CN108138406A - 由增强纤维制成的织物基质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于生产复合材料预制件的由增强纤维制成的织物基质，其包含由至少一个彼此并排和平行排列且通过横向丝线结合的复丝增强纱平层的单向铺设织物，其中热塑性聚合物材料的非织造物排列在至少一个复丝增强纱平层上，所述非织造物与复丝增强纱平层粘结连接。织物基质的特征在于横向丝线具有芯/鞘结构，其具有构成鞘的第一组分和构成芯的第二组分，其中第一组分具有比第二组分更低的熔点，第一组分为可熔热塑性聚合物材料且彼此并排排列的复丝增强纱通过熔体粘合借助横向丝线的第一组分连接在一起。

Description

由增强纤维制成的织物基质
本发明涉及用于生产复合材料预制件的由增强纤维制成的织物基质，其包含由至少一个彼此并排和平行排列并通过横向丝线结合的复丝增强纱平层组成的纤维复合物或单向织物，其中热塑性聚合物材料的非织造物排列在至少一个复丝增强纱平层上并且与复丝增强纱平层粘结。
由增强纤维或纱制成，特别是还为单向织物的形式的纤维复合物是市场上长期已知的。这些纤维复合物或单向织物广泛用于生产在一些情况下具有复杂结构的复合部件。在制造这类复合部件期间的中间步骤中，首先由纤维复合物或单向织物生产纤维预制件，预制件由由增强纤维制成的二维或三维结构形式的织物中间体组成，其形式可以已经接近地相当于最终部件的形式。对于基本仅由增强纤维组成且仍很大程度地不存在生产该部件所需的基体百分数的这类纤维预制件的实施方案，合适的基体材料在其它步骤中借助浸渍或注射或者以及通过应用真空而结合到纤维预制件中。随后，通常在提高的温度和压力下将基体材料固化以形成最终组件。在这种情况下，浸渍或注射基体材料的已知方法为所谓的液体模塑(LM)方法，或者与其相关的方法，例如树脂转移模塑(RTM)、真空辅助树脂转移模塑(VARTM)、树脂膜浸渍(RFI)、液体树脂浸渍(LRI)或树脂浸渍柔性加工(RIFT)。
为生产纤维预制件，可不用基体材料而以适于部件轮廓的形式或模具将纤维复合物或单向织物以几个层堆叠在彼此之上直至得到所需厚度。在其它情况下，可首先例如通过缝纫线将几个纤维复合物或织物的层排列在彼此之上并结合在一起以形成干多轴复合物。各个层的增强纤维可彼此平行或者作为选择交叉地排列。通常，对于多轴复合物，设定0°、90°、±25°、±30°、±45°或±60°的角，并选择结构使得产生相对于0°方向的对称结构。然后可容易地进一步加工这些多轴复合物以生产预制件。
在许多情况下，多轴复合物具有具有相对地熔点的热塑性聚合物组分，例如为缝纫线的形式，或者为应用于复丝增强纱上的其它聚合物材料的形式。在生产预制件期间，可通过将该聚合物组分熔融，随后冷却而将预制件增强并因此稳定化。
由彼此并排和平行排列的复丝增强纱制成的复合物或者单向织物的使用容许生产可选择性地适应应用期间作用于部件上的负荷，因此在各负载方向上具有高强度的纤维复合物部件。多轴复合物的使用还能通过使纤维密度和纤维角度适应部件中存在的负载方向而实现低比重。
关于预制件的生产，重要的是所用原料，例如由彼此并排和平行排列的复丝增强纱制成的复合物或者单向织物，而且由它们制成的多轴复合物具有足够的稳定性和可成型性以确保良好的处理和悬垂性。
EP 1 352 118 A1例如公开了多轴复合物，为此，增强纤维层通过易熔缝纫线保持在一起，这确保多轴复合物在缝纫线的熔点以上良好的可成型性和随后冷却期间形状的稳定性。通常使用由热塑性聚合物如聚酰胺或聚酯制成的缝纫线，如例如EP 1 057 605中公开的。
复合材料预制件的预制品描述于US 2005/0164578中，所述预制品具有至少一个由增强纤维织物制成的层且其中纤维结合在至少一个层中，其在使纤维经受提高的温度时将预制件稳定化并且溶于稍后引入用于生产复合部件的基体树脂中。WO 02/16481还公开了用于例如预制件的由增强纤维制成的结构，其中结构包含挠性聚合物元件，其例如以纤维的形式引入增强纤维之间或者作为将增强纤维相互连接的缝纫线。挠性聚合物元件由可溶于所用可硬化基体材料中的材料组成。
根据DE 198 09 264 A1，可将由热塑性聚合物制成的粘合非织造物插入其中公开的用于纤维预制件的纤维复合物排列的增强纤维层之间，所述层缝合在一起。由于这些熔融粘结的非织造物，纤维复合物排列在加热至形成这些非织造物的聚合物的熔点以上时可以以简单的方式成型成三维结构，其在冷却后保持其形状，实际上不需要复原力。
EP 1 473 132具有多轴复合物和生产所述多轴复合物的方法以及由多轴复合物生产的预制件作为其主题。其中的多轴复合物在由单轴铺设的增强纤维制成的层之间具有由热塑性纤维制成的中间层，其中中间层可以为由双组分纤维制成的非织造物或者由混合在一起的不同纤维制成的混杂非织造物。形成中间层的聚合物应当与稍后注入预制件中的基体树脂相容。尤其解释的是中间层在树脂浸渍期间应当是基体树脂可渗透的并且应当在树脂浸渍期间和以后确保增强纤维。在使用环氧树脂的情况下，非织造物由聚酰胺纤维制成。非织造物可借助针织缝线或者借助熔融粘合而与由增强纤维制成的层连接。
EP 1 705 269公开了由多羟基醚制成的热塑性纤维材料，其例如可用于由增强纤维制成的多轴复合物的情况，例如作为由增强纤维制成的层之间的非织造物。在应用热的情况下，多羟基醚材料变成粘性且粘的，使得可在将其嵌入基体中以前实现增强纤维以指定几何排列固定。稍后多羟基醚纤维材料然后在其玻璃化转变温度以上的温度下完全溶于基体材料中。
由多个增强纤维层制成的复合物描述于US 2006/0252334中，其在增强层之间包含例如由聚合物纤维制成的非织造物以改进由这些复合物生产的部件的抗冲强度。由此，这些聚合物纤维应当可溶于基体树脂中，根据US 2006/0252334的论述，借此赋予与可熔、不溶性热塑性塑料相比，形成这些纤维的聚合物更均匀地分布于树脂基体中。
由于用于US 2006/0252334和EP 1 705 269的复合物的聚合物纤维可溶于基体材料中并因此在将复合物用基体树脂浸润期间溶解，不能充分确保在该部件生产阶段中增强层的固定。
专利文献中还发现了关于适于生产纤维预制件的由彼此并排和平行排列的复丝增强纱制成的单层复合物或者单层单向织物形式的基质的描述。例如，EP 1 408 152描述了单向织物形式的基质，其中单向且彼此平行排列的复丝增强纱通过与复丝增强纱横向运行的辅助丝线编织在一起。辅助丝线可以为碳纤维、玻璃纤维或者有机纤维，例如芳族聚酰胺、聚酰胺、PBO、PVA或聚乙烯纤维。EP 1 408 152中描述的基质也可具有粘合组分，例如由尼龙或聚酯或者由可硬化树脂如环氧、苯酚或不饱和聚酯树脂制成。此外，第一和第二树脂组分与单向织物的复丝纱结合。第二树脂组分具有比第一树脂组分更高的熔点或流动起始温度。
EP 2 233 625公开了由彼此并排排列的增强纤维纱制成的单层复合物的形式的基质，其具有曲线轮廓，且其中增强纤维纱通过以纬线形式与增强纤维纱交叉的辅助丝线保持在一起。尼龙或玻璃丝线优选用作辅助丝线，其中特别优选玻璃丝线，因为它们不收缩。主要组分为热塑性聚合物的树脂材料可逐点、以线形式、以不连续形式或者以非织造物的形式应用于基质上并且与基质粘结以将曲线形式稳定化。
尽管EP 2 233 625已经提供了具有内聚和甚至以曲线轮廓具有良好稳定性的基质，仍需要具有改进的稳定性，同时具有高悬垂性且适于自动化生产方法和自动化加工成预制件的基质。
本发明的下述目的因此为提供这类基质。另一目的是提供基于增强纤维的基质，其在成型成预制件以后具有良好的尺寸稳定性以及在基体树脂浸润期间具有良好的渗透性。同时，由这些复合物生产的组分应当具有高强度性能，特别是在压力的应用下，以及高抗冲强度。
该目的以用于生产复合材料预制件的由增强纤维制成的织物基质实现，所述织物基质包含由至少一个彼此并排和平行排列的复丝增强纱平层组成的单向复合物，
-其中彼此并排排列的复丝增强纱通过横向丝线结合在一起，且
-其中热塑性聚合物材料的非织造物排列在至少一个复丝增强纱平层上并且与复丝增强纱平层粘结，
-其中基质的特征在于这一事实：横向丝线具有芯/鞘结构，其中第一组分形成鞘且第二组分形成芯，其中第一组分具有比第二组分更低的熔点，第一组分为可熔热塑性聚合物材料，并且彼此并排排列的复丝增强纱通过熔体粘合借助横向丝线的第一组分结合在一起。
在本发明上下文中，单向复合物应当理解为至少一个彼此并排和平行排列的复丝增强纱平层的排列，其中所有增强纱以一个方向定向。在本发明单向复合物中，增强纱通过熔融粘合由横向丝线结合在一起，其中横向丝线在彼此并排和平行排列的复丝增强纱平层上面或下面运行并且铺设在各个层上面或下面并且可与层的增强纱结合。彼此并排和平行排列的复丝增强纱也可借助横向丝线编织或针织在一起，同时可通过熔融粘合与横向丝线连接。因此，本发明织物基质的单向复合物还包含其中所有增强纱也以一个方向定向的单向织物。对于这些单向织物，彼此平行排列并形成层的增强纱每种情况下通过松散结合丝线的链彼此连接，所述链相对于增强纱基本横向地延伸。这类单向织物描述于例如EP 0193 479 B1、EP 0 672 776或EP 2 233 625中。单向复合物优选具有单一的彼此并排和平行排列的复丝增强纱平层。
本发明织物基质具有对增强纱在增强纱的纵向和相对于增强纱的横向上彼此位移的高稳定性。这一方面可归因于这一事实：热塑性聚合物材料的非织造物与复丝增强纱层粘结。另一方面，具有芯/鞘结构的横向丝线产生进一步稳定化，因为形成鞘且由具有比形成芯的第二组分更低的熔点的可熔热塑性聚合物材料构成的第一组分导致彼此并排排列的复丝增强纱通过熔融粘合结合在一起。
同时，具有较高熔点的芯组分赋予基质相对于甚至在存在较高温度下，例如在由本发明织物基质生产复合材料部件期间基体树脂硬化期间可能的收缩和相对于可能的伸长的足够横向稳定性。
本发明织物基质非常适于生产纤维预制件，其中根据最终待生产的复合材料部件的强度要求将几个织物基质层叠加并例如放入成形或模具中。鉴于本发明织物基质的良好悬垂性，也可通过该方法生产具有曲线轮廓的纤维预制件。然后可通过温度的简短提高和随后的冷却将置于彼此之上的织物基质层例如借助非织造物或横向丝线的鞘组分连接在一起，即固定，使得得到稳定且可控的纤维预制件。
如已经解释的，形成横向丝线的鞘的第一组分具有比形成芯的第二组分更低的熔点。横向丝线的第一组分的熔点优选为70-150℃，更优选80-120℃。第一组分可以为熔点位于该范围内的聚合物或聚合物混合物。特别优选，第一组分由聚酰胺均聚物或聚酰胺共聚物或者聚酰胺均聚物和/或聚酰胺共聚物的混合物构成。在这些聚合物中，聚酰胺6、聚酰胺6,6、聚酰胺6,12、聚酰胺4,6、聚酰胺11、聚酰胺12或者基于聚酰胺6/12的聚合物是特别合适的。
还优选横向丝线的第二组分具有200℃以上的熔点。第二组分特别优选为玻璃或聚酯，因为这些材料在生产复合材料部件期间盛行的温度下具有低收缩率和低伸长率。
在本发明织物基质中，通常用于生产纤维增强复合材料的增强纤维或纱可用作复丝增强纱。优选，复丝增强纱为碳纤维、玻璃纤维或芳族聚酰胺纱，或者高度拉伸UHMW聚乙烯纱，特别优选碳纤维纱。在有利的实施方案中，织物基质中的复丝增强纱具有50-500g/m2的单位面积质量。特别优选100-300g/m2的单位面积质量。复丝增强纱优选由500-50000个增强纤维丝组成。为实现特别好的悬垂性和特别均匀的织物基质外观，复丝增强纱特别优选由6000-24000个增强纤维丝组成。
横向丝线的线密度优选对应于复丝增强纱的增强纤维丝数目以及因此对应于复丝增强纱的线密度。在单向织物中，不仅通常具有由织物基质构成的多层结构，过大的横向丝线线密度产生提高的增强纱波动。因此，横向丝线的线密度应当优选不大于复丝增强纱线密度的1/5。横向丝线优选具有20-400分特，特别优选50-200分特的线密度。
为实现尽可能少的波动，但同时实现织物基质的足够稳定性，还优选复丝增强纱的纵向上的横向丝线数目为0.3-6根丝线/cm。数目特别优选为0.6-2根丝线/cm。横向丝线还可相对于复丝增强纱以直角运行。然而，横向丝线与复丝增强纱之间任何其它可能的角度也是可能的。
织物基质的非织造物可以为由单向短切纤维或人造短纤维制成的织物或者由连续丝制成的无规铺设非织造物，其必须例如通过应用温度和压力结合，其中丝在接触点处熔融，因此形成非织造物。如已经解释的，非织造物一方面影响复丝增强纱的结合。同时实现良好的悬垂性和/或由织物基质生产的纤维预制件被基体树脂良好地浸润。非织造物例如还可以为玻璃毡或碳纤维毡，然后借助粘合剂将其与复丝增强纱平层结合。
非织造物优选由热塑性聚合物材料制成。这类非织造物例如公开于DE 35 35 272C2、EP 0 323 571 A1、US 2007/0202762 A1或US 2008/0289743 A1中。适当选择热塑性聚合物材料，非织造物可充当用于提高抗冲强度的试剂，然后在生产复合材料部件期间不再需要将用于提高抗冲强度的其它方式加入基体材料本身中。由此，非织造物在由织物基质生产的纤维预制件被基体材料浸润期间仍具有足够的稳定性，但应当优选在随后的挤压和/或固化温度下熔融。因此，形成非织造物的热塑性聚合物材料具有80-250℃的熔点。由聚酰胺制成的非织造物证明对于其中环氧树脂用作基体材料的应用是有效的。
在一个优选实施方案中，非织造物包含其熔点位于横向丝线的第二组分的熔融和分解温度以下的第一和第二聚合物组分，其中第二聚合物组分具有比第一聚合物组分更低的熔点。第一聚合物组分特别优选为不溶于环氧树脂、氰酸酯树脂或苯并嗪基体树脂中或者不溶于这些基体树脂的混合物中的组分。特别有利的是第一聚合物组分的熔点至少与基体树脂的固化温度一样高。
只要它们符合上述条件，通常可加工成热塑性纤维的聚合物可用作所用优选非织造物的第一聚合物组分，例如聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺、聚酯、聚丁二烯、聚氨酯、聚氨酯、聚丙烯、聚醚酰亚胺、聚砜、聚醚砜、聚苯砜、聚苯硫醚、聚醚酮、聚醚醚酮、聚芳基酰胺、聚酮、聚邻苯二甲酰胺、聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯或者这些聚合物的共聚物或混合物。非织造物的第一聚合物组分特别优选为聚酰胺均聚物或聚酰胺共聚物或者聚酰胺均聚物和/或聚酰胺共聚物的混合物。特别是，聚酰胺均聚物或聚酰胺共聚物为聚酰胺6、聚酰胺6,6、聚酰胺6,12、聚酰胺4,6、聚酰胺11、聚酰胺12或者基于聚酰胺6/12的共聚物。非织造物的第一聚合物组分优选具有180-250℃的熔点。
在有利的实施方案中，非织造物的第二聚合物组分具有80-140℃的熔点。非织造物的第二聚合物组分可由熔点位于该范围内的常用聚合物构成，例如具有低熔点的聚酰胺均聚物或共聚物和这些聚合物的混合物，聚烯烃，特别是聚乙烯(例如PE-LLD、PE-HD)、共聚酯、乙烯乙酸乙烯酯，三元共聚物，例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，或者聚羟基醚。
在一个优选实施方案中，第二聚合物组分由此可溶于环氧树脂、氰酸酯树脂或苯并嗪基体树脂中或者可溶于这些基体树脂的混合物中。此外，在这种情况下，特别有利的是第二聚合物组分为在这些基体树脂交联期间与环氧树脂、氰酸酯树脂或苯并嗪基体树脂化学反应的聚合物。第二聚合物组分则特别优选为例如已经在由本发明织物基质制成的纤维预制件被这些基体树脂浸润期间，即在树脂浸渍过程期间完全溶于树脂体系中，尤其是环氧树脂、氰酸酯树脂或苯并嗪树脂中，然后与基体树脂一起形成基体树脂体系的聚羟基醚。如上文已述，另一方面，第一聚合物组分不溶于基体体系中并且在树脂浸渍过程期间和以后以及在基体树脂固化以后作为分离相保留。
在进一步优选的实施方案中，第二聚合物组分不溶于环氧树脂、氰酸酯树脂或苯并嗪基体树脂或者不溶于这些基体树脂的混合物中。在这种情况下，非织造物的第二聚合物组分可以为例如具有低熔点的聚酰胺均聚物或共聚物或者这些的混合物，或者聚烯烃，特别是聚乙烯(例如PE-LLD、PE-HD)、共聚酯、乙烯乙酸乙烯酯或三元共聚物，例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)。
在具有第一和第二聚合物组分的非织造物中，特别有利的是非织造物的第一聚合物组分的熔点为180-250℃，且非织造物的第二聚合物组分的熔点为80-140℃。
第一聚合物组分特别优选在所用基体树脂的固化温度以上熔融。这样，第一聚合物组分结合到基体材料中，但总是在固化基体树脂中形成分离相。通过第一聚合物组分形成的该分离相在固化期间和随后的组分中帮助限制裂纹传播，因此决定性地贡献于例如抗冲强度的提高。
如果非织造物包含具有较高熔点的第一聚合物组分和具有较低熔点的第二聚合物组分，则在通过加热至在第二聚合物组分的熔点以上但在第一聚合物组分的熔点以下的温度而生产纤维预制件期间可实现基质层相对于彼此的活动性。非织造物的熔融第二组分类似地充当润滑剂使得增强纱的层在成型过程期间可滑动到预制件中的所需位置。在预制件冷却期间，第二聚合物组分则充当热熔性粘合剂并将增强层固定在其位置上。
在通常在第二组分的熔点以上但在第一组分的熔点以下的温度下进行的随后将纤维预制件用基体树脂浸润期间，非织造物的第一聚合物组分的较高熔点确保良好的基体树脂可渗透性。如果第二聚合物组分可溶于基体树脂中，如在上述实施方案中的一个中，该组分然后优选完全溶于基体树脂中，因此失去其相对于基体树脂作为分离相的特性。因此，第二聚合物组分的含量然后归因于基体材料，且待浸润的基体树脂的含量可通过第二聚合物组分的含量减少。因此，可在所得部件中设定增强纤维的高纤维体积含量，因此可使机械强度性能保持在高水平。在特别优选的实施方案中，在基体树脂，即环氧树脂、氰酸酯树脂或苯并嗪树脂的固化温度下，第二聚合物组分借助交联反应与固化基体树脂化学反应，因此变成均匀基体的集成部分。
在第二聚合物组分不溶于环氧树脂、氰酸酯树脂或苯并嗪基体树脂中或者不溶于这些基体树脂的混合物中的情况下，如上所述，第一聚合物组分充当润滑剂，容许基质层相对于彼此的活动性，使得增强纱层在成型成预制件期间滑动到所需的位置，并且在预制件冷却时充当热熔性粘合剂，将增强层固定在其位置上。然而，在基体树脂的浸润及其随后固化期间，保持其作为与基体树脂独立的相的特性，使得在这种情况下，第二聚合物组分以及第一聚合物组分降低裂纹的传播，因此例如贡献于抗冲强度的改进。
在非织造物具有具有较高熔点的第一聚合物组分和具有较低熔点的第二聚合物组分的情况下，它可由各聚合物组分的单组分纤维的混合物组成，即它可以为混杂非织造物。然而，非织造物也可由双组分纤维，例如芯/鞘纤维组成，其中纤维的芯由具有较高熔点的第一聚合物组分构成，且鞘由具有较低熔点的第二聚合物组分构成。在用该混杂非织造物或双组分非织造物将织物基质加工成纤维预制件期间，其还要求例如织物基质的成型，在具有较低熔点的非织造物组分的熔点以上但在具有较高熔点的非织造物组分的熔点以下的温度下成型期间适当地应用热可产生良好的可成型性，并且在冷却以后，产生成型复合物的良好稳定化和固定。类似于由双组分纤维制成的非织造物，非织造物也可例如由第一聚合物组分制成的纤维的无规铺设复合物制成，其中第二聚合物组分例如通过喷雾或涂覆应用于第一聚合物组分的纤维上。涂覆可例如由用第二聚合物组分的分散体或溶液浸渍产生，其中在浸渍以后，除去分散体的液体部分或者溶剂。由第一聚合物组分制成的纤维构成的非织造物还可包含嵌入第一聚合物组分的纤维之间的细粒形式的第二聚合物组分。
包含第一和第二聚合物组分的非织造物优选为混杂非织造物，即由具有不同熔点的单组分纤维的混合物制成的非织造物。如已经描述的，具有较高熔点的第一聚合物组分特别优选具有180-250℃的熔点。在该温度下，由第一聚合物组分组成的非织造物部分仅在注射基体树脂期间通常盛行的温度以上熔融。由于第一聚合物组分因此在树脂注入温度下仍未熔融，确保这一阶段中织物基质的良好尺寸稳定性。
鉴于使用本发明织物基质生产的复合部件的特性，尤其是鉴于它们的抗冲强度和它们的基体含量，有利的是非织造物包含60-80重量％的含量的第一聚合物组分和20-40重量％的含量的第二聚合物组分。总体上，优选存在于本发明织物基质中的非织造物具有5-25g/m2的单位面积质量，特别优选5-15g/m2的单位面积质量。
特别是如果织物基质的非织造物仅包含一种具有较高熔点的聚合物组分，即例如仅包含一种熔点位于180-250℃的范围内的聚合物组分，则在优选实施方案中，织物基质还在复丝增强纱平层的至少一个表面上包含主要组分为热塑性聚合物或双酚A基环氧树脂的粘合剂材料，其在室温下为固体并且不连续地应用于复丝增强纱平层上并与复丝增强纱粘结。不连续应用在此处应当理解为其中将粘合剂材料逐点，以线的形式或者以一些其它方式应用于表面上而不产生粘合剂材料的封闭层的应用。粘合剂材料优选以复丝增强纱的单位面积质量的1-5重量％的浓度使用。
在织物基质的特别优选实施方案中，粘合剂材料基于粉末材料并逐点应用于复丝增强纱平层上。这可通过将粉状粘合剂材料散布在彼此并排和平行排列的复丝增强纱层的表面上并通过熔融将它固定在表面上而实现。
聚乙酸乙烯酯、聚碳酸酯、聚乙酸酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚烯丙基化物(polyallylate)、聚酯、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚芳族聚酰胺、聚苯并咪唑、聚乙烯、聚丙烯或乙酸纤维素可优选用作粘合剂材料的热塑性聚合物。
粘合剂材料的熔点优选为80-120℃。由此，粘合剂材料可纯粹地具有在通过加热至粘合剂材料的熔点以上的温度并随后冷却而生产纤维预制件期间将铺设在彼此之上的织物基质层结合以及将它们相对于彼此固定的功能。此外，粘合剂材料可贡献于纤维预制件的稳定化，如果例如在纤维预制件成型期间发生织物基质层变形的话。然而，最终还可选择粘合剂材料使得它贡献于由纤维预制件制成的复合材料部件的机械性能改进，例如改进部件的抗冲强度。此处有利的是粘合剂材料为具有高韧性的热塑性材料或者这类热塑性聚合物与在室温下为固体的双酚A基环氧树脂的混合物。
鉴于其具体结构，本发明基质本身的特征是纤维预制件中基质层的良好悬垂性和可固定性，在由预制件生产部件期间用基体树脂浸润期间的良好渗透性，以及它可用于生产具有高机械强度和高抗冲强度的部件。因此，本发明特别还适用于用于生产包含本发明织物基质的复合材料部件的纤维预制件。
用横向丝线以及同时用非织造物以及可能用粘合剂材料以胶结形式将复丝增强纱结合赋予织物基质高水平的尺寸稳定性，因为胶结产生复丝增强纱相对于彼此的优异固定。这不仅容许生产其中复丝增强纱以相对于彼此并排和平行排列的直线形式使用的织物基质，而且生产具有曲线形式的织物基质。因此，优选实施方案涉及其中至少一个彼此并排和平行排列的复丝增强纱平层具有曲线轮廓的织物基质，其中复丝增强纱与曲线轮廓的周向平行排列，各个复丝增强纱沿着曲线轮廓的周向遵循自己的轨道，且各个复丝增强纱的轨道具有共有的曲率中心。
在具有曲线形式或轮廓的该织物基质中，复丝增强纱与沿着曲线轮廓的周向的方向(0°方向)平行运行。与其中复丝增强纱相互并排和平行排列且具有直线性路径的复合物相反，具有曲线形式的织物基质中的复丝增强纱也彼此并排和平行地排列，但遵循具有共同曲率中心的不同曲线轨道。此处，横向丝线也在与复丝增强纱交叉且与复丝增强纱横向的方向上运行。由于高尺寸稳定性以及由于本发明织物基质的设计，特别是由于横向丝线的双组分芯/鞘结构，在随后用于生产纤维预制件或复合材料部件的加工步骤期间，也保持该曲线形式。此处实现织物基质的进一步稳定化，其中热塑性聚合物材料的非织造物包含具有上述性能的第一聚合物组分和第二聚合物组分。

Claims (15)

1.用于生产复合材料预制件的由增强纤维制成的织物基质，其包含由至少一个彼此并排和平行排列的复丝增强纱平层组成的单向复合物，
-其中彼此并排排列的复丝增强纱通过横向丝线结合在一起，且
-其中热塑性聚合物材料的非织造物排列在至少一个复丝增强纱平层上并且与复丝增强纱平层粘结，
其特征在于：
-横向丝线具有芯/鞘结构，其中第一组分形成鞘且第二组分形成芯，其中第一组分具有比第二组分更低的熔点，第一组分为可熔热塑性聚合物材料，并且彼此并排排列的复丝增强纱通过熔体粘合借助横向丝线的第一组分结合在一起。
2.根据权利要求1的织物基质，其特征在于横向丝线的第一组分具有70-150℃的熔点。
3.根据权利要求2的织物基质，其特征在于横向丝线的第一组分为聚酰胺均聚物或聚酰胺共聚物或者聚酰胺均聚物和/或聚酰胺共聚物的混合物。
4.根据权利要求1-3中一项或多项的织物基质，其特征在于横向丝线的第二组分具有200℃以上的熔点。
5.根据权利要求4的织物基质，其特征在于横向丝线的第二组分为玻璃或聚酯。
6.根据权利要求1-5中一项或多项的织物基质，其特征在于横向丝线具有20-400分特的线密度。
7.根据权利要求1-7中一项或多项的织物基质，其特征在于非织造物具有5-25g/m2的单位面积质量。
8.根据权利要求1-7中一项或多项的织物基质，其特征在于非织造物包含熔点位于横向丝线的第二组分的熔点或分解点以下且不溶于环氧树脂、氰酸酯树脂或苯并嗪基体树脂或者这些基体树脂的混合物中的第一聚合物组分，和具有比第一聚合物组分更低的熔点的第二聚合物组分。
9.根据权利要求8的织物基质，其特征在于非织造物的第一聚合物组分具有180-250℃的熔点且非织造物的第二聚合物组分具有80-140℃的熔点。
10.根据权利要求8或9的织物基质，其特征在于非织造物的第一聚合物组分为聚酰胺均聚物或聚酰胺共聚物或者聚酰胺均聚物和/或聚酰胺共聚物的混合物。
11.根据权利要求1-10中一项或多项的织物基质，其特征在于此外它在复丝增强纱平层的至少一个表面上包含主要组分为热塑性聚合物或双酚A基环氧树脂的粘合剂材料，所述粘合剂材料在室温下为固体，并且不连续地应用于复丝增强纱平层上且与复丝增强纱粘结。
12.根据权利要求11的织物基质，其特征在于粘合剂材料具有80-120℃的熔点。
13.根据权利要求1-12中一项或多项的织物基质，其特征在于复丝增强纱为碳纤维、玻璃纤维或芳族聚酰胺纱或者高度拉伸UHMW聚乙烯纱。
14.根据权利要求1-13中一项或多项的织物基质，其特征在于至少一个彼此并排和平行排列的复丝增强纱平层具有曲线轮廓，其中复丝增强纱与曲线轮廓的周向平行排列，各个复丝增强纱沿着曲线轮廓的周向遵循自己的轨道，且复丝增强纱的轨道具有共同的曲率中心。
15.用于生产复合材料部件的纤维预制件，其特征在于它包含根据权利要求1-14中一项或多项的织物基质。
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