CN102510843A - 用于拉挤工艺的柔软、柔韧的非织造短切纤维垫 - Google Patents

Abstract

提供湿法铺叠非织造短切纤维垫，其柔软、柔韧并且耐受苯乙烯。该垫至少部分地涂布有粘结剂组合物，该粘结剂组合物包括热固性粘结剂树脂、硅烷偶联剂、烃系消泡剂。任选地，可将交联剂，例如树脂系交联剂包括在该组合物中。在一个或多个实施方案中，短切纤维垫由具有约5-约30微米的直径和约0.5-约2.0英寸的长度的短切玻璃纤维形成。短切纤维垫的柔软性和柔韧性使得能够形成具有复杂形状的挤拉产品。此外，由粘结剂组合物提供的对苯乙烯单体的耐受性使得本发明的垫特别适合拉挤工艺。

Description

用于拉挤工艺的柔软、柔韧的非织造短切纤维垫

相关申请的交叉引用

本申请涉及并且要求2009年8月6日提交的题目为“用于拉挤工艺的柔软、柔韧的非织造短切纤维垫”的U.S.临时专利申请序列No.61/231,876的本国优先权，通过引用将其全部内容清楚地并入本文。

技术领域

本发明主要涉及非织造纤维垫，更具体地，涉及柔软、柔韧并且耐受苯乙烯的用于拉挤工艺的非织造短切纤维垫。

技术背景

玻璃纤维可用于各种技术中，并且可以以连续或短切的丝、束、粗纱、织物、非织造物、网和稀松布的形式使用以增强聚合物。增强的聚合物复合材料可以以各种方式由聚合物基体材料、增强材料或任何其他所需的组分形成。使用对得到的复合材料提供尺寸稳定性和优异的机械性能的玻璃纤维增强材料来形成这样的复合材料。例如，玻璃纤维提供尺寸稳定性，原因在于它们对于大气条件的变化不收缩或伸长。此外，玻璃纤维具有高拉伸强度、耐热性、耐湿性和高导热性。

玻璃粗纱和/或玻璃垫通常用于拉挤工艺中以形成拉挤部件。通常地，拉挤包括用适当的树脂材料浸渍连续的粗纱和/或连续的粗纱/垫组合并且使浸渍的粗纱和/或垫通过加热的口模。用液体树脂材料浸渍粗纱以将粗纱内的各个纤维润湿或涂布。然后将涂布的纤维和垫压固并且通过拉挤口模，在此将纤维和垫形成为所需的形状、加热并且使树脂固化以将纤维和垫保持在一起。然后将离开加热口模的复合部件切割为所需的长度。以这种方式，用聚合物树脂浸渍连续的粗纱，并且将树脂和纤维成形为复合材料的形式。

拉挤工艺的连续的性质有利地使得能够得到要制备的任何所需长度的复合材料。但是，存在与拉挤工艺相关的众多问题。一个问题在于树脂浴内。拉挤中使用的树脂系统中的一个组分包括热固性树脂，其通常需要使用挥发性不饱和单体例如苯乙烯和/或甲基丙烯酸甲酯。苯乙烯是强力溶剂，并且能够容易使位于增强垫上的粘结剂溶胀和劣化。这样的粘结剂的劣化能够使增强垫弱化并且不能经受住拉挤工艺中遇到的强拉力。

与拉挤工艺相关的另一问题是增强垫上的粘结剂。常规地，将涂布有粘结剂的连续的丝垫(CFM)用于拉挤工艺。尽管连续的丝垫是柔韧的、顺应性的，并且具有优异的对苯乙烯性耐受性，但它们具有几个缺陷。例如，连续的丝垫制造价格高，原因在于连续的丝垫的制造以低速率，即50-75英尺/分钟(fpm)进行。此外，连续的丝垫的利用产生具有不良表面光洁度的层叠体，原因在于形成垫的大的玻璃束。此外，连续的丝垫致密并且对最终制品增重，这可能是不利的特征。

涂布有粘结剂的非织造短切纤维垫也可用于拉挤工艺。由于以较快的速率(即，500-1500fpm)进行制造，因此与连续的丝垫相比，这些垫的制造价格不高。

此外，非织造垫基本上是充分分散的纤维，与连续的丝垫相比，其产生具有较光滑的外观的拉挤部件。此外，在没有对层叠体增加大量的重量的情况下，非织造垫有利地“间隙填充”。尽管这些正面的特性，非织造垫非常刚硬，因此难以形成为复杂形状。此外，垫的刚性产生可能对客户不喜欢的触感。

尽管拉挤工艺具有许多可取的特征，例如能够形成均匀截面的伸长结构体，但仍存在需要改善的与工艺相关的特征和/或项目。因此，本领域中存在对还耐受苯乙烯的更柔软、更柔韧的用于拉挤工艺的垫的需要。

发明内容

本发明的一个例示实施方案中，提供包括热固性树脂、硅烷偶联剂和烃系消泡剂的粘结剂组合物。任选地，粘结剂组合物中包括交联剂。将一种或多种交联剂添加到粘结剂组合物提高对苯乙烯单体的耐受性，由此能够使垫经受住拉挤工艺中遇到的高拉力。例示实施方案中，粘结剂树脂是丙烯酸系聚合物和/或苯乙烯丙烯酸酯，硅烷偶联剂是甲基丙烯酰氧基硅烷，和消泡剂是烃油消泡剂。此外，交联剂可以是树脂系交联剂例如聚丙烯酸/甘油混合物。

在另一例示实施方案中，提供用于拉挤工艺的湿法铺叠短切纤维垫。该湿法铺叠垫由多个无规分散的短切增强纤维形成，该短切增强纤维用上述的粘结剂组合物粘结在一起。该短切纤维垫柔软并且柔韧以能够形成具有复杂形状的拉挤制品。本发明的一个或多个实施方案中，短切纤维垫由短切玻璃纤维形成，该短切玻璃纤维具有约5-约30微米的直径和约0.5-约2.0英寸的长度。

在另一例示实施方案中，提供拉挤部件，其包括(1)多个用热固性树脂浸渍的粗纱和(2)在其上具有上述的粘结剂组合物的湿法铺叠非织造短切纤维垫。多个粗纱和湿法铺叠非织造短切纤维垫被压固并且拉挤成复杂的形状。粘结剂组合物向短切纤维垫提供对于拉挤工艺的热固性树脂中存在的苯乙烯单体的耐受性和柔韧性以能够形成复杂的拉挤部件。

在本发明的另一个例示实施方案中，本发明的短切纤维垫耐受拉挤工艺中使用的树脂中存在的苯乙烯单体。

在本发明的又一个例示实施方案中，本发明的垫的柔韧性使得能够形成具有复杂形状的拉挤制品。

在本发明的另一个例示实施方案中，粘结剂组合物可用于常规的湿式短切纤维垫形成工艺而无需改变工艺参数。

在本发明的又一个例示实施方案中，形成短切纤维的纤维是具有约10-约20微米的直径和约1.0-约1.5英寸的短切长度的玻璃纤维。

在本发明的另一个例示实施方案中，粘结剂含有交联剂以提供附加的强度并且提高短切纤维垫对于苯乙烯单体的耐受性。

在本发明的又一个例示实施方案中，短切纤维垫向拉挤部件提供光滑、柔软的表面，这是用连续长丝垫无法实现的。

以下考虑下述的详细说明，本发明的上述和其他的目的、特征和优点将更充分。但是，应清楚地理解，附图用于图示并且不解释为限定本发明的范围。

附图说明

尤其是与附图结合时，考虑以下的本发明的详细公开内容，本发明的优点将显而易见，其中：

图1是根据至少一个本发明的例示实施方案的采用湿法铺叠工艺形成短切纤维垫的加工线的示意图；

图2是根据至少一个本发明的例示实施方案的采用短切纤维的拉挤工艺的示意图；

图3是通过添加25％交联剂而产生的对刚度的效果的图示；

图4是常规的短切纤维垫和根据本发明的例示实施方案的其上有含有和不含有交联剂的本发明的粘结剂组合物的短切纤维垫的垂直机器方向(CMD)上的刚度的图示；

图5是常规的短切纤维垫和根据本发明的例示实施方案的其上有含有和不含有交联剂的本发明的粘结剂组合物的短切纤维垫的机器方向(MD)上的刚度的图示；

图6是置于苯乙烯后根据本发明的例示实施方案的其上有含有和不含有交联剂的本发明的粘结剂组合物的短切纤维垫的机器方向(MD)上的拉伸强度的保持性的图示；和

图7是置于苯乙烯后根据本发明的例示实施方案的其上有含有和不含有交联剂的本发明的粘结剂组合物的短切纤维垫的垂直机器方向(CMD)上的拉伸强度的保持性的图示。

具体实施方式

除非另有限定，本文中使用的所有技术和科学术语具有相同的本发明所属领域的普通技术人员公知的含义。尽管任何与本文中所述的那些类似或等同的方法和材料能够用于本发明的实施或试验，但本文中记载了优选的方法和材料。本文中引用的所有参考文献，包括出版或对应的U.S.或外国专利申请、授权的U.S.或外国专利或任何其他参考文献，均通过引用将它们全文并入，包括引用的参考文献中给出的所有数据、表格、图和文本。

图中，为了清楚可将线、层和区域的厚度夸大。应指出的是，全部图中出现的相同的数字表示相同的要素。应理解，指出要素在另一要素“上”，其可直接在另一要素上或者靠着另一要素或者可存在介于其间的要素。还应理解，本文中术语“网”和“垫”可相互交换使用。此外，本文中术语“粘结剂”、“粘结剂组合物”和“组合物”可相互交换使用。本文中术语“垫”和“短切纤维垫”也可相互交换使用。

本发明涉及可用于拉挤工艺以形成增强复合部件的柔软、柔韧的非织造垫。该非织造垫至少部分涂布有粘结剂组合物，该粘结剂组合物包括粘结剂树脂、硅烷偶联剂、消泡剂和任选的交联剂。本发明的垫的柔软性和柔韧性使得能够形成具有复杂形状的拉挤制品。此外，本发明的短切纤维垫耐受拉挤工艺中使用的树脂中存在的苯乙烯单体。本发明的粘结剂组合物可用于常规的(湿式)短切纤维垫形成工艺而无需改变工艺参数例如烘箱干燥时间、输送机速度等。此外，本发明的粘结剂组合物可在常规湿法铺叠垫制造线上施涂于短切纤维垫而不用改变现有的设备。此外，优选粘结剂基本上不含甲醛。如本文中使用那样，术语“基本上不含甲醛”意在表示粘结剂不含或者几乎不含甲醛。

用于形成短切玻璃纤维垫的玻璃纤维可以是任何类型的玻璃纤维，例如A-型玻璃纤维、C-型玻璃纤维、E-型玻璃纤维、S-型玻璃纤维、E-CR-型玻璃纤维(例如

玻璃纤维，可由Owens Corning商购)、绒毛玻璃纤维或其组合物。至少一个实施方案中，玻璃纤维为湿用短切玻璃纤维(WUCS)。用作增强纤维的湿用短切玻璃纤维可以通过本领域中已知的常规方法形成。优选地，湿用短切玻璃纤维具有约5％-约30％的水分含量，甚至更优选地约5％-约15％的水分含量。此外，增强纤维的存在使将粘结剂固化前的垫的湿强度改善。湿用短切玻璃纤维是低成本增强材料，其提供抗冲击性、尺寸稳定性和表面光滑性。

认为其他增强纤维例如矿物纤维、碳纤维、陶瓷纤维、天然纤维和/或合成纤维在短切玻璃纤维垫中的使用在本发明的范围内。与本发明关联使用的术语“天然纤维”是指从植物的任何部分(包括但并不限于，茎、种子、叶、根或韧皮部)提取的植物纤维。适合用作增强纤维材料的天然纤维的实例包括玄武岩、棉、黄麻、竹、苎麻、甘蔗渣、大麻、椰子壳的纤维、亚麻(linen)、洋麻、剑麻、亚麻(flax)、龙舌兰和它们的组合。本文中使用的术语“合成纤维”意指任何具有适合的增强特性的人造纤维，例如聚酯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚酰胺、芳族聚酰胺和/或聚芳族酰胺纤维。在例示实施方案中，短切纤维垫中的所有纤维均为玻璃纤维。

可通过本领域技术人员已知的常规方法形成玻璃纤维。例如，玻璃纤维可通过将熔融玻璃材料的物流从漏板或孔板拉丝而形成。经拉丝的玻璃纤维可具有约5-约30微米、优选约10-约20微米的直径。从漏板将玻璃纤维拉伸后，将水性施胶组合物施涂于纤维。对施胶组合物并无限制，可以是本领域技术人员已知的任何胶料。可通过常规方法例如通过施涂辊或通过将胶料直接喷射到纤维上来施涂胶料。胶料保护玻璃纤维在随后的加工过程中免于断裂，有助于延缓丝间磨损，并且确保玻璃纤维丝束的完整性，例如，形成丝束的玻璃丝的相互连接。

用施胶组合物处理纤维后，可在它们的湿润条件中如湿用短切玻璃纤维(WUCS)那样将它们短切和包装并且加工为如下所述的湿法铺叠短切纤维垫。短切纤维可具有约0.5-约2.0英寸的长度。例示实施方案中，短切纤维具有约1.0-约1.5英寸的长度。短切纤维在短切纤维垫中可具有彼此不同的长度和直径。尽管任何本文中所述的增强纤维或组合可用于形成短切纤维垫，但应指出的是，本文中所述的方法是对于短切纤维中的增强纤维是玻璃纤维的例示实施方案记载的。

将使用本发明的粘结剂组合物形成短切纤维垫的例示方法示于图1中。可通过存储容器14将短切玻璃束10提供给输送机12。在搅拌下将短切玻璃纤维束10放入白水箱16中以形成其中分散有由短切玻璃纤维束10解开的玻璃纤维的短切玻璃纤维浆料18，该白水箱16含有各种表面活性剂、粘度改进剂、消泡剂、润滑剂、杀生物剂和/或其他化学试剂。优选地，将浆料18充分地搅拌以提供均匀或近乎均匀的玻璃纤维的分散体。白水可具有约1-20cps的粘度，尽管意识到粘度根本上取决于湿法铺叠工艺的工艺参数。

可使浆料18通过机箱20和恒定液位箱22以进一步将由短切玻璃纤维束10解开的纤维分散。将玻璃纤维浆料18从恒定液位箱22转移到头箱24，在此将浆料18沉积到移动丝网或输送网带26上以形成陷入网中的玻璃纤维的网28。然后通过粘结剂涂布器32，例如帘式涂布机或喷射涂布器将本发明的粘结剂组合物30施涂于网28。

如上所述，本发明的粘结剂组合物含有粘结剂树脂、偶联剂和消泡剂。一些例示实施方案中，粘结剂组合物中可包括交联剂。粘结剂树脂可以是热固性丙烯酸系聚合物或苯乙烯丙烯酸酯。例示实施方案中，粘结剂树脂是热固性丙烯酸系树脂。用于该组合物的适合的树脂的非限制性实例包括EXP-4355、苯乙烯丙烯酸酯树脂(可由Rohm andHaas商购)、FG-472X、脲醛树脂(可由Hexion商购)和Rhoplet^TMGL-618丙烯酸系/聚合物乳液(可由Hexion商购)、聚丙烯酸、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯、改性淀粉、丙烯酸酯和环氧乳液。粘结剂树脂可在粘结剂组合物中以粘结剂组合物合计的约90重量％-约99重量％，在例示实施方案中，约97重量％-约99重量％的量存在。如本文中使用那样，术语“重量％”和“组合物的重量％”意在表示组合物的全部组分的重量百分率。但是，还应指出的是，将交联剂添加到粘结剂组合物中时，粘结剂树脂可存在约60重量％-约90重量％，例示实施方案中，约70重量％-约75重量％。

粘结剂组合物还包括至少一种偶联剂。可以理解，下述的偶联剂本质上为例示，由本领域技术人员鉴别的任何适合的偶联剂可用于本文中所述的任何实施方案中。一种偶联剂或多种偶联剂(例如，偶联剂包)可在粘结剂组合物(存在或不存在交联剂)中以粘结剂组合物合计的约1.0重量％-约10.0重量％的量、例示实施方案中以约1.0重量％-约3.0重量％的量存在。除了它们将增强纤维和塑料基体的表面偶联的作用以外，硅烷还用于降低随后的加工过程中的绒毛或断裂纤维丝的水平。

一个或多个例示实施方案中，偶联剂的至少一种是硅烷偶联剂。一种或多种硅烷偶联剂可包括具有一个或多个官能团例如胺(伯、仲、叔和季)、氨基、亚氨基、酰氨基、酰亚氨基、脲基或异氰酸酯基的含有一个或多个氮原子的硅烷。适合的硅烷偶联剂包括，但并不限于，氨基硅烷、硅烷酯、乙烯基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、环氧基硅烷、硫硅烷、脲基硅烷和异氰酸酯基硅烷。用于本发明的硅烷偶联剂的具体的、非限定性的实例包括γ-甲基丙烯酰氧丙基-三甲氧基硅烷(A-174)、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(A-1100)、n-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷(Y-9669)、n-三甲氧基-甲硅烷基-丙基-亚乙基-二胺(A-1120)、甲基-三氯硅烷(A-154)、γ-氯丙基-三甲氧基-硅烷(A-143)、乙烯基-三乙酰氧基硅烷(A-188)、甲基三甲氧基硅烷(A-1630)。将适合的硅烷偶联剂的其他实例示于表1中。所有上述列举和表1中所示的硅烷偶联剂，除了甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(Z-6030(可由Dow Corning商购))以外，可由GE Silicones商购。

表1

在至少一个例示实施方案中，硅烷偶联剂包括甲基丙烯酰氧基硅烷。

粘结剂组合物也可含有痕量的弱有机酸例如乙酸、甲酸、琥珀酸和/或柠檬酸以将偶联剂中的硅烷水解。优选地，有机酸为乙酸。该有机酸可以在粘结剂组合物中以该粘结剂组合物的约0.1重量％-约1.0重量％，或者约0.3重量％-约0.6重量％的量存在。

另外，粘结剂优选地含有消泡剂以减少该粘结剂组合物施涂过程中泡沫的量。消泡剂是烃系，并且可以是烃油消泡添加剂。适合的消泡剂的实例包括，但并不限于，Foam Blast 307A，烃系消泡剂(可由Emerald商购)，GEO FM 111，烃油消泡剂(可由GEO商购)，NalcoPPO43840和PPO30378，烃系消泡剂(可由Ondeo Nalco Company商购)和矿物油(具有或不具有变化的碳共混物)。消泡剂可在组合物中以组合物的0.01重量％-约2.0重量％，例示实施方案中，约0.1重量％-约0.15重量％的量存在。应注意的是，在粘结剂的发泡可能不是问题的环境下，可作为可选组分使用消泡剂。

在一些例示实施方案中，粘结剂组合物含有交联剂。交联剂向短切纤维垫提供附加的强度和改善的对苯乙烯的耐受性。本发明的短切纤维垫，用于下述的拉挤工艺时，遇到能够容易使粘结剂溶胀并且劣化到垫不能抵抗作用于其的力并且可能使拉挤工艺中断的程度的苯乙烯单体。已发现添加一种或多种交联剂提高对苯乙烯单体的耐受性，能够使垫经受住拉挤工艺中遇到的高拉力。交联剂可以是树脂系交联剂。本发明中使用的交联剂的适合实例包括QR-1629S、聚丙烯酸/甘油混合物(可由Rohm and Haa s商购)、脲-醛混合物、N-甲基丙烯酰胺(NMA)等。交联剂可在粘结剂组合物中以该组合物的约0重量％-约40重量％，或者该组合物的约10.0重量％-约40重量％的量存在。在例示实施方案中，交联剂以约20重量％-约25重量％存在。

粘结剂可任选地含有用于改善工艺和产品性能的常规添加剂例如染料、油、填料、着色剂、UV稳定剂、润滑剂、润湿剂、表面活性剂和/或抗静电剂。可以按粘结剂组合物的0.0重量％-约10重量％将添加剂包含在粘结剂组合物中。

粘结剂组合物进一步包括水以将用于施涂到增强纤维上的组分溶解或分散。可以以足以将水性粘结剂组合物稀释到适合其施涂于增强纤维的粘度的量添加水。具体地，施胶组合物可含有粘结剂组合物的约50重量％-约75重量％的水。

回到图1，已将粘结剂30施涂于网28后，真空系统(未图示)从网28除去过量的粘结剂和白水。使粘结剂涂布的网38通过一个或多个干燥烘箱40以除去任何残留的水并且使粘结剂30固化。将其从头箱24通过固化烘箱40转移时未固化的粘结剂发挥功能以改善湿法铺叠网的强度。固化的粘结剂对玻璃垫42提供一体性和柔韧性。可将非织造短切纤维垫42卷绕到收卷辊44上以存储用于随后使用，例如在拉挤工艺中以形成增强的复合部件。

拉挤工艺中，例如通常在图2中所描述，将玻璃粗纱46和至少一个短切纤维垫42进料到热固性树脂浴47中，在此使粗纱在舒展竿(spreader bar)上移动，舒展竿辅助使树脂浸渍于玻璃纤维中。一旦用树脂将粗纱46充分地浸渍，粗纱46和短切纤维垫42离开树脂浴并且在进入成型模具50前通过预成形机48预成形为形状或轮廓。然后在部件通过加热的模具50时通过连续地加热将具有预成形的形状的粗纱46和短切纤维垫42固化为复合材料的所需形式。可使用一对履带辊52以拉着粗纱46和垫42通过该浴、该预成形机和加热的模具50。然后将离开加热的模具50的复合部件54切割为所需的长度。以这种方式，用聚合物树脂浸渍连续的粗纱46，用树脂涂布垫42，并且将纤维46和垫42成形为复合材料的形式并且通过切割装置56切割。对于拉挤部件，粗纱提供纵向拉伸强度并且短切纤维垫42提供横向拉伸强度。

如上所述，含有交联剂的粘结剂组合物提供改善对苯乙烯单体的耐受性，该苯乙烯单体在拉挤工艺中的热固性树脂中存在。这种对苯乙烯的耐受性使得本发明的垫特别适合拉挤工艺。如上所述，苯乙烯单体是强力溶剂并且能够发挥作用以使粘结剂溶胀和劣化，由此削弱垫的连续性。通过提供耐受苯乙烯单体的短切纤维垫，短切纤维垫、因此的拉挤部件保持横向上以及纵向上的拉伸强度。

粘结剂组合物也提供柔软的垫，特别是与常规的拉挤垫比较时，并且能够容易地使其保形和成形以形成复杂的模塑部件。此外，拉挤工艺中短切纤维垫的使用提供拉挤部件的制造成本的减少。拉挤工艺中常规使用的连续的丝垫对于制造湿法铺叠短切纤维垫更贵。此外，短切纤维垫向拉挤部件提供光滑、柔软的表面，这是通过连续丝垫未实现的。

已总体上对本发明进行了说明，通过参照以下举例说明的某些具体实例能够获得进一步的理解，提供具体实例只是为了举例说明并且不意在全部包括在内或者限制，除非另有规定。

实施例

实施例1：没有交联剂的粘结剂组合物

将用于粘结剂组合物的组分和量示于表2中。

为了形成粘结剂组合物，在搅拌下在混合槽中将硅烷偶联剂缓慢地添加到150ml的乙酸中(至小于4的pH)。将硅烷混合物搅拌30分钟。30分钟后，确定水解没有完成。添加100ml的乙酸并且再将该混合物搅拌30分钟。一旦水解完成，在搅拌下将粘结剂树脂缓慢地添加到硅烷混合物。将该混合物搅拌约5分钟。接下来，将消泡剂添加到混合槽中。将得到的混合物混合15分钟以形成粘结剂组合物。

表2

(1)苯乙烯丙烯酸酯树脂(可从Rohm and Haas商购)

(2)γ-甲基丙烯酰氧丙基-三甲氧基硅烷(可由GE Silicones商购)

(3)烃油系消泡剂(可由GEO商购)

实施例2：使用不含交联剂的粘结剂组合物的湿法铺叠短切纤维垫

将实施例1的粘结剂组合物用作如以上详细说明的湿法铺叠工艺的粘结剂。利用以下的参数：

·白水98°F

·混合槽65°F

·密封槽79°F

·线速度400fpm(英尺/分钟)和426fpm

·烘箱设定点：(分别为区域1、2和3)465°F、469°F和500°F

应指出的是，压实时垫具有非常“柔软”的触感和“絮软”。将由垫获得的数据示于表3中。

表3

实施例3：含有交联剂的粘结剂组合物

将用于粘结剂组合物的组分和量示于表4中。在搅拌下将交联剂(pH约3.5-约4.0)添加到含有水的第一混合槽中。接下来，在搅拌的同时将硅烷偶联剂缓慢地添加到第一混合槽中。在第一混合槽中搅拌硅烷混合物直至硅烷的水解完成。然后将水添加到第二混合槽中。然后在搅拌下将来自第一混合槽的硅烷混合物添加到第二混合槽中的水中。将得到的混合物混合约10分钟。接下来，在搅拌下依次将粘结剂树脂和消泡剂添加到第二混合槽中以形成粘结剂组合物。

表4

(1)苯乙烯丙烯酸酯树脂(可由Rohm and Haas商购)

(2)聚丙烯酸/甘油混合物(可由Rohm and Haa s商购)

(3)γ-甲基丙烯酰氧丙基-三甲氧基硅烷(可由GE Silicones商购)

(4)烃油系消泡剂(可由CEO商购)

实施例4：含有交联剂的粘结剂组合物

将实施例3的粘结剂组合物用作如上详细说明的湿法铺叠工艺中的粘结剂。利用以下的参数：

·白水98°F

·混合槽65°F

·密封槽80°F

·线速度350fpm(英尺/分钟)

·烘箱设定点：(分别为区域1、2和3)465°F、469°F和525°F。

注意到，与实施例2中制备的垫相比，垫稍微较硬并且更容易起皱。将由垫获得的数据示于表5中。

表5

实施例5：垫刚性

根据采用“Gurley Stiffness Tester”的TAPPI Method 543om-00对涂布有本发明的粘结剂的样品垫的刚性进行试验。图3是四个动态机械分析(DMA)实验的汇总。DMA实验表示根据下述方法扫描的复制样品。试验仪为TA Instruments Dynamic Mechanical Analyzer，DMAQ800。

1.在室温下0.5

2.50℃/分钟上升到110℃-保持10分钟

3.50℃上升到250℃，保持30分钟

结果表明本发明的含有交联剂的粘结剂略微发硬。由该实验得到如下结论：在粘结剂混合物的固有刚性上不同。

实施例6：置于苯乙烯后的刚性和保持强度

进行确定置于苯乙烯后的涂布有本发明的粘结剂的样品垫的刚性以及涂布有本发明的粘结剂的样品垫的保持强度的试验。具体地，在Instron tensile tester中测试干垫拉伸强度以确定干燥拉伸强度。然后将垫浸泡在苯乙烯单体中10分钟。浸泡期间后，用纸巾轻拍该垫以将其拍干并且用Instron machine拉伸以确定置于苯乙烯后的拉伸强度。图4和5表示根据本发明的样品垫的苯乙烯中的刚性，图6和7表示根据本发明的样品垫的苯乙烯中的保持强度。

以上已上位地并且对于具体实施方案对本申请的发明进行了说明。尽管已在认为是优选的实施方案中示出了本发明，但在上位的公开内容中能够选择本领域技术人员已知的各种替代方案。除了以下所示的权利要求的叙述以外，对本发明无另外的限制。

Claims (23)

1.增强纤维用粘结剂组合物，该增强纤维用于形成拉挤工艺中使用的湿法铺叠短切纤维垫，所述粘结剂组合物包括：

热固性粘结剂树脂；

硅烷偶联剂；和

烃系消泡剂。

2.权利要求1的粘结剂组合物，还包括交联剂。

3.权利要求2的粘结剂组合物，其中所述交联剂是树脂系交联剂。

4.权利要求1的粘结剂组合物，其中所述硅烷偶联剂是甲基丙烯酰氧基硅烷。

5.权利要求1的粘结剂组合物，其中所述粘结剂树脂选自丙烯酸系聚合物、苯乙烯丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯、改性淀粉、丙烯酸酯、环氧乳液、脲醛树脂和它们的混合物。

6.权利要求5的粘结剂组合物，其中所述粘结剂树脂选自丙烯酸系聚合物、苯乙烯丙烯酸酯和它们的混合物。

7.权利要求5的粘结剂组合物，其中所述烃系消泡剂是烃油消泡剂。

8.权利要求1的粘结剂组合物，其中：

所述粘结剂树脂在所述组合物中以组合物合计的约60重量％-约90重量％的量存在；

所述硅烷偶联剂在所述组合物中以组合物合计的约1.0重量％-约10重量％的量存在；

所述消泡剂在所述组合物中以组合物合计的约0.1重量％-约5.0重量％的量存在；并且

其中所述组合物以组合物合计的0重量％-40重量％的量包括树脂系交联剂。

9.用于拉挤工艺的湿法铺叠短切纤维垫，包括：

多个无规分散的短切增强纤维，该短切增强纤维用粘结剂粘结在一起，该粘结剂包括：

热固性粘结剂树脂；

硅烷偶联剂；和

烃系消泡剂。

10.权利要求9的湿法铺叠短切纤维垫，其中所述粘结剂树脂选自丙烯酸系聚合物、苯乙烯丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯、改性淀粉、丙烯酸酯、环氧乳液、脲醛树脂和它们的混合物。

11.权利要求10的湿法铺叠短切纤维垫，其中所述粘结剂树脂选自丙烯酸系聚合物、苯乙烯丙烯酸酯和它们的混合物。

12.权利要求11的湿法铺叠短切纤维垫，其中所述硅烷偶联剂是甲基丙烯酰氧基硅烷。

13.权利要求11的湿法铺叠短切纤维垫，其中所述烃系消泡剂是烃油消泡剂。

14.权利要求13的湿法铺叠短切纤维垫，其中所述组合物还包括交联剂。

15.权利要求14的湿法铺叠短切纤维垫，其中所述交联剂是树脂系交联剂。

16.权利要求14的湿法铺叠短切纤维垫，其中所述交联剂向所述短切纤维垫提供附加的强度并且提高短切纤维垫的对苯乙烯单体的耐受性，所述耐受性保持所述湿法铺叠短切纤维垫在横向和纵向上的拉伸强度。

17.权利要求11的湿法铺叠短切纤维垫，其中所述短切纤维垫柔韧以能够形成具有复杂形状的拉挤产品。

18.具有复杂形状的拉挤部件，包括：

多个用热固性树脂浸渍的粗纱；和

在其上具有粘结剂组合物的湿法铺叠非织造短切纤维垫，所述湿法铺叠非织造短切纤维垫和所述多个粗纱被压固并且拉挤成所述复杂形状，

其中所述粘结剂组合物包括：

热固性粘结剂树脂，其选自丙烯酸系聚合物、苯乙烯丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯、改性淀粉、丙烯酸酯、环氧乳液、脲醛树脂和它们的混合物；

硅烷偶联剂；和

烃系消泡剂。

19.权利要求18的拉挤部件，其中所述粘结剂树脂选自丙烯酸系聚合物、苯乙烯丙烯酸酯和它们的混合物，并且

其中所述组合物还包括交联剂。

20.权利要求19的拉挤部件，其中所述烃系消泡剂是烃油消泡剂并且所述偶联剂是甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂。

21.增强纤维用粘结剂组合物，该增强纤维用于形成拉挤工艺中使用的湿法铺叠短切纤维垫，该粘结剂组合物包括：

热固性粘结剂树脂，其选自丙烯酸系聚合物和苯乙烯丙烯酸酯；和

甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂。

22.权利要求21的粘结剂组合物，还包括选自树脂系交联剂和烃系消泡剂中的一种或多种组分。

23.权利要求22的粘结剂组合物，其中所述粘结剂组合物提供对苯乙烯单体的耐受性。

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