本发明涉及用于补强复合材料的涂敷玻璃纤维束，更具体地，本 发明涉及在所述纤维束的相邻玻璃纤维之间提供间隙的固体颗粒浸渍 的玻璃纤维束，所述固体颗粒的最小平均颗粒尺寸为至少3微米。

在热固性注模操作中，要求良好的“湿透”(聚合物基质材料穿透 垫)和“浸湿”(聚合物基质材料穿透垫中的单捆或束纤维)性能。相 反，在典型的热塑性模塑操作中，主要关心良好的分散性能。

为了提高树脂的渗透性，日本专利申请9-208268公开了一种具有 由玻璃纤维形成的纱线的布，其中所述玻璃纤维在纺丝之后立即用淀 粉或合成树脂以及0.001-20.0％重量无机固体颗粒如胶态二氧化硅、 碳酸钙、高岭土和滑石进行涂覆，所述无机固体颗粒的平均颗粒尺寸 为5-2000纳米(0.05-2微米)。在该发明的详细描述的第13段中， 公开了具有大于20％重量的无机固体颗粒的涂料不能涂覆到玻璃纤维 上。

为了提高在形成复合材料时玻璃补强纤维间树脂的渗透性，美国 专利3312569公开将氧化铝颗粒粘附到玻璃纤维的表面上。但氧化铝 的莫氏硬度值大于约91，因此会磨损较软的玻璃纤维。

苏联专利№859400公开了一种用于生产玻璃纤维布的层压件的浸 渍组合物，该组合物包含酚醛树脂、石墨、二硫化钼、聚乙烯醇缩丁 醛和表面活性剂的醇溶液。挥发性醇溶剂对玻璃纤维生产工艺不是理 想的。

为了补强、降低或改变复合材料的摩擦性能，美国专利5217778 公开了一种干式离合器衬片，包括浸渍和涂覆有热可固化胶结剂或粘 合剂体系的玻璃纤维、金属线和聚丙烯腈纤维的复合纱线。该粘合剂 可包括摩擦颗粒如炭黑、石墨、金属氧化物、硫酸钡、硅酸铝、磨碎 橡胶颗粒、磨碎有机树脂、聚合腰果油、粘土、二氧化硅或冰晶石(参 见第2栏55-66行)。

要求玻璃纤维与多数聚合物基质材料相容并且可以抑制玻璃纤维 的磨损和断裂。

本发明提供了一种包含平均标称纤维直径大于5微米的多根玻璃 纤维的涂覆纤维束，所述纤维束至少部分用一种含有固体颗粒的含水 上浆组合物的干燥残余物浸渍，所述固体颗粒提供所述纤维束的相邻 玻璃纤维之间的空隙，所述固体颗粒的最小平均颗粒尺寸为至少3微 米，其硬度不超过所述多根玻璃纤维的硬度。

1参见R.Weast编， 化学和物理手册，CRC Press(1975)，F-22页，在此 将其作为参考并入本发明。

本发明的另一方面是一种包含平均标称纤维直径大于5微米的多 根玻璃纤维的涂覆纤维束，所述纤维束至少部分浸渍有(1)涂覆到所 述多根玻璃纤维的至少一部分表面上的一种上浆组合物的干燥残余物 基层和(2)一种涂覆到至少一部分所述基层上的含水第二涂料组合物 的第二层，所述第二涂料组合物含有提供所述纤维束的相邻玻璃纤维 之间的空隙的固体颗粒，所述固体颗粒的最小平均颗粒尺寸为至少35 微米。

本发明的另一方面是一种包含平均标称纤维直径大于5微米的多 根玻璃纤维的涂覆纤维束，所述纤维束至少部分浸渍有(1)涂覆到所 述多根玻璃纤维的至少一部分表面上的一种上浆组合物的干燥残余物 基层和(2)一种涂覆到至少一部分所述基层上的含水第二涂料组合物 的干燥残余物第二层，所述第二涂料组合物含有提供所述纤维束的相 邻玻璃纤维之间的空隙的亲水固体颗粒，所述亲水固体颗粒的最小平 均颗粒尺寸为至少3微米，在暴露于水中时在所述亲水固体颗粒内的 空隙中吸附并保留水。

本发明的另一方面是一种包含平均标称纤维直径大于5微米的多 根玻璃纤维的涂覆纤维束，所述纤维束至少部分浸渍有(1)涂覆到所 述多根玻璃纤维的至少一部分表面上的一种上浆组合物的干燥残余物 基层和(2)一种涂覆到至少一部分所述基层上的第二涂料组合物的第 二层，所述第二涂料组合物含有聚合物材料；以及涂覆在所述第二层 的至少一部分上的含有粉末状固体颗粒的第三层，所述固体颗粒提供 所述纤维束的相邻玻璃纤维之间的空隙，所述固体颗粒的最小平均颗 粒尺寸为至少3微米。

本发明的另一方面是一种补强的聚合物复合材料，包括：(a)一 种包含平均标称纤维直径大于5微米的多根玻璃纤维的涂覆纤维束， 所述纤维束至少部分用一种含有固体颗粒的含水上浆组合物的干燥残 余物浸渍，所述固体颗粒提供所述纤维束的相邻玻璃纤维之间的空隙， 所述固体颗粒的最小平均颗粒尺寸为至少3微米，其硬度不超过所述 多根玻璃纤维的硬度；和(b)聚合物基质材料。

本发明的另一方面是一种包含具有多根玻璃纤维的涂覆纤维束的 织物，所述多根玻璃纤维的平均标称纤维直径大于5微米，所述纤维 束至少部分用一种含有固体颗粒的含水上浆组合物的干燥残余物浸 渍，所述固体颗粒提供所述纤维束的相邻玻璃纤维之间的空隙，所述 固体颗粒的最小平均颗粒尺寸为至少3微米，其硬度不超过所述多根 玻璃纤维的硬度。

本发明的另一方面是一种电子载体，包括：(a)一种包含具有多 根玻璃纤维的涂覆纤维束的织物，所述多根玻璃纤维的平均标称纤维 直径大于5微米，所述纤维束至少部分用一种含有固体颗粒的含水上 浆组合物的干燥残余物浸渍，所述固体颗粒提供所述纤维束的相邻玻 璃纤维之间的空隙，所述固体颗粒的最小平均颗粒尺寸为至少3微米， 其硬度不超过所述多根玻璃纤维的硬度；和(b)施用到至少一部分所述 织物上的一层聚合物基质材料。

本发明的另一方面是一种电子电路板，包括：(a)电子载体，包括：

(i)一种包含具有多根玻璃纤维的涂覆纤维束的织物，所述多根玻璃 纤维的平均标称纤维直径大于5微米，所述纤维束至少部分用一种含 有固体颗粒的含水上浆组合物的干燥残余物浸渍，所述固体颗粒提供 所述纤维束的相邻玻璃纤维之间的空隙，所述固体颗粒的最小平均颗 粒尺寸为至少3微米，其硬度不超过所述多根玻璃纤维的硬度。和(ii) 施用到至少一部分所述织物上的一层聚合物基质材料；和(b)位于所述 电子载体的所选面上所选部分邻近的导电层。

本发明的另一方面是一种电子载体，包括：(a)第一复合层，包括：

(i)一种包含具有多根玻璃纤维的涂覆纤维束的织物，所述多根玻璃 纤维的平均标称纤维直径大于5微米，所述纤维束至少部分用一种含 有固体颗粒的含水上浆组合物的干燥残余物浸渍，所述固体颗粒提供 所述纤维束的相邻玻璃纤维之间的空隙，所述固体颗粒的最小平均颗 粒尺寸为至少3微米，其硬度不超过所述多根玻璃纤维的硬度；和(ii) 施用到至少一部分所述织物上的一层聚合物基质材料；和(b)不同于所 述第一复合层的第二复合层。

本发明的另一方面是一种电子电路板，包括：(a)电子载体，包括： (i)第一复合层，包括：(1)一种包含具有多根玻璃纤维的涂覆纤维束 的织物，所述多根玻璃纤维的平均标称纤维直径大于5微米，所述纤 维束至少部分用一种含有固体颗粒的含水上浆组合物的干燥残余物漫 渍，所述固体颗粒提供所述纤维束的相邻玻璃纤维之间的空隙，所述 固体颗粒的最小平均颗粒尺寸为至少3微米，其硬度不超过所述多根 玻璃纤维的硬度．和(2)施用到至少一部分所述织物上的一层聚合物基 质材料；和(ii)不同于所述第一复合层的第二复合层；和(b)位于所述 第一和/或所述第二复合层的所选面上所选部分邻近的导电层。

                  附图的简要描述

通过结合附图进行阅读，可更好地理解以上综述以及以下优选实 施方案的详细描述。在这些附图中：

图1是按照本发明具有含水上浆组合物的干燥残余物基层的涂覆 纤维束的透视图；

图2是按照本发明具有上浆组合物的干燥残余物基层和其上的含 水第二涂料组合物第二层的涂覆纤雏束的透视图；

图3是按照本发明具有上浆组合物的干燥残余物基层、含水第二 涂料组合物第二层、和其上的第三层的涂覆纤维束的透视图；

图4是按照本发明的复合材料的俯视图；

图5是按照本发明的织物的俯视图；

图6是按照本发明的电子载体的截面图；

图7和8是按照本发明的电子载体的替代实施方案的截面图。

本发明的详细描述

本发明的玻璃纤维束具有独特涂层，不仅可以抑制在加工过程中 所述纤维的磨损与断裂，而且在复合材料的制备中可以提供良好的湿 透、浸湿和分散性能。本发明的涂覆纤维束的其它优点包括良好的叠 层体强度、良好的热稳定性、良好的水解稳定性、在高湿度、活性酸 和碱的条件下低腐蚀性和反应活性，以及与许多聚合物基质材料的相 容性，这可能消除了玻璃纤维在叠层前的热清洗。

本发明涂覆玻璃纤维束的另一显著优点在于，在织造和针织时的 良好加工性。本发明涂覆玻璃纤维束可提供的性能有：低起毛和晕圈、 低断丝、低纤维张力、高成丝性和低插入时间，它们有助于织造和针 织，并因此稳定地得到表面缺陷较少的用于印刷电路板的织物。

现参照图1，其中相同数字始终表示相同的元件，图1给出了一种按照 本发明的包含多根玻璃纤维12或石英纤维的涂覆纤维束10。本文所用的 术语“束”是指多根单个纤维。术语“纤维”是指单个长丝。玻璃纤维12 的平均标称纤维直径大于5微米，优选大于7微米，更优选大于9微米。

玻璃纤维12可由本领域熟练技术人员已知的任何种类的可纤维化 玻璃组合物形成，包括由可纤维化玻璃组合物如“E-玻璃”、“A-玻璃”、 “C-玻璃”、“D-玻璃”、“R-玻璃”、“S-玻璃”、和E-玻璃衍生物制成 的那些。本发明一个技术方案中，玻璃纤维可以选自E-玻璃纤维、D- 玻璃纤维、S-玻璃纤维、Q-玻璃纤维、E-玻璃衍生物纤维及其混合物。 本文所用的“E-玻璃衍生物”是指包含少量氟和/或硼且优选无氟和/ 或无硼的玻璃组合物。此外，本文所用的“少量”是指低于约1％重 量的氟和低于约5％重量的硼。玄武岩和矿物棉纤维是用于本发明的 其它玻璃纤维的实例。优选的玻璃纤维由E-玻璃或E-玻璃衍生物形 成。这些组合物以及由其制造玻璃长丝的方法是本领域熟练技术人员 熟知的，因此就本发明公开内容而言，据信无需对其进一步讨论。如 果需要其它信息，这些玻璃组合物和纤维化方法公开于K.Loewenstein 的 玻璃纤维的制造技术(第3版，1993)30-44、47-60、115-122和126-135 页、以及美国专利4542106和5789329，在此将其作为参考并入本发明。

除了玻璃纤维，涂覆纤维束10还可包含由其它可纤维化天然或人 造材料如非玻璃无机材料、天然材料、有机聚合物材料及其混合物制 成的纤维。本文所用的术语“可纤维化”是指，该材料能够形成一般 连续的长丝、纤维、束或纱线。

合适的非玻璃无机纤维包括由碳化硅、碳、石墨、莫来石、氧化 铝和压电陶瓷材料形成的陶瓷纤维。合适的动物和植物来源天然纤维 的非限定性例子包括棉、纤维素、天然橡胶、亚麻、苎麻、大麻、剑麻 和羊毛。合适的人造纤维包括由聚酰胺(如尼龙和芳族聚酰胺)、热塑 性聚酯(如聚对苯二甲酸乙二酯和聚对苯二甲酸丁二酯)、丙烯酸系物 质(如聚丙烯腈)、聚烯烃、聚氨酯和乙烯基聚合物(如，聚乙烯醇)形 成的那些。据信可用于本发明的非玻璃纤维，及这种纤维的制造和处 理方法详细讨论于 聚合物科学和技术百科全书，第6卷(1967)505-712 页，在此将其作为参考并入本发明。应该理解，如果需要，任何以上 材料的共混物或共聚物以及由任何以上材料形成的纤维组合形式都可 用于本发明。

本发明现就玻璃纤维束进行一般讨论，但本领域熟练技术人员可 以理解，纤维束10还可包括一种或多种以上讨论的非玻璃纤维。

仍参照图1，在一个优选实施方案中，本发明纤维束10的纤维12 涂有施用到纤维12至少一部分17表面16上的含水上浆组合物的干燥 残余物基层14，以保护纤维表面16在处理过程中不受磨损并抑制纤 维12的断裂。含水上浆组合物的干燥残余物优选施用到所述纤维12 的每根纤维的整个外表面16上或圆周上。

本文在一个优选实施方案中所用的术语“上浆剂”、“被上浆”或“上 浆”是指，在形成纤维之后立即施用到纤维上的涂料组合物。在一个 替代实施方案中，术语“上浆剂”、“被上浆”或“上浆”另外是指， 在已通过热或化学处理去除常规的主涂料组合物之后施用到纤维上的 涂料组合物(也称作“整理上浆”)，即，将整理上浆剂施用到被加入 织物形式中的裸露玻璃纤维上。

所述含水上浆组合物包含一种或多种，优选多种位于纤维12的外 表面16之间或粘附在纤维12的外表面上的固体颗粒18，在纤维束10 的相邻玻璃纤维23、25之间提供空隙21。这些空隙21一般对应于位 于相邻纤维之间的固体颗粒18的平均颗粒尺寸19。本文所用的“固 体”是指在中等应力作用下没有可察觉到的流动的物质，具有确定的 抵抗使其变形的力的能力，在普通条件下保持确定的尺寸和形状。见 Webster’s Third New International Dictionary of the English Language-Unabridged(1971)2169页。此外，本文所用的术语“固体” 包括晶体和非晶体材料。

固体颗粒18的最小平均颗粒尺寸19(当量球径)为至少3微米，优 选至少5微米，并在3-约1000微米范围内，优选约5-1000微米，更优选 约10-25微米。优选的是，每个固体颗粒的最小颗粒尺寸为至少3微米， 优选至少约5微米。固体颗粒的最小平均颗粒尺寸19一般对应与所述玻 璃纤维的平均标称直径也是优选的。应该理解，上述讨论的颗粒尺寸比更 小的颗粒尺寸优选，部分是因为它们一般比较便宜且容易分散。此外，与 用较小尺寸颗粒涂覆的纤维束制成的织物相比，用上述讨论尺寸的颗粒涂 覆的纤维束制成的织物在用聚合物基质材料浸渍时表现出更好的“湿透” 和“浸湿”性能。在本发明的一个技术方案中，固体颗粒以总固体物质计 占所述上浆组合物的大于20至99％重量。更具体地，所述固体颗粒以总 固体物质计占所述上浆组合物的至少25％重量。还更具体地，所述固体 颗粒以总固体物质计占所述上浆组合物的大于50％重量。

根据需要，固体颗粒18的构形或形状一般可以是球形的(例如珠、 微珠或固体空心球)、立方体、扁平或针形(伸长或纤维状)。关于合适 颗粒特性的更多信息，参见H.Katz等人编， 填料和塑料手 册，(1987)，9-10页，在此将其作为参考并入本发明。固体颗粒18必须 保持其最小平均颗粒尺寸(当量球径)为至少3微米，优选至少约5 微米，更特别的是保持其最小颗粒尺寸(当量球径)为至少3微米， 优选至少约5微米，在加工条件作用下，如在编制、纺纱和其它加工 操作过程中产生的力的作用下，保持相邻线为23、25之间的空隙。换 言之，所述固体颗粒在典型的玻璃纤维加工条件下(如暴露在最高约 25℃，更优选最高到约400℃)不会粉碎、变形或溶解于含水上浆组 合物中到小于其最小平均颗粒尺寸的颗粒尺寸。

在成型和随后处理，例如织造或纺纱过程中，玻璃纤维由于接触 相邻玻璃纤维和/或该玻璃纤维所接触的其它固态物体或材料的粗糙 性而磨耗。本文所用的“磨耗”是指，由于摩擦接触其硬度足以破坏 该玻璃纤维的材料的颗粒、边缘或块体(粗糙性)，玻璃纤维表面被少 量刮去或切去、或玻璃纤维断裂。参见K.Ludema， 摩擦、磨损、润 滑，(1996)第129页，在此将其作为参考并入本发明。玻璃纤维述的磨 耗导致加工过程中纤维束的断裂和编织布和复合材料等产品的表面缺 陷，这增加了废品和制造成本。

为了尽量减少磨耗，所述固体颗粒的硬度不超过，即小于或等于 玻璃纤维硬度值。所述固体颗粒和玻璃纤维的硬度值可通过任何常规 的硬度测量方法，如Vickers或Brinell硬度法来测定，但优选按照 表示材料表面相对耐刮擦性的原始莫氏硬度标度来测定。玻璃纤维的 莫民硬度值一般为约4.5-6.5，优选约6。R.Weast编的 化学和物理手 册，CRC Press(1975)，F-22页，在此将其作为参考并入本发明。固体 颗粒的莫氏硬度值优选约0.5-6。适用于根据本发明的固体颗粒几个 非限制性实例的莫氏硬度值在下表A中给出。

                                              表A   固体润滑剂材料   莫氏硬度(原始标度)   氮化硼   约22   石墨   约0.5-13   二硫化钼   约14   滑石   约1-1.55   云母   约2.8-3.26   高岭石   约2.0-2.57   石膏   约1.6-28   方解石(碳酸钙)   约39   氟化钙，   约410   氧化锌   约4.511   铝   约2.512   铜   约2.5-313   铁   约4-514   金   约2.5-315   镍   约516   钯   约4.817   铂   约4.318   银   约2.5-419

2K.Ludema， 摩擦、磨损、润滑，(1996)第27页，在此将其作为参 考并入本发明。

3R.Weast编， 化学和物理手册，CRC出版社(1975)F-22页。

4R.Lewis，Sr.， Hawley’s Condensed Chemical Dictionary，(第 12版，1993)793页，在此将其作为参考并入本发明。

5 Hawley’s Condensed Chemical Dictionary，(第12版，1993)1113 页，在此将其作为参考并入本发明。

6 Hawley’s Condensed Chemical Dictionary，(第12版，1993)784 页，在此将其作为参考并入本发明。

7 化学和物理手册，F-22页。

8 化学和物理手册，F-22页。

9 摩擦、磨损、润滑，第27页。

10 摩擦、磨损、润滑，第27页。

11 摩擦、磨损、润滑，第27页。

12 摩擦、磨损、润滑，第27页。

13 化学和物理手册，F-22页。

14 化学和物理手册，F-22页。

15 化学和物理手册，F-22页。

16 化学和物理手册，F-22页。

17 化学和物理手册，F-22页。

18 化学和物理手册，F-22页。

19 化学和物理手册，F-22页。

如上所述，莫氏硬度标度涉及材料的耐刮擦性。因此，本发明所 考虑的颗粒在其表面上的硬度不同于该颗粒在其表面下方的内部的硬 度。更具体地说，该颗粒的表面可通过本领域熟知的任何方式进行改 性，包括(但不限于)使用本领域已知的技术涂覆、包覆或包封该颗粒 或化学改变其表面特性，这样该颗粒的表面硬度就不大于玻璃纤维的 硬度，同时该颗粒表面下方的硬度大于玻璃纤维的硬度。例如但非限 定本发明，无机颗粒如碳化硅和氮化铝可具有二氧化硅、碳酸盐或纳 米粘土(nanoclay)涂层。此外，具有烷基侧链的硅烷偶联剂可与许 多氧化物颗粒的表面进行反应，得到“较软的”表面。

一般来说，用于本发明的固体颗粒18可以用无机材料、有机材料 或其混合物制的。固体颗粒18优选用选自由陶瓷材料和金属材料组成 的组中的无机材料制得。合适的陶瓷材料包括金属氮化物、金属氧化 物、金属碳化物、金属硫化物、金属硼化物、金属硅酸盐、金属碳酸 盐及其混合物。

合适的金属氮化物的一个非限制性实例是氮化硼，这是用于制造 本发明的固体颗粒优选的无机材料。有用的金属氧化物的一个非限制 性实例是氧化锌。合适的金属硫化物包括二硫化钼、二硫化钽、二硫 化钨和硫化锌。有用的金属硅酸盐包括硅酸铝和硅酸镁，如蛭石。合 适的金属材料包括石墨、钼、铂、钯、镍、铝、铜、金、铁、银及其 混合物。

优选的是无机固体颗粒18也是固体润滑剂。本文所用的“固体润 滑剂”是指，无机固体颗粒18具有特征的结晶性质，使得它们剪切成 容易相互滑移并因此在玻璃纤维表面和相邻固体表面(其中至少一表 面是运动的)之间产生减摩润滑作用的薄的平片。参见 R.Lewis，Sr.， Hawley’s Condensed Chemical Dictionary，(第12 版，1993)712页，在此将其作为参考并入本发明。摩擦是一个固体滑 过另一固体的阻力。F.Clauss， 固体润滑剂和自润滑固体，(1972)第1 页，在此将其作为参考并入本发明。

在一个优选实施方案中，所述固体润滑剂颗粒具有层状结构。具 有层状或六方晶体结构的颗粒由六方排列的原子的片或板组成，其中 片内存在强键接且片间存在弱van der Waals键，从而在片间产生低 剪切强度。 摩擦、磨损、润滑，第125页； 固体润滑剂和自润滑固 体，19-22、42-54、75-77、80-81、82、90-102、113-120和128；和 W.Campbell“固体润滑剂”， Boundary Lubrication；An Appraisal of World Literature，ASME Research Committee on Lubrication(1969)202-203页，在此将其作为参考并入本发明。具有 层状富勒烯(巴基球)结构的非可水合无机固体颗粒也可用于本发明。

具有层状结构的合适的无机固体润滑剂颗粒的非限定性实例包括 氮化硼、石墨、金属二硫属元素化物、云母、滑石、石膏、高岭石、 方解石、碘化镉、硫化银及其混合物。优选的无机固体润滑剂颗粒包 括氮化硼、石墨、金属二硫属元素化物及其混合物。合适的金属二硫 属元素化物包括二硫化钼、二硒化钼、二硫化钽、二硒化钽、二硫化 钨、二硒化钨、及其混合物。

具有六方晶体结构的氮化硼颗粒最优选用于所述含水上浆组合 物。氮化硼、硫化锌和蒙脱石颗粒在与聚合物基质材料(如尼龙6，6) 的复合材料中还提供良好的白度。

适用于本发明氮化硼的非限定性例子为PolarTherm 100系列 (PT 120、PT 140、PT 160、和PT 180)、300系列(PT350)、和600 系列(PT 620、PT 630、PT 640、和PT 670)氮化硼粉末颗粒，可购自 Advanced Ceramics Corporation(Lakewood，Ohio)。“用于聚合物材 料的PolarTherm导热填料”是Advanced Ceramics Corporation(Lakewood，Ohio，1996)的一个技术公报，在此将其作 为参考并入本发明。这些颗粒的导热率为约250-300瓦/米·K(25℃)， 介电常数为约3.9且体积电阻率为约1015欧姆-厘米。100系列粉末的 平均粒径为约5-14微米，300系列粉末的平均粒径为约100-150微米， 且600系列粉末的平均粒径为约16微米至大于约200微米。

固体润滑剂颗粒18可以是在水中的分散体、悬浮液或乳液。其它 溶剂，如矿物油或醇(优选低于约5％重量)可根据需要包括在上浆组 合物中。约25％重量氮化硼颗粒在水中的优选分散体的非限定性例子 为ORPAC BORON NITRIDE RELEASECOAT-CONC，可购自ZYP Coatings，Inc.(Oak Ridge，Tennessee)。参见“ORPAC BORON NITRIDE RELEASECOAT-CONC”，ZYP Coatings，Inc.的一个技术公告，在此将其 作为参考并入本发明。根据供应商，该产品中的氮化硼颗粒的平均粒 径小于约3微米。该分散体具有约1％的硅酸镁-铝，根据供应商所述 它将氮化硼颗粒粘结到该分散体所施用的基底上。可购自ZYP Coatings的其它可用产品包括BORON NITRIDE LUBRICOAT漆、BRAZE STOP和WELD RELEASE产品。

所述上浆组合物优选基本不含可水合的无机固体润滑剂颗粒或磨 料二氧化硅颗粒或碳酸钙，即，以总的固体材料为基准，含有少于约 20％重量的可水合无机润滑剂颗粒、磨料二氧化硅颗粒或碳酸钙，更优 选少于约5％重量，最优选少于0.001％重量。

本文所用的“可水合”是指所述固体无机润滑剂颗粒与水分子反 应形成水合物并含有水合水或结晶水。“水合物”通过水分子与物质进 行反应而得到，其中H-OH键未断裂。参见R.Lewis，Sr.， Hawley’s Condensed Chemical Dictionary，(第12版，1993)609-610页和 T.Perros， 化学。(1967)第186-187页，在此将其作为参考并入本发明。 在水合物的化学式中，水分子的加入通常用中心点表示，如 3MgO·4SiO2·H2O(滑石)、Al2O3·2SiO2·2H2O(高岭土)。水合物包含 将水合材料中的阳离子进行配合且若不破坏结构就不能去除的配合 水、和/或在结构中占据空隙以增加静电能而不会打乱电荷平衡的结构 水。R.Evans， 晶体化学导论，(1948)276页，在此将其作为参考并入 本发明。

尽管并不优选，但除了以上讨论的非可水合无机固体润滑剂颗粒， 含水上浆组合物可包含可水合或水合的无机固体润滑剂材料。这些可 水合无机固体润滑剂材料的非限定性实例为粘土矿物层状硅酸盐，包 括云母(如，白云母)、滑石、蒙脱石、高岭石和石膏(CaSO4·2H2O)。

在一个替换实施例中，固体颗粒18可以用选自由热固性材料、热 塑性材料、淀粉及其混合物组成的组中的有机聚合物材料制成。合适 的热固性材料包括热固性聚酯、乙烯基酯、环氧材料、酚醛塑料、氨 基塑料、热固性聚氯酯及其混合物，例如下面所讨论的。合适的热塑 性聚合物材料包括乙烯基聚合物、热塑性聚酯、聚烯烃、聚酰胺、热 塑性聚氨酯、丙烯酸系聚合物及其混合物。优选的有机固体颗粒是微 珠或空心球形式的。

在一个替换的优选实施方案中，固体颗粒18是导热的，即热导率 大于约30瓦/米K，例如上面讨论的氮化硼、石墨和金属无机固体润 滑剂。固体材料的导热率用本领域的人熟知的任何方法确定，例如， 可以在约300K的温度下用根据ASTM C-177-85(在本文中引作参考)的 优选的保护热板法确定。

在另一个替换的优选实施方案中，所述导热无机固体颗粒是电绝 缘的或具有高电阻率，即，电阻率大于约1000微欧姆-厘米，例如氮 化硼。

以总固体物质计，该固体润滑剂颗粒占所述上浆组合物的约 0.001-99％重量，优选约1-80％重量，更优选约1-40％重量。在一个 优选实施方案中，该上浆组合物可包含以总固体物质计大于20-约40 ％的氮化硼。

除了固体颗粒之外，所述含水上浆组合物优选包含一种或多种聚 合物成膜材料，如热固性材料、热塑性材料、淀粉及其混合物。聚合 物材料优选在施用到玻璃纤维的表面16上时形成一般连续的膜。一般 来说，以总固体物质计，聚合物成膜材料的量为含水上浆组合物的约 1-99％重量，优选约20-99％重量，更优选约60-80％重量。

热固性聚合物成膜材料是优选用于本发明含水上浆组合物以涂覆 玻璃纤维束的聚合物成膜材料。这些材料可与用作印刷电路板层压件 的热固性基质材料相容，如FR-4环氧树脂，它们是多官能环氧树脂且 在本发明的一个特别实施方案中是一种双官能溴化环氧树脂。参见，1 电子材料手册TM，ASM International(1989)534-537页，在此将其作 为参考并入本发明。

有用的热固性材料包括热固性聚酯、环氧材料、乙烯基酯、酚醛 塑料、氨基塑料、热固性聚氨酯及其混合物。合适的热固性聚酯包括 购自Cook Composites and Polymers(Port Washington，Wisconsin) 的STYPOL聚酯、和购自DSM B.V.(Como，Italy)的NEOXIL聚酯。

在一个优选实施方案中，热固性聚合物材料是一种环氧材料。有 用的环氧材料在分子中包含至少一个环氧或环氧乙烷基团，例如多元 醇或硫醇的聚缩水甘油醚。合适的环氧成膜聚合物的例子包括购自 Shell Chemical Company(Houston，Texas)的EPON826和EPON 880环氧树脂。

有用的热塑性聚合物材料包括乙烯基聚合物、热塑性聚酯、聚烯 烃、聚酰胺(如，脂族聚酰胺或芳族聚酰胺如芳酰胺)、热塑性聚氨酯、 丙烯酸系聚合物及其混合物。优选用于本发明的乙烯基聚合物包括聚 乙烯基吡咯烷酮，如分别购自ISP Chemicals(Wayne，New Jersey)的 PVP K-15、PVP K-30、PVP K-60和PVP K-90。其它合适的乙烯基聚 合物包括购自National Starch的Resyn 2828和Resyn 1037乙酸乙 烯酯共聚物乳液、以及购自H.B.Fuller和Air Products and Chemicals Co.(Allentown，Pennsylvania)的其它聚乙酸乙烯酯。

可用于本发明的热塑性聚酯包括都购自Bayer(Pittsburgh， Pennsylvania)的DESMOPHEN 2000和DESMOPHEN 2001KS。一种优选 的聚酯是购自Borden Chemicals(Columbus，Ohio)的RD-847A聚酯 树脂。有用的聚酰胺包括购自General Mills Chemicals，Inc.的 VERSAMID产品。有用的热塑性聚氨酯包括购自Witco Chemical Corp.(Chicago.Illinois)的WITCOBOND W-290H、和购自Ruco Polymer Corp.(Hicksville，New York)的RUCOTHANE2011L聚氨酯 胶乳。

该含水上浆组合物可包含一种或多种热固性聚合物材料与一种或 多种热塑性聚合物材料的混合物。在用于印刷电路板层压件的一个优 选实施方案中，含水上浆组合物的聚合物材料包含RD-847A聚酯树脂、 PVP K-30聚乙烯基吡咯烷酮、DESMOPHEN 2000聚酯和VERSAMID聚酰 胺的混合物。在适用于印刷电路板层压件的一个替代优选实施方案 中，含水上浆组合物的聚合物材料包含EPON 826环氧树脂和PVP K-30 聚乙烯基吡咯烷酮的混合物。

有用的淀粉包括由土豆、谷物、小麦、蜡状玉米、西米、米、西非 高粱及其混合物制成的那些。有用的淀粉的非限定性例子为可购自 AVEBE(Netherlands)的Kollotex 1250(一种低粘度的、低直链淀粉土 豆基淀粉，用氧化乙烯醚化)。

聚合物材料可以是水溶性的、可乳化的、可分散的和/或可固化的。 本文所用的“水溶性的”是指，该聚合物材料能够基本上均匀共混和/ 或以分子或离子态分散在水中以形成一种真溶液。参见 Hawley’s 1075 页，在此将其作为参考并入本发明。“可乳化的”是指，该聚合物材 料能够在乳化剂的存在下形成一种基本上稳定的混合物或悬浮在水 中。参见 Hawley’s 461页，在此将其作为参考并入本发明。合适的乳 化剂的非限制性实例见下文。“可分散的”是指，该聚合物材料的任何 组分能够作为细分颗粒分布在整个水中，例如胶乳。参见 Hawley’s 435 页，在此将其作为参考并入本发明。分散体的均匀性可通过加入润湿 剂、分散剂或乳化剂(表面活性剂)而提高，这在以下讨论。“可固化的” 是指，该聚合物材料以及上浆组合物的其它组分能够聚结成膜或相互 交联以改变聚合物材料的物理性能。参见 Hawley’s 331页，在此将其 作为参考并入本发明。

除了以上讨论的聚合物材料，该含水上浆组合物优选包含一种或 多种偶联剂如有机硅烷偶联剂、过渡金属偶联剂、膦酸酯偶联剂、铝 偶联剂、含氨基的韦纳(Werner)偶联剂、及其混合物。这些偶联剂 通常具有双重官能度。每个金属或硅原子连接有一个或多个能够与纤 维表面和/或含水上浆组合物的组分反应或相容的基团。本文所用的术 语“相容(增容)”是指，该基团例如通过极性的润湿或溶剂化力而被 化学吸引(而非键接)到纤维表面和/或含水上浆组合物的组分。

可水解基团的例子包括：

和

1，2-或1，3二醇的单羟基和/或环状C2-C3残基，其中R1是C1-C3烷 基；R2是H或C1-C4烷基；R3和R4独立地选自H、C1-C4烷基或C6-C8芳 基；且R5为C4-C7亚烷基。合适的增容或官能团的例子包括环氧基、缩 水甘油氧基、巯基、氰基、烯丙基、烷基、氨酯基、卤素、异氰酸根 合、脲基、咪唑啉基、乙烯基、丙烯酸根合、甲基丙烯酸根合、氨基 或多氨基。

官能有机硅烷偶联剂优选用于本发明。有用的官能有机硅烷偶联 剂的例子包括γ-氨基丙基三烷氧基硅烷、γ异氰酸基丙基三乙氧基硅 烷、乙烯基-三烷氧基硅烷、缩水甘油氧基丙基三烷氧基硅烷、和脲 基丙基三烷氧基硅烷。优选的官能有机硅烷偶联剂包括A-187(γ-缩水 甘油氧基丙基三甲氧基硅烷)、A-174(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基 硅烷)、A-1100(γ-氨基丙基三乙氧基硅烷硅烷偶联剂)、A-1108(氨基 硅烷偶联剂)和A-1160(γ-脲基丙基三乙氧基硅烷偶联剂)(都购自OSi Specialties.Inc.of Tarrytown，New York)。有机硅烷偶联剂可在施 用到纤维上之前，优选以约1∶1的化学计量比率用水进行至少部分水 解，或根据需要以未水解形式施用。

合适的过渡金属偶联剂包括钛、锆、钇和铬偶联剂。合适的钛酸 盐偶联剂和锆酸盐偶联剂可购自Kenrich Petrochemical Company。 合适的铬配合物可购自E.I.duPont de Nemours(Wilmington，Delaware)。含氨基的韦纳(Werner)型偶联剂 是其中三价中心原子如铬与具有氨基官能度的有机酸进行配合的配合 物。本发明可以使用本领域熟练技术人员已知的其它金属螯合物和配 合型偶联剂。

以总固体物质计，偶联剂的量可以是含水上浆组合物的约1-99％ 重量，优选约1-10％重量。

该含水上浆组合物还可包含一种或多种化学上不同于以上讨论的 聚合物材料的有机润滑剂。尽管该含水上浆组合物可包含最高约60％ 重量的有机润滑剂，优选该上浆组合物基本上不含有机润滑剂，即， 包含低于约20％重量的有机润滑剂，更优选不含有机润滑剂。这些有 机润滑剂包括阳离子、非离子或阴离子润滑剂及其混合物，如脂肪酸 的胺盐、烷基咪唑啉衍生物如购自Rhone Poulence(Princeton，New Jersey)的CATION X、酸增溶脂肪酸酰胺、脂肪酸与聚乙烯亚胺的缩 合物、以及酰胺取代的聚乙烯亚胺，如购自Henkel Corporation(Kankakee，Illinois)的EMERY 6717，一种部分酰胺 化的聚乙烯亚胺。

该含水上浆组合物可包含一种或多种乳化剂，用于乳化或分散该 含水上浆组合物的组分，如无机颗粒。合适的乳化剂或表面活性剂的 非限定性例子包括聚氧亚烷基嵌段共聚物(如PLURONICTM F-108聚氧 化丙烯-氧化乙烯共聚物，购自BASF Corporation(Parsippany，New Jersey))、乙氧基化烷基酚(如IGEPAL CA-630乙氧基化辛基苯氧基乙 醇，购自GAF Corporation(Wayne，New Jersey))、聚氧化乙烯辛基苯 基二醇醚、山梨醇酯的氧化乙烯衍生物、聚氧乙基化植物油(如 ALKAMULS EL-719，购自Rhone-Poulenc)、和壬基酚表面活性剂(如 MACRO NP-6，购自BASF(Parsippany，New Jersey))。一般来说，以 总固体物质计，乳化剂的量可以是含水上浆组合物的约1-30％重量。

该含水上浆组合物可包含一种或多种可水溶的、可乳化的或可分 散的蜡材料如植物、动物、矿物、合成或石油蜡。优选的蜡为石油蜡 如MICHEMLUBE 296微晶蜡、POLYMEKONSPP-W微晶蜡和 PETROLITE 75微晶蜡，分别购自Michelman Inc.(Cincinnati，Ohio) 和Petrolite Corporation(Tulsa，Oklahoma)。一般来说，以总固体 物质计，蜡的量可以是含水上浆组合物的约1-10％重量。

交联材料如蜜胺甲醛、和增塑剂如邻苯二甲酸酯、苯三酸酯和己 二酸酯也可包括在含水上浆组合物中。以总固体物质计，交联剂或增 塑剂的量可以是含水上浆组合物的约1-5％重量。

其它添加剂可包括在含水上浆组合物中，例如硅氧烷、杀真菌剂、 杀菌剂和防沫材料，其量一般低于约5％重量。其量足以使含水上浆 组合物的pH值为约2-10的有机和/或无机酸或碱还可包括在上浆组合 物中。合适的硅氧烷乳液的非限定性例子为LE-9300环氧化硅氧烷乳 液，购自OSi Specialties.Inc.(Danbury，Connecticut)。合适的杀 菌剂的例子为Biomet 66抗菌化合物，购自M&T Chemicals(Rahway，New Jersey)。合适的防沫材料为购自OSi Specialties.Inc.(Danbury，Connecticut)的SAG材料、和购自BASF Company(Parsippany，New Jersey)的MAZU DF-136。氢氧化铵可根据 需要加入上浆组合物中用于上浆稳定。水(优选去离子水)在含水上浆 组合物中的量要足以有助于在纤维束上涂覆一般均匀的涂层。该含水 上浆组合物的固体物质的重量百分数一般为约1-20％重量。

该含水上浆组合物优选基本上不含玻璃材料。本文所用的“基本 上不含玻璃材料”是指，该上浆组合物包含低于20％体积的用于形成 玻璃复合材料的玻璃基质材料，优选低于约5％体积，更优选不含玻 璃材料。这些玻璃基质材料的例子包括黑色玻璃陶瓷基质或硅铝酸盐 材料，这些例如是本领域熟练技术人员熟知的。

用于多层印刷电路板的织造织物的一个优选实施方案中，本发明 涂覆纤维束的玻璃纤维具有施用到其上的含水上浆组合物的干燥残余 物基层，所述含水上浆组合物包含PolarTherm160氮化硼粉末和/ 或BORON NITRIDE RELEASECOAT分散体、EPON 826环氧成膜材料、PVP K-30聚乙烯基吡咯烷酮、A-187环氧官能有机硅烷偶联剂、ALKAMULS EL-179聚氧乙基化植物油、IGEPAL CA-630乙氧基化辛基苯氧基乙醇、 购自Stepan Company(Chicago，Illinois)的KESSCO PEG 600聚乙 二醇单月桂酸酯、和EMERY6717部分酰胺化聚乙烯亚胺。

在用于织造布的一个更优选的实施方案中，本发明涂覆纤维束的 玻璃纤维具有施用到其上的含水上浆组合物的干燥残余物基层，所述 含水上浆组合物包含PolarTherm160氮化硼粉末和/或BORON NITRIDE RELEASECOAT分散体、RD-847A聚酯、PVP K-30聚乙烯基吡 咯烷酮、DESMOPHEN 2000聚酯、A-174丙烯酸有机硅烷偶联剂和A-187 环氧官能有机硅烷偶联剂、PLURONIC F-108聚氧化丙烯-聚氧化乙烯 共聚物、MACOL NP-6壬基酚表面活性剂、VERSAMID 140和LE-9300 环氧化硅氧烷乳液。

本发明的含水上浆组合物可通过任何合适的方法，如本领域熟练 技术人员熟知的常规混合法来制备。优选的是，将以上讨论的组分用 水稀释达到所需的固体物质重量百分数，并混合在一起。在与上浆剂 的其它组分混合之前，粉状固体颗粒可与水预混或加入到聚合物材料 中。

上浆剂的基层可通过许多方式进行施用，例如将长丝与辊或带涂 布器进行接触、喷洒或其它方式。上浆纤维优选在室温或在较高温度 下干燥。干燥器从纤维上去除(而且如果存在)过量水分，并固化所 有可固化的上浆组合物组分。玻璃纤维干燥时的温度和时间取决于各 种变数，例如固体物质在上浆组合物中的百分数、上浆组合物的组分 和玻璃纤维的种类。该上浆组合物通常以干燥残余物的形式存在于纤 维上，其量(干燥后)为约0.1-5％重量。

纤维聚集成每束具有2-约15000根纤维的纤维束，优选每束具有 约100-1600根纤维。纤维的平均长丝直径可以是约3-30微米。

第二涂料组合物的第二层可施用到基层上，其量要有效涂覆或浸 渍纤维束的部分，例如将纤维束浸渍在包含所述组合物的浴液中、将 所述组合物喷雾到纤维束上、或将所述纤维束与以上讨论的涂布器进 行接触。该涂覆纤维束可经过一个模头以从纤维束上去除过量的涂料 组合物和/或按照以上讨论干燥足够时间以至少部分干燥或固化该第 二涂料组合物。将第二涂料组合物施用到纤维束上的方法和装置部分 由纤维束材料的构造而确定。该纤维束优选在以本领域熟知的方式涂 覆第二涂料组合物之后进行干燥。

合适的第二涂料组合物可包括一种或多种成膜材料、润滑剂和以 上讨论的其它添加剂。该第二涂料不同于所述上浆组合物，即，它(1) 包含至少一种化学上不同于上浆组合物组分的组分；或(2)包含至少一 种其量不同于包含在所述上浆组合物中的同一组分的量的组分。合适 的包含聚氨酯第二涂料组合物的非限定性例子公开于美国专利 4762750和4762751，在此将其作为参考并入本发明。

现参照图2，在按照本发明的一个替代优选实施方案中，涂覆纤维 束210的玻璃纤维212具有施用到其上的上浆组合物的干燥残余物基 层214，所述上浆组合物可包含以上讨论量的任何上浆组分。合适的 上浆组合物的例子在 Loewenstein 237-291(第3版，1993)以及美国专 利4390647和4795678中给出，在此将其分别作为参考并入本发明。 将含水第二涂料组合物的第二层或主层215施用到基层214的至少一 部分、优选施用到其整个外表面上。该含水第二涂料组合物包含一种 或多种上面详细讨论的固体颗粒216。优选的是，第二涂料组合物中的 无机颗粒是非可水合的、层状无机润滑剂颗粒，如上面讨论的氮化硼。 以总固体物质计，无机润滑剂颗粒在第二涂料组合物中的量可以是约 1-99％重量，优选约20-90％重量。含水第二涂料组合物的固体物质 百分数一般为约5-50％重量。

在一个替代实施方案中，第二涂料组合物的固体颗粒包含能够在 亲水颗粒间隙中吸收和保留水的亲水无机固体颗粒。该亲水无机固体 颗粒可在与水接触时吸水或溶胀或参与与水的化学反应，形成例如一 种粘稠的凝胶状溶液，这样可堵塞或抑制水进一步进入使用该涂覆玻 璃纤维束补强的电讯电缆的空隙。本文所用的“吸收”是指，水渗透 到亲水材料的内部结构或间隙中并基本上保留其中。参见 Hawley’s Condensed Chemical Dictionary，第3页，在此将其作为参考并入本 发明。“溶胀”是指，该亲水颗粒的尺寸或体积发生膨胀。参见webster’s New Collegiate Dictionary(1977)第1178页，在此将其作为参考并 入本发明。亲水颗粒优选在与水接触之后溶胀至其原始干重的至少1.5 倍，更优选约2-6倍其原始重量。可溶胀的亲水无机固体润滑剂颗粒 的非限定性例子包括绿胶埃洛石(smectite)如蛭石和蒙脱石、吸收 性沸石和无机吸收性凝胶。这些亲水颗粒优选以粉末形式施用到粘性 上浆或其它粘性第二涂料上。以总固体物质计，亲水无机颗粒在第二 涂料组合物中的量可以是约1-99％重量，优选约20-90％重量。

在图3所示的一个替代实施方案中，第三涂料组合物的第三层320 可施用到第二层315的至少部分表面上，优选整个表面上，这样纤维 束312就具有上浆基层314、第二涂料组合物的第二层315、和第三涂 料的第三外层320。该第三涂料不同于上浆组合物和第二涂料组合物， 即，该第三涂料组合物(1)包含至少一种化学上不同于上浆组合物和第 二涂料组合物的组分的组分；或(2)包含至少一种其量不同于所述上浆 组合物或第二涂料组合物中同一组分的量的组分。

在该实施方案中，所述第二涂料组合物包含一种或多种以上讨论 的聚合物材料，如聚氨酯，且所述第三粉状涂料组合物包含粉状的固 体颗粒，如以上讨论的PolarTherm氮化硼颗粒。优选的是，该粉状 涂料可这样施用：将具有施用到其上的液体第二涂料组合物的纤维束 经过一个流化床或喷雾设备，以将粉末颗粒粘附到粘性第二涂料组合 物上。另外，该纤维束可在施用第三涂料层812之前组装成织物810， 如图8所示。粘附到涂覆纤维束310上的粉状固体颗粒的重量百分数 可以是干燥纤维束总重的约0.1-30％重量。

第三粉状涂料还可包含一种或多种例如以上讨论的聚合物材料， 如丙烯酸系聚合物、环氧化物、或聚烯烃、常规稳定剂和这种涂料领 域已知的其它调节剂，优选为干燥的粉末形式。

以上讨论的涂覆纤维束10、210、310可用作连续纤维束或进一步 加工出不同的产品，如短束、加捻束、粗纱和/或织物，如织造物、无 纺物、针织物和垫。

涂覆纤维束10、210、310以及由其得到的产品可用于各种各样的 场合，但优选用作补强聚合物基质材料412的补强材料410以形成一 种复合材料414，如图4所示，以下对此详细讨论。这些用途包括(但 不限于)用于印刷电路板的层压件、用于电讯电缆的补强材料、和各种 其它复合材料。本发明的浸渍纤维束的一个优点是所述固体颗粒在所 述纤维束的纤维之间提供间隙，促进其间的基质材料流动，更快和/ 或更均匀浸温和浸透所述纤维束的纤维。令人惊奇的是，固体颗粒的 量可以超过涂覆到所述纤维上的涂料组合物总固体的20％重量，但是 仍然充分粘附在所述纤维上并提供具有至少与没有所述固体颗粒涂层 的纤维束相容的加工性能的纤维束。

在图5所示的一个优选实施方案中，按照本发明制成的涂覆纤维 束510可用作针织或织造织物512补强体中的经纱和/或纬纱束514、 516，优选形成一种用于印刷电路板的层压件(如图6-8所示)。经纱束 514可在第二涂覆之前用本领域熟练技术人员已知的任何常规加捻技 术进行加捻，例如使用加捻支架以赋予所述纤维束以每英寸约0.5-3 捻数的捻度。补强织物512可包含约5-50经纱束514，优选具有约3-25 纬纱/厘米(约1-15纬纱/英寸)的纬纱束516。合适的织造补强织物512 可使用本领域熟练技术人员熟知的任何常规织布机，如梭子织布机、 喷气织布机或剑杆织布机制造。优选的织布机是一种购自 Tsudakoma(Japan)的Tsudakoma织布机。织造构造可以是规则的平纹 组织或网眼(如图5所示)，但可以使用本领域熟练技术人员熟知的任 何其它织造类型，如斜纹组织或缎纹组织。

现参照图6，织物612可通过用聚合物成膜热塑性或热固性基质材 料616进行涂覆和/或浸渍而用于形成一种复合材料或层压件614。该 复合材料或层压件614适用作电子载体。本文所用的“电子载体”是 指一种能够机械承载和/或电相互连接各种元件的结构，所述元件包括 (但不限于)有源电子元件、无源电子元件、印刷电路、集成电路、半 导体器件和与这些元件有关的其它硬件，包括(但不限于)接头、插座、 固位夹和散热器。

可用于本发明的基质材料包括热固性材料如热固性聚酯、乙烯基 酯、环氧化物(在分子中包含至少一个环氧或环氧乙烷基团，如多元醇 或硫醇的聚缩水甘油醚)、酚醛塑料、氨基塑料、热固性聚氨酯、及其 衍生物和混合物。优选用于形成印刷电路板所用层压件的基质材料是 FR-4环氧树脂、聚酰亚胺和液晶聚合物，这些物质的组成是本领域熟 练技术人员熟知的。如果需要关于这些组成的进一步信息，参见1 电 子材料手册TM，ASM International(1989)534-537页。

合适的聚合物热塑性基质材料的非限定性例子包括聚烯烃、聚酰 胺、热塑性聚氨酯和热塑性聚酯、乙烯基聚合物及其混合物。有用的 热塑性材料的其它例子包括聚酰亚胺、聚醚砜、聚苯砜、聚醚酮、聚 苯醚、聚苯硫醚、聚缩醛、聚氯乙烯和聚碳酸酯。

在复合材料中，可与聚合物基质和补强材料一起引入的其它组分 包括着色剂或颜料、润滑剂或加工助剂、紫外线(UV)稳定剂、抗氧化 剂、其它填料和增量剂。

织物612可通过将织物612浸渍在聚合物基质材料616的浴液中 而涂覆和浸渍，例如讨论于R.Tummala编， 微电子封装手册， (1989)895-896页，在此将其作为参考并入本发明。一般来说，短或 连续纤维束补强材料可手工或通过任何合适的能够将补强材料一般均 匀地分布在整个聚合物基质中的自动化加料或混合设备而分散在基质 中。例如，补强材料可通过同时或顺序将所有组分进行干混而可分散 在聚合物基质中。

聚合物基质616和纤维束可通过各种方法而成型为复合材料或层 压件614，这取决于例如所用聚合物基质种类这样的因素。例如，对 于热固性基质，该复合材料可通过压塑或注塑、拉挤成型、长丝卷绕、 手工铺叠、喷附，或通过片材模塑或整体模塑随后通过压塑或注塑而 成型。热固性聚合物基质可通过在基质中引入交联剂和/或通过例如加 热而固化。适用于交联聚合物的交联剂讨论如上。热固性聚合物基质 的温度和固化时间取决于各种因素，例如所用聚合物基质的种类、基 质体系中的其它添加剂、以及复合材料的厚度，这只是一部分。

对于热塑性基质，适用于成型复合材料的方法包括直接模塑或挤 塑配混随后注塑。通过以上方法成型复合材料的方法和装置讨论于 I.Rubin， 塑料材质和技术手册(1990)955-1062、1179-1215和 1225-1271页，在此将其作为参考并入本发明。

在图7所示本发明的一个特殊实施方案中，复合材料或层压件710 包括浸渍有相容基质714的织物712。该浸渍织物可随后在一组计量 辊之间压榨，以留下一测得量的基质材料，并干燥形成半固化基质或 预浸材料形式的电子载体718。导电层720通过以下说明书讨论的方 式沿着预浸材料一侧722的一部分定位，然后将预浸材料固化形成具 有导电层的电子载体718。在本发明的另一实施方案中，且更常见在 电子载体工业中，将两个或多个预浸材料与导电层结合，然后一起层 压并以本领域熟练技术人员熟知的方式进行固化，形成一种多层电子 载体。例如，但非限定本发明，预浸材料叠层可这样层压：在高温高 压下，例如在抛光钢板之间，压制该叠层达预定时间以固化聚合物基 质并形成具有所需厚度的层压件。一个或多个预浸材料的一部分可在 层压固化之前或之后被赋予导电层，这样所得电子载体是一种沿着一 部分暴露表面具有至少一导电层的层压件(以下称作“敷箔层压件”)。

电路可随后可使用本领域熟知的技术由单层或多层的电子载体的 导电层形成，从而构造成印刷电路板或印刷布线板形式的电子载体(以 下统称作“电子电路板”)。如果需要，可通过本领域已知的包括(但 不限于)机械钻孔或激光钻孔在内的任何方便的方式，在电子载体中形 成孔或洞(也称作“通路”)，使得电子载体相对表面上的电路和/或元 件可相互电连接。更具体地说，在形成孔之后，将一层导电材料沉积 在该孔的壁上或用导电材料填充该孔以有助于所需的相互电连接和/ 或散热。

导电层720可通过本领域熟练技术人员熟知的任何方法而形成。 例如，但非限定本发明，导电层可通过将金属材料的薄片或箔层压到 半固化或固化的预浸材料或层压件的一面的至少一部分上而形成。另 外，导电层可使用熟知的包括(但不限于)电镀、化学镀或溅射在内的 技术，通过将金属材料层沉积到半固化或固化的预浸材料或层压件的 一面的至少一部分上而形成。适用作导电层的金属材料包括(但不限于) 铜(优选)、银、铝、金、锡、锡-铅合金、钯及其混合物。

在本发明的另一实施方案中，电子载体可以是多层电子电路板的 形式，通过将一个或多个电子电路板(上述)与一个或多个敷箔层压件 (上述)和/或一个或多个预浸材料(上述)层压到一起而构造。如果需 要，可将附加导电层引入电子载体中，例如沿着多层电子电路板的暴 露面的一部分。此外，如果需要，可按照以上讨论的方式由导电层形 成附加电路。应该理解，根据多层电子电路板各层的相对位置，该板 可同时具有内和外电路。正如以上更早时讨论，可部分贯穿或完全贯 穿该板形成附加的孔，以使所需位置上的各层之间能够相互电连接。 应该理解，所得结构可具有完全延伸贯穿该结构的某些孔、仅延伸部 分贯穿该结构的某些孔、以及完全在该结构内的某些孔。

本发明还考虑到包括按照本文教导制成的至少一复合层和按照不 同于本文所述复合层的方式，例如使用常规的玻璃纤维复合技术制成 的至少一复合层的多层层压件和电子电路板的制造。更具体地说且为 本领域熟练技术人员熟知的是，用于织造织物的连续玻璃纤维束中的 长丝通常用包含部分或完全糊精化淀粉或直链淀粉、氢化植物油、阳 离子润湿剂、乳化剂和水的淀粉/油上浆剂进行处理，所述试剂包括(但 不限于)Lowenstein在237-244页(第3版，1993)中所公开的那些，在 此将其作为参考并入本发明。由这些纤维束制成的经纱随后在织造之 前用溶液进行处理，以防纤维束在织造过程中磨损，例如公开于美国 专利4530876第3栏第67行至第4栏第11行的聚乙烯醇，在此将其 作为参考并入本发明。这种操作通常称作经纱上浆。聚乙烯醇以及淀 粉/油上浆剂一般与复合材料制造商所用的聚合物基质不相容，因此必 须清理织物以在浸渍织造织物之前从玻璃纤维表面上基本上去除所有 的有机材料。这可通过各种方式，例如通过洗涤织物或，更常见通过 本领域熟知的方式热处理该织物而进行。作为清洗操作的结果，用于 浸渍织物的聚合物基质和清洗后的玻璃纤维表面之间没有合适的界 面，因此必须将偶联剂施用到玻璃纤维表面上。这种操作有时被本领 域熟练技术人员称作整理。最常用于整理操作的偶联剂是硅烷，包括 (但不限于)E.P.Plueddemann， 硅烷偶联剂(1982)第146-147页所公开 的那些，在此将其作为参考并入本发明。另外参见 Loewenstein，249-256页(第3版，1993)。硅烷处理之后，将织物用相 容的聚合物基质浸渍，在一组计量辊之间进行压榨，然后干燥形成一 种以上讨论的半固化预浸材料。应该理解，根据上浆、清洗操作和/ 或用于复合材料的基质树脂的性质，可以省略经纱上浆和/或整理步 骤。引入常规玻璃纤维复合技术的一个或多个预浸材料可随后与引入 本发明的一个或多个预浸材料进行合并，形成一种以上讨论的电子载 体，尤其是一种多层的层压件或电子电路板。关于制造印刷板的更多 信息，参见1 电子材料手册TM，ASM International(1989)113-115 页；R.Tummala(Ed.)，微电子封装手册，(1989)858-861和895-909 页；M.W.Jawitz， 印刷电路板手册(1997)第9.1-9.42页；和 C.F.Coombs，Jr.(Ed.)， 印刷电路手册(第3版，1988)第6.1-6.7页， 在此将其作为参考并入本发明。

形成本发明电子载体的复合材料和层压件可在电子工业中用于封 装，更尤其是一级、二级和/或三级封装，例如公开于Tummala的第 25-43页，在此将其作为参考并入本发明。此外，本发明还可用于其 它封装级。

本发明还包括一种补强聚合物基质材料以形成复合材料的方法。 该方法包括：(1)将上述上浆、第二涂料和/或第三涂料的组合物(该 组合物包括在所述纤维束的相邻玻璃纤维之间提供空隙的无机固体颗 粒)施用到玻璃纤维束补强材料上，所述固体颗粒的最小平均颗粒尺 寸为至少3微米，优选至少约5微米，并且其莫氏硬度小于所述玻璃 纤维的莫氏硬度；(2)将涂料进行干燥，从而在补强材料上形成基本上 均匀的涂层；(3)将该补强材料与聚合物基质合并；(4)按照例如以上 详细讨论的方式，至少部分固化该聚合物基质材料，得到一种补强聚 合物复合材料。尽管并不限定本发明，但该补强材料可例如，通过将 其分散在聚合物基质材料中而与聚合物基质材料合并。

本发明还包括一种防止玻璃纤维束的相邻玻璃纤维之间粘结的方 法，包括下列步骤：(1)将上述上浆、第二涂料或第三涂料的组合物(该 组合物包括在所述纤维束的相邻玻璃纤维之间提供空隙的无机固体颗 粒)施用到玻璃纤维束上，所述固体颗粒的最小平均颗粒尺寸为至少 3微米，优选至少约5微米，并且其莫氏硬度小于所述玻璃纤维的莫 氏硬度；(2)将涂料进行干燥，从而在玻璃纤维束的玻璃纤维上形成基 本上均匀的涂层，从而防止所述纤维束的相邻玻璃纤维之间粘结。

本发明现通过以下的特定非限定性实施例来说明。

                            实施例1

将组分以表1所给出的量进行混合，形成按照本发明的含水成型 上浆组合物K-N。每种含水成型上浆组合物按照以上讨论的类似方式 来制备。以总重计，每种组合物中包含低于约1％重量的乙酸。

将表1的每种含水成型上浆组合物施用到2G-18E-玻璃纤维束上。 每种成型上浆组合物具有约10％重量的固体物质。

                                                  表1               以总固体物质计的组分的重量百分                            数                           样品№   组分   K   L   M   N   对比样品   热塑性聚氨酯成膜聚合物20   34.4   34.2   33.4   31.35   34.5   热塑性聚氨酯成膜聚合物21   51.5   51.2   50.1   8   46.9   51.7   聚氧亚烷基多元醇共聚物   0.3   0.3   0.3   0.3   0.33   环氧化聚酯润滑剂   7.2   7.1   7.0   6.55   7.22   γ-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂   2.7   2.7   2.7   2.5   2.76   γ-脲基丙基三乙氧基硅烷偶联剂   3.3   3.3   3.2   3.0   3.34   氨基官能有机硅烷偶联剂   0.1   0.1   0.1   0.1   0.14   在水悬浮液中的氮化硼颗粒22   0.1   1.0   2.9   9.1   0   烧失量(％)   1.11   1.14   1.05   1.08   1.17

20热塑性聚酯基聚氨酯水乳液，具有65％的固体物质、阴离子颗 粒电荷、约2微米的粒径、7.5的pH值和400厘泊(Brookfield LVF) 的粘度(25℃)。

21热塑性聚酯基聚氨酯水分散体，具有62％的固体物质、约10的 pH值和约0.8-2.5微米的乎均粒径。

22ORPAC BORON NITRIDE RELEASECOAT-CONC在水悬浮液中的氮化 硼颗粒，购自ZYP Coatings，Inc.(Oak Ridge，Tennessee)。

将每种以上涂覆玻璃纤维样品和对比样品的复合材料样品在270 ℃，在约7MPa(975psi)下挤塑48秒，得到254×254×3.175毫米(10 ×10×0.125英寸)板。评估每种试样在以下给出的玻璃含量下的以下 性能：按照ASTMD-638M法的拉伸强度、拉伸伸长率和拉伸模量；按照 ASTM D-790法的弯曲强度和弯曲模量；以及按照ASTM D-256法的缺 口和无缺口的悬臂梁冲击强度。

表2给出了使用常规尼龙6，6基质树脂形成的复合材料的测试结果。

                                                       表2   单位   K   L   M   N   对比样品   拉伸强度   Kpsi   27.1   27.6   27.3   27.4   26.2   MPa   186.9   190.34   188.27   188.96   180.68   拉伸伸长率   ％   3.32   3.37   3.36   3.42   3.32   拉伸模量   Mpsi   1.48   1.55   1.47   1.44   1.51   GPa   10.2   10.7   10.1   9.9   10.4   弯曲强度   Kpsi   44.6   46.3   45.7   45.5   44.0   MPa   307.6   319.3   315.2   313.8   303.4   弯曲模量   Mpsi   1.52   1.56   1.54   1.54   1.5   GPa   10.5   10.7   10.6   10.6   10.6   缺口悬臂梁冲击   ft   lbf/in   1.86   2.24   1.94   1.63   1.16   KJ/m2   7.89   9.50   8.23   6.91   4.92   无缺口悬臂梁冲   击   ft   lbf/in   21.8   22.9   21.1   20.5   22.0   KJ/m2   92.43   97.10   89.46   86.92   93.28   玻璃含量   ％   32.9   32.6   32.4   32.3   32.4

如表2所示，与具有类似组分但在尼龙6，6补强材料中不含氮化 硼的对比样品相比，按照本发明涂有氮化硼颗粒的玻璃纤维束(样品 K-N)具有较高的拉伸强度和缺口悬臂梁冲击性能以及类似的拉伸伸长 率和模量、弯曲强度和模量以及无缺口悬臂梁冲击性能。如果在类似 条件下使用尼龙6树脂进行评估，观察不到在拉伸强度和缺口悬臂梁 冲击性能上的改进。

                             实施例2

将组分以表3所给出的量进行混合，形成按照本发明的含水成型 上浆组合物P-S。每种含水成型上浆组合物按照以上讨论的类似方式 来制备。以总重计，每种组合物中包含低于约1％重量的乙酸。

将表3的每种含水成型上浆组合物施用到G-31 E-玻璃纤维束上。 每种成型上浆组合物具有约10％重量的固体物质。

                                                 表3                  以总固体物质计的组分的重量百分数                              样品№   组分   P   Q   R   S   热塑性聚氨酯成膜聚合物23   23   28.75   28.75   23   热塑性聚氨酯成膜聚合物24   34.45   43.1   43.1   34.45   聚氧亚烷基多元醇共聚物   0.22   0.27   0.27   0.22   环氧化聚酯润滑剂   4.8   6.0   6.0   4.8   γ-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂   1.84   2.3   2.3   1.84   γ-脲基丙基三乙氧基硅烷偶联剂   2.22   2.78   2.78   2.22   氨基官能有机硅烷偶联剂   0.1   0.12   0.12   0.1   氮化硼粉末颗粒25   33.3   16.7   0   0   滑石粉末颗粒26   0   0   16.7   33.3   烧失量(％)   0.52   0.81   0.80   0.64

23热塑性聚酯基聚氨酯水乳液，具有65％的固体物质、阴离子颗 粒电荷、约2微米的粒径、7.5的pH值和400厘泊(Brookfield LVF) 的粘度(25℃)。

24热塑性聚酯基聚氨酯水分散体，具有62％的固体物质、约10的 pH值和约0.8-2.5微米的平均粒径。

25PolarThermPT 160氮化硼粉末颗粒，购自Advanced Ceramics Corporation(Lakewood，Ohio)。

26VANTALC 2003滑石粉末颗粒，购自R.T.Vanderbilt Company (Norwalk，Connecticut)。

在以上实施例1给出的条件下，将每种以上涂覆玻璃纤维样品和 以上表1的对比样品的复合材料样品挤塑得到400×400×2.5毫米(16 ×16×0.100英寸)板。评估每种试样在以下给出的玻璃含量下的以下 性能：按照实施例1所述的拉伸强度、拉伸伸长率、拉伸模量、缺口 和无缺口的悬臂梁冲击强度。

使用Henter D25-PC2A型色度计，针对厚度3.175毫米(1/8英寸) 和直径76.2毫米(3英寸)的复合材料进行颜色测试。为了评估材料的 使用特性，针对短玻璃纤维的样品进行漏斗流动测试。漏斗为18英寸 长，且顶部有一个直径17英寸的开口，底部有一个2英寸开口。振动 该漏斗，然后记录20磅样品材料流过漏斗的时间。PD-104试验是评 估短玻璃纤维样品对成丝的阻抗。将60克样品、140克磨料(购自 Hammon Products Comapany的磨碎胡桃壳颗粒№6/10)和常规的泡沫 型抗静电干燥剂片密封在4升不锈钢烧杯中，然后使用Red Devil 5400E3型涂料振动器进行振动6分钟。将振动后的材料用№5和№6 美国标准测试筛进行筛分。收集在筛子上的细毛材料相对原始样品的 重量百分数记录如下。

表4给出了针对使用样品P-S和对比样品(使用尼龙6，6基质树脂) 形成的复合材料的测试结果。

                                                           表4   单位   P   Q   R   S   对比样品   拉伸强度   kpsi   29.5   28.6   28.7   27.7   29.6   MPa   203.5   197.2   197.9   191.0   204.1   拉伸伸长率   ％   3.03   3.05   2.98   2.97   3.01   拉伸模量   kpsi   1866   1779   1720   1741   1748   GPa   12.86   12.26   11.86   12.0   12.05   缺口悬臂梁冲击   ft lbf/in   2.10   1.96   1.94   1.78   2.26   KJ/m2   8.90   8.31   8.23   7.55   9.58   无缺口悬臂梁冲   击   ft lbf/in   24.9   23.4   22.8   22.2   26.4   KJ/m2   105.58   99.22   96.67   94.13   111.94   实际烧失量   ％   0.81   0.52   0.80   0.64   1.17   PD 104   ％   1.3   0.7   0.1   1.4   0.1   漏斗流动   秒   13.8   15.2   15.4   23.5   13.0   白度指数   -15.1   -12.0   -17.6   -18.5   -18.2   黄度指数   40.0   37.5   42.5   43.4   43.6   玻璃含量   ％   33.30   33   32.90   31.70   33.80

如表4所示，与具有类似组分但在尼龙6，6补强材料中不含氮化 硼的对比样品相比，按照本发明涂有氮化硼颗粒的玻璃纤维束(样品 P-S)具有改进的白度和黄度以及类似的拉伸强度、伸长率和模量、弯 曲强度和模量、以及缺口和无缺口的悬臂梁冲击性能。

                         实施例3

将组分以表5所给出的量进行混合，形成按照本发明的含水成型 上浆组合物T和U。每种含水成型上浆组合物按照以上讨论的类似方 式来制备。以总重计，每种组合物中包含低于约1％重量的乙酸。表5 给出了针对使用样品T和U以及对比样品(使用尼龙6，6基质树脂)形 成的复合材料的白度和黄度测试结果。颜色测试是针对厚度3.175毫 米(1/8英寸)且直径76.2毫米(3英寸)的复合材料，使用Hunter D25-PC2A型色度计进行的。

                                                   表5                    以总固体物质计的组分的重量百分数                                样品№   组分   T   U   对比样品   热塑性聚氨酯成膜聚合物27   31.35   28.75   34.4   热塑性聚氨酯成膜聚合物28   46.9   43.1   51.6   聚氧亚烷基多元醇共聚物   0.3   0.27   0.3   环氧化聚酯润滑剂   6.55   6.0   7.2   γ-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂   2.5   2.3   2.7   γ-脲基丙基三乙氧基硅烷偶联剂   3.0   2.78   3.3   氨基官能有机硅烷偶联剂   0.1   0.12   0.1   在水悬浮液中的氮化硼颗粒29   9.1   16.7   0   白度指数   -16.3   -15.0   -20.7   黄度指数   39.3   38.1   42.7

27热塑性聚酯基聚氨酯水乳液，具有65％的固体物质、阴离子颗 粒电荷、约2微米的粒径、7.5的pH值和400厘泊(Brookfield LVF) 的粘度(25℃)。

28热塑性聚酯基聚氨酯水分散体，具有62％的固体物质、约10的 pH值和约0.8-2.5的平均粒径。

29ORPAC BORON NITRIDE RELEASECOAT-CONC在含水分散体中的氮 化硼颗粒，购自ZYP Coatings，Inc.(Oak Ridge，Tennessee)。

如表5所示，与不含氮化硼的类似配方的对比样品相比，分别按 照本发明涂有含氮化硼颗粒的上浆组合物的样品T和U在尼龙6，6中 具有较低的白度指数。

                          实施例4

按照类似于以上讨论的方式，将各组分以表6中所给出的量进行 混合，形成按照本发明的含水上浆组合物A-D。每种组合物中包含低 于1％重量的乙酸。

                                               表6                   以总固体物质计的组分的重量百分数                             样品№   组分   A   B   C   D  对比样品№1   热塑性聚酯成膜聚合物30   28.6   29.1   31.58   50.71   28.9   热塑性聚酯成膜聚合物31   43.7   39.1   0   0   44.1   环氧成膜聚合物32   0   0   21.05   0   0   聚乙烯基吡咯烷酮33   0   9.7   15.79   15.21   0   环氧官能有机硅烷偶联剂34   2.3   2.3   8.42   8.11   2.3   丙烯酸系官能有机硅烷偶联剂35   4.7   4.8   0   0   4.8   氨基官能有机硅烷偶联剂36   0   0   8.42   8.11   0   聚氧亚烷基嵌段共聚物37   10.7   5.6   0   0   10.9   乙氧基化辛基苯氧基乙醇38   0   0   4.74   6.39   0   聚酰胺39   4.8   4.8   0   0   4.8   表面活性剂40   3.6   3.6   4.74   6.39   3.6   有机润滑剂41   0   0   4.21   4.06   0   聚氧化乙烯聚合物42   0.6   0   0   0   0.6   氮化硼粉末颗粒43   1.0   1.0   0   0   0   在水悬浮液中的氮化硼颗粒44   0   0   1.05   1.01   0

30RD-847A聚酯树脂，购自Borden Chemicals(Columbus，Ohio)。

31DESMOPHEN 2000聚己二酸乙二醇酯，购自Bayer(Pittsburgh， Pennsylvania)。

32EPI-REZ3522-W-66，购自Shell Chemical Co.(Houston， Texas)。

33PVP K-30聚乙烯基吡咯烷酮，购自ISP Chemicals(Wayne，New Jersey)。

34A-187(γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷)，购自OSi Speciaities.Inc.(Tarrytown，New York)。

35A-174(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)，购自OSi Specialties.Inc.(Tarrytown，New York)。

36A-1100(氨基官能硅烷偶联剂)，购自Osi Specialties.Inc. (Tarrytown，New York)。

37PLURONICTM F-108聚氧化丙烯-氧化乙烯共聚物，购自BASF Corporation(Parsippany，New Jersey)。

38IGEPAL CA-630乙氧基化辛基苯氧基乙醇，购自GAF Corporation(Wayne，New Jersey)。

39VERSAMID 140聚酰胺，购自General Mills Chemicals，Inc。

40MSCOL NP-6壬基酚表面活性剂，购自BASF(Parsippany，New Jersey)。

41EMERY6760润滑剂，购自Henkel Corporation(Kankakee， Illinois)。

42POLYOX WSR-301聚氧化乙烯聚合物，购自Union Carbide (Danbury，Connecticut)。

43PolarThermPT 160氮化硼粉末颗粒，购自Advanced Ceramics Corporation(Lakewood，Ohio)。

44ORPAC BORON NITRIDE RELEASECOAT-CONC在含水悬浮体中的氮 化硼颗粒，购自ZYP Coatings，Inc.(Oak Ridge，Tennessee)。

将含水成型上浆(forming size)组合物A-D和对比样品№1涂覆 到E-玻璃纤维束上。每种成型上浆组合物具有约2.5％重量的固体物 质。以与使用常规的加捻设备类似方式，将每种涂覆玻璃纤维束加捻 形成纱线并绕到线轴上。

评估样品A-D、对比样品№1和对比样品№245的纱线的几种物理性 能，如烧失量(LOI)、喷气相容性(空气阻力)、摩擦力和断丝。

(45PPG Industries，Inc.的1383市售纤维玻璃纱线产品。)

每种样品三次试验的平均烧失量(除以玻璃和干燥成型上浆组合 物总重的成型上浆组合物固体物质的重量百分数)在表7中给出。

评估每种纱线的空气阻力或张力，即，将纱线以274米(300码)/ 分钟的受控加料速率加料通过一个将张力施加到纱线上的格纹理线 (checkline)张力仪、以及一个空气压力310kPa(45磅/平方英寸) 的Ruti2毫米直径气嘴。

另外评估样品和对比样品的摩擦力，即，随着样品以274米(300 码)/分钟的速率拉过一对常规张力测量设备，将约30克的张力施加到 每种纱线样品上，其中该对设备具有一个安装在它们之间的约5厘米 (2英寸)直径的静止铬柱，用于将纱线从该张力测量设备之间的直线 通路位移约5厘米。下表7给出了力的差异(克)。摩擦力试验用于模 拟纱线在进行织造操作时受到的摩擦力。

另外使用磨耗试验机来评估每种样品和对比样品的断裂长丝。随 着每种试验样品以0.46米(18英寸)/分钟的速率拉过磨耗试验装置5 分钟，将200克张力施加到每种试验样品上。评估每种样品和对比样 品的两次试验，然后将断裂长丝的平均数记录于下表7。磨耗试验机 由两排平行的钢筘组成，每排都相距约1英寸。将每种试验纱线样品 在第一排筘的两个相邻筘之间贯穿，然后在第二排筘的两个相邻筘之 间贯穿，但在筘排之间迁移0.5英寸间距。在与纱线运动方向平行的 方向上，以240周期/分钟的速率，将筘在4英寸长度上来回交替移动。 下表7给出了样品A-D和对比样品在磨损时的空气阻力、摩擦力和断 裂长丝的结果。

                                                         表7                                 样品   A   B   C   D   对比样品1   对比样品2   LOI(重量百分数)   0.35   0.30   0.52   0.40   0.33   0.75   空气阻力(克)   68.5   84.9   37.3   47.1   36.4   19.0   摩擦力(克)   24.7   18.3   -   -   23.9   38.1   每码纱线的断裂长丝数   2.0   1.0   -   -   3.8   1.0

如表7所示，与对比样品相比，涂有按照本发明包含氮化硼的上 浆组合物的样品A和B具有较少的断裂长丝、低摩擦力和较高的空气 阻力值。样品C和D的空气阻力值也比对比样品要高。空气阻力试验 是一种相对试验，用于模拟喷气织布机的引纬工艺，其中通过喷气推 进将纱线传送穿过织布机。更容易通过喷气成丝的纱线产生较大的用 于喷气推进的表面积，这可帮助纱线传送穿过织布机并增加生产率。 样品A-D(按照本发明制成的样品)的空气阻力值高于对比样品，这表 示喷气相容性优异。

                          实施例5

按照以上讨论的类似方式，将每种组分以表8所给出的量进行混 合，形成按照本发明的含水成型上浆组合物E、F、G和H以及对比样 品。以总重计，每种组合物中包含低于约1％重量的乙酸。

将表8的每种含水成型上浆组合物施用到G-75E-玻璃纤维束上。 每种成型上浆组合物具有约6-25％重量的固体物质。

                                                表8                    以总固体物质计的组分的重量百分数                              样品№   组分   E   F   G   H   对比样品   环氧成膜聚合物46   16.12   63.54   16.12   63.54   60.98   聚乙烯基吡咯烷酮47   1.31   5.18   1.31   5.18   4.97   聚氧乙基化植物油48   1.63   6.44   1.63   6.44   6.18   乙氧基化辛基苯氧基乙醇49   1.63   6.44   1.63   6.44   6.18   聚乙二醇单月桂酸酯50   0.79   3.11   0.79   3.11   2.98   环氧官能有机硅烷偶联剂51   3.17   12.51   3.17   12.51   12.00   有机润滑剂52   0.40   1.56   0.40   1.56   1.50   聚乙烯乳液53   0   0   0   0   4.61   氮化硼粉末颗粒54   74.78   1.00   0   0   0   在水悬浮液中的氮化硼颗粒55   0   0   74.78   1.00   0

46EPON 826，购自Shell Chemical Company(Houston，Texas)。

47PVP K-30聚乙烯基吡咯烷酮，购自ISP Chemicals(Wayne，New Jersey)。

48ALKAMULS EL-719聚氧乙基化植物油，购自Rhone-Poulenc。

49IGEPAL CA-630乙氧基化辛基酚苯氧基乙醇，购自GAF Corporation(Wayne，New Jersey)。

50KESSCO PEG 600聚乙二醇单月桂酸酯，购自Stepan Company(Chicago，Illinois)。

51A-187γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷，购自OSi Specialties.Inc.(Tarrytown，New York)。

52EMERY6717部分酰胺化聚乙烯亚胺，购自Henkel Corporation(Kankakee，Illinois)。

53Protolube HD高密度聚乙烯乳液，购自Sybron Chemicals(Birmingham，New York)。

54PolarThermPT 160氮化硼粉末颗粒，购自Advanced Ceramics Corporation(Lakewood，Ohio)。

55ORPAC BORON NITRIDE RELEASECOAT-CONC在水悬浮液中的氮化 硼颗粒，购自ZYP Coatings，Inc.(Oak Ridge，Tennessee)。

按照使用常规的加捻设备类似方式，将每种涂覆玻璃纤维束加捻 成纱线并绕在线轴上。样品F和H的纱线在加捻时具有最小的上浆落 浆，而样品E和G的纱线在加捻时具有严重的上浆落浆。

按照类似于以上实施例4的方式，评估样品E-H和对比样品的纱 线的空气阻力，但不同的是在表9给出的压力下测定两个线轴样品的 空气阻力值。使用购自SDL International Inc.(England)的Shirley 型№84 041L断裂长丝检测器，评估每种纱线在200米/分钟下的每 1200米纱线的平均断裂长丝数。这些值表示测量每种纱线的4个线轴 时的平均值。断裂长丝值根据取自全线轴、从线轴上退绕的136克 (3/10磅)和272克(6/10磅)纱线的部分进行记录。

下表9还评估了每种纱线的门式张力测试情况。按照门式张力方 法测得的断裂长丝数这样测定：将纱线样品从线轴上以200米/分钟的 速率退绕，将纱线穿绕通过一系列8个平行的陶瓷针，然后将纱线经 过以上讨论的Shirley断裂长丝检测器以数出断裂长丝数。

                                                   表9  每米纱线的断裂长丝数 样品E  样品F 样品G  样品H 对比样品  全线轴 0.887  0.241 大于10  0.065  0.192  136克(3/10磅) 0.856  0.017 大于10  0.013  0.320  272克(6/10磅) 0.676  0.030 大于10  0.101  0.192  门式张力(每米的毛数)     门2  -  0.039  -  0.0235  0.721     门3  -  0.025  -  0.028  0.571     门4  -  0.0125  -  0.068  0.4795     门5  -  0.015  -  0.093  0.85     门6  -  0.0265  -  0.118  0.993     门7  -  0.0695  -  0.31  1.0835     门8  -  0.117  -  0.557  1.81     空气阻力(克)   25psi   线轴1  -  10.420  -  10.860  11.610   线轴2  -  10.600  -  7.850  11.610   30psi   线轴1  -  11.690  -  12.500  13.680   线轴2  -  12.200  -  8.540  13.850   35psi   线轴1  -  13.490  -  14.030  15.880   线轴2  -  13.530  -  9.570  15.630   40psi   线轴1  -  14.740  -  14.110  17.560   线轴2  -  14.860  -  11.010  17.610   45psi   线轴1  -  16.180  -  16.390  19.830   线轴2  -  16.680  -  12.700  18.950   50psi   线轴1  -  17.510  -  19.280  22.410   线轴2  -  17.730  -  14.000  20.310   55psi   线轴1  -  19.570  -  23.350  29.350   线轴2  -  19.660  -  20.250  26.580

尽管表9的测试结果似乎表明，按照本发明的样品E-H一般具有 比对比样品较高的耐磨性，但据信这些结果并非确定性的，因为据信 未存在于样品E-H中的对比样品的聚乙烯乳液组分有助于纱线的耐磨 性能。

实施例6

将5层ADFLO-CTM针刺短玻璃纤维垫(购自PPG Industries，Inc.) 堆叠形成表面重量约4614克/平方米(15盎司/平方英尺)的垫。每种 样品的厚度为约25毫米(约1英寸)。将4个8平方英寸的这种垫样品 加热至约649℃(约1200°F)以从样品上基本上去除所有的上浆组分。

使用两种未涂覆的样品作为对比样品。另两种样品浸渍并饱和在 由1150毫升ORPAC BORON NITRIDE RELEASECOAT-CONC(在水分散体中 的25％重量氮化硼颗粒)和150毫升5％重量A-187(γ-缩水甘油氧基 丙基三甲氧基硅烷)水溶液组成的含水涂料组合物的浴液中。含水涂料 组合物的总固体含量为约18.5％重量。施用到每种垫样品上的氮化硼 颗粒的量为约120克。将涂覆垫样品在空气中在约25℃的温度下干燥 过夜，然后在约150℃的炉中加热约3小时。

根据ASTM C-177法(在此将其作为参考并入本发明)，评估每组 样品在约300K(约70°F)的温度下，在空气中的导热率和耐热性。每种 样品的导热率和耐热性的数值在下表10中给出。

                                               表10                         样品   X   对比样品  厚度(英寸)   1.09   1.0  (厘米)   2.77   2.54  温度(°F)   75.62   74.14  (℃)   24.23   23.41  导热率  Btu英寸/小时·平方英尺·°F   0.373   0.282  瓦/米·K   0.054   0.041  耐热性  小时·平方英尺·°F/BTU   2.92   3.55  米2·K/瓦   0.515   0.626

参照表10，按照本发明涂有氮化硼颗粒的测试样品在约300K下的 导热率大于未涂覆氮化硼颗粒的对比样品的导热率。

                           实施例7

由涂有以下实施例5的上浆剂G的G-75纱线和购自PPG Industries，Inc.的1062玻璃纤维纱线的样品，制备出长丝卷绕的圆 柱状复合材料。该圆柱体这样制成：由纱线供料拉伸8头纱线、用以 下给出的基质涂覆该纱线，然后使用常规的长丝卷绕装置将纱线长丝 卷绕成圆柱状。每种圆柱体高12.7厘米(5英寸)，内径为14.6厘米 (5.75英寸)且壁厚0.635厘米(0.25英寸)。

所述基质材料是100份EPON 880环氧树脂(购自Shell Company)、 80份AC-220J甲基四氢邻苯二甲酸酐(购自Newark，New Jersey的 Andydrides and Chemicals，Inc.)和1份ARALDITEDY 062苄基二 甲基胺促进剂(购自Giba-Geigy)的混合物。该长丝卷绕圆柱体在100 ℃下固化2小时，然后在150℃固化3小时。

每种测试样品在空气中的径向热扩散系数(导热率/(热容量×密 度))这样测定：将样品的圆柱体壁的一面暴露于6.4kJ闪光灯，然后 使用CCD阵列红外照相机以每秒最高2000帧的速率读出该壁相对面上 的温度变化。另外沿着纱线的长度(圆周)和沿着圆柱体长度或高度(轴 向)测定热扩散系数值。测试结果在下表11中给出。

                                          表11                        热扩散系数(毫米2/秒)   径向   轴向   圆周   样品   0.37   0.33   0.49   对比样品   0.38   0.38   0.57

参照表11，测试样品(涂有少量的氮化硼)的热扩散系数值小于未 涂覆氮化硼的对比样品。长丝卷绕圆柱体中的气隙和小的样品测试面 积是可能影响这些结果的因素。

根据以上描述可以看出，本发明提供了具有耐磨涂层的玻璃纤维 束，该涂层在高湿度、反应性酸和碱的存在下可产生良好的热稳定性、 低腐蚀性和反应性、以及与各种聚合物基质的相容性。这些纤维束可 以是加捻的或切短的，成型为粗纱、短垫或连续束垫，或织造或针织 成用于各种各样用途的织物，如用于复合材料如印刷电路板的补强材 料。

本领域熟练技术人员可以看出，可以对上述实施方案进行各种变 化而不背离其广义的创造性概念。因此要理解，本发明并不局限于所 公开的特定实施方案，但意味着覆盖由所附权利要求定义的本发明主 旨和范围内的各种改进。

相关专利的相互参考

本专利申请是题为“浸渍玻璃纤维束以及包括它的产品”的美国 专利申请系列№09/034077(B.Novich等人，1998年3月3日递交)的 部分继续申请。

本专利申请涉及题为“用于抑制玻璃纤维束磨耗的方法”的 B.Novich等人的美国专利申请系列_________(它是1998年3月3日递 交的美国专利申请系列№09/034078的部分继续申请)；题为“导热性 无机颗粒涂覆的玻璃纤维束以及包括它的产品”的美国专利申请系列 №09/034663(B.Novich等人，1998年3月3日递交)的部分继续申请。 题为“无机润滑剂涂覆的玻璃纤维束以及包括它的产品”的B.Novich 等人的美国专利申请系列__(它是1998年3月3日递交的美国专利申 请系列№09/034525的部分继续申请)；题为“无机颗粒涂覆玻璃纤维 束以及包括它的产品”的B.Novich等人的美国专利申请系列 (它是1998年3月3日递交的美国专利申请系列№09/034056的部分 继续申请)；以及题为“玻璃纤维补强的层压件、电子电路板和装配物 的方法”的B.Novich等人的美国专利申请系列________(它是1998 年8月6日递交的美国专利申请系列№09/130270的部分继续申请)。 现将上述内容均引入本文作参考。