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      具有特殊真空深拉能力的硅氧烷涂覆離型膜的制作方法_3

      文檔序號:9382494閱讀:來源:國知局
      材料之間的表面涂覆膜(優(yōu)選作 為不完全固化的可變形膜材料)。通過這樣的預浸料結(jié)構(gòu),可將卷起的或扁平的材料供應至 將復合材料制成最終形狀的加熱模制工具中并固化。
      [0046] 在加工過程中和任選地在組件的進一步加工和/或運輸期間,涂層的表面受可深 拉的離型膜保護。此外,其確保了在沒有建立脫模劑的情況下清潔的模制工具,還確保了無 溶劑制造得到的均勻涂層表面。
      [0047] 為了生產(chǎn)預浸材料,使用40ym厚的TPE-E膜,其事先已在朝向預浸料的一側(cè)上進 行了硅化。將表面涂覆膜施用至該涂層上。在表面涂層膜之上施用經(jīng)預浸的纖維材料。在 此處不僅可施用單向的層或織物,也可施用短纖維材料用于生產(chǎn)(偽)各向同性纖維增強 塑料,例如通過噴涂施用。以這種方式形成的表面通常覆蓋有離型膜或離型紙。如果待制 造的纖維復合材料組件僅制造成這種含表面涂層的半成品零件的一層,則可使用另一層的 上述硅化TPE-E膜。
      [0048] 在模制和固化之后,TPE膜可首先作為表面保護保留在纖維復合材料組件上并且 僅在需要時剝離。于是,硅化保留在TPE膜上。表面涂覆膜與預浸材料在加熱的模制工具 中的接合固化給予了強力粘結(jié)的復合材料。通過對由來自纖維材料的粉塵或除氣而產(chǎn)生的 典型表面涂層缺陷一樣有效的可調(diào)節(jié)離型膜,抑制了涂層表面由于模制過程而產(chǎn)生的表面 缺陷。
      [0049] 使用RTM技術(shù),可通過預壓借助預成形法事先產(chǎn)生的半成品纖維零件來生產(chǎn)CFP 組件。出于這個目的,通過在預成形裝置中擠壓來模制并壓干含粘結(jié)劑的編織碳纖維織物。 該步驟在引起粘結(jié)劑初熔的溫度下進行。
      [0050] 此處,在引入含粘結(jié)劑的半成品織物之前將朝向半成品織物零件一側(cè)的35ym厚 的TPE-E膜放置在預成形工具中,并保留在與注入點相反的組件一側(cè)上直到CFP組件制造 結(jié)束為止。因此,所注射的環(huán)氧樹脂在具有注入點的一側(cè)上必須借助典型的脫模劑從工具 表面中繼續(xù)分離。
      [0051] 在引入含粘結(jié)劑的半成品織物零件之前,通過將已在朝向半成品織物零件的一側(cè) 上進行硅化的35ym厚的TPE-E膜放置在預成形工具中可實現(xiàn)另一種變體。引入后,借助 另一層相同的柔性離型膜包封半成品織物零件。在預成形后,在壓力和升高溫度下粘結(jié)劑 熔化,離型膜同時給予半成品織物零件以保護,例如免于磨損。上述的離型膜因此包封CFP 組件直到后者制造完成為止。在注入前膜在注入點是打開的,使得樹脂可流向纖維材料。
      [0052] 為了生產(chǎn)玻璃纖維-聚合物復合材料,可以在連續(xù)帶過程中在包含玻璃纖維和不 飽和聚酯樹脂的片狀模制料(SMC)兩面覆蓋30ym厚的內(nèi)側(cè)硅化的TPC膜。
      [0053] 成特定尺寸之后,以這種方式形成的SMC板可通過壓制進行模制(不需要用離型 劑涂覆工具表面上的區(qū)域),并且在升高的溫度下可進行固化。
      [0054] 為了通過繞制技術(shù)生產(chǎn)纖維復合材料,在繞制設備的芯(所述芯向外逐漸變細) 上牽拉外側(cè)已硅化的50ym厚的TPC膜管。在這里,管在具有較小芯直徑的區(qū)域中伸長約 5%并且在具有較大芯直徑的位置處伸長約50%。隨后將浸漬有環(huán)氧樹脂的碳纖維粗紗纏 繞到膜上。
      [0055] 熱固化之后,可用手從CFP組件中拉出離型膜管而沒有問題。 實施例
      [0056] 實施例1
      [0057] 根據(jù)本發(fā)明的離型膜的生產(chǎn)
      [0058] 為了生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明使用的(臨時)保護層,在低壓下通過等離子體處理對來自 EpurexFilms的厚度為38ym的基于熱塑性共聚醚-酯(TPE-E)PlatilonM0486的熱塑 性彈性體膜進行預處理:出于這個目的,將I. 8m寬的膜引入到在兩個2. 5mX400mm的冷卻 高頻(HF)板狀電極前面2X400mm-片60mm的距離處直徑為I. 2m的3m3圓柱形接地容器 中。出于這個目的,打開卷起的膜,將其運輸經(jīng)過與電極平行的滾筒,隨后將其卷起。完成 退繞后,在反方向上重復該步驟。使用13. 56MHz的高頻。
      [0059] 選擇以下參數(shù):
      [0060] 帶速:4m/min,
      [0061] HF發(fā)生器功率:3500W,
      [0062]氣體引入(氧氣):2000sCCm(標準立方厘米/分鐘),
      [0063] 壓強:5Pa,
      [0064] 處理時間:7天。
      [0065] 用添加交聯(lián)硅化制備物涂覆已通過這種方式處理的膜。
      [0066] 表1 :添加交聯(lián)硅化制備物
      [0067]
      [0068] 通過應用滾筒以3.lg/m2±0. 2g/m2的單位面積重量施用各自的添加交聯(lián)硅化制 備物。為了使涂層交聯(lián),將經(jīng)硅化制備物Sl處理的膜在室溫下保持24小時,并且將經(jīng)硅化 制備物S2處理的膜在70°C下加熱30分鐘。
      [0069] 可提取組分的比例是硅氧烷轉(zhuǎn)移至組件的度量,因為可從硅化(即,膜上的交聯(lián) 涂層)中過濾出未交聯(lián)組分。對于可提取組分的這種測定,通過將IOOcm2硅化膜在15mL甲 基異丁基酮中存儲24小時來提取娃化物??赏ㄟ^原子吸收光譜(配備有SiLuminaLamp 的PerkinElmer1100B)來確定提取物的硅氧烷濃度并從而確定所提取硅氧烷的量。此 外,通過X射線熒光分析確定施用于硅化膜的硅氧烷的重量。儀器OxfordLab-X3000用于 此目的。所提取硅氧烷的量與施用的重量之比最后給出了可提取組分的含量。
      [0070] 獲得了以上提到的兩種硅化膜基于硅化總重量的可提取組分含量為1. 5重量% H-0. 2 重量 %。
      [0071] 實施例2
      [0072]XPS測量
      [0073] 使用來自VG的光譜儀Escalab進行XPS測量(ESCA測量)。進行測量儀器的校準 使得CIs峰的酯族組分在285.OOeV處。由于充電影響,因此有必要將能量軸移到該固定 值而不進行進一步修改。分析室配備有用于單色化AlKa輻射的X射線源、作為中和劑的 電子源、和四極質(zhì)譜儀。此外,該單元具有通過入口狹縫將光電子聚焦到半球分析儀中的磁 透鏡。在測試期間,表面的法線指向半球分析儀的入口狹縫。在確定摩爾比時,每種情況下 的通能都是80eV。在確定峰參數(shù)時,每種情況下的通能都是20eV。調(diào)整靈敏度因素使得在 由ABCR測量長鏈硅油DMST23時,Mff= 13500g/mol,確定了 25原子%的Si、25原子%的 O和50原子%的C的理論元素組成。
      [0074] 經(jīng)脫模聚合物表面的Si含量對污染程度至關(guān)重要(如實施例5所示)。Si含量 如下所示:
      [0075] 實施例I-Sl的硅化膜的測量結(jié)果:24. 9原子%的硅
      [0076] 實施例1-S2的硅化膜的測量結(jié)果:25. 1原子%的硅
      [0077] 實施例3
      [0078] 深拉能力
      [0079] 為了確定深拉能力,在室溫下在敞口模具中通過真空輔助將實施例1-S2的膜截 面深拉至250%的伸長率,隨后施用來自Bergolin的具有以下組成的凝膠涂層并在室溫下 固化約3小時:
      [0080]-SteodurPUR凝膠涂層人工組合物6D970-5015-1 ;50g
      [0081]-SteodurPUR硬化劑7D202 ;30g
      [0082]SteodurPUR促進劑藍6D972-OOOO;I.5mL
      [0083] 隨后可剝離具有涂層的膜截面而沒有問題。這甚至適用于伸長率為250%的區(qū)域。
      [0084] 實施例4
      [0085] 抗剝離性的測量(180°剝離測試)
      [0086] 在每種情況下,通過來自Huntsman的雙組分環(huán)氧化物粘合劑2011Araldite2001 以約0. 5mm的粘合劑厚度將根據(jù)實施例I-Sl的和根據(jù)實施例1-S2的以及根據(jù)實施例1的 未涂覆(即,無硅氧烷)膜粘接至聚碳酸酯板。室溫下24小時后,使用基于ASTMD903的 方法借助切割機從上面切下各自寬度為25mm且長度為152mm的5個膜條帶,并且通過材料 測試機(來自Zwick的Z020)以180°的角度和152mm/min的速度將其從經(jīng)固化粘合劑中 剝離。
      [0087] 出于這個目的,對于實施例1的硅氧烷涂覆樣品(變體Sl和S2二者),必須施加 小于0. 08N/cm的平均力,而在參考測量中,未涂覆的無硅氧烷膜在僅約8N/cm下就可被剝 離??汕宄乜吹?,通過牽拉使未涂覆膜發(fā)生塑性變形,但
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