Сухая волокнистая лента для производства заготовки - RU2017102666A
Код документа: RU2017102666A
Формула
1. Заготовка, выполненная с возможностью приема жидкого полимера в процессе литьевого формования, причем заготовка имеет первоначальную толщину Ti и включает множество перекрывающихся волокнистых лент, уложенных в процессе автоматической выкладки, причем:
каждая лента включает слой однонаправленных волокон, которые являются ориентированными параллельно по отношению друг к другу, нетканую оболочку, прикрепленную, по меньшей мере, к одной стороне слоя однонаправленных волокон, и, по меньшей мере, один связующий материал, распределенный, по меньшей мере, на одной стороне слоя однонаправленных волокон и проникающий через части нетканой оболочки, или распределенный в объеме ленты, включая пространства между однонаправленными волокнами, и на частях оболочки,
причем связующий материал выбран из:
i. связующего вещества, которое является твердым при температуре, составляющей вплоть до 50°C, имеет температуру размягчения, находящуюся в интервале от 75°C до 125°C при измерении методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), и содержит смесь эпоксидного полимера и термопластического полимера, но не содержит никакого катализатора или сшивающего вещества, проявляющего активность при температуре выше 75°C;
ii. композиции, содержащей, по меньшей мере, один многофункциональный эпоксидный полимер; по меньшей мере, один термопластический полимер и, по меньшей мере, одно поверхностно-активное вещество, выбранное из анионных поверхностно-активных веществ и неионогенных поверхностно-активных веществ;
iii. частично или полностью сшитого сополимера простого полигидроксиэфира и полиуретана;
iv. полиуретана, который представляет собой несшитый, частично или полностью сшитый, или модифицированный полиуретановый полимер;
v. эпоксидного полимера, который представляет собой несшитый, частично или полностью сшитый, или модифицированный эпоксидный полимер; и
vi. простого полигидроксиэфирного полимера, который является несшитым, частично или полностью сшитым;
причем лента, включая нетканую оболочку, является пористой и проницаемой для жидкого полимера, который используется в последующем процессе литьевого формования; и
заготовка проявляет свойство малой толщины при нагревании, которое определяется на стадиях нагревания и формования в процессе автоматической выкладки.
2. Заготовка по п. 1, причем, когда данная заготовка пропитывается полимером, а затем отверждается, образуя композиционную структуру, толщина T2 отвержденной композиционной структуры уменьшается на 0%-10% по сравнению с первоначальной толщиной Ti заготовки (или 0,90Ti≤T2≤1,00Ti), и дополнительное упрочнение не требуется после вышеупомянутого процесса выкладки ленты.
3. Заготовка по п. 1 или 2, в которой термопластический полимер в связующем материале (i) или (ii) представляет собой полиарилсульфоновый полимер, содержащий соединенные простыми эфирными связями повторяющиеся звенья и необязательно соединенные простыми тиоэфирными связями повторяющиеся звенья, причем в качестве данных звеньев выбираются следующие:
-(Ph-A-Ph)-
и необязательно
-(Ph)a-
где A представляет собой CO или SO2, Ph представляет собой фенилен, n составляет от 1 до 2 и может представлять собой дробное число, a составляет от 1 до 4 и может представлять собой дробное число, при том условии, что когда a превышает 1, фенилены соединены в неразветвленную цепь через простые химические связи или двухвалентные группы не представляющие собой -CO- или - SO2-, или конденсируются друг с другом непосредственно или через циклические фрагменты, выбранные из группы, которую составляют алкилкислотные радикалы, (гетеро)ароматические радикалы, циклические кетоны, циклические амиды, имиды, циклические имины и их сочетания.
4. Заготовка по любому из предшествующих пунктов, в которой поверхностно-активное вещество в связующем материале (ii) выбрано из:
a) неионогенного поверхностно-активного вещества, в качестве которого присутствуют однофункциональные или многофункциональные блочные или привитые блочные сополимеры, включающие гидрофильные и гидрофобные блоки;
b) анионного поверхностно-активного вещества, которое представляет следующий формула:
A-R
в которой в качестве R присутствует алкильная, арильная, арилалкильная или алкиленовая цепь, содержащая от 4 до 50 атомов углерода (C4-C50); и в качестве A присутствует соль лития, натрия, калия, аммония, четвертичного аммония, амина, в которой содержится карбоксильная, или сульфоновая, или фосфорнокислая группа; и
c) сочетание неионогенного поверхностно-активного вещества и анионного поверхностно-активного вещества.
5. Заготовка по любому из предшествующих пунктов, в которой каждая лента включает два различных связующих материала,
первый связующий материал представляет собой связующий материал (i) или (ii), и
второй связующий материал выбирается из материалов (iii)-(vi).
6. Заготовка по п. 5, в которой первый связующий материал представляет собой материал (i).
7. Заготовка по п. 5, в которой первый связующий материал представляет собой материал (ii).
8. Заготовка по п. 6 или 7, в которой второй связующий материал представляет собой материал (iii).
9. Заготовка по любому из предшествующих пунктов, в котором нетканая оболочка ленты присутствует в форме статистически ориентированных волокон; ориентированных волокон, образующих рисунок (включая сетчатый рисунок); или пористой мембраны.
10. Заготовка по любому из предшествующих пунктов, в котором каждая лента включает две нетканые оболочки, содержащие термопластические волокна, прикрепленные к противоположным сторонам слоя однонаправленных волокон.
11. Заготовка по любому из предшествующих пунктов, в котором каждая лента включает одну нетканую оболочку из углеродных волокон, прикрепленную к одной стороне слоя однонаправленных волокон.
12. Заготовка по любому из предшествующих пунктов, в котором каждая лента имеет ширину, составляющую от 0,1 см до 61 см, длину, которая составляет, по меньшей мере, десятикратную ширину, и толщину, составляющую приблизительно от 75 мкм до 300 мкм или от 100 мкм до 250 мкм.
13. Заготовка по любому из предшествующих пунктов, в котором один или несколько связующих материалов присутствует в достаточных количествах, чтобы удерживать волокна и нетканую оболочку друг с другом, но полное количество одного или нескольких связующих материалов составляет менее чем 15% по отношению к общей массе ленты.
14. Способ изготовления структуры композиционного материала, включающий этапы, на которых:
a) выкладывают множество сухих волокнистых лент посредством процесса автоматической выкладки и образуют многослойную заготовку, имеющую первоначальную толщину Ti, причем каждая лента включает слой однонаправленных волокон, которые являются выровненными параллельно по отношению друг к другу, по меньшей мере, одну нетканую оболочку, прикрепленную к одной стороне слоя однонаправленных волокон, и, по меньшей мере, один связующий материал, распределенный, по меньшей мере, на одной стороне слоя однонаправленных волокон и проникающий через части нетканой оболочки, или распределенный в объеме ленты, включая пространства между однонаправленными волокнами, и на частях нетканой оболочки, и
b) пропитывают заготовку жидким полимером в процессе литьевого формования;
c) отверждают пропитанную полимером заготовку для получения структуры композиционного материала,
причем заготовка проявляет свойство малой толщины при нагревании, которое определяется на стадиях нагревания и формования в процессе автоматической выкладки, и толщина T2 отвержденной структуры композиционного материала уменьшается на 0%-10% по сравнению с первоначальной толщиной Ti заготовки (или 0,90Ti≤T2≤1,00Ti), и никакое дополнительное упрочнение не требуется после стадии (a) выкладки ленты, и
причем связующий материал выбран из:
i. связующего вещества, которое является твердым при температуре, составляющей вплоть до 50°C, имеет температуру размягчения, находящуюся в интервале от 75°C до 125°C при измерении методом ДСК, и содержит в смеси эпоксидный полимер и термопластический полимер, но не содержит никакого катализатора или сшивающего вещества, проявляющего активность при температуре выше 75°C; и
ii. композиции, включающей, по меньшей мере, один многофункциональный эпоксидный полимер; по меньшей мере, один термопластический полимер и, по меньшей мере, одно поверхностно-активное вещество, выбранное из анионного поверхностно-активного вещества и неионогенного поверхностно-активные вещества;
iii. частично или полностью сшитый сополимер простого полигидроксиэфира и полиуретана;
iv. полиуретан, который представляет собой несшитый, частично или полностью сшитый, или модифицированный полиуретановый полимер;
v. эпоксидный полимер, который представляет собой несшитый, частично или полностью сшитый, или модифицированный эпоксидный полимер; и
vi. простой полигидроксиэфирный полимер, который является несшитым, частично или полностью сшитым.
15. Способ по п. 14, в котором термопластический полимер в связующем материале (i) или (ii) представляет собой полиарилсульфоновый полимер.
16. Способ по п. 14 или 15, в котором поверхностно-активное вещество в связующем материале (ii) выбрано из:
a) неионогенного поверхностно-активного вещества, в качестве которого присутствуют однофункциональные или многофункциональные блочные или привитые блочные сополимеры, включающие гидрофильные и гидрофобные блоки;
b) анионного поверхностно-активного вещества, которое представлено следующей формулой:
A-R
в которой в качестве R присутствует алкильная, арильная, арилалкильная или алкиленовая цепь, содержащая от 4 до 50 атомов углерода (C4-C50); и в качестве A присутствует соль лития, натрия, калия, аммония, четвертичного аммония, амина, в которой содержится карбоксильная, или сульфоновая, или фосфорнокислая группа; и
c) сочетания неионогенного поверхностно-активного вещества и анионного поверхностно-активного вещества.
17. Способ по любому из пп. 14-16, в котором каждая лента включает два различных связующих материала,
первый связующий материал представляет собой связующий материал (i) или (ii), и
второй связующий материал выбирается из материалов (iii)-(vi).
18. Способ по любому из пп. 14-17, в котором каждая лента включает нетканую оболочку прикрепленную к одной стороне слоя однонаправленных волокон, причем нетканая оболочка присутствует в форме статистически ориентированных волокон, ориентированных волокон, образующих рисунок, или пористой мембраны.
19. Способ по любому из пп. 14-18, в котором каждая лента включает две нетканые оболочки из термопластических волокон, прикрепленных к противоположным сторонам слоя однонаправленных волокон, или, по меньшей мере, одну нетканую оболочку из углеродных волокон, прикрепленную к одной стороне слоя однонаправленных волокон.
20. Способ изготовления сухих волокнистых лент для автоматической выкладки ленты, содержащий этапы, на которых:
наносят первый связующий материал, в гранулированной форме, на сухое волокнистое полотно из распрямленных однонаправленных волокон;
прикрепляют нетканую оболочку, по меньшей мере, на одну сторону волокнистого полотна для получения многослойного материала;
наносят второй связующий материал, в форме жидкой композиции, на многослойный материал и получают в результате этого обработанный связующим веществом многослойный материала;
высушивают обработанный связующим веществом многослойный материал; и
продольно разрезают высушенный многослойный материал для получения лент, которые являются подходящими для автоматической выкладки ленты,
причем первый связующий материал отличается от второго связующего материала и является твердым при температуре, составляющей вплоть до 50°C, имеет температуру размягчения, находящуюся в интервале от 75°C до 125°C при измерении методом ДСК, и содержит смесь эпоксидного полимера и термопластического полимера, но не содержит никакого катализатора или сшивающего вещества, проявляющего активность при температуре выше 75°C, и
причем второй связующий материал представляет собой дисперсию на водной основе, включающую, по меньшей мере, одно из следующих веществ:
i. сополимер простого полигидроксиэфира и полиуретана, аминоальдегидное сшивающее вещество и необязательный катализатор;
ii. полиуретан и необязательное сшивающее вещество;
iii. эпоксидный полимер и необязательное сшивающее вещество; и
iv. феноксиполимер и необязательное сшивающее вещество.
21. Способ изготовления сухих волокнистых лент для автоматической выкладки ленты, содержащий этапы, на которых:
наносят первый связующий материал, в форме жидкой композиции, на сухое волокнистое полотно из разложенных однонаправленных волокон;
высушивают обработанную связующим веществом оболочку;
прикрепляют нетканую оболочку, по меньшей мере, к одной стороне волокнистого полотна из разложенных однонаправленных волокон для получения многослойного материала;
наносят второй связующий материал, в форме жидкой композиции, на многослойный материал и получают в результате этого обработанный связующим веществом многослойный материал;
высушивают обработанный связующим веществом многослойный материал; и
продольно разрезают высушенный многослойный материал для получения лент, имеющих малую ширину в таких пределах, что они являются подходящими для автоматической выкладки ленты,
причем первый связующий материал представляет собой жидкую композицию, включающую, по меньшей мере, один многофункциональный эпоксидный полимер; по меньшей мере, один термопластический полимер и, по меньшей мере, одно поверхностно-активное вещество, выбранное из анионных поверхностно-активных веществ и неионогенных поверхностно-активных веществ, и
причем второй связующий материал представляет собой дисперсию на водной основе, включающую, по меньшей мере, одно из следующих веществ:
i. сополимер простого полигидроксиэфира и полиуретана, аминоальдегидное сшивающее вещество и необязательный катализатор;
ii. полиуретан и необязательное сшивающее вещество;
iii. эпоксидный полимер и необязательное сшивающее вещество; и
iv. феноксиполимер и необязательное сшивающее вещество.
22. Способ изготовления сухих волокнистых лент для автоматической выкладки ленты, содержащий этапы, на которых:
наносят жидкую связующую композицию, включающую первый связующий материал и второй связующий материал, на сухое волокнистое полотно из разложенных однонаправленных волокон для получения обработанного связующим веществом волокнистого полотна;
высушивают обработанное связующим веществом волокнистое полотно;
прикрепляют нетканую оболочку, по меньшей мере, к одной стороне волокнистого полотна для получения многослойного материала;
продольно разрезают многослойный материал для получения лент, которые являются подходящими для автоматической выкладки ленты,
причем первый связующий материал отличается от второго связующего материала и выбран из:
i. связующего вещества, которое является твердым при температуре, составляющей вплоть до 50°C, имеет температуру размягчения, находящуюся в интервале от 75°C до 125°C при измерении методом ДСК, и содержит смесь эпоксидного полимера и термопластического полимера, но не содержит никакого катализатора или сшивающего вещества, проявляющего активность при температуре выше 75°C, и
ii. жидкой композиции, включающей, по меньшей мере, один многофункциональный эпоксидный полимер; по меньшей мере, один термопластический полимер и, по меньшей мере, одно поверхностно-активное вещество, выбранное из анионного поверхностно-активного вещества и неионогенного поверхностно-активного вещества, и
причем второй связующий материал представляет собой дисперсию на водной основе, включающую, по меньшей мере, одно из следующих веществ:
iii. сополимер простого полигидроксиэфира и полиуретана, аминоальдегидное сшивающее вещество и необязательный катализатор;
iv. полиуретан и необязательное сшивающее вещество;
v. эпоксидный полимер и необязательное сшивающее вещество; и
vi. феноксиполимер и необязательное сшивающее вещество.
23. Способ изготовления сухих волокнистых лент для автоматической выкладки ленты, содержащий этапы, на которых:
наносят первый связующий материал, в гранулированной форме или жидкой форме, на нетканую оболочку;
прикрепляют нетканую оболочку, по меньшей мере, к одной стороне волокнистого полотна из разложенных однонаправленных волокон для получения многослойного материала;
наносят второй связующий материал, в форме жидкой композиции, на многослойный материал и получают в результате этого обработанный связующим веществом многослойный материал;
высушивают обработанный связующим веществом многослойный материала; и
продольно разрезают высушенный многослойный материал для получения лент, которые являются подходящими для автоматической выкладки ленты,
причем первый связующий материал отличается от второго связующего материала и выбран из:
i. связующего вещества, которое является твердым при температуре, составляющей вплоть до 50°C, имеет температуру размягчения, находящуюся в интервале от 75°C до 125°C при измерении методом ДСК, и содержит смесь эпоксидного полимера и термопластического полимера, но не содержит никакого катализатора или сшивающего вещества, проявляющего активность при температуре выше 75°C; или
ii. жидкой композиции, включающей, по меньшей мере, один многофункциональный эпоксидный полимер; по меньшей мере, один термопластический полимер и, по меньшей мере, одно поверхностно-активное вещество, выбранное из анионного поверхностно-активного вещества и неионогенного поверхностно-активного вещества; и
причем второй связующий материал представляет собой дисперсию на водной основе, включающую, по меньшей мере, одно из следующих веществ:
iii. сополимер простого полигидроксиэфира и полиуретана, аминоальдегидное сшивающее вещество и необязательный катализатор;
iv. полиуретан и необязательное сшивающее вещество;
v. эпоксидный полимер и необязательное сшивающее вещество; и
vi. феноксиполимер и необязательное сшивающее вещество.
