[發明專利]改進的復合材料

有效

• 申請號: 201280058815.4
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN103987761B
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: P.哈德利
• 申請（專利權）人: 赫克塞爾合成有限公司
• 主分類號: C08J5/04
• 分類號: C08J5/04;C08J9/42;C08J5/24;D06M15/693
• 代理公司: 北京市嘉元知識產權代理事務所(特殊普通合伙)11484
• 代理人: 張永新

技術領域

本發明涉及一種粘性片，其包含浸漬有聚合物材料的多孔片狀材料。

技術背景

復合材料與常規建筑材料相比具有充分記載的益處，特別是在很低材料密度下也提供了優良的機械性能。因此，這種材料的應用變得越來越普遍，并且它們的應用范圍包括從“工業”和“運動與休閑”到高性能的航空航天部件。

預浸料是用于描述浸漬有處于未固化狀態的樹脂并準備固化的纖維和織物的術語。纖維可以以絲束(tows)或織物的形式，并且絲束一般包含多根單絲。在預浸料中使用的纖維材料和樹脂將取決于經固化的纖維增強材料所要求的性能，并且還取決于經固化的層壓體要放入的用途。纖維材料在本文中描述為結構性纖維。

各種方法已被提議用來制備預浸料，優選的方法之一是用液態、熔融或半固體的未固化的熱固性樹脂來浸漬移動的纖維幅面。由該方法制備的預浸料可以然后切成所期望長度的節段，并且通過加熱將一疊節段固化以制備最終的纖維增強層壓體。固化可以在高溫下的高壓釜或真空袋中進行。在預浸料固化之前，樹脂浸漬所述纖維增強件，通常的范圍是以體積計20至50％，優選地32至38％。

通常而言，將這樣的預浸料的多個板片按需“鋪疊”并且將所得到的組裝件或層壓體固化，一般地通過暴露于升高的溫度來固化，以制備經固化的復合層壓體。

特別類型的預浸料是所謂的半預浸料，其涉及僅部分浸漬有樹脂的纖維組合體，留下該纖維組合體的一部分處于“干”態。

當這樣的預浸料或半預浸料被鋪放時，樹脂(當在外表面上存在時)提供了一定的粘性水平，這有助于將預浸料或半預浸料保持在原位。該粘性水平主要受基體樹脂的性能和樹脂與纖維的相對數量所支配。

然而，可固化的樹脂體系如環氧樹脂僅在窄的溫度范圍內存在可使用的粘性。該范圍通常限制了這些體系在環境范圍內的溫度(大致15至25℃)的應用。

另外，一經制備，這樣的基體樹脂就開始老化并且由于老化，它們提供的粘性程度隨著時間推移顯著降低。

因此，粘性程度可以是高度不可預知的，主要取決于預浸料的老化和在鋪疊期間的溫度。

EP1 072 634公開了一種片狀結構，其包括第一可固化樹脂材料的芯片和第二可固化樹脂材料的外層，所述外層能夠與在芯材中的樹脂共混，所述外片具有在23℃至少5天的粘性穩定性。該片狀結構在室溫(23℃)具有穩定的粘性，但這會限制可以將該材料施加到模具的溫度范圍。另外，在較長時間段內的老化仍將影響該材料的粘性。

因此，在該方面的改進會是非常期望的。本發明旨在排除和/或緩解上述問題和/或一般地提供改進。

發明概述

如所附權利要求中任一項所限定的，根據本發明提供了一種結構體或層壓體,一種粘性材料及其用途。

與不存在該粘性材料的結構體或層壓體在相同溫度的原始表面粘性相比，已發現粘性材料增加了該結構體或層壓體在確定溫度的表面粘性。

粘性材料已被發現增加了粘性或粘合性。這導致該結構體或層壓體在更寬溫度范圍(temperature envelope)的改善的粘性以及增加的外置壽命(outlife)。當使用具有低樹脂含量的預浸料工作時，這是特別有用的。

在優選的體系中，當按照以下所述的Dubois測試來測量時，粘性材料的粘合性優選地為0.1至0.2，同時預浸料自身的粘合性低于該范圍。此外，優選的是，在樹脂固化之前在模具、高壓釜或真空袋中的結構體或層壓體的層之間的粘合性為0.1至0.45。

本發明適用于任何包含纖維增強材料和樹脂的復合結構體或層壓體，纖維增強材料包括單向、雙向或多向纖維，所述纖維可以為玻璃、芳族聚酰胺(aramid)或者碳纖維。本發明對于包含纖維增強材料層和可固化液態樹脂的預浸料是特別有用的，其中纖維增強材料包含多個絲束，特別是平行的絲束，每個絲束均包含多根單絲，其中在纖維增強材料的絲束之間的間隙之間至少部分地提供樹脂，以至少在絲束的內部中提供通氣路徑。在優選的實施方式中，絲束的內部至少是部分地不含樹脂的，以便提供通氣路徑，從而在材料或者結構的加工期間允許空氣被去除。

間隙樹脂確保了該材料當設有背襯片材(backing sheet)時在室溫下具有足夠的結構以允許材料的處理。這之所以實現，是因為在室溫(23℃)樹脂具有相對高的粘度，通常為1000至100,000Pa.s，更通常為5000Pa.s至500,000Pa.s。