CN1344205A - 含有结构和非结构纤维的复合物 - Google Patents

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Abstract

一种复合物,它含有结构组分和树脂组分,结构组分含有结构纤维和含有非结构热塑性纤维的增韧添加剂,树脂组分含有非热塑性材料。结构组分是由结构纤维和热塑性纤维形成的预制品。结构纤维在预制品中的体积分数至少为65%。该复合物可以通过用带有非结构热塑性纤维的结构纤维形成预制品以提供结构组分而制成。接着,将液态树脂注射或浸渍入结构组分中并固化。

Description

含有结构和非结构纤维的复合物
本发明涉及一种复合物及其制造方法。
复合材料通常在树脂基质内包含一系列增强纤维。目前，全球的使用复合结构的行业例如航空业主要使用常规的单向和织物基预浸渍品。这种预浸渍制品一般由连续拉伸的增强纤维粗纱或织物，经过熔融树脂浴或溶解于溶剂中的树脂而制成。接着预浸渍品形成所要求的形状，装入模具，闭合并加热使树脂固化。
在过去的5-7年间，出现了另一种制造复合物部件的技术，通常称为复合材料液态成型。在复合材料液态成型中，将干纤维增强材料装入模具或设备内，将树脂注入或浸渍入纤维中并固化。
增强材料指复合物行业内的普通技术人员所熟知的“预制品”，指以适用于复合材料液态成型工艺的形式构成复合物的增强成分的干纤维组件。预制品一般是各种织物形式例如织物、编织物或毡片的组件，根据需要缝制或成形，在放入或放到模具上之前以特定操作组合起来。
许多人观察到复合材料液态成型技术例如RTM(树脂压铸)或真空注入方法是解决在许多难控制的情形下制造复合部件例如大的航空器主要结构和大体积结构的汽车部件的问题的方法。与常规预浸渍品相比，观察到的复合材料液态成型技术的优点是减少边角料和叠铺时间、不依赖于覆盖并增高贮放寿命性能。
但是，尤其当最终的应用需要高韧性时和控制固化周期的时间很关键的场合，复合材料液态成型也有其自身的问题。
多数应用都需要结构部件具有高韧性，对于航空业的基本构件尤其是这样。使航空级复合物具有高韧性的传统方法是增韧基质-通常引入第二相的添加剂例如向环氧树脂基质中加入热塑性聚合物。
已经采用了各种方法将热塑性材料加入树脂中。热塑性材料可以与未反应的热固性树脂在高温下辊形成单相、未反应的熔体。该方法的局限性是能够加入以提高韧性的热塑性材料的加入量。当高分子量的热塑性材料溶解于树脂中时，共混物的粘度急剧增高。但是，向增强纤维中加入树脂的工艺当然要求树脂的流变性能、粘度和弹性可使树脂渗透整个织物预制品。如果形成的复合物结构没有孔隙，而且不需长注射时间和高注射温度，那么这是就是必需的。常规的增韧环氧是极其粘的体系，这意味着必需的树脂加热需要高压和大的工具，而且难以匹配固化时间和注射填充周期。
热塑性材料也可以以放在两层纤维之间的连续固态膜的形式加入。在该工艺中，热塑性材料层通常称为夹层。该类方法在欧洲专利申请№0327142中有描述，它描述了包括置于用热固性树脂浸渍的两纤维层之间的固态连续热塑性材料层的复合物。加热时，热固层和夹层仍保持为非连续层。
带有夹层的方法的一个问题是在热加工阶段，固态的热塑性膜不溶解于树脂中。结果，虽然最终的复合物可以表现出所要求的韧性增高，但是存在弱树脂-热塑性界面。尤其置于潮湿环境中时，该夹层与基质之间的弱界面导致叠层间的耐开裂性差。
热塑性材料也可以以粉状加入。该技术的一个例子在欧洲专利申请№0274899中有描述，其中热塑性材料或在制备预浸渍品之前加入树脂中，或喷到预浸渍品表面上。
使用粉状物料存在一个问题，它难以保证向树脂供应均匀分散的粉状物料。因此，就有热塑性材料加料不均匀的问题，结果，复合物就具有不同韧性的区域。此外，树脂中加入粉状热塑性材料也不适于复合材料液态成型技术，因为根据标准的牛顿理论，树脂中加入微粒时，树脂的粘度会增高，必然会出现上述的所有缺点。
如果粉状颗粒的尺寸与纤维之间的间距相似，那么树脂渗入纤维的过程也会使热塑性粉被滤出，当树脂进入模具时粉状物料会聚集，在最终复合物本体中形成无粉树脂。
不论热塑性粉状物料是否加入树脂或预浸渍品，其加入量都受到限制。因此，增韧效果也同样会受到限制，通常，为了获得合理的增韧，必须采用昂贵的结构热塑性物料。
日本专利申请6-33329提出，包含纤维形式的热塑性物料。该专利申请揭示了含有99-80％(重量)碳纤维或石墨纤维和1-20％(重量)热塑性树脂的增强纤维混合物。该复合物仅包括单向纤维，而且揭示了该方法仅可用作传统的预浸渍品技术。
良好的复合物具有尤其适于具体应用的综合物理性能。复合物制品的该物理性能决定于其中固化的树脂基材和结构材料的物理性能、基材和结构材料在复合物中分布的均匀性。当基材与所有结构材料紧密接触时可获得最佳结果。
因此，最好是树脂基材具有这样的稠度(粘度)，即可覆盖(湿润)所有结构材料，而且如果需要，可填充结构材料内形成的间隙。当结构材料是复杂的结构，例如它是预制品，或当基材与支撑物的比例特别低时，尤其难以达到均匀的湿润。
基材的粘度受添加剂的数量和类型影响。因此，就出现了这样的问题，虽然含有一种或多种添加剂的液态或凝胶基材固化时可具有合适的物理性能，但是尤其当支撑物复杂时，液态或凝胶基材的粘度会过高，不利于其均匀地分布在支撑物材料周围。这会形成缺乏预期的物理性能的复合物制品。
正常地，为了获得良好的综合性能，复合物材料由许多成分组成。一般，对于航空级预浸渍制品，要有高性能增强纤维与复杂的聚合物树脂基材混合物混合。该基材混合物通常由与各种添加剂共混的热固性树脂组成。后者这些添加剂提高基本树脂的韧性。这些体系具有复杂的流动性能，同时它们能够容易地与预浸渍品形式的纤维组合，而它们在其他制造技术中的应用受到限制。作为将这样的复杂树脂用于复杂纤维预制品的注射或树脂输送过程的一个例子，导致添加剂被滤出，形成不均匀制品。
因此，就需要一种制造复合物的方法，它可克服上述的尤其大的复杂结构的问题。
根据本发明的第一方面，提供一种复合物，它包含结构组分和树脂组分，结构组分含有结构纤维和含有非结构热塑性纤维的增韧添加剂，树脂组分含有非热塑性材料；结构组分是由结构纤维和热塑性纤维形成的预制品。
根据本发明的第二方面，提供用于包含由结构纤维和非结构热塑性纤维形成的预制品的复合物中的结构增强料，其中在预制品中，所有或部分结构纤维与非结构热塑性纤维混合，而且结构纤维在预制品中的总体积分数至少为65％。
本文中使用的“结构纤维”一词指提高最终复合物的强度的纤维例如玻璃纤维或碳纤维，由此其弹性模量大于50GPa。
本文中使用的“非结构纤维”一词指因为其弹性模量低于20GPa，所以不是为提高最终复合物强度而加入的纤维。因此，已知的由材料例如Kevlar形成的增强纤维不是本文中的非结构纤维。
结构增强料的形成能够免除树脂中的所有增韧剂，由此就能够使用低粘度的环氧体系，并因此使得用合理的压力、轻质的低成本工具和可控制的循环时间浸渍大部件成为可行的。此外，也能够含有更多的增韧剂，而不损害复合材料液态成型技术的任何可加工性。
因此，根据本发明的第三方面，提供一种制造复合物的方法，它包括用带有非结构热塑性纤维的结构纤维形成预制品，以提供结构组分，将液态树脂注射入结构组分内，并使液态树脂组分固化。
通过加入树脂之前将增韧剂加入结构组分内，就可以利用低粘度树脂，即基本不含增韧剂的树脂。
增韧指提高引起最终断裂所需的能量的能力，该能力表示其自身在冲击过程中吸收能量的能力。这种能力可以由普通技术人员已知的合适的冲击测试方法测得。已知热塑性聚合物可提高吸收结构复合物内的冲击能量的能力。通过形成合适的预制品，它们可以分散于整个最终复合物中，给出均一的耐冲击性，或进入特定部位，形成某些复合物部件所要求的区域增韧结构。
增韧添加剂优选这样的热塑性材料，它的熔融潜热可以吸收一部分固化放出的热量，而当固化结束时回复成固态，其增韧能力不会损失。优选选择固化剂、树脂和热塑性添加剂，以提供这样的固化步骤，它至少部分在所述热塑性添加剂的熔点以下实施，由此若出现过多的放热就可在添加剂熔融或相转变中吸收部分固化能量。固化步骤优选在添加剂的熔点温度以下开始，在固化周期期间，可以超过熔点温度。
注入低粘度树脂(加热的或其他方法)能够缩短加工周期的注射-填充部分。但是，也必需缩短固化周期时间。这能够用很有活性的树脂、较高的温度等达到--但总是放出过多的热量--尤其在较厚的部件内，这会导致最终部件的降解或损害。
增韧剂优选含有半结晶热塑性纤维。
如果半结晶热塑性纤维用作增韧添加剂，那么在不放出过多热量的情形下就能够实现很快的固化。合适温度下由固化产生的热量能够使纤维内的晶体熔融。那么，晶体熔融的潜热会缓和热固性树脂内的温度升高。选择晶体熔融温度合适的增韧纤维可使固化周期趋于其可能的最大值，而不损害复合物。半结晶纤维自身在冷却时会回复到其起始态，加工不影响部件最终的韧性。
优选的增韧剂包括聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚-醚-酮。
增韧剂优选足以将未增韧复合物的冲击能的吸收量提高至少30％，最优选至少50％。
增韧剂在最终复合物中的体积百分率优选高于2％，更优选高于5％，最优选高于10％。
增韧剂在最终复合物中的体积百分率优选不高于30％，更优选不高于25％，最优选不高于20％。尤其优选的是增韧剂在最终复合物中的体积百分率不高于15％。
结构纤维在预制品中的体积百分率优选至少65％。最小值65％保证了存在足够的结构纤维，以形成所要求的强度。此外，预制品中非结构热塑性纤维的量不足以使物料由热加工过程直接转变成完全压固的热塑性复合物。但是，增韧纤维即热塑性纤维的比例，比其中加入热塑性粒子物料的已知方法高，因此，增韧效果比用已知方法获得的高很多。
增韧剂的熔融温度优选与树脂组分的固化温度不同。它能够在80-350℃之间，更优选在100-250℃之间，但是它的最终选择决定于基材的参数。合适地，它可以高出固化温度20℃，尽管发现至少在某些材料的情形下，实际上对于要熔融的热塑性纤维，它可以是优选的。
采用低粘度树脂制成的复合物能够提高填充模具的速率。但是，控制树脂的固化时间的问题仍存在。注射树脂中总存在的关键因素是确保树脂充满模具，并在其固化前湿润整个增强材料。但是，充模时间和固化时间是相关的，树脂在注射前一旦混合就开始固化，该过程贯穿在整个注射周期中。
在一个优选的实施方式中，通过从树脂配方排除固化剂，就可将注射和固化步骤分离。树脂固化剂改为在注射树脂组分之前加入到结构组分中。固化剂优选是温度活化的。固化剂可以通过分散入热塑性纤维内而加入到结构组分中。
目前，可以买到固态粉状的固化剂，它仅在特定温度下活化。当固化剂被具有特定熔融温度的热塑性固体包封时，该能力就会显现。微米化的固化剂可以分散于结构增强料中，接着，树脂能够热注射，而不会过早反应。接着，当需要时仅通过升温至临界温度来活化分散的固化剂，就能够触发树脂固化。
本发明的实施方式可在树脂加入到结构组分之前防止其固化。这就避免了树脂粘度由于树脂加入到结构组分之前或加入期间发生固化而增高的计时问题。这就提供了对加工的大得多的控制程度，也提供了复合物结构的更大的灵活性，因为粘度较低的树脂的加工问题较少。例如，具有厚叠层结构的复合物是有利的，然而，在现有技术的方法中，在夹层和离边最远的层面上提供足量树脂会遇到困难。
温度活化的固化剂通过固化前可以完成树脂的加入，然后，一旦完成树脂与结构组分的良好混合就升高温度以激活固化，从而可提供更大的控制。该固化操作可以很快，因为能够使用高反应性的树脂，而且热塑性纤维能够缓和放热导致的温度升高。此外，通过能检查和纠正(如果弄错)充模具填充，而不用关注是否固化已经发生，从而可保证提高质量。
合适的树脂固化温度、对于具体树脂及温度的合适固化剂和热塑性聚合物的熔点对本行业内普通技术人员是众所周知的。
另一个优选的特征是，使用织物覆面毡料作为预制品的一部分，将其夹在结构组分层之间。
所述覆面毡料或由于其薄度或内在的吸收性或覆面毡料材料的结构或这些特性的组合，其吸收速率比结构组分层(一层或多层)大。因此，在一些实施方式中，优选的是提供夹在结构层之间的覆面毡料层，并提供提高树脂渗入结构中的速率的手段。与迄今已知的方法相比，宜采用该方法，树脂就可优选进入较厚结构的中央。
该覆面毡料是一般由造纸工艺制成的很薄的非织造纤维材料层。根据比预制品其他部分大的树脂吸收速率，该覆面毡料用来帮助树脂渗入预制品的芯部。通过将覆面毡料夹在织物层之间，由此树脂就可以比迄今可以达到的快的速度进入厚预制品的中央。通过位于织物层之间的界面上，这是在复合部件内分层的初始定位，该纱也用来提供选择性的增韧。
所述覆面毡料优选是由造纸工艺制成的薄纤维层。该覆面毡料优选低于100g/m2，更优选低于50g/m2，最优选低于30g/m2。该覆面毡料也提供屈服和裂开偏斜的桥接的纤维的组合。该覆面毡料也可以通过含有非结构热塑性纤维和结构纤维的混合物，提供增韧。
所述覆面毡料优选含有不高于70％的非结构热塑性纤维，更优选不高于60％。该覆面毡料可以含有最少20％非结构热塑性纤维。但是，非结构热塑性纤维的量决定于在预制品内保持合适的结构纤维总含量的需要。
所述覆面毡料也可以含有固化剂。如果覆面毡料分布于整个预制品中或附着于以一部分使用的所有织物，那么就可以从树脂和用来形成预制品的其他材料两者中排除固化剂。
这种覆面毡料的一个优选特征是存在分布于覆面毡料上或覆面毡料内的优选被树脂活化的、优选被树脂的温度活化的粘合剂物料。合适的粘合剂是熔点低于进入树脂的热塑性塑料。另外，树脂温度可以在进入覆面毡料后升高，由此活化粘合剂。也可以直接将粘合剂涂布到随后放入结构组分层之间的结构表面上，随后进行温度活化，但是，这样不如加入覆面毡料内方便。
在一个优选的特征中，加入的树脂的温度溶解粘合剂，但是不足以使在随后的加热步骤中发生的固化开始。以该方式，厚的夹入的纤维织物就可以在固化步骤之前牢固地粘合在一起，形成预制品。
树脂优选热固性树脂，更优选环氧树脂。
预制品可以包括织物，所述织物可以是织造或非织造织物。该织物可以含有混合纱，即混在混合纱中的结构纤维和增韧纤维，或该织物可以含有混在一片织物中的结构纱和增韧纱。增韧纤维优选与结构纤维混合，形成混合纱。非结构热塑性纤维与结构纤维之比不同的混合纱可以用于同一织物中。含有混合的不同非结构热塑性纤维和结构纤维的相似混合纱可以用于同一织物或预制品中。
使用混合纱的该基本概念可以变化很大。即可以在预制品中用混合纱代替全部纱，或仅代替一部分。此外，根据部件需要，大预制品可以由常规或增韧织物带组成。这提供了这样的加工优点，即单独的树脂体系能够用于大部件，但是复合物的性能，各处的韧性和温度能力能够不同-由此使复杂结构的一步成型更可行。
通过制成不同形式的预制品，复合物的性能能够变化很大。例如，在织造物的情形下，提供结构纤维和热塑性纤维的图案会对复合物的整个性能都有影响。由此，以织物形式使用结构增强料能够提供很大的多样性。
下面参照附图和实施例详细说明本发明的实施方式，在附图中：
图1a是本发明层状复合物的示意图；
图1b是图1a层状复合物带有示意的冲击区域的上层的示意图；
图1c是图1a层状复合物的上层的结构示意图；
图1d是图1b所示的屈服带2的分解示意图；
图2a是夹在叠层物中两个结构层之间的混合覆面毡料的说明图；
图2b是图2a的混合覆面毡料的可能的结构的说明图；
图2c是图2a的混合覆面毡料的另一种结构的说明图；
图3显示了各种实施例的吸收能量与体积分数x厚度的关系；
图4-6显示了由下列纤维形成的复合物的冲击强度随厚度x纤维体积分数变化的关系；图4：单独的玻璃纤维；图5：玻璃纤维和聚丙烯纤维；图6：玻璃纤维和聚酰胺纤维。
图1a揭示了叠置三层同样的长方形平面层的层状结构的复合物：上层：3a；夹层b和下层c。其内部结构由图1c显示得更清楚，图1c是插入物4的分解图。该分解图显示了每层都由混合织物形成，所述混合织物含有结构纤维的纱，即与热固性树脂基质内的热塑性纤维的纱混杂的碳纤维。
图1b和图1d图示冲击对上层3a表面的影响。尤其是图1b显示根据理论冲击的一系列斜线型层服带，图1d是线型屈服带2的分解图，并表明屈服带对应于复合物层中延伸的热塑性纱。
参照图2，它显示了与图1相似的层状复合物结构，但是它具有夹在两层织物之间的混合覆面毡料。该夹层覆面毡料赋予织物复合物以韧性。两种另外的覆面毡料结构如图2b和c所示。图2b显示了混合的结构和非结构纤维和热塑性粉的结构，图2c显示了碳纤维与热塑性粉的单一结构。在这两种情形下，在织物层与纤维覆面毡料之间的桥接纤维提供抗分层性和部分增韧。但是，它可由覆面毡料层内热塑性塑料的存在而大大增强。
通过合理地设计夹层覆面毡料，就可相对于流过上层和下面结构层的速率，提高树脂流过覆面毡料的速率，由此提高注入的树脂渗入复合物的速率。
在这两种情形下，固化剂可以在加入树脂之前与结构组分一同存在，使得一旦发生结构组分的令人满意的“湿润”，就可以用合适温度激活固化过程。
实施例1
用这样一种织物预制品制成一种复合物，它在四轴非卷曲织物中由玻璃纤维与聚丙烯纤维混合而组成。该织物用低粘度不饱和聚酯树脂浸渍，室温固化该叠层物，接着根据树脂供应商的说明书80℃后固化。
板厚3mm，三种组分的体积分数如下所述：
玻璃纤维0.2v/v；
聚丙烯纤维0.2v/v，和
聚酯树脂0.6v/v。
对叠层物进行落锤冲击测试，以测得其吸收的能量。使用的具体测试结构产生的玻璃纤维复合物的能量吸收结果，落入由叠层厚度和纤维体积分数决定的主曲线。由加入聚丙烯纤维作为增韧剂的预制品制成的叠层物所吸收的能量是100J。
相反，用同样聚酯树脂0.8v/v制成，但是完全由玻璃纤维制成的织物增强的纤维体积分数0.2v/v和厚3mm的相似叠层物吸收平均值约40J。这说明预制品中加入热塑性纤维会大大有利于韧性。
实施例2
用DGEBA环氧树脂(用胺硬化剂固化的双酚A的二缩水甘油醚)(用CibaHY932芳胺固化的Shell Epikote 828)和E-玻璃纤维的平纹机织物，制成玻璃纤维环氧复合物。该织物约占复合物体积的50％。用同样量的织物但是织物组分含有70％(体积)E-玻璃纤维和30％(体积)结晶熔点温度210℃的半结晶聚合物纤维，制成相似的复合物。
浸渍织物，并叠层至6cm厚，在设置为190℃的烘箱中固化。嵌入叠层物中央的热电偶监测材料内温度的升高，因为它们起始平衡至烘箱温度，然后由于固化过程放热，温度会进一步升高。
仅有玻璃纤维的叠层物的温度会升高至远远超过190℃烘箱温度，它很快达到300℃峰值温度，在此温度，可观察到环氧显著降解。含有半结晶热塑性纤维的叠层物也会由于固化放热表现出温度升高，但是温度一旦达到热塑性纤维的晶体熔融温度，整个温度升高就会停止，环氧树脂不会显著降解。
实施例3
用平纹机织物和环氧树脂(用胺硬化剂固化的双酚A的二缩水甘油醚(用Ciba HY932芳胺固化的Shell Epikote 828))，制成3mm厚的碳纤维复合物。所述织物含有70％(体积)碳纤维(Torayca T300)和30％(体积)尼龙6.6纤维。该织物用液态环氧树脂浸渍，室温固化24小时，接着100℃后固化4小时。固化的叠层物含有约50％(体积)碳纤维和21％(体积)尼龙纤维。复合物的其他29％是固化的环氧树脂。浸渍仅由碳纤维制成的织物，制成相似的复合物。在该情形下，平纹机织物的碳纤维占复合物体积的50％，环氧树脂基质占其余的50％。
两种叠层物经受过量能量，落锤冲击测试。仅含有碳纤维和环氧基质的叠层物吸收50J能量。含有碳纤维、尼龙纤维和环氧基质的叠层物吸收85J。
实施例4-7
用一系列中等体积分数玻璃纤维的复合物进行了测试，所述复合物的冲击韧性(在全穿透情况下落锤冲击过程中吸收的能量)与未改性类似物相比，由于含有热塑性纤维而提高2-3倍。在开孔拉伸测试中，同样材料的测试结果也说明显著缺乏凹口敏感性。
相对于两种对照样品，两种材料的冲击测试结果如图3所示和说明测试材料如表1所示。
表1
增韧和未增韧复合叠层物的对比
  实施例     制品   结构组分的体积分数％     结构组分
  实施例4     (F394)     22-23 玻璃/聚丙烯/聚酯
  实施例5     (F404)       41     玻璃/聚酯
  实施例6     (F384)     22-23 玻璃/聚丙烯/聚酯
  实施例7     (F389)       25     玻璃/聚酯
每种结构组分含有约50∶50(体积)的玻璃与增韧剂。
图3显示了实施例4-7的冲击测试结果，吸收能量与厚度x纤维体积的关系图。为了对比，叠加了SMC(片料成型复合物)、GMT’s(玻璃毡热塑性塑料)和预浸渍品等的冲击主曲线。含有聚丙烯和聚酯的复合物的吸收能量与不含增韧剂的类似复合物相比显著增高。
图4-6显示了耐冲击强度，即穿透期间吸收的能量与厚度x纤维的体积分数之间的关系。每条曲线的数据都取自三种不同的热固性基质-两种环氧和一种聚酯。图4的第一条曲线显示了当单独使用玻璃纤维，玻璃纤维在复合物中的体积分数是30-50％时，所获得的结果。图5和6的第二和第三条曲线显示了玻璃纤维部分被图5的聚丙烯代替和图6的聚酰胺代替时的结果。这些曲线说明含有热塑性聚合物在提高冲击强度方面有显著的好处。此外，使用不同基质，该效果是一致的。
研究中使用的形成图4-6曲线的树脂包括不饱和间苯二甲酸的聚酯树脂(UP)、Crystic 272(Scott Bader plc产品)和两种环氧体系，EPl是冷固化的环氧树脂(用酰胺硬化剂固化的双酚A的二缩水甘油醚(用Ciba HY932芳胺固化的Shell Epikote 828))，EP2是Cytec-Fiberite提供的120℃固化的低单组分低粘度环氧树脂Cycom 823。
所有这些测试中的实验步骤都包括使用落锤冲击测试，其中末端装有直径为20mm的半球的冲锤落到测试用复合物的样品板上。所述复合物样品是一般厚3mm、尺寸为60mm×60mm的薄板，它承载在内径为40mm的刚环上。冲锤从1m的高度落下，具有足够的重量，其动能足以使冲锤完全穿透样品。测试中记录冲击期间的力，吸收能量从记录的力时间和测得的冲锤冲击样品时的速度算出。
使用热塑性纤维加入到树脂基质中，会在给出不可能发生在未改性热固性树脂中的塑性变形和屈服机理的热固性基质中，形成热塑性区域。未改性热固性树脂的低粘度使之可以在合理时间内模制成大部件，而且可在加工中使用低注射压力，这也消除了与由于施加压力而在注射点附近冲掉纤维有关的任何问题。
本发明可以使许多复合物制造技术在能加工更大范围的基质配制物方面更有效，而且因为能够缩短流动和湿润时间，所以能够提高使用现有体系的效率。这会缩短制造组件所花费的时间。

Claims (25)

1.一种复合物，它含有结构组分和树脂组分，结构组分含有结构纤维和含有非结构热塑性纤维的增韧添加剂，树脂组分含有非热塑性材料，结构组分是由结构纤维和热塑性纤维形成的预制品。
2.如权利要求1所述的复合物，其中所述的树脂组分是热固性树脂组合物。
3.如权利要求1或2所述的复合物，其中所述的树脂组分是低粘度热固性树脂组合物。
4.如上述权利要求中任一项所述的复合物，其中所述复合物中的增韧剂的体积百分率高于2％，但是低于30％。
5.如上述权利要求中任一项所述的复合物，其中所述增韧剂的体积百分率高于5％，但是低于25％。
6.如上述权利要求中任一项所述的复合物，其中所述增韧剂的体积百分率高于10％，但是低于20％。
7.如上述权利要求中任一项所述的复合物，其中所述的结构增强料的组分以多层织物的形式提供，在两层相邻的层之间提供至少一层覆面毡料，所述覆面毡料包含织造或非织造材料薄层。
8.如上述权利要求中任一项所述的复合物，其中所述的预制品中结构纤维的体积分数至少为65％。
9.一种用于由复合材料液态成型制造复合物的结构增强料，所述结构增强料包含由结构纤维和非结构热塑性纤维形成的预制品。
10.一种用于包含由结构纤维和非结构热塑性纤维形成的预制品的复合物中的结构增强料，预制品中结构纤维的体积分数至少为65％。
11.如权利要求10所述的结构增强料，其中所述的热塑性纤维的至少一部分是半结晶的。
12.如权利要求10或11所述的结构增强料，它还含有树脂固化剂。
13.如权利要求12所述的结构增强料，其中所述的固化剂可以温度激活。
14.如权利要求10-13中任一项所述的结构增强料，其中所述的预制品包含织物层，增强组分还包括两层相邻层之间的至少一层覆面毡料，所述覆面毡料由织造或非织造材料薄层形成。
15.如权利要求14所述的结构增强料，其中所述的覆面毡料包含热塑性纤维。
16.如权利要求14或15所述的结构增强料，其中所述的粘合剂材料分布在覆面毡料上或覆面毡料内。
17.如权利要求14-16中任一项所述的结构增强料，其中所述覆面毡料的吸收树脂的速率比纤维快。
18.如权利要求10-17所述的结构增强料，其中所述的预制品包含含有混合的结构纤维与热塑性纤维的混合纱或结构纤维纱与热塑性纤维纱的织物。
19.一种制造复合物的方法，它包括由含有非结构热塑性纤维的结构纤维形成预制品，以提供结构组分，将液态树脂注入或浸渍入结构组分，并固化液态树脂组分。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述的树脂固化剂在树脂组分之前加入到结构组分内。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述的固化剂被包封在第一温度熔融的材料内，其中所述的固化步骤包括升高温度至第一温度，以激活固化剂。
22.如权利要求19-21中任一项所述的方法，其中所述的固化步骤至少部分在热塑性纤维的熔点以下的温度实施。
23.如权利要求19-22中任一项所述的方法，其中加入树脂之前，所述的预制品包括以层状提供的织物，和提供在至少一对相邻层之间的覆面毡料，所述覆面毡料含有织造或非织造材料薄层。
24.如权利要求23所述的方法，它包括将所述粘合剂材料分散到覆面毡料上或覆面毡料内。
25.如权利要求19-24中任一项所述的方法，其中所述的树脂注射工艺是树脂压铸或复合树脂注射成型。
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