[發(fā)明專利]復(fù)合聚合物

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200780002910.1
• 申請日: 2007-01-12
• 公開（公告）號: CN101370653A
• 公開（公告）日: 2009-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: H·特瓦爾多斯卡－巴克斯特;M·J·薩姆納;D·H·費希爾;T·A·塔夫茨
• 申請（專利權(quán)）人: 亞什蘭許可和知識產(chǎn)權(quán)有限公司
• 主分類號: B32B27/00
• 分類號: B32B27/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 程大軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般說來涉及由聚合物的低密度復(fù)合材料制備的具有A級表面質(zhì)量的外表面(cosmetic)車身板件。

背景技術(shù)

以下給出的信息并非確認為本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)，而是僅僅為幫助讀者理解而給出的。

隨著能耗不斷的增加，運輸工業(yè)對于減少車輛重量來促進燃料節(jié)約方面具有較強的需求。這種生產(chǎn)輕型車輛部件的要求開啟了使用低密度金屬和聚合物的大門。聚合物材料由于其質(zhì)量輕、能被模制為復(fù)雜形狀，即部件固化和設(shè)計的靈活性、耐腐蝕、強度高及耐損傷而被廣泛用來替代車輛上的鋼材部件。特別是，熱固性復(fù)合材料被廣泛應(yīng)用于制造結(jié)構(gòu)(內(nèi)部)和外表面(外部)車身板件。汽車工業(yè)對于外表面車身板件的外觀具有非常嚴格的要求。要求的光滑表面一般指“A級”表面。通過激光光反射圖像分析儀(LORIA)測量的表面質(zhì)量(SQ)由三個測量結(jié)果確定，即阿什蘭指數(shù)(AI)、圖像清晰度(DO1)、和桔皮(OP)。具有A級SQ的SMC通常限定為AI<80、DOI≥70(標度為0-100)和OP≥7.0(標度為0-10)。

幾乎所有的熱固性聚合物在固化時都會表現(xiàn)出基于體積的收縮。在纖維增強聚合物熱固性復(fù)合材料(FRP)中，這將導(dǎo)致非常不平的表面，因為在其周圍樹脂收縮時增強纖維會導(dǎo)致出現(xiàn)峰和谷。許多方法被用來促進熱固性復(fù)合材料達到A級表面光滑度的嚴格要求，并使得該復(fù)合材料配制品符合或者超過通常用于這些應(yīng)用中的金屬部件的光滑度。

通常用于降低固化收縮和提高表面光滑度的方法是將大量的無機填料混合到復(fù)合材料配制品中，如碳酸鈣(CaCO₃)。典型地，所述配制品中的填料含量以體積計大約等于樹脂。因此，填料的加入降低整體上組合物的固化收縮，這僅僅是因為有相當少的聚合物材料經(jīng)歷收縮。

隨著工業(yè)上對于提高汽油里程的增加的需求壓力，制造商越來越努力致力于減少車輛重量。盡管FRP由于比重低而優(yōu)于大多數(shù)的競爭材料，但通常為玻璃的無機填料和纖維增強物的密度較高，其導(dǎo)致部件的重量大于要求重量。多數(shù)無機填料和纖維增強物具有高于聚合物熱固性樹脂的密度。例如，作為最常用的填料和增強物的碳酸鈣和玻璃纖維其密度為大約2.7g/cc。盡管通常已經(jīng)固化的熱固性樹脂具有約1.2g/cc的密度，如固化的不飽和聚酯，但是填料和玻璃纖維使得FRP車身板件的密度增加到約1.9g/cc。將這些部件的密度降低15-25％，并且同時保持FRP的其它所需性能，就可使得車輛重量明顯降低。

工業(yè)上對于低密度復(fù)合模塑料生產(chǎn)出的具有A級表面的部件有著積極的需求。一些供應(yīng)商已致力于通過中空玻璃微球代替部分較重的無機填料，以降低部件的密度。盡管這些技術(shù)在不引起SQ明顯下降的情況下可顯著降低密度，但是通過這種方法所模制外表面板件在相對于現(xiàn)有高密度模塑料所表現(xiàn)出來的機械性能和基體韌性方面表現(xiàn)出明顯的降低，這是該工業(yè)所不能接受的。使情況更糟糕的是，使用玻璃微球增加了因“油漆爆裂”而導(dǎo)致的部件缺陷的數(shù)量，但是，許多新引入的高密度體系生產(chǎn)的部件所形成的這種缺陷卻明顯降低。

盡管在保持A級SQ和其它所需性質(zhì)的同時使部件密度降低變得越來越困難，但是在以下公開內(nèi)容中顯示，本發(fā)明實現(xiàn)了在不使用微球下使外表面模制部件的密度降低15-25％，并且SQ、機械性、基體韌性或者耐“油漆爆裂”性幾乎沒有或者沒有損失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明通過在不使用玻璃微球的情況下提供強度高、韌性高、低密度的模塑復(fù)合部件，達到現(xiàn)有技術(shù)所不能滿足的要求，該部件具有A級SQ和不大于約1.6g/cm³的密度。其通過使用模制的纖維增強復(fù)合材料來提供這些性質(zhì)，該復(fù)合材料由用量大大降低的標準類型的填料制備，所述填料如納米粘土、硅藻土、云母、硅灰石(CaSiO₃)、高嶺土、石墨、研磨的碳纖維、基于纖維素的填料以及類似材料。

本發(fā)明的一個方面提供了低密度模制品，其具有和模具相比約-0.02到+0.15％的平均線性收縮率和“A級”表面。表面質(zhì)量(SQ)由激光光反射圖像分析儀(LORIA)測量，并由三個測量結(jié)果確定，即阿什蘭指數(shù)(AI)、圖像清晰度(DO1)和桔皮(OP)。本發(fā)明目的是具有A級SQ的模制品，即其具有：AI<85，DOI≥70(標度為0-100)和OP≥7.0(標度為0-10)。

本發(fā)明的一個方面提供了增強的復(fù)合材料板件，其具有低于1.6g/cm³的密度。根據(jù)另一方面，該板件不含有填充的或者中空的玻璃微球。