Imhotep公司的热塑性复合材料新技术和新产品

    英国Imhotep公司是从事热塑性复合材料开发和制造的厂商。其常规产品是用连续纤维增强的热塑性复合材料型材。制造方法有两种:熔体拉挤法和复合纤维拉挤法。型材有定型产品供应,也可按订货要求制造。
    近资料报道了该公司开发的新技术和新推出的产品,分别介绍如下。
1 制造热塑性复合材料型材的先进技术
    先进复合材料的推广应用受到高材料成本和高制造成本的限制。开发合适的技术来制造更廉价的热塑性复合材料是实现这些产品推广应用的重要途径。
    Imhotep公司声称已开发了一种新颖的生产热塑性复合材料的技术来应对这一挑战。这种技术把熔体浸渍与挤塑、拉挤工艺结合起来,形成一次作业,从而降低成本。

    该技术可使用以下原料:
    增强纤维:玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维。
    塑料基体:热塑性塑料的选择范围比热固性树脂宽得多,诸如:聚乙烯(高密度或低密度)、聚丙烯(回收料或新生料)、PET、聚甲醛、聚苯硫醚、聚苯乙烯、聚酰胺、弹性体,等等。
    添加剂:色料、紫外线稳定剂、流动改进剂、偶联剂、暗处发光剂等。
    嵌件:线、缆、光纤等。
    该公司使用现有的模具,可以制造棒材、带材和一些简单的特殊型材供应。但该公司声称可以专为客户设计模具。所有模具都是组合式的。
1.1 技术优越性
    ・Imhotep公司开发的新技术能够填补传统聚合物挤塑工艺与玻璃纤维拉挤工艺之间的性能差距,提高塑料的刚度和强度。用一台常规的挤出机,可以做成整体的聚合物保护涂层,使产品既具有挤塑制品的悦目外观(可深着色或加荧光装饰等),又具有拉挤制品的力学性能。
    ・纤维体积含量可在0-70%范围内变化,可在型材截面内选择部位布置纤维。
    ・该工艺过程不需任何中间工序,故原料成本比其他许多热塑性复合材料制造工艺更低。
    ・玻璃纤维不通过挤出机,故对机筒和螺杆无磨蚀。
    ・拉挤制品可以在线热成型或熔接配件。
1.2 生态友好复合材料
    Imhotep公司的新技术因以下特点而能制造绿色复合材料。该公司是“环保实业论坛”的成员,近因其技术而获奖。
    (1)可使用回收塑料为原料
    回收利用废塑料的传统技术因其制品力学性能的下降而受到限制,一般多只能使用10%的回收料。但Imhotep公司的新技术是依靠连续玻璃纤维来提供强度,所以可以使用100%的回收塑料。利用该技术可以开发更多使用回收塑料的产品。
    该公司的批此类产品使用了98%-99%的回收塑料,其余1%-2%是紫外线稳定剂和颜料。用玻璃纤维制造的产品有以下两例。
    ・Eco-rod实心棒材
    用回收的聚丙烯和E玻璃纤维制成,外覆1.5mm厚的塑料涂层,深着色,免维护,对紫外线完全稳定,耐用性超过传统玻璃钢。
    ・Eco-strip实心带材
    用回收的聚丙烯和E玻璃纤维制成,外覆1.5mm厚的塑料涂层,深着色,免维护,对紫外线完全稳
定,并加用偶联剂,以提高复合材料强度。
    (2)制品可回收
    型材使用寿命结束后,可以与长纤维增强材料一起造粒,制成LFRT(长纤维增强热塑性塑料)粒料,用于注射成型,其产品力学性能比纯塑料制品好得多。在此过程中产生的废料还可再造粒,直接回收再用。
    (3)不使用溶剂
    使用热塑性塑料作为复合材料基体的优点之一就是在制造过程中不使用对人体不利的溶剂,这一点优于热固性复合材料。
1.3 对外合作方式
    (1)特定产品的开发
    如果客户希望利用此技术来制造某种产品,
Imhotep公司可以为客户开发此产品的制造工艺。此产品可由Imhotep即公司制造后供给客户,也可由客户或第三方购买许可证后自行制造。无论何种情况,Imhotep公司的工厂都可供作新产品的试制和/或中试。
    (2)技术转让
    Imhotep公司对外转让此技术的许可证,供客户自己制造型材。Imhotep将为客户的产品设计模具,负责客户生产线的投产,为客户培训人员,让客户掌握此技术的新水平。技术转让费和提成费取决于型材的复杂性、技术的专有程度等。
    (3)合资企业
    Imhotep公司愿意与材料供应商、其他制造商或终用户建立合资企业。
2 新推出产品:连续纤维增强热塑性预浸料
    据2006年11月1日消息,Imhotep公司近推出商名为AtenPly的连续纤维增强热塑性预浸带产品系列。这些产品采用Imhotep公司开发的专有技术直接由纤维无捻粗纱和热塑性塑料制成。这种技术成本效益高,可制得轻质高强、浸渍良好、表面光洁的

2.1 AtenPly的灵活性
    ・AtenPly可用标准的连续纤维如玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维制造。
    ・AtenPly可用多种热塑性基体制造,包括普通塑料(如聚丙烯、聚乙烯)、工程塑料(如PET、聚酰胺)、高性能塑料(如聚醚醚酮、聚苯硫醚)以及热塑性弹性体和生物降解塑料(如聚己内酯)。
    ・AtenPly中可加入用来提高性能或改善外观的添加剂,如紫外线稳定剂、偶联剂和颜料。
    ・AtenPly可按多种幅宽、颜色和纤维体积含量等规格要求制造。
2.2 浸渍的重要性
    高性能用途需使用经过充分浸渍的高质量预浸料。这种预浸料可采用低压成型,提高成型灵活性。
2.3 AtenPly预浸料标准产品
    Imhotep公司现在生产以下标准产品:
    AtenPly GPP45:玻璃纤维/聚丙烯预浸料,有多种颜色品种。
    AtenPly GPE45:玻璃纤维/聚乙烯预浸料,有多种颜色品种。
    AtenPly CPEEK50:碳纤维/聚醚醚酮预浸料,黑色。
    玻璃纤维/聚醚醚酮和玻璃纤维/PET预浸料即将上市。
2.4 按订单制造产品
    AtenPly可按多种配料要求(纤维、热塑性基体和添加剂)制造和供货。如果客户要求不同的宽度、特定的颜色、不同的纤维休积含量、特定的塑料品级和特殊的添加剂,都可向该公司询价。除了上述标准产品外,Imhotep公司还制造过多种其他产品,如玻璃纤维/尼龙,碳纤维/聚己内酯、碳纤维/弹性体等。
2.5 Atenply的成型
    AtenPly的模塑成型方法是:将AtenPly预浸料加热到热塑性基体的熔点以上加压使其固结而形成制品。由于不发生化学反应,故无挥发物排放。