[发明专利]高温防粘膜

说明书

                        发明背景

发明领域

本发明涉及多层聚合物薄膜及其制造方法。更具体地说，本发明涉及暴露在高温下具有提高的力学性能和防粘性能的含聚甲基戊烯薄膜。

先有技术描述

氟化乙烯丙烯薄膜在工业上作为防粘膜用于在氮气或空气热压罐条件下生产航空航天复合材料结构部件。这类结构件所用的材料可能含纤维增强环氧或酚醛树脂。但是，这类薄膜价格昂贵，撕裂强度低，会将氟化污染物迁移到复合材料成品表面，难以着色，比重大于2.1g/cm³，且因它的氟含量而不易煅烧。

聚甲基戊烯(PMP)薄膜，如聚-4-甲基-1-戊烯薄膜，在工业上也作为防粘膜用于在氮气或空气热压罐条件下生产航空航天复合材料结构部件。这类结构件所用的材料可能含纤维增强环氧或酚醛树脂。但是，PMP薄膜比较昂贵，撕裂强度非常低和刚度或模量高，这就把它的用途限制于生产平整制件，且因拉伸强度低，不能生产厚度小于1.5密耳(38.1μm)的薄膜，以及使用温度上限为177℃。

生产含一层聚甲基戊烯(“PMP”)层和一层热塑性塑料层的多层聚合物薄膜是本领域内周知的。例如，美国专利5,106,692公开了一种PMP与多种热塑性树脂的多层耐分层结构，其中，在层与层之间夹有一种特定的粘结剂中间层共混物。热塑性树脂可以是聚酰胺。美国专利5,858,550描述了一种双轴取向非热稳定化的5层共挤出薄膜，其构造为PMP/粘合剂/聚酰胺/粘合剂/PMP，该专利包括于此供参考。这种薄膜不适合在航空航天复合材料结构件制造中作很高温防粘膜，因为双轴取向会使防粘膜在高温下收缩，从而在被制造的复合材料表面形成缺陷。此外，取向工艺大大提高了膜的模量，这就阻碍它在制造复杂或曲面体复合材料件中的应用。美国专利5,080,979描述了一种非热稳定化的含PMP/粘合剂/聚酰胺多层层压材料，适合在刚性或柔性印刷电路板制造中作防粘膜。这种膜不适用于航空航天复合材料结构件的制造，因为其热稳定性不足以承受空气热压罐的压力，倾向于卷曲，从而在复合材料结构成品上形成表面瑕疵。美国专利5,106,692描述了一种非热稳定化的3层共挤出薄膜，其结构为PMP/粘合剂/聚酰胺。这种薄膜不适用于航空航天复合材料结构件，因为其热稳定性不足以承受空气热压罐压力，且有卷曲倾向，从而会在复合材料结构成品上形成瑕疵。

PMP薄膜是最理想的，因为它如美国专利5,079,052所述，具有良好的防水性，以及如美国专利5,080,979所述，适合作高温复合材料的防粘膜。但是，由于这类薄膜在约350°F(177℃)以上一般会失去其尺寸稳定性，因此这类薄膜必须在较低温度下长时间固化。所以非常希望生产一种在高温下能保持其尺寸稳定性与防粘性的含PMP薄膜。更进一步，希望通过使用一种能迅速固化且不会在复合材料表面留下残余物的防粘膜来缩短高温复合材料的生产周期。

本发明生产一种热稳定化的含PMP/聚酰胺的多层防粘膜，它克服了与防粘膜用于温度最高达210℃的空气或氮气热压罐中相关的上述问题。考虑到这种防粘膜中所用材料的结晶熔点，其上限温度的大幅度提高是出乎意料的。此外，这种薄膜在高温高压空气中暴露长时期后能保持其热稳定性。其铺覆性与柔软性与氟化乙烯丙烯薄膜相当。这类共挤出薄膜也大大降低了复合材料制造厂的制造成本。这种膜具有合格的表面质量和层间粘结强度，可生产无表面缺陷的固化结构复合材料。

此外，用来生产这种薄膜的几种聚合物熔体间明显的粘度不匹配性在理论上提出，为生产合格的薄膜，应降低尼龙芯的粘度，但是，业已发现实际情况正好相反。此外，本领域内的技术人员一般预料，为提高结晶共挤出物的层间粘结强度，应提高流延辊的温度。但也已发现，对于本发明的薄膜，实际情况正好相反。

                         发明概述

按照本发明，提供一种非取向多层薄膜，它包含：

a)一层由一种热稳定剂和包含下列组分的聚酰胺共混物组成的聚酰胺层：

i)约30％重量-约80％重量的一种数均分子量至少为约40,000尼龙6聚合物的共混物；

ii)约10％重量-约30％重量的一种数均分子量至少为约15,000的尼龙6，66共聚物的共混物；

iii)约5％重量-约40％重量的一种数均分子量至少为约10,000的尼龙6，12共聚物的共混物；

b)一层由一种热稳定剂和至少一种聚甲基戊烯均聚物、含聚甲基戊烯的共聚物或它们的共混物组成的聚甲基戊烯层；以及