热塑性树脂复合组合物、热塑性树脂复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种热塑性树脂复合组合物、热塑性树脂复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 复合材料是通过结合两种以上的材料而形成的材料，它具有被称为增强相 (reinforcing phase)的纤维、板、粒子形态的材料被埋于被称为基质相（matrix phase) 的树脂形态的材料的结构。基质相应提供增强材料的侧面支撑力，传递载荷，承受外部的冲 击，而增强材料则应具有高强度及高刚性的特性。
[0003] 由于大部分热塑性塑料树脂缺乏耐热性并具有结晶性（cristallinity)，因而存 在冲击强度差、成型时的收缩率高的缺点。为了改善上述缺点，目前已经开发了引入聚合物 合金（alloy)或将无机物的玻璃纤维作为增强材料来投入的技术。
[0004] 目前已有以利用木材的粉末对包含玻璃纤维的聚丙烯树脂的物理性质进行改良 为目的的树脂组合物，但木粉仅仅起到填充材料的作用，而不是增强材料的作用，因此，无 法期待能够增强复合材料的刚性，而且如果木粉含量变高，就会降低加工性，因而存在不适 合注射及挤压成型的缺点。
【发明内容】
[0005] 本发明耍解决的技术问题
[0006] 根据本发明的一实例，提供一种物理刚性（modulus)和冲击吸收性优秀，并且能 够将弯曲等的变形最小化的热塑性树脂复合组合物。
[0007] 根据本发明的再一实例，提供一种对上述热塑性树脂复合组合物进行成型而制备 的热塑性树脂复合材料。
[0008] 根据本发明的另一实例，提供一种上述热塑性树脂复合材料的制备方法。
[0009] 技术方案
[0010] 根据本发明的一实例，提供一种包含玻璃纤维、柱状的木片（wood material chips)以及热塑性树脂的热塑性树脂复合组合物。
[0011] 上述柱状可具有至少一个平坦面。
[0012] 上述柱状可包含针状。
[0013] 上述木片的上述柱状的高度与宽度之比可以是约1:10至约1:40。
[0014] 上述柱状的平均宽度可以是约6mm至约40mm。
[0015] 上述玻璃纤维的平均直径可以是约15 μ m至约17 μ m。
[0016] 上述热塑性树脂可包含选自由聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺及它们的组合组成的组中 的一种。
[0017] 上述热塑性树脂复合组合物可包含100重量份的上述热塑性树脂、约25重量份至 约80重量份的上述玻璃纤维及约大于0重量份至约80重量份的上述木片。
[0018] 根据本发明的再一实例，提供一种在热塑性树脂基质分散有玻璃纤维及柱状的木 片的热塑性树脂复合材料。
[0019] 根据本发明的另一实例，提供一种热塑性树脂复合材料的制备方法，其包括以下 步骤：混合热塑性树脂及柱状的木片的步骤；将玻璃纤维混合于上述热塑性树脂及上述木 片的混合物的步骤；对上述热塑性树脂、上述木片及玻璃纤维的混合物进行压缩成型的步 骤；以及对由上述中间层、上述至少一个表面层及上述至少一个热塑性树脂层层叠而成的 层叠体进行压缩成型来制备层叠体的步骤。
[0020] 使用第一挤压机来混合热塑性树脂及柱状的木片，使用第二挤压机来将玻璃纤维 混合于上述热塑性树脂及上述木片的混合物。
[0021] 在上述第一挤压机及上述第二挤压机中，可在约190°C至约230°C的温度下进行 混合。
[0022] 热塑性树脂复合材料可通过长纤维增强热塑性塑料的直接加工（LFT-D，Long Fiber Thermoplastic-Direct)工艺制备。
[0023] 有益效果
[0024] 对上述热塑性树脂复合组合物进行成型而制备的复合材料，其物理刚性 (modulus)和冲击吸收性优秀，且能够将弯曲等的变形最小化。
【附图说明】
[0025] 图1是表示根据本发明的一实例的热塑性树脂复合材料的制备步骤的制备方法 的示意图。
[0026] 图2是根据实施例1及比较例1来制备的热塑性树脂复合材料的照片。
【具体实施方式】
[0027] 以下，将对本发明的实例进行详细说明。下述实例只是作为示例而提出的，本发明 并不受限于此，本发明仅由所附的发明要求保护范围来定义。
[0028] 根据本发明的一实例，提供一种包含玻璃纤维、柱状的木片以及热塑性树脂的热 塑性树脂复合组合物。
[0029] 上述热塑性树脂复合组合物通过在热塑性树脂中混合加强材料，提高物理刚性与 冲击吸收性，能够将在产品成型时成问题的弯曲等的变形最小化，并且，在价格方面，通过 使用低廉的木片，能够节省其制备成本。
[0030] 上述热塑性树脂复合组合物通过包含柱状的木片，在由上述热塑性树脂复合组合 物成型而制备的复合材料中，通过上述木片的排列，提高排列方向刚性，并且提高上述复合 材料的整体冲击吸收性，与仅用玻璃纤维对热塑性树脂进行加强时相比，能够改善热塑性 树脂的收缩异方性，从而能够将上述复合材料的弯曲最小化。
[0031] 上述木片的柱状可包含具有规定高度的所有杆状。例如，上述柱状可具有至少一 个平坦面。上述平坦面的形状可包含三角形、四角形等多角形，且平坦面的形状不受限制。
[0032] 并且，上述柱状可包含针状。上述针状意味着以一面为基准，另一面的宽度逐渐变 窄的针模样的形状，可包含所有具有规定高度的针状。
[0033] 上述木片的柱状的高度与宽度之比具体地可以是约1:10至约1:40,具体地可以 是约1:12至约1:16。通过使用具有上述形状比的木片，能够容易地实现通过包含如上所述 的木片所能够得到的优点。
[0034] 上述"柱状的高度"是指一面的垂直长度；上述"柱状的宽度"是指横跨柱状的横 向的宽度。
[0035] 例如，上述柱状的平均宽度可以是约6mm至约40mm。例如，上述柱状的平均高度可 以是约Imm至约2mm〇
[0036] 上述木片可以无限制地使用任意一种工业用木材，例如，能够使用松树等木材，不 仅能够使用木材的芯材，还能够使用对接近于除芯材之外的剩余表面的部分进行破碎而取 得的木片。
[0037] 具有上述柱状的木片不仅起到填充材料作用，而且与玻璃纤维一同在材料内起 到增强材料的作用，来增大热塑性树脂复合组合物的刚性。例如，上述木片的密度可以是 I. lg/cm3〇
[0038] 相对于100重量份的上述热塑性树脂，可包含约大于0重量份至约80重量份的上 述木片，具体地可包含约20重量份至约50重量份。上述热塑性树脂复合组合物通过包含 上述含量比的木片，能够容易地实现通过包含如上所述的木片所能够得到的优点。
[0039] 上述玻璃纤维不受特别限制，能够无限制地使用公知的物质。例如，为了防止与组 合物内的其他成分的分离现象，能够使用涂层有用于提升表面粘合力的硅烷偶联剂的玻璃 纤维。再例如，上述玻璃纤维能够使用无碱玻璃纤维连续纤维类型。
[0040] 具体地，上述玻璃纤维主要采用平均直径为约15 μ m至约17 μ m的流动类型。上 述玻璃纤维在制备过程中，在挤压机内通过螺旋桨时其长度被切短，因此，不限制于特定长 度的玻璃纤维。
[0041] 相对于100重量份的上述热塑性树脂，可包含约25重量份至约80重量份的上述 玻璃纤维，具体地可包含约20重量份至约40重量份。上述热塑性树脂复合组合物通过包 含上述含量比的玻璃纤维，能够使强度及收缩异方性的改善效果都变得优秀，同时在价格 方面也能够进行适当调整。
[0042] 上述热塑性树脂不受特别限制，能够无限制地使用公知的可成型为膜或片的热塑 性树脂。上述热塑性树脂的具体例子可包含选自包括聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺及它们的组合 的组中的一种。根据一实例，上述热塑性树脂能够使用均聚聚丙烯、共聚聚丙烯树脂或它们 的组合，例如，上述热塑性树脂可以是流动指数（g/ΙΟ分钟）为约40至约800的树脂。
[0043] 根据所要实现的物理性质，上述热塑性复合树脂组合物可还包含选自由热稳定 剂、偶联剂等以及它们的组合组成的组中的添加剂。相对于100重量份的上述热塑性树脂， 可包含约1重量份至约5重量份的上述添加剂。
[0044] 根据本发明的再一实例，提供一种在热塑性树脂基质上分散有玻璃纤维及柱状的 木片的热塑性树脂复合材料。
[0045] 上述热塑性树脂复合材料能够通过对上述热塑性树脂复合组合物进行成型而制 备。对上述热塑性树脂复合组合物进行成型的具体方法将记载于后述内容中。根据后述的 方法制备的上述热塑性树脂复合材料，在上述热塑性树脂基质上均匀地分散有上述玻璃纤 维和上述木片。
[0046] 上述热塑性树脂、上述玻璃纤维、上述柱状的木片相关内容如上所述。
[0047] 上述热塑性树脂复合材料的拉伸性及弯曲刚性、耐冲击性优秀，收缩异方性问题 得到改善，将有效改善产品成型时弯曲等的变形问题。并且，上述热塑性树脂复合材料使用 价格相对低廉的木片，从而能够降低制备成本，具体地，能够作为汽车轻量化材料，能够有 效地应用于车底护板或座椅靠背等。
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