纤维增强的复合层合体和由其制成的制品的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及具有高弯曲模量的复合层合体和由其制成的制品，其具有用于移动电 子设备的外壳或保护罩的用途。
【背景技术】
[0002] 纤维增强的复合材料是本领域公知的，并且描述在例如Kirk-Othmer Ency. Chem.，Tech. -Supp.，Composites，High Performance，第 260-281 页（J.Wiley&Sonsl984) 中。复合材料通常包含嵌入在热固性或热塑性树脂（即基体树脂）中的多根增强纤维。通 常，这些纤维赋予所述复合材料强度和/或刚度，并且是承载负荷的主要要素。基体树脂则 保持了所述纤维的取向和间距，将剪切负荷传递到纤维上使所述复合材料能耐弯曲和耐压 缩，并且决定了其最高工作温度。
[0003] 用于纤维增强的复合材料中的纤维可以用机织双向布或非机织片材的形式进行 层叠。非机织片材中的纤维可以是单取向的或是以无规取向毡连结在一起。单向布通常包 含基体树脂来稳定其结构。针对本发明的目的，
[0004] 用基体树脂预先浸渍的纤维制成的一个或多个纤维层、并且可用于形成制品的材 料称作"预浸料"。预浸料的常见形式包括经浸渍的机织双向布、毡垫以及单向布。
[0005] 美国专利申请公开号2009/0229748A1公开了一种生产复合纤维部件的方法。所 述复合纤维部件包含用基体树脂预浸渍的含纤维层和干燥的含纤维层，其是彼此交替叠放 的。这些含纤维层可以由一层或多层的机织结构、平铺结构（laid structure)或一个或多 个单向纤维层组成。用于干燥层和预浸渍层的纤维材料可以是玻璃纤维、碳纤维、芳酰胺纤 维或其组合。另外，所用的基体树脂可以是基于热固性树脂或热塑性树脂。
[0006] 美国专利申请公开号2005/0153098A1公开了一种复合层合体，其包含在基体树 脂中两个或更多个单向纤维层；每个所述单向纤维层是由选自高分子量聚乙烯、聚芳酰胺、 共聚芳酰胺、ΡΒ0、ΡΒΤ、聚酰胺、聚酯和陶瓷纤维中的两种或更多种不同组份的纤维所组成。
[0007] 国际申请公开号W091/19755A1公开了一种预浸料，其包含单向纤维例如玻璃纤 维、碳纤维、芳酰胺纤维，并且用环氧树脂和酚树脂的混合物浸渍。
[0008] 上述层合体结构中的各自代表了朝向其所述目标的进展。但是，它们均无描述本 发明的复合层合体的特定结构，并且它们都无法如同本发明的复合层合体那样地满足所有 的性能要求。
【发明内容】
[0009] 本发明提供一种复合层合体，其基本上由（a)作为顶层的一层机织双向布，和（b) 至少一层的单向布组成；
[0010] 其中
[0011] 所述复合层合体的总厚度是约〇. Irnm至约2mm ;
[0012] 所述机织双向布（a)包含由聚（对亚苯基对苯二酰胺）均聚物、聚（对亚苯基对苯 二酰胺）共聚物、聚（间亚苯基间苯二酰胺）均聚物、聚（间亚苯基间苯二酰胺）共聚物、 聚砜酰胺均聚物、聚砜酰胺共聚物及其混合物所产生的纤维；
[0013] 所述单向布（b)包含由聚（对亚苯基对苯二酰胺）均聚物或聚（对亚苯基对苯二 酰胺）共聚物所产生的高模量纤维，并且具有至少约IOOGPa的拉伸模量；和
[0014] 所述机织双向布（a)和单向布（b)各自独立地包含选自环氧树脂、聚酰亚胺树脂 及其混合物的热固性树脂。
[0015] 本发明还提供了包含本发明的复合层合体的制品，其中所述制品是用于移动电子 设备的外壳或保护罩。
【附图说明】
[0016] 图1显示了本发明的一个实施方案，复合层合体100的放大示意图，其具有一层的 机织双向布10和两层的含双层片的单向布11和12的层叠结构，并且其单向布的各个层片 的纤维取向相对于复合层合体的纵轴（以虚线表示）是[90/0:90/0]。
[0017] 图2显示了本发明的另一个实施方案，复合层合体200的放大示意图，其具有一层 的机织双向布20和四层的含双层片的单向布21、22、23和24的层叠结构，并且其单向布的 各个层片的纤维取向相对于复合层合体的纵轴（以虚线表示）是[0/90:90/0:0/90:90/0]。
【具体实施方式】
[0018] 除非另外说明，本文所提及的所有出版物、专利申请、专利和其他参考文献通过引 用明确地将其全部内容加入本文中，如同将它们在本文中被全公开。
[0019] 除非另有限定，此处所用的所有科技术语具有与本发明所属领域技术人员通常理 解的相同的含义。在抵触情况下，则以本说明书的定义为准。
[0020] 除非另有指示，全部的百分比、份数、比率等是按重量计的。
[0021] 在本文中，术语"由...制得"等同于"包含"。本文中所用的术语"包含 (comprises, comprising) "、"包括（includes, including) "、"具有（has, having) "或"含有 (contains, containing) "或其任何其它的变体旨在覆盖非排除性的包含。例如，包含一系 列要素的组合物、工艺、方法、制品或设备不仅仅局限于这些要素，而且还可以包括这些组 合物、工艺、方法、制品或设备所未明确列举的或所固有的其它要素。
[0022] 连接词"由...组成"不包括任何没有明确列举的要素、步骤或成分。如果在权利 要求中，所述连接词将使所述权利要求限于所描述的材料而不包含未描述的材料，但仍包 含与那些所描述的材料通常相关的杂质。当连接词"由...组成"出现在权利要求的特征 部分，而非紧随前序部分时，则它仅仅限制该特征部分中所述的要素；其他要素并未被从权 利要求整体中排除。
[0023] 连接词"基本上由...组成"用于定义组合物、方法或设备，其包括除了字面上所 述的那些材料、步骤、特征、组分或要素之外还包含另外的材料、步骤、特征、组分或要素，前 提是这些另外的材料、步骤、特征、组分或要素不实质性地影响所要求保护的发明的基本特 征和新颖性特征。术语"基本上由...组成"是处于"包含"和"由...组成"之间的中间地 带。
[0024] 术语"包含"旨在包括术语"基本上由...组成"和"由...组成"所涵盖的实施方 案。类似地，术语"基本上由...组成"旨在包括术语"由...组成"所涵盖的实施方案。
[0025] 当以范围、优选范围或一系列上限优选值和下限优选值给出数量、浓度或其它数 值或参数时，这理解为明确公开了由任何成对的任何范围上限或优选的值和任何范围下限 或优选的值形成的全部的范围，而无论所述范围是否分别被公开。例如当描述了 "1至5" 的范围时，所述范围应当解释为包括范围"1至4"、"1至3"、"1至2"、"1至2和4至5"、"1 至3和5"等。在提及数字值范围之处，除非另有指示，否则该范围旨在包括其端点和处于 该范围内的全部整数和分数。
[0026] 当使用术语"约"来描述值或范围端点值时，所述公开的内容应当理解为包括所提 及的具体值或端值。
[0027] 此外，除非有明确的相反指示，否则"或者（或）"表示包含性的"或者（或）"而不 是排除性的"或者（或）"。例如条件A "或％满足下面的任何之一 ：A是真（或存在）和B 是假（或不存在），A是假（或不存在）和B是真（或存在），和A和B都是真（或存在）。
[0028] "mol%"或"摩尔％"指的是摩尔百分比。
[0029] 在本发明的说明书和权利要求书中，术语"均聚物"指的是衍生自聚合一种重复单 元的聚合物。例如术语"聚（对亚苯基对苯二酰胺）均聚物"指的是基本上由一种重复单 元为对亚苯基对苯二酰胺所组成的聚合物。
[0030] 在本文中，术语"共聚物"指的是包含由两种或更多种共聚单体（comonomer)共聚 所形成的共聚单元（comonomer-derived unit)的聚合物。"二元共聚物"指的是基本上由 两种共聚单体衍生的单元组成的聚合物，和"三元共聚物"表示基本上由三种共聚单体衍生 的单元组成的共聚物。
[0031] 在本文中，术语"纤维"(fiber)指的是一种相对柔性的细长体，其长度与垂直于该 长度的横截面之宽度的比值是至少大于10。所述纤维横截面可以是任何形状例如圆形、扁 平形或椭圆形，但通常是圆形。所述纤维横截面可以是实心的或中空的，优选是实心的。单 根纤维可以仅由一根长丝（filament)或由多根长丝形成。仅由一根长丝形成的纤维在此 处称作"单根丝"纤维或"单丝"纤维，和由多根长丝形成的纤维在此处称作"多丝"纤维。 作为此处使用的，术语"纱线"（yarn)是指由多根纤维组成的单股线束，可以是无捻的（即 平纱）或有捻的。术语"纱线"是可以与术语"纤维"交替使用的。
[0032] 纤维的粗细通常用称作"旦"或"分特"的线密度来表征；"旦"是9000米纤维的重 量(按克计）而"分特"是10000米纤维的重量(按克计)。
[0033] 在本文中，"层"描述了纤维的一种总体呈平面的排列，其可以包含机织织双向布、 多层片的单向布或由多个无规取向的纤维形成的任何其他的织物结构，包括毡、垫和其他 结构。
[0034] 作为本领域通常已知的，所谓"单层片"（Single-ply)的单向取向的纤维包含一 般为非交叠的、共平面的纤维以基本平行的、单向的、并排的阵列（array)来组成的纤维排 列。这种类型的纤维排列在本领域中也称作"单向带"、"UD"或"UDT"。作为此处使用的， "阵列"描述了纤维或纱线（不包括机织双向布）的有序排列，和"平行阵列"描述了纤维或 纱线的有序的平行排列。本文中所用"取向的纤维"，其中术语"取向的"意指纤维的排列方 式，而非意指纤维的拉伸。
[0035] 在本文中，以"："将每个织物层分开，不论所述织物的结构是机织的还是单向的； 而以"/"将单向布中的每个层片分开。
[0036] 在
【发明内容】
中描述的本发明的实施方案（包括此处描