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1、10申请公布号CN104105589A43申请公布日20141015CN104105589A21申请号201380006553122申请日20130125A90/201220120125ATA50136/201220120418ATB29C70/20200601B29C70/46200601B29C70/54200601B29B15/12200601B29B11/16200601B29C70/5020060171申请人赫克赛尔控股有限责任公司地址奥地利帕兴72发明人P佩里拉特科洛姆布U卡纳RM波尔斯J莫瑟74专利代理机构北京市嘉元知识产权代理事务所特殊普通合伙11484代理人张永新54发明名称。
2、层压件的改进或关于层压件的改进57摘要一种制备预浸料的方法，该方法包括将含有多个丝束其中每个均包含多根平行细丝的单向纤维增强物层叠加至树脂浸渍的含有多个丝束其中每个均包含多根平行细丝的单向纤维增强物层上，其中经叠加的层的层压件被压缩至这样的程度，以使树脂渗透丝束间的缝隙，但是渗透丝束内的空隙占丝束体积的小于22至60。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014072486PCT国际申请的申请数据PCT/AT2013/0500232013012587PCT国际申请的公布数据WO2013/110111EN2013080151INTCL权利要求书2页说明书17页附图6页19中华人民共和国。
3、国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书17页附图6页10申请公布号CN104105589ACN104105589A1/2页21一种模制材料或结构体，其包含纤维增强物层和可固化液态树脂，其中所述纤维增强物包含多个丝束，每个丝束包含多根细丝，其中树脂至少部分地提供在所述纤维增强物丝束的缝隙之间，从而至少在所述丝束的内部提供通气路径。2根据权利要求1所述的模制材料或结构体，其中所述丝束的内部至少部分地不含树脂。3根据权利要求1或2所述的模制材料或结构体，其中所述缝隙包含形成所述缝隙的相邻丝束的细丝。4根据前述权利要求中任一项所述的模制材料或结构体，其中所述纤维增强物包含未浸渍的丝束和至少。
4、部分浸渍的丝束。5根据前述权利要求中任一项所述的模制材料或结构体，其中所述纤维增强物层包含至少部分地嵌于至少部分浸渍的纤维增强物中的通气丝束。6根据前述权利要求中任一项所述的模制材料或结构体，其中树脂在所述纤维增强物的第一侧上提供并且至少部分地渗透所述纤维增强物丝束之间的缝隙，从而留下所述丝束的内部至少部分地不含树脂。7根据前述权利要求中任一项所述的模制材料或结构体，其设有纤维幅面或者稀松布。8根据权利要求7所述的模制材料或结构体，其中在所述材料或者结构体的一侧或者两侧上存在纤维幅面或者稀松布。9根据权利要求7或8所述的模制材料或结构体，其中所述纤维增强物层是由含有多个丝束的多个层构成的，所述。
5、纤维幅面或者稀松布位于所述多个层之间。10根据权利要求7所述的模制材料或结构体，其中所述纤维幅面或者稀松布通过轻压被粘附至所述纤维层，以便所述幅面或者稀松布纤维的外周的不到一半是用树脂涂覆的。11根据前述权利要求中任一项所述的模制材料或结构体，其中所述纤维增强物层包含单向纤维，并且其中树脂在所述单向纤维层的第一侧上提供，并且其中所述单向纤维丝束之间的缝隙至少部分地用树脂浸渍，以及所述树脂至多是部分地渗透各丝束，并且所述纤维增强物层的第二侧至少部分地不含树脂。12根据权利要求11所述的模制材料或结构体，其中所述纤维层的第二侧是粘性的。13根据权利要求11所述的模制材料或结构体，其中所述纤维层的第。
6、一侧比所述纤维层的第二侧更粘。14根据前述权利要求中任一项所述的模制材料或结构体，其中所采用的丝束是由多根单根细丝构成的，所述丝束是单向的，而所述单根细丝是基本上平行排列的。15根据前述权利要求中任一项所述的模制材料或结构体，其吸水率值为15至30，优选地为17至26和/或上述值的组合。16根据前述权利要求中任一项所述的模制材料或结构体，其包含70至60的纤维材料和30至40的可固化液态树脂。17一种根据前述权利要求中任一项所述的模制材料或结构体的堆叠体。18根据权利要求17所述的堆叠体，其包含至少20层的模制材料或结构体。19一种层压件，其通过固化根据权利要求17或权利要求18所述的模制材料。
7、或结构体权利要求书CN104105589A2/2页3的堆叠体内的树脂而形成。20一种层压件，其包含多层由经固化的树脂包住的单向纤维丝束，其中所述层压件含有以体积计少于1的空隙。21根据权利要求20所述的层压件，其含有以体积计少于05的空隙。22根据权利要求19至21中任一项所述的层压件，其含有至少20层的模制材料或结构体。23一种制备预浸料的方法，该方法包括将树脂叠加至含有多个丝束的单向纤维增强物层，其中每个丝束均包含多根平行细丝，其中所述经叠加的层压件被压缩至这样的程度，从而使所述树脂渗透所述丝束间的缝隙，但是渗透所述丝束内的空隙占所述丝束体积的小于22至60。24一种制备预浸料的方法，该方。
8、法包括将含有多个丝束的单向纤维增强物层叠加至树脂浸渍的含有多个丝束的单向纤维增强物层上，其中每个丝束均包含多根平行细丝，其中所述经叠加的层的层压件被压缩至这样的程度，从而使所述树脂渗透所述丝束间的缝隙，但是渗透所述丝束内的空隙占所述丝束体积的小于22至60。25根据权利要求23或24所述的方法，其中所述树脂在60或80的温度具有6至100PAS的粘度。26根据权利要求23至25中任一项所述的方法，其中使用以所述纤维增强材料和树脂的总重计30WT至40WT的树脂。27根据权利要求23至26中任一项所述的方法，其中将树脂浸渍的纤维层叠加在干燥的单向复丝束层上，并将所述结构体压缩，从而使来自所述浸渍。
9、层的树脂进入所述复丝丝束间的缝隙，但是渗透所述丝束内的空隙占所述丝束体积的小于22至60。28一种方法，该方法包括形成根据权利要求17或18中任一项所述的模制材料堆叠体，压缩所述堆叠体，然后固化所述堆叠体内的树脂。29根据权利要求28所述的方法，其中所述模制材料含有以所述纤维材料和树脂的总重计30至40的树脂。30根据权利要求28或权利要求29所述的方法，其中所述堆叠体是在真空袋中形成的，并且将所述袋放在模具中，其中所述堆叠体得到压缩。31根据权利要求30所述的方法，其中所述真空袋内的堆叠体经受低于大气压01至50巴的压力，优选地低于大气压01至5巴的压力，和最优选地低于大气压01至2巴的压力。
10、。32根据权利要求23至32中任一项所述的方法，其中所述树脂是用60至200，优选地60至160，更优选地80至120的外加温度固化的。权利要求书CN104105589A1/17页4层压件的改进或关于层压件的改进0001本发明涉及包含纤维和热固性树脂的纤维增强材料，特别地涉及如下制备的材料堆叠包含增强纤维和可固化树脂的层，随后使该堆叠体内的树脂固化，以提供由经固化的树脂包封的多个纤维增强物层的整体层压结构体。这样的层压结构体牢固、重量轻且众所周知，并且在工业应用，如汽车、航空航天和海上应用中并且还在风力涡轮机结构体，如用于涡轮机叶片生产的壳体、横梁和横梁的根端中发现了许多应用。它们也被应用于体。
11、育用品，如滑雪板、滑冰板、冲浪板、帆板等。0002所采用的纤维材料可以是丝束或者织造或非织造织物，并且将根据最终用途和层压件所期望的性能来选择。本发明特别地涉及这样的体系，其中增强纤维由单向复丝的丝束构成，例如由多个基本上平行的丝束并且每个丝束包含多根单个的基本上平行的细丝所构成。可采用的纤维材料的实例包括玻璃纤维、碳纤维和芳族聚酰胺。类似地，所采用的热固性树脂可取决于层压件要放置的用途和所需要的性能。适合的热固性树脂的实例包括聚氨酯树脂和环氧树脂。本发明特别地涉及采用热固性液态环氧树脂的体系。0003包含纤维材料与热固性树脂的混合物的模制材料有时被称为预浸料并且可以通过用呈液态形式的树脂浸渍。
12、纤维材料来制备。一些树脂在环境温度是液态的，浸渍因此可以在环境温度实现。然而，通常优选的是加热树脂来降低其粘度，以有助于浸渍。其它树脂在环境温度是半固态或固态的，将其熔化，从而使得能够用液态树脂浸渍纤维材料。0004纤维材料的浸渍可以通过将树脂沉积在背衬层上来实现，例如通过使背衬层穿过液态树脂浴并用刮刀将树脂涂覆在背衬层上来实现。然后可使携带树脂的背衬层表面接触到纤维材料并压入纤维层中以实现用树脂浸渍纤维层。供选择地，可使移动的树脂膜接触到移动的背衬层并随后在一对经加热的轧辊中接触到纤维层。在绝大多数先前的应用中，优选地采用两个树脂层，在纤维层的每一侧上均有一层树脂层，以便制备三明治结构，向该。
13、三明治结构施加压力，以使树脂流入纤维层中完全浸渍该层，从而形成常规的预浸料，使得该层主要含有完全嵌在树脂中的纤维并且在该层中没有空气残存。这些预浸料具有以预浸料重量计25至45的预浸料树脂含量。在高度受力的组件中，由预浸料模制材料形成的层压件的空隙率对性能是非常重要的，因为每个空隙都是降低机械性能的潜在缺陷点。为了这个原因，预浸料的用户需要产生低的、可再现的空隙率但同时具有优良的操作性能的预浸料。0005在预浸料模制材料的制备期间和在多个预浸料层叠铺于模具期间，空气可能被截留于构成模制件的多层堆叠体中。0006在纤维增强物的浸渍期间，如前所述地用液态树脂浸渍纤维材料可能将一些空气引入纤维层和树。
14、脂的预浸料组合体中，除非很小心地控制该工艺。一旦将预浸料叠铺成模制件并且将该模制件进行加工借此热固性树脂开始固化，在预浸料组合体的制备期间所截留的空气就难以去除。当纤维材料包含单向复丝的丝束时，空气可以在丝束本身内或者在丝束之间的缝隙中。这样的空气存在于预浸料中总是导致最终层压件中的空隙。因此重要的是，在浸渍期间和之后并且在树脂开始固化之前，使得树脂纤维组合体内的气泡形成减至最低限度。说明书CN104105589A2/17页50007由于预浸料层的粘性表面，空气也倾向于被截留在它们之间。在真空下通常在真空袋或高压釜中处理预浸料的叠铺以从层压件堆叠体中去除空气已经是惯用手段。一般地，从常规预浸料。
15、中完全去除所截留的层间空气和层内空气在单层预浸料中的空气并且制造在层压件的整个长度和宽度上都具有均匀性能的层压件一直都是不可能的。0008EP1595689公开了一种预浸料组合体，其包含纤维增强物和可热固化的树脂，其中所述树脂浸渍所述纤维增强物。将稀松布粘附至常规、完全浸渍的预浸料的外表面，以致稀松布被印压IMPRESSED至预浸料上直到稀松布股线外周的不到一半成为用预浸料树脂涂覆的程度。该材料的缺点在于经固化的层压件模制件的质量取决于纤维增强物浸渍的质量，原因是稀松布不能去除所有被截留的层内空气。同样，我们已经发现，对于大的层压件堆叠体通常具有多于20个单独的预浸料片层，该材料对去除层间空气。
16、和层内空气不太有效。0009PCT公开WO00/27632是关于避免空气被截留在一层模制材料预浸料内或者在相邻的层之间，特别是当采用重质玻璃纤维如1200G/M2单向带作为纤维增强物时。WO00/27632提供的解决方案是提供多层模制材料，其可以是包含结合至纤维层的至少一个表面的树脂材料层的预浸料。根据一种实施方式，纤维层可以是用树脂层部分浸渍的。该材料的缺点在于其内在不稳定。如果该材料在它叠铺于模具之前储存任意一段时间，液态树脂就迁移入纤维材料中，这进而由于纤维材料的干燥区域被树脂饱和而导致该材料除气性能的丧失。同样，我们已发现，对于大的层压件堆叠体通常具有多于20个单独的预浸料片层，该材料。
17、对去除层间和层内空气不太有效。0010美国专利5,756,206涉及用粉末涂层技术制备的柔性低体积预浸渍丝束。将粉末施加至丝束并部分熔化以粘附至丝束，从而在丝束上提供不连续涂层，这有助于丝束浸料TOWPREG芯中的空气逃脱，而同时将丝束浸料压实成复合部件。该材料的缺点在于，对于制造大的模制件是非常费力的，并且因此，使用单独的丝束来叠铺大的复合部件是不经济的。同样，该材料在树脂与增强物之比方面是不稳定的，因为树脂与增强物之比在该材料被处理时失真。另外，在处理和储存期间，树脂进一步浸渍丝束，这导致该材料通气能力的丧失。0011本发明的目的在于排除或至少减轻上述问题和/或一般性地提供改进。0012根。
18、据本发明，如所附权利要求中任一项中限定的，提供了一种模制材料或结构体和一种方法。0013本发明涉及一种可模制成具有减少数量的空隙的层压件的模制材料或结构体。另外本发明涉及一种方法，其中将液态可固化树脂施加至纤维材料层，从而按如下方式提供一种模制材料，借以减少由该材料制备的最终模制产品中空隙的存在。本发明在以下应用中是特别有用的其中最终层压件由包含纤维和热固性树脂的多个层的堆叠体获得，如由含有至少20个这样的层的堆叠体获得。本发明旨在将因被截留在预浸料内的空气和还因被截留在经堆叠的预浸料之间的空气而存在的空隙减至最低限度。0014在一种实施方式中，提供一种包含纤维增强物层和可固化液态树脂的模制材。
19、料或结构体，其中纤维增强物包含多个丝束，每个丝束均包含多根细丝，其中在纤维增强物的丝束间的缝隙之间至少部分地提供树脂，以便在丝束的至少内部中提供通气路径。丝束内部至少部分地不含树脂，以便提供通气路径，从而使空气在所述材料或结构体的加工期间能说明书CN104105589A3/17页6被去除。0015在本发明的另一个方面，所述模制材料或结构体包含提供通气路径的纤维增强材料的丝束。丝束是增强纤维的结构，因此在功效上，它们用于多种用途一方面它们提供通气路径，另一方面，它们提供结构增强。这具有的重要优点是，材料并不是仅仅为了提供通气功能而被加至模制材料或被包含于模制材料中。0016缝隙的树脂确保了材料在。
20、室温具有的结构足以允许该材料的处理。这是由于在室温23时该树脂具有相对较高的粘度而实现的，该树脂粘度通常为1000至100,000PAS，更通常为5000PAS至500,000PAS。同样，该树脂可以是粘性的。粘性是预浸料对工具表面或者对组合体中的其它预浸料片层的粘附性的量度。粘性可以按照“EXPERIMENTALANALYSISOFPREPREGTACK“，DUBOIS等人，LAMIUBP/IFMA，2009年3月5日关于树脂本身或者关于预浸料来测量。该出版物公开了粘性可以如下来客观地和可重复地测量采用其中所述的仪器，测量在恒定温度30以初始压力30N接触到树脂或者预浸料并且随后以5MM/M。
21、IN的速率移动的探针的最大脱胶力DEBONDINGFORCE。对于这些探针接触参数，树脂的粘性F/FREF为01至06，其中FREF2819N且F为最大脱胶力。对于预浸料，粘性F/FREF为01至045F/FREF，其中FREF2819N且F为最大脱胶力。然而，纤维支撑幅面、网格布或者稀松布也可以在纤维增强的至少一个外表面上放置，以便进一步提高在处理、储存和加工期间所述材料或结构体的完整性。0017在进一步的实施方式中，所述材料或结构体包含未浸渍的丝束和至少部分浸渍的丝束。优选地，所述增强物包含未浸渍的丝束“干丝束“和完全浸渍的丝束。纤维增强物层包含至少部分地嵌于至少部分浸渍的纤维增强物的通气。
22、丝束。部分浸渍的纤维增强物可为单向增强物或者织造纤维增强物或者非织造纤维增强物。0018所述材料或结构体可以由两个或更多个单独的纤维增强物层构成，一个层用树脂浸渍，另一个层是未浸渍的或者基本上未浸渍的，所述两个层被连结，以便树脂存在于丝束缝隙之间。优选地，所述层是经连结的，以便未浸渍的或者基本上未浸渍的丝束是至少部分地嵌于经浸渍的丝束之中。所述层可以包含单向丝束，每层的丝束基本上是平行的。所述两个层可以通过压缩来连结，以便单向丝束都在同一平面或者基本上在同一平面。一个或多个附加的纤维层也可以与所述经连结的层结合。0019在本发明的另一个方面中，经浸渍的和未浸渍的丝束可以共处以形成单一的纤维增强。
23、平物面。在纤维增强物层或者纤维增强物片中，经浸渍和未浸渍的丝束的纵轴可以彼此平行，它们的轴可以全都位于单一平面。0020在进一步的实施方式中，所述材料或结构体可以包含经浸渍和未浸渍丝束的连结层，所述材料包含10至70的干丝束，优选地20至60的干丝束，更优选地30至50的干丝束，最优选地33至50的干丝束。所述材料或结构体可以进一步包含一种或多种如本文中所述的稀松布。0021所述材料或结构体的树脂浸渍浓度可为所述材料或结构体重量的20至50，优选地为30至40重量，更优选地为32至38重量。0022丝束之间的缝隙可以包含细丝。所述缝隙在缝隙每一侧上可以包含多个丝束的细丝或者单一丝束的细丝。含有。
24、缝隙的丝束细丝构成所述模制材料或结构体的整体结构，以便该整体结构可以在不扭曲纤维取向和树脂与纤维体积比和/或重量比的情况下被处理、说明书CN104105589A4/17页7卷起和/或储存。这确保所述材料是稳定的，这正与惯常认识的材料相反。0023在进一步的实施方式中，树脂可以在纤维增强物的第一侧上提供并且至少部分地渗透纤维增强物丝束之间的缝隙，以留下丝束内部至少部分地不含树脂。0024本发明因此提供了一种包含单向纤维增强和可固化液态树脂的模制材料或结构体，其中纤维增强物包含多个复丝的丝束，其中树脂在纤维增强物的第一侧上提供并至少部分地渗透纤维增强物丝束之间的空隙并留下丝束内部至少部分地不含树脂。
25、。0025在进一步的实施方式中，本发明提供了一种包含纤维增强物层和可固化液态树脂的模制材料或结构体，其中纤维增强物层包含多个单向复丝丝束，其中在纤维增强物层的第一侧上提供树脂，并且其中丝束之间的缝隙至少部分地用树脂浸渍以及树脂至多部分地渗透各丝束的内部，并且纤维增强物层的第二侧至少部分地不含树脂。0026在进一步的实施方式中，将纤维幅面或稀松布通过较轻的压力粘附至纤维层，以便幅面或稀松布纤维的外周的不到一半被树脂涂覆。在另一种实施方式中，所述模制材料或结构体在所述结构体的两侧上均具有支撑幅面或稀松布。0027在另一种实施方式中，纤维幅面或者稀松布可以位于丝束之间的缝隙中。在一种优选实施方式中，。
26、将稀松布安置在至少所述纤维增强物层的第一侧上，其中一部分稀松布在丝束之间的缝隙中。缝隙中的稀松布在层内和层间方向上提供通风路径。这因此在材料的X、Y和Z方向上提供了任何所截留空气或者其它气态物质的抽出。当所述模制材料的多个层形成层压结构时，这是有利的。0028该实施方式的另一个益处是，单个的纤维幅面或者稀松布的施用导致基本上对称的产品。这允许所述材料能够不考虑叠铺方向而施用。基本上对称的材料的另一个益处在于，它可以以连贯的前后移动从卷轴或者线轴施用至叠铺件或者层压件堆叠体，然而不对称材料必须只能在向前移动时布置，而然后必须使用向后移动来恢复卷轴或者线轴至其原始位置。因此，由对称材料制成的叠铺件。
27、或者堆叠体可以更快且更高效地制备。0029稀松布或者幅面优选为宽网孔的，可以由任意适合材料制成，但是热塑性纱线是优选的。对纱线材料的关键要求在于，其熔点类似于或者高于预浸料的胶凝温度，以便稀松布纱线在固化工艺期间不会熔融。优选地，纱线熔点和基体胶凝点之差应为至少10。适合于稀松布的材料包括聚酯761100DTEX，如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯及其共聚物；聚酰胺110700DTEX，如尼龙6、尼龙66、尼龙11、和尼龙12；聚醚砜；聚丙烯；粘胶短纤维纱线1431000DTEX；间位芳族聚酰胺和对位芳族聚酰胺PARAAMIDKEVLAR292201100DTEX和NOMEXT430。
28、2201300DTEX；玻璃2201360DTEX；黄麻2000DTEX；亚麻250500DTEX；棉200500DTEX以及一种或者多种这些的组合。这样的材料可以以BAFATEX商品名称获得自BELLINGROTHGMBH。0030构成稀松布的股线优选地具有基本上圆形的横截面。股线直径可以为100至1000微米，优选为200至600微米，更优选为300至400微米。如果稀松布纤维的直径太大，那么层压件的机械性能可能受到不利地影响。例如，发现层间剪切强度和压缩强度降低。0031本发明的一个重要方面在于，稀松布或幅面的股线未被树脂完全浸渍。这有助于预浸料层之间的层间空气的通风。稀松布股线用树脂涂。
29、覆的程度可以通过浸渍度DL来表达。DL表明了稀松布股线的外周被树脂覆盖的程度。因此，浸渍指数10是指股线是被树脂完全浸渍的，浸渍指数05表示，网格布股线的外周的一半是被树脂浸渍的。本发明要说明书CN104105589A5/17页8求稀松布股线用预浸料树脂覆盖至最小程度，正好足以使得稀松布能够粘附至预浸料，以确保安全操作。然而，不能被树脂覆盖至股线外周的50或者更多，以确保适度设置空气逃脱通道。因此，以“浸渍度”来表达，本发明要求浸渍度为0且/X100。WPU表示树脂浸渍程度DRI。0044同样的方法可以实施于单个丝束在该情况下，多个丝束通常地25个至50个被置于PTFE加衬的板之间，将它们通过。
30、浸没于水以相同的方式处理，然后通过如上所述地计算W1和W2的平均值来计算丝束的WPU。0045通常地，本发明的未固化预浸料以重量计的树脂含量的值为预浸料重量的15至70，为预浸料重量的18至68，为预浸料重量的20至65，为预浸料重量的25至60，为预浸料重量的25至55，为预浸料重量的25至50，为预浸料重量的25至45，为预浸料重量的25至40，为预浸料重量的25至35，为预浸料重量的25至30，为预浸料重量的30至55，为预浸料重量的35至50和/或为前述范围的组合。0046通常地，本发明的未固化预浸料以体积计的树脂含量的值为预浸料体积的15至70，为预浸料体积的18至68，为预浸料体积。
31、的20至65，为预浸料体积的25至60，为预浸料体积的25至55，为预浸料体积的25至50，为预浸料体积的25至45，为预浸料体积的25至40，为预浸料体积的25至35，为预浸料体积的25至30，为预浸料体积的30至55，为预浸料体积的35至50和/或为前述范围的组合。0047最后，本发明的未固化预浸料丝束以体积计的树脂含量的值为预浸料丝束体积的15至70，为预浸料丝束体积的18至68，为预浸料丝束体积的20至65，为预浸料丝束体积的25至60，为预浸料丝束体积的25至55，为预浸料丝束体积的25至50，为预浸料丝束体积的25至45，为预浸料丝束体积的25至40，为预浸料丝束体积的25至35，。
32、为预浸料丝束体积的25至30，为预浸料丝束体积的30至55，为预浸料丝束体积的35至50和/或为前述范围的组合。本发明的未固化预浸料丝束以重量计的树脂含量的值为预浸料丝束重量的15至70，为预浸料丝束重量的18至68，为预浸料丝束重量的20至65，为预浸料丝束重量的25至60，为预浸料丝束重量的25至55，为预浸料丝束重量的25至50，为预浸料丝束重量的25至45，为预浸料丝束重量的25至40，为预浸料丝束重量的25至35，为预浸料丝束重量的25至30，为预浸料丝束重量的30至55，为预浸料丝束重量的35至50和/或为前述范围的组合。0048本发明的未固化预浸料模制材料和丝束的吸水率值可以是1。
33、至90、5至85、10至80、15至75、15至70、15至60、15至50、15至40、15至35、15至30、20至30、25至30和/或前述范围的组合。在进一步的实施方式中，本发明提供了一种方法，其中将用液态树脂完全浸渍的单向纤维丝束层叠加于干燥的未浸渍的单向纤维丝束层，将所述结构体压实CONSOLIDATION，以便树脂渗透未浸渍的丝束之间的空间，但留下说明书CN104105589A7/17页10丝束内的细丝之间的空间至少部分未浸渍。可以在所述结构体的一侧或者两侧上提供支撑幅面或者稀松布，优选地在压实之前提供。0049本文中，采用术语预浸料或者半预浸料来描述一种模制材料或结构体，其中纤。
34、维材料已经用液态树脂浸渍至所期望的程度，并且液态树脂是基本上未固化的。0050本发明中采用的丝束是由多根单根细丝构成的。在一个丝束中可以有成千上万根单根细丝。这些丝束和在丝束内的细丝一般是单向的，而单根细丝是基本上平行排列的。在一种优选实施方式中，本发明的模制材料或结构体内的丝束是基本上彼此平行的并且是沿着用于加工所述结构体的行进方向延伸的。通常地，一个丝束中细丝的数量可以为2,500至10,000至50,000或者更多。约25,000根碳细丝的丝束可以得自TORAY，约50,000根碳细丝的丝束可以得自ZOLTEK。0051留下丝束内部至少部分不含树脂提供了一种通气路径或者结构，以便从开始时。
35、可能存在于丝束中的空气或者可能在用液态树脂浸渍期间引入的空气，不被树脂截留在所述结构内，并且可以在预浸料的制备和压实期间逃脱。如果用树脂的浸渍使得纤维层的第二侧的表面的一些或者全部都不携带树脂，那么空气就能够沿着丝束的长度逃脱并且还能够从纤维层的第二侧逃脱。另外，在丝束的细丝之间提供空间，将使得在堆叠体形成期间被截留在预浸料之间的空气能够逃脱，此外，特别是在预浸料的一侧没有完全用树脂涂覆时。0052本发明的预浸料可以由通常可获得的可含有硬化剂和任选地促进剂的环氧树脂来制备。在一种优选实施方式中，环氧树脂不含常规的硬化剂，如双氰胺，并且特别地，我们已经发现，这些有利的预浸料可以在缺少硬化剂如双氰。
36、胺的情况下，借助基于尿素或者源自尿素的固化剂来获得。应当使用的固化剂和环氧树脂的相对量将取决于树脂的反应性和在预浸料中的纤维增强的本性和数量。通常使用以环氧树脂重量计05至10WT的基于尿素或者源自尿素的固化剂。0053由本发明的预浸料制备的层压件基于层压件的总体积可以含有以体积计少于3的空隙，或者以体积计少于1的空隙，通常地以体积计少于05的空隙，特别是以体积计少于01的空隙，更特别是以体积计少于007的空隙，通过对层压件的经固化样品的20个隔开的30X40MM横截面间隔5CM的微观分析来测量。将横截面抛光并在显微镜下以45至35MM的视角来分析，以确定关于样品每个横截面的总表面积的空隙表面。
37、积，并且对于多个横截面对这些测量结果取平均值。这种用于确定空隙分数的方法是在本申请的上下文内使用的，但可供选择地，可以使用标准化的方法，如DINEN2564。然而，期待的是，这些方法提供关于这里概述的微观分析的对比性结果。同样，在每个视角区段中评估空隙的最大尺寸，并且该值是对20个样品取平均。空隙的平均表面积被取为以体积计的空隙量的值。我们已经发现，已经获得以体积计至多006和001这样低的空隙分数或者水平。0054本发明的预浸料通常在与它们的制造地点不同的地点使用，因此它们需要可操作性。由此优选的是，它们是干燥的或者尽可能干燥的并且具有低的表面粘性。因此优选的是，使用高粘度液态可固化树脂。本。
38、发明具有额外的增益，即本发明的预浸料当与完全浸渍的预浸料相比时具有提高的存稳定性。0055优选地，预浸料设有一个或多个背衬片，以有利于所述材料的操作和/或所述材料的卷起。背衬片可以包含基于聚烯烃的材料，如聚乙烯、聚丙烯和/或其共聚物。背衬片说明书CN104105589A108/17页11可以包含压花。这具有的优点是为预浸料提供通气表面结构。所述通气表面结构包含压花通道，其使得空气能够在加工期间逃脱。这是特别有用的，因为这防止了当片层间的空气通过所述通气表面通道有效去除时在片层间的截留。为了制备具有基本上均匀的机械性能的最终层压件，重要的是，将结构纤维和环氧树脂混合，以提供基本上均质的预浸料。这。
39、需要结构纤维在预浸料内的均匀分布，以提供在纤维丝束周围基本上连续的树脂基体，而留下丝束内的缝隙至少部分地不含树脂。本发明优选的预浸料含有低水平的在丝束之间的空隙。因此优选的是，每个未固化的预浸料和预浸料堆叠体的吸水率值为15至30，优选为16至26和/或前述值的组合。吸水率测试确定了在本发明的预浸料的单向丝束之间的防水度或者浸渍度并且是如前所述确定的。0056本发明的预浸料被预期用来与其它复合材料例如，其它预浸料，其也可以是根据本发明的预浸料或者可以是其它预浸料叠铺以制备可固化层压件或者预浸料堆叠体。所述预浸料通常是制成预浸料卷，并且鉴于这样的材料的粘性本质，通常提供背衬片以使所述卷能够在使用。
40、地点被展开。因此，优选地，根据本发明的预浸料在外面上包含背衬片。0057本发明的预浸料是通过用环氧树脂浸渍纤维材料制备的。选择树脂的粘度和用来浸渍的条件，以使得所期望的浸渍度成为可能。优选的是，在浸渍期间，树脂的粘度为01PAS至100PAS，优选为6至100PAS，更优选为18至80PAS，甚至更优选为20至50PAS。为了提高浸渍速率，所述方法可以在升高的温度下实施，以便降低树脂的粘度。然而，对于足够长的时间并不是必须那么热，以免发生过早固化。因此，浸渍工艺优选地是在40至110，更优选地60至80的温度实施的。优选的是，预浸料的树脂含量使得在固化后所述结构体含有30至40WT，优选地31。
41、至37WT，更优选地32至35WT的树脂。树脂和多个丝束的相对量、浸渍线速度、树脂粘度和多个丝束的密度应当被关联，以实现在丝束间的所期望的浸渍度并且留下在丝束内的单根细丝之间未被树脂占据的空间。0058树脂可以铺展至辊子的外表面上并涂覆至纸或者其它背衬材料上，以制备可固化树脂层。随后，可以使树脂组合物接触用于浸渍的复丝丝束，或许通过经由辊子的传送。树脂可以存在于一片或两片背衬材料上，使其与丝束的一侧接触或者与丝束的两侧都接触，并且将其压实，例如使它们通过经加热的压实辊，从而导致所期望的浸渍度。供选择地，树脂可以经由树脂浴通过引导丝束经过树脂直接纤维浸渍来施用。树脂也可以包含溶剂，该溶剂在纤维丝。
42、束的浸渍后蒸发。0059在浸渍工艺中，树脂可以以液态形式保持于树脂浴中，或者为在环境温度下呈液态的树脂，或者如果其是在环境温度下固态或者半固态的树脂则为熔融的。随后将液态树脂采用刮刀来施用至背衬，以制备在剥离层如纸或聚乙烯膜上的树脂膜。纤维丝束可以随后放入树脂，任选地将第二树脂层在纤维丝束的顶上提供并且然后压实。0060在进一步的实施方式中，树脂浸渍的纤维层可以被叠加在基本上不含树脂的单向丝束层上，将所述组合压在一起，以便来自浸渍层的树脂进入不含树脂的层，以使树脂进入丝束之间但是留下至少部分的在丝束内的缝隙至少部分地不含树脂。0061在该实施方式中，包含具有高浸渍度的单向纤维丝束的层可以被叠加。
43、在基本上未浸渍的单向纤维丝束层上，并将所述结构体压实，以便液态树脂从经浸渍的层进入基本上未浸渍的层，从而引起部分浸渍。部分浸渍导致树脂在丝束之间并且在丝束的细丝之间留下不含树脂的空间。部分浸渍可以使得远离含树脂层的基本上未浸渍的丝束层的那侧保持说明书CN104105589A119/17页12干燥或部分干燥。供选择地，其可以根据用来固化预浸料堆叠体的模制条件而润湿。0062背衬片可以或者在树脂浸渍之前或者之后施用。然而，它通常是在浸渍之前或者期间施用的，这是因为它可以提供不粘表面，向该不粘表面施加引起树脂浸渍纤维层所需的压力。在预浸料制备中所用的环氧树脂优选地具有150至1500的环氧当量EEW。
44、，优选地高反应性如200至500的EEM，树脂组合物包含树脂和促进剂或者固化剂。适合的环氧树脂可以包含两种或多种选自单官能、双官能、三官能和/或四官能环氧树脂的环氧树脂的共混物。0063适合的双官能环氧树脂，举例来说，包括那些基于双酚F的二缩水甘油基醚、双酚A任选溴化的的二缩水甘油基醚；苯酚和甲酚环氧线性酚醛清漆；酚醛加合物的缩水甘油基醚；脂族二醇的缩水甘油基醚；二缩水甘油基醚；二甘醇二缩水甘油基醚；芳族环氧树脂；脂族多缩水甘油基醚；环氧化烯烃；溴化树脂；芳族缩水甘油基胺；杂环的缩水甘油基亚胺IMIDINES和酰胺；缩水甘油基醚；氟化环氧树脂；缩水甘油基酯或其任意组合。0064双官能环氧树脂可。
45、以选自双酚F的二缩水甘油基醚、双酚A的二缩水甘油基醚、二缩水甘油基二羟基萘、或其任意组合。0065举例来说，适合的三官能环氧树脂可包括基于以下的这些苯酚和甲酚环氧线性酚醛清漆、酚醛加合物的缩水甘油基醚、芳族环氧树脂、脂族三缩水甘油基醚、二脂族三缩水甘油基醚、脂族多缩水甘油基胺、杂环的缩水甘油基亚胺和酰胺、缩水甘油基醚、氟化环氧树脂、或其任意组合。适合的三官能环氧树脂可得自HUNTSMANADVANCEDMATERIALSMONTHEY，瑞士，其商品名为MY0500和MY0510三缩水甘油基对氨基酚以及MY0600和MY0610三缩水甘油基间氨基酚。三缩水甘油基间氨基酚也可得自SUMITOMOC。
46、HEMICALCOOSAKA，JAPAN，其商品名为ELM120。0066适合的四官能环氧树脂包括N,N,N,N四缩水甘油基间二甲苯二胺可商购自MITSUBISHIGASCHEMICALCOMPANY，名称为TETRADX，并且作为ERISYSGA240可得自CVCCHEMICALS、和,四缩水甘油基亚甲基二苯胺例如得自HUNTSMANADVANCEDMATERIALS的MY0720和MY721。其它适合的多官能环氧树脂包括DEN438得自DOWCHEMICALS，MIDLAND，ML、DEN439得自DOWCHEMICALS、ARALDITEECN1273得自HUNTSMANADVANCED。
47、MATERIALS、和ARALDITEECN1299得自HUNTSMANADVANCEDMATERIALS。0067环氧树脂组合物优选还包含一种或多种基于尿素的固化剂，并且优选的是，使用的固化剂以环氧树脂重量计为05至10WT，更优选为1至8WT，最优选为2至8WT。优选的基于脲的固化剂是可以以商业名称可获得的材料系列。除了固化剂以外，适合的促进剂例如基于胺的潜在固化剂，如双氰聚酰胺DICY。0068因此，本发明提供一种用于制备纤维增强复合材料的预浸料模制材料，预浸料包含由基体树脂材料完全浸渍的纤维增强物层，其中树脂材料具有3X105PA至1X108PA的储能模量STORAGEMODULUSG。
48、和2X106PA至1X108PA的损耗模量G“。0069优选地，树脂材料的储能模量G为1X106PA至1X107PA，更优选地为2X106PA至4X106PA。0070优选地，树脂材料的损耗模量G“为5X106PA至1X107PA，更优选地为7X106PA至9X106PA。说明书CN104105589A1210/17页130071优选地，树脂材料的复数粘度为5XI05PAS至1X107PAS，更优选地为75X105PAS至5X106PAS。0072优选地，树脂材料的复数粘度在80为1X106PA至2X106PAS，更优选地为5至30PAS。优选地，树脂材料的粘度在80为10至25PAS。优选地。
49、，树脂材料为环氧树脂。0073我们已发现，前述的储能模量和损耗模量性能允许所述通风结构在预浸料模制材料或结构体的操作、储存和叠铺期间能够保持在原位，直到加工的开始，这时将层压件堆叠体加热直到40之上的温度并且施加真空压力，即使多个片层20个、30个、40个、60个或者甚至更多个片层的堆叠体被叠铺。0074优选地，预浸料模制材料在其纵向上伸长，纤维增强沿着预浸料的纵向是单向的。优选地，预浸料模制材料或结构体的相反的主要表面在其中被压花成一排通道。0075热固性预浸料材料的特性在通常使用的叠铺温度是高粘弹性的。弹性固体部分将变形能储存为可恢复的弹性势能，而粘性液体在外力的作用下呈不可逆地流动。0076复数粘度是采用流变仪以进行振荡实验而获得的。从中可以推导出复数模量G，因为施加至材料的复数振荡是已知的PRINCIPLESOFPOLYMERIZATION,JOHNWILEYSONS,NEWYORK,1981。0077在粘弹性材料中，应力和应变将是以角度变化ANGLEDELTA异相的OUTOFPHASE。构成复数粘度的。