[发明专利]三维成型制品

说明书

本发明涉及一种具有外表面和内表面的三维成型制品，该外表面包含至少一种拉伸强度为至少1.5GPa的聚乙烯纤维的织物(100)，该织物浸渍有丙烯酸基热塑性材料。该三维成型制品还可包含具有单向排列纤维的单层。该三维成型制品具有改进的表面外观，因此需要很少或不需要后处理并且对涂料和漆料具有良好的粘附性。

本发明涉及一种具有外表面和内表面的三维成型制品。本发明还涉及一种制造三维成型制品的方法，以及具有丙烯酸基热塑性材料的聚乙烯纤维的织物作为外表面用于制造三维成型制品的用途，优选用于制造三维成型的抗冲击制品，更优选用于制造三维成型的防弹制品。

WO2007107359描述了一种三维成型制品，其由单向聚乙烯纤维和聚氨酯基质材料构成，所述三维成型制品在一种方法中制造，由此施加控制构件以降低产品的可变性。

尽管现有技术的三维成型制品具有低可变性，但仍需要进一步改进，特别是在表面外观方面。

本发明的一个目的是提供一种具有改进的表面外观的三维成型制品。

该目的通过具有外表面(“1”)和内表面(“2”)的三维成型制品实现，所述外表面包含至少一种织物('100')，所述织物包含拉伸强度为至少1.5GPa的聚乙烯纤维，所述织物浸渍有丙烯酸基热塑性材料。

根据本发明的三维成型制品具有改善的表面外观。根据本发明的三维成型制品的另一个优点是改善了涂料层和漆料的粘附性。这增加了经涂布的三维成型制品的耐久性，并且因此不太可能发生涂料层或漆料从制品上剥离或磨损。

根据本发明的三维成型制品具有外表面(1)和内表面(2)，通常在至少两个方向上具有曲率，并且可以是例如小穹顶(cupola)、圆顶(dome)、半圆顶、半球、头盔和顶篷。

用于本发明的至少一种织物(100)优选是纺织织物，其具有例如平纹、方平纹、缎纹和破斜纹(crow feet)编织式样，但它也可以是针织网络，或是以各种常规技术中的任何一种形成织物的网络。所述至少一个织物(100)的替代实施例也可以是毡。

用于本发明的至少一种织物(100)包含拉伸强度为至少1.5GPa、优选至少2.5GPa的聚乙烯纤维。更优选地，织物中的纤维具有至少3.5GPa的强度，这导致更好的结构刚性。甚至更优选地，织物中的纤维具有至少4GPa的强度以获得具有更好冲击性能的产品，并且最优选至少4.5GPa，从而得到具有非常好的防弹性能的三维成型制品。

用于本发明的聚乙烯纤维可以合适地基于线性聚乙烯(PE)。线性聚乙烯在本文中应理解为是指每100个C原子具有少于1个侧链的聚乙烯，并且优选每300个C原子具有少于1个侧链；侧链或支链通常含有至多10个C原子。线性聚乙烯可以进一步含有至多5mol％的一种或多种可与其共聚的其它烯烃，例如丙烯、丁烯、戊烯、4-甲基戊烯、辛烯。优选地，线性聚乙烯是超高分子量聚乙烯，其特性粘度(IV，在135℃的十氢化萘溶液中测定)为至少为4dl/g；更优选至少8dl/g。

由聚乙烯长丝组成的高性能聚乙烯(HPPE)纤维优选用于织物或单层中，所述聚乙烯长丝通过凝胶纺丝法制备，例如在GB 2042414 A或WO 01/73173中所述。凝胶纺丝工艺主要由以下组成：制备具有高特性粘度的线性聚乙烯溶液，在高于溶解温度的温度下将溶液纺丝成长丝，将长丝冷却至低于胶凝温度，从而发生胶凝，并在除去溶剂之前、期间或之后拉伸长丝。这种拉伸导致拉伸纤维具有至少1.5GPa的强度。如果这些聚乙烯纤维是高度拉伸的，它们的强度为至少3.0GPa。

用于本发明的至少一种织物(100)优选用丙烯酸基热塑性材料浸渍。在一个特定的实施方式中，丙烯酸基热塑性材料丙烯酸类树脂或丙烯酸类聚合物的玻璃化转变温度Tg为至少25℃。基于丙烯酸类树脂的热塑性材料本身是本领域公知的。用于本发明的丙烯酸类树脂的Tg优选为至少25℃，更优选至少35℃，甚至更优选至少45℃，最优选至少55℃。通常，聚合物的Tg在25至120℃的范围内，更通常在30至90℃的范围内。在一个具体的实施方式中，用于本发明的热塑性丙烯酸类树脂的Tg为25℃-53℃，并以水分散体形式施用。