BRPI0807323A2

BRPI0807323A2 - "processo para formar um compósito"

Info

Publication number: BRPI0807323A2
Application number: BRPI0807323-6A
Authority: BR
Inventors: Asjad Shafi; Nikhil Eapen Verghese; Allan James; John Joseph Penkala; Scott Burr
Original assignee: Dow Global Technologies Inc
Priority date: 2007-02-16
Filing date: 2008-02-05
Publication date: 2014-07-01
Also published as: WO2008100730A1; CA2677820A1; CN101616802A; JP2010519067A; US20080197526A1; RU2009134483A; KR20090119908A; MX2009008748A; EP2112974A1

Description

I "PROCESSO PARA FORMAR UM COMPÓSITO".

Esta invenção refere-se a um processo para preparar compósitos usando formulações de resinas epóxi. Formulações de resinas epóxi são usadas em um número de 5 processos para formar compósitos reforçados. Os processos incluem, por exemplo, processos de moldagem tais como aqueles conhecidos como moldagem por transferência de resina (RTM), moldagem por transferência de resina assistida com vácuo (VARTM), infusão de película de 10 resina (RFI) e processo de moldagem por infusão de resina de compósitos de Seeman (SCRIMP), bem como pultrusão e outros processos. O que estes processos têm em comum é que a formulação de resina epóxi é aplicada a um agente de reforço e curada na presença do agente de reforço. É 15 formado um compósito que possui uma fase pelo menos contínua (formada da resina epóxi curada) na qual o agente de reforço é disperso.

Os diversos processos podem ser usados para produzir uma ampla gama de produtos. Os processos de moldagem (tais 20 como RTM, VARTM, RFI e SCRIMP) são usados para produzir peças de alta resistência que são usadas, por exemplo, em assentos, painéis de carrocerias automotivas e componentes para aeronaves. Nestes processos, uma préforma de fibras tecidas ou em mantas é inserida na 25 cavidade de um molde. O molde é fechado, e a resina é injetada no molde. A resina endurece no molde para formar um compósito, e é então desmoldada.

Processos de pultrusão são usados para formar artigos compósitos que tenham uma seção transversal uniforme. 30 Estes incluem hastes, barras, seções em "C", seções em "I", tubos e outros artigos longitudinalmente ocos, fitas e outros formatos. Os processos de pultrusão diferem dos processos de moldagem descritos acima pelo fato de não ser usado molde. Ao invés, fibras de reforço contínuas 35 são tracionadas através de um banho de resina onde ficam revestidas com resina, e então são passadas através de uma ou mais matrizes onde a mistura de resina/fibra é continuamente formada como um artigo alongado tendo seção transversal constante.

Conforme é o caso com muitos produtos de manufatura, a economia destes processos para manufatura de compósitos é 5 altamente dependente das taxas de operação. Para processos de moldagem, as taxas de operação são frequentemente expressas em termos de "tempo de ciclo". 0 "tempo de ciclo" representa o tempo requerido para produzir uma peça em um molde e preparar o molde para 10 fazer a próxima peça. O tempo de ciclo afeta diretamente o número de peças que poderão ser feitas em um molde por unidade de tempo. Ciclos mais longos aumentam os custos de manufatura devido aos custos gerais (facilidades e mão de obra, dentre outros) serem maiores por peça produzida. 15 Caso seja necessária uma maior capacidade de produção, os gastos de capital também aumentam, devido à necessidade de mais moldes e outros equipamentos de processamento. Por estas razões, bastante frequentemente existe um desejo de encurtar os tempos de ciclo quando possível.

Quando uma resina epóxi é usada nos processos de moldagem descritos acima, o componente predominante do tempo de ciclo é a quantidade de tempo requerida para a resina curar. Tempos de cura de 15 minutos ou mais são frequentemente requeridos, especialmente se a peça for 25 grande ou complexa. Daí, tempos de ciclo e custos de produção poderão ser reduzidos caso o tempo requerido para a resina curar possa ser encurtado. Em processos de pultrusão, uma cura mais rápida está relacionada a taxas mais altas de operação.

Os tempos de cura são em muitos casos ditados pela quantidade de tempo que seja requerida para desenvolver uma alta temperatura de transição vítrea (Tg) . Para muitas aplicações, uma Tg de 150°C ou maior é necessária. A Tg da resina epóxi depende de diversos fatores, 35 incluindo a resina epóxi em particular e os endurecedores que sejam usados, mas o principal determinante da Tg é a densidade de reticulação do polímero. Resinas mais altamente reticuladas tendem a ter temperaturas de transição vitrea mais altas. A densidade de reticulação depende dos materiais de partida, e o grau até o qual esses materiais de partida possam reagir para desenvolver 5 um polímero altamente reticulado, de alto peso molecular. Em resinas epóxi, a Tg do polímero aumenta através do processo de cura, à medida que o peso molecular do polímero e a densidade de reticulação aumentam.

0 grau até o qual a Tg pode se desenvolver é 10 frequentemente limitado por um evento conhecido como "vitrificação". Vitrificação refere-se ã formação de uma massa de polímero vítrea, dura, antes de a cura ser completada. Uma vez formada a massa de polímero dura, torna-se difícil grupos epóxi livres e sítios reativos em 15 moléculas de endurecedor de se "encontrarem" e reagirem para completar a cura. Como resultado, a Tg do polímero às vezes não se desenvolve tanto quanto o esperado quando resinas epóxi são usadas.

Uma cura mais rápida poderá ser promovida pelo uso de catalisadores e, em alguns casos, de endurecedores altamente reativos. Existem outros problemas associados com sistemas de cura mais rápida como esses. Um problema é simplesmente o custo, uma vez que catalisadores e endurecedores especiais tendem a ser caros relativamente ao restante das matérias-primas. Ademais, sistemas que curam mais rapidamente tendem a apresentar curtos "tempos abertos". "Tempo aberto" refere-se grosso modo ao tempo após os componentes serem misturados que leva para o sistema polimérico acumular suficiente peso molecular e densidade de reticulação para não mais fluir facilmente como um líquido, no qual tempo não poderá mais ser processado usando condições razoáveis. Os tempos abertos são importantes nos processos de manufatura de compósitos por dois motivos principais. Primeiro, os componentes misturados deverão ser transferidos para um molde ou matriz. Isto se torna difícil ou impossível à medida que a viscosidade aumenta com o peso molecular e densidade de reticulação crescentes do polímero. Segundo, os componentes misturados deverão ter viscosidade suficientemente baixa para que possam fluir facilmente em torno e entre as fibras de reforço. Caso a viscosidade do 5 sistema polimérico esteja demasiadamente alta, ele não poderá fluir facilmente ao redor das fibras, e o compósito resultante terá vazios ou outros defeitos.

Como resultado desses problemas, existe uma necessidade de desenvolver um método para produzir compósitos usando uma resina epóxi, no qual o tempo de cura seja reduzido, compósitos de boa qualidade sejam formados e a fase polímero do compósito desenvolva uma alta Tg.

Esta invenção é um processo para formar um compósito, compreendendo

a) pré-aquecer uma resina epóxi e um endurecedor enquanto que mantendo-os separados;

b) misturar a resina epóxi pré-aquecida e o endurecedor pré-aquecido de maneira a formar uma mistura reagente quente;

c) curar a mistura reagente quente na presença de pelo menos um reforço para formar um compósito tendo uma fase polímero, até que a fase polímero alcance uma temperatura de transição vítrea de pelo menos 150°C,

sendo que as etapas b) e c) são conduzidas de maneira tal que a mistura reagente quente seja mantida todo o tempo acima da Tg instantânea da fase polímero.

O processo da invenção é útil para formar diversos tipos de produtos compósitos. O reforço poderá assumir diversas formas, dependendo do processo e do produto em 30 particular. Fibras contínuas, paralelas, pré-formas de fibras tecidas ou em manta, fibras curtas e mesmo agentes de reforço de baixa razão de aspecto poderão ser usados em diversas concretizações da invenção.

Em certas concretizações preferidas, a invenção é um processo para formar um compósito que compreende

a) pré-aquecer uma resina epóxi e um endurecedor enquanto que mantendo-os separados; b) misturar a resina epóxi pré-aquecida e o endurecedor pré-aquecido para formar uma mistura reagente quente;

c) introduzir a mistura reagente quente em um molde fechado contendo pelo menos uma pré-forma de fibra, e

5 d) curar a mistura reagente quente no molde na presença de pelo menos um reforço de maneira a formar um compósito tendo uma fase polímero, até a fase polímero atingir uma temperatura de transição vítrea de pelo menos 150°C, sendo que as etapas b), c) e d) são conduzidas de maneira 10 tal que a mistura reagente quente seja mantida todo o tempo acima da Tg instantânea da fase polímero.

Os processos da invenção provêem diversas vantagens. Os tempos de cura tendem a ser muito curtos. Os tempos de cura são comumente de menos que 10 minutos e são frequentemente de 5 minutos ou menos, com desenvolvimento de uma Tg da fase polímero até 150°C ou maior. Durante os primeiros estágios da cura, a mistura reagente tende a ser suficientemente baixa em viscosidade de maneira a poder ser transferida facilmente para dentro do molde ou banho de resina, onde ela flui facilmente em volta das partículas ou fibras de reforço para produzir um produto tendo poucos vazios. Devido a estas vantagens, o processo da invenção é útil para produzir uma ampla variedade de produtos compósitos, dos quais componentes automotivos e aeroespaciais são exemplos notáveis.

No processo da invenção, uma resina epóxi e endurecedor são pré-aquecidos e misturados de maneira a formar uma mistura reagente quente. A mistura reagente quente reage na presença de um agente de reforço para formar um 30 compósito. O compósito tem uma fase polímero que tem uma temperatura de transição vítrea de 150°C ou maior, conforme medida pelo método de análise térmica mecânica dinâmica (DTMA) descrito abaixo. A reação poderá ser efetuada em um molde, ou no caso de uma pultrusão, ou 35 processo semelhante, em um banho de resina e/ou uma ou mais matrizes que confiram um formato de seção transversal específico ao compósito. O processo será primeiro descrito com relação a processos de moldagem.

A temperatura da mistura reagente durante a etapa de misturação, a etapa de introduzi-la no molde, e durante o processo de cura, é significativa. Quando a resina epóxi 5 pré-aquecida e o endurecedor pré-aquecido são misturados entre si, eles começarão a reagir entre si para formar um polímero reticulado, de alto peso molecular. À medida que o peso molecular cresce, e o polímero se torna mais reticulado, a Tg do polímero aumentará. A Tg do polímero 10 em qualquer ponto no tempo durante a misturação, o enchimento de molde e o processo de cura é referida como a "Tg instantânea". Durante os primeiros estágios da polimerização, a Tg tende a ser baixa, mas aumenta à medida que a reação de reticulação prossegue.

Nesta invenção, a temperatura da mistura reagente durante as etapas de misturação, enchimento de molde e cura é mantida acima da Tg instantânea até pelo menos tal tempo no qual a Tg do polímero alcance 150°C.

A temperatura da mistura reagente quando ela é primeiro formada misturando a resina epóxi e o endurecedor é preferivelmente de pelo menos 80°C. A temperatura de 80°C ou maior provê as vantagens de reduzir a viscosidade da mistura e prover para uma reação inicial rápida. Durante esta parte inicial do processo, a redução da viscosidade devido à temperatura elevada tende a compensar qualquer aumento de viscosidade que possa ocorrer devido à polimerização das matérias-primas. A temperatura poderá ser qualquer temperatura mais alta até aquela na qual a resina epóxi ou endurecedor (ou outros componentes opcionais, caso os houver) se degrade significativamente ou volatilize, contanto que a mistura reagente possa ser introduzida no molde antes de se tornar altamente viscosa ou gelificar. É geralmente pouco vantajoso usar uma temperatura de mais que 160°C neste ponto. Uma temperatura de 80 a 130°C quando a mistura reagente é formada é preferida.

A resina epóxi e o endurecedor são separadamente aquecidos até acima da temperatura ambiente (~25°C) antes de misturá-los entre si, de maneira tal que a mistura reagente quente seja formada imediatamente devido à misturação. A resina epóxi e o endurecedor poderão cada 5 qual ser aquecido até uma temperatura de 50°C, preferivelmente 80°C, ou superior antes da misturação. Conforme antes, a temperatura máxima poderá ser qualquer temperatura na qual o componente particular não se degrade ou volatilize significativamente. Também, como 10 antes, há pouca vantagem em aquecer os componentes até uma temperatura de mais que 160°C antes da misturação, e uma temperatura de pré-aquecimento preferida é de 80 a 130°C. Em uma concretização preferida, um componente ou o outro poderá ser aquecido até uma temperatura algo mais 15 baixa que a mencionada, se o outro for aquecido até uma temperatura algo mais alta que 80°C, de maneira tal que a mistura quando formada esteja a 80°C ou maior.

Conforme será discutido em mais detalhe abaixo, a mistura reagente quente poderá conter componentes adicionais, além da resina epóxi e o endurecedor. É frequentemente conveniente misturar estes ou com a resina epóxi ou o endurecedor, e os pré-aquecer junto com a resina epóxi ou o endurecedor, dependendo do caso, antes de misturar a resina epóxi e o endurecedor entre si. Também é possível misturar um ou mais de tais componentes adicionais separadamente, ou ao mesmo tempo em que a resina epóxi e o endurecedor são misturados, ou depois. Caso misturados depois, eles são preferivelmente misturados imediatamente após a resina epóxi e o endurecedor serem misturados entre si, antes de introduzir a mistura reagente no molde. Se qualquer componente adicional for misturado à mistura reagente após a resina epóxi e o endurecedor estarem misturados, a adição do(s) componente(s) adicional(is) não deverá resfriar a mistura reagente até abaixo das temperaturas descritas anteriormente. Qualquer componente opcional misturado separadamente da resina epóxi e o endurecedor é preferivelmente pré-aquecido. As temperaturas de pré-aquecimento para os componentes opcionais são, conforme discutido anteriormente, de pelo menos 80°C, até 160°C, e mais preferivelmente de 80 a 130°C.

A mistura reagente quente é introduzida no molde de maneira suficientemente rápida para que a mistura reagente não se torne altamente viscosa ou forme géis significativos antes do molde estar cheio. É geralmente preferido transferir a mistura reagente para o molde 10 dentro de um minuto do primeiro contato entre a resina epóxi e o endurecedor. Geralmente, tempos de transferência mais curtos são melhores, e a mistura reagente é preferivelmente transferida para o molde dentro de 1 minuto, mais preferivelmente dentro de 30 15 segundos, e ainda mais preferivelmente dentro de 10 segundos do tempo que a resina epóxi e o endurecedor são primeiro contatados.

Durante o tempo desde que a resina epóxi e o endurecedor são primeiro misturados até o tempo em que a mistura 20 reagente é introduzida no molde, a temperatura da mistura reagente é mantida acima da Tg do polímero que está começando a se formar na mistura reagente. A mistura reagente é preferivelmente mantida a uma temperatura de pelo menos 80°C durante este tempo preferivelmente de 80 25 a 160°C. Calor poderá ser aplicado à mistura reagente (tipicamente por meio de equipamento de manuseio) caso necessário, ou se for desejado para aumentar a temperatura da mistura reagente durante este período.

A mistura reagente é curada no molde, novamente a uma 30 temperatura acima da Tg instantânea do polímero. Uma vez que o molde (e o material de reforço, caso contido dentro do molde antes da introdução da mistura reagente) pode atuar como um redutor de calor e resfriar a mistura reagente, é preferido pré-aquecer o molde (e o seu 35 conteúdo, o havendo), até pelo menos a temperatura da mistura reagente entrante, preferivelmente a pelo menos 130°C e mais preferivelmente até pelo menos 150°C, antes de introduzir a mistura reagente. Está dentro da abrangência da invenção gradualmente aquecer o molde (e seu conteúdo, o havendo) à medida a mistura reagente cura e a Tg do polímero aumenta, todo o tempo mantendo a temperatura da mistura reagente acima da Tg instantânea. Entretanto, é preferido simplesmente aquecer o molde (e seu conteúdo) até alguma temperatura acima de 150°C e mantê-los (e a mistura reagente) naquela temperatura durante o processo de cura. 0 molde e seu conteúdo são preferivelmente pré-aquecidos até uma temperatura de 160 a 230°C e mantidos dentro destas faixas de temperatura até que o compósito esteja pronto para ser desmoldado. Caso a temperatura da mistura reagente esteja mais baixa que 150°C ao tempo de ser introduzida no molde, é preferido usar condições de aquecimento tais que a mistura reagente seja aquecida rapidamente até acima de 150°C. É especialmente preferido aquecer a mistura reagente a uma taxa de pelo menos 50°C/minuto em tais casos, até que seja obtida uma temperatura de pelo menos 150°C.

A desmoldagem é efetuada após a fase polímero do compósito ter curado suficientemente para alcançar uma Tg de pelo menos 150°C. O polímero curado é preferivelmente resfriado até abaixo da sua temperatura de transição 25 vítrea, particularmente até pelo menos 25°C abaixo da temperatura de transição vítrea, antes da desmoldagem do compósito. Na maioria dos casos, a mistura reagente cura de maneira suficientemente rápida, sob condições de acordo com a invenção, para que o polímero desenvolva uma 30 Tg de 150°C ou mais dentro de 10 minutos, preferivelmente dentro de 5 minutos e mais preferivelmente dentro de 3 minutos, após a resina epóxi e o endurecedor estarem misturados. Consequentemente, os tempos de residência intra-molde são tipicamente não maiores que 10 minutos, e 35 mais preferivelmente não maiores que 5 minutos e ainda mais preferivelmente não maiores que 3 minutos. Os tempos de residência intra-molde podem ser tão pequenos quanto 1 minuto ou até 45 segundos.

Uma vez que é difícil medir a Tg diretamente dentro do molde, na maioria dos casos os tempos intra-molde necessários serão estabelecidos empiricamente com relação ao sistema reativo, o equipamento e as condições de cura em particular.

Acredita-se (apesar de que a invenção não é limitada por esta teoria) que a cura rápida é promovida em parte pela formação de uma mistura reagente quente. Devido à resina 10 epóxi e o endurecedor estarem aquecidos quando são misturados, e então serem mantidos quentes, eles tendem a reagir e acumular peso molecular rapidamente após serem misturados. 0 desenvolvimento do reticulado polimérico aumenta a viscosidade, mas o aumento de viscosidade 15 contribuído pela polimerização é pelo menos parcialmente compensado, durante estágios iniciais da reação, pela elevada temperatura da mistura. Como resultado, acreditase que a mistura reagente permaneça suficientemente fluida para ser facilmente processada, e em particular 20 para reter a habilidade de fluir em volta e entre os filamentos de uma pré-forma ou outro reforço fibroso. Tempos abertos típicos são de 15 segundos a 3 minutos, especialmente de 30 segundos a 2 minutos. Após o molde cheio, acredita-se que as temperaturas empregadas evitem 25 ou pelo menos adiem a vitrificação. Como resultado das altas temperaturas e a falta de vitrificação, o polímero tende a desenvolver uma alta Tg rapidamente e, como resultado, podem ser alcançados curtos tempos de desmoldagem.

0 equipamento particular que é usado para pré-aquecer os componentes, misturá-los, e então transferir a mistura para o molde não é considerado como sendo crítico à invenção, contanto que o controle de temperatura seja provido conforme descrito anteriormente, e a mistura 35 reagente poderá ser transferida para o molde antes de atingir uma alta viscosidade ou desenvolver quantidades significativas de géis. 0 processo da invenção é adaptável a métodos e equipamentos de processamento RTM, VARTM, RFI e SCRIMP (em alguns casos com modificações de equipamento para prover o aquecimento necessário nos diversos estágios do processo), bem como outros métodos.

A resina epóxi e o endurecedor são preferivelmente armazenados em tanques aquecidos. Também é possível transferir a resina epóxi e/ou o endurecedor para um equipamento misturador através de linhas aquecidas, e desta maneira aquecer a resina e/ou o endurecedor à 10 medida que eles são transferidos para o equipamento misturador.

O equipamento misturador poderá ser de qualquer tipo que possa produzir uma mistura altamente homogênea da resina epóxi e endurecedor (e quaisquer componentes opcionais 15 que também sejam misturados ao mesmo tempo. Misturadores e agitadores mecânicos de diversos tipos poderão ser usados. Dois tipos preferidos de misturadores são misturadores estáticos e misturadores concorrentes ("impingement mixers").

Um equipamento misturador e liberador de interesse particular é um misturador concorrente. Misturadores deste tipo são comumente usados nos chamados processos de moldagem por injeção de reação para formar moldagens de poliuretano e poliuréia. A resina epóxi e o endurecedor 25 (e outros componentes que são misturados neste momento) são bombeados sob pressão para dentro de uma cabeça misturadora onde eles são rapidamente misturados entre si. As pressões operacionais em máquinas de alta pressão poderão variar de 6,9 a 13,8 MPa ou mais altas (1.000 a 30 2.000 psi ou mais altas), apesar de que algumas máquinas de baixa pressão poderão operar em pressões significativamente mais baixas. A mistura resultante é então preferivelmente passada através de um dispositivo misturador estático para prover misturação adicional, e 35 então transferida para dentro da cavidade de molde. O dispositivo misturador estático poderá ser projetado para dentro do molde. Esta solução apresenta a vantagem de permitir que o dispositivo misturador estático seja facilmente aberto para limpeza. Usando este método de misturação concorrente, a mistura reagente é geralmente transferida para dentro do molde dentro de 10 segundos ou 5 menos após a resina e o endurecedor serem inicialmente colocados em contato.

Um equipamento especialmente preferido para conduzir o processo é uma máquina de moldagem por injeção, tal como é comumente usada para processar grandes moldagens de 10 poliuretano e poliuréia. Tais máquinas estão comercialmente disponíveis da Krauss Maffei Corporation e Cannon USA.

Em outras concretizações, a mistura reagente quente é misturada conforme antes, e então aspergida para dentro 15 do molde. As temperaturas são mantidas na zona de aspersão de maneira tal que a temperatura da mistura reagente quente seja mantida conforme descrito anteriormente.

0 molde é tipicamente um molde metálico, mas poderá ser 20 cerâmico ou compósito polimérico, contanto que o molde seja capaz de suportar as condições de pressão e temperatura do processo de moldagem. 0 molde contém uma ou mais entradas, em comunicação líquida com o(s) misturador(es) , através das quais a mistura reagente é 25 introduzida. 0 molde poderá conter respiros para permitir que gases escapem à medida que a mistura reagente é inj etada.

0 molde é tipicamente retido em uma prensa ou outro equipamento que permita que ele seja aberto e fechado, e 30 que possa aplicar pressão ao molde para mantê-lo fechado durante as operações de enchimento e cura. 0 molde ou prensa é provido com meios pelos quais calor possa ser provido.

Conforme mencionado anteriormente, o reforço poderá assumir qualquer uma de diversas formas. Em processos de moldagem, um reforço particularmente adequado é uma préforma de fibra. Alternativamente, diversos outros tipos de reforços fibrosos poderão se usados, incluindo aqueles rovings de fibras continuas, fibras cortadas ou fibras picadas. Reforços não fibrosos também poderão ser usados, mas eles são geralmente menos preferidos, exceto em 5 alguns casos onde for desejado produzir uma superfície automotiva classe A.

0 agente de reforço é termicamente estável e tem uma alta temperatura de fusão, de maneira tal que o agente de reforço não se degrade ou funda durante o processo de modelagem. Materiais de fibra adequados incluem, por exemplo, fibras de vidro, quartzo, resinas de poliamida, boro, carbono e fibras de polietileno entrançadas gelspun. Agentes de reforço não fibrosos incluem materiais particulados que permanecem sólidos sob as condições de polimerização. Estes incluem, por exemplo, flocos de vidro, partículas de aramida, negro-de-fumo, nanotubos de carbono, diversas argilas, tais como a montmorilonita, e outras cargas minerais tais como wolastonita, talco, mica, dióxido de titânio, sulfato de bário, carbonato de cálcio, pó de sílex, carborundo, silicato de molibdênio, areia e assemelhados. A wolastonita e a mica são agentes de reforço preferidos, quer isoladamente, quer em conjunto com um agente de reforço de fibra, quando produzindo peças tendo alta nitidez de imagem (DOI), tais como peças de carrocerias automotivas que requeriam uma superfície automotiva classe A.

Algumas cargas são um tanto quanto eletrocondutoras, e sua presença no compósito poderá aumentar a eletrocondutividade do compósito. Em algumas aplicações, 30 notadamente aplicações automotivas, é preferido que o compósito seja suficientemente eletrocondutor para que revestimentos possam aplicados ao compósito usando os chamados métodos de "e-revestimento", nos quais uma carga elétrica é aplicada ao compósito e o revestimento se 35 torna eletrostaticamente atraído ao compósito. Cargas condutoras deste tipo incluem partículas metálicas (tais como de alumínio ou cobre), e fibras, negro-de-fumo, nanotubos de carbono, fibras de carbono, grafite e assemelhados.

Um tipo preferido de reforço é uma pré-forma de fibras,

i.é, uma trama ou manta de fibras. A pré-forma de fibras poderá ser feita de mantas de filamentos contínuos, na qual os filamentos contínuos são tecidos, entrançados ou aderidos entre si para formar uma pré-forma que se aproxime do tamanho e do formato do artigo compósito acabado (ou porção deste que requeira reforço). Alternativamente, fibras mais curtas poderão ser conformadas a uma pré-forma por métodos de entrançamento ou por adesivo. Mantas contínuas ou de fibras mais curtas poderão ser empilhadas e prensadas umas contra as outras, tipicamente com o auxílio de um agente de adesividade, de maneira a formar pré-formas de diversas espessuras, caso requeridas.

Agentes de adesividade preferidos para preparar préformas (tanto para fibras contínuas quanto para mais curtas) incluem polímeros termo-amolecíveis, tais como descritos, por exemplo, nas patentes U.S. nos 4.992.228, 5.080.851 e 5.698.318. 0 agente de adesividade deverá ser compatível com e/ou reagir com a fase polímero do compósito, de maneira tal que haja boa adesão entre o polímero e as fibras de reforço. Uma resina epóxi termoamolecível ou mistura desta com um endurecedor, conforme descrito na patente U.S. n° 5.698.318, é especialmente adequada. 0 agente de adesividade poderá conter outros componentes, tais como um ou mais catalisadores, um polímero termoplástico, uma borracha, ou outros modificadores.

Pré-formas de fibras são tipicamente colocadas no molde antes de introduzir a mistura reagente quente. A mistura reagente quente poderá ser introduzida em um molde fechado que contenha a pré-forma, injetando a mistura no 35 molde, onde a mistura reagente penetra entre as fibras na pré-forma e então cura para formar um produto compósito. Um equipamento de moldagem por injeção de reação e/ou de moldagem por transferência de resina é adequado em tais casos. Alternativamente, a pré-forma poderá ser depositada em um molde aberto, e a mistura reagente quente poderá ser aspergida sobre a pré-forma e para 5 dentro do molde. Após o molde ter sido enchido desta maneira, o molde é fechado e a mistura reagente é curada. Em qualquer uma destas abordagens, o molde e a pré-forma são preferivelmente aquecidos antes de contatá-los com a mistura reagente, de maneira a manter a temperatura da 10 mistura reagente, conforme descrito anteriormente.

Fibras curtas poderão ser usadas ao invés da ou adicionalmente à pré-forma de fibra. Fibras curtas (com até cerca de 6 polegadas de comprimento, preferivelmente até cerca de 2 polegadas de comprimento, mais 15 preferivelmente até cerca de ^ polegada de comprimento) poderão ser misturadas na mistura reagente quente e injetadas no molde com a mistura reagente quente. Tais fibras curtas poderão ser usadas, por exemplo, misturadas com a resina epóxi ou o endurecedor (ou ambos), antes de 20 aquecer e formar a mistura reagente. Alternativamente, as fibras curtas poderão ser adicionadas à mistura reagente ao mesmo tempo em que a resina epóxi e o endurecedor são misturados, ou em seguida, ou antes de introduzir a mistura reagente quente no molde. Caso as fibras curtas 25 sejam adicionadas à mistura reagente separadamente da resina epóxi e endurecedor, então elas são preferivelmente pré-aquecidas de maneira a evitar que elas resfriem a mistura reagente até abaixo das temperaturas descritas anteriormente.

As fibras curtas poderão ser aspergidas para dentro de um molde, ao mesmo tempo ou após as fibras serem aspergidas no mesmo. Quando as fibras e a mistura reagente são aspergidas simultaneamente, então elas poderão ser misturadas entre si antes de aspergir. Alternativamente, 35 as fibras e a mistura reagente poderão ser aspergidas no molde separadamente, porém simultaneamente. Em um processo de particular interesse, fibras longas são picadas em comprimentos curtos e as fibras picadas são aspergidas no molde, ao mesmo tempo que ou imediatamente antes da mistura reagente quente ser aspergida.

Outras cargas particuladas poderão ser incorporadas à mistura reagente da mesma maneira que aquela descrita com relação às fibras curtas.

Os processos de pultrusão usam fibras continuas que são orientadas paralelamente entre si, na direção da extrusão. Os processos de pultrusão são operados de uma maneira análoga àquela de processos de moldagem, a diferença principal sendo que a mistura reagente quente é liberada para dentro de um banho de resina ao invés de um molde. O banho de resina é um reservatório cheio com a mistura reagente, através do qual as fibras contínuas são tracionadas. O banho de resina possui tipicamente alguns meios, tais como uma série de pinos que separam as fibras ligeiramente de maneira a permitir que estas sejam revestidas em todas as superfícies com a mistura reagente. Uma vez estando as fibras molhadas com a mistura reagente quente, elas são tracionadas através de uma ou mais matrizes, nas quais as fibras são consolidadas e conformadas ao formato de seção transversal desejado. A(s) matriz(es) é(são) aquecida(s), até temperaturas descritas anteriormente, para ocasionar que a mistura reagente cure de maneira a formar uma fase polímero tendo uma Tg de pelo menos 150°C.

A resina epóxi e o endurecedor são selecionados de maneira tal que curem em conjunto de maneira a formarem um polímero curado tendo uma Tg de pelo menos 150°C. A resina epóxi preferivelmente é um composto ou uma mistura de compostos tendo uma funcionalidade média de mais que

2,0 grupos epóxido por molécula. A resina epóxi ou uma mistura desta poderá ter uma média de até 4,0 grupos epóxido por molécula. Esta preferivelmente tem uma média de 2,0 a 3,0 grupos epóxido por molécula.

A resina epóxi poderá ter um peso equivalente de epóxi de cerca de 150 a cerca de 1.000, preferivelmente de cerca de 160 a cerca de 300, mais preferivelmente de cerca de 170 a cerca de 250. Caso a resina epóxi seja halogenada, o peso equivalente poderá ser ligeiramente maior.

A resina epóxi poderá ser sólida ou líquida à temperatura ambiente (~22°C), mas deverá ser líquida a 80°C.

Resinas epóxi adequadas incluem, por exemplo, os diglicidil éteres de compostos de fenol polihídricos, tais como resorcinol, catecol, hidroquinona, bisfenol, bisfenol A, bisfenol AP (1, 1-bis(4-hidroxifenil)-1-fenil etano), bisfenol F, bisfenol K, tetrametilbifenol, diglicidil éteres de glo9s alifáticos e poliéter glicóis tais como diglicidil éteres de alquileno C2-24 glicóis e poli(óxido de etileno) ou poli(óxido de propileno) glicóis; poliglicidil éteres de resinas de fenolformaldeído novolaca, resinas de fenol-formaldeído substituídas com alquila (resinas de epóxi novolaca), resinas de fenol-hidroxibenzaldeído, resinas de cresolhidroxibenzaldeído, resinas de diciclopentadieno-fenol e resinas de fenol substituído com diciclopentadieno, e qualquer combinação destes.

Diglicidil éteres de fenóis polihídricos adequados incluem aqueles representados pela estrutura (!)

OOm OOrn

onde cada Y é independentemente um átomo de halogênio, cada D é um grupo hidrocarboneto divalente adequadamente tendo de 1 a cerca de 10, preferivelmente de 1 a cerca de 5, mais preferivelmente de 1 a cerca de 3 átomos de carbono, -S-, -S-S-, -SO-, SO2-, -CO3-, -CO-, ou -O-. cada m poderá ser 0, 1, 2, 3 ou 4, epéum número de 0 a

5, especialmente de 0 a 2. Exemplos de resinas epóxi adequadas incluem diglicidil éteres de fenóis dihídricos, tais como bisfenol A, bisfenol K, bisfenol F, bisfenol S, 5 e bisfenol AD, e misturas destes. Resinas epóxi deste tipo estão comercialmente disponíveis, incluindo resinas de diglicidil éteres de bisfenol A, tais como aquelas vendidas pela The Dow Chemical Company sob as designações de resinas D.E.R.mr 330, D.E.R.mr 331, D.E.R.mr 332,

D.E.R.mr 383, D.E.R.mr 661, e D.E.R.mr 662.

Resinas epóxi substituídas com bromo deste tipo estão comercialmente disponíveis da The Dow Chemical Company sob as designações comerciais D.E.R.mr 542 e, D.E.R.mr 560.

Outras resinas epóxi halogenadas adequadas são descritas, por exemplo, nas patentes U.S. nos 4.251.594, 4.661.568, 4.710.429, 4.713.137, e 4.868.059, e no The Handbook of Epoxy Resins por H. Lee e K. Neville, publicado em 1967 por McGraw-Hill, Nova York, todos os quais sendo aqui

incorporados por referência.

Diglicidil éteres de poliglicóis comercialmente disponíveis que são úteis aqui incluem aqueles vendidos como D.E.R.mr 732 e D.E.R.mr 736 pela The Dow Chemical Company.

Outras resinas epóxi adequadas são epóxidos cicloalifáticos. Um epóxido cicloalifático inclui um anel de carbonos saturado tendo um oxigênio de epóxi ligado a dois átomos vicinais no anel de carbonos, conforme ilustrado pela seguinte estrutura II:

R

n (II)

onde R é um grupo alifático, cicloalifático e/ou aromático e n é um número de 1 a 10, preferivelmente de 2 a 4. Quando n for 1, o epóxido cicloalif ático será um monoepóxido. Di- ou poliepóxidos são formados quando n for 2 ou mais. Misturas de mono-, di- e/ou poliepóxidos poderão ser usados. Resinas epóxi cicloalifáticas conforme descritas na patente U.S. n° 3.686.359, aqui 5 incorporada por referência, poderão ser usadas na presente invenção. Resinas epóxi cicloalifáticas de particular interesse são carboxilato de (3,4— epoxiciclohexil-metil)-3,4-epoxi-ciclohexano, adipato de bis(3,4-epoxiciclohexila) , monóxido de vinilciclohexeno e 10 misturas destes.

Outras resinas epóxi adequadas incluem

tris(glicidoxifenil)metano, tetraquis(glicidoxifenil)

etano, tetraglicidil diaminodifenilmetano e misturas destes.

Outras resinas epóxi adequadas incluem compostos contendo oxazolidona conforme descritos na patente U.S. n° 5.112.932. Adicionalmente, um copolímero de epóxiisocianato avançado tal como aqueles comercialmente disponíveis como D.E.R.mr 592 e D.E.R.mr 6508 (The Dow 20 Chemical Company) poderão ser usados.

0 endurecedor é preferivelmente um composto ou uma mistura de compostos tendo uma média de pelo menos 2,0 grupos reativos com epóxi por molécula. O endurecedor poderá ter de 2,0 a 4,0 grupos reativos com epóxi por 25 molécula. O endurecedor preferivelmente tem um peso equivalente por grupo reativo com epóxi de 30 a 1000, mais preferivelmente de 30 a 250 e especialmente de 30 a 150 .

Grupos reativos com epóxi são grupos funcionais que 30 reagem com um epóxido vicinal para formar uma ligação covalente. Esses grupos incluem grupos fenol, anidrido, isocianato, ácido carboxílico, amino ou carbonato. Grupos amino primários ou secundários são preferidos. Os grupos amino podem ser alifáticos ou aromáticos. Aminas 35 aromáticas são especialmente preferidas.

Endurecedores de aminas aromáticas adequados incluem dicianodiamida, fenileno diamina (particularmente o isômero meta), metileno dianilina, misturas de compostos de metileno dianilina e polimetileno polianilina (às vezes referidos como PMDA, incluindo produtos comercialmente disponíveis tais como o DL-50 da Air 5 Products and Chemicals), diisocianato de dietiltolueno, e diaminodifenilsulfona.

Endurecedores de aminas alifáticas adequados incluem etileno diamina, dietileno triamina, treietileno tetramina, aminometilpiperazina, e adutos de amina-resina 10 epóxi, tais como aqueles que estão comercialmente disponíveis como D.E.H.MR 52 da The Dow Chemical Company. Endurecedores fenólicos adequados incluem aqueles representados pela fórmula:

(Y)

HO-V-D-/)-OH

(III)

onde cada Y independentemente representa um átomo de 15 halogênio, cada z é independentemente um número de 0 a 4 e D é um grupo hidrocarboneto divalente conforme descrito com relação à estrutura I acima. Exemplos de endurecedores fenólicos adequados incluem fenóis dihídricos, tais como bisfenol A, bisfenol K, bisfenol F, 20 bisfenol S, e bisfenol AD, e misturas destes, e seus correspondentes mono-, di-, tri- e tetrabromados.

Os endurecedores fenólicos tendo três ou mais grupos fenólicos, tais como o tetrafenol etano, fenol novolacas ou novolacas de bisfenol A também poderão ser usados. 25 Outra classe útil de endurecedores inclui poliamidas com funcionalidade amino. Estes estão comercialmente disponíveis como Versamid® 100, 115, 125 e 140, da Henkel, e Ancamide® 100, 220, 260A e 360A da Air Products and Chemicals.

Endurecedores de anidridos adequados incluem, por exemplo, copolímeros de estireno-anidrido maleico, anidrido metil nadic, anidrido hexahidroftálico, anidrido metilhexahidroftálico, anidrido trimelitico, anidrido dodecil succínico, anidrido ftálico, anidrido metiltetrahidroftálico, e anidrido tetrahidroftálico. Endurecedores de isocianato adequados incluem 5 diisocianato de tolueno, difenildiisocianato de metileno diisocianato de tolueno hidrogenado, difenildiisocianato de metileno hidrogenado, poliisocianatos de polimetileno polifenileno (e misturas destes com difenildiisocianato de metileno, comumente conhecidas como ''MDI polimérico") , 10 diisocianato de isoforona, e assemelhados.

Outros agentes de cura úteis na presente invenção são descritos no pedido de patente U.S. n° 2004/0101689, aqui incorporado por referência.

Diversos componentes opcionais poderão ser adicionados à 15 mistura reagente, adicionalmente à resina epóxi e o endurecedor. Esses incluem, por exemplo, um ou mais catalisadores, solventes ou diluentes, cargas minerais, pigmentos, antioxidantes, preservativos, modificadores de impacto, agentes umectantes e assemelhados.

Catalisadores adequados são descritos, por exemplo, nas patentes U.S. nos 3.306.872, 3.341.580, 3.379.684, 3.477.990, 3.547.881, 3.637.590, 3.843.605, 3.948.855, 3.956.237, 4.048.141, 4.093.650, 4.131.633, 4.132.706, 4.171.420, 4.177.216, 4.302.574, 4.320.222, 4.358.578, 25 4.366.295, e 4.389.520, todas aqui incorporadas por referência. Exemplos de catalisadores adequados são imidazóis, tais como 2-fenil imidazol, aminas terciárias, tais como 2-etil-4-metilimidazol; 2-fenil imidazol; aminas terciárias, tais como trietilamina, tripropilamina 30 e tributilamina; sais de fosfônio, tais como cloreto de etiltrifenilfosfônio, brometo de etiltrifenilfosfônio, e acetato de etiltrifenilfosfônio; sais de amônio, tais como cloreto de benziltrimetilamônio e hidróxido de benziltrimetilamônio; e misturas destes.

Apesar de um catalisador poder ser usado, uma vantagem da invenção é que tempos de cura rápidos podem frequentemente ser alcançados sem usar um catalisador, ou usando apenas quantidades muito pequenas do catalisador, particularmente quando for usado um endurecedor de amina. A eliminação ou a redução da quantidade de catalisador também provê o benefício de aumentar a quantidade de 5 tempo que a mistura reagente leva para se tornar altamente viscosa ou formar géis. Provê-se assim uma maior latitude durante as etapas de misturação e enchimento de molde. Consequentemente, em concretizações preferidas, nenhum catalisador é usado. Caso um 10 catalisador seja usado, a quantidade do catalisador será não maior que cerca de 0,001 a cerca de 2 por cento em peso, mas preferivelmente será não maior que cerca de 0,5 por cento em peso, com base no peso da resina epóxi.

Um solvente também poderá ser usado, mas, novamente, prefere-se omiti-lo. O solvente é um material no qual a resina epóxi, ou o endurecedor, ou ambos, são solúveis, na temperatura na qual a resina epóxi e o endurecedor são misturados. O solvente é não reativo com a(s) resina(s) epóxi ou o endurecedor sob as condições da reação de polimerização. O solvente (ou mistura de solventes, caso uma mistura seja usada) preferivelmente tem um ponto de ebulição que é pelo menos igual a ou preferivelmente superior às temperaturas empregadas para conduzir a polimerização. Solventes adequados incluem, por exemplo, glicol éteres, tais como etileno glicol metil éter e propileno glicol monometil éter; ésteres de glicol éteres, tais como acetato de etileno glicol metil éter e acetato de propileno glicol monometil éter; poli(óxido de etileno) éteres e poli(óxido de propileno) éteres; ésteres de óxido de polietileno éteres e ésteres de óxido de polipropileno éteres; amidas, tais como N,Ndimetilformamida; hidrocarbonetos aromáticos tolueno e xileno; hidrocarbonetos alifáticos; éteres cíclicos; hidrocarbonetos halogenados; e misturas destes. Caso usado, o solvente poderá constituir até 75% em peso da mistura reagente, mais preferivelmente até 30% do peso da mistura reagente. Ainda mais preferivelmente, a mistura reagente contém não mais que 5% em peso de um solvente e o mais preferivelmente contém menos que 1% em peso de um solvente.

Modificadores de impacto adequados incluem polímeros naturais ou sintéticos tendo uma Tg menos que 40°C. Esses incluem borracha natural, borrachas de estirenobutadieno, borrachas de polibutadieno, borrachas de ispopreno, borrachas de núcleo-envoltório, e assemelhados. As borrachas preferivelmente estarão presentes na forma de pequenas partículas que se tornam dispersas na fase polímero do compósito. As partículas de borracha poderão ser dispersas na fase polímero di compósito. As partículas de borracha poderão ser dispersas na resina epóxi ou no endurecedor e ser préaquecidas junto com a resina epóxi ou o endurecedor antes de formar a mistura reagente quente.

0 processo da invenção é útil para fazer uma ampla variedade de produtos compósitos, incluindo diversos tipos de peças automotivas. Exemplos dessas peças 20 automotivas incluem painéis de carroceria horizontais e verticais, componentes de chassis de automóveis e caminhões, e os componentes estruturais denominados de "pré-pintura" ("body-in-white").

Aplicações de painéis de carroceria pára-barros, forros de portas, capôs, forros de teto, tampas de malas, portas traseiras, e assemelhados. Painéis de carroceria frequentemente requerem uma superfície automotiva chamada de "classe A" que apresenta uma alta nitidez de imagem (DOI) . Por esta razão, as cargas em muitas aplicações de painéis de carroceria incluirão um material tal como mica ou wolastonita. Ademais, estas peças são frequentemente revestidas pelo processo denominado de "e-revestimento", e por esta razão devem ser um tanto eletrocondutoras. Consequentemente, uma carga eletrocondutora conforme descrita anteriormente poderá ser usada em aplicações de painéis de carroceria para aumentar a condutividade elétrica da peça. Um modificador de impacto conforme anteriormente descrito é frequentemente desejado em aplicações em painéis de carroceria para enrijecer as peças. Tempos de ciclo curtos são geralmente de grande importância para a economia na manufatura de painéis de 5 carroceria. Por esta razão, resinas epóxi e endurecedores mais reativos são preferidos nestas aplicações, e a temperatura de pré-aquecimento poderá ser um tanto superior a 80°C. Tempos de ciclo para painéis de carroceria são preferivelmente de não mais que 3 minutos, 10 mais preferivelmente de não mais que 2 minutos e ainda mais preferivelmente de não mais que 1 minuto.

Componentes de chassis automotivos e de caminhões feitos de acordo com a invenção oferecem reduções significativas em peso comparativamente com o aço. Esta vantagem é de grande significância em aplicações em caminhões grandes, onde a economia em peso se traduz em maiores capacidades de carga do veículo. Componentes de chassis automotivos provêem não apenas resistência estrutural, mas em muitos casos (tais como módulos de pisos) provêem atenuação acústica e de vibrações. É comum aplicar uma camada de material atenuador em módulos de piso de aço e outras peças de chassis para reduzir a transmissão acústica e de vibrações através da peça. Tais materiais atenuadores poderão ser aplicados de maneira semelhante a um módulo de piso compósito feito de acordo com esta invenção.

Os seguintes exemplos são providos para ilustrar a invenção, mas não para limitar a sua abrangência. Todas as partes e percentagens são em peso, salvo indicação em contrário.

Exemplo 1

Preparação de Laminado Compósito

Um molde de 18 X 18 cm (7" X 8") do tipo de êmbolo e cavidade é aspergido com um agente desmoldante. Uma camada de pano de tecido simples de vidro-E é carregada no molde, e o molde e o pano de vidro são aquecidos até 180°C.

Uma resina epóxi tendo um peso equivalente de epóxi de cerca de 18 0 (DERmr 38 3, da The Dow Chemical Company) é pré-aquecida até 80°C em um tanque de retenção. Em um tanque de retenção separado, uma mistura de metileno dianilina e polimetileno polianilinas (ANCAMINE® DL50, da 5 Air Products and Chemicals) também é pré-aquecida até 80°C. Ambas as correntes de materiais são então separadamente transferidas usando uma bomba aquecida a 125°C para um misturador estático onde elas são rapidamente misturadas a uma proporção em peso de 27,4 10 partes em peso de endurecedor e 72,6 partes em peso de resina epóxi. A mistura quente (~125°C) resultante é então imediatamente transferida para dentr4o do molde pré-aquecido. 0 molde é rapidamente fechado, e mantido a 180°C durante 5 minutos. 0 molde é então resfriado e 15 aberto, e o compósito resultante que é removido tem grosso modo 0,13 polegada de espessura.

Pedaços com -2,5 g do laminado são pesados, colocados em um cadinho e aquecidos em uma estufa sob ar a 600°C até se queimar a fase orgânica. As amostras são então 20 resfriadas e re-pesadas. A fração em peso de fibra é calculada dividindo o peso de fibra obtido após a queima pelo peso original da amostra.

A Tg da fase polímero é medida por calorimetria de varredura diferencial (DSC). Ensaios de Tg também são 25 avaliados por Análise Térmica Mecânica Dinâmica (DMTA), em amostras retangulares grosso modo de 12 mm de largura e 25 mm de comprimento. A análise por DMTA é conduzida em um reômetro ARES da Rheometrics usando uma fixação de amostra retangular de estado sólido. Experimentos em modo 30 de torque em frequência fixa (I Hz) são realizados iniciando em 30°C e então aplicando uma rampa de temperatura constante de 3°C/min até uma temperatura de 250°C.

Ensaios flexionais à temperatura ambiente são realizados de acordo com o método de ensaio ASTM D7 90. Corpos de ensaio com 0,5 polegada de largura por 3,5 polegadas de comprimento são cortados do laminado usando uma serra de ladrilho resfriada a água, polidos nas bordas usando lixa de areia 600 e deixados condicionar de acordo com o padrão. Os corpos de ensaio são então carregados em uma fixação de 3 pontos dobrável com um vão de suporte de 5 ~5,1 cm (2 polegadas) e uma taxa de carregamento de 0,023 mm/s (0,054 polegadas/minuto).

Ensaios tensionais à temperatura ambiente são conduzidos em corpos de ensaio de borda reta de 2,5 cm (1 polegada) de largura por 15 cm (6 polegadas) de comprimento. O 10 ensaio é conduzido usando uma armação de ensaio Instron 4505 adaptada com uma célula de carga de 44480 N (10 mil libras). O corpo de ensaio é agarrado usando garras autocompressíveis e um comprimento de garra de 3,8 cm (1,5 polegadas) de cada lado. Um extensiômetro com um 15 comprimento de calibre de 5,1 cm (2 polegadas) é usado para monitorar a deformação durante o ensaio.

Os resultados do acima são reportados na tabela 1.

Tabela 1

Propriedade Valor Tempo de Cura, minutos 5 Teor de Fibras,% em peso 47 Teor de Fibras,% em volume 29 Tq (método DMTA), 0C 183 Módulo Trativo, GPa (Mpsi) 16 (2,3) Resistência Trativa, GPa (kpsi) 221 (32) Módulo Flexionai, GPa (Mpsi) 11 (1,6) Resistência Flexionai, GPa (kpsi) 330 (48) Alongamento na Ruptura, % 3, 6 A resina epóxi em particular usada neste exemplo é 20 formulada pelo seu fabricante para prover uma cura lenta. Entretanto, a fase polímero cura com uma Tg excedendo 150°C em menos que 5 minutos. esperar-se-ia que uma resina epóxi mais reativa provesse um tempo de cura ainda mais curto.

Claims

1. Processo para formar um compósito, caracterizado pelo fato de compreender: a) pré-aquecer uma resina epóxi e um endurecedor enquanto que mantendo-os separados; b) misturar a resina epóxi pré-aquecida e o endurecedor pré-aquecido de maneira a formar uma mistura reagente quente; c) curar a mistura reagente quente na presença de pelo menos um reforço para formar um compósito tendo uma fase polímero, até que a fase polímero alcance uma temperatura de transição vítrea de pelo menos 150°C, sendo que as etapas b) e c) são conduzidas de maneira tal que a mistura reagente quente seja mantida todo o tempo acima da Tg instantânea da fase polímero.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de, na etapa b), a mistura reagente quente ter uma temperatura de pelo menos 80°C quando primeiramente formada.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de a etapa c) ser conduzida introduzindo a mistura reagente quente em um molde fechado, e curando a mistura reagente quente dentro do molde fechado.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de o reforço ser uma pré-forma de fibras.

5. Processo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de a pré-forma estar no molde antes da introdução da mistura reagente quente, e a préforma e o molde serem cada qual aquecido até pelo menos 150°C antes de introduzir a mistura reagente quente no molde.

6. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de o reforço incluir fibras curtas.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de as fibras curtas serem introduzidas na mistura reagente quente antes de se introduzir a mistura reagente quente no molde.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado pelo fato de o molde ser aquecido até pelo menos 160°C enquanto a mistura reagente quente estiver curando dentro do molde.

9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de a mistura reagente quente conter não mais que 0,5 por cento em peso de um catalisador, com base no peso da resina epóxi, e não mais que 1 por cento em peso de um solvente.

10. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de a etapa c) ser conduzida introduzindo a mistura reagente quente em um banho de resina, tracionando as fibras contínuas através do banho de resina de maneira tal que as fibras tornem-se revestidas com a mistura reagente quente, e então tracionando as fibras revestidas através de uma ou mais matrizes aquecidas de maneira tal que as fibras revestidas sejam consolidadas e conformadas a um formato de seção transversal especificado e a mistura reagente quente cure para formar um polímero tendo uma Tg de pelo menos 150°C.