[发明专利]热固性树脂纤维

说明书

技术领域

本发明涉及热固性树脂纤维，尤其但不仅仅涉及用于制造纤维增强复合材 料和复合材料制品的热固性树脂纤维。

背景技术

纤维增强复合材料通常包括可固化树脂基质中的增强纤维。增强纤维在树 脂基质内是不溶的，通常用于使树脂基质变硬并强化，从而使其增强，尤其是 一旦被固化时。适当的此类增强纤维包括碳、玻璃、芳纶、陶瓷以及本领域技 术人员所公知的其他纤维。

复合材料中基质树脂和增强纤维的综合物理化学特性通常为：当该组合被 固化时，得到的复合材料制品具有相当大的强度，以及相对轻的重量特性，使 得此类成分能够在许多工业中获得许多应用，包括航空航天、汽车、船舶和土 木工程工业。仔细选择树脂和纤维以产生具有所需特性的复合材料和复合材料 制品，这对于本领域技术人员来说是公知的。

有许多已知的形成纤维增强复合材料和由纤维增强复合材料制成的制品的 方法。有许多涉及在置于器具上或模具中以固化形成复合材料制品之前将基质 树脂和增强纤维组合的方法。预先选择通常表现为板形或带形的增强纤维和基 质树脂的组合作为预浸料。已知的预浸料构造的优点和缺点对于本领域技术人 员是公知的。

制造纤维增强复合材料的其他方法包括将干燥的增强纤维置入器具或模具 中，然后使用诸如树脂传递成型和液体树脂灌注成型的技术来将树脂灌注成为 纤维。此类树脂灌注成型技术的优点和缺点也是本领域技术人员所公知的。

通常，基质树脂包括热固性树脂，诸如环氧树脂、氰酸酯、BMI或其组合。 在制造预浸料时，热固性树脂通常根据已知技术被导入至增强纤维层上以完全 地浸渍或部分地浸渍该层。基质树脂可以液体形式导入至增强纤维层上从而在 纤维上形成树脂层以部分地浸渍或完全地浸渍纤维层，或可作为置于纤维层的 表面上的预制层而导入。在此预浸料中，基质树脂通常包括热固性树脂和促进 热固性树脂固化的固化剂。因此，此类预浸料的保存期限是有限的，经常需要 使用冷冻或冷藏储存来将保存期限延长至实用水平。

在树脂灌注成型技术中，基质树脂通常以液体形式导入以在固化期间完全 地浸渍干燥的纤维层。热固性树脂通常也与固化剂一起被导入，经常结合以高 温和/或高压的条件，使增强纤维构造内的热固性树脂固化，由此形成具有纤维 增强树脂基质的复合材料成分或制品。

采用此已知的产生纤维复合材料制品的技术，其目标是防止或尽量减少固 化的纤维增强复合材料制品内不需要的气穴或空穴的形成，因为这些会在成品 中引起缺陷。当未固化的预浸料置于模具或器具中以形成制品时，会需要一定 数量的预浸料以堆叠在另一些预浸料的顶部。空气经常存留在各层之间，且有 多种技术用于辅助在固化工艺期间去除这些气穴。然而，这些技术涉及复杂和 昂贵的工艺和装置，诸如产生必要条件以将空气从树脂层之间驱除的高压釜。

其他形式的复合材料不含有增强纤维。例如，树脂胶粘剂经常包括液体热 固性树脂与其他组分诸如固化剂、催化剂、硬化剂等的组合。为了避免此类材 料的早期固化，在加入胶粘剂前，热固性树脂和固化剂经常是分开放置的。然 而，这样会不方便，这对于要以准确的预定量一起提供的热固性树脂和固化剂 可能是有利的，但通常会使保存期限相对短。

发明内容

根据本发明，提供了一种用于制造复合材料的可固化热固性树脂纤维成分。

热固性树脂纤维成分可包括多根热固性树脂纤维。热固性树脂纤维成分内 的纤维可以是连续的和/或不连续的，单向的、加捻的和/或缠结的。

热固性树脂纤维成分优选地包括环氧树脂、氰酸酯树脂、BMI(双马来酰亚 胺)、聚苯并噁嗪、聚酰亚胺、酚醛树脂、聚酯中的一种或多种。纤维成分中 的纤维可包括一些热固性树脂的掺和物和/或成分可包括多根包括不同热固性树 脂和/或其掺和物的不同纤维。

热固性树脂纤维成分可包括添加剂，诸如能使热固性纤维成分尤其在固化 时变坚韧的一种或多种热塑性物质。该添加剂可溶解在热固性树脂纤维成分内。 优选地，热固性树脂纤维成分包括少量固化剂或不包括固化剂。这将赋予热固 性树脂纤维成分以相对长的保存期限。可选地，热固性纤维成分可包括固化剂， 但固化剂优选地被限制促进储存条件下的固化，例如，固化剂可在相对低温下 被抑制，并且由此当成分保存在冷藏或冷冻条件下时固化剂被抑制。