CN109476097A - 用于机械加工或生产复合零件或材料的柔性芯 - Google Patents

用于机械加工或生产复合零件或材料的柔性芯 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种适用于封闭模具系统的芯材料，该芯材料基于至少一个在织物内包括泡沫结构的纤维织物，所述泡沫结构由多个构件构成，该多个构件通过通道彼此隔开，其中，所述芯材料在4巴的压力、大于或等于80℃的温度下具有大于40％的抗压性能。

Description

用于机械加工或生产复合零件或材料的柔性芯
技术领域
本发明属于用于生产纤维增强塑料材料的封闭模具系统中的芯材料领域。本发明特别涉及在高温和高压下用于高压釜模塑工艺的芯材料以及制备该芯材料的方法。
背景技术
纤维增强塑料是基于聚合物树脂(诸如环氧树脂、乙烯基酯或聚酯)和纤维(例如玻璃、碳、芳族聚酰胺或玄武岩)的复合材料。纤维增强塑料可用于各种领域，诸如汽车、航空、道路标志、风车、船舶、工业部件等。聚合物材料中纤维的存在使得强度、刚度、疲劳寿命、断裂韧性、耐环境性增强、温度稳定性增加以及重量的降低等。
芯材料可以掺入纤维增强塑料中，以减少所需树脂的量、降低复合材料的重量和/或提高机械性能(诸如抗弯刚度)。芯材料的使用在本领域中是已知的。
包含芯材料的纤维增强塑料通常是手工制造(手铺叠模塑、喷附模塑)或通过使用例如用于真空灌注工艺、树脂传递模塑(RTM)的封闭模具系统或高压釜)来制造的。由于例如产品的材料性能的再现性、改善的表面性能、环境考虑(更少的树脂损失)和更高的生产速度而引起的总制造成本的降低，封闭式模具系统而优于手工制造。
为了进一步提高生产速度，可以使用高压釜模塑工艺。一般来讲，高压釜模塑是常规应用的压力袋和真空袋成型工艺的改动。压力袋和真空袋成型工艺通常涉及用增强纤维、树脂和芯材料填充模具，然后将填充的模具放入袋中并增加或减少该袋中的压力以迫使可能的夹带空气和/或过量树脂出来。在高压釜模塑中，将加压或真空袋放入高压釜中以使树脂固化。树脂的固化可以在高达约8巴的压力和80℃至约170℃的温度下发生。除了由于树脂的更快固化而使生产速度增加之外，高压釜模塑通常还将产生更致密且基本上无空隙的组合物。
任何使用过的芯材料优选满足成功应用的许多要求。这些要求包括例如足够的悬垂性(即足够低的抗弯刚度)、树脂足以流过或流入芯材料的流动性、低树脂吸收性和足够的抗压性能。由于纤维增强塑料产品通常是三维成形的，因此所使用的模具通常具有对应于制品形状的轮廓表面。因为纤维和芯材料放置在该表面上，所以优选芯材料是可悬垂的，使得它们符合模具的轮廓表面。优选地，芯材料的特征还在于良好的抗压性能(即与该芯材料的应用期间施加的压力有关)。
抗压性能在本文中定义为抵抗使芯材料破坏或弯曲的力的能力。该抗压性能通过在施加压力之前和在垂直于芯材料平面施加一定高压(例如4巴)期间确定材料的高度来测量。在一定压力下的抗压性能根据100％×(材料在高压下的高度)/(材料在大气压下的高度)来计算。因此，抗压性能表示芯材料的剩余厚度和体积以及该芯材料替代纤维增强塑料中树脂的量。为了确定抗压性能，可以使用通用型测试器，例如可以使用购自Zwick RoellAG的配备有加热板的机器。
满足在约1巴压力和室温(意味着不施加外部加热并且仅通过树脂本身的固化产生热量)下应用要求的芯材料公开在EP1010793和EP1542845中，这两篇文献全文并入本文。然而，与高压釜模塑方法相关的升高的温度和压力或其他应用中涉及的高压和高温对目前可用的芯材料提出了挑战，特别是对于芯材料的抗压性能提出了挑战。考虑到高压和高温在纤维增强塑料生产中带来的优点，可取的是获得能够在这种条件下应用的芯材料。
发明内容
因此，在第一方面，本发明涉及一种适用于在封闭模具系统中使用的芯材料，该芯材料基于至少一个在织物内包括泡沫结构的纤维织物，所述泡沫结构由多个构件构成，所述多个构件通过通道彼此隔开，其中，所述芯材料在4巴的压力、大于或等于80℃的温度下具有大于40％的抗压性能。
抗压性能通常随着温度的升高而降低。对于在高压和高温下的应用，优选的是芯材料在高温下保持足够的抗压性能并且不会降低太多。尽管不可避免的是抗压性能通常产生一定程度的降低，但是对于芯材料的广泛应用，优选的是芯材料在整个温度范围内保持足够的抗压性能。例如，优选芯材料在4巴的压力，和80℃～170℃，或者例如80℃～140℃的范围内的任何温度下具有大于40％的抗压性能。
在某些情况下，特别是在模塑一直在一定温度下进行的情况，可能不需要在整个温度范围内的抗压性能，而只在该一定温度下具有满足要求的芯材料可能就足够了。
通常，高压釜模塑工艺中的较高温度在固化和总生产时间方面是有利的。因此，优选的是，芯材料的抗压性能在4巴的压力和大于或等于120℃，优选大于或等于140℃的温度下大于40％。
在优选的实施方案中，在任何上述压力和温度下，抗压性能大于60％，优选大于80％。
本发明芯材料的抗压性能在上文中表示为在4巴压力下的抗压性能。然而，芯材料的抗压性能也可以表示为在高于4巴压力下的抗压性能。
例如，芯材料在6巴的压力和大于或等于80℃的温度下可具有大于30％的抗压性能。优选地，在6巴的压力和大于或等于80℃的温度下，抗压性能大于40％，优选大于50％。芯材料在8巴和大于或等于80℃的温度下还可具有大于30％的抗压强度，和/或在10巴和大于或等于80℃的温度下具有大于30％的抗压性能。
在高于4巴的压力下的抗压性能可以补充或代替表示为在4巴的压力下的抗压性能。优选地，在高于4巴的压力下的抗压性能补充在4巴的压力下的抗压性能，意味着芯材料具有如上所述的在4巴下的抗压性能，并且具有如前一段所定义的在6巴、8巴和/或10巴下的抗压性能。
本发明芯材料的抗压性能的另一优点是，它可以使芯材料适用于树脂传递模塑(RTM)工艺，以将树脂注入模具中。RTM中使用的典型压力为2巴至15巴且有时甚至更高。还可以使用诸如真空灌注和“轻型RTM(RTM Light)”的技术来生产三维形状，其中，轻型RTM使用至多2巴或3巴的典型压力。芯材料还可用于涉及高压(例如高达15巴)和/或高温(例如高达200℃)的其他工艺。
本发明人惊奇地发现，芯材料在高压和高温下的抗压性能可以通过许多措施来得以增加，其中的每种措施都有助于芯材料的抗压性能。这使得能够精确选择所需的抗压性能，而不会不必要地损害芯材料的其他要求(诸如悬垂性)，允许树脂快速流过芯材料或选择这些性能适合其应用或工艺的水平。
获得本发明的抗压性能的一种措施是使用高温消耗性微球来获得泡沫结构。消耗性微球是本领域已知的，并且例如也记载于上述EP1010793和EP1542845中。
构件在织物内或织物上形成“岛(isles)”，这些构件至少在很大程度上被通道包围，树脂可以流过该通道。并有由于通道很大程度上是空的，所以通道也可以起到使得树脂能够渗透芯材料的作用。此外，通道可以确保一定的悬垂性。尽管可以存在一些纤维材料以为芯材料提供足够稠度，但是通道基本上不含织物材料或纤维。优选地，通道中的材料含量应足够低以允许足够的渗透性以使得树脂能够充分渗入。所述构件还可包含微球或由微球形成。据认为，这些构件提供了芯材料的抗压性能。
本发明人发现，尤其是在高温(例如80℃和更高)和高达约9巴的压力下，芯材料的抗压性能可主要归因于构件中微球的存在。此外，本发明人发现，在已知芯材料中使用的微球可能不具有足够的耐温性，即它们对抗压性能的贡献在较高温度下显著降低。然而，进一步发现，具有高初始温度(也称为活化温度)的微球在这方面表现更好。因此，上述构件包含活化温度为至少140℃，优选150℃～180℃，更优选155℃～175℃的微球。甚至也可以使用具有更高活化温度(诸如高达220℃)的微球。因此，市售的活化温度为195℃～215℃的微球也是合适的。
消耗性热塑性微球，例如基于甲基丙烯酸烷基酯(诸如甲基丙烯酸甲酯)、乙腈(例如聚乙腈(PAN))、乙烯基氯化物或其组合的热塑性聚合物的微球是可商购获得的，例如，AKZO-NOBEL的ExpancelTM。使用特征在于活化温度(T起始)为158℃～173℃的980DU 120型ExpancelTM微球获得了尤其良好的结果。
额外的或可替代地，可使用高温微球，本发明的抗压性能可以通过具有芯材料来获得，其中，所述纤维织物经热固性聚合物浸渍。这意味着在构件的位置处以及隔开构件的通道的位置处的纤维织物都被热固性聚合物浸渍。纤维织物的浸渍通常在构件和通道形成之后进行(见下文)，但额外地或可替代地，纤维织物的浸渍也可在形成构件和通道之前进行。
在纤维织物被热固性聚合物浸渍的实施方案中，在宽范围的高压(例如高达12巴)和高温(例如80℃～200℃)下获得良好的抗压性能。
经浸渍的芯材料的悬垂性通常略低于其它相同的未经浸渍的芯材料。然而，在芯材料的某些应用中，例如在包括调型(form-setting)的应用中，芯材料的悬垂性可能不是硬性要求。调型是这样的工艺：预形成稍微弯曲或直的复合结构，然后通常在压力和/或高温下进行再成型为更复杂的3D结构。虽然，小曲率或无曲率可以降低芯材料的悬垂性要求，但是，例如对于芯材料的广泛应用，具有良好的悬垂性能是有利的。
对于不完全需要经浸渍的芯材料与浸渍相关的高性能且未经浸渍的芯材料的性能便能满足的特定应用，优选不用热固性聚合物浸渍芯材料。
热固性聚合物优选包括聚丙烯酸酯、丙烯酸共聚物和/或与多元醇热固的多元羧酸。额外的或可替代地，也可使用苯乙烯马来酸酐共聚物。使用包含聚丙烯酸酯的聚合物已经获得了良好的结果。
除上述措施之外或作为另外一种选择，与已知的芯材料相比，通过提供每芯材料的总表面积具有更高的构件表面积的芯材料，也可以获得在高温和高压下的良好抗压性能。这通常意味着与已知的芯材料相比，构件的表面积更大(即，构件更宽)，而通道的表面积更小(即，通道更窄)。然而，由于材料的柔性和/或悬垂性主要归因于通道的存在，因此通道优选地不是太窄或不存在以便保持所需的材料柔性和/或悬垂性。
构件的形状和构件的表面积会影响包含芯材料的预浸渍产品的机械性能。在制备复合材料制品的工艺中，尤其是在高压釜模塑工艺中，可以使用预浸渍产品。预浸渍产品通常是包含增强纤维和仅部分固化(B阶段)树脂的产品。
通常，构件的较大表面积可有利地改善包括本发明的芯材料的层压板的抗弯刚度，其中，本发明的芯材料夹在两个预浸渍层之间。例如，由小通道隔开的约3mm乘4mm的六边形形状的构件(参见例如EP1010793)优于随机点图案(例如EP1542845中所述)。
另一方面，如EP1542845中所述，以随机点图案成型的构件可有利于改善包括本发明芯材料的层压板的剪切强度，其中，本发明的芯材料在所述六边形构件上夹在两个预浸渍层之间。
不希望受理论束缚，本发明人认为，上述情况可通过以下事实解释：抗压性能构件还有利于层压板的刚度。层压板的抗压性能和刚度可能随着构件表面积的增加而增加。这种效果可以通过以下机械公式来解释：
S＝P*L3/(E*I)和I＝1/12*b*h3
其中：
S＝偏转
P＝负载
L＝跨度长度
E＝杨氏模量
I＝面积惯性矩
b＝区域的宽度
h＝元件到中线的距离
抗弯刚度可定义为上式中的E*I。
芯的低压缩性导致更大的厚度(即更大的h)，这将产生更高的抗弯刚度。而且，当施加相同的压力时，相对于总面积的由构件提供的更多可用压力区域将产生更高的残余厚度。
构件之间的通道可为树脂(例如来自预浸渍的多余树脂)提供连接夹层层压板的上预浸渍层和下预浸渍层的机会。这样，利用如上所述的随机点图案可以获得更高的剪切强度。该随机点图案可以在层压板的上预浸渍层和下预浸渍层之间提供越来越频繁的树脂连接。这些连接的程度可进一步与芯的自由容积相关。自由容积越大，越多的树脂流入芯中并连接层压板的层。
在使用预浸渍产品和预浸渍层的情况下，可用树脂的量是有限的。因此，为了防止过多的树脂从预浸渍产品转移到纤维织物的自由容积中，优选的是，自由容积不是太大。转移的树脂太多会导致外部(skin)纤维的干斑，对层压板的外观和机械性能产生不利影响。反之亦然，为了防止预浸渍层之间的上述连接的量下降到某个临界阈值以下，构件的表面积不应太大。当该连接的量太低时，层压板在被施加弯曲力时可能易于分层。构件的优选自由容积与表面积之比通常取决于预浸渍、树脂的类型和树脂含量。
EP1010793和EP1542845中描述的芯材料可通过其中描述的丝网印刷方法制备。然而，使用网眼筛进行丝网印刷来提供根据本发明的构件和窄通道的尺寸实际上是不可行的，因为丝网线将会变得太薄。
令人惊奇的是，本发明人已经发现了一种制备芯材料的方法，该芯材料具有对于通道表面积大的构件表面积而不会损害芯材料的悬垂性。所述方法包括使用至少一种粘合剂将未膨胀的微球引入纤维织物中，然后使引入的未膨胀的微球膨胀，同时限制微球沿垂直于芯材料平面的方向中的膨胀。
发现通过根据本发明的方法可获得的芯材料具有尤其有利的抗压性能，且不会显著牺牲芯材料的其他上述要求。
不希望受理论束缚，本发明人认为通过根据本发明的方法可获得的芯材料的改进的抗压性能可以如下解释。
通常，未膨胀的微球在一种或多种发泡剂的影响下膨胀。该发泡剂通常被并入到可膨胀的微球中。该发泡剂的存在是造成在包括微球的纤维织物固化时，微球膨胀的原因。因此，微球以未膨胀的形式例如通过糊化(诸如发泡糊化)压入纤维织物中。发泡剂可以是化学或物理发泡剂，诸如偶氮二甲酰胺、异丁烷、异戊烷、戊烷、氟利昂、异辛烷等。
如EP1010793和EP1542845中所述的丝网印刷方法，微球的膨胀不受任何方向的限制。结果，理论上微球可以沿所有方向膨胀。然而，在微球沿某一方向的膨胀受到限制的情况下，微球沿其他方向的膨胀将会更多。经膨胀的微球可以被认为是扁平的(例如形状为扁球体)，同时保持与以非限制性方式膨胀的球体基本相同的体积。因此，本发明的微球可以沿芯材料的平面方向(即，与受限制的膨胀的方向垂直的方向)更多地膨胀。同时，经微球的膨胀，构件可能变得更宽，且通道可能变得更窄。这导致相对于通道的表面积，构件的表面积更大。为了进一步有助于限制在与芯的平面垂直方向内的膨胀，可以将通过丝网印刷方法转移到织物中的粘合剂-微球混合物的量增加至高于制造构件严格需要的水平。通过这种方式，可以影响最终材料的密度，从而影响材料的典型特性，如抗压性能。
在微球膨胀的同时限制膨胀优选包括在压力下，在与芯材料的平面垂直的方向中进行加热。通过在压力下加热来限制膨胀可以例如通过使用压板机，双压带机或压延机，或者它们的组合来进行。优选使用压延机，因为它能够更准确和精确地控制芯材料的最终厚度。因此，在压力下加热优选包括压延或用所述方法的组合压延。
在典型的制备方法中，通过丝网印刷引入微球，然后在例如约100℃下进行干燥步骤。在下一步骤中，可以在高温(例如，约200℃)使微球膨胀并且使粘合剂固化。在优选的实施方案中，该最后步骤包括压延以限制微球沿垂直于芯材料平面的方向中的膨胀。
作为另一种选择或除了丝网印刷之外，微球的引入也可以通过浸渍、分散或其组合来进行。
本发明的优点是可以提供厚度小于1mm的芯材料。芯材料可以例如具有0.4mm至0.9mm，或约0.7mm的厚度。
不进行压延的先前工艺不能充分精确地控制厚度以足以制备薄的芯材料。然而，本发明的方法，特别是包括压延的方法，能够精确地(例如，高达十分之一毫米)控制厚度。厚度小于1mm的芯材料优选用于薄的制品中，例如用于汽车工业的复合板。
与已知方法相比，利用本发明的方法，可以提供纤维织物的自由容积较低的芯材料。自由容积应理解为材料中可被树脂占据的体积。体积的其余部分将由构件、一些纤维和可选的热固性聚合物形成。较低的自由容积有助于芯材料的抗压性能。
利用已知的方法(例如EP1010793和EP1542845中描述的那些)，不能在提供低自由容积的同时不降低芯材料的悬垂性和渗透性，因为低自由容积仅能通过增加构件的尺寸同时保持通道的宽度而获得—这在这些已知的方法中，受限于丝网印刷中使用的丝网的最小尺寸。然而，本发明可以有利地提供更窄的通道，使得可以获得更低的自由容积，同时保持芯材料的其他有利特性。因此，本发明芯材料的自由容积优选小于60％，优选小于40％，例如约20％～40％。
未膨胀的微球可以与粘合剂作为共混物引入。在这方面，合适的粘合剂是例如低烷基丙烯酸酯聚合物、丁苯橡胶、丙烯腈聚合物、聚氨酯、环氧树脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯，偏二氯乙烯与其它单体的共聚物、聚乙酸乙烯酯、部分水解的聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚酯树脂等。可选地，这些粘合剂可以例如通过使粘合剂羧基化而具有酸性基团。合适的羧化剂是例如马来酸酐。此外，如EP0190788中所述，粘合剂、糊状组合物可选地含有水、表面活性剂、泡沫稳定剂、填充剂和/或增稠剂。
发现，粘合剂与微球的干重比影响芯材料的抗压性能，特别是在较高压力(例如高于约10巴)下的抗压性能。粘合剂和未膨胀的微球优选以干重比大于12比1，优选大于14比1，以及更优选大于18比1存在于共混物中。
根据本发明的方法还可进一步包括用热固性聚合物浸渍纤维织物，然后将经浸渍的纤维织物加热到热固性聚合物的热固温度以上的步骤。纤维织物的浸渍优选在微球膨胀后进行，因为纤维织物在浸渍之前更具柔性，这有利于微球的膨胀。
根据本发明使用的纤维织物通常是基于常规纤维的无纺布，该无纺布可被强化。例如，Dr.H.“Textilien auf Vliesbasis”(D.V.R.Fachbuch,P.Kepper Verlag)中描述了合适的无纺布的制造。还可以使用无纺纤维织物与增强织物的组合，一者在另一者之内或一之上。
植物的纤维优选选自由天然纤维；玻璃纤维；金属纤维；瓷纤维；或合成纤维，诸如丙烯酸纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚酰胺(聚芳基酰胺)纤维，碳纤维或聚丙烯纤维；及它们的组合组成的组。更优选地，纤维选自由玻璃纤维、聚酯纤维、聚酯-聚乙烯双组分纤维及其组合组成的组。聚酯纤维已经取得了非常好的效果。已发现聚酯纤维对树脂具有非常好的粘附性，并且倾向于具有有利的低水分含量。
根据非常方便的方法，无纺布是基于聚酯纤维和聚乙烯-聚酯双组分纤维(或其他低温熔融纤维或粉末)的组合。这些类型的织物已经通过双组分纤维热粘合。通过将织物加热到微球的初始膨胀温度(该温度高于聚乙烯粘合的熔点)，织物变得松驰并且容易膨胀。在膨胀之后，再次固化的最终材料具有良好的粘合性，从而产生本发明性质的有利组合。同时，由于热粘合，在方法的初始阶段，该织物非常容易处理。然而，上述内容并不限制或排除用于本发明的本领域技术人员已知的无纺布纤维织物的任何其他类型的织物粘合或成形。
在纤维织物包括针刺无纺布(即通过针刺生产工艺获得的无纺布)的情况下，获得了特别好的结果。不希望受理论束缚，认为针刺无纺布优于其他类型的无纺布(例如梳理成网法的的化学键无纺布，carded chembond non-wovens)，因为典型的随机纤维取向和/或更高的纤维含量的针刺无纺布(每平方米的重量相当)可以改善芯材料的拉伸强度。特别是在芯材料的横向上观察到改善的拉伸强度。纤维织物和芯材料的均匀强度(即纤维织物的多个方向上的类似强度)通常有利于机械加工或复合材料部件的生产。
针刺无纺布的另一优点是不需要织物粘合剂来构造纤维织物。相反，对于梳理成网法的的化学键无纺布，通常需要织物粘合剂。织物粘合剂的存在通常不是优选的，因为该粘合剂可以在较高温度下，例如在根据本发明的膨胀步骤中施加的较高温度下(部分地)降解。因此，针刺无纺布是优选的，因为它可以有利地在根据本发明的膨胀步骤中在较高的加工温度下使用。
本发明的芯材料的优点是，与传统的芯材料相比，在除去负荷后的压力载荷之后，该材料具有良好的厚度弛豫性或回弹性。改进的厚度弛豫性可以被视为表示本发明的芯材料的构件大部分仍然是完整的和有功能的。在厚度弛豫性低的情况下，如对于常规芯材料可观察到的那样，构件通常会永久地受到更多损坏。
在制备复合制品的工艺中，特别是在高压釜模塑工艺中，可以使用预浸渍产品。预浸渍产品一般是包含增强纤维和仅部分固化(B阶段)树脂的产品。本发明还涵盖包括上述芯材料和可固化树脂的预浸渍产品。
本发明的进一步方面涵盖用于制备成型(纤维增强塑料)制品的方法，所述方法包括将容纳有芯材料的模具和可固化树脂，或预浸渍产品放置在高压釜中，然后在高压釜中使可固化树脂固化。
出于清楚和简明描述的目的，在此将特征描述为相同或独立实施方案的一部分，然而，应当理解，本发明的范围可以包括具有所描述的全部或一些特征的组合的实施方案。
具体实施方式
以下实施例可用于说明本发明。
实施例1：高温微球
制备由约80重量％聚酯纤维和20重量％粘合剂(丙烯酸酯)组成的织物。
通过将3kg高温可膨胀微球(ExpancelTM，AKZO-NOBEL)混合到97kg丙烯酸酯粘合剂中制备粘合剂-微球共混物。丙烯酸酯粘合剂的干固体含量为约52重量％，且粘合剂与微球的干重比为约14.8:1。
通过旋转丝网印刷将粘合剂-微球混合物施加到织物上，其中，混合物被压入织物中。印刷后，将织物在约110℃下干燥，然后在约220℃的温度下使其膨胀至约2mm的厚度。同时，使织物固化。
实施例2：用热固性聚合物浸渍
制备由约80重量％聚酯纤维和20重量％粘合剂(丙烯酸酯)组成的织物。
通过将5kg活化温度为约125℃的可膨胀微球(ExpancelTM，AKZO-NOBEL)混合到95kg丙烯酸酯粘合剂中来制备粘合剂-微球共混物。丙烯酸酯粘合剂的干固体含量为约52重量％，且粘合剂与微球的干重比为约11.6:1。
通过旋转丝网印刷将粘合剂-微球混合物施加到织物上，其中，混合物被压入织物中。印刷后，将织物在约110℃下干燥，然后在200℃的温度下使其膨胀至约1.5mm的厚度。同时使织物固化。
接下来，用水基聚丙烯酸多元醇混合物浸渍纤维织物。
浸渍后，在约150℃的温度下，使热固性聚合物固化。
实施例3：高温微球并用热固性聚合物浸渍
如实施例1中所述，制备芯材料；并如实施例2所述，浸渍所得芯材料，得到约1.7mm的材料。
实施例4：高温微球并压延
制备由80重量％聚酯纤维和20重量％粘合剂(丙烯酸酯)组成的织物。
通过将3kg高温可膨胀微球(ExpancelTM 980DU120，AKZO-NOBEL)混合到97kg丙烯酸酯粘合剂中制备粘合剂-微球共混物。丙烯酸酯粘合剂的干固体含量为约52重量％，且粘合剂与微球的干重比为约14.8:1。
通过旋转丝网印刷将粘合剂-微球混合物施加到织物上，其中，混合物被压入织物中。印刷后，将织物在约110℃下干燥，然后在约225℃的温度下使其膨胀，通过使用压板机限制膨胀以将厚度限制在约1.8mm。同时使织物固化。
实施例5：高温微球并压延
重复实施例4，但是通过使用压板机限制膨胀来使其膨胀以将厚度限制在约1.4mm。
实施例6
使用购自Zwick Roell AG的配备有加热板的通用型测试机，在80℃、120℃和140℃下分析实施例1至实施例5中获得的芯材料的抗压性能。作为比较例，还分析了从荷兰Veenendaal的Lantor获得的XF2芯材料。
结果在图1、图2和图3中提供。
实施例7：
使用由100重量％聚酯纤维组成的织物，其通过针刺结合(即针刺无纺布)。
通过将2.3kg高温可膨胀微球(ExpancelTM 980DU120，AKZO-NOBEL)混合到97.7kg丙烯酸酯粘合剂中制备粘合剂-微球共混物。丙烯酸酯粘合剂的干固体含量为约50重量％，且粘合剂与微球的干重比为21:1。
通过旋转丝网印刷将粘合剂-微球混合物施加到织物上，其中，混合物被压入织物中。丝网印刷图案如EP1010793中所述被设计为六边形图案。
印刷后，将织物在约100℃下干燥，随后在约225℃的温度下膨胀，同时使用压带机和压延机限制膨胀，以将厚度限制在约1.1mm。同时，使织物固化。
实施例8
使用由100重量％聚酯纤维组成的纤维织物，其通过针刺结合(即针刺无纺布)。
通过将2.3kg高温可膨胀微球(ExpancelTM 980DU120，AKZO-NOBEL)混合到97.7kg丙烯酸酯粘合剂中制备粘合剂-微球共混物。丙烯酸酯粘合剂的干固体含量为约50重量％，且粘合剂与微球的干重比为21:1。丝网印刷图案如EP1542845中所述被设计为随机点图案。
印刷后，将织物在约100℃下干燥，随后在约225℃的温度下膨胀，同时使用压带机和压延机限制膨胀，以将厚度限制在约1.1mm。同时，使织物固化。
实施例9
使用购自Zwick Roell AG的配备有加热板的通用型测试机，在120℃和140℃下分析实施例7和实施例8中获得的芯材料的抗压性能。作为比较例，还分析了从荷兰Veenendaal的Lantor获得的XF2和TF1.5芯材料。结果在图4和图5中提供。
实施例10：
使用由100重量％聚酯纤维组成的织物，其通过针刺结合。
通过将2.7kg高温可膨胀微球(ExpancelTM 980DU120，AKZO-NOBEL)混合到97.3kg丙烯酸酯粘合剂中制备粘合剂-微球共混物。丙烯酸酯粘合剂的干固体含量为约50重量％，且粘合剂与微球的干重比为18:1。丝网印刷图案如EP1542845中所述被设计为随机点图案。
印刷后，将织物在约100℃下干燥，随后在约225℃的温度下膨胀，同时使用压带机和压延机限制膨胀，以将厚度限制在约1.1mm。同时，使织物固化。
使用购自Zwick Roell AG的通用型测试机，在室温下分析所得芯材料直至20巴的抗压性能。在20巴时立即终止测试后，释放压力，以3个时间间隔测量试验样品的厚度：5秒、1分钟和5分钟后。为此，使用购自Mitutoyo Corp.的通用型厚度计，其配备有38.5cm2的测量印模面积和40.0g/cm2的标准载荷。作为比较例，还分析了购自荷兰Veenendaal的Lantor的XF2和TF1.5芯材料。结果如图6所示。

Claims (15)

1.一种适用于封闭模具系统的芯材料，所述芯材料基于至少一个在织物内包括泡沫结构的纤维织物，所述泡沫结构由多个构件构成，所述多个构件通过通道彼此隔开，其中，所述芯材料在4巴的压力和大于或等于80℃的温度下具有大于40％的抗压性能。
2.根据权利要求1所述的芯材料，所述芯材料在4巴的压力和大于或等于120℃的温度下，优选大于或等于140℃的温度下具有大于40％的抗压性能。
3.根据前述权利要求中任一项所述的芯材料，其中，所述抗压性能大于60％。
4.根据前述权利要求中任一项所述的芯材料，其中，所述构件包含活化温度为至少140℃，优选150℃～220℃，更优选155℃～175℃的微球。
5.根据前述权利要求中任一项所述的芯材料，其中，所述纤维织物浸渍有热固性聚合物，优选浸渍有包含聚丙烯酸酯的热固性聚合物。
6.根据前述权利要求中任一项所述的芯材料，所述芯材料具有小于60％，优选小于40％的自由容积。
7.根据前述权利要求中任一项所述的芯材料，所述芯材料具有小于1mm，优选小于0.9mm的厚度。
8.一种用于制备适用于封闭模具系统中的芯材料，优选制备根据前述权利要求中任一项所述芯材料的方法，所述方法包括：使用至少一种粘合剂将未膨胀的微球引入纤维织物中；然后，使引入的未膨胀的微球膨胀，同时限制微球在与所述芯材料的平面垂直的方向中的膨胀。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，通过丝网印刷、浸渍、分散或它们的组合的方法将所述未膨胀的微球引入到所述纤维织物中。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，使所述微球膨胀同时限制所述在与所述芯材料的平面垂直的方向中的膨胀，优选其中，在压力下加热包括压延。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，所述方法进一步包括：用热固性聚合物浸渍所述纤维织物；然后，将经浸渍的纤维织物加热到高于所述热固性聚合物的热固化温度。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其中，所述未膨胀的微球以与所述粘合剂的共混物的形式来引入，优选所述共混物包含干重比大于12比1，优选大于14比1，更优选大于18比1的所述粘合剂和所述未膨胀的微球。
13.能够通过权利要求8至12中任一项所述的方法获得的根据权利要求1至7中任一项所述的芯材料。
14.一种预浸渍产品，所述预浸渍产品包含根据权利要求1至7和13中任一项所述芯材料以及可固化树脂。
15.一种用于制备成型制品的方法，所述方法包括：将包括根据权利要求1至7和13中任一项所述芯材料的模具与可固化树脂放置在高压釜中，或者将根据权利要求14所述的预浸渍产品放置在高压釜中；然后，使所述可固化树脂在所述高压釜中固化。
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