改善的层合体制造技术

保护线用于保护热可固化树脂浸渍的纤维网的用途。所述网具有经纬纤维，其中所述线的热膨胀系数与纤维网中热可固化树脂浸渍的纤维的热膨胀系数相差±10％以内，其中热膨胀系数使用DIN 53752测量。

Improved laminate

Use of a protective wire to protect a fibrous web impregnated with a thermally curable resin. The network has the latitude fiber, wherein the line thermal expansion coefficient and fiber net heat curable resin impregnated fiber the difference of thermal expansion coefficient is less than 10%, the thermal expansion coefficient of DIN measurement 53752.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改善的层合体本专利技术涉及热可固化纤维网，并且特别涉及基于玻璃、碳或芳族聚酰胺纤维的热可固化网。众人皆知热可固化网，例如树脂浸渍的包含纤维的织造或非织造纤维材料或处于未固化状态下并且易于固化的织造或非织造材料，热可固化网有时称为预浸料并且广泛用于制备制品。纤维的形式可以为丝束或织物以及丝束通常包含多根称为细丝的细纤维。用于预浸料的纤维材料和树脂将取决于固化纤维增强材料所需性质以及固化层合体的使用用途。纤维材料在本申请中描述为结构纤维。树脂可以与纤维或织物以各种方式进行组合。树脂可以粘着到纤维材料的表面。树脂可以部分或全部浸渍纤维材料。树脂可以浸渍纤维材料从而提供通道以便于在预浸料加工过程中除去空气或气体。制品通常通过如下制备：将树脂浸渍的纤维网层铺叠于模具或真空袋中，加热所铺叠的材料并且向其施加压力，从而使树脂固化以及使所述铺层固结和成形为需要的制品。这样的技术用于制备各种制品，例如风轮机叶片、用作飞机和汽车部件的面板以及体育用品例如滑板。预固化层合体可提供预浸料，层合体由于其刚度增加而有助于保持在预浸料内纤维的所需排列。预固化层合体也可提供干纤维增强材料，所述干纤维增强材料随后用树脂灌注。考虑到树脂的反应性以及树脂和纤维的使用量，用于使包含本专利技术所述网的中间层的预浸料和预浸料叠层固化的固化循环为温度与时间的平衡。这同样适用于树脂灌注干纤维层。包含经纬纤维并且排列为丝束的纤维网可为织造或非织造的。这些网中平行于经纱的边缘称为织边。织边易于磨损、原纤化和塌陷。因此已知在这些边缘提供增强。通常借助于沿着纤维网的边缘交织的保护纤维(称为保护线或织边线)提供增强，从而确保纤维网的纤维就位。由于织边线位于纤维网的边缘，织边线暴露于力、应力和应变下，这不同于纤维网中的经纤维。这可导致纤维网扭曲。相对新类型的层合体包含经向纤维束和纬向纤维束，所述经向纤维束和纬向纤维束分隔开以形成开放的结构化网格。在该层合体中，当经向纤维束和纬向纤维束进行排列并且然后线上固化以形成刚性层合体片材时，将经向纤维束和纬向纤维束用树脂浸渍。当制备该性质的片材时，片的边缘变得扭曲和面外弯曲。需要除去扭曲区域，因为平板制品需要用作模制件中的中间层。除去这些扭曲区域导致额外的加工步骤并且产生材料的重大浪费，从而增加产品成本。本专利技术旨在解决这些问题和/或一般地提供改善。根据本专利技术，提供所附权利要求中任一项的用途、叠层或网。本专利技术人已经发现，在层合体片材制备的固化阶段，片材中的织边线与树脂浸渍的纤维之间的热膨胀系数差引起变形。聚酯纤维通常用于保护织造或非织造玻璃织物的边缘，这是因为聚酯纤维坚韧并且有柔性。虽然这样的纤维已经成功保护常规织物的织边，但该纤维施用到树脂浸渍的纤维网时并且与通过加热固化的纤维网一起使用时，证明该纤维不令人满意。与树脂浸渍的经纬纤维相比，在固化阶段施加热引起织边线不同程度地收缩。这导致在固化产品中产生内应力，从而导致扭曲。在一个实施方式中，保护热可固化树脂浸渍的具有经纬纤维的织造或非织造纤维网织边，因为织边包含具有与纤维网材料的热收缩率类似的热收缩率的材料。热膨胀系数通过DIN53752测量，已经发现，提供热膨胀系数与浸渍的纤维材料的热膨胀系数相差10％至0％，或7％至1％，或5％至1.5％，或优选4％至2％和/或前述范围的组合的保护线或织边线，将会显著降低固化阶段的所述扭曲。这转而降低需要除去或处置的材料的量，并且任选地根本消除消耗任何材料的需要。优选保护线的热膨胀系数与浸渍的纤维网的热膨胀系数相差为小于5％，更优选小于2％，仍更优选小于1％。差异越小，扭曲降低得越多。也已经发现，热膨胀系数可以相差大于1％直至20％或更大的值，优选2％或更大直至10％或更大的值，最优选大于3％直至8％或更大的值和/或前述范围的组合。负热膨胀系数等同于热收缩系数。前述范围也可以对应于热收缩，热收缩与膨胀相反。因此在前述范围内，例如，热膨胀系数与浸渍的纤维材料的热膨胀系数相差7％至1％的差异也扩展至织边线的热膨胀系数与浸渍的纤维材料的热膨胀系数之间的差异为-7％至-1％，以此类推。本专利技术适用于任何体系，包括通过加热进行线上固化和浸渍的织物。特别用于如下层：用作预浸料铺层中的中间层以制备大制品例如风轮机叶片的层，以及其中经纱和纬纱排列为开放结构网格的层。本专利技术也不限于织边线，而涉及在线上固化之前适用于树脂浸渍的织物的任何线。在本专利技术的一个实施方式中，当树脂浸渍的纤维网通过在195℃加热3分钟固化时，保护或织边线的收缩度与树脂浸渍的纤维网的收缩度相匹配。收缩度为加热后的纤维长度除以原始纤维长度的变化率。特别地，所述线展现出与经向纤维网的收缩度和/或热膨胀系数相匹配的收缩度和/或热膨胀系数。优选当保护线在195℃加热3分钟时的收缩度与树脂浸渍的纤维材料网的值相差±1％以内，更优选±0.2％以内，仍更优选±0.1％以内。在一个优选实施方式中，所述线包含与树脂浸渍的网中的纤维相同的纤维材料。所述线的构造可以适于满足需要的热膨胀。在一个特别优选的实施方式中，将保护线用与树脂浸渍的纤维网相同的树脂材料浸渍。可以在将保护线施用到织物之前或之后进行涂布。树脂可影响固化过程中的热收缩系数；因此优选也将保护线用与所述纤维网相同的纤维涂布，从而提供紧密匹配的热收缩系数。随着风轮机叶片的尺寸增加，其需要更大叠层的多层复合纤维和树脂增强材料。常规地，将树脂预浸渍的纤维增强材料(预浸料)铺叠在模具中以形成这些叠层。可选地，干纤维层铺叠在模具中，然后将这些用可固化树脂基体使用真空辅助树脂传递模塑方法(VARTM)进行灌注。本领域中已知的是，纤维增强复合材料中的弯曲纤维，线性失真、皱纹或凸起的纤维大大降低复合材料的机械性质，特别是强度和E模量。因此，非常需要制备具有高度对齐的纤维的复合材料。特别在包含干纤维层的VARTM铺层中，在铺叠和加工两者过程中保持纤维对齐是个问题。特别是如果预浸料包含单向纤维，则固化或部分固化的具有经纬纤维的织造或非织造纤维增强片材用作一种或多种预浸料的叠层中的中间层。中间层防止或降低预浸料相对于彼此的线性扭曲和/或未对齐的单向纤维。本专利技术特别用于制备这样的中间层。层合体部件可以由一层或多层预浸料和/或干纤维材料和/或纤维增强片材的任何组合形成。干纤维材料可以用树脂灌注。在本专利技术的一个实施方式中，铺层包含多个部分或全部固化的纤维增强片材层连同根据本专利技术的材料的中间层。使用本专利技术的材料作为包含经纬纤维的织造或非织造材料确保保持叠层中预浸料内的纤维对齐，并且使用提供有根据本专利技术的织边保护材料的网进一步降低固化片材中的内应力，因此降低扭曲最终模制件的潜在可能性。使用根据本专利技术制备的部分或全部固化的纤维增强片材，允许由片材中具有高度对齐纤维的大叠层材料制备非常高纤维含量的制品。另外，片状与固化状态的组合便于使片材调整至模具形状而不损害形成复合构件或部件的铺层中纤维的对齐，或换言之平直度。这对于例如风轮机叶片机翼的复杂形状特别重要，其中需要的纤维分布为复杂的三维形状。可以由本专利技术的材料切割需要形状的元件以便于得到特别的铺层，从而形成复合构件或部件。可以提供根据本专利技术制备的固化纤维增强片材元件连同较短或较长部分的长度的复合结构。但是，在制备风轮机叶片时本文档来自技高网...

【技术保护点】
保护线用于保护热可固化树脂浸渍的纤维网的用途，所述纤维网具有经纬纤维，其中所述线的热膨胀系数与所述纤维网中热可固化树脂浸渍的纤维的热膨胀系数相差±10％以内，其中所述热膨胀系数使用DIN 53752测量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.04 AT A50885/20141.保护线用于保护热可固化树脂浸渍的纤维网的用途，所述纤维网具有经纬纤维，其中所述线的热膨胀系数与所述纤维网中热可固化树脂浸渍的纤维的热膨胀系数相差±10％以内，其中所述热膨胀系数使用DIN53752测量。2.根据权利要求1的用途，其中所述保护线和纤维材料在195℃加热3分钟时的收缩度变化不超过5％。3.根据前述权利要求中任一项的用途，其中所述保护线包含与所述纤维网相同的纤维。4.根据前述权利要求中任一项的用途，其中保护线用与所述纤维网相同的树脂涂覆。5.树脂浸渍的纤维网，所述纤维网具有经纬纤维，其中所述树脂为热可固化的并且网的织边通过线保护，所述线的热膨胀系数与所述纤维网中树脂浸渍的纤维的热膨胀系数相差±10...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·韦兰德，H·莫泽，
申请(专利权)人：赫克赛尔控股有限责任公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT