【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备单向纤维带的方法和系统相关申请的交叉引用本申请要求2017年3月13日递交的美国临时专利申请第62/470866号的优先权权益，其通过引用整体并入本文。
技术介绍
1.
本专利技术一般涉及单向纤维带(“UD带”)，更具体地，涉及具有高纤维体积分数(例如，大于50％)和/或均匀密度(定义为平均相对纤维面积覆盖率(％)(“RFAC”)为65至90，和变异系数(％)(“COV”)为3至20)的薄(例如，具有约0.30毫米(mm)或小于0.30mm的厚度)的UD带，以及用于制备它们的方法和系统。2.相关技术说明与由常规材料形成的结构相比，UD带可用于制造具有有利结构特征，例如高刚度和高强度以及低重量的结构。因此，UD带广泛应用于各种行业，包括汽车、航空航天和消费电子行业。取决于UD带的应用，其可能需要满足许多标准，包括与强度、刚度、尺寸、重量和/或类似特征的相关标准，并且UD带可能需要始终满足那些标准。与常规UD带制备技术相关的挑战可能使它们无法制备满足所需标准的UD带。例如，常规浸渍技术可能不能用基质材料充分浸渍纤维床，这会导致UD带具有不期望的低纤维体积分数、不均匀的密度、厚度大、重量高和/或类似特征。当纤维床具有低渗透性(例如，在碳纤维床中)和/或当基质材料具有低熔体强度和/或高黏度时(例如，在高温聚合物中)，该问题可能恶化。另外，由于例如需要溶剂以及需要从浸渍的纤维床中蒸发溶剂和/或处理或回收溶剂，常规的基于溶剂的浸渍技术可能是不期望的昂贵和/或复杂的。同样地，由于例如
【技术保护点】
1.一种制备单向纤维带的方法，所述方法包括：/n将第一组一个或多于一个纤维束铺展为第一铺展纤维层；/n将第二组一个或多于一个纤维束铺展为第二铺展纤维层，第二铺展纤维层具有比第一铺展纤维层多至少10％的纤维；/n至少通过以下方式将基质材料引入第二铺展纤维层：/n使第二铺展纤维层在挤出机模具的出口下并相对于挤出机模具的出口移动；和/n通过出口挤出基质材料；和/n至少通过将第一铺展纤维层和第二铺展纤维层压在一起来制备带。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170313 US 62/470,8661.一种制备单向纤维带的方法，所述方法包括：
将第一组一个或多于一个纤维束铺展为第一铺展纤维层；
将第二组一个或多于一个纤维束铺展为第二铺展纤维层，第二铺展纤维层具有比第一铺展纤维层多至少10％的纤维；
至少通过以下方式将基质材料引入第二铺展纤维层：
使第二铺展纤维层在挤出机模具的出口下并相对于挤出机模具的出口移动；和
通过出口挤出基质材料；和
至少通过将第一铺展纤维层和第二铺展纤维层压在一起来制备带。
2.根据权利要求1所述的方法，其中第二组一个或多于一个纤维束包含比第一组一个或多于一个纤维束多至少一个纤维束。
3.根据权利要求1所述的方法，其中将基质材料引入第二铺展纤维层，使得：
第二铺展纤维层在模具的出口下并相对于模具的出口沿第一方向移动；和
沿垂直于第一方向或具有与第一方向相反的分量的挤出方向通过出口挤出基质材料。
4.一种制备单向纤维带的方法，所述方法包括：
将第一组一个或多于一个纤维束铺展为第一铺展纤维层；
将第二组一个或多于一个纤维束铺展为第二铺展纤维层；
至少通过以下方式将基质材料引入第二铺展纤维层：
使第二铺展纤维层在挤出机模具的出口下并相对于挤出机模具的出口沿第一方向移动；和
沿垂直于第一方向或具有与第一方向相反的分量的挤出方向通过出口挤出基质材料；和
至少通过将第一铺展纤维层和第二铺展纤维层压在一起来制备带。
5.根据权利要求4所述的方法，其中第二铺展纤维层具有比第一铺展纤维层多至少10％的纤维。
6.根据权利要求5所述的方法，其中第二组一个或多于一个纤维束包含比第一组一个或多于一个纤维束多至少一个纤维束。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的方法，其中：
通过模具的出口挤出基质材料包括将基质材料通过模具的内部通道输送至出口；和
挤出方向平行于内部通道的纵轴和/或垂直于出口的平面。
8.根据权利要求7所述的方法，其中第一方向和挤出方向之间的角度为约85度至90度。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中在将第一铺展纤维层和第二铺展纤维层压在一起期间：
第一铺展纤维层具有第一宽度；和
第二铺展纤维层具有基本上等于第一宽度的第二宽度。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其包括：
使第二铺展纤维层在具有下游部分和上游部分的刮刀下通过；
其中第二铺展纤维层和上游部分之间的距离大于第二铺展纤维层和下游部分之间的相应距离，使得基质材料积聚在刮刀和第二铺展纤维层之间。
11.根据权利要求10所述的方法，其中刮刀与模具联接。
12.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中挤出机内的压力为约5巴表压至约25巴表压。
13.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中第一组一个或多于一个纤维束和第二组一个或多于一个纤维束包含未施胶的纤维。
14.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中第一组一个或多于一个纤维束和第二组一个或多于一个纤维束包含碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、聚乙烯纤维、聚酰胺纤维、玄武岩纤维、钢纤维或其组合。
15.根据权利要求14所述的方法，其中第一组一个或多于一个纤维束和第二组一个或多于一个纤维束包含碳纤维或玻璃纤维。
16.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中基质材料包含热塑性材料，其包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚(1,4-亚环己基环己烷-1,4-二羧酸酯)(PCCD)、乙二醇改性的聚对苯二甲酸环己酯(PCTG)、聚苯醚(PPO)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯亚胺或聚醚酰亚胺(PEI)或其衍生物、热塑性弹性体(TPE)、对苯二甲酸(TPA)弹性体、聚(对苯二甲酸环己烷二甲酯)(PCT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰胺(PA)、磺化聚砜(PSS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚苯硫醚(PPS)、其共聚物、或其共混物。
17.根据权利要求16所述的方法，其中热塑性材料包含聚碳酸酯、聚酰胺、其共聚物、或其共混物。
18.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中基质材料包含热固性材料，其包含不饱和聚酯树脂、聚氨酯、酚醛塑料、硬塑料、脲-甲醛、邻苯二甲酸二烯丙酯、环氧树脂、环氧乙烯基酯、聚酰亚胺、多氰尿酸酯的氰酸酯、二环戊二烯、酚醛、苯并嗪、其共聚物、或其共混物。
19.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中带的纤维体积分数大于或等于35％。
20.根据权利要求19所述的方法，其中纤维体积分数大于50％。
21.根据权利要求20所述的方法，其中纤维体积分数小于或等于70...
【专利技术属性】
技术研发人员：吉拉姆·拉图伊特，约里斯·维斯曼斯，里纳斯·普林斯，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术公司，加固纤维热塑性塑料私人有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL
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