[其他]纤维强化塑料结构的改进

说明书

本发明涉及到板状纤维结构，特别涉及到那种在纤维强化橡胶或橡胶类材料或制品的生产中所使用的板状纤维结构。本发明也涉及到制造这些材料的加工方法。

众所周知的纤维强化橡胶制品，它的一般的制造方法是将未硫化的或热塑性橡胶板与纤维进行层压;或是用橡胶浆浸渍纤维，之后胶凝;或是在混合过程中，将非常短的纤维混入橡胶混合物中。

采用上述前两种方法制成的板不能轻易地形成复合型，而第三种方法由于在混合过程中，短纤维的长度得到进一步地粉碎，使得制成的板的强化不显著。

本发明的目的之一是提供一种合成纤维和橡胶或橡胶类材料，用在纤维强化物品的压制过程中，这种材料克服或是减少了上述公知方法和材料的缺点。

按照本发明，一种可透气的板状结构，以重量计算，包括5%～50%的强化纤维和50%～95%的完全或大体上未固结的粒状非交联弹性材料，强化纤维的长度大约为5～50毫米，在该结构中纤维和弹性化合物粘结成可透气的结构。然后，可透气结构可任意地固结。这种结构可取得有益的效果，如：当强化纤维重量为6%时，将强化纤维板与非强化板相比较，其扯裂强度为非强化板的两倍。

纤维最好是单个离散的纤维，因此，当使用玻璃纤维时，如果所接收来的玻璃纤维是呈切断的纤维束形式，那么在结构形成以前，要将纤维束分解成单个纤维。

其它的强化纤维可以从所属技术领域普通技术人员所公知的强化纤维的大范围内选择，用以增加益处，例如尼龙，聚脂，粘胶以及纤维，比如象以Kevlar和Nomex商标出售的aramid纤维。出于经济的目的或是为了赋予某种特性，在板中可加入填充剂。

可采用的粒状非交联弹性材料包括自然橡胶、合成橡胶如腈橡胶、丁苯橡胶和同样也是热塑性的弹性体，如苯乙稀嵌段共聚物、聚烯配料、多聚氨酯橡胶和共聚多脂。

利用弹性材料所具有的热特性，可以实现粘结。当结构被充分加热时，将引起弹性化合物表面至邻近的微粒和纤维熔融。当然，必需注意，要确保加热条件不引起弹性材料的热分解或是橡胶的硫化作用。

另一种方法是，在结构的制造过程中，可以加入对弹性材料中隋性的粘合剂，以实现粘结。实现粘结时的温度低于导致结构中的弹性材料固结的温度的任何粘合剂均可使用。适用的粘合剂包括羧甲基纤维素和淀粉。

单个的纤维不能短于5毫米，因为对于最终压制的发明产品，短纤维不能充分地强化物品。但是纤维也不能长于50毫米，因为在纤维结构的最佳制造过程中，长纤维不易处理。

玻璃纤维的直径最好是小于或等于13微米，直径大于13微米的玻璃纤维将不能在压制后有效地强化塑性基体，虽然纺织纤维并没有这样的限制。

弹性材料最好是呈微粒的形式。尽管不需要过分细的粉末，但是粗于约1.5毫米的如粗砂或细稻谷那样的微粒是不能令人满意的，因为这样粗的微粒在压制过程中不能充分地流动以产生均匀的结构。

由于结构是可渗透的，因此它能够由热风渗透来预热。在某种意义上，这项技术使得整个结构有可能快速均匀地加热，但不能获得层压纤维和橡胶板。

最好是控制粘结量来粘合化合物，同时仍然保持足够的柔软性以使该结构能被卷绕。在卷绕的状态下，在连续地预加热和模压过程中，它可以被模塑机快速地传送。另一方面，为达到最小的材料浪费，可将成型件从该结构板上切割、压制或冲压下来，并将其送到呈某种形状的模具I中，使压制的物品具有最少的溢料，这些溢料可被去除和清除掉。剩余的材料可以通过成型加工而重复使用，所以不论是纤维结构的模塑者还是制造者都将不会面临着需要处理废料的问题。

如果使用橡胶，那么如果需要的话可以在模塑后将其硫化。

换言之，粘结量可以是这样，即：生产一种刚性的、但仍可透气的板，这样将能满足压制机的要求。这是靠调节弹性的熔融量，或是调节粘合剂的量来实现的，弹性体也是热塑性物质，粘合剂是为获得所需效果而施加的。调节取决于所使用的弹性体或粘结剂的种类。

另一方面，本发明提供了一个制造可渗透的板状纤维结构的加工方法。该方法包括形成一块坯料，它具有5%～50%重量的、长度为5～50毫米的单个纤维，50%～95%重量的、完全或大体上未固结的粒状非交联弹性材料，然后处理坯料，使得纤维和弹性材料粘结在一起。

坯料的形成最好采用如英国专利1129757和1329409所述的加工方法，这两篇文献涉及到造纸机械中制造纤维板的方法。这种加工方法使板中的单个纤维分布非常均匀，即使这些纤维比那些能用普通的造纸机械来加工的纤维长得多。