[发明专利]浸渍遮蔽物

说明书

浸渍遮蔽物以及增强纤维预浸渍连续和不连续热固性和热塑性材料的模压成型方法。遮蔽物在预浸渍过程(基于热熔体或溶剂的过程)内，即在成膜或层合阶段内被并入各种所选择的树脂中。遮蔽物有助于改善视觉部件品质，减少纤维分裂，并在必须存在不相容材料的应用中提供隔离材料。

相关申请的交叉引用

本申请是要求于2015年12月14日提交的美国临时申请第62/266,987号的优先权的PCT国际专利申请。以上申请的公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及并入制造部件例如汽车部件时进行模压成型的预浸渍材料中的遮蔽物层。

背景技术

对各种塑料材料进行模制是用于为各种应用创建部件的常用方法。传统上，碳纤维复合材料具有关于表面上的纤维线和树脂富集区域的已知表面问题，导致对部件进行模制后再加工以满足外观和品质标准。缺陷包括在涂漆表面上可见的纤维通读(readthrough)，尤其是表面上的树脂富集区域。在较高的温度下，例如在模压成型期间，由于在升高的温度下树脂膨胀并且碳纤维收缩，基体内的线性热膨胀差系数增加了通读可见度。树脂富集区域通常由模压成型过程期间预浸料的分裂(例如纤维束分裂)引起。“预浸料”通常是用树脂预浸渍的增强材料。

过去已使用浸渍片材来形成模制部件。然而，目前，复合材料供应商供应干的浸渍遮蔽物，但未以本申请的创造性方式进行组装，或者用于如本申请所阐述的用于碳纤维连续预浸渍材料的新制造方法。

一个常见的问题是能够从模具中提供待进行涂漆的“A”级表面(所有碳处理都需要表面准备工作以使其为A级做好准备)。碳纤维的表面和准备和再加工是昂贵的，并且增加了为汽车以该材料模制的制品的成本高昂性质。此外，材料、部件几何形状和处理可能会在主题独特的模压成型方法中造成额外的缺陷。

典型的已知模压成型方法包括层片(ply)的预浸料组堆叠，其中各个层片具有0°层片取向或90°层片取向。一些体系还包括干遮蔽物，其具有显著的缺点，例如不可用于三维(3D)部件等。预浸料堆叠体被切割成平面二维(2D)预浸料坯。预浸料坯被预成型为期望部件的大体形状并放在芯工具上。腔工具在芯工具中的坯上关闭，并且在工具处于加热温度范围(即150℃)下时施加合模力(即900kN至11000kN)以形成部件。

然而，如果预浸料的完整性弱，则在施加合模力时会产生裂缝。这些裂缝还与顶层片上的纤维取向一致。预浸料层合件内的纤维桥连和应力在部件几何形状发生显著变化的区域中尤其是在直壁和尖锐边界(sharp radii)处复合。这导致这些区域中的通读增加。通常，预浸料的品质越差，树脂富集区域越严重并且导致通读—在具有更复杂几何形状的区域中尤其如此。另一个问题是，当在压缩期间施加热时，纤维洗脱(washout)产物和裂缝将进一步分离。此外，当市售碳纤维材料(例如50K连续碳纤维丝束等)开始具有丝束质量变化时，这影响纤维铺展和纤维束在预浸料内交织的能力。差的纤维交织可能造成裂缝或以其他方式损害预浸渍体的完整性。

因此，需要改善的层片布置(layup)和制造部件的方法，所述方法从模具中产生更好的表面，该表面需要较少的表面准备和再加工以满足汽车A级要求，并且减少与当前加工相关的表面准备和成本。

发明内容

本发明一般地涉及浸渍遮蔽物的并入和预浸渍碳纤维的模压成型方法。提供了用于碳纤维预浸渍连续和/或不连续热固性和热塑性材料的模压成型方法的浸渍遮蔽物。这些遮蔽物在预浸渍(基于热熔体或溶剂的过程)的成膜或层合阶段内被并入各种树脂(例如环氧类、聚氨酯、聚酯、乙烯基酯、尼龙6、尼龙6,6等)中。遮蔽物有助于改善视觉品质，减少纤维分裂并在必须存在不相容材料的应用中提供隔离材料。该方法可以用于装饰性外观部件、结构和/或半结构部件。

根据下文提供的详细描述，本发明的其他应用领域将变得明显。应理解，虽然详细描述和具体实例示出了本发明的优选实施方案，但仅旨在用于举例说明的目的，而不旨在限制本发明的范围。

附图说明