[发明专利]改进的树脂转移模塑方法以及用于此方法的实用配方

说明书

本发明涉及树脂转移模塑方法以及在该过程中使用的预成型体。

树脂转移模塑过程用于制造纤维增强的复合物材料。先将增强材料层置于模具中，然后将一种热固性树脂注射进模具，由通常被公认的过程固化，提供最终的复合物成品。

把不同的纤维层放进模具里既困难又费时。为了提供网状结构的初级产品，把不同的纤维联在一起是必要的。

有时用一种类似热塑性塑料的树脂作为“粘合剂”，用于使增强材料变硬并且可以在模塑过程开始前固定增强材料。参考Heck等人的美国专利4,992,228(1991年2月12日)；Flonc等人的美国专利5,080,851(1992年1月14日)(“类似热塑性塑料”的意思是指此树脂是固态的热固性树脂，在固化温度下，如玻璃化温度和/或熔点，显现热塑性塑料特征，因此，该树脂可热塑成型。)。在上述过程中，独立的纤维层和粘合剂的固体粉末被一起喷射进模具。上述粉末加热后在基体表面融化，随后冷却固化。不同的纤维层可以被层叠在一起，并且一起被加热熔融，随后冷却形成预成型体，此后该预成型体可以被放入模腔用于普通的树脂转移模塑过程。

在ko等人的美国专利5,369,192(1994年11月29日)和Allognot等人的美国专利5,176,848(1993年1月5日)中叙述了其它被增粘的基质。

已经认识到，粘合剂与基体树脂化学结构的不同可能会损害复合物的物理性能。因此，建议使用同基体树脂几乎相同的粘合剂。参考PCTPublication WO 94-26493(1994年11月24日)。然而，这类粘合剂的稳定性可能不足以使被增粘的基质长期储存。需要的是长期贮存更稳定但固化形成与固化基体树脂基本相同的产品的材料。

本发明的一个方面是提供一种被增粘的基质，含有：

(1)适用于基体复合物的一种纤维状的基质；和

(2)0.25％-15％wt的粘合剂，其中含有：

    (a)一种环氧树脂，

    特征是上述粘合剂进一步含有：

    (b)一种环氧树脂固化剂，

    (c)0至少于0.5％wt作为组份(a)和(b)之间固化反应的催化剂的

     下列化合物：胺类和铵化合物；膦和鏻化合物，脂肪族锍化合物

     和鉮和含氮杂环化合物。

本发明的第二个方面是一种使用被增粘的基质的方法，包括以下步骤：

(1)把一个或多个被增粘的基质单独或作为一个预成型体放入模具；

(2)把基体树脂注射入模具，其配方为：

    (a)一种环氧树脂；

    (b)一种环氧树脂的固化剂；和

    (c)一种用于环氧树脂和固化剂之间的反应的、催化剂量的催化剂；和

(3)固化基体树脂配方。

本发明的第三个方面是一种配方，特别在本发明的预成型体中作为粘合剂使用，并在本发明方法中作为基体树脂使用。该配方包括：(1)30-50％wt酚-烃树脂衍生的环氧树脂；(2)20-30％wt卤化二元酚的二环氧甘油醚；(3)20-40％wt多元酚或酚类树脂；(4)任意多至15％wt液态环氧树脂；和(5)任意催化剂量的用于环氧树脂和多元酚树脂反应的催化剂。用作为粘合剂配方时，最好不含有组分(4)和(5)。作为基体树脂配方时，最好含有组分(4)和(5)。

该粘合剂可用于制造本发明的被增粘的基质。该被增粘的基质、基体树脂配方和本发明的方法可用于制造基体复合物。另外，本发明的粘合剂和基体树脂配方也可用于其它目的，被增粘的基质和方法能用不同的粘合剂和基体树脂配方实现。

本发明应用一种增强基质。适当的补强对于本领域一般技术人员是公知的并且熟悉的。可以参阅例如Kirk-Othmer，化学技术百科全书增补本(Encyclopedia of Chemical Technology-Supplement)“Composites，High Performance，260-281(J.Wiley & Sons，1984)。这种基质通常含有纤维，诸如石英、芳族聚酰胺(aramid)、硼、玻璃、碳或聚乙烯凝胶纺丝纤维。纤维可以单向排列或多向排列。它们可能是织物或无纺织物毡垫形式或无规短纤维形式。基质优选呈织物或无纺织物纤维材料形式。