[发明专利]使用半渗透膜的真空浸渍

说明书

技术领域

本发明涉及如权利要求1前序部分所述的方法。

因此本发明涉及通过VARTM((vacuum assisted resin transfer moulding，真空辅助树脂压铸)生产纤维复合模制物的方法，其中也称为树脂的液体聚合物被填充入模腔，在模腔中已经预先放置纤维材料插入物，在模腔中施加真空，因而抽吸聚合物。聚合物可以是热固性或热塑性的。

背景技术

真空浸渍是用来模制纤维复合模制物的方法，其中均匀分布的纤维层叠在模具的一部分内，所述纤维是粗纱，即纤维带束，粗纱带或毡片(mats)带，它们或是由单纤维粘结制成的毡片或由纤维粗纱编织的毡片。随后将第二模具部分放置在纤维材料上方，该部分通常由有弹性的真空袋制成。通过在模具部分内侧和真空袋之间的模腔产生真空，一般为全部真空的80％-90％，液体聚合物被抽吸并填充包含纤维材料的模腔。为了尽可能彻底并高效分布聚合物，在真空袋和纤维材料之间使用所谓的分布层和分布管，也称作进入通道。在大多数情况下使用的聚合物是聚酯或环氧树脂，纤维增强物最常基于玻璃纤维或碳纤维。

在填充模具的过程期间，通过模腔中的真空通道产生真空，此处所述的真空理解为负压，通过进入通道液体聚合物被吸入模腔，从而填充所述模腔。通过进入通道聚合物在模腔中分散，此时液流移向真空通道。因此为了获得模腔的完全填充，最佳地定位进入通道和真空通道很重要。然而，确保聚合物在整个模腔的完全分散通常很难，随之常常导致所谓的干点，即未充分浸渍树脂的纤维材料区域。因此干点是未浸渍的纤维材料区域，并且可以有气穴，通过控制真空压力难于去除并且可能会在入口端产生过压。真空浸渍使用实心模具部分和真空袋形式的剩余模具部分，在填充模具之后干点可通过例如给在各自位置的织物打孔并通过注射器针头吸出空气来修复。液体聚合物可任意注射到相应的位置，例如最好通过注射器针头等。这是个耗时并且令人厌倦的方法。在大型模制品的情况下，工作人员不得不站在真空袋上，这是不希望的，尤其是在聚合物未固化时不希望，因为这可导致插入的纤维材料变形，从而导致结构局部弱化。

专利文献公开了为了分散真空压力使用半渗透膜的例子，因此减轻了上述问题。就此，术语半渗透膜理解为可透过气体但不透过液体聚合物的膜。因此如果将半渗透膜置于纤维插入物之上，气穴易于去除。

US 2003/0011094 A1公开了一种在纤维插入物一侧放置分散层并在纤维插入物的对面一侧放置半渗透膜的方法，通过分散层液体聚合物能快速分散。该方法的一个缺点是最终物体具有无纤维或仅有少量纤维的外分散层，因此该方法不能有助于提高物体的弯曲强度至严重的程度。

至于通过真空浸渍生产相对较厚的纤维复合模制物，已知的方法是在纤维插入物内放置中间分散层或流层，致使液体聚合物能通过所述分散层或流层流进纤维插入物并垂直扩散进入纤维材料。然而，该方法会产生关于干点的问题，因为干点会导致多个会聚流，会聚流可包住气穴。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过真空浸渍生产纤维复合材料的椭圆形(oblong)壳体的新型改进方法，其中可减少填充模具的时间并降低干点产生的风险。

按照本发明，通过在两侧具有纤维层并接近一区域的纤维插入物内设置分散层来实现目的，所述区域在壳体的纵向延伸并位于半渗透膜对面，其中液体聚合物通过进入通道直接引入到分散层，因此在分散层和第二侧面之间产生流峰，所述流峰通过上述区域移向半渗透膜。起初液体聚合物垂直移出分散层。在分散层和半渗透膜之间流峰基本直接移向膜，然而，在半渗透膜对面的分散层一侧，流峰移向上述区域并通过所述区域移向半渗透膜。因此该区域确保流峰通过未浸渍纤维材料的直接入口，因此最大程度地降低了干点产生的风险。通过在纤维插入物内设置分散层得到坚固结构。为了获得具有高弯曲强度的部件，纤维增强材料尽可能远离重心轴。具有高渗透性的分散层不利于增强弯曲强度到任何大的范围，因此将其放置在最外层是不利的。然而，为了进一步改善填充模具的过程，除了在纤维材料内具有分散层，在最外面也具有分散层，这是可取的。然而，在纤维插入物内已有分散层，附加的分散层则不必太厚。半渗透膜保证了有效地排出空气同时避免气袋的产生。