本發(fā)明申請是基于申請日為2011年04月04日，申請?zhí)枮?01180035823.2(國際申請?zhí)枮閜ct/ib2011/000728)，發(fā)明名稱為“在復(fù)合材料夾層中的結(jié)構(gòu)化熱塑性材料”的專利申請的分案申請。

本發(fā)明涉及包含纖維和熱固性樹脂的預(yù)浸漬體，將所述預(yù)浸漬體堆疊以形成層合體并隨后固化，以形成復(fù)合材料。更具體地，本發(fā)明涉及在層合體夾層中使用熱塑性氈布(veil)或其它輕質(zhì)結(jié)構(gòu)化熱塑性材料材料。

背景技術(shù)：

與傳統(tǒng)構(gòu)造材料相比，復(fù)合材料具有充分記錄的優(yōu)點，特別是以非常低的材料密度提供優(yōu)異的機械性質(zhì)。結(jié)果，這種材料的使用變得日益廣泛，它們的應(yīng)用領(lǐng)域從"工業(yè)"和"體育和休閑"至高性能航空航天組件。

包含浸漬有樹脂如環(huán)氧樹脂的纖維層的預(yù)浸漬體在這種復(fù)合材料的制造中廣泛使用。通常，將這種預(yù)浸漬體的一些層片按需要"鋪疊"，并通常通過暴露于升高的溫度來固化所得層合體，以生產(chǎn)固化的復(fù)合層合體。

然而，盡管這種固化材料具有一些明顯益處，但是很久之前就發(fā)現(xiàn)，它們可具有差的耐沖擊性并易于離層。當使用環(huán)氧樹脂系統(tǒng)(其已知傾向于產(chǎn)生具有低韌性的固化體系)時，這種情況尤其嚴重。

改善這種布置的韌性的廣泛使用的方法是使具有多個預(yù)浸漬體纖維層的層合體夾有樹脂層。通常，這種樹脂夾層也包含分布的熱塑性增韌劑粒子。這種布置已經(jīng)證實提高層合體韌性而對層合體的其它方面沒有有害影響。

具有用熱塑性粒子增韌的夾層的層合體通常在熱壓罐條件下固化，其中一般需要高溫和更重要的高壓，以提供滿足結(jié)構(gòu)應(yīng)用所需要的特別嚴格的機械規(guī)格的固化層合體。

熱壓罐固化的廣泛使用的替代方案是所謂的真空袋或熱壓罐外固化。它在固化期間使用真空和依賴于壓在層合體上的大氣壓力。盡管比熱壓罐固化經(jīng)濟得多，但是在熱壓罐外固化中可施用的最大壓力是大氣壓力。用熱塑性粒子增韌的具有夾層的層合體通常在熱壓罐外沒有被固化，因為在大氣壓力或低于大氣壓力的固化傾向于產(chǎn)生對于許多結(jié)構(gòu)應(yīng)用(包括航空航天結(jié)構(gòu)應(yīng)用)而言具有不可接受的機械性質(zhì)的固化層合體。

因此，希望發(fā)展預(yù)浸漬體，其可用于生產(chǎn)可在熱壓罐內(nèi)部或外部固化的層合體，以提供足夠堅韌以適于結(jié)構(gòu)應(yīng)用(包括航空航天結(jié)構(gòu)應(yīng)用)的復(fù)合材料部件。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，提供未固化的層合體，其中組合未固化的熱固性樹脂和多個纖維層，使得纖維層被位于相鄰纖維層之間的夾層區(qū)分隔。作為本發(fā)明的特征，一個或多個結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層如熱塑性纖維的氈布或其它相似的開放式結(jié)構(gòu)片材位于一個或多個夾層區(qū)中。結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層為0.5–50微米厚并且每單位面積重量為1-20克/平方米。

在夾層區(qū)中使用一個或多個結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層不僅增韌固化的層合體，而且與常規(guī)地使用熱塑性粒子作為夾層增韌劑相比，提供一些優(yōu)點。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使用一個或多個結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層作為夾層增韌劑使得可選擇在相對低的壓力固化層合體，而不像顆粒夾層增韌劑那樣降低韌性。另外，兩個不同結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物的層可位于單一夾層區(qū)中，以提供不同熱塑性聚合物的結(jié)構(gòu)化取向，這對于無規(guī)取向的不相似粒子的混合物而言是不可能的。而且，在夾層區(qū)中使用結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物消除與顆粒增韌劑相關(guān)的問題，所述顆粒增韌劑的一些粒子在固化期間可遷移至位于夾層區(qū)內(nèi)部和外部的位置，在這些位置它們的效力可降低。

本發(fā)明涵蓋用于制造未固化層合體的預(yù)浸漬體，在所述未固化層合體中一個或多個結(jié)構(gòu)化熱塑性材料層位于層合體夾層區(qū)中。這種預(yù)浸漬體包括纖維層夾心并保持在結(jié)構(gòu)化熱塑性材料層之間的預(yù)浸漬體，和一個或多個結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層位于纖維層的一個側(cè)面上的預(yù)浸漬體。

本發(fā)明涵蓋制造預(yù)浸漬體的方法和使用預(yù)浸漬體制造層合體的方法。另外，本發(fā)明還涵蓋由預(yù)浸漬體和層合體制造固化部件的方法，以及最終固化部件。

在一個方面，本發(fā)明涉及包含纖維結(jié)構(gòu)層和開放式結(jié)構(gòu)片材的預(yù)浸漬體，所述預(yù)浸漬體浸有包含熱固性樹脂的可固化樹脂。

這種預(yù)浸漬體在單獨使用或與多個相似預(yù)浸漬體鋪疊在一起并固化后形成具有優(yōu)異韌性的復(fù)合層合體，甚至當使用常規(guī)熱壓罐外固化循環(huán)時，以及也可實現(xiàn)在結(jié)構(gòu)應(yīng)用中需要的高纖維體積。

本發(fā)明的改進的預(yù)浸漬體可在很多種應(yīng)用中使用，其中需要輕質(zhì)但是結(jié)構(gòu)堅韌的層合體。然而，它們在技術(shù)要求特別嚴格的航空航天應(yīng)用中特別有用。

本申請包括以下實施方式：

實施方式1.用于制造未固化層合體的預(yù)浸漬體，所述未固化層合體包含多個纖維層和未固化的熱固性樹脂，其中所述纖維層被位于相鄰纖維層之間的夾層區(qū)分隔，所述預(yù)浸漬體包含：

纖維層；

至少一個結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層，所述結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物在所述熱固性樹脂中不溶，以及厚度為0.5-50微米，每單位面積重量為1-20克/平方米；和

未固化熱固性樹脂。

實施方式2.實施方式1的預(yù)浸漬體，其中所述結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層位于所述纖維層的每一面上。

實施方式3.實施方式1的預(yù)浸漬體，其中所述結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物為熱塑性聚合物纖維的非織造氈布的形式。

實施方式4.實施方式1的預(yù)浸漬體，其中所述未固化熱固性樹脂包含至少一種環(huán)氧樹脂和熱塑性增韌劑。

實施方式5.實施方式4的預(yù)浸漬體，其中所述熱塑性增韌劑選自聚醚砜和聚醚酰亞胺。

實施方式6.實施方式5的預(yù)浸漬體，其中所述結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物包含聚酰胺。

實施方式7.未固化層合體，其包含：

多個纖維層，其中所述纖維層被位于相鄰纖維層之間的夾層區(qū)分隔；

至少一個位于所述夾層區(qū)中的結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層，所述結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物在所述熱固性樹脂中不溶，以及厚度為0.5-50微米，每單位面積重量為1-20克/平方米；和

未固化熱固性樹脂。

實施方式8.實施方式7的未固化層合體，其中兩個結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層位于單一夾層區(qū)中。

實施方式9.復(fù)合材料部件，其已經(jīng)通過固化實施方式7的未固化層合體形成。

實施方式10.航空航天飛行器，其包含實施方式9的復(fù)合材料部件。

實施方式11.制造層合體的方法，所述層合體包含多個纖維層和未固化熱固性樹脂，其中所述纖維層被位于相鄰纖維層之間的夾層區(qū)分隔，所述方法包括以下步驟：

將至少一個結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層置于所述夾層區(qū)中的至少一個中，所述結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物在所述熱固性樹脂中不溶，以及厚度為0.5-50微米，每單位面積重量為1-20克/平方米。

實施方式12.實施方式11的制造層合體的方法，其中所述結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物為熱塑性聚合物纖維的非織造氈布的形式。

實施方式13.實施方式11的制造層合體的方法，其中所述未固化熱固性樹脂包含至少一種環(huán)氧樹脂和熱塑性增韌劑。

實施方式14.實施方式13的制造層合體的方法，其中所述熱塑性增韌劑選自聚醚砜和聚醚酰亞胺。

實施方式15.實施方式14的制造層合體的方法，其中所述結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物包含聚酰胺。

實施方式16.制造固化層合體的方法，其包括固化實施方式7的未固化層合體的步驟。

實施方式17.實施方式16的制造固化層合體的方法，其中在所述固化步驟中將約1個大氣壓或以下的壓力施加至所述未固化層合體。

實施方式18.在制造包含多個纖維層和未固化熱固性樹脂的層合體的方法中，其中所述纖維層被位于相鄰纖維層之間的夾層區(qū)分隔，以及其中熱塑性聚合物的不溶性粒子位于所述夾層區(qū)中以提高在固化時所述層合體的耐損害性，其中改進包括用至少一個結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層替換所述夾層區(qū)中的相當一部分的熱塑性聚合物的不溶性粒子，所述結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物在所述熱固性樹脂中不溶，以及厚度為0.5-50微米，每單位面積重量為1-20克/平方米。

實施方式19.實施方式18的制造層合體的改進方法，其中所述未固化熱固性樹脂包含至少一種環(huán)氧樹脂和熱塑性增韌劑。

實施方式20.在包含多個纖維層和未固化熱固性樹脂的層合體中，其中所述纖維層被位于相鄰纖維層之間的夾層區(qū)分隔，以及其中熱塑性聚合物的不溶性粒子位于所述夾層區(qū)中，以提高在固化時所述層合體的耐損害性，其中改進包括用至少一個結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層替換所述夾層區(qū)中的相當一部分熱塑性聚合物的不溶性粒子，所述結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物在所述熱固性樹脂中不溶，以及厚度為0.5-50微米，每單位面積重量為1-20克/平方米。

實施方式21.實施方式20的改進的層合體，其中所述未固化熱固性樹脂包含至少一種環(huán)氧樹脂和熱塑性增韌劑。

通過參考以下具體描述并參照附圖，本發(fā)明的上述和許多其它特征和隨附優(yōu)點將變得更容易理解。

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明的兩種示例性類型的預(yù)浸漬體的簡化的橫截面圖。

圖2為由圖1中所示的示例性預(yù)浸漬體中的一種制造的示例性層合體的簡化的橫截面圖。

圖3為由圖1中所示的示例性預(yù)浸漬體中的一種制造的示例性層合體的簡化的橫截面圖。

圖4為根據(jù)本發(fā)明用于層合體夾層中的優(yōu)選示例性熱塑性氈布的頂視圖(標度＝cm)。

圖5為圖4中所示的優(yōu)選示例性熱塑性氈布的放大的(80x)頂視圖。

具體實施方式

可使用本發(fā)明的預(yù)浸漬體和層合體代替現(xiàn)有預(yù)浸漬體和層合體，在現(xiàn)有預(yù)浸漬體和層合體中熱塑性粒子(其在樹脂基質(zhì)中不可溶)位于纖維層片之間的夾層中以提高固化復(fù)合材料部件的損害耐受性。使用這種預(yù)浸漬體和層合體形成夾層增韌的復(fù)合材料部件，用于在航空航天工業(yè)中和在需要高結(jié)構(gòu)強度和損害耐受性的任何其它應(yīng)用中的結(jié)構(gòu)應(yīng)用。本發(fā)明涉及將一個或多個結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層或開放式結(jié)構(gòu)片材置于層合體夾層區(qū)中代替熱塑性粒子，以提供使用熱塑性粒子得不到的一些優(yōu)點。相應(yīng)地，本發(fā)明可應(yīng)用于任何已知的制造和固化方法，其中熱塑性粒子位于層合體夾層中作為增韌劑。

優(yōu)選使用結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層替代大體上全部(95重量％或更多)原本置于層合體夾層區(qū)中的熱塑性粒子。然而，混合系統(tǒng)也是可行的，其中熱塑性粒子和結(jié)構(gòu)化熱塑性材料層組合在夾層區(qū)中。優(yōu)選地，夾層區(qū)中的大部分(50重量％或更多)不溶性熱塑性材料將為一個或多個結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層的形式。

優(yōu)選的示例性預(yù)浸漬體的簡化的橫截面圖以圖1中的10示出。預(yù)浸漬體10包含單向纖維12的單層，其夾在兩個結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層如聚酰胺氈布14和16之間。預(yù)浸漬體10包含熱固性樹脂，其可作為一個或多個層(未示出)包含在預(yù)浸漬體10中或者它可灌注或浸漬至全部或部分的預(yù)浸漬體10中。

第二優(yōu)選的示例性預(yù)浸漬體的簡化的橫截面圖以圖1中的20示出。預(yù)浸漬體20包含單向纖維22的單層和結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物的單層，例如聚酰胺氈布24。預(yù)浸漬體20包含熱固性樹脂，其可作為一個或多個層(未示出)包含在預(yù)浸漬體20中或者它可灌注或浸漬至全部或部分的預(yù)浸漬體20中。

示例性層合體以圖2中的30示出，其中已經(jīng)堆疊預(yù)浸漬體10的三個層以形成3層層合體，其中在每個纖維層12之間的夾層區(qū)32中具有兩個結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層14和16。另一種示例性層合體以圖2中的40示出，其中已經(jīng)堆疊預(yù)浸漬體20的三個層以形成3層層合體，其中在每個纖維層22之間的夾層區(qū)42中具有一個結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層24。出于說明的目的，在圖中僅示出三個層。取決于制造的具體復(fù)合材料部件的設(shè)計參數(shù)，層合體可包含更多的層。另外，可使用兩個或更多個結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層代替以14、16和24示出的單一結(jié)構(gòu)化層。典型層合體包含4–200個結(jié)構(gòu)纖維層，多數(shù)或全部的層被可固化熱固性樹脂夾層分隔。適合的夾層布置在ep0274899中披露。

用于形成結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層14、16和24的材料必須符合一些標準，以使這些層適當?shù)赜米飨惹霸趭A層區(qū)中使用的不溶性熱塑性粒子的代替物。結(jié)構(gòu)化聚合物層可由與用于制造熱塑性增韌粒子的熱塑性聚合物相同的熱塑性聚合物制造。一般而言，熱塑性材料必須在基質(zhì)樹脂(典型地，環(huán)氧化物)中于室溫不溶并且在升高的溫度用于固化樹脂。取決于熱塑性聚合物的熔點，它可在升高的溫度固化期間不同程度地熔融或軟化，并且隨著固化的層合體冷卻而重新凝固。適用于制造結(jié)構(gòu)化層的熱塑性材料不應(yīng)像環(huán)氧化物可溶性熱塑性材料如聚醚砜(pes)和聚醚酰亞胺(pei)那樣溶解在樹脂中。

可用于形成結(jié)構(gòu)化聚合物層的熱塑性聚合物的適合實例為聚酰胺(pa)、共聚酰胺(copa)、醚嵌段聚酰胺或酯嵌段聚酰胺(pebax、peba)、聚鄰苯二甲酰胺(ppa)、聚酯如聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)和聚對苯二甲酸丁二醇酯(pbt)、共聚酯(cope)、熱塑性聚氨酯(tpu)、聚縮醛、聚烯烴、聚亞苯基砜、聚醚醚酮(peek)、聚醚酮酮(pekk)、聚亞苯基硫酸酯/鹽(poly(phenylenesulfate)(pps))、熱塑性聚酰亞胺(pi)、聚酰胺酰亞胺、液晶聚合物(lcp)、嵌段共聚物如苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯(sbm)共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸甲酯(mam)共聚物。

對于結(jié)構(gòu)化熱塑性材料層，聚酰胺和共聚酰胺是優(yōu)選的熱塑性材料。由聚酰胺和共聚酰胺制造的粒子在過去已經(jīng)用作夾層增韌粒子(見美國專利7754322和公布的美國專利申請2010/0178487a1)。聚酰胺以多種類型出現(xiàn)，例如己內(nèi)酰胺(pa6)、月桂內(nèi)酰胺(pa12)，pa6和pa12的共聚物，以及pa10和pa11的共聚物。任何適用于制造用于增韌層合體夾層區(qū)的粒子的聚酰胺也適用于制造根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層。

取決于用于制造結(jié)構(gòu)化聚酰胺層的具體聚酰胺、聚酰胺的共聚程度和結(jié)晶度，結(jié)構(gòu)化聚酰胺層將具有不同的熔融溫度。例如，主要含有聚酰胺6的聚酰胺層通常將具有高于190℃的熔點。由單獨的pa6制造的聚酰胺層通常將具有約213℃的熔點，而由80重量％pa6和20重量％pa12的共聚物制造的結(jié)構(gòu)化層將具有約194℃的熔點。當聚酰胺共聚物含有20重量％pa6和80重量％pa12時，熔點降至約160℃。由單獨的pa12制造的結(jié)構(gòu)化聚酰胺層通常甚至具有更低的熔點。

作為本發(fā)明的優(yōu)點，結(jié)構(gòu)化熱塑性材料層14和16或24可由不同類型的聚酰胺制造。這允許在層合體的夾層區(qū)中混合和搭配聚酰胺或其它適合的熱塑性聚合物的層。由于熱塑性材料層結(jié)構(gòu)化，可小心地控制每一具體類型的聚酰胺的放置。這種類型的定向聚酰胺放置對于聚酰胺粒子而言是不可能的，在聚酰胺粒子中不同粒子類型的混合物在夾層區(qū)中導(dǎo)致均勻共混物。

作為實例，熱塑性聚合物層14為pa6/pa12共聚物纖維的氈布以及熱塑性聚合物層16為pa12纖維的氈布。所得層合體30將包含夾層區(qū)32，在夾層區(qū)32中具有pa6/pa12和pa12的離散層。取決于希望的不同熱塑性聚合物的數(shù)目、在每個夾層區(qū)中放置的層數(shù)、堆疊以形成層合體的預(yù)浸漬體的取向和次序以及在預(yù)浸漬體中熱塑性材料層的取向，具有許多其它可能的組合。

結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層必須為允許它們代替夾層區(qū)中的粒子的物理形式。具體地，所述層必須足夠薄以放進夾層區(qū)中，以及層密度必須使得在夾層區(qū)中存在適當?shù)臒崴苄圆牧系牧炕驖舛?，以賦予希望的損害耐受量。在固化的高強度結(jié)構(gòu)層合體中的夾層區(qū)的厚度通常為10–100微米。優(yōu)選的夾層區(qū)的平均厚度為15微米至50微米。

結(jié)構(gòu)化熱塑性材料層的厚度應(yīng)允許它與熱固性樹脂一起放進上面的夾層區(qū)中。當超過一個結(jié)構(gòu)化熱塑性材料層應(yīng)位于夾層區(qū)中時，如圖2中所示的層合體的情況，所述層的組合厚度應(yīng)小于希望的固化的層合體的夾層區(qū)厚度。一個或多個結(jié)構(gòu)化層的厚度應(yīng)不超過希望的夾層區(qū)厚度的95％。優(yōu)選地，一個或多個結(jié)構(gòu)化層的厚度將不超過希望的夾層區(qū)厚度的75％。

結(jié)構(gòu)化熱塑性材料層的厚度應(yīng)為0.5微米至50微米。每層的實際厚度將由固化的層合體中的夾層區(qū)的預(yù)期厚度、在每個夾層區(qū)中希望的層數(shù)、結(jié)構(gòu)化熱塑性材料層的密度和在每個夾層區(qū)中希望的熱塑性聚合物的量(濃度)決定。結(jié)構(gòu)化熱塑性材料層的優(yōu)選的厚度范圍為2微米至35微米，并且最優(yōu)選為3微米至20微米。

結(jié)構(gòu)化熱塑性材料層的密度必須使得它向夾層區(qū)提供希望的熱塑性增韌劑的量(濃度)。所述層的需要的密度直接取決于所用層的厚度。所述層越薄，所述層就必須越致密，以在夾層區(qū)中提供相同的熱塑性增韌劑濃度。結(jié)構(gòu)化熱塑性材料層的密度應(yīng)使得對于0.5-50微米厚的層，它提供單位面積重量為1-20克/平方米(gsm)的結(jié)構(gòu)化層。對于2-35微米厚的優(yōu)選的熱塑性材料層，優(yōu)選的是，熱塑性材料層的密度使得所述層的單位面積重量為2gsm-10gsm。對于3-20微米厚的層，層的密度應(yīng)使得所述層的單位面積重量為2gsm-8gsm。

具有希望的厚度和單位面積重量組合的結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層可以以水刺和無規(guī)纖維氈布(spunlacedandrandomfibrousveil)的形式商購。由于結(jié)構(gòu)化熱塑性材料層所需要的相對輕質(zhì)和薄的結(jié)構(gòu)，織造布或斯克林布一般不適合。也不優(yōu)選薄的實心膜或多孔膜。示例性輕質(zhì)(4gsm)纖維氈布在圖4和圖5(80倍放大率)中示出。氈布由無規(guī)取向的pa12纖維制造，并且可以以128d04尼龍氈布得自protechnic(cernay，france)。另一種適合的尼龍氈布是128d06尼龍氈布，其為6gsmpa12纖維氈布，也可得自protechnic。

在圖4和5中所示的類型的纖維氈布一般通過孔隙百分數(shù)歸類。例如，128d04尼龍纖維氈布的孔隙率為70％。較重的128d06尼龍纖維氈布的孔隙率為50％。結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層的孔隙率應(yīng)為30％-98％，優(yōu)選為50％-95％，并且更優(yōu)選為60％-90％。需要這種孔隙百分數(shù)以提供樹脂通過結(jié)構(gòu)化熱塑性材料的自由通道，以確保樹脂與熱塑性纖維的完全混合。這是特別重要的，因為在固化期間熱塑性纖維在樹脂中不溶解。

也可將結(jié)構(gòu)化熱塑性材料層視為開放式結(jié)構(gòu)片材，所述開放式結(jié)構(gòu)片材為通過互聯(lián)和/或搭接纖維保持在一起的完整片材。這種纖維可為機織的，針織的，也可為無規(guī)的，例如水刺或鋪置的斯克林布，不過，優(yōu)選無紡布，例如無規(guī)的無紡布。這種片材在本領(lǐng)域中經(jīng)常稱為氈布(veil)。

開放式結(jié)構(gòu)片材可通過片材孔隙度表征，即，在片材中由開孔組成的片材的平均表面積的百分數(shù)，如通過顯微照片的圖像分析基于面積測定。本發(fā)明的開放式結(jié)構(gòu)片材的孔隙度通常為30％-98％，優(yōu)選為50％-95％，更優(yōu)選為60％-90％。這幫助維持輕質(zhì)片材并允許樹脂自由通過。

結(jié)構(gòu)纖維12或22可為無規(guī)、針織、非織造、多軸或任何其它適合式樣的形式。對于結(jié)構(gòu)應(yīng)用，通常優(yōu)選纖維為單向取向，如圖1-3中所示。在圖2和3中的層合體顯示以相同方向取向的單向纖維的多個層。對于單向纖維層的堆疊，這僅為許多可能的取向中的一個。例如，在相鄰層中的單向纖維可按所謂的0/90布置(其表示在相鄰纖維層之間的角度)彼此垂直地布置。其它布置(例如0/+45/-45/90等)當然也是可能的。在圖2和3中所示的層合體為0/0/0取向。當使用單向纖維層時，在整個層合體堆疊體中纖維取向通常將不同。

結(jié)構(gòu)纖維12或22可包含斷裂的(即，拉斷的)、選擇性不連續(xù)的或連續(xù)的纖維。結(jié)構(gòu)纖維可由很多種材料制成，例如碳、石墨、玻璃、金屬化聚合物、芳族聚酰胺及其混合物。優(yōu)選碳纖維。典型地，在結(jié)構(gòu)層中的纖維一般將具有圓形或幾乎圓形的橫截面，直徑為3-20μm，優(yōu)選5-12μm。

示例性單向纖維層由可得自hexcelcorporation(dublin，ca)的碳纖維制成。在制造單向纖維層中適于使用的碳纖維包括：im7碳纖維，其可以以含有6,000或12,000根單絲并分別重0.223g/m和0.446g/m的纖維得到；im8-im10碳纖維，其可以以含有12,000根單絲并重0.446g/m-0.324g/m的纖維得到；和as7碳纖維，其可以以含有12,000根單絲并重0.800g/m的纖維得到。

本發(fā)明添加的優(yōu)點是，可使用結(jié)構(gòu)化熱塑性材料將干燥單向纖維保持在一起，使得可使用相對簡單的預(yù)浸漬體加工設(shè)備加工它，例如用于通過膜轉(zhuǎn)移制造織物預(yù)浸漬體的預(yù)浸漬體加工設(shè)備，其中所述機器的纖維處理方面比典型的單向纖維預(yù)浸漬體機器簡單得多。

作為本發(fā)明的一個特征，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，輕質(zhì)纖維氈布和可用作熱塑性材料夾層增韌粒子替代物的其它相似的結(jié)構(gòu)化熱塑性材料層還提供在預(yù)浸漬體形成或其它樹脂灌注之前的處理期間將單向纖維層保持在一起的有效手段。纖維氈布用作單向纖維的臨時保持系統(tǒng)和固化的層合體的熱塑性增韌劑。

優(yōu)選的是選擇纖維氈布和相似的結(jié)構(gòu)化熱塑性材料層，使得它在干燥單向纖維的最初處理期間向單向纖維層提供希望的穩(wěn)定水平，以及它也提供希望的層合體夾層增韌水平。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，以圖1中的10示出的夾層構(gòu)造是實現(xiàn)這兩個目標的優(yōu)選取向。單一輕質(zhì)纖維氈布在干燥單向纖維的任一側(cè)上的定位被發(fā)現(xiàn)提供足夠的保持能力，以在處理期間將干燥單向纖維保持在一起。當形成層合體時(圖2)，位于單向纖維層的相對側(cè)上的纖維氈布單層在夾層區(qū)32中組合以形成纖維熱塑性材料的雙層。這種纖維熱塑性材料的雙層被發(fā)現(xiàn)在夾層區(qū)中提供足量的熱塑性材料，以提供希望的層合體增韌水平。

兩個纖維氈布層由無規(guī)取向的熱塑性纖維制成。相應(yīng)地，通過部分熔融或軟化氈布并同時將氈布壓向單向纖維，它們優(yōu)選與干燥單向纖維連接。部分熔融/軟化的纖維與單向纖維層粘合，并當氈布冷卻返回至熔融溫度以下時提供層的穩(wěn)定化。然后，穩(wěn)定化的干燥單向纖維層或條帶在添加樹脂以形成預(yù)浸漬體10之前準備進行處理或貯存。這種類型的夾層構(gòu)造在以下情況中有用：添加樹脂以形成預(yù)浸漬體應(yīng)在較晚的時間或不同的位置進行。

具有上面闡述的性質(zhì)的熱塑性材料的纖維氈布獨特地適合和優(yōu)選用于本發(fā)明。當適當?shù)胤胖脮r，它們能夠用作干燥單向纖維的常規(guī)穩(wěn)定系統(tǒng)的替代物，和用作用于增韌層合體夾層區(qū)的熱塑性粒子的替代物。需要適當?shù)胤胖茫詫崿F(xiàn)上述保持功能。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，適于用作夾層增韌劑的這種類型的單層纖維氈布在僅與干燥單向纖維的一側(cè)粘合時，在隨后處理干燥纖維期間不足以將干燥纖維保持在一起。相應(yīng)地，需要向干燥單向纖維提供另外的支撐，或者使用將樹脂和纖維氈布同時施用至單向纖維的方法，以形成20所示類型的預(yù)浸漬體。

通常，預(yù)浸漬體10和20的纖維12和22分別充分浸漬有熱固性樹脂(未示出)。例如，優(yōu)選樹脂含量為預(yù)浸漬體總重量的30-45wt％的預(yù)浸漬體。本發(fā)明預(yù)浸漬體主要包含樹脂和結(jié)構(gòu)纖維。通常，預(yù)浸漬體包含25-50wt％的可固化樹脂。另外，預(yù)浸漬體通常包含45-75wt％的結(jié)構(gòu)纖維。

預(yù)浸漬體中的樹脂也優(yōu)選以一定量存在，使得在預(yù)浸漬體表面上形成與結(jié)構(gòu)纖維層相鄰的樹脂富集區(qū)，其為基本上不含纖維的層。當多個這種預(yù)浸漬體鋪置在一起時，不含纖維的樹脂層形成在結(jié)構(gòu)纖維層之間的夾層。

如上所述，預(yù)期將本發(fā)明的預(yù)浸漬體與其它預(yù)浸漬體鋪疊起來，以形成預(yù)浸漬體的可固化堆疊體。因此，一個方面，本發(fā)明涉及預(yù)浸漬體的可固化堆疊體，所述堆疊體包含多個結(jié)構(gòu)纖維層和多個基本上不含結(jié)構(gòu)纖維的可固化熱固性樹脂夾層，其中至少一個夾層包含至少一個結(jié)構(gòu)化熱塑性材料層。通常，大部分夾層將包含結(jié)構(gòu)化熱塑性材料層或開放式結(jié)構(gòu)片材。在一個優(yōu)選實施方案中，至少一半夾層包含開放式結(jié)構(gòu)片材。甚至，至少75％的夾層包含這種片材可能是理想的，或者甚至基本上全部夾層包含這種片材，如圖2和3中所示。

通常，在預(yù)浸漬體堆疊體中的纖維將充分浸漬有樹脂。例如，優(yōu)選樹脂含量為預(yù)浸漬體堆疊體或?qū)雍象w的總重量的30-45％的預(yù)浸漬體堆疊體。

如上所述，在最終固化的復(fù)合層合體中，開放式結(jié)構(gòu)化聚合物片材位于夾層處或夾層中。然而，在固化之前的加熱階段中，熱固性樹脂具有降低的粘度，其傾向于促進開放式結(jié)構(gòu)片材移動至夾層中。因此，僅需要在預(yù)浸漬體或預(yù)浸漬體堆疊體中開放式結(jié)構(gòu)片材與樹脂層接觸，而不必包埋在其中。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可實現(xiàn)韌性的改善，即使結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層或開放式結(jié)構(gòu)片材非常輕質(zhì)。這對于航空器結(jié)構(gòu)應(yīng)用特別重要。因此，如上所述的具有根據(jù)本發(fā)明的每單位面積重量的開放式結(jié)構(gòu)片材特別適合于航空航天應(yīng)用。

在10所示的優(yōu)選的實施方案中，預(yù)浸漬體包含位于纖維結(jié)構(gòu)層的任一側(cè)上的兩個開放式結(jié)構(gòu)片材。這可幫助處理預(yù)浸漬體(特別是在樹脂浸漬之前)以及可提供韌性的進一步提高。優(yōu)選地，兩個片材大體上相同。然而，它們也可由不同的熱塑性聚合物制造，以在夾層區(qū)中提供不同增韌劑的特定靶向。

本發(fā)明的預(yù)浸漬體和預(yù)浸漬體堆疊體通常包含非常低量的殘留氣體，使得在結(jié)構(gòu)纖維的空隙中的樹脂浸漬程度高。因此，它們的吸水值(waterpick-upvalue)優(yōu)選小于9％，更優(yōu)選小于6％，最優(yōu)選小于3％。吸水試驗是本領(lǐng)域公知的，以及涉及將小塊單向預(yù)浸漬體的邊緣浸入至水中。

預(yù)期將所述預(yù)浸漬體與其它復(fù)合材料(例如，根據(jù)本發(fā)明或以其它方式得到的其它預(yù)浸漬體)鋪疊起來，以產(chǎn)生本發(fā)明的可固化層合體或預(yù)浸漬體堆疊體。

所述預(yù)浸漬體通常作為預(yù)浸漬體的卷制造，并且考慮到這種材料的粘著性，通常提供背襯片材，以使得所述卷能夠在使用時展開。因此，優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的預(yù)浸漬體在外面上包含背襯片材。

所述可固化樹脂例如可選自環(huán)氧樹脂、異氰酸酯樹脂、苯并噁嗪樹脂、二馬來酰亞胺樹脂和酸酐樹脂。優(yōu)選地，所述可固化樹脂為環(huán)氧樹脂。

適合的環(huán)氧樹脂可包含單官能環(huán)氧樹脂、二官能環(huán)氧樹脂、三官能環(huán)氧樹脂和/或四官能環(huán)氧樹脂。

適合的二官能環(huán)氧樹脂例如包括基于以下物質(zhì)的那些：雙酚f的二縮水甘油基醚、雙酚a(任選溴化)的二縮水甘油基醚、苯酚和甲酚的線型酚醛環(huán)氧樹脂、酚醛加合物的縮水甘油基醚、脂族二醇的縮水甘油基醚、二縮水甘油基醚、二甘醇二縮水甘油基醚、芳族環(huán)氧樹脂、脂族聚縮水甘油基醚、環(huán)氧化烯烴、溴化樹脂、芳族縮水甘油基胺、雜環(huán)縮水甘油基酰亞胺和酰胺、縮水甘油基醚、氟化環(huán)氧樹脂、縮水甘油基酯或其任何組合。

二官能環(huán)氧樹脂可優(yōu)選選自雙酚f的二縮水甘油基醚、雙酚a的二縮水甘油基醚、二縮水甘油基二羥基萘，或其任何組合。

適合的三官能環(huán)氧樹脂例如可包括基于以下物質(zhì)的那些：苯酚和甲酚的線型酚醛環(huán)氧樹脂、酚醛加合物的縮水甘油基醚、芳族環(huán)氧樹脂、脂族三縮水甘油基醚、二脂族三縮水甘油基醚、脂族聚縮水甘油基醚、環(huán)氧化烯烴、溴化樹脂、三縮水甘油基氨基苯基化合物(triglycidylaminophenyls)、芳族縮水甘油基胺、雜環(huán)縮水甘油基酰亞胺和酰胺(heterocylicglycidylimidinesandamides)、縮水甘油基醚、氟化環(huán)氧樹脂，或其任何組合。適合的三官能環(huán)氧樹脂可從huntsmanadvancedmaterials(monthey，switzerland)在商品名my0500和my0510(三縮水甘油基對氨基苯酚)以及my0600和my0610(三縮水甘油基間氨基苯酚)下得到。三縮水甘油基間氨基苯酚也可從sumitomochemicalco.(osaka，japan)在商品名elm-120下得到。

適合的四官能環(huán)氧樹脂包括n,n,n',n'-四縮水甘油基-間-二甲苯二胺(可從mitsubishigaschemicalcompany在名稱tetrad-x下得到，和作為erisysga-240從cvcchemicals得到)，和ν,ν,ν',ν'-四縮水甘油基亞甲基二苯胺(例如，huntsmanadvancedmaterials的my0720和my0721)。其它適合的多官能環(huán)氧樹脂包括den438(來自dowchemicals，midland，mi)、den439(來自dowchemicals)、aralditeecn1273(來自huntsmanadvancedmaterials)和aralditeecn1299(來自huntsmanadvancedmaterials)。

可固化樹脂也可包含一種或多種固化劑。適合的固化劑包括酸酐，特別是多羧酸酸酐；胺，特別是芳族胺，例如1,3-二氨基苯、4,4'-二氨基二苯基甲烷，以及特別是砜和亞甲基二苯胺，例如4,4'-二氨基二苯基砜(4,4'dds)，和3,3'-二氨基二苯基砜(3,3'dds)、4,4'-亞甲基二(2-甲基-6-異丙基苯胺)(m-mipa)、4,4'-亞甲基二(3-氯-2,6-二亞乙基苯胺)(m-cdea)、4,4'-亞甲基二(2,6-二亞乙基苯胺)(m-dea)和苯酚-甲醛樹脂。優(yōu)選的固化劑為亞甲基二苯胺和氨基砜，特別是4,4'dds和3,3'dds。

根據(jù)本發(fā)明的預(yù)浸漬體可按多種方式制造。例如，可使結(jié)構(gòu)纖維與結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層或開放式結(jié)構(gòu)片材接觸，然后，在接觸的同時一起傳至浸漬階段，在浸漬階段中使至少一個樹脂層與纖維和開放式結(jié)構(gòu)片材(結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層)組合的外面接觸，并施加壓力以導(dǎo)致樹脂浸漬?；蛘?，可將開放式結(jié)構(gòu)片材(結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層)施用至樹脂層，然后在壓力導(dǎo)致的樹脂浸漬發(fā)生之前，使結(jié)構(gòu)纖維層與樹脂和開放式結(jié)構(gòu)片材(結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層)組合接觸。作為又一備選方案，可在不存在開放式結(jié)構(gòu)片材(結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層)的情況下將結(jié)構(gòu)層用樹脂浸漬，隨后將開放式結(jié)構(gòu)片材(結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層)置于樹脂浸漬的結(jié)構(gòu)層的外表面上。

然而，由于它們的輕質(zhì)和精細性質(zhì)，在本發(fā)明中使用的結(jié)構(gòu)熱塑性聚合物層或開放式結(jié)構(gòu)片材可能難以處理，特別是如果它們應(yīng)置于粘性樹脂表面上。因此，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，優(yōu)選的是將結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層置于不含樹脂的表面上。

因此，在另一方面，本發(fā)明涉及制造預(yù)浸漬體的方法，所述方法包括供應(yīng)與相鄰結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層或開放式結(jié)構(gòu)片材接觸的纖維結(jié)構(gòu)層，并使包含熱固性樹脂的可固化樹脂層與結(jié)構(gòu)層和/或結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層(開放式結(jié)構(gòu)片材)的外面接觸，并將樹脂、纖維和片材壓到一起，使得足以導(dǎo)致至少部分的樹脂浸漬至在結(jié)構(gòu)纖維之間的空隙中。

如上所述，有利的是在樹脂浸漬之前將纖維結(jié)構(gòu)層夾在兩個相鄰開放式結(jié)構(gòu)片材(結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層)之間，因為這幫助維持纖維完整性，特別是當結(jié)構(gòu)纖維呈單向時。在一種優(yōu)選方法中，通過部分熔融，使開放式結(jié)構(gòu)片材的纖維與所述纖維粘合。

為了提高浸漬速率，所述方法優(yōu)選在升高的溫度進行，使得降低樹脂粘度。然而，一定不能太熱以至于開始發(fā)生樹脂的過早固化。因此，所述方法優(yōu)選在40℃-100℃的溫度進行。

通常將樹脂鋪展至輥的外表面上并涂布至紙或其它背襯材料上，以生成可固化樹脂層。然后通過使結(jié)構(gòu)層、開放式結(jié)構(gòu)片材(結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層)和樹脂涂布的紙經(jīng)過輥，可接觸和任選地也浸漬樹脂。樹脂可存在于一個或兩個背襯材料片材上，通過使背襯材料片材、結(jié)構(gòu)層和開放式結(jié)構(gòu)片材(結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物)經(jīng)過加熱的壓實輥(consolidationrollers)以浸漬，使背襯材料片材與結(jié)構(gòu)層和開放式結(jié)構(gòu)片材(結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物)接觸。

如果應(yīng)施用背襯片材，那么這可在樹脂浸漬之前或之后實施。然而，通常在浸漬之前或之中實施，因為它可提供非粘性表面，以在該非粘性表面上施加樹脂浸漬所需的壓力。通常，背襯材料是在其上布置樹脂的材料，不過可視需要將它除去和用不同的片材替代。

一旦制備，通常將預(yù)浸漬體卷繞起來，以此形式可將它貯存一段時間。然后，可將它退卷和任選與其它預(yù)浸漬體鋪疊起來，以形成本申請定義的預(yù)浸漬體堆疊體。

一旦制備，將預(yù)浸漬體或預(yù)浸漬體堆疊體通過暴露于升高的溫度和任選的升高的壓力固化，以產(chǎn)生固化的層合體。如上所述，本發(fā)明預(yù)浸漬體可提供優(yōu)異的韌性，而不需要在熱壓罐方法中經(jīng)歷高壓。

因此，在另一方面，本發(fā)明涉及固化本申請所述的預(yù)浸漬體或預(yù)浸漬體堆疊體的方法，所述方法涉及將預(yù)浸漬體暴露于足以導(dǎo)致固化的溫度并在小于3.0bar的絕對壓力實施。

所述固化方法可在小于2.0bar的絕對壓力實施。在一個特別優(yōu)選的實施方案中，壓力小于大氣壓力。所述固化方法可在80-200℃范圍內(nèi)的一個或多個溫度實施，持續(xù)足以導(dǎo)致固化至希望程度的時間。

在接近大氣壓力的壓力進行固化可通過所謂的真空袋技術(shù)實現(xiàn)。這涉及將預(yù)浸漬體或預(yù)浸漬體堆疊體置于空氣密封袋中，并在袋的內(nèi)側(cè)上抽真空。這具有以下效果：預(yù)浸漬體堆疊體經(jīng)歷最高大氣壓力的壓實壓力，取決于施加的真空度。

一旦固化，預(yù)浸漬體或預(yù)浸漬體堆疊體變成固化的復(fù)合層合體，適用于結(jié)構(gòu)應(yīng)用如航空航天結(jié)構(gòu)中。

這種復(fù)合層合體包含的結(jié)構(gòu)纖維水平可為55體積％-70體積％，優(yōu)選為58體積％-65體積％。

作為基于環(huán)氧化物的預(yù)浸漬體(其中不溶性夾層增韌劑作為樹脂不溶性熱塑性粒子提供)的替換物，本發(fā)明具有特殊的應(yīng)用。例如，見美國專利7,754,322b2和wo2008/040963。這些類型的用于形成增韌的夾層區(qū)的環(huán)氧樹脂通常包含可溶性熱塑性增韌劑，例如聚醚砜或聚醚酰亞胺。這些可溶性增韌劑的含量為總體樹脂組合物的5-25重量％。通常將可溶性增韌劑在添加固化劑之前添加至環(huán)氧樹脂混合物并加熱至升高的溫度以溶解熱塑性固化劑，然后冷卻。將不溶性熱塑性粒子、固化劑和任何其它添加劑添加至所得混合物，然后與纖維層組合使用以形成預(yù)浸漬體。不溶性熱塑性粒子的添加量通常為總體樹脂組合物的1-15重量％。

在預(yù)浸漬體和層合體形成以及層合體固化期間，不溶性粒子(其平均粒度一般為5-60微米)在夾層區(qū)中以及在結(jié)構(gòu)纖維層以外的其它區(qū)域中變得集中。這是因為，大部分不溶性粒子太大，以至于不能進入纖維層的空隙開口。由于加工和其它制造考慮，用作不溶性熱塑性增韌劑的粒子粉末可具有少量的比目標粒度范圍顯著較小或顯著較大的粒子。較小粒子引起問題，因為它們可在層合體形成和固化期間遷移至纖維層中，在纖維層中它們的作為夾層增韌劑的效果減少。較大粒子引起以下問題：由于它們的相對大的粒度，在層合體固化期間可能破壞夾層區(qū)。

本發(fā)明涉及提供結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層，其厚度均勻并含有不可能進入結(jié)構(gòu)纖維層的不溶性纖維。選擇層厚度和密度，使得位于夾層區(qū)中的不溶性熱塑性增韌劑的量落在與使用上述含有不溶性熱塑性粒子的樹脂所提供的量相同的范圍內(nèi)。本發(fā)明提供以下的雙重優(yōu)點：確保存在于預(yù)浸漬體中的全部不溶性熱塑性增韌劑保留在層合體的夾層區(qū)中，同時確保夾層區(qū)不由于熱塑性材料粒度和形狀的變化而破壞。

熱塑性纖維的輕質(zhì)氈布和其它相似結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層的獨特性質(zhì)使得可在不使用熱壓罐方法(outofautoclaveprocess)中固化使用這種氈布的層合體。因為固化的層合體的損害耐受性(例如，沖擊后壓縮-cai)實質(zhì)上不小于使用熱壓罐的較高壓力和較高代價所實現(xiàn)的損害耐受性，所以可使用這種相對低壓力和低成本固化方法。相反，夾層區(qū)用不溶性熱塑性粒子增韌的層合體的不使用熱壓罐固化產(chǎn)生損害耐受性顯著降低的固化層合體。

對于在航空航天和其它高耐受性應(yīng)用中的結(jié)構(gòu)用途，優(yōu)選的是，準各向同性堆疊布置的包含32層片145gsm纖維單位面積重量預(yù)浸漬體的根據(jù)本發(fā)明的層合體在30kj的cai值(根據(jù)aitm1.0010或en6038)大于250mpa，優(yōu)選大于300mpa。

現(xiàn)在將參照下列實施例說明本發(fā)明。

實施例1(預(yù)浸漬體a)

制造在兩個側(cè)面上被開放式結(jié)構(gòu)片材(4gsm(128d04，來自protecnic，france))包圍的145gsmim7-12kud纖維片材。預(yù)浸漬體由這種開放式結(jié)構(gòu)片材和ud纖維通過以下方法制造：向任一側(cè)面施用36gsm的基于環(huán)氧化物的m56樹脂膜(含有溶解的聚醚砜的my721環(huán)氧樹脂(可得自huntsman)和亞甲基二苯胺固化劑的混合物)并經(jīng)過壓實輥以形成預(yù)浸漬體。所得預(yù)浸漬體的樹脂含量為32％。

對比例2(預(yù)浸漬體b)

對比預(yù)浸漬體如實施例1中所述使用ud纖維，但是不使用氈布制造，以形成具有相同單位面積重量的預(yù)浸漬體，樹脂含量為35％。

實施例3(預(yù)浸漬體c)

預(yù)浸漬體通過以下方法制造：將36gsmm56樹脂膜施用至134gsmas7-12kud纖維的任一側(cè)并經(jīng)過壓實輥。隨后，在經(jīng)過另一組壓實輥之前將128d04氈布施用至預(yù)浸漬體的一側(cè)。根據(jù)本發(fā)明所得預(yù)浸漬體的樹脂含量為35％。

對比例4(預(yù)浸漬體d)

對比預(yù)浸漬體根據(jù)實施例3制造，不同的是不含開放式結(jié)構(gòu)片材，樹脂含量為35％。

對比例5(預(yù)浸漬體e)

改性m56樹脂通過以下方法形成：在混合期間添加10％可得自arkema的orgasol1002dnat1粒子(20微米pa6)。預(yù)浸漬體由這種改性m56樹脂通過以下方法制造：將39gsm膜施用至145gsmudim7-12k纖維的任一側(cè)并經(jīng)過壓實輥以形成預(yù)浸漬體。所得預(yù)浸漬體的樹脂含量為35％。

對比例6(預(yù)浸漬體f)

改性m56樹脂通過以下方法形成：在混合期間添加10％可得自捷克共和國的chemopharma的micropan777粒子(7微米pa6)。含有145gsmim7-12k纖維的35％樹脂含量預(yù)浸漬體以與實施例5相同的方式制造。

復(fù)合層合體的制造

使用預(yù)浸漬體a-f制造尺寸為400x400mm的32層片準各向同性層合體。每四個層片，將層片壓實。將層合體在空氣循環(huán)烘箱中的真空袋中根據(jù)以下固化周期固化。

以1℃/min逐漸升至110℃

在110℃停留60分鐘

以1℃/min逐漸升至180℃

在180℃停留120分鐘。

在110℃停留結(jié)束后將真空水平降至一半真空(-0.5bar)。在此之前，真空水平大于-0.9bar。

將制造的層合體根據(jù)它們的相應(yīng)的預(yù)浸漬體指定為層合體a-f。

層合體厚度

層合體厚度和固化的片層厚度在下面表1中示出。a與b和c與d的對比顯示，使用結(jié)構(gòu)化熱塑性材料不增加層合體厚度，甚至當僅用真空壓力固化時。

表1

cai測量

根據(jù)試驗方法aitm1.0010(en6038)測試層合體a-f的沖擊后壓縮強度?？梢钥闯觯c不含開放式結(jié)構(gòu)化片材的層合體(b和d)相比，根據(jù)本發(fā)明的層合體(a和c)具有顯著改善的cai強度。層合體a(其使用與層合體e和f相同的im7-12k纖維)具有顯著較高的cai值。這顯示出當在不使用熱壓罐固化時使用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化熱塑性聚合物層代替熱塑性粒子的優(yōu)勢。

表2

其它機械性質(zhì)

根據(jù)下表測試材料c和d的其它復(fù)合材料性質(zhì)。結(jié)果顯示，氈布對這些其它性質(zhì)不具有任何有害效果。

表3

由此已經(jīng)描述了本發(fā)明的示例性實施方案，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)注意的是，披露的內(nèi)容僅為示例性的，以及可在本發(fā)明的范圍內(nèi)進行各種其它替換、修改和修飾。相應(yīng)地，本發(fā)明不受上述實施方案限制，而僅由所附權(quán)利要求限制。