BRPI1006891B1

BRPI1006891B1 - Pré-impregnados com rede integrada de ventilação multi-dimensional de gás

Info

Publication number: BRPI1006891B1
Application number: BRPI1006891-0A
Authority: BR
Inventors: Milton Custer; George Green; Mark W. Bielawski
Original assignee: Hexcel Corporation
Priority date: 2009-01-23
Filing date: 2010-01-13
Publication date: 2019-04-30
Also published as: EP2393870A1; CN102292381B; ES2484368T3; US9096734B2; EP2393870B1; WO2010085402A1; US20100189988A1; CA2749270C; CN102292381A; CA2749270A1; BRPI1006891A2

Abstract

pré-impregnados com rede integrada de ventilação multidimensional de gás compósito pré-impregnado incluindo uma rede de ventilação de gases que permite fuga multi-dimensional de gás do pré-impregnado durante o processo de cura. barreiras penetráveis também são fornecidas entre os elementos precursores de matriz para promover capacidade de armazenamento a longo prazo do pré-impregnado em temperaturas ambiente. a totalidade ou uma parte da rede de ventilação de gás pode ser integrada com as barreiras penetráveis.

Description

“PRÉ-IMPREGNADOS COM REDE INTEGRADA DE VENTILAÇÃO MULTIDIMENSIONAL DE GÁS”

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO .Campo da Invenção [001]A presente invenção se refere geralmente ao campo de materiais compostos e mais especificamente a pré-impregnados e laminados feitos de pré-impregnados que são moldados em uma grande variedade de peças em compostos. Mais particularmente, a presente invenção é dirigida para melhorar a duração de armazenamento ou capacidade de armazenamento de pré-impregnados, enquanto ao mesmo tempo, reduzir a quantidade e tamanho dos espaços vazios que se formam nas partes compostas durante as operações de moldagem.

2. Descrição a Técnicas Relacionadas [002]Os materiais compostos são tipicamente compostos por uma matriz de resina e fibras de reforço como os dois principais constituintes. Materiais compostos são amplamente utilizados na indústria aeroespacial e em outras situações onde alta resistência e baixo peso são desejados. Embora uma grande variedade de resinas de matriz tem sido usadas, resinas termoendurecíveis, tais como resinas epóxi e bismaleimida, são particularmente populares para aplicações aeroespaciais. Uma grande variedade de tipos de fibras também tem sido utilizadas em compostos aeroespaciais. De vidro, grafite de carbono e fibra cerâmica são comuns. As fibras podem ser cortadas, orientadas aleatoriamente, na orientação unidirecional ou tecido em tecido. As fibras utilizadas em materiais compostos têm diâmetros que variam extremamente pequeno para relativamente grande. Embora seja possível fazer compostos com fibras de grande diâmetro, a prática mais comum é a de levar milhares de fibras, com diâmetros muito pequenos e formá-los em pacotes individuais conhecidos como reboques. Estes reboques multifibras são muito mais fortes e mais flexíveis do que as fibras individuais com o mesmo diâmetro total. Os reboques podem ser tecidos em tecido da mesma maneira como fios convencionais. Alternativamente, os reboques estão dispostos em paralelo para fornecer uma orientação de fibra unidirecional ou eles podem ser orientados aleatoriamente.

[003]Há uma série de maneiras de combinar a resina com as fibras para formar o material final composto. Uma abordagem que tem sido usado há anos, é manualmente impregnar as fibras com resina ativada in-situ em um molde ou a estrutura de apoio. O calor é então utilizado para curar a resultante disposição. Este tipo de procedimento manual disposição é popular porque é simples e requer pouco ou nenhuma ferramenta especial. No entanto, é difícil de controlar com precisão a quantidade de resina que é aplicada às fibras e para garantir que a resina está sendo uniformemente impregnada no reboca fibra. Além disso, a quantidade de agente de cura e outros aditivos que são incluídos na resina pode variar

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2/17 entre dispositivos. Como resultado de impregnação, manuais de métodos não são usados normalmente em aplicações aeroespaciais, onde a combinação de alta resistência e peso leve é uma consideração importante do projeto.

[004]A fim de evitar os problemas acima, tem sido prática comum para formar uma pré-fabricada disposição (pré-impregnados) que inclui a fibra e uma matriz de resina (resina, agentes de cura e os aditivos). O pré-impregnado é feito sob condições de produção que permitem que a quantidade e distribuição da matriz de resina dentro do pré-impregnado seja cuidadosamente controlada. Uma vez formado, o pré-impregnado pode ser aplicado a um molde ou superfície de apoio de outras da mesma maneira como uma mão convencional de disposição. Em geral, os pré-impregnados não são usados imediatamente depois que eles são formados. Em vez disso, eles normalmente são armazenados para uso em um momento posterior.

[005]Há uma série de características que são desejáveis em qualquer préimpregnado. Por exemplo, o pré-impregnado deve ser suficientemente flexível para permitir a aplicação à superfície do molde desejado. Além disso, a aderência (ou aderência) do préimpregnado deve ser tal que o pré-impregnado adere as camadas subjacentes de préimpregnados no molde, embora não sendo tão pegajosa que torna-se interrompida quando manipulado. A resina pré-impregnada deve permanecer estável durante o armazenamento de modo que as características de manipulação (ou seja, flexibilidade e aderência) não mudem. Além disso, a resina não deve fluir das fibras ou redistribua-se indesejável durante o armazenamento, Ao mesmo tempo, a resina deve ter características de fluxo adequado durante a cura para proporcionar qualidade de laminado bom.

[006]A estabilidade de pré-impregnado durante o armazenamento tem sido, e continua a ser, uma das áreas mais problemáticas da fabricação e uso de pré-impregnado. Têm sido uma prática comum refrigerar um pré-impregnado durante a armazenagem e transporte para manter a reação entre a resina e agentes de cura a um mínimo. No entanto, tal refrigeração pode ser cara e demorada. Assim, há uma necessidade contínua para fornecer sistemas pré-impregnados que são projetados para serem menos dependentes da temperatura de armazenamento. O objetivo de fornecer pré-impregnado que é projetado de tal forma que ele possa ser armazenado e transportado em temperatura ambiente.

[007]Outra área que tem sido uma fonte de problemas para pré-impregnado é a formação de poros no laminado final. Gás gerado durante o processo de cura pode tornar-se preso dentro do laminado, onde forma poros ou vazios que diminuem a força da parte final.

Há uma necessidade permanente de desenvolver sistemas pré-impregnados que são projetados para ventilação de gás do pré-impregnado durante o processo de cura, assim, para eliminar a formação de poros indesejáveis.

Sumário da Invenção

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3/17 [008]De acordo com a presente invenção, pré-impregnado são fornecidos que incluem redes de gás de ventilação que permitem fuga multidimensional de gás do préimpregnado durante o processo de cura. Além disso, as barreiras são penetráveis, desde que aumentam a capacidade de armazenamento de longo prazo do pré-impregnado à temperatura ambiente.

[009]A presente invenção é baseada na combinação de um elemento fibroso com um ou mais elementos da matriz precursores em uma variedade de maneiras para prover ventilação multidimensional de gás quando o pré-impregnado é aquecido a temperaturas de cura. Os elementos de matriz podem ser precursores elementos de resina, elementos curativos ou elementos totalmente formulados que incluem tanto a resina e curativos. De acordo com a presente invenção, estes elementos precursores da matriz são orientados relativos um ao outro e para o elemento fibroso em configurações especificadas que formam redes de ventilação de gás multidimensional. Redes de ventilação de gás, que pode ser formada antes ou durante o processo de cura, prove o escape multidimensional eficiente de gás do pré-impregnado durante a cura dos mesmos.

[0010]Como uma característica da presente invenção, as barreiras são penetráveis desde que as zonas formem barreira entre os elementos precursores da matriz durante o armazenamento à temperatura ambiente. Em algumas modalidades da invenção, os elementos precursores de matriz permanece em um estado de não-fluxo durante o armazenamento e eles passam para um estado de fluxo durante a cura do pré-impregnado, no estado de fluxo, os elementos percursores de matriz fluem para dentro das zonas da barreira para formar a composição final curada. Como uma característica adicional, a rede de ventilação de gás pode ser integrada em conjunto com as zonas de barreira.

[0011]O pré-impregnado, em conformidade com a presente invenção é bem adequado para o armazenamento de longo prazo à temperatura ambiente. Além disso, o sistema de ventilação multi-dimensional de gás que é formado por vários elementos precursores da matriz e barreiras penetráveis fornecem remoção eficiente de gás durante o processo de cura para assim reduzir a formação de poros no laminado curado.

[0012]O descrito acima e muitas outras características e vantagens atendente da presente invenção será melhor compreendido por referência à seguinte descrição detalhada quando tomado em conjunto com os desenhos que acompanham.

Breve Descrição dos Desenhos [0013]FIG. 1 é uma representação simplificada de uma única camada de genéricos exemplares pré-impregnados, em conformidade com a presente invenção.

[0014]FIG. 2 é uma representação simplificada de uma múltipla camada de genéricos exemplares pré-impregnados, em conformidade com a presente invenção.

[0015]FIG. 3 é uma representação simplificada de uma folha ou camada de elemenPetição 870190011647, de 04/02/2019, pág. 10/28

4/17 tos de matriz de resina precursoras de acordo com a presente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção [0016]Uma camada exemplar única pré-impregnada, em conformidade com a presente invenção é mostrada de forma simplificada na FIG. 1. O exemplar pré-impregnado inclui um elemento fibroso 10 e 20 elementos precursores da matriz localizada na parte superior 13 do elemento fibroso 10 e 30 elementos precursores da matriz localizada na parte inferior do elemento 14 fibroso 10. Zonas de barreira 40 estão localizadas entre os elementos precursores de matriz20 e zonas de barreira 50 estão localizados entre os elementos precursores de matriz30. As zonas de barreira 40 e 50 podem também ser usadas para formar uma rede multidimensional de zonas de ventilação de gás, em conformidade com a presente invenção. Nas modalidades preferidas, substancialmente todas as zonas de ventilação de gás são integradas com as zonas de barreira 40 e 50.

[0017]Um exemplar de duas camadas pré-impregnadas, em conformidade com a presente invenção é mostrada de forma simplificada na FIG. 2. O exemplar pré-impregnado inclui dois elementos fibrosos 11 e 12. Há uma zona central 15 localizada entre os elementos fibrosos 1 1 e 12. Zonas exteriores 16 e 17 localizadas em lados opostos do préimpregnado. O pré-impregnado de duas camadas inclui elementos precursores de matriz 31 localizados na zona central 15 e elementos precursores da matriz 21 e 22 localizados no exterior zonas 17 e 16, respectivamente.

[0018]As Zonas de barreira 41, 51 e 61 estão localizadas entre os elementos precursores de matriz 21, 22 e 31, respectivamente.

[0019]As zonas de barreira 41, 51 e 61 também são usadas para formar uma rede multi-dimensional das zonas de ventilação de gás, em conformidade com a presente invenção. Nas modalidades preferidas, substancialmente todas as zonas de ventilação de gás são integradas com as zonas de barreira 41, 51 e 61.

[0020]As camadas fibrosas 10, 11 e 12 podem incluir qualquer um dos materiais fibrosos que são normalmente utilizados em pré-impregnado para produzir materiais compostos. O material fibroso pode ser selecionado a partir de sistemas de fibra híbrida ou mista que contem fibras sintéticas ou naturais, ou uma combinação destes. O reforço fibroso pode ser preferencialmente selecionado a partir de qualquer material adequado, tais como fibras vidro, carbono, cerâmica ou aramida (poliamida aromática). O material fibroso é preferencialmente fibras de carbono.

[0021]O material fibroso pode incluir fibras rachadas (ou seja, alongado-quebrada) ou seletivamente descontínuas, ou fibras contínuas. O uso de fibras rachadas ou seletivamente descontínuas pode facilitar disposição do pré-impregnado e melhorar a sua capacidade de ser moldado, o material fibroso pode ser em uma estrutura de matérias têxteis, não crespo, não-tecidos, unidirecional, ou multiaxial. A forma do tecido pode ser selecionada a

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5/17 partir de uma planície, cetim, ou estilo sarja. As formas não crespas e multi-axial podem ter uma série de orientações de fibra. Tais estilos e formas são bem conhecidas no campo de reforço de compósitos, e estão disponíveis comercialmente a partir de um número de empresas, incluindo reforços Hexcel (Villeurbannc, França).

[0022]O material fibroso 10, 11 e 12 pode ser revestido ou impregnado com resina de cura, e / ou outros ingredientes pré-impregnados, se desejar. No entanto, é preferível que o material fibroso permaneça substancialmente livre de ingredientes para que o gás possa fluir através do material fibroso, durante a cura, no mesmo plano que o material fibroso (direções x e y, como mostrado nas Figs. 1 e 2) e transversalmente através do material fibroso (direção z, como mostrado nas Figs. 1 e 2). O material fibroso forma uma parte da rede de ventilação multidimensional de gás de acordo com a presente invenção. Assim, a quantidade de resina de cura, e / ou outros ingredientes que estão impregnados no material fibroso deve ser tal que o gás ainda possa fluir nas direções x, y e z através dos materiais fibrosos 10, 1 1 e 12.

[0023]Os elementos precursores de matriz 20, 30, 21, 22 e 31 são de preferência na forma de linhas retas paralelas de material que se estendem lateralmente (direção y) em todo o material fibroso. As linhas podem ser curvas ou sinuosas desde que permaneçam separadas por zonas de barreira 40, 50, 41, 51 e 61, respectivamente, de modo a permitir o fluxo de gás na direção y. As linhas de elementos precursores da matriz podem ser contínuas ou descontínuas, a fim de aumentar o fluxo de gás. As linhas de elementos precursores podem ser orientadas paralelamente à direção y, como mostrado na FIGS. 1 e 2 ou podem ser orientadas em uma variedade de ângulos, incluindo ±90°, ± 45 °, ±30 ° e ± 15 °, com relação à direção y.

[0024]Os elementos precursores de matriz lineares e zonas de barreira são mostrados como possuindo seções transversais relativamente quadradas nas Figs, 1 e 2 para fins de demonstração. A forma de seção transversal real dos elementos precursores de matriz e zonas de barreira podem ser retangulares, redonda ou uma grande variedade de outras formas. O tamanho da seção transversal dos elementos precursores da matriz e zonas de barreira pode ser variado, desde que as zonas de barreira entre os elementos precursores da matriz, se houver, sejam suficientemente grandes para proporcionar uma evacuação adequada de gás através da rede de ventilação multi-dimensional durante a cura do préimpregnado. O tamanho do corte transversal pode ser uniforme ou não uniforme.

[0025]Os elementos precursores da matriz podem ser compostos de resina termofixa (R), curativos (C) para a resina termoendurecível ou uma mistura de resina termoendurecível e curativos para a resina termoendurecível (M). Os elementos precursores de matriz podem ser organizados em um variedade de orientações, a fim de formar uma rede de ventilação de gás que forneça o escape de gás para o pré-impregnado nas direções x, y e z, coPetição 870190011647, de 04/02/2019, pág. 12/28

6/17 mo mostrado nas Figs. 1 e 2.

[0026]Com relação aos elementos precursores da matriz 20 e 30 mostrados na FIG. 1, orientações exemplares tem os seguintes padrões gerais de repetição: 1-A ROROROROROROROR), 1-B) COCOCOCOCOCOCOC; 1-C) MOMOMOMOMOMOMOM; 1-D) ROCOROCOROCOROC; 1-E) ROROCOCOROROCOC; 1-F) ROROROCOCOCOROROR; e 1-G) ROROROROCOCOCOC onde O é as zonas de barreira ou aberturas 40 e 50. Uma ou mais das zonas de barreira ou aberturas (O) podem ser eliminadas dos padrões gerais acima , desde que existam vagas suficientes restantes através dos elementos precursores da matriz e / ou ambos os lados do elemento fibroso para permitir que o gás escape do pré-impregnado nas direções x, y e z durante a cura. Por exemplo, os seguintes padrões gerais repetitivos são adequados: 1-a) RRRRRRR; 1-b) CCCCCCC; 1-c) MMMMMMM; 1-d) RCRCRCRCRC; 1-e) RCRORCRORCRO; 1-f) CCORROCCORRO; e 1-g) RCORCORCORCO.

[0027]Os elementos precursores de matriz 20 e 30 podem ser alinhados na direção Z ou podem ser compensados, conforme mostrado na FIG. 1. Além disso, os diversos padrões de repetição de R, C, M e O podem ser variados entre os elementos precursores de matriz 20 e 30. Por exemplo, a orientação compensada de elementos precursores da matriz representada na FIG. 1, onde os elementos 20 são resinas termoendurecíveis e elementos 30 são curativos, podem ser representados como segue: 1-i) 20:: RORORORO e 30 = OCOCOCOC. Se os elementos precursores da matriz estão alinhados na direção Z, a orientação é representada da seguinte forma: 1-ii) 20 = RORORORO e 30 = COCOCOCO.

[0028]Outras orientações exemplares incluem o seguinte: 1-1) 20 = ROCOROCO e 30 =COROCORO; 1-2) 20 = ROCOROCO e 30 = OROCOROC; 1-3) 20 = MOMOMOMO e 30 = OMOMOMOM; 1-4) 20 = MOMOMOMO e 30 = MOMOMOMO, 1 -5) 20 = ROROCOCOROR e 30 = COCOROROCOC: 1-6) 20 = ROROCOCOROR e 30 = OCOCOROROCO; 1-7) 20 = ROR OROCOCOCOROROR e 30 = COCOCORORO ROCOCOC; 1-8) 20 = ROROROCOCOCOROROR e 30 = OCOCOCOROROROCOCO; 1 9) 20 = RRRRRRR e 30 = COCOCOC; 1 - 10) 20 = CCCCCCC E 30 = ROROROR; 1-11) 20 = MMMMMMM e 30 = MOMOMOMO E 1-12) 20 = RCRORCRORCR e 30 = ROCOROCOROCO.

[0029]O pré-impregnado mostrado na FIG. 1 pode ser empilhado em sequência durante a acumulação e formação do laminado de modo que os elementos precursores de matriz 20 em um pré-impregnado estejam localizados ao lado dos elementos precursores de matriz 30 em outro pré-impregnado. Alternativamente, as várias camadas de préimpregnado podem ser invertidas para que os elementos precursores do pré-impregnado 20 em um pré-impregnado estejam localizados ao lado dos elementos precursores de matriz 20 no pré-impregnado adjacente e a elementos precursores de matriz do pré-impregnado 30

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7/17 estejam localizados próximos aos elementos precursores de matriz 30 pré-impregnado ao lado. Ao colocar-se várias camadas do pré-impregnado mostrado na FIG. 1, os elementos precursores da matriz podem ser localizados em relação ao outro em uma variedade de orientações, desde que uma rede de ventilação multi-dimensional (X, Y e Z) de gás seja formada, se desejado, o pré-impregnado mostrado na FIG. 1 pode ser utilizado para formar uma camada de vários pré-impregnados que é armazenada para uso posterior. Préimpregnado composto de duas ou três camadas de um material de camada única (FIG. 1) são os preferidos, com as camadas sendo orientadas em uma configuração sequencial ou virada.

[0030]Um exemplo de um laminado sequencialmente empilhado é aquele em que pré-impregnado com a orientação exemplar (1 a 9), conforme estabelecido acima, são empilhados de modo que os elementos precursores de matriz 20 estejam localizados ao lado de elementos precursores de matriz 30 em uma única camada. Um exemplo de uma única camada virada é aquele em que pré-impregnado com a orientação exemplar (1-ii), conforme estabelecido acima, são empilhados para que os elementos precursores de matriz 20 estejam localizados ao lado de elementos da matriz 20 e precursora do precursor da matriz 30 elementos estão localizados ao lado da matriz de elementos precursores 30.

[0031]Se desejar, os precursores de resina de matriz 20 e 30 podem ser fornecidos em duas ou mais camadas de material, em vez de uma camada, como mostrado na FIG. 1. Por exemplo, elementos precursores da matriz compostos de duas camadas (não mostrado) podem ser representados como 20a e 20b ou 30a e 30b, 20a e 30a, onde estão mais próximos do material fibroso. As duas camadas podem ser orientadas de forma que as linhas de elementos precursores da matriz sejam paralelas entre si e colocados em cima umas das outras, em alternativa, as linhas paralelas de elementos precursores da matriz, podem ser compensadas em relação a outra. Além disso, as duas camadas de elementos precursores lineares da matriz podem ser orientados em ângulos em relação uns aos outros, como ± 90 ° ou ± 45 °, ± 30 ° ou ± 15 °.

[0032]Como exemplos, as duas camadas do precursor de resina de matriz podem ser orientadas da seguinte forma: 1 - 1D) 20a ou 30a = RRRRRRRRR e 20b ou 30b = ROROROROR; 1-2D) 20a ou 30a = CCCCCCCC e 20b ou 30b = COCOCOCO ; 1-3D) 20a ou 30a = RCRCRCRCRCR e 20b ou 30b = RCORCORCORC; 1-4D) 20a ou 30a = RCRCRCRCRC e 20b ou 30b = RCRCRCRCRC. Os elementos precursores da matriz podem ser organizados de modo que haja uma camada em um lado do reforço fibroso 10 (por exemplo, 20 ou 30) e duas camadas do outro lado (por exemplo, ou 30a/30b 20a/20b, respectivamente). Um exemplo é quando 20a = RCRCRCRCRCR, 20b = RCORCORCORCO e 30 = RORORORORO. Um exemplo de elementos precursores de matriz tendo três camadas são: 20a/30a = ROCOROCROC; 20b/30b = ROCOROCROC e 20c/30c =

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ROCOROCROC. Elementos precursores da matriz podem ser formados a partir de quatro ou mais camadas de diferentes materiais, no entanto, é preferível que o número de camadas em cada elemento seja de três ou menos para o pré-impregnado de camada única do tipo mostrado na FIG. 1.

[0033]Quando duas ou mais camadas são usadas, a orientação e as quantidades de materiais devem ser escolhidas de modo que uma rede de ventilação multidimensional de gás seja formada quando o pré-impregnado é aquecido durante o processo de cura. Préimpregnado inclui duas camadas de elementos precursores de matriz de um lado do elemento fibroso que podem ser empilhadas para formar múltiplas camadas laminadas em uma configuração sequencial ou virada, como descrito acima.

[0034]As zonas de barreira 40 e 50 (O) são formadas colocando uma barreira penetrável entre os elementos precursores da matriz. A barreira penetrável pode ser feita a partir de um gás (gás de preferência ar ou inerte), ou um polímero termo fundível ou barreira sólida a outros que derrete, dissolve ou, do contrário removido quando o pré-impregnado é aquecido durante o processo de cura. Exemplares materiais termo fusíveis são copolímeros em bloco, como o óxido de polietileno; plastificantes, como ftalatos; elastômeros, tais como estireno-butadieno-estireno e polímeros termoplásticos, tais como uretanos termoplásticos. Os materiais termo fundíveis de preferência tem uma temperatura de transição vítrea que é nada menos do que 20 ° C abaixo da temperatura de transição de vidro ou a resina termoendurecível. A barreira penetrável também pode ser um material poroso que é suficientemente poroso para os elementos da matriz penetrarem, quando o pré-impregnado é aquecido a temperatura de cura. O material poroso pode ser o mesmo material fibroso utilizado para fazer camada de material fibroso 10 ou pode ser algum outro tipo de material poroso, como um corpo reticulado de material termoplástico. Em algumas modalidades da invenção, a camada de material fibroso 10 funciona como barreira permeável que é usada para formar uma zona de barreira que é integrada na rede de ventilação de gás e proporciona ventilação de gás nas direções X e Y, bem como de ventilação na direção Z nas outras zonas de barreira 40 e 50.

[0035]Quando um gás ou material poroso é usado como barreira penetrável, os elementos precursores da matriz devem permanecer em um estado de fluxo não à temperatura ambiente (por exemplo, 10°C a 32,2°C (50°F a 90^SF)). Um estado de não-fluxo é considerado como sendo aquele em que a viscosidade dos elementos precursores da matriz seja suficientemente elevada para evitar que os elementos fluam para as zonas de barreira durante o período de armazenamento à temperatura ambiente ou abaixo (por exemplo, até 90 dias). Os elementos precursores da matriz devem ser capazes de mudar para um estado de fluxo, quando o pré-impregnado é aquecido a temperaturas de cura (por exemplo, 120°F e acima). Em um estado de fluxo, a viscosidade do elemento precursor da matriz deve ser

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9/17 suficientemente baixa para que os elementos fluam para a zona de barreira dentro de um período de alguns minutos até uma hora. A espessura do material poroso ou gás é escolhida de forma que os elementos precursores da matriz não entrem em contato entre si durante o armazenamento e a área aberta suficiente esteja presente para fornecer fluxo de gás entre os elementos precursores de matriz durante os estágios iniciais de cura. A espessura do material de barreira pode ser variado dentro de uma determinada camada do préimpregnado.

[0036]Quando uma barreira sólida penetrável é usada, como um material termo fundível, não é necessário que os elementos precursores de matriz estejam em um estado de não-fluxo em temperaturas ambientes de armazenamento. Além disso, o material termo fundível pode ser mais fino do que os materiais de barreira porosos ou gasosos, se desejar. A barreira sólida impede que os elementos precursores de matriz entrem na zona de barreira, mesmo se os elementos estiverem em um estado de fluxo à temperatura ambiente. Independentemente do estado de fluxo (ou seja viscosidade) dos elementos em temperatura ambiente, ainda é necessário que os elementos estejam em um estado de fluxo, quando o pré-impregnado é aquecido a temperaturas de cura, de modo que o fluxo dos elementos para as zonas barreira ocorra quando a barreira sólida é derretida, dissolvida ou removida.

[0037]Com relação aos elementos precursores da matriz 21, 22 e 3 1 mostrado na FIG. 2, orientações exemplares tem os seguintes padrões gerais de repetição:

2-A) ROROROROROROROR; 2-B) COCOCOCOCOCOCOC 2-C) MOMOMOMOMOMOMOM; 2-D) ROCOROCOROCOROC; 2-E)

ROROCOCOROROCOC; 2-F) ROROROCOCOCOROROR; e 2-G) ROROROROCOCOCOC onde O é a zona de barreira ou abertura 41,51 e 61.

[0038]Uma ou mais das zonas de barreira ou aberturas (O) podem ser eliminadas dos padrões gerais acima, desde que existam vagas suficientes restantes através dos elementos precursores da matriz, a zona central 15 e zonas exteriores 16 e 17 para permitir que o gás escape do pré-impregnado nas direções X, Y e Z durante a cura. Por exemplo, os seguintes padrões gerais repetitivos são adequados: 2-a) RRRRRRR; 2-b) CCCCCCC; 2-c) MMMMMMM; 2-d) RCRCRCRCRC; 2-e) RCRORCRORCRO; 2-t) CCORROCCORRO: e 2 g) RCORCORCORCO.

[0039]Os elementos precursores da matriz 21, 22 e 31 podem ser alinhados na direção Z, como mostrado na FIG. 2 ou eles podem ser compensados na forma mostrada na

FIG. 1. Em adição, os diversos padrões de repetição de R, C, M e O podem ser variados entre os elementos precursores de matriz 21, 22 e 31. Por exemplo, a orientação em linha de elementos precursores da matriz representada na FIG. 2, onde os elementos 21, 22 e 31 são todos alinhados na direção Z, podem ser representadas da seguinte forma: 2 - i) 21 =

ROCOROCO; 22 =ROCOROCO; e 31 = ROCOROCO. Se os elementos precursores de

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10/17 matriz são compensação na direção Z, a orientação é representada da seguinte forma: 2-ii) = ROCOROCO; 22 = OROCOROC e 31 = ROCOROCO.

[0040]Outras orientações exemplares incluem o seguinte: 2-1) 21 = ROCOROCO;

= RORORORO e 3 1 = OROROROR: 2-2) 21 = RORORORO; 22 = OCOCOCOC e 31 =

ROCOROCO: 2-3) 21 = MOMOMOMO; 22 = OMOMOMOM e 31 = MOMOMOMO; 2-4) 21 = ROCOROCO; 22 = MOMOMOMO e 31 = OCOROCOR: 2-5) 21 = ROROCOCOROR; 22 = COCOROROCOC e 31 = ROROCOCOROR; 2-6) 21 = CCOR ROCCORR; 22 = RROCCORROCC e 31 = CCORROCCORR; 2-7) 21 = ROROROCOCOCOROROR; 22 = COCOCOROROROCOCOC: e 31 = OMOMOMOMOMOMOMOMO 2-8) 20 =

ROROROCOCOCOROROR: 22 = OCOCOCOROROROCOCO e 31 = MOMOMOMOMO; 29) 21 = RRRRRRR; 22 = RRRRRRR e 31 = COCOCOC; 2-10) 20 = CCCCCCC: 22 = CCCCCCC: e 31 = ROROROR; 2-11) 21 = MMMMMMM; 22 = MMMMMMMM; e 30 = MOMOMOMO: e 2-12) 21 = RCRORCRORCR; 22 = RCRORCRORCR e 31 = ROCOROCOROCO.

[0041]O pré-impregnado mostrado na FIG. 2 pode ser empilhado em sequência durante a acumulação e formação de laminado de modo que a elementos precursores de matriz 21 em um pré-impregnado estejam localizados ao lado dos elementos precursores de matriz 22 em outros pré-impregnado. Alternativamente, as várias camadas de préimpregnado podem ser invertidas para que os elementos precursores do pré-impregnado 21 em um pré-impregnado estejam localizados ao lado da matriz de elementos precursores 21 no lado pré-impregnado e a matriz de elementos precursores do pré-impregnado 22 estejam localizados próximos aos elementos precursores da matriz 22 de adjacentes préimpregnado. Ao colocar-se várias camadas do pré-impregnado mostrado na FIG. 2, os elementos precursores da matriz podem ser localizados um em relação ao outro em uma variedade de orientações, desde que uma rede de ventilação multidimensional (X, Y e Z) de gás seja formada. Se desejar, o pré-impregnado mostrado na FIG. 2 pode ser usado para formar uma camada de vários pré-impregnados que são armazenados para uso posterior. Préimpregnado composto de duas ou três camadas de material de dupla camada (FIG. 2) são os preferidos, com as camadas sendo orientadas em uma configuração sequencial ou virada.

[0042]Um exemplo de um laminado sequencialmente empilhado é aquele em que pré-impregnado com o exemplar de orientação (2 a 2), conforme estabelecido acima, são empilhados de modo que os elementos precursores de matriz 21 estejam localizados próximos a elementos precursores da matriz 22 em uma única camada. Um exemplo de uma única camada virada de configuração é aquele em que pré-impregnado com a orientação exemplar (2-ii), conforme estabelecido acima, são empilhados de forma que os elementos precursores de matriz 21 estejam localizados ao lado de elementos de matriz 21 e os elePetição 870190011647, de 04/02/2019, pág. 17/28

11/17 mentos precursores de matriz 22 estejam localizados próximos aos elementos precursores da matriz 22.

[0043]Se desejado, os precursores de resina de matriz 21, 22 e 31 podem ser fornecidos em duas ou mais camadas de material em vez de uma camada, como mostrado na FIG. 2. Por exemplo, elementos precursores de matriz compostos de duas camadas (não mostrado) pode ser representado como 21a e 21b, 22a e 22b ou 31b ou 32 b. 21 a está localizado mais próximo à camada fibrosa 11 e 22 a está localizado mais próximo da camada fibrosa 12. 31a está localizado mais próximo de uma camada fibrosa 11 e 31b está localizado mais próximo à camada fibrosa 12. As duas camadas de material que compõem cada elemento precursor de resina da matriz podem ser orientadas de forma que as camadas de elementos precursores da matriz sejam paralelas a cada um e colocados em cima umas das outras. Alternativamente, as linhas paralelas de elementos precursores da matriz, podem ser compensadas uma em relação à outra. Além disso, as duas camadas de elementos precursores lineares da matriz podem ser orientadas em ângulos em relação uns aos outros, como ± 90 °, ± 45 °, ± 30 ° ou ± 15 °.

[0044]Como exemplos, as duas camadas de matriz precursora de resina pode ser orientada da seguinte forma: 2 - ID) 21 22, ou 31 a = RRRRRRRRR e 21b, 22b ou 31b = ROROROROR; 2-2D) 21a 22a, ou 31a = CCCCCCCC e 21b, 22b ou 31b = COCOCOCO; 2-3D) 21a , 22a ou 31a = RCRCRCRCRCR e 21b, 22b ou 31b = RCORCORCORC; 2-4D) 21a ,22a 31a ou = RCRCRCRCRC e 21b, 22b ou 31 b = RCRCRCRCRC. Os elementos precursores da matriz podem ser organizados de modo que haja uma camada exterior nas zonas 16 e 17 (por exemplo, elementos 21 e 22) e duas camadas na zona central 15 (por exemplo, elemento de duas camadas 3 la / 3 Ib). Um exemplo é onde 21: ROCOROCORO; 22 = RCORCORCORCO; e 31a = ROCOROCROC e 31b = OCOROCROCO. Três ou mais camadas de diferentes materiais podem ser usados para formar os elementos precursores de matriz utilizados na configuração de dupla camada mostrado na FIG. 2, no entanto, duas camadas é a preferida. As zonas de barreira 41, 51 e 61 são formadas da mesma maneira como descrito acima em conexão com a incorporação em uma única camada (FIG. 1). As barreiras penetráveis também podem ser feitas a partir de um gás (gás de preferência ar ou inerte), ou um polímero termo-fundível ou outra barreira sólida que derreta, dissolva ou, do contrário removida quando o pré-impregnado é aquecido durante o processo de cura. A barreira penetrável também pode ser um material poroso que é suficientemente poroso para que os elementos da matriz penetrem, quando o pré-impregnado é aquecido a temperatura de cura. O material poroso pode ser o mesmo material fibroso usado para fazer camadas de material fibroso (11 ou 12) ou pode ser algum outro tipo de material poroso. Em algumas modalidades da invenção, as camadas de material fibroso uma função 11 e /ou 12 funcionam como barreiras penetráveis que são usadas para formar zonas de barreira, que são

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12/17 integradas na rede de ventilação de gás para fornecer ventilação de gás nas direções X e Y, bem como de ventilação na direção Z para as zonas de barreira 41,51 e 61.

[0045] Os elementos precursores da matriz podem ser aplicados às camadas fibrosas como elementos individuais ou podem ser pré-formadas em uma folha ou camada de elementos que posteriormente são aplicados às camadas fibrosas durante a formação do pré-impregnado. Os elementos podem ser colocados em uma camada de suporte,manta, ou véu de material que é removido quando os elementos são aplicados para a camada fibrosa. Os elementos podem ser interligados ou de outro modo, formados em uma camada de elementos orientados, usando materiais que permanecem no pré-impregnado, se desejar.

[0046]Um exemplar da folha preferida de elementos precursores da matriz é mostrado na FIG. 3 em 70. Neste tipo de sistema, os elementos precursores de matriz 71 são conectados ou ligados entre si por pontes de material precursor de matriz 72. As pontes precursoras de matrix 72 abrangem todas as zonas de barreira ou aberturas 73. A ponte 72 é de preferência feita de mesmo material precursor da matriz como os elementos precursores de matriz 71. No entanto, é possível fazer as pontes 72 a partir de um material precursor da matriz que é diferente do material do elemento precursor de matriz adjacente.

[0047]A espessura (t) das pontes precursoras da matriz 72 e material precursor especial da matriz são selecionadas de modo que as pontes derretam ou o fluam durante a cura, a fim de abrir a zonas de barreira, como mostrado no espectro na FIG. 3. Isto fornece fluxo de gás na direção Z através de zonas de barreira durante a cura. A configuração em ponte ou entalhadas mostrada na FIG. 3 é preferida quando se deseja formar uma folha de elementos precursores da matriz que pode ser aplicada às camadas fibrosas como uma única entidade. A folha de elementos precursores da matriz 70 pode ser usada no lugar de qualquer ou de todas as camadas de elementos precursores 20, 21, 22, 30 e 31.

[0048]Qualquer número de resinas termoendurecível diferentes podem ser usados para formar os elementos precursores de matriz de resinas termoendurecível R. Exemplares incluem resinas epóxi, bismaleimidas, resinas de fenol-formaldeído, uréia-formaldeído, 1 ,3,5-triazme-2,4,6-triamina (Melamina), resinas éster vinílicas, resinas benzoxazine, resinas fenólicas, poliésteres, resinas éster de cianato, polímeros epóxido, ou qualquer combinação destes. Resinas epóxi são um elemento precursor da matriz preferido. Os elementos da matriz R precursora devem ser fornecidos em quantidades tais que o pré-impregnado contém de 20% em peso a 80% em peso de resina termoendurecível incluindo termoplásticos e aditivos de resina outros.

[0049]As resinas epóxi podem ser selecionadas a partir de qualquer das resinas epóxi que são utilizados na indústria aeroespacial epóxi de alto desempenho, resinas epóxi difuncionais, trifuncionais e tetrafuncionais podem ser usadas. De preferência, o componente de resina epóxi será uma combinação de compostos epóxi trifuncional e tetrafuncional. As

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13/17 quantidades relativas de epóxis trifuncional e tetrafuncional podem ser variadas. No entanto, é preferível que a quantidade de epóxi trifuncional seja maior ou igual à quantidade de epóxi tetrafuncional.

[0050]A resina epóxi trifunional será entendida como tendo os três grupos epóxi substituídos, direta ou indiretamente em uma orientação para ou meta no anel fenil no “esqueleto” do composto, uma resina epóxi tetrafuncional será entendido como tendo o epóxi quatro grupos no “esqueleto” do composto. Grupos substituídos adequados, a título de exemplo, incluem hidrogênio, hidroxil, alquila, alquenila, alquinila, alcoxil, aril, ariloxil, aralquiiloxil, aralquila, halo, nitro, ciano ou radicais.Grupos epóxi não-substituintes adequados podem ser ligados ao anel fenila nas posições para ou orto, ou ligado a uma posição meta não ocupada por um grupo epóxi.

[0051]Resinas epóxi trifuncionais adequadas, a título de exemplo, incluem aqueles baseadas em: novolacs epóxi fenol e cresol; éteres glicidílicos de adutos fenóis-aldeído; resinas epóxi aromáticas; éteres triglicidil dialifáticos; éteres alifáticos poliglicidil; olefinas epoxidadas; resinas à base de bromo, aminas glicidil aromáticas e éter glicidílico; imidinas e amidas heterocíclicas glicidílicas; éteres glicidílicos: resinas epóxi fluorados ou qualquer combinação destes epóxis. A preferida é a trifuncional, o éter triglicidil de aminofenol, que está disponível comercialmente como Araldite MY 0500 ou MY 0510 da Materiais Huntsman Avançados (Montbey, Suíça).

[0052]Resinas epóxi tetrafuncionais adequadas, a título de exemplo, incluem aqueles baseados em: novolacs epóxi fenol e cresol; éteres glicidílicos de adultos fenóis aldeído; resinas epóxi aromáticas; éter triglicidil dialifático; éteres alifáticos poliglicidil; olefinas epoxidadas; resinas à base de bromo, aminas glicidil aromáticas e éter glicidílico; imidinas e amidas heterocíclicas glicidílicos; éteres glicidílicos: resinas epóxi fluorados ou qualquer combinação destes epóxis. A preferida tetrafuncional epóxi é N, N, N ', N'-tetraglicidil-m xilenediamina, que está disponível comercialmente como Araldite MY0720 ou MY0721 de Materiais Huntsman Avançados (Monthey, Suíça), [0053]Se desejar, o precursor de resina de matriz também pode incluir um epóxi bifuncional, como uma resina epóxi Bisfenol-A (Bis-A) ou Bisfenol-F (Bis-F). Resina epóxi BisA exemplar está disponível comercialmente como Araldite GY6010 (Materiais Huntsman Advanced) ou DER 331, que está disponível no Dow Chemical Company (Midland, MI), resina epóxi Bis F exemplar está disponível comercialmente como Araldite GY281 e GY285 (Huntsman Materiais Avançados), A quantidade de resina epóxi Bis-A ou Bis-F presentes no componente de resina epóxi podem ser variadas. É preferível que não mais de 20 por cento em peso do elemento R precursor da matriz ser de resina epóxi bifuncional.

[0054]A resina termoendurecível no elemento precursor de matriz R pode incluir um ou mais termoplásticos. Termoplásticos são comumente misturados com resinas epóxi para

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14/17 aumentar a resistência. Termoplásticos exemplares incluem sulfonas poliéter, polieterimidas, poliamidaimida, poliamidas, copoliamidas, Poliimidas, aramidas, policetonas, poliéter, poliésteres, poliuretanos, polissulfonas, polietersulfonas, polímeros de hidrocarbonetos de alto desempenho, polímeros de cristal líquido, politetrafluoroetileno, elastômeros e elastômeros segmentados. É preferível que não mais de 30 por cento em peso da composição total de resinas termoendurecível sejam termoplásticos.

[0055]A resina termoendurecível no elemento precursor de matriz R também pode incluir qualquer um dos aditivos conhecidos que são normalmente incluídos nas composições de resina termoendurecível. Aditivos exemplares incluem agentes para melhorar o desempenho ou modificadores e polímeros termoplásticos adicionais, desde que não prejudiquem a aderência e a vida fora do pré-impregnado ou a força e tolerância a danos da parte do compósito curado. Os agentes para melhorar o desempenho ou modificadores, por exemplo, podem ser selecionados a partir de flexibilizadores, agentes/ partículas de endurecimento, os aceleradores, borrachas do núcleo da caixa, retardadores de chama, agentes umectantes, pigmentos / corantes absorvedores de ultravioleta, compostos anti-fúngicos, enchimentos, partículas condutoras, e modificadores de viscosidade, [0056]Enchimentos adequados incluem, a título de exemplo, qualquer um dos seguintes sozinhos ou em combinação: sílicas, aluminas, titânio, vidro, carbonato de cálcio e óxido de cálcio. Adequada partículas condutoras, a título de exemplo, inclui qualquer um dos seguintes sozinhos ou em combinação: prata, ouro, cobre, alumínio, níquel, séries de carbono condutoras, buckminsterfulereno, nanotubos de carbono e nanofibras de carbono. De metal revestido, o enchimento também pode ser usado, por exemplo, por partículas de carbono revestido de níquel e prata partículas de cobre revestido, a quantidade de enchimento deve ser inferior a 30% em peso da composição total da resina termofixa.

[0057]Enchimentos que são porosos podem ser usados para absorver gás durante o processo de cura para aumentar ainda mais a ventilação do gás fornecido pela rede de ventilação de gás. Enchimentos exemplares porosos incluem partículas de tamanho mícron e nanopartículas. Materiais exemplares incluem o carbonato de cálcio poroso, óxido de cálcio poroso e nanotubos.

[0058]Elementos Precursores de matriz C podem incluir qualquer um dos curativos usados para curar resinas termoendurecível. O curativo especial e a quantidade de curativos pode variar dependendo da orientação particular do elementos precursores de matriz R e C. A quantidade de elementos precursores de matriz C em um determinado pré-impregnado é escolhida para garantir a cura completa da resina termoendurecível. Isto pode ser determinado por meio de processos bem conhecidos na técnica.

[0059]Preferidos elementos precursores de matrix C são aqueles que facilitam a cura dos compostos epóxi-funcionais das resinas epóxi preferenciais e, sobretudo, facilitam a

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15/17 abertura do anel de polimerização de compostos de tais epóxis. Em uma modalidade particularmente preferida, os tais curativos incluem os compostos que polimerizam com o composto ou compostos epóxi-funcionais, na abertura do anel de polimerização do mesmo. Dois ou mais curativos podem ser utilizados em combinação para formar os elementos precursores de matriz C. Curativos podem ser misturados para formar um elemento precursor único de matriz, por exemplo, 20, 21, 21, 30 ou 31. Alternativamente, o curativo pode ser em camadas para formar várias camadas de elementos precursores de matriz, por exemplo, 20a/20b, 21a / 21b, 22 a / 22b, 30a/30b ou 31a/31b.

[0060]Curativos adequados incluem anidridos, particularmente anidridos policarboxílicos, como anidrido nádico (NA), anidrido metil nádico (MNA - disponível a partir de Aldrich), anidrido ftálico, anidrido tetrahidroftálico, anidrido hexahidroftálico (HHPA - disponível a partir de Anidridos Inc. e produtos químicos, Newark, NJ) anidrido, metiltetrahidroftálico (MTHPA disponível a partir de Anidridos Inc. e produtos químicos), anidrido metiltetrahidroftálico (MHHPA disponível a partir de Anidridos Inc. e produtos químicos), anidrido endometliylenetetrahidroftálico, hexachloroendometileno-tetrahidroftálico, anidrido (Anidrido Clorendico - disponível a partir de Velsicol Corporação Química, Rosemont, III) anidrido trimelítico, dianidrido piromelítico, anidrido maléico (MA - disponível a partir de Aldrich), anidrido succínico (SA), anidrido nonenilsuccínico, anidrido dodecenilsuccínico (DDSA disponível a partir de Anidridos Inc. e produtos químicos), anidrido poli polisebácico e polianidrido polyazeláico.

[0061]Mais curativos adequados são as aminas, incluindo aminas aromáticas, por exemplo, 1,3 - diaminobenzeno, 1,4 diaminobenzeno, 4,4 '-diamino-difenilmetano, e o poliaminosulfonas, tais como 4,4'-diaminodifenil sulfona (4, 4'-DDS - disponível a partir de Huntsman), 4-aminofenil sulfona e 3,3 '- diaminodifenílico sulfona (3,3'-DDS).

[0062]Além disso, curativos adequados podem incluir polióis, tais como etileno glicol (EG - disponível a partir de Aldrich), poli (glicol propileno), e poli (vinil álcool) e as resinas de fenol-formaldeído, tais como a resina de fenol-formaldeído tendo um peso molecular médio de cerca de 550 a 650, a resina p-t-butilfenol-formaldeído tendo um peso molecular médio de cerca de 600 a 700, e da resina p-n-octilfenol-formaldeído, tendo um peso molecular médio de cerca de 1200 a 1400, estes estando também disponíveis como HRJ 2210, HRJ2255, e SP-1068, respectivamente, de Schenectady Chemicals, Inc., Scbenectady, N, Y). Ainda mais a resinas de fenol-formaldeído, uma combinação de guanamina CTU, e resina de fenol-formaldeído com um peso molecular de 398, que está disponível comercialmente como CG-125 da Ajinomoto EUA Inc. (Teaneck, NJ), também é adequado.

[0063]Diferentes composições comercialmente disponíveis podem ser utilizadas como elementos precursores de matriz C na presente invenção. Uma tal composição é AH154, uma formulação de tipo dicianodiamida, disponível a partir de Ajinomoto EUA Inc., ouPetição 870190011647, de 04/02/2019, pág. 22/28

16/17 tros que são adequados incluem Ancamide 400, que é uma mistura de poliamida, dietil triamina, e trietilenotetraamina, 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; essas formulações estão disponíveis a partir do Pacífico Âncora Química, Divisão de Desempenho Químico, a Air Products and Chemicals, Inc., Allentown , Pa.

[0064]Curativos adicionais adequados incluem imidazol (1, 3-diaza-2, 4 - ciclopentadieno) disponível a partir de Sigma Aldrich (St. Louis, Missouri), 2-etil-4-metilimidazol disponível a partir de Sigma Aldrich, e complexos trifluorida amina boro , como Âncora 1 170, disponível a partir da Air Products & Chemicals, Inc.

[0065]Além disso, curativos adicionais adequados incluem 3,9-bis (3-aminopropil2,4,8,10 - tetroxaspiro [5.5] undecano, que está disponível comercialmente como ATU, de Ajinornoto EUA Inc., bem como dihidrazida alifáticos, que é comercialmente disponível como Ajicure UDH, também da Ajinomoto EUA Inc., e polisulfida mercapto-terminada que está disponível comercialmente como LP540, da Morton International, Inc., Chicago, 111.

[0066]Elementos exemplares precursores preferidos de matriz C incluem 4,4 'diaminodifenílico sulfona (4,4'-DDS) e 3,3 '-diaminodifenílico sulfona (3,3'-DDS), comercialmente disponível a partir de Huntsman. A matriz de elementos precursores C são fornecidos para que a quantidade de curativos não vulcanizados do pré-impregnado varie de 5% em peso a 45% em peso.

[0067]0 elemento precursor de matriz C também pode incluir um ou mais aceleradores para as resinas termoendurecível. Aceleradores adequados para resinas epóxi são qualquer um dos compostos urona que têm sido comumente usados. Exemplos específicos de aceleradores, o que pode ser usado sozinho ou em combinação, incluem N, N-dimetil, N'-3,4-diclorofenil uréia (Diuron), N'-3-clorofenil uréia (Monuron) e, preferencialmente, N, N (4-metil-m-fenileno bis [N N'-dimetilurea (por exemplo, Dyhard UR500 disponível a partir Degussa) Quando um acelerador está presente em um elemento precursor de matriz C, o elemento deve ser separado de elementos de matriz R por uma ou mais barreiras penetráveis de modo a evitar cura prematura do pré-impregnado.

[0068]Elementos precursores de Matriz M são formados por mistura de uma resina termofixa com um ou mais curativos. A combinação de resinas termoendurecível e curativa é selecionada de modo que nenhuma cura apreciável ocorra durante o armazenamento em temperatura ambiente. Agentes de cura altamente reativos e aceleradores não são adequados para uso na formação de elementos precursores da matriz Μ. A quantidade relativa de resina termoendurecível e curativos podem ser variados, dependendo da quantidade de outros elementos precursores de matrix R e C que estão presentes no pré-impregnado. As quantidades relativas de resina termoendurecível e curativos são escolhidas para garantir a cura completa do pré-impregnado, enquanto ao mesmo tempo limitando quaisquer reações

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17/17 de cura em temperatura ambiente.

[0069]Elementos precursores exemplares da matriz M incluem combinações de resinas termoendurecível com agentes de cura de polímeros de amina terminada, tais como 4,4 '-DDS e 3,3'-DDS. Mais reativos agentes de cura e / ou aceleradores podem ser utilizados desde que eles sejam encapsulados com um agente menos reativo, como é conhecido na técnica.

[0070]Pré-impregnado, em conformidade com a presente invenção pode ser feito usando qualquer um dos procedimentos padrões de preparação de pré-impregnado, desde que a matriz de resina não curada e camadas fibrosas sejam configuradas da maneira mostrada nas FIGS. 1 e 2 e, como descrito acima. A quantidade total de elementos precursores da matriz (R, C e M) deve ser de 20% em peso a 80% em peso do peso pré-impregnado total. O peso total do material de barreira penetrável irá variar de quase 0% em peso quando as barreiras são todas compostas de gás para cerca de 80% em peso quando os materiais de barreira termo-fusíveis e / ou porosos (incluindo as camadas fibrosa 10, 1 1 ou 12) são usados.

[0071]O pré-impregnado deve ser armazenado em temperaturas que não são mais elevadas do que a temperatura ambiente. Durante o processo de cura, o pré-impregnado é aquecido a uma temperatura por um tempo de cura suficiente de que é apropriado para assegurar a cura completa de uma combinação de resina-curativo particular. Para resinas epóxi, o pré-impregnado é mantido à temperatura ambiente ou abaixo antes de ser aquecido à temperaturas de cura na ordem de 120°C a 200°C para tempos de cura na ordem de 1 a 2 horas ou mais. Qualquer um dos sistemas de cura típico podem ser usados inclusive autoclavagem de moldagem a vácuo, e moldagem de prensa. As temperaturas de armazenamento e os parâmetros de cura para outros sistemas de resinas termoendurecível são bem conhecidos e pré-impregnado da presente invenção que incorporam elementos precursores da tal matriz que podem ser armazenados e curados da mesma maneira como o convencional pré-impregnado.

[0072]Tendo assim descrito exemplar modalidade da presente invenção, deve ser observado por aqueles versados na técnica que as divulgações aqui presentes são exemplares apenas e que várias outras alternativas, adaptações e modificações podem ser feitas no âmbito da presente invenção. Assim, a presente invenção não é limitada pelas modalidades acima descritas, mas só é limitada pelas reivindicações seguintes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Pré-impregnado adaptado para o armazenamento em temperatura igual ou inferior à temperatura ambiente de armazenamento, onde o dito pré-impregnado sofre cura quando o dito pré-impregnado é aquecido a uma temperatura de cura, o dito préimpregnado CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

um material fibroso; em que o pré-impregnado ainda compreende elementos precursores da matriz, os ditos elementos precursores da matriz sendo selecionados do grupo consistindo em: elementos de resina compreendendo uma resina termoendurecível, elementos curativos compreendendo um curativo para dita resina termoendurecível; e elementos totalmente formulados compreendendo uma mistura de resina termoendurecível e curativo para a dita resina termoendurecível; e zonas de barreira localizadas entre os elementos precursores da matriz para formar uma rede de ventilação de gás para fornecer fuga multi-dimensional de gás a partir do dito pré-impregnado quando o dito pré-impregnado é aquecido a dita temperatura de cura, durante a cura do dito pré-impregnado.
2. Pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende barreiras penetráveis que definem zonas de barreira situadas entre ditos elementos precursores da matriz, onde os ditos elementos precursores da matriz fluem para as ditas zonas de barreiras quando o dito pré-impregnado é aquecido a dita temperatura de cura, durante a cura do dito pré-impregnado.
3. Pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que as ditas barreiras penetráveis compreendem um material selecionado do grupo consistindo em gás, polímeros termo-fundíveis, dita camada fibrosa e materiais porosos.
4. Pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita rede de ventilação de gás compreende zonas de ventilação de gás que se estendem lateralmente através do dito pré-impregnado e transversalmente através do dito préimpregnado.
5. Pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita rede de ventilação de gás compreende um material selecionado do grupo consistindo de gás, polímeros termo-fundíveis, dita camada fibrosa e materiais porosos.
6. Pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita zona de ventilação compreende as ditas zonas de barreiras.
7. Pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que os ditos elementos precursores de matriz estão localizados em ambos os lados da dita camada fibrosa.
8. Pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende duas camadas de elementos precursores da matriz lineares orientados

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2/2 em ângulos em relação a um outro.
9. Pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que os ditos elementos precursores da matriz consistem dos ditos elementos de resina e ditos elementos curativos.
10. Pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que os ditos elementos de resina estão localizados em um lado da dita camada fibrosa e ditos elementos curativos estão localizados no outro lado da dita camada fibrosa.
11. Pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que os ditos elementos de resina estão localizados no mesmo lado da dita camada fibrosa como os ditos elementos curativos.
12. Pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende duas camadas fibrosas que definem uma múltipla camada de préimpregnado, dita múltipla camada de pré-impregnado tendo uma zona central localizada entre as ditas camadas fibrosas e duas zonas exteriores localizadas em lados opostos da dita múltipla camada de pré-impregnado.
13. Pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende barreiras penetráveis que definem zonas de barreira situadas entre ditos elementos precursores da matriz, onde os ditos elementos precursores de matriz fluem nas ditas zonas de barreiras quando o dito pré-impregnado é aquecido à dita temperatura de cura, durante a cura do dito pré-impregnado.
14. Pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que as ditas barreiras penetráveis compreendem um material selecionado do grupo consistindo de gás, polímeros de termo-fundível, dita camada fibrosa e materiais porosos.
15. Pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita rede de ventilação de gás compreende zonas de ventilação de gás que se estendem lateralmente através do dito pré-impregnado e transversalmente através de dito pré-impregnado.
16. Pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que as ditas zonas de ventilação de gás compreendem as ditas zonas de barreiras.
17. Pré-impregnado, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que os ditos elementos precursores da matriz consistem do ditos elementos de resina e ditos elementos curativos.