[发明专利]层压片材

说明书

本发明涉及一种层压片材(laminate)，该层压片材包含第一层和附 着于第一层的第二层，所述第二层包含高韧度纱线。

这种层压片材从US 5180190可知。在该专利中，描述了一种用于运 输液体的容器。该容器的器壁具有层压结构，包含基本形成容器器壁的第 一层。在第一层的顶部附着有第二层，该第二层包含高韧度纱线和基体材 料的织物。基体材料与纱线粘附并与第一层粘附。

第二层的目的是改善容器的抗损性。

已知的层压片材的缺点是抗损性不令人满意。特别地，如果层压片材 被大的钝物击打，则损伤严重，原因在于织物大面积撕裂，也称为级联损 伤(cascade damage)。这种损伤经常发生。例如，当装卸容器时，容器 的器壁被叉车击打，这时可能发生上述损伤。通过击打器壁，叉体使各条 纱线在经向和纬向上相继断裂，而且如果存在后续的层，这些层中的纱线 也会断裂。

本发明的目的是提供一种具有改善的抗损性的层压片材。

令人惊讶地，上述目的通过以下方式实现：提供包含第一层和附着于 第一层的第二层的层压片材，所述第二层包含韧度至少0.5GPa的高韧度 纱线，其中高韧度纱线以网格结构定位。

本发明的层压片材的抗损性极佳。本发明的层压片材尤其抵抗级联损 伤。

本发明的层压片材的另一个优点是其重量轻，因而十分适用于构造可 移动的轻质结构，例如空运容器。

还令人惊讶地发现，与已知的层压片材相比，本发明的层压片材在被 快速运动的物体撞击时具有较高的吸能性，快速运动的物体是指例如由于 层压片材附近发生的爆炸或爆破而以高于40m/s的速度运动的物体。

此外，层压片材可以以各种设计方式制造，从而满足由期望用途所决 定的所有需要。

第一层的功能通常是为层压片材提供刚度。因此，第一层的弯曲模量 优选至少10GPa，更优选至少30GPa，甚至更优选至少50GPa，最优选 至少70GPa。第一层可为金属，例如铝、含镁的合金等。第一层可为胶合 板，优选桦木胶合板。第一层还可以是夹层结构或蜂窝结构。

优选地，第一层包含热塑性或热固性聚合物。因此，如果第一层由聚 丙烯、聚碳酸酯或热塑性聚酯构成，则得到良好的结果。甚至更优选地， 第一层由包含碳纤维和/或玻璃纤维和热固性聚合物的复合材料构成。这种 热固性聚合物的合适实例是环氧树脂、聚氨酯树脂、不饱和聚酯树脂、乙 烯基酯树脂。最优选地，第一层由包含碳纤维和环氧树脂或乙烯基酯树脂 的复合材料构成。本领域技术人员知道如何选择第一层的厚度、刚度和其 它参数，以使其适用于期望用途。

第二层中的高韧度纱线的实例是包含芳族聚酰胺细丝、S玻璃细丝、 高韧度聚酯细丝的纱线和包含超高分子量聚乙烯细丝的纱线。

包含芳族聚酰胺细丝的纱线例如以商品名Kevlar^TM和Twaron^TM出 售。包含高韧度聚酯细丝的纱线例如以商品名Vectran^TM出售，包含超高 分子量聚乙烯细丝的纱线例如以商品名Dyneema^TM和Spectra^TM出售。

优选地，包含超高分子量聚乙烯细丝的纱线在第二层中用作以网格结 构定位的高韧度纱线。这种纱线优选按照所谓的凝胶纺丝工艺制造，如 EP 0205960A、EP 0213208A1、US 4413110、GB 2042414A、EP 0200547B1、EP 0472114B1、WO 01/73173A1和Advanced Fiber Spinning Technology，Ed.T.Nakajima，Woodhead Publ.Ltd(1994)，ISBN 1-855-73182- 7及其中引用的文献所描述。凝胶纺丝被理解为至少包括以下步骤：从超 高分子量聚乙烯在纺丝溶剂中的溶液中纺出至少一条细丝；将得到的细丝 冷却以形成凝胶细丝；从凝胶细丝中至少部分地去除纺丝溶剂；在除去纺 丝溶剂以前、期间或以后在至少一个拉伸步骤中拉伸细丝。合适的纺丝溶 液例如包括石蜡、矿物油、煤油或十氢化萘。可以通过蒸发、萃取或蒸发 与萃取途径的组合来去除纺丝溶剂。

用于制备细丝的超高分子量线性聚乙烯的重均分子量可为至少400000 g/ml。