本申請要求于2015年12月16日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請第10-2015-0180509號的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，通過引用將其全部公開內(nèi)容結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開內(nèi)容涉及具有改善的拉伸性能的熱塑性樹脂復(fù)合材料(熱塑性樹脂復(fù)合物，thermoplasticresincomposite)和該熱塑性樹脂復(fù)合材料的制備方法。更具體地，本公開內(nèi)容涉及具有改善的拉伸性能的自增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
：纖維增強(qiáng)塑料(FRP)是用于民用和建筑工程領(lǐng)域、諸如車輛材料的運輸領(lǐng)域、電子/電氣領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域等中的復(fù)合材料。在這種FRP中，將熱固性樹脂諸如不飽和聚酯樹脂、乙烯酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂，或熱塑性樹脂諸如聚乙烯、聚丙烯、ABS樹脂、聚碳酸酯、聚縮醛、聚酰胺、聚苯乙烯、聚苯硫醚等用作基體樹脂。將無機(jī)纖維諸如玻璃纖維、金屬纖維、陶瓷纖維、碳纖維等，或有機(jī)纖維諸如天然纖維、聚丙烯纖維、聚酰胺纖維、聚酯纖維、聚丙烯酸酯纖維、聚酰亞胺纖維等以多種形式用作增強(qiáng)纖維。在增強(qiáng)材料中，考慮所得到的FRP的強(qiáng)度，廣泛使用玻璃纖維。例如，當(dāng)將不同于樹脂基體的材料的無機(jī)纖維諸如玻璃纖維或有機(jī)纖維用作FRP的增強(qiáng)材料時，存在難以再循環(huán)的缺點。因此，已經(jīng)發(fā)展了具有高再循環(huán)性的FRP，該FRP由樹脂基體和由相同材料制成的增強(qiáng)劑組成。對于這種自增強(qiáng)復(fù)合材料，使用有機(jī)纖維，尤其是使用樹脂纖維而不是無機(jī)纖維作為增強(qiáng)材料的FRP已經(jīng)得到使用。這種FRP具有比由無機(jī)纖維組成的那些稍低的強(qiáng)度。然而，因為增強(qiáng)纖維和基體樹脂具有類似的物理性能，所以存在許多優(yōu)勢。自增強(qiáng)復(fù)合材料是具有0.9以下的非常低的比重的低比重、高強(qiáng)度的材料，但是它可以表現(xiàn)出與現(xiàn)有的玻璃纖維(不連續(xù)的)增強(qiáng)復(fù)合材料的那些類似的彈性拉伸模量(tensilemodulusofelasticity)和強(qiáng)度。因此，當(dāng)將自增強(qiáng)復(fù)合材料用作現(xiàn)有的短/長GFRP的替代物時，存在下述優(yōu)勢：與現(xiàn)有的纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料相比，可能額外降低約30％的重量并且由于使用單獨的熱塑性材料導(dǎo)致自增強(qiáng)復(fù)合材料可以表現(xiàn)出優(yōu)異的再循環(huán)性。可以通過共混或?qū)訅夯w樹脂和增強(qiáng)材料，然后加熱并壓制它們以形成復(fù)合材料的方法制備由基體樹脂和由相同材料制成的增強(qiáng)材料組成的FRP，其中，增強(qiáng)材料由具有高強(qiáng)度和高彈性模量的熱塑性纖維或膜組成，或基體樹脂由與用于增強(qiáng)材料中的熱塑性樹脂相同的材料和溶劑組成。然而，由于使用溶劑，這種方法造成環(huán)境污染問題。因此，需要提供具有優(yōu)異的再循環(huán)性的高強(qiáng)度FRP及其改善的制備方法。已經(jīng)做出改善FRP的增強(qiáng)效果和拉伸性能的許多嘗試，該FRP由基體樹脂和由相同材料制成的增強(qiáng)材料組成并示出比由無機(jī)增強(qiáng)材料組成的那些更低的增強(qiáng)效果。例如，US6,458,727公開了制備自增強(qiáng)復(fù)合材料的方法，其中，制備了高度拉伸的聚丙烯帶(polypropylenetape)，然后僅選擇性熔化它的表面。然而，由于在帶編織期間生成波紋(waviness)，所以可能劣化物理性能，且因為僅應(yīng)當(dāng)選擇性熔化高度拉伸的聚丙烯的表面，所以加工窗口變窄，導(dǎo)致生產(chǎn)力降低。另一個實例是自增強(qiáng)的帶，該自增強(qiáng)的帶如在Lankhorst制造Pure(商品名)中通過共擠出由均聚丙烯(均聚聚丙烯，homopolypropylene)(核)和無規(guī)聚丙烯(殼)制備。在該生產(chǎn)中，使用的材料是相同的聚丙烯，但是將具有比用于核中的樹脂的熔點更低的熔點的無規(guī)聚合物施加至表面，從而拓寬加工窗口并增加生產(chǎn)力。然而，需要編制這種自增強(qiáng)復(fù)合材料帶的其他方法，且在帶編織期間由于生成波紋引起的物理性能的劣化仍然是成問題的。因此，對于具有優(yōu)異的物理性能諸如拉伸強(qiáng)度的自增強(qiáng)復(fù)合材料及其制備方法存在需要，該自增強(qiáng)復(fù)合材料通過具有高生產(chǎn)力的簡單方法制備，在制備方法中，由于帶編織期間生成波紋引起的物理性能的劣化降低，熱結(jié)合過程簡單，且實現(xiàn)高生產(chǎn)力，導(dǎo)致物理性能的劣化降低。技術(shù)實現(xiàn)要素：本公開內(nèi)容的一個目的是提供具有改善的拉伸性能的自增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料及其制備方法，該自增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料通過使用具有特定熔點和拉伸比(drawratio)的熱塑性樹脂固定樹脂層制備。本公開內(nèi)容的另一個目的是提供制備樹脂復(fù)合材料的方法，其中，通過使用具有特定熔點和拉伸比的熱塑性樹脂固定由增強(qiáng)樹脂和基體樹脂組成的樹脂層壓體(樹脂層壓材料，resinlaminate)或增強(qiáng)樹脂，以及可選地通過熱結(jié)合(熱粘合，heat-bonding)固定的熱塑性樹脂制備樹脂復(fù)合材料。本公開內(nèi)容的又一個目的是提供制備熱塑性樹脂復(fù)合材料的方法，該方法表現(xiàn)出高生產(chǎn)力，具有簡單的過程，并能夠防止物理性能隨著編織過程或熱結(jié)合過程劣化。附圖說明圖1示出了通過交織經(jīng)紗和緯紗的傳統(tǒng)方法編織的樹脂層壓體；圖2示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的樹脂層壓體，其中，經(jīng)紗和緯紗在沒有交織的情況下線性設(shè)置，并且其中，將接合樹脂纖維(stitchresinfiber)用于接合(縫合，stitch)經(jīng)紗和緯紗；圖3示出了通過編織增強(qiáng)纖維制備的織物，其中，當(dāng)根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式編織增強(qiáng)纖維的經(jīng)紗和緯紗時，以±45度的角度進(jìn)行接合；圖4示出了通過編織增強(qiáng)纖維制備的織物，其中，當(dāng)根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式編織增強(qiáng)纖維的經(jīng)紗和緯紗時，以0/90度的角度進(jìn)行接合；以及圖5示出了通過編織增強(qiáng)纖維制備的織物，其中，通過根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的多種接合圖案固定增強(qiáng)纖維。具體實施方式如以上所描述的，本公開內(nèi)容涉及具有改善的拉伸性能的自增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料、和自增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料的制備方法。本公開內(nèi)容的一個方面提供了制備熱塑性樹脂復(fù)合材料的方法，該方法包括以下步驟：層壓基體樹脂層和增強(qiáng)樹脂層以制備樹脂層壓體，加熱和結(jié)合樹脂層壓體，并且進(jìn)一步包括在結(jié)合樹脂層壓體的步驟之前，使用具有比增強(qiáng)樹脂更低的熔點和拉伸比的接合樹脂(stitchresin)固定選自由增強(qiáng)樹脂層和樹脂層壓體組成的組中的一種或多種的步驟。詳細(xì)地，在結(jié)合樹脂層壓體的步驟之前，可以進(jìn)行使用具有小于10：1的拉伸比和150℃或更低的熔點的接合樹脂固定選自由增強(qiáng)樹脂層和樹脂層壓體組成的組中的一種或多種的步驟。更詳細(xì)地，制備熱塑性樹脂復(fù)合材料的方法可以包括以下步驟：層壓基體樹脂層和增強(qiáng)樹脂層以制備樹脂層壓體，該基體樹脂層包含具有100℃至150℃的熔點的基體樹脂，該增強(qiáng)樹脂層包含具有11:1至20:1的拉伸比和160℃至180℃的熔點的增強(qiáng)樹脂；以及加熱并結(jié)合樹脂層壓體。該方法可以進(jìn)一步包括在結(jié)合樹脂層壓體的步驟之前，使用具有小于10:1的拉伸比和150℃或更低的熔點的接合樹脂固定選自由增強(qiáng)樹脂層和樹脂層壓體組成的組中的一種或多種的步驟。本公開內(nèi)容的另一個方面提供了包含通過層壓基體樹脂層和增強(qiáng)樹脂層制備的樹脂層壓體、以及接合樹脂的熱塑性樹脂復(fù)合材料，該接合樹脂固定選自由增強(qiáng)樹脂層和樹脂層壓體組成的組中的一種或多種并具有比增強(qiáng)樹脂更低的熔點和拉伸比。接合樹脂可以具有比增強(qiáng)樹脂更低的熔點和拉伸比，例如小于10:1的拉伸比和150℃或更低的熔點。詳細(xì)地，基體樹脂層可以包含具有100℃至150℃的熔點的基體樹脂，以及增強(qiáng)樹脂層可以包含具有11:1至20:1的拉伸比和160℃至180℃的熔點的增強(qiáng)樹脂。更詳細(xì)地，本公開內(nèi)容涉及包含樹脂層壓體和接合樹脂的熱塑性樹脂復(fù)合材料，該樹脂層壓體包含具有100℃至150℃的熔點的基體樹脂和具有11:1至20:1的拉伸比和160℃至180℃的熔點的增強(qiáng)樹脂，該接合樹脂具有小于10:1的拉伸比和150℃或更低的熔點，其中，將接合樹脂熔化并浸漬到樹脂層壓體中。在熱塑性樹脂復(fù)合材料中，使接合樹脂和基體樹脂熔化并結(jié)合。復(fù)合材料可以具有2.4GPa和更高的拉伸剛度(抗拉剛度，tensilestiffness)和170Mpa或更高的拉伸強(qiáng)度。根據(jù)本公開內(nèi)容的熱塑性樹脂復(fù)合材料及其制備方法，可以使高度拉伸的均聚物增強(qiáng)樹脂的效果最大化以改善自增強(qiáng)復(fù)合材料的生產(chǎn)力和拉伸性能，通過由于選擇性熔化接合樹脂引起的潛熱可以防止高度拉伸的均聚物增強(qiáng)樹脂的結(jié)晶度因熱而降低，通過減少具有低熔點的接合樹脂的使用可以使高度拉伸的均聚物增強(qiáng)樹脂的物理性能最大化，并且可以防止由于在帶編織期間生成波紋引起的單向物理性能的劣化。在下文中，將更詳細(xì)地描述本公開內(nèi)容的方面。根據(jù)本公開內(nèi)容的制備熱塑性樹脂復(fù)合材料的方法可以包括以下步驟：層壓基體樹脂層和增強(qiáng)樹脂層以制備樹脂層壓體，加熱并結(jié)合樹脂層壓體，以及在結(jié)合樹脂層壓體步驟之前，使用具有比增強(qiáng)樹脂更低的熔點和拉伸比的接合樹脂固定選自由增強(qiáng)樹脂層和樹脂層壓體組成的組中的一種或多種。將更詳細(xì)地描述制備方法的每個步驟。1.層壓基體樹脂層和增強(qiáng)樹脂層以制備樹脂層壓體的步驟可以通過通常在熱塑性樹脂復(fù)合材料的制備過程中使用的方法進(jìn)行層壓基體樹脂層和增強(qiáng)樹脂層來制備樹脂層壓體的步驟。在樹脂層壓體的制備中，可以通過以預(yù)定的交叉角度(crossingangle)設(shè)置它們來層壓基體樹脂層和增強(qiáng)樹脂層。根據(jù)本公開內(nèi)容的制備樹脂復(fù)合材料的方法可以包括通過熔化將基體樹脂浸漬到增強(qiáng)纖維中的步驟，并可以進(jìn)一步包括使熔化和浸漬的樹脂復(fù)合材料再結(jié)晶的步驟。進(jìn)一步地，該方法可以包括在熔化和浸漬步驟之前層壓基體樹脂和增強(qiáng)樹脂的步驟。在熔化和浸漬步驟中，可以將層壓的復(fù)合材料原材料注射到雙帶層壓機(jī)(雙皮帶層壓機(jī)，doublebeltlaminator)中，以及可以通過一定溫度和 由于帶(皮帶，belt)之間的距離引起的壓力熔化基體并將基體浸漬到增強(qiáng)劑(增強(qiáng)體)中?？梢允褂镁哂性跍囟葪l件下不同的至少兩個部分(區(qū)域，section)的雙帶壓力層壓機(jī)，且可以將部分劃分為2、3、4或5個部分。在本公開內(nèi)容的一個實施方式中，如果層壓機(jī)具有4個部分，那么各個部分可以通過單獨運行的輥單獨運行，并可以在不同的溫度條件下設(shè)定。例如，雙帶壓力層壓機(jī)可以包括不同溫度條件下的四個或更多個部分，其中，可以從層壓機(jī)的入口朝向出口將部分劃分為第一部分、第二部分、第三部分、和第四部分，并且當(dāng)將增強(qiáng)樹脂的熔化溫度表示為Tm時，第一部分的溫度可以在室溫至(Tm-50)℃的范圍內(nèi)，當(dāng)將增強(qiáng)樹脂的熔化溫度表示為Tm時，第二部分的溫度可以在(Tm-50)℃至(Tm-70)℃的范圍內(nèi)，第三部分的溫度可以在(Tm-70)℃至(Tm-90)℃的范圍內(nèi)，以及第四部分的溫度可以在(Tm-90)℃至(Tm-110)℃的范圍內(nèi)。在熱塑性樹脂復(fù)合材料中，更具體地，作為FRP的組分的自增強(qiáng)復(fù)合材料、基體樹脂和增強(qiáng)劑可以由樹脂材料制成，并且優(yōu)選地由相同的樹脂材料制成。在本公開內(nèi)容的一個實施方式中，基體樹脂可以是以膜的形式，以及增強(qiáng)樹脂可以是以纖維、帶(tape)或織物的形式。增強(qiáng)樹脂可以是以單向纖維(unidirectionalfiber)的形式，并可以以預(yù)定的交叉角度設(shè)置以制備增強(qiáng)樹脂層。作為本公開內(nèi)容的基體樹脂和增強(qiáng)樹脂，可以使用任何已知的熱塑性樹脂，且它們沒有特定的限制。優(yōu)選地，增強(qiáng)樹脂具有比基體樹脂的熔點更高的熔點?；w樹脂層可以包含具有100℃至150℃的熔點的基體樹脂，以及增強(qiáng)樹脂層可以包含具有160℃至180℃的熔點的增強(qiáng)樹脂。在本公開內(nèi)容中，增強(qiáng)樹脂可以具有高拉伸比，例如11:1至20:1的拉伸比。因此，增強(qiáng)樹脂層可以包含具有11:1至20:1的拉伸比和160℃至180℃的熔點的增強(qiáng)樹脂。用于本公開內(nèi)容中的基體樹脂和增強(qiáng)樹脂的實例尤其可以包括熱固性樹脂，諸如不飽和的聚酯樹脂、乙烯酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂，或熱塑性樹脂，諸如聚乙烯、聚丙烯、ABS樹脂、聚碳酸酯、聚縮醛、聚酰胺、聚苯乙烯、聚苯硫醚。增強(qiáng)樹脂的實例可以包括選自由聚丙烯、聚丁烯、聚戊烯、聚乙酸乙烯酯(聚(乙酸乙烯酯)，poly(vinylacetate))和聚苯乙烯組成的組中的一種或多種。基體樹脂和增強(qiáng)樹脂可以是聚烯烴樹脂，例如包含具有2-4個碳原子的無環(huán)烯烴作為重復(fù)單元的均聚物、雜聚物或共聚物。聚烯烴樹脂的實例可以包括聚乙烯、聚丙烯和/或聚乙烯和聚丙烯的共聚物。增強(qiáng)樹脂可以是具有與基體樹脂相同或類似的物理性能的樹脂。如本文所使用的，術(shù)語“自增強(qiáng)”增強(qiáng)劑廣義上是指由樹脂材料制成的增強(qiáng)劑，且與由基體(由樹脂制成)和增強(qiáng)劑(由諸如碳纖維或玻璃纖維的無機(jī)纖維制成)組成的常規(guī)增強(qiáng)復(fù)合材料相區(qū)分，以及狹義上是指由具有與基體樹脂類似或相同的物理性能的樹脂制成的增強(qiáng)劑。例如，可以通過差示掃描量熱法(DSC)確定自增強(qiáng)的增強(qiáng)劑。即，當(dāng)通過DSC分析通過使用基體樹脂和增強(qiáng)樹脂制備的復(fù)合材料時，在第一加熱峰可以觀察到單個相同的Tm峰，而不是兩個不同的峰。2.使用接合樹脂固定的步驟可以將接合樹脂用于固定選自由增強(qiáng)樹脂層和樹脂層壓體組成的組中的一種或多種。樹脂層壓體可以是增強(qiáng)樹脂的層壓體，并且優(yōu)選地是基體樹脂層和增強(qiáng)樹脂層的層壓體。通過交替地在增強(qiáng)樹脂層或樹脂層壓體之上和之下(上方和下方，overandunder)接合，接合樹脂可以用于固定增強(qiáng)樹脂層或樹脂層壓體，且接合樹脂可以是以由熱塑性樹脂制成的纖維的形式。接合樹脂可以是具有小于10:1的拉伸比和150℃或更低的熔點 的熱塑性樹脂，并可以加熱接合的增強(qiáng)纖維或樹脂層壓體來將接合樹脂和基體樹脂浸漬到增強(qiáng)纖維中，從而將它們固定至增強(qiáng)纖維。例如，當(dāng)將接合樹脂僅用于固定增強(qiáng)樹脂層時，可以通過以預(yù)定的交叉角度設(shè)置具有單向纖維形式的增強(qiáng)樹脂制備增強(qiáng)樹脂層，并可以將接合纖維用于交替地在增強(qiáng)樹脂層之上和之下接合，從而固定增強(qiáng)樹脂層。例如，可以以單向纖維的形式制備增強(qiáng)樹脂，且可以通過接合層疊和固定以0角度的一個層和以90角度的另一個層。通過作為經(jīng)紗和緯紗編織增強(qiáng)樹脂以及通過接合樹脂固定它們制備的增強(qiáng)樹脂織物的實例示于圖3至圖5中。例如，當(dāng)將接合樹脂用于固定由增強(qiáng)樹脂層和基體樹脂層組成的樹脂層壓體時，可以通過以預(yù)定的交叉角度設(shè)置它們來層壓基體樹脂層和增強(qiáng)樹脂層，從而制備樹脂層壓體，且可以將接合纖維用于交替地在樹脂層壓體之上和之下接合，從而固定樹脂層壓體。由增強(qiáng)樹脂層和基體樹脂層組成的通過接合樹脂固定的樹脂層壓體的實例示于圖2中。在本公開內(nèi)容中，接合樹脂可以用于固定基體樹脂層和增強(qiáng)樹脂層的樹脂層壓體、以及選自由增強(qiáng)樹脂層和樹脂層壓體組成的組中的一種或多種。進(jìn)一步地，由于用于固定的接合樹脂可以具有低于增強(qiáng)樹脂的熔點和拉伸比，所以可以通過加熱熔化接合樹脂，因此將接合樹脂浸漬到樹脂層壓體中，從而固定樹脂層壓體。因此，在加熱和結(jié)合步驟中，可以在不熔化增強(qiáng)樹脂的情況下熔化接合樹脂。為了實現(xiàn)這種條件，接合樹脂可以具有低于增強(qiáng)樹脂的熔點和拉伸比，例如小于10:1的拉伸比和150℃或更低的熔點。當(dāng)使用低熔點/未拉伸的纖維時，僅通過加熱選擇性熔化低熔點/未拉伸的纖維，因此，由于相變的潛熱效應(yīng)，可以防止高度拉伸的均聚PP的結(jié)晶度降低，且由于低熔點/未拉伸的纖維的固定作用，高度拉伸的均聚PP纖維在壓縮模制時還可以表現(xiàn)出增強(qiáng)效應(yīng)。接合樹脂可以是以具有1mm或更低，例如0.05至1mm范圍內(nèi)的直徑的纖維的形式。如果接合物具有比預(yù)定厚度更大的厚度，那么整體材料中的高度拉伸的纖維的比率可變低并可劣化物理性能。在固定步驟中，接合樹脂可以交替地在層壓體之上和之下通過來固定層壓體。如圖1中所示的，常規(guī)方法是交織經(jīng)紗和緯紗的編織過程，且存在由于交織可以劣化單向機(jī)械性能的問題。然而，如圖2所示，可以在不交織的情況下線性設(shè)置經(jīng)紗和緯紗，并可以使用具有低拉伸比和低熔點(小于10:1的拉伸比和150℃或更低的熔點)的接合樹脂來接合經(jīng)紗和緯紗，從而解決交織問題。如圖5中所示，取決于目的可以以許多不同的形式修改接合。3.加熱和結(jié)合樹脂層壓體的步驟本公開內(nèi)容的熱塑性樹脂復(fù)合材料可以包含具有小于10:1的拉伸比和150℃或更低的熔點的接合樹脂，其中，將接合樹脂熔化并浸漬到樹脂層壓體中以結(jié)合樹脂層壓體。在結(jié)合樹脂層壓體的步驟中，可以在高于接合樹脂的熔點的溫度下進(jìn)行加熱。在結(jié)合樹脂層壓體的步驟中，可以在100℃至150℃的溫度下進(jìn)行加熱。在結(jié)合樹脂層壓體的步驟中，可以通過加熱選擇性熔化接合樹脂和基體樹脂?？梢酝ㄟ^由于選擇性熔化接合樹脂引起的潛熱防止高度拉伸的均聚物增強(qiáng)樹脂的結(jié)晶度因熱降低，且可以防止在帶編織期間由于生成波紋引起的單向物理性能的劣化。根據(jù)本公開內(nèi)容的制備樹脂復(fù)合材料的方法可以包括通過熔化將增強(qiáng)纖維浸漬到基體樹脂中的步驟，并優(yōu)選地進(jìn)一步包括使熔化和浸漬的樹脂復(fù)合材料再結(jié)晶的步驟。進(jìn)一步地，該方法可以包括在熔化和浸漬步驟之前層壓基體樹脂和增強(qiáng)樹脂的步驟。在熔化和浸漬步驟中，可以將層壓的復(fù)合材料原材料注射到雙帶層壓機(jī)中，以及可以通過一定溫度和由于帶之間的距離引起的壓力熔化基體并將基體浸漬到增強(qiáng)劑中。熱塑性樹脂復(fù)合材料可以具有2.4GPa或更高的拉伸剛度和170Mpa或更高的拉伸強(qiáng)度，例如2.4至2.7GPa的拉伸剛度和170至190MPa的拉伸強(qiáng)度。又一個方面提供了包含通過層壓基體樹脂層和增強(qiáng)樹脂層制備的樹脂層壓體、以及接合樹脂的熱塑性樹脂復(fù)合材料，該接合樹脂固定選自由增強(qiáng)樹脂層和樹脂層壓體組成的組中的一種或多種并具有低于增強(qiáng)樹脂的熔點和拉伸比。接合樹脂可以具有低于增強(qiáng)樹脂的熔點和拉伸比，例如小于10:1的拉伸比和150℃或更低的熔點。詳細(xì)地，基體樹脂層可以包含具有100℃至150℃的熔點的基體樹脂，以及增強(qiáng)樹脂層可以包含具有11:1至20:1的拉伸比和160℃至180℃的熔點的增強(qiáng)樹脂。更詳細(xì)地，本公開內(nèi)容涉及包含樹脂層壓體和接合樹脂的熱塑性樹脂復(fù)合材料，該樹脂層壓體包含具有100℃至150℃的熔點的基體樹脂和具有11:1至20:1的拉伸比和160℃至180℃的熔點的增強(qiáng)樹脂，該接合樹脂具有小于10:1的拉伸比和150℃或更低的熔點，其中，將接合樹脂熔化并浸漬到樹脂層壓體中。在熱塑性樹脂復(fù)合材料中，可以使接合樹脂和基體樹脂熔化和結(jié)合。復(fù)合材料可以具有2.4GPa或更高的拉伸剛度和170Mpa或更高的拉伸強(qiáng)度?？梢詫⒏鶕?jù)本公開內(nèi)容的熱塑性樹脂復(fù)合材料應(yīng)用到已經(jīng)通過使用已知的熱塑性樹脂復(fù)合材料制備的許多不同產(chǎn)品中，例如應(yīng)用到自增強(qiáng)復(fù)合材料中。根據(jù)按照本公開內(nèi)容的熱塑性樹脂復(fù)合材料及其制備方法，提供了具有改善的拉伸性能的自增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料，該自增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料可以通過使用具有特定熔點和拉伸比的熱塑性樹脂固定由增強(qiáng)樹脂和基體樹脂組成的樹脂層壓體或增強(qiáng)樹脂制備?？梢詫⒆栽鰪?qiáng)復(fù)合材料應(yīng)用到許多不同產(chǎn)品和工業(yè)中。將參考以下實施例更詳細(xì)地描述本公開內(nèi)容。然而，本公開內(nèi)容的范圍并不旨在受到以下實施例的限制。比較例1：樹脂復(fù)合材料的制備為了制備樹脂復(fù)合材料，制備增強(qiáng)樹脂纖維和基體樹脂。作為基體樹脂，通過特有過程(ownedprocess)使用具有25的MI和130℃的Tm的丙烯/乙烯共聚物樹脂以制備膜。作為增強(qiáng)樹脂，使用來自LotteChemicalCorp.的Y120樹脂，該樹脂是具有1的MI、165℃的Tm、和48,0000的分子量(Mw)的均聚丙烯。通過使用特有過程應(yīng)用15:1的拉伸比以紗線制備增強(qiáng)樹脂，然后制備纖維。纖維具有以下機(jī)械性能：1880的旦尼爾、133.2gf/旦尼爾的彈性拉伸模量、6.8gf/旦尼爾的拉伸強(qiáng)度、和7.44％的伸長率。使用增強(qiáng)纖維作為緯紗/經(jīng)紗進(jìn)行1:1平紋編織(plainweaving)以制備增強(qiáng)織物。為了將增強(qiáng)樹脂和基體樹脂以增強(qiáng)纖維/基體/增強(qiáng)纖維的這種順序?qū)訅簽槿龑訉訅后w，將它們置于輥型退繞機(jī)(roll-typeunwinder)中。當(dāng)它們從退繞機(jī)中傳輸然后轉(zhuǎn)移至雙帶壓力層壓機(jī)中時，以該順序?qū)訅涸鰪?qiáng)樹脂和基體樹脂。加工之前試樣的厚度是0.56mm，并以0.5mm的帶距離 (輥隙)、8mm/s的帶速度和150s的保持時間運行雙帶層壓機(jī)。雙帶壓力層壓機(jī)是具有四個單獨部分的雙帶壓力機(jī)。在該實驗中，將部分1至4設(shè)定為不同的溫度且部分1的溫度最高。將層壓機(jī)設(shè)定為從入口朝向出口具有降低的溫度梯度，并將各個部分中的保持時間設(shè)定為相同。在部分1中在160℃的溫度下、在部分2中在100℃的溫度下、在部分3中在80℃的溫度下以及在部分4中在50℃的溫度下運行層壓機(jī)。為了測量通過該方法制備的自增強(qiáng)復(fù)合材料的物理性能，根據(jù)ISO-527方法測量拉伸強(qiáng)度和彈性拉伸模量。結(jié)果，得到的自增強(qiáng)復(fù)合材料具有163MPa的拉伸強(qiáng)度和2.29GPa的彈性拉伸模量。以下表1中的試樣1-5是制備的自增強(qiáng)復(fù)合材料制備之后取樣五次的試樣。[表1]試樣彈性拉伸模量(GPa)拉伸強(qiáng)度(MPa)12.1816822.3416132.3315742.3315952.26169平均值2.29163實施例1：通過接合纖維固定的UD類增強(qiáng)樹脂的應(yīng)用作為基體樹脂，以與比較例1相同的方式通過特有過程使用具有25的MI和130℃的Tm的丙烯/乙烯共聚物樹脂以制備膜。作為接合樹脂，通過使用特有過程應(yīng)用5:1的拉伸比，使用具有25的MI和130℃的Tm的丙烯/乙烯共聚物樹脂以制備纖維(與基體中相同的樹脂)。作為增強(qiáng)樹脂，使用來自LotteChemicalCorp.的Y120樹脂，該樹脂是具有1的MI、165℃的Tm、和480,000的分子量(Mw)的均聚丙烯。通過使用特有過程應(yīng)用15:1的拉伸比以紗線制備增強(qiáng)樹脂，然后制備纖 維。為了得到由接合樹脂固定的增強(qiáng)樹脂，該纖維具有以下機(jī)械性能：1880的旦尼爾、133.2gf/旦尼爾的彈性拉伸模量、6.8gf/旦尼爾的拉伸強(qiáng)度和7.44％的伸長率。線性設(shè)置纖維，然后使用具有130℃熔點的熱塑性纖維作為制備的接合樹脂以通過接合固定增強(qiáng)樹脂，從而制備增強(qiáng)織物。增強(qiáng)織物是單向的(UD)，因此將0°和90°作為一組來使用。為了以增強(qiáng)纖維/基體/增強(qiáng)纖維這種順序?qū)⑼ㄟ^接合纖維固定的增強(qiáng)樹脂和基體樹脂層壓為三層層壓體，將它們置于輥型退繞機(jī)中。當(dāng)它們從退繞機(jī)中傳輸，然后轉(zhuǎn)移至雙帶壓力層壓機(jī)中時，以該順序?qū)訅涸鰪?qiáng)樹脂和基體樹脂。加工之前試樣的厚度是0.56mm，并以0.5mm的帶距離(輥隙)、8mm/s的帶速度和150s的保持時間運行雙帶層壓機(jī)。雙帶壓力層壓機(jī)是具有四個單獨部分的雙帶壓力機(jī)。在該實驗中，將部分1至4設(shè)定為不同的溫度，且部分1的溫度最高。將層壓機(jī)設(shè)定為從入口朝向出口具有降低的溫度梯度，并將各個部分中的保持時間設(shè)定為相同。在部分1中在160℃的溫度下、在部分2中在100℃的溫度下、在部分3中在80℃的溫度下以及在部分4中在50℃的溫度下運行層壓機(jī)。為了測量通過該方法制備的自增強(qiáng)復(fù)合材料的物理性能，根據(jù)ISO-527方法測量拉伸強(qiáng)度和彈性拉伸模量。結(jié)果，得到的自增強(qiáng)復(fù)合材料具有180MPa的平均拉伸強(qiáng)度和2.55GPa的平均彈性拉伸模量。以下表2中的試樣1-5是制備的自增強(qiáng)復(fù)合材料制備之后取樣五次的試樣。[表2]試樣彈性拉伸模量(GPa)拉伸強(qiáng)度(MPa)12.4819122.6717232.5117342.4918152.59182平均值2.55180與使用沒有通過接合纖維固定的增強(qiáng)纖維制備的樹脂復(fù)合材料相比，通過使用由接合纖維固定的增強(qiáng)纖維制備的熱塑性樹脂復(fù)合材料的評估 性能結(jié)果示出了彈性拉伸模量增加約9.5％。這些實驗結(jié)果表明可以通過單向?qū)訅和ㄟ^接合纖維固定的高度拉伸的纖維增強(qiáng)材料防止由于編織期間的緯紗/經(jīng)紗波紋引起的物理性能的劣化。進(jìn)一步地，由于在通過加熱使增強(qiáng)纖維不熔化的情況下選擇性熔化具有低熔點的接合纖維，所以通過潛熱效應(yīng)防止高度拉伸的均聚PP的結(jié)晶度因加熱而降低。實施例2：具有不同拉伸比的增強(qiáng)劑的應(yīng)用在該實施例中，將具有與實施例1中使用的增強(qiáng)樹脂的拉伸比不同的拉伸比的樹脂用于制備熱塑性樹脂復(fù)合材料，并測量其物理性能。詳細(xì)地，作為增強(qiáng)樹脂，使用來自LotteChemicalCorp.的Y120樹脂，該樹脂是具有1的MI、165℃的Tm、和480,000的分子量(Mw)的均聚丙烯。通過應(yīng)用14:1的拉伸比以紗線制備增強(qiáng)樹脂，并制備纖維。纖維具有以下機(jī)械性能：1850的旦尼爾、120.2gf/旦尼爾的彈性拉伸模量、6.4gf/旦尼爾的拉伸強(qiáng)度、和9.32％的伸長率。線性設(shè)置纖維，然后使用具有130℃熔點的熱塑性纖維作為制備的接合樹脂以通過接合固定增強(qiáng)樹脂，從而制備增強(qiáng)織物。增強(qiáng)織物是單向的(UD)，因此將0°和90°作為一組來使用。通過與實施例1中基本相同的方法制備基體樹脂和接合樹脂。以與實施例1相同的方式，使用雙帶壓力層壓機(jī)以制備由通過接合纖維固定的增強(qiáng)纖維、以及基體樹脂和接合樹脂組成的熱塑性樹脂復(fù)合材料。為了測量通過該方法制備的自增強(qiáng)復(fù)合材料的物理性能，根據(jù)ISO-527方法測量拉伸強(qiáng)度和彈性拉伸模量。結(jié)果，得到的自增強(qiáng)復(fù)合材料具有173MPa的平均拉伸強(qiáng)度和2.43GPa的平均彈性拉伸模量。以下表3中的試樣1-5是制備的自增強(qiáng)復(fù)合材料制備之后取樣五次的試樣。[表3]試樣彈性拉伸模量(GPa)拉伸強(qiáng)度(MPa)12.4017422.3817832.4817142.5017052.39176平均值2.43173比較例2：具有不同熔點的接合纖維的應(yīng)用在該比較例中，使用具有不同于實施例1中使用的接合纖維的熔點的樹脂以制備熱塑性樹脂復(fù)合材料，并測量其物理性能。詳細(xì)地，作為接合纖維，使用具有1的MI和165℃的Tm的均聚丙烯樹脂以制備具有5:1的拉伸比和0.5mm的直徑的纖維。使用制備的接合纖維以固定與實施例1中相同的增強(qiáng)纖維。通過與實施例1基本相同的方法制備增強(qiáng)纖維和基體樹脂。以與實施例1中相同的方式，使用雙帶壓力層壓機(jī)以制備由通過接合纖維固定的增強(qiáng)纖維和基體樹脂組成的熱塑性樹脂復(fù)合材料。為了測量通過該方法制備的自增強(qiáng)復(fù)合材料的物理性能，根據(jù)ISO-527方法測量拉伸強(qiáng)度和彈性拉伸模量。結(jié)果，得到的自增強(qiáng)復(fù)合材料具有174MPa的平均拉伸強(qiáng)度和1.87GPa的平均彈性拉伸模量。以下表4中的試樣1-5是從制備的自增強(qiáng)復(fù)合材料取樣五次的試樣。[表4]試樣彈性拉伸模量(GPa)拉伸強(qiáng)度(MPa)11.7817021.8717431.9417641.9217951.86171平均值1.87174比較例3在該比較例中，使用與實施例1中相同的接合纖維和基體樹脂膜并使用具有不同拉伸比的增強(qiáng)樹脂。詳細(xì)地，作為增強(qiáng)樹脂，使用來自LotteChemicalCorp.的Y120樹脂，該樹脂是具有1的MI、165℃的Tm、和480,000的分子量(Mw)的均聚丙烯。通過使用特有過程應(yīng)用10:1的拉伸比以紗線制備增強(qiáng)樹脂，并制備纖維。纖維具有以下機(jī)械性能：1800的旦尼爾、60.8gf/旦尼爾的彈性拉伸模量、5.8gf/旦尼爾的拉伸強(qiáng)度和16.44％的伸長率。線性設(shè)置纖維，然后使用接合樹脂以通過接合固定增強(qiáng)樹脂，從而制備增強(qiáng)織物。增強(qiáng)織物是單向的(UD)，因此將0°和90°作為一組來使用。以與實施例1中相同的方式，使用雙帶壓力層壓機(jī)以制備由通過接合纖維固定的增強(qiáng)纖維、以及基體樹脂和接合樹脂組成的熱塑性樹脂復(fù)合材料。為了測量通過該方法制備的自增強(qiáng)復(fù)合材料的物理性能，根據(jù)ISO-527方法測量拉伸強(qiáng)度和彈性拉伸模量。結(jié)果，得到的自增強(qiáng)復(fù)合材料具有150MPa的平均拉伸強(qiáng)度和1.17GPa的平均彈性拉伸模量。以下表5中的試樣1-5是制備的自增強(qiáng)復(fù)合材料制備之后取樣五次的試樣。[表5]試樣彈性拉伸模量(GPa)拉伸強(qiáng)度(MPa)11.1216121.2214331.1114241.2915251.12151平均值1.17150盡管為了舉例說明的目的已經(jīng)公開了本公開內(nèi)容的優(yōu)選實施方式，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不背離如在所附權(quán)利要求中公開的本公開內(nèi)容的范圍和精神的情況下，各種修改、添加和替換是可能的。當(dāng)前第1頁1 2 3