[發明專利]用于纖維復合塑料部件的可抽真空的模具

在審

• 申請號: 201680028230.6
• 申請日: 2016-05-17
• 公開（公告）號: CN107635739A
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: F.格里姆
• 申請（專利權）人: 德國英菲亞納有限責任兩合公司
• 主分類號: B29C33/40
• 分類號: B29C33/40;B29C33/56;B29C70/54;B29C43/36;B29C70/44
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 張華,李炳愛

本發明涉及可抽真空的穩定的模具，其具有通過熱成形與在每種情況中與待制造的纖維復合塑料部件相應的形狀，其由真空密封的熱塑性塑料膜制成，所述塑料膜由作為表面層的層a)和作為脫模層的在模具的內側上的層b)構成，層a)由至少一種具有任選的官能團的熱塑性聚酰胺或共聚酰胺制成，層b)由至少一種具有官能團的熱塑性含氟共聚物，優選四氟乙烯共聚物制成。

已知的是，借助所謂的真空構造（真空袋成形(vacuum bagging)）可以制備用于多種應用，例如，用于航空、航天、汽車或風能工業的，本身復雜成形的纖維復合塑料部件。在該技術中，由增強纖維（優選碳纖維或玻璃纖維）制成的層壓材料用可固化塑料樹脂浸漬，與真空密封的成形模具一起封裝在真空密封的袋中。通過抽真空不僅將層壓材料壓入真空密封的成形模具中，而且在其中也足夠壓實，以使該層壓材料盡可能沒有空腔，并且氣體夾雜物或空氣夾雜物可以逸出。然后，將包括封裝袋和成形模具的該可抽真空的整個裝置與含纖維的成形塑料層壓材料一起保留在加壓并加熱至該塑料樹脂的固化溫度的高壓釜中，直到該可固化塑料樹脂固化，和成品纖維復合塑料部件可以從該裝置中取出。

待成形和固化的纖維-塑料樹脂層壓材料的真空密封的袋通常不僅包括真空密封的塑料膜作為外置的封裝袋，而且除了配備有脫模層的成形模具之外，還包括在真空密封的塑料膜上由外向內布置的層結構，該層結構由一層空氣可透過的非織造織物、由脫模層（Release-Schicht）、任選地由用于吸收通過真空由纖維塑料樹脂-層壓材料擠出的多余的塑料樹脂的鄰接層，和由直接鄰接待固化的層壓材料的另一個優選穿孔的脫模層構成。因此，這種用于制備纖維復合塑料部件的方法不僅相對復雜，而且由于上述的材料耗費和工作耗費而費時和成本高。

因此，存在簡化前述真空袋成形（Vakuum-Verpackung）技術，而制成的纖維復合塑料部件的品質不受損失的需求。

因此，本發明的目的是，盡可能地簡化用于制備纖維復合塑料部件的真空袋成形技術，并由此降低成本，而不以任何方式損害纖維復合塑料部件的滿足最高安全要求的品質。

所述目的通過使用可抽真空的穩定的模具來實現，該模具具有通過熱成形與在每種情況中待制備的纖維復合塑料部件相應的形狀，其由至少兩層的熱塑性的真空密封的塑料膜制成，所述塑料膜如下構成：

a) 由至少一種任選地具有官能團的熱塑性聚酰胺或共聚酰胺構成的表面層，和

b) 形成模具內側的脫模層，其由至少一種具有官能團的熱塑性含氟共聚物，優選四氟乙烯共聚物制成，

其中塑料膜在層a）和層b）之間不具有增粘層。

可以由根據本發明使用的熱塑性的真空密封的塑料膜通過熱成形制備可抽真空的穩定的模具，其形狀在每種情況中精確地對應于待制備的纖維復合塑料部件。此外，可以摒棄前面提到的通常在真空袋裝技術中為制造纖維復合塑料部件所需的由額外的脫模層、塑料樹脂-吸收層和空氣可透過的非織造織物層構成的另外的層結構。

根據本發明的模具具有對于必需的抽真空而言必需的真空密封性，以將布置在袋中的由纖維和可固化塑料樹脂構成的層壓材料壓實成其形狀完全符合甚至復雜成形的纖維復合塑料部件的形狀。

此外，在壓力和高溫下進行數小時的將纖維-塑料樹脂層壓材料轉化為成品部件的固化工藝期間，該模具保持足夠的穩定性，并且可以毫無困難地將塑料樹脂固化后得到的纖維復合塑料部件從該模具中取出。由于用于制備可抽真空的穩定的模具的塑料膜在層a）和層b）之間具有優異的粘合附著力，而在層a ）和脫模層b）之間不需要增粘層，因此該過程尤其如此順利。在纖維塑料層壓材料的長時間持續不斷的固化期間，該粘合附著力也不受影響。因此，固化的纖維復合塑料部件的表面結構沒有損傷，并且滿足與外觀和安全性有關的高要求。

此外，由于根據本發明使用的塑料膜具有≤240℃的軟化溫度，因此用于制備本發明的可抽真空的模具(甚至在待用該模具制備的纖維復合塑料部件的形狀復雜的情況下)的熱成形可以在常用的熱成形設備上，例如通過深拉，優選在真空和/或機械作用下進行。

根據本發明使用的熱塑性的至少兩層的塑料膜是真空密封的，其中真空密封性由聚酰胺層a）和脫模層b）提供。因此，根據本發明的模具也可以長時間被抽真空或者可以被設置為長時間真空密封的。

因為使用的熱塑性塑料膜具有比制造纖維復合塑料部件的纖維增強的可固化塑料層壓材料的硬化溫度高至少10℃的軟化溫度，所以根據本發明的模具在固化階段也保持穩定，并保持其形狀。此外，用于制備根據本發明模具的塑料膜具有優異的彈性模量，由此確保了根據本發明的模具的足夠的穩定性。