[发明专利]增强型PVC塑料溶胶树脂的制备方法以及由其制备的产品

说明书

技术领域

本发明涉及经改善的复合材料及其制造方法。更具体地说，本发明涉及塑料溶胶在拉挤成型体系中的应用以及用于制造性能得到改善的复合结构的应用。

背景技术

拉挤成型是用于形成复合结构的公知技术。通常，拉挤成型包括以下步骤：将多个无端的补强物退绕，将补强物整理为层状的排列，用树脂将补强物润湿和/或浸透，并且将层状的排列输送通过拉挤成型模具(在该拉挤成型模具中，形成横截面形状并且使树脂固化或部分固化)。部分固化在本领域中称为“B”阶化。

以横梁、肋条、“J”形加劲肋、“C”形槽和“I”形梁的形式存在的结构部件本身非常适合于拉挤成型制造工艺。复合结构材料的比强度高出金属合金许多倍。这使得其在航天工业中得到广泛应用。预计其他行业将随着对叠层复合材料的进一步改善而受益。

补强物最通常为石墨的织物或纤维束、玻璃丝、芳纶等。补强物通常根据强度和重量以及特定补强物被所选树脂润湿的能力进行选择。在一些情况下，当树脂完全浸透补强物而使得复合材料的最终横截面是其中分布有成层的带状补强物的连续型聚合树脂时，会达到最大强度。如果树脂没能完全润湿和浸透补强物，则复合材料的强度受损。在这种情况下，横截面是不连续的，这是因为其中存在没有聚合树脂的区域或具有未充分聚合的树脂的区域，所以不能达到最大强度。对于给定的树脂选择而言，可形成补强物的材料的选择是有限的。反之，对于给定的补强物选择而言，必须选择会充分浸透补强物或强烈附着于补强物上的树脂。

树脂的性质还必须适合拉挤成型工艺的需要。其适用期必须足够长以允许制造足够长度的复合材料，而不发生过早固化或者老化。树脂还必须能够在合理长的期限内固化。最优选的是，树脂可以在其驻留于拉挤成型模具中的期间发生固化，以避免在离开模具之后树脂松弛或流动。如果固化时间长，则输送补强物通过模具的速率降低，并且制造设备的生产力变得差强人意，而且复合材料的成本增加。已知聚酯树脂、乙烯基酯、聚氨酯和环氧树脂适合于拉挤成型工艺。示例性的拉挤成型方法、材料和技术在美国专利No.5,989,376、5,176,865、5,084,222、4,338,363、5,556,496、4,754,015、4,861,621和4,842,667中有所提供。

扩展可以用拉挤成型工艺得到的复合结构已经是长久以来的目标。在许多情况中，这个目标被可用树脂的有限选择所阻碍。本发明的一个目的是提供一种使用新的树脂的拉挤成型工艺，该工艺可以扩展复合材料所能获得的性质和复合材料可投入的应用。

发明概述

本发明的目的是提供制造经改善的复合叠层材料的方法。

本发明的目的是提供用于制造经改善的复合叠层材料的新的树脂体系。

本发明另一个目的是提供拉挤成型装置、及其使用方法，它们可以用于制造新的复合叠层材料。

本发明的又一个目的是提供这样一种方法，通过该方法可以改善拉挤成型材料的性质，从而产生性能得到改善的复合叠层材料。

本发明的显著优点在于可以利用相对便宜和容易得到的材料实现该方法。

本发明的显著优点在于所述新的树脂体系允许利用相对便宜和容易得到的材料。

本发明的显著优点是拉挤成型的塑料溶胶产品适合用作补强筋。特别是，拉挤成型的塑料溶胶产品可用作挤出产品中的补强筋(增强筋)，并且该塑料溶胶产品具有耐化学品性和低成本的优点。

可以从本文中的教导认识到这些优点及其他优点，本文中提供了制造复合叠层材料的方法，该方法包括以下步骤：

a)形成由至少两个长形补强物构成的材料束；

b)使该材料束与塑料溶胶接触；并且

c)使塑料溶胶转化或固化而形成复合叠层材料。

本发明的另一个实施方案是提供用于形成具有预定外形的叠层复合材料的拉挤成型机。该装置包括用于提供长形补强物的至少两个卷轴。整理机接收长形的补强物并且将补强物布置为成层状关系，以形成层状的长形材料束(layered elongated bundle)。供料部件用塑料溶胶润湿层状的长形材料束，以形成经润湿的长形材料束。经润湿的长形材料束被输送通过拉挤成型模具，在该模具中，经润湿的层状材料束被成形为预定的外形。转化装置使经润湿的层状材料束固化或转化为叠层复合材料。

特别优选的实施方案是包含这样的补强材料的挤出物，其中所述补强材料包含纤维增强型塑料溶胶。

另一个实施方案是提供用于形成增强型挤出物的方法。该方法包括：

a)形成聚氯乙烯挤出物；

b)用补强物缠绕挤出物，其中所述补强物已用含有PVC和增塑剂的树脂润湿；并且