[发明专利]制备复合模塑体的方法以及相应的组合物模塑体

说明书

本发明涉及一种生产复合模塑体的方法，在该复合模塑体中多层预浸料一层又一层放置，相互粘附结合并在压力和/或真空下固化，其中‑将所述一层又一层放置的预浸料层引入到密闭壳中，‑所述壳的内部与真空源连接并抽真空，‑所述模塑体与所述壳在炉内一起固化。根据本发明，为了形成相应的方法以及通过所述相应的方法可制备的复合模塑体，所述相应的方法和复合模塑体没有至少部分上述缺陷，提出在对壳抽真空前将脱模剂引入到壳的内部。

发明描述

本发明涉及生产复合模塑体的方法，所述复合模塑体由多层预浸渍的纤维(称为“预浸料”)构成，它们一层覆盖在另一层上并在压力或真空下互粘附结合，随后固化，其中将一层覆盖在另一层上的由预浸料制成的层引入到密闭壳中，壳的内部与真空源连接并抽真空，所述模塑体在炉内与壳一起固化。

本发明还涉及根据相应方法制备的复合模塑体。

同时，相应的复合模塑体已知用于大量应用，在这些应用中，一方面需要非常高的强度，另一方面需要低的重量。特别显著的例子是最新一代的宽体飞机的机身和机翼，不过相应的技术也已长期用于风轮机，造船和轻质飞机的建造以及其它领域。

在需要特别的刚度和强度，伴随着小尺寸的复合模塑体的应用中，主要使用含有碳纤维(本文中简称为“C纤维”)的复合材料。例如，在此期间，大多数高性能比赛的自行车框架也是由此类碳复合材料制造的。

C纤维预浸料和由其制备的复合模塑体的另一个重要应用领域是整形领域，这是由于假体和矫正器具有与上述领域非常相似的强度、刚度、稳定性、轻重量和小体积的高要求。

不过，碳纤维预浸料和由其制备的产品也有缺陷，这是因为它们只能与其它纤维预浸料或复合材料很差地结合或需要相当大的花费，并且由于它们的颜色通常是黑色或深灰色，纤维或纤维材料的条状结构也是可见的，并且表面会粘附辅助材料，因此它们的视觉外观也并不总是符合产品的要求。

在由碳纤维制造的复合材料的生产中，通常在几层预浸料一层又一层放置好并粘附结合后，将这些层(例如排布在多孔模具上)用密封膜包住，随后对其抽真空，接着在约110℃的炉内烘烤或固化。在这样的连接中，“粘附结合”不是指任何额外粘合的施加。而是由于具有已浸渍的纤维的相应基质材料具有相应的粘合性质，因此所述预浸料通过一层又一层放置而简单地粘附结合。

在抽真空过程中基质材料的一部分逸出，并在固化过程中与壳粘合，因此也会部分褶皱和卷翘而导致不均匀且不美观的表面。

总体来说，基质材料是树脂，具体为合成树脂或硬质体(duromer)、弹性体或热塑性材料，其甚至在未固化的状态也或多或少具有粘性并与已一层又一层放置的预浸料一起粘合并压制在一起，但是仅在固化之后将它们以牢固且实际上不可分离地方式结合在一起，以形成整体的模塑体。

如果需要结合其它层，特别是将由除了C纤维织物的纤维制造的预浸料与由基质材料制造的具有相当光滑、清洁表面的C纤维预浸料结合的情况下，理论上，会需要在它们之上布置吸收和保护层，从而在炉内固化的过程中产品表面不再可见而校正措施也不再发生。这会导致非常高的损耗，因而实际上相关产品没能上市也没人知晓。

根据应用领域，可以将漆或涂料施加到相应的碳复合材料或复合模塑体，不过它们都需要额外的操作步骤并且对于最终产品的重量是不利的。此外，对于由碳纤维制造的预浸料的加工是困难的，而且，一般来说，由多层C纤维一层又一层放置并相互粘附连接，压制或抽真空并固化而制备的最终碳纤维产品在它们的边沿具有锋利边缘，这会容易地导致损坏并且单独的纤维片段也可从边缘处逸出从而通过接触和吸入对健康造成损害。C纤维复合材料的应力和断裂也会产生锋利的磨损边缘，这会引起令人非常不快的伤害。

为了对抗本领域的这种状态，本发明的目的是开发至少没有部分上述缺陷的方法和用此方法制备的复合模塑体。