由实心线性型材形成的结构件制造技术

由多个合并的带(12)形成了包含实心线性型材(516，600，700)的结构件。每个带包括包埋在热塑性聚合物基体内的沿单一方向排列的连续纤维。在拉挤期间将连续纤维带(12)层合在一起以形成具有非常高的拉伸强度性能的整体实心型材(516，600，700)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由实心线性型材形成的结构件相关申请本申请要求2010年6月11日提交的临时申请序列No. 61/353，885的优先权，通过引用将其全部内容并入本文。专利技术背景通常借助于将一个或多个纤维增强带拉挤通过模具使所述带成型为所需构造来形成实心型材。所述带可以包括包埋在聚合物基体内的沿单一方向排列的连续纤维。因为所述型材具有沿机器方向(纵向)取向的连续纤维，它们通常沿机器方向表现出良好的拉伸强度。然而，遗憾的是，可获得的最大程度的拉伸强度由于在加工非常高强度的材料中的困难而受到限制。如此，目前对表现出优异的拉伸强度、却可以按相对有效且简单的方式进行制造的实心型材存在需要。专利技术概述根据本专利技术的一个实施方案，公开了一种包含实心线性型材的结构件。所述实心线性型材含有由多个带(ribbons)的合并层合体形成的第一组成部分(component),其中所述层合体的每个带包含基本沿纵向取向的多个连续纤维、和含有一种或多种热塑性聚合物且在其中埋入所述连续纤维的树脂基体。所述连续纤维占所述带的约40wt. %-约 90wt. %,所述热塑性聚合物占所述带的约IOwt. %-约60wt. % ο挠曲模量为约10千兆帕或更大。根据本专利技术的另一个实施方案，公开了一种形成实心线性型材的方法，该方法包括提供多个单独带。每个带包含基本沿纵向取向的多个连续纤维、和含有一种或多种热塑性聚合物且在其中埋入所述连续纤维的树脂基体，所述连续纤维占所述带的约40wt. %-约 90wt. %，所述热塑性聚合物占所述带的约IOwt. %-约60wt. % ο将所述带加热到处于或高于所述树脂基体软化温度的温度。将所述加热的带牵拉通过第一模具以使所述带合并在一起并且形成层合体以及牵拉通过第二模具以使所述层合体成型。将成型的层合体冷却以形成实心型材。下面更为详细地给出本专利技术的其它特征和方面。附图简要描述包括参照附图，在本说明书的其余部分中更具体地给出本专利技术的全部和实施内容，包括对本领域技术人员而言其最佳的模式，其中图I是用于本专利技术的浸溃系统的一个实施方案的不意性描述；图2A是图I中所示的浸溃模具的截面图2B是可用于本专利技术的浸溃模具的歧管组件和浇道的一个实施方案的分解图2C是可用于本专利技术的至少部分限定出浸溃区的板片(plate)的一个实施方案的透视图3是可用于本专利技术的拉挤系统的一个实施方案的示意性描述；图4是可用于图3系统的拉挤模具的一个实施方案的透视图5是本专利技术实心型材的一个实施方案的截面图；CN 102947079 A书明说2/11 页图6是本专利技术实心型材的另一个实施方案的截面图；以及图7是本专利技术实心型材的又一个实施方案的截面图。本说明书和附图中重复使用的参考标记意欲表示本专利技术的相同或类似的特征或要素。代表性实施方案的详述定义如本文所使用的，术语“型材”通常是指拉挤部件。型材可以具有多种截面形状， 例如方形、矩形、圆形、椭圆形、三角形、I形、C形、U形、J形、L形等。如本文所使用的，术语“线性”通常是指沿型材整个长度基本相同的截面形状。如本文所使用的，术语“连续纤维”通常是指具有大于约8毫米，在一些实施方案中，约15毫米或更大，在一些实施方案中，约20毫米或更大的长度的纤维、细丝、纱线或粗纱(例如纤维束)。·如本文所使用的，术语“不连续纤维”通常是指不连续的纤维、细丝、纱线或粗纱。 这类纤维典型地具有约8毫米或更小的长度。例如，不连续纤维可以包括短纤维或长纤维。 “长纤维”典型地是具有约O. 5-约8毫米，在一些实施方案中，约O. 8-约6毫米，和在一些实施方案中，约I-约5毫米的长度的那些纤维。“短纤维”典型地是具有约O. 5毫米或更小，在一些实施方案中，约O. 01-约O. 4毫米，和在一些实施方案中，约O. 05-约O. 3毫米的长度的那些纤维。详述本领域普通技术人员应理解，目前的论述仅仅是示例性实施方案的描述，并且不意欲限制本专利技术的更宽泛方面。—般而言,本专利技术涉及用于多种应用，例如窗户、门、外墙挂板、铺板(decking)、地板等的结构件。该结构件含有由多个合并的带形成的实心线性型材，每个合并的带包括埋入热塑性聚合物基体内的沿单一方向排列的连续纤维。在拉挤期间将所述连续纤维带层合在一起以形成具有非常高的拉伸强度性能的整体实心型材。与常规思维相反，本专利技术人发现对拉挤工艺某些方面上的仔细控制可允许在没有不利地影响拉挤设备的情况下易于使这样的高强度型材成形。现将更为详细地描述本专利技术的各个实施方案。本专利技术中所用的连续纤维可以由本领域已知的任何常规材料，例如金属纤维；玻璃纤维(如E-玻璃、A-玻璃、C-玻璃、D-玻璃、AR-玻璃、R-玻璃、SI-玻璃、S2-玻璃)， 碳纤维(如石墨)，硼纤维，陶瓷纤维(如氧化铝或二氧化硅)，芳族聚酰胺(aramid)纤维(如 E. I. duPont de Nemours, Wilmington, DE销售的K.ev丨ar )，合成有机纤维(如聚酰胺、聚乙烯、聚对苯撑(paraphenyIene)、对苯二甲酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚苯硫醚),和已知用于增强热塑性组合物的各种其它天然或合成的无机或有机纤维性材料。玻璃纤维和碳纤维对用于连续纤维是特别期望的。这类纤维通常具有约4-约35微米，在一些实施方案中，约9-约35微米的标称直径。所述纤维可以是绞合的或直的。如果需要，所述纤维可以是含有单一纤维类型或不同类型纤维的粗纱(例如纤维束)形式。可以在单根粗纱中含有不同的纤维，或者可替代地，每根粗纱可以含有不同的纤维类型。例如，在一个实施方案中， 某些粗纱可以含有连续的碳纤维，而其它粗纱可以含有玻璃纤维。每根粗纱中含有的纤维数量可以不变或者在粗纱与粗纱之间存在变动。典型地，粗纱可以含有约1，000纤维-约550, 000单根纤维，在一些实施方案中，约2，000-约40，000纤维。可以使用任何各种热塑性聚合物形成其中埋入连续纤维的热塑性基体。用于本专利技术的合适的热塑性聚合物可以包括例如聚烯烃(如聚丙烯、丙烯_乙烯共聚物等)，聚酯 (如聚对苯二甲酸丁二醇酯(“PBT”))，聚碳酸酯，聚酰胺(如Nylon )，聚醚酮(如聚醚醚酮 (“PEEK”))，聚醚酰亚胺，聚亚芳基酮(如聚亚苯基二酮(“PPDK”))，液晶聚合物，聚芳硫醚 (如聚苯硫醚(“PPS”))，含氟聚合物(如聚四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚聚合物、全氟烷氧基烧烃聚合物、四氟乙烯(petrafluoroethylene)聚合物、乙烯-四氟乙烯聚合物等),聚缩醛，聚氨酯，聚碳酸酯，苯乙烯类聚合物(如丙烯腈丁二烯苯乙烯(“ABS”))，等等。聚对苯二甲酸丁二醇酯(“PBT”)是特别合适的热塑性聚合物。通常使用挤出装置形成本专利技术的连续纤维带，在该挤出装置中用热塑性基体包埋连续纤维。尤其地，挤出装置促进将热塑性聚合物施涂到纤维整个表面的能力。所得带还具有非常低的空隙率，这有助于提高所述带的强度。例如，所述空隙率可以为约3%或更小， 在一些实施方案中，约2%或更小，在一些实施方案中，约1%或更小。空隙率可以使用本领域技术人员熟知的技术进行测定。例如，空隙率可以使用“树脂烧除(resin burn off) ”试验进行测量，在该试验中将样品置于烘箱中(例如在600°C下3小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·M·尼尔森，D·W·伊斯特普，T·A·里甘，M·L·韦斯利，R·斯蒂姆，
申请(专利权)人：提克纳有限责任公司，
类型：
国别省市：