CN109311193A - 组装纤维增强的泡沫 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种组装模塑体的方法。本发明还涉及一种模塑体,其包含泡沫和至少一根纤维(F),纤维(F)位于模塑体中的纤维区域(FB2)并至少部分地被分割一次,其中至少一根纤维(F)被完全地分割。本发明还涉及由此获得的经组装的模塑体以及包含所述经组装的模塑体和至少一个层(S1)的面板。本发明还涉及一种制备所述面板的方法以及所述经组装的模塑体和所要求保护的面板作为例如风力涡轮机中的转子叶片的用途。
Description
本发明涉及一种转换模制品的方法。在本文中,所述模制品包含泡沫和至少一根纤维(F),其中纤维(F)具有位于模制品内且被泡沫包围的纤维区域(FB2),所述纤维(F)至少部分地被分割至少一次,其中至少一根纤维(F)被完全地分割。本发明还涉及可由此获得的经转换的模制品以及包含所述经转换的模制品和至少一个层(S1)的面板。本发明还涉及一种制备所述面板的方法以及本发明的经转换的模制品/面板作为例如风力涡轮机中的转子叶片的用途。
WO 2006/125561涉及一种制备增强的多孔材料的方法,其中在第一方法步骤中,在多孔材料中产生至少一个从多孔材料的第一表面延伸至第二表面的孔。在多孔材料的第二表面的另一侧上,提供至少一个纤维束,所述纤维束用针拉引穿过孔至多孔材料的第一侧。然而,在针抓住纤维束之前,首先将针牵引穿过来自多孔材料的第一侧上的特定孔。另外,在WO 2006/125561的方法结束时,纤维束部分地布置在孔材料内,因为它填充了相应的孔,并且各侧上的相应纤维束部分地从多孔材料的第一表面和第二表面伸出。
通过WO 2006/125561中记载的方法,可以制备包含所述多孔材料的芯和至少一个纤维束的夹层状部件。可以将树脂层和纤维增强的树脂层施加到该芯的表面上,以便制备实际的夹层状部件。用于形成夹层状部件的芯的多孔材料可例如为聚氯乙烯或聚氨酯。有用的纤维束的实例包括碳纤维、尼龙纤维、玻璃纤维或聚酯纤维。
然而,WO 2006/125561没有公开在制备模制品后将其分割以完全分地分割纤维束。WO 2006/125561的夹层状部件适用于航空器结构。
WO 2011/012587涉及一种制备用于由复合材料制成的面板的具有整合(integrated)桥接纤维的芯的其他方法。所述芯通过借助针将由轻质材料制成的被称为“饼状物(cake)”的表面上提供的桥接纤维部分或完全地牵引穿过所述饼状物而制成。所述“饼状物”可以由聚氨酯泡沫、聚酯泡沫、聚对苯二甲酸乙二醇酯泡沫、聚氯乙烯泡沫或酚醛泡沫形成,特别是由聚氨酯泡沫形成。原则上所用的纤维可为任何种类的单根或多根细线和其他纱线。
由此制得的芯转而可成为复合材料制成的面板的一部分,其中在夹层结构中,所述芯的一侧或两侧被树脂基质和树脂基质与纤维的结合物包围。然而,WO 2011/012587没有公开在制备芯后将其分割以完全地分割所述纤维。
WO 2012/138445涉及使用多个低密度的多孔材料的纵向条料来制备复合芯面板的方法。在单个的条料之间引入双板层纤维垫,并且通过使用树脂使得各个条料粘合,以形成复合芯面板。根据WO 2012/138445,形成纵向条料的低密度的多孔材料选自轻木、弹性泡沫和纤维增强的复合泡沫。各个条料之间引入的双板层形式的纤维垫可为例如多孔玻璃纤维垫。用作粘合剂的树脂可为例如聚酯、环氧树脂或酚醛树脂,或者热活化的热塑性塑料,例如聚丙烯或PET。然而,WO 2012/138445没有公开单个纤维或纤维束可被纳入多孔材料中用于增强。根据WO 2012/138445,在借助树脂的粘合剂粘合单个条料以获得芯材料的情况中,另外构成粘合元件的单独的纤维垫被用于此目的。因此,WO 2012/138445也未公开这样的分割,其中纤维位于模制品内并被完全地分割。
GB-A 2 455 044公开了一种制备多层复合制品的方法,其中在第一方法步骤中,提供了大量的热塑性材料制成的粒料以及发泡剂。所述热塑性材料为聚苯乙烯(PS)和聚苯醚(PPO)的混合物,其包含至少20重量%至70重量%的PPO。在第二步中,将粒料发泡,并且在第三步中,在模具中将它们熔接以形成该热塑性材料的闭孔泡沫,得到模制品,闭孔泡沫具有模具的形状。在下一方法步骤中,将纤维增强材料层施加到闭孔泡沫的表面,使用环氧树脂进行各个表面的连接。然而,GB-A 2 455 044没有公开可以将纤维材料引入到多层复合制品的芯中。此外,其也没有记载将闭孔泡沫进行分割。
类似的方法和类似的多层复合制品(GB-A 2 455 044中的那些)还公开于WO2009/047483中。这些多层复合制品适用于作为例如转子叶片(在风力涡轮机中)或用作船体。
US-B 7,201,625公开了一种制备泡沫产品的方法以及泡沫产品本身,该泡沫产品可以例如在体育领域中用作冲浪板。该泡沫产品的芯由颗粒泡沫(例如基于聚苯乙烯泡沫)形成。该颗粒泡沫在特殊的模具中制备,并且外部塑料表皮包围该模塑泡沫。外部塑料表皮可例如为聚乙烯薄膜。然而,US-B 7,201,625也没有公开用于增强材料的纤维可存在于颗粒泡沫中或将颗粒泡沫进行分割。
US-B 6,767,623公开了具有聚丙烯颗粒泡沫芯层的夹层面板,所述聚丙烯颗粒泡沫基于粒径为2-8mm且堆密度为10-100g/l的颗粒。另外,所述夹层面板包括两个纤维增强的聚丙烯的外层,其中单个外层围绕芯布置,以形成夹层结构。为了装饰目的,其他的层也可以任选地存在于夹层面板中。所述外层可以包含玻璃纤维或其他聚合物纤维。
EP-A 2 420 531公开了基于诸如聚苯乙烯的聚合物的挤出的泡沫,其含有至少一种粒径≤10μm的无机填料和至少一种成核剂。这些挤出的泡沫的特征在于其改进的刚度。另外描述了用于制备这种基于聚苯乙烯的挤出的泡沫的相应挤出方法。所述挤出的泡沫可为闭孔泡沫。然而,EP-A 2 480 531并没有说明挤出的泡沫包含纤维以及对其进行分割。
WO 2005/056653涉及由包含填料的可膨胀的聚合物珠粒制成的颗粒泡沫模制品。该颗粒泡沫模制品可通过熔接预发泡的泡沫颗粒来获得,所述预发泡的泡沫颗粒由包含填料的可膨胀的热塑性聚合物珠粒制成,该颗粒泡沫的密度为8至300g/l。所述热塑性聚合物珠粒尤其为苯乙烯聚合物。所用的填料可为粉状无机物质、金属、白垩、氢氧化铝、碳酸钙或氧化铝,或珠粒或纤维形式的无机物质,例如玻璃珠、玻璃纤维或碳纤维。
US 2001/0031350记载了包含具有低密度的纤维增强的闭孔材料、增强的纤维层和树脂的夹层材料。具有低密度的闭孔材料为泡沫。该夹层材料的芯材料包含通过纤维层彼此结合的泡沫的片段。此外,纤维(例如以粗纱的形式)可以引入到片段中用于增强,并且可以穿透纤维层。纤维存在于芯材料内的区域中,第二纤维区域从泡沫的第一侧伸出,第三纤维区域从第二侧伸出。为了将纤维引入泡沫中,US 2001/0031350使用了针。针产生了从泡沫的第一侧到第二侧的孔,同时将纤维从泡沫的第一侧带到泡沫的第二侧,使得纤维部分地位于泡沫内并且部分地位于泡沫的外。可将片段在连接之前锯开。
类似的夹层材料记载于US 2005/0074593。这些夹层材料同样包含纤维增强的闭孔材料,该闭孔材料含有增强的纤维层和树脂。这些夹层材料任选地包含其他已被引入夹层材料的粗纱形式的纤维。US 2005/0074593也记载了可将夹层材料进行结合并在结合之前可任选地锯开。
WO 2011/040970记载了包含低密度芯材料和刚性外部表层的复合夹层面板。该夹层材料通常包含多个通过刚性外部表层固定在一起的低密度芯材料的条料或块料,所述刚性外部表层为例如由玻璃纤维粗纱的无皱褶织物或机织物制成。可锯开芯材料来制备条料。此外,单个条料也可包含用于增强的粗纱。
US 2011/0031350、US 2005/0074593和WO 2011/040970中记载的方法的缺点在于,可存在于泡沫中的粗纱经常在锯开的过程中被拉出,导致至少部分地损害芯材料的纤维增强。
GB 1,375,877记载了由已被引入刚性泡沫层之间的玻璃纤维层制成的复合材料。可使用刀或锯切割这些复合材料。GB 1,375,877未记载其中将至少一根纤维引入泡沫中的模制品。仅使用玻璃纤维层的缺点在于,仅在所制备的复合材料被切割并通过玻璃纤维垫彼此重新结合时,才可能实现三维增强。
因此,本发明的目的是提供一种转换模制品的新方法。
该目的通过一种转换模制品的方法而实现,所述方法包括以下步骤a)和b):
a)提供包含泡沫和至少一根纤维(F)的模制品,其中纤维(F)具有位于模制品内且被泡沫包围的纤维区域(FB2),
b)至少部分地将模制品分割至少一次,其中至少一根纤维(F)被完全分割而获得经转换的模制品,其中
在步骤a)中,通过以下方式提供模制品:将至少一根纤维(F)部分地引入泡沫,使得纤维(F)具有位于模制品内且被泡沫包围的纤维区域(FB2),同时纤维(F)的纤维区域(FB1)从模制品的第一侧伸出,纤维(F)的纤维区域(FB3)从模制品的第二侧伸出,并然后任选地移除纤维区域(FB1)和/或纤维区域(FB3),其中
部分地引入优选通过步骤a1)至a6)进行:
a1)任选地将至少一个层(S2)并任选地将至少一个载体层(TS)施用至泡沫的至少一侧,
a2)在泡沫中和任选地在层(S2)中以及任选地在载体层(TS)中每根纤维(F)产生一个孔,其中孔从泡沫的第一侧延伸至第二侧并且任选地穿过层(S2)且任选地穿过载体层(TS),
a3)在泡沫的第二侧上提供至少一根纤维(F),
a4)将针从泡沫的第一侧穿过孔到达泡沫的第二侧,并任选地使针穿过层(S2)并任选地使针穿过载体层(TS),
a5)在泡沫的第二侧上,将至少一根纤维(F)固定到针上,和
a6)使针与纤维(F)一起穿过孔返回,使得纤维(F)具有位于模制品内且被泡沫包围的纤维区域(FB2),同时纤维(F)的纤维区域(FB1)从模制品的第一侧或任选地从层(S2)或任选地从载体层(TS)伸出并且纤维(F)的纤维区域(FB3)从模制品的第二侧伸出。
因此,本发明还提供一种转换模制品的方法,其包含以下步骤a)和b):
a)提供包含泡沫和至少一根纤维(F)的模制品,其中所述纤维(F)具有位于模制品内且被泡沫包围的纤维区域(FB2),
b)至少部分地将模制品分割至少一次,其中至少一根纤维(F)被完全分割而获得经转换的模制品。
本发明的方法有利地尤其能够将狭槽(slot)和凹槽(groove)引入模制品中,同时本发明的方法还可以用于进行成形切割以改变模制品的外部轮廓以及用于刨切(scarfing)以在模制品中产生例如厚度过渡和延伸结构。出乎意料地,本发明的方法在至少部分地分割模制品的过程中不会导致纤维(F)的拉出。
狭槽的引入尤其实现了经转换的模制品的良好悬垂性。此外,本发明的方法使得在模塑时几乎没有材料去除,并且如果形成了任意纤维(F)和/或泡沫废料,仅去除很少的材料。这是特别有利的,因为这种废料难以回收并且在健康和安全方面,特别是在工人的健康方面也是有问题的。
本发明的方法还提供非常良好、干净和精确的切割,也因此可实现宽度非常小的切割边缘。也可进行有针对性的生产开放和闭合的切割表面。所获得的经转换的模制品的机械特性与步骤a)中提供的模制品的机械性能几乎一样好或甚至一样好并且通过至少部分地分割而保持几乎不变。
根据本发明制备的模制品还有利地具有低树脂吸收和良好的界面粘合的特征。当将本发明制备的经转换模制品进一步加工成本发明的面板时,这种效果是特别重要的。树脂吸收可特别地通过有针对性的制备开放或闭合的切割表面以及通过具有低厚度的切口来影响。
在一个优选实施方案中,当在步骤a)中提供的模制品具有从模制品的第一侧伸出的纤维(F)的纤维区域(FB1)时,在经转换的模制品/由其得到的面板中可以实现粘合的进一步改善以及降低的树脂吸收。纤维(F)的纤维区域(FB1)优选保留在经转换的模制品中。然后,纤维/纤维束有利地不是齐平而是悬垂(overhang)地铺设在泡沫表面上,因此能够改善与本发明面板中的相应外层的粘合/直接连接。当将作为本发明的外板层的至少一个另外的层(S1)施用至本发明经转换的模制品上而形成面板时,尤其如此。优选施用可相同或不同的两个层(S1)。在这种情况下,特别有利的是,除了纤维(F)的纤维区域(FB1)之外,纤维(F)的纤维区域(FB3)从模制品的第二侧伸出。然后优选将该纤维区域(FB3)也保留在经转换的模制品中。然后特别优选的是,将两个相同的层(S1),特别是两个相同的纤维增强树脂层,施用至本发明经转换的模制品的相对两侧(第一侧和第二侧)而形成本发明的面板。这种面板也称为“夹层材料”,并且本发明的模制品也可称为“芯材料”。
因此,本发明的面板的特征在于具有低的树脂吸收以及良好的剥离强度。此外,可通过选择纤维类型及其比例和布置来特别地调整高的强度和刚度特性。低树脂吸收的效果是重要的,因为在使用这种面板(夹层材料)时的共同目的是增加结构特性,同时获得尽可能低的重量。当使用纤维增强的外板层时,例如,芯材料的树脂吸收有助于除了实际的外板层和夹层芯之外的总重量。然而,本发明经转换的模制品/本发明的面板可以降低树脂吸收,从而可节省重量和成本。
在步骤a)中,当模制品中的纤维以相对于泡沫的厚度方向(d)呈0°至60°,特别优选0°至45°的角度引入泡沫中时,可实现进一步的改善/优点。以0°至<90°的角度α引入纤维通常在技术上是可行的。即使在至少部分地分割模制品而获得步骤b)中的经转换的模制品的过程中,也能保持纤维(F)的角度α。
当将纤维不仅以彼此平行的方式引入到泡沫中,而且其他纤维以彼此呈优选>0至180°的角度β的方式引入到泡沫中时,可以实现另外的改善/优点。另外,这还实现了对所获得的经转换的模制品的机械特性的改善。
同样有利的是,在本发明的面板中,通过液体注入方法或液体灌注方法施用树脂(外)层,其中纤维可在加工过程中用树脂浸渍并且机械特性得到改善。另外,这可以节省成本。
下文进一步说明本发明。
根据本发明,步骤a)包括提供包含泡沫和至少一根纤维(F)的模制品。
泡沫可基于本领域技术人员已知的任何聚合物。
所述泡沫基于例如至少一种选自以下的聚合物:聚苯乙烯、聚酯、聚苯醚、由苯醚制备的共聚物、由苯乙烯制备的共聚物、聚芳醚砜、聚苯硫醚、聚芳醚酮、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚乳酸、聚氯乙烯、聚氨酯或其混合物。
优选所述泡沫基于至少一种选自以下的聚合物:聚苯乙烯、聚苯醚、苯乙烯和聚苯醚的混合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚醚砜、聚砜、聚醚酰亚胺、由苯乙烯制备的共聚物、或由苯乙烯制备的共聚物的混合物。特别优选所述聚合物为聚苯乙烯、聚苯乙烯和聚(2,6-二甲基苯醚)的混合物、苯乙烯-马来酸酐聚合物和苯乙烯-丙烯腈聚合物的混合物、或苯乙烯-马来酸酐聚合物(SMA)。
聚苯醚优选为聚(2,6-二甲基亚苯基醚),其也称为聚(2,6-二甲基苯醚)。
由苯醚制备的合适的共聚物是本领域技术人员已知的。适合于苯醚的共聚单体同样是本领域技术人员已知的。
由苯乙烯制备的共聚物优选包含选自以下的单体作为苯乙烯的共聚单体:α-甲基苯乙烯、环卤化的苯乙烯、环烷基化的苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、N-乙烯基化合物、顺丁烯二酸酐、丁二烯、二乙烯基苯和二丙烯酸丁二醇酯。
所述泡沫例如由颗粒泡沫、挤出的泡沫、反应性泡沫和/或间歇泡沫制成。所述泡沫优选由挤出的泡沫制成,特别优选由在包括以下步骤的方法中生产的挤出的泡沫制成:
I)在挤出机中提供聚合物熔体,
II)将至少一种发泡剂引入到步骤I)中提供的聚合物熔体中,以获得可发泡的聚合物熔体,
III)将步骤II)中获得的可发泡聚合物熔体从挤出机中通过至少一个模头挤出到压力较低的区域中,其中使可发泡的聚合物熔体膨胀,以获得膨胀的泡沫,
IV)通过使膨胀的泡沫通过成型工具而将来自步骤III)的膨胀的泡沫定型,以获得挤出的泡沫。
V)任选地将在步骤IV)中获得的挤出的泡沫进行材料去除处理,
其中
i)步骤I)中提供的聚合物熔体任选地包含至少一种添加剂,和/或
ii)将至少一种添加剂任选地在步骤II)期间加入到聚合物熔体中和/或在步骤II)和步骤III)之间加入到可发泡的聚合物熔体中,和/或
iii)将至少一种添加剂任选地在步骤III)期间施用至膨胀的泡沫和/或在步骤IV)期间施用至膨胀的泡沫,和/或
iv)将至少一个层(S2)任选地在步骤IV)期间和/或直接在步骤IV)后施用至挤出的泡沫,和/或
vi)将至少一个载体层(TS)任选地在步骤IV)期间和/或直接在步骤IV)后施用至挤出的泡沫
在步骤I)中,在挤出机中提供聚合物熔体的合适方法原则上是本领域技术人员已知的所有方法;例如,聚合物熔体可在挤出机中通过熔化已经预聚合的聚合物而提供。聚合物可直接在挤出机中熔化;同样可以将聚合物以熔融形式进料至挤出机,从而在步骤I)中的挤出机中提供聚合物熔体。同样可能的是,在步骤I)中提供聚合物熔体,由于制备聚合物熔体的聚合物所需的相应单体在挤出机中彼此反应并由此提供聚合物熔体。
在本发明的上下文中,聚合物熔体应理解为意指聚合物的温度在半结晶聚合物的情况下高于熔融温度(TM)或在无定形聚合物的情况下高于玻璃化转变温度(TG)。
通常,方法步骤I)中的聚合物熔体的温度为100至450℃、优选为150至350℃且特别优选为160至300℃。
在步骤II)中,将至少一种发泡剂引入到步骤I)中提供的聚合物熔体中。用于此目的的方法本身是本领域技术人员已知的。
合适的发泡剂例如选自:二氧化碳;烷烃,例如丙烷、异丁烷和戊烷;醇类,例如甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基丙醇和叔丁醇;醚类,例如二甲醚;酮类,例如丙酮和甲基乙基酮;卤代烃类,例如氢氟丙烯;水;氮气和它们的混合物。
在步骤II)中,由此获得可发泡的聚合物熔体。该可发泡的聚合物熔体通常包含1重量%至15重量%、优选为2重量%至10重量%且特别优选为3重量%至8重量%的至少一种发泡剂,各自基于该可发泡的聚合物熔体的总重量计。
在步骤II)中,挤出机中的压力通常为20至500巴、优选为50至400巴,且特别优选为60至300巴。
在步骤III)中,将步骤II)中获得的可发泡的聚合物熔体从挤出机中通过至少一个模孔挤出到压力较低的区域中,其中使可发泡的聚合物熔体膨胀,以获得膨胀的泡沫。
可发泡的聚合物熔体的挤出方法本身是本领域技术人员已知的。
用于挤出可发泡的聚合物熔体的合适的模孔是本领域技术人员已知的全部那些。模孔可具有任何所需的形状;例如,其可为矩形、圆形、椭圆形、正方形或六边形。优选矩形的槽式模头和圆形的圆形模头。
在一个实施方案中,可发泡的聚合物熔体恰好通过一个模孔、优选通过槽式模头挤出。在另一个实施方案中,可发泡的聚合物熔体通过多个模孔、优选圆形或六边形模孔挤出,以获得大量的线料(strand),该大量的线料在从模孔挤出之后立即合并以形成膨胀的泡沫。该大量的线料也可以仅在步骤IV)中通过穿过成型工具而合并。
优选地,加热至少一个模孔。特别优选地,当聚合物是无定形聚合物时,将模孔至少加热至在步骤I)中提供的聚合物熔体中存在的聚合物的玻璃化转变温度(TG),并且当聚合物是半结晶聚合物时,将模孔至少加热至步骤I)中提供的聚合物熔体中存在的聚合物的熔融温度(TM);例如,模孔的温度为80至400℃、优选为100至350℃且特别优选为110至300℃。
在步骤III)中,将可发泡的聚合物熔体挤出到压力较低的区域中。压力较低的区域中的压力通常为0.05至5巴、优选为0.5至1.5巴。
在步骤III)中,将可发泡的聚合物熔体挤出模孔的压力通常为20至600巴、优选为40至300巴,且特别优选为50至250巴。
在步骤IV)中,通过使膨胀的泡沫通过成型工具而将来自步骤III)的膨胀的泡沫定型,以获得挤出的泡沫。
膨胀的泡沫的定型确定了步骤IV)中所得的挤出的泡沫的外形。定型方法本身是本领域技术人员已知的。
成型工具可以直接设置在模孔处。成型工具同样可以设置在离模孔一定距离处。
用于定型膨胀的泡沫的成型工具本身是本领域技术人员已知的。合适的成型工具包括,例如片状定型器、滚轴出料器(roller takeoff)、心轴定型器、链状出料器和带状出料器。为了降低成型工具与挤出的泡沫之间的摩擦系数,可以对工具进行涂覆和/或加热。
因此,步骤IV)的定型固定了本发明的挤出的泡沫的横截面在至少一个维度上的几何形状。优选地,挤出的泡沫具有几乎矩形的横截面。如果定型仅在特定方向部分进行,则挤出的泡沫会在自由表面处偏离理想的几何形状。挤出的泡沫的厚度首先由模孔确定,其次由成型工具确定;这同样适用于挤出的泡沫的宽度。
在步骤V)中,用于将步骤IV)中获得的挤出的泡沫进行材料去除处理的合适的方法原则上是本领域技术人员已知的所有方法。例如,挤出的泡沫可以通过锯切、铣削、钻孔或刨削进行材料去除处理。当挤出的泡沫是热塑性泡沫时,热成型也是可能的,通过这种方法可以避免切割损失和对纤维(F)的损坏的材料去除处理。
合适的添加剂原则上是本领域技术人员已知的所有添加剂,例如成核剂、阻燃剂、染料、工艺稳定剂、加工助剂、光稳定剂和颜料。
关于在一个实施方案中施用至挤出的泡沫的层(S2),相应地适用下文进一步描述的说明和优选。
所述至少一种载体层(TS)可与层(S2)相同或与层(S2)不同。
所述至少一个载体层(TS)优选为开孔的,特别优选为包含纤维和/或纤维束的纺织物,更优选为开口网状非褶皱织物或机织物,最优选为玻璃纤维、碳纤维和/或聚合物纤维的开口网状非褶皱织物或机织物。
本发明的泡沫通常包含泡孔。由于优选通过挤出法制备泡沫,特别是通过包括步骤I)至V)的挤出法,通常至少50%,优选至少80%,更优选至少90%的泡沫的泡孔是各向异性的。
各向异性的泡孔在不同的空间方向上具有不同的尺寸。泡孔的最大维度称为a-方向且最小维度称为c-方向。第三维度称为b-方向。可以例如通过光学显微镜或扫描电镜照片确定孔泡的尺寸。
泡孔的各向异性优选还导致泡沫的各向异性。
例如泡沫的至少一个机械特性、优选所有的机械特性可以是各向异性的和/或泡沫的至少一个弹性模量、优选所有的弹性模量可以是各向异性的。同样地,泡沫在厚度方向(z-方向)上的压缩强度与泡沫在长度方向(x-方向)上的压缩强度之比和/或泡沫在厚度方向(z-方向)上的压缩强度与泡沫在宽度方向(y-方向)上的压缩强度之比可以是不同的。
步骤a)中提供的模制品除了泡沫之外还包括至少一根纤维(F)。
步骤a)中的纤维(F)优选为单纤维或纤维束,优选为纤维束。
优选步骤a)中的纤维(F)不是非织造物、非褶皱织物、机织物或针织物,并且特别优选纤维(F)不是片状纤维材料。
在步骤a)中,合适的纤维(F)是本领域技术人员已知的可形成纤维的所有材料。优选步骤a)中的纤维(F)为有机纤维、无机纤维、金属纤维或陶瓷纤维或它们的组合。优选聚合纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、碳纤维或天然纤维,特别优选聚芳酰胺纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或碳纤维。聚合纤维优选为聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚芳酰胺纤维、聚乙烯纤维、聚氨酯纤维、聚氯乙烯纤维、聚酰胺纤维和/或聚酰胺酰亚胺纤维。天然纤维优选为剑麻纤维、大麻纤维、亚麻纤维、竹纤维、椰纤维和/或黄麻纤维。
优选将纤维束用作步骤a)中的纤维(F)。纤维束由若干单根纤维(单纤维)组成。每束中的单根纤维的数量在玻璃纤维的情况下优选为至少10根、尤其优选为100至100000根、特别优选为300至10000根,在碳纤维的情况下为1000至50000根,并且在玻璃纤维的情况下最优选为500至5000根且在碳纤维的情况下为2000至20000根。
还优选,步骤a)中的模制品包含多根纤维(F)、特别优选纤维束,和/或包含每m2多于10根纤维(F)或纤维束、优选每m2多于1000根,特别优选每m2为4000至40000根。
优选地,纤维(F)以相对于模制品的厚度方向(d)/以相对于模制品的第一侧(的表面)的垂直方向呈角度α引入到模制品中。角度α可为0°至90°之间的任意所需值。例如,纤维(F)以相对于模制品的厚度方向(d)呈0°至60°,优选0°至50°,更优选0°至15°或10°至70°,特别是30°至60°,更优选30°至50°,还更优选30°至45°,特别为45°的角度α引入到泡沫中。
在另一实施方案中,将至少两根纤维(F)以两个不同的角度α(α1和α2)引入,其中角度α1优选为0°至15°且第二个角度α2优选为30°至50°;特别优选α1为0°至5°且α2为40°至50°。优选本发明模制品中的所有纤维(F)具有相同的角度α或具有至少近似相同的角度(偏差不大于+/-5°,优选+/-2°,特别优选+/-1°)。
所有纤维(F)可以彼此平行地布置于模制品中。根据本发明,同样可能和优选的是,两根或多根纤维(F)以彼此呈角度β布置于模制品中。在本发明的上下文中,角度β应理解为意指第一纤维(F1)在模制品的第一面的表面上的正投影与第二纤维(F2)在模制品表面上的正投影之间的角度,其中两根纤维已被引入到模制品中。
角度β优选为β=360°/n,其中n为整数。优选地,n为2至6,特别优选为2至4。例如,角度β为90°、120°或180°。在另一个实施方案中,角度β为80°至100°、110°至130°或170°至190°。在另一个实施方案中,多于两根纤维(F)例如三根或四根纤维(F)以角度β引入。这三根或四根纤维(F)对于两根相邻的纤维可分别具有两个不同的角度β(β1和β2)。优选地,所有的纤维(F)对于两根相邻的纤维(F)具有相同的角度β=β1=β2。例如角度β为90°,在此情况下,第一纤维(F1)与第二纤维(F2)之间的角度β1为90°,第二纤维(F2)与第三纤维(F3)之间的角度β2为90°,第三纤维与第四纤维(F4)之间的角度β3为90°,且第四纤维(F4)与第一纤维(F1)之间的角度β4同样为90°。由此以顺时针方向,第一纤维(F1)(参照)与第二纤维(F2)、第三纤维(F3)和第四纤维(F4)之间的角度β为90°、180°和270°。类似的考虑适用于其他可能的角度。
然后,第一纤维(F1)具有第一方向,且以相对于第一纤维(F1)呈角度β布置的第二纤维(F2)具有第二方向。优选地,在第一方向和第二方向上存在相似数量的纤维。在本发明上下文中,“相似”应理解为意指,相对于其他方向的每个方向上的纤维数量之间的差值为<30%、特别优选<10%且特别优选<2%。
纤维或纤维束可以规则或不规则图案引入。优选以规则图案引入纤维或纤维束。在本发明的上下文中,“规则图案”应理解为意指所有的纤维彼此平行排列,并且至少一根纤维或纤维束与所有直接相邻的纤维或纤维束具有相同的距离(a)。特别优选地,所有的纤维或纤维束与所有直接相邻的纤维或纤维束具有相同的距离。
在另一优选的实施方案中,引入纤维或纤维束,使得基于正交坐标系(其中厚度方向(d)对应于z-方向),它们各自在x-方向上彼此具有相同的距离(ax)且在y-方向上具有相同的距离(ay)。特别优选地,它们在x-方向和y-方向上具有相同的距离(a),其中a=ax=ay。
如果两根或多根纤维(F)相对彼此呈角度β,则彼此平行的第一纤维(F1)优选具有带有第一距离(a1)的规则图案,并且彼此平行且与第一纤维(F1)呈角度β的第二纤维(F2)优选具有带有第二距离(a2)的规则图案。在一个优选的实施方案中,第一纤维(F1)和第二纤维(F2)分别具有带有距离(a)的规则图案。在此情况下,a=a1=a2。
如果纤维或纤维束以彼此呈角度β引入到泡沫中,则纤维或纤维束优选在各个方向上符合规则图案。
基于正交坐标系,步骤a)中提供的模制品的泡沫的长度称为x-方向,宽度称为-y方向,厚度称为z-方向。x-方向对应于本发明优选的挤出泡沫的挤出方向。
所述泡沫可具有任意所需的尺寸。该泡沫通常的厚度(z-方向)为4至200mm、优选为5至60mm,长度(x-方向)为至少200mm、优选为至少400mm,且宽度(y-方向)为至少200mm、优选为至少400mm。
通常,泡沫的长度(x-方向)不大于4000mm,优选不大于2500mm,和/或宽度(y-方向)不大于4000mm,优选不大于2500mm。
优选地,泡沫的密度为10至150kg/m3,特别优选为20至100kg/m3且特别优选为25至60kg/m3。根据本发明,密度通过ISO 845(2009年10月版)测定。
优选地,本发明的步骤a)包含提供这样的模制品,其中纤维(F)的纤维区域(FB1)从模制品的侧面伸出,特别优选地,纤维(F)的纤维区域(FB1)从模制品的第一侧伸出,并且纤维(F)的纤维区域(FB3)从模制品的第二侧伸出。
在该实施方案中,纤维区域(FB1)、纤维区域(FB2)和纤维区域(FB3)各自可占纤维(F)总长度的任意所需比例。在一个实施方案中,纤维区域(FB1)和纤维区域(FB3)各自彼此独立地占步骤a)中的纤维(F)总长度的0.1%至45%,优选2%至40%,特别优选5%至30%,并且纤维区域(FB2)占步骤a)中的纤维(F)总长度的10%至99.8%,优选20%至96%,特别优选40%至90%。
在该实施方案中,还优选在步骤a)中的模制品中,纤维(F)的纤维区域(FB1)由其伸出的模制品的第一侧与纤维(F)的纤维区域(FB3)由其伸出的模制品的第二侧相对。
图1示出了由步骤a)中提供的泡沫(1)制成的模制品的一个特别优选实施方案的透视图的示意图。(2)表示模制品的第一侧(的表面),而(3)表示相应模制品的第二侧。模制品的第一侧(2)与模制品的第二侧(3)相对。纤维(F)由(4)表示。图1示出了优选的实施方案,其中纤维(4a)的一端和由此的纤维区域(FB1)从模制品的第一侧(2)伸出,而构成纤维区域(FB3)的纤维的另一端(4b)从模制品的第二侧(3)伸出。中间纤维区域(FB2)在模制品内并因此被泡沫包围。在图1中,纤维(4)例如为单根纤维或纤维束,优选纤维束以相对于模制品的厚度方向(d)/相对于模制品的第一侧(2)的表面的垂直方向(O)呈角度α布置。角度α可为0°至90°之间的任意值且其通常为0°至60°,优选0°至50°,特别优选0°至15°或10°至70°,优选30°至60°,特别为30°至50°,非常特别为30°至45°,尤其为45°。为了清楚起见,图1仅示出了单根纤维(F)。
图3以示例的方式示出了一些不同角度的示意图。图3所示的由泡沫(1)制成的模制品包括第一纤维(41)和第二纤维(42)。在图3中,为了清楚起见,仅示出了在一个优选的实施方案中的两根纤维(41)和(42)从模制品的第一侧(2)伸出的纤维区域(FB1)。在图3中,这种纤维区域应理解为意指位于模制品中的纤维区域(FB2)的延伸。第一纤维(41)相对于模制品的第一侧(2)的表面的垂直方向(O)形成了第一角度α(α1)。第二纤维(42)相对于第一侧(2)的表面的垂直方向(O)形成了第二角度α(α2)。第一纤维(41)(特别是纤维区域(FB2))在模制品的第一侧(2)上的正交投影(41p)与第二纤维(42)(特别是纤维区域(FB2))在模制品的第一侧(2)上的正交投影(42p)形成了角度β。
步骤a)中的模塑可以通过本领域技术人员已知的任何方法提供。优选地,在步骤a)中通过以下方式提供模制品:将至少一根纤维(F)部分地引入泡沫中,使得纤维(F)具有位于模制品内且被泡沫包围的纤维区域(FB2),而纤维(F)的纤维区域(FB1)从模制品的第一侧伸出且纤维(F)的纤维区域(FB3)从模制品的第二侧伸出,并然后任选地除去纤维区域(FB1)和/或纤维区域(FB3)。
纤维区域(FB1)和/或纤维区域(FB3)可以通过本领域技术人员已知的任何方法除去。例如使用一把剪刀或一把刀。
引入纤维(F)和/或纤维束的合适方法原则上包括本领域技术人员已知的所有方法。合适的方法记载于例如WO 2006/125561或WO 2011/012587中。
优选通过使用针缝合将至少一根纤维(F)部分地引入泡沫中且特别优选通过步骤a1)至a6)进行部分地引入:
a1)任选地将至少一个层(S2)并任选地将至少一个载体层(TS)施用至泡沫的至少一侧,
a2)每根纤维(F)在泡沫和任选地层(S2)和任选地载体层(TS)中产生一个孔,该孔从泡沫的第一侧延伸至第二侧且任选地通过层(S2)和任选地通过载体层(TS),
a3)在泡沫的第二侧上提供至少一根纤维(F),
a4)将针从泡沫的第一侧穿过孔到达泡沫的第二侧,并任选地使针穿过层(S2)并任选地使针穿过载体层(TS),
a5)在泡沫的第二侧上,将至少一根纤维(F)固定到针上,以及
a6)将针连同纤维(F)一起通过孔返回,使得纤维(F)具有位于模制品内且被泡沫包围的纤维区域(FB2),而纤维(F)的纤维区域(FB1)从模制品的第一侧或任选地从层(S2)或任选地从载体层(TS)伸出,且纤维(F)的纤维区域(FB3)从模制品的第二侧伸出,
特别优选同时进行步骤a2)和a4)。
当同时进行步骤a2)和a4)时,通过将针从泡沫的第一侧穿过泡沫的第二侧来产生由泡沫的第一侧到第二侧的孔。在该实施方案中,至少一根纤维(F)的引入可包括例如以下步骤:
a1a)任选地将层(S2)并任选地将至少一个载体层(TS)施用至泡沫的至少一侧,
a2a)在泡沫的第二侧上提供至少一根纤维(F),
a3a)每根纤维(F)在泡沫和任选地层(S2)和任选地载体层(TS)中产生一个孔,其中该孔从泡沫的第一侧延伸至第二侧且任选地通过层(S2)和任选地通过载体层(TS),并且其中通过将针穿过泡沫且任选地穿过层(S2)且任选地穿过载体层(TS)来产生孔,
a4a)在泡沫的第二侧上,将至少一根纤维(F)固定到针上,以及
a5a)将针连同纤维(F)一起通过孔返回,使得纤维(F)具有位于模制品内且被泡沫包围的纤维区域(FB2),而纤维(F)的纤维区域(FB1)从模制品的第一侧或任选地从层(S2)或任选地从载体层(TS)伸出,且纤维区域(FB3)从模制品的第二侧伸出,
a6a)任选地切断第二侧上的纤维(F),以及
a7a)任选地切开在针上形成的纤维(F)环。
在一个优选的实施方案中,所用的针是钩针,并且在步骤a5)/在步骤a4a)中将至少一根纤维(F)钩在钩针中。
在另一优选的实施方案中,根据上述步骤,将多根纤维(F)同时引入至泡沫中。
应理解,术语“第一侧”和“第二侧”主要用于定向。任选施用的层(S2)和任选施用的载体层(TS)可施用至模制品的第一侧和/或第二侧上。因此,纤维区域(FB3)也可以从层(S2)和/或载体层(TS)伸出。
在本发明方法的步骤b)中,模制品至少部分地分割至少一次,其中至少一根纤维(F)被完全分割而获得经转换的模制品。
在本发明的上下文中,“至少一次”应理解为意指模制品可至少部分地恰好分割一次,或者可至少部分地分割两次或更多次。
在本发明的上下文中,“至少部分地”应理解为意指可以部分或完全地分割模制品。当模制品至少部分地分割两次或更多次时,模制品可以部分地和完全地分割。当模制品至少部分地分割例如三次时,例如模制品可完全地分割一次并且部分地分割两次。
在本发明的上下文中,“至少一根纤维”应理解为意指,当模制品包含两根或更多根纤维(F)时,这两根或更多根纤维(F)中的恰好一根可以被完全地分割,而这两根或更多根纤维(F)中的两根或更多根同样可被完全地分割。
在本发明的上下文中,“分割”应理解为表示根据DIN 8588(2013)的定义。
因此,“分割”是一种不涉及材料去除的机械分离。因此,它是一种非材料去除的机械分离方法。特别地,在本发明的上下文中,术语“分割”因此应理解为剪切、刀切和夹切(pinch-cutting)。
当步骤a)中提供的模制品在步骤b)中至少部分地分割时,则获得经分割的区域。“经分割的区域”应理解为意指在至少部分地分割的过程中新形成的整个区域。当至少部分地分割时,例如使用切割工具,在切割工具两侧形成新区域,称为经分割的区域。在本发明的上下文中,“切割区域”应理解为意指所分割区域的一半。在将切割工具用于至少部分地分割的情况下,由此在切割工具一侧新形成的表面为切割表面。
因此,根据本发明,优选在步骤b)中将模制品进行至少部分地分割而没有材料去除。
在本发明的上下文中,“没有材料去除”(“无材料去除”)应理解为意指,在基于经转换的模制品的总体积的部分分割期间形成的每个切割表面时,在本发明方法的步骤b)中获得的经转换的模制品在每次部分分割时的重量减少不大于1%,优选与步骤a)中提供的模制品的重量相比,重量减少不大于0.4%,特别优选不大于0.2%且特别优选不大于0.05%,其中在确定经转换的模制品和步骤a)中提供的模制品的重量时,不考虑在步骤a)和步骤b)之间任选地施用的至少一个载体层(TS)的质量。
在本发明的上下文中,当完全地分割模制品而“没有材料去除”(“无材料去除”)应理解为意指,在基于经转换的模制品的总体积的完全分割期间形成的每个切割表面时,在本发明方法的步骤b)中获得的经转换的模制品与在完全地分割期间从经转换的模制品上除去的切片(piece)的重量之和在每次完全分割时减少不大于1%,优选与步骤a)中提供的模制品的重量相比,重量减少不大于0.4%,特别优选不大于0.2%且特别优选不大于0.05%,其中在确定经转换的模制品、在分割期间除去的切片以及步骤a)中提供的模制品的重量时,不考虑在步骤a)和步骤b)之间任选施用的至少一个载体层(TS)的质量。
还优选使用切割工具,优选使用刀对步骤b)中的模制品进行至少部分地分割。
因此,特别优选步骤b)中的至少一次部分地分割为刀切割,也称为冷切割。
在步骤b)中,模制品的至少部分地分割可以相对于模制品的厚度方向(d)呈任何所需的角度θ进行。优选地,在步骤b)中,模制品的至少部分地分割以0°至90°,优选为0°至5°和/或45°至90°,特别优选为0°至2°和/或70°至90°的角度θ进行,各自相对于模制品的厚度方向(d)计。
当步骤b)中的模制品的至少部分地分割以45°至90°,优选为70°至90°的角度θ进行时,则特别优选模制品的至少部分地分割为完全地分割。
还优选步骤b)中的模制品的至少部分地分割以平行于模制品的第一侧的方式进行。然后优选在步骤b)中,将模制品以平行于模制品的第一侧的方式完全地分割。
根据本发明同样优选的是,在步骤b)中,将模制品部分地分割;优选在步骤b)中,将模制品以0°至45°,优选为0°至10°,特别优选为0°的角度θ进行分割,各自相对于模制品的厚度方向(d)计。特别优选在步骤b)中,将模制品以0°至45°,优选为0°至10°,特别优选为0°的角度θ进行分割,各自相对于模制品的厚度方向(d)计,其中模制品的总厚度的0.01至5mm和/或0.01%至10%,优选为0.01至2mm和/或0.01%至5%保持未被分割。
当在步骤b)中部分地分割模制品时,在本发明的一个实施方案中,优选所获得的经转换的模制品包含单元,优选为规则单元。优选这些单元为矩形的,特别优选边缘比为1:1至1:4的矩形,其中较长一侧的边缘的长度特别优选≥10mm,更优选≥25mm。
在本发明的上下文中,“单元”应理解为意指经转换的模制品中的区域,其由模制品在步骤b)中的至少部分分割形成,通过引入的切口而与其它区域分开。当模制品在步骤b)中完全地被分割时,则优选在一个特别优选的实施方案中,通过施用的至少一个载体层(TS)而将各单元保持在一起。
在本发明的上下文中,“规则单元”应理解为是指相邻单元具有相同的边缘长度。边缘长度应理解为意指切割的长度与切割深度无关。
规则单元优选为正方形形或矩形形状,特别优选为矩形。
图4a示出了根据本发明制备的经转换的模制品(1b)的侧视图的示意图。(2b)表示经转换的模制品的第一侧(的表面),(3b)表示经转换的模制品的第二侧。经转换的模制品的第一侧(2b)与经转换的模制品的第二侧(3b)相对。图4a中所示的经转换的模制品没有纤维区域(FB1)或(FB3)。这些纤维区域可以在进行本发明方法之前已经除去,或者通过完全地分割模制品而与经转换的模制品相分离。纤维(4)位于泡沫中并且通过部分地分割模制品而被完全地分割。部分地分割形成了狭槽(8)。该狭槽(8)已经以相对于厚度方向(d)呈角度θ引入至经转换的模制品中。为清楚起见,图4a仅示出了一根纤维(4)。
图4b示出了本发明经转换的模制品(1b)的优选实施方案沿厚度方向(d)的视图。在该优选实施方案中,在步骤b)中将模制品部分地分割而获得狭槽(8)。该经转换的模制品(1b)包括由狭槽(8)彼此分开的规则单元(9)。这些单元具有边长(k2)的较长一侧和边长(k1)的较短一侧。为清楚起见,图4b的经转换的模制品未显示纤维(F)。此外,同样为了清楚起见,图4b中仅一些规则单元用附图标记(9)标记。
根据本发明,还优选在本发明方法的步骤a)和步骤b)之间,将至少一个载体层(TS)施用至模制品。优选地,在步骤a)和步骤b)之间,将载体层(TS)施用至模制品,并且在步骤b)中,模制品被完全地分割,其中未分割载体层(TS)。载体层(TS)优选为开孔的,特别优选为包含纤维和/或纤维束的纺织物,更优选为开口网状非褶皱织物或机织物,最优选为玻璃纤维、碳纤维和/或聚合物纤维的开口网状非褶皱织物或机织物。
应理解,在该实施方案中,当在相对侧上将两个载体层(TS)施用至模制品时,例如优选其中一个载体层(TS)与模制品完全地分割,而另一个载体层(TS)未被分割。
如上所述,至少一个载体层(TS)可以例如在制备挤出的泡沫的优选方法的步骤IV)期间和/或之后直接施用至优选的挤出的泡沫。
在步骤b)中获得经转换的模制品。
在步骤b)中获得的经转换的模制品包含泡沫和至少一根纤维(F)。
就泡沫而言,相应地适用上述用于步骤a)中提供的模制品的泡沫的说明和优选。
当步骤a)中提供的模制品还包括至少一个层(S2)和/或至少一个载体层(TS)时,经转换的模制品同样可包括至少一个层(S2)和/或至少一个载体层(TS)。
当所述层在步骤a)和b)之间施用至模制品时,经转换的模制品可同样包括至少一个载体层(TS)。
应当理解,当模制品在步骤b)中被完全地分割至少一次时,与在步骤a)中提供的模制品的泡沫相比,经转换的模制品的泡沫可具有较小的厚度(z-方向)和/或较小的长度(x-方向)和/或较小的宽度(y-方向)。例如,经转换的模制品的泡沫的厚度(z-方向)为2至100mm,优选为5至60mm,长度(x-方向)为10至2450mm,优选为100至1300mm,并且宽度(y-方向)为10至2450mm,优选为100至1300mm。
在一个实施方案中,经转换的模制品的泡沫的长度(x-方向)不大于3000mm,优选不大于2500mm,和/或宽度(y-方向)不大于3000mm,优选不大于2500mm。
上述用于步骤a)中提供的模制品中存在的至少一根纤维(F)的说明和优选同样相应地适用于纤维(F)。
当在步骤b)中将模制品部分地分割至少一次时,所获得的经转换的模制品包括狭槽和/或凹槽。
狭槽和凹槽以及它们之间的差异是本领域技术人员已知的。在本发明的上下文中,狭槽和凹槽应理解为意指通过在步骤b)中至少部分地分割模制品而引入模制品中的凹陷。狭槽和凹槽在凹陷的平均宽度与凹陷的平均深度的比例方面彼此不同。可以在模制品的一侧精确地引入凹陷(狭槽和/或凹槽),但同样可以在模制品的两个或更多个侧面上引入凹陷。当在模制品的两个或更多个侧面上引入凹陷时,优选引入凹陷的侧面中的至少两个彼此相对。
狭槽应理解为平均宽度小于其平均深度的凹陷。例如,平均深度与平均宽度的比例为10至10000,优选50至1000。
狭槽的优点在于它们允许表面的共形复制(conformal reproduction),开槽材料根据预定轮廓翻转打开。这使得例如可以补偿面板外板层的单面长度变化和由此产生的曲率。翻转打开的选择方案由狭槽深度限定并因此优选产生最深的切割,优选地在材料厚度的2/3至最高达整个材料厚度之间。狭槽宽度对于共形成形仅起次要作用,但对面板的树脂吸收及由此的重量而言是非常重要的,因此狭槽宽度应保持尽可能低/必要的低。
凹槽应理解为其中平均宽度与平均深度近似相同的凹陷。例如,平均深度与平均宽度的比例为0.2至5,优选为0.5至2。
当使用真空灌注由经转换的模制品制备面板时,凹槽是特别有利的。在真空灌注过程中,凹槽可以使液体树脂更好地分布。通常将凹槽以宽度为约2至3mm且深度为约1至2mm的理想地交叉或条纹图案的形式引入泡沫中。
具有狭槽(8)的示例性模制品示于已在上文中描述的图4a和4b中。
当在步骤b)中将模制品完全地分割至少一次时,在步骤b)中获得的经转换的模制品可以例如包括刨切。
“刨切”应理解为意指在经转换的模制品内的厚度过渡。
当在步骤b)中将模制品部分地分割两次或更多次时,如图4b所示并在上文中描述的单元,优选规则单元按照上文描述的方法获得。
因此,本发明还提供通过本发明方法可获得的经转换的模制品。
优选通过本发明方法可获得的经转换的模制品包含载体层(TS)。上述说明和优选同样地适用于载体层。
本发明还提供一种面板,其包含至少一个本发明经转换的模制品和至少一个层(S1)。
“面板”在专家中也可称为“夹层”、“夹层材料”、“层压材料”和/或“复合制品”。
在面板的一个优选实施方案中,面板包含两个层(S1),并且所述两个层(S1)各自附着在与经转换的模制品的相应另一侧相对的经转换的模制品的一侧上。
在本发明面板的一个实施方案中,层(S1)包含至少一种树脂,优选地,该树脂为反应性热固性或热塑性树脂;更优选地,该树脂基于环氧化物、丙烯酸酯、聚氨酯、聚酰胺、聚酯、不饱和聚酯、乙烯基酯或它们的混合物;且特别地,该树脂是胺固化的环氧树脂、潜在固化的环氧树脂、酸酐固化的环氧树脂或由异氰酸酯和多元醇形成的聚氨酯。这种树脂体系是本领域技术人员已知的,例如,已知于Penczek等人(Advances in Polymer Science,184,第1-95页,2005)、Pham等人(Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry,第13卷,2012)、Fahnler(Polyamide,Kunststoff Handbuch 3/4,1998)和Younes(WO12134878A2)。
根据本发明还优选以下面板,其中
i)纤维(F)的纤维区域(FB1)与第一层(S1)部分或完全、优选完全接触,和/或
ii)纤维(F)的纤维区域(FB3)与第二层(S1)部分或完全、优选完全接触,和/或
iii)所述面板在经转换的模制品的至少一侧与至少一个层(S1)之间包含至少一个层(S2),其中层(S2)优选由片状纤维材料或聚合物膜构成,特别优选由非织造物、无皱褶织物或机织物形式的玻璃纤维或碳纤维构成。
在面板的另一发明实施方案中,所述至少一个层(S1)另外地包含至少一种纤维材料,其中:
i)所述纤维材料包含以下形式的纤维:一层或多层短切纤维、非织造物、无皱褶织物、针织物和/或机织物,优选无皱褶织物或机织物,特别优选每平米无皱褶织物/机织物基重为150至2500g/m2的无皱褶织物或机织物,和/或
ii)所述纤维材料包含有机纤维、无机纤维、金属纤维或陶瓷纤维,优选聚合纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、碳纤维或天然纤维,特别优选玻璃纤维或碳纤维。
上述说明也适用于天然纤维和聚合纤维。
另外包含至少一种纤维材料的层(S1)也称为纤维增强层,如果层(S1)包含树脂,则特别称为纤维增强树脂层。
还优选面板具有至少单弯曲的表面。特别优选面板具有至少曲率半径≤50m,优选≤20m,更优选≤5m的至少单弯曲的表面。至少单弯曲的表面的曲率半径通常>0.2m,优选>0.5m,更优选>1m。
曲率半径是本领域技术人员已知的。曲率半径为特定点P在平面曲线上的曲率圆的半径。特定点P在平面曲线上的曲率圆是曲线在该点处最接近的圆。其半径(曲率半径)为曲线在点P处的曲率的倒数的值。在此点处的曲率圆的切线与曲线的切线一致。由于曲线的曲率通常随位置而变化,因此曲线通常仅在无限小的环境中适合曲率圆。这些概念从三维表面的数学中已知。
在本发明的上下文中,“至少单弯曲的表面”应理解为恰好一个至少单弯曲的表面或者两个或更多个至少单弯曲的表面。
在本发明的上下文中,“至少单弯曲的”应理解为意指恰好单弯曲或者双弯曲。
优选至少一个弯曲的表面为包括层(S1)的表面之一。
还优选面板的厚度随面板的宽度和/或长度发生变化。优选面板的厚度随面板的宽度和/或长度的变化为至少0.5mm/m,更优选至少1mm/m,还更优选至少5mm/m,最优选至少10mm/m。
面板的厚度随面板的宽度和/或长度的变化优选不大于2000mm/m,更优选不大于1000mm/m。
当面板的厚度随面板的宽度和/或长度发生变化时,面板的厚度可随面板的整个宽度和/或整个长度发生变化。同样可能的是,面板的厚度仅随宽度的子区域和/或长度的子区域发生变化。
面板厚度随面板的宽度和/或长度发生的变化通常是由于其中存在的经转换的模制品的厚度随其宽度和/或其长度的变化引起的。面板的层(S1)和任选存在的层(S2)的厚度的变化同样可导致面板的厚度随面板的宽度和/或长度发生变化。
图2示出了本发明面板(7)的二维侧视图,所述面板(7)包含如上文在图4a和4b的说明中详述的本发明的经转换的模制品(1b)。除非另有说明,在图2a、4a和4b中的附图标记和其他缩写具有相同的含义。为清楚起见,图2a未示出狭槽(8)。
在根据图2a的实施方案中,本发明的面板包含由(5)和(6)表示的两个层(S1)。两个层(5)和(6)分别位于经转换的模制品(1b)的相对两侧。两个层(5)和(6)优选为树脂层或纤维增强树脂层。从图2a还可以明显看出,经转换的模制品为另外包含纤维区域(FB1)和纤维区域(FB3)的经转换的模制品。这两个纤维区域(纤维(4)的末端)被相应的层(5)和(6)包围。
在经转换的模制品(1b)和第一层(5)之间和/或在经转换的模制品(1b)和第二层(6)之间还可以存在一个或多个其他的层。如上文对于图1和图4a所述,为了简单起见,图2a也仅示出了由附图标记4表示的单根纤维(F)。实际上,关于纤维或纤维束的数量,类似的适用于上述对于图1的说明。
图2b示出了本发明面板(7)的另一优选的实施方案,其中所述面板以侧视图示出并且具有单弯曲的表面。在由经转换的模制品(1b)起始制备面板(7)时,将引入到经转换的模制品(1b)中的狭槽(8)展开而获得面板的弯曲表面。在本发明的面板中,狭槽(8)可以填充有树脂。对于图2a中的附图标记所述的说明相应地适用于图2b中的附图标记和其他缩写。
本发明还提供一种制备本发明面板的方法,其中优选通过液体浸渍方法、尤其优选压力辅助或真空辅助的浸渍法、特别优选真空灌注法或压力辅助的注入法、最优选真空灌注法在本发明的经转换的模制品上制备、施用反应性粘性树脂形式的至少一个层(S1)并固化。液体浸渍方法本身是本领域技术人员已知的,并详细记载在例如WileyEncyclopedia of Composites(第二版,Wiley,2012)、Parnas等人(Liquid CompositeMoulding,Hanser,2000)和Williams等人(Composites Part A,27,第517-524页,1997)。
可以使用各种辅助材料来制备本发明的面板。适用于通过真空灌注来制备的辅助材料包括例如真空膜,优选由尼龙制得;真空密封带;助流剂,优选由尼龙制得;分离膜,优选由聚烯烃制成;分离织物(tearoff fabric),优选由聚酯制得;及半透膜,优选隔膜薄膜,更优选PTFE隔膜薄膜;以及吸收绒毛(absorption fleece),优选由聚酯制得。合适的辅助材料的选择受待制备的部件、所选择的方法和所用的材料,特别是树脂体系的影响。在使用基于环氧化物和聚氨酯的树脂体系的情况下,优选使用由尼龙制成的助流剂、由聚烯烃制成的分离膜、由聚酯制成的分离织物和由PTFE隔膜薄膜制成的半透膜,以及由聚酯制成的吸收绒毛。
在本发明面板的制备方法中,这些辅助材料可以各种方式来使用。尤其优选由经转换的模制品通过借助真空灌注施用纤维增强的外板层来制备面板。在典型的结构中,为了制备本发明的面板,将纤维材料和任选的其他层施用至经转换的模制品的顶侧和底侧。随后,放置分离织物和分离膜。可以使用助流剂和/或隔膜薄膜进行液体树脂体系的灌注。特别优选以下变型:
i)仅在结构的一侧使用助流剂,和/或
ii)在结构的两侧均使用助流剂,和/或
iii)具有半透膜的结构(VAP结构);优选将半透膜覆盖在模制品的整个区域上,在模制品的整个区域的一侧或两侧上使用助流剂、分离膜和分离织物,并且借助真空密封带将模具表面的半透膜密封,将吸收绒毛嵌入远离模制品的半透膜的一侧,由此空气沿着整个区域上向上排空,和/或
iv)使用由隔膜薄膜制成的真空袋,其优选被放置在与模制品的开口(gate)侧相对的位置处,借助真空袋将空气从与开口相对一侧排空。
随后,使该结构配备用于树脂体系的开口和用于排空的开口。最后,在整个结构上施用真空膜并用密封带密封,并且将整个结构排空。在灌注树脂体系之后,在保持真空的条件下进行树脂体系的反应。
本发明还提供了本发明的经转换的模制品或本发明的面板在用于风力涡轮机的转子叶片、交通领域、建筑领域、汽车制造、造船业、轨道车辆构造、集装箱结构、卫生设施和/或航空航天中的用途。
以下通过实施例说明本发明。
实施例
表征
泡沫、模制品、经转换的模制品和面板的特性按如下方式测定:
-泡孔的最小尺寸(c-方向):
通过类似于各向异性的显微照片的统计分析来确定泡孔的最小尺寸。
-密度:
纯泡沫的密度根据ISO 845(2009年十月版)测定。
-树脂吸收:
对于树脂吸收,在通过刨削从表面除去材料之后比较泡沫。除了所使用的树脂体系、泡沫板坯和玻璃无皱褶织物外,还使用以下辅助材料:尼龙真空膜、真空密封带、尼龙助流剂、聚烯烃分离膜、聚酯分离织物和PTFE隔膜薄膜和聚酯吸收绒毛。由模制品通过借助真空灌注施用纤维增强的外板层来制备面板。将两个板层的Quadrax玻璃无皱褶织物(粗纱:E-Glass SE1500,OCV;织物:Saertex,每种情况下具有1200g/m2的各向同性层压材料)施用至泡沫的顶侧和底侧。为了测定树脂吸收,将分离膜嵌入泡沫和玻璃无皱褶织物之间,与标准生产的面板进行比较。以这种方式,可以测定纯泡沫的树脂吸收。将分离织物和助流剂附着在玻璃无皱褶织物的任一侧。该结构随后配备有用于树脂体系的开口和用于排空的开口。最后,在整个结构上施用真空膜并用密封带密封,并使整个结构排空。该结构在具有玻璃表面的可电加热的工作台上制备。
所用的树脂体系为胺固化的环氧化物(树脂:BASF Baxxores 5400,固化剂:BASFBaxxodur 5440,混合比和其他处理根据数据表进行)。在两种组分混合后,将树脂在低至20毫巴下排空10分钟。在预温控制结构上的灌注在树脂温度为23+/-2℃(工作台温度:35℃)下进行。随后通过以0.3K/min的温度梯度由35℃升温至75℃并在75℃下等温固化6小时,可以制备由模制品和玻璃纤维增强的外板层组成的面板。
首先根据ISO 845(2009年10月版)分析泡沫以获得泡沫的表观密度。在树脂体系固化后,对经过处理的面板进行修整,以消除因不完美贴合真空膜而在边缘区域中堆积的过量树脂。
然后除去外板层,并根据ISO 845分析目前的泡沫。密度的差异得出了绝对的树脂吸收。乘以泡沫的厚度然后得到相应的树脂吸收,以kg/m2为单位。
泡沫和模制品的制备
在串联挤出设备中制备片材形式的膜。将聚苯醚母料(PPE/PS母料,Noryl C6850,Sabic)和聚苯乙烯(PS 148H,BASF)连续供应至熔融挤出机(ZSK 120),以制备由25份PPE和75份PS组成的完全共混物。另外,通过入口将添加剂例如滑石(0.2份)计量加入作为PS母料(PS 148H,BASF)。将发泡剂(CO2,乙醇和异丁烷)在压力下注入到注入口中。包括发泡剂和添加剂的总生产量为750kg/h。将含发泡剂的熔体在下游的冷却挤出机(KE 400)中冷却并通过槽模挤出。将发泡熔体通过表面已涂覆有聚四氟乙烯的加热的定型器经传送带移出并形成平板。机械加工前的典型的平板尺寸约为宽800mm(y方向)和厚60mm(z方向)。然后将片材修整至20mm用于增强。由此获得的泡沫(BS1)的特性列于表1中。
BS1 | ||
制备方法 | (–) | 挤出法 |
聚合物 | (–) | PPE/PS |
c-方向 | (mm) | 0.07 |
z方向 | (mm) | 20 |
树脂吸收 | (kg/m<sup>2</sup>) | 0.2 |
密度 | (kg/m<sup>3</sup>) | 40 |
使用玻璃纤维(粗纱,E-Glas,900tex,3B)增强由此获得的泡沫(BS1)。玻璃纤维以粗纱的形式在彼此呈90°的角度β的四个不同的空间方向上以45°的角度α引入。以具有等距a1=a2=16mm的规则矩形图案引入玻璃纤维。另外,在两侧上,留有约5.5mm的玻璃纤维,其悬垂在外板层以改善与随后作为外板层引入的玻璃纤维垫的粘合。通过组合的针/钩方法以自动方式引入纤维或纤维粗纱。首先,使用钩针(直径约1.1mm)从泡沫的第一侧完全穿透第二侧。在第二侧上,将粗纱钩在钩针的钩中,然后通过孔从第二侧拉回到泡沫的第一侧。最后,切断第二侧上的粗纱,并在针处切开所形成的粗纱环。钩针因此即用于下一操作。
泡沫的转换
a)狭槽的引入
将狭槽引入所获得的纤维增强的泡沫(模制品)中,该狭槽的间距为25mm×50mm,狭槽深度为16mm。在本发明的实施例B1中,将刀片(几何形状:宽度0.5mm,切割角度18°,对于0.1至0.2mm的切割边缘,压缩至26°)施用至基质上并以30m/min的速率和17°至18°的角度拉动穿过模制品。在比较实施例V2中,通过旋转锯片(几何形状:直径250mm,厚度0.8mm,28齿,购自Miear,编号45540)以4000rpm的旋转速度和20至30m/min的前进速度引入狭槽。
结果可见于表2。
表2
b)模制品的刨切
将刨切引入至先前制备的纤维增强的泡沫(模制品)中。实施例B3采用分切机,其使用旋转刀带(几何形状:深度80mm,厚度1mm,长度8000mm,相位2x 8°)分割模制品。刀在操作过程中不断变得尖锐。将模制品保持在真空工作台上。刨切角度为2°。
比较实施例V4采用具有真空工作台的水平金属丝切割机。以3°的角度和61m/s的旋转速度以及0.25m/min的前进速度切割出楔形的刨切。结果见表3。
表3
c)模制品中的纤维的修平/表层除去
通过纤维的表层除去使先前制备的纤维增强的泡沫(模制品)修平。
实施例B5采用分切机,其使用旋转刀带(几何形状:深度80mm,厚度1mm,长度8000mm,相位2x 8°)分割模制品。刀在操作过程中不断变得尖锐。将模制品保持在真空工作台上并除去0.3至1.5mm的泡沫。
比较实施例V6采用具有真空工作台的水平金属线切割机。旋转速度为61m/s,前进速度为0.25m/min。
结果可见于表4。
表4
Claims (16)
1.一种转换模制品的方法,所述方法包括以下步骤a)和b):
a)提供包含泡沫和至少一根纤维(F)的模制品,其中纤维(F)具有位于模制品内且被泡沫包围的纤维区域(FB2),
b)至少部分地将模制品分割至少一次,其中至少一根纤维(F)被完全分割而获得经转换的模制品,其中
在步骤a)中,通过以下方式提供模制品:将至少一根纤维(F)部分地引入泡沫,使得纤维(F)具有位于模制品内且被泡沫包围的纤维区域(FB2),同时纤维(F)的纤维区域(FB1)从模制品的第一侧伸出,纤维(F)的纤维区域(FB3)从模制品的第二侧伸出,并然后任选地移除纤维区域(FB1)和/或纤维区域(FB3),其中
部分地引入优选通过步骤a1)至a6)进行:
a1)任选地将至少一个层(S2)并任选地将至少一个载体层(TS)施用至泡沫的至少一侧,
a2)在泡沫中和任选地在层(S2)中以及任选地在载体层(TS)中每根纤维(F)产生一个孔,其中孔从泡沫的第一侧延伸至第二侧并且任选地穿过层(S2)且任选地穿过载体层(TS),
a3)在泡沫的第二侧上提供至少一根纤维(F),
a4)将针从泡沫的第一侧穿过孔到达泡沫的第二侧,并任选地使针穿过层(S2)并任选地使针穿过载体层(TS),
a5)在泡沫的第二侧上,将至少一根纤维(F)固定到针上,和
a6)使针与纤维(F)一起穿过孔返回,使得纤维(F)具有位于模制品内且被泡沫包围的纤维区域(FB2),同时纤维(F)的纤维区域(FB1)从模制品的第一侧或任选地从层(S2)或任选地从载体层(TS)伸出并且纤维(F)的纤维区域(FB3)从模制品的第二侧伸出。
2.根据权利要求1所述的方法,其中
i)在步骤b)中将模制品进行至少部分地分割而没有材料去除,和/或
ii)使用切割工具,优选使用刀对步骤b)中的模制品进行至少部分地分割。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中步骤a)包含提供模制品,其中纤维(F)的纤维区域(FB1)从模制品的第一侧伸出,优选纤维(F)的纤维区域(FB1)从模制品的第一侧伸出且纤维(F)的纤维区域(FB3)从模制品的第二侧伸出。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中
i)在步骤b)中,模制品的至少部分地分割以0°至90°,优选为0°至5°和/或45°至90°,特别优选为0°至2°和/或70°至90°的角度θ进行,各自相对于模制品的厚度方向(d)计,和/或
ii)在步骤b)中,模制品的至少部分地分割以平行于模制品的第一侧的方式进行,优选在步骤b)中,将模制品以平行于模制品的第一侧的方式完全地分割,和/或
iii)在步骤b)中,将模制品部分地分割,优选在步骤b)中,将模制品以0°至45°,优选为0°至10°,特别优选为0°的角度θ进行分割,各自相对于模制品的厚度方向(d)计,特别优选在步骤b)中,将模制品以0°至45°,优选为0°至10°,特别优选为0°的角度θ进行分割,各自相对于模制品的厚度方向(d)计,其中模制品的总厚度的0.01至5mm和/或0.01%至10%保持未被分割,和/或
iv)当在步骤b)中部分地分割模制品时,以使所获得的经转换的模制品包含单元,优选为规则单元,优选单元为矩形的,特别优选边缘比为1:1至1:4的矩形,其中较长一侧的边缘的长度特别优选≥10mm,更优选≥25mm,和/或
v)在步骤a)和步骤b)之间,将至少一个载体层(TS)施用至模制品,优选在步骤a)和步骤b)之间,将至少一个载体层(TS)施用至模制品,并且在步骤b)中,模制品被完全地分割,其中载体层(TS)未被分割,载体层(TS)优选为开孔的,特别优选为包含纤维和/或纤维束的纺织物,更优选为开口网状非褶皱织物或机织物,最优选为玻璃纤维、碳纤维和/或聚合物纤维的开口网状非褶皱织物或机织物。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中所述泡沫已由颗粒泡沫、挤出的泡沫、反应性泡沫和/或间歇泡沫制成,所述泡沫优选由挤出的泡沫制成,特别地由在包括以下步骤的方法中制备的挤出的泡沫制成:
I)在挤出机中提供聚合物熔体,
II)将至少一种发泡剂引入到步骤I)中提供的聚合物熔体中,以获得可发泡的聚合物熔体,
III)将步骤II)中获得的可发泡聚合物熔体从挤出机中通过至少一个模头挤出到压力较低的区域中,其中使可发泡的聚合物熔体膨胀,以获得膨胀的泡沫,
IV)通过使膨胀的泡沫通过成型工具而将来自步骤III)的膨胀的泡沫定型,以获得挤出的泡沫。
V)任选地将在步骤IV)中获得的挤出的泡沫进行材料去除处理,
其中
i)步骤I)中提供的聚合物熔体任选地包含至少一种添加剂,和/或
ii)将至少一种添加剂任选地在步骤II)期间加入到聚合物熔体中和/或在步骤II)和步骤III)之间加入到可发泡的聚合物熔体中,和/或
iii)将至少一种添加剂任选地在步骤III)期间施用至膨胀的泡沫和/或在步骤IV)期间施用至膨胀的泡沫,和/或
iv)将至少一个层(S2)任选地在步骤IV)期间和/或直接在步骤IV)后施用至挤出的泡沫,和/或
v)将至少一个载体层(TS)任选地在步骤IV)期间和/或直接在步骤IV)后施用至挤出的泡沫。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其中所述泡沫基于至少一种选自以下的聚合物:聚苯乙烯、聚酯、聚苯醚、由苯醚制备的共聚物、由苯乙烯制备的共聚物、聚芳醚砜、聚苯硫醚、聚芳醚酮、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚乳酸、聚氯乙烯、聚氨酯或其混合物,
所述聚合物优选选自聚苯乙烯、聚苯醚、苯乙烯和聚苯醚的混合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚醚砜、聚砜、聚醚酰亚胺、由苯乙烯制备的共聚物、或由苯乙烯制备的共聚物的混合物,
所述聚合物特别优选为聚苯乙烯、聚苯乙烯和聚(2,6-二甲基苯醚)的混合物、苯乙烯-马来酸酐聚合物和苯乙烯-丙烯腈聚合物的混合物、或苯乙烯-马来酸酐聚合物(SMA),
由苯乙烯制备的共聚物优选具有选自以下的单体作为苯乙烯的共聚单体:α-甲基苯乙烯、环卤化的苯乙烯、环烷基化的苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、N-乙烯基化合物、顺丁烯二酸酐、丁二烯、二乙烯基苯和二丙烯酸丁二醇酯。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其中
i)在步骤a)中,纤维(F)为单根纤维或纤维束,优选为纤维束,和/或
ii)在步骤a)中,纤维(F)为有机纤维、无机纤维、金属纤维或陶瓷纤维或它们的组合,优选聚合纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、碳纤维或天然纤维,特别优选聚芳酰胺纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或碳纤维;聚合纤维优选为聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚芳酰胺纤维、聚乙烯纤维、聚氨酯纤维、聚氯乙烯纤维、聚亚酰胺纤维和/或聚酰胺酰亚胺纤维;天然纤维优选为剑麻纤维、大麻纤维、亚麻纤维、竹纤维、椰纤维和/或黄麻纤维,和/或
iii)在步骤a)中,纤维(F)以纤维束的形式使用,每束中的单根纤维的数量在玻璃纤维的情况下为至少10根、优选为100至100000根、特别优选为300至10000根,在碳纤维的情况下为1000至50000根,并且在玻璃纤维的情况下特别优选为500至5000根且在碳纤维的情况下为2000至20000根,
iv)在步骤a)中,纤维区域(FB1)和纤维区域(FB3)各自彼此独立地占纤维(F)总长度的0.1%至45%,优选2%至40%,特别优选5%至30%,并且纤维区域(FB2)占纤维(F)总长度的10%至99.8%,优选20%至96%,特别优选40%至90%,和/或
v)在步骤a)中,纤维(F)以相对于模制品的厚度方向(d)呈0°至60°,优选0°至50°,更优选0°至15°或10°至70°,特别是30°至60°,更优选30°至50°,还更优选30°至45°,特别为45°的角度α引入到泡沫中,和/或
vi)在步骤a)中的模制品中,纤维(F)的纤维区域(FB1)由其伸出的模制品的第一侧与纤维(F)的纤维区域(FB3)由其伸出的模制品的第二侧相对,和/或
vii)在步骤a),模制品包含多根纤维(F),优选纤维束,和/或包含每m2多于10根纤维(F)或纤维束、优选每m2多于1000根,特别优选每m2为4000至40000根。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法,其中步骤a2)和a4)同时进行。
9.通过权利要求1至8中任一项所述的方法可获得的经转换的模制品。
10.根据权利要求9所述的经转换的模制品,其中所述经转换的模制品包含载体层(TS)。
11.面板,其包含至少一个权利要求9或10所述的经转换的模制品和至少一个层(S1)。
12.根据权利要求11所述的面板,其中所述层(S1)包含至少一种树脂,优选地,该树脂为反应性热固性或热塑性树脂;更优选地,该树脂基于环氧化物、丙烯酸酯、聚氨酯、聚酰胺、聚酯、不饱和聚酯、乙烯基酯或它们的混合物;且特别地,该树脂是胺固化的环氧树脂、潜在固化的环氧树脂、酸酐固化的环氧树脂或由异氰酸酯和多元醇形成的聚氨酯。
13.根据权利要求11或12所述的面板,其中所述层(S1)还包含至少一种纤维材料,其中
i)所述纤维材料包含以下形式的纤维:一层或多层短切纤维、非织造物、无皱褶织物、针织物和/或机织物,优选无皱褶织物或机织物,特别优选每平米无皱褶织物/机织物基重为150至2500g/m2的无皱褶织物或机织物,和/或
ii)所述纤维材料包含有机纤维、无机纤维、金属纤维或陶瓷纤维,优选聚合纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、碳纤维或天然纤维,特别优选玻璃纤维或碳纤维。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的面板,其中
i)纤维(F)的纤维区域(FB1)与层(S1)部分或完全、优选完全接触,和/或
ii)所述面板在经转换的模制品的至少一侧与至少一个层(S1)之间包含至少一个层(S2),其中层(S2)优选由片状纤维材料或聚合物膜构成,特别优选由非织造物、无皱褶织物或机织物形式的玻璃纤维或碳纤维构成,和/或
iii)所述面板包含两个层(S1),并且所述两个层(S1)各自附着在与经转换的模制品的相应另一侧相对的经转换的模制品的一侧上,和/或
iv)所述面板具有至少单弯曲的表面,优选面板具有至少曲率半径≤50m,优选≤20m,更优选≤5m的至少单弯曲的表面,和/或
v)所述面板的厚度随面板的宽度和/或长度发生变化,优选面板的厚度随面板的宽度和/或长度的变化为至少0.5mm/m,更优选至少1mm/m,还更优选至少5mm/m,最优选至少10mm/m。
15.一种制备权利要求11至14中任一项所述的面板的方法,其中通过液体浸渍方法、尤其优选压力辅助或真空辅助的浸渍法、特别优选真空灌注法或压力辅助的注入法、最优选真空灌注法在权利要求9或10所述的经转换的模制品上制备、施用反应性粘性树脂形式的至少一个层(S1)并固化。
16.权利要求9或10所述的经转换的模制品或根据权利要求11至14中任一项所述的面板在用于风力涡轮机的转子叶片、交通领域、建筑领域、汽车制造、造船业、轨道车辆构造、集装箱结构、卫生设施和/或航空航天中的用途。
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