新型复合材料及其生产方法技术

本发明专利技术涉及新型复合材料，其由基于天然、矿物或植物来源的纤维的基材，和由水基树脂和发泡剂的基体形成的混合物组成。更特别地，涉及构成这些新型复合材料的各种组分的性质和比率。本发明专利技术也涉及一种自该构成组分开始制备这些新型复合材料的生产方法，和所述方法的不同步骤的特征。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及新型复合材料，其由基于天然、矿物或植物来源的纤维的基材，和由水基树脂和发泡剂的基体形成的混合物组成。更特别地，涉及构成这些新型复合材料的各种组分的性质和比率。本专利技术也涉及一种自该构成组分开始制备这些新型复合材料的生产方法，和所述方法的不同步骤的特征。【专利说明】
本专利技术涉及基于纤维材料和树脂的复合材料领域。更特别地，本专利技术涉及由天然纤维材料和水性树脂制备的复合材料领域。
技术介绍
目前，复合材料经常用于或多或少的专业应用。这些复合材料通常起始于织物或非织物、有机或无机吸收性材料用热固性树脂浸溃以已知的方法生产。申请EP0041054尤其描述了这种材料的形成。某些复合材料特别地由浸溃有基于脲醛树脂、酚醛树脂、间苯二酚-甲醛树脂或三聚氰胺-甲醛树脂结合物的热固性树脂的玻璃纤维、矿物纤维、纤维素或聚酯纤维组成。通常，这些材料的制备包括将吸收性材料的纤维浸溃于树脂例如酚醛树脂的溶液，其中分散有由包含例如异丁烷型发泡剂的偏二氯乙烯/丙烯腈型聚合物材料组成的微球。特别地，在欧洲专利申请EP0102335的文本的实施例中尤其描述了使用纤维素纤维生产复合材料的方法，所述方法包括将微球与纤维素悬浮液混合。在脱水之后，纤维素网络被砑光和加热至120°C以引发膨胀。该膨胀的材料用酚醛树脂的水溶液浸溃，然后通过微波干燥和然后树脂被交联。该申请描述的方法提供如下优点:该复合材料可以以两步生产，这样能够在一定程度上随着时间延展。相反地，其要求两个烘烤(baking)阶段，第一阶段用于引发微球反应，其起发泡剂作用和引发材料膨胀，和第二阶段用于使树脂交联和赋予材料刚性。因此在该方法的应用方面有些复杂。`因此需要一种替代的较简单的方法，以此方法更容易地生产复合材料特别是基于天然纤维的复合材料。
技术实现思路
为了此目的，本专利技术涉及一种复合材料，由以下组分组成:-具有毛毡结构的天然纤维的基材，所述毛毡通过提供附加的聚乙烯纤维在其两面被针刺(needle-punched)；-为完全浸溃所述基材而配置的由水基树脂形成的热固性基体；-分散在基体中的发泡剂，其通过加热至给定温度来引起(导致)其膨胀，该发泡剂与热固性基体形成通过浸溃而结合基材的水性混合物。根据本专利技术，限定使用的基材和热固性基体的重量比率以获得干燥后具有下述重量比率的浸溃过的基材:-60%-80%的纤维，-40 % -20 % 的树脂。进一步，在水性混合物中发泡剂的重量比率为10% -15%。根据本专利技术的材料的优选实施方式，该基材为玄武岩纤维的毛毡。根据该实施方式的优选的变型，用于形成基材的玄武岩构成的纤维含有至少等于15被％比率的橄榄石。根据优选的实施方式，构成基体的树脂是酚醛树脂。根据替代的实施方式，该树脂构成的基体获得自生物源。根据优选的实施方式，该发泡剂由用聚合物薄膜涂覆的烃的微球形成。根据该实施方式的优选的变型，该发泡剂的烃为异丁烷。根据优选的实施方式，该发泡剂是混合在水基树脂中的酵母。根据优选的实施方式，根据本专利技术的材料包含以下列重量比率的纤维基材和热固性基体(水基):-纤维:30%-基体:70%。根据前述实施方式的替代实施方式，根据本专利技术的材料包含以下列重量比率的纤维基材和热固性基体(水基):-纤维:40%-基体:60%。根据优选的实施方式，根据本专利技术的材料进一步包含浸入在基体中的抗菌剂。根据优选的实施方式，根据本专利技术的材料进一步包含至少一种浸入在基体中的着色剂。本专利技术也涉及生产根据本专利技术的复合材料的方法，所述方法主要包括以下步骤:-第一步，用水性混合物浸溃纤维基材，浸溃通过重力喷涂至基材的至少一个表面上和班光(calendering)来实施，-第二步，将浸溃过的基材脱水，该脱水通过烘烤所述浸溃过的基材和强制通风来实施，该烘烤通过将浸溃过的基材循环交替暴露于20°C以上的正温度和_5°C以下的负温度来实施，-第三步，发泡剂的激活，通过升高浸溃过的并脱水的基材的温度来激活膨胀，并对基材施加体积限制，-第四步，除去所生产的材料中捕获的可挥发物质，在膨胀的开始和/或结束时，通过施加所生产的材料的表面减压阶段来实施该除去。根据优选的实施方式，该第二脱水步骤由以下组成:将浸溃过的基材置于人工气候室(climate chamber)中，和使其经受保持在25°C _28°C的温度和然后保持在大约等于-10°C的温度的交替循环。根据变型的实施方式，该膨胀步骤和减压步骤延迟一段时间来实施，将该浸溃过的并脱水的基材在适合保持其湿度水平恒定的包装中储存。根据变型的实施方式，根据本专利技术的方法通过最后的稳定化步骤来完成，在此期间，该生产的材料在室温下保持水平直到其温度自然返回至室温。根据优选的实施方式，该第三步骤膨胀通过使该材料经过热应力机以应用反压力来限制加热引起的膨胀来实施，并包括下述操作:-预热该压力机，-将用于控制要生产的复合材料的元件的厚度和几何形状的设备置于该压力机的两个压板之间；-在该压力机的底压板和该浸溃过的基材的上表面上放置脱模剂；-施加压力至该压力机，施加的压力值取决于膨胀后的元件具有的厚度。根据变型的实施方式，在第三步骤中使用的脱模剂为羊皮纸。根据变型的实施方式，通过压力机应用的压力值是预先记录在压力机的操作控制系统中的值。根据优选的实施方式，该通过压力机施加的压力值为75-200吨。根据本专利技术的方法的一个特殊实施方式，所生产的材料的元件通过将该浸溃过的基材模塑而获得，该浸溃过的基材在其模具中被引入压力机中，由压力机施加的压力通过施加在模具的上部和下部的压力的转移而被传输至基材。由于固有的特性，根据本专利技术的材料可以有利地用于制备隔热和防火元件，特别是在航空领域，在该领域中减少飞机上的重量是不变的当务之急。因此根据本专利技术的材料可以有利地用于制备:-安装在飞机或直升机的结构上的检测舱口和使检测所述结构的某个部件的内部称为可能，-用于组织交通工具尤其是飞机(客舱和驾驶员座舱)内部的内部间隔物，用于保持所述间隔物在适当的位置上的主要产品(staple)(用于固定至地板或天花板的元件)或用于装备这些相同交通工具的家具的元件，-盖、尤其是允许进入飞机或直升机的引擎的轴的盖的热保护涂层，-用于引擎短舱(enginepod)的热保护的元件，-用于保护和运输对热应力敏感的物体的包装，-用于隔离噪音，隔音，隔热和机械隔离的核心材料。本专利技术的特征和优势通过下述说明会更好的理解，其基于如下的附图:-图1，生产根据本专利技术的复合材料的方法的步骤序列的基本流程图；-图2，根据本专利技术的方法的浸溃步骤的优选实施方式的示意图。-图3，在根据本专利技术的方法的脱水步骤的优选实施方式的情况下使用的烘烤的交替循环的基本时间示意图。-图4，涉及在根据本专利技术的方法的膨胀步骤期间应用至浸溃过的并脱水的基材上的温度选择的示意图。-图5和6，根据本专利技术的方法的膨胀步骤的应用的示意图。-图7和8，在生产小厚度复合材料的元件的情况下和在生产较大厚度的复合材料的元件的情况下，描述了用于基材膨胀步骤和除去基材中的可挥发物质步骤的顺序的原理的时间示意图。-图9，生产根据本专利技术的复合材料的方法的步骤顺序的变型(应用于复合材料的厚元件的生产)的基本流程图。根据第一个目的，本专利技术因此涉及新型复合材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：N·吕莫，A·比松，P·特鲁约，
申请(专利权)人：法国罗克塞尔公司，
类型：
国别省市：