[发明专利]包括纤维以及至少一种氯乙烯聚合物的复合材料的制造和用途

说明书

本申请要求2011年4月11日提交的法国申请号1153150以及2011年11月8日提交的法国申请号1160168的优先权，为了所有的目的将这些申请的全部内容通过引用结合在此。

本发明涉及一种用于制造复合材料的方法，这种复合材料包括纤维以及至少一种氯乙烯聚合物。本发明还涉及这种复合材料本身。本发明进一步涉及这种复合材料用于形成物品或用于制造强化物体的用途并且还涉及这些物品或强化物体本身以及强化的型材。

很多木构件连接元件例如框架、构架、边框以及窗口的中横框、挡板、门和闸门经常是基于PVC（聚氯乙烯）形成的，这给予它们耐久性、抗腐蚀性以及热绝缘性能，同时仅要求最低量的维护。然而，从某些尺寸开始它们缺乏刚性。

确实，用于这些木构件连接元件结构的这些PVC型材总体上是空心的以便减轻它们并且产生具有热绝缘作用的腔室。然而，PVC固有的一个问题是其低的弹性模量并且因此其在应力下的可变形性，尤其当固定点之间的跨度大时。

刚性的缺乏可以通过用金属强化物并且尤其是钢（参见文件DE19933099）或铝强化物对这些框架进行强化来克服。然而，金属强化物的使用在这种框架的这些型材内产生了热桥，从而通过热传导率的增加导致了显著的热损耗。此外，这些金属强化物的存在使得这些型材的报废回收复杂化。

为了抵消这种热传导率的增加，已经提出使用由热固性树脂构成的强化物（拉挤（pultruded）插件），这些热固性树脂具有纤维，优选地连续的玻璃、芳族聚酰胺或碳的纤维（文件GB2144472或EP0441449）。然而，使用具有玻璃纤维的热固性树脂是昂贵的。至于在文件US2004/062915中描述的通过纤维素纤维强化的热塑性复合材料，它们是更加湿度敏感的并且因此是更不耐用的。

常规地，通过引入一种金属插件或一种拉挤插件而强化的PVC型材是不可回收利用的或是难以再利用的。通过一种拉挤插件强化的型材的另一个缺点是以下事实，即就像对于金属强化物一样，必需手动地引入这种强化物，这增加了它们的生产成本。

在文件EP1276602中描述了包括一种PVC型材的木构件连接元件，这种PVC型材被至少一种由纤维组成的强化带强化，这些纤维由聚酯制成，具体地由掺和有连续玻璃纤维的PET（聚对苯二甲酸乙二酯）或PBT（聚对苯二甲酸丁二酯）制成；以一种纵向的并且平行的方式来安排这些聚合物纤维以及玻璃纤维。对这些纤维带、或粗纱进行加热（以便熔化这种聚合物）、压制并且最后嵌入这种最终PVC型材的外部以及相对壁上以便提供足够的刚性并且由此避免使用金属插件或拉挤插件。即使获得了高的机械性能并且避免了这种金属或拉挤型材的手动插入（由于这种使用卷筒的制造方法，这些卷筒使之有可能展开连续的纱，这些纱包括连续的长丝以及一种掺和在一起的热塑材料），这种方法还是具有很多缺点。这种系统的这些缺陷之一是在最终产品中结合在熔化状态是不相容的两种不同的热塑材料（一方面是一种聚酯（例如PET或PBT）并且另一方面是PVC），这不仅使得这种型材的再利用变得困难，而且使得生产废料以及还有坯料在这些型材的生产线上的再利用变得不可能。另一个缺陷是这些强化物的纵向脆性，这些强化物在多向的冲击过程中优选地沿着这些纤维断裂。最后，考虑到这种PVC和这种强化带具有不同的热膨胀系数，一个主要的缺陷是当它冷却时，校准这种型材方面的困难。

在文件EP0179688中，已经提出将用于复合材料的强化元件（尤其是玻璃纤维）经受由极端的高压电流感应的静电场，然后在它们仍然处于这种场的影响下时，用一种液体基质材料（或这种材料的液体前体）浸渍它们。为了进行这种方法必须使用的极端高压对于操作员不是不具有危险的并且要求大量的电能；这对于恰当地使这些强化纤维在这种静电场的作用下溶胀与它们被这种液态基质材料浸渍同时发生也不是容易的。

本发明的目标是通过提供一种方法来解决这些问题，这种方法用于制造一种易于可回收利用的复合材料，这种复合材料可以形成具有较高刚性的物品并且此外可以易于根据常规方法并且尤其通过拉挤成型来尤其用于生产强化物体。

为此目的，本发明的主题是一种用于制造包括纤维以及至少一种氯乙烯聚合物的一种复合材料的方法，这种方法包括将这些纤维浸入所述聚合物的一种水溶胶中以便获得涂覆有所述水溶胶的纤维，之后将涂覆在这些纤维上的所述水溶胶干燥并且胶凝。