本发明专利技术涉及经固定和/或稳定的纤维结构体，所述纤维结构体来自纤维材料以及用于使该纤维材料固定和稳定的试剂。用于固定和稳定的试剂是统计结构共聚酯，该统计结构共聚酯由二酸组分（对苯二甲酸和任选的间苯二甲酸）以及二醇组分（丁二醇、二甘醇和三甘醇）形成。本发明专利技术还提供了制造该纤维结构体的方法。将该纤维结构体用作聚合物基质（特别是环氧树脂）的增强材料。此外，本发明专利技术还提供了包含至少一种热固性树脂以及本发明专利技术所述纤维结构体的纤维复合材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及经固定和/或稳定的纤维结构体，该结构体来自纤维材料以及用于使纤维材料固定和稳定的试剂。用于固定和稳定的试剂是统计结构共聚酯（statistical copolyester），该统计结构共聚酯由二酸组分（对苯二甲酸和任选的间苯二甲酸）以及二醇组分（丁二醇、二甘醇和三甘醇）形成。本专利技术还提供了制造该纤维结构体的方法。将该纤维结构体用作聚合物基质（特别是环氧树脂）的增强材料。此外，本专利技术还提供了包含至少一种热固性树脂以及本专利技术所述纤维结构体的纤维复合材料。
技术介绍
由纤维复合材料制成的材料具有高的强度质量比，广泛应用于对强度、耐腐蚀性和轻的重量有要求的领域。因此，可容易地将此类纤维-树脂复合材料用于例如航空航天的组件中。这些复合材料同样特别适用于运动装备制品，如网球拍或高尔夫球棒。增强单元（reinforcement element）以如下形式存在于这些复合材料中：单向丝状形式或面状形式，如纤维网、织物（woven fabric）或纤维无纺布。处于丝状或网状形式的纤维、织物或无纺布必须加以固定和稳定，其起到了简化操作的作用，并使得单个面状结构体或多个这种面状结构体通过温度或压力的作用得以粘合。通过温度和压力的影响，同样可对待预成型的、经固定或粘合的单层或多层面状结构体的稳定预成型加以控制。然后，将以这一方式制造和预处理的增强材料嵌入聚合物基质中。在这方面，增强材料和聚合物基质之间的粘附特别重要。由EP1705269A1中已知的热塑性纤维材料是由包含聚羟基醚的原材料纺成。在将增强纤维嵌入聚合物基质前，将这些来自聚羟基醚的纤维用作增强纤维的固定线（fixing threads）。此外，由EP0698649A2中已知的共聚酯热熔融粘附物质显示出杰出的粘合性、低的熔点、快速的结晶作用以及对洗涤和清洁具有良好的抵抗力。
技术实现思路
由此开始，本专利技术的目的在于提供稳定性得以改善的纤维结构体。通过具有权利要求1所述特征的纤维结构体以及通过该纤维结构体的制造方法满足了这一目的。通过具有权利要求11所述特征的纤维-树脂复合材料同样实现了该目的。在权利要求15中阐述了本专利技术所述纤维结构体的用途。本专利技术提供了经固定和/或稳定的纤维结构体，所述纤维结构体来自纤维材料以及使该纤维材料固定和稳定的试剂。本专利技术所述的用于固定和稳定的试剂是统计结构共聚酯，所述统计结构共聚酯由下述组分形成：55-100mol%对苯二甲酸；0-45mol%间苯二甲酸；35-75mol%丁二醇；15-35mol%二甘醇；10-30mol%三甘醇。在这方面，相对于总二酸和总二醇的量各自为100mol%而言，对苯二甲酸和丁二醇的摩尔分数之和最多为150mol%。所述至少一种统计结构共聚酯优选由下述组分形成：70-100mol%、优选85-100mol%对苯二甲酸；0-30mol%、优选0-15mol%间苯二甲酸；45-65mol%、优选47-57mol%丁二醇；20-30mol%、优选23-28mol%二甘醇；15-25mol%、优选20-25mol%三甘醇。在这方面，相对于总二酸和总二醇的量各自为100mol%而言，对苯二甲酸和丁二醇的摩尔分数之和最多为150mol%。在优选的实施方式中，在共聚酯和添加剂之和为100wt%的情况下，所述至少一种统计结构共聚酯可以包含0-2wt%、优选0.05-1wt%的添加剂，特别是成核剂、稳定剂、润滑剂、消泡剂、缩合催化剂或上述物质的混合物。本专利技术所使用的共聚酯在160℃、2.16kg载重下，根据ISO/DIN1133测量的优选熔融粘度范围为100-3000Pas、优选100-600Pas、特别优选120-500Pas、更特别优选150-300Pas。如果本专利技术所述的共聚酯以固定线（例如作为纤维纱、复丝或单丝）的形式加以使用，其在160℃、2.16kg载重下，根据ISO/DIN1133测量的优选熔融粘度范围为1000-3000Pas、优选1500-2500Pas、特别优选1700-2200Pas。本专利技术所使用的共聚酯在加热速率为20K/min下，根据ISO11357测量的优选熔点范围为60-160℃、优选70-150℃、特别优选90-140℃。优选根据如下合成来进行共聚酯的制造。将芳香二羧酸或二羧酸混合物分散于二醇中，加入酯化催化剂和任选的合适的热稳定剂，以过量5-50mol%来使用二醇。在200-280℃、优选210-260℃的温度范围内随着缓慢升温进行酯化反应。在这一过程中蒸馏出所生成的水。随后，在220-270℃、优选230-260℃的温度范围内，任选在缩聚催化剂（1-100ppm、优选10-45ppm，相对于聚酯的量）存在的情况下，在非活化的（inertized）高压釜中进行缩聚反应。在这方面，逐步施加真空，将过量的二醇抽取出直至低于1mbar的最终真空中。到达期望的粘度后，将所生成的聚酯移出、制粒并干燥。可将金属Mn、Zn、Ca、Sn、Ti或Mg与例如低级脂肪醇（如丁醇）的盐用作酯化催化剂。基于锑、钛、锡或锗的化合物（例如三氧化锑）适于作为缩聚催化剂。酯化催化剂和缩聚催化剂均被广大技术人员所熟悉。纤维材料可优选包含单向丝或面状纤维材料、或实质上由单向丝或面状纤维材料构成，所述面状纤维材料选自下组：纺织品（fabrics）、绒织物（fleeces）、针织网（knitted meshes）或针织物（knitted fabrics）、或者无纺布。丝和面状纤维材料的组合也同样可以。纤维材料优选选自包括如下纤维的组：玻璃纤维；碳纤维；矿物纤维；合成纤维，特别是聚合物纤维，优选聚酯纤维和聚酰胺纤维、特别是聚芳酰胺纤维；天然纤维，特别是棉花、羊毛、木棉、大麻、亚麻、黄麻或木材；以及上述纤维的混合物。本专利技术提供了制造上述纤维结构体的方法，其中，将至少一种用于固定和稳定纤维材料的试剂通过粉点涂覆（powder point coating）、浆点涂覆（paste point coating）或分散涂覆（scatter coating）施用至纤维材料，或者作为浆状物（paste）、悬浮物（suspension）、膜状物（film）、网状物（web）、无纺布、固定无纺布或织物（fixed nonwoven or 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种经固定和/或稳定的纤维结构体，所述纤维结构体来自纤维材料以及用于使所述纤维材料固定和稳定的试剂，其特征在于，所述用于固定和稳定的试剂是由下述组分所形成的至少一种统计结构共聚酯：55?100mol%对苯二甲酸；0?45mol%间苯二甲酸；35?75mol%丁二醇；15?35mol%二甘醇；10?30mol%三甘醇；其中，相对于总二酸和总二醇的量各自为100mol%而言，对苯二甲酸和丁二醇的摩尔分数之和最多为150mol%。
【技术特征摘要】
2012.02.24 EP 12156901.61.一种经固定和/或稳定的纤维结构体，所述纤维结构体来自纤维材
料以及用于使所述纤维材料固定和稳定的试剂，其特征在于，所述用于
固定和稳定的试剂是由下述组分所形成的至少一种统计结构共聚酯：
55-100mol%对苯二甲酸；
0-45mol%间苯二甲酸；
35-75mol%丁二醇；
15-35mol%二甘醇；
10-30mol%三甘醇；
其中，相对于总二酸和总二醇的量各自为100mol%而言，对苯二甲
酸和丁二醇的摩尔分数之和最多为150mol%。
2.如权利要求1所述的纤维结构体，其特征在于，所述至少一种统
计结构共聚酯由下述组分形成：
70-100mol%、优选85-100mol%对苯二甲酸；
0-30mol%、优选0-15mol%间苯二甲酸；
45-65mol%、优选47-57mol%丁二醇；
20-30mol%、优选23-28mol%二甘醇；
15-25mol%、优选20-25mol%三甘醇；
其中，相对于总二酸和总二醇的量各自为100mol%而言，对苯二甲
酸和丁二醇的摩尔分数之和最多为150mol%。
3.如在先任一项权利要求所述的纤维结构体，其特征在于，在共聚
酯和添加剂之和为100wt%的情况下，所述至少一种统计结构共聚酯包
含0-2wt%、优选0.05-1wt%的所述添加剂，所述添加剂特别是成核剂、
稳定剂、润滑剂、消泡剂、缩合催化剂。
4.如在先任意一项权利要求所述的纤维结构体，其特征在于，所述
至少一种共聚酯在160℃、2.16kg载重下，根据ISO/DIN1133测量的熔
融粘度范围为100-3000Pas、优选100-600Pas、特别优选120-500Pas、
\t更特别优选150-300Pas。
5.如权利要求1-3中任一项所述的纤维结构体，其特征在于，所述
至少一种共聚酯作为固定线存在，并且在160℃、2.16kg载重下，根据
ISO/DIN1133测量的熔融粘度范围为1000-3000Pas、优选1500-2500Pas、
特别优选1700-2200Pas。
6.如在先任一项权利要求所述的纤维结构体，其特征在于，所述至
少一种共聚...
【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔夫·霍珀，
申请(专利权)人：EMS专利股份公司，
类型：发明
国别省市：
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