【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含半芳香族聚酰胺和连续纤维的热塑性复合带，以及涉及半芳香族聚酰胺颗粒和用于制造所述带的组合物。
技术介绍
1、包含嵌入聚合物基质中的结构增强纤维的复合材料用于多种多样的应用中。例如，包含连续纤维的复合材料已经用于形成在许多应用中可用作轻量结构增强部件的纤维增强复合带、带状物、棒、预浸料、层压件、和型材。已知包含热塑性聚合物基质的复合材料与热固性基材料相比提供了许多益处。例如，热塑性带或预浸料可以更快速地制造成制品。另一个优点是热塑性制品可以再循环。
2、包含连续纤维的热塑性复合材料可以经由浸渍连续纤维、典型地碳或玻璃纤维，通常使用以下两种方法之一来生产：熔融浸渍或浆料浸渍。
3、熔融浸渍使用传统的熔融加工设备与专用模口的组合，该专用模口用于将熔融聚合物与纤维组合并且确保聚合物在铺展纤维内的均匀分布。这种方法具有以下缺点：难以均匀地加热在模口中和在模口出口处的热塑性聚合物的熔融混合物至材料的芯部，这改变了浸渍品质。此外，在浸渍模口的水平下，在纤维与聚合物的熔融混合物之间的现有温度的差异也改变了浸渍的品质和均匀性。此外，由于热塑性树脂的高粘度，尤其是当它们具有高玻璃化转变温度时，这种自熔体浸渍的模式使得不能获得高纤维含量或高生产速度，这对于获得高性能复合材料是必需的。
4、浆料浸渍的不同之处在于，虽然有时仍然使用模口，但是浸渍步骤通过使连续纤维通过含有聚合物的主动混合的水性胶体悬浮液而发生。这种悬浮液典型地含有聚合物颗粒和水两者，而主动混合防止聚合物颗粒的沉降。
5、例
6、研磨或碾磨可以提供获得具有合适尺寸的聚合物颗粒的途径。然而，研磨的颗粒倾向于具有不规则且时常锯齿状的边缘形状和宽粒度分布。不规则的颗粒形状可能导致在带浸渍过程期间的差粉末流动性能。此外，具有形状不规则性的粉末颗粒在沉积和固结之后可能提供差的填充效率，由此由于粉末颗粒在沉积期间不紧密地堆积在一起而导致最终复合带中的广泛空隙形成。
7、对于由低结晶度、低玻璃化转变温度、和/或高韧性的聚合物生产粉末存在附加的复杂性。换言之，这些属性阻碍粉末生产过程。例如，在研磨过程期间高聚合物延展性导致颗粒形状变化(即，平坦化)，而不是尺寸减小。即使当使用低温研磨技术(其是用于使研磨温度低于聚合物的玻璃化转变温度以便减轻高聚合物延展性的问题的方法)时，仍然难以实现小粒度分布。
8、因此，仍然存在提供聚合物颗粒的需要，这些聚合物颗粒将在水性浆料中使用以经由浸渍方法制备复合材料，并且具有在0.1至50.0微米范围内的平均粒度和规则的形状。特别地，存在提供由具有低玻璃化转变温度和/或高韧性的聚合物制成的所述颗粒的需要，由于颗粒粘到碾磨设备上的倾向而使得通过机械碾磨难以获得小粒径。
9、半芳香族聚酰胺属于这样的聚合物，它们由于出色的机械特性而可以理想地为复合材料提供合适的聚合物基质，但是这些聚合物受到以上详述的限制，即难以以包含具有0.1至50.0微米平均尺寸以及规则形状的颗粒的粉末的形式获得。
10、另外，部分或完全衍生自可再生资源并且满足上述要求的半芳香族聚酰胺聚合物是甚至更令人希望的，因为它们提供了环境友好的解决方案。
技术实现思路
1、为了提供使用浆料浸渍方法制备包含半芳香族聚酰胺的复合材料的方法，诸位专利技术人已经发现，包含具有适合设计用于浆料浸渍方法的平均粒度、粒度分布和形状的颗粒的半芳香族聚酰胺粉末可以使用熔融挤出方法制备。在所述方法中，将热塑性聚合物和与热塑性聚合物不混溶但通常可溶于给定溶剂的材料典型地在挤出机中在大于热塑性聚合物的熔点或软化温度的温度下并且在足够高的剪切速率下混合以将热塑性聚合物分散在不混溶材料中；然后将熔融混合物冷却至低于热塑性聚合物的熔点或软化温度以形成包含热塑性聚合物颗粒的固化颗粒；然后典型地通过将不混溶材料溶解在适当的溶剂中，将固化颗粒与不混溶材料分离。
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1.一种颗粒集合，其中这些颗粒由包含至少一种半芳香族聚酰胺的热塑性组合物组成；并且其中这些颗粒具有0.1至50.0μm的基于体积的中值粒度D(v,0.5)和使得满足以下关系式(I)的粒度分布：
2.如权利要求1所述的颗粒集合，其中，粒度分布使得满足以下关系式(II)：
3.如权利要求1或2中任一项所述的颗粒集合，其中，D(v,0.9)是100.0μm或更小、65.0μm或更小、50.0μm或更小和/或D(v,0.1)是至少1.0μm、至少2.5μm、至少5.0μm。
4.如前述权利要求中任一项所述的颗粒集合，其中，D(v,0.5)是1.0至50.0μm、2.5μm至40.0μm、优选地5.0μm至30.0μm、甚至7.5μm至25.0μm。
5.如前述权利要求中任一项所述的颗粒集合，其特征在于，粒度分布使得满足以下关系式：
6.如前述权利要求中任一项所述的颗粒集合，其中，该半芳香族聚酰胺包含式XT的重复单元，其中X表示衍生自具有8至36个碳原子、优选地8至14个碳原子的脂肪族二胺的单元，或者其包含式MXDZ的重复单元，其
7.如前述权利要求中任一项所述的颗粒集合，其中，该半芳香族聚酰胺选自由以下组成的组：PA 6T、PA 8T、PA Me8T、PA 9T、PA Me8T/9T、PA 10T、PA 11T、PA 12T、PA 6T/9T、PA9T/10T、PA 9T/11T、PA 9T/12T、PA 6T/10T、PA 6T/11T、PA 6T/12T、PA 10T/11T、PA 10T/12T、PA 11T/12T、PA 10/6T、6PA 10/9T、PA 10/10T、PA 10/11T、PA 10/12T、PA 11/6T、PA11/9T、PA 11/10T、PA 11/11T、PA 11/12T、PA 12/6T、PA 12/9T、PA 12/10T、PA 12/11T、PA12/12T、PA 610/6T、PA 612/6T、PA 910/6T、PA 912/6T、PA 1010/6T、PA 1012/6T、PA 610/9T、PA 612/9T、PA 910/9T、PA 912/9T、PA 1010/9T、PA 1012/9T、PA 610/10T、PA 612/10T、PA 910/10T、PA 912/10T、PA 1010/10T、PA 1012/10T、PA 610/12T、PA 612/12T、PA 910/12T、PA 912/12T、PA 1010/12T、PA 11/6T/9T、PA 11/6T/10T、PA 11/6T/11T、PA 11/6T/12T、PA 11/9T/10T、PA 11/9T/11T、PA 11/9T/12T、PA 11/10T/11T、PA 11/10T/12T、PA 11/11T/12T、PA 12/6T/10T、PA 12/6T/11T、PA 12/6T/12T、12/9.T/10.T、PA 12/9T/11T、PA12/9T/12T、PA 12/10T/11T、PA 12/10T/12T、PA 12/11T/12T、PA MXDT/10T、PA MPMDT/10T、PA BACT/10T、PA BACT/6T、PA BACT/10T/6T、PA MXD6、PA MXD10。
8.如前述权利要求中任一项所述的颗粒集合，其中，该热塑性组合物包含至少一种半芳香族聚酰胺和0.1wt％至40.0wt％的至少一种附加成分，该附加成分选自由以下组成的组：增塑剂、填充剂、抗冲击改性剂。
9.一种用于制造如前述权利要求中任一项所述的颗粒集合的方法，该方法包括以下步骤：
10.如权利要求9所述的方法，其中，该可溶性材料是水溶性材料，该水溶性材料优选地选自由以下组成的组：糖类，包括单糖、寡糖、多糖、糖醇、聚右旋糖、麦芽糖糊精、和菊粉，聚丙烯酰胺，聚(丙烯酸)，聚(甲基丙烯酸)，聚(衣康酸)，聚(乙烯醇)，聚(环氧乙烷)及其共聚物，聚(环氧丙烷)及其共聚物，以及包含衍生自环氧烷的重复单元的聚酯。
11.如权利要求9或10所述的方法，其中，该水溶性材料是具有在15,000至45,000g/mol范围内的分子量Mn的聚(环氧乙烷)。
12.如权利要求9至11中任一项所述的方法，其中，在具有该热塑性组合物的该混合物中该可溶性材料的量基于该混合物的总重量是30wt％至95wt％、35wt％至85wt％、甚至40wt％至80wt％。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种颗粒集合，其中这些颗粒由包含至少一种半芳香族聚酰胺的热塑性组合物组成；并且其中这些颗粒具有0.1至50.0μm的基于体积的中值粒度d(v,0.5)和使得满足以下关系式(i)的粒度分布：
2.如权利要求1所述的颗粒集合，其中，粒度分布使得满足以下关系式(ii)：
3.如权利要求1或2中任一项所述的颗粒集合，其中，d(v,0.9)是100.0μm或更小、65.0μm或更小、50.0μm或更小和/或d(v,0.1)是至少1.0μm、至少2.5μm、至少5.0μm。
4.如前述权利要求中任一项所述的颗粒集合，其中，d(v,0.5)是1.0至50.0μm、2.5μm至40.0μm、优选地5.0μm至30.0μm、甚至7.5μm至25.0μm。
5.如前述权利要求中任一项所述的颗粒集合，其特征在于，粒度分布使得满足以下关系式：
6.如前述权利要求中任一项所述的颗粒集合，其中，该半芳香族聚酰胺包含式xt的重复单元，其中x表示衍生自具有8至36个碳原子、优选地8至14个碳原子的脂肪族二胺的单元，或者其包含式mxdz的重复单元，其中z表示衍生自具有z个碳原子的直链或支链的脂肪族或脂环族二酸的单元，其中z是等于或大于6、优选地6至36的整数，并且mxd是间二甲苯二胺。
7.如前述权利要求中任一项所述的颗粒集合，其中，该半芳香族聚酰胺选自由以下组成的组：pa 6t、pa 8t、pa me8t、pa 9t、pa me8t/9t、pa 10t、pa 11t、pa 12t、pa 6t/9t、pa9t/10t、pa 9t/11t、pa 9t/12t、pa 6t/10t、pa 6t/11t、pa 6t/12t、pa 10t/11t、pa 10t/12t、pa 11t/12t、pa 10/6t、6pa 10/9t、pa 10/10t、pa 10/11t、pa 10/12t、pa 11/6t、pa11/9t、pa 11/10t、pa 11/11t、pa 11/12t、pa 12/6t、pa 12/9t、pa 12/10t、pa 12/11t、pa12/12t、pa 610/6t、pa 612/6t、pa 910/6t、pa 912/6t、pa 1010/6t、pa 1012/6t、pa 610/9t、pa 612/9t、pa 910/9t、pa 912/9t、pa 1010/9t、pa 1012/9t、pa 610/10t、pa 612/10t、pa 910/10t、pa 912/10t、pa 1010/10t、pa 1012/10t、pa 610/12t、pa 612/12t、pa 910/12t、pa 912/12t、pa 1010/12t、pa 11/6t/9t、pa 11/6t/10t、pa 11/6t/11t、pa 11/6t/12t、pa 11/9t/10t、pa 11/9t/11t、pa 11/9t/12t、pa 11/10t/11t、pa 11/10t/12t、pa 11/11t/12t、pa 12/6t/10t、pa 12/6t/11t、pa 12/6t/12t、12/9.t/10.t、pa 12/9t/11t、pa12...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·西林，ML·米雄，G·德西奥，L·K·威廉姆斯，M·阿波斯托罗，X·蒂里，K·D·伯兰罕，
申请(专利权)人：索尔维特殊聚合物美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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