高性能纤维混杂片材的制作方法

文档序号:19250949发布日期:2019-11-27 20:13阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种混杂片材,其包含:

i)高性能聚乙烯(hppe)纤维;

ii)聚合物树脂,其中所述聚合物树脂选自由乙烯的均聚物、丙烯的均聚物、乙烯的共聚物和丙烯的共聚物组成的组,并且其中所述聚合物树脂具有根据iso1183-2004测量的范围为860至970kg/m3的密度、范围为40至140℃的熔融温度以及至少5j/g的熔化热;和

iii)非聚合物纤维。

2.根据权利要求1所述的混杂片材,其中所述非聚合物纤维选自碳纤维、玻璃纤维、硅灰石纤维、玄武岩纤维和/或其混合物。

3.根据前述权利要求中任一项所述的混杂片材,其中,所述hppe纤维是连续长丝或短纤维。

4.根据前述权利要求中任一项所述的混杂片材,其中,所述hppe纤维通过熔融纺丝工艺、凝胶纺丝工艺或固态粉末压实工艺来制备。

5.根据前述权利要求中任一项所述的混杂片材,其中,所述聚合物树脂作为涂层被施加在所述hppe纤维上,优选地,所述聚合物树脂作为由水性悬浮液获得的涂层被施加在所述hppe纤维上。

6.根据前述权利要求中任一项所述的混杂片材,其中,所述hppe纤维具有至少1.0n/tex、优选至少1.5n/tex、更优选至少1.8n/tex的韧度。

7.根据前述权利要求中任一项所述的混杂片材,其中,所述hppe纤维包含超高分子量聚乙烯(uhmwpe),优选地,所述hppe纤维基本上由uhmwpe组成。

8.根据前述权利要求中任一项所述的混杂片材,其中,相对于所述混杂片材的总体积,所述混杂片材中所述聚合物树脂的量为1至10体积%。

9.根据前述权利要求中任一项所述的混杂片材,其中,所述聚合物树脂的密度为870至930kg/m3,优选为870至920kg/m3,更优选为875至910kg/m3

10.根据前述权利要求中任一项所述的混杂片材,其中,所述聚合物树脂包含乙烯丙烯酸共聚物。

11.根据前述权利要求中任一项所述的混杂片材,其还包含基质材料,优选地,所述基质材料是热固性树脂,更优选地,所述树脂选自由环氧树脂、聚氨酯树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂、聚酯树脂和/或其混合物组成的组。

12.一种用于制造根据前述权利要求中任一项所述的混杂片材的方法,所述方法包括以下步骤:

a)提供高性能聚乙烯(hppe)纤维、聚合物树脂和非聚合物纤维,其中所述聚合物树脂选自由乙烯的均聚物、丙烯的均聚物、乙烯的共聚物和丙烯的共聚物组成的组,其中所述聚合物树脂具有根据iso1183-2004测量的范围为860至970kg/m3的密度、范围为40至140℃的峰值熔融温度以及至少5j/g的熔化热;

b)在组装之前、期间或之后,将聚合物树脂的溶剂溶液或悬浮液,优选水性悬浮液施加到所述hppe纤维上,优选在组装所述hppe纤维之前将所溶液或悬浮液施加到所述hppe纤维上;

c)将所述hppe纤维和所述非聚合物纤维组装成片材;

d)至少部分地干燥所述聚合物树脂的溶液或悬浮液,优选在步骤d)之前或之后进行的组装步骤c)期间,优选在步骤c)之前进行步骤d);

在完成步骤a)、b)、c)和d)后获得混杂片材;

e)在步骤d)之前、期间和/或之后,任选地在步骤c)的片材上施加范围为树脂的熔融温度至153℃的温度,以至少部分地熔融所述聚合物树脂;

f)任选地施加基质材料,优选地用基质材料浸渍所述混杂片材以获得混杂复合片材;和

g)任选地在步骤f)期间和/或之后对所述片材施加压力以至少部分地压实所述混杂复合片材。

13.根据权利要求12所述的方法,其中相对于所述水性悬浮液的总体积,所述水性悬浮液中所述聚合物树脂的浓度为至多30体积%。

14.一种包含根据权利要求1-11中任一项所述的混杂片材的制品,所述制品选自用于汽车、自行车和摩托车的轮辋,用于汽车的内饰,冲击板,飞机,卫星,自行车车架,驾驶舱,座椅,曲棍球杆,棒球棍,网球和壁球拍,滑雪板,冲浪板,桨板,用于骑行、足球、攀岩、赛车的头盔,船体,桅杆,帆,船,风力涡轮机和潮汐涡轮机。

15.根据权利要求14所述的制品在下列领域中的用途:汽车领域,优选汽车和摩托车的轮辋、汽车内饰件、冲击板;航空航天领域,优选飞机和卫星;运动设备,优选自行车,自行车车架,驾驶舱,座椅,曲棍球杆,棒球棍,网球和壁球拍,滑雪板,冲浪板,桨板,诸如用于骑行、足球、攀岩、赛车的头盔;海洋领域,优选船体、桅杆、帆、船;军事领域;以及风能和可再生能源领域,优选风力涡轮机和潮汐涡轮机。


技术总结
本发明涉及一种混杂片材,其包含:i)高性能聚乙烯(HPPE)纤维;ii)聚合物树脂,其中所述聚合物树脂选自由乙烯的均聚物、丙烯的均聚物、乙烯的共聚物和丙烯的共聚物组成的组,并且其中所述聚合物树脂具有根据ISO1183‑2004测量的范围为860至970kg/m3的密度、范围为40至140℃的峰值熔融温度以及至少5J/g的熔化热;iii)非聚合物纤维;iv)任选地,基质材料。此外,本发明涉及一种制造混杂片材的方法,并且涉及该混杂片材在各种领域中的用途,例如在汽车领域、航空航天领域、运动器材、海洋领域、军事领域、以及风能和可再生能源领域中的用途。

技术研发人员:鲁洛夫·马里森;罗伯特·科宁;约翰内斯·彼得勒斯·马里努斯·普拉格;伦纳德·尼拉巴
受保护的技术使用者:帝斯曼知识产权资产管理有限公司
技术研发日:2018.04.03
技术公布日:2019.11.26
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