CN104768983A - 通过物理混合乙烯基官能树脂与热塑性树脂组合物而生产的乙烯基官能互穿网络聚合物、使用方法和制备方法 - Google Patents

通过物理混合乙烯基官能树脂与热塑性树脂组合物而生产的乙烯基官能互穿网络聚合物、使用方法和制备方法 Download PDF

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Abstract

本披露内容涉及用于通过物理混合至少一种乙烯基官能热固性物与至少一种热塑性树脂来制造SIPN和/或IPN的方法和/或系统。例如，一种生产树脂组合物的方法，包括：混合至少一种乙烯基官能热固性物热固性树脂与至少一种热塑性树脂，其中：当在混合温度下测量的混合粘度为至少5,000cPs时，所述两种树脂是充分地混溶的以及该混合导致足够的层流以便树脂混合物的大部分形成IPN和/或SIPN。所形成的IPN和/或SIPN与相同树脂的混合物相比，具有一种或多种优异性能。

Description

通过物理混合乙烯基官能树脂与热塑性树脂组合物而生产的乙烯基官能互穿网络聚合物、使用方法和制备方法
交叉引用相关申请
该申请涉及2012年7月5日提交的题为Resins,Resin/Fibre Composites,Methods of Use and Methods of Preparation的国际PCT(说明书编号16722207)；2011年7月6日提交的题为Resin/Fibre Composites,Methods ofUse and Methods of Preparation的美国临时申请号61/457,916；2006年10月17日提交的国际申请：PCT/AU2006/001536；2005年10月17日提交的澳大利亚临时申请号2005905733；2005年12月1日提交的澳大利亚临时申请号2005906723；2006年2月3日提交的澳大利亚临时申请号2006900511和2006年5月24日提交的澳大利亚临时申请号2006902791，这些申请中的每个以引用方式全部并入本文。
技术领域
本披露涉及通过将，例如，选定的热固性树脂和热塑性塑料组合来制造互穿聚合物网络(IPN)组合物和/或伪互穿网络(SIPN)聚合物组合物的方法。
发明背景
将可溶的热塑性树脂溶解在活性稀释剂中，然后将这些混合形成乙烯基官能树脂以降低收缩是本领域已知的。但是，这个过程不生产互穿聚合物网络组合物和/或伪互穿网络聚合物组合物，经所得的固化物质的物理性质证明，其只不过是一种混合物。简单地混合两种或多种聚合物，用彼此结合以形成一个聚合物分子(杂聚物或共聚物)的两种或更多种单体创造聚合物网络都不会产生互穿聚合物网络(聚合物共混物)。
例如，在制造玻璃纤维、热固性IPN复合材料时，如果可以减少所需玻璃的量或在某些应用中，不需要玻璃，那么可以配制更加牢固的树脂体系。这是因为与配制它们的热固性物相比，热固性IPN具有优良的延展率和低得多的收缩率。当将市售的热固性树脂用作基体树脂时，在注塑部件的固化期间中，玻璃短纤维在极短的纤维聚合液体复合材料(VSFPLC)中的存在对于防止(或减少)裂缝形成是有用的。这些纤维的存在增加了屈服应力和模量，但降低了固化复合材料的延展率。在某些应用中延展率的减少相当于脆性的增加。玻璃也在凝胶化期间中被用于复合材料以加强树脂以及以降低收缩率。因此，玻璃纤维的存在通常被用于乙烯基官能液体热固性物中。如果在树脂凝胶化和最终固化期间有了极小的收缩率，那么玻璃纤维将不会需要或可能被减少以生产耐用的模制零件。收缩率的降低和延展率的增加使得SIPN和/或IPN树脂可以成型而无需玻璃增强。
本技术披露用VSFPLC树脂组合物生产的复合材料。然而，对于某些应用来说，这些组合物中的某些缺乏足够的韧性(如应力应变曲线下区域所测量的)。加工厂都需要更牢固的产品。
影响韧性的一个因素是延展率。市面上有具有足够延展率和屈服应力的树脂。然而，这些树脂倾向于具有低的热变形温度(HDT)。对于外部应用，预期固化树脂的HDT至少应为80℃。
这已经通过某些橡胶改性的乙烯基酯(VE)树脂达到，但这些树脂相对昂贵并具有局限性。例如，橡胶改性的VE树脂可具有下列一个或多个问题：它们粘在模具中、昂贵、固化时收缩，它们的HDT被限制到约80℃并且它们具有最小的可接受的延展率，所有这些都限制了它们被市场更广泛地接纳。
乙烯基官能热固性物的一个其他问题是它们聚合成玻璃质固体以及具有固有的脆性。在不饱和聚酯(UP)或VE分子中对乙烯基团相距的距离有实际的限制。这是延展率越高(即乙烯基团相距的距离越大)则HDT越低的原因之一。这是由较低的交联密度造成的以及是交联点之间分子内距离增加的直接后果。需要新的乙烯基官能树脂，以提高VSFPLC的性能以及提供商业上可行的牢固耐用的树脂。本文披露的些方法和/或系统提供提供商业上可行的牢固耐用的树脂的IPN和/或SIPN。
将聚氨酯和乙烯基官能树脂组合以形成各种树脂是本领域已知的。这些工艺涉及使用化学过程使聚氨酯穿过乙烯基官能热固性物，与本文披露的物理过程相比较，这是一种化学方法。这些类型的树脂组合物需要精心的储存条件，以防止过早聚合。此外，所需要的树脂注射设备涉及额外的注射泵，这使得系统更加难以使用。由于在控制这些系统方面的困难，它们没有被广泛使用。此外，这些系统具有高收缩因素，这使得它们更难以模压部件。
相应地，需要改善本技术中披露的这些和其他问题的系统、方法、树脂组合物和/或树脂复合材料。本披露旨在克服和/或改善现有技术缺点中的至少一个，这点将从本文的讨论内容中看出。本披露还提供，如本文所讨论的其他的优点和/或改进。
发明概述
本披露的某些实施方式针对用于在乙烯基官能单体和/或聚合物中制造热塑性塑料溶液的系统和/或其方法，其目的为使该溶液的固体含量最大化。
本披露的某些实施方式针对用于通过在混合器中，在层流条件下物理混合乙烯基官能热固性物与热塑性树脂溶液直至发生足够的渗透来制造IPN组合物和/或SIPN聚合物组合物的系统和/或其方法。
某些实施方式针对通过混合至少一种乙烯基官能热固性树脂与至少一种热塑性树脂溶液来生产树脂组合物的方法，其中当混合物在混合期间具有在混合温度下测量的至少5,000cPs(优选10,000cPs至50,000cPs)的粘度时，所述两种树脂是充分地混溶的，以便所述两种树脂能够形成IPN和/或SIPN。继续混合直至发生足够的渗透。在某些方面，该方法进一步包括充分混合后，大量形成IPN和/或SIPN。在某些应用中，在混合期间混合器中的雷诺数可低于2100。在某些应用中，在混合期间混合器中的雷诺数可低于2000、1500、1000、500、200、100、50、30、20或10以确保足够的层流。
某些实施方式针对通过混合至少一种乙烯基官能热固性树脂与至少一种热塑性树脂溶液来生产树脂组合物的方法，其中所述两种树脂在混合温度下测量的至少5,000cPs的混合粘度下是充分地混溶的，以及当混合的整个过程中有足够的层流，所述两种树脂则基本上形成IPN和/或SIPN。
某些实施方式针对通过混合至少一种乙烯基官能热固性树脂与至少一种热塑性树脂来生产树脂组合物的方法，其中：所述两种树脂在混合温度下测量的至少5,000cPs的混合粘度下是充分地混溶的，以及当混合的整个过程中有足够的层流，所述两种树脂则形成基本上不含热塑性胶束的IPN树脂组合物和/或SIPN。
某些实施方式针对生产包括至少一种乙烯基官能热固性树脂与至少一种热塑性树脂的树脂组合物的方法，其中所述两种树脂在混合温度下测量的至少5,000cPs的混合粘度下是充分地混溶的，以及当混合的整个过程中有足够的层流，所述两种树脂则形成基本上不含热塑性胶束的IPN树脂和/或SIPN组合物，其中固化后，该树脂组合物具有大于90MPa的弯曲屈服应力、大于6％的弯曲延展率、80到120℃之间的HDT、大于3J/cm的无缺口Izod强度、2.5GPa和3.6GPa之间的模量、小于1％的线性收缩率和小于3％的体积收缩率。
某些实施方式针对通过混合至少一种乙烯基官能热固性树脂与至少一种热塑性树脂来生产树脂组合物的方法，其中所述两种树脂在混合温度下测量的至少5,000cPs的混合粘度下是充分地混溶的，以及当混合的整个过程中有足够的层流，所述两种树脂则形成基本上不含热塑性胶束的IPN树脂组合物，其中固化后，该树脂组合物具有以下一种或多种特性：大于90MPa的弯曲屈服应力、大于7％的延展率、80到110℃之间的HDT、大于3J/cm的无缺口Izod强度、2.5GPa和3.6GPa之间的模量、小于1％的线性收缩率和小于3％的体积收缩率。
某些实施方式针对通过混合乙烯基官能热固性树脂与热塑性树脂来制造液体IPN和/或液体SIPN的方法，其中混合物具有在混合过程中产生相当一部分层流的粘度。
本发明概述中所披露的实施方式是本文披露的一些实施方式的示例性实施方式。也考虑到本披露其它部分中，基于本文披露的技术的其它实施方式或实施方式的组合。本披露的各个方面可以与本披露的其它方面相结合，以产生其他实施方式。
附图概述
为了更好地理解本披露，以及更清楚地显示如何可以根据其一个或多个实施方式对其进行实施，现将通过示例的方式参考附图，其中：
图1示出Cowels分散器。
图2示出行星式混合器。
图3示出静态混合器。
图4示出热交换器。
图5示出冷却器。
图6示出树脂工艺过程用泵。
图7示出热固性树脂注射泵。
图8示出典型的热固性模具。
图9示出典型的热塑性注塑机。
图10示出典型的热塑性模具。
图11绘制了根据某些实施方式的液体SIPN/IPN生产车间示意图。
图12示出液体流量控制器。
发明详述
下文提供有关可能共享共同的特征和特性的几个实施方式的说明。应该理解的是，一个实施方式的一个或多个特征可以与其他实施方式的一个或多个特征相结合。另外，在某些实施方式中，单一的特征或特征的组合可构成附加实施方式。本文所披露的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅作为指导本领域技术人员以各种方式利用所披露的实施方式和这些实施方式的变型的代表性基础。
包括发明详述中所使用的主题标目，只为方便读者参考，而不应被用于限制整个披露或权利要求中所发现的主题。主题标目不应被用于解释权利要求的范围或权利要求限制。
附图不一定按比例绘制，并且某些特征可能被夸大或最小化以显示特定部件的细节。
某些实施方式针对通过物理混合选定的热固性树脂和热塑性塑料同时使其仍然处在液体状态来制造互穿聚合物网络(IPN)组合物和/或伪互穿网络(SIPN)聚合物组合物的方法。这通过在各种混合器中，以该混合器中主要是层流的方式混合液体混合物来实现。在某些实施方式中，在混合期间，该混合物可以具有2,100以下的雷诺数。一些实例是：
a)以分子充分相互渗透同时仍然处于液体状态的方式混合两种液体热固性树脂：这些热固性物可因具有非常不同的分子量、具有非常不同的反应性或其组合而不同。
b)以各种分子充分地相互渗透同时仍然处于液态的方式混合液态热固性树脂的混合物和热塑性树脂的溶液。
c)在反应器中合成热固性树脂，以及达到目标分子量并且熔体开始冷却后，添加所需量的合适的热塑性树脂。冷却的同时混合，直至熔体的粘度构建到足以在反应器中产生足够的层流条件以及树脂分子缠结形成液体IPN和/或SIPN。
某些实施方式针对用于通过在混合器中，在层流条件下物理混合乙烯基官能热固性物与热塑性树脂溶液直至发生渗透来制造IPN组合物和/或SIPN聚合物组合物的系统和/或其方法。图1、图2和图3示出示例性混合器。西格玛臂式混合器、桨叶式混合器等也是合适的，因为在工作粘度下，它们被迫提供层流条件。
乙烯基官能热固性物和热塑性树脂之间有某些差异。例如，高分子量乙烯基官能热固性物的分子量将是5,000到6,000道尔顿。低分子量热塑性树脂将具有超过10,000道尔顿的分子量。经设计的热塑性塑料的更现实的分子量将在50,000至250,000道尔顿的范围内。高分子量热塑性塑料将接近1,000,000道尔顿。热塑性塑料在室温下是固体的；热固性物在室温下一般为液体，因为它们通常被溶解于活性稀释剂中。对于乙烯基官能热固性物，为了产生本披露中考虑的类型的耐用项目，它们通常需要经受高程度的交联。
0027对于交联密度，热塑性树脂一般是不交联的：如果它们交联，与热固性物比较，它通常是非常低的交联密度。热塑性树脂依靠其高分子量和它们的分子结构，以提供足够的物理性质。它们的分子结构的某些设计改性可以使热塑性塑料制造商具备控制塑料分子中结晶程度的能力。
与乙烯基热固性树脂一起使用的自由基交联通常产生玻璃质固体。然而，这种固体越硬越强，其会变得越脆。这是热固性物工业通常用SBR、PU IPN、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、邻苯二甲酸酯增塑剂、己二酸增塑剂、聚酯增塑剂等对这些树脂改性的原因之一。乙烯基官能树脂随着其屈服应力的增加而变脆(Izod冲击试验)的倾向常常是复合材料产业中的一个问题，因为这限制了乙烯基官能热固性树脂应用的范围，并且是它们与纤维增强材料一起使用的原因之一。
乙烯基官能热固性物及其在塑料和复合材料产业中的用途
在一些方面，热固成型比热塑成型具有一定的优势。例如，基础设施的成本；热固性注塑设备和模具成本往往独立于每次注射所需的树脂体积。而且，该注射设备便宜得多。典型的树脂注射机(如MVP Patriot注射器)将花费约$12,000以及典型部件的平均模具制造成本将介于对于小的相对低体积的组件的$500和对于低体积部件(小型游泳池大小)的$60,000。Patriot泵可以递送几盎司到几吨不等的任何体积。另一方面，热塑性模塑机价格随着注射体积的增加呈指数上浮。能够射出40lbs的热塑性注射泵将花费超过$500,000以及针对此容量的模具是极其昂贵的，因为他们要承受每平方英寸3至5吨的压力和超过150℃的温度。
制造热塑性塑料的模具的成本取决于腔的数目、部件的尺寸(因此模具的尺寸)、部件的复杂性、预期工具寿命、表面光洁度等范围内的许多因素。热塑性注塑和混炼的初始成本是相当可观的，这些成本问题是：
a)入市的速度：制造出热塑性模具需要几个月。
b)热塑性注射技术：了解复杂的热塑性模具内的流是困难的并且是一项专门的工艺。
c)原型设计：使用热塑性注射设备进行原型设计是昂贵的。
另一方面，它们可以与热固性树脂一起倾倒、喷涂、滚铸或注射。对于注塑，可使用相对便宜的木材/纤维玻璃/金属/塑料/聚乙烯甚或硅酮。因此，热固性树脂系统适用于原型设计。模具可以在不到一天的时间内构建以及模具实际上可以在不到一周的时间内构建和生产。因此，热固性技术提供了更快且成本更低的入市路线。
如本文中所讨论的，玻璃纤维可被用于复合材料中，以在凝胶化期间加强树脂并限制收缩率。如果在树脂凝胶化和最终固化期间有了极小的收缩率，那么玻璃纤维将不会需要以生产耐用的模制零件或可能需要减少量的玻璃纤维。
在本文披露的某些实施方式中，适当地配制的IPN和/或SIPN可以具有小于1％的线性收缩率。在某些实施方式中，使用本文披露的方法生产的IPN和/或SIPN可具有介于0.05和2％、0.5和1.25％或0.5至3％之间的线性收缩率。在某些实施方式中，该IPN和/或SIPN可具有小于0.05、0.5％、0.7％、0.8％、1％、1.25％、1.5％、1.6％、1.8％、2％或3％的线性收缩。这使得本文披露的IPN和/或SIPN适于作为独立的树脂(或基本上独立的树脂)；适于与填料一起使用以及适于注塑，生产比可以使用其它热固性技术生产的部件坚固地多的模压部件。
某些实施方式针对提供IPN和/或SIPN的方法，该IPN和/或SIPN提供了制造商业上可行的牢固耐用的树脂的解决方案。
通过物理混合热塑性树脂和活性非常低的不饱和聚酯树脂与合适的乙 烯基官能树脂来生产IPN和/或SIPN
可用来通过机械装置制造IPN和/或SIPN的方法有几种，例如：
a)具有基本上不同的分子量的液体热固性树脂的共混物可以通过在层流条件下将它们混合而在其液体状态下被缠结；
b)通过在合适的层流条件下将处于液体状态的两种不同树脂(例如不饱和聚酯树脂与热塑性树脂的合适溶液)混合而将其物理缠结起来；以及
c)在反应器中将这些树脂缠结，然后用活性稀释剂稀释经缠结的混合物。
除了在温度下在反应器中混合固体热塑性塑料与热固性物的特定情况之外，可以首先将该热塑性塑料溶解在合适的稀释剂中以形成溶液。将热塑性塑料溶解在合适的稀释剂中的一种途径是将它们混合在Cowels分散器或等同物中。在某些实施方式中，维持切合实际尽量高的热塑性塑料含量可能是可取的。
某些实施方式针对通过将合适的乙烯基官能热固性物/热塑性塑料混合物的粘度提高至5,000cPs和400,000cPs之间并在机械混合期间，于合适的层流条件下降低溶剂的活性以使两种树脂相互渗透而产生IPN和/或SIPN的方法。可通过移除稀释剂抑或通过将混合物冷却到所需的粘度而提高混合物的粘度来实现层流。也可以通过减少热固性溶液和热塑性溶液中的稀释剂或通过降低混合温度或二者来降低溶剂活性。将粘度提高至5,000cPs以上的原因之一是在混合器产生合适的层流。另一个原因是降低树脂混合物中的溶剂活性。在某些实施方式中，这可以通过减少混合物中稀释剂的量和/或降低混合物的温度以建立粘度来完成。
在某些方法中，被加入反应器中合适的热塑性塑料的稀释剂的量可以在乙烯基官能树脂产生后以及用一种或多种活性稀释剂对其稀释之前被减小。混合的同时以及稀释之前，可以将热的混合物冷却以增加粘度。
在某些应用中，选定的混合器在冷却期间建立粘度时具有足够的扭矩以混合熔体。虽然在某些实施方式中，不希望受束于特定的理论，据信，混合过程期间，高粘度时自然发生的捏炼、拉伸和薄片形成和/或混合期间溶剂活性的减少和/或溶剂活性的缺失促进了IPN和/或SIPN的形成。
已使用本文披露的某些方法，用下列乙烯基官能热固性物制成SIPN：乙烯基酯；不饱和聚酯；或丙烯酸官能热固性物。这些乙烯基官能热固性物的组合、其它合适的乙烯基官能热固性物或其它合适的组合也可以在某些实施方式中使用。
下列热塑性塑料已被掺入乙烯基官能稀释剂中的至少一种：聚苯乙烯；丁二烯苯乙烯；PMMA/苯乙烯嵌段共聚物；聚醋酸乙烯酯；PVA共聚物；PMMA；聚已酸内酯；或聚酯树脂。这些热塑性塑料的组合、其它合适的热塑性塑料或其它合适的组合也可被用于某些实施方式中。可与乙烯基官能热固性物形成合金的热塑性塑料的列表是广泛的。只要混合物具有合适的粘度和分子量，可被用于使用本文中所描述的一种或多种方法来生产IPN和/或SIPN的热塑性塑料其实有成千上万。
其它热固性物
环氧树脂和/或氨基甲酸乙酯树脂也可以通过使用本文披露的一种或多种方法和/或系统将它们与热塑性树脂的合适溶液混合而被用于形成IPN和/或SIPN。
本发明的IPN和/或SIPN的性质
在某些实施方式中，本文中制造和披露的IPN和/或SIPN可能不是100％插入互穿的。还可以有它们并未缠结的区域，但这些区域的尺寸足够小，使得它们基本上不影响IPN和/或SIPN的稳定性和/或物理性质。在某些实施方式中，本文中制造和披露的IPN和/或SIPN可以不是基本上插入互穿的。还可以有它们并未缠结的区域，但这些区域的尺寸足够小，是可见光波长量级以及似乎不影响SIPN的稳定性或增强的物理性质。
在某些配方中，如果基础树脂的屈服应力增加，如果基础树脂的断裂延展率增加，并且混合物基本上是稳定的并且吸附(chuck)，那么IPN或SIPN便形成了。
在某些应用中，为了进行测试以确认已经制成了IPN和/或SIPN，执行以下一个或多个检查：
a)混合物缺乏足够的混浊，换言之，其大体上或充分地是透澈的。
b)若当透过混合物观察到光混浊和光源，混合物看起来是红橙色或黄色，那么胶束足够小而在树脂溶液被转化成固体时不会消极地影响物理性质。
c)静置至少24小时后几乎没有相分离。可以有一些分离，只要其基本上不影响大部分混合物的清晰度。
d)完全固化时，物质保持半透明至清澈。
e)固化前，IPN和/或SIPN的粘度可以基本上比仅仅正常地混合在一起时，这两种组分的混合物的粘度更高。取决于所讨论的IPN的粘度在25℃将有2,000cPs和18,000cPs之间的粘度。
f)固化的乙烯基官能IPN和/或SIPN与配制其的树脂的性质相比，具有一种或多种增强的物理性质。
在某些应用中，为了混合特定的热塑性塑料与特定的热固性物，将与热塑性塑料相容的低活性热固性物热炼(cooking)可能是可取的。在反应器中以饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸2:1至6:1的比例热炼低活性不饱和聚酯，以及当达到期望的分子量以及反应器的内容物开始冷却过程时，根据分子量和热塑性塑料的混溶性，大约在130℃和200℃之间将热塑性塑料引入到熔体中。
在某些实施方式中，当以足够的粘度被构建和/或适当地混合时，IPN和/或SIPN可具有以下一种或多种特性：混合物将具有有限的混浊度和/或其将基本上是清澈的；静置后没什么或基本上没什么相分离；当完全固化时，物质基本保持清澈/透明；固化的乙烯基官能IPN和/或SIPN与配制其的热固性树脂的性质相比，具有一种或多种增强的物理性质；或其组合。
在某些实施方式中，这些IPN和/或SIPN与制造它们的乙烯基官能树脂相比，可具有改善的延展率和韧性。这可得以实现而基本上不降低(或降低)HDT。在某些实施方式中，所生产的IPN和/或SIPN与制造其的树脂相比，可具有更高的屈服应力和/或可具有更高的延展率；因此，破坏尺寸当量的试验片比由热固性树脂本身制成的当量试验片需要更多的能量。
某些实施方式针对用于通过混合乙烯基官能热固性物与热塑性树脂溶液来生产乙烯基官能热固性SIPN聚合物的方法，其中对于某些充分相容的树脂，混合物的粘度超过10,000cPs。理想情况下所使用的混合器可通过拉伸和折叠产生层流，以生产薄片层。这种薄片层形成可继续下去，直到该薄片层足够薄，以至于树脂彼此间的扩散成为混合的显著贡献因素。进一步的拉伸和折叠是分子定向以形成IPN和/或SIPN所必需的。对于不太相容的树脂，可能有必要将粘度提高至高达，例如300,000cPs或更大。如果需要的话，这些粘度也可通过进一步冷却混合物来实现。在某些方面，使用本文披露的一种或多种方法对乙烯基官能热固性物与热塑性树脂的混合可以进一步通过如下进一步的步骤得以促进：将混合物中稀释剂的量减少到切合实际尽量低的水平以便机械混合仍便于IPN和/或SIPN形成。在某些方面，使用本文披露的一种或多种方法对乙烯基官能热固性物的混合可进一步通过如下得以促进：在反应器中将热塑性树脂加入乙烯基官能热固性物并混合，然后用一种或多种活性稀释剂将混合物稀释。在某些方面，使用本文披露的一种或多种方法对乙烯基官能树脂和热塑性塑料的混合物可以通过从以下列表中选择一种或多种乙烯基官能热固性物来实现：乙烯酯树脂、不饱和聚酯树脂、丙烯酸官能树脂、甲基丙烯酸官能树脂或烯丙基官能树脂。在某些方面，用于使用本文披露的一种或多种方法混合乙烯基官能树脂和热塑性塑料来制造IPN和/或SIPN的方法可以通过从下面选择一种或多种热塑性树脂来实现：聚苯乙烯、聚苯乙烯丁二烯共聚物、聚苯乙烯丙烯酸类共聚物、丙烯酸类聚合物、ABS、聚酯、聚已酸内酯、聚酰胺、PVA、PVA共聚物、乙酸纤维素、PVC、聚砜或聚碳酸酯。在某些方面，一种用于使用本文披露的一种或多种方法混合乙烯基官能树脂与热塑性塑料来制造IPN和/或SIPN的方法可以进一步得以促进，其中热塑性树脂与本文所披露的热固性物按IPN和/或SIPN中聚合物的总重量的如下重量百分比混合：1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16、18％、21％。
通过本文披露的方法制成的IPN和/或SIPN的某些实施方式可以与基本上相同的模具和模塑技术一起使用，该模具和模塑技术与被用于模制聚氨酯的现有VSFPLC模具和技术一起使用。如上述以引用方式全部引入且并入的申请中所披露的，VSFPLC是可聚合的树脂/热固性物(例如但不限于，UP树脂、乙烯基官能树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂或其组合)中极短的表面处理过的增强纤维的悬浮液。
通过本文披露的方法制成的IPN和/或SIPN的某些实施方式可以与基本上相同的模具和模塑技术一起使用，该模具和模塑技术与被现有复合材料模具和技术一起使用。本文所披露的IPN和/或SIPN可以单独或与在先申请中所披露的复合材料中所使用的极短的纤维类型和/或玻璃纤维制造中使用的较长的玻璃纤维组合使用。选择的纤维可以选自各种材料，包括但不限于玻璃、陶瓷、天然存在的玻璃、聚合物、纤维素、蛋白质基或矿物纤维(如硅灰石、粘土颗粒、云母)或其组合。在一些方面中，纤维可以选自E级、S级或C级玻璃，可选地涂覆有偶联剂。在某些实施方式中，优选的纤维可以是E级玻璃、S级玻璃或其组合。极短的纤维可聚合液体复合材料可选自可聚合的树脂/热固性物(例如但不限于，上述引用的参考申请中所披露的UP树脂、乙烯基官能树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂或其组合)中极短的表面经处理的增强纤维的悬浮液。
物理性质
某些实施方式针对用于生产树脂组合物的方法和/或系统，该树脂组合物通过混合至少一种乙烯基官能热固性树脂与至少一种热塑性树脂制成，其中当混合物在混合期间具有在混合温度下的至少5000cPs的粘度时，所述两种树脂是充分地混溶的以及所述两种树脂能够形成IPN。在某些实施方式中，在混合期间的粘度可以是在混合温度下的5,000至300,000cPs、10,000至1,000,000cPs、100,000至500,000cPs、50,000至300,000cPs、75,000至150,000cPs、80,000至120,000cPs、260,000至380,000cPs、220,000至320,000cPs、300,000至700,000cPs、400,000至900,000cPs或其他合适的范围以及所述两种树脂都能够形成IPN和/或SIPN。在某些应用中，充分地混溶可能意味着在生产耐用的树脂共混物所需的百分比下，所述两种树脂溶液的混合物是基本上清澈的。在某些应用中，足够的层流是递送100以下的雷诺数的混合器中的流。在其它应用中，该雷诺数可以更高或更低。
某些实施方式针对用于生产树脂组合物的方法和/或系统，该树脂组合物通过混合至少一种乙烯基官能热固性树脂与至少一种热塑性树脂制成，其中所述两种树脂在混合的温度下测量的所选定的混合粘度下是充分混溶的以及充分层流混合之后，所述两种树脂形成基本上不含热塑性胶束的IPN和/或SIPN树脂组合物。在某些方面，基本上不含热塑性胶束意味着不超过10％的热塑性组分是由胶束制成的。在某些方面，基本上不含热塑性胶束意味着不超过1％、3％、5％、7％、8％、10％、11％、12％、14％或15％的热塑性组分是由胶束制成的。据信，在某些应用中，减少溶剂的量和溶剂活性可以使SIPN和/或IPN中胶束的形成最小化。
某些实施方式针对用于生产树脂的方法和/或系统，该树脂通过混合至少一种乙烯基官能热固性树脂与至少一种热塑性树脂制成，其中所述两种树脂在混合温度下测量的至少10,000cPs的混合粘度下是充分地混溶的以及在足够的层流混合后，所述两种树脂形成IPN和/或SIPN树脂组合物。
在某些方面，本文所披露的树脂组合物基本上不含胶束。在某些方面，本文所披露的树脂组合物具有作为热塑性树脂的总重量的百分比的小于0.1％、0.2％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％或10％胶束。
在某些方面，固化后本文所披露的树脂组合物具有大于80MPa、90MPa、100MPa、120MPa、140MPa、150MPa或185MPa的弯曲屈服应力。在某些方面，固化后本文所披露的树脂组合物具有80MPa至165MPa、90MPa至100MPa、90MPa至140MPa、90MPa至150MPa、110MPa至165MPa、100MPa至150MPa或120MPa至190MPa之间的弯曲屈服应力。在某些方面，固化后本文所披露的树脂组合物具有8％至35％、6.5％至35％、8％至14％、10％至20％、8％至25％、15％至30％、20％至50％、25％至60％、或30％至65％之间的延展率。在某些方面，固化后本文所披露的树脂组合物具有至少6.5％、8％、10％、14％、16％、18％、20％、25％、30％、40％、50％、55％、60％或65％的延展率，以及具有介于65和125℃之间的HDT。在某些方面，固化后本文所披露的树脂组合物具有65至125℃、80至100℃、75至105℃或90至125℃之间的HDT。在某些方面，固化后本文所披露的树脂组合物具有至少65、70、75、80、85、90、100、110、115、120或125℃的HDT。在某些方面，固化后本文所披露的树脂组合物具有大于3、4、5、6、7或8J/cm的缺口Izod强度。在某些方面，固化后本文所披露的树脂组合物具有3至8J/cm、3至5J/cm、3至5J/cm或4至6J/cm的缺口Izod强度。在某些方面，固化后本文所披露的树脂组合物具有1.5GPa至3.8GPa、2.5GPa至3.6GPa、2.0GPa至3.5GPa或2.4GPa至3GPa的模量。在某些方面，固化后本文所披露的树脂组合物具有至少1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.4、2.5、2.6、2.8、3、3.2、3.5、3.6或3.8GPa的模量。在某些方面，固化后本文所披露的树脂组合物具有少于0.05％、0.5％、0.7％、0.8％、1％、1.25％、1.5％、1.6％、1.8％、2％或3％的线性收缩率。在某些方面，固化后本文所披露的树脂组合物具有少于0.15％、1.5％、2.1％、2.4％、3％、3.75％、4.5％、4.8％、5.4％、6％或9％的体积收缩率。在某些实施方式中，使用本文披露的方法和/或系统生产的IPN和/或SIPN可具有本文定量和/或陈述的一种或多种属性以及这些经定量和/或列举的属性的各种组合。
某些实施方式针对制造SIPN和/或IPN的方法。图11示出示例性连续液体SIPN/IPN生产车间示意图。这条生产线由预混合罐、缓冲罐、能够以导致静态混合器的所需出口温度范围的速率而泵送树脂混合物通过热交换器/冷却器车间的正位移树脂泵(如齿轮泵或凸轮泵)组成。流控制器可以接收来自静态混合器的出口的信号，这有助于保持预定的静态混合物出口温度范围。还显示了能够将树脂混合物冷却到所需的静态混合器出口温度范围的冷却器热交换器组合。在指定的出口温度范围下，静态混合器的长度足以产生液体SIPN/IPN。合适的温度范围和流速范围可以根据树脂混合物予以确定并变化。根据正在制造的SIPN/IPN，液体SIPN/IPN制造的所需出口温度范围可在对于热固性/聚已酸内酯SIPN/IPN的14℃低至对于VINNAPAS 8588/热固性液体SIPN/IPN的4℃，对于一些聚苯乙烯和丙烯酸热塑性热固性IPN的甚至更低的出口温度之间变化。
根据某些实施方式的示例性方法
实施例1
向230g的33％苯乙烯基化的乙烯基酯中加入40g 33％的PVac溶液(该溶液中PVac的浓度为50％)。在实验室混合器中在2℃和7℃之间将混合物混合15分钟，直到混合物变得基本清澈。加入0.55％的10％钴溶液，然后0.3％DMA，然后0.8％BYKA515。然后将混合物混合3分钟。将混合物放置14小时，其没有发生异相。制备6mm的样本板；将树脂加热至25℃，然后用MEKP进行2％催化。可以用以下的方法来生产合适的IPN和/或SIPN。从以下列表中选择乙烯基官能液体树脂：不饱和聚酯树脂；乙烯酯树脂和联苯UP树脂；丙烯酸/甲基丙烯酸树脂；烯丙基官能树脂。
这些树脂的单体含量越低，例如25％至30％，越好。选择相容的溶剂可溶的热塑性树脂，例如聚苯乙烯。在合适的溶剂中溶解这种树脂。合适的溶剂是乙烯基官能溶剂，其目的是使溶液的固体含量充分地最大化。最常用的溶剂是苯乙烯单体。将热塑性塑料的溶液加入到乙烯基官能树脂中，使得热塑性溶液的固体含量代表乙烯基官能树脂重量的1％至25％(优选地基于固体的5至7％)。冷却混合物，直到两种树脂的混合物的粘度超过10,000cPs。在某些应用中，对于混合物的粘度来说，大于100,000cPs可能是有用的。混合这种混合物，直至溶液变得基本上或足够清澈。如果混合这两种树脂有困难，进一步降低混合器的温度可能是有用的。任何被设计以混合粘性液体的混合器都是合适的。当混合物基本上或足够清澈，使其处于室温并允许其静置数天。混合物应显示一点分离的迹象。如果一些热塑性塑料与溶液异相，再次检查以确定混合物大部分是否保持基本上或足够清澈。
实施例2
在某些实施方式中，下面的方法可以用于生产合适的IPN和/或SIPN。一些可溶性热塑性塑料更难容易地与热固性物混合。首先通过在相容性树脂中将这些树脂混合起来而使其相互插入是可能的。相容性树脂可以是不同的可溶性热塑性树脂或热固性树脂。在较容易溶解于热固性树脂中的相容性树脂中将较难与所讨论的热固性物混合的热塑性塑料溶解。然后将这种热塑性塑料溶液溶解形成热固性物，调整它们的粘度以保证层流，同时混合。测试以确保已经生产了IPN和/或SIPN。
实施例3
在某些实施方案中，下面的方法可以用于生产合适的IPN和/或SIPN。不溶性热塑性塑料和难以通过本文披露的一些其它方法形成IPN和/或SIPN的热塑性塑料可能在某些情况下在树脂热炼过程期间溶解于乙烯基官能热固性树脂中。它们或者可以被溶解形成相容性树脂或者直接形成所讨论的热固性物。为了限制热固性物合成的干扰，无论以哪种方式，在热固性物已经达到合适的最佳分子量后以及反应器冷却过程期间，添加热塑性塑料是理想的。
实施例4
聚苯乙烯热塑性树脂/Iso NPG不饱和聚酯树脂IPN
聚苯乙烯是由SIAM Polystyrene Company Limited提供的。该产品的商品名是STYRON。通过将33份STYRON溶解于由Nuplex Resins Australia提供的苯乙烯单体中制成一种溶液。Iso NPG是由Nan Ya提供的33％苯乙烯基化的UP，商品名为GL316。混合时，热塑性树脂和乙烯基官能树脂均为液体状态。它们是活性稀释剂中的树脂溶液。当混合热塑性和热固性树脂时，混合物的粘度经调整以便在混合物中实现足够的层流条件，即所计算出的雷诺数低于50。这通过降低混合物的温度，以建立足够的粘度和足够的层流来完成。如前面提到的，目的是要使树脂和热塑性塑料插入/互穿。目的是要大大减少或完全消除胶束的形成。溶液中的互穿树脂形成的物质看起来是连续相，而不是分散于热固性树脂中的热塑性塑料的微小液滴。首先将热塑性聚苯乙烯溶解于苯乙烯中，形成含于苯乙烯的33％聚苯乙烯溶液。在这种情况下，该溶液的聚苯乙烯组分的重量(表示为乙烯基官能热固性物的％)为7％。将液体IPN配制如下：
a)0.5％的10％钴溶液
b)0.3％DMA
c)0.8％BYK A515
d)顺次使用小的Cowels型分散器将这些混合形成树脂溶液。然后将混合物抽真空以除去夹带的空气。
e)6mm厚的试验板通过用2％MEKP引发剂催化配制的树脂溶液得以制备并被倒入样本中。在实验室中于25℃将该板固化至少12小时，然后于80℃进行后固化2小时。
f)将该板调理24小时，然后进行弯曲强度、弯曲延展率和模量测试。
如下表1示出了固化后IPN的性质。下表中的所有测试均按照相关的ASTM测试方法进行。
树脂系统 弯曲屈服应力 弯曲模量 断裂弯曲延展率 HDT
热塑性/热固性IPN 127MPa 3.7GPa 10.8％ 92℃
热固性物 118MPa 3.4GPa 4％ 85℃
表1
实施例5
将来自DOW(ROHM and HASS)的Paraloid B72丙烯酸共聚物热塑性塑料/Iso NPG不饱和聚酯树脂IPN Paraloid B72溶解于33％的苯乙烯单体中。Iso NPG是33％的苯乙烯基化的UP(由Nan Ya提供的商品名GL316)。当混合热塑性和热固性树脂时，混合物的粘度经调整以便混合物中存在足够的层流条件。这通过降低混合物的温度以建立足够的粘度以确保足够的层流条件而完成。热塑性固体的重量(表示为乙烯基官能热固性物的％)为5％。Paraloid B72丙烯酸类共聚合物首先被溶解于苯乙烯中以产生33％的溶液，然后被加入到Iso NPG树脂中。以缓慢的速度并在4℃和10℃之间用Cowels分散器混合树脂共混物。允许混合物静置24小时，以确保没有组分的分离。
然后将树脂IPN配制如下：
a)0.5％的10％钴溶液
b)0.3％DMA
c)0.8％BYK A515
d)顺次使用小的Cowels型分散器将这些混合形成树脂溶液。然后将混合物抽真空以除去夹带的空气。
e)6mm厚的试验板通过用2％MEKP引发剂催化配制的树脂溶液得以制备并被倒入样本中。在实验室中于25℃将该板固化至少12小时，然后于80℃进行后固化2小时。
f)将该板调理24小时，然后进行弯曲强度、弯曲延展率和模量测试。
如下表2示出了固化后IPN的性质。下表中的所有测试均按照相关的ASTM测试方法进行。
树脂系统 弯曲屈服应力 弯曲模量 弯曲延展率 HDT
热塑性/热固性IPN 124MPa 3.3GPa 7％ 85℃
热固性物 118MPa 3.4GPa 4％ 85℃
表2
实施例6
PMMA热塑性塑料/Iso NPG不饱和聚酯树脂IPN
将来自Arkyma的Altuglas BS684溶解于33％的苯乙烯单体中。Iso NPG是33％的苯乙烯基化的UP(由Nan Ya提供的商品名GL316)。当混合热塑性和热固性树脂时，混合物的粘度经调整以便混合物中存在足够的层流条件。这通过降低混合物的温度以建立足够的粘度以确保足够的层流条件而完成。热塑性固体的重量(表示为乙烯基官能热固性物的％)为5％。Altuglas BS684丙烯酸类共聚合物首先被溶解于苯乙烯中以产生33％的溶液，然后被加入到Iso NPG树脂中(在这种情况下，由Nan Ya提供的GL316树脂)。以缓慢的速度并在4℃和10℃之间用Cowels分散器混合树脂共混物。允许混合物静置24小时，以确保没有组分的分离。
然后将树脂IPN配制如下：
a)0.5％的10％钴溶液
b)0.3％DMA
c)0.8％BYK A515
d)顺次使用小的Cowels型分散器将这些混合形成树脂溶液。然后将混合物抽真空以除去夹带的空气。
e)6mm厚的试验板通过用2％MEKP引发剂催化配制的树脂溶液得以制备并被倒入样本中。在实验室中于25℃将该板固化至少12小时，然后于80℃进行后固化2小时。
f)将该板调理24小时，然后进行弯曲强度、弯曲延展率和模量测试。
如下表3示出了固化后IPN的性质。下表中的所有测试均按照相关的ASTM测试方法进行。
树脂系统 弯曲屈服应力 弯曲模量 弯曲延展率 HDT
热塑性/热固性IPN 125 3.5Gpa 9％ 88℃
热固性物 118MPa 3.4GPa 4％ 85℃
表3
实施例7
脂肪族烯丙基低聚物(Sartomer CN9101)/GL316不饱和聚酯树脂IPN
混合时，热塑性树脂和乙烯基官能树脂均为液体状态。它们是活性稀释剂中的树脂溶液。当混合该Sartomer CN9101和Nan Ya树脂时，混合物的粘度经调整以便在混合物中存在层流条件。这通过降低混合物的温度，以建立足够的粘度以确保足够的层流条件来完成。在这种情况下，混合物的雷诺数为低于3。在热固性物重量为20％时，加入脂肪族烯丙基低聚物。将树脂IPN配制如下：
a)0.5％的10％钴溶液
b)0.3％DMA
c)0.8％BYK A515
d)顺次使用小的Cowels型分散器将这些混合形成树脂溶液。然后将混合物抽真空以除去夹带的空气。
e)6mm厚的试验板通过用2％MEKP引发剂催化配制的树脂溶液得以制备并被倒入样本中。在实验室中于25℃将该板固化至少12小时，然后于80℃进行后固化2小时。
f)将该板调理24小时，然后进行弯曲强度、弯曲延展率和模量测试。
如下表4示出了固化后IPN的性质。下表中的所有测试均按照相关的ASTM测试方法进行。
树脂系统 弯曲屈服应力 弯曲模量 弯曲延展率 HDT
热塑性/热固性IPN 120MPa 3.2GPa 8.85％ 80℃
热固性物 118MPa 3.4GPa 4％ 85℃
表4
实施例8
脂肪族烯丙基低聚物(Sartomer CN9101)/乙烯基酯树脂/脂肪族聚氨酯丙烯酸酯IPN
氨基甲酸乙酯低聚物改性的乙烯基酯是Reichhold Dion 9600。混合时，脂肪族烯丙基低聚物和乙烯基官能树脂均为液体状态。它们是活性和/或非活性稀释剂中的树脂溶液。当混合热塑性和热固性树脂时，混合物的粘度经调整以便在混合物中存在足够的层流条件。这通过降低混合物的温度，以建立足够的粘度以确保层流条件来完成。Sartomer CN9101是含于非活性溶剂的脂肪族烯丙基低聚物的溶液，其在热固性树脂的重量为20％时被加入。
将树脂IPN配制如下：
a)0.5％的10％钴溶液
b)0.3％DMA
c)0.8％BYK A515
d)顺次使用小的Cowels型分散器将这些混合形成树脂溶液。然后将混合物抽真空以除去夹带的空气。
e)6mm厚的试验板通过用2％MEKP引发剂催化配制的树脂溶液得以制备并被倒入样本中。在实验室中于25℃将该板固化至少12小时，然后于80℃进行后固化2小时。
f)将该板调理24小时，然后进行弯曲强度、弯曲延展率和模量测试。
如下表5示出了固化后IPN的性质。下表中的所有测试均按照相关的ASTM测试方法进行。
树脂系统 弯曲屈服应力 弯曲模量 弯曲延展率 HDT
热塑性/热固性IPN 103MPa 2.5GPa 未断裂 85℃
热固性物 106MPa 2.6GPa 9.8％ 95℃
表5
实施例9
Wacker PVac Vinnapas 501热塑性塑料/乙烯基酯AOC VIPEL F010BNT IPN
混合时，热塑性树脂和乙烯基官能树脂均为液体状态。它们是活性稀释剂中的树脂溶液。热塑性树脂是在高温下溶解于反应器中的液体热固性树脂中的一种固体。当混合热塑性和热固性树脂时，混合物的粘度经调整以便在混合物中存在足够的层流条件。这通过降低混合物的温度以建立足够的粘度以确保存在足够的层流条件而完成。热塑性固体的重量(表示为乙烯基官能热固性物的％)约为3％。最终溶解热塑性塑料的相容性热固性物是CHDA HPHP二丙二醇延胡索酸酯，其经热炼至大约30mg KOH/g的酸值。将树脂配制如下：
a)0.5％的10％钴溶液
b)0.3％DMA
c)0.8％BYK A515
d)顺次使用小的Cowels型分散器将这些混合形成树脂溶液。然后将混合物抽真空以除去夹带的空气。
e)6mm厚的试验板通过用2％MEKP引发剂催化配制的树脂溶液得以制备并被倒入样本中。在实验室中于25℃将该板固化至少12小时，然后于80℃进行后固化2小时。
f)将该板调理24小时，然后进行弯曲强度、弯曲延展率和模量测试。
如下表6示出了固化后IPN的性质。下表中的所有测试均按照相关的ASTM测试方法进行。
树脂系统 弯曲屈服应力 弯曲模量 弯曲延展率 HDT
热塑性/热固性IPN 145MPa 3.5GPa 9.3％ 102℃
热固性物 132MPa 3.3GPa 6％ 100℃
表6
实施例10
WACKER PVac聚合物Vinnapas 8588热塑性塑料/AOC VIPEL F010BNT乙烯基酯IPN
混合时，热塑性树脂和乙烯基官能树脂均为液体状态。它们是活性和/或非活性稀释剂中的树脂溶液。当混合热塑性和热固性树脂时，混合物的粘度经调整以便在混合物中只存在层流条件。这通过降低混合物的温度，以建立足够的粘度以保证层流来完成。该Vinnapas 8588溶液通过在层流条件下将60份Vinnapas溶解于40份苯乙烯得以制备。热塑性固体的重量(表示为乙烯基官能热固性物的％)为5％。将树脂配制如下：
a)0.5％的10％钴溶液
b)0.3％DMA
c)0.8％BYK A515
d)顺次使用小的Cowels型分散器将这些混合形成树脂溶液。然后将混合物抽真空以除去夹带的空气。
e)6mm厚的试验板通过用2％MEKP引发剂催化配制的树脂溶液得以制备并被倒入样本中。在实验室中于25℃将该板固化至少12小时，然后于80℃进行后固化2小时。
f)将该板调理24小时，然后进行弯曲强度、弯曲延展率和模量测试。
如下表7示出了固化后IPN的性质。下表中的所有测试均按照相关的ASTM测试方法进行。
树脂系统 弯曲屈服应力 弯曲模量 弯曲延展率 HDT
热塑性/热固性IPN 138MPa 3.5GPa 9％ 93℃
热固性物 123MPa 3.1GPa 6.6％ 99℃
表7
实施例11
低活性UP共混物/Ashland乙烯官能丙烯酸树脂(Modar 816)IPN
混合时，热塑性和乙烯基官能树脂均为液体状态。它们是活性稀释剂中的树脂溶液。热塑性树脂是一种低反应性热固性物，一种介于热塑性和热固性物之间过渡状态，其由MIRteq Pty Ltd制成被用于低烟树脂配方的专门的非芳香族反应性增塑剂。当混合“热塑性-热固性物”和丙烯酸树脂时，混合物的粘度经调整以便在混合物中存在足够的层流条件以允许树脂插入/互穿。在混合期间，混合器内的树脂粘度在15,000和20,000cPs之间。这通过使混合器的内容物制冷以将混合物的温度降低到12℃以下以建立足够粘度并确保足够的层流条件来实现。热塑性/热固性物的重量(表示为乙烯基官能热固性物的％)为10％。将树脂配制如下：
a)0.5％的10％钴溶液
b)0.3％DMA
c)0.8％BYK A515
d)顺次使用小的Cowels型分散器将这些混合形成树脂溶液。然后将混合物抽真空以除去夹带的空气。
e)6mm厚的试验板通过用2％MEKP引发剂催化配制的树脂溶液得以制备并被倒入样本中。在实验室中于25℃将该板固化至少12小时，然后于80℃进行后固化2小时。
f)将该板调理24小时，然后进行弯曲强度、弯曲延展率和模量测试。
如下表8示出了固化后IPN的性质。下表中的所有测试均按照相关的ASTM测试方法进行。
树脂系统 弯曲屈服应力 弯曲模量 弯曲延展率 HDT
热塑性/热固性IPN 118MPa 3.1GPa 7.8％ 84℃
热固性物 117MPa 3.3GPa 4.5％ 83℃
表8
实施例12
脂肪族烯丙基低聚物(Sartomer CN9101)/乙烯基官能丙烯酸树脂(Modar816)IPN
混合时，脂肪族烯丙基低聚物和乙烯基官能树脂均为液体状态。当混合烯丙基低聚物和丙烯酸类树脂时，混合物的粘度经调整以便混合物中存在足够的层流条件。这通过降低混合物的温度以建立足够的粘度来完成。被加入到丙烯酸类树脂的低聚物的重量为以重量为基础的20％。将IPN树脂混合物配制如下：
a)0.5％的10％钴溶液
b)0.3％DMA
c)0.8％BYK A515
d)顺次使用小的Cowels型分散器将这些混合形成树脂溶液。然后将混合物抽真空以除去夹带的空气。
e)6mm厚的试验板通过用2％MEKP引发剂催化配制的树脂溶液得以制备并被倒入样本中。在实验室中于25℃将该板固化至少12小时，然后于80℃进行后固化2小时。
f)将该板调理24小时，然后进行弯曲强度、弯曲延展率和模量测试。
如下表9示出了固化后IPN的性质。下表中的所有测试均按照相关的ASTM测试方法进行。
树脂系统 弯曲屈服应力 弯曲模量 弯曲延展率 HDT
热塑性/热固性IPN 115MPa 3.2GPa 10.7％ 80℃
热固性物 117MPa 3.3GPa 4.5％ 83℃
表9
实施例13
Perstorp Capa 6800:聚已酸内酯热塑性塑料/AOC VIPEL F010BNT VE树脂IPN
混合时，热塑性树脂和乙烯基官能树脂均为液体状态。它们是活性稀释剂中的树脂溶液。使用Cowels型分散器将33％聚已酸内酯溶解于苯乙烯中。在原型设计连续生产IPN车间制造这种液体IPN。将树脂混合物冷却至14℃，这产生了适当的粘度，以确保存在足够的层流条件。然后将该液体IPN静置14小时以确保IPN是稳定的。也就是说，在这段时间内没有热塑性塑料吸附出(chucking out)。热塑性固体的重量(表示为乙烯基官能热固性物的％)为6％。
将上述树脂配制如下：
a)0.5％的10％钴溶液
b)0.3％DMA
c)0.8％BYK A515
d)顺次使用小的Cowels型分散器将这些混合形成树脂溶液。然后将混合物抽真空以除去夹带的空气。
e)6mm厚的试验板通过用2％MEKP引发剂催化配制的树脂溶液得以制备并被倒入样本中。在实验室中于25℃将该板固化至少12小时，然后于80℃进行后固化2小时。
f)将该板调理24小时，然后进行弯曲强度、弯曲延展率和模量测试。
如下表10示出了固化后IPN的性质。下表中的所有测试均按照相关的ASTM测试方法进行。
树脂系统 弯曲屈服应力 弯曲模量 弯曲延展率 HDT
热塑性/热固性IPN 120MPa 3.0GPa 13％ 95℃
热固性物 132MPa 3.3GPa 6％ 100℃
表10
实施例14
Perstorp CAPA 6800聚已酸内酯热塑性塑料/脂肪族低烟不饱和聚酯树脂
混合时，热塑性聚已酸内酯和脂肪族不饱和聚酯树脂均为液体状态。脂肪族不饱和聚酯由2摩尔1,4CHDA、2摩尔己二酸、3摩尔马来酸酐、3摩尔HPHP二醇、2.3摩尔MPDiol和2摩尔双丙二醇制成。当混合热塑性聚已酸内酯和热固性树脂时，混合物的粘度经调整以便在混合物中存在足够的层流条件。这通过降低混合物的温度，以建立足够的粘度以确保存在足够的层流条件来完成。在被加入到不饱和聚酯前，聚已酸内酯被溶解于苯乙烯中，形成33％的热塑性塑料溶液。将所得的液体IPN配制如下：
a)0.5％的10％钴溶液
b)0.3％DMA
c)0.8％BYK A515
d)顺次使用小的Cowels型分散器将这些混合形成树脂溶液。然后将混合物抽真空以除去夹带的空气。
e)6mm厚的试验板通过用2％MEKP引发剂催化配制的树脂溶液得以制备并被倒入样本中。在实验室中于25℃将该板固化至少12小时，然后于80℃进行后固化2小时。
f)将该板调理24小时，然后进行弯曲强度、弯曲延展率和模量测试。
如下表11示出了固化后IPN的性质。下表中的所有测试均按照相关的ASTM测试方法进行。
树脂系统 弯曲屈服应力 弯曲模量 弯曲延展率 HDT
热塑性/热固性IPN 90MPa 2.5GPa 未断裂 70℃
热固性物 93MPa 2.6GPa 6.4％ 75℃
表11
实施例15
也可以通过使用本文提及的一种或多种方法将环氧树脂和聚氨酯树脂与合适的热塑性树脂混合而形成SIPN。
虽然已经结合某些实施方式对本披露内容进行了描述，但是应当理解，本披露内容并不限于所披露的实施方式，而是相反，意在覆盖各种修改和等同布置。此外，本文描述的各种实施方式可以结合其他实施方式一起实施，例如，一个实施方式的各方面可以与另一个实施方式的各方面结合以实现其它实施方式。此外，任何给定的实施方式的每个独立的特征或组件可以构成一个附加实施方式。

Claims (18)

1.通过物理合金混合至少一种乙烯基官能热固性物与至少一种热塑性树脂来制造SIPN的方法。
2.通过物理合金混合乙烯基官能热固性物与热塑性树脂来制造IPN的方法。
3.生产包括至少一种乙烯基官能热固性树脂与至少一种热塑性树脂的混合物的树脂组合物的方法，其中：当混合期间，在混合温度下，该混合物具有至少5000cPs、10,000cPs、25,000cPs、50,000cPs、100,000cPs、200,000cPs、300,000cPs、500,000cPs、1,000,000cPs的粘度时，所述两种树脂是充分地混溶的以及所述两种树脂能够形成SIPN或IPN而仍然处于液体状态。
4.生产包括至少一种乙烯基官能热固性树脂与至少一种热塑性树脂的混合物的树脂组合物的方法，其中：当混合期间，在混合温度下，该混合物具有至少5,000cPs、10,000cPs、25,000cPs、50,000cPs、100,000cPs、200,000cPs、300,000cPs、500,000cPs、1,000,000cPs或者1,000,000cPs的粘度时，所述两种树脂是充分地混溶的以及所述两种树脂能够形成IPN或SIPN而仍然处于液体状态。
5.生产包括至少一种乙烯基官能热固性树脂与至少一种热塑性树脂的混合物的树脂组合物的方法，其中：在混合温度下测量的混合粘度为至少5,000cPs、10,000cPs、25,000cPs,50,000cPs、100,000cPs、200,000cPs、300,000cPs、500,000cPs、1,000,000cPs时，所述两种树脂是充分地混溶的以及混合导致足够的层流以便树脂混合物的大部分形成IPN和/或SIPN而仍然处于液体状态。
6.生产包括至少一种乙烯基官能热固性树脂与至少一种热塑性树脂的混合物的树脂组合物的方法，其中：在混合温度下测量的混合粘度为至少5,000cPs、10,000cPs、25,000cPs、50,000cPs、100,000cPs、200,000cPs、300,000cPs、500,000cPs、1,000,000cPs时，所述两种树脂是充分地混溶的以及在足够的层流混合之后，所述两种树脂形成IPN或SIPN树脂组合物而仍然处于基本上不含热塑性胶束的液体状态。
7.用减少量的溶剂生产包括至少一种乙烯基官能热固性树脂与至少一种热塑性树脂的混合物的树脂组合物的方法，其中：在混合温度下测量的混合粘度为至少5,000cPs、10,000cPs、25,000cPs、50,000cPs、100,000cPs、200,000cPs、300,000cPs、500,000cPs、1,000,000cPs时，所述两种树脂是充分地混溶的以及在足够的层流混合之后，所述两种树脂形成IPN或SIPN树脂组合物而仍然处于基本上不含热塑性胶束的液体状态。
8.生产包括至少一种乙烯基官能热固性树脂与至少一种热塑性树脂的混合物的树脂组合物的方法，其中：在混合温度下测量的混合粘度为至少5,000cPs、10,000cPs、25,000cPs、50,000cPs、100,000cPs、200,000cPs、300,000cPs、500,000cPs、1,000,000cPs时，所述两种树脂是充分地混溶的以及在足够的层流混合之后，所述两种树脂形成IPN或SIPN树脂组合物而仍然处于基本上不含热塑性胶束的液体状态，其中固化后该树脂组合物具有大于45MPa、90MPa、120MPa、140MPa、150MPpa或165MPa的弯曲屈服应力；8％至20％、14％至25％或6.5％至35％的延展率；在65和125℃或80和100℃之间的HDT；大于3J/cm的缺口Izod强度；在2.5GPa和3.6GPa或1.5GPa和3.8GPa之间的模量；以及小于0.05、0.1、0.5、0.8、1、1.2、1.5、1.8或2％的线性收缩率；以及小于0.15、0.3、1.5、2.4、3、3.6、4.5、5.4或6％的体积收缩率。
9.制造包括乙烯基官能热固性树脂与热塑性树脂的混合物的IPN或SIPN的方法，其中该混合物在混合期间具有产生相当一部分层流的粘度。
10.权利要求1至8或9所述的方法，其中将10％至30％的PMMA溶解于选自如下一种或多种的氯化溶剂中：三氯乙烷、二氯乙烷和四氯化碳；然后将这种溶液与液态乙烯基官能热固性物混合。
11.权利要求1至8或9所述的方法，其中将10％至30％的聚苯乙烯溶解于选自如下一种或多种的氯化溶剂中：三氯乙烷、二氯乙烷和四氯化碳；然后将这种溶液与液态乙烯基官能热固性物混合并将温度范围保持在18℃和22℃之间。
12.权利要求1至8或9所述的方法，其中将10％至30％的至少一种可溶性热塑性塑料溶解于选自如下一种或多种的氯化溶剂中：三氯乙烷、二氯乙烷和四氯化碳；然后将这种溶液与液态乙烯基官能热固性物混合并将温度范围保持在18℃和22℃之间。
13.权利要求1至8或9所述的方法，其中将10％至30％的ABS溶解于选自如下一种或多种的氯化溶剂中：三氯乙烷、二氯乙烷和四氯化碳；然后将这种溶液与液态乙烯基官能热固性物混合并将温度范围保持在18℃和22℃之间。
14.用于通过混合至少一种乙烯基官能热固性树脂与至少一种热塑性树脂溶液来生产IPN或SIPN树脂组合物的方法，其中所述两种树脂是充分地混溶的以及混合物在混合期间具有低于2100的雷诺数。
15.权利要求1至13或14所述的方法，其中，在该树脂组合物的混合期间混合器中的雷诺数低于2000、1500、1000、500、200、100、50、30、20或10。
16.生产模制产品的方法，其包括：
(a)选择用权利要求1至12或13中披露的方法制造的至少一种液体
IPN或SIPN树脂组合物；
(b)用至少一种催化剂催化该IPN或SIPN；
(c)将该树脂组合物倒入或泵送入模具并允许其固化。
17.基于一种或多种所披露的实施方式或所披露参数的一种或多种组合的方法。
18.基于连续液体IPN生产工艺的方法，其涉及泵送树脂混合物通过热交换器/冷却器车间和静态混合器配置，该静态混合器配置的长度足以产生层流用于在如下的指定出口温度范围下创建液体IPN：对于热固性/聚已酸内酯IPN的14℃低至对于VINNAPAS 8588/热固性液体IPN的4℃，对于一些较高分子量的聚苯乙烯和丙烯酸热塑性热固性IPN的甚至更低的出口温度。
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