[发明专利]玻璃填充的聚丙烯组合物

说明书

纤维增强热塑性组合物包括聚丙烯聚合物组分和纤维增强组分，该聚丙烯聚合物组分包括低流动级聚丙烯和高流动级聚丙烯。该纤维增强的热塑性组合物能够被真空成型。在另一方面，热塑性组合物包括包含聚丙烯的均聚物组分、共聚物组分、抗冲改性剂，以及阻燃剂组分和纤维增强组分中的一种或多种。热塑性组合物能够被真空成型。纤维增强的热塑性组合物可以成型为制品，例如用于电气部件的外壳，并且它可以对医用级清洁剂具有化学耐受性。

技术领域

本公开内容涉及玻璃填充的聚丙烯组合物、制品及制备其的方法。

背景技术

通常将玻璃纤维添加到半结晶材料，诸如例如聚丙烯材料，以在极端温度下维持或改进尺寸稳定性。不幸地，玻璃纤维的添加也会导致降低的弹性。类似地，热塑性树脂中的长纤维增强物可以改进产品的冲击性能。然而，复合材料中长纤维的存在还会导致复合材料的不希望的脆性，这可能由于性能问题而限制其适用性。

因此，对于可以提供改进的冲击强度性能和其它改进的性能——包括为医疗应用进行灭菌的能力——的的热塑性组合物和由其形成制品的方法仍然存在需要。本公开内容的组合物、制品和方法满足了这些需求和其他需求。

发明内容

本公开内容的方面涉及能够形成制品，例如手术托盘的纤维增强的热塑性聚合物组合物。因此，在第一方面，本公开内容包括一种纤维增强热塑性组合物，该纤维增强热塑性组合物包括聚丙烯聚合物组分和纤维增强组分。该热塑性组合物能够被真空成型为手术托盘。

本公开内容的方面进一步涉及在加热器型材(heater profile)下由纤维增强的热塑性组合物形成的制品，该加热器型材被优化或配置用于在板(plaque)的周边处进行表面区域加热，从而中心热量使板变薄和通过侧壁的半径拉伸最小化，从而保持最大壁厚。这种加热器型材可以使用加压卤素加热器。

具体实施方式

传统上，纤维增强的热固性塑料已用于性能要求的应用，包括但不限于航空应用。然而，最近，医疗行业开始关注纤维填充的热塑性复合材料，因为它们的改进的延展性和抗冲击性、热成型性、更短的生产周期和可回收性。这些改进增加了制品符合政府法规的可能性。此外，这些改进具有成本效益，这一特征对医疗设备制造商而言可能是重要的。作为具体实例，制品可包括用于电子设备或电子部件的外壳。外壳可包括本文所描述的组合物。此外，外壳可以对某些溶剂和清洁剂——例如在医疗环境中使用的手术清洁剂——具有化学耐受性。

为了获得热塑性基复合材料的最佳性能，使用用玻璃纤维(GF)增强的聚丙烯(PP)可能是期望的。这种GF-PP复合材料通常容易获得，因此使其非常经济，并且在应用中，例如在汽车保险杠和侧门支撑件中表现出改进的抗冲击性。

GF-PP的性能可以通过PP、玻璃纤维和它们之间的界面的性质来确定。PP是半结晶热塑性塑料，其中结晶相在确定整个复合材料的宏观性质中起关键作用。结晶是主要取决于制造周期最后阶段的冷却速率的热力学过程。快速冷却对复合材料制造商肯定是有益的，因为可以减少总的加工时间。然而，重要的是要理解加热和冷却如何影响所得PP及其复合材料的机械性能。

已经表明，冷却速率影响结晶度(结晶相与非晶相的比率)和形态(晶体，通常称为球晶的尺寸)两者。通常，提高冷却速率会降低纯均聚物PP及其复合材料中球晶的结晶度和尺寸两者。这些降低会影响GF-PP的机械性能：提高冷却速率可提高弯曲强度、面内剪切强度、失效应变、拉伸/开口(模式I)和面内剪切(模式II)断裂韧性。