连续纤维复合材料和用于产生连续纤维复合材料的方法技术

本发明专利技术涉及一种连续纤维复合材料，包括：连续纤维层、改性聚烯烃层和聚烯烃树脂层，并且涉及用于制备其的方法。

Continuous fiber composite material and method for producing continuous fiber composite material

The invention relates to a continuous fiber composite material, which comprises a continuous fiber layer, a modified polyolefin layer and a polyolefin resin layer, and relates to a method for preparing the same.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2014年7月29日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2014-0096441号的权益，其公开内容通过引用以其整体并入本文。
本专利技术涉及连续纤维复合材料以及用于产生连续纤维复合材料的方法，并且更特别地涉及不仅具有高挠曲强度和高挠曲模量以及优良的机械性质，而且还具有稳定且坚固的内部结构的连续纤维复合材料，以及用于产生该连续纤维复合材料的方法。
技术介绍
由于商品化的聚烯烃树脂具有大的分子量和高的熔融粘度，因此不容易将细纤维浸渍到树脂中，并且特别是由于聚烯烃树脂的低流动性，当用连续纤维浸渍时产生许多空隙，并且从而存在限制，因为不能充分地增强所产生的复合材料的机械性质或类似性质。之前，已经广泛使用在使聚烯烃树脂和填料例如玻璃纤维混合的过程中混合或配混(compounding)增容剂的方法，从而改善聚烯烃树脂和填料之间的相容性并且改善机械性质。具体地，为了改善聚烯烃树脂例如聚丙烯的拉伸强度、挠曲强度和冲击强度，使用添加坚固的增强材料(robustreinforcingmaterial)诸如另一聚合物树脂、橡胶组分或无机填料的方法。然而，一般的增强材料的添加不充分地改善机械性质，并且用于使一般的增强材料与聚烯烃树脂均匀混合的增容剂是相对昂贵的，并且因此不适合作为通用材料。例如，美国专利第4,469,138号公开了一种用于通过使用改性聚烯烃(例如，聚丙烯)产生用于热水的管道的方法，当使聚丙烯树脂和碳纤维混合时，改性聚烯烃被在1重量份至8重量份的范围内的有机酸取代。此外，韩国专利公布第2014-0046511号公开了一种用于形成复合材料的膜，该膜包括形成在载体膜的任一个表面上的低粘度树脂层和连续纤维层，其中低粘度树脂层能够包含处于预聚物状态的物质而不含聚合物物质，例如包含能够通过UV或热来交联的预聚物，或二液型预聚物(two-liquidtypeofprepolymer)。现有技术文献专利文献(专利文献1)美国专利第4,469,138号(专利文献2)韩国专利公布第2014-0046511号专利技术详述技术问题本专利技术的目的是提供连续纤维复合材料，该连续纤维复合材料不仅具有优良的机械性质以及高挠曲强度和高挠曲模量，而且还具有稳定且坚固的内部结构。本专利技术的另一个目的是提供用于产生连续纤维复合材料的方法，该连续纤维复合材料不仅具有优良的机械性质以及高挠曲强度和高挠曲模量，而且还具有稳定且坚固的内部结构。技术方案为了实现这些目的，本公开内容提供连续纤维复合材料，所述连续纤维复合材料包括：连续纤维层；改性聚烯烃层，其形成在连续纤维层的至少一个表面上，并且含有50wt％或更多的被二羧酸组分或其酸酐接枝的改性聚烯烃树脂；和含有聚烯烃树脂的聚烯烃树脂层，其形成在改性聚烯烃层上。本公开内容还提供用于产生连续纤维复合材料的方法，该方法包括以下步骤：将含有50wt％或更多的被二羧酸组分或其酸酐接枝的改性聚烯烃树脂的改性聚烯烃层层压在连续纤维层的至少一个表面上；以及将含有聚烯烃树脂的聚烯烃树脂层层压在改性聚烯烃层上。此外，本公开内容提供用于产生连续纤维复合材料的方法，该方法包括以下步骤：在连续纤维层的至少一个表面上涂覆改性聚烯烃树脂组合物，所述改性聚烯烃树脂组合物包含含有50wt％或更多的被二羧酸组分或其酸酐接枝的改性聚烯烃树脂的固体含量(solidcontent)和有机溶剂；以及在改性聚烯烃树脂组合物上涂覆包含聚烯烃树脂的聚合物树脂组合物。在下文中，将更详细地描述根据本专利技术的具体实施方案的连续纤维复合材料和用于产生连续纤维复合材料的方法。根据本专利技术的一个实施方案，连续纤维复合材料包括：连续纤维层；改性聚烯烃层，其形成在连续纤维层的至少一个表面上，并且含有50wt％或更多的被二羧酸组分或其酸酐接枝的改性聚烯烃树脂；和含有聚烯烃树脂的聚烯烃树脂层，其形成在改性聚烯烃层上。包含50wt％或更多或90wt％或更多的被二羧酸组分或其酸酐接枝的改性聚烯烃树脂的改性聚烯烃层相对于连续纤维层和聚烯烃树脂层中的每个具有高的相容性以及高的结合强度。因此，连续纤维复合材料可以确保高的挠曲强度和挠曲模量，同时增强聚烯烃树脂的机械性质诸如拉伸强度和冲击强度，并且还可以具有稳定且坚固的内部结构。此外，当应用含有50wt％或更多或90wt％或更多的被二羧酸组分或其酸酐接枝的改性聚烯烃树脂的改性聚烯烃层时，在连续纤维层和聚烯烃树脂层之间的界面处或在连续纤维层的内侧的空隙空间或孔隙的出现可以被最小化，并且连续纤维复合材料可以具有低空隙含量，例如7％或更小的空隙含量。上文提及的连续纤维复合材料的特性是，含有50wt％或更多或90wt％或更多的被二羧酸组分或其酸酐接枝的改性聚烯烃树脂的改性聚烯烃层形成在连续纤维层的至少一个表面上。改性聚烯烃层可以含有50wt％或更多或90wt％或更多的被二羧酸组分或其酸酐接枝的改性聚烯烃树脂，并且仅被二羧酸组分或其酸酐接枝的改性聚烯烃树脂可以作为改性聚烯烃层的基础材料被包含。由于被二羧酸组分或其酸酐接枝的改性聚烯烃树脂被包含在上文的含量范围内，所以改性聚烯烃层相对于连续纤维层和聚烯烃树脂层具有高相容性以及高的结合强度，并且连续纤维复合材料可以确保诸如拉伸强度、冲击强度、挠曲强度和挠曲模量的机械性质处于高水平，并且此外，连续纤维复合材料的内部结构可以是稳定的且更坚固的。被二羧酸组分或其酸酐接枝的改性聚烯烃树脂指的是其中二羧酸组分或其酸酐被接枝到聚烯烃主链以形成支链的聚合物。接枝在改性聚烯烃树脂中的二羧酸组分或其酸酐的含量可以为5wt％至15wt％，或8wt％至14wt％，或9wt％至13wt％。如果二羧酸组分或其酸酐以小于5wt％的量接枝到聚烯烃树脂，则改性聚烯烃层相对于连续纤维层和聚烯烃树脂层可能难以具有足够的相容性和结合强度。此外，如果二羧酸组分或其酸酐以超过15wt％的量接枝到聚烯烃树脂，则改性聚烯烃层或连续纤维复合材料的机械性质或柔性可能劣化。二羧酸组分指的是含有两个羧基的化合物或其衍生物，并且其实例包括选自由马来酸、邻苯二甲酸、衣康酸、柠康酸、烯基琥珀酸、顺式-1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸和4-甲基-1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸组成的组的一种二羧酸或其直链或支链的C1-C10烷基酯化合物。待被接枝的二羧酸组分或其酸酐的比率可以从通过改性聚烯烃树脂的酸碱滴定获得的结果来确定。例如，将约1g改性聚丙烯树脂引入到用水饱和的150ml二甲苯，随后回流持续约2小时。然后向其中添加少量的1wt％的百里酚蓝-二甲基甲酰胺溶液，随后使用0.05N氢氧化钠-乙醇溶液略微过滴定(over-titration)，以获得藏青色(navyblue)溶液。然后，使用0.05N盐酸-异丙醇溶液回滴定该溶液，直到溶液变黄，由此确定酸值。根据该酸值，可以计算接枝到改性聚丙烯树脂的二羧酸的量。被二羧酸组分或其酸酐接枝的改性聚烯烃树脂的更具体的实例可以包括被5wt％至15wt％的马来酸或马来酸酐接枝的改性聚丙烯。此外，被二羧酸组分或其酸酐接枝的改性聚烯烃树脂可以具有100g/10min至300g/10min(ASTMD1238，230℃)的熔融指数。如果被二羧酸组分或其酸酐接枝的改性聚烯烃树脂的熔融指数太低，则连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续纤维复合材料，包括：连续纤维层；改性聚烯烃层，其形成在所述连续纤维层的至少一个表面上，并且含有50wt％或更多的被二羧酸组分或其酸酐接枝的改性聚烯烃树脂；和含有聚烯烃树脂的聚烯烃树脂层，其形成在所述改性聚烯烃层上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.29 KR 10-2014-00964411.一种连续纤维复合材料，包括：连续纤维层；改性聚烯烃层，其形成在所述连续纤维层的至少一个表面上，并且含有50wt％或更多的被二羧酸组分或其酸酐接枝的改性聚烯烃树脂；和含有聚烯烃树脂的聚烯烃树脂层，其形成在所述改性聚烯烃层上。2.根据权利要求1所述的连续纤维复合材料，其中所述改性聚烯烃层仅包括被二羧酸组分或其酸酐接枝的所述改性聚烯烃树脂作为基础材料。3.根据权利要求1所述的连续纤维复合材料，其中接枝在所述改性聚烯烃树脂中的所述二羧酸组分或其酸酐的含量为5wt％至15wt％。4.根据权利要求1所述的连续纤维复合材料，其中所述二羧酸组分包括选自由马来酸、邻苯二甲酸、衣康酸、柠康酸、烯基琥珀酸、顺式-1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸和4-甲基-1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸组成的组的二羧酸或其直链或支链的C1-C10烷基酯化合物。5.根据权利要求1所述的连续纤维复合材料，其中被所述二羧酸组分或其酸酐接枝的所述改性聚烯烃树脂具有在230℃下100g/10min至在230℃下300g/10min的熔融指数，并且包括被马来酸或马来酸酐接枝的改性聚丙烯。6.根据权利要求1所述的连续纤维复合材料，其中所述聚烯烃树脂层包括具有在230℃下1g/10min至在230℃下100g/10min的熔融指数以及96至100的全同立构指数的聚丙烯树脂。7.根据权利要求1所述的连续纤维复合材料，其中所述连续纤维层包括其中选自由碳纤维、玻璃纤维和耐热聚合物纤维组成的组的一种或更多种类型的纤维以相同方向被布置的结构。8.根据权利要求1所述的连续纤维复合材料，其中所述连续纤维层包括呈编织...

【专利技术属性】
技术研发人员：金相佑，高永观，金大根，金源硕，韩惠真，
申请(专利权)人：乐天化学株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR