[发明专利]用于片状模塑料的聚合物/WUCS毡片

说明书

本发明的技术领域和工业实用性

本发明一般性涉及增强的复合材料制品，以及更具体地涉及一种由粘合材料和增强纤维束形成并且可以在片状模塑料中用作增强材料的模塑毡片。

发明背景

玻璃纤维可用于多种技术。例如，玻璃纤维用作聚合物基质中的增强材料以形成玻璃纤维增强的塑料或复合材料。玻璃纤维已经以连续或短切长丝、股、粗纱、机织物、无纺织物、网和纱布(scrim)形式使用以增强聚合物。玻璃纤维通常用作聚合物基质中的增强材料以形成玻璃纤维增强的塑料或复合材料，原因在于它们提供尺寸稳定性，因为它们不会响应变化的大气条件发生收缩或伸展。此外，玻璃纤维具有高的拉伸强度、耐热性、防潮性和高的导热性。

通常，通过由漏板或孔板将熔融玻璃材料的料流拉细而形成玻璃纤维。在从漏板抽出纤维之后，通常将包含成膜聚合物、偶联剂和润滑剂的含水施胶组合物施涂于纤维来保护纤维在后续加工过程中免于断裂而且改进纤维与将要增强的基质树脂的相容性。在已经施涂施胶组合物之后，施胶的纤维可以聚集成单独的股并卷绕产生玻璃纤维包。玻璃纤维包然后可以加热以除去水并以轻微涂布玻璃纤维表面的残余物的形式沉积施胶剂。许多得到的干燥的玻璃纤维包可以被硬化并缠绕在称为粗纱落轴或包的卷轴上。粗纱包由含许多玻璃纤维束的玻璃纤维股构成。

增强粗纱可以用于片状模塑料(SMC)方法。在一个示例性的常规SMC生产方法中，将第一树脂糊，例如不饱和聚酯树脂或乙烯基酯树脂预混料的层计量施加到具有非粘性表面的塑性承载片材上。短切玻璃纤维粗纱束然后沉积到树脂糊的第一层上。将树脂糊的第二层也计量施加到塑性承载片材上，然后将该片材放置到短切玻璃纤维/第一树脂糊层的顶部以形成夹层材料。树脂糊的第一和第二层通常包含树脂与例如填料、颜料、UV稳定剂、催化剂、引发剂、抑制剂、脱模剂和/或增稠剂的添加剂的混合物。然后可以将夹层材料压紧以将聚合物树脂基质和玻璃纤维束分布到所得到的整个SMC材料中，所述SMC材料然后可以辊压或放置在盒子中，随后用于模塑工艺。

在SMC配混料的生产中，理想的是短切玻璃纤维束接触聚合物基质材料。这种接触的一种量度称为润湿，其为玻璃纤维束如何充分地被基质SMC树脂材料包封的量度。理想的是使玻璃纤维束完全润湿，没有干燥玻璃。这种初始加工过程中的不完全润湿会不利地影响SMC配混料的后续加工以及影响最终复合材料制品的表面性能。例如，润湿差可能导致片状模塑料的模塑性能差，导致复合材料强度低以及最终复合材料部件中的表面缺陷。SMC制造方法的生产量，例如生产线速度和生产率，受到粗纱短切束如何充分和如何快速地被完全润湿的限制。

SMC复合材料制品制造商所面对的另一个问题为将短切玻璃纤维粗纱均匀分布到树脂糊上。如果不能形成玻璃纤维的均匀分布，那么最终的复合材料制品可能具有不合要求的性能。使用短切玻璃纤维粗纱的常规SMC方法的另一个问题是在制造工艺过程中添加短切玻璃纤维是缓慢的和昂贵的。此外，如果纤维接触到制造SMC配混料的工人，松散的玻璃纤维具有刺激皮肤的可能性。

因此，本领域中对于改进了润湿和相应地改进了SMC生产率和复合材料制品物理性能、具有改进的结构和热性能以及制造低廉的在SMC复合材料制品中用作增强材料的无纺毡片存在需要。

发明概述

本发明的一个目的是提供一种形成模塑毡片的方法，该模塑毡片包括增强纤维束和粘合纤维。在形成模塑毡片过程中，湿增强纤维束被部分开松，并通过从增强纤维除去水而至少部分脱水以形成脱水的增强纤维束。将增强纤维束与粘合纤维混合以形成增强纤维束和粘合纤维的基本上均匀的混合物。在至少一个示例性实施方案中，粘合纤维在与脱水的增强纤维束混合之前通过开松设备成丝。增强纤维束和粘合纤维的混合物然后例如通过使该混合物穿过片材成型机而成型为片材。任选地，片材可以经历针刺工艺以将增强纤维束和粘合纤维机械结合。片材然后可以被加热到高于粘合纤维熔点但低于增强纤维束熔点的温度以将粘合纤维和增强纤维粘合。可以向片材中添加粘合剂树脂以促进增强纤维束和粘合纤维的粘合。得到的模塑毡片可以用作片状模塑料中的增强材料。