阻燃纤维基体半成品的制作方法_2

文档序号:9837828阅读:来源:国知局
中进行,其中随后转移至一 个注塑模制装置中。
[0054] 在进一步加工所成型的纤维基体半成品之前,可以卷边或者另外最终处理该半成 品。
[0055] 纤维基体半成品,特别是基于热塑性塑料的那些被细分为以下的组(Schilrmann, "Konstruieren mit Faser-Kunststoff-Verbunden",施普林格出版社(Springer-Verlag) 柏林(Berlin)海德堡(Heidelberg) 2005, 2007,第 156-157 页):
[0056] ?长纤维增强的系统:
[0057] 〇 GMT :玻璃毡增强的热塑性塑料;
[0058] 〇 LFT :长纤维增强的热塑性塑料
[0059] ?连续纤维增强的系统
[0060] 根据生产工艺和由此产生的不同程度的浸渍和固结,可以对以下热塑性 预浸料进行区分("FaserverstMrkte Kunststoffe verarbeiten",昆斯特德菲 (Kunststoffe) 10/2003,汉瑟出版社(Carl Hanser Verlag),第 189-194 页):
[0061] ?纺织品/混合纱线预浸料:使用纺织加工法产自以下各项
[0062] 1.聚合物纤维和增强纤维或
[0063] 2.混合纱线
[0064] ?粉末预浸料:经由粉末散射工艺而产生
[0065] ?溶剂预浸料:经由溶剂浴而产生
[0066] ?膜和熔体预浸料:使用熔体或膜经由压制或层压工艺而产生
[0067] 预浸料是用于预浸渍的纤维(美国:预浸渍的纤维)的缩写,参见http:// de. wikipedia. org/wiki/Prepreg。预浸料指的是一种由长或连续的纤维和预干燥的/预 硬化的但是还没有聚合的热固性塑料材料基体组成的并且主要以轻量的构造使用的半成 品。这个术语还关于在本申请的上下文中的热塑性塑料材料基体被使用。
[0068] 组分 i)
[0069] 作为纤维材料i),根据本发明的纤维基体半成品包括至少一种选自下组的纤维材 料:无炜物、织造物、成环针织物(formed-loop knit)、编带、拉伸环针织物、非织造物、粗 纱、毡、缝合的织物和其组合,优选毡、无炜物或织造物,特别优选织造物。
[0070] 这些纤维材料优选地由以下各项组成:玻璃纤维、碳纤维、矿物纤维、天然纤维、聚 合物纤维和/或其组合,特别优选玻璃纤维或碳纤维和/或其组合,非常特别优选玻璃纤 维。
[0071] 平均纤维直径优选地是在从5至25 μ m的范围内,特别优选地在从6至18 μ m的 范围内。在DIN ΕΝ ISO 1973, [22]中引用了用于确定纤维细度所要求的重量和长度的直 接确定。这种重量测试方法(重量法)包括将包含所限定支数的纤维的纤维束切割成所限 定的切段长度并且随后称量所述的纤维束。这些纤维的平均细度Tt (以分特克斯计)可以 根据以下关系从以mg计的束的重量m、以mm计的切段长度1和纤维的支数进行计算
[0072] 纤维细度Tt (以分特克斯计)=10000 ·质量m (以mg计)/[切段长度1 (以mm 计)·纤维支数Z]。
[0073] 在此方面,参见:http://de. wikipedia. org/wiki/Feinheit_(纺织品)。其中还 描述了按照IS01144和DIN60905,第1部分根据特制(Tex system)的重量支数测定。
[0074] 然而,单纤维的长度和粗度可替代地以半自动的方式在扫描电子显微照片(SEM) 的帮助下使用数字转换器和计算机辅助的数据采集进行确定,如描述于EP 0399320 B2中 的。然后长度和粗度分布用于确定纤维体积和每单位质量的纤维支数。
[0075] 优选的是使用或者单独的或者以混合物的以下增强纤维作为连续(无止境的)纤 维增强/长纤维增强:
[0076] ?玻璃纤维(奥伯巴赫(Oberbach),鲍尔(Baur),布林克曼(Brinkmann),舒马赫 特伯格(Schmachtenberg),"Saechtling Kunststoff Taschenbuch",汗瑟出版社慕尼黑维 也纳(Vienna) 2004,第 644-647 页),
[0077] ?涂金属玻璃纤维,
[0078] ?碳纤维(奥伯巴赫,鲍尔,布林克曼,舒马赫特伯格,"Saechtling Kunststoff Taschenbuch",汗瑟出版社慕尼黑维也纳2004,第648页),
[0079] ?天然纤维,特别是亚麻纤维(奥伯巴赫,鲍尔,布林克曼,舒马赫特伯格, "Saechtling Kunststoff Taschenbuch",汗瑟出版社慕尼黑维也纳 2004,第 650-652, 778-779 页),
[0080] ?聚合物纤维,特别是芳族聚酰胺纤维(奥伯巴赫,鲍尔,布林克曼,舒马赫特伯 格,"Saechtling Kunststoff Taschenbuch",汗瑟出版社慕尼黑维也纳 2004,第 648-650 页)、优选是芳族聚酰胺纤维(塑料手册(Kunststoff-Handbuch),第3/4卷,第106-107页, 汉瑟出版社,慕尼黑维也纳1998),
[0081] ?矿物纤维,具体是玄武岩纤维。
[0082] 在一个特别优选的实施例中,该纤维是处于连续纤维的形式。根据DIN 60000,连 续纤维是可经受纺织品加工、具有几乎无限的长度的一种线性实体。合成纤维被称为长丝。 DIN 60001将长丝定义为至少1000mm长度的纤维。
[0083] 根据本发明优选的长纤维增强或连续纤维增强是基于以无炜物、织造物、 成环针织物、编带、拉伸环针织物、毡、缝合的织物和/或其组合形式的增强纺织品 ("MaPgeschneiderte 城爆tdi'kuilgStexti丨ien,,,塑料(Kunststoffe)06/2003,汉瑟出版 社,第46-49页)。在此可以使用玻璃粗纱和玻璃长丝两者。在编织之前玻璃粗纱总体上配 备有最终胶料,而玻璃长丝典型地仅仅在编织加工之后用最终胶料处理。该胶料是一种浸 渍液体,其作为一种助粘附剂以在进一步加工之前例如通过喷射或浸渍施加入纺织线/纤 维。涂胶的线或者涂胶的纤维是更平滑的并且更耐受机械负荷。胶料的使用主要寻求实现 有待在纤维基体半成品中使用的热塑性塑料的改进的粘附。连续纤维增强同样可以由非织 造物、纤维丝束或粗纱组成。给予特别优选的是织造物和无炜物,织造物是尤其优选的。所 使用的织造物优选地是斜纹组织、缎纹组织和平纹纺织,特别优选斜纹组织并且非常特别 优选2/2斜纹组织。
[0084] 当使用碳纤维时,优选的是使用由200特克斯(3K)、400特克斯(61()或800特 克斯(12K)长丝纱线制成的织造物,由200特克斯(3K)长丝纱线制成的织造物是特别优 选的。在此,1K表示1000个单独的纤维已经结合成一根纱线(在此方面还参见:http:// de. wikipedia. org/wiki/Kohlenstofffaser)。用于根据本发明使用的优选的碳纤维基织 造物具有在从50-1000g/m 2的范围内、特别优选在从150至300g/m2的范围内的平均基础重 量。
[0085] 在根据本发明是优选的使用玻璃纤维的情况下,当使用玻璃粗纱时,所使用的织 造物优选地具有在从300至1500g/m 2的范围内、特别优选在从450至1000g/m2的范围内的 平均基础重量,并且当使用玻璃长丝时,所使用的织造物优选地具有在从50至800g/m 2的 范围内、特别优选在从100至500g/m2的范围内的平均基础重量。本发明尤其优选地涉及 连续纤维增强的纤维基体半成品。
[0086] 在本发明的一个特别优选的实施例中,这些纤维材料i)是表面改性的,特别优选 地用一种助粘附剂/助粘附剂系统。
[0087] 用于根据本发明使用的优选的碳纤维还可以与或者不与助粘附剂一起使用。在此 优选的助粘附剂是基于尿烷、环氧或丙烯酸酯的系统。
[0088] 在根据本发明非常特别优选的玻璃纤维的情况下,优选的是使用硅烷基助粘附剂 /助粘附剂系统。根据本发明有待使用的硅烷基助粘附剂描述于EP 2468810 A1中,其内容 通过引用以其全文结合在此。
[0089] 特别地,当使用玻璃纤维时,优选的是除了硅烷作为助粘附剂之外,还使用聚合 物分散体、乳化剂、成膜剂(特别的是聚环氧化物、聚醚、聚烯烃、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸 酯或聚氨酯树脂或其混合物)、支化剂、另外的助粘附剂、润滑剂、pH缓冲物质和/或玻璃 纤维加工助剂(例如润湿剂和/或抗静电剂)。这些另外的助粘附剂、润滑剂以及其他助 剂、用于生产胶料的方法、以及用于涂敷并且后处理玻璃纤维的方法对于本领域技术人员 是已知的并且例如描述于K. L.罗温斯坦(L6vvenstein),"连续玻璃纤维的制造技术(The Manufacturing Technology of Continuous Glass Fibres)",埃尔塞维尔科学出版公司 (Elsevier Scientific Publishing Corp·),阿姆斯特丹(Amsterdam).伦敦(London),纽 约(New York),1983中。可以通过任何所希望的方法,优选使用合适的装置,具体是使用喷 射或辊式涂布器来对玻璃纤维涂胶。在高速下从喷丝头中拉拔的玻璃长丝可具有由助粘附 剂/助粘附剂系统组成的胶料,该胶料在玻璃长丝凝固之后(即,甚至在卷绕或切断之前) 立即施加于这些玻璃长丝上。然而,还可能的是继纺丝过程之后在由助粘附剂/助粘附剂 系统组成的浸渍浴中对这些纤维涂胶。
[0090] 根据本发明对于在该纤维材料i)中使用的特别优选的玻璃纤维优选地具有或者 圆形的截面面积以及在从6至18 μ m的范围内、优选地在从9至17 μ m的范围内的平均长 丝直径,或者扁平形状且非圆形的截面面积,其中主截面轴线具有在从6至40 μ m范围内的 平均宽度并且次截面轴线具有在从3至20 μ m范围内的平均宽度。玻璃纤维优选地选自下 组:E玻璃纤维、A玻璃纤维、C玻璃纤维、D玻璃纤维、S玻璃纤维和/或R玻璃纤维,给予 特别优选的是E玻璃。
[0091 ] 这些纤维特别地用一种适合的硅烷基胶料系统/助粘附剂/助粘附剂系统最终处 理。
[0092] 用于这些玻璃纤维的预处理的特别优选的硅烷基助粘附剂是具有通式(III)的 硅烷化合物
[0093] (X-(CH2)q)k-Si-(0-C rH2r+1)4k (III)
[0094] 其中取代基是如下定义的:
[0095] X 表示 NH2-、H0-每
[0096] q是从2到10、优选3或4的整数,
[0097] r是从1到5、优选1或2的整数,并且
[0098] k是从1到3、优选是1的整数。
[0099] 非常特别优选的助粘附剂是单体有机官能硅烷,具体是3-氨基丙基三甲氧基硅 烷、氨基丁基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、氨基丁基三乙氧基硅烷、3-氨基丙 基三甲氧基乙氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二乙氧基-硅烷、N-甲基-2-氨基乙基-3-氨基丙 基三甲氧基硅烷、N-甲基-2-氨基乙基-3-氨基-丙基甲基二甲氧基硅烷、N-甲基-3-氨基 丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油基氧丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基 硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基-三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、N-β -(氨 基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷(来自Hills AG的Dynasilan Damo)、Ν-β-(氨基乙 基)_ y _氨基丙基二乙氧基硅烷、Ν- β -(氨基-乙基)-γ -氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、 Ν- β -(氛基乙基)-Ν- β -(氛基乙基)-γ -氛基-丙基二甲氧基硅烷。
[0100] 这些硅烷化合物通常以基于用于表面涂覆的填充剂在从0. 05至5wt%的范围内、 优选在从0. 1至1.5wt %的范围内的量并且特别以在从0.25至lwt %的范围内的量使用。 [0101] 根据本发明,该纤维材料i)在该纤维基体半成品中的体积分数优选地是在从30 至64vol %的范围内,特别优选地在从40至55vol %的范围内。
[0102]组分 ii)
[0103] 组分A)聚碳酸酯
[0104] 作为组分A),该热塑性基体ii)包含至少一种来自聚碳酸酯的组的热塑性塑料。 这还可以是聚碳酸酯的一种混合物。
[0105] 用于根据本发明使用的优选的聚碳酸酯是基于具有通式(IV)的双酚类的均聚碳 酸酯和共聚碳酸酯
[0106] Η0-Ζ-0Η (IV)
[0107] 其中Z是包含6至30个碳原子以及一个或多个芳香基团的二价有机基团。
[0108] 优选的是使用基于具有式(IVa)的双酚类的聚碳酸酯
[0109]
1234 其中 2 A表示单键或来自集合C「C5亚烷基、C 2_C5烧叉基、C 5_(:6环烷叉 基、_〇_、 _S0-、-C0-、-S-、 -S02-、C6-C12亚芳基的基团,在其上可以桐合另外的任选地包含杂 原子的芳环, 3 或者A表示一个具有式(V)或(VI)的基团 4
[0114] R7和R8对于每一 Y是单独地可选择的,并且彼此独立地表示氢或C 烷基,优选 氢、甲基或乙基,
[0115] B在每种情况下表示烷基,优选甲基,卤素,优选氯和/或溴,
[0116] X在每种情况下彼此独立地是0、1或2,
[0117] p是1或0,并且
[0118] Y表示碳,
[0119] m是从4到7的整数,优选4或5,其条件是在至少一个Y (碳原子)上,R7和R8同 时表不烷基。
[0120] 当 m 是 4 时,Y 表示-CR7RS-CR7RS-CR7R S-CR7RS-。
[0121] 当 m 是 5 时,Y 表示-CR7Rs-CR7Rs-CR7R s-CR7Rs-CR7R8-。
[0122] 当 m 是 6 时,Y 表示-CR7RS-CR7RS-CR7R S-CR7RS-CR7RS-CR 7RS-。
[0123] 当 m 是 7 时,Y 表示-CR7RS-CR7RS-CR7R S-CR7RS-CR7RS-CR 7RS-CR7RS-。
[0124] 包含通式(V)的优选的双酚是来自下组的双酚:二羟基联苯、双(羟苯基)烷烃、 双(羟苯基)环烷烃、茚满双酚、双(羟苯基)硫化物、双(羟苯基)醚、双(羟苯基)酮类、 双(羟苯基)砜、双(羟苯基)亚砜和α,α 双(羟苯基)二异丙苯。
[0125] 对于使用优选的包含通式(V)的双酚还包括例如通过在引用的双酚的芳环处烷 基化或卤化可获得的引用的双酚的衍生物。
[0126] 特别优选的包含通式(V)的双酚是对苯二酚、间苯二酚、4, 4' -二羟基联苯、双 (4-羟苯基)硫化物、双(4-羟苯基)砜、双(3, 5-二甲基-4-羟苯基)甲烷、双(3, 5-二甲 基-4-羟苯基)砜、1,1_双(3, 5-二甲基-4-羟苯基)-对/间-二异丙苯、1,1_双(4-羟 苯基)_1_乙苯、1,1 _双(3, 5_二甲基_4_轻苯基)环己烧、1,1_双(4_轻苯基)_3_甲基 环己烷、1,1-双(4-羟苯基)-3, 3-二甲基环己烷、1,1-双(4-羟苯基)-4-甲基环己烷、 1,1-双(4-羟苯基)环己烷、1,1-双(4-羟苯基)-3, 3, 5-三甲基环己烷、2, 2-双(3, 5-二 氣_4_轻苯基)丙烷、2, 2_双(3_甲基_4_轻苯基)丙烷、2, 2_双(3, 5_二甲基_4_轻 苯基)丙烷、2, 2-双(4-羟苯基)丙烷(即,双酚A)、2, 2-双(3-氯-4-羟苯基)丙烷、 2, 2-双(3, 5-二溴-4-羟苯基)丙烷、2, 4-双(4-羟苯基)-2-甲基丁烷、2, 4-双(3, 5-二甲 基-4-羟苯基)-2_甲基丁烷、α,α ' -双(4-羟苯基)_邻-二异丙苯、α,α ' -双(4-羟 苯基)-间-二异丙苯(即,双酚Μ)、α,α ' -双(4-羟苯基)-对-二异丙苯和茚满双酚。
[0127] 根据通式(V)所描述的双酚可以根据已知的方法,例如从对应的酚和酮生产。
[0128] 所引用的双酸以及用于生产它们的方法例如描述于专著(monograph)H. Schnell, "聚碳酸酯的化学和物理学(Chemistry and Physics of Polycarbonates)",
当前第2页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1