CN102933645A - 耐切割制品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包含耐切割涂层的制品，所述耐切割涂层包括聚合物基体和分布于聚合物基体内的耐切割组分，其特征在于所述耐切割组分是平均长度(L)与平均直径(D)比(即L/D)为至少10的多根纤维。

Description

耐切割制品
本发明涉及包含耐切割涂层的制品，所述耐切割涂层包括聚合物基体和分布于聚合物基体内的耐切割组分。本发明还涉及改进制品耐切割性的方法和适用于涂布制品的液体组合物。
从例如US 6080474已知包含耐切割涂层的制品，US 6080474公开了聚合物制品，如形式为保护服装(特别是手套)的纺织品。用包含弹性体和具有莫氏值至少约3的硬填料的弹性耐切割涂层涂布所述制品。所述硬填料为颗粒形式，例如小片、针状颗粒、不规则形状颗粒和圆形颗粒。使用该涂层的优势是制品的耐切割性(即制品抵抗切割行为或动作的耐性)得到了改进。
然而，人们发现可进一步提高已知制品(例如US 6080474的那些制品)的耐切割性。特别是人们发现对于遇到量级增大的切削力的应用，所述制品的耐切割性可能仍然不能令人满意。
因此，本发明的目标可以是提供具有至少与包含耐切割涂层的制品相同耐切割性的经涂布的制品。本发明的另一个目标可以是提供具有与包含耐切割涂层的已知制品的耐切割性相比耐切割性提高的制品。
本发明提供包含耐切割性涂层的制品，所述耐切割性涂层包含聚合物基体和分布于聚合物基体内的耐切割组分，所述耐切割组分是平均长度(L)与平均直径(D)比(即L/D)为至少10的多根纤维。
业已发现本发明的所述制品具有良好的耐切割性能。还发现在例如切割或甚至砍切运动时，本发明的所述制品能有效阻止尖锐物体，因为很有可能所述尖锐物体在其切割路径中会遇到形成所述耐切割组分的纤维。还发现本发明的所述制品的耐切割性至少与含已知耐切割涂层的已知制品相似。具体地说，本发明的所述制品能抵抗量级增大的切削力，例如在5cN和15cN之间的切削力(在切割保护性能(即CPP)测试仪上根据ASTMF1790-05标准测得)。本发明的所述制品也适于在通常会遇到量级增加的切削力的应用(例如在玻璃和钢铁行业中)中的使用。
本文中的纤维可理解为其长度大于其横向尺寸(例如直径、宽度和/或厚度)的细长体。本文中的多根纤维可理解为本发明的所述制品优选地包括相对于聚合物基体体积的1～90体积％、优选地1～70vol.％、甚至更优选地1～50vol.％的所述耐切割组分。
在本发明的一个实施方式中，所述制品的至少一个表面上布置有耐切割涂层。所述至少一个表面可以被所述涂层部分或完全覆盖。优选地，所述耐切割涂层至少布置于最有可能暴露于切削力、作用或过程的表面。例如当所述制品为手套时，要涂布的手套的优选表面至少为覆盖穿者的手掌的表面，其通常最多地暴露于切削作用。或者，所述手套可以仅仅是指关节部位涂布、手指部位涂布或也可以是手套的整个表面用耐切割涂层涂布。
优选地，所述耐切割涂层布置于本发明所述制品的至少一个外表面上。本文中的外表面可理解为接收所述耐切割涂层前的表面，其首先暴露于切削力、切削作为或切削过程。本发明的所述制品的外表面可以被所述耐切割涂层部分或完全覆盖。如果所述外表面被所述涂层部分覆盖，优选地，覆盖区域为那些最经常暴露于切削作用的表面。
本文中，“布置于本发明的所述制品的至少一个表面的耐切割涂层”可理解为所述涂层至少部分覆盖所述至少一个表面。也可以是，取决于用来将所述涂层涂于所述表面上的涂布工艺，部分所述涂层也可浸渍本发明的所述制品。被浸渍的部分可以无所述耐切割组分，或可包括所述耐切割组分。在一个优选的实施方式中，耐切割涂层浸渍本发明的所述制品，其中被浸渍的部分大致基本上不含所述耐切割组分，并且其中所述制品优选为手套。业已发现根据该实施方式的手套具有增加的舒适性和柔韧性以及更长的寿命，即手套上的涂层稳定性增加。
所述耐切割涂层也可以是至少部分(然而更优选为完全)粘附于本发明的所述制品的所述至少一个表面。我们发现相比于部分粘附的涂层，完全粘附的涂层具有增加的稳定性和延长的使用时间。所述耐切割涂层与所述表面的粘附可通过使用粘接层(例如胶)、通过物理方式的表面处理(例如在等离子体处理装置中)和/或化学方式的表面处理(例如将促进涂层的粘附的分子接枝到所述表面)来实现。通常用于促进涂层与表面的粘附的这些方法在本领域内是熟知的。所述耐切割涂层与所述表面的粘附也能够由于所述涂层和所述表面间的物理力作用来实现。
用于本发明所述制品的所述耐切割涂层包含聚合物基体。优选的聚合物基体是那些包含弹性聚合物的聚合物基体，其实例包括天然橡胶、合成橡胶和热塑性弹性体。合适的弹性体聚合物的具体例子包括聚氯乙烯、聚氨酯、丁腈橡胶、乙烯基橡胶、聚异戊二烯、氯丁橡胶、氯丁二烯橡胶和硅氧烷。用于本发明的优选的弹性体聚合物包括聚氨酯、聚氯乙烯和硅橡胶。最优选弹性体聚合物是水溶性聚氨酯，以防止当处理所述弹性体聚合物时使用不必要的溶剂。
优选地，所述耐切割涂层的平均厚度至少为0.3mm、更优选地至少0.2mm、最优选地至少0.1mm。所述厚度优选为至多5mm、更优选至多3mm、最优选地至多1mm。优选地，涂布于本发明的所述制品上的所述耐切割涂层的平均厚度在0.1和1mm之间、更优选地在0.1和0.5mm之间、最优选地在0.1和0.3mm之间。本文中的所述耐切割涂层的厚度可理解为所述涂层的平均厚度，例如在支撑所述涂层的制品的表面与所述涂层的相反表面之间测得的。当测量所述厚度时，未考虑最终可能浸渍到所述制品中的所述涂层部分。所述涂层的厚度可用光学或电子的显微镜测量所述涂层的横截面得到。平均厚度能够通过将多个(例如10个)厚度值进行平均来计算。
在本发明的所述制品的一个优选的实施方式中，所述耐切割组分是具有莫氏硬度值至少为2的硬质组分，其中所述硬质组分为具有L/D至少为10的多根硬质纤维。优选地所述硬质组分的莫氏硬度值为至少3、最优选地至少为4、最优选地至少为5。所述硬质组分是多根硬质纤维，其分布于聚合物基体中，所述聚合物基体包埋纤维并稳定所述纤维的取向。硬质纤维的合适的实例包括选自由玻璃纤维、碳纤维、矿物纤维、结晶矿物纤维、金属纤维、金属合金纤维和陶瓷纤维组成的组的纤维。更优选的纤维为矿物纤维。该矿物纤维为本发明的所述制品提供均一的耐切割性能，即所述制品在其整个表面具有一致的耐切割性能。矿物纤维的实例包括RB215-RoxulTM 1000纤维和硅灰石纤维。我们发现根据本实施方式的制品可抵抗量级增大的切削力，例如在5cN和15cN之间的切削力(在切割保护性能(即CPP)测试仪上根据ASTM F1790-05标准测得)。因此所述制品可适用于玻璃和钢铁行业的应用。
在本发明的所述制品的另一个优选的实施方式中，所述耐切割组分是由聚合物制造的多根耐切割聚合物纤维，所述聚合物选自由聚酰胺和聚芳酰胺(例如聚(p-亚苯基对苯二甲酰胺)(称为
Figure BDA00002547386400041
)、聚(四氟乙烯)(PTFE)、聚{2，6-二咪唑并-[4，5b-4’，5’e]亚吡啶-1，4(2，5-二羟基)苯基}(称为M5)、聚(p-亚苯基-2，6-苯并二噁唑)(PBO)(称为
Figure BDA00002547386400042
)、聚(己二酰己二胺)(称为尼龙6，6)、聚(4-氨基丁酸)(称为尼龙6)、聚酯(例如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)和聚(对苯二甲酸-1，4-环己烷二甲醇酯))、聚乙烯醇以及聚烯烃(例如聚乙烯和/或聚丙烯的均聚物或共聚物)组成的组。优选的耐切割纤维是聚芳酰胺和高/超高分子量聚乙烯(HMWPE或UHMWPE)纤维。优选地，所述HMWPE纤维为熔融纺丝，而所述UHMWPE为凝胶纺丝，例如由DSM Dyneema，NL制造的纤维。我们发现该实施方式的所述制品具有良好的柔韧性，并且在穿着所述制品(例如服装和时装)时，可提供增加的舒适度。
优选地，所述耐切割组分在整个聚合物基体中均匀分布，其优点为布置于本发明所述制品上的所述耐切割涂层为所述制品提供均匀的耐切割性能，即在所述涂层的整个表面示出较小的变化。
在一个具体的实施方式中，所述耐切割组分只分布于所述耐切割涂层的聚合物基体内所述基体的某些区域中。
在本发明的所述制品的一个优选的实施方式中，当例如布置于本发明所述的制品上时，耐切割组分的量在所述耐切割涂层的整个厚度中形成梯度。优选地，在耐切割涂层的接触表面处，耐切割组分的量较高，而在所述涂层的自由表面处，耐切割组分的量较低。其优点为涂层的暴露于外部环境的表面基本上无任何耐切割组分，因此，与本发明的所述制品接触的对象的表面将不会由于所述耐切割组分造成的刮伤或磨损而损坏。当所述耐切割组分为硬质组分时，这是特别适用的。还发现本发明的该制品易于制造。
优选地，形成耐切割组分的纤维在布置于本发明的制品上的耐切割涂层的聚合物基体中是随机取向的。其优点是所述制品表现出基本上与切削作用的方向无关的良好的耐切割性能。
形成耐切割组分的纤维的平均直径(D)可在宽范围内变化，其上限只受限于涂层的厚度。优选地，所述耐切割组分的平均直径为至多50微米、更优选地至多30微米、最优选地至多10微米。优选地，所述耐切割组分的平均直径为至少3微米、更优选地至少5微米。我们发现当形成耐切割组分的纤维是具有平均直径至多20微米、更优选地至多15微米、最优选地至多10微米的硬质纤维时，本发明所述制品表现良好的柔韧性。优选地，所述硬质纤维的平均直径为至少1微米、更优选地至少3微米。当形成耐切割组分的纤维是耐切割聚合物纤维时，优选地所述耐切割聚合物纤维的平均直径为至多50微米、更优选地至多30微米。优选地，耐切割聚合物纤维的所述平均直径为至少3微米、更优选地至少5微米。我们发现当使用较大直径纤维时，本发明所述制品的耐切割性能提升。本文中的平均直径可理解为形成所述耐切割组分的纤维的数均直径，根据式1计算。 D = 1 n Σ i = 1 n d i 式1
其中n为用于计算平均直径的纤维总数；通常n＝100个随机选择的纤维且di为第i个纤维的直径。
优选地，形成所述耐切割组分的纤维的平均长度(L)为至多10000微米、更优选为至多5000微米、最优选为至多3000微米。优选地所述耐切割组分的所述平均长度为至少50微米、更优选地至少100微米。还发现当形成所述耐切割组分的纤维是具有平均长度至多1000微米、更优选地至多750微米、最优选地至多650微米的硬质纤维时，本发明的所述制品以及具体地包含本发明所述制品的手套求出良好的灵巧性。优选地所述硬质纤维的所述平均长度为至少50微米、更优选地至少100微米。当形成所述耐切割组分的纤维为耐切割聚合物纤维时，优选地所述耐切割聚合物纤维的平均长度为至多10000微米、更优选地至多5000微米、最优选地至多3000微米。优选地，所述耐切割聚合物纤维的所述平均长度为至少50微米、更优选地至少100微米。本文中的平均长度可理解为形成所述耐切割组分的纤维的加权平均长度，根据式2计算。 L = Σ i = 1 n w i l i 式2
其中w为根据式3的归一化权重因子 Σ i = 1 n w i = 1 式3
且li为第i个纤维的长度。
优选地，至少部分所述耐切割组分具有至多10000微米、更优选至多5000微米的纵横比(L/D)。优选地，所述耐切割组分的所述纵横比为至少12微米、更优选至少15微米。平均纵横比为所述耐切割组分的平均长度(L)与平均直径(D)间的比例。当形成所述耐切割组分的纤维为硬质纤维时，优选地，至少部分所述硬质纤维的平均纵横比为至少12、更优选至少15、甚至更优选至少18。所述硬质纤维的所述L/D优选为至多1000、更优选至多800。当形成所述耐切割组分的纤维为耐切割聚合物纤维时，优选地，至少部分所述耐切割聚合物纤维的平均纵横比为至少12、更优选至少15、甚至更优选至少18。所述耐切割聚合物纤维的所述L/D优选为至多1000、更优选至多800。我们发现通过在本发明的所述制品中使用所述耐切割组分，所述制品的耐切割性能示出良好的均一性，并且特别是还不影响所述耐切割涂层的灵巧性和柔韧性。当本发明所述制品为手套时，所述手套表现出舒适、灵巧、柔韧的有效组合。
可修饰形成所述耐切割组分的纤维的表面，以提高所述纤维与聚合物基体间的结合强度，例如通过在所述纤维的表面接枝适当选择的分子。所述修饰技术以及针对聚合物基体和硬质或耐切割聚合物纤维的类型所特定选择的合适的接枝分子都是本领域中已知的。
可通过SEM照片很容易确定所述耐切割组分的纵横比和直径。对于直径，可生成原样的耐切割组分的SEM照片，其中所述耐切割组分铺展在表面上，并在100个随机选取的位置测量直径，然后计算所得到的100个值的平均数。为了计算纵横比，硬质纤维的长度以与其直径相同的方式测量。优选地，所述SEM照片利用背散射电子获得，从而提供硬质纤维与其铺展的表面间更好的对比度。
优选地，所述耐切割组分的纤维为纺丝纤维。所述纤维的优点可以是纤维直径为相当恒定的值或至少在一定范围内。正因为此，可能在根据本发明的所述制品的性能(例如耐切割性和/或耐磨损性)上无任何或仅有非常有限的波动。甚至在布置于本发明所述制品上的耐切割涂层中使用相对高加载量的耐切割组分时也是如此，由此提供具有优异耐切割性的制品。
纺丝硬质纤维的良好实例为通过技术人员公知的旋转技术纺成的细玻璃或矿物纤维。硬质纤维可制成为连续的丝，所述细丝随后被磨成长度更短的硬质纤维。或者，可通过喷射纺纱、任选随后研磨来制备非连续的丝。
当形成所述耐切割组分的纤维为硬质纤维时，本发明的所述制品优选包含，相对于聚合物基体体积，0.1～20体积％、优选1～10vol.％、甚至更优选2～7vol.％的硬质纤维。当形成所述耐切割组分的纤维为耐切割聚合物纤维时，本发明所述制品优选包含，相对于聚合物基体体积，10～80体积％、优选30～70vol.％、甚至更优选50～70vol.％的耐切割聚合物纤维。
本发明所述制品优选地包含纺织纤维或纺织纱，所述纺织纤维或纺织纱包含根据本发明定义的耐切割涂层，所述涂层布置于所述纺织纤维或纺织纱的表面。本文中的纺织纤维可理解为其长度远远大于其横向尺寸(例如直径、宽度和/或厚度)的细长体。所述纺织纤维可以具有连续长度(称为纺织长丝)或非连续长度(称为短切纺织纤维)。优选地，所述纺织纤维具有非连续长度，因为发现这样的纺织纤维为由其制得的制品提供增加的穿着舒适性。本文中的纺织纱可理解为具有多根纺织纤维的细长体。纺织纤维能够由多种材料(合适的实例包括天然材料和合成材料)制造。适于作为制造纺织纤维的起始原料的天然材料的实例(此处所述纺织纤维被称作天然纺织纤维)包括但不限于棉花、纤维素、棉、麻、羊毛、丝、黄麻、剑麻、茯苓、亚麻及类似物。适于作为制造纺织纤维的起始原料的合成材料的实例(此处所述纺织纤维被称作合成纺织纤维)包括但不限于聚酰胺和聚芳酰胺(例如聚(p-亚苯基对苯二甲酰胺)(称为
Figure BDA00002547386400081
)、聚(四氟乙烯)(PTFE)、聚{2，6-二咪唑并-[4，5b-4’，5’e]亚吡啶-1，4(2，5-二羟基)苯基}(称为M5)、聚(p-亚苯基-2，6-苯并二噁唑)(PBO)(称为
Figure BDA00002547386400082
)、聚(己二酰己二胺)(称为尼龙6，6)、聚(4-氨基丁酸)(称为尼龙6)、聚酯(例如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)和聚(对苯二甲酸-1，4-环己烷二甲醇酯))、聚乙烯醇以及聚烯烃(例如聚乙烯和/或聚丙烯的均聚物或共聚物)。可以理解的是，适合制造合成纺织纤维的所述合成材料可与用于制造形成耐切割组分的所述耐切割聚合物纤维的聚合物相同或不同，所述耐切割组分被包含在用于本发明的制品中的耐切割涂层中。
根据本发明使用的优选的天然纺织纤维为棉短纤维，因为包含这样的天然纺织纤维的本发明制品表现出舒适和耐切割性的良好组合。棉短纤维通常用于提供制造纺织纱线。除了成本效益，棉短纤维还具有良好的吸收能力、穿着舒适、好清洗和往往相对耐久。棉短纤维的另一个优势为所述纤维相对便宜。优选地，所述棉短纤维长度至少为20mm、更优选地30mm，所述棉短纤维优选地切成至多50mm、更优选地至多40mm的长度。
根据本发明使用的优选的合成纺织纤维为聚烯烃纤维。优选地，所述聚烯烃为熔融纺丝纤维。此外，优选的聚烯烃纤维为凝胶纺丝超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维。如果使用熔融纺丝工艺，用于其制造的聚乙烯起始原料优选为重均分子量在60000和600000之间、更优选地在60000和300000之间。在通过引用并入本文的EP 1350868中公开了熔融纺丝工艺的一个实例。如果使用熔融纺丝工艺来制造所述纤维，优选地使用其特性粘度(IV)优选至少3dl/g、更优选至少4dl/g、最优选至少5dl/g的UHMWPE。优选地，所述特性粘度(IV)为至多40dl/g、更优选至多25dl/g、更优选至多15dl/g。优选地，所述UHMWPE具有每100个C原子小于一条侧链、优选地每300个C原子小于一条侧链。优选地，根据凝胶工艺制造所述UHMWPE纤维，所述凝胶工艺在许多出版物中有描述，包括EP 0205960A、EP 0213208A1、US 4413110、GB 2042414A、GB-A-2051667、EP 0200547B1、EP 0472114B1、WO 01/73173A1、EP 1699954以及″Advanced Fibre Spinning Technology″，Ed.T.Nakajima，Woodhead Publ.Ltd(1994)，ISBN 1855731827。
在第一优选实施方式中，用于本发明制品的合成纺织纤维或包含其的纺织纱线为包含硬质纤维的合成纺织纤维，所述硬质纤维具有优选至少2、更优选至少4、最优选至少4的莫氏硬度。我们发现这种制品具有提高的耐切割性。优选地，所述合成纺织纤维包含的合成材料选自由芳纶、液晶聚合物(LCPs)和聚烯烃组成的组。更优选地，所述合成材料为聚乙烯、最优选UHMWPE。所述硬质纤维可以是金属或金属合金，例如铁、钢、钨和镍，或它可以是非金属填料，例如氧化铝、金属碳化物、金属氮化物、金属硫化物、金属硅酸盐、金属硅化物、金属硫酸盐、金属磷酸盐和金属硼化物、二氧化硅和硅的碳化物和二氧化钛。优选地，所述硬质纤维为颗粒形式，例如偏平颗粒或细长颗粒(针状)且平均直径在0.05和20微米之间、更优选在0.05和5微米之间。纤维的实例包括所述硬质纤维且其制造工艺在通过引用包含于本文中的US 6127028、US 6126879和US6012524中给出。最优选地，所述合成纤维为包含硬质纤维形式的硬质填料的聚乙烯纤维，所述硬质纤维具有至多25微米的平均直径且优选具有至少3的纵横比。优选地，在聚乙烯纤维中所述硬质纤维的量在0.1和20体积％之间。所述纱线和其制造工艺的实例在WO2008/046476中给出。
在更优选的第二实施方式中，本发明所述制品包含纺织织物(本文中也简称为织物)，所述织物包含根据本发明定义的耐切割涂层，所述涂层布置在所述织物的表面上。所述织物可以是本领域中已知的任意结构，例如机织、针织、纺织、编织或无纺的或其组合。机织物可包括平纹、凸纹、席纹编织和斜纹编织织物及其类似物。针织物可以是纬编的例如单、双面织物，或经编针织的。无纺织物的一个实例为毡织品。机织、针织、或无纺织物的其他例子以及其制造方法在″Handbook of Technical Textiles″，ISBN 978-1-59124-651-0中第4、5和6章有描述，其公开内容作为引用被并入本文。在相同的手册第11章(特别是段落11.4.1)中描述了编织物的说明和实例，其公开内容作为引用被并入本文。优选地，所述织物为针织物、更优选地机织物、甚至更优选地所述机织物具有小的每单位长度重量和总横截面积直径。我们发现这样的织物表现出每单位覆盖表面积上低的重量和增加的灵活度和柔软度。所述织物优选地由上面提及的天然纺织纤维和/或合成纤维和/或纺织纱线制造。优选地，所述织物由纺织纤维制造，所述纺织纤维选自由棉纤维、芳族聚酰胺纤维、聚烯烃纤维、聚乙烯纤维和含有硬填料的合成纤维组成的组，每种或每个枚举的纤维与上面提到的其优选实施方式一起定义。优选地，所述织物由棉纤维、最优选地由聚乙烯(例如UHMWPE纤维)制造。
在更优选的第三实施方式中，本发明的所述制品包含由纺织物(优选地上面定义的根据本发明的制品的更优选的第二实施方式的纺织物)制造的手套，所述手套包含根据本发明定义的耐切割涂层，所述涂层布置在所述手套的至少部分表面上。
本发明还涉及适合于涂布制品(例如本发明的制品)的液体组合物，所述组合物包含聚合物材料以及耐切割组分在所述聚合物材料中的分散体，其特征在于所述耐切割组分为平均长度与平均直径比为至少10的多根纤维。优选地，所述纤维是由聚合物材料制造的且具有上面定义的D、L和/或L/D的耐切割聚合物纤维。更优选地，所述纤维为具有至少2、更优选至少3、更优选至少4、甚至更优选至少5的莫氏硬度值的硬质纤维。优选地，所述硬质纤维的平均直径为至多20微米、更优选地至多15微米、最优选地至多10微米。优选地，所述平均直径为至少1微米、更优选地至少3微米。优选地所述硬质纤维的平均长度为至多1000微米(μm)、更优选地至多750μm、最优选地至多650μm。优选地所述平均长度为至少50微米、更优选地至少100微米。优选地至少部分(即至少50wt％)硬质纤维、更优选地至少80wt％硬质纤维的平均纵横比为至少10、更优选地至少15、甚至更优选地至少20。也可修饰所述硬质纤维的表面，以提高所述纤维与聚合物基体间的结合强度。
本发明还涉及通过本发明的液体组合物形成涂层的工艺可得到的耐切割涂层。具体地，本发明涉及在本发明的实施方式中如上面所定义的耐切割涂层，所述涂层包含聚合物基体和分布于聚合物基体内的耐切割组分，所述耐切割组分为平均长度(L)与平均直径(D)比(即L/D)至少10的多根纤维。
本发明还涉及改进制品耐切割性的方法，其包括将耐切割涂层涂于所述制品的外表面，所述涂层包含聚合物基体和分布于所述聚合物基体内的耐切割组分，所述耐切割组分为平均长度与平均直径比为至少10、更优选地至少15、最优选至少20的多根硬质纤维。
在本发明的方法的一个实施方式中，耐切割涂层由本发明的液体组合物涂于本发明所述制品的表面、优选地外表面。优选地，所述液体组合物为所述聚合物基体在合适溶剂中的溶液，所述溶液也包括所述耐切割组分的分散体。所述液体组合物也可为所述聚合物基体的熔体，所述熔体还包括所述耐切割组分的分散体。本文中的“耐切割组分的分散体”可理解为形成所述耐切割组分的纤维分布于溶液或熔体中，优选地所述纤维基本均匀地分布在整个溶液或熔体中。所述分散体可通过如下来得到：在溶液制备的任意阶段将硬质纤维直接加入到所述聚合物基体的溶液中；或者首先将硬质纤维分散于溶剂(任选包含稳定剂)中，然后在聚合物基体的溶液制备的任意阶段进行添加。在液体组合物为熔体的情况下，所述纤维可与聚合物基体的基质材料混合，然后在较高温度下得到所述熔体。在一个不同的实施方式中，所述纤维可加入到聚合物材料的熔体中。使用所述液体组合物的优点为本发明的制品可包括含均匀分布的耐切割组分的耐切割涂层。
在本发明方法的另一个实施方式中，在本发明的制品上涂耐切割涂层包含以下步骤：(i)用耐切割组分预涂布本发明的制品的外表面以形成预涂层；随后(ii)通过迫使基体穿过所述耐切割组分来用聚合物基体涂布制品的经预涂布的外表面，其中所述耐切割组分为平均长度与平均直径比为至少10、更优选至少15、最优选至少20的多根硬质纤维。可用例如浓缩的液体组合物来涂所述预涂层，所述浓缩的液体组合物包含纤维以及任选的粘结剂，优选地所述组合物包含至少60wt％、更优选地至少80wt％的纤维。所述粘结剂例如可以是胶粘剂。优选地所述粘结剂包含与随后应用的聚合物基体相同的聚合物材料。当形成耐切割组分的所述纤维在预涂层中随机取向时，得到更均匀的耐切割性能。预涂布步骤(i)之后，在涂布步骤(ii)中迫使所述聚合物基体穿过形成耐切割组分的多根纤维。取决于穿过多根所述纤维的聚合物基体的量，可得到本发明的制品，其中在耐切割涂层中的所述纤维的量在所述涂层的整个厚度上形成梯度。
本发明还涉及具有上面详述的性能和尺寸的多根纤维在耐切割涂层中的用途。我们发现包含所述耐切割涂层的制品表现出良好的耐切割性。
下面的实施例和对比例阐明但不限制本发明。
测量方法
根据ASTM F1790来测量涂层的耐切割性。在本测试中，干燥的经涂布的制品的样品放置于芯棒的平坦表面上。进行一系列测试，将负载了可变重量的刀片拉过涂层样品，直至所述样品被完全切断。测量直至刀片完全切穿样品时刀片在样品经过的距离。刀片切穿样品的点为芯棒和刀片之间发生电接触的点。以刀片上负荷的函数测量实现切穿需要的距离，并相对于1000克的负载标准化。
对比例
通过将手套浸渍于35wt％的涂料分散液并在100℃下干燥10分钟，来用聚酯基的水性脂族聚氨酯涂料L9010(可从Govi N.V.Belgium购买)涂布由100％棉纱制成的手套。
根据上面描述的方法测量耐切割性，耐切割性为28.96mm/1000gr(10次测量的平均值)。
实施例1
如对比例中涂布手套，不同之处在于向所述涂料分散液中以相对于总固体含量的12.5wt％的量添加矿物纤维。所述矿物纤维的平均长度为230微米(质量加权平均)且平均直径为9微米(质量加权平均)。因此L/D为25.6。所述矿物纤维以商品名RockbrakeRB220ELS从Lapinus购买。
根据上面描述的方法测量耐切割性，耐切割性为87.71mm/1000gr(10次测量的平均)。
上述实施例表明向基体添加所述耐切割组分显著提高手套的耐切割性。

Claims (13)

1.一种包含耐切割涂层的制品，所述耐切割涂层包含聚合物基体和分布于聚合物基体内的耐切割组分，其特征在于所述耐切割组分是平均长度(L)与平均直径(D)比(即L/D)为至少10的多根纤维。
2.如权利要求1所述的制品，其包含相对于聚合物基体的体积1～80体积％的所述耐切割组分。
3.如前面权利要求任意一项所述的制品，其在其至少一个表面上布置有耐切割涂层。
4.如前面权利要求任意一项所述的制品，其中所述制品是手套。
5.如前面权利要求任意一项所述的制品，其中所述聚合物基体包含弹性体聚合物，其实例包括天然橡胶、合成橡胶和热塑性弹性体。
6.如前面权利要求任意一项所述的制品，其中所述涂层的平均厚度为至少0.3mm。
7.如前面权利要求任意一项所述的制品，其中所述耐切割组分为莫氏硬度值至少为2的硬质组分，且其中所述硬质组分是L/D至少为10的多根硬质纤维。
8.如权利要求7所述的制品，其中所述硬质纤维是由玻璃、矿物或金属制造的纤维。
9.如权利要求8所述的制品，其中所述硬质纤维是纺丝矿物纤维。
10.如权利要求1至7中任意一项所述的制品，其中所述耐切割组分是由芳族聚酰胺纤维和高或超高分子量聚乙烯(HMWPE或UHMWPE)纤维制造的多根耐切割聚合物纤维。
11.如前面权利要求任意一项所述的制品，其中所述耐切割组分的平均直径(D)为至多50微米。
12.如前面权利要求任意一项所述的制品，其中形成所述耐切割组分的所述纤维的平均长度(L)为至多10000微米。
13.如前面权利要求任意一项所述的制品，其中至少部分所述耐切割组分的纵横比(L/D)为至多10000微米。
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