聚合物材料的制作方法_3

文档序号:9793415阅读:来源:国知局
峰(Tm)。有利地,烙融的第一聚合物可容易地润湿填 料和/或渗入固化的填料,例如纤维拉或无纺布,从而制得的复合材料包括第一聚合物和大 致均匀分散在所述第一聚合物中的填料材料。
[0102] 可W通过大致连续的过程制备复合材料。在运种情况下,第一聚合物和填料材料 可连续地喂入它们混合和加热的位置。运种连续过程的一个例子是挤出法。另一个例子包 括(可W是具体相关的,其中填料材料包括纤维填料)使连续的丝状物质移动穿过含有所述 第一聚合物的烙体或水分散体。该连续的丝状物质可W包括连续长度的纤维填料,或者更 优选地,已经至少在一定程度上合并到一起的多个连续细丝。该连续纤维状物质可W包括 丝束、粗纱、编织物、机织织物或无纺织物。由纤维状物质制成的细丝可W大致均匀或随机 地设置在主体中。可根据PCT/GB2003/001872、US6372294或EP1215022描述的制备复合材 料。
[0103] 或者,可W通过不连续的方法制备复合材料。在运种情况下,可选择预定量的所述 第一聚合物和预定量的所述填料材料,并使二者接触,并通过使第一聚合物烙化并使第一 聚合物与填料材料混合,W形成大致均匀的复合材料制得复合材料。
[0104] 优选地,所述填料材料包括选自玻璃纤维、碳纤维、芳绝纤维、碳黑和氣碳树脂中 的一种或多种填料。更优选地,所述填料材料包括玻璃纤维或碳纤维。
[01化]所描述的组合物或复合材料可W包括20-99.9wt% (如20-70wt% )的所述聚合物 材料,和0. l-80wt % (如30-80wt % )的填料材料。优选的实施例包括大于lOwt %,更优选大 于40wt %的填料材料。
[0106] 所述第二聚合物可W是第二组合物的一部分,该第二组合物可W包括所述第二聚 合物和填料材料。除了用第二聚合物替代第一组合物中的第一聚合物来制备第二组合物之 夕h所述第二组合物可W如所述第一组合物所描述的。
[0107] 优选地,所述第二聚合物是第二组合物的一部分,该第二组合物包括浸入所述第 二聚合物中的纤维填料(优选选自玻璃纤维、芳绝纤维或碳纤维)。优选地,所述纤维填料是 连续的。例如,纤维可W具有大于3mm或大于10mm的长度。所述第二组合物可W包括由所述 纤维填料界定的织造织物(例如薄片的形式),或单向带,它们中的每个都包含如上所述的 第二聚合物。
[0108] 上述优选的第二组合物可W与包含所述第一聚合物的第一组合物一起使用,可选 地与一种或多种填料结合。
[0109] 所述部件合适地包括直接接触的第一部分和第二部分,合适地所述部分之间的键 极强。虽然第一部分和第二部分之间可W有机械连接,但是,优选地,第一部分和第二部分 通过第一聚合物和第二聚合物之间的化学相互作用而固定。因此,分开第一和第二部分所 需要的力比分开相同的第一和第二部分(该第一部分和第二部分之间仅有机械(而非化学) 相互作用)所需的力大(例如至少10%、25%或50%或更大)。
[0110] 第一部分与第二部分接触的区域可W至少为10cm2,至少化cm2或至少100cm 2。
[0111] 垂直于第一与第二部分的界面测量的第一部分的厚度可W至少为2mm或至少4mm。 该厚度可W小于20mm,小于15mm或小于10mm。
[0112] 垂直于第一与第二部分的界面测量的第二部分的厚度可W至少为2mm或至少4mm。 该厚度可W小于20mm,小于15mm或小于10mm。
[0113] 在第一实施例中,所述第一部分躺在第二部分上。所述第一部分可W包括位于第 二部分上的包覆模制的区域。在第一实施例中,所述第二部分可w是填充的或未填充的。例 如,该第二部分可W主要由所述第二聚合物构成,或者可W包括提到的所述第二组合物。
[0114] 在第一实施例的第一个例子中,所述第二部分可W包括第二组合物(例如如上所 述的),该第二组合物包括如浸入所述第二聚合物的织物(例如包含玻璃纤维或碳纤维)。所 述第一聚合物层或所述第二聚合物层可W与第二部分接触。第一个例子可W包括复合物薄 层或复合物板。它可W界定3D结构,如支架或窗框。在运种情况下,第一聚合物或所述第一 组合物可W界定用于将支架或窗框固定至另外的结构的紧固装置。
[0115] 在第一实施例的第二个例子中,所述第一部分和第二部分可W设置为界定相对厚 的部件(例如厚度大于8mm或大于20mm),其难W由单一聚合物制备,由于制备过程中可能引 入残余应力。例如厚壁管。在运种情况下,第一和第二部分可W独立地都具有大于3mm、4mm、 或5mm的厚度,且垂直于运两部分之间的界面测得的第一部分和第二部分的总厚度可至少 为8mm或至少10mm。
[0116] 在第一实施例的第Ξ个例子中,所述第一部分和第二部分之一或优选二者都可W 是未填充的,并合适地分别主要由所述第一和第二聚合物构成。所述第一聚合物可W包覆 模制在第二聚合物上。上述可界定化学机械抛光(CMP)环。
[0117] 在第一实施例的第四个例子中,所述部件可W包括齿轮。在运种情况下,所述第二 部分可W界定支座,所述第一部分可界定安装在支座上的齿轮齿。第二部分优选为填充的, 例如用织物形式的纤维材料填充。
[0118] 在另一个实施例中,所述部件可W包括空隙(其合适地使部件具有与没有运种空 隙的部件相比更低的密度)。空隙可W通过第一部分或第二部分界定。例如,第一部分或第 二部分可W具有多孔或蜂窝结构。
[0119] 第一方面的所述部件可W用于航空航天或汽车应用。
[0120] 所述部件可选自支架、窗框、管、连接器、板或CMP环。
[0121] 所述部件可W包括至少Ig(例如至少lOg)的所述第一聚合物和至少Ig(例如至少 lOg)的所述第二聚合物。
[0122] 根据本发明的第二方面,提供一种用于制备根据第一方面的部件的方法,该方法 包括:
[0123] (a)选择包括所述第二聚合物的第二部分;
[0124] (b)选择包括所述第一聚合物的第一部分,或包括第一聚合物的第一部分的前体;
[0125] (C)将所述第二部分与所述第一部分或所述前体接触。
[0126] 所述第一聚合物和所述第二聚合物可W具有如第一方面所述的第一聚合物和所 述第二聚合物的任何特征。
[0127] 当所述第一聚合物是第一组合物的一部分时,步骤(C)可W包括使所述第一组合 物与所述第二部分接触。
[0128] 优选地,在该方法中,在步骤(C)中,所述第一部分或所述第一部分的所述前体处 于高于环境溫度的溫度。该溫度可W为至少50°C,至少150°C,至少250°C,至少300°C,或至 少350°C。在步骤(C)中,所述第一聚合物可W处于大于其Tm的溫度。在运种情况下,该方法 可W包括在所述第二部分上和/或在所述第二部分周围模制所述第一部分的前体(例如可 选择地包括填料的烙融的第一聚合物)。在步骤(C)中与所述第一部分或前体接触之前,所 述第二部分可w具有预成型的、合适的固体形状。进一步地,优选地该形状在该方法中大致 保持不变,因为该形状没有完全融化和/或可W仅在与第一部分或使用的前体接触的表面 轻微融化。该方法优选包括将所述第二部分引入工具,例如模具,如用于注射成型的模具, 并使所述第二部分与所述第一部分的前体(例如,可选择地包括填料的烙融的第一聚合物) 在所述工具中接触。因此,所述第一部分的形成可W包括注射成型,例如,使用所述第一部 分的前体。在步骤山)中,优选地,所述第一部分的前体包覆模制在所述第二部分上。在步骤 (C)中,优选地,至少与所述第一部分的所述前体接触的第二部分的表面在与所述前体接触 之后烙融。
[0129] 所述方法可W包括在与所述第一部分或所述前体接触之前,升高所述第二部分的 溫度。该溫度可升高至至少l〇〇°C,至少150°C,或者至少190°C。运可通过在将第二部分引入 模具之前,对其进行加热和/或将第二部分引入加热的模具中来实现。在一个实施例中,可 将处于环境溫度的第二部分引入加热的模具中,该模具优选将升高第二部分的溫度。可W 将运种模具预加热至150-200°C。
[0130] 所述第一聚合物和所述第二聚合物优选是可混溶和/或相容的。所述第一和第二 聚合物优选是运样的:任何比例的聚合物的混合物都表现出单一的玻璃转化溫度(Tg);运 种混合物在其烙融峰也表现出单一的主最大峰。所述第一和第二聚合物优选W所有比例混 溶,W形成均相体系。如果第一聚合物和第二聚合物混合,且混合之后不会发生变化(例如 第一和第二聚合物之间没有化学反应),且随着时间不会产生相分离,那么所述第一和第二 聚合物可认为是相容的。
[0131] 在第二部分与所述第一部分接触之后,所述第二部分的第二聚合物优选大致保持 是固体。在所述第二部分与所述第一部分接触之后,所述第二部分表面处的第二聚合物可 W烙融。优选地,在所述第二部分与所述第一部分接触之后,从所述表面向内的第二聚合物 没有烙融。
[0132] 在一个实施例中,所述第二部分包括大致平面的部分;和/或它可W包括薄层。因 此,在运种情况下,第二部分合适地包括相对简单的结构。运样的第二部分可W用所述第一 聚合物和/或所述第一组合物包覆模制,W界定可包括相对复杂的Ξ维形状的第二部分。
【附图说明】
[0133] 参考附图,通过举例的方式描述本发明的具体实施例,其中:
[0134] 图1为齿轮的示意图;
[0135] 图2为支架的透视图;
[0136] 图3为图4的支架的背板的透视图;
[0137] 图4为所述支架的前板的透视图;
[0138] 图5为支架的脊状物的透视图;
[0139] 图6和7为替换的支架的透视图;
[0140] 图8为在组装前包括蜂窝层的薄层结构的示意图;和 [0141 ]图9为在组装后的薄层结构的示意图。
[0142] W下材料在下文中指的是:
[0143] Victrex 450G-指的是从Victrex Manufacturing Limited获得的聚酸酸酬 (阳邸)。
[0144] Victrex 90HMF40-指的是烙体粘度为0.09KNsm-2与40w
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