[发明专利]热塑性复合材料

说明书

本发明涉及一种热塑性复合材料，该热塑性复合材料基于：包含无定形聚酯的热塑性聚合物基质，该无定形聚酯含有1,4:3,6‑二脱水己糖醇单元、脂环族二醇和对苯二甲酸；以及包含半结晶聚酯的热塑性纤维，该半结晶聚酯含有1,4:3,6‑二脱水己糖醇单元、脂环族二醇以及对苯二甲酸。本发明还涉及用于生产所述复合材料的方法。

技术领域

本发明涉及材料领域并且涉及一种热塑性复合材料及其制造方法，所述复合材料特别适于回收利用。

技术背景

由于其机械特性，塑料材料并且尤其是热塑性聚合物广泛地在工业中用于制造许多产品。因此，制造商正不断地寻找使得可以改进现有聚合物的特性的新颖的方法，或具有改进的特性的新颖的聚合物。

为此，为了增加聚合物的机械强度，已知的是在其中掺入各种化合物，以便获得具有改进的机械特性的复合材料。这各种化合物充当增强物，显著改进了它们掺入到其中的聚合物的机械行为。这些增强物通常是纤维，如天然纤维、合成纤维、碳纤维或甚至玻璃纤维。

近年来，复合材料市场已经展示出持续增长。因此，许多活跃的领域，如医学、运动、汽车、或者绿色能源，正在将这些材料整合在其产品设计中。

复合材料构成创新的新来源并且为工业提供了新的增长机会。它们被定义为由增强物和基质组成的材料，并且与其他合成塑料产品的区别为以下特征：使具有不变性和低重量特性的它们在一些情况下能够替代金属部件。

然而，同任何材料一样，当所述材料被大规模地生产时更是这样，回收利用问题不可避免地出现。

与复合材料本质相关联的不均匀性通过基质与纤维的组合特性而给予复合材料主要益处，但是这也是使得它们难以回收利用的参数。此外，复合材料是各向异性的，也就是说特性不是在所有方向上都是相同的，并且它们可能含有泡沫、插入物或在一些情况下甚至含有传感器。因此，有如此多样的材料要处理，以至于它们的回收利用复杂且昂贵。

几年来，努力集中在由热固性基质组成的复合材料上。确实，这些“热固性”复合材料占工业中使用的复合材料的大于95％。可替代地，“热塑性”复合材料开始得到发展，并且具有以下不是无关紧要的优点：具有可以熔融并重新再成形的基质，该优点对于热固性材料而言是不可能的，由此促进了回收利用的可能性。

尽管如此，当问题是从基质中分离纤维以便回收利用这些材料时，所述问题对于这两族复合材料而言都依然同样地存在。其中分解基质而不降解纤维的最复杂的技术在极大程度上仍处于实验阶段。这些例如是用于回收可重复使用的纤维的以下技术：如涉及化学、热或热力学的溶剂分解、热解(pyrolysis)或热分解(thermolysis)。

目前，存在多种用于回收利用复合材料的技术选择。因此，可以通过化学方法、热方法(除了焚烧以外)、机械方法，通过焚烧，或作为最后的手段，通过处置来实现回收利用。

机械技术可以包括在复合部件的使用寿命结束时将其研磨，并且因此使得能够以粉末的形式回收材料。在一些情况下，此材料返回到塑料加工领域，以便使用其来制作工艺部件，但是，通常这些粉末被用于以低成本产生混凝土体积，例如特别是与沙子或滑石竞争。

焚烧也被证明是正良好发展的替代方案。在此特别情况下，问题不是回收利用本身，而是创造价值，因为通过燃烧经研磨的复合材料，因而可能从基质(本身衍生自油)回收热能。具有可以加热至2000℃的炉的水泥厂是其理想的用户。

然而，事实依然是，为了从90％的目前被送至垃圾填埋场的复合材料废弃物中创造价值，存在寻找替代方案并且开发新颖的可容易地回收利用的复合材料的需要。

因此，值得称道的是，申请人在经过重要研究之后已经开发了一种完全热塑性的复合材料，其具有至今从未实现的回收利用容易性，所述复合材料能够被完全回收利用而不必须从基质中分离纤维。

发明内容