物更韌。在上面的兩個實施例中，材料都沒有顯示碎裂。_沈明性實施例19-24在實施例19-24中，將25-75wt%PP3505G、15wt%由InvistaCorporation獲得的0.25"長聚酯纖維、和10-60wt%V3837滑石在Haake雙螺桿擠出機中于175。C下混合。將從擠出機中出來的股條切割為0.5"的長度并使用Boy50M噸注射模塑機在205。C下注射模塑到保持在60°C的模具中。注射壓力和噴嘴壓力保持在2300psi。樣品根據(jù)ASTMD3763的幾何形狀進行模塑并測試彎曲模量。彎曲模量結(jié)果在表5中給出。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>重要的是要注意在實施例19-24中，在-29。C、15英里/小時、25磅落錘試驗中樣品顯示沒有碎裂。^兌明性實施例25-26將兩種材料，一種含有10%1/4英寸聚酯纖維、35%PP3505聚丙烯和60%V3837滑石(實施例25)，另一種含有10%1/4英寸聚酯纖維、25%PP3505聚丙烯均聚物(實施例26)，10%PO1020改性聚丙烯，在Haake雙螺桿擠出機中于175°C下進行模塑。將它們注射模塑到標準ASTMA3701/2英寸寬板型拉伸樣品中。將該樣品以最小與最大載荷比為0.1、彎曲應(yīng)力為最大應(yīng)力的70%和80。/。進行拉伸試驗。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>改性聚丙烯的添加顯示增加了這些材料的疲勞壽命。本文引用的所有專利、測試程序和其他文獻，包括優(yōu)先權(quán)文件，全部參考引入，其程度為該公開內(nèi)容不與本發(fā)明不一致并且對于其中允許其引入的所有范圍來說不相矛盾。盡管對于本發(fā)明的說明性實施方案已經(jīng)特別進行了描迷，將要理解的是對于本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員來說，其他各種改變將是顯而易見的，并在不背離本發(fā)明精神和范圍的條件下可以容易地做到。因此，并不是要將本文所附權(quán)利要求的范圍限制到本文所闡述的實施例和說明書，而是權(quán)利要求涵蓋本發(fā)明中存在的所有具有發(fā)明性的新穎性特征，包括被本發(fā)明所屬領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員當作等效物處理的所有特征。當本文列出數(shù)量下限和數(shù)量上限時，從任何下限到任何上限的范圍都是被預(yù)期的。權(quán)利要求1.一種聚丙烯樹脂組合物，其包含(a)至少30wt％聚丙烯基聚合物，基于該組合物的總重量；(b)10-60wt％有機纖維，基于該組合物的總重量；和(c)0-40wt％無機填料，基于該組合物的總重量；其中由所述組合物模塑的制品具有至少300,000psi的彎曲模量并且在儀器化沖擊試驗過程中顯示出延性。2.權(quán)利要求l的聚丙烯樹脂組合物，其中所述聚丙烯基聚合物選自由聚丙烯均聚物、丙烯-乙烯無規(guī)共聚物、丙烯-a-烯烴無規(guī)共聚物、抗沖丙烯共聚物，和它們的結(jié)合組成的組。3.權(quán)利要求2的聚丙烯樹脂組合物，其中所述聚丙烯基聚合物是聚丙烯均聚物。4.權(quán)利要求l的聚丙烯樹脂組合物，其中所述聚丙烯基聚合物進一步包含大約0.01wt。/。-小于大約0.1wt。/。改性劑，所述改性劑選自由丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、衣康酸、富馬酸，或它們的酯；馬來酸酐、衣康酸酐；和它們的結(jié)合組成的組。5.權(quán)利要求l的聚丙烯樹脂組合物，其中所述有機纖維在所述聚丙烯基聚合物內(nèi)無規(guī)地分散。6.權(quán)利要求5的聚丙烯樹脂組合物，其中所述有機纖維選自由聚對苯二甲酸亞烷基酯、聚萘二甲酸亞烷基酯、聚酰胺、聚烯烴、聚丙烯腈，和它們的結(jié)合組成的組。7.權(quán)利要求6的聚丙烯樹脂組合物，其中所述有機纖維是聚對苯二甲酸乙二酯。8.權(quán)利要求l的聚丙烯樹脂組合物，其中所述無機填料逸自由滑石、碳酸鋦、氫氧化鈣、硫酸鋇、云母、硅酸铞、粘土、高呤土、二氧化硅、氧化鋁、硅灰石、碳酸鎂、氫氧化鎂、氧化鈦、氧化鋅、硫酸鋅，和它們的結(jié)合組成的組。9.權(quán)利要求8的聚丙烯樹脂組合物，其中所述無機填料是滑石或珪灰石。10.權(quán)利要求1的聚丙烯樹脂組合物，其中由所述組合物模塑的所述制品具有至少450,000psi的彎曲模量。11.一種聚丙烯樹脂組合物，其包含(a)至少25wt。/。熔體流率為大約20-1500g/10分鐘的聚丙烯基聚合物，基于該組合物的總重量；(b)540wt。/。有機纖維，基于該組合物的總重量；和(c)10-60wt。/。無機填料，基于該組合物的總重量；其中由所述組合物模塑的制品具有至少300,000psi的彎曲模量并且在儀器化沖擊試驗過程中顯示出延性。12.權(quán)利要求ll的聚丙烯樹脂組合物，其中所述聚丙烯基聚合物選自由聚丙烯均聚物、丙烯-乙烯無規(guī)共聚物、丙烯-a-烯烴無規(guī)共聚物、抗沖丙烯共聚物，和它們的結(jié)合組成的組。13.權(quán)利要求12的聚丙烯樹脂組合物，其中所述聚丙烯基聚合物是熔體流率為大約150-1500g/10分鐘的聚丙烯均聚物。14.權(quán)利要求ll的聚丙烯樹脂組合物，其中所述聚丙烯基聚合物進一步包含大約0.1wt。/。-小于大約10wt。/n用接枝劑改性的聚丙烯基聚合物，其中所述接枝劑選自由丙烯酸、曱基丙烯酸、馬來酸、衣康酸、富馬酸，或它們的酯；馬來酸酐、衣康酸酐；和它們的結(jié)合組成的組。15.權(quán)利要求ll的聚丙烯樹脂組合物，其中所述有機纖維在所述聚丙烯基聚合物內(nèi)無規(guī)地M。16.權(quán)利要求15的聚丙烯樹脂組合物，其中所述有機纖維選自由聚對苯二曱酸亞烷基酯、聚萘二甲酸亞烷基酯、聚酰胺、聚烯烴、聚丙烯腈，和它們的結(jié)合組成的組。17.權(quán)利要求16的聚丙烯樹脂組合物，其中所述有機纖維是大約7.5-20wt%負載的聚對苯二甲酸乙二酯。18，權(quán)利要求ll的聚丙烯樹脂組合物，其中所述無機填料選自由滑石、碳酸鈣、氫氧化鉀、硫酸鋇、云母、硅酸鉤、粘土、高呤土、二氧化硅、氧化鋁、硅灰石、碳酸鎂、氫氧化鎂、氧化鈦、氧化鋅、硫酸鋅，和它們的結(jié)合組成的組。19.權(quán)利要求18的聚丙烯樹脂組合物，其中所述無機填料是大約20-60wt%負載的滑石或珪灰石。20.權(quán)利要求19的聚丙烯樹脂組合物，其中所述滑石的尺寸為大約l-100nm。21.權(quán)利要求ll的聚丙烯樹脂組合物，其中由所述組合物模塑的所述制品具有至少大約600,000psi的彎曲;f莫量。22.權(quán)利要求ll的聚丙烯樹脂組合物，其中由所述組合物模塑的所述制品具有至少大約l，OOO，OOOpsi的彎曲才莫量。23.—種聚丙烯樹脂組合物，其包含(a)至少30wt。/o聚丙烯基聚合物，基于該組合物的總重量；(b)5-40wt。/。有機纖維，基于該組合物的總重量；和(c)10-60wt。/。無機填料，基于該組合物的總重量；(d)0.01-0.1wt。/o潤滑劑，基于該組合物的總重量；其中由所述組合物模塑的制品具有至少大約300,000psi的彎曲模量并且在儀器化沖擊試驗過程中顯示出延性。24.權(quán)利要求23的聚丙烯樹脂組合物，其中所述潤滑劑選自由硅油、硅橡膠純膠料、脂肪酰胺、石蠟油、石蠟和酯油組成的組。25.權(quán)利要求23的聚丙烯樹脂組合物，其中所述聚丙烯基聚合物是聚丙烯均聚物。26.權(quán)利要求23的聚丙烯樹脂組合物，其中所述有機纖維在所述聚丙烯基聚合物內(nèi)無規(guī)地分散。27.權(quán)利要求26的聚丙烯樹脂組合物，其中所述有機纖維是聚對苯二甲酸乙二酯。28.權(quán)利要求27的聚丙烯樹脂組合物，其中所述無機填料是滑石或硅灰石。29.—種聚丙烯樹脂組合物，其包含(a)至少25wt。/。聚丙烯基聚合物，基于該組合物的總重量，其中所述聚丙烯基聚合物具有至少80g/10分鐘的熔體流率；(b)5-15wt。/。有機纖維，基于該組合物的總重量；和(c)50-60wt。/。滑石或硅灰石，基于該組合物的總重量；其中由所述組合物模塑的制品具有至少大約750,000psi的彎曲模量并且在儀器化沖擊試驗過程中顯示出延性。30.權(quán)利要求29的聚丙烯樹脂組合物，其中所述聚丙烯基聚合物選自由聚丙烯均聚物、丙烯-乙烯無規(guī)共聚物、丙烯-a-烯烴無規(guī)共聚物、抗沖丙烯共聚物，和它們的結(jié)合組成的組。31.權(quán)利要求30的聚丙烯樹脂組合物，其中所述聚丙烯基聚合物是熔體流率為至少大約400g/10分鐘的聚丙烯均聚物。32.權(quán)利要求29的聚丙烯樹脂組合物，其中所述聚丙烯基聚合物進一步包含大約0.1wt。/。-小于大約10wt。/。用接枝劑改性的聚丙烯基聚合物，其中所述接枝劑選自由丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、衣康酸、富馬酸，或它們的酯；馬來酸酐、衣康酸酐；和它們的結(jié)合組成的組。33.權(quán)利要求29的聚丙烯樹脂組合物，其中所述有機纖維在所述聚丙烯基聚合物內(nèi)無規(guī)地分散。34.權(quán)利要求33的聚丙烯樹脂組合物，其中所述有機纖維選自由聚對苯二甲酸亞烷基酯、聚萘二甲酸亞烷基酯、聚酰胺、聚烯烴、聚丙烯腈，和它們的結(jié)合組成的組。35.權(quán)利要求34的聚丙烯樹脂組合物，其中所述有機纖維是聚對苯二甲酸乙二酯。36.權(quán)利要求35的聚丙烯樹脂組合物，其中所述滑石的尺寸為大約l-100拜。37.權(quán)利要求36的聚丙烯樹脂組合物，其中由所述組合物模塑的所述制品具有至少大約l，OOO，OOOpsi的彎曲^f莫量。38.—種聚丙烯樹脂組合物，其包含(a)至少40wt。/。聚丙烯基聚合物，基于該組合物的總重量，其中所述聚丙烯基聚合物具有至少100g/10分鐘的熔體流率；(b)10-S0wt。/。有機纖維，基于該組合物的總重量；和(c)10-30wt。/Q滑石或硅灰石，基于該組合物的總重量；其中由所述組合物模塑的制品具有至少大約325,000psi的彎曲模量并且在儀器化沖擊試驗過程中顯示出延性。39.權(quán)利要求38的聚丙烯樹脂組合物，其中所述聚丙烯基聚合物選自由聚丙烯均聚物、丙烯-乙烯無規(guī)共聚物、丙烯-a-烯烴無規(guī)共聚物、抗沖丙烯共聚物，和它們的結(jié)合組成的組。40.權(quán)利要求39的聚丙烯樹脂組合物，其中所述聚丙烯基聚合物是熔體流率為至少大約400g/10分鐘的聚丙烯均聚物。41.權(quán)利要求38的聚丙烯樹脂組合物，其中所述聚丙烯基聚合物進一步包含大約0.1wt。/。-小于大約10wt。/o用接枝劑改性的聚丙烯基聚合物，其中所述接枝劑選自由丙烯酸、曱基丙烯酸、馬來酸、衣康酸、富馬酸，或它們的酯；馬來酸酐、衣康酸酐；和它們的結(jié)合組成的組。42.權(quán)利要求38的聚丙烯樹脂組合物，其中所述有機纖維在所述聚丙烯基聚合物內(nèi)無規(guī)地M。43.權(quán)利要求42的聚丙烯樹脂組合物，其中所述有機纖維選自由聚對苯二甲酸亞烷基酯、聚萘二甲酸亞烷基酯、聚酰胺、聚烯烴、聚丙烯腈，和它們的結(jié)合組成的組。44.權(quán)利要求43的聚丙烯樹脂組合物，其中所述有機纖維是M苯二甲酸乙二酯。45.權(quán)利要求44的聚丙烯樹脂組合物，其中所述滑石的尺寸為大約1國100阿。46.權(quán)利要求45的聚丙烯樹脂組合物，其中由所述組合物模塑的所述制品具有至少大約375,000psi的彎曲模量。全文摘要本發(fā)明總的來說涉及纖維增強的聚丙烯組合物，和通過該組合物賦予的有益的機械性能。所述纖維增強的聚丙烯組合物包括至少25wt％聚丙烯基聚合物、5-60wt％有機纖維和0-60wt％無機填料。也可任選地將潤滑劑引入到組合物中。由這些纖維增強的聚丙烯組合物模塑的制品具有至少300,000psi的彎曲模量并且在儀器化沖擊試驗過程中顯示出延性。本發(fā)明的纖維增強聚丙烯組合物特別適合用于制備模塑制品，包括，但不限于，家用電器、汽車零件和船殼。文檔編號C08K13/04GK101300299SQ200680015714公開日2008年11月5日申請日期2006年5月17日優(yōu)先權(quán)日2005年5月17日發(fā)明者A·盧斯蒂格爾,J·沃倫塔奇,W·馬圖謝克申請人:?？松梨谘芯抗こ坦?