CN107523043A - 纤维基质半成品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纤维基质半成品。本发明涉及阻燃的单层并且聚酰胺基的纤维基质半成品、涉及其生产方法并且涉及其用途。

Description

纤维基质半成品
技术领域
本发明涉及单层的阻燃的聚酰胺基纤维基质半成品、涉及其生产方法并且涉及其用途。
背景技术
在本发明的上下文中纤维基质半成品是由半成品的纤维产品制成的复合物，在这些产品中作为半成品的纤维产品层提供的呈纤维、纤维束或长丝形式的纤维材料被保护性并且确定层的热塑性基质包封。此类纤维基质半成品产品也被不同地称为术语纤维复合物、复合物或有机片材。
即使在今天，纤维基质半成品例如由德国布里隆Bond-Laminates股份有限公司以片材形式以名称以大规模生产。这些呈片材形式的纤维基质半成品已经具有有待由其制造的部件所需要的所有技术特性。加工呈片材形式的纤维基质半成品以提供最终用于例如机动车辆中的成品部件在另外的加工步骤中特别地通过形成、分开、结合、增强等进行。
纤维基质半成品的纺织增强件使用在其中适当互连多个单独长丝的纺织半成品。这些特别是基于连续纤维以及任选地还有长纤维的片状的纺织半成品，优选织物。
用于纺织半成品的连续纤维以低重量下的高机械性能为特征。这些优选是工业用纤维、特别是玻璃或碳纤维。
高各向异性是纤维基质半成品中用作纺织增强件的纺织半成品的特质。就是这种各向异性，即方向特性，例如像纺织半成品的高质量比强度和扭转刚度允许生产具有很大轻量化构造潜力的纤维基质半成品，特别是用于结构和半结构应用。
然而，根据WO 2010/132 335 A1，现有技术过程产生在仔细检查时显示出分层构造的纤维基质半成品。在此，封装并且内嵌入该纺织半成品以与其形成互穿网络的基质树脂组合物不同于表面树脂组合物。后者或者不含纤维材料或者包含如在WO 2010/132 335A1中的不同的聚酰胺。
WO 2012/132 399 A1在纤维基质半成品中，将表面树脂组合物与基质树脂组合物进行区分。
最后EP 1923420 A1或还有WO 2012/058 379 A1在实例部分描述了来自膜的复合材料的分层的构造区段。
然而，准确地说，还在该申请的另外的过程中描述的纤维基质半成品的分层构造作为复合物或复合材料可以在其在机械应力制品中使用时导致分层，这在例如根据ISO178的挠曲测试中在曲挠强度的降低上是明显的。还存在由所使用的基质树脂中的添加剂(例如阻燃剂添加剂)引起的基质聚合物到纤维材料上的不充足的附接或减少的附接的危险。
从现有技术出发，由本发明解决的问题因而是提供不容易分层的阻燃的纤维基质半成品，其中尽管使用阻燃剂添加剂，仍然保持基质聚合物到纤维材料上的附接，其中用于维持结合的标准是相同或更好的曲挠强度，并且“相同”应理解为是指与非阻燃的组合物的参考值相比不超过±3％的偏差。
发明内容
该问题的解决方案和本发明的主题是纤维基质半成品，这些纤维基质半成品包含
由连续纤维制成的1至100个半成品纤维产品层、优选由连续纤维制成的2至40个半成品纤维产品层、特别优选由连续纤维制成的2至10个半成品纤维产品层，其中这些半成品纤维产品层各自具有在从5g/m2至3000g/m2的范围内、优选在从100g/m2至900g/m2的范围内、特别优选在从150g/m2至750g/m2的范围内的基础重量，
并且所有的半成品纤维产品层的整体用包含作为组分A)的至少一种聚酰胺的化合物作为基质聚合物浸渍，该至少一种聚酰胺具有根据DIN EN ISO 307在25℃下测定的在间甲酚中在从2.0至4.0的范围内的相对溶液粘度，
并且该纤维基质半成品具有根据DIN 1310限定的在从25％至65％的范围内的纤维材料的体积分数以及小于15％的空气或气体的体积分数，并且其中
基于100质量份的组分A)该化合物还包含作为组分B)的5至100质量份、优选10至65质量份、特别优选20至60质量份的至少一种式(I)的有机次膦酸盐和/或式(II)的二次膦酸盐和/或其聚合物，
其中
R1和R2是相同的或不同的并且代表直链的或支链的C1-C6-烷基、和/或C6-C10-芳基，
R3代表直链的或支链的C1-C10-亚烷基、C6-C10-亚芳基或C1-C6-烷基亚芳基或芳基-C1-C6-亚烷基，
M代表铝、锌或钛和/或质子化的氮碱，
m是从1至4的整数，
n是从1至3的整数，
x是1和2，并且
式(II)中的n、x和m可以同时采用仅有的整数以使得该式(II)的二次膦酸盐作为整体是不带电的并且这些半成品纤维产品层包含呈织造物、无褶皱织物、多轴无褶皱织物、缝合的织物、编带(braids)、棉毡(batts)、毛毡、垫和单向纤维股或这些材料的混合物的形式的连续纤维。
与现有技术相比，在根据本发明的阻燃的纤维基质半成品中，用基质聚合物均匀地浸渍并且固结这些半成品纤维产品层至使得很大程度上避免这些层的分层的程度。因为高度的固结，在基质树脂组合物与表面树脂组合物之间的区分不再是可能的，并且该基质聚合物到该纤维材料上的附接不通过根据本发明有待使用的阻燃剂的加入显著减少。
根据ISO178的曲挠强度在本申请的上下文中被用作用于分层的量度。将测试样品(具有80mm·10mm·1mm的尺寸)以其两端置于两个支持物上并且在其中心处加载挠曲撞锤(Bodo Carlowitz:Tabellarischeüber die Prüfung von Kunststoffen[塑料测试的表格概述],第6版,Giesel-Verlag für1992,第16-17页)。曲挠强度的高值然后表示该基质聚合物到该纤维材料上的更好的附接以及由此减少的分层。
为避免疑问，应指出的是单层是通过关于这些半成品纤维产品层的特征的整体定义的：其基础重量、该聚酰胺化合物、纤维的体积分数以及关于整个纤维基质半成品的空气或气体(即，在上表面和下表面的区域中)的体积分数。作为浸渍过程和固结的结果，根据本发明使用的纤维基质半成品优选具有这些特征一致地在其中呈现的特征。均匀的浸渍/固结应理解为是指特别地是以下事实：在根据本发明的纤维基质半成品内(即在两个表面之间的区域中)不存在具有在以上列举/要求的范围外的空气或气体的体积分数或纤维材料的体积分数的区域或部分，其中在该表面直到50μm深度之间的区域是特别相关的。
为避免疑问，应进一步指出的是包括在一般意义上或在优选的范围内以任何所希望的组合提及的所有定义和参数。在本申请的上下文中列举的标准应理解为是指在本申请的日期有效的版本。
根据本发明使用的聚酰胺可以由仅仅一种聚酰胺单体或由至少两种聚酰胺(共聚物、三聚物等)的混合物构造。然而，根据本发明，术语聚酰胺还包括至少两种不同聚酰胺的物理混合物。
然而，本发明还提供一种用于生产单层纤维基质半成品的方法，该方法包括
a)提供由连续纤维制成的1至100个半成品纤维产品层、优选2至40个半成品纤维产品层、特别优选2至10个半成品纤维产品层，
其中这些半成品纤维产品层各自具有在从5g/m2至3000g/m2的范围内、优选在从100g/m2至900g/m2的范围内、特别优选在从150g/m2至750g/m2的范围内的基础重量，
b)提供包含作为组分A)的至少一种聚酰胺的化合物，该至少一种聚酰胺具有根据DIN EN ISO 307在25℃下测定的在间甲酚中在从2.0至4.0的范围内、优选在从2.2至3.5的范围内、非常特别优选在从2.4至3.1的范围内的相对溶液粘度，
c)将该化合物施加到所有的半成品纤维产品层的整体上，
d)通过≥该化合物中的至少一种聚酰胺的熔融温度的温度以及对于具有化合物的所有半成品纤维产品层的整体上附加压力的作用，用该化合物浸渍并且固结所有半成品纤维产品层的整体以提供具有根据DIN 1310定义的在从25％至65％的范围内、优选在从30％至55％的范围内、特别优选在从40％至50％的范围内的纤维材料的体积分数以及小于15％、优选小于10％、特别优选小于5％的空气或气体的体积分数的复合物，
e)冷却/凝固以获得该纤维基质半成品，
其中，基于100质量份的组分A)该化合物还包含作为组分B)的5至100质量份、优选10至65质量份、特别优选20至60质量份的至少一种式(I)的有机次膦酸盐和/或式(II)的二次膦酸盐和/或其聚合物，
其中
R1和R2是相同的或不同的并且代表直链的或支链的C1-C6-烷基、和/或C6-C10-芳基，
R3代表直链的或支链的C1-C10-亚烷基、C6-C10-亚芳基或C1-C6-烷基亚芳基或芳基-C1-C6-亚烷基，
M代表铝、锌或钛和/或质子化的氮碱，
m是从1至4的整数，
n是从1至3的整数，
x是1和2，并且
式(II)中的n、x和m可以同时采用仅有的整数以使得该式(II)的二次膦酸盐作为整体是不带电的并且这些半成品纤维产品层包含呈织造物、无褶皱织物、多轴无褶皱织物、缝合的织物、编带、棉毡、毛毡、垫和单向纤维股或这些材料的混合物的形式的连续纤维。
允许包含组分B)(并且在替代实施例中任选地组分C)和/或组分D)和/或组分E)和/或组分F))的聚酰胺化合物在等于或超过该聚酰胺/化合物的熔点的温度下并且在压力下作用于该纤维材料上引起该聚酰胺/化合物的塑化，并且因此尽管阻燃剂存在于化合物中，在随后亦或同时发生固结的背景下的纤维材料的浸渍确保基质聚合物的异常的纤维附接。
然而，本发明还提供了包含至少一种阻燃的、单层的纤维基质半成品的制品，其中该单层是通过以上定义的特征的整体定义的，这些特征涉及半成品纤维产品层、基础重量、有待使用的聚酰胺的粘度、纤维的体积分数以及空气的体积分数。
然而，本发明还提供了制品，其中该单层的纤维基质半成品用注射模制材料包覆模制、模下模制或包围模制或者将另外的功能元件模上模制。后者可以由根据本发明的单层纤维基质半成品生产，当在固结期间或在额外的加工步骤中时，优选在形成步骤、增强期间，优选将肋形增强结构、或功能元件通过注射模制或通过流动模制连接到纤维基质半成品上。
具体实施方式
该化合物优选具有根据ISO 1133在从1cm3/10min至100cm3/10min、特别优选在从50cm3/10min至100cm3/10min的范围内的MVR(熔体体积流动速率)。根据ISO 1133的MVR借助于毛细管流变仪进行测定，将该材料(球粒或粉末)在可加热的圆筒中进行熔融并且在产生自所施加负载的压力下强制通过限定的喷嘴(毛细管)。作为时间的函数测定该聚合物熔体(所谓的挤出物)的出现的体积/质量。熔体体积流动速率的关键优点是对于已知的活塞直径测量活塞行程的简易性以确定所出现的熔体的体积。MVR的单位是cm3/10min。
组分C)
在优选的实施例中，该化合物除了组分A)和B)之外还包含在每种情况中基于100质量份的组分A)优选在从1至40质量份的范围内的量、特别优选在从4至30质量份的范围内的量、非常特别优选在从6至18质量份的范围内的量的组分C)，三聚氰胺和缩合磷酸的至少一种盐。
给予优选的是聚磷酸三聚氰胺或缩合磷酸盐的三聚氰胺插层的铝、锌或镁盐。后者是例如根据WO2012/025362A1可获得的，并且锌二磷酸双三聚氰胺(EP 2 609 173 A1)、铝三磷酸双三聚氰胺(EP 2 609 173 A1)或聚磷酸三聚氰胺是特别优选的。给予非常特别优选的是使用聚磷酸三聚氰胺[CAS编号218768-84-4]。聚磷酸三聚氰胺酯以各种各样的产品品质可商购的。其实例包括来自德国路德维希港巴斯夫公司(BASF)的200/70、以及还有来自德国Budenheim的Budenheim公司的3141。
优选的是当使用组分C)以使得组分B)与组分C)的重量比是在从95:5至60:40的范围内时，其中在从90:10至70:30的范围内的重量比是优选的并且在从85:15至75:25的范围内的重量比是特别优选的，在每种情况下基于100重量份的组分B)和组分C)的总和。
组分D)
在进一步优选的实施例中，该化合物除了组分A)至C)之外或代替C)还包含在每种情况中基于100质量份的组分A)的优选在从0.1至20质量份的范围内的量、特别优选在从0.4至10质量份的范围内的量、非常特别优选在从1至4质量份的范围内的量的组分D)硼酸锌。
在本发明的上下文中，术语硼酸锌应理解为是指由氧化锌和硼酸可获得的物质。用作组分D)的硼酸锌包括无水合物的硼酸锌，特别是ZnO·B2O3，以及硼酸锌的各种水合物，特别是ZnO·B2O3·2H2O和2ZnO·3B2O3·3,5H2O，无水合物的硼酸锌品质是优选的。可以使用的硼酸锌的实例描述于Gmelin Syst.-Nr.32,Zn,1924,第248页,Erg.-Bd.,1956,第971-972页,Kirk-Othmer(4.)4,407-408,10,942；Ullmann(5.)A 4,276；Winnacker-Küchler(4.)2,556。可商购的硼酸锌品质包括来自Deutsche Borax GmbH(德国祖尔茨巴赫)的Firebrake 500和Firebrake ZB。
组分E)
在进一步优选的实施例中，该化合物除了组分A)至D)之外或代替C)和/或D)还包含在每种情况中基于100质量份的组分A)的优选在从0.01至50质量份的范围内的量、特别优选在从0.5至20质量份的范围内的量、非常特别优选在从1至10质量份的范围内的量的E)滑石，其中尤其优选微晶滑石。
滑石[CAS编号14807-96-6]是具有化学组成Mg3[Si4O10(OH)2]的页硅酸盐，根据多晶型物，该页硅酸盐结晶为三斜晶系中的滑石-1A或单斜晶系中的滑石-2M(http://de.wikipedia.org/wiki/Talkum)。根据本发明使用的滑石可以例如是以名称R10从法国图卢兹市英格瓷滑石集团公司(Imerys Talc Group，Toulouse，France)(力拓集团(Rio Tinto Group))可商购的。
在WO 2014/001158 A1(其内容全部涵盖于本披露中)中描述了本发明上下文中的微晶滑石。在本发明的一个实施例中，使用了具有通过SediGraph测定的在从0.5至10μm范围内、优选在从1.0至7.5μm的范围内、特别优选在从1.5至5.0μm的范围内并且非常特别优选在从1.8至4.5μm的范围内的中值粒径d50的微晶滑石。
如WO 2014/001158 A1中所描述的，在本发明的上下文中，根据本发明使用的滑石的粒径是借助于如由美国乔治亚州诺克罗斯市麦克仪器公司(Micrometrics InstrumentsCorporation)供应的“Sedigraph 5100”，通过在水性介质中处于完全分散状态的沉降来测定的。Sedigraph 5100提供测量值以及具有在本领域中被称为“当量球体直径”(esd)(小于给定的esd值)的尺寸的颗粒的累计重量百分数的曲线图。中值粒径d50是从颗粒esd来确定的值，在其下按重量计50％的颗粒具有小于此d50值的当量球体直径。基础标准是ISO13317-3。
在一个实施例中，微晶滑石通过BET比表面积来限定。根据本发明使用的微晶滑石优选具有的BET比表面积(可以与DIN ISO 9277类似地进行测定)在从5至25m2·g-1的范围内、特别优选在从10至18m2·g-1的范围内、非常特别优选在从12至15m2·g-1的范围内。
组分F)
在进一步优选的实施例中，该化合物除了组分A)至E)之外或代替C)和/或D)和/或E)还包含在每种情况下基于100质量份的组分A)的优选在从0.01至100质量份的范围内的量、特别优选在从0.1至50质量份的范围内的量、非常特别优选在从0.3至25质量份的范围内的量的F)至少一种不同于组分B)、C)、D)、E)的另外的添加剂。
在本发明的上下文中，优选的另外的添加剂是UV稳定剂、热稳定剂、染料和颜料、另外的阻燃剂(优选无卤阻燃剂)、润滑剂和脱模剂、填充剂和除滑石之外的增强剂、激光吸收剂、二或多官能支化或链延伸添加剂、γ射线稳定剂、水解稳定剂、酸清除剂、抗静电剂、乳化剂、成核剂、增塑剂、加工助剂、流动助剂、和弹性体改性剂。用作组分F)的添加剂可以各自单独地或以混合物/以母料的形式使用。
如在本发明的上下文中参考使用交叉拉伸样品的肋拉伸测试证明的单层纤维基质半成品的技术优越性是本领域技术人员由W.Siebenpfeiffer,Leichtbau-Technologienim Automobilbau,Springer-Wieweg,2014,第118-120页所熟悉的并且是如在实例中描述的。
定义
本领域技术人员理解混配是指来自塑料技术的术语，它可以等同于塑料加工并且它描述了通过混合所加入的物质(填充剂、添加剂等)用于具体优化本发明情况下特性特征曲线、阻燃性的塑料的升级过程。混配起始材料以给出化合物优选地在挤出机、特别优选地在同向旋转双螺杆挤出机、反向旋转双螺杆挤出机、行星式滚筒挤出机或共捏合机中进行并且包括输送、熔融、分散、混合、脱气和压力积聚的过程操作。(参见：https://de.wikipedia.org/wiki/Compoundierung)。
在本说明书中使用的术语“约”、“处于”或“大致”应理解为是指量级或值可以是大致相等的具体值或值。该术语旨在传达相似的值导致根据本发明是等同的并且通过本发明包括的结果或作用。
在本发明的上下文中“纤维”是具有长度与截面面积的高比率的显微镜均匀体。纤维横截面可以是任何希望的形状但总体上是圆的或椭圆的。
根据“http://de.wikipedia.org/wiki/Faser-Kunststoff-Verbund”在以下各项之间进行区分
-具有在从0.1至1mm范围内的长度的短切纤维(也称为短纤维),
-具有在从1至50mm的范围内的长度的长纤维，以及
-具有长度L>50mm的连续纤维。
纤维长度可以例如通过微焦点X射线计算机断层摄影(μ-CT)确定；DGZfP年会2007-演讲47。在一个实施例中，根据本发明使用的包含连续纤维的半成品纤维产品还包含长纤维。
在根据本发明使用的半成品纤维产品中，安排这些连续纤维以使得至少一种纤维或一种纤维股接触至少一种其他纤维或一种其他纤维股。
术语“基础重量”描述了作为面积的函数的根据本发明使用的半成品纤维产品层的质量，并且在本发明的上下文中涉及干纤维层。基础重量是根据DIN EN ISO 12127测定的。
除非另外说明，机械参数是在本发明的上下文中根据DIN EN ISO14125确定的。在本披露的上下文中引用的所有标准涉及在申请日期时可用的版本。
在本发明的上下文中，“浸渍的”应理解为是指至少一种热塑性塑料穿透到纤维材料/半成品纤维产品的凹陷和腔体中并且润湿该纤维材料。在本发明的上下文中，“固结的”应理解为是指在该纤维基质半成品中存在小于15％、优选小于10％、特别优选小于5％的空气的体积分数。浸渍(纤维材料被至少一种热塑性塑料润湿)和固结(最小化封闭气体的比例)可以同时和/或相继实现和/或进行。
组分B)的优选的阻燃剂
在式(I)或(II)中，M优选地是铝。“质子化的氮碱”优选应理解为是指1,3,5-三嗪化合物、特别优选三聚氰胺的质子化的碱。在式(I)和(II)中，R1和R2优选地是相同或不同的并且代表直链或支链的C1-C6烷基和/或苯基。R1和R2特别优选是相同或不同的并且代表甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正戊基和/或苯基。
式(II)中的R3特别优选代表亚甲基、亚乙基、正亚丙基、异亚丙基、正亚丁基、叔亚丁基、正亚戊基、正亚辛基、正亚十二烷基、亚苯基、亚萘基、甲基亚苯基、乙基亚苯基、叔丁基亚苯基、甲基亚萘基、乙基亚萘基、叔丁基亚萘基、苯基亚甲基、苯基亚乙基、苯基亚丙基或苯基亚丁基。R3特别优选为亚甲基或亚萘基。合适的次膦酸盐在WO-A 97/39053中描述，其中有关次膦酸盐的内容涵盖在本申请中。在本发明的上下文中特别优选的次膦酸盐是二甲基次膦酸盐的、乙基甲基次膦酸盐的、二乙基次膦酸盐的以及甲基正丙基次膦酸盐的铝盐和锌盐以及还有其混合物。
在式(I)中，m优选为2和3、特别优选3。
在式(II)中，n优选为1和3、特别优选3。
在式(II)中，x优选为1和2、特别优选2。
给予非常特别优选的是使用阻燃剂三(二乙基次膦酸)铝[CAS编号225789-38-8]，其是，例如，由瑞士穆顿兹科莱恩国际有限公司(Clariant International Ltd.)以商品名OP1230或OP1240可获得的。
加工步骤a)
有待在加工步骤a)中提供的半成品纤维产品包含连续纤维。在一个实施例中，长纤维可以额外地存在。根据本发明的半成品纤维产品优选不包含粉碎的纤维或颗粒、特别是没有短纤维，后者具有在从0.1至1mm的范围内的长度。
用于加工步骤a)中的半成品纤维产品层包含根据本发明使用的呈织造物、无褶皱织物、多轴无褶皱织物、缝合的织物、编带、棉毡、毛毡、垫和单向纤维股或这些材料的混合物的形式的连续纤维。织造物是特别优选的。非常特别优选由粗纱产生的织造物。这些使得有可能在由此可生产的制品中实现最高的机械参数，特别是在强度方面。
优选使用玻璃纤维和/或碳纤维、特别优选玻璃纤维的连续纤维。然而，还有可能使用其他纤维，特别是金属、人造纤维、矿物纤维、天然纤维，作为与玻璃纤维和/或碳纤维的混合物或者作为选自下组的单独的材料，该组由以下各项组成：织造物、无褶皱织物、多轴无褶皱织物、缝合的织物、编带、棉毡、毛毡、垫和单向纤维股。
根据本发明使用的织物优选是具有不小于150g/m2的基础重量的碳纤维织物。
使用碳纤维粗纱生产碳纤维织物。这些使用纤维束或缆绳中的纱线数进行表征。纱线数优选是在每纤维束从1000(1k)至50 000(50k)根长丝的范围内。特别优选的尺寸是每纤维束1000(1k)根长丝、每纤维束3000(3k)根长丝、每纤维束12 000(12k)根长丝、每纤维束24 000(24k)根长丝、每纤维束48 000(48k)根长丝或每纤维束50 000(50k)根长丝。纱线数是根据DIN EN 1049-2/ISO 7211-2测定的。
根据本发明使用的织物优选是具有不小于200g/m2、特别优选不小于300g/m2的基础重量的玻璃纤维织物。
用于生产玻璃纤维织物的根据本发明使用的玻璃粗纱总体上以其长丝数为特征。已经在全国并且国际上根据ISO 1144和DIN 60905引入特制(Tex system)，部分1：“特制；基础”。特克斯是特制的单位和基本参数。一特制相当于每1000m粗纱长度1g的重量。对于根据本发明使用的玻璃粗纱，根据本发明优选的值是在从300特克斯至2400特克斯的范围内、特别优选在从600特克斯至1200特克斯的范围内。给予非常特别优选的是300特克斯、600特克斯、1100特克斯、1200特克斯和2400特克斯玻璃粗纱，特别是600特克斯和1200特克斯。
在本发明的一个实施例中，这些半成品纤维产品层中的纤维是特别优选用助粘附剂/助粘附剂系统表面改性的。
根据本发明使用的碳纤维还可以与或者不与助粘附剂一起使用。在此优选的助粘附剂是基于氨基甲酸乙酯、环氧或丙烯酸酯的系统。
在根据本发明非常特别优选的玻璃纤维的情况下，优选的是使用硅烷基助粘附剂/助粘附剂系统。根据本发明有待使用的硅烷基助粘附剂描述于EP 2468810 A1中，其内容通过引用以其全文结合在此。
当特别地使用玻璃纤维时，除硅烷之外还优选使用聚合物分散体，乳化剂，成膜剂(特别地聚环氧树脂、聚醚、聚烯烃、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯或聚氨酯树脂或它们的混合物)，支化剂，另外的助粘附剂，润滑剂，pH缓冲剂和/或玻璃纤维加工助剂(例如湿润剂和/或抗静电剂)。这些另外的助粘附剂、润滑剂以及其他辅助材料、用于产生胶料的方法、用于上胶的方法、以及这些玻璃纤维的后加工是本领域技术人员已知的并且例如在“The Manufacturing Technology of Continuous Glass Fibres”,Elsevier Scientific Publishing Corp.[“连续玻璃纤维的制造技术”,爱思唯尔科学出版公司,阿姆斯特丹,伦敦,纽约],1983中描述。可以通过任何所希望的方法，优选使用合适的装置，具体是使用喷射或辊式涂布器来对玻璃纤维涂胶。在高速下从喷丝头中拉拔的玻璃长丝可具有由助粘附剂/助粘附剂系统组成的胶料，这些胶料在玻璃长丝凝固之后(即，甚至在卷绕或切断之前)立即施加于这些玻璃长丝上。然而，还可能的是继纺丝过程之后在由助粘附剂/助粘附剂系统组成的浸渍浴中对这些纤维涂胶。
尤其优选用于该半成品纤维产品层中的玻璃纤维优选地具有圆形的截面面积以及在从6至18μm的范围内、优选地在从9至17μm的范围内的平均长丝直径，或者扁平形状且非圆形的截面面积，其对于主截面轴线具有在从6至40μm范围内的平均宽度并且对于次截面轴线具有在从3至20μm范围内的平均宽度。玻璃纤维优选地选自下组：E玻璃纤维、A玻璃纤维、C玻璃纤维、D玻璃纤维、S玻璃纤维和/或R玻璃纤维，给予特别优选的是E玻璃。
这些纤维特别地用适合的硅烷基胶料系统/助粘附剂/助粘附剂系统最终处理。
用于这些玻璃纤维的预处理的特别优选的硅烷基助粘附剂是具有通式(III)的硅烷化合物
(X-(CH2)q)k-Si-(O-CrH2r+1)4-k (III)
其中取代基是如下定义的：
X表示NH2-、HO-或
q是从2到10、优选3或4的整数，
r是从1到5、优选1或2的整数，并且
k是从1到3、优选是1的整数。
非常特别优选的助粘附剂是单体有机官能硅烷，具体是3-氨基丙基三甲氧基硅烷、氨基丁基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、氨基丁基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基乙氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二乙氧基-硅烷、N-甲基-2-氨基乙基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-甲基-2-氨基乙基-3-氨基-丙基甲基二甲氧基硅烷、N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油基氧丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基-三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷(来自Hüls AG的Dynasilan Damo)、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨基-乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-N-β-(氨基乙基)-γ-氨基-丙基三甲氧基硅烷。
这些硅烷化合物通常以基于用于表面涂覆的填充剂在从0.05至5wt％的范围内、优选在从0.1至1.5wt％的范围内的量并且特别以在从0.25至1wt％的范围内的量使用。
在本发明的一个实施例中，使用由碳纤维制成的织物和由玻璃纤维制成的织物的组合、或包含玻璃纤维和碳纤维二者的织物。具有在外部层中包含碳纤维织物并且在至少一个内部层中包含玻璃纤维织物的层构造的织物组合是在根据本发明的阻燃的、单层的纤维基质半成品中优选的。
在根据本发明优选使用的织物中，安排所使用的纤维以使得至少一种纤维或一种纤维股接触至少一种其他纤维或一种其他纤维股。在此使用的编织以及用于其的编码在DIN 61101-1中并且在DIN ISO 9354中指出。
根据本发明优选使用的织物具有平纹、斜纹、缎纹、经编缎纹(atlas)或罗纹编织。给予特别优选的是具有平纹或斜纹编织的织物。
具有斜纹编织的优选的织物是具有缎纹或经编缎纹编织的具有均匀线的斜纹、组合斜纹、宽斜纹、急斜纹、缓斜纹、锯齿斜纹、人字形斜纹、交叉斜纹。特别优选的斜纹编织是2/2斜纹、2/1斜纹或3/1斜纹。
加工步骤b)
根据本发明，所使用的基质聚合物是基于至少一种聚酰胺[组分A)]的化合物，该至少一种聚酰胺具有在25℃下在间甲酚中在从2.0至4.0范围内、优选在从2.2至3.5范围内、非常特别优选在从2.4至3.1范围内的相对溶液粘度。相对溶液粘度ηrel的测量根据ENISO 307实现。根据公式ηrel＝t/t(0)，在25℃下，溶解在间甲酚中的聚酰胺的流出时间t与溶剂间甲酚的流出时间t(0)的比率给出了相对溶液粘度。
用作组分A)的聚酰胺(PA)可以由不同的结构单元合成并且通过各种过程产生并且在具体应用中可以单独使用或可以以本领域技术人员已知的方式被转化为具有特别调节的特性的组合的构造的材料。另外合适的是具有其他聚合物(优选聚乙烯、聚丙烯、ABS)比例的PA共混物，其中可以任选地使用一种或多种增容剂。聚酰胺的特性可以根据需要通过加入弹性体改进。
用于生产PA的大量程序已经变得已知并且取决于所希望的最终产品使用不同的单体结构单元或不同的链转移剂来建立目标分子量亦或使用具有反应基团的单体用于随后地预期的后处理。
优选使用的PA通过熔体中的缩聚生产，其中在本发明的上下文中，内酰胺的水解聚合也被理解为是缩聚。
根据本发明优选使用的PA衍生自二胺以及二羧酸和/或具有至少5个环成员的内酰胺或相应的氨基酸。优选包括的反应物是脂肪族和/或芳香族二羧酸(特别优选己二酸、2,2,4-三甲基己二酸、2,4,4-三甲基己二酸、壬二酸、癸二酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸)、脂肪族和/或芳香族二胺(特别优选四亚甲基二胺、六亚甲基二胺、壬烷-1,9-二胺、2,2,4-和2,4,4-三甲基六亚甲基二胺)、同分异构的二氨基二环己基甲烷、二氨基二环己基丙烷、双(氨基甲基)环己烷、苯二胺、苯二甲基二胺、氨基羧酸(特别是氨基己酸)、或对应的内酰胺。包括多种所引用的单体的共聚酰胺。
给于特别优选的是使用由内酰胺构成的PA，给予非常特别优选的是己内酰胺，给予尤其优选的是ε-己内酰胺。
根据本发明还可使用的是通过活化的阴离子聚合而产生的PA或通过具有聚己内酰胺作为主要成分的活化的阴离子聚合而产生的共聚酰胺。以工业规模通过首先产生催化剂任选地与添加剂一起、特别地与抗冲改性剂在内酰胺中的溶液、并且随后产生活化剂在内酰胺中的溶液进行内酰胺的活化的阴离子聚合以提供聚酰胺，其中典型地两种溶液具有的组成使得呈相同比率的组合提供希望的整体配方。另外的添加剂可任选地添加至内酰胺熔体中。聚合通过混合单独的溶液来实现以提供在从80℃至200℃范围内的温度下、优选在从100℃至140℃范围内的温度下的整体配方。合适的内酰胺包括具有6至12个碳原子的环内酰胺、优选是月桂内酰胺或ε-己内酰胺、特别优选是ε-己内酰胺。该催化剂是碱金属或碱土金属内酰胺盐，优选呈在内酰胺中的溶液的形式，特别优选在ε-己内酰胺中的钠己内酰胺盐。在本发明的上下文中可以使用的活化剂包括N-酰基内酰胺或酰基氯，或者优选地脂肪族异氰酸酯，特别优选六亚甲二异氰酸酯的低聚物。活化剂可以作为纯物质，并且优选地作为优选在N-甲基吡咯烷酮中的溶液使用。
可优选的是使用在用于基质聚合物的化合物中半的晶质聚酰胺。根据DE 10 2011084 519 A1，半晶质聚酰胺具有通过DSC法根据ISO 11357在第二加热中并且对熔化峰积分测得的在从4至25J/g范围内的熔化焓。相比之下，无定形聚酰胺具有通过DSC法根据ISO11357在第二加热中并且对熔化峰积分测量的小于4J/g的熔化焓。特别合适的是具有在从25至90mmol/kg的范围内、优选在从30至70mmol/kg的范围内、非常特别优选在从35至60mmol/kg的范围内的氨端基数的聚酰胺。
非常特别优选使用基于聚酰胺6或基于聚酰胺66或基于脂肪族或/和芳香族聚酰胺/共聚酰胺并且在该聚合物链上的每个聚酰胺基团具有3至11个亚甲基的化合物作为基质聚合物。尤其优选的是使用基于聚酰胺6[CAS编号25038-54-4]或基于聚酰胺66[CAS编号32131-17-2]的化合物作为基质聚合物。在本申请的上下文中使用的聚酰胺的命名法对应于国际标准EN ISO 1874-1:2010，开头一个或多个数字指示起始二胺中碳原子的数目并且最后一个或多个数字指示二羧酸中碳原子的数目。如果仅描述了一个数字，如在PA6的情况下，这意味着起始材料是α,ω-氨基羧酸或由其衍生的内酰胺，即在PA6的情况下ε-己内酰胺。
在混配期间，当组分B)和任选地可使用的组分C)和/或组分D)和/或组分E)和/或组分F)被分散在至少一种聚酰胺中时是优选的。该分散优选借助于熔体混合方法实现。对于此类熔体混合物方法有待使用的混合设备优选是单螺杆或双螺杆挤出机或布拉本德(Brabender)密炼机。或者一次全部在单独阶段中或者逐步加入用作组分B)的相应的组分/阻燃剂，并且然后在聚酰胺的熔体中进行混合。在逐步将添加剂加入聚酰胺的情况下，最初将一部分添加剂加入其中并且在其熔体中进行混合。然后加入另外的添加剂并且混合该混合物直到均匀的聚酰胺制备，获得根据本发明使用的化合物。将该混合物挤出、冷却直到可粒化并且然后将其粒化。
将该化合物以熔体形式或以粉末形式的施用到该半成品纤维产品层的整体上优选使用溶剂、使用膜实现。当在加工步骤b)中以粉末形式或以膜的形式、尤其优选以粉末形式提供用作基质的化合物时是特别优选的。
在以粉末的形式优选施用的情况下，该化合物总体上以球粒、小片或以其他宏观块形式存在。研磨化合物以提供粉末优选在低温下实现，作为所谓的低温研磨。在以呈膜形式施加的情况下，将该化合物经受挤出过程。
在替代实施例中，可以提供该化合物以施加到包含呈熔体或溶剂中的分散体的形式的连续纤维的半成品纤维产品层上。
在替代过程中，将已经以粉末形式存在并且包含至少组分A)和B)的该化合物还可以与另外的粉状组分混合。将以粉末形式存在的化合物优选在粉末混合器中与其他粉状组分混合。同样有可能经由熔体混合过程混合这些组分的仅仅一部分并且随后将剩余的部分与研磨成粉末的化合物混合。
加工步骤c)
在加工步骤c)中将该化合物施用到该半成品纤维产品层(又称为半成品纺织产品)的整体上通过常规手段实现，优选通过广铸造(broadcasting)、渗透、印刷、喷涂、浸没、用熔体浴润湿、热喷涂或火焰喷涂或通过流化床涂覆过程。在一个实施例中，可以将化合物的多个层施用到所有半成品产品层的整体上。在一个实施例中，将该化合物以膜的形式施用到该半成品纤维产品层的整体上。
将该化合物施用到所有半成品纤维产品层的整体上优选以以下量实现，该量使得产生根据DIN 1310在纤维基质半成品中根据DIN 1310定义的纤维材料的体积分数在从25％至65％的范围内、优选在从30％至55％的范围内、特别优选在40％至50％的范围内。
在一个实施例中，粉末施用随后是烧结步骤，其中烧结在所有半成品纤维产品层的整体上的粉状化合物。任选地在压力下烧结加热粉状化合物粉末，但是温度保持低于在该化合物中使用的聚酰胺的熔融温度。这总体上导致收缩，因为粉末颗粒经历致密化并且填充所有半成品纤维产品层的整体中的空隙空间(又称为半成品纺织产品)。
具有化合物的半成品纤维产品随后在加工步骤d)中经受压力和温度的影响。这优选伴通过预热在压力区之外具有化合物的半成品纺织产品实现。
加工步骤d)
在加工步骤d)中，将具有化合物的半成品纺织产品加热以引发其浸渍和固结。为了这个目的还使用压力。
压力和热量的影响引起化合物熔融并且渗透因此浸渍其纤维的半成品纺织产品的纤维层。从该半成品纺织产品的腔体而且还从在该化合物与该纤维材料之间的腔体逸出的在加工步骤d)中存在的任何空气或形成的气体引起固结的发生。这些气体优选包含来自环境的气体，特别是空气或氮气、和/或水，优选呈蒸气的形式，和/或所使用的聚酰胺的热分解产物。
在加工步骤d)中优选使用在从2至100巴范围内、特别优选在从10至40巴范围内的压力。
在加工步骤d)中所使用的温度是不小于该至少一种聚酰胺的/至少包含聚酰胺和阻燃剂的化合物的熔融温度。在一个实施例中，在加工步骤d)中所使用的温度是超过该至少一种聚酰胺的熔融温度至少10℃。在另一个实施例中，所使用的温度是超过该至少一种聚酰胺的熔融温度至少20℃。加热可以借助于许多手段实现，优选接触加热、辐射气体加热、红外加热、对流或强制对流、感应加热、微波加热或其组合。此后立即实现固结。
浸渍和固结的程序特别地取决于参数温度和压力。在一个实施例中，所使用的压力进一步取决于时间。
以此方式使用直到所得纤维基质半成品所引用的参数具有小于15vol％、优选小于10vol％、特别地小于5vol％的空气或气体含量。特别优选寻找以实现在小于10分钟的持续时间内在超过100℃的温度下、特别优选在从100℃至350℃的范围内的温度下小于5％的空气或气体的含量(即气穴(cavity)含量)。优选使用超过20巴的压力。
压力的施加可以经由静态过程或经由连续过程(也称为动态过程)实现，出于速度的原因连续过程是优选的。
在一个实施例中，有待制造的纤维基质半成品可以在加工步骤d)中通过同时使用的成形方法成形为希望的几何形状或构造。用于纤维基质半成品的几何成形的优选的成形方法是压缩模制、冲压、压制或使用热量和/或压力的任何方法。压制是特别优选的。在成形方法中，优选使用水力压缩模具施加压力。压制包括预加热至超过该聚酰胺/化合物的熔融温度的温度并且使用模具、模制装置或模制工具、特别是至少一种压缩模具以实现由根据本发明的单层纤维基质半成品生产的制品的希望的形状/几何形状。
根据本发明使用的半成品纤维产品层的有可能最完全浸渍是希望的以实现有待生产的阻燃的单层的纤维基质半成品的最佳的机械特性。浸渍的程度可以经由理想的气穴含量/气体比例、特别是经由根据DIN EN ISO1183-1(2013-04)的密度测定或者通过抛光部分的显微学进行测量。
浸渍的原理是干纤维结构被由热塑性塑料/热塑性制剂构成的基质饱和。通过半成品纤维产品的流动是与通过多孔基础介质的不可压流体的流动相当的。该流动使用纳维-斯托克斯(Navier-Stokes)方程进行描述：
其中ρ是密度，ν是速度矢量，是压力梯度并且η是所使用的流体的速度。如果假定在增强结构中根据本发明使用的化合物(又称为基质)的流速应该被归类为低的，可以忽略在以上方程中的惯性力(其左侧)。因而该方程被简化为被称作斯托克斯方程的形式。
应理解为是指封闭的空气和其他气体的表述的固结与浸渍同时或在浸渍之后发生。固结还特别地取决于参数温度和压力并且还可以取决于时间。
可以通过机械参数的测定、特别是通过纤维基质半成品测试样品的拉伸强度的测量来测量/检查两种特性(浸渍的程度和固结的程度)。在塑料的情况下根据ISO 527-4或-5使用所进行的拉伸测试(准静态、破坏性测试方法)测定拉伸强度。
因为浸渍操作和固结操作二者均取决于参数温度和压力，本领域技术人员将使这些参数适应在每种情况下使用的聚酰胺。本领域技术人员还将根据所使用的聚酰胺适配施加压力的持续时间。
为了浸渍和固结产生根据本发明的单层纤维基质半成品，加工步骤d)优选在至少一个连续压缩模具、双带压力机或间隔热压机中进行。尤其优选使用双带压力机。
优选的浸渍技术是层压。优选的层压技术包括但不限于压延、水平层层压和双带压制层压。当作为层压进行浸渍过程时，优选使用冷却双带压力机(参见EP 0 485 895 B1)或间隔热压机。
根据本发明的浸渍过程表现出快速浸渍和高生产率并且使得有可能以高速率并且以低比例孔或空气夹杂制造单层的纤维基质半成品。
加工步骤e)
在固结后，使所制造的纤维基质半成品冷却至低于基质聚合物的/包含聚酰胺和阻燃剂的化合物的熔融温度的温度，又称为凝固，并且从压力机取出。术语凝固描述了通过冷却或通过化学交联构维结构和液体基质的混合物固化以提供固体。根据本发明的单层纤维基质半成品优选在压制操作后以片材的形式产生。在同时成形的情况下，根据本发明的单层纤维基质半成品还可以在指定的成形操作中产生。
然而，如果在加工步骤d)中同时实现成形操作，在冷却至低于该基质聚合物/包含聚酰胺和阻燃剂的化合物的熔融温度的温度、优选冷却至室温(23℃+/-2℃)后从该模具取出该纤维基质半成品。
在热塑性FPC半成品片材诸如根据本发明的纤维基质半成品的生产中，取决于有待实现的材料通过量在膜堆叠、预浸料和直接过程之间进行区分(FPC＝纤维塑料复合物)。对于高材料通过量，在直接过程的情况中，将基质和纺织部件一起直接置于供给到压制过程中的材料的区域中在。总体上，这与高装置复杂性相关。除了预浸料过程之外，经常对于小至中量使用膜堆叠过程。在此，由交替安排的膜和纺织层组成的构造穿过该压制过程。压制过程的性质由所要求的材料输出和材料多样性决定。在此为了增加材料通过量，在静态、半连续和连续过程之间进行区分。装置复杂性和装置成本伴随增加的材料通量而增加(AKV-IndustrievereinigungKunststoffe e.V.,Handbuch Faserverbund-Kunststoffe[复合材料-塑料手册],第3版,2010,Vieweg-Teubner,236)。
根据本发明的单层的并且还有阻燃的纤维基质半成品可以用于大量应用。它们优选在汽车领域中作为部件用于客运车辆、重型货车，商用飞机，在航空中，在火车中，而且还有用于园艺和家用电器，作为计算机硬件，在手持式电子装置中，在休闲物品和运动设备中，作为结构部件用于机械，在建筑物中，在光伏系统中或在机械设备中。这些代表性用途可能需要适当添加(additivized)的化合物以提供该半成品纤维产品。
包覆模制的、包围模制的、模下模制的或模上模制的变体
在一个实施例中，根据本发明的单层的纤维基质半成品是包覆模制的(over-moulded)、包围模制的(surround-moulded)、模下模制(under-moulded)的或将功能元件模上模制(moulded on)。包覆模制、包围模制、模下模制或模上模制另外的功能元件是通过铸造或注射模制、优选注射模制实现的。这可以以遍及、部分或循环方式实现。注射模制可以是模下模制和/或模上模制和/或包围模制。此技术被称为模具内成形(IMF)，用于由不同构造材料生成混合结构部件的综合的特殊注射模制过程；参见http://www.industrieanzeiger.de/home/-/article/12503/11824771/。IMF使得有可能包括在纤维基质半成品的边缘区域中的暴露的增强纤维。这提供具有特别光滑的边缘的结构部件。然而，IMF还允许形成用于其上形成(on-forming)的功能元件并且同时结合到该纤维基质半成品部件上，特别是不使用额外的粘合剂。IMF的原理还由DE 4101106 A1、US 6036908B、US 6475423 B1或WO 2005/070647 A1已知。
已经在根据本发明的单层的纤维基质半成品中用作基质聚合物的同样的塑料，即在此情况下聚酰胺、优选半晶质聚酰胺，优选适合作为注射模制组合物用于根据本发明优选的IMF应用。给予尤其优选的是使用PA 6或PA 66或基于这些聚酰胺的化合物作为注射模制材料。
在非常特别优选的实施例中，该纤维基质半成品部件和用于IMF中的注射模制组分是由相同的聚酰胺制造的。
由该注射模制组分制成的优选的功能元件是固定件或夹具和由于有可能的几何复杂性必须不通过纤维基质半成品组分而是通过IMF通过注射模制部件形成的其他应用。
为了进行IMF，将根据本发明的单层的纤维基质半成品放置在具有合适的形状的模具腔体的模具、优选注射模具中。然后，注入注射模制组分。在此目的是产生在该纤维基质半成品部件的聚合物与该注射模制组分的聚合物之间的粘合结合。当两种塑料具有相同的聚合物基底时，最好实现这种粘合结合。根据本发明优选的是，当两种组分是基于聚酰胺6时，IMF还取决于加工参数诸如熔融温度和压力。
本发明优选涉及包含以下各项的纤维基质半成品
由连续纤维制成的1至100个半成品纤维产品层、优选2至40个半成品纤维产品层、特别优选2至10个半成品纤维产品层，其中这些半成品纤维产品层各自具有在从5g/m2至3000g/m2的范围内、优选在从100g/m2至900g/m2的范围内、特别优选在从150g/m2至750g/m2的范围内的基础重量，
并且所有半成品纤维产品层的整体用包含作为组分A)的聚酰胺6的化合物浸渍，
并且该纤维基质半成品具有根据DIN 1310限定的在从25％至65％的范围内、优选在从30％至55％范围内、特别优选在40％至50％范围内的纤维材料的体积分数，以及
小于15％、优选小于10％、特别优选小于5％的空气或气体的体积分数，并且其中
基于100质量份的组分A)，该化合物还包含作为组分B)的5至100质量份的三(二乙基次膦酸)铝，并且该半成品纤维产品层包含呈织造物或无褶皱织物、优选织造物的形式的连续纤维。
本发明特别优选涉及包含以下各项的纤维基质半成品
由连续纤维制成的1至100个半成品纤维产品层、优选2至40个半成品纤维产品层、特别优选2至10个半成品纤维产品层，其中这些半成品纤维产品层各自具有在从5g/m2至3000g/m2的范围内、优选在从100g/m2至900g/m2的范围内、特别优选在从150g/m2至750g/m2的范围内的基础重量，
并且所有半成品纤维产品层的整体用包含作为组分A)的聚酰胺6的化合物作为基质聚合物浸渍，
并且该纤维基质半成品具有根据DIN 1310限定的在从25％至65％的范围内、优选在从30％至55％范围内、特别优选在40％至50％范围内的纤维材料的体积分数，以及
小于15％、优选小于10％、特别优选小于5％的空气或气体的体积分数，并且其中
基于100质量份的组分A)，该化合物还包含作为组分B)的5至100质量份的三(二乙基次膦酸)铝以及此外作为组分C)的优选以基于100质量份的组分A)从1至40质量份的范围内的量的聚磷酸三聚氰胺，并且该半成品纤维产品层包含呈织造物或无褶皱织物、优选织造物的形式的连续纤维。
本发明非常特别优选涉及包含以下各项的纤维基质半成品
由连续纤维制成的1至100个半成品纤维产品层、优选2至40个半成品纤维产品层、特别优选2至10个半成品纤维产品层，其中这些半成品纤维产品层各自具有在从5g/m2至3000g/m2的范围内、优选在从100g/m2至900g/m2的范围内、特别优选在从150g/m2至750g/m2的范围内的基础重量，
并且所有半成品纤维产品层的整体用包含作为组分A)的聚酰胺6的化合物浸渍，
并且该纤维基质半成品具有根据DIN 1310限定的在从25％至65％的范围内、优选在从30％至55％范围内、特别优选在40％至50％范围内的纤维材料的体积分数，以及
小于15％、优选小于10％、特别优选小于5％的空气或气体的体积分数，并且其中
基于100质量份的组分A)，该化合物还包含作为组分B)的5至100质量份的三(二乙基次膦酸)铝、作为组分C)的优选在从1至40质量份的范围内的量的聚磷酸三聚氰胺以及此外作为组分D)的在每种情况下以基于100质量份的组分A)从0.1至20质量份的范围内的量的硼酸锌，并且该半成品纤维产品层包含呈织造物或无褶皱织物、优选织造物的形式的连续纤维。
本发明尤其优选涉及包含以下各项的纤维基质半成品
由连续纤维制成的1至100个半成品纤维产品层、优选2至40个半成品纤维产品层、特别优选2至10个半成品纤维产品层，其中这些半成品纤维产品层各自具有在从5g/m2至3000g/m2的范围内、优选在从100g/m2至900g/m2的范围内、特别优选在从150g/m2至750g/m2的范围内的基础重量，
并且所有半成品纤维产品层的整体用包含作为组分A)的聚酰胺6的化合物浸渍，
并且该纤维基质半成品具有根据DIN 1310限定的在从25％至65％的范围内、优选在从30％至55％范围内、特别优选在40％至50％范围内的纤维材料的体积分数，以及
小于15％、优选小于10％、特别优选小于5％的空气或气体的体积分数，并且其中
基于100质量份的组分A)，该化合物还包含作为组分B)的5至100质量份的三(二乙基次膦酸)铝、作为组分C)的优选在从1至40质量份的范围内的量的聚磷酸三聚氰胺、作为组分D)的优选在从0.1至20质量份的范围内的量的硼酸锌、以及此外作为组分E)的在每种情况下以基于100质量份的组分A)从0.01至50质量份的范围内的量的滑石，并且该半成品纤维产品层包含呈织造物或无褶皱织物、优选织造物的形式的连续纤维。
本发明还涉及至少一种式(I)的有机次膦酸盐和/或式(II)的二次膦酸盐和/或其聚合物作为组分B)用于阻燃单层的聚酰胺(组分A))基的连续纤维增强的纤维基质半成品的用途，并且这些半成品纤维产品层包含呈织造物或无褶皱织物、优选织造物的形式的连续纤维。
本发明优选涉及至少一种组分B)的化合物与至少一种组分C)的化合物的组合用于阻燃单层的聚酰胺基的连续纤维增强的纤维基质半成品的用途，并且这些半成品纤维产品层包含呈织造物或无褶皱织物、优选织造物的形式的连续纤维。
本发明特别优选涉及至少一种组分B)的化合物与至少一种组分C)的化合物和至少一种组分D)的化合物的组合用于阻燃单层的聚酰胺基的连续纤维增强的纤维基质半成品的用途，并且这些半成品纤维产品层包含呈织造物或无褶皱织物、优选织造物的形式的连续纤维。
本发明非常特别优选涉及至少一种组分B)的化合物与至少一种组分C)的化合物和至少一种组分D)的化合物和至少一种组分E)的化合物的组合用于阻燃单层的聚酰胺基的连续纤维增强的纤维基质半成品的用途，并且这些半成品纤维产品层包含呈织造物或无褶皱织物、优选织造物的形式的连续纤维。
本发明进一步涉及一种用于通过使用作为组分B)的至少一种式(I)的有机次膦酸盐和/或式(II)的二次膦酸盐和/或其聚合物阻燃单层的聚酰胺(组分A))基的连续纤维增强的纤维基质半成品而不减少纤维附接的方法，并且这些半成品纤维产品层包含呈织造物或无褶皱织物、优选织造物的形式的连续纤维。
本发明优选涉及一种用于通过将至少一种组分B)的化合物与至少一种组分C)的化合物结合阻燃单层的聚酰胺基的连续纤维增强的纤维基质半成品而不减少纤维附接的方法，并且这些半成品纤维产品层包含呈织造物或无褶皱织物、优选织造物的形式的连续纤维。
本发明特别优选涉及一种用于通过将至少一种组分B)的化合物与至少一种组分C)的化合物和至少一种组分D)的化合物结合阻燃单层的聚酰胺基的连续纤维增强的纤维基质半成品而不减少纤维附接的方法，并且这些半成品纤维产品层包含呈织造物或无褶皱织物、优选织造物的形式的连续纤维。
本发明非常特别优选涉及一种用于通过将至少一种组分B)的化合物与至少一种组分C)的化合物、至少一种组分D)的化合物和至少一种组分E)的化合物结合阻燃单层的聚酰胺基的连续纤维增强的纤维基质半成品而不减少纤维附接的方法，并且这些半成品纤维产品层包含呈织造物或无褶皱织物、优选织造物的形式的连续纤维。
实例
热塑性基质
该热塑性基质通过混配制备。为此，将这些单独的组分在双螺杆挤出机(ZSK 26混料器，来自科倍隆·沃纳与弗莱德尔股份有限公司(CoperionWerner&Pfleiderer)(斯图加特，德国)中在从250℃至310℃范围内的温度下混合并且将所产生的混合物挤出，冷却直至可粒化、对其进行制粒并且随后研磨。
作为热塑性基质使用实验i)：
组分A)：具有在25℃下在间甲酚中2.5的相对溶液粘度的聚酰胺6(B26，来自德国勒沃库森朗盛德国有限责任公司(Lanxess Deutschland GmbH))
组分B)：三(二乙基次膦酸)铝，[CAS编号225789-38-8](来自瑞士穆顿兹的科莱恩公司(Clariant SE)的OP1240)
组分C)：聚磷酸三聚氰胺[CAS编号218768-84-4](200/70，来自德国路德维希港巴斯夫公司)
组分D)：硼酸锌，[CAS编号12767-90-7](来自德国祖尔茨巴赫Deutsche BoraxGmbH的500)
组分E)：滑石(微晶的)，[CAS编号14807-96-6]，来自法国图卢兹市英格瓷滑石集团公司(Imerys Talc Group)(力拓集团(Rio Tinto Group))的R10。
组分F)：选自颜料(炭黑[CAS编号1333-86-4])、脱模剂(亚乙基双硬脂酰胺[CAS编号110-30-5]，如来自意慕利油脂化学公司(Emery Oleochemicals GmbH)的EBS)和热稳定剂(1,6-双[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酰氨基]己烷[CAS编号23128-74-7]，如来自德国路德维希港巴斯夫公司的1098)的额外的添加剂。在所有实例中，组分F)的组成是相同的。
半成品纤维产品
在实例中和在对比实例中使用的用于复合物的包含连续纤维的半成品纤维产品层是由具有2/2斜纹编织的长丝玻璃制成的斜纹织物，该2/2斜纹编织具有0.2wt％的硅烷胶料和200g/m2的基础重量。用于其的玻璃的密度是2.56g/cm3。
半成品复合产品
这些实例和对比实例的半成品复合产品在静态热板压力机上产生。具有420mm×420mm的边缘长度的纤维基质半成品由2或4个半成品纤维产品层组成，并且被施用并均匀分布在所有半成品纤维产品层的整体上的在一种情况下的聚酰胺化合物基质M1以及在另一种情况下的聚酰胺化合物基质M2，并且在每种情况下产生45％的平均纤维体积含量以及对于2个层的半成品纤维产品0.5mm的厚度或者对于4个层1mm的厚度。为了实现固结和浸渍以提供纤维基质半成品，在每种情况下施加24巴的表面压力和300℃的温度持续240s。随后经过300s在恒压下进行冷却至室温。由此，将这些半成品纤维产品层均匀地嵌入所形成的片状纤维基质半成品中，由于均匀的单层基质体系在该基质中没形成材料/相界；就物质而言，不可能在内嵌材料与表面之间进行区分。
半成品复合产品2(根据ISO178用于机械测试的测试样品)
为了比较，由4个半成品纤维产品层以及以45％的平均纤维体积含量/以1mm的厚度均匀产生的聚酰胺基质M3产生具有420mm×420mm的边缘长度的纤维基质半成品。为了实现固结和浸渍，在此也在300℃的温度下施用24巴的表面压力持续240s。随后经过300s在恒压下进行冷却至室温。由此，将这些半成品纤维产品层均匀地嵌入所形成的片状半成品复合产品2中，由于均匀的单层基质体系在该基质中没形成材料/相界；就物质而言，不可能在内嵌材料与表面之间进行区分。
在所有情况下，根据DIN 1310分析纤维体积含量。出于统计学原因，在每种情况下分析5个测试样品。
将类型1和2的半成品复合产品经受对于孔含量(即空气或气体的夹杂)的进一步实验分析。为此目的，使用通用电气(General Electric)Micro CT nanotom S仪器来分析半成品复合产品1和半成品复合产品2的截面的断层图(tomograph)。出于统计学原因，在每种情况下分析三个测试样品，对于这些样品中的每一个进行5次重复测量。对于所有的半成品复合产品使用光学评价软件测定4％-5％的孔含量。出于统计学原因，在每种情况下分析三个测试样品，对于这些样品中的每一个进行5次重复测量。
将类型1和类型2半成品复合产品还经受对于局部纤维体积含量的实验分析。为此目的，使用通用电气(General Electric)Micro CT nanotom S仪器来分析半成品复合产品1和半成品复合产品2的截面的断层图(tomograph)。将这些样品内的玻璃纤维含量评价到50μm的深度。出于统计学原因，在每种情况下分析每种半成品复合产品的三个测试样品，对于这些样品中的每一个进行5次重复测量。对于类型2的半成品复合产品，直到50μm的深度没有检测到玻璃纤维，因为所述纤维与表面分开并且被未填充的表面层覆盖。在此区域中的纤维体积因此是0％。在类型1的半成品复合产品中，没有检测到分开的覆盖层，而是这些玻璃纤维束均匀地封闭并且直到表面不间断，使得甚至在表面直到50μm深度之间的区域内发现所要求的纤维体积分数。
该纤维基质半成品的阻燃性是根据方法UL94V(保险商实验室公司(UnderwritersLaboratories Inc.Standard of Safety,“Test for Flammability of PlasticMaterials for Parts in Devices and Appliances”,p.14-18Northbrook[安全标准,“用于在设备和器具中的零件的塑料材料的可燃性的实验”,第14-18页,诺斯布鲁克]1998)确定的。使用喷水式切割设备从预制的纤维基质半成品(“半成品复合产品”)中切下多个对其使用的并且具有尺寸125mm·13mm·0.5mm厚度的样品。
由来自根据ISO 178的挠曲测试的曲挠强度获得机械特性。为此目的，使用喷水式切割设备从预制的纤维基质半成品(“半成品复合产品”)中切下多个具有尺寸80mm·10mm·1mm的样品。
根据以MPa计量的曲挠强度的量级评价结果，在每种情况中基于45％的纤维体积分数，其中“o”对应于用于评价的没有阻燃添加剂的参考值。“+”表示与参考值相比相同或更高的曲挠强度，其中“相同”应理解为是指考虑测量准确度是在参考值的±3％内的值。“-”表示是低于参考值超过3％的曲挠强度。
表1：热塑性基质
M1 M2 M3
组分A) [重量份] 100 100 100
组分B) [重量份] 50 50
组分C) [重量份] 11.5 11.5
组分D) [重量份] 2.3 2.3
组分E) [重量份] 5
组分F) [重量份] 1.5 1.5 1.5
表2：半成品复合产品
实例1 实例2 对比1
热塑性基质 M1 M2 M3
在0.5mm下的UL94 [等级] V-0 V-0 未检出
挠曲强度 评估 + + o
测试结果显示，本发明的热塑性基质的使用不仅获得了更好的阻燃性，而且出人意料地还获得了至少相等的曲挠强度，这表明，作为组分的具体组合的结果，保持基质聚合物到纤维材料上的附接并且本发明的纤维基质半成品因而不易于脱层。

Claims (16)

1.纤维基质半成品，包含
由连续纤维制成的1至100个半成品纤维产品层，其中这些半成品纤维产品层各自具有在从5g/m2至3000g/m2范围内的基础重量，
并且所有的半成品纤维产品层的整体用包含作为组分A)的至少一种聚酰胺的化合物作为基质聚合物浸渍，该至少一种聚酰胺具有根据DIN EN ISO 307在25℃下测定的在间甲酚中在从2.0至4.0的范围内的相对溶液粘度，
并且该纤维基质半成品
具有根据DIN 1310限定的在从25％至65％的范围内的纤维材料的体积分数以及小于15％的空气或气体的体积分数，并且其中
基于100重量份的组分A)该化合物还包含作为组分B)的5至100重量份的至少一种式(I)的有机次膦酸盐和/或式(II)的二次膦酸盐和/或它们的聚合物，
其中
R1和R2是相同的或不同的并且代表直链的或支链的C1-C6-烷基、和/或C6-C10-芳基，
R3代表直链的或支链的C1-C10-亚烷基、C6-C10-亚芳基或C1-C6-烷基亚芳基或芳基-C1-C6-亚烷基，
M代表铝、锌或钛和/或质子化的氮碱，
m是从1至4的整数，
n是从1至3的整数，
x是1和2，并且
式(II)中的n、x和m可以同时采用仅有的整数以使得该式(II)的二次膦酸盐作为整体是不带电的并且这些半成品纤维产品层包含呈织造物、无褶皱织物、多轴无褶皱织物、缝合的织物、编带、棉毡、毛毡、垫和单向纤维股或这些材料的混合物的形式的连续纤维。
2.根据权利要求1所述的纤维基质半成品，其特征在于该化合物具有根据ISO 1133在从1cm3/10min至100cm3/10min范围内的MVR并且根据ISO 1133的该MVR是借助于毛细管流变仪测定的。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的纤维基质半成品，其特征在于该化合物除了组分A)和B)之外包含组分C)三聚氰胺和缩合磷酸的至少一种盐。
4.根据权利要求3所述的纤维基质半成品，其特征在于使用聚磷酸三聚氰胺或缩合磷酸盐的三聚氰胺插层的铝、锌或镁盐作为组分C)。
5.根据权利要求4所述的纤维基质半成品，其特征在于使用锌二磷酸双三聚氰胺、铝三磷酸双三聚氰胺或聚磷酸三聚氰胺作为组分C)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的纤维基质半成品，其特征在于该化合物除了组分A)至C)之外或代替C)还包含组分D)硼酸锌。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的纤维基质半成品，其特征在于该化合物除了组分A)至D)之外或代替C)和/或D)还包含E)滑石。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的纤维基质半成品，其特征在于，在式(I)或(II)中，M是铝。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的纤维基质半成品，其特征在于，所使用的质子化的氮碱是1,3,5-三嗪化合物的质子化的碱。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的纤维基质半成品，其特征在于，在式(I)和(II)中，R1和R2是相同或不同的，并且代表直链或支链的C1-C6-烷基和/或苯基。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的纤维基质半成品，其特征在于这些半成品是包覆模制、模下模制或包围模制或者具有模上模制的功能元件。
12.根据权利要求11所述的纤维基质半成品，其特征在于，包围模制、模下模制、包覆模制或模上模制功能元件通过模内过程IMF进行。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的纤维基质半成品，其特征在于，半成品纤维产品包含呈织造物或无褶皱织物、优选织造物形式的连续纤维。
14.用于生产单层的纤维基质半成品的浸渍方法，该浸渍方法包括
a)提供由连续纤维制成的1至100个半成品纤维产品层，其中这些半成品纤维产品层各自具有在从5g/m2至3000g/m2范围内的基础重量，
b)提供包含作为组分A)的至少一种聚酰胺的化合物作为基质聚合物，该至少一种聚酰胺具有根据DIN EN ISO 307在25℃下测定的在间甲酚中在从2.0至4.0的范围内的相对溶液粘度，
c)将该化合物施加到所有的半成品纤维产品层的整体上，
d)通过≥该化合物中的至少一种聚酰胺的熔融温度的温度以及对于具有聚酰胺化合物的所有半成品纤维产品层的整体上附加压力的作用，用该化合物浸渍并且固结所有半成品纤维产品层的整体以提供具有根据DIN 1310定义的在从25％至65％的范围内的纤维材料的体积分数以及小于15％的空气或气体的体积分数的复合物，
e)冷却/凝固以获得该纤维基质半成品，
其中，基于100重量份的组分A)该化合物还包含作为组分B)的5至100重量份的至少一种式(I)的有机次膦酸盐和/或式(II)的二次膦酸盐和/或它们的聚合物，
其中
R1和R2是相同的或不同的并且代表直链的或支链的C1-C6-烷基、和/或C6-C10-芳基，
R3代表直链的或支链的C1-C10-亚烷基、C6-C10-亚芳基或C1-C6-烷基亚芳基或芳基-C1-C6-亚烷基，
M代表铝、锌或钛和/或质子化的氮碱，
m是从1至4的整数，
n是从1至3的整数，
x是1和2，并且
式(II)中的n、x和m可以同时采用仅有的整数以使得该式(II)的二次膦酸盐作为整体是不带电的并且这些半成品纤维产品层包含呈织造物、无褶皱织物、多轴无褶皱织物、缝合的织物、编带、棉毡、毛毡、垫和单向纤维股或这些材料的混合物的形式的连续纤维。
15.包含至少一种根据权利要求1至13中任一项所述的纤维基质半成品的制品。
16.根据权利要求15所述的制品在汽车领域中作为部件用于客运车辆、重型货车，商用飞机，在航空中，在火车中，而且还有用于园艺和家用电器，作为计算机硬件，在手持式电子装置中，在休闲物品和运动设备中，作为机器部件，在建筑物中，在光伏系统中或在机械装置中的用途。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202017003886U1 (de) 2017-07-21 2017-08-17 Lanxess Deutschland Gmbh Türmodul
EP3546510A1 (de) 2018-03-26 2019-10-02 LANXESS Deutschland GmbH Polyamidzusammensetzungen
US20200384704A1 (en) 2018-04-25 2020-12-10 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Continuous-Fiber-Reinforced Resin Molding and Method for Manufacturing Same
EP3868553A1 (de) 2020-02-18 2021-08-25 LANXESS Deutschland GmbH Mehrschichtverbundwerkstoff
EP3868552A1 (de) 2020-02-18 2021-08-25 LANXESS Deutschland GmbH Mehrschichtverbundwerkstoff
DE202020005721U1 (de) 2020-06-08 2022-03-08 Lanxess Deutschland Gmbh Mehrschichtverbundwerkstoff
EP3922452A1 (de) 2020-06-08 2021-12-15 LANXESS Deutschland GmbH Mehrschichtverbundwerkstoff
EP4245494A1 (en) 2020-11-10 2023-09-20 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Continuous fiber-reinforced resin composite material and method for producing same
KR102321837B1 (ko) * 2020-11-24 2021-11-08 한국생산기술연구원 탄소섬유 복합소재 펠렛 제조 방법 및 제조 장치, 그리고 이를 이용하여 태양광발전 구조체, 자동차 부품, 건설 자재 부품 제조 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1902275A (zh) * 2003-12-19 2007-01-24 罗狄亚工程塑料有限责任公司 基于热塑性基质的阻燃组合物
CN103221216A (zh) * 2010-10-08 2013-07-24 朗盛德国有限责任公司 多层热塑性半完成的纤维基体产品

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4035872A1 (de) 1990-11-12 1992-05-14 Hoechst Ag Vorrichtung und verfahren zum herstellen eines mehrschichtigen folienverbundes
DE4101106A1 (de) 1991-01-16 1992-07-23 Krauss Maffei Ag Verfahren und vorrichtung zum herstellen laminierter formteile
DE19614424A1 (de) 1996-04-12 1997-10-16 Hoechst Ag Synergistische Flammschutzmittel-Kombination für Polymere
JP2997875B2 (ja) 1996-11-19 2000-01-11 博敏 西田 樹脂封止成形品の射出成形方法
DE19736573A1 (de) * 1997-08-22 1999-02-25 Huels Chemische Werke Ag Verfahren zum Imprägnieren von endlosen Fasern mit einem Thermoplasten sowie nach diesem Verfahren hergestellte Faser-Matrix-Verbunde
US6475423B1 (en) 1999-12-10 2002-11-05 Slipmate Company Hybrid injection molding process for enhancing exterior appearance of molded articles by molding fabric thereto
WO2005070647A1 (en) 2003-12-31 2005-08-04 Collins & Aikman Products Co. In mold lamination of decorative products
US8092733B2 (en) 2003-12-31 2012-01-10 International Automotive Components Group North America, Inc. In mold lamination of decorative products
DE102004048876A1 (de) * 2004-09-13 2006-03-30 Bayer Ag Halogenfreie flammgeschützte thermoplastische Formmassen auf Basis von Polyamid mit erhöhter Glühdrahtbeständigkeit
ATE423804T1 (de) 2006-11-14 2009-03-15 Bond Laminates Gmbh Faserverbund-werkstoff und verfahren zu dessen herstellung
US8193263B2 (en) * 2007-09-07 2012-06-05 Unitika Ltd. Flame-retardant glass fiber-reinforced polyamide resin composition
US8334046B2 (en) 2009-05-12 2012-12-18 E I Du Pont De Nemours And Company Overmolded polyamide composite structures and processes for their preparation
JP5280982B2 (ja) * 2009-10-21 2013-09-04 帝人株式会社 繊維強化複合材料
US8585864B2 (en) * 2010-04-16 2013-11-19 Florida State University Research Foundation, Inc. Fire and smoke retardant composite materials
DE102010035103A1 (de) 2010-08-23 2012-02-23 Catena Additives Gmbh & Co. Kg Flammschutzmittelzusammensetzungen enthaltend Triazin-interkalierte Metall-Phosphate
US20140044943A1 (en) * 2010-10-08 2014-02-13 Lanxess Deutschland Gmbh Multilayer thermoplastic semi-finished fiber matrix product
WO2012058366A1 (en) 2010-10-29 2012-05-03 E. I. Du Pont De Nemours And Company Composite structures having improved heat aging and interlayer bond strength
EP2468809A1 (de) 2010-12-23 2012-06-27 LANXESS Deutschland GmbH Zusammensetzungen
KR101823740B1 (ko) * 2011-03-03 2018-01-30 미쯔비시 케미컬 주식회사 매트릭스 수지 조성물, 프리프레그와 그의 제조 방법, 및 섬유 강화 복합 재료
JP5822503B2 (ja) 2011-03-30 2015-11-24 キヤノン株式会社 検品システム、検品システムの制御方法及びプログラム
DE102011084519A1 (de) 2011-10-14 2013-04-18 Evonik Industries Ag Verwendung einer Mehrschichtfolie für die Herstellung photovoltaischer Module
EP2679621B1 (en) 2012-06-29 2017-05-24 Imerys Talc Europe Nucleation efficiency of talc in the foaming behaviour and cellular structure of polymer based foams
US20140011925A1 (en) * 2012-07-03 2014-01-09 E I Du Pont De Nemours And Company Halogen free flame retardant polyamide composition
CN104822741B (zh) * 2012-11-27 2017-11-10 三菱化学株式会社 纤维增强热塑性树脂预浸料及其成型体、以及纤维增强热塑性树脂预浸料的制造方法
DE102013201388A1 (de) * 2013-01-29 2014-07-31 Evonik Industries Ag Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kunststoff-Hybridbauteils
DE102013004046A1 (de) * 2013-03-08 2014-09-11 Clariant International Ltd. Flammhemmende Polyamidzusammensetzung
EP2886605B2 (de) * 2013-12-20 2021-09-01 Ems-Chemie Ag Kunststoffformmasse und deren Verwendung
JP6511226B2 (ja) 2014-05-29 2019-05-15 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 繊維強化樹脂材料、樹脂成形品および繊維強化樹脂材料の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1902275A (zh) * 2003-12-19 2007-01-24 罗狄亚工程塑料有限责任公司 基于热塑性基质的阻燃组合物
CN103221216A (zh) * 2010-10-08 2013-07-24 朗盛德国有限责任公司 多层热塑性半完成的纤维基体产品

Also Published As

Publication number Publication date
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