热塑性复合材料和其制造制造技术

本发明专利技术提供用于生产热塑性复合层压体的卷对卷连续制造方法，其包括：将热塑性树脂挤出成膜制品；用特定的浆料对纤维材料进行表面处理；以及在高于热塑性膜的熔点或软化点的温度下并且在由夹持辊或夹持带施加的压力下，将至少一层热塑性膜和至少一层经表面处理的纤维材料层压成复合片材。

Thermoplastic composite material and its manufacture

The present invention provides for the production of thermoplastic composite laminate roll to roll continuous manufacturing method comprises a thermoplastic resin film extrusion products; surface treatment of fiber materials with specific size; and the above thermoplastic film melting or softening point temperature and by the clamping roller or holding with the applied pressure, at least one layer of a thermoplastic film and at least one layer of the laminated fiber material surface treatment composite sheet.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术总体上涉及热塑性聚合物并且特别涉及生产热塑性复合材料的方法。Edwards在美国公开专利申请第2002/0094427号中描述了增强的热塑性制品，其包含a)第一热塑性层；和b)含有热塑性树脂和多种浸渍有树脂的连续增强纤维的纤维增强的热塑性复合材料，其中，第一热塑性层被热成形或者吹塑成热塑性复合材料。Vickery等人名下的美国公开专利申请第2008/0160281号提供了用于用来增强热固性树脂的增强纤维的组合物，其包含至少一种硅烷偶联剂；和一种或多种成膜剂，其中所述组合物不含典型地包括在常规上浆（sizing）应用中以赋予浆料组合物期望的特性或特征的任何添加剂。Larson等人在美国公开专利申请第2008/0233364号中详述了尺寸稳定的连续层压体结构，所述结构包含：增强层，其包含以重量计约20%至约80%的纤维增强物和约80%至约20%的选自聚酯、酚类聚合物（phenolic）、环氧聚合物（epoxy）和它们的混合物的热固性聚合物；表面层，其包含基材层和修饰层，所述基材层包含以重量计约20重量%至80重量%的纤维增强物和约80%至约20%的选自聚氯乙烯、聚酯、酚类聚合物、环氧聚合物和它们的混合物的聚合物，并且修饰层包含聚氯乙烯、丙烯酸类和聚氨酯中的至少一种；设置在增强层和表面层的基材层之间的粘合层；设置在增强层和粘合层之间的粘合底漆层，其中，粘合底漆具有不同于粘合层的材料组成。Kubota等人名下的美国公开专利申请第2012/0061013号公开了复合制品和用于制造该复合制品的方法。复合制品包含多个层，所述层包含并入织物中的高韧性纤维和核芯热塑性树脂。织物可以用表面处理剂和聚合物基质树脂涂覆。可以将复合制品的单个或多个层成形为据称具有高强度、刚性、快速模塑周期时间和在三维模具中极好的顺应性的复合部件。通过Kubota等人的方法形成的复合部件据称在所有方向上具有高的局部强度(partstrength)。Schleiermacher等人在美国公开专利申请第2012/0148803号中教导了长纤维增强的聚氨酯模塑部件，其具有三维凸起结构，特别是肋条、撑条和/或穹顶，其特征在于，除了所述长纤维之外，还进一步含有短纤维，其中，大量的肋条、撑条和/或穹顶中的短纤维和/或板状填料与不含纤维的聚氨酯基质的重量比高于凸起结构之外的二维区域中的短纤维和/或板状填料与不含纤维的聚氨酯基质的重量比。Kim等人名下的美国公开专利申请第2012/0156376号描述了用于制造复合模塑体的方法，并且更具体地描述了包括以下步骤的用于制造复合模塑体的方法：制造含有聚对苯二甲酸乙二醇酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、以及玻璃或碳纤维的模塑体的步骤；和用反应性聚氨酯组合物或者用橡胶组合物涂覆模塑体的步骤。复合模塑体可代替轮毂铸件使用从而使轮子的重量最小化，其在材料方面可以低成本制造，并且可以大量生产。复合模塑体据称具有对涂覆组合物的显著优越的粘合性，并且其强度和耐久性相当于于铸造金属例如铸铁、不锈钢、铝等的强度和耐久性。Cheng在美国公开专利申请第2012/0177927中提供了用于制造模塑碳纤维预浸料的方法，其包括以下步骤：(a)对包含碳纤维基材和浸入至碳纤维基材的基质树脂的原始碳纤维预浸料以及热塑性材料在升高的温度下进行热压，使得热塑性材料和原始碳纤维预浸料的基质树脂经受交联反应从而在原始碳纤维预浸料上形成交联的热塑性层；和(b)将热塑性弹性体注塑至交联的热塑性层上。Choi等人名下的美国公开专利申请第2013/0252059号公开了用于电动或混动载具的电池组箱组装体和用于制造其的方法。电池组箱组装体包括箱体和盖。箱体收纳电池组，并且盖连接至箱体。箱体由塑料复合材料形成，在其中将长纤维或者长纤维的共混物和连续纤维用作塑料基质中的增强纤维。单独的增强构件结合于两侧的用于连接至载具主体的支架部件，并且由塑料复合材料形成，在其中将长纤维、连续纤维、或者长纤维和连续纤维的共混物用作塑料基质中的增强纤维。Kibayashi等人名下的美国公开专利申请第2013/143025号公开了具有带浆料的碳纤维的热塑性树脂浸渍的条带。热塑性树脂是耐热热塑性树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚醚醚酮树脂、聚醚酮酮树脂、和聚苯硫醚树脂。没有公开将热塑性树脂挤出成膜制品。德国公开专利申请DE3822297公开了用于制造热塑性复合层压体的方法，其包括以下步骤：将热塑性树脂挤出成膜、对该膜的至少一个表面添加包含热塑性树脂的长丝的绒（fleece），而可将该单元在压力下轧制并带来内在增强。但DE3822297没有公开具体的热塑性材料和将纤维材料用聚合的上浆剂处理的步骤。此外，DE3822297仅公开了热塑性纤维，但没有公开碳纤维、玻璃纤维或者其他纤维。欧洲公开专利申请EP1623822公开了含氢化共聚物的层压体，其包含基材层、粘合层、和层压于基材层上并经由粘合层与其结合的氢化共聚物组合物层。Demott等人名下的美国公开专利申请第2005/008813号公开了层状纺织复合产品，其包含无纺针刺层，该层利用粘合层结合至聚合物或聚烯烃膜层。使用粘合层来使无纺针刺层粘附于聚合物膜层。Wevers等人名下的美国公开专利申请第2005/106965号公开了多层结构，其包含(A)织物和(B)包含基本上无规的互聚物的聚合物层，所述互聚物包含呈聚合形式的i)一种或多种α-烯烃单体和ii)一种或多种乙烯基或者亚乙烯基单体和任选的iii)其他可聚合的烯键式不饱和单体，但是层(B)不含显著量的增粘剂。该专利技术公开了用于软弹性应用的对纺织织物的聚合物材料涂层。本领域中持续存在对用于生产热塑性复合层压体的新制造方法的需求，所述方法允许具有成本效益且快速连续的制造并且生产适合于增强结构单元、例如汽车部件的材料。因此，本专利技术提供这样的用于生产热塑性复合层压体的卷对卷连续制造方法。通过吹膜或者平模方法将任选在其骨架结构中具有软链段的热塑性聚氨酯树脂挤出成膜制品。在热塑性膜中任选添加硅烷偶联剂。用基于聚合物的浆料（sizing）对可为无纺布、纤维绒或者单向纤维的纤维材料进行表面处理，并且任选添加硅烷偶联剂。在纤维上施加浆料从而实现纤维对基质材料的更好的粘合。浆料起纤维和基质之间的粘合增进剂的作用。但是，鉴于此，浆料必须匹配与相应的基质体系。具有环氧浆料(硅烷)的纤维在热塑性塑料中具有有限的用途。对于热塑性聚氨酯基质材料，可取的是使用带有氨基甲酸酯树脂涂层的纤维(例如TohoTenax24kHTS-fiberF13)。其他用于上浆的成膜材料可以为淀粉衍生物、乙酸乙烯酯和丙烯酸酯的聚合物和共聚物、环氧树脂乳剂、聚酯、聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚酰胺，在其中可含有硅烷作为粘合增进剂。将至少一层热塑性膜和至少一层经表面处理的纤维材料在高于热塑性膜的熔点或软化点的温度下且在通过轧辊（nippingroll）或轧带（nippingbelt）施加的压力下层压成复合片材。以上述方式实现的连续的卷对卷层压方法可以使用纤维材料和热塑性膜材料的卷生产热塑性复合片材。所得到的热塑性/纤维复合片材可用于通过热成形以短模塑周期来制造部件，并且是可回收本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于生产热塑性复合层压体的卷对卷连续制造方法，其包括：将热塑性树脂挤出成膜制品；用聚合物浆料对纤维材料进行表面处理；和在高于热塑性膜的熔点或软化点的温度下并且在通过夹持辊或夹持带施加的压力下，将至少一层热塑性膜和至少一层经表面处理的纤维材料层压成复合片材，其中所述纤维材料是单向纤维、织造布、纤维绒或它们的组合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.14 EP 14168215.31.用于生产热塑性复合层压体的卷对卷连续制造方法，其包括：将热塑性树脂挤出成膜制品；用聚合物浆料对纤维材料进行表面处理；和在高于热塑性膜的熔点或软化点的温度下并且在通过夹持辊或夹持带施加的压力下，将至少一层热塑性膜和至少一层经表面处理的纤维材料层压成复合片材，其中所述纤维材料是单向纤维、织造布、纤维绒或它们的组合。2.根据权利要求1所述的方法，其还包括将硅烷偶联剂添加至热塑性膜。3.根据权利要求1或2所述的方法，其还包括将硅烷偶联剂添加至聚合物浆料。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述挤出通过选自吹膜方法和平模方法中的一者来进行。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述热塑性树脂选自热塑性聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-二醇改性的共聚酯、聚碳酸酯、聚碳酸酯共聚物、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯/丙烯腈丁二烯苯乙烯共混物、和聚苯乙烯。6.根据权利要求5所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：W施滕贝克，
申请(专利权)人：伊普雷克斯胶卷有限责任两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE