聚合物复合材料制造技术

本发明专利技术涉及通过树脂灌注法形成的树脂/填料复合材料。某些实施方式涉及可用于制造模制复合材料制品的方法和系统。示例性方法包括：a)用颗粒将模具填充至预定水平；b)将树脂组合物灌注到填充有颗粒的模具中以形成复合材料；c)在一个或多个以下阶段使模具振动一部分时间：在颗粒填充过程中，颗粒填充之后，树脂组合物灌注过程中，以及树脂组合物灌注之后；其中所述复合材料包括10wt%～50wt%的树脂组合物和50wt%～90wt%的颗粒；和d)使复合材料固化形成模制复合材料制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及通过树脂灌注法形成的树脂/填料复合材料。某些实施方式涉及可用于制造模制复合材料制品的方法和系统。示例性方法包括：a)用颗粒将模具填充至预定水平；b)将树脂组合物灌注到填充有颗粒的模具中以形成复合材料；c)在一个或多个以下阶段使模具振动一部分时间：在颗粒填充过程中，颗粒填充之后，树脂组合物灌注过程中，以及树脂组合物灌注之后；其中所述复合材料包括10wt%～50wt%的树脂组合物和50wt%～90wt%的颗粒；和d)使复合材料固化形成模制复合材料制品。【专利说明】聚合物复合材料
本公开涉及用颗粒(例如，碳化娃颗粒)经由树脂灌注(resin infusion)生产聚合物/树脂复合材料的方法和/或系统。某些实施方式涉及制造用于泵、泵组件和其它机械部件的复合材料的方法和/或系统。这些复合材料用于采矿工业、化学工业、烟道气脱硫(例如在发电厂中)、脱盐和/或其它应用领域。相关申请的交叉引用本申请要求Humphries等人于2012年I月26日提交的名为“PolymerComposites”的美国临时申请第61/591，126号以及Humphries等人于2012年5月4日提交的名为“Polymer Composites”的澳大利亚临时申请第2012901819号的优先权，这些申请的每个通过引用以其整体并入本文。本申请还与Humphries等人于2012年I月26日提交的名为“Polymer Composite Articles”的国际PCT申请相关。该PCT申请也通过引用以其整体并入本文。
技术介绍
从模铸矿物组合物制备用于耐腐蚀和/或耐磨损环境的机械部件的方法在本领域是已知的。诸如泵和泵组件的机械部件在若干工业领域有所应用。通常，制造此类模铸矿物部件的方法包括预混合树脂组合物与耐磨填料，然后将所得浆料添加至浇铸工具，随后用热使浆料固化，生成矿物模制部件。一种已知的制造矿物模铸部件的方法包括在高于20°C的温度和80mbar的压力下在可加热式抽真空快速混合机(heatable evacuated positive mixer)中预混合树脂/填料体系的浆料。然后在预热的铸型中进行浇铸。在第一固化步骤中，将铸件在退火炉中在高于60°C的温度下轻微固化。在第一固化步骤之后，在去铸模操作台中将铸件从铸模中移出，并且可根据需要对铸件进行机械再加工和清洗。随后，将铸件转移回退火炉中并在高于120°C的温度完全固化。另一制备工艺包括浇铸如下的矿物复合材料制品:其由多壳结构层组成，而且如果需要，其可以是预压制的增强件。然而，由于要连续浇铸各层壳，这些方法具有很高的生产成本。然而，用于浇铸聚合物/树脂复合材料的现有方法存在若干缺点。例如，混合用于传统浆料浇铸的树脂/填料的量需要在批量工艺中混合过量的材料以确保模具被完全填充。这经常导致浪费并给制造商导致额外成本。现有体系需要处理可能有害的树脂和溶剂并将这些化学品暴露于大气。这对工作人员的安全和空气质量控制问题产生影响。混合和泵送树脂/填料浆料所需的设备随时间经历严重磨损。这又增加了制造商的成本。此外，由于浆料混合物的粘度较高，浆料浇铸(浆料浇铸)对于用具有复杂形状、在铸模形状中具有锐角、转角和/或转弯的铸模制备复合材料而言用途较小。浆料浇铸还要求在混合与填充步骤中使用过量树脂，该过量树脂随后在固化后被去除，或者当固体填料沉降在工具中时以液体形式被撇去。在环境固化系统情况中，这种过量树脂不能被再循环。在热固化系统情况中，这种树脂可再使用，但这并非是理想的解决方案，原因在于浆料必须被连续混合，并且如果放置太久则可能会受到不利影响。浆料浇铸还往往将过量且不需要的气眼引入到固化成品中。使用浆料浇铸，在工业上不可能将浆料大量灌注到模制工艺中常用的玻璃纤维垫或碳纤维垫中。本公开涉及克服和/或减轻现有技术中的至少一种或多种缺点，根据本文的描述这将是显而易见的。本公开还提供如本文所讨论的其它优势和/或改进。
技术实现思路
某些实施方式涉及可用于制造聚合物/填料复合材料的方法和系统，所述方法和系统使用被灌注到颗粒基质中随后固化的树脂，以制造用于高耐腐蚀和/或耐磨损环境中的部件。某些实施方式涉及一种制造模制复合材料制品的方法，包括以下步骤:a)用颗粒将模具填充至预定的水平jPb)将树脂组合物灌注到填充有颗粒的模具中，以形成复合材料。某些实施方式涉及一种制造模制复合材料的方法，包括以下步骤:a)用颗粒将模具填充至预定的水平山)将树脂组合物灌注到填充有颗粒的模具中，以形成复合材料；其中所述复合材料包括20wt%?80wt%的树脂组合物和80wt%?20wt%的颗粒。某些实施方式涉及一种制造模制复合材料制品的方法，包括以下步骤:a)用颗粒将模具填充至预定的水平，其中所述颗粒的大部分具有大于7的莫氏硬度jPb)将树脂组合物灌注到填充有颗粒的模具中，以形成复合材料；其中所述复合材料包括20wt%?80wt%的树脂组合物和80wt%?20wt%的颗粒。某些实施方式涉及可用于制造树脂/填料复合材料的方法和/或系统。例如，某些方法和/或系统涉及将树脂组合物灌注到已被颗粒填充至预定水平的模具中，其中所述颗粒的大部分具有适宜的硬度。在灌注树脂组合物并确保所形成的复合材料已被充分混合并具有合适的树脂组合物和颗粒分布之后，则可将该复合材料固化以形成模制的复合材料制品。模具振动和/或其它合适技术可用于确保可接受的混合水平以及合适的树脂组合物和颗粒分布。期望树脂组合物和颗粒的均匀分布或基本均分布达到其能够实现的程度。本文所用的树脂可以是热固性树脂以及非热固性树脂。一种可使用的示例性颗粒类型是碳化硅。然而，还可使用其它类型的颗粒或颗粒组合。可对这些颗粒进行处理以提高其湿润和/或粘合特性。还可使用其它填料、垫料、衬料或其组合。除树脂灌注方法和/系统之外，本文还公开了其它方法和/系统。这些模制的复合材料制品可用在泵、泵组件和其它机械部件中并在采矿工业、化学工业、烟道气脱硫、脱盐和/或其它应用领域具有用途。某些实施方式涉及一种制造模制复合材料制品的方法，包括:a)用颗粒将模具填充至预定的水平，其中所述颗粒的大部分具有大于7的莫氏硬度；b)将树脂组合物灌注到填充有颗粒的模具中，以形成复合材料；c)在一个或多个以下阶段使模具振动一定时间:颗粒填充过程中，颗粒填充之后，树脂组合物灌注过程中，以及树脂组合物灌注之后；其中所述复合材料包括10wt%?50wt%的树脂组合物和50wt%?90wt%的颗粒；和d)使所述复合材料固化，以形成所述模制复合材料制品。某些实施方式涉及一种制造模制复合材料制品的方法，包括:a)用颗粒将模具填充至预定的水平；b)将树脂组合物灌注到填充有颗粒的模具中，以形成复合材料；c)在一个或多个以下阶段使模具振动一定时间:颗粒填充过程中，颗粒填充之后，树脂组合物灌注过程中，以及树脂组合物灌注之后；其中所述复合材料包括10wt%? 50wt%的树脂组合物和50wt%?90wt%的颗粒；和d)使所述复合材料固化，以形成所述模制复合材料制品。某些实施方式涉及一种制造模制复合材料制品的方法，包括:a)用颗粒将模具填充至预定的水平，其中至少20wt%、30wt%、40wt%、50wt%、60wt本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：E汉弗里斯，G格蒙，
申请(专利权)人：伟尔矿物澳大利亚私人有限公司，
类型：
国别省市：