[发明专利]气体辅助超低温制造塑胶粉末的方法

说明书

本发明所提供的一种气体辅助超低温制造塑胶粉末的方法，特别是针对热塑性(Thermoplastic)塑胶，先利用熔炉将其熔融成液态，并在熔炉的塑胶熔液出口处辅以利用高压空气去吹化分离塑胶熔液，渐进形成较细小的球状塑胶微粒，再利用超低温液态氮气作用该塑胶微粒，使塑胶微粒产生低延伸率(Elongation)、低耐冲击值(Impact Resistance)、低破裂韧性(Fracture Toughness)及非常脆(Brittle)且易碎裂(Fragmentation)的特性，以便接受一低温辗压轮的辗压运作，完成快速取得粒径在10微米以下的塑胶粉末的方法。

由于，热塑性塑胶较热固性(Thermosetting)塑胶具有明显且优越的破裂韧性与制振性(Vibration Damping)，以其作为基材(Matrix)的制成的纤维强化热塑性塑胶(Fiber Reinforced Thermoplastics，FRTP)，较一般泛用的纤维强化热固性塑胶(Fiber Reinforced Thermosets，FRTS)复合材料具有不易破裂、制造工艺简单、成本低、使用寿命长以及减少运动伤害等优点；更由于热塑性塑胶具有可回收(Recycling)再利用的特性，在目前全球注重生态环保之际，更能为世人所接受，因此新开发的航空用复合材料，以及民生用的高尔夫球杆、自行车架及网球拍等休闲运动用品，皆已大量应用FRTP产品；其中以高性能连续纤维补强热塑性复合材料，更是日后应用的趋势。

在利用连续纤维强化热塑性塑胶(FRTP)制作工件时，通常所使用的材料并非直接将纤维及塑胶混合应用，而是先将纤维和塑胶依一定比例混合，做成片状或编织筒状的预浸料(Prepreg)，此种FRTP预浸料具有成份均匀、储存容易以及使用方便等特性，为发展FRTP复合材料中不可或缺的中间原料(Intermediate Material)，世界上能制造出高品质FRTP预浸料的厂商并不多见。

然以目前现行制作连续性纤维FRTP预浸料的方法，主要有粉末浸渗法(Powder Prepregging)、热熔法(Hot Melting)、溶液法(Solution DipPrepregging)以及薄膜辗合法(Film Clalendering)，其中以粉末浸渗法可得到较佳的材料性能，此乃由于热塑性塑胶熔融时的粘度很大，且其破断伸长率(Elongation at Break)相当高，如参见下载之表一所示：

  材  料  抗拉强度   (Ksi)  抗拉破断 伸长率(％)  抗拉弹性  模数(Msi)    冲击值  (ft-lbf/in)    密度  (g/cm²)   Nylon6    6-14    30    0.38    0.6-2.2    1.12   Nylon66    11-12    60    0.4    0.55-1.0    1.13   Polycarbonate(PC)    9.5    110    0.34    2.3    1.20   PET    8.5    50    0.4    0.7-1.0    1.34   Polypropylene(PP)    4.5-6.0    200    0.1    0.4-1.2    0.89   PPS    12    5.0    0.48    0.63    1.30   PPO    7.80    50    0.38    5.0    1.10   PEEK    14.5    ＞40    0.45    1.6    1.28-1.32   UHMWPE    7.0    350    0.10    30    0.93   PSU(Udelp-1700)    10.2    75    0.36    1.2    1.24