[发明专利]具有改善热变形和抗拉强度的玻璃纤维增强的聚氯乙烯混合物

说明书

本发明涉及改善以玻璃纤维增强（GFR）聚氯乙烯（PVC）的热变形温度（HDT）和抗拉强度，而不损坏GFRPVC的其他物理性质。更确切地说，本发明涉及采用把PVC与特定的共聚物混合，用特定涂胶的玻璃纤维进行增强，以及用一种特殊的混合方法加入这些组分，来改善上述的性质。

人们知道，使用氨基硅烷偶合剂和正确选择“粘结剂”，玻璃纤维可以如此牢固地粘结PVC，以致这种生成的GFRPVC组合物不会发生粘结断裂，“粘结断裂”是指由于树脂与树脂的撕裂而不是树脂从玻璃纤维表面撕裂，（“粘结断裂”）而造成GFRPVC树脂样品的断裂。因此，粘结断裂是根据树脂的性质而不是根据树脂与玻璃之间粘结来确定的。

在Rahrig.D于US-4536360中，对决定改善上述GFRPVC组合物的物理性质的反应机理作了详细的叙述，尽管在这里充分参考了上述的内容，但是，Rahrig的GFRPVC在应用上是要求制品的操作是在相当高的温度下进行的，而GFRPVC的HDT则较低从而受到限制，虽然，PVC的HDT因加入玻璃纤维而得到改善，这种HDT的改善约为加入10%至30%重量的玻璃纤维（以总的GFRPVC重量计），这种改善是很有限的。例如，GFR工业级GeonR86PVC的HDT，以10%玻璃纤维增强大约为165°F（74℃），和以30%玻璃纤维增强的约为170°F（76.7℃）。

后来所作的改进涉及广泛地选用薄膜形成物来催化由于氯乙烯（VC）均聚物的热脱氯化氢作用从而在纤维一树脂的界面上产生位于均聚物的链节上的烯丙氯部分与氨基硅烷中的胺基进行反应。在1986年8月18日申请的，美国专利申请号为897437的专利中叙述了这种改进的细节。在此充分参考其内容。但是各种薄膜形成物远不能显著地改善HDT，或者造成抗拉强度的显著损失、降低螺旋流动性等，并且不能满足便宜、经久耐用和稳定的具有相当高HDT的GFR    PVC，与以前的技术领域的组合物相比，至少有一样的抗拉强度、优良的湿强度和仅仅有少量损失的冲击强度，“一样的抗拉强度”是指与以前技术领域的类似组合物相比，不低于90%。

相当高的HDT是指HDT至少为80℃（176°F），这比根据US-4，536，360生产的从市场得来的GFR    PVC的HDT约高3℃（5.4°F），一般用途级注模用的PVC树脂的HDT是约74℃（165°F），根据US-4，536，360方法用30%玻璃纤维增强，其HDT是约76.7℃（170°F）。应当考虑到，这种GFR    PVC所具有的HDT是小于170°F，不合适的抗拉强度以及在负荷下的抗蠕变只能适用于普通目的，对于GFR制品是暴露在苛刻环境条件的地方，温度可能要达到180°F，这些地方如在美国南部、北非或东南亚夏天太阳下的密闭汽车里可达到这样高的温度，即，76.7-79.4℃（170-175°F）的温度，更普遍的是79.4-83.2℃（175-180°F），因此，HDT每改进一度都能保证GFR    PVC混合物所制成的制品比现有技术的材料有较高的耐温性而对所期望的物理性质却无任何实质损失。尤其重要的是，如果不改进的话，至少可与Rahrig组合物的抗拉强度相比拟。由于对GFR    PVC制品的需要，这些制品在这样苛刻的环境中要经受住170°F以上一度一度的递增，经过认真和协作努力，本发明将满足这种需要。

因为改进主要寻求涉及维持玻璃纤维表面的化学性质的方法，已知这种化学性质是有效的，合乎逻辑的是寻找一种与PVC混溶的共聚物。由于这种改善也是寻找改善HDT的方法，所以合乎逻辑的是寻找一种共聚物，它使具有这种共聚物混合有一种具有高的HDT的组分以及这种共聚物的存在对PVC与玻璃纤维的粘合不会有不利的影响。

由上述有关情况已经知道，这种有效的粘合是依赖VC链中有足够数量如有10个或10个以上碳原子在热成型的条件下产生在VC链上有烯丙氯部分。其代表式如下：

但是不知道，在这方面所混合共聚物的存在下会有什么影响，虽然已证明它的结构和在共聚物链上的有关数量将起决定性的作用。

因此，选择能与PVC相混合的共聚物，要求该共聚物不妨碍PVC生成必需的烯丙氯部分的能力。

由上述相关的资料还可看到，已改善组合物的增强性质（相对于无粘附断裂的GFR    PVC组合物）需要使用氨基硅烷偶合（锁结）剂（有时称之“精整”）是最主要的，与某些聚合物薄膜形成物相配合应用于玻璃纤维的生产，最好是由E玻璃。