[发明专利]含高度结晶纤维素再生纤维的聚烯烃组合物

说明书

本发明涉及聚烯烃组合物，其包含具有非常高模量的人造纤维素 纤维以改进所述组合物的机械性能，同时保持低密度。本发明进一步 涉及以溶液纺丝方法制备的且特别适合于所述组合物的具有非常高模 量的高度结晶人造纤维素纤维。本发明还涉及特别适合于制备所述组 合物的具有受控剪切强度和能量输入的熔融混合方法。

现有技术

聚烯烃如聚乙烯和聚丙烯是用于各种应用的重要的热塑性材料， 但是当要用于要求非常高模量和热机械稳定性的应用时具有技术限 制。在此情况下，鉴于用增强剂在机械性能，例如模量、耐冲击性和 有或者没有施加负荷下的耐热性方面可获得的改进，通常采用具有增 强剂的聚烯烃组合物。此类增强的聚烯烃组合物用于车辆部件、管子、 异型材、电气和电子组件以及家庭用品。

常用的增强剂主要是无机性质的，如玻璃纤维或薄片、滑石或硅 灰石粉末、天然或合成粘土。所有这些常用的无机增强剂的共有性能 是它们的密度显著高于聚烯烃的密度的事实，这导致所增强的聚烯烃 组合物的密度增加。次于这一消极影响，无机增强剂还是不燃的，这 导致灰分和渣子在高能再循环过程中形成。另外，常用于聚烯烃改性 的玻璃和矿物纤维特别引起由增强聚烯烃组合物制备的模塑或挤塑部 件的表面外观退化，而实际上所有无机增强剂引起所述部件的耐刮擦 性退化。与这些增强材料有关系的另一个问题是某些无机改性剂(如 玻璃纤维或硅灰石)的磨损性，而限制生产和转化设备的寿命。

因此希望找到不显示这些缺点的其它适合的增强剂。有机纤维， 特别是纤维素性质的有机纤维由于它们的低密度、完全可燃性和非热 塑性而似乎是适合的。含纤维素纤维以改进机械强度的热塑性组合物 一般从科学文献和专利获知。它们可以大致分为三类：

类型1)含具有低预加工程度(仅机械处理)的天然纤维或颗粒 如木质纤维、大麻、亚麻、黄麻、剑麻、木棉等的组合物。

类型2)含应用于纸或卡纸工业的由热机械或热化学法制造的纤 维素纤维或应用于人造纤维、酯或醚工业的溶解纸浆的组合物，其中 所述纤维可以来自各种源物质(硬或软木材、禾杆、草等)并且是未 漂白或漂白的。

类型3)含由纺丝方法制造的人造纤维素纤维的组合物，该纤维 素纤维同样可以来自各种方法(直接溶剂纺丝、衍生物纺丝或复合物 纺丝，采用技术如湿法纺丝或干-湿法纺丝)。

在聚烯烃的情况下，类型1组合物例如在JP 60158236中进行了 描述，其中要求了这样一种树脂组合物，其基于100pts.wt.总组合物 含有20-60wt％基于纤维状纤维素的植物纤维和基于100pts.wt.总组 合物含有40-80wt％聚烯烃树脂，该聚烯烃树脂包括通过将羧酸或酸酐 添加到聚烯烃树脂中而获得的化学改性聚烯烃。此外，在US 4833181 中，描述了一种聚烯烃组合物，其包含(a)聚烯烃，(b)主要由纤 维素纤维组成的植物纤维和(c)选自金属皂和胺类抗氧化剂、活性碳、 沸石和磷化合物的组合的除臭剂。尽管在这一区间有密集的开发工作， 但是出于许多原因包含天然纤维素纤维的聚烯烃组合物还未能获得公 认，这主要与这些纤维的有限的机械强度以及高的杂质含量有关系。 在这些组合物中，这些因素导致机械性限制以及排放和气味问题，基 本上不允许用于许多敏感的技术应用如汽车内部组件。此类排放问题 的实例例如由Espert等人(Polym.Degr.Stab.90/2005/555-62)列 出，其中顶部空间与一对气相色谱和质谱的组合用于这种分析。