[其他]纤维增强的热塑性聚合物复合物及其制造方法

说明书

纤维增强的热塑性复合物包括增强纤维，围绕着上述增强纤维的第一种热塑性聚合物和放在上述增强纤维和上述第一种热塑性聚合物之间的上述第二种热塑性聚合物；上述第二种热塑性聚合物是与上述第一种热塑性聚合物不同的而且是相容的，以及能润湿上述增强纤维的：且能制造这种复合物的方法。

本发明涉及一种纤维增强的热塑性复合材料，在这种材料中，是通过添加第二种热塑性聚合物来保证第一种基质聚合物与纤维之间能够紧密结合，所述第二种聚合物能与第一种聚合物相容并促进纤维的润湿。制造上述复合材料是通过用促进润湿的第二种热塑性聚合物涂覆纤维，在加热状态下，再把第一种热塑性聚合物粘到上述的促进润湿的聚合物上。

法国专利2，414，995号和2，463，221号表明，能够制造以纤维增强的热塑性聚合物为基础的复合材料，但是其中热塑性涂覆聚合物总是直接与纤维接触。人们发现用于此目的的普通热塑性塑料不具备足以确保与纤维紧密接触的润湿性能。结果造成复合材料的结构不够均匀，这种结构必然导致最终产品的机械性能的降低。法国专利1，578，394提出，通过在上述聚合物溶液中浸泡作为填料的有机纤维而将其涂覆，然后除去溶剂并将干燥了的纤维体系制成为粒状，以便保护上述有机纤维。然后，将这粒状材料与没有填料的同种聚合物混合，制成一种复合物。这种复杂的并且会使纤维遭到破坏的方法与上述两份专利中叙述的技术相比，在增进上述纤维与聚合物之间的紧密接触方面没有任何改进，而且其中并没有寻求降低上述不均匀性。

为了保护纤维并避免纤维在研磨期间断裂，美国专利3，863，758号提出预先制备一种夹芯料，该夹芯料由涂了聚合物粉末的纤维形成，之后，将整个夹芯体系封入由同样的聚合物制成的薄膜中，然后将这种夹芯料模塑成复合材料。因为使用一种普通聚合物来涂覆纤维，所以存在与上述法国专利2，414，995号和2，463，221号同样的问题。

根据本发明制造复合材料的方法制备的复合材料具有改进的机械性能，这是由于加入了能促进普通热塑性聚合物和纤维之间润湿性的第二种热塑性聚合物。

简单地说，本发明包括一种纤维增强的热塑性聚合物复合材料及其制备方法，该复合材料含有增强纤维、包覆着上述增强纤维和第一种热塑性聚合物和介于增强纤维和第一种热塑性聚合物之间的第二种热塑性聚合物;该第二种热塑性聚合物与该第一种热塑性聚合物不同，但能与该第一种热塑性聚合物相容，以及能润湿上述的增强纤维。

本发明的实质特征是将与第一种聚合物相容的第二种聚合物涂覆在整个纤维表面上，并致密地渗入表层里面，由于可与所述第一种聚合物相容，所以能制成均质的复合材料。在先有技术中，虽然采取了一些措施在制造复合材料期间保护纤维，但是从来没有注意到纤维与聚合物之间的接触问题。人们总是错误地认为在复合材料中嵌进纤维就足以保证良好的增强性能。当考虑到与树脂的接触，纤维的润滑作用将是足够的，因为发现两种认真选择的聚合物的结合会明显地改进复合材料的性能。

要想获得复合材料的均质性，绝对需要两种热塑性聚合物是相容的。虽然这种相容性实际上是相当重要的，并且是为本技术领域的技术人员所熟知的，但它是一种从没有以完全令人满意的方式科学地进行过定义的特性。这里不去讨论那些很有争议的与所讨论的聚合物的部分互相可混合性有关的细节，从本发明的角度讲，如果两种聚合物混合后所得到的材料的机械强度接近或超过其中较差的聚合物的强度，那么就认为这两种聚合物是相容的。根据这个定义，适合于本发明的相容的配对聚合物包括：

高密度接枝聚乙烯-低密度聚乙烯

高密度接枝聚乙烯-乙烯-醋酸乙烯（EVA）共聚物

接枝EVA-聚氯乙烯;

接枝聚丙烯-聚丙烯;

有序聚（醚-酰胺）共聚物-聚酰胺;

带有官能团（例如：α，ω-二胺;α，ω-二酸;α-胺;ω-酸;一元胺）的聚酰胺-聚酰胺;

改性EVA-EVA或低密度聚乙烯（LD-PE），和

线型接枝低密度聚乙烯（L-LD-PE）-L-LD-PE或LD-PE。

相反，氯乙烯均聚物和苯乙烯均聚物是不相容的。