全聚酯自增强复合材料、制造方法及其应用技术

本发明专利技术涉及全聚酯自增强复合材料、制造方法及其应用。本发明专利技术涉及一种单层全聚酯复材，其包含聚酯纤维布及紧密包覆该聚酯纤维布的膜片状的低熔点聚酯树脂，该低熔点聚酯树脂的熔点低于该聚酯纤维布，其中所述单层全聚酯复材的制造方法步骤包含：（１）使聚酯纤维布经受热定型制造过程；（２）将聚酯树脂经过改质以降低熔点并形成膜片状的低熔点聚酯树脂，改质后的该低熔点聚酯树脂与所述聚酯纤维布的熔点差异形成工作温度视窗；（３）叠合该聚酯纤维布与该低熔点聚酯树脂，并在所述工作温度视窗内通过热压制造过程将该聚酯纤维布与该低熔点聚酯树脂结合形成所述单层全聚酯复材。

Full polyester self reinforced composite material, manufacturing method and application thereof

The invention relates to a full polyester self reinforcing composite material, a manufacturing method and an application thereof. The invention relates to a single full polyester composite material comprising a polyester fiber cloth and tightly coated film sheet the polyester fiber cloth with low melting point polyester resin, the low melting point polyester resin is lower than the melting point of the polyester fiber cloth, method of manufacturing steps wherein the polyester composite monolayer all includes: (1) the polyester fiber cloth by thermal shaping manufacturing process; (2) after modified polyester resin to reduce the melting point and low melting point polyester resin film forming sheet, change the melting point difference between the low melting point polyester resin material and the polyester fiber cloth forming temperature window; (3) the laminated polyester fiber cloth and the low melting point polyester resin, and the temperature in the window by hot pressing manufacturing process based on the polyester fiber cloth and the low melting point polyester resin forming the monolayer all polyester composite material.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术为一种复合材料，尤其涉及一种全聚酯的复合材料、其制造过程方法以及其应用。
技术介绍
传统的复合材料具有质轻、高强度等特性，因此是许多特殊需求的场合的不二选择。但目前的复合材料受限于价格、无法回收、多属于热固性材料以及异质材料介面复合特性不佳等诸多因素，使其应用受到许多的限制。复材专家Pegoretti (2007)在复合材料未来趋势文章中特别提出环保节能年代已经来临，材料的回收与再使用的方法开发应有更新的思维与做法，而单一高分子复合材料(Single Polymer Composite，简称SPC)则是此时代趋势之中非常重要且特别的材料。SPC是指增强材(Reinforcement)与连续相基材(Matrix)均为相同化学成分的高分子材料所组合而成的复合材料，SPC具有相当多的优点与特色。举例而言，由于增强材与基材具有相同化学结构，因此二者间完全相容，不存在传统纤维复合材料的界面问题，并且 SPC复合材料中的纤维材料分子链的高度取向使材料具有足够的初始强度，因而赋予SPC 具备更加优越的比刚性、比强度、低密度等特性，尤其于冲击韧性与断裂伸长率的改善更为显著。此外，热塑性的单一高分子的制造过程中的废/边料或当该产品生命周期结束后，其可完全通过熔融方法进行回收，使单一高分子复合材料完全符合绿色材料的要求。目前业界相对发展较为成熟的SPC的开发工作，主要以厂商Propex Fabrics Inc. 等所提出以聚丙烯(Polypropylene，PP)为主要材质的SPC产品。PP-SPC的增强材(纤维) 及连续相基材(树脂)均为PP，因此解决传统复合材料中因为纤维与基材的异质特性造成的所有问题，不仅具备相对低成本的优势，还可让PP-SPC具备可后制加工的特质。然而，前述的全聚丙烯复合材料(PP-SPC)却有许多仍待改善的缺点，如下列1、机械物性仍不够强韧，且亦受温度影响而导致性能大幅下降。2、熔点温度低，耐温性不足，导致使用受到限制。3、聚丙烯为非极性物质，表面稳定不易与其他物质反应。过于稳定的表面不利于聚丙烯高分子片材与其他材料结合(胶合、黏合)或进行表面涂装，因此造成难以后制加工的缺点。
技术实现思路
为了解决前述公知技术的诸多缺点，本专利技术提出以全聚酯作为单一高分子复合材料的主成分，解决公知技术的机械物性不佳、熔点过低、不容易后制加工的技术问题。配合解决前述技术问题，本专利技术提供一种全聚酯复合材料的制造方法，其步骤包含使聚酯纤维布经受热定型制造过程；将聚酯树脂经过改质以降低熔点并形成膜片状，改质后的该聚酯树脂与所述聚酯纤维布的熔点差异形成工作温度视窗；及叠合该聚酯纤维布与改质后的聚酯树脂，并在该工作温度视窗内以热压制造过程将该聚酯纤维布与改质后的该聚酯树脂成形为单层全聚酯复材。本专利技术还提供一种单层全聚酯复材，其包含聚酯纤维布及紧密包覆该聚酯纤维布的膜片状的低熔点聚酯树脂，该低熔点聚酯树脂的熔点低于该聚酯纤维布，其中所述单层全聚酯复材的制造方法步骤包含使该聚酯纤维布经受热定型制造过程；将聚酯树脂经过改质以降低熔点并形成膜片状的低熔点聚酯树脂，改质后的该低熔点聚酯树脂与所述聚酯纤维布的熔点差异形成工作温度视窗；及叠合该聚酯纤维布与该低熔点聚酯树脂，并在该工作温度视窗内以热压制造过程将该聚酯纤维布与该低熔点聚酯树脂结合形成所述单层全聚酯复材。本专利技术进一步提供一种连续型的全聚酯复合材料的制造方法，其步骤包含将经过改质的聚酯树脂先形成连续的聚酯树脂薄膜，使该聚酯树脂薄膜与连续的聚酯纤维布的熔点差异形成工作温度区间；使用热滚压手段将该聚酯树脂薄膜与该聚酯纤维布叠合并热融压合，形成连续的全聚酯复材片材；将连续的全聚酯复材片材经过冷却手段后卷收完成压合的连续的全聚酯复材片材。本专利技术更提供一种具挠曲表面的全聚酯产品，其由一层以上且相互叠合的聚酯纤维布以低熔点聚酯树脂叠合组成，其中，形成所述具挠曲表面的全聚酯产品的制造步骤包含使每一该聚酯纤维布经受热定型制造过程；将聚酯树脂经过改质以降低熔点并形成膜片状的低熔点聚酯树脂，改质后的该低熔点聚酯树脂与所述聚酯纤维布的熔点差异形成工作温度视窗；交错叠合一层以上的所述聚酯纤维布与一层以上的所述低熔点聚酯树脂，并在该工作温度视窗内以热压制造过程将该聚酯纤维布与该低熔点聚酯树脂结合形成单层全聚酯复材；将多层单层全聚酯复材叠合并加高温使每一单层全聚酯复材的低熔点聚酯树脂形成流动后施高压结合各单层全聚酯复材而成为积层全聚酯复材片材；以热冲压方法将该积层全聚酯复材片材成形为具挠曲表面的全聚酯产品。由此，本专利技术所提出的全聚酯(PET)的单一高分子复合材料未见于
技术介绍
，其更集合多种不同复合材料或均质材料的各项优点，如下1、相比于公知的PP单一高分子复合材料，本专利技术的全聚酯(PET)单一高分子复合材料具备成本相对低廉、可回收、机械特性佳、耐热性佳而应用范畴广、易于与其他材料结合而容易加工与简化产品制造过程困难度。2、本专利技术的全聚酯自增强复合材料具有传统复合材料所不具备的热塑性特征，赋予本专利技术在成形之后仍可以加热加工成形，因此具备高加工灵活度的特性。附图说明图1为本专利技术较佳实施例的流程示意图。图2为本专利技术较佳实施例的共聚合聚酯树脂的粘度特性图。图3为本专利技术较佳实施例之一的连续生产制造过程示意图。主要元件符号说明(51)聚酯树脂薄膜(52)聚酯纤维布(60)加热滚轮组(70)冷却手段(80)收料卷轴具体实施例方式请参考图1，其为本专利技术的全聚酯自增强复合材料的制造过程方法步骤包含步骤1.纤维布及树脂制备(10)本专利技术的全聚酯复合材料的原料包含聚酯纤维布及聚酯树脂，其中(1)该聚酯纤维布必须先经过一个热定型步骤，让后续需要加温的制造过程得以维持尺寸均一性，换言之，使选用的聚酯纤维布经过特定温度下的热定型步骤后，该聚酯纤维布在之后的升温、降温过程能够维持稳定且变异量微小的尺寸范围；(2)该聚酯树脂则必须先经过改质以降低聚酯树脂的熔点，由此使选用的该聚酯树脂与该聚酯纤维布的熔点产生温度差距(约介于10至60°C )，形成一个工作温度视窗。 所述聚酯树脂的改质方式不限定，可以依据需求而选择不同的改质方式，例如共聚合、添加不同分子量的材料...等。本实施例利用共聚合的方式使聚酯树脂的熔点降低，使该聚酯树脂与该聚酯纤维布产生所述工作温度视窗的温度差异。其中，形成该工作温度视窗的主要目的是为了避免制造全聚酯自增强复合材料过程中因为高温熔融状态的聚酯树脂导致聚酯纤维布一并熔化或导致其分子结构破坏而不再具备良好的机械性能，因此，必须使聚酯纤维布及聚酯树脂形成具有差异性的熔融状态形成温度，作为制造本较佳实施例的全聚酯自增强复合材料的制造过程空间。若所述聚酯纤维布与所述聚酯树脂之间的熔融状态温度差异越大(该工作温度视窗温度越大)，代表所述全聚酯自增强复合材料的制造过程的弹性越大，且所述聚酯纤维布的结构稳定性越好。补充说明前述本实施例所使用的共聚合方法如后列。高分子在熔融的过程中，一般呈现一个较宽的熔融温度范围，即存在一个“熔限”；一般将其最后完全熔融时的温度称为熔点Tm。一般而言，聚酯(polyethylene ter印hthalate，聚对苯二甲酸乙二酯，简称聚酯(PET))的熔点约在255°C 265°本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种全聚酯复合材料的制造方法，其步骤包含：使聚酯纤维布经受热定型制造过程；将聚酯树脂经过改质以降低熔点并形成膜片状，改质后的该聚酯树脂与所述聚酯纤维布的熔点差异形成工作温度视窗；及叠合该聚酯纤维布与改质后的聚酯树脂，并在所述工作温度视窗内以热压制造过程将该聚酯纤维布与改质后的该聚酯树脂成形为单层全聚酯复材。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴昌谋，卜繁智，
申请(专利权)人：逢甲大学，
类型：发明
国别省市：71[]