專利名稱：用于生產(chǎn)具有熱塑性基質(zhì)的復(fù)合體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由增強(qiáng)材料和作為基質(zhì)的熱塑性聚酰胺生產(chǎn)復(fù)合體的方法。
已有技術(shù)為了由增強(qiáng)材料和作為基質(zhì)的熱塑性聚酰胺生產(chǎn)復(fù)合體，一方面使用其中單體被縮聚的方法，和另一方面使用在無水情況下進(jìn)行的陰離子聚合反應(yīng)。在該工藝中，內(nèi)酰胺的陰離子聚合反應(yīng)通過內(nèi)酰氨鹽而催化，和可另外通過使用如酰基內(nèi)酰胺或異氰酸酯形式的所謂活化劑而開始(活化陰離子聚合反應(yīng)，參見如Kunststoff-Handbuch，3/4卷，Technische Thermoplaste Polyamide，由Ludwig Bottenbruch和Rudolf Binsack編輯，Carl Hanser Verlag，Mūnich和Wien，1998，尤其是48頁以及以下)。與水解聚合反應(yīng)相比，內(nèi)酰胺的用于陰離子聚合反應(yīng)的活化的優(yōu)點(diǎn)在于較高的反應(yīng)速率，和因此原則上提供較高生產(chǎn)率的可能性。
具有纖維-增強(qiáng)辮，無紡織物，織制纖維或長絲織物或粗紗和使用聚酰胺的熱塑性基質(zhì)的半成品，中空制品，有機(jī)金屬片材，型材等的生產(chǎn)通常在所謂拉擠工藝中進(jìn)行，其中浸漬或浸滲以用于聚合反應(yīng)的單體或預(yù)聚物的增強(qiáng)材料相應(yīng)地在浸漬之后立即被放在模具中或拉過模具，所述模具保持在完全發(fā)生聚合反應(yīng)的溫度下，和其中所要制造的制品的最終形狀在壓力下產(chǎn)生(參見如″Einfuhrung in die Technologie derFaserverbundwerkstoffe″，由W.Michaeli等人編輯，Carl HanserVerlag，1989)。對于不同于尤其具有可熱塑再加工的優(yōu)點(diǎn)的熱固性塑料部件的增強(qiáng)熱塑性部件的拉擠，原則上問題在于，熱塑性材料的聚合物熔體通常具有在熔點(diǎn)下的低流動能力(高粘度)，和基質(zhì)在室溫下是固體。盡管如此，為了能夠用拉擠方法使用熱塑性材料加工，通常需要較高溫度用于增強(qiáng)用纖維或類似物的浸漬/浸滲(溫度的上限當(dāng)然由聚合物分解時的溫度決定)，但即使這樣，高粘度帶來的問題在于，如果浸漬增強(qiáng)材料被引入拉擠模具中，在進(jìn)入模具中時出現(xiàn)明顯的熔體堆積和回流(所謂″鳥巢″，參見如″Kunststoffe″，88(1998)5，485頁以及以下，CarlHanser Verlag，Mūnich)，這樣甚至可夾帶增強(qiáng)材料的纖維，而且在最壞情況下甚至可因?yàn)槿垠w在其入口處的溫度下降而受阻。熔體回流和熔體的高粘度(以及模具所暴露的高剪切力)通常限制生產(chǎn)工藝的速率，因?yàn)楹笳弑仨氝m應(yīng)基本上由增強(qiáng)材料的拉伸穩(wěn)定性確定的在生產(chǎn)工藝結(jié)束時的可能拉伸力(參見如″連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料的處理″，Prof.A.G.Gibson，在″第七屆Lausanne聚合物會議，熱塑性基質(zhì)復(fù)合體的處理和性能，Lausanne，七月21-22，1992，由Ecole PolytechniqueFederale de Lausanne(EPFL)組織″上的論文)。而最高3m/min的拉伸速度在拉擠熱固性塑料時是可能的(參見如″Einführung in dieTechnologie der Faserverbundwerkstoffe″，由W.Michaeli等人編輯，Carl Hanser Verlag，1989)，如果使用具有聚酰胺的熱塑性塑料作為基質(zhì)，僅明顯較低拉伸速度是可能的。較高拉伸速度僅對于其中增強(qiáng)紗線已與聚合物纖維預(yù)混(如混合紗線)的方法是可能的。
EP 0544049 A1描述了一種利用所謂2-罐法的拉擠工藝，其中陰離子活化內(nèi)酰胺熔體用于浸漬纖維，和工具中，即模具中的溫度被至少升高到聚酰胺(聚酰胺-6)的熔點(diǎn)范圍。這意味著導(dǎo)致拉擠型材的改進(jìn)的性能和改進(jìn)的表面。在該操作中，內(nèi)酰胺熔體制備使得第一部分的內(nèi)酰胺熔體與催化劑混合和在另一罐中第二部分的內(nèi)酰胺熔體與活化劑混合。兩種熔體就在浸漬工藝之前到達(dá)一起和混合。在該文件中用于拉擠的模具描述于US 4,635,432，和是一種其內(nèi)徑對應(yīng)于拉擠物的所需外徑的管狀體。對于短模具，在該文件中尤其提及熔體浸漬的問題，而且建義將模具制成至少15-30倍拉擠物直徑那樣長。
US 5,424,388還描述在2-罐法中使用活化陰離子內(nèi)酰胺熔體拉擠模塑品，其中加料的增強(qiáng)材料被熔體浸漬和隨后立即拉入熱模具中，其中基質(zhì)完全聚合。參考的最大可能拉伸速度低于0.5m/min。
除了例如描述于EP 0544049 A1和在US 5,424,388的2-罐法，還可用包含液體催化劑和活化劑的液體引發(fā)劑進(jìn)行加工(所謂1-罐法)。EP0791618 A1例如描述了一種使用活化陰離子聚合反應(yīng)用于生產(chǎn)具有內(nèi)酰胺基質(zhì)的熱可再模塑復(fù)合體的方法，其中內(nèi)酰胺熔體就在浸漬增強(qiáng)材料之前向其中加入液體引發(fā)劑，然后與活化陰離子內(nèi)酰胺熔體混合，所述液體引發(fā)劑包含溶解形式的催化劑和活化劑兩者。關(guān)于此，EP0872508 A1尤其描述了在室溫下儲存時穩(wěn)定和是適用于陰離子內(nèi)酰胺聚合反應(yīng)的液體引發(fā)劑。液體引發(fā)劑的其它可能體系描述于申請人的文件DE 19961818 A1和DE 19961819 A1中，其中液體體系中催化劑和活化劑不分離，而是在一定程度上一個單元可呈現(xiàn)或本身具有這兩個功能，且這兩個功能可在與內(nèi)酰胺混合時得到。關(guān)于此，還應(yīng)該提及DE19527154 C2，其中提出使用陰離子活化內(nèi)酰胺聚合反應(yīng)用于生產(chǎn)熱塑性可變形復(fù)合體的方法。在此同樣使用了2-罐法或粉末混合方法，和纖維浸漬在確立所謂預(yù)聚物階段時的溫度進(jìn)行，即操作在其中液體內(nèi)酰胺熔體在浸漬時直接改變?yōu)橐后w聚合物熔體的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。
本發(fā)明的描述因此本發(fā)明的目的是提供一種用于生產(chǎn)由增強(qiáng)材料和熱塑性聚酰胺組成的復(fù)合體的方法，該方法簡單，即可使用簡單設(shè)備進(jìn)行，而且在連續(xù)生產(chǎn)方法中帶來高工藝速度，尤其在未加工(即未浸漬)增強(qiáng)材料的情況下。該方法采用活化陰離子內(nèi)酰胺聚合。術(shù)語″聚酰胺″在此是指均聚酰胺，共聚酰胺和其混合物。
該目的通過使用具有以下步驟的方法而實(shí)現(xiàn)-將所供給的增強(qiáng)材料用用于陰離子聚合反應(yīng)的活化的內(nèi)酰胺熔體浸漬，這種浸漬在該活化內(nèi)酰胺熔體尚未明顯聚合的溫度下進(jìn)行，-將浸漬增強(qiáng)材料隨后在加熱單元中加熱和聚合，而沒有經(jīng)過加熱或未加熱模具，同時將浸漬增強(qiáng)材料經(jīng)過加熱單元而無任何明顯接觸，-將所得熱聚合復(fù)合體隨后在冷卻單元中冷卻，其中用于陰離子聚合反應(yīng)的活化的內(nèi)酰胺熔體通過首先熔化內(nèi)酰胺或內(nèi)酰胺混合物以形成單體熔體，并基本上就在增強(qiáng)材料浸漬工藝之前將液體引發(fā)劑與單體熔體混合而制成，所述液體引發(fā)劑同時在溶液中包含活化劑功能和催化劑功能。
因此，本發(fā)明的核心一方面在于完全無需使用實(shí)際的拉擠模具，即實(shí)際的模塑工具。如上所述，拉擠模具的使用極大地限制了可能的拉伸速度?，F(xiàn)已驚人地發(fā)現(xiàn)，拉擠模具可完全省略，即可以使浸漬增強(qiáng)材料基本上直接進(jìn)入加熱單元，其中基質(zhì)在相應(yīng)的溫度下完全聚合。在某些情況下可能需要的束料的異形擠出可視需要在聚合反應(yīng)之后通過熱塑性變形(如輥成型)而進(jìn)行。這樣可完全避免在使用拉擠模具時產(chǎn)生的高拉伸力，或摩擦或制動力，因此帶來明顯較高的生產(chǎn)率。
根據(jù)已有技術(shù)，活化內(nèi)酰胺熔體通常在所謂2-罐法中制成，即用于陰離子聚合反應(yīng)的活化的內(nèi)酰胺熔體使用兩種單獨(dú)的內(nèi)酰胺熔體制成，其中一種包含催化劑和另一種包含活化劑，它們基本上就在增強(qiáng)材料浸漬工藝之前倒在一起和充分混合。這種方法中的一個問題在于，包含必須保持在單體熔點(diǎn)下的內(nèi)酰胺熔體的兩個罐往往由于存在活化劑或催化劑而聚合或以某些其它方式反應(yīng)。該2-罐法因此不適用于連續(xù)工藝，因?yàn)樵谶@些工藝中，罐必須總是保持備用。但根據(jù)本發(fā)明，用于陰離子聚合反應(yīng)的活化的內(nèi)酰胺熔體現(xiàn)通過首先熔化內(nèi)酰胺或內(nèi)酰胺混合物以形成單體熔體，如果需要伴隨加入填料或其它添加劑(如熱和UV穩(wěn)定化劑或著色劑)，然后基本上就在增強(qiáng)材料浸漬工藝之前將液體引發(fā)劑與單體熔體混合而制成，所述液體引發(fā)劑同時在溶液中包含活化劑功能和催化劑功能，和所述液體引發(fā)劑尤其但不必要地在儲存時穩(wěn)定和在室溫下是液體。僅通過驚人簡單地實(shí)施該工藝，并單獨(dú)提供在儲存時穩(wěn)定的單體熔體和同時呈現(xiàn)催化劑功能和活化劑功能的液體引發(fā)劑，以及單體熔體和液體引發(fā)劑直至就浸漬之前進(jìn)行混合，可實(shí)現(xiàn)一種其中可以避免上述問題的連續(xù)經(jīng)濟(jì)工藝，因?yàn)楸３衷谌埸c(diǎn)下和如果需要保持在惰性氣體(如干氮)下的單體熔體是儲存穩(wěn)定的而無需加入催化劑或活化劑。
為了實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)率，必須使用高度反應(yīng)性引發(fā)劑或活化劑，由于上述原因它應(yīng)該保持與內(nèi)酰胺熔體分離和不與內(nèi)酰胺熔體接觸直至就使用之前-實(shí)際上這僅對于1-罐法在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上可行。
用于陰離子聚合反應(yīng)的活化的用于本發(fā)明的內(nèi)酰胺熔體基本上是一種由脂族內(nèi)酰胺，尤其優(yōu)選丁內(nèi)酰胺，戊內(nèi)酰胺，己內(nèi)酰胺，庚內(nèi)酰胺或月桂內(nèi)酰胺，或所述內(nèi)酰胺的混合物組成的熔體，其中所述內(nèi)酰胺熔體包含在溶液中具有催化劑和活化劑功能的液體引發(fā)劑。對于該混合物，優(yōu)選的是通過聚合反應(yīng)得到共聚酰胺-6/12的由己內(nèi)酰胺和月桂內(nèi)酰胺組成的那種。
例如描述于EP 0791618 A1或EP 0872508 A1的液體體系尤其可用作液體引發(fā)劑。對于液體引發(fā)劑，這兩個文件的公開內(nèi)容應(yīng)該完全包括在本文件的公開內(nèi)容中。
根據(jù)進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案，液體引發(fā)劑包含堿金屬，四烷基銨或堿土金屬內(nèi)酰氨鹽，尤其是丙氨酸鈉或鉀形式的催化劑，其中使用具有5-13個環(huán)原子的內(nèi)酰氨鹽，優(yōu)選具有5-7個環(huán)原子的內(nèi)酰氨鹽，和更優(yōu)選己內(nèi)酰胺酸鹽。
根據(jù)另一優(yōu)選的實(shí)施方案，液體引發(fā)劑包含用于陰離子聚合反應(yīng)的活化的活化劑其形式為?；鶅?nèi)酰胺，碳二亞胺，聚碳二亞胺，單異氰酸酯，和/或二異氰酸酯，和/或這些活化劑與優(yōu)選被內(nèi)酰胺或羥基-脂肪烷基噁唑啉掩蔽的活化劑的混合物。
另一優(yōu)選的實(shí)施方案特征在于，在液體引發(fā)劑中，催化劑和活化劑功能通過至少一種溶解形式的引發(fā)劑組分而呈現(xiàn)，所述引發(fā)劑組分以一種游離的或部分至完全固有的方式具有所需結(jié)構(gòu)成分以在與內(nèi)酰胺接觸時形成催化劑和活化劑。這種結(jié)構(gòu)可尤其是當(dāng)該引發(fā)劑組分是異氰酸酯和/或碳二亞胺與質(zhì)子化合物和堿在質(zhì)子惰性溶劑化介質(zhì)中的反應(yīng)產(chǎn)物時提供。換句話說，該液體引發(fā)劑可例如是例如描述于申請人的文獻(xiàn)DE 19961818 A1和DE 19961819 A1中的體系。對于液體引發(fā)劑，這兩個文獻(xiàn)的公開內(nèi)容應(yīng)該完全包括在本申請的公開內(nèi)容中。
調(diào)節(jié)用于浸漬的用于陰離子聚合反應(yīng)的活化的內(nèi)酰胺熔體的液體引發(fā)劑含量，使加熱單元中的聚合反應(yīng)基本上完全在經(jīng)過加熱單元的時間內(nèi)占主導(dǎo)的溫度下進(jìn)行。為此，液體引發(fā)劑通常以相對100％活化陰離子內(nèi)酰胺熔體1-10％重量，尤其是2-4％重量的量與單體熔體混合。比例量還取決于活化劑的反應(yīng)性。
進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案包括，用于陰離子聚合反應(yīng)的活化的內(nèi)酰胺熔體另外包含填料或其它添加劑，如熱和UV穩(wěn)定化劑或著色劑。熱穩(wěn)定化劑在此也稱作抗氧化劑。
增強(qiáng)材料包含不同的結(jié)構(gòu)，例如玻璃纖維，碳纖維，芳酰胺纖維，高溫聚酰胺纖維，金屬纖維或所述纖維的組合(如卷繞的連續(xù)長絲，紗線，人造纖維纖維紗線，束料如粗紗，等的形式)，和/或由所述纖維(如墊，針氈，等，或織制紡織品如編織物，織制織物，辮，縫合織物，無紡織物，等)或由所述纖維和/或所述紡織品的組合形成的形成的紡織品。根據(jù)本發(fā)明的方法被發(fā)現(xiàn)尤其適用于纖維或，一般來說，脆性，易碎和/或高模量的增強(qiáng)材料(如碳纖維)和相應(yīng)紡織品，其中在高度粘稠熔體中(在拉擠模具中)浸漬和/或剪切過程中施加的壓力導(dǎo)致明顯的纖維損害(纖維斷裂)。通過用單體熔體快速和無壓涂覆并自由地聚合反應(yīng)而不施加力，可得到高質(zhì)量的未受損的復(fù)合體。
在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案中，增強(qiáng)材料在浸漬之前，如在預(yù)加熱單元中被干燥和/或預(yù)加熱，所述預(yù)加熱尤其在超過用于陰離子聚合反應(yīng)的活化的內(nèi)酰胺熔體的熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行。預(yù)加熱增強(qiáng)材料可尤其被熔體，如在浸漬浴中，如果需要使用幾個擠壓/浸漬周期，或在具有撇清點(diǎn)的中空型材中浸漬或浸滲。
根據(jù)本發(fā)明方法的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案，增強(qiáng)材料以一個或多個片材或長絲的形式連續(xù)經(jīng)過預(yù)加熱單元，如果需要用張力調(diào)節(jié)加料輥傳輸，用用于陰離子聚合反應(yīng)的活化的內(nèi)酰胺熔體浸漬，經(jīng)過加熱單元和冷卻單元，和通過冷卻單元下游的取出設(shè)備引出。取出設(shè)備可以是輥，履帶車，具有夾子的拉伸設(shè)備，或繞線機(jī)。復(fù)合體可這樣優(yōu)選以至少1m/min，尤其是至少5m/min的速度行進(jìn)通過該工藝。超過10m/min的速度是尤其優(yōu)選的和經(jīng)濟(jì)上非常有利。
根據(jù)另一優(yōu)選的實(shí)施方案，基本工藝步驟在保護(hù)氣體氣氛下(在惰性氣體氣氛中)進(jìn)行，這樣盡可能防止內(nèi)酰胺熔體氧化。這意味著，浸漬增強(qiáng)材料在保護(hù)氣體氣氛下，尤其是在(無水)氮?dú)夥障?，至少在加熱單元中傳輸，而且在尤其?yōu)選的實(shí)施方案中，另外其中增強(qiáng)材料被加熱或干燥的區(qū)域，其中進(jìn)行浸漬的區(qū)域，和其中保存有內(nèi)酰胺熔體和(如果合適)甚至液體引發(fā)劑和冷卻單元的罐保持在保護(hù)氣體氣氛下。通過所用保護(hù)氣體的逆流被發(fā)現(xiàn)尤其有利地用于加熱單元和冷卻單元，即其中增強(qiáng)材料被加熱的區(qū)域，浸漬區(qū)域和尤其是其中保護(hù)氣體與工藝方向逆流傳輸?shù)募訜岷屠鋮s單元中的區(qū)域。逆流的保護(hù)氣體以及所得稍微增加的對傳輸材料的壓力導(dǎo)致這樣的效果可極大地減少升華問題(內(nèi)酰胺的升華和相應(yīng)的非所需的單體從浸漬增強(qiáng)材料中的去除，以及凝華物內(nèi)酰胺在限制該工藝的壁，如中空型材形式的通道上的沉積)。浸漬增強(qiáng)材料的溢流明顯導(dǎo)致升華減少和/或較好地從導(dǎo)向體系中去除升華物。尤其是當(dāng)保護(hù)氣體的覆蓋由浸漬的下游，首先經(jīng)過冷卻單元，隨后經(jīng)過加熱單元，和至少遠(yuǎn)到就在浸漬的下游的區(qū)域進(jìn)行至一定程度時，可在該方案中另外保證均勻的恒定(即平衡的，不突然的)溫度控制(加熱或冷卻)，這一方面在能量方面是有利的，而且在另一方面進(jìn)一步減少升華物沉積。該方案在使用己內(nèi)酰胺時尤其有利，因?yàn)楹笳吲c月桂內(nèi)酰胺相比具有明顯更大的升華傾向。
尤其為了防止被保護(hù)氣體覆蓋的體積變得太大，整個工藝生產(chǎn)線(預(yù)加熱單元，浸漬，加熱和冷卻單元)有利地被設(shè)計成通道形式。該通道在其橫截面方面適應(yīng)浸漬增強(qiáng)材料的橫截面使得在浸漬增強(qiáng)材料和通道壁之間留下足夠的自由周圍空間，可用于(無水)氮流過，而且可用于將浸漬增強(qiáng)材料傳輸經(jīng)過通道而基本上沒有接觸。所經(jīng)過的區(qū)域的通道或壁優(yōu)選由Teflon制成。
為了防止夾帶太多量的內(nèi)酰胺熔體，浸漬增強(qiáng)材料可基本上就在浸漬之后和基本上在進(jìn)入加熱單元之前，在工藝方向上經(jīng)過一個撇清點(diǎn)以撇去過量內(nèi)酰胺。另外所需的內(nèi)酰胺熔體也可利用計量或調(diào)節(jié)設(shè)備(如泵)供給。
根據(jù)尤其優(yōu)選的實(shí)施方案，所用的內(nèi)酰胺是月桂內(nèi)酰胺，它被熔化，即加熱至超過151℃的熔點(diǎn)(通常加熱至約170℃)，向其中加入保持在室溫下的液體引發(fā)劑，并與用于陰離子聚合反應(yīng)的活化的內(nèi)酰胺熔體混合。將預(yù)加熱至約170℃的連續(xù)供給的增強(qiáng)材料在溫度約170℃下浸漬，自由地和基本上沒有接觸地在加熱單元中在溫度200-250℃下完全聚合30秒至5分鐘，尤其是1-3分鐘，同時在通道中和在保護(hù)氣體氣氛下傳導(dǎo)，和隨后在冷卻單元中冷卻至低于150℃的溫度。
根據(jù)另一尤其優(yōu)選的實(shí)施方案，所用的內(nèi)酰胺是己內(nèi)酰胺，它被熔化，即加熱至超過69℃的熔點(diǎn)(通常加熱至約170℃)，向其中加入保持在室溫下的液體引發(fā)劑，并與用于陰離子聚合反應(yīng)的活化的內(nèi)酰胺熔體混合。將預(yù)加熱至約170℃的連續(xù)供給的增強(qiáng)材料在溫度約170℃下浸漬，完全自由地和基本上沒有接觸地在加熱單元中在溫度230-240℃下聚合30秒至5分鐘，尤其是1-3分鐘，同時在通道中和在保護(hù)氣體氣氛下傳導(dǎo)，并隨后在冷卻單元中冷卻至溫度低于200℃。也可在低于聚己內(nèi)酰胺熔點(diǎn)，即低于222℃的溫度下操作加熱單元，和在該較低溫度下進(jìn)行聚合反應(yīng)。但該工藝因此相應(yīng)地操作較慢，而且需要較長的通過加熱單元的通道，或反應(yīng)必須通過增加液體引發(fā)劑的輸入而增加。
在生產(chǎn)具有非常大面積的產(chǎn)品時，可以有利地支撐該紡織品以利用相應(yīng)的傳輸或帶浸漬并如此使它經(jīng)過整個工藝生產(chǎn)線。
進(jìn)一步的實(shí)施方案特征在于，完全聚合的復(fù)合體被在線，例如用輥成型或間隔熱壓之類的方法加工成型材，或隨后經(jīng)受熱塑性后處理。另外，完全聚合的復(fù)合體可被制成完全浸漬纖維復(fù)合體半成品(如有機(jī)金屬片材)，隨后可被壓制成三維模塑品。根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行的完全纖維浸漬提供非常短模塑時間的可能性和因此高的經(jīng)濟(jì)效率。
長纖維-增強(qiáng)的粒劑也可這樣生產(chǎn)。即用造粒機(jī)的旋轉(zhuǎn)刀切割已完全聚合的復(fù)合體束料。這種粒劑可進(jìn)一步例如通過注塑或擠塑方法進(jìn)行加工，得到具有優(yōu)異的機(jī)械性能的模塑品。但所用的復(fù)合體也可以后進(jìn)行粉碎，根據(jù)需要加入有其它物質(zhì)，和例如通過注塑或壓制而再循環(huán)。
該方法的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案描述于從屬權(quán)利要求。已經(jīng)制成的半成品可因此通過優(yōu)選選自熱成型，擠塑，深拉，壓制，熱塑性塑料(相同的或不同的種類)粘接的熱塑性后處理而進(jìn)一步處理。熱塑性塑料粘接優(yōu)選通過注塑，壓制或焊接方法而進(jìn)行，其中特殊方法如重疊模塑或二次模塑也被視為注塑方法。
本發(fā)明還涉及一種用于進(jìn)行如上所述的方法的設(shè)備。
附圖的簡要描述本發(fā)明現(xiàn)利用實(shí)施例以及附圖詳細(xì)描述，其中

圖1給出了一個設(shè)備的示意圖，該設(shè)備用于實(shí)施使用陰離子活化內(nèi)酰胺聚合反應(yīng)而生產(chǎn)由增強(qiáng)材料和熱塑性聚酰胺基質(zhì)組成的復(fù)合體的方法；和圖2給出了用于浸漬和引入至加熱單元的設(shè)備的一個例子。
實(shí)施本發(fā)明的方式本方法通過圖1進(jìn)行說明，其中給出了用于進(jìn)行該方法的設(shè)備的示意圖。在這種情況下，該方法是1-罐法，即其中陰離子活化內(nèi)酰胺熔體通過將液體引發(fā)劑就在浸漬之前加入內(nèi)酰胺熔體中而制成。
從左邊開始，首先加入增強(qiáng)材料29。在此處所示的情況下，加入纖維輥13的六個幅料并通過一對導(dǎo)向輥14進(jìn)入合適的相對位。但增強(qiáng)材料29也可以是多個從線軸上引入和以所需排列引入該工藝的長絲，粗紗，等。也可例如在織制或無紡紡織品增強(qiáng)材料的情況下僅從一個輥13上引入。如上在開頭所述，增強(qiáng)材料29可包含不同的結(jié)構(gòu)和材料，例如玻璃纖維，碳纖維，芳酰胺纖維，高溫聚酰胺纖維，金屬纖維或所述纖維的組合。這例如是卷繞的連續(xù)長絲，紗線，人造纖維纖維紗線，束料如粗紗，等的形式，隨后以合適的排列通過多個線軸13和導(dǎo)向輥14被引入該工藝。
但替代地，或此外(纖維和紡織品的組合)，它們也可是由所述纖維或由所述纖維的組合形成的紡織品。這例如是墊，針氈，等，或織制紡織品的形式。根據(jù)本發(fā)明的方法被發(fā)現(xiàn)尤其適用于纖維或，一般來說，脆性，易碎和/或高模量的增強(qiáng)材料(如碳纖維)和相應(yīng)的紡織品，其中高度粘稠熔體中(在拉擠模具中)浸漬和/或剪切過程中施加的壓力導(dǎo)致明顯的纖維損害(纖維斷裂)。如果這些易碎纖維實(shí)際上用熱塑性基質(zhì)在拉擠方法中浸漬，由于高粘度熔體而產(chǎn)生的高拉伸力導(dǎo)致纖維斷裂和因此在纖維進(jìn)入拉擠模具時明顯形成在開頭提及的″鳥巢″。另外，纖維斷裂導(dǎo)致成品復(fù)合體質(zhì)量的下降。通過單體熔體的快速和無壓浸漬和沒有施加力的自由聚合反應(yīng)，可用完整的纖維得到不受損的復(fù)合體。
所加入的增強(qiáng)材料29在第一步驟中連續(xù)溝流和調(diào)控。在該操作中，幅料或束料經(jīng)過預(yù)加熱單元15，其中增強(qiáng)材料29被干燥和預(yù)加熱至所需溫度。在該操作中，它被加熱的溫度稍高于作為熔體供給的活化內(nèi)酰胺不凝固時的溫度。但增強(qiáng)材料在浸漬時的溫度不應(yīng)已經(jīng)足夠高使得內(nèi)酰胺熔體在進(jìn)入加熱單元之前發(fā)生明顯的聚合反應(yīng)。通常發(fā)現(xiàn)足夠的是，將預(yù)加熱單元15中的溫度設(shè)定為超過內(nèi)酰胺熔點(diǎn)5-30℃，優(yōu)選設(shè)定溫度超過該熔點(diǎn)10-20度。該加熱的和干燥的增強(qiáng)材料29然后，如果合適，利用張力調(diào)節(jié)加料輥35傳輸至用于浸漬的區(qū)域16。加料輥具有尤其將敏感性紡織品傳輸至浸漬區(qū)而沒有張力和沒有翹曲和保證合適的浸漬。關(guān)于此，驅(qū)動加料輥的張力調(diào)節(jié)裝置被調(diào)節(jié)使得紡織品幅料(或束料)中的拉伸應(yīng)力在浸漬點(diǎn)處較低。
同時，內(nèi)酰胺熔體3在內(nèi)酰胺罐1中制備。它被加熱至超過其熔點(diǎn)，這樣得到低粘度熔體。內(nèi)酰胺熔體3可包含其它的常規(guī)的添加劑，如增塑劑，穩(wěn)定化劑，等，以及填料。同時，包含溶解形式的催化劑功能和活化劑功能的液體引發(fā)劑通常在室溫下備用。特別適用于此的是例如描述于EP 0791618 A1和EP 0872508 A1的液體引發(fā)劑。也可使用例如描述于申請人的延遲公開說明書DE 19961818 A1和DE 19961819 A1的液體引發(fā)劑。
單體熔體3通過加熱單體線7，和液體引發(fā)劑通過用于液體引發(fā)劑的喂入器9，傳輸至混合器10，其中這兩種組分相互充分混合。在該操作中，聚合反應(yīng)通過液體引發(fā)劑的性質(zhì)，液體引發(fā)劑與內(nèi)酰胺熔體3的比率，和反應(yīng)溫度而控制。靜電混合元件，如Sulzercompany，Winterthur(瑞士)的元件特別適用作混合器10。
在混合器10下游得到的活化陰離子內(nèi)酰胺熔體11現(xiàn)直接傳輸至用于浸漬的區(qū)域16和到達(dá)已被加入的干燥和預(yù)加熱增強(qiáng)材料上。在該操作中，區(qū)域16中的溫度有利地在活化陰離子內(nèi)酰胺熔體11的熔點(diǎn)之上，和該溫度尤其對應(yīng)于預(yù)加熱增強(qiáng)材料29的溫度，即超過內(nèi)酰胺熔體的熔點(diǎn)例如10-20℃。在該操作中，低粘度熔體基本上完全浸漬和透過連續(xù)供給的增強(qiáng)材料29。在幅料形式的紡織品增強(qiáng)材料的情況下，簡單地使內(nèi)酰胺熔體滴落到幅料上就足夠，但通常增強(qiáng)材料29必須從浸漬浴，通道，或內(nèi)酰胺熔體的覆蓋料中取出。浸漬增強(qiáng)材料30隨后在基質(zhì)聚合反應(yīng)已適當(dāng)?shù)亻_始和因此粘度太高而不能在快速生產(chǎn)率下撇清之前，如果合適，被送入撇清單元23以撇去過量基質(zhì)材料24。
在此有利地最遲在盡可能少地接觸浸漬增強(qiáng)材料30的通道(例如由Teflon制成的通道的(內(nèi))壁)中傳輸?shù)慕n增強(qiáng)材料30被傳輸至加熱單元17，其中溫度使得活化陰離子內(nèi)酰胺聚合反應(yīng)在浸漬增強(qiáng)材料30處于加熱單元中的時間內(nèi)基本上完全進(jìn)行。聚合反應(yīng)通常需要約1-2分鐘以達(dá)到基本上完全的周期，且加熱單元17的所需長度由所需生產(chǎn)率和用于聚合反應(yīng)的時間計算，其中后者根據(jù)所加的引發(fā)劑或活化劑的性質(zhì)和量而調(diào)節(jié)。只要不使加熱單元異常地長(如40米)，可以利用輥(在該操作中，輥有利地由Teflon制成)幾次更改浸漬增強(qiáng)材料在加熱單元中的路徑，其中加熱單元隨后是腔而不是通道的形式。但原則上，浸漬增強(qiáng)材料多半沒有接觸地傳輸，尤其在聚合反應(yīng)的起始部分，這樣可實(shí)現(xiàn)盡可能高的生產(chǎn)率。作為自由傳輸連續(xù)紡織品的替代方式，也可在墊(可在浸漬之后在其自身重量下撕裂)的情況下將它們傳輸通過在基底，如鋼或Teflon傳輸或帶上的加熱單元。
在加熱單元的下游，將現(xiàn)已聚合的復(fù)合體31傳輸至冷卻單元18，其中復(fù)合體至少被冷卻至低于聚酰胺凝固溫度的溫度。在冷卻單元18的下游，聚合的復(fù)合體32通過牽引輥27或履帶車而行進(jìn)和拉過該工藝。聚合的復(fù)合體32可隨后經(jīng)受一個裝配工藝26。
因?yàn)閮?nèi)酰胺和聚酰胺熔體一般容易氧化，其中內(nèi)酰胺或聚酰胺處于熔融形式的那些工藝區(qū)域保持在惰性氣體氣氛25(如氮)下。在加熱單元17中尤其應(yīng)該防止氧化。另外，惰性氣體(如N2)應(yīng)該是干燥的，這樣不會用水部分地耗盡引發(fā)劑。為此，該工藝生產(chǎn)線可通過氮加料19用無水氮覆蓋。
為了另外能夠利用所用氮的冷卻作用，氮可被加料到冷卻單元18中的在加熱單元17稍下游的通道中，這樣實(shí)現(xiàn)在冷卻單元的區(qū)域中的逆流冷卻或在加熱單元中的逆流。在該操作中，氮?dú)夥湛苫旧蟽H保持在加熱單元17和冷卻單元18的區(qū)域中，即最高至邊界22，但也可用氮覆蓋用于浸漬的區(qū)域16和用于增強(qiáng)纖維的預(yù)加熱單元的區(qū)域15，而且直至預(yù)加熱單元15的下游才通過線20去除氮。惰性氣體氣氛2還應(yīng)該在內(nèi)酰胺熔體3上保持，正如相應(yīng)的惰性氣體氣氛5在液體引發(fā)劑6上可以是有利的。
成品復(fù)合體可隨后直接使用而沒有其它的后處理，或它可被切割(制造)或卷繞成輥，而且因?yàn)樗且环N熱塑性復(fù)合體，它也可在熱成型工藝中在線或在單獨(dú)的工藝中被再加工成最終形式。典型的復(fù)合體包含30-75％重量的比例的纖維材料。
可直接使用而沒有其它的后處理的復(fù)合體的例子是(氣密)涂覆織制織物和棒或桿。該方法利用以下實(shí)施例更詳細(xì)描述實(shí)施例1月桂內(nèi)酰胺粒料在氮?dú)夥障略跍囟?70℃下在罐1中熔化。將例如描述于DE 19961818 A1的實(shí)驗(yàn)7的液體引發(fā)劑在罐4中保持在室溫下。根據(jù)DE 19961818 A1中的表1a)，實(shí)驗(yàn)No.7中的液體引發(fā)劑是二環(huán)己基-碳二亞胺(DCC)與質(zhì)子化合物Nylostab S-EED(Ny)和堿甲醇鈉在質(zhì)子惰性溶劑化介質(zhì)N-辛基吡咯烷酮(NOP)中的反應(yīng)產(chǎn)物。在該操作中，液體引發(fā)劑6和內(nèi)酰胺-12熔體的使用比率是3.5∶96.5％重量。液體引發(fā)劑6和內(nèi)酰胺-12熔體在混合器10中充分混合和以低粘度態(tài)(大致象水)到達(dá)預(yù)加熱和干燥的增強(qiáng)材料上。
由來自Tenax纖維公司，Wuppertal(德國)的5N21型碳纖維組成的增強(qiáng)材料，12K(12,000長絲)粗紗由幾個線軸加料，如果合適，和在預(yù)加熱單元15中在溫度170℃下預(yù)加熱和干燥。在預(yù)加熱單元15的下游，將纖維束料29引入Teflon通道34中，其中用以供給浸漬用低粘度形式的活化陰離子內(nèi)酰胺的線路11在約15-25cm之后結(jié)束(參見圖2)。就在工藝方向28上的活化陰離子內(nèi)酰胺輸入的下游處，通道34具有限制處或撇清點(diǎn)23，這樣在一定程度上在該限制處上游的通道部分形成浸漬浴，其中過量的活化陰離子內(nèi)酰胺熔體24在通道34的入口處被移走。但內(nèi)酰胺熔體的供給也可調(diào)節(jié)或節(jié)流使得根本不用再去除過量物質(zhì)。在撇清點(diǎn)23的下游，浸漬增強(qiáng)材料30基本上以自由懸浮的形式被傳輸至加熱單元17，即盡可能較少地接觸通道。在進(jìn)入加熱單元17的入口的上游，用于氮的出口21從該通道分支，此時可由玻璃或Teflon制成。因?yàn)榛旧贤耆錆M內(nèi)酰胺熔體的限制處23位于該出口21的上游，在工藝方向上，基本上沒有氮不受控地由該限制處通過其中引入有增強(qiáng)材料的通道逃逸。另外，已通過加熱單元17產(chǎn)生的氮導(dǎo)致溫暖溫度的均勻和恒定保持或?qū)е聹囟仍黾又良訜釂卧娜肟诤偷某隹?1之間的浸漬增強(qiáng)材料的反應(yīng)溫度，和因此有利地使出口21的位置盡可能靠近撇清點(diǎn)23。這種如圖2所示通過通道或具有撇清點(diǎn)的中空型材供給內(nèi)酰胺熔體的特定方式被發(fā)現(xiàn)一般是有利的，而且不僅對于該特殊實(shí)施方案。
浸漬增強(qiáng)材料的另一可能方式是將增強(qiáng)材料29在輥上加料到浸漬浴11中。
在該操作中，在區(qū)域16中的浸漬工藝保持在170℃下。在浸漬增強(qiáng)材料從中通過的加熱單元中，溫度是約250℃，加熱單元17的長度使得在所述運(yùn)行速度下的停留時間是約2分鐘-這對于所用的引發(fā)劑的種類來說足以使基質(zhì)完全聚合成聚酰胺-12。在試驗(yàn)裝置的爐型加熱單元17中，束料30在Teflon通道中傳輸，而且僅該通道的內(nèi)部用氮覆蓋。在加熱單元17的下游，通道凸出約另外50cm，和在與用工藝方向28相反的方向上通過T形片用冷卻氮覆蓋。在此下游，有一個雙輥27形式的取出設(shè)備，它以所需速度拉伸成品復(fù)合體33。成品復(fù)合體33通常不具有任何精確的橫截面形狀而且在許多情況下不構(gòu)成最終產(chǎn)品。但由于熱塑性基質(zhì)，它可直接在線或隨后熱塑性地再加工成最終橫截面。
實(shí)施例2己內(nèi)酰胺粒料在氮?dú)夥障略诔^80℃的溫度下在罐1中熔化。將與實(shí)施例1相同的液體引發(fā)劑在罐4中保持在室溫下。在該操作中液體引發(fā)劑6和內(nèi)酰胺-6熔體以比率3.5∶96.5％重量使用。液體引發(fā)劑6和內(nèi)酰胺-6熔體在混合器10中充分混合和以低粘度態(tài)(大致象水)那樣到達(dá)預(yù)加熱和干燥增強(qiáng)材料上。
將與實(shí)施例1相同的增強(qiáng)材料由幾個線軸加入，并在預(yù)熱單元15內(nèi)以170℃預(yù)熱和干燥。其余工藝類似于實(shí)施例1，但浸漬增強(qiáng)材料從中通過的加熱單元通過中的溫度是230℃，即稍低于實(shí)施例1，這樣保持己內(nèi)酰胺盡可能少地升華。
為了進(jìn)一步減少升華，原則上尤其是在己內(nèi)酰胺的情況下也可在所得聚酰胺-6的熔點(diǎn)之下在加熱單元中操作，因?yàn)樯踔猎?00℃，聚合反應(yīng)速率在許多情況下也是足夠的。
名稱的列舉1 內(nèi)酰胺罐2 在內(nèi)酰胺之上的氮?dú)夥? 內(nèi)酰胺，單體熔體4 液體引發(fā)劑罐5 在液體引發(fā)劑之上的氮?dú)夥? 液體引發(fā)劑7 單體加料(加熱)9 用于液體引發(fā)劑的加料10混合器11用于活化單體混合物的加料，活化陰離子聚合反應(yīng)12用于增強(qiáng)纖維的加料13具有半成品增強(qiáng)的纖維輥(線軸)14導(dǎo)向輥對15用于增強(qiáng)纖維的預(yù)加熱單元16浸漬單元17加熱單元18冷卻單元
19氮加料20氮出口21可選的氮出口22氮區(qū)域的可選的邊界23撇清單元24過量基質(zhì)材料的去除25氮?dú)夥?6制造單元27取出設(shè)備(牽引輥)28工藝方向29增強(qiáng)纖維30浸漬增強(qiáng)纖維31聚合復(fù)合體(熱)32聚合復(fù)合體(冷)33復(fù)合體34通道35加料輥內(nèi)酰胺熔體a 基質(zhì)和纖維的制備b 浸漬和聚合反應(yīng)c 冷卻和構(gòu)成
權(quán)利要求
1.一種由增強(qiáng)材料(29)和熱塑性聚酰胺生產(chǎn)復(fù)合體(33)的方法，特征在于-將所供給的增強(qiáng)材料(29)用用于陰離子聚合反應(yīng)的活化內(nèi)酰胺熔體(11)浸漬，這在該活化內(nèi)酰胺熔體(11)尚未明顯聚合的溫度下進(jìn)行，-將浸漬增強(qiáng)材料(30)在加熱單元(17)中加熱和聚合，無需經(jīng)加熱的模具，同時將浸漬增強(qiáng)材料(30)經(jīng)加熱單元(17)而無任何明顯接觸，-將所得熱聚合復(fù)合體(31)在冷卻單元(18)中冷卻，其中用于陰離子聚合反應(yīng)的活化的內(nèi)酰胺熔體(11)通過首先熔化內(nèi)酰胺或內(nèi)酰胺混合物以形成單體熔體(3)，并基本上就在增強(qiáng)材料(29)的浸漬工藝之前將液體引發(fā)劑(6)與單體熔體(3)混合，所述液體引發(fā)劑(6)同時在溶液中包含活化劑功能和催化劑功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所要求的方法，特征在于用于陰離子聚合反應(yīng)的活化的單體熔體(3)基本上是由脂族內(nèi)酰胺，尤其優(yōu)選丁內(nèi)酰胺，戊內(nèi)酰胺，己內(nèi)酰胺，庚內(nèi)酰胺或月桂內(nèi)酰胺，或所述內(nèi)酰胺的混合物組成的熔體。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所要求的方法，特征在于液體引發(fā)劑(6)是儲存穩(wěn)定的和在室溫下是液體。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所要求的方法，特征在于液體引發(fā)劑(6)的催化劑功能通過堿金屬，四烷基銨或堿土金屬內(nèi)酰氨鹽，尤其是溶解形式的鈉或鉀內(nèi)酰氨鹽的催化劑而呈現(xiàn)，其中使用具有5-13環(huán)原子的內(nèi)酰氨鹽，優(yōu)選具有5-7個環(huán)原子的內(nèi)酰氨鹽，和尤其優(yōu)選己內(nèi)酰胺鹽。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所要求的方法，特征在于液體引發(fā)劑(6)的活化劑功能通過用于陰離子聚合反應(yīng)的活化的活化劑而呈現(xiàn)，所述活化劑的形式是溶解形式的酰基內(nèi)酰胺，碳二亞胺，聚碳二亞胺，單異氰酸酯，和/或二異氰酸酯，和/或這些活化劑的混合物，優(yōu)選被內(nèi)酰胺或羥基-脂肪烷基噁唑啉掩蔽。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所要求的方法，特征在于液體引發(fā)劑(6)的催化劑功能和活化劑功能通過至少一種溶解形式的引發(fā)劑組分而呈現(xiàn)，所述引發(fā)劑組分以自由或部分至完全固有的方式具有必要的結(jié)構(gòu)成分在與內(nèi)酰胺接觸時形成催化劑和活化劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所要求的方法，特征在于引發(fā)劑組分是異氰酸酯和/或碳二亞胺與質(zhì)子化合物和堿在質(zhì)子惰性溶劑化介質(zhì)中的反應(yīng)產(chǎn)物。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所要求的方法，特征在于液體引發(fā)劑(6)以相對100％活化陰離子內(nèi)酰胺熔體(11)1-10％重量，尤其是2-4％重量的量與單體熔體(3)混合。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所要求的方法，特征在于用于陰離子聚合反應(yīng)的活化的內(nèi)酰胺熔體(11)另外包含填料或其它添加劑。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所要求的方法，特征在于增強(qiáng)材料(29)是玻璃纖維，碳纖維，芳酰胺纖維，高溫聚酰胺纖維，金屬纖維或所述纖維的組合，尤其是連續(xù)長絲，紗線，人造纖維紗線，束料，粗紗，和/或由所述纖維或所述纖維的組合形成的紡織品，如編織物，織制織物，辮，縫合織物，或無紡織物的形式。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所要求的方法，特征在于增強(qiáng)材料(29)在浸漬之前干燥和/或預(yù)加熱，所述預(yù)加熱尤其進(jìn)行至溫度超過用于陰離子聚合反應(yīng)的活化的內(nèi)酰胺熔體(11)的熔點(diǎn)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所要求的方法，特征在于增強(qiáng)材料(29)以一個或多個浸漬有用于陰離子聚合反應(yīng)的活化的內(nèi)酰胺熔體(11)的幅料或長絲的形式連續(xù)供給，經(jīng)過加熱單元(17)和冷卻單元(18)，和在冷卻單元(18)的下游通過取出設(shè)備(27)引出。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所要求的方法，特征在于復(fù)合體(33)在至少1m/min，尤其是至少5m/min，尤其優(yōu)選在超過10m/min的速度下傳輸通過該工藝。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所要求的方法，特征在于浸漬增強(qiáng)材料(30)在保護(hù)氣體氣氛下，尤其是在干氮?dú)夥障?，至少在加熱單?17)中傳輸，而且在尤其優(yōu)選的實(shí)施方案，另外其中增強(qiáng)材料(29)被加熱或干燥的區(qū)域(15)，其中進(jìn)行浸漬的區(qū)域(16)，和其中保存內(nèi)酰胺熔體以及(如果合適)液體引發(fā)劑(6)和冷卻單元(18)的罐(1，4)保持在保護(hù)氣體氣氛下。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所要求的方法，特征在于保護(hù)氣體在其中增強(qiáng)材料(29)被加熱的區(qū)域(15)中，在浸漬區(qū)域(16)中，和尤其是在加熱單元的區(qū)域(17)和在冷卻單元(18)的區(qū)域中，尤其是以一種連貫方式在區(qū)域(15-18)之間與工藝方向(28)逆流傳輸。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所要求的方法，特征在于加熱單元(17)和/或冷卻單元(18)是通道的形式，所述通道適應(yīng)浸漬增強(qiáng)材料(20)的橫截面使得在浸漬增強(qiáng)材料(30)和通道壁之間到處保留足夠的自由空間，這樣使浸漬增強(qiáng)材料(30)沒有任何明顯接觸地經(jīng)過通道，其中通道尤其優(yōu)選用按照權(quán)利要求14或15的保護(hù)氣體覆蓋。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所要求的方法，特征在于浸漬增強(qiáng)材料(30)在浸漬之后和基本上在進(jìn)入加熱單元(17)之前在工藝方向(28)上經(jīng)過撇清點(diǎn)(23)以撇去過量內(nèi)酰胺。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所要求的方法，特征在于所用的內(nèi)酰胺是月桂內(nèi)酰胺，它在超過151℃的溫度下熔化并向其中加入在室溫下的液體引發(fā)劑(6)，并將它與用于陰離子聚合反應(yīng)的活化的內(nèi)酰胺熔體(11)混合；將預(yù)加熱至約170℃的連續(xù)供給的增強(qiáng)材料(29)在溫度約170℃下浸漬，自由地和基本上沒有接觸地在加熱單元(17)中在溫度200-250℃下完全聚合30秒至5分鐘，尤其是1-3分鐘，隨后在冷卻單元(18)中冷卻至低于150℃的溫度。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-18之一所要求的方法，特征在于所用的內(nèi)酰胺是己內(nèi)酰胺，它在超過69℃的溫度下熔化并向其中加入保持在室溫下的液體引發(fā)劑(6)，并將它與用于陰離子聚合反應(yīng)的活化的內(nèi)酰胺熔體(11)混合；將預(yù)加熱至約170℃的連續(xù)供給的增強(qiáng)材料(29)在溫度約170℃下浸漬，完全自由地和基本上沒有接觸地在加熱單元(17)中在溫度230-240℃下聚合30秒至5分鐘，尤其是1-3分鐘，隨后在冷卻單元(18)中冷卻至溫度低于200℃。
20.根據(jù)前述權(quán)利要求之任一項的方法，其特征在于，已聚合的復(fù)合材料無需額外的后處理而直接被進(jìn)一步使用。
21.根據(jù)權(quán)利要求1-19之任一項的方法，其特征在于，已聚合的復(fù)合材料或者在線或者在此之后經(jīng)受熱塑性后處理。
22.根據(jù)權(quán)利要求1-19之任一項的方法，其特征在于，已聚合的復(fù)合材料被成型為毛坯。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其特征在于，所述在線后處理包括輥壓成型(Rollformen)和間隔熱壓(Intervallheisspressen)。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其特征在于，成型的毛坯通過選自熱成型、擠壓、深沖、壓制、與熱塑性塑料的結(jié)合的熱塑性后處理被進(jìn)一步加工。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其特征在于，通過壓鑄法、壓制法或焊接法進(jìn)行與熱塑性塑料的結(jié)合。
26.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其特征在于，所述成型包括長纖維增強(qiáng)的顆粒的制備。
27.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項的方法，其特征在于，使用過的復(fù)合材料后來被粉碎、任選地加入添加物并通過壓鑄或壓制被供給物質(zhì)再循環(huán)。
28.實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1-27之任一項的方法的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)由增強(qiáng)元件(29)和熱塑性聚酰胺組成的復(fù)合體材料(33)的方法，所述方法能夠使用簡單的設(shè)備在連續(xù)工藝控制下高速生產(chǎn)。該方法特征在于以下步驟將所供給的增強(qiáng)元件(29)用用于陰離子聚合反應(yīng)的活化的內(nèi)酰胺熔體(11)在該活化內(nèi)酰胺熔體(11)不聚合的溫度下浸漬；將浸漬增強(qiáng)材料(30)在加熱單元(17)中以一種基本上無接觸的方式加熱和聚合，而沒有經(jīng)過加熱模頭；將所得熱聚合復(fù)合體(31)在冷卻單元(18)中冷卻。用于陰離子聚合反應(yīng)的活化的內(nèi)酰胺熔體(11)通過首先熔化內(nèi)酰胺或更確切地說內(nèi)酰胺混合物以形成單體熔體(3)，并就在增強(qiáng)材料(29)的浸漬工藝之前將液體引發(fā)劑(6)加入單體熔體(3)中，所述液體引發(fā)劑(6)同時在溶液中包含活化劑功能和催化劑功能。
文檔編號B29B15/12GK1615215SQ02827244
公開日2005年5月11日 申請日期2002年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月20日
發(fā)明者P·馬斯庫斯, C·克魯斯, E·施米德, A·梅特爾, J·洛米勒 申請人:埃姆斯化學(xué)品有限公司