CN109715716B

CN109715716B - 包含特定聚碳酸酯组合物作为基质材料的多层复合材料

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Publication number: CN109715716B
Application number: CN201780054022.8A
Authority: CN
Inventors: R.韦尔曼; A.布曼斯; H.W.霍伊尔
Original assignee: Covestro Deutschland AG
Current assignee: Covestro Deutschland AG
Priority date: 2016-07-04
Filing date: 2017-07-03
Publication date: 2020-12-22
Anticipated expiration: 2037-07-03
Also published as: EP3478757A1; KR102375055B1; TWI764909B; WO2018007335A1; KR20190034522A; US20220088906A1; US20190255825A1; US11993061B2; CN109715716A; TW201821531A; EP3478757B1; JP2019526652A

Abstract

本发明涉及复合材料，其包含一个或多个由纤维材料制成的纤维层和基于芳族聚碳酸酯的基质材料。所述（一个或多个）纤维层嵌入在基质材料中。本发明进一步涉及用于制备该纤维复合材料的方法、涉及包含若干层纤维复合材料的多层复合材料，和所述复合材料用于制造组件或壳体部件或壳体的用途，以及所述组件、壳体部件或壳体本身。

Description

包含特定聚碳酸酯组合物作为基质材料的多层复合材料

本发明涉及纤维复合材料，其包含一个或多个由纤维材料制成的纤维层和基于聚碳酸酯的组合物作为基质材料，并涉及由至少两层纤维复合材料制成的多层复合材料。所述（一个或多个）纤维层在此嵌入在基质材料中。本发明进一步涉及用于制备该纤维复合材料或多层复合材料的方法，以及由该(多层)复合材料制成的组件或壳体部件。

具有基于热塑性塑料的基质的含纤维的多层复合材料在下文和现有技术中均称为“有机片材”。

与没有纤维增强的挤出塑料板材相比，这种有机片材具有更高的强度和刚度，甚至延伸到金属板的强度和刚度或者可以甚至超过其。这种材料例如作为电子和IT工业中以及汽车和飞机工业中的壳体部件的重要性不断增加。这些复合材料具有高刚度，同时具有优异的机械性能。与诸如钢之类的传统材料相比，它们还具有明显的重量优势。由于使用领域，要求所用材料具有高阻燃性。

这种多层复合材料的其它应用领域是其中需要轻质和承重结构的领域。除了已经提到的汽车领域——例如用于后备箱门、车顶模块、车门模块、横梁（Montageträger）、前端和后端配置、仪表板等——以及用于飞机制造外，其是商用车辆制造、轨道车辆领域，以及用于日常用品，例如家用电器。

这种聚合物支承的多层复合材料的另一个优点是由于不存在钢而减少或完全排除的腐蚀风险。

已知可以由纤维层如玻璃纤维层或碳纤维层与热塑性材料组合着制造多层复合材料。合适的热塑性基材材料原则上是多种热塑性塑料，如聚乙烯或聚丙烯，聚酰胺，例如聚酰胺-6、聚酰胺-6.6、聚酰胺-6.12，聚碳酸酯，特别是基于双酚A的芳族聚碳酸酯，热塑性聚氨酯，聚甲醛，聚苯醚，苯乙烯聚合物，例如聚苯乙烯，和含苯乙烯的共聚物，例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和苯乙烯-丙烯腈共聚物，聚四氟乙烯，聚芳族化合物，例如聚苯硫醚、聚醚砜、聚砜、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚丙烯酸酯或聚酰胺酰亚胺、聚喹喔啉、聚喹啉或聚苯并咪唑，聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯，聚丙烯腈或聚乙烯基化合物如聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯，聚乙烯酯，例如聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、聚乙烯基醚、聚乙烯基内酰胺、聚乙烯基胺和所述聚合物的混合物。

例如，在EP 2 886 305 A1中描述了含连续纤维的复合材料的制备。这里还提到使用聚碳酸酯作为基质材料。

WO2012/123302A1中描述了用于制备纤维复合材料的有利方法。在该方法中，在施加熔体之后，施用压力剪切振动，只要粗制纤维复合材料层的温度在所述聚合物的玻璃化转变温度之上，由此使聚合物熔体有效地进入到粗制纤维复合材料层的整体纤维体积结构中。通过施用压力剪切振动，有效地驱除仍存在于粗制纤维复合材料层内的气体体积。

已经发现，本领域技术人员认为适合作为制备纤维复合材料的基质材料的基于聚碳酸酯的组合物不能同时通过这种有利的方法加工以得到纤维复合材料和产生具有良好阻燃性能的多层复合材料。这种聚碳酸酯组合物不具有足以在纤维层的纤维和聚碳酸酯相之间实现紧密接合的浸渍性能。这种效应也被称为纤维与基质偶联不足并导致不利的性能，例如脆性提高和机械性能较差。此外，在纤维复合材料的表面上观察到升高的粉尘形成，因为纤维的(机械)磨损高于在良好的纤维-基质偶联的情况。所提到的效应还可导致较差的阻燃性能。

因此，目的是提供在0.8mm，优选至3mm时满足UL 94 V-0要求并且因此适合作为壳体材料、任选作为多层复合材料用于电子设备壳体的纤维复合材料。为此，所述材料还应该是轻质的并且可以例如通过所提及的方法便宜地制备。

令人惊讶地发现，该目的通过包含嵌入在基于芳族聚碳酸酯的组合物中的至少一层纤维材料的纤维复合材料来实现，所述组合物包含

A)芳族聚碳酸酯，

B)1重量%至14重量%的滑石，

C)7重量％至15重量％的至少一种式(1)的环磷腈

其中

R在每种情况下相同或不同，并且是胺基、在每种情况下任选地卤代的C₁-至C₈-烷基、C₁-至C₈-烷氧基、在每种情况下任选地被烷基和/或卤素取代的C₅-至C₆-环烷基、在每种情况下任选地被烷基和/或卤素和/或羟基取代的C₆-至C₂₀-芳氧基、在每种情况下任选地被烷基和/或卤素取代的C₇-至C₁₂-芳烷基、或卤素基团或OH基团，

k是1至10的整数，

其中三聚体含量(k=1)优选为50至98摩尔%，基于组分C计，

D) 0至11重量％的至少一种通式(V)的磷化合物

其中

R¹、R²、R³和R⁴彼此独立地是在每种情况下任选地卤代的且在每种情况下支化或非支化的C₁至C₈-烷基，和/或在每种情况下任选地被支化或非支化的烷基和/或卤素取代的C₅-至C₆-环烷基、C₆-至C₂₀-芳基或C₇-至C₁₂-芳烷基，

n 彼此独立地是0或1，

q是0至30的整数，

X 是具有6-30个碳原子的单环或多环的芳族基团或具有2-30个碳原子的线性或支化的脂族基团，其在每种情况下可以是取代或未取代的、桥接或非桥接的，

E)0至0.2重量％的至少一种选自磷酸烷基酯、乙二胺四乙酸和/或柠檬酸的稳定剂，

F)任选的其它添加剂，

其中所述组合物不含PTFE。

这里以“重量％”给出的数据在每种情况下基于整个基于芳族聚碳酸酯的组合物。

本发明进一步提供了多层复合材料，其包含至少两个，优选至少三个相互叠置的由这种纤维复合材料制成的层，其中在三个层的情况下，这些层相对于彼此定义为两个纤维复合材料外层和至少一个纤维复合材料内层。纤维复合材料的层可以由上述组合物的相同或不同的材料组成；优选地，基质材料在所有层中是相同的。

基质材料

组分A

在本发明中，聚碳酸酯既是均聚碳酸酯，也是共聚碳酸酯和/或聚酯碳酸酯；所述聚碳酸酯可以是以已知方式线性的或者支化的。根据本发明，还可以使用聚碳酸酯的混合物。

包括热塑性芳族聚酯碳酸酯的热塑性聚碳酸酯优选具有15000g/mol至34000g/mol，优选17000g/mol至33000g/mol，特别是19000g/mol至32000g/mol的平均分子量M_w，其使用BPA聚碳酸酯校准和二氯甲烷作为洗脱剂以浓度2g/l、流速1.0ml/min、在30℃的温度下使用UV和/或RI检测的凝胶渗透色谱法测定。

在根据本发明使用的聚碳酸酯中，碳酸酯基团的一部分，最多80摩尔％，优选20摩尔％至50摩尔％可以被芳族二羧酸酯基团替代。将碳酸的酸基团和芳族二羧酸的酸基团两者引入到分子链中的这种聚碳酸酯称为芳族聚酯碳酸酯。在本发明的上下文中，它们由热塑性芳族聚碳酸酯的总称涵盖。

聚碳酸酯以已知的方式由二酚、碳酸衍生物，任选的链终止剂和任选的支化剂制备，其中为了制备该聚酯碳酸酯，用芳族二羧酸或二羧酸衍生物替代部分碳酸衍生物的一部分，并且这是根据芳族聚碳酸酯中要被芳族二羧酸酯结构单元替代的碳酸酯结构单元的程度。

适用于制备聚碳酸酯的二羟基芳基化合物是式(2)的那些

HO-Z-OH (2)

其中

Z是具有6-30个碳原子的芳族基团，其可以含有一个或多个芳环，可以是取代的和可以含有脂族或脂环族基团或烷基芳基或杂原子作为桥接成员。

优选地，在式(2)中Z是式(3)的基团

其中

R⁶和R⁷彼此独立地是H、C₁-至C₁₈-烷基、C₁-至C₁₈-烷氧基、卤素如Cl或Br或者在每种情况下任选地取代的芳基或芳烷基，优选是H或C₁-至C₁₂-烷基，更优选是H或C₁-至C₈-烷基和最优选是H或甲基，和

X 是单键、-SO₂-、-CO-、-O-、-S-、C₁-至C₆-亚烷基、C₂-至C₅-烷叉基或C₅-至C₆-环烷叉基，其可以被C₁-至C₆-烷基，优选甲基或乙基取代，以及是可任选地与含有杂原子的其它芳环稠合的C₆-至C₁₂-亚芳基。

优选地，X是单键、C₁-至C₅-亚烷基、C₂-至C₅-烷叉基、C₅-至C₆-环烷叉基、-O-、-SO-、-CO-、-S-、-SO₂-或式(3a)的基团

。

二羟基芳基化合物(二酚)的实例是：二羟基苯、二羟基联苯、双(羟基苯基)烷烃、双(羟基苯基)环烷烃、双(羟基苯基)芳基化合物、双(羟基苯基)醚、双(羟基苯基)酮、双(羟基苯基)硫醚、双(羟基苯基)砜、双(羟基苯基)亚砜、1,1'-双(羟基苯基)二异丙基苯及其在环上烷基化和在环上卤化的化合物。

适用于制备根据本发明使用的聚碳酸酯和共聚碳酸酯的二酚例如是氢醌、间苯二酚、二羟基联苯、双(羟基苯基)烷烃、双(羟基苯基)环烷烃、双(羟基苯基)硫醚、双(羟基苯基)醚、双(羟基苯基)酮、双(羟基苯基)砜、双(羟基苯基)亚砜、α,α'-双(羟基苯基)二异丙基苯，及其烷基化、在环上烷基化和在环上卤化的化合物。为了制备所述共聚碳酸酯，也可以使用含Si的遥爪化合物(Telechele)，从而获得所谓的Si共聚碳酸酯。

优选的二酚是4,4'-二羟基联苯、2,2-双-(4-羟基苯基)-1-苯基丙烷、1,1-双-(4-羟基苯基)-苯基乙烷、2,2-双-(4-羟基苯基)丙烷、2,4-双-(4-羟基苯基)-2-甲基丁烷、1,3-双-[2-(4-羟基苯基)-2-丙基]苯(双酚M)、2,2-双-(3-甲基-4-羟基苯基)丙烷、双-(3,5-二甲基-4-羟基苯基)甲烷、2,2-双-(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷、双-(3,5-二甲基-4-羟基苯基)砜、2,4-双-(3,5-二甲基-4-羟基苯基)-2-甲基丁烷、1,3-双-[2-(3,5-二甲基-4-羟基苯基)-2-丙基]苯和1,1-双-(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷(双酚TMC)以及双酚(I)至(III)

其中R'在每种情况下是C₁-至C₄-烷基、芳烷基或芳基，优选甲基或苯基，最优选甲基。

特别优选的二酚是4,4'-二羟基联苯、1,1-双(4-羟基苯基)苯基乙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷和1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷(双酚TMC)以及式(I)、( II)和/或(III)的二酚。

这些和其它合适的二酚描述于例如US 2 999 835 A、3 148 172 A、 2 991 273A、3 271 367 A、4 982 014 A和2 999 846 A、德国公开文献1 570 703 A、2 063 050 A、2036 052 A、2 211 956 A和3 832 396 A、法国专利文献1 561 518 A1、专刊“H. Schnell,Chemistry and Physics of Polycarbonates, Interscience Publishers, New York1964, 第28页及其后；第102页及其后”，和“D.G. Legrand, J.T. Bendler, Handbook ofPolycarbonate Science and Technology, Marcel Dekker New York 2000, 第72页及其后”。

在均聚碳酸酯的情况下仅使用一种二酚；在共聚碳酸酯的情况下使用两种或更多种二酚。

特别优选的聚碳酸酯是基于双酚A的均聚碳酸酯、基于1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷的均聚碳酸酯和基于两种单体双酚A和1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷或两种单体双酚A和4,4'-二羟基联苯的共聚碳酸酯，以及衍生自式(I)、(II)和/或(III)的二酚的均聚或共聚碳酸酯，尤其是与双酚A的那些

所使用的二酚与所有其它加入到合成中的化学品和助剂一样均可能会被源自其本身合成、操作与储存的杂质污染。但是，希望使用尽可能纯净的原料操作。

还优选具有一个或多个通式(1e)的硅氧烷的单体单元的共聚碳酸酯

其中

R¹⁹是氢、Cl、Br或C₁-至C₄-烷基，优选氢或甲基，更优选氢，

R¹⁷和R¹⁸相同或不同且彼此独立地是芳基、C₁-至C₁₀-烷基或C₁-至C₁₀-烷基芳基，优选在每种情况下是甲基，和其中

X是单键、-CO-、-O-、C₁-至C₆-亚烷基、C₂-至C₅-烷叉基、C₅-至C₁₂-环烷叉基或可任选地与含有杂原子的其它芳环稠合的C₆-至C₁₂-亚芳基，其中X优选为单键、C₁-至C₅-亚烷基、C₂-至C₅-烷叉基、C₅-至C₁₂-环烷叉基、-O-或-CO-，进一步优选单键、异丙叉基、C₅-至C₁₂-环烷叉基或–O-，最优选异丙叉基，

n是1至500，优选10至400，更优选10至100，最优选20至60的数，

m是1至10，优选1至6，更优选2至5的数，

p为0或1，优选1

并且n×m的值优选为12至400，进一步优选15至200，

其中硅氧烷优选在具有pK_A值为3至7 (25℃)的弱酸的有机或无机盐存在下与聚碳酸酯反应。

具有式(1e)的单体单元的共聚碳酸酯，特别是其制备描述于WO 2015/052106 A2中。

基于式(I)、(II)、(III)、4,4'-二羟基联苯和/或双酚TMC的单体单元在共聚碳酸酯中的总含量优选为0.1至88摩尔％，更优选1至86摩尔％，甚至更优选5至84摩尔％，尤其是10至82摩尔％(基于所用二酚的摩尔量总和)。

共聚碳酸酯可以是嵌段和无规共聚碳酸酯的形式。特别优选无规共聚碳酸酯。

这里，二酚盐(Diphenolat)单体单元在共聚碳酸酯中的频率比例由所用二酚的摩尔比得出。

根据ISO 1628-4：1999测定的共聚碳酸酯的相对溶液粘度优选在= 1.15至1.35范围内。

共聚碳酸酯的重均摩尔质量M_w优选为15000至40000g/mol，更优选为17000至36000g/mol，最优选为17000至34000g/mol，并通过GPC在二氯甲烷中针对聚碳酸酯校准来测定。

调节分子量所需的单官能链终止剂，如酚或烷基酚，尤其是苯酚、对叔丁基苯酚、异辛基苯酚、枯基苯酚、其氯碳酸酯或一元羧酸的酰氯或这些链终止剂的混合物与所述（一种或多种）双酚盐被供应到反应中或者在各个任意的时间点加入到合成中，只要光气或氯碳酸端基仍然存在于反应混合物中，或者在酰氯和氯碳酸酯作为链终止剂的情况下，只要提供所形成聚合物的足够的酚类端基。然而，优选地，所述一种或多种链终止剂在光气化之后在不再存在光气但尚未计量加入催化剂的位置或时间点添加，或者它们在催化剂之前、与催化剂一起或平行地计量加入。

可能要使用的支化剂或支化剂混合物以相同的方式加入到合成中，但通常是在链终止剂之前。通常，使用三酚、四酚、或三-或四羧酸的酰氯，或者所述多酚或酰氯的混合物。

一些可用作支化剂的具有三个或多于三个酚类羟基的化合物是例如间苯三酚、4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羟基苯基)庚-2-烯、4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羟基苯基)庚烷、1,3,5-三(4-羟基苯基)苯、1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷、三(4-羟基苯基)苯基甲烷、2,2-双[4,4-双(4-羟基苯基)环己基]丙烷、2,4-双(4-羟基苯基异丙基)苯酚、四(4-羟基苯基)甲烷。

一些其它三官能化合物是2,4-二羟基苯甲酸、苯均三酸、氰尿酰氯和3,3-双-(3-甲基-4-羟基苯基)-2-氧代-2,3-二氢吲哚。

优选的支化剂是3,3-双-(3-甲基-4-羟基苯基)-2-氧代-2,3-二氢吲哚和1,1,1-三(4-羟基苯基)-乙烷。

任选要使用的支化剂的量为0.05摩尔%至2摩尔%，又基于在每种情况下所用的二酚的摩尔量。

所述支化剂可以与二酚和链终止剂预先放置在碱性水相中，或者以溶解在有机溶剂中的形式在光气化之前加入。

用于制备聚碳酸酯的所有这些措施对于本领域技术人员来说都是熟悉的。

适用于制备聚酯碳酸酯的芳族二羧酸是例如邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、叔丁基间苯二甲酸、3,3'-二苯基二羧酸、4,4'-二苯基二羧酸、4,4-二苯甲酮二羧酸、3,4'-二苯甲酮二羧酸、4,4'-二苯基醚二羧酸、4,4'-二苯基砜二羧酸、2,2-双(4-羧基苯基)丙烷、三甲基-3-苯基茚满-4,5'-二羧酸。

在芳族二羧酸中，特别优选使用对苯二甲酸和/或间苯二甲酸。

二羧酸的衍生物是二羧酸二酰卤和二羧酸二烷基酯，尤其是二羧酸二酰卤和二羧酸二甲酯。

碳酸酯基团基本化学计量地且还定量地被芳族二羧酸酯基团替代，以使得共反应物的摩尔比也反映在最终的聚酯碳酸酯中。芳族二羧酸酯基团既可以无规，也可以嵌段地引入。

根据本发明使用的聚碳酸酯包括聚酯碳酸酯的优选制备方式是已知的相界面法和已知的熔融酯交换方法(参见例如WO 2004/063249 A1、WO 2001/05866 A1、US 5,340,905 A、US 5,097,002 A、US-A 5,717,057 A)。

在第一种情况下，所用的酸衍生物优选是光气和任选的二羧酸二酰氯，在后一种情况下，优选碳酸二苯酯和任选的二羧酸二酯。用于聚碳酸酯制备或聚酯碳酸酯制备的催化剂、溶剂、后处理、反应条件等在两种情况下都被充分描述且是已知的。

“聚碳酸酯组合物”或“基于聚碳酸酯的组合物”是其中基础材料，即主要存在的组分是聚碳酸酯的那些组合物。“主要”在此是指超过50重量％，优选超过70重量％，甚至更优选超过80重量％，甚至更优选超过90重量％的聚碳酸酯。

组分B

作为组分B，可以使用天然存在的或合成制备的滑石。

纯的、合成制备的滑石在理想组成中具有3 MgO^.4SiO₂ ^.H₂O 的化学组成，并因此MgO含量为31.9重量％、SiO₂含量为63.4重量％、化学结合水含量为4.8重量％。这是具有层状结构的硅酸盐。

天然存在的滑石材料通常不具有上面所述的理想组成，因为它们由于镁被其它元素部分置换、由于硅被例如铝部分置换、和/或由于与其它矿物质例如白云石、菱镁矿和绿泥石共生(Verwachsung)而受污染。

作为组分B，优选可以使用具有特别高纯度的那些滑石类型。其特征在于MgO含量为28重量%至35重量％，优选30重量%至33重量％，更优选30.5重量%至32重量％，SiO₂含量为55重量%至65重量％，优选58重量％至64重量％，更优选60重量％至62.5重量％。特别优选的滑石类型的特征另外在于Al₂O₃含量小于5重量％，更优选小于1重量％，特别是小于0.7重量％。

特别优选使用细磨类型的滑石，其平均粒径d₅₀为0.1至20μm，优选0.2至10μm，更优选0.5至5μm，甚至更优选0.7至2.5μm，并特别优选1.0至2.0μm。

根据本发明使用的基于滑石的矿物填料优选具有上部粒度或颗粒尺寸d₉₇小于50μm，优选小于10μm，更优选小于6μm，特别优选小于2.5μm。填料的d₉₇和d₅₀值根据ISO 13317-3：2001通过沉降分析SEDIGRAPH D 5 000测定。

由于加工得到模塑料或得到模制体所致，颗粒状填料在该模塑料或模制体中可以具有比在最初使用的滑石中更小的d₉₇或d₅₀值。所示的优选范围涉及最初在组合物中使用的形式的滑石。

可以对滑石进行表面处理，以确保与聚合物基质更好地偶联。例如，滑石可以配备有基于官能化硅烷的助粘剂体系。关于组合物的加工和制备，使用压实的滑石是有利的。

根据本发明，使用1重量％至14重量％，优选2重量％至12重量％，更优选3重量％至12重量％的滑石，基于整个组合物计。

组分Ｃ

根据本发明使用的组分C的磷腈是式(1)的环磷腈

其中

R在每种情况下相同或不同并且是

- 胺基，

- 在每种情况下任选地卤代的，优选通过氟卤代的，更优选单卤代的C₁-至C₈-烷基，优选甲基、乙基、丙基或丁基，

- C₁-至C₈-烷氧基，优选甲氧基、乙氧基、丙氧基或丁氧基，

-在每种情况下任选地被烷基，优选C₁-至C₄-烷基，和/或卤素，优选氯和/或溴取代的C₅-至C₆-环烷基，

-在每种情况下任选地被烷基，优选C₁-至C₄-烷基，和/或卤素，优选氯、溴和/或羟基取代的C₆-至C₂₀-芳氧基，优选苯氧基、萘氧基，

-在每种情况下任选地被烷基，优选C₁-至C₄-烷基，和/或卤素，优选氯和/或溴取代的C₇-至C₁₂-芳烷基，优选苯基-C₁-至-C₄-烷基，或

- 卤素基团，优选氯或氟，或

- OH基团，

k是1至10的整数，优选1至8，更优选1至5的数，最优选1。

根据本发明优选使用商购可得的磷腈；这些通常是不同环尺寸的环状化合物的混合物。优选：丙氧基磷腈、苯氧基磷腈、甲基苯氧基磷腈、氨基磷腈和氟烷基磷腈，以及具有以下结构的磷腈：

在上面所示的化合物中，k=1、2或3。

优选地，例如由不完全反应的起始材料形成的在磷上被卤素取代的磷腈的含量小于1000ppm，进一步优选小于500ppm。

磷腈可以单独使用或以混合物的形式使用。R基团可以总是相同，或者式中的两个或更多个基团可以是不同的。优选地，磷腈中的R基团是相同的。

在一个进一步优选的实施方案中，仅使用具有相同R的磷腈。

在一个优选的实施方案中，四聚体(k = 2)的含量为2至50摩尔％，进一步优选为5至40摩尔％，甚至更优选为10至30摩尔％，特别优选为10至20摩尔％，基于组分C计。

在一个优选的实施方案中，更高级的低聚磷腈(k = 3、4、5、6和7)的含量为0至30摩尔％，进一步优选为2.5至25摩尔％，甚至更优选为5至20摩尔％，特别优选6至15摩尔％，基于组分C计。

在一个优选的实施方案中，k≥8的低聚物的含量为0至2.0摩尔％，优选0.10至1.00摩尔％，基于组分C计。

在一个进一步优选的实施方案中，组分C的磷腈在低聚物的含量方面满足所有三种上述条件。

特别优选是苯氧基膦腈(所有R =苯氧基，式XI)，其具有50至98摩尔％，更优选70至72重量％的k = 1的低聚物(六苯氧基膦腈)含量。如果使用苯氧基膦腈，k = 2的低聚物的含量最优选为15至20重量％，k≥3的低聚物的含量为11至13重量％。

或者，更优选地，组分C是苯氧基膦腈，其三聚体含量(k = 1)为70至85摩尔％，四聚体含量(k = 2)为10至20摩尔％，更高级的低聚磷腈(k =3、4、5、6和7)的含量为3至8摩尔％，且k≥8的磷腈低聚物为0.1至1摩尔％，基于组分C计。

在一个替代实施方案中，n（被定义为k的算术平均值）为1.10至1.75，优选1.15至1.50，进一步优选1.20至1.45，更优选1.20至1.40(包括范围限值)。

磷腈及其制备描述于例如EP 728 811 A2、DE 1961668 A和WO 97/40092 A1中。

即使在配混之后，各个共混物样品中的低聚物组合物也可以通过³¹P NMR检测和定量(化学位移；δ三聚体：6.5至10.0ppm；δ四聚体：-10至-13.5ppm；δ更高级低聚物：- 16.5至-25.0ppm)。

根据本发明使用的基于聚碳酸酯的组合物含有7重量％至15重量％，优选8重量％至13重量％，更优选10重量％至13重量％的环磷腈。

组分D

在本发明的上下文中，组分D选自单体和低聚的磷酸酯和膦酸酯，其中也可以使用选自这些组中的一种或各种的多种组分的混合物作为组分D。

根据本发明使用的单体和低聚的磷酸酯和膦酸酯是通式(V)的磷化合物

其中

R¹、R²、R³和R⁴彼此独立地是在每种情况下任选地卤代的且在每种情况下支化或非支化的C₁-至C₈-烷基，和/或在每种情况下任选地被支化或非支化的烷基和/或卤素取代的C₅-至C₆-环烷基、C₆-至C₂₀-芳基或C₇-至C₁₂-芳烷基，

n 彼此独立地是0或1，

q是0至30的整数和

X是具有6至30个碳原子的单环或多环的芳族基团或具有2至30个碳原子的线性或支化的脂族基团，其在每种情况下可以是取代或未取代的、桥接或非桥接的。

优选地，R¹、R²、R³和R⁴ 彼此独立地是支化或非支化的C₁-至C₄-烷基、苯基、萘基或被C₁-至C₄-烷基取代的苯基。在芳族基团R¹、R²、R³和/或R⁴的情况下，它们本身可以被卤素和/或烷基，优选氯、溴和/或支化或非支化的C₁-至C₄-烷基取代。特别优选的芳基是甲苯基、苯基、二甲苯基、丙基苯基或丁基苯基和它们相应的溴化和氯化衍生物。

式(V)中的X优选衍生自二酚。式(V)中的X更优选是

或其氯化和/或溴化衍生物。优选地，X(与相邻的氧原子一起)衍生自氢醌、双酚A或二苯基苯酚。同样优选地，X衍生自间苯二酚。更优选地，X衍生自双酚A。

式(V)中的n优选为1。

q优选为0至20，更优选为0至10，在混合物的情况下为0.8至5.0，优选1.0至3.0,更优选1.05至2.00，特别优选1.08至1.60的平均值。

作为通式(V)的磷化合物，优选地含有式(V')的化合物

其中

R¹、R²、R³和R⁴各自彼此独立地是线性或支化的C₁-至C₈-烷基和/或任选地被线性或支化的烷基取代的C₅-至C₆-环烷基、C₆-至C₁₀-芳基或C₇-至C₁₂-芳烷基，

n 彼此独立地是0或1，

q彼此独立地是0、1、2、3或4，

N是1至30的整数，

R₅和R₆彼此独立地是线性或支化的C₁-至C₄-烷基，优选甲基，和

Y 是线性或支化的C₁-至C₇-烷叉基、线性或支化的C₁-至C₇-亚烷基、C₅-至C₁₂-亚环烷基、C₅-至C₁₂-环烷叉基、-O-、-S-、-SO-、SO₂或-CO-。

式(V)的磷化合物特别是磷酸三丁基酯、磷酸三苯基酯、磷酸三甲苯基酯、磷酸二苯基甲苯基酯、磷酸二苯基辛基酯、磷酸二苯基2-乙基甲苯基酯、磷酸三(异丙基苯基)酯、间苯二酚桥接的低聚磷酸酯和双酚A桥接的低聚磷酸酯。特别优选使用衍生自双酚A的通式(V)的低聚磷酸酯。

最优选是式(Va)的基于双酚A的低聚磷酸酯作为组分D

还特别优选类似于式(Va)的低聚磷酸酯，其中q为0至5，进一步优选为1.0至1.2。

组分D的磷化合物是已知的(参见例如EP 363 608 A1、EP 640 655 A2)或可以通过已知的方法以类似的方式制备(例如Ullmanns Enzyklopädie der technischenChemie，第18卷，第301页及其后, 1979; Houben-Weyl, Methoden der organischenChemie, 第12/1卷, 第43页；Beilstein 第6卷, 第177页)。

优选地使用具有相同结构和不同链长的混合物，其中所示的q值是平均q值。平均q值通过在40℃下在乙腈和水(50:50)的混合物中用高压液相色谱法(HPLC)测定磷化合物混合物的组成(分子量分布)并由其计算q的平均值进行确定。

根据本发明使用的组合物含有最多11重量％，优选2重量%至10重量％，更优选5重量%至10重量％的组分B的磷化合物，最优选式(Va)的基于双酚A的低聚磷酸酯，基于整个组合物计。

组分E

根据本发明使用的组合物还可包含一种或多种选自磷酸烷基酯、乙二胺四乙酸和/或柠檬酸的稳定剂。

根据本发明合适的磷酸烷基酯是例如磷酸单-、二-和三己酯、磷酸三异辛酯和磷酸三壬酯。所用的磷酸烷基酯优选为磷酸三异辛酯(磷酸三-2-乙基己酯)。也可以使用各种磷酸单-、二-和三烷基酯的混合物。

优选地，含有上述化合物的仅一种作为稳定剂。

如果含有磷酸烷基酯，优选磷酸三异辛酯作为稳定剂，则该稳定剂在根据本发明使用的组合物中的含量为0至400ppm，基于整个组合物计。

如果含有乙二胺四乙酸作为稳定剂，则该稳定剂在根据本发明使用的组合物中的含量同样为0至400ppm，基于整个组合物计。

如果含有柠檬酸作为稳定剂，则该稳定剂在根据本发明使用的组合物中的含量为0至0.2重量％，基于整个组合物计。

稳定剂的重要目的是中和基于聚碳酸酯的组合物中的碱残余物，从而防止或至少减少聚碳酸酯的降解反应。但是，如果使用过量的稳定剂，则该效果逆转并且过量的酸残余物导致聚碳酸酯的降解。本领域技术人员能够毫无困难地确定合适的量。

组分F

除聚碳酸酯外，所述组合物还可包含常见添加剂，如阻燃剂、热稳定剂、UV稳定剂、IR稳定剂、脱模剂、流动助剂、抗静电剂、抗冲改性剂、着色剂和/或填料作为其它添加剂。用于聚碳酸酯组合物的合适的常见添加剂描述于例如“Additives for Plastic Handbook”，John Murphy，Elsevier，Oxford 1999或“Plastics Additives Handbook”，Hans Zweifel，Hanser，München 2001中。

“其它添加剂”不是滑石、环磷腈、通式(V)的磷化合物或选自磷酸烷基酯、乙二胺四乙酸和/或柠檬酸的稳定剂，因为这些已被描述作为组分B至E。

优选地，根据本发明使用的组合物包含至少一种有机阻燃盐作为另外的阻燃剂，所述有机阻燃盐选自脂族和芳族磺酸衍生物、磺酰胺衍生物和/或其磺酰亚胺衍生物的碱金属盐和/或碱土金属盐，更优选以最多1重量％的量。优选全氟丁烷硫酸钠或钾、全氟辛烷硫酸钠或钾、二苯基砜磺酸钠或钾。进一步优选九氟-1-丁烷磺酸钾和二苯基砜磺酸钠或钾。九氟-1-丁烷磺酸钾尤其作为Bayowet® C4 (Lanxess, Leverkusen, 德国, CAS号29420-49-3)、RM64(Miteni公司，意大利)或者作为3M™全氟丁烷磺酰基氟FC-51 (3M公司，USA)商购可得。所述盐的混合物同样是合适的。特别优选使用九氟-1-丁烷磺酸钾。

优选地，根据本发明的组合物此外不包含另外的其它阻燃剂。根据本发明的组合物不含含氟防滴剂，例如PTFE(聚四氟乙烯)或经涂覆的PTFE/SAN(苯乙烯-丙烯腈)。

其它添加剂的量为0重量％至10重量％，优选最多5重量％，更优选0.01重量％至3重量％，基于整个组合物计。

在一个优选的实施方案中，所述组合物最多由组分A至F组成。

包含组分A至C和任选的D至F的聚碳酸酯组合物通过合并、混合和均化各成分的常见引入方法制备，其中特别地，均化优选在剪切力作用的情况下在熔体中进行。任选地，在熔融均化之前的合并和混合使用粉末预混物进行。

也可以使用具有聚碳酸酯的粒料或粒料和粉末的预混物。

也可使用由混合物组分在合适溶剂中的溶液制备的预混物，其中任选地以溶液形式均化并随后除去溶剂。

特别地，可以通过已知的方法或作为母料将根据本发明的组合物的添加剂引入聚碳酸酯中。

就此而言，根据本发明的组合物可以在常见装置如螺杆挤出机(例如双螺杆挤出机，ZSK)、捏合机、Brabender或Banbury磨机中进行合并、混合和均化。也可以预混各组分，然后单独地和/或同样以混合的形式加入剩余的起始材料。

纤维材料

纤维材料的纤维的化学结构可以是各种不同种类的。纤维材料具有比在每种情况下存在的热塑性基质材料更高的软化点或熔点。

所用的纤维材料优选用合适上浆剂(Schlichte)涂覆。

纤维材料优选作为机织物或针织物或作为连续纤维存在，最优选作为连续纤维存在。

在本发明的上下文中，术语“连续纤维”应理解为与本领域技术人员同样已知的短纤维或长纤维有区别。连续纤维通常在纤维复合材料层的整个长度上延伸。术语“连续纤维”衍生自这些纤维以卷绕形式存在于辊上并在各个纤维复合材料层的制备过程中展开和被塑料浸渍，以使得除了偶尔的断裂或辊更替之外，它们的长度通常基本与所制备的纤维复合材料层的长度一致。

纤维材料的实例是无机材料，如各种不同种类的硅酸盐和非硅酸盐玻璃、碳、玄武岩、硼、碳化硅、金属、金属合金、金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物和硅酸盐，以及有机材料如天然和合成聚合物，例如聚丙烯腈、聚酯、超高拉伸聚酰胺、聚酰亚胺、芳族聚酰胺、液晶聚合物、聚苯硫醚、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺。优选高熔点材料，例如玻璃、碳、芳族聚酰胺、玄武岩、液晶聚合物、聚苯硫醚、聚醚酮、聚醚醚酮和聚醚酰亚胺。特别优选的纤维材料是玻璃纤维或碳纤维，其作为连续纤维和作为机织物和针织物的形式，特别优选是连续玻璃纤维或连续碳纤维。连续纤维在此特别是基本在纤维复合材料层的整个长度上延伸。

在本发明的上下文中，“单向”是指连续纤维基本单向排列，即就其长度而言指向一个方向并因此具有相同的走向。“基本单向”在此意味着纤维走向的偏差最多可以5％。然而，优选地，纤维走向的偏差明显低于3％，更优选明显低于1％。

一层纤维材料（也称为纤维层）应理解为由基本在平面中排列的纤维形成的平坦层。纤维可以通过它们彼此的位置而相互接合，例如通过纤维的机织物状排列。另外，纤维层还可具有一定含量的树脂或其它胶粘剂，以使纤维相互接合。或者，纤维也可以是未接合的。这理解为在不使用显著力的情况下纤维可以彼此分离。纤维层还可以具有接合和未接合纤维的组合。将纤维层的至少一面嵌入到作为基质材料的根据本发明使用的基于聚碳酸酯的组合物中。这理解为纤维层至少在一面，优选在两面被基于聚碳酸酯的组合物包围。纤维复合材料或多层复合材料的外边缘优选通过由基于聚碳酸酯的组合物制成的基质形成。

复合材料的优选性能

在连续纤维作为纤维材料的情况下，纤维复合材料内层可以具有基本相同的取向，并且其取向相对于纤维复合材料外层可以旋转30°至90°，其中纤维复合材料层的取向由其中所含的单向排列纤维的取向决定。

在一个优选的实施方案中，所述层交替排列。在此情况下，外层以0°取向存在。已经发现，当纤维复合材料内层具有相同的取向且其取向相对于纤维复合材料外层旋转90°时，具有特别实际的意义。或者，可以使内层相对于外层旋转30°、40°、50°、60°、70°或80°。在此，在每种情况下的取向可以偏离所提到的标准值±5°，优选±3°，更优选±1°。“交替”是指内层各自以90°角度或30°至90°角度交替地排列。外层在每种情况下以0°取向存在。角度可以在每层各自改变30°至90°。

在另一优选实施方案中，所述层的至少一部分具有相同的取向，并且所述层的至少另一部分旋转30°至90°。在此情况下，外层以0°取向存在。

在另一个优选的实施方案中，内层具有相同的取向，且其取向相对于纤维复合材料外层旋转30°至90°，并且外层对此以0°取向存在。

这些优选的实施方案特别适用于连续纤维。

在机织物的情况下，纤维复合材料层的堆叠以在经向(0°)和纬向(90°)或以上述角度以交替的方式进行。

在特定的实施方案中，多层复合材料包括六个，优选五个，尤其是四个，更优选三个纤维复合材料内层。然而，根据本发明的多层复合材料还可包括两个或多于六个，例如七个、八个、九个、十个或多于十个纤维复合材料内层。

原则上，纤维复合材料中的纤维层的数量没有限制。因此，两个或更多个纤维层也可以相互叠置。两个相互叠置的纤维层可以在此各自单独地嵌入在基质材料中，以使得它们各自在两面上被基质材料包围。另外，两个或更多个纤维层也可以紧贴着叠置，以使得其整体被基质材料包围。在此情况下，这两个或更多个纤维层也可以被认为是一个厚的纤维层。在纤维复合材料的一个实施方案中，纤维层被设计为单向纤维层、机织物层或铺设物层、钩编物、针织物或编织物、或无序纤维垫或无纺布形式的长纤维、或其组合。

根据本发明的多层复合材料的一个优选实施方案包括八个层，因此两个外层和六个内层。内层包括单向取向的连续纤维，优选碳纤维作为纤维材料。在此，内层的两个外部层具有0°取向。内层的四个内部层都具有相同的取向并且对此旋转90°。在每种情况下施加复合材料层作为外层，其包含纤维机织物、而非单向取向的连续纤维。所述复合材料内层的基质材料是如上所述的组合物，尤其是作为优选强调的组合物。更优选地，具有连续纤维的所有纤维复合材料层的基质材料是相同的。六个复合材料内层中的纤维体积含量优选为40体积％至50体积％，并更优选在这些层中是相同的。

根据本发明的多层复合材料可具有金属外观、金属声和金属触感，以及类金属的机械性能。本发明的多层复合材料还具有的优点是它们可以便宜地制备，并且由于其中使用的塑料是极其轻质的。对于根据本发明的多层复合材料而言，还有利的是，由于多层复合材料的热成型性，例如壳体部件的构造可以特别简单且灵活地实现。

在本发明的一个特定的实施方案中，多层复合材料的所有纤维复合材料层以面的形式（flächig）相互接合，其中纤维材料在各自层内单向排列并嵌入进基质材料中。在该实施方案中，任选地可以在这些纤维复合材料层之间存在单层或多层形式的另外的材料层，例如整理层，例如漆层（其通常基于氨基甲酸酯基和丙烯酸酯基漆体系），其可以热固化或通过UV辐射固化(在整理之前，表面可任选地相应地预处理、活化——这例如通过等离子体处理或火焰处理——或清洁)。也可以将薄膜施加到由多层复合材料（其各自具有单向取向的纤维作为纤维材料）制成的多层结构的一面或两面上，以为随后的涂漆提供特别均匀的表面。这些薄膜可以被配置为阻燃或非阻燃的。

在另一个优选的实施方案中，贴面板(Furnier)作为外层施加在所述多层结构的一面或两面上。

原则上，根据本发明的多层复合材料除了纤维复合材料层之外还可包括一个或多个其它层。在此，例如提及另外的塑料层，该塑料可以与用于纤维复合材料层的塑料基质相同或不同。这些塑料层特别还可以包含不同于根据本发明提供的纤维材料的填料。根据本发明的多层复合材料中还可另外包含胶粘剂层、机织物层、无纺布层或表面增强（vergütung）层，例如漆层。这些其它层可以包含在纤维复合材料内层与外层之间、在多个纤维复合材料内层之间和/或在纤维复合材料外层的一个或两个上。然而，优选的是，纤维复合材料外层和至少一个纤维复合材料内层相互接合，以使得在它们之间不存在其它层。

多层复合材料也可以仅由根据本发明的纤维复合材料层组成，其中纤维在各自层内单向排列并嵌入基于聚碳酸酯的塑料基质中，其中一个或多个表面增强层，例如漆层可任选地还存在于纤维复合材料外层的一个或两个上。

各层纤维复合材料可具有基本相同或不同的结构和/或取向。

在本发明的上下文中，纤维复合材料层的“基本相同的结构”理解为是指选自化学组成、纤维体积含量和层厚度的至少一个特征是相同的。

“化学组成”理解为是指纤维复合材料的塑料基质的化学组成和/或纤维材料例如连续纤维的化学组成。

在本发明的一个优选实施方案中，纤维复合材料外层在其组成、其纤维体积含量及其层厚度方面具有基本相同的结构。

所述多层复合材料的总厚度优选为0.5至2mm，优选0.8至1.8mm，特别是0.9至1.2mm。实际测试表明，即使在这些小厚度下，通过根据本发明的多层复合材料也可以实现极其良好的机械性能。

已经发现，当所有的纤维复合材料内层的总和具有200μm至1200μm，优选400μm至1000μm，更优选500μm至750μm的总厚度时是特别有利的。

在本发明的上下文中，当两个纤维复合材料外层中的每一个的厚度分别为100至250μm，优选120μm至230μm，更优选130μm至180μm时是此外有利的。

根据本发明优选的纤维复合材料层的纤维体积含量≥30体积％且≤60体积％，优选≥35体积％且≤55体积％，更优选≥37体积％且≤52体积％。如果纤维体积含量小于30体积％，则所得纤维复合材料在点载荷下的机械性能通常不是最佳的，即纤维复合材料不能充分承受点载荷，在某些情况下甚至被刺穿。超过60体积％的纤维体积含量同样导致纤维复合材料的机械性能劣化。不希望受科学理论束缚，这看似可归因于纤维在这样高的纤维体积含量下在浸渍时不再能够充分润湿，这导致纤维复合材料中的空气夹杂物增加和表面缺陷的发生增加。

在多层复合材料的一个实施方案中，纤维材料在多层复合材料总体积中的体积含量为30体积％至60体积％，优选40体积％至55体积％。

在本发明的一个实施方案中，纤维复合材料外层具有最大50体积％，优选最大45体积％，特别是最大42体积％的纤维体积含量。

在本发明的一个特定实施方案中，纤维复合材料外层具有至少30体积％，优选至少35体积％，特别是至少37体积％的纤维体积含量。

纤维体积含量的这些上限和下限与如上所述的特别有利的机械性能相关。它们可以与纤维复合材料或多层复合材料的其它所述性能组合。

在本发明的另一个特定的实施方案中，基于纤维复合材料层的总体积计，纤维复合材料外层具有比所述至少一个纤维复合材料内层低的纤维体积含量。

基于纤维复合材料层的总体积计，纤维复合材料内层可以具有40体积％至60％体积，优选45体积％至55体积％，更优选48体积％至52体积％的纤维体积含量。

“体积％”在此理解为基于纤维复合材料层的总体积计的体积含量(％v/v)。

根据本发明的多层复合材料中的优选至少三层纤维复合材料优选基本没有空腔，特别是基本没有空气夹杂物。

在一个实施方案中，“基本没有空腔”是指根据本发明的多层复合材料中的至少三层纤维复合材料的空腔含量低于2体积％，特别是低于1体积％，更优选低于0.5体积％。

纤维复合材料层或多层复合材料的空腔含量可以以被视为通常公认的不同方式确定。例如，试样的空腔含量可通过树脂灰化试验确定，其中试样在烘箱中暴露于例如600℃的温度3小时，以焚烧在试样中包围纤维的树脂。然后可以确定如此暴露的纤维的质量，以在进一步计算步骤中推算试样的空腔含量。可以根据ASTM D 2584-08进行这种树脂灰化测试，以测定纤维和聚合物基质的单独重量。通过利用以下等式1，可以在进一步步骤中由此确定试样的空腔含量：

V f = 100 *(ρt − ρc) / ρt (等式1)

其中

Vf 是样品的空腔含量，以[%]为单位；

ρc是试样的密度，例如通过液体或气体比重法测定；

ρt 是根据以下等式2确定的试样的理论密度：

ρt = 1 / [Wf / ρf +Wm / ρm] (等式2)

ρm 是聚合物基质的密度(例如在适当的结晶度下)；

ρf 是所用纤维的密度；

Wf 是所用纤维的重量含量，和

Wm 是聚合物基质的重量含量。

或者，可根据ASTM D 3171-09通过将聚合物基质从试样中化学溶解来确定空腔含量。树脂灰化测试和化学溶解方法更适用于通常对熔化或化学处理呈惰性的玻璃纤维。用于更敏感纤维的其它方法是根据ASTM D 2734-09（方法A）经由聚合物、纤维和试样的密度间接计算空腔含量，其中密度可根据ASTM D792-08（方法A）测定。此外，还可以采用图像处理程序、网格模板或缺陷计数来评估通过传统显微镜确定的图像照片的空腔含量。

确定空腔含量的另一种途径是厚度差异法，其中在聚合物和纤维已知的克重和密度下确定理论组件厚度和实际组件厚度之间的层厚度差异。在计算理论组件厚度时，假设在结构中不存在空腔并且纤维被聚合物完全润湿。基于实际组件厚度的厚度差异得出百分率的空腔含量。在此，厚度的测量例如可以用千分卡尺进行。在该方法中，优选通过确定由多个单独层，优选多于4个层，特别优选多于6个层，非常特别优选多于8个层组成的组件的空腔含量来确定误差最小化结果。

当一起测试相应的标准时，上述所有方法导致可比拟的结果。

最优选地，根据本发明的多层复合材料中的纤维复合材料层没有空腔，特别是没有空气夹杂物。

纤维复合材料和多层复合材料的制备

本发明进一步提供了用于制备根据本发明的纤维复合材料或多层复合材料的方法。

根据本发明的多层复合材料的纤维复合材料层可以通过本领域技术人员已知的制备纤维复合材料的常规方法来制备。

为了制备根据本发明的纤维复合材料或多层复合材料，可以使用各种制备方法。首先可以进行基本区分纤维复合材料或多层复合材料是否由例如单向纤维层、机织物层、无序纤维层或其组合组成，其中可以将单向纤维以半成品(例如铺设物)形式或直接作为纯纤维束引入复合材料层。在后一种方法的情况下，纤维束通常首先单层地用热塑性树脂浸渍(纤维复合材料)，以然后被压制形成多层体系(层压体)，即多层复合材料，其中在此原则上有各种浸渍方法。如果复合片材由纤维半成品(机织物、铺设物、无序纤维等)制成，则现有技术同样说明了如何可以合并纤维和基质的各种可能性。常见方法是例如借助于粉末预浸料的方法或所谓的薄膜堆叠方法。薄膜堆叠方法可优选用于制备上述纤维复合材料。在此将薄膜和机织物层交替地相互堆叠，其中机织物的克重和薄膜的厚度例如可以彼此匹配，以获得所需的纤维体积含量。

在本发明的一个优选实施方案中，多层复合材料的纤维复合材料层可通过将基于聚碳酸酯的熔融塑料在施用压力剪切振动下施加到已预热至高于所述塑料的玻璃化转变温度的连续纤维带上来制备。在DE 10 2011 005 462 B3中描述了这种制备方法。

根据本发明，“连续纤维带”应理解为是指多个合并的粗纱，其中所述粗纱是由许多连续纤维组成的无捻束。

制备多层复合材料的纤维复合材料层的优选方法尤其包括以下步骤：

- 提供连续纤维带并沿着加工路线输送所述连续纤维带，

- 将连续纤维带预热至高于基于聚碳酸酯的塑料的玻璃化转变温度的加工温度，

- 将基于聚碳酸酯的熔融塑料施加在连续纤维带的一个表面上的该连续纤维带的整个宽度上，

- 在施加基于聚碳酸酯的塑料之后，垂直于带平面在连续纤维带上施加压力，其中用至少一个压力冲头施加压力，同时压力冲头以在带平面内和横向于带走向的振动运动分量施用剪切振动，

- 将连续纤维带保持在高于基于聚碳酸酯的塑料的玻璃化转变温度的加工温度范围内，至少直到施用压力剪切振动终止。

只要粗制纤维带具有高于基于聚碳酸酯的塑料的玻璃化转变温度，具有随后施用压力剪切振动的熔体施加导致塑料熔体有效地引入到粗制纤维带的整个纤维体积结构中。

优选不超过380℃的连续纤维带温度。连续纤维带的温度通常为180℃至280℃，优选200℃至260℃，更优选至240℃，特别优选210℃至230℃，特别是220℃。当述及加热至超过塑料的玻璃化转变温度或保持在高于塑料的玻璃化转变温度时，这意味着加热到塑料以完全熔融形式存在的温度。塑料的玻璃化转变温度根据DIN EN ISO 17025测定。塑料熔体与连续纤维带接触时纤维温度与熔体温度之间的差异为60℃至120℃，优选70℃至110℃，更优选80℃至100℃。

通过施用压力剪切振动，有效地驱除粗制纤维带内仍然存在的气体体积。该方法可以以连续的方式执行。将连续纤维带保持在高于塑料的玻璃化转变温度的温度确保了基于聚碳酸酯的塑料在完全渗透和分散在连续纤维带内和其上之前不发生不希望的凝固。在施用压力剪切振动结束后，在静止（Beruhigung）间隔期间，温度优选仍保持在高于聚合物的熔点。随后，以限定的方式将纤维复合材料层冷却。在进行所述方法步骤后，可以以限定的方式冷却所制成的经浸渍的连续纤维带。

连续纤维带可包含许多连续纤维。由于施用压力剪切振动，可以在塑料良好渗透纤维带的情况下，即在良好的浸渍下实现少量存在至不存在纤维损害。

该方法可以连续或不连续地进行。

特别优选的是，如下实施制造多层复合材料的纤维复合材料层的方法：将基于聚碳酸酯的塑料施加到连续纤维带上，同时在标准大气压下输送连续纤维带。塑料的这样施加避免了处于压力下的施加室的复杂的对外密封。

进一步优选的是，如下实施制备多层复合材料的纤维复合材料层的方法：在施加塑料之后，沿着加工路线多次相继地对该连续纤维带的区段施用压力剪切振动。还可以如下实施该方法：在从带平面的两面施加塑料之后，对连续纤维带的区段施用压力剪切振动。多次施用压力剪切振动提高了制备方法的效率。不同的压力剪切振动施用装置的横向运动分量可以同步对向，即以推拉方式来控制。在相继进行的施用压力剪切振动之间可以有针对性地分别设置静止间隔，其中粗制纤维带在预定的时间段内没有被施用压力和/或剪切振动。从两面施用压力剪切振动可以通过在加工路线中相继布置的压力施用装置来实现。或者，可以同时从两面施用压力剪切振动。从两面施用压力剪切振动也可以通过横向运动分量的同步对向，即以受控的推拉方式来实现。

施用压力剪切振动的频率优选为1Hz至40kHz。施用剪切振动的幅度通常为0.1mm至5mm。施用压力剪切振动的压力优选为0.01MPa至2MPa。

“堆叠的纤维复合材料层的接合”根据本发明理解为导致堆叠的纤维复合材料层物理接合的各种方法。优选的是，借助于压力和/或温度，例如通过层压来接合堆叠的纤维复合材料层以产生多层复合材料。为了接合堆叠的纤维复合材料层以产生多层复合材料所使用的压力可以为5至15巴，优选7至13巴，特别优选8至12巴。用于接合纤维复合材料层的温度可以为80℃至300℃。如果采用具有加热和冷却区的接合法，则用于接合纤维复合材料层的加热区中的温度可以为220℃至300℃，优选为230℃至290℃，特别优选为240℃至280℃。冷却区中的温度可以为80℃至140℃，优选为90℃至130℃，特别优选为100℃至120℃。。

然而，除了层压之外，还可以例如胶粘或焊接以将堆叠的纤维复合材料层接合。

根据一个优选的实施方案，所述堆叠的纤维复合材料层的接合产生以面的形式相互接合的纤维复合材料层。在这种情况下，以面的形式意味着两个相邻纤维复合材料层的彼此相向表面的至少50％，优选至少75％、90％、95％、99％或100％（“整面”接合）相互直接接合。该接合程度可以通过显微镜在横断面中确定，或者还可以通过纤维复合材料中不存在空腔，例如空气夹杂物来确定。

由至少三层本发明的纤维复合材料制备本发明的多层复合材料的优选方法包括以下步骤：

- 提供至少一个纤维复合材料内层和两个纤维复合材料外层，其中各层纤维复合材料的制备是通过将基于芳族聚碳酸酯的熔融组合物施加到已预热至高于所述聚碳酸酯的玻璃化转变温度的由纤维材料制成的粗制纤维带上进行的，所述组合物含有如上所述的组成，

- 基于纤维材料的取向，将由纤维复合材料制成的层相对于彼此以所需的取向堆叠，

- 将堆叠的由纤维复合材料制成的层接合以形成多层复合材料。

多层复合材料也可另外通过静压机制备。在此，由根据本发明使用的基于聚碳酸酯的组合物制成的薄膜和机织物层交替堆叠，其中外层各自由薄膜层结束。

可以由本发明的纤维复合材料层制备宽的纤维复合材料层以用于其中要求在整个面上的拉伸自由度(Abzeichnungsfreiheit)的高要求纤维复合组件，特别是用于机动车中的车身组件。“宽的纤维复合材料层”在这里意味着纤维复合材料层可以达到几米的宽度。通常，宽的纤维复合材料层具有280mm至1800mm的宽度。

WO 2012/098224 A1中描述了用于制备非常宽的纤维复合材料层的有利方法。该方法使得能够制备在整个宽度上在其性能方面尽可能均匀的纤维带。为此，将两个或更多个具有预定宽度的单独纤维带（其分别具有用聚合物浸渍的长丝结构）在加热压力施用装置中合并，其中单独纤维带在入口区域中彼此并排地输送到加热压力施用装置中，以使得合并的单独纤维带的相邻侧边缘在邻接区域中彼此紧贴，然后将彼此并排输送的单独纤维带与加热压力施用装置一起加热至高于聚合物熔点的温度，其中，在与其输送方向(x)呈横向(y)的单独纤维带的整个宽度上进行加热；然后用加热压力施用装置对彼此并排输送的经加热的单独纤维带施加压力；随后，将合并的单独纤维带保持在高于聚合物熔点的加工温度范围内，直到合并的单独纤维带的邻接区域彼此焊接，然后将由相互焊接的单独纤维带制成的宽纤维带冷却。

优选地，在加热过程中，利用加热压力施用装置在合并的单独纤维带上施用剪切振动，其中对单独纤维带施用沿着剪切力施用装置的剪切力(y)，其与输送方向(x)垂直且与带法线(z)垂直。这导致聚合物熔体有效均匀分布到宽纤维带的整个纤维体积结构中。因此，可以有效地驱除仍存在于单独纤维带内，特别是在相邻紧贴的单独纤维带邻接区域中的气体体积。通过施用剪切振动，单独纤维带铺展，这改善了长丝被熔融聚合物基质润湿。

铺展可能伴随着所制备的宽纤维复合材料层的带厚度与单独纤维带的带厚度相比减小。

加热压力施用装置的压力单元优选是压力冲头或辊对，或者是间隔加热压机、等压双带压机或膜压机、压延机或这些替代物的组合。

所述用于制备宽纤维复合材料层的方法连续或不连续地进行。

根据本发明的多层复合材料的另一个优点是它可以以任何所需的形状成形。可以使用本领域技术人员已知的所有成形方法来进行成形。这种成形方法可以在压力和/或热的作用下进行。

优选地，通过热作用，尤其是通过热成形来实现成形。

为了获得纤维层，尤其是连续纤维与热塑性基质材料更好的相容性，可以将纤维层，尤其是连续纤维或机织物/针织物用硅烷化合物在其表面上预处理。优选的硅烷化合物是氨基丙基三甲氧基硅烷、氨基丁基三甲氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷、氨基丁基三乙氧基硅烷。

通常，纤维可以通过上浆剂进行化学和/或物理改性，以例如在随后由纤维层和基质材料制备纤维复合材料时在纤维和基质材料之间建立所需的粘合程度。为此，可以使用本领域技术人员已知的所有上浆剂，并且是除了上述硅烷化合物外，优选环氧树脂及其衍生物、环氧酯、环氧醚、环氧氨基甲酸酯、聚氨酯酯、聚氨酯醚、异氰酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺，和上述化合物中两种或多种的任何所需混合物。上浆剂材料的具体选择取决于纤维的材料和所需的粘合强度。这里可以例如以水性或非水性溶液或乳液的形式使用上浆剂，其中可以通过已知的短纤维上浆方法，例如以浸渍法，将上浆剂施加到根据本发明的纤维上。

一个重要方面是结构强化纤维材料和热塑性材料彼此形成材料配合(stoffschlüssig)接合。材料配合接合的设定通过工艺参数，尤其是物料温度和模具温度以及压力实现，并且还取决于上述上浆剂。

根据本发明优选是包含嵌入在不含PTFE的基于芳族聚碳酸酯的组合物中的至少一层纤维材料的纤维复合材料，所述组合物包含

A)芳族聚碳酸酯，

B)3重量%至12重量%的滑石，

C)8重量％至13重量％的至少一种式(1)的环磷腈

其中

R在每种情况下相同或不同，并且是胺基、在每种情况下任选地卤代的C₁-至C₈-烷基、C₁-至C₈-烷氧基、在每种情况下任选地被烷基-和/或卤素取代的C₅-至C₆-环烷基、在每种情况下任选地被烷基和/或卤素和/或羟基取代的C₆-至C₂₀-芳氧基、在每种情况下任选地被烷基和/或卤素取代的C₇-至C₁₂-芳烷基、或卤素基团或OH基团，

k是1-10，优选1-8的整数，

其中三聚体含量(k=1)为50至98摩尔%，基于组分C计，

D) 2至10重量%的至少一种通式(V)的磷化合物

其中

n 彼此独立地是0或1，

q是0-30的整数，

X 是具有6-30个碳原子的单环或多环的芳族基团或具有2-30个碳原子的线性或支化的脂族基团，其在每种情况下可以是取代或未取代的、桥接或非桥接的；

F)任选的其它添加剂，

其中所用的纤维材料是连续纤维形式的碳纤维或玻璃纤维。

根据本发明特别优选是包含嵌入在不含PTFE的基于芳族聚碳酸酯的组合物中的至少一层纤维材料的纤维复合材料，所述组合物包含

A)芳族聚碳酸酯，

B)3重量%至12重量%的滑石，

C)10重量％至13重量％的至少一种式(1)的环磷腈

其中

k是1至10，优选1至8的整数，

其中三聚体含量(k=1)为50至98摩尔%，基于组分C计，

D) 2至10重量%的至少一种通式(V)的磷化合物

其中

R¹、R²、R³和R⁴彼此独立地是在每种情况下任选地卤代的且在每种情况下支化或非支化的C₁至C₈-烷基、和/或在每种情况下任选地被支化或非支化的烷基和/或卤素取代的C₅-至C₆-环烷基、C₆-至C₂₀-芳基或C₇-至C₁₂-芳烷基，

n 彼此独立地是0或1，

q是0至30的整数，

X 是具有6至30个碳原子的单环或多环的芳族基团或具有2至30个碳原子的线性或支化的脂族基团，其在每种情况下可以是取代或未取代的、桥接或非桥接的；

F)任选的其它添加剂，

其中所用的纤维材料是连续纤维形式的碳纤维或玻璃纤维。

根据本发明非常特别优选是包含嵌入在不含PTFE的基于芳族聚碳酸酯的组合物中的至少一层纤维材料的纤维复合材料，所述组合物包含

A)芳族聚碳酸酯，

B)3重量%至12重量%的滑石，

C)8重量％至13重量％，优选10重量%至13重量%的至少一种式(1)的环磷腈

其中

k是1至10的整数，

其中三聚体含量(k=1)为50至98摩尔%，基于组分C计，

D) 2至10重量%的至少一种通式(V)的磷化合物

其中

n 彼此独立地是0或1，

q是0至30的整数，

F)任选的其它添加剂，其选自热稳定剂、UV稳定剂、IR稳定剂、脱模剂、流动助剂、抗静电剂、抗冲改性剂、着色剂和/或填料，

其中所用的纤维材料是连续纤维形式的碳纤维或玻璃纤维。

在上述三段中作为优选、特别优选和非常特别优选所述的实施方案中，在用作基质材料的组合物中不含PTFE，特别是不含PTFE/SAN。

更优选地，在磷腈中，所有R基团=苯氧基；非常特别优选使用六苯氧基磷腈。特别优选的组分D的磷化合物是

其中q为1.0至1.2。

根据本发明，还优选如下多层复合材料，其包含至少三层相互叠置的如上定义的纤维复合材料。这里，纤维复合材料层的纤维体积含量更优选≥35体积％且≤55体积％。

本发明进一步提供了适合用作或用于电子设备的壳体的壳体或壳体部件，其中所述壳体部件包含根据本发明的多层复合材料。

由根据本发明的复合材料——纤维复合材料或多层复合材料——可获得的壳体或壳体部件尤其用于IT领域，特别是在计算机、超极本、显示器、平板电脑、电话或移动电话中。例如，壳体部件可以是移动电话的背面、笔记本电脑的底面、笔记本电脑的显示器背面、平板电脑的背面等，或者还可以仅仅是移动电话背面、笔记本电脑底面、笔记本电脑的显示器背面、平板电脑背面等的组成部分。优选地，该壳体部件是笔记本电脑的显示器背面(a盖)或底面(d盖)。相应的壳体或壳体部件尤其可以通过与其它组件一起成形和/或组装而获得。

本发明进一步提供了机动车内部区域(壁、罩外壳、门、窗等)、行李架、驾驶员控制台、桌、隔音材料和阻尼材料、车辆外皮的垂直表面、底部的外表面、灯罩、灯光发散器等的组件和结构元件或外壳元件，其中所述组件或结构元件或外壳元件包含根据本发明的多层复合材料。

本发明的纤维复合材料尤其可用于制造薄壁模制件(例如数据技术-壳体部件、TV壳体、笔记本电脑、超极本)，在此对所用材料的缺口冲击韧性、阻燃性和表面质量提出特别高的要求。薄壁模制件是其中壁厚小于约3mm，优选小于3mm，更优选小于2.5mm，还更优选小于2.0mm，最优选小于1.5mm的那些。在本文中，“约”是指实际值不明显偏离所述值，其中不大于25％，优选不大于10％之一的偏离被认为是“不明显”。

根据本发明的纤维复合材料也可用于制备壳体部件，其例如用于家用电器、办公设备如显示器或打印机、用于建筑领域的覆盖板、用于载重机动车领域的部件或用于电子领域的部件。

由以下的显示优选实施方案的附图说明得出本发明的进一步细节和优点。在附图中显示了：

图1 具有局部放大的由三层相互叠置的纤维复合材料制成的多层复合材料的示意性透视图，其中内层相对于纤维复合材料外层旋转90°，

图2 由五层相互叠置的纤维复合材料制成的多层复合材料的示意性透视图，其中内层具有相同的取向，并且其取向相对于纤维复合材料外层旋转90°，

图3a 由六层相互叠置的纤维复合材料制成的多层复合材料的示意性透视图，其中内层具有相同的取向，并且其取向相对于纤维复合材料外层旋转90°，

图3b 由三层相互叠置的纤维复合材料制成的多层复合材料的示意性透视图，其中内层具有比两个外层的总和更大的厚度。内层与两个外层的总和的厚度比在此对应于图3a的多层复合材料的所有内层的总和与两个外层的总和的厚度比，

图4a 由三层相互叠置的纤维复合材料和在纤维复合材料外层上的附加材料层制成的多层复合材料的示意性透视图，

图4b 由三层相互叠置的纤维复合材料和两个附加的内部其它材料层例如塑料层制成的多层复合材料的示意性透视图，其中所述内部其它材料层分别存在于纤维复合材料外层和纤维复合材料内层之间。

图1显示了由三层相互叠置的纤维复合材料2、3制成的多层复合材料1的局部，其中纤维复合材料内层2相对于纤维复合材料外层3旋转90°。图1中的局部放大表明，多层复合材料的层2、3的每个包含连续纤维4，其在各自层内单向排列并嵌入在基于聚碳酸酯的塑料5中。各层纤维复合材料2、3的取向由其中所含的单向排列的连续纤维4的取向决定。连续纤维4在多层复合材料的整个长度或宽度上延伸。层2、3整面地相互接合。

图2的多层复合材料1由五层相互叠置的纤维复合材料2、3组成，其中纤维复合材料内层2具有相同的取向，并且其取向相对于纤维复合材料外层3旋转90°。

图3a的多层复合材料1由六层相互叠置的纤维复合材料2、3组成，其中纤维复合材料内层2具有相同的取向，并且其取向相对于纤维复合材料外层3旋转90°。

图3b显示了由三层相互叠置的纤维复合材料2、3制成的多层复合材料1，其中内层2具有比两个外层3的总和更大的厚度。图4a显示了如图1所述的由三层相互叠置的纤维复合材料2、3制成的多层复合材料1，只是在纤维复合材料外层3之一上具有附加的其它外部材料层6。外部材料层6可以例如包含一个或多个不含纤维的塑料层和/或薄的饰面，例如漆层或贴面板。

图4b显示了如图1所述的由三层相互叠置的纤维复合材料2、3制成的多层复合材料1，只是具有两个附加的其它内部材料层7，其中各一个内部其它材料层7存在于纤维复合材料层外层3的各一个与纤维复合材料内层2之间。其它内部材料层7可以具有相同或不同的结构，并且可以包含例如一个或多个不含纤维的塑料层。

实施例

下面参考实施例详细描述本发明，其中在没有任何相反陈述的情况下，这里所述的测定方法用于本发明中所有相应的参数。

起始材料：

A-1:Makrolon® 3100，来自Covestro Deutschland AG。

A-2:Makrolon® 3108粉末，来自Covestro Deutschland AG。基于双酚A的线性聚碳酸酯，其熔体体积流速MVR为6 cm³/(10 min)(根据ISO 1133:2012-03，在测试温度300℃和1.2 kg载荷下)。

A-3:Makrolon® 2400，来自Covestro Deutschland AG。基于双酚A的线性聚碳酸酯，其熔体体积流速MVR为19 cm³/(10 min)(根据ISO 1133:2012-03，在测试温度300℃和1.2 kg载荷下)。

A-4:Makrolon® 2408粉末，来自Covestro Deutschland AG。基于双酚A的线性聚碳酸酯，其熔体体积流速MVR为19 cm³/(10 min)(根据ISO 1133:2012-03，在测试温度300℃和1.2 kg载荷下)。

A-5：Makrolon® 2800，来自Covestro Deutschland AG。基于双酚A的线性聚碳酸酯，其熔体体积流速MVR为9 cm³/(10 min)(根据ISO 1133:2012-03，在测试温度300℃和1.2 kg载荷下)。

A-6：由双酚A和23.5重量％的4,4'-二羟基联苯形成的线性共聚碳酸酯，其熔体体积流速MVR为8.3cm³/10min(根据ISO 1133：2012-03，在试验温度300℃和1.2kg载荷下)，分子量M_w= 24800g/mol，M_n= 11600g/mol，通过凝胶渗透色谱法测定(用线性BPA聚碳酸酯校准，溶剂二氯甲烷)。

B：HTP Ultra 5 c滑石，来自意大利IMI Fabi S.p.A.。

C：Rabitle FP-110苯氧基磷腈，来自日本Fushimi Pharmaceutical公司。

D：双酚A双(二苯基磷酸酯)，来自德国Remy GmbH & Co. KG公司。

E-1：柠檬酸，来自Lanxess AG公司, Leverkusen。

E-2：磷酸三异辛基酯(TOF)，来自Lanxess AG公司, Leverkusen。

E-3：Trilon BS乙二胺四乙酸，来自BASF公司, Ludwigshafen。

F：全氟丁烷磺酸钾，来自Lanxess AG公司, Leverkusen。

纤维：来自Mitsubishi Rayon Co.，Ltd.公司的Pyrofil TRH50 60M碳纤维，其单长丝直径为7μm，密度为1.81g/cm³，拉伸模量为250GPa。提供作为连续线圈的在纤维束(粗纱)中的60000根单长丝。

组合物的制备

以下实施例中描述的聚碳酸酯组合物通过在来自法国Clextral公司的具有32mm螺杆直径的Evolum EV32HT挤出机中通过配混而制备。在此，使用的螺杆组(Besatz)为L7-8.2，通过量为40-70kg/h。转数为200-300转/分钟，物料温度为240-320℃(根据组成)。

详细的实验配制剂的粒料在Labotek公司的DDM180型号干燥空气干燥器中在80℃下干燥4小时。

纤维复合材料层/多层复合材料的制备：

纤维复合材料层的制备

如DE 10 2011 005 462 B3中所述在实验装置中制备复合材料层。

将上述纤维的粗纱从线圈架的线圈上以恒定的张力展开，并通过铺展装置以无扭转的方式铺展得到单长丝的宽度为60mm的粗制纤维带。

将粗制纤维带加热至高于各粒料的玻璃化转变温度的温度。

将各实验配制剂的粒料在Maschinenbau Heilsbronn GmbH公司的Ecoline30x25d型号挤出机中熔融，并通过熔体通道导入设置在纤维带上下且横向于其走向的狭缝喷嘴。挤出机的熔融区的温度为约280℃至300℃。在从狭缝喷嘴出来之后，各自熔体遇到经加热的粗制纤维带，其中粗制纤维带在两面上施加熔体。施加有熔体的粗制纤维带通过持久加热的板调温，进一步运输至又经调温的振动鞋(Vibrationsschuhe)上。通过借助于如DE 10 2011 005 462 B3中所述的振动鞋施用压力剪切振动，将各自熔体引入粗制纤维带。产生宽度为60mm的纤维复合材料层，其在经过冷却辊之后被卷起。

纤维复合材料层的组装 - 第1部分

通过如DE 10 2011 090 143 A1中所述的实验装置在其边缘处焊接宽度为60mm的复合材料层，以得到宽度为480mm的更宽的带，其中所有单长丝继续具有在相同的方向上的取向。将固结的复合材料层再次卷起。

来自第1部分的组装带的一部分用切断台(Schlagschere)以与纤维取向正交的形式分成正方形区段。

纤维复合材料层的组装 - 第2部分

这些正方形区段在其原始外边缘处用焊条固结以形成连续的复合材料层，其中通过该过程产生纤维增强复合材料层，其中所有长丝的纤维取向相同并且相对于复合材料层的展开方向旋转90°。将以这种方式固结的复合材料层卷起。

有机片材的制备

下文检验的所有有机片材由4个纤维复合材料层组成，其中2个纤维复合材料外层具有相同的纤维取向，2个纤维复合材料内层具有相同的纤维取向，其中纤维复合材料内层的纤维取向相对于纤维复合材料外层的纤维取向旋转90°。

为此，将具有相应取向的纤维复合材料层以上述次序展开，并叠置地铺设。此后，将该堆叠体供应到BTS Verfahrenstechnik GmbH的PLA 500间隔热压机，并在高于浸渍配制剂的玻璃化转变温度的温度下压制得到有机片材。

这里，以面的形式施加的压制压力为10巴。加热区中的温度为280℃，冷却区中的温度为100℃。另外，每个冲程的前进为30mm，冲程时间为10秒。

这导致样品具有0.7mm和0.8mm的总厚度。因此，用于制备有机片材的纤维复合材料层具有175μm和200μm的厚度。该纤维复合材料层的纤维体积含量相当于每个单层约50体积％。

由如此制备的有机片材通过Mutronic公司的Diadisc 5200台式圆锯制备样品。在此，制备与外层中的纤维取向平行(下文称为0°取向)和横向于外层中的纤维取向(下文称为90°取向)的样品。

方法：

使用来自Zwick Roell公司的Zwick 4106仪器，根据ISO 1133：2012-03(主要在300℃的测试温度，质量1.2kg)测定熔体体积流速(MVR)。

熔体粘度根据ISO 11443：2005用GöttfertVelco公司的Robo 45.00仪器测定。

所用聚碳酸酯的分子量M_w和M_n使用BPA聚碳酸酯校准通过凝胶渗透色谱法测定(Currenta GmbH＆Co.OHG, Leverkusen的方法：PSS SECcurity系统；二氯甲烷作为洗脱剂，柱1 (PL-PC5)，浓度为2g/l，流速为1.0ml/min，在30℃的温度下，使用UV和/或RI检测)

多分散性U如下计算：

。

使用商购可得的千分卡尺测定接合后得到的多层复合材料的厚度。所示结果是在不同位置的5次单独测量的算术平均值。

根据UL94V在尺寸为127mm×12.7mm×有机片材厚度[mm]的棒上测量防火特性。为此，对由四层纤维复合材料制成的多层复合材料进行测量。所述纤维材料是如上所述的单向取向的碳纤维。

“n.b.”在每种情况下意思是“未测定”。

组成和结果

。

表2：对比例

配制剂		V5	V6
				A-1	重量%	63.00	58.00
A-2	重量%	20.00	20.00
				B	重量%	10.00	10.00
C	重量%
				D	重量%	7.00	12.00
试验
				粒料的M<sub>n</sub>	g/mol	9116	8381
粒料的M<sub>w</sub>	g/mol	25718	24945
				粒料的U		1.82	1.98
MVR(300℃, .2 kg)	cm³/(10 min)	44.5	72.8
				MVR(270℃,1.2 kg)	cm³/(10 min)	18.7	30.8
熔体粘度，260℃
				η 50	Pa·s	941	282
η 100	Pa·s	849	257
				η 200	Pa·s	726	240
η 500	Pa·s	532	212
				η 1000	Pa·s	381	182
η 1500	Pa·s	293	158
				η 5000	Pa·s	122	84
熔体粘度，280℃
				η 50	Pa·s	262	174
η 100	Pa·s	251	170
				η 200	Pa·s	238	158
η 500	Pa·s	204	140
				η 1000	Pa·s	173	119
η 1500	Pa·s	153	107
				η 5000	Pa·s	86	67
熔体粘度，300℃
				η 50	Pa·s	199	78
η 100	Pa·s	197	77
				η 200	Pa·s	188	75
η 500	Pa·s	170	72
				η 1000	Pa·s	143	68
η 1500	Pa·s	124	65
				η 5000	Pa·s	73	40

				UL94V在(有机片材，0.7 mm，90°)
(48h，23℃)		V1	V1
				(7d，70℃)		V0	V0
总体评价		V1	V1

表4：根据本发明的实施例

配制剂		B13	B14
				A-1	重量%		57.90
A-2	重量%	20.00	20.00
				A-5	重量%	57.90
B	重量%	5.00	5.00
				C	重量%	10.00	10.00
D	重量%	7.00	7.00
				E-1	重量%	0.10	0.10

				试验
MVR(300℃,1.2 kg)	cm³/(10 min)	33.8	26.6
				MVR(270℃,1.2 kg)	cm³/(10 min)	14.6	11.4
熔体粘度，260℃
				η 50	Pa·s	624	363
η 100	Pa·s	511	324
				η 200	Pa·s	383	284
η 500	Pa·s	251	240
				η 1000	Pa·s	188	195
η 1500	Pa·s	150	168
				η 5000	Pa·s	80	99
熔体粘度，280℃
				η 50	Pa·s	448	257
η 100	Pa·s	351	224
				η 200	Pa·s	275	195
η 500	Pa·s	192	168
				η 1000	Pa·s	152	141
η 1500	Pa·s	121	120
				η 5000	Pa·s	59	71
熔体粘度，300℃
				η 50	Pa·s	335	182
η 100	Pa·s	281	158
				η 200	Pa·s	220	148
η 500	Pa·s	161	126
				η 1000	Pa·s	121	107
η 1500	Pa·s	101	95

UL94V在(有机片材，0.7 mm，0°)
				(48h，23℃)		V0	V0
(7d，70℃)		V0	V0
				总体评价		V0	V0

				UL94V在(有机片材，0.7 mm，90°)
(48h，23℃)		V0	V0
				(7d，70℃)		V0	V0
总体评价		V0	V0

表5：根据本发明的实施例-稳定化

配制剂		B15	B16	B17	B18
						A-1	重量%	53.00	53.00	53.00	53.00
A-2	重量%	20.00	19.90	19.98	19.98
						A-5	重量%
B	重量%	10.00	10.00	10.00	10.00
						C	重量%	10.00	10.00	10.00	10.00
D	重量%	7.00	7.00	7.00	7.00
						E-1	重量%		0.10
E-2	重量%			0.02
						E-3	重量%				0.02

						试验
MVR(240℃, 1.2 kg)		11.4	3.7	7.4	7.3
						MVR(240℃, 2.16 kg)	cm³/(10 min)	20.8	7.0	14.2	13.7
MVR(250℃, 1.2 kg)	cm³/(10 min)	17.7	5.4	11.4	11.5
						MVR(250℃, 2.16 kg)	cm³/(10 min)	32.5	10.5	21.3	21.3
MVR(260℃, 1.2 kg)	cm³/(10 min)	25.7	7.4	15.8	16.3

结果表明，只有通过根据本发明所用的组合物才可能在良好可加工性的同时达到V0分类；根据对比例的组合物未提供实现V0分类的有机片材。

Claims

1.包含嵌入在基于芳族聚碳酸酯的组合物中的至少一层纤维材料的纤维复合材料，所述组合物包含

A)芳族聚碳酸酯，

B)1重量%至14重量%的滑石，

C)7重量％至15重量％的至少一种式(1)的环磷腈

其中

k是1至10的整数，

D) 0至11重量％的至少一种通式(V)的磷化合物

其中

R¹、R²、R³和R⁴彼此独立地是在每种情况下任选地卤代的且在每种情况下支化或非支化的C₁至C₈-烷基，和/或在每种情况下任选地被支化或非支化烷基和/或卤素取代的C₅-至C₆-环烷基、C₆-至C₂₀-芳基或C₇-至C₁₂-芳烷基，

n 彼此独立地是0或1，

q是0至30的整数，

X是具有6至30个碳原子的单环或多环的芳族基团或具有2至30个碳原子的线性或支化的脂族基团，其在每种情况下可以是取代或未取代的、桥接或非桥接的；

F)任选的其它添加剂，

其中所述组合物不含PTFE。

2.根据权利要求1所述的纤维复合材料，其中所述纤维材料选自碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维及其混合物，

并且是连续纤维、机织物或针织物。

3.根据权利要求1或2所述的纤维复合材料，其中所述纤维材料是连续纤维且所述连续纤维是单向排列的。

4.根据权利要求1或2所述的纤维复合材料，其中所述组合物包含3重量%至12重量%的滑石、根据组分C的10重量％至13重量％的磷腈和根据组分D的2重量％至10重量％的至少一种通式(V)的磷化合物。

5.多层复合材料，其包含至少两层相互叠置的根据前述权利要求中任一项所述的纤维复合材料。

6.多层复合材料，其包含至少三层相互叠置的根据权利要求1至4中任一项所述的纤维复合材料，这些层相对于彼此定义为两个纤维复合材料外层和至少一个纤维复合材料内层。

7.根据权利要求6所述的多层复合材料，其中纤维复合材料内层具有基本相同的取向，并且其取向相对于纤维复合材料外层旋转30°至90°，其中纤维复合材料层的取向由其中所含的单向排列的纤维的取向决定。

8.根据权利要求6所述的多层复合材料，其中这些层的至少一部分具有相同的取向，并且这些层的至少另一部分旋转30°至90°，并且外层对此以0°取向存在。

9.根据权利要求6所述的多层复合材料，其中内层具有相同的取向，并且其取向相对于纤维复合材料外层旋转30°至90°。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的多层复合材料，其中纤维复合材料外层的纤维体积含量为最大50体积％，基于纤维复合材料外层的体积计。

11.制备一层根据权利要求1至4中任一项所述的纤维复合材料的方法，其中将基于芳族聚碳酸酯的熔融组合物施加到已预热至高于所述聚碳酸酯的玻璃化转变温度的由纤维材料制成的粗制纤维带上，所述组合物包含

A)芳族聚碳酸酯，

B)1重量%至14重量%的滑石，

C)7重量％至15重量％的至少一种式(1)的环磷腈

其中

k是1至10的整数，

D) 0至11重量％的至少一种通式(V)的磷化合物

其中

n 彼此独立地是0或1，

q是0至30的整数，

F)任选的其它添加剂，

其中所述组合物不含PTFE。

12.制备根据权利要求5至10中任一项所述的多层复合材料的方法，其包括以下步骤：

- 提供至少一个纤维复合材料内层和两个纤维复合材料外层，其中各层纤维复合材料的制备是通过将基于芳族聚碳酸酯的熔融组合物施加到已预热至高于所述聚碳酸酯的玻璃化转变温度的由纤维材料制成的粗制纤维带上进行的，所述组合物包含

A)芳族聚碳酸酯，

B)1重量%至14重量%的滑石，

C)7重量％至15重量％的至少一种式(1)的环磷腈

其中

k是1至10的整数，

D) 0至11重量％的至少一种通式(V)的磷化合物

其中

n 彼此独立地是0或1，

q是0至30的整数，

F)任选的其它添加剂，

其中所述组合物不含PTFE，

13.根据权利要求11或12 所述的方法，其特征在于：将所述组合物在施用压力剪切振动下施加到粗制纤维带上。

14.壳体部件或组件，其包含根据权利要求1至4中任一项所述的纤维复合材料或由其组成或包含根据权利要求5至10中任一项所述的多层复合材料或由其组成。