热塑性树脂复合材料及热塑性树脂复合材料的制备方法技术

本发明专利技术提供了热塑性树脂复合材料及热塑性树脂复合材料的制备方法。制备热塑性树脂复合材料的方法包括层压基体树脂层和增强树脂层以制备树脂层压体，和热结合树脂层压体，以及在热结合树脂层压体的步骤之前，使用具有小于10:1的拉伸比和150℃或更低的熔点的接合树脂固定选自由增强树脂层和树脂层压体组成的组中的一种或多种。

Thermoplastic resin composite material and preparation method of thermoplastic resin composite material

The invention provides a method for preparing thermoplastic resin composite material and thermoplastic resin composite material. Method for producing a thermoplastic resin composite material comprises a laminated matrix resin layer and reinforced resin layer to prepare resin laminate, and thermal bonding resin laminate, and combined with the resin laminate steps in the heat before joining using melting point with less than 10:1 tensile ratio and 150 DEG C or less resin fixed routing one or more free reinforced resin layer and the resin laminate from the group consisting of.

【技术实现步骤摘要】
热塑性树脂复合材料及热塑性树脂复合材料的制备方法相关申请的引证本申请要求于2015年12月16日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0180509号的优先权的权益，通过引用将其全部公开内容结合于此。
本公开内容涉及具有改善的拉伸性能的热塑性树脂复合材料(热塑性树脂复合物，thermoplasticresincomposite)和该热塑性树脂复合材料的制备方法。更具体地，本公开内容涉及具有改善的拉伸性能的自增强热塑性树脂复合材料。
技术介绍
纤维增强塑料(FRP)是用于民用和建筑工程领域、诸如车辆材料的运输领域、电子/电气领域、航空航天领域等中的复合材料。在这种FRP中，将热固性树脂诸如不饱和聚酯树脂、乙烯酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂，或热塑性树脂诸如聚乙烯、聚丙烯、ABS树脂、聚碳酸酯、聚缩醛、聚酰胺、聚苯乙烯、聚苯硫醚等用作基体树脂。将无机纤维诸如玻璃纤维、金属纤维、陶瓷纤维、碳纤维等，或有机纤维诸如天然纤维、聚丙烯纤维、聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚丙烯酸酯纤维、聚酰亚胺纤维等以多种形式用作增强纤维。在增强材料中，考虑所得到的FRP的强度，广泛使用玻璃纤维。例如，当将不同于树脂基体的材料的无机纤维诸如玻璃纤维或有机纤维用作FRP的增强材料时，存在难以再循环的缺点。因此，已经发展了具有高再循环性的FRP，该FRP由树脂基体和由相同材料制成的增强剂组成。对于这种自增强复合材料，使用有机纤维，尤其是使用树脂纤维而不是无机纤维作为增强材料的FRP已经得到使用。这种FRP具有比由无机纤维组成的那些稍低的强度。然而，因为增强纤维和基体树脂具有类似的物理性能，所以存在许多优势。自增强复合材料是具有0.9以下的非常低的比重的低比重、高强度的材料，但是它可以表现出与现有的玻璃纤维(不连续的)增强复合材料的那些类似的弹性拉伸模量(tensilemodulusofelasticity)和强度。因此，当将自增强复合材料用作现有的短/长GFRP的替代物时，存在下述优势：与现有的纤维增强的复合材料相比，可能额外降低约30％的重量并且由于使用单独的热塑性材料导致自增强复合材料可以表现出优异的再循环性。可以通过共混或层压基体树脂和增强材料，然后加热并压制它们以形成复合材料的方法制备由基体树脂和由相同材料制成的增强材料组成的FRP，其中，增强材料由具有高强度和高弹性模量的热塑性纤维或膜组成，或基体树脂由与用于增强材料中的热塑性树脂相同的材料和溶剂组成。然而，由于使用溶剂，这种方法造成环境污染问题。因此，需要提供具有优异的再循环性的高强度FRP及其改善的制备方法。已经做出改善FRP的增强效果和拉伸性能的许多尝试，该FRP由基体树脂和由相同材料制成的增强材料组成并示出比由无机增强材料组成的那些更低的增强效果。例如，US6,458,727公开了制备自增强复合材料的方法，其中，制备了高度拉伸的聚丙烯带(polypropylenetape)，然后仅选择性熔化它的表面。然而，由于在带编织期间生成波纹(waviness)，所以可能劣化物理性能，且因为仅应当选择性熔化高度拉伸的聚丙烯的表面，所以加工窗口变窄，导致生产力降低。另一个实例是自增强的带，该自增强的带如在Lankhorst制造Pure(商品名)中通过共挤出由均聚丙烯(均聚聚丙烯，homopolypropylene)(核)和无规聚丙烯(壳)制备。在该生产中，使用的材料是相同的聚丙烯，但是将具有比用于核中的树脂的熔点更低的熔点的无规聚合物施加至表面，从而拓宽加工窗口并增加生产力。然而，需要编制这种自增强复合材料带的其他方法，且在带编织期间由于生成波纹引起的物理性能的劣化仍然是成问题的。因此，对于具有优异的物理性能诸如拉伸强度的自增强复合材料及其制备方法存在需要，该自增强复合材料通过具有高生产力的简单方法制备，在制备方法中，由于带编织期间生成波纹引起的物理性能的劣化降低，热结合过程简单，且实现高生产力，导致物理性能的劣化降低。
技术实现思路
本公开内容的一个目的是提供具有改善的拉伸性能的自增强热塑性树脂复合材料及其制备方法，该自增强热塑性树脂复合材料通过使用具有特定熔点和拉伸比(drawratio)的热塑性树脂固定树脂层制备。本公开内容的另一个目的是提供制备树脂复合材料的方法，其中，通过使用具有特定熔点和拉伸比的热塑性树脂固定由增强树脂和基体树脂组成的树脂层压体(树脂层压材料，resinlaminate)或增强树脂，以及可选地通过热结合(热粘合，heat-bonding)固定的热塑性树脂制备树脂复合材料。本公开内容的又一个目的是提供制备热塑性树脂复合材料的方法，该方法表现出高生产力，具有简单的过程，并能够防止物理性能随着编织过程或热结合过程劣化。附图说明图1示出了通过交织经纱和纬纱的传统方法编织的树脂层压体；图2示出了根据本公开内容的示例性实施方式的树脂层压体，其中，经纱和纬纱在没有交织的情况下线性设置，并且其中，将接合树脂纤维(stitchresinfiber)用于接合(缝合，stitch)经纱和纬纱；图3示出了通过编织增强纤维制备的织物，其中，当根据本公开内容的示例性实施方式编织增强纤维的经纱和纬纱时，以±45度的角度进行接合；图4示出了通过编织增强纤维制备的织物，其中，当根据本公开内容的示例性实施方式编织增强纤维的经纱和纬纱时，以0/90度的角度进行接合；以及图5示出了通过编织增强纤维制备的织物，其中，通过根据本公开内容的示例性实施方式的多种接合图案固定增强纤维。具体实施方式如以上所描述的，本公开内容涉及具有改善的拉伸性能的自增强热塑性树脂复合材料、和自增强热塑性树脂复合材料的制备方法。本公开内容的一个方面提供了制备热塑性树脂复合材料的方法，该方法包括以下步骤：层压基体树脂层和增强树脂层以制备树脂层压体，加热和结合树脂层压体，并且进一步包括在结合树脂层压体的步骤之前，使用具有比增强树脂更低的熔点和拉伸比的接合树脂(stitchresin)固定选自由增强树脂层和树脂层压体组成的组中的一种或多种的步骤。详细地，在结合树脂层压体的步骤之前，可以进行使用具有小于10：1的拉伸比和150℃或更低的熔点的接合树脂固定选自由增强树脂层和树脂层压体组成的组中的一种或多种的步骤。更详细地，制备热塑性树脂复合材料的方法可以包括以下步骤：层压基体树脂层和增强树脂层以制备树脂层压体，该基体树脂层包含具有100℃至150℃的熔点的基体树脂，该增强树脂层包含具有11:1至20:1的拉伸比和160℃至180℃的熔点的增强树脂；以及加热并结合树脂层压体。该方法可以进一步包括在结合树脂层压体的步骤之前，使用具有小于10:1的拉伸比和150℃或更低的熔点的接合树脂固定选自由增强树脂层和树脂层压体组成的组中的一种或多种的步骤。本公开内容的另一个方面提供了包含通过层压基体树脂层和增强树脂层制备的树脂层压体、以及接合树脂的热塑性树脂复合材料，该接合树脂固定选自由增强树脂层和树脂层压体组成的组中的一种或多种并具有比增强树脂更低的熔点和拉伸比。接合树脂可以具有比增强树脂更低的熔点和拉伸比，例如小于10:1的拉伸比和150℃或更低的熔点。详细地，基体树脂层可以包含具有100℃至150℃的熔点的基体树脂，以及增强树脂层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备热塑性树脂复合材料的方法，所述方法包括以下步骤：层压基体树脂层和增强树脂层以制备树脂层压体，和热结合所述树脂层压体，以及在热结合所述树脂层压体的步骤之前，使用具有小于10:1的拉伸比并具有150℃或更低的熔点的接合树脂固定选自由所述增强树脂层和所述树脂层压体组成的组中的一种或多种。

【技术特征摘要】
2015.12.16 KR 10-2015-01805091.一种制备热塑性树脂复合材料的方法，所述方法包括以下步骤：层压基体树脂层和增强树脂层以制备树脂层压体，和热结合所述树脂层压体，以及在热结合所述树脂层压体的步骤之前，使用具有小于10:1的拉伸比并具有150℃或更低的熔点的接合树脂固定选自由所述增强树脂层和所述树脂层压体组成的组中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基体树脂层包含具有100℃至150℃的熔点的基体树脂，以及所述增强树脂层包含具有11:1至20:1的拉伸比和160℃至180℃的熔点的增强树脂。3.根据权利要求1所述的方法，其中，在固定步骤中，所述接合树脂交替地在所述层压体之上和之下通过以固定所述层压体。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基体树脂是以膜的形式，所述增强树脂是以纤维、带或织物的形式，以及所述接合树脂是以纤维的形式。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述增强树脂是以单向纤维的形式，并以预定的交叉角度设置以制备所述增强树脂层。6.根据权利要求1所述的方法，其中，在制备所述树脂层压体的步骤中，通过以预定的交叉角度设置所述基体树脂层和所述增强...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜铉旻，尹德禹，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR