[發(fā)明專利]加速用于澆注法的樹脂溢流系統(tǒng)中的固化過程的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310343103.3
• 申請日: 2013-08-08
• 公開（公告）號: CN103568338A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M.延森;S.K.佩德森
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號: B29C70/48
• 分類號: B29C70/48
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 石克虎;林森

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及加速用于澆注法的樹脂溢流系統(tǒng)中的固化過程的方法，尤其是樹脂浸漬或樹脂傳遞模塑(RTM)或真空輔助樹脂傳遞模塑(VARTM)法,以及用于澆注法的樹脂溢流容器，和用于提供在澆注法的溢流容器中并且包含固化加速劑的隔室。

背景技術(shù)

WO?2009103736描述了用于模塑纖維復(fù)合材料模具的真空浸漬或真空輔助樹脂傳遞模塑法。在所述方法中，均勻分布的纖維被層疊在第一模具部件中，纖維是粗紗(即，纖維帶的束)、粗紗或墊子的帶，其或者是由單獨的纖維制成的氈墊，或者是由纖維粗紗制成的編織墊。爾后將往往由彈性真空袋制成的第二模具部件置于纖維材料之上。通過在第一模具部件的內(nèi)側(cè)和真空袋之間的模具腔中產(chǎn)生真空，液體聚合物可以被吸入并在纖維材料含在模具中的情況下填充模具腔。所謂的分配層或分配管（以下也稱為入口通道）被用在真空袋和纖維材料之間，以得到盡可能充分和有效的聚合物分配。在大多數(shù)情況下，施加的樹脂為聚酯、乙烯基酯或環(huán)氧，且纖維補強通常是基于玻璃纖維或碳纖維的，但是也可以是塑料纖維、植物纖維或金屬纖維。

在填充模具期間，通過模具腔中的真空開口產(chǎn)生真空，即低壓或負壓，由此混合的環(huán)氧樹脂被經(jīng)由入口通道吸入模具腔中，以填充所述模具腔。由于負壓作為流動前沿向真空通道移動，在模具腔內(nèi)樹脂由入口通道在所有方向上分散。

因此，設(shè)備進一步包含用于測量氣流的流動傳感器，其設(shè)置為能夠測量穿過該密封的容器的內(nèi)部的氣流。該密封的容器被用作從填充過程中收集過量樹脂的溢流容器。

在澆注后，這些溢流容器將被排空。為了避免該步驟中的任何危險情況，要求等待直到溢流容器中的混合樹脂固化之后，再排出硬化樹脂。一種選擇是等待很長時間或加熱樹脂混合物以提高固化速率，從而加速固化過程。

本發(fā)明的一個目的是解決上述問題，并改善澆注法，特別是提高這樣一種方法，如樹脂浸漬或RTM或VARTM法，的生產(chǎn)率。本發(fā)明還有一個目的是提供溢流容器，以及用于提供在所述澆注法的溢流容器中的隔室。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的可通過權(quán)利要求1的加速用于澆注法的樹脂溢流系統(tǒng)中的固化過程的方法，和權(quán)利要求8的用于澆注法中的樹脂溢流容器，以及根據(jù)權(quán)利要求14的用于澆注法中的隔室而達到。

根據(jù)本發(fā)明的加速用于澆注法的樹脂溢流系統(tǒng)中的固化過程的方法(以下描述中被稱作樹脂傳遞模塑（RTM）法，但本發(fā)明不限于RTM法)包括將用于樹脂的固化加速劑添加到用于從填充過程中收集過量樹脂的樹脂溢流系統(tǒng)中的步驟。固化加速劑提高固化過程中的過量樹脂的固化速率。由此，固化過程可被加速或增速，并允許在RTM法或樹脂溢流系統(tǒng)的溢流容器的填充已經(jīng)停止后，過量樹脂從樹脂溢流系統(tǒng)中的更快的移出。另外，更快的固化反應(yīng)有利地使得在移出過程期間樹脂溢流系統(tǒng)，尤其是溢流容器的操作更安全，這是因為改善的固化反應(yīng)無需對溢流系統(tǒng)中含有的或剩余的過量樹脂的外部加熱。任選的加熱可以與上述方法一同使用，以改善固化反應(yīng)。

固化加速劑是加速樹脂固化過程的物質(zhì)，可以是催化硬化劑或固化劑。催化硬化劑例如可以是通過在要被固化的樹脂混合物中引發(fā)放熱反應(yīng)而釋放熱至未固化樹脂混合物并從而提升聚合速率的組分。或者，固化加速劑可以是增加固化過程的其他固化機理的物質(zhì)。例如，在澆注法中使用的常規(guī)逐步（生長）聚合機理的速率可以被離子聚合反應(yīng)或自由基聚合反應(yīng)的聚合速率超越。因此，主要的聚合物機理由逐步生長改為離子的或自由基的。這可以通過添加離子聚合引發(fā)劑來完成，有利地以催化量添加，例如以約0.05-10wt%的量，優(yōu)選約0.1-5wt%和特別是約0.2-4wt%。固化加速劑僅用于引發(fā)離子聚合反應(yīng)，該反應(yīng)是自持的，直到樹脂中的全部反應(yīng)基團都進行了聚合。因而，在開始該新聚合反應(yīng)機理之后，不要求進一步添加固化加速劑，除非聚合反應(yīng)停止。在基于環(huán)氧或乙烯基的聚合反應(yīng)的情況下，逐步聚合（也被稱為逐步生長聚合）和自由基聚合分別在比陰離子或陽離子聚合反應(yīng)更高的溫度下發(fā)生。這意味著樹脂單體或低聚物與固化劑間的逐步聚合通常具有比離子聚合更高的活化能，這是因為不同的反應(yīng)機理的原因。在引發(fā)離子聚合后，該聚合的釋熱提高了逐步聚合反應(yīng)的聚合速率。自由基聚合的引發(fā)，例如，在溫度達到臨界值或混合樹脂暴露于UV光的情況下發(fā)生。