纤维复合材料、其用途及其制备方法技术

本发明专利技术涉及纤维复合材料(42)，其具有至少一个由纤维材料构成的纤维层(4,14,16)，该纤维层嵌入在基于热塑性塑料的基体 (8,18)中，其中基体(8,18)的组合物包含：60-95重量份的芳族的聚碳酸酯和/或芳族的聚酯碳酸酯，由环状磷腈、次膦酸的盐或低聚磷酸酯构成的组分和其它添加剂。本发明专利技术还涉及这样的纤维复合材料用于轨道车辆，特别是载人轨道车辆的构件的用途。本发明专利技术还涉及制造纤维复合材料的方法，其中由至少一个由纤维材料构成的纤维层 (4,14,16)和由至少一种塑料膜(30)构成的布置在所述纤维层 (4,14,16)两侧上的塑料层形成具有叠加布置的多层的层结构(36)，和其中将层结构(36)在压力和热的作用下压制成纤维复合材料(42)，其中塑料膜(30)具有相应于上述的纤维复合材料的基体的组成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及纤维复合材料，其具有至少一个由纤维材料构成的纤维层，该纤维层嵌入在基于热塑性塑料的基体中。本专利技术还涉及这样的纤维复合材料的用途和制备纤维复合材料的方法。纤维复合材料在现有技术中是长久已知的，例如以板材形式作为纤维复合材料板材（Faserverbundbleche）。具有基于热塑性塑料的基体的纤维复合材料板材在现有技术中也称为\复合材料片材（compositesheet）\。相对于不具有纤维增强的挤出塑料板材，这种复合材料片材具有更高的强度和刚度，和甚至接近金属板材的强度和刚度或者甚至可以超越其。由于复合材料片材相对于金属板材具有相当的金属特性而又具有显著更低的重量，所以复合材料片材在现有技术中主要用于汽车和飞机的制造，从而在不减弱机械性能的情况下实现更轻的重量。用于制造复合材料片材的方法例如在现有技术中已知(例如DE2948235C2)。在利用复合材料片材或纤维复合材料时，除了重量和机械性能之外，安全性方面通常也起到重要作用，尤其是在防火性方面。现有技术中已知纤维增强的复合材料，其具有好的防火性能和相应地在厚度≤2mm时具有V-1或更好的UL94-分级。例如，JP2005239939A描述了一种具有热塑性聚合物基体的纤维增强复合材料，其包含磷化合物，例如红磷作为阻燃剂。取决于各个应用领域，所述材料必须满足在火灾情况下的性能方面的各种法律规定。为了改善在火灾情况下的安全性，法律规定越来越严格，特别是对于轨道车辆领域的标准EN45545。已经表明，一些现有技术中已知的还能满足较弱的防火规定的复合材料片材无法令人满意地满足更严格的规定。这些复合材料片材特别是因此不能用于在轨道交通方面的用途。基于热固性塑料的阻燃的纤维复合材料例如在现有技术DE102007016698A1中已知。基于上述现有技术，本专利技术的目的在于，提供具有好的机械性能和根据标准EN45545-2的防火要求非常好的冒烟行为（Rauchentwicklung）的纤维复合材料。所述目的根据本专利技术至少部分通过如下的纤维复合材料实现，其具有至少一个由纤维材料构成的纤维层，该纤维层嵌入在基于热塑性塑料的基体中，其中基体的组合物包含：A)60-95重量份，优选65-90重量份，特别优选70-86重量份的芳族的聚碳酸酯和/或芳族的聚酯碳酸酯，B)0-15重量份，优选1-13重量份，特别是1-7重量份的橡胶改性的接枝聚合物，C)分别具有下述的组成和量的组分C.1、C.2或C.3之一，优选C.3：C.1)1.0–14.5重量份，优选1.5–9.0重量份，更优选2.0-8.0重量份的至少一种结构(X)的环状磷腈，(X),其中R分别是相同或不同的并且表示胺基团，分别任选卤化的，优选被氟卤化的，C1-至C8-烷基，优选甲基、乙基、丙基或丁基，C1-至C8-烷氧基，优选甲氧基、乙氧基、丙氧基或丁氧基，分别任选被烷基，优选C1-至C4-烷基和/或卤素，优选氯和/或溴取代的C5-至C6-环烷基，分别任选被烷基，优选C1-至C4-烷基和/或卤素，优选氯、溴和/或羟基取代的C6-至C20-芳基氧基，优选苯氧基、萘氧基，分别任选被烷基，优选C1-至C4-烷基和/或卤素，优选氯和/或溴取代的C7-至C12-芳烷基，优选苯基-C1-至C4-烷基，或卤素基团，优选氯，或OH基团；k是1或1-10的整数，优选1-8的数，特别优选1-5，其中三聚体(k=1)的含量为基于组分C.1的50-98摩尔%，优选60-98摩尔%，更优选65-95摩尔%，还更优选70-95摩尔%，特别优选70-90摩尔%和非常特别优选70-85摩尔%，C.2)0.1-30.0重量份，优选1.0-15.0重量份，特别优选7.0-12.0重量份的次膦酸的盐，C.3)0-25.0重量份，优选7.0-25.0重量份，特别优选11-20.0重量份的低聚磷酸酯，特别是双酚A-双(二苯基磷酸酯)，D)0-30.0重量份，优选0-15.0重量份，特别是0-5.0重量份的滑石，其平均粒径d50为0.1-20μm，E)0.05-5.00重量份，优选0.1-3重量份，特别优选0.1-1.5重量份，特别是0.1-1重量份的流滴剂，其中在本申请中优选使所有给出的重量份标准化，从而在所述组合物中的所有组分A+B+C+D+E的重量份之和为100。通常，所述基体的组合物包含小于等于15重量%，优选小于等于10重量%的接枝聚合物B)，基于整个组合物。当组分B)的含量基于整个组合物小于等于10重量%时，所述基体的组合物优选包含基于整个组合物大于等于11重量%的阻燃剂C.3。所述基体的组合物包含基于整个组合物优选最多20重量%，特别优选最多17重量%，特别是最多15重量%的根据组分C.3的阻燃剂。在一个特别优选的实施方案中，所述组合物仅仅由组分A至E组成，其中所述组合物还可以包含其它常见的添加剂。优选的纤维复合材料因此包含不含有聚酯的组合物作为基体材料。在一个优选的实施方案中，所述组合物还可以包含下述成分：F)0–15.0重量份，优选2.0–12.5重量份，更优选3.0-9.0重量份，特别优选3.0-6.0重量份的乙烯基(共)聚合物或聚对苯二甲酸烷二醇酯，G)0–15.0重量份，优选0.05–15.00重量份，优选0.2-10.0重量份，特别优选0.4–5.0重量份的添加剂，其中优选使所有给出的重量份标准化，从而在所述组合物中的所有组分A+B+C+D+E+F+G的重量份之和为100。在一个优选的实施方案中，所述组合物不含有无机阻燃剂和阻燃增效剂，特别是氢氧化铝、羟基氧化铝以及氧化砷和氧化锑。优选的实施方案可以单个实施或也可以彼此关联地实施。组分A适合在本专利技术中作为组分A的芳族聚碳酸酯和/或芳族聚酯碳酸酯是文献中已知的或可通过文献中已知的方法制备(关于芳族聚碳酸酯的制备，参见例如Schnell,\ChemistryandPhysicsofPolycarbonates\,IntersciencePublishers,1964和DE-AS1495626、DE-A2232877、DE-A2703376、DE-A2714544、DE-A3000610、DE-A3832396；关于芳族聚酯碳酸酯的制备，例如DE-A3077934)。例如通过二酚与碳酰卤优选光气反应和/或与芳族二羧酸二酰卤优选苯二甲酸二酰卤的反应，任选地使用链终止剂例如一元酚和任选地使用三官能的或多于三官能的支化剂，例如三本文档来自技高网...

【技术保护点】
纤维复合材料 (42)，具有至少一个由纤维材料构成的纤维层 (4, 14, 16)，其嵌入在基于热塑性塑料的基体 (8, 18)中，其中基体 (8, 18) 的组合物包含：A) 60‑95重量份的芳族的聚碳酸酯和/或芳族的聚酯碳酸酯，B) 0‑15重量份的橡胶改性的接枝聚合物，C) 分别具有下述的组成和量的组分C.1、C.2或C.3之一：C.1) 1.0–14.5重量份的至少一种式(X)的环状磷腈，(X),其中R分别是相同或不同的并且表示胺基团，分别任选卤化的，优选氟化的，C1‑至C8‑烷基，优选甲基、乙基、丙基或丁基，C1‑至C8‑烷氧基，优选甲氧基、乙氧基、丙氧基或丁氧基，分别任选被烷基，优选C1‑至C4‑烷基和/或卤素，优选氯和/或溴取代的C5‑至C6‑环烷基，分别任选被烷基，优选C1‑至C4‑烷基和/或卤素，优选氯、溴和/或羟基取代的C6‑至C20‑芳基氧基，优选苯氧基、萘氧基，分别任选被烷基，优选C1‑至C4‑烷基和/或卤素，优选氯和/或溴取代的C7‑至C12‑芳烷基，优选苯基‑C1‑至C4‑烷基，或卤素基团，优选氯，或OH基团；k是1或1‑10的整数，优选1‑8的数，特别优选1‑5，其中三聚体(k = 1)的含量为基于组分C.1的50‑98摩尔%，C.2) 0.1‑30重量份的次膦酸的盐，C.3) 1‑25重量份的低聚磷酸酯，特别是双酚A‑双(二苯基磷酸酯)，D) 0‑30重量份的滑石，其平均粒径d50为0.1‑20 µm，E) 0.05‑5.00重量份的流滴剂，其中优选使所有给出的重量份标准化，从而在所述组合物中的所有组分A+B+C+D+E的重量份之和为100。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.08 EP 13187763.11.纤维复合材料(42)，
具有至少一个由纤维材料构成的纤维层(4,14,16)，其嵌入在基于热塑性塑料的基
体(8,18)中，其中基体(8,18)的组合物包含：
A)60-95重量份的芳族的聚碳酸酯和/或芳族的聚酯碳酸酯，
B)0-15重量份的橡胶改性的接枝聚合物，
C)分别具有下述的组成和量的组分C.1、C.2或C.3之一：
C.1)1.0–14.5重量份的至少一种式(X)的环状磷腈，
(X),
其中
R分别是相同或不同的并且表示胺基团，分别任选卤化的，优选氟化的，C1-至C8-烷基，
优选甲基、乙基、丙基或丁基，C1-至C8-烷氧基，优选甲氧基、乙氧基、丙氧基或丁氧基，分别
任选被烷基，优选C1-至C4-烷基和/或卤素，优选氯和/或溴取代的C5-至C6-环烷基，分别任
选被烷基，优选C1-至C4-烷基和/或卤素，优选氯、溴和/或羟基取代的C6-至C20-芳基氧基，
优选苯氧基、萘氧基，分别任选被烷基，优选C1-至C4-烷基和/或卤素，优选氯和/或溴取代
的C7-至C12-芳烷基，优选苯基-C1-至C4-烷基，或卤素基团，优选氯，或OH基团；
k是1或1-10的整数，优选1-8的数，特别优选1-5，
其中三聚体(k=1)的含量为基于组分C.1的50-98摩尔%，
C.2)0.1-30重量份的次膦酸的盐，
C.3)1-25重量份的低聚磷酸酯，特别是双酚A-双(二苯基磷酸酯)，
D)0-30重量份的滑石，其平均粒径d50为0.1-20μm，
E)0.05-5.00重量份的流滴剂，
其中优选使所有给出的重量份标准化，从而在所述组合物中的所有组分A+B+C+D+E的
重量份之和为100。
2.权利要求1所述的纤维复合材料，其中所述基体的组合物还包含：
F)0-15.0重量份的乙烯基(共)聚合物或聚对苯二甲酸烷二醇酯，
G)0-15.0重量份的添加剂，
其中优选使所有给出的重量份标准化，从而在所述组合物中的所有组分A+B+C+D+E+F+
G的重量份之和为100。
3.权利要求1或2所述的纤维复合材料，其中所述基体的组合物包含：
C.3)7.0-16.0重量份的低聚磷酸酯。
4.权利要求1至3任一项所述的纤维复合材料，其中接枝聚合物B包含如下组成的接枝
聚合物：
B.1)5-95重量份，优选30-80重量份的如下混合物
B.1.1)50-95重量份的苯乙烯，α-甲基苯乙烯，甲基-环取代的...

【专利技术属性】
技术研发人员：T格里姆，V塔施纳，E温茨，T亨克，
申请(专利权)人：科思创德国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE