[发明专利]用于模塑方法的预压锭及其树脂

说明书

本发明涉及一种用于模塑方法，特别是，用于树脂传递成型(RTM)方法的预压锭及其所使用的粘合剂。

如RTM树脂模塑方法等的各种模塑方法通常包括：将干燥的纤维增强材料层装入模具中，闭合该模具，将一种热固性树脂组合物引入该模具，并通常经加热来固化所述树脂。在上述方法中必须受到约束的一个步骤是，须将所述纤维增强材料装入该模具中。各个单层的织物必须切断并作成与该模中的各个弯曲部位相吻合的形状。这个过程可能是非常耗时，且难以完成的。特别是，对于那些包括泡沫芯子或其它芯层材料的叠铺预压锭材料。因此，在模具之外预先铺装所述的纤维增强材料层，然后仅仅是将所形成的结构(或预压锭)一次性地装入模具中的方法将是理想的。

用于制备复合材料的预压锭(预压片，预成型坯或物)通常包括多层纤维材料。这些材料在装入模具表面之前被装成一叠，并被加工成型，以用于浸渍树脂基体。许多已知的用于制备模塑用干燥预压锭叠层体的制备方法包括：将多层织造或缝合的纺织材料以所希望的纤维取向重叠，然后，将所述多层材料缝合或用U型钉钉在一起。这样，保持纤维取向的均匀性并使织物稳定，以防磨损。

然后，将位于缝合或钉合处之外的上述纤维材料叠片层切除，切成所希望的预压锭形状。然后，将所述的预压锭置于一模具中，注入树脂，以浸渍所述织物。然而，这些用于稳定预压锭形状的方法仅限于二维尺寸(平的)结构，在不搅乱所述叠片层材料的缝合或钉合状态，及/或不使纤维取向紊乱的情况下，该材料叠片层无法形成与复杂零件外形相吻合的形状。如果人们力图弯折该预压锭，例如，由此形成一弯曲的表面，则可能使所述的叠片层在其缝合处分离或撕裂。

复杂的三维尺寸预压锭的生产可能包括一个三维尺寸的编织过程。但这些方法劳动强度非常大，增加复杂成型部件的生产成本。

另一个用于稳定预压锭的方法是：将一种粘合剂，例如一种热熔粘合剂喷施于所述叠片层表面，藉此将该叠片层固定一起。通常，是对所述干燥织物涂覆一层薄薄的不连续的液态的热塑性聚合物层，或者，将一纤维质聚合物置于所述叠片层之间，加热熔融该聚合物，由此获得粘合剂特性。接着，将这些预压锭在一预成型模具中通过熔融并使所述聚合物再固化，以使其外形与所需的复杂形状相吻合。这可由选择性地使用一个如热空气喷枪的外在热源，并在使用后去除该热源而完成。但，该方法也是一个劳动强度很大的操作。

由于热熔粘合剂是一种热塑性聚合物，因此，该粘合剂具有一些缺点。首先，所述粘合剂并不能充分湿润纤维以使邻接的叠层材料固定，以便在成型后保持在一定的形状。这样，如果在例如装模的过程中装卸所述预压锭，则纤维层可能发生滑移。同样，这样的热塑性材料可能降低热固性树脂基体材料体系的固化机械性能，这些热固性树脂基体材料通常是用于通过一树脂传递成型方法制备组件。在注入过程中，所述热塑性粘合剂材料在组件中形成的定位淀积(pocket)这些淀积阻止或妨碍热固性树脂的渗透，降低了组件强度。因此，为形成使用热熔粘合剂的复杂的复合制品，需要牺牲部件强度及Tg。

US-A-4992228号专利公开了一个用于制备预压锭的方法，所述方法包括下述步骤：

(1)将一种或多种非烧结的似热塑性树脂状混合料基本上均匀地涂覆于一或多层未浸渍基质材料的各个表面，所述树脂状混合料基本上不含有任何可用作所述热塑性树脂交联剂的化合物，所述树脂状混合料为其粒度小于约500微米的粉末，且，其测自差示扫描量热仪的熔点在约50℃-约70℃的范围，其量以所述基质材料重量计约为3-5％(重量)；

(2)将所述粉末状的似热塑性树脂状混合料熔融于所述基质材料表面；

(3)冷却所述树脂材料；

(4)将经上述处理的基质材料叠集成一或多层，将所述多层经处理的基质材料褙合成型成所希望的形状；

(5)将由经上述处理的基质材料成形的料坯在一足够使该树脂混合料熔融的温度下熔融所述的树脂状混合料；及

(6)将由经上述处理的基体材料成形的料坯冷却至一低于所述树脂状混合料熔点的温度；

由此，形成一个用于模塑方法中用作增强材料的预成型的预压锭。

US-A-5080857号专利公开了一个使用稳定的预压锭进行模塑的方法，所述方法包括下述步骤：

(a)提供多层取向的纤维层；

(b)重叠所述纤维层；

(c)在上述每层纤维层之间施以固体的未催化的热固性树脂；

(d)将上述叠层置于一具有所需的预压锭形状的模具表面；

(e)在所述模具表面使所述的纤维层成形；