CN1109711C - 含有基于醋酸纤维素的粘结材料和增强天然纤维素纤维的模塑制品,其制造方法及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了包含有基于醋酸纤维素为粘结剂的粘结基料和增强天然纤维素纤维或含天然纤维素的纤维的模塑制品，其特征在于，醋酸纤维素的取代度(DS)为大约1.2～2.7，模塑制品的维卡温度为至少160℃，醋酸纤维素与天然纤维素纤维或含天然纤维素的纤维的重量比为大约10∶90～90∶10。这些模塑制品的制造是通过将醋酸纤维素与天然纤维素纤维或含天然纤维素的纤维以重量比为大约90∶10～10∶90、尤其是15∶85～85∶15混合，总湿气含量调节到相对于混合物中醋酸纤维素总量至少大约3wt.%，此混合物在温度大约220～280℃，压力大约3～150MPa下模塑。根据本发明的模塑制品能有利地用作汽车内部零件，尤其是用作车顶及侧板，以及包装材料，绝缘材料或家具部件。

Description

含有基于醋酸纤维素的粘结材料和增强天然 纤维素纤维的模塑制品，其制造方法及其用途
本发明涉及模塑制品，这些模塑制品含有用于粘结(bond means)的基于醋酸纤维素的粘结材料和增强用天然纤维素纤维，含天然纤维素的纤维，该模塑制品的制造方法及其在特殊技术领域的用途。
除热塑性或热固性聚合物的合成材料外，在一些领域，如建筑领域以及汽车、包装、家具、电气及电子工业和其它类似领域，有时使用含有纤维结构的聚合物或含纤维聚合物或纤维增强聚合物的热塑性或热固性聚合物的合成材料。这些材料经常制成半成品，如制成卷材、席材、板材等形式。这些材料或立即使用或仅仅在进一步加工或深加工后如通过模塑、涂膜或类似方法制成成品。除纤维材料外，或代替纤维材料，这些聚合物材料可能包含合适的填料以使其具有特殊的性能。包含有大量不同种类聚合物、纤维和填料的这些粘结材料的可选择的使用方式的种类和数量几乎是无穷尽的。
在不断增强的环境意识及日趋严厉的法律的要求下，材料的回收利用或材料的对环境无害处理的能力起着越来越重要的作用。尤其是，由于不断增长的污染和报废材料使得材料的回收利用受到限制，以及在这种情况下废料的消除变得不可避免，与生态相容的废物处理方法变得越来越重要。这可通过燃烧或堆积的方法来解决。公共场所可能形成无限制的堆积物。由于空间问题，不受时间限制的永久性的废物堆积是不可能的。一个非常简单而有利的消除方法是发生生物降解，例如通过堆肥的方法。下面使用的“可生物降解”一词，应理解为该相应的物质可以通过活有机体(有机体/微生物)和/或通过自然环境因素加以降解，例如通过细菌、真菌、尤其是通过霉和酵母的化学降解。经常用作包装材料的合成材料，尤其是聚苯乙烯是不能生物降解的。在碳水化合物的情况下，生物降解、例如主要以厌氧菌分解形式，产生无害的低脂肪酸、醇和二氧化碳。这被称作“腐烂”。腐烂过程的中间产物可以相互结合形成无害的新聚合物产品，这种有利的腐殖化作用被用于堆肥中。这个过程尤其包括有机物质的生物降解或转化，尤其是有机废物、木材、树叶和其它植物材料、纸和污水污泥的降解和转化，该过程伴随着热(“自热”)的产生并导致形成堆肥，一种黑色易碎含有有益的营养盐类成份(磷酸盐，氮和钾化合物)的物质(见Rompp Chemie-Lexikon，第九版，第三卷，1990，2312/2313页)。
由于可能将废材料进行上述生物降解，因此在材料的开发上，人们对天然产品愈来愈感兴趣。它们具有很多优势。作为再生原材料，它们保护了资源。而且它们大多数是无毒的，并且可以燃烧掉而不留下残余物。它们的降解产物是与环境保护相容的。
木屑和天然纤维，如纤维素、棉、韧皮纤维和羊毛等材料早就被制成已知的产品，如纸张、纸板、毡、纤维板和刨花板。这些木屑或天然纤维可以根据不同的加工方法还可以制成预型件(模塑制品)。还存在着许多新的发展，其中机械性能在某种程度上可与合成高性能纤维相比的高强度天然纤维如亚麻、大麻、青麻及类似物，在粘结或复合材料中用作增强纤维。这些已知材料和新材料都有一个共同的特点是必须包括一种或多种合成聚合物作为粘结剂以得到强度、硬度、好的模塑性能或耐久性。然而，如果要求可生物降解性，只有天然粘结剂如淀粉、橡胶等可以考虑。然而，它们具有溶于水的缺点。
用可生物降解的聚合物取代粘结剂中的合成的、不能生物降解的聚合物的发展还没有定论。天然产品，如纤维素、淀粉等可直接模塑的物质不适于大多数目的或在性能和加工的多样性方面不如合成的聚合物。可生物降解的新型聚合物，例如聚羟基丁酸酯，适于用作复合材料，但非常昂贵。
在粘结材料和复合材料中用作粘结基料的组分与增强或填料组分的混合比率可以在很宽的范围内波动。用作粘结基料的聚合物的份数只与那些为特定用途所需要的性能有关。对于绝缘材料或特定的包装材料，例如相对较软的卷材或特定包装材料而言，例如，具有低聚合物粘结基料含量的相对较软的卷材是合适的。然而，使用少量的粘结基料也可以制造出硬而刚的纤维板。另一方面，对粘塑性材料及防水材料及适于热成型的材料而言，高聚合物含量是必要的。如果在最终分析中材料的性能将主要由聚合物决定，那么可能只需加入少量(仅仅是为了改性)的填料或增强材料。
可模塑的半成品，如用于汽车零件，如面板(如门镶面板)、车顶及其类似物，目前大量制造成包含有玻璃纤维、木材纤维、后处理棉或韧皮纤维的树脂粘结纤维席。其中的聚合物主要使用酚醛树脂。然而，从毒性和生态方面来看，这是不利的。因而越来越多地也使用其它热固性材料，如环氧化物或不饱和聚酯。热固性粘结剂具有在汽车内的温度下不变型的优点，这从某种程度上来说是非常突出的。然而，使用热固性粘结剂有着工艺复杂和价格高的缺点。尤其是，例如环氧化物相对较贵。另一个缺点是固化的热固性材料回收利用困难。由于这些原因，目前大量使用别的纤维增强热塑性聚合物，大多数情况下是聚丙烯。然而，这些聚合物的尺寸热稳定性差。作为玻璃纤维的替代品，可以使用天然纤维，如纤维素或黄麻以及木粉。到目前为止已知的用作模塑制品的材料，通常包括至少20wt.％的聚合物。由于聚合物含量相对较高，纤维被包埋和被粘结的方式使得生物降解不再可能。
作为用作房屋的热绝缘的隔热材料，大量使用只用少量热固性材料如酚醛或脲树脂粘结的玻璃纤维或矿物纤维席材。鉴于矿物纤维的使用和它们尚未确定的废弃处理所带来的毒性，天然纤维席材正不断得到开发并可以出售。取决于生产过程，这些纤维同样必须用合适的聚合物粘结剂增强。例如，为了热增强、易于熔化，使用合成的粘结纤维。然而，这些纤维与可生物降解的要求相抵触。
几种出版物，如“Verpackung aus nachwachsenden rohstoffen(再生原材料的包装)”，Vogel Buchverlag，Wurzburg，第一版，1994，146-148页及374-380页，“Nachwachsende und biobbaubare Materialienim Verpackungsbereich(包装领域的再生和可生物降解材料)”，RomanKovar Verlag，München，第一版，1993，120-126页及463页，和DE3914022A1，描述了易于通过堆肥生物降解的一种基于乙酸纤维素和柠檬酸酯的原材料以及该材料在制造包装材料和煤油灯、永久油蜡烛、组合煤油灯、其它雕刻物和陪衬物的照明工具的容器时的用途。除这些特定材料外，这些合成材料还含有聚酯类和必要的话其它有机酸和/或酸酯。柠檬酸酯用作软化剂并使醋酸纤维素可以热塑性加工以使其能制成模塑体。
文章“AVK-Tagung Faserverstarkete Kunststoffe Weg zuruck zurNatur”(AVK会议，纤维增强合成材料-回归自然之路)，WolfgangAsche发表于“Chemische Rundschau”，No.39，1994年9月30日，第3页描述了上述合成材料，尤其在上面列举的出版物“Verpackung ausnachwachsenden rohstoffen”中描述的基于二醋酸纤维素和柠檬酸酯的合成材料与天然纤维，如青麻、亚麻、西沙亚麻或大麻一起用于制造复合材料的用途。所述基于二醋酸纤维素、柠檬酸酯和聚酯以及必要时其它有机酸和/或酸酯及天然纤维，如青麻、亚麻、西沙亚麻或大麻的可模塑材料可以加工成易于生物降解的模塑制品。由于合成材料的高价格，它们是相对昂贵的。一个突出的缺点是用作软化剂的柠檬酸酯。在这些材料的加工过程中，此软化剂在高温下会逸出从而导致不希望的蒸气或烟雾弥漫。此软化剂也会在常温下迁移到材料的表面并气化污染环境。由于低分子量软化剂的加入，最终产品也有强度的损失。由于软化剂的缘故，最终产品还具有相当低的软化点。
美国专利，U.S.P.3271231涉及的一种包括醋酸纤维素纤维和纤维素纤维的不含支持体的柔性纤维卷材。必要时，制造时使用用量为2～8wt.％的软化剂。此专利表明醋酸纤维素没有完全塑化而仅仅只是被软化并在其接触点粘结纤维素纤维。采用这种方式得到了具有开放结构的柔性模塑片状产品。
基于醋酸纤维素和增强天然纤维素纤维的模塑制品的已知的制造方法以及按此法制造的模塑制品要求必须有软化剂的存在。然而，从几个方面来看，这是一个缺点。例如，软化剂导致在负载下的较低的热稳定性，作为其度量，例如可以使用维卡温度。已知材料在负载下的热稳定性不足以使其用于(例如)汽车工业，在这一领域，要求材料具有高得多的维卡温度。另一方面，专家们认为醋酸纤维素在热模塑过程中使用软化剂是绝对必要的。纯醋酸纤维素不可能被熔融而不降解，因为其软化总是伴随着热降解。例如，专题论文“纤维素和纤维素衍生物”，Vol.V，第三部分，EmilOtt，H.M.Spurlin在第1364页解释：“2.5醋酸纤维素的软化和降解是在235～270℃范围内…”。本领域的熟练技术人员因而一定会想到，在醋酸纤维素的热成型过程中软化剂总是必须的。
本发明致力于进一步开发上文描述的模塑制品，该制品没有已知模塑制品所具有的物理缺陷，可以没有任何问题地生物降解和显示所希望的力学性能，如尤其是强度和热稳定性，并且还满足严格的操作要求。尤其是在相对较高的温度下不应导致蒸气或烟雾弥漫，并且不需要包含软化剂。
根据本发明，解决了这个问题，因为醋酸纤维素取代度(DS)约为1.2～2.7，模塑制品的维卡温度为至少160℃，醋酸纤维素与天然纤维素纤维或含天然纤维素的纤维的重量比为大约10∶90～90∶10。
在本发明范围内，术语“模塑制品”应特别理解成刚性模塑制品，优选具有光滑表面。用作粘结剂的醋酸纤维素优选形成基体，除可见表面和切边外，增强纤维基本上完全包埋在基体中。
本发明尤其在于发现：当根据醋酸纤维素的取代度，湿气含量，温度，压力采用特定的加工条件时，醋酸纤维素与天然纤维素纤维或含天然纤维素的纤维的混合物可以加工成模塑制品而不用加入额外的软化剂。所用加工条件将在下面结合本发明的工艺更详细阐述。
据推测，以最小量的湿气含量而存在于原材料中的水起着“临时软化剂”的作用。在生产过程中，水分大部分逸出，从而软化作用终止。尤其是通过完全不用或基本不用外加软化剂，根据本发明，得到的具有高的维卡温度模塑制品，这在以前是得不到的。得到的拉伸弹性模量、挠性强度和挠性模量也得到加强。添加少量常规软化剂是基本的，并不排除在本发明的范围之外，只要所制造模塑制品的维卡温度至少为160℃即可。
根据本发明的模塑制品含有作为粘结剂的醋酸纤维素。人们早就知道醋酸纤维素，并以工业规模大量用来制造细丝和可纺织纤维类，形成纤维材料及箔或膜产品。形成纤维的醋酸纤维素被大量用来制造香烟过滤咀，少量用来制造纺织品。人们也知道，如上所述，醋酸纤维素是可生物降解的，并且，如果其中乙酰基数目减少，其生物降解可以被加速。作为制造复合材料的材料，目前还没有使用纯醋酸纤维素，因为人们认为它具有不能热塑成型这个严重的缺点，并且在深加工中生成的产品具有不希望的性能。因而，在本发明的范围内，不需要包括额外的带来缺点的软化剂，纯醋酸纤维素能被热塑加工，这是非常令人惊讶的。关于其取代度(DS)，必须遵守特定的条件。已经发现，取代度应该小于3，也就是在大约1.2至2.7的范围内。优选大约1.8至2.5的取代度。如果取代度高于2.7，热塑加工性能将会受到大的损害。低于1.2的取代度意味着模塑制品将大量吸收水汽，在这种情况下其不再是尺寸稳定的。
醋酸纤维素聚合度(DP)优选在大约140～270之间，尤其是在大约170～250之间。如果聚合度在大约140～270之间，就能得到特别有利的性能，尤其是高机械强度，同时在模塑过程中具有良好的加工性。
根据本发明的模塑制品，其余的重要成份是增强天然纤维素纤维或含天然纤维素的纤维，根据前面定义的术语，这些纤维应为“可生物降解”的。在个别情况下，也可以理解成广义上的“可生物降解”，即，它们可以形成被认为对环境无害的降解产品。根据本发明，天然纤维素纤维或含天然纤维素的纤维特别有利地以capoc、西沙尔麻、黄麻、亚麻、椰毛、洋麻、蕉麻、桑树韧皮、大麻、青麻和/或棉纤维的形式使用。这些纤维优选具有平均长度为大约0.2～100mm，尤其是3～30mm，平均横截面直径为大约8～100μm，尤其是大约10～30μm。
醋酸纤维素与增强天然纤维素纤维或含天然纤维素的纤维的重量比率并不是关键的。在大约10∶90～90∶10，尤其是在15∶85～85∶15，特别优选在大约25∶75～60∶40之间。
由于根据本发明模塑制品的生产方法(这一点将在下面进一步详细阐述)，这些模塑制品获得必要的热稳定性(所谓的维卡温度是合适的度量方法)。维卡温度是根据DIN53460(1976年12月)测定的。根据此法，维卡温度的测量是通过将一根具有园截面为1mm2、长度至少为3mm的钢针，用50N的力垂直刺入样品1mm深度。以120K/min的加热速率进行加热。大部分聚合物的维卡温度明显低于该聚合物完全转化成液体状态的温度。在本发明的范围内，维卡温度至少为大约160℃，优选至少大约170℃，尤其是大约180～200℃。
有利的是，可向根据本发明的模塑制品中混入额外的矿物材料以提高其机械性能。这些材料不是可生物降解的，但至少是惰性的并对生态无害。这些矿物材料的优选例子是：碳酸钙，硫酸钙，二氧化硅和硅铝酸盐如高岭土。模塑制品中矿物材料的优选用量为约5～50wt.％，尤其是大约10～20wt.％。除这些矿物材料外，根据本发明的模塑制品也可以含有染料和/或尤其是色料形式的着色剂。如果想使根据本发明的模塑制品制成白色，优选二氧化钛形式的白色颜料。另外的可使用的色料例如是氧化铁。为了得到所希望的颜色，根据本发明的模塑制品中加入0.2～1wt.％的着色剂就足够了。
如果对可生物降解性和生态安全的影响并不严重，可以向根据本发明的模塑制品中加入另外的物质用来改性，用来改善加工性和获得特定的材料性能。典型的可能的助剂和添加剂有润滑剂、粘合剂、憎水剂或亲水剂、阻燃剂、杀菌剂、灭鼠剂、芳香剂和类似物。另外，也有可能包括天然和可生物降解填料，这些填料在天然纤维的纺织割绒、再加工羊毛、再加工棉花及废纸碎片和类似物的加工和再加工中累积。
根据本发明的模塑制品用下面叙述的根据本发明的方法制造，在该方法中，起始原料被制成粘结基料，其中醋酸纤维素组分充分行使粘结剂的功能并形成高度熔融的相。
为制造本发明的模塑制品，该方法为：醋酸纤维素与天然纤维素纤维或含天然纤维素的纤维以大约10∶90～90∶10的重量比混合，总湿气含量调整到相对于混合物中醋酸纤维素的总量而言至少为大约3wt.％。混合物在大约220℃～280℃的温度模塑，压力大约为3～15MPa。醋酸纤维素与天然纤维素纤维或含天然纤维素的纤维的重量比可为大约15∶85～85∶15，特别是25∶75～60∶40。如果比此比率下限值10∶90低，复合材料中醋酸纤维素的量不足以包紧天然纤维素纤维。如果超过上限值90∶10，所需要的天然纤维素纤维的增强功能大部分丧失。
起始材料优选在室温下混合并接着置于上述工艺条件下。模塑优选在温度为240～270℃、压力为5～13MPa下进行。保持大约3～15MPa的压力范围对本发明是至关重要的，这可解释如下：低于约3MPa的压力将导致醋酸纤维素不能足够好地流动，因而不能在模塑制品中均匀分布，而超过大约15MPa的压力是不利的，因为这将需要非常高的技术开支。为了充分熔化醋酸纤维素，需要在加压模塑过程中，要达到最低大约220℃的温度。如果超过280℃这一温度上限，结果是醋酸纤维素被热损坏。
醋酸纤维素可以与特定增强组分或其它任何形式的添加剂混合。基本上，其它领域已知和经测试过的所有相应使用形式均可使用。合适的使用形式有，例如粉末、研磨粒状或颗粒、尤其是不同长度和横截面的纤维，或醋酸纤维素膜的条带。也有可能以平面结构(如箔或膜)或纤维卷材形式使用粘结剂。最后，在个别情况下粘结剂也可以以液态(从溶液中或分散液中)形式引入。
为混合已述的根据本发明的模塑制品的起始材料，原则上所有已知的制造复合材料的方法均是合适的。由于复合材料各组分的特殊性质，一些混合方法是特别优选的。因而，聚合物复合的常规方法，如用挤出机、筛浆机、捏合机或轧制机复合的方法是可能的。由于粘结基料各组分的热和机械负荷在模塑前就已发生，用作粘结剂的醋酸纤维素不明显受热的影响的混合方法是特别有利的。
就制造具有特定性能的预型件或制造型材，用溶液或分散液浸渍，或通过层压或根据三明治或膜重叠方法将片状组分膜和/或纤维卷材联结的方法是特别适合的。考虑到根据本发明的可能的材料性能，尤其有利的是，醋酸纤维素以粉末或纤维形式加入到特定增强材料中，如通过在纤维混合装置或用在不同卷材制造的方法之一的混合或分散方法。在梳理机上的机械卷材形成方法、空气动力卷材形成方法和水动力卷材形成方法或造纸方法是特别合适的。
在混合过程结束后，依所用方法的不同，得到具有不同性能的起始材料。例如，采用挤出机上复合或膜重叠方法，得到硬的固体产品。这些材料可以在各种情况下粒化以供深加工之用，或直接制成板、型材或成品零部件。通过纤维混合或卷材形成过程，依所用方法，得到疏松的固体席材，该席材在各种情况下例如均可用于绝缘目的或制成半成品，或接着深加工制成所希望的产品。除可生物降解外，根据本发明的模塑制品另一个突出的优点是，原则上，它们确实包含热塑性塑料及具有由此带来的别的优点，但热塑性只在特定加工条件下才显示出来。相反，在使用条件下产品实际上没有热塑性行为，因而在使用时具有优异的热稳定性。
根据本发明的粘结基料在特定加工条件下具有必须的良好模塑性能，尤其是模塑温度和模塑压力必须适应组成的特殊要求。当然，加工过程中材料的湿气含量也是相关的。例如，起始材料中的总湿气含量以起始混合物中所用醋酸纤维素量为准必须为至少大约3wt.％。此量实际上可以大约20wt.％，通常在大约3～5wt.％范围内可以得到特别好的值。总的来说，天然纤维素纤维或含天然纤维素的纤维已经具有所需的湿气含量以满足混合过程中对总湿气含量的要求。例如，在正常情况下，根据DIN50014，20℃、65％环境湿度下亚麻含有8～10％的水。
醋酸纤维素也含有特定的平衡的湿气含量，该含量是取代度、尤其是气候条件的函数。通过在调整室中在合适的温度和环境湿度下对起始材料(优选已经是混合形式的，如纤维卷材)调湿可以得到所希望的总湿气含量。另外，通过向纤维卷材喷水可以使其在模塑前具有所需的湿气含量。
显然，根据本发明的模塑制品由于其特殊的热和机械性能可以用于许多用途。例如，尤其是用于汽车领域用作侧面板或门镶面板以及顶板，作为包装材料、隔热材料或家具部件。突出的是，根据本发明的模塑制品也可以制成不同类型的半成品，如卷材、席材、板材/片材和箔/膜。
下面结合几个实施例对本发明加以解释，表1～表3对本发明的重要特点列出了参考数值。
实施例1～10
使用如表1所示的DS值及具有表中给出的用量的醋酸纤维素纤维。直径为3分特切割长度为10mm的亚麻纤维和切割长度为5mm的醋酸纤维素纤维用湿式卷材设备制成纤维卷材。使用具有不同取代度[DS2.2(例1-5)和DS2.5(例6-10)]的两种类型的醋酸纤维素。亚麻纤维的用量从15wt.％变到85wt.％。这些卷材在水压机上模塑成多层以形成厚度大约为2.5mm的板材。压制条件为：260℃，1min，和120bar。模塑前卷材被调湿到总湿气含量为大约4wt.％。机械性能列于表1。
实施例11～15
使用具有表2所列DS值的醋酸纤维素纤维和用量。所有压制板纤维含量为50wt.％。表2也列出了所得模塑制品的机械性能。
实施例13于实施例8相对应，但卷材不是在湿式设备上制造，而是使用卷材梳理机制造的，亚麻纤维和醋酸纤维素长度为50mm。
实施例14和15与实施例8相对应，使用黄麻和纸纤维(CMTP)，而不是亚麻。
对比实施例1和2
为了对比，用能够挤出浇塑的醋酸纤维素制造了醋酸纤维素压制板(用Bioceta)，其中使用了大量软化剂，在湿式卷材装置上制造，含有50％亚麻以及聚丙烯，根据膜重叠法模塑了具有多层亚麻卷材和PP膜的三明治结构。亚麻份数为50wt.％。机械性能数据列于表2。所测维卡数据是使用下热稳定性的一个度量。
实施例16～18
使用具有如表3所列DS值的醋酸纤维素纤维和用量。
根据DIN53933的土埋试验，实施例16中的纯醋酸纤维素压制板和根据实施例17和实施例18含有50和75wt.％亚麻的压制板在29℃潮湿土壤中埋藏45天。表中列出了机械性能的改变及重量损失。通过加入亚麻，重量损失增加。这意味着生物降解进行得更快。
实施例19
对对比实施例1(CA Bioceta)、对比实施例2(聚丙烯)和根据本发明的实施例12的材料进行动态机械热分析。在此测量中，一条状样品在一端被夹紧，可移动的另一端用马达以1Hz的频率30um的振幅使其振动。测量弯折样品所要求的力并以tgδ记录。测量过程中样品暴露在以2℃/min恒定速率加热的热室中。随着样品的软化，tgδ上升。在图1中，画出了tgδ随温度变化的曲线。基于这些数据，可以确定列于表4中的以℃表示的软化点。测得根据本发明的材料在176℃具有最高软化点温度。
所有表中，缩写CA代表醋酸纤维素。
表1
实施例 CA纤维DS 纤维份数％ 拉伸强度N/mm 伸长率％ 拉伸模量N/mm2 挠曲强度N/mm2 挠曲模量N/mm2 冲击强度mJ/mm2
1 2.2 15 27 2.8 1300 54 2320 4.7
2 2.2 25 30 2.4 1800 51 2600 7.0
3 2.2 50 43 2.0 3300 64 4300 12.1
4 2.2 75 52 2.1 3400 63 4300 18.3
5 2.2 85 44 2.5 3300 73 6700 14.8
6 2.5 15 27 2.7 1380 50 2300 4.5
7 2.5 25 30 1.9 1500 50 2300 6.2
8 2.5 50 43 2.2 2800 72 3800 15.8
9 2.5 75 52 2.0 3900 80 5400 11.2
10 2.5 85 44 2.0 3600 70 3700 12.2
表2
(纤维或填料份数50wt.％)
实施例 CA纤维DS 纤维或填料 拉伸强度N/mm2 伸长率％ 拉伸模量N/mm2 挠曲强度N/mm2 挠曲模量N/mm2 冲击强度mJ/mm2 维卡温度℃
11 2.2 亚麻 43  2.0  3300  64  4300  12.1  191
12 2.5 亚麻 45  2.2  2800  72  3800  15.6  195
13 2.5 梳理亚麻 31  1.4  3200  87  5600  14.3
14 2.5 黄麻 33  1.5  2700  55  4650  4.8
15 2.5 纸 42  2.5  2550  73  3650  5.5
对比实施例  64[SIC]
1 CABiocet 亚麻 43  2.5  2500  44  3400  17.5  125
2 聚丙烯 亚麻 52  5.5  2000  82  4700  36.0  130
表3
埋藏试验
(相对于起始值为100％的性能变化率
基体：DS为2.5的醋酸纤维素，经受45天埋藏)
实施例 亚麻份数％ 拉伸强度变化率％ 拉伸模量变化率％ 断裂伸长率变化率％ 重量损失率％
 16  0  127  92.0  150  0.5
 17  50  59  52.0  142  7
 18  75  48  39.0  150  15
表4
DMTA 测量
    实施例     软化温度以℃
    对比实施例1     65
    对比实施例2     130
    实施例12     176
说明：
各种性能是根据如下DIN规定测定的：
拉伸强度：DIN53 455
拉伸弹性模量：DIN53 457
挠曲强度：DIN53 452
挠曲弹性模量：DIN53 457
断裂伸长率：DIN53 455
冲击强度：DIN53 453

Claims (25)

1.一种含有基于醋酸纤维素为粘结剂的粘结基料和增强天然纤维素纤维或含天然纤维素的纤维的模塑制品，其特征在于，该醋酸纤维素的取代度为1.2～2.7，模塑制品的维卡温度为至少160℃，醋酸纤维素与天然纤维素纤维或含天然纤维素的纤维的重量比为10∶90～90∶10。
2.根据权利要求1所述的模塑制品，其特征在于，醋酸纤维素的取代度在1.8～2.6之间。
3.根据权利要求2所述的模塑制品，其特征在于，醋酸纤维素的取代度在2.1～2.5之间。
4.根据权利要求1所述的模塑制品，其特征在于，醋酸纤维素与天然纤维素纤维或含天然纤维素的纤维的重量比为15∶85～85∶15。
5.根据权利要求4所述的模塑制品，其特征在于，醋酸纤维素与天然纤维素纤维或含天然纤维素的纤维的重量比是25∶75～60∶40。
6.根据权利要求1的模塑制品，其特征在于，其维卡温度至少为170℃。
7.根据权利要求6的模塑制品，其特征在于，其维卡温度是180～200℃。
8.根据权利要求1的模塑制品，其特征在于，醋酸纤维素的聚合度在140～270之间。
9.根据权利要求8的模塑制品，其特征在于，醋酸纤维素的聚合度在170～250之间。
10.根据权利要求1的模塑制品，其特征在于，天然纤维素纤维或含天然纤维素的纤维的平均长度为0.2到100mm，平均横截面直径为8到100μm。
11.根据权利要求10的模塑制品，其特征在于，天然纤维素纤维或含天然纤维素的纤维的平均长度为3到30mm，平均横截面直径为10到30μm。
12.根据权利要求1的模塑制品，其特征在于，天然纤维素纤维或含天然纤维素的纤维以如下形式存在：卡波克，西沙尔麻，黄麻，亚麻，椰毛，洋麻，蕉麻，桑树韧皮，大麻，青麻和/或棉纤维。
13.根据权利要求1-12中任一项的模塑制品，其特征在于，它还包括矿物纤维。
14.根据权利要求13所述的模塑制品，其特征在于，矿物纤维为碳酸钙、硫酸钙、二氧化硅和/或硅铝酸盐。
15.根据权利要求13所述的模塑制品，其特征在于，矿物纤维以5～50wt.％的量存在。
16.根据权利要求15所述的模塑制品，其特征在于，矿物纤维以10～20wt.％的量存在。
17.根据权利要求1-12中任一项的模塑制品，其特征在于，包括染色剂。
18.根据权利要求17所述的模塑制品，其特征在于，染色剂是颜料。
19.根据权利要求18所述的模塑制品，其特征在于，颜料是白颜料。
20.根据权利要求17所述的模塑制品，其特征在于，染色剂的量为0.1～1wt.％。
21.一种制造如权利要求1～20中任一项所述的模塑制品的方法，其特征在于，将醋酸纤维素与天然纤维素纤维或含天然纤维素的纤维以重量比为90∶10～10∶90混合，总湿气含量调节到相对于混合物中醋酸纤维素总量为至少3wt.％，此混合物在温度220～280℃、压力3～15MPa下模塑。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，醋酸纤维素与天然纤维素纤维或含天然纤维素的纤维的重量比为15∶85～85∶15。
23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，起始材料在环境温度下混合。
24.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，模塑是在温度240～270℃、压力5～13MPa下进行。
25.前述权利要求1～20中任一项的模塑制品用作汽车内部零件，以及包装材料，绝缘材料或家具部件的用途。
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