BR112012024545B1 - material compósito curável tipo lâmina e método de não laminação de um rolo de material compósito não curado - Google Patents
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Abstract
materiais compósitos. um material compósito curável tipo lâmina compreendendo resina curável e pelo menos uma camada das fibras estruturais, e compreendendo uma camada de base externa tendo uma reologia dependente do cisalhamento, em que a camada de base apresenta essencialmente ausência de fluxo em repouso na superfície externa do material compósito e apresenta uma resposta de fluxo viscoso para cisalhamento induzido.
Description
““MATERIAL COMPÓSITO CURÁVEL TIPO LÂMINA E MÉTODO DE NÃO LAMINAÇÃO DE UM ROLO DE MATERIAL COMPÓSITO NÃO CURADO ”
Campo Técnico [001] A presente invenção se refere aos materiais compósitos, particularmente pré-impregnados e semi-impregnados curáveis.
Antecedentes [002] Os materiais compósitos têm vantagens bem documentadas sobre os materiais tradicionais de construção, particularmente no fornecimento das excelentes propriedades mecânicas nas densidades muito baixas do material. Como um resultado, o uso de tais materiais é tornando-se cada vez mais muito difundido e seus campos de faixa de aplicação de industrial e desportos e lazer para componentes aeroespaciais de alto desempenho.
[003] Os pré-impregnados, compreendendo um arranjo de fibra impregnado com resina, tal como, resina de epóxi, são amplamente empregados na geração de tais materiais compósitos. Tipicamente um número de camadas de tais préimpregnados é considerado como desejado e o laminado resultante é curado, tipicamente por meio da exposição à temperatura elevada, para produzir um laminado curado composto.
[004] Um tipo particular de pré-impregnado é o semi-impregnado assim chamado, o que envolve o arranjo de fibra sendo somente parcialmente impregnado com a resina, deixando uma porção da disposição de fibras num estado seco.
[005] Tais semi-impregnados pode fornecer porosites inferiores no laminado curado compósito final, como as regiões secas permitem que uma via para o ar retido escapar a partir do laminado.
[006] Um arranjo semi-impregnado comum é a de ter uma camada de resina curável em contato com uma ou duas camadas adjacentes de fibras que permanecem essencialmente secas apenas com a migração da resina muito pouco para as
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2/18 fibras adjacentes. Semi-impregnados tais encontrar uso particular como parte de grandes estruturas de suporte, por exemplo, mastros de pás para turbinas eólicas.
[007] No entanto, algumas resinas que inevitavelmente migrar para as fibras ao longo do tempo, especialmente durante o armazenamento, e podem passar para a outra face, um fenômeno conhecido como bloqueador.
[008] Pré-impregnados e semi-impregnados são tipicamente produzido como um rolo de material em folha. Quando é desejado para produzir uma estrutura do pré-impregnado ou semi-impregnado o rolo é desenrolado, e o material desejado como previsto. Para permitir que isto ocorra desenrolar uma folha de suporte sólido, por exemplo, polietileno ou de papel, é geralmente aplicada a uma superfície externa do pré-impregnado ou semi-impregnado.
[009] Após a laminação do material num rolo da folha de suporte evita que as camadas adjacentes de pré-impregnado ou semi-impregnado de aderem uma as outras. À medida que o rolo é desenrolado em seguida a folha de suporte é então removido a partir do pré-impregnado ou semi-impregnado curável, e é então descartada como resíduo.
[0010] Tais folhas de suporte sólidas são por conseguinte cuidadosamente preparadas e formuladas para proporcionar uma superfície anti-aderente, para que possam separar a partir de uma superfície de resina e impedir a adesão entre as camadas adjacentes de pré-impregnado ou laminado semi-impregnado.
[0011] No entanto, esta utilização da folha de suporte é um desperdício e aumenta o custo de produção, uma vez que é descartada após o uso. Além disso, existe uma possibilidade de que a folha de suporte não será removida com sucesso a partir do rolo, apesar dos esforços em contrário, em particular quando são aplicadas num processo automatizado, como é cada vez mais comum. Quando isso acontecer, então toda a pilha de pré-impregnados e/ou semi-impregnados é rejeitada.
[0012] Têm sido feitas tentativas para produzir semi-impregnados que
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3/18 não requerem o uso de uma folha de suporte. Isto envolveu o aumento da viscosidade da camada de resina curável, de modo que ele tem menos tendência a migrar através de qualquer camada de fibras adjacentes e causar bloqueio. Enquanto isto pode ser conseguido, o aumento na viscosidade reduz a adesividade e a maleabilidade da lâmina semi-impregnada, e apenas prolonga o bloqueio inevitável, permitindo um tempo de armazenamento limitado. Tendo em conta estas desvantagens, semi-impregnados sem uma folha de suporte não são atualmente recomendados.
[0013] Um melhoramento ainda mais nesta área seria, portanto, altamente desejável.
Sumário da Invenção [0014] A presente invenção se refere a um material compósito curável tipo lâmina compreendendo resina curável e pelo menos uma camada das fibras estruturais, e compreendendo uma camada de base externa tendo uma reologia dependente do cisalhamento, em que a camada de base apresenta essencialmente ausência de fluxo em repouso na superfície externa do material compósito e apresenta uma resposta de fluxo viscoso para cisalhamento induzido.
[0015] A camada de revestimento é aplicada sobre a face exterior, durante a fabricação do material compósito curável, após o que apresenta, essencialmente, nenhuma das características de fluxo. Uma vez que o material compósito foi enrolado sobre si mesmo, a camada de suporte permanece no seu lugar, tendo em conta as suas características essencialmente sem fluxo. Ele, por conseguinte, impede que a resina curável de camadas adjacentes de material compósito laminado entre em contato.
[0016] Assim, o material do tipo folha compósita é, de preferência, na forma de um rolo. Assim, o material compósito é de preferência suficientemente flexível de modo a ser capaz de formar um rolo com um diâmetro de menos de 20 cm, mais preferivelmente menor que 10 cm.
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4/18 [0017] Como tal, o material composite) é de preferência não tão espesso que não possa ser facilmente enrolado. Assim, tipicamente, o material compósito tem uma espessura de 0,5 a 5,0 mm, de preferência de 1,0 a 4,0 mm.
[0018] Quando o rolo de material compósito é desejado para ser utilizado, ele é desenrolado de uma maneira conhecida. A tensão de corte que proporciona a ação desenrolar provoca a camada de suporte para expor a resposta do fluxo viscoso. Isto tem o efeito que ele flui em resposta à força de cisalhamento, o que está longe do ponto de separação de camadas adjacentes de material compósito. Assim, a camada de suporte permite que as camadas adjacentes de material compósito para separar a partir do rolo sem aderir uns aos outros.
[0019] Acredita-se que a presente invenção seja altamente inovadora porque visa a controlar a aderência entre camadas adjacentes inevitáveis quando uma folha de suporte removível, tal como utilizado no estado da técnica, é omitida. Em vez de evitar a aderência de camadas adjacentes em conjunto, acredita-se que a camada laminada adjacente serão aderentes umas às outras, como as forças de cisalhamento induzidas mediante laminagem causar algum fluxo da camada de suporte para as fibras da camada adjacente laminado.
[0020] Através do controle da reologia para permitir que a camada de suporte se mantenha entre as camadas adjacentes de material compósito quando rolou e no armazenamento, e também de ser capaz de fluir de cisalhamento, uma vez induzida a partir de desenrolamento é experimentado, o material compósito pode ser desenrolado com o material compósito intacto sem a necessidade de um papel de proteção amovível ou uma folha.
[0021] Por conseguinte, pode ser visto que a camada de suporte da presente invenção não é removida, uma vez que constitui uma parte integrante do material compósito.
[0022] Assim, o material compósito é tipicamente livre de qualquer folha
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5/18 de suporte removível sólido.
[0023] Por removível entende-se que a folha pode ser desenrolada a partir do material compósito, deixando o restante do material compósito intacto.
[0024] O material compósito é tipicamente um pré-impregnado ou um semi-impregnado. No entanto, acredita-se que a presente invenção seja particularmente aplicável a semi-impregnados.
[0025] Um arranjo típico de semi-impregnado inclui uma camada de resina curável em contato com uma ou duas camadas de fibras estruturais que não são completamente impregnadas com a resina. Neste arranjo, a camada de suporte é, de preferência, adjacente a uma camada de fibras estrutural, no entanto outros arranjos são possíveis.
[0026] O material compósito pode incluir camadas adicionais de material, no entanto, cada um deve ser tomar medidas para assegurar que o material compósito seja flexível o suficiente para formar um rolo.
[0027] O material compósito da presente invenção é particularmente adequado para utilização na formação de um componente estrutural, por exemplo, uma longarina de pás de turbinas eólicas ou um veículo aeroespacial, tais como uma aeronave. Como tais estruturas são geralmente bastante grandes, é preferível que o material compósito possa formar um rolo que tem um comprimento superior a 10,0 centímetros, e, pelo menos, 1,0 m de material laminado. Assim, o material compósito tem uma área de superfície de pelo menos 0,1 m2, de preferência pelo menos 0,3 m2.
[0028] Deve entender-se que os materiais compósitos da presente invenção requerem apenas uma face exterior compreendendo uma camada de suporte tal como aqui descrito.
[0029] No entanto, verificou-se que, na sequência de desenrolamento de uma folha de material compósito com uma única camada exterior da camada de
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6/18 suporte, o material compósito desenrolado tende a compreender a camada de suporte em ambas as suas camadas exteriores. Isto é assim porque se verificou que, tal como a camada de suporte flui para longe da ação de corte no ponto de separação de camadas adjacentes de material compósito, uma parte da camada de suporte permanece no seu local original do material compósito e uma outra parte que transfere a camada adjacente de material compósito. Com efeito, a camada de suporte se divide para cobrir as duas faces exteriores do material compósito.
[0030] Assim, o material compósito pode compreender duas camadas de suporte, cada um sobre uma das duas faces exteriores e sendo da mesma composição.
[0031] Uma característica essencial da invenção é que a camada de suporte tem uma reologia de cisalhamento-dependente. Isto significa que ele exibe uma resposta de fluxo viscoso de cisalhamento induzido e, assim, flui como um líquido. No entanto, no ambiente de baixo cisalhamento ou próximo de zero encontrado durante o armazenamento em um rolo, a camada de suporte apresenta, essencialmente, ausência de fluxo e, portanto, permanece no seu lugar e não tende a migrar durante a armazenagem.
[0032] Uma forma de obter este resultado é que a camada de suporte exponha propriedades de pseudoplasticidade e, portanto, comportando-se como um líquido mais viscoso em repouso e um fluido menos viscoso em resposta ao cisalhamento.
[0033] Outra possibilidade é que a camada de suporte se torne um gel em repouso, tendo uma tensão de cedência pequena, mas mensurável, suficiente para que permaneça essencialmente sólida a partir da armazenagem. Uma vez que as forças de cisalhamento são encontradas quando as camadas adjacentes são separadas a tensão de escoamento é excedida e a camada de suporte flui como um líquido para longe da região de corte.
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7/18 [0034] Assim, de preferência, a camada de suporte apresenta uma viscosidade de menos do que 500 Pas, mais preferivelmente 5-300 Pas, mais preferivelmente 5-150 Pas, a uma taxa de cisalhamento de 10 s-1 e apresenta uma viscosidade de mais do que 500 Pas, mais preferivelmente superior a 1000 Pas, a uma taxa de cisalhamento de 0,1 s-1. Todas as viscosidades sendo medidas a 25°C.
[0035] Numa modalidade preferida, a camada de suporte compreende resina curável, a qual pode ser a mesma ou diferente para a resina curável no corpo principal do material compósito.
[0036] Numa modalidade preferida, a camada de suporte compreende pelo menos 60% em peso, mais preferivelmente pelo menos 70% em peso de resina curável. De fato, pode mesmo ser preferível que a camada de suporte consista, essencialmente, de resina curável. Tais resinas curáveis conhecidas na arte são conhecidas por serem fluidos newtonianos e, portanto, de preferência, incluem material de modificação-reologia.
[0037] A camada de suporte que compreende a resina curável é particularmente desejável, tal como a camada de suporte não for removido, uma vez que é da técnica anterior. Assim, pelo fato de compreender a resina curável, a folha de suporte pode eficazmente co-cura-se com a resina curável no corpo principal do material compósito. Desta forma, a camada de suporte pode tornar-se parte de cima do material compósito de cura, sem qualquer efeito prejudicial sobre as propriedades mecânicas do compósito curado.
[0038] Pseudoplasticidade variantes conhecidas resinas curáveis podem ser feitas, por exemplo, pela adição de uma quantidade suficiente e do tipo de material sólido em partículas. Um material adequado para tal são partículas de silica fumada, embora possa haver muitos outros materiais em partículas apropriados. Numa forma de realização particularmente preferida, o material em partículas é um sólido de resina curável à temperatura ambiente com um ponto de fusão superior a
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60°C. Nesta forma de realização, não só a resina, mas também o material de modificação de reologia de co-cura com a resina no corpo principal do material compósito.
[0039] Variantes de gelificação conhecidos resinas curáveis podem ser obtidas pela adição de um gelator adequado, por exemplo, tal como descrito na EUA 7.550.722. Particularmente adequadas para os tipos não-poliméricos gelatores incluem os éteres de alquila de fenóis, em especial fenóis di-funcionais e tri-funcionais. De preferência, a porção alquila do éter alquílico está dentro do intervalo hexila a octadecila. Adequadamente, a camada de suporte pode comparar de 2 a 10% em peso de gelator.
[0040] Os compostos que são particularmente adequados para utilização como não poliméricos gelatores incluem éteres de octila a octadecila, de catecol, hidroquinona, resorcinol, 4, 4 '-bisfenol, dióis de naftaleno, dióis de antraceno, dióis de antraquinona, pirogalol, floroglucinol e dióis de estilbeno .
[0041] As fibras nas camadas de fibras estruturais pode ser unidirecional, de tecido ou de forma multi-axial. De preferência, as fibras são unidirecionais e sua orientação pode variar ao longo do material compósito, por exemplo, préimpregnado ou semi-impregnado, por exemplo, providenciando para que as fibras em camadas adjacentes para serem ortogonais entre si numa disposição chamada 0/90, o que significa os ângulos entre as camadas adjacentes de fibras. Outros mecanismos, tais como 0/45 / -45/90 são perfeitamente possíveis entre muitas outras modalidades.
[0042] As fibras podem compreender fendidas (isto é, estiramento quebrada), fibras seletivamente descontínuas ou contínuas.
[0043] As fibras estruturais podem ser feitas a partir de uma grande variedade de materiais, tais como vidro, carbono, grafite, polímeros metalizados de aramida, e suas misturas. As fibras de vidro são preferidas. O material compósito compreende, tipicamente, 30-70% em peso de fibras estruturais.
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9/18 [0044] Como discutido acima, além da camada de suporte (que pode ser ele próprio resina curável em grande parte), os materiais compósitos da presente invenção compreendem uma resina curável, isto é, uma resina termoendurecível. A resina curável pode estar presente como uma camada discreta ou pode ser total ou parcialmente impregnada em uma camada de fibras estruturais. O material composite) compreende, tipicamente, 15-50% em peso de resina curável, não incluindo qualquer resina curável que pode estar presente na camada de suporte. Assim, é normalmente um fluido newtoniano, sem cisalhamento dependente de reologia.
[0045] A resina curável pode ser selecionada dentre as convencionalmente conhecidas na técnica, tais como resinas de fenol-formaldeído, ureiaformaldeído, 1,3,5-triazina-2,4,6-triamina resinas (melamina), bismaleimida, resinas epóxi, resinas de éster de vinila, resinas de benzoxazina, poliésteres, poliésteres insaturados, resinas de éster de cianato, ou suas misturas.
[0046] São particularmente preferidas as resinas de epóxi, por exemplo, monofuncionais, bifuncionais ou resinas epóxi trifuncionaisl ou tetrafuncionais.
[0047] A resina epóxi pode compreender resinas epóxi monofuncionais, bifuncionais, trifuncionais e/ou tetrafuncionais.
[0048] Resinas epóxi bifuncionais adequadas, a título de exemplo, incluem aquelas com base; éter diglicidílico de bisfenol F, bisfenol A (opcionalmente bromados), éter novolacs de epoxi de fenol e cresol, éteres de glicidilo de fenolaldelyde aductos, éteres de glicidilo de dióis alifáticos, diglicidílico, éter dietileno glicol diglicidílico, resinas epoxi alifáticas, aromáticas, olefinas éteres poliglicidílicos epoxidados, resinas bromados, aminas aromáticas heterocíclicas imidines glicidílicos, glicidilo e as amidas, éteres glicidílicos de resinas epoxi, fluorados, ou qualquer combinação dos mesmos.
[0049] Resinas epóxi difuncionais podem ser preferencialmente selecionadas a partir de éter diglicidílico de bisfenol F, éter diglicidílico de bisfenol A di
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10/18 hidroxi-naftaleno, diglicidílico, ou qualquer combinação destes.
[0050] Adequadas resinas epóxi trifuncionais, por meio de exemplo, podem incluir aquelas com base em novolacs de epoxi fenol e cresol, éteres de glicidila de fenol-aldeido, resinas epoxi adutos aromáticos, alifáticos, éteres de triglicidilo dialiphatic éteres alifáticos, éteres de triglicidilo poliglicidílicos, olefinas epoxidados, resinas bromados, aminophenyls triglicidilo, aminas aromáticas heterocíclicas imidines glicidílicos, glicidilo e as amidas, éteres glicidílicos de resinas epoxi, fluorados, ou qualquer combinação destes.
[0051] Resinas epóxi adequadas incluem tetrafuncionais N, N, N ', N'xylenediamine tetraglicidilo-m-(disponível comercialmente a partir de Mitsubishi Gas Chemical Company sob o nome de Tetrad-X, e como Erisys GA-240 a partir de produtos químicos de CVC), e N, N, N ', N'-tetraglycidylmethylenedianiline (por exemplo, a partir de MY721 Huntsman Advanced Materials).
[0052] A resina termoendurecível pode ainda compreender um ou mais agentes de cura. Os agentes de cura apropriados incluem anidridos, especialmente anidridos poli-carboxílicos; aminas aromáticas, em particular, por exemplo, aminas 1,3-diaminobenzeno, 4,4 '-diamino-difenilmetano e, em particular, por exemplo, as sulfonas 4,4 '-diaminodifenil-sulfona (4,4' DDS), e 3,3 '-diaminodifenil-sulfona (3,3' DDS), e as resinas de fenol-formaldeído. Os agentes de cura preferidos são os aminoácidos, particularmente sulfonas 4,4 'DDS e 3,3' DDS.
[0053] Outros exemplos do tipo de desenho e da resina e as fibras podem ser encontrados no documento WO 2008/056123.
[0054] A camada de suporte pode compreender adicionalmente potenciadores de desempenho. Isto é particularmente vantajoso para o caso em que não é apropriado adicionar esses materiais à resina curável no corpo principal do material compósito. É também para ser notado que o material da camada de suporte podería ser esperado que em grande parte permanecesse na camada exterior do material
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11/18 compósito durante a armazenagem e, mesmo após a cura. Assim, pode ser tomado como vantagem os potenciadores de desempenho sendo também localizados nesta região do compósito. Tais potenciadores de desempenho estariam tipicamente presentes a um nível de desde 0 a 10% em peso da camada de suporte.
[0055] Exemplos de potenciadores de desempenho adequados incluem retardadores de chama, resistência, estabilizadores de UV e agentes antifúngicos.
[0056] Em outro aspecto, a invenção refere-se a um método de formação de um rolo de material compósito não curado, em que um material compósito aqui definido é enrolado sobre si próprio, sem a presença de uma folha de suporte removível sólido.
[0057] Do mesmo modo, em outro aspecto, a invenção refere-se a um método para desenrolar um rolo de material compósito não curado tal como aqui definido enrolado sobre si mesmo sem a presença de uma folha removível sólida, em que o desenrolamento é facilitado pelo fluxo viscoso da camada de suporte para longe do ponto de separação de camadas adjacentes de material compósito.
[0058] Uma vez enrolado, o material compósito é fixado, tipicamente como parte de um arranjo de múltiplas camadas para se adaptar à forma de um membro estrutural. O material compósito pode ser então curado, em caso de exposição a uma temperatura elevada e pressão elevada, opcionalmente, para produzir um material compósito curado.
[0059] A invenção será agora ilustrada, a título de exemplo, e com referência às figuras seguintes, em que:
[0060] A Figura 1 é uma representação esquemática de um semiimpregnado de acordo com a presente invenção.
[0061] A Figura 2 é uma representação em corte de parte de um material laminado compósito à medida que sofre desenrolamento.
[0062] Passando agora às figuras, a figura 1 mostra uma representação
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12/18 esquemática de um semi-impregnado (10) de acordo com a invenção. As camadas da semi-impregnado são mostradas em forma de ziguezague, para facilidade de ilustração.
[0063] O semi-impregnado (10) compreende duas camadas (12) de tecido de fibra de carbono unidirecional de 310g/m2 dispostos em ângulos de 45° e 30° para o comprimento do semi-impregnado, como mostrado na figura.
[0064] Ensanduichada entre as camadas de fibras (12) está é uma camada de resina epoxi M9.6 (14) de 330g/m2 (disponível a partir de Hexcel). Uma face exterior é coberta por uma camada de suporte (16) que compreende 200g/m2 de resina epóxi (LY1556) e contendo partículas de silica (5% de Aerosil R202) para fornecer propriedades de pseudoplasticidade.
[0065] Em uso, o semi-impregnado (10) é enrolado sobre si próprio com a camada de suporte de forma eficaz a separação de camadas adjacentes do semiimpregnado 10 durante o armazenamento.
[0066] À medida que os rolos semi-impregnado 10 sobre si própria, as pequenas tensões de cisalhamento que ocorrem sobre rolamento, pode ser suficiente para a camada de suporte a fluir e penetrar a folha adjacente da camada de fibra seca 12. Uma vez que este fluxo inicial ocorre, a camada de suporte retorna para a sua forma substancialmente não fluida e mantém-se no local entre as camadas de semi-impregnado 10 durante o armazenamento.
[0067] A Figura 2 mostra esquematicamente a sequência de eventos que ocorrem ao desenrolar. A primeira imagem mostra uma vista lateral esquemática em corte através de um laminado semi-impregnado de acordo com a invenção. É mostrada uma primeira semi-impregnado 20 e uma camada adjacente da mesma semi-impregnado 22. Também mostrada está a camada de suporte 24 ensanduichada entre as camadas 20, 22 semi-impregnadas. Cada semi-impregnado compreende fibras estruturais (26) de fibras de carbono unidirecionais parcialmente impreg
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13/18 nadas com a resina curável 28, por exemplo, resina epóxi.
[0068] A segunda imagem da figura 2 mostra a disposição após um período prolongado de tempo em armazenamento. Pode ser visto que a camada de suporte continua a isolar as duas camadas semi-impregnadas 20, 22, apesar de alguma migração das fibras adjacentes 26 e 28 de resina para a camada de suporte 24.
[0069] A terceira imagem da Figura 2 mostra o que acontece quando o desenrolamento do laminado semi-impregnado é tentada. À medida que a camada de suporte tem de cisalhamento dependente da reologia, mediante a indução de semi-impregnados vizinhas 20 a separar-se, a camada de suporte se comporte de uma maneira semelhante a líquido e flui para longe do ponto de tensão máxima de cisalhamento. Assim, a camada de suporte 24 permanece aderido às camadas semi-impregnado vizinhos e, em vez de forma eficaz se divide em duas, atuando como mecanismo de falha para desenrolar.
[0070] Assim, ao desenrolar, a folha semi-impregnado irá compreender aproximadamente cerca de metade da camada de suporte original 24 numa das faces e o restante na outra face.
[0071] O semi-impregnado desenrolado pode então ser estabelecido sem a necessidade de remover a camada de suporte e formada, como desejado, por exemplo de modo a formar parte de uma estrutura tal como uma longarina para uma pá de turbina eólica ou parte de uma estrutura do veículo aeroespacial.
[0072] Uma vez formado, o conjunto é curado por exposição à temperatura e pressão elevadas, opcionalmente, elevada por quaisquer meios adequados conhecidos na arte. À medida que a camada de suporte é largamente composta de resina curável, a co-cura com a resina curável, para contribuir para a resistência da estrutura resultante curado.
Exemplos
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14/18
Materiais formulação:
[0073] · Líquido éter diglicidílico de bisfenol A (uma resina epóxi).
LY1556 da Huntsman Advanced Materials, Cambridge, Reino Unido.
[0074] · éter diglicidílico de bisfenol A Sólido (uma resina epóxi). Epikote 1001 da Hexion Especialidade Chemicals BV, Rotterdam, Holanda.
[0075] · Dicianodiamida (um agente de cura). Dyhard 100 de AlzChem
Trostberg GmbH, Trostberg, Alemanha.
[0076] · 3,3 (4-metil-1,3-fenileno) bis (1,1-dimetilureia) + (um agente de cura).
[0077] Dyhard UR500 de AlzChem.
[0078] · Araldite DY135 azul. Pigmento azul de Materiais Avançados
Huntman, Cambridge, Reino Unido.
[0079] · silica hidrofóbica. Aerosil R202 da Evonik Industries AG, Essen, Alemanha.
[0080] · Sylvagel 1000 (um agente gelificante) do Arizona Chemicals,
Almere, na Holanda.
Os materiais de substrato [0081] HexFIT 2000: M9.6-LT/35% / BB630/2G materiais semiimpregnado de Hexcel GmbH, Neumarkt, na Áustria.
[0082] M9.6-LT, M9.7 resina de Hexcel GmbH, Neumarkt, na Áustria.
[0083] Padrão semi-preg materiais foram construídos a partir de uma camada de película de 340 g/m2 de M9.6-LT, LT-M9.6F M9.7 ou resina (Hexcel proprietárias sistemas de resinas formuladas), ao qual uma camada de reforço de vidro UD fibrosa está ligado a qualquer lado do filme.
[0084] A camada suporte foi formulada usando uma resina líquida, uma silica fumegada e/ou resina sólida micronizada e um sistema curativo tal como dici/urone conhecido por aqueles técnicos no assunto. Outra camada suporte foi for
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15/18 mulada por uma resina epóxi liquida “coagulante” usando um gelador apropriado tal como Sylvagel 1000.
Exemplo 1
| LY1556 | 73.69% |
| Epikote 1001 (sieved) | 16.77% |
| Dyhard 100 | 2.97% |
| Dyhard UR500 | 1.35% |
| Aerosil R202 | 4.73% |
| DW0135 blue | 0.49% |
Exemplo 2
| LY1556 | 89.13% |
| Dyhard 100 | 3.21% |
| Dyhard UR500 | 1.45% |
| Aerosil R202 | 5.73% |
DW0135blue 0.48%
Exemplo 3
Epikote816MV 95%
Sylvagel 1000 5% [0085] Quando medido usando um reometro Bohlin Gemini com placas paralelas de 40mm, as seguintes viscosidades são obtidas com respeito à taxa de cisalhamento
Tabela 1
| Taxa de cisalhamento s 1 | Exemplo 2 (Pas) | Exemplo 3 (Pas) |
| 0,11 | 4148 | 2242 |
| 1,05 | 538 | 314 |
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16/18
| 10,39 | 111 | 46 |
| 103,11 | 40 | 5 |
[0086] As propriedades de cisalhamento de desbaste dos exemplos 2 e 3 são claramente mostradas.
[0087] A camada de suporte foi, então, aplicada a uma das superfícies exteriores do material até 200 g/m2.
[0088] Tais conjuntos, em seguida, tem a capacidade de ser pressionado em conjunto sem a necessidade de uma entrefolha de polietileno. Isto foi medido utilizando um método de teste de juntas pressionando duas camadas de material de tal forma que a camada de suporte está atuando como uma interface entre as duas camadas.
[0089] A camada suporte tem sido mostrada para distribuir-se uniformemente sobre a superfície do substrato uma vez adjacente na casca.
Teste de casca [0090] Dupla face adesiva sensível à pressão de tecido foi usada para proteger as amostras de semi-preg a um substrato de alumínio rígido e um substrato de folha de alumínio flexível. Estes foram prensados à temperatura ambiente em 11lkPa para um dado tempo usando uma prensa pneumática. Os painéis de amostra foram depois cortados em tiras de 25 milímetros, para testes.
[0091] O teste foi realizado utilizando um suporte de ensaio Instron 5569 utilizando Instron Series IX software e uma célula de carga de 2kN. O lado da folha foi arrancado em 180° a uma velocidade de cabeça cruzamento de 300mm/min, com a cabeça movimentação entre 200mm. Este descascado 100 mm da amostra. Peel pontos fortes foram registrados em unidades de N/25 mm. Avaliação qualitativa de danos reboque de fibra também foi registrado.
[0092] Verificou-se que uma amostra de controle que consiste em duas
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17/18 camadas de material semi-preg padrão, HexFIT 2000: M9.6-LT/35% / BB630, necessitaram de uma força de descasque de 61N com danos severos estopa de fibras, após 7 dias sob pressão a 11 kPa. O mesmo material utilizando uma película antiaderência descrito nos exemplos 1 e 2, tanto necessária uma força de descasque de 14N sem dano da fibra observada após 7 dias sob pressão. Os resultados individuais são resumidos na tabela a seguir.
Tabela 2
| N° da Amostra | Controle (N) | Exemplo 1 (N) | Exemplo 2 (N) |
| 1 | 52,8 | 14,5 | 18,3 |
| 2 | 60,3 | 11,6 | 16,8 |
| 3 | 67,4 | 13,2 | 14,1 |
| 4 | 62,2 | 16,3 | 10,3 |
| 5 | 56,5 | 13,8 | 11,0 |
| 6 | 68,3 | 14,1 | 14,0 |
| Média | 61,3 | 14,1 | 14,0 |
[0093] Além disso, verificou-se que uma amostra de controle que consiste em duas camadas de material semi-preg padrão, HexFIT 2000: M9.6-LT/35% / BB630, necessitou de uma força de descasque de 53N com danos estopa de fibras após 15 minutos sob pressão em 11 kPa. Uma amostra do mesmo material com uma película de anti-bloqueio descrito no exemplo 3 é necessária uma força de descasque de 4N sem dano da fibra, após 15 minutos, sob a pressão de uma 11 kPa. Os resultados individuais são resumidos a seguir
Tabela 3
| N° da Amostra | Controle (N) | Exemplo 3 (N) |
| 1 | 61,3 | 7,9 |
| 2 | 65,0 | 2,9 |
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18/18
| 3 | 53,3 | 1,9 |
| 4 | 46,6 | 2,7 |
| 5 | 45,6 | 3,2 |
| 6 | 45,9 | 7,8 |
| Média | 52,9 | 4,4 |
[0094] Um laminado de controle consistindo de 7 camadas de HexFIT 2000: M9.6-LT/35% / BB630 e laminados de ensaio que consiste em sete camadas de HexFIT 2000: M9.6-LT/35% / BB630 revestido com uma camada de anti-bloqueio descritos nos exemplos 1 e 2 foram curados em um conjunto de saco de vácuo durante 1 hora a 120°C. Todos os laminados exibiram uma temperatura de transição de vidro de 126-127°C e uma resistência ao corte interlaminar (ILSS) de 47MPa.
Claims (11)
1. Material compósito curável tipo lâmina CARACTERIZADO pelo fato de que compreende resina curável e pelo menos uma camada de fibras estruturais, e compreende uma camada de base externa que compreende resina curável diferente da resina curável no corpo principal do material compósito, a camada de base tendo uma reologia dependente de cisalhamento que exibe uma viscosidade de menos de 500 Pas, mais preferencialmente de 5 a 300 Pas, mais preferencialmente de 5 a 150 Pas, a uma taxa de cisalhamento de 10 s'1 e exibe uma viscosidade de mais de 500 Pas, mais preferencialmente mais de 1000 Pas, a uma taxa de cisalhamento de 0,1 s'1, todas as viscosidades sendo medidas a 25 °C, conforme descrito aqui, a camada de base exibe essencialmente nenhum fluxo em repouso na superfície externa do material compósito e exibe uma resposta de fluxo viscoso ao cisalhamento induzido.
2. Material compósito, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que é livre de qualquer lâmina de base sólida removível.
3. Material compósito, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que é suficientemente flexível a fim de ser capaz de formar um rolo com um diâmetro de menos que 20 cm, de preferência de menos que 10 cm.
4. Material compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a
3, CARACTERIZADO pelo fato de que tem uma espessura de 0,5 a 5,0 mm, de preferência de 1,0 a 4,0 mm.
5. Material compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a
4, CARACTERIZADO pelo fato de que é um pré-impregnado ou um semiimpregnado.
6. Material compósito, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que é um semi-impregnado e inclui uma camada de resina curável em contato com uma ou duas camadas de fibras estruturais as quais não são impregna
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2/2 das com resina, em que a camada de base é adjacente a uma tal camada de fibra estrutural.
7. Material compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a
6, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende duas camadas de base, cada em uma das duas faces externas e sendo da mesma composição.
8. Material compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a
7, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de base forma um gel em repouso.
9. Material compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a
8, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de base compreende pelo menos 60% em peso, de preferência pelo menos 70% em peso de resina curável, mais preferível que a camada de base consiste essencialmente em resina curável.
10. Material compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a
9, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de base compreende material particulado, de preferência o material particulado é um sólido da resina curável em temperatura ambiente com um ponto de fusão maior do que 60 °C.
11. Método de não laminação de um rolo de material compósito não curado, como definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de que é laminado sobre si mesmo sem a presença de uma lâmina sólida removível, em que a não laminação é facilitada pelo fluxo viscoso da camada de base longe do ponto de separação das camadas adjacentes do material compósito.
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