包括表面改性的微球体的低密度模塑料的制作方法
【专利说明】
[0001 ] 相夫申请
[0002] 本申请要求2014年6月27日递交的序列号为62/018, 377的美国临时申请的优 先权，其内容在此W引用被包含。
技术领域
[0003] 本发明一般设及低密度片状模塑料，特别设及一种包括具有改性表面的微球体的 低密度片状模塑料。
【背景技术】
[0004] 为了降低片状模塑料（SMC)的密度或块状模塑料度MC)的密度，高密度无机填充 剂，如碳酸巧被从配方中去除，W热塑性塑料取代为了保持表面质量特征。本领域的常见 的另一方法为去除一部分无机填充剂，并W空屯、玻璃微球取代无机填充剂中的一部分。美 国专利7, 770, 670为此种典型性成就。由于此类玻璃微球与疏水周围基质结合有限性的趋 向，此参考文件指导将玻璃微球的表面W硅烷改性，为了在微球和将该微球包围在内的该 固化基质之间创造更强的结合。在显微图中发生故障时运个更大的交互作用被作为更大的 绝对强度而观察到，且微球体被基质材料所包覆。当生成的固化材料已经经受过创造具有 镜面光泽测量为70光泽单位（GU)的高质量表面抛光的表面时的检验时，其证明汽车表面 上漆所需要的油漆附着力是很难通过工业耐久性测试的。
[0005] 同时业界已经考虑到由比重小于1. 5的SMC形成的制品，WUS5, 412, 003作为证 明，W实现制品的质量上的减少。运实际上证明了装载微球的难度之高会导致预固化树脂 和机械性能的处理性能的退化。低密度SMC制品的一个持久的问题是由此在制品上涂覆时 欠佳的外敷层附着力。
[0006] 因此，存在对一种对超层具有强固有稳固性，包含中空玻璃微球体的超低密度SMC 或BMC制品的需求。
【发明内容】
[0007] 提供了一种模制品，包括具有一个表面的树脂基质，该树脂基质由交联聚醋树脂 或乙締基树脂形成。具有从16到45微米的平均直径的微球体嵌入树脂基质中，该微球体 具有介于0.15和0.6之间的比重，W及大于或等于2750千帕（kPa)的等规立构压碎强度。 表面活化剂烷氧基硅烷分子与每个该玻璃微球体共价结合。该树脂基质中也有填料粒子。 该树脂基质中还有纤维。该纤维为天然纤维、玻璃纤维、碳纤维或它们的组合。该制品的比 重在0.80和1.25之间。
[0008] 一种模制品，包括具有一个表面的树脂基质，该树脂基质由交联聚醋树脂或乙締 基树脂形成；具有从16到45微米的平均直径的微球体嵌入树脂基质中，该微球体具有介 于0. 15和0. 6之间的比重，W及大于或等于2750千帕（kPa)的等规立构强度；多个表面 活化剂分子与每个该玻璃微球体共价结合，该多个表面活化剂分子为烷氧基硅烷；该树脂 基质中有填料粒子；W及该树脂基质中有纤维，其中，该制品具有介于0. 80和I. 25之间比 重。该模制品还包括按照ASTMD3359粘附在该表面上的外敷层。该模具的该微球体为该 配方的10到51的总质量百分比。该模制品的等规立构的压碎强度高于或等于6895千帕 (kPa)。该模制品等规立构的压碎强度高于或等于55158千帕（kPa)。该多个表面活化剂分 子每个都包含一个适合于与所述的树脂基质共价结合的基团，其中基团为异氯酸基、氨基、 环氧基、締丙基、或甲基丙酸締基中的一种。该表面活化剂为一种杂原子功能性终止热塑性 涂料。该热塑性涂料具有的杂原子包括的端基有：叔胺、径基-、亚胺-、或氯基。该玻璃微 球体具有的标准直径的纵横比介于1. 1和1. 2之间。该树脂为聚醋，环氧基树脂或聚氨醋。
【附图说明】
[0009] 本发明此外通过下列附图详细说明，其意图表现本发明的某些方面，但是不应W 限制于本发明的实践的解释。
[0010] 图1表不将具有未处理的微球体（顶板）的表1中的标准化SMC和具有与3-(甲 基丙締酷氧）丙基=甲氧基硅烷共价结合的微球体的相同的SMC配方中的胶带移除之后的 SMC的刮伤的一式S份的上漆表面的一系列图。
[0011] 图2表示未处理的（上板）和处理的（下板）的微球体遭受过砂碱和热冲击测试 的图1的板的一系列图。
[0012] 图3A是包括按照图1的顶板的包含未处理微球体的分层的SMC板的扫描电镜照 片佛M)。
[0013] 图3B是包括按照图1的底板的包含烷氧基硅烷处理微球体的分层SMC板的SEM。
【具体实施方式】
[0014] 本发明用于具有0. 80和1. 25的特殊比重的热固性制品的模塑。本发明的制品都 能够通过严格的涂附着力测试和环境测试，同时与传统制品相比提供重量上的节省。相较 于传统的制品，其密度的降低使得本发明非常适合于在一般情况下形成车辆部件，特别是 接收高光泽面漆的车辆部件。由本发明制造的示例性的车辆部件包括引擎盖，行李箱盖，挡 泥板，n，四分之一面板。
[0015] 可W被理解在例子中提供了值的范围，该范围旨在包含不仅仅该范围的结束点 值，而且该范围中间值也明确地包含在范围内，被该范围最后的有效数字改变。W举例的方 式，一个从1到4的例举的范围旨在包括1-2,1-3, 2-4, 3-4,和1-4。
[0016] 根据本发明，一个微球体具有介于10和120微米的平均直径。在某些实施方案中， 该微球体是单分散的，同时在其他实施方案中，尺寸的范围为5至200微米之间。可理解的 在一种在介于0. 80到1. 25范围的低比重和也促进混合简易性之间平衡的具有创造性的制 品的形成中，具有介于0. 19和0. 6之间比重和大于或等于2750千帕的等规立构压碎强度 的的微球体被选择。在其他实施方案中，等规立构压碎强度是在3447和194105千帕之间。 可W理解的是具有较高的压碎强度的微球体不太可能被与SMC和BMC配方相关联的完全混 合W及流动压所破坏。基于密度和体积达到如表1所述在0. 80到1. 25范围内的要求制品 比重，微球体的负载易于模化。
[0017]
[0019] 此处使用的微球体被定义为包括一个中空微球或具有在介于I和I. 6之间的两个 标准最大线性尺寸之间的纵横比的实屯、球。通常，球状体的颗粒由玻璃或热塑性材料形成。 在一些创造性实施例中，微球体为球状体的10线性尺寸百分比之内并由玻璃形成。
[0020] 为了加强微球体和周围的固化基质之间的相互作用，微球体被共价结合到微球体 表面偶联剂上。此处的运里设及到处理和预处理的。在某创造性的实施方案中，该微球体 W-粘附到微球体表面的表面涂层预处理。在不打算被特定的理论束缚，该微球体表面通 过与亲水基团反应共价结合改性，如径基，在微球体表面上制造在微球体表面的疏水性表 面功能，W制造出与周围基质更强的相互作用。据信在图1和2中可见的如此形成的制品 的涂覆层的改良粘附被证实，相比图3A，树脂涂覆微球体在图3B中的沈M中观察到。
[0021] 在一些创造性实施例中，与微球体表面共价结合的表面活性剂分子具有末端反应 性部分适用于在固化期间与周围树脂基质结合。在不打算束缚于特定的理论下，在测试中 如ASTMD3359,固化树脂基质和微球体之间的共价键合提升了所得SMC或BMC的脱层强度。
[0022] 与SMC或BMC树脂在固化过程反应的终端基团说明性地包括S级胺-;径基-;亚 胺-;不饱和乙締，如締丙基-或丙締醒基-;或氯基部分。可W理解基质固化可W通过如自 由基固化，潮气固化或它们的组合的机制发生。
[0023] 端叔胺基的热塑性塑料容易被制备。D.H.化chards，D.M.Service,and 祀^516讯曰的，化.口〇17111.1.16，117(1984)值.比理查兹，1).祀服务，祀1斯图尔特，英国高 分子杂志16,117 (1984))。一个代表性的端叔胺基的热塑性塑料自诺誉市售可得，其商标名 为ATBN1300X21。
[0024] 与玻璃微球体结合的表面活性剂分子为烷氧基硅烷，其中硅烷与微球体的二氧化 娃表面反应。代表性的用于微球体