[发明专利]低温固化高温使用的模具预浸料

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温固化高温使用的模具预浸料。

背景技术

模具应用十分广泛，传统模具材料普遍为金属材质，它们存在加工困难，加工成本高等问题。近年来，国内模具预浸料开始发展但进展缓慢，普遍存在固化温度高、耐温性差、固化过程复杂等问题，如国内某公司的一款模具用预浸料，主体采用环氧树脂和东丽T300纤维，其初始固化温度为65℃，经一定后固化后，其耐温性较差，只能在130℃左右长期使用，这限制了它的应用范围，这些问题影响着模具预浸料的发展，研究一款初始固化温度低，后固化后耐温性良好的模具用预浸料有着重大意义。

发明内容

针对上述技术存在的问题，本发明提供一种“低温固化高温使用”的模具预浸料，使用该模具预浸料成型模具，可以在低温条件下初固化，然后脱模后固化得到“高温使用”的模具，可以降低母模的使用温度，减少母模成本，解决了传统金属材质模具材料及普通模具预浸料成型难度大、成型成本高等问题。

本发明是通过以下方式来实现的：

一种低温固化高温使用的模具预浸料，将树脂组分混合均匀后与纤维组分复配，得到预浸料，其中，预浸料的树脂组分含量为10％-60％，纤维面密度为50gsm-800gsm，预浸料的树脂组分包括树脂部分、增韧剂部分和固化剂部分，预浸料的树脂组分中的树脂部分、增韧剂部分和固化剂部分的含量为：50％-98％、0-50％和2％-45％；

预浸料的树脂组分中的树脂部分为不饱和聚酯、聚酯乙烯酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂和氰酸酯树脂中的一种或多种的混合物；

预浸料的树脂组分中的增韧剂部分为聚砜、聚醚砜、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚苯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、改性聚芳醚砜和聚碳酸酯等中的一种或多种的混合物；

预浸料的树脂组分中的固化剂组分为胺类、酸酐类、金属盐类、咪唑类、线性树脂低聚物类和它们的衍生物中的一种或多种的混合物。

进一步地，预浸料的纤维组分采用高强或高模级别的纤维。

进一步地，预浸料的纤维组分采用单向连续纤维束、单向织物、二维织物和三维织物形式。

进一步地，将预浸料铺贴在母模上，预浸料与母模在较低温度下完成初固化定型，然后将预成型的模具从母模脱下，接着在较高温度下完成后固化，得到低温固化高温使用的复合材料模具。

进一步地，预浸料初始固化温度在50℃-100℃，后固化温度150℃-250℃。

进一步地，预浸料的树脂组分初固化后DMA Tg为60℃-100℃，后固化后DMA Tg为150℃-300℃。

进一步地，预浸料板材固化后层间剪切强度在50MPa-100MPa，弯曲强度在500Mpa-1600MPa，弯曲模量在40GPa-150GPa，热膨胀系数早0.1×10^-6m/℃-5×10^-6m/℃。

进一步地，预浸料初固化在55℃-85℃，后固化在180℃-230℃；预浸料初固化DMA Tg在65℃-90℃，后固化DMA Tg在180℃-300℃；预浸料板材固化后层间剪切强度在60Mpa-100MPa，弯曲强度在700Mpa-1600MPa，弯曲模量在50GPa-150GPa，热膨胀系数在0.1×10^-6m/℃-3×10^-6m/℃。

进一步地，以从室温以3℃/min升至180℃，180℃保温1h，以3℃/min降至室温，为一个热循环；经过200次热循环后，其预浸料板材固化后层间剪切强度、弯曲强度和弯曲模量降低程度在0.1％-5％；经过500次热循环后，其预浸料板材固化后层间剪切强度、弯曲强度和弯曲模量降低程度在0.1％-10％。

本发明的有益效果是：该种模具预浸料，在较低温度下将预浸料与母模一起预成型，然后脱离母模，在较高温度下单独成型，得到使用温度高的模具，这样可以降低母模的成本，且成型过程简单、易操作，扩大模具预浸料的应用，促进复合材料在模具领域的发展。该种模具预浸料，改变了传统模具和普通模具预浸料的成型方式，解决传统传统模具材料和铺贴模具预浸料成型难度大、成型成本高等问题，该模具预浸料由树脂组分和纤维组分构成，初始固化温度低，后固化后模具耐温性良好，且成型简单，使用方便。

具体实施方式

下面详细说明本发明的优选实施例。