[发明专利]用于纤维复合塑料部件的可抽真空的模具

说明书

本发明涉及可抽真空的稳定的模具，其具有通过热成形与在每种情况中与待制造的纤维复合塑料部件相应的形状，其由真空密封的热塑性塑料膜制成，所述塑料膜由作为表面层的层a)和作为脱模层的在模具的内侧上的层b)构成，层a)由至少一种具有任选的官能团的热塑性聚酰胺或共聚酰胺制成，层b)由至少一种具有官能团的热塑性含氟共聚物，优选四氟乙烯共聚物制成。

已知的是，借助所谓的真空构造（真空袋成形(vacuum bagging)）可以制备用于多种应用，例如，用于航空、航天、汽车或风能工业的，本身复杂成形的纤维复合塑料部件。在该技术中，由增强纤维（优选碳纤维或玻璃纤维）制成的层压材料用可固化塑料树脂浸渍，与真空密封的成形模具一起封装在真空密封的袋中。通过抽真空不仅将层压材料压入真空密封的成形模具中，而且在其中也足够压实，以使该层压材料尽可能没有空腔，并且气体夹杂物或空气夹杂物可以逸出。然后，将包括封装袋和成形模具的该可抽真空的整个装置与含纤维的成形塑料层压材料一起保留在加压并加热至该塑料树脂的固化温度的高压釜中，直到该可固化塑料树脂固化，和成品纤维复合塑料部件可以从该装置中取出。

待成形和固化的纤维-塑料树脂层压材料的真空密封的袋通常不仅包括真空密封的塑料膜作为外置的封装袋，而且除了配备有脱模层的成形模具之外，还包括在真空密封的塑料膜上由外向内布置的层结构，该层结构由一层空气可透过的非织造织物、由脱模层（Release-Schicht）、任选地由用于吸收通过真空由纤维塑料树脂-层压材料挤出的多余的塑料树脂的邻接层，和由直接邻接待固化的层压材料的另一个优选穿孔的脱模层构成。因此，这种用于制备纤维复合塑料部件的方法不仅相对复杂，而且由于上述的材料耗费和工作耗费而费时和成本高。

因此，存在简化前述真空袋成形（Vakuum-Verpackung）技术，而制成的纤维复合塑料部件的品质不受损失的需求。

因此，本发明的目的是，尽可能地简化用于制备纤维复合塑料部件的真空袋成形技术，并由此降低成本，而不以任何方式损害纤维复合塑料部件的满足最高安全要求的品质。

所述目的通过使用可抽真空的稳定的模具来实现，该模具具有通过热成形与在每种情况中待制备的纤维复合塑料部件相应的形状，其由至少两层的热塑性的真空密封的塑料膜制成，所述塑料膜如下构成：

a) 由至少一种任选地具有官能团的热塑性聚酰胺或共聚酰胺构成的表面层，和

b) 形成模具内侧的脱模层，其由至少一种具有官能团的热塑性含氟共聚物，优选四氟乙烯共聚物制成，

其中塑料膜在层a）和层b）之间不具有增粘层。

可以由根据本发明使用的热塑性的真空密封的塑料膜通过热成形制备可抽真空的稳定的模具，其形状在每种情况中精确地对应于待制备的纤维复合塑料部件。此外，可以摒弃前面提到的通常在真空袋装技术中为制造纤维复合塑料部件所需的由额外的脱模层、塑料树脂-吸收层和空气可透过的非织造织物层构成的另外的层结构。

根据本发明的模具具有对于必需的抽真空而言必需的真空密封性，以将布置在袋中的由纤维和可固化塑料树脂构成的层压材料压实成其形状完全符合甚至复杂成形的纤维复合塑料部件的形状。

此外，在压力和高温下进行数小时的将纤维-塑料树脂层压材料转化为成品部件的固化工艺期间，该模具保持足够的稳定性，并且可以毫无困难地将塑料树脂固化后得到的纤维复合塑料部件从该模具中取出。由于用于制备可抽真空的稳定的模具的塑料膜在层a）和层b）之间具有优异的粘合附着力，而在层a ）和脱模层b）之间不需要增粘层，因此该过程尤其如此顺利。在纤维塑料层压材料的长时间持续不断的固化期间，该粘合附着力也不受影响。因此，固化的纤维复合塑料部件的表面结构没有损伤，并且满足与外观和安全性有关的高要求。

此外，由于根据本发明使用的塑料膜具有≤240℃的软化温度，因此用于制备本发明的可抽真空的模具(甚至在待用该模具制备的纤维复合塑料部件的形状复杂的情况下)的热成形可以在常用的热成形设备上，例如通过深拉，优选在真空和/或机械作用下进行。

根据本发明使用的热塑性的至少两层的塑料膜是真空密封的，其中真空密封性由聚酰胺层a）和脱模层b）提供。因此，根据本发明的模具也可以长时间被抽真空或者可以被设置为长时间真空密封的。

因为使用的热塑性塑料膜具有比制造纤维复合塑料部件的纤维增强的可固化塑料层压材料的硬化温度高至少10℃的软化温度，所以根据本发明的模具在固化阶段也保持稳定，并保持其形状。此外，用于制备根据本发明模具的塑料膜具有优异的弹性模量，由此确保了根据本发明的模具的足够的稳定性。