专利名称：具有最优化填料的母料方法
技术领域：
本发明涉及一种用于形成具有最优化填料的组合物材料的系统。最优化填料与基础材料、抗氧剂和除酸剂结合以形成母料。所述母料然后与产品树脂相混合并加工以形成用于成型为制品的组合物材料。
2.相关技术大量不同的制造产品均可由这种类型的材料制成，其允许在制品成型前共混或者混合ー种或多种填料。填料典型地为低成本的材料，其范围可以从玻璃珠到锯屑，并且被用于降低其它材料(例如塑料)的用量，其它材料典型地为更加昂贵的材料。填料可以根据包括降低成本和控制最终产品的机械性能的原因进行选择。填料典型地作为固体材料被添加至可以为液体或粉末的材料，并且该液体或粉末材料在室温下典型地为液体或者在形成熔体的升高的温度下为液体。然后以某种方法对所述熔体或者粉末进行加工(例如固化、挤出、模制)，并且之后进行固化或硬化。塑料或者塑料树脂原理上为聚合物，聚合物为合成制备的或者是天然生成但以某种方式进行改性的的。树脂制造商将原材料(例如原油或者天然气)转化为基础聚合物，该基础聚合物用于制造不同的商品。据报道，热塑性塑料为制造的聚合物中最大的一类或ー族。聚合物被加热以变为液体，并且经常通过引入添加剂来改性，从而降低材料的成本以及相应地降低除填料的最終制品的成本，当固化和/或冷却时添加剂也可以改变聚合物的物理性能。M. Xanthos, Functional Fillers For Plastics (ffiley-VCH2005) pp. 1-6。图1以简化的形式示出一种用于形成具有填料的聚合物产品的方法。选定的树脂10与选定的填料12以及可选择的添加剂14 一起共混16。所获得的混合物、熔体或者共混物16然后被供应到成型设备/机器18以形成产品。可与树脂相结合的添加剂可以包括着色剂、润滑剂、偶联剂和稳定剂。所述添加剂还可以包括发泡剂以控制所获得材料的密度。举例来说，已知低成本的填料，例如粘土、石灰石粉、滑石以及其它粉末或者粒状材料可以被添加至树脂中或者与树脂结合使用，以降低用于制造给定产品的材料的成本，这是因为使用了较少的树脂。A.Brent Strong,PLASTICS Materials and Processing, (3rd Ed.Pearson PrenticeHall2006),pp. 1-21。也可以添加其它的填料，例如碳酸钙、硅、玻璃珠、锯屑、刨花以及如亚麻和大麻的纤维材料，从而影响最终制品的组成和机械性能。什么是或者什么构成了用于聚合物的添加剂或者填料并不容易界定。ー些添加剂具有特定的几何构型(例如纤维、薄片、球、微粒)。微粒通常为球形的或者被认为是球形的；并且它们具有典型地被认为是I的长度与宽度的比值(即长宽比)。它们不是纤维，但反而典型地为ー种材料的不同尺寸和形状的某种形式的混合物。所述微粒经常被混进液体或熔融塑料中。将填料混合至树脂中显然增厚了混合物，其与面粉增厚面团的方式相似。在某些情况中，可以添加填料以增厚混合物从而控制粘度。如果粘度太低，那么就可添加触变胶(例如煅制氧化硅)从而增厚熔融混合物。如果因为需要特定量的填料用于控制例如可燃性而使得粘度太高，那么可以使用降粘剂(例如有机酸盐)。A. Brent Strong, Fundamentalsof COMPOSITES MANUFACTURING, Materials, Method and Applications, (2nd Ed, Societyof MfgEngineering2008)pp. 42-43, 70;M. Xanthos, Functional Fillers ForPlastics(ffiley-VCH2005)pp. 6-7。·
使用填料的ー个主要动机曾经是并且仍将是通过減少使用昂贵树脂来降低最終制品的成本。也就是说，昂贵的树脂被低廉的填料所替代。但是，当前已经逐渐清楚地认识到填料的使用会影响得到的制品的物理或结构特性。例如，玻璃珠、锯屑和薄片均可以出于不同原因而被添加，从而制造具有不同机械性能的制品。填料还已知会在某种程度上影响熔体的加工特性。例如，未填充的聚合物表现为类似于非牛顿流体，其在熔体加工过程中粘度发生变化。填料的添加将会增加液体的粘度；并且粘度的増加改变液体的流动和其它加工特性。然而，填料的包装和填料本身的颗粒尺寸分布并不被认为是影响熔体流变性的因素，并且迄今为止未用于调整或者控制熔体的粘度。相反地，所述因素被认为影响最终固化或硬化的材料的材料特性。M. Xanthos, Functional Fillers For Plastics(Wiley_VCH2005)pp. 32-35。随着时间的推移，填料的广泛使用导致不同类型填料的分类，其根据填料所具有的已知优点或功能。M. Xanthos, Functional Fillers For Plastics (ffiley-VCH2005)PP. 12-15。同时已知多种不同种类的填料的功能和应用，选择填料的过程主要是根据经验。许多不同的种类已经以多种不同的方式使用，其现在已经是众所周知的，有关所述填料的信息已经变为教科书上的材料。此外，应当理解，除其它因素，特定填料的质量还根据来源而有所不同。由此，即使许多材料将是合适的或者甚至理想的填料，它们都没有被使用，因为质量不仅是从ー个来源到另ー个来源不稳定，而且在某些批次中也不稳定。这样的材料由此而没有被使用或者选择，尽管它们具有更低的成本和可用性。形成母料或者共混材料以进一歩与其它的材料共混或者混合的制造步骤或方法也是已知的。相应地，当前普遍认为可以更有效地控制相关的制造成本。对于系统来说，需要确定或者最优化在任意的组合物材料中所选择的填料或者填料的组合，并且更特别地对于低成本的可被加工或者共混的填料的选择和最优化，需要形成均匀的填料，特别是在树脂、例如塑料中具有相同的物理属性。对于填料来说，将需要使其能够影响熔体的粘度并允许制造成本的降低。对于开发母料系统来说，需要促进最优化填料共混在最终产品中的使用。发明概述为了形成组合物，最优化的填料材料和树脂相结合并且与除酸剂和抗氧剂共混以形成母料。所述树脂优选为中密度聚こ烯。所述除酸剂优选为水滑石；并且所述抗氧剂优选为酚类抗氧剂和亚磷酸盐抗氧剂中的ー种，并且更优选包含两者。最优化的填料材料由两种或多种填料构成，其相结合以生成用于所需应用的最优化填料。在某些应用中，第一填料为粉煤灰，并且第二填料为不同于第一粉煤灰的粉煤灰。在ー种可替换的方法或エ艺中，所述母料与另ー种树脂结合，然后通过例如挤出加工成最终制品。最优化填料可以通过提供第一填料并将第一填料放置在第一保持装置中而形成。第一计量装置经设置以接收第一填料，并操作以计量第一填料。第二填料被放置在第二保持装置中。第二计量装置接收第二填料，并操作以计量第二填料。提供分析装置以用于至少分析材料的颗粒尺寸分布。第一填料的试样被供给至分·析装置，其分析所述试样以至少确定第一填料的颗粒尺寸分布。类似地，第二填料的试样也被供给至分析装置，其操作以分析第二填料的试样，从而至少确定第二填料的颗粒尺寸分布。分析装置经配置和操作以提供至少反应第一填料的颗粒尺寸分布的第一组成信号以及至少反应第二填料的颗粒尺寸分布的第二组成信号。提供并配置控制装置以处理第一组成信号和第二组成信号，其与理想的颗粒分布相比以确定第一填料颗粒尺寸分布的组合物和理想填料组合物之间的第一差值，以及确定第二填料组合物和所述的理想填料组合物之间的第二差值。控制装置比较第一差值和所述第二差值，然后计算出反应第一填料的第一用量的第一计量信号以及反应待共混的第二填料的第二用量的第二计量信号，从而得出最优化填料材料，其具有最接近理想填料组合物的组成。第一计量信号被提供给第一计量装置，从而操作所述第一计量装置以计量用干与第二填料材料混合的第一填料材料。第二计量信号被发送给第二计量装置，从而操作所述第二计量装置以计量第二填料材料。第一填料材料和第二填料材料在计量之后被混合或者共混，以进一歩混合成为母料。在其他方法中，所述树脂为中密度聚こ烯；所述除酸剂为水滑石；并且所述抗氧剂为酚类抗氧剂和亚磷酸盐抗氧剂中的ー种或两种。优选地，提供并操作复合机以共混提供给所述复合机的最优化填料、树脂、除酸剂和抗氧剂，从而形成母料。优选地，第一填料为第一粉煤灰，并且第二填料为不同于所述第一粉煤灰的第二粉煤灰。上文讨论的方法和步骤特征以及在上文提出的步骤将通过下面的说明以及所附的权利要求而更完全地显而易见。
以下附图仅描述了典型的实施方式，以说明所要求保护的发明的特征和原理，并且由此不应被认为是对于所附权利要求范围的限制。通过使用附图，本发明将利用其它的说明和细节来进行描述和解释，其中图1为现有技术系统的简化图；图2为描述用于形成本发明的可成型组合物的系统的组成的简化图；图3为用于形成本发明的可成型组合物的方法的步骤的简化方框图；图4为在树脂中使用的理想填料的颗粒尺寸分布图；图5A-1至5A-3示出图4的最优化填料的颗粒尺寸分布；图5B-1至5B-3示出确定填料的最优化混合物的计算；图6示出非最优化填料的复合粉煤灰填料的比重以及相关特性；
图7A-D为示出用作填料的试样材料的累积体积百分比的表格；图8为示出涉及理想填料的共混填料的预测颗粒尺寸分布的图形；图9为测试结果表格；图10为描述在本发明的方法中的材料流的方框图。优选实施方式图2中描述的系统使用与图3类似的エ艺或方法来最优化一种或多种填料的用量，其与所选择的可成型材料一起使用以形成所需的制品。材料22的供给被提供以用于在料筒24中的混合或共混，其将在下文中更加充分地描述。所供给的材料22可以是任意的能够形成为合适制品的材料，其在所述制品的制 造中使用或结合一种或多种填料。计划使用或者所供给的材料22为这种类型的塑料，其能够通过任意已知的成型或成形系统(例如注射成型、吹塑成型、真空成型、注射成型、挤出)来成型为制品。这种类型的塑料典型地在标准温度和压カ(STP)以及典型的室温下下为固体。实际上，这种塑料在正常的工作环境中典型地以碎片、微粒、薄片、粉末等形式的固体形式存在。基于特种塑料，许多这样的材料可以在通常约200华氏度至约800华氏度的温度范围下被熔融以形成液体。例如，聚こ烯的熔点范围为约200华氏度至约240华氏度；并且聚丙烯的熔点范围为约320华氏度至约360华氏度。換言之，在此计划使用的塑料在塑料温度升高至一定水平以上时典型地会变软并趋于流动，并且最終变软至可使用的粘度。源头的材料22初始为固体形式，例如碎片、微粒、粉末或者小球的形式。碎片、小球、粉末或者微粒或者其它合适的固体形式被筛分，以使得它们移动通过合适的管道或者管路26和28、并通过材料计量器30，其中，測量用量的材料22被分配至料筒24。在某些应用中，材料22可以是微粒或者粉末，从而可以被液化并作为流体移动。正如当前所期望的，料筒24具有与其相连的加热器31，用于加热材料22井根据需要将其熔融。虽然材料22典型地为上述的可以被熔融的固体，但是应当理解，材料22也可以在室温下为浆状物或者甚至液体。由此，可能仅需要加热用于維持所述液体形式的材料或者出于其它的原因用于升高材料的温度。系统20示出填料的使用，其最終与将在下文中讨论的材料相结合。在塑料中使用的大量不同的填料均为已知的，如在M. Xanthos, Functional Fillers ForPlastics (ffiley-VCH2005)中所描述的。大多数时候，选择填料是因为它们便宜并容易得至IJ。某些填料、例如玻璃珠特别地被用于某种特定的使用或应用。某些填料由于它们对主要制品的物理特性(例如，抗剪切力、增强可塑性、增加刚性、促进柔性、增强耐火性、控制颜色等等)的影响而被特别地选择并且甚至是特别地制造。与此同时，应当理解许多填料被选择是因为它们容易得到并且便宜。粉煤灰是ー种废产物，其由化石燃料、例如煤和油的燃烧而获得。化石燃料发电厂已知为粉煤灰的来源。来自于特定发电厂的粉煤灰的物理形式或者组成被认为是不同的，其不仅基于燃烧的性质和条件，而且还基于所使用煤的种类和来源。由于所提供的某些煤在从矿脉开采出时具有不同的组成，由于某些发电厂使用来自于不同矿的煤，并且由于某些发电厂使用不同的燃烧エ艺，所以每批粉煤灰的组成都会有所不同，并且每个发电厂的都会不同。虽然粉煤灰可以容易地得到，但是其并没有被采用为用于塑料的填料，这主要是因为粉煤灰的组成不是恒定的。也就是说，不同来源和不同批次的粉煤灰可能具有不同的物理特性、例如不同的颗粒尺寸分布以及不同的化学組成。本发明允许人们选择并使用至少ー种填料，特别是粉煤灰，并将其与其它的填料、特别是不同的粉煤灰混合或共混，每种粉煤灰具有不同的或者变化的组分。也就是说，根据本发明，不同来源和不同组成的粉煤灰材料与特定树脂和其它材料用于开发合适的最优化共混物，以在此之外在液体材料形成制品之前降低液体材料的粘度。所开发的最优化共混物还可以获得预期的最終制品的物理特性以及预期的顔色。也就是说，粉煤灰还可以用作着色剂，不同的粉煤灰对任意获得的最終制品起着不同的着色作用。如在图2中所示的，填料A32由填料容器38手动输送至筛选和分选设备36，或者通过任意合适的装置(例如输送机或者管34)从填料容器38供给至筛选和分选设备36。以商业规模使用的、用于在此公开的エ艺的填料，例如填料A32，优选地具有基本上均匀的组成，并且具有特定的其它优选的物理特性。也就是说，填料A32典型地具有粉末的外观，并且由相对小的颗粒或者微粒组成，其典型地通常具有球形的形状，并且其尺寸被设置为直 径或者有效直径小于1000微米(ii m)。例如，填料A的所有单独颗粒均可以具有小于约I毫米的有效直径，并且优选小于500微米。如果颗粒为球形的，那么所述的有效直径为球的直径。如果所述颗粒为球形以外的其它形状，那么所述有效直径为近似平均直径或者直径中值。所述筛选和分选设备36将进来的填料A32筛选、分选或者处理成为填料140，其从分选设备36供给至容器42。填料A32可以通过利用合适的容器进行输送或者通过具有传导器41的系统来手动地供给。因此，填料140具有特定尺寸范围的颗粒分布。其为可利用的几个之一，并且为被选择为与其它填料相混合的ー个。筛选和分选エ艺可以通过几种方式来完成，包括令填料通过具有特定网孔的筛子。填料A32中没有通过所述筛子的筛孔尺寸的部分作为废物被处理或者采用某些其它方式来处理。也就是说，用于不同制品中的具有更加自由的颗粒尺寸公差的大于筛孔尺寸的材料被作为废物来处理，或者在滚压机中或常规研磨机中进行处理以将较大颗粒的填料A32减小为能够通过筛孔的尺寸。虽然筛孔被描述为用于分选填料A32的合适的工具，但是应当理解，只要能获得最終的结果，任意合适的设备或技术均可以被使用。也就是说，所形成的填料140具有特定的物理特性，包括已知的颗粒尺寸分布和特定的比重。容器42中填料140的物理特性通过颗粒分析器44来測量和确定，该颗粒分析器44与容器42连接以周期性地获得填料140的试样用于分析填料1，或者简单地放置以分析填料140。颗粒分析器44分析填料140并生成第一组成信号，其被手动地或者通过任意合适的装置输送至控制装置，包括通过传导器48将第一组成信号传送至例如为控制器46的控制装置。第一传导器实际上可以是无线传输和接收系统，并且还可以是互联网。更具体地，还可以操作颗粒分析器44来检测填料140的颗粒尺寸分布(PSD)。通过传导器48传送的第一组成信号包括PSD数据，其与将在下文中讨论的理想颗粒尺寸分布相比对。已经发现Beckman Coulter LS-230PSD分析器适用于这种应用中，从而对PSD进行评估。当然，显而易见的，传导器48可以由多个传导器构成并且颗粒分析器44可以包括多个用于检测比重和颗粒尺寸分布的设备。也就是说，可以以其它的方式构建颗粒分析器44和传导器48，只要所述比重和颗粒尺寸分布被检测并发送或者传输至所述控制器46。可替换地，其它测试设备和方法也可以用来满足用于颗粒尺寸分布测试的ASTM C690标准。例如填料140的填料的比重也需要被测定并输进控制器46。当前，每批填料140通过取样并根据特定的方案来实现确定其比重。所述比重可以分别通过在ASTM国际标准C188中所描述的步骤或者通过美国国家公路与运输委员协会(ASSHTO)标准T133来确定。控制器46可以是或者可以包括具有用来输入数据的典型的键盘的计算机。由此，手动确定的获得的比重通过手动输入装置47 (例如标准计算机键盘)被手动地输入至控制器46中。图2示出填料容器52中的第二填料，即填料B50。填料B50可以在合适的容器中手动地输送或者通过合适的输送机、管道或者管54供给至用于筛选和分选的设备，如筛选和分选设备36。其实质上与筛选和分选设备36起相同的作用，并且相应地通过管道60供给分选的作为填料258的填料供应。可替换地，作为筛选和分选设备36的输出，填料2-58通过合适的容器被手动地输送至填料容器62。填料258包含在容器62中，该容器62也与颗粒分析器44连接，该颗粒分析器44同样地检测填料258的颗粒尺寸分布。相应地，颗粒分析器44给出反映填料258的颗粒尺寸分布的第二组成信号，其通过传导器48传送至控 制器46以进一歩如下所述地进行处理。填料258的比重也以与填料140比重的确定方式相同的方式来手动地确定。所述比重然后通过手动输入装置47 (例如键盘)被输进控制器46中。在图2中，所示的填料A32和填料B50通过筛选和分选设备36和56进行筛选和分选。应当理解，填料A32和填料B50事实上代表在数量上接近并且甚至是超过15的多种填料。也就是说，所述系统可以提供填料A32和填料B50以外的填料。然而，实际上普遍认为所述系统使用两种或者三种填料是最有效的。在图2中所描述的实施方式使用的填料A和填料B之后被转变为填料140和填料258。然而，在图2中以及在优选实施方式的讨论中的两种填料的应用不应当将本发明的范围限制在两种填料。控制器46比对填料140和填料258的颗粒尺寸分布，并且将它们与在下文中所讨论的理想填料的理想颗粒尺寸分布相比对。如果在制品形成之前可以获得特定的物理特性，通过例如降低熔体的粘度，或者通过当固化时控制最終制品的物理特性或者进ー步通过控制最終制品的顔色，则填料将被认为是理想的。控制器46由此计算出填料140或者填料258是否为理想填料，如果不是的话，那么其将使用填料I和填料258的比重来计算出如何混合这两种填料以研发最接近理想填料的最优化填料的组合。控制器46由此通过传导器65将第一计量控制信号发送至第一计量器64，其运行以计量用于通过输送机、导管或者管道68传输至主填料容器66的填料140的特定用量。类似地，控制器46还通过传导器65将第二计量控制信号传送至第二计量器70，其运行以计量用于通过输送机、导管或者管道72传输至主填料容器66的填料158的特定用量。可替换地，控制器46可以显示如下讨论的待混合的用量。然后用户可以測量填料140和填料258的合适的用量，以手动地放置在主填料容器66中。主填料容器66具有共混设备74，从而共混计量用量的填料140和填料258以形成最优化填料76。共混设备74可以是空气混合器或者叶片式混合器。第一计量器64具有返回式过滤器和反馈路径77，以返回任意不期望的颗粒并通过筛选和分选设备36再处理。第二计量器70类似地具有返回式过滤器和反馈路径78以返回任意不期望的颗粒并通过筛选和分选设备56再处理。可替换地，反馈路径77和78可以导引任意不期望的材料从第一计量器64和第二计量器70中滤出以排除。
控制器46还可以通过传导器80连接至填料计量器82、添加剂计量器84和材料计量器30。控制器46发送填料信号至填料计量器82，从而控制通过输送机、导管或者管道86接收的来自主填料容器66的填料共混物或者最优化填料76的用量，其通过导管87输送至料筒24以与材料22结合。材料计量器30通过传导器80接收来自于控制器46的材料控制信号，从而计量通过导管26接收的来自于材料容器88的材料22的用量。材料22之后通过导管28供给至料筒24。类似地，添加剂计量器84通过传导器80接收来自于控制器46的添加剂信号，从而供给来自于添加剂容器90的并且通过导管92供给的任意一种或多种添加剤。添加剂计量器84运行以计量任意所选的添加剤，所述添加剂通过导管94供给至料筒24。可替换地，控制器46可以在与计算机相连的合适的屏幕上显示出用户所需的重量数据，从而称重最优化填料76、添加剂14和材料22，并且手动地输送它们以输入合适的成型装置106。应当注意在图2中示出ー个添加剂容器90和ー个添加剂计量器84。然而，可以提供用于容纳多种添加剂的多个添加剂容器。例如，除了用作着色剂的粉煤灰，多种着色剂中的任意ー种均可以被添加。可替换地或者额外地，例如，可以添加触变胶以增厚，并且可以 添加不同的有机盐以变薄。此外，发泡剂可以被添加至所获得的共混物或混合物中，以控制最終制得的制品的性质。如图2所示，所示的料筒24具有一些叶片96，其通过驱动轴100由马达98驱动。虽然叶片96以简化的形式示出，但是按照需要被构建为影响最优化填料76和材料22以及任意合适的添加剂的共混和混合，所述材料22例如为聚氯こ烯。可以使用其它结构，包括浆状物、螺旋泵，从而影响机械混合。与此同时，料筒24中的组合物通过加热器31被加热，该加热器31围绕料筒24设置以加热组合物(如果需要)至熔点或者大于熔点的温度。所选择的最优化填料76，例如如前所述进行选择并且之后还将讨论的粉煤灰填料，导致料筒24中熔体104的低粘度。相应地，用于驱动马达98的能量被降低，并且用于驱动马达98以及操作加热器31的电能用量显著減少。可替换地，料筒24中的混合物可以是粉末，该粉末被混合井随后手动地输送至成型机器，其中，所述成型机器将混合物加工为合适的流体，该流体将形成为最终所期望的制品。图2还描述了熔体104从料筒24移动至成型设备106。成型设备106可以是几种已知塑料成型设备中的任意ー种，包括注射成型机、滚压成型机、真空成型加工以及挤出设备。在图2中，成型设备106为具有泵108和成型工具110的挤出系统，所述成型工具110典型地为挤出模具。在较低粘度的情况下，熔体104更容易地泵送并挤出。挤出エ艺由此使用较低的能量来形成在滚动支撑114上移动的制品或エ件112。此外，该挤出エ艺由此而更加快速，对挤出模具的磨损更小。在图2中还示出电源116，其连接至不同的部件以根据操作需要提供动力。为了便于说明，没有分别对提供动カ的传导器进行标记。本领域技术人员将认识到必要时合适的动カ将被供给至那些需要动カ的部件。现在參考图3，其描述了图2系统的操作エ艺或方法。虽然各个步骤并不必以任意特定的顺序来执行，但是典型的首先选择最优化填料120、然后确定应用于特定树脂的所述最优化填料的特性。根据经验，不同的粉煤灰产品是通过将它们混合至聚合物中来进行测试以确定粉煤灰和树脂是如何实施的。在所涉及的エ艺中，确定了用于预期应用的最优化填料为具有特定颗粒尺寸分布的特定粉煤灰。选择粉煤灰是因为粉煤灰成本低并且容易获得。更重要地，在发现特定的粉煤灰并不会导致所获得的树脂/填料组合物或者熔体被增厚之前，对多种不同的粉煤灰材料进行测试；相反地将特定的粉煤灰添加至熔体而使之变薄。换句话说，熔体的粘度在特定的粉煤灰填料加入之后会变得更低，而不是如所期望的那样变高。此外，利用特定的粉煤灰填料来制造制品的整个エ艺的能耗显著降低。理论颗粒尺寸分布被手动地选择为理想颗粒尺寸分布。预测与合适的树脂混合时具有低粘度；然后评估实际的填料，通过评估确定所述实际的填料具有如理论颗粒尺寸分布所预测的低粘度。将理想颗粒尺寸分布标准化以生成如图4所示的标准化数据的曲线图或者曲线130，如图5A-1至5A-3的列180所示的每个颗粒尺寸分级151的标准化数据使用如下等式
来获得。
权利要求
1.一种形成组合物的方法，所述方法包括提供最优化填料材料；提供树脂，所述树脂适合与所述最优化填料材料共混；提供除酸剂，所述除酸剂经选择用于移除酸；提供抗氧剂；以及共混所述最优化填料材料、所述树脂、所述除酸剂和所述抗氧剂以形成母料。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述树脂为中密度聚乙烯。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述除酸剂为水滑石。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述抗氧剂为酚类抗氧剂或亚磷酸盐抗氧剂。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述抗氧剂包括酚类抗氧剂和亚磷酸盐抗氧剂。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述最优化填料材料包括第一填料和第二填料，所述第二填料不同于所述第一填料。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述第一填料为第一粉煤灰，并且所述第二填料为第二粉煤灰，所述第二粉煤灰不同于所述第一粉煤灰。
8.根据权利要求1所述的方法制备的制品。
9.一种形成组合物的方法，所述方法包括提供最优化填料；提供树脂，所述树脂适合与所述最优化填料共混；提供除酸剂，所述除酸剂经选择用于移除酸；提供抗氧剂；共混所述最优化填料、所述树脂、所述除酸剂和所述抗氧剂以形成母料；提供制品树脂；混合所述制品树脂和所述母料以形成复合物；以及加工所述复合物以形成制品。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述最优化填料材料通过以下步骤形成提供第一填料并将所述第一填料设置在第一保持装置中，提供第一计量装置以接收所述第一填料，操作所述第一计量装置以计量所述第一填料，提供第二填料并将所述第二填料设置在第二保持装置中，提供第二计量装置以接收所述第二填料，所述第二计量装置经配置以计量所述第二填料，提供分析装置，至少用于分析材料的颗粒尺寸分布；提供所述第一填料的试样至所述分析装置，操作所述分析装置以分析所述第一填料的所述试样，从而至少确定所述第一填料的颗粒尺寸分布，提供所述第二填料的试样至所述分析装置，操作所述分析装置以分析所述第二填料的试样，从而至少确定所述第二填料的颗粒尺寸分布，配置和操作所述分析装置以提供第一组成信号和第二组成信号，所述第一组成信号至少反映所述第一填料的颗粒尺寸分布，所述第二组成信号至少反映所述第二填料的颗粒尺寸分布，提供控制装置，其配置以接收并处理所述第一组成信号和所述第二组成信号，配置并操作所述控制装置，从而实现所述第一组成信号和所述第二组成信号以及所述第一组成信号和第二组成信号的组合与理想颗粒尺寸分布的组成的对比，从而确定所述第一填料颗粒尺寸分布组成和理想填料组成之间的第一差别，并且确定第二填料组成和所述理想填料组成之间的第二差别，操作所述控制装置以对比所述第一差别和所述第二差别，并且开发反映所述第一填料的第一用量的第一计量信号以及反映将要被共混的所述第二填料的第二用量的第二计量信号，从而获得最优化填料，所述最优化填料具有最接近所述理想填料组成的组成，提供所述第一计量信号至所述第一计量装置，从而操作所述第一计量装置以计量所述第一填料材料，提供所述第二计量信号至所述第二计量装置，从而操作所述第二计量装置以计量所述第二填料材料，以及将所述第一填料和所述第二填料与树脂混合以形成所述母料。
11 ·如权利要求9所述的方法，其中所述树脂为中密度聚乙烯，其中所述除酸剂为水滑石，并且其中所述抗氧剂为酚类抗氧剂或亚磷酸盐抗氧剂。
12.如权利要求9所述的方法，其中所述抗氧剂包括酚类抗氧剂和亚磷酸盐抗氧剂。
13.如权利要求9所述的方法，其中所述最优化填料通过共混第一填料和第二填料来形成。
14.如权利要求9所述的方法，进一步包括提供复合机器，并且其中所述最优化填料和所述树脂、所述除酸剂和所述抗氧剂被提供至所述复合机器，并且其中操作所述复合机器以共混所述最优化填料和所述树脂、所述除酸剂和所述抗氧剂，从而形成所述母料。
15.如权利要求13所述的方法，其中所述制品树脂为高密度聚氨酯树脂。
16.根据权利要求8所述的方法制备的制品。
17.如权利要求8所述的方法，其中所述第一填料为第一粉煤灰，并且其中所述第二填料为第二粉煤灰，所述第二粉煤灰不同于所述第一粉煤灰。
18.—种形成组合物的方法，所述方法包括提供最优化填料材料，所述最优化填料材料为第一填料和第二填料的共混物；提供中密度聚乙烯树脂，所述中密度聚乙烯树脂适合与所述最优化填料共混；提供水滑石作为除酸剂，所述水滑石经选择以移除酸；提供酚类抗氧剂和亚磷酸盐抗氧剂；共混所述最优化填料、所述树脂、所述除酸剂和所述抗氧剂，从而形成母料；提供制品树脂；混合所述制品树脂和所述母料以形成复合物；以及加工所述复合物以形成制品。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述母料为液体或粉末，并且其中所述第一制品为固体。
20.如权利要求18所述的方法，其中所述最优化填料包括第一填料和第二填料，所述第二填料不同于所述第一填料。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述第一填料为第一粉煤灰，并且其中所述第二填料为第二粉煤灰，所述第二粉煤灰不同于所述第一粉煤灰。
全文摘要
第一粉煤灰的颗粒尺寸分布与通过实验获得的理想颗粒尺寸分布相比，从而当大量的粉煤灰被添加的时候提供具有低粘度的树脂熔体。类似地，第二粉煤灰材料与理想曲线相比，然后被共混或者最优化，从而提供与合适的树脂或者相似材料一起使用的最优化填料。共混的最优化填料与树脂、除酸剂和抗氧剂结合使用以形成母料，其可用于与其它树脂混合从而形成用于加工成最终制品的材料。此外，可以添加其它添加剂来发泡和着色。
文档编号C08J3/22GK103025802SQ201180037024
公开日2013年4月3日 申请日期2011年5月27日 优先权日2010年5月31日
发明者杰克·雷蒙德·普林斯, 杰瑞德·L·萨默 申请人:创新塑料有限公司