专利汇可以提供增强复合材料专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种增强 复合材料 及其生产方法。所述复合材料包含具有 增强材料 的至少一种 固化 树脂 。优选地,所述增强材料是多根玻璃 纤维 ,所述多根玻璃纤维被处理使得基本上包围每一根纤维的中间相的性能基本上等于主体固化树脂的性能。所述纤维处理可以选自 聚合物 涂覆、疏 水 表面涂覆、自由基 抑制剂 的表面涂覆或降低所述纤维的总表面积。与常规的玻璃纤维增强材料相比,本发明的增强复合材料提供提高的长期机械性能。,下面是增强复合材料专利的具体信息内容。
1.一种用于制备增强复合材料的方法,所述方法包括:使用偶联剂涂覆多根增强纤维,将至少一种固化性树脂和所述被涂覆的增强纤维组合;以及使所述至少一种固化性树脂固化,邻近所述增强纤维的固化树脂限定中间相,其中处理所述被涂覆的增强纤维使得所述中间相的性能等于主体固化树脂的性能,其中所述处理是涂覆到所述被涂覆的增强纤维上的聚合物涂层和/或亲水表面涂层,其中所述聚合物涂层的聚合物是单体不足的低活性不饱和聚酯树脂,其中所述单体不足是指所述聚合物的所述单体含量在5至30%w/w之间,其中所述单体不足的低活性不饱和聚酯树脂通过使多元醇与酸反应提供,所述多元醇选自丙二醇、甲基丙二醇、新戊二醇和二甘醇,并且其中所述酸选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、富马酸和1,4-环己二酸,所述不饱和聚酯树脂包括在1.2∶1至2∶1之间的饱和酸与不饱和酸比率,并且所述亲水表面涂层是通过使乙烯基官能硅烷与多元醇反应而制备的。
2.一种用于处理在包含固化性树脂的复合材料中使用的增强纤维的方法,所述方法包括下列步骤:使用偶联剂涂覆增强纤维,并且对所述被涂覆的增强纤维进行包含单体不足的低活性不饱和聚酯树脂的聚合物涂层和/或通过使乙烯基官能硅烷与多元醇反应而制备的亲水表面涂层的处理,使得在使用中,邻近所述增强纤维的固化树脂限定中间相,所述中间相具有与主体固化树脂的性能相等的性能,其中所述单体不足是指所述聚合物的所述单体含量在5至30%w/w之间,其中所述单体不足的低活性不饱和聚酯树脂通过使多元醇与酸反应提供,所述多元醇选自丙二醇、甲基丙二醇、新戊二醇和二甘醇,并且其中所述酸选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、富马酸和1,4-环己二酸,所述不饱和聚酯树脂包括在
1.2∶1至2∶1之间的饱和酸与不饱和酸比率。
3.根据权利要求1或权利要求2的方法,所述纤维是未上浆的。
4.根据权利要求1或权利要求2的方法,其中所述偶联剂是乙烯基官能的硅烷。
5.根据权利要求4的方法,其中所述乙烯基官能的硅烷选自DowCorning Z-6030(甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)。
6.根据权利要求1或权利要求2的方法,其中所述多元醇是三羟甲基丙烷。
7.根据权利要求1或权利要求2的方法,其中所述增强纤维是玻璃纤维。
8.根据权利要求7的方法,其中所述玻璃纤维的长度在100和1000微米之间。
9.根据权利要求1或权利要求2的方法,其中所述性能包括选自强度、韧性和脆性或它们的组合中的机械性能。
10.根据权利要求1或权利要求2的方法,其中所述性能包括选自密度、交联密度、耐化学性、分子量和结晶度或它们的组合中的物理或化学性能。
11.根据权利要求1或权利要求2的方法,其中所述亲水表面涂覆还包括使用乳液的处理。
12.根据权利要求11的方法,其中所述乳液包含16.6重量份水、100重量份丙酮以及
200重量份不饱和聚酯树脂。
13.根据权利要求11的方法,其中所述乳液包含至少一种自由基抑制剂。
14.根据权利要求13的方法,其中所述自由基抑制剂是氢醌、受阻胺、乙酰基丙酮、受阻酚或它们的组合。
15.根据权利要求1或权利要求2的方法,所述方法包括将不饱和聚酯树脂与所述至少一种固化性树脂组合以制备聚合物改性的树脂的步骤。
16.根据权利要求15的方法,其中将所述聚合物与所述至少一种固化性树脂在5至
50%w/w之间组合。
17.根据权利要求15的方法,其中所述固化性树脂被所述聚合物改性以具有选自抗撕裂性、强度、韧性和抗脆化性中的一种或多种的预定性能,其中在与未改性的固化性树脂相比时,所述性能得到相对提高。
18.根据权利要求15的方法,其中当在标准挠曲试验中测试时,所述固化树脂具有大于3焦耳的挠曲韧性,试样具有100mm的长度、15mm的宽度和5mm的厚度的尺寸。
19.根据权利要求18的方法,其中在长达5年内,所述固化复合材料具有大于3焦耳的挠曲韧性。
20.根据权利要求15的方法,其中所述聚合物涂层的所述聚合物或者用于将所述固化性树脂改性的所述聚合物是所述的单体不足的低活性不饱和聚酯树脂。
21.根据权利要求15的方法,其中选择相同的不饱和聚酯树脂以:
a.将所述至少一种固化性树脂改性以制备聚合物改性的树脂;和/或
b.涂覆所述增强纤维;和/或
c.用于制备所述乳液。
22.根据19的方法,其中所述固化复合材料的挠曲模量大于3.5GPa。
23.根据19的方法,其中所述固化复合材料的挠曲应力大于120MPa。
24.根据19的方法,其中所述固化复合材料的断裂伸长率大于2%。
25.根据权利要求1或权利要求2的方法,其中当与没有按照本发明处理的纤维相比时,所述处理降低在中间相中的树脂聚合的催化。
26.根据权利要求1或权利要求2的方法,其中当与没有按照本发明处理的纤维相比时,所述处理降低所述中间相的脆化。
27.根据权利要求1或权利要求2的方法,其中将所述纤维充分偶联到所述树脂上以增强所述树脂。
28.一种增强复合材料,所述增强复合材料包含:至少一种具有多根涂覆有偶联剂的增强纤维的固化树脂,邻近所述增强纤维的固化树脂限定中间相,其中处理被涂覆的增强纤维使得所述中间相的性能等于主体固化树脂的性能,其中所述处理是涂覆到所述被涂覆的增强纤维上的聚合物涂层和/或亲水表面涂层,其中所述聚合物涂层的聚合物是单体不足的低活性不饱和聚酯树脂,其中所述单体不足是指所述聚合物的所述单体含量在5至
30%w/w之间,其中所述单体不足的低活性不饱和聚酯树脂通过使多元醇与酸反应提供,所述多元醇选自丙二醇、甲基丙二醇、新戊二醇和二甘醇,并且其中所述酸选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、富马酸和1,4-环己二酸,所述不饱和聚酯树脂包括在1.2∶1至2∶1之间的饱和酸与不饱和酸比率,并且所述亲水表面涂层是通过使乙烯基官能硅烷与多元醇反应而制备的。
29.一种用于包含固化性树脂的复合材料的增强纤维,所述增强纤维涂覆有偶联剂,并且用涂覆到上面的包含单体不足的低活性不饱和聚酯树脂的聚合物涂层和/或通过使乙烯基官能硅烷与多元醇反应而制备的亲水表面涂层处理,使得在使用中,邻近所述增强纤维的固化树脂限定中间相,所述中间相具有与主体固化树脂的性能相等的性能,其中所述单体不足是指所述聚合物的所述单体含量在5至30%w/w之间,其中所述单体不足的低活性不饱和聚酯树脂通过使多元醇与酸反应提供,所述多元醇选自丙二醇、甲基丙二醇、新戊二醇和二甘醇,并且其中所述酸选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、富马酸和1,4-环己二酸,所述不饱和聚酯树脂包括在1.2∶1至2∶1之间的饱和酸与不饱和酸比率。
30.根据权利要求28的增强复合材料或根据权利要求29的增强纤维,其中所述增强纤维是未上浆的。
31.根据权利要求28或权利要求30的增强复合材料或根据权利要求29的增强纤维,其中所述偶联剂是乙烯基官能的硅烷。
32.根据权利要求31的增强复合材料或根据权利要求31的增强纤维,其中所述乙烯基官能硅烷选自Dow Corning Z-6030(甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)。
33.根据权利要求28的增强复合材料或根据权利要求29的增强纤维,其中所述多元醇是三羟甲基丙烷。
34.根据权利要求28的增强复合材料或根据权利要求29的增强纤维,其中所述增强纤维是玻璃纤维。
35.根据权利要求34的增强复合材料或根据权利要求34的增强纤维,其中所述玻璃纤维的长度在100和1000微米之间。
36.根据权利要求28的增强复合材料或根据权利要求29的增强纤维,其中所述性能包括选自强度、韧性、脆性或它们的组合中的机械性能。
37.根据权利要求28增强复合材料或根据权利要求29的增强纤维,其中所述性能包括选自密度、交联密度、耐化学性、分子量和结晶度或它们的组合中的物理或化学性能。
38.根据权利要求28的增强复合材料或根据权利要求29的增强纤维,其中所述亲水表面涂覆还包括使用乳液的处理。
39.根据权利要求38的增强复合材料或根据权利要求38的增强纤维,其中所述乳液包含16.6重量份水、100重量份丙酮以及200重量份不饱和聚酯树脂。
40.根据权利要求38的增强复合材料或根据权利要求38的增强纤维,其中所述乳液包含至少一种自由基抑制剂。
41.根据权利要求40的增强复合材料或根据权利要求40的增强纤维,其中所述自由基抑制剂是氢醌、受阻胺、乙酰基丙酮、受阻酚或它们的组合。
42.根据权利要求38的增强复合材料或根据权利要求38的增强纤维,其包括将聚合物涂层的聚合物与所述至少一种固化性树脂组合以制备聚合物改性的树脂的步骤。
43.根据权利要求42的增强复合材料或根据权利要求42的增强纤维,其中将所述聚合物与所述至少一种固化性树脂在5至50%w/w之间组合。
44.根据权利要求42的增强复合材料或根据权利要求42的增强纤维,其中所述固化性树脂被所述聚合物改性以具有选自抗撕裂性、强度、韧性和抗脆化性中的一种或多种的预定性能,其中在与未改性的固化性树脂相比时,所述性能得到相对提高。
45.根据权利要求42的增强复合材料或根据权利要求42的增强纤维,其中当在标准挠曲试验中测试时,所述固化树脂具有大于3焦耳的挠曲韧性,试样具有100mm的长度、15mm的宽度和5mm的厚度的尺寸。
46.根据权利要求45的增强复合材料或根据权利要求45的增强纤维,其中在长达5年内,所述固化复合材料具有大于3焦耳的挠曲韧性。
47.根据权利要求42的增强复合材料或根据权利要求42的增强纤维,其中所述聚合物是所述的单体不足的低活性不饱和聚酯树脂。
48.根据权利要求42的增强复合材料或根据权利要求42的增强纤维,其中选择相同的不饱和聚酯树脂以:
a.将所述至少一种固化性树脂改性以制备聚合物改性的树脂;和/或
b.涂覆所述增强纤维;和/或
c.用于制备所述乳液。
49.根据权利要求28的增强复合材料或根据权利要求29的增强纤维,其中所述固化复合材料的挠曲模量大于3.5GPa。
50.根据权利要求28的增强复合材料或根据权利要求29的增强纤维,其中所述固化复合材料的挠曲模量大于3.5GPa,并且其中所述固化复合材料的挠曲应力大于120MPa。
51.根据权利要求28的增强复合材料或根据权利要求29的增强纤维,其中所述固化复合材料的断裂伸长率大于2%。
52.根据权利要求28的增强复合材料或根据权利要求29的增强纤维,其中当与没有按照根据本发明处理的纤维相比时,所述处理降低在中间相中的树脂聚合的催化。
53.根据权利要求28的增强复合材料或根据权利要求29的增强纤维,其中当与没有按照根据本发明处理的纤维相比时,所述处理降低所述中间相的脆化。
54.根据权利要求28的增强复合材料或根据权利要求29的增强纤维,其中将所述纤维充分偶联到所述树脂上以增强所述树脂。
55.一种用于模塑复合材料的方法,所述方法包括下列步骤:提供至少一种固化性树脂和多根增强纤维的混合物,所述增强纤维是根据权利要求2-27中任一项所述的方法制备的;将所述混合物应用于模具中;以及使所述至少一种固化性树脂固化。
56.一种通过根据权利要求55所述的方法制备的模塑的复合材料。
57.一种液体固化性复合材料,其包含至少一种固化性树脂和多根涂覆有偶联剂的增强纤维,使得在使用中,邻近所述增强纤维的固化树脂限定中间相,其中所述被涂覆的增强纤维被处理使得所述中间相的性能等于主体固化树脂的性能,其中所述处理是涂覆到所述被涂覆的增强纤维上的聚合物涂层和/或亲水表面涂层,其中所述聚合物涂层的聚合物是单体不足的低活性不饱和聚酯树脂,其中所述单体不足是指所述聚合物的所述单体含量在
5至30%w/w之间,其中所述单体不足的低活性不饱和聚酯树脂通过使多元醇与酸反应提供,所述多元醇选自丙二醇、甲基丙二醇、新戊二醇和二甘醇,并且其中所述酸选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、富马酸和1,4-环己二酸,所述不饱和聚酯树脂包括在1.2∶1至2∶1之间的饱和酸与不饱和酸比率,并且所述亲水表面涂层是通过使乙烯基官能硅烷与多元醇反应而制备的。
58.一种液体固化性复合材料,其包含至少一种固化性树脂和多根涂覆有偶联剂的增强纤维,所述被涂覆的增强纤维具有涂覆到上面的包含单体不足的低活性不饱和聚酯树脂的聚合物涂层和/或通过使乙烯基官能硅烷与多元醇反应而制备的亲水表面涂层,使得在固化时,邻近所述增强纤维的固化树脂限定中间相,所述中间相具有与主体固化树脂的性能相等的性能,其中所述单体不足是指所述聚合物的所述单体含量在5至30%w/w之间,其中所述单体不足的低活性不饱和聚酯树脂通过使多元醇与酸反应提供,所述多元醇选自丙二醇、甲基丙二醇、新戊二醇和二甘醇,并且其中所述酸选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、富马酸和1,4-环己二酸,所述不饱和聚酯树脂包括在1.2∶1至2∶1之间的饱和酸与不饱和酸比率。
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