含有有机和/或无机材料和上浆玻璃纤维束的复合材料制造技术

本发明专利技术涉及用于玻璃纤维的上浆组合物，还涉及使用该组合物的方法和根据该方法得到的，涂覆了上述组合物的玻璃纤维以及含有至少一种有机和／或无机材料和上浆玻璃纤维束的复合材料和其制备方法。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于玻璃纤维的，在加热作用下反应的上浆组合物(composition d′ensimage)。本专利技术还涉及一种制备上浆玻璃纤维的方法，上浆玻璃纤维尤其用于增强有机和／或无机材料，上述方法使用上述的组合物，本专利技术还涉及得到的玻璃纤维和由上述纤维生产的复合材料。在本文中“聚合作用”、“聚合”、“可聚合的”……被理解为分别指的是“聚合作用和／或交联作用”、“聚合和／或交联”、“可聚合的和／或可交联的”……。按照已知的方法，增强玻璃纤维由从一个或多个喷丝头的模孔中流出的熔融玻璃物流制备。这些物流被机械拉伸成连续单纤维的形式，随后单纤维集束成一根或多根原纤维，随后将其收集在滑动支架上或在收集前根据各种不同的应用进行其他的处理。在单纤维被集束成纤维束形式之前，它们通过一个连续供给浆料的部件被浆料涂覆。浆料的沉积是必要的，这样可以得到纤维束并使纤维能够与其他材料，如有机和/或无机材料结合以生产复合材料。浆料主要起润滑剂的作用，保护纤维免于在上述制备过程中纤维在各种部件，如导向部件上高速摩擦而产生的磨耗。在大多数情况下，浆料还确保了上述纤维的完整性，也就是说，确保了单纤维间的互相作用。尤其在沉积于纤维上的浆料聚合后得到的完整性在纤维承受大的机械应力的纺织应用中通常是需要的。如果构成纤维束的单纤维互相连接性差，则纤维在这些应用中很容易断裂，影响纺织机械的操作。通常纤维的完整性是力求需要做到的，因为未显示完整性的纤维被认为难以使用。对于生产复合材料部件而言，浆料还可便于被增强的材料润湿和／或浸渍纤维，且有利于在上述纤维和材料之间产生粘合，使得纤维能够与各种将被增强的材料结合。由上述材料和纤维得到的复合材料的机械性质取决于材料与纤维的粘合质量和纤维对于被材料润滑和／或浸渍的能力。对于使用的方法，合适的浆料的准备包括寻找上浆组合物，该组合物应具有足够的稳定性，并且与单纤维必须承受的拉丝速度(每秒几十米)相适应。浆料尤其必须能够承受在单纤维的行程中引起的剪切力，同时必须在上述速度下润湿纤维的表面。当使用的浆料在热作用下聚合时，浆料还需要有足够高的反应温度，这样可在拉丝模下保持稳定。对于这类浆料还需要在聚合后显示出高的转化率(该转化率相当于在热处理后浆料中反应了的官能团的数目和在热处理前浆料中的活性官能团的数目之比)以确保得到具有质量稳定的上浆玻璃纤维(浆料的转化率对时间的变化不敏感)和确保在纺织应用中浆料的最小损失。此外，在某些情况下，高转化程度有助于改善纤维的特性，如机械特性。除了这些技术上的考虑之外，还应考虑是经济上的问题和浆料可易于使用。尤其对于后一原因，大部分目前使用的浆料是含水浆料，它易于处理，但为了是有效的，它不得不以大的量沉积在单纤维上，这些浆料含有大量的水(尤其出于粘度上的考虑，占浆料的90％(重量)，其导致上浆的纤维含有6～12％(重量)的水)，在纤维可被用于增强有机和／或无机材料之前，必须要考虑到对纤维进行干燥处理的步骤，因为水会损害纤维和材料之间的良好粘附。这些干燥操作是耗时和昂贵的，必须适应于纤维的制备条件(操作取决于所使用的上浆组合物以及所干燥的纤维的量……)并且其效果并不总是最佳的(尤其对于纤维卷或已知称为“玻璃纤维布”的混合纤维的薄层)。此外，就单纤维而论(WO 92／05122)或就纤维束而论(US-A-3853605)，当干燥在纤维形成操作过程中进行时(也就是说，在通过集束单纤维得到的纤维被收集束之前)，需要在每个拉丝模下设置干燥装置，而当干燥是在最终的纤维卷上进行时，干燥会带来浆料的组分在其所加入的玻纤卷内不规则和／或选择性迁移的风险(由于本身性质所决定的，当水浆料被沉积时，具有以不均匀的方式扩散到纤维上的趋势)，在某些情况下，纤维变为带色或卷变形。在没有干燥过程的情况下，在涂覆了含水浆料的细纤维(也就是说，线性质量(纤度)为约300至600特克斯支数(g／km)或更小的纤维)的直缘卷(粗纱)上也观察到玻纤卷的变形，上述玻纤卷通常具有不足够的坚固性(上述玻纤卷的坚固性只有在大的交叉角的情况下得到，而对于生产上浆的纤维以传统的方法则难以得到大的交叉角。交叉角被理解为在两个相邻层的纤维螺线圈之间存在的角度，其交叉角的平分线位于垂直于玻纤卷轴的平面上)。少数专利建议通过使用非水浆料以解决上浆的单纤维或纤维束在干燥过程中出现的问题的方法，但在这些专利中描述的浆料通常是使用难以处理和会损害在其附近的人体健康的有机溶剂，这是因为这些有机溶剂是有毒性的，和／或造成粘度问题，该问题尚需通过加热上述浆料(US 4604325)或通过添加适当的试剂(US 4609591)适当地解决。在大多数情况下，使用这种浆料还需要在每个拉丝模下安装特殊的装置；当涂覆了这种浆料的纤维收集成玻纤卷的形式时，在得到最终的玻纤卷之前它尤其需要经过纤维束的处理，以避免每层玻纤螺线圈之间发生严重的粘附，粘附会导致纤维难以退绕。这些处理的效果取决于操作条件，处理包括，例如，使纤维上的浆料至少在它的一部分行程中经受紫外线的作用进行聚合，以便使其有足够的完整性和使它们可被操作(US-A-5049407)。然而在这种情况下，聚合了的浆料阻碍了单纤维之间的滑动，缺乏这种滑动性有碍于纤维的切割(切割时由于浆料的机械破坏而使纤维束爆裂)，并且在纺织应用中可能会产生问题，在纺织应用中，所用的纤维必须显示出完整性和柔韧性(上浆纤维的柔韧性与浆料的柔韧性有关)。在不进行聚合处理时也可得到涂覆了纯有机浆料的易处理的纤维。专利US-A-4530860描述了这种浆料，它包括高百分含量的成膜剂，作为粘合剂，这种成膜剂使纤维具有完整性，使它们易于处理。本专利技术涉及没有上述缺点的，改善的上浆组合物，组合物用于涂覆玻璃纤维，并可在加热作用下聚合，上浆组合物使得上浆的纤维即使在聚合前也易于处理，并使其具有与其后处理相适应的柔韧性，组合物在聚合后使得纤维具有良好的完整性，并具有高的转化率。组合物还有效地防止纤维磨耗。为生产具有良好机械性能的复合物，使纤维能够与各种待增强材料结合，组合物尤其应该是稳定的，特别是在拉丝下模应该是稳定的，并且应适应于单纤维的拉丝速度。本专利技术还涉及一种生产上浆的玻璃纤维的改进方法，还涉及易于处理和具有改善的特性的上浆玻璃纤维，该纤维可有效地增强用于生产复合材料的有机和／或无机材料。本专利技术的上浆组合物包括含有少于5％(重量)的溶剂和含有至少一种可热聚合的基剂体系的粘度小于或等于400厘泊的溶液，上述基剂体系包括至少60％(重量)的一种或多种分子量小于750，优选小于500的并含有至少一个活性环氧官能团的组分。在本专利技术的一种形式的组合物中，基剂体系还包括一种或多种较高分子量的并含有至少一个活性环氧官能团的组分和／或一种或多种含有一个活性羟基官能团和／或一个活性乙烯基醚官能团的组分。在本专利技术优选形式的组合物中，组合物还包括至少一种路易斯酸或路易斯碱热引发剂。本专利技术还涉及一种生产上浆的玻璃纤维的方法，按照该方法，从排布在一个或多个拉丝模底部繁多的孔中流出的大置熔融玻璃细丝被拉伸成一层或多层连续单纤维，单纤维随后集束成一股或多股收集在移动支架上的纤维束，上述方法包括在拉丝操作过程中和在单纤维集束成纤维束之前将上述定义的上浆本文档来自技高网...

【技术保护点】
含有至少一种有机和／或无机材料和上浆玻璃纤维束的复合材料，其特征在于其中含有至少一些上浆的玻璃纤维束，其中形成上浆玻璃纤维束的单纤维均匀地涂覆了未聚合和未交联的上浆组合物，该上浆组合物含有粘度小于或等于４００厘泊，由少于５％（重量）溶剂和至少一种可热聚合或热交联的基剂体系组成的一种溶液，上述基剂体系含有至少６０％（重量）的一种或多种分子量小于７５０，并带有至少一种活性环氧官能团的组分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P莫罗，
申请(专利权)人：法国韦特罗特克斯有限公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]