[其他]纖維增強的熱塑性聚合物復合物及其制造方法

在審

• 申請號: 101986000002870
• 申請日: 1986-03-25
• 公開（公告）號: CN1005398B
• 公開（公告）日: 1989-10-11
• 發明（設計）人: 米歇爾·克萊門特
• 申請（專利權）人: 阿托化學公司
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 盧新華

纖維增強的熱塑性復合物包括增強纖維，圍繞著上述增強纖維的第一種熱塑性聚合物和放在上述增強纖維和上述第一種熱塑性聚合物之間的上述第二種熱塑性聚合物；上述第二種熱塑性聚合物是與上述第一種熱塑性聚合物不同的而且是相容的，以及能潤濕上述增強纖維的：且能制造這種復合物的方法。

本發明涉及一種纖維增強的熱塑性復合材料，在這種材料中，是通過添加第二種熱塑性聚合物來保證第一種基質聚合物與纖維之間能夠緊密結合，所述第二種聚合物能與第一種聚合物相容并促進纖維的潤濕。制造上述復合材料是通過用促進潤濕的第二種熱塑性聚合物涂覆纖維，在加熱狀態下，再把第一種熱塑性聚合物粘到上述的促進潤濕的聚合物上。

法國專利2，414，995號和2，463，221號表明，能夠制造以纖維增強的熱塑性聚合物為基礎的復合材料，但是其中熱塑性涂覆聚合物總是直接與纖維接觸。人們發現用于此目的的普通熱塑性塑料不具備足以確保與纖維緊密接觸的潤濕性能。結果造成復合材料的結構不夠均勻，這種結構必然導致最終產品的機械性能的降低。法國專利1，578，394提出，通過在上述聚合物溶液中浸泡作為填料的有機纖維而將其涂覆，然后除去溶劑并將干燥了的纖維體系制成為粒狀，以便保護上述有機纖維。然后，將這粒狀材料與沒有填料的同種聚合物混合，制成一種復合物。這種復雜的并且會使纖維遭到破壞的方法與上述兩份專利中敘述的技術相比，在增進上述纖維與聚合物之間的緊密接觸方面沒有任何改進，而且其中并沒有尋求降低上述不均勻性。

為了保護纖維并避免纖維在研磨期間斷裂，美國專利3，863，758號提出預先制備一種夾芯料，該夾芯料由涂了聚合物粉末的纖維形成，之后，將整個夾芯體系封入由同樣的聚合物制成的薄膜中，然后將這種夾芯料模塑成復合材料。因為使用一種普通聚合物來涂覆纖維，所以存在與上述法國專利2，414，995號和2，463，221號同樣的問題。

根據本發明制造復合材料的方法制備的復合材料具有改進的機械性能，這是由于加入了能促進普通熱塑性聚合物和纖維之間潤濕性的第二種熱塑性聚合物。

簡單地說，本發明包括一種纖維增強的熱塑性聚合物復合材料及其制備方法，該復合材料含有增強纖維、包覆著上述增強纖維和第一種熱塑性聚合物和介于增強纖維和第一種熱塑性聚合物之間的第二種熱塑性聚合物;該第二種熱塑性聚合物與該第一種熱塑性聚合物不同，但能與該第一種熱塑性聚合物相容，以及能潤濕上述的增強纖維。

本發明的實質特征是將與第一種聚合物相容的第二種聚合物涂覆在整個纖維表面上，并致密地滲入表層里面，由于可與所述第一種聚合物相容，所以能制成均質的復合材料。在先有技術中，雖然采取了一些措施在制造復合材料期間保護纖維，但是從來沒有注意到纖維與聚合物之間的接觸問題。人們總是錯誤地認為在復合材料中嵌進纖維就足以保證良好的增強性能。當考慮到與樹脂的接觸，纖維的潤滑作用將是足夠的，因為發現兩種認真選擇的聚合物的結合會明顯地改進復合材料的性能。

要想獲得復合材料的均質性，絕對需要兩種熱塑性聚合物是相容的。雖然這種相容性實際上是相當重要的，并且是為本技術領域的技術人員所熟知的，但它是一種從沒有以完全令人滿意的方式科學地進行過定義的特性。這里不去討論那些很有爭議的與所討論的聚合物的部分互相可混合性有關的細節，從本發明的角度講，如果兩種聚合物混合后所得到的材料的機械強度接近或超過其中較差的聚合物的強度，那么就認為這兩種聚合物是相容的。根據這個定義，適合于本發明的相容的配對聚合物包括：

高密度接枝聚乙烯-低密度聚乙烯

高密度接枝聚乙烯-乙烯-醋酸乙烯（EVA）共聚物

接枝EVA-聚氯乙烯;

接枝聚丙烯-聚丙烯;

有序聚（醚-酰胺）共聚物-聚酰胺;

帶有官能團（例如：α，ω-二胺;α，ω-二酸;α-胺;ω-酸;一元胺）的聚酰胺-聚酰胺;

改性EVA-EVA或低密度聚乙烯（LD-PE），和

線型接枝低密度聚乙烯（L-LD-PE）-L-LD-PE或LD-PE。

相反，氯乙烯均聚物和苯乙烯均聚物是不相容的。