纖維增強的復合層合體和由其制成的制品的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及具有高彎曲模量的復合層合體和由其制成的制品，其具有用于移動電 子設備的外殼或保護罩的用途。
【背景技術】
[0002] 纖維增強的復合材料是本領域公知的，并且描述在例如Kirk-Othmer Ency. Chem.，Tech. -Supp.，Composites，High Performance，第 260-281 頁（J.Wiley&Sonsl984) 中。復合材料通常包含嵌入在熱固性或熱塑性樹脂（即基體樹脂）中的多根增強纖維。通 常，這些纖維賦予所述復合材料強度和/或剛度，并且是承載負荷的主要要素?；w樹脂則 保持了所述纖維的取向和間距，將剪切負荷傳遞到纖維上使所述復合材料能耐彎曲和耐壓 縮，并且決定了其最高工作溫度。
[0003] 用于纖維增強的復合材料中的纖維可以用機織雙向布或非機織片材的形式進行 層疊。非機織片材中的纖維可以是單取向的或是以無規(guī)取向氈連結在一起。單向布通常包 含基體樹脂來穩(wěn)定其結構。針對本發(fā)明的目的，
[0004] 用基體樹脂預先浸漬的纖維制成的一個或多個纖維層、并且可用于形成制品的材 料稱作"預浸料"。預浸料的常見形式包括經浸漬的機織雙向布、氈墊以及單向布。
[0005] 美國專利申請公開號2009/0229748A1公開了一種生產復合纖維部件的方法。所 述復合纖維部件包含用基體樹脂預浸漬的含纖維層和干燥的含纖維層，其是彼此交替疊放 的。這些含纖維層可以由一層或多層的機織結構、平鋪結構（laid structure)或一個或多 個單向纖維層組成。用于干燥層和預浸漬層的纖維材料可以是玻璃纖維、碳纖維、芳酰胺纖 維或其組合。另外，所用的基體樹脂可以是基于熱固性樹脂或熱塑性樹脂。
[0006] 美國專利申請公開號2005/0153098A1公開了一種復合層合體，其包含在基體樹 脂中兩個或更多個單向纖維層；每個所述單向纖維層是由選自高分子量聚乙烯、聚芳酰胺、 共聚芳酰胺、ΡΒ0、ΡΒΤ、聚酰胺、聚酯和陶瓷纖維中的兩種或更多種不同組份的纖維所組成。
[0007] 國際申請公開號W091/19755A1公開了一種預浸料，其包含單向纖維例如玻璃纖 維、碳纖維、芳酰胺纖維，并且用環(huán)氧樹脂和酚樹脂的混合物浸漬。
[0008] 上述層合體結構中的各自代表了朝向其所述目標的進展。但是，它們均無描述本 發(fā)明的復合層合體的特定結構，并且它們都無法如同本發(fā)明的復合層合體那樣地滿足所有 的性能要求。

【發(fā)明內容】

[0009] 本發(fā)明提供一種復合層合體，其基本上由（a)作為頂層的一層機織雙向布，和（b) 至少一層的單向布組成；
[0010] 其中
[0011] 所述復合層合體的總厚度是約〇. Irnm至約2mm ;
[0012] 所述機織雙向布（a)包含由聚（對亞苯基對苯二酰胺）均聚物、聚（對亞苯基對苯 二酰胺）共聚物、聚（間亞苯基間苯二酰胺）均聚物、聚（間亞苯基間苯二酰胺）共聚物、 聚砜酰胺均聚物、聚砜酰胺共聚物及其混合物所產生的纖維；
[0013] 所述單向布（b)包含由聚（對亞苯基對苯二酰胺）均聚物或聚（對亞苯基對苯二 酰胺）共聚物所產生的高模量纖維，并且具有至少約IOOGPa的拉伸模量；和
[0014] 所述機織雙向布（a)和單向布（b)各自獨立地包含選自環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂 及其混合物的熱固性樹脂。
[0015] 本發(fā)明還提供了包含本發(fā)明的復合層合體的制品，其中所述制品是用于移動電子 設備的外殼或保護罩。
【附圖說明】
[0016] 圖1顯示了本發(fā)明的一個實施方案，復合層合體100的放大示意圖，其具有一層的 機織雙向布10和兩層的含雙層片的單向布11和12的層疊結構，并且其單向布的各個層片 的纖維取向相對于復合層合體的縱軸（以虛線表示）是[90/0:90/0]。
[0017] 圖2顯示了本發(fā)明的另一個實施方案，復合層合體200的放大示意圖，其具有一層 的機織雙向布20和四層的含雙層片的單向布21、22、23和24的層疊結構，并且其單向布的 各個層片的纖維取向相對于復合層合體的縱軸（以虛線表示）是[0/90:90/0:0/90:90/0]。
【具體實施方式】
[0018] 除非另外說明，本文所提及的所有出版物、專利申請、專利和其他參考文獻通過引 用明確地將其全部內容加入本文中，如同將它們在本文中被全公開。
[0019] 除非另有限定，此處所用的所有科技術語具有與本發(fā)明所屬領域技術人員通常理 解的相同的含義。在抵觸情況下，則以本說明書的定義為準。
[0020] 除非另有指示，全部的百分比、份數、比率等是按重量計的。
[0021] 在本文中，術語"由...制得"等同于"包含"。本文中所用的術語"包含 (comprises, comprising) "、"包括（includes, including) "、"具有（has, having) "或"含有 (contains, containing) "或其任何其它的變體旨在覆蓋非排除性的包含。例如，包含一系 列要素的組合物、工藝、方法、制品或設備不僅僅局限于這些要素，而且還可以包括這些組 合物、工藝、方法、制品或設備所未明確列舉的或所固有的其它要素。
[0022] 連接詞"由...組成"不包括任何沒有明確列舉的要素、步驟或成分。如果在權利 要求中，所述連接詞將使所述權利要求限于所描述的材料而不包含未描述的材料，但仍包 含與那些所描述的材料通常相關的雜質。當連接詞"由...組成"出現在權利要求的特征 部分，而非緊隨前序部分時，則它僅僅限制該特征部分中所述的要素；其他要素并未被從權 利要求整體中排除。
[0023] 連接詞"基本上由...組成"用于定義組合物、方法或設備，其包括除了字面上所 述的那些材料、步驟、特征、組分或要素之外還包含另外的材料、步驟、特征、組分或要素，前 提是這些另外的材料、步驟、特征、組分或要素不實質性地影響所要求保護的發(fā)明的基本特 征和新穎性特征。術語"基本上由...組成"是處于"包含"和"由...組成"之間的中間地 帶。
[0024] 術語"包含"旨在包括術語"基本上由...組成"和"由...組成"所涵蓋的實施方 案。類似地，術語"基本上由...組成"旨在包括術語"由...組成"所涵蓋的實施方案。
[0025] 當以范圍、優(yōu)選范圍或一系列上限優(yōu)選值和下限優(yōu)選值給出數量、濃度或其它數 值或參數時，這理解為明確公開了由任何成對的任何范圍上限或優(yōu)選的值和任何范圍下限 或優(yōu)選的值形成的全部的范圍，而無論所述范圍是否分別被公開。例如當描述了 "1至5" 的范圍時，所述范圍應當解釋為包括范圍"1至4"、"1至3"、"1至2"、"1至2和4至5"、"1 至3和5"等。在提及數字值范圍之處，除非另有指示，否則該范圍旨在包括其端點和處于 該范圍內的全部整數和分數。
[0026] 當使用術語"約"來描述值或范圍端點值時，所述公開的內容應當理解為包括所提 及的具體值或端值。
[0027] 此外，除非有明確的相反指示，否則"或者（或）"表示包含性的"或者（或）"而不 是排除性的"或者（或）"。例如條件A "或％滿足下面的任何之一 ：A是真（或存在）和B 是假（或不存在），A是假（或不存在）和B是真（或存在），和A和B都是真（或存在）。
[0028] "mol%"或"摩爾％"指的是摩爾百分比。
[0029] 在本發(fā)明的說明書和權利要求書中，術語"均聚物"指的是衍生自聚合一種重復單 元的聚合物。例如術語"聚（對亞苯基對苯二酰胺）均聚物"指的是基本上由一種重復單 元為對亞苯基對苯二酰胺所組成的聚合物。
[0030] 在本文中，術語"共聚物"指的是包含由兩種或更多種共聚單體（comonomer)共聚 所形成的共聚單元（comonomer-derived unit)的聚合物。"二元共聚物"指的是基本上由 兩種共聚單體衍生的單元組成的聚合物，和"三元共聚物"表示基本上由三種共聚單體衍生 的單元組成的共聚物。
[0031] 在本文中，術語"纖維"(fiber)指的是一種相對柔性的細長體，其長度與垂直于該 長度的橫截面之寬度的比值是至少大于10。所述纖維橫截面可以是任何形狀例如圓形、扁 平形或橢圓形，但通常是圓形。所述纖維橫截面可以是實心的或中空的，優(yōu)選是實心的。單 根纖維可以僅由一根長絲（filament)或由多根長絲形成。僅由一根長絲形成的纖維在此 處稱作"單根絲"纖維或"單絲"纖維，和由多根長絲形成的纖維在此處稱作"多絲"纖維。 作為此處使用的，術語"紗線"（yarn)是指由多根纖維組成的單股線束，可以是無捻的（即 平紗）或有捻的。術語"紗線"是可以與術語"纖維"交替使用的。
[0032] 纖維的粗細通常用稱作"旦"或"分特"的線密度來表征；"旦"是9000米纖維的重 量(按克計）而"分特"是10000米纖維的重量(按克計)。
[0033] 在本文中，"層"描述了纖維的一種總體呈平面的排列，其可以包含機織織雙向布、 多層片的單向布或由多個無規(guī)取向的纖維形成的任何其他的織物結構，包括氈、墊和其他 結構。
[0034] 作為本領域通常已知的，所謂"單層片"（Single-ply)的單向取向的纖維包含一 般為非交疊的、共平面的纖維以基本平行的、單向的、并排的陣列（array)來組成的纖維排 列。這種類型的纖維排列在本領域中也稱作"單向帶"、"UD"或"UDT"。作為此處使用的， "陣列"描述了纖維或紗線（不包括機織雙向布）的有序排列，和"平行陣列"描述了纖維或 紗線的有序的平行排列。本文中所用"取向的纖維"，其中術語"取向的"意指纖維的排列方 式，而非意指纖維的拉伸。
[0035] 在本文中，以"："將每個織物層分開，不論所述織物的結構是機織的還是單向的； 而以"/"將單向布中的每個層片分開。
[0036] 在
【發(fā)明內容】
中描述的本發(fā)明的實施方案（包括此處描