改进的芯材制造技术

本发明专利技术涉及一种适用于闭式压模体系、手工铺贴工艺和／或喷射成形工艺的可悬垂芯材，优选其在１ｂａｒ的压力下具有超过３０％的抗压强度，其中该芯材基于至少一种纤网织物，该纤网织物在其织物内部包含一种发泡结构，所述发泡结构是由多个组成单元形成的，这些组成单元之间由通道相互隔开，所述通道能透过树脂。本发明专利技术还涉及包含所述芯材的层合体、所述芯材的制造方法和所述层合体的制造方法。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于生产纤维增强的塑料材料的芯材，其特别适用于闭式压模体系、喷射成形工艺(spray-up)和/或手工铺贴工艺(handlay-up)中。纤网织物(fibrous webs)增强的塑料通常用于制造成形体，像汽车零部件或工业零部件，比如容器罐、浴缸、路标、覆面镶板、船体、拖车，等等。作为增强物质，纤网织物适用于各种固化合成塑料材料，如聚酯树脂或环氧树脂。一般而言，在树脂材料中结合纤网织物能够提高所述树脂材料的强度、硬度、疲劳寿命、断裂韧度、环境耐性、高温稳定性，并能减轻其重量和降低其制造成本。在纤维增强塑料中采用芯材的方法已经有几十年历史了。其目的一方面是为了降低树脂的用量，以节省成本和重量，另一方面，是为了提高材料的力学性能，特别是弯曲挺度。在US-A-3,676,288中披露了将未膨胀的微球体通过粘合剂(例如聚丙烯腈胶乳)施加在或结合于纤网织物中。随着粘合剂的干燥和交联，所述微球体附着在纤网织物上并膨胀。EP-A-0 190 788涉及结合有微球体的纤网织物用于制造纤网织物增强物体的用途。根据所述的专利申请，微球体主要被容纳在织物内并使得织物中包含微球体的区域部分实际上被不包含微球体的区域部分所隔开。在纤维增强塑料材料的生产中主要可以使用两种方法，一种是对纤维物质进行手工浸渍(手工铺贴；喷射成形)；另一种是使用闭式压模。在后一种系统中通常能够采用自动化处理，将纤维增强材料置入密闭的模具中，随后向其中充入树脂。这种闭式压模体系的一个特别重要的优点在于其产品性能的可再现性(较好的耐受性)、环境因素、表面性质的提高和力学性能的增强。而且在闭式压模中能够使用较高比例的纤维。长期以来，在闭式压模体系中使用上述芯材时遇到了很多难题，这是因为所用芯材必须满足并协调各种要求。这些性能要求主要包括-良好的抗压强度；-树脂在芯材内各方向上的快速流动；-低树脂摄取率；-降低的收缩(即树脂收缩补偿)；以及-良好的悬垂性(drapability)(即低弯曲挺度)。特别是，长期以来很难协调前两项的要求。很明显，为获得在芯材平面上树脂的良好流动性需要具有疏松结构，这却要以牺牲抗压强度为代价。而且，在织物中较大的发泡体积可以导致较低的树脂摄取率，这却与树脂的良好流动性相矛盾。同样悬垂特性与抗压强度和低树脂摄取率之间也不容易协调。在EP 1 010 793中披露了为处理这些方面的要求而开发的一种芯材，在其优选的实施方式中，所述芯材包含有以规则方式分布于其上的微球体。然而，已经发现这些现有技术的材料-比如EP 1 010 793中披露的材料-的表面品质不总能令人满意，尤其是在表面或表面处理的视觉感观方面(特别是会出现透印问题(print-through effect))。在诸如汽车或卡车镶板的成形体中，这种视觉感观或表面处理可能是很重要的。视觉感观的评估方法包括平台测试。通过对表面的衍射测量也可以给出表面光洁度进行定量评估。例如表面的桔皮效应值(orange peel value)就是用于这一目的合适参数。测量桔皮效应值的仪器是本领域已知的，并且可以商购获得，例如，由Diffracto Ltd(加拿大)开发的采用D-Sight技术的仪器。关于这种技术，例如参见Reynolds等人发表于Optical Engineering，Vol 32，No 9，pp.2122-2129，1993中的″Theory and applications of a surfaceinspection technique using double-pass retroreflection″；和J.H.Heida与A.J.A.Bruinsma在第7届无损监测欧洲会议(哥本哈根，1998年5月26-29日)上发表的″D-Sight Technique for Rapid Impact DamageDetection on Composite Aircraft Structures″(见于NDT.net-June 1999，Vol.4 No.6)中，以及US-A 4,863,268和US-A 5,075,661。因此，本专利技术的一个目的是提供一种新型芯材，其可以用作已知芯材的替代品，特别是在制造与表面视觉感观有关的成形体中。所述芯材还特别适用于闭式压模体系、喷射成形工艺和/或手工铺贴工艺中。具体地，本专利技术的一个目的是提供一种芯材，其可用于制备在桔皮效应方面有改进的成形体，所述制备包括用树酯浸透所述芯材。更具体地，本专利技术的一个目的是提供一种芯材，其可用于制备桔皮效应值低于30的成形体，所述桔皮效应值如本文所定义。已经发现，上述目的可以通过一种具有高抗压强度的可悬垂芯材来实现，该芯材中包含由较致密的物质形成的组成单元和通道，所述通道是敞开的或含有密度较低的物质，其中所述组成单元(members)和通道以特定的方式分布。也就是说，根据本专利技术，所述组成单元和通道不是规则分布的，而且/或者所述组成单元和通道具有特定的尺寸，即具有相对小的组成单元和相对小的通道。因此本专利技术涉及一种芯材，特别是一种适用于闭式压模体系、喷射成形工艺和/或手工铺贴工艺的芯材，该芯材通常是可悬垂的；优选在1bar的压力下其抗压强度超过30％；其中该芯材基于至少一种纤网织物，该纤网织物在其织物内部包含发泡结构，所述发泡结构是由多个组成单元形成的，其中所述组成单元之间由通道相互隔开，所述通道能透过树脂，，其中所述组成单元在所述材料的平面上的直径小于1.5mm，优选在0.2-1mm之间，该直径的定义为环绕所述组成单元的包络圆直径，并且其中所述通道的平均直径小于0.75mm，优选在0.3-0.5mm之间。已经发现所述芯材非常适用于改善层合体的表面质量和/或视觉感观，特别是适用于降低透印效应。更特别地，已经发现所述芯材非常适合制备桔皮效应值低于30的成形体。在实际应用中所述组成单元的平均直径通常小于0.5mm。所述组成单元和通道可以以近乎规则的方式分布，例如图案重复程度小于1cm，或者特别是小于0.5cm，或者以下述的不规则方式分布。对于其它参数，特别是渗透性、制备所述芯材的材料的特性、组成单元的形状、纤网织物的自由体积，适用如下所述的条件。本专利技术还涉及一种适用于闭式压模体系、喷射成形工艺和/或手工铺贴工艺的芯材，所述芯材通常是可悬垂的，优选在1bar的压力下其抗压强度超过30％，其中该芯材基于至少一种纤网织物，该纤网织物在其织物内部包含一种发泡结构，所述发泡结构是由多个组成单元形成的，这些组成单元不规则地分布在织物内或织物上，所述组成单元之间由通道相互隔开，所述通道能透过树脂。已经发现所述芯材非常适用于改善层合体的表面质量和/或视觉感观，特别是适用于降低透印效应。更特别地，已经发现所述芯材非常适合制备桔皮效应值低于30的成形体。对于其它参数，特别是渗透性、制备所述芯材的材料的特性、组成单元的形状、纤网织物的自由体积，适用如下所述的条件。已经发现根据本专利技术的芯材能保持非常好的悬垂性、抗压强度和适当的渗透性，即便在组成单元不规则分布的情况下，也能同时保持其表面品质，特别是与已知的材料相比，其在视觉感官方面得到改善，例如具有规则分布的六边形的芯材(如Soric)，其中在浸渍以树本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于闭式压模体系、喷射成形工艺和／或手工铺贴工艺的芯材，所述芯材是可悬垂的，其中该芯材基于至少一种纤网织物，该纤网织物在其织物内部包含一种发泡结构，所述发泡结构是由多个组成单元形成的，这些组成单元之间由通道相互隔开，所述通道能透过树脂，其中所述组成单元在所述材料的平面上的包络圆直径小于１．５ｍｍ，并且其中所述通道的平均直径小于０．７５ｍｍ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：彼得许贝特斯拉默斯，彼得安杰玛，
申请(专利权)人：兰特尔公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]