加强的热塑性物品、用于制造该物品的组合物、制造方法和由其形成的物品的制作方法
【专利摘要】一种用于制造多孔、可压缩的物品的组合物，该组合物包括：多个加强纤维、多个聚砜纤维和多个聚合粘合剂纤维的组合，其中，聚合粘合剂纤维具有比聚砜纤维低的熔点；用于形成多孔、可压缩的物品的方法；和含有多孔、可压缩的物品的物品。也公开了包括热成型的双基质复合材料的物品，其中，复合材料表现出如通过FAR?25.853(OSU检验)测量的到达峰值释放的时间，如通过FAR?25.853(OUS检验)测量的，2分钟总热释放，和根据ASTM?E-662(FAR/JAR?25.853)确定的，在4分钟小于200的NBS光学烟雾密度。
【专利说明】加强的热塑性物品、用于制造该物品的组合物、制造方法和由其形成的物品
【技术领域】
[0001]本公开涉及加强的热塑性物品，具体地，可热成型的纤维-加强的聚砜(polysulfone)物品,用于制造可热成型(热塑成型，thermoformable)的物品的组合物和该物品的制造的方法，及其应用。
【背景技术】
[0002]含有加强纤维的热塑性物品正用于在交通工具的内部使用的组件的生产的增加范围，如商用飞机、船只和火车。当暴露于火焰时，期望这样的材料，特别是用于飞机的材料，具有极好的阻燃性能和仅释放低水平的热量和烟雾。根据联邦航空条例(FederalAviat1n Regulat1ns, FAR),用于飞机的内部的面板的感兴趣的具体阻燃性能最少包含:低热释放速率(被称为0SU65/65标准)、低烟雾密度和低的燃烧产物毒性。这些通常被称为飞机内侧板的火焰-烟雾-毒性(FST)要求。很多材料只能通过向面板增加附加层满足这些要求，其增加材料成本、人工成本和重量。向可观察到的表面提供审美抛光可需要另外的体力劳动。除了满足FST要求之外，在含有加强纤维的热塑性物品的制造中有用的材料通常也应具有用于形成物品的良好的加工性，和令人满意的物理性质，如吸引人的表面抛光、韧性(以最小化在使用或次级操作期间部件破裂的倾向)、耐气候性和期望的地方的透明性。
[0003]因此，本领域仍然继续需要在加强的热塑性热成型的物品的制造中有用的材料，其具有低的热释放速度和低的烟雾密度。也期望这样的材料具有低毒的燃烧产物。另外，如果制造热成型的物品的加强的可热成型的物品的制造是有效的和经济的，这将是有利的。然而，进一步优势将是热成型的物品具有韧性、耐气候性和耐化学性和容易清洁中的一个或多个。
【发明内容】
[0004]本发明涉及用于多孔、可压缩(可压制，compressible)的物品的制造的组合物，该组合物包括:多个加强纤维、多个聚砜纤维和多个聚合粘合剂纤维的组合；其中聚合粘合剂纤维具有比聚砜纤维低的熔点。
[0005]在另一个实施方式中，本发明涉及用于形成多孔物品的方法，方法包括:形成层，其包括权利要求1所述的组合物在液体中的悬浮液；从悬浮液至少部分地去除液体，以形成网状物(网，web);在足以从网状物去除任何剩余的液体和熔化聚合粘合剂纤维但是不能熔化聚砜的条件下加热网状物；和冷却加热的网状物，以形成多孔物品，其中多孔物品包括加强纤维和聚砜纤维在聚合粘合剂的基质中的网络。
[0006]在另一个实施方式中，本发明涉及多孔物品，其包括:多个加强纤维和多个聚砜纤维的网络；和在包括熔化且冷却的聚合粘合剂纤维的网络上沉淀的基质，其中聚合粘合剂具有比聚砜纤维低的熔化温度。
[0007]在另一个实施方式中，本发明涉及形成双基质复合材料的方法，方法包括:在足以熔化聚砜纤维和固结(固化，consolidate)网络的条件下,加热和压缩在载体层(carrierlayer)上设置的权利要求9的多孔物品；在压力下，冷却加热的、压缩的物品和载体层，以形成包括网络的双基质复合材料，其中网络包括多个加强纤维；且基质包括熔化的和冷却的聚砜纤维以及熔化的和冷却的聚合粘合剂纤维，其中聚合粘合剂具有比聚砜低的熔化温度。
[0008]在另一个实施方式中，本发明涉及双基质、可热成型的复合材料，包括含有多个加强纤维的网络；和包括熔化的和冷却的聚砜纤维以及熔化的和冷却的聚合粘合剂纤维的基质，其中聚合粘合剂具有比聚砜低的熔化温度。
[0009]在另一个实施方式中，本发明涉及形成物品的方法，方法包括:使双基质复合材料热成型，以形成物品。
[0010]在另一个实施方式中，本发明涉及物品，包括热成型的双基质复合材料。
【具体实施方式】
[0011]本发明人研制出了一种加强的热塑性可热成型的物品，此处称为“双基质复合材料”，可将其热成型为具有低的热释放速度和低烟雾密度的物品。在实施方式中，可热成型的物品的燃烧产物具有低毒性。为了制造双基质复合材料，由含有加强纤维、聚砜纤维和聚合粘合剂纤维的组合的组合物形成多孔垫。聚合粘合剂纤维具有比聚砜纤维低的熔化温度，允许通过在有效地熔化聚合粘合剂纤维，但是不能熔化聚砜纤维的温度下，加热三种纤维成分的组合形成多孔垫。聚合物粘合剂形成第一基质，一旦冷却，其对垫提供强度。然后，在压缩下，通过加热至足以熔化聚砜的温度，固结多孔垫，形成第二基质，从而形成双基质复合材料。三种纤维成分的组合的应用允许成分在多孔垫中的均匀的混合和分布，和可提供具有更薄的剖面(侧面，profile)的垫。选定的聚合物也足够稳定，以使其以最小的氧化而幸免于重复的加热到加工或成形温度。可根据需要改变多孔垫的性能和构成，例如，通过改变加强纤维和聚合粘合剂的类型、尺寸和量。重要地，聚合粘合剂没有劣化最终热成型的产品的FST性能，且最终热成型的产品满足所有要求的FST性能，而不需要任何附加层或添加剂。
[0012]形成于多孔垫的双基质复合材料具有3或更高的伸缩度(degree of loft),在垫的厚度上具有极好的均匀性。可使双基质复合材料热成型，例如，以提供物品。因而，双基质复合材料可用于满足低热、低烟雾密度和/或低毒性燃烧副产物的水平的FAR要求的组件的制造。在实施方式中，双基质复合材料满足下列标准:(I)如通过FAR 25.853(0SU检验)测量的，小于65kff/m2的峰值热释放；(2)如通过FAR 25.853 (0SU检验)测量的，小于或等于65kW*min/m2的2分钟的总热释放；和基于ASTM E-662 (FAR/JAR 25.853)，当在4分钟测量时，小于200的NBS光学烟雾密度。
[0013]单数形式“一”、“一种”和“该”包含复数参考，除非上下文另外明确地指出。“或者”意味着“和/或”。术语“组合”包含掺混物、混合物、合金、反应产物等等。术语“和它们的组合”包含指定的组分和/或基本上具有相同的功能没有特别地指定的其他组分。除了在操作实施例或另外指出的情况之外，在说明书和权利要求中使用的，关于成分的量、反应条件等等的所有数字或表达被理解为在所有情况下通过术语“约”修饰。在这个专利申请中公开了多个数值范围。因为这些范围是连续的，它们包含最小值和最大值之间的每一个值。列举相同的特征或组分的所有的范围的端点是独立地可组合，且包含列举的端点。除非另外专门地指出，这个申请中指定的多个数值范围是近似值。术语“从超过O至”量意味着，指定的组分以超过O的某些量存在，至多到和包含较高的指定的量。
[0014]本文使用的“熔化温度”指的是，晶体状聚合物的熔化温度或非晶态聚合物的玻璃转化温度或软化温度。
[0015]本文利用标准的命名法描述化合物。不在两个字母或符号之间的短线用于指示用于取代基的连接点。例如，通过羰基(C = O)基团的碳连接-CH0。如本文使用的，术语“烷基”指的是直链或支链单价烃基；“亚烷基”指的是直链或支链二价烃基；“次烷基”指的是直链或支链二价烃基，在单一的共同的碳原子上具有两个价；“烯基”指的是具有通过碳-碳双键连接的至少两个碳的直链或支链单价烃基；“环烷基”指的是具有至少三个碳原子的非-芳香族单价单环或多环烃基；“环亚烷基”指的是具有至少三个碳原子的非-芳香族脂环族二价烃基，具有至少一个不饱和度；“芳基”指的是在一个或多个芳香族环中仅含有碳的芳香族单价基团；“亚芳基”指的是在一个或多个芳香族环中仅含有碳的芳香族二价基团；“烷基芳基”指的是利用如此处定义的烷基取代的芳基，4-甲基苯基是示例性的烷基芳基基团；“芳烷基”指的是利用如上文定义的芳基取代的烷基，苄基是示例性的芳烷基基团；“酰基”指的是具有指定数目的通过羰基碳桥(_C( = O)-)连接的碳原子的上述定义的烷基基团；“烷氧基”指的是具有指定数目的通过氧桥(-0-)连接的碳原子的上述定义的烷基基团；和“芳氧基”指的是具有指定数目的通过氧桥(-0-)连接的碳原子的上述定义的芳基基团。
[0016]除非另外指出，上述的基团中的每一个可以是未取代的或取代的，条件是，取代不能显著不利地影响化合物的合成、稳定性或应用。如本文使用的术语“取代的”意味着，利用另一个基团代替指定的原子或基团上的任何至少一个氢，条件是，不超过指定原子的正常的价。当取代基是氧代(也就是，=O)时，则代替原子上的两个氢。取代基和/或变量的组合是可允许的，条件是，取代不能显著不利地影响化合物的合成或应用。
[0017]如上文描述的，具有三种不同类型的纤维的组合物用于形成多孔垫，进而将其固结，以提供双基质复合材料。用于形成多孔垫的组合物包含多个加强纤维；多个聚砜纤维；和多个聚合粘合剂纤维，其中聚合粘合剂纤维具有比聚砜纤维低的熔点。
[0018]加强纤维可以是金属纤维(例如，不锈钢纤维)、金属化无机纤维、金属化合成纤维、玻璃纤维(例如，石灰-铝硼硅酸盐玻璃，即，无苏打(“E”玻璃)、A、C、ECR、R、S、D或NE玻璃)、石墨纤维、碳纤维、陶瓷纤维、矿物纤维、玄武岩纤维、具有比聚酰亚胺高至少50°C、至少100°C或至少150°C的熔化温度的聚合物纤维或它们的组合。加强纤维通常具有高于10吉帕斯卡(GPa)的模数。在实施方式中，加强纤维是玻璃纤维、相容性非玻璃材料或它们的组合。如本文使用的，术语“相容性非玻璃材料”指的是至少具有类似于玻璃的表面粘附和润湿性的非玻璃材料，其将允许与玻璃纤维的均匀分散。
[0019]可以单丝纤维或多丝纤维；无纺纤维加固物如连续丝束毡片、短切丝束毡(chopped strand mat)、组织、纸张和租(felt)等的形式提供加强纤维。在实施方式中，力口强纤维是不连续的，以单一离散纤维的形式。在使用玻璃纤维和接受短切丝束毡的形式的情况下，可在形成结构之前，将丝束分解成单一纤维。不连续的加强纤维最长的尺寸可以是5至75毫米(mm),具体地6至60mm,更具体地7至50mm,还更具体地,最长的尺寸为10至40mm。另外,不连续的加强纤维可以是5至125微米(μ m),具体地10至100微米。
[0020]聚砜纤维向双聚合物基质贡献一种类型聚合物。可使用多种不同的聚砜，条件是，选定的聚砜不能不利地影响双基质复合材料的热释放、烟雾密度和其他期望的性能。在实施方式中，聚砜包括超过一种选自下列的亚芳基醚砜单元:
[0021]
a(A)
(Ra)e U (Ra)e(Rb)f (Rb)f b(B)
(R%(R% c (C)
[0022]和它们的组合，其中Ra、Rb和Re各自独立地选自卤素原子、硝基、氰基、C1-C6脂肪族基团和C3-C12芳族基团，e、f和g各自独立地是0-4 ；ff是C1-C12脂肪族基团、C3-C12脂环族基团或C6-C18芳族基团；和a、b和c代表聚合物中的每一个单元的摩尔分数，各自可以是O至I,条件是，a+b+c的总和=I。
[0023]在具体的实施方式中，Ra、Rb和Re各自独立地是卤素原子或C1-C3脂肪族基团；e、f和g各自独立地是0-2 ;和W是直链或支链C1-C6亚烷基或C3-C12脂环族基团。
[0024]在具体的实施方式中，聚砜包括超过一个选自下列的亚芳基醚砜单元:
[0025]
-^」a
"■0^1^^°.^^.-°.；
LU」b
_()^」c
[0026]或它们的组合，其中a、b和c代表聚合物中的每一个单元的摩尔分数，和各自可以是O至I,条件是，a+b+c的总和=I。当a = I时，聚合物通常被称为聚醚砜(polyethersulfones) (PES)。当b = I时,聚合物通常被称为聚亚苯基砜(PPS)。当c = I时，聚合物通常被称为双酚A聚砜，其是在商品名UDEL1700下，可商购自Solvay。
[0027]聚砜纤维的最长尺寸可以是5至75毫米(mm),具体地6至60mm,更具体地7至50mm，还更具体地，最长尺寸为10至40mm。另外，不连续的加强纤维可以是5至125微米(μ m),具体地10至100微米。
[0028]聚合物粘合剂纤维将另一种聚合物贡献于双聚合物基质。聚合物粘合剂在多孔垫的形成期间熔化，因此，选择具有比聚砜的熔化温度低的熔化温度的聚合物粘合剂。例如，聚合物粘合剂可具有比聚酰亚胺低至少10°c的熔化温度，具体地，低至少20°C，甚至更具体地，比聚酰亚胺的熔化温度低至少20°C。在实施方式中，聚合物粘合剂具有比聚砜低10至180°C的熔化温度。进一步选择聚合物粘合剂，以与聚砜和加强纤维相容。优选地，进一步选择聚合物粘合剂，以不显著地有助于双基质复合材料的热释放、光学烟雾密度和/或燃烧产物毒性。可满足这些标准的可能聚合物粘合剂包含热塑性聚烯烃掺混物、聚乙烯聚合物、丁二烯聚合物、丙烯酸聚合物、硅酮聚合物、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、聚苯乙烯、聚砜、聚芳砜、聚苯醚聚苯硫醚、聚醚、聚醚酮和聚醚砜或它们的组合。在实施方式中，聚合物粘合剂是聚酰亚胺、聚硅氧烷-聚酯碳酸酯共聚物、聚酯、聚酯-聚醚酰亚胺掺混物、上述的任何双组分纤维或它们的组合。
[0029]取决于双基质复合材料的可用性、熔化温度和期望的性能，多种聚酰亚胺可被用作聚合物粘合剂纤维。如本文使用的，“聚酰亚胺”包含聚醚酰亚胺和聚醚酰亚胺砜。在具体的实施方式中，聚醚酰亚胺包括超过1，具体地10至1000，或更具体地，10至500个式(I)
的结构单元:
[0030]
-n^0t0^n-r-
OO(I)
[0031]其中T是-O-或式-0-Z-0-的基团，其中-O-或-0-Z-0-基团的二价键在3，3’、3，4’、4，3’或4，4’位，和Z是包含，但不限于，式(2)的二价部分(moitety)的二价基团:
[0032]
"Okq1-Q- (2)
[0033]其中Q1是二价部分，如-O-、-S-、-C (O) _、-SO2-, -SO-, -CyH2y-和它们的卤代衍生物，包含全氟亚烷基基团，y是I至5的整数；和R是式(3)的二价基团:
[0034]
II1CCII1 Iic
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^H一h
II1C:Cll3
II1CClli?
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CHi^ ^, -； kA.-1...H,r IrBi Oil⑶
[0035]其中Q是包括-O-、-S-、-C (O) _、-SO2-, _S0_、-CyH2y-和它们的卤代衍生物的二价部分，包含如上述定义的全氟亚烷基基团，y是I至20的整数。
[0036]在另一个具体的实施方式中，聚醚酰亚胺砜可包括超过1，具体地10至1000，或更具体地，10至500个式(4)的结构单元:
[0037]
-n^&y0^n-r-
OO(4)
[0038]其中Y是-O-、-SO2-或式-0-Z-0-的基团，其中-O-、-SO2-或-0-Z-0-基团的二价键在3，3’、3，4’、4，3’或4，4’位，其中Z是如上述定义的式(2)的二价基团和R是如上述定义的式(3)的二价基团，条件是，大于50mol%的摩尔Y+式(I)中的摩尔R的总数含有-SO2-基团。
[0039]可通过多种方法制备聚醚酰亚胺和聚醚酰亚胺砜，包含，但不限于，式(5)或(6)的芳香族二酸酐与式(7)的有机二胺的反应:
[0040]
o^0-t^c^0
Oυ (5)OO (6)
[0041]H2N-R-NH2 (7)
[0042]其中R、T和Y与上述定义的相同。
[0043]式(5)的具体芳香族二酸酐的例证包含:2，2- 二 [4-(3，4_ 二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酸酐；4，4’ - 二(3，4- 二羧基苯氧基)二苯醚二酸酐；4，4’ - 二(3，4- 二羧基苯氧基)二苯硫醚二酸酐；4，4’- 二(3，4- 二羧基苯氧基)苯甲酮二酸酐；2，2- 二 [4-(2，3- 二羧基苯氧基)苯基]丙烧二酸酐；4，4’- 二(2，3- 二羧基苯氧基)二苯醚二酸酐；4，4’- 二(2，3- 二羧基苯氧基)二苯硫醚二酸酐；4，4’ - 二(2，3- 二羧基苯氧基)苯甲酮二酸酐；
4-(2，3-二羧基苯氧基)-4’-(3，4-二羧基苯氧基)二苯基-2，2-丙烧二酸酐；4_(2，3-二羧基苯氧基)-4’-(3，4-二羧基苯氧基)二苯醚二酸酐；4-(2，3-二羧基苯氧基)-4’-(3，4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酸酐；和4-(2，3- 二羧基苯氧基)_4’ -(3，4- 二羧基苯氧基)苯甲酮二酸酐。可使用包括上述的至少一种的组合。
[0044]含有式(6)的砜基的具体芳香族二酸酐的例证包含:4，4’ - 二(3，4_ 二羧基苯氧基)二苯基砜二酸酐；4，4’ - 二(2，3- 二羧基苯氧基)二苯基砜二酸酐；和4-(2，3- 二羧基苯氧基)-4’-(3，4-二羧基苯氧基)二苯基砜二酸酐。可使用包括上述的至少一种的组合。另外，可利用式(5)和式￠)的二酸酐的组合制备聚醚酰亚胺砜。
[0045]式(7)的胺化合物的例证包含:乙二胺、丙二胺、三亚甲基二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、六亚甲基二胺、七亚甲基二胺、八亚甲基二胺、九亚甲基二胺、十亚甲基二胺、1，12-十二烷基二胺、1，18-十八烷基二胺、3-甲基七亚甲基二胺、4，4-二甲基七亚甲基二胺、4-甲基九亚甲基二胺、5-甲基十亚甲基二胺、2，5-二甲基六亚甲基二胺、2，5-二甲基七亚甲基二胺、2，2- 二甲基亚丙基二胺、N-甲基-二(3-氨基丙基)胺、3-甲氧基六亚甲基二胺、1，2- 二(3-氨基丙氧基)乙焼、二 (3-氨基丙基)硫醚、I, 4-环己烧二胺、二 -(4-氨基环己基)甲烷、间苯二胺、对苯二胺、2，4- 二氨基甲苯、2，6- 二氨基甲苯、间二甲苯二胺、对二甲苯二胺、2-甲基-4，6- 二乙基-1，3-亚苯基-二胺、5-甲基-4，6- 二乙基-1，3-亚苯基-二胺、联苯胺、3，3’-二甲基联苯胺、3，3’-二甲氧基联苯胺、1，5-二氨基萘、二(4-氨基苯基)甲烧、二(2-氯-4-氨基-3，5-二乙基苯基)甲烧、二(4-氨基苯基)丙烧、2，4-二(b-氨基-叔-丁基)甲苯、二(对-b-氨基-叔丁基苯基)醚、二(对-b-甲基-ο-氨基苯基)苯、二(对-b_甲基-ο-氨基戍基)苯、1，3- 二氨基-4-异丙基苯、二(4-氨基苯基)醚和1，3_ 二(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷。可使用这些胺的混合物。
[0046]含有砜基的式(7)的胺化合物的例证包含，但不限于，二氨基二苯基砜(DDS)和二(氨基苯氧基苯基)砜(BAPS)。可使用包括上述胺的任一种的组合。
[0047]在实施方式中，聚醚酰亚胺包括式(I)的结构单元，其中每一个R独立地是对-亚苯基或间-亚苯基或包括上述的至少一种的混合物；和T是式0-Z-0-的基团，其中0-Z-0-基团的二价键在3，3’位，和Z是式(8)的二价基团:
[0048]
CH:,(B) ο
[0049]聚醚酰亚胺和聚醚酰亚胺砜具有5，000至80，000道尔顿的重均分子量(Mw)。可利用聚苯乙烯标准，通过凝胶渗透色谱法测量重均分子量。典型的聚醚酰亚胺是在ULTEM?商标下生产的那些,包含,但不限于Sabic Innovative Materials, Pittsfield，Massachusetts 的 ULTEM? 1000(数均分子量(Mn)21, 000g/mol ;Mw 54, OOOg/mol ；分散度 2.5)，ULTEM? 1010 (Mnl9, OOOg/mol ；Mw 47, OOOg/mol ;分散度 2.5)和 ULTEM9011 (Mn 19，OOOg/mol ；Mw 47, OOOg/mol ;分散度 2.5)树脂。
[0050]聚硅氧烷-聚酯碳酸酯共聚物包括硅氧烷单元和可包括芳香族碳酸酯单元的芳化酯单元。
[0051]硅氧烷单元存在于聚硅氧烷嵌段的共聚物中，其包括作为式(10)的重复硅氧烷单元:
[0052]
R
I
——S1
I
」E (10)
[0053]其中每一个R独立地是相同的或不同的Ci_13单价有机基团。例如，R可以是C1-C13烧基、C1-C13烧氧基、C2-C13稀基基团、C2-C13稀氧基、C3-C6环烧基、C3-C6环烧氧基、C6-C14芳基、C6-Cltl芳氧基、C7-C13芳烷基、C7-C13芳烷氧基、C7-C13烷基芳基或C7-C13烷基芳氧基。可利用氟、氯、溴或碘或它们的组合完全地或部分地卤代上述基团。在实施方式中，在期望透明的聚硅氧烷-聚碳酸酯的情况下，R是未被卤素取代的。上述R基团的组合可用于相同的共聚物。
[0054]取决于组合物中的每一种成分的类型和相对量、期望的性能等考虑，改变式(10)中的E的值。通常，E具有5至50的平均值，具体地5至大约40，更具体地10至30。在实施方式中，聚硅氧烷嵌段具有式(11)或(12):
[0055]
R ?RR
K丨I
1-O-R5--S1——Si—R5-O-
-O—Ar—O--SiU--Ar—O—丄 ^
R1E-1)
E (11) (12)
[0056]其中E与上述定义的相同，且每一个R可以是相同的或不同的，与上述定义的相同。Ar可以是相同的或不同的，是取代的或未取代的C6-C3tl亚芳基基团，其中将键直接地连接至芳香族部分上。式(11)中的Ar基团可衍生自下面式(14)的C6-C3tl 二羟基亚芳基化合物，例如，1，1-二(4-羟基苯基)甲烷、1，1-二(4-羟基苯基)乙烷、2，2-二(4-羟基苯基)丙烷、2，2-二(4-羟基苯基)丁烷、2，2-二(4-羟基苯基)辛烷、1，1-二(4-羟基苯基)丙烧、1，1_ 二(4_轻基苯基)正丁烧、2，2_ 二(4_轻基-1-甲苯基)丙烧、1，1-二(4_轻基苯基)环己烧、二(4_轻基苯基硫酿)和1，1- 二(4_轻基_叔-丁基苯基)丙烧。也可使用包括上述化合物中的至少一种的组合。每一个R5独立地是二价C1-C3tl有机基团，例如，二价C2-C8脂肪族基团。
[0057]在具体的实施方式中，聚硅氧烷嵌段具有式(13):
[0058]
「R I R
—0-7Γ -1—Rh——S1--S1-Rh-^-D-O-1I
MRRM
nL」丨〗n (13)
[0059]其中R和E与上述定义的相同；R6是二价C2-C8脂肪族基团；每一个M可以是相同的或不同的，可以是卤素、氰基、硝基、C1-C8烷基硫代、C1-C8烷基、C1-C8烷氧基、C2-C8烯基、C2-C8烯氧基基团、C3-C8环烧基、C3-C8烧氧基、C6-Cltl芳基、C6-Cltl芳氧基、C7_C12芳烧基、C7_C12芳烷氧基、C7-C12烷基芳基或C7-C12烷基芳氧基，其中每一个η独立地是0、1、2、3或4。在实施方式中，M是漠代或氣代，烧基如甲基、乙基或丙基，烧氧基如甲氧基、乙氧基或丙氧基，或芳基如苯基、氣苯基或甲苯基；R2是~■亚甲基、二亚甲基或四亚甲基基团；和R是Cp8烧基、卤代烷基如三氟丙基、氰基烷基或芳基如苯基、氯苯基或甲苯基。在另一个实施方式中，R是甲基，或甲基和三氟丙基的组合，或甲基和苯基的组合。在还有的另一个实施方式中，M是甲氧基，η是1，R2是二价C1-C3脂肪族基团，和R是甲基。
[0060]聚硅氧烷-聚酯碳酸酯共聚物进一步包括聚酯嵌段，具体地，可选地包括碳酸酯单元的聚芳化酯嵌段。聚芳化酯嵌段的芳化酯单元可衍生自间苯二甲酸衍生物和/或对苯二甲酸衍生物与式HO-R1-OH的芳香族二羟基化合物的反应产物，具体地，式HO-R1-OH的芳香族二羟基化合物具有式(14)或(15):
[0061] /-- jr^N_.(14) (K')'T^(()H)2 (15)
[0062]在式(14)中，Ra和Rb各自独立地是卤素原子或单价烃基；ρ和q各自独立地是O至4的整数；和Xa是连接两个羟基-取代的芳香族基团的桥接基团，其中在C6亚芳基基团上，彼此邻位、间位或对位(具体地对位)配置每一个C6亚芳基基团的桥接基团和羟基取代基。在实施方式中，桥接基团Xa是-C (IT) (Rd)-或-C ( = Re)(其中IT和Rd各自独立地是氢原子或单价线性或环状烃基和Re是二价烃基)、单键、-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)2_、-C(O) -或CV18有机基团。C1,有机桥接基团可以是环状或无环的，芳香族的或非芳香族的，可进一步包括杂原子如卤素、氧、氮、硫、硅或磷。可配置CV18有机基团，使得连接至其的C6亚芳基基团各自连接至CV18有机桥接基团的共同的次烷基碳或连接至不同的碳上。在实施方式中，P和q各自是I，和Ra和Rb各自是Cu烷基基团，具体地甲基，在每一个亚芳基基团上对于羟基基团间位配置。在另一个实施方式中，Xa是CV18亚烷基基团、c3_18环亚烷基基团、稠合c6_18环亚烷基基团或式-B1-W-B2-的基团，其中B1和B2是相同的或不同的CV6亚烷基基团和W是C3_12环次烷基基团或C6_16亚芳基基团。
[0063]在式(15)中，其中每一个Rh独立地是卤素原子、C1,烃基如C1,烷基基团、卤素取代的C1,烷基基团、C6_1(l芳基基团或卤素取代的C6_1(l芳基基团，和η是O至4。卤素通常是溴。
[0064]具体的芳香族二羟基化合物的例证包含下列:4，4’ - 二羟基联苯、1，6- 二羟基萘、2，6-二羟基萘、二(4-羟基苯基)甲烷、二(4-羟基苯基)二苯基甲烷、二(4-羟基苯基)_1_蔡基甲烧、1，2_二 (4-轻基苯基)乙烧、1，1-二(4_轻基苯基)-1-苯乙烧、2_(4_轻基苯基)-2-(3-轻基苯基)丙烧、_.(4-轻基苯基)苯甲烧、2，2- _.(4-轻基-3-漠苯基)丙烷、1，1-二(羟基苯基)环戊烷、1，1-二(4-羟基苯基)环己烷、1，1-二(4-羟基苯基)异丁烯、1，1- 二(4-轻基苯基)环十二烧、反式-2，3- 二(4-轻基苯基)-2- 丁烯、2，2-二(4-羟基苯基)金刚烷、α，α ’ - 二(4_羟基苯基)甲苯、二(4_羟基苯基)乙臆、2，2- _.(3-甲基_4-轻基苯基)丙烧、2，2- _.(3-乙基-4-轻基苯基)丙烧、2，2- _.(3-正丙基-4-轻基苯基)丙烧、2，2- 二(3_异丙基-4-轻基苯基)丙烧、2，2- 二(3-仲丁基_4-轻基苯基)丙烧、2，2- _.(3-叔丁基-4-轻基苯基)丙烧、2，2- _.(3-环己基-4-轻基苯基)丙烧、2，2- _.(3-稀丙基-4-轻基苯基)丙烧、2，2- _.(3-甲氧基-4-轻基苯基)丙烧、2，2- 二(4-轻基苯基)六氟丙烧、I, 1- 二氯-2，2- 二(4-轻基苯基)乙烯、1，1- 二漠_2，2- _.(4-轻基苯基)乙稀、1，1- _■氣_2，2~ _.(5-苯氧基-4-轻基苯基)乙稀、
4,4’ - 二轻基二苯甲酮、3，3- 二(4-轻基苯基)-2- 丁酮、1，6- 二(4-轻基苯基)-1, 6-己二酮、乙二醇二(4-羟基苯基)醚、二(4-羟基苯基)醚、二(4-羟基苯基)硫醚、二(4-羟基苯基)亚砜、二(4-羟基苯基)砜、9，9- 二(4-羟基苯基)氟、2，7- 二羟基芘、6，6’ - 二轻基-3，3，3，，3，-四甲基螺(二)却满(tetramethylspiro (bis) indane)( “螺二却满双酚”)、3，3-二(4-羟基苯基)邻苯二甲酰亚胺、2，6-二羟基二苯并对二噁英、2，6-二羟基噻蒽、2，7- 二轻基酹噻卩惡(phenoxathin)、2，7- 二轻基_9，10- 二甲基吩嗪、3，6- 二轻基二苯并呋喃、3，6- 二羟基二苯并噻吩、2，7- 二羟基咔唑、间苯二酚、取代的间苯二酚化合物如
5-甲基间苯二酚、5-乙基间苯二酚、5-丙基间苯二酚、5-丁基间苯二酚、5-叔丁基间苯二酚、5-苯基间苯二酚、5-枯基间苯二酚、2，4，5，6-四氟间苯二酚、2，4，5，6-四溴间苯二酚等等；儿茶酚；氢辊；取代的氢辊如2-甲基氢辊、2-乙基氢辊、2-丙基氢辊、2- 丁基氢辊、2-叔丁基氢辊、2-苯基氢辊、2-枯基氢辊、2，3，5，6-四甲基氢辊、2，3，5，6-四叔丁基氢辊、2，3，5，6-四氟氢辊、2，3，5，6-四溴氢辊等等，或包括上述二羟基化合物中的至少一种的组入口 ο
[0065]式(14)的双酚化合物的具体的实例包含1，1-二(4-羟基苯基)甲烷、1，1_ 二(4-羟基苯基)乙烷、2，2-二(4-羟基苯基)丙烷(下文中“双酚A”或“BPA”)、2，2-二(4_轻基苯基)丁烧、2，2- 二(4_轻基苯基)羊烧、I, 1- 二(4_轻基苯基)丙烧、I, 1- 二(4_轻基苯基)正丁烧、2，2- 二(4_轻基-2-甲基苯基)丙烧、I, 1- 二(4_轻基_叔丁基苯基)丙烧、3，3-二(4-轻基苯基)苯并[c]卩比咯酮(节甲内酰胺,phthalimidine)、2_苯基-3，3- 二(4-羟基苯基)苯并[c]吡咯酮(PPPBP)和1，1- 二(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷(DMBPC)。式(15)的化合物的具体实例包含5-甲基间苯二酚、氢辊和2-甲基氢辊。也可使用包括上述二羟基化合物中的至少一种的组合。
[0066]聚芳化酯嵌段可包括100摩尔％ (mol% )的如在式(16)中示出的芳化酯单元:
[0067]
/Ri)u NO
-。會c^O-丨(16)
[0068]其中Rf和u与对式(15)以前的定义相同，m大于或等于4。在实施方式中，m是4至50，具体地5至30，更具体地5至25，还更具体地10至20。还有在实施方式中，m小于或等于100,具体地小于或等于90,更具体地小于或等于70,还更具体地小于或等于50。应理解，m的低端点值和高端点值是独立地可组合的。在另一个实施方式中，间苯二甲酸酯与对苯二甲酸酯的摩尔比可以是约0.25:1至约4.0:1。
[0069]示例性的芳化酯单元是芳香族聚酯单元如间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚酯单元、间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-双酚A酯单元或它们的组合。具体的芳化酯单元包含聚(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚)酯、聚(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-双酚A)酯、聚[(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚)酯-共聚_(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-双酚A)]酯或它们的组合。在实施方式中，有用的芳化酯单元是聚(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚)酯。在实施方式中，基于聚芳化单元中酯单元的摩尔总数，芳化酯单元包括大于或等于95m0l%的量的间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酹酯单元,具体地大于或等于99mol%,还更具体地大于或等于99.5mol%。在另一个实施方式中，没有用非芳香族含烃取代基，如，例如，烷基、烷氧基或亚烷基取代基取代芳化酯单元。
[0070]可替换地，聚芳化酯嵌段是包括以式(17)显示的芳化酯单元和碳酸酯单元的聚酯碳酸酯嵌段:
[0071]
■ii (Rl)i1 I「ii
Il {^^!)——C-O~---C-O — R1-O ~
十、T XJ U r (17)
[0072]其中Rf、u和m与在式(16)定义的相同，每一个R1独立地是式HO-R1-OH的芳香族二羟基化合物，具体地式(14)或(15)，和η大于或等于I。在实施方式中，m是3至50，具体地5至25,更具体地5至20 ;和η小于或等于50,具体地小于或等于25,更具体地小于或等于20。应理解，η的端点值是独立地可组合的。在实施方式中，m是5至75，具体地5至30，更具体地10至25，和η小于20。在具体的实施方式中，m是5至75，和η是3至50 ;或m是10至25，和η是5至20。在实施方式中，聚酯碳酸酯嵌段中的间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯酯单元与碳酸酯单元的摩尔比可以是100:0至50:50,具体地95:5至60:40,更具体地 90:10 至 70:30。
[0073]在具体的实施方式中，聚酯碳酸酯单元包括式(18)的双酚碳酸酯单元(衍生自式(14)的双酚)和/或式(19)的间苯二酚碳酸酯单元(衍生自式(15)的间苯二酚):
[0074]
卞)P Rc (Rb)ll ο「V
/=Ki/=Ko ii ο —~ρτ()-(:-()-
(R\
L」nl,(18)(19)
[0075]其中Ra和Rb各自独立地是CV8烷基，Rc和Rd独立地是C^8烷基或C^8环亚烷基，P和q是O至4，和nb大于或等于I ;和其中Rf和u与上述描述的一样，和na大于或等于I。聚酯碳酸酯单元包括0:100至99:1的式(18)的双酚碳酸酯单元与式(19)的间苯二酚碳酸酯单元的摩尔比，具体地20:80至80:20。在具体的实施方式中，聚酯碳酸酯嵌段衍生自间苯二酚(也就是，1，3-二羟基苯)或包括间苯二酚和双酚-A的组合，更具体地，聚酯碳酸酯嵌段是聚(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚酯)_共聚_(间苯二酚碳酸酯)_共聚_(双酚A碳酸酯)。
[0076]在实施方式中，聚硅氧烷-聚酯碳酸酯共聚物的聚酯碳酸酯嵌段由以下组成:50至10mol %的芳化酯单元,具体地58至90mol%芳化酯单元；0至50mol %芳香族碳酸酯单元(例如，间苯二酚碳酸酯单元、双酚碳酸酯单元和其他碳酸酯单元如脂肪族碳酸酯单元)；0至30mol %间苯二酹碳酸酯单元,具体地5至20mol %间苯二酹碳酸酯单元；和O至35mol%双酹碳酸酯单元,具体地5至35mol%双酹碳酸酯单元。
[0077]聚酯碳酸酯单元可具有2，000至100，OOOg/mol的Mw，具体地3，000至75，OOOg/mol，更具体地4，000至50，000g/mol，更具体地5,000至35，000g/mol，和还更具体地17，000至30，OOOg/mol。在I毫克每毫升的样品浓度下，利用使用交联的苯乙烯-二乙烯苯柱的GPC进行分子量确定，和如利用聚碳酸酯标准校准。利用二氯甲烷作为洗脱剂以约
1.0ml/min的流速洗脱样品。
[0078]可通过本领域已知的方法制造聚硅氧烷-聚酯碳酸酯共聚物，例如，通过不同的方法如溶液聚合、界面聚合和熔融聚合，式(11)、(12)和(13)的相应二羟基化合物与式
(14)和(15)的二羧酸衍生物和二羟基化合物的反应。例如，可通过界面聚合制备聚硅氧烷-聚酯碳酸酯共聚物，如通过二酸衍生物、双官能聚硅氧烷聚合物、二羟基芳香族化合物，和在期望的情况下，羰基来源，在包括不能混合的有机相和水相的两相介质中的反应。可改变这些成分至聚合反应的添加的顺序和时序，以提供在聚合物骨架中具有不同的聚硅氧烷嵌段的分布的聚硅氧烷-聚酯碳酸酯共聚物。聚硅氧烷可分布在聚酯单元中的酯单元内，聚碳酸酯单元中的碳酸酯单元内，或两者内。可通过本领域的技术人员选择反应材料的比例、类型和量，以提供具有具体令人满意的物理性能的聚硅氧烷-聚酯碳酸酯共聚物，例如，热释放速度、低烟雾、低毒、雾度(haze)、透明度、分子量、多分散性、玻璃化转变温度、冲击性能、延展性、熔体流动速率和耐气候性。
[0079]在实施方式中，基于硅氧烷单元、芳化酯单元和可选的碳酸酯单元的组合的摩尔百分比，和假如通过聚硅氧烷-聚酯碳酸酯共聚物组合物的聚合物骨架中共价结合的聚硅氧烷单元提供硅氧烷单元，聚硅氧烷-聚酯碳酸酯共聚物可包括0.5至20mol %的量的硅氧烷单元，具体地I至1mol %硅氧烷单元。基于聚硅氧烷-聚酯碳酸酯共聚物的总重量，条件是通过聚硅氧烷-聚酯碳酸酯共聚物的聚合物骨架中共价结合的聚硅氧烷单元提供硅氧烷单元，聚硅氧烷-聚酯碳酸酯共聚物包括0.2至10重量百分比(wt %)的量的硅氧烷单元，具体地0.2至6wt%,更具体地0.2至5wt%,还更具体地0.25至2wt%。在另一个实施方式中，共聚物进一步包括0.2至10wt%娃氧烧单元,50至99.8wt%酯单元,和O或超过O至49.85wt%碳酸酯单元；或0.3至3wt%聚娃氧烧单元,60至96.7wt%酯单元,和3至40wt%碳酸酯单元，其中聚硅氧烷、酯单元和碳酸酯单元的组合的重量百分比是聚硅氧烷-聚酯碳酸酯共聚物组合物的总重量的10wt %。
[0080]聚硅氧烷-聚酯碳酸酯共聚物可具有0.3至1.5分升每克(dl/g)的(如在25°C的氯仿中确定的)特性粘度(本征粘度，intrinsic viscosity),具体地0.45至1.0dl/g。聚硅氧烷-聚酯碳酸酯共聚物可具有10，000至100，OOOg/mol的重均分子量(Mw)，如在I毫克每毫升的样品浓度下，通过利用交联的苯乙烯-二乙烯苯柱的凝胶渗透色谱法(GPC)测量的，和如利用聚碳酸酯标准校准。
[0081]在实施方式中，聚硅氧烷-聚酯碳酸酯共聚物具有通过熔体体积流速(meltvolume flow rate, MVR)描述的流动性能,其在规定的温度和负载(载荷，load)下,测量热塑性聚合物通过孔(注孔，孔口，orifice)的挤出速度。适于使用的聚硅氧烷-聚酯碳酸酯共聚物可具有0.5至80立方厘米每10分钟(cc/10min)的MVR,根据ASTM D1238-04，在1.2kg的负载下，在300°C测量。在具体的实施方式中，示例性的聚碳酸酯具有0.5至100cc/10min的MVR，根据ASTM D1238-04，在1.2kg的负载下，在300°C测量，具体地I至75cc/10min,更具体地I至50cc/10min。不同的流动性能的聚碳酸酯的组合可用于实现在整体期望的流动性能。聚硅氧烷-聚酯碳酸酯共聚物可具有小于或等于165°C的Tg，具体地小于或等于160°C，更具体地小于或等于155°C。聚硅氧烷-聚酯碳酸酯共聚物的聚碳酸酯单元可具有大于或等于115°C的Tg，具体地大于或等于120°C。在实施方式中，当根据ASTM D1238-04，在1.2kg的负载下，在300°C测量时，聚硅氧烷-聚酯碳酸酯共聚物可具有I至30cc/10min的熔体体积速率(MVR)，具体地I至20cc/10min,和120至160。。的Tg，具体地125至155°C，还更具体地130至150°C。
[0082]在还进一步的实施方式中，根据联邦航空条例FAR 25.853 (d)，聚硅氧烷-聚酯碳酸酯共聚物组合物可具有如利用FAR F25.4的方法测量的小于或等于65千瓦-分钟每平方米(kW-min/m2)的2分钟积分(整体,总，integrated)热释放率和小于65千瓦每平方米(Wm2)的峰值热释放率。可从SABIC，Pittsfield，MA商购聚硅氧烷-聚酯碳酸酯共聚物。
[0083]在形成纤维之前，可利用通常并入这种类型的聚合物组合物的多种添加剂配制聚砜和/或粘合剂聚合物，条件是选择添加剂以使其不显著不利地影响纤维的期望的性能。示例性的添加剂包含填充剂、催化剂(例如，促进冲击改性剂和聚酯之间的反应)、抗氧化齐U、热稳定剂、光稳定剂、紫外线(UV)吸收添加剂、淬灭剂、增塑剂、润滑剂、脱模剂、抗静电齐?、视觉效果添加剂如染料、颜料和光效应添加剂、阻燃剂、抗滴剂和辐射稳定剂。可使用添加剂的组合。基于组合物的总重量，通常存在0.005至20wt%的上述添加剂(除了任何填充剂之外)，具体地0.01至1wt % ο
[0084]在具体的实施方式中，从组合物排除某些阻燃剂，具体地，包含磷、溴和/或氯的阻燃剂。在某些由于条例原因的应用中，可优选非溴化的(无溴,non-brominated)和非氯化(无氯，non-chlorinated)含磷阻燃剂,例如,有机磷酸盐。在另一个【具体实施方式】中，从组合物排除无机阻燃剂，例如，C1-16烷基磺酸盐的盐，如全氟丁烷磺酸钾(Rimar盐)、全氟辛烷磺酸钾、全氟己烷磺酸四乙基胺和二苯基砜磺酸钾等等；通过反应形成的盐，例如，碱金属或碱土金属(例如，锂、钠、钾、镁、钙和钡盐)和无机酸复盐，例如，氧-阴离子，如碳酸的碱金属和碱土金属盐，如，Na2C03> K2CO3> MgCO3> CaCO3和BaCO3和氟-阴离子复合物如Li3AlF6, BaSiF6, KBF4, K3AlF6, KAlF4, K2SiF6 和 / 或 Na3AlF6 等等。
[0085]通过本领域已知的方法使聚砜和聚合物粘合剂形成纤维。组合这些纤维以及加强纤维，以提供用于多孔物品(如垫)的生产的组合物。多孔物品在热和压力下的固结提供双基质复合材料，然后，可将其热成型，例如，以提供在内部飞机面板的制造中有用的物品。
[0086]具体地，用于多孔、可压缩的物品(如垫)的制造的组合物包含多个加强纤维；多个聚砜纤维；和多个聚合粘合剂纤维的组合，其中聚合粘合剂纤维具有比聚砜纤维低的熔点。热处理组合物，以选择性地熔化和流动聚合物粘合剂纤维，使得聚合物粘合剂在冷却后使相邻的纤维粘附在一起，以产生含有利用聚合物粘合剂的熔化纤维结合在一起的、不连续的、随机定向的加强纤维和聚砜纤维的网络的垫。然后，在压力下，热处理多孔垫，以熔化和流动聚砜纤维，使得热塑性组合物在冷却后使相邻的纤维粘附在一起。这样，形成加强纤维和双聚合物基质(聚合物粘合剂和聚砜)的互相连接的网络。这样制备的网络在结构上具有高的伸缩(1ft)和均匀性。
[0087]用于形成多孔垫的方法包含形成包括多个加强纤维；多个聚砜纤维；和多个聚合粘合剂的组合在液体(例如，水性溶剂)中的悬浮液的层；从悬浮液至少部分地去除液体，以形成网状物；在足以从网状物去除任何剩余的水性溶剂和熔化聚合粘合剂纤维但是不熔化聚砜的条件下加热网状物；和冷却加热的网状物，以形成多孔垫，其中多孔垫包括加强纤维和聚砜纤维在聚合粘合剂的基质中的网络。
[0088]在液体介质中组合加强纤维、聚砜纤维和聚合粘合剂纤维，以形成悬浮液，其中，纤维基本上均匀地悬浮和分散在整个介质。在实施方式中，通过将纤维引入到水性介质中进行组合，以提供悬浮液，其可以是浆料、分散体、泡沫或乳剂。进行组合，以使得纤维基本上均匀分散在水性介质中，并且可利用搅拌建立和维持这些成分的分散。悬浮液可进一步包括添加剂如分散剂、缓冲剂、阻凝剂、表面活性剂等等，和它们的组合，以调整或改进悬浮液的流动、分散、粘附或其他性能。具体地，悬浮液可以是包括纤维、水和表面活性剂的泡沫型悬浮液。悬浮液的固体的重量百分比(wt% )可以是I至99wt%，具体地2至50wt%。可存在对发泡、悬浮、流动等的期望性能有效的量的添加剂。
[0089]可以成批方式制备悬浮液，和直接地使用或存储，用于后期使用，或可替换地，以连续性生产工艺形成，其中各自组合成分，以刚好在悬浮液的使用之前的时间形成悬浮液。
[0090]为了形成多孔物品如垫，将悬浮液作为浆料应用于多孔表面，例如，丝网，和在重力作用下或应用真空，通过多孔表面去除太小而不能停留在多孔表面上的液体和悬浮的成分，在多孔表面上留下包括纤维的分散体的层。在示例性的实施方式中，多孔表面是具有孔的传送带(conveyor belt)，在分散介质的应用和液体的去除之后，适于提供具有2米的宽度和连续的长度的纤维垫的尺寸的多孔表面。分散介质可通过经由流浆箱(网前箱，头箱，head box)的分布接触到多孔表面，其在多孔表面上提供具有基本上均匀的宽度和厚度的分散介质的涂覆的应用。典型地，在分散介质应用的侧面相对的侧面上，将真空应用于多孔表面，以吸出通过多孔表面的残余液体和/或小颗粒，因此提供基本上干燥形式的网状物。在实施方式中，将层干燥，以通过流经层垫的加热空气去除水分。
[0091]在过量的分散介质和/或水分的去除后，热处理未结合的包括纤维的网状物，以形成多孔物品，例如，垫。在实施方式中，通过在炉中，流经网状物的加热空气加热网状物。这样，可在空气的流动下，利用在大于或等于，例如，100°c的温度下的加热空气干燥网状物。选择基本上软化和熔化聚合物粘合剂，但是不能熔化聚砜的加热温度，例如，在130至1700C的温度。在实施方式中，加热包括在130至150°C的温度的烘箱中加热，然后在150至170°C的温度红外加热。在网状物的加热期间，聚合物粘合剂熔化和流动，以在两个或更多加强纤维和聚砜纤维之间形成共同的接触(例如，桥)，和在冷却至非流动状态后，与纤维形成粘结结合，因此形成多孔物品。
[0092]多孔物品包括多个加强纤维和多个聚砜纤维的网络；和在包括熔化的和冷却的聚合粘合剂纤维的网络上沉积的基质，其中聚合粘合剂具有比聚砜纤维低的熔化温度。多孔物品可具有90至500g/m2的面积重量。可替换地，或另外，按体积计，多孔物品具有大于约O %的孔隙度，更具体地约5%至约95%，还更具体地约20%至约80%。
[0093]在足以熔化聚砜纤维和固结网络的条件下，通过加热和压缩载体层上设置的至少一个多孔物品；和在压力下，冷却加热的、压缩的物品和载体层，以形成包括网络的双基质复合材料，网络包括多个加强纤维，并且基质包括熔化和冷却的聚砜纤维以及熔化和冷却的聚合粘合剂纤维，从而由多孔物品形成双基质复合材料，其中聚合粘合剂具有比聚砜低的熔化温度。
[0094]加热是在有效地软化聚砜的温度，例如，300至385 °C的温度，具体地，330至365°C，和5至25巴的压力，具体地8至15巴。在多孔物品的加热期间，聚砜软化，并且可流动，以在两个或更多加强纤维之间形成共同的接触(例如，桥)，和在冷却至非流动状态后，与纤维形成粘结结合，因此形成双基质复合材料。热处理和压缩可以通过多种方法，例如，利用压光棍(calendaring roll)、双皮带覆膜机(双带层压机,double belt laminator) >标引压力机、多层压机(multiple daylight press)、高压锅和用于片材的层压和固结的其他这样的设备，使得聚砜可流动和浸湿纤维。可将固结设备中的固结元件之间的间隙设定为小于未固结的网状物的尺寸，如果它被完全地固结，大于网状物的尺寸，因而允许网状物膨胀和在经过辊之后，基本上保持可渗透。在实施方式中，如果它被完全地固结，则将间隙设定为大于网状物约5%至约10%的尺寸。也可设定为提供完全固结的网状物，即，稍后再伸缩，和模塑，以形成特定物品或材料。完全固结的网状物意味着，即完全压缩和基本上没有空隙的网状物。完全固结的网状物将具有小于约5%空隙含量和具有可忽略的开孔(opencell)结构。
[0095]在实施方式中，物品是垫。可在压缩下将两个或更多垫堆叠和加热处理，具体地2至8个垫。
[0096]在有利的特征中，双基质复合材料具有大于或等于3的最小伸缩度。在另一个有利的特征中，在整个双基质复合材料内，双基质复合材料的伸缩在I σ (one sigma)内。可替换地，或另外，在整个双基质复合材料内，双基质复合材料的伸缩在30%以内。伸缩可被理解为，与完全固结的片材的厚度相比，随着在高于聚砜的熔化温度，在没有压力下将其再加热，双基质复合材料片材经历的膨胀(扩展，expans1n)。它指示在固结期间发生的玻璃纤维磨损(attrit1n)的程度，其提供机械强度和可成形性的指示。相当大地缩短了双基质复合材料的制造循环时间，从几小时缩短至几分钟。
[0097]双基质复合材料的孔隙度(porosity)通常小于约10体积％或小于多孔物品的孔隙度的约4体积％，具体地小于约3体积％，更具体地小于约2体积％。
[0098]在具体的实施方式中，双基质复合材料包含包括多个加强纤维的网络，其中所述加强纤维选自金属纤维、金属化无机纤维、金属化合成纤维、玻璃纤维、石墨纤维、碳纤维、陶瓷纤维、矿物纤维、玄武岩纤维、具有比聚砜高至少150°C的熔化温度的聚合物纤维，和它们的组合；和包括(a)熔化和冷却的聚砜纤维以及(b)熔化和冷却的聚合粘合剂纤维的基质，其中聚合粘合剂具有比聚砜低的熔化温度，和其中双基质复合材料具有大于或等于3的最小伸缩度和在整个双基质复合材料内，双基质复合材料的伸缩在30%以内。在实施方式中，双基质复合材料不包含全氟烷基磺酸盐、含氟聚合物封装的乙烯基芳香族共聚物、二苯基讽-3-横酸钾(potassium diphenylsulfone-3-sulfonate)、三氯苯横酸钠或包括上述阻燃剂中的至少一种的组合。
[0099]可选地，可将热塑性材料、纺织布和无纺布等的层层压成双基质复合材料，以形成具有两个或更多层的结构。层压通过提供材料的一个或多个可选的顶层和/或材料的一个或更多底层，如，例如，粗布层(scrim layer),到同时地具有双基质复合材料的轧棍(niproller)而进行。可通过经过辊的水的流通冷却的轧辊可在压力的应用期间，和因而在复合材料的形成期间，为加热的结构提供温度控制。可调整用于压缩和/或压实纤维垫和/或附加层的辊压力，以最大化结构的最终性能。这样，可将层如粘附层、阻挡层、粗布层、加强层等，或包括上述层的至少一个的组合应用于核心材料。层可以是连续的片材、膜、纺织布、无纺布等，或包括上述的至少一种的组合。可用于层的材料包含聚烯烃如聚乙烯、聚丙烯、聚(乙烯-丙烯)、聚丁烯、粘附改性的聚乙烯，等等；聚酯，包含聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、PCTG、PETG、PCXD，等等；聚酰胺如尼龙6和尼龙6，6，等等；聚氨酯，如基于PMDI的聚氨酯；等等；或包括上述的至少一种的组合。
[0100]可将由此制备的双基质复合材料或分层结构辊压、折叠或形成片材。可将复合材料切割或辊压成中间类型。可将切割的双基质复合材料和/或分层结构模塑和膨胀，以形成期望形状的物品，用于进一步的物品的制造。可将中间辊压、折叠或片状的双基质复合材料或分层结构进一步模塑成适当形状、尺寸和结构的物品，用于进一步的制造工艺，以产生进一步的物品。
[0101]虽然设想了利用双基质复合材料形成物品的任何适当的方法(例如，热成型、型材挤压、吹塑、注射模塑，等等)，在具体的实施方式中，有利地，通过热成型，使双基质复合材料形成物品，其可减少制造物品的总成本。通常，应注意，术语“热成型”用于描述可包括在模具上连续或同时加热和形成材料的方法，其中最初材料以膜、片材、层等的形式，和然后可形成期望的形状。一旦获得期望的形状，在低于它的熔化温度或玻璃化转变温度冷却形成的物品(例如，飞机内部的组件如面板)。示例性的热成型方法可包含，但不限于，机械成型(例如，匹配工具成型)、膜助压力/真空成型、具有活塞辅助的膜助压力/真空成型，等等。应注意，拉伸比(draw rat1)越大,贝U需要的伸缩度越大，以在审美学上和功能上能够形成有用的部件。
[0102]在特别有利的特征中，双基质复合材料和从双基质复合材料形成的物品满足目前航空交通运输业需要的某些阻燃性能。在实施方式中，双基质复合材料和包括双基质复合材料的物品(包含热成型的片材和内部飞机组件和本文公开的其他物品)可表现出至少一种下列期望的性能:(I)如通过FAR 25.853 (0SU检验)测量的，小于65kW/m2的峰值热释放；(2)如通过FAR 25.853 (0SU检验)测量的，小于或等于65kW*min/m2的2分钟的总热释放；(3)基于ASTM E-662 (FAR/JAR 25.853)，当在4分钟测量时，小于200的NBS (国家委员会标准(Nat1nal Board Standard))光学烟雾密度。在实施方式中，满足上述性能的所有三个。
[0103]在具体的实施方式中，物品包含热成型的双基质复合材料，其中双基质复合材料包含网络，其包括多个加强纤维，其选自金属纤维、金属化无机纤维、金属化合成纤维、玻璃纤维、石墨纤维、碳纤维、陶瓷纤维、矿物纤维、玄武岩纤维、具有比聚砜高至少50°C的熔化温度的聚合物纤维，和它们的组合；和包括(a)熔化和冷却的聚砜纤维以及(b)熔化和冷却的聚合粘合剂纤维的基质，其中聚合粘合剂具有比聚砜低的熔化温度，其中双基质复合材料具有大于或等于3的最小伸缩度和在整个双基质复合材料内，双基质复合材料的伸缩在30%以内；和其中复合材料表现出(I)如通过FAR 25.853 (0SU检验)测量的，到达峰值释放的时间，⑵如通过FAR 25.853 (0SU检验)测量的，2分钟总热释放，和(3)根据ASTME-662 (FAR/JAR 25.853)确定的，当在4分钟测量时，小于200的NBS光学烟雾密度。
[0104]在另一个实施方式中，燃烧产物可以是无毒的，S卩，双基质复合材料和由其形成的物品具有通过在空客测试规范(Airbus Test Specificat1ns) ATS 1000.0001 和ABD 0031,以及波音标准规范(Boeing Standard Specificat1n)BSS 7239中描述的毒性要求的毒性排放水平。在实施方式中，基于德尔格(Draeger)管毒性检验(空客ABD0031，波音BSS7239)，双基质复合材料可具有小于或等于10ppm的毒气释放。在另一个实施方式中，双基质复合材料可具有，如利用德尔格管确定的，对于燃烧条件，小于百万分之150 (ppm)的氰化氢(HCN)、小于3，500ppm的一氧化碳(CO)、小于10ppm的氮氧化物(NO或NO2)、小于10ppm的二氧化硫(SO2)和小于150ppm的氯化氢(HCl);和对于非燃烧条件,小于百万分之150 (ppm)的氰化氢(HCN)、小于3，500ppm的一氧化碳(CO)、小于10ppm的氮氧化物(NO或NO2)、小于10ppm的二氧化硫(SO2)和小于150ppm的氯化氢(HCl)。在还有的另一个实施方式中，双基质复合材料可具有，如利用德尔格管确定的，对于燃烧条件，小于百万分之100 (ppm)的氰化氢(HCN)、小于10ppm的一氧化碳(CO)、小于10ppm的氮氧化物(NO或NO2)、小于10ppm的二氧化硫(SO2)和小于10ppm的氯化氢(HCl);和对于非燃烧条件，小于百万分之100 (ppm)的氰化氢(HCN)、小于10ppm的一氧化碳(CO)、小于10ppm的氮氧化物(NO或NO2)、小于10ppm的二氧化硫(SO2)和小于10ppm的氯化氢(HCl)。
[0105]双基质复合材料可进一步具有良好的机械性能。
[0106]本领域的技术人员也应理解,包含但不限于热固化、织纹(texturing)、印花、电晕处理、火焰处理、等离子处理和真空沉积的常用固化和表面修饰工艺可进一步应用于上述物品，以改变表面外观和给予物品另外的功能。可在物品上进行另外的制作操作，如，但不限于，模塑、模具内装饰、涂料炉内烘烤、层压和硬涂覆。
[0107]从这些双基质复合材料制备的物品包含用于交通工具的组件，包含用于火车、海上交通工具(船舶,marine vehicle)、汽车或飞机的内部组件。例如,物品可被用作用于飞机、火车、汽车、客船等的内侧板的组件，和在期望良好的隔热和隔音的情况下是有用的。注射模塑部件如飞机部件包含氧气面罩隔室(compartment)封套；和从双基质复合材料的片材制备的热成型的和非-热成型的物品，这样的热塑性塑料如灯固定架；照明家用电器；用于公共交通的灯罩、覆层(cladding)或座椅(seating);用于火车、地铁或公共汽车的覆层或座椅；仪表壳体；等应用。其他具体的应用包含百叶窗(注射模塑或热成型)、风管、用于存储的隔室和隔室门、行李、座位部件、扶手、盘桌、氧气面罩隔室部件、风管、视窗花格和其他部件如用于飞机、火车或轮船的内部的面板。
[0108]因而，在实施方式中，用于多孔、可压缩的物品的制造的组合物包括多个加强纤维；多个聚砜纤维；和多个聚合粘合剂纤维的组合；其中聚合粘合剂纤维具有比聚砜纤维低的熔点；可选地进一步包括水性溶剂，可选地，其中加强纤维的平均纤维长度是5至75毫米和加强纤维的平均纤维直径是5至125微米；聚砜纤维的平均纤维长度是5至75毫米，和聚砜纤维的平均纤维直径是5至125微米；和聚合粘合剂纤维的平均纤维长度是2毫米至25毫米，和聚合粘合剂纤维的平均纤维直径是5至50微米。用于形成多孔物品的方法形成包括上述组合物在液体中的悬浮液的层；从悬浮液至少部分地去除液体，以形成网状物；在足以从网状物去除任何剩余的液体和熔化聚合粘合剂纤维但是不能熔化聚砜的条件下加热网状物；和冷却加热过的网状物，以形成多孔物品，其中多孔物品包括加强纤维和聚砜纤维在聚合粘合剂的基质中的网络，可选地，其中形成网状物包括将在水性悬浮液中分散的组合物沉积在成形支架构件(成形支持元件，forming support element)上，以形成层；和排除(evacuate)水性溶剂，以形成网状物；可选地,其中在130至170°C的温度下加热。
[0109]在另一个实施方式中，多孔物品包括多个加强纤维和多个聚砜纤维的网络；和在包括熔化和冷却的聚合粘合剂纤维的网络上沉积的基质，其中聚合粘合剂具有比聚砜纤维低的熔化温度；可选地具有90至500800g/m2的面积重量。形成双基质复合材料的方法包括在足以熔化聚砜纤维和固结网络的条件下，加热和压缩在载体层上设置的上述多孔物品；在压力下，冷却加热的、压缩的物品和载体层，以形成包括含有多个加强纤维的网络，和包括熔化和冷却的聚砜纤维及熔化和冷却的聚合粘合剂纤维的基质的双基质复合材料，其中聚合粘合剂具有比聚砜低的熔化温度；可选地，进一步包括加热和压缩包括两个或更多的多孔物品的叠层,例如,2个至10个。
[0110]在另一个实施方式中，双基质、可热成型的复合材料包括含有多个加强纤维的网络；和包括熔化和冷却的聚砜纤维及熔化和冷却的聚合粘合剂纤维的基质，其中聚合粘合剂具有比聚砜低的熔化温度；可选地，其中双基质复合材料具有大于或等于3的最小伸缩度，和其中，在整个双基质复合材料内，双基质复合材料的伸缩在I σ内；可选地，其中，在整个双基质复合材料内，双基质复合材料的伸缩在30 %以内；可选地，具有小于多孔物品的孔隙度的约4体积％的孔隙度；可选地，具有至少205°C的熔点。双基质复合材料可具有如通过FAR 25.853 (OSU检验)测量的，小于65kW/m2的峰值热释放；如通过FAR
25.853 (0SU检验)测量的，小于或等于65kW*min/m2的2分钟的总热释放;和基于ASTME-662 (FAR/JAR25.853)，当在4分钟测量时，小于200的NBS光学烟雾密度；可选地，基于根据空客ABD0031或波音BSS 7239的德尔格管毒性检验，进一步具有小于或等于10ppm的毒气释放。各自基于加强纤维、聚砜纤维和聚合粘合剂纤维的组合重量，这样的双基质复合材料可包括30至65wt%的加强纤维；30至65wt%的聚砜纤维；和2至20wt%的聚合粘合剂纤维，其中多个加强纤维可包括金属纤维、金属化无机纤维、金属化合成纤维、玻璃纤维、石墨纤维、碳纤维、陶瓷纤维、矿物纤维、玄武岩纤维、具有比聚砜高至少150°C的熔化温度的聚合物纤维或它们的组合；特别是玻璃纤维。聚砜可包括选自下列的至少2个亚芳基醚砜单元:
[0111]
IR )( Ra)ea、
(Ra)e U (Ra)e(Rb)f(Rb)fb
(Ra)e(Rc)8(R%
[0112]或它们的组合，其中Ra、Rb、Rc各自独立地选自卤素原子、硝基、氰基、C1-C6脂肪族基团和C3-C12芳香族基团，e、f和g各自独立地是0-4 ；ff是C1-C12脂肪族基团、C3-C12脂环族基团或C6-C18芳香族基团；和a、b和c代表聚合物中的各单元的摩尔分数，可以是O至I，条件是，a+b+c的总和=I，例如，其中Ra、Rb、Re各自独立地选自卤素原子或C1-CJg肪族基团，e、f和g各自独立地是0-2 ;和W是直链或支链C1-C6亚烷基或C3-C12脂环族基团；可选地，其中聚砜包括至少2个选自下列的单元:
[0113]
Λ—f π -
LuJa
■ 」b
、
■OLH3」c
，
[0114]或它们的组合。聚合粘合剂可以是选自聚硅氧烷、聚硅氧烷-聚酯碳酸酯共聚物、聚酯、聚酯-聚醚酰亚胺掺混物、上述的双组分纤维和它们的组合中的聚合物。
[0115]形成物品的方法包括使上述双基质复合材料热成型，以形成物品，例如，通过匹配金属热成型(match metal thermoforming)。所形成的物品可具有比固结之前的双基质复合材料的孔隙度小30至75体积％的孔隙度。物品可以是轨道车辆、海上交通工具或飞机的内部组件，例如，飞机内侧板。物品可表现如通过FAR 25.853测量的(0SU检验)，到达峰值释放的时间，如通过FAR 25.853测量的(0US检验)，2分钟总热量释放，和根据ASTME-662 (FAR/JAR 25.853)确定的，在4分钟少于200的NBS光学烟雾浓度。
[0116]进一步通过下列非限制性实施例说明本发明。
[0117]实施例
[0118]这些实施例的目的是评价由下列材料制造的可热成型的双基质复合材料的性能，所述材料是(a)包括多个加强纤维的纤维填充剂成分，(b)包括多个聚苯砜纤维的纤维聚砜成分，和(C)包括具有比聚苯砜纤维低的熔化温度的多个聚合粘合剂纤维的粘合剂成分的组合。在某些实施方式中，这样的成分满足所有下列要求:(I)如通过FAR 25.853 (0SU检验)测量的，小于65kff/m2峰值热释放；(2)如通过FAR 25.853 (0SU检验)测量的，小于或等于65kW*min/m2的2分钟的总热释放，(3)基于ASTME-662 (FAR/JAR 25.853)，当在4分钟测量时，小于200的NBS光学烟雾密度。复合材料也可具有非常低的毒性，即，例如，根据空客ABD0031进行的，如根据玻璃的德尔格管毒性检验确定的，非常低的HCN、CO、Ν0/Ν02、SO3、HF 和 HCL 的量。
[0119]下列材料用于实施例。
[0120]材料描述来源
"PPS聚亚苯砜纤维SABIC
2纤度每单纤维 Cdenierperfilament) (dpf)
"ΡΕ?聚酰亚胺纤维SABIC
PE1-S1-聚(醚酰亚胺-硅氧焼)纤维SABIC
LEXAN FST纤维含有具有4-50个硅氧烷单元的聚硅氧烷单元的聚硅氧烷-聚酯SABIC
碳酸酯共聚物纤维和具有50至100πιΟ1%的芳化酯单元、少于
50mol%的芳香族碳酸酯单元、少于30mol%的间苯二酚碳酸酯
__单元，和少于35mol%的双酚A碳酸酯单元的聚碳酸酯单元__
PC141?μ卤代的双酚A聚碳酸酯SABIC —
纤维玻璃_玻璃纤维OCF
载体层轻量(17g/m2)玻璃织物(106编织)BFG
[0121]技术/程序
[0122]如通过FAR 25.853(0SU检验)测暈的，用于确定峰值热释放和2分钟的总热释放的程序
[0123]通过在FAR 25.853(d)，和在附录F，章节IV(FAR F25.4)中列出的方法，利用俄亥俄州立大学(Oh1 State University, 0SU)放热率装置进行热释放检验。作为kW/m2 (千瓦每平方米)测量峰值热释放。以kW-min/m2 (千瓦分钟每平方米)测量2分钟标记的总热释放。也在 Aircraft Materials Fire Test Handbook^DOT/FAA/AR-OO/12,第 5 章“HeatRelease Test for Cabin Materials.” 中描述了热释放检验方法。
[0124]与根据FAR 25.853(d)，和附录F，章节I进行垂直燃烧检验。
[0125]某于ASTM E-662 (FAR/TAR 25.853),用于确定4分钟的NBS光学烟雾密度的稈序
[0126]可根据在FAR 25.853(d)，和在附录F，章节V (FAR F25.4)中列出的方法进行烟雾密度检验。在燃烧模式下测量烟雾密度。确定4.0分钟的烟雾密度。
[0127]用于德尔格管毒性检验的程序
[0128]可根据空客ABD0031 (也根据波音BSS 7238)进行气体的德尔格管毒性检验。
[0129]用于形成可热成型的双基质复合材料的程序
[0130]根据下列程序制造双基质复合材料。在水性浆料中混合加强纤维、聚苯砜纤维和聚合粘合剂纤维(例如，聚硅氧烷-聚酯碳酸酯共聚物纤维)，以形成纤维混合物的水性悬浮液。将水性悬浮液沉积在丝网上，以形成层，和从层排除水，以形成网状物。
[0131 ] 在足以去除残余的水和熔化聚硅氧烷-聚酯碳酸酯共聚物纤维的条件下加热网状物，以形成基质(以加强纤维和聚苯砜纤维表面包含粘合剂纤维)，因此形成多孔垫。
[0132]然后在足以熔化聚苯砜和压缩垫的条件下固结多孔垫，以形成可热成型的双基质复合材料，使得在加强纤维表面上熔化聚苯砜和通过压缩排除空隙，和在压力下冷却，以向得到的双基质复合材料片材提供低孔隙度。
[0133]确定可热成型的双基质复合材料的伸缩的检验
[0134]下列检验程序用于确定伸缩度。
[0135]1、裁剪固结的片材的6-英寸(15.2cm)条，用于取样，和如上描述地固结。在六个位置测量样品厚度，以高温标示物标记位置。
[0136]2、以样品号码标记样品并测量和记录厚度。
[0137]3、随后，将样品放置在385°C的烘箱中，放置5分钟。
[0138]4、在冷却之后，再次测量样品的厚度，并记录每一个位置的之后和之前的厚度比，确定平均伸缩度。
[0139]伸缩度是在基本上高于基质的熔化温度再次加热后，双基质复合材料片材膨胀多少和发展多少孔隙度的量度。不希望受到理论的限制，应认为，双基质复合材料片材的膨胀是由于固结和冷却期间加强纤维被弯曲和受限(trapped)。随着再次加热片材(例如，在热成型期间)，加强纤维可随着基质树脂的粘性随增加的温度下降而变直。片材在加热期间可膨胀的程度(伸缩)是片材可以何程度热成型的指示。固结期间的太高或太低的温度将引起加强纤维的过度破坏，导致欠佳的膨胀和减少的机械性能。伸缩基本上不影响双基质复合材料的FST性能。
[0140]用于将双基质复合材料热成型为物品的程序
[0141]将双基质复合材料片材切割成期望的大小和在热成型仪(thermoformer)中固定成夹钳。将其暴露于来自于发射器的热，以使片材处于适当的成型温度，例如，约365°C。然后，热的片材包围工具，例如，在约175°C的温度。在约I分钟之后，可从工具去除冷却的、成形的部件，和在部件内准备拉伸装饰性表面膜。
[0142]通过将成形的部件修剪成最终的期望尺寸，成形的部件准备用于装饰性膜的应用。可使用另外的表面处理如填充、砂磨(sanding)和涂底,但是在有利的特征中，不需要这些表面处理。然后，将修剪的、成形的部件返回到工具的真空侧(通常下半部)。将装饰性膜放置到夹钳中，并加热到成型温度，例如，140°C至170°C，在所述点，通过使修剪的部件与热膜接触，和通过工具的下半区抽吸真空，以去除任何浮泡(entrapped air),将膜拉引到修剪的部件上。在膜中存在足够的潜热，以符合修剪的、成形的部件且牢固地结合到它的表面上。在冷却后，部件准备用于检查。
[0143]实施例1-8
[0144]利用下面的组合物，根据上述程序制造双基质复合材料。然后，检验双基质复合材料，以确定如上描述的峰值热释放、总热释放、毒性和光学烟雾密度。
[0145]表I
[0146]实施例实施例实施例实施例实施例实施例实施例实施例
__I__2__3__4__5__6__1:__8
成分，wt%_________
纤维玻璃 40 4040 404040 40 40
"PPSU 50 ~ -- --- 一--
~ΡΕ? " - ~ 55505550 —-SQ
"PE1-Si ~ ~ -一 - --SQ-
"FST ~ 10 ~ 5—60 19~ 1010
PC141 - -- -510 --
毒性-德
HCN (最大 150 ^t,
、 <1<1 <1<1<1 <1
ppm)_________
, L12288 275138200 100 I OOOppm):細'(最大3^?7 3^100 ppm)
S03 獻 1004? 3<4 ~
ppm)_^^^^^^_I_^_
[0147] HF (敁人 mo "~~^~~ ~~~"
、 <1 <1 <1 <1 <1 4ppm)_________
HC1 獻150~~^^^^I~
ppm)
通过/失败SSM IS 15IS 通过
燃烧性能-垂直燃烧(60s)_________
燃烧时1旬(最大^ ^ O O O "ο O O ISs)_____________
(lA L7 L6 L8 1.8 1.6 4.4 1.8
6央寸)_________
最长的燃烧颗::: ~~~
半立()?Λλ
通过/失畋mi IS mi IS 1? 通过通过通过
燃烧性能-烟雾密度_________
1.5m 的 Ds__2__3__U__O__4 ~-- \^2O
" 18 ~ 2186 — 16 ~ 36 ~ 78 j 113 13
i最大值18 —2186 — 16 36 78 j 113 — 13
D 最大.最小.(200) 3.57 3,57 3.58 3.54 3.58 3.59 j 3.69 3,57
通过/失畋__通过通过通过通过通过通过 I 通过通过
OSU热释放
(65/65)_________
2qw/m2) 31 37 33 54 54 46 77 47
峰值HR
(kW/m2)30 32 30 39 44 36 54 37
1--时间(S)23 ~99 145 一 HO 128 90 82 104
11? (υ/n)~否 I 否—否否 否—否否
下垂(Y/N) 否____^__^____^__^__否下滴(Υ/N) 否__^__^__^__^__?__S__否
^7)65 (通过通过迪过通过通过通过失畋通过
[0148]* 比较
[0149]如可从表I中的结果看到，含有PPSU纤维(实施例1)的固结的片材(双基质复合材料)具有可比得上利用PEI纤维的那些的(实施例2-6和8)性能。PE1-Si纤维没有通过OSU热释放检验。片材可表现所有下列性能:(I)如通过FAR 25.853 (OSU检验)测量的，小于65kW/m2的峰值热释放；(2)如通过FAR 25.853 (OSU检验)测量的，小于或等于65kff*min/m2的2分钟的总热释放，和(3)基于ASTM E-662 (FAR/JAR25.853)，当在4分钟测量时，小于200的NBS光学烟雾密度。含有PPSU纤维的双基质复合材料可具有大于或等于3的最小伸缩度。
[0150]双基质复合材料和可由双基质复合材料制造的热成型的物品，热成型的物品可表现所有下列性能:(I)如通过FAR 25.853 (OSU检验)测量的，小于65kW/m2的峰值热释放；
(2)如通过FAR25.853 (OSU检验)测量的，小于或等于65kW*min/m2的2分钟的总热释放，
(3)基于ASTME-662 (FAR/JAR 25.853)，当在4分钟测量时，小于200的NBS光学烟雾密度。可成形性和机械强度也是可接受的。
[0151]所有参考文献包括在此以供参考。
[0152]虽然为了说明的目的阐述了典型的实施方式，但是上述描述不应该被认为是本文范畴的限制。因此，在没有脱离本文的精神和范畴的情况下，本领域的技术人员可想到多种变化、改变和可替换项。
【权利要求】
1.一种用于制造多孔、可压缩的物品的组合物，所述组合物包括下列各项的组合: 多个加强纤维， 多个聚砜纤维，以及 多个聚合粘合剂纤维； 其中，所述聚合粘合剂纤维具有比所述聚砜纤维低的熔点。
2.根据权利要求1所述的组合物，进一步包括水性溶剂。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的组合物，其中， 所述加强纤维的平均纤维长度是5至75毫米且所述加强纤维的平均纤维直径是5至125微米； 所述聚砜纤维的平均纤维长度是5至75毫米且所述聚砜纤维的平均纤维直径是5至125微米；以及 所述聚合粘合剂纤维的平均纤维长度是2毫米至25毫米且所述聚合粘合剂纤维的平均纤维直径是5至50微米。
4.一种用于形成多孔物品的方法，所述方法包括: 形成包括权利要求1至3中任一项所述的组合物在液体中的悬浮液的层； 从所述悬浮液至少部分地去除所述液体，以形成网状物； 在足以从所述网状物去除任何剩余的液体和熔化聚合粘合剂纤维但是不熔化聚砜的条件下加热所述网状物；以及 冷却所加热的网状物，以形成所述多孔物品，其中，所述多孔物品包括加强纤维和聚砜纤维在聚合粘合剂的基质中的网络。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，形成所述网状物包括: 将分散在水性悬浮液中的所述组合物沉积在成形支架构件上，以形成所述层；以及 排除水性溶剂，以形成所述网状物。
6.根据权利要求4至5中任一项所述的方法，其中，所述加热是在130至170°C的温度。
7.一种多孔物品，包括: 多个加强纤维和多个聚砜纤维的网络；以及 在包括熔化和冷却的聚合粘合剂纤维的所述网络上沉积的基质，其中，聚合粘合剂具有比所述聚砜纤维低的熔化温度。
8.根据权利要求8所述的多孔物品，具有90至500800g/m2的面积重量。
9.一种形成双基质复合材料的方法，所述方法包括: 在足以熔化聚砜纤维和固结网络的条件下，加热和压缩在载体层上设置的权利要求8至9中任一项所述的多孔物品； 在压力下，冷却所加热的、压缩的物品和载体层，以形成所述双基质复合材料，所述双基质复合材料包括: 包括多个加强纤维的网络；以及 包括熔化和冷却的聚砜纤维及熔化和冷却的聚合粘合剂纤维的基质，其中，聚合粘合剂具有比聚砜低的熔化温度。
10.根据权利要求9所述的方法，包括加热和压缩包括两个或更多所述多孔物品的叠层。
11.一种双基质、可热成型的复合材料，包括: 包括多个加强纤维的网络；以及 包括熔化和冷却的聚砜纤维及熔化和冷却的聚合粘合剂纤维的基质，其中，聚合粘合剂具有比聚砜低的熔化温度。
12.根据权利要求11所述的双基质复合材料,其中，所述双基质复合材料具有大于或等于3的最小伸缩度，以及其中，在整个所述双基质复合材料内，所述双基质复合材料的伸缩在I σ以内。
13.根据权利要求12所述的双基质复合材料，其中，在整个所述双基质复合材料内，所述双基质复合材料的伸缩在30%以内。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的双基质复合材料，具有比多孔物品的孔隙度小约4体积％的孔隙度。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的双基质复合材料，具有至少205°C的熔点。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的双基质复合材料，具有: 如通过FAR 25.853 (OSU检验)测量的，小于65kW/m2的峰值热释放； 如通过FAR 25.853 (0SU检验)测量的，小于或等于65kW*min/m2的在2分钟的总热释放；以及 基于ASTM E-662 (FAR/JAR 25.853)，当在4分钟测量时，小于200的NBS光学烟雾密度。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的双基质复合材料，进一步具有根据空客ABD0031或波音BSS 7239，基于德尔格管毒性检验的小于或等于10ppm的毒气释放。
18.根据权利要求11至17中任一项所述的双基质复合材料，包括: 30至65wt%的所述加强纤维； 30至65wt%的所述聚砜纤维；以及 2至20wt %的所述聚合粘合剂纤维，各自基于所述加强纤维、所述聚砜纤维和所述聚合粘合剂纤维的组合重量。
19.根据权利要求11至18中任一项所述的双基质复合材料，其中，所述多个加强纤维包括金属纤维、金属化无机纤维、金属化合成纤维、玻璃纤维、石墨纤维、碳纤维、陶瓷纤维、矿物纤维、玄武岩纤维、具有比所述聚砜高至少150°C的熔化温度的聚合物纤维或它们的组口 ο
20.根据权利要求11至19中任一项所述的双基质复合材料，其中，所述聚砜包括至少2个选自以下各项的亚芳基醚砜单元:
(Ra)e(Rii)Ca、
_?_!'^^0_0ηη0^0'"(Ra)e U (Ra)e(Rb)f(Rb)f b、(Ril)c(R\、(R%(R% c 或它们的组合；其中，Ra、Rb和IT各自独立地选自卤素原子、硝基、氰基、C1-C6脂肪族基团和C3-C12芳香族基团， e、f和g各自独立地是0_4 ； W是C1-C12脂肪族基团、C3-C12脂环族基团或C6-C18芳香族基团；以及a、b和c代表聚合物中的各单元的摩尔分数，并且能够各自是O至1，条件是a+b+c的总和=I。
21.根据权利要求20所述的双基质复合材料，其中， Ra、Rb和IT各自独立地是卤素原子或C1-C3脂肪族基团， e、f和g各自独立地是0_2 ；以及 W是直链或支链C1-C6亚烷基或C3-C12脂环族基团。
22.根据权利要求21所述的双基质复合材料，其中，所述聚砜包括至少2个选自以下各项的单元:
'— ο — LuJa -O」b 奸心。分FOH~-x' 0 N~f~' CH3 Λ一~1 」c 或它们的组合。
23.根据权利要求11至24中任一项或多项所述的双基质复合材料，其中，所述聚合粘合剂是选自以下各项的聚合物:聚硅氧烷、聚硅氧烷-聚酯碳酸酯共聚物、聚酯、聚酯-聚醚酰亚胺掺混物、上述的双组分纤维和它们的组合。
24.一种形成物品的方法，所述方法包括: 将权利要求11至23中任一项所述的双基质复合材料热成型，以形成所述物品。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述热成型是匹配金属热成型。
26.一种物品，包括权利要求24的热成型的双基质复合材料。
27.根据权利要求26所述的物品，在固结之前，具有比所述双基质复合材料的孔隙度小30至75体积％的孔隙度。
28.根据权利要求27所述的物品，其中，所述物品是轨道车辆、海上交通工具或飞机的内部组件。
29.根据权利要求27所述的物品，为飞机内侧板的形式。
30.一种物品，包括热成型的权利要求11至24中任一项所述的双基质复合材料，其中，所述复合材料表现出: 如通过FAR 25.853 (OSU检验)测量的，到达峰值释放的时间， 如通过FAR 25.853 (0US检验)测量的，2分钟总热释放，以及 根据ASTM E-662 (FAR/JAR 25.853)确定的，在4分钟小于200的NBS光学烟雾密度。
【文档编号】B29B15/12GK104159658SQ201380013737
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2013年3月6日 优先权日:2012年3月13日
【发明者】丹尼尔·F·洛厄里 申请人:沙特基础创新塑料Ip私人有限责任公司