CN107531926B

CN107531926B - 用于木材增强的基于聚酯的带状复合材料

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Publication number: CN107531926B
Application number: CN201680023379.5A
Authority: CN
Inventors: 马克·艾伦·特里斯; 约翰·托马斯·霍夫曼; 肯德瑞克·凯西·海尔赛
Original assignee: Eastman Chemical Co
Current assignee: Eastman Chemical Co
Priority date: 2015-04-22
Filing date: 2016-04-22
Publication date: 2021-07-09
Anticipated expiration: 2036-04-22
Also published as: JP6860501B2; WO2016172422A1; KR102627172B1; US20160311156A1; US10556388B2; EP3286259A1; JP2018516779A; EP3286259A4; CN107531926A; KR20170139585A

Abstract

本发明通常涉及通常为单向带形式的预浸料复合材料，其包含至少一种增强纤维和热塑性聚酯基质。可将该预浸料复合材料热粘合到含木材材料上，从而改进该材料的结构性能，而无需粘合剂。本发明的预浸料复合材料可以应用于宽范围的木材基底，包括不同的硬木、软木和工程木材复合材料。

Description

用于木材增强的基于聚酯的带状复合材料

发明背景

1.发明领域

本发明通常涉及包含热塑性聚合物的预浸料复合材料和这样的复合材料在含木材的基底上的应用。更具体的，本发明通常涉及包含热塑性聚酯的单向带和这样的带在含木材材料上的应用。

2.相关领域说明

复合材料过去在不同应用中用于增强木材。通常，这些复合材料可以包含增强纤维例如玻璃或者碳，其已经用于增加木材的强度、延展性和硬度。这样的复合材料能够增强木材的强度-重量比或者硬度，由此实现木材更长的跨度，在负荷下更小的挠曲，和较少的下陷。

或者，金属增强物例如铝板和条缆也已经用于提高木材的强度和硬度。但是，这些金属材料没有获得广泛的成功，这归因于它们对于木材基底相对差的粘附性，它们的施用需要昂贵的粘合剂，以及金属和木材之间的热膨胀系数不匹配。

近来，对于作为增强木材基底的一种手段的纤维增强聚合物(“FRP”)给予了特别的关注。FRP通常是通过用热固性聚合物基质浸渍增强纤维来生产的。热固性FRP在不同的应用中用于增强木材，因为它们可以通过使用粘合剂而有效粘合到不同的木材基底上，并且能够增加木材的强度。典型的用于将FRP粘合到木材上的粘合剂包括环氧树脂、苯酚间苯二酚、甲醛间苯二酚、三聚氰胺或者交联的三聚氰胺、聚乙酸乙烯酯(“PVA”)或者交联的PVA、异氰酸酯、聚氨酯和脲基粘合剂。

虽然热固性FRP用于产生表现出提高的强度的增强木材，但是它们表现出诸多不足。首先，生产基于热固性的FRP的方法是非常缓慢的，并且不能满足木材制造商和经销商的生产需求。使用热固性FRP的第二个缺点是它们缺乏尺寸灵活性，并且在应用之前必须制备成具体的尺寸。使用热固性FRP的另一缺点是它们需要使用粘合剂来将它们粘合到木材基底上，这增加了生产增强材料的成本和制造复杂性。在许多情况中，粘合剂要求木材和FRP事先进行机械整饰以确保恰当的粘合。因此，这也增加了制造复杂性和时间线。

因此，需要用于生产增强木材的木材增强***，其可以解决现有***的不足。

发明内容

本发明的一种或多种实施方案涉及一种增强的含木材材料，其包含粘合到该增强的含木材材料的选定表面上的预浸料复合材料。该预浸料复合材料包含至少一种热塑性聚酯和至少一种增强纤维。该热塑性聚酯在30-250℃下的熔融相粘度是10³-10⁷Pa-s。通常，该预浸料复合材料可以包括单向带。

本发明的一种或多种实施方案涉及一种制备增强的含木材材料的方法。该方法通常包括将预浸料复合材料直接施用到该含木材材料的选定表面上，由此形成增强的含木材材料。该施用在预浸料复合材料和选定表面之间形成直接粘合，其中该粘合的块剪切强度是至少约2N/mm²，其是根据ASTM D905测量的。该预浸料复合材料包含至少一种热塑性聚酯和至少一种增强纤维。该热塑性聚酯在30-250℃下的熔融相粘度是10³-10⁷Pa-s。通常，该预浸料复合材料可以包括单向带。

本发明的一种或多种实施方案涉及一种预浸料复合材料，其包含至少一种热塑性聚酯和至少一种增强纤维。该热塑性聚酯包含二羧酸组分和二醇组分。通常，该二醇组分包括二乙二醇，2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇(“TMCD”)，1,4-环己烷二甲醇(“CHDM”)，新戊二醇或者其两种或更多种的组合。但是，在二醇组分包括CHDM的实施方案中，该CHDM占二醇组分的至少40mol％。此外，该热塑性聚酯在30-250℃下的熔融相粘度是10³-10⁷Pa-s。通常，该预浸料复合材料可以包括单向带。

附图说明

本发明的实施方案在本文中参考下面的附图来说明，其中：

图1显示了基于ASTM D790的挠曲强度测量的图示；

图2显示了基于ASTM D905的块剪切粘合性测试的图示；

图3显示了一个图，其比较了在层压温度下的零剪切粘度与增强木材样品中的挠曲强度的增量；

图4显示了一个图，其比较了在层压温度下的零剪切粘度与增强木材样品中的挠曲强度的增量；

图5显示了一个图，其比较了增强木材样品的挠曲强度与粘合强度；

图6显示了一个图，其比较了在层压温度下的零剪切粘度与聚合物膜的块剪切峰值应力；

图7显示了一个图，其比较了在层压温度下的零剪切粘度与聚合物膜的块剪切峰值应力；

图8显示了一个图，其显示了层压时间对于所形成的增强木材的挠曲强度的影响；

图9显示了一个图，其显示了树脂膜厚度对于所形成的增强木材的块剪切峰值应力的影响；

图10显示了一个图，其显示了木材基底中的含湿量对于所形成的峰值挠曲强度的影响；和

图11显示了一个图，其显示了总层压物中的玻璃纤维含量对于所形成的增强木材的光泽度的影响。

具体实施方式

本发明通常涉及预浸料复合材料例如单向带，长纤维带(“LFT”)和短纤维带(“SFT”)，可将其热粘合到含木材材料上以增强木材的多种性能特性。如本文讨论的，该预浸料复合材料通常包含热塑性聚酯，其使得该复合材料能够热粘合到含木材的基底上，而无需粘合剂。通过在将预浸料复合材料粘合到含木材材料中消除对于粘合剂的需要，这可以简化施用方法和减少增强的含木材材料的生产成本。因此，本文所述的预浸料复合材料可以为市场中的增强木材提供吸引人的价值，例如建筑和构造、运输、耐用品或者在木材或者含木材材料是优选的材料的情况下的其他产品。此外，使用本文所述的预浸料复合材料可以减少对于某些应用中使用另外的木材层的需要，由此能够使用较少的木材，并因不存在另外的木材而产生轻质的增强材料。

预浸料复合材料

如本文使用的，“预浸料”指的是一种复合材料，其包含至少一种用树脂基质浸渍的增强纤维，所述树脂基质由至少一种热塑性聚合物形成。预浸料复合材料可为带、平板或者面板的形式。在某些实施方案中，预浸料复合材料包括单向带，其中增强纤维是单向对准的。因此，归因于它们特殊的对准，当热粘合到木材基底上时，带中的增强纤维可以布置成与木材纹理或者木屑平行、垂直或者以一定角度(例如30°，45°或者60°)对准。

在不同的实施方案中，预浸料复合材料可以包含至少5、10、15、20、25、30、35、40和/或不大于85、80、75、70或者65重量％的至少一种增强纤维。例如预浸料复合材料可以包含5-85、10-80、20-75、25-70、30-70、35-65、40-80或者40-65重量％的至少一种增强纤维。

增强纤维可以包括例如玻璃、碳、亚麻、玄武岩、捻合纤维、芳酰胺或者其两种或更多种的组合。合适的玻璃纤维可以包括例如S-玻璃、E-玻璃或者R-玻璃。

在不同的实施方案中，预浸料复合材料中的热塑性聚合物包括热塑性聚酯。可以使用本领域已知的熔融相或者固态缩聚步骤来制备热塑性聚酯。这些方法的实例记载在美国专利No.2901466，美国专利No.4539390和美国专利No.5633340中，其公开内容以引用的方式全部纳入本文中。

在一种或多种实施方案种，预浸料复合材料可以包含至少1、2、5、10、15、20或者30和/或不大于95、80、75、70、65、55或者40重量％的至少一种热塑性聚酯。例如，预浸料复合材料可以包含1-95、2-80、5-75、10-70、15-65、20-55、或者30-40重量％的至少一种热塑性聚酯。

应当注意的是，“热塑性”聚合物不同于“热固性”聚合物。“热固性”聚合物，也称作“不饱和”聚合物，通常是这样的材料，其通过施加热而固化或者硬化成给定形状，其可以在材料内形成不同的交联。硬化或者固化的热固性材料通常不会再熔融并恢复它们在硬化或固化之前所具备的加工性。相比之下，“热塑性”聚合物在加热时软化(即，变得柔软)，但是不固化或者凝固。热塑体通常以粒料形式开始，并且随着热量的增加而变得更软且更具流动性。这种流动性使得可以使用不同的方法阵列来施用这些材料。此外，由于不存在化学固化，热塑体中的变化通常是物理变化，并且随着再次加热而部分或者完全可逆。热塑性聚合物通常可以多次再加工，这是基于热塑性的复合材料预浸料对于许多市场和应用具有吸引力的主要原因。用于本发明的热塑性聚酯可以提供优于常规热固性聚合物的诸多益处，包括例如更快的制备(即，减少周期时间)、增加的再循环性、更好的成形性和改进的机械性能。

在某些实施方案中，热塑性聚酯的熔融相零剪切粘度在30-250℃下可以是10³-10⁷Pa-s或者在30-250℃下可以是10³-10⁶Pa-s。此外，在不同的实施方案中，热塑性聚酯的特性粘度可以是至少0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75、0.80、0.85、0.90或者0.95dL/g。此外或者替代的，热塑性聚酯的特性粘度可以不大于1.2、1.1、1.0、0.9、0.8或者0.7dL/g。在一种或多种实施方案中，热塑性聚酯的特性粘度可以是0.25-1.2、0.3-1.00.35-0.8或者0.4-0.7dL/g。

根据期望的应用，热塑性聚酯可以包括无定形聚酯、半结晶聚酯或者结晶聚酯。此外，在不同的实施方案中，热塑性聚酯的玻璃化转变温度(“Tg”)可以是至少25、50、60、75、90、100或者125℃，但不超过150、200、225或者250℃。例如，热塑性聚酯的Tg可以是25-250℃、25-225℃、50-200℃或者50-150℃。此外，在其中热塑性聚酯是结晶聚酯的实施方案中，热塑性聚酯的熔融温度(“Tm”)可以是至少50、75、100、125、150、175或者200℃，但是不超过150、200、225或者250℃。例如，热塑性聚酯的Tm可以是25-250℃、25-225℃、50-200℃或者50-150℃。在某些实施方案中，热塑性聚酯包括这样的聚酯，其在预浸料复合材料中初始是无定形的，但是在热粘合到含木材材料上之后变成至少部分地结晶的。

如本领域理解的，用于预浸料复合材料的热塑性聚酯包含酸组分和二醇组分。

热塑性聚酯的酸组分可以包括不同类型的酸。在不同的实施方案中，酸组分包括具有8-14个碳原子的芳族二羧酸、具有4-12个碳原子的脂肪族二羧酸、具有8-12个碳原子的脂环族二羧酸或者其两种或更多种的组合。在一种或多种实施方案中，酸组分包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,4-环己烷二羧酸(“CHDA”)、萘二羧酸、芪二羧酸、环己烷二乙酸、二苯基-4,4'-二羧酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸或者其两种或更多种的组合。

在一种或多种实施方案中，酸组分包含至少10、25、50、75、90、95或者99mol％的对苯二甲酸、间苯二甲酸、CHDA、萘二羧酸、芪二羧酸或者其两种或更多种的组合。如本领域技术人员易于理解的，本文中对于酸组分和二醇组分所述的所有组分百分比是基于各自组分中的每种酸或二醇的摩尔百分比，并且所述组分中合计添加剂的总摩尔百分比不能超过100mol％。在某些实施方案中，酸组分包含100mol％的对苯二甲酸、间苯二甲酸、CHDA、萘二羧酸、芪二羧酸或者其两种或更多种的组合。

在一种或多种实施方案中，酸组分包含至少10、25、50、75、90、95或者99mol％的对苯二甲酸、间苯二甲酸、CHDA或者其两种或更多种的组合。在某些实施方案中，酸组分包含100mol％的对苯二甲酸、间苯二甲酸、CHDA或者其两种或更多种的组合。

在一种或多种实施方案中，酸组分包含至少10、25、50、75、90、95或者99mol％的对苯二甲酸、间苯二甲酸或者其组合。在某些实施方案中，酸组分包含100mol％的对苯二甲酸、间苯二甲酸或者其组合。此外，在某些实施方案中，酸组分完全由对苯二甲酸和/或间苯二甲酸组成。此外，在某些实施方案中，酸组分完全由对苯二甲酸组成。或者，在某些实施方案中，酸组分完全由间苯二甲酸组成。

在一种或多种实施方案中，酸组分包含100mol％的CHDA。

热塑性聚酯的二醇组分可以包括不同类型的二醇。在不同的实施方案中，二醇组分包括2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇(“TMCD”)、1,4-环己烷二甲醇(“CHDM”)、乙二醇、二乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、新戊二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇或者对二甲苯二醇或者其两种或更多种的组合。

在一种或多种实施方案中，二醇组分包含至少1、5、10、15、20、25、30或者40和/或不大于99、90、75、65、55或者50mol％的TMCD、CHDM、乙二醇、二乙二醇或者其两种或更多种的组合。例如，二醇组分可以包含1-99、5-90、10-75、15-75、25-75、30-75、40-75、1-55、5-55、1-50或者5-50mol％的TMCD、CHDM、乙二醇、二乙二醇或者其两种或更多种的组合。

在一种或多种实施方案中，二醇组分包含小于60、50、40、30、20、10、5或者1mol％的乙二醇。此外或者替代的，二醇组分包含至少0.5、1、2、5或者10mol％的乙二醇。在某些实施方案中，二醇组分可以包含0.5-50、0.5-40、1-30或者1-20mol％的乙二醇。

在一种或多种实施方案中，二醇组分包含TMCD和CHDM。例如，二醇组分可以包含至少1、5、10、15、20、25、30或者40和/或不大于99、90、75、65、55或者50mol％的TMCD和CHDM。通常，在不同的实施方案中，二醇组分可以包含1-99、5-99、5-90、10-75、15-65、20-55、25-55、30-50、或者40-99mol％的TMCD和CHDM。

在一种或多种实施方案中，二醇组分包含CHDM。例如，二醇组分可以包含至少5、25、35、40、45、50或者60和/或不大于99、90、85、80、75或者70mol％的CHDM。通常，在不同的实施方案中，二醇组分可以包含5-99、25-90、35-85、40-80、45-75、50-75、50-70或者60-99mol％的CHDM。或者，在某些实施方案中，二醇组分可以包含至少40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或者99mol％的CHDM。

在一种或多种实施方案中，二醇组分包含TMCD。例如，二醇组分可以包含至少5、25、35、40、45、50或者60和/或不大于99、90、85、80、75或者70mol％的TMCD。通常，在不同的实施方案中，二醇组分可以包含5-99、25-90、35-85、40-80、45-75、50-75、50-70或者60-99mol％的TMCD。或者，在某些实施方案中，二醇组分可以包含至少40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或者99mol％的TMCD。

在一种或多种实施方案中，二醇组分包含二乙二醇。例如，二醇组分可以包含至少1、5、10、20或者30和/或不大于95、80、70、60或者45mol％的二乙二醇。通常，在不同的实施方案中，二醇组分可以包含1-95、5-80、10-70、20-60或者30-45mol％的二乙二醇。

除了增强纤维和热塑性聚酯之外，预浸料复合材料还可以包含小于10、5、2或者1重量％的一种或多种添加剂。添加剂可以包括例如抗氧化剂、脱缠绕剂、冲击改性剂、抗结块剂、金属钝化剂、着色剂、磷酸酯稳定剂、脱模剂、填料例如滑石和富美家(formica)、二氧化硅、玻璃珠、成核剂、紫外光和热稳定剂、润滑剂、阻燃剂或者其两种或更多种的组合。

或者，在某些实施方案中，预浸料复合材料可以不含添加剂。

可以使用本领域已知的方法形成预浸料复合材料，所述方法可以包括例如拉挤成型类型的方法。这样的生产方法进一步记载在美国专利No.4549920、美国专利No.4559262、美国专利No.5094883、美国专利No.6709995和美国专利No.7297740中，其内容以引用的方式全部纳入本文中。

预浸料复合材料的施用方法

可将预浸料复合材料直接施用到含木材材料的选定表面上，由此形成增强的含木材材料。如本文使用的，“直接施用”表示在含木材材料的选定表面和预浸料复合材料之间不存在粘合剂。如本文中使用的，“粘合剂”指的是通常用于将预浸料复合材料施用到基底上的粘合剂，其包括例如环氧树脂、苯酚间苯二酚、甲醛间苯二酚、三聚氰胺或者交联的三聚氰胺、PVA或者交联的PVA、异氰酸酯、聚氨酯和脲基粘合剂。但是，如下文进一步讨论的，这种排除粘合剂并不排除在含木材材料的选定表面和预浸料复合材料之间存在热塑性树脂层。这些热塑性树脂层在后面更详细地描述。

其上施用预浸料复合材料的选定表面可以是含木材材料的内表面或者外表面。例如含木材材料的内表面可以例如是多层木材复合材料的中间层。在这样的实施方案中，预浸料复合材料可以同时充当增强剂和胶合线层。或者，其上施用预浸料复合材料的选定表面可以包括含木材材料的外表面。外表面可以例如是含木材材料的外表面。

通常，可以在这样的方法中将预浸料复合材料热粘合到含木材材料的选定表面上，该方法包括施加热量和压力并持续一定时间。在不同的实施方案中，可通过下列步骤将预浸料复合材料施用到含木材材料上：加热预浸料复合材料来形成加热的预浸料复合材料，然后将加热的预浸料复合材料与含木材材料的选定表面接触。或者，在不同的实施方案中，可通过下列步骤将预浸料复合材料施用到含木材材料上：加热含木材材料的选定表面，然后将预浸料复合材料与加热的表面接触。在其他替代的实施方案中，可将预浸料复合材料和含木材材料的选定表面在复合材料和木材表面接触之前进行加热。

在一种或多种实施方案中，加热和接触步骤可以同时进行。或者，在某些实施方案中，可首先将预浸料复合材料和含木材材料的选定表面彼此接触，然后加热以将预浸料复合材料施用到选定表面上。

通常，在这样的实施方案中，可将预浸料复合材料和/或含木材材料的选定表面加热到30-250℃的温度。在一种或多种实施方案中，加热是在至少30、50、75、100或者150℃和/或不大于250、225、215、205、195或者185℃的温度下进行的。类似的，加热可以在30-250℃、30-225℃、50-215℃、75-205℃、100-195℃或者150-250℃的温度下进行。理想的，在施用方法过程中，应将温度保持在低于250℃的温度，因为木材在超过250℃的温度下会开始降解。

应当注意的是，热量可以来自传导加热、对流加热、红外加热和/或来源于无线电频率的热量。

此外，在不同的实施方案中，聚酯的熔融温度(Tm)和玻璃化转变温度(Tg)可以确定将预浸料复合材料粘合到材料基底上所需的最合适的温度。

在其中聚酯是无定形聚酯的实施方案中，粘合温度应当处于聚酯的玻璃化转变温度至最高到250℃的温度之间。例如，无定形聚酯的粘合可以在Tg+25℃、Tg+50℃或者Tg+75℃下进行，只要这些范围低于250℃即可。

在其中热塑性聚酯是结晶聚酯或者半结晶聚酯的实施方案中，粘合温度是在超过聚酯的熔融温度的温度下进行，但是仍然处于不超过250℃的温度下。例如，结晶聚酯的粘合可以在Tm+25℃、Tm+50℃或者Tm+75℃下进行，只要这些范围低于250℃即可。

应当注意的是，上述加热温度指的是预浸料复合材料中的聚酯组分在加热方法过程中所达到的温度，而不是指施用设备的温度。因此，用于施加热量并将预浸料复合材料与含木材材料粘合的设备可以在高于上述那些的温度下运行，从而为预浸料复合材料提供所必需的热能。这样的施用设备可以包括例如水力压机、静压机、辊层压机、双带层压机、红外灯、压机滚筒或者高压室。

预浸料复合材料和含木材材料的选定表面之间的接触步骤可以在至少0.25、0.30、0.35、0.50、0.75或者1.0和/或不大于5.0、4.0、3.0、2.5、2.0或者1.75MPa的压力下进行。例如，接触步骤可以在0.25-5.0MPa、0.30-4.0MPa、0.35-3.0MPa、0.50-2.5MPa、0.75-2.0MPa，或者1.0-1.75MPa的压力下进行。这个压力可以通过例如水力压机、静压机、辊层压机或者高压室来提供。通常，较高的压力是不太优选的，因为它们会损坏木材的孔结构和阻止热塑性聚酯更深地渗透到木材基质中。

在某些实施方案中，可以在预浸料复合材料和含木材材料的选定表面初始接触之后施加压力。

上述加热和加压步骤可以进行至少1、2、3、4、5、6、7、8、9或者10分钟和/或不大于200、100、50、45、30、20或者15分钟。例如，加热步骤和/或加压步骤可以进行1-200分钟、2-100分钟、3-45分钟、5-30分钟、6-20分钟或者7-15分钟的时间。在这样的实施方案中，在这些较长的驻留时间中，用于接触步骤的压力可以是0.25-5.0MPa、0.30-4.0MPa、0.35-3.0MPa、0.50-2.5MPa、0.75-2.0MPa或者1.0-1.75MPa。应当注意的是，这些范围指的是预浸料复合材料处于期望的温度和压力下的时间。

或者，当使用连续压制技术例如辊压机、双带压制层压机和其他连续类型的装置时，加热步骤和/或加压步骤可以在非常短的时间内进行。例如，上述加热和加压步骤可以进行至少0.01、0.05、0.1或者0.5和/或不大于25、20、10或者5秒。更具体地，上述加热和加压步骤可以进行0.01-25、0.05-20、0.1-10、0.01-10、0.1-10或者0.5-5秒的时间。在这样的实施方案中，在这些较短的驻留时间过程中，可以使用较高的压力来促进预浸料复合材料和含木材材料之间的粘合。例如，在这些较短的驻留时间过程中，用于接触步骤的压力可以是2-12MPa、2.5-11MPa、3-10MPa、3.5-9.5MPa、3.5-9MPa或者4-8.5MPa。

如上所述，在不同的实施方案中，在预浸料复合材料和增强的含木材材料的选定表面之间不存在或者不使用粘合剂。一旦施用，则预浸料复合材料可以与含木材材料的选定表面形成直接粘合。例如，在预浸料复合材料和含木材材料的选定表面之间所形成的粘合可具有的粘合强度为至少0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9或者10和/或不大于100、80或者50N/mm²，其是根据ASTM D905测量的。此外，在不同的实施方案中，在预浸料复合材料和含木材材料的选定表面之间所形成的粘合可具有的粘合强度为0.5-100、1-100、2-80、3-80、4-80、5-80、6-80、9-50或者10-50N/mm²，其是根据ASTM D905测量的。

虽然不希望囿于理论，但是预浸料复合材料中所用的热塑性聚酯被认为是在预浸料复合材料和含木材材料的选定表面之间形成粘合所必需的。例如，完全由预浸料复合材料中所用的热塑性聚酯产生的纯净膜能够在含木材材料的选定表面上形成粘合，所述粘合的粘合强度是至少0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9或者10和/或不大于100、80或者50N/mm²，其是根据ASTM D905测量的。此外，在不同的实施方案中，完全由预浸料复合材料中所用的热塑性聚酯产生的膜能够在含木材材料的选定表面上形成粘合，所述粘合的粘合强度是0.5-100、1-100、2-80、3-80、4-80、5-80、6-80、9-50或者10-50N/mm²，其是根据ASTM D905测量的。如本文使用的，“纯净膜”包括完全由热塑性聚酯形成的膜。

所形成的包含粘合到选定表面上的预浸料复合材料的增强材料可以包含由预浸料复合材料形成的多个层。在这样的实施方案中，多个层可以通过将一种或多种预浸料复合材料彼此叠置施加来形成。例如，所形成的增强材料可以包含至少2、3、4、5、7、8、9或者10个由单独的预浸料复合材料形成的层。由预浸料复合材料形成的每个层的厚度可以是1-2000、10-1500、25-1000、40-900、50-800、75-700、100-600或者150-500微米。在某些实施方案中，可将多个层在粘合到含木材材料的选定表面上之前彼此施加。例如，可将两种或更多种预浸料复合材料层压在一起以形成多层复合材料，然后可将其热粘合到含木材材料上。或者，在某些实施方案中，可将多个单独的预浸料复合材料一次同时粘合到含木材材料的选定表面上。

在不同的实施方案中，含木材材料可以包含木材，基本由木材组成或者由木材组成。通常，含木材材料可以包含至少10、25、50、75、90或者99重量％的木材。此外，在某些实施方案中，含木材材料是完全由木材或者木材复合材料形成的。

木材可以包括硬木、软木和/或工程木材复合材料。硬木可以包括例如橡木、白杨木、枫木、胡桃木、克隆木、龙脑香木和/或山胡桃木。软木可以包括例如松木、白塞木、水松木、竹子、棉白杨木、花旗松木和/或桦木。工程木材复合材料可以包括例如夹板、定向条板、颗粒板、交叉工程木材、胶水层压木材(“GLT”)、交叉层压木材(“CLT”)、层压薄板木材(“LVL”)、层压条木材(“LSL”)、一字托梁、一字桁条和/或纤维板。

关于预浸料复合材料的一种出乎意料的特性是它能够热粘合到包含大量湿气(例如大于20重量％的水)的含木材材料上。不同于对湿气非常敏感且需要干燥的木材基底来有效粘附的热熔粘合剂体系，预浸料复合材料能够热粘合到含木材材料上，而不管它的含水量如何。在这样的实施方案中，为了确保在预浸料复合材料和湿的木材基底之间形成合适的粘合，在初始施用步骤之后可以对已粘合的预浸料复合材料和木材基底连续施压，直到它们冷却到室温。在初始施用步骤之后，这种添加的压力可以防止湿气留在木材中并弱化预浸料复合材料和木材基底之间新形成的粘合。此外，将已粘合的预浸料复合材料和木材基底保持在压力下直到它们冷却到室温可以将来自木材基底的任何多余的湿气压回木材中。因此，预浸料复合材料施用到湿木材的能力可以减少对于处理之前的严格干燥程序的需求，由此降低了能量成本和生产时间。

通常，在不同的实施方案中，含木材材料的含湿量是至少0.1、0.5、1或者5和/或小于30、20、15、10、5或者1重量％。例如，含木材材料的含湿量可以是0.1-30、0.5-20、0.5-10或者0.5-5重量％。

此外，在某些实施方案中，在施用预浸料复合材料之前，可将热塑性树脂层施用到含木材材料的选定表面上，以降低在预浸料复合材料和含木材材料之间形成粘合时的加工温度和/或压力。这些热塑性树脂层还可以用于提高所形成的增强木材的强度。具体地，这些热塑性树脂层可以在木材界面处提供更大量的热塑性聚酯，由此使得更多的聚酯能够快速地渗入木材的孔结构中。提高粘合强度对于其中预期发生木材的明显的湿热循环的许多应用可能是重要的，这可能与预浸料复合材料的翘曲、溶胀和分层有关。此外，因为树脂层能够实现对木材的更强的粘合，因此使用这样的层可以降低用于获得木材中期望的强度和性能所必需的预浸料复合材料的粘合时间。此外，当使用层压设备来施用预浸料复合材料和树脂层时，使用树脂层可以使得在热粘合过程中使用较低的压力和/或温度以达到期望的粘合强度。

应当注意的是，这些“热塑性树脂层”不是粘合剂，因为它们可以由热塑性聚合物形成，包括与用于生产预浸料复合材料的热塑性聚酯相同的热塑性聚酯。因此，可以使用与上文针对预浸料复合材料所述的相同的施用方法来将树脂层施用到含木材材料的选定表面上。所形成的包含施用到其上的树脂层的含木材材料可以被认为是“预增强材料”，其上可施用预浸料复合材料。或者，在某些实施方案中，可将树脂层与预浸料复合材料同时施用到含木材材料的表面上。

在不同的实施方案中，树脂层可以包含，基本组成为或者组成为至少一种热塑性聚合物。这些热塑性聚合物可以包括上文关于预浸料复合材料所述的任何热塑性聚酯。在一种或多种实施方案中，树脂层可以包含至少50、75、95或者99重量％的一种或多种热塑性聚酯。

在某些实施方案中，树脂层可以包含与在预浸料复合材料中所使用的相同的热塑性聚酯。或者，树脂层可以包含至少一种不存在于预浸料复合材料中的热塑性聚酯。

树脂层可以包含一种或多种添加剂。添加剂可以包括例如抗氧化剂、脱缠绕剂、冲击改性剂、抗结块剂、金属钝化剂、着色剂、磷酸酯稳定剂、脱模剂、填料例如滑石和富美家(formica)、二氧化硅、玻璃珠、玻璃纤维、成核剂、紫外光和热稳定剂、润滑剂、阻燃剂或者其两种或更多种的组合。

通常，在不同的实施方案中，树脂层的平均厚度可以是10-400、15-300或者20-250微米。在其中增强材料包含由预浸料复合材料形成的多个层的实施方案中，树脂层可以用于分隔由预浸料复合材料形成的这些各个层中的每一个。因此增强材料会具有树脂层和由预浸料复合材料形成的层的交替层。

增强木材

一旦施用并粘合到含木材材料，已粘合的预浸料复合材料可以提高所述材料的各种特性。例如，已粘合的预浸料复合材料可以提高含木材材料的强度、硬度和延展性。具体地，已粘合的预浸料复合材料可以为含木材材料提供高拉伸强度的材料条。

在一种或多种实施方案中，增强材料可以比未处理的含木材材料具有更大的峰值挠曲强度。例如，增强材料的根据ASTM D790的峰值挠曲强度可以比初始的含木材材料的峰值挠曲强度大了至少1、5、10、20、50、100、150或者200％。在某些实施方案中，增强材料的根据ASTM D790所测量的峰值挠曲强度可以是至少20、40、60、80、100、120、140、160、180或者200MPa和/或不大于5000、2500、2000、1500、1250、1000、900、800或者500MPa。

在一种或多种实施方案中，增强材料可以比未处理的含木材材料具有更大的弹性模量。例如，增强材料的根据ASTM D1037的弹性模量可以比初始的含木材材料的弹性模量大了至少1、5、10、20、50、100、150或者200％。应当注意的是，弹性模量也可以通过本领域已知的类似的测试方法来测量，包括但不限于ASTM D143、ASTM D3500、ASTM D1037、ASTMD3043和ASTM D4761。但是，虽然这些其他ASTM测试也可以用于测量弹性模量，但是这些其他测试方法的结果是不同的，并且不能互换。

在一种或多种实施方案中，增强材料可以比未处理的含木材材料具有更大的刚性模量。例如，增强材料的根据ASTM D1037的刚性模量可以比初始的含木材材料的刚性模量大了至少1、5、10、20、50、100、150或者200％。应当注意的是，刚性模量也可以通过本领域已知的类似的测试方法来测量，包括但不限于ASTM D143、ASTM D3500、ASTM D1037、ASTMD3043和ASTM D4761。但是，虽然这些其他ASTM测试也可以用于测量刚性模量，但是这些其他测试方法的结果是不同的，并且不能互换。

在一种或多种实施方案中，增强材料可以比未处理的含木材材料具有更大的断裂模量。例如，增强材料的根据ASTM D1037的断裂模量可以比初始的含木材材料的断裂模量大了至少1、5、10、20、50、100、150或者200％。应当注意的是，断裂模量也可以通过本领域已知的类似的测试方法来测量，包括但不限于ASTM D143、ASTM D3500、ASTM D1037、ASTMD3043和ASTM D4761。但是，虽然这些其他ASTM测试也可以用于测量断裂模量，但是这些其他测试方法的结果是不同的，并且不能互换。

在一种或多种实施方案中，增强材料可以比未处理的含木材材料具有更大的最大弯曲载荷功。例如，增强材料的根据ASTM D790的最大弯曲载荷功可以比初始的含木材材料的最大弯曲载荷功大了至少1、5、10、20、50、100、150或者200％。

在一种或多种实施方案中，增强材料可以比未处理的含木材材料具有更大的平行于材料纹理的抗压强度。例如，增强材料的根据ASTM D1037的平行于材料纹理的抗压强度可以比初始的含木材材料的平行于材料纹理的抗压强度大了至少1、5、10、20、50、100、150或者200％。

在一种或多种实施方案中，增强材料可以比未处理的含木材材料具有更大的垂直于材料纹理的抗压强度。例如，增强材料的根据ASTM D1037或者ASTM D143的垂直于材料纹理的抗压强度可以比初始的含木材材料的垂直于材料纹理的抗压强度大了至少1、5、10、20、50、100、150或者200％。

在一种或多种实施方案中，增强材料可以比未处理的含木材材料具有更大的平行于材料纹理的剪切强度。例如，增强材料的根据ASTM D1037或者ASTM D143的平行于材料纹理的剪切强度可以比初始的含木材材料的平行于材料纹理的剪切强度大了至少1、5、10、20、50、100、150或者200％。

在一种或多种实施方案中，增强材料可以比未处理的含木材材料具有更大的根据例如落球冲击(ASTM D1037)或者冲击弯曲(ASTM D143)测量的冲击性能。例如，增强材料的冲击性能比初始的含木材材料的冲击弯曲大了至少1、5、10、20、50、100、150或者200％。

在一种或多种实施方案中，增强材料可以具有更大的紧固件保持能力来保持钉子、螺杆等。这样的性能可以通过例如ASTM D1037所述的用于横向钉子阻力、钉子抽出或者螺杆抽出的那些测试方法来测量。例如，增强材料的紧固件保持能力比初始的含木材材料的紧固件保持能力提高了至少1、5、10、20、50、100、150或者200％。

另外，粘合的预浸料复合材料还会提高增强材料的耐水性和耐化学品性，特别是因为预浸料复合材料可比待增强的材料(例如木材)具有明显更低的多孔性。

此外，由预浸料复合材料形成的层可以是半透明的和/或表现出令人期望的光泽度。在其中将预浸料复合材料施用到含木材材料的外表面上的实施方案中，其上施用预浸料复合材料的外表面的光泽度可以是至少40、45、50或者55光泽度单位和/或不大于95、90、85或者80光泽度单位，其是根据ASTM D2457测量的。在其中预浸料复合材料不包含有色添加剂且不是不透明的实施方案中，增强木材的木材纹理仍然可以对观察者显示为透视的，由此提供市场中的美学优点。

由于它们的改进的强度，本文中所生产的增强材料可以减少对于使用增强材料的应用中所用的另外的木材的需求。因此，这种减少的木材使用还会有利于实现在各种应用中的令人期望的重量较轻的材料。此外，存在于增强材料上的热粘合的预浸料复合材料可以提高含木材材料相对于其未处理状态下的耐湿性和耐化学品性。因此，这可以延长含木材材料的寿命期和功能性。

本文所述的用预浸料复合材料生产的增强材料可以用于建筑工业、运输工业或者其中使用木材的任何其他工业中的各种应用中。可将增强材料引入不同的终端产品中，包括例如脚手架、墙罩、一字型托梁法兰和网、屋顶下材料、混凝土浇注成型板、工作台面、橱柜、标记物、家具、农艺袋、工业槽、增强面板、汽车地板、RV面板、铁路车地板、运货船地板、船体结构和舰船结构。

上述本发明优选的形式仅用于说明，并且不应以限制性意义用于解释本发明的范围。上述示例性实施方案的改变是本领域技术人员在不偏离本发明的主旨的情况下容易进行的。

本发明人特此声明其意图依赖于等效原则来确定和评估本发明的合理公平的范围，因为它涉及在实质性上不偏离本发明的文字范围但在其之外的任何设备，如所附权利要求所述。

本发明可以通过下面的其实施方案的实施例来进一步说明，虽然应理解仅出于说明目的而包括这些实施例，而并非意图限制本发明的范围，除非另有明确说明。

实施例

在下面的实施例中，使用ASTM D790所述的挠曲强度测试来作为测量木材强度的提高的实验。在这种测试中，对于纯木材类以及预浸料复合材料热粘合到其上的木块，产生了负荷偏移曲线，并且记录了峰值负荷。具体地，使用挠曲强度测试来量化在将预浸料复合材料热粘合到木材基底上之后，木材在弯曲模式中可以承受的峰值负荷的提高。

在下面的实施例中，使用块剪切测试来分析木材基底和聚合物基质之间的粘合强度。块剪切测试用于评估适于将基于聚酯的UDT粘合到木材上的聚合物配料和粘度范围。

如下制备了用于挠曲强度测试和块剪切测试的测试样品。在下面的实施例中，测试样品是通过使用Carver压机(型号No.3693)将测试样品热粘合并层压到期望的木材基底上来制备的。Carver压机装备有双开口的0.356m x0.356m(14”x14”)钢压盘、独立的数字式温度控制器、所施加的最高到267kN(60000Ibf)的液压力和集成的水冷却***。用于每个测试样品的层压参数包括粘合时间2-10分钟、层压温度115-180℃和保持压力0.34-1.72MPa(50-250PSI)。

为了有助于制备所需的样品，制作了16个由2024铝合金组成的样品夹具。这种两部分夹具能够在层压过程中实现样品对准的一致性控制，从而产生一致的和均匀的样品。在所有情况中，使用选定的温度和压力持续规定的时间，然后触发水冷却***来快速冷却压盘和样品，并且同时仍然处于压力下。

对于UDT增强的木材的挠曲强度分析，使用了如ASTM D 790所述的3点弯曲测试方法。对这种测试方法的示例性说明示于图1中。对于这种测试，使用了一块尺寸是6.35x63.5x240mm³(0.25x2.5x10.0英寸³)的木材。如图1所示，240mm(10.0英寸)切片平行于木材纹理延伸，并且将UDT(12)粘合到木材(10)的最大表面积(63.5x240mm²)上来形成木材的增强结构。对于挠曲强度测试，使用前述Carver压机将UDT直接层压到木材上，并且玻璃纤维平行于木材纹理延伸。将DuPont^TM

离型膜的层置于UDT和Carver压机的压盘之间来防止聚酯粘到压机上。这种测试在适当的样品调节之后，还使用了MTS

50kN型号820050SLW。机械数据是通过根据ASTM D 790的3点弯曲使用跨度厚度比32：1和十字头位移速度1.27mm/min(0.05in/min)来获得的。定位样品，使得UDT处于木材样品的底部拉伸面上。值得注意的是，将一小片薄的橡胶管放在上部负荷尖端的半径周围，来减轻木材基底的局部压碎。所形成的最终挠曲强度σ_ultimate是根据下面的等式计算的，其中P是失效负荷，L是测试跨度(203mm)，b是样品宽度(63.5mm)，且d是样品厚度(6.35mm+膜或者UDT层)：

如上所述，粘合性测试是使用ASTM D905所定义的块剪切测试方法来完成的。对这种测试方法的的示例性说明示于图2中。如图2所示，块剪切测试需要两块木材(10)，尺寸都是19.05x 38.01x 50.8mm³(0.75x 1.50x 2.0in³)。在这种测试方法中，50.8mm(2.0英寸)切片长度平行于木材纹理延伸，并且将聚合物膜(12)粘合到木材的最大表面积(38.01x50.8mm²)上。粘合性测试中所用的膜是使用1.0或者1.5英寸Killion单螺杆挤出机来制备的(分别是25.4或者38.1mm)。膜是由热塑性聚合物根据具体的聚合物干燥和温度要求来制备的。通常，在熔融加工条件(240-280℃)下来加工聚合物，其中变量取决于聚合物Tg和Tm(在适用情况下)。膜是如下来制备的：首先将聚合物粒料在60-150℃下干燥4-8小时，然后在240-280℃的温度下将粒料挤出成膜。每种聚合物所需的加工条件是根据聚合物制造商提供的数据表来确定的。所制备的用于块剪切测试的膜的标称厚度是381.0微米(15密耳)，并且将其手工切割以适应所述块的表面积。一旦使用聚合物膜将两个块粘合在一起，由此产生木材-膜-木材或者“WFW”结构，则使用与Instron机连接的剪切工具以5mm/min(0.20in/min)的设定负荷率来进行测试。剪切工具使用横截面积605mm²(0.94in²)将负荷施加到木材的顶部。在下面的实施例中，所记录的所得数据包括在粘合剂粘合失效时所测量的峰值负荷和峰值剪切应力，单位MPa。要注意的是，在这种具体测试中，峰值负荷是直接测量的，并且通过负荷除以粘合面积而转化成应力测量，其是在每个样品中测量的，但是其通常接近于块几何形状的1930mm²(3.0in²)。

在下面的实施例中，特性粘度(“IhV”)理解为是稀的聚合物溶液的粘度。如本文使用的，特性粘度定义为在25℃或者30℃下60/40(wt/wt)苯酚/四氯乙烷在浓度为0.25g聚酯/50ml溶液时的粘度。这种粘度测量代表聚合物的分子量。

在下面的实施例中，熔点(Tm)和玻璃化转变温度(Tg)是使用购自TA Instruments的TA Q2000 DSC仪器根据ASTM D3418以扫描速率20℃/min测定的。将样品从23℃加热到280℃(20℃/min)。在280℃下退火2分钟之后，将样品以80℃/min冷却到室温(23℃)，并且以相同的20℃/min速率进行第二次热熔融扫描。所记录的熔点温度是第二次热熔融扫描的吸热热流曲线的最小峰值，而所记录的玻璃化转变温度是在熔融温度之前，由扫描中焓步骤变化的中点来确定的。

聚合物基质或膜的零剪切粘度(“η0”)——在下面的实施例中记录的情况下——是如下来测定的：对于给定的具有已知的组成和IhV的聚合物，首先使用Rheometrics RDAII流变仪捕集小振幅摆动剪切(“SAOS”)流变数据，并且在高于Tg的多个温度下在1-400s-¹的范围内进行频率扫描。通常，每个样品是在高于聚合物的Tg的两个或者三个温度下测试的，其处于200-280℃的温度范围。对于具有已知的IhV的每个聚合物，至少三个频率扫描是在高于Tg的不同温度下进行的。一旦获得了数据，则拟合Cross模型，并且术语建模如下：

η_o＝A1(T-80)^A2IhV^A3

τ＝A4(T-80)^A5IhV^A6

m＝A7(T-80)^A8IhV^A9

拟合术语A1-A9是使用构建成MathCad软件的Levenberg-Marquardt方法通过非线性回归来确定的，然后使用模型，通过使用层压温度(“T”)和已知的聚合物特性粘度作为输入值来估计层压时的膜零剪切粘度。

在下面的实施例中，光泽度是根据ASTM D2457中所定义的标准测试方法使用BYK光泽度计(BYK Micro-Gloss)以60°的角度测量的。

实施例1-聚合物树脂

下表1显示了实施例所用的聚酯树脂的列表。表1所示的所有共聚酯是二醇和酸单体的组合。实施例P1-P6全部包含69mol％的乙二醇、31mol％的1,4-环己烷二甲醇(“CHDM”)和100mol％的对苯二甲酸(“TPA”)。虽然它们具有相同的单体组成，但是实施例P1-P6表现出不同的特性粘度(“IhV”)，这归因于聚合物具有不同的聚合度，其中较低的IhV表明较低的聚合度，而一些包含添加剂例如炭黑着色剂(P4)、抗UV添加剂(P2)和阻燃添加剂(P5)。

如表1所示，实施例P7-P11包含不同的二醇例如EG、CHDM、二乙二醇(“DEG”)和四甲基-1,3-环丁二醇(60mol％的顺式异构体)(“TMCD”)，以及酸例如TPA、间苯二甲酸(“IPA”)和1,4-环己烷二羧酸(“CHDA”)。表1提供了每个聚合物组成的不同细节，包括聚合物的IhV、玻璃化转变温度(“Tg”)、熔融温度(“Tm”)。如果样品是无定形的，并且不含可测出的Tm，则所述样品标记为“A”。

表1所列的形态情况意图对所列的聚酯基于它们的结晶性能来分类。“情况1”指的是这样的材料，其是无定形的，并且在热粘合条件下不结晶，由此使得这些材料在它们的Tg和热粘合的温度极限之间的温度下进行热粘合。“情况2”指的是半结晶材料，其开始是无定形的，但是在热粘合过程中会结晶，由此使得这些材料在它们的Tg和热粘合的温度极限之间的温度下进行粘合。“情况3”指的是高度结晶材料，其需要在热粘合过程中经历超过它们的Tm的温度。表1中的“％结晶度”指的是在热粘合之前和之后，某些样品中的结晶度％。

表1还列举了未显示出本发明的特性并标记为对比例(标记为“C”)的非聚酯材料的特征。这些对比树脂包括尼龙6(

S24E，购自Radici Group)(“C12”)、聚碳酸酯(

2608，购自Bayer Material Science)(“C13”)、聚丙烯(PPH-10060，购自Total)(“C14”)、丙烯酸(

CA-927HF Clear，购自Plaskolite West)(“C15”)和聚苯乙烯(CAS#9003-53-6)(“C16”)。

表1

实施例2-单向带(“UDT”)

表2显示了由表1所列的一些聚合物制备的UDT样品的列表。在所有UDT样品中，E-玻璃用作增强纤维。更具体的，UDT样品T1、T2、T4和T5包含购自PPG Industries的

4588，而UDT样品T3包含购自PPG Industries的

4510。表2列出了UDT样品的重量分数，其在所有情况中包含60重量％的E-玻璃增强纤维和40重量％的聚合物树脂基质。表2还提供了UDT样品的厚度，以及含有玻璃纤维的聚合物基质的IhV。如表2所示，UDT样品T1-T5是使用表1中的聚酯P6、P4、P10和P11来制备的。另外，表2提供了用于UDT样品的每种聚酯的形态情况。所有UDT样品除了T5之外都包含无定形聚酯(情况1)。

表2

UDT样品的玻璃纤维含量是通过在灰化之后称重残留物质来测定的。这是通过使用分析天平测量带样品的质量来完成的。然后，将样品置于马弗炉(Thermolyne 4800或者等价物)中持续2小时，并且温度控制在600℃+/-10℃。随后，使用分析天平测量带样品在灰化后的残留质量。％玻璃纤维含量是通过最终样品质量与初始样品质量之比来测定的。值得一提的是，使用了至少1.5g的样品来减小误差。

实施例3-木材

表3提供了在本发明的开发过程中所涉及的木材类型。考虑了硬木例如橡木、白杨木和槭木以及软木类型例如松木。所评估的工程木材复合材料包括夹板、中密度纤维板(“MDF”)和定向条板(“OSB”)。表3中记录的挠曲强度是根据上述方法测量的。表3中所列的每种木材类型的弹性模量(MOE)、平行于纹理的抗压强度和内部(胶合线)强度值来源于“Wood handbook：wood as an engineering material”，Forest Products Laboratory(第72卷，U.S.Government Printing，1987)，其内容以引用的方式全部纳入本文中。

表3

实施例4-将UDT样品施用到木材

对于这个实施例，分析了通过本发明的UDT所提供的挠曲强度的提高。具体地，将用本发明的UDT涂覆的木材样品与没有UDT的木材样品进行了比较。使用上述Carver压机将UDT层压到木材样品上。层压进行约5分钟，并且处于1.72MPa的压力下。下表4中还记录了在层压过程中每个样品的聚合物基质的温度和相应的零剪切粘度。

表4以及图3和4显示了测试样品的挠曲强度结果(FS1-FS25)，其来源于将单个UDT层热粘合到所示的木材类型上。如上所示，表3提供了表4中所考虑的所有木材类型的初始挠曲强度。在该研究中，将表3的每一种木材用至少一种可利用的UDT(表2中的T1-T5)进行热粘合，其包含聚合物P4、P6、P10或者P11。表4提供了每个测试样品的峰值挠曲强度，以及测量中的离差系数(“COV”)。

挠曲性能增量是相对于纯净的/未处理的木材的提高百分比，计算如下：

将获自上式的值乘以100来计算提高百分比。应当注意的是，FS_木材的值记录在表3中。汇总了表4所示的数据，并且以图示的方式示于图3和4中，发现下面的结论：

·橡木显示出挠曲强度提高15-45％；

·白杨木显示出挠曲强度提高27-30％；

·槭木显示出挠曲强度提高15％；

·松木显示出挠曲强度提高35-45％；

·夹板显示出挠曲强度提高45-55％；

·OSB显示出挠曲强度提高165-250％；和

·MDF显示出挠曲强度提高80-85％。

表4

由表4所示的这些结果看出，强度提高的量级取决于木材类型及其具体的机械性能，例如弹性模量(表3)。通常，当将UDT施用到具有相同厚度的样品时，较低模量的木材表现出较大的基于百分比的强度提高。软木(松木)和硬木(橡木、白杨木和槭木)类型全部表现出至少15％至最高到50％的性能提高。对于工程木材(其中使用粘合剂来构建粒子基复合材料(MDF和OSB)或者层基复合材料(夹板))，所测量的性能提高为45-250％。虽然申请人不希望囿于任何理论，但认为OSB可能因基底的抗压失效而表现出这样高的提高，其归因于底部UDT层具有高的拉伸强度。

图3和图4显示了在层压过程中，UDT的聚合物基质相的粘度显著影响了所获得的强度优势的量级。通常，对于单个UDT层，较大的强度优势是最令人期望的。因此，图3和图4表明关于提高挠曲强度的改进或者最大益处可能是用粘度范围为10⁴-10⁶Pa-s的聚酯来实现的。

表4的数据表明基于无论是P4、P6、P10还是P11用作基质聚合物所提供的挠曲优势没有显著区别。如果变量(COV)是约10％，则不认为在相同粘度和相同木材基底时的这些不同的聚酯之间的统计差是显著的。因此，这些聚酯基UDT被认为适于本发明。具体地，表4表明具有情况1或者情况2形态的聚酯适于这种情况中的UDT。

实施例5-比较UDT与聚合物和纤维膜

在这个实施例中，将本发明的UDT与仅涂覆了纯聚合物膜的木材样品或者含有20重量％的玻璃的短/切碎的玻璃负载带进行比较。对比的短玻璃带是通过将聚酯树脂(P3或者P6)与购自PPG Industries的短切玻璃纤维(

3790)双螺杆复合成粒料，然后使用前述单螺杆Killion挤出机将其挤出成膜来制备的。橡木基底是用含有P6的聚酯膜(参见表1)、含有P3或者P6的短玻璃(SG)带和本发明的含有P6的UDT来层压的。使用Carver压机，使用上述方法来制备样品。将膜和带在145℃下在约1.72MPa的压力下层压5分钟。此外，该研究还观察了不同的层状结构。具体地，测试样品包含下面的结构之一：直接粘合到木材基底上的纯聚酯膜(“WF”)、直接粘合到木材基底上的带/UDT(“WT”)、具有木材/聚酯膜/带结构的样品(“WFT”)和具有其上层压有四层UDT的木材基底的样品(“WTTTT”)。在其中聚酯膜存在于木材基底和UDT之间的样品(即，WFT结构)中，所述膜是用P6聚酯制备的，并且厚度是约50.8微米。

表5

如表5所示，对比实施例(SG1-SG4)表现出对于木材类的挠曲强度的负效应(SG1、SG3和SG4)或者最小正效应(SG2)(-18.6％到2.8％)。相比之下，本发明的UDT(SG5-SG7)清楚地显示了对于木材的挠曲强度的正效应(-33-45％优势)。具体地，这个实施例证实了在UDT中连续对准的玻璃纤维(即，不是短玻璃纤维)对于获得本发明所述的强度优势是优选的。

实施例6-挠曲强度和粘合强度之间的相关性

为了使UDT提供对于任何木材类型的增强，在热粘合方法之后，它的聚合物必须与木材基底形成足够强的粘合。评估了块剪切应力和挠曲强度的提高之间的相关性。如上所述，块剪切应力提供了具体聚酯树脂的粘合强度的指示。本发明的样品(FB2-FB11)是通过使用上述Carver压机将UDT层压到木材基底上来产生的。层压在约1.72MPa的压力下进行约5分钟。每层UDT的层压温度显示在下表6中。每层UDT的相应的聚酯膜是在对于块剪切测试的相同的层压条件下分别层压到木材基底上的。样品FB1充当了对照物，其中在挠曲强度测试过程中将UDT(T1)简单地与木材表面相邻放置，而没有热粘合到其上。

下表6和图5显示了由本发明的UDT所提供的挠曲强度优势(挠曲强度增量％)和用与在各自的UDT中所用的相同的聚酯的纯净膜测量的块剪切峰值应力之间的相关性。块剪切测试主要提供了聚合物膜和木材之间的粘合强度的量度。如上所述，用于这两个测试的热粘合条件是相同的，以使得可在这两个测试之间对所得数据进行比较，如图5所示。因此，这通过将挠曲强度增加到期望的水平以对增强木材的粘合强度的期望范围有所了解。

表6

如表6所示，对照FB1仅显示了挠曲强度提高了5.6％，其明显低于表4中所获得的挠曲强度性能。这种对照证实了对于本发明的UDT，在UDT和木材之间必须存在一定粘合来提供期望的挠曲强度。

另外，表6和图5证实了对于用于制备UDT的聚合物，最优选的是聚合物膜表现出至少3N/mm²的粘合强度，其可以明显增强硬木或者软木(峰值挠曲强度提高至少15％)。这是基于样品FB5，其在块剪切测试过程中表现出3.20N/mm²的峰值应力和挠曲强度相应提高了18.9％。FB5的这个挠曲峰值强度提高被认为是代表了对于本发明的适当的聚酯膜的近似下限。表6中大部分数据显示了膜峰值应力值是7-12N/mm²和挠曲强度优势是30-50％，其对于商业应用来说是期望的，其中期望改进或者最大化粘合强度和增强优势。在许多应用中，聚酯膜应产生至少5N/mm²的粘合强度，并且在一些情况中，最优选至少7N/mm²，以用于制备为硬木和软木提供最大挠曲强度优势(例如30-50％)的UDT。如下文更详细解释的，对于工程木材而言，得出类似的相关性是不可能的，认为主要归因于这样的事实，即，在块剪切测试过程中，这些木材基底本身首先以低得多的应力值(0-3N/mm²)失效，并由此损害了这种测量的意义。

实施例7-用于测试木材上的聚合物的块剪切测试

块剪切测试是在表1所列的聚合物上进行的，以观察这些聚合物在橡木基底上的粘合强度。

表7和图6显示了粘合到橡木基底上的聚合物的块剪切测试结果。在每种情况中，在1.72MPa压力和表7所列的温度(和相应的零剪切粘度)下，对聚合物的纯净聚合物膜进行热粘合持续5分钟。类似的，表8和图7显示了松木、白杨木和槭木木材的数据。

表7

表8

首先，表7和图6的数据显示所考虑的所有聚酯材料(P1-P10)——不管组成、添加剂类型、IhV、Tg或者形态——都表现出相对于所考虑的非聚酯树脂(C12-C16)的非常高的粘合强度。通常而言，图6显示了在粘合过程中，在相同的零剪切粘度下，聚酯往往表现出这样的粘合强度，其是非聚酯材料的粘合强度的至少2倍，并且在许多情况下是4倍。这个数据显然显示出用于本发明的聚酯的优异性。

其次，表7和图6证实了对于热粘合聚酯材料而言，理想的粘度范围是10³-10⁷Pa-s，其中较窄的范围10⁴-10⁶Pa-s获得了甚至更期望的粘合强度。这些粘度是在粘合过程中在30-250℃下产生的(如前所述，通过木材的限定来确定)。对于表7中研究的聚合物，当热粘合在Tg+25℃至Tg+75℃但低于其中木材降解的250℃的温度下进行时，似乎出现了理想的粘度范围和所得的粘合强度。对于情况1和情况2聚合物而言，这些温度通常是最合适的粘合条件。

第三，从表7和图6中很显然在所考虑的不同的聚酯材料之间基本上不存在明显的性能差异，这再次表明具体的组成、IhV或者添加剂类型对于获得强的粘合不是至关重要的。鉴于非聚酯树脂表现出这样的截然不同的性能，这个结果是令人惊讶的和出人意料的。应当注意的是，在表4的挠曲强度数据中观察到这个相同的结论，其中具体的聚酯树脂看起来并不重要。

在表7中，单独的例外似乎是含有聚合物P9的样品(BS29，BS30)，其在10⁴-10⁶Pa-s粘度范围内表现出仅2.5-3.1N/mm²的粘合强度。因此，样品BS29和BS30的粘合强度通常远远低于表7中的其他聚酯在可比条件下表现出的粘合强度(即，>6N/mm²)。不希望囿于任何理论，申请人认为这个例外与这样的事实有关，即，P9具有情况2的形态，因此膜在热粘合方法过程中结晶，由此推测弱化了膜的最终粘合强度。然而，含有P9和任何其他情况2聚酯的样品由于几个原因而仍然可用于本发明。首先，表7中的P8样品(BS26-BS28)还包含情况2的形态，并且全部表现出与情况1的聚合物(P1-P7)相当的粘合强度。这个数据教导了情况1和情况2聚酯都是令人满意的本发明的实施例，但是当使粘合强度最大化时，情况1的形态通常会是优选的。

表8和图7证实了松木、白杨木和槭木类型的类似数据。如表8所示，对于取样的硬木(橡木、槭木和白杨木)和软木(松木)，所考虑的三种聚合物(P4，P6和10)的粘合强度是至少6N/mm²。表8中的这个数据证实了本发明的UDT和它们的聚酯可用于多种类型的硬木和软木。

实施例8-用于测试工程木材上的聚合物的块剪切测试

表9显示了由试图测量施用到工程木材基底(例如OSB、夹板和MDF)上的聚合物膜的粘合强度所得的数据。对于这种研究，使用Carver压机在约1.72MPa的压力下将由不同的聚合物和对比聚合物形成的膜热粘合到MDF、OSB和夹板基底上并持续5分钟。每次层压的温度提供在表9中。

工程木材通常是通过制造商来形成的，他将多个单板层(在夹板的情况中)或者单个颗粒和碎屑(在MDF或者OSB的情况中)胶合在一起来形成可用于许多建筑和结构应用中的木材。因此，这些工程木材的固有剪切强度往往主要是通过木材的内部胶合线强度来表示的，其明显低于所有的硬木和软木类型中的大部分。表3提供了MDF和OSB的内剪切强度和夹板的内层压剪切强度，其与硬木和软木类型的抗压强度(33-45MPa)相比明显更低(0.4-1.6MPa)。因此，用聚合物膜将两块工程木材类型热粘合在一起并在块剪切测试设备中对其进行测试经常导致木材的粘合明显失效，而不是主要在膜-木材粘合界面处失效(即，用于块剪切强度而测试的粘合)。

为了显示这是一个预期的结果，表7-9记录了样品上的失效负荷相对于木材类基于其已知的表3所示的抗压强度(或者对于工程木材的情况而言是内粘合强度)而预期承受的负荷之比。为了使块剪切测试充分提供对于给定的木材基底的聚合物膜粘合强度的有意义的和可比较的量度，这个比率应当小于120％，优选小于100％，这意味着主要的失效模式归因于膜的粘合失效。对于表7和8中所记录的所有硬木和软木样品而言，情况依然如此。相比之下，工程木材全部显示明显超过100％的值，在选定的情况中高达2000％。在这些测试中，主要的失效模式是木材的粘合失效。在这发生时，木材在热粘合膜之前失效，并且所述测量不能用于量化聚合物与这些木材基底的粘合强度。

表9

当增强工程木材(例如MDF、OSB和夹板)如表9中的数据那样显示出工程木材通常在0.3-2.3N/mm²范围内的峰值应力值下首先失效时，可接受的是聚合物膜的粘合强度是0.3-3.0N/mm²。虽然对于工程木材可接受至少0.3N/mm²的粘合强度，但是仍然优选粘合强度为至少3N/mm²以用于生产可以明显增强不同的工程木材的UDT。遗憾地是，通过这种块剪切技术不能精确测量至少3N/mm²的粘合强度，这归因于工程木材的胶合线限制。但是，如表4以及图3和4所证实的，在UDT中使用本发明的聚酯(例如P4、P6、P10和P11)来增强工程木材(例如夹板、OSB和MDF)，并且提供增加的峰值挠曲强度，从而获得明显的强度优势不存在问题。如表4以及图3和4所示，增强的夹板和MDF表现出提高了45-85％，而增强的OSB表现出提高了165-250％。基于块剪切数据(其显示了P4、P6和P10与其他本发明的聚酯(P1、P2、P3、P5、P8和P9)同样地粘合到橡木、松木和槭木)，包含任何的这些聚酯的UDT也预期以类似的水平增强工程木材，特别是增强包括本文测试的木材(例如橡木、松木、白杨木或者槭木)的那些。

总之，这个实施例意图强调对于工程木材的粘合强度的量化不是如对于硬木和软木所进行的那样在经验上可行的，这归因于木材在块剪切测试方法过程中明显的粘合失效。

实施例9-评估层压条件

这个实施例显示了增强木材在挠曲强度测试中的粘合强度和随后的性能可以使用一定范围内的层压时间、层压压力和在增强材料中包含的基于热塑性聚酯的树脂膜层来提高或优化。

表10显示了在橡木基底上使用聚合物P4和P6的这个实施例的结果。如表10所示，测试了层压时间、层压压力和增强构造。关于表10中所列的结构，“WT”指的是木材/UDT构造，“WFT”指的是木材/膜/UDT构造，“WTW”指的是木材/UDT/木材构造，且“WFTFW”指的是木材/膜/UDT/膜/木材构造。聚酯树脂膜层(如果存在)是由聚合物P6制成的。表10的同样的数据图示于图8和9中，其分别显示了挠曲强度提高和块剪切峰值应力优势。块剪切测试和挠曲强度测试均是使用145℃的层压温度来进行的。

表10

图8显示了在使用和不使用聚酯树脂膜层的情况中，在层压过程中增加时间通常提高了挠曲强度优势。在1.72MPa的压力下，增加加工时间导致在2分钟时峰值挠曲强度提高了10％和在10分钟时提高了45-55％。不希望囿于任何理论，申请人认为与较长的粘合时间相关的提高的原因是为聚合物提供了更多的机会来渗入多孔木材结构中。这导致了挠曲测试中提高的粘合强度和随后的性能优势。图8的数据显示较高的施加压力还明显提高了粘合性能。例如在10分钟的粘合时间，基于将层压过程中的压力从0.34MPa升至1.72MPa，橡木样本的挠曲强度从24％提高至45％。类似的，当聚酯树脂膜层使用10分钟的粘合时间时，橡木样本的挠曲强度从29％提高到53％。已知的是，橡木的抗压强度随着温度在30-250℃的层压窗口内增加而线性降低。例如在145℃的层压温度下，橡木垂直于纹理的抗压强度(如此处所施加的负荷的情况下)降低到约2.00MPa，或者大约仅仅是橡木在室温下的标称抗压强度的30％。因此，高于1.72MPa的压力不会是期望的，因为它会压碎和封闭木材的多孔结构，这降低了UDT和木材之间的粘合。因此，在某些实施方案中，2-10分钟的时间和0.34-1.72MPa的压力通常是本发明的优选的范围。或者，在其中使用连续压制操作(例如双带层压或者辊压)的实施方案中，图8的数据和趋势将显示非常高的压力2-12MPa能够在短到0.1-5秒的时间内实现充分的粘合。

另一发现是发现基于热塑性聚酯的树脂膜层可用于同时改进与木材的粘合强度和增强材料的峰值挠曲强度，如表10以及图8和9所示。高压(1.72MPa)数据显示将聚酯树脂膜层(其含有与UDT所含的相同的聚合物)引入UDT和木材之间将挠曲强度从33％提高到53％(在5分钟的时间)和从45％提高到53％(在10分钟的时间)。甚至在低压和延长的时间(0.34MPa和10分钟)，挠曲强度也从24％提高到37％。因此，很显然，加入51-127μm厚的聚酯树脂膜层可用于改进或者最大化增强材料的优势和通用性。图8的数据显示当在1.72MPa下粘合持续5分钟时，聚酯树脂膜层使得UDT表现出挠曲强度提高了50％，而不存在聚酯树脂层导致在1.72MPa下粘合10分钟时挠曲强度提高了45％。在这些实施例中，引入聚酯树脂层使得热粘合效率加倍(通过将粘合时间从10分钟降低到5分钟)和提高了挠曲强度。当使用聚酯树脂层时，在热粘合过程中可使用较低的压力或者较低的温度来获得所需的粘合强度，由此减少与高压水力***相关的维护和成本。

图9进一步显示了使用聚酯树脂膜层所获得的优点和通用性。如两种聚合物(P4和P6)的图中所示的，在UDT相比于仅UDT的情况中，粘合强度通过引入51μm厚的膜而明显增加，并且用127μm厚的膜甚至进一步提高。这个数据显示了当聚酯树脂膜层与UDT一起使用时，粘合更强，由此导致图8中凸显的挠曲性能优势。可以用聚酯树脂层来增强粘合的事实潜在地为商业应用提供了另外的优势，例如在风化期间更好的耐久性、在木材收缩和膨胀过程中更少的分层，以及更高的失效负荷。

实施例10-含湿量分析

在木材工业例如夹板制造中公知的是，单个层在压制和用粘合剂例如苯酚间苯二酚甲醛胶合之前必须干燥。对于此的原因之一是粘合剂例如这些粘合剂在粘合时经常受到木材基底的含湿量的影响，其会导致胶合层和木材之间的粘合较差。

对于这个实施例，检查了木材中的湿气在粘合时对于木材-UDT***的最终性能的影响。表11和图10记录了在使用和不使用厚度是50.8微米的树脂膜层P6的情况下，对于粘合到橡木基底上的UDT(T1)的分析结果。UDT是使用上述Carver压机，在约145℃的温度和1.72MPa的压力下在5分钟内进行热粘合的，随后在压力下冷却到室温。

木材的含湿量是由将木材直接曝露于水或者通过将其在对流炉中完全干燥(如在0.0％湿气的情况下)而产生的。表11中所记录的含湿量是在即将层压之前使用湿气计(Wagner MMC 210)测量的。在0.0％和5.6％含湿量的情况下，UDT增强木材的能力没有明显变化。当木材被水完全饱和到接近它的最大容量时，UDT仍然能够明显增强橡木的峰值挠曲强度。虽然高湿样品(23.0％)的性能略有降低，但是这个数据表明热粘合时的粘合强度和所得的木材-UDT性能没有强烈依赖于木材的含湿量。这被认为是令人惊讶的结果，因为在知晓湿气不会是要控制的重要变量时，工业上能够更容易地采用本发明的UDT。

表11

实施例11-光泽度分析

木材的美学魅力和看见它的自然纹理图案的能力对于许多应用是特别重要的，例如家具、镶板或者其他木材基产品。因此，特别期望的是能够增强木材，同时仍然保持光泽表面和相关的通过其可观察纹理图案的接触透明性。表12和图11记录了对许多增强木材结构进行60°光泽度测量，都具有短玻璃和UDT***。用于该研究的样品是使用上述Carver压机，在约145℃的温度和1.72MPa的压力下持续5分钟生产的。

表12中标记为“总层压结构中的玻璃纤维％”的一栏是通过测定整体结构中的玻璃的重量百分比、通过考虑UDT或者SGF层以及树脂膜(在使用时)的重量来计算的。表12中所有本发明的样品表现出约50至约95的光泽度值。有些令人惊讶和出人意料的是，含有40-60％树脂的UDT基结构表现出这样的光泽度值，其比仅包含20重量％以下的玻璃的短玻璃样品更好或者一样好。通常，在聚合物基质中包含玻璃会产生不透明度，其归因于玻璃和聚合物的折射率不匹配或者归因于玻璃产生的光散射物体例如空隙或者灰尘颗粒。但是，该研究所用的聚酯——甚至P4(其是不透明黑色)——保持了高的光泽度值，即使是在大于40重量％的玻璃负载下。如所述的，这可用于实践应用，因为它提供了吸引人的美观，并且在不使用不透明的颜色添加剂的聚合物的情况中，可使木材纹理是观察者可见的。

表12

定义

应当理解下面并非意图是所定义的术语的排他性列表。在前述说明书中可以提供其他定义，例如当在上下文中伴随使用所定义的术语时。

如本文使用的，术语“一种(a，an)”和“所述”表示一种或更多种。

如本文使用的，术语“和/或”在用于两种或更多种项目的列表时，表示所列项目的任何一个可以本身使用或者可以使用所列项目的两种或更多种的任意组合。例如，如果组合物被描述为含有组分A、B和/或C时，则组合物可以包含单独的A；单独的B；单独的C；A和B的组合；A和C的组合；B和C的组合；或者A、B和C的组合。

如本文使用的，术语“包含(comprising，comprises和comprise)”是开放式过渡术语，其用于从该术语之前所述的主题过渡到该术语之后所述的一种或多种元素，其中过渡术语之后所列的一种或多种元素不必为构成所述主题的唯一元素。

如本文使用的，术语“具有(having，has和have)”具有与上文提供的“包含(comprising，comprises和comprise)”相同的开放式含义。

如本文使用的，术语“包括(including，include和included)”具有与上文提供的“包含(comprising，comprises和comprise)”相同的开放式含义。

数字范围

本说明书使用数字范围来量化涉及本发明的某些参数。应当理解，当提供数字范围时，这样的范围应被解释为对于仅提及范围的下限值的权利要求限制以及仅提及范围的上限值的权利要求限制提供了文字支持。例如，所公开的数字范围10-100对限定“大于10”(没有上限)的权利要求和限定“小于100”(没有下限)的权利要求提供了文字支持。

Claims

1.一种增强的含木材材料，其包含粘合到含木材材料的选定表面上的预浸料复合材料，其中所述预浸料复合材料是单向带，

其中所述预浸料复合材料包含至少一种热塑性聚酯和至少一种增强纤维，

其中所述热塑性聚酯包含二羧酸组分和二醇组分，其中

所述二羧酸组分包括具有8-14个碳原子的芳族二羧酸、具有4-12个碳原子的脂肪族二羧酸、具有8-12个碳原子的脂环族二羧酸或者其两种或更多种的组合，

所述二醇组分包含2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇(“TMCD”)、1,4-环己烷二甲醇(“CHDM”)、乙二醇、二乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、新戊二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇或者对二甲苯二醇或者其两种或更多种的组合；

其中所述热塑性聚酯的特性粘度为0.25-1.2dL/g；

其中所述热塑性聚酯包括无定形聚酯、半结晶聚酯或者结晶聚酯；

其中所述热塑性聚酯的玻璃化转变温度(“T_g”)为50-200℃；

当所述热塑性聚酯是结晶聚酯时，所述热塑性聚酯的熔融温度(“T_m”)为50-200℃；

其中所述聚酯在30-250℃下的零剪切粘度是10³-10⁷Pa-s。

2.权利要求1的增强的含木材材料，其中所述聚酯在30-250℃下的零剪切粘度是10³-10⁶Pa-s。

3.权利要求1的增强的含木材材料，其中所述含木材材料包含至少90重量％的木材，其中所述增强纤维包括玻璃、碳、亚麻、玄武岩、捻合纤维、芳酰胺或者其两种或更多种的组合，和其中所述增强的含木材材料在所述预浸料复合材料和所述选定表面之间不包含粘合剂。

4.权利要求1的增强的含木材材料，其还包含在所述预浸料复合材料和所述选定表面之间的树脂层，其中所述树脂层包含至少一种热塑性聚酯。

5.权利要求1的增强的含木材材料，其中所述选定表面包括在所述含木材材料上的外表面，其中所述增强的含木材材料的外表面含有粘合到其上的所述预浸料复合材料，该外表面的光泽度是至少40光泽度单位，其是根据ASTM D2457测量的。

6.一种制备根据权利要求1所述的增强的含木材材料的方法，所述方法包括：

将预浸料复合材料直接施用到含木材材料的选定表面上，由此形成所述增强的含木材材料；

其中所述施用在所述预浸料复合材料和所述选定表面之间形成直接粘合，其中所述粘合的粘合强度是至少约2N/mm²，其是根据ASTM D905测量的，

其中所述预浸料复合材料是单向带，

其中所述预浸料复合材料包含至少一种热塑性聚酯和至少一种增强纤维，和

其中所述聚酯在30-250℃下的零剪切粘度是10³-10⁷Pa-s。

7.权利要求6的方法，其中所述施用是在不存在粘合剂的情况下进行的。

8.权利要求6的方法，其中所述施用包括将所述预浸料复合材料加热到30-250℃的温度来形成加热的预浸料复合材料，和将所述加热的预浸料与所述选定表面在0.25-2.0MPa的压力下接触，其中所述增强材料的根据ASTM D790的峰值挠曲强度比含木材材料的峰值挠曲强度大了至少20％，和其中所述处于纯净膜形式的聚酯能够与所述含木材材料的所述选定表面形成粘合，其根据ASTM D905测量的粘合强度是至少2N/mm²。

9.权利要求6的方法，其中所述施用包括将所述预浸料复合材料与所述选定表面接触，然后

将所述预浸料复合材料和/或所述选定表面加热到30-250℃的温度并处于0.25-2.0MPa的压力下，其中所述增强材料的根据ASTM D790的峰值挠曲强度比含木材材料的峰值挠曲强度大了至少10％，和其中所述处于纯净膜形式的聚酯能够与所述含木材材料的所述选定表面形成粘合，其根据ASTM D905测量的粘合强度是至少0.3N/mm²。

10.权利要求6的方法，其中所述施用包括将所述预浸料复合材料加热到30-250℃的温度以形成加热的预浸料复合材料，和将所述加热的预浸料与所述选定表面在2-12MPa的压力下接触，其中所述增强材料的根据ASTM D790的峰值挠曲强度比含木材材料的峰值挠曲强度大了至少20％，和其中所述处于纯净膜形式的聚酯能够与所述含木材材料的所述选定表面形成粘合，其根据ASTM D905测量的粘合强度是至少2N/mm²。

11.权利要求6的方法，其中所述施用包括将所述预浸料复合材料与所述选定表面接触，然后将所述预浸料复合材料和/或所述选定表面加热到30-250℃的温度并处于2-12MPa的压力下，其中所述增强材料的根据ASTM D790的峰值挠曲强度比含木材材料的峰值挠曲强度大了至少10％，和其中所述处于纯净膜形式的聚酯能够与所述含木材材料的所述选定表面形成粘合，其根据ASTM D905测量的粘合强度是至少0.3N/mm²。

12.权利要求6的方法，其还包括在所述施用之前，将树脂层加到所述含木材材料的所述选定表面上，以形成预增强的材料，其中所述树脂层包含至少一种热塑性聚酯。

13.权利要求6的方法，其中所述初始含木材材料包含至少90重量％的木材，其中所述增强纤维包含玻璃、碳、亚麻、玄武岩、捻合纤维、芳酰胺或者其两种或更多种的组合，其中所述粘合的粘合强度是2-100N/mm²，其是根据ASTM D905测量的。

14.权利要求1的增强的含木材材料或者权利要求6的方法，其中所述聚酯包含：

酸组分，其包含至少50mol％的对苯二甲酸、间苯二甲酸或者其组合；和

二醇组分，其包含至少30mol％的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇和1,4-环己烷二甲醇。

15.权利要求1的增强的含木材材料或者权利要求6的方法，其中所述聚酯包含：

酸组分，其包含至少50mol％的对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,4-环己烷二羧酸或者其两种或更多种的组合；和

二醇组分，其包含至少25mol％的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇、1,4-环己烷二甲醇、二乙二醇或者其两种或更多种的组合。

16.一种单向带的用途，所述单向带用作根据权利要求1所述的增强的含木材材料中包含的预浸料复合材料，其包含至少一种热塑性聚酯和至少一种增强纤维；

其中所述热塑性聚酯包含二羧酸组分和二醇组分，

其中所述二醇组分包括二乙二醇、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇、1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇或者其两种或更多种的组合，

其中当所述二醇组分包含所述1,4-环己烷二甲醇时，所述1,4-环己烷二甲醇占所述二醇组分的至少40mol％，

其中所述热塑性聚酯在30-250℃下的零剪切粘度是10³-10⁷Pa-s。

17.权利要求1的增强的含木材材料，其中所述聚酯是玻璃化转变温度为至少50℃的无定形聚酯。

18.权利要求16的用途，其中所述酸组分包含至少50mol％的对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,4-环己烷二羧酸或者其两种或更多种的组合，和其中所述二醇组分包含2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇、1,4-环己烷二甲醇、二乙二醇或者其两种或更多种的组合。

19.权利要求16的用途，其中所述酸组分包含至少50mol％的对苯二甲酸、间苯二甲酸或者其组合，和其中所述二醇组分包含2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇和1,4-环己烷二甲醇。