专利名称:在纤维加固塑料薄片方面的改进的制作方法
这项发明与纤维加固塑料薄片有关。
热塑性树脂做的塑料薄片材料，被广泛地用来制造模压物品。然而，这样的材料其强度或刚性并不大，于是在那些需要有这样特性的地方，就采用纤维加固的办法。
因而，举例来说，在制造这样一种材料时，将一层层玻璃纤维的衬垫物夹在一层层热塑性材料之间，将这个复合的结构物缝合起来，产生某种程度的层迭集合物，然后在压力下加热来生产固化了的坚实的薄片，供模压之用。
然而，当用于深冲压模时，会发现这样的材料不能够被用来制成具有均匀结构强度的模制品，这是因为玻璃纤维衬垫是由很长的玻璃纤维丝缕(即纤维束)所组成，大概是200厘米或更长，它以杂乱扭曲的形态，充塞在整个薄片之中，这就极大地限制了它们在模压时的转动。因为它们不能与已成为结构中残品的已熔化热塑性材料一起流动。结果，模制品比较薄的部分，像加动肋、棱等处就缺乏纤维强化了。
现在这项发明其中的一个目标就是要提供纤维加固的塑性材料，用来模压纤维加固的塑料物品，它克服或减轻了上述已知材料的缺点。
所以这项发明提供了一种坚固的纤维强化了的塑料薄片，它的组成是20%至60%以重量计的强化纤维，它具有高弹性系数(如本文说明了的)，相当大比例的纤维长度介于7与50毫米之间，直径是13微米或更细1以及40%至80%以重量计的热塑性材料。
最好，这纤维是成为单独的离散形式的玻璃纤维。因为纤维在供应时往往粘着在一起，成为裂开的股束，若要制成薄片，它们必须先被破开成为单根的纤维。
高弹位系数的意思就是它的弹性系数显著地高于薄片的弹性系数，符合这种类型的纤维包括玻璃，碳素及陶瓷的纤维，例如“Avamid”纤维，它是以Kevlar及Ncmex为商业名字而出售后;同时也广泛地包括了具有高于10，000兆帕斯卡尔的纤维。
这离散的玻璃纤维不应短于约7毫米，直径不应大于13微米，因为这样的纤维不能胜任用来强化塑料的基质。其它材料的单根纤维至少要具有同玻璃纤维一样高的强化效能，才能代替它来使用。
现在进一步的描述这项发明，请参阅附图一图1是按照本发明所制纤维强化塑性材料薄片的截面放大图1以及图2是按本发明所制用纤维强化塑性材料薄片压制的物品的截面细部。
参阅图1，这显示一张薄片1，由热塑性材料的基质2所组成，被加热与加压而固化成为一种坚固的连续的形状。杂乱无章漫布于整个基质的是纤维3，它相当大的部分是长度介于7及50毫米之间，直径则小于13微米。最好，至少要有95%的纤维应在指定的尺寸之内。
现在参阅图2，这里显示一个模压制品的截面，这模制品是用图1中所示的薄片，用热塑模技术生产出来的。模制品4有一个主要网膜5，加强肋6从它那里突出来。可以看出在模压时，纤维3已与塑性材料挤压在一起，进入加强肋6之中，这样就显著地提高了它们的强度。
比较的实例在这个实例中是做个比较的试验，这试验是将一张按本发明制的含有50%单根玻璃纤维其长度为12毫米直径为11微米以及50%聚丙烯热塑性塑料，与一种市上能买到的商品，玻璃纤维/聚丙烯薄片作比较。后者有不断的股缕长束，是用层造及固化法生产出来的，如本文前面所叙述的。这种市上能买到的薄片是由30%的玻璃纤维与70%的聚丙烯组成，两种薄片的厚度是相同的。这两张薄片须经过模压的工艺程序，用来生产一个大得像盘子一样的模制品，它的冲压深度约12公分，并且内面有细的加强肋。起初，将这薄片放进一个特殊结构的红外线炉子里，它可让加热材料的温度受到控制，直到整个薄片的温度超过200℃时，聚丙烯完全融化为止。当它们柔换面转弯时，将每张薄片用手转移到一个敞开的压模工具的下半边，那里的温度保持在90℃，接着对这个工具的上半部用水力压机施加25帕斯卡尔的全压力，模子闭合后经6秒钟，然后将模制品搬出经冷却后加以修去掉料毛刺。
按照本发明所制薄片生产出来的模制品，它的轮廊外形与所要求的接近相符，但用市场买到的材料生产出来的则不然，主要是由于后者所拥有归制模压力不足以达到所要求的分充拉伸。
从每件模制品不同部位相应的位置上切断下五个一吋见方的小块来，这些小块连同每个模制品的残余部分放进一个加热炉中去。在这炉子中，挥发性的有机成分在700℃被烧掉，剩下的是玻璃纤维的残余物。
在下面的表中显示出这结果表玻璃纤维含量 玻璃纤维含量方块号 发明物 商品材料1 52 352 49 283 51 344 50 175 50 27薄片 51 30从表中所表示的结果，可以看得很清楚，用发明的材料在模压过程中其玻璃纤维含量保留的相容性，比起用买到的商品材料来要多得多，尽管后者含有较高比例的热塑性材料，而且在模压过程中较少变形。相信这是由于，按照本发明做的薄片，其中的纤维在模压的工艺过程中兼有较大的移动性和较大的挠曲性。
合适的热塑料材料包括聚乙烯，聚丙烯，聚基乙烯，丙烯苯乙烯丁二烯共聚物，聚乙烯对酯酸盐，及聚氯乙烯，无论是成为可塑的或是成为不可塑的都可，据一般所预料，任何热塑性材料都可用，只要它不与水起化学侵蚀作用，及在被加热后能有足够的柔软性而不会发生化学降解。热后形成的热固性材料可能也包括在内，只是薄片在形成后，要在一段充分够短及可接受的时间内进行模压。
许多的已知技术可以用来生产这种按照本发明所制成的薄片，这样，一张纤维的网膜及塑料粉来可以用在英国专利号码1129757，及1329409中所叙述的工艺方法生产出来，而随后即要用热压法来进行固化。另一方面，含有树脂小粒的纤维亦可被生产。它们其后会被模压成薄片，或者将纤维散布在液体树脂中，以此来生产一种面团状的物质，然后将它一层层地放在一个热的光滚上来生产这项薄片。
这项发明还扩展到一种复合材料，那是将按照本发明制成的几张成分组成不同的薄片层压在一起。
再举例来说，四张薄片，每张每平方米重500克，它们是用英国专利号1129757及1329409的工艺方式制备的。其中两张的玻璃纤维含量是40%以重量计，又两张是60%以重量计，每种剩下的余量是聚丙烯粉末。
这四张薄片被层迭在一起，放进一个热模板压机中，将含有高度光滑纤维的作为这迭薄片的芯子。这最后合成的层板，与同样厚度含有50%玻璃纤维质地均匀的薄片相比，它的抗挠韧性增强了。
权利要求
1.一种坚固的纤维强化塑料薄片，含有20%至60%以重量计的强化纤维，它具有高度的弹性系数(如本文所说明的)，纤维有相当大的比例、长度介于7与50毫米之间、直径是13微米或更细、以及40%至80%以重量计的热塑性材料。
2.一种坚固的纤维强化塑料薄片如在权利要求
1中所要求的一样，在它那里面，纤维是处于单根分散的状态。
3.一种坚固的纤维强化塑料薄片如在权利要求
1或权利要求
2中的那样，在它里面塑性材料是热塑性的。
4.一种坚固的纤维强化塑料薄片，如权利要求
3中所要求的那样，在它那里面热塑性材料是聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，丙烯苯乙烯丁二烯、聚乙烯对酞酸盐、或聚氯乙烯，既可成为可塑性的，也可成为不可塑的。
5.一种坚固的纤维强化塑料薄片，如在权利要求
1或权利要求
2中所要求的那样，在它里面的可塑性材料是一种可于热后成形的热固性材料。
6.一种坚固纤维强化塑料薄片，(基本上如本文所描述的一样)，可参看并已在附图中显示。
专利摘要
一种坚固的纤维强化塑料薄片、含有20％至60％以重量计的强化纤维。它具有高的弹性系数(本文已说明)，纤维有相当大的比例，是长度介于7与50毫米及直径是13微米或更细，与40％至80％以重量计的热塑性塑料。
文档编号C08L27/06GK85100806SQ85100806
公开日1986年7月9日 申请日期1985年4月1日
发明者兰德文, W·T·H·斯盖尔丁, A·J·维利斯 申请人:威景铁有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan