[发明专利]可熔融加工的耐冲击纤维增强复合材料

说明书

本公开提供纤维增强复合材料，该纤维增强复合材料包含热塑性聚酰胺树脂的基质、至少3重量％的至少一种抗冲改性剂以及7重量％至60重量％的不连续间位芳族聚酰胺纤维的纤维增强剂。该复合材料是可熔融加工的，并且是耐冲击的，根据ASTM D4812通过无缺口伊佐德测试方法测量具有至少12ft‑lbs/in(640J/m)的值。该复合材料能够用于制备制品，诸如安全制品。

技术领域

本公开涉及可熔融加工并表现出优异冲击性能的纤维增强复合材料以及由该复合材料制备的制品。

背景技术

各种各样的复合材料已经用于制备各种各样的制品。复合材料(compositematerial)(通常简称为“复合材料(composite)”)是由具有显著不同的物理或化学性质的两种或更多种组成材料制成的材料，当组合时，产生具有不同于单独组分的特性的材料。单独组分在成品结构内保持分离和不同，将复合材料与混合物和固溶体区分开。由于许多原因，新材料可能是优选的。常见示例包括与传统材料相比更强、更轻或更硬的材料。

复合材料的示例包括钢筋混凝土和砖石、复合木材诸如胶合板和纤维板、增强塑料诸如玻璃纤维增强尼龙、陶瓷基质复合材料和金属基质复合材料。

发明内容

本公开涉及可熔融加工并表现出优异冲击性能的纤维增强复合材料以及由该复合材料制备的制品。

在一些实施方案中，复合材料包含基质，该基质包含至少一种热塑性聚酰胺树脂；至少一种抗冲改性剂，该至少一种抗冲改性剂基于该复合材料的总重量计占至少3重量％；以及基于该复合材料的总重量计7重量％至60重量％的纤维增强剂。纤维增强剂包含不连续的间位芳族聚酰胺纤维。该复合材料是可熔融加工的，并且是耐冲击的，根据ASTM D4812通过无缺口伊佐德测试方法测量具有至少12ft-lbs/in(640J/m)的值。

还公开了制品。在一些实施方案中，该制品包含纤维增强复合材料，该纤维增强复合材料包含基质，该基质包含至少一种热塑性聚酰胺树脂；至少一种抗冲改性剂，该至少一种抗冲改性剂基于所述复合材料的总重量计占至少3重量％；以及基于该复合材料的总重量计7重量％至60重量％的纤维增强剂。纤维增强剂包含不连续的间位芳族聚酰胺纤维。该复合材料是可熔融加工的，并且是耐冲击的，根据ASTM D4812通过无缺口伊佐德测试方法测量具有至少12ft-lbs/in(640J/m)的值。在一些实施方案中，制品包括个人安全制品。其中个人安全制品包括头盔、防护面罩、面罩、安全眼镜、电动空气呼吸器或电动空气呼吸器的部件、自给式呼吸器、空气过滤器、过滤外壳、防噪声耳套、防护罩或防护罩插入件。

具体实施方式

各种各样的复合材料已经用于制备各种各样的制品。复合材料(compositematerial)(通常简称为“复合材料(composite)”)是由具有显著不同的物理或化学性质的两种或更多种组成材料制成的材料，当组合时，产生具有不同于单独组分的特性的材料。单独组分在成品结构内保持分离和不同，将复合材料与混合物和固溶体区分开。由于许多原因，新材料可能是优选的。常见示例包括与传统材料相比更强、更轻或更硬的材料。

许多复合材料通过形成增强材料的网格，用可固化基质材料围绕该网格并固化基质以形成复合材料来形成。示例包括钢筋混凝土，其中形成金属棒(钢筋)的网格，并且然后将混凝土浇注在网格周围并使其硬化。另一个示例是FRP(纤维增强聚合物或纤维增强塑料)，其中增强纤维的织物或纤维网(称为预成型体)被可固化树脂(诸如热固性环氧树脂)包围，并且然后可固化树脂被固化以形成复合材料。纤维增强复合材料是广泛已知的，并且已经在工业上用于各种应用超过40年。使用丝束形式或织造织物形式的连续纤维的复合材料显示出优异的机械性能，并且通常并称为连续纤维复合材料。