[發明專利]制造纖維復合部件的方法

有效

• 申請號: 201780015187.4
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN108779268B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: M.肖恩斯坦
• 申請（專利權）人: 科思創德國股份有限公司
• 主分類號: C08J5/04
• 分類號: C08J5/04;C08J5/10;C08J5/24;C08G18/48;C08G18/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉維升;萬雪松

本發明涉及片狀模塑料（SMC）和由該片狀模塑料（SMC）制造基于由下列組分構成的聚氨酯反應混合物的纖維復合部件的方法：(A)至少一種芳族異氰酸酯組分，(B)70重量%至100重量%的至少一種具有至少70%的仲OH基團、數均OH值為15至500 mg KOH/g且官能度為1.9至2.5的多元醇組分，(C)0至30重量%的至少一種數均OH值為15至500 mg KOH/g且官能度為1.9至2.5的多元醇，(D)任選的短鏈多元醇，(E)內部脫模劑，(F)熱潛伏性催化劑，和(G)任選的輔助劑和/或添加劑，其中在23℃下所述PUR反應混合物的起始粘度為2500至14000 mPas且NCO基團/OH基團之比為1.35:1至10:1。

本發明涉及片狀模塑料（SMC）和由這種片狀模塑料（SMC）制造纖維復合部件的方法。

纖維復合材料原則上由塑料基質材料和置于其中的天然或人造、有機或無機纖維形成。纖維復合部件由于其低比重及其高剛性和負荷能力而廣泛用于航天和航空技術、車輛建造、機器制造和設備制造以及運動器材中。

在纖維復合部件的領域中，存在多種不同的成型方法，例如樹脂傳遞模塑（RTM）法或真空導入法，其中將纖維鋪設物嵌入模具中，關閉模具并隨后將樹脂注入該模具中。樹脂在模具中的交聯通常通過供熱而進行。對于這一方法的難點和因此缺點是使用填料，由此提高原料混合物的粘度，因此不能將纖維完全浸漬。此外，填料不再均勻地分散在部件中。部件是不均勻的，這不利地影響該部件的性能。

片狀模塑料（SMC）形式的纖維增強材料在多種工業應用中由于其方便的操作、在加工成部件時提高的效率和該纖維復合部件的良好表面品質得到使用，并例如描述在WO99/50341 A1中。在WO 99/50341 A1中描述了纖維增強部件的制造，其中其由多個SMC層制成。在WO 03/080319 A1中描述了制造具有可流動鋪設物或織物增強的樹脂墊（SMC）的方法以及由此獲得的部件。

SMC表示“片狀模塑料”并且是根據DIN EN 14598-1（樹脂墊（SMC）和纖維增強模壓料（BMC）的增強可固化模塑料規范- 第1部分: 名稱; 德語文本EN 14598:2005）的英文名稱。SMC通常表示具有優選各向同性性能的具有增強纖維的可流動樹脂墊。SMC是平面樹脂墊，其例如基于不飽和聚酯樹脂或乙烯酯樹脂。通常使用玻璃纖維作為增強纖維，但其它材料也適用于增強。常見的SMC配方例如由大約30%的聚合物、大約30%的填料和大約30%的玻璃纖維構成。余量由附加物構成，例如著色顏料、固化劑、分散助劑和類似物質。SMC由所謂的樹脂儲備糊料（反應混合物）和增強纖維制成。將該樹脂儲備糊料和纖維相繼施加到兩個載體薄膜上。在施加增強纖維后，將這兩個載體薄膜壓在一起，以使得產生一種夾層結構。這一夾層結構通過壓制和滾壓運動（Walkbewegung）加工成所謂的SMC，其中纖維均勻地被樹脂潤濕。最后，將該夾層結構卷繞到卷筒上或切割和堆疊。所述反應混合物的部分固化/熟化在整個過程中以化學和/或物理的方式進行。在固化/熟化過程后，可以將熟化的，但尚未完全固化的SMC進一步加工。在剝去載體薄膜后，SMC通常在經加熱的壓制工具中加工成纖維復合部件。該工具模具的溫度通常為大約130℃至155℃。通過該工具溫度，開始固化，其中SMC經歷放熱交聯反應。在壓制工具中加工時，通常手動進行SMC的計量加入。為了毫無問題地制造模制件（部件），遵循準確計量加入量是重要的。為此，將SMC不僅根據模板切割，而且還稱重。切割物的稱重用作監測，并實現可能的切割物校準。然后將SMC置于工具中并合上工具。施加壓制力并保持如此之久，直至該模制件完全固化。

在工業使用SMC時，除了良好操作、短熟化時間、在室溫下的長儲存穩定性外，還要求快速周期時間以及低排放（低VOC；其例如由任選包含于SMC中的揮發性溶劑造成）。