[发明专利]用于生产纤维基质半成品的方法

说明书

本发明涉及一种用于使用微颗粒生产纤维基质半成品的方法，特别是浸渍方法。

技术领域

本发明涉及一种用于使用微粒化材料生产纤维基质半成品的方法，尤其是浸渍方法。

背景技术

在苛刻的应用中，例如用于机动车辆构造和航空应用的模制品，由于低重量、高强度和热稳定性的独特组合，纤维复合材料是令人希望的。

纤维复合材料使用包含纤维材料的纤维半成品来生产。纤维半成品优选为非织造结构、纺织品、编织物、松散纤维网及其组合。纤维材料是粗纱，即由平行长丝/连续纤维或长纤维构成的束、股或复丝。为了生产还被称为纤维基质半成品的纤维复合结构，将这些纤维半成品或其中存在的纤维材料用聚合物树脂组合物浸渍。这里优选有待采用的方法是现今的粉末浸渍。

在粉末浸渍中，将有待用于纤维基质半成品的基质的聚合物树脂组合物以粉末形式施用到纤维材料或纤维半成品上。粉末优选地通过散射、滴流、印刷、灌溉、喷涂、热喷涂或火焰喷涂或通过流化床涂覆方法来施用。随后，使粉末负载的或粉末涂覆的纤维半成品经受热压制，其中纤维半成品中的长纤维或连续纤维被非常实质性地浸渍和固结。

由基于碳纤维的纤维材料构成的复合结构是特别令人感兴趣的，因为碳纤维特别地导致纤维基质半成品以及可由其生产的最终产品中的非常好的机械特性。

如果即使浸渍玻璃纤维是生产纤维基质半成品中的关键因素，但用热塑性聚合物浸渍由碳纤维构成的纤维材料可能是特别困难的。对于高基础重量的纤维材料或者在使用极性聚合物的情况下尤其是这样，因为碳纤维的低极性。

使用研磨的聚合物组合物的当前方法附加地具有高粉尘含量的缺点。这在纤维基质半成品的生产期间需要耗能的抽吸过程，这导致环境污染和较高的成本。被过滤的粉尘残余物不得不被处理掉。粉尘含量还导致工厂大厅中的空气中的升高的尘害，这可能是关于职业卫生方面(员工暴露)以及粉尘气体爆炸的风险的值得关注的问题。通过研磨生产研磨的聚合物组合物。通常，这是通过低温研磨方法在低温下完成的，例如通过用液氮冷却、接着是机械研磨。这种研磨操作也是非常耗能的且昂贵的。此外，存在以下高风险：在研磨(由于低温造成空气湿度的冷凝)或其后的过程中，因为研磨的材料的显著增加的表面积，研磨的聚合物组合物将吸收水分。在使用聚合物的情况下，由于聚合物降解和水分的除气，水分导致纤维基质半成品的低劣品质(低表面品质、较差的机械特性)。

此外，聚合物组合物的研磨是附加的方法步骤，其中有将存在不想要的污染的风险，对纤维基质半成品或其特性具有相应地不利的影响。当聚合物组合物被运输到其他公司进行研磨并且在那里使用的磨机交替用于多种多样的不同材料时，研磨的材料中的污染物可附加地发生。

因此，对首先优化用作基质聚合物的聚合物组合物的处理、而且还有浸渍方法、以及还有在用于生产纤维基质半成品(尤其基于碳纤维的那些)的方法中与浸渍并行发生或在浸渍之后发生的固结存在很高兴趣。

US 2014/008018 A1披露了一种用于生产浸渍物质和复合物品的方法，其中将纤维材料用呈颗粒形式(例如呈珠粒或微珠粒形式)的聚酰胺组合物通过部分融熔这些颗粒进行浸渍。在一个实施例中，聚酰胺组合物可以包含酚醛清漆树脂。

DE 2558200 A1描述了一种用于基于无溶剂、优选热固性合成树脂生产预浸料的方法。最后，从EP 0 062 179 A1还已知的是由基于三聚氰胺-甲醛树脂的纺织材料制成的固结结构。

本发明的一个目的是将用于生产纤维基质半成品的粉末浸渍方法改进至以下效果：所要求的聚合物组合物导致在施用到纤维材料上时最小的粉尘释放，而不以任何方式损害浸渍操作或固结。

附加地本发明的一个目的是改进用于生产纤维基质半成品的粉末浸渍方法，以便引起纤维的改进的浸渍和/或改进的固结。