纤维模塑预制件合成物及用于预制件形成的方法技术

提供一用于热固性树脂合成物模塑的预制件，其通过加工形成一系列的模塑的和纤维增强的产品用于很多方面的应用如车辆配件包括床线，车身组件，修边，内部组件，和车底组件；建筑学组件如修边和门，船舶组件包括船体，修边和驾驶舱零件；以及相似的结构在航天航空设置中。一新颖的悬浮液合成物，一新颖的离心机过程，或者其结合提供了质量上等的预制件相比于常规技术下有更大的吞吐量。抑制纤维在纤维接触模具或纤维已经在模具上就位的时间，以及所述的纤维在设置的位置时的时间之间的运动提供了一个相对于现有的悬浮技术更优越的纤维均匀性和随机取向并且有助于低废料产生且工件形状和纤维材料方法灵活。

Fiber molding preform composition and method for forming preform

Provide a preform for thermosetting resin molding compounds, the formation of a series of processing by molding and fiber reinforced products are used in many applications such as vehicle accessories including bed body assembly line, trimming, internal components, and vehicle components; architectural components such as trim and door assembly comprises a ship hull. Trimming and cockpit parts; and similar structures in aerospace settings. A novel suspension composition, a novel centrifuge process, or a combination thereof providing a superior quality preform with greater throughput than conventional techniques. Inhibition of fibers in the fiber or fiber contact mold mold is already in place in time, and the time between the fibers in the setting of the position of the movement provides a relative to the existing technology of fiber suspension superior uniformity and random orientation and contribute to low waste and the shape of the workpiece and method of flexible fiber material.

【技术实现步骤摘要】
纤维模塑预制件合成物及用于预制件形成的方法本申请为申请日是2014.01.29、申请号是201480018702.0、专利技术创造名称是“纤维模塑预制件合成物及用于预制件形成的方法”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请主张序列号为61/757,913、申请日为2013年1月29日的美国临时申请的优先权，据此，其内容通过引用的方式并入。
本专利技术通常涉及纤维增强性热固性预制件而且，更具体地说，涉及一种用于在纤维预制件中控制纤维沉淀的方法和设备。
技术介绍
纤维填充器是很有代表性地添加至一热固性树脂如那些用于片状模塑料(SMC)或团状模塑料(BMC)中以提供一系列的用于合成产品的可调节特征。填充器常规地添加以减少产品成本，更改提前加工好的负载树脂粘度，控制产品收缩，控制表面光洁度、密度、可燃性、导电性、耐化学性、产生的热固性配方的强度。微粒填充料代表性的数量占从0–80％总重量百分比及典型的粒子填充料尺寸从0.1到50微米。除了颗粒填料，纤维填充物通常出现在热固性树脂配方中以提供相对于颗粒填充料的合成产品的增强的强度。纤维填料传统上包括玻璃、碳、聚酰亚胺、聚酯、聚酰胺和天然纤维如棉、丝、麻。当加强限位在固化聚合物基质中随机定向时有最佳的三维强度。由于纤维增强热固性树脂具有吸引人的特性在于高强度重量比和形成压力的表面构造的能力，片状模塑料长期以来被认为是在汽车和航空航天应用替代金属体组件。虽然曾多次尝试开发模型来创建预先形成，这些通常依赖于从以需要的预制件形状为轮廓的屏上的悬浮液中捕捉纤维的过程，紧随其后的是为了形成预制件形状的二次干燥。热塑性粘结剂已被用于和加热一起设定纤维为预制件形状。然后预加工进行可选的修剪和浸渍活性树脂通过反应注射成型过程形成一个复合的产品。一模塑技术详述如美国专利4,849,147。一上升屏幕预加工过程和设备提供例如美国专利6,086,720。为了获得质量可靠的用于汽车和其他高严格度的应用的产品，所述的纤维预成型有片对片成分和在预制件的不同区域的统一的纤维密度是很重要的。典型地，预制件倾向于在靠近边缘处积累过多的纤维，而中心地区往往是纤维不足。纤维密度的不均匀性以及一定程度的不良纤维优先定位是由于在预制件成型屏和纤维位置的预制件设置接触之间的纤维运动。玻璃纤维在观察到有一个纤维聚合度在悬浮液中的公称角度导致形成一个定向的纤维丛在预制件中，这些朝向聚合的趋势对于其他类型的纤维例如碳纤维和纤维素类纤维更为明显。随着不同技术被开发，悬浮液预制件与有限的形成粗加工、不均匀性的纤维密度问题仍存在。因此，存在一需要用于纤维浆合成物和装置来实现更大程度的在悬浮液派生预制件的纤维密度一致性。也存在需要形成具有比通过水槽浸入屏幕模具获得的更大的吞吐量的预制件的方法。
技术实现思路
悬浮液预制件合成物包括数个有平均纤维长度和纤维直径的纤维；一分散剂分子或单体有通式(R1)2-C＝N-R2或R3-吡咯烷，(R1)2-C＝N-R2或R3-吡咯烷，其中R1在每个实例是独立H，C1-C6烷基，C1-C6烯基，并且C1-C6烷基具有取代基，取代基为H，OH，COOH，NH2，NHC1-C6烷基或R1在两个实施例中都满足形成一5或6成员的环形结构；R2为C1-C6烷基，OH，并且C1-C6烷基有取代基，所述的取代基为H，OH，COOH，NH2，NH(C1-C6烷基)；或R1和R2结合形成一5或6成员的环形结构且R3是H、C1-C6烷基、C1-C6羧基、C1-C6羟基，或C1-C6氨基。以及一溶剂形成所述的数个纤维和所述的分散剂的悬浮液。附图说明本专利技术进一步结合以下附图详述，目的是表示本专利技术的某些方面，但不应被解释为限制本专利技术。图1为本专利技术的产生纤维预制件的一创造性系统设备的示意的部分纵向剖面图；并且图2为图1中描述的创造性系统的离心机的横向剖视图。具体实施方式本专利技术实用性地提供一用于热固性树脂合成物模塑的预制件以加工形成一系列的模塑的和纤维增强的产品。这样的产品有很多方面的应用如车辆配件如床线、车身组件、修边、内部组件、和车底组件；建筑学组件如修边和门，船舶组件如船体，修边和驾驶舱零件；以及相似的结构在航天航空设置中。已被证实通过依赖一新颖的悬浮液合成物，一新颖的离心过程，或者其结合创造出质量上等的预制件相比于常规技术下有更大的吞吐量。更惊人的发现是抑制在纤维接触模具或纤维已经在模具上就位的时间，以及所述的纤维在设置的位置的时间之间的纤维运动提供了一个相对于现有的悬浮技术更优越的纤维均匀性和随机取向。本专利技术有助于低废料产生，工件形状和纤维材料的方法灵活性。要理解在提供了值的范围的实例中，范围不仅旨在涵盖范围的终点值，还有范围的中间值也显式地包含在范围和因范围的最后有效数字而变化。举例来说，一范围1至4意思是包括1-2，1-3，2-4，3-4，和1-4。在本专利技术的一个实施例中，悬浮液的形成包括具有给定直径已经削减到预定长度的纤维来源；所述的纤维和添加剂在溶剂中。所述的添加剂包括一分散剂，微粒填充料以促进干燥，粘结剂，或其组合物。一创造性的悬浮液通过常规预加工系统应用或与一创造性的离心预加工系统一起使用。一创造性的悬浮液的溶剂主要只取决于使用性能和与模塑材料，纤维，悬浮液添加剂的兼容性。这里使用的溶剂解释性地有水，C1-C12醇类、甲苯、(C1-C6烷基)-C1-C6酯、(C1-C6)2C＝O酮、以及其易混合的组合物。为了满足挥发性有机化合物(VOC)和废物处理的限制，在确定的创造性实施例中，所述的悬浮液为水溶性的。如下述的详细说明，也提供了一种拥有溶剂循环的独立的悬浮液以避免溶剂VOC内容和处理的担忧。创造性的一悬浮液合成物中使用的纤维包括玻璃；碳棒；聚酰亚胺；多元酯；聚酰胺和天然纤维如麻，藤，竹，黄麻，稻草，丝绸，稻草屑，坚果壳，谷物外皮，草，棕榈树叶，椰壳；以及其组合物。预制件形成使用的纤维标准常规长度范围是0.05至5厘米(cm)。纤维直径优选地基于商业来源在大范围变化，其中玻璃纤维的常规直径为0.03至0.5毫米(mm)；碳纤维的常规直径为0.005至0.1mm；以及天然纤维的常规直径为0.01至0.3mm。更优选地超出上述常规范围的纤维直径存在且被确定为在本专利技术的范围内。水基悬浮液中疏水纤维的使用在本专利技术中被大力推广，包括一分散剂有助于分拆否则会产生随机的和独立的分散纤维包括小分子或有分子量小于500原子质量单位并且有通式为(R1)2-C＝N-R2或R3-吡咯烷的单体，其中R1在每个实例是独立H，C1-C6烷基，C1-C6烯基，并且C1-C6烷基具有取代基，取代基为H，OH，COOH，NH2，NHC1-C6烷基；或R1在两个例子中都包括形成一5或6成员的环形结构；R2是C1-C6烷基，OH，并且C1-C6烷基具有取代基，取代基为H，OH，COOH，NH2，NHC1-C6烷基；或R1和R2结合形成一5或6成员的环形结构并且R3是H，C1-C6烷基，C1-C6羧基，C1-C6羟基，或C1-C6氨基。堪称典范的分子分散剂包括咪唑啉、胍类、肟类和脯氨酸。典范的聚合分散剂包括聚合咪唑啉例如美国专利3,288,707中详述的含有基于2-乙烯基咪唑啉。一现有常规的分散剂在总悬浮液合成物占重量百分比的0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一悬浮液预制件合成物包括：数个有一平均纤维长度和纤维直径的纤维，所述的数个纤维仅为玻璃纤维；一分散剂分子或单体其通式为(R

【技术特征摘要】
2013.01.29 US 61/757,9131.一悬浮液预制件合成物包括：数个有一平均纤维长度和纤维直径的纤维，所述的数个纤维仅为玻璃纤维；一分散剂分子或单体其通式为(R1)2-C＝N-R2或R3-吡咯烷、(R1)2-C＝N-R2或R3-吡咯烷，其中R1在每个实例是独立H、C1-C6烷基、C1-C6烯基，并且C1-C6烷基具有取代基，所述的取代基为H，OH，COOH，NH2，NHC1-C6烷基或R1在两个例子中都包括形成一5或6成员的环形结构；R2是C1-C6烷基，OH，并且C1-C6烷基具有取代基，所述的取代基为H、OH、COOH、NH2、NHC1...

【专利技术属性】
技术研发人员：普罗拜尔·库马尔·古哈，金·罗伯特·哈姆纳，约瑟夫·A·博达瑞，
申请(专利权)人：赛史品威奥唐山结构复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13