[发明专利]复合材料和包含该复合材料的模制品

说明书

技术领域

本说明书涉及复合材料和包含该复合材料的模制品。

发明内容

本说明书的一个目的是为了提供轻质(低密度)同时具有优异的刚度(弯曲模量)和抗冲击性的复合材料，该复合材料尤其在低温(例如，-15℃)下具有优异的抗冲击性。

本说明书的一个方面涉及包含基体树脂以及分散在基体树脂中的玻璃纤维和玻璃泡的复合材料，其中至少70％的玻璃纤维具有至少1.0mm的纤维长度，并且玻璃泡的中位径为至少10μm并且不超过40μm。

用该类型的复合材料可以同时实现低密度和优异的机械性能，诸如弯曲模量和抗冲击性，并且尤其在低温(例如，-15℃)下可以产生优异的抗冲击性。

在一个实施例中，玻璃泡的含量(在本文指示为C_B)与玻璃纤维的含量(在本文指示为C_F)的质量比C_B/C_F可以为至少0.1并且不超过10。通过包含该质量比的前述特定玻璃纤维和玻璃泡，获得在低温下具有甚至更好的抗冲击性的复合材料。

另外，在一个实施例中，基于复合材料的总量计，玻璃纤维的含量可为至少1质量％并且不超过40质量％。而且，在一个实施例中，基于复合材料的总量计，玻璃泡的含量可为至少1质量％并且不超过30质量％。用这些复合材料实现了在重量减轻和机械性能上的甚至更大的改善。

而且，在一个实施例中，玻璃泡的90％体积残余压缩强度可为50MPa或更大。该类型的玻璃泡可更加确定地实现在重量减轻和机械性能两者上的改善。

另外，在一个实施例中，玻璃泡的真密度可为至少0.3g/cm³并且小于0.9g/cm³。此类玻璃泡可实现复合材料的甚至更大的重量减轻。

而且，在一个实施例中，通过将树脂粒料与包含玻璃泡的树脂材料熔融捏合可以获得复合材料，在所述树脂粒料中用基料树脂浸渍玻璃纤维的纤维束。该熔融捏合可使玻璃纤维分散到复合材料中，同时保持其纤维长度。因此，以这种方式获得的复合材料产生甚至更优异的机械性能(尤其在低温下的抗冲击性)。

而且，在一个实施例中，复合材料也可以通过将树脂粒料和树脂材料的熔融捏合材料注塑制成。在其中具有长纤维长度的大量玻璃纤维分散在复合材料中的情况下，该注塑可易于模制复合材料。因此，以这种方式获得的复合材料能够以期望形状模制，并且可具有甚至更优异的机械性能(尤其在低温下的抗冲击性)。

本说明书的另一方面涉及包含所述复合材料的模制品。本说明书涉及到的模制品通过使用复合材料提供重量减轻，并且具有优异的机械性能。另外，由于所述模制品使用在低温下具有优异抗冲击性的复合材料，因此所述模制品可以适当地用于假设在低温环境中使用的应用中，诸如在机动车部件中。

因此，本说明书提供可被模制到模制品中并且具有优异的弯曲模量和抗冲击性(尤其在低温下的抗冲击性)同时为轻质(低密度)的复合材料。

具体实施方式

本说明书的一个实施例的复合材料包含基体树脂以及分散在基体树脂中的玻璃纤维和玻璃泡。另外，在该复合材料中，至少70％的玻璃纤维具有至少1.0mm的纤维长度，并且玻璃泡的中位径为至少10μm并且不超过40μm。

因为这些类型的特定玻璃纤维和玻璃泡分散在基体树脂中，所以该实施例的复合材料具有优异的机械性能(例如，抗弯强度、弯曲模量、拉伸强度和抗冲击性)，同时为轻质的。具体地，该实施例的复合材料在低温(例如，-15℃)下具有优异的抗冲击性，并且可以适当地用于假设在低温环境中使用的应用中，诸如在机动车部件中。

当制造该复合材料时，在复合材料中通过执行操作(诸如捏合)以使玻璃纤维和玻璃泡分散到基体树脂中是常见的，但是通过常规方法，玻璃纤维在捏合期间断裂，使得纤维长度变得比捏合之前明显较短。相比之下，在该实施例中，复合材料是通过下述特定的熔融捏合制造的，使得至少70％的玻璃纤维的纤维长度为1.0mm或更大。

此外，通过常规方法，认为在捏合期间由玻璃纤维断裂产生的纤维片与玻璃泡接触并使玻璃泡破裂。相比之下，在本实施例中，由于与常规方法相比抑制了玻璃纤维的断裂，因此认为也抑制了玻璃泡的断裂。

因此，该实施例的复合材料被制造成使得其中至少70％的玻璃纤维具有1.0mm或更大的纤维长度，并且复合材料具有玻璃泡，该玻璃泡的中位径为至少10μm并且不超过40μm。因此，配备有这些特征，该实施例的复合材料具有实现在重量减轻和机械性能(尤其在低温下改善的抗冲击性)两者上的改善的优异效果。