[发明专利]片状模塑料

说明书

技术领域

本发明涉及片状料领域。这种材料在本领域中通常被称作片状模 塑料(Sheet Moulding Compounds)。

虽然这种术语可以具有更加限制性的定义，但是在本说明书和所 附权利要求书中，根据“片状模塑料”，期望宽广地表示这样一种材 料，该材料的一个尺寸比另两个尺寸小得多，包括具有如在下文中更 好的指定的、改变的性质的增强纤维和如在下文中更好的指定的至少 一种聚合材料基质。换言之，上述的表达既不应该被以限制性的意义 解释成包括特殊的纤维、特殊的基质树脂，也不必要求或者反过来地 排除填料例如树脂、粘结剂和其它添加剂填料或者具有不同组分的支 撑体或者层的存在。

背景技术

模塑料是已知的，并且包括在聚合材料基质中结合的例如碳的结 构纤维。

单向或者编织纤维的片状模塑料允许沿着待被模塑的物体的关键 方向对于机械强度特征进行良好的控制，但是它们的使用并不允许对 模具进行良好的填充。在另一方面，包括疏松纤维的模塑料允许对于 模具进行良好的填充，但是并不允许在模塑物体中对于局部纤维密度 和它们的定向进行良好的控制。

为了避免这一点，已知模塑料包括纤维片断的密集体，基本上是 二维的小片或者三维的小块，在该密集体内通常相互平行地或者还根 据编织结构布置所述纤维片断。

具有纤维片断的密集体的料特别地适用于压缩模塑，因为当它们 的聚合材料基质在粘结性状态中时，它们和它们的纤维片断能够在模 具中流动，从而即使在复杂形状的情形中也改进了模具填充。密集体 的形状和尺寸是根据待被制成的小块的形状和尺寸选择的，从而允许 对于纤维方向并且因此沿着各种方向的机械强度特征进行合理的控 制。

EP 0 916 477A1公开了一种形式为三维杆的模塑料，其中能够根 据一个或者多个优选方向定向单向纤维的小片。申请人观察到，由于 小片的三维流动，从这种料获得的表面整饰是非常不良的，因为它遭 受分层。申请人还观察到，在实践中难以实现对于小片的三维定向的 控制。而且，由于它们是流动的，使得在模塑期间开始的纤维定向是 徒劳的，因此获得了不具有确定的机械特征的模塑构件。

EP 0 415 436 A1公开了一种包括在薄片平面中随机地布置的或者 可替代地基本沿着相同方向布置的单向纤维的小片的片状模塑料。

WO 2004/030906A1公开了一种包括根据穿插层布置的单向纤维 小片的片状模塑料。根据该文献，待被模塑的物体能够包括具有在它 的表面之上随机分布的具有一定形状和尺寸范围的小片，或者具有特 定形状或者尺寸的小片可以在该物体上的具体位置处定位或者定向， 从而提供具有特殊强度特征的局部区域，例如局部各向异性。申请人 观察到，根据该文献的教示制造模塑物体是特别麻烦的，因为有必要 准确地控制各向异性区域的位置并且这种位置能够由于小片的流动而 被改变，因此危及获得预期机械特征的能力。

因此，仍然需要这样一种片状模塑料，它允许简单地制成具有良 好机械特征的模塑物体。

发明内容

具体地，作为本发明基础的技术问题在于提供一种片状模塑料， 它允许即使在复杂形状的情形中也对于模具进行良好的填充，并且沿 着每一个方向提供充分的机械抗拉强度特征。

在其第一方面，本发明涉及一种片状料，该片状料具有限定几何 平面的宽度和长度以及与该宽度和该长度相比微不足道的厚度，包括：

-纤维片断和聚合材料基质的第一组密集体，第一组密集体在所述 几何平面中使其最大抗拉强度的方向随机定向，和

-纤维片断和聚合材料基质的至少一个第二组密集体，第二组密集 体在所述几何平面中使其最大抗拉强度的方向的主要定向沿着相应的 预定方向，

利用除了定向之外的至少一个特征，所述至少一个第二组密集体 能够区别于第一组密集体。

在本说明中并且在所附权利要求中，术语“宽度和长度”不应该 在限制性的意义上被理解成排除正方形形状的片状料，但是它优选地 是矩形的并且进一步更加优选地形式为可卷带。

在本说明中并且在所附权利要求中，根据“主要定向”，旨在表 示第二组密集体均被如此定向(除制造公差之外)，使得它们的最大 抗拉强度的方向根据相对于预定方向落入预定角度范围内的方向延 伸。该预定角度范围优选地是±40°，进一步更加优选地是±30°。