制备复合模塑体的方法以及相应的组合物模塑体技术

本发明专利技术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。根据本发明专利技术，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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术描述本专利技术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。本专利技术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，本专利技术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。在优选的变化形式中，目的是制备复合模塑体，所述复合模塑体一方面具有C纤维复合材料的强度、刚度和弹性，但另一方面具有更好的弯曲性能和更大的断裂伸长率，同时具有诱人外观从而可很大程度上根据需要设计而不要后续的涂覆或刷涂。根据一开始提到的方法，通过在对壳抽真空之前，在壳的内部引入抗磨剂(润滑剂)来实现该目的。本专利技术的专利技术人证实了该抗磨剂显然导致该壳能从模塑体释放而不受造成损伤，并且甚至在壳内固化后也没有残留。因此所述模塑体不受壳的材料的束缚，表面单独地由预浸料的最上面一层的表面或者壳下部的另一外部涂层决定，同时固化的基质材料渗透通过该层或涂层。应理解的是，对于所使用的抗磨剂的选择使得在固化过程中产生的100-120℃的温度下，所述抗磨剂不进入预浸料的基质材料中。在具体变化形式中，提供了预浸料的至少一层其它外部层，其主要由不是C纤维的纤维组成，具体是选自下组的纤维：矿物纤维、天然纤维和塑料纤维。几乎所有这类纤维都比碳纤维具有更好的断裂伸长率，虽然它们中的一些不能使复合模塑体的抗弯性能与由C纤维制备的复合模塑体一致。不是由浸渍的C纤维组成的其它预浸料层，优选仅与在其一侧与C纤维层接触。实际上这意味着，在各情况下，所述其它层相对于一层或多层C纤维层形成外部层，但是，这不排除在所述其它层的外部侧，还施加了一层或多层不是由C纤维组成且可能甚至不是预浸渍的额外层。不由C纤维组成的此类材料的优势在于，在加工过程中，特别是研磨过程中，不会从外部层中产生被归类为对健康有危险的碳纤维灰。理论上，也可增加一层或多层包埋在C纤维层之间的不由C纤维组成的层。类似地，在复合模塑体的C纤维层之间或在C纤维层和不是由C纤维组成的预浸料之间，也可埋入由其他材料(例如，金属或塑料制造)的主体，具体来说，可以埋入模塑部件。这样整合在复合模塑体中的制品可被完全包在复合材料的层中或者也可在所述复合模塑体的一个或多个地方从复合模塑体中伸出。过去，主要问题在于，当结合由C纤维制备的预浸料与由其它纤维制备的预浸料时，保证层之间的平整表面接触，而不产生褶皱或气泡并且不会与外壳粘合。因此这样的模塑体至今未知。通过本专利技术的用于制备复合模塑体的相关方法来克服该问题，在所述复合模塑体中，几层预浸料一层又一层放置，相互粘附连接并在压力或真空下固化，其中至少使用一层由C纤维预浸料制备的层，此外根据本专利技术，将至少一层由其它上文所述类型的另一种纤维材料制备的其它预浸料施加到所述至少一层C纤维层并粘附连接，以这样的方式制备的模塑部件被包封在密闭壳中，将抗磨剂引入到壳的内部，或者抗磨剂在包封之前已经被引入到壳中。随后用已知的方法将壳的内部与真空源连接并抽真空。接着在升高的温度下使模塑体在壳内固化几个小时。柔性密闭的壳与引入的抗磨剂联用保证了在对壳抽真空的过程中，壳能在涂层上移动，涂层分别与壳接触，从而使得在所述其它层和C层之间形成没有褶皱的结合。不过，最重要的是，抗磨剂保证了通常由塑料膜组成的壳随后能从固化的模塑部件的层的最上层涂层剥离，所述固化的模塑部件的层相互粘附连接而没有任何难度。从而，复合模塑体的固化的基质或粘合材本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，‑以及所述模塑体与所述壳在炉内一起固化，其特征在于，在对所述壳抽真空前将抗磨剂引入到所述壳的内部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.05 DE 102013108430.31.一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，
-以及所述模塑体与所述壳在炉内一起固化，
其特征在于，在对所述壳抽真空前将抗磨剂引入到所述壳的内部。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将PVA膜管用作壳。
3.如权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，将粉末抗磨剂用
作抗磨剂，具体为提供用于硅酮和氨基甲酸酯的抗磨剂。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，使用至少一层由碳
纤维预浸料(C纤维预浸料)制得的层，其中
a)将至少一种由其它纤维材料制备的其它预浸料施加在所述至少一层
C层上并粘附连接，
b)将以此方法制备的模塑部件包封在密闭壳中，
c)将抗磨剂引入到所述壳的内部，
d)所述壳的内部与真空源连接并抽真空，
e)在升高的温度下固化所述模塑体，
其中，所述其它预浸料主要由不是C纤维的纤维组成，具体来说，其含
有选自下组的纤维：矿物纤维、天然纤维和塑料纤维。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，将由HPPE(高性能聚乙烯)
制备的预浸料用作其它预浸料。
6.如权利要求4或5中任一项所述的方法，其特征在于，一层或多层C预
浸料一层又一层放置并且分别在两侧覆盖有HPPA预浸料，所述HPPA

\t预浸料的投影超出所述C预浸料的轮廓，并且将这些层引入到带有抗磨
剂的所述壳内。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的方法，其特征在于，将膜层或织物材
料层施加在至少一层其它层的不面向C纤维层的一侧，并将所述膜层或
织物材料层与带有抗磨剂的预浸料层一起引入到壳中，随后对所述壳抽
真空。
8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，将由还没有固化的
一层又一层放置的预浸料组成的模塑体施加至多孔模具并与该模具一起
引入到所述密闭壳中。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述模具是浇铸或塑料印模或
者人体部件的复制品。
10.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：马默德·雷扎·塔吉克，
申请(专利权)人：马默德·雷扎·塔吉克，正新矫形外科技术有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE