固化纤维组分制造技术

本发明专利技术公开了固化纤维组分（１０，３０，４６，４４，２１０，３１０，４１０），其包含一种或多种具有固化作用的，适合固化可固化树脂，如热固性树脂的纤维或丝。在包含多个固化剂纤维的固化纤维组分中，所述纤维可以共混，如加捻在一起，以形成线或纱。固化纤维组分可以用来形成机织或非机织固化纤维的片材、织物、层、纺织品或毡的形式的材料（１１，１３）。固化纤维组分可以用来产生复合材料（１２，２６，２８，２９，３４，３６，４３，４８，５４，５８，６２），如纤维增强树脂复合材料。固化纤维组分可以与其它纤维或纤维性材料，如纤维增强物（１４，１１４，２１４，３１４，４１４）、含纤维可固化树脂、含纤维热塑性材料（３２，４６，５２）、其它非增强纤维（４２）共混，包括缠结、针缝和层压在一起，形成复合材料、半固化片、预制件和物品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固化纤维组分本专利技术涉及固化纤维组分，尤其但非排他性地涉及用于使热固性树脂固化的固化纤维组分。在纤维增强复合物的生产中，热固性树脂通常被用作可固化基质或可固化基质的主要组分。增强纤维通常不溶于树脂基质，其通常起到使树脂基质变硬变强，从而增强树脂基质的作用，尤其是一旦固化时。适合的这类增强纤维包括碳、玻璃、全芳聚酰胺、陶瓷和本领域技术人员公知的其它增强纤维。复合材料中的热固性树脂和增强纤维的物理及化学性质的组合通常如此，S卩，当该组合物固化时，所得复合物物品具有相当大的强度和相对轻的重量特征，这使得这些组分能够在许多工业，包括航空航天、汽车、船舶和土木工程工业中有许多应用。如本领域技术人员所公知的那样，要仔细选择树脂和纤维，以产生具有预期特征的复合材料和复合物物品。用于形成纤维增强复合材料和由纤维增强复合材料制成的物品的已知方法有许多。有些方法包括在置于工具上或模型内，以固化形成复合物物品之前，将基质树脂与增强纤维合并。半固化片(pr印regs)是增强纤维和基质树脂的预选组合物，其通常以片或带的形式出现。已知半固化片构造的优点和缺点是本领域技术人员公知的。其它用于生产纤维增强复合物的方法包括将干燥的增强纤维置于工具或模型内， 然后用如树脂传递模塑和液体树脂灌注的技术将树脂注入纤维。常用热固性基质树脂包括环氧树脂、氰酸酯、BMI、苯并噁嗪或其组合物。根据已知技术，在半固化片的生产中，热固性树脂被引入到增强纤维层的程度通常为完全浸渍或部分浸渍该层。基质树脂可以以液体形式引入增强纤维层，形成位于纤维上的树脂层，部分浸渍或完全浸渍树脂层，或者可以作为预制树脂层引入，置于纤维层表面上。在这样的半固化片中，热固性树脂常常预先与固化剂混合，以促进该热固性材料的固化。因此，这些半固化片的货架期有限，为使货架期延长至可行的水平，常常需要冷冻或冷藏储存。在树脂灌注技术中，固化时，热固性基质树脂通常以液体形式引入，将干燥的纤维层完全浸渍。此外，热固性树脂通常与预先混合于其中的固化剂一起引入，在与温度和/或压力升高的条件结合时，这常常导致热固性树脂在增强纤维结构内的固化，因而形成含有纤维增强树脂基质的复合物组分或物品。然而，为了确保热固性材料的完全和及时固化，对于任何指定系统中所使用的特定热固性树脂和固化剂，需要采用精确的固化条件。这可能会费时，并难以实现。如果基质树脂的灌注速率过慢，那么热固性树脂和固化剂便会起反应，产生不能获得令人满意的浸渍的状态。对于这些用于生产纤维增强复合物物品的已知技术，防止或将固化后的纤维增强复合物物品中的不良气穴或隙的形成减至最少是普遍目标，因为这些造成了成品物品中的缺陷。当未固化的半固化片被置于模型或工具中，以形成物品时，理想的是一层层堆叠起来。空气常常被俘获在各层之间，目前已有各种在固化过程中帮助除去这些气穴的技术。然而，这些需要复杂并且昂贵的工艺和装置，如高压釜来产生将空气从树脂层之间驱赶出来的必要条件。对于树脂灌注技术，倘若能将灌注和固化的速率和时机优化，则通常可以避免不需要的空气，然而，由于达到优化的条件根据树脂系统不同、固化剂不同、纤维不同等而不同，因此难以实现。根据本专利技术，提供了一种用于固化可固化树脂的固化纤维组分，其包含固化剂。固化纤维组分可以包含单一固化剂纤维。或者，固化纤维组分可以包含多个固化剂纤维。固化纤维组分内的纤维可以是连续和/或不连续、单向、加捻和/或缠结的。固化纤维组分优选包含一种或多种催化剂和/或硬化剂和/或加速剂。固化纤维组分优选适合于固化热固性树脂。适合的固化剂的例子包括二氰亚胺(dicyanimide)，4， 4' -二氨基二苯砜，3，3' -二氨基二苯砜，4，4'-亚甲基双0，6' -二乙基苯胺)，4， 4'-亚甲基双(2-异丙基-6-甲基苯胺)，3，5' -二乙基甲苯-2，4/2，6-二胺，4，4_ 二氨基二苯基甲烷，1，3_ 二氨基苯，1，4_ 二氨基苯，N，N'-(甲基-1，3-亚苯基)双，1-(2-氰基乙基)-2-乙基-4-甲基咪唑，1-(2-氰基乙基)-2-甲基咪唑，2-乙基-4-甲基咪唑，1-甲基咪唑，其它咪唑衍生物，三氟化硼配合物，三氯化硼配合物，双酚A， 双酚F，二羟基二苯硫醚，邻苯二甲酸酐，马来酸酐，纳迪克酸酐(nadic anhydride)，甲基纳迪克酸酐，四氢邻苯二甲酸酐，六氢邻苯二甲酸酐，甲基四氢邻苯二甲酸酐，甲基六氢邻苯二甲酸酐，琥珀酸酐，壬烯基琥珀酸酐(monecenylsuccinic anhydride)和十二烯基琥珀酸酐。纤维组分中的纤维或至少一种纤维可以包含许多种固化剂的掺混物和/或所述组分可以包含多个包含不同固化剂和/或其掺混物的不同纤维。固化纤维组分可以包含一种或多种添加剂，如一种或多种热塑性材料和/或橡胶，其尤其在固化时可以起到使可固化树脂强韧的作用和/或可以促进固化剂在纤维形式，如热塑性材料、橡胶、纳米粒子如碳纳米管中的形成和保留。所述添加剂或至少一种添加剂可以溶解在固化剂中。固化纤维组分中的固化剂可以仅包含将期望固化的树脂固化所需要的固化剂系统的一部分。所述部分可以根据固化纤维组分和/或用其制造的产品的预期特性进行选择。感兴趣的一种特性是固化纤维组分和/或用其产生的未固化材料的储存或货架期。对于固化纤维组分和/或用其产生的未固化材料而言，具有尽可能长的货架期，尤其在环境温度(18°C-23°C)下储存时具有良好的货架期通常是有利的。许多用于固化，尤其是固化热固性树脂的固化剂系统包含许多部分或成分，其中的一个或多个可以在固化的特定阶段比其它的活性更强。一个或多个部分可以在固化的早期阶段相对有活性(以促进树脂固化)，一个或多个在后期阶段活性更强。固化剂系统通常由本领域技术人员配制成其所包含的部分或成分为要用其固化的树脂提供预期的固化特征。固化剂可以包含在固化的早期阶段，尤其在预期的储存条件下相对有活性的部分固化剂系统。固化纤维组分的固体纤维形式限制了材料中的固化剂与任何可固化树脂之间的任何相互作用，通常，相互作用显著小于固化剂为液体形式时的情形。这种对相互作用的显著限制使本专利技术的材料甚至在储存可固化树脂和固化纤维组分时，可固化树脂以液体或树脂形式负载在固化纤维组分周围的材料上的实施方案中，也具有良好的储存特征。在固化纤维组分与可固化树脂之间的接触受到限制或不存在的其它实施方案中，储存特征将进一步改善。例如，在可固化树脂为液体或树脂形式，但固化纤维组分不完全嵌入可固化树脂的实施方案中，相互作用的水平将进一步受到限制。在可固化树脂本身全部或部分以纤维或其它固体形式供给的实施方案中，即使它们彼此接触，其间的相互作用也可以进一步受到限制，或者当它们以不接触的方式在材料中提供时，相互作用基本上被消除，从而使这些材料具有特别良好的储存特征。或者，固化剂可以包含在固化的早期阶段，尤其在预期的储存条件下相对无活性的部分。这对于确保固化纤维组分在固化周期中具有充足的时间来充分熔化和分散在复合材料各处是有利的。优选固化纤维组分在23 °C的温度时，粘度大于50，OOOPa. s，更优选大于 200，OOOPa. S。固化时，优选粘度下降至低于20，OOOPa. S。固化纤维组分的纤维或至少一些纤维的直径可以为1-200 本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．固化纤维组分，其包含用于固化可固化树脂的固化剂。

【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：马克·雷蒙德·斯蒂尔，
申请(专利权)人：高级复合材料集团有限公司，
类型：发明
国别省市：GB