[发明专利]热塑性树脂复合材料及热塑性树脂复合材料的制备方法

说明书

本发明提供了热塑性树脂复合材料及热塑性树脂复合材料的制备方法。制备热塑性树脂复合材料的方法包括层压基体树脂层和增强树脂层以制备树脂层压体，和热结合树脂层压体，以及在热结合树脂层压体的步骤之前，使用具有小于10:1的拉伸比和150℃或更低的熔点的接合树脂固定选自由增强树脂层和树脂层压体组成的组中的一种或多种。

相关申请的引证

本申请要求于2015年12月16日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0180509号的优先权的权益，通过引用将其全部公开内容结合于此。

技术领域

本公开内容涉及具有改善的拉伸性能的热塑性树脂复合材料(热塑性树脂复合物，thermoplastic resin composite)和该热塑性树脂复合材料的制备方法。更具体地，本公开内容涉及具有改善的拉伸性能的自增强热塑性树脂复合材料。

背景技术

纤维增强塑料(FRP)是用于民用和建筑工程领域、诸如车辆材料的运输领域、电子/电气领域、航空航天领域等中的复合材料。在这种FRP中，将热固性树脂诸如不饱和聚酯树脂、乙烯酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂，或热塑性树脂诸如聚乙烯、聚丙烯、ABS树脂、聚碳酸酯、聚缩醛、聚酰胺、聚苯乙烯、聚苯硫醚等用作基体树脂。将无机纤维诸如玻璃纤维、金属纤维、陶瓷纤维、碳纤维等，或有机纤维诸如天然纤维、聚丙烯纤维、聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚丙烯酸酯纤维、聚酰亚胺纤维等以多种形式用作增强纤维。在增强材料中，考虑所得到的FRP的强度，广泛使用玻璃纤维。例如，当将不同于树脂基体的材料的无机纤维诸如玻璃纤维或有机纤维用作FRP的增强材料时，存在难以再循环的缺点。

因此，已经发展了具有高再循环性的FRP，该FRP由树脂基体和由相同材料制成的增强剂组成。对于这种自增强复合材料，使用有机纤维，尤其是使用树脂纤维而不是无机纤维作为增强材料的FRP已经得到使用。这种FRP具有比由无机纤维组成的那些稍低的强度。然而，因为增强纤维和基体树脂具有类似的物理性能，所以存在许多优势。自增强复合材料是具有0.9以下的非常低的比重的低比重、高强度的材料，但是它可以表现出与现有的玻璃纤维(不连续的)增强复合材料的那些类似的弹性拉伸模量(tensile modulus ofelasticity)和强度。因此，当将自增强复合材料用作现有的短/长GFRP的替代物时，存在下述优势：与现有的纤维增强的复合材料相比，可能额外降低约30％的重量并且由于使用单独的热塑性材料导致自增强复合材料可以表现出优异的再循环性。

可以通过共混或层压基体树脂和增强材料，然后加热并压制它们以形成复合材料的方法制备由基体树脂和由相同材料制成的增强材料组成的FRP，其中，增强材料由具有高强度和高弹性模量的热塑性纤维或膜组成，或基体树脂由与用于增强材料中的热塑性树脂相同的材料和溶剂组成。然而，由于使用溶剂，这种方法造成环境污染问题。因此，需要提供具有优异的再循环性的高强度FRP及其改善的制备方法。

已经做出改善FRP的增强效果和拉伸性能的许多尝试，该FRP由基体树脂和由相同材料制成的增强材料组成并示出比由无机增强材料组成的那些更低的增强效果。

例如，US 6,458,727公开了制备自增强复合材料的方法，其中，制备了高度拉伸的聚丙烯带(polypropylene tape)，然后仅选择性熔化它的表面。然而，由于在带编织期间生成波纹(waviness)，所以可能劣化物理性能，且因为仅应当选择性熔化高度拉伸的聚丙烯的表面，所以加工窗口变窄，导致生产力降低。

另一个实例是自增强的带，该自增强的带如在Lankhorst制造Pure(商品名)中通过共挤出由均聚丙烯(均聚聚丙烯，homopolypropylene)(核)和无规聚丙烯(壳)制备。在该生产中，使用的材料是相同的聚丙烯，但是将具有比用于核中的树脂的熔点更低的熔点的无规聚合物施加至表面，从而拓宽加工窗口并增加生产力。然而，需要编制这种自增强复合材料带的其他方法，且在带编织期间由于生成波纹引起的物理性能的劣化仍然是成问题的。