[发明专利]由预聚物反应性前体成分开模制造纤维增强的半结晶聚酰胺基质复合材料的方法

摘要

本发明涉及开模制造具有纤维增强体和基质的热塑性复合材料的方法，所述基质为具有至少80℃的Tg和小于或等于280℃且大于200℃的Tf的半结晶聚酰胺，所述半结晶聚酰胺通过以下的缩聚以熔融状态通过本体聚合原位制备根据A的反应性前体成分，其包括至少一种携带两个相同的官能团X或Y的第一聚酰胺预聚物A1和至少一种携带不同于A1的官能团且对于A1的官能团为共反应性的两个相同的官能团X或Y的第二聚酰胺预聚物A2；或根据B的反应性前体成分，其包括至少一种(在同一链上)携带两个不同的彼此共反应性的官能团X和Y的预聚物；或根据(A+B)的混合物的前体成分，其中X和Y分别为羧基或氨基，反之亦然，其中所述方法包括以下相继步骤i)制备反应性混合物A(A1+A2)或反应性混合物(A+B)(A1+A2+B)或熔融根据B的所述预聚物；ii)通过用所述反应性前体成分的沉积‑浸渍来连续涂布所述纤维；iii)通过缩聚以熔融状态在开放式加热模具中进行原位本体聚合；iv)冷却所述材料，以及所述基质的所述最终聚酰胺和所述预聚物A1、A2或B具有在酰胺单元方面的相同的特定组成。本发明还涵盖反应性前体成分、由其得到的复合材料、其用途和最终制品。

主权项

用于在开模中制造热塑性复合材料的方法，所述材料包括增强纤维和浸渍所述纤维的聚酰胺热塑性基质，其特征在于所述基质为具有至少80℃、优选地至少90℃和更优先地至少100℃的玻璃化转变温度Tg和具有小于或等于280℃且大于200℃、优选地大于220℃的熔融温度Tm的半结晶聚酰胺，所述半结晶聚酰胺通过以下的本体熔融缩聚聚合原位制备：根据A的反应性前体成分，其包括至少一种具有两个相同的官能团X(X和X)或Y(Y和Y)的第一聚酰胺预聚物A1和至少一种具有不同于A1的官能团且与A1的官能团为共反应性的两个相同的官能团X(X和X)或Y(Y和Y)的第二聚酰胺预聚物A2；或根据B的反应性前体成分，其包括至少一种(在同一链上)具有两个不同的彼此共反应性的官能团X和Y的预聚物；或根据(A+B)的混合物的前体成分，其中所述官能团X和Y分别为羧基(X)和氨基(Y)，且反之亦然(Y和X)，所述玻璃化转变温度Tg和熔融温度Tm分别是根据ISO11357‑2:2013和11357‑3:2013标准以20℃/分钟的加热和冷却速率在第二次加热通过之后使用差示扫描量热计(DSC)测量的，且所述方法包括以下相继步骤：i)在大于混合物A或混合物(A+B)的熔融温度Tm或如果预聚物B是所述前体成分的唯一组分时的所述预聚物B的Tm的温度下，通过熔融共混各组分或如果预聚物B为所述反应性前体成分的唯一组分时熔融所述预聚物B，制备反应性混合物A：(A1+A2)或反应性混合物(A+B)：(A1+A2+B)，ii)在开放式加热浸渍室(2)中用所述反应性前体成分连续浸渍所述纤维，所述反应性前体成分根据情况为熔融状态的混合物A或(A+B)或所述预聚物B，优选地在浸渍条件下具有<100Pa.s、更优先地<50Pa.s、更优选地<10Pa.s的粘度，所述浸渍之后进行在浸渍室(2)的出口处通过模头(3)的预成型，所述熔体粘度是采用Physica MCR301流变仪在给定温度下在100s‑1的剪切下在氮气冲洗下、在两个直径50毫米的平行板之间测量的，iii)在所述浸渍室(2)中和/或在所述浸渍室外在与所述浸渍室(2)和用于使所述材料预成型的模头(3)分开的专门区域(4)中的原位本体熔融缩聚聚合，其中所述区域(4)位于浸渍室和所述模头(3)之后，和其中控制时间和聚合温度使得聚合温度大于所述热塑性基质聚酰胺的熔融温度Tm，iv)冷却所述材料，且其中所述基质的所述最终聚酰胺和所述预聚物A1、A2或B具有相同的酰胺单元组成并且所述酰胺单元得自：a)二酸组分，其为95至100摩尔％、优选地100摩尔％的对苯二甲酸结构，其中存在0至5摩尔％的间苯二甲酸，优选地a)为100％对苯二甲酸，b)由以下组成的二胺组分：b1)55至85摩尔％、优选地55至80摩尔％的C9、C10、C11或C12脂族线性二胺，和b2)15至45摩尔％、优选地20至45摩尔％的不同于b1)的二胺，选自：b21)具有甲基或乙基取代基并且相对于相关的二胺b1)具有至少两个碳的链长差异的单支化的脂族二胺，所述二胺b2)优选地为2‑甲基五亚甲基二胺，b22)间苯二甲胺(mXD)或b23)C4至C18线性脂族二胺，当b1)为C10至C12线性脂族二胺时，并且其中当所述二胺b1为C9二胺时，b23)为C10至C18二胺，和c)任选地，氨基酸或，根据情况，相应的C6至C12，优选地C6、C11或C12，和更优先地C11内酰胺，其中c)占相对于a)或相对于b)的不超过30摩尔％。