热塑性塑料的结构增强制造技术

本发明专利技术涉及热塑性塑料模制制品，所述模制制品由在支撑网上包覆模制的热塑性树脂组成，其中所述支撑网具有压痕／隆起。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及增强的热塑性聚合物的领域，具体地讲涉及支撑网增强的 热塑性塑泮牛。
技术介绍
使用塑料部件替代金属部件已越来越普遍，这是因为能够减轻这类制 品的重量，这一点对于机动车应用和工业应用来讲尤为重要。此类塑料通常需要增强以具备与金属相似的机械特性。为了增加制品 的强度和/或弹性，通常在制品的结构中加入金属或塑料支撑件。W0 2005/090048中公开了一种网的使用，方法是将其插入并且夹在模 具中，然后进行注塑。在注塑过程中，进入模具的聚合物将网推向模具腔体 的内表面，结果造成当聚合物凝固后所述网位于模制成品的表面上。这会导 致表面不美观并且耐翘曲性差。EP0447223公开了纤维增强的热塑性树脂的模制制品。该方法描述了多 个步骤，包括首先制备由纤维增强复合材料制成的片状预成型件，接着制 备中间片材，该片材具有设置在预成型件上方的网，最后在该中间片材上注 塑。该方法需要进行三个步骤，因此成本较高并且耗时。DE19948664公开了两步法，包括首先在才莫具中放置网，在其一侧上 进行包覆模制，然后打开模具，在相对侧上进行包覆模制。这类夹心结构的 弊端在于聚合物在其本身上或在另一种材料上包覆模制会产生问题，例如导 致第一部分(包含网)与第二部分分层的粘附性问题。EP1577077描述了钢丝网增强的塑性复合材料，该材料还包括插入网中 以用于在注塑期间使所述网在模具中位置不变的金属钉和/或塑料钉。该技 术需要使用网和钉的组合件，因此成本较高并且耗时。在模具中布置钉子也 会比较困难。目前仍需要找到这样一种方法，即，通过加入增强结构来改善热塑性 塑料模制制品的强度和/或弹性，同时模制成品应具有良好的表面特性以及 低翘曲度。专利技术概述本专利技术人惊奇地发现，在具有压痕/隆起的支撑网上包覆冲莫制热塑性树 脂所制成的制品表现出改善的强度和/或弹性，模制成品也具有良好的表面 特性和低翘曲度。在第一个方面，本专利技术提供热塑性塑料模制制品，该模制制品由在支 撑网上包覆模制的热塑性树脂组成，其中支撑网具有压痕/隆起。在第二个方面，本专利技术提供制造增强的热塑性塑料制品的方法。专利技术详述附图说明图1为热塑性塑料模制制品的剖面图，该制品由在支撑网上包覆模制的热塑性树脂组成，该支撑网具有压痕。1表示支撑网的总体厚度，2表示 支撑网的顶部表面上的压痕深度，3表示支撑网的底部表面上的压痕深度， 4表示支撑网本身的厚度，5表示嵌入热塑性树脂的支撑网的正中面。图2:图2A为热塑性塑料模制制品的剖面图，该制品由在支撑网上包 覆模制的热塑性树脂组成，该支撑网具有压痕/隆起，并且其中压痕/隆起是 间隔开的。图2B为热塑性塑料;溪制制品的剖面图，该制品由在支撑网上包 覆模制的热塑性树脂组成，该支撑网具有压痕/隆起并且其中压痕/隆起是邻 接的。图3是支撑网的剖面图，该支撑网具有压痕/隆起并且布置在模具腔体 内。l表示压痕/隆起，2表示支撑网，3表示模具腔体的侧面。图4:图4A为热塑性塑料模制制品的剖面图，该制品由在支撑网上包 覆模制的热塑性树脂组成，该支撑网具有压痕/隆起并且其中压痕/隆起的深 度相同。图4B为热塑性塑料模制制品的剖面图，该制品由在支撑网上包覆 模制的热塑性树脂组成，该支撑网具有压痕/隆起并且其中压痕的深度与隆 起的深度不同。图5为可用于制作压痕/隆起的压模板的图片。图6为包含压痕/隆起的钢丝网的图片。图7为热塑性塑料模制制品的图片，该制品由在支撑网上包覆模制的热塑性树脂组成，该支撑网没有压痕/隆起。图8为热塑性塑料模制制品的图片，该制品由在支撑网上包覆模制的 热塑性树脂组成，该支撑网具有压痕/隆起。根据本专利技术的^f莫制制品广泛用于各种要求高强度、重量轻和耐翘曲的 应用。所谓翘曲是指才莫制部件在一个或多个方向上的变形，这种变形可 能是由于模制时或模制后树脂各向异性收缩所造成的。为了满足这些要求， 使用热塑性树脂包覆模制具有压痕/隆起的支撑网。这些压痕/隆起将网撑在 /固定在模具腔体的壁上，从而起到将支撑网固定在模具内的所需位置，并 且在注塑期间使支撑网保持位置不变的作用。如上所述，为了改善热塑性塑料模制制品的强度和/或弹性并且使抗翘 曲效果达到最佳，在热塑性树脂结构中嵌入了支撑网。在本专利技术的情况下， 支撑网是具有足够多的洞或孔的片状材料，从而允许熔融的热塑性聚合物通 过，并且能够向模制成品赋予刚度。支撑网分为两类穿孔片材结构和交缠 长丝结构。穿孔片材是指片状的材料结构，可以是非织造的片材、才莫制的或挤出 的聚合物片材或金属片材，在其表面上已通过移除部分材料(例如切洞)形 成穿孔。不过对穿孔的形状没有限制，可以是圆孔、六边形孔、正方形孔或 狭长孔。交缠长丝结构是指由缠绕(例如非织造、织造或针织)形成纤维的长 丝制成的片状材料结构。长丝可以由纤维、芳族聚酰胺、聚合物或金属制成。支撑网的尺寸要按如下要求设计洞不仅要足够小以便不会显著减弱 模制制品最终结构的刚度和强度，同时又要足够大以便使注塑期间熔融的热 塑性聚合物能够穿过洞或孔。所有洞或孔的总面积占支撑网总表面积的百分 比优选为至少30%，更优选至少40%,甚至更优选至少50%,并且优选小于 95%或约小于95%。为了防止在模制制品的注塑期间支撑网(即穿孔片材或交缠长丝)在 模具内移动，因此使支撑网在垂直其表面的方向上以 一定的空间间隔产生永7久性变形，即在支撑网上形成压痕。在支撑网上沿与支撑网的正中面(即将 支撑网水平地划分为对称的上下两半的平面)垂直的方向形成压痕。根据认为的支撑网不同的侧面，同样可将压痕描述为隆起。因此，支撑网(即穿孔 片材或交缠长丝)需要由可变形的材料制成，并且在压痕处理后能够永久性 地保持该形状。优选地，根据本专利技术的支撑网(即穿孔片材或交缠长丝)由 金属制成，例如由钢、不锈钢、铝、铜或镍制成。在一个优选的实施方案中，如果本专利技术中使用的支撑网为交缠长丝结 构，那么支撑网优选为包含缠绕的(例如，非织造的、织造的或针织的)金 属丝或金属长丝的金属网，其中金属可以为例如钢、不锈钢、铝、铜或镍。 织造金属丝网可具有固定或不固定的节点，其中使用具有固定节点的金属网 具有增加包覆模制成品刚度的优点，使用具有非固定节点的金属网具有增加 包覆模制成品挠曲模量的优点。优选地，本专利技术中使用的织造金属丝网具有 不固定的节点。增强模制制品的支撑网(即穿孔片材或交缠长丝)的特性取决于所用 的热塑性塑料，例如热塑性塑料的熔融粘度和密度、以及注塑步骤。例如， 当聚合物具有高熔融粘度时，支撑网上洞或孔的尺寸应更大。就给定的热塑 性塑料而言，压痕/隆起的数量取决于支撑网的厚度以及支撑网上洞的尺 寸。支撑网的厚度可以为任意尺寸，即，小于模制成品厚度的任意厚度。当 支撑网为交缠长丝结构时，就给定的孔尺寸(也称为目尺寸)和长丝直径而 言，压痕/隆起的数量将根据热塑性塑料的熔融粘度进行优化，即熔融粘度 越高，需要的压痕就越多。当支撑网为交缠长丝结构时，洞尺寸与长丝直径的比率优选小于8，更优选小于6，并且甚至更优选小于4。支撑网上压痕的构型，即形成的压痕数量和位置，是由包覆模制成品 的整体结构决定的。为了使热塑性材料基本上形成围绕支撑网的连续基体以 保证模制成品的完整性以及紧密地粘结其内的支撑网，优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
热塑性塑料模制制品，所述热塑性塑料模制制品由在支撑网上包覆模制的热塑性树脂组成，所述支撑网具有压痕／隆起。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-4-30 60/926,8631.热塑性塑料模制制品，所述热塑性塑料模制制品由在支撑网上包覆模制的热塑性树脂组成，所述支撑网具有压痕/隆起。2. 根据权利要求1的热塑性塑料;漠制制品，其中所述压痕/隆起接触所述制品两侧上的表面。3. 根据权利要求1或2的热塑性塑料模制制品，其中所述具有压痕/ 隆起的支撑网为穿孔片材。4. 根据权利要求1或2的热塑性塑料模制制品，其中所述具有压痕/ 隆起的支撑网为交缠长丝结构。5. 根据任何前述权利要求的热塑性塑料模制制品，其中所有洞或孔 的总面积占所述支撑网的总表面积的百分比为至少约5 0 % 。6. 根据任何前述权利要求的热塑性塑料模制制品，其中所述支撑网 的总体厚度对应所述制品的厚度。7. 根据任何前述权利要求的热塑性塑料模制制品，其中所述支撑网 由可变形材料制成，并且在压痕处理后能够永久性地保持其形 状。8. 根据任何前述权利要求的热塑性塑料模制制品，所述热塑性塑料 模制制品还包括一个或多个附加的支撑网。9. 根据任何前述权利要求的热塑性塑料模制制品，其中所迷热塑性 树脂聚合物选自聚酰胺(尼龙)、聚酯、液晶聚合物、聚乙烯、 聚丙烯、聚酯、聚苯乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚缩醛、丙烯 酸树脂、聚碳酸酯、含氟聚合物、氯化聚合物、多硫化物、(甲基) 丙烯酸聚合物、聚醚酮或聚醚酰亚胺。10. 根据任何前述权利要求的热塑性塑料模制制品，其中所述支撑网 由金属制成。11. 根据权利要求10的热塑性塑料模制制品，其中所述支撑网是包含 缠绕的金属丝或金属长丝的金属网。12. 用于制造增强热塑性塑料制品的方法，所述方法包括以下步骤 a) 提供具有腔体的注塑模具；b) 在所述模具中放置具有压痕/隆起的支撑网，所述压痕/隆起 接触注塑...

【专利技术属性】
技术研发人员：A伦肯，F斯皮茨纳格尔，G多伊，KW本德，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]