专利名称：将环状低聚物加工成热塑性聚对苯二甲酸丁二酯塑料的方法
技术领域：
本发明涉及根据独立权利要求的前序部分用于制备含有PBT或者PBT共混物的纤维增强塑料制品的方法。本发明还涉及根据独立权利要求前序部分的含有PBT或者PBT合金的纤维增强塑料制品。
迄今仍然难于在设计用于加工热固性塑料体系(例如RTM方法或者预浸料工艺)的制备方法中加工用于制备纤维增强塑料制品的热塑性塑料体系。加工热塑性塑料体系的难点尤其在于提供不仅化学上稳定，而且为进一步加工而能转化为低粘度状态的合适反应性原材料。
因此，一段时间以来，人们已经致力于开发能够类似于热固型塑料进行加工的热塑性塑料。一种已知的这类体系是例如基于聚酰胺(PA)，例如以内酰胺作为原材料的PA-12。另一非常有前景的体系基于聚酯，例如聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)。用于制备聚酯或者PBT的反应性原材料以所谓环状或者大环状低聚物形式存在，它们与对应的聚合反应催化剂相混合。这种体系的特点在于，所述反应性原材料能转换为低粘度熔体，这使得其适用于借助注射方法(例如LCM方法)的加工。
LCM称为“液体复合物模塑”。在本文中，LCM方法或LCM技术是指这样一种方法，即向多部件模塑工具、特别是两部件模塑工具的腔室中填充单组分或者多组分纤维坯体或者纤维结构，并向该封闭的模塑工具的腔室中进给或者注射热固性或者热塑性塑料基体，这些塑料基体流过并浸渍纤维坯体而形成纤维复合构件并填充模塑工具的腔室，并在模填充完成后使该纤维复合构件固化或聚合并随后脱模。所述的LCM方法当然也包括具有熔融芯体或者永久芯体(例如泡沫材料芯体)的变型方案，其中熔融芯体或者永久芯体与纤维机构一起置入到打开的模塑工具中。
如果在LCM方法中加工热固型的塑料基体体系，则涉及树脂传递模塑(RTM)法。因此，对于上述的注射方法，LCM方法被理解为RTM方法的上位概念，其除了热固性塑料基体体系之外还包括热塑性塑料基体体系。RTM方法在例如Ktte，“Der Resin-Transfer-Molding-Prozess-Analyse eines Harzinjektionsverfahrens”，Verlag TVRheinland，1991中有详细描述。
然而，在利用LCM技术加工热塑性基体体系时也常提到RTM方法。
然而，所述环状低聚物的低粘度性能对于在其它方法中加工也是有利的，因为低粘度的反应性原材料起到对纤维的最佳饱和或者浸渍作用，这对于稠密纤维结构形式的高纤维含量的塑料制品具有特别重大的意义。
US 6369157示例性描述了一种合适的反应性原材料，其可以被加工为PBT塑料或者PBT塑料合金。作为加工方法可以提及例如预浸渍工艺、RTM方法、拉挤方法、挤出方法以及压模法。
本发明的任务在于提出用于加工PBT塑料体系或者属于前者的基于环状低聚物的反应性PBT原材料的具体方法。本发明的另一主题还在于由此所得的含PBT塑料的产品。
根据本发明，该任务通过独立权利要求的特征部分得以实现。改进的实施方案在从属权利要求中记载，它们由此成为说明书的一部分。
定义反应性原材料根据下面定义的反应性原材料尤其包括聚酯(尤其是PBT)的环状或者大环状低聚物(称为CPBT)，其与聚合反应催化剂共混。此外，反应性原材料还包括含有例如在聚合反应结束后获得PBT共混物(PBT塑料合金)的上述材料的共混物(合金)。用于制备聚酯或者PBT塑料的所述反应性原材料在US 6369157中有详细描述，其内容在此成为本公开的一部分。环状低聚物形式的特别合适的反应性PBT原材料是Cyclics公司以CBTTM(环状对苯二甲酸丁二酯)名称制备的那些。聚合反应催化剂可以例如是锌催化剂或者其它合适的催化剂。
聚酯根据下面定义的聚酯尤其包括塑料例如PET(聚对苯二甲酸乙二酯)以及相关共混物和特别是PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)或者PBT共混物(PBT塑料合金)。
纤维结构根据下面定义的纤维结构是平面状的结构，并尤其包括纺织平面结构，例如纤维网(Vliese)、“无纺布”、不形成网眼的体系，例如纺织物、单向或者双向纺粘织物(Gelege)、编织物或者毡等，或者例如形成网眼的体系，例如编结物或者针织物以及刺绣结构。
纤维根据下面定义的纤维结构中的纤维是例如3-150mm纤维长度的长纤维或者连续纤维并且例如以粗纱形式加工成纤维结构。
所述纤维可以是玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、碳纤维、塑料纤维、天然纤维或者它们的混合物。塑料纤维特别可以是聚酯纤维，例如PET、PBT或者PBT共混物。对于无机纤维而言优选使用玻璃纤维，因为与芳族聚酰胺纤维或者碳纤维相比，在回收利用纤维增强的塑料制品时，玻璃纤维可以相对低的费用从塑料基体分离出来，而且玻璃纤维也相对廉价。
PBT纤维的特征在于，由于生产工艺其在纤维方向上具有结晶取向，而纤维之间的基体基本上不具有晶体取向，即是非晶态的。
板根据下面定义的板是指具有特定的抗弯刚度和厚度相对小于长度和宽度的平面物体。所述的板具有例如0.5mm或者更大的厚度，优选1mm或者更大的厚度，尤其是2mm或者更大的厚度和10mm或者更小、优选6mm或者更小，特别是4mm或者更小的厚度。
覆层方法为了制备预浸渍的纤维结构(预浸渍)，通常是纤维毡，迄今用反应性塑料基体浸透(浸渍)或者用反应性粉末涂覆纤维结构，其中该粉末(尤其是经加热的粉末)本身具有粘附性能并由此保持粘附在纤维结构上。
已知的是，将反应性原材料(即环状低聚物)以薄膜形式施加到纤维结构上，其中通过该薄膜熔融，由于该反应性原材料在熔融状态下的低粘度而发生纤维结构的浸渍。
因为预浸渍体通常是粘性的，按照已知技术这些预浸渍体通常在一面或者两面具有剥离层，也即分离薄膜。这种剥离层使得可以将连续制备的预浸渍体在所谓滚筒上形成轧制产品，以在进一步加工成纤维增强板材料之前进行中间存储，而不会发生彼此粘合。另一方面，该剥离层在其它加工工艺中也具有意义，因为其在生产经固化或者经聚合的板材料时防止装置(即压榨机或者辊)与预浸渍体粘合。在预浸渍体固化或者聚合成板材料(也称为有机片材)后，除去剥离层。因此，剥离层不是最终产物的一部分，而仅是生产的辅助物。
本发明的理念在于改善制备和进一步加工所谓预浸渍体半成品的方法，和在更广泛的意义上，在于改善由聚酯(例如PET和特别是PBT或者PBT共混物)在使用反应性原材料的情况下制备板材料的方法。
为此，在第一步骤中用反应性原材料浸渍或者涂覆纤维结构。为此，该纤维结构可以用液态的反应性原材料浸渍，例如借助将纤维结构浸没到溶液浴中，其中在浸渍后再次将溶剂除去。此外，液态原材料也可以经喷雾、抹平、浇涂、辊涂或者刮刀涂覆到纤维结构上。
在一个可供选择的变型方案中，可用粉末形式或者薄膜形式的反应性原材料涂覆该纤维结构，在这两种情况下反应性原材料均在生产工艺过程中熔融以浸渍纤维结构。如果该反应性原材料以粉末形式施加到纤维结构上，那么为了改善粘附性能可以对其进行加热，由此粉末可以甚至软化或者熔融。作为备选方案或者与之相结合，可以对纤维结构进行预热并用粉末涂覆。该粉末涂覆可以在水平或者垂直通过的纤维网上进行，其中粉末相应地以垂直或者水平形式供给到纤维网上。所述粉末可以借助重力和/或借助气流或者空气流供给。气流或者空气流优选经加热，使得粉末在撞击到纤维网时产生粘附性能。此外，粉末也可以借助静电方法供给。
在上述方法中，纤维结构的两层或者多层也可以如上所述进行浸渍或者涂覆和合并成多层纤维网。
在接下来的步骤中，经反应性原材料浸渍或者涂覆的一层或者多层纤维网在一面或者两面用塑料膜或塑料箔形式的覆层涂覆。该塑料膜或塑料箔由此成为待制备的纤维增强板材料的一体化组成部分。
所述塑料膜或者塑料箔可以由热塑性塑料或者热固性塑料构成。优选该覆层是由聚酯，例如PET和尤其是PBT或者PBT共混物制成的聚合热塑性膜。
所述塑料膜具有例如大于50μm、优选大于100μm且小于2000μm、尤其是小于1000μm的厚度。由于该反应性原材料的粘附性，所述塑料膜保持粘附在经浸渍或者经涂覆的纤维结构上。塑料膜可以作为从滚筒上展开的固态薄膜或者借助挤出机作为熔融的部分固态或者固态的薄膜进行施加。
所述施加在纤维网上的覆层也可以是具有上述组成的不含纤维的(聚合)塑料外层的纤维增强的网状塑料材料。
纤维网的纤维优选由玻璃或者聚酯，例如PET和特别是PBT或者PBT共混物制成。通过应用聚酯纤维(例如PBT纤维)实现了单一类型的板材。
为了进一步加工，在压力和热作用下使具有所施加覆层的预浸渍体聚合为聚酯(例如PET和特别是PBT或PBT共混物)，由此使覆层和纤维结构的聚合塑料基体紧密结合，和使得覆层成为板状纤维复合体的一体化组成部分。
在此，覆层和熔点或者分解点高于反应性原材料的聚合温度。因而在塑料基体的聚合过程中该覆层不会受损。
因为PBT的熔点(约220℃)高于所用反应性原材料的聚合温度(约180-190℃)，由PBT膜构成的覆层不会由于在塑料基体聚合时的热作用而受到不利影响。另外，由聚酯(特别是PBT)制成的覆层产生了按回收利用的标准的复合材料中的单一类型的塑料。
一体化施加覆层还具有额外的优点，即实现了板材料的高表面品质，这是由于覆层不含纤维。
纤维网的覆层和塑料基体在聚合状态下优选由同一种塑料或者彼此相近的塑料或者塑料合金组成。
在本发明的改进方案中，覆层可以经着色，从而使板材已经具有经着色的外观。所述着色可以是使得设置在覆层下的纤维增强层不再可见的类型。由此可以任选地省去后面的刷色漆步骤。
本发明的板材的生产从纤维结构和原材料的供给直到由压制机卸出成品板材优选连续和在线进行，即在一个生产线中进行。
为此，将一个或者多个纤维结构连续地或者视需要一起供给到加工装置中，将这些例如以网辐形式从套筒上打开并用反应性原材料在线浸渍或者涂覆。浸渍或者涂覆可以例如借助浸渍浴在进料装置、喷雾装置、粉末分散装置、用于将粉末静电转移到纤维结构上的装置或者用于将由反应性原材料构成的液态、半固态或者固态的膜例如通过挤出或者从滚筒上进行供给的装置中连续地进行。
然后在线地将(经聚合)的塑料膜或者塑料箔施加到用反应性原材料浸渍或者涂覆的纤维网的一面或两面上，其中塑料膜从滚筒(卷筒)打开或者直接在线挤出并以液态、部分固态或固态施加到经浸渍或者经涂覆的纤维网上。
在后续的通过式轧机中，该复合体在压力和/或热作用下聚合成纤维增强的板材。所述轧制过程可以经下游的轧制辊和/或借助轧制板进行。轧制装置可以包括例如相对于上面的固定轧制结构件工作的浮式液压控制的下轧制板。这种通过式轧机例如借助带(例如PTFE带或者钢带)进行操作，并依赖于加热段的长度而允许中等或者高的通过量。
然后，可以沿着通过方向的横向和/或纵向将所述网状的经聚合板材剪切成单个板或者条并分批堆叠。由于该覆层，在将预浸渍体进一步加工为板材时，装置受到保护。
在本发明的一个具体实施方案中，在用覆层涂覆之后未导引预浸渍体通过轧机，而是使其缠绕到滚筒上或者进行剪切和分批堆叠，其中各板由于覆层的剥离功能而不发生相互粘附。这样供给到中间存储过程中的预浸渍体可以在之后的时间如上所述地进一步加工成板材或者以其它路径(例如在模压机中)进行加工。
本发明的纤维增强的板材可以用作平板或者条带制品。此外，该板材可以例如借助深冲压进一步加工成热成型制品。此外，上述平板形式的板材可以进一步加工成多层复合体，尤其是夹心复合体，其中其他层可以包括例如泡沫材料、金属箔或者金属板。
这种多层复合体的制备同样可以连续和在线进行，其中其它的层(例如泡沫材料层)同样连续地供给。在一个优选实施方案中多层复合体的制备在生产纤维增强板材之后在线和直接地进行。如果将上述板材进一步加工成多层复合体，在某些情况下足够的是，预浸渍体材料仅涂覆一层具有持久塑料膜作为剥离层的覆层，而第二表面用临时的可剥离层涂覆，该层在制备多层复合体时再次被去除。在这种情况下，该含持久的塑料膜的覆层构成多层复合体的覆层，而第二表面是与其它复合层的接触面。
上述板材或者由其制备的复合板或者热成型制品可用于交通运输业，例如公路交通工具的制造(汽车、客车、卡车、轻型交通工具等)、轨道交通工具的制造(铁路、有轨电车、快速轨道交通、磁悬浮列车)，航空(飞机制造、太空飞行)，船舶、舰艇和船只制造以及用于缆车舱。此外，所述板材可以用于高层建筑和地下建筑，室内装饰和特别是建筑工业以及用于生产运动器械。
单一类型的塑料制品本发明的主题还在于单一类型的纤维增强的塑料制品(在下文中称为单一类型的塑料制品)，其含有由聚酯(例如PET和尤其PBT或者PBT共混物)制成的纤维和同样由聚酯(例如PET和尤其是PBT或者PBT共混物)制成的塑料基体。单一类型的塑料制品可以例如是纤维增强的塑料板，其由用反应性原材料浸渍或涂覆的预浸渍体制备，该预浸渍体在压力和/或热作用下聚合成纤维增强的塑料板。该纤维结构可以例如用反应性粉末状原材料涂覆，或者用视需要存在于溶液中的液态形式的反应性原材料浸渍。还可以考虑的是，纤维结构的一面或者两面用由反应性原材料制成的膜进行涂覆，其中该膜被低粘度熔融以浸渍纤维。
在压力和热量作用下，塑料基体在轧制装置中聚合，形成纤维增强的塑料板。
用反应性原材料涂覆的纤维结构也可以在成型工具中在施加压力和热量和塑料基体聚合成为成型的单一类型塑料制品的条件下进行加工。
上述板材可以根据上述覆膜方法制备并另外在一侧或者两侧含有用聚酯(例如PET和特别是PBT或者PBT共混物)制备的覆膜的涂层。
此外，所述单一类型的纤维增强单组分塑料制品还可以是借助前文所述的LCM方法制备的模塑体。为此，将反应性原材料合乎目的地进料或者注射到设计为纤维结构的成型工具中。纤维结构中的纤维由聚酯(例如PET和特别是PBT或者PBT共混物)构成。
单组分塑料制品另一加工方法的特征在于所述纤维增强材料完全由聚酯(例如PET和特别是由PBT或者PBT共混物)构成。为了制备上述塑料制品，将反应性原材料加工成线型纤维，其进而聚合成聚酯(例如PET和特别是PBT或者PBT共混物)。备选地，纤维也可以直接由聚酯(例如PET和特别是PBT或者PBT共混物)制备。该纤维的特征在于，其具有取向为纤维方向的结晶性，因而具有好的机械性能(例如刚度和抗拉强度)。上述纤维将在后续的加工步骤中加工成如上面定义的纤维结构。
在后续的方法步骤中，各纤维或粗纱至少在表面熔融，其中熔融塑料与纤维相结合或粘合，并在重结晶条件下硬化成位于纤维间的优选各向同性的塑料基体。这一方法步骤的特征在于施加了压力和/或热量。这种方法可以例如是热压或者热压制方法。
结果获得了在塑料基体中嵌有同类塑料纤维的自增强的密实塑料制品。所述塑料制品在此具有与用无机纤维结构增强的塑料制品相类似的机械性能。在本文中，同类或者单一类型是指两个组分都由聚酯构成。
上述经聚合的塑料制品的特征在于其良好的热成型能力，并使其在后续成型方法中利用热量和/或压力进一步成型或者最终成型。
所述塑料制品(在下文中称为单组分塑料制品)可以板或者模塑体形式制备，其中板优选在相应的轧制装置或者辊压装置中连续制备，而模塑体优选在相应连接的成型工具(例如模压机)中逐件制备。
多层复合体本发明的主题还在于含有至少一层由开孔和/或闭孔泡沫材料构成的层的多层复合体。该泡沫材料由聚酯(例如PET和特别是PBT或者PBT共混物)构成。在优选的实施方案中，多层复合体的至少一层其它层含有由聚酯(例如PET和特别是PBT或者PBT共混物)构成的塑料基体。该其它层优选是纤维增强塑料板。
所述具有泡沫层的多层复合体可以含有例如由如上所述的板形式的单一类型塑料制品或者单组分塑料制品构成的层，尤其是一面或者双面覆盖层。此外，所述层也可以由根据上述覆箔方法制备的板材构成。
所述多层复合体可以例如是由泡沫材料芯体和双面覆层组成的夹心元件，其中该泡沫材料芯体由聚酯(例如PET和特别是PBT或者PBT共混物)构成，而双面覆层由具有由聚酯(例如PET和特别是PBT或者PBT共混物)构成的塑料基体的纤维增强塑料板形成。
根据一个具体实施方案，为了制备所述的多层复合体，在连续或者非连续方法(例如间歇工艺)中将用反应性原材料浸渍或者涂覆的纤维结构(所谓的预浸渍体)施加到(聚合)泡沫材料层上，其中预浸渍体利用热和/或压力聚合成增强层，其与泡沫材料层形成长效粘合，其中泡沫材料层是芯体材料。
通过反应性原材料的粘附性能可以将增强层优异地施加到泡沫材料层上。基体材料的聚合导致在增强层和泡沫材料层之间的长效的坚固粘合。
多层复合体，尤其是三层夹心复合体可以例如具有大于3mm，优选大于5mm，尤其优选大于8mm和小于30cm，优选小于20cm，特别是小于10cm的总层厚。
泡沫材料的挤出本发明的另一目的在于连续地制备多层复合体，尤其是夹心复合体。在一个优选的连续方法中，纤维增强的塑料板用由(经聚合的)聚酯(例如PET和特别是PBT或者PBT共混物)组成的塑料基体制备。一种具有发泡剂的可发泡的由(经聚合)聚酯(例如PET和特别是PBT或者PBT共混物)制备的原材料借助挤出机由一个或多个喷嘴挤出。原材料在从挤出机开口离开时随着压力释放膨胀成平板状的发泡塑料。
在挤出步骤的优选实施方案中，面条状股线形式的原材料通过孔板挤出，其中股线在从挤出机出口离开时膨胀并彼此粘合或者熔合成平板状的发泡塑料。所述起始材料也可以通过单个的狭缝喷嘴挤出。
可发泡的原材料可以直接挤出到同样连续供给的纤维增强板材上，使得经挤出的原材料与板材相粘合并由此与其紧密结合。
在本发明的另一实施方案中，将可发泡的(经聚合)原材料挤出到尚未或者仅部分聚合的板材上，其中该反应性原材料通过其粘附作用达到与所挤出的原材料的紧密结合。在后面的方法步骤中，板材在热量和/或压力作用下完全聚合。
所述板材可以例如按照上面描述的覆膜方法制备，其中该板材合乎目的地仅在一面，即在其裸露的未经进一步涂覆的表面，用上面描述类型的覆层进行涂覆。该覆层特别是由聚酯(例如PET和特别是PBT、PBT共混物)制成的塑料膜或者塑料箔。
所述板材也可以以上面描述的单一类型塑料制品形式或者单组分塑料制品形式存在。根据后一实施方案，存在单一类型夹心复合体。
混杂纤维结构在PBT塑料或其反应性PBT原材料的另一用途中，含有混杂纤维结构的增强纤维，例如无机纤维，如玻璃纤维、碳纤维或者芳族聚酰胺纤维以及塑料纤维形式的基体纤维由(a)聚酯(如PET和特别是PBT或者PBT共混物)或者由(b)反应性原材料(如CBTTM)制备。增强纤维和基体纤维优选被彼此加工成具有尽可能均匀的分布。
通过应用热量和/或压力使得基体纤维在后面的加工步骤中熔融并变形为增强纤维周围的或者渗透到由增强纤维构成的纤维结构中的塑料基体，而增强纤维保持未受损害。基体纤维和增强纤维可以例如彼此交织或者编织成纤维结构。
由混杂纤维结构制备的塑料制品可以是纤维增强的塑料板，其在压机中，特别是通过式压机中制备。此外，所述塑料制品可以是模塑体，其在成型工具，特别是压制工具中在热量和/或压力作用下成型。
根据变型方案(a)，所述的聚酯仅熔融成塑料基体并再次硬化。根据变型方案(b)，反应性原材料经熔融、聚合并硬化成塑料基体。
根据变型方案(b)，由于反应性原材料在熔融状态的低粘度性能，实现了增强纤维的良好浸透。
在混杂纤维结构的一个具体改进方案中，增强纤维可以由PBT或者PBT共混物制备，而混杂纤维结构的基体纤维由所述反应性PBT原材料制备。因为与对应的反应性原材料相比，(经聚合)PBT或者PBT共混物具有更高的熔点，增强纤维在基体纤维经聚合转化为塑料基体时不会熔融。
通过成型工具制备纤维增强的模塑件用于加工PBT基体体系的另一方法涉及借助成型工具制备纤维增强的模塑体，在下文中称为压模法。该成型工具至少包括两个工具部件，它们可一起形成封闭的成型工具，从而形成给出模塑体外部轮廓的腔室。
在所述方法的第一实施方案中，用纤维结构以及粉末状的形成塑料基体的反应性原材料填充到打开的成型工具的腔室中，其中引入的粉末量根据所要制备的模塑件的大小确定，使得在后面的成型工艺中尽可能不存在或者根本不存在过量的基体材料。将成型工具关闭，在应用热量和/或压力条件下使粉末状的反应性原材料熔融并渗入到纤维结构中并对其进行浸渍。同时，塑料基材开始聚合并对其进行固化工艺。模塑件几乎完全聚合和硬化。得到了由PBT制备的纤维增强模塑件，其在达到其成型稳定性时脱模并视需要可以再进行回火。代替PBT还可以使用其他聚酯(例如PET或者PBT共混物或其原材料)进行加工。
在所述方法的具体实施方案中，该成型工具以多步，优选两步封闭以进行成型过程。由此可以逐步降低封闭压力，使得连续熔融的粉末材料可以连续地渗入到纤维结构中，而不会使纤维结构在成型工具封闭时在最大压力下从它们的预定位置移开或者变型。此外，成型工具的多步封闭使得可以从腔室中去除任选过量的基体材料。
在所述方法的另一实施方案中，反应性PBT原材料也可以以液态供给到打开的成型工具的腔室中。
本方法具有下面的优点可以免去通过分开的装置在分开的方法步骤中以液态形式供给或者注入基体材料，因而可以以技术上更简单的装置更经济地进行生产。
用持久性的泡沫芯体制备塑料制品另一方面是利用由聚酯(例如PET、PBT或者PBT共混物)制成的泡沫材料芯体借助成型工具制备纤维增强的塑料制品。为此将一个或多个分开的泡沫材料芯体用增强纤维包封并置入成型工具中。
在第一个变型方案中，反应性原材料、尤其是PBT原材料在应用上述压模方法情况下在其多个可能的变型方案中例如以液态或者粉末状形式供给到打开的成型工具中。
在第二个实施方案中，在已知的LCM工艺中将反应性原材料，尤其是PBT原材料以液态注入到成型工具中。
在此，聚合的PBT塑料基体既与增强纤维，又与合乎目的的同类泡沫材料芯体紧密结合。
成型工具的预涂覆本发明的另一方面涉及在LCM或者压模方法中预处理成型工具的腔室。用反应性原材料涂覆该腔室，该反应性原材料在实际成型工艺中聚合成聚酯、PET和特别是PBT或者PBT共混物，形成塑料制品的表面。
涂层可以以粉末形式施加到成型工具的优选经预热的腔壁上，所述粉末涂层在烧结工艺中熔融成薄膜。涂层也可以以液体形式施加，例如喷雾或者涂刷。此外，该涂层还可以作为固体膜施加。该膜可以利用软化或者熔融(例如通过加热)设置到腔壁的轮廓上。此外，该膜可以还可以借助压力或真空或者通常借助机械手段施加到腔壁上。
还可以考虑的是，不使用反应性原材料，而是按照上述方式之一将(经聚合)的聚酯(例如PET和特别是PBT或者PBT共混物)施加到工具的腔壁上。
聚合形式的涂层优选由与成品模塑件的塑料基体相同或者类似的塑料组合物构成。该涂层可以例如大于10μm，优选大于100μm，特别是大于500μm，并小于5mm、优选小于3mm，特别是小于2mm。
在施加上述涂层之前可以另外用合适的剥离膜涂覆工具模，这使得经硬化的塑料制品易于脱模。
所述具有塑料的涂层的目的在于制备具有高品质表面的纤维增强塑料制品。因此，高的表面品质尤其归因于涂层不含增强纤维。
在下文中将示例性地和参照附图详细阐述本发明。其中
图1用于实施覆膜方法的装置；图2用于制备多层复合体的装置；图3泡沫材料挤出装置的孔板；图4夹心元件的横截面。
图1示出了用于从聚酯制备纤维增强板材的装置。连续进料的网状纤维结构1借助粉末涂覆装置3用粉末形状的反应性原材料2进行涂覆。施加到纤维结构上的粉末可以经加热以改善粘附性能。备选地，可以对该纤维结构进行预加热并用粉末涂覆。然后在两侧连续进料聚酯薄膜形式的覆层4a，4b，并将它们施加到经涂覆的纤维结构的裸露表面上。在通过式压机5中反应性原材料经聚合，形成塑料基体并和覆层紧密结合。经硬化的板材在离开通过式压机5后进料到剪切或者锯断装置6中的辊式输送机8上并按长度剪切成各板7。
图2示出了夹心复合体的制备，其中通过挤出装置1的孔板18(图3)的开口19挤出股线状的含发泡剂的聚酯21a、21b。在离开孔板18后被挤出的股线21a、21b膨胀并彼此粘合成板状泡沫材料体22。仍然是软的泡沫材料体22在调节装置23中调节到理想的厚度和宽度块体。然后进给用反应性原材料浸渍或涂覆的网状纤维结构24a、24b并将它们施加到泡沫材料体22的裸露表面。然后使该层状复合体在轧制或者辊压装置25中轧制成夹心复合体，从而使反应性原材料聚合为塑料基体且其自身与泡沫材料体22的表面紧密结合。然后该夹心复合体在剪切或者锯断装置(未示出)上按长度剪切成各夹心板10。所述夹心板10(图4)由聚酯泡沫材料芯体12以及设置在其两面的由纤维增强PBT塑料制成的覆层11、13构成。
权利要求
1.用于由经热塑性塑料基体浸渍的含有至少一个平面状纤维结构的纤维网制备纤维增强板材的方法，其特征在于所述一个或者多个纤维结构经含有聚酯的环状或者大环状低聚物的反应性原材料浸渍或者涂覆，且所述纤维网含有一个或多个合并的经浸渍或涂覆的纤维结构，一面或两面用含有经聚合的聚酯的覆层涂覆，并将该用覆层涂覆的纤维网在轧制装置中轧制成板材，其中所述反应性原材料聚合到在纤维结构周围并与覆层长效结合的塑料基体中。
2.权利要求1的方法，其中所述反应性原材料含有与聚合反应催化剂相共混的PBT(CPBT)的环状低聚物。
3.权利要求1或2的方法，其中所述覆层含有PET、PBT或者PBT塑料合金或者由它们构成。
4.权利要求1-3中任一项的方法，其中将所述覆层以纯塑料薄膜形式施加到纤维网上。
5.权利要求1-3中任一项的方法，其中将所述覆层以固态、部分固态或者液态形式挤出到纤维网上。
6.权利要求1-3中任一项的方法，其中将所述覆层作为具有由聚酯，优选由PET、PBT或者PBT共混物组成的裸露和不含纤维的塑料外层的纤维增强的网状塑料材料施加到纤维网上。
7.权利要求1-6中任一项的方法，其中所述板材在供给网状纤维结构条件下连续和在线制备。
8.权利要求1-7中任一项的方法，其中纤维网的所述一个或者多个纤维结构经反应性原材料在线浸渍或者涂覆，或者已经预浸渍或者预涂覆后供给到装置中。
9.权利要求1-8中任一项的方法，其中将所述一个或者多个用反应性原材料浸渍或者涂覆的纤维结构连续并以网状供给和合并成一个纤维网，且该纤维网在一面或者双面用覆层、优选薄膜或者挤出膜形式的覆层在线涂覆。
10.权利要求1-9中任一项的方法，其中所述一侧或两侧用覆层涂覆的纤维网在通过式压机中在线轧制成板材。
11.用于制备纤维增强塑料制品的方法，其中该纤维增强塑料制品包含嵌入在由聚酯构成的塑料基体中的纤维结构，至少用纤维结构和含有与聚合催化剂共混的聚酯的环状或大环低聚物的反应性原材料填充成型工具的腔室，并封闭该盛成型工具和在应用压力和/或热量的情况下使反应性原材料聚合成热塑性塑料基体，其特征在于，用由含有聚酯或者经聚合的聚酯例如PET、PBT或者PBT共混物的环状或者大环低聚物的反应性原材料制成的膜涂覆所述工具的腔壁。
12.用于制备多层复合体的方法，该多层复合体至少含有一层由泡沫材料制成的层和与该层相结合的由纤维增强板材制成的覆层，其特征在于，所述泡沫材料和板材都含有由聚酯构成的塑料基体，且为了制备该多层复合体，使经含有混有聚合反应催化剂的聚酯的环状或者大环低聚物的反应性原材料浸渍或者涂覆的单层或者多层纤维网与由经聚合的聚酯制备的泡沫材料层结合成层压体，且使所述反应性原材料聚合成聚酯，以形成板材的塑料基体并与泡沫材料层紧密结合。
13.权利要求12的方法，其中借助挤出机将含有发泡剂的原材料挤出到经浸渍或者涂覆的纤维网上，并在释放压力条件下膨胀成泡沫材料层，该层与经浸渍或者涂覆的纤维网合并并与之相结合。
14.权利要求13的方法，其中所述原材料通过孔板以各股线形式挤出，各股线在离开时膨胀成泡沫材料并彼此粘合形成泡沫材料层。
15.权利要求11-13中任一项的方法，其中在所述泡沫材料层的两侧涂覆板材。
16.用于制备多层复合体的方法，该多层复合体至少含有一层由泡沫材料制备的层和与其相结合的由纤维增强板材制备的覆层，其特征在于所述泡沫材料和板材都含有由聚酯构成的塑料基体，且为了制备该多层复合体，将含有发泡剂的原材料挤出到板材上，在压力释放时膨胀成泡沫材料层，并与板材合并得到多层复合体。
17.权利要求16的方法，其中所述原材料以各股线形式从孔板挤出，各股线在离开时膨胀成为泡沫材料并彼此粘合形成泡沫材料层。
18.权利要求16或17的方法，其中在所述泡沫材料层的两侧用板材涂覆。
19.用于制备纤维增强的塑料制品的方法，其特征在于所述纤维结构的增强纤维和塑料基体都由聚酯构成，其中将具有定向结晶性的聚酯纤维加工成纤维结构，并将纤维结构加工成构成塑料基体的纤维增强的塑料制品，其中纤维表面熔融和固化以形成围绕在纤维未熔融部分周围的各向同性的塑料基体。
20.权利要求19的方法，其中所述塑料制品以热压方法制备。
全文摘要
本发明涉及由用热塑性塑料基体浸渍的纤维网制备纤维增强的板材的方法，其中该板材含有至少一个平面纤维结构。本发明的特征在于，其中使用含有聚酯的环状或者大环低聚物的反应性原材料浸渍或涂覆一个或多个平面纤维结构，且含有一个或多个合并的浸渍或者涂覆纤维结构的纤维网的一面或者两面用含有经聚合的聚酯的覆层涂覆，且将该经覆层涂覆的纤维网在轧制装置中轧制成板材，其中反应性原材料聚合到在纤维结构周围和与覆层持久粘合的塑料基体中。
文档编号B29C70/46GK1925977SQ200580006631
公开日2007年3月7日 申请日期2005年2月19日 优先权日2004年3月4日
发明者M·亨内, K·贝雷, D·拉库特, M·欣特曼 申请人:艾尔坎技术及管理有限公司