BR112015002070B1

BR112015002070B1 - material compósito com partículas de poliamida, parte de compósito e métodos para produzir uma parte de compósito e para produzir um material de compósito pré-impregnado

Info

Publication number: BR112015002070B1
Application number: BR112015002070-4A
Authority: BR
Inventors: Yen-Seine Wang; Maureen Boyle
Original assignee: Hexcel Corporation
Priority date: 2012-08-26
Filing date: 2013-08-01
Publication date: 2020-07-07
Also published as: EP2888316B1; RU2015110704A; US9200125B2; CA2880141A1; JP6192723B2; CN104704029A; CN104704029B; EP2888316A1; AU2013309363A1; AU2013309363B2; JP2015527462A; CA2880141C; BR112015002070A2; RU2625241C2; WO2014035598A1; US20140058013A1; ES2930226T3

Abstract

MATERIAL COMPÓSITO COM PARTÍCULAS DE POLIAMIDA A presente invenção oferece um material compósito pré-impregnado (pre-preg) que pode ser curado/moldado para formar partes do compósito que apresen-tam alta resistência à compressão sob condições de calor e umidade, assim como alta tolerância a danos e resistência à fratura interlaminar. A resina matriz inclui um componente da partícula termoplástica que contém partículas de poliamida compos-tas do produto de condensação polimérica de um derivado metil de bis (4 aminoci-cloexil) metano e um ácido 1,10 decano dicarboxílico alifático.

Description

Antecedentes da invenção 1. Campo da invenção

[001 ]A presente invenção está relacionada a um material compósito pré- impregnado (prepreg) que é utilizado na produção de partes deste compósito de alto desempenho. Mais particularmente, a invenção é direcionada ao fornecimento de um prepreg que pode ser curado/moldado para formar partes do compósito que apresentam alta resistência à compressão sob condições de calor e umidade, assim co-mo alta tolerância a danos e à fratura interlaminar.

2. Descrição de técnicas relacionadas

[002]Materiais compósitos são compostos principalmente de uma matriz de resina e fibras de reforço. Os materiais compósitos são geralmente utilizados em meios exigentes, tais como na área de aviação onde os limites físicos e características das partes do compósito são de importância crucial.

[003]0 material compósito pré-impregnado (prepreg) é utilizado amplamente na produção de partes do compósito. O prepreg é uma combinação que inclui geralmente resina não curada e reforço de fibras em uma forma que pode ser prontamente moldada e curada para produção da parte do compósito final. Através da pré- impregnação do reforço de fibras com resina, o fabricante pode controlar cuidado-samente a quantidade e local da resina que será impregnada na rede de fibras, e garantir que ela seja distribuída conforme desejado. Sabe-se que a quantidade relativa de fibras e resina em uma parte do compósito e a sua distribuição apresentam um grande impacto nas propriedades estruturais da parte. O prepreg é um material de preferência para uso na produção de partes que suportam cargas ou partes es-truturais primárias e, particularmente, partes aeroespaciais, tais como asas, fusela- gens, divisórias e superfícies de controle. É importante que estas partes apresentem resistência suficiente, tolerância a danos e outras exigências que são rotineiramente estabelecidas para tais partes.

[004]0s reforços das fibras que são comumente utilizados em prepreg de aplicação aeroespacial são tecidos multidirecionais ou fita unidirecional que contêm fibras que se estendem paralelamente entre si. As fibras estão geralmente na forma de um feixe ou filamentos individuais que é denominado como um “tow” (feixe de fibras contínuas). As fibras ou tows (feixes) podem ser também cortados e orientados aleatoriamente na resina para formar mantas de não tecido. Estas várias configurações de reforço são combinadas com uma quantidade cuidadosamente controlada de resina não curada. O prepreg resultante é geralmente colocado entre camadas de proteção e enrolado para armazenagem ou transporte para a facilidade de produção.

[005]0 prepreg pode também estar na forma de segmentos curtos de fita unidirecional cortada, que são orientados aleatoriamente para formar uma manta de não tecido de fita cortada unidirecionalmente. Este tipo de prepreg é denominado como um “prepreg cortado com distribuição quase isotrópica”. Este prepreg é similar ao de fibra de não tecido convencional, exceto pelo fato de pequenas partes das fitas cortadas unidirecionalmente (lascas) serem orientadas de forma aleatória na manta no lugar das fibras cortadas.

[006]A resistência à compressão de um material compósito curado é determinada pelas propriedades individuais da fibra de reforço e resina matriz, assim como a interação entre estes dois componentes. Além disso, a proporção volume da resina-fibra é um fator importante. A resistência à compressão de uma parte do compósito é geralmente medida à temperatura ambiente, sob condições secas. Entretanto, a resistência à compressão é também rotineiramente medida em temperatura elevada 180°F (82,22°C) sob condições úmidas. Muitas partes exibem uma redução significativa na resistência à compressão sob tais condições de umidade e calor.

[007]Em muitas aplicações aeroespaciais, é desejável que a parte do compósito exiba alta resistência à compressão tanto em temperatura ambiente/condições secas como em condições de umidade e calor. Entretanto, tentativas para manter a resistência à compressão constante sob condições mais quentes e mais úmidas geralmente resultam em efeitos negativos em outras propriedades, tais como tolerância a danos e resistência à fratura interlaminar.

[008]A seleção de resinas de módulos maiores pode ser uma forma eficaz para aumentar a resistência à compressão de um compósito. Entretanto, isto pode ocasionar uma redução na tolerância a danos, que é geralmente medida por uma redução nas propriedades de compressão, tal como resistência à compressão após impacto (CAI). Desta forma, é muito difícil obter um aumento simultâneo tanto na resistência à compressão como na tolerância a danos.

[009]Múltiplas camadas de prepreg são comumente utilizadas para formar partes do compósito que apresentam uma estrutura laminada. A delaminação de tais partes do compósito é um dano importante. A delaminação ocorre quando duas camadas se separam entre si. Fatores limitantes importantes incluem a energia necessária para iniciar uma delaminação e a energia necessária para sua propagação. A inicia-ção e o crescimento de uma delaminação são geralmente determinados pelo exame do Modo I e Modo II de resistência à fratura. A resistência à fratura é geralmente medida utilizando materiais do compósito que apresentam uma fibra de orientação unidirecional. A resistência à fratura interlaminar de um material compósito é quantificada utilizando os testes G1c (Double Cantilever Beam) e G2c (End Notch Flex). No modo I, a falha no laminado pré-fraturado é acionada por forças de descasca- mento, e no modo II a fratura é propagada por forças de cisalhamento.

[010]Uma forma simples para aumentar a resistência à fratura interlaminar foi o aumento da ductilidade da resina matriz com a introdução de lâminas termoplásticas intercaladas entre as camadas do prepreg. Entretanto, esta tentativa tende a produ- zir materiais rígidos, sem aderência, difíceis de serem utilizados. Outra tentativa foi a inclusão de uma camada intermediária reforçada de resina com espessura de cerca de 20 a 50 micra entre as camadas de fibras. A resina reforçada inclui partículas termoplásticas. Poliamidas foram utilizadas como tais partículas termoplásticas.

[011]Embora os prepregs existentes sejam adequados para o fornecimento de partes do compósito que sejam fortes e tolerantes a danos, ainda existe uma necessidade de prepregs que possam ser utilizados na produção de partes do compósito que apresentem níveis ainda maiores de força de compressão, sob condições úmidas e quentes, alta tolerância a danos (CAI) e alta resistência à fratura interlaminar (G1ceG2c).

Resumo da invenção

[012]De acordo com a presente invenção, o material compósito pré-impregnado (prepreg) fornecido, pode ser moldado para formar partes do compósito que apresentam altos níveis de resistência, tolerância a danos e resistência à fratura interlaminar. Isto é obtido sem causar nenhum impacto negativo substancial nas características físicas ou químicas do prepreg não curado ou em partes do compósito curado.

[013]Os materiais compósitos pré-impregnados da presente invenção são compostos de fibras de reforço e uma matriz. A matriz inclui um componente da resina produzido de resina epóxi difuncional combinado com uma ou mais resinas epóxi multifuncionais. A matriz também inclui um componente de partícula termoplástica, um agente de reforço termoplástico e um agente de cura. Como um aspecto da presente invenção, o componente da partícula termoplástica é composto de partículas que compreendem uma poliamida que é o produto da condensação polimérica de um derivado de metila de bis (4-aminocicloexil) metano e do ácido 1,10-decano di- carboxílico.

[014]A presente invenção também abrange métodos para produção de prepreg e métodos para sua moldagem em uma ampla variedade de partes do compósito. A invenção também abrange as partes do compósito que são produzidas utilizando o prepreg melhorado.

[015]Foi descoberto que o uso da matriz contendo partículas termoplásticas que são compostas de um produto de condensação da poliamida, conforme descrito acima, resulta na formação do prepreg que pode ser moldado para formar partes do compósito que apresentam níveis mais altos de força, tolerância a danos e resistência à fratura interlaminar em comparação com os sistemas convencionais.

[016]Os aspectos citados acima e outros, e as vantagens fornecidas pela presente invenção se tornarão mais claras a partir da descrição detalhada abaixo.

Descrição detalhada da invenção

[017]Os materiais compósitos pré-impregnados (prepreg) da presente invenção podem ser utilizados em substituição aos existentes que são utilizados para formar partes do compósito na indústria aeroespacial, e em qualquer outra aplicação onde uma alta força estrutural e tolerância a danos sejam necessárias. A invenção envolve a substituição de formulações da resina da presente invenção no lugar das resinas existentes que estão sendo utilizadas para produzir o prepreg. Desta forma, as formulações da resina da presente invenção são adequadas para uso em quaisquer destes processos de cura e produção de prepregs convencionais.

[018]Os materiais compósitos pré-impregnados da presente invenção são com-postos de fibras de reforço e uma matriz não curada. As fibras de reforço podem apresentar quaisquer configurações de fibras convencionais que são utilizadas na indústria de prepregs. A matriz inclui uma componente de resina convencional que é produzido de resina epóxi difuncional combinada com no mínimo uma resina epóxi aromática multifuncional com uma funcionalidade maior do que 2. A matriz também inclui um componente de partícula termoplástica, um agente de reforço termoplástico e um agente de cura. Um aspecto da presente invenção é que o componente da par- tícula termoplástica é composto de partículas termoplásticas que compreendem uma poliamida que é o produto de condensação polimérica de um derivado metila do bis (4-aminocicloexil) metano e do ácido decano dicarboxílico, que é também conhecido como ácido 1,12-dodecanodióico.

[019]Foi descoberto que o uso de partículas de poliamida de acordo com a presente invenção oferece materiais do compósito com alta tolerância a danos (CAI acima de 60), assim como alta resistência à compressão e resistência interlaminar.

[020]A resina epóxi difuncional utilizada para formar o componente da resina da matriz pode ser qualquer uma adequada. Isto inclui quaisquer resinas epóxi adequadas que apresentam dois grupos funcionais. A resina epóxi difuncional pode ser saturada, insaturada, cicloalifática, alicíclica ou heterocíclica.

[021]Resinas epóxi difuncionais, por exemplo, incluem as com base de éter de diglicidila de bisfenol F, bisfenol A (opcionalmente, brominado), éteres de glicidila de adutos de fenol-aldeído, éteres de glicidila de dióis alifáticos, éter de diglicidila, éter de diglicidila de dietileno glicol, Epikote, Epon, resinas epóxi aromáticas, olefinas epoxidizadas, resinas brominadas, aminas de glicidila aromáticas, imidinas de glicidila heterocíclicas e amidas, éteres de glicidila, resinas epóxi fluoradas, ou quaisquer combinações destas. A resina epóxi difuncional é de preferência selecionada de éter de diglicidila de bisfenol F, éter de diglicidila de bisfenol A, diglicidila diidróxi de nafta- leno, ou quaisquer combinações destas. Com maior preferência é o éter de diglicidila de bisfenol F. O éter de diglicidila de bisfenol F está disponível comercialmente da Huntsman Advanced Materials (Brewster, NY), com os nomes comerciais de Araldite GY281 e GY285 e da Ciba-Geigy (local) com o nome comercial de LY9703. Uma resina epóxi difuncional pode ser utilizada sozinha ou com qualquer outra combinação adequada com outras resinas epóxi difuncionais.

[022]A resina epóxi difuncional está presente na faixa de 10% em peso a 40% em peso da matriz. De preferência, a resina epóxi difuncional está presente na faixa de 15% em peso a 35% em peso. Com maior preferência, a resina epóxi difuncional está presente na faixa de 20% em peso a 25% em peso.

[023]O segundo componente da matriz é uma ou mais resinas epóxi com uma funcionalidade que é maior do que dois. As resinas epóxi multifuncionais de preferência são trifuncionais ou tetrafuncionais. A resina epóxi multifuncional pode ser uma combinação de resinas trifuncionais ou multifuncionais. As resinas epóxi multifuncionais podem ser saturadas, insaturadas, cicloalifáticas, alicíclicas ou heterocí- clicas.

[024]As resinas epóxi multifuncionais adequadas, por exemplo, incluem as baseadas em: resina epóxi fenol e cresol novolac, éteres de glicidila de adutos de fenol- aldeído; éteres de glicidila de dióis dialifáticos; éter de diglicila; éter de diglicidila de dietileno glicol; resinas epóxi aromáticas; éteres de triglicidila dialifáticos; éteres de poliglicidila alifáticos; olefinas epoxidizadas; resinas brominadas; aminas de glicidila aromáticas; imidinas de glicidila heterocíclicas e amidas; éteres de glicidila; resinas epóxi fluoradas ou quaisquer combinações destas.

[025]Uma resina epóxi trifuncional deve ser compreendida como apresentando os três grupos epóxi substituídos tanto diretamente como indiretamente com uma orientação para ou meta no anel fenila na estrutura do composto. Uma resina epóxi tetra- funcional apresenta quatro grupos epóxi substituídos diretamente ou indiretamente em uma orientação meta ou para no anel fenila na estrutura do composto.

[026]O anel fenila pode ser adicionalmente substituído com outros grupos de substituintes não epóxi adequados. Os grupos de substituintes adequados, por exemplo, incluem hidrogênio, hidroxila, alquila, alquenila, alquinila, alcoxila, arila, ariloxila, aralquiloxila, aralquila, halo, nitro ou radicais ciano. Grupos substituintes não epóxi adequados podem estar ligados ao anel fenílico nas posições para ou or- to, ou ligados na posição meta não ocupada por um grupo epóxi. Resinas epóxi tetrafuncionais adequadas incluem N,N,N’,N’-tetraglicidil-m-xilenodiamina (disponível comercialmente da Mitsubishi Gas Chemical Company (Chiyoda-Ku, Tóquio, Japão), com o nome comercial de Tetrad-X) e Erisys GA-240 (da CVC Chemicals, Morres- town, New Jersey). Resinas epóxi trifuncionais adequadas, por exemplo, incluem as que apresentam base de fenol e cresol epóxi novolacs; éteres de glicidila de adutos de fenol-aldeído; resinas epóxi aromáticas; éteres de triglicidila dialifáticos; éteres de poliglicidila alifáticos; olefinas epoxidizadas; resinas brominadas, aminas de glicidila aromáticas e éteres de glicidila; imidinas e amidas de glicidila heterocíclicas; éteres de glicidila; resinas epóxi fluoradas ou quaisquer combinações destas.

[027]Um exemplo de resina epóxi trifuncional é triglicidila de meta-aminofenol. Ela está disponível comercialmente da Huntsman Advanced Materials (Monthey, Suíça), com o nome comercial de Araldite MY0600, e da Sumitomo Chemical Co. (Osaka, Japão) com o nome comercial de ELM-120. Outra resina epóxi trifuncional é triglicidila de para-aminofenol. Ela está disponível comercialmente da Hunstman Advanced Materials (Monthey, Switzerland) com o nome comercial de Araldite MY0510.

[028]Outros exemplos adicionais da resina epóxi multifuncional incluem, por exemplo, N,N,N’,N’-tetraglicidil-4,4’-diaminodifenil metano (TGDDM disponível comercialmente como Araldite MY720 e MY721 da Huntsman Advanced Materials (Monthey, Suíça), ou ELM 434 da Sumitomo), éter triglicidila de para aminofenol (disponível comercialmente como Araldite MY 0500 ou MY 0510 da Huntsman Advanced Materials), resinas epóxi com base de diciclopentadieno, tais como Tactix 556 (disponível comercialmente da Hunstman Advanced Materials), tris-(hidroxil fenil), e resina epóxi com base de metano, tal como Tactix 742 (disponível comercialmente da Huntsman Advanced Materials). Outras resinas epóxi multifuncionais adequadas incluem DEN 438 (da Dow Chemicals, Midland, Ml), DEN 439 (da Dow Chemicals), Araldite ECN 1273 (da Huntsman Advanced Materials), e Araldite ECN 1299 (da Hunstman Advanced Materials).

[029]De preferência, a(s) resina(s) epóxi com uma funcionalidade maior do que 2 estará(ão) presente(s) em uma faixa de 15% em peso a 35% em peso da matriz. Com maior preferência, a resina epóxi difuncional está presente na faixa de 20% em peso a 25% em peso do peso total da matriz. O conteúdo total do componente da resina (difuncional + trifuncional + tetrafuncional) estará na faixa de 40% em peso a 60% em peso da matriz total.

[030]A matriz prepreg, de acordo com a presente invenção, também inclui um componente da partícula termoplástica que é composto de partículas de poliamida que são um produto da condensação polimérica de um grupo metila derivado de bis (4-aminocicloexil) metano e um ácido alifático dicarboxílico selecionado do grupo que consiste em ácido decano dicarboxílico e ácido dodecano dicarboxílico. Os grupos metila derivados do bis (4-aminocicloexil) metano, que são denominados na presente invenção como “componentes amina”, são também conhecidos como grupos metila derivados de 4,4’-diaminocicloexilmetano.

[031]As partículas de poliamida e os métodos de sua produção são descritos detalhadamente nas Patentes U.S. Nos 3.936.426 e 5.696.202, cujos conteúdos são incorporados na invenção como referência.

[032]A fórmula do componente amina do produto de condensação polimérica é:

;em que R2 é hidrogênio, metil ou etil, e Ri é metila, etila ou hidrogênio, em que no mínimo um Ri é metila ou etila. Uma amina de preferência ocorre quando ambos Ri são metila e ambos R2 são hidrogênio.

[033]As partículas de poliamida de preferência são produzidas do produto de condensação polimérica do 3,3’-dimetil-bis (4-aminocicloexil) metano (ambos Ri são metila e ambos R2 são hidrogênio) e do ácido 1,10-decano dicarboxilico. As particulas de poliamida de preferência são produzidas pela combinação, em um frasco de recebimento aquecido, de 13.800 g do ácido 1,10-decano dicarboxilico e 12,870 g de 3,3’-dimetil-bis(4-aminocicloexil) metano com 30 g de ácido fosfórico aquoso 50%, 150 g de ácido benzóico e 101 gramas de água. A mistura é agitada em uma autoclave até homogeneização. Após uma compressão, descompressão e uma fase de desgaseificação, 0 produto da condensação da poliamida é pressionado como uma fita, passado através de água fria e granulado para formar partículas de poliamida. As partículas de poliamida de preferência podem ser produzidas de GRILAMID TR90, que está disponível comercialmente da EMS-Chime (Sumter, SC). GRILAMID TR 90 é 0 produto da condensação polimérica do 3,3’-dimetil-bis (4-aminocicloexil) metano e ácido 1,10-decano dicarboxilico.

[034]A fórmula para a unidade monomérica do produto de condensação polimérica de preferência pode ser representada conforme abaixo:

[035]A massa molecular do produto de condensação polimérica de preferência irá variar de 14.000 a 20.000, com 0 valor de cerca de 17.000 sendo 0 particularmente de preferência.

[036]As partículas de poliamida devem apresentar tamanhos de partículas abaixo de 100 micra. É de preferência que a faixa de tamanho das partículas permaneça entre 5 a 60 micra e com maior preferência entre 10 a 30 micra. É de preferência que 0 tamanho de partícula médio seja de 15 a 25 micra. As partículas podem ser regulares ou irregulares. Por exemplo, as partículas podem ser substancialmente esféricas ou podem apresentar uma forma irregular.

[037]O componente da partícula termoplástica está presente em uma faixa de 5% em peso a 20% em peso da matriz, de preferência, de 5 a 15% em peso de partículas termoplásticas. No mínimo 40% em peso das partículas termoplásticas deve ser composto do produto de condensação da poliamida de acordo com a presente invenção, conforme descrito acima. De preferência, a quantidade das partículas do produto de condensação da poliamida no componente termoplástico estará acima de 50% em peso, com quantidades acima de 95% em peso sendo as particularmente de preferência. Até 60% em peso de outras partículas termoplásticas, tais como outros tipos de partículas de poliamida, podem ser incluídas no componente termoplástico, se desejado. Por exemplo, ver a Patente U.S. No. 7.754.322, cujo conteúdo é incorporado como referência, para outros tipos de partículas de poliamida que podem ser utilizados. De preferência, a quantidade de outros tipos de partículas de poliamida é menor do 50% em peso do componente termoplástico. Os componentes termoplásticos particularmente de preferência são os que incluem quantidades de outras partículas de poliamida menores do que 5% em peso.

[038]As partículas de poliamida individuais produzidas do produto de condensação, conforme descrito acima, devem conter no mínimo 90% em peso do produto de condensação. De preferência, as partículas de poliamida devem conter no mínimo 95% em peso do produto de condensação e, com maior preferência, no mínimo 98% em peso do produto de condensação.

[039]A resina matriz do prepreg inclui no mínimo um agente de cura. Agentes de cura adequados são aqueles que facilitam a cura dos compostos epóxi-funcionais da invenção, e particularmente, facilitam a polimerização por abertura do anel de tais compostos epóxi. Em uma modalidade particularmente de preferência, tais agentes de cura incluem os compostos que se polimerizam com o composto ou compostos epóxi-funcionais, na sua polimerização por abertura do anel. Dois ou mais de tais agentes de cura podem ser utilizados combinados.

[040]Agentes de cura adequados incluem anidridos, particularmente anidridos po- licarboxílicos, tais como anidrido nádico (NA), anidrido metilnádico (MNA-disponível da Aldrich), anidrido ftálico, anidrido tetraidroftálico, anidrido hexaidroftálico (HHPA- disponível da Anhydrides e Chemicals Inc., Newark, N.J.), anidrido metiltetraidroftáli- co (MTHPA-disponível da Anhydrides and Chemicals Inc.), anidrido metilexaidroftáli- co (MTHPA-disponível da Anhydrides and Chemicals Inc.), anidrido endometilenote- traidroftálico, anidrido hexacloroendometilenotetraidroftálico (Chlorentic Anhydride- disponível da Velsicol Chemical Corporation, Rosemont, III), anidrido trimelítico, dia- nidrido piromelítico, anidrido maléico (MA-disponível da Aldrich), anidrido succínico (AS), anidrido nonenilsuccínico, anidrido dodecenilsuccínico (DDSA-disponível da Anhydrides and Chemicals Inc.), polianidrido polisebácico e polianidrido poliazeláico.

[041]Agentes de cura adequados são as aminas, incluindo aminas aromáticas, por exemplo, 1-3-diaminobenzeno, 1,4-diaminobenzeno, 4,4’-diamino-difenilmetano e as poliaminosulfonas, tais como 4,4’-diaminodifenil sulfona (4,4’-DDS-disponível da Huntsman), 4-aminofenil sulfona, e 3,3’-diaminodifenil sulfona (3,3’-DDS). Agentes de cura adequados podem incluir polióis, tais como etileno glicol (EG-disponível da Aldrich), poli (propileno glicol) e álcool polivinílico; e as resinas de fenol-formaldeído, tais como a resina que apresenta um peso molecular médio de cerca de 550-650, a resina p-t - butilfenol-formaldeído, que apresenta um peso molecular médio de cerca de 600-700, e a resina de p-n-octilfenol-formaldeído, apresentando um peso molecular médio de cerca de 1200-1400, estando disponíveis como HRJ 2210, HRJ-2255 e SP-1068, respectivamente, da Schenectady Chemicals, Inc., Schenectady, N.Y.). Como resinas de fenol-formaldeído, uma combinação de guanamina CTU, e resina de fenol-formaldeído, apresentando um peso molecular de 398, que está disponível comercialmente como CG-125 da Ajnimoto USA Inc. (Teaneck, N.J), é também adequada.

[042]Composições diferentes comercialmente disponíveis podem ser utilizadas como agentes de cura na presente invenção. Tal composição é AH-154, uma formu- lação do tipo diciandiamida, disponível da Ajinomoto USA Inc. Outras que são adequadas incluem Ancamide 400, que é uma mistura de poliamida, dietiltriamina, e trie- tilenotetraamina, Ancamide 506, que é uma mistura de amidoamina, imidazolina, e tetraetilenopentaamina e Ancamide 1284, que é uma mistura de 4,4’- metilenodianilina e 1,3-benzenodiamina; estas formulações estão disponíveis da Pacific Anchor Chemical, Performance Chemical Division, Air Products and Chemicals, Inc., Allentown, Pa.

[043]Agentes de cura adicionais adequados incluem imidazol (1,3-diaza-2,4- ciclopentadieno) disponível da Sigma Aldrich (St. Louis, Missouri), 2-etil-4- metilimidazol, disponível da Sigma Aldrich, e complexos de boro trifluoreto- amina, tais como Anchor 1170, disponível da Air Products & Chemicals, Inc.

[044]Agentes de cura adicionais adequados incluem 3,9-bis (3-aminopropil- 2,4,8,10-tetroxaspiro[5,5]undecano, que está disponível comercialmente como ATU, da Ajinomoto USA Inc., assim como diidrazida alifática, que está disponível comercialmente como Ajicure UDH, também da Ajinomoto USA Inc., e polissulfeto com terminação mercapto, que está disponível comercialmente como LP540, da Morton International Inc., Chicago, III.

[045]O agente de cura é selecionado para fornecer a cura da matriz em temperaturas adequadas. A quantidade do agente de cura necessária para a cura adequada da matriz irá variar dependendo de vários fatores incluindo o tipo de resina a ser curada, a temperatura desejada e o tempo de cura. Agentes de cura podem também incluir cianoguanidina, aminas aromáticas e alifáticas, anidridos ácidos, ácidos de Lewis, ureias substituídas, imidazóis e hidrazinas. A quantidade particular do agente de cura necessária para cada situação particular pode ser determinada por experimentação de rotina bem estabelecida.

[046]Exemplos de agentes de cura de preferência incluem 4,4’-diaminodifenil sul- fona (4,4’-DDS) e 3,3’-diaminodifenil sufona (3,3’-DDS), ambos disponíveis comerci- almente da Hunstman.

[047]O agente de cura está presente em uma quantidade que varia de 5% em peso a 45% em peso da matriz não curada. De preferência, o agente de cura está presente em uma quantidade que varia de 10% em peso a 30% em peso. Com maior preferência, o agente de cura está presente na faixa de 15% a 25% da matriz não curada. Com maior preferência é uma matriz que contém de 18% em peso a 22% em peso do agente de cura baseado no peso total da matriz.

[048]3,3’-DDS é um agente de cura particularmente de preferência. É de preferência utilizado como o agente de cura único em uma quantidade que varia de 18% em peso a 22% em peso. Pequenas quantidades (menores do que 2% em peso) de outros curativos, tais como 4,4’-DDS, podem ser incluídas, se desejado.

[049]A matriz da presente invenção também inclui de preferência um agente de reforço termoplástico. Quaisquer polímeros termoplásticos adequados podem ser utilizados como o agente de reforço. Geralmente, o polímero termoplástico é adicionado à mistura da resina como partículas que são dissolvidas na mistura da resina por aquecimento antes da adição do agente de cura. Uma vez que o agente termoplástico é substancialmente dissolvido no precursor da resina matriz quente (isto é, a mistura das resinas epóxi), o precursor é resfriado e os componentes remanescentes (agente de cura e partículas termoplásticas insolúveis) são adicionados.

[050]Exemplos de agentes de reforço termoplásticos/partículas incluem qualquer um dos seguintes termoplásticos, sozinhos ou combinados: polissulfonas, polieter- sulfonas, polímeros de hidrocarboneto de alto desempenho, elastômeros, e elastô- meros segmentados.

[051]O agente de reforço está presente na faixa de 10% em peso a 40% em peso da matriz de resina não curada. De preferência, o agente de reforço está presente na faixa de 15% em peso a 30% em peso. Com maior preferência, o agente de reforço está presente na faixa de 20% a 25% em peso. Um agente de reforço adequa- do, por exemplo, é PES particulado, vendido com o nome comercial de Sumikaexcel 5003P, que está disponível comercialmente da Sumitomo Chemicals. Alternativas ao 5003P são Solvay polietersulfona 105RP, ou grupos de terminação não hidroxila, tais com Solvay 1054P. Partículas PES densificadas podem ser utilizadas como agente de reforço. A forma das partículas PES não é importante uma vez que são dissolvidas durante a formação da resina. Partículas PES densificadas podem ser produzidas de acordo com os ensinamentos da Patente U.S. No. 4.945.154, cujo conteúdo é incorporado na presente invenção como referência. As partículas PES densificadas estão também disponíveis comercialmente da Hexcel Corporation (Dublin, CA), sob o nome comercial de HRI-1. O tamanho de partícula médio do agente de reforço deve ser menor do que 100 micra para promover e garantir a dissolução completa das partículas PES na matriz.

[052]A matriz pode também incluir componentes adicionais, tais como agentes modificadores ou intensificadores de desempenho e polímeros termoplásticos adici-onais, sem afetar adversamente a aderência do prepreg ou a força e tolerância a danos da parte do compósito curado. Os agentes modificadores ou intensificadores de desempenho, por exemplo, podem ser selecionados de flexibilizadores, agentes de reforço não particulados, aceleradores, borrachas de revestimento interno; retar-dadores da chama, agente umidificante, pigmentos/corantes, absorventes UV, com-postos antifúngicos, excipientes, partículas condutoras e modificadores da viscosi-dade.

[053]Aceleradores adequados são quaisquer compostos de urona comumente uti-lizados. Exemplos específicos de aceleradores, que podem ser utilizados sozinhos ou combinados, incluem N,N-dimetil, N’-3,4-diclorofenil ureia (Diuron), N’-3-clorofenil ureia (Monuron), e de preferência N,N-(4-metil-m-fenileno bis [N’,N’-dimetilureia], (por exemplo, Dyhard UR500, disponível da Degussa.

[054]Excipientes adequados incluem, por exemplo, qualquer um destes sozinhos ou combinados: sílicas, aluminas, titânia, vidro, carbonato de cálcio e óxido de cálcio.

[055]Partículas de condução adequadas, por exemplo, incluem quaisquer dos seguintes sozinhos ou combinados: prata, ouro, cobre, alumínio, níquel, graus de condução de carbono, fulereno (buckminsterfullerene), nanotubos e nanofibras de carbono. Excipientes revestidos de metal podem também ser utilizados, por exemplo, partículas de carbono revestidas de níquel e partículas de cobre revestidas de prata.

[056]A matriz pode incluir pequenas quantidades (menores do que 5% em peso) de uma resina polimérica termofixa não epóxi adicional. Uma vez curada, a resina termofixa não é adequada para fusão e remoldagem. Materiais de resina termofixa não epóxi adequados para a presente invenção incluem, mas não estão limitados a resinas de fenol formaldeído, ureia-formaldeído, 1,3,5-triazina-2,4,6-triamina (mela- mina), bismaleimia, resinas de éster vinílico, resinas de benzoxazina, resinas fenóli- cas, poliésteres, resinas do éster do cianato, polímeros epóxidos, ou quaisquer combinações destes. A resina termofixa é de preferência selecionada de resinas epóxi, resinas do éster do cianato, benzoxazina e resinas fenólicas. Se desejado, a matriz pode incluir quaisquer resinas adequadas contendo grupos fenólicos, tais como resinas com base de resorcinol, e resinas formadas por polimerização catiônica, tais como DCPD-copolímeros de fenol. Resinas adicionais adequadas são as de mela- mina-formaldeído e as de ureia-formaldeído.

[057]A matriz da resina é produzida de acordo com o processamento da matriz de prepreg padrão. Em geral, as várias resinas epóxi são misturadas à temperatura ambiente para formar uma mistura de resina na qual o agente de reforço termoplástico é adicionado. Essa mistura é então aquecida em cerca de 120°C por cerca de 1 a 2 horas para dissolver o reforço termoplástico. A mistura é então resfriada para cerca de 80°C e o restante dos componentes (componente da partícula termoplástica, agente de cura e outro aditivo, caso exista) é misturado na resina para formar a resina matriz final que é impregnada no reforço da fibra.

[058]A resina matriz é aplicada ao reforço fibroso de acordo com qualquer uma das técnicas de produção de prepreg conhecidas. O reforço fibroso pode ser totalmente ou parcialmente impregnado com a resina matriz. Em uma modalidade alternativa, a resina matriz pode ser aplicada ao reforço fibroso como uma camada separada, que permanece próxima, e em contato com o reforço fibroso, mas sem se impregnar totalmente. O prepreg é geralmente revestido em ambos os lados com um filme de proteção e enrolado para armazenamento e transporte em temperaturas que são geralmente mantidas abaixo da temperatura ambiente para evitar a cura prematura. Qualquer outro processo de produção de prepreg e sistemas de armaze- namento/transporte podem ser utilizados se desejado.

[059]O reforço fibroso do prepreg pode ser selecionado de sistemas de fibras misturadas ou híbridas que compreendem fibras sintéticas ou naturais, ou uma combinação destas. O reforço fibroso pode preferencialmente ser selecionado de qualquer material adequado, tal como fibra de vidro, fibras de carbono ou de aramida (poliamida aromática). O reforço fibroso é composto de preferência de fibras de carbono.

[060]Q reforço fibroso pode compreender fibras partidas (isto é estiradas) ou fibras descontínuas, ou contínuas. É compreendido que o uso de fibras seletivamente descontínuas ou partidas podem facilitar a laminação do material do compósito antes de ser completamente curado, e melhora sua capacidade de ser moldado. O reforço fibroso pode apresentar uma forma de estrutura têxtil de tecido, não frisado, não tecido, unidirecional ou multi-axial, tal como prepreg cortado com distribuição quase isométrica. A forma do tecido pode ser selecionada de um estilo liso, acetinado ou entrelaçado. As formas multi-axial e não frisada podem apresentar um número de dobras e orientações de fibras. Tais estilos e formas são bem conhecidos no campo de reforço do compósito, estão disponíveis comercialmente de um número de empresas, incluído Hexcel Reinforcements (Villeurbanne, França).

[061]O prepreg pode estar na forma de fitas contínuas, towpregs, malhas ou apresentar vários comprimentos (operações de corte podem ser realizadas a qualquer momento após impregnação). O prepreg pode ser um adesivo ou filme de superfície e pode adicionalmente apresentar veículos embebidos em tecidos, material entrelaçado e não tecidos. O prepreg pode ser completamente ou somente parcialmente impregnado, por exemplo, para facilitar a remoção do ar durante a cura.

[062]Um exemplo de resina matriz de preferência inclui 20% em peso a 25% em peso de éter diglicidila bisfenol-F; de 20% em peso a 25% em peso de triglicidila-p- aminofenol (resina epóxi trifuncional); de 17% em peso a 22% em peso de diamino- difenilsulfona (principalmente 3,3-DDS como um agente de cura); de 10% em peso a 15% em peso de partículas de poliamida que são um produto da condensação poli- mérica de 3,3’-dimetil-bis (4-aminocicloexil) metano e ácido dodecano dicarboxílico; e de cerca de 10% em peso a 26% em peso de poliéter sulfona densificado como um agente de reforço.

[063]O prepreg pode ser moldado através de qualquer técnica padrão utilizada para formar partes do compósito. Geralmente, uma ou mais camadas do prepreg são colocadas em um molde adequado e curadas para formar a parte do compósito final. O prepreg da invenção pode ser completamente ou parcialmente curado utilizando qualquer temperatura e pressão adequadas, e períodos de tempo conhecidos na área. Geralmente, o prepreg será curado em uma autoclave em temperaturas entre 160°C e 190°C. O material do compósito pode ser curado utilizando um método selecionado de radiação de micro-ondas, corrente de elétrons, radiação gama ou outra radiação térmica ou não térmica adequada.

[064]Partes do compósito produzidas com o prepreg melhorado da presente invenção poderão ser utilizadas na produção de artigos, tais como estruturas primárias e secundárias aeroespaciais (asas, fuselagens, divisórias e semelhantes), mas também são úteis em muitas aplicações de alto desempenho, incluindo aplicações marí- timas, automotivas e ferroviárias, onde alta força de compressão, resistência à fratura interlaminar e resistência a danos de impacto são necessárias.

[065]Para melhor compreensão da presente invenção, referências serão feitas às informações a seguir e exemplos da invenção.

Exemplo 1

[066]Uma formulação de resina de preferência, de acordo com a presente invenção, é descrita na tabela 1. Uma resina matriz foi preparada pela mistura dos componentes epóxi, à temperatura ambiente, com a polietersulfona para formar uma mistura de resina que foi aquecida à temperatura de 130°C por 60 minutos para dissolver completamente a polietersulfona. A mistura foi resfriada à temperatura de 80°C e o restante dos componentes foi adicionado e misturado cuidadosamente.

Tabela 1

[067]O prepreg foi preparado por impregnação de uma ou mais camadas de fibras de carbono unidirecionais com a formulação da resina da tabela 1. As fibras de carbono unidirecionais (IM7 disponíveis da Hexcel Corporation) foram utilizadas para produzir um prepreg em que a resina matriz apresenta 35% em peso do prepreg não curado, com o peso da fibra sendo de 145 g/m2 (gsm). Uma variedade de rolos de prepreg foi preparada utilizando procedimentos de fabricação padrões. Os prepregs foram curados em uma autoclave à temperatura de 180°C, por cerca de 2 h. Os prepregs curados foram então submetidos a testes padrões para determinar a sua tolerância a danos (CAI), resistência à fratura interlaminar (G1c e G2c), e força de compressão, sob condições secas à temperatura ambiente, e sob condições úmidas à temperatura de 180°F (82,22°C), conforme descrito abaixo.

[068]O impacto após compressão (CAI) foi determinado utilizando um impacto de 270 in-lb (30,50 N/m) contra um laminado 4-ply quase isotrópico. O laminado foi curado à temperatura de 180°C por 2 horas na autoclave. A espessura do laminado final foi de cerca de 4,5 mm. A consolidação foi verificada por c-scan. As amostras foram trabalhadas, impactadas e testadas de acordo com o método de teste Boeing BSS7260 por BMS8-276. Os valores são normalizados para uma espessura de laminado curado nominal de 0,18 polegadas (0,46 cm).

[069]G1c e G2c são testes padrões que oferecem uma medida da resistência à fratura interlaminar do laminado curado. G1c e G2c foram determinados conforme abaixo. Um laminado 4-ply unidirecional foi curado com um filme de polímero de fluo- roetileno (FEF) de 3 polegadas (7,62 cm) inserido ao longo de uma margem, no plano médio da laminação, perpendicular à direção da fibra para atuar como um inicia-dor de quebra. O laminado foi curado por 2 horas, à temperatura de 180°C em uma autoclave e apresentou uma espessura nominal de 3,8 mm. A consolidação foi verificada por C-scan. As amostras G1c e G2c foram trabalhadas a partir do mesmo laminado curado. G1c foi testada de acordo com o método de teste Boeing BSS7233 e G2c foi testada de acordo com BSS7320. Os valores para G1C e G2c não foram normalizados.

[070]A força de compressão a 0o, à temperatura ambiente, sob condições secas foi determinada de acordo com BS7260.

[071 ]A força de compressão a 0o, à temperatura de 180°F (82,22°C), sob condições úmidas, também foi determinada de acordo com BS7260. Surpreendentemente, a CAI foi determinada como sendo 61,3. Uma vez que é um nível de CA relativamente alto e inesperado, uma segunda amostra foi novamente testada para confirmar o resultado. Durante o novo teste, a CAI do laminado foi considerada como sen-do 60,1, que está bem dentro da faixa esperada. O valor de CAI acima de 60 é muito alto em comparação com os laminados produzidos utilizando materiais de reforço de poliamida diferentes de TR90. Os valores de G1 c e G2c de 2,8 e 8,8, respectivamente, foram relativamente altos. A força de compressão a 0o foi de 259 à temperatura ambiente, sob condições secas, o que é considerado relativamente alto. A força de compressão a 0o permanece relativamente alta (189) quando medida à temperatura de 180°C sob condições úmidas.

[072]O exemplo acima demonstra que uma inesperada alta tolerância a danos (CAI) combinada com uma alta resistência à fratura interlaminar e força de compressão pode ser obtida quando partículas de poliamida, de acordo com a invenção, são utilizadas na matriz.

Exemplo comparativo 1

[073]Um prepreg comparativo foi preparado e curado da mesma forma que no exemplo 1. Uma formulação da matriz foi utilizada onde as partículas de poliamida contendo o componente termoplástico estão disponíveis comercialmente da Arkema (França) com os nomes comerciais de Orgasol 1002 e Orgasol 3803. Orgasol 1002 é composto de partículas PA6 100% apresentando um tamanho médio de partícula de 20 micra. O Orgasol 3803 é composto de partículas de um copolímero de PA12 80% e PA6 20%, com o tamanho médio de partícula de 17 a 24 micra. O prepreg foi preparado utilizando a mesma fibra de carbono IM7. O prepreg contendo 35% de resina em peso e um peso de fibra de 145 g/m2. A formulação utilizada para o prepreg comparativo é descrita na tabela 2.

Tabela 2

[074]O prepreg comparativo curado foi testado da mesma forma que no exemplo 1. O valor de CAI foi 57,9 e os de G1c e G2c foram 2,1 e 7,3, respectivamente. A força de compressão a 0o, à temperatura ambiente, foi 269. A força de compressão a 0o foi reduzida para 160 quando medida à temperatura de 180°C sob condições úmidas. O uso de partículas do produto de condensação da poliamida, de acordo com a presente invenção, evita esta queda substancial na força de compressão que ocorre sob condições quentes e úmidas.

Exemplo 2

[075]Prepregs adicionais foram preparados da mesma forma que no exemplo 1, exceto pelo uso do reforço de fibra IM10. IM10 é um material de fibra de carbono unidirecional que está também disponível da Hexcel Corporation (Dublin, CA). As formulações da matriz estão descritas na tabela 3. As prepregs incluíram resina matriz em uma quantidade de 35% em peso do peso do prepreg não curado total, e o peso da fibra IM10 foi de 145 g/m2 (gsm). SP 10L são partículas de poliamida PA12 que estão disponíveis comercialmente da Toray Industries (Japão).

Tabela 3

[076]Os prepregs curados foram submetidos aos mesmos procedimentos teste do exemplo 1. Os resultados estão descritos na tabela 4.

Tabela 4

[077]Os exemplos 2A e 2B demonstraram que os componentes termoplásticos que incluem no mínimo 40% em peso de partículas do produto de condensação de poliamida, de acordo com a presente invenção, proporcionam uma melhora significativa na força de compressão a 0o, quando comparados com o exemplo comparativo 1. Para obter o benefício adicional dos valores CAI de 60 e maiores, é de preferência que no mínimo 95% em peso (de preferência 100%) das partículas termoplásticas sejam de condensação de poliamida, de acordo com a presente invenção, conforme demonstrado no exemplo 1.

Exemplos comparativos 2-8

[078]Os prepregs comparativos (C2 a C8) foram preparados da mesma forma que no exemplo 2 utilizando fibras IM10. As formulações para as matrizes comparativas estão descritas na tabela 5. As partículas Rislan PA11 são produzidas de poliamida 11 e estão disponíveis comercialmente da Arkema. As partículas Rislan PA11 apresentaram um tamanho médio de partícula de 20 micra.

Tabela 5

[079]Os prepregs curados foram submetidos aos mesmos procedimentos teste dos exemplos 2A e 2B. Os resultados estão descritos na tabela 6.

Tabela 6

[080]0s exemplos comparativos demonstram que a obtenção de um alto valor de CAI (60 ou mais) combinado com uma alta força de compressão a 0°/com condições de calor e umidade (acima de 180) pode não ocorrer com a utilização de várias combinações de partículas de poliamida, que não incluem o produto de condensação de poliamida de acordo com a presente invenção.

Exemplo comparativo 9

[081 ]Um prepreg comparativo (C9) foi produzido da mesma forma que no exemplo 1, exceto pelo componente da partícula termoplástica incluir uma mistura de partículas SP10L e GRILAMIDE TR60 no lugar das partículas de GRILAMIDE TR90. GRILAMIDE TR60 é similar a TR90, exceto pelo fato da TR60 apresentar uma estrutura polimérica aromática e TR90 uma polimérica alifática. A formulação da resina para este prepreg comparativo é descrita na tabela 8.

Tabela 8

[082]O prepreg curado comparativo (09) foi submetido ao mesmo teste do exemplo 1. O CAI foi somente 54,9, que é relativamente baixo em comparação com os exemplos 1, 2A e 2B. Os valores de G1c e G2c foram aceitáveis como 2,1 e 8,0, respectivamente. A força de compressão a 0o apresentou um valor aceitável de 255, à temperatura ambiente, sob condições secas, mas foi reduzido para 171, quando medido à temperatura de 180°C sob condições úmidas. A força de compressão sob condições de calor/umidade, utilizando GRILAMID TR60, foi relativamente baixa em comparação com os exemplos 1,2A e 2B, que utilizam GRILAMID TR90, de acordo com a presente invenção.

Exemplo comparativo 10

[083]O prepreg comparativo (C10) foi preparado da mesma forma que no exemplo 2A, com somente uma diferença, que foi a utilização do Trogamid CX7323 no lugar do TR90 para produzir partículas de poliamida. Trogamid CX7323 contém a mesma poliamida que o TR90, exceto por ambos os R2, no componente da amina, apresentarem hidrogênio no lugar de metila.

[084]O prepreg comparativo curado (010) foi submetido ao mesmo teste dos exemplos 1 e 2. CAI apresentou 0 valor de 49,6, que é relativamente baixo em comparação com 0 exemplo 2A. Os valores de G1c e G2c foram 2,2 e 7,5, respectivamente. A força de compressão a 0o foi de 279, à temperatura ambiente, sob condições secas, e foi reduzida para 185 quando foi medida à temperatura de 180°C, sob condições úmidas. O valor de CAI é muito menor quando Trogamid CX7323 é utilizado no lugar do GRILAMID TR90, mesmo quando 0 componente da partícula de poliamida contém menos do que 43% em peso de GRILAMID TR90. Espera-se que 0 valor de CAI seja muito menor quando Trogamid CX7323 é utilizado no lugar de quantidades relativamente maiores de TR90 no componente da partícula de poliamida.

[085]Através da descrição das modalidades da presente invenção deve ser observado pelos versados na técnica que as descrições são somente exemplificativas, e que várias alternativas, adaptações e modificações podem ser feitas dentro do escopo da presente invenção. Desta forma, a presente invenção não está limitada às modalidades descritas acima, mas está limitada pelas reivindicações abaixo.

Claims

Material compósito pré-impregnado, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: A) fibras de carbono; e B) uma resina matriz impregnada nas ditas fibras de carbono, a dita resina matriz compreendendo: a) um componente de resina que compreende de 20% em peso a 25% em peso de éter de diglicidila bisfenol-F, com base no peso total da dita resina matriz, e de 20% em peso a 25% em peso de triglicidila-para-aminofenol, com base no peso total da dita resina matriz; b) um componente de partícula termoplástica que compreende pelo menos 95% em peso, com base no peso do dito componente de partícula termoplástica, partículas termoplásticas compreendendo pelo menos 95% em peso de uma poliamida que é o produto da condensação polimérica do ácido 1,10-decano dicarboxilico e um componente de amina apresentando a fórmula
em que ambos R2 são hidrogênio e ambos Ri são metila, e em que 0 dito componente de partícula termoplástica está presente em uma quantidade de 10% em peso a 15% em peso, com base no peso total da dita resina matriz; c) de 10% em peso a 26% em peso de poliéter sulfona, com base no peso total da dita resina matriz; e d) de 17% em peso a 22% em peso de diaminodifenilsulfona como um agente de cura, com base no peso total da dita resina matriz, em que 0 dito material com- pósito pré-impregnado, quando curado, tem uma compressão após impacto acima de 60 quando testado segundo BSS7260 por BMS8-276.
Material compósito pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito agente de cura é 3,3’-diaminodifenil sul- fona.
Material compósito pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a quantidade do dito éter de diglicidila bisfenol- F na dita resina matriz é igual à quantidade da dita triglicidila-para-aminofenol na dita resina matriz.
Material compósito pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito componente de partícula termoplástica consiste nas ditas partículas termoplásticas.
Material compósito pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a quantidade de polietersulfona presente na dita resina matriz é de 20% em peso a 26% em peso, com base no peso total da dita resina matriz.
Material compósito pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a quantidade das ditas partículas termoplásticas presentes na dita resina matriz é de 12% em peso, com base no peso total da dita resina matriz.
Material compósito pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a quantidade de polietersulfona presente na dita resina matriz é de 23% em peso, com base no peso total da dita resina matriz.
Parte de compósito, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende um material compósito pré-impregnado, conforme definido na reivindicação 1, que foi curado.
Parte de compósito, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato de que a compressão após impacto é no mínimo 60 e a força de compressão sob condições úmidas a 180°F (82,22°C) é no mínimo 180.
Parte de compósito, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita parte de compósito formar pelo menos parte de uma estrutura primária de aeronaves.
Método para produzir uma parte de compósito, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende a etapa de curar um material compósito pré-impregnado, conforme definido na reivindicação 1, para produzir a dita parte de compósito.
Método para produzir uma parte de compósito, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a compressão após impacto da dita parte de compósito é no mínimo 60 e a força de compressão sob condições úmidas da dita parte de compósito a 180°F (82,22°C) é no mínimo 180.
Método para produzir uma parte de compósito, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita parte de compósito forma pelo menos parte de uma estrutura primária de aeronaves.
Método para produzir um material compósito pré-impregnado, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de: A) fornecer fibras de carbono; e B) impregnar as ditas fibras de carbono com uma resina matriz, em que a dita resina matriz compreende: a) um componente de resina que compreende de 20% em peso a 25% em peso de éter de diglicidila bisfenol-F, com base no peso total da dita resina matriz, e de 20% em peso a 25% em peso de triglicidilap-aminofenol, com base no peso total da dita resina matriz; b) um componente de partícula termoplástica que compreende pelo menos 95% em peso, com base no peso do dito componente de partícula termoplástica, partículas termoplásticas compreendendo pelo menos 95% em peso de uma poliamida que é o produto da condensação polimérica do ácido 1,1 O-decano dicarboxilico e um componente de amina apresentando a fórmula
em que ambos R2 são hidrogênio e ambos Ri são metila, e em que 0 dito componente de partícula termoplástica está presente em uma quantidade de 10% em peso a 15% em peso, com base no peso total da dita resina matriz; c) de 10% em peso a 26% em peso de poliéter sulfona, com base no peso total da dita resina matriz; e d) de 17% em peso a 22% em peso de diaminodifenilsulfona como um agente de cura, com base no peso total da dita resina matriz, em que 0 dito material compósito pré-impregnado, quando curado, tem uma compressão após impacto acima de 60 quando testado segundo BSS7260 por BMS8-276.
Método para produzir um material compósito pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a quantidade do dito éter de diglicidila bisfenol-F na dita resina matriz é igual à quantidade da dita triglici- dilap-aminofenol na dita resina matriz.
Método para produzir um material compósito pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que 0 dito componente de partícula termoplástica consiste nas ditas partículas termoplásticas.
Método para produzir um material compósito pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a quantidade de polietersulfona presente na dita resina matriz é de 20% em peso a 26% em peso, com base no peso total da dita resina matriz.
Método para produzir um material compósito pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que a quantidade das ditas partículas termoplásticas na dita resina matriz é de 12% em peso, com base no peso total da dita resina matriz.
Método para produzir um material compósito pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que a quantidade de polietersulfona presente na dita resina matriz é de 23% em peso, com base no peso total da dita resina matriz.