[發明專利]經涂覆的纖維及方法

有效

• 申請號: 201880018016.1
• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN110418813B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: C·O·凱羅博;J·A·蘭多爾夫;D·F·貝里
• 申請（專利權）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: C08K3/22
• 分類號: C08K3/22;C08K5/20;C08K7/02;C08K9/08
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 王丹丹;劉金輝

本文公開了用于聚合物強化的經涂覆的纖維。該經涂覆的纖維包含纖維及圍繞該纖維布置的涂層。該纖維具有約250至約3,000的丹尼(denier)。該涂層包含支化聚乙烯亞胺。該纖維以約80重量％至約99.8重量％的量存在于該經涂覆的纖維中，且該涂層以約0.2重量％至約20重量％的量存在于該經涂覆的纖維中，其中重量％為基于該經涂覆的纖維的總重量。本文還公開了產生該經涂覆的纖維的方法。

發明領域

本發明大體上涉及用于聚合物強化的經涂覆的纖維及產生經涂覆的纖維的方法。本發明進一步涉及包含經涂覆的纖維的聚合物復合材料。

發明背景

使用填充劑改進聚合物材料的物理及流變性質在業內已知。例如，盡管事實上聚合物單獨原本將用作絕緣體，但將導電填充劑添加至聚合物可賦予所得聚合物復合材料導電性。作為另一實例，將強化填充劑(例如強化纖維)添加至聚合物可賦予所得聚合物復合材料改進的負載、潛變、疲勞性、強度、耐久性及其他性質。

然而，在聚合物復合材料中使用填充劑可產生問題。例如，加載實現具有合意物理及流變性質的聚合物復合材料所需要的填充劑可使得處理(例如復合、擠出、射出模制等)甚為困難。填充劑、尤其纖維填充劑可難以在聚合物基質內分散，且因此組合聚合物與纖維填充劑的常用方法通常產生具有不一致的物理及流變性質的聚合物復合材料。一旦形成聚合物復合材料，則填充劑(例如纖維填充劑)可自聚合物復合材料內的聚合物(例如彈性體)脫層，此負面地影響這些聚合物復合材料的物理及性能性質。

為解決這些問題，通常對組合聚合物的常用方法作出高代價的處理調整(例如增加復合時間及改變復合溫度)，以試圖產生具有一致的物理及流變性質的聚合物復合材料。此外，對聚合物復合材料作出如納入處理添加劑的常規改變，以試圖(1)利用組合聚合物與纖維填充劑的常用方法產生具有一致的物理及流變性質的聚合物復合材料，及(2)最小化獲得具有合意物理及流變性質的聚合物復合材料所需要的纖維填充劑的量。此外，為解決脫層問題，已采用填充劑處理劑，例如用硅烷、間苯二酚-甲醛-乳膠(RFL)、異氰酸酯、環氧和/或包含乙烯基吡啶的三元共聚物晶格(lattices)處理纖維填充劑，以防止纖維填充劑自聚合物復合材料內的聚合物脫層。然而，許多填充劑處理劑為工作場所中的已知刺激物且因此其使用需要防范措施。此外，利用這些處理劑涂覆填充劑可需要復雜且昂貴的涂覆方法以及多個涂覆應用。

因此，仍存在改進的機會。

發明內容和優點

本發明提供用于聚合物強化的經涂覆的纖維及包括經涂覆的纖維的聚合物復合材料。經涂覆的纖維包含纖維及圍繞該纖維布置的涂層。纖維具有約250至約3,000的丹尼(denier)。涂層包含支化聚乙烯亞胺。纖維以約80重量％至約99.8重量％的量存在于經涂覆的纖維中，且涂層以約0.2重量％至約20重量％的量存在于經涂覆的纖維中，其中重量％為基于經涂覆的纖維的總重量。

本發明還提供產生經涂覆的纖維的方法。該方法包括提供纖維、提供涂層組合物及將涂層組合物施加至纖維以形成經涂覆的纖維的步驟。

本文所公開的經涂覆的纖維可有效地產生并容易地分散于多種聚合物中。由于經涂覆的纖維容易地分散于多種聚合物中，故在聚合物復合材料中納入經涂覆的纖維通常產生具有合意物理及流變性質的聚合物復合材料。此外，可使用組合聚合物與經涂覆的纖維的常用方法來產生具有一致的物理及流變性質的聚合物復合材料。

圖式簡單說明

在結合以下附圖考慮時通過參考以下詳細說明本發明的其他優點將容易地理解且同時將更好地理解。

圖1為包含單股的經涂覆的纖維的放大橫斷面透視圖。

圖2為包含3股的經涂覆的纖維的放大橫斷面透視圖。

圖3為在Nanotronics nSpec 3D上逆機器方向所獲得的實施例聚合物復合材料1(其包含實施例1的經涂覆的纖維)的表面形貌影像。