包括高熔体流动指数树脂的制品的制作方法_2

文档序号:8287046阅读:来源:国知局
238、条件L测量,包含大于1000g/10min而小于1250g/10min 的熔体流动指数。在其它实施方案中,所述树脂通过ASTM D1238、条件L测量,包含大于或 等于1250g/10min的熔体流动指数。
[0031] 下面更加详细地描述了另外的特征、方面、实例和实施方案。
【附图说明】
[0032] 参考附图描述了某些实施方案,其中:
[0033] 图IA为根据某些实例,包含高熔体流动指数树脂的芯层的图解;
[0034] 图IB为根据某些实例,至少一个芯层包含高熔体流动指数树脂,相互偶联的两个 芯层的图解;
[0035] 图2为根据某些实例,包含包括高熔体流动指数树脂的芯层和置于芯层上的表面 层的复合材料制品的图解;
[0036] 图3为根据某些实例,包含包括高熔体流动指数树脂的芯层和置于芯层每一侧上 的表面层的复合材料制品的图解;
[0037] 图4-7为根据某些实例,包括包含高熔体流动指数树脂的芯层和置于芯层上的表 面层条带的制品的图解;
[0038] 图8为根据某些实例,包含含高熔体流动指数树脂的热塑性芯层和置于热塑性芯 层上的两个表面层的复合材料制品的图解;并且
[0039] 图9为根据某些实例,包含含高熔体流动指数树脂的热塑性芯层和置于热塑性芯 层上的多个表面层的复合材料制品的图解。
[0040] 本领域中的普通技术人员将认识到,鉴于在此公开的权益,图中的某些尺寸或特 征可能已经放大、失真或以其它非常规或不成比例的方式显示,以提供更加用户友好的版 本的附图。图中的描绘未指定特定厚度、宽度或长度,并且图中组件的相对尺寸并非旨在限 制图中任何组件的尺寸。在下面的描述中指定尺寸或值时,提供所述尺寸或值仅仅是为了 说明的目的。另外,并未借助于图中某些部分的阴影,指定需要的特定材料或排列,并且即 使图中的不同组件可能包括用于区分的阴影,但若需要,不同组件也可包括相同或相似材 料。
【具体实施方式】
[0041] 下面参考单数和复数术语描述了某些实施方案,以便提供对本文公开的技术的用 户友好性描述。除非像本文描述的特定实施方案中存在那样另外注明,这些术语仅仅是为 了方便而非旨在将所述制品、复合材料和其他主题限制为包括或不包括某些特征。
[0042] 在本文描述的某些实例中,可使用一种或多种高熔体流动指数树脂生产制品。术 语"高熔体流动树脂"为一相对术语并且通常指热塑性聚合物的熔体易于流动。在一些实 施方案中,术语"高"指通过ASTMD1238、条件L测量,其熔体流动指数为约lOOg/lOmin或更 高的树脂。在其它实施方案中,术语"高"指通过ASTM D1238、条件L测量,其熔体流动指 数为 325g/10min 或更高,或大于 325g/10min,例如 350g/10min、400g/10min、450g/10min、 500g/10min、550g/10min、600g/10min或更高的树脂。在一些实施方案中,本文将熔体流 动指数大于325g/10min,但小于750g/10min的树脂称为"快速熔体流动树脂"。在某些 实例中,将恪体流动指数大于或等于750g/10min,但小于1000g/10min的树脂称为"超级 熔体流动树脂"。在其它实施方案中,将熔体流动指数大于或等于l〇〇〇g/l〇min,但小于 1250g/10min的树脂称为"超高级熔体流动树脂"。还有另外的实施方案中,将熔体流动指 数大于或等于1250g/10min的树脂称为"极端熔体流动树脂"。选择用于本文所述制品中的 特定树脂可能取决于,例如所需制品总重、其所需物理性质、生产成本、生产时间和所需制 品最终用途。在某些实施方案中,在保持所需物理性质的同时,本文所述包括高熔体流动树 脂的制品可减重。高熔体流动树脂用于车辆零件中时,由于在仍然保持车辆零件的所需结 构和物理特征的同时总重减轻,所以可以达到更高的油耗定额。
[0043] 在某些实施方案中,本文提到试验ASTM D1238时,如同在ASTM D1238试验法的 "条件L"中所指定那样,所用温度为230°C且负载为2. 16kg。除非从指定了不同条件的上 下文中明确可见,提到ASTM D1238指条件L。
[0044] 在某些实例中,用于提供包括高熔体流动指数树脂的制品的确切加工条件可以改 变。在一些实施方案中,与除高熔体流动指数树脂外的树脂所用的加工温度相比,加工温度 可更低。因为可能在更低温度下加热所述制品或总体加热时间可能更少,所以使用更低温 度节约能源并且可减少生产时间。在一些实施方案中,高熔体流动指数树脂也可能包括比 存在于除高熔体流动指数树脂外的树脂中更少量的热稳定剂。可能可取的是,降低加工温 度以免高熔体流动指数树脂降解。在一些实施方案中,可向高熔体流动指数树脂中添加一 种或多种热稳定剂,以降低其在暴露于高温时可能降解的可能性。虽然可按有效量添加这 种热稳定剂以阻止树脂的降解,但是理想添加量并未将最终制品的基重改变至这种不必要 的程度或改变高熔体流动指数树脂赋予制品的物理性质。
[0045] 在某些实施方案中,高熔体流动树脂可混有与一种或多种添加剂或材料以赋予混 合物所需特征。例如,高熔体流动树脂可混有可赋予包括高熔体流动树脂的制品所需物理 性质的颗粒、粉末、晶须、填料、粘合剂、纤维或其它材料。在某些实施方案中,可向高熔体流 动树脂添加阻燃材料,例如卤化材料、含磷材料、氮化材料或其它适合阻燃剂。在其它实施 方案中,固化之前或固化之后,可向高熔体流动树脂添加防烟剂、去氧剂、紫外光抑制剂、染 料、着色剂、色素或其它材料。
[0046] 在一些实施方案中,所述添加剂可能包括可赋予所述制品更大强度的增强材料。 例如,使用高熔体流动树脂生产的复合材料制品可包括一种或多种适合类型的增强材料, 以赋予所述复合材料所需的强度和/或机械性质。在一些实施方案中,增强材料可为一种 或多种类型的纤维。说明类型的纤维包括但不限于玻璃纤维、碳纤维、石墨纤维、合成有机 纤维,特别是高模量有机纤维例如对位和间位-芳纶纤维、尼龙纤维、聚酯纤维或本文所述 适合用作纤维的任何高熔体流动指数树脂,天然纤维例如大麻、剑麻、黄麻、亚麻、椰壳纤 维、洋麻和纤维素纤维,矿物纤维例如玄武岩、矿渣棉(例如岩石或渣棉)、硅灰石、硅铝矾 土硅石等或其混合物,金属纤维、金属化天然和/或合成纤维、陶瓷纤维、纱线纤维或其混 合物。在一些实施方案中,可在使用之前化学处理所述纤维,以提供所需官能团或赋予所 述纤维其它物理性质。按聚合物芯的重量计,所述聚合物芯中的纤维含量可从约20%至约 90%,更特别是从约50%至约70%。通常,所述复合材料的纤维含量可在约20重量%至约 重量90%之间变化,更特别地按复合材料的重量计,在约40%至约80%之间变化。所用纤 维的特定尺寸和/或取向可能至少部分取决于所用聚合物材料和/或所得复合材料的所需 性质。鉴于本公开的权益,另外的适合类型的纤维、纤维尺寸和量将易于由本领域中的普通 技术人员选择。在一非限制性示例中,分散于高熔体流动指数树脂内,形成复合材料的聚合 物芯材料的纤维,例如通常直径大于约5微米,更特别地为约5微米至约22微米,并且长度 为约5mm至约200mm ;更特别地,纤维直径可为约微米至约22微米并且纤维长度可为约5mm 至约75mm。
[0047] 在一些实施方案中,任选与一种或多种增强材料组合的高熔体流动指数树脂的存 在可允许使用具有较低基重的制品,同时保持具有较高基重的制品的性质。例如,可使用包 含大于325克/10分钟的熔体流动指数树脂,基重为450克/平方米(gsm)或更低的树脂生 广制品。在一些实施方案中,这种制品可能具有与基重为500gsm的制品相似的物理性质。 例如,通过使用高熔体流动指数树脂,制品的基重可减轻至少10%,更特别地至少15%,例 如至少20%或至少25%,同时保持与具有较高基重的制品大体上相似的物理性质。
[0048] 在某些实施方案中,高熔体流动指数树脂可用于包含高熔体流动指数和任选一种 或多种聚合材料的芯层。在一些实施方案中,高熔体流动指数树脂可能是或可能包含热塑 性材料,例如本文所述的说明性热塑性材料。若需要,所述芯可包含增强材料,例如纤维、晶 须、粉末、颗粒、可交联材料或可增加总体强度或赋予芯材料所需机械性质的其它材料。存 在增强材料时,它们可呈连续或不连续形式,均匀地存在于整个芯中或与其它区域相比以 更高的量局部化或存在于一些区域中。在增强材料为纤维的实施方案中,根据芯材料的所 需性质,所述纤维可相互平行、相互垂直排列或在特定角度方向不存在。
[0049] 在某些实施方案中,高熔体流动指数树脂可用于提供复合材料制品。这种复合材 料可提供许多属性,例如它们可模制成形为各种适合的结构和非结构制品,包括但不限于 汽车结构组件例如保险杠、内部顶蓬、底部护罩、挡泥板内衬、挡泥板翼板、防撞击滑板、横 梁、仪表板和内外装饰零件。在其它实例中,所述复合材料可用作或可为建筑物护墙板、隔 音板、车辆仪表板、轻质结构构件(例如房车中存在的轻质结构构件)、风轮机刀片、风轮机 外壳、光电池面板背衬的一部分,或使用或包括可提供更高可成形性的轻质材料可能可取 的其它应用。
[0050] 在某些实施方案中,用于外部结构应用的传统玻璃纤维复合材料通常可经压缩流 动模制并且在其最终零件形状上可大体无孔。通过比较,用于汽车内部应用的低密度玻璃 纤维复合材料通常实质上可为半结构式并且多孔且轻质,密度范围从0. 1至I. 8g/cm3并且 含有5%至95%均匀分布于成品零件厚度上的孔隙。某些汽车规格要求轻质、良好弯曲、冲 击和其它机械性质,以及良好的热成形性特征和/或改善的机械性质。
[0051] 在本文所述的某些实例中,复合材料制品包含含一种或多种高熔体流动指数树脂 的芯。在一些实施方案中,高熔体流动指数树脂可包含热塑性材料,例如本文所述的说明性 热塑性材料。若需要,复合材料的芯可包括增强材料,例如纤维、晶须、粉末、颗粒、可交联材 料或可增加总体强度或赋予芯材料所需机械性质的其它材料。存在增强材料时,它们可呈 连续或不连续形式,均匀地存在于整个芯中或与其它区域相比以更高的量局部化或存在于 一些区域中。在增强材料为纤维的实施方案中,根据芯材料的所需性质,所述纤维可相互平 行、相互正交排列或在特定角度方向不存在。
[0052] 在某些实施方案中,外表面层或表皮可置于或存在于芯材料的一侧或两侧或选择 其区域或部分。术语"表皮"广泛使用并且旨在包括层、织物、薄膜和可在芯材料上形成或 可预成型并且随后置于芯材料上或选择其区域或部分的其它材料。在某些实例中,所用表 皮有效允许将所述制品加工成所需最终形状或零件。
[0053] 在某些实例中,所述复合材料可提供改善的机械性质,包括在较低基重下改善的 弯曲模量、更高的峰值负载和倾斜度、更高的弯曲倾斜度或在所述复合材料中改善的其它 适合机械性质。虽然不需要,但是可通过将一种或多种高熔体流动指数树脂用于本文所述 复合材料中改善一种以上的机械性质,例如峰值负载弯曲模量增加,和/或可单独或相互 组合地改善本文指出的复合材料的机械特征。
[0054] 在某些实施方案中,所述复合材料可多孔、无孔或包括多孔的区域,同时包含无孔 的其它区域。复合材料中存在的确切孔隙率可根据复合材料的预期用途改变。在某些实 施方案中,按聚合物芯的体积计,聚合物芯可包含大于〇%的孔隙率,更特别地按聚合物芯 的体积计,介于0%以上至约95%之间,并且还更特别地按聚合物芯的体积计,介于约30% 至约70%之间。虽然不需要,但是也可能包括聚合物芯的整个复合材料无孔或孔隙率在前 述范围内,例如复合材料的孔隙率可能通常为复合材料总体积的0%以上至约95%,更特 别地按复合材料的总体积计,介于〇 %以上至约95 %之间,并且还更特别地按复合材料的 总体积计,介于约30%至约70%之间。还有其它实例中,所述芯或整个复合材料可能包含 为 0-30 %、10-40 %、20-50 %、30-60 %、40-70 %、50-80 %、60-90 %、0-40 %,0-50 %,0-60 % ,0-70 % , 0-80 % , 0-90 %, 10-50 %, 10-60 %, 10-70 %, 10-80 %, 10-90 %, 10-95 %, 20-60 %, 20-70 %,20-80 %,20-90 %,20-95 %,30-70 %,30-80 %,30-90 %,30-95 %,40-80 %, 40-90 %,40-95 %,50-90 %,50-95 %,60-95 % 70-80 %,70-90 %,70-95 %,80-90 %, 80-95%或这些示例性范围内的任何说明性值的孔隙率。若需要,所述芯或整个复合材料的 孔隙率可大于95%,例如可为约96%或97%。
[0055] 在某些实例中,复合材料通常包括为聚合材料,可起到胶粘剂、粘合剂、树脂的作 用,或有效赋予复合材料所需性质的高熔体流动指数树脂。在一些实施方案中,高熔体流动 指数树脂可为或可包括聚合物树脂或聚合松香。可包含高熔体流动指数的说明类型的聚合 物树脂包括但不限于基于聚烯烃树脂、热塑性聚烯烃共混树脂、聚乙烯聚合物树脂、丁二烯 聚合物树脂、丙烯酸聚合物树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯碳酸酯树脂、 聚苯乙烯树脂、丙烯腈苯乙烯聚合物树脂、丙烯腈-丙烯酸丁酯-苯乙烯聚合物树脂、聚酰 亚胺树脂、聚苯醚树脂、聚氧化二甲苯树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚树脂、聚醚酮树脂、聚缩醛 树脂、聚氨基甲酸酯树酯、聚苯并咪唑树脂及其共聚物、混合物和组合的聚合物树脂。在一 些实施方案中,高熔体流动指数树脂可包括两种聚合物树脂、三种聚合物树脂、四种聚合物 树脂或更多。在其它实例中,复合材料的不同部分可包括不同的聚合物材料组成。例如,复 合材料的第一区域可包括第一高熔体流动指数树脂,而复合材料的第二区域可包括不同于 第一高熔体流动指数树脂的第二高熔体流动指数树脂。也可使用可通过热或其它辐射充分 软化以允许熔化和/或模制,在复合材料加工或成形期间未经化学或热分解(至任何实质 性程度)的其它高熔体流动指数树脂。鉴于本公开的权益,本领域中的普通技术人员将易 于选择其它这种适合的高熔体流动指数树脂。
[0056] 在一些实施方案中,高熔体流动指数树脂可在用于本文所述的复合材料之前,经 预先加工或化学处理。例如,可在其使用之前向高熔体流动指数树脂添加热稳定剂、软化 剂、粘度调节剂、增稠剂、离液剂、稀释剂或其它物质,以提供复合材料制品。在某些实例中, 可向高熔体流动指数树脂添加分散剂以帮助高熔体流动指数树脂与用于提供所述制品的 其它组分混合。
[0057] 在某些实施方案中,本文所述的复合材料可包含玻璃纤维毡热塑性复合材料 (GMT)。这样一种毡由HANWHAAZDEL,Inc.制备并且以商标SUPERLITE?毡出售。优选 地,虽然根据特定应用需求,面密度可小于400g/m2或大于4000g/m2,但是这种GMT的面密 度从约400克每平方米GMT(g/m2)至约4000g/m2。在一些实施方案中,上部密度可小于约 4000g/m2。所述芯包括高MFI树脂和/或一层或多层具有高MFI树脂的表皮时,GMT的基 重可减轻或低于400gsm,未损害所需物理性质。
[0058] 在某些实例中,通常可使用短切玻璃纤维、高熔体流动指数树脂和热塑性聚合薄 膜和/或用玻璃纤维或热塑性树脂纤维例如聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚 对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、
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