CN101171114A - 从高密度玻璃微粒生产复合部件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生产复合部件的方法，它是从被长的玻璃纤维增强的热塑性基质形成的。本发明的方法包括注射或注射－压缩模塑步骤，该步骤通过包括被喂送原料和增强材料的单螺杆的设备来进行的。该方法的特征在于该增强纤维是以长的切短纤维微粒形式被引入到设备中，该微粒具有在90和99.5％之间，优选在95和99％之间的玻璃密度，并且具有低于L的直径(L/D)比，用mm表示。本发明也涉及使用该方法获得的复合部件。

Description

从高密度玻璃微粒生产复合部件的方法
本发明涉及由注射模塑法或注射-压缩模塑法制造基本上从以长玻璃纤维(即具有典型地在6和30mm之间的切短玻璃纤维的初始长度)增强的热塑性有机材料形成的复合产品或部件(pièce)的领域。更确切地说，根据本发明，描述了注塑方法或注射-压缩模塑方法，利用喂送热塑性有机材料和增强纤维的包括单螺杆的设备来进行，该纤维是通过切断玻璃丝束，例如在拉丝模(filière)之下或从粗纱，来获得的。
为了缩写，该术语“基质”在下面的文本中表示形成了最终获得的模塑复合材料的一部分的热塑性有机材料。同样在下文中，该术语“注塑”表示全部的注射模塑和注射-压缩模塑工艺和该术语“长纤维”表示如上所述的纤维。
在模具中由有机材料和增强丝束的注塑法制造由复合材料制成的物体将使得混合这些成分的难度得以解决；一方面，需要在有机材料和增强材料之间获得最均匀的可能混合作用，在模塑操作之前增强的程度尽可能是常数，和另一方面，重要的是增强丝束为制造的复合产品赋予最佳机械性能。为此，重要的是获得增强丝束在基质中的良好分散作用和尤其避免该丝束的过度段裂。与热塑性基质混合的丝束越长，这些困难越大。
以简单的方式，可以想象到通过使用包括加热的机筒来进行这一混合操作，在机筒中阿基米德螺杆或单螺杆在电动机的作用下旋转。该机筒包括，在其一个末端的上部，至少一个进料斗，该进料斗的底部直接通向阿基米德螺杆。该设备利用该进料斗喂送有机材料和玻璃丝束。
通过使用计量设备将有机材料，呈现微粒和增强纤维形式的形式，呈现切短玻璃丝束的形式，例如作为预掺混物被引入到进料斗中或作为共混物被引入到进料斗中。
然而，由申请人所进行的研究表明，该方法，虽然有可能和能够用于普通的短纤维，即具有大体上低于6mm的长度的纤维，然而无法在较长纤维的引入时使用，鉴于以下理由：
a)在最终部件中的玻璃含量是不确定的和非恒定的。
从长的切短玻璃丝束获得在注射模塑的复合部件中的规定玻璃含量已经证明是不可能的，因为它们无法输送和它们不能计量，因为它们不流动。这一问题尤其在下列过程中会出现：
-长的切短玻璃丝束的(气动)输送：
在切短玻璃丝束的生成过程中(制造过程)，玻璃纤维长丝的切断导致微细物的出现。这些微细物是茸毛形成和阻塞的渊泉，使得不可能将切短玻璃丝束直接输送到进料斗中。另外，长的切短玻璃丝束的过分高的长度/直径比(L/D)比妨碍了它们的适当流动。不可能在它们的特有包装中以及以正常使用的输送方式(它允许标准注塑设备的那些进料斗连在一起)获得长的切短玻璃丝束的适当流动。长的切短玻璃丝束的L/D比将由于掺杂而引起桥的形成，并最终妨碍纤维的任何运动；和
-长的切短玻璃丝束的计量：
切断玻璃丝束是通过计量设备(例如称量加料器)根据物料的恒定流动来计量的，原料孔口打开的时间长度根据流动性来调节。计量长的切短玻璃丝束已证明是不可能，因为桥的形成。
b)注射模塑复合部件的表面外观是不令人满意的：
因为长的切短玻璃丝束的不良分散引起表面外观问题。这导致玻璃纤维在复合部件的某些表面部分中集中。
用于由注塑工艺实现的转化中的单螺杆设备允许塑料基质被增塑但不允许，由于所产生的低剪切作用，获得玻璃纤维在基质内的均匀分散，一些的纤维既不分散在基质中也不被该基质浸渍。
这一不良分散会导致所观察的表面缺陷也是在由注塑法获得的复合部件的机械性能上的损失的原因(参见以下c)点)。
c)所获得的复合部件的机械性能是差的；
玻璃丝束的不良分散作用或甚至有时非浸渍作用导致在注塑之后获得的复合材料的机械性能的显著下降，如拉伸强度，挠曲强度或却贝冲击强度的下降。
为了避免这些问题，对于以切断玻璃丝束为基础的热塑性复合材料，目前使用两步工艺：
-使用双螺杆挤出机、产生高剪切的第一步骤，以便允许纤维被热塑性基质的良好分散和浸渍。这一双螺杆挤出机使得切短玻璃丝束有可能处于高应力，以便通过剪切分离玻璃长丝和允许所获得的纤维被浸渍，同时确保它们被分散在基质内。对于以切断玻璃丝束为基础的增强热塑性复合材料，所施加的这一高剪切作用具有大大减少基质中纤维的长度的作用，该长度主要低于1mm。在离开口模时所获得的挤出物然后通过使用造粒机被切粒成微粒；和
-在第二步骤中，所获得的这些微粒用于单螺杆类型的普通注塑设备中。该工艺的例子例如已描述在专利申请WO 96/40595，WO98/43920，WO 01/05722或WO 03/097543中。
该方法因此包括两个单独的步骤，由挤出配制纤维增强微粒的步骤和形成微粒的步骤。第一步需要高花费的和不广泛使用的设备即双螺杆挤出机并且通常由配方设计师(或配料员)进行，第二步骤是通过转换器在复合部件生产现场中进行的。
从前面可以看出很长时间以来需求一种比较简单、廉价和灵活性的工艺以使得长纤维形式的长玻璃丝束容易地插入到复合材料中。
该方法构成了本发明的主题。
本发明因此通过仅仅使用单螺杆类型的标准注塑设备，在满足工艺和所获得的复合材料的技术限制的同时，从长的切短玻璃丝束开始可以生产出由长纤维增强的热塑性部件。尤其，这允许在复合部件上的玻璃含量，令人喜欢的表面外观和良好水平的机械性能的非常满意的控制。
更确切地说，本发明涉及制造由被长玻璃纤维增强的热塑性基质的缔合所形成的复合部件的方法，该方法包括利用包含被喂送热塑性基质原料和增强材料的单螺杆挤出机的一种设备所进行的注塑或注射-压缩模塑步骤，该方法的特征在于该增强纤维是以长的切短玻璃丝束的微粒形式被引入到该设备中，它的密度或玻璃含量是在90至99.5％，优选在95至99％，和L/D比是低于L，以mm表示。
典型地，该L/D比对于长度L等于30mm的微粒是低于30，对于24mm微粒是低于24，和对于12mm微粒是低于12。
优选地，该L/D比是低于L的2/3，用mm表示。例如，该比率对于30mm长度的微粒是低于20，对于24mm微粒是低于16和对于12mm微粒是低于8。
根据一个可能的实施方案，该L/D比是在L/4至L/2之间，L用mm表示，例如该L/D比对于30mm长度的微粒是在7.5至15之间，对于24mm微粒是在6至12之间，和对于12mm微粒是在3至6之间。
在本发明的上下文中，如果该微粒具有圆形截面，则对于该方法的应用所考虑的直径D等于该横截面的最小测量值。
根据本发明的高密度玻璃微粒例如通过使用描述在专利申请WO96/40595，WO 98/43920，WO 01/05722或WO 03/097543中的原理，工艺和装置来合成的，对于该合成的实施可以参考这些文献。
例如，在本发明的上下文中使用的玻璃丝束一般通过使用下列相继的步骤来制造的：
-在潮湿气氛中通过拉丝模从熔化玻璃状将长丝进行纤维化
-由施胶液体对该长丝施胶；
-让该长丝收集成丝束；和
-切短该丝束形成具有在6至30mm之间的长度的玻璃丝束。
在这一阶段，该切短玻璃丝束被润湿。它们一般包括5-25wt％的水，例如5-15wt％的水。一般来说，在它们被引入到混合步骤中之前不需要干燥它们，这从上述文献中本身已知，这一步骤需要在水和任选地在粘结剂存在下进行。因此，为该混合器增加例如在WO 03/097543中描述的那一类型的那些设备是为了获得被引入到混合器中质量的在10-25wt％范围的总水含量所需要的水的可能补充(相对于由纤维化步骤提供的水)。可以并且优选的是不需要添加补偿水(减少造粒机的结垢和提高产量)。为此，它足以在足够的湿度下纤维化而获得恰当的粒化。
通常，该混合进行足够长的时间以使切短玻璃丝束的密度增高是相当大的并且通过使用一种混合器来如此进行，该混合器在每一瞬间为丝束或含有该丝束的所形成微粒赋予相同的混合频率，最终形成的微粒在干燥之后例如含有至少95％，优选至少97％和非常优选至少99％(按重量)的玻璃，可能的粘结剂在该混合操作的最后阶段与玻璃丝束接触。
根据一个可能的实施方案，在该混合操作之前，将要混合的掺混物的各成分被引入该混合器中。因此，下列成分被引入：
-切断的施胶的丝束；
-掺混物总质量的10-25wt％的水；和
-任选的粘结剂。
根据一个可能的实施方案，该粘结剂可以选自在申请WO 03/097543中列举的化合物，如：
-聚酯；
-聚氨酯；
-环氧聚合物，例如双酚A的二缩水甘油醚的聚合物；
-环氧-聚氨酯共聚物；
-接枝聚丙烯。
根据一个可能的实施方案，该粘结剂可以选自EVA(乙烯-乙酸乙烯酯)和EEA(乙烯-丙烯酸)，按照在说明书的后面部分中所述。该粘结剂一般根据所要增强的热塑性塑料的本性来选择。
切短玻璃丝束通过在混合过程中并列进行聚集而形成了微粒，没有它们长度的改变。因此，该微粒基本上呈现具有一定长度的圆柱形，该长度基本上等于在开始引入的最长丝束的长度。
可以使用具有从6到30mm，例如8到24mm和典型地9到15mm的长度和更特别具有约9mm，12mm或15mm的平均长度的切短玻璃丝束。
还可使用具有不同长度的丝束的混合物作为丝束。
起始的切短玻璃丝束也可包括微细物，因为这些微细物通过聚结作用参与粒化，以便被插入到微粒中。
在丝束中所含的长丝可具有例如从5到24μm的直径。
该混合被混合足够的时间以便获得微粒的所需长度/直径比和/或所预期的密度增高。根据本发明，所制备的微粒的密度一般比起始切短玻璃丝束的密度大了至少35％，甚至大了至少50％，甚至大了至少67％，甚至大了至少80％，甚至大了至少100％，甚至大了至少130％，甚至大了至少200％。
根据本发明的高密度玻璃微粒一般具有严格地说低于2.0％和甚至低于1.5％，例如从0.5到1.5％，尤其从0.7到1.2％的烧失量。
根据本发明的最终微粒的例子包括具有5-24μm的单位直径的许多平行玻璃长丝，这些长丝全部具有相同的标称直径或具有不同的标称直径。在微粒中所含的长丝的数量尤其可以是1000-100000，这取决于长丝的直径，例如2000到50 000。长丝在微粒中的堆叠最通常是压紧性质。
例如，热塑性基质可以选自聚丙烯(PP)，聚酰胺(PA)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，苯乙烯类树脂，如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)，聚乙烯(PE)，聚苯硫(le polysulfure dephénylène，le polyphenylène Sulfide)(PPS)，聚碳酸酯(PC)，和聚缩醛类，如聚氧化亚甲基(POM)。
根据本发明的优选实施方案，还发现以上制造方法也能够通过使用熔点比热塑性基质的熔点更低的施胶剂来改进。在熔点之间的差异是尽可能高的并且理想地大于5℃，优选大于7℃和非常优选大于10℃甚至20℃或甚至25℃。术语“熔点”在本说明书的上下文中被理解为一种温度，在该温度下施胶剂的固体含量的至少50wt％，优选至少70wt％和非常优选至少90wt％处于熔化形式。
例如，当使用聚丙烯(PP)基质时，适合于制造长的高密度玻璃纤维微粒的施胶液体(它使得可获得以上给出的全部特征)包括：
-水性EVA(乙烯-乙酸乙烯酯)乳液，它的共聚物具有50％或更高的乙烯含量和在110℃左右的熔点，或水性EAA(乙烯-丙烯酸)乳液，它的共聚物具有50％或更高的乙烯含量，和在110℃左右的熔点；
-马来酸酐接枝的聚丙烯(MAH-g-PP)的水乳液，其中它的聚合物的熔点是165℃左右；和
-一种或多种有机硅烷，其中至少一种氨基硅烷类型，和，任选：
-配制剂的稳定剂，如N-丁基胺(它在干燥过程中蒸发)；
-成膜聚合物如聚氨酯(PU)的水乳液；和
-加工助剂，如表面活性剂和/或润滑剂和/或抗静电剂。
这些施胶剂的固体含量是掺混物的初始重量的10wt％左右。表1总结了用于实施本发明的实施例的施胶液体的各种成分的各自含量：
表1
含量(wt％，基于干物质) 优选的含量(wt％，基于干物质)
  硅烷       1-40       5-20
  EVA和/或EAA       10-99       40-70
  MAH-g-PP       1-30       10-20
  PU       0-20       0-10
典型的施胶配制剂是，例如，按固体(干)物质的百分数：
    No.1     No.2     No.3
硅烷     10％     10％     10％
EVA     70％     60％     0％
EAA     0％     0％     70％
MAH-PP     20％     20％     20％
PU     10％
在申请人进行的试验过程中使用的产品是以下列参考符号销售的：
硅烷：Silquest All00(GE)，AMEO(Degussa)；
EVA：EVAX28(Michelman)；
EAA：Michem Prime 4983(Michelman)，AC5120在水中的铵盐(Honeywell)；
MAH-g-PP：Michem 43040(Michelman)，Novacer 1800(BYKCera)；
PU：Witcobond 290H(Crompton)，Baybond PU401(Bayer)。
取决于所获得的施胶剂的各种成分的性质和含量，施胶剂的熔点根据本发明是在155℃和120℃之间，即比PP基质的熔点低至少7℃。
高密度玻璃微粒和长纤维的使用与如上所述的施胶剂的使用优选相结合使得可通过标准的注塑或注射-压缩模塑法直接获得复合部件；
-确定的和恒定的玻璃含量；
-均匀的表面外观；
-增强的机械性能。
本发明体现特征于：单螺杆设备确保进行该部件的初始成分(即基质和纤维)的掺混步骤，和模塑步骤。
尤其，玻璃含量的控制和在该方法中注射模塑的复合部件的纤维分散得到改进，这是由于：
-一方面，以提高其密度的量和恒定性，和因此提高在增强纤维的输送和计量步骤中它们的适当流动(有合适的L/D比)为目的将切断玻璃丝束粒化的步骤；和
-另一方面，施胶剂的性质，该施胶剂在这些同样的步骤中确保在纤维输送(常常借助于空气)到注塑机的过程中和在计量的过程中高密度玻璃微粒的良好完整性和强度，和然后在注塑步骤中，纤维在热塑性基质中的良好分散作用。
最终获得的复合产品此外显示出改进的机械性能，这可在下面的实施例中观察到。
图1举例说明了根据本发明的注塑方法的举例性实施方案。热塑性树脂，例如聚丙烯和高密度玻璃微粒，即例如具有大于95％的玻璃含量的那些，以掺混物8的形式被引入到用于复合部件的注塑加工的模塑设备1的进料斗2中。风力输送设备(在图1中未显示)用来输送该高密度玻璃微粒到进料斗2中。设备1，除进料斗2外，包括放入在机筒4中的单螺杆3，其中壁由环形的电阻器5加热，典型地在200℃至300℃之间的温度下。两种类型的微粒的各自性能通过使用已知的技术在上游进行调节，例如借助重量计量进料器。在由机筒4的壁上的加热电阻器5产生的热量和在壁上摩擦的热量的联合作用下，热塑性树脂微粒被增塑并且施胶剂的熔化导致纤维在热塑性基质中的均匀分散。在标准的注塑设备中，单螺杆根据本方法实现两个功能：
-通过旋转和退却，增塑功能，用于增塑该热塑性材料；和
-通过在机筒4中滑动，在增塑后，填充模具6和反模具7系统的活塞功能。
最终获得具有令人满意的表面外观和显示出良好机械性能的复合部件，它的玻璃含量在生产过程中基本上是恒定的。
当然，本发明的以上实施方案决不将本发明限制于任一个的所述方面。尤其，在不脱离本发明的范围的情况下，热塑性树脂微粒和高密度玻璃微粒能够在该设备的不同点上进行注射模塑。更一般地说，任何已知的注塑设备可能用来实施该工艺。
根据本发明的方法和它的优点例如将借助于以下非限制性的实施例来举例说明。
实施例1：
通过使用具有以下配方的包含以接枝了马来酸酐的聚丙烯为基础的水乳液的施胶液体来制备长的切短玻璃丝束：
-70wt％的由Michelman公司以参考编号Michem 43040销售的马来酸酐接枝聚丙烯水性乳液，它的接枝度是4wt％，酸值是45和重均分子量是9100；
-10wt％的由General Electric以参考编号“SilquestA-1100”销售的γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(硅烷)；和
-20wt％的由Bayer以参考编号“BaybondPU401”销售的聚氨酯(PU)。
施胶组合物的制备按照以下方法来进行：
硅烷的乙氧基在维持于搅拌状态的软化水中水解，然后添加其它成分，再次进行搅拌。在施胶组合物中固体材料的重量含量等于10％。
如下获得施胶的丝束：
施胶组合物用于以已知方式涂覆具有约17μm的直径的E-型玻璃长丝，这些长丝是从拉丝模的孔流出的玻璃流股拉伸而成，然后组装成丝束，每一丝束有500根长丝。
在纤维化和施胶步骤之后获得的该丝束被切短，以便获得具有12mm±1mm的平均长度的长的切短玻璃丝束，扁平形状，即平均2mm宽度和0.5mm厚度。该切短玻璃丝束的测量密度是0.40g/cm3。
实施例2：
长的切短玻璃丝束通过使用普通方法来合成。用于在纤维化之后将长丝组装成丝束的施胶液体含有以下百分数的下列成分，按干燥物质计：
-70wt％的由Michelman公司以参考编号EVAX28销售的水性EVA(乙烯-乙酸乙烯酯)乳液，它的乙烯重量含量是82％和熔点是在110℃左右，
-20wt％的由Michelman以参考编号Michem 43040销售的马来酸酐接枝聚丙烯水性乳液，它的接枝度是4wt％，酸值是45，重均分子量是9100和聚合物的熔点是在165℃左右；和
-10wt％的由General Electric以参考编号“SilquestA-1100”销售的γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(硅烷)。
施胶组合物按照在实施例1中描述的方式类似的方式获得。
所获得的施胶剂(固体含量)的所测量熔点起始于约120℃的温度和连续提高到约150℃。
按照与实施例1中所述的方式类似的方式获得丝束和施胶。
所获得的丝束然后使用已知的技术被切短以获得具有12mm±1mm的平均长度的长的切短玻璃丝束，具有扁平形状(约2mm宽度×约0.2mm厚度)和0.40g/cm3的密度。
实施例3：
通过使用在申请WO 03/097543中描述的方法和混合设备将在实施例2中获得的长的切短玻璃丝束致密化，直至获得具有接近于99％的玻璃密度的微粒为止，获得了具有12mm±1mm的平均长度，基本上具有圆柱形和具有平均直径2.5mm以及0.80g/cm3密度的高密度玻璃微粒。使用普通方法测量的微粒的烧失量低于1％。
实施例4：
使用包含30wt％被分散在PP基质中的已切短至12mm±1mm的玻璃纤维的、具有约2.5mm的直径和0.70g/cm3的密度的热塑性微粒。这些微粒由Ticona以参考编号Celstran销售。该微粒通过使用众所周知的技术用聚丙烯基质浸渍玻璃粗纱来制备的，该基质的重量百分比是70％。
实施例5：
使用与在实施例3的规程相同的规程，将在实施例1中获得的长的切短玻璃丝束致密化，直至获得具有接近于99％的玻璃密度的微粒为止，获得了具有12mm±1mm的平均长度，基本上具有圆柱形和具有平均直径2.5mm以及0.83g/cm3密度的高密度玻璃微粒。使用普通方法测量的微粒的烧失量低于1％。
实施例6：
进行流动试验，用于测试根据实施例1到5获得的纤维的微粒的流动性。这一试验可评价在预定条件下切短玻璃丝束或微粒的流动性。这一能力是用秒表示。
流动时间是对于5kg量的产物测量的。将产物放置于进料斗中，抽空空间或它的管道位于与以1mm振幅振动的流动通道相距28.5mm的地方。
表2总结了在每一种产物的流动试验中获得的结果。
表2
实施例1：长的切短玻璃丝束，接枝PP施胶剂   实施例2：长的切短玻璃丝束，EVA施胶剂   实施例3：99％玻璃微粒，EVA施胶剂   实施例4：热塑性微粒(30％玻璃)   实施例5：99％玻璃微粒，接枝PP施胶剂
流动性(s/kg) 不可能(桥的形成)   不可能(桥的形成)   可接受的(＜15s/kg)   可接受的(＜15s/kg)   可接受的(＜15s/kg)
实施例7
根据实施例1到5合成的各种纤维或微粒的可运输性也可通过几种试验来评价：
1.评价切短玻璃丝束和微粒的微细物的含量的试验(试验微细物)
该术语“微细物(fines)”被理解为指在其运输过程中与初始产物分离的细玻璃棒条体或长丝。微细物的含量被认为是利用抽吸作用，在下列条件下对于由截获阱中的500克产物组成的试样所收集到的微细物的量。
将所要试验的产物放置于进料斗中，它的出口位于与振动通道相距4mm的地方，让产物均匀地流动和散布。具有微细物截获阱的抽吸系统位于这一振动通道以上，以便浮获全部的游离玻璃棒条体或长丝。
微细物含量在表3中以mg/kg表达。50或更低的值被认为是令人满意的。
2.风力输送试验(传输试验)
本试验在于模拟切短玻璃丝束或微粒从储存区到注塑机(例如属于针对图1所述的类型)的进料斗的风力输送。
将两千克的所要试验的产物(切短玻璃丝束或微粒)放置于贮藏容器中，然后由普通技术的风动喷射进料斗进行抽吸，引起产物沿着临界回路通过，就是说促进玻璃丝束长丝的细纤维或茸毛的形成。
在该试验之后，测量在风力进料斗的过滤器上积聚的茸毛的量。所获得的茸毛的量以mg/kg表示。
3.在风力输送试验之后进行的微细物试验
这一试验就其应用而言等同于在第1点所描述的试验，但是这一次是在风力输送试验之后采用。
4.PSI试验(风力应力完整性试验)
这一试验在于模拟在切短玻璃丝束或微粒的高压下的风力输送。这一试验-比我们在工业中所能见到的传输试验显著地更苛刻-让产物经受非常大的应力。
50克量的产物在密闭的不锈钢环路中在5巴(0.5MP)的压力下旋转45秒。
这一试验使得移动产物受到应力和它耐摩擦(产物与产物以及产物与不锈钢壁)的性能可以被评价。在试验之后，产物被回收和筛网，以便分离出茸毛。
这一试验的结果在表3中表示为所形成茸毛的百分数与产物的初始质量的关系。
表3
 实施例1：长的切短丝束，接枝PP施胶剂 实施例2：长的切短丝束，EVA施胶剂   实施例3：99％玻璃微粒，EVA施胶剂 实施例4：热塑性塑料微粒(30％玻璃)   实施例5：99％玻璃微粒，接枝PP施胶剂
微细物试验(mg/kg)  ＞300 ＞300   ≤50 ≤50   ≈50
传输试验(g/kg)  不可能 不可能   0.2 0.2   50
微细物试验传输(mg/kg)  不可能 不可能   ≤50 ≤50   ≤50
PSI试验(％)  100％ 100％   ＜1％ ＜1％   ＜4至7％
实施例8：
在最终获得的复合部件上获得的玻璃含量对于长的切短玻璃丝束和微粒进行测量，通过采用针对图1描述的设备，在进料斗中的掺混(量)由称量获得，采用由Maguire销售的重力计量系统。纤维或微粒作为掺混物按比例引入到进料斗中，该比例经过调节以便在最终的复合部件上获得30wt％的玻璃含量。在使用根据实施例4的微粒的情况下，具有30％的早已预定玻璃含量的后者当然单独被引入到进料斗，就是说没有与玻璃组分分量(vector)掺混。
分析在101个相继的注塑周期之后在部件的组成上的变化。图2a，2b和2c得到了与在相继的周期中制造的部件的数量有关的玻璃含量(GC)，当根据实施例3的微粒(图2a)，根据实施例4的微粒(图2b)或根据实施例1的长的切短玻璃丝束(图2c)分别用来为进料斗供应玻璃纤维时。图2c中的零值意指由于桥的形成，在相应的周期中切短玻璃丝束的流动不能发生。
因此需要指出的是，实施根据本发明的方法所获得的结果(图2a)基本上等同于根据现有技术所获得的那些(图2b)。
实施例9：
纤维在最终获得的复合部件内的分散是针对从实施例1，3，4和5得到的产物测量的。
这一测量在于评价该部件的其中玻璃纤维没有足够地分散的表面部分。
为此，玻璃微粒或玻璃长丝在热塑性塑料基质中的分散是在掺混物被注塑加工成具有2mm的厚度和控制尺寸的板之后评价的。这一测量在于评价由未分散在板内的纤维的团块(mass)所占据的面积，未分散长丝有可能同时在实际的板中和在表面上，板的小厚度使得可通过将它对着光看出在板内的未分散长丝。
在实践中，玻璃纤维借助于单螺杆设备与热塑性材料一起被注入到特定形状的模具/反模具中，有可能获得具有精确确定的尺寸的非常薄的板，对于后者进行测量以便比较玻璃纤维在所获得的各种产物上的分散。将该板放置于照明系统上以使该板的某些区域(存在了由于不良分散所产生的纤维的凝块)被显示出来。
这一区域的结果表示为所分析部件的总面积的百分数。
照相机的规定调节条件下或通过使用扫描仪拍取该板的数字照片。
这一图像由Mesurim图像分析软件进行分析。
该软件用来转换对于许多像素所进行的分析，得到了显示出纤维的不良分散的百分面积(相对于板的总面积)形式的结果。
纤维/基质掺混物在板中由单螺杆设备的注塑是按照两种不同的实验模式进行的。
条件1：在注射螺杆上的0巴的回压和标准螺杆速度即130转/分左右的使用。
条件2：施加于注射螺杆上的120巴(12MPa)的回压，在材料的掺混过程中，在计量和注射阶段中限制它的退缩，和在计量结束时比较缓慢的螺杆速度(80转/分)的使用。这些条件允许在在实际注射之前在螺杆的末端对玻璃/基质掺混物施加压力并增加在螺杆中物料的混合时间，但没有改变周期时间，以便改进纤维的分散和浸渍。
表4对于在实施例1，3，4和5中所述的从用于引入玻璃的半成品所获得的部件给出了这两种模式获得的结果。
表4
  扫描总面积的％ 长的切短丝束(实施例1) 99％玻璃/EVA微粒(实施例3) 热塑性塑料/30％玻璃微粒(实施例4) 99％玻璃/接枝PP微粒(实施例5)
  条件1(0巴和标准螺杆转速)     14     5     1     12
  条件2(120巴和减少的螺杆转速)     7     1     1     7
实施例10：
在这一实施例中，使用根据本发明的方法，从根据实施例1获得的长纤维或从根据实施例3或4获得的微粒制造的复合部件的机械性能在为了获得它们中每一种的最佳结果所需要的条件下进行评价。
挠曲强度和该Charpy和Izod冲击强度是在分别由标准ISO 178，ISO179和ISO 180限定的条件下测量的。
所获得的结果对于100的基础给出在表5中，归属于根据实施例4的热塑性塑料/30％玻璃微粒。该测量是对于在注塑条件1或2下获得的复合部件进行的，使得有可能实现它们的最佳机械性能。
表5
长的切短丝束(实施例1) 99％玻璃/EVA微粒(实施例3) 热塑性塑料/30％玻璃微粒(实施例4)
  注塑条件 实施例9的条件1 实施例9的条件2 实施例9的条件1
  挠曲强度 68 95 100
  伊佐德(Izod)冲击强度 69 97 100
  Charpy冲击强度 67 92 100
从根据本发明的方法获得的复合部件的机械性能与从现有技术的热塑性微粒获得的复合部件的那些相当。

Claims (11)

1.制造由被长玻璃纤维增强的热塑性基质的缔合所形成的复合部件的方法，该方法包括利用包含被喂送所述热塑性基质原料和增强材料的单螺杆挤出机的一种设备所进行的注塑或注射-压缩模塑步骤，该方法的特征在于该增强纤维是以长的切短玻璃丝束的微粒形式被引入到该设备中，其中玻璃的密度或玻璃含量是在90至99.5％，优选在95至99％，和长度/直径比L/D比是低于L，以mm表示。
2.根据权利要求1所要求的方法，其中L/D比是低于L的2/3，用mm表示。
3.根据权利要求1所要求的方法，其中L/D比是在L/4至L/2之间，L用mm表示。
4.根据权利要求1-3所要求的方法，其中增强纤维微粒是通过在水和任选地有粘结剂存在下，预先混合具有在6至30mm之间的长度的切断玻璃丝束来获得的。
5.根据权利要求4所要求的方法，其中切短玻璃丝束由长丝组成，长丝的直径是在5至24μm之间，该长丝被施胶剂涂覆或粘结。
6.根据权利要求5所要求的方法，其中使用具有比热塑性基质的熔点更低的熔点的施胶剂。
7.根据权利要求6所要求的方法，其中在施胶剂的熔点与热塑性基质的熔点之间的差异是大于至少5℃，优选大于至少7℃和非常优选大于至少10℃。
8.根据在前述权利要求中的一项所要求的方法，其中热塑性基质选自聚丙烯(PP)，聚酰胺(PA)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，苯乙烯类树脂，如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)，聚乙烯(PE)，聚苯硫(PPS)，聚碳酸酯(PC)，和聚缩醛类，如聚氧化亚甲基(POM)。
9.根据前述权利要求中一项所要求的方法，其中热塑性基质是聚丙烯和其中施加液体按固体材料的重量百分数计包括至少：
-10-99％的EVA(乙烯-乙酸乙烯酯)水乳液，它的共聚物具有50％或更高的乙烯含量，或EAA(乙烯-丙烯酸)的水乳液，它的共聚物具有50％或更高的乙烯含量；
-1-30％的马来酸酐接枝聚丙烯的水乳液；和
-1-40％的一种或多种有机硅烷，其中的至少一种属于氨基硅烷类型。
10.根据权利要求9所要求的方法，其中施胶液体进一步包括：
-配制剂的稳定剂，如N-丁基胺；
-成膜聚合物如聚氨酯的水乳液；和
-加工助剂，如表面活性剂和/或润滑剂和/或抗静电剂。
11.由根据权利要求6到1 0中的任一项所要求的方法获得的复合部件。
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